JP4947975B2

JP4947975B2 - 内視鏡装置および内視鏡用照明装置

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Publication number: JP4947975B2
Application number: JP2005380211A
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Inventors: 清富小川; 優此村
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Filing date: 2005-12-28
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Description

本発明は、検査対象空間を照明可能な内視鏡および内視鏡用照明装置に関する。

従来より生体内部や機械内部を観察するために内視鏡装置が広く用いられている。その内視鏡装置の光源としてハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライトランプといった比較的消費電力が大きいランプが使用されてきた。近年は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）などの低消費電力の半導体発光素子を光源として用いた内視鏡装置が開発されている。例えば、ＬＤを光源に用いて蛍光観察を行う内視鏡装置が特許文献１で提案されている。また、ＬＤからのレーザ光を光ファイバで先端部に設けた蛍光部材へ伝え、蛍光部材で白色光に変換した光で検査対象空間内を照明する内視鏡装置が特許文献２で提案されている。
特許第３１９４６６０号特開２００５−２０５１９５号

内視鏡挿入部先端に設けた蛍光部材までライトガイドで励起光を伝える構成では、挿入部先端が破損して蛍光部材が外れた場合、あるいは、ライトガイド自体が破損した場合には、照明光が暗くなり画像ノイズが増えて画質の低下を招くという問題があった。また、挿入部先端に着脱可能な先端光学アダプタを設け、その挿入部先端の光学アダプタに蛍光部材を設ける構成では、先端光学アダプタを交換する際にライトガイドから出射される光がまぶしく、先端光学アダプタを取り付けにくいという課題がある。さらに、狭い検査対象空間内に内視鏡挿入部を挿入することもあり、該挿入部のさらなる細径化も要求されている。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、内視鏡先端部の故障あるいは取り外し等で照明光が暗くなったとき、輝度の低い画像表示を行わず、また、先端部の交換時の眩しさを低減して作業性を向上させ、さらには、挿入部の細径化を達成できる内視鏡装置、または、内視鏡用照明装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために本発明の請求項１に係わる発明は、検査対象空間内に挿入される挿入部と、前記検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記挿入部の挿入先端部に設けられ、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材とを備えた内視鏡装置において、前記挿入部内に設けられ、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドと、前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段とを備える。

この内視鏡装置は、前記発光素子が点灯するとその光が前記ライトガイドを通って内視鏡先端の前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。前記蛍光部材からの光の一部は前記ライトガイドを通って戻り、前記光分岐部材から前記光センサに導光される。前記光センサが先端の蛍光を検出している間は通常通り前記発光素子を点灯させ続ける。前記蛍光部材の劣化、前記挿入部先端の外れ、あるいは、前記ライトガイドの破損等で前記光センサが十分な蛍光を検出しなくなった場合には前記光源制御手段により前記発光素子の駆動を中止するか、あるいは、前記発光素子を暗く点灯させた状態で駆動する。

本発明の請求項２に係わる発明は、検査対象空間内に挿入される挿入部と、検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記挿入部の先端に着脱可能な先端光学アダプタとを備えた内視鏡装置において、前記先端光学アダプタに設けられ、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材と、前記挿入部内に設けられ、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドと、前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段とを備える。

この内視鏡装置は、前記発光素子が点灯するとその光が前記ライトガイドを通って内視鏡先端の前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。前記蛍光部材からの光の一部は前記ライトガイドを通って戻り、前記光分岐部材から前記光センサに導光される。前記光センサが先端の蛍光を検出している間は通常通り前記発光素子を点灯させ続ける。前記蛍光部材の劣化、前記挿入部先端の外れ、あるいは、前記ライトガイドの破損等で蛍光が前記ライトガイドに戻らなくなって、前記光センサが蛍光を検出しなくなった場合は、前記光源制御手段で前記発光素子の駆動を中止するか、あるいは、前記発光素子を暗く点灯させた状態で駆動する。
本発明の請求項３に係わる発明は、請求項１または請求項２に記載の内視鏡装置において、前記光源制御手段は、前記光センサの検出信号が所定のレベル以下に落ちたとき、直ちに前記発光素子の発光を停止させるか、あるいは、前記発光素子が発光しない程度の低出力状態に切り換える。
本発明の請求項４に係わる発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置において、前記発光素子は発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を発するレーザダイオードである。

