JP2006198424A - Endoscope - Google Patents
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Description
この発明は、照明手段と観察手段を有した医療用および工業用の内視鏡に関する。 The present invention relates to medical and industrial endoscopes having illumination means and observation means.
従来の内視鏡において、挿入部の先端部に設けられた先端構成部に照明手段としてランプを用い、観察手段としてCCD(固体撮像素子)を備え、ランプによって被写体を照明しながらCCDによって撮像する医療用および工業用の内視鏡が知られている。しかしながら、先端構成部にランプとCCDを組み込んだ構造のものは、ランプの発熱でCCDが加熱されるため長時間使用できないという問題があった。 In a conventional endoscope, a lamp is used as an illuminating unit at a distal end configuration portion provided at the distal end of an insertion unit, and a CCD (solid-state imaging device) is provided as an observing unit. Medical and industrial endoscopes are known. However, the structure in which the lamp and the CCD are incorporated in the tip configuration portion has a problem that the CCD cannot be used for a long time because the CCD is heated by the heat generated by the lamp.
そこで、前述のような問題を解決する手段として、先端構成部に照明手段としてLED(半導体発光素子)を用いた管内検査用カメラ装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この管内検査用カメラ装置は、先端構成部に被写体を撮像するCCDを設けるとともに、CCDの周囲に複数の発光ダイオードを配設し、発光ダイオードから照射された単色光の被写体反射光をCCDによって撮像するようにしたものである。 Therefore, as a means for solving the above-described problems, an in-tube inspection camera device using an LED (semiconductor light emitting element) as an illuminating means at a tip configuration portion is known (for example, see Patent Document 1). This in-tube inspection camera device is provided with a CCD for imaging a subject at the distal end configuration portion, and a plurality of light emitting diodes are provided around the CCD, and the subject reflected light of monochromatic light emitted from the light emitting diodes is imaged by the CCD. It is what you do.
また、LEDにR(赤)、G(緑)、B(青)発光のものを1チップに集めて発光させて混色により略白色光として用いた内視鏡が知られている(例えば、特許文献2参照。)。この内視鏡は、先端構成部にCCDとともに、R、G、Bの発光部を有する1チップの発光ダイオードを配置し、これら3色の発光ダイオードを同時に照射させて被写体に対して重なり合って照射するようにしたものである。 Also, an endoscope is known in which LEDs (R (red), G (green), and B (blue)) emitting light are collected on a single chip and emitted and used as substantially white light by color mixing (for example, patents). Reference 2). In this endoscope, a one-chip light-emitting diode having R, G, and B light-emitting portions is arranged together with a CCD at the distal end configuration portion, and these three colors of light-emitting diodes are simultaneously irradiated to overlap and irradiate the subject. It is what you do.
また、従来の医療用内視鏡において知られているライトガイドファイバーを用い、外部の光源装置からの照明光を挿入部を介して先端構成部の照明窓に導いた照明手段があり、また従来、内視鏡による蛍光探傷は石英ファイバーと紫外光光源を組み合わせて使用していた。
しかしながら、前述した特許文献1のものは、モノクロであって、被写体の状態を正確に捕らえることができない。また、特許文献2のものは、R、G、Bの発光部を有する1チップの発光ダイオードを配置したものであり、各色の配光むらにより満足な混色(白色光)が得られず色むらを生じる。
However, the thing of the patent document 1 mentioned above is monochrome, and cannot capture | acquire the state of a to-be-photographed object correctly. Further, in
したがって、いずれのものも、例えば、工業用内視鏡に採用して、配管内部の観察を行って腐食の判断を行ったり、医療用内視鏡に採用して、患者の体腔内の組織を観察して診断を行う場合に、被写体の色の判断が重要な指標となるが、従来のLED照明では色むらを生じるため腐食の判断や診断等の障害となる。 Therefore, any of them can be used, for example, in an industrial endoscope, and the inside of a pipe can be observed to determine corrosion, or can be used in a medical endoscope to remove tissue in a patient's body cavity. When observing and diagnosing, determination of the color of the subject is an important index, but conventional LED lighting causes color unevenness, which is an obstacle to corrosion determination and diagnosis.
