JP2002258164A

JP2002258164A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP2002258164A
Application number: JP2001058133A
Authority: JP
Inventors: Noriko Ota; 紀子太田
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP4338331B2

Abstract

(57)【要約】【目的】自動焦点調整部による光学レンズ系の焦点位置
の調整動作を必要に応じて停止させ処置具等の使用時の
操作性を向上させる。【構成】ズーム機能を有する光学レンズ系３により被写
体を観察する内視鏡装置において、被写体までの距離に
応じて焦点距離の変化を伴いながら、前記ズーム機能付
き光学レンズ系３の焦点位置を調整する自動焦点調整部
１５と、光学レンズ系３の焦点位置を予め定められた固
定の焦点位置に合焦する定焦点調整部１６と、自動焦点
調整部１５と定焦点調整部１６との動作を切替える切替
スイッチ１７とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、医療及び工業等の分野に用いら
れる内視鏡の操作性を向上させた内視鏡装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】消化器官の診断に採用され
ている内視鏡装置は、焦点距離を短焦点距離に変化させ
て消化器官の組織全体を観察するように構成されている
が、この長焦点距離に変化させた場合には被写体との距
離が離れると画像が小さくなってしまうため、微細な病
変を詳細に観察することができなくなる。そのため、焦
点距離を短焦点距離に変化させて微細な病変を拡大して
詳細に観察するようにしている。

【０００３】しかしながら、焦点距離を短焦点距離に変
化させた観察では、拡大率が高々１０倍位であり、微細
な病変を詳細に観察するには不充分な倍率である。そこ
で、ズーム機構を備えた光学レンズが用いられており、
このズーム機構を起動させるには、ズーム機構を起動さ
せるためのズームレバーを内視鏡の操作部に取付ける必
要がある。このズームレバーを操作することにより、焦
点距離を変化させることができる。

【０００４】一方、焦点距離を長焦点距離に変化させて
被写体を拡大して観察すると、焦点位置のずれ（ピント
ぼけ）が生じてしまうことがあり、この場合、長焦点距
離位置での焦点調整を行う必要がある。したがって、内
視鏡装置を取扱う医者、術者は、内視鏡に装填した処置
具の操作、ズームレバーの操作、望遠レンズのピント合
せをそれぞれ行う必要があり、その操作に困難が伴う。
そこで、ズーム機能をもつ光学レンズ系を使用し、かつ
被写体までの距離に応じてズーム機能付き光学レンズ系
の焦点位置を調整する焦点距離可変手段を備えた内視鏡
装置が開発されている（特開平４−１３１１２号公報参
照）。

【０００５】前記特開平４−１３１１２号公報に開示さ
れた内視鏡装置は、被写体との距離に応じて焦点距離が
可変できる焦点距離可変手段を用いている。前記焦点距
離可変手段は、被写体が遠い距離にある場合に焦点距離
を長焦点距離に変化させ、被写体が近い距離にある場合
に焦点距離を短焦点距離に変化させることにより、被写
体を通常観察するか、又は被写体を拡大して観察してお
り、この焦点距離可変手段は随時駆動される。

【０００６】ところで、内視鏡に処置具を装填して処置
を行う場合、処置具が内視鏡の先端側から前方に突き出
し、かつ処置具による処置部分に光が照射された状態で
処置具が使用され、かつ処置具で光反射が起こっている
環境で被写体との距離に応じた焦点距離が調整されるこ
ととなるため、前記焦点距離可変手段は、被写体に焦点
を合せるのではなく、内視鏡から突出た処置具に焦点を
合せる傾向が強く、処置具が遠い距離にある場合に焦点
距離を長焦点距離に変化させ、処置具が近い距離にある
場合に焦点距離を短焦点距離に変化させる。

【０００７】したがって、処置具を移動させる度に焦点
距離可変手段が動作してしまい、処置具による処置がし
づらい。また処置具を動かす毎に焦点距離可変手段によ
る焦点合せ時間を要するため、内視鏡を体腔内に挿入す
る時間が長くなり、その分だけ患者に苦痛を与えること
となる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、自動焦点調整部による光学レ
ンズ系の焦点位置の調整動作を必要に応じて停止させ処
置具等の使用時の操作性を向上させた内視鏡装置に関す
るものである。

