(57)【要約】      （修正有）【課題】光源から放射される照明光を、効率よくライトガイドへ入射させる。【解決手段】内視鏡装置のプロセッサは、光源ユニット４０をケース４２に収容させた光源部３０を備え、光源ユニット４０は可動板５０に取り付けられている。そして、可動板５０と３箇所で螺合するネジ部６０Ａ〜６０Ｃおよびモータ８０Ａ〜８０Ｃなどを備える駆動機構によって、可動板５０の可動面５０Ｓの向く方向を調整することができる。そして、自動光軸調整部によって１つのネジ部を動かして可動板５０の向きを変化させながら、対角上に位置しない２つのラインセンサの光量変化があるか否かを判断し、光量変化がない位置に可動板５０を位置決めする。【選択図】図２
2018171242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源を支持する支持部材と、
前記支持部材を駆動する駆動部とを備え、
前記光源の出射面の向きが変わるように前記支持部材を駆動することによって、前記光源の光軸方向を調整可能であることを特徴とする内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項２】
前記支持部材が、前記光源の光軸垂直方向に沿って配置され、前記光源を支持する可動板を備え、
前記駆動部が、前記可動板の少なくとも３箇所で力を作用させることで、前記可動板の向きを変えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項３】
前記可動板が、前記光源から放射される照明光を通過させる開口部を有し、
前記駆動部が、前記開口部周囲の３箇所で、前記可動板に対して光軸方向に力を作用させる３つの駆動部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項４】
前記３箇所が、前記開口部の周囲に沿って等間隔であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項５】
前記光源に対して対向配置され、前記３箇所とそれぞれ光軸を挟んで対角上に位置する３つのフォトセンサをさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項６】
前記３つのフォトセンサからの出力信号に基づいて前記３つの駆動部材を駆動し、前記光源の光軸方向を調整する自動光軸調整部をさらに備えることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項７】
前記自動光軸調整部が、１つの駆動部材を動かして可動板の向きを変化させながら、対角上に位置しない２つのフォトセンサの光量変化があるか否かを判断し、光量変化がない位置に可動板を位置決めすることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項８】
前記光源および前記支持部材が、プロセッサ筐体に固定されるケースに収納され、
前記駆動部が、前記ケースに対する前記光源の出射面の向きを変えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項９】
前記支持部材が、前記光源と冷却部材とを含む光源ユニットを支持することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項１０】
光源と、
前記光源を支持する支持部材と、
前記支持部材を駆動する駆動部とを備え、
前記光源の出射面の向きが変わるように前記支持部材を駆動することによって、前記光源の光軸方向を調整可能である内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スコープ（内視鏡）によって器官など被写体を撮影する内視鏡装置に関し、特に、照明光を放射する光源の位置決めに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置では、スコープ内部にライトガイド（光ファイババンドル）が設けられており、プロセッサあるいは光源装置内に設置されたランプから放射される照明光を、集光レンズを介してライトガイド入射端へ入射させる。これによって、スコープ先端部から被写体に向けて照明光が射出する。
【０００３】
スコープの種類によってファイバ本数、入射端面の径などが相違するため、集光位置にバラつきが生じる。そのため、集光レンズを光軸方向に沿って平行移動させることで、接続されるスコープに対し、最大光量で照明光を入射させことができる位置に集光レンズをシフトさせる（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２６１９６号公報
【特許文献２】特開平８−９４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ランプなどの光源は、冷却部材（フィン）などを付随した光源ユニットとして構成されており、収容ケース内の固定部材に当てつけなどをすることによって装着される。このとき、寸法誤差、組み付け誤差などの理由により、ケース外部に放射される照明光の光軸方向は、固体差によりばらつきが生じる。
