JP2002112952A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影された２枚の反射光像の対応する各部の
反射強度の比に基づく演算により距離情報を測定可能と
した内視鏡システムに用いる内視鏡装置において、内視
鏡装置の拡大、もしくはコストの増加を招くことなく、
簡単な構成により発散照射距離の異なる複数の発光位置
から光を被写体に照射することを可能にする。 【解決手段】 ライトガイド１１０を奥行き方向に対し
て前後に動かすことができる走査装置１１１により被写
体１から近い距離にある発光位置５０ａに移動し、白色
光源１６２から白色光を照射する。次に、被写体１から
遠い距離にある発光位置５０ｂに移動し、白色光を照射
する。各発光タイミングに合わせて撮像素子１０２で各
反射光像を独立に撮影し、コンピュータ１４０で、撮影
された２枚の画像の各画素の輝度の比に基づく演算を行
い、各画素ごとに距離を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内視鏡装置に関し、
特にその照射系の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処
置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処
置のできる内視鏡が広く用いられている。また、工業分
野においても、ボイラー、タービン、エンジン、化学プ
ラント等の内部のキズ，腐食等の観察、検査に工業用内
視鏡が広く用いられている。しかしながら通常の内視鏡
は被写体との距離を一定にはできないため、モニター上
の画像からその大きさを判断するのは困難である。ま
た、内視鏡のレンズは超広角であるため周辺部分の歪も
大きく、距離や大きさの判断を一層困難なものにしてい
た。そのため、モニター上に表示されている被写体各部
までの距離情報を得ることが可能な内視鏡装置が望まれ
ている。

【０００３】そこで、距離情報を得るために、内視鏡の
撮影系を複眼光学系にして視差を持つ画像を得て、その
データをもとに距離情報を得る方法が提案されている。

【０００４】また特許第３０４１４２０号では、運動視
差の原理を用いて、内視鏡装置の奥行き方向の動きと、
それにともなって変化する撮影画像の対応位置の変化か
ら、運動視差に相当する情報を演算装置により演算する
ことにより、単眼光学系を用いて距離情報を得る方法が
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複眼光
学系を用いると、内視鏡の径が太くなってしまうという
問題点があり、また運動視差を利用する特許第３０４１
４２０号では、内視鏡先端部分の位置および方向の検出
手段が必要となり、また高い精度を必要とするためコス
トが増加するといった問題がある。

【０００６】そこで、上記問題を解消するために、発散
照射距離の異なる複数の発光位置からほぼ同時に光を被
写体に照射し、各発光位置からの光による被写体からの
反射光像を独立に撮影し、前記２枚の通常画像の各画素
の輝度の比、すなわち被写体からの光の反射強度の比に
基づいて距離分布情報を算出することが可能な内視鏡シ
ステムが先に特願２０００−２５４１１８号にて提案さ
れている。この内視鏡システムでは、一つの撮像手段で
撮影した情報を基に通常画像と距離分布情報の２つの情
報を得ることができる。

【０００７】この内視鏡システムでは、複数の発光位置
から被写体に照明光を照射する必要があるが、体腔内に
挿入する場合等を考慮すると、挿入部の大きさが拡大し
てしまうのは好ましくない。そこで、簡単な構成により
発散照射距離の異なる複数の発光位置から光を被写体に
照射することが可能な内視鏡装置が必要となる。

【０００８】本発明は上記のような要望に応えて、内視
鏡装置において、前述の距離情報を測定可能とした内視
鏡システムに用いる内視鏡装置として、内視鏡装置を拡
大することなく、簡単な構成により発散照射距離の異な
る複数の発光位置から光を被写体に照射することが可能
な内視鏡装置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】本発明による内視鏡装置
は、光源と、光源からの光を伝播させて観察部に照射す
るライトガイドと、ライトガイドの照射側先端を、観察
部までの発散照射距離の異なる２つの位置の間で移動さ
せるように、ライトガイドを挿入部に対して前後に移動
する駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】ここで、発散照射距離とは、単位照射面積
当りの照度が距離の２乗に反比例するように、光が発散
して進む距離を意味し、平行ビームとして進む距離や、
光ファイバー内を進む距離は含まない。

