JP2005348794A - Light source device for endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡内のライトガイドへ通常観察用の照明光と蛍光励起用のレーザー光とを選択的に導入するための内視鏡用光源装置に、関する。 The present invention relates to an endoscope light source device for selectively introducing illumination light for normal observation and laser light for fluorescence excitation into a light guide in an endoscope.
周知のように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年、体腔壁下の生体組織に生じた異状をこの反応現象を利用して検出する内視鏡システムが、開発されている。 As is well known, biological tissue is excited to emit fluorescence when irradiated with light of a specific wavelength. In addition, an abnormal living tissue in which a lesion such as a tumor or cancer has occurred emits weaker fluorescence than a normal living tissue. This reaction phenomenon can also be caused by living tissue below the body cavity wall. In recent years, endoscope systems have been developed that detect abnormalities occurring in a living tissue under a body cavity wall using this reaction phenomenon.
この種の内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端から可視帯域の照明光を射出することによって体腔内を照明するとともに体腔内壁表面からの反射光による像を撮像装置によって撮像する通常観察モードの他に、生体組織を励起させる特定波長帯域の光を内視鏡の先端から射出すると共にこの光によって励起された体腔内壁下の生体組織から発光された蛍光による像を撮像装置によって撮像する蛍光観察モードにて、夫々動作する内視鏡システムがある。 As one of this type of endoscope system, a body cavity is illuminated by emitting illumination light in the visible band from the distal end of the endoscope, and an image of reflected light from the inner wall surface of the body cavity is captured by an imaging device. In addition to the observation mode, light of a specific wavelength band that excites the living tissue is emitted from the tip of the endoscope, and an image of fluorescence emitted from the living tissue under the inner wall of the body cavity excited by this light is captured by the imaging device There are endoscope systems that operate in the fluorescence observation mode.
このような内視鏡システムに用いられる光源装置は、その内部に、可視光光源(例えばハロゲンランプ)及びレーザー光源(例えば半導体レーザー)と共に、可視光光源から発した照明光(白色光)の光路とレーザー光源から発したレーザー光(青〜紫外の帯域における特定波長の光)の光路とを合成する光路合成素子(ハーフミラー,ダイクロイックミラー,クイックリターンミラー,等)を備えている。そして、この光源装置は、前面に設けられたソケットに挿入された内視鏡のライトガイドガイドファイババンドルへ、通常観察モードにおいては可視光光源から発した照明光を、蛍光観察モードにおいてはレーザー光源から発したレーザー光を、夫々、光路合成素子を介して導入する。 A light source device used for such an endoscope system includes an optical path of illumination light (white light) emitted from a visible light source together with a visible light source (for example, a halogen lamp) and a laser light source (for example, a semiconductor laser). And an optical path synthesizing element (half mirror, dichroic mirror, quick return mirror, etc.) for synthesizing the optical path of laser light emitted from a laser light source (light having a specific wavelength in a blue to ultraviolet band). The light source device emits illumination light emitted from a visible light source in a normal observation mode to a light guide guide fiber bundle of an endoscope inserted into a socket provided on the front surface, and a laser light source in a fluorescence observation mode. The laser beams emitted from are respectively introduced through optical path synthesis elements.
このようにしてライトガイドファイババンドルへ導入された照明光又はレーザー光は、このライトガイドファイババンドルによって、内視鏡のライトガイド可撓管から操作部を経て体腔内挿入部内を伝送され、この体腔内挿入部の先端から射出される。従って、この体腔内挿入部が被検者の体腔内に挿入されている場合には、通常観察モードでは、体腔内挿入部の先端から射出された照明光が照射された体腔内壁からの反射光による体腔内壁の像が、撮像装置(体腔内挿入部先端に組み込まれた対物光学系及び撮像素子,若しくは、体腔内挿入部に組み込まれた対物光学系,この対物光学系によって形成された像を伝送するために体腔内挿入部内に引き通されたイメージガイドファイババンドル,及び、このイメージガイドファイババンドルによって伝送された像を撮像するTVカメラ)によって撮像され、蛍光観察モードでは、体腔内挿入部の先端から射出されたレーザー光によって励起された体腔内壁下の生体組織から発した蛍光による像が、撮像装置によって撮像される。 The illumination light or laser light thus introduced into the light guide fiber bundle is transmitted by the light guide fiber bundle from the light guide flexible tube of the endoscope through the operation portion to the inside of the body cavity insertion portion. It is injected from the tip of the inner insertion part. Therefore, when this body cavity insertion part is inserted into the body cavity of the subject, in the normal observation mode, the reflected light from the body cavity inner wall irradiated with the illumination light emitted from the distal end of the body cavity insertion part The image of the inner wall of the body cavity by the imaging device (the objective optical system and imaging element incorporated in the distal end of the body cavity insertion portion, or the objective optical system incorporated in the body cavity insertion portion, the image formed by this objective optical system In the fluorescence observation mode, the image guide fiber bundle drawn through the body cavity insertion portion for transmission and a TV camera that captures an image transmitted by the image guide fiber bundle) An image by fluorescence emitted from a living tissue under the inner wall of the body cavity excited by laser light emitted from the tip is captured by the imaging device.
これら両モードでの撮像によって得られた夫々の画像データは、光源装置に内蔵された画像プロセッサ又は別体の画像処理装置によって処理される。そして、通常観察モードにおいては、体腔内壁の可視光によるカラー画像を表示するための画像データが生成され、この画像データに基づいてモニター上に体腔内壁のカラー画像が表示される。一方、蛍光観察モードにおいては、患部を特定色にて表示するための画像データが生成されて、この画像データに基づいてモニター上に蛍光画像が表示される。内視鏡の操作者である医師は、これら画像を見比べることにより、患部の位置や状態を確認し、生検や治療のための各種医療処置を行うことができるのである。
しかしながら、従来における蛍光観察用の光源装置では、キースイッチによるレーザー光源可動機構が設けられているものの、レーザー光源から光路合成素子に至る光路からレーザー光が漏れることについては考慮がなされていなかった。その為、光学系が設計通りに機能している場合は問題が生じないとしても、光学系の一部が破損したり傾いたり脱落することによって光学系の形態が設計通りでなくなった場合には、レーザー光が設計上の光路から外れて迷光となってしまう恐れがあった。 However, in the conventional light source device for fluorescence observation, although a laser light source moving mechanism by a key switch is provided, no consideration has been given to leakage of laser light from the optical path from the laser light source to the optical path synthesis element. Therefore, if the optical system is functioning as designed, there will be no problem, but if the optical system is not designed as designed due to a part of the optical system being damaged, tilted or dropped. There is a risk that the laser beam will be off the designed optical path and become stray light.
このような迷光は、決して低くないエネルギーのレーザー光であるので、例えば、光源装置の筐体から外部に漏れて被検者や医師等の医療スタッフの目に入射した場合にはその視覚機能に多少なりとも障害を生じてしまう可能性があった。 Such stray light is a laser beam with energy that is never low, so for example, when it leaks out from the housing of the light source device and enters the eyes of a medical staff such as a subject or a doctor, its visual function is affected. There was a possibility that it would cause some problems.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、レーザー光源から光路合成素子に至る光路上に障害が生じた場合であっても、この光路の外にレーザー光が漏れることを防止することができる内視鏡用光源装置を、提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and the problem is that even when a failure occurs on the optical path from the laser light source to the optical path synthesis element, the laser light is outside the optical path. It is an object to provide an endoscope light source device that can prevent leakage.
上記の課題を解決するために発明された内視鏡用光源装置は、体腔壁下の生体組織を励起して蛍光を発光させる波長のレーザー光及び可視照明光を内視鏡のライトガイドファイババンドルに選択的に導入するための内視鏡用光源装置であって、前記ライトガイドファイババンドルの基端が挿入されるソケットと、前記可視照明光を射出する可視光光源と、前記レーザー光を射出するレーザー光源と、前記可視光光源から射出された可視照明光の光路と前記レーザー光源から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子と、この光路合成素子によって合成された光路上を進む前記可視照明光及び前記レーザー光を前記ソケットに挿入される前記ライトガイドファイババンドルの端面に向けて集光する集光レンズと、少なくとも、前記レーザー光源におけるレーザー光を射出する面と前記光路合成素子とを一体に覆う不透過性の筒状部材からなるとともに、前記可視光光源から前記光路合成素子に向かう白色光を透過させるための開口,及び、前記光路合成素子から前記集光レンズに向かう白色光及びレーザー光を透過させるための開口が穿たれたケースとを、備えたことを特徴とする。 An endoscope light source device invented to solve the above-described problem is a light guide fiber bundle of an endoscope that emits laser light and visible illumination light having a wavelength that excites a living tissue under a body cavity wall to emit fluorescence. An endoscope light source device for selectively introducing into a socket, into which a base end of the light guide fiber bundle is inserted, a visible light source for emitting the visible illumination light, and emitting the laser light An optical path combining element that combines the optical path of the visible illumination light emitted from the visible light source and the optical path of the laser light emitted from the laser light source, and an optical path combined by the optical path combining element. A condensing lens that condenses the visible illumination light and the laser light traveling toward the end face of the light guide fiber bundle inserted into the socket; and at least the An aperture for transmitting white light from the visible light source toward the optical path combining element, comprising an impermeable cylindrical member that integrally covers the surface of the laser light source that emits laser light and the optical path combining element; And a case in which an opening for transmitting white light and laser light from the optical path combining element toward the condenser lens is provided.
