JP2015019816A - 内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スコープと内視鏡本体との接続をする際の照明光用の光ファイバ接続にかかる手間を無くし、利便性を向上する。【解決手段】内視鏡装置1は、内視鏡本体10と、体腔内に挿入される挿入部13および内視鏡本体10に着脱自在に接続される本体接続部12を具備するスコープ11とを備え、上記内視鏡本体10は、挿入部13の先端から被検体100への照明光の照射により得られる光に基づく観察画像を生成するように構成されている。この内視鏡1の照明光を射出する半導体光源22R,22G,22Bは、本体接続部12に設けられる。【選択図】図2
Description
本発明は、照明光の光源として半導体光源を用いる内視鏡装置に関するものである。
近年、半導体光源を用いた内視鏡装置が実用化されつつある。例えば、被検物の体腔内でスコープの先端を振動駆動し、検査部位にレーザ光を走査させながら照射して得られる反射光等を検出して、2次元画像を生成するレーザ走査型内視鏡や、共焦点技術を用いて、高倍率且つ解像度の高い鮮明な画像が得られる共焦点内視鏡、半導体光源を用い蛍光体で白色光を生成して、検査部位を照明するレーザ光源搭載内視鏡等が知られている。
一般に、生体観察用の内視鏡装置は、その一部を体腔内に挿入するので、使用後の洗浄作業のためにスコープと内視鏡本体とが必ず着脱可能な構造となっている。また、通常、光源は、内視鏡本体に設けられる。従来のランプ照明を用いた内視鏡装置では、内視鏡本体の筐体内にランプを配置し、これを、直径100μm弱のライトガイドを束ねたライトガイドバンドルによって、スコープの先端まで導光している。内視鏡本体とスコープとの間では、ライトガイドバンドルを突き合わせることにより、光を伝達している。
上述のような、半導体光源を用いる内視鏡装置においても、半導体光源を内視鏡本体の筐体内に配置している。また、半導体光源を用いる場合は、光の伝達のためにシングルモード光ファイバが用いられる。例えば、内視鏡本体内にR,G,Bの3原色のレーザ光源を配置して、これらのレーザからの光を合波器で合波して、光ファイバを介してスコープの先端へ導光する例が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、半導体光源を用いた内視鏡装置では、光ファイバを内視鏡本体とスコープとの間で正確に接合する必要が生じる。走査型内視鏡装置の場合、シングルモードファイバが用いられ、そのコア径は、数μm、典型的には可視光領域において3.5μm程度である。このような、細径のコアどうしを接続する場合、アライメントが極めて困難である。そのため、光通信における光ファイバの接続技術を転用し、フェルールの突合せによって光接続を行っている。しかし、この方法では、光ファイバどうしの端面の間にゴミなどが付着すると突合せ時に光ファイバを破損し、致命的な故障を発生させる虞がある。そこで、スコープを内視鏡本体に接続するたびに、クリーニング作業が必要となり、内視鏡装置利用者の利便性を損なっている。
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、スコープと内視鏡本体との接続をする際の照明光用の光ファイバ接続にかかる手間を無くし、利便性を向上した内視鏡装置を提供することにある。
上記目的を達成する内視鏡装置の発明は、内視鏡本体と、体腔内に挿入される挿入部および前記内視鏡本体に着脱自在に接続される本体接続部を具備するスコープとを備え、前記内視鏡本体は、前記挿入部の先端部から被検体への照明光の照射により得られる光に基づく観察画像を生成する内視鏡装置において、前記本体接続部は、前記照明光を射出する半導体光源を備えることを特徴とするものである。
前記本体接続部は、複数の前記半導体光源からの光を合波する合波器、および、前記照明光の照射により前記被検体から得られる光を波長の異なる複数の光に分波する分波器の双方または何れか一方を備えるように構成することができる。
好ましくは、前記本体接続部は、互いに波長の異なる前記照明光を射出する複数の前記半導体光源を備える。
さらに、前記スコープは、前記半導体光源から射出された前記照明光を前記挿入部の前記先端まで伝播するシングルモードファイバを備える。
また、前記本体接続部は、前記半導体光源を駆動する駆動回路を備えるように構成しても良い。
さらに、前記本体接続部は、前記半導体光源から射出された前記照明光の光量を測定する光量モニターを備えることが好ましい。
さらに好ましくは、前記スコープは、前記被検体への前記照明光の照射により得られる被検出光を、前記本体接続部まで伝播させ、前記本体接続部は、前記被検出光を電気信号に変換する光検出器を備え、前記光検出器からの前記電気信号は前記内視鏡本体に出力されるように構成される。
