(57)【要約】【課題】光走査型内視鏡の挿入管を細径化する。【解決手段】光走査型内視鏡５０はスキャニングファイバ５３、アクチュエータ５４、受光ファイバ５５、および光カプラ５６を有する。スキャニングファイバ５３をＧＩ型マルチモードファイバによって形成する。先端付近において、アクチュエータ５４はスキャニングファイバ５３を支持する。アクチュエータ５４はスキャニングファイバ５３の長手方向に垂直な２方向にスキャニングファイバ５３を屈曲させる。スキャニングファイバ５３をＧＩ型マルチモードファイバにより形成する。被写体の反射光がスキャニングファイバ５３の先端に入射する。スキャニングファイバ５３は反射光を基端側に伝達する。基端付近において、光カプラ５６はスキャニングファイバ５３を受光ファイバ５５に分岐する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入端から体内または構造物内に挿入される挿入管と、
前記挿入管内に挿通され、前記挿入端側に第１の端部が配置され、前記第１の端部とは逆側の第２の端部に入射する照射光を前記第１の端部に伝達し、前記照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を前記第１の端部から前記第２の端部に伝達し、マルチモードファイバを有する導光手段とを備え、
前記導光手段は、少なくとも前記第１の端部近傍において、光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、
前記第２の端部に入射する前記照射光は、前記第１の端部が変位することにより、前記被写体を走査する
ことを特徴とする光走査型内視鏡。
【請求項２】
前記導光手段は、ＧＩ型のマルチモードファイバであることを特徴とする請求項１に記載の光走査型内視鏡。
【請求項３】
前記導光手段は、前記マルチモードファイバの前記第１の端部に配設されたＧＲＩＮレンズを有することを特徴とする請求項１に記載の光走査型内視鏡。
【請求項４】
前記第２の端部近辺に設けられ、前記第１の端部から前記第２の端部に伝達される前記反射光および前記自家蛍光の少なくとも一方を分岐させる光カプラを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光走査型内視鏡。
【請求項５】
請求項４に記載の光走査型内視鏡と、
前記第２の端部に前記照射光を供給する光源と、
前記光カプラにより分岐された前記反射光および／または前記自家蛍光を受光して、画素信号を生成する受光部とを備える
ことを特徴とする光走査型内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査型内視鏡の挿入管の細径化に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査型内視鏡が提案されている（特許文献１参照）。光走査型内視鏡では挿入管の先端に撮像素子を設ける必要が無いので、解像度を向上させながら挿入管の細径化が可能である。しかし、挿入管のさらなる細径化が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０８４９１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明では、光走査型内視鏡の挿入管を細径化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光走査型内視鏡は、挿入端から体内または構造物内に挿入される挿入管と、挿入管内に挿通され挿入端側に第１の端部が配置され第１の端部とは逆側の第２の端部に入射する照射光を第１の端部に伝達し照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を第１の端部から第２の端部に伝達しマルチモードファイバを有する導光手段とを備え、導光手段は少なくとも第１の端部近傍において光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、第２の端部に入射する照射光は第１の端部が変位することにより被写体を走査することを特徴としている。
【０００６】
なお、導光手段はＧＩ型のマルチモードファイバであることが好ましい。あるいは、第１の光学系はＧＲＩＮレンズであることが好ましい。
【０００７】
また、導光手段はマルチモードファイバの第１の端部に配設されたＧＲＩＮレンズを有することが好ましい。
【０００８】
また、第２の端部近辺に設けられ、第１の端部から第２の端部に伝達される反射光および自家蛍光の少なくとも一方を分岐させる光カプラを備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の光走査型内視鏡装置は、挿入端から体内または構造物内に挿入される挿入管と挿入管内に挿通され挿入端側に第１の端部が配置され第１の端部とは逆側の第２の端部に入射する照射光を第１の端部に伝達し照射光により照明された被写体からの反射光および自家蛍光の少なくとも一方を第１の端部から第２の端部に伝達しマルチモードファイバを有する導光手段とを有し、導光手段は少なくとも第１の端部近傍において光軸から離れるほど屈折率が小さくなり、第２の端部に入射する照射光は第１の端部が変位することにより被写体を走査する光走査型内視鏡と、第２の端部に照射光を供給する光源と、光カプラにより分岐された反射光および／または自家蛍光を受光して画素信号を生成する受光部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、照明光の伝達に用いる光ファイバに十分な光量で反射光を入射させることが可能なので、反射光を伝達するための光ファイバが不要となる。それゆえ、挿入管の細径化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を適用した光走査型内視鏡装置の外観を概略的に示す外観図である。
