JP2009207754A - Electronic endoscope - Google Patents

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JP2009207754A
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cylindrical
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Mitsuhiro Matsumoto
光弘 松本
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic endoscope simultaneously performing direct-viewing and side-viewing. <P>SOLUTION: The electronic endoscope includes: an insertion part distal end part having a fixing block and mantle tubes to cover the fixing block; an imaging apparatus for direct-viewing incorporated in the fixing block, so as to perform imaging with subject light to be made incident from the insertion distal end surface; and an imaging apparatus for side-viewing including a cylindrical rotation member, which is arranged in a cylindrical space formed between the fixing block and the mantle tube and is rotated inside the cylindrical space, an imaging means and an illumination means, which are arranged on the outer peripheral surface of the cylindrical rotation member along the longitudinal direction of the insertion part distal end part, and a rotation driving member for rotating the cylindrical rotation member to allow the imaging means and the illumination means to circle along the mantle tubes, in which the cylindrical rotation member is arranged in the direction of the distal end surface from the driving member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、直視及び側視の両方が可能な電子内視鏡に関する。   The present invention relates to an electronic endoscope capable of both direct view and side view.

従来の直視用電子内視鏡は、挿入部先端部11に内蔵された直視用撮像装置20(図5)を備えている。一般的な直視用撮像装置20は、挿入部先端部11の先端面11aに対物光学系21が設けられ挿入部先端部11の長手方向に沿った光路後方に撮像素子23が位置するように配置されて、この直視用撮像装置20により、先端面11aに対向する被写体200を撮像している(図1)。一方、側視用電子内視鏡には、挿入部先端部11の外周面11bに対物光学系31が設けられ、光路を鏡やプリズム35で挿入部先端部11の長手方向に屈曲させて、同長手方向と直交する向きに配置された撮像素子33を有する側視用撮像装置30が内蔵されている。そうしてこの側視用撮像装置30により、外周面11bと対向する被写体を撮像している(図4)。   A conventional direct-view electronic endoscope includes a direct-view imaging device 20 (FIG. 5) built in the distal end portion 11 of the insertion portion. The general direct-view imaging device 20 is arranged such that an objective optical system 21 is provided on the distal end surface 11 a of the insertion portion distal end portion 11 and the imaging element 23 is located behind the optical path along the longitudinal direction of the insertion portion distal end portion 11. Thus, the direct-view imaging device 20 images the subject 200 facing the front end surface 11a (FIG. 1). On the other hand, the side-view electronic endoscope is provided with an objective optical system 31 on the outer peripheral surface 11b of the insertion portion distal end portion 11, and the optical path is bent in the longitudinal direction of the insertion portion distal end portion 11 by a mirror or a prism 35. A side-view image pickup device 30 having an image pickup element 33 arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction is incorporated. Thus, the side-view imaging device 30 images a subject facing the outer peripheral surface 11b (FIG. 4).

また、内視鏡の挿入部先端部の外周に長手方向に延びるラインセンサまたはエリアセンサを設け、このラインセンサを長手方向の軸を中心として回転させる等により管腔内壁面を撮影する側視用電子内視鏡が開発されている(特許文献1、2)。
特開昭63-40117号公報 特開2006-87447号公報
In addition, a line sensor or an area sensor extending in the longitudinal direction is provided on the outer periphery of the distal end portion of the insertion portion of the endoscope, and for side viewing, the inner wall surface of the lumen is photographed by rotating the line sensor around the longitudinal axis. Electronic endoscopes have been developed (Patent Documents 1 and 2).
JP 63-40117 A JP 2006-87447 A

しかし、直視用電子内視鏡の場合は、食道や腸101の内壁面103に対しては斜視となるので観察が困難であり(図3)、突起物、例えば襞107等の突起物は表側107aは見えるが裏側107bが見えにくい(図2、図3)、という問題がある。このような観察には側視用内視鏡の方が適しているが、側視用電子内視鏡は前方を観察することができないので内視鏡の導入操作が困難である、という問題がある。かかる状況下において、直使用電子内視鏡と側視用電子内視鏡とを同時に使用することはできなかった。   However, in the case of an electronic endoscope for direct viewing, the esophagus and the inner wall surface 103 of the intestine 101 are perspective and difficult to observe (FIG. 3). There is a problem that 107a can be seen but the back side 107b is difficult to see (FIGS. 2 and 3). Side-viewing endoscopes are more suitable for such observations, but side-viewing electronic endoscopes are difficult to observe because they cannot observe the front. is there. Under such circumstances, the direct use electronic endoscope and the side view electronic endoscope cannot be used simultaneously.

本発明は、かかる従来の直視用、側視用電子内視鏡の問題に鑑みてなされたものであって、直視及び側視が同時に可能な電子内視鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the conventional direct-viewing and side-viewing electronic endoscopes, and an object thereof is to provide an electronic endoscope that can simultaneously perform direct-viewing and side-viewing.

かかる課題を解決する本発明は、固定ブロックと該固定ブロックに被せられた外套管を有する挿入部先端部を備え、この挿入部先端部に、前記固定ブロックに内蔵された、挿入部先端面から入射する被写体光により撮像する直視用撮像装置と、前記固定ブロックと外套管との間に形成された筒状空間内に配置された、該筒状空間内を回転する筒状回転部材、該筒状回転部材の外周面に設けられた、挿入部先端部の長手方向に沿って設けられた撮像手段及び照明手段、及び前記筒状回転部材を前記撮像手段及び照明手段が前記外套管に沿って周回するように回転させる回転駆動部材、を有し、この駆動部材より先端方向に前記筒状回転部材が位置することに特徴を有する。   The present invention that solves such a problem includes a distal end portion of an insertion portion having a fixed block and a mantle tube covering the stationary block, and the distal end portion of the insertion portion includes a distal end surface of the insertion portion that is built in the stationary block. An imaging device for direct viewing that captures an image of incident subject light, a cylindrical rotating member that is disposed in a cylindrical space formed between the fixed block and the outer tube, and that rotates in the cylindrical space, the cylinder An imaging means and an illumination means provided along the longitudinal direction of the distal end portion of the insertion portion, and an imaging means and an illumination means provided along the outer tube. It has the feature that it has a rotation drive member rotated so that it may circulate, and the cylindrical rotation member is located in the tip direction from this drive member.

