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技術 内視鏡装置

出願人 オリンパス株式会社
発明者 吉野真広
出願日 2017年2月23日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2017-555613
公開日 2018年4月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 WO2017-179312
状態 特許登録済
技術分野 内視鏡 孔内観察装置
主要キーワード 揺動開始位置 判別ユニット 円筒チューブ 確認期間 照射角θ 発光器具 観察視野角 フィルタ無し
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この項目の情報は公開日時点(2018年4月19日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

内視鏡装置は、被検体副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部を有し、挿入部の先端から副鼻腔内となる被検体に向けて照明光照射可能な内視鏡と、被検体に対して、照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で内視鏡から照明光を照射する照明機構と、を有する。

概要

背景

近年、被検体内に挿入される挿入部を有し、挿入部の先端から照明光照射し、照明された部位を観察する内視鏡医療分野等において広く用いられるようになっている。
内視鏡により取得される撮像画像は、内視鏡画像としてモニタに表示され、その場合湾曲部の上方向又は撮像素子における所定の方向が内視鏡画像の上方向となる状態で表示される。
第1の従来例としての日本国特開2001−299695号公報は、挿入部の先端の傾斜面に2箇所の投影窓を配置し、手術部位発光指標投影し、投影された発光指標が硬性内視鏡の観察像に表示されるようにした内視鏡装置を開示している。
また、第2の従来例としての日本国特開2009−279181号公報は、照明光を導光するライトガイドファイバから外部に漏れ漏れ光入射される指標用ライトガイドファイバイメージガイドファイバに併設した内視鏡を開示している。
また、第3の従来例としての米国2009/0187098号公報は、副鼻腔内に発光器具を挿入し、発光器具から放射される光を患者の外部から観察ことにより、発光器具の挿入位置を確認することができるシステムを開示している。

ところで、内視鏡を被検体内に挿入した場合、被検体内において観察している観察範囲における内視鏡の実際の上下方向等の方向(方位)が把握し難くなり、観察したいと望む部位側に移動する操作等を円滑に行い難くなる場合がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、被検体内の検査又は処置を円滑に行い易くすることが可能な内視鏡装置を提供する。

概要

内視鏡装置は、被検体の副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部を有し、挿入部の先端から副鼻腔内となる被検体に向けて照明光を照射可能な内視鏡と、被検体に対して、照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で内視鏡から照明光を照射する照明機構と、を有する。

目的

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、被検体内の検査又は処置を円滑に行い易くすることが可能な内視鏡装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

検体副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部を有し、前記挿入部の先端から前記副鼻腔内となる前記被検体に向けて照明光照射可能な内視鏡と、前記被検体に対して、前記照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で前記内視鏡から前記照明光を照射する照明機構と、を有することを特徴とする内視鏡装置

請求項2

前記照明機構は、前記他の方向において第1の照明光を照射し、前記所定の方向において前記第1の照明光と光量及び波長帯域のうち少なくとも一方が異なる第2の照明光を照射することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。

請求項3

更に、前記被写体における前記照明光の照明範囲のうち一部の範囲における観察画像を生成する画像生成部を有し、前記照明機構は、前記画像生成部により観察画像が生成される一部の範囲以外の前記照明光の照明範囲の前記所定の方向において前記他の方向とは異なる前記態様で前記照明光を照射することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。

請求項4

前記照明機構は、前記挿入部の先端に設けられ、所定の照明角以内で、前記第1の照明光と、前記第2の照明光とを出射する照明窓を有し、更に、前記挿入部の先端に、前記照明窓に隣接して設けられ、前記照明角より小さく、前記照明範囲のうちの一部となる観察範囲に相当する観察視野角以内の入射光のみを受光する観察窓を有し、前記照明機構は、前記観察視野角寄り大きく、かつ前記照明角以内となる範囲内で前記第2の照明光を前記被検体に照射することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。

請求項5

前記照明機構は、前記被検体の外部から、前記第2の照明光が照射された前記照射範囲における第2の領域の視認、又は前記第1の照明光が照射された照射範囲における第1の領域のみの視認により、前記照射範囲における前記第2の領域が存在する前記所定の方向を把握可能とする状態としての前記態様で、前記第1の照明光と前記第2の照明光とを照射することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。

請求項6

前記照明機構は、前記内視鏡に配置され、前記照明光を前記挿入部の先端まで導光する複数のファイバが束状に形成された導光部を有し、前記導光部は、前記照明光の照射範囲のうち前記所定の方向に対応するファイバと、前記他の方向に対応するファイバとの導光特性とが異なることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。

請求項7

前記照明機構は、前記内視鏡の先端に設けられ、前記照明光を前記被検体に照射するための光学部材と、前記光学部材に設けられ、前記所定の方向に照射される前記照明光の光路上に設けられるフィルタと、を有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。

請求項8

前記内視鏡は、前記挿入部の先端から前記被検体に向けて前記照明光を走査する走査型内視鏡であり、前記照明機構は、前記挿入部の先端から出射される照明光として異なる色の光を発光可能な光源ユニットと、前記走査型内視鏡において前記照明光を走査した前記照射範囲を形成する走査範囲のうち前記所定の方向に前記照明光が照射される場合に、前記所定の方向以外に前記照明光が照射される場合と異なる色の光を発光するように前記光源ユニットを制御する制御ユニットと、を有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。

請求項9

前記照明機構は、前記被検体に対して、前記所定の方向に沿った領域に前記照明光を照射することを特徴とする請求項8に記載の内視鏡装置。

請求項10

更に、前記照明光を発生する光源ユニットと、前記内視鏡に設けられ、前記光源ユニットにより発生された前記照明光を前記挿入部の先端に導光する、少なくとも1本の光ファイバを備えて構成される導光部と、前記導光部の先端に対向して配置され、前記導光部の先端から出射される前記照明光を前記被検体に向けて照射する光学部材と、前記内視鏡に設けられ、前記被検体に照射された前記照明光における前記照射範囲のうちの一部の範囲となる観察範囲からの戻り光を受光する受光デバイスと、前記受光デバイスから出力される出力信号、又は出射される光信号に基づいて、前記観察範囲に対応する画像信号を生成し、生成した前記画像信号を表示装置に出力する画像処理装置と、を有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。

請求項11

前記内視鏡は、前記受光デバイスとして、前記観察範囲の光学像結像する対物レンズと、前記対物レンズの結像位置に配置され、前記光学像を2次元画像光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする請求項10に記載の内視鏡装置。

請求項12

前記内視鏡として、前記導光部の先端を所定の走査軌跡を描くように駆動するアクチュエータと、前記導光部の先端に対向して配置され、前記導光部の先端から出射される前記照明光を、前記被検体における所定の走査範囲を前記照射範囲として光スポットで走査するように照射する光学部材とを有し、前記受光デバイスが受光用光ファイバにより形成される走査型内視鏡を有することを特徴とする請求項10に記載の内視鏡装置。

請求項13

前記光学部材に前記第2の照明光を発生する透過特性のフィルタが設けられた第1の種類の走査型内視鏡を前記光源ユニットに着脱自在に接続可能にすると共に、前記光学部材に前記フィルタが設けられていない第2の種類の走査型内視鏡を前記光源ユニットに着脱自在に接続可能にしたことを特徴とする請求項12に記載の内視鏡装置。

請求項14

更に、前記光源ユニットに前記第1の種類の走査型内視鏡が接続された場合には、前記光源ユニットにおいて発生した前記照明光を前記導光部を経て前記フィルタが設けられた前記光学部材に入射させることにより、前記光学部材において発生した前記第1の照明光と前記第2の照明光とを前記照射範囲に照射するように前記光源ユニットを制御し、前記光源ユニットに前記第2の種類の走査型内視鏡が接続された場合には、前記導光部を経て前記フィルタが設けられていない前記光学部材に入射させる前記照明光として、前記光源ユニットにおいて前記第1の照明光と前記第2の照明光とを発生するように前記光源ユニットを制御する制御ユニットを有することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡装置。

請求項15

更に、前記光源ユニットに接続される前記走査型内視鏡が前記第1の種類であるか前記第2の種類であるかの判別を行うように構成された判別ユニットを有することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡装置。

請求項16

前記判別ユニットにより前記第1の種類の走査型内視鏡が接続された判別結果の場合には、前記光源ユニットにおいて発生した前記照明光を前記導光部を経て前記フィルタが設けられた前記光学部材に入射するように前記光源ユニットを制御し、前記判別ユニットにより前記第2の種類の走査型内視鏡が接続された判別結果の場合には、前記光源ユニットが発生する前記照明光として、前記第1の照明光と前記第2の照明光とを発生するように前記光源ユニットを制御する制御ユニットを有することを特徴とする請求項15に記載の内視鏡装置。

請求項17

前記光源ユニットに前記第2の種類の走査型内視鏡が接続された場合には、前記制御ユニットは、前記光スポットが前記観察範囲を走査する第1の走査期間においては、前記光源ユニットが前記第1の照明光としての赤、緑、青の各光をパルス発光するように制御し、前記光スポットが前記観察範囲の外側を走査する第2の走査期間においては、前記所定の方向を表すタイミングにおいて、前記光源ユニットが前記第1の照明光とは異なる前記第2の照明光としての赤、又は緑、又は青の光をパルス発光するように制御することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡装置。

