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WO2008065955A1 - Endoscope device - Google Patents

Endoscope device Download PDF

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WO2008065955A1
WO2008065955A1 PCT/JP2007/072626 JP2007072626W WO2008065955A1 WO 2008065955 A1 WO2008065955 A1 WO 2008065955A1 JP 2007072626 W JP2007072626 W JP 2007072626W WO 2008065955 A1 WO2008065955 A1 WO 2008065955A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
dichroic mirror
wavelength band
endoscope apparatus
insertion portion
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2007/072626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshiaki Watanabe
Ryo Karasawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2008546961A priority Critical patent/JP5226533B2/ja
Priority to US12/516,074 priority patent/US8773521B2/en
Publication of WO2008065955A1 publication Critical patent/WO2008065955A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
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    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
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    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096Optical elements
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    • A61B1/07Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope apparatus.
  • the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 1 uses a switchable mirror to switch the light from the longitudinal axis direction and the radial direction for observation.
  • the endoscope apparatus of Patent Document 2 employs a structure in which light in a common wavelength band is incident from the longitudinal direction and the radial direction of the insertion portion via separate imaging optical systems.
  • the endoscope apparatus of Patent Document 3 employs a polarizing prism, and combines and observes light having different polarization directions.
  • the endoscope apparatus of Patent Document 4 is configured to simultaneously observe light from the longitudinal direction and the radial direction using a hollow quadrangular pyramid mirror.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 137512
  • Patent Document 2 JP-A-9 313435
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 61-261713
  • Patent Document 4 JP-A-6-27371
  • the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 1 has an inconvenience that simultaneous observation in two directions cannot be performed because light from two directions is photographed by switching mirrors.
  • the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 2 has a problem that the structure is complicated because it has separate imaging optical systems for imaging light from two directions. .
  • the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 3 transmits only light having a specific polarization direction among light incident from the longitudinal axis direction and the radial direction of the insertion portion, respectively. There is a problem in that it is difficult to acquire a bright image due to loss of light quantity. Furthermore, in the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 4, the light incident from the longitudinal axis direction is acquired by the central hole in order to observe the light passing through the central hole of the quadrangular pyramid mirror. There is a problem in that the amount of light that is generated is limited, resulting in a loss of light quantity.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to reduce the amount of light incident from the body cavity while reducing the size of the distal end of the insertion portion with a simple configuration.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope apparatus capable of simultaneously and separately observing light from a direction.
  • the present invention provides the following means.
  • the present invention provides an insertion portion to be inserted into a body cavity and a distal end portion of the insertion portion, and deflects light in the first wavelength band incident from the radial direction in the longitudinal axis direction, while in the longitudinal axis direction.
  • a first dichroic mirror that transmits light in the second wavelength band incident from the first wavelength band to be combined with the light in the first wavelength band; and light combined by the first dichroic mirror.
  • An endoscope comprising: a second dichroic mirror that separates each wavelength band; and two imaging units that respectively capture light in the first and second wavelength bands separated by the second dichroic mirror Providing equipment.
  • the light of the first wavelength band incident from the outside in the radial direction of the insertion portion is deflected in the longitudinal direction by the first dichroic mirror disposed at the tip of the insertion portion.
  • the light of the second wavelength band incident on the distal end of the insertion portion from the longitudinal axis direction is transmitted through the first diced aperture mirror and combined with the light of the first wavelength band.
  • the first dichroic mirror transmits or deflects all the light having a specific wavelength band regardless of the polarization state of the incident light, resulting in a loss of light quantity for a specific wavelength band to be observed. There is nothing.
  • the combined light in the first and second wavelength bands is separated by the second dichroic mirror and photographed by the imaging unit. This makes it possible to observe light from two different directions simultaneously and separately.
  • an image composition for combining images acquired by the two imaging units may be provided.
  • the first dichroic mirror force may be conical.
  • the first dichroic mirror force S, a planar reflecting surface that deflects light from one radial direction, and the reflecting surface are rotated about the longitudinal axis of the insertion portion. Let it be as a rotating device.
  • an illumination unit that irradiates illumination light toward a body cavity may be provided at a distal end portion of the insertion portion.
  • illumination light is irradiated toward the body cavity by the operation of the illumination unit, and light is emitted from the inner surface of the body cavity according to the illumination light.
  • the illumination light is excitation light
  • fluorescence in a specific wavelength band is generated by exciting a fluorescent substance present inside the body cavity wall, so that the transmission wavelength of the first dichroic mirror is the same.
  • the band By setting the band to the wavelength band of the fluorescence, an image of the fluorescence transmitted in the longitudinal axis direction can be acquired.
  • the reflection wavelength band of the first dichroic mirror By setting the reflection wavelength band of the first dichroic mirror to the wavelength band of the fluorescence, an image of the fluorescence incident from the radial direction can be acquired.
  • the wavelength band of visible light reflected from the inner surface of the body cavity is set to the transmission or reflection wavelength band of the first dichroic mirror.
  • a force S is used to acquire a reflected light image in front of the front end of the entrance or a radially outward reflected light image.
  • an illuminating unit that irradiates illumination light toward a body cavity
  • the illuminating unit includes a light source disposed on a proximal end side of the insertion portion, and light from the light source.
  • a light guide propagating to the tip of the insertion portion, and the first dichroic mirror force radially outward A configuration may be adopted in which light in a wavelength band to be irradiated and light in a wavelength band incident in the radial direction are deflected and light in other wavelength bands is transmitted.
  • the light emitted from the light source disposed on the proximal end side of the insertion portion is propagated to the distal end of the insertion portion via the light guide, and arranged at the distal end of the insertion portion.
