JP5836509B2 - 走査型内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、走査型内視鏡に関し、特に、被写体を走査して画像を取得する走査型内視鏡に関するものである。

医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術に属するものとしては、例えば、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡が従来知られている。

具体的には、前述の走査型内視鏡は、例えば、光源部から発せられた照明光を導光する照明用光ファイバの光出射側の端部に取り付けられたアクチュエータを振動させ、当該照明用光ファイバを所定の走査パターンで揺動することにより、当該所定の走査パターンに対応する走査範囲内の被写体の走査を行うように構成されている。そして、日本国特表２０１１−５０４７８３号公報には、前述のような走査型内視鏡と類似の構成を具備する走査ファイバ照射装置が開示されている。

ところで、前述のような構成を具備する走査型内視鏡によれば、例えば、照明用光ファイバのうち、アクチュエータの取り付け位置に対して基端側に属する部分（被写体の走査に直接的に係わらない部分）が当該アクチュエータの振動または外乱等に伴って揺動されることに起因し、当該アクチュエータの取り付け位置に対して先端側に属する部分（被写体の走査に直接的に係わる部分）の揺動状態が不安定化してしまう、という問題点が生じている。

一方、日本国特表２０１１−５０４７８３号公報には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されていない。そのため、日本国特表２０１１−５０４７８３号公報に開示された走査ファイバ照射装置の構成によれば、本来意図した走査パターンで安定的に被写体の走査を行うことができない、という前述の問題点に応じた課題が依然として存在している。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、従来に比べて安定的に被写体の走査を行うことが可能な走査型内視鏡を提供することを目的としている。

本発明の一態様の走査型内視鏡は、被写体を照明するための照明光を導光して先端から出射するように構成された光ファイバと、前記光ファイバの側方に設けられ、前記光ファイバの先端を揺動させるためのアクチュエータと、前記光ファイバの先端及び前記アクチュエータを内包する空間を有する中空筒状の第１の筒状部材と、前記第１の筒状部材の内部空間において、前記アクチュエータよりも前記光ファイバの基端側に設けられ、前記アクチュエータにより前記光ファイバの先端が揺動されるように前記光ファイバを保持する保持部と、前記第１の筒状部材を内包する空間を有する中空筒状の第２の筒状部材と、前記保持部が配置される位置に合わせた前記光ファイバの長手方向に対して直交する領域に配置され、前記第１の筒状部材を前記第２の筒状部材に対して固定するように構成された固定部と、前記第１の筒状部材の先端に設けられ、前記第１の筒状部材を前記第２の筒状部材に対して固定するように構成された先端固定部と、を有する。

本発明の実施例に係る走査型内視鏡を含む走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の一例を示す図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２とは異なる例を示す図。 実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２及び図４とは異なる例を示す図。 実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２、図４及び図５とは異なる例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

図１から図６は、本発明の実施例に係るものである。図１は、本発明の実施例に係る走査型内視鏡を含む走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図である。

走査型内視鏡システム１は、例えば図１に示すように、被検者の体腔内に挿入可能な走査型内視鏡２と、走査型内視鏡２に接続される本体装置３と、本体装置３に接続されるモニタ４と、を有して構成されている。

走査型内視鏡２は、細長の円筒形状及び可撓性を備えて形成された挿入部１１を有して構成されている。また、挿入部１１の基端部には、走査型内視鏡２を本体装置３に着脱自在に接続するための図示しないコネクタ等が設けられている。

図２は、実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の一例を示す図である。図２に示すように、挿入部１１の先端部１１Ａには、本体装置３から供給される照明光を導光して光出射面から出射する導光部として構成された照明用光ファイバ１２の光出射側の端部と、被写体からの戻り光を受光して本体装置３へ導く受光用光ファイバ１３の光入射側の端部と、照明用光ファイバ１２から出射される照明光を集光して出射するように構成された集光光学系１４と、照明用光ファイバ１２の光出射側の端部に設けられ、本体装置３に接続された複数の信号線４５を経て供給される駆動信号に応じて振動することにより照明用光ファイバ１２を揺動させることが可能なアクチュエータ部１５と、が設けられている。また、集光光学系１４のレンズ１４ａ及びレンズ１４ｂは、正の屈折力を具備するようにそれぞれ形成されている。

