專利名稱：內(nèi)窺鏡用投光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡用投光單元，其設(shè)置在內(nèi)窺鏡的前端部，朝向被檢體照射照明光。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域，廣泛地使用內(nèi)窺鏡進行被檢體的診斷及治療。內(nèi)窺鏡具有插入被檢體中的插入部，從設(shè)置在該插入部的前端部的照明窗朝向被檢體照射照明光。并且，利用設(shè)置在插入部的前端部的CCD等拍攝元件對由照明光照明的被檢體進行拍攝，基于由該拍攝得到的拍攝信號，在監(jiān)視器上顯示內(nèi)窺鏡圖像。對于被檢體內(nèi)的照明，大多使用氙氣燈或鹵素?zé)舻劝咨?，但存在氙氣燈等體積 較大，并且消耗電力也較多的問題。與此相對，在專利文獻I及2中，利用藍色LED(LightEmitting Diode)的藍色光和熒光的合成光波生成白色光，該熒光是通過利用該藍色光激勵熒光體而發(fā)出的光。這樣，通過使用藍色LED及熒光體生成白色光，從而相對于氙氣燈等，可以實現(xiàn)小型化及節(jié)電化。專利文獻I :日本特開2006-61685號公報專利文獻2 日本特開2006-173498號公報

發(fā)明內(nèi)容
如專利文獻I所示，在使用藍色LED及熒光體生成白色光的情況下，可以實現(xiàn)小型化和節(jié)電化，另一方面，由于熒光體的光擴散特性具有波長依賴性，因此，在作為從熒光體射出的激勵光的藍色光的發(fā)散角和由該藍色光激勵的熒光的發(fā)散角之間，有時會產(chǎn)生差值。例如，在利用中心波長為405nm的藍色激光和中心波長為445nm的藍色激光使熒光從熒光體發(fā)光的情況下，如圖11所示，熒光的發(fā)散角最寬，中心波長為405nm的藍色激光及中心波長為445nm的藍色激光的發(fā)散角比熒光窄。這樣，在發(fā)散角存在差值的狀態(tài)下使藍色光及熒光照射被檢體的情況下，在被檢體上會產(chǎn)生色斑。在產(chǎn)生色斑的狀態(tài)下拍攝的圖像中，有時無法進行正確的診斷。作為防止色斑的產(chǎn)生的方法之一，考慮將使直射的藍色光散射的填充劑混入熒光體中(例如，參照專利文獻2)。但是，一般地，由于向熒光體中混入填充劑，使作為激勵光的藍色光擴散的功能和使由該藍色光在熒光體上激勵的熒光放射的功能變得不容易分離，因此很難使色斑完全消失。另外，由于填充劑使藍色光向四面八方散射，因此僅在熒光體內(nèi)進行散射而未從熒光體射出的藍色光增加。這種藍色光的增加成為使熒光體內(nèi)的發(fā)光效率下降的主要原因，并且成為熒光體內(nèi)部及熒光體的發(fā)射端發(fā)熱的主要原因。另外，一般地，為了確保熒光體的長期穩(wěn)定性，將熒光體和使來自該熒光體的藍色光及熒光朝向被檢體照射的照明窗之間密封，但在密封時，在熒光體和照射窗之間會形成少許間隙(也稱為空氣層)。由于存在該空氣層，因此一部分藍色光及熒光不從照明窗的射出面射出，而在照明窗的射入面反射，或在熒光體的射出面反射。在該照明窗及熒光體上的反射，會成為熒光體的發(fā)光效率下降的主要原因。針對該問題，通過在照明窗的射入面上設(shè)置反射防止膜(AR涂層)，可以防止在照明窗的射入面上的反射。但是，由于在制造工序中無法確保熒光體射出面的平面性，因此無法設(shè)置照明窗那樣的反射防止膜。由此，必須在不使用反射防止膜的情況下防止在熒光體中藍色光及突光的反射。本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)窺鏡用投光單元，其在將使藍色光和利用該藍色光從熒光體激勵發(fā)出的熒光合成的白色光照射被檢體時，防止由于不同波長的藍色光及熒光照射被檢體而產(chǎn)生色班，并且可以抑制熒光體上的熒光的發(fā)光效率下降。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡用投光單元，其設(shè)置在內(nèi)窺鏡的前端部，朝向被檢體照射照明光，其特征在于，具有波長變換部件，其通過吸收規(guī)定波長的光的一部分而進行波長變換，從而生成熒光，并使剩余的光透過，從而射出包含前述規(guī)定波長的光和前述熒光在內(nèi)的照明光；以及發(fā)散角擴大部，其使從前述波長變換部件射出的照明光 散射，而將前述照明光的發(fā)散角擴大。