(57)【要約】【課題】照明範囲（配光）を可変する内視鏡用光源装置において、汎用的なスコープに対応するものがなかった。【解決手段】内視鏡用光源装置を、照明光を射出するランプと、ランプより射出された照明光の光束径を調節する光束径調節部と、内視鏡のライトガイドを保持する保持部と、光束径調節部により光束径が調節された照明光を集光し、集光された照明光を保持部に保持されたライトガイドの入射端に入射させる集光レンズと、から構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡のライトガイドと接続される内視鏡用光源装置において、
照明光を射出するランプと、
前記ランプより射出された照明光の光束径を調節する光束径調節部と、
前記ライトガイドを保持する保持部と、
前記光束径調節部により光束径が調節された照明光を集光し、集光された照明光を前記保持部に保持されたライトガイドの入射端に入射させる集光レンズと、
を備える、
内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記光束径調節部より射出される光束径調節後の光束は平行光である、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項３】
前記光束径調節部は、
前記ランプより射出された照明光を平行光に変換し、変換された平行光を前記集光レンズに入射させるコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを光軸方向にスライド可能に保持するスライド部と、
を有し、
前記スライド部が前記コリメートレンズを前記光軸方向にスライドさせることにより、該コリメートレンズより射出される平行光の光束径が変化する、
請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病変部等の被写体を照明するための照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病変部等の被写体を観察するための内視鏡システムが医療現場にて使用されている。内視鏡システムには、自然光の届かない体腔内を電子スコープやファイバスコープ等のライトガイドを通じて照明する光源装置が備えられている。この種の光源装置の具体的構成は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の光源装置は、ランプより射出された照明光を収束レンズを介してライドガイドに入射させる。特許文献１に記載の光源装置は、収束レンズを光軸方向にスライドさせて、広域用照明光学系をなすライトガイドへの入射光量と、中心域用照明光学系をなすライドガイドへの入射光量とのバランスを変えることにより、被写体への実質的な照明範囲（配光）を変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２３７５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、特許文献１に記載の光源装置は、広域用照明光学系及び中心域用照明光学系を備える特殊なスコープにしか対応していない。そこで、本発明においては、汎用的なスコープに対応する内視鏡用光源装置であって、照明範囲（配光）を変化させることが可能なものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る内視鏡用光源装置は、内視鏡のライトガイドと接続されるものであり、照明光を射出するランプと、ランプより射出された照明光の光束径を調節する光束径調節部と、ライトガイドを保持する保持部と、光束径調節部により光束径が調節された照明光を集光し、集光された照明光を保持部に保持されたライトガイドの入射端に入射させる集光レンズとを備える。
【０００７】
光束径調節部より射出される光束径調節後の光束は、例えば平行光である。
【０００８】
光束径調節部は、ランプより射出された照明光を平行光に変換し、変換された平行光を集光レンズに入射させるコリメートレンズと、コリメートレンズを光軸方向にスライド可能に保持するスライド部とを有する構成としてもよい。この構成では、スライド部がコリメートレンズを光軸方向にスライドさせることにより、コリメートレンズより射出される平行光の光束径が変化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、汎用的なスコープに対応する内視鏡用光源装置であって、照明範囲（配光）を変化させることが可能なものが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡システムの外観図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡システムのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の電子内視鏡システムに備えられる光源ユニットの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の光源ユニットに備えられるスライド機構の断面図である。
