JP2016202582A

JP2016202582A - 内視鏡

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Publication number: JP2016202582A
Application number: JP2015087856A
Authority: JP
Inventors: 宮西　哲; Satoru Miyanishi; 哲宮西; 愼一門脇; Shinichi Kadowaki; 淳志元家; Atsushi Motoie; 伸浩土橋; Nobuhiro Tsuchihashi
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2035-04-22
Also published as: JP6359998B2

Abstract

【課題】内視鏡本体の先端構造を複雑にすることなく、観察しながらの照明光の色合い変更が可能となる。【解決手段】内視鏡１１において、特定波長光を発光させる光源（発光素子１３）と、光源からの光を集光させる光学部１５と、光学部１５から出射される光をそれぞれが異なる波長に変換する複数の層となる異なる蛍光体（蛍光体Ａ１７及び蛍光体Ｂ１９）と、蛍光体から出射された光が入射される照明ファイバ２１と、蛍光体のいずれかの層に光学部１５から出射される光を集光させるように光学部１５と蛍光体を相対移動する集光位置制御部２３と、を設けた。集光位置制御部２３は、光学部１５と蛍光体とを光軸に沿って相対移動させることにより複数の層のいずれかの蛍光体に焦点５９を切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡に関する。

装置の大型化等を招くことなく、観察光の切り換えを実現できる内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の内視鏡装置は、特定の波長の光を発するレーザダイオードを光源として設け、レーザ光の出射端となる内視鏡本体の先端にアダプタを脱着自在に設ける。このアダプタには、光源の光を励起光として別の波長の光を発する蛍光体が設けられる。アダプタが取り付けられない状態では、特定の波長の光源の光がそのまま内視対象物に照射され、アダプタを取り付けられた状態では、蛍光体によって別の波長に変換された光が内視対象物に照射される。

また、特許文献１には、回転自在な回転部材を観察光の切換構造に用いた内視鏡装置が開示されている。特許文献１の内視鏡装置は、光源の光路と交差する方向に回転自在な回転部材が設けられ、その回転部材には蛍光体が装着されている窓と装着されていない窓とが設けられている。この場合、回転部材の回転操作によって窓を切り換えることにより、観察光の切換えが容易となる。つまり、特許文献１の内視鏡装置によれば、切換構造による蛍光体の介在操作だけで特定の波長の光とそれ以外の波長の光とを切り換えることができるため、光源数の増加や装置の大型化を招くことなく、観察光の切り換えが容易になる。

特開２００５−３２３７３８号公報

しかしながら、特許文献１の内視鏡装置は、特定の波長の光とそれ以外の波長の光とを切り換える場合、内視鏡本体の先端に設けた切換構造のアダプタを脱着して交換したり、回転部材の回転操作によって窓を切り換えたりする必要がある。このため、例えば施術中には観察光である照明光の波長（つまり、照明光の色合い）を変えることができない。照明光の色合いを変えるには施術を一旦中断しなければならない不利がある。また、アダプタや回転部材による切換構造で得られる照明光は、断続的な変化であり、連続的な色合いの変化ではなかった。更に、内視鏡本体の先端に、アダプタの脱着構造や回転部材の回転構造を設けることは、内視鏡本体の先端構造を複雑にするため、内視鏡本体を小型化する上での障害となった。

本発明は、上記従来の状況に鑑みて案出され、内視鏡本体の先端構造を複雑にすることなく、観察対象の部位を観察しながら照明光の色合いを容易かつ連続的に切り替えする内視鏡を提供することを目的とする。

本発明は、特定波長光を発光する光源と、前記光源から出射した前記特定波長光を集光させる光学部と、前記光学部により集光される前記特定波長光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の層を有する蛍光体と、前記光源から出射した前記特定波長光を、前記蛍光体のいずれかの前記層に集光させる集光位置制御部と、前記蛍光体のいずれかの前記層への集光に応じて前記蛍光体から出射した光を入射し、入射した前記光を観察対象に向けて照射する照明ファイバと、を備える、内視鏡である。

また、本発明は、特定波長光を発光する光源と、前記光源の駆動を制御する発光制御部と、前記光源から出射した前記特定波長光を集光させる光学部と、前記光学部の光路上に配置され、前記光学部から出射した前記特定波長光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の異なる蛍光体と、前記複数の異なる蛍光体のうちいずれかを、前記光学部の光路上に配置させる蛍光体移動制御部と、前記光学部の光路に配置されたいずれかの前記蛍光体から出射した光を入射し、入射した前記光を観察対象に向けて照射する照明ファイバと、を備える、内視鏡である。

