JPH07181399A

JPH07181399A - 光源装置

Info

Publication number: JPH07181399A
Application number: JP5328777A
Authority: JP
Inventors: Wataru Uchida; 亘内田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】光量測光手段を持たない従来の内視鏡でも自
動的に光軸位置や焦点位置の調整を行なうことができる
内視鏡装置を提供すること。【構成】集光レンズ３３で集光された照明光を入射す
るセルフォックファイバ１７の一部を測光用ファイバ１
８として用い、このファイバ１８により導かれた照明光
を光電変換部２０が検出した検知情報を基に、制御回路
４０がモータ３５を駆動して光軸及び照明光の集光位置
を調整する。光量検知手段は、当該光源装置と別体且つ
前記内視鏡の光伝達手段と前記光学手段との間に着脱自
在にアダプタが配置できるので、測光用ファイバ１７及
び光電変換部２０は、光源装置３０とライトガイド１１
との間に着脱自在に介装されるＬＧアダプタ３１に設け
られているので、光量検知手段を持たない内視鏡でも、
照明光の入射位置が自動調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ライトガイドを有する
内視鏡と、前記ライトガイドの入射端面に光を供給する
光源とを備えた光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処
置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処
置のできる内視鏡が広く利用されている。また、ボイ
ラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管・
自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察や
検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。

【０００３】前記内視鏡は、照明光を導くライトガイド
を有し、このライトガイドの入射端部を光源装置に接続
するようになっている。そして、前記光源装置からの照
明光を前記ライトガイドによって挿入部の先端部まで導
き、この先端部から被検体に照射するようになってい
る。前記光源装置は、ランプと、このランプから出射さ
れた光を集光して前記ライトガイドの入射端に入射させ
るレンズとを有している。前記ランプ、レンズ及びライ
トガイド（ＬＧ）入射端部が正確に位置決めされていな
いと、ライトガイドに入射する光量が減少し、適正な照
明光が得られない。

【０００４】このため、特開平２−９３４２０号公報に
はＬＧプラグを動かして最大光量を得る技術、特開平１
−１８３６２１号公報にはレンズユニットを水平・垂直
方向に移動し最適な集光位置が得られるようにした技術
が開示されている。

【０００５】しかしながら、一方の技術では、ＬＧプラ
グ先端部近傍に設けた光電変換素子が最大光量を示して
も、必ずしもライトガイドファイバに最大光量が入射し
ているとは限らない。従って、ライトガイドファイバか
らの出射光は、常に最大光量が得られるとは限らない。
また、他方の技術では、光源装置製造時の光軸合せに用
いることを目的としているため、ユーザーが使用する様
々な内視鏡に対して、常に最適な集光状態となるとは限
らない。

【０００６】そこで、平４−７０７１０号公報では、様
々なライトガイドに対して常に最大の効率で最大の入射
光量が得られるようにした内視鏡装置が提案されてい
る。

【０００７】この内視鏡装置では、ライトガイド入射端
面に受光部を有する光量測光手段と、前記測光手段の出
力に基づいて出射光の集光位置と、ライトガイドの入射
端面との相対的な位置を調整する位置調整手段とを設け
てある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記平４−７０７１０
号公報に示される装置では、ライトガイド入射端面に受
光部を有する光量測光手段が設けられた内視鏡でなけれ
ば位置調整がなされず、従来からある通常の内視鏡では
そのような機能を生かせない。

【０００９】また、ライトガイドのファイバそのものに
は光を集光させる能力は無く、つまりパワーが無いた
め、光量測光手段の一つである光電変換部に高感度の素
子を用いる必要がある。

