(57)【要約】      （修正有）【課題】明瞭な画像の取得を実現する光学ユニットを提供する。【解決手段】光学ユニット２０は、熱伝導率ｋが５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の透明材料からなる厚さＴ１が０．１μｍ〜５μｍの伝熱層２５が外面に形成され、金属層２２が側面に形成されたレンズ２１と、レンズ２１を保持する金属からなるレンズ枠２４と、レンズ２１をレンズ枠２４に接合する、はんだ２３と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導率ｋが５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の透明材料からなる厚さＴ１が０．１μｍ〜５μｍの伝熱層が外面に形成され、金属層が側面に形成された光学ガラスと、
前記光学ガラスを保持する金属からなるレンズ枠と、
前記光学ガラスを前記レンズ枠に接合する、ろう付け金属と、を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記光学ガラスが、屈折率が１．７５以上、直径Ｄ１が５ｍｍ以下で、前記外面が平面の平凹レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記透明材料が、窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
以下の（式１）を満足することを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。
０．０００１≦（Ｄ１／（ｋ×Ｔ１））≦０．５      （式１）
【請求項５】
前記伝熱層の分光特性に対応し、カラーバランスを補正するフィルタを有することを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記伝熱層の上に、窒化アルミニウムよりも屈折率の低い透明層が形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記光学ガラスの中央部には前記伝熱層が形成されていないことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項８】
前記伝熱層の厚さが、中心から外周に向けて単調増加していることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項９】
内視鏡の挿入部の先端部に配設される照明光学系に用いられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
熱伝導率ｋが５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の透明材料からなる厚さＴ１が０．１μｍ〜５μｍの伝熱層が外面に形成され、金属層が側面に形成された光学ガラスと、前記光学ガラスを保持する金属からなるレンズ枠と、前記光学ガラスを前記レンズ枠に接合する、ろう付け金属と、を有する光学ユニットと、撮像部と、を先端部に有する、被検体の体内に挿入される挿入部と、
前記撮像部が撮像する画像のカラーバランスを、前記伝熱層の分光特性に応じて補正する補正部と、を具備することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光学ガラスが、屈折率が１．７５以上、直径Ｄ１が５ｍｍ以下で、前記外面が平面の平凹レンズであることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記透明材料が、窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
以下の（式１）を満足することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡システム。
０．０００１≦（Ｄ１／（ｋ×Ｔ１））≦０．５      （式１）
【請求項１４】
前記伝熱層の分光特性に対応し、カラーバランスを補正するフィルタを有することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記伝熱層の上に窒化アルミニウムよりも屈折率の低い透明層が形成されていることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の内視鏡システム。