本発明によれば、内視鏡本体の先端構造を複雑にすることなく、観察対象の部位を観察しながら照明光の色合いを容易かつ連続的に切り替えできる。

第１の実施形態の内視鏡の要部構成の一例を示す図各実施形態の内視鏡の全体構成の一例を示す図各実施形態の内視鏡におけるカメラの構成の一例を示す図図３に示したカメラヘッドの要部拡大図（Ａ）焦点が光源側の蛍光体に配置された波長変換部の断面図、（Ｂ）焦点が照明ファイバ側の蛍光体に配置された波長変換部の断面図（Ａ）３層の蛍光体が設けられた変形例に係る波長変換部の断面図、（Ｂ）蛍光体の膜厚が不均一な波長変換部の断面図、（Ｃ）蛍光体の濃度分布が異なる波長変換部の断面図蛍光体の出力光エネルギーと励起光の入力エネルギーとの関係の一例を表すグラフ第２の実施形態の内視鏡の要部構成図異なる蛍光体への励起光の照射をパルス制御することによって得られる色合い例を表す説明図撮像画像の１フレームに対応する励起光のパルス発光数の一例を表す説明図（Ａ）複数の蛍光体が円周方向に不規則に配置された変形例に係る保持部の正面図、（Ｂ）円周方向を複数の円弧状に分割して蛍光体が設けられた保持部の正面図

以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係る内視鏡の構成及び作用を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

図１は、第１の実施形態の内視鏡１１の要部構成の一例を示す図である。本実施形態の内視鏡１１は、例えば施術等において人体内の患部（例えば血管、リンパ節、上部消化管）の状況を観察するために使用され、少なくとも光源の一例としての発光素子１３と、複数のレンズを用いて構成される光学部１５と、基板ＳＵＢ上に形成された複数の層を有する蛍光体（具体的には蛍光体１７の層，蛍光体１９の層）と、照明ファイバ２１と、集光位置制御部２３とを含む構成である。

図１に示す内視鏡１１では、光学系に関する構成（例えば、発光素子１３から出射した青色の励起光が蛍光体１７の層又は蛍光体１９の層に集光された結果、励起光の波長から異なる波長に変換された光（以下、「蛍光」という）が照明ファイバ２１に入射して照射される構成）について図示されており、内視鏡１１の撮像系に関する構成（例えば、患者の体内の様子を示す画像を撮像するための構成）の図示は省略されている。

図２は、各実施形態の内視鏡１１の全体構成の一例を示す図である。内視鏡１１は、ビデオプロセッサ２５と、モニタ２７と、撮像ユニット又は内視鏡ユニットとしてのカメラ２９とに大別して構成される。カメラ２９は、ビデオプロセッサに接続可能なプラグ３１と、体内挿入部３３と、カメラヘッド３５とを有する。体内挿入部３３には、ライトガイドとしての役割を有する照明ファイバ２１が内挿される。照明ファイバ２１は、１本のファイバでもよいし、複数本のファイバが束となったもののうちいずれでもよい。本実施形態では、照明ファイバ２１は、一対（つまり、２本）とする。また、体内挿入部３３は、照明ファイバ２１に加えて伝送ケーブル３７（図４参照）が一体となって添わされている。伝送ケーブル３７は、例えば複数の配線（信号線、電力線、グランド線等）からなる。なお、本実施形態において、内視鏡１１は細径である。細径の内視鏡１１において、後述する外装部４３の最大外径は約３．０ｍｍ以下である。

カメラ２９は、上記構成に加えて操作部（不図示）を有してもよい。操作部は、カメラヘッド３５の湾曲操作や観察のための操作を行う。カメラ２９では、操作部とカメラヘッド３５との間が体内挿入部３３となる。即ち、カメラ２９は、これらカメラヘッド３５、体内挿入部３３が体腔内に挿入され、操作部が体外で操作されることにより、観察等の施術が行われる。

ビデオプロセッサ２５は、撮像素子３９からの画像データを画像処理するプロセッサ（不図示）を備える。ビデオプロセッサ２５は、カメラ２９の端部に設けられたプラグ３１が接続されることで、カメラ２９と電気的に接続される。プロセッサは、カメラ２９の操作部やキーボードからの指示に基づいて、カメラ２９から伝送されてくる、撮像された画像データを画像処理し、モニタ２７において表示可能な画像データを生成してモニタ２７へ供給する。

