CN1953697A - 电子内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子内窥镜。该电子内窥镜在插入部设置有处理器具可插通于其中的通道，在插入部的前端部设置有单焦点或焦点位置可变的物镜光学系统，在摄像元件的受光面上形成光学像。在距前端部近的物距时，可由摄像元件得到足够的分辨率的图像信号，在该状态下，从通道的前端开口突出的突出量少的处理器具的前端侧在摄像元件的受光面上成像，同时确保了在远方侧所需要的分辨率。

Description

电子内窥镜

技术领域

本发明涉及具有固体摄像元件、可与各种处理器具一起使用的电子内窥镜。

背景技术

众所周知，内窥镜可观察不能直接用肉眼观察的生物体内等，以医疗领域为中心，广泛应用于诊断、治疗。并且，通过CCD等固体摄像元件将被拍摄物体像转换为电信号，可在监视器上进行观察的电子内窥镜正在普及。此外，近年来，为了进行被拍摄物体的详细观察而采用变焦光学系统的电子内窥镜、使用多像素的固体摄像元件的高分辨率内窥镜也正在普及。

前者采用了变焦光学系统的电子内窥镜受到不能将前端部的结构做成大型化的制约，因而不能采用复杂结构，一般采用使一个透镜组移动来改变视野角的倍率变更变焦光学系统。

此外，日本特开2000-330019号公报所示的倍率变更变焦光学系统中，如该公报的图1所示，从物体侧开始按顺序包括具有负折射率的第一透镜组10、亮度光圈S、具有正折射率的第二透镜组20、具有负折射率的第三透镜组30。并且，其特征是，在进行倍率变更时，第一透镜组10和第三透镜组30不动，第二透镜组20向不改变物像间距离的光轴上不同的2点处移动。G表示滤色器类。

因此，可得到适用于在变更倍率时物像间距离不改变的小型且高性能的两焦点类型内窥镜的物镜倍率变更光学系统，并且具有可通过变焦光学系统对被拍摄物体进行详细观察的效果。

后者使用多像素固体摄像元件的高分辨率内窥镜中，与以往相比，使用多像素的固体摄像元件，能够以更高分辨率来拍摄被拍摄物体，因此具有可对被拍摄物体进行详细观察的效果。

使用上述日本特开2000-330019号公报所示的倍率变更变焦光学系统的内窥镜中，在对被拍摄物体进行详细观察时移动摄像光学系统内的透镜来改变视场角，并且改变倍率，因此为提高倍率，需要使视场角变窄。

另一方面，从通道前端开口突出的处理器具是否被包含固体摄像元件的摄像光学系统拍摄到取决于摄像光学系统的视场角、和相邻的摄像光学系统与处理器具之间的距离。此时，相邻的摄像光学系统与处理器具之间的距离越近，摄像光学系统的视场角越宽，在突出的情况下，处理器具越快地被摄像光学系统(以突出量少的状态)拍摄到。

在为了详细观察被拍摄物体而接近并提高倍率的情况下，在现有技术的例子中，从通道前端开口突出的处理器具不能被摄像光学系统在视野范围内拍摄到，存在难以一边对被拍摄物体进行详细观察一边利用处理器具进行处理作业的问题。即，在现有技术的例子中，在为了详细观察被拍摄物体而将其设定在近点侧(近景)、放大倍率变更变焦光学系统的倍率时，出现视场角变窄，不能在视野范围内捕捉到从通道的前端开口突出的处理器具的问题。

此外，使用单焦点光学系统的内窥镜中，在为了高精细地进行观察，而使用多像素固体摄像元件的情况下，一般像素数越多，光学系统的景深就越窄，所以存在如下问题：当为了进行被拍摄物体的详细观察而调整光学系统，以使得在最接近时得到高的分辨率时，远点的景深不足，作为内窥镜难以得到实用的景深。

在使用例如100万像素以上的马赛克滤色器(Mosaic Filter)方式的固体摄像元件的摄像光学系统的情况下，为了加宽景深，需要增大Fno，但Fno过大时，由于光的衍射使像的对比度降低，因此单焦点光学系统中，难以同时确保最接近时的高分辨率与实用上的景深。

发明内容

本发明目的是提供一种电子内窥镜，该电子内窥镜在使用单焦点物镜光学系统的情况下，能得到实用的景深，并且可一边进行被拍摄物体的详细观察一边进行利用处理器具的处理。

此外，本发明的目的是提供一种电子内窥镜，该电子内窥镜在使用焦点位置可变的物镜光学系统的情况下，可一边进行近点侧的被拍摄物体的详细观察，一边进行利用处理器具的处理。

本发明的使用单焦点物镜光学系统的电子内窥镜的特征在于，该电子内窥镜包括：

插入到被检测体内的插入部；

通道，其设置在上述插入部，处理器具插通于该通道内；

单焦点的物镜光学系统，其设置在上述插入部的前端部，成像被拍摄物体的光学像；以及

摄像元件，其受光面配置在上述物镜光学系统成像的位置上，并且该摄像元件对在其受光面上成像的光学像进行光电转换，

在通过上述物镜光学系统对相同宽度的黑白带的被拍摄物体拍摄、根据得到的图像信号生成亮度信号的情况下，将针对上述白色被拍摄物体的亮度信号的最大值设为Imax、将针对上述黑色被拍摄物体的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，

在对离上述插入部的前端的距离为50mm的位置处的黑白对带子的间距为0.5mm的被拍摄物体进行拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号，

当物距为对上述黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号的物距的情况下，从上述通道的前端开口突出的处理器具的前端附近的像成像于上述摄像元件的受光面上。

本发明的使用焦点位置可变的物镜光学系统的电子内窥镜的特征在于，该电子内窥镜包括：

物镜光学系统，其设置在插入到被检测体内的插入部上；

摄像元件，其具有通过上述物镜光学系统成像上述被拍摄物体的光学像的规定像素数；

透镜移动部，根据基于对相同宽度的黑白带的被拍摄物体进行拍摄时得到的图像信号而生成的亮度信号，将针对上述白色的被拍摄物体的亮度信号的最大值设为Imax、将上述黑色的被拍摄物体上的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，为了以规定值以上的对比度I在上述物镜光学系统的近点侧捕捉距离上述插入部的前端规定距离的位置处的被拍摄物体，上述透镜移动部移动构成上述物镜光学系统的至少一部分透镜，改变上述物镜光学系统的焦距，使得景深有一部分重复；以及

通道，处理器具可插通于该通道，并且该通道开口，以使得突出规定距离的上述处理器具的前端配置在通过上述透镜移动部、焦距被设定成近点侧时的上述物镜光学系统的视野角内。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施例1的内窥镜系统的概略结构的结构图。

图2是实施例1的电子内窥镜的摄像单元的截面图。

图3是从正面观察实施例1的插入部前端部的前端面的外观图。

图4是沿着图3的A-A线的概略截面图。

图5是表示图4中使插通到通道内的处理器具从前端开口突出的状态等的概略截面图。

图6是实施例1的概略作用说明图。

图7是从正面观察本发明的实施例2的插入部前端部的前端面的外观图。

图8是沿着图7的B-B线的概略截面图。

图9是表示实施例2的使插通到通道内的处理器具从前端部突出时的监视器显示视频的图。

图10是表示变形例的内窥镜的显示区域的图。

图11是表示具备本发明的实施例3的电子内窥镜系统的概略结构的结构图。

图12是实施例3的电子内窥镜的摄像单元的截面图。

图13是从正面观察实施例3的插入部前端部的前端面的外观图。

图14是从正面观察实施例3的电子内窥镜的插入部前端的前端面的主视图。

图15是沿着图14的C-C线的概略截面图。

图16是自动对焦动作的流程图。

图17是将处理器具插入处理器具通道、使处理器具从前端开口突出时的截面图。

图18是本实施例的近点侧处的作用的说明图。

图19是表示具备本发明实施例4的电子内窥镜系统的概略结构的结构图。

图20是从正面观察本发明实施例4的插入部前端部的前端面的外观图。

图21是沿着图17的D-D线的概略截面图。

图22是实施例4的两阶段自动对焦控制动作的流程图。

图23是表示实施例4的使插通到通道内的处理器具从前端部突出时的监视器显示视频的图。

图24是表示实施例4的第一变形例的电子内窥镜系统的概略结构的结构图。

图25是表示实施例4的第二变形例的CPU部分的结构的图。

具体实施方式

下面参考附图说明本发明各实施例。

(实施例1)

参考图1到图6说明本发明实施例1。

如图1所示，电子内窥镜系统1包括：实施例1的电子内窥镜2；作为供给该电子内窥镜2的照明光的光源的光源装置3；对内置在电子内窥镜2中的摄像单元进行信号处理的图像处理装置(信号处理装置)4；被输入从图像处理装置4输出的标准视频信号，从而显示内窥镜图像的对应于高清晰TV(简记为HDTV)方式的监视器5。

本实施例的电子内窥镜2具有插入被检测体的插入部7、设置在该插入部7的后端由手术人员等操作者抓持进行操作的操作部8、以及从该操作部8延伸出来的电缆部9。

插入部7在其前端设置有硬质的前端部11，在该前端部11上设置有后述的摄像单元等。

插入部7内插通有传送照明光用的光导14，该光导14的后端侧通过电缆部9到达设置于光导14端部上的光导连接器15。通过将该光导连接器15连接于光源装置3，从光源装置3向光导14的后端面提供照明光。

从光源装置3供给的照明光由光导14传送，从固定于前端部11的前端面，经过与该前端面对置地安装在照明窗上的照明透镜16a、16b(参考图3)向前方射出，照明体腔内的患部等被拍摄物体。

前端部11上与照明窗相邻设置有观察窗(或摄像窗)，在该摄像窗上配置有摄像单元19，该摄像单元19包括：对被照明的被拍摄物体形成光学像的物镜系统(或物镜光学系统)17；和受光面(或光电转换面)配置在该物镜系统17的成像位置上的作为摄像元件的例如电荷耦合元件(简记作CCD)18。

摄像单元19上连接着信号电缆21的一端，插通于插入部7内的信号电缆21还插通于电缆部9内，且其另一端与其后端的信号连接器22连接。

通过将该信号连接器22连接于图像处理装置4上，利用来自图像处理装置4的CCD驱动部23的CCD驱动信号来驱动CCD 18，CCD 18输出经过了光电转换的图像信号(摄像信号)。

该摄像信号在图像处理装置4内被进行信号处理，在监视器5上显示内窥镜图像。

此外，插入部7内设置有各种处理器具可插通于其中的通道25。该通道25包括在前端部11开口的通道前端开口(也称作前端开口或钳子口)26、操作部8的前端附近的处理器具插入口27、连接前端开口26和处理器具插入口27的通道管25a。

并且，通过从该处理器具插入口27插入处理器具28，使该处理器具28的前端侧从前端开口26突出，在处理器具28的前端侧可进行采集、切除患部组织等处理。

此外，本实施例中，从前端开口26突出的处理器具28的前端侧以较少的突出量的状态，与患部组织等作为检查对象或处理对象的被拍摄物体一起，进入到摄像单元19的视野内。这样，该突出的处理器具28的前端侧可显示在监视器5的显示面上，手术人员可顺利地进行处理等。

本实施例中，CCD 18是具有补色系列的马赛克滤色器的马赛克滤色器方式的CCD，采用像素间距是2.5μm，对监视器显示有效的像素数是81万像素，CCD受光面上的最大像高为1.3mm的CCD。

上述摄像单元19中使用最大视场角为138°的单焦点物镜系统17，物镜系统17被设定成Fno(F号码)为10.0，以便不超出光的衍射界限。调整焦点，使得物距为4.2mm时得到最高分辨率。

本实施例中使用的物镜系统17的透镜数据如下所示。这里，F1是物镜系统17的焦距、Ra是透镜的曲率半径、Da是面间隔、Ne是对水银e线(波长546.07nm)的折射率，Vd是阿贝(ァツベ)数。

F1＝1.33785mm

面No.    Ra       Da     Ne          Vd

  1      ∞       0.40   1.77067    71.7

  2      0.977    0.57

  3      ∞       0.40   1.52498    59.9

  4      ∞       0.84

  5      ∞(光圈) 0.03

  6      ∞       1.90   1.81078    40.9

  7      -2.192   0.10

  8      3.168    1.68   1.51825    64.1

  9      -1.676   0.39   1.93429    18.9

  10     -5.048   0.10

  11     ∞       0.60   1.51965    75.0

  12     ∞       1.16

  13     ∞       1.00   1.51825    64.1

  14     ∞       0.03   1.5119     64.1

  15     ∞       1.00   1.61379    50.2

  16     ∞       0.00

接着使用图2说明摄像单元19的结构。

使用透镜框31和隔离件32a、32b来保持固定构成物镜系统17的多个透镜，以使得面间隔适当并且各透镜对中。CCD 18由CCD芯片18a、CCD基板18b、CCD驱动用部件18c和密封玻璃18d构成。

