JP2009297153A - Optical scanning type endoscope and optical transmission path gradient detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査のために振動させる光ファイバの傾斜量を検出可能な光走査型内視鏡と、傾斜量を検知する光伝送路傾斜量検知システムに関する。 The present invention relates to an optical scanning endoscope capable of detecting an inclination amount of an optical fiber to be vibrated for scanning, and an optical transmission line inclination amount detection system for detecting the inclination amount.
挿入管の先端から照射する光を観察対象領域において走査しながら、瞬間的に光が照射される点における反射光などを受光して、全体の画像を形成可能な光走査型内視鏡ユニットが知られている(特許文献1参照)。 An optical scanning endoscope unit capable of forming an entire image by receiving reflected light at a point where light is irradiated instantaneously while scanning light irradiated from the tip of the insertion tube in the observation target region. It is known (see Patent Document 1).
このような光走査型内視鏡では、照明光を供給するためのシングルモード光ファイバの被写体側の端部を螺旋を描くように2次元方向に振動させることにより、光を走査させている。各瞬間における光の照射位置において散乱する反射光を受光し、受光量に応じた画素信号が生成される。走査線上を形成する各位置における画素信号によって、1フレームの画像信号が形成される。 In such an optical scanning endoscope, light is scanned by vibrating an object side end of a single mode optical fiber for supplying illumination light in a two-dimensional direction so as to draw a spiral. Reflected light scattered at the light irradiation position at each moment is received, and a pixel signal corresponding to the amount of received light is generated. An image signal of one frame is formed by the pixel signal at each position forming on the scanning line.
撮像する被写体を正確にモニタ上に表示するためには、シングルモード光ファイバの先端の向きに応じた走査領域全体に対する光の照射位置を生成した画素信号の表示する画像全体における位置に一致させることが必要である。 In order to accurately display the subject to be imaged on the monitor, the irradiation position of the light with respect to the entire scanning region corresponding to the direction of the tip of the single mode optical fiber must be matched with the position in the entire image displayed by the generated pixel signal. is required.
そのため、光走査型内視鏡では、シングルモード光ファイバの共振周波数付近の周波数による振動状態を予め計測し、撮像時には予め計測した振動状態であると仮定して、画素信号の相対的位置を光が照射された相対的位置に一致させている。 Therefore, in the optical scanning endoscope, the vibration state at a frequency near the resonance frequency of the single-mode optical fiber is measured in advance, and it is assumed that the vibration state is measured in advance at the time of imaging. Is matched with the relative position irradiated.
しかし、シングルモード光ファイバの先端が動くなどの環境変化により、予め計測した振動状態と異なる振動を起こすことがある。このような場合に、走査が不安定になり、モニタに表示する画像に歪みが発生することがある。
したがって、本発明では、挿入管の径を拡張すること無く、光ファイバの振動状態を検出する光走査型内視鏡および光伝送路傾斜量検知システムの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical scanning endoscope and an optical transmission line tilt amount detection system that detect the vibration state of an optical fiber without expanding the diameter of the insertion tube.
本発明の光走査型内視鏡は、基端と先端とを有し先端の近傍の位置である第1の位置における傾斜量に応じて変わる反射率で第1の帯域の光である第1の光を反射し第1の帯域の他の帯域の光を透過する第1の反射部位が第1の位置に設けられ基端に入射する光を先端に伝送し第1の反射部位により反射された第1の光を基端に伝送する供給光伝送路と、第1の位置において供給光伝送路を支持しながら供給光伝送路の先端の軸方向と垂直な方向に供給光伝送路の先端を駆動する駆動部とを備えることを特徴としている。 The optical scanning endoscope of the present invention has a proximal end and a distal end, and is a first band light having a reflectance that changes in accordance with an inclination amount at a first position that is a position near the distal end. The first reflection part that reflects the light of the first band and transmits the light of the other band of the first band is provided at the first position, and the light incident on the proximal end is transmitted to the distal end and reflected by the first reflection part. A supply light transmission path for transmitting the first light to the base end, and a distal end of the supply light transmission path in a direction perpendicular to the axial direction of the distal end of the supply light transmission path while supporting the supply light transmission path at the first position. And a drive unit for driving the motor.
なお、供給光伝送路には第1の光のコヒーレンス長より短い間隔で第1の位置から離れた位置にある第2の位置に、100%未満の反射率で第1の光を反射し第1の帯域の他の帯域の光を透過する第2の反射部位が設けられることが好ましい。 Note that the supply light transmission path reflects the first light with a reflectance of less than 100% to a second position that is located away from the first position at an interval shorter than the coherence length of the first light. It is preferable that a second reflection part that transmits light in another band of one band is provided.
