JP2007014423A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入部を操作部から取り外しできるように構成した場合においても、光源装置からの明るい光によって周囲の者に目障りとなることがない。
【解決手段】内使用装置１は、被写体の画像を撮像するためのＣＣＤ１８を有し、ライトガイド１５が挿通された挿入部２と、挿入部２に接続可能であって、挿入部２に接続されたときにライトガイド１５に照明光を供給するライトガイド３４が挿通された操作部３と、ライトガイド３４に照明光を供給する光源装置４と、挿入部２と操作部３との接続状態を検知する接続検知部とを有する。さらに、接続検知部によって操作部３と挿入部２とが接続されていない状態を検知すると、光源装置４の光量は制限される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に、挿入部を操作部から取り外しできる内視鏡装置に関する。

近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。例えば、医療分野において用いられる内視鏡は、細長い挿入部を体腔内に挿入することによって、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じて処置具の挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をしたりすることができる。

内視鏡の挿入部は、挿入したときに体腔等の内部の奥の方まで挿入部の先端部を入れることができるように、操作部と一体に構成され、操作部から延出するように細長く形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２８３６１８号公報（図１）

しかし、挿入部は長いため、術者だけでなく、処置等に関わる看護師等にとっても、長い挿入部を有する内視鏡の取り扱いは煩雑である。特に、操作部からは、画像処理装置及び光源装置へのケーブルも延出しているため、その取り扱いが煩雑になる場合がある。

そこで、挿入部を操作部から取り外しできるようにすることも考えられるが、その取り外したところから、光源装置からの明るい光が出射するので、出射光は周囲にいる術者には目障りとなる虞がある。

そこで、本発明は、挿入部を操作部から取り外しできるようにした場合においても、光源装置からの明るい光によって周囲の者に目障りとなることがないようにした内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、被写体を撮像するための撮像手段を有し、前記被写体へ照明光を照射するための第１のライトガイドが挿通された挿入部と、該挿入部に接続可能であって、前記挿入部に接続されたときに前記第１のライトガイドに前記照明光を供給する第２のライトガイドが挿通された操作部と、前記第２のライトガイドに前記照明光を供給する光源装置と、前記挿入部と前記操作部との接続状態を検知する接続検知部と、該接続検知部が前記操作部と前記挿入部とが接続されていない状態を検知すると、前記照明光の光量を制限するように前記光源装置を制御する制御部を有する。

本発明の内視鏡装置によれば、挿入部を操作部から取り外しできるように構成した場合においても、光源装置からの明るい光によって周囲の者に目障りとなることがない。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る医療用の内視鏡システムの構成を示す模式的構成図である。図１に示すように、この内視鏡システム１は、直視型の内視鏡挿入部２Ａと、斜視型の内視鏡挿入部２Ｂと、これら内視鏡挿入部２Ｉ（Ｉ＝Ａ又はＢ。以下同じ。）のいずれにも接続可能な操作部３と、照明光を供給する光源装置４と、信号処理を行うプロセッサ装置５と、映像信号が入力されることにより対応する画像を表示するモニタ６とから構成される。内視鏡挿入部２Ｉは、軟性及び細長で可撓性を有する。

操作部３は、ライトガイドケーブル部１１及び信号ケーブル部１２を有する。操作部３から延出しているライトガイドケーブル部１１と信号ケーブル部１２の端部には、それぞれコネクタ部１１ａと１２ａが設けられている。コネクタ部１１ａと１２ａは、図示しないコネクタ部を介して光源装置４とプロセッサ装置５にそれぞれ接続可能となっている。

はじめに、挿入部２Ｉの構成について説明する。
挿入部２Ｉは、先端部１４に照明窓を有する。挿入部２Ｉには、ライトガイド１５が挿通されている。ライトガイド１５は、光源装置４からの照明光を先端部１４へ伝達する。ライトガイド１５の出射端となるその先端部は、挿入部２Ｉの先端部１４内で固定されている。このライトガイド１５の先端面に伝達された照明光は、照明窓に取り付けた照明レンズ１６を介して、この照明レンズ１６の前方側に出射され、体内の検査或いは処置対象の患部等の被写体を照明する。
挿入部２Ａの先端部には、さらに照明窓に隣接して観察窓（すなわち撮像窓）が設けてあり、この観察窓には対物レンズ１７が取り付けられている。この対物レンズ１７の結像位置には固体撮像素子としての例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１８が配置されており、ＣＣＤ１８は、この撮像面に結像された光学像を光電変換する。
図１に示すように直視型の内視鏡挿入部２Ａにおいては、対物レンズ１７の光軸Ｏは、挿入部２Ａの軸と平行な方向であり、この対物レンズ１７により挿入部２Ａの軸と平行な前方が視野方向となる。なお、ライトガイド１５の先端面からさらに照明レンズ１６を介して出射される照明光は、この対物レンズ１７の視野方向を照明するように挿入部２Ａの軸と平行な前方側を照明する。

