(57)【要約】【課題】簡単な構成で、蛍光部材から出射する照明光の光量ロスを極力抑え、かつ、照明光を高精度に検出可能な照明光検出用光学系並びにそれを用いた光学装置を提供する。【解決手段】励起光を出射する発光素子１と、挿入部２と、挿入部２の先端近傍に配置された蛍光部材３と、発光素子１からの励起光を蛍光部材３に導く励起光導光手段４と、照明光の一部の戻り光を検出する光検出手段５を有する光学装置に用いる照明光検出用光学系１０である。蛍光部材３の前方に同軸配置された照明光照射用柱状透明部材１１と、蛍光部材３から前方に出射して透明部材１１の内部に入る照明光のうち、透明部材１１の側面に対して全反射角よりも小さい角度で入射する照明光を透明部材１１から抽出する照明光抽出手段１２と、抽出した照明光を光検出手段５に向ける偏向手段１３と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段を有する光学装置に用いる照明光検出用光学系であって、
前記蛍光部材の前方に同軸配置された照明光照射用柱状透明部材と、
前記蛍光部材から前方に出射して前記照明光照射用柱状透明部材の内部に入る照明光のうち、前記照明光照射用柱状透明部材の側面に対して全反射角よりも小さい角度で入射する照明光を該照明光照射用柱状透明部材から抽出する照明光抽出手段と、
前記抽出した照明光を前記光検出手段に向ける偏向手段と、
を有することを特徴とする照明光検出用光学系。
【請求項２】
前記全反射角が、約６０度であることを特徴とする請求項１に記載の照明光検出用光学系。
【請求項３】
前記照明光抽出手段が、前記照明光照射用柱状透明部材よりも小さい屈折率を有し、かつ、接合作用を有する透明媒体と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を有する照明光抽出用柱状透明部材とからなり、前記透明媒体を介して前記照明光抽出用柱状透明部材の側面を、該照明光照射用柱状透明部材の側面に接合して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明光検出用光学系。
【請求項４】
前記透明媒体が、接着剤と、ボールレンズとからなることを特徴とする請求項３に記載の照明光検出用光学系。
【請求項５】
励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段を有する光学装置に用いる照明光検出用光学系であって、
入射面の一部の領域が前記蛍光部材の出射面の極く一部の領域に重なり、該蛍光部材から前方に出射した照明光のうち該極く一部の領域から出射した光を該入射面の一部の領域を介して抽出するように配置された照明光抽出用柱状透明部材からなる照明光抽出手段と、
前記抽出した照明光を前記光検出手段に向ける偏向手段と、
を有することを特徴とする照明光検出用光学系。
【請求項６】
前記偏向手段が、前記照明光抽出用柱状透明部材の先端に形成された傾斜面と該傾斜面に設けた反射膜とからなる反射面で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明光検出用光学系。
【請求項７】
前記偏向手段が、前記照明光抽出用柱状透明部材の先端に形成された２つの傾斜面と該２つの傾斜面に設けた反射膜とからなる２つの反射面で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明光検出用光学系。
【請求項８】
請求項１〜４、請求項１〜４のいずれかに従属する請求項６又は７、のいずれかに記載の照明光検出用光学系と、
励起光を出射する発光素子と、
細長状の挿入部と、
前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、
前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、
前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段、
を有する光学装置。
【請求項９】
請求項５、請求項５に従属する請求項６又は７、のいずれかに記載の照明光検出用光学系と、
励起光を出射する発光素子と、
細長状の挿入部と、
前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、
前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、
前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段と、
前記蛍光部材の前方に配置された照明光照射用柱状透明部材、
を有する光学装置。
【請求項１０】
前記光検出手段が、前記照明光検出用光学系を介して得られた光を励起光成分と蛍光成分とに分光する分光部材と、分光された夫々の光を受光する受光素子と、該夫々の受光素子で受光した光量の比率を算出する演算装置を有する請求項８又は９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記照明光照射用柱状透明部材の先端面に光拡散手段を備えた請求項８〜１０のいずれかに記載の光学装置。
【請求項１２】
前記光拡散手段が、前記照明光照射用柱状透明部材の先端面と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を持つ透明部材の一端面とを、異なる屈折率のボールレンズアレイ及び接着剤を挟んで接合してなる請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記光拡散手段が、前記照明光照射用柱状透明部材の先端面と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を持つ透明部材の一端面との少なくとも一方に砂目を形成し、これらの面を異なる屈折率の接着剤を挟んで接合してなる請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記光学装置が内視鏡である請求項８〜１３のいずれかに記載の光学装置。
【請求項１５】
励起光を出射する発光素子と、
検査対象空間内に挿入される挿入部と、
前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、
前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段と、
請求項１〜７のいずれかに記載の照明光検出用光学系を有し、
前記光検出手段が、
光センサと、
一端が前記照明光検出用光学系における前記照明光抽出用柱状透明部材の後端に臨み他端が前記光センサに臨むように設けられ、前記蛍光部材から前方へ出射した照明光のうち、前記照明光抽出用柱状透明部材を介して抽出され前記偏向手段を介して偏向された光を該光センサへ伝播する光検出用ライトガイドと、
前記光検出用ライトガイドの前記他端と前記光センサとの間に設けられ、照明光における所定波長を制限して透過と反射の少なくとも一方を行い、透過または反射した光を前記光センサに検出させる波長制限部材と、
前記光センサにおいて検出された光の強度を検出し、前記蛍光部材の劣化を検出する制御を行う制御部と、
を具備している内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＤ光などを励起光として蛍光部材に照射し、蛍光部材からの蛍光と励起光とを混成させた光を照明光として用いる照明系において、照明光の異常を検出するための照明光検出用光学系並びにそれを備えた光学装置及び内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療の分野における患者の体内の治療・診断や、工業の分野における製品に設けられている孔内部の検査等、外部から観察することが難しい部位の観察に内視鏡が用いられている。
【０００３】
一般に、内視鏡は、細径筒状の先端挿入部の内部に、対物光学系と、リレーレンズ（硬性鏡の場合）やイメージガイドファイバ（軟性鏡の場合）等の像伝送光学系を有している。そして、観察対象からこれらの光学系を経た光を、接眼光学系や撮像光学系を介して観察像として観察するように構成されている。また、ビデオ内視鏡においては、先端に対物光学系とＣＣＤ等の撮像素子を内蔵して構成されている。
【０００４】
また、内視鏡においては、対物光学系で観察する観察対象を照明するための照明手段が、設けられている。照明手段は、光源と、光源からの照明光を内視鏡の先端部に導くライトガイドを有している。
従来、内視鏡装置における光源としては、検査対象となる空間内を明るく照射するために、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどの比較的消費電力が大きいランプが一般的に用いられてきたが、近年では、消費電力の低減を図るために、ＬＥＤやＬＤ等の低消費電力の半導体発光素子が光源として用いられてきている。
【０００５】
例えば、光源にＬＤを用いた内視鏡装置においては、ＬＤから出射した所定波長の励起光を光ファイバ等からなる導光手段を介して内視鏡の先端挿入部に設けられた蛍光部材に照射し、蛍光部材において、励起光と励起された蛍光とが混成されることによって白色光に変換して検査対象空間内に照射する。
【０００６】
ところで、内視鏡においては、ＬＤ等の光源の故障や導光手段を構成する光ファイバが折れることがある。そのような状態で、そのまま使用し続けると、光が漏れて内視鏡の挿入部先端から照射される照明光量が少なくなり検査対象が暗くなってしまう。
【０００７】
そこで、従来、内視鏡においては、ＬＤ等の光源への電力供給を制御（例えば、光量が小さい場合に光源への電力供給を停止させる）するため、照明光を所定量抽出してその強度を検出する照明光検出手段を備えた構成が提案されている。そのような照明光検出手段は、例えば、次の特許文献１に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１５８７１６号公報
【０００９】
特許文献１に記載の照明光検出手段は、例えば図１５や図１６に示すように、内視鏡の先端部１５０に設けられている蛍光部材１５１の側面１５１ａ（図１５）や検査対象とは反対側の端面１５１ｂ（図１６）から発せられる光を、光センサ１５２（図１５），１５２’（図１６）で受光するように構成されている。なお、図中、１５３は蛍光部材１５１を励起する波長特性を持つＬＤ等の照明用光源、１５４は照明用光源１５３から出射した光を蛍光部材１５２に導く導光手段、１５５，１５５’は蛍光部材１５１の側面１５１ａ（図１５）や検査対象とは反対側の端面１５１ｂ（図１６）から発せられる光を、光センサ１５２，１５２’へ導く導光手段、１５６は光センサ１５２，１５２で受光した光の信号を図示省略した光検知手段に送る通信線である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の照明光検出手段のように蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射した光を検出する構成では、次に述べる理由により、高精度な照明光の検出が難しい。
【００１１】
上述したように、光源にＬＤを用いた内視鏡装置においては、ＬＤから出射した所定波長の励起光を光ファイバ等からなる導光手段を介して蛍光部材に照射することにより、蛍光部材において、励起光と励起された蛍光とを混成した白色光として出射する。