  • the light incident on the first dichroic mirror By making the light incident on the first dichroic mirror, light in a part of the wavelength band is deflected by the first dichroic mirror and emitted radially outward, and the remaining light is transmitted through the first dichroic mirror.
  • the light is emitted in the longitudinal direction.
  • the illumination light can also be irradiated in different directions by the first dichroic mirror, separated for each wavelength band.
  • an image forming unit that combines the light combined by the first dichroic mirror is provided in a central portion in the radial direction of the insertion unit, and the radial direction of the image forming unit
  • the light guide is disposed outside the light guide, and the tip of the light guide is disposed so as to be inclined toward the vicinity of the center of the first dichroic mirror! /.
  • the light from the light source is guided to the tip of the insertion portion via the light guide arranged around the insertion portion, and then is branched for each wavelength band by the first dichroic mirror. Then, irradiation is performed in the longitudinal axis direction and the radial direction of the insertion portion, respectively.
  • light of different wavelength bands incident on the insertion part from the long axis direction and the radial direction of the insertion part are multiplexed by the first dichroic mirror and arranged in the center part in the radial direction of the insertion part. Incident on the imaging unit. In this case, by tilting the tip of the light guide toward the center of the first dichroic mirror, the light passing through the first dichroic mirror is irradiated to the central part in front of the insertion part. It is possible to obtain a bright image.
  • the insertion portion is a capsule type including the first dichroic mirror, the second dichroic mirror, and the two imaging units therein. Good.
  • the light is incident from the body cavity while reducing the size of the distal end of the insertion portion with a simple configuration. It is possible to suppress the loss of the amount of light and to observe the light from two different directions simultaneously and separately.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where the distal end portion of the insertion portion of the endoscope apparatus of FIG. 1 is inserted into a body cavity.
  • FIG. 3 is a view showing an example of image display acquired by the endoscope apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic overall configuration diagram showing a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1, showing a case where the tip of the light guide fiber is tilted toward the center.
  • FIG. 5 is a schematic overall configuration diagram showing a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1, showing a case where a light source for direct viewing observation is provided on the distal end surface of the insertion portion.
  • FIG. 6 is a schematic overall configuration diagram showing a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1 and showing a case where a light source for side-view observation is provided on the outer periphery of the distal end portion of the insertion portion.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a structure of the distal end portion of the insertion portion when a dichroic mirror having a planar reflecting surface is provided as a modification of the endoscope apparatus of FIG.
  • FIG. 8 is a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view showing a structure of a distal end portion of a insertion portion that rotates a dichroic mirror having a planar reflecting surface around a longitudinal axis. .
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a structure of the distal end portion of the insertion portion that is a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1 and capable of acquiring an obliquely forward side view image.
  • FIG. 10 is a schematic overall configuration diagram showing a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1 and showing a case where an imaging element is provided at the distal end of the insertion portion.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a modification of the endoscope apparatus of FIG. 1, in which the first dichroic mirror has a truncated cone shape and the insertion portion has a capsule structure.
  • Imaging optical system (imaging part)
  • the endoscope apparatus 1 is similar to the elongated insertion part 2 inserted into the body cavity and the light source 3 connected to the proximal end side of the insertion part 2.
  • An imaging unit 4 connected to the base end side of the insertion unit 2 and a display unit 5 connected to the imaging unit 4 are provided.
  • the insertion part 2 is provided with transparent window parts 6 and 7 over the entire circumference on the distal end surface and the outer periphery of the distal end part.
  • a conical dichroic cone mirror (first dichroic mirror) 8 is disposed at the distal end of the insertion portion 2 with the bottom surface facing the window portion 6 at the distal end of the insertion portion 2.
  • the dichroic cone mirror 8 reflects the excitation light L and fluorescence L in the first wavelength band on the conical surface 8a, and transmits light L and L in other wavelength bands (second wavelength band).
  • the illumination light L having a second wavelength band different from the first wavelength band toward the conical surface 8a is generated.
  • the illumination light L passes through the conical surface 8a of the dichroic cone mirror 8 in the longitudinal axis direction.
  • the light passes through and is irradiated onto the inner surface of the body cavity disposed in front of the insertion portion 2 through the window 6 provided at the distal end of the insertion portion 2.
  • the laser beam 8 is transmitted to the insertion part 2 as it is.
  • the insertion portion 2 is provided with an image guide fiber 9 at a central position in the radial direction along the longitudinal direction thereof, and a plurality of light guides are provided in the circumferential direction outside the image guide fiber 9 in the circumferential direction. Fiber 10 is arranged. Between the tip of the image guide fiber 9 and the conical surface 8a of the diced opening cone mirror 8, the fluorescence L and the reflected light L combined by the dichroic cone mirror 8 are applied to the end surface 9a of the image guide fiber 9. Resulting image
  • An image optical system 11 is provided.
  • the insertion portion 2 is provided with a collimating lens 12 facing the end surface 9b of the image guide fiber 9 on the base end side.
  • the light source 3 is connected to the end face 10b of the light guide fiber 10 on the base end side of the insertion portion 2, and the excitation light L disposed in the first wavelength band and the second
  • the illumination light L which is arranged in the wavelength band of, is multiplexed and incident on the end face 10b of the light guide fiber 10.
  • the imaging unit 4 includes a dichroic mirror (second optic mirror) that separates the light that has been made substantially parallel by the collimator lens 12 into fluorescence L in the first wavelength band and reflected light L in the second wavelength band.
  • Dichroic mirror 13
  • condensing lenses 14 and 15 for collecting the light separated by the dichroic opening mirror 13, and a CCD or the like in which an imaging surface is disposed on the focal plane of the condensing lenses 14 and 15.
  • the image generation units 18 and 19 that generate side-view images and direct-view images based on the image information acquired by the image sensors 16 and 17, and these image generation units 18 and 19
  • an image composition unit 20 for compositing the side-view image and the direct-view image.
