内視鏡装置
【課題】波長変換部材を配置した導光部材と、光拡散部材を配置した導光部材との光伝送損失を、一つの温度センサを用いて検知できる内視鏡装置を得る。
【解決手段】内視鏡装置は、第１の光源６９、第１の導光部材５７、波長変換部材６５と、第２の光源７１、第２の導光部材６１、光拡散部材６７と、第１の光源６９の駆動信号に対応した波長変換部材６５の発熱による第１の温度変化率、及び第２の光源７１の駆動信号に対応した光拡散部材６７の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段１３５とを備える。内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９により検出した温度測定値の第３の温度変化率を、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１の導光部材５７、第２の導光部材６１に発生した光伝送損失を検出する。
【解決手段】内視鏡装置は、第１の光源６９、第１の導光部材５７、波長変換部材６５と、第２の光源７１、第２の導光部材６１、光拡散部材６７と、第１の光源６９の駆動信号に対応した波長変換部材６５の発熱による第１の温度変化率、及び第２の光源７１の駆動信号に対応した光拡散部材６７の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段１３５とを備える。内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９により検出した温度測定値の第３の温度変化率を、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１の導光部材５７、第２の導光部材６１に発生した光伝送損失を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内視鏡装置は、被検体内に挿入する挿入部を有する内視鏡と、この内視鏡に照明光を供給する光源装置とを備え、内視鏡と光源装置とは別体に構成されている。光源装置の発光源としては、キセノンランプやメタルハライドランプ等の白色光ランプが広く使用されるが、ランプに代えてレーザ光源を用いて照明光を生成するものがある。例えば、特許文献１の内視鏡装置においては、光源装置に搭載された半導体レーザ光源からの光を、導光部材である光ファイバを用いて内視鏡の挿入部先端まで伝送し、挿入部先端に設けた蛍光体を通して白色光を出射させる構成となっている。
【０００３】
ところで、光源装置から内視鏡の挿入部先端までの間を単線の光ファイバ、又は少ない本数の光ファイバで照明光の伝送を行う場合、光ファイバの一部に断線が生じただけでも照明光に及ぼす光伝送損失の影響は大きくなり、照明光量を大きく低下させる。そのため、このような光ファイバの断線等の光伝送損失を検出する技術がある。例えば特許文献２には、光ファイバの出射端に配置される蛍光体がレーザ光の照射により昇温することを利用した発光装置が記載されている。この発光装置では、蛍光体の温度変化を観察することで光源からの光が蛍光体に達しているかを判断して断線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７３３４６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の発光装置は、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知できなかった。
【０００６】
本発明は、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知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】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内視鏡装置によれば、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図である。
【図２】内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
【図３】内視鏡先端部の拡大斜視図である。
【図４】照明光学系ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】蛍光体周辺の構成を示す要部断面図である。
【図６】出射光の分光特性を示すグラフである。
【図７】光伝送損失確認制御モードを実施する手順のフローチャートである。
【図８】温度センサによる温度検出値の時間変化の様子を示すグラフである。
【図９】各情報の制御内容を示すブロック図である。
【図１０】観察対象に応じて逐次変化するレーザ光源の目標光量と、目標光量の変化に応じて温度センサからの温度検出値が変化する様子を示す説明図である。
【図１１】第１の光源及び第３の光源が二対設けられた変形例に係る内視鏡先端部の正面図である。
【図１２】図１１に示す変形例に係る光源装置の構成図である。
【図１３】還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸光度の分光特性を示すグラフである。
【図１４】Ｓ１／Ｓ３の値と、Ｓ２／Ｓ３の値の大小を直交二軸で表した２次元マップを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図、図２は内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
内視鏡装置１００は、図１に示すように、内視鏡１１と、制御装置１３と、モニタ等の表示部１５と、制御装置１３に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部１７とを備えている。制御装置１３は、光源装置１９と、撮像画像の信号処理を行うプロセッサ２１とを有して構成される。
【００１１】
内視鏡１１は、本体操作部２３と、この本体操作部２３に連設され被検体（体腔）内に挿入される挿入部２５とを備える。本体操作部２３には、ユニバーサルコード２７が接続される。このユニバーサルコード２７の先端は、光源装置１９にライトガイドコネクタ２９を介して接続され、また、ビデオコネクタ３１を介してプロセッサ２１に接続されている。
【００１２】
図２に示すように、内視鏡１１の本体操作部２３には、挿入部２５の先端側で吸引、送気、送水を実施するための送気送水ボタンや、撮像時のシャッターボタン、詳細を後述する光伝送損失確認ボタン３３等の各種操作ボタンが設けられる。また、本体操作部２３には、これらのボタンと共に一対のアングルノブ３５が併設されている。
【００１３】
挿入部２５は、本体操作部側から順に軟性部３７、湾曲部３９、及び挿入部２５の先端である内視鏡先端部４１で構成される。湾曲部３９は、本体操作部２３のアングルノブ３５を回転することによって遠隔的に湾曲操作されて、これにより内視鏡先端部４１を所望の方向に向けることができる。
【００１４】
図３は内視鏡先端部４１の拡大斜視図である。内視鏡先端部４１には、撮像光学系の観察窓４３と、照明光学系の第１照明窓４５、第２照明窓４７が配置されている。これら第１照明窓４５、第２照明窓４７は観察窓４３を挟んだ両脇側に配置されている。第１照明窓４５、第２照明窓４７から照射される照明光による被検体からの反射光は、観察窓４３を通じて撮像素子４９（図１参照）で撮像される。撮像された観察画像は、プロセッサ２１に接続された表示部１５に表示される。
【００１５】
撮像光学系は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）型イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の撮像素子４９を有する。また、撮像光学系は、撮像素子４９に観察像を結像させるレンズ等の光学部材５１（図１参照）を有する。撮像素子４９の受光面に結像されて取り込まれる観察像は、電気信号に変換されて信号ケーブル５３を通じてプロセッサ２１の撮像信号処理部５５に入力され、この撮像信号処理部５５で映像信号に変換される。
【００１６】
一方、照明光学系は、図１に示すように、光源装置１９と、光源装置１９に接続される第１の導光部材５７である第１光ファイバ５９と、第２の導光部材６１である第２光ファイバ６３とを有する。第１光ファイバ５９の光出射端には波長変換部材６５が配置され、第２光ファイバ６３の光出射端には光拡散部材６７が配置される。光源装置１９は、第１の光源６９と、第２の光源７１とを備える。第１の光源６９は、半導体発光素子であるレーザ光源ＬＤ１と、レーザ光源ＬＤ２−Ａとを備える。第２の光源７１は、半導体発光素子であるレーザ光源ＬＤ２−Ｂを備える。光源装置１９は、光源駆動手段である光源制御部７５と、コンバイナ７７とを有する。光源制御部７５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂを駆動制御する。コンバイナ７７は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出射光を合波して第１光ファイバ５９に導入する。レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出射光は合波されることなく直接に第２光ファイバ６３に導入される。
【００１７】
第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３は、単線の光ファイバからなる。単線の光ファイバを使用することで、挿入部２５の細径化に寄与できる。
【００１８】
内視鏡先端部４１は、その内部に不図示の先端硬性部を備える。先端硬性部はステンレス鋼等の金属からなり、長手方向に沿って複数の貫通孔が形成されている。この先端硬性部の各貫通孔には、撮像光学系、照明光学系ユニット８１、鉗子チャンネル８３、送気送水ノズル８５に連通する送気送水チャンネル等の各種部品が取り付けられている。
【００１９】
照明光学系ユニット８１は、観察窓４３を挟んで対称に配置される波長変換光学系ユニット８９と、光拡散光学系ユニット９１とからなる。波長変換光学系ユニット８９と光拡散光学系ユニット９１とはほぼ同一の構成を有し、光出射端に波長変換部材６５又は光拡散部材６７が設けられるかで異なる。ここでは、波長変換部材６５の設けられる波長変換光学系ユニット８９を図示して説明する。
【００２０】
図４は照明光学系ユニット８１の構成を示す分解斜視図である。波長変換光学系ユニット８９は、シングルモードの第１光ファイバ５９と、波長変換部材６５と、波長変換部材６５及び第１光ファイバ５９を保持する保持部材としてのフェルール９５と、波長変換部材６５の外周を覆う筒状のスリーブ部材９７と、スリーブ部材９７の先端を封止する保護カバー９９とから構成される。また、第１光ファイバ５９の外周面は、不図示の保護チューブによって被覆されている。
【００２１】
一方、光拡散光学系ユニット９１は、図４と同様に、第２光ファイバ６３と、光拡散部材６７と、フェルール９５と、スリーブ部材９７と、保護カバー９９とからなる。光拡散光学系ユニット９１は、波長変換光学系ユニット８９と同様に、フェルール９５が光拡散部材６７及び第２光ファイバ６３を保持する。スリーブ部材９７がフェルール９５の外周を覆い、かつ保護カバー９９がスリーブ部材９７の先端を封止する構成となっている。
【００２２】
