JP2006167056A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数が少なく、構造及び組み立てが簡単であり、さらに小型化を図ることが可能でありながら、レンズホルダを所定位置に確実に保持できる内視鏡用光源装置を提供する。
【解決手段】 レンズホルダ３３の回転軸３２に沿った直線移動を所定位置で規制する直線方向用ストッパ３２ｂ、及び、レンズホルダの回転を規制する回転方向用ストッパ３３ａ、３５と、レンズホルダを回転軸に対して直線方向用ストッパ３２ｂ側に直線移動付勢し、かつ、回転方向ストッパ側に回転付勢する単一の捻り圧縮ばねＳと、を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、常時において内視鏡に光を供給する主光源と、主光源が故障により非点灯となった非常時に内視鏡に光を供給する補助光源とを備える内視鏡用光源装置に関する。

内視鏡は、その内部を貫通する導光ファイバ（ファイババンドル）を介して光源装置に接続されている。導光ファイバの入射端面は、光源装置内に配設された主光源ランプと対向しており、導光ファイバの出射端面は、内視鏡の挿入部先端に設けられた照明用光学系へと接続されている。主光源ランプから射出された光は、主光源用集光レンズを介して導光ファイバの入射端面に導かれ、導光ファイバを通って照明用光学系に導かれ、この照明用光学系から内視鏡の外部に向けて射出されて、体腔内や機械の内部を照らす（例えば、特許文献１）。

しかし、内視鏡の挿入部が体腔内や機械内に挿入された状態で主光源ランプが故障により非点灯となると、体腔内や機械内部での作業が不可能になってしまう。そのため光源装置には通常、主光源ランプが故障により非点灯となった場合に点灯する補助光源が設けられている（例えば、特許文献２）。

補助光源を具備する光源装置では通常、主光源及び補助光源の光軸と平行な回転軸に、上記主光源用集光レンズを支持するレンズホルダに穿設した嵌合孔を、回転軸回りに相対回転可能かつ回転軸方向に相対道可能として嵌合することにより、レンズホルダを回転軸に対して回転可能とし、さらに補助光源をこのレンズホルダに一体的に設けている。
そして、主光源の点灯中は、レンズホルダを主光源使用位置に位置させることにより、主光源用集光レンズによる、主光源から射出された光束の導光ファイバの入射端面への集光を可能とし、補助光源を導光ファイバと対向しない退避位置に位置させる。一方、主光源が故障により非点灯になったら、レンズホルダを補助光源使用位置に移動させて、主光源用集光レンズを上記直線上から退避させ、補助光源を導光ファイバと対向する使用位置に移動させる。このように補助光源が使用位置に移動すると、補助光源から導光ファイバの入射端面に光が供給されるので、引き続き体腔内や機械内部での作業を行うことができる。
特開平１１−３０５１４８号公報 特開２００４−１４１４０８号公報

従来の補助光源を具備する光源装置では、常時（主光源が点灯可能なとき）は、主光源の光束を導光ファイバの入射端面に正確に導くために、レンズホルダを主光源使用位置に保持する必要がある。このため、回転軸とレンズホルダの間に、レンズホルダを主光源使用位置側に回転付勢する捻りばねを設け、さらに、レンズホルダを主光源使用位置で回転規制する回転方向用ストッパを設けていた。
さらに、レンズホルダは回転軸に対して回転軸の長手方向に相対移動可能なので、このままではレンズホルダの回転動作が不円滑となり、主光源や補助光源の光束を導光ファイバの入射端面に導けなくなってしまう。このため、レンズホルダを回転軸に対して、回転軸の長手方向の一方向に直線的に移動付勢する圧縮ばねを設け、さらに圧縮ばねによるレンズホルダの直線移動を所定位置で規制する直線方向用ストッパを設けていた。

しかし、このようにレンズホルダを所定の位置に保持するために２つのばね（付勢手段）を設けると、構造及び組み立てが複雑となるので、製造コストが増大してしまう。さらに、２つのばねを設けるためには大きなスペースが必要となるので、光源装置が大型化してしまう。