  • reference numeral 21 denotes an excitation light cut filter.
  • the excitation light L and the illumination light L generated in the light source 3 are incident on the end face 10b of the light guide fiber 10 in a combined state
  • the first of the excitation light L and the illumination light L emitted from the tip surface 10a of the light guide fiber 10 is the first.
  • the excitation light L having a wavelength in the wavelength band is reflected on the conical surface 8a of the dichroic cone mirror 8 and directed outward in the radial direction.
  • the illumination light L having the wavelength in the second wavelength band passes through the dichroic cone mirror 8 and is directly directed in the longitudinal axis direction.
  • the excitation light L directed radially outward by the dichroic cone mirror 8 was provided over the entire circumference on the wall surface of the distal end portion of the insertion portion 2.
  • the light passes through the window 7, is emitted radially outward from the insertion part 2, and is irradiated on the inner wall surface of the body cavity A that is disposed radially outward!
  • the fluorescence L having a wavelength arranged in the first wavelength band by excitation of the fluorescent substance is generated.
  • Fluorescence L generated on the inner wall surface of body cavity A passes through window 7 and enters insertion part 2.
  • Fluorescent has a wavelength placed in the first wavelength band, close to the excitation light L
  • the illumination light having the wavelength in the second wavelength band that has passed through the dichroic cone mirror 8 is transmitted through the transparent window 6 provided at the distal end surface of the insertion part 2 and is transmitted through the insertion part 2.
  • the emitted illumination light L is in front of the front end surface of the insertion part 2.
  • the reflected light L reflected from the inner wall surface of the body cavity A enters the insertion part 2 through the same window part 6, and passes through the dichroic cone mirror 8 as it is.
  • the dichroic cone mirror 8 causes the fluorescence L in the first wavelength band from the radially outer side of the insertion portion 2 and the reflected light L in the second wavelength band from the front in the longitudinal axis direction to But
  • the light is condensed and imaged on the end face 9 a of the image guide fiber 9.
  • the combined light incident on one end surface in the image guide fiber 9 propagates in the image guide fiber 9 and exits from the other end surface 9 b disposed on the proximal end side of the insertion portion 2. Be done
  • the light incident on the imaging unit 4 is separated into the fluorescence L in the first wavelength band and the reflected light L in the second wavelength band again by entering the dichroic mirror 13. Isolated
  • Fluorescent and reflected light L is collected by condenser lenses 14 and 15, respectively.
  • the image information acquired by the image sensors 16 and 17 is sent to the side-view image generation unit 18 and the direct-view image generation unit 19 to generate the side-view image G and the direct-view image G, respectively.
  • the direct-view image G is an image of the body cavity A viewed from one direction in the longitudinal axis direction, it can be displayed as it is as a two-dimensional image.
  • side-view image G is
  • the direct view image G and the side view are arranged so that the side view image G is radially outward.
  • the side-view image G radially outward of the insertion portion 2 and the direct-view image G forward in the longitudinal axis direction are simultaneously acquired.
  • the affected area can be
  • the position of B can be specified accurately.
  • the dichroic cone mirror 8 is simply arranged at the distal end portion of the insertion portion 2, and the diameter of the distal end portion can be reduced.
  • the force shown in the example in which the distal end surface 10a of the light guide fiber 10 is arranged toward the front surface in the longitudinal axis direction is shown in FIG.
  • the distal end surface 10a of the light guide fiber 10 may be arranged so as to be inclined toward the central axis of the insertion portion 2 in the direction of force and in the opposite direction. In this way, the amount of excitation light L reflected by the dichroic cone mirror 8 and directed radially outward of the insertion portion 2 can be increased, and a bright side-view image G can be obtained. There is.
  • the light source 3 combines the excitation light L and the illumination light L to obtain a laser beam.
  • a light source such as an LED that emits the illumination light L in the second wavelength band (illumination part) 2
  • the amount of illumination light L for direct-view observation can be increased, and a bright direct-view image G can be acquired.
  • the wiring to the light source 22 is not shown.
  • an excitation light source 23 such as a laser diode that emits excitation light in the radial direction is arranged on the outer peripheral surface of the distal end portion of the insertion portion 2, and Only the illumination light L may be guided by the light guide fiber 10 from the light source 3 on the proximal end side.
  • the light reflected by the dichroic cone mirror 8 is reflected by the fluorescence L. Since the excitation light is prevented from being reflected and returned, there is an advantage that it is not necessary to provide the excitation light cut filter 21 in the imaging unit 4.
  • the wavelength band that can be used for direct-view observation can be expanded, and a brighter direct-view image G can be acquired.
  • the dichroic cone mirror 8 is disposed at the tip of the insertion portion 2, but instead, as shown in FIG. 7, a rectangular parallelepiped having a planar reflecting surface 24a.
  • a dichroic mirror 24 having a shape may be employed.
  • the side-viewed image G over the entire circumference may be acquired by rotating the insertion part 2 itself around the longitudinal axis.
  • a hollow motor (rotating device) 25 provided at the distal end of the insertion portion 2 causes a dichroic mirror 24 having a planar reflecting surface 24a to move around the longitudinal axis. You can decide to rotate it.
  • the window portion 7 provided on the side wall of the insertion portion 2 is inclined, and the angle of the reflection surface 24a of the dichroic mirror 24 is set to a shallow angle with respect to the longitudinal axis.
  • the angle of the reflection surface 24a of the dichroic mirror 24 is set to a shallow angle with respect to the longitudinal axis.
  • a dichroic mirror 13 and two image sensors 16 and 17 that respectively capture light of two wavelength bands separated by the dichroic mouth mirror 13 may be arranged immediately after the imaging optical system 11. . In this way, there is an advantage that an image can be acquired with a higher resolution V than when the image guide fiber 9 is used.