【請求項１６】
前記光学ガラスの中央部には前記伝熱層が形成されていないことを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
前記伝熱層の厚さが、中心から外周に向けて単調増加していることを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の光学ユニット内視鏡システム
【請求項１８】
前記光学ユニットが、照明光学系に用いられることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１９】
前記補正部が、前記画像を電気的に補正する補正回路であることを特徴とする請求項１８に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の光学ユニットおよび前記光学ユニットを有する内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の体内の観察に内視鏡が使用されている。外光のない環境での撮影のために、内視鏡の挿入部の先端部には照明光を照射する光学ユニットが配設されている。内視鏡システムの光源装置が発生する光は、内視鏡の挿入部を挿通したライトガイドを介して光学ユニットに入射する。光学ユニットはライトガイドから入射した光束を、広い範囲を均一に照明する光にする凹レンズを有する。また、近年では、ＬＥＤを有する発光装置を挿入部の先端部に配置した内視鏡も開発されている。
【０００３】
明瞭な画像を取得するためには、高強度の照射光を光学ユニットから照射する必要がある。しかし、光学ユニットの外面ガラスに生体組織等が付着すると、温度が上昇し凝固して除去困難になり、照射光強度が減少するおそれがあった。このため、光学ユニットに入射する照射光の強度を抑制して温度上昇を抑制する必要があった。
【０００４】
ここで、内視鏡の撮像部または撮像部駆動回路等が発生する熱は、特開平１１−２６７０９９号公報および特開２００５−２７８５１号公報に出願人が開示しているように、放熱部材を介して放熱することができる。
【０００５】
しかし、先端面に配置された、透明な光学ガラスの温度上昇を抑制することは容易ではない。このため、光学ユニットに十分な強度の照明光を入射できず、明瞭な画像の取得が容易ではないことがあった。また、撮像光学系（対物光学系）の光学ユニットにおいても、外面に付着した生体組織等が温度上昇により除去困難になると観察視野の妨げとなり、明瞭な画像の取得は容易ではないことがあった。
【０００６】
なお、出願人は、特開平５−３０３００５号公報において、内視鏡に用いる光学ガラスの反射防止層の最表層に５〜３０ｎｍのＡｌＮ層を形成することで、耐薬品性が改善することを開示している。
【０００７】
しかし、前記公報には温度上昇を抑制することについては何の示唆もなく、かつ、ＡｌＮ層の層厚が３０ｎｍ超は好ましくないことが明記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２６７０９９号公報
【特許文献２】特開２００５−２７８５１号公報
【特許文献３】特開平５−３０３００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、明瞭な画像の取得を実現する光学ユニットおよび明瞭な画像が取得できる内視鏡システム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】
【００１０】
実施形態の光学ユニットは、熱伝導率ｋが５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の透明材料からなる厚さが０．１μｍ〜５μｍの伝熱層が外面に形成され、金属層が側面に形成された光学ガラスと、前記光学ガラスを保持する金属からなるレンズ枠と、前記光学ガラスを前記レンズ枠に接合する、ろう付け金属と、を有する。
【００１１】
