JP2011041754A - Optical scanning endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査型内視鏡の挿入管の細径化に関する。 The present invention relates to reducing the diameter of an insertion tube of an optical scanning endoscope.
光走査型内視鏡が提案されている(特許文献1参照)。光走査型内視鏡では挿入管の先端に撮像素子を設ける必要が無いので、解像度を向上させながら挿入管の細径化が可能である。しかし、挿入管のさらなる細径化が求められていた。 An optical scanning endoscope has been proposed (see Patent Document 1). In the optical scanning endoscope, since there is no need to provide an image sensor at the tip of the insertion tube, the diameter of the insertion tube can be reduced while improving the resolution. However, further reduction in diameter of the insertion tube has been demanded.
したがって、本発明では、光走査型内視鏡の挿入管を細径化させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the diameter of the insertion tube of the optical scanning endoscope.
本発明の光走査型内視鏡は、挿入端から体内または構造物内に挿入される挿入管と、挿入管内に挿通され挿入端側に第1の端部が配置され第1の端部とは逆側の第2の端部に入射する照射光を第1の端部に伝達し照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を第1の端部から第2の端部に伝達しマルチモードファイバを有する導光手段とを備え、導光手段は少なくとも第1の端部近傍において光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、第2の端部に入射する照射光は第1の端部が変位することにより被写体を走査することを特徴としている。 An optical scanning endoscope according to the present invention includes an insertion tube that is inserted into a body or a structure from an insertion end, a first end portion that is inserted into the insertion tube and is disposed on the insertion end side, and a first end portion. Transmits the irradiation light incident on the second end on the opposite side to the first end and transmits at least one of reflected light from the subject illuminated by the irradiation light and autofluorescence from the first end to the second end. Light guide means that transmits to the end portion and has a multimode fiber, and the light guide means has a refractive index that decreases as it moves away from the optical axis at least in the vicinity of the first end portion, and is incident on the second end portion. Is characterized in that the subject is scanned by the displacement of the first end.
なお、導光手段はGI型のマルチモードファイバであることが好ましい。あるいは、第1の光学系はGRINレンズであることが好ましい。 The light guiding means is preferably a GI type multimode fiber. Alternatively, the first optical system is preferably a GRIN lens.
また、導光手段はマルチモードファイバの第1の端部に配設されたGRINレンズを有することが好ましい。 The light guiding means preferably has a GRIN lens disposed at the first end of the multimode fiber.
また、第2の端部近辺に設けられ、第1の端部から第2の端部に伝達される反射光および自家蛍光の少なくとも一方を分岐させる光カプラを備えることが好ましい。 In addition, it is preferable to include an optical coupler that is provided in the vicinity of the second end portion and branches at least one of reflected light and autofluorescence transmitted from the first end portion to the second end portion.
本発明の光走査型内視鏡装置は、挿入端から体内または構造物内に挿入される挿入管と挿入管内に挿通され挿入端側に第1の端部が配置され第1の端部とは逆側の第2の端部に入射する照射光を第1の端部に伝達し照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を第1の端部から第2の端部に伝達しマルチモードファイバを有する導光手段とを有し、導光手段は少なくとも第1の端部近傍において光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、第2の端部に入射する照射光は第1の端部が変位することにより被写体を走査する光走査型内視鏡と、第2の端部に照射光を供給する光源と、光カプラにより分岐された反射光および/または自家蛍光を受光して画素信号を生成する受光部とを備えることを特徴としている。 An optical scanning endoscope apparatus according to the present invention includes an insertion tube that is inserted into a body or a structure from an insertion end, a first end that is inserted into the insertion tube, and is disposed on the insertion end side. Transmits the irradiation light incident on the second end on the opposite side to the first end and transmits at least one of reflected light from the subject illuminated by the irradiation light and autofluorescence from the first end to the second end. A light guide means having a multimode fiber transmitted to the end, the light guide means having a refractive index that decreases with increasing distance from the optical axis at least in the vicinity of the first end, and is incident on the second end. The light is an optical scanning endoscope that scans the subject when the first end portion is displaced, a light source that supplies irradiation light to the second end portion, reflected light that is branched by an optical coupler, and / or home. And a light receiving portion that receives fluorescence and generates a pixel signal.
