JPH07184855A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランプの光を効率よくライトガイド入射端面
に集光させることができ、且つ、それが常に最大光量と
なるようにした光源装置を提供すること。 【構成】 本発明の装置は、集光レンズ６により、ラン
プ７から発せられた光が集光され、ライトガイド３によ
り内視鏡先端部に伝搬されるようになっており、更に、
前記光の集光位置のずれを光量変化測定器１０により検
出し、コントローラ８が駆動機構９を制御することによ
って集光レンズ６の位置を移動させて、前記集光位置の
補正が行えるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡等に使用される
光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内視鏡装置はライトガイド（以
下、ＬＧと称す）を有し、このＬＧ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
からの照明光はＬＧによって内視鏡挿入部の先端にまで
導かれ、この先端から被検体に向け照射されるようにな
っている。前記光源装置は、ランプと、このランプから
射出された光を集光して前記ＬＧの入射端面に入射させ
る集光レンズと、前記ＬＧを接続保持するＬＧソケット
とを有している。従って、前記光源装置のランプ，集光
レンズ及びＬＧ入射端面が夫々相対的に光軸の位置決め
が行われていないと、ＬＧに入射する光量が減少し、最
大の入射光量が得られなくなる。又、従来の光源装置の
ランプ光集光位置とＬＧソケット光入射開口部とにおい
て、ＬＧソケット光入射開口径が小さいため、ランプ光
の集光位置が僅かにずれただけでもＬＧ入射端面への入
射光量は減少してしまう。ところが、光源の部品のばら
つき及びランプ自身の輝点位置のばらつきのために、ラ
ンプ光の集光位置が設計時の思惑よりずれてしまうこと
がある。

【０００３】そこで、光源装置には光軸調整機構を設
け、装置の組立工程において、集光レンズ等の位置を移
動させ、ランプ光の集光位置とＬＧソケットとの位置を
合わせて光軸位置の調整を行っている。しかし、装置の
組立時に光軸調整を行っても、経時変化でランプの発光
特性に種々の変動が生じるので、時間の経時過程と共に
集光位置が変動し、ＬＧの入射端面との光軸ずれが生
じ、最大の光量が得られなくなるという問題があった。
又、装置の組立時に光軸の調整を行うことは、製造工程
における高コスト化につながるという問題があった。更
に、ユーザが使用途中でランプ交換をした場合、ランプ
のばらつきをカバーするために工場で行っているのと同
様な光軸の調整を行うことは困難であるため、ランプ光
の集光位置がずれてそのランプ光を最大限活用できない
という問題もあった。

【０００４】そこで、特開平２−９３４２０号公報に
は、光源装置内部にその光源装置に接続されるＬＧ先端
部近傍位置に光電変換素子を設け、この光電変換素子か
ら発せられる信号でＬＧに最大光量の入射ができるよう
な位置に前記ＬＧを移動させることができる技術が開示
されている。又、特開平４−７０７１０号公報及び特開
平５−９４８２５号公報には、光源装置から入射された
光をＬＧの一部に備えられた光電変換素子で受光し、そ
の出力により光軸の相対位置を動かして前記ＬＧに最大
光量の入射ができるようにした技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に光源装置に接続するＬＧは頻繁に着脱するため、ＬＧ
の接続されるソケットを光源装置に強固に取り付ける必
要がある。従って、特開平２−９３４２０号公報に開示
されている装置のように、最大光量を入射できるような
位置に前記ＬＧを動かすためには、複雑な機構で、且
つ、その機構を強固に構成しなくてはならないので装置
が大型になる。又、ＬＧが移動できるようにするために
は、装置のフロントパネルに比較的大きな孔が必要にな
るという問題がある。更に、ＬＧとＬＧソケットとの間
には機械的なガタがあるため、常にＬＧに最大光量が入
射しているとは限らないという問題があった。又、特開
平４−７０７１０号及び特開平５−９４８６２号公報に
開示されている装置では、ＬＧファイバの一部を分岐
し、分岐したファイバの光量を測定し光軸を合わせるた
め、従来の内視鏡の構成とは異なり、互換性がないとい
う問題もある。