【０００９】

【発明の概要】前記目的を達成するため、本発明に係る
内視鏡装置は、ズーム機能を有する光学レンズ系により
被写体を観察する内視鏡装置において、被写体までの距
離に応じて焦点距離の変化を伴いながら、前記ズーム機
能付き光学レンズ系の焦点位置を調整する自動焦点調整
部と、前記光学レンズ系の焦点位置を予め定められた固
定の焦点位置に合焦する定焦点調整部と、前記自動焦点
調整部と前記定焦点調整部との動作を切替える切替スイ
ッチとを有することことを特徴とするものである。また
前記切替スイッチは内視鏡の操作部に組込むことが望ま
しい。

【００１０】また前記定焦点調整部は、前記光学レンズ
系の焦点距離を、前記自動焦点調節部による可変焦点距
離距離範囲のうちの短焦点距離側に変化させて前記固定
の焦点位置を設定する。

【００１１】また前記光学レンズ系を通した光信号を電
気信号に変換する撮像素子を有し、前記自動焦点調整部
及び前記定焦点調整部は、前記撮像素子が出力する信号
の所定周波数成分を評価値として合焦焦点位置を定める
ものであり、前記撮像素子が電荷結合素子（ＣＣＤ素
子）である場合に、前記自動焦点調整部及び前記定焦点
調整部は、前記光学レンズ系の合焦度合に応じて前記電
荷結合素子（ＣＣＤ素子）が出力する信号の高周波成分
が増減することを利用して、前記高周波成分を評価値と
して合焦焦点位置を定める。

【００１２】また前記光学レンズ系は、固定位置に設け
た不動レンズ系と、前記不動レンズ系に対して相対移動
可能な可動レンズ系と、前記不動レンズ系及び前記可動
レンズ系を通した光信号を電気信号に変換し、かつ前記
不動レンズ系及び前記可動レンズ系に対して相対移動可
能な撮像素子とを含むものとして構成してもよい。

【００１３】また前記光学レンズ系を用いる場合、前記
定焦点調整部は、前記不動レンズ系と前記可動レンズ系
との位置関係を、光学レンズ系の短焦点距離内で調整
し、かつ前記電荷結合素子（ＣＣＤ素子）を光学レンズ
系の短焦点距離位置に位置調整するものであり、一方,
前記自動焦点調整部は、前記不動レンズ系と前記可動レ
ンズ系との位置関係を光学レンズ系の長焦点距離内で調
整し、かつ前記電荷結合素子（ＣＣＤ素子）を光学レン
ズ系の長焦点距離位置に位置調整するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基いて本発明
を説明する。図１に示すように本発明に係る内視鏡装置
は、被写体の撮像画像を出力する内視鏡１と画像処理及
び制御用のプロセッサ２とを組合せている。

【００１５】前記内視鏡１の先端部には体腔内に挿入可
能な細長の挿入部１ａが設けられており、その挿入部１
ａにはズーム機能付き光学レンズ系３が組込まれてい
る。

【００１６】図２は、内視鏡先端部の概略を示したもの
であり、ズーム機能付き光学レンズ系３は、固定位置に
設けた不動レンズ系３ａと、前記不動レンズ系３ａに対
して相対移動可能な可動レンズ系３ｂと、前記不動レン
ズ系３ａ及び前記可動レンズ系３ｂを通した光信号を電
気信号に変換し、かつ前記不動レンズ系３ａ及び前記可
動レンズ系３ｂに対して相対移動可能な撮像素子３ｃと
を含んでいる。撮像素子３ｃとしてはＣＣＤ素子（以
下、ＣＣＤ素子３ｃと表記する）を用いている。

【００１７】またプロセッサ２は自動焦点調整部１５と
定焦点調整部１６とを有しており、定焦点調整部１６
は、不動レンズ系３ａと可動レンズ系３ｂとの位置関係
を、光学レンズ系３の短焦点距離内で調整し、かつＣＣ
Ｄ素子３ｃを光学レンズ系３の短焦点距離位置に位置調
整する。一方、自動焦点調整部１５は、不動レンズ系３
ａと可動レンズ系３ｂとの位置関係を光学レンズ系３の
長焦点距離内で調整し、かつＣＣＤ素子３ｃを光学レン
ズ系３の長焦点距離位置に位置調整する。ズーム機能を
備えた光学レンズ系３の一例を図２及び図３に基いて説
明する。図２及び図３に示すように、内視鏡１の挿入部
１ａには筒状をなす不動レンズ枠３ｄが設置され、不動
レンズ枠３ｄに光学レンズ系３の不動レンズ３ａを搭載
して不動レンズ３ａを挿入部１ａの先端側に固定して設
ける。また不動レンズ枠３ｄの内側に筒状をなすガイド
枠３ｅを設け、ガイド枠３ｅには光軸方向（図３の左右
方向）に沿って直線案内溝３ｆ、３ｇを設けている。

