JP2000037345A

JP2000037345A - 内視鏡の観察装置

Info

Publication number: JP2000037345A
Application number: JP11132957A
Authority: JP
Inventors: Haruo Akiba; 治男秋庭; Takashi Miyano; 俊宮野; Toshiji Minami; 逸司南; Naotake Mimori; 尚武三森
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-02-08
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: JP3661487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】観察手段の両側の観察領域の中心部での照度
に対して周辺部が２倍以下の照度となる位置に照明手段
を設けることにより、極めて簡単な構成で、最近接観察
距離で観察する際の観察領域の照度のばらつきを最小限
に抑制する。。【解決手段】挿入部２の先端硬質部２ｃには照明用レ
ンズ３６を設けた照明窓１１が２箇所設けられ、これら
照明窓１１，１１は対物光学系２０を構成する対物レン
ズ群２３に可動レンズ２３ａを設けた観察窓１０が設け
られ、可動レンズ２３ａを光軸方向に動かすことによ
り、数ｍｍ程度の至近距離の位置でも撮影するが、観察
手段１２の固体撮像素子２６で撮影した映像をモニタ画
面に表示される表示領域をＦとすると、最近接観察距離
ｄにおける表示領域Ｆの中心Ｃに向かう光の照度が表示
領域Ｆの端部に向かう光の照度の２倍以下となる距離だ
け照明窓１１を観察窓１０から離れて位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用等として用
いられる内視鏡において、観察距離が可変な対物レンズ
を有する観察手段を装着した内視鏡に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡は、患者の体内等に挿入されて、
体腔内の観察等を行うために用いられるものであって、
術者等が把持して操作を行う本体操作部と、体腔内等に
挿入される挿入部とを有するものである。体腔内等は暗
所であるから、その観察を行うためには外部から照明を
行う必要がある。従って、挿入部の先端には概略同一平
面の部位に照明手段と観察手段とが設けられる。照明手
段は極細い光学繊維を束ねたライトガイドを照明光の伝
送手段として用い、このライトガイドの出射端に照明光
を発散させる照明用レンズを設ける構成となし、観察手
段は対物レンズを有し、この対物レンズにより体腔内の
像を結像させる。この対物レンズの結像位置には光学繊
維束からなるイメージガイドを臨ませるようにしたもの
と、ＣＣＤ等からなる固体撮像素子を結像位置に配置し
て、観察対象部の光学像を電気信号に変換するようにし
たものとがある。前者は光学式内視鏡であり、体腔内の
観察は本体操作部に連結して設けた接眼部に接眼するこ
とにより行われる。また、後者は、所謂電子内視鏡と呼
ばれるものであり、固体撮像手段からの電気信号をプロ
セッサに伝送し、このプロセッサで処理して映像信号を
生成するようになし、プロセッサに付設したモニタにこ
の映像が表示される。

【０００３】内視鏡を用いて体腔内、例えば胃内観察を
行う際において、例えば胃内壁から観察手段を離した位
置で観察を行う場合に加えて、体腔壁をより正確に検査
するために、この体腔壁に対して至近位置から観察する
場合もある。このように、至近位置からの観察時に対物
レンズのピントが正確に合うように調整する、焦点調整
機構を備える構成としたものは、例えば特公昭６１−５
３６９８号公報等に示されている。そして、焦点調整機
構としては、体腔内壁から１ｃｍ以下、特に１ｍｍ〜２
ｍｍというように、極めて近い位置にピントが合うよう
に調整できる構成としたものがある。このように至近距
離での観察を可能にすることによって、体腔内壁をより
高精度に検査することができる。

【０００４】ところで、観察手段を構成する対物レンズ
の焦点が観察対象部に正確に合うように調整されたとし
ても、必ずしも正確な観察を行える訳ではない。既に説
明したように、体腔内は暗所である関係から、ライトガ
イドと照明用レンズとからなる照明手段で照明するが、
照明光は観察対象部全体をできるだけ均一な照度となる
ようにしなければならない。観察手段による観察領域の
一部に暗い部分が生じると観察が困難になる。また、観
察領域の一部分がそれ以外の部分と比較して極めて明る
いと、観察領域全体における明暗の差が大きくなり、や
はり観察に支障を来すことになる。とりわけ、固体撮像
素子を用いた電子内視鏡の場合には、明る過ぎる部分が
あると、固体撮像素子における一部の画素が飽和状態に
なり、ブルーミングやスミアが発生することになり、ま
た照明光の照度にむらがあると、画素の飽和はないまで
も、ダイナミックレンジが低下して、良好な画質の画像
が得られなくなる。