【図５】本発明の実施形態において可動レンズを互いに異なる２つの位置にスライドさせたときの光源ユニットの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。
【００１２】
［電子内視鏡システム１の全体構成］
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の外観図である。図１に示されるように、本実施形態の電子内視鏡システム１は、電子スコープ１０及びプロセッサ２０を備えている。
【００１３】
図１に示されるように、電子スコープ１０は、可撓性を有するシースによって外装された挿入部可撓管１１を備えている。挿入部可撓管１１の先端部分（屈曲部１３）は、挿入部可撓管１１の基端に連結された手元操作部１４からの遠隔操作に応じて屈曲する。屈曲機構は、一般的な内視鏡に組み込まれている周知の機構であり、手元操作部１４の湾曲操作ノブの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって湾曲部１３を屈曲させる。湾曲部１３の先端には、硬質性を有する樹脂製筐体によって外装された先端部１２の基端が連結している。先端部１２の方向が湾曲操作ノブの回転操作による屈曲動作に応じて変わることにより、電子スコープ１０による撮影領域が移動する。また、手元操作部１４からはユニバーサルケーブル１５が延びており、その基端にコネクタ部１６が接続されている。
【００１４】
コネクタ部１６は、硬質性を有する合成樹脂で成形されたコネクタケース１６ａを備えている。コネクタケース１６ａは、略対称形状を持つ表側ケースと裏側ケースからなり、表側ケースと裏側ケースとを嵌め合わせることによって規定される閉空間内に電子回路基板等の各種部品を収容し保持すると共に外部衝撃から保護している。コネクタケース１６ａは、電気接続用プラグ１６ｂ、光接続用プラグ１６ｃを保持している。
【００１５】
プロセッサ２０が持つ筐体２０ａのフロントパネル面には、コネクタ部が設けられている。コネクタ部は、電気接続用ジャック２０ｂ及び光接続用ジャック２０ｃを備えている。電気接続用ジャック２０ｂは、プロセッサ２０に内蔵されている画像処理装置と電気的に接続されており、光接続用ジャック２０ｃは、プロセッサ２０に内蔵されている光源装置と光学的に接続されている。
【００１６】
電気接続用ジャック２０ｂは、電気接続用プラグ１６ｂに対応する接続構造を有しており、光接続用ジャック２０ｃは、光接続用プラグ１６ｃに対応する接続構造を有している。電気接続用プラグ１６ｂ、光接続用プラグ１６ｃをそれぞれ、電気接続用ジャック２０ｂ、光接続用ジャック２０ｃと接続することにより、電子スコープ１０とプロセッサ２０とが電気的・光学的に接続される。
【００１７】
図２は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、電子内視鏡システム１にはモニタ３０が接続される。
【００１８】
図２に示されるように、プロセッサ２０は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４、メモリ２０６、操作パネル２０８、画像処理回路２１０及び光源ユニット２２０を有している。
【００１９】
システムコントローラ２０２は、メモリ２０６に記憶された各種プログラムを実行することにより、電子内視鏡システム１の全体を統括的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２０８に入力されるユーザ（術者又は補助者）による指示に応じて電子内視鏡システム１の各種設定を変更する。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
【００２０】
光接続用ジャック２０ｃには、光接続用プラグ１６ｃに設けられた光ファイバ束であるライトガイド（ＬＣＢ：Light Carrying Bundle）１０２が保持される。光接続用ジャック２０ｃに保持されたＬＣＢ１０２の入射端には、光源ユニット２２０より射出された照明光が入射される。
【００２１】
入射端よりＬＣＢ１０２内に入射された照明光は、ＬＣＢ１０２内を伝播して電子スコープ１０の先端部内に配置されたＬＣＢ１０２の射出端より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。このように、本実施形態の電子スコープ１０は、広域用照明光学系及び中心域用照明光学系等の用途（配光）毎に分けられた複数の照明光学系を持つ特殊なスコープでなく、用途毎に分けられてない共通の一系統の照明光学系を持つ一般的な構成のスコープとなっている。
