JP3081673B2

JP3081673B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JP3081673B2
Application number: JP03181291A
Authority: JP
Inventors: 修一高山; 康弘植田; 達也山口; 久雄矢部; 秀雄伊藤; 優此村; 壯塚越; 明雄中田; 義直大明; 康一巽; 康雄森; 毅直藤村; 龍介野澤; 孝夫岡田
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JPH0527184A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は細径の内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡は長尺で可撓性の挿入部
を有してなり、この挿入部内には例えば数千本程度の多
数本の光ファイバからなる光ファイバ束が延設され、更
にその先端部には、内視鏡の視野を拡大するための対物
レンズを配置してある。この対物レンズで結像された像
は光ファイバを通して内視鏡後端側の接眼レンズあるい
は撮像レンズに伝送され、肉眼あるいはモニタ装置で所
要部位を観察することができる。このような内視鏡の解
像度は光ファイバ束を形成する光ファイバの本数に依存
し、光ファイバの本数が増える程その解像度が高くな
り、高画素のより鮮明な像を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内視鏡の挿
入の際の患者の苦痛を和らげたり、あるいは、より細い
体腔内等に挿入してより狭い部位まで正確に観察できる
ようにするために内視鏡の挿入部を更に細径化すること
が行われている。しかし、内視鏡の挿入部を細径化する
と、光ファイバ束の径も細径化せざるを得ず、特に、処
置具等の挿通用チャンネル及び照明系を併設するための
収容スペース上の問題から光ファイバ束の径を大きくす
ることができない。このため、例えば挿入部の径が１mm
程度の細径内視鏡とする場合にはイメージガイドたる光
ファイバが数十本程度となり、この本数を多くすること
についての制約が大きく、したがって画素の数が減少
し、解像力が低くならざるを得なかった。このような低
い解像力の内視鏡では診断にも支障を生じる虞がある。
本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは、細径化しても高画素の像を得ることが
できる内視鏡を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用】本発明による
内視鏡は、挿入部と、この挿入部の基端側に配設される
ケーブルと、このケーブルの基端部に配設され、外部装
置を接続するコネクタとを有する内視鏡において、前記
挿入部からケーブルを介してコネクタまで挿通され、前
記外部装置との間で光伝送を行うための自己収束性光伝
送ファイバと、前記コネクタ内に配設され、前記自己収
束光伝送ファイバの基端部の光軸を調整する光軸調整手
段と、を具備することを特徴とする。

【０００５】そして、体腔内壁の広範囲の像を自己収束
性光伝送ファイバの先端側に入射させ、この像を自己収
束性光伝送ファイバにより後端側に伝送し、内視鏡の解
像力を高める。コネクタ内に配置された光軸調整手段
は、この自己収束性光伝送ファイバの基端部の光軸を所
要位置に調整し、このコネクタを介して内視鏡に接続さ
れる外部装置との間の光伝送を効果的に行うことができ
る。以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

【０００６】

【実施例】図３は本発明を適用した内視鏡のシステム構
成を示し、本実施例における内視鏡１０は例えば鼻腔鏡
あるいは耳腔鏡である電子式内視鏡として構成されてい
る。内視鏡１０は可撓性挿入部１２とライトガイドケー
ブル１４とイメージガイドケーブル１６とを有して構成
されている。この挿入部１２は鼻腔あるいは耳腔内に挿
入されるもので例えば約１mmの外径に形成されており、
この挿入部１２から延びるライトガイドケーブル１４お
よびイメージガイドケーブル１６はそれぞれに設けたイ
メージガイドコネクタ１８およびライトガイドコネクタ
２０により光源装置２２に接続されている。なお、図３
ではイメージガイドコネクタ１８とライトガイドコネク
タ２０とは別体に形成してあるが、これらを一体構造に
形成することもできる。

