JP2003519790A - 測定によって透過損失を検出する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 測定によって内視鏡（３）の光学光ガイド手段（２）の透過損失を検出する装置において、前記光学光ガイド手段（２）が、光源（６）からの光を、検査される手段の光出口部分（８）に透過させる光入口部分（４）を有し、前記装置が、検査される手段（２）の光出口部分（８）から出る光の強度を測定する少なくとも１つの光センサ（１０）と、少なくとも１つの光センサ（１０）の信号の評価手段（１４）とを備え、前記評価手段（１４）が、測定結果を表示する表示手段（１８）を有する。少なくとも１つの光センサ（１０）が、チャンバ（２０）内に配置され、検査される光ガイド手段（２）の光出口部分（８）が、チャンバ（２０）の開口（２２）を通って、チャンバ（２０）内に導入されるように適合され、かつ、チャンバ（２０）を画定する内表面（２４）が、光出口部分（８）から出る光を拡散反射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前文による、測定によって内視鏡の光学光ガイド手段の
透過損失を検出する装置に関する。

【０００２】 そのような光ガイド手段は、例えば、内視鏡用の光ガイドケーブルと照明ガイ
ドを内視鏡に備える。内視鏡器具は、最小限の侵襲性の外科手術のために必要で
ある。内視鏡は、通常、外科医が、接眼レンズを介して、またはそれに接続され
たビデオカメラを介して、体内の対象物を見ることを可能にする像形成光学シス
テムを備える。さらに、内視鏡は、身体の空洞を照明する光学照明装置を備える
。手術する領域を照明するために、通常、柔軟性のある光ガイドケーブルを介し
て内視鏡と接続されている外部の光源が使用される。内視鏡では、光は、光入口
部分を介して結合され、かつ、光ガイドファイバのバンドルを介して、内視鏡の
遠位端にある光出口部分に渡される。

【０００３】 内視鏡および関連する光ガイドケーブルの検査は、しばしば、光ガイド手段が
、高い透過損失を被ることを示している。光ガイドケーブルの曲げおよび巻取り
、光ガイドケーブルが強く引っ張られたときの引張り応力、内視鏡のシャフトの
曲げ、および熱蒸気による殺菌中の熱応力など、力学的な応力のために、光ガイ
ド手段の個々のファイバが破損する可能性がある。しばしば、光入口および光出
口の部分の光入口および光出口の表面上には、沈着物が存在する。これらの欠陥
は、通常、すぐには照明手段全体の支障とはならないが、透過の質が漸進的に低
下する。徐々により大きな透過損失へと移行していくので、照明強度の低下は、
検出されるのが非常に遅れることがしばしばである。外科医が手術中に、使用し
ている内視鏡が適切に手術領域を照明することができないことに気付いた場合、
外科医が利用可能な滅菌された内視鏡はもはや存在しないので、たいていの場合
、外科医は手術を停止しなければならない。

【０００４】 したがって、使用前に、内視鏡器具を検査することが必要である。

【０００５】 様々な測光測定変数を測定する器具が知られている。これらの器具は、光ガイ
ド手段を介して光源から出る光を検出する光センサを使用する。

【０００６】 ＤＥ ３５ １５ ６１２ Ａは、光源に対する検査手段を有する内視鏡用の
光源器具について開示している。光ガイドケーブルまたは内視鏡の検査は意図さ
れていない。

【０００７】 ＤＥ ４３ ２５ ６７１ Ａには、パルス光送信器を使用して光波ガイドに
おける減衰効果を測定する方法および装置が開示されている。送信器の信号は、
パルス周波数変調を受け、この補助により、出力パワーの変動が解消される。こ
の測定方法は、非常に正確であるが、手術室で光ガイド手段を迅速に検査するに
は非常に複雑である。