請求項18

更に、前記観察範囲を含む前記照射範囲において、前記観察範囲の所定の方向を表す第3の照明光を発生させる選択を行う選択スイッチを有することを特徴とする請求項13に記載の内視鏡装置。

請求項19

前記光源ユニットに前記第2の種類の走査型内視鏡が接続され、かつ前記選択スイッチによる選択が行われた場合には、前記制御ユニットは、前記観察範囲における前記所定の方向に前記光スポットが走査するように、前記アクチュエータを駆動する制御を行うと共に、前記所定の方向に前記光スポットが走査する第3の走査期間において、前記光源ユニットを第3の照明光として発光させるように制御し、更に、前記第3の走査期間においては、前記画像処理装置が前記画像信号の生成を停止するように制御することを特徴とする請求項18に記載の内視鏡装置。

請求項20

前記制御ユニットは、前記画像処理装置が前記画像信号の生成を停止する前記第3の走査期間においては、前記画像処理装置が前記第3の走査期間の直前に生成した前記画像信号の画像を静止画として、前記表示装置に出力するように制御することを特徴とする請求項19に記載の内視鏡装置。

技術分野

0001

本発明は照明光照射する内視鏡を備えた内視鏡装置に関する。

背景技術

0002

近年、被検体内に挿入される挿入部を有し、挿入部の先端から照明光を照射し、照明された部位を観察する内視鏡が医療分野等において広く用いられるようになっている。
内視鏡により取得される撮像画像は、内視鏡画像としてモニタに表示され、その場合湾曲部の上方向又は撮像素子における所定の方向が内視鏡画像の上方向となる状態で表示される。
第1の従来例としての日本国特開2001−299695号公報は、挿入部の先端の傾斜面に2箇所の投影窓を配置し、手術部位発光指標投影し、投影された発光指標が硬性内視鏡の観察像に表示されるようにした内視鏡装置を開示している。
また、第2の従来例としての日本国特開2009−279181号公報は、照明光を導光するライトガイドファイバから外部に漏れ漏れ光入射される指標用ライトガイドファイバイメージガイドファイバに併設した内視鏡を開示している。
また、第3の従来例としての米国2009/0187098号公報は、副鼻腔内に発光器具を挿入し、発光器具から放射される光を患者の外部から観察ことにより、発光器具の挿入位置を確認することができるシステムを開示している。

0003

ところで、内視鏡を被検体内に挿入した場合、被検体内において観察している観察範囲における内視鏡の実際の上下方向等の方向(方位)が把握し難くなり、観察したいと望む部位側に移動する操作等を円滑に行い難くなる場合がある。

0004

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、被検体内の検査又は処置を円滑に行い易くすることが可能な内視鏡装置を提供する。

課題を解決するための手段

0005

本発明の一態様の内視鏡装置は、被検体の副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部を有し、前記挿入部の先端から前記被検体に向けて照明光を照射可能な内視鏡と、前記被検体に対して、前記照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で前記内視鏡から前記照明光を照明する照明機構と、を有する。

図面の簡単な説明

0006

本発明の第1の実施形態の内視鏡装置の全体構成を示す図。
内視鏡の挿入部の先端側の構成を示す図。
挿入部の先端面における照明窓観察窓の配置例を示す図。
フィルタが設けられていない領域とフィルタが設けられた領域における透過特性の例を示す図。
内視鏡から照射された照明光が照射された照射範囲と共に観察範囲を示す図。
第1の実施形態の動作の説明図。
ライトガイドにおける一部に、他の部分とは異なる導光特性にした場合の挿入部の先端側の構成を示す図。
本発明の第2の実施形態の内視鏡装置の全体構成を示す図。
走査型内視鏡の挿入部の先端側の構成を示す図。
図9におけるA−A線断面図。
アクチュエータを構成する圧電素子をY軸方向に駆動する駆動信号波形を示す図。
アクチュエータを駆動信号により駆動した場合における光ファイバの先端が描く渦巻き状の軌跡を示す図。
第2の実施形態の処理を示すフローチャート
フィルタ領域フィルタ無し領域を経て照明光が照射された照射範囲の様子を示す図。
Y軸方向に駆動する駆動信号の波形等を示す図。
図15Aに対応してR光を発生するタイミングを示す図。
図15Bに対応した照明光の照射範囲を示す図。
第1の照明期間と第2の照明期間との例を示す図。
第1の照明期間と第2の照明期間における駆動信号と照明光とを示す図。
第2の照明期間に発生する照明光を示す図。
第2の実施形態の変形例の内視鏡装置の全体構成を示す図。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

0008

(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の第1の実施形態の内視鏡装置1は、被検体としての患者2内に挿入される内視鏡3と、内視鏡3に照明光を供給する光源装置(又は光源ユニット又は光源部)4と、内視鏡3に搭載(内蔵)された撮像素子に対する信号処理を行うビデオプロセッサ5と、内視鏡画像を表示するモニタ6とを有する。

0009

なお、図1では光源装置4と信号処理を行う画像処理装置(又は画像処理部)としてのビデオプロセッサ5とが別体の構成となっているが、1つの筐体内に光源装置4とビデオプロセッサ5、又は光源部と画像処理部とを内蔵した構成にしても良い。

0010

内視鏡3は、患者2内に挿入され、可撓性を有する挿入部7と、挿入部7の基端に設けられた操作部8と、操作部8から延出されたライトガイドケーブル9及び信号ケーブル10とを有する。

0011

ライトガイドケーブル9の端部の光源用コネクタ9aと、信号ケーブル10の端部の信号用コネクタ10aとは、照明機構を構成する光源装置4と、画像処理装置としてのビデオプロセッサ5とにそれぞれ着脱自在に接続される。

0012

なお、本実施形態における照明機構は、患者2における表面からの深さが小さい表層付近(例えば表面からの深さが5cm程度以内)となる副鼻腔2aのような検査対象部位(又は臓器)の内部(の面)を検査、又は処置する場合に有効に機能する。補足すると、照明機構により患者2の内部の面における照射範囲を照明光により照明した場合、照射範囲の輪郭が、患者2の外部から視認できるように、患者2における表層付近となる患者2の(副鼻腔2a等の)内部を検査、又は処置する場合に有効に機能する。更に補足すると、照明機構は、照射範囲における他の領域の照明とは異なる一部の領域に対する照明により、当該一部の領域の所定の方向又は所定の方位が照射範囲の輪郭から、患者2の外部から確認又は視認できるような場合に有効に機能する。

0013

なお、後述するように照射範囲の内側(又は一部)に内視鏡3により観察される観察範囲が形成されるために、照射範囲における所定の方向から観察範囲における所定の方向も把握できる。挿入部7は、先端に設けられた硬質の先端部11と、この先端部11の基端(後端)に隣接して設けられた湾曲部12と、湾曲部12の基端(後端)から操作部8の前端まで延びる可撓性の可撓管部13とを有する。また、操作部8には、湾曲部12を上下、左右における任意の方向に湾曲の操作を行う湾曲操作レバー14が設けられている。
内視鏡3の挿入部7、操作部8及びライトガイドケーブル9内には照明光を導光(又は伝送)する導光部を形成するライトガイドファイバ(バンドル)15が挿通され、このライトガイドファイバ15の手元側の端部は光源用コネクタ9aに至る。

0014

照明機構を構成する光源装置4は、照明光を発生する光源としてのランプ16と、発生した照明光を集光し、ライトガイドファイバ15の入射端となる端部に入射させるコンデンサレンズ17と、ランプ16を発光させる電源回路19とを有する。なお、光源は、ランプ16の場合に限定されるものでなく、発光ダイオードLEDと略記)を用いても良い。

0015

コンデンサレンズ17を経て入射された照明光は、ライトガイドファイバ15により、このライトガイドファイバ15の先端部となる出射端に導光する。そして、先端部から、この先端部に対向するように設けられた光学部材としての照明レンズ(又は照射レンズ)18を経て患者2の内部に照明光を照射し、内部を照明する。

0016

図2に示すように照明レンズ18及びライトガイドファイバ15の先端は、先端部11を構成する先端部材11aの照明窓21(の内面)に固定されている。なお、図2においては、湾曲部12を省略している。

0017

図3に示すように先端面における照明窓21の下方側の位置に観察窓22が設けられ、この観察窓22には、受光素子として光学像を結ぶ対物レンズ23と、その結像位置に配置された撮像素子としての例えば電荷結合素子(CCDと略記)24とが設けてある。なお、観察窓22の位置は、図2における実線で示す位置に限らず、例えば2点鎖線で示すような位置でも良い。図1図3においては、それぞれ紙面の上下方向が、挿入部7の先端部11の上下方向と一致する。

0018

図2に示すように対物レンズ23とCCD24は、患者2の内部となる検査対象部位等の被写体に対して、観察視野角θob以内の入射角に相当する観察範囲で撮像する撮像装置25を形成する。

