JP2001008892A

JP2001008892A - 光源装置及び内視鏡システム

Info

Publication number: JP2001008892A
Application number: JP11181296A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Utsui; 哲也宇津井; Koichi Furusawa; 宏一古澤
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-16
Also published as: US6438302B1; DE10031530A1

Abstract

(57)【要約】【課題】単色性に優れ簡便に使用可能な光源装置，及
び該光源装置を備えた内視鏡システムを、提供する。【解決手段】蛍光観察用の内視鏡システムの光源装置
２において、その光源として、生体組織の自家蛍光を励
起する励起光を射出可能な発光素子２１（発光ダイオー
ド又はレーザダイオード）を用いた。光源装置２１は、
凹面２２ａが形成された発光素子取付部２２を有し、そ
の凹面２２ａ上に発光素子２１が多数固定されている。
各発光素子２１から射出された励起光は、内視鏡システ
ムのファイバスコープ１におけるライトガイド・ファイ
ババンドル１５ｂの入射面Ｊに向う。これら励起光は、
全て、ライトガイド１５ｂの開口角内において入射す
る。ライトガイド１５ｂは、充分な光量の単色性に優れ
た励起光を導光できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイババンドル
へ光を入射させる光源装置，及び，生体内部等における
被検体の像を観察可能な内視鏡システムに、関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、病変等による異常な生体組織から
発せられる自家蛍光は、正常な生体組織から発せられる
自家蛍光よりも弱いことが知られている。この生体組織
の特性を利用して、生体の体腔内における自家蛍光を観
察する蛍光観察内視鏡システムが、実用化されている。
この蛍光観察内視鏡システムは、ファイバスコープ１，
並びに，該ファイバスコープ１に接続された光源装置８
及び撮像装置３を、備えている。図４は、従来の蛍光観
察内視鏡システムを示す概略構成図である。

【０００３】まず、ファイバスコープ１について説明す
る。このファイバスコープ１は、生体内に挿入される挿
入部１１，該挿入部１１に接続された操作部１２，該操
作部１２に接続された連結管１３を、有する。挿入部１
１の先端面には、３つの貫通孔が開口しており、これら
のうちの一つは鉗子孔１４ａとして用いられ、他の２つ
は、夫々照明用の配光レンズ１５ａ，及び，観察用の対
物レンズ１６ａが嵌め込まれることにより封止されてい
る。

【０００４】操作部１２は、その一端が挿入部１１の基
端側に接続されており、その内部には接眼光学系１６ｃ
が配置されている。そして、挿入部１１及び操作部１２
内には、イメージガイド・ファイババンドル１６ｂ（以
下、イメージガイドと略記）が、引き通されている。こ
のイメージガイド１６ｂは、その先端面を対物レンズ１
６ａに対向させるとともに、その基端面を接眼光学系１
６ｃに対向させて、配置されている。

【０００５】連結管１３は、その一端が操作部１２の側
面に接続されるとともに、その他端が光源装置８に接続
されている。そして、挿入部１１，操作部１２，及び連
結管１３内には、ライトガイド・ファイババンドル１５
ｂ（以下ライトガイドと略記）が引き通されている。そ
して、このライトガイド１５ｂは、その出射面が配光レ
ンズ１５ａに対向配置されるとともに、その入射面側の
端部が光源装置８内に引き通されている。

【０００６】この光源装置８は、キセノンランプ８１，
反射鏡８２，赤外線遮断フィルタ８３，及び光源側バン
ドパスフィルタ８４を、有する。キセノンランプ８１
は、明るい白色光を発することができる。反射鏡８２
は、この白色光を反射させてライトガイド１５ｂの入射
面に収束させる位置に、配置されている。そして、これ
らキセノンランプ８１及び反射鏡８２と、ライトガイド
１５ｂとの間には、白色光中の赤外線を除去して熱の放
射を防ぐ赤外線遮断フィルタ８３，及び，ほぼ励起光
（波長帯域：約４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）のみを透過さ
せる光源側バンドパスフィルタ８４が、配置されてい
る。

【０００７】従って、キセノンランプ８１から出て反射
鏡８２により集光された光は、赤外線遮断フィルタ８３
によってその赤外線が除去されたうえで、光源側バンド
パスフィルタ８４により、励起光以外の波長帯域の成分
がほぼ遮断され、ライトガイド１５ｂの入射面から当該
ライトガイド１５ｂ内へ、励起光として入射する。

【０００８】ライトガイド１５ｂ内を導かれた励起光
は、ライトガイド１５ｂの出射面から射出され、配光レ
ンズ１５ａを介して更に発散される。そして、この励起
光は、被検体としての体腔壁を照射することにより、こ
の体腔壁に自家蛍光を発生させる。体腔壁から出た自家
蛍光は、体腔壁表面で反射した励起光とともに対物レン
ズ１６ａへ入射する。対物レンズ１６は、これらの光を
イメージガイド１６ｂの先端面に収束させ、被検体の像
を形成する。イメージガイド１６ｂは、この像を接眼光
学系１６ｃへと伝送する。

【０００９】次に、撮像装置３について説明する。この
撮像装置３は、ファイバスコープ１の接眼光学系１６ｃ
を透過した光を導く光路を、有する。そして、撮像装置
３は、この光路上、順に、バンドパスフィルタ３１，コ
ンデンサレンズ３２，イメージインテンシファイア３
３，結像光学系３４，及び，カメラヘッド３５を、有す
る。

【００１０】バンドパスフィルタ３１は、励起光を遮断
して自家蛍光のみを透過させる。コンデンサレンズ３２
は、バンドパスフィルタ３１を透過した自家蛍光を集光
して、イメージインテンシファイア３３へ入射させる。
このイメージインテンシファイア３３は、入射した光を
増幅して射出させる。結像光学系３４は、増幅された光
をカメラヘッド３５の撮像面上に収束させ、被検体の像
を形成する。このカメラヘッド３５は、その撮像面上の
像を電気信号に変換し、カメラコントロールユニット４
（以下ＣＣＵと略記）へ送信する。このＣＣＵ４は、カ
メラヘッド３５から取得した電気信号を映像信号に変換
して、モニタ５に表示させる。

