JP6966683B2 - 医療用光源装置及び医療用観察システム - Google Patents

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Description

本開示は、医療用光源装置及び医療用観察システムに関する。
従来、撮像素子を用いて被写体を撮像し、当該被写体を観察する医療用観察システムでは、被写体を照明するための照明光を射出する光源装置が用いられている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1が開示する光源装置は、主光源と、補助光源と、ライトガイドとを備え、主光源が劣化して光量が小さくなった際に、補助光源に切り替えることができる。特許文献1が開示する光源装置では、ライトガイドの入射端及び主光源が固定されており、ライトガイドの入射端と主光源との間に補助光源を移動することで、照明光を補助光源に切り替える。
特開2004−187986号公報
しかしながら、特許文献1が開示する光源装置は、ライトガイドの入射端と主光源との間に補助光源を移動させて光源を切り替えており、補助光源を移動させるためのアクチュエータなどが必要となる。このため、光源装置が大型化・複雑化してしまうという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ、光源を切り替えることができる医療用光源装置及び医療用観察システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる医療用光源装置は、複数の光源と、光を伝送するライトガイドの端部を保持し、前記複数の光源がそれぞれ射出する光の光路のうちのいずれかの光路上に前記端部を配置可能な光源切替部と、を備えたことを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記複数の光源は、主光源と、補助光源とを有することを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記主光源と前記補助光源とは、最大の輝度が略同一であることを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記主光源及び前記補助光源は、白色光をそれぞれ射出することを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記光源が射出した光を略平行光にするコリメートレンズをさらに備え、前記光源切替部は、前記平行光を前記ライトガイドの端部に集光する集光レンズを有することを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記複数の光源に電力を供給する電源部をさらに備え、前記主光源と前記補助光源とは、電源系統が異なることを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用光源装置は、上記医療用光源装置において、前記複数の光源の熱を吸熱するヒートシンクをさらに備えたことを特徴とする。
また、本開示にかかる医療用観察システムは、被写体の微小部位を拡大して撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、前記撮像装置に照明光を伝送するライトガイドと、前記照明光を射出する複数の光源、及び、前記ライトガイドの入射端を保持し、前記複数の光源がそれぞれ射出する前記照明光の光路のうちのいずれかの光路上に前記入射端を配置して、前記ライトガイドに入射する照明光の光源を切り替える光源切替部を有する医療用光源装置と、を備えたことを特徴とする。
本開示によれば、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ、光源を切り替えることができるという効果を奏する。
図1は、本開示の実施の形態1にかかる医療用光源装置を備えた医療用観察システムである手術用顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図2は、図1に示した光源装置の構成を示す模式図である。 図3は、図1に示した光源装置の構成を示す模式図である。 図4は、本開示の実施の形態1の変形例1にかかる光源装置の構成を示す模式図である。 図5は、本開示の実施の形態1の変形例2にかかる光源装置の構成を示す模式図である。 図6は、本開示の実施の形態2にかかる内視鏡装置の概略構成を示す図である。 図7は、本開示の実施の形態3にかかる内視鏡装置の概略構成を示す図である。
以下、本開示を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。実施の形態では、本開示にかかる医療用光源装置を含む医療用観察システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する手術用顕微鏡システムや内視鏡装置について説明する。また、この実施の形態により、本開示が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
(実施の形態1)
図1は、本開示の実施の形態1にかかる医療用光源装置を備えた医療用観察システムである手術用顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。本実施の形態1にかかる手術用顕微鏡システムは、照明光により照明された所定の視野領域を拡大して撮像し、撮像した画像を表示する。
