JP6464251B2

JP6464251B2 - 照明ユニット及び内視鏡

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Publication number: JP6464251B2
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Inventors: 麦穂大道寺; 伊藤　毅; 毅伊藤; 聡大原
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Description

本発明は、照明ユニット及び内視鏡に関する。

現在、例えば医療分野などにおいて、光ファイバによって導光されたレーザ光を照明光として用いる照明ユニットが開発されている。

例えば特許文献１に開示されている照明ユニットにおいて、光を広範囲に照射するために、楕円体状の拡散体が光ファイバの先端面に設けられている。

特開２０１１−２４８０２２号公報

特許文献１において、照明ユニットが組み立てられる際、拡散体が光ファイバの先端側面に付着する虞が生じる。付着が発生すると、１本の光ファイバにおいて、光ファイバの先端部の太さが不均一になる。これにより、照明ユニットの先端部が内視鏡の挿入部の先端部に組み込まれる際に、挿入部の先端部が太くなるといった不具合が生じる。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡の挿入部の先端部に組み込まれる際に生じる不具合を軽減できる照明ユニット及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の照明ユニットの一態様は、光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、を具備し、前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低く、前記光変換部材は、前記光を拡散する拡散粒子をさらに有する。

本発明の内視鏡の一態様は、光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、を具備し、前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低い照明ユニットと、被観察部を撮像する撮像ユニットと、挿入部の先端部に設けられる保持部材と、を具備し、前記保持部材は、前記導光部材の先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第１孔部を有し、前記導光部材の先端面が前記第１孔部の開口端部よりも後方に配置され、前記光変換部材の先端面が前記開口端部と同一平面上または前記開口端部よりも後方に配置され、前記保持部材は、前記撮像ユニットの先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第２孔部をさらに有し、前記照明ユニットの先端部が前記撮像ユニットの先端部に隣り合うように、前記第１孔部は前記第２孔部に隣り合い、１つの前記保持部材が前記導光部材の前記先端部と前記撮像ユニットの前記先端部とを直接保持し、前記第１孔部は、前記第１孔部の内周面に設けられ、前記先端側面が接着剤によって接着する接着領域と、前記第１孔部の前記内周面に設けられ、前記先端側面が接着されない非接着領域と、を有し、前記接着剤に対する前記非接着領域の濡れ性は、前記接着剤に対する前記接着領域の濡れ性よりも低い。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明ユニットの先端部の概略図である。図２Ａは、液体に対する固体の表面の濡れ性を説明する図である。図２Ｂは、液体に対する固体の表面の濡れ性を説明する図である。図３は、濡れ性低減部と濡れ性向上部とを説明する図である。図４Ａは、導光部材と光変換部材との接触関係を説明する図である。図４Ｂは、導光部材と光変換部材との接触関係を説明する図である。図４Ｃは、導光部材と光変換部材との接触関係を説明する図である。図４Ｄは、導光部材と光変換部材との接触関係を説明する図である。図４Ｅは、導光部材と光変換部材との接触関係を説明する図である。図５は、照明ユニットの概略図である。図６は、第１の実施形態の変形例を示す図であり、照明ユニットの変形例を示す図である。図７Ａは、本発明の第２の実施形態を示す図であり、第１の実施形態に係る照明ユニットを搭載する内視鏡を有する内視鏡システムの概略斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示す内視鏡システムの構成を示す図である。図８Ａは、保持部材の構成を示す図である。図８Ｂは、接着領域と非接着領域とを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図１において濡れ性低減部５７と濡れ性向上部５９との図示を省略するように、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略している。

［第１の実施形態］
［構成］
図１と図２Ａと図２Ｂと図３と図４Ａと図４Ｂと図４Ｃと図４Ｄと図４Ｅと図５とを参照して第１の実施形態について説明する。
［照明ユニット５０の構成１］
図１に示すように、照明ユニット５０は、例えばレーザ光といった光を導光する導光部材５１と、導光部材５１の先端面５１ａに配置され、導光部材５１によって導光された光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材７１とを有する。

［導光部材５１］
図１に示すような導光部材５１の外径は、例えば、数十μｍ〜数百μｍである。導光部材５１は、例えば、マルチモードファイバの光ファイバである。導光部材５１の材料は、例えば、石英ガラス、プラスチックまたは樹脂である。導光部材５１は、棒状部材である。先端面５１ａは導光部材５１の中心軸に対して直交しており、導光部材５１の側面は導光部材５１の中心軸に対して平行である。

図１に示すように、導光部材５１は、光を導光するコア部５３と、コア部５３の外周に設けられ、コア部５３の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部５５とを有する。

［光変換部材７１］
図１に示すような本実施形態の光変換部材７１は、例えば、出射される光の配光を変換する配光変換部材として機能する。このため光変換部材７１は、コア部５３から出射された光を拡散する多数の拡散粒子７３と、拡散粒子７３同士が互いに分散された状態で拡散粒子７３をまとめて包含する包含部材７５とを有する。拡散粒子７３は、包含部材７５の内部に分散され、包含部材７５によって封止されている。