【００１１】また、蛍光観察内視鏡システムは、ポリク
ロメータ６，及びこのポリクロメータ６に接続されたパ
ーソナルコンピュータ７を、さらに備える。ポリクロメ
ータ６は、導光プローブ６ａを有し、この導光プローブ
６ａの先端から入射した光の波長毎の強度を検出するこ
とができる。

【００１２】導光プローブ６ａは、ファイバスコープ１
の操作部１２に開口した鉗子挿入口１４ｂから挿入され
て、当該ファイバスコープ１内を引き通され、その先端
が挿入部１１の鉗子口１４ａから出ている。ポリクロメ
ータ６は、この導光プローブ６ａにより導かれた自家蛍
光の波長毎の強度を検出して、信号に変換し、パーソナ
ルコンピュータ７へ出力する。パーソナルコンピュータ
７は、そのモニタ７ａに、自家蛍光の波長毎の強度分布
を示すグラフを表示させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来技術に
よる蛍光観察内視鏡システムによると、その光源装置８
は、白色光をバンドパスフィルタ８４へ入射させること
により、励起光を得ている。しかし、現状では、このバ
ンドパスフィルタ８４によって、励起光として本来望ま
しい所定帯域以外の光を完全に遮断することは不可能で
ある。従って、バンドパスフィルタ８４を透過してしま
った所定帯域以外の光が、観察に悪影響を与えることが
ある。

【００１４】また、上記の光源装置８の代わりに、レー
ザ光源装置が利用されることもある。この場合、射出さ
れるレーザ光は、単色性に優れているので、バンドパス
フィルタ８４等を用いる必要はなくなる。しかしなが
ら、励起光として必要とされる光量でレーザ光を発生さ
せるためには、気体レーザ光源装置等の大型の装置が必
要となる。また、このようなレーザ光源装置は、使用開
始前に所定のアイドリング時間が必要とされるので、事
前準備の手間がかかることになる。さらに、装置のイニ
シャルコスト及びメンテナンスコストが高いという問題
がある。

【００１５】そこで、単色性に優れた光を射出するとと
もに簡便に使用可能な光源装置，及び内視鏡システムを
提供することを、本発明の課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採
用した。

【００１７】即ち、請求項１記載の光源装置は、ファイ
ババンドルにその入射面から光を入射させる光源装置で
あって、指向性を有する光を所定の方向へ射出可能な複
数の発光素子と、各発光素子から射出された光線が前記
ファイババンドルの入射面に向うように，かつ，各発光
素子から射出された光線と前記ファイババンドルの入射
面側の端部近傍における中心軸とのなす角がこのファイ
ババンドルの開口角の１／２以下になるように、当該の
各発光素子を配置する発光素子取付部とを、備えること
を特徴とする。

【００１８】このように構成されると、各発光素子から
射出された光は、ファイババンドルの入射面に当該ファ
イババンドルの開口数により規定される条件内で入射す
る。従って、各発光素子から射出された光は、全てファ
イババンドルによって導光される。なお、発光素子は、
六方稠密，正方稠密，又は放射状等のパターンに従って
配列されることとしてもよく、ランダムに配列されるこ
ととしてもよい。

【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記発光素子取付部は、前記ファイババンドルの入
射面に対向配置された凹面を有し、前記各発光素子は、
前記発光素子取付部の前記凹面上に固定されたことで、
特定したものである。なお、この凹面の形状は、球面で
あってもよく、回転放物面又はその他の非球面であって
もよい。また、発光素子は、生体組織の自家蛍光を励起
する励起光を単色光として射出することとしてもよい。
さらに、発光素子は、発光ダイオード，又はレーザダイ
オードであってもよい。

【００２０】請求項６記載の内視鏡システムは、請求項
１〜５のいずれかに記載の光源装置と、該光源装置の前
記発光素子から射出された光を導くファイババンドルを
有するとともに、このファイババンドルにより導かれた
光を、被検体に対して射出する照明光学系と、被検体か
らの光を収束させて、当該被検体の像を形成する対物光
学系と、この対物光学系によって形成された被検体の像
を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。

【００２１】なお、この内視鏡システムは、発光素子か
ら射出された光を、ファイババンドルを通さずに被検体
へ照射させることとしてもよい。また、表示手段は、Ｃ
ＲＴ，液晶ディスプレイ，又はプラズマディスプレイ等
によりなることとしてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態による蛍光観察内視鏡システムを説明する。

【００２３】〔第１実施形態〕本実施形態による蛍光観
察内視鏡システムは、ファイバスコープ１，並びに，該
ファイバスコープ１に接続された光源装置２及び撮像装
置３を、備えている。図１は、第１実施形態の蛍光観察
内視鏡システムを示す概略構成図である。

【００２４】まず、ファイバスコープ１について説明す
る。このファイバスコープ１は、生体内に挿入される挿
入部１１，該挿入部１１に接続された操作部１２，該操
作部１２に接続された連結管１３を、有する。挿入部１
１は、可撓性を有する長尺の略円筒状であり、その先端
側は円板状の先端面によって封止されている。そして、
この挿入部１１の先端面には、少なくとも３つの貫通孔
が開口しており、これらのうちの一つは鉗子孔１４ａと
して用いられ、他の２つは、夫々照明用の配光レンズ１
５ａ，及び，観察用の対物レンズ１６ａが嵌め込まれる
ことにより封止されている。

【００２５】操作部１２は、その一端が挿入部１１の基
端側に接続されており、その内部には挿入部１１から連
通された空間が形成されている。また、この操作部１２
の内部における他端側には、接眼光学系１６ｃが配置さ
れている。なお、この操作部１２の表面には、内視鏡シ
ステムの操作及び設定用の図示せぬ各種スイッチが、配
置されている。

【００２６】そして、挿入部１１及び操作部１２内に
は、イメージガイド・ファイババンドル１６ｂ（以下、
イメージガイドと略記）が、引き通されている。このイ
メージガイド１６ｂは、その先端面を対物レンズ１６ａ
に対向させるとともに、その基端面を接眼光学系１６ｃ
に対向させて、配置されている。