【００１８】ガイド枠３ｅの内側には可動レンズ枠３ｈ
が光軸方向に移動可動に嵌め込まれており、可動レンズ
枠３ｈのキー３ｉとガイド枠３ｅの上段の直線案内溝３
ｆとの嵌め合せにより可動レンズ枠３ｈを光軸の周りに
回転させることなく光軸方向に直線移動させる。またガ
イド枠３ｅの外側にはリング３ｊが嵌め込まれており、
リング３ｊと可動レンズ枠３ｈとはガイド枠３ｅの下段
の直線案内溝３ｇを貫通したネジ３ｋで締結されてい
る。なお、ガイド枠３ｅの内側に位置する枠３ｌには光
軸方向へのネジ３ｋの動きを許容する図示しないスリッ
トが設けられている。

【００１９】またリング３ｊの鍔部３ｍには連結部材４
ａを介して図１のソレノイド（またはモータ）４が連動
されており、ソレノイド４により可動レンズ枠３ｈを光
軸方向に直線移動させる。可動レンズ枠３ｈには可動レ
ンズ系３ｂが不動レンズ系３ａに対峙して搭載され、可
動レンズ枠３ｈが直線移動することにより不動レンズ系
３ａと可動レンズ系３ｂとの相対距離が可変する。また
リング３ｊとバネ座３ｎとの間にはスプリング３ｏが設
けられ、スプリング３ｏはソレノイド４による可動レン
ズ枠３ｈへの力が解除された際に可動レンズ枠３ｈを不
動レンズ系３ａ側に押し戻して可動レンズ系３ｂを所定
の位置に復帰させるように作用する。リング３ｏによる
可動レンズ系３ｂの復帰位置は、長焦点距離の範囲に設
定される（図６（ａ））。

【００２０】またガイド枠３ｅの内側には撮像素子枠３
ｐが光軸方向に移動可動に嵌め込まれており、撮像素子
枠３ｐのキー３ｑとガイド枠３ｅの上段の直線案内溝３
ｆとの嵌め合せにより撮像素子枠３ｐは光軸の周りに回
転させることなく、かつカム機構１８により光軸方向に
直線移動されている。１９はシール材である。また撮像
素子枠３ｐには撮像素子３ｃとしてのＣＣＤ素子（以
下、ＣＣＤ素子３ｃと表記する）が可動レンズ系３ａに
対峙させて搭載されている。また撮像素子枠３ｐと可動
レンズ枠３ｈとの間にはスプリング３ｒが設けられ、ス
プリング３ｒは可動レンズ系３ｂに後述のＣＣＤ素子３
ｃの受光面が接触するのを防止する。なお、図３のスプ
リング３ｒに変えて、図２に示すように可動レンズ系３
ｂとＣＣＤ素子３ｃとの間にカバーガラス３ｖを配置
し、撮像素子３ｃの受光面を保護するようにしてもよ
い。またカム機構１８は、撮像素子枠３ｐを可動レンズ
系３ｂに対して光軸方向に移動させるように動作する。

【００２１】また撮像素子枠３ｐには、ＣＣＤ素子３ｃ
を駆動制御して光学レンズ系３を通した光信号を電気信
号に変換して出力させるＣＣＤ駆動回路３ｓ等の回路
と、ＣＣＤ素子３ｃからの電気信号を伝送する信号ケー
ブル３ｔ等が搭載される。信号ケーブル３ｔはＣＣＤ素
子３ｃからの電気的な映像信号を後述の初段映像信号処
理回路６に伝送し、かつ初段映像信号処理回路６で信号
処理された信号をＣＣＤ駆動回路３ｓ等に伝送する双方
向性のものであり、後述するタイミングコントロール１
０による時間制御の下に双方向性の信号伝送が制御され
る。