この内視鏡装置は、前記レーザダイオードが発するレーザ光が前記ライトガイドを通って前記挿入部先端、あるいは、前記先端光学アダプタに配置された前記蛍光部材で蛍光を励起し白色光として前記検査対象空間内を照明する。

本発明の請求項５に係わる発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置において、前記発光素子は主発光ピークの発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にある光を発する発光ダイオードである。

この内視鏡装置は、前記発光ダイオードが発する光が前記ライトガイドを通って前記挿入部先端あるいは前記先端光学アダプタに配置された前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。

本発明の請求項６に係わる発明は、請求項４または請求項５に記載の内視鏡装置において、前記蛍光部材は前記発光素子からの光を励起光として発する蛍光が白色光であるか、あるいは、前記蛍光と前記励起光との組み合わせが白色光である蛍光体を含有する。

この内視焼装置は、前記レーザダイオードあるいは前記発光ダイオードが発する光が前記ライトガイドを通って前記挿入部先端あるいは前記先端光学アダプタに配置された前記蛍光部材に含まれる前記蛍光体を励起し白色の蛍光を発するか、あるいは、前記励起光と前記蛍光との組み合わせが白色光となり、前記検査対象空間内を照明する。

請求項７に係わる発明は、検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材とを備えた内視鏡用照明装置において、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドと、前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段とを備えている。

この内視鏡用照明装置は、前記発光素子が点灯するとその光が前記ライトガイドを通って前記内視鏡先端の前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。前記蛍光部材からの光の一部は前記ライトガイドを通って戻り、前記光分岐部材から前記光センサに導光される。前記光センサが先端の前記蛍光を検出している間は通常通り前記発光素子を点灯させ続ける。前記蛍光部材の劣化、前記挿入部先端の外れ、あるいは、前記ライトガイドの破損等で前記光センサが前記蛍光を検出しなくなった場合は、光源制御手段で発光素子の駆動を中止するか、あるいは、発光素子を暗く点灯させた状態で駆動する。
本発明の請求項８に係わる発明は、請求項７に記載の内視鏡用照明装置において、前記光源制御手段は、前記光センサの検出信号が所定のレベル以下に落ちたとき、直ちに前記発光素子の発光を停止させるか、あるいは、前記発光素子が発光しない程度の低出力状態に切り換える。

請求項９に係わる発明は、請求項７に記載の内視鏡用照明装置において、前記発光素子は発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を発するレーザダイオードである。

この内視鏡装置は、前記レーザダイオードが発するレーザ光が前記ライトガイドを通って前記内視鏡用照明装置に配置された前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。

請求項１０に係わる発明は、請求項７に記載の内視鏡用照明装置において、前記発光素子は主発光ピークの発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にある光を発する発光ダイオードである。

この内視鏡用照明装置は、前記発光ダイオードが発する光が前記ライトガイドを通って内視鏡用照明装置先端に配置された前記蛍光部材で蛍光を励起し、白色光として前記検査対象空間内を照明する。

請求項１１に係わる発明は、請求項７に記載の内視鏡用照明装置において、前記蛍光部材は前記発光素子からの光を励起光として発する蛍光が白色光であるか、あるいは、前記蛍光と前記励起光との組み合わせが白色光である蛍光体を含有する。

この内視鏡用照明装置は、前記レーザダイオードあるいは前記発光ダイオードが発する光が前記ライトガイドを通って前記挿入部先端あるいは前記先端光学アダプタに配置された前記蛍光部材に含まれる前記蛍光体を励起し白色の蛍光を発するか、あるいは、前記励起光と前記蛍光との組み合わせが白色光となり前記検査対象空間内を照明する。

本発明による内視鏡装置、または、内視鏡用照明装置は、前記蛍光部材の劣化、前記挿入部先端の外れ、あるいは、前記ライトガイドの破損等で蛍光の低下が検出された場合に前記光源制御手段により前記発光素子の駆動を中止、あるいは、発光を低減させることでユーザに内視鏡先端部が故障等の不具合な状態にあることをユーザに通知し、輝度の低下したの観察画像が表示されるのを回避することができ、また、照明用のライトガイドが蛍光検出用ライトガイドを兼ねることで挿入部内に光センサや余分のライトガイドを設ける必要がなくなり、挿入部の細径化を実現できる。さらに、挿入先端部を取り外したとき、光源の発光を中止、または、暗くすることで、作業者が眩しさを感じることなく先端部交換等の作業を容易に行うことができるなどの効果を奏する。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。