【００２７】対物光学系としての対物レンズ１６ａは、
被検体（体腔壁）から出た光を、イメージガイド１６ｂ
の先端面に収束させて当該被検体の像を形成させる。イ
メージガイド１６ｂ内を導かれた光は、当該イメージガ
イド１６ｂの基端面から射出されて接眼光学系１６ｃへ
向う。接眼光学系１６ｃは、被検体の像を拡大して観察
させることができる。

【００２８】また、操作部１２の先端側近傍の側面に
は、鉗子挿入口１４ｂが開口している。そして、この鉗
子挿入口１４ｂと挿入部１１の鉗子孔１４ａとは、図示
せぬ鉗子管により連通されている。なお、鉗子挿入口１
４ｂから挿入された各種の器具（鉗子，処置具，又はプ
ローブ等）は、鉗子管内を引き通されて、その先端を鉗
子孔１４ａへ出すことになる

【００２９】連結管１３は、可撓性を有し、その一端が
操作部１２の側面に接続されるとともに、その他端が光
源装置２に接続されている。そして、挿入部１１，操作
部１２，及び連結管１３内には、ライトガイド・ファイ
ババンドル１５ｂ（以下ライトガイドと略記）が引き通
されている。このライドガイド１５ｂは、多数のマルチ
モード光ファイバが稠密に束ねられて構成され、その両
端面は、光を入射させる入射面，及び光を射出する出射
面として形成されている。そして、このライトガイド１
５ｂは、その出射面が配光レンズ１５ａに対向配置され
るとともに、その入射面側の端部が光源装置２内に引き
通されている。

【００３０】なお、後において説明するが、光源装置２
は、生体組織の自家蛍光を励起する所定波長の励起光
を、ライトガイド１５ｂの入射面に入射させる。ライト
ガイド１５ｂにより導かれた励起光は、該ライトガイド
１５ｂの出射面から射出され、配光レンズ１５ａを介し
て更に発散された状態で、被検体である体腔壁に対して
照射される。これら配光レンズ１５ａ及びライトガイド
１５ｂは、照明光学系として機能する。

【００３１】次に、撮像装置３について説明する。この
撮像装置３は、ファイバスコープ１における操作部１２
の他端側に接続されるとともに、接眼光学系１６ｃを透
過した光を導く光路を、その筐体内に有する。そして、
撮像装置３は、この光路上、順に、バンドパスフィルタ
３１，コンデンサレンズ３２，イメージインテンシファ
イア３３，結像光学系３４，及び，カメラヘッド３５
を、有する。

【００３２】バンドパスフィルタ３１は、生体の自家蛍
光のみを透過させて、この自家蛍光を励起させた励起光
を遮断する。コンデンサレンズ３２は、バンドパスフィ
ルタ３１を透過した光を集光して、イメージインテンシ
ファイア３３へ入射させる。このイメージインテンシフ
ァイア３３は、入射した光を増幅して射出させる。結像
光学系３４は、イメージインテンシファイア３３から射
出された光を、ＣＣＤによりなるカメラヘッド３５の撮
像面上に収束させ、被検体の像を形成する。

【００３３】この撮像装置３のカメラヘッド３５は、カ
メラコントロールユニット４（以下ＣＣＵと略記）に接
続されいる。また、このＣＣＵ４は表示手段としてのモ
ニタ５に接続されている。そして、撮像装置３のカメラ
ヘッド３５は、その撮像面上の像を電気信号に変換して
ＣＣＵ４へ送信する。このＣＣＵ４は、カメラヘッド３
５から取得した電気信号を映像信号に変換して、モニタ
５に表示させる。

【００３４】また、撮像装置３は、その筐体外面に配置
された感度コントロール部３６を、有する。そして、こ
の感度コントロール部３６は、ケーブルを介してＣＣＵ
４に接続されている。術者は、この感度コントロール部
３６を操作することにより、ＣＣＵ４を制御し、モニタ
５上に表示された画像の輝度やコントラスト等を調整さ
せることができる。

【００３５】なお、ファイバスコープ１は、撮像装置３
に接続されていない場合、被検体が白色光によって照明
された条件下において、その接眼光学系１６ｃによって
被検体の像を拡大して術者に観察させることができる。
しかし、本実施形態において、ファイバスコープ１は、
その接眼光学系１６ｃを撮像装置３のバンドパスフィル
タ３１に対向させるように、当該撮像装置３に接続され
ている。この状態において、ファイバスコープ１の接眼
光学系１６ｃは、撮像装置３のコンデンサレンズ３２及
び結像光学系３４とともに、被検体の像をカメラヘッド
３５へリレーすることになる。

【００３６】次に、光源装置２について説明する。この
光源装置２は、複数の発光素子２１，発光素子取付部２
２，及び電源２３を、有する。なお、図２は、光源装置
２における発光素子２１及び発光素子取付部２２を、フ
ァイバスコープ１のライトガイド１５ｂとともに模式的
に示す図であり、以下、この図２を併せて参照する。

【００３７】発光素子２１は、青の発光ダイオードによ
りなり、波長４５０ｎｍ以下の単色光を、指向性を持た
せて射出することができ、発光素子２１から射出された
単色光は、励起光として働くことになる。なお、この発
光素子２１は、自家蛍光を励起可能な波長帯域内におけ
る所定波長のレーザ光を射出可能なレーザダイオードで
あってもよい。

【００３８】発光素子取付部２２は、略球面状の凹面２
２ａを有する。そして、この発光素子取付部２２は、そ
の凹面２２ａの中心軸を、ファイバスコープ１のライト
ガイド１５ｂの入射面Ｊ側の端部における中心軸と一致
させるように、当該凹面２２ａをライトガイド１５ｂの
入射面Ｊに対向させて、配置されている。

【００３９】ここで、ライトガイド１５ｂの入射面Ｊの
中心を頂点として凹面２２ａ側へ拡がった所定の円錐を
想定する。この円錐は、凹面２２ａの中心軸を軸とし、
かつ、当該円錐の軸及び母線のなす角（θ）がライトガ
イド１５ｂの開口角（２θ）の１／２になっている。即
ち、この円錐における軸及び母線のなす角（θ）の正弦
（ｓｉｎθ）は、ライトガイド１５ｂの開口数（ＮＡ）
に一致している。そして、各発光素子２１は、射出した
励起光がこの円錐の内側において進んでライトガイド１
５ｂの入射面Ｊに入射するように、発光素子取付部２２
の凹面２２ａ上に固定されている。