【００２２】また挿入部１ａには送光光路５が光学レン
ズ系３に隣接して設置されている。この送光光路５は後
述する調光部９からの調光された光を挿入部１ａに導入
するものとして作用し、送光光路５は挿入部１ａの先端
端面から送光レンズ５ａを通して被写体に平行光線によ
る光照射を行う。なお、挿入部１ａは体腔内に挿入する
ものであるから細径である必要があり、送光光路５は光
ファイバーを束ねた光ファイバー束として構成すること
が望ましい。

【００２３】一方、図１に示すように前記プロセッサ２
には、初段映像信号処理回路６と、画像メモリ７と、後
段映像信号処理回路８と、調光部９と、タイミングコン
トロール１０と、システムコントーロール１１と、フロ
ントパネルスイッチ１２と、電源部１３とが搭載されて
いる。

【００２４】初段映像信号処理回路６は、信号ケーブル
３ｔを通して伝送されるＣＣＤ素子３ｃからの電気信号
を信号処理し、その映像信号を画像メモリ７に逐次記憶
させる。また後段映像信号処理回路８は、画像メモリ７
に蓄積された映像信号を逐次読み出して信号処理を行
い、その映像信号をモニタ―１４に出力する。モニタ―
１４は後段映像信号処理回路８から出力される映像信号
を表示面に可視画像として表示する。

【００２５】またシステムコントーロール１１はキーボ
ード１１ａから入力される指令データ及び図示しないメ
モリに記憶されたプログラムに基いてプロセッサ２の全
体的な動作を制御し、タイミングコントロール１０はシ
ステムコントーロール１１からの指令に基いてプロセッ
サ２の動作タイミングを制御する。またプロセッサ２は
電源部１３から電力供給を受ける。

【００２６】また調光部９は、信号ケーブル３ｔを通し
て伝送されるＣＣＤ素子３ｃからの電気信号に基いて撮
像画像の明るさを検出して調光制御信号を得て、その調
光制御信号に基いて絞りの開閉度合を制御し、その開閉
度が制御された絞りに光源からの光を通過させ、光量が
調整された光を送光光路５に出力する。

【００２７】さらに実施形態の内視鏡装置は、図１に示
すように被写体までの距離に応じてズーム機能付き光学
レンズ系３の焦点位置を調整する自動焦点調整部１５
と、前記光学レンズ系３の焦点位置を予め定められた固
定の焦点位置に合焦する定焦点調整部１６と、前記自動
焦点調整部１５と前記定焦点調整部１６との動作を切替
える切替スイッチ１７とを有している。

【００２８】またこの切替スイッチ１７は図１,図４及
び図５に示すように内視鏡１の操作部１ｂに組込むこと
が望ましい。図５に示すように切替スイッチ１７は図示
しない電気接点と、この電気接点をＯＮ／ＯＦＦさせる
操作ノブ１７ａとを有している。操作ノブ１７ａは回転
軸に嵌め込まれる環状軸部１７ｂと環状軸部１７ｂから
半径方向に突き出た突起部１７ｃとを有している。突起
部１７ｃには切替スイッチ１７の操作状態を示す
「Ｗ」、「Ｔ」の識別文字が付されている。切替スイッ
チ１７の操作ノブ１７ａを「Ｗ」方向に回転させると、
定焦点調整部１６を動作させることとなり、「Ｔ」方向
に回転させると、定焦点調整部１６を停止させて自動焦
点調整部１５に切替えて動作させることとなる。切替ス
イッチ１７は内視鏡１の操作部１ｂに組込むようにした
が、内視鏡１の操作部１ｂ以外に組込んでもよい。な
お、切替スイッチ１７は光学レンズ３のズーム機能を起
動させ、また光学レンズ３のズーム機能を停止させるも
のであるから、以下の説明では切替スイッチ１７をズー
ムレバー１７として表記する。

