JP4782992B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

従来、内視鏡装置の光源としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプといった比較的消費電力が大きいランプを使用していた。しかし、最近では発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）などの低消費電力の半導体発光素子を用いた光源が開発されている。その中で、ＬＤから出射されるレーザ光を照明手段に用いて蛍光観察する内視鏡装置が提案されている（特許文献１参照。）。
またレーザ光を、白色光を含めた任意の波長に変換するために、発光部に蛍光体を設けた技術も提案されている（特許文献２参照。）。
特許第３１９４６６０号公報（第２−３頁、第１図等） 特開２００２−３５９４０４号公報（第４−６頁、第２図等）

特許文献１に記載されている内視鏡装置においては、被検体を目視にて観察するために、被検体に照射する光を可視領域外の波長を有するレーザ光から可視領域の光（可視光）に変換する必要があった。
特許文献２においては、上述したレーザ光を可視光に変換する技術として、レーザ光を蛍光体に照射することにより、蛍光体から所定波長の光を出射させる技術が記載されている。

これら特許文献１および特許文献２を組み合わせることにより、内視鏡装置においてレーザ光を可視光に変換して被検体を目視にて観察することができた。
しかし、このように変換された可視光を照明光として用いて被検体を観察するには、明るさが不足していた。そのため、照明光として十分な明るさを有する可視光を得る方法として、レーザ光の出力を上げる方法や、レーザ光を出射するレーザダイオードの数を増やす方法が提案されていた。

しかしながら、レーザ光の出力を上げる方法では、蛍光体がレーザ光を可視光に変換する際に発生する熱量も増加し、蛍光体の温度が高くなっていた。つまり、蛍光体に入射したレーザ光のエネルギの一部が熱に変換され、残りのエネルギが可視光に変換されていた。蛍光体のレーザ光を可視光に変換する割合つまり発光効率は、蛍光体の温度が上昇すると低下するため、レーザ光の出力を上げても、蛍光体はある一定以上の光量の可視光を出射できないという問題があった。

また、蛍光体の温度が高くなると、蛍光体の近傍に配置されている固体撮像素子が熱の影響でノイズを発生する恐れがあった。固体撮像素子は被検体の画像を電気信号に変換する素子なので、ノイズが発生すると被検体の画像にノイズが載ってしまう。そのため、正確な画像を得ることが困難になるという問題があった。
また、レーザダイオードを複数設ける方法では、レーザダイオードを配置する空間を確保する必要があるため、内視鏡装置が大きくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、励起光の出力を上げても蛍光体の温度上昇を抑えることができるとともに、小型化・軽量化を図ることができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、励起光を出射する光源と、被検査対象空間内に挿入される可撓性を有する挿入部と、該挿入部の先端に配置され、前記光源から発せられた励起光を拡散させる拡散光学部材と、前記挿入部の先端面に配置された観察光学系と、該拡散光学部材の励起光の出射面側に配置され、前記励起光により励起されて一種類の蛍光を発する扇形に形成された板から構成されている蛍光体と、前記蛍光体の側面に配置された磁性体とから構成される照明窓と、前記挿入部の前記観察光学系を備えた面の略中央且つ前記扇形の要の位置に設けられた軸線回りに、前記挿入部の先端面に配置された電磁石により前記照明窓を回動させ、前記照明窓における前記励起光の照射位置を変化させる照射位置変更手段とを備える内視鏡装置を提供する。

本発明によれば、照射位置変更手段の作動により、照明窓に対する励起光の照射位置を一カ所に固定することなく変化させることができる。これにより、励起光により蛍光を発する蛍光体を分散させることができる。その結果、励起光の照射領域で発生する熱が分散されるため、励起光の照射領域の温度上昇を抑えることができる。温度上昇が抑えられると、蛍光体における励起光から蛍光への変換効率低下を抑えることができ、蛍光体から出射される蛍光の光量低下を防止することができる。
また、蛍光体に照射される励起光の強度を上げても蛍光体の温度上昇を抑制することができるため、光源の出力を増加させて蛍光体から出射される蛍光の光量を上げることができる。さらに、励起光の強度を上げることができるため、光源の数を増やすことなく蛍光の光量を上げることができる。そのため、内視鏡装置の小型化・軽量化を図ることができる。

また、蛍光体における温度上昇を抑制することができるため、例えば、蛍光体の近傍領域にＣＣＤなどの固体撮像素子が配置されていても、固体撮像素子において蛍光体の温度上昇によりノイズが発生する不具合を抑制することができる。
なお、蛍光体への照射位置の移動は、連続的に行ってもよいし、ステップ的に行ってもよい。さらに、蛍光体の温度を検出し、検出した温度に基づいて蛍光体への励起光の照射位置の変更を制御してもよい。