本発明によれば、照明光の伝達に用いる光ファイバに十分な光量で反射光を入射させることが可能なので、反射光を伝達するための光ファイバが不要となる。それゆえ、挿入管の細径化が可能である。 According to the present invention, since the reflected light can be incident on the optical fiber used for transmitting the illumination light with a sufficient amount of light, an optical fiber for transmitting the reflected light becomes unnecessary. Therefore, the diameter of the insertion tube can be reduced.
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を有す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 is an external view schematically showing an external appearance of an optical scanning endoscope apparatus having an optical scanning endoscope to which the first embodiment of the present invention is applied.
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50、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50、およびモニタ11に接続される。
The optical
なお、以下の説明においてスキャニングファイバ(図1において図示せず)の先端とは光走査型内視鏡50の挿入管51の遠位端側(挿入端)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52に配置される端部である。
In the following description, the distal end of the scanning fiber (not shown in FIG. 1) is an end portion disposed on the distal end side (insertion end) of the
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。供給された光はスキャニングファイバにより挿入管51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、スキャニングファイバにより挿入管51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
スキャニングファイバの先端の方向が、アクチュエータ(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、スキャニング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。アクチュエータは、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 scanning fiber is changed by an actuator (not shown in FIG. 1). By changing the direction of the tip, the light irradiated from the scanning fiber is scanned over the observation target region. The actuator 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21、受光ユニット22、スキャン駆動回路23、画像信号処理回路24、およびタイミングコントローラ25などが設けられる。
As shown in FIG. 2, the optical
光源ユニット21には、赤色光レーザ、緑色光レーザ、および青色光レーザを発光するレーザ光源(図示せず)が設けられる。それぞれのレーザ光源から出射される赤色光レーザ、緑色光レーザ、および青色光レーザはミラー(図示せず)および光学フィルタ(図示せず)によって形成される光結合器(図示せず)によって混合され、白色光レーザとして出射可能である。
The
光源ユニット21から出射する白色光がスキャニングファイバ53に供給される。スキャン駆動回路23は、アクチュエータ54にスキャニングファイバ53を駆動させる。後述するように、光が照射された観察対象領域からの反射光が、スキャニングファイバ53および受光ファイバ55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22に入射される。
White light emitted from the
受光ユニット22はミラー(図示せず)および光学フィルタ(図示せず)によって形成される分光器(図示せず)を有しており、受光ユニット22に入射する光が赤色光、緑色光、および青色光に分光される。受光ユニット22には赤色光、緑色光、および青色光に対応する光電子増倍管(図示せず)が設けられる。それぞれの光電子増倍管により赤色光、緑色光、および青色光の受光量に応じた画素信号が生成される。
The
画素信号は、画像信号処理回路24に送信される。画像信号処理回路24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24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。
The pixel signal is transmitted to the image
光走査型内視鏡プロセッサ20と光走査型内視鏡50とを接続すると、光源ユニット21と光走査型内視鏡50に設けられるスキャニングファイバ53とが、および受光ユニット22と受光ファイバ55とがそれぞれ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50とを接続すると、スキャン駆動回路23と光走査型内視鏡50に設けられるアクチュエータ54とが電気的に接続される。
When the optical
なお、光源ユニット21、受光ユニット22、スキャン駆動回路23、画像信号処理回路24、およびエンコーダ27は、タイミングコントローラ25により各部位の動作の時期が制御される。
The
次に、光走査型内視鏡50の構成について説明する。図3に示すように、光走査型内視鏡50には、スキャニングファイバ53、アクチュエータ54、受光ファイバ55、および光カプラ56などが設けられる。
Next, the configuration of the
スキャニングファイバ53は、コネクタ52から挿入管51の遠位端まで延設される。前述のように、光源ユニット30から出射されるビーム状の白色光が、スキャニングファイバ53の基端に入射する。基端に入射した白色光は先端側に伝達される。伝達された白色光は先端から出射され、撮影レンズ57を透過して観察対象領域に照射される。
The scanning
スキャニングファイバ53は、GI型マルチモードファイバによって形成される。GI型マルチモードファイバによって、基端に入射する白色光レーザはモード分散を実質的に起こすこと無く、先端に伝達される。したがって、スキャニングファイバ53の先端から観察対象領域内の微小な一点に白色光を照射可能である。
The scanning
アクチュエータ54が、スキャニングファイバ53の出射端付近に設けられる。アクチュエータ54はスキャニングファイバ53の先端を、長手方向に垂直な2方向に屈曲させることが可能である。
