JP2011167442A - 照明光学系及び内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体を用いた照明光学系において、蛍光体の前方に配置される透明部材の温度上昇や破損を招くことなく、透明部材の表面での蛍光の反射を防止できるようにする。
【解決手段】第１照明光学系５２は、保持部材６２を有している。保持部材６２は、蛍光体６０と透明部材であるカバーガラス６１とを保持し、これらの間に密閉空間６４を形成する。密閉空間６４には、液状物質６５が充填されている。液状物質６５は、カバーガラス６１との屈折率差を小さくすることによって、蛍光体６０から発せられた蛍光がカバーガラス６１の表面６１ａで反射してしまうことを防ぐ。また、第１照明光学系５２には、液状物質６５を循環させるための循環路６３が設けられている。液状物質６５を循環させれば、循環路６３を通る間に液状物質６５が冷えるので、カバーガラス６１の温度上昇や破損を招くこともない。
【選択図】図４

Description

本発明は、蛍光体を用いた照明光学系、及びこの照明光学系を備えた内視鏡に関する。

所定の波長の励起光が入射した際に、その励起光を吸収して励起し、白色の蛍光を発する３波長型の蛍光体を照明光学系に用いた内視鏡が、特許文献１で提案されている。このように蛍光体を用いた照明光学系では、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子を光源とすることができ、光源の低消費電力化や長寿命化、安全性の向上などを図ることができる。さらに、３波長型の蛍光体は、可視域全体に亘って比較的フラットな波長特性の白色光を発するので、演色性に優れた照明を行うことができる。

特開２００５−２９４２８８号公報 特開平１０−１９２２２０号公報

蛍光体を用いた照明光学系では、蛍光体を保護するためのカバーガラスや照明光を拡散させるためのレンズなどといった透明部材を蛍光体の前方に配置している。蛍光体は、蛍光を発する際に非常に高温になる。この蛍光体の熱が透明部材に伝わり、透明部材が高温になると、観察対象の生体に火傷などの影響を及ぼしてしまうことが懸念される。このため、蛍光体と透明部材とは、極力距離を開けて配置され、蛍光体の熱がなるべく透明部材に伝わらないようにしている。

ところが、このように透明部材を蛍光体の前方に配置すると、蛍光体と透明部材との間に空気層が生じる。そして、この空気層と透明部材との屈折率差により、蛍光体から発せられた蛍光の一部が、透明部材の表面で反射してしまい、照明光の光量が低下するという問題が生じる。

こうした反射を防止する技術として、例えば、特許文献２には、内視鏡挿入部の先端を透明な保護カバーで覆う際に、挿入部の先端と保護カバーとの間に生じる隙間に、水などの透明な液状物質を充填し、これらの間に空気層を介在させないようにすることが記載されている。こうすれば、屈折率差が生じることを抑えることができるので、挿入部の先端に保護カバーを被せた際にも、保護カバーの内面で照明光の一部が反射してしまうことを防ぐことができる。

蛍光体を用いた照明光学系に上記特許文献２の技術を流用し、蛍光体と透明部材との間に液状物質を充填すれば、透明部材の表面での蛍光の反射を防ぐことができる。しかしながら、蛍光体と透明部材との間に液状物質を充填してしまうと、その液状物質を介して蛍光体の熱が透明部材に伝わってしまうため、前述のように、生体への影響が懸念される。さらに、蛍光体の熱で液状物質が膨張し、これによって透明部材が破損してしまう恐れもある。このため、蛍光体を用いた照明光学系では、透明部材の温度上昇や破損を招くことなく、透明部材の表面での蛍光の反射を防止できるようにすることが望まれている。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、蛍光体を用いた照明光学系において、蛍光体の前方に配置される透明部材の温度上昇や破損を招くことなく、透明部材の表面での蛍光の反射を防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の照明光学系は、所定の波長の励起光が入射した際に、その励起光を吸収して励起し、前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と、透光性のある材料で略板状に形成され、前記蛍光体と対向して配置される透明部材と、前記蛍光体と前記透明部材とを保持し、これらの間に密閉空間を形成する保持部材と、透光性を有するとともに、前記透明部材と同一又は近い屈折率を有し、前記密閉空間に充填された液状物質と、前記液状物質を循環させるための循環路とを備えたことを特徴とする。

