立体照明内視鏡システム
【課題】スコープとプロセッサの着脱容易性を保ったまま装置を大型化せずに、観察部位を照明する明るさまたは照度分布に偏り等を発生させて立体視を容易にする内視鏡システムを提供する。
【解決手段】内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、前記光ファイバ束は複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、互いに隣接して配置された前記照明光が入射する入射端面と、該入射した照明光を前記体内挿入部先端部から射出する互いに離反して配置された射出端面を備え、該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように前記入射端面への入射光量を調整する光量調整手段を備えた。
【解決手段】内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、前記光ファイバ束は複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、互いに隣接して配置された前記照明光が入射する入射端面と、該入射した照明光を前記体内挿入部先端部から射出する互いに離反して配置された射出端面を備え、該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように前記入射端面への入射光量を調整する光量調整手段を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセッサ等に内蔵される光源からの照明光を体内挿入部先端部から照射する立体照明内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡システムの照明装置は、接続された電子スコープ内に収納されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から射出させる照明光が、観察部位の被写体に均等に当たるように設計され、調整されていた。つまり、患部に明暗ができないように照明していた。このような均等照明装置では、画像の中央の患部に微妙な変異部があっても影ができないのでその変異部を発見し難く、変異部の程度の診断が容易ではなかった。従来、その対応策として、ライトガイドを光源の光軸に対して平行（光軸と直交する方向）にずらせる方法（特許文献１）や、光ファイバ束で構成されるライトガイドの光ファイバの束ね方を工夫したもの（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開２０００‐１９９８６４号公報
【特許文献２】特開昭６４‐７０７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、ライトガイドを光軸と平行にずらせるなど、光源装置、周辺装置が大きくなり、特許文献２に記載の方法は光ファイバの束ね方が複雑であり、実用的ではなかった。
【０００４】
本発明は、スコープとプロセッサの着脱容易性を保ったまま装置を大型化せずに、観察部位を照明する明るさまたは照度分布に偏り等を発生させて患部に陰影を生じさせて立体視を容易にする内視鏡システム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】
【０００５】
この課題を解決する本発明は、内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、前記ライトガイドは複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、前記照明光が入射する互いに隣接して配置された入射端面と、該入射した照明光が射出する、互いに離反して配置された前記体内挿入部先端部の射出端面を備え、該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように入射光量比を規制し、かつ各入射端面への入射光量を調整する光量比調整手段を備えたこと、に特徴を有する。
【０００６】
前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、全体として略円形となるように略半円形に形成され、かつ略半円形が照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように配置することが好ましい。別の実施形態では、各光ファイバ束の入射端面は、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状に形成される。そうして前記一対の光ファイバ束の各射出端面は、電子スコープの体内挿入部先端部に配置された撮像手段を挟んで配置することが好ましい。
【０００７】
好ましい実施形態において、前記光源は照明光として平行光束を射出し、前記光量比調整手段は、光源装置と前記入射端面の間に配置された一対の絞り板からなり、該絞り板は、前記光源と入射端面との間の光路外の端部が光路と平行な軸により揺動自在に軸支され、該軸を中心とした揺動により該軸側に狭い開口を形成し、自由端側に広い開口を形成して、狭い開口を通過した光束が前記一方の入射端面に入射し、広い開口を通過した光束が他方の入射端面に入射するように形成する。この場合、前記一対の絞り板の軸は、上記照明光の入射方向に対して縦方向の光路外に配置することが好ましい。
【０００８】
さらに別の実施形態では、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記光量比調整手段は、前記集光レンズに対して前記各光ファイバ束の入射端面を接離移動させる。
【０００９】
さらにこの実施形態における前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束の入射端面近傍に嵌合固定されたライトガイド外装筒と、前記光源側に設けられた、前記ライトガイド外装筒が着脱自在に差し込まれるガイド案内筒と、該ガイド案内筒およびライトガイド外装筒の一方に長手方向に沿って所定間隔で設けられた凹凸と、他方に設けられた前記いずれかの凹部または凸部に弾性的に係合して前記ライトガイド外装筒を位置決め係止する係止部材とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察部位を照明する照明の明るさまたは照度分布が観察画面を挟んで異なるので、立体的な被写体に明暗または影が発生し、また凹凸の形状、程度が明瞭になって立体視が容易になる。また本発明は、光ファイバ束の簡単な配列変更によって形成できるので、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の最良の形態について、添付図面を参照してより詳細に説明する。図１は、本発明を適用した電子内視鏡システムのブロック図である。この電子内視鏡システムは、電子スコープ１１、電子スコープ１１が着脱可能なプロセッサ３１およびプロセッサ３１に接続されたモニタディスプレイ６１を備えている。電子スコープ１１で撮像して得られた撮像信号をプロセッサ３１において信号処理し、プロセッサ３１に接続したモニタディスプレイ６１によって画像を表示し、プロセッサに内蔵または接続した記憶媒体に記憶し、またはプロセッサ３１に接続したプリンタ（図示せず）によって画像を印刷するように構成されている。
【００１２】
電子スコープ１１は、患者の体腔内に挿入される体内挿入部１２と、詳細は図示しないが湾曲操作ノブ、撮影操作スイッチ等を備えた操作部、およびコネクタ部２１を備え、コネクタ部２１を介してプロセッサ３１に着脱自在に接続される。
【００１３】
