CN102727162A - 电子内窥镜及电子内窥镜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子内窥镜及电子内窥镜系统,在放大观察模式时,得到血管和周边部位的对比度高的观察图像。插入部的前端部具备前端部主体、前端保护帽、物镜、照明透镜。在前端保护帽的前端面形成有蓝色光反射面。物镜和照明透镜被安装在形成于前端保护帽的窗上,表面与蓝色光反射面为同一面。来自观察部位的表面的反射光通过蓝色光反射面被再次反射蓝色光,对观察部位进行照明。由于照明光中的蓝色光的比例增大,所以血管鲜明。
Description
技术领域
本发明涉及在通常观察模式和放大观察模式之间可进行选择的电子内窥镜及电子内窥镜系统。
背景技术
在医疗领域,广泛进行使用电子内窥镜的诊断及治療。电子内窥镜具备插入被检体例如体腔的插入部、和操作插入部的手操作部。在插入部的前端部具备:取入来自体腔内的观察部位的图像光的摄像光学系统、摄像由摄像光学系统成像的观察部位的图像的摄像元件、用于向观察部位照射照明光的照明光学系统。
以往的电子内窥镜有可变更摄像光学系统的焦距的类型。该电子内窥镜中,可在通常观察模式及放大观察模式之间切换焦距。在通常观察模式的观察中,在观察到病变部时,切换为放大观察模式,详细观察病变部。
在切换为放大观察模式的情况下,进行使插入部的前端接近观察部位而缩短观察部位和摄像光学系统的前端的间隔(称作工作距离(ワ一キングデイスタンス)的近接摄影。在该近接摄影中,由于照明光学系统与摄像光学系统一同接近观察部位,所以由观察部位的表面反射回来的照明光在内窥镜前端部再次进行反射。在该内窥镜前端部反射的反射光再次照射观察部位的表面。
在内窥镜前端部的表面为黑色的情况下,表面的反射率低,因此,在内窥镜前端部的反射光量少。因此,在摄像光学系统接近观察部位的放大观察模式中,有时存在照明光量不足而监视器画面的中央部变暗的中空状态。
因此,特开2003-235789号公报所记载的电子内窥镜中,通过在内窥镜的前端部安装护罩且将该护罩的内面设为白色的反射面,提高反射率。由此,即使在摄像光学系统接近观察部位的情况下,也能够抑制成为中空的状态。
在医疗用的电子内窥镜中,在放大观察模式的情况下,有时要求相对于在监视器显示的观察图像区别显示血管和周边部位。但是,在上述的特开2003-235789号公报记载的电子内窥镜中,有时血管和周边部位的对比度降低而难以进行观察。就血液成分即血色素而言,蓝色光的吸收率高,红色光的吸收率低。即,蓝色光由表层吸收,但红色光进入到被检体的内部。在使用具有白色反射面的护罩的情况下,由护罩产生的反射光再次照射观察部位,因此,照明光即白色光的强度变高。该白色光中遍布包含蓝色光~红色光,因此,除血管和周边部位的观察所需的蓝色光以外,进入表层内并散射的红色光也混入在摄像视野内。由此,血管和周边部位的对比度降低。
发明内容
本发明的目的在于,提供在放大观察模式中能够得到血管和周边部位的对比度高的观察图像的电子内窥镜及电子内窥镜系统。
为实现上述目的,本发明的电子内窥镜具备摄像光学系统、模式选择装置、焦距变更装置、摄像元件、照明光学系统、蓝色光反射面。摄像光学系统设于插入被检体内的插入部的前端部,形成被检体内的观察部位的图像。模式选择装置选择通常观察模式及放大观察模式的一方。焦距变更装置根据通常观察模式和放大观察模式的选择来变更摄像光学系统的焦距。摄像元件将由摄像光学系统形成的观察部位的图像变换成电信号。照明光学系统朝向观察部位照射照明光。蓝色光反射面在与观察部位对面的状态下设于摄像光学系统的周边。该蓝色反射面将从观察部位返回的照明光中的蓝色光向观察部位反射,增大照明光内的蓝色光。
蓝色光反射面优选以50%以上的反射率反射400nm~550nm的波长域的光,且以5%以下的反射率反射700nm以上的波长的光。
前端部具备收纳焦距变更装置和摄像元件的前端部主体、和固定于该前端部主体的前端保护帽。优选在该前端保护帽上形成有蓝色光反射面。
优选蓝色光反射面形成于前端保护帽的前端面。或者,也可以在安装于前端部的外周面的护罩上形成蓝色光反射面。该护罩形成圆筒形,在其内周面形成有蓝色光反射面。
在取入来自与插入部的插入方向交叉的侧视方向的图像光的侧视类型的电子内窥镜中,在前端部形成有将外周面的局部切口的凹陷部。摄像光学系统设于从凹陷部露出的位置,蓝色光反射面设于凹陷部。