An
スキャニングファイバ53の先端は、スキャニングファイバ53の長手方向に垂直な2方向に沿って振幅の増加と減少を繰返しながら振動するように駆動され、渦巻き型の変位経路を通るように変位する。渦巻き型の変位経路を通るように変位させることにより、白色光が観察対象領域上で走査される。
The distal end of the
スキャニングファイバ53の先端から出射される白色光は撮影レンズを透過して、観察対象領域の一点に向けて出射される。光が照射された観察対象領域の一点における反射光が散乱し、散乱した光がスキャニングファイバ53の先端に入射する。
White light emitted from the tip of the
スキャニングファイバ53に入射した反射光は、スキャニングファイバ53の基端側に伝達される。コネクタ52内部において、スキャニングファイバ53はマルチモード光カプラ56によって2本のファイバに分岐される。一方のファイバはスキャニングファイバ53として光源ユニット21に接続され、他方のファイバは受光ファイバ55として受光ユニット22に接続される。
The reflected light incident on the
前述のように、受光ユニット22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24に送信される。
As described above, the
画像信号処理回路24では、スキャン駆動回路23を制御するための信号に基づいて、瞬間における光の照射位置が推定される。画像信号処理回路24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。
In 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によれば、スキャニングファイバ53のみを用いて、光源ユニット21から照射する光の挿入管51の遠位端への伝達、および被写体の反射光の受光ユニット22への伝達が可能なので、挿入管51の細径化を図ることが可能である。
As described above, according to the optical scanning endoscope of the present embodiment, using only the
従来の光走査型内視鏡では、観察対象領域内の微小な一点に向かって光を照射するために、スキャニングファイバにシングルモードファイバを用いていた。しかし、シングルモードファイバはコア径がマルチモードファイバに比べて極めて細いため、観察対象領域からの反射光を十分な光量で入射させることが困難であった。それゆえ、反射光を受光ユニット22に伝達するために、スキャニングファイバ53とは別の受光用の光ファイバ58を設ける必要があり(図4参照)、挿入管51’のさらなる細径化が難しかった。
In a conventional optical scanning endoscope, a single mode fiber is used as a scanning fiber in order to irradiate light toward a minute point in an observation target region. However, since the core diameter of the single mode fiber is extremely smaller than that of the multimode fiber, it is difficult to make the reflected light from the observation target region incident with a sufficient amount of light. Therefore, in order to transmit the reflected light to the
しかし、本実施形態では、GI型マルチモードファイバをスキャニングファイバ53に用いることにより観察対象領域内の微小な一点に向けた光の照射を実現しながら、光が照射された点における反射光を十分な光量で入射させることが可能である。それゆえ、反射光を受光ユニット22に伝達するための光ファイバを、スキャニングファイバ53とは別に設ける必要が無いので、挿入管51の細径化が可能である(図5参照)。
However, in the present embodiment, by using a GI type multimode fiber for the
なお、本実施形態において、GI型マルチモードファイバをスキャニングファイバ53に用いる構成であるが、スキャニングファイバ53の先端から微小な一点に光を照射可能で被写体からの反射光を十分に入射可能であれば、どのような光ファイバを用いてもよい。例えば、光軸から離れるほど屈折率が連続して低下する光学系をスキャニングファイバ53の代替として使用、あるいは当該光学系をスキャニングファイバ53の先端に固定すれば良い。具体的には、ステップインデックス型マルチモードファイバにGRINレンズを設けても本実施形態と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the GI type multimode fiber is used for the
また、本実施形態では、スキャニングファイバ53はマルチモード光カプラ56によって2本のファイバに分岐され、先端に入射する反射光を受光ユニット22に伝達可能な構成であるが、他の機構を用いて反射光をスキャニングファイバ53から得て、受光ユニット22に伝達させる構成であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、光源ユニット21から白色光を出射する構成であるが、生体組織に自家蛍光を発光させる励起光を出射する構成であってもよい。このような構成においては、励起光が照射された位置における自家蛍光がスキャニングファイバ53および受光ファイバ55を介して受光ユニット22に伝達される。
Moreover, in this embodiment, although it is the structure which radiate | emits white light from the
10 光走査型内視鏡装置
50 光走査型内視鏡
51 挿入管
53 スキャニングファイバ
54 アクチュエータ
55 受光ファイバ
56 光カプラ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記挿入管内に挿通され、前記挿入端側に第1の端部が配置され、前記第1の端部とは逆側の第2の端部に入射する照射光を前記第1の端部に伝達し、前記照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を前記第1の端部から前記第2の端部に伝達し、マルチモードファイバを有する導光手段とを備え、
前記導光手段は、少なくとも前記第1の端部近傍において、光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、
前記第2の端部に入射する前記照射光は、前記第1の端部が変位することにより、前記被写体を走査する
ことを特徴とする光走査型内視鏡。 An insertion tube inserted into the body or structure from the insertion end;
Inserted into the insertion tube, a first end is disposed on the insertion end side, and irradiation light incident on a second end opposite to the first end is incident on the first end A light guide means for transmitting at least one of reflected light and autofluorescence from the subject illuminated by the irradiation light from the first end portion to the second end portion and having a multimode fiber. ,