体内挿入部１２の先端部内には、ＣＣＤイメージセンサ１３および対物レンズ（撮影レンズ）１４を備えた撮像手段が配置されている。患部の像が対物レンズ１４によってＣＣＤイメージセンサ１３上に形成される。体内挿入部１２内にはさらに、それぞれが多数の光ファイバからなる一対の光ファイバ束１５、１６で構成されるライトガイドが挿通されていて、一対の光ファイバ束１５、１６の射出端面１５ａ、１６ａが、ＣＣＤイメージセンサ１３を挟んで左右（または上下）に相当する位置に配置されている。光ファイバ束１５、１６の射出端面１５ａ、１６ａの前方には、対物レンズ１４を挟んで配光レンズ１７、１８が配置されている。配光レンズ１７、１８は、射出端面１５ａ、１６ａから射出された照明光を所定の配光特性で拡散させる。なお、対物レンズ１４、配光レンズ１７、１８は、体内挿入部１２の外筒先端面に形成された撮影開口および一対の照明口を密閉するように装着されている。さらに体内挿入部１２の先端面には、通常、鉗子等を出し入れする鉗子口等も形成されている。
【００１４】
光ファイバ束１５、１６の他方の端部はそれぞれ、入射端面１５ｂ、１６ｂが半円形を呈し、照明光の入射方向に対して縦方向に位置しかつ全体として円形を呈するるように束ねられて、電子スコープ１１のコネクタ部２１内に固定されている。そうして、コネクタ部２１がプロセッサ３１のコネクタに接続されたときに、各入射端面１５ｂ、１６ｂが、光源装置５１の集光レンズ５４の焦点よりやや遠方に位置するように構成されている。光源装置５１の光源ランプ５３と集光レンズ５４との間には、絞り装置５５が配置されている。なお、光ファイバ束１５、１６の各入射端面は半円形とするのが製造効率上好ましいが、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状となるように形成してもよい。この場合は全体として略正多角形になるようにすることが好ましい。
【００１５】
絞り装置５５は、光源ランプ５３から射出された平行光束が入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を調整する光量調整機能と共に、各入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を異ならせる光量比調整機能を備えている。この絞り装置５５は、絞り制御部５６を介してＣＰＵ３９によって駆動制御される。
【００１６】
以上の構成により光源装置５１の光源ランプ５３から発せられた光は、集光レンズ５４によって収束されて、入射端面１５ｂ、１６ｂから照明光として入射し、光ファイバ束１５、１６内を導かれて、射出端面１５ａ、１６ａから射出し、配光レンズ１７、１８によって所定の配光特性で拡散されて、観察対象物、例えば患者の体腔内を照明する。
【００１７】
ＣＣＤイメージセンサ１３には駆動信号線１９および映像信号線２０が接続されていて、これらの信号線１９、２０は、体内挿入部１２内を引き回され、コネクタ部２１内の駆動信号ピン１９ａ、映像信号ピン２０ａに接続されている。これらの信号ピン１９ａ、２０ａは、プロセッサ３１のコネクタ受け３２内の対応する駆動、映像信号ピン３３ａ、３４ａに接続され、さらに駆動、映像信号ピン３３ａ、３４ａに接続された駆動、映像信号線３３、３４を介して、駆動信号線３３はＣＣＤ駆動回路３５に、映像信号線３４は初段処理回路（（ＣＤＳＡＧＣ）（Correlated Double Sampling and Auto Gain Controller））３６に接続される。ＣＣＤイメージセンサ１３は、ＣＣＤ駆動回路３５から出力され、駆動信号線３３、１９を介して入力されるＣＣＤ駆動信号によって撮像動作する。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ１３は、光ファイバ束１５、１６から射出され、配光レンズ１７、１８によって所定の配光特性の照明光によって照明された体腔内を撮像して、映像信号を映像信号線２０を介してコネクタ部２０を介して出力する。コネクタ部２０から映像信号線３４を介して初段処理回路３６に入力された映像信号は、相関二重サンプリング、オートゲインコントロールなど所定のアナログ処理が施されてからデジタル信号に変換され、ＤＳＰ３７でγ補正等の所定のデジタル処理が施され、画像処理回路３８によってさらに所定のフォーマットへの変換、アナログビデオ信号等に変換処理され、モニタディスプレイ６１に動画または静止画として表示される。さらに、画像処理回路３８によって所定のフォーマットのデジタル信号に変換された画像信号は、使用者の操作等に応じて記録媒体に記録される。
【００１９】
プロセッサ３１は、内視鏡システム全体を制御するＣＰＵ３９を内蔵していて、このＣＰＵ３９、プロセッサ３１の外面に装着された、各種スイッチを備えた操作パネル４０のスイッチ操作を受けて動作する。さらにプロセッサ３１は、照明（光源ランプ５３）をオン／オフさせるランプ点灯スイッチ４１を備えている。ＣＰＵ３９は、ランプ点灯スイッチ４１がオン操作されたときに、点灯駆動部５２を起動させて光源ランプ５３を点灯させる。
【００２０】
プロセッサ３１は、光源装置５１、ＣＰＵ３９、制御系回路その他の電子部品など、内視鏡システムの動作に必要な装置、電子部品に電源を供給する電源４２を備えている。電源４２は、商用電源から得た交流電源を変圧、整流して光源装置５１およびＣＰＵ３６等の電子部品に電源供給する機能を有し、パワースイッチ４３がオンされたときに光源装置５１等に電源を供給する。
【００２１】
次に、本発明を適用した立体照明内視鏡システムの実施形態について、図２乃至図７を参照して説明する。本実施形態は、一対の光ファイバ束１５、１６により導かれ、一対の配光レンズ１７、１８から射出される一対の照明光の照度または配光分布等の特性を異ならせることができることに特徴を有する。
【００２２】
図２には、光ファイバ束１５、１６の全体構造の一実施形態を示した。この実施形態では、各光ファイバ束１５、１６が、入射端面１５ｂ、１６ｂがそれぞれ半円形を呈し、全体として円形を呈するように配列された状態で、ライトガイド外装筒２４に挿入固定されている。そうして集光レンズ５４と入射端面１５ｂ、１６ｂとは、光源ランプ５３から発せられた光束のスポット径がこの入射端面１５ｂ、１６ｂ内に収まるように、集光レンズ５４の焦点位置から離れた位置に入射端面１５ｂ、１６ｂが配置されている。入射端面１５ｂ、１６ｂから入射した照明光は、光ファイバ束１５、１６内を導かれ、射出端面１５ａ、１６ａから射出し、配光レンズ１７、１８によって拡散照射される。
【００２３】
従来は、患部を均等に照射するように、光源からの光束が入射端面に均等に入射し、配光レンズにより均等に照射して照度差を生じないように設定されていたが、本実施形態では、一対の光ファイバ束１５、１６による一対の照明光に照度差、光量差を生じさせて被写体の立体視を容易にする光量制御装置を備えた。図２、図３では、上方の光ファイバ束１５の入射端面１５ｂへの入射光量よりも下方の光ファイバ束１６の入射端面１６ｂへの入射光量の方が多く、射出端面１６ａからの射出光量が多いため、患部７１の影７１Ｓが射出端面１５ａ側に生じた状態を示した（図３）。
【００２４】
「絞り調整装置」