フェルール９５は、円筒形状に形成され、第１光ファイバ５９が挿通される挿通孔１０３を有する。フェルール９５の先端側には、波長変換部材６５を保持する蛍光体保持部１０５が形成されている。蛍光体保持部１０５は、フェルール先端面１０７から波長変換部材６５の外形に合わせて凹となり、保護カバー９９と対面する先端側が開放された凹部状に形成されている。挿通孔１０３は、蛍光体保持部１０５の基端に連続している。
【００２３】
蛍光体保持部１０５には、表面に反射膜１０９が設けられている。反射膜１０９は、銀、アルミ等の金属膜からなり、例えばメッキ、蒸着、スパッタ等により薄膜状に形成される。波長変換部材６５は、蛍光体保持部１０５の内部に、反射膜１０９と接しつつ保持される。波長変換部材６５から発する照明光は反射膜１０９によって反射し、効率良く利用できる。蛍光体保持部１０５に波長変換部材６５が保持されたとき、波長変換部材６５及び反射膜１０９の先端面がフェルール９５の先端面と同一面となるように形成されている。挿通孔１０３は、フェルール９５の中心軸に沿って形成されている。第１光ファイバ５９は、先端部が挿通孔１０３に嵌合し、波長変換部材６５の後方に保持される。
【００２４】
図５は蛍光体周辺の構成を示す要部断面図である。スリーブ部材９７は、先端側から順に、保護カバー９９を受ける受け部１１１と、フェルール９５の外周面が嵌合する嵌合孔１１３とを有する円筒形状に形成されている。受け部１１１は、嵌合孔１１３よりも内径が大きく形成されている。受け部１１１は、保護カバー９９の外周面に対面する受け部内周面１１５と、この受け部内周面１１５と交差し、保護カバー基端面１１７と対面する受け部底面１１９とを有する。保護カバー９９が受け部１１１に、ガラスビーズ１２１を含んだ接着剤１２３にて接着されることで、スリーブ部材９７の先端が封止される。嵌合孔１１３は、スリーブ部材９７の中心に沿って、底面からスリーブ部材９７の後端面まで連続している。
【００２５】
保護カバー９９は、波長変換部材６５から出射される照明光、即ち、蛍光体を拡散しながら透過する青色レーザ光と、波長変換部材６５から励起発光される緑色〜黄色の蛍光とが透過可能な材料から円板状に形成される。この保護カバー９９は、例えば石英ガラスやサファイヤガラス等から形成される。
【００２６】
一方、光拡散光学系ユニット９１の光拡散部材６７は、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから出射される照明光を拡散させながら透過させる。この光拡散部材６７は、保護カバー９９と同様な例えば石英ガラスやサファイヤガラス等から形成される。
【００２７】
図１に示すレーザ光源ＬＤ１は、中心波長４４５ｎｍの青色発光の半導体レーザである。このレーザ光源ＬＤ１としては、例えばブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用できる。レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂは、中心波長４０５ｎｍの紫色発光の半導体レーザである。このレーザ光源ＬＤ１としては、例えばブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用できる。
【００２８】
光源制御部７５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの出力光強度や点灯タイミング等を制御する。これらレーザ光源の出力光は、ライトガイドコネクタ２９を介して、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３に導入される。導入された出力光は、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３によって挿入部２５を通じて内視鏡先端部４１まで伝送され、波長変換部材６５、光拡散部材６７に照射される。波長変換部材６５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出力光と、波長変換部材６５により波長変換された発光光とを第１照明窓４５に出射する。光拡散部材６７は、レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出力光を、ほぼ透過させて第２照明窓４７に出射する。第１照明窓４５、第２照明窓４７からは、光源制御部７５によるレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの制御で、任意のタイミングで任意の強度の光出射が可能となっている。
【００２９】
図６は出射光の分光特性を示すグラフである。波長変換部材６５は、レーザ光源ＬＤ１から出射される青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（BaMgAl10O17）等を含む蛍光体等）を含んで構成される。これら波長変換部材６５により、図６に出射光の分光特性を示すように、レーザ光源ＬＤ１からの青色レーザ光と、この青色レーザ光が波長変換された緑色〜黄色の励起光とが合成されて、プロファイルＰｆ２で示される白色光が生成される。
【００３０】
レーザ光源ＬＤ２−Ａから出射される紫色レーザ光は、波長変換部材６５からの波長変換光が僅かとなり、図６にプロファイルＰｆ１で示すように、その殆どが中心波長４０５ｎｍの狭帯域光として出射される。つまり、レーザ光源ＬＤ２−Ａは、白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する。また、ＬＥＤ２−Ｂも同様に中心波長４０５ｎｍの狭帯域光として出射される。
【００３１】
これにより、特定の機能を有する波長光を選択的に照射することができ、観察目的に応じた適切な波長光により所望の内視鏡観察を行うことができる。なお、狭帯域波長光の中心波長は、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ〜４５０ｎｍである。これにより、組織表層の毛細血管の微細構造や粘膜組織表層の微細構造模様を強調させて観察できる。
【００３２】
各レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから出力されるレーザ光は、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３により内視鏡先端部４１へ導光される。導光されたレーザ光は、第１照明窓４５、又は第１照明窓４５と第２照明窓４７から、白色光と、紫色の狭帯域光とを任意の混合比率で選択的に出射させることができる。出射光の光強度や出射光の色味は、内視鏡制御部１２７が光源制御部７５に所望の制御信号を出力して行う。
【００３３】
この制御信号に基づいて光源制御部７５が、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂを駆動する駆動信号を出力する。レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂは、それぞれ入力された駆動信号に基づく光量で光出射することで調整される。つまり、光源制御部７５は、設定された目標光量に応じた駆動信号をそれぞれ生成して、第１の光源６９及び第２の光源７１をそれぞれ駆動する。
【００３４】
波長変換部材６５に、蛍光体を用いることで、任意の波長の光を容易に生成できる。また、第１の光源６９からの出力光と、波長変換部材６５からの蛍光とが合成されて白色光を形成するので、ブロードな波長スペクトルを有する蛍光体の蛍光を用いて白色光が生成される。これにより、照明光の演色性を向上できる。
【００３５】
ここで、本明細書でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らない。例えば、基準色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含むものとする。
【００３６】
内視鏡先端部４１の波長変換部材６５の近傍には、波長変換部材６５と光拡散部材６７とからの発熱による温度を検出する１つの温度センサ１２９が設けられている。温度センサ１２９は、挿入部２５の先端における波長変換部材６５と光拡散部材６７との間に配置された単一のセンサである。温度センサ１２９は、単一のセンサとなることで、簡素な構成で光伝送損失を検出できる。波長変換部材６５、光拡散部材６７のそれぞれに温度センサ１２９を設ける構成に比べ、内視鏡１１の細径化が有利となる。
【００３７】
温度センサ１２９は、レーザ光の照射による波長変換の際に発生する波長変換部材６５の熱、レーザ光が透過する際の吸収によって発生する光拡散部材６７の熱による温度を検出する。温度センサ１２９は、この検出した温度を温度検出値として温度検出信号線１３１を通じて内視鏡制御部１２７に出力する。
【００３８】
温度センサ１２９としては、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体が使用可能である。また、温度センサ１２９は、波長変換部材６５と光拡散部材６７の双方にできるだけ近い位置に設けることが好ましく、波長変換部材６５と光拡散部材６７から互いに等しい熱伝導係数となる位置に設けることが望ましい。
【００３９】
図１に示すように、プロセッサ２１は、内視鏡制御部１２７と、映像信号を生成する撮像信号処理部５５と、撮像信号や各種情報を保存するＲＡＭ等の記憶手段である記憶部１３５と、画像処理部１３７とを備えている。内視鏡制御部１２７は、撮像信号処理部５５から出力される観察画像の画像データに対して、画像処理部１３７により適宜な画像処理を施して表示部１５に映出させる。また、光源装置１９の光源制御部７５に制御信号を出力して、第１照明窓４５、第２照明窓４７から所望の光量の照明光を出射させる。この内視鏡制御部１２７は、図示しないＬＡＮ等のネットワークに接続されて、画像データを含む情報を配信する等、内視鏡装置１００全体を制御する。
【００４０】
上記構成の内視鏡装置１００は、内視鏡制御部１２７により、内視鏡観察を行うための通常制御モードと、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３の断線等で生じる光伝送損失を確認するための光伝送損失確認制御モードとに切り替え可能に構成されている。
【００４１】
通常制御モードでは、レーザ光源ＬＤ１による白色照明、レーザ光源ＬＤ１とＬＤ２−Ａの同時点灯、又はレーザ光源ＬＤ１とＬＤ２−Ｂによる同時点灯や個別点灯により、所望の照明光を所定光量で照射して観察画像を取得し、表示させる制御を行う。
【００４２】
一方、光伝送損失確認制御モードでは、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから第１照明窓４５、第２照明窓４７までの間の光伝送損失を検出するための制御を行う。なお、この光伝送損失の検出には、ライトガイドコネクタ２９、光源装置内の光路、及びコンバイナ７７の光伝送損失も含まれる。即ち、以下に記す断線の検出とは、上記の各光伝送損失である可能性も含んでいる。
【００４３】
以下、光伝送損失確認制御モードについて説明する。
図７は光伝送損失確認制御モードを実施する手順のフローチャートである。
光伝送損失確認制御モードを実施するタイミングとしては、制御装置１３の電源スイッチをオンにしたタイミング、術者が内視鏡１１の本体操作部２３に設けられた光伝送損失確認ボタン３３を押下したタイミング、入力部１７からの指示があったタイミング等、任意に設定できる。
