JPS6248494B2

JPS6248494B2 -

Info

Publication number: JPS6248494B2
Application number: JP55165649A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takamatsu
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1987-10-14
Also published as: JPS5789842A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、内視鏡装置に係り、特に内視鏡先
端部が観察部位に接近しすぎた際に生ずる虞れが
ある観察部位の火傷等の事故を防止することがで
きる内視鏡装置に関する。

一般に内視鏡先端部が観察部位に接近しすぎた
場合或は、観察部位に接触した場合、ライト・ガ
イドを介して供給される照明光の熱放射エネルギ
ーによつて観察部位に火傷等が生ずる虞れがある
ことが指摘されている。従来この問題に対処すべ
く種々の提案がなされている。例えば、特許出願
公告45−10992号においては、ライト・ガイドを
介して観察部位に送られ、観察部位で反射されて
イメージ・ガイドを介して供給された反射光強度
を測定する自動露出制御装置を備え、内視鏡先端
が観察部位に近接すると反射光強度が増加するこ
とを利用して照明光を減光するようにしている。
このような装置においては、内視鏡先端部が観察
部位に接近すればする程、ライト・ガイドによる
照明領域とイメージ・ガイドによる観察領域とが
一致しなくなり、極端な場合には照明領域には十
分強い照明光が供給されているにも拘らず観察領
域が暗い状態に保れ、自動露出制御装置が照明光
光量が不足しているとして更に照明光光量を大き
くするように作動してしまい、観察部位の火傷を
助長する虞れがある。また、実用新案出願公告54
−10237号には、上述の特許公報に開示した装置
の欠点を回避すべくライト・ガイドの一部を光照
射強度検出用ガイドとして用いライト・ガイドに
導入された反射光により観察部位への異常接近を
検出する装置が提案されている。この装置におい
ては、ライト・ガイドの一部を分離する為の加工
が困難であり、保守点検がまた困難である問題が
ある。更に、この発明の従来技術には該当しない
が、既に出願された提案として特許出願54−
160171号がある。この提案では、照射領域から反
射されてライト・ガイド内を伝達された反射光を
照明光光路で分離し、これを検出して異常接近に
対処する装置が開示されている。而して、この提
案装置では照明光が反射光分離光学系で減衰し、
照明領域に供給される光量が少なくなる他、光源
装置内の温度が上昇し、反射光光量検出部の受光
素子特性が変化してしまう問題がある。また、ラ
イト・ガイドの照明光入射端面で照明光が乱反射
し、これが受光素子に雑音として入射され、検出
誤差が生じてしまい異常接近を正確に監視するこ
とが困難であるとの問題もある。

この発明は上記のような事情に鑑みなされたも
のであつて、内視鏡先端部の観察部位への異常接
近を正確に検知し、照明光光量を減衰させること
によつて観察部位の火傷等の事故を防止し得る内
視鏡装置を提供するにある。

以下図面を参照しながら、この発明の一実施例
について説明する。

第１図を参照すると、照明光を発生する光源ラ
ンプ２が反射鏡４内に位置され、この光源ランプ
２及び反射鏡４で生じた照明光の光路には、ライ
トガイド６の光入射端面が位置されている。この
ライトガイド６は、光源装置からユニバーサルコ
ード、内視鏡の操作部及び内視鏡の挿入部（いず
れも図示せず）を介して内視鏡先端部７にまで延
び出している。このライトガイド６の光出射端面
は、イメージガイド８の光入射端面とともに内視
鏡先端部に互に隣接して設けられ、イメージガイ
ド８は挿入部及び操作部を介して接眼部にまで延
び出している。内視鏡の接眼部に連結される装置
例えば、カメラ装置には、観察部位９で反射さ
れ、イメージガイド８を介してイメージガイド８
の光射出端面から発せられる反射光の光路上に
は、例えばハーフミラー等から成る光分配器１０
が配設されている。この光分配器１０の透過光光
路には、当該装置の接眼部１５が設けられ、観察
部位の像を観察することができる。また、光分配
器１０の反射光光路上には、受光素子１２が観察
部位からの反射光を検出する為に配置されてい
る。光分配器１０及びイメージガイド８の光路上
にあるパターンの光信号を重畳させるように発光
素子１４が配置され、この発光素子１４には、こ
れにパターン信号を供給する為のマーカー発生器
１６が接続されている。受光素子１２には、この
受光素子１２で検出されたパターン信号から内視
鏡先端部が一定距離以内にまで観察部位に接近し
すぎたか否かを判定する距離判定回路１８が接続
されるとともに、受光素子１２で検出された観察
部位像の明るさ信号を増幅する増幅回路２０に接
続されている。前記距離判定回路１８並びに増幅
回路２０は、いずれも光源ランプ２で発生される
照明光光量を制御する光量制御回路２２に接続さ
れている。