【００１２】
ここで、蛍光部材の前面から出射する励起光は、その殆どが導光手段の出射面から前方に出射して蛍光部材に入射した後、そのまま蛍光部材を透過し、蛍光部材の前面から出射する蛍光と略同じ方向に進む光である。
これに対し、蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射する励起光は、その殆どが導光手段の出射面から前方に出射して蛍光部材に入射した後、蛍光部材の内部で乱反射した光であり、蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射する蛍光とは異なる方向に進む光が蛍光部材の内部で乱反射することによって同じ方向に偏向された光である。
その結果、蛍光部材の前面から検査対象に向けて出射される照明光と、蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射される照明光とでは、光強度や、含まれる励起光と蛍光の混成比率が異なったものとなり易い。
【００１３】
このため、特許文献１に記載の照明光検出手段のように蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射した光を検出しても、検査対象を照射する光とは混成比率が異なるため、高精度な検出を行うことができない。
【００１４】
また、特許文献１に記載の照明光検出手段のように蛍光部材の側面又は検査対象とは反対側の端面から出射した光を検出する構成では、蛍光部材において検査対象を照射する方向とは異なる側面や反対側の面からも照明光を出射させるため、照明光のロスが大きくなってしまう。
【００１５】
しかも、図１６に示したような蛍光部材における検査対象とは反対側の面からの光を検出する構成では、励起用の導光手段を介して励起光を入射するための領域に平行して、検出用の導光手段を介して検査光を抽出するための領域を確保する必要があるため、蛍光部材を大きくしなければならず、その分、蛍光部材の前方に出射される光が拡がってしまい、単位面積当たりの検査対象を照射する光量が弱くなる上、照明光のロスの割合がより一層大きくなってしまう。
【００１６】
ここで、蛍光部材の前方にハーフミラー等の光路分割部材を配置して、分割された一方の光路を通る光を検出するようにすれば、検査対象に照射される光と同じ比率で混成された光を検出することができるが、それでは、光量ロスが非常に大きくなり、検査対象への照明光量が大きく低下してしまう。
【００１７】
また、特許文献１に記載のような照明光検出手段では、ＬＤの故障や導光手段を構成する光ファイバの折れ等を検出することはできるが、蛍光部材の劣化を検出することはできない。
すなわち、蛍光部材が劣化した場合には、蛍光の強度が低下するかまたは蛍光が照射されなくなり、ＬＤからの励起光のみが蛍光部材から照射されることになるが、特許文献１に記載のような照明光検出手段では、光センサで光量を検出するものの波長ごとの光量を検出するものではないため、色バランスの変化を検出することができず、照明光が正常であると判定してしまう。よって、使用者は蛍光部材の劣化に気づかずに色バランスの崩れた照明光で検査対象空間内を観察してしまうという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、蛍光部材から出射して照明光として用いられる光の光量ロスを極力抑えることができ、かつ、照明光を高精度に検出することが可能な照明光検出用光学系並びにそれを用いた光学装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明による照明光検出用光学系は、励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段を有する光学装置に用いる照明光検出用光学系であって、前記蛍光部材の前方に同軸配置された照明光照射用柱状透明部材と、前記蛍光部材から前方に出射して前記照明光照射用柱状透明部材の内部に入る照明光のうち、前記照明光照射用柱状透明部材の側面に対して全反射角よりも小さい角度で入射する照明光を該照明光照射用柱状透明部材から抽出する照明光抽出手段と、前記抽出した照明光を前記光検出手段に向ける偏向手段と、を有することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、前記全反射角が、約６０度であるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、前記照明光抽出手段が、前記照明光照射用柱状透明部材よりも小さい屈折率を有し、かつ、接合作用を有する透明媒体と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を有する照明光抽出用柱状透明部材とからなり、前記透明媒体を介して前記照明光抽出用柱状透明部材の側面を、該照明光照射用柱状透明部材の側面に接合して構成されているのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、前記透明媒体が、接着剤と、ボールレンズとからなるのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段を有する光学装置に用いる照明光検出用光学系であって、入射面の一部の領域が前記蛍光部材の出射面の極く一部の領域に重なり、該蛍光部材から前方に出射した照明光のうち該極く一部の領域から出射した光を該入射面の一部の領域を介して抽出するように配置された照明光抽出用柱状透明部材からなる照明光抽出手段と、前記抽出した照明光を前記光検出手段に向ける偏向手段と、を有するのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、前記偏向手段を、前記照明光抽出用柱状透明部材の先端に形成された傾斜面と該傾斜面に設けた反射膜とからなる反射面で構成するのが好ましい。
【００２５】
また、本発明の照明光検出用光学系においては、前記偏向手段を、前記照明光抽出用柱状透明部材の先端に形成された２つの傾斜面と該２つの傾斜面に設けた反射膜とからなる２つの反射面で構成するのが好ましい。
【００２６】
また、本発明による光学装置は、上記本発明のいずれかの照明光検出用光学系と、励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段、を有する。
【００２７】
また、本発明による光学装置は、上記本発明のいずれかの照明光検出用光学系と、励起光を出射する発光素子と、細長状の挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記発光素子から出射した励起光を前記蛍光部材に導く励起光導光手段と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段と、前記蛍光部材の前方に配置された照明光照射用柱状透明部材、を有する。
【００２８】
また、本発明の光学装置においては、前記光検出手段が、前記照明光検出用光学系を介して得られた光を励起光成分と蛍光成分とに分光する分光部材と、分光された夫々の光を受光する受光素子と、該夫々の受光素子で受光した光量の比率を算出する演算装置を有するのが好ましい。
【００２９】
また、本発明の光学装置においては、前記照明光照射用柱状透明部材の先端面に光拡散手段を備えるのが好ましい。
【００３０】
また、本発明の光学装置においては、前記光拡散手段が、前記照明光照射用柱状透明部材の先端面と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を持つ透明部材の一端面とを、異なる屈折率のボールレンズアレイ及び接着剤を挟んで接合してなるのが好ましい。
【００３１】
また、本発明の光学装置においては、前記光拡散手段が、前記照明光照射用柱状透明部材の先端面と、該照明光照射用柱状透明部材と同じ屈折率を持つ透明部材の一端面との少なくとも一方に砂目を形成し、これらの面を異なる屈折率の接着剤を挟んで接合してなるのが好ましい。
【００３２】
また、本発明の光学装置においては、前記光学装置が内視鏡であるのが好ましい。
【００３３】
また、本発明による内視鏡装置は、励起光を出射する発光素子と、検査対象空間内に挿入される挿入部と、前記挿入部における先端近傍に配置された蛍光部材と、前記照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段と、上記本発明のいずれかの照明光検出用光学系と、一端が前記照明光検出用光学系における前記照明光抽出用柱状透明部材の後端に臨み他端が前記光センサに臨むように設けられた、前記蛍光部材から前方へ出射した前記一部の光を該光センサへ伝播する光検出用ライトガイドと、前記光検出用ライトガイドの前記他端と前記光センサとの間に設けられた、前記一部の光の波長を制限して透過と反射との少なくとも一方を行い、透過または反射後の前記一部の光を前記光センサに検出させる波長制限部材と、前記光センサにおいて検出された前記一部の光の強度を検出し、前記蛍光部材の劣化を検出する制御を行う制御部と、を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、簡単な構成で、蛍光部材から出射して照明光として用いられる光の光量ロスを極力抑えることができ、かつ、照明光を高精度に検査することが可能な照明光検出用光学系並びにそれを用いた光学装置及び内視鏡装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
第一実施形態
図１は本発明の第一実施形態にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置の要部概略構成を示す説明図、図２は第一実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の要部の構成を物体側からみた説明図であり、(a)は一構成例(b)は他の構成例を示している。図３は第一実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の先端部に備える光拡散手段の変形例を示す説明図である。
第一実施形態の光学装置は、発光素子１と、細長状の挿入部２と、蛍光部材３と、励起光導光手段４と、照明光の一部である戻り光を検出する光検出手段５と、照明光検出用光学系１０を有している。
発光素子１は、例えばＬＤ等の半導体発光素子を用いて、波長λ１の励起光を出射するように構成されている。蛍光部材３は、挿入部２の先端近傍に配置されており、励起光と励起光により励起された波長λ２の蛍光との混成光を照明光として出射するように構成されている。また、蛍光部材３の周囲に、内面に反射面３ａを有する円筒状の部材を備えており、照射光の出射領域を前方における光軸近傍の所定範囲に狭めている。励起光導光手段４は、単ファイバ等の光ファイバを用いて、発光素子１から出射した励起光を蛍光部材３に導くように構成されている。なお、図中、４ａはファイバー（コア＋クラッド）、４ｂは保持部材である。
光検出手段５は、検出用照明光導光手段５ａと、受光素子及び光強度検出部等からなる光検出部５ｂを有して構成されている。受光素子は、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）等の半導体受光素子で構成されている。なお、光検出手段５は、図１の構成に限定されるものではなく、例えば、受光素子と、受光素子で受光した情報を送信する信号線と、光強度検出部とで構成してもよい。
