(57)【要約】【課題】励起光を導くために内部に引き回されている光ファイバの断線をできるだけ防止し得る光源装置と、内部に備える光ファイバの断線をできるだけ防止し得るライトガイドとを、提供する。【解決手段】内視鏡システムの光源ユニット３０内において励起光光源装置３４からコリメートレンズ３５の焦点までの間に配置されるライトガイド３４ａは、励起光を導く光ファイバ束３４１と、この光ファイバ束３４１を保護するための外装管３４２とを、備える。外装管３４２は、光ファイバ束３４１を内包する螺旋管３４２ａ，及び、光ファイバ束３４１と螺旋管３４２ａとの間隙に充填される緩衝材３４２ｂを、備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部が挿入された体腔内を照明するための白色光と、体腔壁下の生体組織を励起するための励起光とを、前記内視鏡内に引き通されたライトガイドへ供給するために、前記内視鏡内のライトガイドの端面に向けて前記白色光を射出する白色光光源と、前記励起光を射出する励起光光源と、前記励起光光源から射出される前記励起光を前記内視鏡内のライトガイドの端面に向けて反射するために前記白色光の光路内に配置される光路合成素子とを備える光源装置であって、
前記励起光光源から前記光路合成素子までの間に配置されるライトガイドが、
前記励起光を導く光ファイバと、
前記光ファイバを内包する螺旋管と、
前記光ファイバと前記螺旋管との間隙に充填された緩衝材と
からなることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記螺旋管が、ステンレス合金製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記螺旋管が、真鍮製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記螺旋管が、アルミニウム製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
前記螺旋管が、チタニウム製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
前記螺旋管が、銅合金製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項７】
前記螺旋管が、無酸素銅製である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
前記緩衝材が、ポリウレタンフォームである
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項９】
前記緩衝材が、スポンジゴムである
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１０】
光ファイバ，
前記光ファイバを内包する螺旋管，及び、
前記光ファイバと前記螺旋管との間隙に充填された緩衝材
からなることを特徴とするライトガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡内のライトガイドへ光を供給するための光源装置と、このような光源装置の内部で用いるためのライトガイドとに、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知にように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年、体腔壁下の生体組織に生じた異状をこの反応現象を利用して検出する内視鏡システムが、開発されている。
【０００３】
この種の内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端から白色光を射出して体腔内を照明するという通常の機能を発揮する通常観察モードの他に、体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光と照明用の白色光とを内視鏡の先端から交互に射出するという特殊な機能を発揮する特殊観察モードを備えた内視鏡システムがある。
【０００４】
このような内視鏡システムの光源ユニットは、通常観察モードでは、白色光光源装置から射出された白色光を、内視鏡内に引き通されたライトガイドファイババンドルの端面に導入する。また、この光源ユニットは、特殊観察モードでは、白色光の光路内に光路合成素子を挿入し、励起光光源装置からその光路合成素子に向けて励起光を射出することにより、励起光を内視鏡内のライトガイドファイババンドルの端面へ導入する。
【０００５】
