JP4864465B2 - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡装置に使用される光源装置に関する。

電子内視鏡装置は、一般に、被写体である体内組織を照明するための光源装置等を備えたプロセッサと、照明された体内組織を撮像する電子カメラを備えたビデオスコープにより構成される。光源装置の光源からの照明光は、ビデオスコープ内に挿通されたライトガイドを介して、ビデオスコープの先端部から被写体に出射される。そして、電子カメラの撮像素子によって得られた映像信号がプロセッサに送信され、プロセッサにおいて映像信号に所定の処理が施されることにより、被写体像がモニタに表示される。

光源装置においては、一般に、光源が出射する照明光の赤外成分を除去し、所定の色成分のみを被写体観察に使用するための赤外カットフィルタ等のフィルタが用いられる（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２１９１０３号公報（段落［００２２］〜［００２４］、 図２〜６等参照）

赤外カットフィルタ等のフィルタ部材が長期間に渡って使用されると、フィルタ部材において照明光を通過させる領域とその周辺領域との間に生じる温度差等により、フィルタ部材は徐々に劣化する。そして、劣化が進行したフィルタ部材をさらに継続して使用すると、所定の色成分を除去するといった本来の役目を果たせなくなるおそれがある。

本発明は、適当なタイミングでフィルタ部材を交換可能な内視鏡装置の光源装置を実現することを目的とする。

本発明の内視鏡装置用光源装置は、被写体を照明するための照明光を出射する光源と、照明光を通過させるための第１のフィルタと、第１のフィルタの累積使用時間を計測する計測手段と、累積使用時間が、所定の上限時間を超えたか否かを判断する判断手段と、第２のフィルタと、判断手段が、累積使用時間が上限時間を超えたと判断すると、第１のフィルタの代わりに第２のフィルタを使用するために、第２のフィルタを照明光の光路上に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。

移動手段は、互いに反対方向に移動するように第１のフィルタと第２のフィルタとを連動させることが好ましい。

内視鏡装置用光源装置は、第１のフィルタが照明光の光路上にあることを検知する第１のセンサと、第２のフィルタが照明光の光路上にあることを検知する第２のセンサとをさらに有することが好ましい。

また、内視鏡装置用光源装置は、第１のフィルタの累積使用時間が上限時間を超えたことを警告する警告手段をさらに有することが望ましい。この場合、第１のフィルタが交換可能であって、累積使用時間が上限時間を超えたと判断された後に、第１のフィルタが交換されていない状態で光源装置が起動すると、警告手段が再び警告することがより望ましい。

第１のフィルタは交換可能であり、計測手段が、交換された新たな第１のフィルタの累積使用時間を計測することが好ましい。また、内視鏡装置用光源装置においては、第１のフィルタの累積使用時間に関わらず、第１のフィルタと第２のフィルタとのいずれかを選択的に使用できることが好ましい。

内視鏡装置用光源装置には、第１のフィルタと第２のフィルタとが配置されたフィルタユニットが設けられていることが好ましい。この場合、フィルタユニットが交換可能であることがより好ましく、フィルタユニットが、使用時の所定の位置にあることを検知する第３のセンサをさらに有することがより一層好ましい。

第１のフィルタおよび第２のフィルタは、例えば、赤外カットフィルタである。

本発明によれば、適当なタイミングでフィルタ部材を交換可能な内視鏡装置の光源装置を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、電子内視鏡装置１０のブロック図である。

電子内視鏡装置１０は、患者の体腔内の撮影に用いられるビデオスコープ２０と、ビデオスコープ２０に照明光を供給するとともに、ビデオスコープ２０から送られてくる映像信号を処理するプロセッサ３０とを備える。ビデオスコープ２０は、プロセッサ３０に着脱自在に接続され、プロセッサ３０にはモニタ６０が接続されている。また、プロセッサ３０には、プロセッサ３０全体を制御するシステムコントロール回路５０が設けられている。

プロセッサ３０には、被写体を照明するための照明光を出射するキセノンランプ（図示せず）を内蔵した光源３２と、光源用電源３４、フィルタユニット４２等を含む光源装置４８が設けられている。そして、光源用電源３４により光源３２に電力が供給されると、光源３２は、照明光を出射する。光源３２から出射された照明光は、フィルタユニット４２に入射する。