また、上記発明においては、照射位置変更手段が、前記照明窓を回転または回動させることが望ましい。
本発明によれば、照明窓を回転または回動することにより、照明窓の少なくとも一部を構成する蛍光体も回転または回動する。そのため、蛍光体への励起光の照射位置を簡易に、連続的に、またはステップ的に変化させることができる。

さらに、上記発明においては、前記照明窓が、前記挿入部の先端に着脱可能に取り付けられていることが望ましい。
本発明によれば、照明窓とともに蛍光体も挿入部の先端に着脱可能とされている。そのため、例えば、照明窓を取り替えることで、被検査対象空間内に向けて出射する蛍光の波長を容易に変えることができる。

上記発明においては、前記挿入部の先端に着脱可能な光学アダプタを更に備え、
前記照明窓が、この光学アダプタに設けられていることが望ましい。
本発明によれば、挿入部の先端に着脱可能な光学アダプタに照明窓が設けられている。そのため、光学アダプタを交換することで照明窓も同時に交換することができるので、照明窓を容易に交換することができ、被検査対象空間内に向けて出射する蛍光の波長を容易に変えることができる。

本発明の内視鏡装置によれば、照明窓に対する励起光の照射位置を変化させることにより、励起光が照射される蛍光体を切り替えることができる。そのため、励起光の出力を上げても蛍光体の温度上昇を抑えることができ、出射される蛍光の光量を増加させることができるという効果を奏する。
また、励起光の強度を上げて蛍光の光量を増加させることができるので、照明手段を複数備える必要がなくなる。そのため、内視鏡装置の小型化・軽量化を図ることができるという効果を奏することができる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の参考例として、第１の実施形態に係る内視鏡装置について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成を説明する模式図である。
内視鏡装置１は、図１に示すように、励起光を出射する光源部（光源）２と、体腔や機械内部のような被検査対象空間内に挿入可能な細長い形態を有し、被検体Ｃの画像を撮像する挿入部５と、撮像された画像信号を処理する画像処理装置１３と、処理された観察信号を表示するモニタ１５と、から概略構成されている。

光源部２は、所定波長の励起光を出射するレーザダイオード（ＬＤ）３と、ＬＤ３から出射された励起光を後述する導光ファイバ６に集光する集光光学部材４と、後述する照明窓１６を駆動するモータ（照射位置変更手段）２０と、ＬＤ３およびモータ２０を制御する制御ユニット２１と、から概略構成されている。
ＬＤ３は、必要に応じて１個または複数個備えることができる。また、集光光学部材４もＬＤ３の数に応じて１個または複数個備えることができる。図１中の破線で表されたＬＤ３および集光光学部材４は、ＬＤ３および集光光学部材４が複数個備えられたときの配置を示すものである。集光光学部材４としては、例えば凸レンズを用いることができるが、凸レンズのような光学レンズに限られることなく励起光を集光するものであればよい。

挿入部５は、可撓性を有する細長い円柱形に形成され、その一方の端部は２つに分岐して光源部２と画像処理装置１３とに接続されている。また、他方の端部は被検体Ｃが存在する空間内に挿入される挿入先端部７であって、挿入先端部７には、後述する照明窓１６や固体撮像素子（ＣＣＤ）１０などが配置されている。

図２（ａ）は、内視鏡装置における挿入部先端部の断面図である。図２（ｂ）は、挿入部先端部の平面図である。
挿入部先端部７には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）１６ａを有する照明窓１６と、被検体から反射された戻り光を受光する固体撮像素子（ＣＣＤ）１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、が配置されている。
拡散光学部材９は、挿入部先端部７の略中央に配置され、導光ファイバ６の出射端８から出射される励起光が入射されるように配置されている。拡散光学部材９としては、例えば凹レンズを用いることができるが、凹レンズのような光学レンズに限られることなく励起光を集光するものであればよい。

照明窓１６は、励起光により所定波長の蛍光を出射する円板形状に形成された蛍光部材１６ａから構成されている。照明窓１６は、拡散光学部材９の励起光の出射面側に配置されているとともに、照明窓１６の中心に配置された軸１７により保持されている。軸１７は、フレキシブルシャフト（照射位置変更手段）１８を介してモータ２０と接続されている。モータ２０の回転力は、フレキシブルシャフト１８および軸１７を介して蛍光部材１６ａに伝達される。フレキシブルシャフト１８は、挿入部５内に配置されたコイルパイプ１９内を通して配置されている。コイルパイプ１９は、回転するフレキシブルシャフト１８が挿入部５の内蔵物と直接接触することを防止している。