手術用顕微鏡システム1は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置10と、顕微鏡装置10に取り付けられ、被写体を照明する照明光を射出する光源装置11(医療用光源装置)と、顕微鏡装置10が撮像した画像を表示する表示装置12とを備える。なお、表示装置12を顕微鏡装置10と一体に構成することも可能である。表示装置12は、顕微鏡装置10により取得された画像を表示する。表示装置12は、観察時の没入感を得やすくするために、表示部が55インチ以上を有するものが好ましいが、これに限らない。
顕微鏡装置10は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部101と、顕微鏡部101の基端部に接続し、顕微鏡部101を回動可能に支持するアームを含む支持部102と、支持部102の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部103と、を有する。ベース部103は、手術用顕微鏡システム1の動作を制御する制御部103aを有する。なお、ベース部103は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部102を支持する構成としてもよい。また、顕微鏡装置10は、ライトガイド(図示せず)を介して、光源装置11が射出した照明光を被写体に照射する。顕微鏡装置10は、外部から供給される電力を各部、及び光源装置11に供給する。
顕微鏡部101は、例えば、円柱状をなして、その内部に撮像部を有する。顕微鏡部101の側面には、顕微鏡装置10の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部101の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている(図示せず)。
撮像部は、制御部103aによる制御の下、被写体を撮像する。この撮像部は、図示しない光学系が結像した被写体像を受光して電気信号に変換するCCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いて構成されている。CCDの場合は、例えば、当該撮像素子からの電気信号(アナログ信号)に対して信号処理(A/D変換等)を行って撮像信号を出力する信号処理部(図示略)がセンサチップなどに実装される。CMOSの場合は、例えば、光から電気信号に変換された電気信号(アナログ)に対して信号処理(A/D変換等)を行って撮像信号を出力する信号処理部が撮像素子に含まれる。
顕微鏡装置10は、顕微鏡部101が出力した撮像信号に対してノイズ除去や、必要に応じてA/D変換等の信号処理を行うことによって、デジタル化された撮像信号(パルス信号)を生成し、表示装置12が表示する表示用の画像信号を生成する。顕微鏡装置10は、撮像信号に対して、所定の信号処理を実行して被写体画像を含む表示用の画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、補間処理や、色補正処理、色強調処理、及び輪郭強調処理等の各種画像処理等が挙げられる。
また、顕微鏡装置10は、当該顕微鏡装置10、光源装置11及び表示装置12の同期信号、及びクロックを生成する。同期信号(例えば、顕微鏡部101による撮像タイミングを指示する同期信号等)やクロック(例えばシリアル通信用のクロック)は、図示しないラインで伝送され、この同期信号やクロックを基に、顕微鏡部101などが駆動する。
術者等のユーザは、顕微鏡部101を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部101を移動したりズーム操作を行ったりする。なお、顕微鏡部101の形状はユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部101の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。
制御部103aは、手術用顕微鏡システム1の各構成部の駆動制御、及び各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部103aは、メモリに記録されている通信情報データ(例えば、通信用フォーマット情報など)を参照して制御信号を生成し、該生成した制御信号を各部へ送信する。
また、制御部103aは、光源装置11に対し、光源の切り替え指示や、光量に関する指示などの制御信号を出力する。
なお、制御部103aは、プログラムが記録された内部メモリ(図示略)を有するCPU(Central Processing Unit)等の汎用プロセッサやASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、制御部103aは、プログラマブル集積回路の一種であるFPGA(Field Programmable Gate Array:図示略)を用いて構成されてもよい。なお、制御部103aがFPGAにより構成される場合には、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるFPGAをコンフィグレーションしてもよい。
図2は、図1に示した光源装置の構成を示す模式図であって、主光源である第一光源112が射出する光を照明光として射出する場合を示す図である。光源装置11は、ライトガイド13の一端を着脱自在に保持し、当該ライトガイド13の一端に生体内を照明するための白色の照明光を供給する。ライトガイド13は、一端であって照明光が入射する入射端13aが光源装置11に着脱自在に接続されるとともに、他端であって照明光を射出する射出端13bが顕微鏡装置10に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド13は、光源装置11から供給された光を一端から他端に伝達し、射出端13bを介して顕微鏡装置10に照明光を供給する。顕微鏡装置10は、ライトガイド13を介して供給された照明光を顕微鏡部101から射出して、被検体を照明する。