【００４０】なお、図１及び図２において、発光素子取
付部２２の凹面２２ａは、その断面が模式的に示されて
おり、発光素子２１は５個のみ図示されている。しか
し、実際には、各発光素子２１は、発光素子取付部２２
における凹面２２ａの全面に、互いに所定間隔をあけて
多数配置されている。

【００４１】また、各発光素子２１は、夫々電源２３に
接続されている。この電源２３は、各発光素子２１に駆
動電流を供給することにより、当該各発光素子２１を発
光させることができる。これら各発光素子２１から出た
励起光は、全てライトガイド１５ｂの入射面Ｊに、当該
ライトガイド１５ｂの開口角の範囲内において入射す
る。

【００４２】上述の構成において、被検体の自家蛍光画
像が得られるが、本実施形態では、さらに、ポリクロメ
ータ６が併用されている。即ち、内視鏡システムは、ポ
リクロメータ６，及びこのポリクロメータ６に接続され
たパーソナルコンピュータ７を、さらに備える。ポリク
ロメータ６は、導光プローブ６ａを有し、この導光プロ
ーブ６ａ先端から入射した光の波長毎の強度を検出する
ことができる。

【００４３】導光プローブ６ａは、ファイバスコープ１
の鉗子挿入口１４ｂから挿入されて、当該ファイバスコ
ープ１内を引き通され、その先端が鉗子口１４ａから出
ている。そして、この導光プローブ６ａは、その先端か
ら入射した被検体の自家蛍光をポリクロメータ６へ導
く。ポリクロメータ６は、自家蛍光の波長毎の強度を検
出して、信号に変換し、パーソナルコンピュータ７へ出
力する。パーソナルコンピュータ７は、受信した信号を
処理したうえで、そのモニタ７ａに、自家蛍光の波長毎
の強度分布を示すグラフとして表示させる。

【００４４】以上のように構成された本実施形態の蛍光
観察内視鏡システムの動作について、以下、説明する。
まず、術者が蛍光観察内視鏡システムの図示せぬ主電源
を投入すると、光源装置２の電源２３は、各発光素子２
１に駆動電流を供給する。すると、各発光素子２１は、
夫々励起光を発する。各励起光は、ライトガイド１５ｂ
の開口角の範囲内においてその入射面Ｊから入射するの
で、これら励起光は全て当該ライトガイド１５ｂによっ
て導光され、その出射面Ｐから射出され、さらに配光レ
ンズ１５ａを透過する。

【００４５】この状態において、術者は、ファイバスコ
ープ１の挿入部１１を、生体の体腔内へ挿入する。そし
て、術者は、挿入部１１の先端面を、観察対象となる体
腔壁に対向させる。すると、配光レンズ１５ａから射出
された励起光が体腔壁を照射するので、この体腔壁を構
成する組織は、励起光を受けて自家蛍光を発する。この
自家蛍光及び体腔壁で反射された励起光は、対物レンズ
１６ａに入射する。対物レンズ１６ａは、これらの光を
イメージガイド１６ｂの先端面に収束させ、被検体の像
を形成する。イメージガイド１６ｂは、自家蛍光及び励
起光を導いてその基端面から射出する。接眼光学系１６
ｃは、イメージガイド１６ｂから射出された光を撮像装
置３のバンドパスフィルタ３１へ入射させる。

【００４６】バンドパスフィルタ３１は、入射した光の
うちその励起光を遮断するとともに自家蛍光を透過させ
るので、イメージインテンシファイア３３には、自家蛍
光のみが入射する。イメージインテンシファイア３３
は、入射した自家蛍光を増幅して射出する。すると、結
像光学系３４は、増幅された光をカメラヘッド３５の撮
像面上に収束させ、被検体の自家蛍光像を形成する。カ
メラヘッド３５は、その撮像面上の像を信号に変換して
ＣＣＵ４へ送る。ＣＣＵ４は、受信した信号を基に映像
信号を生成してモニタ５へ送信し、このモニタ５の画面
上に被検体の自家蛍光画像を表示させる。

【００４７】術者は、モニタ５に表示された自家蛍光画
像を観察することにより、当該体腔壁の状態を知ること
ができる。即ち、術者は、自家蛍光が弱くなった部位が
あれば、当該部位に病変が発生している可能性が高い
と、判定することができる。また、術者は、ポリクロメ
ータ６により取得されてモニタ７ａに表示された自家蛍
光の波長毎の強度分布を併せて参照し、診断に役立てる
ことができる。

【００４８】このように、本実施形態の蛍光観察内視鏡
システムにおける光源装置２は、励起光を単色光として
発する発光素子２１を有するので、励起光以外の帯域の
光を遮断するためのフィルタ（光源側バンドパスフィル
タや赤外線除去フィルタ）等が不要である。さらに、単
色性に優れた励起光が得られるため、観察の妨げになる
ような帯域の光が配光レンズ１５ａから射出されるおそ
れはない。従って、術者は、常に良好な自家蛍光画像を
観察することができ、診断の精度が向上する。また、発
光素子２１は小型であるため、光源装置２全体の小型化
も容易である。

【００４９】なお、１つの発光素子２１による光量は限
られているが、複数の発光素子２１からの光を同時にラ
イトガイド１５ｂに入射させることにより、充分な光量
が得られる。また、発光素子２１から射出された励起光
は、全てライトガイド１５ｂの開口角の範囲内で当該ラ
イトガイド１５ｂに入射するので、必要な光量が効率よ
く得られる。

【００５０】さらに、発光素子２１は、電源投入後直ち
に安定した状態で稼動する。従って、光源装置２には、
アイドリング時間が不用である。そのうえ、準備やメン
テナンスの手間も大幅に軽減される。

【００５１】〔第２実施形態〕本実施形態による蛍光観
察内視鏡システムは、電子内視鏡１００，該電子内視鏡
１００に接続された外部装置３００，励起光用の光源装
置２´，及びモニタ５を、備えている。図３は、第２実
施形態の蛍光観察内視鏡システムを示す概略構成図であ
る。