前述發(fā)散角擴大部，優(yōu)選在透明的基材中混入使前述照明光散射的散射部件而形成。優(yōu)選前述波長變換部件和前述發(fā)散角擴大部分體構(gòu)成。優(yōu)選在前述波長變換部件不混入前述散射部件。優(yōu)選前述波長變換部件和前述發(fā)散角擴大部緊密貼合。優(yōu)選具有朝向前述被檢體照射照明光的照明窗，前述照明窗和前述發(fā)散角擴大部分體構(gòu)成，沿前述照明光的射出方向，以前述熒光體、前述發(fā)散角擴大部、前述照明窗的順序排列。優(yōu)選前述照明窗和前述發(fā)散角擴大部緊密貼合。優(yōu)選前述發(fā)散角擴大部的前述基材的折射率，為前述波長變換部件的折射率和前述照明窗的折射率中間的值。優(yōu)選前述基材的折射率在I. 40 2. 0的范圍內(nèi)。優(yōu)選前述波長變換部件的折射率在I. 46 2. 0的范圍內(nèi)，前述照明窗的折射率在I. 40 I. 9的范圍內(nèi)，前述基材的折射率，與前述波長變換部件及前述照明窗的各自折射率的值的組合相對應(yīng)，從前述范圍中選擇。優(yōu)選前述基材的折射率為前述波長變換部件的折射率和前述照明窗的折射率的均方根值。優(yōu)選前述基材為例如環(huán)氧樹脂等有機材料。優(yōu)選前述基材為例如硅等無機材料。優(yōu)選具有朝向前述被檢體照射前述照明光的照明窗，前述照明窗與前述發(fā)散角擴大部一體地構(gòu)成。優(yōu)選前述波長變換部件和前述照明窗以彼此緊密貼合的狀態(tài)進行退火處理。優(yōu)選前述退火處理在70 90°C、10 30H的環(huán)境下進行。優(yōu)選具有保持前述波長變換部件的套管和保持前述發(fā)散角擴大部的金屬制套筒。優(yōu)選前述波長變換部件及前述發(fā)散角擴大部具有大致圓柱形狀，前述發(fā)散角擴大部的直徑比前述波長變換部件的直徑大。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于通過使波長變換部件射出后的照明光散射，而將照明光的發(fā)散角擴大，因此與使照明光在波長變換部件內(nèi)散射的情況相比，可以更可靠地防止照明光的色班的產(chǎn)生，并且可以進一步地抑制波長變換部件內(nèi)的發(fā)光效率的下降。另外，在將發(fā)散角擴大部和照明窗分體構(gòu)成的情況下，通過使發(fā)散角擴大部中含有具有波長變換部件的折射率和照明窗的折射率之間的中間折射率的基材，防止照明光在波長變換部件的射出面及照明窗的射入面等上的反射。由此，可以抑制照明光在波長變換部件及照明窗上的損失。另外，通過使波長變換部件和發(fā)散角擴大部緊密貼合，并且使發(fā)散角擴大部和照明窗緊密貼合，防止在波長變換部件的射出面等各界面上的反射。由此也可以抑制照明光的損失。另外，在將發(fā)散角擴大部和照明窗一體地構(gòu)成的情況下，通過使波長變換部件和照明窗緊密貼合，防止照明光在波長變換部件的射出面及照明窗的射入面等上的反射。由此可以抑制照明光的損失。另外，由于發(fā)散角擴大部由金屬制的套筒保持，因此可以使由于照明光在發(fā)散角擴大部內(nèi)的散射而產(chǎn)生的熱量向該套管散出。另外，通過使發(fā)散角擴大部的直徑比波長變換部件的直徑大，可以提高使由波長變換部件產(chǎn)生的熱量向外部散出的效果。


圖I是表示第I實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的圖。 圖2是表示第I實施方式的電子內(nèi)窺鏡的前端部的剖面的圖。圖3是表示第I實施方式的電子內(nèi)窺鏡的前端部的前端面的圖。圖4是表不第I藍色激光射入突光體時的發(fā)散角和光強度的關(guān)系，并且表不從發(fā)散角擴大部射出后的第I藍色激光及熒光的發(fā)散角和光強度的關(guān)系的圖。圖5A是用于對將激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況下的色斑防止效果進行說明的圖。圖5B是用于對將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下的色斑防止效果進行說明的圖。圖6A是用于對將激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況下的發(fā)光效率下降的抑制效果進行說明的圖。圖6B是用于對將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下的發(fā)光效率下降的抑制效果進行說明的圖。圖7是用于說明第I實施方式的第I投光單元的制造方法的圖。圖8是表示第2實施方式的電子內(nèi)窺鏡的前端部的剖面的圖。圖9是用于說明第2實施方式的第I投光單元的制造方法的圖。圖10是表不第I及第2藍色激光射入突光體時的發(fā)散角和光強度的關(guān)系，并且表示從發(fā)散角擴大部射出后的熒光、第I及第2藍色激光的發(fā)散角和光強度的關(guān)系的圖。圖11是表示未使用填充劑等散射部件的情況下的熒光及藍色激光(405nm、445nm)的發(fā)散角和光強度的關(guān)系的圖。