本発明の目的は、部品点数が少なく、構造及び組み立てが簡単であり、さらに小型化を図ることが可能でありながら、レンズホルダを所定位置に確実に保持できる内視鏡用光源装置を提供することにある。

本発明の内視鏡用光源装置は、内視鏡内に配設された導光ファイバを介して、該内視鏡の挿入部先端に光を供給する主光源と、主光源から発せられた光を上記導光ファイバの入射端面に導く主光源用集光レンズと、上記主光源が点灯しているときは消灯し上記主光源が故障により非点灯状態になったときに点灯する補助光源とを支持し、上記主光源及び補助光源の光軸と平行な回転軸回りの回転及び該回転軸に沿った直線移動が可能なレンズホルダと、を備え、該レンズホルダを、主光源の点灯時には、上記主光源用集光レンズが主光源の出射光束を導光ファイバの入射端面に集光する主光源使用位置に回転移動させ、主光源の故障による非点灯時には、補助光源が上記入射端面と対向する補助光源使用位置に回転移動させる内視鏡用光源装置において、レンズホルダの上記直線移動端を規制する直線方向用ストッパ、及び、レンズホルダの回転端を主光源使用位置または補助光源使用位置で規制する回転方向用ストッパと、レンズホルダを上記回転軸に対して、上記直線方向用ストッパ側に直線移動付勢し、かつ、上記回転方向ストッパ側に回転付勢する単一の捻り圧縮ばねと、を備えたことを特徴としている。

ケーシングに固定した固定片に上記回転軸の一端を支持し、上記捻り圧縮ばねの一端を、該固定片に掛け止め、その他端をレンズホルダに掛け止めるのが実際的である。

上記回転軸の一部をなす小径部に、レンズホルダを貫通する嵌合孔が相対回転可能に嵌合し、上記直線方向用ストッパを、上記回転軸の一部をなし、かつ、その断面径が上記嵌合孔の内径及び小径部の断面径より大きい大径部とするのが好ましい。

レンズホルダが、その回転軸とは偏心した位置に長孔を有し、この長孔内をモータの駆動軸回りに回転する係合ピンが摺接しながら相対移動することによって、該レンズホルダが主光源使用位置と補助光源使用位置の間を回転するのが実際的である。

上記回転方向用ストッパを、上記長孔と係合ピンによって構成してもよい。

消費電力を考慮すれば、上記補助光源として白色ＬＥＤを用いるのが好ましい。

本発明によると、部品点数が少なく、構造及び組み立てが簡単であり、さらに小型化を図ることが可能でありながら、レンズホルダを所定位置に確実に保持できる。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１に示す電子内視鏡（内視鏡）１０は、操作部１１と挿入部１２を有し、挿入部１２の先端部には、操作部１１に設けた湾曲操作装置１３の操作に応じて上下及び左右方向に湾曲される湾曲部１２ａが設けられている。湾曲部１２ａの先端面には、図示しない観察窓（対物窓）と照明光学系が設けられている。

操作部１１からはユニバーサルチューブ１４が延びており、このユニバーサルチューブ１４の先端に設けられたコネクタ部１４ａにはライトキャリングバンドルスリーブ１４ｂが突設されている。さらに、ライトキャリングバンドルスリーブ１４ｂ、コネクタ部１４ａ、ユニバーサルチューブ１４、操作部１１及び挿入部１２の内部には、導光ファイバ１５が配設されており、その先端に形成された出射端面が、挿入部１１の先端内部において上記照明光学系に接続されている。

プロセッサ２０は図２に示すように、そのケーシング２１の前面２１ａ（図１及び図２の右側を前方、左側を後方とする）に、コネクタ部１４ａのライトキャリングバンドルスリーブ１４ｂを差し込むための差込口２２が設けられており、ケーシング２１の底板２１ｂの上面には、差込口２２の直後に位置する起立部材２３が固定されており、起立部材２３の差込口２２と対向する位置には支持用孔２３ａが穿設されている。さらに、ケーシング２１の底板２１ｂの上面にはハウジングＨが固定されており、このハウジングＨ内に位置するキセノンランプからなる主光源ランプ（主光源）ＭＬは、ハウジングＨの前面に穿設された採光孔Ｈ１を介して差込口２２及び支持用孔２３ａと前後方向に対向している。主光源ランプＭＬはケーシング２１の外面に設けられたスイッチ（図示略）のＯＮ操作により点灯し、ＯＦＦ操作により消灯するものであり、挿入部１２を体腔内や機械内へ挿入する場合は常時点灯させるものである。