観察光学部材１１は、蛍光部材１６ａが配置されていない領域に配置されているとともに、ＣＣＤ１０の受光面１０ａ側に配置されている。観察光学部材１１は、図２（ｂ）に示すように、挿入部５の中心軸線に対して蛍光部材１６ａから略１８０°の位相位置に配置されている。
なお、観察光学部材１１の配置位置は、被検体からの戻り光が蛍光部材１６ａに影響されることなく観察光学部材１１に入射できる位置であればよく、上述の配置位置に限定されるものではない。
また、観察光学部材１１としては、例えば、図２（ａ）に示すように、一組の光学レンズを用いることができるが、光学レンズに限定されるものではなく、被検体からの戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａ上に画像を結像させるものであればよい。

ＣＣＤ１０には、受光面１０ａに結像された画像に基づいて生成された電気信号を伝送するＣＣＤケーブル１２が接続されている。ＣＣＤケーブル１２は挿入部５内に配置され、入力された電気信号を画像処理装置１３に伝送するように配置されている。
画像処理装置１３に入力された電気信号は、画像処理装置１３においてモニタ１５に表示できる信号に変換される。画像処理装置１３において変換・処理された信号は、信号線１４を経由してモニタ１５に伝送され、観察画像としてモニタ１５に表示される。

次に、上記の構成からなる内視鏡装置１における作用について説明する。
まず、図１に示すように、制御ユニット２１の出力信号に基づき、ＬＤ３から蛍光体を励起する励起光（レーザ光）が出射される。出射された励起光は、集光光学部材４に入射して、導光ファイバ６の光入射側の端面に集光され、導光ファイバ６内に入射する。励起光は、図２（ａ）に示すように、導光ファイバ６により、挿入部５内を挿入部先端部７に配置された拡散光学部材９まで導かれる。拡散光学部材９に入射した励起光は、拡散されて照明窓１６に入射する。
照明窓１６に入射した励起光は蛍光部材１６ａにより蛍光に変換され、蛍光は被検体Ｃに向けて出射される。また、照明窓１６に入射した励起光の一部のエネルギは熱に変換され、照明窓１６の温度を上昇させる。

このとき同時に、図１に示すように、制御ユニット２１の出力信号に基づき、モータ２０が回転駆動され、モータ２０の回転はフレキシブルシャフト１８に伝えられる。フレキシブルシャフト１８に伝えられた回転は、図２（ａ）に示すように、軸１７を介して照明窓１６に伝えられる。その結果、照明窓１６はモータ２０により回転駆動される。
なお、照明窓１６の回転方向は一方向に限られることなく、照明窓１６が一方向および他方向の双方向に回転されるように構成されていてもよい。

このように、照明窓１６が軸１７を中心にして回転すると、図２（ｂ）に示すように、拡散光学部材９から射出された励起光が照明される領域を照明窓１６が横切るように移動する。つまり、照明窓１６の励起光が照射される領域は、照明窓１６の同一円周上を移動する。

観察光学部材１１には、図１に示すように、蛍光により照明された被検体Ｃからの戻り光が入射される。戻り光は、観察光学部材１１により、ＣＣＤ１０の受光面１０ａに結像するように集光される。ＣＣＤ１０は受光面１０ａに入射した戻り光に応じて電気信号を発生し、電気信号はＣＣＤケーブル１２を介して画像処理装置１３に伝送される。電気信号は画像処理装置１３により処理された信号は信号線１４を介してモニタ１５に伝送され、モニタ１５により被検体Ｃの観察画像が表示される。

上記の構成によれば、照明窓１６が回転しているため、照明窓１６上の励起光が照射されている領域、つまり熱が発生する領域は常に移動している。そのため、発生した熱を分散させることができ、励起光が照射されている領域の温度上昇を抑えることができる。上記領域の温度上昇が抑えられると、蛍光部材１６ａにおける励起光から蛍光への変換効率低下を抑えることができ、蛍光部材１６ａから出射される蛍光の光量低下を防止することができる。

また、蛍光部材１６ａに照射される励起光の強度を増大させても蛍光部材１６ａの温度上昇を抑制することができるため、蛍光部材１６ａから出射される蛍光の光量を上げることができる。
さらに、励起光の強度を増大させることができるため、ＬＤ３の配置数を増やすことなく蛍光の光量を上げることができる。そのため、内視鏡装置１の小型化・軽量化を図ることができる。