具體實施例方式如圖I所示，第I實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2具有電子內(nèi)窺鏡10，其對被檢體進行攝像；信息處理器裝置12，其生成內(nèi)窺鏡圖像；光源裝置13，其設(shè)置在該信息處理器裝置12內(nèi)，供給用于照明被檢體的照明光；監(jiān)視器14，其顯示內(nèi)窺鏡圖像；以及送水罐，其貯存向被檢體內(nèi)送入的水。電子內(nèi)窺鏡10由插入部20、操作部22及通用軟線24構(gòu)成，該插入部20插入患者的體腔內(nèi)，該操作部22與插入部20的基端部分連接設(shè)置，醫(yī)生或技師等實施手術(shù)的人用手進行操作，該通用軟線24從操作部22延伸。插入部20從前端開始依次地由前端部26、彎曲部27及可彎管部28構(gòu)成。前端部26由硬質(zhì)的樹脂材料形成?？蓮澒懿?8形成為細徑且長條的管狀，并且具有可彎性，將操作部22和彎曲部27連接。彎曲部27構(gòu)成為，與設(shè)置在操作部22上的上下用操作手柄30及左右用操作手柄31的旋轉(zhuǎn)操作相對應(yīng)而上下左右彎曲。如果旋轉(zhuǎn)操作上下用操作手柄30，則彎曲部27向上下方向彎曲，如果旋轉(zhuǎn)操作左右用操作手柄31，則彎曲部27向左右方向彎曲。在通用軟線24上設(shè)置有連接器36，其用于輸入由信息處理器裝置12供給的光及空氣和傳送電源及各種控制信號。電子內(nèi)窺鏡10經(jīng)由連接器36可自由拆裝地與處理器裝置12連接。光源裝置13具有第I激光光源13a，其發(fā)出中心波長為445nm的第I藍色激光。由第I激光光源13a發(fā)出的第I藍色激光，經(jīng)由通用軟線24內(nèi)的光導(dǎo)管24a、24b傳導(dǎo)至電子內(nèi)窺鏡的前端部26。所傳導(dǎo)的第I藍色激光，一部分由于由設(shè)置在前端部26上的熒光體 50吸收而激發(fā)出綠色 黃色的熒光，并且未由熒光體50 (波長變換部件)吸收的光直接透過熒光體50。由此，從前端部26向被檢體照射第I藍色激光和熒光合成的白色光(照明光)。從被檢體折回的光作為被檢體的圖像由電子內(nèi)窺鏡10內(nèi)的拍攝元件42(參照圖3)拍攝。此外，光導(dǎo)管24a、24b由光纖等導(dǎo)光部件構(gòu)成。處理器裝置12經(jīng)由通用軟線24內(nèi)的信號電纜24c接收由電子內(nèi)窺鏡10拍攝得到的拍攝信號。在處理器裝置12中，通過對所接收的拍攝信號實施各種圖像處理，從而生成圖像數(shù)據(jù)?；谠撋傻膱D像數(shù)據(jù)，由監(jiān)視器14顯示被檢體的內(nèi)窺鏡圖像。如圖2所示，在電子內(nèi)窺鏡的前端部26中設(shè)置有雙燈的第I及第2投光單元38、39，其用于朝向被檢體照射照明光；以及拍攝單元43，其利用CCD等拍攝元件42對經(jīng)由觀察窗40及拍攝透鏡41接收的被檢體的影像進行拍攝。如圖3所示，第I及第2投光單元38、39在前端部26的前端面26a上，設(shè)置在相對于拍攝單元43左右對稱的位置上。此外，在前端部26上，除第I及第2投光單元38、39及拍攝單元43之外，還設(shè)置有使勒除器等處理器具露出的處理器具出口 46、以及朝向觀察窗40噴出清洗用的空氣或水的送氣送水噴嘴48。第I投光單元利用來自光導(dǎo)管24a的第I藍色激光激勵熒光體50，而從熒光體50發(fā)出白色光，并且利用發(fā)散角擴大部51將發(fā)出的白色光的發(fā)散角擴大。經(jīng)過發(fā)散角擴大部51的白色光，經(jīng)由石英玻璃及藍寶石玻璃等玻璃部件中具有生物相容性的玻璃(例如“K_LaSFnl7” (參照 http://www. sumita-opt. co. jp/data/glassdata. pdf 的 120 頁))形成的照明窗52，向被檢體照射。