内視鏡装置
【課題】体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射する挿入部を備えた内視鏡装置において、光源から発せられた特殊光を導光する導光部を挿入部から取り外した際、その導光部の出射端から出射された励起光が人の目に入射して損傷を与えることを防止する。
【解決手段】体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端にその導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部を設ける。
【解決手段】体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端にその導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部を備えた内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。
【０００３】
そして、このような内視鏡システムの１つとして、たとえば、脂肪下の血管走行および血流、リンパ管、リンパ流、胆管走行、胆汁流など通常画像上には現れないものを観察するため、予め被観察部にＩＣＧ（インドシアニングリーン）を投入し、被観察部に近赤外光の励起光を照射することによってＩＣＧの蛍光画像を取得する内視鏡システムが提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、このような蛍光画像を取得する内視鏡システムの１つとして、たとえば体腔内に挿入される硬性鏡を用いたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５３８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上述したようなＩＣＧの蛍光は微弱な光であるため、より鮮明な蛍光画像を得るためには、強い励起光を照射することが必要となる。そこで、たとえば、励起光源として、波長域が狭く励起光と蛍光のコントラストへの影響が少ないレーザ光源が用いられるが、高出力なレーザ光は直視すると目への障害が懸念される。
【０００７】
たとえば、特許文献１においては、光源装置から射出された励起光を、光源装置に接続されたライトガイドを介して硬性鏡本体に供給する硬性鏡システムが提案されており、この硬性鏡システムにおいては、ライトガイドと硬性鏡本体とが着脱可能に構成されているが、たとえば、このライトガイドを硬性鏡本体に取り付ける際や手技を終了してライトガイドを硬性鏡本体から取り外す際、誤って光源装置から励起光を射出させたままの状態である場合には、ライトガイドの接続部から出射された励起光が目に入射してしまうおそれがあるため危険である。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑み、ライトガイドを取り外した際、そのライトガイドの接続部から出射された励起光が人の目に入射して損傷を与えることを防止することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内視鏡装置は、体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端に導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記本発明の内視鏡装置においては、特殊光として近赤外光を用いることができる。
【００１１】
また、拡散部における特殊光を拡散する拡散面が、導光部の出射端側に向くように拡散部を設けることができる。
【００１２】
また、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有し、導光部から出射された特殊光を透過する透過部材を設けることができる。
【００１３】
また、透過部材として弾力性を有するものを用いることができる。
【００１４】
また、透過部材として樹脂から形成されるものを用いることができる。
【００１５】
また、透過部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けることができる。
【００１６】
また、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材を設け、その供給部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けることができる。
【００１７】
また、上記のような透過部材や供給部材を設ける場合には、拡散部における特殊光を拡散する拡散面が、挿入部の入射端側に向くように拡散部を設けることができる。
【００１８】
また、拡散部としてレンズ拡散板を用いることができる。
【００１９】
また、挿入部を、導光部から出射された特殊光が入射され、その入射された特殊光を導光する光ファイバを備えたものとし、その光ファイバの特殊光の入射端部を、導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成することができる。
【００２０】
また、導光部を、特殊光とともに、白色光源から発せられた白色光も導光するものとし、挿入部を、導光部によって導光された白色光を被観察部に照射するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡装置によれば、体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端にその導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部を設けるようにしたので、導光部を挿入部から取り外した際、その導光部の出射端から出射された励起光が人の目に入射して損傷を与えることを防止することができる。
【００２２】
また、上記本発明の内視鏡装置において、導光部と挿入部とを接続した状態において、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有し、導光部から出射された特殊光を透過する透過部材を設けるようにした場合には、導光部と挿入部との間の特殊光の伝達効率を向上させることができる。
【００２３】
また、透過部材として弾力性を有するものを用いるようにした場合には、拡散部の拡散面が透過部材に密着することによってその拡散効果を抑制することができるので、特殊光の伝達効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、導光部と挿入部とを接続した状態において、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材を設けるようにした場合には、導光部と挿入部との間の特殊光の伝達効率を向上させることができる。また、その供給部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けるようにした場合には、供給部材をディスポーザブルなものにすることができる。
【００２５】
また、上記のような供給部材を設けるようにした場合、拡散部の拡散面が挿入部の入射端面側に向くように拡散部を設けるようにすれば、拡散部の拡散面が上記液体またはジェルに接触することによってその拡散効果を抑制することができるので、特殊光の伝達効率を向上させることができる。
【００２６】
また、挿入部内に特殊光を導光する光ファイバを設け、その光ファイバの特殊光の入射端部を、導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成するようにした場合には、特殊光の集光効率を向上させることができる。さらに光ファイバの入射端のコアの面積よりも光ファイバの出射端のコアの面積を小さくするようにすれば、エタンデュの保存法則により、出射端から射出される光の拡散角を広げることができるので、被観察部に対する特殊光の照射範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図
【図２】体腔挿入部の概略構成図
【図３】ライトガイドの構成を示す断面図
【図４】ライトガイドと挿入部材とを接続した状態を示す断面図
【図５】撮像ユニットの概略構成図
【図６】画像処理装置および光源装置の概略構成を示すブロック図
【図７】挿入部材内に設けられるマルチモード光ファイバのその他の実施形態を示す断面図
【図８】ライトガイドのマルチモード光ファイバの出射端と挿入部材のマルチモード光ファイバとの間に透過部材を設けた場合の一実施形態を示す断面図
【図９】ライトガイドと挿入部材のケーブル接続部との間に供給部材を設けた場合の一実施形態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。
【００２９】
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、白色の通常光および励起光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された通常光および励起光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像および励起光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施すプロセッサ３と、プロセッサ３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像および蛍光画像を表示するモニタ４とを備えている。
【００３０】
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。
【００３１】
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、ケーブル接続部３０ｃ、および照射窓３０ｄを備えている。
【００３２】
