JP5317639B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

この発明は内視鏡に関する。

内視鏡においては一般に、挿入部の先端に観察窓と照明窓が並んで配置されて、観察領域を照明するための照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が照明窓に配置されている（例えば、特許文献１）。

そのような内視鏡の観察画面は一般に、略正方形又は円形であり、照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部から放射状に射出される照明光は、観察光軸に対し全方向に一様の広がりをもつように配置されている。

また、観察窓に極近接した被写体にも照明光が照射されるように、照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部の一部を、観察光軸と近距離で交差するように内側に曲げて配置したものもある（例えば、特許文献２）。
特開２０００−１８０７３５ 特開平８−１１０４８４

固体撮像素子で撮像された内視鏡観察像が表示されるテレビモニタのモニタ画面は、一般のテレビジョンの画面の横長化に合わせて、近年は次第に横長になってきている。したがって、モニタ画面を有効に利用するには、内視鏡の観察画面も長方形状に形成するのが望ましい。

特に、現在実用化されつつあるいわゆるハイビジョンシステムでは、その縦横比が９対１６という横長の長方形であり、高解像度が得られるハイビジョンシステムを内視鏡に採用する場合には、その観察画面もハイビジョン規格に対応した横長にするのが妥当である。

しかし、そのような横長の長方形状の観察画面に表示される被写体の観察領域を、従来のように全方向に一様の広がりをもつ特性の照明系や、極近接した被写体に対する照明能を重視した照明系で照明すると、画面の左右両端部付近が暗くなって良好な観察画像を得ることができない。

かと言って、凹レンズ等で照明範囲を広げると、観察画面の左右方向だけでなく上下方向にも照明範囲が広がって、観察領域外に相当量の照明光が無駄に放射されてしまうので、観察画面全体が暗くなってしまう。

本発明は、観察画面を長方形状にしても画面全体を良好にしかも無駄なく照明することができて、ハイビジョンシステムのような横長の観察画面であっても無駄のない良好な照明状態を得ることができる内視鏡を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡は、観察窓を間に挟んでその両側に一対の照明窓が配置されて、観察窓を通して観察される挿入方向前方の観察領域を照明するための照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が、各照明窓に配置された内視鏡において、観察窓を通して得られる観察画面が長方形状に形成されると共に、一対の照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が各々、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置され、各照明用ライトガイドファイババンドルから射出される照明光の配光が、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向において大きく外側に広げられていて、観察画面の長辺に沿う方向において、各照明用ライトガイドファイババンドルを構成する各光ファイバの射出端部における中心軸と観察光軸との成す角が５°〜２０°の範囲内にあるものである。

なお、各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が、観察画面の長辺に沿う方向においてのみ観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置され、短辺に沿う方向においては、観察光軸と略平行方向に真っ直ぐに配置されていてもよい。

また、各照明用ライトガイドファイババンドルを構成する光ファイバが全て、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置されていてもよい。

また、各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が照明窓の表面に露出して配置されていてもよく、各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が内視鏡挿入部の先端面と同面に配置されていて、内視鏡挿入部の最先端部分の外周面が先細りのテーパ状に形成されると共に、内視鏡挿入部の先端面が、各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が配置されている位置において、外縁側になるにしたがって次第に後退した斜面状に形成されていてもよい。

なお、観察画面の短辺と長辺との比が９対１６等の内視鏡において、本発明の効果が大きく発揮される。

本発明によれば、各照明用ライトガイドファイババンドルから射出される照明光の配光が、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向において大きく外側に広げられるので、観察画面を長方形状にしても画面全体を良好にしかも無駄なく照明することができ、ハイビジョンシステムのような横長の観察画面であっても無駄のない良好な照明状態を得ることができる。

観察窓を間に挟んでその両側に一対の照明窓が配置されて、観察窓を通して観察される観察領域を照明するための照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が、各照明窓に配置された内視鏡において、観察窓を通して得られる観察画面が長方形状に形成されると共に、一対の照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が各々、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置され、各照明用ライトガイドファイババンドルから射出される照明光の配光が、観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向において大きく外側に広げられる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図２は内視鏡の全体構成を示している。気管支の深部等へ挿入される極細径の可撓性の挿入部１は、外径寸法が例えば２〜４ｍｍ程度であり、その基端には、術者の手で保持される操作部２が連結されている。