此外，優(yōu)選熒光體為YAG或BAM(BaMgAlltlO17)。在該第I及第2投光單元38、39中，由于照明窗52和發(fā)散角擴大部51之間，以及發(fā)散角擴大部51和熒光體50之間，分別無間隙地接觸(緊密貼合)，因此在它們之間不存在空氣層。在這里，在照明窗52和發(fā)散角擴大部51之間，以及發(fā)散角擴大部51和熒光體50之間隔著空氣層的情況，與未隔著空氣層的情況相比，后者可以使光入射、反射面等界面的數(shù)量減少(在隔著空氣層的情況下，界面的數(shù)量為“5”，與之相對，在未隔著空氣層的情況下，界面的數(shù)量變?yōu)椤?”)。由此，通過使各部件間緊密貼合而使空氣層消失，可以減少界面的數(shù)量。由此，可以防止在界面上的反射，從而可以以保持較高的光強度的狀態(tài)將第I藍色激光及熒光向被檢體照射。
突光體50為具有一定的外徑Dl的大致圓柱形狀。在該突光體50中混入突光物質(zhì)，第I藍色激光中的一部分由該熒光物質(zhì)吸收而發(fā)出綠色 紅色的熒光，另一方面，未由熒光物質(zhì)吸收的光直接透過熒光體50。這樣，由熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光和第I藍色激光混合，而從突光體50發(fā)出白色光。發(fā)散角擴大部51，是在由透明材料構(gòu)成的基材51b (參照圖4)中混入作為使熒光及第I藍色激光散射的光散射部件的填充劑51a而形成的透光性部件。作為基材51b，例如，使用樹脂等有機材料，使用其折射率在熒光體50的折射率和照明窗52的折射率之間的材料。該發(fā)散角擴大部51形成大致圓柱形狀，其外徑D2比熒光體50的外徑Dl大。由此，從突光體50射出的光中的未入射至發(fā)散角擴大部51中的泄漏光減少，因此可以降低光損失。另外，由于熒光體50的射出面整體與發(fā)散角擴大部51接觸，因此由熒光體50產(chǎn)生的熱量向發(fā)散角擴大部51傳遞。此外，優(yōu)選熒光體50的外徑Dl例如為0. 8mm，發(fā)散角擴大部51的外徑D2例如為I. Imm0 如圖4所示，入射至熒光體50中的第I藍色激光，光強度較大的部分的發(fā)散角較窄。與之相伴，由第I藍色激光在熒光體50內(nèi)激勵的熒光的發(fā)散角也變窄。因此，通過利用填充劑51a使從熒光體50射出的第I藍色激光及熒光散射，從而使各個光的發(fā)散角擴大。這樣，由于通過使第I藍色激光及熒光這兩者的發(fā)散角擴大，這兩種光不重合的部分消失，因此可以防止色班的產(chǎn)生。此外，作為填充劑，優(yōu)選硅石、石英等，但只要是具有光擴散功能的物質(zhì)即可，并不限定于此。另外，作為有機材料，優(yōu)選環(huán)氧樹脂等樹脂。但在考慮由于短波長的第I藍色激光的照射而引起惡化的情況下，也可以取代有機材料，而使用硅等無機材料。在熒光體50中未混入發(fā)散角擴大部51所含有的填充劑51a。這樣，通過使填充劑51a不混入熒光體50中，而混入與熒光體50分體的發(fā)散角擴大部51中，可以將使作為激勵光的第I藍色激光擴散的激勵光擴散功能，和使由該第I藍色激光在熒光體50內(nèi)激勵的熒光放射的熒光放射功能分離。因此，從下面所示的理由可知，與使填充劑51a混入熒光體50中的情況(將激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況)相比，可以可靠地得到可防止色斑的效果、和可抑制發(fā)光效率下降的效果。對于色斑的防止效果，在將激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況和分離的情況下，具有下述的不同點。在將兩功能一體化的情況下，如圖5A所示，由熒光體50內(nèi)的填充劑51a擴散的第I藍色激光，雖然一部分從熒光體50射出，但其他部分由熒光體50內(nèi)的熒光物質(zhì)50a吸收而用于熒光的激勵發(fā)光。由此，第I藍色激光的擴散效果減小，從而由填充劑51a得到的發(fā)散角擴大效果降低。并且，由于該發(fā)散角擴大效果的降低，使色斑防止效果減小。與之相對，如圖5B所示，在將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下，由填充劑51a對從突光體50射出后的第I藍色激光施加擴散效果。