前記液状物質を強制的に循環させるための循環手段を設けると、より好適である。また、前記循環路を、両端が前記密閉空間に連通された一本の管路とし、前記密閉空間内の前記液状物質を毛細管力によって前記循環路に送り込むための毛細管を前記循環路の一端部に設ける構成としてもよい。また、前記循環路は、少なくとも一部が伸縮性を有していることが好ましい。さらには、前記蛍光体に前記励起光を入射させる光源を設けてもよい。

また、本発明は、挿入部の先端に設けられた照明窓から観察対象を照明するための照明光を照射する内視鏡において、所定の波長の励起光が入射した際に、その励起光を吸収して励起し、前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と、透光性のある材料で略板状に形成され、前記蛍光体と対向して配置される透明部材と、前記蛍光体と前記透明部材とを保持し、これらの間に密閉空間を形成する保持部材と、透光性を有するとともに、前記透明部材と同一又は近い屈折率を有し、前記密閉空間に充填された液状物質と、前記液状物質を循環させるための循環路とからなり、前記蛍光を照明光として前記照明窓から照射する照明光学系を備えたことを特徴とする。

本発明では、蛍光体と透明部材との間に形成される密閉空間に液状物質を充填するとともに、この液状物質を循環させるための循環路を設け、密閉空間と循環路との間で液状物質を循環させるようにした。こうすれば、空気層に起因する屈折率差によって透明部材の表面で蛍光が反射してしまうことを防ぐことができるとともに、循環路を通る間に液状物質が冷えるので、透明部材の温度上昇や破損を招くこともない。

内視鏡システムの構成を示す説明図である。 先端面の構成を示す平面図である。 先端部の内部の構成を概略的に示す断面図である。 第１照明光学系の構成を概略的に示す説明図である。 液状物質の貯留部を設けた例を示す説明図である。 透明部材にレンズを用いた例を示す説明図である。 液状物質を自然循環させる例を示す説明図である。 毛細管を設けた例を示す説明図である。 密閉空間に液体レンズを設けた例を示す説明図である。 照明光学系に光源を設けた例を示す説明図である。

図１に示すように、内視鏡システム２は、患者の体腔内を撮影する電子内視鏡１０と、内視鏡画像を生成するプロセッサ装置１２と、内視鏡画像を表示するモニタ１４と、体腔内に送り込む水を貯留する送水タンク１６とからなる。

プロセッサ装置１２には、発光ダイオード１８（以下、ＬＥＤ１８と称す）が設けられている。ＬＥＤ１８は、約４０５ｎｍの波長の近紫外光を照射する。この近紫外光は、患者の体腔内を照明するために用いられる。プロセッサ装置１２は、所定の導光路を介してＬＥＤ１８の近紫外光を電子内視鏡１０に入射させる。

さらに、プロセッサ装置１２には、図示を省略したポンプが設けられている。プロセッサ装置１２は、このポンプを駆動することにより、送気送水用の空気を電子内視鏡１０に送り込む。このように、プロセッサ装置１２は、内視鏡画像を生成する機能に加え、近紫外光、及び送気送水用の空気を電子内視鏡１０に供給する機能を有している。

電子内視鏡１０は、患者の体腔内に挿入される挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設され、医師や技師などの術者が手元で操作を行なう操作部２２と、操作部２２から延びるユニバーサルコード２４とからなる。