挿入部１の先端には、内視鏡観察像を撮像するための固体撮像素子３が内蔵されている。固体撮像素子３で撮像された観察画像は、信号ケーブルにより外部のビデオプロセッサ４に送られ、映像信号がビデオプロセッサ４からテレビモニタ５に出力される。

テレビモニタ５は、高解像度を有するいわゆるハイビジョンタイプのものである。テレビモニタ５のモニタ画面５ａは、縦横比が９対１６の横長の長方形状であり、固体撮像素子３で撮像された観察画像がモニタ画面５ａに表示される。

図３は挿入部１の先端面１ａの正面図、図１は挿入部１の先端部分の側面断面図（図３におけるＩ−Ｉ断面図）である。挿入部１の先端面１ａには、観察像を取り込むための円形の観察窓６が中央に配置されている。

観察窓６の奥には対物光学系７が内蔵されて、観察窓６から取り込まれた被写体の像が、対物光学系７によってその奥に配置されている固体撮像素子３の撮像面３ａに投影される。固体撮像素子３の撮像面３ａは、テレビモニタ５のモニタ画面５ａと同様に縦横比が９対１６の横長の長方形状に形成されている。

観察窓６を間に挟んでその左右両側には、一対の照明窓８が配置されている。なお、「上下左右」の方向づけは、固体撮像素子３の撮像面３ａで撮像されてテレビモニタ５のモニタ画面５ａに表示される観察画像の上下左右方向と対応している。

各照明窓８には、観察窓６を通して観察される観察領域を照明するための照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端部９ａが配置され、各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂが、挿入部１の先端面１ａの表面に露出して先端面１ａと同面に配置されている。

各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端部９ａは、観察画面（３ａ，５ａ）の長辺に沿う方向である左右方向においては、各照明用ライトガイドファイババンドル９を構成する全ての光ファイバが、観察光軸６ｘから遠ざかるように角度θだけ外方に曲げて配置されている。θは例えば５°〜２０°程度である。

各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端部９ａは、観察画面（３ａ，５ａ）の短辺に沿う方向である上下方向においては、全ての光ファイバが観察光軸６ｘと平行方向に真っ直ぐに配置されている。

図４は、上記の実施例において、二つの照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂから放射される照明光の配光特性を略示している。横軸は左右方向の配光角（Ｗは左右方向の観察範囲）、縦軸は照明光の明るさであり、破線は個別の照明用ライトガイドファイババンドル９による配光特性、実線は二つの照明用ライトガイドファイババンドル９を合わせた配光特性である。

また、図５は、各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端部９ａにおいて、全ての光ファイバが上下左右のあらゆる方向において観察光軸６ｘに対し略平行方向に真っ直ぐに配置されている場合の配光特性を示している。

このように、観察画面（３ａ，５ａ）の長辺方向である左右方向においては、本発明の構成をとることにより、図４に示されるように、各照明用ライトガイドファイババンドル９から射出される照明光の配光が大きく外側に広げられ、光ファイバが真っ直ぐに配置されている場合に比べて、観察範囲Ｗ全体が均一で一様な明るさに照明される。

そして、観察画面（３ａ，５ａ）の短辺方向である上下方向においては、各照明用ライトガイドファイババンドル９から射出される照明光の配光が左右方向のように外側に広げられないので、照明光が観察範囲Ｗ外へ無駄に照射されない。

その結果、観察画面（３ａ，５ａ）を長方形状にしても画面全体を良好にしかも無駄なく照明することができて、ハイビジョンシステムのような横長の観察画面（３ａ，５ａ）であっても無駄のない良好な照明状態を得ることができる。