CCD基板18b通过引线接合等与CCD芯片18a电连接，通过粘接剂等被机械固定。CCD基板18b上焊接着耦合电容器、电流放大用晶体管等CCD驱动用部件18c。CCD芯片18a的受光面上利用光学粘接剂等粘接固定有用于保护受光面的密封玻璃18d。

透镜框31与CCD框33嵌合，使得透镜框31可沿物镜系统17的光轴方向平行移动，CCD 18粘接固定在CCD框33上，使得上述物镜系统17的光轴与上述CCD 18的受光面垂直。

CCD基板18b上设置有用于焊接信号电缆21的信号线的焊盘(未示出)，信号电缆21的信号线被焊接。配置CCD保护框34，使其从CCD框33经过CCD 18，到达信号电缆21的与CCD基板18b的连接部，以进行机械保护。

该CCD保护框34中，在CCD芯片18a的背面部附近设置有切口部，以从该切口部插入的凡是配置有由导热性好的例如铝合金、铜合金等形成的散热部件35。该散热部件35上通过焊接、粘接剂等机械连接着以导热性好的金属为导体的散热用电缆36。

CCD保护框34内部填充密封树脂，用具有热收缩性的管37密封CCD18周边。散热用电缆36焊接在热容量大的部件，如插入部7的前端部11上。信号电缆21是按如下形成的，将多个同轴线和多个单线合在一起，然后卷绕氟树脂制的带子，在其上缠绕铜线作为统一屏蔽，再在其上卷绕氟树脂制的带子，再在其上用特氟纶(テフロン)(注册商标)类护套覆盖。

如图3所示，插入部7的前端部11配置了：包含前端透镜的外径为φ2.8mm的物镜系统17的摄像单元19、通道前端开口26、去除在物镜系统17的外表面上因送水送气而造成的附着污物的送气送水喷嘴39、利用通过与光源装置3连接的光导14传送(导光)的光来照明被拍摄物体的照明透镜16a、16b。

摄像单元19安装在前端部11上，被安装成当对被拍摄物体进行拍摄，在监视器5上显示时的监视器5上的上下方向与图3所示的插入部7的前端部11的上下方向一致。本实施例的通道管25a使用例如特氟纶(注册商标)制的内径2.8mm的管。

如图4所示，物镜系统17的光轴O与(连接通道管25a的前端的)前端开口26平行配置，本实施例中，物镜系统17的中心(光轴O)与前端开口26的中心轴的距离D设定为6mm。该前端开口26的半径R的2倍与通道管25a的内径相同，是2.8mm。

如图1所示，光源装置3有灯40，利用由光圈驱动部41驱动的光圈42的开口调整了该灯40的照明光的透过光量后，该灯40的照明光通过会聚透镜43入射到光导连接器15上的光导14的入射端面上。并且，如上所述，从光导14的前端，再通过照明透镜16a、16b向被拍摄物体侧射出照明光。

光导14在插入部7内分支为两条，如图3所示，从在前端部11配置在2个部位上的照明透镜16a、16b分别射出照明光。

如图1所示，图像处理装置4中具有被输入来自CCD 18的图像信号的CDS电路44，由该CDS电路44提取出信号成分后，由A/D转换器45转换为数字信号。

由该A/D转换器45转换的数字图像信号输入生成由亮度信号和颜色信号构成的视频信号的信号转换部46。通过该信号转换部46生成的视频信号输入进行γ校正等各种图像处理的图像处理部47。该图像处理部47的输出信号输入D/A转换器48，转换为模拟的与HDTV方式对应的视频信号后，输出到监视器5。

来自信号转换部46的亮度信号输入到生成调光信号的自动调光部49，通过该自动调光部49生成自动调光信号。该自动调光信号输入到光源装置3的光圈驱动部41，自动调整光圈42的开口量。

该自动调光部49内置有处理器具检测部49a，该处理器具检测部49a通过例如处理器具的反射光量和颜色，检测出处理器具进入到摄像单元19的视野内(换言之，在CCD 18的受光面上形成处理器具的图像)的情况。

该自动调光部49具有：从该处理器具检测部49a的输出信号检测出用于进行调光的亮度的亮度检测部49b；和根据来自该亮度检测部49b的输出信号生成自动调光信号的调光信号生成部49c。

上述亮度检测部49b在处理器具检测部49a检测到处理器具的情况下，检测处理器具的像所成像的区域附近的峰值亮度(光量)和该区域附近的平均亮度(光量)。

该亮度检测部49b在处理器具检测部49a未检测到处理器具的情况下，检测画面整体的峰值亮度和平均亮度。

调光信号生成部49c为了通过来自亮度检测部49b的峰值亮度和平均亮度的信号而得到适当亮度的信号，生成用于调整光源装置3的照明光量的自动调光信号，输出到光源装置3的光圈驱动部41。

本实施例的电子内窥镜2通过由上述透镜数据中所示的单焦点物镜系统17和CCD 18构成的摄像单元19，确保了(满足了条件)可识别间距为35μm的黑白色的分辨率，比现有技术的例子中的可识别50μm左右间距的黑白色的分辨率更高，同时确保了与现有技术的例子同样的观察远景侧所必需的分辨率。

并且，摄像单元19的CCD 18输出对应于这种分辨率的图像信号，因此在对该图像信号进行生成标准视频信号的信号处理，显示在监视器5的显示面上的情况下，通过该显示图像，可识别35μm间距的黑白色。

观察远景侧必需的分辨率是在离开摄像单元19例如50mm左右的位置处可识别0.5mm间距的黑白色的分辨率，将该分辨率也叫作远景用分辨率。此外，可识别上述35μm间距的黑白色的分辨率也叫做接近侧精细分辨率。

本实施例中，在插通到通道25内的处理器具28的前端侧从前端开口26突出的情况下，在物距为可得到能识别上述35μm间距的黑白色的分辨率的距离时，处理器具28的前端侧进入到摄像单元19的视野内。

并且，当在CCD 18的受光面上成像较小突出量的状态的处理器具28的前端侧的像，可详细观察处理器具28的前端附近的状态下，容易进行利用处理器具28的详细处理。

下面说明基于这种结构的本实施例的作用。

如图1所示，电子内窥镜2的光导连接器15连接于光源装置3上，信号连接器22连接于图像处理装置4上。该图像处理装置4的视频输出端上连接监视器5的电缆，设为可进行内窥镜检查的状态。

并且，将未示出的电源开关接通，来自光源装置3的照明光提供给光导14，通过光导14将照明光从照明透镜16a、16b射出，设为可照明由摄像单元19拍摄的被拍摄物体的状态。通过摄像单元19的CCD 18拍摄的图像成为通过图像处理装置4显示在监视器5上的状态。

接着将电子内窥镜2的插入部7插入患者体腔内，将插入部7的前端部11设成可观察体腔内的患部等作为要进行内窥镜检查的部位的被拍摄物体的状态。

此时，前端部11上设置的摄像单元19的物镜系统17在CCD 18的受光面上成像被拍摄物体的光学像。在CCD 18的受光面上成像的像被光电转换，转换为图像信号。该图像信号通过信号电缆21、信号连接器22输入图像处理装置4的CDS电路44。该图像信号的波形包含信号成分以外的复位噪声等，通过CDS电路44提取出信号成分，生成基带信号。

该CDS电路44的输出信号输入MD转换器45，A/D转换器45将作为模拟信号的图像信号转换为数字信号。转换为数字信号的图像信号由信号转换部46转换为视频信号。

此时，由于本实施例中采用补色系的马赛克滤色器作为CCD 18，因此该信号转换部46转换为从例如相邻的4种滤色器的像素信号输出取平均而得到的亮度信号、由各色的像素信号输出的差分得到的色差信号这样的视频信号。

该视频信号被图像处理部47进行适合于监视器显示的对比度调整、颜色调整和显示尺寸调整等。

之后，由D/A转换器48转换为监视器5可显示的模拟的对应于HDTV方式的视频信号。监视器5在监视器画面5a上显示与输入的HDTV方式的视频信号对应的(由CCD 18拍摄的)被拍摄物体图像。

接着参考图6说明通过摄像单元19对黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体等拍摄时的作用。

图6表示将本实施例的电子内窥镜2的插入部7插入体腔内，由设置于前端部11上的摄像单元19对体腔内的处理对象部位侧进行拍摄，同时使处理器具28从前端开口26突出进行处理的情况下的概略图。

此时，作为容易进行处理的条件，希望对即使远景部分也能够以合适的分辨率进行拍摄(观察)，并且对于作为处理对象的患部等可详细地观察，同时希望也能够详细观察从前端开口26突出的处理器具28的前端侧。

本实施例中，按如下所述来满足上述条件。首先为使说明更明确，按如下所述来定义亮度对比度G。

在通过物镜系统17在CCD 18受光面上成像相同宽度的黑白带(条纹)的被拍摄物体时，将针对上述白色被拍摄物体的亮度的最大值设为Gmax、将上述黑色被拍摄物体的亮度的最小值设为Gmin、将亮度对比度G定义为G＝(Gmax-Gmin)/(Gmax+Gmin)。

这样定义亮度对比度G的情况下，当利用如上所述构成的摄像单元19得到最高分辨率的物距为4.2mm时，对黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，在CCD受光面上成像的白带和黑带的亮度对比度G为14.5％。

通过上述物镜系统17在CCD 18的受光面上成像的间距为35μm的黑白对带子的被拍摄物体像中，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为大致14.5％。

上述图像信号通过CDS电路44、A/D转换器45、信号转换部46输入图像处理部47，被实施例如适合于监视器5显示的γ处理和去除噪声的低通滤波处理等。

并且，在将通过上述白色被拍摄物体得到的亮度信号的最大值设为Imax、通过上述黑色被拍摄物体得到的亮度信号的最小值设为Imin、对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)的情况下，(对上述黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时)以对比度I为10％以上的方式输出图像信号。由此，摄像单元19拍摄的35μm间距的黑白对带子在监视器5上可被识别为黑白对带子。

图6中，将得到最高分辨率的物距4.2mm设为d1、在该位置处配置了35μm间距的黑白对带子(条纹)Sa的情况下，由CCD 18进行光电转换，形成从例如信号转换部46输出的视频信号的亮度信号中的对比度I如上所述为10％以上，从而可在监视器5上识别35μm间距的黑白对带子。

在可在监视器5上识别上述35μm间距的黑白对带子的状态下，当在物距为50mm的位置处放置黑白对带子间距为0.5mm的被拍摄物体Sb，利用该摄像单元19进行拍摄时，CCD受光面上成像的白带和黑带的亮度对比度G为25％。

同样在CCD 18的受光面上成像的间距为0.5mm的黑白对带子的被拍摄物体像被进行光电转换，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为大致25％，通过图像处理装置4使白带和黑带的对比度I为10％以上，向监视器5输出。由此，由摄像单元19拍摄的配置在距离为50mm处的0.5mm间距的黑白对带子可在监视器5上被识别为黑白对带子。

图6中，表示在物距d2为50mm的位置上配置了间距为0.5mm的黑白对带子(条纹)Sb的情况，此时，信号转换部46的亮度信号中白与黑的对比度I为10％以上，在监视器5上可识别黑白对带子。

接着说明将处理器具插入通道25中进行处理的情况。操作者将使用的处理器具插入设置于操作部8附近的处理器具插入口27中。从处理器具插入口27插入的处理器具通过插入部7内的通道管25a的通道25内，被引导至插入部7的前端部11。当操作者将该处理器具28进一步插入深处侧时，处理器具28的前端从前端部11的通道前端开口26突出。要使突出的处理器具28被摄像单元19拍摄到所必需的条件为：如图5所示，由于在处理器具28移动到最靠近摄像单元19侧时，摄像单元19的前端透镜面处的光线高Lh＝1.2mm、前端开口26的半径R＝1.4mm、摄像单元19的视场角θ＝138°、摄像单元19的光轴O与前端开口26的中心的距离D＝6mm，因此按下式1所示导出处理器具28从插入部7的前端部11的前端面突出的最小突出量Hmin。

Hmin＝(D-Lh-R)×tan(90°-θ/2)＝1.38mm(式1)

另一方面，在处理器具28位于离摄像单元19最远的方向上的情况下，处理器具28突出，要使处理器具28的前端整体被摄像单元19拍摄到所必需的条件为，作为处理器具28从插入部7的前端部11的前端面突出的突出量Hall，可按下式2导出。

Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)＝2.45mm(式2)