【０００６】そこで、本発明は上記のような従来技術の
有する問題点に鑑み、ランプの光を効率よくＬＧ入射端
面に集光させることができ、且つ、それが常に最大入射
光量となるようにした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】上記目的を達成するた
め、本発明による光源装置は、光源から発せられた光を
内視鏡挿入部の先端部に導き被写体に照射するためのＬ
Ｇの入射端面に光を集光して供給する光源装置におい
て、前記ＬＧを接続保持するＬＧソケットのＬＧ入射端
面近傍に複数の光電変換素子を有する光量変化測定手段
と、その光量測定手段から発せられる検知信号に応答し
てレンズの移動を行う手段とを具備するようにしたこと
を特徴としている。

【０００８】

【作用】従って、本発明による光源装置によれば、ラン
プ等の状態に変化が生じて光軸にずれが生じても、光軸
位置調整手段により適宜自動的に光軸の調整ができて、
常に最大限の光量をＬＧ入射端面へ供給できる。

【０００９】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき、本発明を詳
細に説明する。第一実施例 図１は、本実施例にかかる光源装置内部の要部概略図で
ある。図２及び図３は、集光レンズ側から見たＬＧソケ
ットの外観図である。図４は、本発明による光源装置が
収容されている内視鏡装置の概略図である。本実施例の
光源装置は、図１に示したように、集光レンズ６によ
り、ランプ７から発せられた光が集光されＬＧ３により
内視鏡先端２（図４参照）に伝搬されるように構成され
ている。又、ＬＧ３の入射端面３ｂの近傍には、光量変
化測定手段１０が設けられている。この光量変化測定手
段１０は、ＬＧ先端部３ａの周縁に沿って四個の光電変
換素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄが等分間隔で
実装配置されて構成されている（図２，図３参照）。こ
れら光電変換装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄ
は、受光した光量の強度に応じた光電変換出力を生じさ
せるもので、ランプ７に発光特性の変化が生じれば、そ
れに対応した検知信号を出力するようになっている。コ
ントローラ８は、システム全体の制御中枢であり、光電
変換素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄ夫々の検知
信号に応答して集光レンズ６の移動を駆動機構９により
制御する機能を備えている。

【００１０】従って、本実施例の装置では、例えば、図
２に示す如く、集光点１１ａが左にずれた場合、光電変
換素子１０ｄの出力が大きくなる。この場合、コントロ
ーラ８において集光レンズ６を右によせる旨の判定処理
が行われ、コントローラ８からの指令信号によって駆動
機構９が集光レンズ６を光軸Ｌ_C に対して上下左右の方
向に移動させる。そして、この移動により、図３に示し
たように、集光点１１ｂがＬＧ入射端面３ｂに一致した
場合、光電変換素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄ
からの出力信号は同一の大きさになる。すると、今度
は、集光点１１ｂが最適な大きさになるように、集光レ
ンズ６を光軸方向に対して前後に移動させ集光点１１ｂ
がＬＧ入射端面３ｂにのみにかかるように設定される。

【００１１】このようにして、集光点１１ｂの収束割合
の大小に応じてコントローラ８が駆動機構９を駆動させ
て集光レンズ６の移動を制御する。即ち、光量変化測定
手段１０における各光電変換素子１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ及び１０ｄ夫々の出力信号に応じてコントローラ８が
判定処理し、集光レンズ６を光軸に対して上下左右及び
前後の方向に移動させる。尚、本実施例では、モータを
用いて集光レンズ６の位置を移動させるようにしたもの
を図示しているが、形状記憶合金部材を電気的に制御し
て、集光レンズ６を前述したように移動させる方法等に
よって当該装置を構成することも可能である。 以上説
明した本実施例の装置は、図４に示した内視鏡装置１に
おいて、ＬＧ３を除き、全て光源装置４内に収納されて
いる。