0019

照明窓21から出射する照明光は、観察範囲を実質的にカバーするような照射範囲を照射するように照明光の出射角としての照明角θilが設定されている。

0020

図1又は図2に示すように照明機構を構成する照明窓21から照明光を出射する照明角θilは、観察視野を形成する観察視野角θobよりも大きな出射角に設定されている。

0021

なお、照射範囲は、照明窓21が位置する先端部11の先端面から、照明光が照射される被写体までの距離に応じて変化する。同様に、観察範囲は、観察窓22が位置する先端部11の先端面から、照射光反射して反射光を発生する被写体までの距離に応じて変化する。照射範囲及び観察範囲に関して、図5において後述する。

0022

図1に示すようにCCD24は、挿入部7内等を挿通された信号線26の先端と接続され、信号線26の後端は信号用コネクタ10aの接点に至る。

0023

信号用コネクタ10aが接続されるビデオプロセッサ5は、CCD24を駆動する駆動信号を生成する駆動回路27と、CCD24から出力される出力信号としての撮像信号に対する信号処理を行い画像信号を生成する信号処理回路(又は画像生成回路)28と、駆動回路27と信号処理回路28とを制御する制御回路29とを有する。

0024

信号処理回路28により生成された画像信号は、モニタ6に入力され、モニタ6は、画像信号の画像を内視鏡画像として表示する。

0025

また、挿入部7における湾曲部12は、複数の湾曲駒31を長手方向における上下、左右の位置において回動自在に連結して構成される(図1においては、簡略的に上下方向にのみ回動自在な構成を示している)。また、挿入部7における上下、左右の内壁に近い位置において長手方向に湾曲用ワイヤ32が挿通されている(図1では簡略的に上下方向に湾曲させる湾曲用ワイヤ32のみを示す)。

0026

湾曲用ワイヤ32の先端は、先端部11又は最先端の湾曲駒31に固定され、湾曲用ワイヤ32の後端は、操作部8内において回転自在に配置されたプーリ33に巻き付けられている。プーリ33の回転軸には湾曲操作レバー14が取り付けられている(図1では簡略的に上下方向に湾曲させるプーリ33及び湾曲操作レバー14のみを示す)。そして、湾曲操作レバー14を回動する動作を行うことにより、プーリ33を回動させて、対となる湾曲用ワイヤ32の一方を牽引し、牽引した側に湾曲部12を湾曲させることができる。

0027

本実施形態においては、図2及び図3に示すように(照明光の光路上に配置される)照明レンズ18における観察範囲の所定方向としての上方向に相当する上部位置には、所定の透過特性を有するフィルタ35(小さい間隔の斜線で示す部分)を設けている。なお、図3においては、湾曲部12の上、下、左、右の方向をU、D、L、Rで示している。図3は、(挿入部7の)先端面を、先端面の前方側から見た場合を示しているために、挿入部7の基端側から見た場合と、左右方向が入れ替わっている。

0028

上記フィルタ35は、図3等に示す例では、例えば楔形状(3角形形状)であるが、楔形状に限定されるものでなく、円形楕円形長方形等の形状でも良い。図3に示すように照明窓21は円形であり、また照明レンズ18自体は、照明レンズ18の光軸Oilの回りで回転対称の特性を有するため、照明レンズ18は、図2において実線で示す照明角θilの範囲内において照明光を出射する。

0029

上記のように円形の照明レンズ18における上方向となる上部位置には、楔形状のフィルタ35が設けてあるので、フィルタ35が設けられた部分又は領域においては、フィルタ35が設けられていない部分又は領域とは異なる透過特性の照明光としての方向確認用(第2の照明光としての)の照明光を出射する。

0030

フィルタ35が設けられた部分又は領域をフィルタ領域、フィルタ35が設けられていない部分又は領域をフィルタ無し領域とも言う。なお、本実施形態においては、光学部材としての照明レンズ18は、フィルタ領域とフィルタ無し領域とを有するが、後述する第2の実施形態においては、フィルタ無し領域のみからなる光学部材としての照射レンズ56の場合もある。

0031

また、図2に示すように、照明レンズ18は、照明角θilの範囲内において照明光を出射するが、フィルタ35が設けられたフィルタ領域においては、フィルタ領域の透過特性を反映した照明光としての第2の照明光を出射する。図2では、フィルタ領域による照明光の出射角範囲をθcで示している。フィルタ領域は、円形の照明レンズ18における上部位置の近傍のみに設けてあるので、他の方向においてはフィルタ領域による照明光の出射角範囲θcは0となる。

0032

フィルタ無し領域は、通常の照明、つまり観察する観察範囲をカバーするような照射範囲における大部分の領域(少なくとも半分以上の面積を占める領域)となる第1の領域(又は第1の照射範囲)を照明用の照明光(第1の照明光として)で照明するために用いられる。これに対して、フィルタ領域は、観察範囲又は照射範囲における所定の方向を患者2の外部から視認できるように照明するために用いられ、照射範囲における第1の領域を除く第2の領域(又は第2の照射範囲)となる。従って、照射範囲は、この照射範囲の大部分を占める第1の領域(又は第1の照射範囲)と、残りの第2の領域(又は第2の照射範囲)とからなる。

0033

本実施形態においては、照明光を発生する光源装置4と、照明光を導光するライトガイドファイバ15と、フィルタ35が設けられた光学部材としての照明レンズ18とにより、観察範囲又は照射範囲における所定の方向を把握し易くするための照明光の照射を行う照明機構を形成する。なお、本実施形態においては、照明光を導光する導光部としてのライトガイドファイバ15と、フィルタ35が設けられた光学部材(としての照明レンズ18)とから照明機構を形成すると定義しても良い(後述する第2の実施形態においては、照明機構は、光源装置4に相当する光源ユニット71も含む)。

0034

また、本実施形態においては、観察範囲における所定の方向は、照明範囲における所定の方向に一致する。このため、観察範囲における所定の方向と、照明範囲における所定の方向とを置換する(言い換える)ことができる。

0035

また、本実施形態においては、照明範囲又は観察範囲は、ほぼ円形と近似できるので、所定の方向を把握し易くするように、第2の照明光が照射される第2の領域は、照明範囲又は観察範囲の中心の位置を基準にしてその周方向における上方向等、所定の方向に形成される。照明範囲又は観察範囲が、円形と近似できない場合を含めて、中心の位置の代わりに、重心の位置を採用しても良い。

0036

上記所定の方向は、観察範囲を撮像して画像化した、(換言すると観察範囲に対応する)内視鏡画像における基準とする例えば上方向に対応して設定される。術者は、モニタ6に表示される内視鏡画像を観察して、検査や処置等を行うため、内視鏡画像における上方向が、実際にはどの方向になっているかを把握(確認)できると、検査又は処置対象部位を観察できるように先端部11を移動する移動操作等の方向性を伴う操作を円滑に行い易くなる。これに対して、内視鏡画像における上方向が、実際にはどの方向になっているかを把握(確認)できないと、方向性を伴う操作を円滑に行うことができない。

0037

内視鏡画像における上方向は、先端部11に配置されるCCD24の撮像面における所定方向に対応し、また上記上方向は湾曲部12の上方向への湾曲方向に一致する。

0038

以下、所定の方向は、モニタ6に内視鏡画像が表示される場合の上方向に対応する場合で説明するが、所定の方向を上方向に設定した場合に限定されるものでない。

0039

上記のように、フィルタ無し領域は、通常の照明光のように観察範囲をカバーするような照射範囲を照明するように機能するのに対して、フィルタ領域は、フィルタ無し領域による照明とは、光学的に区別又は識別し易いように照射範囲の一部の領域に照明する。このように照明することにより、照射範囲における一部の領域の方向又は方位を区別又は識別することにより先端部11におけるフィルタ35が設けられた方向又はCCD24の上方向に相当する内視鏡画像の上方向又はその方位を識別することができるようにしている。

0040

また、フィルタ無し領域は、観察範囲をカバーするように照明光を出射するために用いられるので、照明レンズ18における占有面積を大きくすることが望まれる。これに対して、フィルタ領域は、フィルタ領域を経て照射された照射範囲の一部の領域の方向を識別可能にすれば良いため、フィルタ無し領域に比較すると小さな占有面積に設定することができる。例えば、照明レンズ18におけるフィルタ無し領域の占有面積を90〜98%、フィルタ領域の占有面積を10〜2%程度に設定しても良い。

0041

そのため、照射範囲は、フィルタ無し領域による第1の照射範囲と、フィルタ領域による第2の照射範囲とからなるが、照射範囲は、フィルタ無し領域による第1の照射範囲とほぼ等しいと近似することもできる。

0042

図4は、照明レンズ18におけるフィルタ無し領域とフィルタ無し領域から出射される照明光に対する透過率の特性の概略を示す。

0043

フィルタ無し領域は、光源装置4により発生した可視波長領域(380nm〜780nm)の光を殆ど減衰しないで透過する透過特性C1を有する。これに対して、フィルタ領域は、可視の波長領域全域において、例えば95%程度を減衰し、5%程度の透過特性C2を有する。