図３は、各実施形態の内視鏡１１におけるカメラ２９の構成の一例を示す図である。カメラ２９では、ビデオプロセッサ２５におけるプラグ３１との接続部分として設けられたソケットに、プラグ３１が着脱自在に接続される。プラグ３１には、ソケットのカードエッジコネクタに接続されるカードエッジ基板４１が設けられている。

プラグ３１には、特定の波長を有する光（以下、単に「特定波長光」と略記し、例えば青色の励起光である）を発光する光源の一例としての発光素子１３が設けられる。本実施形態において、発光素子１３には、例えばレーザダイオード素子（ＬＤ）が用いられる。レーザダイオード素子は、ＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。なお、上記光源には、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を用いた構成としてもよい。また、光源には、半導体発光素子以外にも、キセノンランプ等の白色光源からの光をカラーフィルタにより波長選択した光等を用いることもできる。発光素子１３は、ビデオプロセッサ２５の電源回路からプラグ３１を介して供給される電力によって光（例えば青色の励起光）を発生して出射する。

図４は、図３に示したカメラヘッド３５の要部拡大図である。カメラヘッド３５は、ＳＵＳ管等からなる円筒状に形成された硬性の外装部４３を有する。体内挿入部３３の外装にはＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなる円筒状に形成された軟性の外装部４５が接続される。外装部４３には、被観察領域へ照明ファイバ２１からの光を照射する一対の照射口４７と、被観察領域の画像データを取得するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子３９が配置されている。撮像素子３９は、伝送ケーブル３７と接続される。また、撮像素子３９の受光面側には対物レンズを含むレンズユニット４９等が配置される。

ところで、図３に示すプラグ３１には、発光素子１３と照明ファイバ２１との間に、発光素子１３からの特定波長光（つまり、青色の励起光）の波長を他の波長（例えば照明ファイバ２１から出射する光を白色光とするために必要となる黄色の蛍光が得られるための波長）に変換するための波長変換部５１が設けられる。波長変換部５１は、光学部１５と、基板ＳＵＢ上に形成された蛍光体（つまり、蛍光体１７，１９の２層）と、集光位置制御部２３とを有する（図１参照）。光学部１５は、発光素子１３からの光を集光させる。光学部１５は、発光素子１３からの特定波長光を光軸方向に平行な光に屈折させるコリメートレンズ５３と、コリメート光を光軸に交わる方向へ屈折させて基板ＳＵＢ上に形成された蛍光体のいずれかの層に集光させるコンデンサレンズ５５とを有する。基板ＳＵＢは、例えばサファイア又はガラスを部材として成形され、コリメート光である青色の励起光を透過可能である。

波長変換部５１において、基板ＳＵＢ上に形成された蛍光体は、光学部１５から出射した光をそれぞれ異なる波長に変換するための複数の層を有する。例えば、図１に示す蛍光体は、蛍光体１７と蛍光体１９との２層からなる。即ち、蛍光体は、蛍光体１７及び蛍光体１９からなる積層体５７を構成する。蛍光体１７，１９は、発光素子１３からの特定波長光によって励起されることで、青色の波長が異なる他の波長（例えば黄色の蛍光，赤みが強い蛍光に対応するそれぞれの波長）に変換した光を発光させる。蛍光体１７，１９は、発光素子１３からの特定波長光（例えば青色のレーザ光）の一部を吸収し、例えば緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体物質（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光体）を含んで構成されてもよい。これにより、青色のレーザ光を励起光とする緑色〜黄色の励起発光光と、蛍光体１７，１９により吸収されず透過した青色のレーザ光とが合わされて、白色（つまり、疑似白色）の光等（以下、「照明光」という）が生成可能となる。照明ファイバ２１には、この照明光が入射する。

照明ファイバ２１に入射した照明光は、カメラヘッド３５から被検体（例えば患者）の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子は、レンズユニット４９により被検体像を結像させ、撮像素子３９により撮像される。

なお、撮像素子３９から出力される撮像画像の画像データは、伝送ケーブル３７を通じてビデオプロセッサ２５のＡ／Ｄ変換器に伝送されてデジタル信号に変換され、ビデオプロセッサの画像処理部に入力される。画像処理部は、デジタル信号に変換された撮像素子３９からの画像データに対して、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等の各種処理を施す。画像処理部で処理された画像データは、各種情報と共にモニタ２７に表示可能な画像データとしてモニタ２７に表示される。また必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部に記憶される。