さらに、特許文献2には1チップにR、G、Bの発光部を備えた発光ダイオードが示されているが、各色の発光部の位置か異なるため完全な白色光は得られない。また、1チップにR、G、Bを極めて近接して集積しなければならないため発熱の問題が生じる。さらに、ライトガイドファイバーを用いた場合は光源とライトガイドファイバーの光の結合効率及びライトガイドファイバーの光の伝達効率による光量ロスが大きくエネルギー効率が低かった。
Furthermore,
また、ライトガイドファイバーを用いた場合は、光源とライトガイドファイバーの本数で最大光量が決定されるため、予め設定した内視鏡外径で光学的な明るさが決まってしまう。つまり、細い管路の観察には少ない光量で外径を小さくした光学アダプタを準備し、太い管路には大光量で外径の大きな光学アダプタを準備するといった使い方ができなかった。さらに、石英ファイバーは紫外光の伝達効率が低いため、十分な光量が得られないというの種々の問題がある。 In addition, when the light guide fiber is used, the maximum light quantity is determined by the number of the light sources and the light guide fibers, so that the optical brightness is determined by the preset endoscope outer diameter. In other words, an optical adapter having a small outer diameter and a small outer diameter was prepared for observation of a thin pipe, and an optical adapter having a large light quantity and a large outer diameter was not prepared for a thick pipe. Furthermore, quartz fiber has various problems such that a sufficient amount of light cannot be obtained because of its low ultraviolet light transmission efficiency.
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、観察部位が狭く、照明光量も小さくて済む場合、観察部位が広く、照明光量も大きく必要とする場合でも、内視鏡挿入部の先端部本体にアダプタを交換可能に装着することができる内視鏡を提供することにある。 This invention has been made by paying attention to the above circumstances, and its purpose is that the observation site is narrow and the amount of illumination light is small, even if the observation site is wide and the illumination light amount is large, An object of the present invention is to provide an endoscope in which an adapter can be exchangeably attached to a distal end portion main body of an endoscope insertion portion.
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、半導体発光素子と該半導体発光素子により励起して可視光域の光を発光する蛍光物質とからなる白色光照明手段と、複数の前記白色光照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能なアダプタとを備え、照明光量が異なる前記アダプタに交換可能であることを特徴とする内視鏡にある。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a white light illuminating means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that emits light in a visible light region when excited by the semiconductor light emitting element, An endoscope comprising the white light illuminating means, an adapter that is attachable to and detachable from an endoscope tip, and is replaceable with the adapter having a different amount of illumination light.
請求項2は、請求項1の前記照明光量が異なるアダプタは、小光量用光学アダプタと、大光量用光学アダプタとであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the adapters having different illumination light amounts according to the first aspect are a small light amount optical adapter and a large light amount optical adapter.
請求項3は、請求項1の前記アダプタには、さらに撮像素子を備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the adapter according to the first aspect further includes an imaging device.
請求項4は、請求項1乃至3のいずれか1項の前記アダプタには、さらに、半導体発光素子と該半導体発光素子により励起して紫外光を発光する蛍光物質とからなる紫外光照明手段を備えていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the adapter according to any one of the first to third aspects further includes an ultraviolet light illuminating means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that emits ultraviolet light when excited by the semiconductor light emitting element. It is characterized by having.
請求項5は、半導体発光素子と該半導体発光素子により励起して光を発光する蛍光物質とからなる照明手段と、複数の前記照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能な小光量用光学アダプタと、複数の前記照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能で、前記小光量用光学アダプタの照明光量よりも大きい大光量用光学アダプタとを備え、前記小光量用光学アダプタと前記大光量用光学アダプタとに交換可能であることを特徴とする内視鏡にある。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an illumination means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that emits light when excited by the semiconductor light emitting element, and a plurality of the illumination means, and a small light quantity optical that can be attached to and detached from an endoscope tip An adapter, and a plurality of illumination means, detachably attached to a distal end of the endoscope, and an optical adapter for large light amount larger than the illumination light amount of the small light amount optical adapter, the small light amount optical adapter and the large light amount An endoscope that is replaceable with an optical adapter for light amount.