【００１０】本発明は前記事情にかんがみてなされたも
ので、光量測光手段を持たない従来の内視鏡でも自動的
に光軸位置や焦点位置の調整を行なうことができる内視
鏡装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、内視鏡に照明
光を供給すると共に入射させる照明光の位置を自動調整
する機能を有する光源装置であって、内視鏡内に配置さ
れた光伝達手段に供給する照明光発生手段と、前記光伝
達手段の入射端に前記照明光を集光して供給する光学手
段と、前記照明光の一部を受けて照明光の光量情報を検
知する光量検知手段と、前記光量検知手段が検知した光
量情報を基に、前記照明光発生手段または前記光学手段
の少なくとも一方を駆動して、照明光の集光位置と前記
光伝達手段の入射端との相対的な位置を調整する位置調
整手段とを有し、さらに前記光量検知手段は、当該光源
装置と別体且つ前記内視鏡の光伝達手段と前記光学手段
との間に着脱自在に配置されるアダプタ、または当該光
源装置内に配置される構成となっている。

【００１２】

【作用】本発明の構成では、光量検知手段が検出した
光量情報を基に、位置調整手段により、照明光の集光位
置と光伝達手段の入射端との相対的な位置が調整され
る。また、本発明の構成において、光量検知手段は、当
該光源装置と別体且つ前記内視鏡の光伝達手段と前記光
学手段との間に着脱自在にアダプタが配置できるので、
光量検知手段を持った内視鏡でなくとも、照明光の入射
位置が自動調整できる。また、当該光源装置に前記光量
検知手段を配置した構成でも、同様にる自動調整でき
る。

【００１３】

【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係
り、図１は光源装置とＬＧアダプタの構成図、図２は内
視鏡装置の全体を示す外観図である。

【００１４】図２に示すように、本実施例の内視鏡装置
は、内視鏡１と、この内視鏡１が接続される光源装置３
０とを備えている。前記内視鏡１は、細長の挿入部２
と、この挿入部２の後端に連設された太幅の操作部３
と、この操作部３の後端に設けられた接眼部４と、前記
操作部３から側方に延出されたライトガイドケーブル５
と、このライトガイドケーブル５の端部に設けられたＬ
Ｇプラグ６とを備えている。前記ＬＧプラグ６は、前記
光源装置３０の本体またはＬＧアダプタ３１に着脱自在
に接続されるようになっている。

【００１５】前記挿入部２は、先端側から順に、硬性の
先端部７，湾曲可能な湾曲部８，軟性の軟性部９で構成
されている。また、前記操作部３には、前記湾曲部８を
湾曲操作するための湾曲操作ノブ１０が設けられてい
る。

【００１６】前記先端部７には、図示しない照明窓と観
察窓とが設けられている。前記照明窓の内側には、図示
しない配光レンズが設けられ、この配光レンズの後端
に、後述する光伝達手段としてのライトガイドファイバ
（以下、ＬＧファイバと記す。）１１が連設されてい
る。このＬＧファイバ１１は、挿入部２，操作部３及び
ライトガイドケーブル５内を挿通されて、入射端部がＬ
Ｇプラグ６に接続されている。そして、ＬＧプラグ６
は、光源装置３０に直接接続することも、あるいは光源
装置３０に着脱自在なＬＧアダプタ３１を介して接続す
ることもできるようになっている。

【００１７】前記光源装置３０から出射された照明光
は、ＬＧアダプタ３１を介して前記ＬＧファイバ１１を
経て先端部７から、被検体に照射されるようになってい
る。また、前記観察窓には、図示しない対物光学系が設
けられ、この対物光学系の結像位置に、図示しないイメ
ージガイドファイバの先端面が配置されている。このイ
メージガイドファイバは、挿入部２及び操作部３内を挿
通され、後端面は、接眼部４内の図示しない接眼光学系
に対向している。そして、前記対物光学系によって結像
された被検体の光学像はイメージガイドファイバによっ
て接眼部４に導かれ、この接眼部４にて拡大観察される
ようになっている。

【００１８】図１に示すように、アダプタ３１の内部に
セルフォックファイバで構成されたリレー光学系１７、
前記リレー光学系の一部であり、光電変換装置２０に導
くための光量検知手段を構成する測光用セルフォックフ
ァイバ１８を有している。

【００１９】次に、図１を用いて、光源装置３０とＬＧ
アダプタ３１について説明する。

【００２０】前記ＬＧアダプタ３１は、一端部にライト
ガイドケーブル５のＬＧプラグ６が着脱自在に装着され
大径円筒状のグリップ部１２と、このグリップ部１２の
他端に突出して前記光源装置３０のＬＧ孔３０ａに着脱
自在に嵌合・固定される小径円筒状のアダプタ導光部１
３とを備えている。

