JP2006026128A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 白色光用のライトガイドを用いるときには広い範囲を照明することを可能とし、励起光用のライトガイドを用いる場合には熱の発生を抑えること。
【解決手段】 光源装置２０は、白色光を発する白色光源３０、リフレクタ３１、リフレクタ３１により平行光にされた白色光の光束径を縮小する開口絞り３２、開口絞り３２により光束径が縮小された白色光を集光させて励起光用ライトガイド１６に入射させる集光レンズ３３とを備える。光源装置２０は、開口絞り３２を含むユニット５０をスライドさせる切換機構７３、これを制御するシステムコントローラ７０を備える。システムコントローラ７０は、コネクタピン３１ｂに接続されたＲＯＭ１７からライトガイドのＮＡを読み出し、ＮＡに基づいて切換機構７３を制御してユニット５０をスライドさせ、白色光の光束径を変更してライトガイドに入射する白色光の収束角度を設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内視鏡により、可視光による体腔壁の通常観察と、体腔壁の生体組織を励起することによって発生する自家蛍光による蛍光観察とを可能とするため、可視光及び励起光を発生して内視鏡のライトガイドに入射させる内視鏡用光源装置に関する。

この種の内視鏡用光源装置は、例えば特許文献１及び２に開示されている。特許文献１の図１には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源２１及び励起光源２２、これらの光源からの光の光路を合成するダイクロイックミラー２４、ＲＧＢの各色フィルターを備えたホイールＷ、平行なＲＧＢの各色光、励起光を集光させて内視鏡のライトガイド１２に入射させる集光レンズＣを備えている。

また、特許文献２の図２には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源部２１及び励起光源部２２、これらの光源部からの光をそれぞれ収束光とする集光レンズＣ１，Ｃ２、収束光の光路中でこれらの光路を合成するプリズム２６を備えている。ライトガイド１３の端面には、調整レンズ１３ａが設けられており、収束する白色光、励起光をさらに屈折させてライトガイド１３に入射させている。
特開２００２−６５６０２号公報 図１ 特開２００３−６１９０９号公報 図２

しかしながら、上記の各公報には、ＮＡ(開口数)が異なる複数種類のライトガイドを切り換えて接続する場合の構成については開示されていない。蛍光観察の際に用いられる励起光用の石英ファイバーや紫外線透過型の多成分ファイバーは、紫外域から波長450nm程度の光の透過率が高いが、ＮＡが比較的小さいため狭い領域しか照明できない。一方、白色光用の多成分ファイバーは、上記の領域の光の透過率は低いが、ＮＡは比較的大きいため広い領域を照明できる。したがって、蛍光観察を行う内視鏡にはライトガイドとして励起光用のファイバーを用いるのが有利であるが、蛍光観察を行わず白色光による照明でカラー画像を撮影する際にはライトガイドとして白色光用の多成分ファイバーを用いるのが望ましい。

なお、蛍光観察の際には、蛍光画像だけを観察するモードと、蛍光画像と参照画像を画像処理して観察するモードがあり、後者の場合には自家蛍光を撮影した蛍光画像と白色光で照明して撮影された参照画像とを比較するため、励起光用のライトガイドに対して励起光と白色光とを交互に入射させる。また、蛍光観察を行わない内視鏡でカラー画像を観察する場合、白色光用の多成分ファイバーに白色光が入射される。このため、光源装置としては双方のライトガイドに対して白色光を入射させることとなる。白色光用のライトガイドを用いる際には、ライトガイドのＮＡに合わせて、比較的大きなＮＡで光束を入射させることにより、広い範囲を照明することが可能となる。一方、ＮＡの小さい励起光用のライトガイドに対して白色光を入射させる際、白色光用のライトガイドを用いるときと同様に大きなＮＡで光を入射させると、入射角度の大きい光線の一部が励起光用のライトガイドのコアとクラッドとの境界を透過してクラッド層の外表面に熱を発生させ、ライトガイドが損傷したり、ライトガイドの光源差込部が熱くなって内視鏡を光源から外した時に熱傷の危険が生じるという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、白色光用のライトガイドを用いるときには広い範囲を照明することが可能であると共に、励起光用のライトガイドを用いる場合には熱の発生を抑えることができる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる内視鏡用光源装置は、体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入する構成において、可視光を発する可視光源と、励起光を発する励起光源と、励起光源から発した励起光の光路と可視光の光路とを合成する光路合成素子と、光路合成素子により合成された光路中に配置され、可視光及び励起光を集光させてライトガイドに入射させる集光レンズと、ライトガイドの開口数に合わせてライトガイドに入射する可視光の収束角度を切り換える収束角度切換手段とを備えることを特徴とする。