実際的には、前記撮像手段はラインセンサであって、該ラインセンサの走査方向と前記筒状回転部材の回転方向は直交するように形成される。
さらに、前記照明手段を点灯させた状態で、前記回転駆動部材により前記筒状回転部材を回転駆動し、前記前記筒状回転部材が所定角度回転する毎に前記撮像手段から画像を取り込む処理を繰り返す制御手段を備えるのが実際的である。さらに、前記筒状回転部材と前記固定ブロックとの間には、前記筒状回転部材の回転位置が原点位置にあることを検知するセンサを備える。
前記外套管は、前記撮像手段及び照明手段と対向する領域は透明部材で形成される。
Actually, the imaging means is a line sensor, and the scanning direction of the line sensor and the rotation direction of the cylindrical rotating member are formed to be orthogonal to each other.
Further, with the illumination means turned on, the cylindrical rotation member is rotationally driven by the rotation driving member, and the process of capturing an image from the imaging means is repeated every time the cylindrical rotation member rotates a predetermined angle. It is practical to provide a control means. Furthermore, a sensor is provided between the cylindrical rotating member and the fixed block to detect that the rotational position of the cylindrical rotating member is at the origin position.
The outer tube is formed of a transparent member in a region facing the imaging unit and the illumination unit.

前記照明手段は、前記ラインセンサと平行に設けられたLEDアレイにより構成できる。前記LEDアレイの前面には、各LEDから出射した照明光を前記ラインセンサの走査領域に偏向させる偏向光学部材を配置するのが好ましい。   The illuminating means can be constituted by an LED array provided in parallel with the line sensor. A deflection optical member for deflecting illumination light emitted from each LED to the scanning area of the line sensor is preferably disposed on the front surface of the LED array.

前記照明手段は、前記ラインセンサと平行に設けられた導光板と、該導光板の一方の端面に配置され、該端面から照明光を入射させる光源を備え、前記導光板には、前記ラインセンサに沿って、該導光板内を導光された照明光が前記撮像手段の撮像領域に向かって出射する出射面が形成することもできる。   The illumination means includes a light guide plate provided in parallel with the line sensor, and a light source that is disposed on one end face of the light guide plate and makes illumination light incident from the end face. The light guide plate includes the line sensor. A light exit surface through which the illumination light guided in the light guide plate exits toward the image pickup region of the image pickup means can be formed.

前記回転駆動部材はステータが前記固定ブロックに固定されたリングモータであって、前記回転部材は後端部が、前記リングモータのリング状ロータに固定される。   The rotation drive member is a ring motor in which a stator is fixed to the fixed block, and a rear end portion of the rotation member is fixed to a ring-shaped rotor of the ring motor.

前記回転駆動部材は、前記固定ブロック内に装着されたモータと、該モータに駆動される減速歯車列とを備え、筒状回転部材の内周面にはインナーギアが設けられていて、前記モータの回転が前記減速歯車列及び前記インナーギアを介して前記筒状回転部材に伝達される。   The rotation drive member includes a motor mounted in the fixed block and a reduction gear train driven by the motor, and an inner gear is provided on an inner peripheral surface of the cylindrical rotation member, and the motor Is transmitted to the cylindrical rotating member via the reduction gear train and the inner gear.

前記制御手段は、前記センサが原点位置を検出したときに前記撮像手段が走査した画像を最初の一水平方向画像として、筒状部材が所定回転する毎に次の一水平方向画像を前記撮像手段から取り込む。   The control means uses the image scanned by the imaging means when the sensor detects the origin position as the first horizontal image, and takes the next horizontal image every time the cylindrical member rotates a predetermined time. Capture from.

本発明によれば、腸や食道などの円筒形の被写体に対しては、側視用撮像装置によりほぼ垂直方向から撮影できるため、歪みのない画像を撮影することができる。しかも中空部等は、通常の直使用撮像装置によって撮影することができるので、挿入操作も容易であり、観察対象の状況に応じた適切な観察が可能になる。   According to the present invention, a cylindrical subject such as the intestine or the esophagus can be photographed from a substantially vertical direction by the side-viewing imaging device, so that an image without distortion can be photographed. Moreover, since the hollow portion and the like can be photographed with a normal direct-use imaging device, the insertion operation is easy, and appropriate observation according to the condition of the observation target becomes possible.

本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図5には、従来の一般的な直視用電子内視鏡の挿入部先端部を縦断して内蔵物の配置を示し、図6には本発明の、直視及び側視が可能な電子内視鏡の実施形態における挿入部先端部を縦断して内蔵物の配置を示してある。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 shows the arrangement of the built-in object by longitudinally cutting the distal end of the insertion portion of a conventional general direct-view electronic endoscope, and FIG. 6 shows the electronic endoscope of the present invention capable of direct view and side view. In the embodiment of the mirror, the distal end portion of the insertion portion is vertically cut to show the arrangement of built-in objects.

従来の直視用内視鏡先端部は、図5に示したように、外套管14内に収納された固定樹脂ブロック40内に、中心よりややずれた位置に直視用撮像装置20が配置され、直視用撮像装置20の両側に照明用ファイバー束41が配置されている。さらに固定樹脂ブロック40内には、中心を挟んで直視用撮像装置20とは反対寄りに鉗子チャネル42が配置され、鉗子チャネル42の両側に送気/送水チャネル43が配置されている。   As shown in FIG. 5, the conventional direct-view endoscope distal end portion has a direct-view imaging device 20 disposed in a fixed resin block 40 housed in the outer tube 14 at a position slightly shifted from the center. Illumination fiber bundles 41 are arranged on both sides of the direct-view imaging device 20. Further, in the fixed resin block 40, a forceps channel 42 is disposed on the opposite side of the imaging device 20 for direct viewing across the center, and an air / water supply channel 43 is disposed on both sides of the forceps channel 42.

