(57)【要約】      （修正有）【課題】内視鏡先端の実際の発熱に基づいて照明光の光量を制御することが可能な内視鏡システムを提供すること。【解決手段】感熱手段８０は、シリンダー８１と、シリンダー内に軸線方向にスライド可能に配置された圧力板８２と、一端が配光レンズ１１のレンズ枠１１ａに熱的に接続され、他端が圧力板に固定された形状記憶合金製のコイルばね８３と、その反対側で圧力板に固定されたロッド８４と、ロッドの他端に接続された圧電素子８５とを備える。シリンダーのロッド側に形成された密閉空間にポンプ５５により空気を送り、コイルばねを圧縮する。コイルばねの温度が設定温度を超えると、記憶形状に戻ろうとして伸張し、圧力板を押し、ロッドを介して圧電素子に圧力を加え、圧電素子は昇温信号を発生させる。システムコントローラは、昇温信号を受信すると、絞りを絞って照明光の光量を減少させる。【選択図】図３
2007117583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内挿入部にライトガイドが引き通された内視鏡と、該内視鏡のライトガイドに照明光を供給する光源装置とから構成される内視鏡システムにおいて、
前記内視鏡の体腔内挿入部の先端には、前記ライトガイドを介して伝達された照明光を体腔内に配光する配光レンズと、該配光レンズの周囲が所定の設定温度を超えたことを検知して昇温信号を発生する感熱手段とが設けられ、
前記光源装置には、照明光を発する光源と、該光源から発した照明光を前記ライトガイドに入射させる光学系と、前記ライトガイドに入射する照明光の光量を調整する調光手段と、前記感熱手段に接続され、昇温信号を受信した際に前記調光手段を制御してライトガイドに入射する照明光の光量を減少させる制御手段とを備え、
前記感熱手段は、シリンダーと、該シリンダー内に該シリンダーの軸線方向にスライド可能に配置された圧力板と、該圧力板により仕切られた前記シリンダーの一方の空間に配置され、一端が前記配光レンズの近傍に熱的に接続され、他端が前記圧力板に固定された形状記憶材料製のコイルばねと、該コイルばねを圧縮する方向に前記圧力板を押圧するバイアス手段と、前記圧力板により仕切られた前記シリンダーの他方の空間を通して前記シリンダーから突出するよう配置され、一端で前記圧力板に固定されたロッドと、該ロッドの他端に接続された圧電素子とを備え、
前記コイルばねは、前記設定温度を超えた際に前記バイアス手段の押圧力に抗して伸張し、前記圧力板をスライドさせて前記ロッドを介して前記圧電素子に圧力を加え、昇温信号を発生させることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記配光レンズは、高熱伝導率材料により形成されたレンズ枠に収納され、前記コイルばねは、前記レンズ枠に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記シリンダーは、前記ロッドが固定された側で密閉空間を形成し、前記バイアス手段は、前記光源装置内に設けられたポンプと、該ポンプから送られる空気を前記密閉空間に流入させるパイプとにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内挿入部にライトガイドが引き通された内視鏡と、内視鏡のライトガイドに照明光を供給する光源装置とから構成される内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、体腔内や機械内等の外光が届かない場所を観察対象とするため、照明手段が必要となる。照明手段としては、内視鏡先端に光源を設ける方式と、別に設けた光源装置からライトガイドを通して先端に照明光を導く方式とがあるが、先端部を細くするには、後者の方式が望ましい。
【０００３】
ただし、光源装置を別に設ける場合には、比較的光量の大きな光源を設け、明るい視野を得ることができる反面、大光量で長時間使用すると照明光により対象物が過熱し、あるいは、内視鏡の先端部が過熱し、例えば体腔内を観察している場合には組織に熱傷を引き起こす可能性がある。
【０００４】
