JP2009201938A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】鉗子の影が画像内に映ることを防止できる内視鏡を得る。
【解決手段】被検体内に挿入される挿入部３１と、挿入部３１の先端に観察窓が配設された撮像光学系と、挿入部３１の先端に光照射窓が配設された照明光学系と、挿入部３１の先端に形成された鉗子口とを備えた内視鏡１００であって、鉗子口の光照射窓側とは反対側の開口周部の少なくとも一部分に、補助照明手段を鉗子口の外周に沿って設けた。鉗子口の光照射窓側とは反対側の一部分は、鉗子口から突出される処置具により生じた照明光学系からの光の影位置に対応する領域とする。照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、補助照明手段は、照明光学系の導光用繊維束の一部を分岐させ鉗子口の外周に沿って光出射端が配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、挿入部の先端に、撮像光学系、照明光学系および鉗子口を備えた内視鏡に関する。

内視鏡手技において、鉗子口から鉗子などの処置具を出して作業を行うことがある。内視鏡の先端部の模式図を図９に示す。図９（ａ）に示すように、被検体内に挿入される挿入部５００の先端には、観察窓５０１が配設された撮像光学系５０３と、光照射窓５０５が配設された照明光学系５０７と、鉗子口５０９と、送気送水口５１１が配設されている。図９（ｂ）に示すように、鉗子口５０９から処置具５１３を出して作業するときには、鉗子口５０９から見て照明光学系５０７と反対側に影５１５ができる。この影５１５は、撮像光学系５０３を通して図１０に示すように画面５１７に映り、実質の視野を狭めることになる。

このような不具合を解消しようとしたものに、例えば、特許文献１に開示される内視鏡がある。この内視鏡は、挿入部先端にレンズ群とプリズムを配設してなる前方斜視型の観察光学系と、挿入部先端に設けられた複数の照明光学系とを備えた内視鏡において、複数の照明光学系のうち、少なくとも２つの照明光学系の出射方向を異なる向きで配置することで、観察する範囲を均一に陰なく照明できるようになされている。

また、特許文献２に開示される内視鏡装置は、被検体を照明する照明光学系と、照明された被検体の画像を形成する観察光学系とを備える内視鏡装置において、観察光学系の視野角を変化させるズーム機構と、ズーム機構による観察光学系の視野角の変化に連動して照明光学系の配光特性を変化させる配光特性変化手段とを備えることで、観察系の視野角の変化に応じて照明系の配光特性を変化させ、広角時にも望遠時にも最適な配光特性を得るようになされている。
特開平８−２４８３２９号公報 特開平１０−２３９７４０号公報 特開平４−８３４５号公報

特許文献１に開示される内視鏡のように、２眼以上の照明光学系を備えて、その向きをコントロールすれば、陰を消すことは原理的に可能であるが、複数の照明光学系を備えなければならず、挿入部が大径化する新たな問題を招請する。内視鏡は、これからさらなる細径化、小型化が予想されており、一眼のみの照明光学系が適用され続ける可能性が高い。しかしながら、一眼のみの照明光学系を備える内視鏡では、影が顕著に観測されてしまう。このため、照明レンズを必要とする照明光学系を増設せずに鉗子の影を消すことのできる照明系の開発要請があった。
また、特許文献２に開示される内視鏡装置では、観察系の視野角の変化に応じて照明系の配光特性を変化させることで、広角時にも望遠時にも最適な配光特性を得ることはできるが、同一位置の照明光学系の配光特性をどのように変化させても、相対的な位置関係に起因して問題の生じている処置具の影は消すことができない。
そこで、影が生じる部位に向けて別途に補助照明手段から照明光を供給する特許文献３に記載のような構成が考えられる。しかし、図１１（ａ）に示すように、単に補助照明手段５１９を増設したのでは、この補助照明手段５１９に照明レンズ等の各光学部材が必要とされ、内視鏡先端部の大口径化が避けらず、細径化に不向きである。さらに、図１１（ｂ）に示すように、照明光学系５０７の光のみによる被照射面Ａや、補助照明手段５１９のみによる被照射面Ｃの照度は適正となるが、双方の光が共に照射される被照射面Ｂでは照明レンズの集光性が高い場合に過剰照明となり、ハレーションの生じる虞もあった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、照明レンズを必要とする照明光学系を増設せずに鉗子の影が画像内に映ることを防止できる内視鏡を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 被検体内に挿入される挿入部と、該挿入部の先端に観察窓が配設された撮像光学系と、前記挿入部の先端に光照射窓が配設された照明光学系と、前記挿入部の先端に形成された鉗子口とを備えた内視鏡であって、
前記鉗子口の前記光照射窓側とは反対側の開口周部の少なくとも一部分に、補助照明手段が前記鉗子口の外周に沿って設けられたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、処置具に遮られて照明光学系からの光の照射されない暗部（すなわち、影）に、補助照明手段から光が照射され、処置具を用いた内視鏡手技の際に画像に発生する処置具の影が消される。このため、照明光学系において、照明レンズを必要とする照明光学系の数を増やさずに影の問題が解決可能となる。

