(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサ部とスコープ部とを備えた内視鏡システムに搭載される光源システムであって、
照射された光が観察領域内にある所定部位を含む第一の領域を照明するように前記スコープ部先端に設けられる第一の光源を有する第一の照明手段と、
前記プロセッサ部に設けられ、連続した光束を常に照射する第二の光源と、少なくともストロボ観察時には、前記第二の光源から照射される光束が前記所定部位周辺である第二の領域のみを照明するように導光する導光手段と、を有する第二の照明手段と、
ストロボ観察時、任意のタイミングでストロボ光が照射されるように前記第一の光源の発光制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、前記導光手段は、
前記第二の光源から照射される光束が入射する入射端と、入射端に入射した前記光束が射出される射出端とを備え、前記射出端が前記スコープの先端部において外周近傍に沿って略環形状を成すように配設されるライトガイドを有し、
前記ライトガイドの射出端は、該射出端から射出される光束が前記第二の領域のみを照明するように配設されていることを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項３】
請求項１に記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、前記導光手段は、
ストロボ観察時、前記第二の光源から照射される光束の略中央部のみを部分的に遮光する調光手段と、
前記第二の光源から照射される光束が入射する入射端と、入射端に入射した前記光束が射出される射出端とを備え、前記入射端の略中央部に入射した光は前記射出端の略中央部から前記所定部位を照明し、前記入射端の周辺部に入射した光は前記射出端の周辺部から前記所定部位周辺を照明するライトガイドと、を有することを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項４】
請求項３に記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、
通常観察中、前記調光手段はさらに、前記第二の光源から照射される光束すべてが観察領域全域を照明するように該光束を調光することを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項５】
請求項４に記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、
前記制御手段は、通常観察中、光が照射されないように前記第一の光源の発光制御を行うことを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、
前記制御手段はさらに、通常観察時に連続した光が照射されるように前記第一の光源の発光制御を行うことを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、
前記第一の光源は、少なくとも一つのＬＥＤで構成されることを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の内視鏡装置用光源システムにおいて、
前記所定部位は、一定の周期性を持って振動する部位であることを特徴とする内視鏡装置用光源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内視鏡装置に搭載される光源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、体内を観察するための内視鏡装置は、光源や画像処理回路等を備えるプロセッサ部と、体内に挿入され体内を照明すると同時に撮影を行うスコープ部とから構成される。近年、内視鏡による撮影（観察）は、観察部位周辺の様子を連続して観察・撮影する通常撮影（通常観察）のみならず、観察部位の特定の状態（形状）を静止画として撮影するストロボ撮影（ストロボ観察）も可能になりつつある。観察方法の多様化に伴い、プロセッサ部は、所望の観察方法に最も適した光源を備えるものが選択され使用されている。
【０００３】