【００２９】次にズーム機能付き光学レンズ系３の焦点
調整を行う自動焦点調整部１５及び定焦点調整部１６に
ついて図１,図６及び図７に基いて説明する。図６
（ａ）は、ズームレバー１７をＯＦＦ（ズームレバー１
７の操作ノブ１７ａを「Ｗ」側に回転する）にして、定
焦点調整部１６により、光学レンズ系３の焦点距離を短
焦点距離側の特定の焦点距離にシフトさせて焦点合せを
行い、内視鏡１による撮像を行う場合を示す図である。
図６（ｂ）は、ズームレバー１７をＯＮ（ズームレバー
１７の操作ノブ１７ａを「Ｔ」側に回転する）にして定
焦点調整部１６を停止させて自動焦点調整部１５を起動
させ、光学レンズ系３の焦点距離を長焦点距離端と短焦
点距離端の範囲内で変化させて焦点合わせを行う状態に
移行する場合を示す図である。また図６（ｂ）には、図
６（ａ）と比較して明らかなように図６（ａ）に示した
ＣＣＤ素子３ｃが可動レンズ系３ｂ側に前進して光学レ
ンズ系３の焦点距離を長焦点距離端と短焦点距離端の範
囲内で変化させて焦点合わせを行う様子を示している。
図６（ｃ）は、ズームレバー１７をＯＮ（ズームレバー
１７の操作ノブ１７ａを「Ｔ」側に回転する）にして定
焦点調整部１６を停止させて自動焦点調整部１５を起動
させ、光学レンズ系３の焦点距離を長焦点距離端と短焦
点距離端の範囲内で変化させて焦点合わせが行われる状
態を示す図である。なお、図６には動作を説明するのに
必要最小限の符号のみを付してある。また白抜きの矢印
は動作順を示している。

【００３０】前記自動焦点調整部１５は、図１及び図６
（ｃ）に示すように光学レンズ系３の焦点距離を長焦点
距離端と短焦点距離端の範囲内で変化させて焦点合わせ
を行うものであり、図１のソレノイド４を駆動制御する
ソレノイド駆動回路部と合焦検知回路部とが含まれてい
る。自動焦点調整部１５は、図６（ｂ）に示すようにズ
ームレバー１７から入力するＯＮ信号に基いてカム機構
１８により撮像素子枠３ｐを可動レンズ系３ｂ側に前進
させ、ＣＣＤ素子３ｃを可動レンズ系３ｂに近づける。

【００３１】さらに自動焦点調整部１５の前記合焦検知
回路部は初段信号処理回路６から出力される映像信号に
基いて直接フォーカシング情報を検出し光学レンズ系３
による被写体撮像画像のピントがぼけていた場合（図６
（ｂ））にはＣＣＤ素子３ｃに対する光学レンズ系３の
焦点距離を調整する焦点調整信号を得る。前記ソレノイ
ド駆動回路部は前記合焦検知回路部からの焦点調整信号
に基いてソレノイド４を駆動して光学レンズ系３の可動
レンズ系３ｂを光軸方向に可動させて焦点調節を行う
（図６（ｃ））。

【００３２】前記定焦点調整部１６は、図１及び図６
（ａ）に示すようにズームレバー１７のＯＦＦ信号を受
けてカム機構１８により撮像素子枠３ｐを可動レンズ系
３ｂに対して光軸方向に後退させ、光学レンズ系３の焦
点距離を短焦点距離側の特定の焦点距離にシフトさせて
焦点合せを行う（図６（ａ））。

【００３３】さらに前記自動焦点調整部１５及び前記定
焦点調整部１６は、図７に示すように撮像素子としての
ＣＣＤ素子３ｃが出力する信号の所定周波数成分を評価
値Ｓとして焦点位置の調整を行うものであり、自動焦点
調整部１５及び定焦点調整部１６は、光学レンズ系３の
合焦度合に応じてＣＣＤ素子３ｃが出力する信号の高周
波成分が増減することを利用して、前記高周波成分を評
価値Ｓとして焦点位置の調整を行う。撮像素子３ｃとし
てＣＣＤ素子（以下、ＣＣＤ素子３ｃと表記する）を用
いた場合の自動焦点調整部１５と定焦点調整部１６を図
６及び図７に基いて説明する。なお図７（ｂ）は自動焦
点調整部１５と定焦点調整部１６との動作説明に用い
る。