本発明は、図6に示したように、固定樹脂ブロック50内における直視用撮像装置20、一対の照明用ファイバー束51、鉗子チャネル52及び一対の送気/送水チャネル53の配置構成は同一である。つまり、図1、図2に示した直視用撮像装置20(対物光学系21、撮像素子23)を備えている。本発明は、この直視用撮像装置20に加えて、側視用撮像装置60を備えたことに特徴を有する。以下、本発明の特徴である構成について説明する。   In the present invention, as shown in FIG. 6, the arrangement of the direct-view imaging device 20, the pair of illumination fiber bundles 51, the forceps channel 52, and the pair of air / water supply channels 53 in the fixed resin block 50 is the same. is there. That is, the direct-view imaging device 20 (objective optical system 21 and imaging element 23) shown in FIGS. 1 and 2 is provided. The present invention is characterized in that a side-view imaging device 60 is provided in addition to the direct-view imaging device 20. Hereinafter, the configuration which is a feature of the present invention will be described.

この実施形態では、固定樹脂ブロック50と外套管15との間に、側視用撮像装置60を設けてある。この側視用撮像装置60は、固定樹脂ブロック50と外套管15との間に設けられた管状の空間内に回動自在に配置された管状基板61と、この管状基板61の外周面に実装された、管状基板61の軸心と平行に延びるラインセンサ63及び照明光源65を備えている。この管状基板61は、後端部が回転駆動装置71に支持されていて(図7参照)、この回転駆動装置71によって回転駆動される。ラインセンサ63は、複数の撮像素子(光電変換素子)63aを備えていて、一方の端部から他方の端部に向かって走査(読み出し)される。またこのラインセンサ63は、走査方向が筒状基板61の回転方向と直交するように配置されている。   In this embodiment, a side-view imaging device 60 is provided between the fixed resin block 50 and the outer tube 15. The side-view imaging device 60 is mounted on a tubular substrate 61 rotatably disposed in a tubular space provided between the fixed resin block 50 and the outer tube 15 and an outer peripheral surface of the tubular substrate 61. The line sensor 63 and the illumination light source 65 extending in parallel with the axial center of the tubular substrate 61 are provided. The tubular substrate 61 is supported at the rear end portion thereof by a rotational drive device 71 (see FIG. 7), and is rotationally driven by the rotational drive device 71. The line sensor 63 includes a plurality of imaging elements (photoelectric conversion elements) 63a, and is scanned (read) from one end portion toward the other end portion. The line sensor 63 is arranged so that the scanning direction is orthogonal to the rotation direction of the cylindrical substrate 61.

さらに管状基板61の内周面には原点位置センサ67aが実装されていて、固定樹脂ブロック50の外周面には、原点位置センサ67aの軌道と対向する位置に原点マーカー67bが設けられている。外套管15は、全体、または少なくとも、ラインセンサ63及び照明光源65が通過する対向領域は透明に形成されている。   Further, an origin position sensor 67a is mounted on the inner peripheral surface of the tubular substrate 61, and an origin marker 67b is provided on the outer peripheral surface of the fixed resin block 50 at a position facing the path of the origin position sensor 67a. The outer tube 15 is formed to be transparent as a whole or at least the opposing region through which the line sensor 63 and the illumination light source 65 pass.

管状基板61は、挿入部先端面11aに可及的に近づけて設けることが好ましいが(図7(A))、回転駆動装置71は管状基板61の後部に設け、直使用撮像素子23より後方に位置させることが好ましい。なお、管状基板61は、直視用撮像装置20より後方位置に設けてもよい(図7(B))。   The tubular substrate 61 is preferably provided as close as possible to the distal end surface 11a of the insertion portion (FIG. 7A), but the rotational drive device 71 is provided at the rear portion of the tubular substrate 61 and behind the direct use imaging device 23. It is preferable to be located at. In addition, you may provide the tubular board | substrate 61 in the back position from the imaging device 20 for direct viewing (FIG. 7 (B)).

ラインセンサ63は、複数の撮像素子63aを備えていて、撮像素子63aの前面には集光レンズ63bが配置されている。集光レンズ63bは、外套管15表面から約40mm程度までの距離範囲内における被写体からの反射光を撮像素子63aに集束できるように形成されている。集光レンズ63bは、例えば各撮像素子63a毎に設けられたマイクロレンズによって構成される。円周方向の撮影範囲(走査線の幅)は、管状基板61の回転中心から放射状に広がる範囲、画角となることが好ましい。   The line sensor 63 includes a plurality of image sensors 63a, and a condensing lens 63b is disposed on the front surface of the image sensor 63a. The condenser lens 63b is formed so that the reflected light from the subject within a distance range from the surface of the outer tube 15 to about 40 mm can be focused on the image sensor 63a. The condensing lens 63b is configured by, for example, a microlens provided for each imaging element 63a. The imaging range in the circumferential direction (scanning line width) is preferably a range and angle of view that radiates from the center of rotation of the tubular substrate 61.

カラー撮影が可能なラインセンサ63としては、例えば、撮像素子列が平行に三列設けられ、列ごとに、撮像素子の前面に赤、緑、青色の原色フィルタが装着されたものが使用される。
また別の構成として、ラインセンサ63の画素単位で赤、緑、青(R、G、B)のフィルタを順に交互に並べて装着したものが使用される。
As the line sensor 63 capable of color photographing, for example, a sensor in which three rows of image sensor elements are provided in parallel and the primary color filters of red, green, and blue are mounted on the front surface of the image sensor for each column is used. .
As another configuration, a filter in which red, green, and blue (R, G, B) filters are alternately arranged in order for each pixel of the line sensor 63 is used.

「照明光源」
照明光源65は、ラインセンサ63からオフセットされている。そこで照明光源65は、できるだけラインセンサ63の撮影(走査)範囲全域を均一に照明できるように、照明範囲をラインセンサ63側に傾けて設定されている。
"Lighting light source"
The illumination light source 65 is offset from the line sensor 63. Therefore, the illumination light source 65 is set so that the illumination range is inclined toward the line sensor 63 so that the entire photographing (scanning) range of the line sensor 63 can be illuminated as uniformly as possible.