この発明によれば、観察部位が狭く、照明光量も小さくて済む場合には、内視鏡挿入部の先端部本体に小光量用光学アダプタを装着し、観察部位が広く、照明光量も大きく必要とする場合には、内視鏡挿入部の先端部本体に大光量用光学アダプタを装着することができ、被写体を正確に観察できるという効果がある。 According to the present invention, when the observation site is narrow and the amount of illumination light is small, the optical adapter for small light amount is attached to the distal end main body of the endoscope insertion portion, and the observation site is wide and the illumination light amount needs to be large. In this case, the optical adapter for large light quantity can be attached to the distal end main body of the endoscope insertion portion, and there is an effect that the subject can be observed accurately.
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図3は第1の実施形態を示し、図1は内視鏡の全体を示す斜視図、図2は内視鏡の全体のブロック図、図3は内視鏡の先端構成部の縦断側面図である。図1に示すように、内視鏡1は、操作部2と、この操作部2に接続された挿入部3と、前記操作部2に信号ケーブル4を介して接続されたヘッドマウントディスプレイ5とから構成されている。
1 to 3 show a first embodiment, FIG. 1 is a perspective view showing the whole endoscope, FIG. 2 is a block diagram of the whole endoscope, and FIG. It is a vertical side view. As shown in FIG. 1, an endoscope 1 includes an
挿入部3は可撓部6と、この可撓部6の先端部に接続された湾曲部7と、この湾曲部7の先端部に設けられた先端構成部8とから構成されている。この先端構成部8の後端部には可撓部6および湾曲部7に内挿された操作ワイヤ(図示しない)の一端側が接続されており、この操作ワイヤの他端側は操作部2に設けられた湾曲操作ノブ9に接続されている。そして、湾曲操作ノブ9の操作によって操作ワイヤを押し引きすることにより、湾曲部7を上下、左右に湾曲して先端構成部8を目的部位に指向できるようになっている。
The
先端構成部8には、図2および図3に示すように、照明手段10と観察手段11が設けられている。照明手段10および観察手段11について説明すると、先端構成部8の先端部本体12は円柱状で、その軸方向に貫通する第1と第2の貫通孔13a,13bが設けられている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
第1の貫通孔13aには合成樹脂等の絶縁材料からなる円筒体14が内挿され、この円筒体14の内部における後方には半導体発光素子としての青色LED15が装着され、この青色LED15より前部における円筒体14の内部には白色蛍光物質16が、さらに前部にはカバーガラス17が装着されている。このカバーガラス17は先端部本体12の前端面と面一で、円筒体14と水密にシールされている。さらに、青色LED15には電源ケーブル18が電気的に接続されており、これは挿入部3内を挿通して操作部2まで延長している。
A
また、第2の貫通孔13bには合成樹脂等の絶縁材料からなる円筒体19が内挿され、この円筒体19の内部における後方には撮像素子としてのCCD20が装着され、このCCD20より前部における円筒体19の内部には対物レンズ21が装着されている。この対物レンズ21は先端部本体12の前端面と面一で、円筒体19と水密にシールされている。さらに、CCD20には信号ケーブル22が電気的に接続されており、これは挿入部3内を挿通して操作部2まで延長している。
Further, a
また、前記操作部2にはCCU(カメラコントロールユニット)23が内蔵されている。このCCU23は電源線24を介して操作部2に対して着脱可能なバッテリー25と電気的に接続されている。そして、電源線24には青色LED15と接続する電源ケーブル18が電気的に接続されている。また、CCU23にはCCD20と接続する信号ケーブル22が電気的に接続されており、さらに、前記ヘッドマウントディスプレイ5が接続されている。
The
操作部2に対して着脱可能なバッテリー25は、そのケース25aが内視鏡1を把持する把持部を兼ねており、この把持部には電源オン・オフスイッチや光量調整部(図示しない)を備えており、内視鏡1を把持しながら操作できるようになっている。
The
次に、前述のように構成された内視鏡1の作用について説明する。 Next, the operation of the endoscope 1 configured as described above will be described.