このように構成されると、レーザー光源から光路合成素子に至るレーザー光の光路上に何らかの故障が生じ、その故障位置においてレーザー光が反射,屈折又は散乱されることによって、レーザー光が本来の光路外へ漏洩しようとしても、そのようなレーザー光は、ケースによって遮光されてしまう。よって、光路外へレーザー光が漏れることが防止される。 With this configuration, a failure occurs on the optical path of the laser light from the laser light source to the optical path combining element, and the laser light is reflected, refracted or scattered at the failure position, so that the laser light is transmitted to the original optical path. Even if it tries to leak outside, such a laser beam is shielded by the case. Therefore, the laser beam is prevented from leaking out of the optical path.
以上に説明したように、本発明の内視鏡用光源装置によれば、レーザー光源から光路合成素子に至る光路上に障害が生じた場合であっても、この光路の外にレーザー光が漏れることを防止することができる。 As described above, according to the endoscope light source device of the present invention, even when a failure occurs on the optical path from the laser light source to the optical path combining element, the laser light leaks out of the optical path. This can be prevented.
次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described based on the attached drawings.
図1は、本発明による内視鏡用光源装置の第1の実施形態である光源装置を含んで構成される内視鏡システムの外観図である。図1に示されるように、この内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡10,光源装置20,及び、モニター60を、備えている。 FIG. 1 is an external view of an endoscope system that includes a light source device that is a first embodiment of an endoscope light source device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the endoscope system includes a fluorescence observation endoscope 10, a light source device 20, and a monitor 60.
蛍光観察内視鏡10は、通常の電子内視鏡に蛍光観察用の改変を加えたものであり、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部10a,その体腔内挿入部10aの先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ等を有する操作部10b,操作部10bと光源装置20とを接続するためのライトガイド可撓管10c,及び、このライトガイド可撓管10cの基端に設けられたコネクタ10dを、備えている。 The fluorescence observation endoscope 10 is obtained by adding a modification for fluorescence observation to a normal electronic endoscope, and is inserted into a body cavity. An operation portion 10b having an angle knob for bending the tip portion of the portion 10a, a light guide flexible tube 10c for connecting the operation portion 10b and the light source device 20, and the light guide flexible tube 10c. A connector 10d provided at the proximal end is provided.
図2は内視鏡システムの内部構成を示す概略図である。図2に示すように、体腔内挿入部10aの先端面には、配光レンズ11及び対物レンズ12が夫々嵌め込まれた照明窓及び撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部10aの内部には、対物レンズ12によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子13,この撮像素子13の出力を伝送するためのバッファ回路15,対物レンズ12から射出された光から後述する蛍光励起用のレーザー光に相当する波長成分を除去するためのレーザー光カットフィルター14が、組み込まれている。撮像素子13から出力されてバッファ回路15によって処理された画像信号を伝送するための信号ケーブル18は、体腔内挿入部10a,操作部10b及びライトガイド可撓管10c内を引き通されて、コネクタ10dの端面に形成された信号コネクタ31(図3参照)を構成する複数のコネクタピン31aに夫々接続されている。この信号ケーブル18と並行して、体腔内挿入部10a,操作部10b及びライトガイド可撓管10c内には、石英ファイバからなるライトガイドファイババンドル16が引き通されている。このライトガイドファイババンドル16の先端は、体腔内挿入部10aの先端部内において配光レンズ11に対向し、その基端は、コネクタ10dの端面から突出した金属製のパイプ19(図3参照)内に挿入されて固定されている。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration of the endoscope system. As shown in FIG. 2, an illumination window and an imaging window in which the light distribution lens 11 and the objective lens 12 are fitted are formed on the distal end surface of the body cavity insertion portion 10a. In the body cavity insertion portion 10 a, the imaging element 13 that captures the image of the subject formed by the objective lens 12, the buffer circuit 15 for transmitting the output of the imaging element 13, and the objective lens 12 are emitted. A laser light cut filter 14 for removing a wavelength component corresponding to a laser beam for fluorescence excitation described later from the emitted light is incorporated. A signal cable 18 for transmitting an image signal output from the image sensor 13 and processed by the buffer circuit 15 is passed through the body cavity insertion portion 10a, the operation portion 10b, and the light guide flexible tube 10c, and is connected to the connector. It is connected to a plurality of connector pins 31a constituting a signal connector 31 (see FIG. 3) formed on the end face of 10d. In parallel with the signal cable 18, a light guide fiber bundle 16 made of quartz fiber is passed through the body cavity insertion portion 10a, the operation portion 10b, and the light guide flexible tube 10c. The distal end of the light guide fiber bundle 16 faces the light distribution lens 11 in the distal end portion of the body cavity insertion portion 10a, and the proximal end thereof is in a metal pipe 19 (see FIG. 3) protruding from the end face of the connector 10d. It is inserted and fixed.
さらに、このコネクタ10d内には、内視鏡の属性を示す識別情報が格納されているROM(Read Only Memory)17が格納されており、このROM17の各端子も、回路基板(不図示)の配線を介して信号コネクタ31を構成する他の複数のコネクタピン31bに夫々接続されている。なお、本実施形態において説明されている内視鏡は蛍光観察内視鏡10であるので、そのROM17には蛍光観察内視鏡10であることを示す識別情報が格納されている。 Further, a ROM (Read Only Memory) 17 storing identification information indicating the attributes of the endoscope is stored in the connector 10d. Each terminal of the ROM 17 is also connected to a circuit board (not shown). The signal connector 31 is connected to a plurality of other connector pins 31b via wiring. Since the endoscope described in this embodiment is the fluorescence observation endoscope 10, the ROM 17 stores identification information indicating that the endoscope is the fluorescence observation endoscope 10.
なお、この蛍光観察内視鏡10と交換して使用され得る通常の電子内視鏡は、ライトガイドファイババンドル16を構成する光ファイバが石英ファイバでない点,レーザー光カットフィルター14が備えられていない点,ROM17内に格納されている識別情報が通常の電子内視鏡であることを示す点を除き、この蛍光観察内視鏡10と全く同じ構成を有している。 Note that a normal electronic endoscope that can be used in exchange for the fluorescence observation endoscope 10 is not provided with a laser light cut filter 14 in that the optical fiber constituting the light guide fiber bundle 16 is not a quartz fiber. On the other hand, the fluorescence observation endoscope 10 has the same configuration except that the identification information stored in the ROM 17 indicates a normal electronic endoscope.
光源装置20は、蛍光観察内視鏡10のライトガイドファイババンドル16の端面に照明光(白色光)又はレーザー光を選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡10のコネクタピン31aを通じてバッファ回路15から受信した画像信号に対して画像処理を行うことによってビデオ信号を生成してモニタ60へ出力する装置である。この光源装置20の具体的構成について、図1及び図2を参照して、更に詳細に説明する。 The light source device 20 selectively introduces illumination light (white light) or laser light into the end face of the light guide fiber bundle 16 of the fluorescence observation endoscope 10 and also uses a buffer circuit through the connector pin 31a of the fluorescence observation endoscope 10. 15 is a device that generates a video signal by performing image processing on the image signal received from 15, and outputs it to the monitor 60. A specific configuration of the light source device 20 will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
図1及び図2に示すように、この光源装置20の筐体の正面のパネルには、内視鏡(蛍光観察内視鏡10又は電子内視鏡)のパイプ19がその外面側から挿入される筒であるソケット20aが、設けられている。このソケット20a内部は、その奥側の3/2程度が径方向に拡大しており、その丁度中間位置に、隔壁24が設置されている。この隔壁24の中央には貫通孔が穿たれており、この貫通孔は、パイプ19がソケット20aに挿入された場合にはこのパイプ19自体によって押し開けられるとともに、パイプ19がソケット20aから引き抜かれた場合には図示せぬ復元バネによって復帰する蓋状の遮蔽板24aにより、閉じられている。この遮蔽板24aが閉じられると、隔壁24は、ソケット20aの奥から外方への光の漏れを遮光することができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, a pipe 19 of an endoscope (fluorescence observation endoscope 10 or electronic endoscope) is inserted into the front panel of the casing of the light source device 20 from the outer surface side. A socket 20a, which is a cylinder, is provided. Inside the socket 20a, about 3/2 on the back side is enlarged in the radial direction, and a partition wall 24 is installed just in the middle position. A through hole is formed at the center of the partition wall 24. When the pipe 19 is inserted into the socket 20a, the through hole is pushed open by the pipe 19 itself, and the pipe 19 is pulled out from the socket 20a. In this case, it is closed by a lid-shaped shielding plate 24a that is restored by a restoring spring (not shown). When the shielding plate 24a is closed, the partition wall 24 can shield light leakage from the back of the socket 20a to the outside.
