JP2005348794A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光源から光路合成素子に至る光路上に障害が生じた場合であっても、この光路の外にレーザー光が漏れることを防止することができる内視鏡用光源装置を、提供する。
【解決手段】ランプ３３から平行光として射出された白色光は、ハーフミラー３９を透過して集光レンズ２８に入射する。一方、レーザー光源４０から射出されたレーザー光は、コリメータレンズ３９によって平行光とされた後、ハーフミラー２９によって反射されて、集光レンズ２８に入射する。レーザー光源４０の射出面と、コリメータレンズ３９と、ハーフミラー２９とは、遮光部材からなる筒であって上記ランプ３３から射出されてハーフミラー２９を通って集光レンズ２８に向かう白色光を透過させるための一対の開口のみが穿たれたレーザー光源ケース４１によって、覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡内のライトガイドへ通常観察用の照明光と蛍光励起用のレーザー光とを選択的に導入するための内視鏡用光源装置に、関する。

周知のように、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。

この種の内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端から可視帯域の照明光を射出することによって体腔内を照明するとともに体腔内壁表面からの反射光による像を撮像装置によって撮像する通常観察モードの他に、生体組織を励起させる特定波長帯域の光を内視鏡の先端から射出すると共にこの光によって励起された体腔内壁下の生体組織から発光された蛍光による像を撮像装置によって撮像する蛍光観察モードにて、夫々動作する内視鏡システムがある。

このような内視鏡システムに用いられる光源装置は、その内部に、可視光光源（例えばハロゲンランプ）及びレーザー光源（例えば半導体レーザー）と共に、可視光光源から発した照明光（白色光）の光路とレーザー光源から発したレーザー光（青〜紫外の帯域における特定波長の光）の光路とを合成する光路合成素子（ハーフミラー，ダイクロイックミラー，クイックリターンミラー，等）を備えている。そして、この光源装置は、前面に設けられたソケットに挿入された内視鏡のライトガイドガイドファイババンドルへ、通常観察モードにおいては可視光光源から発した照明光を、蛍光観察モードにおいてはレーザー光源から発したレーザー光を、夫々、光路合成素子を介して導入する。

このようにしてライトガイドファイババンドルへ導入された照明光又はレーザー光は、このライトガイドファイババンドルによって、内視鏡のライトガイド可撓管から操作部を経て体腔内挿入部内を伝送され、この体腔内挿入部の先端から射出される。従って、この体腔内挿入部が被検者の体腔内に挿入されている場合には、通常観察モードでは、体腔内挿入部の先端から射出された照明光が照射された体腔内壁からの反射光による体腔内壁の像が、撮像装置（体腔内挿入部先端に組み込まれた対物光学系及び撮像素子，若しくは、体腔内挿入部に組み込まれた対物光学系，この対物光学系によって形成された像を伝送するために体腔内挿入部内に引き通されたイメージガイドファイババンドル，及び、このイメージガイドファイババンドルによって伝送された像を撮像するＴＶカメラ）によって撮像され、蛍光観察モードでは、体腔内挿入部の先端から射出されたレーザー光によって励起された体腔内壁下の生体組織から発した蛍光による像が、撮像装置によって撮像される。

これら両モードでの撮像によって得られた夫々の画像データは、光源装置に内蔵された画像プロセッサ又は別体の画像処理装置によって処理される。そして、通常観察モードにおいては、体腔内壁の可視光によるカラー画像を表示するための画像データが生成され、この画像データに基づいてモニター上に体腔内壁のカラー画像が表示される。一方、蛍光観察モードにおいては、患部を特定色にて表示するための画像データが生成されて、この画像データに基づいてモニター上に蛍光画像が表示される。内視鏡の操作者である医師は、これら画像を見比べることにより、患部の位置や状態を確認し、生検や治療のための各種医療処置を行うことができるのである。
特開平０７−００５３３３号公報 特開平１０−１４２４４９号公報 特開２００２−０７１５３９号公報

しかしながら、従来における蛍光観察用の光源装置では、キースイッチによるレーザー光源可動機構が設けられているものの、レーザー光源から光路合成素子に至る光路からレーザー光が漏れることについては考慮がなされていなかった。その為、光学系が設計通りに機能している場合は問題が生じないとしても、光学系の一部が破損したり傾いたり脱落することによって光学系の形態が設計通りでなくなった場合には、レーザー光が設計上の光路から外れて迷光となってしまう恐れがあった。

このような迷光は、決して低くないエネルギーのレーザー光であるので、例えば、光源装置の筐体から外部に漏れて被検者や医師等の医療スタッフの目に入射した場合にはその視覚機能に多少なりとも障害を生じてしまう可能性があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、レーザー光源から光路合成素子に至る光路上に障害が生じた場合であっても、この光路の外にレーザー光が漏れることを防止することができる内視鏡用光源装置を、提供することである。