【００２１】前記アダプタ導光部１３内には、先端側に
は、光を導入するロッドレンズ１５が口金１６により固
定され、さらにこのロッドレンズ１５の後端側に、前記
リレー光学系１７が配置されている。前記リレー光学系
１７の後端部には、所定の距離を置いて前記ＬＧファイ
バ１１の出射端部１１ａが挿入固定されている。

【００２２】前記リレー光学系１７の中心部には、光量
測定手段の受光部となる測光用セルフォックファイバ１
８が配設されている。この測光用セルフォックファイバ
１８の入射端面は、リレー光学系１７の入射端面内に配
置されている。前記測光用セルフォックファイバ１８の
出射端部は、グリップ部１２内に設けられた光量検知手
段を構成する光電変換部２０に接続されている。この光
電変換部２０は、前記測定用ＬＧファイバ１８の出射光
量に応じた、例えば出射光量に比例した電気信号を出力
する。

【００２３】前記光電変換部２０は、円筒状の図示しな
いケーシング内に納められた前記測光用セルフォックフ
ァイバ１８の出射端部に対向するように、図示しないカ
バーガラスを介して図示しない光電変換素子が同軸上に
配置されている。前記光電変換素子に接続された図示し
ない信号線は、グリップ部１２の側部から延設されたケ
ーブル２５内を挿通され、このケーブル２５の端部に設
けられたプラグ２６に接続されている。

【００２４】一方、光源装置３０には、前記ＬＧアダプ
タ３１が挿入されるレセプタクル３０ａが設けられてい
る。また、光源装置３０内には、ランプ３２が設けら
れ、このランプ３２と前記レセプタクル３０ａとの間で
あって前記ランプ３２の光軸上に、光学手段としての集
光レンズ３３が設けられている。そして、前記ランプ３
２から出射された光が集光レンズ３３で集光されて、前
記ＬＧアダプタ３１のロッドレンズ１５に入射するよう
になっている。前記ランプ３２及び集光レンズ３３は、
共に、位置調整手段を構成するドライブ機構３４に連結
されている。このドライブ機構３４は例えばラックギヤ
であり、位置調整手段を構成するステッピングモータ３
５の出力軸に取り付けられた図示しないピニオンギヤと
噛合している。

【００２５】また、前記光源装置３０には、前記アダプ
タ３１のプラグ２６が接続されるレセプタクル３８が設
けられている。このレセプタクル３８は、光源装置３０
内に設けられた制御回路４０に接続されている。また、
この制御回路４０は前記ステッピングモータ３５の駆動
を制御している。

【００２６】この構成において、ランプ３２から発せら
れた光は、集光レンズ３３により集光され、リレー光学
系１７を有するロッドレンズ１５に入射する。この入射
光線は前記ロッドレンズ１５及びリレー光学系１７を通
り、ＬＧプラグ６のライトガイド１１入射端１１ａに入
射する。

【００２７】前記リレー光学系１７に入射した光線の一
部は、測光用セルフォックファイバ１８を通り、前記光
電変換部２０に入り検知信号に変換され、ケーブル２５
を介して、光源装置３０内の制御回路４０に入力され
る。前記制御回路４０は前記検知信号を受けて前記モー
タ３５を動かし、ランプ３２及び集光レンズ３３の位置
を調整する。

【００２８】本実施例では、光量測光手段を持たない従
来の内視鏡でも、別体のＬＧアダプタを介して、自動的
に光軸や焦点調整を行なうことができる。従って、従来
の内視鏡光源装置が光学系の光軸を生産時にのみ調整す
るので、長期の使用や、輸送時の衝撃により光軸がずれ
る可能性があったのに対して、本実施例では、常に、使
用時に光軸や集光位置のずれが生じることがない。