また、第2の位置は第1の位置より先端側であり、第1の反射部位の第1の光に対する最大の反射率は100%未満であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a 2nd position is a front end side rather than a 1st position, and the maximum reflectance with respect to the 1st light of a 1st reflective site | part is less than 100%.
本発明の第1の光伝送路傾斜量検知システムは、本発明の光走査型内視鏡の供給光伝送路の基端に第1の光を供給する第1の光源と、供給光伝送路の基端に第1の帯域の他の帯域であって可視光帯域の光である第2の帯域の光を供給する第2の光源と、供給光伝送路の基端から放射される第1の光を受光する受光器と、受光器において受光した第1の光の受光量に基づいて供給光伝送路の第1の位置における傾斜量を検出する傾斜量検出部を備えることを特徴としている。 A first optical transmission line tilt amount detection system of the present invention includes a first light source that supplies first light to a proximal end of a supply light transmission path of the optical scanning endoscope of the present invention, and a supply light transmission path A second light source for supplying light in a second band, which is another band in the first band and visible light band, to the base end of the first band, and a first light emitted from the base end of the supply light transmission path And a tilt amount detector that detects the tilt amount at the first position of the supply light transmission path based on the received light amount of the first light received by the light receiver. .
また、第1の光源から放射される第1の光を伝送する参照光伝送路と、参照光伝送路において第1の光源から第1の位置までの光学的距離と同じ光学的距離となる第3の位置において第1の光を反射する反射部材とを備えることが好ましい。 Also, a reference light transmission path that transmits the first light emitted from the first light source, and a first optical distance that is the same as the optical distance from the first light source to the first position in the reference light transmission path. It is preferable to provide a reflecting member that reflects the first light at the position 3.
なお、反射部材は、前記第1の光源から前記参照光伝送路を経た前記反射部位までの光学的距離を調整可能であることが好ましい。 The reflecting member is preferably capable of adjusting an optical distance from the first light source to the reflecting portion via the reference light transmission path.
本発明によれば、光供給ファイバの先端付近における傾斜量の検出が可能になる。したがって、光供給ファイバの振動状態の推定精度を向上させることが可能である。 According to the present invention, it is possible to detect the amount of inclination near the tip of the light supply fiber. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the vibration state of the light supply fiber.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した光走査型内視鏡および第1の実施形態を適用した光伝送路傾斜量検知システムを有する光走査型内視鏡プロセッサによって構成される光走査型内視鏡装置の外観を概略的に示す外観図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an optical scanning endoscope processor having an optical scanning endoscope to which the first embodiment of the present invention is applied and an optical transmission line tilt amount detection system to which the first embodiment is applied. 1 is an external view schematically showing an external appearance of an optical scanning endoscope apparatus.