上記の課題を解決するために発明された内視鏡用光源装置は、体腔壁下の生体組織を励起して蛍光を発光させる波長のレーザー光及び可視照明光を内視鏡のライトガイドファイババンドルに選択的に導入するための内視鏡用光源装置であって、前記ライトガイドファイババンドルの基端が挿入されるソケットと、前記可視照明光を射出する可視光光源と、前記レーザー光を射出するレーザー光源と、前記可視光光源から射出された可視照明光の光路と前記レーザー光源から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子と、この光路合成素子によって合成された光路上を進む前記可視照明光及び前記レーザー光を前記ソケットに挿入される前記ライトガイドファイババンドルの端面に向けて集光する集光レンズと、少なくとも、前記レーザー光源におけるレーザー光を射出する面と前記光路合成素子とを一体に覆う不透過性の筒状部材からなるとともに、前記可視光光源から前記光路合成素子に向かう白色光を透過させるための開口，及び、前記光路合成素子から前記集光レンズに向かう白色光及びレーザー光を透過させるための開口が穿たれたケースとを、備えたことを特徴とする。

このように構成されると、レーザー光源から光路合成素子に至るレーザー光の光路上に何らかの故障が生じ、その故障位置においてレーザー光が反射，屈折又は散乱されることによって、レーザー光が本来の光路外へ漏洩しようとしても、そのようなレーザー光は、ケースによって遮光されてしまう。よって、光路外へレーザー光が漏れることが防止される。

以上に説明したように、本発明の内視鏡用光源装置によれば、レーザー光源から光路合成素子に至る光路上に障害が生じた場合であっても、この光路の外にレーザー光が漏れることを防止することができる。

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。

実施形態１

図１は、本発明による内視鏡用光源装置の第１の実施形態である光源装置を含んで構成される内視鏡システムの外観図である。図１に示されるように、この内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡１０，光源装置２０，及び、モニター６０を、備えている。

蛍光観察内視鏡１０は、通常の電子内視鏡に蛍光観察用の改変を加えたものであり、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部１０ａ，その体腔内挿入部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，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。

図２は内視鏡システムの内部構成を示す概略図である。図２に示すように、体腔内挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々嵌め込まれた照明窓及び撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部１０ａの内部には、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撮像素子１３，この撮像素子１３の出力を伝送するためのバッファ回路１５，対物レンズ１２から射出された光から後述する蛍光励起用のレーザー光に相当する波長成分を除去するためのレーザー光カットフィルター１４が、組み込まれている。撮像素子１３から出力されてバッファ回路１５によって処理された画像信号を伝送するための信号ケーブル１８は、体腔内挿入部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、コネクタ１０ｄの端面に形成された信号コネクタ３１（図３参照）を構成する複数のコネクタピン３１ａに夫々接続されている。この信号ケーブル１８と並行して、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内には、石英ファイバからなるライトガイドファイババンドル１６が引き通されている。このライトガイドファイババンドル１６の先端は、体腔内挿入部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、コネクタ１０ｄの端面から突出した金属製のパイプ１９（図３参照）内に挿入されて固定されている。

さらに、このコネクタ１０ｄ内には、内視鏡の属性を示す識別情報が格納されているＲＯＭ（Read Only Memory）１７が格納されており、このＲＯＭ１７の各端子も、回路基板（不図示）の配線を介して信号コネクタ３１を構成する他の複数のコネクタピン３１ｂに夫々接続されている。なお、本実施形態において説明されている内視鏡は蛍光観察内視鏡１０であるので、そのＲＯＭ１７には蛍光観察内視鏡１０であることを示す識別情報が格納されている。

なお、この蛍光観察内視鏡１０と交換して使用され得る通常の電子内視鏡は、ライトガイドファイババンドル１６を構成する光ファイバが石英ファイバでない点，レーザー光カットフィルター１４が備えられていない点，ＲＯＭ１７内に格納されている識別情報が通常の電子内視鏡であることを示す点を除き、この蛍光観察内視鏡１０と全く同じ構成を有している。

光源装置２０は、蛍光観察内視鏡１０のライトガイドファイババンドル１６の端面に照明光（白色光）又はレーザー光を選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡１０のコネクタピン３１ａを通じてバッファ回路１５から受信した画像信号に対して画像処理を行うことによってビデオ信号を生成してモニタ６０へ出力する装置である。この光源装置２０の具体的構成について、図１及び図２を参照して、更に詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、この光源装置２０の筐体の正面のパネルには、内視鏡（蛍光観察内視鏡１０又は電子内視鏡）のパイプ１９がその外面側から挿入される筒であるソケット２０ａが、設けられている。このソケット２０ａ内部は、その奥側の３／２程度が径方向に拡大しており、その丁度中間位置に、隔壁２４が設置されている。この隔壁２４の中央には貫通孔が穿たれており、この貫通孔は、パイプ１９がソケット２０ａに挿入された場合にはこのパイプ１９自体によって押し開けられるとともに、パイプ１９がソケット２０ａから引き抜かれた場合には図示せぬ復元バネによって復帰する蓋状の遮蔽板２４ａにより、閉じられている。この遮蔽板２４ａが閉じられると、隔壁２４は、ソケット２０ａの奥から外方への光の漏れを遮光することができる。