図６は、本発明の第２の実施例の内視鏡の挿入部１の先端部分の側面断面図であり、体内への挿入性をよくするために、挿入部１の最先端部分の外周面１ｂが先細りのテーパ状に形成されている。各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂは、挿入部１の先端面１ａと同面に配置されている。

しかし、外径に余裕のない極細の内視鏡の場合に、挿入部１の先端を単にそのような先細りのテーパ状に構成すると、製造工程の手順等によっては、照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂの外縁側の稜線が出っ張って、体内挿入に際し粘膜等を損傷するおそれがある。

そこで、この実施例においては、挿入部１の先端面１ａが、少なくとも各照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂが配置されている位置において、外縁側になるにしたがって先端面１ａに対し角度αだけ次第に後退した斜面状に形成されている。ただし、α＞θになるとスネルの法則により照明配光角が狭まる場合があるので、α≦θであることが望ましい。

このように構成することにより、挿入部１の外径を太くすることなく、照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端面９ｂの外縁側の稜線が挿入部１の先端面から出っ張らないように形成することができ、粘膜等を損傷することなく安全且つスムーズに体内に挿入することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、照明用ライトガイドファイババンドル９の射出端部９ａが、観察画面（３ａ，５ａ）の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、観察光軸６ｘから遠ざかる外方に曲げて配置されていればよい。

本発明の第１の実施例の内視鏡の挿入部の先端部分の側面断面図（図３におけるＩ−Ｉ断面図）である。 本発明の第１の実施例の内視鏡の全体構成図である。 本発明の第１の実施例の内視鏡の挿入部の先端面の正面図である。 本発明の第１の実施例の内視鏡の配光特性を略示する線図である。 本発明が採用されていない内視鏡の配光特性を略示する線図である。 本発明の第２の実施例の内視鏡の挿入部の先端部分の側面断面図である。

符号の説明

１ 挿入部
１ａ 先端面
１ｂ 最先端部分の外周面
３ 固体撮像素子
３ａ 撮像面（観察画面）
５ テレビモニタ
５ａ モニタ画面（観察画面）
６ 観察窓
６ｘ 観察光軸
８ 照明窓
９ 照明用ライトガイドファイババンドル
９ａ 射出端部
９ｂ 射出端面

Claims (6)

1. 観察窓を間に挟んでその両側に一対の照明窓が配置されて、上記観察窓を通して観察される挿入方向前方の観察領域を照明するための照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が、上記各照明窓に配置された内視鏡において、
   上記観察窓を通して得られる観察画面が長方形状に形成されると共に、
   上記一対の照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が各々、上記観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置され、上記各照明用ライトガイドファイババンドルから射出される照明光の配光が、上記観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向において大きく外側に広げられていて、
   上記観察画面の長辺に沿う方向において、上記各照明用ライトガイドファイババンドルを構成する各光ファイバの射出端部における中心軸と上記観察光軸との成す角が５°〜２０°の範囲内にあることを特徴とする内視鏡。
2. 上記各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端部が、上記観察画面の長辺に沿う方向においてのみ上記観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置され、短辺に沿う方向においては、上記観察光軸と略平行方向に真っ直ぐに配置されている請求項１記載の内視鏡。
3. 上記各照明用ライトガイドファイババンドルを構成する光ファイバが全て、上記観察画面の短辺に沿う方向と比較して長辺に沿う方向に大きく、上記観察光軸から遠ざかる外方に曲げて配置されている請求項１又は２記載の内視鏡。
4. 上記各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が上記照明窓の表面に露出して配置されている請求項１、２又は３記載の内視鏡。
5. 上記各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が内視鏡挿入部の先端面と同面に配置されていて、上記内視鏡挿入部の最先端部分の外周面が先細りのテーパ状に形成されると共に、上記内視鏡挿入部の先端面が、上記各照明用ライトガイドファイババンドルの射出端面が配置されている位置において、外縁側になるにしたがって次第に後退した斜面状に形成されている請求項４記載の内視鏡。
6. 上記観察画面の短辺と長辺との比が９対１６である請求項１ないし５のいずれかの項に記載の内視鏡。

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