JP4445745B2 - Endoscope apparatus - Google Patents

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本発明は、赤色成分の豊かな演色性の高い照明光が照射できる内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus having a high illumination light of rich color rendering in a red-color components can be irradiated.

近年、内視鏡装置の光源として、白色発光ダイオード(白色LED)を使用することが注目されている。 Recently, as a light source of the endoscope apparatus, the use of white light emitting diode (white LED) has attracted attention. 白色LEDには、青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体を組み合わせて白色を得るようにしたものや、紫外線を発光するLED素子と赤色、緑色、青色に発光する三種類の蛍光体を組み合わせて白色を得るものが知られている。 The white LED, and that to obtain a white by combining a phosphor which emits LED element and a yellow emitting blue light, an LED element and red emitting ultraviolet, green, emits blue light three types of phosphors to obtain a white it is known in combination.

ところで、内視鏡装置による病気の診断には、臓器に生じた病変部の微妙な色の違いを認識できることが重要である。 Meanwhile, in the diagnosis of diseases caused by the endoscope apparatus, it is important to be able to recognize subtle differences in color of the lesion produced in the organ. したがって、前記内視鏡装置から照射される照明光のスペクトル分布は重要な意味を持つことになる。 Therefore, the spectral distribution of the illumination light irradiated from the endoscope device will have important implications.

そこで、例えば、青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体とを組み合わせた白色LEDの光スペクトルについてみると、図4のようになる。 Therefore, for example, looking at the LED elements and the white LED light spectrum obtained by combining the phosphor emitting yellow emitting blue light, it is shown in FIG. ここに、図4は、青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体とを組み合わせた白色LEDの光スペクトルを示す特性図であって、横軸に波長〔nm〕を、縦軸に相対発光強度を、それぞれ示したものである。 Here, FIG. 4, relative to a characteristic diagram showing a white LED light spectrum obtained by combining the phosphor emitting the LED element and a yellow that emits blue light, a wavelength [nm] on the horizontal axis, the vertical axis the emission intensity, there is shown, respectively.

すなわち、上記青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体とを組み合わせた白色LEDの光スペクトルは、図4に示すように、波長650〔nm〕〜750〔nm〕深赤色領域の成分が少ない分布となることが分かっている。 That is, the optical spectrum of the white LED obtained by combining the phosphor emitting the LED element and yellow emitting the blue, as shown in FIG. 4, the component of the wavelength 650 [nm] to 750 [nm] deep red region it has been found that a small distribution.
一方、LEDを使用した内視鏡装置が従来より提案されている。 On the other hand, an endoscope apparatus using an LED have been proposed. この従来の内視鏡装置は、蛍光色素を混入したプラスチック材料からなる光増幅型光ファイバーをライトガイドに用い、このライトガイドに半導体レーザー素子から励起光を入射して前記ライトガイド内の蛍光体を発光させると同時に、さらに発光LEDから照明光をライトガイドに入射するようにした構成をとっている(特許文献1:特開平7−159701号公報)。 The conventional endoscope apparatus, employing an optical amplifying fiber comprising a plastic material mixed with a fluorescent dye to the light guide, the phosphor in the light guide enters the excitation light from the semiconductor laser element to the light guide simultaneously emit light, taking a further configuration which is adapted to enter the illumination light to the light guide from the light emitting LED (Patent Document 1: JP-a-7-159701).

なお、この従来の内視鏡装置もその他従来の内視鏡装置も、白色光を発光する半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射された光を集光する集光素子と、前記集光素子で集光した光を一端より伝達し他端から照射するライトガイドとを備え、前記半導体発光素子から出射した光が前記集光素子及び前記ライトガイドを含む光路を通って照射される構成を有している。 Incidentally, this is also a conventional endoscope apparatus also other conventional endoscope apparatus, a semiconductor light-emitting element emitting white light, a condensing element for condensing the light emitted from the semiconductor light emitting element, the light-condensing comprising a light guide that irradiates from the other end to transmit from one end of the light collected by the device, a configuration in which the light emitted from the semiconductor light emitting element is irradiated through an optical path including a light focusing element and the light guide It has.
特開平7−159701号公報 JP-7-159701 discloses