フィルタユニット４２には、照明光の赤外成分を除去するための第１赤外カットフィルタ４０（第１のフィルタ）と第２赤外カットフィルタ４１（第２のフィルタ）とが設けられている。第１赤外カットフィルタ４０は、通常使用されるフィルタであり、第２赤外カットフィルタ４１は、第１赤外カットフィルタ４０と同じ種類のフィルタであって、主として劣化した第１赤外カットフィルタ４０の代わりに使用される予備フィルタである。

フィルタユニット４２においては、通常、第１赤外カットフィルタ４０のみが照明光の光路上に配置されており、照明光は、第１赤外カットフィルタ４０と、絞り３６を通過する。なお、フィルタユニット４２には、照明光が通過するための隙間が設けられている。

絞り３６は、絞り駆動モータ３８によって開閉され、照明光の光量を調整する。絞り制御回路４４は、システムコントロール回路５０からの指示信号に基づいて絞り駆動モータ３８を駆動させることにより、絞り３６を制御する。絞り３６を通過した照明光は、集光レンズ３５によって集光され、スコープ２０側にあるライトガイド１２の入射端１２Ａに入射する。

ライトガイド１２は、入射端１２Ａに入射した照明光を、観察部位のあるビデオスコープ２０の先端部へ伝達する。ライトガイド１２を通った照明光は出射端１２Ｂから出射され、配向レンズ２２を介して被写体に向けて照射される。照明された被写体である観察部位で反射した光は、対物レンズ２４及び励起光カットフィルタ２６を通ってＣＣＤ２８に到達する。ＣＣＤ２８は、プロセッサ３０側のタイミングコントロール回路５２による制御の下で、撮像素子駆動回路５４によって駆動される。

被写体像の映像信号を形成するための電荷がＣＣＤ２８の受光面に蓄積される。ここでは、カラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されており、ＣＣＤ２８において生成された映像信号は、１フィールド期間、すなわち１／６０秒間隔ごとに順次読み出される。

読み出された映像信号には、増幅処理、アナログ映像信号からデジタル映像信号への変換処理、ホワイトバランス調整など様々な処理が施され、輝度信号、色差信号が生成される。輝度信号及び色差信号は、プロセッサ３０の映像信号処理回路４６へ送られ、ＮＴＳＣ信号などの映像信号に変換され、モニタ６０へ出力される。この結果、被写体像がモニタ６０に表示される。

第１赤外カットフィルタ４０は、長期間に渡って使用されると徐々に劣化することから、予め、第１赤外カットフィルタ４０を交換する目安となる累積使用時間、すなわち、第１赤外カットフィルタ４０を照明光が通過する累積時間について、上限時間が定められている。この上限時間を示す情報は、システムコントロール回路５０に設けられたメモリ５１に格納されている。さらに、メモリ５１には、第１赤外カットフィルタ４０の実際の累積使用時間を示す情報も記憶される。

プロセッサ３０には、リアルタイムクロックコントローラ５６（ＲＴＣ・計測手段）が設けられている。リアルタイムクロックコントローラ５６からは、そのときの時刻を示す信号がシステムコントロール回路５０に送られる。プロセッサ３０が起動し、光源３２が照明光の出射を開始すると、システムコントロール回路５０は、リアルタイムクロックコントローラ５６から受信した信号に基づいて、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間を算出し、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限時間を超えたか否かを判断する。

システムコントロール回路５０により、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限時間を超えたと判断されると、フィルタユニット４２においては、第２赤外カットフィルタ４１が照明光の光路上に、第１赤外カットフィルタ４０が光路上から離れるようにそれぞれ移動される。そして、第１赤外カットフィルタ４０の代わりに第２赤外カットフィルタ４１を使用される。

さらに、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限時間を超えたことを示す信号がシステムコントロール回路５０からモニタ６０に送信され、モニタ６０上には、累積使用時間が上限時間を超えたため、第１赤外カットフィルタ４０の交換を促すとともに、第１赤外カットフィルタ４０の使用を停止したことを示す報知メッセージが表示される。

