JPH0552532A - 計測内視鏡用測定光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イメージガイドの入射端面と測定光供給光学
手段との相対位置を常に一定に保つ。 【構成】 イメージガイド１７を保持するコネクタ１７
ａの口金端部１７ｃに位置マーカ４１を設け、このコネ
クタ１７ａを光源・処理装置に接続したとき、上記位置
マーカ４１を撮像素子４４が検知し、位置調整手段４６
のマーカ撮像状態検知手段４６ａにてＲＯＭ４６ｃに記
憶した上記位置マーカ４１の基準位置と比較する。そし
て、その比較結果に基き上記イメージガイド１７の入射
端面に測定光を照射する測定光供給光学手段２３を移動
させ、この測定光供給光学手段２３と上記イメージガイ
ド１７の入射端面１７ｂとの相対位置を一定に保つよう
に調整する。その結果、コネクタ接続の際のガタの影響
を受けることなく、良好な測定精度を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定光伝送手段の入射
端面と、この入射端面に測定光を供給する測定光供給手
段との相対位置を自動調整する計測内視鏡用測定光源装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】体腔内などに挿入することによって、体
腔内の深部などを観察したり、必要に応じて処置具を用
いることにより、治療処置なども行うことのできる内視
鏡が医療分野において広く用いられるようになった。
又、工業分野においても、ジェットエンジン内部とかプ
ラント内部などの検査に内視鏡が広く用いられる。

【０００３】この内視鏡による観察の場合において、腫
瘍などの被検査対象物の大きさなどを計測することが診
断などを行う上で必要になる。

【０００４】この場合、例えば、特願平１−３４２２２
９号に開示されているように、被写体に測定光を投影
し、この反射光を検出することで三角測量の原理に基づ
き患部の凹凸量を算出する技術が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、測定光投影
光学系に測定光を伝送する測定光伝送手段と、この測定
光伝送手段の入射端面に測定光を供給する測定光供給光
学系とがコネクタなどを介して接続されている場合、こ
のコネクタなどにガタがあると上記測定光の上記測定光
伝送手段の入射端面に対する投影位置が定まらず測定精
度が著しく低下してしまう問題がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、接続時のガタの影響を受けることなく測定光を測定
光伝送手段の入射端面に対し常に一定の位置に照射する
ことができて高い測定精度を得ることのできる計測内視
鏡用測定光源装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による計測内視鏡
用測定光源装置は、被写体に測定光を投影する測定光投
影光学系に対してこの測定光を伝送する測定光伝送手段
と、接続された上記測定光伝送手段の入射端面に測定光
を供給する測定光供給手段と、上記測定光伝送手段の入
射端面あるいはこの入射端面の近傍に設けた位置マーカ
を検知し、この位置マーカを予め設定した基準位置に収
まるように上記測定光伝送手段の入射端面と上記測定光
供給手段との相対位置を調整する位置調整手段とを備え
るものである。

【０００８】

【作用】上記構成において、測定光伝送手段の入射端面
を測定光供給光学手段に接続すると、位置調整手段が上
記測定光伝送手段の入射端面あるいは入射端面の近傍に
設けた位置マーカを検知し、この位置、マーカが予め設
定した基準位置に収まるように上記測定光伝送手段の入
射端面と上記測定光供給光学手段との相対位置を調整す
る。

【０００９】その結果、測定光の投影位置が常に一定し
測定精度が向上する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図面は本発明の一実施例を示し、図１は計
測内視鏡用測定光源装置の要部概略図、図２は計測内視
鏡用測定光源装置の全体構成図、図３，図４は変形例を
示す斜視図である。

【００１２】図２に示すように計測用内視鏡装置１は撮
像手段を内蔵した三次元計測用電子内視鏡（以下、電子
スコープと記す）２と、この電子スコープ２に通常照明
光を供給する通常照明光供給手段及び測定光光源手段３
と信号処理及び距離計算を行う信号処理手段４とを内蔵
した光源・処理装置５と、信号処理手段４で信号処理さ
れて生成された標準的な映像信号を表示するカラーモニ
タ６とから構成される。