【００５２】まず、電子内視鏡１００について説明す
る。この電子内視鏡１００は、生体内に挿入される挿入
部１０１，該挿入部１０１に接続された操作部１０２，
該操作部１０２に接続された連結部１０３を、有する。
挿入部１０１は、可撓性を有する長尺の略円筒状であ
り、その先端側は円板状の先端面によって封止されてい
る。そして、この挿入部１０１の先端面には、少なくと
も３つの貫通孔が開口しており、これらのうちの一つは
鉗子孔１０４ａとして用いられ、他の２つは、夫々通常
照明用の配光レンズ１０５ａ，及び，観察用の対物レン
ズ１０６ａが嵌め込まれることにより封止されている。

【００５３】操作部１０２は、その一端が挿入部１０１
の基端側に接続されている。また、この操作部１０２の
表面には、内視鏡システムの操作及び設定用の図示せぬ
各種スイッチが、配置されている。さらに、この操作部
１０２の先端側近傍の側面には、鉗子挿入口１０４ｂが
開口している。そして、この鉗子挿入口１０４ｂと挿入
部１０１の鉗子孔１０４ａとは、図示せぬ鉗子管により
連通されている。なお、鉗子挿入口１０４ｂから挿入さ
れた各種の器具（鉗子，処置具，又はプローブ等）は、
鉗子管内を引き通されて、その先端を鉗子孔１０４ａへ
出すことになる。

【００５４】連結部１０３は、外部装置３００に接続さ
れるとともに、可撓性を有する連結管１０３ａによって
操作部１０２に接続されている。そして、挿入部１０
１，操作部１０２，及び連結部１０３内には、ライトガ
イド・ファイババンドル１０５ｂ（以下ライトガイドと
略記）が引き通されている。このライドガイド１０５ｂ
は、多数のマルチモード光ファイバが稠密に束ねられて
構成され、その両端面は、光を入射させる入射面，及び
光を射出する出射面として形成されている。

【００５５】そして、このライトガイド１０５ｂは、そ
の出射面が配光レンズ１０５ａに対向配置されるととも
に、その入射面側の端部が外部装置３００内に引き通さ
れている。なお、図３において、このライトガイド１０
５ｂは模式的に示されている。即ち、このライトガイド
１０５ｂは、その中央部分が１本の線で図示されている
が、実際には、その全長に亘って均一の径を有してい
る。

【００５６】また、挿入部１０１の内部における先端近
傍には、対物レンズ１０６ａに対向させて、バンドパス
フィルタ１０６ｂ及び撮像素子１０６ｃが、配置されて
いる。そして、挿入部１０１，操作部１０２，及び連結
部１０３内には、信号線１０６ｄが引き通されている。
この信号線１０６ｄは、その一端において撮像素子１０
６ｃに接続されるとともに、その他端側が外部装置３０
０内に引き込まれている。

【００５７】バンドパスフィルタ１０６ｂは、生体の自
家蛍光を透過させるとともに、この自家蛍光を励起する
ための励起光を遮断する。撮像素子１０６ｃは、ＣＣＤ
によりなり、その撮像面上に形成された像を電気信号に
変換する。なお、この撮像素子１０６ｃは、その撮像面
が、対物レンズ１０６ａによる被検体像の結像面と略一
致するように、配置されている。そして、この撮像素子
１０６ｃは、所定の撮像期間内にその撮像面上の像を光
電変換し、変換されて得られた信号を、後続の転送期間
内に信号線１０６ｄへ出力する。転送期間が終ると再び
撮像期間が開始される。即ち、撮像素子１０６ｃにおい
て、撮像期間，及び転送期間は交互に繰り返される。

【００５８】次に、外部装置３００について説明する。
この外部装置３００は、通常観察用の通常光源部３１
０，プロセッサ３２０，システムコントロール部３３
０，並びに，これら通常光源部３１０，プロセッサ３２
０，及びシステムコントロール部３３０に夫々接続され
た電源３４０を、有する。

【００５９】通常光源部３１０は、白色光を射出する白
色光源３１１を有する。さらに、この通常光源部３１０
は、その白色光源３１１から射出された白色光の光路
上、順に、赤外線遮断フィルタ３１２，集光レンズ３１
３，絞り３１４ａ，回転フィルタ３１５ａを、有する。
赤外線遮断フィルタ３１２は、白色光源３１１から射出
された白色光中の赤外線を除去して熱の放射を防ぐこと
ができる。集光レンズ３１３は、赤外線遮断フィルタ３
１１から射出された光を、ライトガイド１０５ｂの入射
面に収束させる。

【００６０】そして、絞り３１４ａ及び回転フィルタ３
１５ａは、集光レンズ３１３及びライトガイド１０５ｂ
の入射面間の光路中に配置されている。なお、絞り３１
４ａは、絞り制御機構３１４ｂに接続されている。この
絞り制御機構３１４ｂは、絞り３１４ａを制御すること
によって光量調節させることができる。

【００６１】回転フィルタ３１５ａは、その外形が円板
状であり、等角度の扇状に形成されたＲＧＢ（赤，緑，
青）３色のカラーフィルタを有する。なお、各カラーフ
ィルタ間の領域は、不透明な遮光部分として形成されて
いる。この回転フィルタ３１５ａは、フィルタ駆動モー
タ３１５ｂに接続されている。そして、フィルタ駆動モ
ータ３１５ｂは、回転フィルタ３１５ａを回転させるこ
とにより、ＲＧＢの各カラーフィルタを、「Ｂ」→
「Ｇ」→「Ｒ」の順で、光路中に挿入させることができ
る。また、フィルタ駆動モータ３１５ｂは、この回転フ
ィルタ３１５ａを、その遮光部分が光路中に挿入された
状態で、固定しておくこともできる。

【００６２】プロセッサ３２０は、初段信号処理回路３
２１，制御回路３２２，及び映像信号処理回路３２３
を、有する。初段信号処理回路３２１は、信号線１０６
ｄを介して撮像素子１０６ｃと接続されており、この撮
像素子１０６ｃから送信された信号を、所定のタイミン
グで受信して保持しておくことができる。さらに、この
初段信号処理回路３２１は、保持した信号に対し、増
幅，ホワイトバランスの調整，γ補正，Ａ／Ｄ変換等の
処理を施し、処理済みの信号を制御回路３２２へ送信す
る。