集光位置制御部２３は、光学部１５から出射した光を蛍光体のいずれかの層に集光させるように、光学部１５と蛍光体１７，１９を相対移動する。相対移動とは、光学部１５と蛍光体のいずれか一方が移動しても、双方が移動してもよい意味である。但し、移動によって双方間の距離が変化することを条件とする。その結果、集光位置制御部２３は、蛍光体１７，１９からなる積層体５７の厚み方向の任意の位置に、焦点５９を配置することが可能となっている。

本実施形態において、集光位置制御部２３は、光学部１５と蛍光体とを光軸に沿う方向（図中の矢印ａ方向）に相対移動させることにより、蛍光体のいずれかの層（つまり、蛍光体１７又は蛍光体１９）に焦点５９を切り替える。

内視鏡１１は、微細病変を特殊光観察で捉える内視鏡診断に用いることができる。特殊光観察としては、表層血管の強調表示を行う狭帯域光観察、生体の自家蛍光を観察する蛍光観察、注入した薬剤からの蛍光により深層の血管情報を抽出する赤外光観察等を挙げることができる。通常観察では白色光照明を用いるのに対し、狭帯域光観察、蛍光観察では例えば波長４０５ｎｍの光を照明光として用い、赤外光観察では例えば波長７６０ｎｍの光を照明光として用いられる。この他にも光線力学的診断（Photodynamic Diagnosis：ＰＤＤ）には例えば波長４０５ｎｍの光が照明光として、光線力学的治療（Photodynamic Therapy：ＰＤＴ）には例えば波長６３０ｎｍの光が照明光として用いられる。

他には、例えば動脈硬化の原因となるプラーク（血管内壁のコブ）は、正常な大動脈内部組織との光スペクトル反射特性が大きく異なる。例えば５８０ｎｍ（黄色領域）での画像解析を行えば、プラークの多い領域と少ない領域との差異が観察可能である。例えば、反射特性の参照文献としては、「Martin R. P. et al., “Preferential Light Absorption in Atheromas In Vitro” (1986)」が挙げられる。この参照文献では、２５０〜１３００ｎｍにおける「大動脈」と「アステローム」の反射率（remittance）と測定され、グラフデータ読み込み数値化したデータが取得される。大動脈は灰色、アステロームは黄色の反射特性を有し、５８０ｎｍ以降の波長を照明光として使用すれば差異が大きくなり、色差向上が期待できる。

本実施形態の波長変換部５１は、プラグ３１に設けられる。この他、本実施形態の内視鏡１１は、波長変換部５１をビデオプロセッサ２５に設けることもできる。この場合、ビデオプロセッサ２５とカメラ２９のプラグ３１の接続部には、ビデオプロセッサ２５からの照明光をカメラ２９の照明ファイバ２１へ入射させるフェルール等を設けた光接続機構が用いられる。

次に、本実施形態の内視鏡１１の作用について、図５（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図５（Ａ）は、焦点５９が光源側の蛍光体１７に配置された波長変換部５１の断面図である。図５（Ｂ）は、焦点５９が照明ファイバ２１側の蛍光体１９に配置された波長変換部５１の断面図である。

本実施形態の内視鏡１１では、光源である発光素子１３から出射される特定波長光は、光学部１５によって集光される。即ち、光学部１５において、光軸と平行に入射した特定波長光の光線は、光軸と焦点５９で交わる。集光位置制御部２３は、光学部１５と蛍光体１７，１９とを相対移動させる。これにより、焦点５９は、集光位置制御部２３によって、特定波長光の波長を異なる波長に変換するための複数の層として形成された異なる蛍光体（具体的には、蛍光体１７又は蛍光体１９）のいずれかの層に移動する。

蛍光体１７，１９は、焦点５９が移動した近傍で、特定波長光の波長を異なる波長に変換した蛍光を発光させる。また、発光素子１３からの特定波長光（つまり、青色の励起光）の一部は、蛍光体１７，１９において励起せず、そのまま蛍光体１７，１９を透過する。照明ファイバ２１へ入射する光は、これらの異なる波長を有する蛍光と特定波長光との混ざった光（照明光）となる。集光位置制御部２３によって焦点５９の位置が変えられることで、異なる波長に変換された蛍光がそれぞれ得られる。また、焦点５９の位置が変えられることで、全照明光成分における蛍光と特定波長光（つまり、励起光）との割合も連続的に（つまり、断続的でなく）増減可能となる。これにより、図５（Ａ）に示すカラーバランスの照明光が得られて照明ファイバ２１に入射し、更に、図５（Ｂ）に示すカラーバランスの照明光が得られて照明ファイバ２１に入射する。図５（Ａ）に示す焦点５９の位置が形成された蛍光体（蛍光体１７の層）と図５（Ｂ）に示す焦点５９の位置が形成された蛍光体（蛍光体１９の層）とは異なるので、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すそれぞれのカラーバランスは異なる。