さらに、このソケット20aの最奥部には、その軸方向(即ち、パイプ19が挿入され、また、引き抜かれる方向)にのみ変位可能に、円環板からなる押当部材25が保持されている。この押当部材25の中心に穿たれた孔は、パイプ19とほぼ同じ内径を有し、奥側に向かって拡がるテーパー形状となっている。そして、この押当部材25は、複数の圧縮バネ26によって外方へ付勢されており、パイプ19が引き抜かれた状態においては、隔壁24に近接した位置にある。そして、パイプ19がソケット20aに挿入されると、このパイプ19の先端によって押し込まれることによって、圧縮バネ26に抗して図2に示す位置に移動する。このようにして、パイプ19によって押し込まれることによって押当部材25が移動し終わると、その位置において、この押当部材25は、ソケット20aの内壁に取り付けられた検出センサー(磁気センサー,マイクロスイッチ,等)30によって検出される。 Further, a pressing member 25 made of an annular plate is held at the innermost part of the socket 20a so as to be displaceable only in the axial direction (that is, the direction in which the pipe 19 is inserted and pulled out). . The hole formed in the center of the pressing member 25 has a taper shape that has substantially the same inner diameter as the pipe 19 and expands toward the back side. The pressing member 25 is urged outward by a plurality of compression springs 26 and is in a position close to the partition wall 24 when the pipe 19 is pulled out. When the pipe 19 is inserted into the socket 20a, the pipe 19 is pushed by the tip of the pipe 19 to move to the position shown in FIG. In this way, when the pressing member 25 finishes moving by being pushed by the pipe 19, at this position, the pressing member 25 is detected by a detection sensor (magnetic sensor, microswitch, etc.) attached to the inner wall of the socket 20a. And so on).
このソケット20aの最奥部の壁は、圧縮バネ26を支持する部分を除いて切り欠かれ、光源装置20の内部空間に通じている。この光源装置20の内部空間内には、ソケット20aに挿入されたパイプ19の中心軸(即ち、ライトガイドファイババンドル16の中心軸)の延長線に沿って順番に、第1ロータリシャッタ27,集光レンズ28,ハーフミラー29,第2ロータリーシャッタ32,及び、ランプ33が、配置されている。 The innermost wall of the socket 20 a is cut out except for the portion that supports the compression spring 26, and communicates with the internal space of the light source device 20. In the inner space of the light source device 20, the first rotary shutter 27 and the collector are arranged in order along the extension line of the central axis of the pipe 19 inserted into the socket 20 a (that is, the central axis of the light guide fiber bundle 16). An optical lens 28, a half mirror 29, a second rotary shutter 32, and a lamp 33 are disposed.
集光レンズ28は、その光軸に沿ってハーフミラー29側から入射してきた平行光をパイプ19に収容されたライトガイドファイババンドル16の基端面に集光するレンズである。 The condensing lens 28 is a lens that condenses the parallel light incident from the half mirror 29 side along the optical axis onto the base end surface of the light guide fiber bundle 16 accommodated in the pipe 19.
第1ロータリーシャッタ27及び第2ロータリーシャッタ32は、共に、互いに同径の円板からなり、モータ34によって回転駆動される単一のシャフト35により、互いに同軸に且つパイプ19の中心軸に対してオフセットして、保持されている。 The first rotary shutter 27 and the second rotary shutter 32 are both discs having the same diameter, and are coaxial with each other and with respect to the central axis of the pipe 19 by a single shaft 35 that is rotationally driven by a motor 34. Offset and hold.
図4は、この第1ロータリーシャッタ27をランプ33側から見た状態を示す図である。この図に示すように、第1ロータリーシャッター27には、中心角が270度である扇状(3/4の円環状)の開口27aが、穿たれている。第1ロータリーシャッター27の回転に伴って、この開口27aの径方向における中央を集光レンズ28の光軸が相対的に通過するように、第1ロータリーシャッター27の中心(従ってシャフト35)は、位置決めされている。また、この開口27aの形成によって残された中心角が90度である扇状(1/4の円環状)の領域には、第1ロータリーシャッター27の回転に伴うパイプ19の延長線の相対通過軌跡に沿った中央に、受光センサ27bが取り付けられている。なお、これら開口27aと受光センサ27bによってオフセットした重心をその回転中心と合致させるために、第1ロータリーシャッター27における開口27a側の縁にはバランサーとしてのウェイト(図示略)が取り付けられている。この受光センサ27bが測光手段に相当し、第1ロータリーシャッタ27,シャフト35及びモーター34が、駆動機構に相当する。 FIG. 4 is a diagram showing a state in which the first rotary shutter 27 is viewed from the lamp 33 side. As shown in this figure, the first rotary shutter 27 has a fan-shaped (3/4 annular) opening 27a having a central angle of 270 degrees. As the first rotary shutter 27 rotates, the center of the first rotary shutter 27 (and hence the shaft 35) is such that the optical axis of the condenser lens 28 passes through the center of the opening 27a in the radial direction. It is positioned. In addition, in the fan-shaped (1/4 ring) region having a central angle of 90 degrees left by the formation of the opening 27a, a relative passage locus of the extension line of the pipe 19 accompanying the rotation of the first rotary shutter 27 is provided. A light receiving sensor 27b is attached at the center along the line. A weight (not shown) as a balancer is attached to the edge of the first rotary shutter 27 on the opening 27a side so that the center of gravity offset by the opening 27a and the light receiving sensor 27b matches the rotation center. The light receiving sensor 27b corresponds to a photometric unit, and the first rotary shutter 27, the shaft 35, and the motor 34 correspond to a driving mechanism.
また、図5は、第2ロータリーシャッター32をランプ33側から見た状態を示す図である。この図に示すように、第2ロータリーシャッター32には、中心角が180度である扇状(1/2の円環状)の開口32aが、穿たれている。第1ロータリーシャッター32aの回転に伴って、この開口32aの径方向における中央を集光レンズ28の光軸が相対的に通過する。また、この開口32aによってオフセットした重心をその回転中心と合致させるために、第2ロータリーシャッター32における開口32a側の縁にはバランサーとしてのウェイト(図示略)が取り付けられている。これら第1ロータリーシャッター27と第2ロータリーシャッター32とは、ランプ33側から見て夫々の開口27a,32aにおける反時計方向の端が一致するように(即ち、図4及び図5に示す相対位置関係で)、シャフト35によって互いに連結されている。そして、両シャッター27,32は、モーター34により、ランプ33側から見て時計方向に回転駆動される。 FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the second rotary shutter 32 is viewed from the lamp 33 side. As shown in this figure, the second rotary shutter 32 is provided with a fan-shaped (1/2 annular) opening 32a having a central angle of 180 degrees. As the first rotary shutter 32a rotates, the optical axis of the condenser lens 28 passes through the center of the opening 32a in the radial direction. In addition, a weight (not shown) as a balancer is attached to the edge of the second rotary shutter 32 on the opening 32a side so that the center of gravity offset by the opening 32a matches the rotation center. The first rotary shutter 27 and the second rotary shutter 32 are arranged so that the counterclockwise ends of the respective openings 27a and 32a coincide with each other when viewed from the lamp 33 side (that is, relative positions shown in FIGS. 4 and 5). Are connected to each other by a shaft 35. The shutters 27 and 32 are driven to rotate clockwise by the motor 34 when viewed from the lamp 33 side.
シャフト35には、また、ブラシ固定円板36が同軸に固定されており、光源装置20の図示せぬフレームには、その貫通孔にシャフト35が貫通した円環状のブラシ受け37が固定されている。このブラシ固定円板36におけるブラシ受け37側の面には、夫々受光センサ27bの電極に導通した内外一対のブラシ(図示略)が固定されており、他方、ブラシ受け37におけるブラシ固定円板36側の面には、ブラシ固定円板36の回転に伴う各ブラシ先端の回転軌跡に夫々合致して各ブラシの先端が夫々接触する同心円状の二重の円形電極(図示略)が形成されている。 A brush fixing disk 36 is coaxially fixed to the shaft 35, and an annular brush receiver 37 with the shaft 35 passing through the through hole is fixed to a frame (not shown) of the light source device 20. Yes. A pair of inner and outer brushes (not shown) connected to the electrodes of the light receiving sensor 27 b are fixed to the surface of the brush receiving disk 36 on the brush receiver 37 side, while the brush fixing disk 36 in the brush receiver 37 is fixed. On the side surface, concentric double circular electrodes (not shown) are formed which respectively match the rotation trajectory of each brush tip accompanying the rotation of the brush fixing disk 36 and contact the tip of each brush. Yes.