検出用照明光導光手段５ａは、例えば、単ファイバ等の光ファイバを用いて構成されており、一部の照明光を光検出部５ｂの受光素子に導くように配置されている。光検出部５ｂは、受光素子を介して受光した照明光の強度を検出するように構成されている。
【００３６】
照明光検出用光学系１０は、照明光照射用柱状透明部材１１と、照明光抽出手段１２と、偏向手段１３を有している。
照明光照射用柱状透明部材１１は、側面が鏡面となっていて、蛍光部材３の前方に同軸配置されている。
照明光抽出手段１２は、蛍光部材３から前方に出射して照明光照射用柱状透明部材１１の内部に入る照明光のうち、照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａに対して全反射角θａよりも小さい所定角度で入射する照明光を照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａから抽出するように構成されている。
【００３７】
ここで、図１に示す照明光抽出手段１２のより詳細な構成を説明する。照明光抽出手段１２は、照明光照射用柱状透明部材１１よりも小さい屈折率を有し、かつ、接合作用を有する透明媒体１４と、照明光照射用柱状透明部材１１と同じ屈折率を有する照明光抽出用柱状透明部材１５とからなり、図２(a)に示すように、透明媒体１４を介して照明光抽出用柱状透明部材１５の側面１５ａに形成された平坦な接合面１５ａ１を、照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａに形成された平坦な接合面１１ａ１に接合して構成されている。
透明媒体１４は、接着剤１６と、ボールレンズアレイ１７とで構成されている。ボールレンズアレイ１７を備えたのは、透明媒体１４として一定の厚みを持たせ易くするためである。
図１の例では、照明光照射用柱状透明部材１１は、屈折率ｎ１１＝１．７８のものを用いている。また、透明媒体１４（接着剤１６及びボールレンズアレイ１７）は、屈折率ｎ１４＝１．５６のものを用いている。また、照明光抽出用柱状透明部材１５は、屈折率ｎ１５＝１．７８のものを用いている。
【００３８】
偏向手段１３は、照明光抽出用柱状透明部材１５の先端に形成された傾斜面１５ｂに反射膜１５ｃを設けてなる反射面を用いて、照明光抽出手段１２を介して抽出されて前方に向かう照明光を光検出手段５に向けて反射するように構成されている。
【００３９】
さらに、第一実施形態の光学装置は、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに光拡散手段１８を備えている。
光拡散手段１８は、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂと、照明光照射用柱状透明部材１１と同じ屈折率を持つ透明部材１９（ｎ１９＝１．７８）の一端面１９ａとを、異なる屈折率のボールレンズアレイ２０（屈折率ｎ２０＝１．９２）及び接着剤２１（屈折率ｎ２１＝１．５６）を挟んで接合して構成されている。
【００４０】
このように構成された第一実施形態の照明光検出用光学系を備えた光学装置の作用について説明する。発光素子１から出射した励起光は、励起光導光手段４を通り、蛍光部材３を励起することにより、蛍光部材３で励起された蛍光と励起光とが混成された照明光となって、蛍光部材３の前方から出射し、照明光照射用柱状透明部材１１に入射する。
【００４１】
このとき、第一実施形態の照明光検出光学系を備えた光学装置では、照明光抽出手段１２は、照明光照射用柱状透明部材１１と透明媒体１４との屈折率差を持たせたことにより、照明光照射用柱状透明部材１１を通る光のうち、臨界角（全反射角）以上の角度で透明媒体１４に入射した光が、境界面で全反射を生じるとともに、臨界角よりも小さい角度で入射した光の一部が、境界面で反射して、透明媒体１４に入射しないで前方に進む光とともに、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに向かう一方、臨界角よりも小さい角度で入射した光の残りが照明光照射用柱状透明部材１１に近づく方向に屈折しながら透明媒体１４の内部に入る。
【００４２】
ここで、臨界角をθとすると、
ｓｉｎθ＝ｎ１４／ｎ１１
と表すことができる。
よって、図１の例の臨界角θａは、
ｓｉｎθａ＝１．５６／１．７８
θａ≒６０°
である。
【００４３】
すなわち、図１の例では、照明光照射用柱状透明部材１１から約６０°よりも小さい角度で透明媒体１４に入射した光（即ち、照明光照射用柱状透明部材１１の光軸に対して約３０°よりも大きい角度で傾いて透明媒体１４に入射した光）が、照明光照射用柱状透明部材１１に近づく方向に屈折しながら透明媒体１４の内部に入り込む。
【００４４】
透明媒体１４の内部に入り込んだ光は、照明光抽出用柱状透明部材１５に入射する。このときは、照明光抽出用柱状透明部材１５のほうが透明媒体１４よりも屈折率が大きいので、一部の光が透明媒体１４で反射するとともに、残りの光が透明媒体１４から離れる方向に屈折しながら照明光抽出用柱状透明部材１５の内部に入り込む。
【００４５】
照明光抽出用透明部材１５の内部に入り込んだ光は、偏向手段１３で反射して、光検出手段５側に偏向される。
【００４６】
光検出手段５側に偏向された光は、検出用照明光導光手段５ａを通り、光検出部５ｂで受光され強度が検出される。
【００４７】
このように、第一実施形態の照明光検出用光学系では、蛍光部材３の前方に出射する光のうち、照明光照射用柱状透明部材１１の光軸に対して約３０°よりも大きい角度で傾いて透明媒体１４に入射した光が検出光として用いられる。
しかるに、このような角度で蛍光部材３の前方から出射する光は、内視鏡等の光学装置において、図示省略した対物光学系の観察画角からはずれる領域を照射する漏れ光であって、観察に使用されない光である。
【００４８】
従って、第一実施形態の照明光検出用光学系によれば、蛍光部材の前方に出射する光を検出し、しかも、検出光として観察に使用されない領域を照射にする漏れ光を使用するようにしたので、光量ロスを極力少なく抑えながら、蛍光と励起光との混成比率が検査対象を照射する照明光と同じ比率の照明光を高精度に検出することができる。
【００４９】
また、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに向かった光は、先端面１１ｂを出射し、光拡散手段１８として構成された、ボールレンズアレイ２０（屈折率ｎ２０＝１．９２）、接着剤２１（屈折率ｎ２１＝１．５６）、及び透明部材１９（ｎ１９＝１．７８）を通過するときに、それぞれの屈折率差から生じる屈折作用及びボールレンズアレイ２０の各レンズ面を介して拡散され、出射面１９ｂにおける照明光の光量が均一化される。
このため、本実施形態の光学装置によれば、検査対象を照射する照明光の明暗のムラを極力なくした均一な明るさの照明光を照射することができる。
【００５０】
なお、図２(a)の例では、透明媒体１４を介して照明光抽出用柱状透明部材１５の側面１５ａに形成された平坦な接合面１５ａ１を、照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａに形成された平坦な接合面１１ａ１に接合したが、図２(b)に示すように、透明媒体１４を介して照明光抽出用柱状透明部材１５の側面１５ａの所定領域を、照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａの所定領域に接合してもよい。
図２(a)に示すように、平坦な接合面同士を接合した場合は、照明光照明用柱状透明部材１１と照明光抽出用柱状透明部材１５との接合状態が安定する。
また、図２(b)に示すように、側面における所定領域同士を接合した場合には、照明光照明用柱状透明部材１１と照明光抽出用柱状透明部材１５の互いの光軸の間の距離を稼ぐことができ、照明光抽出用柱状透明部材１５からの出射した照明光を光検出部５ｂに導くための検出用照明光導光手段５ａを配置しやすくなる。
【００５１】
また、偏向手段１３は、図１の例では１つの反射面で構成したが、照明光抽出用柱状透明部材１５の先端に２つの傾斜面を形成し、２つの傾斜面に反射膜を設けてなる２つの反射面（図示省略）を用いて、照明光抽出手段１２を介して抽出されて前方に向かう照明光を光検出手段５に向けて反射するように構成してもよい。
このようにしても、照明光照明用柱状透明部材１１と照明光抽出用柱状透明部材１５の互いの光軸の間の距離を稼ぐことができ、照明光抽出用柱状透明部材１５からの出射した照明光を光検出部５ｂに導くための検出用照明光導光手段５ａを配置しやすくなる。
【００５２】
また、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに備える光拡散手段１８としては、図３に示すように、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂと、照明光照射用柱状透明部材１１と同じ屈折率（ｎ１９＝１．７８）を持つ透明部材１９の一端面１９ａとの少なくとも一方に砂目を形成し、これらの端面１１ｂ，１９ａ同士を異なる屈折率の接着剤２１（屈折率ｎ２１＝１．５６）を挟んで接合して構成してもよい。なお、図３の例では、端面１１ｂ，１９ａの両方に砂目が形成されている。
このように構成しても、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに向かう光は、それぞれの屈折率差から生じる屈折作用及び砂目が形成された面１１ｂ，１９ａを介して拡散され、出射面１９ｂにおける照明光の光量が均一化されるので、検査対象を照射する照明光の明暗のムラを極力なくした均一な明るさの照明光を照射することができる。
【００５３】
さらに、透明部材１９は、レンズとして構成してもよい。例えば、検査対象を広角で観察するような場合には、透明部材１９の先端面を凹面として構成すれば、広範囲を照射することができる。
【００５４】
また、光検出手段５は、図４に示すように、検出用照明光導光手段５ａの出射側に照明光検出用光学系を介して得られた光を励起光成分と蛍光成分とに分光する分光部材としてダイクロイックミラー５ｃを備えるとともに、分光部材で分光された夫々の光路上に受光素子５ｂ１，５ｂ２と、夫々の受光素子５ｂ１，５ｂ２で受光した光量の比率を算出する演算装置５ｄを有して構成するとより好ましい。図４の例では、ダイクロイックミラー５ｃは、励起光を反射し、蛍光を透過する特性を有している。なお、励起光を透過し、蛍光を反射する特性を有するダイクロイックミラーを用いても良い。
このようにすれば、波長ごとの光量を検出して、色バランスの変化を検出することによって、蛍光部材の劣化を検出することができる。
【００５５】
第二実施形態
図５は本発明の第二実施形態にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置の要部概略構成を示す説明図、図６は第二実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の要部の構成を物体側からみた説明図である。
第二実施形態の光学装置では、照明光抽出手段１２が、照明光抽出用柱状透明部材１５’のみで構成されている。