収束角度切換手段としては、ライトガイドの開口数に合わせて可視光源と集光レンズとの間で可視光の光束径を変更する手段、あるいは、ライトガイドの開口数に合わせて集光レンズの焦点距離を変化させることにより、ライトガイドに入射する可視光の収束角度を変更する手段を用いることができる。

光束径を変更する場合には、可視光源と集光レンズとの間で可視光の光路中に選択的に挿入される開口絞りと、ライトガイドの開口数が小さいときには開口絞りを光路中に挿入し、ライトガイドの開口数が大きいときには開口絞りを光路から待避させる絞り切換機構とを設ければよい。あるいは、可変絞りを用い、開口数に応じて開口径を変更してもよい。さらには、正負２枚のレンズ、あるいは、正の２枚のレンズを組み合わせた光束径変換光学系を光路に対して挿入、待避させるようにしてもよい。

集光レンズの焦点距離を変化させる場合には、光路中に選択的に挿入される焦点距離が互いに異なる複数の集光レンズと、ライトガイドの開口数が小さいときには焦点距離の長い集光レンズを光路中に配置し、ライトガイドの開口数が大きいときには焦点距離の短い集光レンズを光路中に配置するレンズ切換機構とを設ければよい。あるいは、可変焦点距離レンズを用い、開口数に応じて焦点距離を変更してもよい。

絞り切換機構、あるいはレンズ切換機構は、内視鏡に装着されたライトガイドの開口数を検出し、その開口数に応じて自動的に開口絞りを光路中に挿入／待避させ、あるいは、開口数に適した焦点距離の集光レンズを自動的に光路中に配置するようにしてもよい。

なお、開口絞りを挿入／待避させる場合には、開口絞りを光路合成素子と一体に移動するよう構成し、絞り切換手段により開口絞りと光路合成素子とを一体に光路中に挿入し、あるいは待避させるようにしてもよい。

本発明によれば、ライトガイドの開口数に応じて可視光のＮＡを変更することができるため、可視光用のライトガイドを利用したカラー撮影の際には、入射光の開口数を大きく設定して広い範囲を照明することができ、励起光用のライトガイドを利用した蛍光撮影の際には、入射光の開口数を小さく設定することでライトガイドでの熱の発生を防ぐことができる。

以下、本発明にかかる内視鏡用光源装置の実施例を３例、図面に基づいて説明する。いずれの実施例の光源装置も、体腔壁を観察するための可視光(白色光)と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するためのものである。

図１は、本発明の実施例１に係る内視鏡用光源装置を含んで構成される内視鏡システムの外観図、図２は、その内部構成を示すブロック図である。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。

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、先端に湾曲可能な湾曲部を備えた挿入部１０ａ、挿入部１０ａの湾曲部を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。

一方、光源装置２０の前面には、この光源装置２０の主電源をオンオフするキースイッチ２２と、各種の操作スイッチが配列したスイッチパネル２３とが設けられている。

以下、図２にしたがって蛍光観察内視鏡１０、及び光源装置２０の詳細な構成を順に説明する。蛍光観察内視鏡１０の挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が設けられている。そして、この挿入部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ＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子１３、この撮像素子１３を駆動する駆動回路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から出力されて駆動回路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、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コネクタピン３１ａに接続されている。

この信号ケーブル１８と並行して、挿入部１０ａ、操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内には、紫外域から波長450nm程度の光の透過率が高い石英ファイバーや紫外線透過型の多成分ファイバーを多数束ねて構成される励起光用ライトガイド１６が引き通されている。この励起光用ライトガイド１６の先端は、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の端面から突出して光源装置２０内に挿入された状態で固定されている。