図７は、蛍光体の出力光エネルギーと励起光の入力光エネルギーとの関係の一例を表すグラフである。図７において、蛍光体Ａ層とは、例えば蛍光体１７の層を示す（図１参照）。蛍光体Ｂ層とは、例えば蛍光体１９の層を示す（図１参照）。図７では、図５（Ａ）に示す蛍光体１７に焦点５９が位置する場合の、蛍光体の入力光エネルギーと出力光エネルギーとが示されている。

図７では、励起光（つまり、入力光エネルギー）と蛍光（つまり、出力光エネルギー）との関係が直線的となる領域は、蛍光体Ａ層又は蛍光体Ｂ層で、入力光エネルギーである励起光の一部を各蛍光体が吸収して蛍光発光するプロセスにおいて、励起光の増加に対する蛍光の増加の割合が線形関係を維持している領域である。

また、励起光（つまり、入力光エネルギー）と蛍光（つまり、出力光エネルギー）との関係が曲線的となる領域について、以下に説明する。

発光素子１３から出射した特定波長光（つまり、青色の励起光）の入力光エネルギーがＸのとき、蛍光体Ａ層では励起光が集光されているため、入力光エネルギー密度が高すぎる状態である。このため、入力光エネルギー密度が高くなりすぎた蛍光体Ａ層では、「励起飽和」及び「温度消光」の影響により、励起光の入力光エネルギーと蛍光の出力光エネルギーとの関係が非線形的となる。言い換えると、蛍光の出射量が少なくなっており蛍光効率が劣化している。

これに対し、蛍光体Ｂ層では、発光素子１３から出射した特定波長光（つまり、青色の励起光）の入力光エネルギーがＸのとき、蛍光体Ａ層に比べて蛍光体Ｂ層に入射する励起光の表面積が大きいために入力光エネルギー密度が低く、「励起飽和」及び「温度消光」の影響を受けず、励起光の入力光エネルギーと蛍光の出力光エネルギーとの関係が線形的となる。このように、蛍光体における波長変換効率は、励起光の入力光エネルギーによって影響を受けやすく、励起光の入力光エネルギー密度が高くなり過ぎると、一定の温度以上になって低下することが分かる。このことから、蛍光体は、冷却部（不図示）等によって温度上昇の抑制が図られることが望ましい。

以上により、本実施形態の内視鏡１１は、内視鏡本体（つまり、カメラ２９）の先端（つまり、カメラヘッド３５）構造を複雑にすることなく、ユーザ（例えば医者）が観察しながら照明光の色合い変更を可能とすることができる。また、内視鏡１１は、集光位置制御部２３によって焦点５９を積層体５７の厚み方向に移動させることで、照明ファイバ２１へ送る照明光の色合いを連続的に変更することが可能となる。

また、内視鏡１１では、集光位置制御部２３によって、光学部１５と蛍光体とが相対移動する。光学部１５と蛍光体は、相対移動によって双方間の距離が変化する。これにより、簡素な機構で所望の蛍光体に焦点５９を移動させることが可能となる。例えば、光学部１５が光源側のコリメートレンズ５３と蛍光体側のコンデンサレンズ５５とで構成される場合には、コンデンサレンズ５５が光軸に沿って移動されることで焦点５９の移動が可能となる。

次に、第１の実施形態の変形例の内視鏡１１について、図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図６（Ａ）は、３層の蛍光体１７，１９，６７が設けられた変形例に係る波長変換部６１の断面図である。図６（Ｂ）は、蛍光体の膜厚が不均一な波長変換部６３の断面図である。図６（Ｃ）は、蛍光体の濃度分布が異なる波長変換部６５の断面図である。

