CN1976623A - 内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供如下的内窥镜：即使使用具有较宽视场角的内窥镜，从较近距离观察部位时，观察区域中心部的照度分布也不会降低，观察性优良。该内窥镜具有能够插入被检体内的插入部，具有：观察用光学部件，其设置在插入部的前端部，用于观察被检体；至少两个第一照明用部件，其配置在该观察用光学部件的周围，分别设置为，在插入部的径向外侧方向上，在照射范围的中央定义的轴相对于观察用光学部件的光轴成预定角度；以及在该观察用光学部件的周围配置的第二照明用部件。第二照明用部件的照射范围中央定义的轴与观察用光学部件的光轴所成角度，比第一照明用部件的照射范围中央定义的轴与观察用光学部件的光轴所成的上述预定角度小。

Description

内窥镜

技术领域

本发明涉及内窥镜，特别涉及特征在于插入部的前端部结构的内窥镜。

背景技术

以往，内窥镜在医疗领域等受到广泛利用。内窥镜通过在体腔内插入细长的插入部，能够对体腔内的脏器进行观察，或者根据需要使用插入于处置具插入通道内的处置具，进行各种处置。在插入部的前端设有弯曲部，通过操作内窥镜的操作部，能够改变前端部的观察窗的观察方向。

现有内窥镜的视场角例如为140度，手术者通过该视场角的观察图像对体腔内进行观察，而在对体腔内部的观察过程中，当要观察视场范围之外的部位时，能够通过使弯曲部弯曲而对视场范围之外的部位进行观察。

当使用这样的内窥镜对体腔内进行观察时，存在必须从较近的距离观察体腔壁的情况。在以这种较近的距离进行观察的情况下，会产生照明光在观察区域中心部照度分布降低的问题。因此，提出了这样的内窥镜：在之前使用的两个照明单元基础上，将第三个照明单元设置于该两个照明单元之间(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-342105号公报

发明内容

但是，对于为了观察更大的范围而具有较宽视场角的内窥镜中，当从较近距离观察部位时，上述观察区域中心部的照度分布降低即该中心部的光量不足的问题更加严重。

另外，在上述方案中，对于在使用具有较宽视场角的内窥镜，从较近距离观察部位时，如何解决上述问题并无记载或提示。

因此，本发明目的在于，提供观察性能优良的内窥镜，其即使使用具有较宽的视场角的内窥镜从较近距离观察部位时，也不会使观察区域中心部的照度分布降低。

为了解决上述问题而实现发明目的，本发明的内窥镜，具有插入到被检体内的插入部，其特征在于，具有：观察用光学部件，其设在所述插入部的前端部，用于观察被检体；至少两个第一照明用部件，其配置在所述观察用光学部件的周围，并分别设置为在所述插入部的径向外侧方向上、使在照射范围的中央定义的轴相对于所述观察用光学部件的光轴成预定角度；第二照明用部件，其配置在该观察用光学部件的周围，在所述第二照明用部件照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成角度，比在所述第一照明用部件照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的上述预定角度小。

根据本发明，获得能够实现如下内窥镜的效果：即使使用具有较宽视场角的内窥镜从较近距离观察部位时，观察区域中心部的照度分布也不会降低，观察性优良。

附图说明

图1是概略表示本发明实施方式的内窥镜装置的说明图。

图2是本发明实施方式的从圆筒状前端部的前端侧观察时的正面图。

图3是沿着图2中P-P线的前端部10的剖面图。

图4是用于说明通过观察窗用透镜拍摄所得观察区域、和通过三个照明用透镜进行照射的范围的关系的图。

图5是本发明实施方式的变形例的前端部的剖面图。

符号说明

1内窥镜

2操作部

3插入部

7监视器

10前端部

22观察窗

23照明窗

22c摄像元件

具体实施方式

下面参照附图对本发明实施方式进行说明。另外，本发明并不受该实施方式限定。

首先，基于图1对本实施方式的内窥镜装置的结构进行说明。图1是概略表示本发明实施方式的内窥镜装置的说明图。如图1所示，内窥镜1具有进行弯曲操作和管路系统控制的操作部2、其基端侧与操作部2连接而插入到体腔内的插入部3、从操作部2伸出而在前端具有连接部4的通用塞绳(universal cord)3a。连接部4经由预定的连接器与光源装置5和视频处理器6连接。视频处理器6与监视器7连接。插入部3设有具有挠性的管8、设置于该管8前端侧的弯曲部9、设置于该弯曲部9前端侧的前端部10。在前端部10中内置有用于拍摄体腔内部位的摄像元件22c。

