以下、本発明の一実施形態に係る可変分光� ��子1について、図1、図2および図11を参照し� �説明する。
 本実施形態に係る可変分光素子1は、図1に� �されるように、例えば、平行間隔をあけて� �置され対向面に反射膜(光学コート層)2が設� �られた2枚の円板状の光学基板3a,3bと、該光� �基板3a,3bの間隔を変化させるアクチュエータ 3cとを備えるエタロン型の光学フィルタであ� ��。光学基板3aは、枠部材4に直接固定され、� ��学基板3bは、アクチュエータ3cを介して枠部 材4に取り付けられている。

 前記2つの光学基板3a,3bには、各対向面の外� ��部に、全周にわたって形成されたテーパ状� ��傾斜面5が備えられている。傾斜面5は、半� �方向外方に向かって2つの光学基板3a,3bの間� �寸法を漸次広げる方向に傾斜している。
 本実施形態の可変分光素子1においては、光 学基板3a,3bに設けられたテーパ状の傾斜面5は 、図11に示すように傾斜角度α=40°にて製作し ている。

 アクチュエータ3cは積層型の圧電素子であ� �、光学基板3bの周縁に沿って周方向に等間隔 をあけて4カ所に設けられている。
 この可変分光素子1は、アクチュエータ3cの� ��動により、光学基板3a,3bの間隔寸法を変化� �せ、それによって、軸方向に通過する光の� �長帯域を変化させることができるようにな� �ている。

 前記2つの光学基板3a,3bには、該光学基板3 a,3bの間隔を検出するためのセンサ6が備えら� ��ている。センサ6は、静電容量方式のもので あって、光学基板3a,3bの光学有効径B(図2参照� ��)外の外周部に備えられ、4対のセンサ電極6a ,6bを有している。

 これらセンサ電極6a,6bは、図2に示される� ��うに、光学基板3aの外周部に周方向に沿っ� �等間隔に配置され、相互に対向するように� �置されている。また、各センサ電極6a,6bには 、該センサ電極6a,6bに接続する配線パターン6 c,6dと、該配線パターン6c,6dに接続する配線パ ッド(接続パターン)6e,6fとが設けられている� �これら、センサ電極6a,6b、配線パターン6c,6d� ��よび配線パッド6e,6fは、光学基板3a,3bの表面 にアルミニウム等の材料を蒸着することによ り、一体的にコーティングされている。

 本実施形態においては、配線パターン6c,6 dおよび配線パッド6e,6fが傾斜面5にそれぞれ� �けられている。配線パッド6e,6fは、配線パタ ーン6c,6dよりも半径方向外方に配置されてい� ��。これにより、配線パッド6e,6fは、光学基� �3a,3bの間隔方向に十分に離れた位置に配置さ れている。

 配線パッド6e,6fは、配線7を、例えばワイ� ��ーボンディング等により接続するために、� ��線パターン6c,6dと比較して十分に広い面積� �有している。また、配線パターン6c(6d)は、� �向する配線パターン6d(6c)との間に大きな静� �容量を形成しないように、十分に細く、セ� �サ電極6a,6bからの信号伝達の抵抗とならない 程度の太さに形成されている。

 本実施形態の可変分光素子1においては、各 部位の大きさを以下(図12参照)に示す大きさ� �製作している。
・センサ電極6a,6b  :形状:0.5x0.3mm 、厚さ:400n m
・配線パターン6c,6d :形状:0.1x0.25mm 、厚さ:20 0nm
・配線パッド6e,6f  :形状:1.5x0.4mm 、厚さ:200n m

 この条件であれば、前述したように、光� ��基板3a,3bのテーパ状の傾斜面5の角度α=40°に て製作することで、1回のコーティング工程� �、平面部の膜厚約400nm、テーパ部の膜厚約200 nm以上のコーティングが実現でき、本発明の� ��果を得るセンサを持つ可変分光素子1が製作 可能である。また、平面部とテーパ部とのな す角は130°と鈍角をなしているため、境界部� ��の配線切れは発生しにくくなっている。

 蛍光観察においては、一般に、得られる蛍� ��強度が微弱なため、光学系の透過効率は非� ��に重要になる。エタロン型の可変分光素子1 は、反射膜が平行なときに高い透過率が得ら れるが、その平行度調整に誤差があると透過 率が急激に低下する。したがって、蛍光観察 用の撮像ユニットに用いられる可変分光素子 1としては、間隔を変化させたときの2つの光� ��基板3a,3bの傾き誤差を調整するために、複� �のセンサ6を備え、複数のアクチュエータ3c� �有していることが望ましい。
 センサ電極6a,6bからの信号をもとに、アク� �ュエータ3cへの駆動信号のフィードバック制 御を実施することにより、透過率特性の制御 において精度を向上させることができるよう になっている。