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を格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１７が内蔵されており、このＲＯＭ１７の各端子は、コネクタピン３１ｂに接続されている。蛍光観察内視鏡１０のＲＯＭ１７に格納された識別情報は、内蔵する励起光用ライトガイド１６の開口数(ＮＡ)の値を含む。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(図示せず)は、励起光用ライトガイド１６に代えて、白色光の透過率が高い多成分ファイバーを束ねて構成される白色光用ライトガイドを内蔵する点、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白色光用ライトガイドのＮＡの値を含む点を除き、蛍光観察内視鏡１０と同じ構成を有している。

光源装置２０は、蛍光観察内視鏡１０の励起光用ライトガイド１６の端面に体腔壁を観察するための白色光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光と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を通じて駆動回路１５から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成し、モニター６０へ出力する。

実施例１の光源装置２０の光学系は、白色光を発する白色光源(放電管ランプ)３０と、白色光源３０から発した白色光をほぼ平行光束にする収斂光学系であるリフレクタ(放物面鏡)３１と、このリフレクタ３１により平行光にされた白色光の光束径を縮小する開口絞り３２と、開口絞り３２により光束径が縮小された白色光を集光させて励起光用ライトガイド１６に入射させる集光レンズ３３とを備えている。

また、光源装置２０は、励起光を発する励起光源としての半導体レーザー４０と、この半導体レーザー４０から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ４１とを備えている。なお、励起光は、生体の自家蛍光を励起する紫外域から波長450nm程度の短波長の光である。

白色光源３０から励起光用ライトガイド１６までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、光路合成素子であるダイクロイックミラー５１により合成している。すなわち、ダイクロイックミラー５１は、励起光源から発した励起光の光路と白色光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー５１は、この例では、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させる特性を有し、これにより白色光の大部分を透過させ、励起光を反射させる。

白色光源３０と開口絞り３２との間には、赤外線をカットして可視光を透過させる赤外カットフィルター３４が配置されている。そして、開口絞り３２とダイクロイックミラー５１との間には、白色光を断続的にオンオフするためのシャッターである回転ホイール５２が配置されている。回転ホイール５２は、図３に平面形状を示すように、中心角９０°の扇形の窓５２Ｈが中心を軸として点対称に２箇所形成されている。窓５２Ｈのサイズは、白色光の径より大きく設定されており、モータ５３を駆動して回転ホイール５２を回転させることにより、白色光が断続的にオンオフされる。

なお、図２中の破線で囲まれた開口絞り３２、ダイクロイックミラー５１、回転ホイール５２及びモータ５３は、ユニット５０として図２中の上下方向(白色光の光路に対して垂直な方向)に一体にスライド可能に構成されており、図２に示されるように、開口絞り３２、ダイクロイックミラー５１、及び回転ホイール５２を光路中に配置する位置と、図４に示されるように、これらを光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。

光源装置２０には、白色光源３０に電流を供給するランプ用電源７１、半導体レーザー４０を駆動するレーザードライバ７２、上記のユニット５０をスライドさせる切換機構７３、コネクタピン３１ａに接続された駆動回路１５から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成する映像信号処理回路７４とを備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ７０を備えている。

システムコントローラ７０は、スイッチパネル２３に配置された各種スイッチの設定に基づき、ランプ用電源７１及びレーザードライバ７２を制御して白色光、励起光の発光、停止を制御すると共に、映像信号処理回路７４による画像処理を制御する。また、システムコントローラ７０は、コネクタピン３１ｂに接続されたＲＯＭ１７から識別情報を読み出し、この識別情報に基づいて切換機構７３を制御してユニット５０をスライドさせる。