また、別の実施形態の内視鏡システムは、熱伝導率ｋが５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の透明材料からなる厚さが０．１μｍ〜５μｍの伝熱層が外面に形成され、金属層が側面に形成された光学ガラスと、前記光学ガラスを保持する金属からなるレンズ枠と、前記光学ガラスを前記レンズ枠に接合する、ろう付け金属と、を有する光学ユニットと、撮像部と、を先端部に有する、被検体の体内に挿入される挿入部と、前記撮像部が撮像する画像のカラーバランスを、前記伝熱層の分光特性に応じて補正する補正部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば明瞭な画像の取得を実現する光学ユニットおよび明瞭な画像が取得できる内視鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の内視鏡システムの部分断面図を含む構成図である。
【図２】第１実施形態の光学ユニットの断面図である。
【図３】光学ユニットのレンズの熱拡散シミュレーション結果である。図３（Ａ）は層厚Ｔ１＝０の場合、図３（Ｂ）は層厚Ｔ１＝０．０２５μｍの場合、図３（Ｃ）は層厚Ｔ１＝０．１μｍの場合、図３（Ｄ）は層厚Ｔ１＝０．２μｍの場合、である。
【図４】光学ユニットのレンズの熱拡散シミュレーション結果である。
【図５】第２実施形態の光学ユニットの断面図である。
【図６】第２実施形態の光学ユニット等の表面反射を説明するための図である。
【図７】第３実施形態の光学ユニットの断面図である。
【図８】第３実施形態の内視鏡システムの部分断面図を含む構成図である。
【図９】第４実施形態の光学ユニットの断面図である。
【図１０】第４実施形態の変形例の光学ユニットの伝熱層の断面図である。
【図１１】第４実施形態の変形例の光学ユニットの伝熱層の断面図である。
【図１２】第４実施形態の光学ユニットのフィルタの特性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１は、光学ユニット２０および光学ユニット３０を有する内視鏡１０と、画像信号を処理するプロセッサ２と、モニタ３と、使用者が使用条件等を設定するための入力部４と、光源装置５と、を具備する。光学ユニット２０は照明光学系を構成し、光学ユニット３０は対物光学系（撮像光学系）を構成している。
【００１５】
内視鏡１０は、体内に挿入される細長い挿入部１１と、挿入部１１から延設されたユニバーサルコード１７と、を具備する。ライトガイド１２が挿通されている挿入部１１は、先端部１１Ａに撮像部１３を有する。撮像部１３は光学ユニット３０と、ＣＣＤ等の撮像素子１３Ａと、からなる。ユニバーサルコード１７の基端部側には、光源装置５と接続されるライトガイドコネクタ１５とプロセッサ２と接続される電子コネクタ１６とがある。
【００１６】
光源装置５が発生した光は、ライトガイドコネクタ１５およびライトガイド１２を介して先端部１１Ａまで導光され、光学ユニット２０により広角化されて照射光として被写体に向けて出射される。照明光は被写体表面で反射し反射光が、光学ユニット３０を介して撮像素子１３Ａにより被写体画像として撮像される。画像はプロセッサ２で信号処理された後、モニタ３の画面に表示される。
【００１７】
図１および図２に示すように、先端部１１Ａの先端面には、光学ユニット２０の光学ガラスである直径Ｄ１のレンズ２１と、光学ユニット３０の光学ガラスである直径Ｄ２のレンズ３１と、が配設されている。
【００１８】
光学ユニット２０は、レンズ２１と、レンズ２１を保持する金属からなるレンズ枠２４と、レンズ２１をレンズ枠２４に接合する、ろう付け金属である、はんだ２３と、を具備する。
【００１９】
そして、レンズ２１の外面には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる層厚Ｔ１＝０．２μｍの伝熱層２５が形成され、レンズ２１の側面には、層厚ｔ１＝２μｍの、はんだ接合性のある金属層２２が形成されている。そして、レンズ２１は側面の金属層２２を介してレンズ枠２４に、はんだ接合されている。
【００２０】
一方、光学ユニット３０は、レンズ３１、３１Ａ、３１Ｂと、レンズ３１等を保持するレンズ枠２４と、レンズ３１等をレンズ枠２４に接合する、はんだ３３と、を具備する。そして、最外面に配置されたレンズ３１の外面には、ＡｌＮからなる層厚Ｔ２＝０．１２μｍの伝熱層３５が形成され、レンズ３１等の側面には、層厚ｔ２＝２μｍの、はんだ接合性のある金属層３２が形成されている。そして、レンズ３１等は側面の金属層３２を介してレンズ枠２４に、はんだ接合されている。