一方、図２に示すように、挿入部１１の先端部１１Ａには、照明用光ファイバ１２の光出射側の端部が貫通配置されるとともに、アクチュエータ部１５が外表面上に配設されたフェルール４１と、中空筒状の被覆部材４３と、アクチュエータ部１５及びフェルール４１を被覆部材４３に保持する保持部材４４と、複数の信号線４５と、が設けられている。

図２に示すように、被覆部材４３は、照明用光ファイバ１２の光出射側の端部と、アクチュエータ部１５と、フェルール４１と、の周囲を被覆しつつ、集光光学系１４を保持可能な内径を具備するように形成されている。

図２に示すように、保持部材４４は、例えば、照明用光ファイバ１２の長手方向（以降、Ｚ軸方向とも称する）に対して直交する平面（以降、ＸＹ平面とも称する）の形状が略環状になるように形成されている。また、保持部材４４は、Ｚ軸方向に対して平行な方向の長さ（厚み）がＴＨとなるように形成されているとともに、当該長さＴＨを具備する側面を被覆部材４３の内周面に当接させた状態で取り付けられている。すなわち、以上に述べた構成によれば、保持部材４４は、Ｚ軸方向に対して平行な方向の長さがＴＨとなるような略筒状の形状を具備して形成されている。

一方、保持部材４４は、アクチュエータ部１５の配設位置から基端側に離れた位置にあるフェルール基端部４６を嵌合可能な孔部を具備して形成されている。また、保持部材４４には、複数の信号線４５を挿通可能な挿通孔が設けられている。すなわち、以上に述べたような構成によれば、フェルール４１のフェルール基端部４６が保持部材４４の孔部に嵌合されることにより、照明用光ファイバ１２の光出射側の端部のうちの光出射面を含む部分と、複数の信号線４５に接続されたアクチュエータ部１５と、フェルール４１と、が被覆部材４３の内部空間において片持ち状に保持される。

一方、図２に示すように、挿入部１１の先端部１１Ａには、被覆部材４３の周囲を被覆可能な略一様の内径を具備するように形成された中空筒状の被覆部材５１と、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定するための固定部５２と、が設けられている。

図２に示すように、固定部５２は、保持部材４４の長さＴＨの範囲内で設定されるとともにＸＹ平面内に含まれる固定位置において、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定するように構成されている。換言すると、固定部５２は、照明用光ファイバ１２の長手方向に対して直交し、かつ、保持部材４４を通る面内を含む範囲において、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定するように構成されている。

具体的には、固定部５２は、例えば、前述の条件を満たすような固定位置において、被覆部材４３の外周面と被覆部材５１の内周面とを連結固定することが可能な連結部材として構成されている。または、固定部５２は、例えば、前述の条件を満たすような固定位置における被覆部材４３の外周面（あるいは被覆部材５１の内周面）に塗布された接着剤等の接着部材として構成されている。または、固定部５２は、例えば、被覆部材４３の外周面のうち、前述の条件を満たすような固定位置に形成された溝部と、当該溝部に対して嵌合、螺合または係合するような先端形状を備えて形成された突起部と、を有して構成されている。なお、固定部５２は、前述の条件を満たすような固定位置において被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定する限りにおいては、被覆部材４３の周囲を囲むように設けられていてもよく、または、被覆部材４３の周囲の一部のみに設けられていてもよい。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、照明用光ファイバ１２とアクチュエータ部１５との間には、接合部材としてのフェルール４１が配置されている。具体的には、フェルール４１は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。

フェルール４１は、図３に示すように、四角柱として形成されており、Ｘ軸方向に対して垂直な側面４２ａ及び４２ｃと、Ｙ軸方向に対して垂直な側面４２ｂ及び４２ｄとを有する。また、フェルール４１の中心には、照明用光ファイバ１２が固定配置されている。