【００４４】
光伝送損失確認制御モードがスタートすると、内視鏡制御部１２７（図１参照）は、撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報に基づき、照明光の光量を適正化する露光制御を行う。この露光制御により、内視鏡制御部１２７はレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの目標光量を設定し（Ｓｔ１）、この目標光量にする制御信号を光源制御部７５に出力する。光源制御部７５は、入力された制御信号に基づいてレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの出力光強度を目標光量に制御する（Ｓｔ２）。
【００４５】
目標光量で駆動されるレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出力光は第１光ファイバ５９に導入されて波長変換部材６５に照射される。また、レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出力光は第２光ファイバ６３に導入されて光拡散部材６７に照射される。すると、波長変換部材６５は、照射された青色レーザ光を波長変換すると共に発熱する。また、紫色レーザ光の一部が波長変換されることでも発熱する。光拡散部材６７は、照射された紫色レーザ光を透過すると共にその一部を吸収して発熱する。この発熱は内視鏡先端部４１で伝播され、内視鏡先端部４１に収容された各部材を昇温させる。この温度変化を温度センサ１２９で検出する（Ｓｔ３）。
【００４６】
このときの温度センサ１２９による温度検出値の時間変化の様子を図８に示した。
波長変換部材６５と光拡散部材６７は、第１光ファイバ５９と第２光ファイバ６３を介した光照射によって自身の温度が上昇するので、２つの発熱体とみなせる。その温度上昇の傾きは波長変換部材６５の方が大きい。これら２つの発熱体の温度上昇傾向は、近傍の一つの温度センサ１２９によって検知される。温度センサ１２９が検知する温度上昇の傾きを、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかに発生した光伝送損失が検出可能となる。
【００４７】
より具体的には、波長変換部材６５は、波長４４５ｎｍの励起光によって５００乃至６００ｎｍの波長を蛍光発光する。これを第１の温度変化率による第１発熱特性Ｓｑ１とする。光拡散部材６７は、波長４０５ｎｍの励起光を特殊観察光として生体へ照射するために所定の照射角度を形成するためのものである。これを第２の温度変化率による第２発熱特性Ｓｑ２とする。第１発熱特性Ｓｑ１は、第２発熱特性Ｓｑ２よりも発熱特性の変化率（傾き）が大きい。つまり、発熱による温度変化が大きい。互いに同じ励起光が波長変換部材６５と光拡散部材６７に導光された場合には、第１発熱特性Ｓｑ１と第２発熱特性Ｓｑ２との変化率を合算した合算発熱特性Ｓｑｔの変化率で温度上昇する。
【００４８】
ところが、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかが断線した場合、温度上昇の変化率は、第１発熱特性Ｓｑ１の傾き又は第２発熱特性Ｓｑ２の傾きに近似したものとなる。断線の発生直後では近似の値にならないが、時間の経過に伴ってＳｑ１，Ｓｑ２の傾きに近い値となる。ここで、第１発熱特性Ｓｑ１の傾きは、ΔｄＴ１／Δｄｔ１で表される第１時間変化率となる。また、第２発熱特性Ｓｑ２の傾きは、ΔｄＴ２／Δｄｔ２で表される第２時間変化率となる。従って、合算発熱特性Ｓｑｔが、第１発熱特性Ｓｑ１又は第２発熱特性Ｓｑ２のいずれかになったことを検知すれば、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３のいずれかに発生した光伝送損失（断線）を、一つの温度センサ１２９を用いて判断できる。
【００４９】
つまり、温度センサ１２９により検出した検出値時間変化率が第１時間変化率と一致する場合は、内視鏡制御部１２７が第２光ファイバ６３に光伝送損失が発生したと判定する。検出値時間変化率が第２時間変化率と一致する場合は、内視鏡制御部１２７が第１光ファイバ５９に光伝送損失が発生したと判定する。
【００５０】
ここで、上記各情報の制御内容を図９にブロック図で示した。記憶部１３５は、第１の温度変化率情報である第１時間変化率１４３と、第２の温度変化率情報である第２時間変化率１４５とをデータとして格納している。また、温度センサ１２９は、第３の温度変化率情報である温度測定値の検出値時間変化率１４９を内視鏡制御部１２７に出力する。
【００５１】
内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９が出力した検出値時間変化率１４９と、記憶部１３５に記憶されている第１時間変化率１４３及び第２時間変化率１４５とを比較し、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３（図１参照）のいずれかに光伝送損失が生じたかを判断する。検出値時間変化率１４９は逐次変化するので、内視鏡制御部１２７は、所定の一定時間毎に上記比較・判定を繰り返し行う。
【００５２】
なお、上記例では時間に対する温度の変化率としているが、時間に限らず、例えば温度センサ１２９の温度検出タイミング毎の温度変化率や、光量指示値の変更が生じたタイミング毎の温度変化率としてもよい。
【００５３】
図１０に観察対象に応じて逐次変化するレーザ光源の目標光量と、目標光量の変化に応じて温度センサ１２９からの温度検出値が変化する様子を示した。目標光量は撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報に応じて増減制御される。この目標光量に応じてレーザ光源を駆動する。温度センサ１２９からの温度検出値は、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３に断線が生じていない場合、図中点線で示すように目標光量に対して応答遅れを有して増減する。ところが、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかに断線が生じた場合、図中実線で示すように温度検出値は断線が生じていない場合よりも低下する。また、応答性も遅れ、昇温の時間変化率も低下する。
【００５４】
このように、温度検出値の変化は、断線の有無により明らかな差を生じる。このため、任意のタイミングで温度センサ１２９により測定しても、得られた温度検出値の変化と、予め定めた基準値（断線のない場合の解析値）とを比較することにより、光ファイバに生じる断線を随時正確に検出できる。
【００５５】
断線等の光伝送損失がない場合の波長変換部材６５の温度の時間変化特性は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの種類によって解析的に求めることができる。また、光源の出力強度、及び波長変換部材６５と光拡散部材６７との性状や種類に応じた吸収・発光特性等の条件によって解析的に求めることができる。
【００５６】
そこで、本構成においては、波長変換部材６５と光拡散部材６７の温度の時間変化特性を解析的に求め、温度変化情報として記憶部１３５に予め記憶させておく。また、温度の時間変化率を正常時の基準値として記憶部１３５に記憶させておく。記憶させる各温度情報は、波長変換部材６５及び光拡散部材自体の温度であってもよく、温度センサ１２９の位置での温度であってもよい。波長変換部材６５及び光拡散部材６７の温度である場合は、温度センサ１２９の温度検出値と比較する際に、必要に応じて適宜な補正処理を行えばよい。
【００５７】
再び図７に戻り、内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９が測定した温度検出値の時間変化率を求め、求めた時間変化率を記憶部１３５に記憶された基準値と比較する（Ｓｔ４）。比較の結果、測定により求めた温度変化率が基準値より小さい場合、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３のいずれかに断線が生じたと判定する（Ｓｔ５）。また、基準値と同等である場合は正常と判定して光伝送損失確認制御モードを終了する。
【００５８】
内視鏡制御部１２７は、断線が生じたと判定した場合に、光源制御部７５へレーザ光源を消灯させる制御信号を出力し、断線が生じた側のレーザ光源を消灯させる（Ｓｔ６）。これにより、通常の露光制御のまま、レーザ光源が無駄に光量制御されることを防止する。
【００５９】
即ち、通常の露光制御では、撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報を適正輝度レベルと比較し、その過不足に応じてレーザ光源の出力が増減制御されている。断線が生じた場合は第１照明窓４５、又は第２照明窓４７からの照明光が不足し、撮像信号の輝度が低下する。そこで、この輝度の低下分を適正レベルにするため、レーザ光源の目標光量が増加制御される。しかし、断線が生じた場合は目標光量を増加しても照明光の不足した状態が続き、更にレーザ光源の目標光量を増加させるといった不正なロジックとなってしまう。そのため、断線検出時には、断線が生じた側のレーザ光源を消灯させることで、無駄な露光制御を防止できる。
【００６０】
次に、内視鏡制御部１２７は、断線が発生した旨を表示部１５にメッセージを表示する等して術者に通知する（Ｓｔ７）。表示部１５への表示以外にも、例えば、アラーム音を発生させる報知や、本体操作部２３や制御装置１３等に設けたランプの点灯により報知を行ってもよい。
【００６１】
以上説明したように、内視鏡装置１００は、内視鏡制御部１２７が、駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出する。駆動信号の立ち上がりタイミングで、温度測定値による第３の温度変化率が、第１の温度変化率及び第２の温度変化率と比較される。これにより、波長変換部材６５と光拡散部材６７との発熱特性を利用した、精度の高い判定が可能となる。また、内視鏡制御部１２７は、内視鏡１１に設けた光伝送損失確認ボタン３３の押下信号を受けたタイミングで光伝送損失の検出を開始してもよい。その場合、ボタンを押下した後の駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出するため、任意のタイミングで光伝送損失の検出が可能となる。
【００６２】
また、本構成では、単線の光ファイバを用いるため、光ファイバに断線が生じた場合には、照明光量が大きく低下して、光伝送損失を簡単かつ確実に検出できる。このため、内視鏡１１の術者は、内視鏡検査前に光伝送損失の検査が実施し易くなる。
【００６３】
次に、上記内視鏡装置１００の他の構成例を説明する。
図１１は第１の光源６９及び第３の光源１５７が二対設けられた変形例に係る内視鏡先端部４１の正面図、図１２は図１１に示す変形例に係る光源装置１５５の構成図である。
この変形例では、光源装置１５５は、第１の光源６９と、第３の光源１５７とからなる一対の光源を二対備えている。第１の光源６９は、前述同様に、レーザ光源ＬＤ１と、レーザ光源ＬＤ２−Ａとを備える。一方、第３の光源１５７は、レーザ光源ＬＤ３と、レーザ光源ＬＤ１とを備える。レーザ光源ＬＤ３は、中心波長４７３ｎｍの青色発光の半導体レーザである。レーザ光源ＬＤ３と、レーザ光源ＬＤ１からの出射光はコンバイナ７７によって合波される。第３の光源１５７からの合波された出射光は、光出射端に光拡散部材６７を配置した第２の導光部材６１である第３光ファイバ１５９に導入される。