光走査型内視鏡装置10は、光走査型内視鏡プロセッサ20、光走査型内視鏡40、およびモニタ11によって構成される。光走査型内視鏡プロセッサ20は、光走査型内視鏡40、およびモニタ11に接続される。なお、以下の説明において光供給ファイバ(図1において図示せず)および反射光ファイバ(図1において図示せず)の先端とは光走査型内視鏡40の挿入管41の遠位端側に配置される端部であり、基端とは光走査型内視鏡プロセッサ20と接続されるコネクタ42に配置される端部である。
The optical
光走査型内視鏡プロセッサ20から観察対象領域OAに照射する光が供給される。供給された光は光供給ファイバ(供給光伝送路)により挿入管41の先端に伝達され、観察対象領域内の一点(符号P1参照)に向かって照射される。光が照射された観察対象領域上の一点における反射光が、光走査型内視鏡40の挿入管41の先端から光走査型内視鏡プロセッサ20に伝達される。
Light to be applied to the observation target area OA is supplied from the optical
光供給ファイバの先端の方向が、ファイバ駆動部(図1において図示せず)により変えられる。先端の方向を変えることにより、光供給ファイバから照射される光が観察対象領域上に走査される。ファイバ駆動部は、光走査型内視鏡プロセッサ20により制御される。
The direction of the tip of the light supply fiber is changed by a fiber drive (not shown in FIG. 1). By changing the direction of the tip, the light irradiated from the light supply fiber is scanned over the observation target region. The fiber driving unit is controlled by the optical
光走査型内視鏡プロセッサ20は光の照射位置において散乱する反射光を受光し、受光量に応じた画素信号を生成する。走査する領域全体の画素信号を生成することにより、1フレームの画像信号を生成する。生成した画像信号がモニタ11に送信され、画像信号に相当する画像がモニタ11に表示される。
The optical
図2に示すように、光走査型内視鏡プロセッサ20には、光源ユニット30、受光ユニット21、スキャン駆動回路22、画像信号処理回路23、タイミングコントローラ24、およびシステムコントローラ25などが設けられる。
As shown in FIG. 2, the optical
後述するように、光源ユニット30から観察対象領域に照射する光が光供給ファイバ43に供給される。スキャン駆動回路22は、ファイバ駆動部44に光供給ファイバ43を駆動させる。光が照射された観察対象領域の反射光が、光走査型内視鏡40により光走査型内視鏡プロセッサ20に伝達される。光走査型内視鏡プロセッサ20に伝達された光は、受光ユニット21に受光される。
As will be described later, the light irradiating the observation target region from the
受光ユニット21により、受光量に応じた画素信号が生成される。画素信号は、画像信号処理回路23に送信される。画像信号処理回路23では、画素信号が画像メモリ26に格納される。観察対象領域全体に対応する画素信号が格納されると、画像信号処理回路23は画素信号に所定の信号処理を施し、1フレームの画像信号としてエンコーダ27を介してモニタ11に送信する。
A pixel signal corresponding to the amount of received light is generated by the
光走査型内視鏡プロセッサ20と光走査型内視鏡40とを接続すると、光源ユニット30と光走査型内視鏡40に設けられる光供給ファイバ43とが、および受光ユニット21と反射光ファイバ45とが光学的に接続される。また、光走査型内視鏡プロセッサ20と光走査型内視鏡40とを接続すると、スキャン駆動回路22と光走査型内視鏡40に設けられるファイバ駆動部44とが電気的に接続される。
When the optical
なお、光源ユニット30、受光ユニット21、画像信号処理回路23、スキャン駆動回路22、およびエンコーダ27は、タイミングコントローラ24により各部位の動作の時期が制御される。また、タイミングコントローラ24および光走査型内視鏡装置10の各部位の動作はシステムコントローラ25により制御される。また、キーボード(図示せず)などにより構成される入力部28により、使用者によるコマンド入力が可能である。
In the
図3に示すように、光源ユニット30は、赤色光レーザ31r(第2の光源)、緑色光レーザ31g(第2の光源)、青色光レーザ31b(第2の光源)、近赤外光レーザ32(第1の光源)、第1〜第3のフィルタ33a〜33c、ビームスプリッタ34、集光レンズ35、振動検出用受光器36、およびレーザ駆動回路37などによって構成される。
As shown in FIG. 3, the
赤色光レーザ31r、緑色光レーザ31g、青色光レーザ31bは、それぞれ、赤色光レーザービーム(第2の帯域の光)、緑色光レーザービーム(第2の帯域の光)、青色光レーザービーム(第2の帯域の光)を発する。また、近赤外光レーザ32は後述する光供給ファイバ43の傾斜量の検出に用いる狭帯域の近赤外光レーザービーム(第1の光)を発する。
The
