專利名稱：內(nèi)窺鏡及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有觀察光學(xué)系統(tǒng)及照明光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療、工業(yè)檢查領(lǐng)域中，正在普及利用內(nèi)窺鏡的檢查。內(nèi)窺鏡具備有插入于被檢體內(nèi)的插入部和用于操作該插入部的操作部。在該插入部的前端面形成有照明窗和觀察窗，從照明窗朝向被檢體內(nèi)的觀察部位照射照明光，從觀察窗拍攝照明中的觀察部位。作為照明光的光源使用氙氣燈或金屬鹵化物燈，但是最近為了小型化、成本降低化，正在使用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光二極管。使用該半導(dǎo)體光源時(shí)，將放射的光(藍(lán)色光或紫外光)作為激發(fā)光照射至熒光體，從熒光體產(chǎn)生綠色、黃色、紅色等熒光。通過(guò)該熒光和激發(fā)光的混色，制作出模擬性白色光作為照明光。目前市售的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)窺鏡分別分開(kāi)設(shè)置有讀入觀察部位的圖像的觀察光學(xué)系統(tǒng)和向觀察部位照射照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)。例如，在內(nèi)窺鏡的前端面的中央配置觀察光學(xué)系統(tǒng)用的觀察窗，在其兩端配置有照明光學(xué)系統(tǒng)用的照明窗。因此，在觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸與照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸之間形成視差，在基于照明光學(xué)系統(tǒng)的照明范圍與基于觀察光學(xué)系統(tǒng)的攝像范圍(觀察視野)之間產(chǎn)生偏離。越使內(nèi)窺鏡前端部靠近觀察部位，該視差越變大。 若視差變大，則會(huì)出現(xiàn)照明光僅照射至攝像范圍而觀察部位變暗之類的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，提案使觀察光學(xué)系統(tǒng)與照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸共有化(同軸化)的內(nèi)窺鏡(參考專利公開(kāi)平04-2四816號(hào)公報(bào))。專利公開(kāi)平04_2四816號(hào)公報(bào)中所述的內(nèi)窺鏡具備用于將觀察部位的圖像傳輸至攝像元件的棒形透鏡、設(shè)置于從棒形透鏡的射出端面向攝像元件的光路中的半透半反鏡及朝向半透半反鏡照射照明光的光源，向比半透半反鏡更靠近棒形透鏡的射出端面入射照明光。由于觀察光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)共有該棒形透鏡，因此光軸相同。并且，為了防止向攝像元件入射照明光，在半透半反鏡的里面設(shè)置吸光屏幕。當(dāng)進(jìn)行觀察光學(xué)系統(tǒng)與照明光學(xué)系統(tǒng)之間共有光軸的所謂的同軸照明時(shí)，需避免產(chǎn)生因照明光進(jìn)入觀察光(圖像光)而引起的閃光等(攝像元件使用CCD時(shí)拖影或帚化)。 專利公開(kāi)平04-2四816號(hào)公報(bào)中，作為該對(duì)策在半透半反鏡的里面設(shè)置有吸光屏幕，但是由于使用棒形透鏡，因此無(wú)法避免閃光的產(chǎn)生。并且，由于不是由激發(fā)光激發(fā)熒光體并產(chǎn)生白色照明光的結(jié)構(gòu)，因此關(guān)于使激發(fā)光和熒光雙方均不混入觀察光的對(duì)策，并未做任何考
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)窺鏡及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其針對(duì)同軸照明即使采用由激發(fā)光和熒光形成照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，也能夠良好地保持?jǐn)z像圖像的畫(huà)質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡具備有向所述被檢體的觀察部位照射照明光的第1照明光學(xué)系統(tǒng)、用于利用所述照明光對(duì)照明中的所述觀察部位進(jìn)行觀察的觀察光學(xué)系統(tǒng)、對(duì)來(lái)自所述被檢體的光進(jìn)行限制的光圈及配置于比所述光圈更靠近對(duì)物側(cè)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件。所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)和所述觀察光學(xué)系統(tǒng)具有共同的光軸，進(jìn)行同軸照明。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件通過(guò)將第1波長(zhǎng)頻帶的光的一部分轉(zhuǎn)換為已轉(zhuǎn)換的第2波長(zhǎng)頻帶的光，從而由該第2波長(zhǎng)頻帶的光和通過(guò)所述光圈的第1波長(zhǎng)頻帶的光形成所述照明光。