【０００７】光源装置２２内には照明用の光源として照
明ランプ２４を配置してあり、この照明ランプ２４の照
明光はライトガイドケーブル１４および挿入部１２内を
導かれて挿入部１２の先端から体腔壁に照射される。そ
して、体腔壁で反射された光は挿入部１２の先端から入
射し、この挿入部１２およびイメージガイドケーブル１
６内を通して電子式撮像部２６に伝送される。この電子
式撮像部２６には撮像レンズ２５および高精細の固体撮
像素子２７（図１）を設けてあり、電気信号に変換され
た後、付設のモニタ装置２８に内視鏡像３０として写し
出される。更に、この光源装置２２内には、挿入部１２
を制御するための湾曲駆動制御用回路装置３２を設けて
あり、この湾曲駆動制御用回路装置３２はコントロール
レバー装置３４に電気的に接続されている。

【０００８】図１で示すように、内視鏡１０の挿入部１
２の先端には複数のレンズからなる対物光学系３６と照
明部３８とが設けられている。対物光学系３６には例え
ば約１００μの径を持つ可撓性の自己収束性光伝送ファ
イバ（セルフォックファイバ：商品名）で形成されたイ
メージガイド４０が光学的に接続され、照明部２０には
ライトガイド４２が接続されている。このイメージガイ
ド４０を形成する自己収束性光伝送ファイバはレンズ枠
３７（図２）により対物光学系３６に対して光軸を一致
させて配置されており、このようなイメージガイド４０
は挿入部１２およびイメージガイドケーブル１６（図
３）を通じて上記イメージガイドコネクタ１８に導かれ
ている。また、ライトガイド４２は挿入部１２およびラ
イトガイドケーブルを通じて上記イメージガイドコネク
タ２０に導かれる。このライトガイド４２は通常の光フ
ァイバを多数本束ねた光ファイバ束で形成することも可
能であるが、挿入部１２の細径化を図るためにはイメー
ジガイド４０と同様に可撓性の自己収束性光伝送ファイ
バで形成するのが好ましい。なお、符号４４は処置具等
を体腔内に挿入するためのチャンネルであり、符号４５
はその入口部である。

【０００９】更に、挿入部１２内にはこの挿入部１２を
湾曲制御する湾曲機構を配置してある。図２の（Ａ）お
よび（Ｂ）に示すように、この湾曲機構は挿入部１２内
に埋設された形状記憶合金線４６を有し、この形状記憶
合金線４６は挿入部１２の外皮の近部で長手方向に延設
された略Ｕ字状形状となっている。この形状記憶合金線
４６の先端側は接着剤４７により挿入部１２の本体部に
固着され、その後端側は接続部４８において例えばかし
めにより通電線５０に接続されている。本実施例では、
この形状記憶合金線４６は通電線５０を介して通電され
たときの発熱により長さが収縮し、冷却したときに元の
長さに戻る２方向性の形状記憶合金で形成してあるが、
１方向性のものであっても挿入部１２の径方向の対向す
る側にも配置して対にしてもよく、あるいは、所定温度
まで加熱したときに長さが短くなり、更にそれ以上の温
度まで加熱したときに逆に伸びる性質を持つ２方向性の
形状記憶合金を用いてもよい。図４は、図１および図２
に示す形状記憶合金線４６に通電し、その温度を上昇さ
せて挿入部１２を湾曲させたときの状態である。

【００１０】このように、形状記憶合金線４６に加熱用
の電流を供給する通電線５０，５０は、挿入部１２の後
端側からイメージガイドケーブル１６（図３）内を導か
れ、イメージガイドコネクタ１８を介して光源装置２２
内に設けられた湾曲駆動制御用回路装置３２（図３）に
接続される。したがって、図３に示すコントロールレバ
ー装置３４を作動することにより、挿入部１２の先端を
所要方向に湾曲操作することができる。