接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の撮像ユニット２０側の一端部３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。
【００３３】
挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されるとともに、通常光および励起光を挿入部材３０ｂの先端まで導光する、後述するマルチモード光ファイバ３１がバンドル化されて延設されている。
【００３４】
挿入部材３０ｂに対して入射された通常光および励起光は、バンドル化されたマルチモード光ファイバ３１によって導光され、その先端部３０Ｙから被観察部に向けて照射される。そして、通常光および励起光の照射によって被観察部から発せられた通常像および蛍光像が先端部３０Ｙから入射され、上述したレンズ群を介して撮像ユニット２０側の一端部３０Ｘから射出される。
【００３５】
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続部３０ｃが設けられており、このケーブル接続部３０ｃに対してライトガイドＬＧがコネクタＣによって機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとがライトガイドＬＧを介して光学的に接続されることになる。
【００３６】
ライトガイドＬＧ内には、図３に示すように、通常光と励起光とが一端から入射され、その入射された通常光および励起光を導光するマルチモード光ファイバ６１がバンドルされて延設されている。
【００３７】
そして、マルチモード光ファイバ６１の通常光および励起光の出射端部には、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに嵌合して接続されるコネクタＣが設けられ、そのコネクタＣ内には、マルチモード光ファイバ６１の出射端面と光学的に接続される拡散部６０が設けられている。拡散部６０としては、たとえば、レンズ拡散板（ＬＳＤ：Light shaping Diffusers）、拡散フィルム、拡散シート、拡散フィルタなどを用いることができ、要するに入射される光を拡散して透過するものであれば如何なるものでもよい。
【００３８】
そして、拡散部６０として、たとえばレンズ拡散板を用いる場合には、図３に示すように、サーフェス・レリーフ・ホログラムパターンが形成された拡散面６０ａが通常光および励起光の入射面となるように、すなわち、拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側となるように設置することが望ましい。拡散面６０ａを上述の向きに配置することによって、拡散面に汚れや水などが付着して拡散機能が低下するのを防止することができる。
【００３９】
図４は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとを接続した状態を示している。図４に示すように、本実施形態においては、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂが接続された状態において、拡散部６０の光の出射面と、挿入部材３０ｂ内に設けられたマルチモード光ファイバ３１の光の入射面との間に間隔が空くように構成されている。これにより拡散部６０とマルチモード光ファイバ３１とが衝突して破損するのを防止することができる。
【００４０】
そして、ライトガイドＬＧ内のマルチモード光ファイバ６１によって導光された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２は拡散部６０に入射され、拡散部６０の拡散面６０ａにおいて拡散されて出射された後、挿入部材３０ｂ内に設けられたマルチモード光ファイバ３１の入射面から入射される。
【００４１】
そして、挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙには、図２に示すように、照射窓３０ｄが設けられている。照射窓３０ｄは、挿入部材３０ｂ内に延設されたマルチモード光ファイバ３１によって導光された通常光および励起光を被観察部に対し照射するものである。
【００４２】
図５は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。
【００４３】
第１の撮像系は、被観察部において反射し、ダイクロイックプリズム２１を透過した励起光の波長以下の光をカットするとともに、後述する蛍光波長域照明光を透過する励起光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ４を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ４を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。
【００４４】
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ４の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４としては、たとえばモノクロの撮像素子を用いることができる。
【００４５】
第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ３を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ３を撮像する撮像素子２６を備えている。
【００４６】
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）、またはシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
【００４７】
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号と撮像素子２６から出力された通常画像信号とに対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブル５（図１参照）を介してプロセッサ３に出力するものである。
【００４８】
プロセッサ３は、図６に示すように、通常画像入力コントローラ４１、蛍光画像入力コントローラ４２、画像処理部４３、メモリ４４、ビデオ出力部４５、操作部４６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）４７およびＣＰＵ４８を備えている。
【００４９】
通常画像入力コントローラ４１および蛍光画像入力コントローラ４２は、所定容量のラインバッファを備えており、通常画像入力コントローラ４１は、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号を一時的に記憶するものであり、蛍光画像入力コントローラ４２は、蛍光画像信号を一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ４１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ４２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ４４に格納される。
【００５０】
画像処理部４３は、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
【００５１】
ビデオ出力部４５は、画像処理部４３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。
【００５２】
操作部４６は、種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、ＴＧ４７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ５５を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。また、ＣＰＵ４８は装置全体を制御するものである。
【００５３】
光源装置２は、約４００〜７００ｎｍの広帯域の波長からなる通常光（白色光）Ｌ１を射出する通常光源５０と、通常光源５０から射出された通常光Ｌ１を集光する集光レンズ５２と、集光レンズ５２によって集光された通常光Ｌ１を透過するとともに、後述する励起光Ｌ２を反射し、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２とをライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ６１の入射端に入射させるダイクロイックミラー５３とを備えている。なお、通常光源５０としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源５０と集光レンズ５２との間には、絞り５１が設けられており、ＡＬＣ（Automatic light control）５８からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。
【００５４】
また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を励起光Ｌ２として射出する近赤外ＬＤ光源５４と、近赤外ＬＤ光源５４を駆動するＬＤドライバ５５と、近赤外ＬＤ光源５４から射出された励起光Ｌ２を集光する集光レンズ５６と、集光レンズ５６によって集光された励起光Ｌ２をダイクロイックミラー５３に向けて反射するミラー５７とを備えている。
【００５５】
なお、励起光Ｌ２としては、広帯域の波長からなる通常光よりも狭帯域の波長が用いられる。そして、励起光Ｌ２の波長は、上記波長域の光に限定されず、蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定されるものである。
【００５６】
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について説明する。