ランプ33は、ランプ用電源38によって電源電流が供給されて白色光を発光する電球(図示略)と、この電球から発散した白色光を平行光にするためのレンズ又はリフレクター(不図示)とを備えている。その結果として、ランプ33は、白色光を、集光レンズ28の光軸に沿った平行光として、ハーフミラー29を通して集光レンズ28に向けて射出する。このランプ33が、可視光光源に相当する。 The lamp 33 includes a light bulb (not shown) that emits white light when a power supply current is supplied from the lamp power supply 38, and a lens or reflector (not shown) that converts the white light emitted from the light bulb into parallel light. I have. As a result, the lamp 33 emits white light as parallel light along the optical axis of the condenser lens 28 through the half mirror 29 toward the condenser lens 28. This lamp 33 corresponds to a visible light source.
ハーフミラー29は、集光レンズ28の光軸に対して45度傾けて配置されている。従って、このハーフミラー29は、ランプ33からの白色光を透過するとともに、集光レンズ28の光軸に対して垂直な方向からの光を、集光レンズ28の光軸に沿って反射して当該集光レンズ28に入射させる。そして、このハーフミラー29によって90度折り曲げられた集光レンズ28の光軸上には、順番に、コリメータレンズ39及びレーザー光源40が配置されている。このハーフミラーは、ランプ33から射出された白色光の光路と、後述するレーザー光源40から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子に、相当する。 The half mirror 29 is disposed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis of the condenser lens 28. Therefore, the half mirror 29 transmits white light from the lamp 33 and reflects light from a direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens 28 along the optical axis of the condenser lens 28. The light enters the condenser lens 28. A collimator lens 39 and a laser light source 40 are arranged in order on the optical axis of the condenser lens 28 bent 90 degrees by the half mirror 29. The half mirror corresponds to an optical path combining element that combines an optical path of white light emitted from the lamp 33 and an optical path of laser light emitted from a laser light source 40 described later.
レーザー光源40は、励起光として機能する波長帯域(紫外〜青)のレーザー光を発散光として発する半導体レーザーである。また、コリメータレンズ39は、レーザー光源40から発散したレーザー光を平行光にするレンズである。これらコリメータレンズ39,ハーフミラー29及び集光レンズ28が、レーザー光光学系に相当する。 The laser light source 40 is a semiconductor laser that emits laser light in a wavelength band (ultraviolet to blue) that functions as excitation light as divergent light. The collimator lens 39 is a lens that converts laser light emitted from the laser light source 40 into parallel light. The collimator lens 39, the half mirror 29, and the condenser lens 28 correspond to a laser beam optical system.
これらハーフミラー29及びコリメータレンズ39は、有底筒状のレーザー光源ケース41によって覆われている。具体的には、このレーザー光源ケース41は、有底円筒又は有底角筒の形状を有しており、その開口端が、レーザー光源40本体のケーシングにおけるレーザー光の射出口側面に密着されている。そして、コリメータレンズ39は、このレーザー光源ケース41の内部において、レーザー光源ケース41の内面との間に隙間を生じないように、一体化するように固定されている。さらに、レーザー光源ケース41の内部における閉塞端近傍に、ハーフミラー29が固定されている。従って、このレーザー光源ケース41は、集光レンズ28と第2ロータリーシャッター32との間に、位置を占めている。そして、ランプ33から射出された白色光の光路に沿って、この白色光の光路よりも一回り大きい開口が形成されるよう、レーザー光源ケース41の壁面が、二箇所で切り欠かれている。従って、レーザー光源40から射出されたレーザー光は、たとえコリメータレンズ39が傾いたり脱落することに因って本来の光路から外れてしまった場合でも、レーザー光源ケース41の内面によって遮光されるので、その外部に漏れることはない。なお、レーザー光の一部はハーフミラーを透過するが、その透過した先にはレーザー光源ケース41の閉塞端が存在しているので、やはり、レーザー光源ケース41の外部に漏れることはない。但し、この閉塞端に当たったレーザー光が反射して迷光となることを防止するには、このレーザー光源ケース41の内面には反射防止処理が施されていることが望ましい。 The half mirror 29 and the collimator lens 39 are covered with a bottomed cylindrical laser light source case 41. Specifically, the laser light source case 41 has a shape of a bottomed cylinder or a bottomed rectangular tube, and an opening end thereof is in close contact with a side surface of the laser light emission port in the casing of the laser light source 40 main body. Yes. The collimator lens 39 is fixed so as to be integrated within the laser light source case 41 so as not to form a gap with the inner surface of the laser light source case 41. Further, a half mirror 29 is fixed near the closed end inside the laser light source case 41. Therefore, the laser light source case 41 occupies a position between the condenser lens 28 and the second rotary shutter 32. The wall surface of the laser light source case 41 is cut out at two locations so that an opening that is slightly larger than the optical path of the white light is formed along the optical path of the white light emitted from the lamp 33. Therefore, the laser light emitted from the laser light source 40 is shielded by the inner surface of the laser light source case 41 even if the collimator lens 39 is off the original optical path due to tilting or dropping off. It will not leak outside. A part of the laser light passes through the half mirror. However, since the closed end of the laser light source case 41 exists at the end of the laser beam, the laser light does not leak outside the laser light source case 41. However, in order to prevent the laser light hitting the closed end from being reflected and becoming stray light, it is desirable that the inner surface of the laser light source case 41 is subjected to antireflection treatment.
以上の光学構成により、ランプ33から射出された白色光は、第2ロータリーシャッター32の開口32aが集光レンズ28の光軸上に位置する期間のみ、この第2ロータリーシャッター32を通過し、更に、ハーフミラー29及び集光レンズ28を透過する。この時、第1ロータリーシャッター27の開口27aが必ず集光レンズ28の光軸上に位置しているので、白色光は第1ロータリーシャッター27を通過してライトガイドファイババンドル16に入射する。一方、後述するシステムコントロール回路42によって制御されたレーザー光源40は、第2ロータリーシャッター32が白色光を遮光している期間のみ、レーザー光を発する。このレーザー光は、コリメータレンズ39によって平行光にされ、ハーフミラー29によって反射されて、集光レンズ28を透過する。この時、先ず、集光レンズ28の光軸上には、第1ロータリーシャッター27の開口27aが形成されていない部分が位置し、次に、開口27aが位置する。従って、レーザー光は、先ず受光センサ27bに入射し、その後、開口27aを通過してライトガイドファイババンドル16に入射する。 With the above optical configuration, the white light emitted from the lamp 33 passes through the second rotary shutter 32 only during the period in which the opening 32a of the second rotary shutter 32 is positioned on the optical axis of the condenser lens 28, and Then, the light passes through the half mirror 29 and the condenser lens 28. At this time, since the opening 27 a of the first rotary shutter 27 is always located on the optical axis of the condenser lens 28, the white light passes through the first rotary shutter 27 and enters the light guide fiber bundle 16. On the other hand, the laser light source 40 controlled by a system control circuit 42 to be described later emits laser light only during a period in which the second rotary shutter 32 blocks white light. The laser light is collimated by the collimator lens 39, reflected by the half mirror 29, and transmitted through the condenser lens 28. At this time, a portion where the opening 27a of the first rotary shutter 27 is not formed is first positioned on the optical axis of the condenser lens 28, and then the opening 27a is positioned. Accordingly, the laser light first enters the light receiving sensor 27b, and then passes through the opening 27a and enters the light guide fiber bundle 16.
一方、光源装置20の筐体の正面側パネルには、パイプ19がソケット20aに挿入された状態において電気コネクタ31を構成する各コネクタピン31a,31bと夫々導通する多数の電極からなる電気ソケット21と、外部から挿入可能な鍵によってのみ回路が開閉される電気スイッチであるキースイッチ22と、外部から操作される複数のスイッチ(図2においては、モード切替スイッチ23a,レーザースイッチ23bのみ図示)を有する操作パネル23が、設けられている。キースイッチ22は、レーザー光源40へ図示せぬ主電源装置から駆動電流を供給する回路の途中に接続されている。よって、このキースイッチ22が外部から挿入されて閉じられない限り、レーザー光源40がレーザー光を発することはない。 On the other hand, on the front panel of the housing of the light source device 20, an electrical socket 21 made up of a number of electrodes each conducting with the connector pins 31a, 31b constituting the electrical connector 31 in a state where the pipe 19 is inserted into the socket 20a. A key switch 22 that is an electric switch whose circuit is opened and closed only by a key that can be inserted from the outside, and a plurality of switches that are operated from the outside (in FIG. 2, only the mode switch 23a and the laser switch 23b are shown). An operation panel 23 is provided. The key switch 22 is connected in the middle of a circuit that supplies a drive current to the laser light source 40 from a main power supply device (not shown). Therefore, the laser light source 40 does not emit laser light unless the key switch 22 is inserted from the outside and closed.