図9、図10には照明光源65の実施形態を示した。図9に示した実施形態は、複数個の白色のLED65aを直線上に並べた白色LEDアレイにより形成されている(図9(A))。各LED65aの前面には、照明方向及び照明範囲を決定する拡散板65bが装着されていて、この拡散板65aによって、ラインセンサ63の走査範囲全域をカバーできるように照明範囲が設定されている(図9(B))。
また別の構成として、図18のLEDアレイは、赤、緑、青(R、G、B)の各色を発光するLED65R、65G、65Bを順に多数並べた構造になっており、各色を単独で発光させることも、3色を組み合わせて白色光、または任意の色の光をつくることもできる。LED65R、65G、65Bの各色を単独で発光させる場合は、ラインセンサ63にはカラーフィルタを設けなくてもカラー撮影が可能になる。
9 and 10 show an embodiment of the illumination light source 65. FIG. The embodiment shown in FIG. 9 is formed by a white LED array in which a plurality of white LEDs 65a are arranged on a straight line (FIG. 9A). A diffusion plate 65b that determines the illumination direction and illumination range is mounted on the front surface of each LED 65a, and the illumination range is set by the diffusion plate 65a so as to cover the entire scanning range of the line sensor 63 ( FIG. 9B).
As another configuration, the LED array of FIG. 18 has a structure in which a large number of LEDs 65R, 65G, and 65B emitting light of red, green, and blue (R, G, and B) are arranged in order. Light can be emitted, or three colors can be combined to produce white light or light of any color. When each color of the LEDs 65R, 65G, and 65B is caused to emit light alone, color photography can be performed without providing the line sensor 63 with a color filter.

照明光源65の他の実施形態を図10に示した。この照明光源は、1個の白色の高輝度LED651と1枚の導光板652により形成されている(図10(A))。LED651から出射した照明光は導光板652に端面から入射し、導光板652内を、一部が射出窓652aから出射しながら進む。この実施形態では、導光板652の射出窓652aをラインセンサ63側に傾斜させて、射出窓652aから射出した照明光の照明範囲がラインセンサ63の走査範囲全域をカバーできるように照明方向及び照明範囲が設定されている(図10(B))。
また別の構成として、図19のようにLED653は赤、緑、青(R、G、B)の各色を発光するLEDを組み合わせた構造になっており、各色を単独で発光させることも、3色を組み合わせて白色光、または任意の色の光をつくることもできる。三色のLED653の各色を単独で発光させる場合は、ラインセンサ63にはカラーフィルタを設けなくてもカラー撮影が可能になる。
Another embodiment of the illumination light source 65 is shown in FIG. This illumination light source is formed by one white high-intensity LED 651 and one light guide plate 652 (FIG. 10A). Illumination light emitted from the LED 651 enters the light guide plate 652 from the end face, and travels in the light guide plate 652 while being partially emitted from the exit window 652a. In this embodiment, the exit window 652a of the light guide plate 652 is inclined toward the line sensor 63, and the illumination direction and illumination are such that the illumination range of illumination light emitted from the exit window 652a can cover the entire scanning range of the line sensor 63. A range is set (FIG. 10B).
As another configuration, as shown in FIG. 19, the LED 653 has a structure in which LEDs emitting light of red, green, and blue (R, G, and B) are combined. Colors can be combined to produce white light or light of any color. When each color of the three-color LED 653 is caused to emit light alone, color photography can be performed without providing the line sensor 63 with a color filter.

「回転駆動装置」
次に、この管状基板61を回転駆動する回転駆動装置71の実施形態について説明する。図11には、回転駆動装置71としてリング型モータを使用した実施形態を示している。リング型モータは、環状のステータ71a及びロータ71bを備え、環状のステータ71aの外周に、環状のロータ71bが嵌合されている。そうして環状のロータ71bの前端面に、管状基板61の後端面が固定されている。環状のステータ71aは、固定樹脂ブロック50に固定されている。
"Rotary drive"
Next, an embodiment of a rotational drive device 71 that rotationally drives the tubular substrate 61 will be described. FIG. 11 shows an embodiment in which a ring type motor is used as the rotation drive device 71. The ring motor includes an annular stator 71a and a rotor 71b, and an annular rotor 71b is fitted on the outer periphery of the annular stator 71a. Thus, the rear end surface of the tubular substrate 61 is fixed to the front end surface of the annular rotor 71b. The annular stator 71 a is fixed to the fixed resin block 50.

図12には、管状基板61の後端部に設けるリング型モータのより具体的な実施例を示している。この実施例のリング型モータでは、固定樹脂ブロック50をステータと兼用している。つまり、固定樹脂ブロック50にコイル73bを埋め込み、固定樹脂ブロック50にリングロータ73aを回動自在に嵌合してある。リングロータ73aは、周方向に交互に着磁されていて、固定樹脂ブロック内には所定の位相角で複数個のコイル73bが埋め込まれている。そうしてこのリングロータ73aに、筒状基板61の後端面が固定されている。これらのコイル73bをシーケンシャルに通電制御することで、リングロータ73aが所定の方向に回転する。つまり、管状基板61が、リングロータ73aと一体に回転する。
なお、リングロータ73aは、固定樹脂ブロック50との間に設けたベアリング等によって、回転自在にかつ軸方向には移動しないように支持されている。
FIG. 12 shows a more specific embodiment of the ring type motor provided at the rear end portion of the tubular substrate 61. In the ring type motor of this embodiment, the fixed resin block 50 is also used as a stator. That is, the coil 73 b is embedded in the fixed resin block 50, and the ring rotor 73 a is rotatably fitted in the fixed resin block 50. The ring rotor 73a is alternately magnetized in the circumferential direction, and a plurality of coils 73b are embedded in the fixed resin block at a predetermined phase angle. Thus, the rear end surface of the cylindrical substrate 61 is fixed to the ring rotor 73a. By sequentially energizing these coils 73b, the ring rotor 73a rotates in a predetermined direction. That is, the tubular substrate 61 rotates integrally with the ring rotor 73a.
The ring rotor 73a is supported by a bearing or the like provided between the ring rotor 73a and the shaft so as not to move in the axial direction.

