JP2007229262A

JP2007229262A - 内視鏡装置

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Publication number: JP2007229262A
Application number: JP2006055389A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oki; 俊夫大木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】被観察体照明のために設けられた発光ダイオードの発熱に起因する先端部の発熱を低減する。
【解決手段】内視鏡先端部１０ＡにＬＥＤ部１６を配置すると共に、先端部１０Ａまで配設されるライトガイド１７とライトガイド光源部３０を設け、ＬＥＤ部１６から出力される第１照明光とライトガイド光源部３０から出力される第２照明光との両方の光を用いて被観察体の照明を行い、先端部の発熱が抑制できるようにする。例えば、温度センサ２４を先端部１０Ａに配置してその温度を検出し、この検出温度が所定値以上になったとき、第１照明光の照射を停止又は減少させ、第２照明光の照射を開始又は増加させるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は内視鏡装置、特に内視鏡先端部に設けた発光ダイオードの光を利用して被観察体を照明する内視鏡装置の構成に関する。

内視鏡装置は、照明光を被観察体（内）に照射し、内視鏡（スコープ）の挿入先端部に配置した例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子によって被観察体を撮像することにより、被観察体の映像をモニタ画面上で観察するものであり、このような内視鏡の先端部には、照明光の光源として、従来から用いられているライトガイド及び光源ランプの代わりに、近年では白色光を出力する発光ダイオード（ＬＥＤ）を配置することが提案されている。

即ち、従来のように、光源装置に設けた光源ランプから出力された光をライトガイドを介して内視鏡先端部へ供給する場合は、ライトガイドの伝送時に光の損失が生じるのに対し、先端部にＬＥＤを配置した場合は、ＬＥＤ光源からの光を照明光として効率よく利用できるという利点があり、またこのＬＥＤの採用によれば、内視鏡全体の構成の簡略化、軽量化等を図ることが可能になる。
特開平１１‐２６７０９９号公報特開昭５７‐１１７８２１号公報

しかしながら、上記ＬＥＤを照明光の光源として用いた場合、このＬＥＤ自体から発生する熱による内視鏡先端部の発熱が問題となる。即ち、内視鏡先端部では、ＬＥＤによる発熱だけでなく、上記ＣＣＤ及びＣＣＤ駆動のための回路からも熱が発生し、この両方の発熱部によって先端部全体が熱くなり、例えば長時間の使用時等で先端部が接触した被観察体に軽い熱傷や炎症を生じさせたり、ＣＣＤやＣＣＤ駆動のための電子回路に悪影響を与えたりする恐れがある。

このため、撮像部電子回路側では、ＣＣＤに用いる基板に熱伝導性の高いセラミック基板等を用いて放熱を図ることも行われているが、このような基板は高価であり、装置のコストアップにつながるという不都合がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被観察体照明のために設けられた発光ダイオードの発熱に起因する先端部の発熱を低減することができる内視鏡装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る内視鏡装置は、内視鏡先端部に配置され、第１照明光を出力する発光ダイオード（ＬＥＤ部）と、上記先端部まで配置され、第２照明光を伝送し出力するライトガイドと、このライトガイドに対し第２照明光を供給する光源部（ライトガイド光源部）と、上記発光ダイオードからの第１照明光と上記ライトガイドからの第２照明光の照射を制御する制御回路と、を設けてなることを特徴とする。
請求項２の発明は、上記制御回路では、第１照明光と第２照明光が交互（選択的）に切り換えられて照射されるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする。
請求項３の発明は、上記制御回路では、第１照明光と第２照明光が所定の比率（割合）で同時に照射されるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする。
請求項４の発明は、上記先端部に温度センサを配置し、この温度センサにて所定値以上の温度が検出されたとき、上記制御回路は、第１照明光の照射を停止又は減少させ、第２照明光の照射を開始（実行）又は増加させるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする。

上記の構成によれば、例えば発光ダイオードとからの第１照明光の照射とライトガイドからの第２照明光の照射が交互に切り換えられる制御（時間制御）、或いは同時照明に必要な光量を第１照明光と第２照明光とが所定の比率（例えば０．５：０．５）で分担する制御（比率制御）が行われる。その結果、発光ダイオードの使用、延いては発光ダイオードからの発熱が抑制され、内視鏡先端部の発熱が抑えられる。
また、請求項４の発明によれば、温度センサの出力に基づき先端部（発光ダイオードの周辺）が所定温度以上とならないように発光ダイオードとライトガイド光源部の出力が制御され、先端部の温度を良好な温度に確実に維持、管理することが可能になる。

本発明の内視鏡装置によれば、適宜、ライトガイド光源部から第２照明光を照射することにより、発光ダイオードの使用と発熱を抑制する結果、内視鏡先端部の発熱を抑えることができるという効果がある。
また、請求項４の構成によれば、内視鏡先端部に温度センサを設けることにより、内視鏡先端部の温度を良好な温度に確実に維持、管理することができる。