优选凹陷部具有与侧视方向正交的第一凹面、和位于外周面和第一凹面之间且倾斜的第二凹面。摄像光学系统从第一凹面取入图像光。照明光学系统从第二凹面取入照明光。蓝色光反射面形成于第一凹面。
电子内窥镜系统具备具有插入被检体内的插入部的电子内窥镜、和向该电子内窥镜供给照明光的光源装置。电子内窥镜具备摄像光学系统、模式选择装置、焦距变更装置、摄像元件、光波导、照明光学系统、蓝色光反射面。摄像光学系统设于前端部且形成被检体内的观察部位的图像。模式选择装置选择通常观察模式及放大观察模式的一方。焦距变更装置根据通常观察模式和放大观察模式的选择来变更摄像光学系统的焦距。摄像元件将由摄像光学系统形成的观察部位的图像变换成电信号。光波导将来自光源的照明光向前端部传递。照明光学系统将来自光波导的照明光向观察部位照射。蓝色光反射面在与观察部位对面的状态下设于摄像光学系统的周边。该蓝色光反射面将从观察部位返回的照明光中的蓝色光向观察部位选择性地反射。照明装置具备产生照明光的光源、将来自光源的光聚光并向光波导入射的聚光装置和减光装置。减光装置在从通常观察模式切换为放大观察模式时,插入从光源到光波导的光路上。该减光装置将向光波导入射的光中仅位于中央的减光区域部分地减光,在位于减光区域的周边的透射区域原样透过照明光。
根据本发明,在与观察部位对面的状态下在摄像光学系统的周边设置蓝色光反射面,选择性地反射蓝色光,因此,能够得到血管和周边部位的对比度高的观察图像。
附图说明
图1是电子内窥镜系统的外观立体图。
图2是表示电子内窥镜的前端部的构成的立体图。
图3是沿摄像光学系统及照明光学系统切断的前端部的剖面图。
图4是表示血色素(ヘモグロビン)的吸光系数的图表。
图5是表示电子内窥镜系统的电构成的框图。
图6是表示电子内窥镜的使用状态的说明图。
图7是表示本发明第二实施方式的构成的立体图。
图8是图7所示的插入部前端部的剖面图。
图9是表示本发明第三实施方式的构成的立体图。
图10是图9所示的插入部前端部的剖面图。
图11是表示第三实施方式的电构成的框图。
图12是部分减光板的平面图。
图13是表示光源部的构成的说明图。
图14是表示本发明第四实施方式的构成的立体图。
图15是图14所示的插入部前端部的剖面图。
具体实施方式
图1中,电子内窥镜系统10由电子内窥镜11、处理器装置12、光源装置13、送气/送水装置14等构成。送气/送水装置14由内置于光源装置13且进行空气的送气的送气装置(泵等)14a、和设于光源装置13的外部且驻留洗净水的洗净水箱14b构成。电子内窥镜11具有插入被检体例如体腔内的插入部16、连设于插入部16的基端部分的手操作部17、连接于处理器装置12及光源装置13的连接器18、将手操作部17和连接器18之间连接的通用绳19。
插入部16被区划为前端部16a、弯曲自如的弯曲部16b、挠性部(可撓部)16c。在前端部16a内内置有作为摄像元件的CCD图像传感器(参照图3,以下称作CCD)38等。弯曲部16b向上下左右弯曲以变更前端部16a的朝向。挠性部16a具备将薄的螺旋板卷绕为螺旋状而成的管,且具有挠性。
连接器18为复合类型,分支(分岐)的连接器部分别连接于处理器装置12、光源装置13、送气/送水装置14。在手操作部17设有用于使弯曲部16b上下左右弯曲的角型旋钮21、及用于从送气/送水喷嘴30(参照图2)喷出空气、水的送气/送水按钮22。另外,在手操作部17,在连通插入部内的钳子通道(未图示)设有用于插入电刀(電気メス)等处置具的钳子入口23。
处理器装置12与光源装置13电连接,统一控制电子内窥镜系统10的动作。处理器装置12经由插通到通用绳(ユニバ一サルユ一ド)19及插入部16内的传送线缆向电子内窥镜11供电,另外控制CCD38的驱动。处理器装置12经由传送线缆取得从CCD38输出的摄像信号,实施各种图像处理,生成图像数据。由处理器装置12生成的图像数据作为观察图像在与处理器装置12连接的监视器24进行显示。
如图2及图3所示,前端部16a具备:前端部主体25,固定于该前端部主体25的前端侧的前端保护帽26,构成摄像光学系统36的物镜27,构成照明光学系统的照明透镜28a、28b,钳子出口29,及送气/送水喷嘴30。前端部主体25的后端与构成弯曲部16b的多个关节环(未图示)中最前的部分连结。