照明光抽出用柱状透明部材１５’は、端面１５ｄ’の一部の領域が蛍光部材３’の出射面３ｂ’の極く一部の領域に重なっており、蛍光部材３’から前方に出射した照明光のうち極く一部の領域から出射した光を端面１５ｄ’のその一部の領域を介して抽出するように配置されている。なお、蛍光部材３’では、第一実施形態における蛍光部材３とは異なり、前面の全範囲から照明光が出射するように構成されている。
また、照明光抽出用柱状透明部材１５’は、図６に示すように、照明光抽出用柱状透明部材１５’の側面１５ａ’に形成された平坦な接合面１５ａ１’を、照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａに形成された平坦な接合面１１ａ１に接合して構成されている。
【００５６】
また、偏向手段１３は、照明光抽出用柱状透明部材１５’の先端に２つの傾斜面１５ｂ１’，１５ｂ２’を形成し、２つの傾斜面１５ｂ１’，１５ｂ２’に反射膜１５ｃ１’，１５ｃ２’を設けてなる２つの反射面（図示省略）を用いて、照明光抽出手段１２を介して抽出されて前方に向かう照明光を光検出手段５に向けて反射するように構成されている。
【００５７】
照明光照射用柱状透明部材１１の側面１１ａには、内部に向けて反射する反射膜等の遮光手段（図示省略）が設けられており、照明光照射用柱状透明部材１１から照明光抽出用柱状透明部材１５’の内部へ照明光が入り込まないようになっている。
【００５８】
その他、光拡散手段１８は、照明光照射用柱状透明部材１１と同じ屈折率（ｎ１９＝１．７８）を持つ透明部材１９の一端面１９ａに砂目を形成し、この端面１９ａを照明光照射用柱状透明部材１１の平坦な先端面１１ｂとを異なる屈折率の接着剤２１（屈折率ｎ２１＝１．５６）を挟んで接合して構成されている。
その他の構成は、第一実施形態の照明光検出用光学系を備えた光学装置と略同じである。
【００５９】
このように構成された第二実施形態の照明光検出用光学系を備えた光学装置の作用について説明する。発光素子（図示省略）から出射した励起光は、励起光導光手段４を通り、蛍光部材３’を励起することにより、蛍光部材３’で励起された蛍光と励起光とが混成された照明光となって、蛍光部材３’の前方から出射する。
【００６０】
このとき、第二実施形態の照明光検出光学系を備えた光学装置では、蛍光部材３’から前方に出射した光のうち、照明光照射用柱状透明部材１１の入射面に重なる出射面３ｂ’の大部分の領域から出射した光が、照明光照射用柱状透明部材１１に入射し、その内部において反射膜が設けられた側面１１ａで反射し又は反射しないで前方に進んで照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに向かう一方、照明光抽出用柱状透明部材１５’における端面１５ｄ’の一部の領域に重なる出射面３ｂ’の極く一部の領域から出射した光が、端面１５ｄ’のその一部の領域から照明光抽出用柱状透明部材１５’の内部に入り込む。
【００６１】
照明光抽出用透明部材１５’の内部に入り込んだ光は、偏向手段１３を構成する２つの反射面で反射して、光検出手段５側に偏向される。
【００６２】
光検出手段５側に偏向された光は、検出用照明光導光手段５ａを通り、光検出部（図示省略）で受光され強度が検出される。
【００６３】
内視鏡等の光学装置には、照明光の出射角が狭いものがある。照明光の出射角が狭い光学装置に、第一実施形態の照明光検出用光学系のような、全反射角よりも大きな角度の漏れ光を抽出する構成を採用しても、漏れ光が極めて少なく、検出に十分な光量を抽出できない場合が考えられる。
【００６４】
しかるに、第二実施形態の照明光検出光学系を備えた光学装置によれば、照明光抽出用柱状透明部材１５’の端面１５ｄ’における、蛍光部材３’の出射面３ｂ’の領域と重なる一部の領域から照明光を抽出するようにしたので、照明光の出射角が狭く構成された光学装置においても、検出に十分な光量を抽出できる。
しかも、照明光抽出用柱状透明部材１５’を介して、蛍光部材３’の前方に出射した一部の光を抽出するようにしたので、蛍光と励起光との混成比率が同じ比率の照明光を高精度に検査することができる。
【００６５】
なお、照明光照射用柱状透明部材１１の先端面１１ｂに向かった光は、先端面１１ｂを出射し、光拡散手段１８として構成された、接着剤２１（屈折率ｎ２１＝１．５６）、及び砂目が形成された端面１９ａを有する透明部材１９（ｎ１９＝１．７８）を通過するときに、それぞれの屈折率差から生じる屈折作用及び砂目が形成された面１９ａを介して拡散され、出射面１９ｂにおける照明光の光量が均一化される。
その他の作用効果は、第一実施形態の照明光検出用光学系と略同じである。
【００６６】
実施例１
次に、上記各実施形態にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置の具体的な実施例を示す。
図７は本発明の実施例１にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の外観を概略的に示す説明図、図８は図７の内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
【００６７】
内視鏡装置３１は、装置本体３２と、内視鏡画像が表示されるモニタ３３と、検査対象空間内に挿入される細長で可撓性を有する挿入部３４と、挿入部３４の挿入方向基端に接続された操作者により把持される操作部３５と、操作部３５から延出された可撓性を有するユニバーサルコード３６を有して構成されている。装置本体３２には、内視鏡装置３１全体の電源スイッチであるメインスイッチ３７と、装置本体３２内に具備された光源のスイッチであるランプスイッチ３８とが配設されている。
【００６８】
挿入部３４には、挿入部３４の先端側から順に、先端部３９と、複数の湾曲駒が回動自在に連接されて形成された湾曲部４０と、可撓性部材にて形成された長尺な可撓管部４１とが連設されており、可撓管部４１の基端部が、操作部３５に接続されている。尚、湾曲部４０は、操作部３５の湾曲操作ノブ４２の湾曲操作により、例えば上下／左右方向に湾曲される。
【００６９】
先端部３９の内部には、図８に示すように、検査対象空間内の観察像を結像するための対物光学系４３と、対物光学系４３により結像された検査対象空間内の観察像を電気信号である映像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子４４と、照明光検出用光学系４５と、検査対象空間内を照明する照明光を出射する蛍光部材４６を備えている。
照明光検出用光学系４５及び蛍光部材４６は、夫々図１に示した第一実施形態の照明光検出用光学系１０及び蛍光部材３とほぼ同様に構成されている。
蛍光部材３は、後述するＬＤ４７から出射された励起光と該励起光により励起された蛍光とが混成された光を照明光として出射する。
【００７０】
撮像素子４４には、映像信号線４８が接続されている。映像信号線４８は、装置本体３２内に備えられている映像信号処理部４９まで撮像素子４４で変換された映像信号を伝送する。
映像信号処理部４９は、伝送された映像信号をテレビ信号に変換し、内視鏡画像としてモニタ３３に出力する。
【００７１】
また、装置本体３２内には、映像信号処理部４９の他に、励起光を出射する光源となる発光素子、例えばレーザダイオード（ＬＤ）４７と、ＬＤ４７を駆動する制御を行う光源制御部であるＬＤ制御部５０と、ＬＤ４７から出射された波長の短い励起光、例えば波長４４５ｎｍの青色のレーザ光を集光させる集光光学系５１とが備えられている。
【００７２】
集光光学系５１から出射されたレーザ光は、挿入部３４及びユニバーサルコード３６内において、一端が蛍光部材４６に臨み他端が集光光学系５１の焦点に臨むように配設された照明用ライトガイドである照明用光ファイバ５２の他端に入射される。尚、照明用光ファイバ５２は、１本の光ファイバで構成されている。
【００７３】
照明用光ファイバ５２の他端に入射されたレーザ光は、照明用光ファイバ５２を通過して、照明用光ファイバ５２の一端側に伝播され、その後、蛍光部材４６に照射される。
【００７４】
蛍光部材４６に含まれる蛍光体は、レーザ光を励起光として赤色光と緑色光の蛍光を出射する。蛍光は、蛍光部材４６内で拡散された青色光と混成されて照明光となる白色光となって、前方に出射される。
【００７５】
さらに、図８に示すように、装置本体３２内には、ＬＤ制御部５０に接続された光検出部５４と、光検出部５４に接続された光センサであるフォトダイオード（ＰＤ）５３と、光検出用光ファイバ５５の他端とＰＤ５３との間において、光検出用光ファイバ５５の他端から出射される光の光路上に設けられた波長制限部材である光学フィルタ５６が備えられている。
【００７６】
光学フィルタ５６は、照明光検出用光学系４５を介して抽出され、光検出用光ファイバ５５を介して伝送された照明光の波長を制限して透過させ、透過後の光をＰＤ５３に検出させるフィルタ、具体的には、照明光検出用光学系４５を介して抽出され、光検出用光ファイバ５５を介して伝送された照明光から励起光である青色光を反射または吸収し、蛍光のみを透過させて、蛍光をＰＤ５３に検出させるフィルタである。
【００７７】
ＰＤ５３は、光学フィルタ５６を透過した蛍光を検出し、光検出部５４は、ＰＤ５３において検出された蛍光の強度を、後述するＬＤ制御部３０の駆動制御の下、検出するように構成されている。
【００７８】
蛍光部材４６から出射され照明光検出用光学系４５を介して偏向された照明光の戻り光は、挿入部３４及びユニバーサルコード３６内において、一端が照明光検出用光学系４５に臨み他端がＰＤ５３に臨むように配設された光検出用ラィトガイドである光検出用光ファイバ５５の一端に入射される。尚、光検出用光ファイバ５５は、１本の光ファイバから構成されている。
【００７９】
光検出用光ファイバ５５の一端から入射された戻り光は、光検出用光ファイバ５５を通過して、光検出用光ファイバ５５の他端側に伝播され、光学フィルタ５６に入射される。
【００８０】
その後、光学フィルタ５６において、戻り光から蛍光のみが透過された後、該蛍光は、ＰＤ５３に入射されて検出された後、さらに、制御部であるＬＤ制御部５０の駆動制御の下、光検出部５４により、ＰＤ５３により検出された蛍光の強度が検出され、該検出された強度から蛍光部材４６の劣化がＬＤ制御部５０により検出される構成となっている。
【００８１】
次に、このように構成された実施例１の内視鏡装置の作用について説明する。先ず、メインスイッチ３７がオンされると、内視鏡装置３１全体の電源がオンされ、撮像素子４４に結像された検査対象空間内の被写体の像が、映像信号処理部４９においてテレビ信号に変換され、モニタ３３に内視鏡画像として表示される。
【００８２】
メインスイッチ３７がオンされた状態で、ランプスイッチ３８がオンされると、ＬＤ制御部５０の駆動制御により、ＬＤ４７が駆動され、ＬＤ４７から出射された励起光である、例えば青色のレーザ光が、照明用光ファイバ５２を介して蛍光部材４６に入射される。
【００８３】
その後、蛍光部材４６から、青色のレーザ光を励起光として赤色光と緑色光の蛍光が出射され、該蛍光は、蛍光部材４６内で拡散された青色光と混成されて照明光となる白色光となり、該白色光は、照明光学系４５により、検査対象空間内に出射され、被写体が照明される。
【００８４】
この際、蛍光部材４６から前方に出射された一部の光は、照明光学系４５を介してＰＤ５３側に戻され、光検出用光ファイバ５５を通過して、光学フィルタ５６に入射される。その後、戻り光は、光学フィルタ５６により、蛍光のみが透過され、該透過された蛍光が、ＰＤ５３に入射される。即ち、ＰＤ５３により蛍光が検出される。
【００８５】