【００１１】本発明による内視鏡装置のライトガイド
は、内視鏡に組み込まれたものとしてもよいし、内視鏡
の鉗子口に挿通されるものとしてもよい。

【００１２】さらに、本発明による内視鏡装置のライト
ガイドを、内視鏡の鉗子口に挿通させる際に、ライトガ
イドを被覆する鞘状のライトガイドカバーを備えること
ができる。そのライトガイドカバーの先端には、カバー
先端部を挿入部の先端に係止するための固定部が設けら
れている。

【００１３】また、ライトガイドは、シングルファイバ
ーからなるものとしてもよいし、光ファイバー束からな
るものとしてもよい。

【００１４】また、本発明による他の内視鏡装置は、光
源と、光源からの光を伝播させて観察部に照射するライ
トガイドとを備え、ライトガイドが、照射側先端から前
記観察部までの発散照射距離が異なるように照射側先端
に長さ方向に段差をつけて組み合わされた２つの小ライ
トガイドからなることを特徴とするものである。

【００１５】本発明による上記他の内視鏡装置のライト
ガイドは、内視鏡に組み込まれたものとしてもよいし、
内視鏡の鉗子口に挿通されるものとしてもよい。

【００１６】また、このライトガイドは、２つのシング
ルファイバーを組み合わせたものとしてもよいし、２つ
の光ファイバー束を組み合わせたものとしてもよいし、
シングルファイバーと光ファイバー束を組み合わせたも
のとしてもよい。

【００１７】２つの光ファイバー束を組み合わせる場合
は、断面が径の等しい半円状の２つの光ファイバー束が
照射側先端に長さ方向に段差を設けて断面を円形とする
ように組み合わされたものとすることもできるし、筒状
の一方の光ファイバー束と、その光ファイバー束の中に
挿入された他方の光ファイバー束が照射側先端に長さ方
向に段差を設けて組み合わされたものとすることもでき
る。

【００１８】また、シングルファイバーと光ファイバー
束を組み合わせる場合は、筒状の光ファイバー束の中に
挿入されたシングルファイバーが照射側先端に長さ方向
に段差を設けて組み合わされたものとすることもでき
る。

【００１９】また、本発明によるさらに異なる内視鏡装
置は、光源と、光源からの光を伝播させて観察部に照射
するライトガイドとを備え、ライトガイドが、照射側先
端に異なる曲率の凹レンズが設けられた２つの小ライト
ガイドが組み合わされたものからなることを特徴とする
ものである。

【００２０】本発明による上記さらに異なる内視鏡装置
のライトガイドは、内視鏡に組み込まれたものとしても
よいし、内視鏡の鉗子口に挿通されるものとしてもよ
い。

【００２１】また、このライトガイドは、２つのシング
ルファイバーを組み合わせたものとしてもよいし、２つ
の光ファイバー束を組み合わせたものとしてもよいし、
シングルファイバーと光ファイバー束を組み合わせたも
のとしてもよい。

【００２２】ここで、本発明による内視鏡装置を用いて
距離情報を得る方法について、図２に示す原理図をもと
に説明する。被写体からの距離の異なる２つの点光源２
０および２１から被写体１に照明をあてる。このとき
の、被写体から近い点光源２０の輝度を既知の値Ｌ_１、
被写体から遠い点光源２１の輝度を既知の値Ｌ_２、両点
光源２０、２１間の距離を既知の値Ｌ、点光源２０から
被写体までの距離をＲ_１、点光源２１から被写体までの
距離をＲ_２、被写体の各点光源２０，２１から発せられ
る光に対する分光反射率をＲｆとすると、各素子の位置
関係より Ｒ_１＋Ｌ＝Ｒ_２（１） となり、点光源１１からの光の被写体１による反射光強
度をＬｒ１とすると、 Ｌｒ_１＝Ｒｆ・Ｌ_１／４πＲ_１ ^２（２） となり、点光源１２からの光の被写体１による反射光強
度をＬｒ２とすると、 Ｌｒ_２＝Ｒｆ・Ｌ_２／４πＲ_２ ^２（３） となる。

【００２３】ここで、これらの反射光強度の比をＷｒと
して求めると、 Ｗｒ＝Ｌｒ_１／Ｌｒ_２＝Ｒｆ・Ｌ_１・４πＲ_２ ^２／４πＲ_１ ^２・Ｒｆ・Ｌ_２ ＝Ｌ_１・Ｒ_２ ^２／Ｌ_２・Ｒ_１ ^２（４） となり、（４）式に（１）式を代入し、Ｒ_１のみを左辺
に移動するように変形することにより、