まず、本発明の第一の実施形態について、図１〜３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の内視鏡装置の概略を示す外観図である。図２は、前記内視鏡装置のブロック構成図である。図３は、前記内視鏡装置におけるランプスイッチのオン後のＬＤ制御部による光源制御のフローチャートである。

図１に示すように本実施形態の内視鏡装置１は、装置全体を制御する制御部と検査対象空間内を照明するための光源部を内蔵した制御装置３と、制御装置３に接続された観察のためのモニタ４と、前記検査対象空間内に挿入される細長状の挿入部５と、挿入部５の基端側（操作者手元側）にあって操作者が把持し、挿入部５を操作する操作部６と、操作部６から伸び、制御装置３に接続される可僥性のユニバーサルコード７とにより概略構成されている。

内視鏡装置１は、機械内部等である前記検査対象空間に挿入部５を挿入し、該空間の画像をモニタ４により観察し、あるいは、前記画像の画像データを取り込むことが可能な工業用内視鏡装置であるが、機械内部ではなく生体内部を観察するための内視鏡装置に対しても同様の構成の装置が適用可能である。この場合、前記検査対象空間は、生体内部となる。

挿入部５は、被写体の観察像を結像させて撮像するための撮像素子や光源部等を内蔵した先端部８と、複数の湾曲駒を回動自在に連接して形成された湾曲自在な湾曲部９と、細長な柔軟部材で形成した軟性部１０とにより構成されている。湾曲部９は操作部６上に配される湾曲ノブ１１を操作することで湾曲する。制御装置３には内視鏡装置１全体の電源スイッチであるメインスイッチ３５と光源部のスイッチであるランプスイッチ３６が配置されている。

内視鏡装置１の内部構成について、図２により説明すると、先端部８の内部には被写体の観察像を結像するための対物光学系２０と、その観察像が結像されて該観察像を電気信号に変換する電荷結合素子からなる撮像素子のＣＣＤ２１と、光源部として前記検査対象空間内を照明する照明光を発する蛍光部材２２、および、該照明光の配光を調節する照明光学系２３とが配されている。

先端部８と操作部６の間は、湾曲部９，軟性部１０とにより接続され、さらに、操作部６と制御装置３との間は、ユニバーサルコード７により接続されるが、湾曲部９、軟性部１０、および、ユニバーサルコード７の内部には、ＣＣＤ２１に接続される映像信号線２４、および、ライトガイドとしての光ファイバ２８が挿通している。該光ファイバ２８は、先端側が先端部８に配される蛍光部材２２に接続され、基端側が集光光学系２７ｂの焦点位置に面している。

制御装置３は、映像信号線２４が接続される映像信号処理部２５と、光源部とからなり、該光源部は、発光素子であるレーザダイオード（以下、ＬＤと記載する）２６を駆動制御する光源制御手段であるＬＤ制御部３０と、該ＬＤ２６と、ＬＤ２６の前方に配される集光光学系２７ａと、集光光学系２７ｂと、集光光学系２７ａ，２７ｂの間に配される光分岐部材である光スプリッタ２９と、光スプリッタ２９の側方に配される集光光学系２７ｃと、集光光学系２７ｃの焦点位置に配される光センサであるフォトダイオード（以下、ＰＤと記載する）３３と、ＰＤ３３の出力信号を取り込み、その光検出信号をＬＤ制御部３０に出力する光検出部３４とを有している。

ＬＤ２６は、例えば、発振波長４４５ｎｍの青色のレーザ光を発光可能なレーザダイオードであり、集光光学系２７ａの焦点位置に配される。

光スプリッタ２９は、２つの直角プリズムから構成されており、一方のプリズムの斜面に波長選択性のある反射薄膜３１が蒸着され、２つのプリズムの斜面同士を接合してキューブ型に構成されている。