拡散粒子７３は、金属または金属化合物によって形成される微粒子である。このような拡散粒子７３は、例えばアルミナまたは酸化チタンである。

光に対する拡散粒子７３の反射率は、例えば８０％以上が好ましく、９０％以上だとさらに好ましい。これにより例えば光変換部材７１が配光変換部材として機能する場合、拡散粒子７３は、少ない光量を吸収可能となり、光を効率よく照明光に変換可能となり、発熱を低減可能となる。例えば照明ユニット５０の先端部である導光部材５１の先端部及び光変換部材７１は、内視鏡１０に設けられる挿入部２０の先端部である先端硬質部２１（図７Ａと図７Ｂ参照）に設けられる。光変換部材７１から発生した熱はこの先端硬質部２１に吸収されてしまい、先端硬質部２１が発熱する。熱は先端硬質部２１及び挿入部２０が挿入される管路部に影響を与える。発熱が低減されることで、先端硬質部２１及び管路部への熱による影響が低減される。

拡散粒子７３の屈折率は、包含部材７５の屈折率よりも高く、１．５以上であることが好ましい。これにより、拡散粒子７３は、光の拡散性を向上可能となる。

拡散粒子７３の直径は、例えば数百ｎｍ〜数μｍであり、光の波長とコア部５３の直径とを基に決まる。光は、光の波長とコア部５３の直径とを基に決められた直径を有する拡散粒子７３によって、散乱が後方よりも前方に多く実施されるミー散乱、または幾何学的に散乱する。前方とは、照明光の出射方向側である。後方とは、前方とは逆であり、照明光の出射方向とは逆側である。
具体的には、拡散粒子７３の直径は、最も短い波長に対して１／５以上であり、且つコア部５３の直径の１／５以下である。

光変換部材７１の配光角は、例えば、包含部材７５に対する拡散粒子７３の濃度、光変換部材７１の厚み等によって制御される。

包含部材７５は、例えば、透明なシリコーン系の樹脂または透明なエポキシ系の樹脂である。

［光変換部材７１に対する導光部材５１の濡れ性］
図２Ａと図２Ｂとに示すように、一般的に、液体８１に対する固体８３の表面における濡れ性は、固体８３に対する液体８１の接触角θによって定義される。接触角θは、０度以上１８０度以下となっている。図２Ａに示すように、接触角θが９０度よりも小さいといったように、接触角θが小さいほど濡れ性は高い。図２Ｂに示すように、接触角θが９０度よりも大きいといったように、接触角θが大きいほど濡れ性は低い。

図１に示すように、先端面５１ａは、コア部５３の先端面（以下、コア先端面５３ａと称する）とクラッド部５５の先端面（以下、クラッド先端面５５ａと称する）とを有する。導光部材５１の先端部における側面（以下、先端側面５１ｂと称する）は、クラッド部５５の先端側面であり、よって、先端側面５１ｂは、先端面５１ａ詳細にはクラッド先端面５５ａと連続している。ここで、本実施形態では、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対するコア先端面５３ａの濡れ性よりも低くなっている。また、本実施形態では、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対するクラッド先端面５５ａの濡れ性よりも低くなっている。このように、本実施形態では、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対する先端面５１ａの濡れ性よりも低くなっている。

このような濡れ性の差を設けるために、本実施形態では、図３に示すように、導光部材５１は、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性を低減させる濡れ性低減部５７と、先端面５１ａの濡れ性を向上させる濡れ性向上部５９との少なくとも一方を有する。濡れ性低減部５７は先端側面５１ｂに設けられ、濡れ性向上部５９は先端面５１ａに設けられる。

［濡れ性低減部５７］
図３に示すように、濡れ性低減部５７は、例えば、導光部材５１の先端側面５１ｂをカバーする。この場合、包含部材７５に対する濡れ性低減部５７の濡れ性は、包含部材７５に対するコア先端面５３ａ及びクラッド先端面５５ａの濡れ性よりも低い。濡れ性低減部５７は、例えば、フッ素樹脂を有する。

濡れ性低減部５７は、先端側面５１ｂの表面粗さを変更してもよい。表面粗さは、例えばエッチング処理とブラスト処理とレーザ加工処理とのいずれか１つによって実施される。表面粗さは、式（１）に示すＷｅｎｚｅｌの式を用いる。
ｃｏｓθ ＝ｒｃｏｓθ１・・・式（１）
θ ：平面に対する接触角
θ１：粗面に対する接触角
ｒ：平面に対する粗面の面積比
平面状態の先端側面５１ｂに対する包含部材７５の接触角θが９０度よりも小さい場合、濡れ性低減部５７は表面粗さを小さくすることによって、先端側面５１ｂは濡れにくくなる。
平面状態の先端側面５１ｂに対する包含部材７５の接触角θが９０度よりも大きい場合、濡れ性低減部５７は表面粗さを大きくすることによって、先端側面５１ｂは濡れにくくなる。
これを基に、導光部材５１及び包含部材７５の材料に応じて濡れ性の低減が実施される。

濡れ性低減部５７は、先端側面５１ｂに付与され、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性が低減する官能基を有していてもよい。包含部材７５が疎水性を有する場合、濡れ性低減部５７は、例えば、プラズマまたはＵＶ光が先端側面５１ｂに照射されることによって先端面５１ａに付与される親水性の官能基を有する。官能基は、−ＯＨ基または−ＣＯＯＨ等を含む。

濡れ性低減部５７を有する導光部材５１を形成するプロセスとしては、濡れ性低減部５７が先端側面５１ｂに設けられた後、先端面５１ａが形成されるように、導光部材５１の端部は導光部材５１の中心軸に対して直交する方向にカットされる。これにより、濡れ性低減部５７が設けられた先端側面５１ｂと濡れ性低減部５７が設けられずクリアな先端面５１ａとを有する導光部材５１が形成される。

