(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子，及び，この撮像素子上に被検体の像を形成する対物レンズ間の光路上に配置され、８００ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長域の光に対する透過率が０．０５％以下であるとともに可視光を透過させ、厚さ１ｍｍ以下の１枚の板状に形成された広帯域レーザカットフィルタであって、この広帯域レーザカットフィルタは、基板としての１枚の白板ガラスと、この白板ガラス表面上に多層に形成された蒸着膜とにより、構成され、当該蒸着膜は、互いに屈折率が異なる二種類の物質が交互に蒸着されることにより形成された５４層の膜からなるものであることを特徴とする広帯域レーザカットフィルタ。
【請求項２】
前記二種類の物質は、屈折率が２．３４７の物質と屈折率が１．４６９の物質であることを特徴とする請求項１に記載の広帯域レーザカットフィルタ。
【請求項３】
撮像素子と、この撮像素子上に被検体の像を形成する対物レンズと、前記対物レンズ及び前記撮像素子間の光路上に配置された請求項１又は２記載の広帯域レーザカットフィルタとを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
前記撮像素子，広帯域レーザカットフィルタ，及び対物レンズは、生体内に挿入される挿入部の先端に固定された先端部内に配置されたことを特徴とする請求項３記載の内視鏡装置。
【請求項５】
８００ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長域における波長のレーザを射出するレーザプローブを、さらに備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域レーザカットフィルタ，及び，このフィルタを有する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体内の観察及び診断のために、内視鏡装置が利用されている。最近では、内視鏡の先端部内にＣＣＤ（charge-coupled device）が埋め込まれた内視鏡装置（電子内視鏡装置）が開発されている。この種の内視鏡装置は、そのＣＣＤにより被検体である体腔壁等を撮像し、撮像した映像をモニタに表示させることができる。
【０００３】
さらに、この内視鏡装置は、観察や診断のためだけでなく、治療のためにも利用されている。この治療法の一つとして、レーザ治療法が知られている。このレーザ治療法は、術者が、内視鏡の先端に突出させたレーザプローブを用いて、治療対象となる組織に対してレーザビームを照射することにより、当該組織を切開・凝固させるというものである。
【０００４】
このレーザ治療用には、ＹＡＧレーザが利用されることが多い。なお、術者が内視鏡観察下でレーザ治療を行うと、治療に用いられたＹＡＧレーザは、生体組織によって反射され、ＣＣＤへ入射してしまう。すると、ＣＣＤにおける各画素内において電荷が過剰に蓄積されてしまうので、このレーザ治療中には、被検体の画像は得られなくなってしまう。
【０００５】
そこで、レーザ治療中にも被検体の画像が得られるように、被検体からＣＣＤに至る光路上にレーザカットフィルタが挿入された内視鏡装置が開発されている。図５は、従来のレーザカットフィルタの分光透過特性を示すグラフである。この図５に示されるように、レーザカットフィルタは、ＹＡＧレーザによる１０６４ｎｍ周辺の波長域の光を低減させる。
【０００６】
このため、レーザ治療時に射出されたＹＡＧレーザによる反射光は、ＣＣＤに達する前に、レーザカットフィルタにより低減される。従って、レーザ治療中においても、ＣＣＤは、被検体の画像を取得できるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このレーザ治療用には、これまで、ＹＡＧレーザが最も広く利用されてきているが、その他の近赤外レーザも利用される。特に、安価な半導体レーザが利用されるようになってきている。なお、医療用に用いられる半導体レーザの種類は多く、その波長域は、概ね８００ｎｍ乃至９５０ｎｍと様々である。
【０００８】
図５に示されるように、従来のレーザカットフィルタでは、ＹＡＧレーザによる光を低減させるのみで、半導体レーザによる光を低減させることはできない。このため、従来のレーザカットフィルタが組み込まれた内視鏡装置によると、半導体レーザによるレーザ治療中には、被検体像は得られないのである。
【０００９】