なお、反射薄膜３１は、ＬＤ２６が出力する青色のレーザ光を透過し、それより長い波長の光を反射する薄膜である。光スプリッタ２９にて蛍光部材２２からの光が入射する集光光学系２７ｂ側の端面を入力端２９ｂとし、ＬＤ２６の光が入射する集光光学系２７ａ側の端面を出力端２９ａとし、ＰＤ３３側であって、集光光学系２７ｃ側の端面を出力端２９ｃとする。

蛍光部材２２は、発光素子であるＬＤ２６による青色レーザ光を励起光として赤色光と緑色光の蛍光を発する蛍光部材である。前記赤色光と緑色光による蛍光は、蛍光部材２２内で拡散された前記青色レーザ光と混じって白色光となり、照明光学系２３を通して前記検査対象空間内を照明する。

光ファイバ２８は、その基端側端部が集光光学系２７ｂの焦点に位置し、その先端側端部が蛍光部材２２に接続されている。

上述した構成を有する内視鏡装置１において、メインスイッチ３５のオン、ランプスイッチ３６のオン状態のもとで前記光源部により照明された前記検査対象の画像は、前記ＣＣＤ２１で画像信号に変換され、映像信号線２４を介して映像信号処理部２５の入力される。映像信号処理部２５にて得られた映像信号がテレビ信号に変換され、モニタ４に出力され、表示される。

内視鏡装置１の前記光源部においては、ランプスイッチ３６のオンによりＬＤ制御部３０の制御のもとでＬＤ２６が点灯される。ＬＤ２６から波長４４５ｎｍの青色レーザ光が拡散出射され、略平行光に集光させる集光光学系２７ａから平行光として光スプリッタ２９の出力端２９ａに入射する。出力端２９ａより入った前記青色レーザ光は、反射薄膜３１を透過するので、その光のほとんとすへてが入力端２９ｂから出射される。

光スプリッタ２９の入力端２９ｂから出射された前記青色レーザ光は、集光光学系２７ｂにより光ファイバ２８の基端側端部上に焦点を結び、該光ファイバ２８を通って蛍光部材２２を照射する。

蛍光部材２２では、該蛍光部材２２に含まれる蛍光体の作用により前記青色レーザ光を励起光として赤色光と緑色光の蛍光を発する。該赤色光と該緑色光とさらに蛍光部材２２を透過した該青色レーザ光と混合し、白色光が蛍光部材２２から出射され、照明光学系２３を透過して前記検査対象空間を照明する。該照明光は、前記検査対象で反射され、その被写体像が対物光学系２０を通して取り込まれ、ＣＣＤ２１の結像面上に結像する。

一方、蛍光部材２２からの白色光の一部が光ファイバ２８を通して基端側に到達し、集光光学系２７ｂを経て光スプリッタ２９の入力端から入射する。その入射光のうち、ＬＤ２６が出力する青色レーザ光より長い波長の光は、反射薄膜３１で反射され、出力端２９ｃから検出光として出射する。その検出光は、集光光学系２７ｃを介してＰＤ３３上に入射し、ＰＤ３３より検出信号が出力される。その検出信号は、光検出部３４を介してＬＤ制御部３０に取り込まれる。

ＬＤ制御部３０は、前記検出信号が所定のレベル（観察可能な輝度状態に対応するレベル）以上あるかを判断することによって、ＬＤ２６、光ファイバ２８、および、蛍光部材２２が正常な動作状態にあり、前記検査対象空間が観察可能な照明状態にあることを認識し、内視鏡装置１による観測、または、撮影の続行を許可する。

しかし、挿入部５の先端部８や光ファイバ２８、あるいは、ＬＤ２６に何らかの不調があるか、先端部８を取り外したときなどで基端側への白色光がなくなるか、あるいは、所定値以下のレベルに落ちたとき、ＰＤ３３により検出出力の低下が検出され、ＬＤ制御部３０は、直ちにＬＤ２６の発光を停止させるか、あるいは、レーザ光を発光しない程度の低出力状態に切り換え、操作者に内視鏡装置が観察不能、または、不適状態であることを知らせる。なお、そのとき、映像信号処理部２５に対して低輝度の画像信号の出力を停止させるよう指示することもできる。