電源オン・オフスイッチを操作してオンすると、青色LED15の発光部は発光するとともに、CCU23によってCCD20が駆動する。青色LED15の発光部が発光すると、その前部に配置された白色蛍光物質16は励起されて発光し、白色光としてカバーガラス17を透過して被写体を照射する。CCD20は白色光によって照射された被写体反射光を検出し、その検出信号は、信号ケーブル22によってCCU23に入力されるため、CCU23に接続されたヘッドマウントディスプレイ5によって被写体の映像を観察することができる。
When the power on / off switch is operated and turned on, the light emitting portion of the
したがって、単一の青色LED15の発光部が発光し、その前部に配置された白色蛍光物質16が励起して白色光として被写体を照射するため、色むらがなく、例えば、工業用内視鏡に採用して、配管内部の観察を行って腐食の判断を行ったり、医療用内視鏡に採用して、患者の体腔内の組織を観察して診断を行う場合に、被写体の色の判断が重要な指標となるが、色むらが生じないため腐食の度合いの判断や組織の診断が正確に行える。
Accordingly, the light emitting portion of the single
しかも、単一の青色LED15と白色蛍光物質16との組み合わせであるため、小型であり、先端構成部8の小型化を図ることができ、また発熱が少なく、CCD20に対して悪影響を及ぼすことがないという効果がある。
Moreover, since it is a combination of the single
図4は第2の実施形態を示し、第1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、発光部と白色蛍光物質とが1つのパッケージに封止された白色LED26を先端部本体12に設けられた第1の貫通孔13aに装着したものであり、他の部分は第1の実施形態と同様である。この白色LED26は、白色蛍光物質を混入した透明な合成樹脂によって発光部を包容するように封止したものであり、発光部が発光すると、白色蛍光物質が励起して白色光として被写体を照射することができ、第1の実施形態と同様な効果がある上、組立て作業性が向上し、廉価に提供できるという効果がある。
FIG. 4 shows a second embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the present embodiment, a
図5および図6は第3の実施形態を示し、第1および第2の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、白色LEDと紫外光LEDを内視鏡光学アダプタに設けたものである。 5 and 6 show a third embodiment, and the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, a white LED and an ultraviolet LED are provided in an endoscope optical adapter.
すなわち、図5に示すように、内視鏡1の挿入部3の先端部本体27には細径部28が設けられ、この細径部28の外周部には雄ねじ部29が設けられ、先端面には複数のCCD用接点30と複数のLED用接点31が設けられている。
That is, as shown in FIG. 5, the
前記先端部本体27には小光量用光学アダプタ32と大光量用光学アダプタ33が交換可能に装着できるようになっている。すなわち、小光量用光学アダプタ32の基端面にはCCD用接点30と複数のLED用接点31に接続される接点(図示しない)が設けられ、さらに、小光量用光学アダプタ32の基端部には内周面に前記雄ねじ部29に螺合される雌ねじ部を有する接続環34が設けられている。さらに、小光量用光学アダプタ32の先端部にはCCDからなる観察部35と白色LED26および紫外光LED36が設けられている。
A small light quantity optical adapter 32 and a large light quantity
白色LED26は第2の実施形態と同様の手段によって小光量用光学アダプタ32に組み込まれており、紫外光LED36は、図6に示すように構成されている。すなわち、円筒体37の内部には青色LED38が装着され、この青色LED38より前部における円筒体37の内部には紫外光発光用蛍光物質39が、さらに前部にはカバーガラス40が装着されている。
The
また、前記大光量用光学アダプタ33の基端面には前記小光量用光学アダプタ32と同様に、CCD用接点30と複数のLED用接点31に接続される接点 (図示しない)が設けられ、さらに、大光量用光学アダプタ33の基端部にも内周面に前記雄ねじ部29に螺合される雌ねじ部を有する接続環34が設けられている。さらに、大光量用光学アダプタ32の先端部は大径部41に形成されていて、この大径部41の中央部にはCCDからなる観察部35が設けられている。さらに、この観察部35を中心として周囲には複数の白色LED26と複数の紫外光LED36が配置されている。