如式1、式2所示，处理器具28在从前端部11的前端面突出的突出量达到1.38mm以上时开始进入摄像单元19的视野内，突出2.45mm时处理器具28前端的几乎整体都进入视野内。

通过以上所述，在为得到本实施例的摄像单元19的最高分辨率的物距4.2mm时，处理器具28的前端侧确实地进入摄像单元19的视野内，可在监视器4上进行识别。

图6中，表示出处理器具28从通道的前端开口26突出的状态，处理器具28的前端进入摄像单元19的视野内后，通过再向前方突出，处理器具28的前端成为最大分辨率的物距状态。

因此，可更详细观察由处理器具28进行处理的患部等被拍摄物体，同时也可非常细致地观察其附近突出的处理器具28的前端的状态，容易进行处理。该状态下，可对远景侧确保远景用分辨率，因此可把握要进行处理的部位周围的宽范围的状态，可更顺利地进行处理。

接着说明本实施例的自动调光功能。

自动调光部49在处理器具28未进入摄像单元19的视野内的情况下，由亮度检测部49b检测出画面整体的亮度(具体说是峰值亮度或平均亮度)，输出给调光信号产生部49c。该调光信号产生部49c在画面暗时向光源装置3输出控制信号，具体说是自动调光信号，以增大发光。在画面过于明亮的情况下，输出作为控制光源装置3以减小发光的控制信号的自动调光信号。

通过该自动调光信号，光源装置3内的光圈驱动部41驱动光圈42，调整从灯40通过光圈42入射到光导14的入射端的照明光量。接着说明为了通过利用摄像单元19的内窥镜观察，对患部等被拍摄物体进行治疗用的组织采集和病变部切除，而使用处理器具28的情况下的自动调光的作用。

通过将处理器具28插入通道25，使处理器具28经过插入部7的前端部11的前端开口26，从其前端面突出，从而使处理器具进入摄像单元19的视野内。

此时，例如根据处理器具28的颜色、处理器具28的反射光等，处理器具检测部49a检测出处理器具28进入了视野内，检测出基于以上述处理器具28为中心的一定区域的峰值亮度和平均亮度的亮度。调光信号产生部49c输出作为控制信号的自动调光信号，以便当上述处理器具28附近的亮度过亮时使光源装置3减小发光，过暗时使光源装置3增大发光。

并且，通过自动调光信号，光源装置3内的光圈驱动部41驱动光圈42，调整从灯40通过光圈42入射到光导14的后端的照明光量。通过该自动调光信号，可进行自动调光，使得处理器具28进入摄像单元19的视野内的区域附近的亮度为适合于观察的亮度。

作为照明光量的调整方法，除了光圈驱动部42的光圈控制外，还可设置控制提供给光源的功率(电流值、电压值等)的控制部，通过调整该功率进行照明光量的调整。此外，也可以在插入部7的前端设置作为光源的发光二极管(LED)，根据亮度检测部49b的检测结果调整对发光二极管的供给电流，而进行发光亮(照明光量)的调整。

接着说明摄像单元19中配置的散热部件35、以及散热用电缆36的作用。

当驱动CCD 18时，CCD芯片18a、电流放大器等CCD驱动用部件18c发热。一般地，像素数越多，驱动频率越高，消耗功率也增大，CCD芯片18a发热。散热部件35与CCD芯片18a和CCD基板18b相邻配置，因此CCD 18的热传导到散热部件35，之后传导到散热用电缆36。此外，向连接散热用电缆36的插入部7的前端部件传递热，CCD 18产生的热被散发，可防止CCD芯片18a的高度发热。

由于信号电缆21在统一屏蔽与护套之间卷绕有带子，所以例如在向信号电缆21施加了扭转的机械应力时，由于护套的扭转与统一屏蔽的扭转不同造成的统一屏蔽与护套之间的摩擦、护套对统一屏蔽施加的牵引力被统一屏蔽与护套之间的带子缓解，因此具有耐扭转性增加的效果。

本实施例具有如下效果。

本实施例中，构成摄像单元19的物镜光学系统采用单焦点光学系统，因此与倍率变更光学系统和可变焦光学系统相比结构简单。

以往的电子内窥镜使用的采用了单焦点光学系统的摄像单元的分辨率为可识别50μm左右的黑白对带子的被拍摄物体的水平，与此相比，如上所述，根据本实施例的摄像单元19，可识别更高分辨率的35μm的黑白对带子的被拍摄物体。

当为上述摄像单元19可得到上述最高分辨率的距离时，由于从通道25的前端开口26突出的处理器具28的前端侧可在监视器5上被识别，能够一边进行用以往的使用变焦光学系统的内窥镜很难进行的详细观察，一边进行处理作业。例如，可得到如下效果：一边进行大肠的凹坑图案这样的被拍摄物体的详细观察，一边利用处理器具28进行处理。

由于得到最高分辨率的距离为4.2mm左右，所以本实施例中当为与该距离相比为跟前侧的物距时，处理器具28的前端侧能够进入视野内，可通过进一步向前方侧突出而变成得到最高分辨率的距离的状态。因此，本实施例中，在为得到最高分辨率的距离时，处理器具28的前端侧可充分进入视野内，达到处理器具28的操作比较容易的效果。

此外，在物距为50mm时，由于可在监视器5上识别与以往的内窥镜同样的黑白对带子为0.5mm的被拍摄物体，因此不需要繁杂的操作就可进行从远景到近景的观察。

此外，当插入处理器具28，变成将其前端显示在监视器5上的状态时，由于控制光源装置3的照明光量使得处理器具28附近的亮度为最佳，因此容易进行处理。

这里，本实施例中，设CCD 18的像素间距为2.5μm、有效像素数为81万像素、摄像单元19的最大视场角为138°、得到最高分辨率的距离为4.2mm、摄像单元19的光轴O与前端开口26中心的距离为6mm，但不限定于此。

例如，对黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，变更像素间距、有效像素数、最大视场角等，使得从拍摄上述白色被拍摄物体获得的像素得到的输出信号与从拍摄上述黑色被拍摄物体获得的像素得到的输出信号之差为10％以上，并且在拍摄上述35μm的被拍摄物体时输出信号之差为10％以上的物距时，即使变更最大视场角、及摄像单元19的光轴O与前端开口26中心的距离，使得能够观察处理器具，也可得到大致相同的效果。

上述说明中，CCD 18的有效像素数为81万像素，但在马赛克滤色器方式的情况下，即便是85万像素左右也可实现同样的效果，此时，具有可进一步增大获得最高分辨率的距离的效果。

另一方面，在比85万像素更大的像素的情况下，不能得到实用的景深，若要得到最高分辨率则远点的深度变得不足，若确保远点的深度，则最高分辨率变为黑白对带子的间距为40μm以上。

本实施例中，使用补色系的马赛克滤色器方式的彩色CCD进行了说明，但不限定于此，电子内窥镜中，有时还使用如下方式：使用切换式等的三原色光作为照明光，与按顺序照射的三原色光同步，由单色(黑白)CCD取入被拍摄物体像，在图像处理装置中进行彩色化，即使是这种方式，通过满足上述条件也可得到同样效果。

该方式的情况下，能够得到R信号、G信号、B信号，作为有效像素数为35万像素左右的CCD输出信号，不生成亮度信号也可向监视器5输出，该情况下只要将亮度最高的G信号作为亮度信号即可。

视场角优选是考虑了周围的观察性的一般的内窥镜中使用的是100°以上的视场角，视场角更宽的话，则具有处理器具检测距离变短的效果。

本实施例的图像处理装置4和监视器5利用对应于HDTV方式的视频信号来进行说明，但不限定于此，例如也可使用对应于SVGA、XGA这样的高分辨率监视器的显示方式。

此外，本实施例的摄像单元19中，作为释放CCD 18的热的部件，公开了通过散热部件35和散热用电缆36向插入部7的前端部件散热，但也可以是如下结构：不在散热部件35上设置散热用电缆36，使插入部7的前端部件的导热性好的部分接近与散热部件对置的部分，通过导电性好的密封树脂等散热。

作为散热用电缆36，也可使用信号电缆21的一部分。例如信号电缆21内也可设置不用于驱动的虚设电缆(dummy cable)，还可使用以信号电缆21的电磁屏蔽为目的的外部屏蔽。并且，不设置散热部件35，在CCD芯片18a附近用导热性好的密封树脂来固定散热用电缆36的导体部分，也可得到同样的散热效果。

在CCD基板18b上配置CCD芯片18a内部的输出级作为外部放大器，将CCD芯片18a的消耗功率分配给外部基板上的部件，由此来抑制CCD芯片18a的发热也是有效的。

(实施例2)

接着参考图7到图10说明本发明实施例2。本实施例基本结构与实施例1相同，而CCD的有效像素数和物镜系统、摄像单元和处理器具通道的位置关系不同。下面以不同之处为重点来说明。

本实施例的结构如下。

本实施例的电子内窥镜的前端部11中采用了图7或图8所示的具有物镜系统72和CCD 73的摄像单元19B。

该CCD 73采用像素间距为3.3μm、对于监视器显示有效的像素数是40万像素、CCD受光面上的最大像高为约1.29mm的CCD。

摄像单元19B被设定成，最大视场角为160°的单焦点物镜系统72的最前面配置形成为凹凸形状的透镜，Fno为9.18，以便不超过光的衍射界限。调整焦点以使得在物距为2.95mm时得到最高分辨率。

本实施例中使用的物镜系统72的透镜数据如下所示。

F1＝1.13723mm

面No.      Ra       Da      Ne       Vd

  1        8.200    0.35    1.88815  40.8

  2        0.910    0.66

  3        ∞       0.40    1.52498  59.9

  4        0.28

  5        6.994    1.91    1.77621  49.6

  6        -2.210   0.03

  7        ∞(光圈) 0.03

  8        ∞       0.60    1.51965  75.0

  9        ∞       1.01

10    3.288     1.35    1.73234    54.7

11    -1.630    0.35    1.93429    18.9

12    -5.110    0.53

13    ∞        0.03

14    ∞        1.00    1.51825    64.1

15    ∞        0.01    1.51193    63.0

16    ∞        1.00    1.61379    50.2

17    ∞        0.00

如图7所示，插入部的前端部11配置有：包含前端透镜的外径为φ2.8mm、形状为凹凸形状的物镜系统72的摄像单元19B；通道前端开口26B；去除在物镜系统72的前端表面上因送气送水而造成的附着污物的送气送水喷嘴39；利用通过与光源装置4连接的未图示的光导的光来照明被拍摄物体的照明透镜16a、16b。

摄像单元19B在插入部前端上被安装成使得在对被拍摄物体进行拍摄并显示在监视器5上时的监视器5上的上下方向与图7所示的插入部前端的上下方向一致。

内径为φ2.8mm的处理器具通道25被配置在相对于摄像单元19B稍稍偏离水平方向的左斜下方的方向上，如图7所示，设前端部11的上下方向为Y轴、左右方向为X轴时，连接处理器具通道25的中心轴与摄像单元19B的光轴O的直线相对于上述X轴成α的角度。

如图8所示，物镜系统72的光轴O与前端开口26B平行配置，本实施例中，物镜系统72的中心(光轴O)与前端开口26B的中心轴的距离D设定为6mm。

下面说明本实施例的作用。

首先，说明由摄像单元19B拍摄黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体时的作用。

如上所述构成的摄像单元19B中，在物距为得到最高分辨率的物距2.95mm时，对黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，CCD受光面上成像的白带和黑带的对比度G为11.5％。

通过上述物镜系统72在CCD 73的受光面上成像的间距为35μm的黑白对带子的被拍摄物体像被光电转换。并且，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为大致11.5％。

该图像信号通过CDS电路44、A/D转换器45、信号转换部46输入图像处理部47，例如被实施适合于监视器的γ(ガンマ)处理和电掩码(mask)处理等，使白带与黑带的对比度I达到10％以上，输出到监视器5。

由此，由摄像单元19B拍摄的35μm间距的黑白对带子在监视器上可被识别为黑白对带子。

当在物距为50mm的位置处放置黑白对带子间距为0.5mm的被拍摄物体，由本实施例的摄像单元19B进行拍摄的情况下，在CCD 73受光面上成像的白带和黑带的对比度G为19.3％。

同样在CCD 73的受光面上成像的间距为0.5mm的黑白对带子的被拍摄物体被光电转换，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为大致19.3％，通过图像处理装置4使白带和黑带的对比度I达到10％以上，输出给监视器5。