【００１２】従って、本実施例の光源装置は、使用時に
光量変化測定手段１０によって光源装置４のランプ７の
発光状態を常時管理することができると共に、ランプ７
の発光状態に変化が生じた際、コントローラ８により自
動的にＬＧ入射端面３ｂに最大の入射光量を得ることが
できる。そのため、光源装置４からＬＧ３により内視鏡
先端部２（図４参照）まで導かれる照明光は、ランプ７
が耐用時間を越えるまでは最大の光量に維持されること
になる。

【００１３】第二実施例 図５は、本実施例にかかる装置のＬＧ先端部付近の拡大
図である。図のように、光量変化測定ユニット１４は、
保持金属１３によりＬＧソケット１２に機械的にフロー
ティングされるように取り付けられている。又、光量変
化測定ユニット１４には、ＬＧ入射端面３ｂに磁着でき
るように磁石１７が具備されている。光量変化測定ユニ
ット１４の内部には、分光ミラー１５と、図示しない集
光レンズの光が分光ミラー１５によって分光される方向
に光量変化測定器１６が設けられている。そして、分光
ミラー１５によって分光された光のＬＧ入射面３ｂへの
入射位置と後述する光電変換素子１６ａへの入射位置と
は対称になるように、この分光ミラー１５は配置されて
いる。

【００１４】光量変化測定器１６は、図６及び図７に示
すように五個の光電変換素子（１６ａ乃至１６ｅ）から
構成されており、又、光電変換素子１６ａは、ＬＧ入射
端面３ｂへの入射光量が最大になったときの集光点１９
ａの径の大きさとほぼ同じ大きさになるように構成され
ている。又、四個の光電変換素子１６ｂ，１６ｃ，１６
ｄ及び１６ｅは夫々均等になるように光電変換素子１６
ａの周囲に配置されている。光量変化測定ユニット１４
は、ＬＧ３の中心軸にしっかりと嵌合接触するようにテ
ーパ１８が形成されている。そして、第一実施例におい
て示した装置と同様に、光量変化測定ユニット１４から
発せられた信号は、コントローラへ伝送され、集光レン
ズを駆動機構によって移動，制御できるようになってい
る。

【００１５】本実施例の装置は上記のように構成されて
いるので、ＬＧ３をソケット１２の定位置に挿入する
と、光量変化測定ユニット１４が磁石１７の磁力によ
り、ＬＧ入射端面３ｂに嵌合接続される。そして、集光
レンズにより集光された光は分光ミラー１５によって、
僅かの光を光量変化測定器１６に向けて分光する。そし
て、その分光された光が光量変化測定器１６の中心にあ
る光電変換素子１６ａ以外の部分で受光されると第一実
施例において示した装置と同様にコントローラにより集
光レンズを光軸に対して上下左右及び前後の方向に移動
させ、集光点が光電変換素子１６ａのみにかかるように
設定される。すると、ＬＧ入射端面３ｂの入射位置も光
電変換素子１６ａの入射位置と対称であるため、ＬＧ入
射端面３ｂにおいても、最大光量を得ることができる。

【００１６】又、ＬＧ３とＬＧソケット１２との間に機
械的なガタが生じても、光量変化測定ユニット１４が磁
石１７によりＬＧ入射端面３ｂに嵌合接続されるため、
前記ガタの分だけずれが生じてもそれに対応した制御が
可能になるので、ＬＧ入射端面３ｂに最大光量を集める
ことができる。

【００１７】第三実施例 図８は、本実施例の装置の構成を示す図である。本実施
例の装置は、第二実施例に示した装置を一部変形したも
のである。図のように、光量変化測定ユニット２２の内
部には、ＬＧ入射端面３ｂの嵌合接続部分を減圧できる
ように光量変換測定ユニット２２に連通した孔２４が設
けられており、又、孔２４には口金２０が設けられてい
る。口金２０は、図示しない光源装置内部にあるポンプ
とチューブ２１を介して接続されている。更に、ＬＧ入
射端面３ｂと接する面２３は光透過性を有する部材によ
り形成されている。尚、本実施例の装置における上記以
外の構成については、第二実施例において示した装置と
同様である。