挿入部２０は、直径約１０ｍｍの細管状に形成されており、先端から順に、先端部２６、湾曲部２７、及び可撓管部２８で構成されている。先端部２６は、硬質な樹脂材料で形成されている。この先端部２６の先端面２６ａには、観察対象からの像光を取り込むための観察窓４０（図２参照）が設けられている。可撓管部２８は、細径かつ長尺な管状に形成されるとともに、可撓性を有しており、操作部２２と湾曲部２７とを接続する。

湾曲部２７は、操作部２２に設けられた上下用操作ノブ３０及び左右用操作ノブ３１の回転操作に応じて上下左右に湾曲するように構成されている。操作部２２の内部には、上下用操作ノブ３０の回転操作に従動して回転するプーリと、左右用操作ノブ３１の回転操作に従動して回転するプーリとが設けられている。各プーリには、ワイヤが巻き掛けられている。各ワイヤは、その両端部が湾曲部２７に接続されており、各ノブ３０、３１の回転操作にともなう各プーリの回転に従動して湾曲部２７を押し引きする。

これにより、上下用操作ノブ３０を回転操作すると、湾曲部２７が上下方向に湾曲し、左右用操作ノブ３１を回転操作すると、湾曲部２７が左右方向に湾曲する。術者は、各ノブ３０、３１を回転操作して湾曲部２７を湾曲させ、先端面２６ａに設けられた観察窓４０を任意の方向に向けることにより、体腔内の観察を行う。

操作部２２には、各ノブ３０、３１の他に、鉗子やスネアなどといった処置具を挿入するための処置具挿入口３２、観察窓４０や体腔内に空気や水を送り込む送気送水を行うための送気送水ボタン３３、及び体腔内に溜まった空気や残渣、体液などの吸引を行うための吸引ボタン３４などが設けられている。

ユニバーサルコード２４の操作部２２と反対側の端部には、プロセッサ装置１２から供給される光及び空気を取り込むための第１コネクタ３６と、電源や各種の制御信号の伝送に用いられる第２コネクタ３７とが設けられている。電子内視鏡１０は、これらの各コネクタ３６、３７を介してプロセッサ装置１２に着脱自在に接続される。

第１コネクタ３６には、送気送水チューブ３８が着脱自在に接続されるジョイントが設けられている。送水タンク１６は、この送気送水チューブ３８を介して第１コネクタ３６に接続されている。送水タンク１６に貯留された水は、送気送水チューブ３８及び第１コネクタ３６を介して電子内視鏡１０に供給され、送気送水ボタン３３の操作に応じて先端部２６から吐出される。

図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察対象からの像光を取り込むための観察窓４０と、照明光を出射させるための第１及び第２の２つの照明窓４２、４４と、処置具挿入口３２に挿入した処置具の先端を露呈させる処置具出口４６と、送気送水ボタン３３の操作に応じて空気又は水を吐出する送気送水ノズル４８とが設けられている。処置具挿入口３２と処置具出口４６とを接続する鉗子チャンネルは、吸引を行うための吸引管路も兼ねている。従って、吸引ボタン３４を操作すると、処置具出口４６から空気や体液などが吸引される。

観察窓４０、及び各照明窓４２、４４は、略円形に形成された開口である。観察窓４０からは、観察対象からの像光を結像するための観察光学系５０の一部が露呈している。各照明窓４２、４４からは、それぞれ第１照明光学系５２、第２照明光学系５４の一部が露呈している。各照明光学系５２、５４は、プロセッサ装置１２から供給される近紫外光を基に、白色の照明光を生成し、その照明光を各照明窓４２、４４から照射する。

これらの各光学系５０、５２、５４の一端部は、各窓４０、４２、４４に緊密に嵌め込まれている。これにより、各窓４０、４２、４４を介して体液などが内部に浸入してしまうことを防ぐことができる。また、各光学系５０、５２、５４の一端部は、それぞれ先端面２６ａと略面一になっている。