次に、上記のように構成された実施例１の内視鏡システムの作用について説明する。まず、蛍光観察により病変部をモニター６０に表示させる場合の作用について説明する。

蛍光観察の場合には、図２に示すように蛍光観察内視鏡１０を光源装置２０に接続し、キースイッチ２２をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ７０は、ＲＯＭ１７の識別情報から、接続されているのが蛍光観察内視鏡１０であることと、励起光用ライトガイド１６のＮＡの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのＮＡが比較的小さい値であることが判明するため、切換機構７３を制御して、開口絞り３２を含むユニット５０を図２に示すように光路中に挿入する。これにより、白色光の径が小さく制限され、励起光用ライトガイド１６のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。

続いて蛍光観察内視鏡１０の挿入部１０ａを体腔内に挿入し、スイッチパネル２３に配置された観察開始スイッチ(図示せず)をオンにすると、システムコントローラ７０は、ランプ用電源７１を制御して白色光源３０を発光させ、モータ５３を制御して回転ホイール５２を回転させると共に、半導体レーザー４０のオンオフを切り換える。すなわち、回転ホイール５２の窓５２Ｈが光路中に位置するタイミング(白色光が透過するタイミング)で半導体レーザー４０をオフし、回転ホイール５２の窓以外の部分が光路中に位置するタイミング(白色光が遮断されるタイミング)で半導体レーザー４０をオンする。これにより、白色光源１０から発した白色光は、断続的にダイクロイックミラー５１を透過して励起光用ライトガイド１６に入射し、半導体レーザー４０からの励起光は、ダイクロイックミラー５１で反射されて白色光と交互に断続的に励起光用ライトガイド１６に入射する。

蛍光観察内視鏡１０の先端に設けられた撮像素子１３は、白色光により照明された体腔内の画像と、励起光により励起された組織が発する自家蛍光による画像とを交互に撮影する。撮像素子１３から出力された画像信号は、駆動回路１５及び信号線１８を介して映像信号処理回路７４に入力され、映像信号処理回路７４は、蛍光画像のデータと参照画像のデータとを演算することにより、病変部の強調された特定画像を生成し、これをモニター６０に表示する。

一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、蛍光観察内視鏡１０を取り外し、通常の電子内視鏡を光源装置２０に接続し、キースイッチ２２をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ７０は、電子内視鏡に内蔵されたＲＯＭの識別情報から、接続されているのが通常の電子内視鏡であることと、内蔵された白色光用ライトガイドのＮＡの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのＮＡが比較的大きい値であることが判明するため、切換機構７３を制御して、開口絞り３２を含むユニット５０を図４に示すように光路外に待避させる。これにより、白色光の径が大きく変更され、白色光用ライトガイド１９のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。

続いて蛍光観察内視鏡１０の挿入部１０ａを体腔内に挿入し、スイッチパネル２３に配置された観察開始スイッチ(図示せず)をオンにすると、システムコントローラ７０は、ランプ用電源７１を制御して白色光源３０を発光させる。ただし、モータ５３及び半導体レーザー４０は共にオフのままである。これにより、白色光源１０から発した白色光は、連続的に白色光用ライトガイド１９に入射する。電子内視鏡の先端に設けられた撮像素子は、白色光により照明された体腔内の画像を撮影する。撮像素子から出力され画像信号は、映像信号処理回路７４に入力され、映像信号処理回路７４は、通常画像のデータに基づいて通常観察画像を生成し、これをモニター６０に表示する。

すなわち、実施例１の光源装置２０は、開口絞りを利用し、ライトガイドのＮＡに応じて白色光の光束径を変更することにより、ライトガイドに入射する白色光の収束角度を切り換える構成であり、かつ、ＲＯＭに格納された識別情報に基づいて自動的に開口絞りを光路中に挿入し、あるいは待避させる構成である。ここでは、開口絞り３２、切換機構７３、システムコントローラ７０が収束角度切換手段を構成しており、そのうち切換機構７３とシステムコントローラ７０とが絞り切換機構を構成している。

なお、白色光でのカラー画像の撮影時に白色光の光路にダイクロイックミラー５１が配置されていると、白色光に含まれる短波長側の成分がダイクロイックミラー５１により反射されて白色光用ライトガイドに入射せず、撮像素子により撮影された画像データの色再現性が悪化する。また、通常の観察時に回転ホイール５２を光路中に配置するには、窓５２Ｈが光路に一致する位置で回転ホイール５２を停止させる必要があるが、モータ５３により停止位置を厳密に制御するのは困難である。そこで、通常の観察時には、開口絞り３２と共に、ダイクロイックミラー５１と回転ホイール５２とを一体のユニット５０として光路から待避させている。