例えば、発声時の声帯等のような一定の周期性を持って振動する部位を撮影する場合には、まず該部位周辺の様子を連続して撮影するために常時照明することができる通常光源を備えたプロセッサが必要になる。また、連続振動中の観察部位の特定の形状のみを静止画またはスローモーション画像として撮影するために間欠的に発光することができるストロボ放電光源を備えたプロセッサも必要になる。
【０００４】
ところが、上記のストロボ放電光源を使用すると、発光させるごとに高い電流が一気に流れるため、騒音や電磁波が発生するおそれがある。騒音は、撮影者や被撮影者にとって耳障りである。電磁波は、他の医療機器の動作に悪影響を与えかねない。
【０００５】
さらに、撮影方法によってプロセッサを使い分けるのは撮影者にとって極めて煩わしいという問題がある。また、複数のプロセッサを必要とするため、設備を充実させようとすると、費用が掛かりしかも広いスペースを確保しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、ストロボ撮影時において騒音や電磁波の発生を抑えた内視鏡装置用光源システムであって、さらに一台の内視鏡プロセッサで観察部位を通常撮影またはストロボ撮影することができる、内視鏡装置用光源システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の内視鏡装置用光源システムは、プロセッサ部とスコープ部とを備えた内視鏡装置に搭載される光源システムであって、照射された光が観察領域内にある所定部位を含む第一の領域を照明するようにスコープ部先端に設けられる第一の光源を有する第一の照明手段と、プロセッサ部に設けられ、連続した光束を照射する第二の光源と、少なくともストロボ観察時には、第二の光源から照射される光束が所定部位周辺である第二の領域のみを照明するように導光する導光手段と、を有する第二の照明手段と、ストロボ観察時において任意のタイミングでストロボ光が照射されるように第一の光源の発光制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、ストロボ観察時でも、連続光を補助光として使用することにより、ストロボ光源からの光は、被写体（観察関心部位）を集中して照明することが可能になる。よって、従来のストロボ放電光源よりも輝度が低いストロボ光源であっても、観察に十分耐えうる明るさで観察部位を撮影することができる。つまり本発明によれば、安価かつ小型であって、騒音や電磁波等が発生しない光源で従来のストロボ放電光源並みの明るさのストロボ撮影をすることができる。
【０００９】
第二の光源から照射される光束を少なくとも観察領域内にある所定部位周辺に照明させるためには、上記導光手段は、例えば次のような構成にすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、上記導光手段は、第二の光源から照射される光束が入射する入射端と入射端に入射した光束が射出される射出端とを備え、射出端がスコープの先端部において外周近傍に沿って略環形状を成すように配設されるライトガイドを有し、ライトガイドの射出端は、該射出端から射出される光束が第二の領域のみを照明するように配設されている構成にすることができる。
【００１１】
また請求項３に記載の発明によれば、上記導光手段は、ストロボ観察時、第二の光源から照射される光束の略中央部のみを部分的に遮光する調光手段と、第二の光源から照射される光束が入射する入射端と、入射端に入射した光束が射出される射出端とを備え、入射端の略中央部に入射した光は射出端の略中央部から所定部位を照明し、入射端の周辺部に入射した光は射出端の周辺部から所定部位周辺を照明するライトガイドと、を有する構成にすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の内視鏡装置用光源システムは、通常観察中、上記調光手段が、第二の光源から照射される光束すべてが観察領域全域を照明するように該光束を調光することを特徴とする。
【００１３】
第二の光源から観察領域全域に連続光を照射させることにより、ストロボ観察のみならず通常観察もすることができる。つまり、一つの光源システムで通常観察とストロボ観察との両方の観察が可能になるため、観察時の準備にかかる手間や負担を軽減することができる。
【００１４】