0044

このため、フィルタ無し領域を経た照明光は、この照明光が照射された部分の第1の照射範囲を照明光の光量ロスが殆どない状態の照明強度で照明する。これに対して、フィルタ領域経た照明光は、この照明光が照射された部分の第2の照射範囲を、近似的に遮光したような照明強度で照明する。

0045

この場合には、患者2の外部から照射範囲を見ると、照射範囲における暗くなっている第2照射範囲の方向からフィルタ領域の方向を光学的に確認することができる。換言すると、フィルタ無し領域を経た第1の照射範囲のみの視認により、暗くて見えない第2照射範囲の方向を確認できる。

0046

なお、図4においては、フィルタ領域として、遮光に近い透過特性C2の例を示しているが、この透過特性C2の場合に限定されるものでなく、例えば点線で示すように可視領域における赤の波長領域等、一部の波長領域のみを透過する透過特性C2aに設定しても良い。

0047

この場合には、患者2の外部から見た場合、フィルタ領域による第2照射範囲が、第1照射範囲による照明とは異なる色調で照明されることにより、フィルタ領域の方向を光学的に確認することができる。

0048

フィルタ領域による照明光の光量は、(図4における透過特性C2,又はC2aのいずれの場合においても)少なくともフィルタ無し領域の場合の照明光の光量よりも小さい光量となる。従って、フィルタ無し領域の場合の照明光を第1の照明光とし、フィルタ領域による照明光を第2の照明光とすると、第2の照明光の光量は、第1の照明光の光量よりも小さい光量で照明光を出射する。

0049

また、図5は、図2において、照明レンズ18が設けられた照明窓21から照明窓21の前方側の患者2の内部の内壁面側に照明光を照射した場合、内壁面が先端面から距離L1とL2の場合の照射範囲と、観察窓22から観察した観察範囲の概略を示す。

0050

図5における実線は、図2における先端部11の先端面から距離L1の位置に内壁面(被写体)が存在した場合における照射範囲Ril1を示すと共に、その場合の観察範囲Rob1を示す。

0051

また、図5における点線は、図2における先端部11の先端面から距離L1の2倍となる距離L2の位置に内壁面が存在した場合の照射範囲Ril2を示すと共に、その場合の観察範囲Rob2を示す。

0052

また、図5における照射範囲Ril1、Ril2の中心は、照明レンズ18の光軸Oil上の位置となり、また観察範囲Rob1、Rob2の中心は、対物レンズ23の光軸Oob上の位置となる。また、図5においては、フィルタ領域による第2の照射範囲をRc1,Rc2で示している。フィルタ無し領域による第1の照射範囲は、照射範囲Ril1,Ril2おける第2の照射範囲をRc1,Rc2をそれぞれ除外した残りの範囲となる。

0053

なお、図5において実線及び点線により円形で示す観察範囲Rob1、Rob2は、CCD24の撮像面が、例えば正方形であると、内視鏡画像として表示に利用する実質的な観察範囲は、円形とは異なる。図5において円形で示す例えば観察範囲Rob1は、撮像面における正方形の4隅の部分が、暗くなるために、観察範囲から除外して、2点鎖線で示すように8角形の観察範囲Rob1′となる。

0054

観察範囲が8角形となる場合においても、任意の半径方向に対して方向依存性を有しない円形の観察範囲と近似することもできる。なお、近似することなく、方向依存性を持つ観察範囲を定義しても良い。

0055

図2及び図5等から分かるように、本実施形態においては観察範囲を規定する観察視野角θobに対して、照射範囲を規定する照明角θilは、θil>θobの関係を満たすように設定してある。また、図5から分かるように、本実施形態においてはフィルタ領域による第2の照射範囲が、(実質的に)観察範囲の外側に形成されるように、照明角θil及びフィルタ領域を設定している。

0056

このように、本実施形態においては、フィルタ領域による第2の照射範囲を観察範囲の外側に形成するように照明角θil及びフィルタ領域を設けているので、第2の照射範囲が観察に影響を及ぼさない。例えば、第2の照射範囲が観察視野内に現れると、観察視野内の観察機能が低下する場合があり得るが、本実施形態では観察機能が低下する場合の発生を解消している。

0057

本実施形態の内視鏡装置1は、被検体を形成する患者2の副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部7を有し、前記挿入部7の先端から前記副鼻腔内となる前記被検体に向けて照明光を照射可能な内視鏡3と、前記被検体に対して、前記照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で前記内視鏡3から前記照明光を照射する照明機構を形成する(光源装置4と、)ライトガイドファイバ15及びフィルタ35が設けられた照明レンズ18を有することを特徴とする。

0058

次に本実施形態の動作(作用)を説明する。図6は、内視鏡3の挿入部7を患者2の副鼻腔2a内に挿入して、検査する様子の説明図を示す。

0059

副鼻腔2a内における例えば上顎洞41内部の患部等を検査するために、術者は図6に示すように鼻孔42から挿入部7をガイドチューブ43を介して挿入する。ガイドチューブ43は、例えば鼻孔42から上顎洞41に至る空洞経路の形状に近い屈曲形状のものが用いられる。

0060

術者は、ガイドチューブ43の先端側を鼻孔42から上顎洞41の内部に届くように挿入した後、ガイドチューブ43の基端の開口から挿入部7の先端を挿入する。

0061

なお、術者が挿入部7を挿入する操作を円滑に行うために、挿入部7をその長手方向の回りで回転する操作がしばしば行われる。そのために、術者は挿入操作を行った状態においては、内視鏡画像の上方向が実際にはどの方向になっているか把握できない状態となる場合が多い。

0062

更に、術者は、挿入部7の先端をガイドチューブ43の先端開口側に移動させる操作を行い、挿入部7の先端を、先端開口から突出させる。図6は、この状態を示す。

0063

光源装置4の照明光は、ライトガイドファイバ15により導光され、導光された照明光は、照明レンズ18を経て拡開して、上顎洞41内における照明窓21に対向する洞内壁側に照射される。そして、照明窓21に対向する洞内壁に照明光が照射された照射範囲44が形成される。また、照射範囲44の内側に、観察窓22から観察可能(撮像可能)となる観察範囲45が形成される。

0064

また、照射範囲44には、フィルタ領域により、フィルタ無し領域による第1の照射範囲に比較して殆ど遮光した状態に近い照射範囲となる第2の照射範囲(第2の領域)48が形成される。術者は、患者2の外部からフィルタ無し領域により、明るく照明された第1の照射範囲と、遮光された状態に近い第2の照射範囲48とを視覚的に認識でき、照射範囲44又は観察範囲45における第2の照射範囲48の方向を認識又は把握できる。

0065

図6においては、第2の照射範囲48は、観察範囲45又は照射範囲44の下側の方向(方位)となっている。なお、図6において患者2の外部から光学的に認識できない状態の観察範囲45は、モニタ6に表示される内視鏡画像の表示領域とほぼ一致する。但し、モニタ6に表示される内視鏡画像においては、CCD24の撮像面で撮像された撮像信号は、所定のタイミングで読み出され、モニタ6における内視鏡画像表示エリアに内視鏡画像として表示される。そのために、先端部11が長手方向の回りで回転されても内視鏡画像表示エリアの方向は、変化しない(そして、内視鏡画像表示エリア内において表示される内視鏡画像が回転する)。

0066

このように術者は、患者2の外部から把握できる第2の照射範囲48の方向から、観察範囲45の内視鏡画像における上方向又は湾曲部12の上方向を把握できる。

0067

従って、術者が現在観察している観察範囲45とは異なる部位を検査(又は観察)しようとする場合においても、その部位を検査するために、挿入部7の先端部11をどの方向に移動すべきかであるかを把握でき、上顎洞41の内部における任意の部位の検査を円滑に行うことができる。

0068

上顎洞41の内部を検査する場合において説明したが、副鼻腔2aにおける他の部位を検査する場合も同様の効果を有する。また、処置具を用いて処置するような場合においても、観察範囲45の内視鏡画像における所定の方向としての上方向を把握できるので、観察範囲内に処置具を入れた状態での処置も行い易くなる。

0069

また、本実施形態においては、第2の照射範囲48を観察範囲45の外側に形成するように照射機構を設けているので、観察範囲45の内部に第2の照射範囲48が形成された場合における観察範囲45の一部の領域が観察し難くなるようなことを解消できる。

0070

換言すると、第2の照射範囲48により観察機能が低下することを防止できる。

0071

なお、上述した例では、照明機構として、光学部材としての照明レンズ18にフィルタ35を設けた場合を説明したが、この場合に限定されるものでない。フィルタ35を設けた場合とほぼ同等の機能を持つように例えば図7に示すようにライトガイドファイバ15において、その一部のライトガイドファイバ部分(15aで示す)の導光特性を、他のライトガイドファイバ部分の導光特性と異なる特性に設定しても良い。例えば、ライトガイドファイバ部分15aの導光特性を図4における透過特性C2又はC2aのような透過特性のような特性に設定しても良い。