図５は、本発明の実施例２に係る内視鏡用光源装置を含んで構成される内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。図５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２０ａ及びモニター６０を備えている。蛍光観察内視鏡１０は実施例１で示したものと同一である。また、内視鏡用光源装置２０ａも、実施例１の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例１との相違点は、白色光の収束角度を変更する手段として、焦点距離が互いに異なる第１，第２の集光レンズ３３ａ，３３ｂを切り換えて使用するように構成された点である。

実施例２の光源装置２０ａの光学系は、白色光源３０、リフレクタ３１、このリフレクタ３１により平行光にされた白色光を集光させて励起光用ライトガイド１６に入射させる第１の集光レンズ３３ａ及び第２の集光レンズ３３ｂとを備えている。また、光源装置２０ａは、励起光を発する半導体レーザー４０と、この半導体レーザー４０から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ４１ａとを備えている。

白色光源３０から励起光用ライトガイド１６までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、ダイクロイックミラー５１ａにより合成している。

白色光源３０とダイクロイックミラー５１ａとの間には、赤外カットフィルター３４が配置されている。そして、この赤外カットフィルター３４とダイクロイックミラー５１ａとの間には、回転ホイール５２ａが配置されている。実施例２の回転ホイール５２ａは、白色光の光束径に合わせて実施例１よりも大きく設計されているが、その基本的な構成は図３に示した実施例１の回転ホイール５２と同一である。

なお、図５中の破線で囲まれたダイクロイックミラー５１ａ、回転ホイール５２ａ、モータ５３、及び第１，第２の集光レンズ３３ａ，３３ｂは、ユニット５０ａとして図５中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図５に示したように焦点距離の長い第１の集光レンズ３３ａとダイクロイックミラー５１ａ及び回転ホイール５２ａを光路中に配置した位置と、図６に示すように焦点距離の短い第２の集光レンズ３３ｂを光路中に配置してダイクロイックミラー５１ａ及び回転ホイール５２ａを光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。

光源装置２０ａには、白色光源３０に電流を供給するランプ用電源７１、半導体レーザー４０を駆動するレーザードライバ７２、上記のユニット５０ａをスライドさせる切換機構７３ａ、駆動回路１５から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成する映像信号処理回路７４とを備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ７０を備えている。システムコントローラ７０は、コネクタピン３１ｂに接続されたＲＯＭ１７から識別情報を読み出し、この識別情報に基づいて切換機構７３を制御してユニット５０ａをスライドさせる。

次に、上記のように構成された実施例２の内視鏡システムの作用について説明する。蛍光観察の場合には、図５に示すように蛍光観察内視鏡１０を光源装置２０に接続し、キースイッチ２２をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ７０は、ＲＯＭ１７の識別情報から、接続されているのが蛍光観察内視鏡１０であることと、励起光用ライトガイド１６のＮＡの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのＮＡが比較的小さい値であることが判明するため、切換機構７３ａを制御して、第１の集光レンズ３３ａが光路中に配置されるようユニット５０ａを設定する。これにより、励起光用ライトガイド１６のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。蛍光観察における各光源の制御、画像データの処理は実施例１におけるのと同様である。

一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、蛍光観察内視鏡１０を取り外し、通常の電子内視鏡を光源装置２０ａに接続し、キースイッチ２２をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ７０は、電子内視鏡に内蔵されたＲＯＭの識別情報から、接続されているのが通常の電子内視鏡であることと、内蔵された白色光用ライトガイド１９のＮＡの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのＮＡが比較的大きい値であることが判明するため、切換機構７３ａを制御して、図６に示すように第２の集光レンズ３３ｂが光路中に配置されるようにユニット５０ａを設定する。同時に、ダイクロイックミラー５１ａと回転ホイール５２ａとは光路外に待避する。これにより、白色光用ライトガイド１９のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。通常観察における各光源の制御、画像データの処理は実施例１におけるのと同様である。