第1のフィルタ33aは、青色光レーザ31bが発する帯域の青色光を反射し、他の帯域の光を透過する光学フィルタである。第2のフィルタ33bは、緑色光レーザ31gが発する帯域の緑色光を反射し、他の帯域の光を透過する光学フィルタである。第3のフィルタ33cは、赤色光レーザ31rが発する帯域の赤色光を反射し、他の帯域の光を透過する光学フィルタである。ビームスプリッタ34はハーフミラーであり、入射光の一部が反射され、一部が透過される。
The
光供給ファイバ43と光源ユニット30とが接続された状態における光供給ファイバ43の基端側の光の出射方向に集光レンズ35、第1のフィルタ33a、第2のフィルタ33b、第3のフィルタ33c、ビームスプリッタ34、および振動検出用受光器36が配置される。
In the state where the
第1〜第3のフィルタ33a〜33cおよびビームスプリッタ34は光供給ファイバ43の基端側の光の出射方向に対して45°傾斜させた状態で固定されており、青色光レーザ31bが発する青色光レーザービームは第1のフィルタ33aによって、緑色光レーザ31gが発する緑色光レーザービームは第2のフィルタ33bによって、赤色光レーザ31rが発する赤色光レーザービームは第3のフィルタ33cによって、近赤外光レーザ32が発する近赤外光レーザービームがビームスプリッタ34によって光供給ファイバ43の基端に向かって反射される。
The first to
第1のフィルタ33aによって反射された青色光レーザービーム、第2のフィルタ33bによって反射され第1のフィルタ33aを透過した緑色光レーザービーム、第3のフィルタ33cによって反射され第1、第2のフィルタ33a、33bを透過した赤色光レーザービーム、ビームスプリッタ34によって反射され第1〜第3のフィルタ33a〜33cを透過した近赤外光レーザービームは集光レンズ35により集光されて、光供給ファイバ43の基端に入射する。
The blue light laser beam reflected by the
通常の観察時に、赤色光レーザービーム、緑色光レーザービーム、青色光レーザービーム、および近赤外光レーザービームが光供給ファイバ43に供給される。
During normal observation, a red light laser beam, a green light laser beam, a blue light laser beam, and a near infrared light laser beam are supplied to the
赤色光レーザ31r、緑色光レーザ31g、青色光レーザ31b、および近赤外光レーザ32はレーザ駆動回路37により駆動される。なお、レーザ駆動回路37は、タイミングコントローラ24により発光と消灯の時期を制御する。
The
なお、後述するように、近赤外光レーザービームは光供給ファイバ43の先端近辺のファイバブラッググレーティング(図3において図示せず)によって反射され、再び光供給ファイバ43の基端まで伝達される。基端に伝達された近赤外光は基端から出射して、集光レンズ35、第1〜第3のフィルタ33a〜33c、およびビームスプリッタ34を介して振動検出用受光器36に到達する。
As will be described later, the near-infrared laser beam is reflected by a fiber Bragg grating (not shown in FIG. 3) in the vicinity of the distal end of the
振動検出用受光器36により、近赤外光の受光量が検出される。検出した受光量は信号として画像信号処理回路23に送信される。画像信号処理回路23では近赤外光の受光量に基づいて、光供給ファイバ43の先端側の傾斜量が算出される。さらに、画像信号処理回路23では、スキャン駆動回路22によるファイバ駆動部44の制御および算出した傾斜量に基づいて、光の走査位置が推定される。
The amount of received near-infrared light is detected by the vibration
次に、光走査型内視鏡40の構成について詳細に説明する。図4に示すように、光走査型内視鏡40には、光供給ファイバ43、反射光ファイバ45、集光レンズ46、およびファイバ駆動部44などが設けられる。
Next, the configuration of the
光供給ファイバ43および反射光ファイバ45は、コネクタ42から挿入管41の先端まで延設される。前述のように、光源ユニット30から出射される赤色光レーザービーム、緑色光レーザービーム、青色光レーザービーム、および近赤外光レーザービームが、光供給ファイバ43の基端に入射する。基端に入射したこれらの光は先端側に伝達される。
The
ファイバ駆動部44が、光供給ファイバ43の先端付近に設けられる。図5に示すように、ファイバ駆動部44は屈曲部44bおよびファイバ支持部44sによって構成される。屈曲部44bは円筒形状であり、円筒内部に光供給ファイバ43が挿通されている。ファイバ支持部44sにより光供給ファイバ43は屈曲部44bの挿入管41先端側の端部に固定される。
A
屈曲部44bは圧電素子を有しており、スキャン駆動回路22から送信されるファイバ駆動信号に基づいて円筒軸方向に垂直な方向に向けて傾斜する。光供給ファイバ43はファイバ支持部44sを介して屈曲部44bに押圧され、光供給ファイバ43の軸方向に垂直な方向に傾斜させられる。光供給ファイバ43の軸方向に垂直な平面における2方向に沿って、光供給ファイバ43の傾斜量を連続的に変えるように振動させることにより、光が観察対象領域上で走査される。
The
ファイバ支持部44sに固定される位置における光供給ファイバ43のコアには、ファイバブラッググレーティング(FBG)47が形成される。FBG47は、近赤外光レーザ32が出射する近赤外光を含む狭帯域の光を反射し、他の帯域の光を透過するように、形成される。
A fiber Bragg grating (FBG) 47 is formed in the core of the