管状基板61は、後端部はリングロータ71b、73bに支持されているが、前端部は自由状態である。そこで管状基板61の前端部を、軸ブレして外套管及び固定樹脂ブロックに接触してしまわないように、ブレを防止し、かつ回転は妨げないように支持する。例えば、管状基板61の内側または外側に当接するボールを、固定樹脂ブロック50の外周面に、円周方向に離反した3箇所以上に設ける。   The rear end portion of the tubular substrate 61 is supported by the ring rotors 71b and 73b, but the front end portion is in a free state. Therefore, the front end portion of the tubular substrate 61 is supported so as not to be shaken and prevent the rotation from being disturbed so that the front end portion of the tubular substrate 61 does not axially shake and come into contact with the outer tube and the fixed resin block. For example, balls that are in contact with the inner side or the outer side of the tubular substrate 61 are provided on the outer peripheral surface of the fixed resin block 50 at three or more locations separated in the circumferential direction.

図13には、回転駆動装置71の他の実施形態として、減速歯車装置を介して管状基板61を回転させる例を示してある。この実施形態では、駆動源として、固定樹脂ブロック50内に装着された小型モータ76を備えている。この小型モータ76の回転軸に固定されたピニオンギア77a及びピニオンギア77aに噛み合う中継ギア77bが、管状基板61の内面に形成されたインナーギア77cに噛み合っている。この実施形態では、小型モータ76の回転を、減速歯車列を介して管状基板61に伝達し、管状基板61を回転させる構成である。なお、これらのギア77a、77b、77cに代えて、プーリー、アイドラー等の摩擦伝達系を使用してもよい。この実施形態においても、管状基板61は、図示しない軸受け部材によって回転自在に、かつ軸方向には移動しないように支持されている。   FIG. 13 shows an example in which the tubular substrate 61 is rotated via a reduction gear device as another embodiment of the rotation drive device 71. In this embodiment, a small motor 76 mounted in the fixed resin block 50 is provided as a drive source. A pinion gear 77 a fixed to the rotating shaft of the small motor 76 and a relay gear 77 b that meshes with the pinion gear 77 a mesh with an inner gear 77 c formed on the inner surface of the tubular substrate 61. In this embodiment, the rotation of the small motor 76 is transmitted to the tubular substrate 61 via the reduction gear train, and the tubular substrate 61 is rotated. Instead of these gears 77a, 77b, and 77c, a friction transmission system such as a pulley and an idler may be used. Also in this embodiment, the tubular substrate 61 is supported by a bearing member (not shown) so as to be rotatable and not to move in the axial direction.

図17には、この電子内視鏡の制御系をブロックで示した。この電子内視鏡は、従来の電子内視鏡同様に、プロセッサに接続して使用される。この電子内視鏡には、直視用撮像装置20と、側視用撮像装置60(ラインセンサ63)の駆動制御、照明光源65の点灯制御、原点位置センサ67aによる位置検出及び回転駆動装置71の駆動制御などを担う制御部81を備えている。この電子内視鏡はプロセッサ91に接続され、制御部81は、プロセッサ91からの指令に基づいて制御動作を行う。   FIG. 17 shows a block diagram of the control system of the electronic endoscope. This electronic endoscope is used by being connected to a processor in the same manner as a conventional electronic endoscope. The electronic endoscope includes drive control of the direct-view imaging device 20 and side-view imaging device 60 (line sensor 63), lighting control of the illumination light source 65, position detection by the origin position sensor 67a, and rotation drive device 71. A control unit 81 responsible for drive control and the like is provided. The electronic endoscope is connected to the processor 91, and the control unit 81 performs a control operation based on a command from the processor 91.

直使用撮像装置20及び側視用撮像装置60が撮像した映像信号はプロセッサ91に出力され、プロセッサ91内の映像処理に回路で処理されて、ディスプレイ93に表示される。表示は、一台のディスプレイ93に分割表示、または切り替え表示してもよいが、二台のディスプレイに独立表示してもよい。   Video signals captured by the direct-use imaging device 20 and the side-view imaging device 60 are output to the processor 91, processed by the circuit for video processing in the processor 91, and displayed on the display 93. The display may be divided or displayed on one display 93, but may be displayed independently on two displays.

筒状基板61と共に回転するラインセンサ63、照明光源65及び原点位置センサ67aと制御部81、プロセッサ91との接続には、例えばロータリーコネクタが使用できる。回転部と固定部のインターフェイスは、例えば図20に示したように、回転部と一体になったリング状、またはドラム状の管状基板61に円形の接点パターン61aを設け、固定部となる固定樹脂ブロック50に設けられたブラシ状の接点50aと接触するような構成とすることで、実現できる。   For example, a rotary connector can be used to connect the line sensor 63, the illumination light source 65, and the origin position sensor 67a that rotate with the cylindrical substrate 61 to the control unit 81 and the processor 91. For example, as shown in FIG. 20, the interface between the rotating part and the fixed part is a fixed resin that is provided with a circular contact pattern 61a on a ring-shaped or drum-shaped tubular substrate 61 integrated with the rotating part, and serves as a fixed part. This can be realized by a configuration in which the contact is made with the brush-like contact 50 a provided in the block 50.

「撮影動作」
側視用撮像装置60による撮像動作及び撮像した映像をディスプレイに表示する態様について、図14乃至図16を参照して説明する。図14は、筒状基板61が回転する様子を示す図である。この実施形態では、管状基板61を所定角度回転する毎にラインセンサ63で撮像(走査)した画像を取り込み、ディスプレイ92に表示する。
"Shooting operation"
An imaging operation by the side-viewing imaging device 60 and an aspect in which the captured video is displayed on the display will be described with reference to FIGS. 14 to 16. FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the cylindrical substrate 61 rotates. In this embodiment, every time the tubular substrate 61 is rotated by a predetermined angle, an image captured (scanned) by the line sensor 63 is captured and displayed on the display 92.