  • the insertion part 2 ' is a capsule type independent of an external device (not shown). Since the insertion part 2 ′ is configured independently of the external device, it has a light source 28 such as a white LED inside.
  • the mirror 8 ′ has a truncated cone shape that is a shape obtained by cutting off the front end portion of the first dichroic mirror 8 in the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the insertion section 2 ' is a battery for supplying power to the light source 28 such as a white LED, the image sensors 16, 17, the side-view image generation section 18, the direct-view image generation section 19, the transmitter 27, and the image composition section 20. 26 and a transmitter 27 for transmitting the image signal generated by the image composition unit 20 to an external device.
  • the light source 28 such as a white LED

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Description

明 細 書
内視鏡装置
技術分野
[0001] 本発明は、内視鏡装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、揷入部の先端面から入射する光と半径方向外方力 入射する光とを観察可 能な内視鏡装置が知られている(例えば、特許文献 1〜特許文献 4参照。)。
特許文献 1の内視鏡装置は、切替可能なミラーにより長手軸方向と半径方向からの 光を切り替えて観察するようになって!/、る。
特許文献 2の内視鏡装置は、共通の波長帯域の光を揷入部の長手方向および半 径方向からそれぞれ別個の結像光学系を介して入射させる構造を採用している。
[0003] 特許文献 3の内視鏡装置は、偏光プリズムを採用し偏光方向の異なる光を合波し て観察することとしている。
特許文献 4の内視鏡装置は、中空の 4角錐ミラーによって長手軸方向と半径方向か らの光を同時に観察するようになっている。
[0004] 特許文献 1 :特開平 11 137512号公報
特許文献 2:特開平 9 313435号公報
特許文献 3:特開昭 61— 261713号公報
特許文献 4:特開平 6— 27371号公報
発明の開示
[0005] しかしながら、特許文献 1に開示されている内視鏡装置は、ミラーの切替により 2方 向からの光を撮影するため、 2方向の同時観察ができないという不都合がある。 また、特許文献 2に開示されている内視鏡装置は、 2方向からの光を結像させるた めに別個の結像光学系を有しているため、構造が複雑であるという問題がある。
[0006] また、特許文献 3に開示されている内視鏡装置は、揷入部の長手軸方向および半 径方向から入射する光の内、特定の偏光方向を有する光のみをそれぞれ透過させる ので、光量の損失を生じ、明るい画像を取得することが困難であるという問題がある。 さらに、特許文献 4に開示されている内視鏡装置においても、長手軸方向から入射 してくる光については、 4角錐ミラーの中央孔を通過してくる光を観察するため、中央 孔によって取得される光が制限されて、光量の損失を生ずるという問題がある。
[0007] 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で揷入部先 端の小型化を図りつつ、体腔から入射される光の光量の損失を抑え、異なる 2方向か らの光を同時に、かつ、分離して観察することができる内視鏡装置を提供することを 目的としている。
[0008] 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、体腔内に挿入される揷入部と、該揷入部の先端部に配置され、半径方 向から入射される第 1の波長帯域の光を長手軸方向に偏向させる一方、長手軸方向 から入射される第 2の波長帯域の光を透過させることにより前記第 1の波長帯域の光 と合波させる第 1のダイクロイツクミラーと、該第 1のダイクロイツクミラーにより合波され た光を波長帯域毎に分離する第 2のダイクロイツクミラーと、該第 2のダイクロイツクミラ 一により分離された第 1 ,第 2の波長帯域の光をそれぞれ撮影する 2つの撮像部とを 備える内視鏡装置を提供する。
[0009] 本発明によれば、揷入部の半径方向外方から入射された第 1の波長帯域の光が揷 入部の先端に配置された第 1のダイクロイツクミラーにより長手方向に偏向される一方 、揷入部の先端に長手軸方向から入射された第 2の波長帯域の光が、第 1のダイク口 イツクミラーを透過させられて第 1の波長帯域の光と合波される。第 1のダイクロイツクミ ラーは、入射される光の偏光状態にかかわらず、特定の波長帯域を有する光の全て を透過または偏向するため、観察したい特定の波長帯域については光量のロスを生 ずることがない。合波された第 1、第 2の波長帯域の光は、第 2のダイクロイツクミラー により分離され、それぞれ撮像部により撮影される。これにより、異なる 2方向からの光 を同時に、かつ、分離して観察すること力 Sできる。