所述觀察光學(xué)系統(tǒng)及所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選共有配置于所述光軸上的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)。該對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)具有多個(gè)透鏡及棱鏡。所述多個(gè)透鏡形成觀察部位的圖像，并且向所述觀察部位照射所述照明光。所述棱鏡配置于所述光圈的后方，具有從所述光軸讀取所述觀察部位的圖像的射出面和向所述光軸上入射所述第1波長(zhǎng)頻帶的光的入射面。所述光圈具有用于限制來(lái)自所述被檢體的光的光圈孔徑。該光圈優(yōu)選由僅使所述第1波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透射的窄通濾波器作成。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件在所述光圈的對(duì)物側(cè)與其一體地設(shè)置，以使對(duì)應(yīng)于所述窄通濾波器。形成有光圈孔徑的窄通濾波器相對(duì)于觀察光學(xué)系統(tǒng)作為光圈發(fā)揮作用，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件相對(duì)于第1照明光學(xué)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換至照明光的功能。所述棱鏡優(yōu)選具有與所述光軸交叉的斜面，在該斜面形成有僅使所述第1波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透射的窄通濾波器。并且，由攝像元件拍攝從所述棱鏡的所述射出面讀取的所述觀察部位的圖像。優(yōu)選在該棱鏡的射出面與所述攝像元件的攝像面之間配置對(duì)所述第1波長(zhǎng)頻帶的光進(jìn)行遮光的截止濾波器。優(yōu)選具備具有不同于所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸的第2照明光學(xué)系統(tǒng)。設(shè)置有選擇近景觀察模式和通常觀察模式中任意一方的選擇構(gòu)件。在近景觀察模式下選擇所述第 1照明光學(xué)系統(tǒng)，在通常觀察模式下選擇所述第2照明光學(xué)系統(tǒng)。優(yōu)選所述第1波長(zhǎng)頻帶的光為藍(lán)色或紫外光，所述第2波長(zhǎng)頻帶的光為綠色、黃色或紅色光，所述照明光為白色光。本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具備有內(nèi)窺鏡和光源裝置。所述內(nèi)窺鏡具備有所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)、所述觀察光學(xué)系統(tǒng)、所述光圈及所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件。所述光源裝置具備有產(chǎn)生所述第1波長(zhǎng)頻帶的光的光源。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于用于對(duì)觀察部位進(jìn)行觀察的觀察光學(xué)系統(tǒng)和向觀察部位照射照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)共有光軸，因此不會(huì)在2個(gè)光學(xué)系統(tǒng)之間產(chǎn)生視差。由此，觀察部位的照明不會(huì)變的不充分。并且，由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件配置于比光圈更靠近對(duì)物側(cè)，因此可以防止第1波長(zhǎng)頻帶的光或第2波長(zhǎng)頻帶的光進(jìn)入來(lái)自觀察部位的觀察光。由此，能夠良好地保持觀察圖像的畫(huà)質(zhì)。


圖1是表示電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的外觀圖。圖2是表示電子內(nèi)窺鏡的前端部的端面的俯視圖。圖3是前端部的截面圖。圖4是表示電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的塊圖。圖5是表示照明光的分光強(qiáng)度分布、激發(fā)光通道濾波器及激發(fā)光截止濾波器的分光透射率的圖表。
圖6是表示在CCD的攝像面上配設(shè)激發(fā)光截止濾波器的例子的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1中，電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2具備有電子內(nèi)窺鏡10、處理器裝置11及光源裝置12。 眾所周知，醫(yī)療用電子內(nèi)窺鏡10具有插入于患者體腔(被檢體)內(nèi)的可撓性插入部13、連結(jié)有插入部13的后端的操作部14、及通過(guò)連接器15連接于處理器裝置11及光源裝置12 的通用軟線16。操作部14上除了設(shè)置有用于彎曲插入部13的前端側(cè)并將前端部17的方向變更為上下左右方向的彎角鈕Ha或用于從送氣送水噴嘴34(參考圖2及圖幻噴出空氣或水的送氣送水按鈕14b以外，還設(shè)置有用于對(duì)觀察圖像進(jìn)行靜止畫(huà)記錄的快門按鈕等操作按鈕。另外，操作部14的前端側(cè)設(shè)置有插通電手術(shù)刀等處置工具的鉗子口 14c。鉗子口 14c通過(guò)插入部13內(nèi)的鉗子通道58 (參考圖幻連通于設(shè)置在前端部17的鉗子出口 33 (參考圖2及圖3)。