【００６３】制御回路３２２は、図示せぬＲＧＢメモリ
及びタイミングコントローラを、有する。この制御回路
３２２のＲＧＢメモリは、Ｂ領域，Ｇ領域，及びＲ領域
に分かれている。そして、このＲＧＢメモリは、モニタ
５の一画面分に相当するデータを、Ｂ，Ｇ，Ｒの各成分
毎に格納可能である。また、制御回路３２２のタイミン
グコントローラは、各種基準信号を生成するためのもの
であり、当該プロセッサ３２０における各種処理は、こ
の基準信号に従って進行する。なお、制御回路３２２
は、初段信号処理回路３２１から出力された信号を、そ
のタイミングコントローラから出力された基準信号に従
って、所定のタイミングでそのＲＧＢメモリ内に書き込
む。

【００６４】映像信号処理回路３２３は、モニタ５に接
続されており、制御回路３２２におけるＲＧＢメモリ内
のデータを所定のタイミングで取得する。そして、この
映像信号処理回路３２３は、取得したデータに対して、
Ｄ／Ａ変換，及び所定のＴＶ方式のエンコード等を行
い、画面表示用の信号に変換する。モニタ５は、この変
換済みの信号を受信し、所定のＴＶ方式に従ってその画
面に表示する。

【００６５】さらに、プロセッサ３２０は、その制御回
路３２２に接続された第１のドライバ回路３２４を、有
する。このドライバ回路３２４は、通常光源部３１０の
フィルタ駆動モータ３１５ｂに接続されている。そし
て、制御回路３２２は、このドライバ回路３２４を介し
てフィルタ駆動モータ３１５ｂを制御することによっ
て、回転フィルタ３１５ａを所定の速度で回転させる。
また、制御回路３２２は、通常光源部３１０の絞り制御
機構３１４ｂに接続されている。そして、制御回路３２
２は、絞り制御機構３１４ｂを介して絞り３１４ａを制
御し、光量調節させることができる。

【００６６】システムコントロール部３３０は、信号線
を介して、プロセッサ３２０の初段信号処理回路３２
１，制御回路３２２，及び映像信号処理回路３２３に、
夫々接続されいる。さらに、システムコントロール部３
３０は、図示せぬ信号線を介して、電子内視鏡１００の
操作部１０２，及び光源装置２´に、夫々接続されてお
り、当該内視鏡システム全体の制御を行う。

【００６７】次に、励起光用の光源装置２´について説
明する。この光源装置２´は、上述の第１実施形態の光
源装置２における発光素子２１，発光素子取付部２２，
及び電源２３を、有する。さらに、本実施形態の光源装
置２´は、ロータリシャッタ２５ａ，シャッタ駆動モー
タ２５ｂ，及び第２のドライバ回路２５ｃ，並びに，導
光プローブ２６を、有する。

【００６８】導光プローブ２６は、可撓性を有する長尺
状の細管，及びこの細管内に配置されたファイババンド
ルを、有する。この導光プローブ２６のファイババンド
ルは、多数のマルチモード光ファイバが稠密に束ねられ
て構成されている。また、この導光プローブ２６は、そ
の一端面が光を入射させる入射面として形成されている
とともに、その他端面が光を射出する出射面として形成
されている。なお、図３において、この導光プローブ２
６は模式的に示されている。即ち、この導光プローブ２
６は、その中央部分が１本の線で図示されているが、実
際には、その全長に亘って均一の径を有している。

【００６９】そして、この導光プローブ２６の入射面側
の端部は、光源装置２´内に引き込まれている。なお、
この導光プローブ２６は、その入射面が、上記の第１実
施形態におけるライトガイド１５ｂの入射面に相当する
位置に、配置されている。また、この導光プローブ２６
の出射面側の端部は、電子内視鏡１００内にその鉗子挿
入口１０４ｂから引き通されて、その鉗子口１０４ａに
おいて外方へ突出している。

【００７０】ロータリシャッタ２５ａは、その外形が円
板状であり、該円板の一部分に図示せぬ開口部が開けら
れている。このロータリシャッタ２５ａは、発光素子２
１及び導光プローブ２６の入射面間の光路中に回転可能
に配置されている。そして、このロータリーシャッタ２
５ａの開口部が光路中に位置する場合、発光素子２１か
ら射出された励起光は、この開口部を通過して導光プロ
ーブ２６の入射面に入射することができる。しかし、こ
のロータリーシャッタ２５ａの開口部以外の部分が光路
中に位置する場合、発光素子２１から射出された励起光
は、このロータリシャッタ２５ａによって遮光される。

【００７１】このロータリシャッタ２５ａは、シャッタ
駆動モータ２５ｂに取り付けられている。そして、この
シャッタ駆動モータ２５ｂは、信号線を介してドライバ
回路２５ｃに接続されている。ドライバ回路２５ｃは、
シャッタ駆動モータ２５ｂを制御することにより、ロー
タリシャッタ２５ａを所定の速度で回転させることがで
きる。ロータリシャッタ２５ａは、回転することによ
り、発光素子２１から射出された励起光を間欠的に導光
プローブ２６の入射面へ射出させることができる。な
お、ロータリーシャッタ２５ａを設けずに、電源２３
が、直接、発光素子２１をＯＮ／ＯＦＦさせることとし
てもよい。

【００７２】また、ドライバ回路２５ｃは、信号線を介
してプロセッサ３２０のドライバ回路３２４に接続され
ている。従って、プロセッサ３２０の制御回路３２２
は、ドライバ回路３２４を介して、光源装置２´のドラ
イバ回路２５ｃを制御することができる。

【００７３】以上のように構成された本実施形態の蛍光
観察内視鏡システムの動作について、以下、説明する。
まず、術者が蛍光観察内視鏡システムの図示せぬ主電源
を投入すると、外部装置３００の通常光源部３１０にお
ける電源３４０は、白色光源３１１に電流を供給して白
色光を射出させる。また、ドライバ回路３２４は、フィ
ルタ駆動モータ３１５ｂを制御して回転フィルタ３１５
ａを等速回転させる。なお、初期状態において、光源装
置２´の発光素子２１は消灯しており、ロータリシャッ
タ２５ａも回転していない。