前端保护帽26具有覆盖前端部主体25的前端侧的前端板部26a、和覆盖前端部主体25的外周面的圆筒部26b。覆盖弯曲部16b的外周面的外皮层31延伸至前端部主体25。该外皮层31的前端和圆筒部26b的后端对接,端部彼此通过粘接剂等固定。在前端板部26a上,在前端侧形成有前端面26c,其形成与插入部16的轴方向(插入方向)正交的平坦状。在该前端面26c上形成有蓝色光反射面32。在前端板部26a形成有贯通孔26d~26g及钳子出口29。
物镜27的光轴与平行于前端部16a的轴方向的直视方向F平行,取入来自直视方向F的图像光。该物镜27与贯通孔26d水密(水密)地嵌合,成为光入射面的表面与前端面26c形成同一面。
照明透镜28a、28b水密地安装于贯通孔26e、26f,表面与前端面26c形成同一面。光波导32a、32b的射出端面向照明透镜28a、28b的内部(奥)。照明透镜28a、28b将通过光波导32a、32b引导的照明光向观察部位照射。
光波导32a、32b为将多个光纤(例如石英光纤)捆束且在其外侧被覆管的构成。光波导32a、32b保持于前端部主体25,穿过插入部16、手操作部17、通用绳19、及连接器18的内部将来自光源装置13的照明光分别导向照明透镜28a、28b。
另外,钳子出口29经由钳子管路(未图示)与手操作部17的钳子入口23连通。从钳子入口23插入的各种处置具被钳子管路引导,从钳子出口29突出前端,可对于观察部位进行处置。送气/送水喷嘴30以从贯通孔26g露出的方式设置,将从送气/送水装置14供给的空气或洗净水朝向物镜27喷射,可以洗去附着于其表面的污垢等。
在前端部16a组装有摄像部35。摄像部35具备摄像光学系统36、透镜移动机构37、CCD38。摄像光学系统36具备物镜27及变焦距透镜(以下称作变焦透镜)39。CCD38以与物镜27的光轴正交的方式设置。变焦透镜39位于物镜27及CCD38之间,相对于物镜27及CCD38以使光轴的位置一致的方式配置。物镜27及变焦透镜39将观察部位的图像在CCD38的受光面(未图示)成像。CCD38将观察部位的图像变换为摄像信号。
变焦透镜39及透镜移动机构37构成可变焦点装置。透镜移动机构37通过使变焦透镜39沿光轴方向前后移动,变更摄像光学系统36的焦距。该透镜移动机构37由保持变焦透镜39并使其移动的镜筒(以下称作移动筒)41、对移动筒41进行导向的作为导向部件的固定筒42、促动器(アクチユエ一タ)43构成。固定筒42以与变焦透镜39的光轴平行的状态固定于前端部主体25内。此外,在固定筒42的后端部固定有CCD38。
移动筒41滑动自如地嵌合于固定筒42,使变焦透镜39在光轴方向移动。在移动筒41上一体设有连接部44。该连接部44穿过形成于固定筒42的缝隙45向固定筒42的外部突出。促动器43经由连接部44与移动筒41连接。作为促动器43例如使用螺线管。
透镜移动机构37通过促动器43的驱动使变焦透镜39进退移动,由此,在通常观察模式下缩短摄像光学36的焦距,在放大观察模式下延长焦距。在此,将通常观察模式下的变焦透镜39的位置设为通常观察位置(图3中双点划线所示的位置),将放大观察模式下的变焦透镜39的位置设为放大观察位置(图3中实线所示的位置)。
前端保护帽26由选择性地反射蓝色光的材料,例如树脂、橡胶形成。由此,在前端保护帽26的前端面26c形成有蓝色光反射面32。此外,在该实施方式中,不仅前端面26c,而且前端保护帽26的全表面也成为蓝色反射面。
蓝色光反射面32由于与物镜27的入射面为同一面,所以与应由摄像光学系统36摄像的观察部位面对。蓝色光反射面32设于物镜27的周边,可以选择性地反射蓝色光。具体而言,蓝色光反射面32对作为蓝色光400nm~550nm波长域的光以例如50%以上的反射率进行反射,而且,对作为红色光700nm以上的波长的光以例如5%以下的反射率进行反射。
如图4中图表所示,血液中的血色素通过照明光的波长使吸光系数mMcm-1发生变化。此外,Hb表示氧化血色素的吸光系数,HbO2表示还原血色素的吸光系数。这些吸光系数表示血色素的光吸收率的大小(吸光度),可知在上述的红色光(700nm以上)中吸收率低,在蓝色光(400nm以上、550nm以下)中吸收率高。
图5中,在电子内窥镜11上,除摄像部35外还具备AFE51、摄像控制部52。CCD38如上述将在受光面成像的观察部位的图像进行光电变换并蓄积信号电荷。蓄积于各各像素的信号电荷作为摄像信号输出,被送入AFE51。众所周知,AFE51由相关二重采样(相関二重サンプリング)(CDS)电路、自动增益调节(AGC)电路、A/D变换器等(图示均省略)构成。CDS对来自CCD38的摄像信号实施相关二重采样处理,除去CCD38驱动时产生的噪声。AGC将来自CDS的摄像信号放大。