【数１】 となる。

【００２４】（５）式より、Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌは既知の
値、Ｗｒは撮影された２枚の画像の各画素の輝度の比か
ら求められるため、被写体までの距離Ｒ_１を得ることが
できる。

【００２５】カメラ１０が撮影した点光源２０および点
光源２１からの反射光像を入力し演算するコンピュータ
で、撮影された画像の各画素ごとに上記演算を行うこと
により、撮影された画像から距離分布情報を得ることが
できる。

【００２６】

【発明の効果】上記のように構成された本発明による内
視鏡装置は、駆動手段により前後に移動する１本のライ
トガイドを用いて光を照射するようにしたので、内視鏡
挿入部を太くすることなく、単純な１本の光ファイバー
束の構成により、発散照射距離の異なる複数の発光位置
から光を被写体に照射することを可能にすることができ
る。

【００２７】また、本発明による他の内視鏡装置におい
ては、２つの小ライトガイドを発散照射距離が異なるよ
うに組み合わせた１本のライトガイドを用いて、それぞ
れの小ライトガイドから光を照射するようにしたので、
内視鏡挿入部を太くすることなく、また装置全体の規模
を拡大することなく、簡単な構成で発散照射距離の異な
る複数の発光位置から光を被写体に照射することを可能
にすることができる。

【００２８】また、本発明によるさらに異なる内視鏡装
置においては、照射側先端に異なる曲率の凹レンズが設
けられた２つの小ライトガイドを組み合わせた１本のラ
イトガイドを用いて、それぞれの小ライトガイドから光
を照射するようにしたので、内視鏡挿入部を太くするこ
となく、また装置全体の規模を拡大することなく、簡単
な構成で発散照射距離の異なる複数の発光位置から光を
被写体に照射することを可能にすることができる。

【００２９】また、上記記載のいずれの発明において
も、通常の内視鏡の鉗子口に本発明のライトガイドを挿
通させることにより、通常の内視鏡にも本件の機能を付
加することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第
１の実施の形態による内視鏡装置の概略構成を示す図で
ある。図３はその実施形態による内視鏡装置のライトガ
イド先端の拡大図である。

【００３１】本実施形態は、通常の内視鏡の鉗子口内
に、本発明のライトガイドを挿通し、距離情報を得るも
のである。

【００３２】本実施の形態による内視鏡装置は、被験者
の体腔内に挿入される内視鏡挿入部１００と、その内視
鏡挿入部１００に導光する光の光源１６２を備えた照明
ユニット１６０と、内視鏡挿入部１００内の撮像素子１
０２が対物レンズ１０１を通して撮影した画像を基に被
写体の距離分布情報を算出する機能と、通常画像信号お
よび距離分布情報信号を出力する機能および内視鏡装置
全体を制御する機能を持ったコンピュータ１４０と、コ
ンピュータ１４０の映像出力信号を受けて可視画像とし
て表示するモニタ１２０とから構成されている。

【００３３】内視鏡挿入部１００は、内部に先端まで延
びるＣＣＤケーブル１０４を備えており、そのＣＣＤケ
ーブル１０４の先端部には、撮像素子１０２が接続さ
れ、その撮像素子１０２には、反射用プリズム１０３が
取り付けられている。内視鏡挿入部１００の先端部には
対物レンズ１０１を備えている。さらに内視鏡挿入部１
００には、照明プローブ等を挿入するための鉗子口１０
５が設けられている。ＣＣＤケーブル１０４の基端は、
コンピュータ１４０に接続されている。

【００３４】照明ユニット１６０は、内視鏡挿入部１０
０に設けられた鉗子口１０５に挿入するライトガイド１
１０を通して照射レンズ１０６により照射するための光
源として、白色光を発する白色光源１６２と、その白色
光源１６２に電気的に接続された白色光源用電源１６３
と、白色光源１６２から射出された白色光を集光する白
色光用集光レンズ１６１を備えている。また、照射レン
ズ１０６は、ライトガイド１１０先端部に固定されてい
る。

【００３５】ここで、ライトガイドは、シングルファイ
バーでもよいし、光ファイバー束でもよい。

【００３６】さらにライトガイド１１０は走査装置１１
１に接続されており、この走査装置１１１により、内視
鏡挿入部１００の奥行き方向に対して前後に走査され
る。また、ライトガイド１１０は内視鏡挿入部１００の
鉗子口１０５内に固定される鞘上の皮膜１１２を通して
鉗子口１０５に挿入される。図３には、この皮膜１１２
を鉗子口１０５に固定するためのものとして、固定用の
足１１３が示されているが、固定する手段はどのような
ものでもよい。