由于施加了該擴散效果的第I藍色激光，通過照明窗52直接朝向被檢體照射，因此如上所述，不用于熒光的激勵發(fā)光。由此，由填充劑51a得到的擴散效果，大致100%用于發(fā)散角擴大。因此，與將激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況相比，可以可靠地得到色斑防止效果。另外，對于發(fā)光效率下降的抑制效果，在將激勵光擴散功能和突光放射功能一體化的情況和分離的情況下，具有下述的不同點。在將兩功能一體化的情況下，如圖6A所示，在向熒光體50的熒光物質(zhì)50a照射的光中，不僅包含不與填充劑51a碰撞而直接照射熒光物質(zhì)50a的第I藍色激光，還包含與填充劑51a碰撞而散射的第I藍色激光。與填充劑51a碰撞的第I藍色激光，由于因碰撞而使能量衰減，因此其中一部分即使照射熒光物質(zhì)，也不會有助于突光的激勵發(fā)光，并且，有時還會成為從突光體50射出的損失光。損失光的能量變換為熱量在熒光體50內(nèi)消失。如果損失光較多，則發(fā)光效率下降，并且熒光體50產(chǎn)生的熱量也增多。與之相對，如圖6B所示，在將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下，由于在熒光體50內(nèi)未加入填充劑51a，因此在進入熒光體50內(nèi)的第I藍色激光中，不存在由 于填充劑51a而引起的能量的衰減。因此，第I藍色激光以保持較高的能量的狀態(tài)向熒光體50的突光物質(zhì)50a照射,從而可以使突光的激勵光率提高。另外，由于未由突光物質(zhì)50a吸收的第I藍色激光保持較高的能量，因此大部分從熒光體50射出。由此，在熒光體50內(nèi)僅因發(fā)熱消耗的損失光減少。另外，由于通過熒光體50，所以從熒光體50射出后的第I藍色激光的發(fā)散角稍微擴大。這樣，由于熒光體50本身也具有發(fā)散角擴大作用，因此對于發(fā)散角擴大部51中的填充劑51a的混入率，可以減去熒光體50的發(fā)散角擴大效果而進行設(shè)定。也就是說，與使第I藍色激光直接射入熒光體50的情況相比，可以將發(fā)散角擴大部51中的填充劑51a的混入率降低。與混入率降低相對應(yīng)地，由發(fā)散角擴大部51得到的發(fā)散角擴大效果減小，但該減小部分由熒光體50的發(fā)散角擴大效果補償。從上面可知，在將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下，與將這兩個功能一體化的情況相比，可以提高發(fā)光效率及發(fā)熱抑制效果。此外，在將激勵光擴散功能和熒光放射功能分離的情況下，由于可以將熒光的發(fā)光效率和第I藍色激光的散射效率分開考慮，因此可以容易地進行熒光體50中的熒光物質(zhì)的混入率和發(fā)散角擴大部51中的填率劑51a的混入率的設(shè)計。也就是說，在使填充劑混入熒光體內(nèi)的情況下，必須考慮熒光體內(nèi)的熒光物質(zhì)和填充劑的相互作用而確定各自的混入率，但如果將它們分離，則可以獨立地調(diào)整各自的混入率，因此也可以容易地選擇二者的混入率的最適當(dāng)?shù)慕M合。另外，通過相對于熒光體50追加分體構(gòu)成的發(fā)散角擴大部51，并且使二者緊密貼合，從而與熒光體50單體的情況相比，由于追加發(fā)散角擴大部51而相應(yīng)地使熱容量及表面積變大。由此，可以使熒光體50產(chǎn)生的熱量向發(fā)散角擴大部51散出，從而散熱效果也提高。另外，通過在與熒光體50分體的發(fā)散角擴大部51中設(shè)置填充劑51a，雖然利用該填充劑51a散射的第I藍色激光的大部分朝向照明窗52側(cè)，但一部分會成為朝向熒光體50的折回光。該折回光再次射入熒光體50內(nèi)，再次用于熒光的激勵發(fā)光。由此，可以使熒光的發(fā)光量增加，從而有效地利用折回光。與之相對，在熒光體50內(nèi)設(shè)置填充劑51a的情況下，如果由于填充劑51a而使第I藍色激光向與照明窗52相反的一側(cè)(套管55側(cè))散射，則該散射光的大部分會從突光體50射出而損失。在該情況下，由于散射光不會如上述折回光所示，用于熒光的激勵發(fā)光，因此無法有效地利用。另外，第I藍色激光以熒光體50、發(fā)散角擴大部51、照明窗52、空氣層的順序，熒光以發(fā)散角擴大部51、照明窗52、空氣層的順序透過各介質(zhì)。