【００３４】図６と図７とを対応させると、図６（ａ）
及び（ｃ）の場合におけるＣＣＤ素子３ｃの出力信号に
含まれる高周波成分は図７（ｂ）に示すように増加し、
図６（ｂ）の場合におけるＣＣＤ素子３ｃの出力信号に
含まれる高周波成分は図７（ａ）又は（ｃ）に示すよう
に減少する。図６（ｂ）に示すように自動焦点調整部１
５によりＣＣＤ素子３ｃが可動レンズ系３ｂ側に近づけ
られて光学レンズ系３の焦点位置がＣＣＤ素子３ｃより
遠い位置にあると、図７（ａ）に示すようにＣＣＤ素子
３ｃから出力される信号の高周波成分は減少し、自動焦
点調整部１５により光学レンズ系３の焦点がＣＣＤ素子
３ｃの受光面上に合焦されると、図７（ｂ）に示すよう
にＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成分は増
加する。

【００３５】自動焦点調整部１５は、光学レンズ系３の
合焦度合に応じてＣＣＤ素子３ｃが出力する信号の高周
波成分が増減することを利用し、図７（ａ）に示すよう
にＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成分が減
少する場合には可動レンズ系３ｂがＣＣＤ素子３ｃ側に
近づけられて光学レンズ系３の焦点位置がＣＣＤ素子３
ｃより遠い位置にあると判断して、ソレノイド４で可動
レンズ系３ｂを光軸方向に移動させる動作とカム機構１
８でＣＣＤ素子３ｃを光軸方向に移動させる動作とを並
行して行うことにより光学レンズ系３の焦点合せを続行
し、図７（ｂ）に示すようにＣＣＤ素子３ｃから出力さ
れる信号の高周波成分は増加し、評価値Ｓが最大となる
と、光学レンズ系３の焦点がＣＣＤ素子３ｃの受光面上
に合焦されたと判断して光学レンズ系３の焦点合せを終
了させる。

【００３６】一方、図６（ａ）において定焦点調整部１
６によりＣＣＤ素子３ｃが可動レンズ系３ｂから光軸方
向に遠ざけられて光学レンズ系３の焦点位置がＣＣＤ素
子３ｃより手前側にあると、図７（ｃ）に示すようにＣ
ＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成分は減少
し、定焦点調整部１６により光学レンズ系３の焦点がＣ
ＣＤ素子３ｃの受光面上に合焦されると、図７（ｂ）に
示すようにＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波
成分は増加する。

【００３７】定焦点調整部１６は、光学レンズ系３の合
焦度合に応じてＣＣＤ素子３ｃが出力する信号の高周波
成分が増減することを利用し、図７（ｃ）に示すように
ＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成分が減少
する場合にはＣＣＤ素子３ｃが可動レンズ系３ｂから遠
ざけられて光学レンズ系３の焦点位置がＣＣＤ素子３ｃ
の手前側の位置にあると判断して、ソレノイド４で可動
レンズ系３ｂをＣＣＤ素子３ｂ側の光軸方向に移動させ
て光学レンズ系３の焦点合せを続行し、図７（ｂ）に示
すようにＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成
分は増加して評価値Ｓが最大となると、光学レンズ系３
の焦点がＣＣＤ素子３ｃの受光面上に合焦されたと判断
して光学レンズ系３の焦点合せを終了させる。

【００３８】次に本発明の内視鏡装置を用いて消化器官
の観察を行う場合を図８により説明する。まず図８にお
いて、ズームレバー１７がＯＮされているかいないかが
システムコントーロール１１により検出される（ステッ
プＳ１）。

【００３９】システムコントーロール１１はズームレバ
ー１７がＯＦＦされていることを検出すると、定焦点調
整部１６を起動させ、消化器官の観察対象となる全域を
内視鏡装置により観察する通常観察モードに切替える
（ステップＳ２）。

【００４０】定焦点調整部１６は起動すると、ソレノイ
ド４を停止させてソレノイド４がスプリング３ｏに抗し
て可動レンズ枠３ｈに付与している力を解除する。これ
に伴って可動レンズ系３ｂはスプリング３ｏのバネ力を
受けて不動レンズ系３ｂ側に近づき、不動レンズ系３ａ
と可動レンズ系３ｂの配置関係は、光学レンズ系３の焦
点距離を短焦点距離側の特定の焦点距離にシフトさせて
焦点合せを行う位置関係となる（図６（ａ））。

【００４１】また定焦点調整部１６はカム機構１８によ
るＣＣＤ素子３ｃの可動レンズ系３ａに対する位置関係
を、光学レンズ系３の焦点距離を短焦点距離側の特定の
焦点距離にシフトさせて焦点合せを行うように調整設定
する。