【０００５】観察手段の観察領域に対する照明むらを抑
制するための手法は、例えば特開平６−１６９８７９号
公報に開示されている。この従来技術によれば、挿入部
の先端に設けられた観察手段の装着部に対して、その両
側に等しい距離だけ離間した位置に２箇所の照明手段を
設置し、これら２箇所の照明手段からほぼ等しい光量の
照明光を照射するように構成している。そして、この場
合、観察対象部における観察領域にできるだけ照明光を
集中させるために、２つの照明手段は、観察手段に有害
光が入らない等という条件下で、できるだけ観察手段に
近接した位置に配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内視鏡の挿
入部は体腔内に挿入される関係から、挿入操作性及び患
者の苦痛軽減等の観点から、できるだけ細径化する必要
がある。しかも、このように細径の挿入部に設けられる
のは、１箇所の観察手段及び２箇所の照明手段だけでは
ない。例えば、鉗子その他の処置具を挿通させるための
処置具挿通チャンネルが設けられ、また観察手段に向け
て洗浄用流体を噴出させる機構を設ける場合もある。従
って、設置スペースの関係から、２箇所設けられる照明
手段における開口径は極めて小さくなり、実質的に点光
源に近いものとなってしまう。ただし、ライトガイドの
出射端には照明レンズを臨ませて設け、この照明レンズ
で照明光を発散させるようにしている。その結果、観察
対象部である体腔内壁が照明手段からある程度の距離だ
け隔たっておれば、観察手段による観察領域はほぼ均一
な照度で照明される。しかしながら、観察距離が近くな
ると照明レンズでは光を十分発散させることができなく
なる。特に、観察手段が観察対象部から数ｍｍ、さらに
は１〜２ｍｍ程度しか離間しないというように、極めて
近接した位置から観察対象部を照明する場合には、照明
窓の中心位置の照度が極めて高く、周辺に向かうに応じ
て急激に照度が低下するという照度分布が生じる。

【０００７】以上のことから、たとえ従来技術のよう
に、照明手段が観察手段を挟んだ両側に配置したとして
も、２つの照明手段を観察手段に近接した位置に配置さ
れている限り、観察距離がある程度大きい場合には観察
領域に照明光を集中させる上で有利であるものの、観察
距離が１ｃｍ以下、特に数ｍｍというように、最近接観
察距離で観察する時には、観察領域の中心位置と周辺部
との間の照度の差が極めて大きくなる。この結果、特に
固体撮像素子で撮影した時に、周辺部分の照度が高すぎ
てその位置の画素が飽和してブルーミング，スミア等が
発生するおそれがあり、またダイナミックレンジが低下
して、Ｓ／Ｎ比が低下することになり、モニタ画面に鮮
明な画像を表示できず、検査や診断の精度が悪くなる等
といった問題点がある。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、極めて簡単な構成
で、最近接観察距離で観察する際における観察領域の照
度のばらつきを最小限に抑制することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、挿入部の先端の概略同一平面に、少
なくとも２箇所の照明手段と、これら両照明手段間の位
置に１箇所の観察手段とを設け、前記各照明手段は、ラ
イトガイドと、このライトガイドからの照明光を発散さ
せる照明レンズとを備え、また前記観察手段には少なく
とも観察距離が可変な対物レンズを備え、前記照明手段
は前記観察手段の両側位置に配設し、この観察手段によ
り最近接観察距離で観察する時に、その観察領域の中心
部における照度に対して周辺部が２倍以下の照度になる
間隔だけ相互に離間させて２箇所配置する構成としたこ
とをその特徴とするものである。

【００１０】ここで、観察領域の中心部と周辺部との照
度差は、できるだけ小さい方が望ましい。ただし、照明
光の光量は照明レンズの光軸中心をピークとしたガウシ
アン分布を有するものである。従って、光量変化がほぼ
フラットになる部分を利用すると、観察対象部に照射さ
れる光量そのものが極めて小さくなり、得られる画像の
全体が暗くなってしまう。従って、観察領域の中心部と
周辺部との照度差の下限としては１．２倍である。観察
手段として固体撮像素子を備える構成とした場合におい
て、観察領域の中心部の照明光の照度に対して２倍を越
えない照度となる位置はモニタ画面の画像が表示される
領域のうちの周辺領域である。つまり、観察領域の周辺
部というのは、対物レンズの視野自体の周辺部ではな
く、モニタ画面における観察対象部の表示領域の端部で
ある。例えば、固体撮像素子やモニタ画面にマスクが施
されている場合には、このマスク境界部分における照度
が中心部分の照度の２倍を越えないように設定されてお
れば良い。ここで、最近接観察距離が長くなればなるほ
ど、照明用レンズの作用による照度分布の均一化が図ら
れる。従って、照明用レンズの光の発散効果が十分発揮
できない１ｃｍ以下の距離、例えば最近接観察位置が数
ｍｍの場合に特に有効である。

