JP2024020897A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の発熱による不具合の発生を未然に防止できる内視鏡を提供する。【解決手段】体腔内に挿入されて撮像を行う挿入部を備える内視鏡であって、第１光源２４４及び第２光源２１を備え、前記挿入部は第１光源２４４及び第２光源２１からの出射光を共に撮像対象に照射する撮像部１３を有する。複数の光源が、撮像対象に照射すべき光を一定の割合に分担して出射する。よって、１つの光源にて照明光を出射することによって発熱量が集中することを防止でき、光源の発熱による不具合の発生を未然に防止できる。【選択図】図２

Description

本発明は、体腔内に挿入される挿入部を備える内視鏡に関する。

従来、体腔内の撮像対象を照らす照明光の光源を複数有する内視鏡が広く普及している。

例えば、特許文献１には、第１光源が何らかの原因で非点灯になった場合に、第２光源に切り替えられる内視鏡が開示されている。また、特許文献２には、第１光源及び第２光源を有するものの点灯制御手段を共通にし、これらの光源を切り替えながら撮像を行う内視鏡が開示されている。

特開平１０－１０８８２６号公報 特開２０１２－２３９８２９号公報

照明光が光源から出射する場合、光源が発熱する。即ち、特許文献１，２の内視鏡では、光源が発熱する場合にユーザ（又は患者）が低温やけどを負う、又は、光源の周囲の電子部品が誤作動を起こすなどの不具合が発生するおそれがある。更に、体腔内に挿入される挿入部の先端部を小径化すべく斯かる光源を先端部から離れて配設する場合には、伝搬中の光量減衰分を勘案して光源の出力（光量）をより高める必要があり、光源の発熱量が増えてより高温になる。

しかし、特許文献１，２の内視鏡においてはこのような問題に対して工夫しておらず、解決できない。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源の発熱による不具合の発生を未然に防止できる内視鏡を提供することにある。

本発明に係る内視鏡は、体腔内に挿入されて撮像を行う挿入部を備える内視鏡であって、複数の光源を備え、前記挿入部は前記複数の光源からの出射光を共に撮像対象に照射する先端部を有する。

本発明にあっては、複数の光源が、撮像対象に照射すべき光を一定の割合に分担して出射する。よって、１つの光源にて照明光を出射することによって発熱量が集中することを防止でき、光源の発熱による不具合の発生を未然に防止できる。

本発明によれば、光源の発熱による不具合の発生を未然に防止できる内視鏡を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る内視鏡の外観図である。 実施の形態１の内視鏡の要部構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る内視鏡の合波部の要部構成を説明する説明図である。 実施の形態２の内視鏡の要部構成を示すブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る内視鏡について、図面に基づいて詳述する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡１０の外観図であり、図２は、実施の形態１の内視鏡１０の要部構成を示すブロック図である。
本実施の形態の内視鏡１０は、被検者の体腔内に挿入される挿入部１４と、挿入部１４を操作する操作部２０と、図示しないプロセッサ（外部装置）及び送気送水装置等に接続されるコネクタ部２４とを備える。

挿入部１４は、折止部１６を有しており、折止部１６を介して操作部２０に連結されている。また、コネクタ部２４はユニバーサルコード２５を介して操作部２０に連結されている。

コネクタ部２４は、挿入部１４の先端に設けられた撮像部１３の撮像ユニット１３１（図２参照）からの画像データ（電気信号）をプロセッサに送信し、送気送水装置からの水及び空気を挿入部１４に送る。また、コネクタ部２４は、照射光用の第１光源２４４（図２参照）を有している。

ユニバーサルコード２５は、柔軟性を有しており、挿入部１４の撮像ユニット１３１からの電気信号をコネクタ部２４に送る信号線５０（図２参照）と、コネクタ部２４から送られる水が通る水路及び空気が通る気路と、第１光源２４４からの光（以下、第１光と称する）を操作部２０まで伝搬する光ファイバーとを含む。

操作部２０は、ユーザに把持される把持部２０５と、ユーザから指示を受け付けるボタン２１０と、後述する能動湾曲部１２の湾曲動作を操作する湾曲ノブ２２０とを有している。

把持部２０５は、折止部１６に向けて徐々に縮径する略円筒形状をなしており、折止部１６側寄りに、処置具等を挿入するためのチャンネル入口２３０が設けられている。また、把持部２０５の内側には、撮像ユニット１３１を前記プロセッサと接続する中継部４０が内装されている。把持部２０５は、後述の如く略円筒形状をなす挿入部１４と同一の軸心上に配設されている。

