WO2013021739A1 - 医療機器 - Google Patents

Abstract

　医療機器は、観察部の撮像する視野を移動する視野切換機構と、全視野を移動によりカバーする照明光の照射範囲を有する照明部を有する照明光切換機構とが一体的に構成され、観察部の回動と同期して視野に合致して照明光の照射範囲内を移動して現在の視野に照明光を照射する。

Description

医療機器

　本発明は、視野の移動に応じて照明し、観察対象箇所の画像情報を取得する医療機器に関する。

　医療機器である内視鏡本体の先端部には、観察対象を撮像した動画像を画像情報として取得する撮像装置と、その撮像のために観察対象を照明する照明部が設けられている。撮像装置は、これまで撮像する視野の移動がなく固定焦点の撮像光学系を採用していたため、視野は、固定であった。一般的な照明部は、先端部に照射窓を設けて、外部の光源からライトガイドファイバにより照明光を導光し、この視野を僅かに超える範囲を照射し、均一で所望する照度となるように照明している。

　また、硬性鏡等においては、硬質な挿入部であり、先端に設けられた撮像装置（対物レンズ）は、挿入部と一体的であるため、観察したい箇所を視野に入れる場合には、挿入部を移動しなければならなかった。

　これに対して、挿入部を移動せずに、視野を移動する技術として、例えば、特許文献１には、イメージガイドの先に回動可能な視野変換片、要はミラーを回動可能に設けて、その視野変換片をワイヤに繋ぎ、ワイヤの押し引きにより視野を任意に観察する視野変換式内視鏡が提案されている。他には、イメージガイドを軟質チューブに装嵌し、その先端をワイヤに繋ぎ、さらに照明変換片を設けて、ワイヤの押し引きにより視野を照明しながら任意に観察することができる概念的な構成も提案されている。尚、照明変換片の実体的な記載はなく、照明をどのようにして発生させるかについては記述されていない。

　前記特許文献１は、思想的な形態を提案するものであり、ＣＣＤ等の固体撮像素子を撮像装置として用いた内視鏡に適用すると、照明部を伴って撮像装置を可動させる可動機構は、複雑な構成となる上、先端部を小型化することは容易ではない。

　従って、撮像装置を可動する機構であっても、照明光を照射するための照射窓は、先端部に固定され、可動する撮像装置の全視野範囲をカバーするように照明することが構成的に容易である。既に、提案されている撮像装置を可動する内視鏡においても、固定された照明窓から撮像装置の可動範囲における全視野をカバーするように常時、照明されている。

　しかしながら、照明する範囲は、本来であれば実質的な視野のみを照明することで十分であり、照明に費やすエネルギーを無駄に消費している。また、過度の照明光の光量は、内視鏡先端部分の温度上昇も招くため、その対策も必要となり、実質的な視野以外を照明する光量は減少させることがより好ましい。

特開昭５２－７１８８８号公報

　本発明に従う実施形態は、視野を移動する撮像装置を搭載して、その視野範囲を選択的に照明する照明装置を備え、照明に費やすエネルギーの消費を抑制し、且つ挿入部の小型化を実現する医療機器である。

　本発明の１つの実施形態の医療機器は、予め定めた範囲内で視野を移動可能な観察部と、外部から導光された照明光を前記範囲内にある視野に向けて照射口から照射する照明部と、操作部位による移動操作に従い前記観察部を回動させて前記視野を移動させる視野切換機構と、前記照射口に前記照明光を導光する光導入面及び、該光導入面と対向して配置され前記光導入面に前記照明光を出射する光導出面を備え、前記観察部の移動に対応した 前記視野に照準する前記照射口の一部に前記照明光を導光する照明光切換機構と、を具備する。