通过设置于前端部10内的摄像元件22c拍摄的体腔内部位的图像信号，经由通用塞绳3a传输至视频处理器6。视频处理器6具有对所传输的图像信号进行处理的信号处理电路(未图示)，并基于所处理的信号，在与视频处理器6连接的作为显示单元的监视器7的显示画面7a上，显示所拍摄部位的观察图像。

在操作部2上配设有以远程方式使弯曲部9弯曲用的操作的操作旋钮。通过对该操作旋钮进行操作，使插入于插入部3内的操作线(未图示)张紧或松弛，其结果，弯曲部9可向四方向弯曲。

图2是从圆筒状前端部10前端侧观察时的正面图。即，在前端部10的前端面21上配设有观察用光学部件22；三个照明用部件23a、23b、23c；处置具插入通道开口24；进行停止送水的送水嘴25；对被检者等的患部的血液、粘液等进行清洗的前方送水嘴26。因此，在前端部10的前端面21上设有用于观察用光学部件22；三个照明用部件23a、23b、23c(以下对三者统称为23)；处置具插入通道开口24；送水嘴25；前方送水嘴26等的多个开口部。

如图2所示，在本实施方式中，为了在观察用光学部件22的光轴中心周围，观察区域内的照度均匀，在前端部10的前端面21上配置有三个照明用部件23。从而以较少的照明单元也能使观察区域内的照度分配良好，并且能够使插入部3的直径减小。另外，关于具体的配置，在后面叙述。

图3是沿着图2的P-P线的前端部10的剖面图。另外，在前端部10中设有前端硬质部31，其具有能够将对应于观察用光学部件22的摄像单元32等、对应于三个照明用部件23的光导部等配设于前端部10内部的空间。罩31a罩住前端硬质部31的前端侧以对其进行覆盖。摄像单元32插入到前端硬质部31而固定，以使设置于摄像单元32前端、具有较宽视场角的观察用光学部件22配置于前端部10。摄像单元32包括作为观察用透镜的观察用光学部件22、设置于观察用光学部件22基端侧而由多个透镜构成的观察光学系统22a、设置于该观察光学系统22a基端侧的罩玻璃22b、设置于该罩玻璃22b基端侧的CCD等作为固体摄像装置的摄像元件22c。摄像单元32还具有连接摄像元件22c的具有各种电路的基板(未图示)。进而，在基板上连接有信号线(未图示)。该信号线插通于插入部3内而与视频处理器6连接。摄像单元32在前端硬质部31上的固定通过未图示的填充材料等实施。

在本实施方式中，各照明用部件23由作为照明用光学部件的照明用透镜33a、作为光导部的光纤束33b构成。照明用部件23a由照明用透镜33aa、作为光导部的光纤束33ba构成。虽然没有图示，照明用部件23b由照明用透镜33ab、作为光导部的光纤束33bb构成。照明用部件23c由照明用透镜33ac、作为光导部的光纤束33bc构成。以下，将照明用透镜33aa、33ab、33ac统称为照明用透镜33a。将光纤束33ba、33bb、33bc统称为光纤束33b。

光纤束33b的前端部分别通过粘接剂等固定于金属管33c内。光纤束33b的前端部和照明用透镜33a插入到框33d内而固定。照明用部件23相对于前端硬质部31以固定螺钉固定。金属管33c的一部分和光纤束33b由外皮管33e覆盖。外皮管33e相对于金属管33c由绕线33f固定。