【００１１】観察領域の中心部と周辺部との照度差をで
きるだけ小さくしようとすると、最近接観察距離での観
察時には通常の観察距離で観察する時より照明光の照度
が低下する。一般に、光源装置には、絞り等からなる光
源光量調整手段を設ける等によって、照度を変化させる
手段を備えている。そこで、最近接観察距離位置での観
察時には、この照度変化手段により照明を明るくするよ
うに制御するのが望ましい。また、２つの照明手段間に
第３の照明手段を設けて、この第３の照明手段を照度変
化手段として機能させることもできる。とりわけ、焦点
位置の調整を行うために、対物レンズの駆動手段として
正逆回転モータを用いる場合には、この正逆回転モータ
により対物レンズが最近接観察距離位置に変位した時に
作動するスイッチを設けて、このスイッチに連動して第
３の照明手段の点滅制御を行う構成とすることもでき
る。さらにまた、最近接観察距離での観察時に、通常の
観察距離で観察する時よりゲインコントローラのゲイン
量を大きくするように制御できる。挿入部の先端には観
察手段及び照明手段を囲繞するフードを嵌合させて設け
る構成としたものがあるが、この場合には、フードの内
面を照明光の反射面とする構成とすれば、照明手段から
の照明光の照度のばらつきを緩和すると共に、観察対象
部をより明るく照明できる。この場合、フードの挿入部
の先端からの突出長さは、最近接観察距離と同じかそれ
より多少長くするのが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。まず、図１に内視鏡
の全体構成図を示し、図中において、１は本体操作部、
２は体腔内等への挿入部、３はユニバーサルコードであ
る。本体操作部１は術者等が手で把持して操作を行うた
めのものであり、挿入部２はこの本体操作部１に連設さ
れている。挿入部２は、本体操作部１への連設部から大
半の長さは挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部
２ａであって、この軟性部２ａの先端にはアングル部２
ｂが、さらにアングル部２ｂには先端硬質部２ｃがそれ
ぞれ連設されている。アングル部２ｂは先端硬質部２ｃ
を所望の方向に向けるためのものであり、先端硬質部２
ｃには体腔内の観察を行うための機構が設けられてい
る。

【００１３】先端硬質部２ｃの先端面には、図２に示し
たように、観察窓１０の両側に照明窓１１，１１が設け
られている。これら１箇所の観察窓１０及び２箇所の照
明窓１１，１１は同一の平面で、両照明窓１１は観察窓
１０からほぼ等しい距離だけ離間した位置に配置され
る。そして、観察窓１０には、図３及び図４に示したよ
うに、観察手段１２が装着され、また照明窓１１には、
図５に示したように、照明手段１３が装着される。さら
に、これらの他にも、先端硬質部２ｃの先端面には鉗子
その他の処置具を導出させるための処置具導出口１４が
形成され、観察窓１０に向けて洗浄用流体を供給するノ
ズル１５も設けられている。なお、以上の構成は、挿入
部２の軸線方向に観察視野を向けた直視型内視鏡であ
る。側視型内視鏡として構成する場合には、先端硬質部
の側面に平坦面を形成して、前述した各部をこの平坦面
に形成する。

【００１４】観察窓１０に装着した観察手段１２は、例
えば図４に示したように、対物光学系２０と撮像ユニッ
ト２１とから構成される。対物光学系２０は、本体ブロ
ック２２に装着したレンズ鏡筒２２ａ内に設けた対物レ
ンズ群２３と、この対物レンズ群２３の光軸を９０°曲
げるために、本体ブロック２２に接着等の手段で固定し
たプリズム２４とを有する。また、撮像ユニット２１
は、基板２５に搭載したＣＣＤ等からなる固体撮像素子
２６を有するものであり、固体撮像素子２６はプリズム
２４に接合固定され、その受光面は対物光学系２０の結
像位置に配置される。基板２５には多数の配線が接続さ
れており、この配線は途中で束ねられて１本のケーブル
２７としている。このケーブル２７は挿入部２の内部か
ら本体操作部１を経てユニバーサルコード３内に延在さ
れ、このユニバーサルコード３に設けた接続コネクタ
（図示せず）を介してプロセッサに着脱可能に接続され
る。