【００３７】本実施形態では、走査装置１１１により、
ライトガイド１１０と、ライトガイド先端に固定された
照明レンズ１０６とが合わせて走査されるが、照明レン
ズ１０６を鉗子口先端部に固定し、ライトガイド１１０
のみを走査装置１１１により走査するようにしてもよ
い。

【００３８】コンピュータ１４０には、内視鏡１００か
ら延びているＣＣＤケーブル１０４が接続されている。
また、必要に応じてポインティングデバイス１４１やキ
ーボード１４２等を接続することができる。

【００３９】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００４０】まず、内視鏡１００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。最初に、走査装置１
１１によりライトガイド１１０と、ライトガイド１１０
先端に固定された照明レンズ１０６が被写体１から近い
距離にある発光位置５０ａに走査され、その状態で白色
光源電源１６３が駆動され、白色光源１６２から白色光
が射出される。白色光は、白色光用集光レンズ１６１を
経てライトガイド１１０に入射され、内視鏡挿入部１０
０の先端部まで導光された後、照明レンズ１０６により
被写体１に照射される。白色光の被写体１からの反射光
は対物レンズ１０１によって集光され、反射用プリズム
１０３により反射されて、通常画像用撮像素子１０２に
結像される。撮像素子１０２からの映像信号はＣＣＤケ
ーブル１０４を通ってコンピュータ１４０に送られ、コ
ンピュータ１４０内のメモリに保存される。

【００４１】次に、走査装置１１１によりライトガイド
１１０と、ライトガイド１１０先端に固定された照明レ
ンズ１０６が被写体１から遠い距離にある発光位置５０
ｂに走査され、その状態で白色光源電源１６３が駆動さ
れ、白色光源１６２から白色光が射出される。白色光
は、白色光用集光レンズ１６１を経てライトガイド１１
０に入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光さ
れた後、照明レンズ１０６により被写体１に照射され
る。白色光の被写体１からの反射光は対物レンズ１０１
によって集光され、反射用プリズム１０３により反射さ
れて、通常画像用撮像素子１０２に結像される。撮像素
子１０２からの映像信号はＣＣＤケーブル１０４を通っ
てコンピュータ１４０に送られ、コンピュータ１４０内
のメモリに保存される。

【００４２】その後、撮影された照射光源の発光位置の
異なる２枚の画像からコンピュータ１４０により前述の
原理に基づいて被写体各部までの距離を演算することに
より、画像の各画素ごとに距離が算出され、それらをま
とめて距離分布情報が算出される。また撮影された２枚
の画像のうちいずれか一方は通常画像用としても用いら
れる。上記の様に処理された通常画像および距離分布情
報は、モニタ１２０に入力され、両画像が並列して、あ
るいは切替え可能なものとして可視画像として表示され
る。また、上記一連の動作はコンピュータ１４０によっ
て制御される。

【００４３】さらに、ポインティングデバイス１４１や
キーボード１４２等は、コンピュータ１４０に対する制
御命令の入力等にも用いることもできる。

【００４４】上記のように構成された本発明による内視
鏡装置は、撮像手段が単眼光学系であり、前後に移動さ
れる１本のライトガイドを用いた簡単な構成の照明系で
あるため、内視鏡装置の寸法を拡大する必要がなく、低
いコストにより製作可能な内視鏡装置を提供することが
できる。

【００４５】本実施形態では、被写体からの距離が近い
位置から照明を発光した時の撮影を先に行ったが、被写
体からの距離が遠い位置から照明を発光した時の撮影を
先に行ってもよい。また、照明に用いる光源として白色
光を使用したが、本発明の目的を達成し得る光源であれ
ば、単波長光等を使用することもできる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図４は、本発明による内視鏡の本実施の形態
の概略構成を示す図である。図５は本実施形態による内
視鏡装置のライトガイド先端の拡大図である。なお、図
１に示す第１の実施形態と同等の要素についての説明
は、特に必要のない限り省略する。