由此，由摄像单元19B拍摄的配置在距离为50mm处的0.5mm间距的黑白对带子可在监视器5上被识别为黑白带。

上述电掩码处理是如图9所示，在监视器5的显示画面内作成高宽比为1∶1.2的八角形的显示区域5b，在该八角形的显示区域5b中显示摄像单元19B拍摄的被拍摄物体。

在通过上述电掩码处理得到的显示区域5b上的视场角如是图9所示的横向方向长的显示区域的情况下，对角方向的P点为最大的视场角(θmax)。实施掩码处理使得物镜系统72的视场角160°与上述最大视场角θmax一致。另一方面，通过掩码处理，使得监视器画面上视场角最窄的是上下方向，其次窄的是左右方向的视场角。

作为上述最大对角的P点被设定成使连接P点和画面中心的直线与监视器画面上的水平方向所成角度为α，此外，摄像单元19B如图7所示，被配置成使插入部的前端部11的X轴方向与监视器水平方向一致，因此从配置在相对于X轴成α角度的位置处的处理器具通道25的前端开口26B突出的处理器具28如图9所示，从监视器5上的大概而言为水平方向，更严格地说是比水平方向稍稍下侧的左下方的P点附近开始，显示在显示区域5b内。

要使本实施例中的从插入部的前端部11的前端开口26B突出的处理器具28被摄像单元19B拍摄到的必要条件为：当处理器具28移动到最靠摄像单元19B侧时，由于摄像单元19B的前端透镜面处的光线高为Lh＝1.31mm、前端开口26B的半径R＝2.8mm、摄像单元19B的视场角θ＝160°、摄像单元19B的光轴O与通道25的距离D＝6mm，因此作为处理器具28从前端部11的前端面突出的最小突出量为Hmin，可按式3导出。

Hmin＝(D-Lh-R)×tan(90°-θ/2)＝0.58mm(式3)

另一方面，在处理器具28位于离开摄像单元19B最远的方向上的情况下，处理器具28突出，要使处理器具28的前端整体被摄像单元19B拍摄到的必要条件为：作为处理器具28从前端部11的前端面突出的突出量Hall，按下式4所示导出。

Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)＝1.07mm(式4)

如式3、式4所示，当处理器具28从前端部11的前端面突出的突出量达到0.58mm以上时开始进入摄像单元19B的视野内，突出量大于1.07mm时处理器具28的前端的大致整体都进入视野内。

由此，在距离为可获得本实施例的摄像单元19B的最高分辨率的2.95mm时，处理器具28的前端侧进入摄像单元19B的视野内，可在监视器5上被识别。

本实施例具有如下效果。

本实施例中，构成摄像单元19B的物镜光学系统采用单焦点光学系统，因此与倍率变更光学系统和可变焦点光学系统相比结构简单。

本实施例中可获得最高分辨率的距离近达2.95mm，因此监视器上的显示倍率增大，容易观察被拍摄物体。

这里，本实施例中，设CCD 73的像素间距为3.3μm、有效像素数为40万像素、摄像单元19B的最大视场角为160°、可得到最高分辨率的距离为2.95mm、摄像单元19B的光轴O与前端开口26中心的距离为6mm，但不限定于此。

例如，在对黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，变更像素间距、有效像素数、最大视场角等，使得从拍摄上述白色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号与从拍摄上述黑色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号之差达到10％以上，并且当物距为使拍摄上述35μm的被拍摄物体时输出信号之差为10％以上的物距时，即使变更最大视场角、及摄像单元19的光轴O与前端开口26的中心的距离，以便能够观察处理器具，也可获得同样的效果。

本实施例中，有效像素数为40万像素，但在马赛克滤色器方式的情况下，即便25万像素左右也可实现同样的效果，此时，具有能够进一步增大可获得最高分辨率的距离、增大监视器5上的显示倍率的效果。另一方面，在小于25万像素的像素数的情况下，可获得最高分辨率的距离为2mm左右，处理性能有可能会降低。

本实施例中，可采用如下方式：使用切换式等的三原色光作为照明光，与按顺序照射的三原色光同步，利用单色(黑白)CCD取入被拍摄物体，利用图像处理装置进行彩色化，此时，在使用有效像素数为10万像素左右的CCD的情况下，得到与马赛克滤色器方式的25万像素同样的效果。

本实施例中，如图9所示，监视器画面5a的显示区域5b为水平方向的显示尺寸比垂直方向(纵向)长的横长型八角形，但对于像图10所示的变形例的显示区域5b那样，通过水平方向以圆形方式进行掩码处理而变宽，而在纵向上不进行掩码处理的情况，也可以适用。即这种情况下，也可以使从显示区域尺寸(显示区域)宽的大致水平方向突出的处理器具的前端出现在显示区域5b内。

更一般地，也可以通过把前端开口配置成使其对应于显示区域中的显示区域宽(或大)的方向，使从该前端开口突出的处理器具28显示在显示区域宽的方向上。

所谓显示区域宽的方向，是指对观察图像的视野方向产生限制的情况下的限制小(视野宽)的方向，例如在对应于监视器上的大致垂直方向对观察图像的视野产生限制的情况下，只要把通道的前端开口配置成使得其对应于接近大致水平方向的方向即可。

本实施例的图像处理装置4和监视器5以对应于HDTV方式的视频信号的图像处理装置和监视器来进行了说明，但不限定于此，也可以是对应于例如NTSC方式、PAL方式这样的视频信号的图像处理装置和监视器。或者，还可以使用VGA方式、SVGA方式的图像处理装置和监视器。

以上的各实施例中，说明了使用单焦点物镜光学系统的情况，接着说明使用焦点位置可变的物镜光学系统的情况下的电子内窥镜等。

(实施例3)

参考图11到图18说明本发明实施例3。

如图11所示，电子内窥镜系统1C包括：实施例3的电子内窥镜2C；供给该电子内窥镜2C照明光的光源装置3；对内置在电子内窥镜2C中的摄像单元进行信号处理的图像处理装置(信号处理装置)4C；被输入从图像处理装置4C输出的标准视频信号，从而显示内窥镜图像的对应于高清晰TV(简记为HDTV)方式的监视器5。

本实施例的电子内窥镜2C具有：插入被检测体的细长的插入部7；设置在该插入部7的后端，由手术人员等操作者抓持进行操作的操作部8；以及从该操作部8延伸出来的电缆部9。

插入部7的前端设置有硬质的前端部11，在该前端部11上设置有后述的摄像单元119等。

插入部7内插通有传送照明光的光导14，该光导14的后端侧通过电缆部9到达设置于该光导14的端部上的光导连接器15。操作者通过将该光导连接器15连接到光源装置3，从而从光源装置3向光导14的后端面提供照明光。

从光源装置3供给的照明光由光导14传送，从固定于前端部11上的前端面进一步经过与该前端面对置地安装在照明窗上的照明透镜16a、16b(参考图14)向前方射出，照明体腔内的患部等被拍摄物体。前端部11上与照明窗相邻设置有观察窗(或摄像窗)，在该摄像窗上配置有摄像单元119，该摄像单元119包括对被照明的被拍摄物体成光学像的物镜系统(或物镜光学系统)117；和受光面(或光电转换面)配置在该物镜系统117的成像位置上的作为摄像元件的例如电荷耦合元件(简记作CCD)118。

摄像单元119上连接着信号电缆21的一端，插通到插入部7内的信号电缆21还插通到电缆部9内，该信号电缆21的另一端连接在其后端的信号连接器22上。

通过将该信号连接器22连接于图像处理装置4C上，通过来自图像处理装置4C的CCD驱动部23的CCD驱动信号来驱动CCD 118，CCD 118输出进行了光电转换的图像信号(摄像信号)。

该摄像信号在图像处理装置4C内被进行信号处理，生成视频信号，在监视器5上显示内窥镜图像。

此外，在插入部7内设置有各种处理器具可插通于其中的通道25。该通道25包括在前端部11开口的通道前端开口(也称作前端开口或钳子口)26、操作部8的前端附近的处理器具插入口27、连接前端开口26和处理器具插入口27的通道管25a。

并且，通过从该处理器具插入口27插入处理器具28，使该处理器具28的前端侧从前端开口26突出，可以在处理器具28的前端侧进行采集、切除患部组织等的处理。

此外，本实施例中，从前端开口26突出的处理器具28的前端侧与患部组织等作为检查对象或处理对象的被拍摄物体一起，进入到摄像单元119的视野内，该突出的处理器具28显示在监视器5的显示面上，可顺利地进行处理等。

本实施例中，CCD 118是具有补色系的马赛克滤色器的马赛克滤色方式的CCD，采用像素间距是2.5μm、对监视器显示有效的像素数是130万像素的CCD。

上述摄像单元119使用由最大视场角为例如120°～140°左右的、在改变焦点位置的情况下视场角几乎不变的由可变焦点光学系统构成的物镜系统117，如使用图12说明的那样，通过致动器129在物镜系统117的光轴O上前后移动接合透镜117d，如图13所示，从近景(近点侧)到远景(远点侧)都能够以高分辨率在CCD 118上成像。

该物镜系统117设定成Fno(F号码)为例如小于等于10.0左右，以便不超出光的衍射界限。并设定成当为近景时的物距时可得到最高分辨率。

使用图12说明本实施例的摄像单元119的结构。

构成物镜系统117的前级的多个透镜(含光学元件)117a、117b、117c被固定于透镜框31上，以使得面间隔适当并且各透镜对中。

图12的情况下，通过隔离件32来设定透镜117b和117c之间的面间隔。构成物镜系统117、从前端侧开始按顺序配置的第一、第二、第三透镜117a、117b、117c分别是平凹透镜、双凸透镜、红外截止滤色器。

在嵌合于该框31中的CCD框133内，沿物镜系统117的光轴O方向可自由滑动地设置有保持接合透镜117d的透镜保持框部134a。

该CCD框133内，在透镜保持框部134a的后方侧位置上固定着平行平板透镜117e和CCD芯片118b。

CCD 118由密封玻璃118a、由该密封玻璃118a保护受光面(摄像面)的CCD芯片118b、与CCD芯片118b连接的CCD基板118c、安装在该CCD基板118c上的CCD驱动用部件118d构成。

CCD基板118c通过凸块连接等与CCD芯片118b电连接。CCD基板118c上焊接有耦合电容器、电流放大用晶体管等CCD驱动用部件118d。CCD芯片118b的受光面上通过光学粘接剂等粘接固定着用于保护该受光面的密封玻璃118a。

透镜框31与CCD框133嵌合，使得透镜框31可与物镜系统117的光轴方向平行地移动，把CCD芯片118b粘接固定在CCD框133上，以使得上述物镜系统117的光轴与上述CCD芯片118b的受光面垂直。

本实施例中，配置在CCD框133内的例如具有正的放大率(折射力)的接合透镜117d被与CCD框133的内周面嵌合可自由移动的透镜保持框部134a保持，该透镜保持框部134a经过贯通于设置在CCD框133上的长槽133a内的臂部134b，与CCD框133外部的致动器连接部134c连接。

由上述透镜保持框部134a、臂部134b和致动器连接部134c形成用于移动接合透镜117d的移动透镜框134。

通过致动器连接部134c与移动透镜框134一起来移动接合透镜117d的致动器129由与致动器连接部134c连接的致动器移动部129a、将该致动器移动部129a沿与物镜系统117的光轴O平行的方向移动的致动器主体129b构成。该致动器主体129b固定在CCD框133的外周侧。

该致动器主体129b经过信号线135与设置在图像处理装置4C内的致动器驱动部136(参考图11)连接，通过来自该致动器驱动部136的致动器驱动信号，致动器主体129b动作。

致动器主体129b可以对应于该致动器驱动信号而使致动器移动部129a向成为致动器主体129b侧的后方侧移动，或使其向离开致动器主体129b的前方侧移动。该致动器驱动部136产生(输出)与来自构成设置在图像处理装置4C内的自动对焦部(本实施例的对焦控制部)137的CPU137c的控制信号对应的致动器驱动信号。

图12所示状态下，接合透镜117d为设定在可动范围(移动范围)的大致中央附近的状态，在通过致动器驱动信号而向最前方侧移动了的近景时的设定状态时，接合透镜117d设定在图13的双点划线所示位置处，该状态下，变成对焦于近点侧的近景以景深为5.2mm～10mm的范围以高分辨率成像在CCD芯片118b上的状态。

在通过致动器驱动信号而向最后方侧移动的情况下，接合透镜117d被设定在图13的实线所示的最后方侧的位置处，该状态是成为远点侧的远景时的设定状态。该远景时的设定状态下，变成对焦于远景，且远景以规定分辨率并以景深为10mm～100mm的大状态成像在CCD芯片118b上的状态。

这样，接合透镜117d将近景位置到远景位置作为可动范围，可移动设定在该可动范围内的任意位置处。图13是动作说明图，仅对部分构成要素标注标号来进行表示。

如图12所示，CCD基板118c上设置有用于焊接信号电缆21的信号线的焊盘(未示出)，信号电缆21的信号线被焊接。从CCD框133经过CCD芯片118b，到信号电缆21的与CCD基板118c的连接部，配置有进行机械保护的CCD保护框138。

