JP2006136519A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 補助光源と絞り部材とを備えつつ、簡易な構造を有する内視鏡装置用の光源装置を実現する。
【解決手段】 網絞り３８には、開口率の異なる複数の開口と、補助光源５６とが設けられている。網絞り駆動モータが、主光源３２が照明光を出射する間、適当な開口率を有する開口が照明光の光路Ｌ上に配置されるように、光路Ｌと平行な回転軸Ａを中心に網絞り３８を回転させる。さらに、主光源３２が故障等により使用できなくなった場合、網絞り駆動モータは、補助光源５６が光路Ｌ上にあるように、網絞り３８を回転させる。そして、補助光源５６は、主光源３２と同じ方向に向けて照明光を出射し、照明光は、ライトガイド入射端１２Ａに入射する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば内視鏡装置に使用される光源装置に関する。

電子内視鏡装置は、一般に、被写体である体内組織を照明するための光源等を備えたプロセッサと、撮像素子を備えたビデオスコープにより構成される。光源からの照明光は、ビデオスコープ内に挿通されたライトガイドを介して、ビデオスコープの先端部から被写体に出射される。そして、撮像素子によって得られた画像信号がプロセッサに送信され、プロセッサにおいて画像信号に所定の処理が施されることにより、被写体像がモニタに表示される。

内視鏡装置による被写体観察においては、光源内のランプの寿命切れ、もしくは故障等により、光源が照明光を出射できなくなる場合が考えられる。このような事態に備え、患者の体内からビデオスコープを抜き出すために使用される予備の光源が、一般に内視鏡装置には設けられている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１６７１２６号公報（図２）

また、通常、内視鏡装置においては、通過する照明光の割合を調整可能な絞り部材が設けられており、光源から出射された照明光がライトガイドに入射する前に絞り部材を通ることにより、ビデオスコープの先端部から出射される照明光の光量は、被写体の状況に応じて調整される。

補助光源と絞り部材とは、それぞれ個別に設けられているために、内視鏡装置における光源装置の構造の簡素化を妨げる。

本発明は、補助光源と絞り部材とを備えつつ、簡易な構造を有する内視鏡装置用の光源装置を実現することを目的とする。

本発明の光源装置は、被写体を照明するための照明光を出射する第１の光源と、第１の光源の異常を検知する異常検知手段と、照明光を所定の割合で通過させる光量調整部材と、光量調整部材と一体的に設けられた第２の光源と、第２の光源と光量調整部材とのいずれかが、第１の光源からの照明光の光路上に配置されるように制御する配置手段とを備える。そして、光源装置は、配置手段が、異常検知手段が第１の光源の異常を検知しない場合、光量調整部材を照明光の光路上に配置させ、異常検知手段が第１の光源の異常を検知した場合、第２の光源を照明光の光路上に配置させることを特徴とする。

光量調整部材は、例えば、照明光の光量を所定の割合で通過させる複数の開口を有する網絞りである。この場合、配置手段は、第２の光源もしくは複数の開口のいずれかを第１の光源からの照明光の光路上に配置させる。第２の光源と複数の開口とは、例えば同心円状に設けられる。この場合、配置手段は、網絞りを回転させることが望ましい。また、網絞りには位置決め穴が設けられ、光源装置が、位置決め穴を検出するための絞り位置センサをさらに有することが好ましい。

第２の光源は、第１の光源からの照明光の光路上において、第１の光源と同じ方向に向けて照明光を出射することが好ましい。また、第２の光源は、例えば半導体発光素子（ＬＥＤ）を含み、第１の光源よりも光強度の低い照明光を出射することが好ましい。そして、光源装置には、第２の光源が第１の光源からの照明光の光路上にあるときに、第２の光源に電流を供給するための接点式スイッチをさらに備えていることが好ましい。

本発明の内視鏡装置は、光源装置を備えている。そして、内視鏡装置は、第１の光源の異常をユーザに報知する異常報知手段をさらに備えていることが好ましい。

本発明の光量調整装置は、所定の開口率を有する複数の開口が形成された網絞りと、網絞りに一体的に設けられた光源と、光源と複数の開口のいずれか１つが所定の位置に配置されるように制御する配置手段とを備えている。光量調整装置には、例えば、複数の開口と光源とが同心円状に設けられている。この場合、配置手段は、網絞りを回転させることが好ましい。