【００４７】本実施の形態による内視鏡装置は、被験者
の体腔内に挿入される内視鏡挿入部２００と、その内視
鏡挿入部２００に導光する光の光源２６２および光源２
６５を備えた照明ユニット２６０と、内視鏡挿入部２０
０内の撮像素子２０２が対物レンズ２０１を通して撮影
した２枚の画像を基に被写体の距離分布情報を算出する
機能と、通常画像信号および距離分布情報信号を出力す
る機能および内視鏡装置全体を制御する機能を持ったコ
ンピュータ２４０と、コンピュータ２４０の映像出力信
号を受けて可視画像として表示するモニタ１２０とから
構成されている。

【００４８】ライトガイド２１０は、断面が径の等しい
半円状の２つの光ファイバー束２１０ａ、２１０ｂが発
散照射距離が異なるように照射側先端に長さ方向に段差
を設けて断面を円形とするように組み合わされたもので
あり、照射側先端から被写体１までの距離が近い光ファ
イバー束２１０ａと、照射側先端から被写体１までの距
離が遠い光ファイバー束２１０ｂとからなる。このライ
トガイド２１０は内視鏡２００に組み込まれたものとし
てもよいし、内視鏡２００の鉗子口に挿通させるものと
してもよい。

【００４９】照明ユニット２６０は、内視鏡挿入部２０
０に設けられた鉗子口２０５に挿入する光ファイバー束
２１０ａを通して照射レンズ２０６により照射するため
の光源として、白色光を発する白色光源２６２と、その
白色光源２６２に電気的に接続された白色光源用電源２
６３と、白色光源２６２から射出された白色光を集光す
る白色光用集光レンズ２６１を備えている。

【００５０】同じく光ファイバー束２１０ｂを通して照
射レンズ２０６により照射するための光源として、白色
光を発する白色光源２６５と、その白色光源２６５に電
気的に接続された白色光源用電源２６６と、白色光源２
６５から射出された白色光を集光する白色光用集光レン
ズ２６４を備えている。

【００５１】コンピュータ１４０には、内視鏡２００か
ら延びているＣＣＤケーブル２０４が接続されている。
また、必要に応じてポインティングデバイス１４１やキ
ーボード１４２等を接続することができる。

【００５２】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００５３】まず、内視鏡２００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。最初に、照射側先端
が被写体１から近い距離にある光ファイバー束２１０ａ
用の白色光源電源２６３が駆動され、白色光源２６２か
ら白色光が射出される。白色光は、白色光用集光レンズ
２６１を経て光ファイバー束２１０ａに入射され、内視
鏡挿入部２００の先端部まで導光された後、照明レンズ
２０６により被写体１に照射される。白色光の被写体１
からの反射光は対物レンズ２０１によって集光され、反
射用プリズム２０３により反射されて、通常画像用撮像
素子２０２に結像される。撮像素子２０２からの映像信
号はＣＣＤケーブル２０４を通ってコンピュータ２４０
に送られ、コンピュータ２４０内のメモリに保存され
る。

【００５４】次に、照射側先端が被写体１から遠い距離
にある光ファイバー束２１０ｂ用の白色光源電源２６６
が駆動され、白色光源２６５から白色光が射出される。
白色光は、白色光用集光レンズ２６４を経て光ファイバ
ー束２１０ｂに入射され、内視鏡挿入部２００の先端部
まで導光された後、照明レンズ２０６により被写体１に
照射される。白色光の被写体１からの反射光は対物レン
ズ２０１によって集光され、反射用プリズム２０３によ
り反射されて、通常画像用撮像素子２０２に結像され
る。撮像素子２０２からの映像信号はＣＣＤケーブル２
０４を通ってコンピュータ２４０に送られ、コンピュー
タ２４０内のメモリに保存される。

【００５５】その後、撮影された白色光の発光位置の異
なる２枚の画像からコンピュータ２４０により前述の原
理に基づいて被写体各部までの距離を演算することによ
り、画像の各画素ごとに距離が算出され、それらをまと
めて距離分布情報が算出される。また撮影された２枚の
画像のうちいずれか一方は通常画像用としても用いられ
る。上記の様に処理された通常画像および距離分布情報
は、モニタ１２０に入力され、両画像が並列して、ある
いは切替え可能なものとして可視画像として表示され
る。また、上記一連の動作はコンピュータ２４０によっ
て制御される。