また、蛍光部材１６ａにおける温度上昇を抑制することができるため、ＣＣＤ１０にける蛍光部材１６ａの温度上昇に起因するノイズの発生を抑制することができる。
さらに、蛍光部材１６ａの温度上昇による内視鏡装置１の拡散光学部材９などの構成要素の破損や、各構成要素を接合する接着部の破損などを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、照明窓１６が軸１７に直接固定されているが、ネジなどの固定部材を用いて、軸１７に着脱可能に固定してもよい。このように、照明窓１６と軸１７とを着脱可能とすることにより、照明窓１６の破損時における照明窓１６の交換が容易となる。
また、照明窓１６を交換することにより蛍光部材１６ａを交換することができる。そのため、所定の波長の蛍光を発する蛍光部材から、他の波長の蛍光を発する蛍光部材への交換を容易に行うことができる。
なお、光源部２と画像処理装置１３とモニタ１５は、別体であっても一体であってもよい。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図３（ａ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する断面図であり、図３（ｂ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する平面図である。
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置３０の挿入部先端部７には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）３１ａを有する照明窓３１と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、が配置されている。

照明窓３１は、励起光により所定波長の蛍光を出射する円板形状に形成された蛍光部材３１ａから構成されている。照明窓３１は、拡散光学部材９の励起光の出射面側に配置されているとともに、照明窓３１の中心に配置された軸３２により回転可能に保持されている。照明窓３１の外周面にはギア部（照射位置変更手段）３３が形成されており、後述する駆動歯車（照射位置変更手段）３５と噛み合うように配置されている。
駆動歯車３５は、挿入部先端部７の半径方向外方に配置されているとともに、その中心軸に配置された軸３６により保持されている。軸３６は挿入部５の半径方向外方に配置されたフレキシブルシャフト１８を介してモータ２０と接続され（図１参照）、駆動歯車３５は、軸３６、およびフレキシブルシャフト１８を介してモータにより回転されるように配置されている。

上記の構成からなる内視鏡装置３０における作用について説明する。
第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射されると、モータ２０によりフレキシブルシャフト１８が回転させられる（図１参照）。フレキシブルシャフト１８の回転は、図３（ｂ）に示すように、軸３６を介して駆動歯車３５に伝達される。駆動歯車３５の回転はギア部３３との噛み合わせにより照明窓３１に伝達され、照明窓３１は上記モータにより回転駆動される。
なお、照明窓３１の回転方向は一方向に限られることなく、照明窓３１が一方向および他方向の双方向に回転されるように構成されていてもよい。

上記の構成によれば、フレキシブルシャフト１８が挿入部５の半径方向外方に配置されているため、挿入部５の半径方向内方の空間を空けることができる。そのため、例えば、上記空間に鉗子などの処置具を挿入部先端部７に導くチャネルを形成することができる。または、上記空間に超音波振動子を配置して、超音波振動による被検体の観察を行うことができる。さらに、上記空間に温度センサを配置することにより、被検体の近傍領域における温度を測定することができる。他には重力方向センサを配置することにより、撮像画像の重力方向を得ることができる。そのため、挿入部先端部７がどの方向に向いているのか、モニタ１５に表示されている被検体がどの方向に向いているかという情報を得ることができる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第３の実施形態について図４および図５を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４および図５を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図４は、本実施の形態に係る内視鏡装置の概略を示す模式図である。
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置４０は、図４に示すように、励起光を出射する光源部２と、被検体Ｃの画像を撮像する挿入部５と、撮像された画像信号を処理する画像処理装置１３と、処理された観察信号を表示するモニタ１５と、から概略構成されている。
光源部２は、所定波長の励起光を出射するＬＤ３と、ＬＤ３から出射された励起光を後述する導光ファイバ６に集光する集光光学部材４と、ＬＤ３および後述するモータ４１を制御する制御ユニット２１と、から概略構成されている。

図５（ａ）は、図４の内視鏡装置における挿入部先端部の断面図である。図５（ｂ）は、図４の内視鏡装置における挿入部先端部の平面図である。
挿入部先端部７には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材１６ａを有する照明窓１６と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、照明窓１６を回転駆動するモータ（照射位置変更手段）４１と、が配置されている。

照明窓１６は、蛍光部材１６ａから構成され、照明窓１６の中心に配置された軸１７により保持されている。軸１７は、フレキシブルシャフト１８を介してモータ４１と接続されている。モータ４１は、挿入部先端部７内に配置され、信号線４２により制御ユニット２１と接続されている（図４参照）。

上記の構成からなる内視鏡装置４０における作用について説明する。
内視鏡装置４０は、図４に示すように、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射されると、制御ユニット２１の出力信号が信号線４２を介してモータ４１に伝えられる。
モータ４１は、図５（ａ）に示すように、フレキシブルシャフト１８および軸１７を介して照明窓４１を回転させる。