在该CCD保护框138上，在成为CCD芯片118b的背面部附近的位置处设置有切口部，以从该切口部插入的方式配置有由导热性好的例如铝合金、铜合金等形成的散热部件139。该散热部件139上通过焊接、粘接剂等机械连接着以导热性好的金属为导体的散热用电缆140。

CCD保护框138内部填充有密封树脂141，用具有热收缩性的管142密封CCD芯片118b周边。散热用电缆140焊接在热容量大的部件，如插入部7的前端部11上。

信号电缆21是按如下形成的，将多个同轴线和多个单线合在一起，然后卷绕氟树脂制的带子，在其上缠绕铜线作为统一屏蔽，再在其上卷绕氟树脂制的带子，再在其上用特氟纶(テフロン)(注册商标)类护套覆盖。

如图14所示，插入部7的前端部11配置有：包含前端第一透镜117a的外径为例如φ2.8mm的物镜系统117的摄像单元119；通道前端开口26；去除在物镜系统117的外表面上因送气送水而造成的附着污物的送气送水喷嘴143；利用通过与光源装置3连接的光导14传送(导光)的光来照明被拍摄物体的照明透镜16a、16b。

摄像单元119在前端部11上被安装成使得当拍摄对被拍摄物体、显示在监视器5上时的监视器5上的上下方向与图14所示的插入部7的前端部11的上下方向一致。本实施例的通道管25a使用例如特氟纶(注册商标)制的内径2.8mm的管。

如图15所示，物镜系统117的光轴O与(通道管25a的前端所连接的)前端开口26平行地配置，本实施例中，物镜系统117的中心(光轴O)与前端开口26的中心轴的距离D被设定为例如6mm。该前端开口26的半径R的2倍与通道管25a的内径相同，是2.8mm。

如图11所示，光源装置3有灯40，利用由光圈驱动部41驱动的光圈42的开口调整了该灯40的照明光的透过光量后，该灯40的照明光经过会聚透镜43入射到光导连接器15上的光导14的入射端面上。并且，如上所述，从光导14的前端，再经过照明透镜16a、16b向被拍摄物体侧射出照明光。

光导14在插入部7内分支为两条，如图14所示，从在前端部11配置在2个部位上的照明透镜16a、16b分别射出照明光。

如图11所示，图像处理装置4C中具有被输入来自CCD 118的图像信号的CDS电路44，由该CDS电路44提取出信号成分后，由A/D转换器45转换为数字信号。

由该A/D转换器45转换的数字图像信号输入生成由亮度信号和颜色信号构成的视频信号的信号转换部46。通过该信号转换部46生成的视频信号输入进行γ校正等各种图像处理的图像处理部47。该图像处理部47的输出信号输入D/A转换器48，转换为模拟的与HDTV方式对应的视频信号后，输出到监视器5。

来自信号转换部46的亮度信号被输入生成自动调光信号的自动调光部54，通过该自动调光部54生成自动调光信号。该自动调光部54包括：检测处理器具的处理器具检测部54a；检测从该处理器具检测部54a输入的亮度信号的平均水平的亮度检测部54b；将检测出的亮度信号的平均水平与成为基准的基准值进行比较，并将与基准值的差信号作为自动调光信号输出的调光信号生成部54c。

处理器具检测部54a通过例如处理器具的反射光量和颜色，来检测出处理器具进入摄像单元119的视野内(换言之，处理器具的图像成像在CCD118的受光面上)的情况。

亮度检测部54b在处理器具检测部54a检测到处理器具的情况下，检测出处理器具的像所成像的区域附近的峰值亮度(光量)和该区域附近的平均亮度(光量)。

该亮度检测部54b在处理器具检测部54a未检测到处理器具的情况下，检测画面整体的峰值亮度和平均亮度。

调光信号生成部54c为了通过来自亮度检测部54b的峰值亮度和平均亮度信号而得到适当亮度的信号，生成用于调整光源装置3的照明光量的自动调光信号，输出到光源装置3的光圈驱动部41。

自动调光部54的自动调光信号输入到光源装置3的光圈驱动部41，对应于自动调光信号，光圈驱动部41自动调整光圈42的开口量，进行控制以得到相当于调光信号生成部54c的基准值的适合于观察的亮度的图像。

信号检测部46的亮度信号被输入构成自动对焦部137的亮度检测部137a，由亮度检测部137a检测出图像的亮度。

图像处理部47的输出信号被输入构成自动对焦部137的对比度检测部137b，由对比度检测部137b检测输出信号的对比度。

由亮度检测部137a检测出的亮度信息和由对比度检测部137b检测出的对比度信息被输入CPU 137c，该CPU 137c通过亮度信息和对比度信息进行例如登山方式的自动对焦控制(在后面利用图16进行说明)。

本实施例的电子内窥镜2C采用可变焦点光学系统(即焦点位置可变的光学系统)，所述可变焦点光学系统将物镜系统117中的一部分的接合透镜117d配置成可沿光轴O的方向自由移动，可在近景时的位置到远景时的位置的范围内连续移动，对应于该移动，视场角几乎不变化，而焦距改变。

并且，由自动对焦部137控制该接合透镜117d，能够始终在从近景到远景的范围内设定成对焦状态、以保持高分辨率和规定景深的状态进行拍摄。

本实施例中，如以下说明的那样，构成为即使设定成近景的情况下，也能确保宽的视野角(视场角)，即使使用处理器具时，从通道25的前端开口26突出的处理器具的前端侧也进入视野内，容易进行详细的处理。

具体说，本实施例中，在插通于通道25内的处理器具28的前端侧从前端开口26突出的情况下，在物距为可获得能识别例如35μm间距的黑白色的高分辨率的近景侧的物距(被拍摄物体物距)时，处理器具28的前端侧进入摄像单元119的视野内，换言之，在CCD 118的受光面上成像处理器具28的前端侧的像。

下面说明这种结构的本实施例的作用。

如图11所示，将电子内窥镜2C的光导连接器15连接到光源装置3，将信号连接器22连接到图像处理装置4C。该图像处理装置4C的视频输出端上连接监视器5的电缆，设成可进行内窥镜检查的状态。

并且，将未示出的电源开关接通，来自光源装置3的照明光提供给光导14，通过光导14将照明光从照明透镜16a、16b射出，设为可照明由摄像单元119拍摄的被拍摄物体的状态。通过摄像单元119的CCD 118拍摄的图像成为通过图像处理装置4C显示在监视器5上的状态。

接着将电子内窥镜2C的插入部7插入患者体腔内，将插入部7的前端部11设成可观察体腔内的患部等作为要进行内窥镜检查的部位的被拍摄物体的状态。此时，设置于前端部11上的摄像单元119的物镜系统117将被拍摄物体的光学像成像在CCD 118的受光面上。在CCD 118的受光面上成像的像被光电转换，转换为图像信号。

该图像信号经过信号电缆21、信号连接器22输入图像处理装置4C的CDS电路44。该图像信号的波形包含信号成分以外的复位噪声等，通过CDS电路44生成信号成分被提取的基带信号。

该CDS电路44的输出信号输入A/D转换器45，A/D转换器45将作为模拟信号的图像信号转换为数字信号。转换为数字信号的图像信号由信号转换部46转换为视频信号。

此时，由于本实施例中采用补色系的马赛克滤色器作为CCD 118，因此该信号转换部46转换为从例如相邻的4种滤色器的像素信号输出取平均而得到的亮度信号、由各色的像素信号输出的差分得到的色差信号这样的视频信号。

该视频信号被图像处理部47进行适合于监视器显示的对比度调整、颜色调整和显示尺寸调整等。

之后，由D/A转换器48转换为监视器5可显示的模拟的对应于HDTV方式的视频信号。监视器5在监视器画面5a上显示与输入的HDTV方式的视频信号对应的(由CCD 118拍摄的)被拍摄物体图像。

首先说明自动调光功能。

自动调光部54在处理器具28未进入摄像单元119的视野内的情况下，由亮度检测部54b检测出画面整体的亮度(具体说是峰值亮度或平均亮度)，输出给调光信号生成部54c。该调光信号生成部54c在画面暗时向光源装置3输出控制信号，具体说是自动调光信号，以增大发光。在画面过于明亮的情况下，输出作为控制光源装置3以减小发光的控制信号的自动调光信号。

通过该自动调光信号，光源装置3内的光圈驱动部41驱动光圈42，调整从灯40经过光圈42入射到光导14的后端的照明光量，以成为合适的光量。

接着说明为了通过利用摄像单元119的内窥镜观察，对患部等被拍摄物体进行治疗用的组织采集和病变部切除，而使用处理器具28的情况下的自动调光的作用。

通过将处理器具28插入通道25，使处理器具28经过插入部7的前端部11的前端开口26，从其前端面突出，从而使处理器具进入摄像单元119的视野内。

此时，例如根据处理器具28的颜色、处理器具28的反射光等，处理器具检测部54a检测出处理器具28进入了视野内，检测出基于以上述处理器具28为中心的一定区域的峰值亮度和平均亮度的亮度。调光信号生成部54c输出作为控制信号的自动调光信号，以便当上述处理器具28附近的亮度过亮时使光源装置3减小发光，过暗时使光源装置3增大发光。

并且，通过自动调光信号，光源装置3内的光圈驱动部41驱动光圈42，调整从灯40通过光圈42入射到光导14的入射端的照明光量。通过该自动调光信号，可进行自动调光，使得处理器具28进入摄像单元119的视野内的区域附近的亮度为适合于观察的亮度。

本实施例中，通过自动对焦部137进行控制，使构成物镜系统117的接合透镜117d始终在对焦状态下在CCD 118的受光面上成像拍摄物体像。

此时，自动对焦部137的亮度检测部137a从来自信号转换部46的亮度信号中检测出各帧的平均亮度，输出到CPU 137c。对比度检测部137b从图像处理部47的输出信号中的高频域侧的亮度信号中检测出各帧的对比度，输出到CPU 137c。

CPU 137c判断由亮度检测部137a检测出的亮度是否在规定值以上，在超过规定值的情况下，通过基于由对比度检测部137b检测出的高频域侧的亮度信号的对比度信息，按登山方式检测出对焦状态，将接合透镜117d设置于对焦状态的位置上。

图16表示登山方式的自动对焦(图16中简记作AF)的处理内容。

首先，最初的步骤S1中，CPU 137c进行透镜移动方向的判断。如图12和图13所示，判断在进行该登山方式的自动对焦时的开始的透镜位置处，哪个方向为登山方向(对比度增大的方向)。

具体说，CPU 137c控制致动器驱动部136，通过致动器129向一个方向移动接合透镜117d，此时判断移动前后从对比度检测部137b输出的对比度信息是否增大。并且，CPU 137c将对比度增大的方向判断为透镜移动方向，使接合透镜117d向该方向移动。

并且接着的步骤S2中，CPU 137c检测出接合透镜117d向对比度增大的方向移动了时的对比度的峰值。当向对比度增大的登山方向移动、超过对焦位置时，此时的对比度值比峰值小。

因此，通过移动接合透镜117d直到稍稍超出峰值的位置，由此可检测出峰值。

接着的步骤S3中，CPU 137c控制致动器驱动部136，使得接合透镜117d返回直到对应于峰值的位置处。这样可将接合透镜117d设定在对焦位置上。

然后，回到步骤S1，反复进行步骤S1～S3的处理。这样，可始终保持对焦状态，即使到被拍摄物体的距离改变的情况下，也可保持规定的景深以高的分辨率在CCD 118上成像该被拍摄物体。并且，监视器5上显示在该CCD 118上成像的状态下的被拍摄物体图像，即保持规定的景深的状态下的高分辨率的图像。如实施例4中说明的那样，在使用检测出的对比度进行对焦控制的情况下，在亮度信号的亮度水平小的情况下(暗的图像的情况下)，也可以优先于基于对比度进行的对焦控制，进行设定到远景位置上的控制。

接着说明将处理器具插入通道25进行处理的情况。操作者将使用的处理器具插入设置于操作部8附近的处理器具插入口27中。从处理器具插入口27插入的处理器具通过插入部7内的通道管25a的通道25内，被引导到插入部7的前端部11侧。当操作者将该处理器具28进一步插入深处侧时，处理器具28的前端从前端部11的通道前端开口26突出。

要使突出的处理器具28被摄像单元119拍摄到的必要条件为：如图17所示，在处理器具28移动到最靠摄像单元119侧的情况下，由于摄像单元119的前端透镜面处的光线高Lh＝1.2mm、前端开口26的半径R＝1.4mm、摄像单元119的视场角θ为例如θ＝138°、摄像单元119的光轴O与前端开口26的中心的距离D＝6mm，因此作为处理器具28从插入部7的前端部11的前端面突出的最小突出量Hmin，可按下式5导出。