なお、光源装置４８の動作が停止するときには、システムコントロール回路５０は、最後に照明光の出射が開始されてからそのときまでに経過した時間を、第１赤外カットフィルタ４０の使用時間として、それまでに記憶されていた第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間に加える演算処理を行う。算出された新たな累積時間は、メモリ５１に記憶される。

また、プロセッサ３０の表面には、フロントパネル５８が設けられている。そして、フロントパネル５８が操作されると、操作に応じた信号がシステムコントロール回路５０に送られ、ユーザの指示に応じた様々な動作が行なわれる。

例えば、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限を超えていない状態においても、フロントパネル５８の操作によって、使用するフィルタを第１赤外カットフィルタ４０から第２赤外カットフィルタ４１に切換えられる。このように、累積使用時間に関わらずフィルタ交換が可能であるため、第１赤外カットフィルタ４０に何らかの突発的な異常が生じた場合においても、被写体観察は支障なく継続できる。

図２は、上方から見た光源装置４８の内部と光源装置４８の周辺部とを概略的に示す図である。図３は、光源３２側から見たフィルタユニット４２の内部を概略的に示す図である。

第１および第２赤外カットフィルタ４０、４１を移動させるためにフィルタユニット４２に設けられた移動機構は、ピニオンギヤ６４と、ピニオンギヤ６４にそれぞれ係合する第１スライダ６６、第２スライダ６８とを含む。第１および第２スライダ６６、６８の端部には、第１赤外カットフィルタ４０を保持する第１ホルダ６９と、第２赤外カットフィルタ４１を保持する第２ホルダ７０とがそれぞれ取付けられている。

第１赤外カットフィルタ４０は、第１ホルダ６９の中心に配置されており（図３参照）、図２に示す状態においては、照明光Ｌは第１赤外カットフィルタ４０のみを通過する。なお、第１スライダ６６は一対設けられており、一対の第１スライダ６６の間には、照明光Ｌが通過するための隙間Ｄが設けられている（図３参照）。そして、第２赤外カットフィルタ４１も第１赤外カットフィルタ４０と同様に、第２ホルダ７０の中心に配置されており、第２スライダ６８は第１スライダ６６と同じ形状を有する。

システムコントロール回路５０によって、第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限時間を超えたと判断されると、システムコントロール回路５０の制御によってピニオンギヤ６４を回転させるためのピニオンギヤ駆動モータ（図示せず）が駆動され、ピニオンギヤ６４が回転する。ピニオンギヤ６４の回転により、図２に示された状態から、第１スライダ６６は照明光Ｌの光路側に、第２スライダ６８は照明光Ｌの光路から離れるように、それぞれ移動する。

フィルタユニット４２の内壁面４２Ｉには、第１スイッチ６１と第２スイッチ６２とが設けられている。第１および第２スイッチ６１、６２は、いずれもマイクロスイッチであって、第１および第２スライダ６６、６８の接触をそれぞれ検知するために設けられている。第１赤外カットフィルタ４０が第１スイッチ６１に接触すると、第１スイッチ６１がオン状態になり、このとき、第１赤外カットフィルタ４０が照明光Ｌの光路上にあることが検知される。第２スイッチ６２についても同様に、第２赤外カットフィルタ４１が第２スイッチ６２に接触すると、第２赤外カットフィルタ４１が照明光Ｌの光路上にあることが検知される。

第２スライダ６８が第２スイッチ６２に接触し、システムコントロール回路５０によって、第２赤外カットフィルタ４１が照明光Ｌの光路上にあることが検知されると、システムコントロール回路５０はピニオンギヤ駆動モータの回転を停止させる。この結果、照明光Ｌの光路上に新たに配置された第２赤外カットフィルタ４１が、第１赤外カットフィルタ４０の代わりに使用される。

このように、第１スライダ６６と第２スライダ６８とを連動させ、第１および第２赤外カットフィルタ４０、４１を互いに反対方向に移動させるために単一のピニオンギヤ６４とピニオンギヤ駆動モータのみが用いられることにより、フィルタユニット４２における移動機構の構造は簡素化される。