光源装置11は、ヒートシンク111と、第一光源112と、第二光源113と、第一ファン114と、第二ファン115と、電源部116と、電源制御部117と、光源切替部118と、を有する。本実施の形態1では、電源部116、電源制御部117及び光源切替部118により光源切替手段を構成する。
ヒートシンク111は、例えば、伝熱特性の高い材料を用いて形成された板状の部材が所定の間隔で積層されてなる。ヒートシンク111は、表面積が大きく高い放熱特性を有するものであれば、この構成に限らない。例えば、ヒートシンク111は、棒状の部材が複数立設されたものであってもよいし、蛇腹状をなすものであってもよい。
第一光源112は、主として使用される主光源であり、白色光を射出する高輝度LED(Light Emitting Diode)パッケージを用いて実現される。第一光源112は、電源部116から供給される電力により照明光を発する。
第一光源112には、第一光源112が射出する照明光の光路N1上に、第一コリメートレンズ112aが設けられている。第一コリメートレンズ112aは、自身の焦点位置が第一光源112の発光面上に位置するように配置され、第一光源112が射出した照明光を平行光に変換する。
第二光源113は、主光源が使用不可能である場合に使用される補助光源であり、白色光を射出する高輝度LEDパッケージを用いて実現される。第二光源113は、電源部116から供給される電力により照明光を発する。本実施の形態1では、第一光源112及び第二光源113が、同種の高輝度LEDパッケージ、例えば最大の輝度が同じであるものとして説明する。なお、光源は、ハロゲンランプやキセノンランプを用いてもよいし、第一光源112及び第二光源113が異なる種類の光源であってもよい。また、本実施の形態1において、第一光源112及び第二光源113は、最大の輝度が略同じ、例えば、一方の輝度を1としたときに、他方の輝度が0.9〜1.1程度であってもよい。
第二光源113には、第二光源113が射出する照明光の光路N2上に、第二コリメートレンズ113aが設けられている。第二コリメートレンズ113aは、自身の焦点位置が第二光源113の発光面上に位置するように配置され、第二光源113が射出した照明光を平行光に変換する。
第一光源112及び第二光源113は、ヒートシンク111に対して、並べて配置されている。また、第一光源112及び第二光源113は、ヒートシンク111の表面に熱的に接続するように固定されている。具体的に、第一光源112及び第二光源113は、グラファイトのような熱伝導率の高いシート状の部材や、熱伝導グリスを介してヒートシンク111に固定されてもよいし、ヒートシンク111の表面に直接固定されるものであってもよい。
第一ファン114は、ヒートシンク111の第一光源112側に設けられている。第一ファン114は、電源部116から供給される電力により回転することで、ヒートシンク111の熱を外部に放出する補助的な役割を担っている。
第二ファン115は、ヒートシンク111の第二光源113側に設けられている。第二ファン115は、電源部116から供給される電力により回転することで、ヒートシンク111の熱を外部に放出する補助的な役割を担っている。
電源部116は、顕微鏡装置10から供給される電力を、第一光源112及び第一ファン114、又は第二光源113及び第二ファン115に供給する。電源部116は、電源制御部117の制御のもと、電力を供給する部材を選択するとともに、制御信号に応じた電力を供給することで、光源の光量を調整する。
電源制御部117は、後述する第一検出センサ119A及び第二検出センサ119Bの検出結果により電源部116が電力を供給する対象の部材(第一光源112及び第一ファン114、又は第二光源113及び第二ファン115)を選択するとともに、顕微鏡装置10(制御部103a)から入力された制御信号に応じて、光源に供給する電力を調整するための制御信号を電源部116に入力する。
光源切替部118は、ライトガイド13の入射端13aを着脱自在に保持するとともに、第一光源112が射出する照明光の光路N1上の位置(例えば、第一の位置とする)、又は第二光源113が射出する照明光の光路N2上の位置(例えば、第二の位置とする)のいずれかに移動可能に設けられている。光源切替部118を移動させる移動機構は、リニアガイドを用いてスライドさせる機構や、回転により位置を移動させる機構を用いて実現される。また、光源切替部118は、クリック機構やばねの付勢力などにより位置決め、移動可能な構成をなし、第一光源112が射出する照明光の光路N1上、又は第二光源113が射出する照明光の光路N2上のいずれかに配置される。光源切替部118が移動することによって、ライトガイド13に入射する照明光が切り替えられる。
光源切替部118には、第一コリメートレンズ112a又は第二コリメートレンズ113aによって生成された平行光をライトガイド13の入射端13aに集光する集光レンズ118aが設けられている。すなわち、光源切替部118は、自身の移動により集光レンズ118a及び入射端13aを移動させて、集光レンズ118aが集光する平行光(照明光)を切り替える。
第一検出センサ119A及び第二検出センサ119Bは、例えば、フォトインタラプタや、近接センサを用いて実現され、光源切替部118が近接した場合に、電源制御部117に検出信号を入力する。第一検出センサ119Aは、光源切替部118が第一の位置に位置する場合に光源切替部118に近接して検出信号を生成する位置に配置される。また、第二検出センサ119Bは、光源切替部118が第二の位置に位置する場合に光源切替部118に近接して検出信号を生成する位置に配置される。