Similarly to the optical adapter 32 for small light quantity, a contact point (not shown) connected to the
本実施形態によれば、例えば、観察部位が狭く、照明光量も小さくて済む場合には、内視鏡1の挿入部3の先端部本体27に小光量用光学アダプタ32を装着し、観察部位が広く、照明光量も大きく必要とする場合には、内視鏡1の挿入部3の先端部本体27に大光量用光学アダプタ33を装着することができる。いずれにしても、光学アダプタ32,33の後端面に設けられた接点を先端部本体27のCCD用接点30およびLED用接点31に接続した状態で、接続環34を回すことにより、接続環34の内周面に設けられた雌ねじ部が細径部28の雄ねじ部29に螺合して先端部本体27に対して小光量用光学アダプタ32と大光量用光学アダプタ33を選択的に接続できる。
According to the present embodiment, for example, when the observation site is narrow and the amount of illumination light is small, the optical adapter 32 for small light quantity is attached to the
しかも、小光量用光学アダプタ32と大光量用光学アダプタ33には紫外光LED36が設けられているため、紫外光を発光させることにより、蛍光探傷が可能となる。つまり、被写体に傷があり、その傷の度合いを蛍光探傷によって観察する場合、被写体に蛍光塗料を塗布して蛍光塗料を傷に染み込ませる。次に、被写体の表面の蛍光塗料を洗い流してから、その被写体に紫外光LED36によって紫外光を照射すると、傷に残った蛍光塗料が可視光で発光し、その傷の度合いを鮮明に観察できる。
In addition, since the
また、本実施形態においては、小光量用光学アダプタ32と大光量用光学アダプタ33に、白色LED26と紫外光LED36との両方を備えているが、白色LEDを備えた光学アダプタと紫外光LEDを備えた光学アダプタとを備え、使用目的によって交換して内視鏡1の挿入部3の先端部本体27に装着してもよい。
In the present embodiment, the small-light optical adapter 32 and the large-light
また、白色LEDと特定の波長を強化するために、単色LEDを組み合わせてもよく、また、ビデオスコープに限らず、ファイバースコープに用いてもよい。 Further, in order to enhance a specific wavelength with a white LED, a monochromatic LED may be combined, and not only a video scope but also a fiber scope may be used.
前記実施形態によれば、次のような構成が得られる。 According to the embodiment, the following configuration is obtained.
(付記1)照明手段と観察手段を有する内視鏡において、前記照明手段は、半導体発光素子により励起され発光する蛍光物質を用いたことを特徴とする内視鏡。 (Appendix 1) An endoscope having an illuminating means and an observing means, wherein the illuminating means uses a fluorescent material which is excited by a semiconductor light emitting element and emits light.
(付記2)半導体発光素子と蛍光物質は1つのパッケージに封止されていることを特徴とする付記1記載の内視鏡。 (Additional remark 2) The endoscope of Additional remark 1 characterized by the semiconductor light emitting element and the fluorescent material being sealed in one package.
(付記3)蛍光物質の発光波長は可視光域に分布していることを特徴とする付記1記載の内視鏡。 (Supplementary note 3) The endoscope according to supplementary note 1, wherein the emission wavelength of the fluorescent material is distributed in the visible light region.