このような光源ユニットでは、励起光の減衰を防止するため、及び、光源ユニットを小型化するため、励起光光源装置から光路合成素子の直前までの間に、励起光を導くためのライトガイドとして、光ファイバが、備えられている。図５は、このような光ファイバ４１が備えられた光源ユニット内の要部の斜視図である。
【０００６】
図５に示されるように、光ファイバ４１の基端は、励起光光源装置４２の略直方体状の筐体に対して着脱自在に装着されている。また、光ファイバ４１の先端は、四角柱状の鏡筒４３に着脱自在に装着されている。この鏡筒４３は、光ファイバ４１の先端から射出された励起光を平行光に変換するコリメートレンズ４４を保持するためのものである。この鏡筒４３は、コリメートレンズ４４の光軸が白色光の光路の中心軸に対して直交する状態で、枠体４５に固定されている。なお、図５に示された一点鎖線Ａｘが、白色光の光路の中心軸を示している。また、内視鏡内の光ファイババンドルの端部は、光源ユニットに装着された場合、図５の紙面に向かって右奥側（枠体４５の裏側）に配置され、その端部の中心軸は、一点鎖線Ａｘと同軸になる。
【０００７】
この枠体４５には、更に、ラックアンドピニオン機構４６を介してステージ４７が、取り付けられており、このステージ４７には、白色光を透過させるとともに励起光を反射する光路合成素子４８が、備え付けられている。このステージ４７は、観察モードの切り替えに応じて正逆に（図５の左右方向に）移動される。特殊観察モードに切り替えられることによってこのステージ４７が移動された場合、励起光と白色光とが交わる位置に光路合成素子４８が配置される（図５の状態）。このとき、光路合成素子４８は、コリメートレンズ４４の光軸に対して４５°傾いて交差しているとともに、白色光の光路の中心軸に対しても４５°傾いている。このため、白色光は、光路合成素子４８をそのまま透過して内視鏡内の光ファイババンドルの端面に到達するとともに、励起光は、光路合成素子４８によって直角に反射されることにより内視鏡内のライトガイドファイババンドルの端面に到達する。
【特許文献１】特開平０７−００５３３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４２４４９号公報
【特許文献３】特開２００２−０７１５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した光ファイバ４１は、図５に示されるように、励起光光源装置４２と光路合成素子４８との位置関係上、湾曲されつつ光源ユニット内を引き回されている。
【０００９】
しかしながら、光源ユニット内には、様々な部品が組み込まれており、それら部品を保守点検交換する際に作業者が誤って光ファイバ４１に触れてしまうと、光ファイバ４１に曲げ負荷が加えられてしまうことがあった。
【００１０】
また、このような光源ユニットは、回転シャッタ等の駆動機構が、組み込まれているために、微少に振動している。このような微少振動は、光ファイバ４１の特に先端及び基端の根元部分に負荷を加え続けるため、疲労して断線状態になる虞があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、励起光を導くために内部に引き回されている光ファイバの断線をできるだけ防止し得る光源装置を、提供することにある。また、本発明の課題は、その内部に備える光ファイバの断線をできるだけ防止し得るライトガイドを、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために発明された光源装置は、内視鏡の挿入部が挿入された体腔内を照明するための白色光と、体腔壁下の生体組織を励起するための励起光とを、前記内視鏡内に引き通されたライトガイドへ供給するために、前記内視鏡内のライトガイドの端面に向けて前記白色光を射出する白色光光源と、前記励起光を射出する励起光光源と、前記励起光光源から射出される前記励起光を前記内視鏡内のライトガイドの端面に向けて反射するために前記白色光の光路内に配置される光路合成素子とを備える光源装置であって、前記励起光光源から前記光路合成素子までの間に配置されるライトガイドが、前記励起光を導く光ファイバと、前記光ファイバを内包する螺旋管と、前記光ファイバと前記螺旋管との間隙に充填された緩衝材とからなることを、特徴としている。
【００１３】
このように構成されると、たとえ、作業者が光源ユニット内のライトガイドに誤って触れたとしても、螺旋管が一定の曲げ半径以上に湾曲することがないので、螺旋管内の光ファイバには曲げ負荷が掛かることがない。然も、光ファイバと螺旋管との間隙に充填された緩衝材は、螺旋管に伝達された微少振動を光ファイバに伝達することがなく、然も、螺旋管の内壁に光ファイバを衝突させることもない。