【００２２】
被写体からの反射光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。固体撮像素子１０８は、ＩＲ（Infra
Red）カットフィルタ１０８ａ、ベイヤ配列カラーフィルタ１０８ｂの各種フィルタが受光面に配置された単板式カラーＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上で結像した光学像に応じたＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各原色信号を生成する。
【００２３】
電子スコープ１０のコネクタ部１６内には、ドライバ信号処理回路１１２が備えられている。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される原色信号に対して色補間、マトリクス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して画像信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ）を生成し、生成された画像信号をプロセッサ２０の画像処理回路２１０に出力する。また、ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１０の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１０の固有情報には、例えば固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。
【００２４】
システムコントローラ２０２は、電子スコープ１０の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２０に接続中の電子スコープ１０に適した処理がなされるようにプロセッサ２０内の各回路の動作やタイミングを制御する。
【００２５】
タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２及び画像処理回路２１０にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２０側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
【００２６】
画像処理回路２１０は、システムコントローラ２０２による制御の下、ドライバ信号処理回路１１２より入力された画像信号に基づいて内視鏡画像等をモニタ表示するためのビデオ信号を生成し、生成されたビデオ信号をモニタ３０に出力する。これにより、術者は、モニタ３０の表示画面に表示された内視鏡画像を通じて例えば消化管内の診断等を行うことができる。
【００２７】
［光源ユニット２２０の構成］
次に、光源ユニット２２０の構成を詳細に説明する。図３は、光源ユニット２２０の構成を示す図である。図３に示されるように、光源ユニット２２０は、光学構成として、ランプ２２２、前群レンズ２２４、可動レンズ（コリメートレンズ）２２６及び後群レンズ（集光レンズ）２２８を有している。
【００２８】
ランプ２２２は、図示省略されたランプ電源イグナイタによる始動後、白色の照明光を射出する。ランプ２２２には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２２２より射出された照明光は、前群レンズ２２４により一旦集光され、集光点から発散されて、可動レンズ２２６に入射される。可動レンズ２２６に入射された照明光は、可動レンズ２２６により平行光に変換される。平行光に変換された照明光は、後群レンズ２２８に入射される。後群レンズ２２８に入射された照明光（平行光）は、後群レンズ２２８により集光され、集光点付近に位置するＬＣＢ１０２の入射端に入射される。
【００２９】
光源ユニット２２０は、可動レンズ２２６を光軸ＡＸ方向にスライドさせるスライド機構２３０を有している。図４に、スライド機構２３０の断面図を示す。図４に示されるように、スライド機構２３０は、ベース２３２、ボールねじ２３４、保持枠２３６及びモータ２３８を有している。
【００３０】
ベース２３２は、ボールねじ２３４をベアリング２３２ａによって軸線（光軸ＡＸ）回りに回転可能に支持している。ボールねじ２３４の中途には保持枠２３６の一部（ナット２３６ａ）が連結している。また、ボールねじ２３４の一端にはモータ２３８が連結している。ボールねじ２３４は、モータ２３８の駆動に伴い軸線回りに回転する。ボールねじ２３４が軸線回りに回転することにより、ボールねじ２３４と連結したナット２３６ａが光軸ＡＸ方向に進退する。ナット２３６ａが光軸ＡＸ方向に進退することに伴い、保持枠２３２に保持された可動レンズ２２６が光軸ＡＸ方向にスライドする。なお、スライド機構２３０は、ユーザによる操作パネル２０８の操作量に応じた距離だけ可動レンズ２２６を光軸ＡＸ方向にスライドさせる。