【００５６】上記のように構成された本実施形態による
内視鏡装置でも、第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００５７】本実施形態では、被写体からの距離が近い
位置から照明を発光した時の撮影を先に行ったが、被写
体からの距離が遠い位置から照明を発光した時の撮影を
先に行ってもよい。また、照明に用いる光源として白色
光を使用したが、本発明の目的を達成し得る光源であれ
ば、単波長光等を使用することもできる。

【００５８】また、本実施形態では、一つのＣＣＤによ
り２回に分けて撮影を行ったが、照射側先端から被写体
までの距離が近い光ファイバー束２１０ａに短波長光λ
_Ａ、照射側先端から被写体までの距離が遠い光ファイバ
ー束２１０ｂに単波長光λ_Ｂ＋λ_Ｃを同時に入射し、対
物レンズの被写体に対して後面に分光プリズムを設けて
単波長光λ_Ａの光と単波長光λ_Ｂ＋λ_Ｃの光に分光し、
分光された反射光をそれぞれ別の２つのＣＣＤを設けて
撮影することにより、２枚の画像を同時に撮影可能なも
のとすることもできる。さらに近距離から照射した短波
長光λ_Ａの反射光像と、遠距離から照射した単波長光λ
_Ｂ＋λ_Ｃの反射光像から、λ_Ａ、λ_Ｂ、λ_Ｃを含む被写
体の分光反射特性を参照して推定した近距離から照射し
た単波長光λ_Ａに相当する光の反射光像とで上記演算を
行うことにより、第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。ここで、光ファイバー束２１０ａにλ_Ｂ＋λ
_Ｃを、光ファイバー束２１０ｂにλ_Ａを入射することも
できる。また、分光プリズムで単波長光λ_Ａの光と単波
長光λ_Ｂの光と単波長光λ_Ｃの光に分光し、３つのＣＣ
Ｄを設けて同時に撮影することもできる。

【００５９】さらに、本実施形態では、ライトガイドに
断面が径の等しい半円状の２つの光ファイバー束が照射
側先端に長さ方向に段差を設けて断面を円形とするよう
に組み合わされたものを使用したが、本発明の目的を達
成し得るライトガイドであれば、図６に示すように、筒
状の一方の光ファイバー束と、その光ファイバー束の中
に挿入された他方の光ファイバー束が照射側先端に長さ
方向に段差を設けて組み合わされたものを使用すること
もできる。また、図６に示すように、ライトガイドにシ
ングルファイバーを使用することもできる。

【００６０】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図８は、本発明による内視鏡の第３の実施の
形態の概略構成を示す図である。図９は本実施形態によ
る内視鏡装置のライトガイド先端の拡大図である。な
お、第１および第２の実施形態と同等の要素についての
説明は、特に必要のない限り省略する。

【００６１】ライトガイド３１０は、２つの光ファイバ
ー束が照射側先端から被写体１までの発散照射距離が同
じになるように照射側先端を揃えて組み合わされたもの
であり、光ファイバー束３１０ａと光ファイバー束３１
０ｂとからなる。

【００６２】また、ライトガイド３１０の照射側先端の
前面には、２つの焦点距離の異なる部分を持つ照射レン
ズ３０６が設けられており、光ファイバー束３１０ａの
照射側先端の前面には被写体から近い位置に焦点を持つ
短焦点部３０６ａ、光ファイバー束３１０ｂの照射側先
端の前面には被写体から遠い位置に焦点を持つ遠焦点部
３０６ｂの位置になるように配置されている。このライ
トガイド３１０は内視鏡３００に組み込まれたものとし
てもよいし、内視鏡３００の鉗子口に挿通させるものと
してもよい。

【００６３】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００６４】まず、内視鏡３００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。最初に、照射側先端
の前面にある照明レンズ３０６の焦点が被写体１から近
い距離にある光ファイバー束３１０ａ用の白色光源電源
３６３が駆動され、白色光源３６２から白色光が射出さ
れる。白色光は、白色光用集光レンズ３６１を経て光フ
ァイバー束３１０ａに入射され、内視鏡挿入部３００の
先端部まで導光された後、照明レンズ３０６により被写
体１に照射される。白色光の被写体１からの反射光は対
物レンズ３０１によって集光され、反射用プリズム３０
３により反射されて、通常画像用撮像素子３０２に結像
される。撮像素子３０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル３０４を通ってコンピュータ３４０に送られ、コンピ
ュータ３４０内のメモリに保存される。