【００１５】対物レンズ群２３を構成するレンズのう
ち、１または複数枚からなる後群レンズは光軸方向に移
動可能な可動レンズ２３ａである。観察窓１０を観察対
象部に近づけた時に、この可動レンズ２３ａを光軸方向
に移動させると、観察対象部に対して正確にピントが合
うように焦点調整を行うことができる。可動レンズ２３
ａは、前群レンズを装着したレンズ鏡筒２２ａに対して
独立のレンズ枠２８に取り付けられており、このレンズ
枠２８は本体ブロック２２に設けたガイド部２２ｂに沿
って光軸方向に移動するようになっている。レンズ枠２
８は、本体ブロック２２のガイド部２２ｂを貫通して駆
動チャンバ２２ｃ内に延在されており、この駆動チャン
バ２２ｃ内において、例えばヘリコイドねじ等からなる
ねじ軸２９に螺合されている。ねじ軸２９は本体ブロッ
ク２２に連結して設けた支持部材３０に回転自在に支持
されている。ねじ軸２９にはストッパ２９ａが設けら
れ、またねじ軸２９の端部に連結部材３１が設けられて
いる。従って、ストッパ２９ａと連結部材３１とで支持
部材３０を挟み込むことによって、ねじ軸２９は回転の
みが可能で、それ以外の方向に移動しないように保持さ
れる。さらに、ねじ軸２９の先端にはストッパ機能を発
揮するナット３２が装着されており、レンズ枠２８はナ
ット３２とストッパ２９ａとの間で往復移動できるよう
になる。

【００１６】ねじ軸２９の基端部に連結した連結部材３
１にはフレキシブルシャフト３３が連結されている。フ
レキシブルシャフト３３は、例えば密着コイルからな
り、左右両方向に回転することから、２重の密着コイル
で構成される。また、フレキシブルシャフト３３は、支
持部材３０に連結して設けた可撓性チューブ３４内に挿
通されており、これらフレキシブルシャフト３３と可撓
性チューブ３４とでコントロールケーブルが構成され
る。コントロールケーブルは本体操作部１内にまで延在
されており、可撓性チューブ３４の基端部は固定的に保
持される。フレキシブルシャフト３３の基端部には、回
転駆動手段としての正逆回転可能なモータ４５（図６参
照）が接続して設けられる。従って、モータを作動させ
て、フレキシブルシャフト３３を可撓性チューブ３４内
で軸回りに回転させると、ねじ軸２９が回転して可動レ
ンズ２３ａを設けたレンズ枠２８を光軸方向に所定のス
トローク分だけ移動させることができる。なお、フレキ
シブルシャフト３３は手動操作で回転させるように構成
することもできる。

【００１７】一方、図５に示したように、照明窓１１に
は照明手段１３が装着されており、この照明手段１３は
ライトガイド３５と照明レンズ３６とから構成される。
照明レンズ３６は照明窓１１に臨み、ライトガイド３５
の出射端が照明レンズ３６に対面する状態に設けられ
る。ライトガイド３５は極細い光学繊維を多数束ねたも
のから構成され、もって曲げ方向に可撓性を持たせる構
成としている。このライトガイド３５は挿入部２から本
体操作部１を経てユニバーサルコード３内に延在され、
光源用コネクタ（図示せず）を介して光源装置４０に着
脱可能に接続される。光源装置４０は、図６に示したよ
うに、ライトガイド３５の入射端が対向配設される光源
ランプ４１を有し、このライトガイド３５の入射端と光
源ランプ４１との間には、光源ランプ４１側から絞り４
２，コンデンサレンズ４３，回転カラーフィルタ４４が
配置されている。

【００１８】照明窓１１は観察窓１０の左右両側に２箇
所設けられる。ここで、照明窓１１からの照明光は照明
レンズ３６を通過した後に所定の角度で発散する。観察
窓１０に設けた対物光学系２０を構成する対物レンズ群
２３の可動レンズ２３ａを光軸方向に移動させることに
よって、数ｍｍ程度、例えば１〜２ｍｍといった至近距
離の位置の物体でも撮影できるようになっている。図６
から明らかなように、フレキシブルシャフト３４の基端
部はモータ４５に接続されている。このモータ４５は本
体操作部１内に設けられており、この本体操作部１はま
たモータ４５によるレンズ位置を制御するレンズ位置制
御部４６を備え、このレンズ位置制御部４６は、例えば
押しボタン式の操作子等を有し、本体操作部１を把持す
る手の指等で操作子等を操作して、モータ４５を作動さ
せて、可動レンズ２３ａを通常観察距離位置と最近接観
察距離位置とに変位させるようにしている。なお、可動
レンズ２３ａは、その移動ストロークの両端位置に配置
されるだけでなく、このストロークの中間位置に配置し
た状態でも観察を行うことができるように設定すること
もできる。