そして、電気ソケット21を構成する各電極のうちROM17に接続されたもの及び操作パネル23上の各スイッチ23a,23bは、夫々、制御手段としてのシステムコントロール回路42に接続されている。その結果、ROM17内の識別情報のデータは、コネクタピン31b及び電気ソケット21を通じて、システムコントロール回路42に入力される。同様に、操作パネル23上の各スイッチ23a,23bに対する操作によって生じた操作信号は、夫々、システムコントロール回路42に入力される。また、電気ソケット21を構成する各電極のうち、バッファ回路15に接続されたものは、映像信号処理回路43に接続されている。その結果、バッファ回路15を通じて撮像素子13から出力された画像信号は、コネクタピン31a及び電気ソケット21を通じて、映像信号処理回路43に入力される。 The electrodes constituting the electrical socket 21 connected to the ROM 17 and the switches 23a and 23b on the operation panel 23 are respectively connected to a system control circuit 42 serving as a control means. As a result, the data of the identification information in the ROM 17 is input to the system control circuit 42 through the connector pin 31b and the electrical socket 21. Similarly, operation signals generated by operations on the switches 23 a and 23 b on the operation panel 23 are respectively input to the system control circuit 42. Of the electrodes constituting the electrical socket 21, the electrode connected to the buffer circuit 15 is connected to the video signal processing circuit 43. As a result, the image signal output from the image sensor 13 through the buffer circuit 15 is input to the video signal processing circuit 43 through the connector pin 31 a and the electrical socket 21.
このシステムコントロール回路42には、また、上述した検出センサー30が接続されており、内視鏡10のパイプ19が最も奧まで挿入されたことを検出する信号(即ち、パイプ19の先端によって押し込まれた押当部材25を検出したことによって検出センサー30が発する検出信号)が、入力される。さらに、このシステムコントロール回路42には、上述したブラシ固定板36上の各ブラシ及びブラシ受け37上の各円形電極を介して、受光センサ27bの出力信号(即ち、この受光センサ27bに入射した光の光量を示す信号)が、入力される。さらに、このシステムコントロール回路42は、上述したモーター34、ランプ用電源38及びレーザー光源40に接続されており、これらを制御するための信号を出力する。 The detection sensor 30 described above is also connected to the system control circuit 42, and a signal for detecting that the pipe 19 of the endoscope 10 has been inserted to the most position (ie, pushed by the tip of the pipe 19). The detection signal generated by the detection sensor 30 when the pressing member 25 is detected is input. Further, the system control circuit 42 receives the output signal of the light receiving sensor 27b (that is, the light incident on the light receiving sensor 27b) via each brush on the brush fixing plate 36 and each circular electrode on the brush receiver 37. The signal indicating the amount of light) is input. Further, the system control circuit 42 is connected to the motor 34, the lamp power source 38 and the laser light source 40 described above, and outputs signals for controlling them.
また、このシステムコントロール回路42は、映像信号処理回路43に接続されており、この映像信号処理回路43との間で信号の授受を行う。以下、これらシステムコントロール回路42及び映像信号処理回路43の機能を説明する。 The system control circuit 42 is connected to the video signal processing circuit 43, and exchanges signals with the video signal processing circuit 43. Hereinafter, functions of the system control circuit 42 and the video signal processing circuit 43 will be described.
システムコントロール回路42は、検出センサー30によって検出信号が入力されている期間(即ち、内視鏡10のコネクタ10dが光源装置20に装着されてそのパイプ19がソケット10aに挿入されている期間)においてのみ、ランプ用電源38,レーザー光源40及び映像信号処理回路43を起動することができる。そして、システムコントロール回路42は、コネクタ10d内のROM17から読み出した識別情報に基づいて、装着されている内視鏡10が通常の内視鏡であるか蛍光観察内視鏡であるかを判断する。そして、装着されている内視鏡10が通常の内視鏡であれば、その動作モードを通常観察モードに固定し、装着されている内視鏡が蛍光観察内視鏡であれば、モード切替スイッチ23aが押下される毎に、その動作モードを通常観察モードと蛍光観察モードとの間で切り換える。一方、映像信号処理回路43は、システムコントロール回路42からの信号を受けて、内視鏡10のソケット10aが光源装置20に装着されている間のみ、バッファ回路15を通じて撮像素子13から出力された画像信号を処理する。 The system control circuit 42 is in a period during which a detection signal is input by the detection sensor 30 (that is, a period in which the connector 10d of the endoscope 10 is attached to the light source device 20 and its pipe 19 is inserted into the socket 10a). Only the lamp power supply 38, the laser light source 40, and the video signal processing circuit 43 can be activated. Then, the system control circuit 42 determines whether the mounted endoscope 10 is a normal endoscope or a fluorescence observation endoscope based on the identification information read from the ROM 17 in the connector 10d. . If the mounted endoscope 10 is a normal endoscope, the operation mode is fixed to the normal observation mode, and if the mounted endoscope is a fluorescence observation endoscope, the mode is switched. Each time the switch 23a is pressed, the operation mode is switched between the normal observation mode and the fluorescence observation mode. On the other hand, the video signal processing circuit 43 receives a signal from the system control circuit 42, and is output from the image sensor 13 through the buffer circuit 15 only while the socket 10 a of the endoscope 10 is attached to the light source device 20. Process the image signal.
そして、システムコントロール回路42は、ランプ用電源38を起動することによってランプ33から白色光を射出させるとともに、その内部において発生したタイミング信号(個々のフレームの先頭タイミングを示す垂直同期信号)をモーター34に入力することによって、図6(b)に示す如く、奇数番目のフレームに相当する期間のみ、ランプ33から発した白色光が第2ロータリーシャッター32の開口32a及び第1ロータリーシャッター27の開口27aを通過してライトガイドファイバーバンドル16に入射するように、モータ34の回転を制御する。なお、システムコントロール回路42は、その動作モード如何に依らず、検出センサー30によって内視鏡10のパイプ19が最も奧まで挿入されたことを検出した信号が入力された直後においては、レーザー光源40は起動させない。 Then, the system control circuit 42 activates the lamp power supply 38 to emit white light from the lamp 33 and uses a timing signal (vertical synchronization signal indicating the start timing of each frame) generated in the lamp 34 to the motor 34. 6b, white light emitted from the lamp 33 is emitted from the lamp 33 only during the period corresponding to the odd-numbered frame, as shown in FIG. 6B, and the opening 27a of the second rotary shutter 27 and the opening 27a of the first rotary shutter 27. The rotation of the motor 34 is controlled so that it passes through the light guide fiber bundle 16 and enters the light guide fiber bundle 16. Note that the system control circuit 42 does not depend on the operation mode, and immediately after the detection sensor 30 detects that the pipe 19 of the endoscope 10 has been inserted to the most extent, the laser light source 40 is input. Does not start.
一方、映像信号処理回路43は、動作モード如何に拘わらず、図6(a)に示すように、システムコントロール回路42から受信したタイミング信号に応じて、各奇数番目のフレームに相当する期間中に受信した画像信号を白色光の反射光によって得られた可視画像の画像信号として処理し、偶数番目のフレームに相当する期間中に受信した画像信号をレーザー光によって得られた蛍光画像の画像信号として処理する。そして、映像信号処理回路43は、各フレームでの画像信号のレベル(平均輝度値)を、システムコントロール回路42に入力する。 On the other hand, regardless of the operation mode, the video signal processing circuit 43, during the period corresponding to each odd-numbered frame, according to the timing signal received from the system control circuit 42, as shown in FIG. The received image signal is processed as an image signal of a visible image obtained by reflected light of white light, and the image signal received during a period corresponding to an even-numbered frame is used as an image signal of a fluorescent image obtained by laser light. Process. Then, the video signal processing circuit 43 inputs the level (average luminance value) of the image signal in each frame to the system control circuit 42.