如上所述，由于使光透過的介質(zhì)之間的折射率差越小，反射越少，因此為了減少由于反射而引起的光損失，優(yōu)選使與折射率最小的空氣層(折射率1.0)相接的照明窗52的折射率ny最小，以接近1.0，并且以熒光體50的折射率nx、發(fā)散角擴大部51的折射率nk、照明窗52的折射率ny的順序，逐級地減小各介質(zhì)的折射率。由此，發(fā)散角擴大部51的基材51b的折射率nk設(shè)定為熒光體50的折射率nx和照明窗52的折射率ny中間的值，并且選擇各自的材料，以使得各介質(zhì)的折射率以熒光體50、發(fā)散角擴大部51、照明窗52的順序變小(nx > nk > ny)。由此，第I藍色激光及熒光的光損失減少，從而照射被檢體的照明光確保較高的光強度。優(yōu)選發(fā)散角擴大部51的基材51b的折射率nk的值在I. 40 2. 0的范圍(中間折射率的范圍)。通常使用的熒光體50的材料的折射率nx為I. 46 2.0程度，照明窗52的折射率ny為I. 40 I. 9程度，中間折射率的范圍由熒光體50的折射率nx的最大值和照明窗52的折射率ny的最小值確定。發(fā)散角擴大部51的基材51b的折射率nk的值，與產(chǎn)品中使用的熒光體50的折射率nx及照明窗52的折射率ny的各自的值的組合相對應(yīng)， 以成為它們的中間值的方式從上述中間折射率的范圍中適當(dāng)選擇。此外，作為基材51b的材料，在使用無機材料的情況下，無機材料的優(yōu)選折射率的范圍也與上述有機材料的情況相同。另外，優(yōu)選基材51b的折射率nk為熒光體的折射率nx和照明窗的折射率ny的均方根值(nk = (0. 5X (nx2+ny2))1/2)。例如,在 nx 為 I. 46,ny 為 I. 4 的情況下,nk 為 I. 43。另外，對于ny，優(yōu)選為I. 3 I. 4之間的值。在第I投光單兀38中，光導(dǎo)管24a、突光體50、發(fā)散角擴大部51、以及照明窗52,如下述所示配置。熒光體50和光導(dǎo)管24a以彼此光學(xué)連接的狀態(tài)由套管55保持。套管55為中空的圓筒部件，利用沿軸向延伸的貫穿孔55a保持光導(dǎo)管24a。另外，套管55利用粘合劑56將熒光體50固定在前端側(cè)具有開口部的大致圓柱狀或長方體狀的前端收容部55b內(nèi)。另外，套管55和照明窗52由金屬制的套筒60保持，在該金屬制的套筒60中，在套管55和照明窗52之間設(shè)置有發(fā)散角擴大部51。在發(fā)散角擴大部51中，由于第I藍色激光和熒光被填充劑51a散射而產(chǎn)生熱量，但由于發(fā)散角擴大部51與金屬制的套筒60直接地接觸，因此可以使該熱量向套筒60散出。由此，可以提高散熱效果。此外，優(yōu)選第I投光單元38利用下述方法制造。首先，如圖7所示，在將照明窗52相對于套筒60的照明窗設(shè)置部60a進行安裝之后，在由照明窗設(shè)置部60a的一部分形成的空間內(nèi)，填充在基材51b中混入填充劑51a的有機材料，形成發(fā)散角擴大部51。然后，將使熒光體50固定在前端收容部55b中的套管55插入套筒60的套筒插入孔60b中。在插入至由套管55固定的熒光體50與發(fā)散角擴大部51抵接的位置上之后，進行使有機材料和填充劑硬化的處理。通過完成該處理，從而完成在照明窗52和熒光體50之間形成發(fā)散角擴大部51的第I投光單元38。在該制造后的第I投光單元38中，照明窗52和發(fā)散角擴大部51之間，以及發(fā)散角擴大部51和熒光體50之間，分別成為無間隙地接觸的貼合狀態(tài)。第2投光單元39具有與第I投光單元38相同的熒光體50、發(fā)散角擴大部51、照明窗52、套管55及套筒60。另外，第2投光單元39的各部件的配置及制造方法與第I投光單元38相同。因此省略詳細的說明。如圖8所示，第2實施方式的第I及第2投光單元100、101，是對照明窗52設(shè)置發(fā)散角擴大功能，使照明窗52和發(fā)散角擴大部成為一體的例子。照明窗52，通過將用于形成照明窗52的透明材料作為基材，在該基材中混入填充劑52a而形成。照明窗52和熒光體50之間緊密貼合。除此之外，與第I實施方式相同地進行實施。在這里，所謂緊密貼合，是指熒光體50和照明窗52之間無間隙地接觸。此外，在第2實施方式的第I及第2投光單元100、101中，從散熱效果等觀點出發(fā)，也優(yōu)選大致圓柱形狀的照明窗52的外徑D3比熒光體50的外徑Dl大。