前記青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体を組み合わせた白色LEDを内視鏡装置に使用すると、上述したように深赤色領域の成分が少ないため、この照射光でもって体内を観察すると、赤色部分が暗く見える演色性の悪さがあるため、病変部の赤色の微妙な違いや動脈と静脈の区別が明確に表示されず、正しい診断のための情報を提供できないという課題があった。 Using a white LED that combines a fluorescent substance which emits light to the LED element and yellow emitting the blue to the endoscope apparatus, since a small component of the deep red region as described above, when observing the inside with this irradiation light , because of the color rendering of the poor the red portion appears dark, distinguish subtle differences and arteries and veins of red lesions is not clearly displayed, there is a problem that can not provide information for the correct diagnosis.
一方、従来の内視鏡装置にあっては、この赤色の演色性についたは何ら記載されておらず、正しい診断のための情報を提供できない恐れがあり、また、照明光を発するLEDと光増幅型光ファイバーの蛍光体を励起光を励起する半導体レーザーの2種類の光源を必要とするため、部品点数が多くなって装置構成が複雑になるほか、装置価格が高価になるという課題があった。 On the other hand, in the conventional endoscope apparatus, is attached to color rendering of the red not described at all, there may not be able to provide information for the correct diagnosis, also, LED and light emitted illumination light to the phosphor-amplified optical fiber requires two types of light sources of the semiconductor laser for exciting the excitation light, in addition to the device configuration becomes the number of parts becomes complicated, there is a problem that the apparatus cost becomes expensive .

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、赤色の演色性を高めて、診断に必要な正確な情報を確実に提示することのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, to enhance the red color rendering properties, and its object is to provide an endoscope apparatus capable of reliably presenting accurate information necessary for diagnosis .

本発明の内視鏡装置は、白色光を発光する半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射された光を集光する集光素子と、前記集光素子で集光した光を一端より伝達し他端から照射するライトガイドとを備え、前記半導体発光素子から出射した光が前記集光素子及び前記ライトガイドを含む光路を通って照射される構成を有する内視鏡装置において、前記光路中に、蛍光体を含有する透明の固体蛍光素子を配置してなり、前記固体蛍光素子は、波長650〔nm〕〜750〔nm〕の深赤色領域に発光ピークを有することを特徴とするものである。 The endoscope apparatus of the present invention, the transfer and the semiconductor light emitting element emitting white light, a condensing element for condensing the light emitted from the semiconductor light emitting element, from one end of the light collected by the light focusing element light guide and wherein the in the endoscope apparatus light emitted from the semiconductor light emitting element has a structure to be irradiated through an optical path including a light focusing element and the light guide, the optical path to irradiate the to the other end to become disposed the transparent solid fluorescent element containing a phosphor, wherein the solid state fluorescence element, characterized in that it has an emission peak in a deep red wavelength range of 650 [nm] to 750 [nm] is there.

本発明によれば、赤色の演色性を高めて、診断に必要な正確な情報を確実に提示することができるという効果がある。 According to the present invention, to enhance the red color rendering properties, there is an effect that it is possible to reliably present the exact information needed for diagnosis.

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。 Hereinafter will be described an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1及び図2は本発明の実施例1に係わり、図1は内視鏡装置の光学系の要部構成を示す図、図2は図1の光学系の光スペクトルを説明するための特性図である。 1 and 2 relates to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 showing a main configuration of an optical system of the endoscope apparatus, the characteristics for explaining the optical spectrum of the optical system of Figure 2 Figure 1 it is a diagram.

図1に示すように、本実施例の内視鏡装置の光学系1は、白色光を発光するLED2と、前記LED2から出射された光を集光する集光素子3と、前記集光素子3で集光した光を一端より伝達し他端から照射するライトガイド4とを備え、前記LED2から出射した光が集光素子3及びライトガイド4を含む光路を通って照射される構成を有し、かつ、前記光路中に蛍光体を含有する透明の固体蛍光素子5を配置してなるものである。 As shown in FIG. 1, the optical system 1 of the endoscope apparatus of the present embodiment, the LED2 emitting white light, a condensing device 3 for condensing light emitted from the LED2, the light converging element 3 and a light guide 4 is irradiated from the other end to transmit from one end of the light focused at, have a structure in which light emitted from the LED2 is irradiated through an optical path including a condensing element 3 and the light guide 4 and, and it is made by placing a solid phosphor elements 5 of the transparent containing phosphor in the optical path.

また、上記内視鏡装置の光学系1では、前記固体蛍光素子3に、波長650〔nm〕〜750〔nm〕の深赤色領域に発光ピークを有する性能のものを採用している。 Further, the optical system 1 of the endoscope, the solid phosphor elements 3, are adopted as performance having an emission peak in the deep red region of a wavelength 650 [nm] to 750 [nm]. 加えて、前記固体蛍光素子3は、前記集光素子3とライトガイド4の一端との間に配置してなるものである。 In addition, the solid state fluorescence element 3 is made by placing between one end of the light focusing element 3 and the light guide 4.