電源制御部117は、入力された検出信号をもとに光源切替部118の位置を判断し、電源部116が供給する点灯対象及び消灯対象の光源、ならびに駆動対象及び停止対象のファンを選択する。なお、電源制御部117は、アナログ回路として光源の点灯及び消灯を制御するようにしてもよい。
図3は、図1に示した光源装置の構成を示す模式図であって、補助光源である第二光源113が射出する光を照明光として射出する場合を示す図である。図2に示すような、第一光源112が射出する照明光が入射する状態から、光源切替部118を移動させると、図3に示すような、第二光源113が射出する照明光が入射する状態に切り替わる。この光源切替部118の移動操作は、例えば、レバー100(図1参照)を移動させることにより実現可能である。なお、制御部103aや、電源制御部117により光源切替部118の移動が制御されるものであってもよい。
光源切替部118が移動すると、検出センサによって検出信号が電源制御部117に入力され、電源制御部117による制御のもと、電源部116から供給される電力が変更され、照明光を射出する光源、及び駆動対象のファンが切り替えられる。具体的には、図3の状態に遷移した場合、第一光源112から照明光が射出され、第一ファン114が駆動していた図2の状態から、第二光源113から照明光が射出され、第二ファン115が駆動していた図3の状態に切り替わる。なお、一方の光源が発光している場合は、他方の光源は消灯している。
上述した実施の形態1によれば、二つの光源からそれぞれ射出する照明光のうち、一方の光源が射出する照明光をライトガイド13の入射端13aに入射させて、照明光の光源を切り替える構成において、ライトガイド13の入射端13aを保持し、集光レンズ118aを有する光源切替部118を移動させて、入射端13aに入射させる照明光を切り替えるようにしたので、従来のように光源をアクチュエータ等により移動させる構成と比して、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ光源を切り替えることが可能である。
また、上述した実施の形態1によれば、レバー100等により光源切替部118を移動させて照明光を切り替えるようにしたので、一層簡易に照明光の切り替えを行うことができる。
本実施の形態1に係る手術用顕微鏡システム1において、例えば手術中に第一光源112による照明光が利用できなくなった場合、医師又は看護師などの術者によって光源切替部118が第一の位置から第二の位置に切替えられる。第一光源112による照明光が利用できなくなる理由として、光源の劣化・故障などが考えられる。光源切替部118を第一の位置から第二の位置に移動させると、第一光源112に対する電源部116による電力供給が切られる。そのかわりに第二ファン115が回転し第二光源113が点灯する。第二光源113からの照明光は第二コリメートレンズ113a、集光レンズ118aによりライトガイド13の入射端13aに入射される。このように、通常使用する第一光源112と同じ種類の光源を予備用の第二光源113として搭載しているため、予備光源に切替えたときに主光源と同じ光量を出すことができる。したがって、手術の途中で予備光源に切替えても、主光源と同じ明るさ及び/又は色で手術を続行することができる。
また、上述した実施の形態1によれば、第一光源112と第二光源113に同じ高輝度LEDパッケージを使うことで、発光面の条件が同一となり、第一コリメートレンズ112a及び第二コリメートレンズ113aの仕様を共通化することができ、設計・調達を簡略化することができる。
また、上述した実施の形態1によれば、第一光源112及び第二光源113を共通のヒートシンク111に固定することで光源装置11のサイズを小さくすることができる。第一光源112と第二光源113とを同時に点灯しないものとすれば、冷却に必要なヒートシンク111の体積は、第一光源112又は第二光源113が単独で点灯した際にその熱を冷却できるのに十分なサイズであればよい。これに対し、第一光源112と第二光源113とを別のヒートシンクに固定する場合、それぞれに熱を冷却するためのサイズが必要となり、光源装置自体が大きくなってしまう。
また、上述した実施の形態1によれば、第一光源112及び第二光源113に使われる高輝度LEDパッケージの発光面サイズと、ライトガイド13の入射端13aの有効径サイズとがおおよそ同じであれば、第一コリメートレンズ112a、第二コリメートレンズ113a及び集光レンズ118aの仕様を共通化することが可能である。このような部品の共通化は、設計の省力化、部品の原価低減を可能にする。
なお、上述した実施の形態1では、制御部103aからの制御信号によって調光制御が行われるものとして説明したが、光源装置11に調整つまみを設けて、該調整つまみの操作によって光源の調光を行うようにしてもよい。
また、上述した実施の形態1では、一つの電源部116により、第一光源112、第二光源113、第一ファン114及び第二ファン115に電力が供給されるものとして説明したが、例えば、第一光源112及び第一ファン114に電力を供給する電源部と、第二光源113及び第二ファン115に電力を供給する電源部と、がともに設けられてもよい。
また、上述した実施の形態1では、光源切替部118が、集光レンズ118aを有し、入射端13aを保持するものとして説明したが、集光レンズ118aを光源切替部118の外部に設けて、光源切替部118が入射端13aのみを保持し、当該入射端13aのみを移動させるものであってもよい。この場合、集光レンズは、第一コリメートレンズ112a及び第二コリメートレンズ113aに応じてそれぞれ設けられる。
また、上述した実施の形態1では、レバー100などにより光源切替部118を移動させて光源を切り替えるものとして説明したが、ライトガイド13に入射する照明光の光量を検出し、光量が所定の光量よりも小さい場合に、光源切替部118を移動させて光源を切り替えるものであってもよい。また、光源を切り替える際に、音や光、画像などにより報知を行ってもよい。