[0010] 上記発明においては、前記 2つの撮像部により取得された画像を合成する画像合 成] ¾を備えることとしてもよ!/、。
このようにすることで、画像合成部の作動により、同時に取得された 2方向からの光 の画像を合成し、対応づけて観察することができる。 [0011] また、上記発明においては、前記第 1のダイクロイツクミラー力 円錐状であることと してもよい。
このようにすることで、半径方向から入射される光については、円錐状の第 1のダイ クロイツクミラーにより揷入部の周方向の全周にわたる光の画像を取得することができ
[0012] また、上記発明においては、前記第 1のダイクロイツクミラー力 S、半径方向一方向か らの光を偏向する平面状の反射面と、該反射面を揷入部の長手軸回りに回転させる 回転装置とを備えることとしてあよレ、。
このようにすることで、回転装置の作動により、第 1のダイクロイツクミラーの反射面を 長手軸回りに回転させて、揷入部の周方向の全周にわたる光の画像を取得すること ができる。
[0013] また、上記発明においては、前記揷入部の先端部に、体腔に向けて照明光を照射 する照明部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、照明部の作動により、体腔に向けて照明光が照射され、該照 明光に応じて体腔内面から光が発せられる。
[0014] 例えば、照明光が励起光の場合、体腔壁面の内部に存在する蛍光物質が励起さ れることによって、特定の波長帯域の蛍光が発生するので、第 1のダイクロイツクミラ 一の透過波長帯域を当該蛍光の波長帯域に設定しておくことにより、長手軸方向に 透過した当該蛍光の画像を取得することができる。また、第 1のダイクロイツクミラーの 反射波長帯域を当該蛍光の波長帯域に設定しておくことにより、半径方向から入射 した当該蛍光の画像を取得することができる。
[0015] また、照明光が特定の波長帯域の可視光の場合、体腔内面で反射した可視光の 波長帯域を第 1のダイクロイツクミラーの透過または反射波長帯域に設定しておくこと により、揷入部の先端前方の反射光画像または半径方向外方の反射光画像を取得 すること力 Sでさる。
[0016] また、上記発明においては、体腔に向けて照明光を照射する照明部を備え、該照 明部が、前記揷入部の基端側に配置された光源と、該光源からの光を揷入部先端ま で伝播させるライトガイドとを備え、前記第 1のダイクロイツクミラー力 半径方向外方 に照射する波長帯域の光および半径方向外方力 入射する波長帯域の光を偏向し 、それ以外の波長帯域の光を透過する構成としてもよい。
[0017] このようにすることで、揷入部の基端側に配置された光源力 発せられた光を、ライ トガイドを介して揷入部の先端まで伝播させ、揷入部の先端に配置されている第 1の ダイクロイツクミラーに入射させることにより、一部の波長帯域の光が第 1のダイクロイ ックミラーによって偏向されて半径方向外方に出射され、残りの光が第 1のダイクロイ ックミラーを透過して長手軸方向に出射される。光源として、複数の波長の光を合波 したものを採用することにより、照明光についても第 1のダイクロイツクミラーにより、波 長帯域毎に分離して異なる方向に照射することができる。
[0018] また、上記構成においては、前記第 1のダイクロイツクミラーにより合波された光を結 像させる結像部を前記揷入部の半径方向の中央部に備え、該結像部の半径方向の 外方に、前記ライトガイドが配置され、該ライトガイドの先端が、前記第 1のダイクロイツ クミラーの中央近傍に向けて傾斜して配置されて!/、ることとしてもよ!/、。
[0019] このようにすることで、光源からの光は揷入部の周囲に配置されたライトガイドを介し て揷入部の先端に導かれ、その後第 1のダイクロイツクミラーにより波長帯域毎に分 岐されて揷入部の長手軸方向と半径方向にそれぞれ照射される。一方、揷入部の長 手軸方向および半径方向から揷入部に入射する異なる波長帯域の光は、第 1のダイ クロイツクミラーにより合波されて、揷入部の半径方向の中央部に配置された結像部 に入射される。この場合に、ライトガイドの先端を第 1のダイクロイツクミラーの中央近 傍に向けて傾斜させておくことにより、第 1のダイクロイツクミラーを透過する光を揷入 部の前方の中央部に照射することができ、明るい画像を得ること力 Sできる。
[0020] また、上記発明においては、前記揷入部が、前記第 1のダイクロイツクミラーと、前記 第 2のダイクロイツクミラーと、前記 2つの撮像部とを内部に備えたカプセル型であるこ ととしてあよい。
[0021] このようにすることで、体腔内への揷入部の揷入時および撮像途中に生じる被観察 者の負担が軽減され、被観察者の活動が内視鏡装置に拘束されることなく体腔内を 撮像し、観察すること力できる。
[0022] 本発明によれば、簡易な構成で揷入部先端の小型化を図りつつ、体腔から入射さ れる光の光量の損失を抑え、異なる 2方向からの光を同時に、かつ、分離して観察す ること力 Sできると!/ヽぅ ¾]果を奏する。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]本発明の一実施形態に係る内視鏡装置を示す模式的な全体構成図である。
[図 2]図 1の内視鏡装置の揷入部の先端部が体腔内に挿入された状態を示す斜視 図である。
[図 3]図 1の内視鏡装置により取得された画像表示例を示す図である。
[図 4]図 1の内視鏡装置の変形例であって、ライトガイドファイバの先端を中心に向け て傾斜させた場合を示す模式的な全体構成図である。
[図 5]図 1の内視鏡装置の変形例であって、揷入部の先端面に直視観察用の光源を 有する場合を示す模式的な全体構成図である。
[図 6]図 1の内視鏡装置の変形例であって、揷入部の先端部の外周に側視観察用の 光源を有する場合を示す模式的な全体構成図である。
[図 7]図 1の内視鏡装置の変形例であって、平面状の反射面を有するダイクロイツクミ ラーを備える場合の揷入部の先端部の構造を示す縦断面図である。