さらに、このソケット２０ａの最奥部には、その軸方向（即ち、パイプ１９が挿入され、また、引き抜かれる方向）にのみ変位可能に、円環板からなる押当部材２５が保持されている。この押当部材２５の中心に穿たれた孔は、パイプ１９とほぼ同じ内径を有し、奥側に向かって拡がるテーパー形状となっている。そして、この押当部材２５は、複数の圧縮バネ２６によって外方へ付勢されており、パイプ１９が引き抜かれた状態においては、隔壁２４に近接した位置にある。そして、パイプ１９がソケット２０ａに挿入されると、このパイプ１９の先端によって押し込まれることによって、圧縮バネ２６に抗して図２に示す位置に移動する。このようにして、パイプ１９によって押し込まれることによって押当部材２５が移動し終わると、その位置において、この押当部材２５は、ソケット２０ａの内壁に取り付けられた検出センサー（磁気センサー，マイクロスイッチ，等）３０によって検出される。

このソケット２０ａの最奥部の壁は、圧縮バネ２６を支持する部分を除いて切り欠かれ、光源装置２０の内部空間に通じている。この光源装置２０の内部空間内には、ソケット２０ａに挿入されたパイプ１９の中心軸（即ち、ライトガイドファイババンドル１６の中心軸）の延長線に沿って順番に、第１ロータリシャッタ２７，集光レンズ２８，ハーフミラー２９，第２ロータリーシャッタ３２，及び、ランプ３３が、配置されている。

集光レンズ２８は、その光軸に沿ってハーフミラー２９側から入射してきた平行光をパイプ１９に収容されたライトガイドファイババンドル１６の基端面に集光するレンズである。

第１ロータリーシャッタ２７及び第２ロータリーシャッタ３２は、共に、互いに同径の円板からなり、モータ３４によって回転駆動される単一のシャフト３５により、互いに同軸に且つパイプ１９の中心軸に対してオフセットして、保持されている。

図４は、この第１ロータリーシャッタ２７をランプ３３側から見た状態を示す図である。この図に示すように、第１ロータリーシャッター２７には、中心角が２７０度である扇状（３／４の円環状）の開口２７ａが、穿たれている。第１ロータリーシャッター２７の回転に伴って、この開口２７ａの径方向における中央を集光レンズ２８の光軸が相対的に通過するように、第１ロータリーシャッター２７の中心（従ってシャフト３５）は、位置決めされている。また、この開口２７ａの形成によって残された中心角が９０度である扇状（１／４の円環状）の領域には、第１ロータリーシャッター２７の回転に伴うパイプ１９の延長線の相対通過軌跡に沿った中央に、受光センサ２７ｂが取り付けられている。なお、これら開口２７ａと受光センサ２７ｂによってオフセットした重心をその回転中心と合致させるために、第１ロータリーシャッター２７における開口２７ａ側の縁にはバランサーとしてのウェイト（図示略）が取り付けられている。この受光センサ２７ｂが測光手段に相当し、第１ロータリーシャッタ２７，シャフト３５及びモーター３４が、駆動機構に相当する。

また、図５は、第２ロータリーシャッター３２をランプ３３側から見た状態を示す図である。この図に示すように、第２ロータリーシャッター３２には、中心角が１８０度である扇状（１／２の円環状）の開口３２ａが、穿たれている。第１ロータリーシャッター３２ａの回転に伴って、この開口３２ａの径方向における中央を集光レンズ２８の光軸が相対的に通過する。また、この開口３２ａによってオフセットした重心をその回転中心と合致させるために、第２ロータリーシャッター３２における開口３２ａ側の縁にはバランサーとしてのウェイト（図示略）が取り付けられている。これら第１ロータリーシャッター２７と第２ロータリーシャッター３２とは、ランプ３３側から見て夫々の開口２７ａ，３２ａにおける反時計方向の端が一致するように（即ち、図４及び図５に示す相対位置関係で）、シャフト３５によって互いに連結されている。そして、両シャッター２７，３２は、モーター３４により、ランプ３３側から見て時計方向に回転駆動される。

シャフト３５には、また、ブラシ固定円板３６が同軸に固定されており、光源装置２０の図示せぬフレームには、その貫通孔にシャフト３５が貫通した円環状のブラシ受け３７が固定されている。このブラシ固定円板３６におけるブラシ受け３７側の面には、夫々受光センサ２７ｂの電極に導通した内外一対のブラシ（図示略）が固定されており、他方、ブラシ受け３７におけるブラシ固定円板３６側の面には、ブラシ固定円板３６の回転に伴う各ブラシ先端の回転軌跡に夫々合致して各ブラシの先端が夫々接触する同心円状の二重の円形電極（図示略）が形成されている。