また、前記本体接続部は、前記半導体光源の発熱による温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段を備えることができる。
さらに、前記本体接続部は、該本体接続部の温度を計測する温度センサを備えることもできる。
前記本体接続部は、前記半導体光源の衝撃耐性を向上する衝撃耐性向上手段を備えても良い。
また、前記本体接続部は、少なくとも前記半導体光源を含む一部分を着脱可能に構成することもできる。
さらに、前記本体接続部は水密構造とすることもできる。
また、前記内視鏡装置は、前記挿入部の前記先端部に、前記照明光を前記被検体上で走査させる走査機構を備え、前記内視鏡本体は前記走査機構を制御して、前記被検体上の走査位置に基づいて前記観察画像を生成する、走査型内視鏡として構成することができる。
本発明によれば、照明光を射出する半導体光源を本体接続部に設けたので、スコープと内視鏡本体との接続をする際の照明光用の光ファイバ接続にかかる手間を無くし、利便性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施の形態)
図1は、第1実施の形態に係る内視鏡装置1を模式的に示す外観図であり、図2は、図1の内視鏡装置1の概略構成を示すブロック図である。内視鏡装置1は、通常専用のラックなどに搭載された内視鏡本体10と、内視鏡本体10に対して着脱自在に接続されたスコープ11を含んで構成される。内視鏡本体10は、システム全体の制御や画像の生成、処理を行う部分であり、専用の観察用モニター14、観察条件などを設定するための設定入力装置15が接続されている。一方、スコープ11は、被検体の内部に挿入される挿入部13と、端部が内視鏡本体10に接続される本体接続部12とから構成される。本願において、本体接続部12とは、スコープ11の挿入部13以外の部分全てを意味し、例えば、スコープ11に操作者が把持するための図示しない操作部が設けられている場合は、これも本体接続部12に含むものとする。
図1は、第1実施の形態に係る内視鏡装置1を模式的に示す外観図であり、図2は、図1の内視鏡装置1の概略構成を示すブロック図である。内視鏡装置1は、通常専用のラックなどに搭載された内視鏡本体10と、内視鏡本体10に対して着脱自在に接続されたスコープ11を含んで構成される。内視鏡本体10は、システム全体の制御や画像の生成、処理を行う部分であり、専用の観察用モニター14、観察条件などを設定するための設定入力装置15が接続されている。一方、スコープ11は、被検体の内部に挿入される挿入部13と、端部が内視鏡本体10に接続される本体接続部12とから構成される。本願において、本体接続部12とは、スコープ11の挿入部13以外の部分全てを意味し、例えば、スコープ11に操作者が把持するための図示しない操作部が設けられている場合は、これも本体接続部12に含むものとする。
本体接続部12は、内視鏡本体10のシステムコントローラ41に電気的に接続された駆動回路21、それぞれ赤色、緑色、青色の半導体光源であるLD(半導体レーザ)22R,22G,22B、光ファイバタイプの合波器23を含んで構成される。LD22R,22G,22Bから射出されるレーザ光の照明光は、それぞれ異なるシングルモードファイバ27により合波器23に入力され合波されて、シングルモードファイバ24に出力される。このシングルモードファイバ24は、スコープ11内を挿入部13の先端近傍まで配置されている。
また、内視鏡装置1は、走査型の装置であり、挿入部13の先端には、スキャナ31を備える。スキャナ31は、シングルモードファイバ24を通ってきた照明光を、レンズ32を介して被検体100の観察部位に対して走査するための走査機構である。例えば、磁石を接続したシングルモードファイバ24を、挿入部13の先端が揺動部可能なように支持し、これに振動電場を印加することによって、被検体上をらせん状の軌跡を有するように走査させることができる。また、スキャナ31の駆動方法としては、圧電素子を利用したものも知られている。さらに、走査軌跡としては、らせん状に限られず、リサージュ図形など種々の走査軌跡を採り得る。スキャナ31を含む挿入部13の先端部分の具体的構成は、例えば、特許文献1にも示されるように公知であるため、説明を省略する。
スキャナ31には、内視鏡本体10の波形生成部42で生成された駆動信号が、アンプ43で増幅され、内視鏡本体10と本体接続部12との電気的接続点51を介して、スコープ11内に延在するスキャナ駆動信号線25を通り、供給される。これにより、スキャナ31は内視鏡本体10の波形生成部42に接続されたシステムコントローラ41により制御される。