處理器裝置11與光源裝置12電性連接，對(duì)電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2的動(dòng)作進(jìn)行總括控制。處理器裝置11通過(guò)通用軟線16或插通于插入部13內(nèi)的傳輸電纜57 (參考圖幻對(duì)電子內(nèi)窺鏡10進(jìn)行供電，對(duì)搭載于前端部17的攝像元件，例如CCD41 (參考圖3)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。并且，處理器裝置11通過(guò)傳輸電纜57接收從(XD41輸出的攝像信號(hào)，對(duì)所接收的攝像信號(hào)施加各種處理并生成圖像數(shù)據(jù)。由處理器裝置11作成的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)電纜發(fā)送至顯示器18，作為觀察圖像顯示在其屏幕上。在電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2中準(zhǔn)備使插入部13的前端部17靠近體腔內(nèi)的觀察部位來(lái)進(jìn)行觀察的近景觀察模式和適當(dāng)保持觀察部位和前端部17的距離來(lái)進(jìn)行觀察的通常觀察模式。各模式的切換通過(guò)操作操作部14的模式切換開(kāi)關(guān)19進(jìn)行。光源裝置12上搭載有各模式用的光源。在近景觀察模式下，向熒光體照射藍(lán)色激發(fā)光(也可以為紫外光)。由從該熒光體發(fā)出的綠色 黃色 紅色光和藍(lán)色激發(fā)光形成的白色光經(jīng)過(guò)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40 (參考圖幻照射至觀察部位。該照射中的來(lái)自觀察部位的觀察光經(jīng)過(guò)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40入射至 CCD41。在近景觀察模式下，由于觀察光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)共有所述對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40， 因此兩者的光軸一致(同軸照明)。通常觀察模式下，從對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40的兩側(cè)照射基于氙氣燈等的白色光。電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2投入電源之后，自動(dòng)選擇通常觀察模式。在圖2及圖3中，在前端部17的端面17a設(shè)置有兼作近景觀察用照明窗的觀察窗 30、通常觀察用照明窗31、32、鉗子出口 33及送氣送水噴嘴；34。觀察窗(攝像窗)30配置于端面17a的一側(cè)中央。觀察窗30的背后配設(shè)有用于讀入觀察部位的圖像的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40、將觀察部位的圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的CCD41及從光源裝置12導(dǎo)光近景觀察時(shí)使用的激發(fā)光的光導(dǎo)42的射出端。光導(dǎo)42的光軸(照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸)和對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40的光軸一致，該一致的光軸L由單點(diǎn)劃線表示。對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40由透鏡組43及棱鏡(分束鏡)45構(gòu)成。透鏡組43容納于鏡筒 46。棱鏡45固定于鏡筒46的后端。該棱鏡45是由2個(gè)直角棱鏡的斜面夾住激發(fā)光通道濾波器47 (圖5中由PF表示)的結(jié)構(gòu)。激發(fā)光通道濾波器47僅使從光導(dǎo)42的射出端放出的激發(fā)光選擇性地透射(吸收激發(fā)光以外的光)。該棱鏡45由位于共同光軸上的斜面
6向下方反射來(lái)自觀察部位的光，并使其從共同光軸分支。并且，該來(lái)自觀察部位的光從射出面4 讀取，通過(guò)透鏡組43在(XD41的攝像面41a上成像為觀察部位的圖像。并且，來(lái)自光導(dǎo)42的射出端的激發(fā)光從入射面4 入射至棱鏡45內(nèi)。光圈44與透鏡組43 —同容納于鏡筒46。該光圈是由激發(fā)光通道濾波器48和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49構(gòu)成的圓板，在其中央形成有光圈孔徑44a。具體而言，一體貼合激發(fā)光通道濾波器48和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49。激發(fā)光通道濾波器48位于棱鏡45側(cè)，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49 位于觀察窗30側(cè)(對(duì)物側(cè))。激發(fā)光通道濾波器48與棱鏡45的激發(fā)光通道濾波器47相同。另外，光圈44由多個(gè)可動(dòng)扇形體構(gòu)成，也可以改變光圈孔徑。