【００２１】
なお、内視鏡１０では、レンズ枠２４は光学ユニット２０と光学ユニット３０の共通であるが、２つの光学ユニットが、それぞれ別のレンズ枠に保持されていてもよい。また、先端部１１Ａのレンズ２１およびレンズ３１の周辺領域は樹脂により覆われているが、図示していない。
【００２２】
レンズ２１は照明光を広範囲に照射するために、そしてレンズ３１は広視野を得るために、いずれも負のパワーを有する平凹レンズである。なお、レンズ２１、３１は光学ユニット２０、３０の構成によっては平凸レンズでもよい。しかし、光学ユニット２０、３０の最外面を構成するレンズ２１、３１の外面は、付着防止および衝撃による破損防止のため、平面であることが好ましい。
【００２３】
ここで、レンズ２１、３１の小型化のためには、ｅ線における屈折率ｎｅが１．７５以上が好ましい。ここで、レンズ２１、３１は、生産性が高いモールドプレス成形により作製されている。レンズ２１、３１の材料であるモールドプレス成形用ガラスは、加熱したとき、低い温度で成形できる特性を有し、成形時における金型との反応性が低い。しかし、屈折率ｎｅが１．７５以上のモールドプレス成形用ガラスは、熱伝導率ｋが、例えば０．８Ｗ／ｍ・Ｋと低いために、温度が上昇しやすい。
【００２４】
内視鏡１０のレンズ２１、３１には、外面にＡｌＮからなる伝熱層２５、３５が形成されている。ＡｌＮは、熱伝導率ｋが２００Ｗ／ｍ・Ｋと高く、透明材料である。ＡｌＮ層は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、またはスパッタ法等により形成することができるが、アルゴンと窒素の混合気体の雰囲気下でイオンビームを照射しながらの蒸着法、いわゆるイオンビームアシスト法が高透過率膜を高速で形成できるため、特に好ましい。なお、レンズ２１、３１は、負のパワーを有するが、伝熱層２５、３５を形成する外面が平面であるために、伝熱層２５、３５の形成が容易である。
【００２５】
なお、ＡｌＮからなる伝熱層２５、３５は透明であるが、成膜条件によっては無色ではなく、例えば僅かに黄色に着色していることがある。着色によるカラーバランスの変化は、伝熱層２５、３５の厚さＴ１の増加により顕著となる。すると、例えば、光学ユニット２０からの照明光は黄色光が強く、被写体像は全体がやや黄くなる。また、伝熱層２５、３５は厚くなると、内部応力等により剥離する可能性が高くなる。
【００２６】
このため、伝熱層２５、３５の厚さは、工業的には５μｍ以下とする必要があり、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００２７】
はんだ接合のための金属層２２、３２は、例えば、熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋと高い銅からなる。そして、レンズ２１、３１の金属層２２、３２は、はんだ２３、３３により、金属、例えば銅からなるレンズ枠２４に接合されている。
【００２８】
以上の構造の光学ユニット２０、３０は、レンズ２１、３１の外面に、例えば血液が付着し発熱しても、その熱は伝熱層２５、３５を介して、熱容量の大きなレンズ枠２４に効率良く伝熱される。
【００２９】
ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に、光学ユニット２０の熱拡散シミュレーション結果を示す。このシミュレーションは、照明光を吸収して発熱源となる血液が、レンズ２１の中心に付着した場合を想定している。図３（Ａ）等は、直径Ｄ１＝４ｍｍの、レンズ２１の外面の中心部（直径０．５ｍｍの範囲）に７０℃の熱源があり、周囲温度は３０℃と設定した場合の、６００秒後のレンズ２１の温度分布を示している。それぞれの図は、レンズ２１の部分断面の右半分を示しており、左辺が中心軸Ｏ、右辺が外周（Ｄ１／２＝２ｍｍ）、上辺が外面を示している。
【００３０】
血および粘膜は、主成分がたんぱく質でできている。たんぱく質は、一般的に６８℃付近では凝固し、送水などによる除去が難しくなる。凝固の前段階である凝集は、熱が印加されている時間にも依存するが、６０℃から始まるため、除去できる目安として、レンズ外面温度を６０℃以下に抑えることが肝要である。
【００３１】
