JP2010088665A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入部の細径化を図りつつ、検出光を効率的に受光して視野が広く明るい画像を取得すること。
【解決手段】観察部に先端が対向させられる挿入部３を備え、挿入部３に、光源から発せられた照明光を先端に向けて導光し射出面７Ａを有する照明ファイバ５と、観察部からの検出光を入射させる入射面１９Ａを有する光透過部材１９と、射出面７Ａおよび入射面１９Ａを導光方向に交差するほぼ同一方向に同時に向けるように変位させるアクチュエータ１１とを備える内視鏡１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡に関するものである。

従来、生体内の組織や細胞の様子を生体内で観察する内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の内視鏡装置は、先端に走査型共焦点光学系が組み込まれた挿入部が体腔内に挿入され、内臓の細胞等が直接観察されるようになっている。

米国特許第６２９４７７５号明細書

しかしながら、挿入部の先端にＣＣＤのような撮像素子を配置する場合には、所望の解像度や視野を確保しようとすると撮像素子が大型化するという不都合がある。この場合には、挿入部の先端に設けられる硬性部が長くなって、体腔内における操縦性が悪化するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、挿入部の細径化を図りつつ、検出光を効率的に受光することができる内視鏡を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、挿入部を備えた内視鏡において、前記挿入部が、照明光導光部材と、受光部と、光走査部とを有し、前記照明光導光部材の外周側面に前記受光部が配置され、前記照明光導光部材が、射出面を有し、前記受光部が、入射面を有し、前記光走査部が、前記射出面および前記入射面を、前記挿入部の長手方向に交差するほぼ同一方向に同時に変位させる内視鏡を提供する。

上記発明においては、前記挿入部の先端が、被写体に対向する位置に配置され、前記照明光導光部材が、光源から発せられた照明光を前記挿入部の先端に向けて導光し、かつ、前記射出面から射出し、前記受光部が、前記被写体からの検出光を前記入射面から入射させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記挿入部の基端側に前記受光部により受光された前記検出光を検出する光検出部を備え、前記挿入部が、前記受光部により受光された前記検出光を前記光検出部へと導光する検出光導光部材を有することが好ましい。

また、上記発明においては、前記受光部が、前記入射面から前記挿入部の基端側に向かってテーパ状に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、挿入部の細径化を図りつつ、検出光を効率的に受光することができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態に係る内視鏡について説明する。
本実施形態は、挿入部を備えた内視鏡において、挿入部が、照明光導光部材と、受光部と、光走査部とを有し、照明光導光部材の外周側面に受光部が配置され、照明光導光部材が、射出面を有し、受光部が、入射面を有し、光走査部が、射出面および入射面を、挿入部の長手方向に交差するほぼ同一方向に同時に変位させる内視鏡を提供する。

また、本実施形態は、挿入部の先端が、被写体に対向する位置に配置され、照明光導光部材が、光源から発せられた照明光を挿入部の先端に向けて導光し、かつ、射出面から射出し、受光部が、被写体からの検出光を入射面から入射させることが好ましい。

本実施形態によれば、光源から発せられた照明光が、照明光導光部材により挿入部先端に導かれ、射出面から射出されて被写体に照射される。この照明光は、光走査部の作動により、射出面が挿入部の長手方向に交差する方向に変位させられることで走査される。

また、照明光が照射された被写体からの検出光、例えば、反射光、散乱光あるいは蛍光等が受光部によって受光される。被写体からの検出光は、照明光の射出方向に沿って逆方向に入射されてくるので、光走査部により、入射面が射出面とともにほぼ同一方向に同時に向くように変位させられることで、被写体からの検出光を効率的に入射面に入射させることができる。

検出光を効率的に受光することにより、撮像素子を大型化することなく所望の解像度や視野を確保することができる。したがって、挿入部の細径化を図りつつ視野が広く明るい画像を取得することが可能となる。

また、上記実施形態においては、挿入部の基端側に受光部により受光された検出光を検出する光検出部を備え、挿入部が、受光部により受光された検出光を光検出部へと導光する検出光導光部材を有することとしてもよい。
このように構成することで、挿入部の先端に検出部を設ける必要がないので、挿入部を細径化して操縦性の向上を図ることができる。