網絞りには、位置決め穴が設けられ、光量調整装置は、位置決め穴を検出するための絞り位置センサをさらに備えていることが好ましい。また、光量調整装置は、光源が所定の位置にあるときに、光源に電流を供給するための接点式スイッチをさらに備えていることが望ましい。

本発明によれば、補助光源と絞り部材とを備えつつ、簡易な構造を有する内視鏡装置用の光源装置を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、電子内視鏡装置１０のブロック図である。

電子内視鏡装置１０は、患者の体腔内の撮影に用いられるビデオスコープ２０と、ビデオスコープ２０に照明光を供給するとともに、ビデオスコープ２０から送られてくる画像信号を処理するプロセッサ３０とを備える。ビデオスコープ２０は、プロセッサ３０に着脱自在に接続され、プロセッサ３０にはモニタ８０が接続されている。

プロセッサ３０には、照明光を照射するキセノンランプ（図示せず）を内蔵した主光源３２と、主光源３２に電流を供給する主光源用電源３４等を含む光源装置が設けられている。主光源用電源３４は、光源点灯スイッチ（図示せず）が操作され、ＡＣ入力端子３６から電力を供給されることにより、主光源３２に電流を供給する。これにより、主光源３２は、被写体を照明するための照明光を出射する。

制御回路５０は、システム電源５２から電源供給され、プロセッサ３０全体を制御する。制御回路５０は、主光源用電源３４が主光源３２に供給する電流量を指示する信号を主光源用電源３４に送信し、主光源３２の照明光の出射と出射停止の切り換え、及び照明光の光強度を制御する。また、光源装置には、主光源３２を冷却する光源用ファン４２、主光源用電源３４を冷却する電源用ファン４４が設けられており、制御回路５０は、光源用ファン４２及び電源用ファン４４も制御する。

主光源３２から出射した照明光は、レンズ系５４と、網絞り駆動モータ４６によって駆動される網絞り３８とを通過し、ライトガイド１２の入射端１２Ａに入射する。網絞り３８には、所定の割合で照明光を通過させる複数の開口と一体的に補助光源５６が設けられている。補助光源５６は、ＬＥＤを含んでおり、キセノンランプの寿命切れ、もしくは故障等により主光源３２が使用できなくなった場合に使用される。補助光源５６は、主として非常時にビデオスコープ２０を患者の体内から抜き出すために用いられ、被写体観察に用いる照明光ほどの輝度は必要でないことから、出射する照明光の光強度は主光源３２よりも低い。

被写体の観察中、主光源３２に何らかの異常が発生し、主光源用電源３４から電流が供給されたにも関わらず、主光源３２が照明光を出射しない場合、主光源用電源３４は、主光源３２が照明光を出射していないことを伝える信号を制御回路５０に送る。このため、制御回路５０は、主光源３２の異常を検知し、主光源用電源３４に対して、主光源３２への電流供給を停止させる。そして、制御回路５０は、補助光源用電源（図示せず）に対して、補助光源５６に電流を供給させるとともに、補助光源５６を駆動させる信号を網絞り駆動モータ４６に送る。この結果、主光源３２は照明光の出射を停止し、補助光源５６は、主光源３２が出射する照明光の光路上に移動して、照明光を出射する。なお、補助光源５６が、主光源３２からの照明光の光路上にあるか否かは、絞り位置センサ４０によって判断される。

ライトガイド１２は、入射端１２Ａに入射した照明光を観察部位のあるビデオスコープ２０の先端部へ伝達し、ライトガイド１２を通った照明光は出射端１２Ｂから出射され、被写体に照射される。被写体である観察部位で反射した照明光は、対物レンズ（図示せず）及びカラーフィルタ（図示せず）を通ってＣＣＤ２２に到達する。そして、光電変換により生じた、カラーフィルタを通る色に応じた被写体像の画像信号を形成するための電荷が、ＣＣＤ２２の受光面に蓄積される。ここでは、カラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されており、ＣＣＤ２２において生成された画像信号は、１フィールド期間、すなわち１／６０秒間隔ごとに順次読み出され、初期信号処理回路２４へ送られる。

ビデオスコープ２０内には、ビデオスコープ２０全体を制御するスコープ制御部２６と、ビデオスコープ２０の特性や信号処理に関するデータがあらかじめ記憶されたＥＥＰＲＯＭ２８が設けられている。スコープ制御部２６は、初期信号処理回路２４に対して制御信号を送るとともに、適宜ＥＥＰＲＯＭ２８からデータを読み出す。