また、操作部２０（把持部２０５）は、折止部１６寄りの端部に、挿入部１４を回転させる摘み筒部２６が設けられている。ユーザが摘み筒部２６を回転させた場合、挿入部１４が回転する。

挿入部１４は先端側から順に撮像部１３（先端部）、能動湾曲部１２、可撓部１１及び折止部１６を有している。撮像部１３、能動湾曲部１２及び可撓部１１は、細径の円筒形状を有しており、湾曲可能に構成されている。可撓部１１は連結部１８を介して能動湾曲部１２と連結されている。また、折止部１６は、可撓部１１に向けて徐々に縮径する略円筒形状をなしており、挿入部１４の急激な折れ曲がりを抑止する。

撮像部１３は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１３２（図２参照）を含む撮像ユニット１３１を備えている。撮像部１３の撮像ユニット１３１からの電気信号は、信号線５０及び中継部４０を介してコネクタ部２４に送られ、コネクタ部２４から前記プロセッサに送られる。

能動湾曲部１２は能動的に湾曲可能である。即ち、能動湾曲部１２は湾曲ノブ２２０の操作に応じて４方向へ自由に湾曲される。一方、可撓部１１は受動的に湾曲される。即ち、可撓部１１は対象物との接触によって湾曲する。

図２に示すように、コネクタ部２４は、制御部２４１と、Ｉ／Ｆ２４２と、ＬＥＤ電源回路２４３と、第１光源２４４とを備えている。

第１光源２４４は、例えば、ＬＥＤとＬＥＤ駆動回路とを有し、撮像部１３から撮像対象である患部に照射される照射光を出射する。第１光源２４４から出射された第１光は第１光路７０を介して操作部２０に伝搬される。第１光路７０は光ファイバー素線の束（Light Carrying Bundle）である。

また、ＬＥＤ電源回路２４３は、前記ＬＥＤ駆動回路に電力を供給する電源回路を有する。更に、ＬＥＤ電源回路２４３は、後述する操作部２０の第２光源２１のＬＥＤ駆動回路に電力を供給する電源回路を有する。即ち、ＬＥＤ電源回路２４３は電力線６０を介して第２光源２１に接続されており、第２光源２１のＬＥＤ駆動回路に電力を供給する。

制御部２４１は、ＬＥＤ電源回路２４３を介して、第１光源２４４の前記ＬＥＤ駆動回路及び第２光源２１の前記ＬＥＤ駆動回路に制御信号を出力し、第１光源２４４のＬＥＤ及び第２光源２１のＬＥＤをオン・オフさせるＬＥＤ制御回路を有する。即ち、第１光源２４４及び第２光源２１は、制御部２４１で生成される制御信号により駆動されて光を出射する。なお、制御部２４１が第１光源２４４及び第２光源２１の輝度を調整できるように構成しても良い。

更に、制御部２４１は信号処理回路を有している。信号処理回路は、撮像素子１３２から入力される原色信号（画像データ）に対して色補間、マトリックス演算等の所定の信号処理を施して画像信号（輝度信号、色差信号等）を生成する。

なお、Ｉ／Ｆ２４２は、コネクタ部２４と前記プロセッサとのインターフェースである。上述のように生成された画像信号はＩ／Ｆ２４２を介して前記プロセッサに出力される。

操作部２０は、中継部４０に加えて、第２光源２１及び合波部２２を備えている。
第２光源２１は、例えば、ＬＥＤとＬＥＤ駆動回路とを有し、撮像部１３から撮像対象である患部に照射される照射光を出射する。第２光源２１から出射された光（以下、第２光と称する）は、前記第１光と共に、合波部２２及び第２光路８０を介して撮像部１３に伝搬される。第２光路８０は、第１光路７０と同様、光ファイバー素線の束である。

図３は、実施の形態１に係る内視鏡１０の合波部２２の要部構成を説明する説明図である。上述の如く、第１光源２４４からの第１光と、第２光源２１からの第２光とが夫々合波部２２に入射されて１つに合波されて第２光路８０に入射される。図３では、便宜上、光を破線にて示している。

合波部２２は、第１光を第２光路８０に伝搬する第１光学系２２Ａと、第２光を第２光路８０に伝搬する第２光学系２２Ｂとを有する。即ち、第１光学系２２Ａは、第１光路７０から入射される第１光を第２光路８０に伝搬し、第２光学系２２Ｂは、第２光源２１のＬＥＤ２１１から入射される第２光を第２光路８０に伝搬する。