請求項４に記載の構成の光源システムにおいて、制御手段は、通常観察中、光が照射されないように第一の光源の発光制御を行えば、省電力化および第一の光源の長寿命化を図ることができる（請求項５）。
【００１５】
請求項６に記載の内視鏡装置用光源システムは、制御手段はさらに、通常観察時に連続した光が照射されるように前記第一の光源の発光制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の構成にすれば、第二の光源からの連続光が所定部位周辺を照明し、第一の光源からの連続光が所定部位を照明することになる。つまり第一の光源からも連続光を照射させることによっても、通常観察を行うことができる。さらに請求項４に記載の光源システムの場合、第一、第二両光源から照射される連続光が所定部位を照明することになるため、より明るい状態で所定部位を撮影することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、第一の光源を、少なくとも一つのＬＥＤで構成することも可能である。ＬＥＤは、パルス駆動させることが可能であるため、発光タイミングの制御が容易になる。
【００１８】
請求項８に記載の内視鏡装置用光源システムによれば、所定部位が一定の周期性を持って振動する部位である場合にも使用することができる。つまり、所定部位が振動していても、ぶれのない静止画像を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第一実施形態の内視鏡装置用光源システムを搭載する内視鏡装置１００の概略構成図である。内視鏡装置１００は、スコープ部１００ａ、プロセッサ１００ｂから構成される。スコープ部１００ａは、ＬＥＤ光源１、入射端８ａと射出端８ｂとを備えるライトガイド８、ＣＣＤ４０を有する。プロセッサ１００ｂは、キセノン光源２、コリメートレンズ３、絞り４、集光レンズ５、制御部６、コネクタ７ａ、７ｂ、映像信号処理回路２０とを有する。光源システムは、スコープ部１００ａのＬＥＤ光源１とライトガイド８、およびプロセッサ１００ｂのキセノン光源２とコリメートレンズ３と絞り４と集光レンズ５と制御部６とを有する。図２は、スコープ部１００ａの先端面αの拡大図である。先端面αには、ＬＥＤ光射出面１α、ライトガイド射出端８ｂ、ＣＣＤ受光面４０αを有する。
【００２０】
ＬＥＤ光源１は高輝度なＬＥＤを一個備えており、連続的な光を照射するだけでなく、パルス駆動させることにより間欠的に所定時間だけ発光することも可能である。ＬＥＤは、発光タイミングの制御が容易であるという利点がある。キセノン光源２は、連続的な光を照射する。本明細書では、ＬＥＤ光源１やキセノン光源２から照射される連続的な光を連続光といい、ＬＥＤ光源１から間欠的に照射される光をストロボ光という。
【００２１】
ＬＥＤ光源１は、ＬＥＤ光源１から照射されＬＥＤ光射出面１αから射出される光が、ＣＣＤ４０によって撮影される領域、または観察される領域（以下、観察領域という）の中心付近を照明するように配設される。ここで一般的に静止画の撮影を行うときは、被写体はＣＣＤ４０によって撮影される領域の中心付近に観察関心部位を位置させることから、本実施形態でも観察関心部位Ｋは観察領域中心付近に位置しているものとする。従って、ＬＥＤ光源１からの光は、観察関心部位Ｋを集中して照明することになる。
【００２２】
プロセッサ部１００ａ内に配設されるキセノン光源２から照射される光束（連続光）は、コリメートレンズ３によって平行光束になる。平行光束となった連続光は、絞り４を透過することにより所定の光量に調整される。絞り４を透過した連続光は、集光レンズ５に入射する。集光レンズ４は、ライトガイド８の入射端８ａ全域に入射する程度に連続光を集束する。
【００２３】
ライトガイド８は、コネクタ７ｂを介してプロセッサ１００ｂに接続されている。ライトガイド８は、入射端８ａに入射した連続光を、スコープ部先端面αにある射出端８ｂに導く。光ファイバケーブルは、入射端８ａでは、すべてが一つに結束されている。各光ファイバケーブルは、スコープ部１００ａ内部において結束状態が解除され、スコープ部１００ａの内壁に沿うように均等に分散されて配設される。そのため図２に示すように、先端面αでの射出端８ｂの形状は、環形になっている。スコープ先端の環形の射出端８ｂから射出される光は、観察領域の周縁部つまり観察関心部位Ｋの周辺を照明する。