このとき、図6(c)に示すように、奇数番目のフレームにおける画像信号のレベルと偶数番目のフレームにおける画像信号のレベルとの差分が所定基準値Δv以下であれば、システムコントロール回路42は、撮像素子13には外光が入射している(即ち、内視鏡10の体腔内挿入部10aは未だ被検者の体腔内に挿入されていない)と判断して、動作モード如何に依らず、レーザー光源40を停止させたままとする。これに対して、差分が所定基準値Δvを超えると、システムコントロール回路42は、撮像素子13には外光が入射していない(即ち、内視鏡10の体腔内挿入部10aは被検者の体腔内に挿入されている)と判断して、動作モードが蛍光観察モードであり且つレーザースイッチ23bが押下されていれば、レーザー光源40の停止を解除する。なお、蛍光画像の画像信号は、可視画像のそれと比較してレベルが格段に低い。よって、これ以降においても、システムコントロール回路42は、奇数番目のフレームにおける画像信号のレベルと偶数番目のフレームにおける画像信号のレベルとの差分が所定基準値Δv以下となれば、蛍光観察モードであってもレーザー光源40を停止させ、差分が所定基準値Δvを超えると、蛍光観察モードであり且つレーザースイッチ23bが押下されていることを条件としてレーザー光源40の停止を解除する。 At this time, as shown in FIG. 6C, if the difference between the level of the image signal in the odd-numbered frame and the level of the image signal in the even-numbered frame is equal to or less than a predetermined reference value Δv, the system control circuit 42 It is determined that external light is incident on the image sensor 13 (that is, the intracorporeal insertion portion 10a of the endoscope 10 has not yet been inserted into the body cavity of the subject), and depends on the operation mode. First, the laser light source 40 is kept stopped. On the other hand, when the difference exceeds the predetermined reference value Δv, the system control circuit 42 has no external light incident on the image sensor 13 (that is, the body cavity insertion portion 10a of the endoscope 10 is subject to the subject). If the operation mode is the fluorescence observation mode and the laser switch 23b is pressed, the stop of the laser light source 40 is released. Note that the level of the image signal of the fluorescent image is much lower than that of the visible image. Therefore, even after this, the system control circuit 42 is in the fluorescence observation mode if the difference between the level of the image signal in the odd-numbered frame and the level of the image signal in the even-numbered frame is equal to or less than the predetermined reference value Δv. However, when the laser light source 40 is stopped and the difference exceeds the predetermined reference value Δv, the stop of the laser light source 40 is canceled on the condition that the mode is the fluorescence observation mode and the laser switch 23b is pressed.
具体的には、システムコントロール回路42は、レーザー光源40の停止が解除されている間においては、図7(c)に示すように、受光センサ27bが集光レンズ28からの光路に差し掛かったタイミング(各偶数番目のフレームにおける第1フィールドの期間内)で、先ず、レーザー光源40を許容最大レベルの光量(標準光量)で発光させる。この際、映像信号処理回路43から入力される画像信号のレベルが上記光量に対応した所定閾値を下回っていると、システムコントロール回路42は、レーザー光源40から第1ロータリーシャッタ27に至る光路途中において何らかの障害が生じているものと判断して、直ちに、レーザー光源40を停止する。これに対して、映像信号処理回路43から入力される画像信号のレベルが上記光量に対応した所定閾値以上であれば、システムコントロール回路42は、レーザー光源40から第1ロータリーシャッタ27に至る光路上の光学系が正常であると判断し、以後同フレームの終期までの期間は、映像信号処理回路43から入力される画像信号の輝度レベルが、上記所定閾値よりも低い自動調光用目標値に凡そ合致するように、レーザー光源40の発光光量を自動調整する。その結果、各偶数番目のフレームにおける第2フィールドの期間内において、蛍光による像を撮像して得られた画像データが、映像信号処理回路43に入力される。 Specifically, while the stop of the laser light source 40 is released, the system control circuit 42 is a timing at which the light receiving sensor 27b reaches the optical path from the condenser lens 28 as shown in FIG. First (within the period of the first field in each even-numbered frame), first, the laser light source 40 is caused to emit light with an allowable maximum light amount (standard light amount). At this time, if the level of the image signal input from the video signal processing circuit 43 is below a predetermined threshold corresponding to the light quantity, the system control circuit 42 is in the middle of the optical path from the laser light source 40 to the first rotary shutter 27. When it is determined that some kind of failure has occurred, the laser light source 40 is immediately stopped. In contrast, if the level of the image signal input from the video signal processing circuit 43 is equal to or higher than a predetermined threshold corresponding to the light amount, the system control circuit 42 is on the optical path from the laser light source 40 to the first rotary shutter 27. In the period until the end of the same frame, the luminance level of the image signal input from the video signal processing circuit 43 is set to a target value for automatic light control that is lower than the predetermined threshold. The amount of light emitted from the laser light source 40 is automatically adjusted so as to approximately match. As a result, image data obtained by capturing an image by fluorescence is input to the video signal processing circuit 43 within the period of the second field in each even-numbered frame.
映像信号処理回路43は、通常観察モードにおいては、奇数番目のフレームにおける全フィールドの画像信号を処理することによってカラー画像データを生成し、このカラー画像データに基づく可視画像をモニター60上に表示する。一方、蛍光観察モードにおいては、映像信号処理回路43は、奇数番目のフレームの画像信号中の輝度分布成分と偶数番目のフレームにおける第2フィールドの画像信号の輝度成分とを比較し、両者の比率が一定値以上である部分を病変部として特定し、特定した病変部をカラー画像データに重畳した蛍光観察画像データを生成し、この蛍光観察画像データに基づく蛍光観察画像をモニター60上に表示する。 In the normal observation mode, the video signal processing circuit 43 generates color image data by processing the image signals of all fields in odd-numbered frames, and displays a visible image based on the color image data on the monitor 60. . On the other hand, in the fluorescence observation mode, the video signal processing circuit 43 compares the luminance distribution component in the image signal of the odd-numbered frame with the luminance component of the image signal of the second field in the even-numbered frame, and the ratio between them. A portion where is equal to or greater than a certain value is identified as a lesion, fluorescence observation image data in which the identified lesion is superimposed on color image data is generated, and a fluorescence observation image based on this fluorescence observation image data is displayed on the monitor 60 .
以上説明したように、本実施形態の内視鏡システムによると、何れの内視鏡も光源装置20に装着されていない間は、ROM17内の識別情報のデータがシステムコントロール回路42に入力されず、また、検出センサ30の出力がシステムコントロール回路42に入力されないので、システムコントロール回路42は、レーザー光源40を起動させない。従って、レーザー光源40からレーザー光は射出されない。仮に、何らかの故障に因って、万が一レーザー光源40からレーザー光が射出された場合でも、レーザー光源ケース41の外部にレーザー光が漏れることはなく、ハーフミラー29によって反射されたレーザー光は、隔壁24及び遮蔽板24aによって遮光される。よって、何れにしても、レーザー光が光源装置2の外部へ漏れることはない。 As described above, according to the endoscope system of the present embodiment, the identification information data in the ROM 17 is not input to the system control circuit 42 while no endoscope is attached to the light source device 20. In addition, since the output of the detection sensor 30 is not input to the system control circuit 42, the system control circuit 42 does not activate the laser light source 40. Therefore, laser light is not emitted from the laser light source 40. Even if a laser beam is emitted from the laser light source 40 due to some failure, the laser beam does not leak to the outside of the laser light source case 41, and the laser beam reflected by the half mirror 29 is separated from the partition wall. 24 and the shielding plate 24a. Therefore, in any case, the laser light does not leak to the outside of the light source device 2.
一方、通常の内視鏡が光源装置20に装着された場合には、そのコネクタ10dのパイプ19の先端が押し込んだ押当部材25が検出センサー30によって検出され、その検出信号がシステムコントロール回路42に入力される。しかしながら、装着された内視鏡のコネクタ10d内のROM17には、その内視鏡が通常の内視鏡であることを示す識別情報しか格納されていないので、システムコントロール回路42は、レーザー光源40を起動することがない。従って、操作者の意に反してレーザー光が内視鏡の体腔内挿入部の先端面から射出されることはない。 On the other hand, when a normal endoscope is mounted on the light source device 20, the pressing member 25 into which the tip of the pipe 19 of the connector 10d has been pressed is detected by the detection sensor 30, and the detection signal is a system control circuit 42. Is input. However, since only the identification information indicating that the endoscope is a normal endoscope is stored in the ROM 17 in the connector 10d of the attached endoscope, the system control circuit 42 does not include the laser light source 40. Never start. Therefore, the laser beam is not emitted from the distal end surface of the body cavity insertion portion of the endoscope against the will of the operator.
次に、蛍光観察内視鏡10が光源装置20に装着された場合には、上述したように検出センサ30から出力された検出信号がシステムコントロール回路42に入力されるとともに、コネクタ10d内のROM17から読み出された識別情報(蛍光観察内視鏡であることを示す識別情報)がシステムコントロール回路42に入力される。従って、モード切替スイッチ23aが押下されることによりシステムコントロール回路42の動作モードが蛍光観察モードに切り替わり、更に、レーザースイッチ23bが押下されることにより、システムコントロール回路42が蛍光観察モードで動作可能になる。 Next, when the fluorescence observation endoscope 10 is attached to the light source device 20, the detection signal output from the detection sensor 30 as described above is input to the system control circuit 42 and the ROM 17 in the connector 10d. The identification information (identification information indicating that the endoscope is a fluorescence observation endoscope) read out from is input to the system control circuit 42. Therefore, when the mode switch 23a is pressed, the operation mode of the system control circuit 42 is switched to the fluorescence observation mode. Further, when the laser switch 23b is pressed, the system control circuit 42 can operate in the fluorescence observation mode. Become.