図１Ａは、本発明の医療機器に係る実施形態として、内視鏡装置の外観構成を示す図である。 図１Ｂは、内視鏡装置の操作部９の外観構成を示す図である。 図２は、内視鏡装置本体の挿入部の先端機構の外観構成を示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係る視野切換機構の断面構成を示す図である。 図４Ａは、視野が０°方向を向く撮像部の状態を示す図である。 図４Ｂは、撮像部とラック部との位置関係を示す図である。 図４Ｃは、視野が０°方向を向くときの照明光を照射する照明口の領域を示す図である。 図５Ａは、視野が４５°方向を向く撮像部の状態を示す図である。 図５Ｂは、視野が４５°方向を向くときの照明光を照射する照明口の領域を示す図である。 図６Ａは、視野が９０°方向を向く撮像部の状態を示す図である。 図６Ｂは、撮像部とラック部との位置関係を示す図である。 図６Ｃは、視野が９０°方向を向くときの照明光を照射する照明口の領域を示す図である。 図７は、図３のＡ-Ａ側から見た挿入部側の照明光切換機構の断面構成を示す図である。 図８Ａは、図３のＢ-Ｂ側から見たユニバーサルケーブル側の照明光切換機構の断面構成を示す図である。 図８Ｂは、Ｂ-Ｂ側から見た照明光切換機構を斜め方向から見た概観構成図である。 図９は、グリップ先端部内部に設けられた光導入面の構成例を示す図である。 図１０Ａは、撮像部の視野が０°方向における光導出面の位置を示す図である。 図１０Ｂは、光導出面の位置に対応するガイド孔内のカムピンの位置を示す図である。 図１１Ａは、撮像部の視野が４５°方向における光導出面の位置を示す図である。 図１１Ｂは、光導出面の位置に対応するガイド孔内のカムピンの位置を示す図である。 図１２Ａは、撮像部の視野が９０°方向における光導出面の位置を示す図である。 図１２Ｂは、光導出面の位置に対応するガイド孔内のカムピンの位置を示す図である。 図１３Ａは、第２の実施形態に係る硬性内視鏡の挿入部の先端部に設けられた照明光切換機構の構成例を概念的に示す図である。 図１３Ｂは、挿入部側の光導入面を示す図である。 図１３Ｃは、液晶シャッタを有する光導出面を示す図である。 図１４は、第３の実施形態に係る硬性内視鏡の挿入部の先端部に設けられた照明光切換機構の外観構成に示す図である。 図１５Ａは、挿入部側の光導入面を示す図である。 図１５Ｂは、機械的シャッタ板を有する光導出面を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。　
　［第１の実施形態］
　図１Ａは、本発明の医療機器に係る実施形態として、内視鏡装置の外観構成を示す図である。図１Ｂは、内視鏡装置の操作部９の外観構成を示す図である。

図２は、内視鏡装置本体の挿入部の先端機構の外観構成を示す斜視図である。

　本実施形態は、硬性内視鏡における硬性な挿入部に設けられた先端部の構成を一例として説明する。本実施形態の照明部は、観察する全視野（又は撮像する全視野）をカバーする照明光の照射範囲を有し、観察部（又は、撮像部）の回動に同期して、移動する現在の視野に照準する部分照射領域に対して照明光を照射する。以下に説明する各実施形態及び変形例においては、観察部は、画像データ（映像信号）を取得する撮像素子を含む撮像部として説明するが、画像の取得が必要なく、目視のみでよい場合には、レンズ光学系のみによる観察部であってもよい。尚、観察部は、撮像部を含むものとし、観察部又は撮像部における目視可能範囲又は撮像可能範囲を、共に視野と称する。

　内視鏡装置１は、体腔内に挿入される挿入部２と、挿入部２の先端に設けられた先端機構部３と、挿入部２の基端側に設けられ、後述する撮像部の回動による視野の変更視野切換機構１０及び照明光の選択切換を行う照明光切換機構（変更視野切換機構に一部含まれる）を含む操作部９と、照明光を伝搬する導光路であるライトガイドファイバ（又は、光ファイバケーブル）１５と信号ケーブルを含むユニバーサルケーブル１００と、図示しないカメラに接続するためのカメラプラグ１０２と、ユニバーサルケーブル１００からカメラプラグ１０２に光学的に分岐するためのライトガイドコネクタ１０１と、図示しない可変可能な所定長の波長帯域の光を生成する光源装置及びシステムコントローラ（ＣＣＵ等を含む）に接続するためのライトガイドアダプタ１０３とで構成される。また、操作部９には、撮影等に用いられる３つの遠隔操作スイッチ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が設けられている。照明部は、光源装置と、ライトガイドファイバ１５と、照射口６（又は、ライトガイド出射端）とで構成される。

　先端機構部３は、挿入部２の先端側であり、図２に示すように、回動により視野を移動する撮像部５と、撮像部５の周囲に設けられ、移動範囲の全視野をカバーすることができる照明光を照射する照明部の照射口６とが設けられている。また、図２に示す先端機構部３の先端表面には、撮像部５や対物レンズ４が配置された内部が水密となるように、図示しない透明カバーレンズが照射口６の内側に沿って設けられている。勿論、その透明カバーレンズは、照射口上を含めて覆うように設けられてもよい。撮像部５は、後述するラックアンドピニオン機構（ラック部７，ギヤ（ピニオン）部８）により回動されて、対物レンズ４も一体的に回動する。

　ここで、先端機構部３に設けられた撮像部５の回動について説明する。 
　図４Ａは、外部カバーが外された視野切換機構１０における視野が０°方向を向く撮像部の状態を示す図、図４Ｂは、撮像部とラック部との位置関係を示す図である。

　図４Ｂに示すように、撮像部５は、筐体が例えば、ドラム形状を成し、横倒しになった状態で、回動可能に軸支されて、枠３ａ内に収容されている。筐体のドラム側面には対物レンズ４が配置され、内部には、撮像ユニット（図示せず）が収容されている。撮像ユニットは、対物レンズ４により集光及び合焦された光像を受光して映像信号を生成する固体撮像素子（ＣＣＤ等）及び映像信号の画像処理を行い、画像情報（画像データ）を生成し、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）に送出する。

