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【発明の名称】 照明カプセル
【発明者】 【氏名】太田 紀子
【住所又は居所】東京都板橋区前野町２丁目３６番９号 ペンタックス株式会社内

【氏名】西尾 潤二
【住所又は居所】東京都板橋区前野町２丁目３６番９号 ペンタックス株式会社内
【要約】 【課題】前方のみならず後方へも照明光を照射することができる照明カプセルを、提供する。

【解決手段】照明カプセル４０は、直列繋ぎされたバッテリー４１，これに接続されて駆動電流を供給されることによって前方（図２における左側）へ照明光（白色光）を照射するＬＥＤ（発光素子）４２，このＬＥＤ４２から発した照明光を部分的に反射して残りを透過させるハーフミラー４３，及び、このハーフミラー４３によって反射された照明光を後方（図２における右側）へ案内する筒状の反射ミラー４４を、透明なカプセル４５によって液密に内包した構造を、有している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーと、
このバッテリーから駆動電流を供給されることによって照明光を発する発光素子と、
この発光素子から発した照明光を一部透過させるとともに残りを反射する部分反射面を有する分離光学素子と、
この部分反射面によって反射された照明光を、前記発光素子及びバッテリーの周囲を通して、前記部分反射鏡を透過した照明光とは逆方向へ案内する導光部材と、
これらバッテリー，発光素子，分離光学素子及び導光部材を一体に覆うことにより、前記部分反射面を透過した照明光及び前記導光部材によって案内された照明光を、夫々、その両端に設けられた透明部分を通じて外部へ向けて透過させるカプセルと
を備えたことを特徴とする照明カプセル。
【請求項２】
前記部分反射面は、前記発光素子から発した照明光の光路に対して垂直に向けられ、
前記導光部材は、その内面が反射面となっている円筒である
ことを特徴とする請求項１記載の照明カプセル。
【請求項３】
前記部分反射面は、前記発素子から発した照明光の光路に対して斜めに向けられ、
前記導光部材は、多数の光ファイバを束ねてなるライトガイドである
ことを特徴とする請求項１記載の照明カプセル。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内を観察するための照明カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、体腔内にその体腔内挿入部の先端を挿入して、この体腔内を観察するために用いられるものであるが、体腔内は当然の如く暗黒空間であるので、体腔内に照明光を導入して、被検物を観察に耐えうる程度に照明する必要がある。
【０００３】
そのため、従来の内視鏡は、その体腔内挿入部内部にライトガイドファイババンドルが引き通され、このライトガイドファイババンドルの基端に接続された照明装置から導入された照明光がその先端から射出され、体腔内挿入部先端に形成された照明窓を通して被検物に照射されるようになっている。
【０００４】
ところで、内視鏡の体腔内挿入部内には、ライトガイドファイババンドル若しくは発光素子に駆動電流を供給するケーブル以外にも様々な内蔵物が内蔵されている上、体腔内挿入部自体を柔軟に撓ませる程度の空間（体腔内挿入部の外筒が撓むに際して内蔵物が移動し得る空間）が確保されていなければならないので、体腔内挿入部の外径を細くするには、自ずから限界がある。体腔内挿入部内に内蔵されている内蔵物としては、例えば、イメージガイドファイババンドル（ファイバスコープの場合）、撮像素子及び信号ケーブル（電子内視鏡の場合）、送気送水チャンネル，湾曲操作のための牽引ワイヤー，鉗子類を体腔内挿入部先端まで送通させたり吸引を行うための鉗子チャンネル，等である。図７は、このような従来の内視鏡（照明用に発光素子を埋め込んだもの）における体腔内挿入部１００の先端面のレイアウト例を示す概略図である。この図７において、１０１，１０１は発光素子であり、１０２は鉗子チャンネルであり、１０３は対物光学系 であり、１０４は送気送水チャンネルの出口としてのノズルである。
【０００５】