【００５７】
まず、光源装置２に接続されたライトガイドＬＧのコネクタＣが、体腔挿入部３０の挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに接続されるとともに、プロセッサ３に接続されたケーブル５が撮像ユニット２０に接続される。
【００５８】
このとき通常は、光源装置２の電源はオフされた状態であるのでライトガイドＬＧのコネクタＣから光が出射されることはない。しかしながら、たとえば誤って光源装置２の電源がオンされた状態であり、光源装置２から射出された励起光Ｌ２がライトガイドＬＧにより導光されてコネクタＣから外部に対して出射されている場合が発生しうる。
【００５９】
しかしながら、こうような状態が発生したとしても、上述したようにマルチモード光ファイバ６１に出射端に設けられた拡散部６０によって励起光Ｌ２は拡散されるので、そのエネルギー密度を小さくすることができ、励起光Ｌ２が目に入ったとしても安全性を確保することができる。
【００６０】
そして、通常はライトガイドＬＧおよびケーブル５がそれぞれ体腔挿入部３０および撮像ユニット２０にそれぞれ接続された後に光源装置２の電源がオンされ、操作者により体腔挿入部３０が体腔内に挿入され、体腔挿入部３０の先端が被観察部の近傍に設置される。
【００６１】
そして、光源装置２の通常光源５０から射出された通常光Ｌ１と近赤外ＬＤ光源５４から射出された励起光Ｌ２がライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ６１によって導光され、マルチモード光ファイバ６１の出射端から出射された後、拡散部６０に入射される。拡散部６０に入射された通常光Ｌ１と励起光Ｌ２は、拡散部６０の拡散面６０ａにおいて拡散されて出射され、挿入部材３０ｂ内のマルチモード光ファイバ３１の入射端に入射される。
【００６２】
挿入部材３０ｂ内のマルチモード光ファイバ３１によって導光された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２は、挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙに設けられた照射窓３０ｄから被観察部に照射される。
【００６３】
次いで、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像されるとともに、励起光Ｌ２の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像が撮像される。なお、被観察部には、予めＩＣＧが投与されており、このＩＣＧから発せられる蛍光を撮像するものとする。
【００６４】
具体的には、通常像の撮像の際には、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像Ｌ３が挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００６５】
撮像ユニット２０に入射された通常像Ｌ３は、ダイクロイックプリズム２１により撮像素子２６に向けて直角方向に反射され、第２結像光学系２５により撮像素子２６の撮像面上に結像され、撮像素子２６によって所定のフレームレートで順次撮像される。
【００６６】
撮像素子２６から順次出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に順次出力される。
【００６７】
そして、プロセッサ３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ４１において一時的に記憶された後、メモリ４４に格納される。そして、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部４３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部４５に順次出力される。
【００６８】
そして、ビデオ出力部４５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。
【００６９】
一方、蛍光像の撮像の際には、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像Ｌ４が挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００７０】
撮像ユニット２０に入射された蛍光像Ｌ４は、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を通過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって所定のフレームレートで撮像される。
【００７１】
高感度撮像素子２４から順次出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に順次出力される。
【００７２】
そして、プロセッサ３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ４２において一時的に記憶された後、メモリ４４に格納される。そして、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部４３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部４５に順次出力される。
【００７３】
そして、ビデオ出力部４５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。
【００７４】
そして、上述したような通常画像および蛍光画像の撮像が終了した後、通常は光源装置２の電源がオフされた後にライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外されることになり、取り外されたライトガイドＬＧのコネクタＣから光が出射されることはない。しかしながら、たとえば誤って光源装置２の電源がオンされた状態のままライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外される場合が発生しうる。
【００７５】
しかしながら、上述したようにマルチモード光ファイバ６１に出射端に設けられた拡散部６０によって励起光Ｌ２は拡散されるので、そのエネルギー密度を小さくすることができ、励起光Ｌ２が目に入ったとしても安全性を確保することができる。なお、通常画像および蛍光画像を撮像しているときに誤ってライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外された場合も同様である。
【００７６】
また、上記実施形態においては、励起光に対する安全性を確保するためにライトガイドＬＧの出射端に拡散部６０を設けるようにしたが、このように拡散部６０を設けた場合、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２が拡散された状態で挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１に入射されることになるので、光の伝達効率という観点ではあまり好ましくはない。
【００７７】
そこで、たとえば図７に示すように、挿入部材３０ｂ内に、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の入射端に向けてコア径が次第に大きくなるようなテーパ部を有するマルチモード光ファイバ３２を設けるようにしてもよい。これにより拡散部６０から出射された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の集光効率を向上することができ、伝達効率の向上を図ることができる。また、このようにマルチモード光ファイバ３２の入射端にテーパ部を形成した場合、この入射端のコアの面積よりもマルチモード光ファイバ３２の出射端のコアの面積を小さくするようにすれば、エタンデュの保存法則により、出射端から射出される光の拡散角を広げることができるので、被観察部に対する通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の照射範囲を広げることができより好ましい。
【００７８】
なお、図７に示すようなマルチモード光ファイバ３２を用いる場合、拡散部６０の拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ３２の入射面側となるように配置するようにしてもよい。
【００７９】
また、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１との間の伝達効率を上げる方法はこれに限らず、たとえば、図８に示すように、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃ内に、ライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ３１と同等の屈折率を有し、ライトガイドＬＧから出射された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２を透過する透過部材３３を設けるようにしてもよい。この透過部材３３を設けることによって、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂとを接続した際、拡散部６０と挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１とを光学的に接続することができ、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率を向上することができる。
【００８０】