図６（Ａ）に示す内視鏡１１の波長変換部６１は、３層の蛍光体１７，１９，６７が基板ＳＵＢ上に形成されている。このように、内視鏡１１は、３層以上の蛍光体を設けることができる。この波長変換部６１では、２層の蛍光体１７，１９が設けられた場合に比べて、広範な所望の色合いをより得やすくすることができる。

図６（Ｂ）に示す内視鏡１１の波長変換部６３は、基板ＳＵＢ上に形成された各層の蛍光体（蛍光体１７，１９）が、光軸に直交する方向の各位置で厚さが異なる。この場合、内視鏡１１は、集光位置制御部２３が、光学部１５と蛍光体（つまり、蛍光体１７，１９）とを光軸に交差する方向（図中の矢印ｂ方向）に相対移動させる。相対移動とは、光学部１５と蛍光体のいずれか一方が移動しても、双方が移動してもよい意味である。但し、移動することによって積層体の表面における特定波長光の入射位置が変化することを条件とする。

この波長変換部６３では、複数の蛍光体が光軸に沿う方向に重なり積層体６９となる。特定波長光は、積層体６９における積層方向の一方の積層体表面から積層体６９に入射する。この積層体６９は、光軸に直交する積層体表面の異なる位置で、各層の蛍光体１７，１９の厚みの割合が異なる。即ち、集光位置制御部２３は、積層体表面の異なる位置に特定波長光を入射させることで、全照明光成分におけるそれぞれの蛍光の割合が増減可能となる。また、集光位置制御部２３は、これと同時に蛍光と特定波長光の割合も増減可能となる。

この内視鏡では、光学部１５と蛍光体とが、光軸に交差する方向に相対移動されることで、積層体表面に入射する特定波長光の位置が変えられる。

図６（Ｃ）に示す内視鏡１１の波長変換部６５は、膜厚方向に、濃度分布を有した蛍光体７１が基板ＳＵＢ上に形成されている。この波長変換部６５では、連続階調を得やすくすることができる。

次に、第２の実施形態の内視鏡１１Ａについて、図面を参照して説明する。

図８は、第２の実施形態の内視鏡１１Ａの要部構成図である。なお、図１〜図６に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の内視鏡１１Ａは、少なくとも光源の一例としての発光素子１３と、光源の一例としての発光素子１３の駆動を制御する発光制御部７９と、複数のレンズを用いて構成される光学部７３と、保持部８１上に塗布された複数の蛍光体（具体的には蛍光体１７、蛍光体１９）と、照明ファイバ２１と、蛍光体移動部７５とを含む構成である。本実施形態の内視鏡１１Ａでは、第１の実施形態の内視鏡１１と比べて、光学部７３と、蛍光体移動部７５とが異なる。光学部７３及び蛍光体移動部７５は、波長変換部７７を構成する。

発光制御部７９は、所定のタイミングで周期的に発光素子１３を発光させるように、ビデオプロセッサ２５内に設けられた発光駆動回路を制御する。

蛍光体移動部７５は、複数の異なる蛍光体のいずれかを光学部７３の光路上に配置させる。

本実施形態において、蛍光体移動部７５は、保持部８１と、回転駆動部８３とを有する。保持部８１は、複数の異なる蛍光体を円周方向に所定間隔で配置され、光透過性を有する円盤形状に形成された筐体である。本実施形態において、保持部８１の円周上には、異なる２種類の蛍光体１７Ａ及び蛍光体１９Ａが、１６個交互に塗布されて配置される（図９参照）。回転駆動部８３は、保持部８１の中心を通る中心軸回りに保持部８１を回転させる。

発光制御部７９は、ユーザの操作（例えば施術中の医者又はその補助者のスイッチ（不図示）による操作）に応じた操作信号を受けると、保持部８１の回転と同期しながら、複数の異なる蛍光体（つまり、蛍光体１７Ａ，１９Ａ）のうち、ある特定の蛍光体にだけ特定波長光（つまり、青色の励起光）を照射する。また、保持部８１は、熱伝導率の高い材料からなる。更に、保持部８１は、光透過率の高い材料からなる。

図９は、異なる蛍光体への励起光の照射をパルス制御することによって得られる色合い例を表す説明図である。
内視鏡１１Ａでは、発光制御部７９は、保持部８１を円周方向に回転させ、発光素子１３からの特定波長光（つまり、青色の励起光）の照射をパルス制御し、例えば蛍光体１７Ａにのみ特定波長光（つまり、青色の励起光）を照射する。すると、青色の励起光の一部が蛍光体１７Ａに吸収されて波長変換した蛍光（つまり、黄色の蛍光）と青色の励起光自体とが混ざった色合いＡ１の照明光が得られる。