前端硬质部31的基端部固定于弯曲前端挡块35的一部分。前端硬质部31的基端侧和弯曲前端挡块35由外皮管36覆盖。外皮管36由绕线37固定于前端硬质部31。

照明用部件23a、23b的金属管33c，在途中的预定位置P1折弯，其结果，使光纤束33ba、33bb也沿着金属管33c的折弯形状弯曲。因此，射出照明光的照明用透镜33aa、33ab的光轴，或者在照明用部件23a、23b的照明范围中央定义的轴33LA、33LB，不与观察光学系统22a的光轴，或者作为观察用光学部件22的光轴的光轴32LA平行。特别地，在光轴33LA、33LB的前端方向从摄像单元32的光轴32LA的观察方向前方的点离开的方向上，光轴33LA、33LB相对于光轴32LA倾斜预定角度θ1。光轴33LA、33LB相对于光轴32LA所成角度θ1例如为8度。

换言之，构成第一照明用部件的照明用部件23a的照明用透镜33aa和照明用部件23b的照明用透镜33ba，分别设置于前端面21的倾斜部31c。即，由于观察用光学部件22的视场角较宽，例如170度以上，为了使对较宽的观察区域进行照明，在前端部10的前端面21上，使两个照明用透镜33aa、33ba的光轴(在照明范围中央定义的轴)33LA、33LB，分别如上所述相对于光轴32LA成角度θ1。因此，包含垂直于光轴33LA、33LB的各平面的平面部，即前端面21的倾斜部31c，不与垂直于光轴32LA的平面平行，而是倾斜了角度θ1。这样，将照明窗设置于前端面21的倾斜部，使照明用部件的光轴朝向插入部3径向外侧，从而能够减小插入部3的直径。另外，在本实施方式中，照明用部件23a、23b的光轴33LA、33LB各自相对于光轴32LA所成角度同为角度θ1，但是也可以使这两个角度不同。

另外，与构成第二照明用部件的照明用部件23c对应的照明用透镜33ac的光轴(在照明范围中央定义的轴)33LC的光轴前端方向，相对于光轴32LA基本平行。光轴33LC相对于光轴32LA所成角度为大致0度。

另外，照明用部件23c配置于以内窥镜图像为基准而设定的前端部10内位置。例如，照明用部件23c在内窥镜图像的下方(即对应于内窥镜图像下边侧的摄像单元32下方)，在处置具插入通道附近配置。其原因在于，通常在处置具插入通道周围具有空间余裕而具有一定自由度，能够配置照明用部件23c即照明用透镜33ac和光纤束33bc。并且，像这样相比于其他照明用部件23a和23b，将照明用部件23c配置于处置具插入通道附近，则能够通过来自该照明用部件23c的照明光，对插入该处置具插入通道而从前端部10引出的处置具、以及体腔内的处置对象的部位(特别是与前端部10距离较近的部位)进行可靠的照明。

另外，照明用部件23c在前端部10的前端面21上与设置观察用光学部件22的面不在同一面上。换言之，第二照明用部件23c比观察用光学部件22，在插入部3的轴向上更靠近基端侧地进行设置。更具体而言，设置为，在观察用光学部件22的光轴32LA方向上，使照明用透镜33a的前端面位于相对于观察用光学部件22的透镜表面，向基端侧偏离了预定距离的位置，从而使来自照明用透镜33a的出射光，不与观察用光学部件22接触。

这是因为观察用光学部件22由于具有较宽视场角而易于接收周围的光，在观察用光学部件22为弯月透镜的情况下，由于具有比前端面21突出的部分而更易于接收周围的光。观察用光学部件22和照明用透镜33c在前端面21上，处于垂直于光轴32LA的相同平面时，来自照明用透镜33ac的出射光进入观察用光学部件22，可能在观察图像中产生杂光。因此，如图3所示，使照明用透镜33c相对于观察用光学部件22，位于向基端侧偏离了预定距离d1的位置，如此在罩31a的具有级差的部分的、引入到基端侧的部分上，设置照明用透镜33c。另外，罩31a位于观察用光学部件22和照明用透镜33c之间的部分成为锥面，锥面相对于照明用透镜33c的平面具有预定角度θ2。该预定角度θ2例如为8度。