初期信号処理回路２４では、読み出された画像信号に増幅処理が施され、さらにアナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。そして、ホワイトバランス調整など様々な処理がデジタル画像信号に対して施され、輝度信号、色差信号が生成される。輝度信号及び色差信号は、プロセッサ３０のプロセッサ信号処理回路４８へ送られ、ＮＴＳＣ信号などの映像信号に変換され、モニタ８０へ出力される。この結果、被写体像がモニタ８０に表示される。

制御回路５０は、主光源用電源３４からの信号により主光源３２の異常を検知すると、プロセッサ信号処理回路４８を介して、モニタ８０に、主光源３２の異常を知らせるための所定の警告メッセージを表示させる。これにより、ユーザは、主光源３２が照明光を出射しない異常が生じたことを把握できる。

図２は、プロセッサ３０内の光源装置等の配置を上から見て概略的に示す図である。図３は、プロセッサ３０の正面図であり、図４は、プロセッサ３０の背面図である。

光源装置は、プロセッサ３０内の正面左側に設けられている。そして、プロセッサ３０の正面右側には、プロセッサ信号処理回路４８と制御回路５０を有する制御基板６５と、後述のＲＧＢコネクタ６４、Ｙ／Ｃコネクタ６６（図４参照）を介して送られる信号を処理する回路を有する背面パネル基板７２とが配置されている。

プロセッサ３０の正面３０Ｌには、輝度調整、ノイズリダクション等のためにユーザが用いる操作パネル（フロントパネル）６８、ライトガイド１２のプロセッサ側端部１２Ｅと、ビデオスコープ２０を差込むためのスコープ差込口７０が設けられている（図３参照）。ユーザが、操作パネル６８を操作すると、操作に応じた所定の指示信号が制御回路５０に送信され、輝度調整、ノイズリダクション等の処理が施される。一方、プロセッサ３０の背面３０Ｒには、ＲＧＢコネクタ６４、Ｙ／Ｃコネクタ６６及びＡＣ入力端子３６が設けられている（図４参照）。

図５は、光源装置において照明光の照射を制御する部材の配置を概略的に示す図である。図６は、複数の開口を有する網絞り３８を示す図であり、図７は、網絞り３８の各開口が通過させる照明光の光量の割合を示す図である。図８は、網絞り３８に設けられた、補助光源５６に電流を供給するための接点式スイッチを示す図である。

導光レンズ５４は、光源３２内のキセノンランプ３３から出射された照明光を、ライトガイド入射端１２Ａに導くために設けられており、導光レンズ５４の光軸と、照明光の光路Ｌとは一致する。網絞り３８は、円板状の部材であり、網絞り駆動モータ４６によって、照明光の光路Ｌと平行な回転軸Ａを中心に回転させられる。網絞り３８には、照明光の光路Ｌに平行な方向に沿って、照明光を通過させるための第１〜第１１開口３８Ａ〜Ｋと補助光源５６とが同心円状に設けられている（図６参照）。さらに、網絞り３８には、位置決め穴７４が設けられており、外周付近で挟むように配置された絞り位置センサ４０が、位置決め穴７４の位置を検出することにより、網絞り３８の回転位置を検出する。

第１〜第１１開口３８Ａ〜Ｋが、入射する照明光の光量に対して通過させる照明光の光量の割合（以下、開口率という）は全て異なっており（図７参照）、網絞り駆動モータ４６は、適当な開口率を有する開口が、主光源３２からの照明光の光路Ｌ上の位置（以下、光路位置という）にあるように、制御回路５０の指示に基づいて網絞り３８を回転させる。光源装置４０の起動時には、位置決め穴７４の位置に基づいて、常に第３開口３８Ｃが光路位置にあるように網絞り３８が回転され、動画像の観察時には、通常、第３開口３８Ｃが使用される。

主光源３２からの照明光による通常の被写体観察において使用する開口を変更する場合、もしくは、使用できなくなった主光源３２に代わって補助光源５６を使用する場合には、制御回路５０からの指示信号を受信した網絞り駆動モータ４６が、網絞り３８を所定量だけ回転させる。この結果、適当な開口率を有する開口、もしくは補助光源５６が光路位置に配置される。そして、補助光源５６は、主光源３２と同じ方向に向けて、すなわち、光路Ｌの方向に照明光を出射する（図５参照）。このため、主光源３２が突然使用できなくなった場合においても、主光源３２によって照明されていた被写体の照明が続けられる。