ランプ３３は、ランプ用電源３８によって電源電流が供給されて白色光を発光する電球（図示略）と、この電球から発散した白色光を平行光にするためのレンズ又はリフレクター（不図示）とを備えている。その結果として、ランプ３３は、白色光を、集光レンズ２８の光軸に沿った平行光として、ハーフミラー２９を通して集光レンズ２８に向けて射出する。このランプ３３が、可視光光源に相当する。

ハーフミラー２９は、集光レンズ２８の光軸に対して４５度傾けて配置されている。従って、このハーフミラー２９は、ランプ３３からの白色光を透過するとともに、集光レンズ２８の光軸に対して垂直な方向からの光を、集光レンズ２８の光軸に沿って反射して当該集光レンズ２８に入射させる。そして、このハーフミラー２９によって９０度折り曲げられた集光レンズ２８の光軸上には、順番に、コリメータレンズ３９及びレーザー光源４０が配置されている。このハーフミラーは、ランプ３３から射出された白色光の光路と、後述するレーザー光源４０から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子に、相当する。

レーザー光源４０は、励起光として機能する波長帯域（紫外〜青）のレーザー光を発散光として発する半導体レーザーである。また、コリメータレンズ３９は、レーザー光源４０から発散したレーザー光を平行光にするレンズである。これらコリメータレンズ３９，ハーフミラー２９及び集光レンズ２８が、レーザー光光学系に相当する。

これらハーフミラー２９及びコリメータレンズ３９は、有底筒状のレーザー光源ケース４１によって覆われている。具体的には、このレーザー光源ケース４１は、有底円筒又は有底角筒の形状を有しており、その開口端が、レーザー光源４０本体のケーシングにおけるレーザー光の射出口側面に密着されている。そして、コリメータレンズ３９は、このレーザー光源ケース４１の内部において、レーザー光源ケース４１の内面との間に隙間を生じないように、一体化するように固定されている。さらに、レーザー光源ケース４１の内部における閉塞端近傍に、ハーフミラー２９が固定されている。従って、このレーザー光源ケース４１は、集光レンズ２８と第２ロータリーシャッター３２との間に、位置を占めている。そして、ランプ３３から射出された白色光の光路に沿って、この白色光の光路よりも一回り大きい開口が形成されるよう、レーザー光源ケース４１の壁面が、二箇所で切り欠かれている。従って、レーザー光源４０から射出されたレーザー光は、たとえコリメータレンズ３９が傾いたり脱落することに因って本来の光路から外れてしまった場合でも、レーザー光源ケース４１の内面によって遮光されるので、その外部に漏れることはない。なお、レーザー光の一部はハーフミラーを透過するが、その透過した先にはレーザー光源ケース４１の閉塞端が存在しているので、やはり、レーザー光源ケース４１の外部に漏れることはない。但し、この閉塞端に当たったレーザー光が反射して迷光となることを防止するには、このレーザー光源ケース４１の内面には反射防止処理が施されていることが望ましい。

以上の光学構成により、ランプ３３から射出された白色光は、第２ロータリーシャッター３２の開口３２ａが集光レンズ２８の光軸上に位置する期間のみ、この第２ロータリーシャッター３２を通過し、更に、ハーフミラー２９及び集光レンズ２８を透過する。この時、第１ロータリーシャッター２７の開口２７ａが必ず集光レンズ２８の光軸上に位置しているので、白色光は第１ロータリーシャッター２７を通過してライトガイドファイババンドル１６に入射する。一方、後述するシステムコントロール回路４２によって制御されたレーザー光源４０は、第２ロータリーシャッター３２が白色光を遮光している期間のみ、レーザー光を発する。このレーザー光は、コリメータレンズ３９によって平行光にされ、ハーフミラー２９によって反射されて、集光レンズ２８を透過する。この時、先ず、集光レンズ２８の光軸上には、第１ロータリーシャッター２７の開口２７ａが形成されていない部分が位置し、次に、開口２７ａが位置する。従って、レーザー光は、先ず受光センサ２７ｂに入射し、その後、開口２７ａを通過してライトガイドファイババンドル１６に入射する。

一方、光源装置２０の筐体の正面側パネルには、パイプ１９がソケット２０ａに挿入された状態において電気コネクタ３１を構成する各コネクタピン３１ａ，３１ｂと夫々導通する多数の電極からなる電気ソケット２１と、外部から挿入可能な鍵によってのみ回路が開閉される電気スイッチであるキースイッチ２２と、外部から操作される複数のスイッチ（図２においては、モード切替スイッチ２３ａ，レーザースイッチ２３ｂのみ図示）を有する操作パネル２３が、設けられている。キースイッチ２２は、レーザー光源４０へ図示せぬ主電源装置から駆動電流を供給する回路の途中に接続されている。よって、このキースイッチ２２が外部から挿入されて閉じられない限り、レーザー光源４０がレーザー光を発することはない。