なお、レンズ２１の直径Ｄ１は、レンズ２１の物理的直径ではなく、外面に露出している有効直径である。
【００３２】
図３（Ａ）は、ＡｌＮからなる伝熱層２５がない（層厚Ｔ１＝０）場合であるが、伝熱が不十分なため、発熱源に近いレンズ２１の外面中央部に温度６５℃以上の領域が広がっている。図３（Ｂ）に示す層厚Ｔ１＝０．０２５μｍ（２５ｎｍ）の場合は、温度６５℃以上の領域および温度６０℃以上の領域は小さくはなるが、伝熱層２５による顕著な効果はない。これに対して図３（Ｃ）に示す層厚Ｔ１＝０．１μｍ（１００ｎｍ）の場合には、温度５８℃程度まで下がり一定の効果があり、図３（Ｄ）に示すように層厚Ｔ１＝０．２μｍ（２００ｎｍ）の場合には、問題が発生するおそれのある温度５０℃以上の領域は存在しない。
【００３３】
図４は、レンズ２１の外面の中心の温度変化に伝熱層２５の層厚Ｔ１が及ぼす影響の熱拡散シミュレーション結果である。図４に示すように、光学ユニット２０では、伝熱層２５の層厚Ｔ１が、０．１μｍ以上の場合に効果があり、０．２μｍ以上の場合に、より効果がある。
【００３４】
すなわち、すでに説明した上限値を考慮すると、ＡｌＮからなる伝熱層２５の層厚Ｔ１は、０．１μｍ以上５μｍ以下である必要があり、０．２μｍ以上１μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以上０．５μｍ以下が特に好ましい。前記範囲以上であれば放熱効果があり、前記範囲以下であれば着色等の影響が小さい。
【００３５】
なお、同様の熱拡散シミュレーションを行った結果、伝熱層２５の、熱伝導率ｋは、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に熱伝導率ｋが１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、ＡｌＮに替えて、ＳｉＣ（ｋ＝１７０Ｗ／ｍ・Ｋ）、または、ダイヤモンド（ｋ＝１５００Ｗ／ｍ・Ｋ）等を用いることができることが判明した。熱伝導率ｋが前記範囲以上であれば、伝熱層として所望の効果が得られ、前記範囲以下であれば工業的に形成容易である。しかし、形成容易さ、および価格の観点から、伝熱層２５の材料は、ＡｌＮ（ｋ＝２００Ｗ／ｍ・Ｋ）が特に好ましい。
【００３６】
そして、さらに詳細な検討を行った結果、レンズ２１の温度上昇を５０℃以下に保持するためには、レンズ２１の直径Ｄ１は、５ｍｍ以下が好ましく、特に好ましくは２．５ｍｍ以下であった。なお、直径Ｄ１の下限は特に限定されるものではないが、技術的な困難度からは、例えば、０．５ｍｍ程度である。
【００３７】
すなわち、透明な伝熱層２５により、十分な放熱効果を得るためには、レンズ２１の直径Ｄ１が小さいことが重要な因子である。一般的な光学装置の光学系ではレンズの直径は５ｍｍ超である。このような大きな径のレンズでは、伝熱層の厚さを厚くしても十分な伝熱効果は得られない。
【００３８】
しかし、光学ユニット２０は内視鏡１０の先端部１１Ａに配設されるため、例えば、Ｄ１＝２ｍｍと、極めて小径である。このため、一般的な光学装置の光学系と異なり、伝熱層２５により十分な放熱効果を得ることができた。すなわち、光学ユニット２０は、内視鏡１０の先端部１１Ａに配設されるために、外面に付着した生体組織による発熱問題が発生するが、極めて小径のレンズを有するため、伝熱層２５により前記問題が解決可能である。
【００３９】
なお、光学ユニット２０において、例えば、伝熱層２５の熱伝導率ｋ（Ｗ／ｍ・Ｋ）、厚さＴ１（μｍ）、およびレンズ２１の直径Ｄ１（ｍｍ）は以下の（式１）を満足することが好ましい。
【００４０】
０．０００１≦（Ｄ１／（ｋ×Ｔ１））≦０．５      （式１）
但し、Ｄ１≦５ｍｍ
【００４１】
さらに、以下の（式２）を満足することが特に好ましい。
【００４２】
０．００１≦（Ｄ１／（ｋ×Ｔ１））≦０．０５      （式２）
【００４３】
以上の説明のように、レンズ２１は照明光により加熱されても、伝熱層２５を介してレンズ枠２４に伝熱されるため、十分な強度の照明光を入射しても、レンズ２１の外面の温度が大きく上昇することはない。このため、内視鏡の照明光学系を構成する光学ユニット２０は、明瞭な内視鏡画像の取得を実現することができる。
【００４４】