さらに詳細に説明すると、LED2は、青色を発光するLED素子と黄色を発光する蛍光体とが組み合わされたものであり、青色と黄色の合成により白色を発光するようになっている。 In more detail, LED2 is one in which a phosphor emitting LED element and a yellow emitting blue combined, so as to emit white by combining blue and yellow. このLED2は、LED駆動回路6に接続されている。 The LED2 is connected to the LED drive circuit 6. このLED駆動回路6は、制御回路(図示せず)からの制御信号により、LED2に電流を供給できるようになっている。 The LED drive circuit 6, a control signal from the control circuit (not shown), so as to supply a current to the LED2.

前記蛍光固体素子5は、LED2から出射される光の青色成分で励起されて波長650〔nm〕〜750〔nm〕の深赤色領域で発光ピークを有する稀土類イオンを添加した酸化物からなる蛍光体が分散して含有された透明の樹脂材料である。 The fluorescent solid element 5, the fluorescence of oxide added with rare earth ions having an emission peak in the deep red region of the excited by the blue component of the light emitted by the wavelength 650 [nm] to 750 [nm] to LED2 body is a transparent resin material containing dispersed. 前記蛍光固体素子5は円錐台形状をしており、小円面5a、側壁面5b及び底面5cを有している。 The fluorescent solid element 5 is of a frustoconical shape, the small circular surface 5a, and a side wall surface 5b and the bottom surface 5c. また、前記円錐台形状の蛍光固体素子5は小円面5aをLED2に、底面5cをライトガイド4の一端4aに、それぞれ向けて配置されている。 The fluorescent solid element 5 of the truncated cone shape in LED2 small circular surface 5a, a bottom surface 5c to one end 4a of the light guide 4, are arranged toward each. また、前記円錐台形状の蛍光固体素子5は、側壁面5bに反射膜7を蒸着し、前記深赤色光の蛍光が蛍光固体素子5の内部に発生したときに前記反射膜7でライトガイド4側に反射できるようにしてある。 The fluorescent solid element 5 of the truncated cone shaped, by depositing a reflective film 7 on the side wall surface 5b, the light guide 4 by the reflection film 7 when the fluorescence of the deep red light is generated inside the fluorescent solid element 5 It is also available reflection on the side.

このような構成を有する本実施例の内視鏡装置の光学系1について作用を説明する。 An optical system 1 of the endoscope apparatus of the present embodiment having the above structure will be explained. 図2は、本発明を実施するための本実施例の内視鏡装置で採用した光学系の光スペクトルを説明するための特性図である。 Figure 2 is a characteristic diagram for explaining an optical spectrum of an optical system employed in the endoscopic apparatus of the present embodiment for implementing the present invention. この図2に示す特性において、横軸には波長〔nm〕を、縦軸には相対発光強度を、それぞれとったものである。 In the characteristic shown in FIG. 2, the horizontal axis represents wavelength (nm), the relative emission intensity on the vertical axis, in which took respectively.

LED駆動回路6から電流が供給されるとLED2は白色光を出射する。 The LED driving circuit 6 when a current is supplied LED2 emits white light. 出射した光は、集光レンズ3により集光されて、蛍光固体素子5に入射する。 Light emitted is condensed by the condenser lens 3 and enters the fluorescent solid element 5.

前記蛍光固体素子5では、LED2から入射された光のうちの青色成分で励起されて波長650〜750〔nm〕の深赤色領域の光を発生する。 Wherein the fluorescent solid element 5 generates light of excited by the blue component deep red region of wavelengths 650-750 nm, of the incident light from LED2. 前記蛍光固体素子5に入射された光と、その内部で発生した深赤色光は合成されてライトガイド5の内部を伝達して、ライトガイド5の照射端末から照射されて、図示しない観察物を照明する。 And light the incident on the fluorescent solid element 5, deep red light generated therein is transmitted inside the light guide 5 are combined, is irradiated from the irradiation device of the light guide 5, not shown observation object lighting to.

この照明された光のスペクトルは、図2に示すように、470〔nm〕付近の青色光の強度が低下しているが、710〔nm〕付近にピークのある赤色の演色性の高い照明光を得ることができる。 Spectrum of the illumination light, as shown in FIG. 2, 470 the intensity of the blue light in the vicinity of [nm] is reduced, 710 nm, high red color rendering properties with a peak at around illumination light it is possible to obtain. なお、470〔nm〕付近の青色光の強度が低下している理由は、青色の光が蛍光体に吸収されてしまうからである。 The reason why the intensity of the blue light near 470 nm, is reduced, because the blue light is absorbed by the phosphor.