そこで、システムコントロール回路42は、先ず、レーザー光源40を起動することなく、モータ34によって第1ロータリーシャッター27及び第2ロータリーシャッターを回転させるとともにランプ34から白色光を射出する。その結果、システムコントロール回路42には、撮像素子13のバッファ回路15から、白色光がライトガイドファイババンドル16に入射されている期間に得られた奇数番目のフレームの画像信号と、白色光がライトガイドファイババンドル16に入射されていない期間に得られた偶数番目のフレームの画像信号とが、交互に入射される。このとき、蛍光観察内視鏡10の体腔内挿入部10aが被検者の体腔外にあれば、画像信号のレベルに対して配光窓11から射出された光はあまり寄与しないので、奇数番目のフレームの画像信号のレベルと偶数番目のフレームの画像信号のレベルとの差はあまりない。よって、システムコントロール回路42は、レーザー光源40を停止させたままとする。そして、蛍光観察内視鏡10の体腔内挿入部10aが被検者の体腔内に挿入されると、奇数番目のフレームの画像信号のレベルは配光窓11から射出された白色光に依存するようになり、偶数番目のフレームの画像信号のレベルは配光窓11から光が全く射出されていない以上、最低レベルとなる。よって、両画像信号のレベル差が大きくなるので、システムコントロール回路42は、レーザー光源を起動する。その結果、配光窓11からレーザー光が射出され、体腔内壁下の生体組織から蛍光が発光するが、この蛍光のレベルは白色光の反射光のレベルよりも格段に小さいので、両画像信号のレベル差は大きいままである。よって、システムコントロール回路42は、レーザー光源40を起動させ続ける。このようにして起動されたレーザー光源40から射出されたレーザー光は、レーザー光源ケース41の外部へ漏れることがない。仮に、レーザー光源ケース41内のコリメータレンズ39及びハーフミラー29がずれたり脱落しても、レーザー光源ケース41によって遮光されて、レーザー光がその外部に漏れることがない。 Therefore, the system control circuit 42 first causes the motor 34 to rotate the first rotary shutter 27 and the second rotary shutter and emit white light from the lamp 34 without starting the laser light source 40. As a result, the image signal of the odd-numbered frame obtained during the period when the white light is incident on the light guide fiber bundle 16 from the buffer circuit 15 of the image sensor 13 and the white light are transmitted to the system control circuit 42. The image signals of even-numbered frames obtained during a period when the light is not incident on the guide fiber bundle 16 are alternately incident. At this time, if the body cavity insertion portion 10a of the fluorescence observation endoscope 10 is outside the body cavity of the subject, the light emitted from the light distribution window 11 does not contribute much to the level of the image signal. There is not much difference between the level of the image signal of the current frame and the level of the image signal of the even-numbered frame. Therefore, the system control circuit 42 keeps the laser light source 40 stopped. When the body cavity insertion portion 10a of the fluorescence observation endoscope 10 is inserted into the body cavity of the subject, the level of the image signal of the odd-numbered frame depends on the white light emitted from the light distribution window 11. Thus, the level of the image signal of the even-numbered frame is the lowest level as long as no light is emitted from the light distribution window 11. Therefore, since the level difference between the two image signals becomes large, the system control circuit 42 activates the laser light source. As a result, laser light is emitted from the light distribution window 11 and fluorescence is emitted from the living tissue below the inner wall of the body cavity, but the level of this fluorescence is much smaller than the level of the reflected light of the white light. The level difference remains large. Therefore, the system control circuit 42 continues to activate the laser light source 40. The laser light emitted from the laser light source 40 activated in this way does not leak outside the laser light source case 41. Even if the collimator lens 39 and the half mirror 29 in the laser light source case 41 are displaced or dropped, the laser light source case 41 blocks the light and the laser light does not leak outside.
更に、システムコントロール回路42は、蛍光観察モードでは、各偶数番目のフレームの第1フィールドの期間内において、レーザー光源40から所定の最大出力値でレーザー光を射出するとともに、その際に集光レンズ28から射出されるレーザー光の出力を受光センサ27bによって測定する。そして、その測定値が所定閾値以下であれば、レーザー光源40から集光レンズ28に至る光路上で何らかの故障が生じたものと判断して、直ちにレーザー光源40を停止する。これに対して、測定値が所定閾値を超えていれば、光路上に異常はないと判断し、その後の第2フィールドにおいて、適切な光量でレーザー光源40からレーザー光を射出する。その結果、レーザー光源40から集光レンズ28に至る光路上で故障が生じている場合には、レーザー光源40が停止されるので、故障箇所からレーザー光が外部へ漏れることが防止される。もっとも、その故障箇所がレーザー光源40からハーフミラー29に至る光路上であれば、レーザー光源ケース41によってレーザー光の漏れが防止される。 Further, in the fluorescence observation mode, the system control circuit 42 emits a laser beam with a predetermined maximum output value from the laser light source 40 within the period of the first field of each even-numbered frame, and at this time, the condenser lens The output of the laser beam emitted from 28 is measured by the light receiving sensor 27b. If the measured value is equal to or less than the predetermined threshold value, it is determined that some failure has occurred on the optical path from the laser light source 40 to the condenser lens 28, and the laser light source 40 is immediately stopped. On the other hand, if the measured value exceeds the predetermined threshold value, it is determined that there is no abnormality on the optical path, and laser light is emitted from the laser light source 40 with an appropriate amount of light in the subsequent second field. As a result, when a failure has occurred on the optical path from the laser light source 40 to the condenser lens 28, the laser light source 40 is stopped, so that the laser light is prevented from leaking from the failure location. However, if the failure location is on the optical path from the laser light source 40 to the half mirror 29, the laser light source case 41 prevents leakage of the laser light.
以上に説明したように、本実施例の内視鏡システムによると、蛍光内視鏡10が光源装置2に接続された時にその体腔内挿入部10aの配光レンズ11から射出される場合を除き、レーザー光が内視鏡システムの外部へ漏れることが防止される。そのため、意図せぬレーザー光の漏洩に起因する事故を防止することができる。 As described above, according to the endoscope system of the present embodiment, except when the fluorescent endoscope 10 is emitted from the light distribution lens 11 of the body cavity insertion portion 10a when connected to the light source device 2. Laser light is prevented from leaking outside the endoscope system. Therefore, it is possible to prevent accidents due to unintended leakage of laser light.
図8は、本発明の第2実施形態による光源装置20に用いられるレーザー光源ケース141の構造を示す断面図である。この図8に示されるように、このレーザー光源ケース141の構造は、第1実施形態のレーザー光源ケース41と同形状であり、ランプ33からハーフミラー29に向かう白色光を通過させるための開口が、レーザー光カットフィルター142によって閉じられている。図9は、このレーザー光カットフィルター142の透過特性を示すグラフであり、横軸が波長、縦軸が透過光の強度である。この図9において、αは、レーザー光の分光特性を示し、βは、レーザー光カットフィルター142の透過特性を示す。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a structure of a laser light source case 141 used in the light source device 20 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the structure of the laser light source case 141 has the same shape as the laser light source case 41 of the first embodiment, and has an opening for allowing white light from the lamp 33 toward the half mirror 29 to pass therethrough. The laser light cut filter 142 is closed. FIG. 9 is a graph showing the transmission characteristics of the laser light cut filter 142, where the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents transmitted light intensity. In FIG. 9, α indicates the spectral characteristic of laser light, and β indicates the transmission characteristic of the laser light cut filter 142.
本第2実施形態によると、レーザー光源40,コリメータレンズ39又はハーフミラー29に故障が生じた場合でも、レーザー光が外部に漏洩し得る開口の一方(ランプ33側の開口)がレーザー光カットフィルターによって覆われているので、第1実施形態と比較して、レーザー光がレーザー光源ケース141の外部に漏洩する可能性が減る。 According to the second embodiment, even when a failure occurs in the laser light source 40, the collimator lens 39, or the half mirror 29, one of the openings (opening on the lamp 33 side) through which the laser light can leak to the outside is the laser light cut filter. Therefore, the possibility that the laser light leaks outside the laser light source case 141 is reduced as compared with the first embodiment.