摄像控制部52在将电子内窥镜11和处理器装置12连接时,与处理器装置12内的控制器57连接,在从控制器57没有收到指示时,对CCD38发送驱动信号。CCD38基于来自摄像控制部52的驱动信号以规定的帧速率(フレ一ムレ一ト)将摄像信号送向AFE51。
处理器装置12具备数字信号处理电路(DSP)53、数字图像处理电路(DIP)54、显示控制电路55、VRAM56、控制器57、操作部58等。
控制器57统一控制处理器装置12整体的动作。DSP53对从电子内窥镜11的AFE51输出的摄像信号实施色分离、色插补(補間)、增益修正、白平衡调节、伽马修正等各种信号处理,生成图像数据。由DSP53生成的图像数据被输入DIP54的作业存储器。另外,DSP53生成例如将所生成的图像数据的各像素的亮度平均后的平均亮度值等、照明光量的自动控制(ALC控制所需的ALC控制用数据,且将其输入控制器57。
DIP54对在DSP53生成的图像数据实施电子变焦(変倍)、色强调处理、边缘强调处理等各种图像处理。来自DIP54的图像数据作为观察图像被暂时存储于VRAM56后,输入显示控制电路55。显示控制电路55从VRAM56选择并获取观察图像,在监视器24上作为观察图像进行显示。
操作部58由设于处理器装置12的筐体的操作面板、鼠标或键盘等众所周知的输入器件构成。可以操作该操作部58,对控制器57指示通常观察模式和放大观察模式的选择。另外,控制器57根据来自操作部58或电子内窥镜11的手操作部17的操作信号使电子内窥镜系统10的各部进行动作。
光源装置13具备光源部61、及光源控制部62等。光源部61具有光源63、反射镜64、聚光透镜65、光纤66等。作为光源63使用氙灯等白色光源。反射镜64为形成为碗(椀)状的抛物面反射镜(パラボラミラ一),在内周面形成有镜面。该反射镜64在内周面的中央附近配置光源63,将光源63发出的光向前方反射。聚光透镜65位于与光源63、及反射镜64的内周面相面对的位置,将光源63发出的光、及反射镜64反射的光聚光并导向光纤66。光纤66经由连接器18与电子内窥镜11的光波导32a、32b连接。从聚光透镜65经光纤66向光波导32a、32b入射光。
来自光源63的光被光波导32a、32b引导,向照明透镜28a、28b入射。而且,利用照明透镜28a、28b作为照明光向体腔内的观察部位照射。光源控制部62通过处理器装置12的控制器57进行控制,进行光源63的点亮/熄灭。
其次,参照图6对上述构成的作用进行说明。首先,将插入部16插入被检体例如体腔内。电子内窥镜11在初始状态下成为焦距短的通常观察模式,将变焦透镜39置于通常观察位置。在该通常观察模式中,由CCD38摄像的观察部位的图像作为观察图像在监视器24上进行显示。
在观察图像中发现了病变部子囊盘(病変部らしきもの)时,需要进一步精细地进行观察。该情况下,优选将血管和周边部位区分开的放大观察模式。当利用操作部58指示选择放大观察模式时,控制器57使促动器43动作。该促动器43驱动透镜移动机构37,使变焦透镜39从通常观察位置移动向放大观察位置。由此,摄像光学系统36的焦距变长,成为可进行放大观察的状态。
如图6所示,在放大观察模式下,为使摄像光学系统36的焦点与观察部位VO的表面H一致,通过手术者的操作移动前端部16a,摄像光学系统36的入射面即物镜27的入射面成为与表面H接近的位置。此时,从照明透镜28a、28b照射的照明光由表面H反射而返回。由表面H反射的反射光中也有返回物镜27的周边的光。在物镜27的周边形成蓝色光反射面32,且蓝色光反射面32位于与观察部位VO相面对的位置,因此,来自表面H的反射光通过蓝色光反射面32再次反射蓝色光,而红色光几乎不反射。由该蓝色光反射面32选择性反射的蓝色光再次对表面H进行照射。由于对观察部位VO照射含有大量蓝色光的照明光,所以摄像部35可以摄像血管和周边部位的对比度大的图像。
上述第一实施方式中,通过由选择性地反射蓝色光的材料制作前端保护帽26,前端保护帽26的前端面26c成为蓝色光反射面32。也可以代替之而由一般的材料形成前端保护帽26,在前端面涂布选择性地反射蓝色光的涂料,或者粘贴由选择性地反射蓝色光的材料构成的片材,而设置蓝色光反射面。另外,蓝色光反射面可以形成于前端保护帽26的整个面,或者也可以仅形成于前端面26c中位于物镜27周边的局部。