上述した内視鏡装置１におけるＬＤ制御部３０によるＬＤ制御処理動作について、図３のＬＤ制御処理のフローチャートを用いて説明する。

メインスイッチ３２のオン後、ランプスイッチ３６がオン操作されたことがＬＤ制御部３０によって検出されると、図３に示すＬＤ制御処理が開始され、ステップＳ１でＬＤ２６を点灯させ、前記検査対象空間の照明を開始させる。ステップＳ２にてＰＤ３３の出力が安定するまで所定時間Ｔ、例えば、１０ｍｓｅｃの経過を待ち、その後、ステップＳ３にてＰＤ３３への光の入力状態をその出力信号によりチェックする。ＰＤ３３の出力信号の値が所定値以上あるかどうか、例えば、前記検査対象空間が観察に支障のない程度に照明されている状態に対応した光量が蛍光部材２２から反射されているかをチェックする。

ＰＤ３３の出力が前記所定値以上あることが確認されれば、ＬＤ２６の発光を継続し、ステップＳ３のチェックを繰り返す。ＰＤ３３の出力が減じた場合、例えば、挿入部５の先端部８や光ファイバ２８、あるいは、ＬＤ２６に不調が生じたか、先端部８を取り外すなどによりＰＤ３３への入射光量が減り、前記所定値以下になったことが確認された場合、ステップＳ４に進み、ＬＤ２６を消灯させ、本ルーチンを終了する。

なお、ステップＳ４の処理では、ＬＤ２６を消灯させるのではなく、輝度を落とし、レーザを発光しない減光状態で点灯を続けるように制御してもよい。このように制御することにより、ＬＤ２６自体の故障と、他の部分の故障とが区別できる。

上述したように本実施形態の内視鏡装置１によれば、例えば、挿入部５の先端部８に破損により蛍光部材２２が外れたり、挿入部５に大きな外力が作用して光ファイバ２８が折れた場合、そのような状態を蛍光部材２２からの光量の減少をＰＤ３３により検出し、ＬＤ制御部３０によりＬＤ２６の発光を中止させ、あるいは、減光状態とすることで内視鏡先端部の故障をユーザに通知することができ、同時に暗い照明による輝度の低下した画像の表示を回避することができる。

また、蛍光部材２２や光ファイバ２８の交換作業時、先端部８を外したとき、上述のようにＬＤ２６の発光を中止、または、減光状態とすることによりユーザが挿入部先端を見たときの眩しさを防止でき、交換作業が容易になる。

さらに、単一の光ファイバ２８を適用するのみで照明用ライトガイドと蛍光検出用ライトガイドを兼ねることができるので挿入部５内に光センサや専用の蛍光検出用ライトガイドを設ける必要がなくなり、挿入部５の細径化が実現できる。

なお、本実施の形態では軟性の挿入部５を持ち画像を電気的に伝送する電子内視鏡として実施しているが、これに限らず、軟性の挿入部を持ち、画像をイメージガイドファイバーで伝送するファイバースコープに対しても上述した光源部を適用できる。また、硬性の挿入部を持ち画像をリレーレンズ系で伝送する硬性鏡に対しても上述した光源部を適用でき、同様の効果を奏することができる。また、本実施例ではレーザ光を伝えるライトガイドとして光ファイバ２８を用いているが、発光素子を青色ＬＥＤとし、光ファイバ２８に代えて複数の光ファイバを束ねた光ファイババンドルを適用しても同様の効果が得られる。

さらに、本実施の形態では制御装置３に光源部を内蔵しているが、これに限らず、光ファイバ２８の基端側に光コネクタを配し、前記発光素子,集光光学系,光分岐部材,光センサ,ＬＤ制御部を有する内視鏡用照明装置として制御装置３とは別体の状態で該光コネクタを介して着脱自在に取り付けるように構成することも可能である。

次に、本発明の第二の実施形態の内視鏡装置について、図４の本実施形態の内視鏡装置のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の内視鏡装置１Ａは、図４に示すように第一の実施形態の内視鏡装置１に対して光源部における光分岐部材として光スプリッタ２９に代えて１入力（入力端３７ｂ）、２出力（出力端３７ａ，３７ｃ）の光ファイバカプラ３７を適用するものである。第一の実施形態の内視鏡装置１と同一の構成要素には、同一の符号を付して、以下、異なる部分について説明する。

