JP4598164B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スコープの先端に照明手段を備える内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内視鏡は良好な観察像を得るため、被観察体に照明光を照射する照明手段を有する。このような照明手段の光源として、例えばハロゲンランプやキセノンランプが用いられる。これらのランプはスコープが接続される光源装置や画像処理プロセッサ内に設けられる。ランプから出射される光束はスコープの先端部まで延びるライトガイドにより導かれ、所定の光学系を介して被観察体に照射される。
【０００３】
一方、上述の照明手段がスコープの先端部に設けられた内視鏡も知られている。このタイプの内視鏡においては、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。スコープには、鉗子チャンネルや観察用の貫通孔に加え、ＬＥＤ用の貫通孔が設けられる。ＬＥＤ用の貫通孔において、スコープ先端部の端面における開口部近傍にＬＥＤが配設され、そのＬＥＤに駆動電流を流すための信号線が貫通孔内に配設される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤ単体の光量は上述のハロゲンランプ等に比べると低い。従って、照明光の光量を確保するため、複数のＬＥＤを設けることが考えられる。しかしながら、スコープ先端にＬＥＤを配設するためには上述の様に貫通孔を設けなければならない。即ち、複数のＬＥＤのそれぞれに貫通穴をスコープ内に形成しなければならず、スコープ先端部の構造が複雑化し、製造が困難になるという問題がある。また、複数の貫通穴のそれぞれにＬＥＤを配設し、さらにＬＥＤに駆動電流を供給する配線を接続しなければならないため、照明手段の組立に労力と時間を要するという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、スコープの先端部に照明手段を備える内視鏡において、簡易な構成で十分な照明光量が得られる内視鏡を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる内視鏡は、所定の導体パターンが形成され、スコープの先端部本体に設けられる導体層と、導体層上に配設される照明手段とを備え、照明手段は、導体パターンに電気的に接続される複数の半導体発光素子であることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、複数の半導体発光素子は、導体層において、スコープの先端部本体の端面に相当する領域に配設される。
【０００８】
より好ましくは、複数の半導体発光素子は、スコープの先端部本体の端面に相当する領域において、端面に形成される開口部を除く略全域にわたって配設される。
【０００９】
好ましくは、さらに、導体層において、スコープの先端部本体の外周面に相当する領域に、導体パターンが形成され、複数の半導体発光素子が配設される。
【００１０】
好ましくは、複数の半導体発光素子の出射光のそれぞれの光路上に、平行光を拡散させる発散光学系が設けられる。
【００１１】
好ましくは、複数の半導体発光素子、及び導体層において複数の半導体発光素子が配設される領域が、透明の封止部材により封止される。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、スコープの先端部本体に導体パターンが形成された導体層を積層し、その導体層上に複数の半導体発光素子を配設している。
即ち、先端部本体において、複数の半導体発光素子毎に駆動電流を供給するための貫通孔を形成する必要がない。従って、スコープの先端部に照明手段を備える内視鏡において、先端部本体の構成を複雑化することなく十分な光量を有する照明光を照射することができる。
【００１３】
導体層において、スコープの先端部本体の外周面に相当する領域に半導体発光素子を配設することにより、観察部位の周辺光量を増加させることができる。
【００１４】
各半導体発光素子の出射光の光路上に、平行光を拡散させる発散光学系を配設することにより、照明手段の配光範囲を広範囲に確保することができる。
【００１５】
半導体発光素子、及び導体層において半導体発光素子が配設される領域を透明な封止部材で封止することにより電気的に絶縁され、スコープを体腔内に挿入する際の安全性が確保される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態が適用される内視鏡のスコープ先端部分を示す一部断面図である。スコープ１０は可撓性導管（可撓管）を有し、その先端には放熱性を有するセラミックを略円筒形に成型した先端部本体１１が配設される。先端部本体１１には貫通孔１２が穿設される。先端部本体１１の端面１１Ａにおける貫通孔１２の開口部には、透明部材から成る観察窓１３が配設されており、スコープ１０の内部への異物の混入が防止される。