図15には、側視用撮像装置60のラインセンサ63で撮像した画像をディスプレイ93に表示した場合の、ラインセンサ63の移動方向と画像の関係を示している。この実施形態では、画面の水平方向がラインセンサ63の長手方向であり、画面の垂直方向が回転方向である。
図16には、このラインセンサ63と画像との関係を円筒座標で示してある。
FIG. 15 shows the relationship between the moving direction of the line sensor 63 and the image when an image captured by the line sensor 63 of the side-viewing imaging device 60 is displayed on the display 93. In this embodiment, the horizontal direction of the screen is the longitudinal direction of the line sensor 63, and the vertical direction of the screen is the rotation direction.
FIG. 16 shows the relationship between the line sensor 63 and the image in cylindrical coordinates.

図2に示した被写体(腸101の内部)を撮像したときの様子を参照して説明する(図16)。まず、原点位置センサ67aが原点マーカー67bを検知したときの管状基板61の回転位置を原点(基準)位置とする。そうして、この原点位置においてラインセンサ73により走査(撮像)した映像信号を取り込む。この1回の取り込みが、一画面における一水平方向データになり、ディスプレイ93上では、一走査分の画像として表示される。   A description will be given with reference to a state when the subject (inside the intestine 101) shown in FIG. 2 is imaged (FIG. 16). First, the rotation position of the tubular substrate 61 when the origin position sensor 67a detects the origin marker 67b is set as the origin (reference) position. Then, the video signal scanned (captured) by the line sensor 73 at the origin position is captured. This one capture becomes one horizontal direction data on one screen, and is displayed on the display 93 as an image for one scan.

次に、管状基板61を所定回転させてラインセンサ73により走査(撮像)した映像信号を取り込み、次の一走査分の画像としてディスプレイ93に表示する。   Next, a video signal scanned (captured) by the line sensor 73 with a predetermined rotation of the tubular substrate 61 is captured and displayed on the display 93 as an image for the next one scan.

以上の回転、取り込み、表示処理を、管状基板61を1回転する間繰り返す。1画面分の表示が終了するまで、取得した画像信号はメモリに逐次書き込んでいって、表示を維持する。管状基板61が一回転したときには、図15のように表示されている。   The above rotation, loading, and display processes are repeated while the tubular substrate 61 is rotated once. Until the display for one screen is completed, the acquired image signals are sequentially written in the memory, and the display is maintained. When the tubular substrate 61 rotates once, it is displayed as shown in FIG.

ここで、側視用撮像装置60による撮像モードが静止画モードの場合は、以上の表示を維持する。動画モードの場合は、以上の回転、取り込み、表示処理を継続する。つまり、管状基板61が原点位置に戻ったら、ディスプレイの最初の走査分の画像を新たに取得した画像に更新する処理を繰り返す。   Here, when the imaging mode by the side-view imaging device 60 is the still image mode, the above display is maintained. In the moving image mode, the above rotation, capture, and display processing are continued. That is, when the tubular substrate 61 returns to the origin position, the process of updating the first scanned image of the display to a newly acquired image is repeated.

なお、管状基板61を、毎秒60回転、30回転させて撮影することが可能であれば、現在のTV表示の規格に併せて動画表示できる。通常はもっと低速回転させるので、1水平走査分の画像毎にキャッシュメモリに書き込んで、メモリした画像データにより画面表示を維持し、1回転して次に同一の水平走査分の画像データを入力したときにメモリに上書きしてその1走査線分の画像表示を更新することになる。
また、必要に応じてメモリしてある1画面分の画像データごとに他の記録メディアに書き込むことも可能である。
If the tubular substrate 61 can be photographed at 60 to 30 revolutions per second, moving images can be displayed in accordance with the current TV display standard. Normally, since the image is rotated at a lower speed, the image data for one horizontal scan is written in the cache memory, the screen display is maintained by the stored image data, the image data for the same horizontal scan is input after one rotation. Sometimes, the image display for one scanning line is updated by overwriting the memory.
In addition, it is possible to write the image data for one screen stored in memory on other recording media as necessary.

ラインセンサ上に結像される走査線の幅は、回転部が1ライン走査時間に回転する角度と一致するように(または若干広めに)、光学系を調整する。つまり、回転中心から見た走査線の幅は常に一定であり、被写体上での線幅は、回転中心からの距離に比例する。
また、内視鏡が前後方向に移動している場合は水平方向の画像にずれを生じる可能性があるが、このずれは、直視観察のデータを用いて移動距離を概算し、補正できる。
The optical system is adjusted so that the width of the scanning line imaged on the line sensor coincides with (or is slightly wider) the angle at which the rotating unit rotates during one line scanning time. That is, the width of the scanning line viewed from the center of rotation is always constant, and the line width on the subject is proportional to the distance from the center of rotation.
Further, when the endoscope is moving in the front-rear direction, there is a possibility that the horizontal image is displaced. This displacement can be corrected by estimating the moving distance using the data of direct-view observation.

また、側視用撮像装置60による撮像の場合、ラインセンサ63を一周回転させる間、ラインセンサ63と被写体(患部)との間隔は一定ではなく、大きく変化してオーバー露出、アンダー露出になると思われる。そこで、適正な明るさの画像データが得られるように、照明光源65の明るさを調整する。例えば、ラインセンサ63から映像信号を取り込む毎に輝度を測定して照明光源65の明るさを調整する。   Further, in the case of imaging by the side-view imaging device 60, while the line sensor 63 is rotated once, the distance between the line sensor 63 and the subject (affected part) is not constant, and may change greatly to be overexposed or underexposed. It is. Therefore, the brightness of the illumination light source 65 is adjusted so that image data with appropriate brightness can be obtained. For example, every time a video signal is captured from the line sensor 63, the brightness is measured to adjust the brightness of the illumination light source 65.