【００１９】図７に最近接観察距離で観察する際におい
て、観察窓１０に設けた対物光学系２０の観察視野と、
照明窓１１に設けた照明レンズ３６の照明範囲との関係
を示す。図中において、最近接観察距離をｄとして、こ
の最近接観察距離ｄだけ離れた観察対象部Ｓに対する対
物光学系２０の視野角をωとする。ここで、観察手段１
２は固体撮像素子２６を有するものであるから、この固
体撮像素子２６で撮影した映像をモニタ画面に表示され
る表示領域をＦとし、この表示領域Ｆの中心位置をＣと
する。この表示領域Ｆは対物光学系２０の視野範囲とは
異なり、実際の観察範囲である。つまり、モニタ画面に
表示される映像は対物光学系２０の視野のうち、その視
野の中心位置を含む制限された範囲である。また、内視
鏡による観察像をモニタ画面に表示するに当って、画面
の周囲の部分をマスクして、さらに表示領域を限定する
場合もある。従って、表示領域Ｆは実際に画面に表示さ
れる画像の領域であり、画像処理を行う際にマスク処理
が施される場合や、固体撮像素子２６の撮像エリアをマ
スク部材で覆うようにして撮像範囲を限定する場合等に
あっては、そのマスクの内部の領域が表示領域Ｆとな
る。

【００２０】対物光学系２０を設けた観察窓１０の左右
両側に、同じ距離だけ離れた位置の照明窓１１に設けた
照明レンズ３６からの照明光は発散しながら観察対象部
Ｓに向けて照射される。この照明窓１１からの照明光に
おいて、光軸中心線Ａに対して角度θ₁ からの光が表示
領域Ｆの中心Ｃに届き、また表示領域Ｆの端部には角度
θ₂ からの光が届く。そして、照明窓１１からの照明光
を観察対象部Ｓに照射した時に、その光軸中心線Ａの位
置が最も照度が高く、周辺に向かうに応じて連続的に照
度が低くなる。照明レンズ３６の位置が観察対象部Ｓに
近くなればなるほど、照度分布はより急峻な変化を示す
ことになり、最近接観察距離ｄを数ｍｍとしたときの観
察対象部Ｓに対する照明光の照度分布は、図８に示した
ように、光軸中心線Ａ乃至その近傍では極めて急激な変
化が生じる。照明窓１１は２箇所設けられており、観察
対象部Ｓにおける表示領域Ｆは両照明窓１１間に配置さ
れているので、その中心Ｃ乃至その近傍の部位は２つの
照明窓１１，１１からの光が照射される。この結果、表
示領域Ｆを含む観察対象部Ｓにおける照明は、図８に二
点鎖線で示したような照度分布を有するものとなる。

【００２１】図８から明らかなように、表示領域Ｆが一
定であるとし、照明窓１１の光軸中心線Ａと表示領域Ｆ
の中心との間の距離をΔＤとした時に、この距離ΔＤを
大きくすると、表示領域Ｆでの照明光の照度の変化が少
なくなるが、照度そのものは低くなる。つまり、両照明
窓１１，１１を観察窓１０から遠ざければ遠ざけるほ
ど、表示領域Ｆ内での照度変化が抑制されるが、全体的
に暗くなる。これに対して、距離ΔＤを小さくすると、
つまり両照明窓１１，１１を観察窓１０に近づけると、
中心Ｃを含む表示領域Ｆ全体の照度が高くなるが、照度
分布のうちの急峻な変化を示す部位の光が表示領域Ｆ内
に取り込まれるので、表示領域Ｆの中心Ｃに対して、周
辺部の照度の差が極めて大きくなる。

【００２２】ところで、観察手段１２として固体撮像素
子２６を用いた場合、鮮明な画像を得るためには、表示
領域Ｆの中心部分と端部との間の照度の差をできるだけ
小さくする必要がある。最も暗い部位、つまり表示領域
Ｆの中心Ｃの位置の照度に対して、最も明るい部位、つ
まり表示領域Ｆの端部の照度が概略２倍程度以下の差で
あれば、固体撮像素子２６に必要な程度のダイナミック
レンジを持たせるように調整して、Ｓ／Ｎ比の良好な画
像が得られる。照度が２倍以上になると、プロセッサで
感度補正等を行ったとしても、モニタ画面に表示される
画像の画質が低下することになる。

【００２３】以上のように、表示領域Ｆ内において、照
度の差が小さければ小さいほど画質が向上する。このた
めには、照明窓１１を観察窓１０から遠ざけて、照度分
布のうちなだらかな変化を示す部分を利用する必要があ
る。そうすると、表示領域Ｆの全体の照度が低下して画
像全体が暗くなる。従って、表示領域Ｆ内での照度の差
を極端に小さくしない方が望ましく、照度差が１．２倍
以下になるように設定すると、表示領域Ｆの全体照度が
十分でなくなる場合がある。具体的には、表示領域Ｆの
中心と端部との照度差は２〜１．２倍、さらに望ましく
は２〜１．５倍とし、最も望ましいのは概略１．８倍程
度とする。