(実施の形態1の変形例1)
続いて、本開示の実施の形態1の変形例1について説明する。上述した実施の形態1では、主光源が第一光源112の一つであるものとして説明したが、本変形例1では、主光源として、複数の光源が設けられる。図4は、本開示の実施の形態1の変形例1にかかる光源装置の構成を示す模式図であって、光源切替部118の移動方向の第一ファン114側からみた模式図である。すなわち、図4の紙面と直交する奥行き方向に第二光源113などがある。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
本変形例1に係る光源装置11aは、図4に示すように、主光源として、上述したヒートシンク111、第一光源112(本変形例1では第一主光源112という)及び第一ファン114を有する第一主光源部110と、第二ヒートシンク121、第二主光源122及び第三ファン123を有する第二主光源部120と、第三ヒートシンク131、第三主光源132及び第四ファン133を有する第三主光源部130と、を備える。本変形例1では、光源装置11aは、その他、上述した実施の形態1に係る構成、例えば、第二光源113や、電源部116、電源制御部117、光源切替部118を備えている。
第二主光源122は、近赤外の波長帯域(例えば、700nm〜800nm)の光を射出する高輝度LEDパッケージを用いて実現される。第二主光源122は、電源部116から供給される電力により照明光を発する。第二主光源122には、第二主光源122が射出する照明光の光路上に、第三コリメートレンズ122aが設けられている。
第三主光源132は、紫外及び紫色の一部を含む波長帯域(例えば、390nm〜470nm)の光を射出する高輝度LEDパッケージを用いて実現される。第三主光源132は、電源部116から供給される電力により照明光を発する。第三主光源132には、第三主光源132が射出する照明光の光路上に、第四コリメートレンズ132aが設けられている。
また、光源装置11aは、ミラー141と、ダイクロイックミラー142とを備える。ミラー141は、回転軸141aのまわりに回転可能であり、第一主光源112の照明光の光路に対して挿脱自在に設けられている。ダイクロイックミラー142は、回転軸142aのまわりに回転可能であり、第一主光源112の照明光の光路に対して挿脱自在に設けられている。ダイクロイックミラー142は、緑色の波長帯域のうちの一部の波長帯域(狭帯域:530nm〜550nm)の光を透過するとともに、これ以外の波長帯域の光を反射する。
電源制御部117は、制御部103aからの制御信号に応じて、駆動する主光源部を選択し、電源部116に電力供給を行わせるとともに、ミラー141又はダイクロイックミラー142を駆動制御する。制御信号が入力されるタイミングとしては、例えば、顕微鏡部101においてフィルタが切り替えられることによって観察モードが変更されたタイミングなどが挙げられる。
例えば、電源部116が、第二主光源部120を駆動する場合、第二主光源122から近赤外光が射出され、第三ファン123が駆動するとともに、電源制御部117が、ミラー141を第一主光源112の照明光の光路に挿入する制御を行う。これにより、ミラー141が赤外光を光路N1に沿って進行させて光源切替部118に向けて反射し、該近赤外光を入射端13aに入射させることができる。
また、光源装置11aから狭帯域光を射出させて顕微鏡装置10を用いて狭帯域光観察を行なう場合、電源部116が、第一主光源部110及び第三主光源部130を駆動して、第一主光源112及び第三主光源132から光を射出し、第一ファン114及び第四ファン133が駆動するとともに、電源制御部117が、ダイクロイックミラー142を第一主光源112の照明光の光路に挿入する制御を行う。これにより、ダイクロイックミラー142が530nm〜550nmの狭帯域光を透過させるとともに、390nm〜470nmの波長帯域の光を反射して、390nm〜470nm及び530nm〜550nmの波長帯域の光(狭帯域光)を光路N1に沿って進行させて光源切替部118(入射端13a)に入射させることができる。
また、第一主光源112による白色光を光源切替部118に入射させる場合は、ミラー141及びダイクロイックミラー142を第一主光源112の照明光の光路から退避させ、第一主光源112から白色光を射出させればよい。
本変形例1によれば、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、主光源において、射出する照明光の波長帯域を選択的に切り替えることが可能である。
(実施の形態1の変形例2)
次に、本開示の実施の形態1の変形例2について説明する。図5は、本開示の実施の形態1の変形例2にかかる光源装置の構成を示す模式図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した変形例1では、光源切替部118の移動方向とは異なる方向に主光源である複数の光源が配置されるものとして説明したが、本変形例2では、光源切替部118の移動方向に沿って主光源である複数の光源(本変形例2では、第一主光源112及び第二主光源122)が配置される。
本変形例2にかかる光源装置11bは、上述した実施の形態1にかかる光源装置11の構成に加え、第二主光源122と、第三コリメートレンズ122aと、第三検出センサ119Cと、を備える。なお、本変形例2においても、第一光源112を第一主光源112として説明する。