図４には、絞り装置５５によって照度分布を不均等にする実施形態を示した。光源ランプ５３と集光レンズ５４との間に配置した絞り装置５５の開き具合の調整によって、各入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を異ならせるともに、光量調整をする。この実施形態では光源ランプ５３として公知の反射鏡内蔵型のキセノンランプを使用している。この光源ランプ５３は、反射鏡５３１と、反射鏡５３１の頂点部から光軸Ｏに沿って内部に突出した陽極５３２と、反射鏡５３１内に配置された、陽極５３２の端部と端部が対向する陰極５３３を備えている。この陰極５３３は、反射鏡５３１の開口縁部から光軸に向かって延びる３枚の金属板５３４によって支持されている。そうして、反射鏡５３１の開口部に密着固定された耐熱性の透明板５３５によって、反射鏡５３１内にキセノンガスが封止されている。陽極５３２と陰極５３３との間で発生するアーク放電によって発せられた光は、反射鏡５３１で反射して、透明板５３５から射出する。なお、この光源ランプ５３は、アーク放電によって発せられた光束が反射鏡５３１で反射し、ほぼ平行光束となって透明板５３５を透過するように構成されている。
【００２５】
光源ランプ５３の前方には、略半円形からなる２枚の絞り板５５１、５５２を有する絞り装置５５が配置されている。これらの絞り板５５１、５５２は、閉じた状態で円形となる半円形であって、各絞り板５５１、５５２は、弦と円弧とが交わる一方の角部において、光軸方向と平行な軸５５３によって枢支されている。そうして絞り板５５１、５５２は、軸５５３近傍に設けられたアクチュエータによって開閉駆動され、アクチュエータは、ＣＰＵ３９によって駆動制御される。また、一方の絞り板５５２の弦部の略中央には三角形状の突部５５４が形成されている。この突部５５４は、中心領域からの光束を遮光するために設けられている。
【００２６】
絞り装置５５は、完全に閉じた絞り板５５１、５５２の境界縁部が、入射端面１５ｂ、１６ｂの境界線と直角を成すように、つまり鉛直方向に沿うように配置されている。したがってアクチュエータによって開閉駆動される絞り板５５１、５５２によって形成される開口５５ａ、５５ｂの面積は、上方の入射端面１５ｂ側の開口５５ａが狭く、下方の入射端面１６ｂ側の開口５５ｂが広くなる。この絞り板５５１、５５２によって形成される異なる面積の開口５５ａ、５５ｂにより、入射端面１５ｂ、１６ｂから入射し、光ファイバ束１５、１６から射出される照明光の光量比を調整する。なお、絞り板５５１、５５２が全開したときは、光量比が等しくなるように設定して、いわゆるフラット照明を可能にすることが好ましい。
【００２７】
この光源ランプ５３による照度分布（光源の投影像）の様子を図４に示した。図４の（Ａ）は光源ランプ５３、絞り装置５５、集光レンズ５４と投影像の位置を示す斜視図、（Ｂ）は集光レンズ５４からの異なる距離における照明光の照度分布を説明する図であって、光源ランプ５３、絞り装置５５、集光レンズ５４の正面図および異なる距離における照度分布を示した。ある。図４（Ａ）において、符号Ｓは、光軸Ｏと垂直なスクリーンを示し、このスクリーンＳに投射した照明光の照度分布を図４（Ｂ）に示した。図４（Ｂ）において、（ａ）、（ｂ）は集光レンズ５４の焦点Ｆよりも近く（集光レンズ５４寄り）にスクリーンＳが位置する場合の照度分布を示し、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は焦点Ｆよりも遠くにスクリーンＳが位置する場合の照度分布を示している。図において、符号５３ａは上部の開口５５ａを通った光束による照度分布を示し、符号５３ｂは下部の開口５５ｂを通った光束による照度分布を示している。
【００２８】
ここで、光源ランプ５３の上部から射出された光束は、光源ランプ５３の反射鏡５３１内の気体対流によって生じるゆらぎ、またはちらつき（以下「ゆらぎ」という）を含む。そこで本実施形態では、このゆらぎによる照度分布への影響を小さくするために、ゆらぎを含む光束が透過する上部の開口５５ａの方を小さく設定して、ゆらぎの影響が相対的に小さくなるようにしてある。
【００２９】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する場合の様子を図５に、同近傍に位置する場合の様子を図６に示した。図５および図６は、光軸Ｏよりも上方の開口５５ａが小さく、下方の開口５５ｂが大きく開いているものとする。
【００３０】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する場合（図５）は、上方の開口５５ａを透過した光束Ｌ１が下方の入射端面１６ｂに入射して小さなスポット５５ａｉを形成し、下方の開口５５ｂを透過した光束Ｌ２が上方の入射端面１５ｂに入射して大きなスポット５５ｂｉを形成する。つまりこの場合は、上の入射端面１５ｂに入射する光量の方が下の入射端面１６ｂに入射する光量よりも多い。したがって、射出端面１５ａから射出される光量の方が、射出端面１６ａから射出される光量よりも多く、三次元的な患部７１は射出端面１６ａ側に影７１Ｓを生じる（図７）。
【００３１】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも近方に位置する場合（図６）は、上方の開口５５ａを透過した光束Ｌ１が上方の入射端面１５ｂに入射して小さなスポット５５ａｉを形成し、下方の開口５５ｂを透過した光束Ｌ２が下方の入射端面１６ｂに入射して大きなスポット５５ｂｉを形成する。つまりこの場合は、下の入射端面１６ｂに入射する光量の方が上の入射端面１５ｂに入射する光量よりも多い。したがって、射出端面１６ａから射出される光量の方が、射出端面１５ａから射出される光量よりも多く、三次元的な患部は射出端面１５ａ側に影を生じることになる。
【００３２】
さらに絞り装置５５の絞り板５５１、５５２の開閉度合を変えることで、入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を調整できる。この実施形態は、絞り板５５１、５５２が最も開いた開放状態では、入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量は略同一となり、射出端面１５ａ、１６ａから射出される光量には略同一であって照度差を生じない。使用者は必要に応じて、絞り装置５５の開閉度合いを調整する。なお、絞り装置５５の開閉度合の調整は、電子スコープ１１の操作部に設けたスイッチ操作で可能にすることが好ましいが、プロセッサ３１の操作パネル４０に設けたスイッチによって操作する構成でもよい。
【００３３】
このように本実施形態によれば、絞り装置５５を駆動させることでフラット照明、立体照明を簡単に切り換え、さらに立体照明における照明比の調整も簡単にできる。
【００３４】
「ライトガイドの軸方向位置調整」
次に、光ファイバ束１５、１６の入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を調整して光量比を調整する実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００３５】
光ファイバ束１５、１６は、入射端面１５ｂ、１６ｂ側の端部がライトガイド外装筒２４に挿入固定され、このライトガイド外装筒２４を介してコネクタ部２１に固定されている。ライトガイド外装筒２４の先端部近傍の外周面には、放射方向に突起２４ａが設けられている。突起２４ａは、ライトガイド外装筒２４を周回するフランジ形状、または径方向に突出するピンとする。
【００３６】
一方、プロセッサ３１側のコネクタ受け３２には、ライトガイド外装筒２４が差し込まれるガイド案内筒４５が固定され、該ガイド案内筒４５内に、軸方向に所定間隔で配置された、軸に向かって突出したばね部材４６ａ、４６ｂ、４６ｃが設けられている。これらのばね部材４６ａ乃至４６ｃは、ガイド案内筒４５内にライトガイド外装筒２２が差し込まれると、突起２４ａに押圧されて外方に弾性変形してライトガイド外装筒２４の移動を許容し、いずれかのばね部材４６ａ乃至４６ｃに嵌合して、ライトガイド外装筒２４を係止する。
【００３７】