上記の構成によれば、例えば、挿入部５と光源部２とを接続・離脱可能に構成する場合、信号線４２および導光ファイバ６の接続のみを確保すればよい。これは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態のようなフレキシブルシャフト１８の接続を確保する場合と比較して、信号線４２および導光ファイバ６の接続は容易であることから、挿入部５と光源部２とを別体で構成することが容易となる。

〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第４の実施形態について図６および図７を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第３の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図６および図７を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図６（ａ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の断面図であり、図６（ｂ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の平面図である。
なお、第３の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置５０の挿入部先端部７には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）５１ａを有する照明窓５１と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、挿入部先端部７の端面を覆うカバーガラス５２と、照明窓５１を回転駆動する電磁石（照射位置変更手段）５３と、が配置されている。
観察光学部材１１およびＣＣＤ１０は、挿入先端部７の略中央部に配置されている。観察光学部材１１の周囲には円環状に凹部５４が形成されている。
拡散光学部材９は、観察光学部材１１の下方（図６（ａ），（ｂ）中の下方向）に配置されるとともに、凹部５４の底面５４ｂに配置されている。

図7は、本実施の形態に係る内視鏡装置の照明窓を説明する斜視図である。
照明窓５１は、図７に示すように、励起光により所定波長の蛍光を出射する円板形状に形成された蛍光部材５１ａと、蛍光部材５１ａの外周に配置された外周円筒５９と、内周に配置された内周円筒５５と、から構成されている。
外周円筒５９には、略等間隔に磁性体（照射位置変更手段）５６が複数個配置されている。磁性体５６はその磁極の向きが一致するように配置されている。例えば、全ての磁性体５６のＮ極が挿入部先端部７の軸線方向後方（図６（ａ）中の右方向）に向くように配置され、Ｎ極が電磁石５３と対向するように配置されている。
なお、磁性体５６は、図７に示すように、複数配置されていてもよいし、１つだけ配置されていてもよい。

凹部５４の内周側面５４ａは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、内周円筒５５内に挿入され、照明窓５１を回転可能に保持している。凹部５４の底面５４ｂは、外周円筒５９および内周円筒５５の一方の端面と当接することにより、照明窓５１の挿入部先端部７の軸線方向後方への動きを規制している。
カバーガラス５２は、蛍光および被検体からの戻り光を透過する透明材料から形成されている。また、カバーガラス５２は、挿入部先端部７の端部に配置され、照明窓５１の挿入部先端部７の軸線方向前方（図６（ａ）中の左方向）への動きを規制している。

電磁石５３は、磁性体５６に対向する位置に配置されるとともに、同一円周上に等間隔に配置されている。磁性体５３はコイルからなり、磁性体５３は、コイルの軸線と挿入部先端部７の軸線とが略平行になるように配置されている。また、電磁石５３は、配線５７，５８を介して制御ユニット２１（図４参照）に接続されている。電磁石５３に供給する電流の向きを制御することにより、電磁石５３に発生する磁極の向きを制御することができる。

上記の構成からなる内視鏡装置５０における作用について説明する。
まず、第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射され、励起光が照明窓５１に照射される。
これと同時に、制御ユニット２１は、電磁石５３に供給する電流の向きを制御することで照明窓５１を回転させる。

具体的には、まず、磁性体５６に対向する電磁石５３に、電磁石５３の磁性体５６側の端部がＳ極となる電流を供給する。他の電磁石５３には、磁性体５６側の端部がＮ極となる電流を供給する。すると、磁性体５６のＮ極と電磁石５３のＳ極とが引き合う。

次に、電磁石５３の照明窓５１を回転させる方向に隣接した他の電磁石５３に、電磁石５３の磁性体５６側の端部がＳ極となる電流を供給する。それと同時に電磁石５３には、電磁石５３の磁性体５６側の端部がＮ極となる電流を供給する。すると、上記電磁石５３に隣接した他の電磁石５３と磁性体５６とが引き合い、照明窓５１が回転する。
上述の制御を繰り返すことにより、照明窓５１は、電磁石５３により回転駆動される。

上記の構成によれば、照明窓５１の面積を、第１の実施の形態から第３の実施の形態までと比較して、さらに広く設けることができるため、蛍光部材５１ａの面積もさらに広く設けることができる。そのため、蛍光部材５１ａの励起光の照射領域で発生する熱をより広い面積に分散させることができ、蛍光部材５１ａの温度上昇をより効果的に抑制することができる。その結果、蛍光部材５１ａにおける励起光から蛍光への変換効率低下を効果的に抑えることができ、蛍光部材５１ａから出射される蛍光の光量低下を効果的に防止することができる。
また、蛍光部材５１ａに照射される励起光の強度を更に上げても蛍光部材５１ａの温度上昇を抑制することができるため、蛍光部材５１ａから出射される蛍光の光量を更に上げることができる。