被検体100に照明光を照射したことにより得られる、反射光、散乱光または蛍光などの光(被検出光)の一部は、検出用ファイババンドル入射端部33から、検出用ファイババンドル26に入射する。検出用ファイババンドル入射端部33は、例えばスコープ11の挿入部13の被検体に面した端部の外周に沿って入射面を被検体100に向けて配置されても良く、あるいは、挿入部13の先端の一部分に、束ねられて配置されていても良い。検出用ファイババンドル26は、マルチモードファイバを束ねたものである。検出用ファイババンドル26は、内視鏡本体10と本体接続部12とが接続された状態で、内視鏡本体10と本体接続部12との間の光学的接続点52で、内視鏡本体10側のファイババンドルに光学的に接続される。
内視鏡本体10は、前述のシステムコントローラ41、波形生成部42およびアンプ43に加え、分光光学系44、光検出器であるAPD(アバランシェ・フォト・ダイオード)45R,45G,45B、それぞれのAPD45R,45G,45Bに対応して設けられた3つのA/D変換器46、及び、画像演算部47を含んで構成される。
内視鏡本体10に伝播された被検出光は、分光光学系44により赤色、緑色、青色の各成分に分離され、それぞれAPD45R,45G,45Bによって検出される。分光光学系44は、ダイクロイックミラーや回折素子、カラーフィルタなどを用いて公知の方法で構成することができる。また、近年は分光用の小型の素子も知られている。それぞれ赤色、緑色、青色の被検出光は、APD45R,45G,45Bにおいて光電変換により画素信号に変換された後、A/D変換器46によりデジタル信号に変換され、画像演算部47に送られる。
画像演算部47は、システムコントローラ41によって、波形生成部42と同期制御されており、順次送られてくる赤色、緑色、青色のデジタル画素信号と、スキャナ31による照明光の走査位置とを対応づけ、時系列的に取得される画素信号の画素位置を特定する。これにより、順次1フレーム分の画素信号が2次元画像データとして生成される。生成された2次元画像データは、モニター14に送信されて表示されるとともに、図示しない記憶装置に記憶される。
次に、本体接続部12の構成についてさらに説明する。図3は、図2の本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す図であり、図3(a)は正面図であり、図3(b)は側面から見た断面図である。本体接続部12は、図3に示すように内視鏡本体10との接続部分は円柱形の放熱用導体(コネクタガイド)61が突出しており、放熱用導体61から検出用ファイババンドル26がさらに突出している。また、放熱用導体61の内視鏡本体10側端部から数mm〜数cmの間隔を隔てて、電気コネクタ62が放熱用導体61の外周に配置されている。電気コネクタ62は、複数の互いに絶縁された電気コネクタにより構成されるが、図3では簡略化して示している。この接続部分を、内視鏡本体10の凹部に接続することにより、内視鏡本体10の検出ファイババンドル(図示せず)と検出ファイババンドル26とが当接し、光学的に接続されるとともに、内視鏡本体10側のコネクタ(図示せず)に電気コネクタ62が接続される。
電気コネクタ62の一つは、駆動回路21に電気的に接続されており、内視鏡本体10と本体接続部12とを接続した状態で、内視鏡本体10のシステムコントローラ41からの駆動信号を駆動回路21に伝達する。駆動回路21に隣接して小型のLD22R,22G,22Bが配置され、それぞれの出力は、シングルモードファイバ27により、合波器23に送られ合波される。本体接続部12からは、合波器23で合波された照明用のレーザ光を伝達するシングルモードファイバ24と、被検出光を内視鏡本体10へ伝達するための検出用ファイババンドル26と、内視鏡本体10の電気コネクタ62を介してアンプ43に接続されたスキャナ駆動信号線25とが、スコープ11の先端まで延びている。
前述の、放熱用導体61は、熱伝導率の大きいアルミニウム、銅、真鍮などの金属で形成されており、本体接続部12の電気コネクタ62よりもスコープ11の先端側は、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23、検出用ファイババンドル26に接触し、これらの間の空間を埋めるような形状として構成されている。この放熱用導体61は、内視鏡本体10と接続した状態で、内視鏡本体10の筐体に良好に熱的に接続される。これによって、LD22R,22G,22Bで発生した熱は、放熱用導体61を介してより大きな熱容量を有する内視鏡本体10の筐体に放熱され、本体接続部12が過度に温度上昇することを防止する。このように、放熱用導体61は、温度上昇抑制手段を構成している。
放熱用導体61を設けたことにより、半導体光源であるLD22R,22G,22Bが過熱し、光出力の低下や変動、劣化の加速が起こり、明るくS/N比の高いイメージングが不可能になることを、防ぐことができる。これによって、本体接続部12の長期利用を可能にすることができる。