その後、ＬＤ制御部５０の駆動制御の下、光検出部５４により、ＰＤ５３において検出された蛍光の強度が検出され、該検出された強度から蛍光部材４６の劣化がＬＤ制御部５０により検出される。
【００８６】
具体的には、光検出部５４において、蛍光の強度が検出されない場合、または検出された蛍光の強度が、所定の値、詳しくは、検査空間対象内の検査に用いる通常の蛍光の強度よりも少なく、例えば、半分以下の強度が検出された場合、ＬＤ制御部５０により、蛍光部材４６は劣化している、と検出される。
【００８７】
その後、ＬＤ制御部５０により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射の停止制御が行われ、ＬＤ４７の駆動が停止される。尚、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御してもよい。
【００８８】
実施例１の内視鏡装置によれば、照明光学系を第一実施形態の照明光検出光学系と同様に構成したので、光量ロスを極力少なく抑えながら、蛍光と励起光との混成比率が検査対象を照射する照明光と同じ比率の照明光を高精度に検出することができる。
【００８９】
また、実施例１の内視鏡装置は、装置本体３２内の光検出用光ファイバ５５の他端とＰＤ５３との間において、光検出用光ファイバ５５の他端から出射される光の光路上に、照明光の戻り光から青色光を反射または吸収し、蛍光のみを透過させる光学フィルタ５６を設けるとともに、光学フィルタ５６により透過された蛍光を検出するＰＤ５３と、蛍光の強度を検出する光検出部５４とを設け、さらに、蛍光部材４６の劣化を検出するとともに、劣化の検出に基づき、ＬＤ４７からのレーザ光の出射を停止させる駆動制御を行うＬＤ制御部５０を設けたので、蛍光部材４６が劣化していたとしても、光検出用光ファイバ５５、光学フィルタ５６、ＰＤ５３、光検出部５４を介して、蛍光部材４６の劣化を確実に検出することができる。このため、実施例１の内視鏡装置によれば、蛍光部材の劣化に伴う、蛍光の強度の低下または蛍光の未照射を確実に検出することができる。
【００９０】
なお、本実施例においては、ＬＤ４７から出射される励起光として、青色のレーザ光を用いたが、これに限らず、波長の短い励起光であれば、例えば紫外光を用いてもよい。この場合は、青色の蛍光も出射する蛍光体を用いることで白色光にすることができる。
【００９１】
また、半導体発光素子は、ＬＤに限定されず、低消費電力の半導体発光素子であれば、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等であっても良い。
【００９２】
また、本実施例においては、ＬＤ制御部５０を、蛍光部材４６の劣化を検出したときにＬＤ４７からのレーザ光の出射を停止させるように構成したが、これに加えて、ＬＤ制御部５０を、蛍光部材４６の劣化を検出したときに、警告音、警告表示等を発するように駆動制御して、使用者に対し、蛍光部材４６の劣化を告知してもよい。
【００９３】
さらに、本実施例においては、ＬＤ制御部５０は、蛍光部材４６の劣化を検出するが、これに限らず、ＬＤ制御部５０は、ＰＤ５３により、蛍光の検出がなされない場合は、照明用光ファイバ５２の破損も検出することができる。
【００９４】
また、本実施例においては、ライトガイドである光検出用光ファイバ５５、照明用光ファイバ５２を、夫々１本の光ファイバで構成したが、これに限定されず、複数の光ファイバを束ねた光ファイババンドルで構成してもよい。
【００９５】
また、以下、別の変形例を、図９〜図１１を用いて説明する。図９は図７の内視鏡装置の内部の構成の変形例を、挿入部の先端部のみ断面にして概略的に示す説明図、図１０は図９の内視鏡装置の挿入部の先端部に着脱自在な光学アダプタを示す部分断面図、図１１は図１０の光学アダプタを図９の内視鏡装置の挿入部の先端部に装着した状態を示す部分断面図である。
【００９６】
本変形例の内視鏡装置は、図９に示すように、先端部３９の外周に、雄ねじ３９ａが形成されている。また、先端部３９の外周であって雄ねじ３９ａよりも先端側に、位置決め溝３９ｂが形成されている。尚、雄ねじ３９ａは、先端部３９に光学アダプタ６０を装着するためのネジである。
【００９７】
先端部３９の内部には、撮像素子４４と、照明用光ファイバ５２及び光検出用光ファイバ５５の先端側が配置されており、撮像素子４４は、撮像素子カバーガラス５７により保護され、照明用光ファイバ５２及び光検出用光ファイバ５５の先端側は、光ファイバカバーガラス５８により保護されている。
【００９８】
図１０に示すように、光学アダプタ６０は、略円筒形状のアダプタ本体６３と、略円柱形状の止め輪６４と、抜け止め６５とから主要部が構成されている。アダプタ本体６３の内部には、撮像素子４４に被写体の観察像を結像するための対物光学系４３と、ＬＤ４７からのレーザ光を励起光として蛍光を発する蛍光部材４６と、蛍光部材４６から出射される白色光である照明光を検査対象空間内に出射するとともに一部の光をＰＤ５３側に戻すための照明光検出用光学系４５とが配置されている。照明光検出用光学系４５及び蛍光部材４６は、夫々図１に示した第一実施形態の照明光検出用光学系１０及び蛍光部材３とほぼ同様に構成されている。
【００９９】
アダプタ本体６３の先端側外周には、雄ねじ６３ａが形成されている。雄ねじ６３ａは、抜け止め６５の内周に形成された雌ねじ６５ａと螺合している。アダプタ本体６３の挿入部側外周には、止め輪６４と係合するための止め輪係合部６３ｂが形成されている。
【０１００】
そして、止め輪係合部６３ｂが止め輪６４の先端側内周に形成されたアダプタ係合部６４ｂと係合されることにより、止め輪６４がアダプタ本体６３に対し回転自在に構成されている。
【０１０１】
また、抜け止め６５の雌ねじ６５ａとアダプタ本体６３の雄ねじ６３ａとの螺合部が接着固定されていることにより、止め輪６４がアダプタ本体６３から外れないように構成されている。
【０１０２】
止め輪６４の挿入部３４側の内周には、雌ねじ６４ａが形成されている。雌ねじ６４ａは、先端部３９の外周の雄ねじ３９ａと螺合することにより、光学アダプタ６０が先端部３９に装着される。
【０１０３】
アダプタ本体６３の挿入部３４側の面には、位置決め突起６３ｃが形成されている。位置決め突起６３ｃは、光学アダプタ６０が先端部３９に装着された際、先端部３９の位置決め溝３９ｂと炭合することにより、アダプタ本体６３の先端部３９に対する回転を規制する。
【０１０４】
これにより、光学アダプタ６０が先端部３９に装着された際、対物光学系４３は撮像素子４４に対向する位置に配置され、照明光検出用光学系４５のＰＤ５３側出射面及び蛍光部材４６は、光検出用光ファイバ５５及び照明用光ファイバ５２の先端側と対向する位置に夫々配置される。
【０１０５】
図１１に示すように、光学アダプタ６０が、先端部３９に装着された状態では、止め輪６４の内周の雌ねじ６４ａと先端部３９外周の雄ねじ３９ａとが螺合され、アダプタ本体６３の位置決め突起６３ｃと先端部３９の位置決め溝３９ｂとが螺合される。
【０１０６】
このように光学アダプタ６０を先端部３９に対し着脱自在に構成することで、光学アダプタ６０の交換により、対物光学系４３の特性を変更することができ、被写体に応じて視野角や観察方向、焦点深度が最適なものを選択することができる。尚、その他の構成は、図８の例と同様である。
【０１０７】
光学アダプタ６０が装着された状態では、ＬＤ４７から出射された励起光であるレーザ光は、集光光学系５１、照明用光ファイバ５２、光ファイバカバーガラス５８を通って、蛍光部材４６に照射される。
【０１０８】
蛍光部材４６から前方に出射される照明光である白色光は、照明光検出用光学系４５を介して検査対象空間内に出射されるとともに、一部の光がＰＤ５３側に戻される。戻り光は、光検出用光ファイバ５５を通って、透過する光学フィルタ５６で蛍光のみが抽出された後、ＰＤ５３に検出され、その後、蛍光の強度が、ＬＤ制御部５０の駆動制御の下、光検出部５４により検出される。
【０１０９】
このように、蛍光部材４６が光学アダプタ６０に配設された構成では、先端部３９から光学アダプタ６０が取り外されると、蛍光部材４６にＬＤ４７からレーザ光が照射されなくなるので照明光である白色光は出射されなくなることから、ＰＤ５３において蛍光が検出されなくなる。
【０１１０】
よって、ＬＤ制御部５０により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射が停止される駆動制御が行われることから、使用者は日玄しさを感じることなく光学アダプタ６０を先端部３９から着脱することができ、作業性が向上する。尚、この際、上述したように、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにｌＤ４７を駆動制御しても同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
また、光学アダプタ６０を交換することにより、蛍光部材４６を別の特性の蛍光部材に交換することができ、検査対象空間内を照明する光の波長を容易に変更することができる。このことから、使用者は、被写体に適した波長の照明を選択することができる。尚、その他の効果は、図８の例と同様である。
【０１１２】
尚、光学アダプタ６０の先端部３９に対する着脱は、上述のようなねじの螺合に限定されず、ビス止めや凹凸係合によるロック構造等を用いてもよい。
【０１１３】
実施例２
図１２は本発明の実施例２にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
実施例２の内視鏡装置は、図７、図８に示した内視鏡装置１と比べて、照明光の戻り光を、２つのＰＤで検出する点が異なる。ここでは、この相違点のみを説明し、実施例１と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１１４】
図１２に示すように、装置本体３１内には、光源制御部であるＬＤ制御部５０’に接続された光検出部５４ａ，５４ｂと、光検出部５４ａに接続されたフォトダイオード（ＰＤ）５３ａと、光検出部５４ｂに接続されたフォトダイオード（ＰＤ）５３ｂと、光検出用光ファイバ５５の他端とＰＤ５３ａ，５３ｂとの間に設けられた波長制限部材である光スプリッタ７０が備えられている。
【０１１５】
また、光スプリッタ７０の入力端側、具体的には、光検出用光ファイバ５５の他端に臨む位置には、集光光学系７１が配置されている。また、光スプリッタ７０の一方の出力端側には、集光光学系７２が配置されている。また、光スプリッタ７０の他方の出力端側には、集光光学系７３が配置されている。集光光学系７２の焦点付近には、ＰＤ５３ａが配置され、集光光学系７３の焦点付近には、ＰＤ５３ｂが配置されている。
【０１１６】
集光光学系７１は、光検知用光ファイバ５５から出射された照明光の戻り光を集光して、光スプリッタ７０に入射させる。集光光学系７２は、光スプリッタ７０から出射された蛍光を集光して、ＰＤ５３ａに入射させる。集光光学系７３は、光スプリッタ７０から出射された励起光を集光して、ＰＤ５３ｂに入射させる。
【０１１７】
光スプリッタ７０は、２個の直角プリズムの斜面同士を接合してキューブ型に構成されている。また、光スプリッタ７０の一方のプリズムの斜面には、波長選択性のある反射薄膜７４が蒸着されている。
【０１１８】
反射薄膜７４は、照明光の戻り光の内、励起光を透過し蛍光を反射する薄膜か、励起光を反射し蛍光を透過する薄膜かのいずれかにより構成されている。尚、以下の説明では、反射薄膜７４は、励起光を透過し蛍光を反射する薄膜とする。この場合、ＰＤ５３ａは、蛍光のみを検出する第１の光センサとなり、ＰＤ５３ｂは、励起光のみを検出する第２の光センサを構成する。