本実施形態の内視鏡装置１Ａの制御装置３Ａにおいては、図２に示すようにＬＤ２６から拡散出射された、例えば、波長４４５ｎｍの青色のレーザ光を集光させる集光光学系３８の焦点付近には光ファイバ３９ａの一端が配置される。該光ファイバ３９ａの他端は、光ファイバカプラ３７の出力端３７ａに接続される。光ファイバカプラ３７の入力端３７ｂには、光ファイバ３９ｂの基端側が接続される。光ファイバ３９ｂの先端側は、挿入部５の先端部に配される蛍光部材２２に接続される。光ファイバカプラ３７の出力端３７ｃには、光ファイバ３９ｃの一端が接続され、光ファイバ３９ｃの他端には、光センサであるＰＤ３３が接続される。

検査対象空間内を照明する場合、ＬＤ２６から出射されたレーザ光は、集光光学系３８、光ファイバ３９ａ、光ファイバカプラ３７、および、光ファイバ３９ｂを通って蛍光部材２２に照射され、白色光による前記検査対象空間内の照明が行われる。一方、蛍光部材２２からの白色光の一部は、光ファイバカプラ３７の出力端３７ｃから光ファイバ３９ｃを経て、ＰＤ３３に入射し、検出信号が得られる。ＰＤ３３の検出信号は、光検出部３４を介してＬＤ制御部３０に入力される。

挿入部５の先端部８に破損により蛍光部材２２が外れたり、挿入部５に大きな外力が作用して光ファイバ３９ｂが折れた場合や挿入部５の部品交換時のＬＤ制御部３０による制御動作等は、第一の実施形態の場合と同様である。

本実施形態の内視鏡装置１Ａによる効果は、第一の実施形態の場合と同様の効果を奏し、特に第一の実施形態の場合と比べて光分岐部材がコンパクト化され、光分岐部材への入出力のための集光光学系が簡略化されるため、装置が小型化できるという効果がある。

本実施形態の内視鏡装置１Ａでは光分岐部材として光ファイバカプラ３７を用いているが、それに代えて光分岐導波路を用いても同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態においても制御装置３Ａに光源部を内蔵しているが、これに限らず、前記発光素子,光ファイバカプラ，光センサ,ＬＤ制御部を内蔵する内視鏡用照明装置を制御装置３Ａとは別体の状態で内視鏡装置に着脱自在に取り付けるように構成することも可能である。

次に、本発明の第三の実施形態の内視鏡装置について、図５〜７を用いて説明する。
図５の本実施形態の内視鏡装置のブロック構成図であって、先端光学アダプタを外した状態を示す。図６は、前記内視鏡装置の挿入部先端に着脱可能な前記先端光学アダプタの断面図である。図７は、前記先端光学アダプタを前記挿入部先端に装着した状態の断面図である。

本実施形態の内視鏡装置１Ｂは、図５,７に示すように第二の実施形態の内視鏡装置１Ａに対して同様に光分岐部材として光ファイバカプラ３７を適用するが、挿入部５Ｂの先端部８Ｂに先端光学アダプタ４０を着脱可能な状態で装着可能とすることが異なる。第二の実施形態の内視鏡装置１Ａおよび第一の実施形態の内視鏡１と同一の構成要素には、同一の符号を付し、以下、異なる部分について説明する。

内視鏡装置１Ｂの挿入部５Ｂの先端部８Ｂには撮像素子であるＣＣＤ２１および該ＣＣＤ保護用カバーガラス５１と、光ファイバ３９ｂの先端部に配される光ファイバ保護用カバーガラス５２とが配されている。さらに、先端部８Ｂの外周部には、先端光学アダプタ４０の装着用雄ねじ部８ａと先端光学アダプタ位置決め溝８ｂが設けられる。

一方、先端光学アダプタ４０は、略円柱形状のアダプタ本体４３と、同じく略筒形状の止め輪４４と、リング形状の抜け止め４５とからなる。

アダプタ本体４３にはＣＣＤ２１に被写体像を結像させるための対物光学系２０と、ＬＤ２６からのレーザ光を励起光として蛍光を発する蛍光部材２２と、蛍光部材２２から出射される白色光を検査対象空間内に照明するためのその前方に照明光学系２３とが配され、さらに、外周部に雄ねじ部４３ａと、該雄ねじ後方に外周係合部４３ｂと、ＣＣＤ側に突出する位置決め突起４３ｃとが設けられている。