第二主光源122は、第一主光源112と第二光源113との間であり、光源切替部118の移動方向に沿って並べられている。第三コリメートレンズ122aは、第二主光源122が射出する照明光の光路N3上に設けられている。第三コリメートレンズ122aは、自身の焦点位置が第二主光源122の発光面上に位置するように配置され、第二主光源122が射出した照明光を平行光に変換する。
第三検出センサ119Cは、例えば、フォトインタラプタや、近接センサを用いて実現され、光源切替部118が近接した場合に、電源制御部117に検出信号を入力する。第三検出センサ119Cは、光源切替部118が、第一の位置と第二の位置との間の中間位置であって、第二主光源122が射出する照明光の光路上(第三の位置)に位置する場合に光源切替部118に近接して検出信号を生成する位置に配置される。
光源切替部118は、第一の位置、第二の位置又は第三の位置のいずれかに配置される。本変形例2においても、光源切替部118が移動することによって、ライトガイド13に入射する照明光を、第一主光源112、第二主光源122及び第二光源113のうちのいずれかが射出した照明光に切り替えられる。
本変形例2によれば、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、主光源において、光源切替部118を移動させるのみで射出する照明光の波長帯域を選択的に切り替えることが可能である。
また、本変形例2によれば、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、第一主光源112及び第二光源113を保持しているヒートシンク111が、第二主光源122をさらに保持するようにしたので、ヒートシンクを別途設ける必要がなく、変形例1と比して光源装置11bを小型化することが可能である。
(実施の形態2)
続いて、本開示の実施の形態2について説明する。図6は、本開示の実施の形態2にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図6に示す内視鏡システム2(医療用観察システム)は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部(生体内)の被写体を観察する装置である。この内視鏡システム2は、図6に示すように、内視鏡21と、撮像装置22と、表示装置23と、制御装置24(画像処理装置)と、光源装置25(医療用光源装置)とを備え、撮像装置22と制御装置24とで、医療用画像取得システムを構成している。なお、本実施の形態2では、内視鏡21および撮像装置22とで、硬性鏡を用いた内視鏡装置を構成している。
光源装置25は、ライトガイド26の一端が内視鏡21に接続され、当該ライトガイド26の一端に生体内を照明するための照明光を供給する。光源装置25は、上述した実施の形態1の光源装置11の構成のうちヒートシンク111と、第一光源112と、第二光源113と、第一ファン114と、第二ファン115と、電源部116と、電源制御部117と、光源切替部118とを備えるとともに、ライトガイド13に代えてライトガイド26を備えている。このため、光源装置25は、二つの光源からそれぞれ射出する照明光のうち、一方の光源が射出する照明光をライトガイド26の入射端に入射させて、照明光の光源を切り替える構成となっており、ライトガイド26の入射端を保持し、このライトガイド26に照明光を集光する集光レンズ118aを有する光源切替部118を移動させて、入射端に入射させる照明光を切り替えることが可能である。なお、光源切替部118の移動は、手動で行うものであってもよいし、制御装置24の制御のもと、自動で行うものであってもよい。
ライトガイド26は、上述した実施の形態1のライトガイド13と同等であり、一端が光源装置25に着脱自在に接続されるとともに、他端が内視鏡21に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド26は、光源装置25から供給された光を一端から他端に伝達し、内視鏡21に供給する。
撮像装置22は、内視鏡21からの被写体像を撮像して当該撮像結果を出力する。この撮像装置22は、図6に示すように、信号伝送部である伝送ケーブル27と、カメラヘッド28とを備える。本実施の形態2では、伝送ケーブル27とカメラヘッド28とにより医療用撮像装置が構成される。
内視鏡21は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この内視鏡21の内部には、1または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。内視鏡21は、ライトガイド26を介して供給された光を先端から射出し、生体内に照射する。そして、生体内に照射された光(被写体像)は、内視鏡21内の光学系により集光される。
カメラヘッド28は、内視鏡21の基端に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド28は、制御装置24による制御の下、内視鏡21にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号を出力する。
伝送ケーブル27は、一端がコネクタを介して制御装置24に着脱自在に接続されるとともに、他端がコネクタを介してカメラヘッド28に着脱自在に接続される。具体的に、伝送ケーブル27は、最外層である外被の内側に複数の電気配線(図示略)が配設されたケーブルである。当該複数の電気配線は、カメラヘッド28から出力される撮像信号、制御装置24から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力をカメラヘッド28にそれぞれ伝送するための電気配線である。
表示装置23は、制御装置24による制御のもと、制御装置24により生成された画像を表示する。表示装置23は、観察時の没入感を得やすくするために、表示部が55インチ以上を有するものが好ましいが、これに限らない。