[図 8]図 1の内視鏡装置の変形例であって、平面状の反射面を有するダイクロイツクミ ラーを長手軸回りに回転させる揷入部の先端部の構造を示す縦断面図である。
[図 9]図 1の内視鏡装置の変形例であって、斜め前方の側視画像を取得可能な揷入 部の先端部の構造を示す縦断面図である。
[図 10]図 1の内視鏡装置の変形例であって、揷入部の先端に撮像素子を有する場 合を示す模式的な全体構成図である。
[図 11]図 1の内視鏡装置の変形例であって、第 1のダイクロイツクミラーが円錐台状で あり、揷入部がカプセル型の構造である場合を示す縦断面図である。
符号の説明
[0024] A 体腔
L 蛍光(第 2の波長帯域の光)
2
L 反射光(第 1の波長帯域の光)
4
1 内視鏡装置 2 揷入部
3 光源
8 ダイクロイツクコーンミラー(第 1のダイクロイツクミラー)
10 ライトガイド
11 結像光学系(結像部)
13 ダイクロイツクミラー(第 2のダイクロイツクミラー)
16, 17 撮像素子(撮像部)
20 画像合成部
22 光源 (照明部)
23 励起光源 (照明部)
24a 反射面
25 中空モータ(回転装置)
26 バッテリー
27 発信機
28 光源(白色 LED)
発明を実施するための最良の形態
[0025] 本発明の一実施形態に係る内視鏡装置 1について、図 1〜図 3を参照して以下に 説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置 1は、図 1に示されるように、体腔内に挿入される細 長い揷入部 2と、該揷入部 2の基端側に接続される光源 3と、同じく揷入部 2の基端 側に接続される撮像ユニット 4と、該撮像ユニット 4に接続される表示部 5とを備えてい
[0026] 前記揷入部 2は、その先端面および先端部の外周に全周にわたる透明な窓部 6, 7 を備えている。また、揷入部 2の先端部には、円錐状のダイクロイツクコーンミラー(第 1のダイクロイツクミラー) 8が底面を揷入部 2の先端の窓部 6に対向させて配置されて いる。該ダイクロイツクコーンミラー 8は、円錐面 8aに、第 1の波長帯域の励起光 Lお よび蛍光 Lを反射し、他の波長帯域 (第 2の波長帯域)の光 L , Lを透過させる光学
2 3 4 薄膜(図示略)が形成されたものである。 [0027] ダイクロイツクコーンミラー 8に対し、円錐面 8a側から第 1の波長帯域の励起光 が 入射されると、該励起光 Lは円錐面 8aにおいて偏向されて、半径方向外方に指向さ せられる。円錐面 8aのほぼ全体に励起光 Lが入射されることにより、励起光 L1は周 方向のほぼ全周にわたって放射状に出射され、揷入部 2の側壁に設けられた窓部 7 を介して周囲の体腔内面に照射されるようになっている。また、励起光 Lが照射され た結果、体腔内壁において発生した蛍光 Lは、揷入部 2の側壁に設けられた窓部 7
2
を介して揷入部 2内に入ると、ダイクロイツクコーンミラー 8の円錐面 8aで偏向されて 長手軸方向に指向させられるようになつている。
[0028] また、円錐面 8aに向けて第 1の波長帯域とは異なる第 2の波長帯域の照明光 Lが
3 入射されると、該照明光 Lは、ダイクロイツクコーンミラー 8の円錐面 8aを長手軸方向
3
にそのまま透過して、揷入部 2の先端に設けられた窓部 6を介して揷入部 2の前方に 配されている体腔内面に照射されるようになっている。体腔内面における照明光 Lの
3 反射光しも第 2の波長帯域であるため、揷入部 2の先端側からダイクロイツクコーンミ
4
ラー 8を透過して揷入部 2内にそのまま入射されるようになっている。その結果、揷入 部 2の半径方向外方から入射されてきた第 1の波長帯域の蛍光 Lと、長手軸方向か
2
ら入射されてきた第 2の波長帯域の反射光 Lとは、ダイクロイツクコーンミラー 8によつ
4
て合波されるようになってレ、る。
[0029] 揷入部 2には、その長手方向に沿って半径方向の中央位置にイメージガイドフアイ ノ 9が備えられ、該イメージガイドファイバ 9の半径方向外方には周方向に複数のライ トガイドファイバ 10が配列されている。イメージガイドファイバ 9の先端と、前記ダイク口 イツクコーンミラー 8の円錐面 8aとのあいだには、ダイクロイツクコーンミラー 8により合 波された蛍光 Lおよび反射光 Lをイメージガイドファイバ 9の端面 9aに結像させる結
2 4
像光学系 11が備えられてレ、る。
また、揷入部 2には、その基端側に、イメージガイドファイバ 9の端面 9bに対向する コリメートレンズ 12が備えられている。
[0030] 前記光源 3は、前記揷入部 2の基端側にお!/、て前記ライトガイドファイバ 10の端面 10bに接続され、第 1の波長帯域に配される励起光 Lと、第 2の波長帯域に配される 照明光 Lとを合波してライトガイドファイバ 10の端面 10bに入射させるようになつてい [0031] 前記撮像ユニット 4は、コリメートレンズ 12により略平行光にされた光を第 1の波長 帯域の蛍光 Lと第 2の波長帯域の反射光 Lとに分離するダイクロイツクミラー(第 2の
2 4
ダイクロイツクミラー) 13と、該ダイク口イツクミラー 13により分離された光をそれぞれ集 光させる集光レンズ 14, 15と、該集光レンズ 14, 15の焦点面に撮像面を配置した C CD等の撮像素子 16, 17と、該撮像素子 16, 17により取得された画像情報に基づ いて、側視画像および直視画像を生成する画像生成部 18, 19と、これら画像生成 部 18, 19により生成された側視画像と直視画像とを合成する画像合成部 20とを備え ている。図中、符号 21は励起光カットフィルタである。
[0032] このように構成された本実施形態に係る内視鏡装置 1の作用について以下に説明 する。
本実施形態に係る内視鏡装置 1によれば、光源 3において発生された励起光 Lお よび照明光 Lは、合波された状態でライトガイドファイバ 10の端面 10bに入射され、
3