 このように構成された本実施形態に係る可� ��分光素子1の作用について以下に説明する。
 本実施形態に係る可変分光素子1によれば、 平行間隔をあけた2枚の光学基板3a,3bの光学有 効径Bの領域に光を入射させることにより、� �学基板3a,3bの間隔寸法に応じて定まる波長の 光のみが2枚の光学基板3a,3bを透過し、残りの 光は反射される。そして、アクチュエータ3c� ��作動により2枚の光学基板3a,3bの間隔寸法を� ��化させることにより、該2枚の光学基板3a,3b� ��透過する光の波長を変更し、これにより所� ��の波長帯域の光を他の波長帯域の光から分� ��することができる。

 光学基板3a,3bの対向面にはセンサ電極6a,6b が対向して配置されているので、センサ電極 6a,6b間に形成された静電容量を示す電圧信号� ��検出され、該電圧信号に応じてセンサ電極6 a,6b間の間隔寸法を検出することができる。� �学基板3a,3bの周方向に間隔をあけてセンサ電 極6a,6bが4対設けられているので、各対のセン サ電極6a,6b毎に、対応する位置の光学基板3a,3 bの間隔寸法を検出でき、検出された間隔寸� �に基づいてアクチュエータ3cを制御すること により、2枚の光学基板3a,3bを平行状態に維持 しながら、精度よく間隔寸法を調節すること ができる。

 この場合に、本実施形態に係る可変分光� ��子1においては、光学基板3a,3bの外周部にテ� ��パ状の傾斜面5が設けられ、該傾斜面5に配� �パターン6c,6dおよび配線パッド6e,6fが形成さ� ��ているので、配線パッド6e,6fの位置では、� �分に間隔が離れており、対向する配線パッ� �6e,6f間に形成される静電容量を十分に抑える ことができる。また、配線パターン6c,6dにお� ��ては、相互に近接する部分も存在するが、� ��の幅寸法を十分に小さく形成しているので� ��同様にして形成される静電容量を抑えるこ� ��ができる。

 さらに、これら配線パターン6c,6dおよび� �線パッド6e,6fを光学基板3a,3bの対向面に隣接� ��る傾斜面5に設けることにより、センサ電極 6a,6b、配線パターン6c,6dおよび配線パッド6e,6f を、一方向からのアルミニウム蒸着によって 単一の製造工程で一体的に製造することがで きる。この場合に、従来、段差の鉛直面にお いて蒸着が困難であったものと比較すると、 蒸着を容易にすることができ、安定した厚さ 寸法のコーティングを形成することができる 。その結果、断線や電気抵抗の増大を生ずる ことなく、センサ電極6a,6bからの信号を精度� ��く外部に取り出すことができる。

 また、本実施形態に係る可変分光素子1に よれば、配線7を接続する配線パッド6e,6fが、 光学基板3a,3bの傾斜面5の最外周位置に配置さ れているので、光学基板3a,3bどうしを十分に� ��接させても、配線パッド6e,6fどうしの間隔� �十分に広く確保することができる。したが� �て、配線パッド6e,6fに接続された配線7どう� �が干渉することを防止できる。

 特に、両光学基板3a,3bには傾斜面5が全周� ��わたって形成されているので、光学基板3a,3 bどうしを周方向に相対的に移動させても配� �7と光学基板3a,3bとが干渉することもない。� �の結果、組立時等に、センサ電極6a,6bが相互 に対向する位置に配置されるように光学基板 3a,3bどうしの位相を調節しても、光学基板3a,3 bや他の配線7との干渉により配線7が損傷して しまうことを防止することができる。

 なお、本実施形態に係る可変分光素子1にお いては、傾斜面5として単一の傾斜角度を有� �るテーパ面状に形成したものを採用したが� �これに代えて、傾斜角度が漸次変化する曲� �形状を有する傾斜面5を採用してもよい。
 また、本実施形態に係る可変分光素子1にお いては、2枚の光学基板3a,3bのいずれもが、外 周部に全周にわたって形成された傾斜面5を� �えることとしたが、これに代えて、図3に示� ��れるように、一方の光学基板3bが配線パッ� �6fを形成する部分に部分的に傾斜面5を有す� �こととしてもよい。この場合、他方の光学� �板3aについては全周にわたる傾斜面5が設け� �れていることが好ましい。光学基板3a,3bは入 れ替えてもよい。また、両方の光学基板3a,3b� ��、いずれも部分的な傾斜面5を有するものに してもよい。