如第I及第2投光單元100、101所示，在將填充劑52a混入照明窗52中的情況下，由于來自熒光體50的第I藍色激光及熒光被填充劑52a散射，因此也可以可靠地擴大這兩種光的發(fā)散角。另外，在第I及第2投光單元100、101中，也與上述第I實施方式相同地，通過使填充劑51a不混入熒光體50中，而混入與熒光體50分體的照明窗52中，從而可以使激勵光擴散功能和突光放射功能分離。在該情況下，與使激勵光擴散功能和突光放射功能一體化的情況相比，可以可靠地得到色斑防止效果、發(fā)光效率下降的抑制效果、發(fā)熱抑制效果等與上述第I實施方式相同的效果。另外，由于照明窗52與金屬制的套筒60直接接觸，因此即使由于填充劑52a使第 I藍色激光及熒光散射而產(chǎn)生熱量，也可以使該熱量向套筒60散出。另外，在第2實施方式的第I及第2投光單元100、101中，由于熒光體50和照明窗52緊密貼合，因此在它們之間幾乎不存在空氣層。由此，防止第I藍色激光及熒光在熒光體50的射出面反射，或在照明窗52的入射面反射。因此，第I藍色激光及熒光不會在熒光體50及照明窗52中衰減，大致全部照射至被檢體。此外，第2實施方式的第I及第2投光單元100、101，由于使熒光體50和照明窗52緊密貼合，因此利用與第I實施方式不同的方法制造。首先，如圖9所示，將混入填充劑52a的照明窗52安裝在套筒60的照明窗設(shè)置部60a中。然后，將使熒光體固定在前端收容部55b中的套管55插入套筒60的套筒插入孔60b中，直至熒光體50和照明窗52完全接觸。在這里，所謂接觸，是指熒光體50和照明窗52之間無間隙地接觸，即緊密貼合。然后，將套筒60放入退火裝置110中進行退火處理。通過完成該退火處理,從而完成突光體50和照明窗52緊密貼合的第I及第2投光單元100、101。此外，優(yōu)選退火處理在70 90°C、10 30H的范圍內(nèi)的規(guī)定條件下，例如80°C、20H的條件下進行。此外，在上述第I及第2實施方式中，僅利用中心波長為445nm的第I藍色激光激勵熒光體，但在該第I藍色激光的基礎(chǔ)上，也可以利用中心波長為405nm的第2藍色激光激勵熒光體。此時，第2藍色激光與第I藍色激光一起射入熒光體50內(nèi)。在如上所述利用第I及第2藍色激光兩個波長的光激勵熒光體的情況下，如圖10所示，在射入熒光體50時，第I及第2藍色激光的發(fā)散角及利用它們從熒光體50激勵出的熒光的發(fā)散角也變窄，但在從熒光體50射出后，由于各個光的發(fā)散角由發(fā)散角擴大部51擴大，因此不會產(chǎn)生色斑。另外,通過增加一種激勵熒光體50的光，利用發(fā)散角擴大部51散射的光的量也變多，發(fā)熱量增加，但由于該熱量可以向金屬制的套筒60充分地散出，因此散熱效果不會降低。另外，在圖10的情況下，也與上述第I實施方式相同地，通過使填充劑51a不混入熒光體50中，而混入與熒光體50分體的發(fā)散角擴大部51中，可以使激勵光擴散功能和熒光放射功能分離。由此，與使激勵光擴散功能和熒光放射功能一體化的情況相比，可以可靠地得到色斑防止效果、發(fā)光效率下降的抑制效果、發(fā)熱抑制效果等與上述第I實施方 式相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡用投光單元，其設(shè)置在內(nèi)窺鏡的前端部，朝向被檢體照射照明光，其特征在于，具有 波長變換部件，其通過吸收規(guī)定波長的光的一部分而進行波長變換，從而生成熒光，并使剩余的光透過，從而射出包含前述規(guī)定波長的光和前述熒光在內(nèi)的照明光；以及 發(fā)散角擴大部，其使從前述波長變換部件射出的照明光散射，而將前述照明光的發(fā)散角擴大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述發(fā)散角擴大部，通過在透明的基材中混入使前述照明光散射的散射部件而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述波長變換部件和前述發(fā)散角擴大部分體地構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 在前述波長變換部件中不混入前述散射部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述波長變換部件和前述發(fā)散角擴大部緊密貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 