（２） （１）記載の内視鏡であって、
前記一部分が、前記鉗子口から突出される処置具により生じた前記照明光学系からの光の影位置に対応する前記開口周部の領域であることを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、影の位置に対応する開口周部の領域に補助照明手段が配設され、補助照明手段からの光が影のみに照射され、補助照明手段が必要最小量に抑えられるとともに、照明光学系からの光の照射される被照射面への補助照明手段からの光の照射を抑止でき、照度差を小さくして、良好な視認性を得ることができる。

（３） （１）または（２）記載の内視鏡であって、
前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
前記補助照明手段は、前記照明光学系の該導光用繊維束の一部を分岐させ前記鉗子口の外周に沿って光出射端が配設されたことを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、照明光学系の導光用繊維束の一部が分岐されて利用可能となるので、照明レンズを必要とする補助照明光学系を別途に設ける必要がなくなる。光源が同一であるので、照明光学系と補助照明手段における出射光の色味を同一にでき、視認性が良好となる。分岐する導光用繊維束の本数により補助照明手段の光出射端光量が自在に調整可能となる。導光用繊維束を配置するのみでよいので、照明光学系を増設する場合に比べ、配置スペースを格段に小さくすることができ、これにより、鉗子口の狭小な外周に沿うような配置を、高い設計自由度で実現可能となる。さらに、影を確実に消すための、影のグラデーションに応じたキメ細かな照度制御が導光用繊維本数の調整により実現可能となる。

（４） （１）または（２）記載の内視鏡であって、
前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
前記補助照明手段は、補助光源と該補助光源からの光を入射させ前記鉗子口の外周に沿って光出射端が配設された補助導光用繊維束を有することを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、照明光学系と補助照明手段が独立した照明系となるので、独立の照明動作が可能となる。例えば、処置具が突出されずに影が生じない状態では補助照明手段からの光照射を行わず、処置具が突出されて、影が生じたときに補助照明手段からの光を照射して影を消すことが可能となる。これにより、不要時に補助照明手段から光が照射されることによる照度差をなくすことができる。

（５） （１）または（２）記載の内視鏡であって、
前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
前記補助照明手段は、前記鉗子口の外周に沿って配設されたＬＥＤ光源を有することを特徴とする内視鏡。

この内視鏡によれば、照明レンズを必要とする補助照明光学系の数を増やさずに影の問題が解決可能となる。照明光学系と独立した照明系となるので、独立の照明動作が可能となる。これにより、上述同様に、処置具が突出されて、影が生じたときに補助照明手段からの光を照射して影を消すことが可能となり、不要時に補助照明手段から光が照射されることによる照度差をなくすことができる。また、補助照明手段のために照明光学系の導光用繊維束を分岐する必要がなくなる。

本発明に係る内視鏡によれば、鉗子口の光照射窓側とは反対側の開口周部の少なくとも一部分に、補助照明手段を鉗子口の外周に沿って設けたので、処置具に遮られて照明光学系からの光の照射されない暗部に、補助照明手段から光を照射することができ、処置具を用いた内視鏡手技の際に画像に発生する処置具の影を消すことができる。これにより、照明レンズの必要な照明光学系の数を増やさずに影の問題を解決できるので、内視鏡の細径化、小型化に寄与することができる。