Hmin＝(D-Lh-R)×tan(90°-θ/2)＝1.38mm(式5)

另一方面，在处理器具28位于离摄像单元19最远的方向上的情况下，处理器具28突出，要使处理器具28的前端整体被摄像单元119拍摄到的必要条件为：作为处理器具28从插入部7的前端部11的前端面突出的突出量Hall，按下式6导出。

Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)＝2.45mm(式6)

如式5、式6所示，当处理器具28从前端部11的前端面突出的突出量达到1.38mm以上时开始进入摄像单元119的视野内，突出量为2.45mm时处理器具28的前端的大致整体都进入视野内。

由此，在本实施例中的设定于摄像单元119的近点侧的状态下，景深为5.2mm～10mm，处理器具28的前端侧确实地进入摄像单元119的视野内，可在监视器5上进行识别。

接着参考图18说明通过摄像单元119，在设定于近点侧的状态下拍摄黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体等时的作用。

图18表示将本实施例的电子内窥镜2C的插入部7插入体腔内，利用设置于前端部11上的摄像单元119，对体腔内的处理对象部位侧进行拍摄的同时，使处理器具28从前端开口26突出进行处理的情况的概略图。

此时，作为容易进行处理的条件，希望能够对作为处理对象的患部等进行详细观察，同时希望也能够详细地观察从前端开口26突出的处理器具28的前端侧。

本实施例中，按如下所示来满足这些条件。首先为使说明更明确，如下所示定义亮度对比度G(MTF)。

在通过物镜系统117在CCD 118受光面上成像相同宽度的黑白带(条纹)的被拍摄物体时，将针对上述白色被拍摄物体的亮度的最大值设为Gmax、将针对上述黑色被拍摄物体的亮度的最小值设为Gmin、将亮度对比度G定义为G＝(Gmax-Gmin)/(Gmax+Gmin)。

在这样定义亮度对比度G的情况下，按如上所述构成的摄像单元119中，设定在近点的状态下，当物距为5.2mm到6.8mm时，在对黑白对带子60的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，在CCD受光面上成像的白带和黑带的亮度对比度G为10％以上。

通过上述物镜系统117在CCD 118的受光面上成像的间距为35μm的黑白对带子的被拍摄物体的像中，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为大致10％。

上述图像信号通过CDS电路44、A/D转换器45、信号转换部46输入图像处理部47，被实施例如适合于监视器5显示的γ处理和去除噪声的低通滤波处理等。

并且，在将通过上述白色被拍摄物体得到的亮度信号的最大值设为Imax、通过上述黑色被拍摄物体得到的亮度信号的最小值设为Imin、对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)的情况下，(对上述黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时)以对比度I为10％以上的方式输出图像信号。由此，摄像单元119拍摄的间距为35μm的黑白对带子在监视器5上可被识别为黑白对带子。这样，当对比度I达到10％以上时，可在容易识别的状态下进行观察。

图18中，将设定在近点侧的状态下的物距6.8mm设为d、在该位置处配置了间距设为35μm的黑白对带子(条纹)60的情况下，由CCD 18进行光电转换，形成从例如信号转换部46输出的视频信号的亮度信号中的对比度I如上所述为10％以上，从而可在监视器5上识别间距为35μm的黑白对带子60。

图18中，表示出处理器具28从通道的前端开口26突出的状态，在处理器具28的前端进入摄像单元119的视野内之后，进一步向前方突出，从而处理器具28的前端成为可识别35μm间距的黑白对带子60的物距d的状态。该状态下，物距d比式6的Hall大，从式6变为满足如下条件的状态：

d≥(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)(式7)

若将式7改写，则得到：

D≤d/tan(90°-θ/2)+Lh-R

因此，根据本实施例，在使用焦距可变的光学系统的情况下，可非常详细地观察要通过处理器具28进行处理的患部等被拍摄物体，同时也可非常详细地观察在该患部附近突出的处理器具28的前端的状态，处理变得容易。

由于使用焦距可变的光学系统，因此通过将物镜光学系统的焦距切换为远景侧，可把握宽范围下的状态，可顺利地进行处理。

本实施例具有如下效果。

本实施例中，构成摄像单元119的物镜系统117采用改变焦点位置时视场角几乎不变的可变焦点光学系统，因此与单焦点光学系统相比，从近景侧到远景侧都可得到高分辨率的内窥镜图像。

当为可在监视器5上识别上述摄像单元119拍摄的35μm间距的黑白对带子的距离时，由于可在监视器5上识别从通道25的前端开口26突出的处理器具28的前端侧，因而可改善使用以往的变焦光学系统的内窥镜来进行扩大观察时视场角变窄的操作性能。例如根据本实施例，可得到如下效果：能够容易地一边进行大肠的凹坑图案这样的被拍摄物体的详细观察，一边利用处理器具28进行处理。

在设定在近点侧的状态下，可在监视器上识别35μm的间距的黑白对带子的距离为5.2mm到6.8mm，因此本实施例中，当为比该距离更靠跟前侧的物距时，处理器具28的前端侧可进入视野内，通过再向前方侧突出，可成为达到获得最高分辨率的距离的状态。

因此，本实施例中，当为设定在近点侧的状态下的景深内的距离时，处理器具28的前端侧可充分进入视野内，具有能够比较容易地进行处理器具28的操作的效果。

此外，即使在设定在远景侧的情况下，也能够保持规定的分辨率，以景深比近景时大的状态得到被拍摄物体像。

由于进行自动对焦控制以使得构成物镜系统117的可变焦点光学系统成为对焦状态，因此操作者不需要繁杂的操作，就可从远景到近景进行高分辨率的内窥镜图像的观察。

此外，当插入处理器具28，成为将其前端显示在监视器5上的状态时，控制光源装置3的照明光量以使得处理器具28附近的亮度为最佳，因此容易进行处理。

本实施例中，CCD 118的像素间距为2.5μm、有效像素数为130万像素、摄像单元119的最大视场角为138°、近点侧的景深为5.2mm到10mm、摄像单元119的光轴O与前端开口26中心的距离为6mm，但不限定于此。

例如，对黑白对带子60的间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，变更像素间距、有效像素数、最大视场角、近点侧的景深等，以使得从拍摄上述白色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号与从拍摄上述黑色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号之差为10％以上，并且在对上述35μm的被拍摄物体进行拍摄时当为使输出信号之差为10％以上的物距时，即使为了能够观察处理器具而变更最大视场角、及摄像单元119的光轴O与前端开口26中心的距离，也可得到大致同样的效果。

上述说明中，CCD 118的有效像素数为130万像素，但在马赛克滤色器方式的情况下，即便是150万像素左右也可实现同样的效果，此时，具有可进一步增大获得最高分辨率的距离的效果。本实施例中，使用补色系的马赛克滤色器方式的彩色CCD来进行了说明，但不限定于此，电子内窥镜中，有时还采用如下方式：使用切换式等的三原色光作为照明光，与按顺序照射的三原色光同步，利用单色(黑白)CCD取入被拍摄物体像，在图像处理装置中进行彩色化，在这种方式下通过满足上述条件，也可得到同样的效果。

该方式的情况下，可得到R信号、G信号、B信号作为有效像素数为65万像素左右的CCD输出信号，虽然也可以不生成亮度信号而向监视器5输出，但该情况下，只要将亮度最高的G信号视为亮度信号即可。

本实施例中，使用致动器作为移动接合透镜117d、改变焦点位置的装置，进行基于自动对焦的焦点位置控制，实现近景侧的非常精细的观察，但不限定于此，例如作为移动接合透镜117d的装置，采用如下手段可得到同样效果：在透镜移动框134上安装线，并将该线安装在设置于操作部8上的操作杆上，通过操作该操作杆可将焦点位置在近景远景之间切换。

视场角优选是在考虑了周围的观察性的一般的内窥镜中使用的100°以上的视场角，视场角宽的话，则具有处理器具检测距离变短的效果。

本实施例的图像处理装置4C和监视器5利用对应于HDTV方式的视频信号来进行了说明，但不限定于此，例如也可使用对应于SVGA、XGA这样的高分辨率监视器的显示方式。

此外，本实施例的摄像单元119中，作为释放CCD 118的热的装置，公开了通过散热部件139和散热用电缆140向插入部7的前端部件散热，但也可以是如下结构：不在散热部件139上设置散热用电缆140，使插入部7的前端部件的导热性好的部分接近与散热部件对置的部分，通过导热性好的密封树脂等散热。

作为散热用电缆140，也可使用信号电缆21的一部分。例如信号电缆21内也可设置不用于驱动的虚设电缆(dummy cable)，还可使用以信号电缆21的电磁屏蔽为目的的外部屏蔽。并且，不设置散热部件135，在CCD芯片118b附近用导电性好的密封树脂来固定散热用电缆140的导体部分，也可得到同样的散热效果。

在CCD基板118c上配置CCD芯片118b内部的输出级作为外部放大器，将CCD芯片118b的消耗功率分配给外部基板上的部件，由此来抑制CCD芯片118b的发热也是有效的。

(实施例4)

接着参考图19到图23说明本发明实施例4。图19表示具有实施例4的电子内窥镜系统1D的整体结构。该电子内窥镜系统1D具有：与图11的电子内窥镜2C的一部分不同的电子内窥镜2D；和具有CPU 71的视频处理器4D，该CPU 71具有两阶段(自动)对焦控制功能71a，来取代实施例3的视频处理器4C的自动对焦部137。光源部3和监视器5与实施例3结构相同。

本实施例的电子内窥镜2D基本结构与实施例3相同，CCD的有效像素数和物镜系统的一部分结构不同，同时摄像单元和处理器具通道的位置关系不同。下面以不同之处为重点来说明。

图20是表示从正面观察本实施例的电子内窥镜2D的插入部7的前端部11的前端面的主视图，图21是沿着图20的D-D线的截面图，图23是处理器具28从前端部11突出时的监视器显示视频。

本实施例的电子内窥镜2D的前端部11中采用图20或图21所示的包括物镜系统172和CCD 173的摄像单元119B。

该CCD 173采用像素间距为2.8μm、对监视器显示有效的像素数是80万像素的CCD。

摄像单元119B具有在例如设定在近点侧(近景)的状态下最大视场角为160°的可变焦点物镜系统172，该物镜系统172的最前端的第一透镜172a采用凹凸形状的透镜。

如图20所示，插入部7的前端部11配置有：包括第一透镜172a的外径为φ2.8mm、形状为凹凸形状的物镜系统172的摄像单元119B；通道前端开口26B；去除在物镜系统172的前端表面上因送气送水而造成的附着污物的送气送水喷嘴143；将由光源装置3从传送照明光的光导的前端面射出的光照射向被拍摄物体侧来进行照明的照明透镜16a、16b。

摄像单元119B在插入部前端上安装成使得在对被拍摄物体进行拍摄、显示在监视器5上时的监视器5上的上下方向与图20所示的插入部前端的上下方向一致。

内径为φ2.8mm的处理器具通道25配置在相对于摄像单元119B从水平方向稍稍偏离的左斜下方的方向上，如图20所示，若设前端部11的上下方向为Y轴、左右方向为X轴，连接处理器具通道25的中心轴与摄像单元119B的光轴O的直线相对于上述X轴成α的角度。

如图21所示，物镜系统172的光轴O与前端开口26B平行地配置，本实施例中，物镜系统172的中心(光轴O)与前端开口26B的中心轴的距离D为6mm。

本实施例中，图21所示的第一透镜172a、第二透镜172b和第三透镜172c安装在第一透镜框31上，与该第一透镜框31嵌合的CCD框133内与实施例3同样地通过透镜保持框134可自由移动地配置接合透镜117d，接合透镜117d通过致动器129沿光轴O的方向移动。

设置在视频处理器4D上的CPU 71不采用实施例3中的基本上连续地进行自动对焦控制的方式，而是进行对焦控制，使接合透镜117d移动，以使得物镜系统172的焦点位置在远景位置和近景位置这2个位置之间成为更接近对焦的状态。即，进行两阶段(通过自动切换的近似)对焦控制。

此时CPU 71从内窥镜ID存储器74读入与视频处理器4D连接的电子内窥镜2D的ID信息，向RAM71c中存储该电子内窥镜2D的摄像单元119B的光学特性信息。该光学特性信息是将接合透镜117d设定在近景时的位置处的情况下、和设定在远景时的位置处的情况下物距改变时的代表性的对比度变化特性或与分辨率有关的信息。