【０００８】 ＥＰ ０ ４１６ ４０８ Ａから、内視鏡手段の光源がビーム経路にビーム
スプリッタを備える検査手段が知られている。光ビームの一部は、第１センサに
向けられ、一方、他の部分は、検査される光ガイドケーブルを介して、第２セン
サに向けられる。第１センサと第２センサの測定値を比較することによって、透
過率が測定される。異なる感度を有する可能性があり、したがって、較正しなけ
ればならない２つの光センサを必要とすることは、欠点である。また、ビームス
プリッタの補助で光ビームを分割するには、慎重な較正が必要である。検査手段
は、それ自体の光源を有さず、したがって、内視鏡手段の光源に依存し、その結
果、光源の光の強度を評価するために、追加の輝度の限度値を固定しなければな
らない。検査手段が、既存の内視鏡器具に一体化されており、内視鏡の光ガイド
手段を検査するために一般的に使用することができないことは、欠点である。特
に、この既知の手段は、光ガイドケーブルまたは特定手段の光源のランプを検査
することのみを可能にし、内視鏡には適切でない。

【０００９】 したがって、本発明の目的は、測定により内視鏡の光学光ガイド手段の透過損
失を検出する装置を提供することである。前記装置により、内視鏡手段の光源と
無関係に、様々な光ガイド手段を迅速に検査することが可能になる。

【００１０】 この目的は、請求項１の特徴で達成される。

【００１１】 本発明は、少なくとも１つの光センサがチャンバ内に配置され、検査される光
ガイド手段の光出口部分が、チャンバの開口を通ってチャンバ内に導入されるよ
うに適合され、かつ、チャンバを画定する内表面が、検査される手段の光出口部
分から出る光を拡散反射するように提供することが有利である。

【００１２】 拡散反射するチャンバ内における光センサの配置により、方向と入力断面積に
無関係に、検査される手段から出る光を、大部分検出することができるという利
点が提供される。したがって、透過損失について、異なる製造業者の異なる光ガ
イド手段を検査することが可能である。内視鏡の光ガイド手段でさえも、多額の
出費をかけずに、測定値の高い再現精度で、検査することができる。外部光が、
チャンバの開口から入ることは、例えば、１つまたは複数の柔軟性のある封止の
補助で、確実に防止される。本発明による装置は、内視鏡手段に無関係に、普遍
的に使用可能であり、手術前に光ガイド手段を迅速に検査するのに適している。
特に、透過損失を検査するために、内視鏡を製造業者に返すことはもはや必要な
い。

【００１３】 検査される手段と独立に、所定の光の強度を検査される光ガイド手段の光入口
部分に結合する別の光源を用意することが好ましい。別の光源を使用することに
より、各検査のために実施しなければならない基準値を再較正せずに、確定した
所定の光の強度を検査のために使用することができるという利点が提供される。
内視鏡手段は、通常、ハロゲンランプまたはガス充填ランプを使用する。これら
の光源は、高い放射パワーを有し、たいてい、再現可能な一定の光の強度を調節
することが難しいような制御がなされる。さらに、これらの光源は、固定された
制御値も再較正する必要があるような経時劣化を受ける。これとは対照的に、永
続的に較正する必要のない独立した検査光源を使用するとき、一定の光の強度を
想定することができる。

【００１４】 光源として発光ダイオードを使用することが、特に有利である。透過損失の測
定は、強い光の強度を必要としないので、発光ダイオードを使用することが可能
である。前記ダイオードは、安価であり、一定電流の制御によって、適切で高度
に再現可能な光の強度に調節することができる。したがって、検査のためにのみ
使用される固定され記憶された基準値を光源に使用することができるので、較正
は必要でない。

【００１５】 本発明の好ましい態様によれば、光源は、検査される手段の光入口部分の規格
化された接続部に適合されたコネクタ内に配置される。規格化された接続部に適
合されたコネクタにより、光伝導手段の入口側の面と検査される手段の上の確実
な台座とに光源を迅速に接続することが可能になる。

【００１６】 好ましい態様によれば、チャンバの内表面は、球状の構成をしている。透過さ
れた光全体が検出および評価されることが、測定精度には重要である。内視鏡は
、例えば、実施形態と応用例に応じて、様々な大きなアパーチャの角度で、観測
場所を照明する。さらに、光は、器具の軸に対してある角度で光ガイド手段から
出ることができる。球状の内表面によって画定されたチャンバは、放射角度と光
出口の直径と無関係に、光出口部分から出る光全体を拡散反射することができ、
したがって、チャンバ内に配置された少なくとも１つの光センサは、高い再現精
度で、光全体を測定することができる。このために、中空球の内表面は、拡散し
て高度に反射するホワイトコーティングを備えるか、または、対応する特性を有
する材料から作成される。光は、このコーティングによって、複数の反射を受け
、それにより、光センサを入れているチャンバの照明強度は、均質化される。