從光導(dǎo)42的射出端發(fā)出的激發(fā)光的一部分透射激發(fā)光通道濾波器48，入射至作為熒光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49，其他部分直接通過(guò)光圈孔徑44a。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49是由藍(lán)色激發(fā)光分散或涂布發(fā)出綠色 黃色 紅色的多種熒光材料的玻璃。由該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49 激發(fā)發(fā)光的綠色 黃色 紅色熒光(圖5中由F表示)和通過(guò)光圈孔徑4 的藍(lán)色激發(fā)光被混合而成為近景觀察用的照明光(白色光)。該近景觀察用的照明光通過(guò)觀察窗30照射至觀察部位。另外，入射至波長(zhǎng)變換部件49的激發(fā)光的一部分直接通過(guò)，但是該激發(fā)光還會(huì)與通過(guò)光圈孔徑4 的激發(fā)光一同成為照明光(白色光)的一部分。來(lái)自觀察部位的光由于被激發(fā)光通道濾波器48截止不包括與激發(fā)光相同的波長(zhǎng)域的部分在內(nèi)的光，因此只有通過(guò)光圈孔徑44a的光通過(guò)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40而入射至(XD41。 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49及光圈孔徑4 對(duì)近景觀察用的照明光學(xué)系統(tǒng)起作用，激發(fā)光通道濾波器48及光圈孔徑4 對(duì)觀察光學(xué)系統(tǒng)起作用。因此，光圈44雖然配置于對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40內(nèi)，但是由于其所有結(jié)構(gòu)部分并非對(duì)照明光學(xué)系統(tǒng)和觀察光學(xué)系統(tǒng)雙方起作用，因此在此并非把光圈44當(dāng)作對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40的一部分。通常觀察用照明窗31、32配設(shè)于觀察窗30的左右對(duì)稱的位置。在通常觀察用照明窗31、32的背后配設(shè)有照明透鏡50、51(參考圖4)和光導(dǎo)52、53 (參考圖4)的射出端， 通過(guò)光導(dǎo)52、53從通常觀察用照明窗31、32導(dǎo)光的照明光照射至體腔內(nèi)的觀察部位。光導(dǎo) 52,53的光軸與對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40的光軸平行。(XD41配置成通過(guò)觀察窗30和對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40在攝像面41a形成觀察部位的圖像。在攝像面41a形成由多個(gè)色切片構(gòu)成的彩色濾波器，例如拜耳排列的原色(RGB)彩色濾波器，對(duì)觀察部位進(jìn)行彩色拍攝。在攝像面41a上通過(guò)四角框墊片M安裝有矩形蓋玻片55。(XD41、墊片M及蓋玻片55由粘結(jié)劑相互粘著。由此，攝像面41a由墊片M及蓋玻片55密封，防止侵入灰塵或水等。在(XD41的后端連結(jié)有電路基板56。(XD41和電路基板56通過(guò)引線接合等被電性連接。并且，電路基板56在后端部設(shè)置有輸出端子，由焊接等電性連接該輸出端子和傳輸電纜57。在圖4中，在電子內(nèi)窺鏡10的操作部14設(shè)置有模擬信號(hào)處理電路(以下，略稱為 AFE)65、C⑶驅(qū)動(dòng)電路66及CPTO7。眾所周知，AFE65由相關(guān)雙采樣電路(以下，稱為⑶S)、 自動(dòng)增益控制電路(以下，稱為AGC)及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(以下，稱為A/D)構(gòu)成。CDS對(duì)從CCD41輸出的攝像信號(hào)實(shí)施相關(guān)雙采樣處理，去除由CCD41產(chǎn)生的復(fù)位雜音及放大器雜音。AGC以由處理器裝置11指定的增益(放大率)放大通過(guò)⑶S去除干擾的攝像信號(hào)。A/D將通過(guò)AGC放大的攝像信號(hào)轉(zhuǎn)換為預(yù)定比特?cái)?shù)的數(shù)字信號(hào)。由A/D數(shù)字化的攝像信號(hào)通過(guò)傳輸電纜57輸入至處理器裝置11的圖像處理電路74。CXD驅(qū)動(dòng)電路66產(chǎn)生(XD41的驅(qū)動(dòng)脈沖(垂直/水平掃描脈沖、電子快門脈沖、讀出脈沖、復(fù)位脈沖等)和AFE65用的同步脈沖。CCD41根據(jù)來(lái)自CCD驅(qū)動(dòng)電路66的驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)行攝像動(dòng)作，輸出攝像信號(hào)。AFE65的各部根據(jù)來(lái)自CCD驅(qū)動(dòng)電路66的同步脈沖進(jìn)行動(dòng)作。若電子內(nèi)窺鏡10連接于處理器裝置11，則CPTO7根據(jù)來(lái)自處理器裝置11的CPU70 的動(dòng)作開(kāi)始指示，驅(qū)動(dòng)C⑶驅(qū)動(dòng)電路66，并且通過(guò)CXD驅(qū)動(dòng)電路66對(duì)AFE65的AGC的AFC 增益進(jìn)行調(diào)整。CPU70總括控制處理器裝置11的整體動(dòng)作。CPU70通過(guò)數(shù)據(jù)總線或地址總線及控制線(均未圖示)與各部連接。