【００６４】
第１光ファイバ５９に導光された照明光は第１照明窓４５から出射される。第３光ファイバ１５９に導光された照明光は第３照明窓１６１から出射される。第１照明窓４５，４５は観察窓４３を挟んだ直線１６５上に配置され、第３照明窓１６１，１６１は観察窓４３を挟んだ直線１６７上に配置される。これにより、観察窓４３の両脇から白色光、狭帯域光を均等に照射して、照明ムラの発生を防止している。
【００６５】
この変形例による構成では、第３の光源１５７を備えることで以下の照明光による観察が可能となる。
図１３に酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンに対する吸光度の分光特性を示した。同図に示すように、波長４０５ｎｍ付近では双方の吸光度は等しく、波長４４５ｎｍ付近では還元ヘモグロビンが酸化ヘモグロビンよりも吸光度が高く、波長４７３ｎｍ付近では酸化ヘモグロビンが還元ヘモグロビンよりも吸光度が高くなっている。また、レーザ光の粘膜組織表層からの深達度は、レーザ光の波長が短い程浅くなる特性を有するので、波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍの順で深くなる。
【００６６】
これらの特性を利用して、次のように観察領域の酸素飽和度と、観察領域に映出された血管深さとを求める。
（１）還元ヘモグロビンの吸光度が高い中心波長４４５ｎｍのレーザ光を照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値Ｓ１を求める。
（２）酸化ヘモグロビンの吸光度が高い中心波長４７３ｎｍのレーザ光を照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値Ｓ２を求める。
（３）吸光度の等しい中心波長４０５ｎｍを照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値を求める。
（４）Ｓ１，Ｓ２の値をそれぞれＳ３の値で標準化する。即ち、Ｓ１／Ｓ３、Ｓ２／Ｓ３の値を求める。
【００６７】
（５）図１４に示すように、Ｓ１／Ｓ３の値と、Ｓ２／Ｓ３の値の大小を直交二軸で表した２次元マップを生成し、この２次元マップ上に、上記で求めたＳ１／Ｓ３、Ｓ２／Ｓ３の値をプロットする。２次元マップ上では、Ｓ１／Ｓ３の値が大きい程、酸素飽和度が高く、血管深さが浅いものとなり、Ｓ１／Ｓ３の値が小さい程、酸素飽和度が低く、血管深さが深くなる。また、Ｓ２／Ｓ３の値が大きい程、酸素飽和度が低く、血管深さが浅くなり、Ｓ２／Ｓ３の値が小さい程、酸素飽和度が高く、血管深さが深いものとなる。これらの関係により、観察領域における酸素飽和度の高低、血管深さの情報が求められる。
【００６８】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。例えば、上記の構成では第１の導光部材５７、第２の導光部材６１を単線の光ファイバとしたが、第１の導光部材５７、第２の導光部材６１はこれに限らず、多数本の光ファイバを束ねた光ファイババンドルであっても同様に光伝送損失を検出できる。
【００６９】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、波長変換部材と光拡散部材は、第１の導光部材と第２の導光部材を介した光照射によって自身の温度が上昇するので、２つの発熱体とみなせる。その温度上昇の傾きは波長変換部材の方が大きい。これら２つの発熱体の温度上昇傾向は、近傍の一つの温度センサによって検知される。温度センサが検知する温度上昇の傾きを、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１の導光部材、第２の導光部材のいずれかに発生した光伝送損失が判断可能となる。
【００７０】
（２） （１）の内視鏡装置であって、
前記第１の温度変化率、前記第２の温度変化率、及び前記第３の温度変化率が、時間に対する温度の変化率を表すものである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、時間に対する温度の変化率とすることで、確実かつ迅速に断線による変化を検出できる。
【００７１】
（３） （１）又は（２）の内視鏡装置であって、
前記温度センサが、前記挿入部の先端における前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置された単一のセンサである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、簡素な構成で光伝送損失を検出でき、波長変換部材、光拡散部材のそれぞれに温度センサを設ける構成に比べ、内視鏡の細径化が実現する。
【００７２】
（４） （１）〜（３）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記第１の光源及び前記第２の光源がレーザ光源であり、前記第１の導光部材及び前記第２の導光部材がそれぞれ単線の光ファイバである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、断線が生じた場合に照明光量が大きく低下する単線の光ファイバを使用することで、光伝送損失を簡単かつ確実に検出できる。このため、内視鏡の術者は、内視鏡検査前に光伝送損失の検査が実施し易くなる。
【００７３】
（５） （１）〜（４）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記波長変換部材が前記第１の光源からの出力光で励起されて蛍光を発する蛍光体である内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、蛍光体を用いることで任意の波長の光を容易に検出できる。
【００７４】
（６） （５）の内視鏡装置であって、
前記第１の光源からの出力光と、前記蛍光体からの蛍光とが合成されて白色光とされる内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、ブロードな波長スペクトルを有する蛍光体の蛍光を用いて白色光が生成されることで、演色性を向上できる。
【００７５】
（７） （６）の内視鏡装置であって、
前記第２の光源が白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する光源である内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、特定の機能を有する波長光を選択的に照射することができ、観察目的に応じた適切な波長光により所望の内視鏡観察を行うことができる。
【００７６】
（８） （７）の内視鏡装置であって、
前記狭帯域波長光の中心波長が、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、組織表層の毛細血管の微細構造や粘膜組織表層の微細構造模様を強調させて観察できる。
【００７７】
（９） （１）〜（８）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記駆動信号の立ち上がりタイミングで前記光伝送損失を判断する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、駆動信号の立ち上がりタイミングで、温度測定値による第３の温度変化率が、第１の温度変化率及び第２の温度変化率と比較される。駆動信号の立ち下がりタイミングに比べ、波長変換部材と光拡散部材との発熱特性を利用でき、精度の高い判定が可能となる。
【００７８】
（１０） （９）の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記内視鏡に設けた光伝送損失確認ボタンの押下信号を受けたタイミングで始動する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、ボタン押下した後の駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出するため、任意のタイミングで光伝送損失の検出が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１１ 内視鏡
２５ 挿入部
３３ 光伝送損失確認ボタン
５７ 第１の導光部材
５９ 第１光ファイバ
６１ 第２の導光部材
６３ 第２光ファイバ
６５ 波長変換部材
６７ 光拡散部材
６９ 第１の光源
７１ 第２の光源
７７ 光源制御部（光源駆動手段）
１２７ 内視鏡制御部（光伝送損失検出手段）
１２９ 温度センサ
１３５ 記憶部（記憶手段）
１４３ 第１時間変化率（第１の温度変化率）
１４５ 第２時間変化率（第２の温度変化率）
１４９ 検出値時間変化率（第３の温度変化率）
１００ 内視鏡装置
ＬＤ１、ＬＤ２−Ａ、ＬＤ２−Ｂ レーザ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内視鏡装置は、被検体内に挿入する挿入部を有する内視鏡と、この内視鏡に照明光を供給する光源装置とを備え、内視鏡と光源装置とは別体に構成されている。光源装置の発光源としては、キセノンランプやメタルハライドランプ等の白色光ランプが広く使用されるが、ランプに代えてレーザ光源を用いて照明光を生成するものがある。例えば、特許文献１の内視鏡装置においては、光源装置に搭載された半導体レーザ光源からの光を、導光部材である光ファイバを用いて内視鏡の挿入部先端まで伝送し、挿入部先端に設けた蛍光体を通して白色光を出射させる構成となっている。
【０００３】
ところで、光源装置から内視鏡の挿入部先端までの間を単線の光ファイバ、又は少ない本数の光ファイバで照明光の伝送を行う場合、光ファイバの一部に断線が生じただけでも照明光に及ぼす光伝送損失の影響は大きくなり、照明光量を大きく低下させる。そのため、このような光ファイバの断線等の光伝送損失を検出する技術がある。例えば特許文献２には、光ファイバの出射端に配置される蛍光体がレーザ光の照射により昇温することを利用した発光装置が記載されている。この発光装置では、蛍光体の温度変化を観察することで光源からの光が蛍光体に達しているかを判断して断線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７３３４６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の発光装置は、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知できなかった。
【０００６】
本発明は、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知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】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内視鏡装置によれば、光出射端に波長変換部材を配置した導光部材と、光出射端に光拡散部材を配置した導光部材とのいずれに発生した光伝送損失かを、一つの温度センサを用いて検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図である。