　撮像部５の筐体の下面には、ギヤ部８が設けられている。また、このギヤ部８に歯合するギヤが形成されたラック部７が移動可能に設けられている。このラック部７は、操作部９内に設けられた後述する視野切換機構１０によって前後移動する。この前後移動に伴い、歯合する撮像部５は回動され、対物レンズ４も一体的に、図４Ｂに示す例えば、０°（水平方向：挿入部２が進行する軸方向）から、後述する図６Ｂに示す少なくとも９０°まで回動する。尚、照明光が届く範囲内であれば、０°～９０°に限定されるものではない。

　また、本実施形態では、撮像ユニットが撮像部５内に搭載され、その撮像部５を回動する構成であったが、これに限定されるものではない。他にも、撮像素子を含み映像信号を生成する撮像ユニットと、観察対象の光像を結像する光学系と、を分離し、光学系のみを回動させる構成であってもよい。つまり、回動する部分を対物レンズと、結像された光束（光像）を屈曲して撮像ユニットに導光する導光部、例えばプリズム等と、により構成される光学系であってもよい。

　また、本実施形態では、ラック部７及びギヤ部８を組み合わせた回転機構であるが、これに限定されるものではなく、例えば、プーリとワイヤとの組み合わせにより、撮像部５を回動可能に支持する支持軸にプーリを取り付け、同様にモータの軸にプーリを取り付けて、ワイヤを張り、ワイヤ牽引により撮像部を回動させる構成であってもよい。この時、支持軸に嵌め込まれたプーリには、回転したプーリが任意に定めた基準位置に戻れるように、付勢力を有する部材、例えばゼンマイバネを取り付けてもよい。

　照射口６には、裏面側から図示しないライトガイドファイバの端面（光照射面）が配置されている。照射口６へのファイバー端面の配置は、ここでは、均一な分布になるように配置されている。しかしながら、ファイバー端面の配置は、均一な分布の配置に限定されるものではなく、水平方向（０°）に照射する光量が多くなるようにファイバー端面を密にし、上方向へ照射する光量が少なくなるようにファイバー端面を粗に配置することもでき、適宜、設計に応じて、照射する光量の割合を変更することが可能である。尚、ファイバー端面の配置を粗・密以外に代える場合には、均一な密度で照射口６の幅を変更することでも実現することができる。

　次に、視野切換機構１０について説明する。　
　図３は、第１の実施形態に係る視野切換機構の断面構成を示す図である。　
　視野切換機構１０は、操作部９内に設けられている。視野切換機構１０は、撮像部５を回動させることで対物レンズ４を回動させて、視野の方向を変更する機構と、照射口６における照明光の照射領域（部分照射領域６ａ，６ｂ，６ｃ）を現在の視野により選択切換する機構とが一体的に構成されている。

　図３に示すように、操作部９のグリップ１１と挿入部２が連結されている。具体的には、信号ケーブル等を収納するグリップ１１の固定パイプ１１ａ上に、挿入部２側の操作半パイプ１８が前後移動可能に嵌装されている。操作半パイプ１８は、直接的に、又はワイヤ等を介して前述したラック部７の端部に連結している。

　視野を移動させる視野切換機構は、主として、グリップ１１と、操作部位である回転リング１２と、カム１３（ライトガイド出射口金）と、カムピン１４と、
移動リング１６と、操作半パイプ１８と、ラック部７と、ギヤ部８とで構成される。この構成において、グリップ１１内の中央部分に信号ケーブル等が配線され、先端機構部３まで貫通する固定パイプ１１ａが設けられ、その端部は、図８Ｂに示すように、半分に切り欠かれて、段差が設けられて、半周に渡って、固定パイプ１１ａが露出している。

　その固定パイプ１１ａの切り欠き部分には、操作半パイプ１８が対向して合致するように嵌装されている。操作半パイプ１８は、半円が切り欠き部分に当接することで回転が制限され、前後に移動可能となる。

　カム１３の内部には、図８Ａに示すように、光源から光束を導くライトガイドファイバ（導光路）１５が円弧状に配設され、ファイバー端面による平坦な光導出面１５ａを形成している。カム１３は、回転リング１２とネジ止めにより固定され、回転リング１２を回転させると、グリップ上を一体的に回転する。また、図３に示すように、操作半パイプ１８には、パイプ外面に半円筒部材１７が固定される。半円筒部材１７には、移動リング１６がネジ止めにより固定されている。

　また、移動リング１６とカム１３は、移動リング１６が前後方向に移動し、カム１３が回転方向に移動するため、僅かな隙間を有し、互いに滑り動く構成にある。カム１３の内周面に対して接触する移動リング１６及びグリップ１１の半外周面は、接触摩擦が小さくなるように、材料として例えば、硬質な樹脂部材を用いてもよいし、又は表面処理加工した金属部材を用いてもよいし、ベアリング等を利用してもよい。

　カムピン１４は、移動リング１６とはネジ止めにより固定され、カムピン１４のヘッド部分は、図１１Ｂに示すようなカム１３の斜め方向に形成されたガイド孔１９に摺動可能に嵌装されている。尚、図３に示すカムピン１４のヘッド部分は、ガイド孔１９の壁面とは、間隔が空くように示されているが、これは、図１１Ｂに示すように、斜め溝を水平方向Ｃに切った断面であるため生じたものであり、実際には、摺動に必要な隙間のみが設けられている。