この実施形態では、中間のばね部材４６ｂに突起２４ａが係止されたときに、入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆとほぼ一致し、先端のばね部材４６ａに突起が係止されたときは入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりもレンズ側に位置する図７の状態となり、後端のばね部材４６ｃに突起が係止されたときは入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する図６の状態となる。
【００３８】
このようにライトガイド外装筒２４を軸方向に移動させることで入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を調整し、差し込み口側から順に上方を明るく、上下均等、または下方を明るく、のいずれかの配光／照射特性に設定することができる。
【００３９】
この実施形態では、ライトガイド外装筒２４のみを光軸方向に移動可能に形成したが、別の実施形態ではコネクタ部２１全体を光軸方向に移動可能に形成する。コネクタ部２１またはライトガイド外装筒２４のみの軸方向移動は、電動装置により、あるいは手動装置により実現できる。コネクタ部２１全体を軸方向に移動させる場合は、図示しないが、信号線１９、２０を内視鏡プロセッサ３１に接続する信号ピンも軸方向摺動可能に形成する。
【００４０】
さらに他の実施形態では、内視鏡プロセッサ３１のコネクタ受け３２を軸方向移動機構によって支持し、手動装置または電動装置によって軸方向に移動させて、入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を選択するように構成する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用した立体照明電子内視鏡システムの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同実施形態の電子スコープの概要を示す図である。
【図３】同電子スコープに内蔵された光ファイバ束の概要を示す図である。
【図４】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおいて光軸方向位置によって変化する照度分布を説明する図であって、（Ａ）はランプおよび絞りと光軸方向位置との関係を説明する図、（Ｂ）は光軸と直交する面における、ランプ、絞り羽根、集光レンズの正面図および異なる距離における照度分布を示す図である。
【図５】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおけるランプ、集光レンズ、絞りと光ファイバ束の入射端面におけるランプ光束との関係を、集光レンズの焦点位置よりも遠方に入射端面を配置した状態で示した図である。
【図６】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおけるランプ、集光レンズ、絞りと光ファイバ束の入射端面におけるランプ光束との関係を、集光レンズの焦点位置よりも近方に入射端面を配置した状態で示した図である。
【図７】同実施形態の立体照明内視鏡システムにより照明した場合の患部とその影の関係を示した図である。
【図８】本発明の立体照明内視鏡システムにおいて、光ファイバ束の入射端面を集光レンズに対して接離移動可能とした実施形態の要部を示す斜視図である。
【図９】同実施形態において、光ファイバ束の入射端面を軸方向の異なる位置で形成する実施形態を示す図であって、（Ａ）は光ファイバ束を挿入する前の状態を、（Ｂ）は光ファイバ束を最も深く差し込んだ状態を、（Ｃ）は光ファイバ束を半分差し込んだ状態を、（Ｄ）は光ファイバ束を最も浅く差し込んだ状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１ 電子スコープ
１２ 体内挿入部
１３ ＣＣＤイメージセンサ
１４ 対物レンズ
１５、１６ 光ファイバ束
１５ａ １６ａ 射出端面
１５ｂ １６ｂ 入射端面
１７ １８ 配光レンズ
１９ 駆動信号線
１９ａ 信号ピン
２０ 映像信号線
２０ａ 信号ピン
２１ コネクタ部
３１ プロセッサ
３２ コネクタ受け
３３ 駆動信号線
３３ａ 駆動信号ピン
３４ 映像信号線
３４ａ 映像信号ピン
３５ ＣＣＤ駆動回路
３６ 初段処理回路
３７ ＤＳＰ
３８ 画像処理回路
３９ ＣＰＵ
４０ 操作パネル
４１ ランプ点灯スイッチ
４２ 電源
４５ ガイド案内筒
４６ａ ４６ｂ ４６ｃ ばね部材
５１ 光源装置
５２ 点灯駆動部
５３ 光源ランプ
５３１ 反射鏡
５３２ 陽極
５３３ 陰極
５３４ 金属板
５３５ 透明板
５４ 集光レンズ
５５ 絞り装置
５５１ ５５２ 絞り板
５５３ 軸
５５４ 突部
５５ａ 上部の開口
５５ａｉ スポット
５５ｂ 下部の開口
５５ｂｉ スポット
６１ モニタディスプレイ
７１ 患部
７１Ｓ 影
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセッサ等に内蔵される光源からの照明光を体内挿入部先端部から照射する立体照明内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡システムの照明装置は、接続された電子スコープ内に収納されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から射出させる照明光が、観察部位の被写体に均等に当たるように設計され、調整されていた。つまり、患部に明暗ができないように照明していた。このような均等照明装置では、画像の中央の患部に微妙な変異部があっても影ができないのでその変異部を発見し難く、変異部の程度の診断が容易ではなかった。従来、その対応策として、ライトガイドを光源の光軸に対して平行（光軸と直交する方向）にずらせる方法（特許文献１）や、光ファイバ束で構成されるライトガイドの光ファイバの束ね方を工夫したもの（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開２０００‐１９９８６４号公報
【特許文献２】特開昭６４‐７０７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、ライトガイドを光軸と平行にずらせるなど、光源装置、周辺装置が大きくなり、特許文献２に記載の方法は光ファイバの束ね方が複雑であり、実用的ではなかった。
【０００４】
本発明は、スコープとプロセッサの着脱容易性を保ったまま装置を大型化せずに、観察部位を照明する明るさまたは照度分布に偏り等を発生させて患部に陰影を生じさせて立体視を容易にする内視鏡システム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】
【０００５】
この課題を解決する本発明は、内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、前記ライトガイドは複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、前記照明光が入射する互いに隣接して配置された入射端面と、該入射した照明光が射出する、互いに離反して配置された前記体内挿入部先端部の射出端面を備え、該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように入射光量比を規制し、かつ各入射端面への入射光量を調整する光量比調整手段を備えたこと、に特徴を有する。
【０００６】