前述のように、光供給ファイバ43には、赤色光レーザービーム、緑色光レーザービーム、青色光レーザービーム、および近赤外光レーザービームが入射し、先端側まで伝達される。
As described above, the red laser beam, the green laser beam, the blue laser beam, and the near-infrared laser beam are incident on the
赤色光レーザービーム、緑色光レーザービーム、および青色光レーザービームはFBG47を透過して、光供給ファイバ43の先端から出射される。近赤外光レーザービームは、FBG47により光供給ファイバ43の傾斜量に応じた反射率で基端側に反射される。なお、光供給ファイバ43はシングルモード光ファイバであり、基端において入射したビーム状の光をビーム状の光のまま出射する。
The red light laser beam, the green light laser beam, and the blue light laser beam pass through the
光供給ファイバ43から出射した光は、観察対象領域の一点(図6符号P2参照)に向けて出射される。光が照射された観察対象領域OAの一点における反射光が散乱し、散乱した反射光が反射光ファイバ45の先端に入射する。
The light emitted from the
光走査型内視鏡40には複数の反射光ファイバ45が設けられる。反射光ファイバ45の先端は、集光レンズ46の周囲を囲むように配置される(図6参照)。観察対象領域OA上の一点における散乱光は、各反射光ファイバ45に入射する。
The
反射光ファイバ45に入射した反射光は、反射光ファイバ45の基端まで伝達される。前述のように、反射光ファイバ45は基端において受光ユニット21に接続される。反射光ファイバ45に伝達された反射光は、受光ユニット21に向かって出射する。
The reflected light incident on the reflected
受光ユニット21では、反射光の赤色光成分、緑色光成分、および青色光成分毎の受光量を検出し、それぞれの受光量に応じた画素信号が生成される。画素信号は画像信号処理回路23に送信される。
The
前述のように、画像信号処理回路23では、瞬間における光の走査位置が推定される。画像信号処理回路23は推定した位置に対応する画像メモリ26のアドレスに受信した画像信号を格納する。
As described above, the image
前述のように、照射する光が観察対象領域上に走査され、それぞれの位置における反射光に基づいて画素信号が生成され、対応する画像メモリ26のアドレスに格納される。走査始点から走査終点までの間に格納した各位置における画素信号により、観察対象領域の像に対応する画像信号が形成される。画像信号は前述のように所定の信号処理が施されてから、モニタ11に送信される。
As described above, the irradiation light is scanned on the observation target region, and a pixel signal is generated based on the reflected light at each position and stored in the address of the
以上のように、本実施形態の光走査型内視鏡および光伝送路傾斜量検知システムによれば、ファイバ駆動部44によって屈曲する光供給ファイバ43の傾斜量を算出することが可能となる。光供給ファイバ43の傾斜量を用いることにより、光の走査位置の推定精度を高めることが可能である。したがって、予め計測した振動状態から外れる場合であっても、表示する画像に生じる歪みを低減化することが可能になる。
As described above, according to the optical scanning endoscope and the optical transmission line tilt amount detection system of the present embodiment, the tilt amount of the
次に、本発明の第2の実施形態を適用した光伝送路傾斜量検知システムについて説明する。第2の実施形態の光伝送路傾斜量検知システムは、参照用光ファイバが設けられる点で第1の実施形態の光伝送路傾斜量検知システムと異なっている。以下、第1の実施形態の光伝送路傾斜量検知システムと異なる点を中心に説明する。なお、第1の実施形態の光走査型内視鏡検知システムと同じ機能を有する部位には同じ符号を付する。 Next, an optical transmission line tilt amount detection system to which the second embodiment of the present invention is applied will be described. The optical transmission line inclination amount detection system of the second embodiment is different from the optical transmission line inclination amount detection system of the first embodiment in that a reference optical fiber is provided. The following description will focus on differences from the optical transmission line tilt amount detection system of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function as the optical scanning endoscope detection system of 1st Embodiment.