このため、従来から、照明光による対象物あるいは内視鏡先端部の加熱を防止する手段が提案されている。例えば、特許文献１には、対象物が許容できる照射光量を設定しておき、実際の照射光量が設定光量を超えると、照明光の光路に設けられた絞りを自動的に絞って照明光量を減少させる装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１の方法では、照射光量のみを基準に発熱を予測しているため、周囲の環境や対象物の特性等によっては、照射光量が設定光量を超えない場合にも実際の温度が許容温度を上回る可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、内視鏡先端の実際の発熱に基づいて照明光の光量を制御することが可能な内視鏡システムを提供することを目的(課題)とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために案出された本発明の内視鏡システムは、体腔内挿入部にライトガイドが引き通された内視鏡と、内視鏡のライトガイドに照明光を供給する光源装置とから構成され、内視鏡の体腔内挿入部の先端には、ライトガイドを介して伝達された照明光を体腔内に配光する配光レンズと、配光レンズの周囲が所定の設定温度を超えたことを検知して昇温信号を発生する感熱手段とが設けられ、光源装置には、照明光を発する光源と、光源から発した照明光をライトガイドに入射させる光学系と、ライトガイドに入射する照明光の光量を調整する調光手段と、感熱手段に接続され、昇温信号を受信した際に調光手段を制御してライトガイドに入射する照明光の光量を減少させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、感熱手段は、シリンダーと、シリンダー内にシリンダーの軸線方向にスライド可能に配置された圧力板と、圧力板により仕切られたシリンダーの一方の空間に配置され、一端が配光レンズの近傍に熱的に接続され、他端が圧力板に固定された形状記憶材料製のコイルばねと、コイルばねを圧縮する方向に圧力板を押圧するバイアス手段と、圧力板により仕切られたシリンダーの他方の空間を通してシリンダーから突出するよう配置され、一端で圧力板に固定されたロッドと、ロッドの他端に接続された圧電素子とを備える。そして、コイルばねは、設定温度(変態温度)を超えた際にバイアス手段の押圧力に抗して伸張し、圧力板をスライドさせてロッドを介して圧電素子に圧力を加え、昇温信号を発生させる。
【００１０】
また、配光レンズを、高熱伝導率材料により形成されたレンズ枠に収納し、このレンズ枠にコイルばねを熱的に接続してもよい。さらに、シリンダーのロッドが固定された側に密閉空間を形成することができ、この場合には、光源装置内に設けられたポンプと、ポンプから送られる空気を密閉空間に流入させるパイプとによりバイアス手段を構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内視鏡システムによれば、内視鏡の先端に設けられた配光レンズ近傍の温度が所定の閾値(変態温度)を超えた場合、形状記憶材料で形成されたコイルばねが記憶形状に戻ろうとして、バイアス手段の押圧力に抗して伸張し、ロッドを介して圧電素子を押圧する。これにより、圧電素子に所定の電圧が発生する。光源装置の制御手段は、この圧電素子の出力を監視することにより、電圧の変化によって内視鏡先端部の昇温を検知することができ、昇温が検知された場合には調光手段を制御して照明光量を減少させることにより、内視鏡先端部の温度上昇を抑えることができる。形状記憶材料の変態温度は材料により変化するため、コイルばねの材料は、設定温度が変態温度となるよう適宜材料を選択すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。図１は、本発明による内視鏡システムの外観図、図２は、この内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示されるように、この蛍光内視鏡システムは、電子内視鏡１０、光源装置の機能を持つ光源プロセッサ装置２０、及び、モニタ６０を備えている。
【００１４】
電子内視鏡１０は、体腔内に挿入されるために細長く形成され、先端に湾曲可能な湾曲部を備えた挿入部１０ａ、挿入部１０ａの湾曲部を操作するためのアングルノブ等を有する操作部１０ｂ、操作部１０ｂと光源装置２０とを接続するためのライトガイド可撓管１０ｃ、及び、このライトガイド可撓管１０ｃの基端に設けられたコネクタ１０ｄを備えている。光源プロセッサ装置２０の前面には、操作パネル２３が設けられている。
【００１５】
以下、図２にしたがって実施形態の電子内視鏡１０、及び光源プロセッサ装置２０の詳細な構成を順に説明する。電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が設けられている。配光レンズ１１は、銀、銅、金、アルミニウムや、それらを含む合金などの高熱伝導率材料により形成されたレンズ枠１１ａに収納されている。そして、この挿入部１０ａの先端内部には、対物レンズ１２によって形成された被写体の像を撮影するＣＣＤカラーイメージセンサ等のカラー画像を撮影可能な撮像素子１３、撮像素子１３から出力された画像信号を増幅するケーブルドライバ１５が組み込まれている。
【００１６】
ケーブルドライバ１５によって駆動された画像信号を伝送するための画像信号ケーブル１８は、挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内を引き通されて、電子内視鏡１０に接続された光源プロセッサ装置２０の後述の回路に接続されている。