R0M71中存儲(chǔ)有用于控制處理器裝置11的動(dòng)作的各種程序 (OS、應(yīng)用程序等)或數(shù)據(jù)(圖形數(shù)據(jù)等)。CPU70從R0M71讀出所需的程序或數(shù)據(jù)，展開(kāi)至作為作業(yè)用存儲(chǔ)器的RAM72，依次處理讀出的程序。并且，CPU70從處理器裝置11的操作板或LAN(Local Area Network)等網(wǎng)絡(luò)獲得檢查日期和時(shí)間、患者或接受手術(shù)者的信息等文字信息之類的每次檢查時(shí)變化的信息并寫(xiě)入RAM72。操作部73為設(shè)置于處理器裝置11的筐體的操作板或者鼠標(biāo)或鍵盤(pán)等眾所周知的輸入器件。CPU70按照來(lái)自操作部73及處于電子內(nèi)窺鏡10的操作部14的快門按鈕或模式切換開(kāi)關(guān)19等的操作信號(hào)使各部進(jìn)行動(dòng)作。眾所周知，圖像處理電路74對(duì)來(lái)自AFE65的攝像信號(hào)實(shí)施色插值、白平衡調(diào)整、伽馬校正、圖像強(qiáng)調(diào)、圖像用減噪、色轉(zhuǎn)換等各種圖像處理。顯示控制電路75通過(guò)CPU70接收R0M71及RAM72的圖形數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)有隱藏觀察圖像的無(wú)效像素區(qū)域而僅顯示有效像素區(qū)域的顯示用掩模、檢查日期和時(shí)間或者患者或接受手術(shù)者、目前選擇的觀察模式等文字信息及圖形用戶界面(GUI graphical User Interface)等。顯示控制電路75對(duì)來(lái)自圖像處理電路74的圖像實(shí)施顯示用掩模、文字信息、⑶I的重疊處理及向顯示器18的顯示畫(huà)面的描繪處理等各種顯示控制處理。顯示控制電路75具有暫時(shí)儲(chǔ)存來(lái)自圖像處理電路74的圖像的幀存儲(chǔ)器。顯示控制電路75從幀存儲(chǔ)器讀出圖像，將讀出的圖像轉(zhuǎn)換為與顯示器18的顯示形式相應(yīng)的視頻信號(hào)(分量信號(hào)、復(fù)合信號(hào)等)，將觀察圖像顯示于顯示器18的屏幕上。處理器裝置11中除了設(shè)置有上述以外，還設(shè)置有以預(yù)定的壓縮形式(例如JPEG 形式)對(duì)圖像實(shí)施圖像壓縮的壓縮處理電路或?qū)嚎s的圖像記錄于CF卡、光磁盤(pán)(M0)、 CD-R等可拆卸媒介的媒介I/F、LAN等網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的傳輸控制的網(wǎng)絡(luò)I/F等。這些通過(guò)數(shù)據(jù)總線等與CPU70連接。光源裝置12具有通常觀察用光源80及近景觀察用光源81。作為通常觀察用光源 80，使用產(chǎn)生藍(lán)色 紅色的寬波長(zhǎng)域的光，例如如在圖5中由W表示的480nm 750nm波長(zhǎng)域的白色光的氙氣燈或白色LED(發(fā)光二極管)等。作為近景觀察用光源81，使用產(chǎn)生例如如在圖5中由E表示的500nm附近的藍(lán)色光作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件(熒光體)49的激發(fā)光的半導(dǎo)體激光或LED等。各光源80、81分別通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)器82、83進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。聚光透鏡84、85聚光從各光源80、81發(fā)出的各光，分別導(dǎo)光至光導(dǎo)42、52、53的入射端。在聚光透鏡84、85與光導(dǎo)42、52,53之間設(shè)置有用于對(duì)入射至光導(dǎo)42、52、53的入射端的光的光量進(jìn)行調(diào)節(jié)的可變光圈 86、87。該可變光圈操縱多個(gè)光圈切片來(lái)調(diào)節(jié)孔徑大小。光源裝置12的CPU88與處理器裝置11的CPU70通信，控制光源驅(qū)動(dòng)器82、83和可變光圈86、87的動(dòng)作。當(dāng)選擇通常觀察模式時(shí)，CPU70通過(guò)CPU88控制光源驅(qū)動(dòng)器82的驅(qū)動(dòng)，打開(kāi)通常觀察用光源80。照射至觀察部位的照明光成為來(lái)自通常觀察用照明窗31、32的白色光。另一方面，當(dāng)選擇近景觀察模式時(shí)，關(guān)閉通常觀察用光源80并打開(kāi)近景觀察用光源81。照射至觀察部位的照明光為白色光，通過(guò)共有的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40及觀察窗30。另外，當(dāng)為近景觀察模式時(shí)，也可以直接打開(kāi)通常觀察用光源80，從通常觀察用照明窗31、32和觀察窗30 雙方照射白色光。接著，對(duì)上述的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2的作用進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)用電子內(nèi)窺鏡10觀察體腔內(nèi)時(shí)，連接電子內(nèi)窺鏡10和各裝置11、12之后，打開(kāi)各裝置11、12的電源。接著，對(duì)操作部 73進(jìn)行操作，輸入與被檢體相關(guān)的信息等指示開(kāi)始檢查。輸入被檢體信息之后，插入部13插入于體腔內(nèi)。