JP2006109851A

JP2006109851A - 照明装置とそれを用いた対物照明付内視鏡

Info

Publication number: JP2006109851A
Application number: JP2004297051A
Authority: JP
Inventors: Masao Sato; 藤正生佐; Hiroshi Kusuhara; 原大志楠
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27
Also published as: US20060087731A1; CN1759803A; DE102005049337A1

Abstract

【課題】
内視鏡などに取り付けて使用される照明装置を大型化させることなく、極めて簡単な構成で調光できるようにする。
【解決手段】
内視鏡（１）のプローブ（２）に挿通されたライトガイド（５）を介して観察対象物に照射される照明光の調光を行うために、照明装置（７）に、光源（９）から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞り（１０）を設けると共に、固定絞り（１０）に対して前記光源（９）を近接離隔させるように移動させる調光機構（６）を設け、光源（９）を移動させることにより固定絞り（１０）を通過する光量を増減できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力させる光の光量調整が可能な照明装置と、これを用いた対物照明付内視鏡に関する。

内視鏡は、産業用・医療用と幅広い用途で用いられており、観察対象物の像を観察する装置本体に、先端から画像を取り込むチューブ状のプローブが取り付けられ、外光が入らない部位でも観察できるようにプローブに挿通されたライトガイドを介して観察対象物に照明光を照射するようになっている。

図４に示す内視鏡４１は、観察対象物の像を観察するアイピースとなる装置本体４２に、バンドルファイバでなるイメージガイド４３及びライトガイド４４が個別に挿通されたチューブ状のプローブ４５と、前記ライトガイド４４に高輝度ＬＥＤなどの光源４６から照射された照明光を入射させて観察対象物に照明項を照射する照明装置４７が取り付けられると共に、イメージガイド４３で取り込んだ画像を撮像するカメラ４８と、その画像を映し出す表示装置４９が設けられている。
特開２０００−１１６５９９

しかしながら、この照明装置４７は、観察対象物の周囲の明るさに応じて照明光の光量を調整することができないため、観察対象物の材質や周囲の状況によって、光量不足になったり光量オーバになったりして、観察対象物が見ずらくなる場合がある。

そこで、図５に示すように、内視鏡５１に使用される照明装置５２に調光機構５３を備えたものが提案されている。
この照明装置５２は、ライトガイド４４の光入射端と光源４６の間に、可変絞り５４を配し、これをモータなどで回転させて開口面積を変化させることにより、光量を調整するものである。
特開２００３−１８０６３１

また、光量を調整する手段としては、上述したような可変絞り５４を利用する以外に、光透過率の異なる複数のＮＤフィルタを円周上に配した調光フィルタや、円周方向に沿って開口率が徐々に変化するスリットを形成した調光フィルタを用いたり、さらに、光源４６に供給する電源電圧を制御する調光回路を用いることが知られている。

しかし、可変絞り５４は絞り羽根バネを進退させて開口面積を変化させるものであり、開口面積を狭くすることにより光量を絞り、広くすることにより光量を増やすものであるが、ライトガイド４４の光入射端の口径が限定されていることから、その口径よりも小径の範囲で開口面積を調整しなければならない。
したがって、光量調整可能な範囲が限られ、しかも、光量を絞ったときにライトガイド４４の一部に光が入射されなくなるので出射端から光が均一に出射されないという問題があった。
また、調光フィルタは、可動絞りよりも大径になるので、さらに、大型化することが避けられない。

特に、図４に示す内視鏡４１のように、プローブ４５の先端から取り込まれたイメージを肉眼で観察する簡易携帯式の場合、大型の装置本体４２を外部照明装置に接続することはせず、装置本体４２にグリップを兼用する照明装置４７を取り付けるように構成するのが一般的であるため、その照明装置４７の小型化が望まれている。

また、調光回路を用いて供給電圧を変化させると、高輝度白色ＬＥＤを用いた場合に、照明光の色温度が変化するという問題があり、色温度を一定に維持しようとすると調光回路が複雑化するだけでなく、コストが嵩むという問題を生ずる。

そこで本発明は、内視鏡などに取り付けて使用される照明装置を大型化させることなく、極めて簡単な構成で調光できるようにすることを技術的課題としている。

本発明は、光源から照射される光を出力する照明装置において、前記光源から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞りが配されると共に、固定絞りに対して前記光源を移動させることにより固定絞りを通過する光量を増減させる調光機構を備えたことを特徴としている。