【００１７】
この信号ケーブル１８と並行して、挿入部１０ａ、操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内には、複数の光ファイバを束ねて構成されるライトガイド１６と、撮像素子１３に駆動信号を供給する駆動信号ケーブル１９とが引き通されている。このライトガイド１６の先端は、挿入部１０ａの先端部内において配光レンズ１１に対向し、その基端は、光源プロセッサ装置２０内に挿入された状態で固定されている。配光レンズ１１は、ライトガイド１６を介して伝達された照明光を体腔内に配光する。
【００１８】
また、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端には、配光レンズ１１の周囲が所定の設定温度を超えたことを検知して昇温信号を発生する感熱手段８０が設けられている。感熱手段８０は、図３に拡大して示すように、軸線を配光レンズ１１の光軸と平行となるよう配置されたシリンダー８１と、シリンダー８１内にシリンダー８１の軸線方向にスライド可能に配置された圧力板８２と、圧力板８２により仕切られたシリンダーの一方(先端側)の空間に配置され、一端が配光レンズ１１のレンズ枠１１ａに熱的に接続され、他端が圧力板８２に固定された形状記憶材料(この例では形状記憶合金)製のコイルばね８３と、圧力板８２により仕切られたシリンダー８１の他方(基端側)の空間を通してシリンダー８１から突出するよう配置され、一端で圧力板８２に固定されたロッド８４と、ロッド８４の他端に接続された圧電素子８５とを備える。圧電素子８５の出力は、アンプ８６により増幅され、光源プロセッサ装置２０内の後述する回路に送られる。なお、形状記憶材料としては、合金の他、ポリマーを利用することもできる。
【００１９】
また、シリンダー８１のロッド８４が固定された側には、密閉空間が形成され、この密閉空間に連通する吸気バルブ８１ａが設けられている。光源プロセッサ装置２０には、ポンプ５５が付属して設けられており、このポンプ５５と、ポンプから送られる空気を吸気バルブ８１ａを介して密閉空間に流入させるパイプ５５ａとにより、コイルばね８３を圧縮する方向に圧力板８２を押圧するバイアス手段が構成されている。
【００２０】
光源プロセッサ装置２０は、電子内視鏡１０のライトガイド１６の基端の端面に体腔内を観察するための照明光を入射させる機能と、電子内視鏡１０のケーブルドライバ１５から受信した画像信号を処理して映像信号を生成し、モニタ６０へ出力する画像処理機能とを備えている。
【００２１】
光源プロセッサ装置２０に設けられた光学系は、ほぼ平行な照明光(白色光)を発する白色光源３０と、白色光源３０から発した白色光の光束径を調整する調光用絞り３１と、調光用絞り３１を透過した白色光を集光させてライトガイド１６の基端の端面に入射させる集光レンズ３２とを備えている。なお、図示を省略するが、白色光源３０は、ランプとリフレクターとを備えている。
【００２２】
調光用絞り３１は、絞り用モータ３１ａにより駆動され、ライトガイド１６に入射する照明光の光量を調整する調光手段の機能を持つ。また、集光レンズ３２は、照明光を内視鏡のライトガイド１６の基端に入射させる光学系に相当する。
【００２３】
さらに、光源プロセッサ装置２０には、白色光源３０に電流を供給するランプ用電源５１と、上記の絞り用モータ３１ａを駆動するモータドライバ５３と、ポンプ５５を駆動するポンプ駆動制御回路５４と、撮像素子１３を駆動する撮像素子制御駆動回路５６とが設けられている。
【００２４】
一方、光源プロセッサ装置２０には、画像処理用の回路として、ケーブルドライバ１５から受信した画像信号を処理する前段信号処理回路５７、この前段信号処理回路５７で処理され出力されたデジタルの画像信号を一時的に記憶するＲＧＢメモリ５８、このＲＧＢメモリ５８から読み出されたデジタルの画像信号をモニタに表示するための規格化映像信号に変換して出力する後段信号処理回路５９を備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ７０及びタイミングコントローラ７１を備えている。
【００２５】
システムコントローラ７０には、操作パネル２３に配置された各種スイッチ及び表示部が電気的に接続されている。また、システムコントローラ７０は、感熱手段８０のアンプ８６から出力される昇温信号が入力され、昇温信号が入力された際にはモータドライバ５３を制御して絞り用モータ３１ａを駆動し、絞り３１を絞って照明光の光量を減少させる制御手段としての機能を有している。
【００２６】