網絞り３８には、補助光源５６に電流を供給するための接点式スイッチ７６が設けられている（図６及び図８参照）。すなわち、網絞り３８のライトガイド入射端１２Ａ側の表面３８Ｓには、補助光源５６に電流を導くための薄層の金属メッキ８２が設けられ、補助光源用電源７８から延びる接点ブラシ８４の先端が金属メッキ８２に接触可能である。そして、図示するように、補助光源５６が照明光を出射するために光路位置に配置されると、補助光源用電源７８から、接点ブラシ８４及び金属メッキ８２を介して、補助光源５６に電流が供給される。なお、図８においては、説明の便宜上、金属メッキ８２を厚く示しているが、実際には金属メッキ８２は非常に薄い層であり、実質的に網絞り表面３８Ｓと同じ平面を形成する。

図９は、電子内視鏡装置１０における光源制御ルーチンを示すフローチャートである。

電子内視鏡装置１０の電源スイッチがオン状態になると、光源制御ルーチンが開始する。ステップＳ１では、ビデオスコープ２０がプロセッサ３０に接続されているか否かが判断され、ビデオスコープ２０がプロセッサ３０に接続されると、ステップＳ２に進む。ステップＳ２においては、スコープ制御部２６と制御回路５０との間で必要なデータの授受がなされ、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、光源点灯スイッチがオンであるか否かが判断され、光源点灯スイッチがオンであればステップＳ４に進む。ステップＳ４では、制御回路５０が、主光源用電源３４に対し、主光源３２をオンにするための光源オン信号を送信してステップＳ５に進む。ステップＳ５においては、制御回路５０が、主光源３２を点灯させたことを示す光源点灯信号を主光源用電源３４から受信したか否かが判断される。制御回路５０が、光源点灯信号を受信した場合、ステップＳ６に進み、受信しなかった場合、ステップＳ７に進む。ステップＳ６では、制御回路５０が、スコープ制御部２６を介してＣＣＤ２２の電子シャッタ機能にて適正露出となるようにすることにより露出を制御し、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８においては、操作パネル６８が操作されたか否かが判断され、ユーザにより操作パネル６８が操作された場合、ステップＳ９に進み、操作されなかった場合、ステップＳ１０に進む。ステップＳ９では、操作パネル６８からの指示信号に基づいて、制御回路５０等が所定の演算処理を施し、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、光源点灯スイッチが再びオン状態となるように操作されたか否かが判断され、再度オン状態となるように操作された場合、ステップＳ１１に進み、再度オン状態となるように操作されなかった場合、ステップＳ８に戻る。ステップＳ１１では、制御回路５０が、主光源３２をオフにするためのオフ信号を主光源用電源３４に送信し、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ７においては、制御回路５０が光源点灯信号を受信しないまま、規定時間が経過したか否かが判断される。規定時間を超えて制御回路５０が光源点灯信号を受信しない場合、ステップＳ１２に進み、規定時間内に光源点灯信号を受信した場合、ステップＳ５に戻る。ステップＳ１２においては、後述のように、光源エラー処理が施され、光源制御ルーチンは終了する。

図１０は、光源エラー処理ルーチンを示すフローチャートである。

光源エラー処理ルーチンは、制御回路５０が、規定時間以上、光源点灯信号を受信しない場合に開始する（図７のステップＳ７、Ｓ１２参照）。ステップＳ１３においては、制御回路５０が、異常が生じた主光源３２による照明光の出射指示を停止するため、光源オフ信号を主光源用電源３４に送信し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、制御回路５０が、照明光を出射する光路位置に補助光源５６を配置させるために、網絞り駆動モータ４６を駆動させ、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、補助光源５６が照明光を出射する光路位置にあるか否かが判断され、補助光源５６が光路位置にあると判断されるとステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、制御回路５０により、網絞り駆動モータ４６が停止され、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においては、制御回路５０の制御によって補助光源用電源７８から補助光源５６に所定量の電流が供給され、補助光源５６が点灯し、光源エラー処理ルーチンは終了する。