【００２９】また、本実施例では、ＬＧアダプタのリレ
ー光学系としてセルフォックファイバを用いており、こ
のセルフォックファイバは、一般のファイバに比べ光の
透過率が高く、光量のロスが少なく、集光能力（パワ
ー）もある。従って、リレー光学系として有用であり且
つ柔軟性もあり、その一部を光電変換部２０に引込むこ
とができる。そして、セルフォックファイバは集光能力
も比較的高いので、光電変換部の素子に高感度のものを
利用しなくとも良い。

【００３０】尚、本実施例において、自動調光のための
絞りをランプ３２とロッドレンズ１５との間に介装する
場合、用いる絞りは、メッシュまたはＮＤフィルタ等、
面上における光量分布を一様に変化させるものが適して
いる。

【００３１】図３及び図４は本発明の第２実施例に係
り、図３は入射光の強度分布と位置ずれによるその変化
を示す説明図、図４は測光用ファイバの配置を示す断面
図である。

【００３２】本実施例では、前記測光用セルフォックフ
ァイバ１８に代えて、図４に示すように、リレー光学系
１７の外周に、四つの測光用ファイバ３７ａ〜３７ｄを
９０度の間隔で配置している。また、前記光源装置３０
は、前記制御回路４０に代えて設けられた図示しない制
御回路を有していると共に、直交する三軸方向にそれぞ
れランプ３２及びレンズ３３を移動させる図示しない三
つのモータを有している。この三つのモータは、前記制
御回路により駆動が制御されている。その他、第１実施
例と同様の構成及び作用については、同様なので説明を
省略すると共に、異なる点についてのみ説明する。

【００３３】前記四つの測光用ファイバ３７ａ〜３７ｄ
は、各入射端面が、前記リレー光学系１７の入射端面内
に配置されている。前記測光用ファイバ３７ａ〜３７ｄ
の出射端部は、前記グリップ部１２内に設けられた四つ
の光電変換部２０にそれぞれ接続されている。四つの光
電変換部２０は、それぞれ前記光源装置３０内の図示し
ない制御回路に電気的に接続されている。

【００３４】本実施例の制御回路では、四つの光電変換
部２０の検知信号を受け、各々対向して配置されたファ
イバに接続された光電変換部２０の差を各々取り、前記
対向するファイバを結ぶ方向へ移動させるモータを駆動
するようになっている。具体的には、ファイバ３７ａと
３７ｂに接続された光電変換部２０の出力の差を取る。
ファイバ３７ｃと３７ｄも同様である。

【００３５】図３に示すように、集光レンズ３３により
集光された光の強度分布は、光軸上が最も強く且つ光軸
を中心として同芯円上に減衰している。図３（ａ）は、
ＬＧアダプタ３１の光軸と、レンズ３３の光軸とが一致
している場合であり、このとき、対向するファイバに入
射する光は、図中破線で示すように同レベルにある。従
って、前記制御回路で求められる光電変換部２０の出力
の差は、零となる。一方、光軸同士がずれた場合、図３
（ｂ）のように、入射光量に差が生じるので、前記制御
回路では、光量差に応じた差信号が求められこの差信号
が零となるように対応するモータを駆動する。

【００３６】また、前記制御回路は、前記四つの光電変
換部２０の出力の総和を取り、出力が最大になるように
光軸と同じ方向に移動させるモータを駆動させるように
なっている。これにより、焦点位置の調整を行ってい
る。

【００３７】その他の構成及び作用効果は、第１実施例
と同様で、説明を省略する。

【００３８】図５は本発明の第３実施例に係り、（ａ）
は光源装置の構成図、（ｂ）はである。

【００３９】本実施例は、第１実施例の光源装置３０に
代えて、図５（ａ）に示すように、光量検知手段として
の複数の赤外線センサ３８と、位置調整手段としての複
数のレンズ駆動アクチュエータ３９を有する光源装置４
１を有している。また、前記集光レンズ３３の入射面
（第１面）には、赤外反射膜３３ａがコーティングされ
ている。