タイミングコントローラ７１は、システムコントローラ７０からの指令に基づいて、撮像素子制御駆動回路５６を介して撮像素子１３の撮像タイミングを制御し、これと同期してＲＧＢメモリ５８に対するデータの書き込み、読み出しを制御(アドレス・データ制御)すると共に、後段信号処理回路５９に対して画像信号の処理タイミングを指示する。
【００２７】
観察時には、システムコントローラ７０は、ランプ用電源５１を介して白色光源３０を点灯する。白色光は、集光レンズ３２により集光されてライトガイド１６に入射する。ライトガイド１６により伝達された白色光は、配光レンズ１１を介して体腔内を照明する。このため、撮像素子１３上には対物レンズ１２を介して体腔壁のカラー画像が形成される。
【００２８】
撮像素子制御駆動回路５６は、タイミングコントローラ７１から出力されるタイミング信号に同期して撮像素子１３を駆動する。撮像素子１３からの画像信号は、前段信号処理回路５７を介してＲＧＢメモリ５８に順次記憶され、後段信号処理回路５９により処理されてモニタ６０に体腔壁のカラー画像を表示させる。
【００２９】
また、前段信号処理回路５７は、得られた画像信号の輝度情報から照明光の強弱を判定し、適正な露光が得られるようモータドライバ５３を制御し、絞り用モータ３１ａを駆動させて絞りを自動的に適正値に設定する。
【００３０】
システムコントローラ７０は、ポンプ駆動制御回路５４を介してポンプ５５を作動させ、パイプ５５ａを通してシリンダー８１の密閉空間に空気を送る。コイルばね８３の温度が所定の設定温度以下である場合には、ポンプ５５により送られた空気の圧力により、圧力板８２がコイルばね８３側に押圧され、コイルばね８３を圧縮する。このため、ロッド８４は圧電素子８５に対して圧力をかけず、圧電素子８５から昇温信号は発生しない。
【００３１】
照明光量が大きくなり、あるいは照明時間が長時間にわたり、内視鏡先端部の温度が上昇すると、レンズ枠１１ａの昇温に伴ってコイルばね８３の温度も上昇する。そして、コイルばね８３の温度が設定温度(変態温度)を超えると、コイルばね８３は記憶形状に戻ろうとして伸張し、バイアス手段の押圧力に抗して圧力板８２を圧電素子８５側にスライドさせてロッド８４を介して圧電素子８５に圧力を加える。これにより、圧電素子８５は、昇温信号を発生させる。
【００３２】
システムコントローラ７０は、圧電素子８５からの昇温信号を受信すると、前段信号処理回路５７からの信号による絞り制御より優先してモータドライバ５３を制御して絞り用モータ３１ａを駆動し、絞り３１を絞って照明光の光量を減少させる。このため、内視鏡先端部の昇温が抑えられ、熱傷の危険をなくし、撮像素子１３の熱破壊を防ぐことができる。
【００３３】
そして、レンズ枠１１ａの温度が低下して設定温度を下回ると、コイルばね８３の伸張力が弱まり、ポンプ５５により供給される空気圧により再び圧縮される。これにより、ロッド８４が圧電素子８５を押圧しなくなり、圧電素子８５は昇温信号の出力を停止する。そして、システムコントローラ７０は、モータドライバ５３に対する制御を停止し、絞り３１の値は前段信号処理回路５７からの信号により制御される。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、もともと内視鏡システムに含まれる送気用のポンプを利用してバイアス手段を構成したが、これに限らず、形状記憶合金のコイルばねの変態温度未満での伸張力より強く、変態温度を超えた際の伸張力より小さい押圧力を持つ弾性部材であれば、通常のばねやゴム等を用いることもできる。
【００３５】
また、上記の実施形態では、本発明を電子内視鏡を利用したシステムに利用したが、肉眼観察用の内視鏡を利用したシステムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態による内視鏡システムの外観図である。
【図２】図１の内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。
【図３】図２の内視鏡先端部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  電子内視鏡
１１  配光レンズ
１１ａ  レンズ枠
１６  励起光用ライトガイド
２０  光源プロセッサ装置
２３  操作パネル
３０  白色光源
３２  集光レンズ
５４  ポンプ駆動制御回路
５５  ポンプ
５５ａ  パイプ
５６  撮像素子制御駆動回路
５７  前段信号処理回路
５８  ＲＧＢメモリ
５９  後段信号処理回路
６０  モニタ
７０  システムコントローラ
７１  タイミングコントローラ
８０  感熱手段
８１  シリンダー
８２  圧力板
８３  コイルばね(形状記憶合金製)
８４  ロッド
８５  圧電素子
【図１】
2007117583.tif 000003
【図２】
2007117583.tif 000004
【図３】
2007117583.tif 000005