そして、電気ソケット２１を構成する各電極のうちＲＯＭ１７に接続されたもの及び操作パネル２３上の各スイッチ２３ａ，２３ｂは、夫々、制御手段としてのシステムコントロール回路４２に接続されている。その結果、ＲＯＭ１７内の識別情報のデータは、コネクタピン３１ｂ及び電気ソケット２１を通じて、システムコントロール回路４２に入力される。同様に、操作パネル２３上の各スイッチ２３ａ，２３ｂに対する操作によって生じた操作信号は、夫々、システムコントロール回路４２に入力される。また、電気ソケット２１を構成する各電極のうち、バッファ回路１５に接続されたものは、映像信号処理回路４３に接続されている。その結果、バッファ回路１５を通じて撮像素子１３から出力された画像信号は、コネクタピン３１ａ及び電気ソケット２１を通じて、映像信号処理回路４３に入力される。

このシステムコントロール回路４２には、また、上述した検出センサー３０が接続されており、内視鏡１０のパイプ１９が最も奧まで挿入されたことを検出する信号（即ち、パイプ１９の先端によって押し込まれた押当部材２５を検出したことによって検出センサー３０が発する検出信号）が、入力される。さらに、このシステムコントロール回路４２には、上述したブラシ固定板３６上の各ブラシ及びブラシ受け３７上の各円形電極を介して、受光センサ２７ｂの出力信号（即ち、この受光センサ２７ｂに入射した光の光量を示す信号）が、入力される。さらに、このシステムコントロール回路４２は、上述したモーター３４、ランプ用電源３８及びレーザー光源４０に接続されており、これらを制御するための信号を出力する。

また、このシステムコントロール回路４２は、映像信号処理回路４３に接続されており、この映像信号処理回路４３との間で信号の授受を行う。以下、これらシステムコントロール回路４２及び映像信号処理回路４３の機能を説明する。

システムコントロール回路４２は、検出センサー３０によって検出信号が入力されている期間（即ち、内視鏡１０のコネクタ１０ｄが光源装置２０に装着されてそのパイプ１９がソケット１０ａに挿入されている期間）においてのみ、ランプ用電源３８，レーザー光源４０及び映像信号処理回路４３を起動することができる。そして、システムコントロール回路４２は、コネクタ１０ｄ内のＲＯＭ１７から読み出した識別情報に基づいて、装着されている内視鏡１０が通常の内視鏡であるか蛍光観察内視鏡であるかを判断する。そして、装着されている内視鏡１０が通常の内視鏡であれば、その動作モードを通常観察モードに固定し、装着されている内視鏡が蛍光観察内視鏡であれば、モード切替スイッチ２３ａが押下される毎に、その動作モードを通常観察モードと蛍光観察モードとの間で切り換える。一方、映像信号処理回路４３は、システムコントロール回路４２からの信号を受けて、内視鏡１０のソケット１０ａが光源装置２０に装着されている間のみ、バッファ回路１５を通じて撮像素子１３から出力された画像信号を処理する。

そして、システムコントロール回路４２は、ランプ用電源３８を起動することによってランプ３３から白色光を射出させるとともに、その内部において発生したタイミング信号（個々のフレームの先頭タイミングを示す垂直同期信号）をモーター３４に入力することによって、図６（ｂ）に示す如く、奇数番目のフレームに相当する期間のみ、ランプ３３から発した白色光が第２ロータリーシャッター３２の開口３２ａ及び第１ロータリーシャッター２７の開口２７ａを通過してライトガイドファイバーバンドル１６に入射するように、モータ３４の回転を制御する。なお、システムコントロール回路４２は、その動作モード如何に依らず、検出センサー３０によって内視鏡１０のパイプ１９が最も奧まで挿入されたことを検出した信号が入力された直後においては、レーザー光源４０は起動させない。

一方、映像信号処理回路４３は、動作モード如何に拘わらず、図６（ａ）に示すように、システムコントロール回路４２から受信したタイミング信号に応じて、各奇数番目のフレームに相当する期間中に受信した画像信号を白色光の反射光によって得られた可視画像の画像信号として処理し、偶数番目のフレームに相当する期間中に受信した画像信号をレーザー光によって得られた蛍光画像の画像信号として処理する。そして、映像信号処理回路４３は、各フレームでの画像信号のレベル（平均輝度値）を、システムコントロール回路４２に入力する。

このとき、図６（ｃ）に示すように、奇数番目のフレームにおける画像信号のレベルと偶数番目のフレームにおける画像信号のレベルとの差分が所定基準値Δｖ以下であれば、システムコントロール回路４２は、撮像素子１３には外光が入射している（即ち、内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａは未だ被検者の体腔内に挿入されていない）と判断して、動作モード如何に依らず、レーザー光源４０を停止させたままとする。これに対して、差分が所定基準値Δｖを超えると、システムコントロール回路４２は、撮像素子１３には外光が入射していない（即ち、内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａは被検者の体腔内に挿入されている）と判断して、動作モードが蛍光観察モードであり且つレーザースイッチ２３ｂが押下されていれば、レーザー光源４０の停止を解除する。なお、蛍光画像の画像信号は、可視画像のそれと比較してレベルが格段に低い。よって、これ以降においても、システムコントロール回路４２は、奇数番目のフレームにおける画像信号のレベルと偶数番目のフレームにおける画像信号のレベルとの差分が所定基準値Δｖ以下となれば、蛍光観察モードであってもレーザー光源４０を停止させ、差分が所定基準値Δｖを超えると、蛍光観察モードであり且つレーザースイッチ２３ｂが押下されていることを条件としてレーザー光源４０の停止を解除する。