另外，本实施方式的作为观察用光学部件22使用的弯月透镜，与平透镜相比具有这样的优点，即，因为零件和装配时的偏差所引起的视场角变化量较小。

图4是用于说明通过观察用光学部件22拍摄所得观察区域、和通过三个照明用透镜33a进行照射的范围的关系的图。图4中作为摄像区域的观察区域VR成大致八边形。此外，观察区域VR的形状也可以是矩形、圆形等。另外，在本实施方式中，摄像元件22c具有通过观察用光学部件22和观察用光学系统22a以及罩玻璃22b接收来自观察区域的光的四边形的受光部，在三个照明用部件23中，两个照明用部件23a、23c分别靠近摄像元件22c的受光部的两边配置，而照明用部件23b靠近摄像元件22c的受光部的角部配置。此时，照明用部件23c配置于以通过摄像元件22c拍摄的图像即观察区域VR的内窥镜图像为基准设定的前端部10内的位置。具体而言，照明用部件23c例如在对应于观察区域VR的内窥镜图像的下边侧的前端部10内的位置(即摄像单元32的下方侧周围附近)进行配置。由此，即使使用数量较少的照明用部件23，也能够对整个观察区域进行良好的照射。并且由于两个照明用部件23分别配置在接近摄像元件22c的受光部中心的两边附近，因此与靠近角部配置的情况相比能够使插入部3的直径减小。

例如作为体腔内壁的观察对象部位的观察区域VR，通过来自三个照明用部件23的照明光进行照明。如上所述，在本实施方式中，使用来自三个中至少一个照明用部件23c的照明光的照明范围R3，沿着光轴33LC进行照射，因此与通过来自另外两个照明用透镜33aa、33ab的照明光进行照明的照明范围R1、R2的中心位置R1c、R2c相比，照明范围R3的中心位置R3c更接近观察区域VR的中心C。换言之，光轴33LC的方向设定为，在从观察区域VR的中心C到各中心位置R1c、R2c、R3c的距离L1、L2、L3中，距离L3比距离L1、L2短。

因此，根据本实施方式的内窥镜，能够对要求的观察区域进行较大范围的照明，并可靠地对该观察区域的中心部附近进行照明，由此即使在使用具有较宽视场角的内窥镜，从较近的距离对部位进行观察的情况下，也能够避免观察区域中心部的照度分布降低，观察性良好。

下面对本实施方式的变形例进行说明。在上述实施方式中，照明用部件23c的光轴33LC的光轴前端方向，相对于观察用光学部件22的光轴32LA基本平行，而在本变形例中，相对于观察用光学部件22的光轴32LA具有预定角度θ3。

图5是本实施方式变形例中前端部的剖面图。图5也是沿着图2中P-P线的前端部10的剖面图。另外，对于和图1至图4所示本实施方式相同的构成要素赋予相同的符号而省略说明。如图5所示，照明用部件23c的光轴33LC的光轴前端方向，相对于光轴32LA具有预定角度θ3。另外的两个照明用部件23a、23b的光轴33LA、33LB与光轴32LA所成角度均为上述角度θ1。角度θ3比角度θ1小，例如为3度，并且与上述实施方式同样地，设定为，与通过来自另外两个照明用部件23a、23b的照明光进行照明的照明范围R1、R2的中心位置R1c、R2c相比，照明范围R3的中心位置R3c更接近观察区域VR的中心C。由此设定角度θ3，使得在从观察区域VR的中心C到各中心位置R1c、R2c、R3c的距离L1、L2、L3中，距离L3比距离L1、L2短。

因此，根据本变形例，也可得到下述效果：即使使用者要从较近距离对观察部位进行观察，也能够避免观察区域VR中心部的照度分布降低，换言之，即能够防止该中心部的光量不足，观察性良好。

如上所述，根据本发明的实施方式及其变形例，也能实现如下的内窥镜：能够对要求的观察区域进行较大范围的照明，并可靠地对该观察区域的中心部附近进行照明，由此即使使用具有较宽视场角的内窥镜，从较近的距离对部位进行观察的情况下，也能够避免观察区域中心部的照度分布降低，观察性良好。