0072

図7のようなライトガイドファイバ15を用いた場合においても、フィルタ35を設けた場合と同様の効果を有する。次に本発明の第2の実施形態を説明する。

0073

(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態の内視鏡装置1Bを示す。図8に示す内視鏡装置1Bは、照明光を2次元的に走査する走査型内視鏡3Bと、走査型内視鏡3Bが着脱自在に接続される内視鏡装置本体(装置本体と略記、)4Bと、装置本体4Bに接続されるモニタ6とを有する。

0074

本実施形態における装置本体4Bは、後述するように照明光を発生する光源ユニット71と、画像信号を生成する画像生成部(又は画像処理装置)74cを有するコントローラ74等を内蔵した構成であるが、光源ユニット71を画像生成部74cと別体の構成にしても良い。

0075

また、内視鏡装置1Bは、上記走査型内視鏡3Bと、先端部11bに設けた光学部材のみが異なる走査型内視鏡3Cを有し、種類が異なる走査型内視鏡3Bと3Cとは、装置本体4Bに選択的に接続することができる。図8では、走査型内視鏡3Bが装置本体4Bに接続された状態を示す。

0076

本実施形態においては、例えば走査型内視鏡3Cは、第1の実施形態と同様に観察範囲又は照射範囲における所定の方向を把握し易くするための照明光の照射を行う照明機構として、光学部材(としての照射レンズ56)にフィルタ35bを設けた構成となっている。

0077

これに対して走査型内視鏡3Bは、光学部材にフィルタ35bが設けてない構成であり、本実施形態は、走査型内視鏡3Bの場合においても、フィルタ35bを設けた走査型内視鏡3Cの場合と同様の機能を備える照明機構を備えるようにしている。

0078

換言すると、フィルタ35bを設けた光学部材を有する走査型内視鏡3Cの場合の照明機構を第1の照明機構とすると、本実施形態の内視鏡装置1Bは、第1の照明機構と、フィルタ35bを設けた光学部材を有しない走査型内視鏡3Bの場合の照明機構としての第2の照明機構とを備える。

0079

走査型内視鏡3B又は3Cは、患者2の副鼻腔2a等に挿入可能な細長の形状で、可撓性を備える挿入部7bを有し、挿入部7bの基端(後端)には、走査型内視鏡3B又は3Cを装置本体4Bに着脱自在に接続するためのコネクタ9bが設けられている。
また、挿入部7bは、硬質の先端部11bと、先端部11bの後端からコネクタ9bに延びる、可撓性を有する可撓管部13bと、を有する。なお、先端部11bと可撓管部13bとの間に、湾曲自在の湾曲部を設け、可撓管部13bとコネクタ9bとの間に湾曲部を湾曲する操作ノブ等を設けた操作部を設けるようにしても良い。
先端部11bは、硬質の筒状部材としての円筒部材50を有し、この円筒部材50の後端を保持する硬質の保持部材51に、可撓性の円筒チューブ52の先端が連結され、この円筒チューブ52の後端は、コネクタ9bに固定されている。

0080

挿入部7b内には、入射光を導光する導光部又は導光部材を形成する光ファイバ53が挿通されている。
光ファイバ53の基端(後端)は、コネクタ9bにおける光接続部55aにおいて装置本体4B内部の光ファイバ55bと接続される。
そして、装置本体4B内部の光源ユニット71で発生した光が光ファイバ55bを経て光ファイバ53の基端に入射光として入射される。光ファイバ53により導光された入射光は、光ファイバ53の先端面から照明光として出射される。先端面から出射される照明光は、先端面に対向して円筒部材50の先端の照明窓に取り付けられた光学部材としての集光レンズ(又は照射レンズ)56を経て、患者2内の検査部位等の被写体に光スポットを形成するように照射される。

0081

図9は、図8における挿入部7bの先端部11bを含む先端側の構造を示す。なお、図9(及び図10)においては、図8外装チューブ63を省略している。
図8においては円筒部材50を簡略的に示しており、図9においては、円筒部材50は、円筒部材本体50aと、この円筒部材本体50aの先端付近に配置される第1レンズ56aを保持した第1レンズ枠50bと、第1レンズ枠50bの基端側が嵌合し、かつ円筒部材本体50aの先端側が嵌合し、第2レンズ56bを保持した第2レンズ枠50cとを有する。
図9に示すレンズ枠50b、50cを用いないで、図8に示す円筒部材50の先端に第1レンズ56aと第2レンズ56bとを取り付ける構造にしても良い。
先端部11bを構成する円筒部材50(又は円筒部材本体50a)の内側には、光ファイバ53の先端側が、円筒部材50の略中心軸に沿って配置されている。

0082

光ファイバ53は、基端側(入射側)の端面に入射された照明光を導光して、先端側(照射側)の端面から出射する。
また、先端部11b内における基端寄りの位置には、光ファイバ53の先端側を、光ファイバ53の長手方向と直交する方向に揺動振動)させるアクチュエータ(又はスキャナ)57を形成する圧電素子57a〜57dが、接合部材としてのフェルール59の外面に取り付けられている。図9においては、上下方向に設けられた圧電素子57a,57bを示し、図9のA−A線断面を示す図10においては上下、右左方向に設けられた圧電素子57a,57b、57c,57dを示す。また、図10では、光ファイバ53がコア53bとクラッド53cとを有することを示している。
アクチュエータ57を形成する板形状の圧電素子57a〜57dは、挿入部7b内を挿通された駆動線58を介して装置本体4B内部の駆動ユニット72から駆動信号が印加されることにより、長手方向(図1図2におけるZ軸方向)に伸縮する。

0083

このアクチュエータ57は、光ファイバ53の外周面に設けたフェルール59における上下、右左の外面に光ファイバ53を振動させる圧電素子57a〜57dを設けて構成されている。

0084

なお、フェルール59は、図10から分かるように、フェルール59の長手方向(又は軸方向)と垂直方向横断面が正方形となるように形成され、その中心軸に沿って設けた孔に光ファイバ53を通して、光ファイバ53を保持している。
また、図10に示すように圧電素子57a〜57dの両面には平板形状の電極60が設けてあり、駆動ユニット72により発生した駆動信号を、駆動線58を介して圧電素子57a〜57dの各両面の電極60にそれぞれ印加することができる。
また、フェルール59の基端(後端)側は、このフェルール59の基端側を保持(固定)する円柱形状の保持部材51により保持される。
また、図9に示すように円柱形状の保持部材51の外周面は、その長手方向の両端が段差状に切り欠いた細径部が形成され、それぞれ円筒部材50の基端と、円筒チューブ52の先端が各細径部に固定されている。円筒チューブ52の内側には、光ファイバ53の外周面を覆い、光ファイバ53を保護する可撓性の保護チューブ54aが配設されている。

0085

図9図10に示すように円筒部材50及び円筒チューブ52の外周面に沿って、被写体により反射された照明光を受光する受光素子として、受光用光ファイバ61がリング状に複数本、配置されている。受光用光ファイバ61により受光された(被写体からの戻り光又は反射)光は、コネクタ9bの光接続部62aを経て装置本体4B内部の受光用光ファイバ22bに導光される。この受光用光ファイバ22bの端面から出射される光(信号)は、検出ユニット73に入射され、電気信号に変換される。なお、受光用光ファイバ61の基端から出射される光(信号)を、受光用光ファイバ22bを経由することなく、検出ユニット73に入射する構成にしても良い。

0086

リング状に配置された受光用光ファイバ61は、図8に示す可撓性を有する外装チューブ63により覆われ、保護されている。

0087

また、各走査型内視鏡3B、3Cには、アクチュエータ57により、光ファイバ53の先端を所定の走査パターンに沿って駆動させるための駆動データ及び駆動した場合の照射位置に対応する座標位置データ等の情報を格納したメモリ66を有する。このメモリ66に格納された情報は、コネクタ9bの接点、信号線を経て装置本体4B内部のコントローラ74に入力され、メモリ75に格納される。

0088

また、メモリ66には、このメモリ66を備えた走査型内視鏡3B又は3Cにおける光学部材にフィルタが設けられたものであるか否かの識別情報(例えばフィル有りか無しかを表すフラグ情報)を格納している。そして、コントローラ74は、識別情報に応じて、装置本体4Bに接続された走査型内視鏡3Bと3Cの種類を識別又は判別し、接続された走査型内視鏡3B又は3Cの種類に応じて、それぞれ異なる照明光を発生するように制御する。コントローラ74は、装置本体4Bに接続された走査型内視鏡3B又は3Cの種類を識別又は判別する判別部を構成する判別回路又は判別ユニット74d(図8では判別と記載)を有する。

0089

図8に示すように装置本体4Bは、照明機構を構成する光源ユニット(又は光源装置)71と、駆動ユニット72と、検出ユニット73と、装置本体4Bにおける各ユニットを制御するコントローラ74と、コントローラ74と接続され、各種の情報を格納するメモリ75と、を有する。
光源ユニット71は、赤色の波長帯域の光(R光とも言う)を発生するR光源71aと、緑色の波長帯域の光(G光とも言う)を発生するG光源71bと、青色の波長帯域の光(B光とも言う)を発生するB光源71cと、R光、G光及びB光を合波(混合)する合波器71dを有する。