なお、フェルール４１は、角柱である限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。

アクチュエータ部１５は、図３に示すように、側面４２ａに沿って配置されたアクチュエータ１５ａと、側面４２ｂに沿って配置されたアクチュエータ１５ｂと、側面４２ｃに沿って配置されたアクチュエータ１５ｃと、側面４２ｄに沿って配置されたアクチュエータ１５ｄと、を有している。

アクチュエータ１５ａ及び１５ｃは、例えば、圧電素子により形成されており、ドライバユニット２２のＤ／Ａ変換器３４ａを介してアンプ３５から出力される駆動信号に応じて振動するように構成されている。

アクチュエータ１５ｂ及び１５ｄは、例えば、圧電素子により形成されており、ドライバユニット２２のＤ／Ａ変換器３４ｂを介してアンプ３５から出力される駆動信号に応じて振動するように構成されている。

一方、本体装置３は、光源ユニット２１と、ドライバユニット２２と、検出ユニット２３と、メモリ２４と、コントローラ２５と、を有して構成されている。

光源ユニット２１は、被写体を照明するための照明光を供給する光源部としての機能を具備して構成されている。具体的には、図１に示すように、光源ユニット２１は、光源３１ａと、光源３１ｂと、光源３１ｃと、合波器３２と、を有して構成されている。

光源３１ａは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、赤色の波長帯域の光（以降、Ｒ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

光源３１ｂは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、緑色の波長帯域の光（以降、Ｇ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

光源３１ｃは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、青色の波長帯域の光（以降、Ｂ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

合波器３２は、光源３１ａから発せられたＲ光と、光源３１ｂから発せられたＧ光と、光源３１ｃから発せられたＢ光と、を合波して照明用光ファイバ１２の光入射面に供給できるように構成されている。

図１に示すように、ドライバユニット２２は、信号発生器３３と、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂと、アンプ３５と、を有して構成されている。

信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用光ファイバ１２を揺動させるための駆動信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂに出力するように構成されている。

Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂは、信号発生器３３から出力されたデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。

アンプ３５は、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂから出力された駆動信号を増幅してアクチュエータ部１５へ出力するように構成されている。

図１に示すように、検出ユニット２３は、分波器３６と、検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃと、Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂ及び３８ｃと、を有して構成されている。

分波器３６は、ダイクロイックミラー等を具備し、受光用光ファイバ１３の光出射面から出射された戻り光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃへ出射するように構成されている。

検出器３７ａは、分波器３６から出力されるＲ光の強度を検出し、当該検出したＲ光の強度に応じたアナログのＲ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ａへ出力するように構成されている。

検出器３７ｂは、分波器３６から出力されるＧ光の強度を検出し、当該検出したＧ光の強度に応じたアナログのＧ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｂへ出力するように構成されている。

検出器３７ｃは、分波器３６から出力されるＢ光の強度を検出し、当該検出したＢ光の強度に応じたアナログのＢ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｃへ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ａは、検出器３７ａから出力されたアナログのＲ信号をデジタルのＲ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ｂは、検出器３７ｂから出力されたアナログのＧ信号をデジタルのＧ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ｃは、検出器３７ｃから出力されたアナログのＢ信号をデジタルのＢ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。

メモリ２４には、本体装置３の制御を行うための制御プログラム等が予め格納されている。

コントローラ２５は、ＣＰＵ等を具備し、メモリ２４に格納された制御プログラムを読み出し、当該読み出した制御プログラムに基づいて光源ユニット２１及びドライバユニット２２の制御を行うように構成されている。すなわち、アクチュエータ部１５は、前述のようなコントローラ２５の制御に応じてドライバユニット２２から供給される駆動信号に基づいて振動することにより、被写体へ照射される照明光の照射位置が（例えば渦巻状またはリサージュ状等の）所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように照明用光ファイバ１２を揺動させることができる。

コントローラ２５は、検出ユニット２３から出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号に基づいて画像を生成し、当該生成した画像をモニタ４に表示させるように構成されている。