此時(shí)也觀察顯示器的同時(shí)進(jìn)行插入作業(yè)。觀察模式有近景觀察模式和通常觀察模式，但是在插入作業(yè)時(shí)選擇可觀察廣范圍的圖像的通常觀察模式。在該通常觀察模式下，進(jìn)行基于通常觀察用照明系統(tǒng)的照明，在照明時(shí)由(XD41進(jìn)行遠(yuǎn)景拍攝。從(XD41讀出的攝像信號(hào)在AFE65的各部實(shí)施各種處理之后， 輸入至處理器裝置11的圖像處理電路74。圖像處理電路74中，對(duì)輸入的攝像信號(hào)實(shí)施各種圖像處理并形成圖像。該圖像發(fā)送至顯示控制電路75，按照來(lái)自CPU70的圖形數(shù)據(jù)，執(zhí)行各種顯示控制處理。由此，觀察圖像顯示于顯示器18。將內(nèi)窺鏡前端插入于所希望的觀察部位之后，進(jìn)行基于電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)2的檢查。該檢查時(shí)，按照觀察對(duì)象選擇近景觀察模式和通常觀察模式的一方。一般來(lái)講，發(fā)現(xiàn)病變部之前選擇通常觀察模式。該通常觀察模式下，以將內(nèi)窺鏡前端遠(yuǎn)離觀察部位的狀態(tài)，通過(guò)通常觀察照明系統(tǒng)照明觀察部位的同時(shí)進(jìn)行基于(XD41的遠(yuǎn)景拍攝。在顯示器18上顯示比較廣范圍的圖像。當(dāng)發(fā)現(xiàn)病變部子囊盤(pán)部分時(shí)，選擇近景觀察模式，使前端部17靠近病變。該近景觀察模式下，進(jìn)行基于近景觀察用照明系統(tǒng)的同軸照明，觀察病變部。并且，根據(jù)需要操作快門按鈕取得病變部的靜止圖像，或者需要處置時(shí)將各種處置工具插通于鉗子通道58，實(shí)施病變部的切除或投藥等處置。當(dāng)為所述通常觀察模式時(shí)，在CPU70的指令下，打開(kāi)通常觀察用光源80。來(lái)自該通常觀察用光源80的白色照明光通過(guò)光導(dǎo)52、53從配置于觀察窗左右的通常觀察用照明窗 31、32照射至體腔內(nèi)。另一方面，當(dāng)選擇近景觀察模式時(shí)，關(guān)閉通常觀察用光源80并打開(kāi)近景觀察用光源81。從近景觀察用光源81發(fā)出的激發(fā)光由光導(dǎo)42導(dǎo)光至前端部17，其一部分通過(guò)棱鏡 45和光圈44的激發(fā)光通道濾波器47、48入射至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49。通過(guò)入射至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49的激發(fā)光從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49的熒光體發(fā)出綠色 黃色 紅色熒光，該熒光與通過(guò)光圈孔徑4 的激發(fā)光所混合的白色光從觀察窗30照射至觀察部位。若使前端部17向觀察部位靠近一定程度(例如數(shù)mm)，則通過(guò)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40和通常觀察用的照明光學(xué)系統(tǒng)的視差，無(wú)法用通常觀察用的照明光完全照明觀察視野，難以確保觀察所需的圖像的亮度。這時(shí)，由于選擇近景觀察模式進(jìn)行同軸照明(照明光學(xué)系統(tǒng)與對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)40的光軸一致)，因此不會(huì)產(chǎn)生照明光學(xué)系統(tǒng)與對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的視差。因此，能夠向靠近前端部17的觀察部位照射亮度充分的照明光，并能夠獲得適于診斷的觀察圖像。同軸照明中，需要防止除了觀察部位的圖像以外的光(本例中為激發(fā)光和熒光) 入射至(XD41的攝像面41a而成為干擾成分。由于在光圈44的觀察窗30側(cè)配置含有熒光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49，在棱鏡45側(cè)配置激發(fā)光通道濾波器48，因此由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49產(chǎn)生的熒光被激發(fā)光通道濾波器48遮光而不會(huì)入射至棱鏡45側(cè)。即使來(lái)自觀察部位的光中含有與激發(fā)光相同的波段成分的光，通過(guò)該光從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49產(chǎn)生的熒光也會(huì)相同。因此，來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49的熒光不會(huì)入射至(XD41的攝像面41a。并且，通過(guò)棱鏡45和光圈44的激發(fā)光通道濾波器47、48，來(lái)自光導(dǎo)42的激發(fā)光中除了有助于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49的激發(fā)以外的所有光通過(guò)觀察窗30照射至觀察部位。并且，由于從觀察部位反射的激發(fā)光中通過(guò)光圈孔徑4 的光通過(guò)激發(fā)光通道濾波器47、48入射至光導(dǎo)42的射出端側(cè)，因此不會(huì)入射至(XD41的攝像面41a。即，干擾成分不會(huì)到達(dá)(XD41的攝像面41a，而只有觀察部位的圖像到達(dá)(XD41的攝像面41a。