また、例えば、挿入部５と光源部２とを接続・離脱可能に構成する場合、配線５７，５８および導光ファイバ６の接続のみを確保すればよい。これは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態のようなフレキシブルシャフト１８の接続を確保する場合と比較して、配線５７，５８および導光ファイバ６の接続は容易であることから、挿入部５と光源部２とを別体で構成することが容易となる。

〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図８および図９を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第３の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図８および図９を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図８（ａ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の断面図であり、図８（ｂ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の平面図である。

内視鏡装置６０の挿入部先端部７には、図８（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）６１ａを有する照明窓６１と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面に集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、照明窓６１を回動駆動する電磁石（照射位置変更手段）６２Ｒ，６２Ｌと、が配置されている。
観察光学部材１１およびＣＣＤ１０は、挿入先端部７の下方（図８（ｂ）中の下側）に配置されている。拡散光学部材９は、挿入先端部７の上方（図８（ｂ）中の上側）に配置されている。

照明窓６１は、励起光により所定波長の蛍光を射出する扇形に形成された板からなる蛍光部材６１ａと、蛍光部材６１ａの二辺に配置された磁性体（照射位置変更手段）６３と、から構成されている。
照明窓６１は、その頂点が挿入部先端部７の略中央に位置するように配置されているとともに、蛍光部材６１ａにより拡散光学部材９の前面を覆うように配置されている。また、照明窓６１は、その頂点近傍領域において軸１７に回転可能に保持されている。
磁性体６３は、Ｎ極が下方（図８（ｂ）の下側）に、Ｓ極が上方（図８（ｂ）の上側）になるように配置されている。

電磁石６２Ｒ，６２Ｌは、コイルからなり、磁性体６２Ｒ，６２Ｌは、コイルの軸線と挿入部先端部７の軸線とが略平行になるように配置されている。電磁石６２Ｒ，６２Ｌの端部には、円筒形の金属からなるストッパ（照射位置変更手段）６４Ｒ、６４Ｌが配置されている。ストッパ６４Ｒ、６４Ｌの一方の端部はそれぞれ電磁石６２Ｒ，６２Ｌと接触するように配置され、他方の端部は挿入部先端部７の先端面から突出して配置されている。また、電磁石６２Ｒ，６２Ｌは、配線６４，６５を介して制御ユニット２１（図４参照）に接続されている。電磁石６２Ｒ，６２Ｌに供給する電流の向きを制御することにより、ストッパ６４Ｒ、６４Ｌの端部に発生する磁極を制御することができる。
ストッパ６４Ｒおよび電磁石６２Ｒは、図８（ｂ）に示すように、観察光学部材１１の右斜め上に配置され、ストッパ６４Ｌおよび電磁石６２Ｌは、観察光学部材１１の左斜め上に配置されている。

上記の構成からなる内視鏡装置６０における作用について説明する。
まず、第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射され、励起光が照明窓５１に照射される。
これと同時に、制御ユニット２１は、電磁石６２Ｒ，６２Ｌに供給する電流の向きを制御することで照明窓５１を回動制御する。

図９（ａ）は、内視鏡装置の照明窓が一方に回動したときの挿入部先端部の平面図であり、図９（ｂ）は、内視鏡装置の照明窓が他方に回動したときの挿入部先端部の平面図である。
具体的には、まず、制御ユニット２１は、ストッパ６４Ｒの端部にＳ極が形成される電流を電磁石６２Ｒに供給する。それと同時にストッパ６４Ｌの端部にＮ極が形成される電流を電磁石６２Ｌに供給する。すると、磁性体６３のＮ極とストッパ６４ＲのＳ極とが引き合うとともに、ストッパ６４ＬのＮ極とは反発して、図９（ａ）に示すように、照明窓６１は右方向に回動する。照明窓６１は、ストッパ６４Ｒと当接して回動が止まる。

次に、ストッパ６４Ｌの端部にＳ極が形成される電流を電磁石６２Ｌに供給し、ストッパ６４Ｒの端部にＮ極が形成される電流を電磁石６２Ｒに供給する。すると、磁性体６３のＮ極とストッパ６４ＬのＳ極とが引き合うとともに、ストッパ６４ＲのＮ極とは反発して、図９（ｂ）に示すように、照明窓６１は左方向に回動する。照明窓６１は、ストッパ６４Ｌと当接して回動が止まる。
上述の制御を繰り返すことにより、照明窓６１は左右交互に回動駆動される。