また、本体接続部12は、内視鏡本体10と接続される先端部分を除き、緩衝材28を外装とすることにより、あるいは、緩衝材28を含んだ外装により被服して、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23等の電子回路および光学素子を保護することができる。緩衝材28としては、高弾性のゴム、プラスチックや公知の種々の衝撃吸収材料、あるいは、硬い外装の内部でバネにより保護すべき電子回路や光学機器を浮かした構造としたものを用いることができる。緩衝材28は、半導体光源の衝撃耐性を向上する衝撃耐性向上手段を構成する。
本実施の形態の本体接続部12において、LD22R,22G,22Bと光ファイバとは、非常に高精度のアラインメントにより半永久的に固定される。しかし、本体接続部12が、外部の物体との衝突によりこの固定状態が変化すると、光出力が低下する虞がある。緩衝材28を設けることにより、このような固定状態の変化を回避することができる。
以上のような構成により、内視鏡装置1ではスコープ11を洗浄などする際に、半導体光源であるLD22R,22G,22Bが、スコープ11とともに内視鏡本体10から切り離される。そして、再度内視鏡本体10とスコープ11とを接続する際には、LD22R,22G,22Bを駆動する駆動回路21と内視鏡本体10のアンプ43とが電気的接続点51により接続される。このため、内視鏡本体10とスコープ11との接続のために、シングルモードファイバどうしを高精度にアラインメントしたり、ファイバ端面をクリーニングしたりする必要が無くなる。
したがって、本実施の形態によれば照明光を射出する半導体光源LD22R,22G,22Bを、内視鏡本体10ではなくスコープ11の本体接続部12に設けたので、スコープ11と内視鏡本体10との接続をする際の光ファイバ接続にかかる手間を無くすことが可能になる。また、放熱用導体61を設けたことにより、半導体光源LD22R,22G,22Bの過熱による出力変動や劣化を防ぎ、長期間の使用を可能にする。さらに、緩衝材28を設けたことにより、衝撃耐性を向上することができる。
なお、駆動回路21は内視鏡本体10に配置して、LD22R,22G,22Bと電気コネクタ62により接続するようにしても良い。その場合でも、内視鏡本体10と本体接続部12との間には、シングルモードファイバによる接続がないので、上述の効果と同様の効果が得られる。本実施の形態では、駆動回路21を本体接続部12に配置したことにより、内視鏡本体10と本体接続部12との間の電気接続数を削減し、さらに、駆動回路21を近傍に配置したことによりLD22R,22G,22Bを高速変調するなどの高機能化を容易に行うことができる。
また、本体接続部12は、水密構造とすることが好ましい。そのようにすることによって、汚染防止のための洗浄をスコープ11全体で行うことが可能になり、使用者が簡単に洗浄することができる。
(第2実施の形態)
図4は、第2実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。この本体接続部12は、第1実施の形態と異なり、放熱用導体を設けていない。本体接続部12の内視鏡本体10側には、中心部を検出ファイババンドル26が通る電気コネクタ62が内視鏡本体10に向けて突出している。電気コネクタ62の内視鏡本体10と反対側の検出ファイババンドル26の周りには、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23が配置されている。さらに、これらの構成要素を取り囲むようにヒートシンク66が設けられている。ヒートシンク66は、必要に応じ放熱フィンを有する。また、シングルモードファイバ24、スキャナ駆動信号線25、検出用ファイババンドル26は、ヒートシンク66よりもスコープ11の先端側で、外装29により被服される。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
図4は、第2実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。この本体接続部12は、第1実施の形態と異なり、放熱用導体を設けていない。本体接続部12の内視鏡本体10側には、中心部を検出ファイババンドル26が通る電気コネクタ62が内視鏡本体10に向けて突出している。電気コネクタ62の内視鏡本体10と反対側の検出ファイババンドル26の周りには、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23が配置されている。さらに、これらの構成要素を取り囲むようにヒートシンク66が設けられている。ヒートシンク66は、必要に応じ放熱フィンを有する。また、シングルモードファイバ24、スキャナ駆動信号線25、検出用ファイババンドル26は、ヒートシンク66よりもスコープ11の先端側で、外装29により被服される。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
本実施の形態によれば、ヒートシンク66を設けたことにより、LD22R,22G,22Bで発生する熱を大気中に放熱することができる。これによって、第1実施の形態の放熱用導体61と同様の効果を有する。ヒートシンク66は、温度上昇抑制手段を構成している。