図7に示すように、第2の実施形態を適用した光伝送路傾斜量検知システムを有する光走査型内視鏡プロセッサ200は、光源ユニット300、受光ユニット21、スキャン駆動回路22、画像信号処理回路23、タイミングコントローラ24、システムコントローラ25、および参照用光ファイバ29(参照光伝送路)などが設けられる。
As shown in FIG. 7, the optical
受光ユニット21、スキャン駆動回路22、画像信号処理回路23、タイミングコントローラ24、およびシステムコントローラ25の構成および機能は第1の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ20と同じである。第1の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ20と異なり、光源ユニット300は参照用光ファイバ29に光学的に接続される。
The configurations and functions of the
図8に示すように、光源ユニット300は、赤色光レーザ31r、緑色光レーザ31g、青色光レーザ31b、近赤外光レーザ32、第1〜第3のフィルタ33a〜33c、ビームスプリッタ34、第1、第2の集光レンズ35a、35b、振動検出用受光器36、およびレーザ駆動回路37などによって構成される。
As shown in FIG. 8, the
赤色光レーザ31r、緑色光レーザ31g、青色光レーザ31b、近赤外光レーザ32、第1〜第3のフィルタ33a〜33c、ビームスプリッタ34、第1の集光レンズ35a、振動検出用受光器36、およびレーザ駆動回路37の構成および機能は、第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と異なり、ビームスプリッタ34を透過した一部の近赤外光が、第2の集光レンズ35bに集光され参照用光ファイバ29に入射するように、参照用光ファイバ29が配置される。
参照用光ファイバ29は、光供給ファイバ43と同じ光学特性を有するシングルモード光ファイバである。また、参照用光ファイバ29は、光走査型内視鏡プロセッサ20に接続される多様な種類の光走査型内視鏡40の中で、最も使用頻度が高いと想定される光走査型内視鏡40の光供給ファイバ43と同じ長さとなるように形成される。
The reference
参照用光ファイバ29における光源ユニット300と逆側の端部から光の出射方向に近赤外光を反射するミラーMが設けられる。ミラーMは参照用光ファイバ29の軸方向に移動自在である。
A mirror M is provided that reflects near-infrared light in the light emission direction from the end of the reference
以上のような構成である第2の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ200において、近赤外光レーザ32から近赤外光レーザービームを出射させると、一部の近赤外光はビームスプリッタ34に反射され光供給ファイバ43に入射する。また、残りの一部の近赤外光はビームスプリッタ34を透過して参照用光ファイバ29に入射する。
In the optical
前述のように、光供給ファイバ43に入射した近赤外光はFBG47が形成された位置における光供給ファイバ43の傾斜量に応じて反射される。
As described above, the near-infrared light incident on the
光供給ファイバ43は、図9に示すように螺旋状の走査線に沿って駆動される。傾斜量が最小となる走査開始位置から傾斜量が最大である走査終了位置に向かうまでの間に1フレームの画像信号を生成するための単一の走査が行なわれ、再び螺旋運動をしながら走査終了位置から走査開始位置まで戻され、走査開始位置に到達したときに再び次のフレームの画像信号を生成するための走査が開始される。つまり、傾斜量は時間経過に対して振動状態にある。
The
したがって、FBG47により反射される近赤外光の光量は、図10に示すように、時間経過に対して振動する。ただし、実際の光供給ファイバ43の内部の歪みなどの影響により、光供給ファイバ43の基端から出射する近赤外光にはFBG47による反射光以外の光成分がノイズとして混入している。
Accordingly, the amount of near-infrared light reflected by the
一方、参照用光ファイバ29に入射した近赤外光は参照用光ファイバ29の光学ユニット300の遠位端から出射して、ミラーMにより反射され、再び参照用光ファイバ29に入射する。参照用光ファイバ29の遠位端に入射した近赤外光はビームスプリッタ34に向かって出射される。
On the other hand, near-infrared light that has entered the reference
参照用光ファイバ29を介してミラーMに反射された近赤外光は一定の光量であり、参照用光ファイバ29の内部の歪みなどの影響を受けた光成分を有している。なお、光供給ファイバ43と参照用光ファイバ29の光学特性は同じで、また長さにも大きな違いはないため、参照用光ファイバ29における歪みなどの影響を受けた光成分は、光供給ファイバ43と実質的に同じである。
Near-infrared light reflected by the mirror M via the reference
光供給ファイバ43から出射した光と参照用光ファイバ29から出射した光はビームスプリッタ34において干渉し、FBG47による反射光以外の光成分が除去される。したがって、振動検出用受光器36には光供給ファイバ43の傾斜量に応じた光成分のみが受光される。
The light emitted from the
以上のような構成の第2の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサによれば、第1の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサと同様に、光供給ファイバ43の傾斜量を算出することが可能となる。また、前述のように、ノイズ成分が除去されるので、傾斜量の算出精度を第1の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ20に比べて向上させることが可能である。
According to the optical scanning endoscope processor of the second embodiment configured as described above, the inclination amount of the
次に、本発明の第2の実施形態を適用した光走査型内視鏡について説明する。第2の実施形態の光走査型内視鏡は、ファイバ支持部44sに固定される位置の他の位置においても光供給ファイバに、FBGが形成される点で第1の実施形態の光走査型内視鏡と異なっている。以下、第1の実施形態の光走査型内視鏡と異なる点を中心に説明する。なお、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同じ機能を有する部位には同じ符号を付する。