続いて、本実施例に係る走査型内視鏡２を含む走査型内視鏡システム１の作用について説明する。

走査型内視鏡システム１の各部の電源が投入された後、コントローラ２５は、メモリ２４に格納された制御プログラムに基づき、光源３１ａ、３１ｂ及び光源３１ｃをオフからオンへ切り替える制御を光源ユニット２１に対して行うとともに、照明用光ファイバ１２を所定の走査パターンで揺動するための駆動信号を信号発生器３３から出力させる制御をドライバユニット２２に対して行う。そして、このようなコントローラ２５の制御に伴い、ドライバユニット２２からアクチュエータ部１５に対して駆動信号が供給され、当該供給された駆動信号に応じてアクチュエータ部１５が振動し、照明用光ファイバ１２が所定の走査パターンで揺動され、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の混合光が照明光として照明用光ファイバ１２の光出射面から出射される。

ここで、前述の先端部１１Ａの構成によれば、アクチュエータ部１５を保持するための保持部材４４が設けられた位置に合わせて、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定するための固定部５２が設けられている。そのため、前述の先端部１１Ａの構成によれば、照明用光ファイバ１２のうち、固定部５２による被覆部材４３の固定位置に対して基端側に属する部分（光出射面を含まず、被写体の走査に直接的に係わらない部分）が、アクチュエータ部１５の振動に伴って揺動されないようにすることができる。その結果、先端部１１Ａを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、照明用光ファイバ１２のうち、固定部５２による被覆部材４３の固定位置に対して先端側に属する部分（光出射面を含み、被写体の走査に直接的に係わる部分）のみを、アクチュエータ部１５の振動に応じて揺動させることができ、すなわち、安定的に被写体の走査を行うことができる。

一方、本実施例によれば、図２に示した先端部１１Ａの代わりに、例えば、図４に示すような先端部１１Ｂを設けて走査型内視鏡２を構成してもよい。図４は、実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２とは異なる例を示す図である。なお、以降においては、簡単のため、先端部１１Ａと同様の構成を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、先端部１１Ａとは異なる構成を有する部分に関して主に説明を行う。

図４に示すように、先端部１１Ｂは、先端部１１Ａに対して先端固定部５３をさらに設けたものとして構成されている。

先端固定部５３は、被覆部材４３の外周面に設けられているとともに、少なくとも集光光学系１４のレンズ１４ａ及びレンズ１４ｂの配設位置の周囲を囲むような固定位置において、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定するように形成されている。

そのため、先端部１１Ｂを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、被覆部材４３が被覆部材５１に対して強固に固定された状態において、安定的に被写体の走査を行うことができる。

また、本実施例によれば、図２に示した先端部１１Ａの代わりに、例えば、図５に示すような先端部１１Ｃを設けて走査型内視鏡２を構成してもよい。図５は、実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２及び図４とは異なる例を示す図である。

図５に示すように、先端部１１Ｃは、先端部１１Ａの固定部５２の一部を、被覆部材４３の外周面に設けられた溝部５４Ａと、溝部５４Ａに対して嵌合、螺合または係合するような先端形状を備えて被覆部材５１の内周面から突出配置された突起部５４Ｂと、の組合せに置き換えたものにより構成されている。

そのため、先端部１１Ｃを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、被覆部材４３が被覆部材５１に対して強固に固定された状態において、安定的に被写体の走査を行うことができる。

また、先端部１１Ｃを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、溝部５４Ａ及び突起部５４Ｂが設けられている位置において、被覆部材４３が被覆部材５１に対して固定されることを容易に認識することができる。その結果、先端部１１Ｃを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、被覆部材４３を被覆部材５１に対して固定する際の位置合わせに係る作業の負荷を軽減することができる。

また、本実施例によれば、図２に示した先端部１１Ａの代わりに、例えば、図６に示すような先端部１１Ｄを設けて走査型内視鏡２を構成してもよい。図６は、実施例に係る走査型内視鏡の先端部の構成の、図２、図４及び図５とは異なる例を示す図である。