各照明窓４２、４４は、観察窓４０を挟み、かつ観察窓４０に対して略対称となるように配置されている。このように２つの照明窓４２、４４を配置し、ほぼ等しい光量の照明光を各照明窓４２、４４から照射することにより、観察窓４０の観察領域の全体に亘って均一に照明し、観察領域内に照明ムラが生じることを抑えることができる。

送気送水ノズル４８は、吐出する空気又は水が観察窓４０に向かうように形成されている。これにより、送気送水ノズル４８から吐出される水によって観察窓４０が洗浄され、観察窓４０に付着した血液や粘液などを洗い流すことができる。

図３は、図２のＡ−ａ線（各照明窓４２、４４の中心を通る線）で切断した先端部２６の断面を概略的に示す断面図である。図３に示すように、観察光学系５０の奥には、イメージセンサ５５が設けられている。観察光学系５０は、複数枚のレンズを組み合わせて構成され、観察窓４０を介して入射した像光をイメージセンサ５５の撮像面に結像させる。イメージセンサ５５は、観察光学系５０が結像した像光を撮像し、その像光に応じた撮像信号を出力する。このイメージセンサ５５は、配線を介して第２コネクタ３７と電気的に接続されている。そして、イメージセンサ５５は、第２コネクタ３７を介してプロセッサ装置１２と電気的に接続される。

プロセッサ装置１２は、イメージセンサ５５から出力される撮像信号に対して画像処理を行うとともに、コンポジット信号やコンポーネント信号などの映像信号にエンコードし、その映像信号をモニタ１４に出力する。これにより、患者の体腔内などを撮影した内視鏡画像がモニタ１４に表示される。なお、イメージセンサ５５には、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。

第１照明光学系５２の奥には、第１ライトガイド５６が設けられている。同様に、第２照明光学系５４の奥には、第２ライトガイド５７が設けられている。各ライトガイド５６、５７は、可撓性を有する光ファイバを多数束ねることによって形成されている。各ライトガイド５６、５７は、一方の端面を各照明光学系５２、５４と対面させ、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の内部を通って、他方の端面を第１コネクタ３６から露呈させている。そして、各ライトガイド５６、５７は、第１コネクタ３６がプロセッサ装置１２に接続された際に、プロセッサ装置１２内に設けられた光出射面に前記他方の端面を対面させる。これにより、プロセッサ装置１２に設けられたＬＥＤ１８からの近紫外光が各ライトガイド５６、５７によって案内され、各照明光学系５２、５４に入射する。

図４に示すように、第１照明光学系５２は、蛍光体６０と、カバーガラス（透明部材）６１と、保持部材６２と、循環路６３とで構成されている。なお、第２照明光学系５４の構成は、第１照明光学系５２の構成と同じであるので、第２照明光学系５４の構成の説明は省略する。

蛍光体６０は、約４０５ｎｍの波長の近紫外光が入射した際に、その近紫外光を吸収して励起し、白色の蛍光を発する、いわゆる３波長型の蛍光体である。蛍光体６０は、上記特性を有する蛍光材料によって略円形の平凸レンズ状に形成され、蛍光が拡散するように凸側を前方に向けて配置されている。カバーガラス６１は、透光性のある無色透明な周知の光学ガラスによって円板状に形成され、蛍光体６０の前方に蛍光体６０と対向して配置されている。

保持部材６２は、円筒状に形成され、その内部に蛍光体６０とカバーガラス６１とを対向させて保持し、これらの間に密閉された空間６４（以下、密閉空間６４と称す）を形成する。また、保持部材６２は、第１照明窓４２の形状に応じた外径を有している。第１照明光学系５２は、保持部材６２が第１照明窓４２に緊密に嵌め込まれることによって、先端部２６の硬質な樹脂材料部分に固定される。

保持部材６２は、蛍光体６０とカバーガラス６１とを保持するとともに、蛍光体６０の後方に第１ライトガイド５６の一端を保持する。この際、保持部材６２は、第１ライトガイド５６の出射端面を蛍光体６０の後端面に接触させ、かつ第１ライトガイド５６と蛍光体６０との光学中心を一致させる。これにより、第１ライトガイド５６から出射された近紫外光が蛍光体６０に入射し、蛍光体６０が励起される。