前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、全体として略円形となるように略半円形に形成され、かつ略半円形が照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように配置することが好ましい。別の実施形態では、各光ファイバ束の入射端面は、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状に形成される。そうして前記一対の光ファイバ束の各射出端面は、電子スコープの体内挿入部先端部に配置された撮像手段を挟んで配置することが好ましい。
【０００７】
好ましい実施形態において、前記光源は照明光として平行光束を射出し、前記光量比調整手段は、光源装置と前記入射端面の間に配置された一対の絞り板からなり、該絞り板は、前記光源と入射端面との間の光路外の端部が光路と平行な軸により揺動自在に軸支され、該軸を中心とした揺動により該軸側に狭い開口を形成し、自由端側に広い開口を形成して、狭い開口を通過した光束が前記一方の入射端面に入射し、広い開口を通過した光束が他方の入射端面に入射するように形成する。この場合、前記一対の絞り板の軸は、上記照明光の入射方向に対して縦方向の光路外に配置することが好ましい。
【０００８】
さらに別の実施形態では、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記光量比調整手段は、前記集光レンズに対して前記各光ファイバ束の入射端面を接離移動させる。
【０００９】
さらにこの実施形態における前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束の入射端面近傍に嵌合固定されたライトガイド外装筒と、前記光源側に設けられた、前記ライトガイド外装筒が着脱自在に差し込まれるガイド案内筒と、該ガイド案内筒およびライトガイド外装筒の一方に長手方向に沿って所定間隔で設けられた凹凸と、他方に設けられた前記いずれかの凹部または凸部に弾性的に係合して前記ライトガイド外装筒を位置決め係止する係止部材とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察部位を照明する照明の明るさまたは照度分布が観察画面を挟んで異なるので、立体的な被写体に明暗または影が発生し、また凹凸の形状、程度が明瞭になって立体視が容易になる。また本発明は、光ファイバ束の簡単な配列変更によって形成できるので、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の最良の形態について、添付図面を参照してより詳細に説明する。図１は、本発明を適用した電子内視鏡システムのブロック図である。この電子内視鏡システムは、電子スコープ１１、電子スコープ１１が着脱可能なプロセッサ３１およびプロセッサ３１に接続されたモニタディスプレイ６１を備えている。電子スコープ１１で撮像して得られた撮像信号をプロセッサ３１において信号処理し、プロセッサ３１に接続したモニタディスプレイ６１によって画像を表示し、プロセッサに内蔵または接続した記憶媒体に記憶し、またはプロセッサ３１に接続したプリンタ（図示せず）によって画像を印刷するように構成されている。
【００１２】
電子スコープ１１は、患者の体腔内に挿入される体内挿入部１２と、詳細は図示しないが湾曲操作ノブ、撮影操作スイッチ等を備えた操作部、およびコネクタ部２１を備え、コネクタ部２１を介してプロセッサ３１に着脱自在に接続される。
【００１３】
体内挿入部１２の先端部内には、ＣＣＤイメージセンサ１３および対物レンズ（撮影レンズ）１４を備えた撮像手段が配置されている。患部の像が対物レンズ１４によってＣＣＤイメージセンサ１３上に形成される。体内挿入部１２内にはさらに、それぞれが多数の光ファイバからなる一対の光ファイバ束１５、１６で構成されるライトガイドが挿通されていて、一対の光ファイバ束１５、１６の射出端面１５ａ、１６ａが、ＣＣＤイメージセンサ１３を挟んで左右（または上下）に相当する位置に配置されている。光ファイバ束１５、１６の射出端面１５ａ、１６ａの前方には、対物レンズ１４を挟んで配光レンズ１７、１８が配置されている。配光レンズ１７、１８は、射出端面１５ａ、１６ａから射出された照明光を所定の配光特性で拡散させる。なお、対物レンズ１４、配光レンズ１７、１８は、体内挿入部１２の外筒先端面に形成された撮影開口および一対の照明口を密閉するように装着されている。さらに体内挿入部１２の先端面には、通常、鉗子等を出し入れする鉗子口等も形成されている。
【００１４】
光ファイバ束１５、１６の他方の端部はそれぞれ、入射端面１５ｂ、１６ｂが半円形を呈し、照明光の入射方向に対して縦方向に位置しかつ全体として円形を呈するるように束ねられて、電子スコープ１１のコネクタ部２１内に固定されている。そうして、コネクタ部２１がプロセッサ３１のコネクタに接続されたときに、各入射端面１５ｂ、１６ｂが、光源装置５１の集光レンズ５４の焦点よりやや遠方に位置するように構成されている。光源装置５１の光源ランプ５３と集光レンズ５４との間には、絞り装置５５が配置されている。なお、光ファイバ束１５、１６の各入射端面は半円形とするのが製造効率上好ましいが、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状となるように形成してもよい。この場合は全体として略正多角形になるようにすることが好ましい。
【００１５】
絞り装置５５は、光源ランプ５３から射出された平行光束が入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を調整する光量調整機能と共に、各入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を異ならせる光量比調整機能を備えている。この絞り装置５５は、絞り制御部５６を介してＣＰＵ３９によって駆動制御される。
【００１６】
以上の構成により光源装置５１の光源ランプ５３から発せられた光は、集光レンズ５４によって収束されて、入射端面１５ｂ、１６ｂから照明光として入射し、光ファイバ束１５、１６内を導かれて、射出端面１５ａ、１６ａから射出し、配光レンズ１７、１８によって所定の配光特性で拡散されて、観察対象物、例えば患者の体腔内を照明する。
【００１７】
ＣＣＤイメージセンサ１３には駆動信号線１９および映像信号線２０が接続されていて、これらの信号線１９、２０は、体内挿入部１２内を引き回され、コネクタ部２１内の駆動信号ピン１９ａ、映像信号ピン２０ａに接続されている。これらの信号ピン１９ａ、２０ａは、プロセッサ３１のコネクタ受け３２内の対応する駆動、映像信号ピン３３ａ、３４ａに接続され、さらに駆動、映像信号ピン３３ａ、３４ａに接続された駆動、映像信号線３３、３４を介して、駆動信号線３３はＣＣＤ駆動回路３５に、映像信号線３４は初段処理回路（（ＣＤＳＡＧＣ）（Correlated Double Sampling and Auto Gain Controller））３６に接続される。ＣＣＤイメージセンサ１３は、ＣＣＤ駆動回路３５から出力され、駆動信号線３３、１９を介して入力されるＣＣＤ駆動信号によって撮像動作する。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ１３は、光ファイバ束１５、１６から射出され、配光レンズ１７、１８によって所定の配光特性の照明光によって照明された体腔内を撮像して、映像信号を映像信号線２０を介してコネクタ部２０を介して出力する。コネクタ部２０から映像信号線３４を介して初段処理回路３６に入力された映像信号は、相関二重サンプリング、オートゲインコントロールなど所定のアナログ処理が施されてからデジタル信号に変換され、ＤＳＰ３７でγ補正等の所定のデジタル処理が施され、画像処理回路３８によってさらに所定のフォーマットへの変換、アナログビデオ信号等に変換処理され、モニタディスプレイ６１に動画または静止画として表示される。さらに、画像処理回路３８によって所定のフォーマットのデジタル信号に変換された画像信号は、使用者の操作等に応じて記録媒体に記録される。