ライトガイドファイバ 10内を伝播して揷入部 2の先端部まで導かれる。そして、ライトガ イドファイバ 10の先端面 10aから出射された励起光 Lおよび照明光 Lの内、第 1の
1 3
波長帯域の波長を有する励起光 Lは、ダイクロイツクコーンミラー 8の円錐面 8aにお いて反射され、半径方向外方に指向される。一方、第 2の波長帯域の波長を有する 照明光 Lは、ダイクロイツクコーンミラー 8を透過してそのまま長手軸方向に指向され
3
[0033] ダイクロイツクコーンミラー 8により半径方向外方に指向された励起光 Lは、図 1およ び図 2に示されるように、揷入部 2の先端部の壁面に全周にわたって設けられた窓部 7を透過して揷入部 2から半径方向外方に出射され、半径方向外方に配置されて!/、 る体腔 Aの内壁面に照射される。励起光 Lが照射された体腔 Aの内壁面においては 、蛍光物質が励起されることにより第 1の波長帯域に配される波長を有する蛍光 Lが
2 発生される。体腔 Aの内壁面において発生した蛍光 Lは、窓部 7を介して揷入部 2内
2
に入射する。蛍光しは、励起光 Lに近接し、第 1の波長帯域に配される波長を有し
2 1
ているので、ダイクロイツクコーンミラー 8の円錐面 8aによって長手軸方向に反射され [0034] 一方、ダイクロイツクコーンミラー 8を透過した第 2の波長帯域の波長を有する照明 光しは、揷入部 2の先端面に設けられた透明な窓部 6を透過して揷入部 2の先端か
3
らほぼ長手軸方向に出射される。出射された照明光 Lは、揷入部 2の先端面の前方
3
に配される体腔 Aの内壁面に照射される。体腔 Aの内壁面において反射した反射光 Lは、同じ窓部 6を介して揷入部 2内に入射し、ダイクロイツクコーンミラー 8をそのま
4
ま長手軸方向に透過する。
[0035] これにより、ダイクロイツクコーンミラー 8によって、揷入部 2の半径方向外方からの第 1の波長帯域の蛍光 Lと、長手軸方向の前方からの第 2の波長帯域の反射光 Lとが
2 4 合波される。合波された蛍光 Lおよび反射光 Lは、結像光学系 11を通過することに
2 4
より集光され、イメージガイドファイバ 9の端面 9aに結像される。
[0036] イメージガイドファイバ 9内に一端面に入射された合波された光は、イメージガイドフ アイバ 9内を伝播して、揷入部 2の基端側に配置されている他端面 9bから出射される
。そして、イメージガイドファイバ 9の他端面 9bから出射された光は、コリメートレンズ 1
2により略平行光に変換されて撮像ユニット 4に入射される。
[0037] 撮像ユニット 4に入射した光は、ダイクロイツクミラー 13に入射されることにより、再度 第 1の波長帯域の蛍光 Lと第 2の波長帯域の反射光 Lとに分離される。分離された
2 4
蛍光しおよび反射光 Lはそれぞれ集光レンズ 14, 15により集光され、撮像素子 16
2 4
, 17により撮影される。蛍光しには、体腔 Aの内壁において反射して戻る励起光 Lも
2 1 含まれて!/、るが、撮像素子 16の前段に配置されて!/、る励起光カットフィルタ 21により 遮断されるので、撮像素子 16に入射することが防止される。
[0038] 撮像素子 16, 17により取得された画像情報は、それぞれ側視画像生成部 18およ び直視画像生成部 19に送られることにより側視画像 Gおよび直視画像 Gが生成さ
1 2 れる。直視画像 Gは、体腔 A内を長手軸方向一方向から見た画像であるため、その まま、 2次元的な画像として表示することができる。一方、側視画像 Gは、揷入部 2の
2
半径方向外方に全周にわたって取得された円筒面状の画像であるため、 2次元的に 表示するには、短冊状に展開する方法と、図 3に示されるように、輪帯状の画像にす る方法とが考えられる。
[0039] 本実施形態においては、例えば、図 3に示されるように、内側に直視画像 G、その 半径方向外方に側視画像 Gとなるように画像合成部 20において直視画像 Gと側視
2 1 画像 Gとを合成して、表示部 5に表示する。これにより、直視画像 Gと側視画像 Gと
2 1 2 の位置関係を対応づけた形態で表示することができるという利点がある。
[0040] このように、本実施形態に係る内視鏡装置 1によれば、揷入部 2の半径方向外方の 側視画像 Gと、長手軸方向前方の直視画像 Gとを同時に取得することができ、患部
2 1
Bの位置を正確に特定することができる。また、第 1の波長帯域の蛍光 Lおよび第 2
2
の波長帯域の反射光 Lを損失することなく取得すること力 Sできる。したがって、光量口
4
スの少ない明る!/、画像を取得することができる。
また、本実施形態によれば、揷入部 2の先端部には、ダイクロイツクコーンミラー 8を 配置するだけの簡易な構成であり、先端部の小径化を図ることができるという利点が ある。
[0041] なお、本実施形態に係る内視鏡装置 1においては、ライトガイドファイバ 10の先端 面 10aを長手軸方向の正面に向けて配置した例を示した力 これに代えて、図 4に示 されるように、ライトガイドファイバ 10の先端面 10aを、揷入部 2の中心軸に向力、う方 向に傾斜させて配置することにしてもよい。このようにすることで、ダイクロイツクコーン ミラー 8において反射されて揷入部 2の半径方向外方に指向される励起光 Lの光量 を増大させ、明るい側視画像 Gを取得することができるという利点がある。
2
[0042] また、本実施形態においては、光源 3において励起光 Lと照明光 Lとを合波してラ
1 3
イトガイドファイバ 10により揷入部 2の先端まで導くことにしたが、これに代えて、図 5 に示されるように、第 2の波長帯域の照明光 Lを出射する LED等の光源 (照明部) 2
3
2を揷入部の先端面 (先端部)に配置し、揷入部 2の基端側の光源 3からは励起光 のみをライトガイドファイバ 10で導くことにしてもよい。このようにすることで、直視観察 用の照明光 Lの光量を増大させることができ、明るい直視画像 Gを取得することが
3 1