并且，CPU 71在进行两阶段的对焦控制时，调查在接合透镜117d被设定在实际所设定的一方位置上的状态下对比度信息的时间性的变化等，通过参照存储在RAM 71c中的光学特性信息，判断该变化是否表示切换到另一方位置能获得更大的对比度值，即，判断是否更接近对焦状态。

并且，在CPU 71判断为切换到另一方位置能获得更大的对比度值的情况下，控制致动器驱动部136，将接合透镜117d设定到另一方位置处。

CPU 71在将接合透镜117d设定到另一方位置处的情况下，也随着时间监视该状态下的对比度信息，通过进行同样的动作，控制成位于2个透镜位置中更接近对焦状态的透镜位置。

此时，CPU 71从来自信号转换部46的亮度信号中检测出亮度信息，再由图像处理部47检测出对比度信息，在规定亮度以上的状态下，如上所述，监视对比度信息的时间性变化，通过参照光学特性信息判断是否应该切换，对应于该判断结果在2个位置上控制接合透镜117d。在得不到规定亮度的情况下和初始状态下，CPU 71进行设定到远景位置的控制。

本实施例中，在切换设定到近景时和远景时的2个位置上的情况下，两者的状态下的物镜系统172分别表示出不同的光学特性。例如近景时具有最高分辨率，相反远景时分辨率比近景时稍低，但具有比近景时大的景深。具体说，调整Fno使得接合透镜117d设定在近景侧的状态的情况下，景深为4.4mm到12mm，设定在远景侧的状态的情况下景深为9mm到100mm。

并且，两者的特性中的分辨率在近景与远景的中间距离处在表示出大致相反的倾向的状态下有交叉(重叠)部分，因此能够判断该交叉部分中，在从交叉的位置有一定程度的偏移的状态下，将接合透镜117d设定在哪个位置上更接近对焦状态。CPU 71进行该判断，并且根据该判断结果控制接合透镜117d的位置切换。

本实施例中，设定成使得设定在远景和近景的状态下的物镜系统172的景深在规定值以上的部分中连续(重叠)，并且设定成使在达到规定值的空间频率的范围内对比度I也在具有规定值(例如10％)以上的对比度的部分中重叠。

接着说明本实施例的近景时的作用。

首先，说明通过摄像单元119B在近景时对黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时的作用。

本摄像单元119B中，在设定在近点的状态下，当在物距为4.4mm到5.8mm时对黑白对带子间距为35μm的被拍摄物体进行拍摄时，在CCD受光面上成像的白带和黑带的对比度G为10％以上。

通过上述物镜系统172在CCD 173的受光面上成像的间距为35μm的黑白对带子的被拍摄物体像被光电转换。并且，从白带所成像的像素输出的图像信号与从黑带所成像的像素输出的图像信号之差为10％以上。

该图像信号经过CDS电路44、A/D转换器45、信号转换部46输入图像处理部47，被实施例如适合于监视器的γ处理和电掩码处理等，白带与黑带的对比度I为10％以上，输出到监视器5。对上述被拍摄物体的情况，通过使对比度I为10％以上，可以从显示的图像中识别白带和黑带，可在足够的分辨率下进行观察。这样，根据本实施例，由摄像单元119B拍摄的间距为35μm的黑白对带子在监视器上可被识别为黑白对带子。

当从近景时开始增大物距时，由于对比度值减小，CPU 71在判断为若进行切换能得到更大的对比度值的情况下，进行将接合透镜117d切换到远景时的位置的控制。

通过这样进行切换控制，在从近景向远景改变观察状态的情况下，能够在2个位置中更接近对焦状态的透镜位置的状态下得到内窥镜图像。

图22表示本实施例的两阶段自动对焦控制(更正确的是两阶段大致自动对焦控制)的动作。下面将对焦略记为AF。

该动作开始时，CPU 71在最初的步骤S11中，从内窥镜ID存储器74读入光学特性信息作为初始设定，存储到RAM 71c中。如步骤S12所示，CPU 71根据光学特性信息，将远景位置与近景位置之间的接近AF的状态下的典型的对比度信息、景深信息和分辨率的特性信息设定为AF切换的判断基准。本实施例的物镜系统117设定成在将接合透镜117d设定在远景位置和近景位置上的情况下，各位置上的对焦状态下的景深部分重复。

并且，接着的步骤S13中CPU 71进行控制处理，以将接合透镜117d设定在远景位置。

然后在接着的步骤S14中，CPU 71判断当前的亮度信号的亮度水平是否在预先设定的用于判断暗的图像状态的阈值Vth以上。并且判断为上述亮度水平在该阈值Vth以下时返回步骤S13，仍保持在远景位置，反复进行这些处理。即，在即使进行了自动调光的状态下还是不能确保适当的亮度的情况下，保持远景位置的状态。

当亮度信号的亮度水平在阈值Vth以下时，将接合透镜117d设定在远景位置的理由如下。将电子内窥镜2D的插入部7插入体腔内，从设置在前端部11的前端面上的照明透镜16a、16b射出照明光，对患部等被拍摄物体照明，因此在到被拍摄物体的距离小的情况下，几乎不会发生照明光量不足的情况。因此，当亮度信号的亮度水平在阈值Vth以下时，认为被拍摄物体处于远方。当亮度信号的亮度水平在阈值Vth以下时，由于S/N降低，难以进行精度高的对焦控制。由于这种理由，当亮度信号的亮度水平在阈值Vth以下时，将接合透镜117d设定在远景位置。

另一方面，当判断为亮度信号的亮度水平在阈值Vth以上时，步骤S15中，CPU 71使用判断基准判断当前检测出的对比度值等是否(比近景侧的情况)更接近远景侧的情况。

然后，在满足该条件的情况下，返回步骤S14，反复进行这些处理。不满足步骤S15的条件时，如步骤S16所示，CPU 71进行控制处理，以将接合透镜117d设定在近景位置。

并且如步骤S17所示，CPU 71判断当前检测出的对比度值是否(比远景侧的情况)更接近近景侧的情况。并且在不满足该条件的情况下，返回步骤S13，进行将接合透镜117d设定在远景位置的处理。

另一方面，在满足该条件的情况下，如步骤S18所示，CPU 71判断当前的亮度信号的亮度水平是否在预先设定的用于判断暗的图像状态的阈值Vth以上。并且在判断为亮度信号的亮度水平在该阈值Vth以下时返回步骤S13。相反判断为在该阈值Vth以上时返回步骤S17。

这样通过进行两阶段的AF控制，在从近景到远景改变观察状态的情况下，能够在2个位置中更接近对焦状态的透镜位置的状态下得到内窥镜图像。

电掩码处理如图23所示，在监视器5的显示画面内作成高宽比为1∶1.2的八角形的显示区域5b，在该八角形的显示区域5b中显示摄像单元19B拍摄的被拍摄物体。

通过上述电掩码处理得到的显示区域5b上的视场角在如图23所示的横长的显示区域的情况下，对角方向的P点成为最大的视场角(θ max)。实施掩码处理以使得物镜系统172的视场角160°与上述最大视场角θmax一致。另一方面，通过掩码处理，监视器画面上视场角最窄的是上下方向，其次窄的是左右方向的视场角。

为上述最大对角的P点被设定成使连接P点和画面中心的直线与监视器画面上的水平方向所成角度为α，此外，摄像单元119B如图20所示，配置成插入部的前端部11的X轴方向与监视器水平方向一致，因此从配置在相对于X轴成α角度的位置处的处理器具通道25的前端开口26B突出的处理器具28如图23所示，从监视器5上的大致而言水平方向，更严格地说是比水平方向稍稍下侧的左下方的P点附近开始，显示在显示区域5b内。

本实施例中要使从插入部的前端部11的前端开口26B突出的处理器具28被摄像单元119B拍摄到的必要条件为：在处理器具28移动到最靠摄像单元19B侧的情况下，由于摄像单元119B的前端透镜面处的光线高Lh＝1.31mm、前端开口26B的半径R＝2.8mm、摄像单元119B的视场角θ＝160°、摄像单元119B的光轴O与通道25的距离D＝6mm，所以作为处理器具28从前端部11的前端面突出的最小突出量Hmin，可按下式8导出。

Hmin＝(D-Lh-R)×tan(90°-θ/2)＝0.58mm(式8)

另一方面，在处理器具28位于离开摄像单元119B最远的方向上的情况下，处理器具28突出，要使处理器具28的前端整体被摄像单元119B拍摄到的必要条件为：作为处理器具28从前端部11的前端面突出的突出量Hall，可按下式9导出。

Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)＝1.07mm(式9)

如式8、式9所示，当处理器具28从前端部11的前端面突出的突出量为0.58mm以上时处理器具28开始进入摄像单元119B的视野内，当突出量超过1.07mm时处理器具28的前端的大致整体都进入视野内。

由此，当距离为可在监视器上识别设定在本实施例中的摄像单元119B的近点侧的状态下的35μm间距的黑白对带子的距离4.4mm到5.8mm时，处理器具28的前端侧进入摄像单元119B的视野内，可在监视器5上进行识别。

本实施例具有如下效果。

本实施例中，构成摄像单元119B的物镜光学系统采用改变焦距的可变焦点光学系统，因此与单焦点光学系统的情况相比，从近景侧到远景侧都可得到分辨率高的图像。

这里，本实施例中，CCD 173的像素间距为2.8μm、有效像素数为80万像素、摄像单元119B的最大视场角为160°、设定在近点侧的状态下的景深为4.4mm到12mm、摄像单元119B的光轴O与前端开口26中心的距离为6mm，但不限定于此。

例如，当对黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体拍摄时，变更像素间距、有效像素数、最大视场角、近点侧的景深等，以使得从拍摄上述白色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号与从拍摄上述黑色被拍摄物体而获得的像素得到的输出信号之差为10％以上，并且当在物距为对上述35μm的被拍摄物体拍摄时输出信号之差为10％以上的物距时，为了能够观察处理器具而变更最大视场角、及摄像单元19的光轴O与前端开口26中心的距离，也可得到大致同样的效果。

本实施例中，有效像素数为80万像素，但在马赛克滤色器方式的情况下，即便60万像素左右也可实现同样的效果，此时，近点侧的景深进一步增大，与远点侧的景深之间的深度交叉区域变宽，因此具有能更顺利地进行焦点切换的效果。

本实施例中，可采用如下方式：使用切换式等的三原色光作为照明光，与按顺序照射的三原色光同步，利用单色(黑白)CCD取入被拍摄物体，利用图像处理装置进行彩色化，此时，在使用有效像素数为25万像素左右的CCD的情况下，得到与马赛克滤色器方式的60万像素同样的效果。

本实施例中，如图23所示，监视器画面5a的显示区域5b为水平方向的显示尺寸比垂直方向(纵向)长的横长型八角形，但不限定于该情况。

更一般地，也可以通过把前端开口配置成使其对应于显示区域中的显示区域宽(或大)的方向，使从该前端开口突出的处理器具28显示在显示区域宽的方向上。这里，所谓“显示区域宽的方向”，是指通过电掩码处理等，在画面上显示的观察图像的显示区域的限制比其他方向小的(或没有限制)的方向。

作为本实施例的第一变形例，如图24所示，也可以采用能够由CPU 71通过模式切换开关SW1来选择两阶段自动对焦控制功能71a和三阶段自动对焦控制功能71b的方式。

图24所示的电子内窥镜系统1E例如在图19的电子内窥镜系统1D中，CPU 71除了两阶段自动对焦控制功能71a之外，还具有三阶段自动对焦控制功能71b。

并且，该CPU 71对应于通过设置在例如电子内窥镜2D的操作部8上的模式切换开关SW1选择的选择信号，按两阶段自动对焦模式或三阶段自动对焦模式进行对焦控制。

本变形例的情况下，内窥镜ID存储器(存储器)74中存储有该电子内窥镜2D固有的光学特性信息。此时，还存储将接合透镜117d设定在除了近点、远点之外设定在近点与远点之间的中间点处的情况下的对比度值等相关的光学特性信息。还存储将接合透镜117d驱动(移动)到中间点的位置的信息。

并且，视频处理器4D的CPU 71读出该光学特性信息，例如存储在RAM 71c中，进行实施例4的两阶段对焦控制或三阶段对焦控制。

作为进行三阶段对焦控制的优点，由于在近点和远点的两阶段的对焦控制中，在两者的中间位置附近成为两者光学特性的山谷，很难改善例如景深和分辨率以具有更好的特性。

例如，在近景和远景时，相对于景深在规定值以上连续、并且对比度I在10％以上的情况，在切换到两者的中间点的位置的情况下，能够以比这些条件更大的景深值和对比度I值连续，可实现进一步改善的光学特性。