また、上記実施形態においては、受光部が、入射面から挿入部の基端側に向かってテーパ状に形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、面積の大きい入射面により検出光を効果的に受光することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る内視鏡について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡１は、図１に示すように、ファイバスコープタイプの内視鏡である。この内視鏡１は、光源（図示略）と、挿入部３と、検出部（図示略）と、を備える。

光源は、照明光を発する。挿入部３は、体腔内に挿入される。そして、挿入部３の先端に対向する位置が観察部（被写体）となる。検出部は、挿入部３の基端側に設けられ、観察部からの戻り光（以下、「検出光」という。）を検出する。検出部としては、ＣＣＤ等が挙げられる。

挿入部３は、細長い筒状部材であり、先端端部に射出口１７が形成されている。挿入部３は、光源から発せられた照明光を長手方向に沿って導光し、射出口１７から射出して観察部に照射する。そして、挿入部３は、観察部からの戻り光を受光して長手方向に検出部まで導光する。

この挿入部３は、光源からの照明光を先端に向けて導光する照明ファイバ５と、観察部からの戻り光を基端側へ導光する受光ファイバ（検出光導光部材）６とを備えている。

照明ファイバ５は、弾性変形可能な部材であり、挿入部３の基端側から先端に向かって長手方向に延在するように配置されている。この照明ファイバ５は、一端が光源に接続され、他端には、射出端５Ａを有している。

受光ファイバ６は、照明ファイバ５を同心的に囲むように設けられており、照明ファイバ５と同様に、挿入部３の基端側から長手方向に延在するように配置されている。また、受光ファイバ６は、一端には、開口６Ａを有し、他端が検出部に接続されている。

また、挿入部３の先端には、偏心レンズ（照明光導光部材）７と、支持部材９と、アクチュエータ（光走査部）１１と、固定レンズ系１３とを備えている。
固定レンズ系１３は、射出口１７近傍に配置されている。固定レンズ系１３は、２つのレンズから構成されている。そして、固定レンズ系１３の被写体側のレンズは射出口１７によって保持されている。また、固定レンズ系１３の像側のレンズは、不図示の鏡枠によって固定されている。そして、光源からの照明光を観察部に向けて広角に拡散させる。一方、観察部からの検出光、例えば、反射光、後方散乱光あるいは蛍光等を集光する。

偏心レンズ７は、照明ファイバ５の射出端５Ａと固定レンズ系１３との間に設けられている。すなわち、偏心レンズ７は、一方のレンズ面が射出端５Ａに対向して配置され、他方のレンズ面が固定レンズ系１３に対向して配置されている。

また、偏心レンズ７は、支持部材９により支持されている。そして、偏心レンズ７は、照明ファイバ５から導かれる照明光の光軸に対してレンズ軸を変位または傾いて配置させることが可能である。この偏心レンズ７は、固定レンズ系１３側に照明光を観察部に向けて射出する射出面７Ａを有している。なお、偏心とは、シフトおよび／またはチルト（光軸からのずれ）をいうものとする。

支持部材９は、偏心レンズ７を支持するとともに観察部からの検出光を受光する。支持部材９は、筒状に形成されており、先端部９Ａおよび後端部９Ｂを備え、挿入部３の長手方向に沿って、受光ファイバ６の開口６Ａと固定レンズ系１３との間に配置されている。
すなわち、支持部材９は、先端部９Ａが固定レンズ系１３に対向して配置され、後端部９Ｂが開口６Ａに対向して配置されている。

支持部材９の内側には、偏心レンズ７が固定されている。なお、偏心レンズ７は、支持部材９内の先端部９Ａ側、すなわち、固定レンズ系１３に近接する側に配置するのが好ましい。すなわち、偏心レンズ７の射出面７Ａと、支持部材９の先端部９Ａと、は略同一の平面内に配置するのが好ましい。

この支持部材９は、図２に示すように、円筒形状の光透過部材（受光部）１９と、この光透過部材１９を保護するガラス部材からなる内筒２１および外筒２３とによって構成されている。なお、光透過部材１９としては、ガラス材料、例えば、石英ガラスが用いられる。