【００１４】
また、上記の課題を解決するために発明されたライトガイドは、光ファイバ，前記光ファイバを内包する螺旋管，及び、前記光ファイバと前記螺旋管との間隙に充填された緩衝材からなることを、特徴としている。
【００１５】
従って、このライトガイドは、前述した本発明の光源装置の内部において励起光光源から光路合成素子までの間に配置されるライトガイドと同等に機能することとなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明によれば、励起光を導くために光源装置の内部に引き回されている光ファイバの断線をできるだけ防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、説明する。なお、本発明は、一般的な内視鏡システムを構成する光源ユニットに対して適用される。そこで、先ず、一般的な内視鏡システムの全体的な構成について、簡単に説明し、その後に、本発明が実施された光源ユニットについて説明する。
【００１８】
図１は、一般的な内視鏡システムの外観図である。図１に示されるように、一般的な内視鏡システムは、内視鏡１０，画像処理ユニット２０，及び、光源ユニット３０を、備えている。
【００１９】
内視鏡１０は、体腔内に挿入するために細長く形成されている挿入部１０ａ，その挿入部１０ａの先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ等を有する操作部１０ｂ，挿入部１０ａの先端に対向する被写体の像を撮像するための撮像部１０ｃ，撮像部１０ｃと画像処理ユニット２０とを接続するための第１ケーブル１０ｄ，及び、操作部１０ｂと光源ユニット３０とを接続するための第２ケーブル１０ｅを、備えている。
【００２０】
挿入部１０ａは、その内部に対物光学系を備えており、対物光学系は、挿入部１０ａの先端に対向した被写体の像を形成する。この像は、挿入部１０ａ内に引き通されたイメージガイドファイババンドルを通じて、その基端側に伝送される。撮像部１０ｃは、挿入部１０ａの基端側に形成された被写体の像を、画像データに変換し、第１ケーブル１０ｄを介して画像処理ユニット２０へ出力する。画像処理ユニット２０は、入力された画像データに所定の処理を施し、処理後の画像データに基づいて被写体の画像をモニタに表示させる。
【００２１】
この内視鏡１０は、更に、ライトガイドファイババンドルを備えている。ライトガイドファイババンドルは、挿入部１０ａの先端から、挿入部１０ａ内，操作部１０ｂ内，及び、第２ケーブル１０ｅ内を通じて、第２ケーブル１０ｅの端部まで、引き通されている。第２ケーブル１０ｅの端部は、光源ユニット３０に着脱自在に装着されており、装着時には、ライトガイドファイババンドルの先端は、光源ユニット３０の内部に挿入される。光源ユニット３０は、このライトガイドファイババンドルの先端面に光を導入する装置である。内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルは、この光源ユニット３０から射出された光を挿入部１０ａの先端へと導いて、挿入部１０ａの先端から射出させる。
【００２２】
図２は、その光源ユニット３０の構成図である。図２に示されるように、光源ユニット３０は、白色光を射出する白色光光源装置３１と、その白色光光源装置３１から射出される白色光を平行光に変換するコリメートレンズ３２と、平行光に変換された白色光を内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルの先端面上で収斂させる集光レンズ３３とを、備えている。
【００２３】
光源ユニット３０は、更に、体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光を射出する励起光光源装置３４と、この励起光光源装置３４から射出される励起光を平行光に変換するコリメートレンズ３５と、励起光を反射するとともに白色光を透過させるダイクロイックミラー３６とを、備えている。励起光光源装置３４には、励起光をコリメートレンズ３５の焦点まで導くライトガイド３４ａが、取り付けられている。このライトガイド３４ａの先端部分の中心軸は、コリメートレンズ３５の光軸に対して同軸となっており、コリメートレンズ３２及び集光レンズ３３の光軸と直交している。ダイクロイックミラー３６は、光路合成素子であり、ステージ３７上に設置されている。
【００２４】