本発明の照明装置は、光源から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞りを備えており、調光機構により光源をその絞りの光軸方向に沿って絞りに対して近接離隔させるように移動させれば、固定絞りを透過する光量は、光源から固定絞りまでの距離の２乗に反比例して変化するので、容易に光量調整を行うことができる。
また、光源から照射された光の強度分布は一般にその中心（光軸）が高く、中心から離れるにしたがって暗くなるので、光源の光軸を固定絞りの光軸に対して傾斜させるように移動させれば、固定絞りを透過する光強度分布が変化するので、容易に光量調整を行うことができる。

さらに、絞りは固定であるので、絞り羽根を退避させる精密な稼動機構を設ける必要がなく、光源を移動させる単純な機構を設ければ足りるので、照明装置自体を小型、軽量、単純化できる。

本例では、内視鏡などに使用される照明装置を大型化させることなく調光できるようにするという課題を、極めて簡単な構成で達成した。

図１は本発明に係る内視鏡の要部を示す図、図２〜図３は他の実施形態を示す説明図である。

図１に示す内視鏡１は、観察対象物の像を観察するアイピース（装置本体）２に、先端から画像を取り込むチューブ状のプローブ３が取り付けられている。
プローブ３には、バンドルファイバで形成されたイメージガイド４及びライトガイド５が挿通されている。
そして、イメージガイド４のプローブ先端３ａ側に、観察対象物の像を取り込む対物レンズ６ａが配されると共に、アイピース２側に前記対物レンズ６ａから取り込まれた像を拡大観察する接眼レンズ６ｂが配されている。
また、対物レンズ６ａの周囲には観察対象物に対して照明光を照射するライトガイド５が環状に配されている。

アイピース２には、ライトガイド５を介して観察対象物に照明光を照射する照明装置７が取り付けられている。
この照明装置７は、内視鏡１のグリップを兼用するケーシング８に、光線束を所定の角度で照射する高輝度白色ＬＥＤ等の拡散光照射光源９と、その光線束を制限してアイピース２側に出力する固定絞り１０と、固定絞り１０から出力される照明光の光量を調整する調光機構Ｂ_１を備えており、固定絞り１０にはその光軸Ｙに一致させてライトガイド５の光入射端が取り付けられている。

調光機構Ｂ_１は、光源９を取り付けたスライダ１１と、ケーシング８に外装されたスライダ進退用操作リング１２を備えており、光源９と固定絞り１０の光軸同士が同軸に配された状態でスライダ１１が固定絞り１０の光軸Ｙ方向に沿って進退するように形成されている。
また、スライダ１１には、照明装置７のケーシング８の長手方向に形成されたスリット１３から外部に突出するピン１４が取り付けられ、そのピン１４が操作リング１２の内面に形成された螺旋溝１５に係合されている。

これにより、操作リング１２を回転させると、これが円筒カムとして作用し、スライダ１１に取り付けられた光源９を光軸Ｙ方向に沿って進退させることができる。
そして、光源９を固定絞り１０に近づけると所定の角度で拡散照射される光線束のうち固定絞り１０を通過する光線量が増え、固定絞り１０から離すと固定絞りを通過する光線量が減少するので、ライトガイド５を介して観察対象物に照射される照明光の光量を調整することができる。

以上が本発明の一構成例で、次にその作用ついて説明する。
例えば、機械装置や自動車エンジンなどをメンテナンスする際に、複雑に入り組んだパーツの隙間の陰になって見え難い部分や配管内を観察する場合について説明する。
まず、照明装置７の光源９を点灯させた状態で、プローブ３を観察しようとする部位に挿し込めば、光源９から照射された照明光がライトガイド５を介してその先端から観察対象物に照射される。
したがって、観察対象物の周囲が暗くても照明光が照射されるので、その像をイメージガイド４の先端から取り込んで、アイピース２で観察することができる。

ところで、観察対象物が光を反射しやすい材料で形成されている場合、プローブ３の先端３ａから照射された照明光の反射光強度が高すぎ、アイピース２で観察したときにその像がハレーションを起こして却って見難くなることがある。
このような場合は、照明装置７の操作リング１２を回転させることにより、光源９を取り付けたスライダ１１を固定絞り１０から離隔させるように後退させれば、光源９から所定の角度で拡散照射される光線束のうち固定絞り１０を通過する光線量が減少するので光量を落すことができる。

また、観察対象物が光を反射しにくい材料で形成されている場合、プローブ３の先端３ａから照射された照明光の反射光強度が不足し、アイピース２で観察したときにその像が見難くなることがある。
このような場合は、照明装置７の操作リング１２を回転させることにより、光源９を取り付けたスライダ１１を固定絞り１０に近づけるように前進させれば、光源９から所定の角度で拡散照射される光線束のうち固定絞り１０を通過する光線量が増加するので光量を増大させることができる。