【００１８】従って、ＬＧ入射端面３ｂと光量変化測定
ユニット２２とは、光源装置に設けられている図示しな
いポンプにより嵌合接続部分を減圧し、ＬＧ入射端面３
ｂを吸引し面２３と嵌合接続されるようになっている。

【００１９】このようにして、本実施例の装置は、光量
変化測定ユニット２２の嵌合接続部分をポンプにより減
圧させることによって、ＬＧ先端部３ａが非磁性体であ
っても上記嵌合接続が可能になる。よって、本実施例の
装置も第二実施例において示した装置と同様な作用効果
を有する。

【００２０】第四実施例 図９は本実施例にかかる装置の主要構成を示すブロック
図であり、図１０は図１に示したレンズ方向（図の矢印
の方向）から見たＬＧコネクタ受けブロックの外形図で
ある。又、図１１は図９に示した駆動装置の詳細構成を
示す斜視図であり、図１２は図１１のＸII−ＸII線に沿
う断面図である。本実施例の装置は、図９に示したよう
に、内視鏡のＬＧコネクタを挿着させるためのＬＧコネ
クタ受け穴３４が設けられているＬＧコネクタ受けブロ
ック３３が光源装置内に配置されており、ＬＧコネクタ
受け穴３４の中心軸を通る光軸Ｌ _C 上にはランプ３１と
集光レンズ３２とが配設されている。

【００２１】ＬＧコネクタ受けブロック３３の集光レン
ズ３２側側面のＬＧコネクタ受け穴３４の周囲には温度
センサ３５が複数配置されている。温度センサ３５の他
端には、各温度センサ３５の温度差を検出するための温
度差検出回路３６が接続されている。又、温度差検出回
路３６の他端には、温度差検出回路３６からの出力レベ
ルに応じて後述する駆動機構３８の駆動距離を決定し、
前記出力符号に応じた駆動方向を決定する制御回路３７
が接続されている。更に、制御回路３７の他端には、駆
動機構３８が接続されており、駆動機構３８の駆動部に
は、集光レンズ３２が固定されている。尚、図１０に
は、温度センサ３５を八個配置した例が示されている
が、ここに使用される温度センサ３５の数量は八個に限
定されるものではない。

【００２２】次に、駆動機構３８について説明する。こ
の駆動機構３８は、図１１及び図１２に示したよに、台
部材４５の下端が光源装置の筐体にビス止めされてお
り、台部材４５の上端には台部材４２が固定されてい
る。台部材４２の下部には台部材４５の上部に固定され
ていて前述の制御回路３７に接続しているモータ４３に
大ギヤ４６が取り付けられている。又、大ギヤ４６の周
囲には、頭部が平歯車になっている四個の繰り出しネジ
４７が配設されている。又、繰り出しネジ４７の頭部と
大ギヤ４６とは噛合されており、繰り出しネジ４７のネ
ジ部は台部材４２の上端から十分に出るように埋没され
ている。台部材４２の上にはＬ字状の台部材４１がその
下側を四個の繰り出しネジ４７に螺合させることにより
取り付けられている。台部材４１の上には二本のガイド
レール４４により、光軸方向に移動可能となるようにＬ
字状の台部材４０が取り付けられており、台部材４１の
起立部４８には繰り出しネジ５０を有する前述の制御回
路３７に接続しているモータ５１が固定されている。

【００２３】更に、繰り出しネジ５０のネジ部は台部材
４０と螺合している。Ｌ字状の台部材４０の上にはガイ
ドレール５４により光軸に対して水平直角方向に移動可
能に、前述の集光レンズ３２が固定されたレンズ固定ブ
ロック３９が取り付けられている。台部材４０の起立部
４９には繰り出しネジ５３を有する前述の制御回路３７
に接続しているモータ５２が固定されている。繰り出し
ネジ５３のネジ部はレンズ固定ブロック３９と螺合され
ている。