ステージ３７は、例えばラックアンドピニオン方式が採用された移動機構によって、白色光の光路に直交する一方向にのみ移動可能となっている。このステージ３７上では、ダイクロイックミラー３６は、コリメートレンズ３５の光軸方向に対して４５°傾いているとともに、コリメートレンズ３２及び集光レンズ３３の光軸方向に対しても４５°傾いている。
【００２５】
そして、このステージ３７が正逆に駆動されると、ダイクロイックミラー３６は、コリメートレンズ３２と集光レンズ３３との間の白色光の光路内に挿入され、或いは、その光路から引き抜かれる。ダイクロイックミラー３６が白色光の光路内に挿入された時には、白色光がダイクロイックミラー３６をそのまま透過して集光レンズ３３に達するとともに、励起光がダイクロイックミラー３６によって直角に反射されて集光レンズ３３に達する。このため、励起光と白色光とが共に集光レンズ３３によって内視鏡のライトガイドファイババンドルの先端面に収斂されるようになる。逆に、ダイクロイックミラー３６が白色光の光路から引き抜かれた時には、白色光だけが集光レンズ３３に達し、この集光レンズ３３によってライトガイドファイババンドルの先端面に収斂されるようになる。
【００２６】
光源ユニット３０は、更に、円板状の回転シャッタ３８を備えている。回転シャッタ３８には、略扇形の貫通孔が穿たれており、その略扇形の頂点は、円板の中心に一致している。また、この回転シャッタ３８の中心には、モータの駆動軸の先端が固定されており、この回転シャッタ３８は、このモータを介して、前述したステージ３７上に設置されている。そして、この回転シャッタ３８は、ステージ３７の移動によってダイクロイックミラー３６が白色光の光路に挿入された時には、そのダイクロイックミラー３６とコリメートレンズ３２との間の白色光の光路に垂直に挿入され、ステージ３７の移動によってダイクロイックミラー３６が白色光の光路から引き抜かれた時には、その光路から引き抜かれる。
【００２７】
このようなステージ３７の移動は、観察モードの切り替えによって行われる。観察モードには、被写体を白色光で照明することによって通常の観察を行うための通常観察モード，及び、被写体に白色光と励起光とを交互に照射することによって特殊な観察を行うための特殊観察モードがある。このような観察モードの切り替えは、内視鏡１０の操作部１０ｂ上、又は、光源ユニット３０の操作盤上に備えられる切替スイッチによってなされる。この切替スイッチは、光源ユニット３０全体を制御するための制御装置３９に接続されている。
【００２８】
この制御装置３９は、通常観察モードへ切り替えられた時には、白色光の光路からダイクロイックミラー３６及び回転シャッタ３８が引き抜かれるように、ステージ３７を移動させる。これにより、通常観察モードでは、内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルの先端面には、白色光だけが導入されるようになる。従って、内視鏡１０の挿入部１０ａの先端が挿入された体腔内は、その先端から射出される白色光によって照明されることとなる。
【００２９】
一方、特殊観察モードへ切り替えられた時には、制御装置３９は、白色光の光路にダイクロイックミラー３６及び回転シャッタ３８が挿入されるように、ステージ３７を移動させる。また、制御装置３９は、回転シャッタ３８を回転させることによって白色光を所定時間間隔毎に内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルの先端面に導入させるとともに、白色光がライトガイドファイババンドルに導入されていない期間に励起光が射出されるように励起光光源装置３４を点滅制御する。なお、励起光光源装置３４が例えばレーザダイオードであれば、このような点滅制御は可能である。これにより、特殊観察モードでは、内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルの先端面には、白色光と励起光とが交互に導入される。従って、内視鏡の挿入部１０ａの先端が挿入された体腔内では、体腔壁の表面での白色光の反射と、体腔壁下の生体組織による蛍光の発光とが、交互に繰り返されることとなる。
【００３０】
図３は、本発明が実施された光源ユニット３０内の要部の斜視図である。図３に示されるように、ライトガイド３４ａの基端部分は、励起光光源装置３４の略直方体状の筐体にコネクタを介して着脱自在に装着されている。また、ライトガイド３４ａの先端部分は、四角柱状の鏡筒３５ａにコネクタを介して着脱自在に装着されている。この鏡筒３５ａは、コリメートレンズ３５を保持するためのものであり、コリメートレンズ３５の光軸がコリメートレンズ３２及び集光レンズ３３の光軸Ａｘに対して直交する状態で、枠体３０ａに固定されている。なお、白色光光源装置３１は、図３の紙面に向かって左手前側に配置され、内視鏡１０の第２ケーブル１０ｅの先端部分は、図３の紙面に向かって右奥側（枠体３０ａの裏側）に配置される。また、第２ケーブル１０ｅ内のライトガイドファイババンドルの中心軸は、光軸Ａｘと同軸になっている。
