JP2000010022A - 立体内視鏡の先端構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体内視鏡の先端部の物体側端面に配され
た、１対の対物光学系の前置レンズをＤカット形状とす
ることにより、対物光学系の基線長を短く設定しなくて
も見易い画像を得ることを可能とするとともに、送気・
送水用の吐出口や照明光学系の先端部、その他の所望の
部材を配置するスペースを確保可能とする。 【構成】 前置レンズ１１を球面レンズの両側部をカッ
トした、いわゆるＤカットレンズ形状とすることによ
り、充分な輻輳角θを得るというその機能を確保しつ
つ、先端部１の先端面において、照明窓１３、レンズ面
洗浄ノズル１５および先端部１を先端部本体２に固定す
るための固定ネジ１４の頭部を配置するスペースを確保
することができる。また、先端部本体２に配された位置
決めピン１６が先端部１の凸部１２に設けられたピン挿
入溝１７に、この凸部１２の偏芯位置で挿入されるよう
になっており、両部材１、２の相対回転が阻止され、前
置レンズ１１と１対の対物レンズ３２Ｌ、３２Ｒの相対
位置関係も確実に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、挿入部の先端に配
された１対の対物光学系により体腔内等の被検部を立体
視観察する立体内視鏡に関するものであり、詳しくは挿
入部の先端部分の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡を用いて体腔内の被検部を
観察したり体腔内患部の手術を行う外科手法が普及して
おり、より正確な診断および患者の苦痛の軽減を図るた
めに内視鏡の技術改良がなされている。特に、体腔内に
おいてより正確な診断を下すためには体腔内の奥行き情
報を得ることが有用であり、立体内視鏡はそのような要
望に応えたものとして知られている。

【０００３】立体内視鏡においては、工作性の良さか
ら、一般に左右両眼用に対応する１対の対物光学系を、
その光軸が、互いに平行となるようにして組み込むよう
にしており、このように光軸の平行性を確保した場合
に、観察のし易さを考慮すると上記１対の対物光学系の
光軸のなす基線長を著しく短くする必要がある。

【０００４】しかしながら、実際には、機構的な制約か
ら上記基線長を極端に短くすることは困難であり、した
がって見易い立体画像を得ることが困難であった。この
ような問題を解決するため、本出願人は、１対の対物光
学系の物体側に凸の前置レンズを配設することにより、
１対の光学系の光軸のなす基線長を短く設定しなくても
見易い立体画像を得ることができるようにした立体内視
鏡を既に開示している（特開平６−３３１９３９号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな立体内視鏡では上述した前置レンズは内視鏡先端部
の先端面に配されることとなり、その先端面の大部分の
スペースを占有してしまうことになる。

【０００６】一般に、内視鏡先端部の先端面には送気・
送水用の吐出孔が穿設されており、この孔を通して空気
あるいは洗浄用の水が吐出されるようになっており、上
記した前置レンズを有する立体内視鏡においても、その
先端部の先端面には送気・送水用の吐出孔を配するスペ
ースが必要となる。