【００１３】上記電子スコープ２は体腔内などに挿入で
きるように細長で可撓性を有する挿入部７と、この挿入
部７の後端に連設された太幅の操作部８と、この操作部
８の側部から延出されたユニバーサルケーブル９とから
なり、このユニバーサルケーブル９の端部に取り付けた
総合コネクタ１１を光源・処理装置５に着脱自在で接続
することができる。

【００１４】上記挿入部７は先端側から硬質の先端部１
２と、湾曲自在の湾曲部１３と、可撓性の可撓管部１４
とからなり、操作部８の側面に設けた湾曲ノブ１５を操
作することによって、湾曲部１３を湾曲できるようにな
っている。

【００１５】上記挿入部７内には通常照明光を伝送する
ライトガイド１６と、測定光を伝送する測定光伝送手段
としてのイメージガイド１７が挿通され、これらライト
ガイド１６とイメージガイド１７は、ユニバーサルケー
ブル９内も挿通され、各端部を保持するライトガイドコ
ネクタ１６ａとイメージガイドコネクタ１７ａが総合コ
ネクタ１１で一体的に固定されている。

【００１６】上記光源・処理装置５には上記ライトガイ
ドコネクタ１６ａとイメージガイドコネクタ１７ａをそ
れぞれ着脱自在で接続できるライトガイドコネクタ受け
１８とイメージガイドコネクタ受け１９が設けてある。
上記光源・処理装置５内には上記ライトガイドコネクタ
受け１８の奥に白色光を発生するランプ２１及びコンデ
ンサレンズ２２が配置され、ランプ２１の白色照明光を
コンデンサレンズ２２で集光してライトガイド１６の入
射端面に供給できるようにしてある。

【００１７】また、イメージガイドコネクタ受け１９の
奥に測定光供給光学手段２３が配設されており、この測
定光供給光学手段２３には、レーザ光を発生する半導体
レーザ２４ａとコンデンサレンズ２４ｂが配置され、半
導体レーザ２４ａによる可集光性のレーザ光、つまり測
定光をコンデンサレンズ２４ｂで集光し、イメージガイ
ドコネクタ１７ａに保持されたイメージガイド１７のフ
ァイババンドルの入射端面１７ｂに直線状にスキャンす
る測定光を照射する。

【００１８】上記ライトガイドコネクタ１６ａ側の入射
端面に供給された照明光はライトガイド１６で伝送さ
れ、先端部１２に固定された出射側の端面からさらに照
明レンズ２５を経て被写体２６側に出射され、被写体２
６側を広域照明する。この照明レンズ２５はライトガイ
ド１６の出射側端面から該照明レンズ２５のフォーカス
距離とは異なる距離に取付けられている。

【００１９】また、イメージガイドコネクタ１７ａ側の
入射端面１７ｂに照射された測定光はイメージガイド１
７における測定光が照射されたファイバで伝送され、先
端部１２に固定された出射側端面からさらに測定光投影
光学系である投影（投光）レンズ２７を経て被写体２６
側に出射され、被写体２６面に微小な光スポットを形成
する。この投影レンズ２７はイメージガイド１７の出射
側端面から該投影レンズ２７のフォーカス距離に取付け
られており、出射側端面のファイバから出射される測定
光は殆ど広がることなく、被写体２６面上に微小な光ス
ポットを形成できるようにしてある。

【００２０】また、上記イメージガイドコネクタ１７ａ
の口金端面１７ｃに４個の位置マーカ４１が等間隔に配
設されている。さらに、上記測定光供給光学手段２３の
上記半導体レーザ２４ａとコンデンサレンズ２４ｂとの
間に上記位置マーカ４１からの光を所定方向へ反射する
ハーフミラー４２が介装され、このハーフミラー４２の
反射方向に撮像レンズ４３を介して撮像素子４４が対設
されている。

【００２１】上記測定光供給光学手段２３には、この測
定光供給光学手段２３を三次元方向（図１のＸ．Ｙ．Ｚ
方向）へ移動させる駆動装置４５が連設されており、こ
の駆動装置４５が、圧電素子２８によって振動的に駆動
される台２９に取り付けられ、この圧電素子２８に測定
光走査制御手段３０から駆動信号を印加することによっ
て、圧電素子２８は図２において、例えば矢印で示すよ
うに上下方向に振動移動する。この上下方向への振動移
動により、半導体レーザ２３も同様に振動移動され、投
影レンズ２７を経て被写体２６側に測定光が直線状にス
キャンする。