すなわち、実施例２の光源装置２０ａは、焦点距離が互いに異なる複数の集光レンズを利用し、ライトガイドのＮＡに応じて白色光の収束角度を切り換える構成であり、かつ、ＲＯＭに格納された識別情報に基づいて自動的に集光レンズを変更する構成である。ここでは、第１，第２の集光レンズ３３ａ，３３ｂ、切換機構７３ａ、システムコントローラ７０が収束角度切換手段を構成しており、そのうち切換機構７３ａとシステムコントローラ７０とがレンズ切換機構を構成している。

図７及び図８は、本発明の実施例３に係る内視鏡用光源装置の主要部である光学系の構成を示す説明図である。実施例１の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例１との相違点は、白色光の収束角度を変更する手段として、実施例1の開口しぼり３４に代えて、正負の２枚のレンズ３５ａ，３５ｂから構成される光束径変換光学系３５を光路中に挿入し、あるいは待避させるように構成された点である。

実施例３の光源装置の光学系は、白色光源３０、リフレクタ３１、このリフレクタ３１により平行光にされた白色光を集光させて励起光用ライトガイド１６に入射させる集光レンズ３３を備えている。また、光源装置は、励起光を発する半導体レーザー４０と、この半導体レーザー４０から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ４１ａとを備えている。

白色光源３０から励起光用ライトガイド１６までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、ダイクロイックミラー５１により合成している。白色光源３０とダイクロイックミラー５１との間には、赤外カットフィルター３４が配置されている。そして、この赤外カットフィルター３４とダイクロイックミラー５１との間には、上記の光束径変換光学系３５と、回転ホイール５２とが配置されている。光束径変換光学系３５は、正レンズ３５ａにより一度収束させた光束を負レンズ３５ｂにより平行光に戻す構成であり、このような正負のレンズの組み合わせの他、正レンズ２枚を組み合わせてもよい。

なお、図７中の破線で囲まれたダイクロイックミラー５１、回転ホイール５２、モータ５３、及び光束径変換光学系３５は、ユニット５０ｂとして図７中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図７に示したようにユニット５０ｂ内の光学素子を光路中に配置した位置と、図８に示すようにこれらの光学素子を光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。

次に、上記のように構成された実施例３の内視鏡用光源装置の作用について説明する。蛍光観察の場合には、光源装置に蛍光観察内視鏡を接続し、図７に示すように、光束径変換光学系３５、回転ホイール５２、ダイクロイックミラー５１が光路中に配置されるようユニット５０ｂを設定する。これにより、励起光用ライトガイド１６のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。

一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、通常の電子内視鏡を光源装置に接続し、図８に示すように、光束径変換光学系３５、回転ホイール５２、ダイクロイックミラー５１が光路外に配置されるようユニット５０ｂを設定する。これにより、白色光用ライトガイド１９のＮＡに合わせて白色光の収束角度が設定される。

すなわち、実施例３の光源装置は、光束径変換光学系３５を利用し、ライトガイドのＮＡに応じて白色光の光束径を変更することにより、ライトガイドに入射する白色光の収束角度を切り換える構成である。なお、切り換えに当たっては、実施例１で説明したのと同様に、内視鏡の内蔵ＲＯＭに格納された識別情報に基づいて自動的に光束径変換光学系３５を光路中に挿入し、あるいは待避させることができる。ここでは、光束径変換光学系３５のみを示したが、実施例３の光源装置にも、実施例１と同様の切換機構、システムコントローラが収束角度切換手段として設けられており、そのうち切換機構とシステムコントローラとが光学系切換機構を構成する。

なお、上記の各実施例では、励起光源として単一の半導体レーザーを用いた例についてのみ説明したが、複数の半導体レーザーからのレーザー光を合成して用いてもよいし、固体レーザーや気体レーザー、あるいは、キセノンランプ等の放電管を用いることも可能である。ただし、放電管を用いる場合には、励起光用の光路にも回転ホイールと同様のシャッターが必要となる。