【図２】内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
【図３】内視鏡先端部の拡大斜視図である。
【図４】照明光学系ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】蛍光体周辺の構成を示す要部断面図である。
【図６】出射光の分光特性を示すグラフである。
【図７】光伝送損失確認制御モードを実施する手順のフローチャートである。
【図８】温度センサによる温度検出値の時間変化の様子を示すグラフである。
【図９】各情報の制御内容を示すブロック図である。
【図１０】観察対象に応じて逐次変化するレーザ光源の目標光量と、目標光量の変化に応じて温度センサからの温度検出値が変化する様子を示す説明図である。
【図１１】第１の光源及び第３の光源が二対設けられた変形例に係る内視鏡先端部の正面図である。
【図１２】図１１に示す変形例に係る光源装置の構成図である。
【図１３】還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸光度の分光特性を示すグラフである。
【図１４】Ｓ１／Ｓ３の値と、Ｓ２／Ｓ３の値の大小を直交二軸で表した２次元マップを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図、図２は内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
内視鏡装置１００は、図１に示すように、内視鏡１１と、制御装置１３と、モニタ等の表示部１５と、制御装置１３に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部１７とを備えている。制御装置１３は、光源装置１９と、撮像画像の信号処理を行うプロセッサ２１とを有して構成される。
【００１１】
内視鏡１１は、本体操作部２３と、この本体操作部２３に連設され被検体（体腔）内に挿入される挿入部２５とを備える。本体操作部２３には、ユニバーサルコード２７が接続される。このユニバーサルコード２７の先端は、光源装置１９にライトガイドコネクタ２９を介して接続され、また、ビデオコネクタ３１を介してプロセッサ２１に接続されている。
【００１２】
図２に示すように、内視鏡１１の本体操作部２３には、挿入部２５の先端側で吸引、送気、送水を実施するための送気送水ボタンや、撮像時のシャッターボタン、詳細を後述する光伝送損失確認ボタン３３等の各種操作ボタンが設けられる。また、本体操作部２３には、これらのボタンと共に一対のアングルノブ３５が併設されている。
【００１３】
挿入部２５は、本体操作部側から順に軟性部３７、湾曲部３９、及び挿入部２５の先端である内視鏡先端部４１で構成される。湾曲部３９は、本体操作部２３のアングルノブ３５を回転することによって遠隔的に湾曲操作されて、これにより内視鏡先端部４１を所望の方向に向けることができる。
【００１４】
図３は内視鏡先端部４１の拡大斜視図である。内視鏡先端部４１には、撮像光学系の観察窓４３と、照明光学系の第１照明窓４５、第２照明窓４７が配置されている。これら第１照明窓４５、第２照明窓４７は観察窓４３を挟んだ両脇側に配置されている。第１照明窓４５、第２照明窓４７から照射される照明光による被検体からの反射光は、観察窓４３を通じて撮像素子４９（図１参照）で撮像される。撮像された観察画像は、プロセッサ２１に接続された表示部１５に表示される。
【００１５】
撮像光学系は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）型イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の撮像素子４９を有する。また、撮像光学系は、撮像素子４９に観察像を結像させるレンズ等の光学部材５１（図１参照）を有する。撮像素子４９の受光面に結像されて取り込まれる観察像は、電気信号に変換されて信号ケーブル５３を通じてプロセッサ２１の撮像信号処理部５５に入力され、この撮像信号処理部５５で映像信号に変換される。
【００１６】
一方、照明光学系は、図１に示すように、光源装置１９と、光源装置１９に接続される第１の導光部材５７である第１光ファイバ５９と、第２の導光部材６１である第２光ファイバ６３とを有する。第１光ファイバ５９の光出射端には波長変換部材６５が配置され、第２光ファイバ６３の光出射端には光拡散部材６７が配置される。光源装置１９は、第１の光源６９と、第２の光源７１とを備える。第１の光源６９は、半導体発光素子であるレーザ光源ＬＤ１と、レーザ光源ＬＤ２−Ａとを備える。第２の光源７１は、半導体発光素子であるレーザ光源ＬＤ２−Ｂを備える。光源装置１９は、光源駆動手段である光源制御部７５と、コンバイナ７７とを有する。光源制御部７５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂを駆動制御する。コンバイナ７７は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出射光を合波して第１光ファイバ５９に導入する。レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出射光は合波されることなく直接に第２光ファイバ６３に導入される。
【００１７】
第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３は、単線の光ファイバからなる。単線の光ファイバを使用することで、挿入部２５の細径化に寄与できる。
【００１８】
内視鏡先端部４１は、その内部に不図示の先端硬性部を備える。先端硬性部はステンレス鋼等の金属からなり、長手方向に沿って複数の貫通孔が形成されている。この先端硬性部の各貫通孔には、撮像光学系、照明光学系ユニット８１、鉗子チャンネル８３、送気送水ノズル８５に連通する送気送水チャンネル等の各種部品が取り付けられている。
【００１９】
照明光学系ユニット８１は、観察窓４３を挟んで対称に配置される波長変換光学系ユニット８９と、光拡散光学系ユニット９１とからなる。波長変換光学系ユニット８９と光拡散光学系ユニット９１とはほぼ同一の構成を有し、光出射端に波長変換部材６５又は光拡散部材６７が設けられるかで異なる。ここでは、波長変換部材６５の設けられる波長変換光学系ユニット８９を図示して説明する。
【００２０】
図４は照明光学系ユニット８１の構成を示す分解斜視図である。波長変換光学系ユニット８９は、シングルモードの第１光ファイバ５９と、波長変換部材６５と、波長変換部材６５及び第１光ファイバ５９を保持する保持部材としてのフェルール９５と、波長変換部材６５の外周を覆う筒状のスリーブ部材９７と、スリーブ部材９７の先端を封止する保護カバー９９とから構成される。また、第１光ファイバ５９の外周面は、不図示の保護チューブによって被覆されている。
【００２１】
一方、光拡散光学系ユニット９１は、図４と同様に、第２光ファイバ６３と、光拡散部材６７と、フェルール９５と、スリーブ部材９７と、保護カバー９９とからなる。光拡散光学系ユニット９１は、波長変換光学系ユニット８９と同様に、フェルール９５が光拡散部材６７及び第２光ファイバ６３を保持する。スリーブ部材９７がフェルール９５の外周を覆い、かつ保護カバー９９がスリーブ部材９７の先端を封止する構成となっている。
【００２２】
フェルール９５は、円筒形状に形成され、第１光ファイバ５９が挿通される挿通孔１０３を有する。フェルール９５の先端側には、波長変換部材６５を保持する蛍光体保持部１０５が形成されている。蛍光体保持部１０５は、フェルール先端面１０７から波長変換部材６５の外形に合わせて凹となり、保護カバー９９と対面する先端側が開放された凹部状に形成されている。挿通孔１０３は、蛍光体保持部１０５の基端に連続している。
【００２３】
蛍光体保持部１０５には、表面に反射膜１０９が設けられている。反射膜１０９は、銀、アルミ等の金属膜からなり、例えばメッキ、蒸着、スパッタ等により薄膜状に形成される。波長変換部材６５は、蛍光体保持部１０５の内部に、反射膜１０９と接しつつ保持される。波長変換部材６５から発する照明光は反射膜１０９によって反射し、効率良く利用できる。蛍光体保持部１０５に波長変換部材６５が保持されたとき、波長変換部材６５及び反射膜１０９の先端面がフェルール９５の先端面と同一面となるように形成されている。挿通孔１０３は、フェルール９５の中心軸に沿って形成されている。第１光ファイバ５９は、先端部が挿通孔１０３に嵌合し、波長変換部材６５の後方に保持される。
【００２４】
図５は蛍光体周辺の構成を示す要部断面図である。スリーブ部材９７は、先端側から順に、保護カバー９９を受ける受け部１１１と、フェルール９５の外周面が嵌合する嵌合孔１１３とを有する円筒形状に形成されている。受け部１１１は、嵌合孔１１３よりも内径が大きく形成されている。受け部１１１は、保護カバー９９の外周面に対面する受け部内周面１１５と、この受け部内周面１１５と交差し、保護カバー基端面１１７と対面する受け部底面１１９とを有する。保護カバー９９が受け部１１１に、ガラスビーズ１２１を含んだ接着剤１２３にて接着されることで、スリーブ部材９７の先端が封止される。嵌合孔１１３は、スリーブ部材９７の中心に沿って、底面からスリーブ部材９７の後端面まで連続している。
【００２５】
保護カバー９９は、波長変換部材６５から出射される照明光、即ち、蛍光体を拡散しながら透過する青色レーザ光と、波長変換部材６５から励起発光される緑色〜黄色の蛍光とが透過可能な材料から円板状に形成される。この保護カバー９９は、例えば石英ガラスやサファイヤガラス等から形成される。
【００２６】
一方、光拡散光学系ユニット９１の光拡散部材６７は、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから出射される照明光を拡散させながら透過させる。この光拡散部材６７は、保護カバー９９と同様な例えば石英ガラスやサファイヤガラス等から形成される。
【００２７】
図１に示すレーザ光源ＬＤ１は、中心波長４４５ｎｍの青色発光の半導体レーザである。このレーザ光源ＬＤ１としては、例えばブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用できる。レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂは、中心波長４０５ｎｍの紫色発光の半導体レーザである。このレーザ光源ＬＤ１としては、例えばブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用できる。
【００２８】
光源制御部７５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの出力光強度や点灯タイミング等を制御する。これらレーザ光源の出力光は、ライトガイドコネクタ２９を介して、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３に導入される。導入された出力光は、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３によって挿入部２５を通じて内視鏡先端部４１まで伝送され、波長変換部材６５、光拡散部材６７に照射される。波長変換部材６５は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出力光と、波長変換部材６５により波長変換された発光光とを第１照明窓４５に出射する。光拡散部材６７は、レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出力光を、ほぼ透過させて第２照明窓４７に出射する。第１照明窓４５、第２照明窓４７からは、光源制御部７５によるレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの制御で、任意のタイミングで任意の強度の光出射が可能となっている。