The light guiding means has a refractive index that decreases with increasing distance from the optical axis at least in the vicinity of the first end.
The irradiation light incident on the second end portion scans the subject when the first end portion is displaced. An optical scanning endoscope.
前記第2の端部に前記照射光を供給する光源と、
前記光カプラにより分岐された前記反射光および/または前記自家蛍光を受光して、画素信号を生成する受光部とを備える
ことを特徴とする光走査型内視鏡装置。 An optical scanning endoscope according to claim 4,
A light source for supplying the irradiation light to the second end;
An optical scanning endoscope apparatus comprising: a light receiving unit that receives the reflected light and / or the autofluorescence branched by the optical coupler and generates a pixel signal.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014024529A1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-13 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Scanning endoscope device |
US9228725B2 (en) | 2011-03-30 | 2016-01-05 | Olympus Corporation | Light source unit, optical conversion unit, light source apparatus and light source system for an endoscope |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001327460A (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-27 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
JP2003195186A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Olympus Optical Co Ltd | Light scanning observation apparatus |
JP2004024888A (en) * | 2003-07-30 | 2004-01-29 | Olympus Corp | Optical scanning probe apparatus |
JP2008284340A (en) * | 2007-01-31 | 2008-11-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Motor and oct endoscope probe with the motor |
WO2009023635A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Forward-imaging optical coherence tomography (oct) systems and probe |
-
2009
- 2009-08-24 JP JP2009193404A patent/JP2011041754A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001327460A (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-27 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope device |
JP2003195186A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Olympus Optical Co Ltd | Light scanning observation apparatus |
JP2004024888A (en) * | 2003-07-30 | 2004-01-29 | Olympus Corp | Optical scanning probe apparatus |
JP2008284340A (en) * | 2007-01-31 | 2008-11-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Motor and oct endoscope probe with the motor |
WO2009023635A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Forward-imaging optical coherence tomography (oct) systems and probe |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9228725B2 (en) | 2011-03-30 | 2016-01-05 | Olympus Corporation | Light source unit, optical conversion unit, light source apparatus and light source system for an endoscope |
WO2014024529A1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-13 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Scanning endoscope device |
JP5571272B2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-08-13 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Scanning endoscope device |
US8974378B2 (en) | 2012-08-07 | 2015-03-10 | Olympus Medical Systems Corp. | Scanning endoscope apparatus |
CN104125794B (en) * | 2012-08-07 | 2016-06-22 | 奥林巴斯株式会社 | Sweep type endoscope apparatus |
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