 また、配線パッド6e,6fは必ずしも傾斜面5に� ��けられている必要はなく、センサ電極6a,6b� �配線パッド6e,6fとを接続する配線パターン6c, 6dが傾斜面5に設けられていればよい。
 また、センサ電極6a,6bとして、光学基板3a,3b の周方向に間隔をあけて4カ所に設けること� �したが、これに代えて、3カ所以上の任意の� ��だけ設けられていてもよい。3カ所以上にす ることで、光学基板3a,3bの平面を規定するこ� ��ができ、2つの光学基板3a,3bどうしの平行度� ��容易に精度よく達成することができる。

 また、図4~図6に示されるように、一方の� ��学基板3bに全周にわたる傾斜面5を設ける場� ��には、他方の光学基板3aには傾斜面5を設け� ��くてもよい。このようにすることで、他方� ��光学基板3aについては平坦なままで済むの� �、さらに簡易に製造することができる。な� �、光学基板3a,3bは入れ替えてもよい。

 この場合には、センサ電極6a,6bのみが対� �配置されていればよく、配線パターン6c,6dお よび配線パッド6e,6fについては、むしろ対向� ��ていない方が好ましい。特に、配線パッド6 e,6fについては接続される配線7どうしの干渉� ��回避するために、図5に示されるように位相 をずらして配置することが好ましい。

 さらに、図6に示されるように、一方の光 学基板3aに設けるセンサ電極6aとして、他方� �光学基板3bに設けられた全てのセンサ電極6b� ��対向する大きさおよび形状の単一のセンサ� ��極6aを採用することとしてもよい。この場� �には、光学基板3a,3bどうしの相対的な周方向 のズレを気にすることなく組み立てることが でき、組み立て作業をさらに容易にすること ができるとともに、配線7どうしを遠ざけて� �ロストークノイズや、寄生容量の発生を防� �することができる。

 対向するセンサ電極6a,6bの個数が異なっ� �も、センサ電極6aは光学基板3bに設けられた4 個のセンサ電極6bに対して1つの共通電極とす ることができる。よって、センサ電極6aを4個 設けた時と同様に4極のセンサ6として機能す� ��ことができ、これにより、駆動自由度、す� ��わち、アクチュエータ3cの個数と同じ4つの� ��圧信号を検出することができる。

 したがって、2枚の光学基板3a,3bの間隔寸� ��に一意的に対応した静電容量を示す、アク� ��ュエータ3cの個数と同数の電圧信号に基づ� �て2つの光学基板3a,3b間の間隔を精度よく制� �し、所望の波長帯域の光を精度よく分光す� �ことができるという効果がある。

 また、この場合に、例えば、図4において 、アクチュエータ3cの駆動により変位させら� ��る光学基板3bに設けられたセンサ電極6bの個 数を、枠部材4に直接固定される光学基板3aに 設けられたセンサ電極6aの個数よりも少なく� ��ることにより、アクチュエータ3cの駆動時� �動く配線7の数を少なくして、配線7間の容量 変化に伴うノイズの発生を低減することがで きる。

 また、本実施形態に係る可変分光素子1に おいては、光学基板3a,3bの間隔を検出するた� ��センサ6として、静電容量方式のセンサを採 用し、光学基板3a,3bの外周部にセンサ電極6a,6 bを備えることとしたが、これに代えて、渦� �流方式のセンサを採用し、光学基板3a,3bの外 周部にセンサコイル6a,6bを備えることができ� ��。

 また、光学基板3a,3bの対向面に設けられ� �反射膜2を導電性の材料により構成し、該反� ��膜2自体を、静電容量を形成するためのセン サ電極6a,6bとして兼用してもよい。