【００２４】表示領域Ｆの範囲及び照明レンズ３６の発
散角は予め定まっており、この状態で最近接観察距離ｄ
での照度分布を前述した範囲内とするために、照明窓１
１，１１と観察窓１０との距離ΔＤを調整する。つま
り、最近接観察距離ｄにおける表示領域Ｆの中心Ｃに向
かう角度θ₁ からの光の照度が、表示領域Ｆの端部に向
かう角度θ₂ からの光の照度の２倍〜１．２倍、最も好
ましくは１．８倍程度となるように距離ΔＤを設定す
る。これによって、光源光量のロスを最小限に抑制し、
かつ鮮明な画像を得ることができる。また、照度差がこ
の範囲となるように設定しても、最近接観察距離ｄより
遠い位置の観察を行う際には、それに応じて照明レンズ
３６による各照明窓１１からの照明光の発散度合いが大
きくなり、観察対象部に照射される照明光の照度分布が
より均一化されるので、鮮明な画像を得ることができ
る。

【００２５】このように、最近接観察距離ｄでの表示領
域Ｆの中心Ｃと端部との間の照明光の照度差を少なくす
るためには、照明手段１３からの照明光の照度分布にお
ける光軸中心線Ａから離れ、照度そのものが低いところ
を利用しなければならないことになる。このために、光
源ランプ４１から通常観察距離時における照明光量と同
じ光量の照明光を照射したのでは、表示領域Ｆ全体が暗
くなってしまうおそれがある。この場合には、可動レン
ズ２３ａが最近接観察距離ｄに移動した時に、それをセ
ンサ等で検出して自動的に光源光量を増大させるように
制御するのが望ましい。

【００２６】図６から明らかなように、光源ランプ４１
からライトガイド３５に入射される照明光の光量は可変
となっており、このために絞り４２は絞り駆動回路４７
により絞り量を可変にする構成となっている。この絞り
駆動回路４７は固体撮像素子２６で得た画像信号のうち
の輝度信号を自動光量制御回路４８に取り込んで、この
輝度信号のレベルに応じて最適な光量の照明光がライト
ガイド３５に入射される。そこで、この自動光量制御回
路４８を利用して、可動レンズ２３ａが最近接観察距離
ｄの位置に移動した時に、絞り４２の開度を大きくし
て、ライトガイド３５への入射光量を大きくする。この
ために、レンズ位置制御部４６による操作信号が自動光
量制御回路４８に取り込まれて、可動レンズ２３ａが最
近接観察距離ｄに変位した時に、絞り４２の開口を大き
くすることによって固体撮像素子２６で表示領域Ｆの全
体を鮮明な状態で撮影できる明るさとなる。

【００２７】ここで、光源光量を調整するのではなく、
固体撮像素子２６が接続されるプロセッサに設けたゲイ
ンコントローラにおけるゲイン値を変化させるように構
成しても良い。また、レンズ位置制御部４６を操作した
時に、光源光量なりゲインコントローラなりを自動的に
制御するようにしたが、観察対象部の状態、例えば光の
反射率等の関係で、必ずしもこれらを制御しなくても、
十分鮮明な画像が得られる場合もある。このような場合
には、手動スイッチの操作で光源光量やゲイン値を変化
させるように構成してもよい。

【００２８】また、図９に示したように、照明窓１１，
１１間の位置に第３の照明手段５０を設ける構成とする
こともできる。この第３の照明手段５０は、左右の照明
窓の間に向けて補助的な照明光を照射するものである。
第３の照明手段５０には、ライトガイド３５を分岐させ
て、その出射端がこの第３の照明手段５０を構成する照
明レンズに対面させている。このように、第３の照明手
段５０を設けることによって、表示領域Ｆの全体を明る
くできるだけでなく、この第３の照明手段５０の光軸中
心線が表示領域Ｆの中心方向に向くように設定すること
によって、表示領域Ｆの全体照度の差をさらに抑制でき
る。この第３の照明手段５０は、常時点灯状態にしても
良いが、照明光を照射する状態と、照射しない状態とに
切り換えることもできる。そして、可動レンズ２３ａが
最近接観察距離となった時に、自動的にこの第３の照明
手段５０から照明光を照射する状態に切り換わる構成と
するのが望ましい。なお、第３の照明手段としては、ラ
イトガイドに代えて白色ＬＥＤ等他の発光手段を用いる
こともできる。