【００２４】
ＬＥＤ光源１はコネクタ７ａを介して、キセノン光源２は直接、制御部６に接続される。制御部６は、図示しない操作パネルから送信される撮影方法に関する指示信号に従って、該撮影方法に最適な光が照射されるように両光源１、２の発光制御を行う。
【００２５】
以下、撮影方法ごとの、内視鏡装置１００の動作、特に制御部６の発光制御について説明する。まず、通常撮影中（通常観察中）の動作について説明する。通常撮影中、制御部６は、ＬＥＤ光源１およびキセノン光源２をオン制御する。両光源１、２からは、連続光が照射される。上記の通り、ＬＥＤ光源１からの連続光は観察関心部位Ｋを照明し、キセノン光源２からの連続光は観察関心部位Ｋ周辺を照明する。つまり観察領域の略全域が二種類の連続光によって照明される。
【００２６】
体内が照明されている間、スコープ部１００ａの先端に備えられているＣＣＤ４０は、入射する光により受光面に形成された光学像に対応する電荷を蓄積し、定期的に送信される電荷読み出しパルスに対応して映像信号処理回路２０に所定の信号を出力する。映像信号処理回路２０は、入力される信号に基づいて所定の処理を行った後、映像信号をモニタ（不図示）に出力する。モニタは、映像信号に対応する画像を表示する。以上が通常撮影中の内視鏡装置１００の動作である。
【００２７】
次にストロボ撮影時（ストロボ観察時）の内視鏡装置１００の動作を説明する。
ストロボ撮影が指示されると、制御部６は、ＬＥＤ光源１をパルス駆動して閃光ストロボ光を一回観察関心部位Ｋの動きに同期して照射させる。またキセノン光源２に関し、制御部６は、通常撮影中と同様にオン制御し、連続光を照射させる。ＬＥＤ光源１からの閃光ストロボ光は所定時間だけ観察関心部位Ｋを照明し、キセノン光源２からの連続光は常時観察関心部位Ｋ周辺を照明する。
【００２８】
図３にＬＥＤ光源１からの閃光ストロボ光のみによって照明されたときの体内の状態を示す。斜線の数が多いほど暗いことを示す。閃光ストロボ光によって照明される中央部から周辺部に向かうにつれて、徐々に暗くなっているのが分かる。
【００２９】
ＣＣＤ４０および映像処理回路２０による撮像および画像処理は、通常撮影中と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３０】
上記のようにして撮影された静止画は、図３に示す体内の照明状態に対応した画像となる。つまり観察関心部位Ｋが配置される観察領域中央部はストロボ光が集中して照明するため、明るく撮影される。また、観察関心部位Ｋが振動していてもストロボ光によって観察関心部位Ｋの動きに同期した撮影がされるため、ぶれることなく撮影される。従って、観察するのに適した観察関心部位Ｋの静止画やスローモーション画像を得ることができる。観察領域周縁部は連続光によって照明されるため、観察関心部位Ｋの周囲の状態を把握するには十分な明るさの画像になっている。但し、観察領域周縁部は、キセノン光源２からの連続光によって常時照明されるためＣＣＤ４０の電荷蓄積が長く行われてしまう。そのため、もし観察関心部位Ｋだけでなく観察関心部位Ｋの周辺も振動していた場合、撮影された画像の周縁部に若干ぶれが残ることになってしまう。しかし、観察領域周縁部はあくまで観察関心部位Ｋの周囲の状況を把握するために撮影される領域である。また、注目対象である観察関心部位Ｋは上記の通りぶれのない観察に適した画像となっているため画像の周縁部に若干のぶれが生じても特に問題にはならない。
【００３１】
上記のように本発明に係る内視鏡装置１００では、高輝度なＬＥＤ光源１からのストロボ光が、観察関心部位Ｋのある観察領域中央部を集中して照明する。同時に、ストロボ光を観察領域中央付近に集中させたことで観察領域の周縁付近が暗転してしまうのを回避するために、キセノン光源２からの連続光を観察領域周縁部を照明する補助光として用いる構成にする。該構成にすることにより、ＬＥＤ光のようにストロボ光としては比較的光量の少ないものであっても、観察に耐えうる程度に十分な明るさの画像を撮影することが可能になる。なお、ストロボ撮影終了後、制御部６は、再び通常撮影に切り替える。以上がストロボ撮影時の内視鏡装置１００の動作である。
【００３２】