一方、斜視型の内視鏡挿入部２Ｂにおいては、挿入部２Ｂの先端面が挿入部２Ｂの軸方向と直交する方向からずれた斜め方向を向くように形成されている。この斜め方向の先端面に照明窓及び観察窓が隣接して設けてあり、それぞれ照明レンズ１６及び対物レンズ１７が取り付けてある。また、照明レンズ１６の内側には、先端付近が屈曲されたライトガイド１５の先端部が固定されている。また、対物レンズ１７の結像位置にはＣＣＤ１８が配置されている。この対物レンズ１７の光軸Ｏ′は、挿入部２Ｂの軸方向と例えば角αとなる斜視方向を視野方向としている。
挿入部２Ｉの基端部１９には、ライトガイドコネクタ２０Ａと信号コネクタ２０Ｂとを有するコネクタ部２０が設けられている。ライトガイドコネクタ２０Ａには、ライトガイド１５の一端が露出するように設けられている。信号コネクタ２０Ｂには、複数の信号用接点が設けられている。複数の信号用接点の一部には、ＣＣＤ１８に接続されてＣＣＤ１８を駆動する信号線２２が接続されている。さらに他の一部には、ＣＣＤ１８に接続されてＣＣＤ１８からの撮像信号を受信する信号線２３が接続されている。

また、本実施の形態では、信号コネクタ２０Ｂの複数の信号用接点のさらに他の一部として、挿入部２Ｉの基端部１９内に設けられた抵抗器２４の両端がそれぞれ接続された２つの接点が設けられている。抵抗器２４は、後述するように、挿入部２Ｉの接続の有無を検知するための抵抗器である。

次に、操作部３の構成について説明する。
操作部３には、ライトガイドコネクタ３０Ａと信号コネクタ３０Ｂとを有するコネクタ部３０が設けられている。挿入部２Ｉと操作部３とをそれぞれのコネクタ部２０と３０とにより接続したときに、挿入部２Ｉのライトガイドコネクタ２０Ａと操作部３のライトガイドコネクタ３０Ａとが密着するように当接し、かつ挿入部２Ｉの信号コネクタ２０Ｂと操作部３の信号コネクタ３０Ｂとが電気的に接続される。

従って、操作部３と挿入部２Ｉとを接続すると、操作部３のライトガイドコネクタ３０Ａと挿入部２Ｉの基端部１９のライトガイドコネクタ２０Ａとが密着して光源装置４からの照明光が挿入部２Ｉに伝達される。同時に、操作部３の信号コネクタ３０Ｂと挿入部２Ｉの基端部１９の信号コネクタ２０Ｂとが電気的に接続され、挿入部２Ｉと操作部３間で各種信号が送受信可能となる。

操作部３は、映像信号処理部３１を有する。映像信号処理部３１には、信号コネクタ３０Ｂの各接点に接続された複数の信号線が接続されている。また、映像信号処理部３１は、信号ケーブル部１２内に挿通された信号線３３を介してコネクタ部１２ａの各接点と接続されている。

さらに操作部３とライトガイドケーブル部１１内には、ライトガイド３４が挿通されている。ライトガイド３４の一端は、ライトガイドコネクタ３０Ａに固定され、他端は、コネクタ部１１ａに固定されている。
また、操作部３には、例えば、撮像のためのフリーズボタン、記録ボタン等の各種スイッチ３５が設けられている。

次に、図２を用いて、光源装置４の構成を説明する。図２は、光源装置４の構成を示す構成図である。光源装置４は、電源回路４１からの電力により点灯する光源ランプ４２を内蔵し、この光源ランプ４２の光は、絞り制御回路である絞り制御部４３により通過光量が制御される絞り４４を経て、所望の光量に調整される。絞り制御部４３は、後述するプロセッサ装置５からの調光信号に基づいて、絞り４４を制御する。絞り４４を経た光は、集光レンズ４５により集光されて、コネクタ部１１ａが接続されるコネクタ部において、ライトガイドケーブル部１１のライトガイド３４の端部に供給される。従って、操作部３と挿入部２Ｉとは接続されている場合、光源ランプ４２の光は、ライトガイド３４を経て内視鏡本体２Ｉのライトガイド１５に供給され、被写体を照明することができる。