图7及图8表示使用了护罩(フ一ド)的第二实施方式。此外,对于与第一实施方式相同的零件标注同一符号并省略说明。前端部70具备前端部主体25、固定于该前端部主体25的前端的前端保护帽72。前端保护帽72与第一实施方式的前端保护帽26相同,具有前端板部72a及圆筒部72b,形成有使物镜27,照明透镜28a、28b,及送气/送水喷嘴30露出的贯通孔72d~72g、及钳子出口29。该前端保护帽72除由蓝色光反射材料,例如添加了蓝色颜料的塑料材料成形之外,也可以由一般的塑料材料成形。该情况下,在前端面72c未形成蓝色光反射面。
护罩71嵌合于前端部70的外周面即前端保护帽72的外周面73,且前端侧向比前端面72c更前方(直视方向F)突出。该护罩71成为内周面从物镜27的表面朝向被检体侧逐渐向外侧(背离物镜27的光轴的一侧)倾斜的锥状,在该内周面形成有蓝色光反射面74。该护罩71由以蓝色光反射面74选择性地反射蓝色光的方式与第一实施方式的前端保护帽26同样地选择性地反射蓝色光的材料形成。
蓝色光反射面74配置于包围前端面72c的位置、即物镜27的周边,而且形成为锥状,因此,与观察部位的表面H对面。来自该表面H的反射光通过蓝色光反射面74被选择性地反射蓝色光,再次对表面H进行照射,因此,蓝色光的照度提高。此外,也可以由一般的塑料材料制作护罩71,且在内周面涂布选择性地反射蓝色光的涂料、例如蓝色涂料、或粘贴选择性地反射蓝色光的片材。
图9~图11是作为第三实施方式表示具备生体(生体)侧视摄像光学系统的侧视类型的电子内窥镜及电子内窥镜系统的图。此外,对于与第一实施方式相同的零件标注同一符号并省略说明。前端部82具备前端部主体84、和固定于该前端部主体84的前端侧的前端保护帽85。在前端保护帽85上形成有切除了圆柱形状的外周面86的一部分的凹陷部87。在凹陷部87设有构成侧视摄像光学系统83的侧视物镜88、作为侧视照明光学系统的侧视照明透镜89、钳子出口90、和喷水口91。侧视物镜88沿与插入部16的插入方向正交的侧视方向S配置光轴。
凹陷部87由与侧视方向S正交的平面状的第一凹面92、被外周面86和第一凹面92包围且朝向前端侧倾斜的平面状的第二凹面93形成。侧视物镜88以成为光入射面的表面与第一凹面92在同一面上的方式被安装于第一凹面92上形成的贯通孔92a内,取入来自侧视方向S的图像光。
侧视照明透镜89嵌合于在第二凹面93形成的贯通孔93a内。光波导94的射出端面向该侧视照明透镜89的内部。侧视照明透镜89将由光波导94导向的照明光向观察部位照射。
另外,在第二凹面93设有钳子出口90及喷水口(ウオ一タ一ジエツト噴射口)91。钳子出口90与上述第一实施方式的钳子出口29相同,经由钳子管路(未图示)与手操作部17的钳子入口23连通。
喷水口91与配设于插入部16、手操作部17及通用绳19内的喷水管路(ウオ一タ一ジエツト管路)(未图示)连通。喷水管路与送液装置(未图示)连接。喷水口91沿与第二凹面93正交的方向形成,可以将从送液装置送入喷水管路的液体直接吹附到被检体内。
光波导94为将多个光纤(例如由石英构成)束捆且在外周面被覆管而形成的部件。光波导94被保持于前端部主体84,与第一实施方式的光波导32a、32b相同,将来自光源装置13的照明光导向侧视照明透镜89。
如图10所示,在前端部16a装入摄像部95。摄像部95具备侧视摄像光学系统83、透镜移动机构98、CCD99。前端部主体84保持棱镜96、变焦透镜97、透镜移动机构98、CCD99。
侧视摄像光学系统83由侧视物镜88、棱镜96、变焦透镜97构成。棱镜96为直角二等腰三角形的棱镜,在与直角相面对的斜面形成有使入射光反射的反射镜96a。在该棱镜96中,来自侧视物镜88的入射光由反射镜96a进行反射并从射出面96b射出。
CCD99位于棱镜96的射出面96b侧。变焦透镜97在棱镜96的射出面96b侧位于棱镜96及CCD99之间。由反射镜96a反射了来自侧视物镜88的入射光的反射光经变焦透镜97在CCD99的受光面(未图示)成像,被变换成摄像信号。
透镜移动机构98与第一实施方式的透镜移动机构37相同,由移动筒41、固定筒42、促动器43等构成。该透镜移动机构98通过由促动器43的驱动使变焦透镜97进退移动,在通常观察位置和放大观察位置之间进行移动。