濡れ性低減部５７の一例として前記を挙げたが、これに限定される必要はなく、公知の技術によって濡れ性を低減してもよい。

［濡れ性向上部５９］
図３に示すように、濡れ性向上部５９は、先端面５１ａをカバーする。この場合、包含部材７５に対する濡れ性向上部５９の濡れ性は、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性よりも高い。濡れ性向上部５９は、例えば、包含部材７５が疎水性を有する場合は疎水性の材料を有し、包含部材７５が親水性を有する場合は親水性の材料を有する。

濡れ性向上部５９は、先端面５１ａの表面粗さを変更してもよい。表面粗さは、例えばエッチング処理とブラスト処理とレーザ加工処理とのいずれか１つによって実施される。表面粗さは、式（１）に示すＷｅｎｚｅｌの式を用いる。
平面状態の先端面５１ａに対する包含部材７５の接触角θが９０度よりも小さい場合、濡れ性向上部５９は表面粗さを大きくすることによって、先端面５１ａは濡れやすくなる。
平面状態における先端面５１ａに対する包含部材７５の接触角θが９０度よりも大きい場合、濡れ性向上部５９は表面粗さを小さくすることによって、先端面５１ａは濡れやすくなる。
これを基に、導光部材５１及び包含部材７５の材料に応じて濡れ性の向上が実施される。

濡れ性向上部５９は、先端面５１ａに付与され、包含部材７５に対する先端面５１ａの濡れ性が向上する官能基を有していてもよい。濡れ性向上部５９は、例えば、シランカップリング材などである。

濡れ性向上部５９を有する導光部材５１を形成するプロセスとしては、先端側面５１ｂがマスクされた後、先端面５１ａが形成されるように、導光部材５１の端部は導光部材５１の中心軸に対して直交する方向にカットされる。そして濡れ性向上部５９が先端面５１ａに設けられ、マスクが取り外される。これにより、濡れ性向上部５９が設けられた先端面５１ａと濡れ性向上部５９が設けられずクリアな先端側面５１ｂとを有する導光部材５１が形成される。

濡れ性向上部５９の一例として前記を挙げたが、これに限定される必要はなく、公知の技術によって濡れ性を向上してもよい。

［その他］
包含部材７５に対するクラッド部５５の濡れ性が包含部材７５に対するコア部５３の濡れ性よりも低くなるように、コア部５３またはクラッド部５５の材料が選択されてもよい。クラッド部５５は、例えば、フッ素樹脂を有する。

［導光部材５１と光変換部材７１との接触関係］
図１と図４Ａと図４Ｂと図４Ｃと図４Ｄと図４Ｅとに示すように、光変換部材７１は、包含部材７５によって先端面５１ａにのみ接着される。先端面５１ａに対する光変換部材７１の接触領域はコア先端面５３ａを含み、且つ接触領域の外径は導光部材５１（クラッド部５５）の外径と実質的に同一または導光部材５１（クラッド部５５）の外径よりも小さい。光変換部材７１は、例えばドーム形状を有する。先端面５１ａに対する光変換部材７１の接触角θは９０度以下である。光変換部材７１の最大外径は、導光部材５１（クラッド部５５）の外径と略同一または導光部材５１（クラッド部５５）の外径よりも小さい。接触領域及び光変換部材７１は、先端面５１ａの投影面積内に収まる。
なお接触領域の外径が導光部材５１（クラッド部５５）の外径と実質的に同一とは、例えば照明ユニット５０の製造上のばらつきなどによって、接触領域の外径がクラッド部５５の外径よりも微小に大きく、接触領域がクラッド部５５からはみ出してもよいことを示す。言い換えると、接触領域の外径は導光部材５１の外径よりも微小に大きく、接触領域が導光部材５１からはみ出してもよい。さらに言い換えると、例えば照明ユニット５０の製造上のばらつきなどによって、微量の光変換部材７１がクラッド部５５の外径からはみ出してしまうことは、接触領域の外径はクラッド部５５の外径と実質的に略同一であるとして、本願に含まれる。

［照明ユニット５０の構成２］
図５に示すように、照明ユニット５０は、光源ユニット９１と、導光ユニット９３と、光合波部９５とをさらに有する。

図５に示すような光源ユニット９１は、１つの波長を有するレーザ光、または互いに異なる波長を有する複数のレーザ光を出射する。光源ユニット９１は、光源９１Ｂと光源９１Ｇと光源９１Ｒと有する。
光源９１Ｂは、例えば、青色のレーザ光を出射するレーザーダイオードを有する。レーザ光の波長は、例えば、４４５ｎｍとなっている。
光源９１Ｇは、例えば、緑色のレーザ光を出射するレーザーダイオードを有する。レーザ光の波長は、例えば、５３２ｎｍとなっている。
光源９１Ｒは、例えば、赤色のレーザ光を出射するレーザーダイオードを有する。レーザ光の波長は、例えば、６３５ｎｍとなっている。
光源ユニット９１が１つの波長を有するレーザ光を出射する場合には、光源９１Ｂ，９１Ｇ，９１Ｒは、同一の波長のレーザ光を出射するレーザーダイオードである。