具体的には、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０の停止が解除されている間においては、図７（ｃ）に示すように、受光センサ２７ｂが集光レンズ２８からの光路に差し掛かったタイミング（各偶数番目のフレームにおける第１フィールドの期間内）で、先ず、レーザー光源４０を許容最大レベルの光量（標準光量）で発光させる。この際、映像信号処理回路４３から入力される画像信号のレベルが上記光量に対応した所定閾値を下回っていると、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０から第１ロータリーシャッタ２７に至る光路途中において何らかの障害が生じているものと判断して、直ちに、レーザー光源４０を停止する。これに対して、映像信号処理回路４３から入力される画像信号のレベルが上記光量に対応した所定閾値以上であれば、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０から第１ロータリーシャッタ２７に至る光路上の光学系が正常であると判断し、以後同フレームの終期までの期間は、映像信号処理回路４３から入力される画像信号の輝度レベルが、上記所定閾値よりも低い自動調光用目標値に凡そ合致するように、レーザー光源４０の発光光量を自動調整する。その結果、各偶数番目のフレームにおける第２フィールドの期間内において、蛍光による像を撮像して得られた画像データが、映像信号処理回路４３に入力される。

映像信号処理回路４３は、通常観察モードにおいては、奇数番目のフレームにおける全フィールドの画像信号を処理することによってカラー画像データを生成し、このカラー画像データに基づく可視画像をモニター６０上に表示する。一方、蛍光観察モードにおいては、映像信号処理回路４３は、奇数番目のフレームの画像信号中の輝度分布成分と偶数番目のフレームにおける第２フィールドの画像信号の輝度成分とを比較し、両者の比率が一定値以上である部分を病変部として特定し、特定した病変部をカラー画像データに重畳した蛍光観察画像データを生成し、この蛍光観察画像データに基づく蛍光観察画像をモニター６０上に表示する。

以上説明したように、本実施形態の内視鏡システムによると、何れの内視鏡も光源装置２０に装着されていない間は、ＲＯＭ１７内の識別情報のデータがシステムコントロール回路４２に入力されず、また、検出センサ３０の出力がシステムコントロール回路４２に入力されないので、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０を起動させない。従って、レーザー光源４０からレーザー光は射出されない。仮に、何らかの故障に因って、万が一レーザー光源４０からレーザー光が射出された場合でも、レーザー光源ケース４１の外部にレーザー光が漏れることはなく、ハーフミラー２９によって反射されたレーザー光は、隔壁２４及び遮蔽板２４ａによって遮光される。よって、何れにしても、レーザー光が光源装置２の外部へ漏れることはない。

一方、通常の内視鏡が光源装置２０に装着された場合には、そのコネクタ１０ｄのパイプ１９の先端が押し込んだ押当部材２５が検出センサー３０によって検出され、その検出信号がシステムコントロール回路４２に入力される。しかしながら、装着された内視鏡のコネクタ１０ｄ内のＲＯＭ１７には、その内視鏡が通常の内視鏡であることを示す識別情報しか格納されていないので、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０を起動することがない。従って、操作者の意に反してレーザー光が内視鏡の体腔内挿入部の先端面から射出されることはない。

次に、蛍光観察内視鏡１０が光源装置２０に装着された場合には、上述したように検出センサ３０から出力された検出信号がシステムコントロール回路４２に入力されるとともに、コネクタ１０ｄ内のＲＯＭ１７から読み出された識別情報（蛍光観察内視鏡であることを示す識別情報）がシステムコントロール回路４２に入力される。従って、モード切替スイッチ２３ａが押下されることによりシステムコントロール回路４２の動作モードが蛍光観察モードに切り替わり、更に、レーザースイッチ２３ｂが押下されることにより、システムコントロール回路４２が蛍光観察モードで動作可能になる。