在前端部82,侧视物镜88及侧视照明透镜89被设于彼此不同的面即第一凹面92及第二凹面93,因此,侧视照明透镜89的照明光的照明方向相对于侧视摄像光学系统83取入图像光的侧视方向S交差。
前端保护帽85与第一实施方式的前端保护帽26相同,由选择性地反射蓝色光的材料形成。由此,在第一凹面92形成蓝色光反射面101。而且,蓝色光反射面101位于与侧视物镜88同一面上,且位于与观察部位相面对位置。蓝色光反射面101设于侧视物镜88的周边,与第一实施方式相同,选择性地反射蓝色光。
图11中,电子内窥镜系统80由电子内窥镜81、处理器装置102、光源装置103构成。电子内窥镜81除具备摄像部95外还具备AFE51、摄像控制部52等。
处理器装置102具备数字信号处理电路(DSP)53、数字图像处理电路(DIP)54、显示控制电路55、VRAM56、控制器104、操作部58等,与第一实施方式相同,对从电子内窥镜11的AFE51输出的摄像信号实施各种信号处理,生成图像数据。将基于该图像数据的观察图像在监视器24上进行显示。
透镜移动机构98在将电子内窥镜11和处理器装置12连接时,与AFE51、摄像控制部52一同与控制器104连接。透镜移动机构98在从控制器104进行变焦透镜97的移动指示时,通过促动器43的驱动使变焦透镜97向通常观察位置或放大观察位置移动。
光源装置13具备光源部105、及光源控制部106等。光源部105具备光源107、反射镜108、聚光透镜109、光纤110、部分减光部111等。
光源107、反射镜108、聚光透镜109与第一实施方式的光源63、反射镜64、聚光透镜65相同,将光源107发出的光、及反射镜108反射的光聚光并导入光纤110。光纤110经由连接器18与电子内窥镜11的光波导94连接。光波导94和光纤110使光轴的位置一致地连接,从聚光透镜109经光纤110向光波导94入射光。
光源107发出的光被光波导94导向,入射向侧视照明透镜89。而且,利用侧视照明透镜89作为照明光向观察部位进行照射。侧视照明透镜89和光波导94使光轴的位置一致地进行安装。侧视照明透镜89根据向光波导94入射的光强度的分布照射照明光。光源控制部106根据来自处理器装置102的控制器104的指示控制光源107的点亮/熄灭。
部分减光部111由部分减光板112及滑动机构1 13构成。部分减光板112位于聚光透镜109和光纤110之间。如图12所示,部分减光板112为圆板状,在中央部分形成有圆形状的减光过滤器112a。该部分减光板112使减光过滤器112a的光透射率降低,从减光过滤器112a的周边到外侧的部分使光透射率提高。
部分减光板112位于从聚光透镜109向光纤110入射光的光路上,且在使减光过滤器112a的中心位置与聚光透镜109的光轴L1(参照图13)一致的减光位置(图11及图13中实线所示的位置)、和从该减光位置即光路上退避的退避位置(图11及图13中双点划线所示的位置)之间移动自如地设置。
滑动机构113具备对部分减光板112的移动进行导向的导向部件、及使部分减光板112移动的促动器等。作为促动器,例如使用螺线管。滑动机构113在利用控制器104对光源控制部106发出指示时,通过接受到来自光源控制部106的控制信号的促动器的驱动,使部分减光板112在退避位置及减光位置之间滑动移动。
控制器104在通常观察模式和放大观察模式之间进行切换时,使滑动机构113动作,使部分减光板112在退避位置及减光位置之间移动。而且,在变焦透镜97处于通常观察位置时,部分减光板112处于退避位置,在变焦透镜97处于放大观察位置时,部分减光板112处于减光位置。
如图13所示,形成于部分减光板112的减光过滤器112a形成为,在部分减光板112位于减光位置时,与从聚光透镜109向光纤110入射的光中减光区域A1相吻合。就减光区域A1而言,由于聚光透镜109所聚光的光中光轴L1附近的光强度大,所以包含光轴L1的中央的圆形状区域被作为减光区域A1进行设定,在该减光区域A1的周边设定有透射区域A2。由此,部分减光板112在处于减光位置时,仅将从聚光透镜109向光纤110入射的光中位于中央的减光区域A1部分地减光,在透射区域A2不进行减光而使光透过。
对该第三实施方式的作用进行说明。在电子内窥镜11的初始状态,摄像部95为通常观察模式,此时,部分减光板112位于退避位置。在该状态下执行通常观察模式,观察部位的图像作为观察图像在监视器24上进行显示。