図５に示すように、導光ユニット９３は、導光部材９３Ｂと導光部材９３Ｇと導光部材９３Ｒとを有する。
導光部材９３Ｂは、光源９１Ｂと光合波部９５とに光学的に接続されており、光源９１Ｂから出射されたレーザ光を光合波部９５に導光する。
導光部材９３Ｇは、光源９１Ｇと光合波部９５とに光学的に接続されており、光源９１Ｇから出射されたレーザ光を光合波部９５に導光する。
導光部材９３Ｒは、光源９１Ｒと光合波部９５とに光学的に接続されており、光源９１Ｒから出射されたレーザ光を光合波部９５に導光する。
導光部材９３Ｂは、例えば、マルチモードの単線の光ファイバを有する。この点は、導光部材９３Ｇと、導光部材９３Ｒとについても同様である。

なお光源９１Ｂと導光部材９３Ｂとの間には、図示しない集光レンズが設けられている。光源９１Ｂから出射された光は、集光レンズによって導光部材９３Ｂに集光される。この点は、光源９１Ｇと導光部材９３Ｇ、光源９１Ｒと導光部材９３Ｒとについても同様である。

図５に示すように、光合波部９５は、導光部材９３Ｂと導光部材９３Ｇと導光部材９３Ｒとによって導光された複数のレーザ光を合波する。レーザ光の波長が互いに異なり、レーザ光が上述したような青色、緑色及び赤色の波長を有する場合には、合波された光は例えば白色光となる。光合波部９５は、導光部材５１に光学的に接続されており、合波した白色光を導光部材５１に向けて出射する。これにより、単線の導光部材５１によって白色光観察が実施可能となる。

光合波部９５は、例えば光ファイバコンバイナを有する。これにより、照明ユニット５０は、小型且つ効率的に光を合波可能となる。光合波部９５は、例えばレンズとダイクロイックミラーとを有する空間光学系を有していてもよい。

利用する光源は、前記に限定されない。光源が４つ以上設けられると、演色性の高い白色光を用いた白色光観察が実施可能となる。青紫色の光を出射する光源と光源９１Ｇとが用いられる場合、ヘモグロビンの光吸収特性を利用する特殊光観察が実施可能となる。特殊光観察では、血管が強調されて表示される。近赤外光を出射する光源が用いられる場合、近赤外光を利用する観察が実施可能となる。観察に応じて、光源が選択されてもよい。

［作用・効果］
照明ユニット５０が組み立てられる際、光変換部材７１は、先端面５１ａに配置される。このとき光変換部材７１が先端面５１ａから先端側面５１ｂへ流れようとする。しかしながら本実施形態では、光変換部材７１の包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対するコア先端面５３ａの濡れ性よりも低くなっている。
２つの濡れ性の差によって、照明ユニット５０が組み立てられる際、光変換部材７１が先端面５１ａから先端側面５１ｂへ流れにくくなり、光変換部材７１が導光部材５１の先端側面５１ｂに付着することが防止される。付着の防止によって、１本の導光部材５１において、導光部材５１の先端部の太さを均一にできる。よって、照明ユニット５０の先端部である導光部材５１の先端部及び光変換部材７１が先端硬質部２１に組み込まれる際に先端硬質部２１が太くなるといった不具合を軽減できる。また付着の防止によって、設計方法または製造方法によって導光部材５１の先端部の太さが製造される導光部材５１ごとにばらばらとなることを防止できる。言い換えると、設計方法または製造方法に影響されることなく各導光部材５１の先端部を全て同じ太さにできる。結果として、先端硬質部２１に対する導光部材５１の組み込み性を向上できる。

包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対するクラッド先端面５５ａの濡れ性よりも低くなっている。
このため、光変換部材７１がコア先端面５３ａだけでなくクラッド先端面５５ａに配置されていても、光変換部材７１がクラッド先端面５５ａから先端側面５１ｂに流れにくくなり、光変換部材７１が導光部材５１の先端側面５１ｂに付着することが防止される。付着の防止によって、１本の導光部材５１において、導光部材５１の先端部の太さを均一にできる。よって、照明ユニット５０の先端部が先端硬質部２１に組み込まれる際に先端硬質部２１が太くなるといった不具合を軽減できる。

導光部材５１は、先端側面５１ｂに設けられ、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性を低減させる濡れ性低減部５７を有する。
このため、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性を、包含部材７５に対する先端面５１ａの濡れ性よりも確実に低くできる。

導光部材５１は、先端面５１ａに設けられ、先端面５１ａの濡れ性を向上させる濡れ性向上部５９を有する。
このため、包含部材７５に対する先端面５１ａの濡れ性を、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性よりも確実に向上できる。濡れ性向上部５９が光変換部材７１に直接作用するため、光変換部材７１を先端面５１ａから先端側面５１ｂへ流れにくくできる。

なお包含部材７５に対するクラッド部５５の濡れ性は、包含部材７５に対するコア部５３の濡れ性よりも低くなっていてもよい。
このため、例えば濡れ性低減部５７が先端側面５１ｂを覆う場合に比べて、濡れ性低減部５７を省略でき、結果として導光部材５１を細くできる。そして導光部材５１のクラッド部５５の外径が照明ユニット５０の外径として機能するため、照明ユニット５０を細くできる。照明ユニット５０が細くなるため、照明ユニット５０の先端部を先端硬質部２１に容易に組み込むことができる。照明ユニット５０の先端部が先端硬質部２１に組み込まれる際に、クラッド部５５の外径を組み込みのための基準として利用でき、先端硬質部２１への照明ユニット５０の先端部の組み込み性を向上できる。濡れ性低減部５７と濡れ性向上部５９とを省略でき、濡れ性低減部５７と濡れ性向上部５９とを導光部材５１に組み付ける手間を省くことができる。

