(57)【要約】【課題】光学フィルタを用いることなく、観察目的に応じた各種波長領域の光を容易に得る。【解決手段】内視鏡先端部まで光を導くためのライトガイド１４と、このライトガイド入射端１４ｅへ光源光を出力しかつ軸上色収差を持つ集光光学系であるコンデンサレンズ１５とを有し、このコンデンサレンズ１５をリニア駆動モータ２８によって光軸方向へ移動させ、光軸上の色収差で生じる各波長集光範囲内でのライトガイド入射端１４ｅの配置位置を変化させることにより、各種波長領域の光を選択し出力する。【選択図】  図１
2004181112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡先端部まで光を導くためのライトガイドと、
このライトガイドの入射端へ光源光を出力するために配置され、軸上色収差を持つ集光光学系と、
この集光光学系又は上記ライトガイドを光軸方向へ移動させ、この集光光学系の色収差で生じる光軸上の各波長集光範囲内におけるライトガイド入射端の配置位置を変化させるための光学系移動手段とを備え、
この光学系移動手段で上記の集光光学系とライトガイドの相対的位置関係を変えることにより、上記軸上色収差で生じた光軸上の任意の波長分布光を選択し出力することを特徴とする内視鏡光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡光源装置、特に所定の波長領域の光により特定要素の観察を行う内視鏡に用いられる光源装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡装置（又は電子内視鏡装置）では、照明光を得るために光源装置が用いられており、この内視鏡光源装置の出力光はライトガイドによって内視鏡（スコープ）の先端部へ導かれ、この先端部から照明光を照射することにより被観察体が観察される。
【０００３】
ところで、近年の医療分野に用いられる内視鏡装置では、蛍光観察、血液ヘモグロビン中の酸素飽和度の観察、血管形状観察等の特定要素の観察が提唱されている。上記蛍光観察をする内視鏡は、例えば特開平１０−２０１７０７号公報に示されるものがあるが、癌等の病巣に親和性を持つ蛍光物質を被観察体内へ投与し、光源装置から出力された所定波長領域の励起光を照射することにより病巣に取り込まれた蛍光物質からの蛍光を観察することができる。
【０００４】
また、血液ヘモグロビン中の酸素飽和度は、一般にパルスオキシメータ等で測定することが行われるが、このパルスオキシメータでは、ヘモグロビンと酸素が結合したオキシヘモグロビンが９４０ｎｍの波長で吸光度が高く、酸素が結合していないヘモグロビン（デオキシヘモグロビン）が６６０ｎｍの波長で吸光度が高くなり、８５０ｎｍでは両者の吸光度が一致することを利用して、酸素飽和度を測定する。このような各物質の吸光度を考慮した画像観察を行う場合、例えばヘモグロビンの吸収帯である５７８ｎｍを中心とした波長領域の光を照射した時の画像又はこの画像と通常の画像との比較によって、オキシヘモグロビンとヘモグロビンの差を観察することが可能である。
【０００５】
一方、図６には、オキシヘモグロビン、ヘモグロビン及び血液に対する波長４００〜７００ｎｍの光反射率特性が示されており、図の特性Ｃａがオキシヘモグロビン、特性Ｃｂがヘモグロビン、特性Ｃｃが血液のものとなる。この図から理解されるように、例えば波長４７５ｎｍ近傍や６００ｎｍ以上では、オキシヘモグロビン（特性Ｃａ）とヘモグロビン（特性Ｃｂ）の反射率の差が大きく、５００〜５２５ｎｍ近傍では反射率の差が小さくなるので、これらの波長の光を照射したときの画像やこれらの画像比較により、両者の差が観察できることになる。
【０００６】
更に、本願出願人は、被観察体内の血管の形状、走行状態等を粘膜と区別する形で明瞭に表示することを目的として、６００ｎｍ以上の赤成分の出射割合を赤成分カットフィルタで減らすことを提案している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２０１７０７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の蛍光観察や血管形状の観察等では、特定波長の光を得るために、バンドパスフィルタ、カットフィルタ等の光学フィルタが必要となり、この光学フィルタは観察目的に応じて固有のものを用いることから、これらを一台の装置で行う場合には、構成的に複雑となり、装置の大型化や高コスト化を招くという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学フィルタを用いることなく、観察目的に応じた各種波長領域の光を容易に得ることができる内視鏡光源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内視鏡先端部まで光を導くためのライトガイドと、このライトガイドの入射端へ光源光を出力