第１図に示される内視鏡装置は、例えば第２図
に示すように構成される。

光分配器１０はたとえば第１のハーフミラー２
４及び第２のハーフミラー２６から構成され、第
１のハーフミラー２４はイメージガイド８の光軸
及び発光素子１２の光軸のいずれにも対してその
面が45度を成すように配置されている。同様に第
２のハーフミラー２６はイメージガイド８の光軸
及び発光素子１４の光軸の夫々に対してその面が
45度を成すように配置されている。受光素子１２
はたとえばSBC（シリコンブルーセル）が用いら
れ、その出力端子は距離判定回路１８の増幅器２
８に接続されている。この増幅器２８の出力端と
反転入力端間には帰還抵抗３０が接続され、増幅
器２８の非反転入力端は接地されている。増幅器
２８の出力端子は、増幅器３２の非反転入力端に
接続されるとともに増幅回路２０の入力端に接続
されている。増幅器３２の出力端と反転入力端間
にはその値が適切に夫々選定された抵抗３４，３
６，３８及びキヤパシタ４０，４２，４４より成
る並列Ｔ型回路が接続され、増幅器３２の出力端
は、さらに抵抗４６を介して接地されるとともに
ダイオード４８のカソードに接続されている。こ
のダイオード４８のアノードには、接地されたダ
イオード５０及びキヤパシタ５２が接続されると
ともに抵抗５４を介して比較器５６の反転入力端
に接続されている。比較器５６の出力端と非反転
入力端間には帰還抵抗５８が接続され、非反転入
力端は抵抗６０を介して所定値に定めた基準電圧
Ｖ_refに接続されている。比較器５６の出力端は
さらに抵抗６２及びフオトカプラ６４の発光ダイ
オード６６を介して正電源＋Ｖ_ccに接続され、フ
オトカプラ６４のフオトトランジスタ６８はエミ
ツタが接地され、コレクタは抵抗７０を介して増
幅回路２０の出力端に接続されるとともに光量制
御回路２２に接続されている。マーカー発生回路
１６はトランジスタ７２，７４、抵抗７６，７
８，８０，８２及びキヤパシタ８４，８６より成
る無安定マルチバイブレータ回路を備え、トラン
ジスタ７２のコレクタは、抵抗８８を介してトラ
ンジスタ９０のベースに接続されている。トラン
ジスタ９０のエミツタは接地され、トランジスタ
９０のコレクタは抵抗９２を介して、たとえば赤
外発光LEDなどの発光素子１４に接続され、こ
の発光素子１４のカソードは、正電源＋Ｖ_ccに接
続されている。

上述した内視鏡装置は、次のように作動され
る。光源ランプ２及び反射鏡４からの照明光は、
ライトガイド６に導入され、観察部位９に照射さ
れる。観察部位で反射された反射光は、イメージ
ガイド８を介して光分配器１０に導入され、光分
配器１０で反射光が分割され一方は受光素子１２
に入射され、他方は接眼部１５を介して術者が観
察することができる。この時、マーカー発生回路
１６で発生されたパターンの信号は発光素子１４
において光強度変調され、光強度変調された光信
号は、分配器１０を介してイメージガイド８の光
出射端から入射され、観察部位９で反射されて、
イメージガイド８を介して再び送られ、光分配器
１０を介して受光素子１２に入射される。