【００２９】
図６は出射光の分光特性を示すグラフである。波長変換部材６５は、レーザ光源ＬＤ１から出射される青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（BaMgAl10O17）等を含む蛍光体等）を含んで構成される。これら波長変換部材６５により、図６に出射光の分光特性を示すように、レーザ光源ＬＤ１からの青色レーザ光と、この青色レーザ光が波長変換された緑色〜黄色の励起光とが合成されて、プロファイルＰｆ２で示される白色光が生成される。
【００３０】
レーザ光源ＬＤ２−Ａから出射される紫色レーザ光は、波長変換部材６５からの波長変換光が僅かとなり、図６にプロファイルＰｆ１で示すように、その殆どが中心波長４０５ｎｍの狭帯域光として出射される。つまり、レーザ光源ＬＤ２−Ａは、白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する。また、ＬＥＤ２−Ｂも同様に中心波長４０５ｎｍの狭帯域光として出射される。
【００３１】
これにより、特定の機能を有する波長光を選択的に照射することができ、観察目的に応じた適切な波長光により所望の内視鏡観察を行うことができる。なお、狭帯域波長光の中心波長は、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ〜４５０ｎｍである。これにより、組織表層の毛細血管の微細構造や粘膜組織表層の微細構造模様を強調させて観察できる。
【００３２】
各レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから出力されるレーザ光は、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３により内視鏡先端部４１へ導光される。導光されたレーザ光は、第１照明窓４５、又は第１照明窓４５と第２照明窓４７から、白色光と、紫色の狭帯域光とを任意の混合比率で選択的に出射させることができる。出射光の光強度や出射光の色味は、内視鏡制御部１２７が光源制御部７５に所望の制御信号を出力して行う。
【００３３】
この制御信号に基づいて光源制御部７５が、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂを駆動する駆動信号を出力する。レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂは、それぞれ入力された駆動信号に基づく光量で光出射することで調整される。つまり、光源制御部７５は、設定された目標光量に応じた駆動信号をそれぞれ生成して、第１の光源６９及び第２の光源７１をそれぞれ駆動する。
【００３４】
波長変換部材６５に、蛍光体を用いることで、任意の波長の光を容易に生成できる。また、第１の光源６９からの出力光と、波長変換部材６５からの蛍光とが合成されて白色光を形成するので、ブロードな波長スペクトルを有する蛍光体の蛍光を用いて白色光が生成される。これにより、照明光の演色性を向上できる。
【００３５】
ここで、本明細書でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らない。例えば、基準色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含むものとする。
【００３６】
内視鏡先端部４１の波長変換部材６５の近傍には、波長変換部材６５と光拡散部材６７とからの発熱による温度を検出する１つの温度センサ１２９が設けられている。温度センサ１２９は、挿入部２５の先端における波長変換部材６５と光拡散部材６７との間に配置された単一のセンサである。温度センサ１２９は、単一のセンサとなることで、簡素な構成で光伝送損失を検出できる。波長変換部材６５、光拡散部材６７のそれぞれに温度センサ１２９を設ける構成に比べ、内視鏡１１の細径化が有利となる。
【００３７】
温度センサ１２９は、レーザ光の照射による波長変換の際に発生する波長変換部材６５の熱、レーザ光が透過する際の吸収によって発生する光拡散部材６７の熱による温度を検出する。温度センサ１２９は、この検出した温度を温度検出値として温度検出信号線１３１を通じて内視鏡制御部１２７に出力する。
【００３８】
温度センサ１２９としては、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体が使用可能である。また、温度センサ１２９は、波長変換部材６５と光拡散部材６７の双方にできるだけ近い位置に設けることが好ましく、波長変換部材６５と光拡散部材６７から互いに等しい熱伝導係数となる位置に設けることが望ましい。
【００３９】
図１に示すように、プロセッサ２１は、内視鏡制御部１２７と、映像信号を生成する撮像信号処理部５５と、撮像信号や各種情報を保存するＲＡＭ等の記憶手段である記憶部１３５と、画像処理部１３７とを備えている。内視鏡制御部１２７は、撮像信号処理部５５から出力される観察画像の画像データに対して、画像処理部１３７により適宜な画像処理を施して表示部１５に映出させる。また、光源装置１９の光源制御部７５に制御信号を出力して、第１照明窓４５、第２照明窓４７から所望の光量の照明光を出射させる。この内視鏡制御部１２７は、図示しないＬＡＮ等のネットワークに接続されて、画像データを含む情報を配信する等、内視鏡装置１００全体を制御する。
【００４０】
上記構成の内視鏡装置１００は、内視鏡制御部１２７により、内視鏡観察を行うための通常制御モードと、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３の断線等で生じる光伝送損失を確認するための光伝送損失確認制御モードとに切り替え可能に構成されている。
【００４１】
通常制御モードでは、レーザ光源ＬＤ１による白色照明、レーザ光源ＬＤ１とＬＤ２−Ａの同時点灯、又はレーザ光源ＬＤ１とＬＤ２−Ｂによる同時点灯や個別点灯により、所望の照明光を所定光量で照射して観察画像を取得し、表示させる制御を行う。
【００４２】
一方、光伝送損失確認制御モードでは、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂから第１照明窓４５、第２照明窓４７までの間の光伝送損失を検出するための制御を行う。なお、この光伝送損失の検出には、ライトガイドコネクタ２９、光源装置内の光路、及びコンバイナ７７の光伝送損失も含まれる。即ち、以下に記す断線の検出とは、上記の各光伝送損失である可能性も含んでいる。
【００４３】
以下、光伝送損失確認制御モードについて説明する。
図７は光伝送損失確認制御モードを実施する手順のフローチャートである。
光伝送損失確認制御モードを実施するタイミングとしては、制御装置１３の電源スイッチをオンにしたタイミング、術者が内視鏡１１の本体操作部２３に設けられた光伝送損失確認ボタン３３を押下したタイミング、入力部１７からの指示があったタイミング等、任意に設定できる。
【００４４】
光伝送損失確認制御モードがスタートすると、内視鏡制御部１２７（図１参照）は、撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報に基づき、照明光の光量を適正化する露光制御を行う。この露光制御により、内視鏡制御部１２７はレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの目標光量を設定し（Ｓｔ１）、この目標光量にする制御信号を光源制御部７５に出力する。光源制御部７５は、入力された制御信号に基づいてレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの出力光強度を目標光量に制御する（Ｓｔ２）。
【００４５】
目標光量で駆動されるレーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａからの出力光は第１光ファイバ５９に導入されて波長変換部材６５に照射される。また、レーザ光源ＬＤ２−Ｂからの出力光は第２光ファイバ６３に導入されて光拡散部材６７に照射される。すると、波長変換部材６５は、照射された青色レーザ光を波長変換すると共に発熱する。また、紫色レーザ光の一部が波長変換されることでも発熱する。光拡散部材６７は、照射された紫色レーザ光を透過すると共にその一部を吸収して発熱する。この発熱は内視鏡先端部４１で伝播され、内視鏡先端部４１に収容された各部材を昇温させる。この温度変化を温度センサ１２９で検出する（Ｓｔ３）。
【００４６】
このときの温度センサ１２９による温度検出値の時間変化の様子を図８に示した。
波長変換部材６５と光拡散部材６７は、第１光ファイバ５９と第２光ファイバ６３を介した光照射によって自身の温度が上昇するので、２つの発熱体とみなせる。その温度上昇の傾きは波長変換部材６５の方が大きい。これら２つの発熱体の温度上昇傾向は、近傍の一つの温度センサ１２９によって検知される。温度センサ１２９が検知する温度上昇の傾きを、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかに発生した光伝送損失が検出可能となる。
【００４７】
より具体的には、波長変換部材６５は、波長４４５ｎｍの励起光によって５００乃至６００ｎｍの波長を蛍光発光する。これを第１の温度変化率による第１発熱特性Ｓｑ１とする。光拡散部材６７は、波長４０５ｎｍの励起光を特殊観察光として生体へ照射するために所定の照射角度を形成するためのものである。これを第２の温度変化率による第２発熱特性Ｓｑ２とする。第１発熱特性Ｓｑ１は、第２発熱特性Ｓｑ２よりも発熱特性の変化率（傾き）が大きい。つまり、発熱による温度変化が大きい。互いに同じ励起光が波長変換部材６５と光拡散部材６７に導光された場合には、第１発熱特性Ｓｑ１と第２発熱特性Ｓｑ２との変化率を合算した合算発熱特性Ｓｑｔの変化率で温度上昇する。
【００４８】
ところが、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかが断線した場合、温度上昇の変化率は、第１発熱特性Ｓｑ１の傾き又は第２発熱特性Ｓｑ２の傾きに近似したものとなる。断線の発生直後では近似の値にならないが、時間の経過に伴ってＳｑ１，Ｓｑ２の傾きに近い値となる。ここで、第１発熱特性Ｓｑ１の傾きは、ΔｄＴ１／Δｄｔ１で表される第１時間変化率となる。また、第２発熱特性Ｓｑ２の傾きは、ΔｄＴ２／Δｄｔ２で表される第２時間変化率となる。従って、合算発熱特性Ｓｑｔが、第１発熱特性Ｓｑ１又は第２発熱特性Ｓｑ２のいずれかになったことを検知すれば、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３のいずれかに発生した光伝送損失（断線）を、一つの温度センサ１２９を用いて判断できる。
【００４９】
つまり、温度センサ１２９により検出した検出値時間変化率が第１時間変化率と一致する場合は、内視鏡制御部１２７が第２光ファイバ６３に光伝送損失が発生したと判定する。検出値時間変化率が第２時間変化率と一致する場合は、内視鏡制御部１２７が第１光ファイバ５９に光伝送損失が発生したと判定する。