するために配置され、軸上色収差を持つ集光光学系と、この集光光学系又は上記ライトガイドを光軸方向へ移動させ、この集光光学系の色収差で生じる光軸上の各波長集光（焦点）範囲内におけるライトガイド入射端の配置位置を変化させるための光学系移動手段とを備え、この光学系移動手段で上記の集光光学系とライトガイドの相対的位置関係を変えることにより、上記軸上色収差で生じた光軸上の任意の波長分布光を選択し出力することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、一般の集光光学系としては色収差を可能な限り除去したものが使用されるが、逆に色収差が大きい集光光学系を用いると、その光軸上の集光（焦点）位置において各波長の光が所定の集光範囲（幅）に分布する。そこで、本発明は、例えば集光光学系を移動させ、光軸上の各波長集光範囲内におけるライトガイド入射端の位置を変えることにより、軸上色収差で生じた波長分布（色分布）の中から特定領域の波長を選択し取り出すようにしたものである。
【００１２】
ここで、上記軸上色収差の下に選択される波長領域（の幅）は、色収差の度合いとライトガイド入射端の直径等で決定されることになり、ライトガイドの直径を小さくすれば、選択する波長領域を狭くすることができ、逆に直径を大きくすれば、選択する波長領域を広くすることができる。そして、これらの波長領域は観察目的に応じて選択され、選択された波長領域の光が被観察体に照射されることによって、例えば蛍光観察、血液ヘモグロビン中の酸素飽和度の観察、血管形状観察等の特定要素の観察が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には、実施例に係る内視鏡光源装置の主要な構成が示されており、図示されるように、この光源装置１０には、内視鏡のケーブル先端のライトガイドコネクタ１２が接続される。このライトガイドコネクタ１２の端部には、ライトガイド収納棒１３が設けられ、このライトガイド収納棒１３の端部（１４ｅ）から内視鏡の先端部までライトガイド１４が配設される。
【００１４】
このライトガイド１４の入射端１４ｅに、光学的に接続する形で集光光学系であるコンデンサレンズ（レンズ群）１５が配置され、このコンデンサレンズ１５の後側に光量制御板１６を介して、ハロゲンランプやキセノンランプからなる光源ランプ１７が取り付けられる。この光源ランプ１７の近傍には、これを冷却するための冷却ファン１８が設けられ、上記光量制御板１６には、連結ギア２０Ａ，２０Ｂを介して光量制御機構用モータ２１が設けられる。
【００１５】
そして、上記のコンデンサレンズ１５は、光源ランプ１７の光軸上を前後に移動するように構成される。即ち、コンデンサレンズ１５の鏡胴枠（レンズ保持枠）２４は、円筒状の鏡胴受け部２５の内部において前後移動可能に取り付けられ、かつ圧縮バネ２６によって後側（光源ランプ側）へ付勢されている。また、この鏡胴枠２４から突出して設けられた支持部（支持腕）２４ａには、リニア駆動モータ２８の駆動軸２９が取り付けられており、このリニア駆動モータ２８によって上記コンデンサレンズ１５は圧縮バネ２６の付勢力を受けながら（復帰力に抗して）光軸方向へ前後移動することになる。
【００１６】
更に、このリニア駆動モータ２８や光量制御機構用モータ２１は、図示していないが、マイコン等の制御によって駆動され、内視鏡の操作部やプロセッサ装置等の操作パネルには、特定要素観察のための操作スイッチが設けられており、この操作スイッチの操作によってマイコンがリニア駆動モータ２８に対する駆動指令を出力する。なお、上記コンデンサレンズ１５の移動位置を検出するポテンショメータ等を設け、この位置情報に基づいた移動制御をすることができる。
【００１７】
図２及び図３には、上記コンデンサレンズ１５で形成される軸上色収差とライトガイドの関係が示されている。この図２に示されるように、コンデンサレンズ１５を通過する光は、色収差によって例えば紫（波長４２０ｎｍ近傍）の光線Ｌａが内側を通り、その少し外側に緑（５００ｎｍ近傍）の光線Ｌｂが通り、赤（６２５ｎｍ近傍）の光線Ｌｃが最も外側を通ることになり、これによってコンデンサレンズ１５の焦点距離では光軸１００上に集光範囲（幅）Ｄ１で、光の波長分布が生じる。従って、この集光範囲Ｄ１内の所定位置にライトガイド１４の入射端１４ｅを配置することにより、所望の波長領域の光を選択することができる。
【００１８】
また、図３（Ａ）にはライトガイド入射端１４ｅ近傍の拡大図が示されており、この図３（Ａ）では光線Ｌｂの波長５００ｎｍ近傍の光が選択されるが、ここでライトガイド１４の入射端４ｃを細い直径ｒ１とした場合は、例えば５００ｎｍを中心として狭い波長領域ｄ１の光が取り出され、入射端４ｃを太い直径ｒ２とした場合は５００ｎｍを中心として広い波長領域ｄ２の光が取り出されることになる。図４には、このときのライトガイド１４での入射率（透過率）が示されており、上記細い直径ｒ１の場合は特性Ｃ１の狭い領域の波長の光が選択され、上記太い直径ｒ２の場合は特性Ｃ２の広い領域の波長の光が選択される。なお、上記図３（Ａ）で説明した光線Ｌａ〜Ｌｃの光軸１００に対する角度は、ライトガイド１４の開口角（ＮＡ）以下となるように設定される。例えば、光線Ｌａの光軸１００に対する角度αａが最大角度であるとすると、図３（Ｂ）のライトガイド１４の開口角βとの関係が、αａ≦βとなるように構成される。