以上が本発明の第一実施形態である。第一実施形態では、ライトガイド８の射出端８ｂでの形状を変形させることにより、キセノン光源２から照射される連続光が観察領域周縁部（観察関心部位Ｋ周辺）を照明するような構成にした。しかし、ライトガイド８の形状を変形させる以外の構成であってもキセノン光源２からの連続光が観察領域周縁部を照明できれば、本発明は実施可能である。
【００３３】
図４は、本発明の第二実施形態の光源システムを搭載する内視鏡装置２００を表す概略構成図である。内視鏡装置２００は、スコープ部２００ａとプロセッサ２００ｂとから構成される。第二実施形態は、スコープ部２００ａ内のライトガイド８の構造に関する点、およびプロセッサ２００ｂ内に遮光板９および遮光板駆動部９ａがさらに設けられている点が既述の第一実施形態と異なる。図４中、第一実施形態の内視鏡装置１００と同一部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３４】
図４に示すように、スコープ部２００ａにおいて、ライトガイド８は入射端８ａと射出端８ｂとが略同一形状になっている。具体的には、両端部８ａ、８ｂどちらも、ライトガイド８を構成する複数の光ファイバケーブルがまとまって一つに結束された形状になっている。各光ファイバケーブルは、入射端８ａでの配置と射出端８ｂでの配置とが同一になるように結束される。本実施形態では、図４に示すように、ライトガイド８の製造を簡便化するため、各光ファイバケーブルがライトガイド８内で互いに平行になるように束ねられる。これにより、ライトガイド８の入射端８ａの周縁部近傍に入射した光束は、そのまま射出端８ｂの周縁部近傍から射出される。同様にライトガイド８の入射端８ａの中央部近傍に入射した光束は、そのまま射出端８ｂの中央部近傍から射出される。
【００３５】
遮光板９は、制御部６からの信号によって駆動部９ａが動作することにより、キセノン光源２から照射される光の光路中に挿入されたり該光路から退避したりする。図４では、光路中に挿入された遮光板９を実線で示し、光路から退避した状態を点線で示す。該光路中に挿入される遮光板９は、キセノン光源２からの光束の略中央部だけを部分的に遮光する。従って、光路中に遮光板９が挿入されたとき、遮光板９を介して集光レンズ５に入射する光束の主光線に直交する面での断面形状は、略中央部が影となるドーナツ形状になっている。
【００３６】
内視鏡装置２００を使用して通常撮影を行う場合、制御部６は、駆動部９ａを介して遮光板９を、キセノン光源２から照射される光路中から退避させる。キセノン光源２からの連続光は、ライトガイド８を介して観察領域全域（観察関心部位Ｋおよび観察関心部位Ｋの周辺）を照明する。ＣＣＤ４０および映像処理回路２０による撮像および画像処理は、既述の内視鏡装置１００と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３７】
このように本実施形態の内視鏡装置２００における通常撮影中は、キセノン光源２からの連続光が観察領域全域を照明するため、ＬＥＤ光源１から光を照射させる必要はない。つまり本実施形態は、上記実施形態と比較して、省電力化を図りＬＥＤ光源１の寿命を長くすることができる。ただし、通常撮影中に、キセノン光源２からのみならずＬＥＤ光源１からも連続光を照射させた場合には、観察領域中心部を照明する光の光量を増加できるという利点がある。両光源１、２を通常撮影時に使用する事例としては、気管や食道といった、管腔のより深部まで照明し観察したい場合が考えられる。
【００３８】
内視鏡装置２００におけるストロボ撮影時、制御部６は駆動部９ａを介して光路中に遮光板９を挿入する。そして、ＬＥＤ光源１からはストロボ光を発光させ、キセノン光源２から連続光を照射させる。ＬＥＤ光源１からのストロボ光は、観察関心部位Ｋを集中的に照明する。キセノン光源２からの連続光は、上記の通り遮光板９によって断面形状がドーナツ状である光束となり、ライトガイド８に入射する。ライトガイド８は上記のように結束された光ファイバケーブルによって構成されている。そのため、入射端８ａに入射した断面形状がドーナツ状である光束は、やはり断面形状がドーナツ状である光束となって射出端８ｂから射出され、観察関心部位Ｋ周辺を照明する。つまり、ストロボ撮影時の体内の照明状態は、図３に示す状態になる。
【００３９】