そこで、システムコントロール回路４２は、先ず、レーザー光源４０を起動することなく、モータ３４によって第１ロータリーシャッター２７及び第２ロータリーシャッターを回転させるとともにランプ３４から白色光を射出する。その結果、システムコントロール回路４２には、撮像素子１３のバッファ回路１５から、白色光がライトガイドファイババンドル１６に入射されている期間に得られた奇数番目のフレームの画像信号と、白色光がライトガイドファイババンドル１６に入射されていない期間に得られた偶数番目のフレームの画像信号とが、交互に入射される。このとき、蛍光観察内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａが被検者の体腔外にあれば、画像信号のレベルに対して配光窓１１から射出された光はあまり寄与しないので、奇数番目のフレームの画像信号のレベルと偶数番目のフレームの画像信号のレベルとの差はあまりない。よって、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０を停止させたままとする。そして、蛍光観察内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａが被検者の体腔内に挿入されると、奇数番目のフレームの画像信号のレベルは配光窓１１から射出された白色光に依存するようになり、偶数番目のフレームの画像信号のレベルは配光窓１１から光が全く射出されていない以上、最低レベルとなる。よって、両画像信号のレベル差が大きくなるので、システムコントロール回路４２は、レーザー光源を起動する。その結果、配光窓１１からレーザー光が射出され、体腔内壁下の生体組織から蛍光が発光するが、この蛍光のレベルは白色光の反射光のレベルよりも格段に小さいので、両画像信号のレベル差は大きいままである。よって、システムコントロール回路４２は、レーザー光源４０を起動させ続ける。このようにして起動されたレーザー光源４０から射出されたレーザー光は、レーザー光源ケース４１の外部へ漏れることがない。仮に、レーザー光源ケース４１内のコリメータレンズ３９及びハーフミラー２９がずれたり脱落しても、レーザー光源ケース４１によって遮光されて、レーザー光がその外部に漏れることがない。

更に、システムコントロール回路４２は、蛍光観察モードでは、各偶数番目のフレームの第１フィールドの期間内において、レーザー光源４０から所定の最大出力値でレーザー光を射出するとともに、その際に集光レンズ２８から射出されるレーザー光の出力を受光センサ２７ｂによって測定する。そして、その測定値が所定閾値以下であれば、レーザー光源４０から集光レンズ２８に至る光路上で何らかの故障が生じたものと判断して、直ちにレーザー光源４０を停止する。これに対して、測定値が所定閾値を超えていれば、光路上に異常はないと判断し、その後の第２フィールドにおいて、適切な光量でレーザー光源４０からレーザー光を射出する。その結果、レーザー光源４０から集光レンズ２８に至る光路上で故障が生じている場合には、レーザー光源４０が停止されるので、故障箇所からレーザー光が外部へ漏れることが防止される。もっとも、その故障箇所がレーザー光源４０からハーフミラー２９に至る光路上であれば、レーザー光源ケース４１によってレーザー光の漏れが防止される。

以上に説明したように、本実施例の内視鏡システムによると、蛍光内視鏡１０が光源装置２に接続された時にその体腔内挿入部１０ａの配光レンズ１１から射出される場合を除き、レーザー光が内視鏡システムの外部へ漏れることが防止される。そのため、意図せぬレーザー光の漏洩に起因する事故を防止することができる。

実施形態２

図８は、本発明の第２実施形態による光源装置２０に用いられるレーザー光源ケース１４１の構造を示す断面図である。この図８に示されるように、このレーザー光源ケース１４１の構造は、第１実施形態のレーザー光源ケース４１と同形状であり、ランプ３３からハーフミラー２９に向かう白色光を通過させるための開口が、レーザー光カットフィルター１４２によって閉じられている。図９は、このレーザー光カットフィルター１４２の透過特性を示すグラフであり、横軸が波長、縦軸が透過光の強度である。この図９において、αは、レーザー光の分光特性を示し、βは、レーザー光カットフィルター１４２の透過特性を示す。

本第２実施形態によると、レーザー光源４０，コリメータレンズ３９又はハーフミラー２９に故障が生じた場合でも、レーザー光が外部に漏洩し得る開口の一方（ランプ３３側の開口）がレーザー光カットフィルターによって覆われているので、第１実施形態と比較して、レーザー光がレーザー光源ケース１４１の外部に漏洩する可能性が減る。

本第２実施形態におけるその他の構成及び作用は、第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。

実施形態３

図１０は、本発明の第３実施形態による光源装置２０に用いられるレーザー光源ケース２４１の構造を示す断面図である。この図１０に示されるように、このレーザー光源ケース２４１は、第１実施形態のレーザー光源ケース４１の形状とほぼ同じ形状を有しているが、その内部に、システムコントロール回路４２により制御されるモーター２４４によって軸方向に移動可能に、内筒２４２が挿入されている。この内筒２４２は、開口端をコリメータレンズ３９側に向けた有底円筒形状を有し、その外径は、レーザー光源ケース２４１の内径よりも僅かに小さい。よって、内筒２４２のレーザー光源ケース２４１内での移動が可能であるにも拘わらず、両者の間の隙間からレーザー光が漏れることはない。また、この内筒２４２の内部には、コリメータレンズ３９から最も離れた位置に移動したときに、集光レンズ２８の光軸が４５°の角度でその中心に交わる位置関係で、ミラー２４３が固定されている。また、内筒２４２の集光レンズ２８に近い側の側壁には、内筒２４２がコリメータレンズ３９から最も離れた位置に移動したときに、レーザー光源ケース２４１の集光レンズ２８側の開口と重なる開口が、穿たれている。