図６に示すように、先端部１１Ｄは、先端部１１Ａの被覆部材５１を被覆部材５１Ａに置き換えるとともに、先端部１１Ａの固定部５２を接着剤５５に置き換えて構成されている。

被覆部材５１Ａは、被覆部材４３の周囲を被覆可能な中空筒状として形成されているとともに、テーパ部５６を内部に設けて形成されている。また、被覆部材５１Ａは、テーパ部５６から先端側の内径がテーパ部５６から基端側の内径に比べて大きくなるように形成されている。

接着剤５５は、保持部材４４の長さＴＨの範囲内で設定されるとともにＸＹ平面内に含まれる固定位置において、被覆部材４３を被覆部材５１に対して接着固定するように塗布されている。具体的には、接着剤５５は、例えば図６に示すように、被覆部材４３の外周面または被覆部材５１Ａの内周面における、テーパ部５６から基端側に位置するとともにテーパ部５６に隣接する領域に塗布されている。

テーパ部５６は、接着剤５５が塗布される領域の先端側に隣接して設けられている。換言すると、テーパ部５６は、被覆部材４３を被覆部材５１Ａに対して接着固定する際の固定位置から先端側に隣接して設けられている。

そのため、先端部１１Ｄを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、安定的に被写体の走査を行うことができる。

また、先端部１１Ｄを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、テーパ部５６が設けられている位置に基づき、接着剤５５が塗布される位置を容易に認識することができる。その結果、先端部１１Ｄを具備して構成された走査型内視鏡２によれば、被覆部材４３を被覆部材５１Ａに対して接着固定する際の位置合わせに係る作業の負荷を軽減することができる。

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本出願は、２０１３年６月３日に日本国に出願された特願２０１３−１１６９７２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (5)

1. 被写体を照明するための照明光を導光して先端から出射するように構成された光ファイバと、
   前記光ファイバの側方に設けられ、前記光ファイバの先端を揺動させるためのアクチュエータと、
   前記光ファイバの先端及び前記アクチュエータを内包する空間を有する中空筒状の第１の筒状部材と、
   前記第１の筒状部材の内部空間において、前記アクチュエータよりも前記光ファイバの基端側に設けられ、前記アクチュエータにより前記光ファイバの先端が揺動されるように前記光ファイバを保持する保持部と、
   前記第１の筒状部材を内包する空間を有する中空筒状の第２の筒状部材と、
   前記保持部が配置される位置に合わせた前記光ファイバの長手方向に対して直交する領域に配置され、前記第１の筒状部材を前記第２の筒状部材に対して固定するように構成された固定部と、
   前記第１の筒状部材の先端に設けられ、前記第１の筒状部材を前記第２の筒状部材に対して固定するように構成された先端固定部と、
   を有することを特徴とする走査型内視鏡。
2. 前記光ファイバが貫通配置されるとともに、前記アクチュエータが外表面上に配設された接合部材をさらに有し、
   前記保持部は、前記アクチュエータの配設位置から離れて位置する前記接合部材の基端部を嵌合可能な孔部を具備して形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
3. 前記第１の筒状部材の先端に設けられ、前記光ファイバの先端を経た前記照明光を集光して前記被写体へ出射するように構成された集光光学系をさらに有し、
   前記先端固定部は、前記第１の筒状部材の外周面に設けられているとともに、少なくとも前記集光光学系の配設位置の周囲を囲むような固定位置において、前記第１の筒状部材を前記第２の筒状部材に対して固定するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
4. 前記固定部の一部が、前記第１の筒状部材の外周面に設けられた溝部と、前記溝部に対して嵌合、螺合または係合するような先端形状を備えて前記第２の筒状部材の内周面から突出配置された突起部と、の組合せにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。
5. 前記第２の筒状部材は、前記固定位置に応じて設けられたテーパ部から先端側の内径が前記テーパ部から基端側の内径に比べて大きくなるように形成されており、
   前記テーパ部から基端側に位置するとともに前記テーパ部に隣接する領域に塗布される接着剤として構成された前記固定部により、前記第１の筒状部材が前記第２の筒状部材に対して接着固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡。

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