　この構成において、カムピン１４が固定されている移動リング１６は、半円筒部材１７を介して、操作半パイプ１８に固定されている。操作半パイプ１８は、前述したように、固定パイプ１１ａの切り欠き部分に当接しているため、回転方向と直交する回転軸方向即ち、前後方向にのみに移動可能である。即ち、カムピン１４は、斜めに延伸するガイド孔１９の縦方向（前後方向）のみに移動することができる。

　従って、回転リング１２を回動させると、一体的にカム１３が回動する。カム１３の斜めのガイド孔１９も回動し、嵌装されているカムピン１４がガイド孔１９の回動方向の力により、前後方向に押し引きされる。よって、カムピン１４の前後動作により、操作半パイプ１８がラック部７を前後に移動させて、撮像部５を回動させる。尚、回転リング１２における回動の範囲は、図７に示す光導入面１５ｂ内を光導出面１５ａが移動する範囲（角度）内である。

　図４乃至図６を参照して、撮像部５における視野の変更について説明する。　
　ここで、図４Ｃは、視野が０°方向を向くときの照明光を照射する照明口の部分照射領域（ハッチング部分）を示す図である。図５Ａは、前記視野切換機構１０における視野が４５°方向を向く撮像部の状態を示す図、図５Ｂは、視野が４５°方向を向くときの照明光を照射する照明口の部分照射領域（ハッチング部分）を示す図である。図６Ａは、前記視野切換機構１０における視野が９０°方向を向く撮像部の状態を示す図、図６Ｂは、撮像部とラック部との位置関係を示す図、図６Ｃは、視野が９０°方向を向くときの照明光を照射する照明口の部分照射領域（ハッチング部分）を示す図である。尚、本実施形態では、部分照明領域（例えば、６ａ、６ｂ、６ｃ）から照射される照明光の照射範囲は、視野範囲以上で近似な範囲であり、少なくとも視野内を同じ照度で均一に照明する範囲とする。

　図４Ａに示すように、対物レンズの光軸が挿入方向ｓと同軸である場合に、視野（例えば、視野範囲の中心）が０°としている。この時、図４Ｃに示すように、照明口６の部分照射領域６ａから０°方向を向く視野範囲に照明光が照射される。図４Ｂ示すように、ラック部７は、最も退避した状態で撮像部５のピニオン部８と歯合している。術者が前述したように回転リング１２を回すことによって、操作半パイプ１８が前進するため、ラック部７も前進する。図５Ａに示すように、ラック部７の前進により、歯合する撮像部５が回動し、視野が４５°に移動する。この時、図５（５）に示すように、照明口６の部分照射領域６ｂから４５°方向を向く視野範囲に照明光が照射される。

　さらに、ラック部７の前進により、図６Ａに示すように、撮像部５が回動し、対物レンズ４の光軸が挿入方向ｓに対して９０°になる。即ち、視野が９０°に移動する。この時、図６Ｃに示すように、照明口６の部分照射領域６ｃから９０°方向を向く視野範囲に照明光が照射される。

　従って、撮像部５の回動により、対物レンズ４の光軸が０°から９０°までリニアに変化して、視野においても０°から９０°までリニアに移動させると共に、その移動する視野範囲をカバーするように照明光が一体的に移動する。尚、図４Ａ乃至図６Ｃに示した０°、４５°及び９０°の方向は、これらの方向に限定されるものではなく、０°から９０°までの代表例として示しているものである。本実施形態では、ラックアンドピニオンによる駆動機構により、撮像部を回動させたが、これに限定されるものではなく、例えば、ワイヤとプールによる駆動機構であってもよいし、極小モータ等を用いた構成であってもよい。

　次に、移動した視野により部分照明領域を選択切換する照明光切換機構について説明する。　
　図７Ａは、図３のＡ-Ａ側から見た挿入部側の照明光切換機構の断面構成を示す図、図８Ａは、図３のＢ-Ｂ側から見たユニバーサルケーブル側の照明光切換機構の断面構成を示す図、図８Ｂは、Ｂ-Ｂ側から見た照明光切換機構を斜め方向から見た概観構成図である。

　本実施形態の照明光切換機構は、図３に示すように、主として、グリップ１１と、回転リング１２と、カム１３と、グリップ先端部２１と、で構成される。照明光切換機構は、前述した視野切換機構と一体的に挿入部２の基端側に設けられ、本実施形態においては、その基端部に設けられた操作部９の中に共に収容されている。

　図８Ａに示す回転リング１２（光導出面１５ａ）側の照明光切換機構において、カム１３内部には、１／４円周の長さを有する円弧形状で、ファイバー端面による平坦な光導出面１５ａが設けられている。また、中央部分には、固定パイプ１１ａを支持するグリップ１１と、前後移動可能に嵌装される操作半パイプ１８と、が配置されている。