(第3実施の形態)
図5は、第3実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、円筒状の放熱用導体61に内側面に、直接的にまたは間接的に接して、駆動回路21、LD22R,22G,22B、検出ファイババンドル26および合波器23が設けられている。(図5中、合波器23は検出ファイババンドル26に接して配置されているが、合波器23は放熱用導体61に直接接していても良い。)駆動回路21や合波器23の内視鏡本体10側には、複数の電気コネクタ62が配置されている。
図5は、第3実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、円筒状の放熱用導体61に内側面に、直接的にまたは間接的に接して、駆動回路21、LD22R,22G,22B、検出ファイババンドル26および合波器23が設けられている。(図5中、合波器23は検出ファイババンドル26に接して配置されているが、合波器23は放熱用導体61に直接接していても良い。)駆動回路21や合波器23の内視鏡本体10側には、複数の電気コネクタ62が配置されている。
図5に示すように、検出ファイババンドル26の端部は、放熱用導体61より内視鏡本体10側に突出し、電気コネクタ62は放熱用導体61の内側に設けられている。また、放熱用導体61の内側には、その先端からLD22R,22G,22Bに隣接する部分まで、空洞67が設けられている。本体接続部12の端部は、内視鏡本体10の筐体に設けられた凹部に、放熱用導体61および検出ファイババンドル26を嵌め込むことにより接続される。また、放電用導体61の内側の電気コネクタ62近傍には、図示しない開閉可能なシャッタが設けられている。内視鏡本体10と本体接続部12とを接続すると、シャッタが開き内視鏡本体10の筐体内部と本体接続部12の空洞67とが連通する。一方、内視鏡本体10と本体接続部12とを切り離すと、シャッタが閉じ外部からの液体および気体の空洞67への侵入を防止する。さらに、シャッタの内視鏡本体10と反対側にはエアフィルタを設け、内視鏡本体10からのほこりなどの侵入を防ぐようにすることもできる。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
本実施の形態によれば、内視鏡本体10と本体接続部12とを接続した際に、放熱用導体61による放熱に加え、内視鏡本体10の筐体内部と本体接続部12の空洞67とが連通し、空気の対流による本体接続部12の放熱が可能になる。したがって、内視鏡本体10と連通する空洞67を有する構造は、温度上昇抑制手段を構成する。なお、本体接続部12は放熱用導体61を含むものとしたが、本体接続部12の端部の外周部分を構成する部材は放熱用導体61でなくとも、内視鏡本体10の筐体内と連通する空洞67を設けることによって、それによる放熱効果が期待できる。
なお、温度上昇抑制手段としては、既に述べたように、内視鏡本体10の筐体へ伝熱する方法、大気へ放熱する方法、および、筐体内部との空気の対流による方法以外に、水冷による冷却等種々の方法を採用することができる。また、本体接続部12内に温度をモニターするための温度センサを設けても良い。その場合、温度センサの出力は、電気的接続点51を介して内視鏡本体10のシステムコントローラ41に提供される。これによって、本体接続部12の温度管理が可能になり、温度上昇抑制手段の異常等による温度上昇を検出することができる。
(第4実施の形態)
図6は、第4実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。本実施の形態は、本体接続部12の一部、すなわち、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23を含む分離可能部71を、これら以外の非分離部72から着脱可能なように構成したものである。この図において、本体接続部12の被服(外装)部分は省略している。分離可能部71と非分離部72との間には、シングルモードファイバ24およびスキャナ駆動信号線25をそれぞれ分離、接続することが可能な接続コネクタ73が設けられている。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
図6は、第4実施の形態に係る本体接続部12の内視鏡本体10との接続部分を模式的に示す断面図である。本実施の形態は、本体接続部12の一部、すなわち、駆動回路21、LD22R,22G,22B、合波器23を含む分離可能部71を、これら以外の非分離部72から着脱可能なように構成したものである。この図において、本体接続部12の被服(外装)部分は省略している。分離可能部71と非分離部72との間には、シングルモードファイバ24およびスキャナ駆動信号線25をそれぞれ分離、接続することが可能な接続コネクタ73が設けられている。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