また、この透過部材３３としては、弾力性を有する材料から形成されたものを用いることが望ましく、たとえば樹脂から形成されたものを用いることが望ましい。このような透過部材３３としては、たとえばＬＥＤ用シリコーン材料（SLJ9101,SLJ9102，SLJ9105，SLJ9106（旭化成製）など）や、高透明ウレタンゴムなどを用いることができる。
【００８１】
このように弾力性のある透過部材３３を用いることにより、拡散部６０と透過部材３３との間の密着性および透過部材３３とマルチモード光ファイバ３１の入射面との間の密着性を向上させることができる。
【００８２】
特に、図８に示すように、拡散部６０の拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ３１の入射面側に向くように配置した場合には、拡散部６０の拡散面６０ａと透過部材３３との間の密着性を向上させることによって拡散面６０ａにおける拡散効果を抑制することができるので、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率をさらに向上させることができる。
【００８３】
ただし、拡散面６０ａの向きはこれに限らず、上記実施形態と同様に、マルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側に向くようにしてもよい。
【００８４】
また、上述した透過部材３３は、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに対して着脱可能に設けることが望ましい。このように構成することにより、たとえば透過部材３３にゴミなどが付着した場合でも、透過部材３３を取り外してゴミを取り除き、再び装着することができる。透過部材３３を着脱可能にする構成としては、たとえば、透過部材３３をケーブル接続部３０ｃに対して固定して設置することなく、手で自由に取り出せるようにしてもよいし、ケーブル接続部３０ｃに対して着脱可能な部材に対して透過部材３３を設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、透過部材３３を挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに設けるのではなく、ライトガイドＬＧのコネクタＣ内に、拡散部６０の拡散面６０ａに接するように設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、図９に示すように、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとの間に、マルチモード光ファイバ６１と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材７０を設けるようにしてもよい。
【００８７】
供給部材７０は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとが嵌合することによってこれを繋ぎ合せる筒形状の接続部７１と、接続部７１に設けられ、上述した液体やジェルが溜められた溜部７２とを備えている。そして、接続部７１は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとに着脱可能に構成されており、これにより供給部材７０はディスポーザブルな構成となっている。また、溜部７２は、人の手で押されることによって変形可能な樹脂などの材料によって形成されるものであり、その中に充填される液体やジェルは、マルチモード光ファイバ６１と同等の屈折率を有するものである。このような液体としてマッチングオイルやマッチングジェルなどがある。たとえば、http://www.cargille.com/refractivestandards.shtmlに記載されているカーギル社製の屈折液を利用することができる。
【００８８】
そして、供給部材７０に対し、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとが嵌合されて接続された後、溜部７２が人の手で押されて変形することよって溜部７２内の液体などが接続部７１に形成された穴７１ａを介して吐出される。
【００８９】
この吐出された液体などはライドガイドＬＧの拡散部６０と挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１の入射面との間に供給され、これにより拡散部６０とマルチモード光ファイバ３１とが光学的に接続され、伝達効率を向上させることができる。なお、接続部７１には、上述したように供給された液体などが漏れないように、水密リング７３が設けられている。
【００９０】
なお、上述したような供給部材７０を用いる場合には、拡散部６０は、図９に示すように、その拡散面６０ａが、マルチモード光ファイバ３１の入射端側に向くように設けることができる。このように構成した場合、拡散部６０の拡散面６０ａと供給部材７０から供給された液体などとを接触させることによって拡散面６０ａにおける拡散効果を抑制することができるので、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率を向上させることができる。
【００９１】
ただし、拡散面６０ａの向きはこれに限らず、上記実施形態と同様に、マルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側に向くようにしてもよい。このように拡散部６０を設けた場合には、供給部材７０から供給された液体などが拡散面６０ａに付着してその拡散効果が低減するのを防止することができる。
【００９２】
なお、上記実施形態においては、第１の撮像系により蛍光画像を撮像するようにしたが、これに限らず、被観察部への特殊光の照射による被観察部の吸光特性に基づく画像を撮像するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態は、本発明の内視鏡装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡システムに適用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ 硬性鏡システム
２ 光源装置
３ プロセッサ
４ モニタ
５ ケーブル
１０ 硬性鏡撮像装置
２０ 撮像ユニット
２４ 高感度撮像素子
２６ 撮像素子
３０ 体腔挿入部
３０ｃ ケーブル接続部
３０ｄ 照射窓
３１ マルチモード光ファイバ
３２ マルチモード光ファイバ
３３ 透過部材
５０ 通常光源
５２ 集光レンズ
５３ ダイクロイックミラー
５４ 近赤外ＬＤ光源
６０ 拡散部
６０ａ 拡散面
６１ マルチモード光ファイバ
７０ 供給部材
７１ 接続部
７１ａ 穴
７２ 溜部
７３ 水密リング
Ｃ コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部を備えた内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。
【０００３】
そして、このような内視鏡システムの１つとして、たとえば、脂肪下の血管走行および血流、リンパ管、リンパ流、胆管走行、胆汁流など通常画像上には現れないものを観察するため、予め被観察部にＩＣＧ（インドシアニングリーン）を投入し、被観察部に近赤外光の励起光を照射することによってＩＣＧの蛍光画像を取得する内視鏡システムが提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、このような蛍光画像を取得する内視鏡システムの１つとして、たとえば体腔内に挿入される硬性鏡を用いたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５３８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上述したようなＩＣＧの蛍光は微弱な光であるため、より鮮明な蛍光画像を得るためには、強い励起光を照射することが必要となる。そこで、たとえば、励起光源として、波長域が狭く励起光と蛍光のコントラストへの影響が少ないレーザ光源が用いられるが、高出力なレーザ光は直視すると目への障害が懸念される。
【０００７】
たとえば、特許文献１においては、光源装置から射出された励起光を、光源装置に接続されたライトガイドを介して硬性鏡本体に供給する硬性鏡システムが提案されており、この硬性鏡システムにおいては、ライトガイドと硬性鏡本体とが着脱可能に構成されているが、たとえば、このライトガイドを硬性鏡本体に取り付ける際や手技を終了してライトガイドを硬性鏡本体から取り外す際、誤って光源装置から励起光を射出させたままの状態である場合には、ライトガイドの接続部から出射された励起光が目に入射してしまうおそれがあるため危険である。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑み、ライトガイドを取り外した際、そのライトガイドの接続部から出射された励起光が人の目に入射して損傷を与えることを防止することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内視鏡装置は、体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端に導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記本発明の内視鏡装置においては、特殊光として近赤外光を用いることができる。
【００１１】
また、拡散部における特殊光を拡散する拡散面が、導光部の出射端側に向くように拡散部を設けることができる。
【００１２】
また、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有し、導光部から出射された特殊光を透過する透過部材を設けることができる。
【００１３】
また、透過部材として弾力性を有するものを用いることができる。
【００１４】
また、透過部材として樹脂から形成されるものを用いることができる。
【００１５】