【００１９】
プロセッサ３１は、内視鏡システム全体を制御するＣＰＵ３９を内蔵していて、このＣＰＵ３９、プロセッサ３１の外面に装着された、各種スイッチを備えた操作パネル４０のスイッチ操作を受けて動作する。さらにプロセッサ３１は、照明（光源ランプ５３）をオン／オフさせるランプ点灯スイッチ４１を備えている。ＣＰＵ３９は、ランプ点灯スイッチ４１がオン操作されたときに、点灯駆動部５２を起動させて光源ランプ５３を点灯させる。
【００２０】
プロセッサ３１は、光源装置５１、ＣＰＵ３９、制御系回路その他の電子部品など、内視鏡システムの動作に必要な装置、電子部品に電源を供給する電源４２を備えている。電源４２は、商用電源から得た交流電源を変圧、整流して光源装置５１およびＣＰＵ３６等の電子部品に電源供給する機能を有し、パワースイッチ４３がオンされたときに光源装置５１等に電源を供給する。
【００２１】
次に、本発明を適用した立体照明内視鏡システムの実施形態について、図２乃至図７を参照して説明する。本実施形態は、一対の光ファイバ束１５、１６により導かれ、一対の配光レンズ１７、１８から射出される一対の照明光の照度または配光分布等の特性を異ならせることができることに特徴を有する。
【００２２】
図２には、光ファイバ束１５、１６の全体構造の一実施形態を示した。この実施形態では、各光ファイバ束１５、１６が、入射端面１５ｂ、１６ｂがそれぞれ半円形を呈し、全体として円形を呈するように配列された状態で、ライトガイド外装筒２４に挿入固定されている。そうして集光レンズ５４と入射端面１５ｂ、１６ｂとは、光源ランプ５３から発せられた光束のスポット径がこの入射端面１５ｂ、１６ｂ内に収まるように、集光レンズ５４の焦点位置から離れた位置に入射端面１５ｂ、１６ｂが配置されている。入射端面１５ｂ、１６ｂから入射した照明光は、光ファイバ束１５、１６内を導かれ、射出端面１５ａ、１６ａから射出し、配光レンズ１７、１８によって拡散照射される。
【００２３】
従来は、患部を均等に照射するように、光源からの光束が入射端面に均等に入射し、配光レンズにより均等に照射して照度差を生じないように設定されていたが、本実施形態では、一対の光ファイバ束１５、１６による一対の照明光に照度差、光量差を生じさせて被写体の立体視を容易にする光量制御装置を備えた。図２、図３では、上方の光ファイバ束１５の入射端面１５ｂへの入射光量よりも下方の光ファイバ束１６の入射端面１６ｂへの入射光量の方が多く、射出端面１６ａからの射出光量が多いため、患部７１の影７１Ｓが射出端面１５ａ側に生じた状態を示した（図３）。
【００２４】
「絞り調整装置」
図４には、絞り装置５５によって照度分布を不均等にする実施形態を示した。光源ランプ５３と集光レンズ５４との間に配置した絞り装置５５の開き具合の調整によって、各入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を異ならせるともに、光量調整をする。この実施形態では光源ランプ５３として公知の反射鏡内蔵型のキセノンランプを使用している。この光源ランプ５３は、反射鏡５３１と、反射鏡５３１の頂点部から光軸Ｏに沿って内部に突出した陽極５３２と、反射鏡５３１内に配置された、陽極５３２の端部と端部が対向する陰極５３３を備えている。この陰極５３３は、反射鏡５３１の開口縁部から光軸に向かって延びる３枚の金属板５３４によって支持されている。そうして、反射鏡５３１の開口部に密着固定された耐熱性の透明板５３５によって、反射鏡５３１内にキセノンガスが封止されている。陽極５３２と陰極５３３との間で発生するアーク放電によって発せられた光は、反射鏡５３１で反射して、透明板５３５から射出する。なお、この光源ランプ５３は、アーク放電によって発せられた光束が反射鏡５３１で反射し、ほぼ平行光束となって透明板５３５を透過するように構成されている。
【００２５】
光源ランプ５３の前方には、略半円形からなる２枚の絞り板５５１、５５２を有する絞り装置５５が配置されている。これらの絞り板５５１、５５２は、閉じた状態で円形となる半円形であって、各絞り板５５１、５５２は、弦と円弧とが交わる一方の角部において、光軸方向と平行な軸５５３によって枢支されている。そうして絞り板５５１、５５２は、軸５５３近傍に設けられたアクチュエータによって開閉駆動され、アクチュエータは、ＣＰＵ３９によって駆動制御される。また、一方の絞り板５５２の弦部の略中央には三角形状の突部５５４が形成されている。この突部５５４は、中心領域からの光束を遮光するために設けられている。
【００２６】
絞り装置５５は、完全に閉じた絞り板５５１、５５２の境界縁部が、入射端面１５ｂ、１６ｂの境界線と直角を成すように、つまり鉛直方向に沿うように配置されている。したがってアクチュエータによって開閉駆動される絞り板５５１、５５２によって形成される開口５５ａ、５５ｂの面積は、上方の入射端面１５ｂ側の開口５５ａが狭く、下方の入射端面１６ｂ側の開口５５ｂが広くなる。この絞り板５５１、５５２によって形成される異なる面積の開口５５ａ、５５ｂにより、入射端面１５ｂ、１６ｂから入射し、光ファイバ束１５、１６から射出される照明光の光量比を調整する。なお、絞り板５５１、５５２が全開したときは、光量比が等しくなるように設定して、いわゆるフラット照明を可能にすることが好ましい。
【００２７】
この光源ランプ５３による照度分布（光源の投影像）の様子を図４に示した。図４の（Ａ）は光源ランプ５３、絞り装置５５、集光レンズ５４と投影像の位置を示す斜視図、（Ｂ）は集光レンズ５４からの異なる距離における照明光の照度分布を説明する図であって、光源ランプ５３、絞り装置５５、集光レンズ５４の正面図および異なる距離における照度分布を示した。ある。図４（Ａ）において、符号Ｓは、光軸Ｏと垂直なスクリーンを示し、このスクリーンＳに投射した照明光の照度分布を図４（Ｂ）に示した。図４（Ｂ）において、（ａ）、（ｂ）は集光レンズ５４の焦点Ｆよりも近く（集光レンズ５４寄り）にスクリーンＳが位置する場合の照度分布を示し、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は焦点Ｆよりも遠くにスクリーンＳが位置する場合の照度分布を示している。図において、符号５３ａは上部の開口５５ａを通った光束による照度分布を示し、符号５３ｂは下部の開口５５ｂを通った光束による照度分布を示している。
【００２８】
ここで、光源ランプ５３の上部から射出された光束は、光源ランプ５３の反射鏡５３１内の気体対流によって生じるゆらぎ、またはちらつき（以下「ゆらぎ」という）を含む。そこで本実施形態では、このゆらぎによる照度分布への影響を小さくするために、ゆらぎを含む光束が透過する上部の開口５５ａの方を小さく設定して、ゆらぎの影響が相対的に小さくなるようにしてある。
【００２９】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する場合の様子を図５に、同近傍に位置する場合の様子を図６に示した。図５および図６は、光軸Ｏよりも上方の開口５５ａが小さく、下方の開口５５ｂが大きく開いているものとする。
【００３０】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する場合（図５）は、上方の開口５５ａを透過した光束Ｌ１が下方の入射端面１６ｂに入射して小さなスポット５５ａｉを形成し、下方の開口５５ｂを透過した光束Ｌ２が上方の入射端面１５ｂに入射して大きなスポット５５ｂｉを形成する。つまりこの場合は、上の入射端面１５ｂに入射する光量の方が下の入射端面１６ｂに入射する光量よりも多い。したがって、射出端面１５ａから射出される光量の方が、射出端面１６ａから射出される光量よりも多く、三次元的な患部７１は射出端面１６ａ側に影７１Ｓを生じる（図７）。