【００２４】本実施例の装置は、上記のように構成され
ているので、ランプ３１が発する光の集光位置がずれて
温度センサ３５に当たり、その温度センサが熱せられる
と、各温度センサの温度差を温度差検出回路３６が検出
し、その状態を温度差検出回路３６は出力信号として制
御回路３７に送出する。又、制御回路３７では、検出回
路３６からの出力レベルに応じて、集光レンズ３２を移
動させるべき移動距離を決定し、又、出力符号に応じた
移動方向を決定する。制御回路３７は、モータ４３，５
１及び５２と夫々接続されており、集光レンズ３２を移
動させる方向によって前記各モータの何れかを駆動させ
る。

【００２５】以下、集光レンズ３２の移動方向別に分け
て詳細に説明する。 （１）光軸に対して垂直方向にレンズ３２を移動させる
場合 モータ４３を駆動させることによって大ギヤ４６を介し
て四個の繰り出しネジ４７を同時に回転させる。次に、
繰り出しネジ４７が回転することによって四個の繰り出
しネジ４７と螺合されている台部材４１が水平状態を保
持したまま垂直方向に移動する。更に、台部材４１が垂
直移動することによって、ガイドレール４４，台部材４
０及びガイドレール５４を介して、レンズ固定ブロック
３９に固定されている集光レンズ３２が垂直方向に移動
する。

【００２６】（２）光軸方向に集光レンズ３２を水平移
動させる場合 モータ５１を駆動させることによって繰り出しネジ５０
が回転する。次に、繰り出しネジ５０が回転して繰り出
しネジ５０に螺着されている台部材４０が水平状態を保
持しながら光軸方向に水平移動する。更に、台部材４０
が光軸方向に水平移動することによってガイドレール５
４を介して、レンズ固定ブロック３９に固定されている
集光レンズ３２が光軸方向に水平移動する。

【００２７】（３）光軸に対して水平直角方向にレンズ
３２を移動させる場合 モータ５２を駆動させることによって繰り出しネジ５３
が回転する。次に、この繰り出しネジ５３の回転により
繰り出しネジ５３に螺着されているレンズ固定ブロック
３９が水平状態を保持しながら光軸に対して水平直角方
向に水平移動する。このように、レンズ固定ブロック３
９が光軸に対して水平直角方向に水平移動することによ
って、レンズ固定ブロック３９に固定されているレンズ
３２が光軸方向に対して水平直角方向に移動する。

【００２８】本実施例の装置は、上記のような手順によ
り、集光レンズ３２を光軸に対して移動させて、光軸の
ズレを補正することができる。

【００２９】第五実施例 図１３は、本実施例にかかる内視鏡の光源装置の概略を
示すブロック図である。図のように、ＬＧソケット６１
は図示しない内視鏡ＬＧコネクタ部がガイド穴６２に沿
って挿入されるようになっており、又、前記内視鏡ＬＧ
コネクタ部には、図示しないＬＧファイバーが内蔵され
ており、ランプ６３から射出された光を集光レンズ６４
を介して前記ＬＧの入射端面に集光させ、前記ＬＧファ
イバーを通して内視鏡先端部へ射出させる。又、前記内
視鏡ＬＧコネクタ部がＬＧソケット６１に接続されてい
ない場合には、遮光板６５がガイド穴６２を塞ぎ、集光
レンズ６４で集光された光は当該装置の外部には漏れな
いようになっている。更に、遮光板６５には、光軸Ｌ_C
上の集光点６６に位置する部分に受光素子６７が取り付
けられている。

【００３０】一方、ランプ６３及びＬＧソケット６１の
位置が、部品のばらつき或いはランプ６３の経時変化に
よって光軸Ｌ_C 上からずれた場合、集光点６６の位置も
ずれて前記内視鏡ＬＧコネクタ部に十分な光を供給でき
なくなる。そこで、受光素子６７は、光を輝度信号６８
に変換し、制御回路６９に伝送し最大の光量を発生し得
る信号になるまで駆動機構７０を用い集光レンズ６４を
固定しているレンズ枠７１をＸ，Ｙ，Ｚの各座標軸方向
に移動させ集光点６６を常に受光素子６７の中心に設定
できるようにしている。このようにして、本実施例の装
置は、前記内視鏡スコープコネクタ部が挿入された状態
で、常に最大の光量を前記内視鏡ＬＧに供給することが
できる。