本出願人は、内視鏡の体腔内挿入部からライトガイドファイババンドルや発光素子のような照明光学系を省略することを可能とした内視鏡システムとして、照明光を自ら発するライトカプセルを用いて体腔内を照明する内視鏡システムを、先に、特願２００４−２７３９２０号において出願した。この内視鏡システムに用いられる照明カプセル１４０は、図６のの斜視図に示すように、直列繋ぎされたバッテリー１４１とこれに接続されて駆動電流を供給されるＬＥＤ（発光素子）１４２とを透明なカプセル１４３によって液密に内包した構造を、有している。そして、このような照明カプセル１４０を多数装填した透明チューブであるパイプ状鉗子を内視鏡の先端から突出させることによって、内視鏡の前方を照明することが可能になるとともに、このパイプ状鉗子の先端から一つずつ照明カプセルを吐出して被検部の周囲に配置することによって、被検部を集中的に照明することが可能になるのである。
【特許文献１】特開１０−２１６０８５号公報
【特許文献２】特開１１−２１６１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した構成の照明カプセル１４０には、ＬＥＤ１４２が一つしか内包されていないので、その照明光は照明カプセル１４０の前方へのみ照射されるだけである。従って、パイプ状鉗子に個々の照明カプセル１４０を装填する際には、その照明光の射出方向を確認し、照明光を射出する前端部を前方に向けた状態で、各照明カプセル１４０をパイプ状鉗子の基端に挿入しなければならない。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、前方のみならず後方へも照明光を照射することができ、もって、パイプ状鉗子に装填する際の手間を軽減することができる照明カプセルを、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために案出された本発明による照明カプセルは、バッテリーと、このバッテリーから駆動電流を供給されることによって照明光を発する発光素子と、この発光素子から発した照明光を一部透過させるとともに残りを反射する部分反射面を有する分離光学素子と、この部分反射面によって反射された照明光を、前記発光素子及びバッテリーの周囲を通して、前記部分反射面を透過した照明光とは逆方向へ案内する導光部材と、これらバッテリー，発光素子，分離光学素子及び導光部材を一体に覆うことにより、前記部分反射面を透過した照明光及び前記導光部材によって案内された照明光を、夫々、その両端に設けられた透明部分を通じて外部へ向けて透過させるカプセルとを、備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成されると、発光素子から発した照明光のうち一部は、部分反射面を透過して照明カプセルの前方へ照射されるとともに、残りの照明光は、部分反射面によって反射されることによって分離され、導光部材によって発光素子及びバッテリーとカプセル内面との間の隙間を案内され、照明カプセルの後方へ照射される。従って、照明カプセルの前後両端から夫々照明光が発することになるので、例えば、パイプ状鉗子に装填する際や、体腔内に配置する際に、その向きを考慮する必要がなくなる。
【００１０】
本発明において、分離光学素子は、ハーフミラーであってもビームスプリッタであっても良い。ハーフミラーの場合には、その部分反射面を照明光のビーム軸に対して垂直に配置することも斜めに配置することも可能である。そして、部分反射面を照明光のビーム軸に対して垂直に配置した場合には、内面を反射面とした円筒状の導光部材を用いて、照明光を案内することができる。それ以外の場合には、部分反射面によって反射された照明光は、カプセルの中心軸に対して斜め又は垂直な方向へ反射されるので、ライトガイドによってガイドする必要がある。このライトガイドとしては、例えば、集光アクリルを用いることも可能であるが、伝送効率の点からすると、光ファイバ束であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明の照明カプセルは、前方のみならず後方へも照明光を照射することができる。従って、作業者は、照明カプセルをパイプ状鉗子に装填する際に、その照明光を発する方向を確認する必要も、個々の照明光の向きを揃える必要もないので、手間が軽減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、説明する。
【実施形態１】
【００１３】
図１の概略図は、本発明の第１の実施形態による照明カプセルを用いた内視鏡システムを構成する各装置を、を示している。この図１に示されるように、この内視鏡システムは、内視鏡１０，画像処理プロセッサ２０，パイプ状鉗子３０及び多数の照明カプセル４０から、構成されている。