なお、例えば、ＡｌＮと同様に透明材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は硬度が高く耐薬品性にも優れているが、熱伝導率ｋが４２Ｗ／ｍ・Ｋと低いこと、硬度が硬く加工が困難であるため加工コストが非常に高くなることや加工形状に制約があるため設計の自由度が少なくなることから適用が限られる。また熱伝導率ｋが４２Ｗ／ｍ・Ｋと低いため、伝熱層２５、３５に用いることは容易ではない。
【００４５】
なお、金属層２２、および、ろう付け金属（はんだ２３）は、伝熱面積が広いため、伝熱層２５よりも、熱伝導率ｋが低くてもよいが、接合性の観点から、金属層２２は銅（ｋ＝３７０Ｗ／ｍ・Ｋ）等からなることが好しく、はんだ２３は、錫合金（ｋ＝５０Ｗ／ｍ・Ｋ）等からなることが好ましい。また、レンズ枠２４は、熱伝導率ｋが高く、加工性およびコストに優れていることから、銅またはアルミニウム（ｋ＝２００Ｗ／ｍ・Ｋ）が好ましい。しかし、レンズ枠２４は、体積が大きいため、熱伝導率ｋが、それ程、高くはない例えば、ＳＵＳ（ｋ＝２０Ｗ／ｍ・Ｋ）等も用いることができる。
【００４６】
また、内視鏡の対物光学系を構成する光学ユニット３０も、光学ユニット２０と同様の構成であれば、同様の効果が得られることは明らかである。すなわち、光学ユニット３０のレンズ３１は、熱が伝熱層３５を介してレンズ枠２４に伝熱されるため、レンズ３１の外面、すなわち、伝熱層３５の温度が大きく上昇することはない。このため、内視鏡１０の対物光学系を構成する光学ユニット３０は、外面に付着した生体組織が凝固することがないため、明瞭な内視鏡画像を取得することができる。
【００４７】
なお、対物光学系の光学ユニット３０のレンズ３１は、照明光学系の光学ユニット２０のレンズ２１と比べると高温になりにくい。また、光学ユニット３０では、レンズに液体を吹き付けることで、外面に付着した生体組織を除去することも容易である。このため、光学ユニット３０のレンズには、伝熱層が形成されていなくともよい場合もある。
【００４８】
すなわち、内視鏡システム１においては、少なくとも照明光学系の光学ユニット２０が、伝熱層２５等を有する所定の構成であればよい。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の光学ユニット２０Ａおよび光学ユニット２０Ａを具備する内視鏡システム１Ａについて説明する。光学ユニット２０Ａ等は、光学ユニット２０と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００５０】
すでに説明したように、ＡｌＮは熱伝導率ｋが高く、伝熱層２５の材料としては優れている。しかし、ＡｌＮは、屈折率がｎｅ＝２．１６５と高いため、表面反射が増加する。このため、照明光がフレアになり、明瞭な視野を得る阻害要因になるおそれがある。
【００５１】
図５に示すように、第２実施形態の光学ユニット２０Ａの内視鏡１０Ａでは、ＡｌＮからなる伝熱層２５の上に、ＡｌＮよりも屈折率の低い低屈折率層２６が形成されている。低屈折率層２６は表面反射を抑制する効果がある。低屈折率層２６としては、生産性等の観点から、屈折率ｎｅ＝１．４６のＳｉＯ２を好ましく用いることができる。
【００５２】
なお、低屈折率層２６の層厚Ｔ３は、レンズ２１の屈折率と、伝熱層２５の層厚および屈折率と、を考慮して決定される。図６に、レンズ２１の屈折率ｎｅ＝１．８８８、ＡｌＮからなる伝熱層２５の層厚Ｔ１＝０．３μｍの場合の、低屈折率層２６の形成による表面反射の低減効果を示す。伝熱層２５の層厚Ｔ１＝０の場合（Ａ）に比べて、伝熱層２５を形成し低屈折率層２６の層厚Ｔ３＝０の場合（Ｂ）には、反射率が劣化している。しかし、低屈折率層２６の層厚Ｔ３＝０．０３μｍの場合（Ｃ）には、反射率が改善している。
【００５３】
以上のように、伝熱層２５の上に、ＡｌＮよりも屈折率の低い透明な低屈折率層２６が形成されている光学ユニット２０Ａ、内視鏡システム１Ａは、光学ユニット２０等が有する効果を有し、さらに表面反射の影響が少ないため、より容易に明瞭な画像が取得できる。
【００５４】
なお、撮像光学系を構成する光学ユニット３０においても、伝熱層を形成した場合には、低屈折率層を形成することにより、光学ユニット２０Ａと同様の効果が得られる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態の光学ユニット２０Ｂおよび光学ユニット２０Ｂを具備する内視鏡システム１Ｂについて説明する。光学ユニット２０Ｂ等は、光学ユニット２０と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００５６】