0090

R光源71a、G光源71b及びB光源71cは、例えばレーザ光源等を用いて構成され、コントローラ74の制御によりオンされた際に、それぞれR光、G光、B光を合波器71dへ出射する。コントローラ74は、R光源71a、G光源71b及びB光源71cの離散的な発光を制御する中央演算装置(CPUと略記)などから構成される制御ユニットの機能を持つ光源制御部(又は光源制御ユニット)74aを有する。
コントローラ74の光源制御部74aは、R光源71a、G光源71b及びB光源71cに対してそれぞれ僅かに異なるタイミングでパルス的に発光させる制御信号送り、R光源71a、G光源71b及びB光源71cは、順次R光、G光、B光を発生し、合波器71dへ出射する。
合波器71dは、R光源71aからのR光と、光源71bからのG光と、光源71cからのB光と、を合波して光ファイバ55bの光入射面に供給し、光ファイバ55bは、合波されたR光、G光、B光(RGB光ともいう)を光ファイバ53の基端に入射する。光ファイバ53は、基端に入射された照明光を導光し、導光した光を先端面から照射光として出射する。

0091

駆動ユニット72は、信号発生器72aと、D/A変換器72b及び72cと、アンプ72d及び72eと、を有する。
信号発生器72aは、コントローラ74の走査制御部74bの制御に基づき、光ファイバ53の先端を揺動(又は振動)させるための駆動信号を生成してD/A変換器72b及び72cに出力する。D/A変換器72b及び72cは、信号発生器72aから出力されたデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換してそれぞれアンプ72d及び72eへ出力する。
アンプ72d及び72eは、D/A変換器72b及び72cから出力された駆動信号をそれぞれ増幅して生成した駆動信号を駆動線58を介してアクチュエータ57を形成する駆動素子としての圧電素子57a〜57dに出力する。
アンプ72dは、圧電素子57a、57bに対しては、Y軸方向に振動させる駆動信号を発生し、これに対してアンプ72eは、圧電素子57c、57dに対しては、X軸方向に振動させる駆動信号を発生する。

0092

図11はアンプ72dが発生する駆動信号の波形を示す。図11における横軸は時間tを示し、縦軸は駆動信号の(交流電圧値を示し、ピークとなる電圧値が時間的に変化する波形となっている。また、アンプ72eは、図11に示す駆動信号の位相を90°ずらしたX軸方向に振動させる駆動信号となる。

0093

このため、光ファイバ53の先端は、図12に示すように所定の走査軌跡として渦巻き形状の軌跡Tsを形成するように揺動される。図12において、Paは、走査開始位置(又は揺動開始位置)を表し、図11における時間taのタイミングの位置となる。また、図12における走査終了位置(又は揺動終了位置)Pbは、図11における時間tbのタイミングの位置となる。この時間tbはX軸方向に振動させる駆動信号の電圧値が最大、Y軸方向に振動させる駆動信号の電圧値が0となる時間となる。

0094

また、図12に示す軌跡Tsに沿ってパルス発光された照明光は、被写体にスポット状に照射され、被写体上においても渦巻き形状に照射された走査範囲が照射範囲となる。

0095

図9は、光ファイバ53の先端を軌跡Tsを形成するように揺動させた場合におけるY軸方向における照明光の照射範囲に対応する照明角(又は照射角)θiを示す。本実施形態においては、図12に示す軌跡Tsから分かるようにいずれの半径方向において、その照明角は、照明角θiに等しいと近似できる。

0096

図9に示す光学部材としての照射レンズ56a,56bは、走査型内視鏡3Bにおいてはフィルタ35bが設けられていないが、走査型内視鏡3Cにおいては例えば点線で示すように、照射レンズ56bには観察範囲(又はその範囲を画像化した内視鏡画像)の所定の方向に対応した上方向の位置にフィルタ35bが設けられている。なお、フィルタ35bを照射レンズ56aに設けるようにしても良いし、照射レンズ56aと56bとの両方に設けるようにしても良い。

0097

フィルタ35bは、内視鏡画像の上方向に対応する位置に、例えば第1の実施形態と同様に楔形状に設けられている。また、図9に示すようにフィルタ35bは、上下方向における照射角θiy内の上部位置に配置されている。

0098

また、フィルタ35bは、例えば図4における透過特性C2aの特性に設定されている。この特性の場合、フィルタ35bは、入射される照明光における赤の波長帯域のみの光を透過する。図4における透過特性C2aの場合に限定されるものでなく、透過特性C2の特性に設定しても良いし、これらと異なる特性に設定しても良い。

0099

フィルタ35bが設けられた走査型内視鏡3Cにおいては、光ファイバ53の先端から出射される照明光は、フィルタ35bが設けられていない部分又は領域を経て照射する第1の照明光の場合と、フィルタ35bが設けられている部分又は領域を経て照射される第2の照明光の場合とで、照射範囲の照明特性が異なる。

0100

つまり、フィルタ無し領域では、RGB光を第1の照明光として照射するが、フィルタ領域では、R光のみとなる第2の照明光で照射する。そして、患者2の外部から観察した場合、R光で照射された第2の照射範囲の方向から先端部11bの上方向を把握することができるようにしている。なお、第1の実施形態においても述べたようにフィルタ35bの形状は、楔形状の場合に限定されるものでない。

0101

また、リング状に配置された(被写体に照射された照明光の)戻り光を受光する受光用光ファイバ61は、実質的に照射角θiyよりも狭い(又は小さい)入射角による観察視野角又は観察範囲を有するように設定されている。

0102

受光用光ファイバ61の導光特性として、その入射面に、照射角θiyよりも小さい所定の入射角以上で入射される入射光を実質的に導光しない特性を有する光ファイバを用いるようにすれば良い。又は、照射角θiyよりも小さい観察視野角を観察範囲とするように画像生成を制御する構成にしても良い。

0103

この場合には、照明光が観察範囲(の観察視野角)以内の照射範囲を照射(走査)する期間のみにおいて、受光用光ファイバ61により受光(検出)した光信号から画像生成部74cが画像を生成するように光源制御部74a等(の制御ユニット)が画像生成部74cを制御する。また、観察範囲の外側を照射(走査)する期間においては、受光用光ファイバ61により受光(検出)した光信号から画像生成部74cが画像を生成する動作を停止するように光源制御部74a等が画像生成部74cを制御する(ようにすれば良い)。

0104

図8に示すように、検出ユニット73は、検出器73aと、A/D変換器73bと、を有する。

0105

検出器73aは、受光用光ファイバ62bの基端の光出射端面から出射された戻り光としてのR光、G光及びB光を受光し、光電変換するフォトダイオード等により構成される。 検出器73aは、受光したR光の強度、G光の強度、及びB光の強度にそれぞれ応じたアナログのR,G,B検出信号を生成し、A/D変換器73bへ出力する。
A/D変換器73bは、検出器73aから順次入力されたアナログのR、G及びB検出信号を、それぞれデジタルのR、G及びB検出信号に変換してコントローラ74内に設けられ、画像(信号)を生成する信号処理装置を構成する画像生成部(又は画像生成回路)74cへ出力する。画像生成部74cは、生成した画像信号をモニタ6に出力し、モニタ6は画像信号の画像を内視鏡画像として表示する。なお、画像信号を生成する画像処理装置が、検出ユニット73と、画像生成部74cとから構成されると定義しても良い。

0106

メモリ75は、装置本体4Bの制御を行うための制御プログラム等を予め格納している。また、メモリ75は、装置本体4Bのコントローラ74により、メモリ66から読み込まれた座標位置の情報が格納される。

0107

コントローラ74は、CPU、又はFPGA等を用いて構成され、メモリ75に格納された制御プログラムを読み出し、当該読み出した制御プログラムに基づいて光源ユニット71及び駆動ユニット72の制御を行う。
また、本実施形態においては、フィルタ35bを有しない走査型内視鏡3Bの場合においても、照射範囲又は(照射範囲の一部の範囲となる)観察範囲における所定の方向を把握し易くするための照明光の照射を行う照明機構としての第2の照明機構を備える。この第2の照明機構は、フィルタ35bに相当する第2の照明光を照射する機能を、複数のモードから選択できるようにしている。

0108

本実施形態における照明機構は、照明光を発生する光源ユニット71と、照明光を導光する導光部を構成する光ファイバ53と、光ファイバ53の先端(面)から出射される照明光を患者2の内部に照射する光学部材を形成する照射レンズ56(56a,56b)と、光源ユニット71の発光を制御する光源制御部74aと、から構成される。

0109

術者等のユーザは、モード選択部(又はモード選択スイッチ)76から1つのモードを選択して、選択されたモード信号をコントローラ74に入力することができる。コントローラ74内の光源制御部74aは、第1の照明光と、モード信号に対応したモードの第2の照明光とからなる照明光を光源ユニット71が出射するように制御する。