観察部位９と内視鏡先端部７とが十分離間され
ている場合には、受光素子１２が検出する観察部
位９の反射光光量は、小さく、この受光素子１２
によつて変換された信号レベルが低く保れること
となる。従つてこの場合には、増幅回路２０を介
して光量制御回路２２に送られた光量信号に基い
てこの光量制御回路２２は、光源ランプ２の発光
光量を増加するように電力を光源ランプ２に供給
することとなる。その結果、ライトガイド８を介
して接眼部１５に供給される反射光光量は、略一
定に保れ、観察部位の像は、常に一定の明るさで
観察することができる。観察部位９と内視鏡先端
部７間の距離が大きければ、発光素子１４で発生
され、観察部位９からイメージガイド８に反射さ
れるあるパターンの光信号は小さく、従つて、受
光素子１２によつて変換された信号レベルも同様
に低い。この時には、後に詳述するように距離判
定回路１８は作動されず、この距離判定回路１８
からの判定信号によつて光量制御回路２２が光源
ランプ２を減光するように作動することは、妨げ
られる。

次に内視鏡先端部７が観察部位９から十分離れ
た位置から観察部位９に接近するように体腔内を
進入すると、受光素子１２が検出する反射光光量
が増加し、光量制御回路は、増幅回路２０を介し
て供給された光量信号によつて光源ランプ２を減
光し、接眼部１５に送られる観察部位の像を一定
の明るさに維持することとなる。このとき、いま
だに内視鏡先端部７が観察部位に火傷を生じさせ
る程度に接近されていない場合には、依然、距離
判定回路１８は、不作動状態のままに留められ
る。

内視鏡先端部７が観察部位９に熱的影響を与え
る程度に即ち、火傷を生じさせる程度に近接する
と、ライトガイド６の照明領域とイメージガイド
８の観察領域とが完全に一致しなくなり、ライト
ガイド６から観察部位９に照射され、この観察部
位９で反射され、イメージガイド８に入射される
光量が減少され始める。これに対して、発光素子
１４から発生され光分配器１０及びイメージガイ
ド８を介して観察領域９に照射され、この観察領
域９で反射されて再びイメージガイド８及び光分
配器１０に戻される特定パターンの光信号成分
は、増加し始め、受光素子１２で変換される特定
のパターン信号のレベルが上昇する。従つて、こ
の特定パターン信号を選別増幅する距離判定回路
１８が作動してそのパターン信号があるレベル以
上に達すると判定信号として減少信号が光量制御
回路２２に送られ、光源ランプ２の照明光が減少
される。