　また、図３に示すように、挿入部（光導入面１５ｂ）側の照明光切換機構（ライトガイド入射口金）において、操作部９の先端には、回転リング１２と接するように、グリップ先端部２１がネジにより螺着されている。図７に示すライトガイド入射口金においては、グリップ先端部２１の内側には、カム１３の光導出面１５ａから光束を受け取るライトガイドファイバ１５が半円状に配設され、ファイバー端面による平坦な光導入面１５ｂが設けられている。また、中央部分には、固定パイプ１１ａを支持するグリップ１１と、前後移動可能に嵌装される操作半パイプ１８と、が配置されている。

　このように照明光切換機構は、図示しない光源から導入された照明光の光束を円弧形状に照射する光導出面１５ａと、照射口６に光を導光する半円形状の光導入面１５ｂとが移動可能に対向して配置される。本実施形態の構成においては、グリップ先端部２１の光導入面１５ｂが操作部９に固定され、カム１３の光導出面１５ａが回転リング１２の回転に従って、光導入面１５ｂと対向した状態で回転移動する。このとき、外部への光の漏れはないものとする。

　この例では、光導入面１５ｂは、１／４円周長の弧を有する光導出面１５ａよりも長い半円の円弧であり、光導出面１５ａより出射された全光束は、光導入面１５ｂの一部の領域に入射して照射口６まで導かれ、全照射口６のうちの一部の領域（６ａ，６ｂ，６ｃ）から照明光が照射される。尚、光導出面１５ａと光導入面１５ｂとの面積比は、設計時に適宜設定される。

　図９乃至図１２を参照して、照明光切換機構における視野の切換動作と照明領域の移動について説明する。　
　本実施形態の照明光切換機構は、操作部９において、前述した視野切換機構と一体的に構成されているため、操作部（回転リング１２）４による視野切換機構の視野の切換動作と同期して、その視野のみを照明するように照準して照明領域を移動する。

　図９は、グリップ先端部２１内部に設けられた光導入面１５ｂの構成例を示す図である。図１０Ａは、撮像部の視野が０°方向におけるカム１３内部に設けられた光導出面１５ａの位置を示す図、図１０Ｂは、光導出面１５ａの位置に対応するガイド孔１９内のカムピン１４の位置を示す図である。図１１Ａは、撮像部の視野が４５°方向におけるカム１３内部に設けられた光導出面１５ａの位置を示す図、図１１Ｂは、光導出面１５ａの位置に対応するガイド孔１９内のカムピン１４の位置を示す図である。図１２Ａは、撮像部の視野が９０°方向におけるカム１３内部に設けられた光導出面１５ａの位置を示す図、図１２Ｂは、光導出面１５ａの位置に対応するガイド孔１９内のカムピン１４の位置を示す図である。

　撮像部５の対物レンズ４の光軸が挿入方向ｓと同軸である場合には、図１０Ａに示すように、光導出面１５ａは、可動範囲の左端（０°方向時）に存在する。また、カムピン１４は、斜めに傾いたガイド孔１９の最も後端側に存在する。これらの位置において、光源から導光された光束は、図９に示す光導入面１５ｂの部分照明領域６ａに入射する。図４Ｃ、図５Ｂ、図６Ｃに示すように、照明光は、部分照射領域６ａの中心が０°方向から９０°方向までの視野範囲をカバーする範囲になるように照射口６の領域の一部から照射される。

　術者が回転リング１２を回転させると、例えば、図１１Ａに示すように、光導出面１５ａは、可動範囲の中央（４５°方向時）に存在する。また、カムピン１４は、ガイド孔１９の中央に存在する。これらの位置において、光源から導光された光束は、図９に示す光導入面１５ｂの部分照明領域６ｂに入射する。図５Ｂに示すように、照明光は、部分照射領域６ｂの中心が４５°方向で視野範囲をカバーする範囲になるように照射窓から照射される。

　さらに、術者が回転リング１２を回転させると、例えば、図１２Ａに示すように、光導出面１５ａは、可動範囲の右端（９０°方向時）に存在する。またカムピン１４は、斜めに傾いたガイド孔１９の最も先端側に存在する。これらの位置において、光源から導光された光束は、図９に示す光導入面１５ｂの部分照明領域６ｃに入射する。図６Ｃに示すように、照明光は、部分照射領域６ｃの中心が９０°方向で視野範囲をカバーする範囲になるように照射窓から照射される。

　尚、本実施形態では、光導出面１５ａは、円盤形のカム１３における１／４円周の長さの円弧を例としているが。これに限定されるものではなく、その円弧長の大きさは適宜変更することができる。この円弧長の大きさは、照明光が照射される照射窓の面積に比例する。

　以上説明したように、本実施形態の照明光切換機構は、一体的に構成される視野切換機構による撮像部の回動と同期して、視野に合致する部分照明領域を移動する照明光切換機構を提供する。つまり、照明部は、全視野をカバーする照明光の照射範囲を有し、撮像部の回動に同期して、その照射範囲内を移動し、現在の視野に合致するように部分照射領域に照明光を照射することができる。

　従って、本実施形態によれば、視野範囲の内の現在の視野のみを照明することにより、照明に費やすエネルギーの無駄をなくして、過度な照明光の光量を抑制し、内視鏡先端部分の温度上昇も抑制することができ、且つ挿入部の小型化を実現する。