【００１１】図５は、イメージガイドコネクタ１８を光
源装置２２のコネクタ受５８に嵌合した状態を示す。コ
ネクタ受５８の挿入口の内壁には係止溝５９を設けてあ
り、また、この挿通口の底壁には湾曲駆動制御用回路装
置３２（図１）から延びる通電線５６に接続した光源装
置２２側コンタクト５４を配置してある。そして、この
コンタクト受５８の挿入口内にイメージガイドコネクタ
１８のコネクタピン１８ａを挿入すると、このコネクタ
ピン１８ａに設けた固定リング１９と係止溝５９とが噛
合い、イメージガイドコネクタ１８をコネクタ受５８に
確実に固定するようになっている。このようにイメージ
ガイドコネクタ１８をコネクタ受５８に装着した状態で
は、コンタクト５２，５２が光源装置２２側コンタクト
５４，５４と接触し、湾曲駆動制御用回路装置３２に形
状記憶合金線４６が電気的に接続されると共に、固体撮
像素子２７にはイメージガイド４０から伝送された内視
鏡先端の像が撮像レンズ２５を通して投影される。

【００１２】更に、図５に示すように、光源装置２２に
は固体撮像素子２７を冷却するためのペルチェ素子２９
を設けてある。このペルチェ素子２９により固体撮像素
子２７が冷却されてその感度が上げられることにより、
例えば１００μである極めて細径のイメージガイド４０
を通して伝送される光量の少ない信号でも確実に読取る
ことができる。なお、符号３１は固体撮像素子２７を駆
動するための駆動回路である。

【００１３】図６および図７は上記のイメージガイドコ
ネクタ１８とライトガイドコネクタ２０とを一体とした
雄コネクタ６０を示す。この雄コネクタ６０にはコネク
タケーブル６２内を通してイメージガイド４０およびラ
イトガイド４２が導かれ、これらのイメージガイド４０
およびライトガイド４２の端部はこの雄コネクタ６０内
で例えばステンレス鋼である金属製のスリーブ４１，４
３内に嵌合されている。更に、挿入部１２内に埋設した
形状記憶合金線４６に加熱電流を供給する通電線５０
（図２）もこのコネクタケーブル６２内を通して雄コネ
クタ６０に導かれ、この雄コネクタ６０から突出する接
点ピン６４に接続されている。この雄コネクタ６０には
挿脱用ノブ６１を設けてあり、光源装置２２に設けた雌
コネクタ７０への挿脱を容易に行うことができるように
なっている。

【００１４】図７に示すように、イメージガイド４０お
よびライトガイド４２の端部に嵌合された各スリーブ４
１，４３は導出孔６５，６７を通して雄コネクタ６０か
ら突出する。これらの導出孔６５，６７はそれぞれスリ
ーブ４１，４３の外径よりも大径に形成してあり、極細
の自己収束性光伝送ファイバで形成したイメージガイド
４０およびライトガイド４２の光軸を調整し、最大の光
量を得ることができるようになっている。このため、後
述する光軸調整手段すなわち光軸調整装置が雄コネクタ
６０内に収容されており、接続ピン６６を介する光源装
置２２からの信号で制御される。なお、スリーブ４１，
４３を収容する雌コネクタ７０の接続孔７１，７３も、
それぞれイメージガイド４０およびライトガイド４２の
光軸を調整可能な大きさに形成されていることは明らか
である。

【００１５】図８は、雄コネクタ６０の内部に配置した
光軸調整装置７４，７６を概略的に示す。光軸調整装置
７４は電子式撮像装置２６に対してイメージガイド４０
の芯だしを行って光軸を調整し、光軸調整装置７６は証
明ランプ２４に対してライトガイド４２の芯だしをおこ
なって光軸を調整する。これらの光軸調整装置７４，７
６は構成的に同一であるため、イメージガイド４０の光
軸調整装置７６について説明する。

【００１６】光軸調整装置７６は断面Ｌ字状の支持金具
８０を有し、この一方の脚部が例えば固着ねじである固
着部材により雄コネクタ６０の内壁に固着されている。
そして、この支持金具８０の各脚部の互いに隣接する内
面に支持ばね８２，８４を取付けてあり、これらの支持
ばね８２，８４でスリーブ４１したがってこのスリーブ
４１内のイメージガイド４０の端部を弾力的に支える。
更に、このスリーブ４１を挟んで各支持ばね８２，８４
の対向する側に調整ねじ８６，８８が配置されており、
これらの調整ねじ８６，８８をその軸方向に前進あるい
は後退させることにより、イメージガイド４０の芯だし
を行うことができるようになっている。これらの調整ね
じ８６，８８の進退はねじ駆動機構９０，９０で行うこ
とができる。