0110

第1のモード信号が選択された場合には、光源制御部74aは、例えばフィルタ35bとほぼ同様に、楔形状で赤の波長領域の光で照射する第2の照明光を出射するように制御する。

0111

第2のモード信号が選択された場合には、光源制御部74aは、内視鏡画像を生成する期間とは異なる方向確認期間において、光源ユニット71から第2の照明光を出射するように制御する。なお、(モード選択が行われない)通常の動作モードとしては、第1のモード信号で動作するように設定され、モード選択が行われた場合において、第2のモード信号で動作するように設定しても良い。

0112

なお、上記のように第1のモードは、フィルタ35bとほぼ同様に機能するように、所定の走査範囲を走査するのに対して、第2のモードは、第1のモードとは異なり、所定の方向としての例えば上方向を把握(視認)できるように走査を行うと共に、所定方向の走査期間において光源ユニット71を発光させるモードとなる。このため、モード選択部76は、第2のモードで所定方向に走査を行う走査期間において、第2の照明光の機能に類似した第3の照明光を発生させる選択を行う選択スイッチと解釈することができる。

0113

また、第1のモードで照明光を発生する照明期間を第1の照明期間とし、第2のモードで所定の方向の確認用となる第2の照明光を発生(照射)する照明期間を第2の照明期間と定義しても良い。

0114

第1の実施形態の様なCCDにより撮像を行う内視鏡において、フィルタ領域による第2の照射範囲が、(実質的に)観察範囲の外側に形成されるように、照明角θil及びフィルタ領域を設定されていたが、本実施形態における走査型内視鏡においては、画像生成部74cにより画像生成される照明光の走査範囲以外において、所定の方向において他の方向とは異なる態様で照明しても良い。

0115

本実施形態の内視鏡装置1Bは、被検体を形成する患者2の副鼻腔内に挿入され、可撓性を有する挿入部7bを有し、前記挿入部7bの先端から前記副鼻腔内となる前記被検体に向けて照明光を照射可能な内視鏡としての走査型内視鏡3B,3Cと、前記被検体に対して、前記照明光の照射範囲のうち所定の方向において他の方向とは異なる態様で前記内視鏡から前記照明光を照射する照明機構を構成する光源ユニット71と、を有する。

0116

また、内視鏡装置1Bは、前記態様として、前記他の方向に照射される第1の照明光と、前記所定の方向に照射される第2の照明光とにおける光量及び波長帯域における少なくとも一方が異なる状態で前記照明光を照射する照明機構を有する。

0117

次に本実施形態の動作を説明する。図13は本実施形態の処理等を示すフローチャートを示す。

0118

術者は走査型内視鏡3B又は3Cを装置本体4Bに接続し、図13のステップS1に示すように装置本体4Bの電源スイッチをONにし、装置本体4Bの電源を投入する。そして、装置本体4Bは動作状態になる。

0119

動作状態になると、ステップS2においてコントローラ74は、装置本体4Bに接続された走査型内視鏡の種類の情報をメモリ66から読み出し、接続された走査型内視鏡の種類を判別する処理を行う。

0120

ステップS3においてコントローラ74は、格納された識別情報により、接続された走査型内視鏡の種類が、フィルタ無しの走査型内視鏡3Bか否かを判別する。

0121

ステップS3の判別処理においてフィルタ有り(つまり走査型内視鏡3Cである)と判別した場合には、ステップS4においてコントローラ74の光源制御部74aは、光源ユニット71から通常の照明光を発生するように制御する。光源制御部74aは、圧電素子57a〜57dに駆動信号を印加し、光ファイバ53の先端は図12に示す軌跡Tsを描くように揺動する。

0122

ステップS5に示すように光ファイバ53の先端から出射された照明光は、照射レンズ56a,56bにおけるフィルタ無し領域を通った照明光はRGB光(第1の照明光)となり、フィルタ領域を通った照明光はR光(第2の照明光)となり、被写体における図12の軌跡Tsに対応した照射範囲を照明する。

0123

図14は、ステップS5により照明光が照射された照射範囲を示す。図14に示すように、フィルタ領域を通ったR光(第2の照明光)による第2の領域は斜線で示すように楔形状の領域となり、残りのほぼ円形の領域がフィルタ無し領域を通ったRGB光(第1の照明光)による第1の領域を示す。図14では、フィルタ領域による(第2の照射範囲としての)第2の領域をRf,フィルタ無し領域による(第1の照射範囲としての)第1の領域をRnで示している。また、図9に示すよう照射レンズ56の(光軸より)上部側に入射された照明光は、照射レンズ56の光軸より下側に照射されるために、図14においては、上側のフィルタ領域による第2の領域Rfが下方向に形成される例を示す。

0124

また、図14においては点線で観察範囲Roを示す。観察範囲Roは、第2の領域Rfよりも内側となるように設定されている。

0125

このため、観察範囲Roを画像化してモニタ6に内視鏡画像を表示した場合、第2の領域Rfが内視鏡画像中に現れない。上述したように、例えば光源制御部74aは、観察範囲Ro内を照明光が走査している期間において、受光用光ファイバ61が受光した光信号から画像を生成するように画像生成部74cを制御し、その外側の期間においては画像を生成しないように制御する。

0126

術者は、第2の領域Rfが形成された照射状態を確認して、術者はステップS6aに示すように挿入部7bを患者2の副鼻腔2a内における上顎洞41内部に挿入する。なお、術者が挿入部7bを挿入する操作を円滑に行うために、挿入部7bがその長手方向の回りで回転する操作がしばしば行われる。そのために、術者は挿入操作を行った状態においては、内視鏡画像の上方向が実際にはどの方向になっているか把握できない状態となる。

0127

ステップS7aに示すように術者は、上顎洞41の内壁に照射された照射範囲からの反射光を患者2の外部から観察することにより、R光(第2の照明光)による照射範囲の方向、つまり内視鏡画像の上方向を把握することができる。

0128

なお、上顎洞41の内壁に照明光を照射した場合の様子は、第1の実施形態における図6に示すような照射の様子とほぼ同様の状態となる。また、この場合における受光用光ファイバ61を用いた観察範囲も、図6に示した場合と同様に、光ファイバ53を用いた照射範囲の内側に観察範囲が形成される。

0129

術者は、R光(第2の照明光)による第2の領域の方向を把握することにより、現在観察している部位から、次に観察(検査)しようとする部位に向けて先端部11bを移動する操作を円滑に行うことができる。そして、術者は、ステップS8aに示すように検査対象部位の内視鏡検査等を行う。

0130

次のステップS9aにおいてコントローラ74は、術者により検査終了の指示操作が行われたか否かを判定する。検査終了の指示操作が行われない場合には、ステップS6aの処理に戻り、同様の処理等が繰り返される。検査終了の指示操作が行われた場合には、図12の処理を終了する。

0131

一方、ステップS3においてフィルタ無しの判別が行われた場合には、ステップS10においてコントローラ74(の光源制御部74a)は、更にモード選択が行われた否かを判定する。モード選択が行われない判定結果の場合には、コントローラ74(の光源制御部74a)は、次のステップS11以降において説明するように第1のモードで制御動作を行う。

0132

ステップS11において光源制御部74aは、照射レンズ56bにフィルタ35bが設けられた場合と同様の第1の照明光(RGB光)と第2の照明光(R光)とを、光源ユニット71が発生するように制御する。

0133

具体的には図15Aに示すようにY軸方向の駆動信号において、方向確認用の照明光を発生する楔形状の領域に相当する期間において、光源制御部74aは、図15Bに示すようにR光のみを発生するように光源ユニット71を制御する。

0134

図15Aに示す駆動信号において、楔形状の領域を走査する期間だけ、図15Bに示すようにR光を発生するように光源制御部74aは、制御する。図15Bにおいて幅が大きい程、R光を発生する期間が長いことを示している。なお、図15Bにおいては、第2の照明光としてのR光のみを発生する期間のみを示す。図15Bにおいて示す(縦線で示す)期間以外の期間においてはRGB光を発生する。但し、実際にはR光、G光、B光をサイクリックにパルス発光する。

0135

そして、図15Cに示すように光源ユニット71は、第1の照明光(RGB光)と、フィルタ領域を設けた場合とほぼ同様に楔形状に対応した第2の照明光(R光)とを発生し、光ファイバ53に出射する。図15Aの駆動信号と、図15BのR光の発生のタイミングに対応して、図15Cに示すように楔形状の領域でR光の照明光としての第2の照明光が生成され、残りの領域がRGB光となる第1の照明光となる。そして、図15Cの照明光がフィルタ無し領域だけからなる照射レンズ56a,56bを経て、被写体側に照射され、図15Cに対応した照射範囲が形成される。

0136

術者は、被写体に図15Cに対応した照射範囲が形成されることを確認することができる。図15CにおいてはR光の領域をRr、RGB光の領域をRrgbで示している。なお、走査型内視鏡3Bが図9と同じ状態に設定されていると、被写体側ではR光の領域RrがY軸方向に下側に形成される状態となる。被写体側に照射された状態での照射範囲としては図14の場合と同様になる。