另外，在上述实施方式及其变形例中，设置有照明用部件23a、23b、23c，其与照明用透镜33aa、33ab、33ac分别对应并由光纤束33ba、33bb、33bc构成，但不限于此，例如可以替代照明用部件23a、23b、23c，而在该照明用透镜33aa、33ab、33ac的各基端侧附近，分别设置由LED等实现的照明单元，并在插入部3上设置向该照明单元供电的电线。该电线包含控制照明单元的照明的信号线。即，可以是，从照明用透镜33aa、33ab、33ac的各位置，朝光轴33LA、33LB、33LC的各方向发出照明光，在上述前端部10的前端面21上形成用于照明用部件23a、23b、23c的各开口部的内侧附近，配置包含照明用透镜33aa、33ab、33ac和照明单元的照明用部件。

另外，在上述实施方式及其变形例中，将三个照明用部件23配置在摄像元件22c的受光部的靠近边和角的位置，但不限于此，也可以使摄像元件22c自身形状(例如框体形状)为具有四边形面，将三个照明用部件23配置在该四边形的面的靠近边和角的位置。

另外，在上述实施方式及其变形例中，将与观察区域VR的中心C和照明范围的中心位置的距离最近的照明用部件23c，配置于对应于观察区域VR的内窥镜图像下边侧的前端部10内的位置，但不限于此，若是其照明范围R3的中心位置R3c与中心C的距离L3比照明范围R1、R2的中心位置R1c、R2c与中心C的距离L1、L2短的状态，也可以将照明用部件23c配置于对应于观察区域VR的内窥镜图像的上边侧、右边侧或左边侧的前端部10内的位置。即，可以将照明用部件23c配置为在观察区域VR的中心C附近形成照射范围R3的中心位置R3c，以该照明用部件23c为基准配置照明用部件23a、23b，使该距离L3处于比距离L1、L2短的状态。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的内窥镜对较宽视场角的拍摄观察图像并对体腔内进行观察的内窥镜有用，特别适用于能够对体腔内观察区域进行较大范围照明，并且还能够可靠地对距离插入部前端较近的观察区域进行照明的内窥镜。

Claims (7)

1.一种内窥镜，该内窥镜具有插入到被检体内的插入部，

其特征在于，包括：

观察用光学部件，其设置于所述插入部的前端部，用于观察被检体；

至少两个第一照明用部件，其配置在所述观察用光学部件的周围，且分别设置为，在所述插入部的径向外侧方向上，使在照射范围的中央定义的轴相对于所述观察用光学部件的光轴成预定角度；以及

第二照明用部件，其配置在所述观察用光学部件的周围，

在所述第二照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成角度，比在所述第一照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的上述预定角度小。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，在所述第二照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成角度大致为0度。

3.根据权利要求2所述的内窥镜，其特征在于，所述第二照明用部件与所述观察用光学部件相比，在所述插入部的轴向上更靠近基端侧。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的内窥镜，其特征在于，

该内窥镜具有摄像单元，该摄像单元经由所述观察用光学部件，接收来自所述被检体的观察区域的光，拍摄接收到的该观察区域的图像，

所述第二照明用部件配置于以所述观察区域的图像为基准设定的所述前端部内的位置。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的内窥镜，其特征在于，所述第一照明用部件的数量为两个。

6.一种内窥镜的前端部结构，该内窥镜具有插入到被检体内的插入部，

该内窥镜的前端部结构的特征在于，该内窥镜包括：

观察用光学部件，其设置于所述插入部的前端部，用于观察被检体；

至少两个第一照明用部件，其配置在所述观察用光学部件的周围，且分别设置为，在所述插入部的径向外侧方向上，使在照射范围的中央定义的轴相对于所述观察用光学部件的光轴成预定角度；以及

第二照明用部件，其配置在所述观察用光学部件的周围，

在所述第二照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的角度，比在所述第一照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的上述预定角度小。

7.一种内窥镜，该内窥镜具有插入到被检体内的插入部，

其特征在于，包括：

观察用光学部件，其设置于所述插入部的前端部，用于观察被检体；

第一照明用部件，其设置于所述插入部的前端部，且设置为，在所述插入部的径向外侧方向上，使在照射范围的中央定义的轴相对于所述观察用光学部件的光轴成预定角度；以及

第二照明用部件，其设置在所述插入部的前端部，

在所述第二照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的角度，比在所述第一照明用部件的照射范围中央定义的轴与所述观察用光学部件的光轴所成的所述预定角度小。

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