上記の構成によれば、例えば、挿入部５と光源部２とを接続・離脱可能に構成する場合、配線６４，６５および導光ファイバ６の接続のみを確保すればよい。これは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態のようなフレキシブルシャフト１８の接続を確保する場合と比較して、配線６４，６５および導光ファイバ６の接続は容易であることから、挿入部５と光源部２とを別体で構成することが容易となる。

〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第６の実施形態について図１０を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１０を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の断面図であり、図１０（ｂ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の平面図である。
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置７０の挿入部先端部７には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）７１ａを有する照明窓７１と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、が配置されている。

照明窓７１は、励起光により所定波長の蛍光を出射する円板形状に形成された蛍光部材７１ａから構成されている。照明窓７１は、拡散光学部材９の励起光の出射面側に配置されているとともに、照明窓７１の中心に配置された軸１７により回転可能に保持されている。照明窓３１の外周面には円筒状のフィン７２が配置されており、フィン７２の内周面には、凹部７３が等間隔に形成されている。

上記の構成からなる内視鏡装置７０における作用について説明する。
第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射されると、モータ２０によりフレキシブルシャフト１８が回転させられる（図１参照）。フレキシブルシャフト１８の回転は、図１０（ｂ）に示すように、軸１７を介して照明窓７１に伝達される。

上記の構成によれば、照明窓７１が回転駆動されるとフィン７２も回転駆動される。フィン７２が回転駆動されると凹部７３により風が発生し、挿入部先端部７周り、特に蛍光部材７１ａを冷却することができる。よって、さらに蛍光部材１６ａに照射する励起光の強度を増大させることができ、蛍光部材１６ａから出射される蛍光の光量を上げることができる。

〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第７の実施形態について図１１を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１１を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図１１（ａ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の断面図であり、図１１（ｂ）は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の平面図である。
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置８０の挿入部先端部７には、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、拡散された励起光を所定波長の蛍光に変換する蛍光部材（蛍光体）８１ａ、８１ｂを有する照明窓８１と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、が配置されている。

照明窓８１には、励起光により白色光蛍光を出射する蛍光部材８１ａと励起光により紫外光蛍光を出射する蛍光部材８１ｂとが備えられている。照明窓８１は、拡散光学部材９の励起光の出射面側に配置されているとともに、照明窓８１の中心に配置された軸１７により回転可能に保持されている
なお、上述のように、蛍光部材８１ａ，８１ｂから出射される蛍光が白色光と紫外光であってもよいし、観察する対象・観察する目的に合わせて他の波長の光の組み合わせとしてもよい。

上記の構成からなる内視鏡装置８０における作用について説明する。
第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射されると、モータ２０によりフレキシブルシャフト１８が回転させられる（図１参照）。フレキシブルシャフト１８の回転は、図１０（ｂ）に示すように、軸１７を介して照明窓８１に伝達される。
照明窓８１の蛍光部材８１ａに励起光が入射すると、蛍光部材８１ａから白色光が出射される。照明窓８１が回転して励起光が蛍光部材８１ｂに入射すると、蛍光部材８１ｂから紫外光が出射される。

上記の構成によれば、１本の内視鏡装置８０から白色光と紫外光とを交番照射することができる。そのため、２種類の照射光を用いた観察を１本の内視鏡装置８０を用いて行うことができる。
なお、上述のように、１つの照明窓８１に２種類の蛍光部材８１ａ，８１ｂを配置してもよいし３種類以上の蛍光部材を配置してもよい。この構成によれば、１本の内視鏡装置でより多くの波長の照明光を用いた観察を行うことができる。

〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の参考例として、第８の実施形態について図１２を参照して説明する。
本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第４の実施の形態と同様であるが、第４の実施の形態とは、挿入部先端部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１２を用いて挿入部先端部周辺のみを説明し、画像処理装置等の説明を省略する。
図１２は、本実施の形態に係る内視鏡装置における挿入部先端部の断面図である。
なお、第４の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

内視鏡装置９０の挿入部先端部７には、図１２に示すように、光学アダプタ９１が着脱可能に配置されている。
挿入部先端部７には、励起光を拡散させる拡散光学部材９と、被検体から反射された戻り光を受光するＣＣＤ１０と、戻り光をＣＣＤ１０の受光面１０ａに集光して観察画像を結像させる観察光学部材１１と、照明窓５１を回転駆動する電磁石５３と、が配置されている。また、挿入部先端部７の外周面には光学アダプタ９１と螺合するネジ部７ａが形成されている。