フィルタユニット４２は、未使用の第１赤外カットフィルタを含む新たなフィルタユニットに交換可能である。このため、第１赤外カットフィルタ４０の使用を停止し、予備の第２赤外カットフィルタ４１を代用していることを示す報知メッセージがモニタ６０上に表示されると、ユーザは、例えば、一連の被写体観察が終了した直後などの適当なタイミングで、フィルタユニット４２を交換する。

光源装置４８には、第３スイッチ６３が設けられている。第３スイッチ６３は、第１および第２スイッチ６１、６２と同様のマイクロスイッチであって、フィルタユニット４２の外壁面４２Ｏが接触するとオン状態になる。第３スイッチ６３がオン状態にあるときには、フィルタユニット４２が使用時の所定の位置にあること、すなわち、第１赤外カットフィルタ４０が使用されるときの本来の位置（図２に示された位置）にあることが検知される。

第３スイッチ６３の近傍には、コイルスプリング６７が設けられている。コイルスプリング６７は、フィルタユニット外壁面４２Ｏを押圧する。また、フィルタユニット外壁面４２Ｏとは反対側の外壁面４２Ｐとプロセッサ３０の壁面３０Ｓとの間には、ユニットストッパ６５が設けられている。

第１赤外カットフィルタ４０の累積使用時間が上限時間を超えたと判断されると、システムコントロール回路５０の制御によって、ユニットストッパ６５がフィルタユニット４２内に退避する。このため、コイルスプリング６７によって押圧されているフィルタユニット４２は、外壁面４２Ｐがプロセッサ壁面３０Ｓに接するようにわずかに移動する。

このようにフィルタユニット４２が移動すると、第３スイッチ６３がオフ状態になる。そして、第３スイッチ６３がオフ状態になったことを示す信号がシステムコントロール回路５０に送られ、フィルタユニット４２が、所定の位置、すなわち第１赤外カットフィルタ４０が使用されるときの本来の位置にないことが検知される。フィルタユニット４２が所定の位置にないことが検知されると、システムコントロール回路５０からそのことを示す信号がモニタ６０に送信され、モニタ６０上に、警告メッセージが表示される。

このように、第３スイッチ６３、ユニットストッパ６５等を設けることにより、フィルタユニット４２の交換を確実に促すことが可能である。すなわち、第２スイッチ６２が第２スライダ６８の接触を検知したときにのみ警告メッセージが表示されるように光源装置４８が設計されていた場合、警告後に被写体観察が終了し、再び光源装置４８が起動したときには、第１赤外カットフィルタ４０が照明光Ｌの光路上に移動されてしまう（図２に示された状態に戻ってしまう）ため、再度第１および第２赤外カットフィルタ４０、４１が移動するまでモニタ６０上に警告メッセージは表示されない。従って、迅速かつ確実な警告ができない。

これに対し、本実施形態では、警告を発せられてから被写体観察が終了し、フィルタユニット４２の交換なしに光源装置４８が再び起動されると、フィルタユニット４２が本来の位置にないことが第３スイッチ６３によって検知されるため、速やかに再度の警告がなされる。

なお上述のように、第２赤外カットフィルタ４１の使用時には、第１赤外カットフィルタ４０の使用時とはフィルタユニット４２の位置がわずかに異なることから、第１および第２赤外カットフィルタ４０、４１のいずれもが使用時に照明光Ｌの光路上にあるように、第１および第２スライダ６６、６８の長さは調整されている。

フィルタユニット４２を交換するときには、プロセッサ壁面３０Ｓに設けられた交換用扉３７が開かれる。なお、交換用扉３７が開放されると、ランプハウス３９内にヒートシンク３３と一体的に配置されている光源３２も、ネジ３１を外すことによって交換可能である。

フィルタユニット４２が新たなフィルタユニットに交換され、使用されるフィルタが第１赤外カットフィルタ４０から未使用の第１赤外カットフィルタに交換されると、メモリ５１には、交換された新たな第１赤外カットフィルタについての累積使用時間が「０」であることを示す情報が記憶される。そして、新たな第１赤外カットフィルタの使用が開始されると、システムコントロール回路５０は、新たな第１赤外カットフィルタについての累積使用時間を算出する。