以下、本発明に係る内視鏡の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る内視鏡が用いられる内視鏡システム構成図である。
内視鏡システム２１は、主に内視鏡１００、光源装置２３、プロセッサ２５、モニタ２７で構成される。

内視鏡１００は、本体操作部２９と、この本体操作部２９に連設され、被検体（体腔）内に挿入される挿入部３１とを備える。本体操作部２９には、ユニバーサルケーブル３３が接続され、このユニバーサルケーブル３３の先端にライトガイド（ＬＧ）コネクタ３５が設けられる。

図２は図１に示した内視鏡の拡大平面図である。
本体操作部２９には、送気・送水ボタン４５、吸引ボタン４７、シャッターボタン４９、及び機能切替ボタン５１が並設されるとともに、一対のアングルノブ５３、５３が設けられる。

挿入部３１は、本体操作部２９側から順に軟性部５５、湾曲部５７、及び先端部５９で構成され、湾曲部５７は、本体操作部２９のアングルノブ５３、５３を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部５９を所望の方向に向けることができる。

図３は挿入部の正面図である。
先端部５９の先端面６１には、撮像光学系６３の観察窓６５と、照明光学系６７の光照射窓６９と、鉗子口７１と、送気・送水ノズル７３が設けられる。鉗子口７１は、図１の鉗子挿入部６７に連通され、鉗子挿入部６７から鉗子等の処置具を挿入することによって、この処置具を導出することができる。

撮像光学系６３は、先端部５９にＣＣＤ型固体撮像素子（不図示）を有し、ＣＣＤ型固体撮像素子に接続される信号ケーブルは挿入部３１、本体操作部２９、ユニバーサルケーブル３３等に挿通されてビデオコネクタ４３まで延設され、プロセッサ２５に接続される。撮像光学系６３で取り込まれた観察像は、ＣＣＤ型固体撮像素子の受光面に結像されて電気信号に変換され、その電気信号が信号ケーブルを介してプロセッサ２５に出力され、映像信号に変換される。これにより、プロセッサ２５に接続されたモニタ２７に観察画像が表示される。

図４は先端部の軸線と平行な面による断面図、図５は光源と導光用繊維束を表した照明光学系の構成図である。
内視鏡システム２１では、ＬＧコネクタ３５が光源装置２３に着脱自在に連結され、照明光学系６７へ照明光が送られる。図４に示す凹レンズ７５の後方には導光用繊維束であるライトガイド７７の照明光学系出射端７９が配設されている。このライトガイド７７は、挿入部３１、本体操作部２９、ユニバーサルケーブル３３に挿通され、ＬＧコネクタ３５内に入射端が配設される。ＬＧコネクタ３５を光源装置２３に連結することによって、図５に示す光源装置２３の光源８１から照射された照明光が、集光レンズ８３によって所定範囲に集束された後、ライトガイド７７を介して伝送され、凹レンズ７５、光照射窓６９から光路前方に照射される。

図６は補助照明手段の光出射端の配置を表す先端部の正面図である。
鉗子口７１の光照射窓６９側（矢線ａ，ａ側）とは反対側（矢線ｂ，ｂ側）の開口周部８５の少なくとも一部分８７には、補助照明手段８９が鉗子口７１の外周９１に沿って設けられている。上記の一部分８７とは、鉗子口７１から突出される処置具９３により生じた照明光学系６７からの光の影位置に対応する開口周部８５の領域（図中ハッチ部）とされている。処置具９３は、鉗子口７１にクリアランスを有して挿通されるため鉗子口７１内で移動する。影に影響する処置具９３の移動は、照明光学系６７と鉗子口７１の中心９５，９７を通る線分Ｌに直交して、鉗子口７１の中心９７を通る線分９９上の移動となる。この移動を考慮すると、影に対応する開口周部８５の領域は、光照射窓６９の出射有効円と処置具移動先の仮想円Ｋ１，Ｋ２の外側の接線１０１，１０３に挟まれた矢線ｂ，ｂ側の領域８７となる。