図１及び図２には、実施例に係る内視鏡（電子内視鏡）装置の構成が示されており、まず図２により全体の構成を説明する。図２に示されるように、内視鏡装置は、先端部（硬質部）１０Ａを含む挿入部１０Ｂ、各種操作のためのスイッチ、アングル操作ツマミ等が設けられた操作部１０Ｃ、ケーブル１０Ｄからなる内視鏡（スコープ）１０、上記ケーブル１０Ｄにて内視鏡１０に接続される光源装置（又は光源部）１２及びプロセッサ装置（又はプロセッサ部）１４、更には被観察体画像を表示するモニタ等から構成される。上記光源装置１２とプロセッサ装置１４は、一つの装置として構成される場合もある。

図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、上記先端部１０Ａの先端面には、例えば３波長蛍光体型白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個形成してなり、第１照明光を照射するＬＥＤ部１６、上記光源装置１２から先端部１０Ａまで配設されたライトガイド１７に接続され、第２照明光を照射する照射窓（レンズ）１８及び観察窓（レンズ）１９が設けられており、この観察窓１９には、対物光学系２１を介して固体撮像素子であるＣＣＤ部２２が光学的に接続される。このＣＣＤ部２２には、ＣＣＤ駆動のための電子回路が配置されている。なお、図示していないが、この先端部１０Ａの先端面には、観察窓１９へ向けて送気と送水をする送気／送水用ノズルや鉗子等の処置具を挿通する処置具挿通チャンネル等も設けられる。そして、上記ＬＥＤ部１６の近傍に、先端部１０Ａ（ＬＥＤ部周辺）の温度を測定する温度センサ２４が配置される。

また、上記光源装置１２には、上記ＬＥＤ部１６を駆動し点灯及び発光量の調整を行うＬＥＤ駆動回路２６、上記温度センサ２４の出力に基づいて先端部温度を測定する温度測定回路２７、上記ＬＥＤ部１６からの第１照明光の出力と後述するライトガイド光源部３０からの第２照明光の出力を制御するマイコン２８が設けられる。また、ライトガイド光源部３０として、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の光源ランプ３１、この光源ランプ３１の点灯（又は光量調整）を行うランプ駆動回路３２、映像の明るさが一定となるように動作させる絞り（羽根）３３、この絞り３３の開口量を調整する絞り駆動回路３４、遮光領域と光通過領域を有して回転する遮光板３５、この遮光板３５を回転駆動する遮光板駆動回路３６及び集光レンズ３７等が設けられる。

即ち、上記遮光板３５を回転させ、その光通過領域を光源光路にセットすることにより第２照明光の出力を開始、実行し、その遮光領域を光源光路にセットすることにより第２照明光の出力を停止することができ、また例えば１８０度の遮光領域を有する遮光板３５を連続回転させることにより、第２照明光の出力を最大時の０．５（１／２）に低下させることができる（なお、この減少割合は遮光領域の角度で決定できる）。また、上記絞り３３は、映像の輝度信号等から映像の明るさを一定にするアイリス制御を行うが、この絞り３３の開口方向の動作範囲を制限することにより、ライトガイド光源部３０の第２照射光の出力を最大時の０．５、０．７５等に制限することも可能である。

実施例は以上の構成からなり、図３乃至図５に基づき以下にその動作制御を説明する。
図３には、ＬＥＤ部１６とライトガイド光源部３０との光出力を交互に切り換える制御例が示されており、この例では、マイコン２８がＬＥＤ駆動回路２６を制御することにより、ＬＥＤ部１６がＴａ時間点灯し、Ｔｂ時間消灯し、また遮光板駆動回路３６を制御することにより、遮光板３５が回転し、光源ランプ３１からの光がＴｂ時間通過し、Ｔａ時間遮光する。このようにして、第１照明光によるＴａ時間の照射と、第２照明光によるＴｂ時間の照射が交互に切り換えられる。ここで、上記時間Ｔａ，Ｔｂの比率を１：１、３（０．７５）：１（０．２５）、１：３等に設定すれば、第１照明光と第２照明光の照射（量）を同等にしたり、第１照明光の照射を多くしたり、第２照明光の照射を多くしたりすることができる。

図４には、同時照明に必要な光量につき、ＬＥＤ部１６とライトガイド光源部３０とが所定比率で分担する制御例が示されている。この例でも、マイコン２８がＬＥＤ駆動回路２６と遮光板駆動回路３６を制御することにより、例えば図４の制御例Ｃａのように、第１照明光と第２照明光の照射量の比率を０．５：０．５（全体を１として）としたり、制御例Ｃｂのように、第１照明光と第２照明光の照射量の比率を０．７５：０．２５、制御例Ｃｃのように、第１照明光と第２照明光の照射量の比率を０．２５：０．７５にすることができる。このような図３，図４の制御により、ＬＥＤ部１６の使用、そして発熱が抑制されることになり、先端部１０Ａの温度を所望の温度以下に維持することが可能になる。