 また、本実施形態のような可変分光素子� ��おいては、分光器としての機能上、光学基� ��の対向面の間隔が非常に狭く、また、各光� ��基板の対向面の面精度も良いものである。� ��って、その組立調整時や使用時に、光学基� ��の対向面に形成されたコート層どうしが接� ��して密着状態となる、いわゆるオプティカ� ��コンタクトが発生することがある。この状� ��になると、通常圧電素子のストローク量は� ��常に小さいため、その電気的なストローク� ��けでは前記状態を解消することができない� ��本実施形態に係る可変分光素子1においては 、光学基板3a,3bの傾斜面5に配線パターン6c,6d� ��よび配線パッド6e,6fが形成されていない領� �が設けられている。したがって、図7に示さ� ��るように、この配線パターン6c,6dのない領� �に楔形状の治具8を半径方向に差し込むこと� ��より、両者の密着状態を容易に解消して、� ��離することが可能となる。また、配線パタ� ��ン6c,6dが設けられていないので、治具8の挿� ��により配線パターン6c,6dが損傷することも� �い。この場合、図7に示されるように枠部材4 には半径方向に貫通する開口部9が設けられ� �いることとすればよい。

 次に、本発明の一実施形態に係る内視鏡シ� ��テム10について、図8~図10を参照して説明す� ��。
 本実施形態に係る内視鏡システム10は、図8� ��示されるように、生体の体腔内に挿入され� ��挿入部11と、該挿入部11内に配置される撮像 ユニット(分光装置)12と、複数種の光を発す� �光源ユニット13と、前記撮像ユニット12およ� ��光源ユニット13を制御する制御ユニット14と 、撮像ユニット12により取得された画像を表� ��する表示ユニット15とを備えている。

 前記挿入部11は、生体の体腔に挿入できる� �めて細い外形寸法を有し、その内部に、前� �撮像ユニット12と、前記光源ユニット13から� ��光を先端11aまで伝播するライトガイド16と� �備えている。
 前記光源ユニット13は、体腔内の観察対象A� ��照明し、観察対象Aにおいて反射して戻る反 射光を取得するための照明光を発する照明光 用光源17と、該照明光用光源17を制御する光� �制御回路18とを備えている。

 前記照明光用光源17は、例えば、図示し� �いキセノンランプおよびバンドパスフィル� �を組み合わせたもので、バンドパスフィル� �の50%透過域は、430nm以上700nm以下である。す� ��わち、照明光用光源17は、波長帯域430nm以上 700nm以下の照明光を発生するようになってい� ��。

 前記撮像ユニット12は、図9に示されるよ� ��に、挿入部11の先端部に配置され、観察対� �Aから入射される光を集光するための第1のレ ンズ19aおよび第2のレンズ19bを含む撮像光学� �19と、制御ユニット14の作動により分光特性� ��変化させられる前記可変分光素子1と、撮像 光学系19により集光された光を撮影して電気� ��号に変換する撮像素子20とを備えている。

 可変分光素子1は、図10に示されるように、� ��御ユニット14からの制御信号に応じて2つの� ��態に変化するようになっている。
 第1の状態は、可視光の緑の領域である波長 530nm以上560nm以下の帯域の光を通過させる(透� ��波長帯域は、透過率50%となる波長として定� ��。)。
 また、第2の状態は、可視光の赤の領域であ る波長630nm以上660nm以下の帯域の光を通過さ� �るようになっている。

 前記制御ユニット14は、図8に示されるよう� ��、撮像素子20を駆動制御する撮像素子駆動� �路21と、可変分光素子1を駆動制御する可変� �光素子制御回路22と、撮像素子20により取得� ��れた画像情報を記憶するフレームメモリ23� �、該フレームメモリ23に記憶された画像情報 を処理して表示ユニット15に出力する画像処� ��回路24とを備えている。
 撮像素子駆動回路21および可変分光素子制� �回路22は、前記光源制御回路18に接続され、� ��源制御回路18による照明光用光源17の作動に 同期して可変分光素子1および撮像素子20を駆 動制御するようになっている。

 具体的には、可変分光素子制御回路22が� �変分光素子1を第1の状態としたときに、撮像 素子駆動回路21が撮像素子20から出力される� �像情報を第1のフレームメモリ23aに出力させ� ��ようになっている。また、可変分光素子制� ��回路22が可変分光素子1を第2の状態としたと きに、撮像素子駆動回路21が撮像素子20から� �力される画像情報をフレームメモリ23bに出� �させるようになっている。

 また、画像処理回路24は、例えば、緑の� �域の反射光画像情報を第1のフレームメモリ2 3aから受け取って、表示ユニット15の第1のチ� ��ネルに出力するようになっている。また、� ��像処理回路24は、赤の帯域の反射光画像情� �を第2のフレームメモリ23bから受け取って表� ��ユニット15の第2のチャネルに出力するよう� ��なっている。