【０１１９】
このように構成された光スプリッタ７０は、照明光の戻り光の波長を制限して透過と反射との少なくとも一方を行い、透過または反射後の励起光と蛍光とを、それぞれ別のＰＤにより検出させる。
【０１２０】
具体的には、光スプリッタ７０は、ＰＤ５３ｂに向けて励起光である青色光を透過して、ＰＤ５３ｂに青色光を検出させるとともに、ＰＤ５３ａに向けて蛍光を反射して、ＰＤ５３ａに蛍光を検出させる。
【０１２１】
光検出部５４ａは、ＰＤ５３ａにおいて検出された蛍光の強度を、ＬＤ制御部５０’の駆動制御の下、検出する。光検出部５４ｂは、ＰＤ３３ｂにおいて検出された励起光の強度を、ＬＤ制御部５０’の駆動制御の下、検出する。
【０１２２】
ＬＤ制御部５０’は、ＰＤ５３ａにおいて検出された蛍光の強度を、光検出部５４ａを駆動制御して検出するとともに、ＰＤ５３ｂにおいて検出された励起光の強度を、光検出部５４ｂを駆動制御して検出し、励起光の強度に対する蛍光の強度を検出することにより、蛍光部材４６の劣化を検出する。
【０１２３】
具体的には、光検出部５４ａにおいて、蛍光の強度が検出されない場合、または検出された励起光の強度に対する蛍光の強度が、所定の値、詳しくは、検査対象空間内の検査に用いる蛍光の強度よりも少なく、例えば、通常の半分以下の強度が検出された場合、ＬＤ制御部５０’により、蛍光部材４６は劣化している、と検出される。
【０１２４】
その後、ＬＤ制御部５０’により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射を停止する駆動制御が行われ、ＬＤ４７の駆動が停止される。尚、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御してもよい。
【０１２５】
次に、このように構成された実施例２の内視鏡装置の作用を簡単に説明する。尚、実施例２においては、ＬＤ４７によるレーザ光の出射から照明光の戻り光が光検出用光ファイバ５５の他端から出射されるまでは、上述した実施例１と同様であるため、その説明は省略する。
【０１２６】
光検出用光ファイバ５５の他端から出射された戻り光は、集光光学系７１により集光されて、光スプリッタ７０に入射される。その後、光スプリッタ７０において、ＰＤ５３ｂに向けて励起光である青色光が透過され、透過された青色光が集光光学系７３により集光されて、ＰＤ５３ｂに向けて出射され、ＰＤ５３ｂに検知される。また、ＰＤ５３ａに向けて蛍光が反射され、反射された蛍光が集光光学系７２により集光されて、ＰＤ５３ａに検知される。
【０１２７】
次いで、ＬＤ制御部５０’の駆動制御の下、光検出部５４ａにより、蛍光の強度が検出されるともに、光検出部５４ｂにより、青色光の強度が検出される。その後、ＬＤ制御部５０’により、青色光の強度に対する蛍光の強度が検出される。これにより、蛍光部材４６の劣化が検出される。そして、蛍光部材４６の劣化が検出されると、ＬＤ制御部５０’により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射が停止される制御が行われるか、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動する制御が行われる。
【０１２８】
このように、実施例２の内視鏡装置においては、光スプリッタ７０により、戻り光から、蛍光と励起光とを分離して、それぞれ別個のＰＤ５３ａ，５３ｂに蛍光と励起光とを検出させるとともに、ＬＤ制御部５０’は、別個の光検出部５４ａ，５４ｂを駆動制御して、蛍光と励起光との強度をそれぞれ測定し、励起光の強度に対する蛍光の強度を検出することで、蛍光部材４６の劣化を検出する。
【０１２９】
実施例２の内視鏡装置によれば、実施例１の内視鏡装置と同様、照明光学系を第一実施形態の照明光検出光学系と同様に構成したので、光量ロスを極力少なく抑えながら、蛍光と励起光との混成比率が検査対象を照射する照明光と同じ比率の照明光を高精度に検出することができる。
【０１３０】
また、実施例２の内視鏡装置によれば、蛍光の強度と励起光の強度との２つのパラメータを用いて、蛍光の強度の低下を検出するようにしたので、実施例１の内視鏡装置よりも、より精度良く、蛍光部材４７の劣化を検出することができる。このため、実施例２の内視鏡装置によれば、蛍光部材の劣化に伴う、蛍光の強度の低下または蛍光の未照射をより確実に検出することができる。
【０１３１】
また、ＬＤ制御部５０’は、ＰＤ５３ｂにおいて検出された励起光の強度のみを、光検出部５４ｂを駆動制御して検出することにより、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損を検知することができる。その際、ＬＤ制御部５０’は、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損を検知後、ＬＤ４７を完全に停止させる駆動制御を行う。
【０１３２】
尚、蛍光部材４６の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損との判断の切り分けは、上述したように、蛍光部材４６の劣化検出後、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御すれば、レーザ光が出射されていなくともＬＤ４７が駆動している場合は、使用者は蛍光部材４６の劣化と判断でき、ＬＤ４７の駆動が完全に停止している場合は、使用者は、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損と判断できる。
【０１３３】
このように、実施例２の内視鏡装置では、蛍光部材４７の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損とを切り分けて検知することができる。
【０１３４】
尚、図１２の例では、反射薄膜７４として、励起光を透過し蛍光を反射する薄膜を用いたが、反射薄膜７４には、励起光を反射し蛍光を透過する薄膜を用いてもよい。
【０１３５】
その場合、集光光学系７２は、光スプリッタ７０から出射された励起光を集光して、５３ａに入射するものとなり、集光光学系７３は、光スプリッタ７０から出射された蛍光を集光して、ＰＤ５３ｂに入射するものとなる。また、ＰＤ５３ａは、励起光のみを検出する第２の光センサとなり、ＰＤ５３ｂは、蛍光のみを検出する第１の光センサとなる。
【０１３６】
よって、光スプリッタ７０は、ＰＤ５３ｂに向けて蛍光を透過して、ＰＤ５３ｂに蛍光を検出させるとともに、ＰＤ５３ａに向けて励起光を反射して、ＰＤ５３ａに励起光を検出させる。
【０１３７】
また、光検出部５４ｂは、ＰＤ５３ａにおいて検出された励起光の強度を、ＬＤ制御部５０’の制御の下、検出するものとなり、光検出部５４ｂは、ＰＤ５３ｂにおいて検出された蛍光の強度を、ＬＤ制御部５０’の駆動制御の下、検出するものとなる。
【０１３８】
また、実施例２においても、波長の短い励起光としては、青色のレーザ光に限定されずに、例えば紫外光を用いてもよい。半導体発光素子は、ＬＤに限定されず、低消費電力の半導体発光素子であれば、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等でもよい。
【０１３９】
さらに、ＬＤ制御部５０’は、蛍光部材４６の劣化を検出した後、警告音や警告表示等を発する駆動制御を行うことにより、使用者に対し、蛍光部材４６の劣化を告知してもよい。
【０１４０】
さらに、実施例２の内視鏡装置においても、図９〜図１１に示した実施例１の変形例と同様に、挿入部３４の先端部３９に対し、光学アダプタ６０が着脱自在な構成としてもよい。尚、この場合の効果は、図９〜図１１に示した変形例とほぼ同じである。
【０１４１】
実施例３
図１３は本発明の実施例３にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
実施例３の内視鏡装置は、図１１に示した内視鏡装置と比べて、光スプリッタを、入射される戻り光に対し、波長の制限を行わず、戻り光を２方向に分割する、単なるハーフミラーで構成した点が異なる。ここでは、この相違点のみを説明し、実施例１、実施例２と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１４２】
図１３に示すように、装置本体３２内には、光源制御部であるＬＤ制御部５０”に接続された光検出部５４ａ，５４ｂと、光検出部５４ａに接続されたＰＤ５３ａと、光検出部５４ｂに接続されたＰＤ５３ｂと、波長制限部材である第１の光学フィルタ７５と、波長制限部材である第２の光学フィルタ７６と、光スプリッタ７０’が備えられている。
【０１４３】
また、光スプリッタ７０’の入力端側、具体的には、光検出用光ファイバ５５の他端に臨む位置には、集光光学系７１が配置されている。また、光スプリッタ７０’の一方の出力端側には、集光光学系７２が配置されている。また、光スプリッタ７０’の他方の出力端側には、集光光学系７３が配置されている。
【０１４４】
また、集光光学系７２の焦点付近であって、集光光学系７２とＰＤ５３ａとの間には、第１の光学フィルタ７５が配置され、集光光学系７３の焦点付近であって、集光光学系７３とＰＤ５３ｂとの間には、第２の光学フィルタ７６が配置されている。
【０１４５】
集光光学系７１は、光検知用光ファイバ５５の他端から出射された照明光の戻り光を集光して、光スプリッタ７０’に入射させる。集光光学系７２は、光スプリッタ７０’から出射された戻り光を集光して、第１の光学フィルタ７５に入射させる。集光光学系７３は、光スプリッタ７０’から出射された戻り光を集光して、第２の光学フィルタ７６に入射させる。
【０１４６】
光スプリッタ７０’は、２個の直角プリズムの斜面同士を接合してキューブ型に構成されている。また、光スプリッタ７０’は、一方のプリズムの斜面に、入射された照明光の戻り光をＰＤ５３ａとＰＤ５３ｂに向けてそれぞれ分割する、単なるハーフミラーとして機能する反射薄膜７４’が蒸着されている。
【０１４７】
ＰＤ５３ａは、蛍光のみを検出する第１の光センサであり、ＰＤ５３ｂは、励起光のみを検出する第２の光センサである。
【０１４８】
また、第１の光学フィルタ７５は、光スプリッタ７０’により分割された照明光の戻り光の波長を制限して透過させ、ＰＤ５３ａに、透過後の戻り光を検出させるフィルタ、具体的には、蛍光のみを透過させ、ＰＤ５３ａに、透過後の蛍光を検出させるフィルタである。
【０１４９】
第２の光学フィルタ７６は、光スプリッタ７０’により分割された照明光の戻り光の波長を制限して透過させ、ＰＤ５３ｂに、透過後の戻り光を検出させるフィルタ、具体的には、励起光である青色光のみを透過させ、ＰＤ５３ｂに、透過後の青色光を検出させるフィルタである。
【０１５０】
光検出部５４ａは、ＰＤ５３ａにおいて検出された蛍光の強度を、ＬＤ制御部５０”の駆動制御の下、検出する。光検出部５４ｂは、ＰＤ５３ｂにおいて検出された励起光の強度を、ＬＤ制御部５０”の駆動制御の下、検出する。
【０１５１】
ＬＤ制御部５０”は、ＰＤ５３ａにおいて検出された蛍光の強度を、光検出部５４ａを用いて検出するとともに、ＰＤ５３ｂにおいて検出された励起光の強度を、光検出部５４ｂを用いて検出し、励起光の強度に対する蛍光の強度を検出することにより、蛍光部材４６の劣化を検出する。
【０１５２】