(付記4)照明手段には複数個の照明部を設け、照明部を可視光を発光する蛍光物質を設けた照明部と紫外光を発光する蛍光物質を設けた照明部とを混在させたことを特徴とする付記1記載の内視鏡。 (Appendix 4) The illumination means is provided with a plurality of illumination units, and the illumination unit is mixed with an illumination unit provided with a fluorescent material that emits visible light and an illumination unit provided with a fluorescent material that emits ultraviolet light. The endoscope according to appendix 1, characterized by:
(付記5)内視鏡の先端部本体に光学アダプタを着脱自在に設けた内視鏡において、前記光学アダプタ内に半導体発光素子と、半導体発光素子により励起され発光する蛍光物質を設けたことを特徴とする内視鏡。 (Appendix 5) In an endoscope in which an optical adapter is detachably provided on the distal end main body of the endoscope, a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that is excited by the semiconductor light emitting element and emits light are provided in the optical adapter. Features an endoscope.
付記1〜3によれば、1つのLEDで白色光を得ることができ、白色LEDの発光効率(Lumen/W)は従来の内視鏡システムで用いている光源+ライトガイドの100〜200倍となる。白色への変換効率はR.G、BLEDの混色によるものよりも約2倍となる。付記4によれば、紫外光を内視鏡先端部で発光させることにより十分な光量で蛍光探傷が可能になる。付記5によれば、必要に応じた照明光量(LEDの数)を得ることができる。
According to Appendices 1-3, white light can be obtained with one LED, and the luminous efficiency (Lumen / W) of the white LED is 100 to 200 times that of the light source + light guide used in the conventional endoscope system. It becomes. The conversion efficiency to white is R.I. About twice as much as that due to the mixed color of G and BLED. According to
1…内視鏡、3…挿入部、15…青色LED、16…白色蛍光物質、26…白色LED、27…先端部本体、32…小光量用光学アダプタ、33…大光量用光学アダプタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope, 3 ... Insertion part, 15 ... Blue LED, 16 ... White fluorescent substance, 26 ... White LED, 27 ... End part main body, 32 ... Optical adapter for small light quantity, 33 ... Optical adapter for large light quantity
Claims (5)
複数の前記白色光照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能なアダプタと、
を備え、
照明光量が異なる前記アダプタに交換可能であることを特徴とする内視鏡。 A white light illuminating means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material excited by the semiconductor light emitting element to emit light in the visible light range;
An adapter that includes a plurality of the white light illuminating means and is attachable to and detachable from an endoscope tip;
With
An endoscope that can be exchanged for the adapter having a different illumination light quantity.
小光量用光学アダプタと、
大光量用光学アダプタと、
であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡。 Adapters with different illumination light quantities are
An optical adapter for small light quantity,
An optical adapter for high light intensity,
The endoscope according to claim 1, wherein:
さらに撮像素子を備えている
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡。 The adapter includes
The endoscope according to claim 1, further comprising an imaging element.
さらに、半導体発光素子と該半導体発光素子により励起して紫外光を発光する蛍光物質とからなる紫外光照明手段を備えている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の内視鏡。 The adapter includes
The ultraviolet light illuminating means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that emits ultraviolet light when excited by the semiconductor light emitting element is provided. Endoscope.
複数の前記照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能な小光量用光学アダプタと、
複数の前記照明手段を備え、内視鏡先端に着脱可能で、前記小光量用光学アダプタの照明光量よりも大きい大光量用光学アダプタと、
を備え、
前記小光量用光学アダプタと前記大光量用光学アダプタとに交換可能であることを特徴とする内視鏡。 An illumination means comprising a semiconductor light emitting element and a fluorescent material that emits light when excited by the semiconductor light emitting element;
An optical adapter for small light quantity, comprising a plurality of the illumination means, and attachable to and detachable from an endoscope tip;
A plurality of the illumination means, and attachable to and detachable from the endoscope tip, and a large light quantity optical adapter larger than the illumination light quantity of the small light quantity optical adapter;
With
An endoscope that can be exchanged for the optical adapter for small light quantity and the optical adapter for large light quantity.
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