このように構成された内視鏡装置によれは、LED2が発した白色と蛍光体が発光した深赤色が合成された赤色成分の豊かな演色性の高い照明光が照射されることになるので、病変部の診断に必要な正確な情報の提示ができる。 Thus according to the endoscope apparatus constructed as above, it means that the high illumination light white and phosphor LED2 is emitted by the deep red and light emission rich color rendering in a red-color components are combined is irradiated , it is the presentation of accurate information required for diagnosis of the lesion.

また、上述したように構成された内視鏡装置によれば、一つの白色LEDからの出射光で蛍光体を励起させるとともに照明光も兼ねるようにしたので、部品点数が少なく構造が簡単な安価な内視鏡装置を得ることができる。 Further, according to the endoscope apparatus constructed as described above, since the double as also the illumination light with exciting the phosphor with emitted light from one white LED, the number of parts is easy to reduce structural inexpensive it is possible to obtain an endoscope apparatus.

図3は本発明の実施例2に係る内視鏡装置の光学系の要部構成を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing a main configuration of an optical system of an endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.

実施例2は、実施例1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。 Example 2, since almost the same as the first embodiment, only differences described, the description with the same reference numerals are given to the same configuration is omitted.

図3に示すように、本実施例のLED12は、紫外線を発光するLED素子と、赤緑青の3原色を発光する蛍光体とを組み合わせて構成されており、赤色、緑色、青色の3つの色を合成することにより、白色光を発光する素子であり、実施例1のLED2とは異なる。 As shown in FIG. 3, LED 12 of this embodiment, the LED element emitting ultraviolet light, is constructed by combining a phosphor which emits three primary colors of red, green and blue, red, green, blue three color by synthesizing a device emitting white light, different from the LED2 of example 1.

また、本実施例の内視鏡装置の光学系1Aは、この白色光を発光するLED12と、前記LED12から出射された光を集光する集光素子3と、前記集光素子3で集光した光を一端より伝達し他端から照射するライトガイド4とを備え、前記LED12から出射した光が集光素子3及びライトガイド4を含む光路を通って照射される構成を有し、かつ、前記光路中でライトガイド4の照射面(他端面)に蛍光体を含有する透明の固体蛍光素子15を配置してなるものである。 Further, the optical system 1A of the endoscope apparatus of the present embodiment, the LED 12 which emits white light, a condensing device 3 for condensing the emitted light from the LED 12, light collection in the light converging element 3 and light transmitted from one end and a light guide 4 is irradiated from the other end, it has a configuration in which light emitted from the LED12 is irradiated through an optical path including a condensing element 3 and the light guide 4, and, those formed by arranging the light guide 4 of the irradiated surface transparent solid phosphor elements containing phosphor (second end surface) 15 in the optical path.

また、上記内視鏡装置の光学系1Aでは、前記固体蛍光素子15は、入射する光の紫外線により波長650〔nm〕〜750〔nm〕の深赤色領域の所定の波長でに発光ピークを有する発光性能を有している。 Further, the optical system 1A of the endoscope, the solid state fluorescence element 15 has an emission peak at a predetermined wavelength in the deep red region of wavelengths 650 by ultraviolet of the incident light [nm] to 750 [nm] It has a light-emitting performance. 前記固体蛍光素子15は、直径約7〔nm〕のカドミウム・テルライド(CdTe)の半導体ナノ粒子が分散して含有される透明なガラス部材である。 The solid state fluorescence element 15 is a transparent glass member which semiconductor nanoparticles are contained in the dispersion of cadmium telluride (CdTe) with a diameter of about 7 nm,. 前記固体蛍光素子15は、円形平面で、ライトガイド4に面した面には、発生した深赤色光のみを反射する波長選択性反射膜17が蒸着されている。 The solid phosphor elements 15, a circular plane, the surface facing the light guide 4, a wavelength selective reflecting film 17 for reflecting only the deep red light generated is deposited.

このような構成を有する本実施例の内視鏡装置の光学系1Aについて作用を説明する。 An optical system 1A of the endoscope apparatus of the present embodiment having the above structure will be explained.

LED駆動回路6から電流が供給されるとLED12は白色光を出射する。 The LED driving circuit 6 when a current is supplied LED12 emits white light. 出射した光は、集光レンズ3により集光されて、ライトガイド4の一端面に入射する。 Light emitted is condensed by the condenser lens 3 and is incident on one end face of the light guide 4. すると、入射された光は、ライトガイド4を伝達する。 Then, the light incident to transmit the light guide 4. ライトガイド4を伝達した光は、照射面(他端面)から前記蛍光固体素子15に入射する。 Light transmitting light guide 4 is incident on the fluorescent solid element 15 from the illuminated surface (other end surface).