また、透過部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けることができる。
【００１６】
また、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材を設け、その供給部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けることができる。
【００１７】
また、上記のような透過部材や供給部材を設ける場合には、拡散部における特殊光を拡散する拡散面が、挿入部の入射端側に向くように拡散部を設けることができる。
【００１８】
また、拡散部としてレンズ拡散板を用いることができる。
【００１９】
また、挿入部を、導光部から出射された特殊光が入射され、その入射された特殊光を導光する光ファイバを備えたものとし、その光ファイバの特殊光の入射端部を、導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成することができる。
【００２０】
また、導光部を、特殊光とともに、白色光源から発せられた白色光も導光するものとし、挿入部を、導光部によって導光された白色光を被観察部に照射するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡装置によれば、体内に挿入され、体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、その特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた特殊光を挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、導光部の特殊光の出射端にその導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部を設けるようにしたので、導光部を挿入部から取り外した際、その導光部の出射端から出射された励起光が人の目に入射して損傷を与えることを防止することができる。
【００２２】
また、上記本発明の内視鏡装置において、導光部と挿入部とを接続した状態において、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有し、導光部から出射された特殊光を透過する透過部材を設けるようにした場合には、導光部と挿入部との間の特殊光の伝達効率を向上させることができる。
【００２３】
また、透過部材として弾力性を有するものを用いるようにした場合には、拡散部の拡散面が透過部材に密着することによってその拡散効果を抑制することができるので、特殊光の伝達効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、導光部と挿入部とを接続した状態において、拡散部と挿入部の特殊光の入射端との間に、導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材を設けるようにした場合には、導光部と挿入部との間の特殊光の伝達効率を向上させることができる。また、その供給部材を、導光部の出射端または挿入部の入射端に着脱可能に設けるようにした場合には、供給部材をディスポーザブルなものにすることができる。
【００２５】
また、上記のような供給部材を設けるようにした場合、拡散部の拡散面が挿入部の入射端面側に向くように拡散部を設けるようにすれば、拡散部の拡散面が上記液体またはジェルに接触することによってその拡散効果を抑制することができるので、特殊光の伝達効率を向上させることができる。
【００２６】
また、挿入部内に特殊光を導光する光ファイバを設け、その光ファイバの特殊光の入射端部を、導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成するようにした場合には、特殊光の集光効率を向上させることができる。さらに光ファイバの入射端のコアの面積よりも光ファイバの出射端のコアの面積を小さくするようにすれば、エタンデュの保存法則により、出射端から射出される光の拡散角を広げることができるので、被観察部に対する特殊光の照射範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図
【図２】体腔挿入部の概略構成図
【図３】ライトガイドの構成を示す断面図
【図４】ライトガイドと挿入部材とを接続した状態を示す断面図
【図５】撮像ユニットの概略構成図
【図６】画像処理装置および光源装置の概略構成を示すブロック図
【図７】挿入部材内に設けられるマルチモード光ファイバのその他の実施形態を示す断面図
【図８】ライトガイドのマルチモード光ファイバの出射端と挿入部材のマルチモード光ファイバとの間に透過部材を設けた場合の一実施形態を示す断面図
【図９】ライトガイドと挿入部材のケーブル接続部との間に供給部材を設けた場合の一実施形態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。
【００２９】
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、白色の通常光および励起光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された通常光および励起光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像および励起光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施すプロセッサ３と、プロセッサ３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像および蛍光画像を表示するモニタ４とを備えている。
【００３０】
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。
【００３１】
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、ケーブル接続部３０ｃ、および照射窓３０ｄを備えている。
【００３２】
接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の撮像ユニット２０側の一端部３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。
【００３３】
挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されるとともに、通常光および励起光を挿入部材３０ｂの先端まで導光する、後述するマルチモード光ファイバ３１がバンドル化されて延設されている。
【００３４】
挿入部材３０ｂに対して入射された通常光および励起光は、バンドル化されたマルチモード光ファイバ３１によって導光され、その先端部３０Ｙから被観察部に向けて照射される。そして、通常光および励起光の照射によって被観察部から発せられた通常像および蛍光像が先端部３０Ｙから入射され、上述したレンズ群を介して撮像ユニット２０側の一端部３０Ｘから射出される。
【００３５】
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続部３０ｃが設けられており、このケーブル接続部３０ｃに対してライトガイドＬＧがコネクタＣによって機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとがライトガイドＬＧを介して光学的に接続されることになる。
【００３６】
ライトガイドＬＧ内には、図３に示すように、通常光と励起光とが一端から入射され、その入射された通常光および励起光を導光するマルチモード光ファイバ６１がバンドルされて延設されている。
【００３７】
そして、マルチモード光ファイバ６１の通常光および励起光の出射端部には、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに嵌合して接続されるコネクタＣが設けられ、そのコネクタＣ内には、マルチモード光ファイバ６１の出射端面と光学的に接続される拡散部６０が設けられている。拡散部６０としては、たとえば、レンズ拡散板（ＬＳＤ：Light shaping Diffusers）、拡散フィルム、拡散シート、拡散フィルタなどを用いることができ、要するに入射される光を拡散して透過するものであれば如何なるものでもよい。
【００３８】
そして、拡散部６０として、たとえばレンズ拡散板を用いる場合には、図３に示すように、サーフェス・レリーフ・ホログラムパターンが形成された拡散面６０ａが通常光および励起光の入射面となるように、すなわち、拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側となるように設置することが望ましい。拡散面６０ａを上述の向きに配置することによって、拡散面に汚れや水などが付着して拡散機能が低下するのを防止することができる。
【００３９】
図４は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとを接続した状態を示している。図４に示すように、本実施形態においては、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂが接続された状態において、拡散部６０の光の出射面と、挿入部材３０ｂ内に設けられたマルチモード光ファイバ３１の光の入射面との間に間隔が空くように構成されている。これにより拡散部６０とマルチモード光ファイバ３１とが衝突して破損するのを防止することができる。
【００４０】
そして、ライトガイドＬＧ内のマルチモード光ファイバ６１によって導光された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２は拡散部６０に入射され、拡散部６０の拡散面６０ａにおいて拡散されて出射された後、挿入部材３０ｂ内に設けられたマルチモード光ファイバ３１の入射面から入射される。
【００４１】