蛍光体６０は、第１ライトガイド５６から出射された近紫外光を吸収して励起すると、白色の蛍光を発する。発せられた蛍光は、カバーガラス６１を透過し、第１照明窓４２を介して電子内視鏡１０の外部に出射される。このように、第１照明光学系５２は、プロセッサ装置１２から供給される近紫外光を蛍光体６０で白色の蛍光に変換し、この蛍光を照明光として第１照明窓４２から照射する。こうすれば、可視域全体に亘って比較的フラットな波長特性の白色光が得られ、演色性に優れた照明を行うことができる。また、光源にＬＥＤ１８を用いることができるので、光源の低消費電力化や長寿命化、安全性の向上などを図ることもできる。

密閉空間６４には、液状物質６５が充填されている。この液状物質６５には、例えば、水や光学マッチングオイルなど、透光性を有し、かつ光学ガラスからなるカバーガラス６１と同一又は近い屈折率を有するものが用いられる。このように、密閉空間６４にカバーガラス６１と同一又は近い屈折率を有する液状物質６５を充填し、カバーガラス６１と液状物質６５との屈折率差を小さくすれば、蛍光体６０から発せられた蛍光がカバーガラス６１の表面６１ａで反射し、照明光の光量が低下してしまうことを防ぐことができる。

なお、液状物質６５は、水などの液体に限ることなく、ゼリー状のものやゲル状のものなど、透光性を有するとともにカバーガラス６１と同一又は近い屈折率を有し、内部に気泡を含むことなく流動するものであればよい。また、液状物質６５として水を用いる場合には、気泡の発生を防止するため、脱気水とすることが好ましい。

循環路６３は、第１管路７０と、第２管路７１と、ポンプ（循環手段）７２とで構成されている。各管路７０、７１は、一続きの一本の配管である。これらの各管路７０、７１には、シリコーンゴムなどの伸縮性のある材料が用いられている。各管路７０、７１は、それぞれ一端が保持部材６２に接続され、他端がポンプ７２に接続されている。また、各管路７０、７１の保持部材６２側の一端部は、密閉空間６４に連通されている。

このように、循環路６３は、両端が密閉空間６４に連通された一本の管路であり、ポンプ７２を駆動することによって、密閉空間６４に充填された液状物質６５を循環させる。なお、液状物質６５を循環させた際にも、密閉空間６４の内部に気泡が入り込むことがないように、液状物質６５は、循環路６３の各管路７０、７１にも充填されている。

ポンプ７２は、配線を介して第２コネクタ３７と電気的に接続されている。そして、ポンプ７２は、第２コネクタ３７を介してプロセッサ装置１２と電気的に接続され、プロセッサ装置１２から供給される駆動信号によって駆動される。ポンプ７２は、プロセッサ装置１２からの駆動信号に応じて駆動すると、各管路７０、７１の内部に圧力を加え、循環路６３内の液状物質６５、及び密閉空間６４内の液状物質６５を矢線Ａ方向に強制的に循環させる。このポンプ７２には、例えば、小型軽量なピエゾ駆動型のポンプが用いられる。

次に、上記構成による内視鏡システム２の作用について説明する。医師や技師などの術者は、内視鏡システム２を用いて患者の体腔内を検査する場合、まず図１に示すように各部をセットする。術者は、内視鏡システム２の各部をセットしたら、プロセッサ装置１２に設けられた検査開始ボタンを押圧し、プロセッサ装置１２に検査の開始を指示する。プロセッサ装置１２は、検査開始の指示を受けると、ＬＥＤ１８を点灯させて電子内視鏡１０に近紫外光を供給するとともに、イメージセンサ５５及びポンプ７２に駆動信号を送り、これらを駆動させる。