本第３実施形態は、蛍光観察モードにおいては体腔内壁に白色光を照射することなくレーザー光のみを照射して、蛍光によって形成された画像のみから病変部を判断する構成に適している。従って、蛍光観察モードにおいては、図１０に示す位置にミラー２４３が配置される。この状態においては、レーザー光源４０，コリメータレンズ３９又はミラー２４３に故障が生じた場合でも、レーザー光が外部に漏洩し得る開口の一方（ランプ３３側の開口）が内筒２４２のランプ３３に近い側の側壁によって覆われているので、第１実施形態と比較して、レーザー光がレーザー光源ケース２４１の外部に漏洩する可能性が半分に減る。一方、通常観察モードにおいては、ミラー２４３ごと内筒２４２がコリメータレンズ３９側に移動して、白色光の光路から待避して、白色光が集光レンズ２８に入射するようになる。この状態においては、仮に何らかの故障によってレーザー光源４０からレーザー光が射出されたとしても、レーザー光は内筒２４２によって完全に遮光されるので、レーザー光源ケース２４１の外部に漏洩することがない。

本第３実施形態におけるその他の構成及び作用は、第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。

実施形態４

図１１は、本発明の第４実施形態による光源装置２０の主要構成のみを示す光学構成図である。この図１１に示されるように、本第４実施形態では、上述第１実施形態と比べて、第１ロータリーシャッター２７の代わりに、モーター４５によって回動されることにより光路内に選択的に挿入される羽根型シャッター４４が、設けられている。この羽根型シャッター４４の集光レンズ２８側の面には、第１実施形態における受光センサ２７ｂに相当する受光センサ４６が取り付けられている。この受光センサ４６の出力は、図示せぬ信号線を介してシステムコントロール回路４２に入力されている。但し、羽根型シャッター４４は、その構造上、第１実施形態における第１ロータリーシャッター２７と同程度の速度で光路内に挿入することができない。そこで、本第３実施形態においては、システムコントロール回路４２は、例えば、動作モードが蛍光観察モードに切り替わってレーザー光源４０が発光可能となった直後に、レーザー光の光路に羽根型シャッター４４を侵入させてその受光センサ４６によってレーザー光の光量を測定し、測光された光量が所定の閾値よりも低かったらレーザー光源４０を停止させ、測光された光量が所定の閾値以上であったら、以後、レーザー光源４０から、光量調整された適切な光量のレーザー光を射出し続ける。以上の受光センサ４６が測光手段に相当し、羽根型シャッター４４及びモーター４５が、駆動機構に相当する。

本発明の第１実施形態による内視鏡システムの外観を示す外観図 内視鏡システムの内部構成を示す概略図 蛍光観察内視鏡の外観図 第１ロータリーシャッターの正面図 第２ロータリーシャッターの正面図 体腔内挿入部が被検者の体腔内に挿入されていることを検出する原理を示すグラフ 蛍光観察モードにおけるレーザー光の測定及び光量調整を示すグラフ 本発明の第２実施形態によるレーザー光源ケースを示す断面図 レーザー光カットフィルターの透過特性を示すグラフ 本発明の第３実施形態によるレーザー光源ケースを示す断面図 本発明の第４実施形態によるレーザー光源ケースを示す断面図

符号の説明

１０ 蛍光観察内視鏡
１６ ライトガイドファイババンドル
１７ ＲＯＭ
１９ パイプ
２０ 光源装置
２７ 第１ロータリーシャッター
２７ｂ 受光センサ
２８ 集光レンズ
２９ ハーフミラー
３３ ランプ
３９ コリメータレンズ
４０ レーザー光源
４１ レーザー光源ケース
４２ システムコントロール回路
４３ 映像信号処理回路
６０ モニター

Claims (3)

1. 体腔壁下の生体組織を励起して蛍光を発光させる波長のレーザー光及び可視照明光を内視鏡のライトガイドファイババンドルに選択的に導入するための内視鏡用光源装置であって、
   前記ライトガイドファイババンドルの基端が挿入されるソケットと、
   前記可視照明光を射出する可視光光源と、
   前記レーザー光を射出するレーザー光源と、
   前記可視光光源から射出された可視照明光の光路と前記レーザー光源から射出されたレーザー光の光路とを合成する光路合成素子と、
   この光路合成素子によって合成された光路上を進む前記可視照明光及び前記レーザー光を前記ソケットに挿入される前記ライトガイドファイババンドルの端面に向けて集光する集光レンズと、
   少なくとも、前記レーザー光源におけるレーザー光を射出する面と前記光路合成素子とを一体に覆う不透過性の筒状部材からなるとともに、前記可視光光源から前記光路合成素子に向かう白色光を透過させるための開口，及び、前記光路合成素子から前記集光レンズに向かう白色光及びレーザー光を透過させるための開口が穿たれたケースと
   を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記ケース内には、更に、前記レーザー光源から発散されたレーザー光を平行光とするコリメータレンズが固定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記ケースに穿たれた前記可視光光源から前記光路合成素子に向かう白色光を透過させるための開口には、前記レーザー光の波長成分の光をカットするカットフィルターが設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。