このように、影に対応する開口周部８５の領域８７に補助照明手段８９を配設することにより、補助照明手段８９からの光が影のみに照射され、補助照明手段８９が必要最小量に抑えられる。また、照明光学系６７からの光の照射される被照射面への補助照明手段８９からの光の照射を抑止でき、照度差を小さくして、良好な視認性を得ることができる。なお、突出される処置具９３は必ずしも先端部５９の軸線と平行とならず、また、同一径ではないので、傾斜突出時の影を考慮して、光出射端１０５は領域８７の全領域に配設してもよい。

上記のように、照明光学系６７は、光源８１とライトガイド７７を有して構成される。本実施の形態では、補助照明手段８９は、図４に示すように、ライトガイド７７の一部７７ａを分岐させ、鉗子口７１の外周９１に沿って光出射端１０５を配設している。

これにより、照明光学系６７のライトガイド７７の一部７７ａが分岐されて利用可能となるので、照明レンズを必要とする補助照明光学系を別途に設ける必要がなくなる。また、光源８１が同一であるので、照明光学系６７と補助照明手段８９における出射光の色味を同一にでき、視認性が良好となる。そして、分岐するライトガイド７７の本数により補助照明手段８９の光出射端光量が自在に調整可能となる。また、ライトガイド７７を配置するのみでよいので、照明光学系６７を増設する場合に比べ、配置スペースを格段に小さくすることができ、これにより、先端部５９の外周と鉗子口７１に挟まれた狭小な外周９１に沿うような配置が、高い設計自由度で実現可能となる。さらに、影を確実に打ち消すため、影のグラデーションに応じたキメ細かな照度制御が光ファイバの本数調整により実現可能となる。例えば、領域８７の周方向両端は、端部に向かって光ファイバ本数を徐々に少なくすることで、影のグラデーションに対応させた照度の均一化が可能となる。

このように、上記構成の内視鏡１００では、処置具９３に遮られて照明光学系６７からの光の照射されない暗部（すなわち、影）に、補助照明手段８９から光が照射され、処置具９３を用いた内視鏡手技の際に画像に発生する処置具９３の影が消される。これにより、照明光学系６７において、照明レンズを必要とする照明光学系の数を増やさずに影をなくすことができる。

したがって、上記構成の内視鏡１００によれば、鉗子口７１の光照射窓６９側とは反対側の開口周部８５の少なくとも一部分８７に、補助照明手段８９を鉗子口７１の外周９１に沿って設けたので、処置具９３に遮られて照明光学系６７からの光の照射されない暗部に、補助照明手段８９から光を照射することができ、処置具９３を用いた内視鏡手技の際に画像に発生する処置具の影を消すことができる。これにより、照明光学系６７において照明レンズの必要な照明光学系の数を増やさずに影の問題を解決でき、内視鏡１００の細径化、小型化に寄与することができる。

次に、本発明に係る内視鏡の第２の実施の形態を説明する。
図７は補助光源を備えた第２の実施の形態に係る内視鏡の要部構成図である。なお、以下の各実施の形態において、図１〜図６に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
この実施の形態による内視鏡２００は、照明光学系６７が、前述の光源８１と集光レンズ８３と、ライトガイド７７に接続するための光ケーブル１１２とを有する。光源８１からの光は光照射窓６９（図６参照）から照射される。

一方、補助照明手段８９Ａは、補助光源１１１と集光レンズ１１５と、ライトガイド７７に接続するための光ケーブル１１３とを有する。この補助光源１１１からの光は、補助照明手段８９の光出射端１０５（図６参照）から照射される。つまり、照明光学系６７と補助照明手段８９Ａの光学系は独立の照明系で構成されている。

この内視鏡２００によれば、照明光学系６７と補助照明手段８９Ａの光学系が独立した照明系となるので、独立の照明動作が可能となる。例えば、処置具９３が突出されずに影が生じない状態では補助照明手段８９Ａからの光照射を行わず、処置具９３が突出されて、影が生じたときに補助照明手段８９Ａからの光を照射して影を消すことが可能となる。これにより、不要時に補助照明手段８９Ａから光が照射されることによる照度差をなくすことができる。また、双方の照明照度をそれぞれ独立して調整でき、内視鏡の使用シーンに応じたより適切な照明が行える。