【００４２】次いで定焦点調整部１６はＣＣＤ素子３ｃ
の出力信号に含まれる高周波成分を監視する。この場
合、ＣＣＤ素子３ｃの信号に含まれる高周波成分は図７
（ａ）に示すように減少するため、定焦点調整部１６は
光学レンズ系３の焦点合せが終了していないことを検出
し、ソレノイド４により可動レンズ系３ｂを不動レンズ
系３ａに対して光軸方向に移動させて、光学レンズ系３
の焦点位置にＣＣＤ素子３ｃの受光面上になるように焦
点調整を継続する。定焦点調整部１６は図７（ｂ）に示
すようにＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成
分が増加して評価値Ｓが最大となった場合に光学レンズ
系３の焦点がＣＣＤ素子３ｃの受光面上に合焦されたと
判断して光学レンズ系３の焦点合せを終了させる（ステ
ップＳ３）。この場合、光学レンズ系３の焦点位置は短
焦点距離側の特定の焦点位置にあるため、消化器官の観
察対象となる全域を視野内に収めることとなり、ＣＣＤ
素子３ｃからの撮像信号は映像信号処理回路６，８で信
号処理され、モニタ―１４に可視画像として表示され
る。

【００４３】この状態で消化器官の観察対象となる全域
を内視鏡装置により観察する通常観察モードでの観察が
行われる（ステップＳ４）。

【００４４】通常観察モードでの観察が終了してズーム
レバー１７を「Ｔ」側に切替えると、システムコントー
ロール１１はズームレバー１７がＯＮされたことを検出
し、自動焦点調整部１５を起動させ、消化器官の微細病
変を拡大して内視鏡装置により観察する拡大観察モード
に切替える（ステップＳ５）。

【００４５】自動焦点調整部１５は起動すると、ズーム
レバー１７のＯＮ信号に基いてカム機構１８により撮像
素子枠３ｐを可動レンズ系３ｂ側に前進させる（図６
（ｂ））。この場合、光学レンズ系３特に不動レンズ系
３ａ及び可動レンズ系３ｂとＣＣＤ素子３ｃとの配置関
係は、光学レンズ系３の焦点距離が長焦点距離端と短焦
点距離端の範囲内の位置関係となる（図６（ｂ））。

【００４６】自動焦点調整部１５は、ＣＣＤ素子３ｃの
出力信号に含まれる高周波成分を監視する。自動焦点調
整部１５は、図７（ａ）に示すようにＣＣＤ素子３ｃか
ら出力される信号の高周波成分が減少する場合には可動
レンズ系３ｂがＣＣＤ素子３ｃ側に近づけられて光学レ
ンズ系３の焦点位置がＣＣＤ素子３ｃより遠い位置にあ
ると判断して、ソレノイド４で可動レンズ系３ｂを光軸
方向に移動させる動作とカム機構１８でＣＣＤ素子３ｃ
を光軸方向に移動させる動作とを並行して行うことによ
り光学レンズ系３の焦点合せを続行し、図７（ｂ）に示
すようにＣＣＤ素子３ｃから出力される信号の高周波成
分は増加して評価値Ｓが最大になると、光学レンズ系３
の焦点がＣＣＤ素子３ｃの受光面上に合焦されたと判断
して光学レンズ系３の焦点合せを終了させる（ステップ
Ｓ６）。この場合、光学レンズ系３の焦点距離が長焦点
距離端と短焦点距離端の範囲内となるため（図６
（ｂ））、消化器官の微細な病変部分を視野内に収める
こととなり、ＣＣＤ素子３ｃからの撮像信号は映像信号
処理回路６，８で信号処理され、モニタ―１４に可視画
像として拡大表示される。

【００４７】以上の実施の形態による説明では、医療現
場で用いる内視鏡装置を例にとって説明したが、本発明
の内視鏡装置は工業用の分野に用いられる内視鏡装置に
も同様に適用することができるものであり、医療用分野
のものに限定されるものではない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
動焦点調整部による光学レンズ系の焦点位置の調整動作
を必要に応じて停止させ、光学レンズ系の焦点位置を予
め定められた固定焦点位置に合焦するため、内視鏡の先
端部から処置具を突出して処置を行う場合にも、この処
置具に自動焦点調整部による焦点合せが行われることは
なく、処置具の動きに関係なく短焦点距離範囲内の固定
焦点位置での通常観察と、長焦点距離範囲内での焦点合
せによる拡大観察とを切替えることができ、処置具等の
使用時の操作性を向上させることができるばかりでな
く、内視鏡を体腔内に挿入する時間が従来と比較して短
くすることができ、患者に与える苦痛を軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内視鏡装置の一例を示す構成図で
ある。