【図２】光走査型内視鏡プロセッサの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】光走査型内視鏡の内部構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】従来の光走査型内視鏡の挿入管の先端の正面図である。
【図５】本実施形態の光走査型内視鏡の挿入管の先端の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した光走査型内視鏡を有する光走査型内視鏡装置の外観を概略的に示す外観図である。
【００１３】
光走査型内視鏡装置１０は、光走査型内視鏡プロセッサ２０、光走査型内視鏡５０、およびモニタ１１によって構成される。光走査型内視鏡プロセッサ２０は、光走査型内視鏡５０、およびモニタ１１に接続される。
【００１４】
なお、以下の説明においてスキャニングファイバ（図１において図示せず）の先端とは光走査型内視鏡５０の挿入管５１の遠位端側（挿入端）に配置される端部であり、基端とは光走査型内視鏡プロセッサ２０と接続されるコネクタ５２に配置される端部である。
【００１５】
光走査型内視鏡プロセッサ２０から観察対象領域ＯＡに照射する光が供給される。供給された光はスキャニングファイバにより挿入管５１の先端に伝達され、観察対象領域内の一点（符号Ｐ１参照）に向かって照射される。光が照射された観察対象領域上の一点における反射光が、スキャニングファイバにより挿入管５１の先端から光走査型内視鏡プロセッサ２０に伝達される。
【００１６】
スキャニングファイバの先端の方向が、アクチュエータ（図１において図示せず）により変えられる。先端の方向を変えることにより、スキャニングファイバから照射される光が観察対象領域上に走査される。アクチュエータは、光走査型内視鏡プロセッサ２０により制御される。
【００１７】
光走査型内視鏡プロセッサ２０は光の照射位置において散乱する光を受光し、受光量に応じた画素信号を生成する。走査する領域全体の画素信号を生成することにより、１フレームの画像信号を生成する。生成した画像信号がモニタ１１に送信され、画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。
【００１８】
図２に示すように、光走査型内視鏡プロセッサ２０には、光源ユニット２１、受光ユニット２２、スキャン駆動回路２３、画像信号処理回路２４、およびタイミングコントローラ２５などが設けられる。
【００１９】
光源ユニット２１には、赤色光レーザ、緑色光レーザ、および青色光レーザを発光するレーザ光源（図示せず）が設けられる。それぞれのレーザ光源から出射される赤色光レーザ、緑色光レーザ、および青色光レーザはミラー（図示せず）および光学フィルタ（図示せず）によって形成される光結合器（図示せず）によって混合され、白色光レーザとして出射可能である。
【００２０】
光源ユニット２１から出射する白色光がスキャニングファイバ５３に供給される。スキャン駆動回路２３は、アクチュエータ５４にスキャニングファイバ５３を駆動させる。後述するように、光が照射された観察対象領域からの反射光が、スキャニングファイバ５３および受光ファイバ５５により光走査型内視鏡プロセッサ２０に伝達される。光走査型内視鏡プロセッサ２０に伝達された光は、受光ユニット２２に入射される。
【００２１】
受光ユニット２２はミラー（図示せず）および光学フィルタ（図示せず）によって形成される分光器（図示せず）を有しており、受光ユニット２２に入射する光が赤色光、緑色光、および青色光に分光される。受光ユニット２２には赤色光、緑色光、および青色光に対応する光電子増倍管（図示せず）が設けられる。それぞれの光電子増倍管により赤色光、緑色光、および青色光の受光量に応じた画素信号が生成される。
【００２２】
画素信号は、画像信号処理回路２４に送信される。画像信号処理回路２４では、画素信号が画像メモリ２６に格納される。観察対象領域全体に対応する画素信号が格納されると、画像信号処理回路２４は画素信号に所定の信号処理を施し、１フレームの画像信号としてエンコーダ２７を介してモニタ１１に送信する。
【００２３】
光走査型内視鏡プロセッサ２０と光走査型内視鏡５０とを接続すると、光源ユニット２１と光走査型内視鏡５０に設けられるスキャニングファイバ５３とが、および受光ユニット２２と受光ファイバ５５とがそれぞれ光学的に接続される。また、光走査型内視鏡プロセッサ２０と光走査型内視鏡５０とを接続すると、スキャン駆動回路２３と光走査型内視鏡５０に設けられるアクチュエータ５４とが電気的に接続される。
【００２４】
なお、光源ユニット２１、受光ユニット２２、スキャン駆動回路２３、画像信号処理回路２４、およびエンコーダ２７は、タイミングコントローラ２５により各部位の動作の時期が制御される。
【００２５】
次に、光走査型内視鏡５０の構成について説明する。図３に示すように、光走査型内視鏡５０には、スキャニングファイバ５３、アクチュエータ５４、受光ファイバ５５、および光カプラ５６などが設けられる。
【００２６】
スキャニングファイバ５３は、コネクタ５２から挿入管５１の遠位端まで延設される。前述のように、光源ユニット３０から出射されるビーム状の白色光が、スキャニングファイバ５３の基端に入射する。基端に入射した白色光は先端側に伝達される。伝達された白色光は先端から出射され、撮影レンズ５７を透過して観察対象領域に照射される。
【００２７】