具体的には、光検出部５４ａにおいて、蛍光の強度が検出されない場合、または検出された励起光の強度に対する蛍光の強度が、所定の値、詳しくは、検査対象空間内の検査に用いる蛍光の強度よりも少なく、例えば、通常の半分以下の強度が検出された場合、ＬＤ制御部５０”により、蛍光部材４６は劣化している、と検出される。
【０１５３】
その後、ＬＤ制御部５０”により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射を停止する駆動制御が行われ、ＬＤ４７の駆動が停止される。尚、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御してもよい。
【０１５４】
次に、このように構成された実施例３の内視鏡装置の作用を簡単に説明する。尚、実施例３においても、ＬＤ４７によるレーザ光の出射から照明光の戻り光が光検出用光ファイバ５５の他端から出射されるまでは、上述した実施例１と同様であるため、その説明は省略する。
【０１５５】
光検出用光ファイバ５５の他端から出射された戻り光は、集光光学系７１により集光されて、光スプリッタ７０’に入射される。その後、光スプリッタ７０’において、ＰＤ５３ａ，５３ｂに向けて戻り光が分割され、一方の戻り光が集光光学系７２により集光されて、ＰＤ５３ａに向けて出射され、第１の光学フィルタ７５により、蛍光のみが透過された後、蛍光のみが、ＰＤ５３ａに検知される。
【０１５６】
また、他方の戻り光が、集光光学系７３により集光されて、ＰＤ５３ｂに向けて出射され、第２の光学フィルタ７６により、励起光のみが透過された後、励起光のみが、ＰＤ５３ｂに検知される。
【０１５７】
次いで、ＬＤ制御部５０”の駆動制御の下、光検出部５４ａにより、蛍光の強度が検出されるともに、光検出部５４ｂにより、励起光の強度が検出される。その後、ＬＤ制御部５０”により、励起光の強度に対する蛍光の強度が検出される。これにより、蛍光部材４６の劣化が検出される。そして、蛍光部材４６の劣化が検出されると、ＬＤ制御部５０”により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射が停止される制御が行われるか、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動する制御が行われる。
【０１５８】
実施例３の内視鏡装置によれば、実施例１の内視鏡装置と同様、照明光学系を第一実施形態の照明光検出光学系と同様に構成したので、光量ロスを極力少なく抑えながら、蛍光と励起光との混成比率が検査対象を照射する照明光と同じ比率の照明光を高精度に検出することができる。
【０１５９】
また、実施例３の内視鏡装置においても、ＬＤ制御部５０”は、ＰＤ５３ｂにおいて検出された励起光の強度のみを、光検出部５４ｂを用いて検出することにより、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損を検知することができる。その際、ＬＤ制御部５０”は、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損を検知後、ＬＤ４７を完全に停止させる駆動制御を行う。
【０１６０】
尚、蛍光部材４６の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損との判断の切り分けは、上述したように、蛍光部材４６の劣化検出後、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御すれば、レーザ光が出射されていなくともＬＤ４７が駆動している場合は、使用者は蛍光部材４６の劣化と判断でき、ＬＤ４７の駆動が完全に停止している場合は、使用者は、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損と判断できる。
【０１６１】
このように、実施例３の内視鏡装置においても、蛍光部材４７の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損とを切り分けて検知することができる。
【０１６２】
尚、実施例３の内視鏡装置においても、波長の短い励起光としては、青色のレーザ光に限定されずに、例えば紫外光を用いてもよい。また、半導体発光素子は、ＬＤに限定されず、低消費電力の半導体発光素子であれば、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ)等でもよい。
【０１６３】
さらに、ＬＤ制御部５０”は、蛍光部材４６の劣化を検出した後、警告音や警告表示等を発する駆動制御を行うことにより、使用者に対し、蛍光部材４６の劣化を告知してもよい。
【０１６４】
さらに、実施例３の内視鏡装置においても、図９〜図１１に示した実施例１の変形例と同様に、挿入部３４の先端部３９に対し、光学アダプタ６０が着脱自在な構成としてもよい。尚、この場合の効果は、図９〜図１１に示した変形例とほぼ同じである。
【０１６５】
実施例４
図１４は本発明の実施例４にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
実施例４の内視鏡装置は、図７、図８に示した内視鏡装置と比べて、照明光の戻り光を、青、緑、赤にそれぞれ感度を持つようにしたカラーフィルタを組み合わせた３チャンネルのＰＤを１つにパッケージしたＲＧＢカラーセンサにおいて、緑、赤色の蛍光と青色の励起光とに分けて透過させる点が異なる。ここでは、この相違点のみを説明し、実施例１と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１６６】
図１４に示すように、装置本体３２内には、光源制御部であるＬＤ制御部５０”’に接続された光検出部５４と、光検出部５４に接続された光センサであるＲＧＢカラーセンサ８０が備えられている。
【０１６７】
ＲＧＢカラーセンサ８０は、照明光の戻り光を、青色、緑色、赤色にそれぞれ感度を持つようにしたカラーフィルタ８１Ｒ、８１Ｇ、８１Ｂを組み合わせた３チャンネルのＰＤを１つにパッケージしたカラーセンサである。
【０１６８】
赤色カラーフィルタ８１Ｒ、緑色カラーフィルタ８１Ｇは、照明光の戻り光の波長を制限して透過させ、透過後の戻り光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させるフィルタであり、具体的には、戻り光から青色の励起光を反射または吸収し、それぞれ、赤色、緑色の蛍光のみを透過させて、蛍光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させる第１の波長制限部材である。
【０１６９】
青色カラーフィルタ８１Ｂは、照明光の戻り光の波長を制限して透過させ、透過後の戻り光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させるフィルタであり、具体的には、戻り光から赤色及び緑色の蛍光を反射または吸収し、青色の励起光のみを透過させて、青色の励起光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させる第２の波長制限部材である。
【０１７０】
光検出部５４は、ＲＧＢカラーセンサ８０において検出された蛍光の強度及び励起光の強度を、ＬＤ制御部５０”’の駆動制御の下、検出する。
【０１７１】
ＬＤ制御部５０”’は、カラーフィルタ８０において検出された蛍光及び励起光の強度を、光検出部５４を用いて検出し、励起光の強度に対する蛍光の強度を検出することにより、蛍光部材４６の劣化を検出する。
【０１７２】
具体的には、ＲＧＢカラーセンサ８０において、蛍光の強度が検出されない場合、または検出された励起光の強度に対する蛍光の強度が、所定の値、詳しくは、検査対象空間内の検査に用いる蛍光の強度よりも低く、例えば通常の半分以下の強度が検出された場合、ＬＤ制御部５０”’により、蛍光部材４６は劣化している、と検出される。
【０１７３】
その後、ＬＤ制御部５０”’により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射が停止される駆動制御が行われる。具体的には、ＬＤ４７の駆動が停止される。尚、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御してもよい。
【０１７４】
次に、このように構成された実施例４の内視鏡装置の作用を簡単に説明する。尚、実施例４においても、ＬＤ４７によるレーザ光の出射から照明光の戻り光が光検出用光ファイバ５５の他端から出射されるまでは、上述した実施例１と同様であるため、その説明は省略する。
【０１７５】
光検出用光ファイバ５５の他端から出射された戻り光は、ＲＧＢカラーフィルタ８０に出射され、ＲＧＢカラーフィルタ８０において、赤色カラーフィルタ８１Ｒ、緑色カラーフィルタ８０Ｇを介して、戻り光から赤色、緑色の蛍光のみをそれぞれのフィルタで透過させて、蛍光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させるとともに、青色カラーフィルタ８１Ｂを介して、戻り光から青色の励起光のみを透過させて、励起光をＲＧＢカラーセンサ８０に検出させる。
【０１７６】
次いで、ＬＤ制御部５０”’の駆動制御の下、光検出部５４により、蛍光の強度及び励起光の強度が検出される。その後、ＬＤ制御部５０”’により、励起光の強度に対する蛍光の強度が検出される。これにより、蛍光部材４６の劣化が検出される。そして、蛍光部材４６の劣化が検出されると、ＬＤ制御部５０”’により、ＬＤ４７からのレーザ光の出射が停止される制御が行われるか、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動する制御が行われる。
【０１７７】
実施例４の内視鏡装置によれば、実施例１の内視鏡装置と同様、照明光学系を第一実施形態の照明光検出光学系と同様に構成したので、光量ロスを極力少なく抑えながら、蛍光と励起光との混成比率が検査対象を照射する照明光と同じ比率の照明光を高精度に検出することができる。
【０１７８】
また、実施例４の内視鏡装置においても、ＬＤ制御部５０”’は、ＲＧＢカラーセンサ８０において検出された青色の励起光の強度のみを、光検出部５４を用いて検出することにより、照明用光ファイバ５５またはＬＤ４７の破損を検知することができる。その際、ＬＤ制御部５０”’は、照明用光ファイバ５５またはＬＤ４７の破損を検知後、ＬＤ４７を完全に停止させる駆動制御を行う。
【０１７９】
尚、蛍光部材４６の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損との判断の切り分けは、上述したように、蛍光部材４６の劣化検出後、ＬＤ４７の駆動を完全に停止させずに、ＬＤ４７からレーザ光が出射しない出力で点灯するようにＬＤ４７を駆動制御すれば、レーザ光が出射されていなくともＬＤ４７が駆動している場合は、使用者は蛍光部材４６の劣化と判断でき、ＬＤ４７の駆動が完全に停止している場合は、使用者は、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損と判断できる。
【０１８０】
このように、実施例４の内視鏡装置においても、ＬＤ制御部５０”’は、蛍光部材４６の劣化と、照明用光ファイバ５２またはＬＤ４７の破損とを切り分けて検知することができる。
【０１８１】