这样，通过采用将接合透镜117d设定在近点与远点之间的中间点位置处的结构，可进一步增大景深和分辨率，从而简单地实现更好的光学特性。

进行三阶段对焦控制的控制方法类似于两阶段的对焦控制方法。例如，在设定在近点的状态下，CPU 71监视该状态下的对比度信息的时间性变化，判断在该情况下是否要进行近点状态与中间点的切换。

在设定在中间点的状态下，也监视对比度信息的时间性变化，根据是向近点侧变化还是向远点侧变化，判断是否要切换到近点侧或远点侧。因此，能够通过与实施例4的情况类似的控制，进行三阶段对焦控制。

图25是表示第二变形例的CPU 71部分。如图25所示，例如CPU 71也可以对应于模式切换开关SW1的模式切换指示信号，进行两阶段自动对焦控制功能71a和两阶段手动控制功能71d。

两阶段自动对焦控制功能71a与实施例4中说明的相同。在通过模式切换开关SW1设定成两阶段手动控制模式的情况下，CPU 71在操作了手动操作开关SW2的近点指示开关的情况下，使接合透镜17d移动到近点侧。

另一方面，在操作了手动操作开关SW2的远点指示开关的情况下，CPU 71进行控制动作，以将接合透镜117d移动到远点侧。

这样通过设置模式选择单元，操作者使用电子内窥镜2D进行诊断等的情况下的观察(拍摄)的选择项变多，更容易使用。

图25中，说明了两阶段自动对焦控制功能71a和两阶段手动控制功能71d，但除此之外还可进行三阶段自动对焦控制功能71b和三阶段手动控制功能。也可以使用CPU等进行多阶段的自动对焦控制功能和多阶段的手动控制功能。

也可使用CPU等，对应于模式切换指示操作，进行连续的自动对焦控制、多阶段的对焦控制和连续或多段的手动控制。

本实施例的图像处理装置4D和监视器5以对应于HDTV方式的视频信号的图像处理装置和监视器进行了说明，但不限定于此，例如也可以是对应于NTSC方式、PAL方式这样的视频信号的图像处理装置和监视器。或者，还可使用VGA方式、SVGA方式的图像处理装置和监视器。

另外由上述实施例等部分变形、组合等而构成的实施例等也属于本发明。

可将插入部插入体腔内、对患部等被拍摄物体在近景侧能进行高精细观察的状态下进行拍摄，同时对远景侧也可确保必要的分辨率，即使插入通道内的处理器具的前端侧从通道的前端开口突出的突出量小的状态下也能进入观察视野内，从而可进行详细观察。

Claims (27)

1.一种电子内窥镜，其特征在于，该电子内窥镜包括：

插入到被检测体内的插入部；

通道，其设置在上述插入部，处理器具可插通于该通道内；

单焦点的物镜光学系统，其设置在上述插入部的前端部，成像被拍摄物体的光学像；以及

摄像元件，其受光面配置在上述物镜光学系统成像的位置上，并且该摄像元件对在其受光面上成像的光学像进行光电转换，

在通过上述物镜光学系统对相同宽度的黑白带的被拍摄物体拍摄、根据得到的图像信号生成亮度信号的情况下，当将针对上述白色被拍摄物体的亮度信号的最大值设为Imax、将针对上述黑色被拍摄物体的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，

在对离上述插入部的前端的距离为50mm的位置处的黑白对带子的间距为0.5mm的被拍摄物体进行拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号，

在物距为对上述黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号的物距的情况下，从上述通道的前端开口突出的处理器具的前端附近的像成像于上述摄像元件的受光面上。

2.根据权利要求1所述的电子内窥镜，其特征在于，包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为25万像素以上、85万像素以下的马赛克滤色器。

3.根据权利要求1所述的电子内窥镜，其特征在于，包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为10万像素以上、35万像素以下的黑白摄像元件。

4.根据权利要求1所述的电子内窥镜，其特征在于，在设上述物镜光学系统的前端透镜面处的光线高为Lh、上述通道的前端开口的半径为R、上述物镜光学系统的光轴与上述前端开口的中心的距离为D、可通过上述物镜光学系统在上述摄像元件上成像的视场角为θ、上述处理器具从插入部的前端突出的突出量为Hall的情况下，当设上述物距为d时，满足Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)≤d。

5.一种电子内窥镜系统，其特征在于，该电子内窥镜系统包括：

电子内窥镜，该电子内窥镜在所设置的插入部具有：处理器具可插通于其中的通道；成像被拍摄物体的光学像的单焦点的物镜光学系统；以及受光面设置在上述物镜光学系统成像的位置上、对在上述受光面上成像的光学像进行光电转换的摄像元件；

图像处理装置，其将来自上述摄像元件的图像信号转换为用于在监视器上显示的视频信号，

在通过上述物镜光学系统对相同宽度的黑白带的被拍摄物体拍摄、根据得到的图像信号由上述图像处理装置生成可在上述监视器上显示的视频信号的情况下，将针对上述白色被拍摄物体的亮度信号的最大值设为Imax、将针对上述黑色被拍摄物体的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，

当对离上述插入部的前端的距离为50mm的位置处的黑白对带子的间距为0.5mm的被拍摄物体进行拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号，

在物距为对上述黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体拍摄时，输出按上述定义的对比度I为大致10％以上的图像信号的物距的情况下，从上述通道的前端开口突出的处理器具的前端附近的像显示于上述监视器上。

6.根据权利要求5所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述通道的前端开口配置成与上述监视器上的显示由上述摄像元件所拍摄的光学像的显示区域中显示区域宽的方向对应。

7.根据权利要求5所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述电子内窥镜系统还包括：

光源，其产生照明上述被拍摄物体的照明光；

处理器具检测部，其检测上述处理器具被显示在上述监视器上；

亮度检测部，其检测上述处理器具附近的亮度；以及

光量调整部，其根据上述亮度检测部的检测结果，调整照射上述被拍摄物体的照明光量。

8.根据权利要求5所述的电子内窥镜系统，其特征在于，包括上述物镜光学系统和摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为25万像素以上、85万像素以下的马赛克滤色器。

9.根据权利要求5所述的电子内窥镜系统，其特征在于，包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为10万像素以上、35万像素以下的黑白摄像元件。

10.根据权利要求5所述的电子内窥镜系统，其特征在于，在设上述物镜光学系统的前端透镜面处的光线高为Lh、上述通道的前端开口的半径为R、上述物镜光学系统的光轴与上述前端开口的中心的距离为D、可通过上述物镜光学系统在上述摄像元件上成像的视场角为θ、上述处理器具从插入部的前端突出的突出量为Hall的情况下，当设上述物距为d时，满足Hall＝(D-Lh+R)×tan(90°-θ/2)≤d。

11.一种电子内窥镜，其特征在于，该电子内窥镜包括：

物镜光学系统，其设置在插入到被检测体内的插入部上；

摄像元件，其具有通过上述物镜光学系统成像上述被拍摄物体的光学像的规定像素数；

透镜移动部，根据基于对相同宽度的黑白带的被拍摄物体进行拍摄时得到的图像信号而生成的亮度信号，将针对上述白色被拍摄物体的亮度信号的最大值设为Imax、将上述黑色被拍摄物体上的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，为了以规定值以上的对比度I在上述物镜光学系统的近点侧捕捉距离上述插入部的前端规定距离的位置处的被拍摄物体，上述透镜移动部移动构成上述物镜光学系统的至少一部分透镜，改变上述物镜光学系统的焦距，以使得景深有一部分重复；以及

通道，处理器具可插通于该通道中，并且该通道开口成使得突出规定距离的上述处理器具的前端配置在通过上述透镜移动部、焦距被设定为近点侧时的上述物镜光学系统的视野角内。

12.根据权利要求12所述的电子内窥镜，其特征在于，上述透镜移动部可连续改变构成上述物镜光学系统的至少一个透镜，上述物镜光学系统具有在近点侧能够以大致10％以上的上述对比度I来捕捉黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体的景深，并且具有在远点侧对离插入部前端的距离为50mm的位置处0.5mm的被拍摄物体拍摄时能以大致10％以上的上述对比度I来捕捉上述被拍摄物体的景深。

13.根据权利要求11所述的电子内窥镜，其特征在于，上述透镜移动部可将构成上述物镜光学系统的至少一个透镜设定在上述近点侧和上述远点侧两个位置上，上述物镜光学系统具有在近点侧能够以大致10％以上的上述对比度I来捕捉黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体的景深，并且具有在远点侧对离插入部前端的距离为50mm的位置处0.5mm的被拍摄物体拍摄时能以大致10％以上的上述对比度I来捕捉上述被拍摄物体的景深。

14.根据权利要求13所述的电子内窥镜，其特征在于，上述透镜移动部还可将构成上述物镜光学系统的至少一个透镜设定在位于上述近点侧与上述远点侧两个位置之间的第三位置上。

15.根据权利要求11所述的电子内窥镜，其特征在于，在设上述物镜光学系统的前端透镜面处的光线高为Lh、上述通道的前端开口的半径为R、上述物镜光学系统的光轴与上述前端开口的中心的距离为D、可通过上述物镜光学系统在上述摄像元件上成像的视场角为θ、到上述被拍摄物体的距离为d时，满足D≤d/tan(90°-θ/2)+Lh-R。

16.根据权利要求11所述的电子内窥镜，其特征在于，当通过上述透镜移动部使焦点位置为近景时包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为60万像素以上的马赛克滤色器。

17.根据权利要求11所述的电子内窥镜，其特征在于，当通过上述透镜移动部使焦点位置为近景时包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为25万像素以上的黑白摄像元件。

18.一种电子内窥镜系统，其特征在于，该电子内窥镜系统包括：

插入部，其被插入到被检测体内；

物镜光学系统，其设置在上述插入部上；

摄像元件，通过上述物镜光学系统在上述摄像元件的受光面上成像被拍摄物体的光学像，并且上述摄像元件对该受光面上成像的光学像进行光电转换；

图像处理装置，其将来自上述摄像元件的图像信号转换为用于在监视器上显示的视频信号；

透镜移动部，根据基于对相同宽度的黑白带的被拍摄物体拍摄时得到的视频信号而生成的亮度信号，当将对上述白色被拍摄物体拍摄时得到的亮度信号的最大值设为Imax、将针对上述黑色被拍摄物体的亮度信号的最小值设为Imin、将对比度I定义为I＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)时，为了在上述物镜光学系统的焦距的近点侧以规定值以上的对比度I来捕捉离上述插入部的前端规定距离的位置处的被拍摄物体，上述透镜移动部移动构成上述物镜光学系统的至少一部分透镜，改变上述物镜光学系统的焦距，以使景深有一部分重复；以及

处理器具插通通道，其开口成使得突出规定距离的处理器具的前端配置在通过上述透镜移动部被设定在近点侧时的物镜光学系统的视野角内。

19.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述透镜移动部移动构成上述物镜光学系统的至少一个透镜，上述物镜光学系统具有在近点侧能够以大致10％以上的上述对比度I来捕捉黑白对带子的间距为35μm的被拍摄物体的景深，并且具有在远点侧对离插入部前端的距离为50mm的位置处0.5mm的被拍摄物体拍摄时能以大致10％以上的上述对比度I来捕捉上述被拍摄物体的景深。

20.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述电子内窥镜系统具有对焦控制部，该对焦控制部根据上述摄像元件的输出信号而生成控制上述透镜移动部的控制信号，将上述物镜光学系统设定成对焦状态。

21.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，当设上述物镜光学系统的前端透镜面处的光线高为Lh、上述处理器具插通通道的前端开口的半径为R、上述物镜光学系统的光轴与上述前端开口的中心的距离为D、通过上述物镜光学系统在上述摄像元件上成像的视场角为θ、到上述被拍摄物体的距离为d时，满足D≤d/tan(90°-θ/2)+Lh-R。

22.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述通道的前端开口配置成与上述监视器上的显示由上述摄像元件所拍摄的光学像的显示区域中显示区域宽的方向对应。

23.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，当通过上述透镜移动部使焦点位置为近景时包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为60万像素以上的马赛克滤色器。

24.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，当通过上述透镜移动部使焦点位置为近景时包括上述物镜光学系统和上述摄像元件的摄像装置的视野角在100°以上，上述摄像元件具有对监视器显示有效的像素数为25万像素以上的黑白摄像元件。

25.根据权利要求20所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述对焦控制部在上述摄像元件的输出信号的亮度水平在规定值以下时进行将上述物镜光学系统设定成对焦于远景位置的状态的控制。

26.根据权利要求18所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述电子内窥镜具有存储器，该存储器存储与上述物镜光学系统的光学特性有关的信息。

27.根据权利要求20所述的电子内窥镜系统，其特征在于，上述电子内窥镜具有存储器，该存储器存储与上述物镜光学系统的光学特性有关的信息，上述对焦控制部利用上述信息对上述物镜光学系统进行对焦控制。

Images