ケーシング２１の底板２１ｂの上面には、起立部材２３と主光源ランプＭＬの間に位置させて、側面視Ｌ字形をなす前後一対の固定片３０、３１が固着されている。さらに前後の固定片３０、３１の間には、前後方向を向く段差付き円柱形状の回転軸３２がその軸線回りに回転自在に支持されている。図９に示すように、回転軸３２は、固定片３０の固定孔３０ａに嵌合固定される小径部３２ａと、回転軸３２の後部をなす大径部（直線方向用ストッパ）３２ｂと、大径部３２ｂから後方に突出し、固定片３１の固定孔３１ａに嵌合固定される突部３２ｃとを具備している。図９に示すように回転軸３２の小径部３２ａには、レンズホルダ３３の下端部を前後方向に貫通する円柱形状の嵌合孔３３ｆが、回転軸３２回りに回転可能かつ回転軸３２の軸線方向に直線移動可能として嵌合している。上記大径部３２ｂの断面径は、小径部３２ａの断面径および嵌合孔３３ｆの内径より大きく設定されている。レンズホルダ３３はその軸線が前後方向を向く略三角柱状であり、その周面の一部には、前後方向を向く板状の放熱用フィン３３ｂが、間隔を開けて多数並べて形成されている。これら放熱用フィン３３ｂは、レンズホルダ３３の熱を外部に効率よく放熱するためのものである。

固定片３１にはモータＭが固定されており、このモータＭの回転駆動軸Ｍ１にはリンク部材３４の一端が固着されている。そして、このリンク部材３４の他端から前方に向かって突出する係合ピン（回転方向用ストッパ）３５が、レンズホルダ３３の後面に穿設された、回転軸３２に対して偏心している長孔（回転方向用ストッパ）３３ａに摺接しながら相対移動可能として嵌合している。
図７〜図９に示すように、レンズホルダ３３にはレンズ支持用孔（貫通孔）３３ｃが貫通孔として形成されており、図９に示すように、レンズ支持用孔３３ｃには２枚の集光レンズ（主光源用集光レンズ）Ｌ１、Ｌ２が嵌合固定されている。

レンズホルダ３３の前面の一部は白色ＬＥＤ（補助光源）４０を固定するための固定面となっており、この固定面には切欠部３３ｄが形成されている。そして、この切欠部３３ｄに白色ＬＥＤ（補助光源）４０を支持している基板４１を嵌合固定している。この切欠部３３ｄと基板４１は同寸法であり、基板４１の前面には、白色ＬＥＤ４０を覆う透光性材料からなる透光性カバー部材４２が設けられており、この透光性カバー部材４２の内部には、白色ＬＥＤ４０の直前に位置する正レンズからなる集光レンズＬ３が設けられている。白色ＬＥＤ４０は常時（主光源ランプＭＬの点灯時）は消灯しており、主光源ランプＭＬが故障により消灯した際に点灯するものである。図７及び図８に示すように、上記放熱用フィン３３ｂは固定面（切欠部３３ｄ）の背後に位置している。