【図２】内視鏡先端部を示す断面図である。

【図３】ＣＣＤ素子と光学レンズ系との関係を示す断面
図である。

【図４】内視鏡の操作部を示す図である。

【図５】切替スイッチを分解して示す図である。

【図６】光学レンズ系の動作を示す図である。

【図７】光学レンズ系とＣＣＤ素子から出力される信号
の状態を示す図である。

【図８】動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１内視鏡２プロセッサ３光学レンズ系３ａ不動レンズ系３ｂ可動レンズ系４ソレノイド１５自動焦点調整部１６定焦点調整部１７切替スイッチ（ズームレバー）１８カム機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 7/28 Ｈ０４Ｎ 5/225 ＤＧ０３Ｂ 3/04 5/232 Ｈ 13/32 ＥＨ０４Ｎ 5/225 Ｇ０２Ｂ 7/11 ＤＨ 5/232 ＮＧ０３Ｂ 3/04 Ｆターム(参考） 2H040 BA03 BA05 BA06 CA22 DA21 DA43 GA03 2H044 BA07 DA02 DC00 2H051 AA00 BA45 BA47 GB15 GB20 4C061 AA01 AA29 BB02 CC06 DD03 FF12 FF40 HH28 LL02 NN01 PP12 PP13 RR06 RR17 RR22 RR30 5C022 AA08 AB29 AB44 AB66 AC42 AC54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ズーム機能を有する光学レンズ系により被
写体を観察する内視鏡装置において、被写体までの距離に応じて、焦点距離の変化を伴いなが
ら、前記ズーム機能付き光学レンズ系の焦点位置を調整
する自動焦点調整部と、前記光学レンズ系の焦点位置を予め定められた固定の焦
点位置に合焦する定焦点調整部と、前記自動焦点調整部と前記定焦点調整部との動作を切替
える切替スイッチとを有することを特徴とする内視鏡装
置。
【請求項２】請求項１記載の内視鏡装置において、前記切替スイッチは内視鏡の操作部に組込まれたことを
特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】請求項１記載の内視鏡装置において、前記定焦点調整部は、前記光学レンズ系の焦点距離を、
前記自動焦点調節部による可変焦点距離距離範囲のうち
の短焦点距離側に変化させて前記固定の焦点位置を設定
するものであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】請求項１記載の内視鏡装置において、前記光学レンズ系を通した光信号を電気信号に変換する
撮像素子を有し、前記自動焦点調整部及び前記定焦点調整部は、前記撮像
素子が出力する信号の所定周波数成分を評価値として焦
点位置の調整を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】請求項４記載の内視鏡装置において、前記撮像素子は、電荷結合素子（ＣＣＤ素子）であるこ
とを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】請求項５記載の内視鏡装置において、前記自動焦点調整部及び前記定焦点調整部は、前記光学
レンズ系の合焦度合に応じて前記電荷結合素子（ＣＣＤ
素子）が出力する信号の高周波成分が増減することを利
用して、前記高周波成分を評価値として焦点位置の調整
を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】請求項１記載の内視鏡装置において、前記光学レンズ系は、固定位置に設けた不動レンズ系
と、前記不動レンズ系に対して相対移動可能な可動レン
ズ系と、前記不動レンズ系及び前記可動レンズ系を通し
た光信号を電気信号に変換し、かつ前記不動レンズ系及
び前記可動レンズ系に対して相対移動可能な撮像素子と
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】請求項７記載の内視鏡装置において、前記定焦点調整部は、前記不動レンズ系と前記可動レン
ズ系との位置関係を、光学レンズ系の短焦点距離内で調
整し、かつ前記撮像素子を光学レンズ系の短焦点距離位
置に位置調整することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】請求項７記載の内視鏡装置において、前記自動焦点調整部は、前記不動レンズ系と前記可動レ
ンズ系との位置関係を光学レンズ系の長焦点距離内で調
整し、かつ前記撮像素子を光学レンズ系の長焦点距離位
置に位置調整することを特徴とする内視鏡装置。