次に、図３を用いて、プロセッサ装置５の構成を説明する。図３は、プロセッサ装置５の構成を示すブロック図である。プロセッサ装置５は、シリアルパラレル変換部（以下、Ｓ／Ｐ部と略す）５１と、中央処理装置（以下、ＣＰＵと略す）からなる制御部５２と、映像信号処理部５３と、デジタルアナログ変換部（以下、Ｄ／Ａ部と略す）５４と、調光信号生成部５５とを有する。

Ｓ／Ｐ部５１は、操作部３からのシリアル信号であるデジタル映像信号をパラレル信号に変換し、映像信号処理部５３に出力する。制御部５２は、Ｓ／Ｐ部５１と映像信号処理部５３とを制御する。映像信号処理部５３は、入力されたデジタル映像信号を処理して、Ｄ／Ａ部５４に出力すると共に、後述する接続検知信号を検知すると、映像信号の画像の明るさを示す明るさ信号を調光信号生成部５５に出力する。この明るさ信号は、例えば、各フレームの全画素の輝度値の平均値のデータである。Ｄ／Ａ部５４は、映像信号制御処理部５１からのデジタル映像信号をアナログ信号に変換して、デジタル映像信号に基づく画像をモニタ６の画面に表示させるための回路である。

調光信号生成部５５は、受信した明るさ信号に対応する信号、又は所定の明るさに対応する信号を、調光信号として光源装置４へ出力する。この調光信号は、光源装置４とプロセッサ装置５と接続する信号ケーブル５６（図１参照）を介して、絞り制御部４３へ送信される、絞り手段である絞り４４を制御するための信号である。調光信号生成部５５、Ｓ／Ｐ部５１及び映像信号処理部５３が、制御部を構成し、制御部は、後述するように、操作部３と挿入部２Ｉとが接続されていない状態を検知すると、光源装置４からの照明光の光量を制限するように制御する。

次に、操作部３の映像信号処理部３１の構成について説明する。図４は、操作部３の映像信号処理部３１の構成を示すブロック構成図である。
映像信号処理部３１は、ＣＰＵからなる制御部６１と、ＣＣＤ駆動部６２と、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理回路を含むアナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ部という）６３と、接続検知回路である接続検知部６４と、パラレルシリアル変換部（以下、Ｐ／Ｓ部という）６５を含んで構成されている。

制御部６１は、ＣＣＤ駆動部６２、Ａ／Ｄ部６３及びＰ／Ｓ部６５へ各種制御信号を供給する。ＣＣＤ駆動部６２は、挿入部２Ｉと操作部３とが接続されているときに、制御部６１からの制御信号に基づいて、ＣＣＤ１８を駆動するための駆動信号を、信号線２２を介してＣＣＤ１８へ出力する。また、制御部６１は、Ａ／Ｄ部６３を制御し、Ａ／Ｄ部６３は、信号線２３を介して受信した撮像信号に対して、相関二重サンプリング処理とＡ／Ｄ変換処理を施して、Ｐ／Ｓ部６５へ出力する。さらにまた、制御部６１は、Ｐ／Ｓ部６５を制御して、Ａ／Ｄ部６３からの撮像信号を、パラレル信号からシリアル信号に変換して、信号線３３を介してプロセッサ装置５のＳ／Ｐ部５１へ出力する。

接続検知部６４には、操作部３の信号コネクタ３０Ｂの複数の接点中の一対の接点ＰＣ２の信号が入力される。挿入部２Ｉと操作部３とが接続されている場合、一対の接点ＰＣ２は、挿入部２Ｉの信号コネクタ２０Ｂの複数の接点中の一対の接点ＰＣ１に接触する。一対の接点ＰＣ１は、抵抗器２４が接続されているので、接続検知部６４は、一対の接点ＰＣ２間の抵抗値を検出することによって、挿入部２Ｉと操作部３との接続状態、すなわち挿入部２Ｉと操作部３とが接続されているか否かを検知することができる。

操作部３と挿入部２Ｉとが接続されていないときは、一対の接点ＰＣ２間の抵抗は高抵抗となる。しかし、操作部３と挿入部２Ｉとが接続されている場合、一対の接点ＰＣ２間の抵抗は抵抗器２４の所定の抵抗値となるので、接続検知部６４は、その所定の抵抗値を検知する。そして、接続検知部６４が、一対の接点ＰＣ２間の所定の抵抗値を検知すると、その検知を示す接続検知信号を制御部６１へ出力する。

次に、以上のような構成の内視鏡装置１の作用について説明する。
手術中に、内視鏡装置１を使用する場合、挿入部２Ｉのいずれかが操作部３に接続される。
挿入部２Ｉが操作部３に接続されているときは、操作部３の接続検知部６４は、一対の接点ＰＣ２間の所定の抵抗値を検出し、接続検知信号を出力する。