先端面５１ａに対する光変換部材７１の接触領域はコア先端面５３ａを含み、且つ接触領域の外径は導光部材５１（クラッド部５５）の外径と実質的に同一または導光部材５１（クラッド部５５）の外径よりも小さい。光変換部材７１は、例えばドーム形状を有する。先端面５１ａに対する光変換部材７１の接触角θは９０度以下である。
このため光変換部材７１を導光部材５１に固定する固定部材を不要にでき、照明ユニット５０を細くできる。照明ユニット５０が細くなるため、照明ユニット５０の先端部を先端硬質部２１に容易に組み込むことができる。照明ユニット５０の先端部が先端硬質部２１に組み込まれる際に、クラッド部５５の外径を組み込みのための基準として利用でき、先端硬質部２１への照明ユニット５０の先端部の組み込み性を向上できる。光変換部材７１がドーム形状を有することで、光変換部材７１と空気界面とにおける屈折によって、配光を広げることができる。

光は、拡散粒子７３によって、ミー散乱するまたは幾何学的に散乱する。
これによりレーザ光を効率よく前方に出射でき、後方へのレーザ光の拡散を低減でき、照明ユニット５０の先端部が組み込まれる先端硬質部２１における発熱を低減できる。
拡散粒子７３の直径は、最も短い波長に対して１／５以上である。
これにより、確実に、ミー散乱または幾何学的な散乱が実施される。
拡散粒子７３の直径は、コア部５３の直径の１／５以下である。
これにより拡散粒子７３によってレーザ光を十分拡散できる。

本実施形態では、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性について説明したが、包含部材７５に対する先端側面５１ｂの濡れ性は、包含部材７５に対する導光部材５１の側面の濡れ性として機能してもよい。

［変形例］
図６に示すように、光変換部材７１は、光を照射されることによって光の波長とは異なる波長を有する光を出射する波長変換部材として機能してもよい。光変換部材７１は、レーザ光によって蛍光を励起する。光変換部材７１は、例えば４４５ｎｍの青色レーザ光によって黄色蛍光を励起する黄色蛍光体を有しており、青色レーザ光を拡散して出射すると共に黄色蛍光を出射する。これにより白色の照明光を出射可能となる。導光部材５１は、光源ユニット９１に直接接続されている。

［第２の実施形態］
図７Ａと図７Ｂと図８Ａと図８Ｂとを参照して、第１の実施形態の照明ユニット５０を搭載する内視鏡１０を有する内視鏡システム５について説明する。
なお図示の明瞭化のために、図８Ａにおいて濡れ性低減部５７と濡れ性向上部５９と接着領域１１５と非接着領域１１７との図示を省略している。

［内視鏡システム５］
図７Ａに示すように内視鏡システム５は、例えば、被観察部に照明光を照明し、被観察部を撮像する内視鏡１０と、内視鏡１０に着脱自在に接続される制御装置１４とを有する。この被観察部とは、例えば体腔内における患部や病変部等である。
図７Ａに示すように内視鏡システム５は、制御装置１４に接続され、内視鏡１０によって撮像された被観察部を表示する例えばモニタである画像表示装置１６と、内視鏡１０に着脱自在に接続され、制御装置１４に着脱自在に接続される光源装置１８とをさらに有する。

図７Ｂに示すように内視鏡システム５は、被観察部を撮像する撮像ユニット１００をさらに有する。撮像ユニット１００は、被観察部を撮像する撮像部１０１と、撮像部１０１によって撮像された画像を処理する画像処理部１０３とを有する。撮像部１０１によって撮像された画像は、撮像ケーブル１０５によって画像処理部１０３に伝送される。画像処理部１０３によって処理された画像は、画像表示装置１６によって表示される。撮像部１０１は先端硬質部２１に設けられ、画像処理部１０３は制御装置１４に設けられ、撮像ケーブル１０５は内視鏡１０に設けられる。

［内視鏡１０］
図７Ａに示すように内視鏡１０は、例えば体腔に挿入される中空の細長い挿入部２０と、挿入部２０の基端部に連結され、操作者によって把持される把持部３０とを有する。
図７Ｂに示すように、導光部材５１と光変換部材７１とは、内視鏡１０に内蔵されている。

［挿入部２０］
図７Ａに示すように挿入部２０は、挿入部２０の先端部側から挿入部２０の基端部側に向かって、先端硬質部２１と、湾曲部２３と、可撓管部２５とを有する。先端硬質部２１の基端部は湾曲部２３の先端部に連結され、湾曲部２３の基端部は可撓管部２５の先端部に連結されている。

図７Ｂに示すように、撮像ユニット１００の先端部である撮像部１０１と照明ユニット５０の先端部である導光部材５１の先端部及び光変換部材７１とは、先端硬質部２１に設けられる。

［把持部３０］
図７Ａに示すように把持部３０には、可撓管部２５が延出されている。把持部３０は、湾曲部２３を湾曲操作する湾曲操作部３７と、送気・送水と吸引と撮影とのためのスイッチ部３９と、把持部３０に接続されているユニバーサルコード４１とを有する。

［ユニバーサルコード４１］
図７Ａに示すようにユニバーサルコード４１は、把持部３０の側面から延出されている。ユニバーサルコード４１の端部は分岐しており、各端部に接続コネクタ４１ａが設けられている。接続コネクタ４１ａの一方は制御装置１４に着脱可能となっており、接続コネクタ４１ａの他の一方は光源装置１８に着脱可能となっている。