本第2実施形態におけるその他の構成及び作用は、第1実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。 Other configurations and operations in the second embodiment are exactly the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
図10は、本発明の第3実施形態による光源装置20に用いられるレーザー光源ケース241の構造を示す断面図である。この図10に示されるように、このレーザー光源ケース241は、第1実施形態のレーザー光源ケース41の形状とほぼ同じ形状を有しているが、その内部に、システムコントロール回路42により制御されるモーター244によって軸方向に移動可能に、内筒242が挿入されている。この内筒242は、開口端をコリメータレンズ39側に向けた有底円筒形状を有し、その外径は、レーザー光源ケース241の内径よりも僅かに小さい。よって、内筒242のレーザー光源ケース241内での移動が可能であるにも拘わらず、両者の間の隙間からレーザー光が漏れることはない。また、この内筒242の内部には、コリメータレンズ39から最も離れた位置に移動したときに、集光レンズ28の光軸が45°の角度でその中心に交わる位置関係で、ミラー243が固定されている。また、内筒242の集光レンズ28に近い側の側壁には、内筒242がコリメータレンズ39から最も離れた位置に移動したときに、レーザー光源ケース241の集光レンズ28側の開口と重なる開口が、穿たれている。 FIG. 10 is a sectional view showing a structure of a laser light source case 241 used in the light source device 20 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the laser light source case 241 has substantially the same shape as that of the laser light source case 41 of the first embodiment, but is controlled by the system control circuit 42 inside thereof. An inner cylinder 242 is inserted so as to be movable in the axial direction by the motor 244. The inner cylinder 242 has a bottomed cylindrical shape with the open end facing the collimator lens 39, and the outer diameter thereof is slightly smaller than the inner diameter of the laser light source case 241. Therefore, although the inner cylinder 242 can move within the laser light source case 241, the laser light does not leak from the gap between them. In addition, a mirror 243 is fixed in the inner cylinder 242 in such a positional relationship that the optical axis of the condenser lens 28 intersects the center thereof at an angle of 45 ° when moved to the position farthest from the collimator lens 39. Has been. Further, the side wall of the inner cylinder 242 closer to the condenser lens 28 overlaps the opening of the laser light source case 241 on the condenser lens 28 side when the inner cylinder 242 moves to the position farthest from the collimator lens 39. An opening is drilled.
本第3実施形態は、蛍光観察モードにおいては体腔内壁に白色光を照射することなくレーザー光のみを照射して、蛍光によって形成された画像のみから病変部を判断する構成に適している。従って、蛍光観察モードにおいては、図10に示す位置にミラー243が配置される。この状態においては、レーザー光源40,コリメータレンズ39又はミラー243に故障が生じた場合でも、レーザー光が外部に漏洩し得る開口の一方(ランプ33側の開口)が内筒242のランプ33に近い側の側壁によって覆われているので、第1実施形態と比較して、レーザー光がレーザー光源ケース241の外部に漏洩する可能性が半分に減る。一方、通常観察モードにおいては、ミラー243ごと内筒242がコリメータレンズ39側に移動して、白色光の光路から待避して、白色光が集光レンズ28に入射するようになる。この状態においては、仮に何らかの故障によってレーザー光源40からレーザー光が射出されたとしても、レーザー光は内筒242によって完全に遮光されるので、レーザー光源ケース241の外部に漏洩することがない。 In the fluorescence observation mode, the third embodiment is suitable for a configuration in which only the laser light is irradiated without irradiating the inner wall of the body cavity with white light, and the lesion is determined only from the image formed by the fluorescence. Therefore, in the fluorescence observation mode, the mirror 243 is disposed at the position shown in FIG. In this state, even if the laser light source 40, the collimator lens 39, or the mirror 243 has a failure, one of the openings (opening on the lamp 33 side) through which the laser light can leak to the outside is close to the lamp 33 of the inner cylinder 242. Since it is covered with the side wall on the side, the possibility that the laser light leaks to the outside of the laser light source case 241 is reduced by half compared to the first embodiment. On the other hand, in the normal observation mode, the inner cylinder 242 moves together with the mirror 243 toward the collimator lens 39, and retracts from the white light path so that the white light enters the condenser lens 28. In this state, even if the laser light is emitted from the laser light source 40 due to some failure, the laser light is completely shielded by the inner cylinder 242 and therefore does not leak outside the laser light source case 241.
本第3実施形態におけるその他の構成及び作用は、第1実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。 Other configurations and operations in the third embodiment are exactly the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
図11は、本発明の第4実施形態による光源装置20の主要構成のみを示す光学構成図である。この図11に示されるように、本第4実施形態では、上述第1実施形態と比べて、第1ロータリーシャッター27の代わりに、モーター45によって回動されることにより光路内に選択的に挿入される羽根型シャッター44が、設けられている。この羽根型シャッター44の集光レンズ28側の面には、第1実施形態における受光センサ27bに相当する受光センサ46が取り付けられている。この受光センサ46の出力は、図示せぬ信号線を介してシステムコントロール回路42に入力されている。但し、羽根型シャッター44は、その構造上、第1実施形態における第1ロータリーシャッター27と同程度の速度で光路内に挿入することができない。そこで、本第3実施形態においては、システムコントロール回路42は、例えば、動作モードが蛍光観察モードに切り替わってレーザー光源40が発光可能となった直後に、レーザー光の光路に羽根型シャッター44を侵入させてその受光センサ46によってレーザー光の光量を測定し、測光された光量が所定の閾値よりも低かったらレーザー光源40を停止させ、測光された光量が所定の閾値以上であったら、以後、レーザー光源40から、光量調整された適切な光量のレーザー光を射出し続ける。以上の受光センサ46が測光手段に相当し、羽根型シャッター44及びモーター45が、駆動機構に相当する。 FIG. 11 is an optical configuration diagram showing only the main configuration of the light source device 20 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, in the fourth embodiment, as compared with the first embodiment described above, instead of the first rotary shutter 27, it is selectively inserted into the optical path by being rotated by a motor 45. A blade-type shutter 44 is provided. A light receiving sensor 46 corresponding to the light receiving sensor 27b in the first embodiment is attached to the surface of the blade-type shutter 44 on the condenser lens 28 side. The output of the light receiving sensor 46 is input to the system control circuit 42 via a signal line (not shown). However, the blade-type shutter 44 cannot be inserted into the optical path at the same speed as the first rotary shutter 27 in the first embodiment because of its structure. Therefore, in the third embodiment, the system control circuit 42 enters the blade-type shutter 44 into the optical path of the laser light immediately after the operation mode is switched to the fluorescence observation mode and the laser light source 40 can emit light, for example. Then, the light quantity of the laser beam is measured by the light receiving sensor 46, the laser light source 40 is stopped if the photometric light quantity is lower than a predetermined threshold value, and if the photometric light quantity exceeds the predetermined threshold value, the laser Continue to emit laser light with an appropriate amount of light adjusted from the light source 40. The light receiving sensor 46 described above corresponds to the photometric means, and the blade-type shutter 44 and the motor 45 correspond to the driving mechanism.
10 蛍光観察内視鏡
16 ライトガイドファイババンドル
17 ROM
19 パイプ
20 光源装置
27 第1ロータリーシャッター
27b 受光センサ
28 集光レンズ
29 ハーフミラー
33 ランプ
39 コリメータレンズ
40 レーザー光源
41 レーザー光源ケース
42 システムコントロール回路
43 映像信号処理回路
60 モニター
10 Fluorescence observation endoscope 16 Light guide fiber bundle 17 ROM
19 Pipe 20 Light source device 27 First rotary shutter 27b Light receiving sensor 28 Condensing lens 29 Half mirror 33 Lamp 39 Collimator lens 40 Laser light source 41 Laser light source case 42 System control circuit 43 Video signal processing circuit 60 Monitor
Claims (3)
前記ライトガイドファイババンドルの基端が挿入されるソケットと、
前記可視照明光を射出する可視光光源と、
前記レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記可視光光源から射出された可視照明光の光路と前記レーザー光源から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子と、
この光路合成素子によって合成された光路上を進む前記可視照明光及び前記レーザー光を前記ソケットに挿入される前記ライトガイドファイババンドルの端面に向けて集光する集光レンズと、
少なくとも、前記レーザー光源におけるレーザー光を射出する面と前記光路合成素子とを一体に覆う不透過性の筒状部材からなるとともに、前記可視光光源から前記光路合成素子に向かう白色光を透過させるための開口,及び、前記光路合成素子から前記集光レンズに向かう白色光及びレーザー光を透過させるための開口が穿たれたケースと
を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置。 An endoscope light source device for selectively introducing laser light having a wavelength for exciting a living tissue under a body cavity wall to emit fluorescence and visible illumination light into a light guide fiber bundle of an endoscope,
A socket into which the proximal end of the light guide fiber bundle is inserted;
A visible light source that emits the visible illumination light;
A laser light source for emitting the laser light;
An optical path combining element that combines an optical path of visible illumination light emitted from the visible light source and an optical path of laser light emitted from the laser light source;
A condensing lens that condenses the visible illumination light and the laser light traveling on the optical path combined by the optical path combining element toward an end surface of the light guide fiber bundle inserted into the socket;
In order to transmit white light from the visible light source toward the optical path synthesizing element and at least a non-transparent cylindrical member that integrally covers the laser light emitting surface of the laser light source and the optical path synthesizing element. And a case having an opening for transmitting white light and laser light from the optical path synthesis element toward the condenser lens.
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡用光源装置。 2. The endoscope light source device according to claim 1, further comprising a collimator lens fixed in the case, which collimates laser light emitted from the laser light source.
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡用光源装置。 The opening for transmitting white light directed from the visible light source to the optical path synthesizing element formed in the case is provided with a cut filter for cutting light having a wavelength component of the laser light. The endoscope light source device according to claim 1.
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