【００７４】白色光源３１１から射出された白色光は、
赤外線遮断フィルタ３１２によってその赤外線が除去さ
れ、絞り３１４ａによって光量調節されて、回転フィル
タ３１５ａへ向う。回転フィルタ３１５ａは、その各カ
ラーフィルタを順次光路中に挿入することにより、入射
した白色光を、Ｂ光，Ｇ光，Ｒ光に変換する。これらＢ
光，Ｇ光，Ｒ光は、順次、ライトガイド１０５ｂの入射
面において収束する。そして、ライトガイド１０５ｂ内
を導かれた光は、ライトガイド１０５ｂの出射面から射
出され、配光レンズ１０５ａを介して更に発散される。

【００７５】なお、外部装置３００のプロセッサ３２０
における制御回路３２２は、電子内視鏡１００の撮像素
子１０６ｃにおける撮像期間及び転送期間に対応させ
て、ドライバ回路３２４に同期をとらせている。即ち、
配光レンズ１０５ａからＢ光が射出されている期間中の
所定期間が、撮像素子１０６ｃの撮像期間に対応し、次
のＧ光が射出されるまでの間に撮像素子１０６ｃの転送
期間が終了する。そして、Ｇ光又はＲ光射出時にも同様
に処理されるように、ドライバ回路３２４は、フィルタ
駆動モータ３１５ｂを介して回転フィルタ３１５ａの回
転速度を規定している。

【００７６】この状態において、術者は、電子内視鏡１
００の挿入部１０１を患者の体腔内へ挿入し、観察対象
となる体腔壁に、挿入部１０１の先端面を対向させる。
すると、配光レンズ１０５ａから射出されたＢ光，Ｇ
光，Ｒ光は、順次、体腔壁を照射する。そして、体腔壁
により反射されたこれらの光は、対物レンズ１０６ａに
より集光されてバンドパスフィルタ１０６ｂを透過し、
撮像素子１０６ｃの撮像面において収束される。従っ
て、撮像素子１０６ｃの撮像面上には、配光レンズ１０
５ａからＢ光が射出された時の被検体の像，Ｇ光射出時
の被検体の像，Ｒ光射出時の被検体の像が、順次、形成
される。撮像素子１０６ｃは、これらの像をその撮像期
間内に光電変換し、その転送期間内に信号線１０６ｄへ
送信する。

【００７７】外部装置３００のプロセッサ３２０におけ
る初段信号処理回路３２１は、信号線１０６ｄを介して
撮像素子１０６ｃからの信号を受信する。そして、初段
信号処理回路３２１は、受信した信号に対して、増幅，
その他の信号処理，及びＡ／Ｄ変換を行い、制御回路３
２２のＲＧＢメモリ内に格納する。即ち、Ｂ光射出時に
相当する信号はＲＧＢメモリのＢ領域に格納され、Ｇ光
射出時に相当する信号はＲＧＢメモリのＧ領域に格納さ
れ、Ｒ光射出時に相当する信号はＲＧＢメモリのＲ領域
に格納される。

【００７８】映像信号処理回路３２３は、制御回路３２
２のＲＧＢメモリ内のデータを、所定のタイミングで取
得し、Ｄ／Ａ変換するとともにＴＶ方式のエンコードを
行い、モニタ５に画面表示させる。モニタ５には、体腔
壁のカラー画像（通常画像）が表示される。術者は、こ
のモニタ５を見ることにより、体腔壁を通常観察するこ
とができる。

【００７９】この状態において、術者は、さらに体腔壁
の蛍光観察を行うことができる。即ち、術者は、電子内
視鏡１００の操作部１０２に設けられた図示せぬスイッ
チを押すことにより、通常観察から蛍光観察への切替を
指定する。外部装置３００のシステムコントロール部３
３０は、操作部１０２のスイッチが押下されたことを検
知して、術者が蛍光観察を指定したことを認識する。そ
して、システムコントロール部３３０は、ドライバ回路
３２４及びフィルタ駆動モータ３１５ｂを介して、回転
フィルタ３１５ａを、その遮光部分が光路中に挿入され
た状態で固定させる。従って、白色光源３１１から射出
された白色光は、この回転フィルタ３１５ａの遮光部分
によって遮光されるので、ライトガイド１０５ｂへ入射
することはない。

【００８０】同時に、システムコントロール部３３０
は、光源装置２´の電源２３を制御して発光素子２１を
点灯させるとともに、ドライバ回路２５ｃ及びシャッタ
駆動モータ２５ｂを介して、ロータリシャッタ２５ａを
回転させる。

【００８１】なお、外部装置３００のプロセッサ３２０
における制御回路３２２は、電子内視鏡１００の撮像素
子１０６ｃにおける撮像期間及び転送期間に対応させ
て、光源装置２´のドライバ回路２５ｃに同期をとらせ
ている。即ち、ドライバ回路２５ｃは、ロータリシャッ
タ２５ａの開口部が光路中に位置している期間を、撮像
素子１０６ｃの撮像期間に対応させるとともに、ロータ
リシャッタ２５ａの開口部が光路外に位置している期間
を、撮像素子１０６ｃの転送期間に対応させるように、
シャッタ駆動モータ２５ｂを介してロータリシャッタ２
５ａの回転速度を規定している。

【００８２】従って、発光素子２１から射出された励起
光は、間欠的に導光プローブ２６の入射面に入射する。
そして、導光プローブ２６中を導光された励起光は、そ
の先端から体腔壁へ射出される。このため、体腔壁は、
励起光によって間欠的に照明される。

【００８３】そして、体腔壁は、励起光が照射された時
に自家蛍光を発する。対物レンズ１０６ａは、この自家
蛍光，及び体腔壁において反射された励起光を、集光さ
せる。バンドパスフィルタ１０６ｂは、対物レンズ１０
６ａから射出された光のうち、励起光を遮断するととも
に自家蛍光を透過させる。透過した自家蛍光は、撮像素
子１０６ｃの撮像面上において収束され、体腔壁からの
自家蛍光による像が形成される。