これにより、先端部２６の先端面２６ａに設けられた各照明窓４２、４４から体腔内を照明するための照明光が照射されるとともに、先端面２６ａから入射した像光に応じた撮像信号がイメージセンサ５５から出力される。イメージセンサ５５が出力した撮像信号は、プロセッサ装置１２によって映像信号にエンコードされ、内視鏡画像としてモニタ１４に表示される。以上により、体腔内の検査が可能な状態になる。

プロセッサ装置１２から電子内視鏡１０に供給された近紫外光は、各ライトガイド５６、５７に案内され、各照明光学系５２、５４に設けられた蛍光体６０に入射する。蛍光体６０は、近紫外光が入射すると、その近紫外光を吸収して励起し、白色の蛍光を発する。蛍光体６０から発せられた蛍光は、密閉空間６４に充填された液状物質６５、及びカバーガラス６１を透過し、各照明窓４２、４４を介して電子内視鏡１０の外部に出射される。

これにより、蛍光体６０が発した白色の蛍光が、照明光として各照明窓４２、４４から照射される。この際、密閉空間６４に液状物質６５を充填し、カバーガラス６１と液状物質６５との屈折率差が小さくなるようにしたので、蛍光体６０から発せられた蛍光がカバーガラス６１の表面６１ａで反射し、照明光の光量が低下してしまうことを防ぐことができる。

また、プロセッサ装置１２からの駆動信号に応じてポンプ７２が駆動すると、循環路６３及び密閉空間６４内の液状物質６５が循環する。蛍光体６０は、近紫外光を直接受けるため、蛍光を発する際に非常に高温になるが、上記のようにポンプ７２を駆動して液状物質６５を強制的に循環させるようにすれば、循環路６３を通る間に液状物質６５が冷えるので、液状物質６５を介して蛍光体６０の熱がカバーガラス６１に伝わり、カバーガラス６１が高温になってしまうことを防ぐことができる。

さらに、液状物質６５を循環させて冷やすようにすれば、液状物質６５が蛍光体６０の熱で膨張してしまうことも防ぐことができる。また、循環路６３の各管路７０、７１を伸縮性のある材料で形成し、液状物質６５が膨張した際に、これらの各管路７０、７１が伸長するようにしたので、液状物質６５が膨張したとしても、これにともなって過度の圧力がカバーガラス６１に加わることがない。従って、密閉空間６４に液状物質６５を充填し、蛍光体６０から発せられた蛍光がカバーガラス６１の表面６１ａで反射することを防止するようにした場合にも、液状物質６５の膨張によってカバーガラス６１が破損してしまうことを確実に防ぐことができる。

上記実施形態では、第１管路７０と第２管路７１とポンプ７２とで循環路６３を構成したが、これに限ることなく、例えば、図５に示すように、液状物質６５を一時的に貯留する貯留部７３を設けてもよい。このように、貯留部７３を設け、循環路６３の容積を大きくすれば、液状物質６５を循環させる際に、液状物質６５が循環路６３内に留まる時間が長くなるので、液状物質６５の冷却効率を高めることができる。なお、図５では、第１管路７０の経路上に貯留部７３を設けたが、もちろん第２管路７１の経路上に貯留部７３を設けてもよい。

上記実施形態では、各管路７０、７１を伸縮性のある材料で形成したが、これに限ることなく、金属や樹脂などの硬質な材料で形成してもよい。この場合には、各管路７０、７１の一部分のみを伸縮性のある材料で形成して伸縮部とし、この伸縮部で液状物質６５の膨張分を許容できるようにすることが好ましい。また、この際、上記の貯留部７３を伸縮性のある材料で形成し、貯留部７３に伸縮部の機能も持たせるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、円板状に形成されたカバーガラス６１を透明部材として示したが、透明部材は、これに限ることなく、例えば、図６に示すように、蛍光体６０から発せられた蛍光を拡散させるためのレンズ７５としてもよい。また、図６では、平凸レンズ状に形成されたレンズ７５を示したが、レンズ７５は、これに限ることなく、例えば、平凹レンズ状のものなど、蛍光体６０の蛍光を拡散させることができるものであればよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、機能・構成上同一のものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。図７に示すように、本実施形態の照明光学系８０は、両端が密閉空間６４に連通された一本の管路からなる循環路８２を備えている。上記第１の実施形態の循環路６３と同様に、この循環路８２にも、液状物質６５が充填されている。