制御装置24は、カメラヘッド28から伝送ケーブル27を経由して入力された撮像信号を処理し、表示装置23へ画像信号を出力するとともに、カメラヘッド28及び表示装置23の動作を統括的に制御する。
本実施の形態2にかかる内視鏡システム2においても、光源切替部118が移動することによって、ライトガイド26に入射する照明光が、第一光源112及び第二光源113のうちのいずれかが射出した照明光に切り替えられる。
上述した実施の形態2によれば、二つの光源からそれぞれ射出される照明光のうち、一方の光源が射出する照明光をライトガイド26の端部(入射端)に入射させて、照明光の光源を切り替える構成を有する光源装置25において、ライトガイド26の端部を保持し、集光レンズ118aを有する光源切替部118を移動させて、ライトガイド26の端部に入射させる照明光を切り替えるようにしたので、従来のように光源をアクチュエータ等により移動させる構成と比して、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ光源を切り替えることが可能である。
(実施の形態3)
続いて、本開示の実施の形態3について説明する。図7は、本開示の実施の形態3にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。上述した実施の形態2では、内視鏡21として、硬性鏡を用いた内視鏡システム2を説明したが、これに限られず、内視鏡として軟性鏡を用いた内視鏡装置が構成されても構わない。本実施の形態3では、軟性の内視鏡の挿入部の先端に撮像部を設ける場合の例を説明する。
内視鏡システム3(医療用観察システム)は、被検体内に挿入部301を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して電気信号を生成する内視鏡30(撮像装置)と、内視鏡30の先端から射出する照明光を発生する光源装置31(医療用光源装置)と、内視鏡30が取得した電気信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム3全体の動作を統括的に制御する制御装置32と、制御装置32が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置33と、を備える。内視鏡システム3は、患者等の被検体内に、挿入部301が挿入されることにより、被検体内の体内画像を取得する。
内視鏡30は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部301と、挿入部301の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部302と、操作部302から挿入部301が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置31および制御装置32に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード303と、を備える。ユニバーサルコード303は、光源装置31からの照明光を内視鏡30に供給するライトガイドを含む。
挿入部301は、被写体の画像を撮像する撮像部を内蔵した先端部304と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部305と、湾曲部305の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部306と、を有する。
光源装置31は、ユニバーサルコード303によりライトガイドの一端が内視鏡30に接続され、当該ライトガイドの一端に生体内を照明するための照明光を供給する。光源装置31は、上述した実施の形態1の光源装置11の構成のうちヒートシンク111と、第一光源112と、第二光源113と、第一ファン114と、第二ファン115と、電源部116と、電源制御部117と、光源切替部118とを備えるとともに、ライトガイド13がユニバーサルコード303内に設けられている。このため、光源装置31は、二つの光源からそれぞれ射出される照明光のうち、一方の光源が射出する照明光をライトガイド13の入射端13aに入射させて、照明光の光源を切り替える構成を有し、ライトガイド13の入射端13aを保持し、集光レンズ118aを有する光源切替部118を移動させて、入射端13aに入射させる照明光を切り替えることが可能である。なお、光源切替部118の移動は、手動で行うものであってもよいし、制御装置32の制御のもと、自動で行うものであってもよい。また、ライトガイド13が、光源装置31からユニバーサルコード303にわたって設けられるものとして説明したが、光源装置31のライトガイドと、ユニバーサルコード303のライトガイドとを別々に設けてもよい。例えば、ライトガイド13が光源装置31内に設けられ、ユニバーサルコード303が接続された際に、このライトガイド13の射出端が、ユニバーサルコード303の内部に挿通されるライトガイドの入射端に対向又は接続され、光源装置31からユニバーサルコード303内に照明光が供給可能となる構成であってもよい。
ライトガイドは、上述した実施の形態1のライトガイド13と同等であり、一端が光源装置31に着脱自在に接続されるとともに、他端が内視鏡30に着脱自在に接続される。そして、ライトガイドは、光源装置31から供給された光を一端から他端に伝達し、内視鏡30に供給する。
本実施の形態3にかかる内視鏡システム3においても、光源切替部118が移動することによって、ライトガイドに入射する照明光が、第一光源112及び第二光源113のうちのいずれかが射出した照明光に切り替えられる。