光透過部材１９は、入射面１９Ａを有している。また、光透過部材１９は、入射面１９Ａが固定レンズ系１３に対向するとともに、他端が受光ファイバ６の開口６Ａに対向するように配置されている。すなわち、光透過部材１９の入射面１９Ａは、偏心レンズ７の射出面７Ａとほぼ同一方向を向いて配置されている。そして、観察部からの検出光は、固定レンズ系１３によって集光された後、入射面１９Ａから光透過部材１９に入射する。

なお、支持部材９は、先端部９Ａの外筒２３周りがアクチュエータ１１により保持され、後端部９Ｂの外筒２３周りがゴム等のリング状部材２５によって保持されている。ここで、リング状部材２５は、三角形状を、三角形状の何れかの一辺に平行な軸の周りに回転させた立体形状をなしている。図１においては、該軸は、照明光の光軸に対応する。そして、該三角形状を構成する頂点のうち該一辺に含まれない頂点を、該軸の周りに回転させることによって結ばれる線が、支持部材９の有する外筒２３に接触している。

アクチュエータ１１は、リング状部材２５を支点として、支持部材９の先端部９Ａを固定レンズ系１３に対して揺動させる。すなわち、アクチュエータ１１は、支持部材９の先端部９Ａを揺動させることで、偏心レンズ７の射出面７Ａおよび光透過部材１９の入射面１９Ａを挿入部３の長手方向（言い換えれば、照明光の導光方向）に交差するほぼ同一方向に同時に向けるように変位させる。

このように構成された本実施形態に係る内視鏡１の作用について説明する。
内視鏡１により生体の観察部を観察するには、体腔内に内視鏡１の挿入部３を挿入し、光源から照明光を発生させる。光源から発せられた照明光は、照明ファイバ５により挿入部３の先端へと導かれ、偏心レンズ７および固定レンズ系１３を介して射出口１７から射出される。

挿入部３の射出口１７を観察部に対向させて（より具体的には、固定レンズ系１３の最も被写体側のレンズ面を観察部に向けて）配置し、照明光を照射する。そして、アクチュエータ１１により、支持部材９の先端部９Ａを固定レンズ系１３に対して揺動させる。これにより、偏心レンズ７の射出面７Ａが挿入部３の長手方向に交差する方向に変位させられ、射出面７Ａから射出された照明光が観察部上で走査される。

照明光が照射された観察部からの反射光、後方散乱光あるいは蛍光等の検出光は、照明光の射出方向に沿って逆方向に戻り、固定レンズ系１３を介して光透過部材１９の入射面１９Ａに入射する。この場合に、光透過部材１９の入射面１９Ａは、アクチュエータ１１により、偏心レンズ７の射出面７Ａと一体的に同一方向に向くように変位する。

すなわち、入射面１９Ａは、偏心レンズ７の射出面７Ａとほぼ同一方向を向いて配置されているため、照明光の走査時に支持部材９の先端部９Ａを揺動すると、光透過部材１９の入射面１９Ａも、偏心レンズ７の射出面７Ａとともにほぼ同一方向に同時に向くように変位する。これにより、照明光の射出方向に沿って逆方向に戻る観察部からの検出光は、効率的に入射面１９Ａに入射する。

光透過部材１９に受光された検出光は、受光ファイバ６に伝送されて検出部へと導光される。検出部においては、検出光により観察部の像が撮影されて画像が取得される。

以上説明したように、本実施形態に係る内視鏡１によれば、偏心レンズ７の射出面７Ａとほぼ同一方向に同時に向けられる光透過部材１９の入射面１９Ａにより、照明光の射出方向を逆方向に戻る検出光を効率的に受光することができる。また、偏心レンズ７を支持する支持部材９の一部が光を透過する部材により構成されることで、挿入部３に別途受光光学系を設ける必要がない。したがって、撮像素子の大型化を防止することができるともに、挿入部の細径化を図ることができる。