在通常观察模式中在切换为放大观察模式时,从侧视照明透镜89照射的照明光由观察部位的表面反射并返回。由观察部位的表面反射的反射光中也有返回侧视物镜88的周边的光。在该侧视物镜88的周边如上述形成有蓝色光反射面101,因此,来自观察部位的表面的反射光由蓝色光反射面101再次被选择性地反射蓝色光,且蓝色光再次照射表面H。在侧视摄像光学系统83的视野区域照射含有大量蓝色光的照明光,因此,可以得到血管和周边部位的对比度高的观察图像。
另外,当使变焦透镜97从通常观察位置向放大观察位置移动时,控制器104控制光源控制部106,使滑动机构113动作,使部分减光板112从退避位置向减光位置移动。由此,在光源部105,由聚光透镜109聚光的光中仅减光区域A1被部分减光,向光波导94入射。侧视照明透镜89通过部分减光板112被部分减光,将与入射到光波导94的光强度的分布相对应的照明光向观察部位照射。
侧视照明透镜89向相对于侧视摄像光学系统83取入图像光的侧视方向S交差的方向照射照明,因此,能够可靠地对观察部位进行照明。由此,血管和周边部位的对比度高,能够得到更鲜明的观察图像。另外,在由侧视摄像光学系统83进行放大观察模式时,由于由部分减光板112进行部分减光的照明光进行照射,所以侧视照明透镜89的光轴附近的光强度降低。因此,在由侧视摄像光学系统83进行放大观察时,即使侧视摄像光学系统83接近观察部位的表面,也能够防止反射光的增加,能够使画面内的亮度分布的偏差一致。而且,由于抑制了亮度分布的偏差,所以能够防止白离散(白とび)等,能够得到鲜明的观察图像。
除去由选择性地反射蓝色光的材料成形前端保护帽85外,也可以涂布选择性地反射蓝色光的涂料、或粘贴选择性反射蓝色光的片材。
另外,上述第三实施方式中,使用形成有光透射率低的减光过滤器112a的部分减光板112及使部分减光板112移动的滑动机构113,但也可以代替之例如使用形成放大观察时光透射率低的减光图案的液晶面板及用于驱动控制液晶面板的液晶驱动器,而仅在放大观察模式将减光区域部分减光。
图13及图14表示使用了护罩的第四实施方式。此外,对于与第三实施方式相同的零件标注同一符号并省略说明。该第四实施方式中,前端部120具备前端部主体84、和固定于该前端部主体84的前端的前端保护帽122。在前端保护帽122上,与第一实施方式的前端保护帽85相同地形成有将外周面123的局部切口的凹陷部124。凹陷部124由与侧视方向S正交的平面状的第一凹面125、和被外周面123和第一凹面125包围且朝向前端侧倾斜的平面状的第二凹面126形成。侧视物镜88被安装于从形成于第一凹面125的贯通孔125a露出的位置,取入来自侧视方向S的图像光。侧视照明透镜89被安装于从形成于第二凹面126的贯通孔126a露出的位置,将由光波导94导向的照明光朝向侧视摄像光学系统83对面的观察部位照射。前端保护帽122例如由一般的材料成形,在第一凹面125形成有蓝色光反射面。
安装于前端部120的护罩121形成有使凹陷部124露出的开口部121a,其与前端部120的外周面即前端保护帽122的外周面123嵌合。该护罩121以开口部121a的端面相对于第一凹面125向侧视方向S的前端侧突出的方式形成。护罩121的内周面形成从侧视物镜88的表面朝向被检体侧逐渐向外侧(背离侧视物镜88的光轴的一侧)倾斜的锥状,在该内周面形成有蓝色光反射面127。该护罩121由与上述第一、三实施方式的前端保护帽26、第二实施方式的护罩71相同的选择性地反射蓝色光的材料形成。因此,蓝色光反射面127选择性地反射蓝色光。
蓝色光反射面127配置于包围第一凹面125的位置、即侧视物镜88的周边,而且形成为锥状,因此,与被检体的表面相面对(对面)。由此,来自观察部位的表面H的反射光由蓝色光反射面127选择性地反射蓝色光,再次照射表面H,因此,可得到与上述第三实施方式相同的效果。此外,作为护罩121,也可以由一般的材料形成,也可以在内周面涂布选择性地反射蓝色光的涂料、或粘贴选择性地反射蓝色光的片,并在侧视物镜88的周边配置蓝色光反射面。
在上述各实施方式中,表示了仅具备侧视摄像光学系统及直视摄像光学系统的任一方的前端部的构成,但也可以为具备其两方的构成。该情况下,也可以为具备例如将向侧视摄像光学系统及直视摄像光学系统入射的光的任一方遮光,使另一方透过的切换装置,而选择性地进行侧视方向及直视方向的观察中的任一方的构成。