因此能夠良好地保持觀察圖像的畫(huà)質(zhì)。由于貼合激發(fā)光通道濾波器48和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49來(lái)構(gòu)成光圈44，因此能夠有助于對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的小型化。并且，能夠由激發(fā)光通道濾波器48有效地防止熒光泄漏至棱鏡 45側(cè)。由于準(zhǔn)備通常觀察模式和近景觀察模式，并能夠通過(guò)模式切換開(kāi)關(guān)19的操作切換各模式，因此能夠進(jìn)行符合觀察對(duì)象或接受手術(shù)者的要求的內(nèi)窺鏡檢查。另外，如前所述，通過(guò)光圈孔徑4 的激發(fā)光的一部分在觀察部位被反射。該激發(fā)光中通過(guò)光圈孔徑44a的光入射至光導(dǎo)42的射出端側(cè)而并未到達(dá)攝像面41a。然而，活體內(nèi)組織的顏色中還有與激發(fā)光相同的波段成分的光(藍(lán)色光)。該藍(lán)色光雖然無(wú)法入射至攝像面41a，但由于原來(lái)的活體內(nèi)組織的顏色以紅色成分為主，藍(lán)色成分極少，因此不會(huì)給觀察圖像的畫(huà)質(zhì)帶來(lái)影響。并且，與氙氣燈等相比，雖然基于激發(fā)光和熒光的混合光的光量稍微下降，但由于是近景觀察用，因此無(wú)需那么高的光量。為了完全防止激發(fā)光入射至攝像面41a，如圖6所示，也可在攝像面41a上設(shè)置激發(fā)光截止濾波器95。激發(fā)光截止濾波器95如在圖5中由CF所示，遮光短于激發(fā)光的波段成分的光(透射激發(fā)光的波長(zhǎng)以上的光)。并且，也可以利用激發(fā)光截止濾波器95作為蓋玻片陽(yáng)。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49位于比光圈(上述實(shí)施方式中激發(fā)光通道濾波器48)更靠近對(duì)物側(cè)即可，例如可在觀察窗30配置附帶孔徑的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49。但此時(shí)，觀察光中稍微混合有熒光。為了謀求防止熒光混入觀察光，優(yōu)選如上述實(shí)施方式，與光圈(激發(fā)光通道濾波器4 一體地設(shè)置波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件49或者在光圈附近配置波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件。上述實(shí)施方式中，在光源裝置12上搭載近景觀察用光源81，由光導(dǎo)42導(dǎo)光激發(fā)光，但是可以舍棄光導(dǎo)42而將近景觀察用光源81搭載于內(nèi)窺鏡前端部17。此外，也可省略通常觀察用光源80或光導(dǎo)52、53等通常觀察用照明系統(tǒng)本身而僅設(shè)置近景觀察用照明系統(tǒng)。另外，本發(fā)明所涉及的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)不限于上述實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的宗旨就可采取各種結(jié)構(gòu)。例如，除了 C⑶以外，還可以利用CMOS作為攝像元件。并且，照
10射至觀察部位的照明光在各模式下均為白色光，但是也可以設(shè)為照射特定波段的照明光的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，利用發(fā)出特定波段的光的光源作為通常觀察用光源，并且近景觀察用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件中利用對(duì)所述特定波段的光進(jìn)行激發(fā)發(fā)光的熒光材料。 在上述實(shí)施方式中例示電子內(nèi)窺鏡，但本發(fā)明不限定于此，還能夠利用于使用像導(dǎo)的纖維式觀測(cè)器或攝像元件和超聲波傳感器內(nèi)置于前端部的超聲波內(nèi)窺鏡等。并且，本發(fā)明不僅應(yīng)用于醫(yī)療用內(nèi)窺鏡，還可應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中利用的內(nèi)窺鏡中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡，其用于觀察被檢體內(nèi)，其特征在于，具備第1照明光學(xué)系統(tǒng)，向所述被檢體的觀察部位照射照明光；觀察光學(xué)系統(tǒng)，具有與所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)共同的光軸，用于利用所述照明光對(duì)照明中的所述觀察部位進(jìn)行觀察；光圈，對(duì)來(lái)自所述被檢體的光進(jìn)行限制；及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件，配置于比所述光圈更靠近對(duì)物側(cè)，通過(guò)將第1波長(zhǎng)頻帶的光的一部分轉(zhuǎn)換為已轉(zhuǎn)換的第2波長(zhǎng)頻帶的光，從而由該第2波長(zhǎng)頻帶的光和通過(guò)所述光圈的第1波長(zhǎng)頻帶的光形成所述照明光。