【００１７】図９はこのようなねじ駆動機構９０を示
す。このねじ駆動機構９０は調整ねじ８６の頭部８７を
回転駆動するもので、この頭部８７を挟んで径方向対向
側に配置された作動腕９２，９４を備える。これらの作
動腕９２，９４はそれぞれ多数の圧電素子を軸方向に積
層し、これらの圧電素子を支持部材９３，９５に取付け
て形成したものである。通電線９６，９８を介してこれ
らの圧電素子に所定方向に電圧を印加すると各圧電素子
が伸縮して、作動腕９２，９４がその軸方向に伸縮す
る。したがって、通電線９６を介して作動腕９２にパル
ス電圧を印加し、これを伸長させると、作動腕９２の先
端が調整ねじ８６の頭部８７に矢印ａ方向の回転モーメ
ントを形成する。逆に、通電線９８を介して作動腕９４
にパルス電圧を印加して伸長させると、作動腕９４の先
端が調整ねじ８６の頭部８７に矢印ｂ方向の回転モーメ
ントを形成する。調整ねじ８６の先端はスリーブ４１に
形成した凹部４１ａ内に配置されており、したがって、
調整ねじ８６が回転してもスリーブ４１に対する位置ず
れを生じない。

【００１８】このように作動腕９２，９４の伸縮制御用
電気信号を供給する通電線９６，９８は、図８に通電ケ
ーブル９９ａとして示してあり、他の各ねじ駆動機構９
０の通電ケーブル９９ｂ，９９ｃ，９９ｄと共に雄コネ
クタ６０内を導かれる。そして、図７に示すコンタクト
ピン６６，６６により、雌コネクタ７０を介して光源装
置２２に接続される。

【００１９】図１０はイメージガイド４０の光軸に垂直
な平面における光軸調整装置７４の配置状態である。こ
の光軸調整装置７４によると、支持金具８０上で支持ば
ね８２，８４によりイメージガイド４０の端部が支えら
れ、このイメージガイド４０はこれらの支持ばね８２，
８４の付勢力に抗して調整ねじ８６，８８で移動可能と
されているため、各調整ねじ８６，８８を個々に進退さ
せることにより、イメージガイド４０の光軸を所要位置
に配置することができる。符号８５，８７はガイド支持
金具であり、ばね力をイメージガイド４０およびライト
ガイド４２に均一に伝達する。なお、図１０では支持ば
ね８２，８４および調整ねじ８６，８８はそれぞれ軸線
を上下方向および水平方向に向けて配置してあるが、こ
れに限らず、光軸調整可能な配置であれば他の配置とす
ることが可能なことは明らかである。

【００２０】このようなイメージガイド４０およびライ
トガイド４２の光軸調整は雄コネクタ６０を雌コネクタ
７０に装着したときに自動的に行うのが好ましい。固体
撮像素子２７（図１）の一部の画素にイメージガイド４
０からの画像信号が入力されていない場合は図１１の
（Ａ）のようにモニタ装置２８の内視鏡像３０の下側に
ブランク部分３１が生じ、この場合には、全ての画素に
画像信号が入力されて図１１の（Ｂ）のような内視鏡像
３１を得られるように図示しない制御装置から図８の光
軸調整装置７４に制御信号を送り、イメージガイド４０
の光軸を調整する。また、この内視鏡像３１のピント調
整は固体撮像素子２７の出力信号に基づいて自動的に行
うことができ、例えば図１２の（Ａ）のような出力信号
が得られた場合には、図示しないリニアアクチュエータ
により撮像レンズ２５（図８）をその光軸に沿って移動
し、図１２の（Ｂ）に示すような出力信号を得られるよ
うに制御する。