 このように構成された本実施形態に係る内� ��鏡システム10の作用について、以下に説明� �る。
 本実施形態に係る内視鏡システム10を用い� �、生体の体腔内の撮影対象Aを撮像するには� ��挿入部11を体腔内に挿入し、その先端11aを� �腔内の撮影対象Aに対向させる。この状態で� ��光源ユニット13および制御ユニット14を作動 させ、光源制御回路18の作動により、照明光� ��光源17を作動させて照明光を発生させる。

 光源ユニット13において発生した照明光は� �ライトガイド16を介して挿入部11の先端11aま� ��伝播され、挿入部11の先端11aから撮影対象A� ��向けて照射される。
 照明光は撮影対象Aの表面において反射され 、第1のレンズ19aにより略平行光に変換され� �可変分光素子1に入射される。そして、可変� ��光素子1を透過した反射光が第2のレンズ19b� �より撮像素子20の撮像面に結像されて、反射 光画像情報が取得される。

 この場合に、緑の帯域の反射光画像を取� ��するには、可変分光素子制御回路22を作動� �せて可変分光素子1を第1の状態に切り替える ことにより、撮像素子20に到達する反射光の� ��長帯域を530nm以上560nm以下に制限する。これ により取得された反射光画像情報は第1のフ� �ームメモリ23aに記憶され、表示ユニット15の 第1のチャネルに出力されて表示される。

 また、赤の反射光画像を取得する場合には� ��可変分光素子制御回路22を作動させて可変� �光素子1を第2の状態に切り替えることにより 、撮像素子20に到達する反射光の波長帯域を6 30nm以上660nm以下に制限する。これにより取得 された反射光画像情報は第2のフレームメモ� �23bに記憶され、表示ユニット15の第2のチャ� �ルに出力されて表示される。
 このように、本実施形態に係る内視鏡シス� ��ム10によれば、反射光の異なる波長帯域に� �する画像情報を使用者に提供することがで� �る。

 この場合において、本実施形態に係る内� ��鏡システム10によれば、可変分光素子1にセ� ��サ6が設けられているので、第1の状態およ� �第2の状態に切り替えられた際に、センサ6に より2枚の光学基板3a,3bの間隔寸法が検出され 、アクチュエータ3cに加える電圧信号がフィ� ��ドバック制御される。これにより、挿入部1 1の先端11aの小径化を図ることができ、小型� �ありながら光学基板3a,3bの間隔寸法を精度よ く制御して、高精度に所望の波長帯域の光を 分光し、鮮明な蛍光画像および反射光画像を 得ることができる。

 さらに、本実施形態においては、光学基板3 a,3bの外周部に傾斜面5が設けられ、該傾斜面5 に、センサ電極6a,6bに接続する配線パターン6 c,6dおよび配線パッド6e,6fが設けられているの で、対向する光学基板3a,3bに設けられた配線� ��ッド6e,6fが十分に遠ざけられているので、� �配線パッド6e,6fに接続された配線7どうしを� �渉させることなく、光学基板3a,3bどうしを十 分に近接させることができる。
 そして、配線7どうしの近接を防止して、ク ロストークノイズの発生を抑制することがで きる。

 なお、本実施形態に係る内視鏡システム10� �おいては、可変分光素子1として、図1~図7の� ��ずれかに示されたものを採用することとし� ��もよい。
 また、アクチュエータの内側に第2のレンズ 19bおよび撮像素子20を配置したが、これに限� ��されるものではない。
 また、撮像素子20としては、C-MOS、フォトダ イオード、電子増倍CCD(EMCCD)、電子打ち込み� �CCD(EBCCD)など、任意の方式のものを採用する� ��とができる。

 また、アクチュエータとしては、圧電素子� ��代えて、磁歪素子を用いることとしてもよ� ��。
 また、本実施形態に係る内視鏡システム10� �おいては、反射光画像を取得するシステム� �ついて説明したが、これに代えて、蛍光画� �と反射光画像を取得するなど他の観察手法� �用いることもできる。

 また、本実施形態においては屈曲部を有� ��る軟性鏡のみならず、硬性鏡に適用しても� ��い。また、観察対象Aとしては生体に限らな い。配管や機械、構造物などの内部を対象と する工業用内視鏡にも適用できる。

 また、本実施形態においては、撮像ユニ� ��ト12に可変分光素子1を備える内視鏡システ� ��10について説明したが、これに代えて、挿� �部11の先端に配置された光源ユニットに可変 分光素子1を備える内視鏡システムとしても� �い。