［制御装置１４と画像表示装置１６と光源装置１８］
制御装置１４は、内視鏡１０と画像表示装置１６と光源装置１８とを制御する。

図７Ｂに示すように、光源装置１８は、光源ユニット９１と導光ユニット９３と光合波部９５とを搭載している。

［先端硬質部２１における照明ユニット５０の先端部の配置］
図８Ａに示すように、先端硬質部２１は、照明ユニット５０の先端部を保持する筒状の保持部材１１０と、保持部材１１０の先端面をカバーするカバー部材１２０とを有する。

図８Ａに示すように、保持部材１１０は、導光部材５１の先端部が挿入される第１孔部１１１を有する。先端面５１ａが第１孔部１１１の開口端部１１１ａよりも後方に配置され、光変換部材７１の先端面が第１孔部１１１の開口端部１１１ａと同一平面上または第１孔部１１１の開口端部１１１ａよりも後方に配置されるように、照明ユニット５０の先端部が第１孔部１１１に配置されることによって保持部材１１０は照明ユニット５０の先端部を保持する。第１孔部１１１は、保持部材１１０の軸方向において、保持部材１１０を貫通する貫通孔部である。開口端部１１１ａは、第１孔部１１１の最も前方に配置されている縁部である。

本実施形態では、導光部材５１が図示しないフェルールなどの保持部材によって保持された状態で、照明ユニット５０の先端部が第１孔部１１１に挿入されるのではない。本実施形態では、導光部材５１が第１孔部１１１に直接挿入され、導光部材５１のクラッド部５５または濡れ性低減部５７が第１孔部１１１の内周面に直接接触する。

図８Ａに示すように、保持部材１１０は、撮像ユニット１００の先端部をさらに保持している。詳細には、保持部材１１０は、照明ユニット５０の先端部と撮像ユニット１００の先端部とが互いに隣り合い、照明ユニット５０が前方に照明光を出射し、撮像ユニット１００が前方を撮像するように、照明ユニット５０の先端部と撮像ユニット１００の先端部とを保持する。このため保持部材１１０は、撮像ユニット１００の先端部が挿入される第２孔部１１３をさらに有する。照明ユニット５０の先端部が撮像ユニット１００の先端部に隣り合うように、第１孔部１１１は第２孔部１１３に隣り合う。第２孔部１１３は、保持部材１１０の軸方向において、保持部材１１０を貫通する貫通孔部である。

照明ユニット５０の先端部は第１孔部１１１に図示しない接着剤によって接着され、撮像ユニット１００の先端部は第２孔部１１３に図示しない接着剤によって接着される。なお接着に限定される必要はなく、係合であってもよい。

図８Ａに示すように、本実施形態では、１つの保持部材１１０が導光部材５１の先端部と撮像ユニット１００の先端部とを直接保持する。言い換えると、照明ユニット５０用の保持部材１１０と撮像ユニット１００用の保持部材１１０とが別々に存在するのではなく、照明ユニット５０用の保持部材１１０と撮像ユニット１００用の保持部材１１０とは同体であり、１つの保持部材１１０が照明ユニット５０と撮像ユニット１００とに共有されている。

前記した第１孔部１１１に対する照明ユニット５０の先端部の配置と、１つの保持部材１１０とによって、内視鏡１０の挿入部２０の先端部に照明ユニット５０及び撮像ユニット１００を固定する固定部材として機能する保持部材１１０を１つのみ配置すればよく、部品点数を削減可能となり、挿入部２０を細くすることが可能となる。

このような保持部材１１０は、枠部材として機能する。保持部材１１０は、例えば金属である。

カバー部材１２０は、照明ユニット５０の先端部及び撮像ユニット１００の先端部よりも前方に配置されている。カバー部材１２０は、保持部材１１０の先端面及び側面に密着する。照明ユニット５０から出射された光がカバー部材１２０を透過し、撮像ユニット１００が撮像のために被観察部から反射された光がカバー部材１２０を透過するように、カバー部材１２０は透明である。

先端硬質部２１は、包含部材７５とカバー部材１２０との間に設けられ、包含部材７５の屈折率よりも低い屈折率を有する図示しない媒質部材をさらに有する。媒質部材は、例えば、空気層であっても良いし、包含部材７５の屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂であっても良い。光変換部材７１と媒質部材との界面における屈折によって、配光が広がることが可能となる。媒質部材が樹脂である場合には、例えば第１孔部１１１に照明ユニット５０の先端部を接着後、第１孔部１１１の開口端部１１１ａから樹脂が充填される。

［第１孔部１１１の内周面の濡れ性］
図８Ｂに示すように、第１孔部１１１は、第１孔部１１１の内周面に設けられている接着領域１１５及び非接着領域１１７を有する。接着領域１１５は、導光部材５１の先端側面５１ｂが接着剤によって接着する領域である。非接着領域１１７は、導光部材５１の先端側面５１ｂが接着されない領域である。非接着領域１１７は、光変換部材７１の側方に配置される。このため接着領域１１５は、非接着領域１１７よりも後方に配置されており、導光部材５１の軸方向において非接着領域１１７と連続している。