【００２１】さらに、ライトガイド４２の光軸調整は図
１３に示すようにして行うことができる。図１３の
（Ａ）ではライトガイド４２あるいはこれを収容するス
リーブ４３の周部にフォトセンサ５５を設置し、このフ
ォトセンサ５５の出力すなわち証明ランプ２４から入射
する光量が最小となるように図示しない制御装置により
図８の光軸調整装置７６を制御する。また、図１３の
（Ｂ）はスリーブ４３の端面に反射面４３ａを配置し、
これにレーザダイオード５３からレーザビームを照射し
てその反射光をフォトダイオード５７で受けるようにし
たものである。フォトダイオード５７の出力信号に基づ
き、図示しない制御装置からの制御信号を光軸調整装置
７６（図８）に送り、細径のライトガイド４２の入射光
量を最大にすることができる。

【００２２】したがって、上記内視鏡１０によると、挿
入部１２に自己収束性光伝送ファイバを延設してイメー
ジガイド４０およびライトガイド４２を形成したため、
極めて高画素の内視鏡像３０を得ることができると共
に、この挿入部１２内に記憶形状合金線４６を埋設する
ことにより挿入部１２を極めて細径化しかつ湾曲制御す
ることができる。さらに、このような細径の自己収束性
光伝送ファイバも光軸調整装置７４，７６によりそれぞ
れの光軸を自動的に調整できるため、取扱性が極めて容
易である。

【００２３】

【発明の効果】以上明らかなように、本発明の内視鏡に
よれば、可撓性挿入部内に延設した自己収束性光伝送フ
ァイバおよびコネクタ内に配置された光軸調整手段によ
り、細径化しても極めて高画素の内視鏡像を、コネクタ
を介して内視鏡に接続される外部装置に効率良く伝送す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による内視鏡の概略構成を示す
説明図である。

【図２】内視鏡挿入部の外観および内部配置を示す説明
図である。

【図３】図１の内視鏡を用いた内視鏡システムの構成図
である。

【図４】図１の内視鏡の先端部の近部の概略を示す斜視
図である。

【図５】ライトガイドケーブルのケーブルコネクタを光
源装置に接続した状態の説明図である。

【図６】他の実施例による雄コネクタを雌コネクタと共
に示す説明図である。

【図７】図６の雄コネクタの装着面を示す斜視図であ
る。

【図８】図６の雄コネクタの内部構造を概略的に示す説
明図である。

【図９】光軸調整装置のねじ駆動機構の作動を示す説明
図である。

【図１０】光軸調整装置の配置を示す説明図である。

【図１１】イメージガイドの光軸調整の説明図である。

【図１２】内視鏡像のピント調整の説明図である。

【図１３】ライトガイドの光軸調整を行うための説明図
である。

【符号の説明】

１０…内視鏡、１２…挿入部、１４…ライトガイドケー
ブル、１６…イメージガイドケーブル、１８，２０…ケ
ーブルコネクタ、２２…光源装置、２４…証明ランプ、
２６…電子式撮像装置、２８…モニタ装置、３０…内視
鏡像、３６…対物光学系、４０…イメージガイド、４
１，４３…スリーブ、４２…ライトガイド、４６…形状
記憶合金線、５０，５６…通電線、６０…雄コネクタ、
７０…雌コネクタ、７４，７６…光軸調整装置、９０…
ねじ駆動機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢部久雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者伊藤秀雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者此村優東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者塚越壯東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中田明雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者大明義直東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者巽康一東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者森康雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者藤村毅直東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者野澤龍介東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者岡田孝夫東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献実開昭60−128318（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−88814（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−163404（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 23/26 A61B 1/00 300

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】挿入部と、この挿入部の基端側に配設さ
れるケーブルと、このケーブルの基端部に配設され、外
部装置を接続するコネクタとを有する内視鏡において、
前記挿入部からケーブルを介してコネクタまで挿通さ
れ、前記外部装置との間で光伝送を行うための自己収束
性光伝送ファイバと、前記コネクタ内に配設され、前記
自己収束光伝送ファイバの基端部の光軸を調整する光軸
調整手段と、を具備することを特徴とする内視鏡。