【００２９】さらに、観察対象部Ｓに照射されるのは照
明窓１１からの直接照明であるが、図１０に示したよう
に、挿入部２の先端構成部２ｃにフード５１を装着する
構成とすれば、照明光の照度の差をより緩和させること
ができる。このフード５１は体腔内壁に当接させた状態
とすることによって、最近接観察距離乃至その近傍で観
察する際に、挿入部２の先端部分を安定させるために設
けられるものである。そこで、体腔内壁にフード５１の
先端を当接させた状態で照明窓１１から照明光を照射す
ると、この照明光は観察対象部Ｓから反射して、さらに
フード５１の内面で反射することになる。この結果、観
察対象部Ｓに対しては、この反射光による間接照明も行
われ、この間接照明は観察対象部のほぼ全面にわたって
概略均一に照射されるようになる。従って、フード５１
の内面を白色の反射面とすることによって、より反射効
率を高め、また間接照明の光量のばらつきを抑制するた
めには反射面を乱反射するように粗面とするのが望まし
い。

【００３０】ここで、フード５１の挿入部２からの突出
長さとしては、最近接観察距離ｄ以下にまで短くする
と、フード５１の先端を体腔内壁に当接させた時に、観
察距離が最近接観察距離ｄ以下になってしまう。ただ
し、フード５１の突出長さは観察窓１０に設けた対物レ
ンズ群２３による観察視野の妨げとなる。従って、フー
ド５１の突出長さは最近接観察距離ｄと同じか、または
それより長く、しかも観察視野の妨げとならない程度の
長さとする。

【００３１】

【実施例】図１１にライトガイド３５の先端に照明レン
ズ５２を装着した構成を示す。ここで、この照明レンズ
５２は平凹レンズであって、その曲率半径は図示したよ
うに、Ｒ＝１．７１３となっている。このレンズ構成に
おいて、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝１．５５としたもの
を第１の実施例として、またｎｄ＝１．８５としたもの
を第２の実施例として示す。さらに、図１２に示したよ
うに、ライトガイド３５の先端に設けられる照明レンズ
５３も平凹レンズからなり、その曲率半径はＲ＝１．４
６０であって、ｎｄ＝１．５５としたものを第３の実施
例とし、またｎｄ＝１．８５としたものを第４の実施例
とする。

【００３２】さらにまた、図１３に、ライトガイド５０
の出射端に、コアとクラッドからなり、光混合用の導光
用ガラスロッド５４を配置したものが示されている。こ
の導光用ガラスロッド５４の出射側は凸球面形状となっ
ており、またその前方には両凸レンズ５５ａと平凸レン
ズ５５ｂとからなる照明用組レンズ５５を装着してい
る。このようなレンズ構成を用いると、照明光は照明用
組レンズ５５の前方で一度収束した後に、発散するよう
になる。そこで、この構成において、導光用ガラスロッ
ド５４を構成するコアのｎｄを１．６２とし、クラッド
のｎｄを１．５２となし、また照明用組レンズ５５にお
いて、ｎｄ＝１．５５としたものを第５の実施例とし、
またｎｄ＝１．８５としたものを第６の実施例とする。
なお、図１３には、ｎｄ＝１．８５とした時において、
ガラスロッド５４に対して、その光軸に平行な光を入射
した時の光線の光路が示されている。

【００３３】以上の各実施例における射出光角度分布の
相対値は、下記表１に示したようになる。

【００３４】

【表１】この表１において、ＬＧ射出端はライトガイド３５の出
射端からの配光を示すものである。また、各実施例で示
した数値はこのライトガイド３５により配光された状態
から、各照明レンズを通過して照射される照明光の光軸
中心線に対するそれぞれの角度での光量であって、最も
光量の大きい角度での光量を１００とした時の各々の角
度での光量比である。

【００３５】また、以上の表をグラフにプロットしたも
のが図１４であり、またこの図１４のグラフを対数表示
すると、図１５のようになる。従って、これら表１及び
図１４，図１５のグラフから、１枚構成または組み合わ
せからなる照明レンズのそれぞれの配光特性に基づい
て、観察窓１０に対して、その両側に装着される照明窓
１１，１１の位置を適宜決定すれば良い。つまり、図１
４において、光量が２倍以下となる２点を直線で結び、
この線の長さをＳとし、立ち上がり角をθとした時に、
照明手段と観察手段との間隔はＳ・ｓｉｎθとして設定
される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、観察手
段の両側に照明手段を設けて、これら観察手段と両照明
手段との間隔を、観察手段による観察領域の中心部にお
ける照度に対して周辺部が２倍以下の照度となるように
設定しているので、極めて簡単な構成で、最近接観察距
離で観察する際における観察領域の照度のばらつきを最
小限に抑制できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】内視鏡の全体構成図である。