医療用途では、スコープ11の挿入部13、特に、その先端部分は、体内に挿入されるため、その際の衝撃や汚染防止のための洗浄により故障や劣化を生じ易い。一方、本体接続部12内のLD22R,22G,22Bなどの寿命は、挿入部13の寿命よりも一般に数倍以上長い。そこで、本体接続部12の一部の分離可能部71を非分離部72から着脱可能にすることによって、挿入部13が寿命となっても、寿命がより長い半導体レーザなどの光学素子を繰り返し使用(リユース)することが可能になり、経済的な効果が得られる。
(第5実施の形態)
図7は、第5実施の形態に係る内視鏡装置1の概略構成を示すブロック図である。図2に示される第1実施の形態の内視鏡装置1の構成において、合波器23の出力全体に比例する出力の一部分を分離する分波器81と、分波器81により分離された出力の一部の光量を検出するPD(光量モニター)82とを含んで構成される。PD82の出力は、内視鏡本体10と本体接続部12との間の電気的接続点51を介して、モニター信号線83によりシステムコントローラ41に出力される。
図7は、第5実施の形態に係る内視鏡装置1の概略構成を示すブロック図である。図2に示される第1実施の形態の内視鏡装置1の構成において、合波器23の出力全体に比例する出力の一部分を分離する分波器81と、分波器81により分離された出力の一部の光量を検出するPD(光量モニター)82とを含んで構成される。PD82の出力は、内視鏡本体10と本体接続部12との間の電気的接続点51を介して、モニター信号線83によりシステムコントローラ41に出力される。
さらに、本実施の形態の内視鏡装置1は、図2で内視鏡本体10に設けられていた分光光学系44、光検出器45R,45G,45BおよびA/D変換器46に代えて、小型の分光光学系84、APD(光検出器)85R,85G,85BおよびA/D変換器86を、本体接続部12内に有する。そして、それぞれの光検出器85R、85G,85Bに対応した3つのA/D変換器86の出力信号は、内視鏡本体10と本体接続部12との間の電気的接続点51を介して、画像演算部47に送信される。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
本実施の形態によれば、PD82の出力をシステムコントローラ41によりモニターすることにより、合波器23で合波されてシングルモードファイバ24に出力される照明光強度を監視することができる。これによって、レーザ安全規格を満たす照明光強度を維持でき、また、半導体光源のLD22R,22G,22Dの故障や性能の劣化などを検出することが可能になる。また、APD85R,85G,85Bを本体接続部12内に配置したので、内視鏡本体10と本体接続部12との間の接続は、光学的接続点は必要なくなり、電気的接続点51のみとなる。これによって、内視鏡本体10とスコープ11との接続が更に容易になり、かつ、接続による光量損失が無くなり、明るくS/N比の高いイメージングが可能になる。
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、半導体光源としては、半導体レーザ以外にLEDを用いることもできる。また、光源の駆動回路を内視鏡本体に設けるかあるいは本体接続部に設けるか、光量モニターを搭載するか否か、光検出器を内視鏡本体に設けるかあるいは本体接続部に設けるか、いずれの温度上昇抑制手段を設けるか否か、衝撃耐性向上手段を設けるか否か、本体接続部の一部を着脱可能な構成とするか否か、および、水密構造とするか否かは、それぞれ独立して選択可能であり、上記実施の形態に示された構成の組み合わせに限られない。さらに、本発明は走査型内視鏡に限られず、共焦点内視鏡やレーザ光源搭載内視鏡にも適用することが可能である。本発明を共焦点内視鏡に適用する場合は、半導体光源は単一の単色光源で良く、レーザ光源搭載内視鏡に適用した場合には、照明光を挿入部の先端に伝達するために、マルチモードファイバを使用することができる。
1 内視鏡装置
10 内視鏡本体
11 スコープ
12 本体接続部
13 挿入部
14 モニター
15 設定入力装置
21 駆動回路
22R,22G,22B LD(半導体光源)
23 合波器
24 シングルモードファイバ
25 スキャナ駆動信号線
26 検出用ファイババンドル
27 シングルモードファイバ
28 緩衝材
29 被覆
31 スキャナ
32 レンズ
33 検出用ファイババンドル入射端部
41 システムコントローラ
42 波形生成部
43 アンプ
44 分光光学系
45R,45G,45B APD(光検出器)
46 A/D変換器
47 画像演算部
51 電気的接続点
52 光学的接続点
61 放熱用導体(コネクタガイド)
62 電気コネクタ
66 ヒートシンク
67 空洞