【００６５】次に、照射側先端の前面にある照明レンズ
３０６の焦点が被写体１から遠い距離にある光ファイバ
ー束３１０ｂ用の白色光源電源３６６が駆動され、白色
光源３６５から白色光が射出される。白色光は、白色光
用集光レンズ３６４を経て光ファイバー束３１０ｂに入
射され、内視鏡挿入部３００の先端部まで導光された
後、照明レンズ３０６により被写体１に照射される。白
色光の被写体１からの反射光は対物レンズ３０１によっ
て集光され、反射用プリズム３０３により反射されて、
通常画像用撮像素子３０２に結像される。撮像素子３０
２からの映像信号はＣＣＤケーブル３０４を通ってコン
ピュータ３４０に送られ、コンピュータ３４０内のメモ
リに保存される。

【００６６】その後、撮影された２枚の画像からコンピ
ュータ３４０により前述の原理に基づいて被写体各部ま
での距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距
離が算出され、それらをまとめて距離分布情報が算出さ
れる。また撮影された２枚の画像のうちいずれか一方は
通常画像用としても用いられる。上記の様に処理された
通常画像および距離分布情報は、モニタ１２０に入力さ
れ、両画像が並列して、あるいは切替え可能なものとし
て可視画像として表示される。また、上記一連の動作は
コンピュータ３４０によって制御される。

【００６７】上記のように構成された本実施形態による
内視鏡装置でも、第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００６８】本実施形態では、被写体から照射レンズの
焦点までの距離が近い方から照明を発光した時の撮影を
先に行ったが、被写体から照射レンズの焦点までの距離
が遠い方から照明を発光した時の撮影を先に行ってもよ
い。また、照明に用いる光源として白色光を使用した
が、本発明の目的を達成し得る光源であれば、単波長光
等を使用することもできる。

【００６９】また、本実施形態では、ライトガイドに光
ファイバー束を使用したが、図１０に示すように、シン
グルファイバーを使用することもできる。

【００７０】また、本実施形態では、一つのＣＣＤによ
り２回に分けて撮影を行ったが、被写体から照射レンズ
の焦点までの距離が近い光ファイバー束３１０ａに短波
長光λ_Ａ、被写体から照射レンズの焦点までの距離が遠
い光ファイバー束３１０ｂに単波長光λ_Ｂ＋λ_Ｃを同時
に入射し、対物レンズの被写体に対して後面に分光プリ
ズムを設けて単波長光λ_Ａの光と単波長光λ_Ｂ＋λ_Ｃの
光に分光し、分光された反射光をそれぞれ別の２つのＣ
ＣＤを設けて撮影することにより、２枚の画像を同時に
撮影可能なものとすることもできる。さらに近距離から
照射した短波長光λ_Ａの反射光像と、遠距離から照射し
た単波長光λ_Ｂ＋λ_Ｃの反射光像から、λ_Ａ、λ_Ｂ、λ
_Ｃを含む被写体の分光反射特性を参照して推定した近距
離から照射した単波長光λ_Ａに相当する光の反射光像と
で上記演算を行うことにより、第１実施形態と同様の効
果を得ることができる。ここで、光ファイバー束３１０
ａにλ_Ｂ＋λ_Ｃを、光ファイバー束３１０ｂにλ_Ａを入
射することもできる。また、分光プリズムで単波長光λ
_Ａの光と単波長光λ_Ｂの光と単波長光λ_Ｃの光に分光
し、３つのＣＣＤを設けて同時に撮影することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図２】本発明に用いる距離演算方法についての原理図

【図３】本発明の第１実施形態で用いるライトガイドの
照射側先端部の拡大図

【図４】本発明の第２実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図５】本発明の第２実施形態で用いるライトガイドの
照射側先端部の拡大図（１）

【図６】本発明の第２実施形態で用いるライトガイドの
照射側先端部の拡大図（２）

【図７】本発明の第２実施形態で用いるライトガイドの
照射側先端部の拡大図（３）

【図８】本発明の第３実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図９】本発明の第３実施形態で用いるライトガイドの
照射側先端部の拡大図（１）