具有朝向前述被檢體照射照明光的照明窗， 前述照明窗與前述發(fā)散角擴大部分體地構(gòu)成， 沿前述照明光的射出方向，以前述熒光體、前述發(fā)散角擴大部、前述照明窗的順序排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述照明窗和前述發(fā)散角擴大部緊密貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述發(fā)散角擴大部的前述基材的折射率，為前述波長變換部件的折射率和前述照明窗的折射率中間的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述基材的折射率在I. 40 2. O的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述波長變換部件的折射率在I. 46 2. 0的范圍內(nèi)，前述照明窗的折射率在I. 40 I.9的范圍內(nèi)，前述基材的折射率，與前述波長變換部件及前述照明窗的各自折射率的值的組合相對應(yīng)，從前述范圍中選擇。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述基材的折射率為前述波長變換部件的折射率和前述照明窗的折射率的均方根值。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述基材為有機材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述基材為環(huán)氧樹脂。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述基材為無機材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于，前述基材為娃。
16.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 具有朝向前述被檢體照射前述照明光的照明窗， 前述照明窗與前述發(fā)散角擴大部一體地構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述波長變換部件和前述照明窗以彼此緊密貼合的狀態(tài)進行退火處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述退火處理在70 90°C、10 30H的環(huán)境下進行。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至4、7至11、15、17、18中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 具有保持前述波長變換部件的套管和保持前述發(fā)散角擴大部的金屬制的套筒。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至4、7至11、15、17、18中的任一項所述的內(nèi)窺鏡用投光單元，其特征在于， 前述波長變換部件及前述發(fā)散角擴大部具有大致圓柱形狀，前述發(fā)散角擴大部的直徑比前述波長變換部件的直徑大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡用投光單元，其防止由于使藍色光(激勵光)及熒光照射被檢體而產(chǎn)生色班，并且抑制熒光體中的熒光的發(fā)光效率下降。使中心波長為445nm的第1藍色激光經(jīng)由光導(dǎo)管射入熒光體內(nèi)。在熒光體內(nèi)，射入的第1藍色激光中的一部分由熒光物質(zhì)吸收而發(fā)出熒光，剩余部分未由熒光物質(zhì)吸收而直接透過。從熒光體射出的熒光及第1藍色激光經(jīng)由發(fā)散角擴大部及照明窗向被檢體照射。發(fā)散角擴大部通過使熒光及第1藍色激光被填充劑散射，從而擴大這兩種光的發(fā)散角。由于在該發(fā)散角擴大部中含有折射率為熒光體和照明窗的折射率的均方根值的有機材料，因此防止熒光及第1藍色激光在熒光體的射出面或照明窗的射入面上的反射。
文檔編號A61B1/00GK102743145SQ20121011869
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者下津臣一 申請人:富士膠片株式會社