【００３１】
入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも近方に位置する場合（図６）は、上方の開口５５ａを透過した光束Ｌ１が上方の入射端面１５ｂに入射して小さなスポット５５ａｉを形成し、下方の開口５５ｂを透過した光束Ｌ２が下方の入射端面１６ｂに入射して大きなスポット５５ｂｉを形成する。つまりこの場合は、下の入射端面１６ｂに入射する光量の方が上の入射端面１５ｂに入射する光量よりも多い。したがって、射出端面１６ａから射出される光量の方が、射出端面１５ａから射出される光量よりも多く、三次元的な患部は射出端面１５ａ側に影を生じることになる。
【００３２】
さらに絞り装置５５の絞り板５５１、５５２の開閉度合を変えることで、入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量を調整できる。この実施形態は、絞り板５５１、５５２が最も開いた開放状態では、入射端面１５ｂ、１６ｂに入射する光量は略同一となり、射出端面１５ａ、１６ａから射出される光量には略同一であって照度差を生じない。使用者は必要に応じて、絞り装置５５の開閉度合いを調整する。なお、絞り装置５５の開閉度合の調整は、電子スコープ１１の操作部に設けたスイッチ操作で可能にすることが好ましいが、プロセッサ３１の操作パネル４０に設けたスイッチによって操作する構成でもよい。
【００３３】
このように本実施形態によれば、絞り装置５５を駆動させることでフラット照明、立体照明を簡単に切り換え、さらに立体照明における照明比の調整も簡単にできる。
【００３４】
「ライトガイドの軸方向位置調整」
次に、光ファイバ束１５、１６の入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を調整して光量比を調整する実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００３５】
光ファイバ束１５、１６は、入射端面１５ｂ、１６ｂ側の端部がライトガイド外装筒２４に挿入固定され、このライトガイド外装筒２４を介してコネクタ部２１に固定されている。ライトガイド外装筒２４の先端部近傍の外周面には、放射方向に突起２４ａが設けられている。突起２４ａは、ライトガイド外装筒２４を周回するフランジ形状、または径方向に突出するピンとする。
【００３６】
一方、プロセッサ３１側のコネクタ受け３２には、ライトガイド外装筒２４が差し込まれるガイド案内筒４５が固定され、該ガイド案内筒４５内に、軸方向に所定間隔で配置された、軸に向かって突出したばね部材４６ａ、４６ｂ、４６ｃが設けられている。これらのばね部材４６ａ乃至４６ｃは、ガイド案内筒４５内にライトガイド外装筒２２が差し込まれると、突起２４ａに押圧されて外方に弾性変形してライトガイド外装筒２４の移動を許容し、いずれかのばね部材４６ａ乃至４６ｃに嵌合して、ライトガイド外装筒２４を係止する。
【００３７】
この実施形態では、中間のばね部材４６ｂに突起２４ａが係止されたときに、入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆとほぼ一致し、先端のばね部材４６ａに突起が係止されたときは入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりもレンズ側に位置する図７の状態となり、後端のばね部材４６ｃに突起が係止されたときは入射端面１５ｂ、１６ｂが焦点Ｆよりも遠方に位置する図６の状態となる。
【００３８】
このようにライトガイド外装筒２４を軸方向に移動させることで入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を調整し、差し込み口側から順に上方を明るく、上下均等、または下方を明るく、のいずれかの配光／照射特性に設定することができる。
【００３９】
この実施形態では、ライトガイド外装筒２４のみを光軸方向に移動可能に形成したが、別の実施形態ではコネクタ部２１全体を光軸方向に移動可能に形成する。コネクタ部２１またはライトガイド外装筒２４のみの軸方向移動は、電動装置により、あるいは手動装置により実現できる。コネクタ部２１全体を軸方向に移動させる場合は、図示しないが、信号線１９、２０を内視鏡プロセッサ３１に接続する信号ピンも軸方向摺動可能に形成する。
【００４０】
さらに他の実施形態では、内視鏡プロセッサ３１のコネクタ受け３２を軸方向移動機構によって支持し、手動装置または電動装置によって軸方向に移動させて、入射端面１５ｂ、１６ｂの光軸方向位置を選択するように構成する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用した立体照明電子内視鏡システムの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同実施形態の電子スコープの概要を示す図である。
【図３】同電子スコープに内蔵された光ファイバ束の概要を示す図である。
【図４】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおいて光軸方向位置によって変化する照度分布を説明する図であって、（Ａ）はランプおよび絞りと光軸方向位置との関係を説明する図、（Ｂ）は光軸と直交する面における、ランプ、絞り羽根、集光レンズの正面図および異なる距離における照度分布を示す図である。
【図５】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおけるランプ、集光レンズ、絞りと光ファイバ束の入射端面におけるランプ光束との関係を、集光レンズの焦点位置よりも遠方に入射端面を配置した状態で示した図である。
【図６】同実施形態の立体照明内視鏡システムにおけるランプ、集光レンズ、絞りと光ファイバ束の入射端面におけるランプ光束との関係を、集光レンズの焦点位置よりも近方に入射端面を配置した状態で示した図である。
【図７】同実施形態の立体照明内視鏡システムにより照明した場合の患部とその影の関係を示した図である。
【図８】本発明の立体照明内視鏡システムにおいて、光ファイバ束の入射端面を集光レンズに対して接離移動可能とした実施形態の要部を示す斜視図である。
【図９】同実施形態において、光ファイバ束の入射端面を軸方向の異なる位置で形成する実施形態を示す図であって、（Ａ）は光ファイバ束を挿入する前の状態を、（Ｂ）は光ファイバ束を最も深く差し込んだ状態を、（Ｃ）は光ファイバ束を半分差し込んだ状態を、（Ｄ）は光ファイバ束を最も浅く差し込んだ状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１ 電子スコープ
１２ 体内挿入部
１３ ＣＣＤイメージセンサ
１４ 対物レンズ
１５、１６ 光ファイバ束
１５ａ １６ａ 射出端面
１５ｂ １６ｂ 入射端面
１７ １８ 配光レンズ
１９ 駆動信号線
１９ａ 信号ピン
２０ 映像信号線
２０ａ 信号ピン
２１ コネクタ部
３１ プロセッサ
３２ コネクタ受け
３３ 駆動信号線
３３ａ 駆動信号ピン
３４ 映像信号線
３４ａ 映像信号ピン
３５ ＣＣＤ駆動回路
３６ 初段処理回路
３７ ＤＳＰ
３８ 画像処理回路
３９ ＣＰＵ
４０ 操作パネル
４１ ランプ点灯スイッチ
４２ 電源
４５ ガイド案内筒
４６ａ ４６ｂ ４６ｃ ばね部材
５１ 光源装置
５２ 点灯駆動部
５３ 光源ランプ
５３１ 反射鏡
５３２ 陽極
５３３ 陰極
５３４ 金属板
５３５ 透明板
５４ 集光レンズ