スキャニングファイバ５３は、ＧＩ型マルチモードファイバによって形成される。ＧＩ型マルチモードファイバによって、基端に入射する白色光レーザはモード分散を実質的に起こすこと無く、先端に伝達される。したがって、スキャニングファイバ５３の先端から観察対象領域内の微小な一点に白色光を照射可能である。
【００２８】
アクチュエータ５４が、スキャニングファイバ５３の出射端付近に設けられる。アクチュエータ５４はスキャニングファイバ５３の先端を、長手方向に垂直な２方向に屈曲させることが可能である。
【００２９】
スキャニングファイバ５３の先端は、スキャニングファイバ５３の長手方向に垂直な２方向に沿って振幅の増加と減少を繰返しながら振動するように駆動され、渦巻き型の変位経路を通るように変位する。渦巻き型の変位経路を通るように変位させることにより、白色光が観察対象領域上で走査される。
【００３０】
スキャニングファイバ５３の先端から出射される白色光は撮影レンズを透過して、観察対象領域の一点に向けて出射される。光が照射された観察対象領域の一点における反射光が散乱し、散乱した光がスキャニングファイバ５３の先端に入射する。
【００３１】
スキャニングファイバ５３に入射した反射光は、スキャニングファイバ５３の基端側に伝達される。コネクタ５２内部において、スキャニングファイバ５３はマルチモード光カプラ５６によって２本のファイバに分岐される。一方のファイバはスキャニングファイバ５３として光源ユニット２１に接続され、他方のファイバは受光ファイバ５５として受光ユニット２２に接続される。
【００３２】
前述のように、受光ユニット２２では、反射光の赤色光成分、緑色光成分、および青色光成分毎の受光量を検出し、それぞれの受光量に応じた画素信号が生成される。画素信号は画像信号処理回路２４に送信される。
【００３３】
画像信号処理回路２４では、スキャン駆動回路２３を制御するための信号に基づいて、瞬間における光の照射位置が推定される。画像信号処理回路２４は推定した位置に対応する画像メモリ２６のアドレスに、受信した画像信号を格納する。
【００３４】
前述のように、照射する光が観察対象領域上に走査され、それぞれの位置における反射光に基づいて画素信号が生成され、対応する画像メモリ２６のアドレスに格納される。走査始点から走査終点までの間に格納した各位置における画素信号により、観察対象領域の像に対応する画像信号が形成される。画像信号は前述のように所定の信号処理が施されてから、モニタ１１に送信される。
【００３５】
以上のように、本実施形態の光走査型内視鏡によれば、スキャニングファイバ５３のみを用いて、光源ユニット２１から照射する光の挿入管５１の遠位端への伝達、および被写体の反射光の受光ユニット２２への伝達が可能なので、挿入管５１の細径化を図ることが可能である。
【００３６】
従来の光走査型内視鏡では、観察対象領域内の微小な一点に向かって光を照射するために、スキャニングファイバにシングルモードファイバを用いていた。しかし、シングルモードファイバはコア径がマルチモードファイバに比べて極めて細いため、観察対象領域からの反射光を十分な光量で入射させることが困難であった。それゆえ、反射光を受光ユニット２２に伝達するために、スキャニングファイバ５３とは別の受光用の光ファイバ５８を設ける必要があり（図４参照）、挿入管５１’のさらなる細径化が難しかった。
【００３７】
しかし、本実施形態では、ＧＩ型マルチモードファイバをスキャニングファイバ５３に用いることにより観察対象領域内の微小な一点に向けた光の照射を実現しながら、光が照射された点における反射光を十分な光量で入射させることが可能である。それゆえ、反射光を受光ユニット２２に伝達するための光ファイバを、スキャニングファイバ５３とは別に設ける必要が無いので、挿入管５１の細径化が可能である（図５参照）。
【００３８】
なお、本実施形態において、ＧＩ型マルチモードファイバをスキャニングファイバ５３に用いる構成であるが、スキャニングファイバ５３の先端から微小な一点に光を照射可能で被写体からの反射光を十分に入射可能であれば、どのような光ファイバを用いてもよい。例えば、光軸から離れるほど屈折率が連続して低下する光学系をスキャニングファイバ５３の代替として使用、あるいは当該光学系をスキャニングファイバ５３の先端に固定すれば良い。具体的には、ステップインデックス型マルチモードファイバにＧＲＩＮレンズを設けても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、本実施形態では、スキャニングファイバ５３はマルチモード光カプラ５６によって２本のファイバに分岐され、先端に入射する反射光を受光ユニット２２に伝達可能な構成であるが、他の機構を用いて反射光をスキャニングファイバ５３から得て、受光ユニット２２に伝達させる構成であってもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、光源ユニット２１から白色光を出射する構成であるが、生体組織に自家蛍光を発光させる励起光を出射する構成であってもよい。このような構成においては、励起光が照射された位置における自家蛍光がスキャニングファイバ５３および受光ファイバ５５を介して受光ユニット２２に伝達される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  光走査型内視鏡装置
５０  光走査型内視鏡
５１  挿入管
５３  スキャニングファイバ
５４  アクチュエータ
５５  受光ファイバ
５６  光カプラ
【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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