内視鏡１１Ａでは、発光制御部７９は、保持部８１を円周方向に回転させ、発光素子１３からの特定波長光（つまり、青色の励起光）の照射をパルス制御し、例えば蛍光体１９Ａにのみ特定波長光（つまり、青色の励起光）を照射する。すると、青色の励起光の一部が蛍光体１９Ａに吸収されて波長変換した蛍光（つまり、赤みが強い蛍光）と青色の励起光自体とが混ざった色合いＢ１の照明光が得られる。

内視鏡１１Ａでは、発光制御部７９は、保持部８１を円周方向に回転させ、発光素子１３からの特定波長光（つまり、青色の励起光）の照射をパルス制御し、例えば蛍光体１７Ａ，１９Ａの両方に特定波長光（つまり、青色の励起光）を照射する。すると、青色の励起光の一部が蛍光体１７Ａに吸収されて波長変換した蛍光（つまり、黄色の蛍光）と、青色の励起光の一部が蛍光体１９Ａに吸収されて波長変換した蛍光（つまり、赤みが強い蛍光）と青色の励起光自体とが混ざった色合いＣ１の照明光が得られる。

図１０は、撮像画像の１フレームに対応する励起光のパルス発光数の一例を表す説明図である。内視鏡１１Ａは、撮像素子３９による撮像フレームと同期しながら、発光素子１３から特定波長光である青色の励起光を、保持部８１の蛍光体１７Ａ若しくは蛍光体１９Ａ、又は蛍光体１７Ａ及び蛍光体１９Ａに対して周期的に照射する。色合いＡ１，Ｂ１，Ｃ１については図９を参照して説明したので、説明を省略する。

この場合、内視鏡１１Ａにおける撮像のフレームレートが６０ｆｐｓとすると、１フレームの読取時間（撮像期間）が０．０１７ｓｅｃ（＝１７ｍｓｅｃ）となる。例えば蛍光体１７Ａ，１９Ａが保持部８１の円周上に６０個配置された場合、保持部８１が１０００ｒｐｍで回転したら、６０×１０００個／ｍｉｎとなり、１フレームでは１７個の蛍光体１７Ａ，１９Ａに励起光が照射される。従って、内視鏡１１Ａは、波長変換部７７において、１フレーム中に、１７個の蛍光体に対して青色の励起光をパルス発光できる。言い換えると、内視鏡１１Ａは、１フレームにおいて青色の励起光と黄色の蛍光とが混ざった照明光（つまり、疑似白色）を１７回分照射でき、若しくは、１フレームにおいて青色の励起光と赤みが強い蛍光とが混ざった照明光を１７回分照射でき、又は、１フレームにおいて青色の励起光と黄色の蛍光と赤みが強い蛍光とが混ざった照明光を１７回分照射できる。

図１１（Ａ）は、複数の蛍光体が円周方向に不規則に配置された変形例に係る保持部８５の正面図である。図１１（Ｂ）は、円周方向を複数の円弧状に分割して蛍光体が設けられた保持部８７の正面図である。なお、内視鏡１１Ａは、蛍光が上記の２種類以上の例えば図１１（Ａ）に示す保持部８５のように蛍光体１７Ａ、蛍光体１９Ａ及び蛍光体６７が所定の配列パターンで配列されるものであってもよい。また、蛍光は、図１１（Ｂ）に示す保持部８７のように、２種類以上の蛍光体１７Ａ、蛍光体１９Ａ及び蛍光体Ｃ６７が、円周方向を複数の円弧状に分割して塗布されて設けられてもよい。

以上により、本実施形態の内視鏡１１Ａは、蛍光体移動部７５が、異なる波長変換を行う複数の異なる蛍光体１７Ａ，１９Ａのうちいずれかを、選択的に光路上に配置する。この際、所望の蛍光体が光路上に配置された時のみ、発光制御部７９によって特定波長光を蛍光体に入射させることが可能となる。従って、単位時間内に、異なる波長の蛍光を混ぜることが可能となる。即ち、全照明光成分における複数の蛍光と特定波長光（つまり、青色の励起光）との割合が連続的に増減可能となる。これにより、内視鏡１１Ａは、照明ファイバ２１へ送る照明光の色合いが連続的に変更可能となる。