そして、挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙには、図２に示すように、照射窓３０ｄが設けられている。照射窓３０ｄは、挿入部材３０ｂ内に延設されたマルチモード光ファイバ３１によって導光された通常光および励起光を被観察部に対し照射するものである。
【００４２】
図５は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。
【００４３】
第１の撮像系は、被観察部において反射し、ダイクロイックプリズム２１を透過した励起光の波長以下の光をカットするとともに、後述する蛍光波長域照明光を透過する励起光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ４を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ４を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。
【００４４】
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ４の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４としては、たとえばモノクロの撮像素子を用いることができる。
【００４５】
第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ３を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ３を撮像する撮像素子２６を備えている。
【００４６】
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）、またはシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
【００４７】
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号と撮像素子２６から出力された通常画像信号とに対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブル５（図１参照）を介してプロセッサ３に出力するものである。
【００４８】
プロセッサ３は、図６に示すように、通常画像入力コントローラ４１、蛍光画像入力コントローラ４２、画像処理部４３、メモリ４４、ビデオ出力部４５、操作部４６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）４７およびＣＰＵ４８を備えている。
【００４９】
通常画像入力コントローラ４１および蛍光画像入力コントローラ４２は、所定容量のラインバッファを備えており、通常画像入力コントローラ４１は、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号を一時的に記憶するものであり、蛍光画像入力コントローラ４２は、蛍光画像信号を一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ４１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ４２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ４４に格納される。
【００５０】
画像処理部４３は、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
【００５１】
ビデオ出力部４５は、画像処理部４３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。
【００５２】
操作部４６は、種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、ＴＧ４７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ５５を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。また、ＣＰＵ４８は装置全体を制御するものである。
【００５３】
光源装置２は、約４００〜７００ｎｍの広帯域の波長からなる通常光（白色光）Ｌ１を射出する通常光源５０と、通常光源５０から射出された通常光Ｌ１を集光する集光レンズ５２と、集光レンズ５２によって集光された通常光Ｌ１を透過するとともに、後述する励起光Ｌ２を反射し、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２とをライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ６１の入射端に入射させるダイクロイックミラー５３とを備えている。なお、通常光源５０としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源５０と集光レンズ５２との間には、絞り５１が設けられており、ＡＬＣ（Automatic light control）５８からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。
【００５４】
また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を励起光Ｌ２として射出する近赤外ＬＤ光源５４と、近赤外ＬＤ光源５４を駆動するＬＤドライバ５５と、近赤外ＬＤ光源５４から射出された励起光Ｌ２を集光する集光レンズ５６と、集光レンズ５６によって集光された励起光Ｌ２をダイクロイックミラー５３に向けて反射するミラー５７とを備えている。
【００５５】
なお、励起光Ｌ２としては、広帯域の波長からなる通常光よりも狭帯域の波長が用いられる。そして、励起光Ｌ２の波長は、上記波長域の光に限定されず、蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定されるものである。
【００５６】
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について説明する。
【００５７】
まず、光源装置２に接続されたライトガイドＬＧのコネクタＣが、体腔挿入部３０の挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに接続されるとともに、プロセッサ３に接続されたケーブル５が撮像ユニット２０に接続される。
【００５８】
このとき通常は、光源装置２の電源はオフされた状態であるのでライトガイドＬＧのコネクタＣから光が出射されることはない。しかしながら、たとえば誤って光源装置２の電源がオンされた状態であり、光源装置２から射出された励起光Ｌ２がライトガイドＬＧにより導光されてコネクタＣから外部に対して出射されている場合が発生しうる。
【００５９】
しかしながら、こうような状態が発生したとしても、上述したようにマルチモード光ファイバ６１に出射端に設けられた拡散部６０によって励起光Ｌ２は拡散されるので、そのエネルギー密度を小さくすることができ、励起光Ｌ２が目に入ったとしても安全性を確保することができる。
【００６０】
そして、通常はライトガイドＬＧおよびケーブル５がそれぞれ体腔挿入部３０および撮像ユニット２０にそれぞれ接続された後に光源装置２の電源がオンされ、操作者により体腔挿入部３０が体腔内に挿入され、体腔挿入部３０の先端が被観察部の近傍に設置される。
【００６１】
そして、光源装置２の通常光源５０から射出された通常光Ｌ１と近赤外ＬＤ光源５４から射出された励起光Ｌ２がライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ６１によって導光され、マルチモード光ファイバ６１の出射端から出射された後、拡散部６０に入射される。拡散部６０に入射された通常光Ｌ１と励起光Ｌ２は、拡散部６０の拡散面６０ａにおいて拡散されて出射され、挿入部材３０ｂ内のマルチモード光ファイバ３１の入射端に入射される。
【００６２】
挿入部材３０ｂ内のマルチモード光ファイバ３１によって導光された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２は、挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙに設けられた照射窓３０ｄから被観察部に照射される。
【００６３】
次いで、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像されるとともに、励起光Ｌ２の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像が撮像される。なお、被観察部には、予めＩＣＧが投与されており、このＩＣＧから発せられる蛍光を撮像するものとする。
【００６４】
具体的には、通常像の撮像の際には、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像Ｌ３が挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００６５】
撮像ユニット２０に入射された通常像Ｌ３は、ダイクロイックプリズム２１により撮像素子２６に向けて直角方向に反射され、第２結像光学系２５により撮像素子２６の撮像面上に結像され、撮像素子２６によって所定のフレームレートで順次撮像される。
【００６６】
撮像素子２６から順次出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に順次出力される。
【００６７】
そして、プロセッサ３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ４１において一時的に記憶された後、メモリ４４に格納される。そして、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部４３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部４５に順次出力される。