【００３１】第六実施例 図１４は、本実施例の光源装置の概要を示すブロック図
である。図のように、本実施例の装置は、集光レンズ６
４，レンズ枠７１及びＬＧソケット６１が光軸Ｌ_C 上に
直線上に配設されている。ランプ６３の位置，経時変化
によって集光点６６の位置にずれが生じるため、受光素
子６７の輝度信号６８により制御回路６９を通して駆動
機構７０により、ランプ６３をＸ，Ｙ，Ｚ軸の各方向に
動かして集光点６６の位置が最適なものとなるように設
定する。このようにして、本実施例の装置によっても、
内視鏡ＬＧコネクタ部が挿入された状態で、常に最大の
光量を内視鏡ＬＧに供給することができる。

【００３２】

【発明の効果】上述のように、本発明による光源装置
は、ランプの状態，位置に変化が生じた際に、光軸位置
調整手段及び光量変化手段によって自動的にＬＧ入射端
面に入射し得る光量を最大或いは適切な量に調整するこ
とができるため、常に良好な光量を前記ＬＧ入射端面に
提供できるという実用上優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第一実施例にかかる光源装置内部
の要部概要図である。

【図２】図１において示した装置のライトガイドソケッ
トにおける集光状態の説明図である。

【図３】図１において示した装置のライトガイドソケッ
トにおける集光状態の説明図である。

【図４】図１において示した光源装置が収容されている
内視鏡装置の概略図である。

【図５】本発明による第二実施例にかかる光源装置のラ
イトガイド先端部付近の拡大図である。

【図６】図５において示した装置の光電変換素子の配置
を示した図である。

【図７】図５において示した装置の光電変換素子におけ
る集光状態を示した図である。

【図８】本発明による第三実施例にかかる装置構成図で
ある。

【図９】本発明による第四実施例にかかる装置の主要構
成を示すブロック図である。

【図１０】図９において示した装置のライトガイドコネ
クタ受けブロックの外形図である。

【図１１】図９において示した装置の駆動機構の詳細構
成を示す斜視図である。

【図１２】図１１のＸII−ＸII線に沿う断面図である。

【図１３】本発明による第五実施例にかかる光源装置の
概略を示すブロック図である。

【図１４】本発明による第六実施例にかかる光源装置の
概略を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 内視鏡装置 ２ 内視鏡先端部 ３ ライトガイド（ＬＧ） ４ 光源装置 ５，１２，６１ ＬＧソケット ６，３２ 集光レンズ ７，３１，６３ ランプ ８ コントローラ ９，３８，７０ 駆動機構 １０，１６ 光量変化測定器 １１，１１ａ，１１ｂ 集光点 １３ 保持金具 １４，２２ 光量変化測定ユニット １５ 分光ミラー １７ 磁石 １８ テーパー部 １９，１９ａ，１９ｂ 集光点 ２０ 口金 ２１ チューブ ２３ 透明部材 ２４ 孔 ３３ ＬＧコネクタ受けブロック ３４ ＬＧコネクタ受け穴 ３５ 温度センサ ３６ 温度差検出回路 ３７，６９ 制御回路 ３９ レンズ固定ブロック ４０，４１，４２，４５ 台部材 ４３，５１，５２ モータ ４４，５４ ガイドレール ４６ 大ギヤ ４７，５０，５３ 繰り出しネジ ４８，４９ 起立部 ６２ ガイド穴 ６５ 遮光板 ６６ 集光点 ６７ 受光素子 ６８ 輝度信号 ７１ レンズ枠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から発せられた光を内視鏡挿入部の
   先端部に導き被写体に照射するためのライトガイドの入
   射端面に光を集光して供給する光源装置において、 前記ライトガイドを接続保持するライトガイドソケット
   のライトガイド入射端面近傍に複数の光電変換素子を有
   する光量変化測定手段と、該光量測定手段から発せられ
   る検知信号に応答してレンズの移動を行う手段とを具備
   するようにしたことを特徴とする光源装置。