また、内視鏡１１Ａでは、保持部８１に、複数の異なる蛍光体が同心円上で配置される。光学部７３は、特定波長光を同心円上の１箇所に入射させる。保持部８１が回転駆動部８３によって回転されることで、特定波長光の入射箇所には、異なる蛍光体が順次配置される。この際、所望の蛍光体が入射箇所に配置されたとき、特定波長光が入射される。発光制御部７９によって所望の蛍光体に特定波長光を入射させることで、単位時間内に、異なる波長の蛍光を混ぜることが可能となる。即ち、全照明光成分における蛍光と特定波長光の割合が連続的に増減可能となる。これにより、内視鏡１１Ａは、照明ファイバ２１へ送る照明光の色合いが連続的に変更可能となる。

また、内視鏡１１Ａでは、特定の蛍光体による蛍光成分を増加させて、その色合いの強調が容易となる。

また、内視鏡１１Ａでは、特定波長光が照射されることによる保持部８１の温度上昇が抑制される。これにより、内視鏡１１Ａは、蛍光体が高温となることが抑制され、励起飽和や温度消光等の影響によって、蛍光体の波長変換効率の低下が抑制可能となる。

また、内視鏡１１Ａでは、保持部８１の光透過率が高くなることで、特定波長光が保持部８１を透過して蛍光体に入射するまで（蛍光体が保持部８１の光源側に設けられた場合）、或いは、特定波長光に励起された蛍光が保持部８１を透過するまで（蛍光体が保持部８１の照明ファイバ側に設けられた場合）の光利用効率が高まり、光強度の高い照明光が得られる。

以上、図面を参照して本発明に係る内視鏡の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

１１、１１Ａ内視鏡
１３発光素子
１５光学部
１７蛍光体
１９蛍光体
２１照明ファイバ
２３集光位置制御部
２５ビデオプロセッサ
２７モニタ
５３コリメートレンズ
５５コンデンサレンズ
５７積層体
５９焦点
７５蛍光体移動部
７９発光制御部
８１保持部
８３回転駆動部

Claims

特定波長光を発光する光源と、
前記光源から出射した前記特定波長光を集光させる光学部と、
前記光学部により集光される前記特定波長光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の層を有する蛍光体と、
前記光源から出射した前記特定波長光を、前記蛍光体のいずれかの前記層に集光させる集光位置制御部と、
前記蛍光体のいずれかの前記層への集光に応じて前記蛍光体から出射した光を入射し、入射した前記光を観察対象に向けて照射する照明ファイバと、を備える、
内視鏡。
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記集光位置制御部は、前記光学部と前記蛍光体とを光軸に沿って相対移動させることにより、前記光源から出射した前記特定波長光を、前記蛍光体のいずれかの前記層に集光させる、
内視鏡。
請求項１に記載の内視鏡であって、
前記蛍光体の各々の前記層は、光軸に直交する方向の各位置で厚さが異なる、
内視鏡。
請求項３に記載の内視鏡であって、
前記集光位置制御部は、前記光学部に対し、前記光軸に交差する方向に前記蛍光体を相対移動させる、
内視鏡。
特定波長光を発光する光源と、
前記光源の駆動を制御する発光制御部と、
前記光源から出射した前記特定波長光を集光させる光学部と、
前記光学部の光路上に配置され、前記光学部から出射した前記特定波長光の波長をそれぞれ異なる波長に変換する複数の異なる蛍光体と、
前記複数の異なる蛍光体のうちいずれかを、前記光学部の光路上に配置させる蛍光体移動制御部と、
前記光学部の光路に配置されたいずれかの前記蛍光体から出射した光を入射し、入射した前記光を観察対象に向けて照射する照明ファイバと、を備える、
内視鏡。
請求項５に記載の内視鏡であって、
前記蛍光体移動制御部は、
前記複数の異なる蛍光体を円周方向に所定間隔で配置された、光透過性を有する円盤形状の保持部と、
前記保持部の中心を通る中心軸回りに前記保持部を回転させる回転駆動部と、を有する、
内視鏡。
請求項６に記載の内視鏡であって、
前記発光制御部が、前記保持部の回転と同期しながら、前記複数の異なる蛍光体のうち、特定の蛍光体にだけ光を照射する、
内視鏡。
請求項６又は７に記載の内視鏡であって、
前記保持部が、熱伝導率の高い材料からなる、
内視鏡。
請求項６又は７に記載の内視鏡であって、
前記保持部が、光透過率の高い材料からなる、
内視鏡。