【００１４】
内視鏡１０は、通常の電子内視鏡からライトガイド光学系（ライトガイドファイババンドル及び配光レンズ）を除外したものであり、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部１０ａ，その体腔内挿入部１０ａの先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ（図示略）や各種スイッチ１０ｃを有する操作部１０ｂ，操作部１０ｂと画像処理プロセッサ２０とを接続するためのユニバーサルケーブル１０ｅ，及び、このユニバーサルケーブル１０ｅの基端に接続されたコネクタ１０ｄを、備えている。
【００１５】
さらに、体腔内挿入部１０ａの先端面には、対物レンズ（対物光学系）１２が嵌め込まれた撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部１０ａの内部には、対物レンズ１２によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子１３が、組み込まれている。
【００１６】
撮像素子１３を制御するための信号（同期信号，クロック信号等）を当該撮像素子１３に入力するとともに当該撮像素子１３から出力された画像信号を伝送するため多数の信号線から成るケーブル１８は、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びユニバーサルケーブル１０ｅ内を引き通されてコネクタ１０ｄの基端面に植設された多数のピンからなる電気コネクタ（図示略）に導通されている。そして、この電気コネクタを通じて、画像処理プロセッサ装置２０に対して着脱自在に接続されているのである。
【００１７】
画像処理プロセッサ２０は、ケーブル１８を通じて送出した信号によって撮像素子１３を制御するとともに、当該撮像素子１３から出力された画像信号に対して画像処理を行って可視化する装置である。
【００１８】
また、体腔内挿入部１０ａ内には、その先端面にその先端が開口しているとともに操作部１０ｃの側面にその基端が開口している鉗子チャンネル１４が、引き通されている。なお、この鉗子チャネル１４の基端が開口している操作部１０ｃ側面の突起を、鉗子口１０ｆという。
【００１９】
各種の鉗子類が、この鉗子口１０ｆから鉗子チャンネル１４内に挿入され、その先端が内視鏡体腔内挿入部１０ａの先端面から突出された状態で、使用される。これら鉗子チャンネル１４に挿入される鉗子類の一つが、パイプ状鉗子３０である。このパイプ状鉗子３０は、塩化ビニルのような透明な素材から形成された中空のチューブであり、その外径が鉗子チャンネル１４の内径よりも若干小さいので、この鉗子チャンネル１４に挿入可能となっているとともに、それ自体に可撓性を有している。この鉗子チャンネル１４の先端近傍における内面には、図３に示すように、基端側から先端側に向けて当該内面から離れるように傾斜したスロープ状の発砲ウレタン製のストッパ３１が、取り付けられている。
【００２０】
このパイプ状鉗子３０は、照明カプセル４０を体腔内に導入するために用いられる。図２は、この照明カプセル４０の斜視図である。この図２に示されるように、この照明カプセル４０は、直列繋ぎされたバッテリー４１，これに接続されて駆動電流を供給されることによって前方（図２における左側）へ照明光（白色光）を照射するＬＥＤ（発光素子）４２，このＬＥＤ４２から発した照明光を部分的に反射して残りを透過させるハーフミラー４３，及び、このハーフミラー４３によって反射された照明光を後方（図２における右側）へ案内する筒状の反射ミラー４４を、透明なカプセル４５によって液密に内包した構造を、有している。なお、カプセル４５は、その外径がパイプ状鉗子３０の内径よりもやや小さい所謂葉巻型の形状（円筒の前後両端が半球面によって夫々閉じられている形状）を、有している。
【００２１】