上述した内視鏡装置の動作を第２図を参照して
より詳細に説明する。抵抗７６，７８，８０，８
２、キヤパシタ８４，８６及びトランジスタ７
２，７４から成る無安定マルチバイブレータ回路
によつてトランジスタ９０がスイツチング動作を
して発光素子１４がある周期Ｔで点滅をくりかえ
す。この発光素子１４からの特定パターン光信号
は第２のハーフミラー２６によつて反射され、イ
メージガイド８の光出射端から入射して観察部位
９に達する。ここで反射された光はイメージガイ
ド８を介して第１のハーフミラー２４で分割さ
れ、その一部が受光素子１２に入射される。受光
素子１２からのパターン信号の出力は、増幅器２
８によつて増幅され、増幅器２０及び増幅器２８
に入力される。増幅器２８の帰還回路に接続され
た並列Ｔ型回路は、その回路の定数が適切に選定
されていることから増幅器２８の出力端には発光
素子１４の点滅周期Ｔに対応した周波数の信号の
みが出力される。この場合、上述の説明から明ら
かなように観察部位９と内視鏡先端部７とが接続
しているほど増幅器３２の出力レベルが大きく、
また、発光素子１４が周期Ｔで点滅されているこ
とから観察部位９からの像情報光成分は、増幅器
３２の出力信号中には含まれないこととなる。こ
の増幅器からの出力は、ダイオード４８，５０及
びキヤパシタ５２で整流・平滑され比較器５６に
よつて基準電圧Ｖ_refと比較される。観察部位９
が熱的悪影響を受ける限界に接近したときの増幅
器３２の入力電圧の値が基準電圧Ｖ_refに設定さ
れていることから、観察部位９と内視鏡先端部７
が接近しすぎた場合には、比較器５６が動作し、
出力電圧が負に変化される。従つてフオトカプラ
６４の発光ダイオード６６が点灯し、フオトトラ
ンジスタ６８が導通され、増幅回路２０の出力は
強制的に高電位に保れる。光量制御回路２２に
は、あたかも受光素子１２が検知する光量が大き
い際の状態と同様の入力信号が入力されているこ
とから、この光量制御回路２２は、光源ランプ２
を減光させるように作動することとなる。照明光
が弱まることから観察部位９は熱的悪影響により
火傷を生じることが防止される。また観察部位９
と内視鏡先端部７とが離れている場合には、距離
判定回路１８即ち、比較器５６は、不作動状態に
維持され、増幅回路２０の出力信号に基いて光量
制御回路２２が作動される。

次に第３図及び第４図を参照してこの発明の他
の実施例について説明する。第３図に示す実施例
においては、光分配器１０はサイコロプリズム９
４で構成され、このサイコロプリズム９４はイメ
ージガイド８の出射面と接眼部１５の間に配置さ
れ、イメージガイド８の光軸の方向のみならず、
これに直角な光軸９６の方向へイメージガイド８
からの観察部位の像を導くことができる。

光軸９６に対して傾いて発光素子１４及び受光
素子１２、並びに受光素子１２にイメージガイド
８の出射面を結像させる光学系９８が設けられ、
発光素子１４，受光素子１２及び光学系９８の
夫々は、サイコロプリズム９４を介してイメージ
ガイド８の光出射端に光学的に結合配置されてい
る。

第３図に示す実施例においては、発光素子１４
から発せられた特定パターンの光信号は、サイコ
ロプリズム９４に導入され、これにより方向が変
えられてイメージガイド８の光出射端に入射され
る。その光信号は、観察部位９で反射され、ライ
トガイド６から送られた照明光とともにイメージ
ガイド８の入射端に入射され、イメージガイド８
の光出射端からサイコロプリズム９４を介してそ
の一部は接眼部１５に、残部は光学系９８を介し
て受光素子１２に入射されることとなる。

光分配器１０をサイコロプリズム９４すなわち
ひとつのハーフミラーで構成することにより、イ
メージガイド８から光分配器１０で分配されて接
眼部１５に入射する光量の損失が減少し、また、
受光素子１２と発光素子１４等を互に近接するこ
とができることから小型に作ることができる。

更に第４図に示した実施例においては、光分配
器１０は、同様にサイコロプリズム９４によつて
構成され、イメージガイド８の光出射面と接眼部
１５との間に配置され、イメージガイド８からの
光像を受光素子１２に導入するように位置されて
いる。第５図に示すように受光素子１２の中央部
付近には発光素子１４が、サイコロプリズム９４
を介してイメージガイド６の光出射面に対向する
ように設けられ、かつ受光素子１２と一体的に形
成されている。