図５には、温度センサ２４を用いてＬＥＤ部１６とライトガイド光源部３０との光出力を制御する例が示されており、この例では、切換え温度ｔ_１，ｔ_２を設定しておき、最初はＬＥＤ部１６の出力をオン、ライトガイド光源部３０の出力をオフとし、温度センサ２４で検出された先端部温度が高い方の温度ｔ_２となったとき（切換え点ｐ_１）、ＬＥＤ部１６の出力をオフ、ライトガイド光源部３０の出力をオンとし、低い方の温度ｔ_１となったとき（切換え点ｐ_２）、ＬＥＤ部１６の出力をオン、ライトガイド光源部３０の出力をオフに戻すように制御する。これにより、先端部１０Ａを被観察体に対して問題のない温度に維持することができる。

また、この温度センサ２４を用いた制御において、ＬＥＤ部１６とライトガイド光源部３０とで光出力を同時に分担する場合は、先端部温度が高い方の温度ｔ_２となったとき、例えばＬＥＤ部１６の出力を照明に必要な全体光量を１としたとき０．２５（低い割合）、ライトガイド光源部３０の出力を０．７５（高い割合）とし（図４の制御例Ｃｃ）、低い方の温度ｔ_１となったとき、ＬＥＤ部１６の出力を０．７５、ライトガイド光源部３０の出力を０．２５となる（図４の制御例Ｃｂ）制御を行うこともできる。

なお、上記の第１及び第２照明光の制御においても、ＬＥＤ部１６ではその出力光量を可変調節することにより、ライトガイド光源部３０では絞り３３の開口量を可変調節することにより、映像の明るさを一定に維持する明るさ制御が行われる。

図６には、ライトガイド光源部の他の構成例が示されており、図６（Ａ）は、ライトガイド光源部の光源としてＬＥＤ部４０を用いたものである。即ち、このＬＥＤ部４０は、操作部１０Ｃに配置され、この操作部１０Ｃでライトガイド１７に光学的に接続されるように構成したものであり、これによれば、ＬＥＤ部４０の発熱が先端部１０Ａに影響を与えることはなく、内視鏡１０の小型、軽量化を図ることができる。

一方、図６（Ｂ）は、ライトガイド光源部の光源として、ＬＥＤ部４０と図１と同様の光源ランプ３１を用いたものである。この場合は、ＬＥＤ部１６、４０、そして光源ランプ３１のそれぞれの負担軽減が図られ、制御のバリエーションも豊富になるという利点がある。

なお、上記実施例では、ライトガイド光源部３０からの第２照明光の出力制御（時間制御、比率制御）を遮光板３５によって実行するようにしたが、この遮光板３５によらず、絞り駆動回路３４によって絞り３３の最大開口量を制限したり、ランプ駆動回路３２によって光源ランプ３１の点灯制御或いは点灯電圧の可変制御を行うことによって、ライトガイド光源部３０からの光出力を調整するようにしてもよい。

本発明の実施例に係る内視鏡装置の構成を示し、図（Ａ）は内部構成のブロック図、図（Ｂ）は先端部先端面の図である。実施例の内視鏡装置の全体構成を示す図である。実施例においてＬＥＤ部とライトガイド光源部を交互に切り換える場合の制御を示す波形図である。実施例において照明に必要な光量をＬＥＤ部とライトガイド光源部とで分担する制御を示す図である。実施例において温度センサを用いたＬＥＤ部とライトガイド光源部の制御を示す波形図である。実施例のライトガイド光源部の他の各構成例を示す図である。

符号の説明

１０…内視鏡、１０Ａ…先端部、
１０Ｃ…操作部、１２…光源装置、
１４…プロセッサ装置、１６，４０…ＬＥＤ（発光ダイオード）部、
１７…ライトガイド、２４…温度センサ、
２６…ＬＥＤ駆動回路、２７…温度測定回路、
３０…ライトガイド光源部、３１…光源ランプ、
３３…絞り、３５…遮光板。

Claims

内視鏡先端部に配置され、第１照明光を出力する発光ダイオードと、
上記先端部まで配置され、第２照明光を伝送し出力するライトガイドと、
このライトガイドに対し第２照明光を供給する光源部と、
上記発光ダイオードからの第１照明光と上記ライトガイドからの第２照明光の照射を制御する制御回路と、を設けてなる内視鏡装置。
上記制御回路は、第１照明光と第２照明光が交互に切り換えられて照射されるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
上記制御回路は、第１照明光と第２照明光が所定の比率で同時に照射されるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡装置。
上記先端部に温度センサを配置し、この温度センサにて所定値以上の温度が検出されたとき、上記制御回路は、第１照明光の照射を停止又は減少させ、第２照明光の照射を開始又は増加させるように、上記発光ダイオードの出力と上記光源部の出力を制御することを特徴とする請求項１乃至３記載の内視鏡装置。