Next, an optical scanning endoscope to which the second embodiment of the present invention is applied will be described. The optical scanning endoscope according to the second embodiment is the same as the optical scanning endoscope according to the first embodiment in that FBG is formed in the light supply fiber even at other positions fixed to the
第2の実施形態の光走査型内視鏡40は、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同じく、光供給ファイバ430、反射光ファイバ45、集光レンズ46、およびファイバ駆動部44などが設けられる。
The
反射光ファイバ45、集光レンズ46、およびファイバ駆動部44の構成および機能は、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同じである。一方、図11に示すように、第1の実施形態の光走査型内視鏡と異なり、光供給ファイバ430には、第1、第2のFBG47a、47bが設けられる。
The configurations and functions of the reflection
第1のFBG47aは、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同じく、ファイバ支持部44sにより固定される位置である第1の位置に形成される。第2の実施形態の光走査型内視鏡40では、第1の位置より基端側であって、距離が光源ユニット20から供給される近赤外光のコヒーレンス長より短い位置である第2の位置に、第2のFBG47bが形成される。
The
なお、屈曲しない状態で反射率が実質的に100%となるように、第1のFBG47aは形成される。また、反射率が50%となるように、第2のFBG47bは形成される。
Note that the
以上のような構成である第2の実施形態の光走査型内視鏡40の光供給ファイバ430に近赤外光を入射すると、50%の近赤外光は第2のFBG47bにより反射され、残りの近赤外光は第1のFBG47aに到達する。
When near-infrared light is incident on the light supply fiber 430 of the
第1のFBG47aに到達した近赤外光は、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同じく、第1のFBG47aが形成された位置における光供給ファイバ430の傾斜量に応じた反射率で近赤外光は反射される。前述のように、第1のFBG47aにより反射される近赤外光には、第1のFBG47aによる反射光以外の光成分がノイズとして混入している。
Near-infrared light that has reached the
第2のFBG47bの形成される位置において光供給ファイバ430は屈曲されないので、第2のFBG43の反射率は一定である。また、第2のFBG47bにより反射される近赤外光は第1のFBG47aにより反射される近赤外光と同じ光供給ファイバ430を通過しているので、第2のFBG47bにより反射される近赤外光は光供給ファイバ430の内部の歪みなどの影響を受けた光成分を有している。
Since the light supply fiber 430 is not bent at the position where the
第1、第2のFBG47a、47bにより反射された光は光供給ファイバ430の内部で干渉し、第1のFBG47aにより反射された近赤外光からノイズ成分が除去される。したがって、振動検出用受光器36には第1のFBG47aの形成位置における光供給ファイバ430の傾斜量に応じた光成分のみが受光される。
The light reflected by the first and
以上のような構成の第2の実施形態の光走査型内視鏡によれば、第1の実施形態の光走査型内視鏡と同様に、光供給ファイバ430の傾斜量を算出可能な光学情報を光走査型内視鏡プロセッサ20に供給可能である。また、前述のように、第1の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ20を用いながら第2の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサ200のように、ノイズ成分が除去されるので、傾斜量の算出精度を第1の光走査型内視鏡に比べて向上させることが可能である。
According to the optical scanning endoscope of the second embodiment configured as described above, as with the optical scanning endoscope of the first embodiment, the optical that can calculate the tilt amount of the light supply fiber 430. Information can be supplied to the optical
なお、第1、第2の実施形態の光走査型内視鏡および第1、第2の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサでは、光供給ファイバ43、430の傾斜量を検出するために近赤外光を用いる構成であるが、他の帯域の光を用いてもよい。他の帯域の光を傾斜量検出のための光として用いる場合には、用いる光を反射する特性を備えるようにFBG47、第1、第2のFBG47a、47bを形成する必要がある。
In the optical scanning endoscopes of the first and second embodiments and the optical scanning endoscope processors of the first and second embodiments, in order to detect the amount of inclination of the
また、第2の実施形態において、第1、第2のFBG47a、47bの近赤外光に対する反射率が実質的に100%、50%となるように、第1、第2のFBG47a、47bが形成される構成であるが、これらの値に限定されない。ただし、第2の実施形態のように、第2のFBG47bの反射率が第1のFBG47aの反射率より小さい方が好ましい。
In the second embodiment, the first and
また、第2の実施形態において、第2のFBG47bは第1のFBG47aより基端側に設けられる構成であるが、先端側に設けられてもよい。 Moreover, in 2nd Embodiment, although 2nd FBG47b is the structure provided in the base end side rather than 1st FBG47a, you may provide in the front end side.