【００２２】この圧電素子２８は測定光走査制御手段３
０から例えば階段波の駆動信号によって、駆動され、こ
の駆動により、イメージガイド１７の入射端面１７ｂに
照射される測定光は一定間隔を隔てたファイバ毎に順次
照射され、ファイババンドルのほぼ直径の範囲を段階的
でかつ直線的に走査する。

【００２３】一方、上記照明光で広域的に照明された被
写体２６は先端部１２の観察窓に取り付けられた対物レ
ンズ３１によって、その焦点面に配置された撮像素子と
してのＣＣＤ３２の撮像面に結像される。

【００２４】この撮像面の前には例えばモザイクカラー
フィルタ３３が取り付けてあり、光学的に色分離する。
このＣＣＤ３２は信号ケーブル３４を介してコネクタ１
１の信号コネクタ３５に接続され、この信号コネクタ３
５が接続される信号コネクタ受け３６を経て信号処理回
路３７、距離計算回路３８、および、位置調整手段４６
のマーカ撮像状態検知手段４６ａに接続される。

【００２５】また、このマーカ撮像状態検知手段４６ａ
には上記測定光供給光学手段２３に設けた撮像素子４４
が接続され、さらに、このマーカ撮像状態検知手段４６
ａが駆動回路４６ｂを介して上記駆動装置４５に接続さ
れている。

【００２６】この実施例では対物レンズ３１と投影レン
ズ２７は隣接して先端部１２に設けられ、これらの一方
または、両側に照明レンズ２５が設けてある。

【００２７】また、この実施例では図２に示すように台
２９を上下方向に振動した場合、イメージガイド１７の
入射端面１７ｂ側ではレーザ光はファイババンドルを上
下方向に走査し、この走査により、出射端面１７ｂ側で
は、図２では水平方向にスキャンした状態に対応し、投
影レンズ２７を経て被写体２６側に投影される測定光は
対物レンズ３１の光軸と投影レンズ２７の光軸を含む面
内で、該投影レンズ２７により放射状に出射されるよう
にしてある。

【００２８】上述のように台２９は段階的に走査される
ので、例えば被写体２６の表面が平面であり、この面に
垂直に先端部１２の端面が臨む状態で測定光をスキャン
した場合には、ＣＣＤ３２の撮像面には段階的な走査に
対応して、殆ど一定間隔のスポット列が現れるようにな
り、このスポット列の間隔はスコープ２の先端面と被写
体２６との距離に依存して変化し、三角測量の原理から
実際のスポットの距離を算出することができる。

【００２９】一方、被写体２６の表面が凹凸面である場
合には、その凹凸面に応じて一定間隔でないスポット列
が直線状に現れるようになる。この場合にも、ＣＣＤ３
２上での各スポットの位置情報から三角測量の原理を用
いて、被写体２６面に実際に形成されているそのスポッ
ト位置までの距離を算出することができ、上記距離計算
回路３８はこの距離の算出を行う。

【００３０】なお、凹凸量の大きい部分では被写体２６
の面上のスポットが重なってしまうこともあるため、使
用状況に応じて上記段階波のピッチの大きさを可変設定
できるようにしている。

【００３１】上記距離計算回路３８はＣＣＤ３２の出力
信号を色分離し、例えば、レーザ光の波長の信号成分を
抽出し、この信号成分からこの信号成分の包絡線検波信
号或いは低域信号を減算してスポットを検出して、ＣＣ
Ｄ３２面上でのスポット位置を求めるようにしている。

【００３２】また、この距離計算回路３８は、距離の算
出に続いてさらに被写体２６とスコープ２先端面とを結
ぶ距離方向成分、つまり、被写体２６面の高さ方向の凹
凸量を算出し、この凹凸データ信号を信号処理回路３７
に出力し、この信号処理回路３７は内視鏡画像を表す映
像信号に凹凸データ信号をスーパインポーズしてモニタ
６に出力する。

【００３３】（作用）次に、上記構成による実施例の作
用について説明する。

【００３４】ユニバーサルケーブル９の端部に設けた総
合コネクタ１１を光源・処理装置５に接続すると、この
総合コネクタ１１に固定したライトガイドコネクタ１６
ａ、イメージガイドコネクタ１７ａ、信号コネクタ３５
が上記光源・処理装置５に設けた各コネクタ受け１８，
１９，３６に接続される。