【００１７】 光センサの前に、検査される光ガイド手段の光出口部分から直接出る光が、光
センサ上に直接入射することを防止する拡散ディスクを配置することが可能であ
る。したがって、球状のチャンバは、検査される光ガイド手段の光出口部分で出
る光の方向に対して、かつ、チャンバ内部の光出口部分の正確な位置に対して、
測定に感応しないようにすることを保証する。

【００１８】 フォトダイオードが、光センサとして使用される。

【００１９】 評価手段では、光源の光の強度に対する基準値を記憶することができ、該評価
手段は、透過損失の測度として、光センサによって測定された光の強度を基準値
に調和させ、例えば、パーセントの値を表示する。

【００２０】 また、光源に対する基準値は、光源をチャンバの開口に直接接続し、基準の強
度を測定することによって、評価手段に読み込むことができる。

【００２１】 そのような手法は、例えば、光源が、他のまたは新しい光源と置き換えられた
ときに有用である。

【００２２】 さらに、検査される特定の内視鏡手段の透過損失に対する基準値は、評価手段
に記憶することができ、したがって、評価手段は、所与の最小透過値を超えたこ
とを表示することができる。

【００２３】 これ以降、本発明の実施形態について、図面を参照して、詳細に説明する。唯
一の図は、測定によって内視鏡手段の透過損失を検出する、本発明による装置を
示す。

【００２４】 唯一の図に示した、測定によって内視鏡３の光学光ガイド手段２の透過損失を
検出する装置は、評価手段１４、検査される手段２と独立の光源６、および、中
空球３６内に配置された光センサ１０を備える。

【００２５】 評価手段１４は、測定結果を表示する表示手段１８、ならびに、一方では、フ
ォトダイオードからなる光源６に対する一定電流供給ユニットを備え、他方では
、使用され光源と検査される光ガイド手段に対する基準値の記憶手段を備える電
子回路１６とを備える。さらに、電子回路１６は、少なくとも１つの光センサ１
０の出力信号に対する入力を備える。この信号は、増幅器１２を介して、電子回
路１６に送り込まれる。電子回路１６は、光センサ１０の増幅された測定信号を
所定の基準値に比例させ、測定結果を表示手段１８に表示する。透過損失は、例
えば、パーセントの値として表示することができる。したがって、ユーザは、検
査される光ガイド手段２の透過損失に対する測度を獲得する。これらの光ガイド
手段２は、例えば、内視鏡に含まれている光ガイドケーブルまたは光ガイドファ
イバからなる。透過損失に対する基準値が、特定の光ガイド手段２について記憶
されるとき、新しいまたは基準の器具に関して、測定した透過損失を表示するこ
とが可能である。

【００２６】 光源６は、コネクタ２８内に配置された発光ダイオードからなることが好まし
い。コネクタ２８は、例えば、光ガイドケーブル用の規格化された内視鏡接続部
３２の上にはめ込まれる。

【００２７】 コネクタ２８は、光ガイドケーブルの入口接続部の上に、さらにはめ込まれる
。したがって、内視鏡または光ガイドケーブルあるいは他の光伝導光ガイド手段
を検査することが可能であり、光源６を接続するアダプタ部品が必要な可能性が
ある。

【００２８】 図によれば、内視鏡３の遠位端は、開口２２を通って、中空球３６のチャンバ
２０内に導入される。開口は、例えば、図示していない１つまたは複数のゴムの
封止によって、周囲の光に対して適切に封止することができる。

【００２９】 中空球の内表面２４は、つや消し白色と高反射コーティングを備えるか、また
は、テフロン（登録商標）など、つや消し白色高反射材料からなり、したがって
、内視鏡３の遠位端において、光出口部分８から出る光は、中空球３６の内表面
２４において、拡散反射される。

【００３０】 チャンバ２０において反射され、かつ拡散散乱された均一な光は、光センサ１
０によって測定される。この場合、拡散ディスク４０は、フォトダイオードから
なる光センサ１０の前に配置され、光ガイド手段２の光出口部分からの直接光が
、光センサ１０を照射することを防止することができる。これは、特に、例えば
、内視鏡３の照明手段が、光出口部分８に広角の光円錐を生成するときに必要で
ある。