また、第1、第2の実施形態の光走査型内視鏡プロセッサでは、赤色光、緑色光、青色光(いわゆる可視光)、および近赤外光を出射する光源にレーザを用いる構成であるが、他の種類の光源を用いてもよい。ただし、光走査型内視鏡では、観察対象領域内の極小の一点に対して光が照射されることが好ましく、強い指向性を有する光を出射するためにレーザを用いることが好ましい。 In the optical scanning endoscope processors of the first and second embodiments, a laser is used as a light source that emits red light, green light, blue light (so-called visible light), and near-infrared light. However, other types of light sources may be used. However, in the optical scanning endoscope, it is preferable that light is applied to one minimal point in the observation target region, and it is preferable to use a laser to emit light having strong directivity.
10 光走査型内視鏡装置
20、200 光走査型内視鏡プロセッサ
21 受光ユニット
29 参照用光ファイバ
30、300 光源ユニット
32 近赤外光レーザ
34 ビームスプリッタ
36 振動検出用受光器
40 光走査型内視鏡
41 挿入管
43、430 光供給ファイバ
44 ファイバ駆動部
44b 屈曲部
44s ファイバ支持部
47 ファイバブラッググレーティング(FBG)
47a、47b 第1、第2のFBG
DESCRIPTION OF
47a, 47b first and second FBGs
Claims (6)
前記第1の位置において前記供給光伝送路を支持しながら、前記供給光伝送路の先端の軸方向と垂直な方向に前記供給光伝送路の先端を駆動する駆動部とを備える
ことを特徴とする光走査型内視鏡。 The first light having a base end and a front end is reflected to reflect the first light, which is light in the first band, with a reflectivity that changes in accordance with the amount of inclination at a first position that is a position in the vicinity of the front end. A first reflection part that transmits light in another band is provided at the first position, transmits light incident on the base end to the tip, and is reflected by the first reflection part. A supply light transmission path for transmitting first light to the base end;
A drive unit that drives the tip of the supply light transmission path in a direction perpendicular to the axial direction of the tip of the supply light transmission path while supporting the supply light transmission path at the first position. Optical scanning endoscope.
前記供給光伝送路の前記基端に、前記第1の帯域の他の帯域であって可視光帯域の光である第2の帯域の光を供給する第2の光源と、
前記供給光伝送路の前記基端から放射される前記第1の光を受光する受光器と、
前記受光器において受光した前記第1の光の受光量に基づいて、前記供給光伝送路の前記第1の位置における傾斜量を検出する傾斜量検出部を備える
ことを特徴とする光伝送路傾斜量検知システム。 A first light source that supplies the first light to the base end of the supply light transmission path of the optical scanning endoscope according to any one of claims 1 to 5,
A second light source that supplies light in a second band, which is another band in the first band and is in the visible light band, to the base end of the supply light transmission path;
A light receiver that receives the first light emitted from the base end of the supply light transmission path;
An inclination of the optical transmission line, comprising: an inclination amount detection unit that detects an inclination amount of the supply light transmission line at the first position based on an amount of received light of the first light received by the light receiver. Quantity detection system.
前記供給光伝送路の前記基端に、前記第1の帯域の他の帯域であって可視光帯域の光である第2の帯域の光を供給する第2の光源と、
前記第1の光源から放射される前記第1の光を伝送する参照光伝送路と、
前記参照光伝送路において、前記第1の光源から前記第1の位置までの光学的距離と同じ光学的距離となる第3の位置において、前記第1の光を反射する反射部材と、
前記供給光伝送路および前記参照光伝送路から放射される前記第1の光を受光する受光器と、
前記受光器において受光した前記第1の光の受光量に基づいて、前記供給光伝送路の前記第1の位置における傾斜量を検出する傾斜量検出部を備える
ことを特徴とする光伝送路傾斜量検知システム。 A first light source that supplies the first light to the proximal end of the optical scanning endoscope according to claim 1 with the supply light transmission;
A second light source that supplies light in a second band, which is another band in the first band and is in the visible light band, to the base end of the supply light transmission path;
A reference light transmission path for transmitting the first light emitted from the first light source;
A reflective member that reflects the first light at a third position that is the same optical distance as the optical distance from the first light source to the first position in the reference light transmission path;
A light receiver that receives the first light emitted from the supply light transmission path and the reference light transmission path;
An inclination of the optical transmission line, comprising: an inclination amount detection unit that detects an inclination amount of the supply light transmission line at the first position based on an amount of received light of the first light received by the light receiver. Quantity detection system.
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