　（第１の実施形態の第１の変形例）　
　第１の実施形態の変形例について説明する。　
　前述した第１の実施形態では、カムを回転させることで、光導入面１５ｂの照明領域を選択していたが、本変形例は、操作部９内で光導出面１５ａと光導入面１５ｂの間に、回動可能なプリズム及びミラー等の光偏向部材や反射部材を組み合わせて配置する構成である。撮像部５の視野の角度に基づき、光偏向部材により、予め光導入面１５ｂの照明領域に対応して配置されたミラーを選択して照明光を導光する。　
　本変形例によれば、第１の実施形態と同等な作用効果を得ることができる。

　（第１の実施形態の第２の変形例）　
　第１の実施形態の変形例について説明する。　
　前述した第１の変形例では、プリズム及びミラー等の光偏向部材や反射部材を組み合わせた構成であったが、本変形例は、バーコードリーダ等に搭載される走査駆動型ミラー（走査ミラー）を用いる。この走査ミラーは、ミラー裏面で軸支され、ミラーと反対側で支持される磁石等に近接して電磁石を配置し所定タイミングで極性を反転させることで、走査ミラーを振り子状に移動させる。光導出面１５ａと光導入面１５ｂとをある角度を持たせて配置し、その間に走査ミラーを設けて、光導出面１５ａから出射された照明光（光束）を反射して光導入面１５ｂに入射させる構成とする。そして、照明光に点滅光を用いて、点灯のタイミングと走査ミラーの走査タイミングを合わせることにより、光導入面１５ｂの任意の一領域に入射することができる。　
　本変形例によれば、第１の実施形態と同等な作用効果を得ることができる。

　［第２の実施形態］
　次に、図１３Ａ乃至図１３Ｃを参照して、第２の実施形態に係る照明光切換機構について説明する。　
　本実施形態の視野切換機構は、液晶シャッタを用いて、光源から導光された光束を分割的に遮光して、照射窓から現在の撮像部における撮像する視野を照明する照明光のみを照射させる構成である。

　図１３Ａは、硬性内視鏡の挿入部の先端部に設けられた照明光切換機構の構成例を概念的に示す図、図１３Ｂは、挿入部側の光導入面を示す図、図１３Ｃは、液晶シャッタを有する光導出面を示す図である。尚、撮像部を回動し視野を移動させる視野切換機構は、前述した第１の実施形態と同等であり、同じ参照符号を用いて、ここでの説明は省略する。

　本実施形態の照明光切換機構は、ライトガイドファイバ１５が接続され、複数の照明窓３４（３４ａ乃至３４ｆ）に導光する照明光を選択的に透過（又は、遮光）する液晶シャッタを有する液晶シャッタ部３１と、液晶シャッタ部３１と接合され、それぞれの照明窓３４に照明光を導光する分割ライトガイドファイバ部３２と、で構成される。この照明光切換機構は、操作部９内に設けてもよいし、熱的に問題が発生しなければ、内視鏡の先端部分に設けることも可能である。

　分割ライトガイドファイバ部３２から照明窓３４ａ乃至３４ｆまでは、それぞれライトガイドファイバ３３ａ乃至３３ｆにより照明光が導光される。尚、前述した第１の実施形態における照明窓は、１つの窓で全視野をカバーする照明光の照射範囲を有していたが、本実施形態では、それぞれに分割された照明窓の構成例である。勿論、本実施形態の照明窓と第１の実施形態の照明窓とを互いに入れ替えて適用することも容易である。

　図１３Ｂにおいて、先端側の光導入面１５ｂは、ライトガイドファイバ３３ａ乃至３３ｆに対応づけて、部分光導入面３５ａ乃至３５ｆに分割されて設けられている。図１３Ｃにおいて、操作部９側の光導出面１５ａには、例えば、４つに区分された液晶シャッタ面３６ａ乃至３６ｄが設けられている。これらの光導入面１５ｂと光導出面１５ａとは、光が漏れ出ないように対向して接合される。

　撮像部５を回転させる回転リング１２にセンサを設けて、撮像部５の視野の角度（対物レンズ４の光軸角度）を求めて、図示しない液晶シャッタ駆動機構にその角度情報（センサ信号）を出力する。

　このように構成された照明光切換機構は、例えば、撮像部５が０°方向を視野としている場合には、照明光が液晶シャッタ面３６ａ，３６ｂを透過し、それ以外の照明光は液晶シャッタ面３６ｃ，３６ｄにより遮光される。同様に、撮像部５が４５°方向を視野としている場合には、照明光が液晶シャッタ面３６ｂ，３６ｃを透過し、それ以外の照明光は液晶シャッタ面３６ａ，３６ｄにより遮光される。さらに、撮像部５が９０°方向を視野としている場合には、照明光が液晶シャッタ面３６ｃ，３６ｄを透過し、それ以外の照明光は液晶シャッタ面３６ａ，３６ｂにより遮光される。