できるという利点がある。なお、光源 22への配線は図示を省略している。
[0043] また、図 6に示されるように、揷入部 2の先端部の外周面に半径方向に向けて励起 光しを出射するレーザダイオードのような励起光源 23を配置し、揷入部 2の基端側 の光源 3からは照明光 Lのみをライトガイドファイバ 10で導くことにしてもよい。
3
このようにすることで、ダイクロイツクコーンミラー 8において反射する光は蛍光 Lの みにすることができ、励起光 が反射されて戻ることが防止されるので、撮像ユニット 4に励起光カットフィルタ 21を設ける必要がないという利点がある。また、直視観察用 に使用できる波長帯域を広げることができ、さらに明るい直視画像 Gを取得すること ができる。
[0044] また、本実施形態においては、揷入部 2の先端にダイクロイツクコーンミラー 8を配 置したが、これに代えて、図 7に示されるように、平面状の反射面 24aを有する直方体 状からなるダイクロイツクミラー 24を採用してもよい。この場合、側視画像 Gとしては
2 体腔 Aの内壁を一方向から見た画像のみが取得されるので、揷入部 2自体を長手軸 回りに回転させることにより、全周にわたる側視画像 Gを取得することとすればよい。
2
[0045] また、これに代えて、図 8に示されるように、揷入部 2先端に設けた中空モータ(回転 装置) 25により、平面状の反射面 24aを有するダイクロイツクミラー 24を長手軸回りに 回転させることにしてあよい。
また、図 9に示されるように、揷入部 2の側壁に設ける窓部 7を傾斜させ、かつ、ダイ クロイツクミラー 24の反射面 24aの角度を長手軸に対して浅い角度に設定することに より、より斜め前方の側視画像 Gを取得すること力 Sできる。これにより、直視画像 Gと
2 1 側視画像 Gとして、体腔 A内においてさらに近接した位置の画像を取得することがで
2
きる。
[0046] また、本実施形態においては、揷入部 2の基端側に撮像素子 16, 17を備える撮像 ユニット 4を配置した場合について説明した力 S、これに代えて、図 10に示されるように 、結像光学系 11の直後にダイクロイツクミラー 13と、該ダイク口イツクミラー 13により分 離された 2つの波長帯域の光をそれぞれ撮影する 2つの撮像素子 16, 17とを配置し てもよい。このようにすることで、イメージガイドファイバ 9を使用するよりも解像度の高 V、画像を取得することができるとレ、う利点がある。
[0047] なお、本実施形態に係る内視鏡装置 1においては、揷入部 2と基端側にある表示 部 5等の構成が一体である場合について説明した力 S、これに代えて、図 11に示され るようなカプセル型内視鏡であることとしてもよい。この場合に、揷入部 2 'は外部装置 (図示せず)から独立したカプセル型である。揷入部 2 'は外部装置から独立した構成 であるため、内部に白色 LED等の光源 28を備えている。また、第 1のダイクロイツクミ ラー 8 'は、本実施形態に係る内視鏡装置 1における第 1のダイクロイツクミラー 8の先 端部を切り落とした形状である、円錐台状である。また、揷入部 2'は白色 LED等の 光源 28、撮像素子 16、 17、側視画像生成部 18、直視画像生成部 19、発信機 27お よび画像合成部 20に電力を供給するためのバッテリー 26を備え、また、画像合成部 20で生成された画像信号を外部装置に送信するための発信機 27を備える。このよう にすることで、体腔内への揷入部 2の揷入時および撮像途中に生じる被観察者の負 担が軽減される。また、揷入部 2'は無線方式であるため、被観察者の活動が外部装 置に拘束されることなく体腔内を撮像し、観察することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 体腔内に挿入される揷入部と、
該揷入部の先端部に配置され、半径方向から入射される第 1の波長帯域の光を長 手軸方向に偏向させる一方、長手軸方向から入射される第 2の波長帯域の光を透過 させることにより前記第 1の波長帯域の光と合波させる第 1のダイクロイツクミラーと、 該第 1のダイクロイツクミラーにより合波された光を波長帯域毎に分離する第 2のダイ クロイツクミラーと、
該第 2のダイクロイツクミラーにより分離された第 1 ,第 2の波長帯域の光をそれぞれ 撮影する 2つの撮像部とを備える内視鏡装置。
[2] 前記 2つの撮像部により取得された画像を合成する画像合成部を備える請求項 1 に記載の内視鏡装置。
[3] 前記第 1のダイクロイツクミラーが、円錐状である請求項 1に記載の内視鏡装置。
[4] 前記第 1のダイクロイツクミラーが、半径方向一方向からの光を偏向する平面状の反 射面と、該反射面を揷入部の長手軸回りに回転させる回転装置とを備える請求項 1 に記載の内視鏡装置。
[5] 前記揷入部の先端部に、体腔に向けて照明光を照射する照明部を備える請求項 1 に記載の内視鏡装置。
[6] 体腔に向けて照明光を照射する照明部を備え、
該照明部が、前記揷入部の基端側に配置された光源と、該光源からの光を揷入部 先端まで伝播させるライトガイドとを備え、
前記第 1のダイクロイツクミラーが、半径方向外方に照射する波長帯域の光および 半径方向外方から入射する波長帯域の光を偏向し、それ以外の波長帯域の光を透 過する請求項 1に記載の内視鏡装置。
[7] 前記第 1のダイクロイツクミラーにより合波された光を結像させる結像部を前記揷入 部の半径方向の中央部に備え、
該結像部の半径方向の外方に、前記ライトガイドが配置され、
該ライトガイドの先端力 S、前記第 1のダイクロイツクミラーの中央近傍に向けて傾斜し て配置されて!/、る請求項 6に記載の内視鏡装置。 [8] 前記揷入部が、
前記第 1のダイクロイツクミラーと、
前記第 2のダイクロイツクミラーと、
前記 2つの撮像部とを内部に備えたカプセル型である請求項 1に記載の内視鏡装 置。
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