【００１９】
実施例は以上の構成からなり、特定要素観察の操作スイッチが押されると、リニア駆動モータ２８が作動し、駆動軸２９を介してコンデンサレンズ１５が光軸１００上の所定の位置に移動する。このコンデンサレンズ１５の移動によって、例えば図５に示されるように、軸上色収差の各波長集光範囲Ｄ１のＰ１位置をライトガイド入射端１４ｅに合わせた場合は、波長λ１を中心とする所定波長領域の光が選択され、Ｐ２位置をライトガイド入射端１４ｅに合わせた場合は、波長λ２を中心とする所定波長領域、Ｐ３位置をライトガイド入射端１４ｅに合わせた場合は、波長λ３を中心とする所定波長領域の光が選択される。
【００２０】
例えば、蛍光観察の場合は、上記コンデンサレンズ１５の移動により、励起光を含む波長７８０ｎｍ以下の所定領域の光を選択することにより、蛍光物質が取り込まれた部位の観察を行うことができる。また、血液ヘモグロビン中の酸素飽和度の観察の場合は、例えばヘモグロビンの吸収帯である波長５７８ｎｍを中心とした所定領域の光を照射したとき、又は図６で示したオキシヘモグロビンの特性Ｃａとヘモグロビンの特性Ｃｂの差が大きい波長領域の光を照射したときの画像の比較等により、酸素飽和度又はオキシヘモグロビンの分布等を観察することができる。
【００２１】
更に、血管形状観察では、赤の波長領域の光を半減（１／３等でもよい）させるような波長領域、例えば波長６６０ｎｍ以下の光を選択することにより、被観察体内の赤みを帯びた状態を改善して血管の形状、走行状態等を十分なコントラストの下で良好に観察することが可能となる。
【００２２】
上記実施例では、集光光学系であるコンデンサレンズ１５を移動させるようにしたが、ライトガイド１４の入射端を移動可能に構成してもよい。例えば、光源装置１０内に上記入射端１４ｅと同様の専用の光入射部を移動可能に設け、この光入射部をコネクタ１２側のライトガイド１４に対し光結合させる構造として、コンデンサレンズ１５とライトガイド専用光入射部との相対的位置関係を変えることができる。
【００２３】
また、従来から存在する通常の光出力部を第１光出力部とすると共に、上記実施例のコンデンサレンズ１５とライトガイド入射端１４ｅとの関係を維持した光出力部を第２光出力部として、２系統の光出力部を備え、第１及び第２光出力部の光を光結合器で混合し、ライトガイド１４を介して被観察体へ照射するように構成することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ライトガイド入射端へ光源光を出力する集光光学系として軸上色収差を持つものを用い、この集光光学系又は上記ライトガイドを光軸方向へ移動させ、光軸上の各波長集光範囲内でのライトガイド入射端の配置位置を変化させることにより、軸上色収差によって生じる光軸上の任意の波長光を選択し出力するようにしたので、光学フィルタを用いることなく、観察目的に応じた各種の波長領域の光を容易に得ることができ、特定要素の観察を良好に行うことが可能となる。また、構成的に簡単となり、装置の大型化や高コスト化を招くこともないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る内視鏡光源装置の主要な構成を示す図である。
【図２】実施例のコンデンサレンズ（集光光学系）での軸上色収差及びこの色収差部とライトガイドとの関係を示す図である。
【図３】図２のコンデンサレンズの軸上色収差発生部の拡大図である。
【図４】実施例の図３の位置関係で選択される波長領域（波長に対する入射率）を示す図である。
【図５】実施例のコンデンサレンズの各波長集光範囲内に配置されるライトガイドの位置関係を示す図である。
【図６】オキシヘモグロビン、ヘモグロビン及び血液に対する各波長の反射率を示す特性図である。
【符号の説明】
１０…光源装置、
１４…ライトガイド、      １４ｅ…入射端、
１５…コンデンサレンズ、  １７…光源ランプ、
２４…鏡胴枠、            ２５…鏡胴受け部、
２８…リニア駆動モータ、
Ｄ１…各波長集光範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004181112.tif 000006
【図５】
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【図６】
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