尚、実施例４の内視鏡装置においても、ＬＤ制御部５０”’は、蛍光部材４６の劣化を検出した後、警告音や警告表示等を発する駆動制御を行うことにより、使用者に対し、蛍光部材４６の劣化を告知してもよい。
【０１８２】
さらに、実施例４の内視鏡装置においても、図９〜図１１に示した実施例１の変形例と同様に、挿入部３４の先端部３９に対し、光学アダプタ６０が着脱自在な構成としてもよい。尚、この場合の効果は、図９〜図１１に示した変形例とほぼ同じである。
【０１８３】
また、上述した実施例１〜実施例４においては、内視鏡装置は、工業用の内視鏡装置を例に挙げて示したが、工業用の内視鏡装置に限定されず、医療用の内視鏡装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明の照明光検出用光学系並びにそれを備えた光学装置及び内視鏡装置は、極細化した径でもって観察対象に照射しながら観察することが求められる医療や工業の分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置の要部概略構成を示す説明図である。
【図２】第一実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の要部の構成を物体側からみた説明図であり、(a)は一構成例(b)は他の構成例を示している。
【図３】第一実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の先端部に備える光拡散手段の変形例を示す説明図である。
【図４】第一実施形態の照明光検出用光学系を備えた光学装置における光検出手段の変形例を示す説明図である。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置の要部概略構成を示す説明図である。
【図６】第二実施形態の光学装置における照明光検出用光学系の要部の構成を物体側からみた説明図である。
【図７】本発明の実施例１にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の外観を概略的に示す説明図である。
【図８】図７の内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
【図９】図７の内視鏡装置の内部の構成の変形例を、挿入部の先端部のみ断面にして概略的に示す説明図である。
【図１０】図９の内視鏡装置の挿入部の先端部に着脱自在な光学アダプタを示す部分断面図である。
【図１１】図１０の光学アダプタを図９の内視鏡装置の挿入部の先端部に装着した状態を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施例２にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例３にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
【図１４】本発明の実施例４にかかる照明光検出用光学系を備えた光学装置としての内視鏡装置の内部の構成を概略的に示す説明図である。
【図１５】一従来例にかかる照明光検出手段の要部概略構成を示す説明図である。
【図１６】他の従来例にかかる照明光検出手段の要部概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１                              発光素子
２                              挿入部
３，３’                        蛍光部材
３ａ                            反射面
３ｂ’                          出射面
４                              励起光導光手段
４ａ                            ファイバー（コア＋クラッド）
４ｂ                            保持部材
５                              光検出手段
５ａ                            検出用照明光導光手段
５ｂ                            光検出部
５ｂ１，５ｂ２                  受光素子
５ｃ                            ダイクロイックミラー
５ｄ                            演算装置
１０                            照明光検出用光学系
１１                            照明光照射用柱状透明部材
１１ａ                          側面
１１ａ１                        接合面
１１ｂ                          先端面
１２                            照明光抽出手段
１３                            偏向手段
１４                            透明媒体
１５，１５’                    照明光抽出用柱状透明部材
１５ａ，１５ａ’                側面
１５ａ１，１５ａ１’            接合面
１５ｂ，１５ｂ１’，１５ｂ２’  傾斜面
１５ｃ，１５ｃ１’，１５ｃ２’  反射膜
１５ｄ’                        端面
１６                            接着剤
１７                            ボールレンズアレイ
１８                            光拡散手段
１９                            透明部材
１９ａ                          一端面
１９ｂ                          出射面
２０                            ボールレンズアレイ
２１                            接着剤
３１                            内視鏡装置
３２                            装置本体
３３                            モニタ
３４                            挿入部
３５                            操作部
３６                            ユニバーサルコード
３７                            メインスイッチ
３８                            ランプスイッチ
３９                            先端部
３９ａ                          雄ねじ
３９ｂ                          位置決め溝
４０                            湾曲部
４１                            可撓管部
４２                            湾曲操作ノブ
４３                            対物光学系
４４                            撮像素子
４５                            照明光検出用光学系
４６                            蛍光部材
４７                            ＬＤ（レーザダイオード）
４８                            映像信号機
４９                            映像信号処理部
５０，５０’，５０”，５０”’  ＬＤ制御部
５１                            集光光学系
５２                            照明用光ファイバ
５３，５３ａ，５３ｂ            ＰＤ（フォトダイオード）
５４，５４ａ，５４ｂ            光検出部
５５                            光検出用光ファイバ
５６                            光学フィルタ
５７                            撮像素子カバーガラス
５８                            光ファイバカバーガラス
６０                            光学アダプタ
６３                            アダプタ本体
６３ａ                          雄ねじ
６３ｂ                          止め輪係合部
６３ｃ                          位置決め突起
６４                            止め輪
６４ａ                          雌ねじ
６４ｂ                          アダプタ係合部
６５                            抜け止め
６５ａ                          雌ねじ
７０，７０’                    光スプリッタ
７１，７２，７３                集光光学系
７４                            反射薄膜
７５，７６                      光学フィルタ
８０                            ＲＧＢカラーセンサ
８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ          カラーフィルタ
１５１                          受光部材
１５１ａ                        側面
１５１ｂ                        端面
１５２，１５２’                光センサ
１５３                          照明用光源
１５４，１５５，１５５’        導光手段
１５６                          通信線
【図１】
2008284030.tif 000003
【図２】
2008284030.tif 000004
【図３】
2008284030.tif 000005
【図４】
2008284030.tif 000006
【図５】
2008284030.tif 000007
【図６】
2008284030.tif 000008
【図７】
2008284030.tif 000009
【図８】
2008284030.tif 000010
【図９】
2008284030.tif 000011
【図１０】
2008284030.tif 000012
【図１１】
2008284030.tif 000013
【図１２】
2008284030.tif 000014
【図１３】
2008284030.tif 000015
【図１４】
2008284030.tif 000016
【図１５】
2008284030.tif 000017
【図１６】
2008284030.tif 000018