第２光学系２２Ｂは、コリメートレンズ２２１、光アイソレータ２２２及び集光レンズ２２３を有しており、第２光源２１から第２光路８０に向けて、この順に配設されている。コリメートレンズ２２１、光アイソレータ２２２及び集光レンズ２２３は、第２光路８０と同一の軸心上に配設されている。第２光源２１のＬＥＤ２１１から第２光学系２２Ｂに入射される第２光は、コリメートレンズ２２１によって平行光となり、光アイソレータ２２２によって、ノイズの原因となる逆方向の光が遮断されて順方向に進む光のみが光アイソレータ２２２を透過する。集光レンズ２２３は、光アイソレータ２２２からの光（第２光）を集光して第２光路８０に出射する。

第１光学系２２Ａは、コリメートレンズ２２４、光アイソレータ２２５及び集光レンズ２２７を有しており、第２光学系２２Ｂのコリメートレンズ２２１、光アイソレータ２２２及び集光レンズ２２３に夫々相当し、同じ作用を成す。よって、コリメートレンズ２２４、光アイソレータ２２５及び集光レンズ２２７についての詳しい説明を省略する。

更に、第１光学系２２Ａは、反射板２２６を有している。反射板２２６は、光アイソレータ２２５及び集光レンズ２２７の間に配設されている。即ち、第１光路７０から第２光路８０に向けて、コリメートレンズ２２４、光アイソレータ２２５、反射板２２６及び集光レンズ２２７の順に配設されている。第１光学系２２Ａでは、集光レンズ２２７が第２光路８０の軸心方向に対して斜めに配設されており、反射板２２６は光アイソレータ２２５からの光（第１光）を、集光レンズ２２７に反射する。集光レンズ２２７からの光は第２光路８０に出射される。

以上のように、合波部２２が、第１光学系２２Ａを経た第１光と、第２光学系２２Ｂを経た第２光とを共に第２光路８０に出射するので、第１光及び第２光は１つに合波されて第２光路８０に入射される。１つに合波された光（以下、合波光と称する）は、第２光路８０を介して撮像部１３に伝搬される。

撮像部１３は、撮像素子１３２及び撮像素子１３２を駆動する為の駆動回路等を含む撮像ユニット１３１と、一連のレンズ組からなるレンズユニット１３３と、観察光学系１３４とを有している。観察光学系１３４は撮像部１３の先端面から外部に露出されている。即ち、観察光学系１３４、レンズユニット１３３及び撮像ユニット１３１は、撮像部１３の先端面からこの順に配設されており、同一の軸心上に配設されている。

また、撮像部１３は、体腔内の患部等の撮像対象に光を出射する、第１照明光学系１３５を有している。第１照明光学系１３５は撮像部１３の先端面から外部に露出されている。即ち、第２光路８０は第１照明光学系１３５に連結されており、第２光路８０から撮像部１３に伝搬された合波光は、照明光として、第１照明光学系１３５から出射されて撮像対象を照射する。

上述したように、実施の形態１の内視鏡１０は、複数の光源（第１光源２４４及び第２光源２１）を有しており、第１光源２４４及び第２光源２１は共に作動する。より詳しくは、制御部２４１がＬＥＤ電源回路２４３を制御することによって、第１光源２４４及び第２光源２１を同時に駆動させる。

即ち、実施の形態１の内視鏡１０では、第１光源２４４及び第２光源２１が、撮像対象に照射すべき光を同等に分担して出射している。観察対象の撮像に必要とされる照明光の必要光量（光度）を２分して、第１光源２４４及び第２光源２１で夫々出射させた後、第１光源２４４からの第１光及び第２光源２１からの第２光を合波部２２にて合波して斯かる必要光量を得る。

このような構成を有することから、実施の形態１の内視鏡１０は、１つの光源にて照明光を出射することで発熱量が集中することを防止できる。即ち、必要光量を第１光源２４４及び第２光源２１に分担させることによって各光源での発熱量を下げることができる。よって、光源の作動時に発熱が局所的に集中して起こることを抑止でき、多量の発熱が集中して起こることによって、ユーザ（又は患者）が低温やけどを負う、又は、光源の周囲の電子部品が誤作動を起こすなどの不具合の発生を未然に防止できる。

更に、実施の形態１の内視鏡１０は、第１光源２４４及び第２光源２１を夫々コネクタ部２４及び操作部２０に分散配置している。よって、光源の作動時に発熱量が集中することをより効果的に抑止できる。