【００５０】
ここで、上記各情報の制御内容を図９にブロック図で示した。記憶部１３５は、第１の温度変化率情報である第１時間変化率１４３と、第２の温度変化率情報である第２時間変化率１４５とをデータとして格納している。また、温度センサ１２９は、第３の温度変化率情報である温度測定値の検出値時間変化率１４９を内視鏡制御部１２７に出力する。
【００５１】
内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９が出力した検出値時間変化率１４９と、記憶部１３５に記憶されている第１時間変化率１４３及び第２時間変化率１４５とを比較し、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３（図１参照）のいずれかに光伝送損失が生じたかを判断する。検出値時間変化率１４９は逐次変化するので、内視鏡制御部１２７は、所定の一定時間毎に上記比較・判定を繰り返し行う。
【００５２】
なお、上記例では時間に対する温度の変化率としているが、時間に限らず、例えば温度センサ１２９の温度検出タイミング毎の温度変化率や、光量指示値の変更が生じたタイミング毎の温度変化率としてもよい。
【００５３】
図１０に観察対象に応じて逐次変化するレーザ光源の目標光量と、目標光量の変化に応じて温度センサ１２９からの温度検出値が変化する様子を示した。目標光量は撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報に応じて増減制御される。この目標光量に応じてレーザ光源を駆動する。温度センサ１２９からの温度検出値は、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３に断線が生じていない場合、図中点線で示すように目標光量に対して応答遅れを有して増減する。ところが、第１光ファイバ５９、第２光ファイバ６３のいずれかに断線が生じた場合、図中実線で示すように温度検出値は断線が生じていない場合よりも低下する。また、応答性も遅れ、昇温の時間変化率も低下する。
【００５４】
このように、温度検出値の変化は、断線の有無により明らかな差を生じる。このため、任意のタイミングで温度センサ１２９により測定しても、得られた温度検出値の変化と、予め定めた基準値（断線のない場合の解析値）とを比較することにより、光ファイバに生じる断線を随時正確に検出できる。
【００５５】
断線等の光伝送損失がない場合の波長変換部材６５の温度の時間変化特性は、レーザ光源ＬＤ１、レーザ光源ＬＤ２−Ａ、レーザ光源ＬＤ２−Ｂの種類によって解析的に求めることができる。また、光源の出力強度、及び波長変換部材６５と光拡散部材６７との性状や種類に応じた吸収・発光特性等の条件によって解析的に求めることができる。
【００５６】
そこで、本構成においては、波長変換部材６５と光拡散部材６７の温度の時間変化特性を解析的に求め、温度変化情報として記憶部１３５に予め記憶させておく。また、温度の時間変化率を正常時の基準値として記憶部１３５に記憶させておく。記憶させる各温度情報は、波長変換部材６５及び光拡散部材自体の温度であってもよく、温度センサ１２９の位置での温度であってもよい。波長変換部材６５及び光拡散部材６７の温度である場合は、温度センサ１２９の温度検出値と比較する際に、必要に応じて適宜な補正処理を行えばよい。
【００５７】
再び図７に戻り、内視鏡制御部１２７は、温度センサ１２９が測定した温度検出値の時間変化率を求め、求めた時間変化率を記憶部１３５に記憶された基準値と比較する（Ｓｔ４）。比較の結果、測定により求めた温度変化率が基準値より小さい場合、第１光ファイバ５９又は第２光ファイバ６３のいずれかに断線が生じたと判定する（Ｓｔ５）。また、基準値と同等である場合は正常と判定して光伝送損失確認制御モードを終了する。
【００５８】
内視鏡制御部１２７は、断線が生じたと判定した場合に、光源制御部７５へレーザ光源を消灯させる制御信号を出力し、断線が生じた側のレーザ光源を消灯させる（Ｓｔ６）。これにより、通常の露光制御のまま、レーザ光源が無駄に光量制御されることを防止する。
【００５９】
即ち、通常の露光制御では、撮像素子４９から出力される撮像信号の輝度情報を適正輝度レベルと比較し、その過不足に応じてレーザ光源の出力が増減制御されている。断線が生じた場合は第１照明窓４５、又は第２照明窓４７からの照明光が不足し、撮像信号の輝度が低下する。そこで、この輝度の低下分を適正レベルにするため、レーザ光源の目標光量が増加制御される。しかし、断線が生じた場合は目標光量を増加しても照明光の不足した状態が続き、更にレーザ光源の目標光量を増加させるといった不正なロジックとなってしまう。そのため、断線検出時には、断線が生じた側のレーザ光源を消灯させることで、無駄な露光制御を防止できる。
【００６０】
次に、内視鏡制御部１２７は、断線が発生した旨を表示部１５にメッセージを表示する等して術者に通知する（Ｓｔ７）。表示部１５への表示以外にも、例えば、アラーム音を発生させる報知や、本体操作部２３や制御装置１３等に設けたランプの点灯により報知を行ってもよい。
【００６１】
以上説明したように、内視鏡装置１００は、内視鏡制御部１２７が、駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出する。駆動信号の立ち上がりタイミングで、温度測定値による第３の温度変化率が、第１の温度変化率及び第２の温度変化率と比較される。これにより、波長変換部材６５と光拡散部材６７との発熱特性を利用した、精度の高い判定が可能となる。また、内視鏡制御部１２７は、内視鏡１１に設けた光伝送損失確認ボタン３３の押下信号を受けたタイミングで光伝送損失の検出を開始してもよい。その場合、ボタンを押下した後の駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出するため、任意のタイミングで光伝送損失の検出が可能となる。
【００６２】
また、本構成では、単線の光ファイバを用いるため、光ファイバに断線が生じた場合には、照明光量が大きく低下して、光伝送損失を簡単かつ確実に検出できる。このため、内視鏡１１の術者は、内視鏡検査前に光伝送損失の検査が実施し易くなる。
【００６３】
次に、上記内視鏡装置１００の他の構成例を説明する。
図１１は第１の光源６９及び第３の光源１５７が二対設けられた変形例に係る内視鏡先端部４１の正面図、図１２は図１１に示す変形例に係る光源装置１５５の構成図である。
この変形例では、光源装置１５５は、第１の光源６９と、第３の光源１５７とからなる一対の光源を二対備えている。第１の光源６９は、前述同様に、レーザ光源ＬＤ１と、レーザ光源ＬＤ２−Ａとを備える。一方、第３の光源１５７は、レーザ光源ＬＤ３と、レーザ光源ＬＤ１とを備える。レーザ光源ＬＤ３は、中心波長４７３ｎｍの青色発光の半導体レーザである。レーザ光源ＬＤ３と、レーザ光源ＬＤ１からの出射光はコンバイナ７７によって合波される。第３の光源１５７からの合波された出射光は、光出射端に光拡散部材６７を配置した第２の導光部材６１である第３光ファイバ１５９に導入される。
【００６４】
第１光ファイバ５９に導光された照明光は第１照明窓４５から出射される。第３光ファイバ１５９に導光された照明光は第３照明窓１６１から出射される。第１照明窓４５，４５は観察窓４３を挟んだ直線１６５上に配置され、第３照明窓１６１，１６１は観察窓４３を挟んだ直線１６７上に配置される。これにより、観察窓４３の両脇から白色光、狭帯域光を均等に照射して、照明ムラの発生を防止している。
【００６５】
この変形例による構成では、第３の光源１５７を備えることで以下の照明光による観察が可能となる。
図１３に酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンに対する吸光度の分光特性を示した。同図に示すように、波長４０５ｎｍ付近では双方の吸光度は等しく、波長４４５ｎｍ付近では還元ヘモグロビンが酸化ヘモグロビンよりも吸光度が高く、波長４７３ｎｍ付近では酸化ヘモグロビンが還元ヘモグロビンよりも吸光度が高くなっている。また、レーザ光の粘膜組織表層からの深達度は、レーザ光の波長が短い程浅くなる特性を有するので、波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍの順で深くなる。
【００６６】
これらの特性を利用して、次のように観察領域の酸素飽和度と、観察領域に映出された血管深さとを求める。
（１）還元ヘモグロビンの吸光度が高い中心波長４４５ｎｍのレーザ光を照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値Ｓ１を求める。
（２）酸化ヘモグロビンの吸光度が高い中心波長４７３ｎｍのレーザ光を照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値Ｓ２を求める。
（３）吸光度の等しい中心波長４０５ｎｍを照射したときの、このレーザ光の戻り光成分を検出した撮像画像輝度値を求める。
（４）Ｓ１，Ｓ２の値をそれぞれＳ３の値で標準化する。即ち、Ｓ１／Ｓ３、Ｓ２／Ｓ３の値を求める。
【００６７】
（５）図１４に示すように、Ｓ１／Ｓ３の値と、Ｓ２／Ｓ３の値の大小を直交二軸で表した２次元マップを生成し、この２次元マップ上に、上記で求めたＳ１／Ｓ３、Ｓ２／Ｓ３の値をプロットする。２次元マップ上では、Ｓ１／Ｓ３の値が大きい程、酸素飽和度が高く、血管深さが浅いものとなり、Ｓ１／Ｓ３の値が小さい程、酸素飽和度が低く、血管深さが深くなる。また、Ｓ２／Ｓ３の値が大きい程、酸素飽和度が低く、血管深さが浅くなり、Ｓ２／Ｓ３の値が小さい程、酸素飽和度が高く、血管深さが深いものとなる。これらの関係により、観察領域における酸素飽和度の高低、血管深さの情報が求められる。
【００６８】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。例えば、上記の構成では第１の導光部材５７、第２の導光部材６１を単線の光ファイバとしたが、第１の導光部材５７、第２の導光部材６１はこれに限らず、多数本の光ファイバを束ねた光ファイババンドルであっても同様に光伝送損失を検出できる。
【００６９】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、波長変換部材と光拡散部材は、第１の導光部材と第２の導光部材を介した光照射によって自身の温度が上昇するので、２つの発熱体とみなせる。その温度上昇の傾きは波長変換部材の方が大きい。これら２つの発熱体の温度上昇傾向は、近傍の一つの温度センサによって検知される。温度センサが検知する温度上昇の傾きを、第１の温度変化率、及び第２の温度変化率と比較することで、第１の導光部材、第２の導光部材のいずれかに発生した光伝送損失が判断可能となる。
【００７０】
（２） （１）の内視鏡装置であって、
前記第１の温度変化率、前記第２の温度変化率、及び前記第３の温度変化率が、時間に対する温度の変化率を表すものである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、時間に対する温度の変化率とすることで、確実かつ迅速に断線による変化を検出できる。
【００７１】
（３） （１）又は（２）の内視鏡装置であって、