直視用撮像装置を備えた直視用電子内視鏡による撮像の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of imaging with a direct viewing electronic endoscope provided with an imaging device for direct viewing. 同直視用電子内視鏡による撮像の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of imaging with the electronic endoscope for direct viewing. 図2の直視用電子内視鏡で撮像した映像を説明する図である。It is a figure explaining the image | video imaged with the direct-view electronic endoscope of FIG. 従来の側視用撮像装置を備えた側視用電子内視鏡による撮像の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of imaging with the electronic endoscope for side views provided with the conventional imaging device for side views. 従来の直使用撮像装置を備えた直視用電子内視鏡の挿入部先端部を横断した断面図である。It is sectional drawing which crossed the insertion part front-end | tip part of the direct-view electronic endoscope provided with the conventional direct use imaging device. 本発明の直視用撮像装置及び側視用撮像装置を備えた電子内視鏡の実施形態の挿入部先端部を横断した断面図である。It is sectional drawing which crossed the insertion part front-end | tip part of embodiment of the electronic endoscope provided with the imaging device for direct view of this invention, and the imaging device for side views. 本発明の直視用撮像装置及び側視用撮像装置を備えた電子内視鏡の異なる実施形態の側面を(A)、(B)に示す図である。It is a figure which shows the side surface of different embodiment of the electronic endoscope provided with the imaging device for direct view of this invention, and the imaging device for side views, to (A) and (B). 同実施形態の側視用撮像装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the imaging device for side views of the embodiment. 同実施形態の側視用撮像装置の照明光源の実施例の、(A)は内視鏡側面から見た図、(B)は内視鏡先端側から見た図である。(A) of the Example of the illumination light source of the imaging device for side views of the embodiment is the figure seen from the endoscope side surface, (B) is the figure seen from the endoscope front end side. 同実施形態の側視用撮像装置の照明光源の他の実施例の、(A)は内視鏡上面から見た図、(B)は内視鏡先端側から見た図である。(A) of the other example of the illumination light source of the imaging device for side view of the embodiment is a view seen from the upper surface of the endoscope, and (B) is a view seen from the distal end side of the endoscope. 同実施形態の側視用撮像装置の管状基板を回転駆動させる駆動装置の実施形態の、(A)は内視鏡側面から見た図、(B)は内視鏡後端側から見た図である。(A) of the embodiment of the driving device that rotationally drives the tubular substrate of the imaging device for side view according to the embodiment, viewed from the side of the endoscope, and (B) viewed from the rear end side of the endoscope It is. 同実施形態の側視用撮像装置の管状基板を回転駆動させる駆動装置の実施形態を、挿入部先端部を横断して示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the drive device which rotationally drives the tubular board | substrate of the imaging device for side views of the embodiment across an insertion part front-end | tip part. 同実施形態の側視用撮像装置の管状基板を回転駆動させる駆動装置の他の実施形態を、挿入部先端部を横断して示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the drive device which rotationally drives the tubular board | substrate of the imaging device for side views of the embodiment across an insertion part front-end | tip part. 同実施形態の電子内視鏡において、側視用撮像装置により撮像するときの様子を説明する横断面図である。In the electronic endoscope of the embodiment, it is a cross-sectional view for explaining a state when imaging is performed by the side-viewing imaging device. 同実施形態の電子内視鏡において、側視用撮像装置により撮像した画像をディスプレイに表示する際の表示例を示す図である。In the electronic endoscope of the embodiment, it is a diagram showing a display example when an image captured by the side-viewing imaging device is displayed on a display. 同実施形態の電子内視鏡において、側視用撮像装置により撮像する画像と被写体との関係を説明する図である。In the electronic endoscope of the embodiment, it is a diagram for explaining the relationship between an image captured by the side-viewing imaging apparatus and a subject. 同実施形態の電子内視鏡における制御系の概要を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the outline | summary of the control system in the electronic endoscope of the embodiment. 同実施形態の側視用撮像装置の照明光源の他の実施例の、(A)は内視鏡側面から見た図、(B)は内視鏡先端側から見た図である。(A) of the other example of the illumination light source of the imaging device for side viewing of the embodiment is a view seen from the side of the endoscope, and (B) is a view seen from the distal end side of the endoscope. 同実施形態の側視用撮像装置の照明光源の他の実施例の、(A)は内視鏡上面から見た図、(B)は内視鏡先端側から見た図である。(A) of the other example of the illumination light source of the imaging device for side view of the embodiment is a view seen from the upper surface of the endoscope, and (B) is a view seen from the distal end side of the endoscope. 回転部と固定部のインターフェイスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the interface of a rotation part and a fixed part.

符号の説明Explanation of symbols

11 挿入部先端部
11a 先端面
11b 外周面
14 外套管
15 外套管
20 直視用撮像装置
21 対物光学系
23 撮像素子
30 側視用撮像装置
31対物光学系
33 撮像素子
35 プリズム
40 固定樹脂1
41 照明用ファイバー束
50 固定樹脂ブロック
51 照明用ファイバー束
60 側視用撮像装置
61 管状基板6
63 ラインセンサ
63a 撮像素子0
63b 集光レンズ2
65 照明光源0
65a 拡散板
67a 原点位置センサ
67b 原点マーカー
71 回転駆動装置
71a ステータ
71b ロータ
73 ラインセンサ
73a リングロータ
73b コイル
76 小型モータ
77a ピニオンギア
77b 中継ギア
77c インナーギア
81 制御部
91 プロセッサ
93 ディスプレイ
101 腸
103 内壁面
107 襞
107a 表側
107b 裏側
200 被写体
652 導光板
652a 射出窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Insert part front-end | tip part 11a End surface 11b Outer peripheral surface 14 Outer tube 15 Outer tube 20 Direct-view imaging device 21 Objective optical system 23 Imaging element 30 Side-view imaging device 31 Objective optical system 33 Imaging element 35 Prism 40 Fixed resin 1
41 Fiber bundle for illumination 50 Fixed resin block 51 Fiber bundle for illumination 60 Imaging device 61 for side view Tubular substrate 6
63 Line sensor 63a Image sensor 0
63b Condensing lens 2
65 Illumination light source 0
65a Diffuser plate 67a Origin position sensor 67b Origin marker 71 Rotation drive device 71a Stator 71b Rotor 73 Line sensor 73a Ring rotor 73b Coil 76 Small motor 77a Pinion gear 77b Relay gear 77c Inner gear 81 Control unit 91 Processor 93 Display 101 Intestine 103 Inner wall surface 107 襞 107a Front side 107b Back side 200 Subject 652 Light guide plate 652a Exit window

Claims (10)