【０００７】また、この先端部の先端面にこの先端部を
先端部本体に固定するためのねじの頭部を位置せしめる
場合にはそのスペースも必要となる。さらに、このよう
な内視鏡の先端部には、観察物体を照明するための照明
光学系が配されるが、図９に示す如く、照明光学系１１
３の物体側に上記前置レンズ１１１が配されていると、
照明光学系１１３からの光のうち、前置レンズ１１１の
物体側の面で反射される光１２０が対物光学系１３０の
前端面からその内部に侵入することとなるため、本来の
被写体像光に対するノイズ光が発生し、画質を劣化させ
る。したがって、このような照明光学系１１３の先端部
は内視鏡先端部の先端面上に位置せしめることが望まし
い。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、立体内視鏡の１対の対物光学系の基線長を短く設
定しなくても見易い画像を得ることが可能であるととも
に、送気・送水用の吐出口や照明光学系の先端部、その
他の所望の部材を配置するスペースを確保し得る立体内
視鏡の先端構造を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る立体内視鏡
の先端構造は、挿入部の先端に１対の対物光学系が配さ
れてなる立体内視鏡において、前記１対の対物光学系を
保持収納する１対の鏡筒部と、これら１対の鏡筒部を物
体側へ突出させるようにして支持する鏡筒本体と、前記
１対の鏡筒部を嵌挿可能な１対の鏡筒部嵌挿孔が形成さ
れた先端部本体と、前記先端部本体に対して、その物体
側端部に嵌合可能なキャップ状の先端部とを備え、前記
先端部には、その物体側端面に左右眼用の1対の被写体
像光を前記１対の対物光学系へ導くレンズが配されてお
り、この先端部と前記先端部本体とが嵌合状態とされた
ときに、該レンズが前記１対の対物光学系の並列方向に
長い細長形状とされていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、前記先端部本体と前記先端部との嵌
合部分の各々が円筒状もしくは円柱状をなし、これら２
つの部材が嵌合状態とされたときに、一方の部材の偏芯
位置に設けられた位置決めピンが他方の部材に設けられ
たピン挿入溝に挿入されるようにしてこれら２つの部材
が互いに回転するのを防止するように形成されているこ
とが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００１２】本実施形態の立体内視鏡の先端構造は、内
視鏡挿入部の先端部分に固体撮像素子（ＣＣＤ）を有す
るいわゆる電子内視鏡装置に適用されたものである。

【００１３】すなわち、この電子内視鏡装置は、体腔内
等に挿入可能な細長の挿入部の先端側から対物光学系に
入射した被検体情報を担持した光束をＣＣＤ上に結像さ
せ、このＣＣＤで撮像された映像信号データを操作部に
接続したコントロールユニットに送出し、コントロール
ユニットで信号処理させた後、モニタ上に上記被検体画
像を表示させるものである。

【００１４】モニタ上には、互いに視差のある左目用画
像と右目用画像が交互に表示され、観察者はシャッタメ
ガネによりカラー表示の画像を観察することによって上
記被検体画像を立体的に視認することができる。なお、
挿入部には、光源装置から照明光を供給する照明光伝送
手段と、この伝送した照明光を照明窓から射出して被検
体を照明する照明光学系とが設けられている。

【００１５】図１は本発明の実施形態に係る立体内視鏡
の先端構造を示す図である。

【００１６】この立体内視鏡の先端部分は、物体側から
順に、先端部１、先端部本体２、鏡筒本体３により構成
されている。

【００１７】先端部１は、先端部本体２の物体側に組み
合わせて用いられ、図８に示す如く、その先端面にはＤ
カットされた細長形状の正の屈折力を有する前置レンズ
１１が設けられ、さらにこの前置レンズ１１がＤカット
されて確保された２つのスペース部分に、各々照明窓１
３、レンズ面洗浄ノズル１５および先端部１を先端部本
体２に固定するための固定ネジ１４の頭部が位置せしめ
られている。

【００１８】先端部１の凸部１２と先端部本体２の凹部
２３とは印籠状に嵌合され、先端部１の上下２か所に光
軸と平行に設けられた図示されないネジ孔および先端部
本体２の上下２ヵ所に光軸と平行に設けられたネジ孔２
２が一致する位置で、固定ネジ１４にてこれらのネジ孔
を共に螺着するようにして、先端部１と先端部本体２と
を固定する。また、先端部本体２は、互いに平行に形成
された１対の鏡筒部嵌挿孔２１Ｒ、２１Ｌと、照明光伝
送手段用の孔部２４と、先端部本体２の像側に組み合わ
される鏡筒本体３を固定するためのネジ孔（図示されて
いない）、先端部１のレンズ面洗浄ノズル１５に空気お
よび水を送出する可撓性チューブ２９を挿通された送気
・送水用チャンネル２５とを備えている。なお、この可
撓性チューブ２９は、先端部１から先端部本体方向に突
出したレンズ面洗浄ノズル１５の管状端部に取り付けら
れるようになっている。そして、この先端部本体２の像
側端部には、像側に延びる円筒部２６が形成されてい
る。