0137

図15C図14とから分かるように第1モードによる照明は、フィルタ35bを設けた場合と同様に機能する。

0138

このような照射状態を確認した後、ステップS6bに示すように術者は、挿入部7bを患者2の副鼻腔2a内における上顎洞41内部に挿入する。

0139

ステップS7bに示すように術者は、上顎洞41の内壁に照射された照射範囲からの反射光を患者2の外部から観察することにより、R光(第2の照明光)による照射範囲の方向、つまり内視鏡画像の上方向を把握することができる。

0140

術者は、R光(第2の照明光)による照射範囲の方向を把握することにより、現在観察している部位から、次に観察(検査)しようとする部位に向けて先端部11bを移動する操作を円滑に行うことができる。そして、術者は、ステップS8bに示すように検査対象部位の内視鏡検査等を行う。

0141

次のステップS9bにおいてコントローラ74は、術者により検査終了の指示操作が行われたか否かを判定する。検査終了の指示操作が行われない場合には、ステップS6bの処理に戻り、同様の処理等が繰り返される。検査終了の指示操作が行われた場合には、図12の処理を終了する。

0142

また、ステップS10のモード選択が行われた場合には、ステップS12において、第1のモードとは異なる第2のモードで照明を行うようにコントローラ74(の光源制御部74a)は、光源ユニット71を制御する。以下に説明するように光源制御部74aは、第2の走査期間(第2の照明期間)においては第2の照明光を発生し、第1の走査期間(第1の照明期間)においては第1の照明光を(交互に)発生するように制御する。

0143

この場合には、上述したフィルタ35bが設けられた場合又は第1のモードにおける通常の走査期間(又は照明期間)と異なる方向確認用の走査期間(又は照明期間)において、光源制御部74aは、方向確認用の照明光を発生するように光源ユニット71を制御する。図16は通常の走査期間T1と、方向確認用の走査期間T2とを示す。図16に示すように第2のモードが選択されない場合には、コントローラ74は、通常の走査期間T1で動作するように光源ユニット71、駆動ユニット72、検出ユニット73等を制御する。

0144

第2のモードが選択されると、所定の周期Tで方向確認用の走査期間T2と、通常の走査期間T1とを繰り返す。この状態において、更に第2のモードを停止する操作を行うと、通常の走査期間T1の動作となる。また、術者は、通常の走査期間T1においての動作を選択することができる。

0145

つまり、術者は、通常の走査期間T1においての動作として、第1のモードのように走査と照明を行うこと、又はフィルタ35bが設けられた走査型内視鏡3Cが接続された場合の走査と照明を行うことを選択することができる。

0146

また、図16に示すように方向確認用の走査期間T2においては、この方向確認用の走査期間T2の直前の通常の走査期間T1における最終フレーム期間の内視鏡画像を静止画として表示する(走査期間T1では動画)ようにしても良い。例えば、光源制御部74aが、画像生成部74cの動作を制御し、走査期間T2においては走査期間T1における最終フレーム期間の内視鏡画像を静止画の画像信号としてモニタ6に出力するように制御しても良い。

0147

この場合、走査期間T1とT2とを例えば1/30秒〜1/10秒程度に設定した場合には、術者は、通常の動画像動きより若干落ちした動画像のような内視鏡画像を観察することができるようになる。

0148

また、患者2の外部から方向確認用の走査期間T2における照明光を視認することにより、観察範囲の内視鏡画像における上方向を把握することができる。

0149

なお、上記のように走査期間T1とT2とを交互に行う場合の他に、第2のモードが選択された場合には、その後において第2のモードの停止の操作が行われるまで、方向確認用の走査及び照明のみを継続して行うようにしても良い。

0150

図17AはY軸(方向)の駆動信号と、照明光の発生の期間とを示す。走査期間T1においては、Y軸方向及びX軸方向に駆動信号が出力されると共に、光源ユニット71は、第1の照明光となるRGB光を発生する。なお、図17Aにおいて、走査期間T1における駆動信号を、その輪郭のみの波形で示しているが、実際には、図11に示したような駆動信号の波形を表す。

0151

これに対して、走査期間T2においては、所定の方向としての(正の)Y軸方向の駆動信号が出力されると共に、Y軸方向の駆動信号が出力される期間(駆動信号がY軸方向において正となる期間)のみ、光源ユニット71は、第2の照明光となるR光のみを発生する。R光を発生する場合で説明するが、R光でなく、G光等の(RGB光と異なる)光を発生させるようにしても良い。

0152

このように、走査期間T2においては、第2の照明光のみを発生する。第1の照明光及び第2の照明光は光ファイバ53に出射される。図17Aに示すように正のY軸方向への複数回の走査期間に、パルス状となるR光を発生させる。図17Bは、正のY軸方向に駆動信号が出力される期間においてのみR光が光ファイバ53に出力されることを光ファイバ53の先端の位置での座標系において示している。

0153

走査期間T2においてはフィルタ無し領域だけからなる照射レンズ56a,56bを経て、被写体には図17Bに対応したR光の照射範囲が形成される。術者は、図17Bに対応した照射範囲から上方向を把握することができる。

0154

なお、第2の照明光が照射された所定の方向としての上方向をより確認(把握)し易いように上方向のタイミングでR光を発生させ、更に上方向と反対側の方向となる下方向のタイミングでR光と異なる(と共にRGB光とも異なる)例えばB光を発生させるようにしても良い。

0155

例えば図17Aにおいて2点鎖線で示すように負のY軸方向にも駆動信号を発生し、この駆動信号が発生された期間、光源制御部74aは2点鎖線で示すようにB光を発生させるようにしても良い。この場合には、図17Bにおいて2点鎖線で示すように下方向のタイミングでB光が光源ユニット71から出力される。なお、図17Aでは、簡単化のために、1回のみB光を発生させる例を示しているが、実際にはR光の場合と同様に複数回、B光を発生させる方が望ましい。

0156

術者は、このような第2の照明光が被写体に照射された場合の反射光からR光が上方向、B光が下方向を示すことを容易に把握することができる。

0157

図17Bに対応した照射の様子を確認した後、術者は図13におけるステップS6cに示すように挿入部7bを患者2の副鼻腔2a内における上顎洞41内部に挿入する。

0158

次のステップS7cに示すように術者は、上顎洞41の内壁に照射された照射範囲からの反射光を患者2の外部から観察することにより、R光(第2の照明光)による照射範囲の方向、つまり内視鏡画像の上方向を把握することができる。

0159

術者は、R光(第2の照明光)による照射範囲の方向を把握することにより、現在観察している部位から、次に観察しようとする部位に向けて先端部11bを移動する操作を円滑に行うことができる。

0160

次のステップS8cにおいてコントローラ74は、術者により検査終了の指示操作が行われたか否かを判定する。検査終了の指示操作が行われない場合には、ステップS6cの処理に戻り、同様の処理等が繰り返される。検査終了の指示操作が行われた場合には、図12の処理を終了する。

0161

このように動作する本実施形態によれば、光学部材にフィルタ35bが設けられた場合はもとより、光学部材にフィルタ35bが設けられていない走査型内視鏡3Bを使用した場合においても、患者2の外部から内視鏡画像の上方向等、所定方向を把握することができる。

0162

従って、本実施形態によれば、副鼻腔2a内部を検査又は処置具による処置等を円滑に行うことができる内視鏡装置1Bを提供できる。

0163

以上説明した第2の実施形態は、走査型内視鏡3B,3Cを用いた内視鏡装置1Bを説明したが、図18に示すように変形例の内視鏡装置1Cを構成しても良い。この内視鏡装置1Cは、図8の内視鏡装置1Bにおいて、更に図1に示した撮像素子を備えた内視鏡3を接続して使用することができる構成を備える。つまり、内視鏡装置1Cは、内視鏡3と、2種類の走査型内視鏡3B、3Cとにおける任意の1つを接続して使用できる装置本体4Cを備える。なお、図18においては、図8の場合と同様に、装置本体4Cに走査型内視鏡3Bが接続された場合で示している。

0164

装置本体4Cは、図8に示した装置本体4Bと、図1の光源装置(又は光源ユニット)4と、ビデオプロセッサ5とを備える。内視鏡3、走査型内視鏡3B、3C、装置本体4B、光源装置4、ビデオプロセッサ5は、既に説明済みであるので、ここでの記載(説明)を省略する。

0165

本変形例は、装置本体4Cにおける光源装置4及びビデオプロセッサ5に点線で示すように内視鏡3が接続された場合には、第1の実施形態において説明した動作となる。この場合の動作は、第1の実施形態において説明済みのため、その説明を省略する。また、装置本体4Cに走査型内視鏡3B又は3Cが接続された場合には、第2の実施形態において説明した動作となる。この場合の動作は、第2の実施形態において説明済みのため、その説明を省略する。

0166

なお、上述した実施形態及び変形例の一部を部分的に組み合わせても良い。

0167

また、明細書及び図面において開示されている範囲内において、当初のクレームにおける内容を変更しても良い。

0168

本出願は、2016年4月14日に米国に出願された米国出願番号15/098,416号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

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