固定ブロックと該固定ブロックに被せられた外套管を有する挿入部先端部を備え、この挿入部先端部に、
前記固定ブロックに内蔵された、挿入部先端面から入射する被写体光により撮像する直視用撮像装置と、
前記固定ブロックと外套管との間に形成された筒状空間内に配置された、該筒状空間内を回転する筒状回転部材、
該筒状回転部材の外周面に設けられた、挿入部先端部の長手方向に沿って設けられた撮像手段及び照明手段、及び
前記筒状回転部材を前記撮像手段及び照明手段が前記外套管に沿って周回するように回転させる回転駆動部材、を有し、この駆動部材より先端方向に前記筒状回転部材が位置する側視用撮像装置とを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
An insertion portion distal end portion having a fixing block and a mantle tube placed on the fixing block, and at the insertion portion distal end portion,
An imaging device for direct viewing, which is incorporated in the fixed block, and which captures an image by subject light incident from the distal end surface of the insertion portion;
A cylindrical rotating member that is disposed in a cylindrical space formed between the fixed block and the outer tube, and rotates in the cylindrical space;
An imaging means and an illuminating means provided along the longitudinal direction of the distal end portion of the insertion portion, provided on the outer peripheral surface of the cylindrical rotating member, and the imaging means and the illuminating means for attaching the cylindrical rotating member to the outer tube. An electronic endoscope comprising: a rotary drive member that rotates so as to circulate along a side, and a side-view imaging device in which the cylindrical rotary member is positioned in a distal direction from the drive member.
請求項1記載の電子内視鏡において、前記撮像手段はラインセンサであって、該ラインセンサの走査方向と前記筒状回転部材の回転方向は直交している電子内視鏡。 The electronic endoscope according to claim 1, wherein the imaging unit is a line sensor, and a scanning direction of the line sensor and a rotation direction of the cylindrical rotating member are orthogonal to each other. 請求項1または2記載の電子内視鏡はさらに、前記照明手段を点灯させた状態で、前記回転駆動部材により前記筒状回転部材を回転駆動し、前記前記筒状回転部材が所定角度回転する毎に前記撮像手段から画像を取り込む処理を繰り返す制御手段を備えている電子内視鏡。 The electronic endoscope according to claim 1 or 2, further comprising: rotating the cylindrical rotating member by the rotation driving member in a state where the illuminating unit is turned on, and rotating the cylindrical rotating member by a predetermined angle. An electronic endoscope provided with a control unit that repeats a process of capturing an image from the imaging unit every time. 請求項3記載の電子内視鏡において、前記筒状回転部材と前記固定ブロックとの間には、前記筒状回転部材の回転位置が原点位置にあることを検知するセンサを備えている電子内視鏡。 4. The electronic endoscope according to claim 3, further comprising a sensor that detects that a rotational position of the cylindrical rotating member is at an origin position between the cylindrical rotating member and the fixed block. Endoscope. 請求項1乃至4のいずれか一項記載の電子内視鏡において、前記外套管は、前記撮像手段及び照明手段と対向する領域は透明部材で形成されている電子内視鏡。 5. The electronic endoscope according to claim 1, wherein a region of the outer tube facing the imaging unit and the illuminating unit is formed of a transparent member. 6. 請求項2記載の電子内視鏡において、前記照明手段は、前記ラインセンサと平行に設けられたLEDアレイであり、前記LEDアレイの前面には、各LEDから出射した照明光を前記ラインセンサの走査領域に偏向させる偏向光学部材が配置されている電子内視鏡。 3. The electronic endoscope according to claim 2, wherein the illuminating means is an LED array provided in parallel with the line sensor, and illumination light emitted from each LED is placed on the front surface of the LED array. An electronic endoscope in which a deflecting optical member for deflecting to a scanning region is arranged. 請求項2記載の電子内視鏡において、前記照明手段は、前記ラインセンサと平行に設けられた導光板と、該導光板の一方の端面に配置され、該端面から照明光を入射させる光源を備え、前記導光板には、前記ラインセンサに沿って、該導光板内を導光された照明光が前記撮像手段の撮像領域に向かって出射する出射面が形成されている電子内視鏡。 3. The electronic endoscope according to claim 2, wherein the illuminating means includes a light guide plate provided in parallel with the line sensor, and a light source that is disposed on one end surface of the light guide plate and makes illumination light incident from the end surface. The light guide plate is provided with an emission surface along which the illumination light guided in the light guide plate is emitted toward the imaging region of the imaging means along the line sensor. 請求項1乃至7のいずれか一項記載の電子内視鏡において、前記回転駆動部材はステータが前記固定ブロックに固定されたリングモータであって、前記回転部材は後端部が、前記リングモータのリング状ロータに固定されている電子内視鏡。 8. The electronic endoscope according to claim 1, wherein the rotation driving member is a ring motor in which a stator is fixed to the fixed block, and the rotating member has a rear end portion that is the ring motor. Electronic endoscope fixed to the ring-shaped rotor. 請求項1乃至7のいずれか一項記載の電子内視鏡において、前記回転駆動部材は、前記固定ブロック内に装着されたモータと、該モータに駆動される減速歯車列とを備え、筒状回転部材の内周面にはインナーギアが設けられていて、前記モータの回転が前記減速歯車列及び前記インナーギアを介して前記筒状回転部材に伝達される電子内視鏡。 8. The electronic endoscope according to claim 1, wherein the rotation driving member includes a motor mounted in the fixed block, and a reduction gear train driven by the motor, and has a cylindrical shape. An electronic endoscope in which an inner gear is provided on an inner peripheral surface of the rotating member, and rotation of the motor is transmitted to the cylindrical rotating member via the reduction gear train and the inner gear. 請求項4記載の電子内視鏡において、前記制御手段は、前記センサが原点位置を検出したときに前記撮像手段が走査した画像を最初の一水平方向画像として、筒状部材が所定回転する毎に次の一水平方向画像を前記撮像手段から取り込む電子内視鏡。 5. The electronic endoscope according to claim 4, wherein the control means uses the image scanned by the imaging means when the sensor detects the origin position as an initial one horizontal direction image, each time the cylindrical member rotates a predetermined amount. An electronic endoscope for taking the next one horizontal image from the imaging means.
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