【００３１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、可動レンズ２２６を互いに異なる位置にスライドさせたときの光源ユニット２２０の状態を示す。図５（ａ）の例において、可動レンズ２２６は、後群レンズ２２８と近接する。以下、図５（ａ）における可動レンズ２２６の位置を「第一の位置」と記す。図５（ｂ）の例において、可動レンズ２２６は、後群レンズ２２８に対して第一の位置より離れている。以下、図５（ｂ）における可動レンズ２２６の位置を「第二の位置」と記す。
【００３２】
図５（ａ）に示されるように、可動レンズ２２６を第一の位置にスライドさせた状態では、照明光は、ランプ２２２より射出されて前群レンズ２２４により一旦集光され、集光点から発散されて、可動レンズ２２６の有効径のほぼ全域に入射される。可動レンズ２２６は、入射された発散光を可動レンズ２２６の有効径とほぼ同程度の光束径を持つ平行光に変換し、変換された平行光を後群レンズ２２８に入射させる。一方、図５（ｂ）に示されるように、可動レンズ２２６を第二の位置にスライドさせた状態では、照明光は、ランプ２２２より射出されて前群レンズ２２４により一旦集光され、集光点から発散されて、可動レンズ２２６の有効径の半分程度の領域に入射される。可動レンズ２２６は、入射された発散光を可動レンズ２２６の有効径の半分程度の光束径を持つ平行光に変換し、変換された平行光を後群レンズ２２８に入射させる。
【００３３】
図５（ａ）と図５（ｂ）との比較から判るように、可動レンズ２２６の位置が後群レンズ２２８から離れるほど可動レンズ２２６より射出される照明光（平行光）の光束径が小さくなる。
【００３４】
後群レンズ２２８より射出される照明光が集光する角度は、後群レンズ２２８に入射される照明光（平行光）の光束径に依存する。具体的には、照明光の光束径が大きいほど上記の角度が大きくなる。図５の例では、図５（ａ）に示される集光角α１が図５（ｂ）に示される集光角α２よりも大きい。
【００３５】
図５（ａ）の例において、照明光は、ＬＣＢ１０２に入射角α１で入射され、ＬＣＢ１０２内で同じ反射角で繰り返し反射されながら進み、入射角α１と同じ角度α１で射出される。一方、図５（ｂ）の例において、照明光は、ＬＣＢ１０２に入射角α２で入射され、ＬＣＢ１０２内で同じ反射角で繰り返し反射されながら進み、入射角α２と同じ角度α２で射出される。射出角α１は、射出角α２よりも大きい。そのため、図５（ａ）の例では、広い範囲の被写体が照明され、図５（ｂ）の例では、狭い範囲の被写体が照明される。
【００３６】
大腸等の管腔臓器を観察するケースを考える。管腔臓器を観察中、先端部１２が管腔路に向く状態では、観察視野の中央領域に管腔路が写り、観察視野の周辺領域に管壁が写る。
【００３７】
例えば、照明範囲（配光）が広くかつ配光レンズ１０４と管壁との距離が近い場合、管壁が照度の高い照明光によって照明されることにより、観察視野の周辺領域でハレーションが起きることがある。強いハレーションが起こった場合には、照明光量が自動調光機能によって過剰に低減されることにより露光不足を招き、管腔路を観察するのが却って難しくなることがある。
【００３８】
上記の問題を解消するには、可動レンズ２２６を後群レンズ２２８から離す方向にスライドさせることにより照明光の射出角を小さくし、照明範囲（配光）を狭くする対応が考えられる。これにより、観察視野の中央領域の管腔路に対する露光不足を招くことなく、観察視野の周辺領域の管壁に対する照度を低減させてハレーションを防ぐことができる。
【００３９】
また、例えば、照明範囲（配光）が狭くかつ配光レンズ１０４と管壁との距離が遠い場合、観察視野の周辺領域で露光不足となることがある。この場合は、可動レンズ２２６を後群レンズ２２８に近付ける方向にスライドさせることにより照明光の射出角を大きくし、照明範囲（配光）を広くする対応が考えられる。これにより、観察視野の周辺領域の管壁に対する照度を確保して露光不足を解消することができる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、撮影されている被写体の状態に応じて照明範囲（配光）を調節することにより、被写体を観察に適した明るさにすることができる。
【００４１】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１  電子内視鏡システム
１０  電子スコープ
２０  プロセッサ
２２０  光源ユニット
２２２  ランプ
２２４  前群レンズ
２２６  可動レンズ
２２８  後群レンズ
２３０  スライド機構
【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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