【００１７】
貫通孔１２内に円筒状の絶縁部材１４が配設され、絶縁部材１４内に対物光学系２０が支持される。貫通孔１２の内部において対物光学系２０を挟んで観察窓１３の反対側には、対物光学系２０の光軸上に固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ３０が配設される。観察窓１３及び対物光学系２０を介して被観察体の像がＣＣＤイメージセンサ３０に結像される。ＣＣＤイメージセンサ３０は、スコープ１０が接続される内視鏡プロセッサ内に具備されるＣＣＤ駆動回路（図示せず）に信号線３１を介して接続される。
【００１８】
先端部本体１１の端面１１Ａには、銅箔から成り、所定の導体パターンが形成された導体層４０が積層される。導体層４０にはＬＥＤ５０が複数、配設される。ＬＥＤ５０には、赤色光（Ｒ）を発光するダイオード、緑色光（Ｇ）を発光するダイオード、青色光（Ｂ）を発光するダイオードの３種類のＬＥＤが用いられる。これら複数のＬＥＤ５０が封止されるよう、端面１１Ａはガラスや合成樹脂等の透明なモールド部材６０により被覆される。
【００１９】
各ＬＥＤ５０のアノード及びカソードのリード線（図示せず）は、それぞれ（アノード及びカソード）に対応した信号経路となる導体層４０の導体パターンに電気的に接続される。導体層４０の一部は、貫通孔１２の開口部から貫通孔１２の内壁面の一部と絶縁部材１４との間隙を一体的に延びており、貫通孔１２の内部において前述のアノード及びカソードに対応した信号線７０に接続されている。信号線７０は、スコープ１０が接続される内視鏡プロセッサ内に具備されるＬＥＤ駆動回路（図示せず）に接続される。導体層４０に形成される導体パターンはＲＧＢ毎に独立してまとめられている。即ち、複数のＬＥＤ５０は、それぞれＲＧＢ毎に発光可能である。複数のＬＥＤ５０のＲＧＢ毎の発光は、内視鏡プロセッサ内に具備されるシステムコントロール（図示せず）から出力される制御信号に基づいて、上述のＬＥＤ駆動回路を介して制御される。
【００２０】
図２は、先端部本体１１の端面１１Ａを示す正面図である。尚、図２においてモールド部材６０は省略されている。スコープ１０の操作部（図示せず）の送気ボタン・送水ボタンを操作することにより、送気ノズル８０及び送水ノズル９０から圧縮空気、洗浄水がそれぞれ噴出され、観察窓１３の曇りの除去や、観察窓１３の洗浄が行なわれる。吸引・鉗子チャンネル１００からは生検鉗子のカップ部が露出し、患部の組織片の切り取り等が行なわれる。また、操作部の吸引ボタンを操作することにより吸引・鉗子チャンネル１００を介して観察窓１３に付着した水滴や汚物の吸引等が行なわれる。
【００２１】
導体層４０には、観察窓１３が配設される貫通孔１２、送気ノズル８０、送水ノズル９０、吸引・鉗子チャンネル１００のそれぞれに対応した開口部が形成される。ＬＥＤ５０は、導体層４０において端面１１Ａに相当する領域の、これらの開口部を除く略全域にわたって配設される。上述のように、複数のＬＥＤ５０にはＲＧＢの各色を発光する３種類のダイオードが用いられ、ＲＧＢ毎に所定の周期で順次発光するよう制御される。従って、ＲＧＢ各色の照射光が被観察体に照射される範囲に偏りが生じないよう、各ＬＥＤ５０は上述の領域において適宜配設される。尚、図１には図２の線Ｉ−Ｉ’矢視断面図が示されている。
【００２２】
図１に示すＣＣＤイメージセンサ３０が接続されるＣＣＤ駆動回路は上述のシステムコントローラにより制御される。ＣＣＤイメージセンサ３０は、システムコントローラの制御に基づくＣＣＤ駆動回路からの駆動信号により、複数のＬＥＤ５０のＲＧＢの各色の発光のタイミングと同期をとって駆動される。即ち、第１実施形態が適用される内視鏡においては、システムコントローラの制御のもと、面順次方式により１フレーム毎の画像処理が行なわれる。尚、面順次方式の画像処理は公知であるので説明は省略する。
【００２３】
図３は、本発明に係る第２実施形態が適用される内視鏡のスコープの先端部を拡大して示す一部断面図であり、第１実施形態と同様の部材には同一の符号が付されている。スコープ２００の先端部本体２０１は、第１実施形態のスコープ１０の先端部本体１１と同様、セラミックを略円筒状に成型したものである。先端部本体２０１の貫通孔２０２内には、観察窓１３、対物光学系２０、ＣＣＤイメージセンサ３０等が第１実施形態と同様に配設される。先端部本体２０１の端面２０１Ａ、及び端面２０１Ａと連続する外周面２０１Ｂの一部に面接触するよう、銅箔から成る導体層２１０が積層される。
【００２４】
導体層２１０には、複数のＬＥＤ５０が配設され、導体層２１０に形成された導体パターンにそれぞれ電気的に接続される。第１実施形態と同様、ＬＥＤ５０としてＲＧＢの各色を発光する３種類のダイオードが用いられる。図３から明らかなように、導体層２１０において、ＬＥＤ５０は先端部本体２０１の端面２０１Ａに相当する領域のみならず、外周面２０１Ｂに相当する領域にも配設される。また、これら複数のＬＥＤ５０が封止されるよう、導体層２１０の先端部本体２０１の端面２０１Ａに相当する領域、及び外周面２０１Ｂに相当する領域は、ガラス若しくは合成樹脂等のモールド部材２２０により被覆される。尚、送気ノズル、送水ノズル、吸引・鉗子チャンネル等のその他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２５】