止め輪４４は、内周係合部４４ｂと後方内周に雌ねじ部４４ａを有しており、アダプタ本体４３に対して内周係合部４４ｂを外周係合部４３ｂに嵌入させ、回転可能な状態で取り付けられる。

抜け止め４５は、止め輪４４が取り付けられたアダプタ本体４３の前方の雄ねじ部４３ａに雌ねじ部４５ａを螺合、接着して固定する。この状態で止め輪４４がアダプタ本体４３から抜け止めされる。

上述した先端光学アダプタ４０は、内視鏡装置１Ｂの挿入部５Ｂの先端部８Ｂに螺合により装着される。詳しくは、図７に示すようにアダプタ本体４３の位置決め突起４３ｃを挿入部先端部８Ｂの位置決め溝８ｂに嵌入させる。止め輪４４を雄ねじ部８ａと雌ねじ部４４ａとを螺合させ、さらに、外周係合部４３ｂと内周係合部４４ｂを軸方向に当接させて止め輪４４を先端部８Ｂに固定すると、先端光学アダプタ４０が先端部８Ｂに装着される。この装着状態でＣＣＤ２１の前方に対物光学系２０が対向して位置し、かつ、光ファイバ３９ｂの前方に蛍光部材２２,照明光学系２３が対向して位置する。

なお、先端光学アダプタ４０は、前記ねじ部８ａ,４４ａを緩めて挿入部先端部８Ｂから取り外すことができる。

先端光学アダプタ４０が先端部８Ｂに装着された状態では、ＬＤ２６から出射されたレーザ光は集光光学系３８、光ファイバ３９ａ、光ファイバカプラ３７、光ファイバ３９ｂを通って蛍光部材２２に照射される。蛍光部材２２にて前記レーザ光を励起光として該レーザ光を含む白色光が前記検査対象空間に向けて照射される。

一方、蛍光部材２２から出る白色光の一部は光ファイバ３９ｂ、光ファイバカプラ３７、光ファイバ３９ｃを通ってＰＤ３３に導かれ、その検出出力は、ＰＤ３３に接続された光検出部３４を介してＬＤ制御部３０の入力され、ＬＤ２６の点灯制御が行われる。

ＬＤ２６の点灯中に先端光学アダプタ４０が取り外されると蛍光部材２２に励起光が照射されなくなるので白色光は出なくなり、ＰＤ３３に導かれる光が減少し、光検出部３４で検出される光量が所定の値を下回ったことがＬＤ制御部３０で認識されるとＬＤ制御部３０は、ＬＤ２６の駆動を停止させるか、あるいは、減光状態、または、レーザ光を発光しない程度の発光状態とする。

本実施形態の内視鏡装置１Ｂによれば、前記第二の実施形態の場合と同様の効果を奏し、特に先端光学アダプタ４０が交換可能であることから、蛍光部材２２、対物光学系２０や照明光学系２３の取り替えが容易である。そして、蛍光部材２２を他の蛍光部材と取り替えることにより検査対象空間に好適な波長の照明光を照射可能な状態に切り替えることができる。また、対物光学系２０を取り替えることにより対物光学系２０の特性を変更し、検査対象応じた視野角や観察方向、焦点深度が最適なものを選択することができる。

さらに、先端光学アダプタ４０を取り外したとき、ＬＤ２６の点灯を停止するか、減光状態とするため、作業者は、眩しさを感じることなく先端光学アダプタ交換作業を行うことができる。また、前記減光状態とした場合、ＬＤ２６が不良であるかどうかも判別できる。

先端光学アダプタ４０の先端部８Ｂへの取り付けは上述のようなねじの螺合によるもの以外にも、ビス止めや凹凸係合によるロック構造なども採用可能である。

なお、上述した各実施形態では発光素子として適用したＬＤ２６は、発振波長４４５ｎｍの青色のレーザ光を発光可能なレーザダイオードであったが、発振波長２３５〜５００ｎｍの範囲の青色のレーザ光や紫外線レーザ光を発光するＬＤであってもよい。さらに、前記ＬＤに代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）を適用することも可能であって、主発光ピークの発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にある青色光、または、紫外線を発する発光ダイオードであっても同様の効果を奏する。