そして、実施の形態１の内視鏡１０は、少なくとも１つの光源（第１光源２４４）がコネクタ部２４に設けられている。コネクタ部２４は、内視鏡１０の操作中に触られることが想定し難い箇所である。即ち、光源が発熱する際にはユーザによって触られることがほとんどないコネクタ部２４に光源を配設しているので、上述したような光源の発熱による不具合の発生をより安全に抑止できる。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２の内視鏡１０の要部構成を示すブロック図である。
実施の形態１と同様、実施の形態２の内視鏡１０は、被検者の体腔内に挿入される挿入部１４と、挿入部１４を操作する操作部２０と、前記プロセッサ及び送気送水装置等に接続されるコネクタ部２４とを備える。

また、実施の形態１と同様、コネクタ部２４は、制御部２４１と、Ｉ／Ｆ２４２と、ＬＥＤ電源回路２４３と、第１光源２４４とを備えており、操作部２０は、中継部４０と、第２光源２１とを備えている。しかし、実施の形態１と異なり、実施の形態２の内視鏡１０では、操作部２０が合波部２２を有していない。

更に、撮像部１３は、撮像素子１３２及び撮像素子１３２を駆動する為の駆動回路等を含む撮像ユニット１３１と、レンズユニット１３３と、観察光学系１３４と、第１照明光学系１３５とを備えている。

しかし、実施の形態１と異なり、実施の形態２に係る内視鏡１０は、第１照明光学系１３５に加えて第２照明光学系１３６を備えている。第２照明光学系１３６は、体腔内の患部等の撮像対象に光を出射する。第２照明光学系１３６は撮像部１３の先端面から外部に露出されている。
他、実施の形態２の内視鏡１０における撮像部１３、操作部２０及びコネクタ部２４の各ハードウェアであって、実施の形態１と同様の部分については、説明を省略する。

撮像部１３の撮像ユニット１３１は、信号線５０と、信号線５０の途中の中継部４０とを介してコネクタ部２４の制御部２４１に連結されている。撮像ユニット１３１からの電気信号は、信号線５０及び中継部４０を介してコネクタ部２４の制御部２４１に送られる。

また、操作部２０の第２光源２１は電力線６０によってコネクタ部２４のＬＥＤ電源回路２４３と接続されている。第２光源２１からの第２光は、第２光路８０を介してそのまま撮像部１３の第１照明光学系１３５に伝搬される。

そして、コネクタ部２４の第１光源２４４は第３光路７０Ａによって撮像部１３の第２照明光学系１３６と連結されている。第３光路７０Ａは、光ファイバー素線の束であり、第１光源２４４から出射された第１光をそのまま撮像部１３の第２照明光学系１３６に伝搬する。

第２光源２１からの第２光は、第２光路８０を介してそのまま撮像部１３の第１照明光学系１３５に伝搬され、照明光として、第１照明光学系１３５から出射されて撮像対象を照射する。また、第１光源２４４からの第１光は、第３光路７０Ａを介してそのまま撮像部１３の第２照明光学系１３６に伝搬され、照明光として、第２照明光学系１３６から出射されて撮像対象を照射する。

即ち、第１照明光学系１３５からは撮像対象に第２光が出射されると共に、第２照明光学系１３６からは撮像対象に第１光が出射されるので、撮像対象には第１光及び第２光が合波された合波光が照射される。

このように、実施の形態２の内視鏡１０は、同時に作動する複数の光源（第１光源２４４及び第２光源２１）を有しており、第１光源２４４及び第２光源２１が、撮像対象に照射すべき光を同等に分担して出射している。即ち、観察対象の撮像に必要とされる照明光の必要光量（光度）を２分して、第１光源２４４及び第２光源２１で夫々出射させた後、第１照明光学系１３５から第２光が出射し、かつ、第２照明光学系１３６から第１光が出射する際、第１光及び第２光が合波して斯かる必要光量を得る。

よって、実施の形態２の内視鏡１０は、必要光量を第１光源２４４及び第２光源２１に分担させることによって各光源での発熱量を下げることで、１つの光源に発熱量が集中することを防止できる。従って、光源の作動時に発熱が局所的に集中して起こることを抑止でき、多量の発熱が集中して起こることによる不具合の発生を未然に防止できる。

更に、実施の形態２の内視鏡１０は、第１光源２４４及び第２光源２１を夫々コネクタ部２４及び操作部２０に分散配置しているので、より効果的に、光源の作動時に発熱量が集中することを抑止できる。