図７に示すように、第３実施形態の光学ユニット２０Ｂの内視鏡１０Ｂは、カラーバランスを補正する補正部であるフィルタ２７が光路に配設されている。フィルタ２７の透過特性は、伝熱層２５の分光特性に対応しており、フィルタ２７は照明光のカラーバランスを補正する。すでに説明したように、ＡｌＮからなる伝熱層２５は透明であるが、僅かに着色していることがある。すると、光学ユニット２０からの照明光はカラーバランスが変化する。医療用内視鏡において、照明光のカラーバランスが異なると、微細な色合い、いわゆる色味が異なってくるために、診断および病変組織の見落とし等に影響を及ぼすおそれがある。
【００５７】
フィルタ２７は、伝熱層２５の分光特性によるカラーバランス変化をキャンセルするように、例えば、黄色光を他の波長帯の光よりも大きく吸収するように設計されている。すなわち、伝熱層２５の透過光の分光特性において所定の波長帯（Ｗ１）の透過率が減少していると、カラーバランスの変化となる。フィルタは、所定の波長帯（Ｗ１）の透過率が、他の波長帯よりも高いように設計される。このため、光学ユニット２０Ｂからの照明光は、伝熱層２５がない場合の照明光と同じカラーバランスに補正されている。
【００５８】
光学ユニット２０Ｂは、光学ユニット２０Ａが有する効果を有し、さらに、より演色性に優れた画像が取得を実現できる。
【００５９】
なお、フィルタ２７に替えて、撮像光学系である光学ユニット３０Ｂの光路に、伝熱層２５の分光特性に対応してカラーバランスを補正するフィルタを配設してもよい。この場合には光学ユニット２０Ｂから出射される照明光はカラーバランスが補正されていないが、撮像素子１３Ａに撮像される被写体画像はカラーバランスが補正されている。このため、カラーバランスが補正された照明光により照射された画像と同じ画像が得られる。
【００６０】
なお、撮像光学系である光学ユニット３０Ａにも伝熱層が形成されている場合には、２つの伝熱層の分光特性が加算された分光特性に応じて、カラーバランスを補正する補正部を配設する。
【００６１】
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態の内視鏡システム１Ｃについて説明する。内視鏡システム１Ｃは、内視鏡システム１と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６２】
図８に示すように、内視鏡システム１Ｃでは、プロセッサ２の補正部である補正回路２Ｃが内視鏡１０から入力された画像のカラーバランスを電気的に補正する。内視鏡システム１Ｃでは、例えば、伝熱層２５の特性に対応した識別マーク等が内視鏡１０に配設される。そして、識別マーク等をもとに、使用者がプロセッサ２のカラーバランス補正の設定を変えてもよいし、自動的にプロセッサ２の設定が変更されてもよい。
【００６３】
すなわち、光学ユニット２０と、撮像部１３と、を先端部に有する、被検体の体内に挿入される挿入部１１と、撮像部１３が撮像する画像のカラーバランスを、伝熱層２５の分光特性に応じて補正する補正回路２Ｃと、を具備する内視鏡システム１Ｃは、内視鏡システム１等が有する効果を有し、さらに診断および病変組織の見落とし等が発生しにくい。
【００６４】
なお、カラーバランスを補正するフィルタ２７を有する光学ユニット２０Ｂ等を、補正回路２Ｃを有する内視鏡システム１Ｃにおいて用いてもよい。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に第４実施形態の光学ユニット２０Ｄおよび光学ユニット２０Ｄを具備する内視鏡システム１Ｄについて説明する。光学ユニット２０Ｄ等は、光学ユニット２０と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６６】