このように、本例によれば、アイピース２で観察しながら照明装置７の操作リング１２を回転させることにより照明光を適切な光量に調整することができる。
なお、アイピース２は肉眼で観察するものに限らず、撮像素子を内蔵させ、モニタ装置に画像を映し出させることにより観察するものであっても良い。
また、照明装置７は対物照明付内視鏡１の照明に使用されるものに限らず、汎用の照明装置として使用し得る。

図２は他の実施形態を示し、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の照明装置２１は、グリップを兼用するケーシング８に、拡散光照射光源９と固定絞り１０と調光機構Ｂ_２を備えている。

調光機構Ｂ_２は、光源９を取り付ける揺動子２２と、これを揺動させる操作子２３を備えており、この操作子２３を回動させることにより、光源９がその光軸Ｚを固定絞り１０の光軸Ｙに対して傾斜させることができるようになっている。

光源９から照射される光の強度分布はその中心（光軸Ｚ方向）が高く、光軸Ｚから離れるにしたがって暗くなるので、光源９の光軸Ｚを固定絞り１０の光軸Ｙに対して傾斜させるように移動させれば、固定絞り１０を透過する光強度分布が変化するので、容易に光量調整を行うことができる。

図３は他の実施形態を示し、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の照明装置３１は、グリップを兼用するケーシング８に、拡散光照射光源９と固定絞り１０と調光機構Ｂ_３を備えており、光源９と固定絞り１０がその光軸Ｚ，Ｙ同士を平行にして配されている。
調光機構Ｂ_３は、固定絞り１０の光軸Ｙに対して直交する方向に進退するスライダ３２と、ケーシング８に外装されたスライダ進退用操作リング３３を備えており、光源９が、スライダ３２に取り付けられて固定絞り１０の光軸Ｙに対して偏位可能に配されてなる。

また、照明装置７のケーシング８内に光軸Ｙと直交する面に、固定ディスク３４と回転ディスク３５が重ねて設けられ、スライダ３２には固定ディスク３４の径方向に形成されたスリット３６を貫通するピン３７が取り付けられ、そのピン３７が回転ディスク３４に形成された渦型スリット３８と係合されている。
そして、回転ディスク３４が操作リング３３に取り付けられ、操作リング３３を回転させることにより光源９が固定絞り１０の光軸Ｙに直交する方向に進退し、光源９の光軸Ｚが固定絞り１０の光軸Ｙに対して偏位する。

本例の場合も、光源９から照射される光の強度分布を利用し、光源９の光軸Ｚが固定絞り１０の光軸Ｙに対して同軸位置にあるときが最も照明光が明るく、光源９の光軸Ｚが固定絞り１０の光軸Ｙから離れるにしたがって、照明光は暗くなっていく。

以上述べたように、本発明は、一般産業分野・医療分野等で、観察対象物の材料やその観察部位の環境に応じて照明光の光量調節を行いながら、パーツの隙間の陰になって見え難い部分や配管内や、体腔内を観察する際に使用する照明装置の用途に適用し得る。

本発明に係る内視鏡を示す説明図。他の実施形態を示す説明図。他の実施形態を示す説明図。従来装置を示す説明図。従来装置を示す説明図。

符号の説明

１内視鏡
２アイピース（装置本体）
３プローブ
４イメージガイド
５ライトガイド
７，２１，３１照明装置
Ｂ_１〜Ｂ_３調光機構
９光源
１０固定絞り

Claims

光源から照射される光を出力する照明装置において、前記光源から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞りが配されると共に、固定絞りに対して前記光源を移動させることにより固定絞りを通過する光量を増減させる調光機構を備えたことを特徴とする照明装置。
光源と固定絞りがその光軸同士を同軸にして配されると共に、前記調光機構は、光源が固定絞りに対して近接離隔可能に配されてなる請求項１記載の照明装置。
前記調光機構は、光源がその光軸を固定絞りの光軸に対して傾斜可能に配されてなる請求項１記載の照明装置。
光源と固定絞りがその光軸同士を平行に維持して配されると共に、前記調光機構は、光源が固定絞りの光軸に対して偏位可能に配されてなる請求項１記載の照明装置。
観察対象物の像を観察する装置本体に、先端から画像を取り込むチューブ状のプローブと、前記プローブに挿通されたライトガイドを介して観察対象物に照明光を照射する照明装置が取り付けられてなる対物照明付内視鏡において、
前記照明装置は、光源から所定の角度で拡散照射される光線束を制限して出力する固定絞りが配されると共に、固定絞りに対して前記光源を移動させることにより固定絞りを通過する光量を増減させる調光機構を備えたことを特徴とする対物照明付内視鏡。