そして、実施の形態２の内視鏡１０は、少なくとも１つの光源（第１光源２４４）が、光源が発熱する際にユーザによって触られることがほとんどないコネクタ部２４に設けられているので、上述したような光源の発熱による不具合の発生をより安全に抑止できる。

実施の形態２の内視鏡１０における他の構成は、実施の形態１の内視鏡１０と同じであり、実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

以上の実施の形態１，２においては、内視鏡１０が、２つの光源（第１光源２４４及び第２光源２１）を有する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、３つ以上の光源を有する場合でも、適用可能であることは言うまでもない。

また、以上の実施の形態１，２においては、第１光源２４４及び第２光源２１を夫々コネクタ部２４及び操作部２０に分散配置する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。第１光源２４４及び第２光源２１を、操作部２０内に間隔を隔てて共に配置しても良く、コネクタ部２４内に間隔を隔てて共に配置しても良い。

そして、実施の形態１，２においては、伝搬中における光量減衰分を考慮して、第１光源２４４及び第２光源２１のうち、撮像部１３から遠い第１光源２４４がより大きい光量を出射するように構成しても良い。

なお、実施の形態１，２においては、観察対象の撮像に必要とされる照明光の必要光量（光度）を２分して、第１光源２４４及び第２光源２１が同等に分担して出射する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。第１光源２４４及び第２光源２１の分担割合を異なるようにしても良い。

（実施の形態３）
実施の形態１，２においては、照明光の必要光量（光度）を２分して、第１光源２４４及び第２光源２１が同等に分担して出射する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。第１光源２４４の分担割合が第２光源２１の分担割合よりも大きくなるように構成しても良い。

第１光源２４４は第２光源２１よりも分担割合が大きいので、第２光源２１よりも発熱が大きい。また、光源が発熱する際に、即ち内視鏡１０の使用時には、ユーザは操作部２０を把持して操作を行い、コネクタ部２４が触られることはほとんどない。
実施の形態３の内視鏡１０では、このように、ユーザによって触られることがほとんどないコネクタ部２４に、より高温に発熱する第１光源２４４が配置され、常時ユーザが把持する操作部２０に、より低温に発熱する第２光源２１が配置される。

照明光の必要光量の分担割合は、例えば、第２光源２１が２０％～４０％であり、第１光源２４４が６０％～８０％である。望ましくは、第２光源２１が３０％であり、第１光源２４４が７０％である。

以上の構成を有することから、実施の形態３に係る内視鏡１０では、第２光源２１による操作部２０の温度上昇を抑制して操作性を高めつつ、上述したような光源の発熱による不具合の発生をより安全に抑止できる。

実施の形態１～３で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 内視鏡
１１ 可撓部
１２ 能動湾曲部
１３ 撮像部
１４ 挿入部
１８ 連結部
２０ 操作部
２１ 第２光源
２２ 合波部
７０ 第１光路
７０Ａ 第３光路
８０ 第２光路
２４ コネクタ部
２４４ 第１光源

Claims (8)

1. 体腔内に挿入されて撮像を行う挿入部を備える内視鏡であって、
   複数の光源を備え、
   前記挿入部は前記複数の光源からの出射光を共に撮像対象に照射する先端部を有する内視鏡。
2. 外部装置と接続し、撮像された画像を前記外部装置に送るコネクタ部を備え、
   前記複数の光源の少なくとも一つは、前記コネクタ部に設けられている請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記挿入部を操作する操作部を備え、
   前記複数の光源の少なくとも一つは、前記操作部に設けられている請求項１又は２に記載の内視鏡。
4. 前記複数の光源からの出射光を合波する合波部と、
   前記合波部から出射される光を前記先端部に伝搬する光路とを備える請求項１又は２に記載の内視鏡。
5. 前記複数の光源からの出射光を合波する合波部と、
   前記合波部から出射される光を前記先端部に伝搬する光路とを備える請求項３に記載の内視鏡。
6. 前記複数の光源からの出射光を夫々前記先端部に伝搬する複数の光路を備える請求項１又は２に記載の内視鏡。
7. 前記複数の光源からの出射光を夫々前記先端部に伝搬する複数の光路を備える請求項３に記載の内視鏡。
8. 前記複数の光源は、撮像対象に照射すべき光を分担出射しており、
   前記コネクタ部に設けられた光源は、他の光源よりも、分担割合が大きい請求項２に記載の内視鏡。

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