レンズホルダ３３の前面の下端部には、正面視で略扇形をなす凹部３３ｇが凹設されている。さらに、回転軸３２の大径部３２ｂの外周側には捻り圧縮ばねＳの巻回部Ｓ１が相対移動可能に位置しており、捻り圧縮ばねＳの前端に形成された係止突部Ｓ２は、固定片３０の係止溝３０ｂ（図４及び図７参照）に掛け止められている。捻り圧縮ばねＳの巻回部Ｓ１の前端は固定片３０の起立部３０ｃの後面に当接し、かつ、巻回部Ｓ１の後端は凹部３３ｇの前面に当接している。さらに、捻り圧縮ばねＳの後端に形成された嵌合突部Ｓ３は、凹部３３ｇの前面に形成された前後方向を向く係合孔３３ｈに嵌合されている（掛け止められている）。捻り圧縮ばねＳは前後方向の付勢力及び回転軸３２回りの回転付勢力を備えている。従って、捻り圧縮ばねＳによって後方に移動付勢されるレンズホルダ３３の後面は、大径部３２ｂの前面に当接することにより後方への移動が規制される。さらに、レンズホルダ３３は捻り圧縮ばねＳによって正面視において時計方向に回転付勢されており、レンズホルダ３３が図８の位置（補助光源使用位置）まで回転すると、係合ピン３５が長孔３３ａの内面に当接することによってレンズホルダ３３は図８の位置に保持される。
図２に示すように、上記主光源ランプＭＬ、モータＭ、及び白色ＬＥＤ４０は全て制御回路ＣＣに接続されている。この制御回路ＣＣは主光源ランプＭＬの故障を検知すると、モータＭと白色ＬＥＤ４０に信号を送るものである。

レンズホルダ３３は、上記スイッチのＯＦＦ時及びスイッチのＯＮによる主光源ランプＭＬの点灯時は、係合ピン３５が長孔３３ａの内面に当接することにより、図３、図５及び図７に示す主光源使用位置に保持される。このとき、集光レンズＬ１、Ｌ２の光軸は、主光源ランプＭＬと支持用孔２３ａと差込口２２の中心を通る直線上に位置している。一方、白色ＬＥＤ４０は、導光ファイバ１５の入射端面１５ａと対向しない退避位置に位置している。
一方、主光源ランプＭＬが故障により消灯すると、制御回路ＣＣからモータＭに正転信号が送られる。すると、モータＭが正転して、リンク部材３４の係合ピン３５が長孔３３ａ内をその周面を押圧しながら移動し、レンズホルダ３３は図４、図６及び図８に示す補助光源使用位置に移動し、捻り圧縮ばねＳの回転付勢力、及び係合ピン３５と長孔３３ａの係合力（接触力）によって補助光源使用位置に保持される。このとき、図４及び図６に示すように、集光レンズＬ１、Ｌ２の光軸は、主光源ランプＭＬと支持用孔２３ａと差込口２２の中心を通る直線から側方に外れ、白色ＬＥＤ４０は導光ファイバ１５の入射端面１５ａと対向する使用位置に移動する。
プロセッサ２０の図中に示した構成部材のうち、ケーシング２１と起立部材２３を除く部材は内視鏡用光源装置の構成要素である。

次に、このような構成からなる内視鏡システムの動作について説明する。
上記スイッチがＯＦＦの状態で、プロセッサ２０の差込口２２と支持用孔２３ａにライトキャリングバンドルスリーブ１４ｂを差し込むと、その内部に配設された導光ファイバ１５の入射端面１５ａが、採光孔Ｈ１を介して主光源ランプＭＬと前後方向に対向する。さらに、主光源ランプＭＬのＯＦＦ時及び主光源ランプＭＬの点灯時は、制御回路ＣＣはモータＭに信号を送らないので、レンズホルダ３３は図３、図５及び図７に示す主光源使用位置にあり、集光レンズＬ１、Ｌ２の光軸は、主光源ランプＭＬと導光ファイバ１５の入射端面１５ａを結ぶ直線上に位置する。この状態で上記スイッチをＯＮにすると、制御回路ＣＣからモータＭには信号が送られないのでレンズホルダ３３は主光源使用位置に保持され、主光源ランプＭＬが点灯する。主光源ランプＭＬから発せられた光束Ｏは採光孔Ｈ１、集光レンズＬ１、Ｌ２を通って、導光ファイバ１５の入射端面１５ａに導かれ、さらに導光ファイバ１５を通って照明光学系に送られる。照明光学系によって照らされた被写体を挿入部１２先端の観察窓を介して観察すると、この被写体の画像がプロセッサ２０に接続されたテレビモニタ（図示略）に映し出される。
主光源ランプＭＬの点灯中は、制御回路ＣＣから白色ＬＥＤ４０に点灯信号は送られず、白色ＬＥＤ４０は消灯状態で退避位置に位置している。