図２に示されるように、ハーフミラー４３は、カプセル４５の円筒状部分における内径とほぼ同じ外径を有した円板形状を有した分離光学素子であり、そのＬＥＤ４２側の面が部分反射面となっている。そして、その部分反射面がＬＥＤ４２から発した照明光の光路に対して垂直を向くように、カプセル４５の円筒状部分と前側反球面との境に固定されている。また、このハーフミラー４３よりも後方において、カプセル４５の円筒状部分の内面には、反射ミラー４４の外周面が内接している。この反射ミラー４４は、導光部材として、その内周面が反射面となっており、その内径は、バッテリー４１及びＬＥＤ４２の外径よりも十分に大きい。即ち、これらバッテリー４１及びＬＥＤ４２は、反射ミラー４４内において、当該反射ミラー４４の内面（反射面）との間に十分な隙間を開けた状態で、図示せぬステーによって固定されているのである。従って、バッテリー４１によって駆動電流を供給されたＬＥＤ４２が照明光を前方に向けて発すると、その一部がハーフミラー４３を透過することによって照明カプセル４０の前方へ照射されるとともに、その残りが同ハーフミラー４３によって反射され、ＬＥＤ４２及びバッテリー４１の外縁と反射ミラー４１の内面との間に形成された円環状の空間を、この反射ミラー４４の内面で反射されることによって後方へガイドされ、この反射ミラー４４の後端から後方へ照射されるのである。このようにして、カプセルの前後の反球面（透明部分に相当）を通じて、夫々、ハーフミラー４３を透過した照明光及び反射ミラー４４から照射された照明光が、外部へ向けて透過されるのである。
【００２２】
なお、ハーフミラー４３によって反射された光の光路は、必ずしも光の伝導効率が良くないので、ハーフミラー４３の反射率は、５０％よりも大きいことが望ましい。そして、この反射率が適切に設定されれば、照明カプセル４０から前方に照射される照明光の光量と後方に照射される照明光の光量とを、等しくすることができる。
【００２３】
この照明カプセル４０は、一回の内視鏡観察のために多数使用される。即ち、図３に示すように、事前に、作業者が多数の照明カプセル４０を、パイプ状鉗子３０の基端側開口からその内部に装填する。この際、各照明カプセル４０からは、その前方及び後方に向けて夫々照明光が照射されているので、作業者は、照明カプセル４０の向きに頓着する必要がないので、手間があまり掛からない。そして、パイプ状鉗子３０内に最初に装填された照明カプセル４０がストッパ３１の傾斜面に当接することによって、パイプ状鉗子３０内に装填された多数の照明カプセル４０がパイプ状鉗子３０の先端から脱落することが、阻止されるのである。
【００２４】
このようにして準備されたパイプ状鉗子３０が、内視鏡１０の鉗子口１０ｆから鉗子チャンネル１４内に挿入され、体腔内挿入部１０ａの先端から若干突出されると、このパイプ状鉗子３０の先端近傍に在る照明カプセル４０から射出された照明光が、体腔内挿入部１０ａの前方に照射される。このとき、パイプ状鉗子３０内に装填されている各照明カプセル４０の向きが揃っておらず、その前端（ハーフミラー４３に近い端）を後方へ向けた照明カプセル４０があったとしても、そのような照明カプセル４０もそれ自体の後方（即ち、パイプ状鉗子３０の前方）へ照明光を照射しているので、全ての照明カプセル４０が前方を向いている場合に比べて、照明光量が落ちることはない（厳密には、個々の照明カプセルにおける前後の照明光の光量に差がある場合には、多少、照明光量が変化することになる）。このようにしてパイプ状鉗子３０の前方へ照射される照明光により、体腔内挿入部１０ａの前方に存在する物体が照明され、対物レンズ１２及び撮像素子１３によって撮影されて画像処理プロセッサ２０によって可視化されるので、操作者は、可視化された映像を見ながら、内視鏡１０を操作することができる。
【００２５】
そして、体腔内挿入部１０ａの先端が被検部に対抗すると、詳細な観察を行うために照明光の光量を増加すべく、操作者は、図１に示すように各照明カプセル４０を被検部の周囲に配置する作業を、行う。
【００２６】
具体的には、操作者は、パイプ状鉗子３０の基端側から、このパイプ状鉗子３０内に争点されている照明カプセル群４０に対して、このパイプ状鉗子３０内に押し込む方向へ、力を加える。その結果、最前方の照明カプセル４０の先端面（球面）がストッパ３１の斜面に当接し、その照明カプセル４０がストッパ３１を押し潰しつつ通過していくことにより、各照明カプセル４０が、一つ一つパイプ状鉗子３０の先端から吐出されることになる。この際、予めパイプ状鉗子３０の先端が体腔内壁上に位置していれば、パイプ状鉗子３０によって吐出された照明カプセル４０は、体腔内壁に付着する。このようにして体腔内壁上に付着した各照明カプセル４０は、それ自体の前方及び後方へ向けて夫々照明光を照射する。従って、照明カプセル４０を体腔内壁に付着させる際に、その中心軸を被検部に向けさえすれば、その向きが前後どちらであっても、確実にこの被検部に対して照明光を照射させることができる。よって、照明カプセル４０を体腔内壁に付着させる際の手間も軽減することができるのである。
【実施形態２】
【００２７】