【００１９】鏡筒本体３は、先端部本体２との固定用
の、上下２か所のフランジ部３９に穿設されたネジ孔３
３と、各々に対物光学系３２Ｒ、３２Ｌを保持収納し、
このフランジ部３９の前面を含む、鏡筒本体３の前壁面
４０から先端部本体２側に突出するように形成された１
対の鏡筒部３１Ｒ、３１Ｌと、ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｌ
（図３参照）を搭載した回路基板３７Ｒ、３７Ｌと、対
物光学系３２Ｒ、３２Ｌからの光束を偏向させてＣＣＤ
３６Ｒ、３６Ｌに入射させるための直角プリズム３５
Ｒ、３５Ｌとを備えている。物体側から入射した被検体
情報を担持した光束はＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｌの撮像面上
に結像し、光電変換され、この後画像データとして、回
路基板３７Ｒ、３７Ｌから引き出されたケーブル３８
Ｒ、３８Ｌを介して、図示されないコントロールユニッ
トに送出される。

【００２０】図２に、図１のＡ−Ａ線断面図を示す。先
端部本体２と鏡筒本体３との組立てに際して、一方の鏡
筒部嵌挿孔２１Ｒと鏡筒部３１Ｒ、および他方の鏡筒部
嵌挿孔２１Ｌと鏡筒部３１Ｌは互いに遊嵌状態で組み合
わされる。このようにして所定状態で組み合わせた後、
先端部本体２と鏡筒本体３とは、上下２か所に形成され
たフランジ部３９のネジ孔３３、および先端部本体２に
形成されたネジ孔（図示されていない）の両者を、固定
ネジ３４によりネジ止めすることで互いに固定される。
このようにして鏡筒本体３は、その前壁面４０と先端部
本体２の円筒部２６の底壁面２７とが互いに当接するよ
うに先端部本体２に挿入され、ネジ止め固定される。こ
のようにして固定されることにより、固定ネジ３４のネ
ジ止め強度が増しその保持状態が良好になるとともに、
軸方向の位置決めが容易になりずれを生じにくくなる。

【００２１】図５に図１のＢ−Ｂ線断面図を示す。鏡筒
本体３の外周面は、その左右両側部分４１Ｒ、４１Ｌ
が、先端部本体２の円筒部２６の内径と略同一の外径寸
法を有する円筒面の一部として形成されており、これに
より鏡筒本体３を先端部本体２と摺接嵌合させるように
なっている。円筒部２６の軸方向長さは、鏡筒部３１
Ｒ、３１Ｌよりも長い寸法に設定されている。

【００２２】次に、本実施形態の光学系の構成について
説明する。

【００２３】本実施形態の立体内視鏡の先端構造におい
て用いられている光学系は、図３に示すとおり、１対の
対物光学系３２Ｒ、３２Ｌの光軸が互いに平行となって
いる。 一般に立体内視鏡において、１対の対物光学系
により得た左右両眼用に対応する画像は、人が両眼で見
たときの輻輳角に近い角度としたときに立体感が良好と
なり観察者の疲労も少ない。しかしながら、観察の容易
さを優先して、対物光学系の光軸が互いに輻輳角を持つ
ような構造とした場合、作業工程が複雑化し、組立調整
の際の誤差も多くなってしまう。