なお、上述のように発光素子が紫外線レーザ光を発するＬＤ、紫外線を発するＬＥＤである場合、蛍光部材２２は、該発光素子の発する光を励起光として白色光の蛍光を発する。また、発光素子が青色光ＬＥＤである場合には蛍光部材２２においては、青色光を励起光として赤色光と緑色光の蛍光を発し、前記青色光とが混合して白色の蛍光が発せられる。

この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

本発明の内視鏡装置、または、内視鏡用照明装置は、内視鏡先端部の故障あるいは取り外し等で照明光が暗くなったとき、輝度の低い画像を表示させず、また、先端部の交換時の眩しさを低減して作業性を向上させ、さらには、挿入部の細径化を達成できる内視鏡装置、または、内視鏡用照明装置として利用が可能である。

本発明の第一の実施形態の内視鏡装置の概略を示す外観図である。図１の内視鏡装置のブロック構成図である。図１の内視鏡装置におけるランプスイッチオン後の光源制御のフローチャートである。本発明の第二の実施形態の内視鏡装置のブロック構成図である。本発明の第三の実施形態の内視鏡装置のブロック構成図であり、先端光学アダプタを外した状態を示す。図５の内視鏡装置の挿入部先端に着脱可能な前記先端光学アダプタの断面図である。図６の先端光学アダプタを図５の内視鏡装置の挿入部先端に装着した状態の断面図である。

符号の説明

５ …挿入部
２２ …蛍光部材
２６ …ＬＤ（発光素子）
２８，３９ａ，３９ｂ
…光ファイバ（ライトガイド）
２９ …光スプリッタ（光分岐部材）
３０ …ＬＤ制御部（光源制御手段）
３３ …ＰＤ（光センサ）
４０ …先端光学アダプタ

Claims

検査対象空間内に挿入される挿入部と、前記検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記挿入部の先端に設けられ、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材とを備えた内視鏡装置において、
前記挿入部内に設けられ、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドと、
前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、
前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、
前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
検査対象空間内に押入される挿入部と、前記検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記挿入部の先端に着脱可能な先端光学アダプタとを備えた内視鏡装置において、
前記先端光学アダプタに設けられ、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材と、
前記挿入部内に設けられ、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドと、
前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、
前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、
前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
前記光源制御手段は、前記光センサの検出信号が所定のレベル以下に落ちたとき、直ちに前記発光素子の発光を停止させるか、あるいは、前記発光素子が発光しない程度の低出力状態に切り換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
前記発光素子は、発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を発するレーザダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
前記発光素子は、主発光ピークの発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にある光を発する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
前記蛍光部材は、前記発光素子からの光を励起光として発する蛍光が白色光であるか、あるいは、前記蛍光と前記励起光との組み合わせが白色光である蛍光体を含有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の内視鏡装置。
検査対象空間内を照明するための光源となる発光素子と、前記発光素子からの光を励起光として蛍光を発する蛍光部材と、前記発光素子からの光を前記蛍光部材へ伝えるライトガイドとを備えた内視鏡用照明装置において、
前記蛍光部材が発した前記蛍光の一部を前記蛍光部材から前記ライトガイドを通って戻る前記蛍光の一部を分岐する光分岐部材と、
前記光分岐部材からの光を検出する光センサと、
前記光センサの検出結果によって前記発光素子の発光状態を制御する光源制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡用照明装置。
前記光源制御手段は、前記光センサの検出信号が所定のレベル以下に落ちたとき、直ちに前記発光素子の発光を停止させるか、あるいは、前記発光素子が発光しない程度の低出力状態に切り換えることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用照明装置。
前記発光素子は、発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にあるレーザ光を発するレーザダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用照明装置。
前記発光素子は、主発光ピークの発振波長が２３５〜５００ｎｍの範囲にある光を発する発光ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用照明装置。
前記蛍光部材は、前記発光素子からの光を励起光として発する蛍光が白色光であるか、あるいは、前記蛍光と前記励起光との組み合わせが白色光である蛍光体を含有することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用照明装置。