なお、ＹＡＧレーザ及び半導体レーザの両者を低減させるためには、夫々の波長域に対応させた複数枚のフィルタが必要になる。しかし、内視鏡の先端部は、生体内に挿入されるため、そのサイズを大きくすることができない。従って、設計者は、この内視鏡の先端部内に複数枚のフィルタを格納するようには設計できないのである。
【００１０】
そこで、コンパクトであるとともに複数種の近赤外レーザを低減させる広帯域レーザカットフィルタ，及び，このフィルタが組み込まれた内視鏡装置を提供することを、本発明の課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【００１２】
即ち、本発明の広帯域レーザカットフィルタは、撮像素子，及び，この撮像素子上に被検体の像を形成する対物レンズ間の光路上に配置され、８００ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長域の光に対する透過率が０．０５％以下であるとともに可視光を透過させ、厚さ１ｍｍ以下の１枚の板状に形成された広帯域レーザカットフィルタであって、この広帯域レーザカットフィルタは、基板としての１枚の白板ガラスと、この白板ガラス表面上に多層に形成された蒸着膜とにより、構成され、当該蒸着膜は、互いに屈折率が異なる二種類の物質が交互に蒸着されることにより形成された５４層の膜からなるものであることを特徴とする。
【００１３】
このように構成されると、この広帯域レーザカットフィルタは、医療用に用いられる近赤外レーザを、低減させることができる。このため、対物レンズと撮像素子との間に、この広帯域レーザカットフィルタが挿入されると、対物レンズから医療用の近赤外レーザが入射したとしても、この近赤外レーザは、当該レーザカットフィルタにより低減されるので、撮像素子の被検体像取得に影響を及ぼすことがない。
【００１４】
本発明による内視鏡装置は、撮像素子と、この撮像素子上に被検体の像を形成する対物レンズと、前記対物レンズ及び前記撮像素子の光路上に配置された上記広帯域レーザカットフィルタとを、備えたことを特徴とする。なお、前記撮像素子，広帯域レーザカットフィルタ，及び対物レンズは、生体内に挿入される挿入部の先端に固定された先端部内に配置されていてもよい。さらに、この内視鏡装置は、８００ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長域における波長のレーザを射出するレーザプローブを備えていてもよい。
前記二種類の物質は、屈折率が２．３４７の物質と屈折率が１．４６９の物質であることが好ましい。
【００１５】
なお、撮像素子は、ＣＣＤであってもよい。そして、内視鏡装置は、回転フィルタを用いた面順次方式により、カラー画像を生成することとしてもよい。また、内視鏡装置は、カラーＣＣＤを用いた同時方式により、カラー画像を生成することとしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の内視鏡装置を模式的に示す図である。この図１に示されるように、内視鏡装置は、内視鏡１，外部装置２，及び，レーザ治療装置３を、備えている。
【００１７】
この内視鏡１は、可撓性を有する挿入部及びこの挿入部先端に取り付けられた先端部を、有する。これら挿入部及び先端部は、生体内に挿入されることになる。但し、図１には、これら挿入部及び先端部の具体的形状は図示されていない。そして、この先端部内に、配光レンズ１１，ライトガイド１２，対物レンズ１３，広帯域レーザカットフィルタ１４及びＣＣＤエリアセンサ（以下、ＣＣＤと略記）１５が、組み込まれている。
【００１８】
また、この先端部には、少なくとも３つの貫通孔が開口しており、これらのうちの１つは鉗子孔として用いられ、他の２つは、配光レンズ１１，及び対物レンズ１３が嵌め込まれることにより、夫々封止されている。なお、挿入部の基端側には鉗子挿入孔が開口しており、この鉗子挿入孔と鉗子孔とは、図示せぬ鉗子管により連通されている。
【００１９】
ライトガイド１２は、多数のマルチモード光ファイバが稠密に束ねられて構成され、その両端面は、光を入射させる入射面，及び光を出射させる出射面として夫々形成されている。そして、このライトガイド１２は、その出射面が配光レンズ１１に対向配置されるとともに、その入射面側の端部が外部装置２内に引き通されている。
【００２０】
ＣＣＤ１５は、その撮像面において対物レンズ１３による被検体の像が結ばれるように、内視鏡１の先端部内に固定されている。なお、ＣＣＤ１５は、撮像素子に相当する。そして、これら対物レンズ１３及びＣＣＤ１５間の光路上には、広帯域レーザカットフィルタ１４が挿入されている。なお、このフィルタ１４の構成については、後において説明する。