また、上記の各実施例では、白色光の光路を直線にして励起光の光路を光路合成素子により折り返しているが、反対に、励起光の光路を直線状にして、白色光の光路を折り曲げるようにしてもよい。後者の場合には、光路合成素子として、特定波長以上の光を反射させて特定波長以下の光を透過させるダイクロイックミラーを用いればよい。

本発明の実施例１に係る内視鏡用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に示される内視鏡システムの内部構成を示すブロック図であり、蛍光観察時の配置を示す。 図２の光学系に設けられている回転ホイールの正面図である。 図２の光学系の通常観察時の配置を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る内視鏡用光源装置を含んで構成される内視鏡システムの内部構成を示すブロック図であり、蛍光観察時の配置を示す。 図５の光学系の通常観察時の配置を示す説明図である。 本発明の実施例３に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図であり、蛍光観察時の配置を示す説明図である。 図７の光学系の通常観察時の配置を示す説明図である。

符号の説明

１０ 蛍光観察内視鏡
１６ 励起光用ライトガイド
１９ 白色光用ライトガイド
２０，２０ａ 光源装置
３０ 白色光源
３１ リフレクタ(放物面鏡)
３２ 開口絞り
３４ 赤外カットフィルター
３３，３３ａ，３３ｂ 集光レンズ
４０ 半導体レーザー(励起光源)
４１ コリメートレンズ
５１，５１ａ ダイクロイックミラー
５２，５２ａ 回転ホイール
５３ モータ
６０ モニター
７０ システムコントローラ
７１ ランプ用電源
７２ レーザドライバ
７３，７３ａ 切換機構
７４ 映像信号処理回路

Claims (9)

1. 体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するための内視鏡用光源装置であって、
   前記可視光を発する可視光源と、
   前記励起光を発する励起光源と、
   前記励起光源から発した励起光の光路と前記可視光の光路とを合成する光路合成素子と、
   該光路合成素子により合成された光路中に配置され、前記可視光及び前記励起光を集光させて前記ライトガイドに入射させる集光レンズと、
   前記ライトガイドの開口数に合わせて該ライトガイドに入射する可視光の収束角度を切り換える収束角度切換手段とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記収束角度切換手段は、前記ライトガイドの開口数に合わせて前記可視光源と前記集光レンズとの間で前記可視光の光束径を変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記収束角度切換手段は、前記可視光源と前記集光レンズとの間で前記可視光の光路中に選択的に挿入される開口絞りと、前記ライトガイドの開口数が小さいときには前記開口絞りを光路中に挿入し、前記ライトガイドの開口数が大きいときには前記開口絞りを光路から待避させる絞り切換機構とを備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記絞り切換機構は、内視鏡に装着されたライトガイドの開口数を検出し、その開口数に応じて自動的に前記開口絞りを光路中に挿入し、あるいは待避させることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
5. 前記開口絞りは、前記光路合成素子と一体に移動するよう構成され、前記絞り切換手段は、前記開口絞りと前記光路合成素子とを一体に光路中に挿入し、あるいは待避させることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡用光源装置。
6. 前記収束角度切換手段は、前記ライトガイドの開口数に合わせて前記集光レンズの焦点距離を変化させることにより、前記ライトガイドに入射する可視光の収束角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
7. 前記収束角度切換手段は、光路中に選択的に挿入される焦点距離が互いに異なる複数の集光レンズと、前記ライトガイドの開口数が小さいときには焦点距離の長い集光レンズを光路中に配置し、前記ライトガイドの開口数が大きいときには焦点距離の短い集光レンズを光路中に配置するレンズ切換機構とを備えることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源装置。
8. 前記レンズ切換機構は、内視鏡に装着されたライトガイドの開口数を検出し、その開口数に適した焦点距離の集光レンズを自動的に光路中に配置させることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用光源装置。
9. 前記収束角度切換手段は、前記可視光源と前記集光レンズとの間で前記可視光の光路中に選択的に挿入される光束径変換光学系と、前記ライトガイドの開口数が小さいときには前記光束径変換光学系を光路中に挿入し、前記ライトガイドの開口数が大きいときには前記光束径変換光学系を光路から待避させる光学系切換機構とを備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光源装置。