接着剤に対する非接着領域１１７の濡れ性は、接着剤に対する接着領域１１５の濡れ性よりも低い。
接着領域１１５に塗布される接着剤が先端面５１ａよりも前方つまり非接着領域１１７に流れると、接着剤は光変換部材７１に接触する。接着剤と空気界面とにおける屈折率は、光変換部材７１と空気界面とにおける屈折率よりも小さい。このため、照明光は、接着剤が光変換部材７１と接触する部分から、側方にもれる虞が生じ、結果として照明効率が低下する虞が生じる。しかしながら、本実施形態では、接着剤に対する非接着領域１１７の濡れ性が接着剤に対する接着領域１１５の濡れ性よりも低いため、接着剤が非接着領域１１７に流れることが防止され、照明光が側方にもれることが防止され、結果として照明効率が低下することが防止される。

図８Ｂに示すように、接着剤に対する非接着領域１１７の濡れ性が接着剤に対する接着領域１１５の濡れ性よりも低いことを実現するために、第１孔部１１１は、非接着領域１１７に設けられる濡れ性低減部５７と接着領域１１５に設けられる濡れ性向上部５９との少なくとも一方を有する。

濡れ性低減部５７を有する第１孔部１１１に導光部材５１を配置するプロセスとしては、光変換部材７１の先端面がマスクされた後、導光部材５１が第１孔部１１１に配置される。この後、濡れ性低減部５７として、プラズマまたはＵＶ光が非接着領域１１７に照射される。これにより、非接着領域１１７にのみ濡れ性低減部５７が設けられる。この後、接着剤が接着領域１１５に設けられ、導光部材５１は第１孔部１１１に接着される。

濡れ性向上部５９を形成するプロセスとしては、導光部材５１が第１孔部１１１に配置される前に、非接着領域１１７がマスクされた、濡れ性向上部５９が接着領域１１５に設けられる。この後、接着剤が接着領域１１５に設けられ、導光部材５１は第１孔部１１１に配置され第１孔部１１１に接着される。

［作用・効果］
先端面５１ａが第１孔部１１１の開口端部１１１ａよりも後方に配置され、光変換部材７１の先端面が第１孔部１１１の開口端部１１１ａと同一平面上または第１孔部１１１の開口端部１１１ａよりも後方に配置される。
これにより、先端硬質部２１の組立性を向上できる。

１つの保持部材１１０が導光部材５１の先端部と撮像ユニット１００の先端部とを直接保持する。
つまり導光部材５１と撮像ユニット１００を挿入部２０に位置決めする部材として保持部材１１０が設けられるため、部品点数を削減でき、先端硬質部２１を細くできる。

導光部材５１が第１孔部１１１に直接挿入され、導光部材５１のクラッド部５５または濡れ性低減部５７が第１孔部１１１の内周面に直接接触する。
つまり導光部材５１がフェルールなどによって保持された状態で照明ユニット５０の先端部が第１孔部１１１に挿入されるのではなく、導光部材５１が第１孔部１１１に直接挿入される。これにより照明ユニット５０を細くでき、結果として先端硬質部２１を細くできる。また、液体に対する濡れ性と樹脂に対する濡れ性とは互いに反対であるので、導光部材５１の濡れ性低減部５７は、液体の接着剤に対しては濡れ性向上部５９として機能し、よって、接着性の向上部としても機能することになる。

接着剤に対する非接着領域１１７の濡れ性は、接着剤に対する接着領域１１５の濡れ性よりも低い。
接着領域１１５に塗布される接着剤が光変換部材７１の先端面よりも前方つまり非接着領域１１７に流れると、接着剤は光変換部材７１に接触する。接着剤と空気界面とにおける屈折率は、光変換部材７１と空気界面とにおける屈折率よりも小さい。このため、照明光は、接着剤が光変換部材７１と接触する部分から、側方にもれる虞が生じ、結果として照明効率が低下する虞が生じる。しかしながら、本実施形態では、非接着領域１１７の濡れ性が接着領域１１５の濡れ性よりも低いため、接着剤が非接着領域１１７に流れることを防止できる。結果として、照明光が側方にもれることを防止でき、照明効率が低下することを防止できる。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