【００２１】
次に、外部装置２について説明する。この外部装置２は、光源２１，赤外カットフィルタ２２，絞り２３，回転フィルタ２４，フィルタ駆動モータ２５，及び集光レンズ２６，並びに，制御部２７を、備えている。
【００２２】
光源２１は、白色光を発するとともにこの白色光を略平行光として射出する。そして、この光源２１から射出された白色光の光路上、順に、赤外カットフィルタ２２，絞り２３，回転フィルタ２４，集光レンズ２６が、配置されている。赤外カットフィルタ２２は、光源２１から発せられた白色光中の赤外線を低減させることにより、以降の光路への熱の放射を防いでいる。絞り２３は、制御部２７に接続されている。そして、この制御部２７は、絞り２３を制御して、赤外カットフィルタ２２を透過した光を光量調節させることができる。
【００２３】
回転フィルタ２４は、その外形が円板状であり、ＲＧＢ（赤，緑，青）３色のカラーフィルタを有する。この回転フィルタ２４は、フィルタ駆動モータ２５に連結されている。なお、このフィルタ駆動モータ２５は、制御部２７に接続されている。そして、制御部２７は、フィルタ駆動モータ２５を制御して回転フィルタ２４を等速回転させることにより、そのＲＧＢの各フィルタを、順に、光路中に挿入させる。
【００２４】
集光レンズ２６は、回転フィルタ２４を透過した光をライトガイド１２の入射面に収束させる。即ち、ライトガイド１２には、Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光が、順に入射することになる。入射した光は、このライトガイド１２に導かれて進み、配光レンズ１１から射出される。即ち、この配光レンズ１１からは、Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光の各照明光が、順次射出されるわけである。
【００２５】
このため、内視鏡１の先端部が被検体に対向配置された状態において、配光レンズ１１から射出されたＲ光，Ｇ光，及びＢ光は、この被検体により反射されて、対物レンズ１３に順次入射する。そして、入射した光は、この対物レンズ１３により収束されて、広帯域レーザカットフィルタ１４に入射する。後述するように、この広帯域レーザカットフィルタ１４は、可視光をほとんど低減させずに透過させるので、対物レンズ１３から射出された光は、ほとんど低減されずにＣＣＤ１５の撮像面近傍に結像する。このため、ＣＣＤ１５の撮像面上には、Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光による被検体像が、順次形成されることになる。
【００２６】
制御部２７は、信号線を介してＣＣＤ１５と接続されている。そして、ＣＣＤ１５は、Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光による被検体像を、順次、画像信号に変換して、制御部２７へ送信する。この制御部２は、Ｒ光射出期間，Ｇ光射出期間，及びＢ光射出期間に取得した画像信号を処理して、カラー画像信号を生成する。なお、内視鏡装置は、この制御部２７に接続された図示せぬモニタを有する。そして、制御部２７は、生成したカラー画像信号をモニタへ送信することにより、このモニタに被検体のカラー画像を動画として表示させる。
【００２７】
次に、レーザ治療装置３について説明する。このレーザ治療装置３は、半導体レーザを発するレーザ光源３１，及びレーザプローブ３２を、有する。このレーザプローブ３２は、レーザ光源３１から発せられたレーザビームを導いてその先端から射出する。なお、このレーザプローブ３２は、内視鏡１の鉗子挿入孔から挿入部内に引き通されて、その先端を当該内視鏡１における先端部の鉗子孔から突出させている。
【００２８】
そして、術者は、内視鏡１の先端部を被検体に対向させた状態で、モニタによってこの被検体を観察しながら、治療を要する患部を特定する。そのうえで、術者は、特定された患部にレーザプローブ３２の先端を対向させ、このレーザプローブ３２先端からレーザビームを射出させることにより、当該患部を治療する。
【００２９】
このレーザプローブ３２から射出されたレーザビームは、患部を切開・凝固させるだけでなく、反射光として対物レンズ１３へ入射してしまう。しかし、このレーザビームの反射光は、広帯域レーザカットフィルタ１４により、低減されることになる。以下、この広帯域レーザカットフィルタ１４について、表１を参照して説明する。
【００３０】
【表１】