５５ 絞り装置
５５１ ５５２ 絞り板
５５３ 軸
５５４ 突部
５５ａ 上部の開口
５５ａｉ スポット
５５ｂ 下部の開口
５５ｂｉ スポット
６１ モニタディスプレイ
７１ 患部
７１Ｓ 影
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、
前記ライトガイドは複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、前記照明光が入射する互いに隣接して配置された入射端面と、該入射した照明光が射出する、互いに離反して配置された前記体内挿入部先端部の射出端面を備え、
該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように入射光量比を規制し、かつ各入射端面への入射光量を調整する光量比調整手段を備えたことを特徴とする立体照明内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、全体として略円形となるように略半円形に形成され、かつ略半円形が照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項３】
請求項１記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状に形成されている立体照明内視鏡システム。
【請求項４】
請求項２または３記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記一対の光ファイバ束の各射出端面は、電子スコープの体内挿入部先端部に配置された撮像手段を挟んで配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源は照明光として平行光束を射出し、前記光量比調整手段は、光源装置と前記入射端面の間に配置された一対の絞り板からなり、該絞り板は、前記光源と入射端面との間の光路外の端部が光路と平行な軸により揺動自在に軸支され、該軸を中心とした揺動により該軸側に狭い開口を形成し、自由端側に広い開口を形成して、狭い開口を通過した光束が前記一方の入射端面に入射し、広い開口を通過した光束が他方の入射端面に入射する立体照明内視鏡システム。
【請求項６】
請求項５記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記一対の絞り板の軸は、上記照明光の入射方向に対して縦方向の光路外に配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記入射端面は、該集光レンズの焦点位置から光軸方向に離反した位置に配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記光量比調整手段は、前記集光レンズに対して前記各光ファイバ束の入射端面を接離移動させる立体照明内視鏡システム。
【請求項９】
請求項８記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束の入射端面近傍に嵌合固定されたライトガイド外装筒と、前記光源側に設けられた、前記ライトガイド外装筒が着脱自在に差し込まれるガイド案内筒と、該ガイド案内筒およびライトガイド外装筒の一方に長手方向に沿って所定間隔で設けられた凹凸と、他方に設けられた前記いずれかの凹部または凸部に弾性的に係合して前記ライトガイド外装筒を位置決め係止する係止部材とを備えた立体照明内視鏡システム。
【請求項１】
内視鏡プロセッサに着脱自在に接続される電子スコープを備え、該内視鏡プロセッサの光源装置から発せられた照明光を、電子スコープ内に挿通されたライトガイドを介して体内挿入部先端部から観察対象物に照射する立体照明内視鏡システムであって、
前記ライトガイドは複数の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束は、前記照明光が入射する互いに隣接して配置された入射端面と、該入射した照明光が射出する、互いに離反して配置された前記体内挿入部先端部の射出端面を備え、
該各光ファイバ束の入射端面に入射する照明光の光量が不均等になるように入射光量比を規制し、かつ各入射端面への入射光量を調整する光量比調整手段を備えたことを特徴とする立体照明内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、全体として略円形となるように略半円形に形成され、かつ略半円形が照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項３】
請求項１記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記ライトガイドは一対の光ファイバ束からなり、各光ファイバ束の入射端面は、照明光の入射方向に対して縦方向に位置するように密着配置したときに全体として多角形を呈するようにそれぞれが前記多角形を二分割した形状に形成されている立体照明内視鏡システム。
【請求項４】
請求項２または３記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記一対の光ファイバ束の各射出端面は、電子スコープの体内挿入部先端部に配置された撮像手段を挟んで配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源は照明光として平行光束を射出し、前記光量比調整手段は、光源装置と前記入射端面の間に配置された一対の絞り板からなり、該絞り板は、前記光源と入射端面との間の光路外の端部が光路と平行な軸により揺動自在に軸支され、該軸を中心とした揺動により該軸側に狭い開口を形成し、自由端側に広い開口を形成して、狭い開口を通過した光束が前記一方の入射端面に入射し、広い開口を通過した光束が他方の入射端面に入射する立体照明内視鏡システム。
【請求項６】
請求項５記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記一対の絞り板の軸は、上記照明光の入射方向に対して縦方向の光路外に配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記入射端面は、該集光レンズの焦点位置から光軸方向に離反した位置に配置されている立体照明内視鏡システム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記光源装置は、平行光束を射出する光源ランプおよび該光源ランプから発せられた平行光束を集束させる集光レンズを備え、前記光量比調整手段は、前記集光レンズに対して前記各光ファイバ束の入射端面を接離移動させる立体照明内視鏡システム。
【請求項９】
請求項８記載の立体照明内視鏡システムにおいて、前記各光ファイバ束は、前記各光ファイバ束の入射端面近傍に嵌合固定されたライトガイド外装筒と、前記光源側に設けられた、前記ライトガイド外装筒が着脱自在に差し込まれるガイド案内筒と、該ガイド案内筒およびライトガイド外装筒の一方に長手方向に沿って所定間隔で設けられた凹凸と、他方に設けられた前記いずれかの凹部または凸部に弾性的に係合して前記ライトガイド外装筒を位置決め係止する係止部材とを備えた立体照明内視鏡システム。
【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２００７−２１００２（Ｐ２００７−２１００２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０９９５４（Ｐ２００５−２０９９５４）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]