前記温度センサが、前記挿入部の先端における前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置された単一のセンサである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、簡素な構成で光伝送損失を検出でき、波長変換部材、光拡散部材のそれぞれに温度センサを設ける構成に比べ、内視鏡の細径化が実現する。
【００７２】
（４） （１）〜（３）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記第１の光源及び前記第２の光源がレーザ光源であり、前記第１の導光部材及び前記第２の導光部材がそれぞれ単線の光ファイバである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、断線が生じた場合に照明光量が大きく低下する単線の光ファイバを使用することで、光伝送損失を簡単かつ確実に検出できる。このため、内視鏡の術者は、内視鏡検査前に光伝送損失の検査が実施し易くなる。
【００７３】
（５） （１）〜（４）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記波長変換部材が前記第１の光源からの出力光で励起されて蛍光を発する蛍光体である内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、蛍光体を用いることで任意の波長の光を容易に検出できる。
【００７４】
（６） （５）の内視鏡装置であって、
前記第１の光源からの出力光と、前記蛍光体からの蛍光とが合成されて白色光とされる内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、ブロードな波長スペクトルを有する蛍光体の蛍光を用いて白色光が生成されることで、演色性を向上できる。
【００７５】
（７） （６）の内視鏡装置であって、
前記第２の光源が白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する光源である内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、特定の機能を有する波長光を選択的に照射することができ、観察目的に応じた適切な波長光により所望の内視鏡観察を行うことができる。
【００７６】
（８） （７）の内視鏡装置であって、
前記狭帯域波長光の中心波長が、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍである内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、組織表層の毛細血管の微細構造や粘膜組織表層の微細構造模様を強調させて観察できる。
【００７７】
（９） （１）〜（８）のいずれか１つの内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記駆動信号の立ち上がりタイミングで前記光伝送損失を判断する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、駆動信号の立ち上がりタイミングで、温度測定値による第３の温度変化率が、第１の温度変化率及び第２の温度変化率と比較される。駆動信号の立ち下がりタイミングに比べ、波長変換部材と光拡散部材との発熱特性を利用でき、精度の高い判定が可能となる。
【００７８】
（１０） （９）の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記内視鏡に設けた光伝送損失確認ボタンの押下信号を受けたタイミングで始動する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、ボタン押下した後の駆動信号の立ち上がりタイミングで光伝送損失を検出するため、任意のタイミングで光伝送損失の検出が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１１ 内視鏡
２５ 挿入部
３３ 光伝送損失確認ボタン
５７ 第１の導光部材
５９ 第１光ファイバ
６１ 第２の導光部材
６３ 第２光ファイバ
６５ 波長変換部材
６７ 光拡散部材
６９ 第１の光源
７１ 第２の光源
７７ 光源制御部（光源駆動手段）
１２７ 内視鏡制御部（光伝送損失検出手段）
１２９ 温度センサ
１３５ 記憶部（記憶手段）
１４３ 第１時間変化率（第１の温度変化率）
１４５ 第２時間変化率（第２の温度変化率）
１４９ 検出値時間変化率（第３の温度変化率）
１００ 内視鏡装置
ＬＤ１、ＬＤ２−Ａ、ＬＤ２−Ｂ レーザ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記第１の温度変化率、前記第２の温度変化率、及び前記第３の温度変化率が、時間に対する温度の変化率を表すものである内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置であって、
前記温度センサが、前記挿入部の先端における前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置された単一のセンサである内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記第１の光源及び前記第２の光源がレーザ光源であり、前記第１の導光部材及び前記第２の導光部材がそれぞれ単線の光ファイバである内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記波長変換部材が前記第１の光源からの出力光で励起されて蛍光を発する蛍光体である内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡装置であって、
前記第１の光源からの出力光と、前記蛍光体からの蛍光とが合成されて白色光とされる内視鏡装置。
【請求項７】
請求項６記載の内視鏡装置であって、
前記第２の光源が白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する光源である内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７記載の内視鏡装置であって、
前記狭帯域波長光の中心波長が、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍである内視鏡装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記駆動信号の立ち上がりタイミングで前記光伝送損失を判断する内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項９記載の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記内視鏡に設けた光伝送損失確認ボタンの押下信号を受けたタイミングで始動する内視鏡装置。
【請求項１】
光伝送損失を検出する機能を備えた内視鏡装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出力光を導入して被検体内に挿入される挿入部の先端まで導光する第１の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端に配置された波長変換部材と、
第２の光源と、
前記第２の光源の出力光を導入して前記挿入部の先端まで導光する第２の導光部材と、
前記第２の導光部材の光出射端に配置された光拡散部材と、
前記第１の光源及び前記第２の光源それぞれについて設定された目標光量に応じた駆動信号を生成し、前記第１の光源及び前記第２の光源を駆動する光源駆動手段と、
前記波長変換部材及び前記光拡散部材からの発熱による温度を検出する温度センサと、
前記第１の光源の駆動信号の強度に対応した前記波長変換部材の発熱による第１の温度変化率、及び前記第２の光源の駆動信号の強度に対応した前記光拡散部材の発熱による第２の温度変化率を記憶する記憶手段と、
前記温度センサにより検出された温度の第３の温度変化率を、前記第１の温度変化率、及び前記第２の温度変化率と比較し、前記第３の温度変化率が前記第１の温度変化率と一致する場合は前記第２の導光部材に光伝送損失が発生したと判定し、前記第３の温度変化率が前記第２の温度変化率と一致する場合は前記第１の導光部材に光伝送損失が発生したと判定する光伝送損失検出手段と、
を備えた内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記第１の温度変化率、前記第２の温度変化率、及び前記第３の温度変化率が、時間に対する温度の変化率を表すものである内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置であって、
前記温度センサが、前記挿入部の先端における前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置された単一のセンサである内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記第１の光源及び前記第２の光源がレーザ光源であり、前記第１の導光部材及び前記第２の導光部材がそれぞれ単線の光ファイバである内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記波長変換部材が前記第１の光源からの出力光で励起されて蛍光を発する蛍光体である内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡装置であって、
前記第１の光源からの出力光と、前記蛍光体からの蛍光とが合成されて白色光とされる内視鏡装置。
【請求項７】
請求項６記載の内視鏡装置であって、
前記第２の光源が白色光とは異なるスペクトルの狭帯域波長光を出力する光源である内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７記載の内視鏡装置であって、
前記狭帯域波長光の中心波長が、３８０ｎｍ〜４８０ｎｍである内視鏡装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記駆動信号の立ち上がりタイミングで前記光伝送損失を判断する内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項９記載の内視鏡装置であって、
前記光伝送損失検出手段が、前記内視鏡に設けた光伝送損失確認ボタンの押下信号を受けたタイミングで始動する内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１３５６２（Ｐ２０１２−２１３５６２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２０４８（Ｐ２０１１−８２０４８）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【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１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【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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