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この広帯域レーザカットフィルタ１４は、基板としての１枚の白板ガラス（屈折率：１．５２０，厚さ１ｍｍ以下）と、この白板ガラス表面上に多層に形成された蒸着膜とにより、構成されている。この蒸着膜は、屈折率２．３４７の物質と、屈折率１．４６９の物質とが交互に蒸着されることにより形成された５４層の膜からなるものである。
【００３１】
図２は、この広帯域レーザカットフィルタ１４の分光透過特性を示すグラフである。この図２に示されるように、この広帯域レーザカットフィルタ１４は、近赤外域内の幅広い波長域において、光を低減させることができる。この図２と図５とを比較することにより、広帯域レーザカットフィルタ１４は、従来のレーザカットフィルタよりも幅広い領域における近赤外光を低減可能であることがわかる。
【００３２】
なお、図３は、赤外カットフィルタ２２の分光透過特性を示すグラフである。この図３に示されるように、この赤外カットフィルタ２２も、従来のレーザカットフィルタよりも幅広い波長域の赤外光を低減させることができる。しかし、以下に説明するように、この赤外カットフィルタ２２を、レーザカットフィルタとして用いることはできない。図４は、広帯域レーザカットフィルタ１４の分光透過特性と、赤外カットフィルタ２２の分光透過特性とを示すグラフである。
【００３３】
この図４に示されるように、８００ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長域において、赤外カットフィルタ２２の分光透過率は、０．１％以上になっているが、広帯域レーザカットフィルタ１４の分光透過率は、０．０５％以下になっている。従って、仮に、対物レンズ１３及びＣＣＤ１５間の光路上に、赤外カットフィルタ２２が挿入されたとしても、この赤外カットフィルタ２２は、レーザプローブ３２から射出されて被検体により反射された光を、充分なレベルまで低減させることはできない。
【００３４】
これに対し、本実施形態の内視鏡装置は、その対物レンズ１３及びＣＣＤ１５間の光路上に広帯域レーザカットフィルタ１４が挿入されているため、レーザプローブ３２から射出されて被検体により反射された光を、充分低減させることができる。このため、レーザプローブ３２からレーザビームが射出されている場合であっても、ＣＣＤ１５は、正常に、画像信号を生成することになる。従って、制御部２７は、レーザ治療中であっても、モニタに対して被検体像を表示させることができる。
【００３５】
また、上記説明では、レーザ治療装置３として半導体レーザが使用されることとしたが、この代わりに、ＹＡＧレーザやその他の近赤外レーザが使用されてもよい。即ち、広帯域レーザカットフィルタ１４は、医療用として用いられている近赤外レーザの殆どの波長域において、透過率が０．０５％以下になっているので、術者は、半導体レーザやＹＡＧレーザ及びその他の医療用近赤外レーザを、目的や状況に応じて自由に選択して利用することができる。
【００３６】
そして、この内視鏡装置は、どのような医療用近赤外レーザが利用される場合であっても、常に、正常な被検体像をモニタに表示させることができる。従って、術者は、常に、被検体を観察しながら、処置を施すことができる。さらに、レーザカットフィルタ１４は、その厚さが１ｍｍ以下であるため、内視鏡１の先端部は、短くコンパクトに構成される。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明による広帯域レーザカットフィルタは、医療用として利用される近赤外レーザを低減させることができる。従って、この広帯域レーザカットフィルタを有する内視鏡装置は、各種の医療用近赤外レーザが被検体へ射出された状態であっても、当該被検体の像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の内視鏡装置を模式的に示す図
【図２】  広帯域レーザカットフィルタの分光透過特性を示すグラフ
【図３】  赤外カットフィルタの分光透過特性を示すグラフ
【図４】  広帯域レーザカットフィルタと赤外カットフィルタとの比較説明図
【図５】  従来のレーザカットフィルタの分光透過特性を示すグラフ
【符号の説明】
１      内視鏡
１３    対物レンズ
１４    広帯域レーザカットフィルタ
１５    ＣＣＤエリアセンサ
３２    レーザプローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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