制御部６１は、接続検知信号を受信すると、Ｐ／Ｓ部６５を制御して、Ｐ／Ｓ部６５において変換されたデジタル映像信号の垂直又は水平のブランキング期間に、操作部３と挿入部２Ｉとが接続されたことを示す接続検知信号を埋め込む処理を実行する。なお、このブランキング期間内に、操作部３の各種スイッチ３５のスイッチ操作信号も埋め込まれる。

さらになお、接続検知部６４は接続検知信号を、制御部６１へ供給する代わりに、図４の点線で示すように、Ｐ／Ｓ部６５へ供給して、Ｐ／Ｓ部６５においてデジタル映像信号の垂直又は水平のブランキング期間に、接続検知信号を埋め込む処理を行うようにしてもよい。

シリアル信号のデジタル映像信号がＰ／Ｓ部６５からＳ／Ｐ部５１へ供給される。Ｓ／Ｐ部５１は、シリアル信号のデジタル映像信号を映像信号処理部５３へ出力する。映像信号処理部５３は、所定の信号処理を施した後に、デジタル映像信号をＤ／Ａ部５４へ出力する。Ｄ／Ａ部５４は映像信号をアナログ信号に変換して、モニタ６へ出力する。

映像信号処理部５３は、シリアル信号中に接続検知信号が存在するときは、入力された映像信号に基づいて、映像信号の明るさ、例えば１フレームの画像の平均輝度を算出し、その明るさを示す明るさ信号を調光信号生成部５５へ出力する。なお、映像信号処理部５３は、シリアル信号中に接続検知信号が存在しないときは、その明るさ信号を調光信号生成部５５へ出力しない。

調光信号生成部５５は、接続ケーブル５６を介して光源装置４の絞り制御部４３へその明るさ信号に応じた調光信号を供給する。調光信号は、撮像されて得られる被写体映像の明るさを適切になるように、照明光を調整するための信号である。絞り制御部４３は、受信した調光信号に基づいて、絞り４４を制御することによって、撮像される被写体の映像が適切な明るさとなる。

以上は、挿入部２Ｉが操作部３に接続された状態における作用であるが、挿入部２Ｉが操作部３に接続されていない場合、操作部３の接続検知部６４は、一対の接点ＰＣ２間には所定の抵抗値を検出しないので、接続検知信号を出力しない。

従って、その場合、Ｓ／Ｐ部５１は、ブラキング期間中の接続検知信号を検知しないので、その場合は、操作部３と挿入部２Ｉとが接続されていない状態を示す非接続信号を、調光信号生成部５５へ出力する。

調光信号生成部５５は、非接続信号を受信すると、絞り４４を所定の絞り値まで絞るための調光信号を、絞り制御部４３へ出力する。絞り制御部４３は、その調光信号を受信すると、絞り４４を所定の絞り値、例えば最小絞り値になるように絞り４４を制御する。

以上のように、操作部３と挿入部２とが接続されていないことが検知されると、その非接続信号に応じて、光源装置４の絞り４４が絞られるので、操作部３のコネクタ部３０から明るい光が出射されることがない。その結果、操作部３から挿入部２が取り外されても、挿入部２が取り外されたところから明るい光が出射しないので、周囲の内視鏡を取り扱い者に目障りとなることがない。よって、内視鏡の操作性も向上する。

なお、以上の説明では、非接続信号に応じて、調光信号生成部５５は、所定の絞り値にするための調光信号を絞り制御部４３へ出力したが、調光信号生成部５５は、非接続信号に応じて映像信号処理部５３からの明るさ信号を、所定の明るさに対応する信号に置き換えて、その所定の明るさに対応する調光信号を、光源装置４の絞り制御部４３へ出力するようにしてもよい。

その所定の明るさとは、例えば２５６階調のうち２００以上の明るさ（例えば、２５６という最高レベルの明るさ）のような、画像が極めて明るい状態に対応する明るさである。このような所定の明るさに対応する調光信号を絞り制御部４３が受信すると、絞り制御部４３は、画像が極めて明るいものとして、絞り４４を絞るように制御する。その結果、操作部３のコネクタ部３０から明るい光が出射されることがない。

なお、以上の実施の形態では、接続検知部６４は、挿入部２Ｉと操作部３とが接続されていることを検知して接続検知信号が出力されていたが、挿入部２Ｉと操作部３とが接続されていないことを検知して非接続検知信号を出力するようにしてもよい。その場合は、非接続検知信号が出力されていない場合には、通常の画面の明るさに応じた調光信号が、光源装置４へ出力される。非接続検知信号が出力されている場合には、所定の明るさに対応する調光信号が、光源装置４へ出力される。