このようにして撮影された静止画は、上記第一実施例の内視鏡装置１００で撮影された静止画と同様の特徴を有する。該特徴については既に述べたので、ここでの説明は省略する。以上が本発明の第二実施形態である。
【００４０】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００４１】
上記各実施形態では、ストロボ発光用の光源としてＬＥＤ光源１を使用している。これは、駆動回路を簡素化できる点や、安価でかつ他の光源よりも省スペースである点等の幾つかの利点があるからである。しかし本発明のストロボ発光用の光源は、これに限定されるものではなく、ストロボ放電ランプよりも光量の低い光を照射する他の様々な光源を使用することができる。
【００４２】
また上記各実施形態では、ＬＥＤ光源１は一つであると想定して説明したが、複数個備えても良い。複数個設ければ、その分観察関心部位Ｋを照明する光の光量が増えることになり、より明るい画像を撮影することができる。しかし複数個ＬＥＤ光源１を備えることは、スコープ部全体の大型化にもつながる。そのためＬＥＤ光源１は、体腔の大きさや体内での位置等を総合的に勘案して適切な数だけ配置することが望ましい。
【００４３】
さらに上記第二実施形態のライトガイド８は、製造を簡便化するため、各光ファイバケーブルがライトガイド８内で互いに平行になるように束ねられて構成されると説明した。しかし、入射端８ａの周辺近傍に入射した光は射出端８ｂの周縁近傍から射出され、入射端８ａの中央近傍に入射した光は射出端８ｂの中央近傍から射出されるのであれば、ライトガイド８は上記構成には限定されない。例えば、周縁近傍の光ファイバケーブルと中央近傍の光ファイバケーブル同士の位置関係を保った状態でをひねりつつ結束すれば、照明範囲が広がりより広範囲な撮影が可能になる。
【００４４】
なお、上記実施形態の説明中では、スコープ部１００ａ、２００ａは、先端にＣＣＤ４０を備える電子スコープを想定しているが、本発明は、該電子スコープのみならずファイバースコープに対しても適用することができる。
【００４５】
また、上記実施形態の説明中では、第二の光源をキセノン光源として説明してきたが、連続光が得られるものであればこの限りではなく、ハロゲンランプやメタルハライドランプなどを使用した光源であっても良い。
【００４６】
【発明の効果】
このように本発明の内視鏡装置用光源システムは、ストロボ光発光可能で高輝度な第一の光源と連続光を常時照射可能な第二の光源との二種類の光源を備え、ストロボ撮影時に第二の光源から照射される連続光を観察関心部位を照明する補助光として用いることにより、比較的光量が少ないストロボ光であっても、観察に十分耐えうる静止画を撮影することができる。ひいては、高い電流を必要とし、電磁波や騒音を生じるおそれのある従来のストロボ放電光源を使用しなくてもよい。
【００４７】
さらには第一、第二の光源が、撮影方法に対応した所定の光を照射するように発光制御することにより、一台のプロセッサで、撮影者が必要とする様々な撮影方法にも対応することができる。これにより、撮影前の適切なプロセッサ選びといった準備等の手間を省き、撮影者の便宜に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の内視鏡装置用光源システムを搭載する内視鏡装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態のスコープ部先端面の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態のストロボ撮影時の体内の照明状態を示す。
【図４】本発明の第二実施形態の内視鏡装置用光源システムを搭載する内視鏡装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１    ＬＥＤ光源
２    キセノン光源
６    制御部
８    ライトガイド
９    遮光板
１００、２００    内視鏡装置
１００ａ、２００ａ  スコープ部
１００ｂ、２００ｂ  プロセッサ
【図１】
0004694003.tif 000002
【図２】
0004694003.tif 000003
【図３】
0004694003.tif 000004
【図４】
0004694003.tif 000005