71 分離可能部
72 非分離部
73 接続コネクタ
81 分波器
82 PD(光量モニター)
83 モニター信号線
84 分光光学系
85R,85G,85B APD(光検出器)
86 A/D変換器
10 内視鏡本体
11 スコープ
12 本体接続部
13 挿入部
14 モニター
15 設定入力装置
21 駆動回路
22R,22G,22B LD(半導体光源)
23 合波器
24 シングルモードファイバ
25 スキャナ駆動信号線
26 検出用ファイババンドル
27 シングルモードファイバ
28 緩衝材
29 被覆
31 スキャナ
32 レンズ
33 検出用ファイババンドル入射端部
41 システムコントローラ
42 波形生成部
43 アンプ
44 分光光学系
45R,45G,45B APD(光検出器)
46 A/D変換器
47 画像演算部
51 電気的接続点
52 光学的接続点
61 放熱用導体(コネクタガイド)
62 電気コネクタ
66 ヒートシンク
67 空洞
71 分離可能部
72 非分離部
73 接続コネクタ
81 分波器
82 PD(光量モニター)
83 モニター信号線
84 分光光学系
85R,85G,85B APD(光検出器)
86 A/D変換器
Claims (13)
- 内視鏡本体と、
体腔内に挿入される挿入部および前記内視鏡本体に着脱自在に接続される本体接続部を具備するスコープと
を備え、
前記内視鏡本体は、前記挿入部の先端部から被検体への照明光の照射により得られる光に基づく観察画像を生成する
内視鏡装置において、
前記本体接続部は、前記照明光を射出する半導体光源を備えることを特徴とする内視鏡装置。 - 前記本体接続部は、複数の前記半導体光源からの光を合波する合波器、および、前記照明光の照射により前記被検体から得られる光を波長の異なる複数の光に分波する分波器の双方または何れか一方を備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、互いに波長の異なる前記照明光を射出する複数の前記半導体光源を備える請求項1または2に記載の内視鏡装置。
- 前記スコープは、前記半導体光源から射出された前記照明光を前記挿入部の前記先端まで伝播するシングルモードファイバを備える請求項1〜3の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、前記半導体光源を駆動する駆動回路を備える請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、前記半導体光源から射出された前記照明光の光量を測定する光量モニターを備える請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記スコープは、前記被検体への前記照明光の照射により得られる被検出光を、前記本体接続部まで伝播させ、前記本体接続部は、前記被検出光を電気信号に変換する光検出器を備え、前記光検出器からの前記電気信号は前記内視鏡本体に出力されるように構成される請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、前記半導体光源の発熱による温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段を備える請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、前記本体接続部の温度を計測する温度センサを備えることを特徴とする請求項8に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、前記半導体光源の衝撃耐性を向上する衝撃耐性向上手段を備える請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は、少なくとも前記半導体光源を含む一部分を着脱可能に構成されている請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記本体接続部は水密構造であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の内視鏡装置。
- 前記挿入部の前記先端部に、前記照明光を前記被検体上で走査させる走査機構を備え、前記内視鏡本体は前記走査機構を制御して、前記被検体上の走査位置に基づいて前記観察画像を生成する、走査型内視鏡として構成された請求項4〜12の何れか一項に記載の内視鏡装置。
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JP2013149863A JP2015019816A (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 内視鏡装置 |
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