【００８４】この時、撮像素子１０６ｃは、撮像期間中
であり、その撮像面に形成された像を光電変換する。そ
して、撮像期間が終って転送期間が開始されると、光源
装置２´のロータリシャッタ２５ａは励起光を遮光す
る。従って、撮像素子１０６ｃの転送期間において、配
光レンズ１０５ａから励起光は射出されない。この転送
期間中に、撮像素子１０６ｃは、自家蛍光の像に基づく
信号を信号線１０６ｄへ送信する。

【００８５】外部装置３００のプロセッサ３２０におけ
る初段信号処理回路３２１は、信号線１０６ｄを介して
撮像素子１０６ｃからの信号を受信する。そして、初段
信号処理回路３２１は、受信した信号に対して、増幅，
その他の信号処理，及びＡ／Ｄ変換を行う。さらに、初
段信号処理回路３２１は、変換されて得られたデータ
を、制御部３２２のＲＧＢメモリ内に書き込む。

【００８６】映像信号処理回路３２３は、制御回路３２
２のＲＧＢメモリ内のデータを、所定のタイミングで取
得し、Ｄ／Ａ変換するとともにＴＶ方式のエンコードを
行い、モニタ５に画面表示させる。モニタ５には、体腔
壁の自家蛍光によるモノクロ画像（自家蛍光画像）が表
示される。術者は、このモニタ５を見ることにより、体
腔壁を通常観察することができる。なお、この蛍光画像
は、自家蛍光の強度等に応じてカラー化された画像であ
ってもよい。

【００８７】術者は、モニタ５に表示された自家蛍光画
像を観察することにより、当該体腔壁の状態を知ること
ができる。即ち、術者は、自家蛍光が弱くなった部位が
あれば、当該部位に病変が発生している可能性が高い
と、判定することができる。

【００８８】さらに、術者は、操作部１０２の図示せぬ
スイッチを押下することにより、内視鏡システムを初期
状態に戻し、通常観察を行うことができる。即ち、シス
テムコントローラ３３０は、術者が通常観察を指定した
ことを認識すると、ドライバ回路３２４及びフィルタ駆
動モータ３１５ｂを介して、回転フィルタ３１５ａを等
速回転させる。同時に、システムコントローラ３３０
は、光源装置２´の電源２３を制御して、その発光素子
２１を消灯させる。このように、術者は、必要に応じ
て、通常観察及び蛍光観察を切り替えて行うことができ
る。

【００８９】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の光源装
置によると、複数の発光素子からの光を効率よくファイ
ババンドルに入射させることができる。さらに、発光素
子が複数用いられることにより、全体としての光量を増
大させることができる。また、本発明の内視鏡システム
によると、単色性に優れた光を被検体に照射させること
ができる。従って、術者は、観察の障害となるような波
長帯域の光が存在しない状況下において、被検体を観察
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による蛍光観察内視鏡
システムの概略構成図

【図２】本発明の第１実施形態による光源装置の構成
を模式的に示す図

【図３】本発明の第２実施形態による蛍光観察内視鏡
システムの概略構成図

【図４】従来の蛍光観察内視鏡システムの概略構成図

【符号の説明】

１ファイバスコープ１５ａ配光レンズ１５ｂライトガイド・ファイババンドル１６ａ対物レンズ２光源装置２１発光素子２２発光素子取付部２２ａ凹面３撮像装置３５カメラヘッド５モニタ１００電子内視鏡２´ 光源装置２６導光プローブ１０６ａ対物レンズ１０６ｃ撮像素子３００外部装置３２０プロセッサ３３０システムコントロール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 ＭＦターム(参考） 2G043 AA06 CA05 EA01 FA09 GA06 GB10 GB11 HA05 KA05 KA09 LA01 MA01 2H040 BA01 CA04 CA09 CA13 DA51 GA01 GA02 4C061 AA00 BB02 CC07 DD00 FF46 GG01 NN01 QQ04 QQ07 WW17 5C054 AA01 CA04 CA06 CC05 CC07 EB05 EB07 ED13 GA04 GB01 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファイババンドルにその入射面から光を入
射させる光源装置であって、指向性を有する光を所定の方向へ射出可能な複数の発光
素子と、各発光素子から射出された光線が前記ファイババンドル
の入射面に向うように，かつ，各発光素子から射出され
た光線と前記ファイババンドルの入射面側の端部近傍に
おける中心軸とのなす角がこのファイババンドルの開口
角の１／２以下になるように、当該の各発光素子を配置
する発光素子取付部とを備えることを特徴とする光源装
置。
【請求項２】前記発光素子取付部は、前記ファイババン
ドルの入射面に対向配置された凹面を有し、前記各発光素子は、前記発光素子取付部の前記凹面上に
固定されたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記発光素子は、発光ダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４】前記発光素子は、レーザダイオードである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光源
装置。
【請求項５】前記発光素子は、生体組織の自家蛍光を励
起する励起光を単色光として射出することを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の光源装置
と、該光源装置の前記発光素子から射出された光を導くファ
イババンドルを有するとともに、このファイババンドル
により導かれた光を、被検体に対して射出する照明光学
系と、被検体からの光を収束させて、当該被検体の像を形成す
る対物光学系と、この対物光学系によって形成された被検体の像を撮像す
る撮像手段とを備えることを特徴とする内視鏡システ
ム。
【請求項７】生体組織の自家蛍光を励起する励起光を単
色光として射出する発光素子と、該発光素子から射出された励起光を被検体に対して射出
する照明光学系と、被検体からの光を収束させて、当該被検体の像を形成す
る対物光学系と、この対物光学系によって形成された被検体の像を撮像す
る撮像手段とを備えることを特徴とする内視鏡システ
ム。
【請求項８】前記発光素子は、発光ダイオードであるこ
とを特徴とする請求項７記載の内視鏡システム。
【請求項９】前記発光素子は、レーザダイオードである
ことを特徴とする請求項７又は８記載の内視鏡システ
ム。
【請求項１０】前記撮像手段により取得された前記被検
体の像を表示する表示手段をさらに備えることを特徴と
する請求項６〜９のいずれかに記載の内視鏡システム。