【図１０】本発明の第３実施形態で用いるライトガイド
の照射側先端部の拡大図（２）

【符号の説明】 １ 被写体 ５０ａ，５０ｂ 発光位置 １００、２００、３００ 内視鏡 １０５，２０５，３０５ 鉗子口 １１０、２１０，３１０ ライトガイド １１１ 走査装置 １２０ モニタ １４０、２４０、３４０ コンピュータ １４１ ポインティングデバイス １４２ キーボード １６０、２６０，３６０ 照明ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 BA12 BA22 CA09 CA11 CA22 DA17 DA21 DA56 GA02 GA11 4C061 FF46 HH52 JJ06 NN01 QQ07 RR02 RR17 5C054 AA02 CA04 CC02 CH03 EA01 EA05 FC11 FC12 FC15 FD01 FF02 HA12

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を伝播させて
   観察部に照射するライトガイドと、該ライトガイドの照
   射側先端を、前記観察部までの発散照射距離の異なる２
   つの位置の間で移動させるように、前記ライトガイドを
   前記観察部に対して前後に移動する駆動手段とを備えた
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記ライトガイドが、内視鏡の鉗子口に
   挿通されるものであることを特徴とする請求項１記載の
   内視鏡装置。
3. 【請求項３】 前記ライトガイドを被覆する鞘状のライ
   トガイドカバーをさらに備え、該ライトガイドカバーの
   先端に該先端を前記鉗子口の先端に係止するための固定
   部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の内
   視鏡装置。
4. 【請求項４】 前記ライトガイドが、シングルファイバ
   ーからなるものであることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の内視鏡装置。
5. 【請求項５】 前記ライトガイドが、光ファイバー束か
   らなるものであることを特徴とする請求項１から３のい
   ずれかに記載の内視鏡装置。
6. 【請求項６】 光源と、前記光源からの光を伝播させて
   観察部に照射するライトガイドとを備え、該ライトガイ
   ドが、照射側先端から前記観察部までの発散照射距離が
   異なるように照射側先端に長さ方向に段差をつけて組み
   合わされた２つの小ライトガイドからなるものであるこ
   とを特徴とする内視鏡装置。
7. 【請求項７】 前記２つの小ライトガイドが、２つのシ
   ングルファイバーからなるものであることを特徴とする
   請求項６記載の内視鏡装置。
8. 【請求項８】 前記２つの小ライトガイドが、２つの光
   ファイバー束からなり、該２つの光ファイバー束が径の
   等しい半円形の断面を有し、該２つの光ファイバー束が
   断面を円形とするように組み合わされたものであること
   を特徴とする請求項６記載の内視鏡装置。
9. 【請求項９】 前記２つの小ライトガイドが、シングル
   ファイバーと筒状の光ファイバー束とからなり、該シン
   グルファイバーが該筒状の光ファイバー束の中に挿入さ
   れ、該シングルファイバーの先端が該筒状の光ファイバ
   ー束の先端より突出もしくは陥没したものであることを
   特徴とする請求項６記載の内視鏡装置。
10. 【請求項１０】 前記２つの小ライトガイドが、２つの
    光ファイバー束からなり、該２つの光ファイバー束の一
    方が筒状であり、他方の光ファイバー束が該筒状の光フ
    ァイバー束の中に挿入され、先端が該筒状の光ファイバ
    ー束の先端より突出もしくは陥没したものであることを
    特徴とする請求項６記載の内視鏡装置。
11. 【請求項１１】 光源と、光源からの光を伝播させて観
    察部に照射するライトガイドとを備え、該ライトガイド
    が、照射側先端に異なる曲率の凹レンズが設けられた２
    つの小ライトガイドが組み合わされたものからなること
    を特徴とする内視鏡装置。
12. 【請求項１２】 前記２つの小ライトガイドが、２つの
    シングルファイバーからなるものであることを特徴とす
    る請求項１１記載の内視鏡装置。
13. 【請求項１３】 前記２つの小ライトガイドが、２つの
    光ファイバー束からなるものであることを特徴とする請
    求項１１記載の内視鏡装置。
14. 【請求項１４】 前記２つの小ライトガイドが、シング
    ルファイバーと光ファイバー束とからなるものであるこ
    とを特徴とする請求項１１記載の内視鏡装置。
15. 【請求項１５】 前記ライトガイドが、内視鏡に組み込
    まれたものであることを特徴とする請求項１、６または
    １１のいずれかに記載の内視鏡装置。
16. 【請求項１６】 前記ライトガイドが、内視鏡の鉗子口
    に挿通されるものであることを特徴とする請求項６また
    は１１のいずれかに記載の内視鏡装置。