以上のように本実施形態によれば、被写体に照射される照明光の光量を調整するための網絞り３８に、補助光源５６を一体的に設けることにより、簡易な構造を有する内視鏡装置用の光源装置を実現できる。

網絞り３８、補助光源５６等の配置、形状等は、それぞれの機能を実現できる限り本実施形態に限定されず、例えば、補助光源５６が開口絞りと一体的に設けられても良い。また、光源の種類も本実施形態に限定されず、例えば、補助光源５６においては、ＬＥＤ以外のランプ等が用いられても良く、主光源３２についても、ハロゲンランプ等が用いられても良い。

網絞り駆動モータ４６の動力源は、補助光源５６と第１〜第１１開口３８Ａ〜Ｋとを光路位置に配置できる限り、本実施形態のモータに限定されず、例えばソレノイドが使用されても良い。

電子内視鏡装置のブロック図である。 プロセッサ内における光源装置等の配置を概略的に示す図である。 プロセッサの正面図である。 プロセッサの背面図である。 照明光の照射を制御する部材の配置を上から見て概略的に示す図である。 複数の開口を有する網絞りを示す図である。 網絞りの各開口が通過させる照明光の光量の割合を示す図である。 補助光源に電流を供給するための接点式スイッチを示す図である。 光源制御ルーチンを示すフローチャートである。 光源エラー処理ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 電子内視鏡装置（内視鏡装置）
２０ ビデオスコープ
３０ プロセッサ
３２ 主光源（第１の光源）
３４ 主光源用電源（異常検知手段）
３８ 網絞り（光量調整部材）
３８Ａ〜Ｋ 第１〜第１１開口
４０ 絞り位置センサ
４２ 光源用ファン（光源冷却手段・送風手段）
４６ 網絞り駆動モータ（配置手段）
５０ 制御回路（配置手段・異常検知手段）
５６ 補助光源（第２の光源・光源）
７４ 位置決め穴
７６ 接点式スイッチ
８０ モニタ（異常報知手段）

Claims (17)

1. 被写体を照明するための照明光を出射する第１の光源と、
   前記第１の光源の異常を検知する異常検知手段と、
   前記照明光を所定の割合で通過させる光量調整部材と、
   前記光量調整部材と一体的に設けられた第２の光源と、
   前記第２の光源と前記光量調整部材とのいずれかが前記照明光の光路上に配置されるように制御する配置手段とを備え、
   前記配置手段が、前記異常検知手段が前記第１の光源の異常を検知しない場合、前記光量調整部材を前記照明光の光路上に配置させ、前記異常検知手段が前記第１の光源の異常を検知した場合、前記第２の光源を前記照明光の光路上に配置させることを特徴とする光源装置。
2. 前記光量調整部材が、前記照明光の光量を所定の割合で通過させる複数の開口を有する網絞りであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記配置手段が、前記第２の光源と前記複数の開口のいずれか１つを前記照明光の光路上に配置させることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第２の光源と前記複数の開口とが同心円状に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 前記配置手段が、前記網絞りを回転させることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記網絞りに位置決め穴が設けられており、前記位置決め穴を検出するための絞り位置センサをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
7. 前記第２の光源が、前記照明光の光路上において、前記第１の光源と同じ方向に向けて照明光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
8. 前記第２の光源が、半導体発光素子（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
9. 前記第２の光源が前記照明光の光路上にあるときに、前記第２の光源に電流を供給するための接点式スイッチをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
10. 前記第２の光源が、前記第１の光源よりも光強度の低い照明光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
11. 請求項１に記載の光源装置を備えることを特徴とする内視鏡装置。
12. 前記第１の光源の異常をユーザに報知する異常報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置。
13. 所定の開口率を有する複数の開口が形成された網絞りと、
    前記網絞りに一体的に設けられた光源と、
    前記光源と前記複数の開口のいずれか１つが所定の位置に配置されるように制御する配置手段とを備えたことを特徴とする光量調整装置。
14. 前記光源と前記複数の開口とが同心円状に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の光量調整装置。
15. 前記配置手段が、前記網絞りを回転させることを特徴とする請求項１４に記載の光量調整装置。
16. 前記網絞りに位置決め穴が設けられ、前記位置決め穴を検出するための絞り位置センサをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の光量調整装置。
17. 前記光源が前記所定の位置にあるときに、前記光源に電流を供給するための接点式スイッチをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の光量調整装置。
    
    

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