　以上説明したように、本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、視野範囲の内の現在の視野のみを照明することにより、過度な照明光の光量を抑制し、内視鏡先端部分の温度上昇も抑制することができ、且つ挿入部の小型化を実現する。また、機械的な構成部位がないため、低コストにより実現することができ、電気的に駆動制御できるため、操作が容易になる。

　［第３の実施形態］
　次に、図１４及び図１５を参照して、第３の実施形態に係る照明光切換機構について説明する。本実施形態の視野切換機構は、切り欠き窓を用いて、光源から導光された光束を分割的に透過して、照射窓から現在の撮像部の視野を照明する照明光のみを照射させる構成である。

　図１４は、硬性内視鏡の挿入部の先端部に設けられた照明光切換機構の外観構成に示す図、図１５Ａは、挿入部側の光導入面を示す図、図１５Ｂは、機械的シャッタ板を有する光導出面を示す図である。尚、撮像部を回動し視野を移動させる視野切換機構は、前述した第１の実施形態と同等であり、同じ参照符号を用いて、ここでの説明は省略する。

　本実施形態の視野切換機構は、液晶シャッタに代わって機械的シャッタを用いた構成例である。光源から導光された光束を部分的に透過させて、照射窓から現在の撮像部の視野を照明する照明光のみを照射させる構成である。

　図１４に示すように、複数の照明窓４１（４１ａ乃至４１ｄ）に導光する照明光を選択的に透過（又は、遮光）する切り欠き部４４を有するシャッタ板４２と、シャッタ板４２と近接配置され、それぞれの照明窓４１に図示しない分割ライトガイドファイバにより照明光を導光する。シャッタ板４２は、中心が回転可能に軸支され、図示しない駆動部によりいずれの回転方向にも回転することができる。

　本実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、撮像部５の視野の角度、即ち、対物レンズ４の光軸の角度に基づき、シャッタ板４２を回転させて、照明光の照射領域に対応する光導入面の領域に切り欠き部４４を合わせることで、照明光を透過して、照明窓４１から観察対象に照射する。　
　本実施形態においては、１／４円周長の切り欠き部４４を形成したシャッタ板４２を用いて、先端側の半円の光導入面１５ｂに照明光を透過させる例である。

　図１５Ａに示すように、例えば、撮像部５が０°方向を視野としている場合には、シャッタ板４２の切り欠き部４４が左端４４ａに位置させて、照明光を透過し、それ以外の照明光はシャッタ板４２により遮光され、図１４に示す照明窓４１ａ，４１ｂのみから照明光が照射される。同様に、撮像部５が４５°方向を視野としている場合には、切り欠き部４４を中央４４ｂに位置させて、照明光を透過し、照明窓４１ｂ，４１ｃのみから照明光が照射される。さらに、撮像部５が９０°方向を視野としている場合には、切り欠き部４４を右端４４ｃに位置させて、照明光を透過し、照明窓４１ｃ，４１ｄのみから照明光が照射される。

　以上説明したように、本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、撮像する視野範囲の内の現在の視野のみを照明することにより、過度な照明光の光量を抑制し、内視鏡先端部分の温度上昇も抑制することができ、且つ挿入部の小型化を実現する。　
　尚、以上の実施形態では、硬性内視鏡に設けられた先端部について説明したが、軟性内視鏡における挿入部に設けられた先端部に対しても同様に適用することができ、同等の作用効果を得ることができる。

　また、前述した実施形態においては、０°から９０°の範囲を視野が移動する例について説明したが、勿論、この角度は、限定されるものではなく、実施形態の主たる目的は、視野が移動する全視野範囲をカバーする照明口の領域を有し、且つ現在の視野と一体的に移動するように照明口の部分照明領域を切り換えていくシステムを提供するものであり、視野が０°－９０°をいずれの方向（０°以下、９０°以上）に超えるものであれは、照明光の移動についても同等に超える角度を有している。

　本発明の実施形態によれば、視野を移動する撮像装置を搭載して、その視野範囲を選択的に照明する照明装置を備え、照明に費やすエネルギーの消費を抑制し、且つ挿入部の小型化を実現する医療機器を提供することができる。

　１…内視鏡装置、２…挿入部、３…先端機構部、４…操作部、５…撮像部、６…照射口、６ａ，６ｂ，６ｃ…部分照射領域、７…ラック部、８…ギヤ（ピニオン）部、９…操作部、１０…視野切換機構、１１…グリップ、１１ａ…固定パイプ、１２…回転リング、１３…カム（ライトガイド出射口金）、１４…カムピン、１５…ライトガイドファイバ、１５ａ…光導出面、１５ｂ…光導入面、１６…移動リング、１７…半円筒部材、１８…操作半パイプ、１９…ガイド孔、２１…グリップ先端部、１００…ユニバーサルケーブル、１０１…コネクタ部。

Claims (12)