【００３５】すると、上記イメージガイドコネクタ１７
ａの口金端面１７ｃに設けた位置マーカ４１からの光が
コンデンサレンズ２４ｂを経て、ハーフミラー４２に反
射されて撮像レンズ４３に入光された後、撮像素子４４
の撮像面上に結像される。

【００３６】なお、上記位置マーカ４１からの光は、自
発光、反射光のいずれでもよい。位置調整手段４６のマ
ーカ撮像状態検知手段４６ａでは上記撮像素子４４から
の出力信号に基づき、位置マーカ４１からの光の撮像面
上の結像位置と予めＲＯＭ４６ｃに記憶されている基準
位置データとを比較する。この基準位置は上記イメージ
ガイド１７の入射端面が上記測定光供給光学手段４３に
正しく接続されたときの上記位置マーカ４１からの光の
結像位置に対応するもので、上記位置マーカ４１の数
（４箇所）ごとに設定されている。

【００３７】イメージガイドコネクタ１７ａとコネクタ
受け１９との間のガタにより、組付け時に上記イメージ
ガイド１７の入射端面１７ｂと上記測定光供給手段２３
との相対位置がずれたまま固定された場合、上記撮像素
子４４の撮像面上の結像位置が（二次平面のいずれかの
方向へ）ずれているため上記基準位置データと比較した
差分に応じた駆動信号を駆動回路４６ｂを介して駆動装
置４５へ出力し、この駆動装置４５により上記測定光供
給光学手段２３を移動させて、上記イメージガイド１７
の入射端面１７ｂと測定光供給光学手段２３の相対位置
を補正し、測定光が常に同じ場所をスキャンするように
制御する。

【００３８】また、上記マーカ撮像状態検知手段４６ａ
ではＣＣＤ３２から送られて来る内視鏡画像から測定光
を抽出し、この測定光の面積が最小になるように上記駆
動装置４５に駆動信号を出力し、半導体レーザ２４ａか
ら出射される測定光の上記イメージガイド１７の入射端
面１７ｂに対する集光状態を制御する。

【００３９】その結果、イメージガイド１７の入射端面
１７ｂと測定光供給光学手段２３との相対位置が常に一
定になるように三次元的に補正され、測定精度が向上す
るとともに、高い測定分解能を得ることができる。

【００４０】なお、図３に示すように位置マーカ４１は
口金端面１７ｃの対角線上に２箇所設けたものであって
も、あるいは、５箇所以上設けたものであってもよい。

【００４１】また、図４に示すように、位置マーカ４１
は特定のファイバ端面に金属を蒸着させたものであって
もよい。

【００４２】さらに、位置マーカは光学的検出に限ら
ず、磁気的に検出するものであってもよい。また、イメ
ージガイドの入射端面側を移動させて、この入射端面と
測定光供給光学手段２３との相対位置を調整するように
してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
接続時のコネクタなどのガタの影響を受けることなく、
測定光伝送手段の入射端面との測定光供給光学手段との
相対位置を常に一定に保つことができ測定精度の大幅な
向上を図ることができるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】計測内視鏡用測定光源装置の要部概略図

【図２】計測内視鏡用測定光源装置の全体構成図

【図３】第一変形例を示す斜視図

【図４】第二変形例を示す斜視図

【符号の説明】

１７…測定光伝送手段 １７ｂ…入射端面 ２３…測定光供給光学手段 ２６…被写体 ２７…測定光投影光学系 ４１…位置マーカ ４６…位置調整手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に測定光を投影する測定光投影光
   学系に対してこの測定光を伝送する測定光伝送手段と、 接続された上記測定光伝送手段の入射端面に測定光を供
   給する測定光供給手段と、 上記測定光伝送手段の入射端面あるいはこの入射端面の
   近傍に設けた位置マーカを検知し、この位置マーカを予
   め設定した基準位置に収まるように上記測定光伝送手段
   の入射端面と上記測定光供給手段との相対位置を調整す
   る位置調整手段とを備えることを特徴とする計測内視鏡
   用測定光源装置。