上記第１の実施形態では、循環路６３にポンプ７２を設け、液状物質６５を強制的に循環させるようにしたが、循環路８２を一本の管路とし、密閉空間６４内の液状物質６５と循環路８２内の液状物質６５との温度差によって生じる熱対流によって、液状物質６５を自然に循環させるようにしてもよい。

こうすれば、電子内視鏡１０にポンプ７２やこれに対する配線を設ける必要がなくなるとともに、プロセッサ装置１２でポンプ７２の駆動制御を行う必要がなくなるので、内視鏡システム２の構成が簡素になり、内視鏡システム２の各部のコストアップや大型化を抑えることができる。

また、この際、図８に示すように、循環路８２の一端部に、毛細管８４を設けてもよい。毛細管８４は、循環路８２の内部に設けられ、その一端が密閉空間６４の内部に僅かに入り込むように配置されている。このように毛細管８４を設ければ、密閉空間６４内の液状物質６５が毛細管８４の毛細管力によって吸引され、循環路８２の一端側に送り込まれるようになるので、液状物質６５の自然循環を促すことができる。なお、図８では、一本の毛細管８４を設けたが、複数本の毛細管８４を束ねて設けてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９に示すように、本実施形態の照明光学系９０の蛍光体９１は、平行平板状に形成されている。そして、この照明光学系９０の密閉空間６４には、液体レンズ９２が設けられている。液体レンズ９２は、水溶液９３と、オイル９４と、電極９５とで構成されている。このように、液体レンズ９２には、屈折率が異なり、かつ親和性の低い二種類の液体が用いられている。そして、水溶液９３とオイル９４とが、それぞれ層を成すように、密閉空間６４に充填されている。

電極９５の表面には、絶縁層が形成されている。この電極９５は、図示を省略した配線及び第２コネクタ３７を介してプロセッサ装置１２と電気的に接続され、プロセッサ装置１２から電圧が印加される。

液体レンズ９２では、電極９５に電圧を印加すると、電極９５の表面の電荷によって水溶液９３とオイル９４との界面の形状が変化する。そして、液体レンズ９２は、水溶液９３とオイル９４との界面の形状によって焦点特性を変化させることにより、蛍光体９１が発する蛍光の照射範囲を変化させる。

循環路６３には、液体レンズ９２の水溶液９３が充填されている。そして、照明光学系９０は、ポンプ７２を駆動することにより、循環路６３及び密閉空間６４に充填された水溶液９３を循環させる。このように、液体レンズ９２の水溶液９３を循環させるようにすれば、カバーガラス６１の温度上昇や破損、及びカバーガラス６１の表面６１ａでの蛍光の反射を防止しつつ、照明光である蛍光の照射範囲を任意に変化させることができるようになる。

上記各実施形態では、プロセッサ装置１２に設けられたＬＥＤ１８から供給される近紫外光を各ライトガイド５６、５７を介して各照明光学系５２、５４に入射させる構成としたが、これに限ることなく、図１０に示す照明光学系１００のように、照明光学系自体に光源としてのＬＥＤ１０２を設ける構成としてもよい。

ＬＥＤ１０２は、蛍光体６０の後方に配置され、蛍光体６０に励起光である近紫外光を入射させる。こうすれば、電子内視鏡１０に各ライトガイド５６、５７を設ける必要がなくなるので、挿入部２０やユニバーサルコード２４の細径化を図ることができる。さらには、プロセッサ装置１２に光源や光入射用のコネクタを設ける必要がなくなるので、プロセッサ装置１２の小型化、低価格化を図ることもできる。