【０００６】
そのため、ライトガイド入射面の光軸に合わせてケースの位置合わせを行っても、光源の光軸方向がライトガイド入射面の光軸方向と一致せず、照明光を効率よくライトガイドに伝達できない。
【０００７】
したがって、内視鏡装置のプロセッサもしくは内視鏡用光源装置において、光源の光軸方向を調整できることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内視鏡装置のプロセッサは、光源と、光源を支持する支持部材と、支持部材を駆動する駆動部とを備え、光源の出射面の向きが変わるように支持部材を駆動することによって、光源の光軸方向を調整可能である。例えば、光源および支持部材が、プロセッサ筐体に固定されるケースに収納され、駆動部が、ケースに対する光源の出射面の向きを変える。光源と冷却部材とを含む光源ユニットを支持部材が支持するようにすることが可能である。
【０００９】
支持部材は、光源の光軸垂直方向に沿って配置され、光源を支持する可動板を備える構成にすることができる。駆動部は、可動板の少なくとも３箇所で力を作用させることで、可動板の向きを変えることが可能である。例えば、可動板が、光源から放射される照明光を通過させる開口部を備えた場合、駆動部は、開口部周囲の３箇所で、可動板に対して光軸方向に力を作用させる３つの駆動部材を備える。
【００１０】
例えば、光源に対して対向配置され、３箇所とそれぞれ光軸を挟んで対角上に位置する３つのフォトセンサをさらに設けることが可能である。また、３箇所を開口部の周囲に沿って等間隔にすることもできる。
【００１１】
３つのフォトセンサからの出力信号に基づいて３つの駆動部材を駆動し、光源の光軸方向を調整する自動光軸調整部をさらに設けることが可能である。たとえば、自動光軸調整部が、１つの駆動部材を動かして可動板の向きを変化させながら、対角上に位置しない２つのフォトセンサの光量変化があるか否かを判断し、光量変化がない位置に可動板を位置決めする。
【００１２】
本発明の他の態様における光源装置は、光源と、光源を支持する支持部材と、支持部材を駆動する駆動部とを備え、光源の出射面の向きが変わるように支持部材を駆動することによって、光源の光軸方向を調整可能である。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば、光源から放射される照明光を、効率よくライトガイドへ入射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における内視鏡装置の外観図である。
【図２】光源部の内部構成を示した概略的側面図である。
【図３】可動板をライトガイド側から見た正面図である。
【図４】ケースの側板の内面を示した図である。
【図５】可動板とケース内面との対応関係を示した斜視図である。
【図６】軸調整のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、図面を参照して本実施形態である内視鏡装置について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態における内視鏡装置の外観図である。
【００１７】
内視鏡装置は、ビデオスコープ１０と、ビデオスコープ１０が着脱自在に接続されるプロセッサ２０とを備え、プロセッサ２０には、観察画像を表示するモニタ（図示せず）が接続されている。プロセッサ２０内に設けられた光源部３０から放射される光は、ビデオスコープ１０内に設けられたライトガイド（ここでは図示せず）によってビデオスコープ１０のスコープ先端部１０Ｔに導かれ、先端部１０Ｔから射出する。なお、光源部３０を画像処理専用プロセッサとは独立した光源装置に設ける構成であってもよい。
【００１８】
被写体からの反射光は、スコープ先端部１０Ｔに設けられた撮像素子（図示せず）に結像し、これによって被写体像が形成される。プロセッサ２０では、撮像素子から読み出される１フィールド／フレーム分の画素信号に基づいてカラー画像信号を生成する。カラー画像信号がモニタに出力されることによって、観察画像がモニタに表示される。
【００１９】
以下では、図２〜５を参照して、光源部３０の構成および光軸調整について説明する。
【００２０】
図２は、光源部の内部構成を示した概略的側面図である。図３は、可動板をライトガイド側から見た正面図である。
【００２１】
光源部３０は、キセノンランプなどの光源３５を備えた光源ユニット４０、光源ユニット４０を収容するハウジング構造のケース４２、駆動部６０を備え、ケース４２はプロセッサ筐体２０Ｈ（図１参照）に固定されている。ケース４２の側板４２Ｓは、集光レンズ（図示せず）およびライトガイド１１の入射端１１Ａと対向する位置にある。
【００２２】