【００４０】前記複数の赤外センサ３８は、前記ランプ
３２の外周に均等となるよう、且つランプ３２の光が直
接入射しない位置に配置されている。すなわち、ランプ
３２に設けられた反射鏡３２ａの光線反射範囲より外側
に、赤外線センサを複数個設ける。前記赤外センサ３８
は、例えば９０度に等間隔に四つ配置され、前記集光レ
ンズ３３の反射光を受光するようになっている。尚、図
では、上下に対向するセンサ３８のみを示している。こ
れら四つの赤外センサ３８は、反射光を受けて光電変換
した信号を図示しない増幅器を介して、四つのレンズ駆
動アクチュエータ３９に供給するようになっている。

【００４１】図５（ｂ）は、図（ａ）のＡ方向矢視図で
ある。前記四つのレンズ駆動アクチュエータ３９は、レ
ンズ保持枠４２に保持された集光レンズ３３を中心に、
９０度毎に均等に配置されている。上下方向に配置され
たセンサ３８，３８は、図５（ｂ）にて左右方向に配置
されたアクチュエータ３９ａ，３９ｂにそれぞれ接続さ
れている。一方、左右方向に配置されたセンサ３８，３
８（不図示）は、図５（ｂ）にて上下方向に配置された
アクチュエータ３９ｃ，３９ｄにそれぞれ接続されてい
る。

【００４２】その他、第１実施例と同様の構成及び作用
については、同じ符号を付して説明を省略する。

【００４３】前記集光レンズ３３の入射面に赤外反射膜
３３ａが施されているので、赤外光反射膜３３ａによる
赤外反射光は、四つの赤外線センサ３８で駆動アクチュ
エータ３９に受光される。集光レンズ３３の光軸と前記
ライトガイド１１との光軸が一致している場合には、図
３（ａ）のように対向するセンサ３８同士の出力に差は
生じない。従って、いずれのアクチュエータ３９も駆動
されない。

【００４４】一方、光軸がずれた場合、例えば図５
（ａ）の破線に示すように集光レンズ３３３が位置ずれ
した場合には、上側の赤外センサ３８の光量が増える一
方、下側のセンサ３８の光量は減る。このため、アクチ
ュエータ３９ａが伸びる一方、アクチュエータ３９ｂが
縮む。これにより、前記集光レンズ３３の位置は、元の
位置に修正されて光軸の一致が図られ、常に最適な状態
が維持される。

【００４５】尚、本実施例は、前記赤外センサ３８の出
力を第２実施例の制御回路で受けて、前記アクチュエー
タを駆動しても良いし、第２実施例と同様にモータで駆
動しても良い。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、光量検知手段を持たな
い従来の内視鏡でも自動的に光軸位置や焦点位置の調整
を行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１及び図２は第１実施例に係り、図１は光源
装置とＬＧアダプタの構成図。

【図２】図２は内視鏡装置の全体を示す外観図。

【図３】図３及び図４は第２実施例に係り、図３は入射
光の強度分布と位置ずれによる変化を示す説明図。

【図４】図４は測光用ファイバの配置を示す断面図。

【図５】図５は第３実施例に係り、（ａ）は光源装置の
構成図、（ｂ）はアクチュエータの配置説明図。

【符号の説明】

１１…ライトガイド３０…光源装置３２…ランプ３３…集光レンズ３４…ドライブ機構３５…モータ４０…制御回路３１…ＬＧアダプタ１８…測光用セルフォックファイバ２０…光電変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡に照明光を供給すると共に、入射
させる照明光の位置を自動調整する機能を有する光源装
置であって、前記内視鏡内に配置された光伝達手段に供給する照明光
を発する照明光発生手段と、前記光伝達手段の入射端に前記照明光を集光して供給す
る光学手段と、前記照明光の一部を受けて照明光の光量情報を検知する
光量検知手段と、前記光量検知手段が検知した光量情報を基に、前記照明
光発生手段または前記光学手段の少なくとも一方を駆動
して、入射する照明光の位置と前記光伝達手段の入射端
との相対的な位置を調整する位置調整手段とを有し、さらに前記光量検知手段は、当該光源装置と別体且つ前
記内視鏡の光伝達手段と前記光学手段との間に着脱自在
に配置されるアダプタ、または当該光源装置内に配置さ
れることを特徴とする光源装置。