Claims

光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、
前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、
を具備し、
前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低く、
前記光変換部材は、前記光を拡散する拡散粒子をさらに有する照明ユニット。
前記包含部材に対する前記先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記クラッド部の先端面の濡れ性よりも低い請求項１に記載の照明ユニット。
光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、
前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、
を具備し、
前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低く、
前記導光部材は、前記先端側面に設けられ、前記包含部材に対する前記先端側面の濡れ性を低減する濡れ性低減部をさらに具備する照明ユニット。
前記濡れ性低減部は、前記先端側面をカバーし、
前記包含部材に対する前記濡れ性低減部の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の前記先端面及び前記クラッド部の先端面の濡れ性よりも低い請求項３に記載の照明ユニット。
平面状態の前記先端側面に対する前記包含部材の接触角θが９０度よりも小さい場合、前記濡れ性低減部は、前記先端側面の表面粗さを小さくし、
平面状態の前記先端側面に対する前記包含部材の接触角θが９０度よりも大きい場合、前記濡れ性低減部は、前記先端側面の表面粗さを大きくする請求項３に記載の照明ユニット。
前記濡れ性低減部は、前記先端側面に付与され、前記包含部材に対する前記先端側面の濡れ性が低減する官能基を有する請求項３に記載の照明ユニット。
前記導光部材は、前記導光部材の先端面に設けられ、前記包含部材に対する前記導光部材の前記先端面の濡れ性を向上する濡れ性向上部をさらに具備する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の照明ユニット。
前記濡れ性向上部は、前記導光部材の前記先端面をカバーし、
前記包含部材に対する前記濡れ性向上部の濡れ性は、前記包含部材に対する前記先端側面の濡れ性よりも高い請求項７に記載の照明ユニット。
平面状態の前記導光部材の前記先端面に対する前記包含部材の接触角θが９０度よりも小さい場合、前記濡れ性向上部は、前記導光部材の前記先端面の表面粗さを大きくし、
平面状態の前記導光部材の前記先端面に対する前記包含部材の接触角θが９０度よりも大きい場合、前記濡れ性向上部は、前記導光部材の前記先端面の表面粗さを小さくする請求項７に記載の照明ユニット。
前記濡れ性向上部は、前記導光部材の前記先端面に付与され、前記包含部材に対する前記導光部材の前記先端面の濡れ性が向上する官能基を有する請求項７に記載の照明ユニット。
前記包含部材に対する前記クラッド部の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の濡れ性よりも低い請求項１に記載の照明ユニット。
前記導光部材の先端面に対する前記光変換部材の接触領域は前記コア部の前記先端面を含み、且つ前記接触領域の外径は前記導光部材の外径と実質的に同一または前記導光部材の前記外径よりも小さい請求項１に記載の照明ユニット。
前記光変換部材は、ドーム形状を有し、
前記導光部材の前記先端面に対する前記光変換部材の接触角θは、９０度以下である請求項１に記載の照明ユニット。
前記光変換部材は、前記光の配光を変換する配光変換部材として機能する請求項１に記載の照明ユニット。
前記包含部材は、前記拡散粒子同士が互いに分散された状態で前記拡散粒子をまとめて包含する請求項１に記載の照明ユニット。
光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、
前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、
を具備し、
前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低く、
前記光変換部材は、前記光を拡散する拡散粒子をさらに有し、
前記拡散粒子の直径は、前記光の波長と前記コア部の直径とを基に決まり、
導光された前記光は、前記光の波長と前記コア部の直径とを基に決められた直径を有する前記拡散粒子によって、散乱が後方よりも前方に多く実施されるミー散乱する、または幾何学的に散乱する照明ユニット。
前記拡散粒子の直径は、最も短い波長に対して１／５以上であり、且つ前記コア部の直径の１／５以下である請求項１６に記載の照明ユニット。
前記光変換部材は、前記光を照射されることによって前記光の波長とは異なる波長を有する光を出射する波長変換部材として機能する請求項１に記載の照明ユニット。
１つの波長を有するレーザ光、または互いに異なる波長を有する複数の前記レーザ光を出射する光源ユニットをさらに具備する請求項１に記載の照明ユニット。
互いに異なる波長を有する複数の前記レーザ光を合波する光合波部をさらに具備する請求項１９に記載の照明ユニット。
請求項１に記載の照明ユニットと、
被観察部を撮像する撮像ユニットと、
挿入部の先端部に設けられる保持部材と、
を具備し、
前記保持部材は、前記導光部材の先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第１孔部を有し、
前記導光部材の先端面が前記第１孔部の開口端部よりも後方に配置され、前記光変換部材の先端面が前記開口端部と同一平面上または前記開口端部よりも後方に配置される内視鏡。
前記保持部材は、前記撮像ユニットの先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第２孔部をさらに有し、
前記照明ユニットの先端部が前記撮像ユニットの先端部に隣り合うように、前記第１孔部は前記第２孔部に隣り合い、
１つの前記保持部材が前記導光部材の前記先端部と前記撮像ユニットの前記先端部とを直接保持する請求項２１に記載の内視鏡。
光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、
前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光の光学特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、
を具備し、
前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低い照明ユニットと、
被観察部を撮像する撮像ユニットと、
挿入部の先端部に設けられる保持部材と、
を具備し、
前記保持部材は、前記導光部材の先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第１孔部を有し、
前記導光部材の先端面が前記第１孔部の開口端部よりも後方に配置され、前記光変換部材の先端面が前記開口端部と同一平面上または前記開口端部よりも後方に配置され、
前記保持部材は、前記撮像ユニットの先端部が挿入され、前記保持部材の軸方向において前記保持部材を貫通する貫通孔部である第２孔部をさらに有し、
前記照明ユニットの先端部が前記撮像ユニットの先端部に隣り合うように、前記第１孔部は前記第２孔部に隣り合い、
１つの前記保持部材が前記導光部材の前記先端部と前記撮像ユニットの前記先端部とを直接保持し、
前記第１孔部は、
前記第１孔部の内周面に設けられ、前記先端側面が接着剤によって接着する接着領域と、
前記第１孔部の前記内周面に設けられ、前記先端側面が接着されない非接着領域と、
を有し、
前記接着剤に対する前記非接着領域の濡れ性は、前記接着剤に対する前記接着領域の濡れ性よりも低い内視鏡。
光を導光するコア部と、前記コア部の外周に設けられ、前記コア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部とを有する導光部材と、
前記導光部材の先端面に配置され、前記導光部材によって導光された前記光を拡散し、前記光の配光特性を変換することで生成される照明光を出射する光変換部材と、
を具備し、
前記光変換部材に備えられる包含部材に対する前記導光部材の先端側面の濡れ性は、前記包含部材に対する前記コア部の先端面の濡れ性よりも低く、
前記光変換部材は、前記光を照射されることによって前記光の波長とは異なる波長を有する光を出射する波長変換部材として機能する照明ユニット。