主光源ランプＭＬが故障により消灯すると、制御回路ＣＣがこれを検知し、白色ＬＥＤ４０に点灯信号を送って発光させるとともに、モータＭに正転信号を送って正転させる。すると、レンズホルダ３３が回転軸３２を中心に図７及び図８の時計方向に回転し、レンズホルダ３３は図４、図６、及び図８に示す補助光源使用位置に移動する。
レンズホルダ３３が補助光源使用位置に移動すると、白色ＬＥＤ４０は図４、図６及び図８に示す使用位置に移動し、白色ＬＥＤ４０が導光ファイバ１５の入射端面１５ａと対向し、白色ＬＥＤ４０から射出された光が集光レンズＬ３と透光性カバー部材４２を通って導光ファイバ１５の入射端面１５ａに入り、この光によって照らされた被写体の画像がテレビモニタに映し出される。点灯中の白色ＬＥＤ４０は多量の熱を出し、この熱がレンズホルダ３３に伝わるが、レンズホルダ３３に伝わった熱は主に放熱用フィン３３ｂから外部に効率よく放熱される。
一方、集光レンズＬ１、Ｌ２は、主光源ランプＭＬと導光ファイバ１５の入射端面１５ａを結ぶ直線上から側方に外れる。

挿入部１２を体腔内や機械内から完全に引き抜いた後に、プロセッサ２０の上記スイッチをＯＦＦにすると、制御回路ＣＣから白色ＬＥＤ４０に消灯信号が送られ、かつ、モータＭに逆転信号が送られるので、白色ＬＥＤ４０は消灯し、レンズホルダ３３は主光源使用位置に復帰し該位置に保持される（白色ＬＥＤ４０が退避位置に復帰する）。

このように本実施形態によれば、単一の捻り圧縮ばねＳによって、レンズホルダ３３を後方の移動端まで移動付勢し、かつ、レンズホルダ３３を補助光源使用位置側に回転付勢している。そのため、従来のように２つのばね（付勢手段）からそれぞれ直線移動付勢力と回転付勢力を得る場合に比べて、構造及び組み立てが簡単であり、製造コストを低く抑えることが可能である。さらに、ばねが一つなので、ばねを設けるためのスペースを小さくすることが可能であり、その結果、内視鏡用光源装置（特に、レンズホルダ３３、回転軸３２、固定片３０、固定片３１、及びこれらの周辺部材によって構成される部分）の小型化を図ることが可能である。

さらに、補助光源として白色ＬＥＤ４０を用いているので、キセノンランプ等を用いた場合に比べて、補助光源の消費電力を小さくし寿命を長くできる。

なお、捻り圧縮ばねＳの捻り方向を上記とは逆にして、捻り圧縮ばねＳによってレンズホルダ３３を上記主光源使用位置側に移動付勢し、かつ、レンズホルダ３３の長孔（回転方向用ストッパ）３３ａと係合ピン（回転方向用ストッパ）３５の係合力によって、レンズホルダ３３を主光源使用位置において回転規制してもよい。
また、消費電力と寿命を無視するなら、補助光源としてキセノンランプ等、白色ＬＥＤ４０以外のものを採用できるのは勿論である。

本発明の一実施形態の全体構造を示す外観図である。 プロセッサの一部を破断して示す側面図である。 主光源ランプ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤと導光ファイバを示す平面図である。 白色ＬＥＤ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤと導光ファイバを示す平面図である。 主光源ランプ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤと導光ファイバを示す側面図である。 白色ＬＥＤ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤを示す側面図である。 捻り圧縮ばねを省略して示す、主光源ランプ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤの正面図である。 白色ＬＥＤ点灯時の移動機構と白色ＬＥＤの正面図である。 図７のIX−IX矢線に沿う断面図である。