図４は、本発明の第２の実施形態による照明カプセル５０を示す斜視図であり、図２に示す上記第１実施形態による照明カプセル４０と同じ部品については、同じ参照番号が付されている。この図４に示すように、本第２実施形態による照明カプセル５０は、直列繋ぎされたバッテリー４１，これに接続されて駆動電流を供給されることによって前方（図４における左側）へ照明光（白色光）を照射するＬＥＤ（発光素子）４２，このＬＥＤ４２から発した照明光を部分的に直角に反射して残りを透過させるビームスプリッタ４６，及び、このビームスプリッタ４６によって反射された照明光を後方（図４における右側）へ導光するライトガイド４７を、透明なカプセル４５によって液密に内包した構造を、有している。なお、カプセル４５は、その外径がパイプ状鉗子３０の内径よりもやや小さい所謂葉巻型の形状（円筒の前後両端が半球面によって夫々閉じられている形状）を、有している。
【００２８】
図４に示されるように、バッテリー４１及びＬＥＤ４２の外径はカプセル４５の内径よりも小さい。即ち、バッテリー４１及びＬＥＤ４２は、カプセル４５の内面との間に隙間を開けた状態で、図示せぬステーによってカプセル４５内に固定されている。また、ハーフミラー４３は、その前後両端面がＬＥＤ４２の発光面よりも大きい矩形面となっている分離光学素子であり、ＬＥＤ４２から発する照明光のビーム軸（カプセル４５の中心軸）に対して斜めに４５度傾いた部分反射面をその内部に有している。ライトガイド４７は、相互に束ねられた多数本の光ファイバから構成された導光部材であり、その基端は、ビームスプリッタ４６における上記反射光が射出される面の全域に対して個々の光ファイバが垂直に接するようにその形状が整えられており、その中間部は、ＬＥＤ４２及びバッテリー４１との間の隙間に敷設され、その先端は、図５に示すようにバッテリー４１を取り囲み、且つ、個々の光ファイバがカプセル４５の中心軸と平行な方向を向くようにその形状が整えられている。
【００２９】
従って、バッテリー４１によって駆動電流を供給されたＬＥＤ４２が照明光を前方に向けて発すると、その一部がビームスプリッタ４６を透過することによって照明カプセル４０の前方へ照射されるとともに、その残りが同ビームスプリッタ４６の部分反射面によって反射され、ライトガイド４７の基端に入射し、このライトガイド４７によって導光され、その先端から射出される。このライトガイド４７の先端は、バッテリー４１を取り囲む円環状となっているので、照明光は、照明カプセル５０の後方に向けて、均等に発散するように照射されるのである。照明カプセル５０の後方へ向けて照射される照明光の光路は、上記第１実施形態のものよりも伝導効率が向上しているものの、伝導ロスが生じることは避け得ないので、ビームスプリッタ４６の部分反射面の反射率は５０％よりも大きいことが望ましい。そして、この反射率が適切に設定されれば、照明カプセル５０から前方に照射される照明光の光量と後方に照射される照明光の光量とを、等しくすることができる。
【００３０】
本第２実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態による内視鏡システムの構成を示すシステム構成図
【図２】第１実施形態による照明カプセルの斜視図
【図３】照明カプセルが装填されたパイプ状鉗子の縦断面図
【図４】第２実施形態による照明カプセルの斜視図
【図５】図４におけるＶ方向から見た照明カプセルの背面図
【図６】先願発明に開示された照明カプセルの斜視図
【図７】従来の内視鏡における体腔内挿入部の先端面のレイアウトを示す正面図
【符号の説明】
【００３２】
１０ 内視鏡
３０ パイプ状鉗子
４０ 照明カプセル
４１ バッテリ
４２ ＬＥＤ
４３ ハーフミラー
４４ 反射ミラー
４５ カプセル
４６ ビームスプリッタ
４７ ライトガイド
【出願人】 【識別番号】００００００５２７
【氏名又は名称】ペンタックス株式会社
【住所又は居所】東京都板橋区前野町２丁目３６番９号
【出願日】 平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【代理人】 【識別番号】１０００９８２３５
【弁理士】
【氏名又は名称】金井 英幸
【公開番号】 特開２００６−１３０１８６（Ｐ２００６−１３０１８６Ａ）
【公開日】 平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願番号】 特願２００４−３２４７１４（Ｐ２００４−３２４７１４）