上記各実施形態では、光源としてＬＥＤを示したが、光源は、これに限ることなく、レーザダイオードなどの他の半導体発光素子でもよいし、紫外線ランプなどの特定波長の光を照射するランプでもよい。すなわち、光源は、蛍光体６０の励起光を照射できるものであれば、如何なるものでもよい。

上記各実施形態では、円筒状に形成された保持部材６２で蛍光体６０とカバーガラス６１とを保持するようにしたが、これに限ることなく、例えば、先端部２６の硬質な樹脂材料部分を保持部材とし、この先端部２６の樹脂材料部分に蛍光体６０とカバーガラス６１とを保持させるようにしてもよい。

上記各実施形態では、医療用の内視鏡に本発明を適用した例を示したが、本発明は、これに限ることなく、機器の内部や狭い配管内などを観察する工業用の内視鏡（ファイバスコープ）に適用してもよい。さらに、本発明は、内視鏡用の照明光学系に限ることなく、例えば、室内灯や懐中電灯などの一般的な照明装置の光学系、あるいは顕微鏡や液晶表示装置の光学系など、蛍光体を用いた他の如何なる照明光学系に適用してもよい。

また、上記各実施形態では、約４０５ｎｍの波長の近紫外光が入射した際に、白色の蛍光を発する３波長型の蛍光体６０を用いたが、蛍光体が発する蛍光の波長、及び蛍光体を励起させる励起光の波長は、これに限定されるものではなく、照明光学系の用途に応じて適宜選択すればよい。

２ 内視鏡システム
１０ 電子内視鏡（内視鏡）
１２ プロセッサ装置
１８、１０２ ＬＥＤ（光源）
２０ 挿入部
４２ 第１照明窓
４４ 第２照明窓
５２ 第１照明光学系
５４ 第２照明光学系
６０、９１ 蛍光体
６１ カバーガラス（透明部材）
６２ 保持部材
６３、８２ 循環路
６４ 密閉空間
６５ 液状物質
７２ ポンプ（循環手段）
７５ レンズ（透明部材）
８０、９０、１００ 照明光学系
８４ 毛細管

Claims (6)

1. 所定の波長の励起光が入射した際に、その励起光を吸収して励起し、前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と、
   透光性のある材料で略板状に形成され、前記蛍光体と対向して配置される透明部材と、
   前記蛍光体と前記透明部材とを保持し、これらの間に密閉空間を形成する保持部材と、
   透光性を有するとともに、前記透明部材と同一又は近い屈折率を有し、前記密閉空間に充填された液状物質と、
   前記液状物質を循環させるための循環路とを備えたことを特徴とする照明光学系。
2. 前記液状物質を強制的に循環させるための循環手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
3. 前記循環路は、両端が前記密閉空間に連通された一本の管路であり、
   前記密閉空間内の前記液状物質を毛細管力によって前記循環路に送り込むための毛細管を前記循環路の一端部に設けたことを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
4. 前記循環路は、少なくとも一部が伸縮性を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明光学系。
5. 前記蛍光体に前記励起光を入射させる光源を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明光学系。
6. 挿入部の先端に設けられた照明窓から観察対象を照明するための照明光を照射する内視鏡において、
   所定の波長の励起光が入射した際に、その励起光を吸収して励起し、前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体と、透光性のある材料で略板状に形成され、前記蛍光体と対向して配置される透明部材と、前記蛍光体と前記透明部材とを保持し、これらの間に密閉空間を形成する保持部材と、透光性を有するとともに、前記透明部材と同一又は近い屈折率を有し、前記密閉空間に充填された液状物質と、前記液状物質を循環させるための循環路とからなり、前記蛍光を照明光として前記照明窓から照射する照明光学系を備えたことを特徴とする内視鏡。

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