符号の説明

１０ 電子内視鏡（内視鏡）
１１ 操作部
１２ 挿入部
１２ａ 湾曲部
１３ 湾曲操作装置
１４ ユニバーサルチューブ
１４ａ コネクタ部
１４ｂ ライトキャリングバンドルスリーブ
１５ 導光ファイバ
１５ａ 入射端面
２０ プロセッサ
２１ ケーシング
２２ 差込口
２３ 起立部材
２３ａ 支持用孔
３０ ３１ 固定片
３０ａ ３１ａ 固定孔
３０ｂ 係止溝
３０ｃ 起立部
３２ 回転軸
３２ａ 小径部
３２ｂ 大径部（直線方向用ストッパ）
３２ｃ 突部
３３ レンズホルダ
３３ａ 長孔（回転方向用ストッパ）
３３ｂ 放熱用フィン
３３ｃ レンズ支持用孔（貫通孔）
３３ｄ 切欠部
３３ｆ 嵌合孔
３３ｇ 凹部
３３ｈ 係合孔
３４ リンク部材
３５ 係合ピン（回転方向用ストッパ）
４０ 白色ＬＥＤ（補助光源）
４１ 基板
４２ 透光性カバー部材
Ｃ ケース
ＣＣ 制御回路
Ｈ ハウジング
Ｈ１ 採光孔
Ｌ１ Ｌ２ 集光レンズ（主光源用集光レンズ）
Ｌ３ 集光レンズ
Ｍ モータ
Ｍ１ 回転駆動軸
ＭＬ 主光源ランプ（主光源）
Ｓ 捻り圧縮ばね
Ｓ１ 巻回部
Ｓ２ 係止突部
Ｓ３ 嵌合突部

Claims (6)

1. 内視鏡内に配設された導光ファイバを介して、該内視鏡の挿入部先端に光を供給する主光源と、
   主光源から発せられた光を上記導光ファイバの入射端面に導く主光源用集光レンズと、上記主光源が点灯しているときは消灯し上記主光源が故障により非点灯状態になったときに点灯する補助光源とを支持し、上記主光源及び補助光源の光軸と平行な回転軸回りの回転及び該回転軸に沿った直線移動が可能なレンズホルダと、を備え、
   該レンズホルダを、主光源の点灯時には、上記主光源用集光レンズが主光源の出射光束を導光ファイバの入射端面に集光する主光源使用位置に回転移動させ、主光源の故障による非点灯時には、補助光源が上記入射端面と対向する補助光源使用位置に回転移動させる内視鏡用光源装置において、
   レンズホルダの上記直線移動端を規制する直線方向用ストッパ、及び、レンズホルダの回転端を主光源使用位置または補助光源使用位置で規制する回転方向用ストッパと、
   レンズホルダを上記回転軸に対して、上記直線方向用ストッパ側に直線移動付勢し、かつ、上記回転方向ストッパ側に回転付勢する単一の捻り圧縮ばねと、を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 請求項１記載の内視鏡用光源装置において、
   ケーシングに固定した固定片で上記回転軸の一端を支持し、
   上記捻り圧縮ばねの一端を、該固定片に掛け止め、その他端をレンズホルダに掛け止めた内視鏡用光源装置。
3. 請求項２記載の内視鏡用光源装置において、
   上記回転軸の一部をなす小径部に、レンズホルダを貫通する嵌合孔が相対回転可能に嵌 合し、
   上記直線方向用ストッパを、上記回転軸の一部をなし、かつ、その断面径が上記嵌合孔の内径及び小径部の断面径より大きい大径部とした内視鏡用光源装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置において、
   レンズホルダは、その回転軸とは偏心した位置に長孔を有し、この長孔内をモータの駆動軸回りに回転する係合ピンが摺接しながら相対移動することによって、該レンズホルダが主光源使用位置と補助光源使用位置の間を回転する内視鏡用光源装置。
5. 請求項４記載の内視鏡用光源装置において、
   上記回転方向用ストッパが、上記長孔と係合ピンによって構成されている内視鏡用光源装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置において、
   上記補助光源が白色ＬＥＤである内視鏡用光源装置。
   
   

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