【００３１】 唯一の図に示した実施形態の光センサ１０は、チャンバ２０の開口２２に対し
て、９０°の角度で配置されている。開口２２は、当然、光センサ１０の光学軸
に対して、９０°未満の角度で配置することができる。中空球３６の拡散反射す
る内表面２４と拡散ディスク４０の補助により、光センサ１０は、開口２２にお
ける光の入射角度と無関係に、かつ、入射光の均一化の下で、高い再現精度と正
確さで、測定を実施することができる。したがって、評価手段１４の補助により
、光入口部分４と光出口部分８の間の透過損失は、最小の消費時間で、簡単な方
式で測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定によって内視鏡手段の透過損失を検出する、本発明による装置
を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カンプ、アルミーン ドイツ国 ラドルフツェル 78315 カウ フハウスシュトラーセ ７番 Ｆターム(参考） 2G086 BB01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定によって内視鏡（３）の光学光ガイド手段（２）の透過
   損失を検出する装置において、光学光ガイド手段（２）は、光源（６）からの光
   を、検査される光ガイド手段（２）の光出口部分（８）に透過させる光入口部分
   （４）を有し、該装置は、検査される光ガイド手段（２）の光出口部分（８）か
   ら出る光の強度を測定する少なくとも１つの光センサ（１０）と、該少なくとも
   １つの光センサ（１０）からの信号に対する評価手段（１４）とを備え、該評価
   手段（１４）は、測定結果を表示する表示手段（１８）を有する装置であって、 該少なくとも１つの光センサ（１０）が、チャンバ（２０）内に配置され、検
   査される光ガイド手段（２）の光出口部分（８）は、チャンバ（２０）の開口（
   ２２）を通して、チャンバ（２０）内に導入することができ、かつ、チャンバ（
   ２０）を画定する内表面（２４）が、光出口部分（８）から出る光を拡散反射す
   ることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 検査される光ガイド手段（２）と独立の別の光源（６）が、
   所定の光の強度を、検査される手段（２）の光入口部分（４）内に結合すること
   を特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 光源（６）が、発光ダイオードからなる、請求項１または２
   に記載の装置。
4. 【請求項４】 光源（６）が、検査される光ガイド手段（２）の光入口部分
   の接続部（３２）に適合されたコネクタ（２８）内に配置されることを特徴とす
   る、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 【請求項５】 チャンバ（２０）が、球状の内表面（２４）を備えることを
   特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 【請求項６】 拡散ディスク（４０）が光センサ（１０）の前に配置され、
   この拡散ディスク（４０）が、光センサ（１０）の上に直接入射する、検査され
   る光ガイド手段（２）の光出口部分（８）からの光を散乱することを特徴とする
   、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 【請求項７】 チャンバ（２０）の開口（２２）を通る、検査される光ガイ
   ド手段（２）の光出口部分（８）から出る光の軸が、光センサ（１０）の光検出
   軸に対して、９０度以下の角度を有することを特徴とする、請求項１から６のい
   ずれか一項に記載の装置。
8. 【請求項８】 光センサ（１０）が、フォトダイオードからなることを特徴
   とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 【請求項９】 評価手段（１４）において、光源（６）の光の強度に対する
   基準値が記憶され、かつ、評価装置（１４）が、光センサ（１０）によって測定
   された光の強度値と基準値との商として透過損失を計算し、それを、パーセント
   の値として表示手段（１８）に表示することを特徴とする、請求項１から８のい
   ずれか一項に記載の装置。
10. 【請求項１０】 光源（６）をチャンバ（２０）の開口（２２）に直接接続
    し、かつ、基準の光の強度を測定することによって、基準値が、評価手段（１４
    ）に読み込まれるように適合されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 検査される所定の内視鏡光ガイド手段（２）に対して、最
    小の透過値が評価手段（１４）に記憶され、この最小の透過値が、測定プロセス
    中に、基準値として呼び出されるように適合されることを特徴とする、請求項９
    または１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 【請求項１２】 チャンバ（２０）が、中空球（３６）内に配置されること
    を特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。