また、被写体からの検出光を撮像素子に導光する検出光学系が、固定の場合、光学系はある所定のＮＡを持つ。そのため、照明ビームを走査した場合、周辺部までの反射、散乱光を検出することが難しくなる。一方、単に検出光学系のＮＡを大きくすると、解像度の低下を招く。これに対し、本実施形態に係る内視鏡１によれば、偏心レンズ７の射出面７Ａとほぼ同一方向に同時に向けられる光透過部材１９の入射面１９Ａにより、所望の解像度や視野を確保した上で、明るい画像を取得することができる。
また、受光ファイバ６によって検出光を検出部に導光するので、挿入部３の先端に検出部を設ける必要がなく、挿入部３をより細径化して操縦性を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、支持部材９が円筒形状の光透過部材１９を備えることとしたが、これに代えて、例えば、図３に示すように、支持部材１０９の内筒２１と外筒２３の間に、長手方向に延在する光透過部材１１９を周方向に部分的に設けることとしてもよい。この場合、支持部材１０９の周方向にわたり、光透過部材１１９と、不必要な光を遮蔽する遮蔽部材１３１と、を交互に配置する。そして、長手方向に関し、光透過部材１１９の一方の端面が、固定レンズ系１３に対向するように配置し、他方の端面が受光ファイバ６の開口６Ａに対向するように、支持部材１０９を配置することとすればよい。

このように光透過部材１１９を支持部材１０９の周方向にわたって部分的に設けることで、検出光を効率的に受光しつつ、支持部材１０９の強度の確保および不要光の軽減を図ることが可能となる。なお、遮蔽部材１３１は、光を遮断できる材質であればよく、内筒２１、外筒２３と同様の材質としてもよい。

また、例えば、図４に示すように、支持部材２０９の先端部２０９Ａから後端部２０９Ｂに向かって光透過部材２１９をテーパ状に形成することとしてもよい。言い換えれば、光透過部材２１９を入射面２１９Ａからテーパ状に形成することとしてもよい。
このようにすることで、面積の大きい入射面２１９Ａにより検出光を効果的に受光するとともに、後端部２０９Ｂの内筒２２１および外筒２２３の幅を厚くして、支持部材２０９の強度を確保することが可能となる。また、後端部２０９Ｂ側の出射面の面積が、入射面２１９Ａの面積に比して小さいため、径の小さい受光ファイバ６に、効率的にカップリングすることが可能となる。

また、本実施形態においては、支持部材９をリング状部材２５により保持することとしたが、支持部材９の支点は、支持部材９を保持しつつアクチュエータ１１による揺動の支点となるものであれば他の態様であってもよい。例えば、支持部材９の周方向に間隔をあけて複数の支点を配置し、支持部材９を部分的に保持することとしてもよい。

本発明の一実施形態に係る内視鏡の挿入部の長手方向の断面図である。 図１の支持部材のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る支持部材の半径方向の断面図である。 本発明の一実施形態の別の変形例に係る挿入部の長手方向の断面図である。

符号の説明

１ 内視鏡
３ 挿入部
５ 照明ファイバ
６ 受光ファイバ（検出光導光部材）
７ 偏心レンズ（照明光導光部材）
１１ アクチュエータ（光走査部）

Claims (4)

1. 挿入部を備えた内視鏡において、
   前記挿入部が、照明光導光部材と、受光部と、光走査部とを有し、
   前記照明光導光部材の外周側面に前記受光部が配置され、
   前記照明光導光部材が、射出面を有し、
   前記受光部が、入射面を有し、
   前記光走査部が、前記射出面および前記入射面を、前記挿入部の長手方向に交差するほぼ同一方向に同時に変位させる内視鏡。
2. 前記挿入部の先端が、被写体に対向する位置に配置され、
   前記照明光導光部材が、光源から発せられた照明光を前記挿入部の先端に向けて導光し、かつ、前記射出面から射出し、
   前記受光部が、前記被写体からの検出光を前記入射面から入射させる請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記挿入部の基端側に前記受光部により受光された前記検出光を検出する光検出部を備え、
   前記挿入部が、前記受光部により受光された前記検出光を前記光検出部へと導光する検出光導光部材を有する請求項１または請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記受光部が、前記入射面から前記挿入部の基端側に向かってテーパ状に形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡。

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