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述觀察光學(xué)系統(tǒng)及所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)共有配置于所述光軸上的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)， 該對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)，具有多個(gè)透鏡，形成所述觀察部位的圖像，并且用于向所述觀察部位照射所述照明光；及棱鏡，具有從所述光軸讀取所述觀察部位的圖像的射出面和向所述光軸上入射所述第 1波長(zhǎng)頻帶的光的入射面。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述光圈由僅使所述第1波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透射的窄通濾波器作成。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，在所述光圈的對(duì)物側(cè)一體地設(shè)置有所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件，以便對(duì)應(yīng)于所述窄通濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述棱鏡具有與所述光軸交叉的斜面，在該斜面形成有僅使所述第1波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透射的窄通濾波器。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，具備用于拍攝從所述棱鏡的所述射出面讀取的所述觀察部位的圖像的攝像元件。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，在棱鏡的射出面和所述攝像元件的攝像面之間，設(shè)置有對(duì)所述第1波長(zhǎng)頻帶的光進(jìn)行遮光的截止濾波器。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，具備不同于所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸的第2照明光學(xué)系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，具備選擇構(gòu)件，所述選擇構(gòu)件選擇所述近景觀察模式和所述通常觀察模式的任意一個(gè)，以便在近景觀察模式下選擇所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)，在通常觀察模式下選擇所述第2照明光學(xué)系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述第1波長(zhǎng)頻帶的光為藍(lán)色或紫外光，所述第2波長(zhǎng)頻帶的光為綠色、黃色或紅色光，所述照明光為白色光。
11.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其具備內(nèi)窺鏡和光源裝置，其中，A.所述內(nèi)窺鏡，具備第1照明光學(xué)系統(tǒng)，向所述被檢體的觀察部位照射照明光；觀察光學(xué)系統(tǒng)，具有與所述第1照明光學(xué)系統(tǒng)共同的光軸，用于利用所述照明光對(duì)照明中的所述觀察部位進(jìn)行觀察；光圈，對(duì)來(lái)自所述被檢體的光進(jìn)行限制；及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件，配置于比所述光圈更靠近對(duì)物側(cè)，通過(guò)將第1波長(zhǎng)頻帶的光的一部分轉(zhuǎn)換為已轉(zhuǎn)換的第2波長(zhǎng)頻帶的光，從而由該第2波長(zhǎng)頻帶的光和通過(guò)所述光圈的第1波長(zhǎng)頻帶的光形成所述照明光，B.所述光源裝置具備產(chǎn)生所述第1波長(zhǎng)頻帶的光的光源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。觀察光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)共有配置于觀察窗背后的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)具有多個(gè)透鏡和棱鏡。多個(gè)透鏡形成觀察部位的圖像，并且向所述觀察部位照射照明光。所述棱鏡具有從所述對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的光軸讀取所述觀察部位的圖像的射出面和向所述光軸上入射激發(fā)光的入射面。對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)配置有具有光圈孔徑的光圈。該光圈上貼合有位于棱鏡側(cè)的激發(fā)光通道濾波器和位于對(duì)物側(cè)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件。由所述激發(fā)光和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件形成所述照明光。
文檔編號(hào)A61B1/00GK102525376SQ20111032815
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者小向牧人 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社