この実施例においては、発光素子１４から発生
された特定パターンの光信号はサイコロプリズム
９４に入射され、方向が変えられてイメージガイ
ド８の出射端に導入される。この光信号は、観察
部位９で反射され、ライトガイド６を介して送ら
れた照明光とともにイメージガイド８の入射端に
入射され、イメージガイド８の光出射端からサイ
コロプリズム９４を介してその一部は接眼部１５
に、残部は受光素子１２に入射される。第３図に
示した実施例によれば受光素子１２、発光素子１
４の光軸調節を夫々独立に行なうことを要し、作
業が煩雑であつたが、本実施例では受光素子１２
と発光素子１４とを一体的に形成したので取りつ
け、調節が容易にできる利点がある。

尚、上述した実施例においては、マーカー発生
回路１６は無安定マルチバイブレータ回路より成
る発振回路を用いているがこれに特に限定される
ものではなく他の発振回路あるいは巡回的な信号
パターンの発生回路であつてもよい。また、内視
鏡に写真カメラあるいはテレビカメラなどを接続
するときにはこれらのカメラに内蔵された露光制
御用の受光素子を受光素子１２として用いてもよ
い。更に、この発明は、増幅回路２０、光量制御
回路２２を有さず、通常は照明光を何ら自動調光
しない内視鏡においても適用することができるこ
とは、明らかである。更に又、イメージガイド８
を用いて測距しているため、先端ランプ式内視鏡
などの、ライトガイド６を有しない内視鏡にも適
用することができる。

上記実施例においては、内視鏡先端部と観察部
位との間隔が小さい場合、照明光を減光させてい
るが、これと同時または別個に、接近しすぎたこ
とを術者に知らせるようにしても良い。例えば、
警報ブザーを光源に設けたり或は、警報表示器を
接眼部に設け、距離判定回路１８の出力によつて
動作するように構成してもよい。また、測距光即
ち、パターン光信号を照明光から分離する為に、
測距光の波長を照明光にほとんど含まれない波長
に設定し、光学的フイルタで分離してもよい。

以上のように、この発明によれば、ライトガイ
ドを介して送られる照明光を損ねることがなく、
内視鏡先端が観察部位に異常接近したことを確実
に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の内視鏡装置の一実施例を
示すブロツク図、第２図は、第１図の詳細を示す
回路図、第３図及び第４図は、夫々第１図に示し
た光分配器の変形例を示す概略図、及び第５図は
第４図に示した発光素子と受光素子との配置関係
を示す平面図である。２……光源ランプ、６……ライトガイド、７…
…内視鏡先端部、８……イメージガイド、９……
観察部位、１０……分配器、１２……受光素子、
１４……発光素子、１５……接眼部、１６……マ
ーカー発生回路、１８……距離判定回路、２０…
…増幅回路、２２……光量制御回路、２４，２６
……ハーフミラー、２８，３２…増幅器、３０，
５８……帰還抵抗、３４，３６，３８，４６，５
４，６０，６２，７６，７８，８０，８２，８
８，９２……抵抗、４０，４２，４４，５２，８
４，８６……キヤパシタ、４８，５０……ダイオ
ード、５６……比較器、６４……フオトカツプ
ラ、７２，７４，９０……トランジスタ、９４…
…サイコロプリズム。

Claims

【特許請求の範囲】

１観察部位を照明する為の照明装置と、観察部
位の像情報を含む観察部位からの反射光を伝達す
るイメージガイドと、このイメージガイドに光学
的に結合され、このイメージガイドを介して伝達
される光を分割する光分配装置と、イメージガイ
ド内に導入され、観察部位で反射され、再びイメ
ージガイドを介して伝達される光信号を発生する
発光装置と、前記イメージガイドを介して伝達さ
れ、前記光分配装置で分割された観察部位の像情
報を含む反射光及び発光装置で発生された光信号
を検出する受光素子と、この受光素子で生じた出
力信号から光信号に対応する信号成分を分離する
分離回路と、この分離回路で分離された信号成分
がある一定値以上に達した際に前記照明装置から
発生される照明光を減光させる減光回路とより成
ることを特徴とする内視鏡装置。