【図２】挿入部の先端部分の外観図である。

【図３】挿入部の先端部分の断面図である。

【図４】観察手段の構成説明図である。

【図５】照明手段の構成説明図である。

【図６】照明及び観察機構の概略構成図である。

【図７】最近接観察距離で観察する際の観察窓の観察視
野と照明窓からの照明範囲との関係を示す説明図であ
る。

【図８】照明手段による照明光の最近接観察距離での照
度分布を示す線図である。

【図９】第３の照明手段を設けた例を示す挿入部の先端
面の外観図である。

【図１０】フードを装着させた状態での図２と同様の断
面図である。

【図１１】第１，第２の実施例におけるライトガイドと
照明レンズとを示す構成説明図である。

【図１２】第３，第４の実施例におけるライトガイドと
照明レンズとを示す構成説明図である。

【図１３】第５，第６の実施例におけるライトガイドと
照明レンズとを示す構成説明図である。

【図１４】各実施例の照明レンズを用いた場合における
配光分布を示す線図である。

【図１５】図１４の線図を対数表示した図である。

【符号の説明】

１本体操作部２挿入部２ｃ先端硬質部１０観察窓１１照明窓１２観察手
段１３照明手段２０対物光
学系２１撮像ユニット２３対物レ
ンズ群２３ａ可動レンズ２６固体撮
像素子２９ねじ軸３３フレキ
シブルシャフト３４可撓性チューブ３５ライト
ガイド３６５２，５３照明レンズ４０光源装
置４１光源ランプ４２絞り４６レンズ位置制御部４７絞り駆
動回路４８自動光量制御回路５０第３の
照明手段５１フード５４導光用
ガラスロッド５５照明用組レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南逸司埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地富士写真光機株式会社内 (72)発明者三森尚武埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地富士写真光機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】挿入部の先端の概略同一平面に、少なく
とも２箇所の照明手段と、これら両照明手段間の位置に
１箇所の観察手段とを設け、前記各照明手段は、ライトガイドと、このライトガイド
からの照明光を発散させる照明レンズとを備え、また前記観察手段には少なくとも観察距離が可変な対物
レンズを備え、前記照明手段は前記観察手段の両側位置であって、この
観察手段により最近接観察距離で観察する時に、その観
察領域の中心部における照度に対して周辺部が２倍以下
の照度になる間隔だけ相互に離間させて２箇所配置する
構成としたことを特徴とする内視鏡の観察装置。
【請求項２】前記観察領域の中心部に対する周辺部の
照度は２倍〜１．２倍であることを特徴とする請求項１
記載の内視鏡の観察装置。
【請求項３】前記観察手段は観察対象部の映像を撮像
する固体撮像素子を備える構成となし、前記観察領域の
中心部の照明光の照度に対して２倍を越えない照度とな
る位置は、モニタ画面の画像が表示される領域のうちの
表示端位置であることを特徴とする請求項１記載の内視
鏡の観察装置。
【請求項４】前記観察手段の最近接観察距離は１ｃｍ
以下であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡の観
察装置。
【請求項５】最近接観察距離での観察時に、通常の観
察距離で観察する時より照明照度を大きくする照度変化
手段を備える構成としたことを特徴とする請求項１記載
の内視鏡の観察装置。
【請求項６】前記照度変化手段は、光源光量調整手段
または前記２つの照明手段間に配置した第３の照明手段
のいずれかであることを特徴とする請求項５記載の内視
鏡の観察装置。
【請求項７】前記対物レンズを光軸方向に移動させる
駆動手段としては正逆回転モータを用い、この正逆回転
モータにより対物レンズが最近接観察距離位置に変位し
た時に、前記照度変化手段により照明照度を大きくする
ように設定する構成としたことを特徴とする請求項５記
載の内視鏡の観察装置。
【請求項８】最近接観察距離での観察時に、通常の観
察距離で観察する時よりゲインコントローラのゲイン量
を大きくする構成としたことを特徴とする請求項１記載
の内視鏡の観察装置。
【請求項９】前記挿入部の先端には前記観察手段及び
照明手段を囲繞するフードを嵌合させて設け、このフー
ドの内面を照明光の反射面とする構成としたことを特徴
とする請求項１記載の内視鏡の観察装置。
【請求項１０】前記フードは、前記最近接観察距離と
同じかそれより長く、前記観察手段による観察視野の妨
げとならない長さだけ前記挿入部の先端から突出させる
構成としたことを特徴とする請求項９記載の内視鏡の観
察装置。