前記蛍光固体素子15では、ライトガイド4から入射された光のうちの紫外線成分で励起されて波長650〜750〔nm〕の深赤色領域で発光ピークを有する光を発生する。 The fluorescence in the solid state device 15, generates light having an emission peak in the deep red region of the light guide 4 is excited by the ultraviolet component of the incident light from the wavelength 650 to 750 [nm]. 前記蛍光固体素子15に入射された光と、前記蛍光固体素子15の内部で発生した深赤色光は合成されて、図示しない観察物を照明する。 The fluorescence and solid enters the element 15 light, the fluorescent deep red light generated in the solid-state element 15 are combined, to illuminate the unillustrated observation object.

この照明された光のスペクトルは、深赤色領域の所定の波長でに発光ピークを呈する赤色の演色性の高い照明光を得ることができる点は実施例1と同様である。 Spectrum of the illumination light is that it can obtain a high illumination light of red color rendering which exhibits an emission peak in a predetermined wavelength in the deep red region is the same as in Example 1.

このように構成された本実施例の内視鏡装置によれば、LED12が発した白色と、前記蛍光固体素子15で発光された深赤色が合成された赤色成分の豊かな演色性の高い照明光が照射されることになるので、病変部の診断に必要な正確な情報の提示ができる。 According to the endoscope apparatus of the present embodiment having such a configuration, the white emitted is LED 12, the fluorescent rich color rendering highly lighting of the red component light emitted deep red was synthesized by the solid-state element 15 it means that the light is irradiated, can show a precise information required for diagnosis of the lesion.

また、本実施例の内視鏡装置では、一つの白色LED12からの出射光で前記蛍光固体素子15を励起させるとともに照明光も兼ねるようにしたので、部品点数が少なく構造が簡単な安価な内視鏡装置を得ることができる。 Further, in the endoscope apparatus of the present embodiment, since the double as also the illumination light causes excite the fluorescent solid element 15 in the light emitted from one of the white LED 12, the number of parts is small structures simple inexpensive inner it can be obtained endoscope apparatus.

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, within the range not changing the gist of the present invention, various changes and modifications are possible.

本発明の実施例1に係る内視鏡装置の光学系の一部構成を示す図 It shows a partial configuration of an optical system of an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention 図1の光学系の光スペクトルを説明するための特性図 Characteristic diagram for explaining the optical spectrum of the optical system of FIG. 1 本発明の実施例2に係る内視鏡装置の光学系の一部構成を示す図 It shows a partial configuration of an optical system of an endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention 青色に発光するLED素子と黄色に発光する蛍光体とを組み合わせた白色LEDの光スペクトルを示す特性図 Characteristic diagram showing a white LED light spectrum obtained by combining the phosphor emitting the LED element and a yellow emitting blue light

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1,1A…内視鏡装置の光学系2,12…LED An optical system 1, 1A ... endoscope apparatus 2, 12 ... LED
3… 集光素子4… ライトガイド 5,15… 蛍光固体素子7…反射膜17…波長選択性反射膜 代理人 弁理士 伊藤 進 3 ... condensing element 4 ... a light guide 5 and 15 ... fluorescent solid element 7 ... reflecting film 17 ... wavelength-selective reflection film Attorney Attorney Susumu Ito

Claims (1)

  1. 白色光を発光する半導体発光素子と、 A semiconductor light emitting element emitting white light,
    前記半導体発光素子から出射された光を集光する集光素子と、 A condensing element for condensing the light emitted from the semiconductor light emitting element,
    前記集光素子で集光した光を一端より伝達し他端から照射するライトガイドと を備え、 Comprising a light guide that irradiates from the other end to transmit from one end of the light collected by the light focusing element,
    前記半導体発光素子から出射した光が前記集光素子及び前記ライトガイドを含む光路を通って照射される構成を有する内視鏡装置において、 In the endoscope apparatus having the configuration where the light emitted from the semiconductor light emitting element is irradiated through an optical path including a light focusing element and the light guide,
    前記光路中に、蛍光体を含有する透明の固体蛍光素子を配置してなり、 During the optical path, it was placed a transparent solid fluorescent element containing a phosphor,
    前記固体蛍光素子は、波長650〔nm〕〜750〔nm〕の深赤色領域に発光ピークを有することを特徴とする内視鏡装置。 The solid state fluorescence device, an endoscope apparatus characterized by having an emission peak in a deep red wavelength range of 650 [nm] to 750 [nm].
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