図４は、本発明に係る第３実施形態が適用される内視鏡のスコープ３００の先端部を拡大して示す一部断面図であり、第１実施形態と同様の部材には同一の符号が付されている。第１実施形態と同様、ＬＥＤ５０としてＲＧＢの各色を発光する３種類のダイオードが用いられる。各ＬＥＤ５０の出射光の光路上に、例えば凹レンズ等の発散レンズ３０１が配設される。即ち、ＬＥＤ５０の出射光は発散レンズ３０１を介して拡散される。発散レンズ３０１はＬＥＤ５０と共に、ガラスや合成樹脂等の透明なモールド部材３０２により封止される。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２６】
上述のように、第１〜第３の実施形態が適用される内視鏡においては、面順次方式により画像処理が行なわれるがこれに限るものではない。例えば、白色光を発光する半導体発光素子を上述の導体層に複数配設し、画素毎にカラーチップフィルタが設けられたＣＣＤイメージセンサを用いて、同時方式による画像処理を行なう電子内視鏡を構成することも可能である。
【００２７】
また、第２実施形態のスコープ２００の先端部本体２０１に配設されるＬＥＤ５０のそれぞれに対応して、第３実施形態の発散レンズ３０１を設ける構成としてもよい。その際、導体層２１０において外周面２０１Ｂに相当する領域に配設されるＬＥＤ５０に対応する発散レンズ３００を、端面２０１Ａ側に所定の角度で傾斜させることにより、被観察体の周辺光量をより効果的に増加させることが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、スコープ先端に照明手段を備える内視鏡において、簡易な構成で照明光の光量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態が適用されるスコープ先端部本体の一部断面図である。
【図２】第１実施形態のスコープの先端部の正面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態が適用されるスコープ先端部本体の一部断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態が適用されるスコープ先端部本体の一部断面図である。
【符号の説明】
１０、２００ スコープ
１１、２０１ 先端部本体
１２、２０２ 貫通孔
１３ 観察窓
２０ 対物光学系
３０ ＣＣＤイメージセンサ
４０ 導体層
５０ ＬＥＤ
６０、２２０、３０２ モールド部材
３１、７０ 信号線
８０ 送気ノズル
９０ 送水ノズル
１００ 吸引・鉗子チャンネル
３０１ 発散レンズ

Claims (6)

1. 所定の導体パターンが形成され、スコープの先端部本体に設けられる導体層と、
   前記導体層上に配設される照明手段とを備え、
   前記照明手段は、前記導体パターンに電気的に接続される複数の半導体発光素子であり、
   前記先端部の端面には、前記先端部本体の貫通孔の開口部が形成され、
   前記貫通孔の内壁に沿って絶縁部材が配設され、
   前記導体層は、前記開口部から前記貫通孔の内壁面の一部と前記絶縁部材との間隙を一体的に延びて、前記貫通孔の内部において前記半導体発光素子の信号線に電気的に接続されることを特徴とする内視鏡。
2. 前記複数の半導体発光素子は、前記導体層において、前記先端部本体の端面に相当する領域に配設されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記複数の半導体発光素子は、前記先端部本体の前記端面に相当する前記領域において、前記端面に形成される開口部を除く略全域にわたって配設されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
4. さらに、前記導体層において、前記スコープの前記先端部本体の外周面に相当する領域に、前記導体パターンが形成され、前記複数の半導体発光素子が配設されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
5. 前記複数の半導体発光素子の出射光のそれぞれの光路上に平行光を拡散させる発散光学系が設けられることを特徴とする請求項２、若しくは請求項４のいずれかに記載の内視鏡。
6. 前記複数の半導体発光素子、及び前記導体層において前記複数の半導体発光素子が配設される領域が、透明の封止部材により封止されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。

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