【００３１】
この枠体３０ａには、更に、ラックアンドピニオン機構３７ａを介してステージ３７が、取り付けられている。このステージ３７は、観察モードの切り替えに応じて正逆に（図３の紙面内における左右方向に）移動される。特殊観察モードに切り替えられることによってこのステージ３７が移動された場合、励起光と白色光とが交わる位置にダイクロイックミラー３６が配置される（図３の状態）。この状態にあるとき、ダイクロイックミラー３６は、前述したように、コリメートレンズ３５の光軸に対して４５°傾いて交差するとともに、コリメートレンズ３２及び集光レンズ３３の光軸に対しても４５°傾いて交差する。このため、コリメートレンズ３２から射出された白色光は、ダイクロイックミラー３６をそのまま透過して集光レンズ３３へ達し、コリメートレンズ３５から射出された励起光は、ダイクロイックミラー３６によって直角に反射されて集光レンズ３３に達する。その結果、内視鏡１０内のライトガイドファイババンドルの先端面には、白色光と励起光とが共に導入され得る状態となる。
【００３２】
図４は、このライトガイド３４ａの断面図である。図４に示されるように、ライトガイド３４ａは、励起光を導くための光ファイバ束３４１と、この光ファイバ束３４１を保護するための外装管３４２とを、備えている。光ファイバ束３４１は、例えば多成分ガラス系光ファイバやプラスチック系光ファイバを束ねたものである。このため、光ファイバ束３４１の許容曲げ半径は、石英系ファイバを束ねたものの許容曲げ半径に比べて小さい。
【００３３】
外装管３４２は、光ファイバ束３４１を内包する螺旋管３４２ａ，及び、光ファイバ束３４１と螺旋管３４２ａとの間隙に充填された緩衝材３４２ｂとを、備えている。
【００３４】
螺旋管３４２ａは、螺旋状に巻かれた帯板から構成される丸管であり、帯板の側縁が一周前の側縁と噛み合わされることによって、管内が密閉されている。螺旋管３４２ａは、ケーシングタイプやインターロックタイプ等のような噛み合わせ構造の違いにより、曲げ半径が変化するものの、一定の曲げ半径以上に湾曲することは無いものである。この螺旋管３４２ａは、合成樹脂（プラスチック）製であっても良いが、十分な強度を持つためには、金属製であることが望ましい。その金属としては、例えば、ステンレス合金，真鍮，アルミニウム，チタニウム，銅合金，無酸素銅がある。緩衝材３４２ｂは、ポリウレタンフォーム又はスポンジゴムである。
【００３５】
外装管３４２が以上に説明したように構成されているため、たとえ、作業者がライトガイド３４ａに誤って触れたとしても、螺旋管３４２ａが一定の曲げ半径以上に曲がらないため、その外装管３４２内の光ファイバ束３４１に曲げ負荷が掛かることがない。然も、光ファイバ束３４１と螺旋管３４２ａとの間隙に充填された緩衝材３４２ｂは、螺旋管３４２ａに伝達された微少振動を光ファイバ束３４１に伝達することがなく、然も、螺旋管３４２ａの内壁に光ファイバ束３４１を衝突させることもない。
【００３６】
従って、本実施形態のライトガイド３４ａによれば、光ファイバ束３４１の断線をできるだけ防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一般的な内視鏡システムの外観図
【図２】光源ユニットの構成図
【図３】本発明が実施された光源ユニット内の要部の斜視図
【図４】ライトガイドの断面図
【図５】従来の光源ユニット内の要部の斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１０      内視鏡
２０      画像処理ユニット
３０      光源ユニット
３４      励起光光源装置
３４ａ    ライトガイド
３４１    光ファイバ束
３４２    外装管
３４２ａ  螺旋管
３４２ｂ  緩衝材
３５      コリメートレンズ
３６      ダイクロイックミラー
３７      ステージ
【図１】
2005224519.tif 000003
【図２】
2005224519.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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