上述した実施の形態3によれば、二つの光源からそれぞれ射出される照明光のうち、一方の光源が射出する照明光をライトガイドの端部(入射端)に入射させて、照明光の光源を切り替える構成を有する光源装置31において、ライトガイドの端部を保持し、集光レンズ118aを有する光源切替部118を移動させて、ライトガイドの端部に入射させる照明光を切り替えるようにしたので、従来のように光源をアクチュエータ等により移動させる構成と比して、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ光源を切り替えることが可能である。
以上のように、本開示にかかる医療用光源装置及び医療用観察システムは、装置の大型化及び複雑化を抑制しつつ、光源を切り替えるのに有用である。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
複数の光源と、
光を伝送するライトガイドの端部を保持し、前記複数の光源がそれぞれ射出する光の光路のうちのいずれかの光路上に前記端部を配置可能な光源切替部と、
を備えた医療用光源装置。
(2)
前記複数の光源は、主光源と、補助光源とを有する、
前記(1)に記載の医療用光源装置。
(3)
前記主光源と前記補助光源とは、最大輝度が略同一である、
前記(2)に記載の医療用光源装置。
(4)
前記主光源及び前記補助光源は、白色光をそれぞれ射出する、
前記(3)に記載の医療用光源装置。
(5)
前記光源が射出した光を略平行光にするコリメートレンズをさらに備え、
前記光源切替部は、前記平行光を前記ライトガイドの端部に集光する集光レンズを有する、
前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の医療用光源装置。
(6)
前記複数の光源に電力を供給する電源部をさらに備え、
前記主光源と前記補助光源とは、電源系統が異なる、
前記(2)に記載の医療用光源装置。
(7)
前記複数の光源の熱を吸熱するヒートシンク、
をさらに備えた前記(1)〜(6)のいずれか一つに記載の医療用光源装置。
(8)
被写体の微小部位を拡大して撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、
前記撮像装置に照明光を伝送するライトガイドと、
前記照明光を射出する複数の光源、及び、前記ライトガイドの入射端を保持し、前記複数の光源がそれぞれ射出する前記照明光の光路のうちのいずれかの光路上に前記入射端を配置して、前記ライトガイドに入射する照明光の光源を切り替える光源切替部を有する医療用光源装置と、
を備えた医療用観察システム。
1 手術用顕微鏡システム
2、3 内視鏡システム
10 顕微鏡装置
11,25,31 光源装置
12,23,33 表示装置
13,26 ライトガイド
13a 入射端
13b 射出端
21、30 内視鏡
22 撮像装置
24、32 制御装置
27 伝送ケーブル
28 カメラヘッド
101 顕微鏡部
102 支持部
103 ベース部
103a 制御部
110 第一主光源部
111 ヒートシンク
112 第一光源(第一主光源)
112a 第一コリメートレンズ
113 第二光源
113a 第二コリメートレンズ
114 第一ファン
115 第二ファン
116 電源部
117 電源制御部
118 光源切替部
118a 集光レンズ
119A 第一検出センサ
119B 第二検出センサ
119C 第三検出センサ
120 第二主光源部
121 第二ヒートシンク
122 第二主光源
122a 第三コリメートレンズ
123 第三ファン
130 第三主光源部
131 第三ヒートシンク
132 第三主光源
132a 第四コリメートレンズ
133 第四ファン

Claims (7)

  1. 複数の光源と、
    前記複数の光源それぞれに対応し、前記複数の光源が射出した光を略平行光にする複数のコリメートレンズと、
    光を伝送するライトガイドの入射端と前記入射端に前記平行光を集光する集光レンズとを保持し、前記入射端及び前記集光レンズを移動することで前記複数の光源がそれぞれ射出する光の光路のうちのいずれかの光路上に前記入射端及び前記集光レンズを配置する光源切替部と
    える、医療用光源装置。
  2. 前記複数の光源は、主光源と、補助光源とを有する、
    請求項1に記載の医療用光源装置。
  3. 前記主光源と前記補助光源とは、最大輝度が略同一である、
    請求項2に記載の医療用光源装置。
  4. 前記主光源及び前記補助光源は、白色光をそれぞれ射出する、
    請求項3に記載の医療用光源装置。
  5. 前記複数の光源に電力を供給する電源部をさらに備え、
    前記主光源と前記補助光源とは、電源系統が異なる、
    請求項2に記載の医療用光源装置。
  6. 前記複数の光源の熱を吸熱するヒートシンク、
    をさらに備えた請求項1〜5のいずれか一つに記載の医療用光源装置。
  7. 被写体を撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、
    前記撮像装置に照明光を伝送するライトガイドと、
    前記照明光を射出する複数の光源、前記複数の光源それぞれに対応し、前記複数の光源が射出した光を略平行光にする複数のコリメートレンズ、前記ライトガイドの入射端と前記入射端に前記平行光を集光する集光レンズとを保持し、前記入射端及び前記集光レンズを移動することで前記複数の光源がそれぞれ射出する前記照明光の光路のうちのいずれかの光路上に前記入射端及び前記集光レンズを配置して、前記ライトガイドに入射する照明光の光源を切り替える光源切替部、を有する医療用光源装置と、
    を備える、医療用観察システム。
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