図９に示すように、第４実施形態の光学ユニット２０Ｄの内視鏡１０Ｄでは、レンズ２１の中央部には伝熱層２５が形成されていない。ここで、レンズ２１の中央部からの出射光は、観察画像の中央部の照明光となる。これに対して、レンズ２１の外周部からの出射光は、観察画像の外周部の照射光となる。使用者が注目する被写体像は観察画像の中央部に位置するため、特に、中央部の照明光は明るく、かつ、適切なカラーバランスが要求される。これに対して周辺部の照明光は、中央部の照明光に比べて、カラーバランスが少し変化していても大きな問題とはならない。
【００６７】
なお、図９においては説明のため、伝熱層２５の厚さを誇張して図示している。実際には伝熱層２５の厚さは５μｍ以下と薄いため、表面の凹凸は僅かであり、段差部に異物が付着するおそれはない。
【００６８】
光学ユニット２０Ｄでは、レンズ２１の中央部には伝熱層２５が形成されていないため、観察対象の中央部の照明光は明るく、かつ、適切なカラーバランスを維持している。一方、レンズ２１の外周部には伝熱層２５が形成されているため、レンズ２１の温度上昇を防止することができる。
【００６９】
伝熱層２５は、レンズ２１の直径がＤ１のとき、例えば、（０．５×Ｄ１）の範囲の中央部に形成されていなければ所望の効果を得ることができる。例えば、Ｄ１＝２ｍｍの場合には、中央の１ｍｍ径の範囲に伝熱層２５が形成されていなければよい。逆にいえば、半径０．５ｍｍから１ｍｍ（最外周）の範囲にだけ伝熱層が形成されていればよい。
【００７０】
＜変形例＞
なお、伝熱層２５は均一の厚さでなくともよい。すなわち、光学ユニット２０Ｄの変形例では、伝熱層２５の厚さは、中心から外周に向けて単調増加している。伝熱層２５の厚さは、例えば、図１０（Ａ）に示す変形例１のように、階段状に増加してもよいし、図１０（Ｂ）に示す変形例２のように曲線状に増加してもよい。
【００７１】
さらに、光学ユニット２０Ｄの変形例３、４では、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示すように、レンズ２１の中央部にも、薄い伝熱層２５が形成されており、伝熱層２５の厚さが、中心から外周に向けて単調増加している。
【００７２】
伝熱層２５の厚さが変化している光学ユニット２０Ｄの変形例は、放熱特性改善とカラーバランス変化とを共に許容範囲にすることが容易である。なお、光学ユニット２０Ｄおよび変形例において、伝熱層厚は平均値が、すでに説明した層厚一定の光学ユニット２０の伝熱層厚範囲（例えば、０．１μｍ〜５μｍ）であればよい。例えば、レンズ２１の中心部の直径の５０％の範囲に伝熱層が形成されていない場合には、伝熱層厚は、全面に均一厚さの伝熱層が形成されている光学ユニット２０の伝熱層厚の２倍の０．２μｍ〜１０μｍであればよい。
【００７３】
なお、光学ユニット２０Ｄの変形例でも、カラーバランスを補正する補正部を配設することにより、よりカラーバランスが安定した画像を提供できる。すでに説明したように、フィルタは、伝熱層により光量が減少しない波長帯の光を遮るように設計される。そして、図１２に示すように伝熱層厚が変化する場合には、左軸に示す伝熱層の所定波長帯（Ｗ１）の透過率は、レンズ２１の中心（Ｏ）での透過率を１００％とすると、外周（Ｄ１／２）にむけて減少する。このため、光学ユニット２０Ｄのフィルタは、図１２の右軸に示すように、中央部では効果が弱く外周部では効果が強くなるように設定される。すなわち、光学ユニット２０Ｄの変形例ではフィルタ（補正回路）は、同心円状に外周部に向けて着色度が単調増加するように設計される。
【００７４】
本発明は上述した実施例等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、組み合わせ、および改変等ができる。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ａ〜１Ｄ…内視鏡システム、１０、１０Ａ〜１０Ｄ…内視鏡、１１…挿入部、１１Ａ…先端部、１２…ライトガイド、１３…撮像部、１３Ａ…撮像素子、１５…ライトガイドコネクタ、１６…電子コネクタ、１７…ユニバーサルコード、２０、２０Ａ〜２０Ｄ…光学ユニット、２１…レンズ、２２…金属層、２３…はんだ、２４…レンズ枠、２５…伝熱層、２６…低屈折率層、２７…フィルタ、３０…光学ユニット、３１…レンズ、３２…金属層、３５…伝熱層
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図３】
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