1. 　予め定めた範囲内で視野を移動可能な観察部と、
   　外部から導光された照明光を前記範囲内にある視野に向けて照射口から照射する照明部と、
   　操作部位による移動操作に従い前記観察部を回動させて前記視野を移動させる視野切換機構と、
   　前記照射口に前記照明光を導光する光導入面及び、該光導入面と対向して配置され前記光導入面に前記照明光を出射する光導出面を備え、前記観察部の移動に対応した前記視野に照準する前記照射口の一部に前記照明光を導光する照明光切換機構と、を具備することを特徴とする医療機器。
2. 　予め定めた範囲内で視野を移動可能な観察部と、
   　外部から導光された照明光を前記範囲内にある視野に向けて照射窓から照射する照明部と、
   　操作部位による移動操作に従い前記観察部を回動させて前記視野を移動させる視野切換機構と、
   　前記照射窓に照明光を導光する光導入面及び、該光導入面よりも小面積であり、前記操作部位と一体的で前記光導入面と対向状態で移動可能に配置され、前記外部から導光された照明光を出射する光導出面を有する照明光切換機構と、を具備し、
   　前記操作部位による前記観察部の前記視野を移動させる操作の際に、該操作と同期して前記光導出面が前記光導入面との対向位置を移動して、移動した前記視野に照準する照射窓の一部から照明光を照射することを特徴とする医療機器。
3. 　前記観察部は、内視鏡の挿入部の先端に設けられ、
   　前記視野切換機構と照明光切換機構は、一体的に前記挿入部の基端側に設けられ、且つ前記照明光切換機構は、前記照明光の導光路上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
4. 　前記視野切換機構は、
   　前記操作部位と、
   　回動可能に支持された前記観察部を所望する角度範囲内で揺動する揺動部と、
   　前記揺動部に連結する長軸部材に設けられ、該揺動部を一軸方向に押し引きする係合ピン及び、前記係合ピンを嵌入し、一軸方向に対して斜め方向に延伸するガイド孔と、前記ガイド孔を前記一軸方向に対して直交する方向に回動させる、前記操作部位と一体的に固定されるカム部材と、
   で構成され、
   　前記操作部位を回転させた際に、前記カム部材により前記ガイド孔が回転され、前記係合ピンが前記ガイド孔内を前記一軸方向に往復移動させることにより前記揺動部を揺動させて、前記観察部を所望する角度になるように回動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療機器。
5. 　前記照明光切換機構は、
   　前記操作部位と一体的に連結し、前記光導出面が設けられたライトガイド出射口金と、
   　前記ライトガイド出射口金と隣接し前記操作部位に対して固定して設けられ、前記光導出面と対向させて前記光導入面が設けられたライトガイド入射口金と、
   で構成され、
   　前記操作部の操作により、前記光導入面が固定位置にある前記光導出面に対して対向位置を変えることにより、移動した前記視野に照準する照射窓の一部から照明光を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療機器。
6. 　予め定めた範囲内で視野を移動可能な観察部と、
   　外部から導光された照明光を前記範囲内にある視野に向けて照射窓から照射する照明部と、
   　操作部位による移動操作に従い前記観察部を回動させて前記視野を移動させる視野切換機構と、
   　前記照射窓に照明光を導光する光導入面及び、該光導入面と全面で対向して配置され前記光導入面に前記照明光を出射する光導出面を備え、前記光導入面と前記光導出面との間に介在して前記操作部位による操作に同期して駆動し、前記光導出面から出射される照明光を部分的に透過するシャッタ部を有する照明光切換機構と、を具備し、
   　前記観察部の前記視野を移動させた際に、移動した視野に照準する照射窓のみに照明光が導光するように前記シャッタ部が照明光を部分的に透過することを特徴とする医療機器。
7. 　前記観察部は、撮像素子を含み映像信号を生成する撮像ユニットと、観察対象の光像を結像する対物レンズ及び前記光像を前記撮像ユニットに導光する導光部による光学系と、を有し、
   　前記撮像ユニットと前記光学系とが機械的に分離して構成され、前記視野切換機構により前記光学系のみが回動され、前記光学系で結像された光像を撮像ユニットに導光することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療機器。
8. 　前記視野切換機構は、前記観察部にギヤ部を形成し、移動するラック部に歯合する回転機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療機器。
9. 　所定長の波長帯域の光を照射する照明部と、
   　前記照明部からの光を用いて撮像を行うと共に観察視野を可変可能な観察部と、
   　前記照明部から入射した光を前記観察視野に対応する全出射方向に対して、導光する導光部と、
   　前記観察部における観察視野の可変に応じて、前記導光部に対して前記観察視野に対応する光の出射方向を選択的に制御する出射方向制御部と、
   　を備えることを特徴とする医療機器。
10. 　前記導光部が複数の導光領域に分割して設けられ、前記複数の領域に対して、選択的に光を遮光する遮光手段をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の医療機器。　
11. 　前記導光部は、入射端において前記全出射方向に対応する入射口金を備え、前記出射方向制御手段は、前記全出射方向のうち所望する方向に出射させる出射口金を備え、前記入射口金と前記出射口金は、各々の端部が対向するように組み合わされることを特徴とする請求項９に記載の医療機器。　
12. 　前記出射方向制御部は、前記出射口金と前記入射口金に対して移動又は回転させることを特徴とする請求項１１に記載の医療機器。

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