【００２４】したがって、例えば本実施形態のように、
対物光学系３２Ｒ、３２Ｌの物体側に前置レンズ１１を
配置することにより、対物光学系３２Ｒ、３２Ｌの光軸
が互いに平行でありながら左右両眼用に輻輳角θを得ら
れるような光学系とすることが望ましい。ここで、前置
レンズ１１は、被検物体までの距離に対応した焦点距離
を有し、正の屈折力を有するレンズであり、対物光学系
３２Ｒ、３２Ｌは無限遠に結像するように組み合わされ
たものである。光軸が互いに平行に配置されることによ
り、組立工程のユニット化が容易になり、組立調整の誤
差も減少させることができ、コスト低減も可能となる。

【００２５】このように前置レンズ１１を配置した構成
の立体内視鏡の先端構造の場合、先端部１と先端部本体
２とが印籠状に嵌合するようにして結合され、また、先
端部本体２と鏡筒本体３とが摺接嵌合するようにして結
合されているので、従来の先端構造（先端部本体２´の
円筒部２６´内に鏡筒本体３´が単に収納された構造）
に比して、前置レンズ１１、対物光学系３２Ｒ、３２
Ｌ、ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｌの光軸合わせ等について、互
いに高精度かつ数値管理された状態で組立てが可能とな
る。

【００２６】また、先端部本体２は、その円筒部２６の
軸方向長さが鏡筒本体３の鏡筒部３１Ｒ、３１Ｌよりも
長い寸法に設定されているので、先端部本体２と鏡筒本
体３との摺接嵌合により、各鏡筒部３１Ｒ、３１Ｌを各
鏡筒部嵌挿孔２１Ｒ、２１Ｌに嵌挿する際のガイド機能
を果たすができる。

【００２７】ところで、上述した実施形態のものでは前
置レンズ１１を先端部１の先端面に位置するように構成
しているが、この先端面にはこの前置レンズ１１の他
に、１対のレンズ面洗浄ノズル１５および１対の照明窓
１３が設けられている。さらに、この先端部１を先端部
本体２に結合するための固定ネジ１４のネジ頭も位置せ
しめられるようになっている。このように、先端部１の
先端面には種々の部材を配設するためのスペースが必要
とされることから前置レンズ１１の配設スペースとして
はできるだけ削減することが望ましい。

【００２８】しかしながら、前置レンズ１１を小径のレ
ンズとした場合には、２つの対物レンズ３２Ｌ、３２Ｒ
の光軸の基線長に対応する長さを確保することが困難で
ある。そこで本実施形態においては、前置レンズ１１を
図４に示す如き球面レンズの両側部をカットした、いわ
ゆるＤカットレンズ形状としている。このように前置レ
ンズ１１をＤカットレンズ形状とすることにより、充分
な輻輳角θを得るというその機能を確保しつつ、先端部
１の先端面において種々の部材を配置するスペースを確
保することができる。

【００２９】なお、固定ネジ１４を用いて先端部１を先
端部本体２に固定せしめた際に前置レンズ１１の長手方
向が対物レンズ３２Ｌ、３２Ｒの並列方向に一致するよ
うに形成されている。

【００３０】また、先端部１と先端部本体２が嵌合され
た際に、図７に示す如く、先端部本体２に配された位置
決めピン１６が先端部１の凸部１２に設けられたピン挿
入溝１７に、この凸部１２の偏芯位置で挿入されるよう
になっており、これにより上記両部材１、２の相対回転
が阻止され、前置レンズ１１と１対の対物レンズ３２
Ｌ、３２Ｒの相対位置関係も確実に固定される。

【００３１】なお、先端部１と先端部本体２の相対回転
を阻止する部材としては、上記実施形態のものに限られ
るものではなく、これら両部材１、２を嵌合したとき
に、この回転方向の動きを阻止し得るような機構を構成
する部材であればどのような形状であってもかまわな
い。

【００３２】なお、本実施形態では先端部１の先端面の
ネジ孔から固定ネジ１４を先端部本体２方向に挿通する
ようにしているが、固定ネジを先端部本体２と先端部１
の嵌合側部に挿通して、これら両部材１、２を互いに螺
着することも可能である。