さらに、以上の実施の形態では、挿入部２Ｉと操作部３が接続された状態から接続されていない状態になると、調光信号生成部５５は、映像信号の明るさに対応する調光信号から、所定の明るさに対応する調光信号に変更して絞り制御部４３へ出力する。その調光信号が変化したときに、絞り制御部４３では、そのような受信信号の変化に応じて絞り４３を動作させようとすると、絞り４４の機械的構造に大きな負荷がかかり、機械的な損傷を生じる虞がある。

そこで、このような問題を解決するために、調光信号が大きく変化するときには、調光信号生成部５５は、調光信号に対応する絞りが段階的に変化する調光信号を生成して、絞り制御部４３に出力するようにしてもよい。段階的に変化する調光信号なので、絞り４４に機械的に大きな負荷が生じない。

また、上述した例では、挿入部２Ｉと操作部３とが接続されていないときでも、映像信号がプロセッサ装置５に供給されているが、操作部３から挿入部２Ｉが外されたことを検知すると、Ｐ／Ｓ部６５が映像信号のデータ値を最大輝度値に対応する映像信号にしてプロセッサ装置５へ送信したり、Ａ／Ｄ部６３が出力値を最大値にして出力するようにしてもよい。

さらになお、上述した実施の形態では、挿入部２Ｉ内には、接続検知用の抵抗器２４を設けているが、抵抗器２４を無くした単なる導線でもよい。抵抗器２４がない導線の場合は、操作部３と挿入部２Ｉとの接続は、一対の接点ＰＣ２間の電気的導通状態によって、判定することができる。

さらにまた、挿入部２Ｉ内には、接続検知用の抵抗器２４を設けているが、抵抗器２４の代わりに、識別信号等の所定の信号を出力する、ＩＣチップ等の信号出力部を設けてもよい。ＩＣチップ等の信号出力部が、所定の信号を映像信号処理部３１へ出力することによって、映像信号処理部３１が、操作部３と挿入部２Ｉとの接続状態を判定することができる。

なお、抵抗器２４の代わりに、ＩＣチップ、メモリなどでもよいし、あるいはジャンパー線などの配線でもよい。ＩＣチップ、メモリなどから所定の情報を読み出すことによって、接続状態を検知するようにしてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施の形態に係る医療用の内視鏡システムの構成を示す模式的構成図である。 本発明の実施の形態に係る光源装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態に係るプロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る操作部の映像信号処理部の構成を示すブロック構成図である。

符号の説明

１ 内視鏡システム、２Ｉ，２Ａ，２Ｂ 挿入部、３ 操作部、４ 光源装置、５ プロセッサ装置、６ モニタ

Claims (5)

1. 被写体を撮像するための撮像手段を有し、前記被写体へ照明光を照射するための第１のライトガイドが挿通された挿入部と、
   該挿入部に接続可能であって、前記挿入部に接続されたときに前記第１のライトガイドに前記照明光を供給する第２のライトガイドが挿通された操作部と、
   前記第２のライトガイドに前記照明光を供給する光源装置と、
   前記挿入部と前記操作部との接続状態を検知する接続検知部と、
   該接続検知部によって前記操作部と前記挿入部とが接続されていない状態を検知すると、前記照明光の光量を制限するように前記光源装置を制御する制御部を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記制御部は、前記照明光の光量を制限するために、光源からの光量を制御する絞り手段を絞るための信号を前記光源装置の絞り制御部へ送信することを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
3. 前記絞りを絞るための前記信号は、所定の明るさに対応する信号であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
4. 前記挿入部は、前記操作部と前記挿入部とが接続された場合に、前記操作部側の接点と接触する複数の接点部を有し、
   前記接続検知部は、前記挿入部の前記複数の接点部の間の抵抗値あるいは導通状態によって、前記操作部と前記挿入部との接続状態を検知することを特徴とする請求項１から請求３のいずれか１つ記載の内視鏡装置。
5. 前記挿入部は、前記操作部と前記挿入部とが接続された場合に、前記操作部側の接点と接触する複数の接点部と、前記挿入部の前記複数の接点部の間に設けられ、所定の信号を出力する信号出力部とを有し、
   前記接続検知部は、前記信号出力部からの前記所定の信号の有無によって、前記操作部と前記挿入部との接続状態を検知することを特徴とする請求項１から請求３のいずれか１つ記載の内視鏡装置。
   
   
   
   

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