椀状カバー部材４２に光源３５および冷却フィン（図示せず）を収納した光源ユニット４０は、その光軸Ｘに垂直な方向に沿って配置される矩形状の可動板５０に支持されている。光源ユニット４０の円状の出射面４４は、可動板５０に形成された円状の開口部５０Ｒ（図３参照）に嵌合し、平坦な出射面４４は可動板５０の面（以下、可動面という）５０Ｓに沿っている（図２参照）。なお、可動板５０から光軸Ｘに沿って後方側（ライトガイド１１とは逆方向）に延出部を設け、延出部にねじ止めなどで光源ユニット４０を保持するように構成してもよい。
【００２３】
可動板５０には、３つのネジ穴５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが開口部５０Ｒの周囲に等間隔で（およそ１２０度間隔で）形成されている。そして、駆動部６０のネジ部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが、ネジ穴５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃにそれぞれ挿通されている。なお、図２では、ネジ部６０Ａおよびネジ穴５０Ａが図示されていない。
【００２４】
駆動部６０を構成するネジ部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、環状の支持部材７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃによって支持されており、その内面には雌ネジが形成されている。支持部材７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃは、モータ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃと連結し、モータ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃの回転によって軸回転する。
【００２５】
可動板５０はネジ部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの外表面に形成された雄ネジと螺合しているため、ネジ部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが軸回転すると、ネジ部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに対してライトガイド側もしくはケース側面４２Ｔ側に動く。なお、図２では、支持部材７２Ａ、モータ８０Ａは図示されていない。
【００２６】
図４は、ケース４２の側板４２Ｓの内面を示した図である。図５は、可動板５０とケース内面４２Ｋとの対応関係を示した斜視図である。
【００２７】
ケース４２の可動板５０と対向する内面４２Ｋには、円状の開口部４２Ｐが、ライトガイド入射端１１Ａおよび光源ユニット４０と対向する位置に形成されている。開口部４２Ｐの径は、光源ユニット４０の出射面４４の径よりも小さく、その中心位置４２Ｃは、可動板５０に取り付けられた出射面４４の中心位置４４Ｃ（図３参照）とケース高さ方向に関して同じ位置にある。
【００２８】
側板４２Ｓの内面４２Ｋには、開口部４２Ｐの周囲に３つのラインセンサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃがほぼ等間隔で（１２０度間隔で）配置されている。ラインセンサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃは、光源ユニット４０からの照明光を受光するフォトセンサであり、光量に応じた信号を出力する。
【００２９】
図５に示すように、内面４２Ｋにおいて可動板５０のネジ穴５０Ｃと向かい合う個所５０’Ｃは、開口部４２Ｐを間に挟んでラインセンサ７０Ｃと向かい合う位置に該当する。ネジ穴５０Ａ、５０Ｂについても同様に、内面４２Ｋにおける対向箇所は、開口部４２Ｐを挟んでラインセンサ７０Ａ、７０Ｂと向かい合う位置に該当する。
【００３０】
別の言い方をすれば、図２に示すように、ネジ部６０Ｂが可動板５０に対して力を作用させるネジ穴５０Ｂとラインセンサ７０Ｂは、光軸Ｘを横切る対角線ＬＬに沿った位置関係にある。ネジ穴５０Ａ、５０Ｃについても同様に、光軸Ｘを横切る対角線に沿ってラインセンサ７０Ａ、７０Ｃが配置されている。
【００３１】
図２に示すように、モータ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃは、プロセッサ２０内に設けられた光軸調整部９０によって制御される。ハードウェア、ソフトウェア、あるいはファームウェアで構成可能な光軸調整部９０は、ラインセンサ７０Ａ〜７０Ｃからの出力信号に基づき、光源ユニット４０の光軸調整を行う。
【００３２】
プロセッサ２０の製造工程では、光源ユニット４０をケース４２内部に取り付ける工程と、ケース４２をプロセッサ筐体２０Ｈに固定する工程が、別々に行われる。照明光を光量ロスなくライトガイド１１へ入射させるためには、光源ユニット４０の光軸Ｘと、ライドガイド入射端１１Ａの光軸ｘとを一致させる必要がある。
【００３３】