【００３３】図６は、本実施形態の変形例を示す概略図
である。

【００３４】本変形例においては、先端部本体２の円筒
部２６の内周面における、鏡筒本体３の外周面左側部分
４１Ｌの上下両側に、１対の回転防止用凸部２８が形成
されている。そして、これら１対の回転防止用凸部２８
により外周面左側部分４１Ｌを上下両側から挟持し、こ
れにより先端部本体２に対して鏡筒本体３が回転するの
を防止するようにしている。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の立体内視
鏡の先端構造によれば、先端部の物体側端面に配された
１対の対物光学系の前置レンズをＤカット形状としてお
り、この端面において前置レンズの上下方向に大きなス
ペースを確保することができる。これにより組立て容易
で輻輳角を所定の大きさに設定することを可能としつ
つ、送気送水用の吐出口や照明光学系の先端部、さらに
は先端部固定用のネジの頭部等をこの確保されたスペー
スに配置することが可能となる。

【００３６】このようにすることにより、見易い画像を
得ることができるとともに、無理なく先端部の先端面か
ら空気や洗浄用の水を吐出させることができ、また、対
物光学系に前置レンズからの反射光がノイズ光として侵
入するのを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る立体内視鏡の先端構造
を示す斜視図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】図1に示す実施形態の光学系概念図

【図４】図１に示す前置レンズの全体形状を示す斜視図

【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図

【図６】図1に示す実施形態の変形例を示す断面図

【図７】図１に示す先端部と先端部本体の相対回転を阻
止する構造を説明するための図

【図８】図１に示す先端部の先端面を示す正面図

【図９】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ 先端部 ２ 先端部本体 ３ 鏡筒本体 １１ 前置レンズ １２ 凸部 １３ 照明窓 １４、３４ 固定ネジ １５ レンズ面洗浄ノズル １６ 位置決めピン １７ ピン挿入溝 ２１ 鏡筒部嵌挿孔 ２２、３３ ネジ孔 ２３ 凹部 ２４ 照明光伝送手段用孔部 ２５ 送気送水用チャンネル ２６ 円筒部 ２７ 底壁面 ２８ 回転防止用凸部 ２９ 可撓性チューブ ３１ 鏡筒部 ３２ 対物光学系 ３５ 直角プリズム ３６ 固体撮像素子（ＣＣＤ） ３７ 回路基板 ３８ ケーブル ３９ フランジ部 ４０ 前壁面 ４１Ｒ 外周面右側部分 ４１Ｌ 外周面左側部分 Ｘ 光軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部の先端に１対の対物光学系が配さ
   れてなる立体内視鏡において、 前記１対の対物光学系を保持収納する１対の鏡筒部と、 これら１対の鏡筒部を物体側へ突出させるようにして支
   持する鏡筒本体と、 前記１対の鏡筒部を嵌挿可能な１対の鏡筒部嵌挿孔が形
   成された先端部本体と、 前記先端部本体に対して、その物体側端部に嵌合可能な
   キャップ状の先端部とを備え、 前記先端部には、その物体側端面に左右眼用の1対の被
   写体像光を前記１対の対物光学系へ導くレンズが配され
   ており、この先端部と前記先端部本体とが嵌合状態とさ
   れたときに、該レンズが前記１対の対物光学系の並列方
   向に長い細長形状とされていることを特徴とする立体内
   視鏡の先端構造。
2. 【請求項２】 前記先端部本体と前記先端部との嵌合部
   分の各々が円筒状もしくは円柱状をなし、これら２つの
   部材が嵌合状態とされたときに、一方の部材の偏芯位置
   に設けられた位置決めピンが他方の部材に設けられたピ
   ン挿入溝に挿入されるようにしてこれら２つの部材が互
   いに回転するのを防止するように形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の立体内視鏡の先端構造。