【００６８】
そして、ビデオ出力部４５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。
【００６９】
一方、蛍光像の撮像の際には、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像Ｌ４が挿入部材３０ｂの先端部３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００７０】
撮像ユニット２０に入射された蛍光像Ｌ４は、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を通過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって所定のフレームレートで撮像される。
【００７１】
高感度撮像素子２４から順次出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に順次出力される。
【００７２】
そして、プロセッサ３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ４２において一時的に記憶された後、メモリ４４に格納される。そして、メモリ４４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部４３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部４５に順次出力される。
【００７３】
そして、ビデオ出力部４５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。
【００７４】
そして、上述したような通常画像および蛍光画像の撮像が終了した後、通常は光源装置２の電源がオフされた後にライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外されることになり、取り外されたライトガイドＬＧのコネクタＣから光が出射されることはない。しかしながら、たとえば誤って光源装置２の電源がオンされた状態のままライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外される場合が発生しうる。
【００７５】
しかしながら、上述したようにマルチモード光ファイバ６１に出射端に設けられた拡散部６０によって励起光Ｌ２は拡散されるので、そのエネルギー密度を小さくすることができ、励起光Ｌ２が目に入ったとしても安全性を確保することができる。なお、通常画像および蛍光画像を撮像しているときに誤ってライトガイドＬＧが挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃから取り外された場合も同様である。
【００７６】
また、上記実施形態においては、励起光に対する安全性を確保するためにライトガイドＬＧの出射端に拡散部６０を設けるようにしたが、このように拡散部６０を設けた場合、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２が拡散された状態で挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１に入射されることになるので、光の伝達効率という観点ではあまり好ましくはない。
【００７７】
そこで、たとえば図７に示すように、挿入部材３０ｂ内に、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の入射端に向けてコア径が次第に大きくなるようなテーパ部を有するマルチモード光ファイバ３２を設けるようにしてもよい。これにより拡散部６０から出射された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の集光効率を向上することができ、伝達効率の向上を図ることができる。また、このようにマルチモード光ファイバ３２の入射端にテーパ部を形成した場合、この入射端のコアの面積よりもマルチモード光ファイバ３２の出射端のコアの面積を小さくするようにすれば、エタンデュの保存法則により、出射端から射出される光の拡散角を広げることができるので、被観察部に対する通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の照射範囲を広げることができより好ましい。
【００７８】
なお、図７に示すようなマルチモード光ファイバ３２を用いる場合、拡散部６０の拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ３２の入射面側となるように配置するようにしてもよい。
【００７９】
また、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１との間の伝達効率を上げる方法はこれに限らず、たとえば、図８に示すように、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃ内に、ライトガイドＬＧのマルチモード光ファイバ３１と同等の屈折率を有し、ライトガイドＬＧから出射された通常光Ｌ１および励起光Ｌ２を透過する透過部材３３を設けるようにしてもよい。この透過部材３３を設けることによって、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂとを接続した際、拡散部６０と挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１とを光学的に接続することができ、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率を向上することができる。
【００８０】
また、この透過部材３３としては、弾力性を有する材料から形成されたものを用いることが望ましく、たとえば樹脂から形成されたものを用いることが望ましい。このような透過部材３３としては、たとえばＬＥＤ用シリコーン材料（SLJ9101,SLJ9102，SLJ9105，SLJ9106（旭化成製）など）や、高透明ウレタンゴムなどを用いることができる。
【００８１】
このように弾力性のある透過部材３３を用いることにより、拡散部６０と透過部材３３との間の密着性および透過部材３３とマルチモード光ファイバ３１の入射面との間の密着性を向上させることができる。
【００８２】
特に、図８に示すように、拡散部６０の拡散面６０ａがマルチモード光ファイバ３１の入射面側に向くように配置した場合には、拡散部６０の拡散面６０ａと透過部材３３との間の密着性を向上させることによって拡散面６０ａにおける拡散効果を抑制することができるので、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率をさらに向上させることができる。
【００８３】
ただし、拡散面６０ａの向きはこれに限らず、上記実施形態と同様に、マルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側に向くようにしてもよい。
【００８４】
また、上述した透過部材３３は、挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに対して着脱可能に設けることが望ましい。このように構成することにより、たとえば透過部材３３にゴミなどが付着した場合でも、透過部材３３を取り外してゴミを取り除き、再び装着することができる。透過部材３３を着脱可能にする構成としては、たとえば、透過部材３３をケーブル接続部３０ｃに対して固定して設置することなく、手で自由に取り出せるようにしてもよいし、ケーブル接続部３０ｃに対して着脱可能な部材に対して透過部材３３を設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、透過部材３３を挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃに設けるのではなく、ライトガイドＬＧのコネクタＣ内に、拡散部６０の拡散面６０ａに接するように設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、図９に示すように、ライトガイドＬＧと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとの間に、マルチモード光ファイバ６１と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材７０を設けるようにしてもよい。
【００８７】
供給部材７０は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとが嵌合することによってこれを繋ぎ合せる筒形状の接続部７１と、接続部７１に設けられ、上述した液体やジェルが溜められた溜部７２とを備えている。そして、接続部７１は、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとに着脱可能に構成されており、これにより供給部材７０はディスポーザブルな構成となっている。また、溜部７２は、人の手で押されることによって変形可能な樹脂などの材料によって形成されるものであり、その中に充填される液体やジェルは、マルチモード光ファイバ６１と同等の屈折率を有するものである。このような液体としてマッチングオイルやマッチングジェルなどがある。たとえば、http://www.cargille.com/refractivestandards.shtmlに記載されているカーギル社製の屈折液を利用することができる。
【００８８】
そして、供給部材７０に対し、ライトガイドＬＧのコネクタＣと挿入部材３０ｂのケーブル接続部３０ｃとが嵌合されて接続された後、溜部７２が人の手で押されて変形することよって溜部７２内の液体などが接続部７１に形成された穴７１ａを介して吐出される。