しかしながら、光源ユニット４０の組み付け誤差などにより、光源ユニット４０の光軸Ｘは、必ずしも可動板５０の可動面５０Ｓに対して垂直とならず、ずれる場合が生じる。この場合、ケース４２の位置とライドガイド入射端１１Ａの位置とを調整しても、光源ユニット４０の光軸Ｘがライトガイド入射端１１Ａの光軸ｘに対して傾いてしまう。
【００３４】
そこで本実施形態では、可動板５０を傾けるように動かしながら、ラインセンサ７０Ａ〜７０Ｃからの出力信号に基づいて光源ユニット４０の光軸方向を調整する。具体的には、ケース４２の側板４２Ｓに対して光源ユニット４０の光軸Ｘが垂直となるように可動板５０の位置決めを行う。
【００３５】
図６は、光軸調整のフローチャートである。オペレータの光軸調整入力操作によって処理が開始される。
【００３６】
最初に、ネジ部６０Ａ〜６０Ｃのうちいずれか１つのネジ部（例えばネジ部６０Ｂ）が選定され、選択されたネジ部を軸回転させることによって、可動板５０傾斜させて可動板５０の向きを変えていく（Ｓ１０２）。すなわち、ケース４２（プロセッサ筐体２０Ｈ）に対する光源ユニット４０の光軸方向を変えていく。そして、対角線上に位置しない２つのラインセンサ（例えば、ラインセンサ７０Ａ、７０Ｃ）から出力される信号値に変化が生じるか、すなわち他の２つのラインセンサの受光する照明光の光量に変化が生じるか否かが判断される（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。
【００３７】
光量変化がない場合、光源ユニット４０の光軸Ｘが側板４２に対して垂直方向であると判断する。すなわち、ケース４２とライドガイド入射端１１Ａとの位置合わせによって光軸調整されたライトガイド入射端１１Ａの光軸ｘの方向と、光源ユニット４０の光軸Ｘの方向が一致していると判断する。
【００３８】
一方、光量変化がある場合、他の２つのネジ部（例えば、ネジ部６０Ａ、６０Ｂ）を動かし、他の２つのラインセンサにおいて光量変化が生じない状態になるように、可動板５０の向く方向を調整する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。光量変化がなくなると、最初に選択されなかった２つのネジ部（例えば、ネジ部６０Ａ、６０Ｃ）についても、同様の調整を行う（Ｓ１０５）。
【００３９】
このように本実施形態の内視鏡装置のプロセッサ２０は、光源ユニット４０をケース４２に収容させた光源部３０を備え、光源ユニット４０は可動板５０に取り付けられている。そして、可動板５０と３箇所で螺合するネジ部６０Ａ〜６０Ｃおよびモータ８０Ａ〜８０Ｃなどを備える駆動機構によって、可動板５０の可動面５０Ｓの向く方向を調整することができる。そして、自動光軸調整部によって１つのネジ部を動かして可動板５０の向きを変化させながら、対角上に位置しない２つのラインセンサの光量変化があるか否かを判断し、光量変化がない位置に可動板５０を位置決めする。
【００４０】
このように光軸調整されることにより、照明光が光量のロスなくライトガイド１１に入射させ、光源出力を最大限生かせることができる。光源の光軸がずれていると、経年変化による照明光量の光量低下が、そうでない場合と比べて大きくなる場合がある。しかしながら、光源の光軸調整を必要に応じて行うことができるまで、耐久性が向上し、光源の寿命が延びる。
【００４１】
本実施形態では、光源ユニット４０を直接駆動するのではなく、光源ユニット４０の射出面に沿って延びる可動板５０を動かすことで、光源ユニット４０の光軸方向を変化させる。これにより、光源ユニット４０の光軸方向を僅かな角度で任意の方向に自在に変化させることが可能となり、光軸調整を精度よく行うことができる。また、ラインセンサ７０Ａ〜７０Ｃを用いて光量変化を検出して自動光軸調整することにより、オペレータの手間なく光軸調整することが可能である。
【００４２】
特に、等間隔で周方向に形成されたネジ穴５０Ａ〜５０Ｃにおける３点支持によって可動板５０を支持し、その向きを調整するため、迅速かつ正確に光軸調整を行うことができる。
【００４３】
なお、ネジ部以外の構成で可動板を動かしてもよく、３点もしくはそれ以上の箇所で可動板を支持して動かしてもよい。また、オペレータが手動で光量変化をモニタリングしながら可動板の位置決めを行ってもよく、さらには、ラインセンサを設けず、ビデオスコープを接続した状態で照明光の光量変化を検出するような構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
２０  プロセッサ
３０  光源部
３５  光源
４０  光源ユニット
４２  ケース
４２Ｋ  内面
４２Ｓ  側板
４４  出射面
５０  可動板（支持部材）
６０  駆動部
６０Ａ  ネジ部
６０Ｂ  ネジ部
６０Ｃ  ネジ部
７０Ａ  ラインセンサ
７０Ｂ  ラインセンサ
７０Ｃ  ラインセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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