以上のように本実施形態によれば、通常使用される第１赤外カットフィルタ４０の交換が必要になると、第１赤外カットフィルタ４０の代わりに第２赤外カットフィルタ４１を速やかに使用可能にして被写体観察を継続させるとともに、第１赤外カットフィルタ４０の交換をユーザに促すことができる。

第１赤外カットフィルタ４０の交換方式は、フィルタユニット４２ごと交換する本実施形態に限定されず、例えば、第１赤外カットフィルタ４０のみを単独で交換可能であっても良い。また、フィルタユニット４２における移動機構も本実施形態には限定されず、例えば、第１赤外カットフィルタ４０と第２赤外カットフィルタ４１とを同一平面状に配置した回転フィルタを回転させても良い。

また、短期間の使用が前提とされる第２赤外カットフィルタ４１は、必ずしも第１赤外カットフィルタ４０と同じタイプでなくても良い。

電子内視鏡装置のブロック図である。 上方から見た光源装置の内部と光源装置の周辺部とを概略的に示す図である。 光源側から見たフィルタユニットの内部を概略的に示す図である。

符号の説明

１０ 電子内視鏡装置（内視鏡装置）
３２ 光源
４０ 第１赤外カットフィルタ（第１のフィルタ）
４１ 第２赤外カットフィルタ（第２のフィルタ）
４２ フィルタユニット
４８ 光源装置
５０ システムコントロール回路（判断手段・計測手段）
５６ リアルタイムクロックコントローラ（計測手段）
６０ モニタ（警告手段）
６１ 第１スイッチ（第１のセンサ）
６２ 第２スイッチ（第２のセンサ）
６３ 第３スイッチ（第３のセンサ）
６４ ピニオンギヤ（移動手段）
６６ 第１スライダ（移動手段）
６８ 第２スライダ（移動手段）

Claims (10)

1. 被写体を照明するための照明光を出射する光源と、
   前記照明光の光路と直交するように設けられ、前記照明光を通過させるための第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタの累積使用時間を計測する計測手段と、
   前記累積使用時間が、所定の上限時間を超えたか否かを判断する判断手段と、
   前記第１のフィルタに平行に配置された第２のフィルタと、
   前記判断手段が、前記累積使用時間が前記上限時間を超えたと判断すると、前記第１のフィルタの代わりに前記第２のフィルタを使用するために、前記第２のフィルタを前記照明光の光路上に移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段は、前記第１のフィルタに接続された第１のスライダと、前記第２のフィルタに接続された第２のスライダと、前記第１のスライダと前記第２のスライダとがそれぞれ係合するピニオンギヤとを備え、
   前記ピニオンギヤの回転により、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとが互いに反対方向に、前記照明光の光路と垂直な面に沿って直線的に移動するように連動する
   ことを特徴とする内視鏡装置用光源装置。
2. 前記第１のフィルタが前記照明光の光路上にあることを検知する第１のセンサと、前記第２のフィルタが前記照明光の光路上にあることを検知する第２のセンサとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。
3. 前記第１のフィルタの累積使用時間が前記上限時間を超えたことを警告する警告手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。
4. 前記第１のフィルタが交換可能であり、前記累積使用時間が前記上限時間を超えたと判断された後に、前記第１のフィルタが交換されていない状態で前記光源装置が起動すると、前記警告手段が再び警告することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置用光源装置。
5. 前記第１のフィルタが交換可能であり、前記計測手段が、交換された新たな前記第１のフィルタの前記累積使用時間を計測することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。
6. 前記第１のフィルタの累積使用時間に関わらず、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとのいずれかを選択的に使用できることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。
7. 前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとが配置されたフィルタユニットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。
8. 前記フィルタユニットが交換可能であることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置用光源装置。
9. 前記フィルタユニットが、使用時の所定の位置にあることを検知する第３のセンサをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置用光源装置。
10. 前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが、赤外カットフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置用光源装置。

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