【００８９】
この吐出された液体などはライドガイドＬＧの拡散部６０と挿入部材３０ｂのマルチモード光ファイバ３１の入射面との間に供給され、これにより拡散部６０とマルチモード光ファイバ３１とが光学的に接続され、伝達効率を向上させることができる。なお、接続部７１には、上述したように供給された液体などが漏れないように、水密リング７３が設けられている。
【００９０】
なお、上述したような供給部材７０を用いる場合には、拡散部６０は、図９に示すように、その拡散面６０ａが、マルチモード光ファイバ３１の入射端側に向くように設けることができる。このように構成した場合、拡散部６０の拡散面６０ａと供給部材７０から供給された液体などとを接触させることによって拡散面６０ａにおける拡散効果を抑制することができるので、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２の伝達効率を向上させることができる。
【００９１】
ただし、拡散面６０ａの向きはこれに限らず、上記実施形態と同様に、マルチモード光ファイバ６１の光の出射端面側に向くようにしてもよい。このように拡散部６０を設けた場合には、供給部材７０から供給された液体などが拡散面６０ａに付着してその拡散効果が低減するのを防止することができる。
【００９２】
なお、上記実施形態においては、第１の撮像系により蛍光画像を撮像するようにしたが、これに限らず、被観察部への特殊光の照射による被観察部の吸光特性に基づく画像を撮像するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態は、本発明の内視鏡装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡システムに適用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ 硬性鏡システム
２ 光源装置
３ プロセッサ
４ モニタ
５ ケーブル
１０ 硬性鏡撮像装置
２０ 撮像ユニット
２４ 高感度撮像素子
２６ 撮像素子
３０ 体腔挿入部
３０ｃ ケーブル接続部
３０ｄ 照射窓
３１ マルチモード光ファイバ
３２ マルチモード光ファイバ
３３ 透過部材
５０ 通常光源
５２ 集光レンズ
５３ ダイクロイックミラー
５４ 近赤外ＬＤ光源
６０ 拡散部
６０ａ 拡散面
６１ マルチモード光ファイバ
７０ 供給部材
７１ 接続部
７１ａ 穴
７２ 溜部
７３ 水密リング
Ｃ コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入され、該体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、該特殊光の照射によって前記被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、該挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた前記特殊光を前記挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、
前記導光部の前記特殊光の出射端に該導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記特殊光が近赤外光であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記拡散部における前記特殊光を拡散する拡散面が、前記導光部の出射端側に向くように前記拡散部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記拡散部と前記挿入部の前記特殊光の入射端との間に、前記導光部と同等の屈折率を有し、前記導光部から出射された前記特殊光を透過する透過部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２項記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記透過部材が、弾力性を有するものであることを特徴とする請求項４記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記透過部材が、樹脂から形成されるものであることを特徴とする請求項４または５記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記透過部材が、前記導光部の出射端または前記挿入部の入射端に着脱可能に設けられるものであることを特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記拡散部と前記挿入部の前記特殊光の入射端との間に、前記導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材が設けられており、
該供給部材が、前記導光部の出射端または前記挿入部の入射端に着脱可能に設けられるものであることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記拡散部における前記特殊光を拡散する拡散面が、前記挿入部の入射端側に向くように前記拡散部が設けられていることを特徴とする請求項４から８いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記拡散部が、レンズ拡散板であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記挿入部が、前記導光部から出射された前記特殊光が入射され、該入射された特殊光を導光する光ファイバを備えたものであり、
該光ファイバの前記特殊光の入射端部が、前記導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記導光部が、前記特殊光とともに、白色光源から発せられた白色光も導光するものであり、
前記挿入部が、前記導光部によって導光された前記白色光を前記被観察部に照射するものであることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１】
体内に挿入され、該体内の被観察部に特殊光を照射するとともに、該特殊光の照射によって前記被観察部から発せられた光を受光する挿入部と、該挿入部に光学的に接続され、光源から発せられた前記特殊光を前記挿入部まで導光する導光部とを備えた内視鏡装置において、
前記導光部の前記特殊光の出射端に該導光部によって導光された特殊光を拡散する拡散部が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記特殊光が近赤外光であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記拡散部における前記特殊光を拡散する拡散面が、前記導光部の出射端側に向くように前記拡散部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記拡散部と前記挿入部の前記特殊光の入射端との間に、前記導光部と同等の屈折率を有し、前記導光部から出射された前記特殊光を透過する透過部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２項記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記透過部材が、弾力性を有するものであることを特徴とする請求項４記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記透過部材が、樹脂から形成されるものであることを特徴とする請求項４または５記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記透過部材が、前記導光部の出射端または前記挿入部の入射端に着脱可能に設けられるものであることを特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記拡散部と前記挿入部の前記特殊光の入射端との間に、前記導光部と同等の屈折率を有する液体またはジェルを供給する供給部材が設けられており、
該供給部材が、前記導光部の出射端または前記挿入部の入射端に着脱可能に設けられるものであることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記拡散部における前記特殊光を拡散する拡散面が、前記挿入部の入射端側に向くように前記拡散部が設けられていることを特徴とする請求項４から８いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記拡散部が、レンズ拡散板であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記挿入部が、前記導光部から出射された前記特殊光が入射され、該入射された特殊光を導光する光ファイバを備えたものであり、
該光ファイバの前記特殊光の入射端部が、前記導光部の出射端側に向けてコア径が大きくなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記導光部が、前記特殊光とともに、白色光源から発せられた白色光も導光するものであり、
前記挿入部が、前記導光部によって導光された前記白色光を前記被観察部に照射するものであることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２００４０４（Ｐ２０１２−２００４０４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７５５４（Ｐ２０１１−６７５５４）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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