次に、本発明に係る内視鏡の第３の実施の形態を説明する。
図８はＬＥＤ光源を備えた第３の実施の形態に係る内視鏡の先端部断面図である。
この実施の形態による内視鏡３００は、照明光学系６７は、光源８１とライトガイド７７を有する。補助照明手段８９Ｂは、鉗子口７１の外周９１に沿って配設されたＬＥＤ光源１２１を有する。ＬＥＤ光源１２１には電源配線１２３が接続され、電源配線１２３は挿入部３１に挿通されてビデオコネクタ４３に接続される。

この内視鏡３００によれば、照明光学系６７において、照明レンズやライトガイドの光ファイバ束等の光学部材を必要とする補助照明光学系の数を増やさずに影による影響を解消できる。また、補助照明手段８９Ｂが、照明光学系６７と独立した照明系となるので、独立の照明動作が可能となる。これにより、上述同様に、処置具９３が突出されて、影が生じたときに補助照明手段８９Ｂからの光を照射して影を消すことが可能となり、不要時に補助照明手段８９Ｂから光が照射されることによる照度差をなくすことができる。

本発明に係る内視鏡が用いられる内視鏡システム構成図である。 図１に示した内視鏡の拡大平面図である。 挿入部の正面図である。 先端部の軸線と平行な面による断面図である。 光源と導光用繊維束を表した照明光学系の構成図である。 補助照明手段の光出射端の配置を表す先端部の正面図である。 補助光源を備えた第２の実施の形態に係る内視鏡の要部構成図である。 ＬＥＤ光源を備えた第３の実施の形態に係る内視鏡の先端部断面図である。 従来の内視鏡先端部の正面視を（ａ）、その処置具突出状態を（ｂ）で表した先端部正面図である。 撮像光学系により得られた画像図である。 従来の補助照明手段の設けられた内視鏡先端部の正面視を（ａ）、その処置具突出状態の画像を（ｂ）で表した作用説明図である。

符号の説明

３１ 挿入部
５９ 挿入部の先端部
６３ 撮像光学系
６５ 観察窓
６９ 光照射窓
６７ 照明光学系
７１ 鉗子口
７７ ライトガイド（導光用繊維束）
７７ａ 導光用繊維束の一部
８１ 光源
８５ 開口周部
８７ 一部分
８９，８９Ａ，８９Ｂ 補助照明手段
９１ 鉗子口の外周
９３ 処置具
１００，２００，３００ 内視鏡
１０５ 光出射端
１０７ 照明光学系の光軸
１１１ 補助光源
１１３ ライトガイド（補助導光用繊維束）
１２１ ＬＥＤ光源

Claims (5)

1. 被検体内に挿入される挿入部と、該挿入部の先端に観察窓が配設された撮像光学系と、前記挿入部の先端に光照射窓が配設された照明光学系と、前記挿入部の先端に形成された鉗子口とを備えた内視鏡であって、
   前記鉗子口の前記光照射窓側とは反対側の開口周部の少なくとも一部分に、補助照明手段が前記鉗子口の外周に沿って設けられたことを特徴とする内視鏡。
2. 請求項１記載の内視鏡であって、
   前記一部分が、前記鉗子口から突出される処置具により生じた前記照明光学系からの光の影位置に対応する前記開口周部の領域であることを特徴とする内視鏡。
3. 請求項１または請求項２記載の内視鏡であって、
   前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
   前記補助照明手段は、前記照明光学系の該導光用繊維束の一部を分岐させ前記鉗子口の外周に沿って光出射端が配設されたことを特徴とする内視鏡。
4. 請求項１または請求項２記載の内視鏡であって、
   前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
   前記補助照明手段は、補助光源と該補助光源からの光を入射させ前記鉗子口の外周に沿って光出射端が配設された補助導光用繊維束を有することを特徴とする内視鏡。
5. 請求項１または請求項２記載の内視鏡であって、
   前記照明光学系は、光源と導光用繊維束を有し、
   前記補助照明手段は、前記鉗子口の外周に沿って配設されたＬＥＤ光源を有することを特徴とする内視鏡。

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