光学アダプタ９１は、外周面を形成する円筒部９２と、励起光から蛍光を出射する照明窓５１と、戻り光を観察光学部材１１に入射させるアダプタ光学部材９３と、アダプタ光学部材９３を保持する前方カバーガラス９４と、前方カバーガラス９４とともに照明窓５１を回転可能に支持する後方カバーガラス９５と、から概略構成されている。
円筒部９２の一方の端部内面には、挿入部先端部７のネジ部７ａと螺合する円筒部ネジ部９２ａが形成されている。他方の端部には前方カバーガラス９４と後方カバーガラス９５とが配置されている。

前方カバーガラス９４は、ＣＣＤ１０と対向する位置に円筒９４ａが形成された透明円板から構成されている。円筒９４ａの内部にはアダプタ光学部材９３が配置されている。円筒９４ａの外周には照明窓５１が回転可能に配置されている。後方カバーガラス９５は透明円板から構成されており、前方カバーガラス９４の円筒９４ａと接触するように配置されている。このように配置することにより、照明窓５１が光学アダプタ９１から脱落することを防止している。

上記の構成からなる内視鏡装置９０における作用について説明する。
まず、第１の実施の形態と同様に、制御ユニット２１の出力信号に基づきＬＤ３から励起光が出射され、励起光が照明窓５１に照射される。これと同時に、制御ユニット２１は、電磁石５３に供給する電流の向きを制御することで照明窓５１が回転される。
照明窓５１からは所定波長の蛍光が出射され被検体を照明する。被検体からの戻り光はアダプタ光学部材９３に入射して、観察光学部材１１を介してＣＣＤ１０に像を結像する。

上記の構成によれば、光学アダプタ９１を交換することにより、光学アダプタ９１内の照明窓５１も同時に交換することができる。そのため、照明窓５１を容易に交換することができ、照明する蛍光の波長を容易に変更することができる。
また、アダプタ光学部材９３も容易に交換することができるため、１本の内視鏡装置９０により複数の視野角による観察を容易に行うことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、励起光の光源としてレーザダイオード（ＬＤ）を用いるものに適用して説明したが、励起光の光源はレーザダイオードに限られることなく、発光ダイオード（ＬＥＤ）等、その他各種の光源を用いたものに適用することができるものである。

本発明による第１の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。 図１の内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 本発明による第２の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 本発明による第３の実施形態に係る内視鏡装置の概略図である。 図４の内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 本発明による第４の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 図６の内視鏡装置の照明窓を説明する斜視図である。 本発明による第５の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 図８の内視鏡装置の照明窓の回動を説明する図である。 本発明による第６の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 本発明による第７の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。 本発明による第８の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端部を説明する図である。

符号の説明

１、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０ 内視鏡装置
２ 光源部（光源）
３ ＬＤ（レーザダイオード）
５ 挿入部
１６、３１、５１、６１、７１、８１ 照明窓
１６ａ、３１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ、８１ａ、８１ｂ 蛍光部材（蛍光体）
１８ フレキシブルシャフト（照射位置変更手段）
２０、４１ モータ（照射位置変更手段）
３３ ギア部（照射位置変更手段）
３５ 駆動歯車（照射位置変更手段）
５３、６２Ｒ、６２Ｌ 電磁石（照射位置変更手段）
５６、６３ 磁性体（照射位置変更手段）
６４Ｒ、６４Ｌ ストッパ（照射位置変更手段）

Claims (4)

1. 励起光を出射する光源と、
   被検査対象空間内に挿入される可撓性を有する挿入部と、
   該挿入部の先端に配置され、前記光源から発せられた励起光を拡散させる拡散光学部材と、
   前記挿入部の先端面に配置された観察光学系と、
   該拡散光学部材の励起光の出射面側に配置され、前記励起光により励起されて一種類の蛍光を発する扇形に形成された板から構成されている蛍光体と、前記蛍光体の側面に配置された磁性体とから構成される照明窓と、
   前記挿入部の前記観察光学系を備えた面の略中央且つ前記扇形の要の位置に設けられた軸線回りに、前記挿入部の先端面に配置された電磁石により前記照明窓を回動させ、前記照明窓における前記励起光の照射位置を変化させる照射位置変更手段とを備える内視鏡装置。
2. 前記電磁石の端部には、前記照明窓が当接されるストッパが設けられている請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記光源がレーザダイオードを有する請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
4. 前記挿入部の先端に着脱可能な光学アダプタを更に備え、
   前記照明窓が、この光学アダプタに設けられている請求項１から３のいずれかに記載の内視鏡装置。

Images