此外,在上述各实施方式中,具备具有透镜保持部材、导向部件、促动器的透镜移动机构。也可以代替之使用具备凸筒机构、和使凸筒旋转的步进电动机等的透镜移动机构。另外、在上述各实施方式中,作为透镜移动机构的促动器使用螺线管(ソレノイド),但例如也可以是使用了压电元件的压电促动器等。另外,为进行焦点调节,也可以使CCD在光轴方向移动。另外,作为摄像元件,除CCD外也可以是CMOS等。
Claims (9)
1.一种电子内窥镜,其具有插入被检体内的插入部,其特征在于,
还具备:
摄像光学系统,其设于所述插入部的前端部,形成所述被检体内的观察部位的图像;
模式选择装置,其选择通常观察模式及放大观察模式的一方;
焦距变更装置,其根据所述通常观察模式和放大观察模式的选择来变更所述摄像光学系统的焦距;
摄像元件,其将由所述摄像光学系统形成的所述观察部位的图像变换成电信号;
照明光学系统,其朝向所述观察部位照射照明光;
蓝色光反射面,其在与所述观察部位相面对的状态下设于所述摄像光学系统的周边,将从所述观察部位返回的所述照明光中的蓝色光朝向所述观察部位选择性地反射。
2.如权利要求1所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述蓝色光反射面以50%以上的反射率反射400nm~550nm的波长域的光,且以5%以下的反射率反射700nm以上的波长的光。
3.如权利要求1所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述前端部具备收纳所述焦距变更装置、所述摄像元件的前端部主体、和固定于该前端部主体的前端保护帽,在该前端保护帽上形成有所述蓝色光反射面。
4.如权利要求3所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述蓝色光反射面形成于所述前端保护帽的前端面。
5.如权利要求1所述的电子内窥镜,其特征在于,
具备安装于所述前端部的外周面的护罩,所述蓝色光反射面形成于所述护罩。
6.如权利要求5所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述护罩形成圆筒形,在其内周面形成有所述蓝色光反射面。
7.如权利要求1所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述前端部具有将外周面的局部切口的凹陷部,
所述摄像光学系统是设于从所述凹陷部露出的位置、且将来自与所述插入部的插入方向交叉的侧视方向的图像光取入的侧视摄像光学系统,
所述蓝色光反射面设于所述凹陷部。
8.如权利要求7所述的电子内窥镜,其特征在于,
所述凹陷部具有与所述侧视方向正交的第一凹面、和位于所述外周面和所述第一凹面之间且倾斜的第二凹面,
所述摄像光学系统从所述第一凹面取入所述图像光,
所述照明光学系统从所述第二凹面照射所述照明光,
所述蓝色光反射面形成于所述第一凹面。
9.一种电子内窥镜系统,其具备具有插入被检体内的插入部的电子内窥镜、和向该电子内窥镜供给照明光的光源装置,其特征在于,
所述电子内窥镜具有:
摄像光学系统,其设于所述插入部的前端部,形成所述被检体内的观察部位的图像;
模式选择装置,其选择通常观察模式及放大观察模式的一方;
焦距变更装置,其根据所述通常观察模式和放大观察模式的选择来变更所述摄像光学系统的焦距;
摄像元件,其将由所述摄像光学系统形成的所述观察部位的所述图像变换成电信号;
光波导,其将来自所述光源的照明光向所述前端部传递;
照明光学系统,其将来自所述光波导的所述照明光向所述观察部位照射;及
蓝色光反射面,其在与所述观察部位相面对的状态下设于所述摄像光学系统的周边,将从所述观察部位返回的所述照明光中的蓝色光向所述观察部位选择性地反射,
所述照明装置具有:
光源,其产生所述照明光;
聚光装置,其将来自所述光源的光聚光并向所述光波导入射;及
部分减光装置,其为在从所述通常观察模式切换为所述放大观察模式时,插入从所述光源到所述光波导的光路上的减光装置,仅将向所述光波导入射的光中位于中央的减光区域部分减光,在位于所述减光区域的周边的透射区域不进行减光而使光透过。
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