JP2009297422A - Endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope.
医療分野で消化管や子宮頸部などの管腔内の検診に、あるいは工業分野で細径の管内や狭い空洞の検査に内視鏡が用いられている。かかる用途の内視鏡として、管腔内、管内、空洞などの孔に挿入される可撓なチューブを備え、このチューブの先端部側面に対物レンズが設けられ、側方に視野が広がる側視型の内視鏡が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Endoscopes are used in the medical field for examinations in the lumen of the digestive tract and cervix, or in the industrial field for examination of small diameter tubes and narrow cavities. As an endoscope for such applications, a side view is provided with a flexible tube inserted into a hole in a lumen, in a tube, a cavity, etc., and an objective lens is provided on the side surface of the distal end of the tube so that the field of view extends laterally. A type of endoscope is known (see, for example, Patent Document 1).
また、チューブの先端部に全方位受光ユニットが設けられ、側方に全周にわたって視野が広がる内視鏡も知られている(例えば、特許文献2参照)。 There is also known an endoscope in which an omnidirectional light receiving unit is provided at the distal end portion of the tube and the field of view extends laterally all around (see, for example, Patent Document 2).
また、近年では、医療分野で消化管の検診にカプセル型の内視鏡が用いられている。カプセル型の内視鏡は、撮像装置を内蔵し、消化管の蠕動運動によって消化管の内部を搬送されながら消化管の内部を撮像してゆく(例えば、特許文献3参照)。
内視鏡の視野は比較的狭く、孔の内周面を広範囲にわたって観察するためには視野を移動させる必要がある。孔にチューブを挿入する内視鏡においては、チューブの挿抜や捻転により視野を移動させることになるが、その操作には熟練を要する。そのため、例えば検診で被検者自らが操作することは現実的ではなく、操作は医師に委ねることになる。しかしながら、例えば子宮頸部の検診では、医師に体を見られることに対する抵抗感があり、検診の普及を阻む要因となっていた。 The field of view of the endoscope is relatively narrow, and it is necessary to move the field of view in order to observe the inner peripheral surface of the hole over a wide range. In an endoscope in which a tube is inserted into a hole, the field of view is moved by inserting and removing the tube and twisting, but the operation requires skill. For this reason, for example, it is not realistic for the examinee to operate himself / herself during the examination, and the operation is left to the doctor. However, for example, in the cervical examination, there is a resistance to seeing the body by the doctor, which has been a factor that hinders the spread of the examination.
一方、カプセル型の内視鏡は、消化管の蠕動運動により消化管の内部を搬送される。そのため、視野を移動するための操作を要しないが、蠕動運動がない被検体には用いることができない。 On the other hand, the capsule endoscope is conveyed inside the digestive tract by peristaltic movement of the digestive tract. Therefore, although an operation for moving the visual field is not required, it cannot be used for a subject that does not have a peristaltic movement.
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、操作に熟練を要することなく孔の内周面を広範囲にわたって撮像することができる内視鏡を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope that can image the inner peripheral surface of a hole over a wide range without requiring skill in operation.
本発明の内視鏡は、筒状に形成され、その周壁に軸方向に延びる透明な窓部が設けられた外殻と、前記外殻の内部に設けられた光源および固体撮像素子と、前記窓部を通して前記光源の照明光を被写体に照射する照明光学系と、前記窓部を通して被写体光を集光する対物レンズを含み、前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、前記対物光学系の少なくとも前記対物レンズを保持した支持体と、前記支持体を前記外殻の軸に沿って移動させる駆動機構と、を備え、前記光源および前記照明光学系が、前記支持体に一体的に固定支持されていることを特徴とする。 The endoscope of the present invention is formed in a cylindrical shape, an outer shell provided with a transparent window portion extending in the axial direction on a peripheral wall thereof, a light source and a solid-state imaging device provided in the outer shell, An illumination optical system that irradiates a subject with illumination light from the light source through a window; an objective optical system that forms an image on the solid-state imaging device; and an objective optical system that includes an objective lens that collects the subject light through the window. A support body holding at least the objective lens, and a drive mechanism for moving the support body along the axis of the outer shell, and the light source and the illumination optical system are integrally fixed to the support body. It is characterized by being supported.
また、本発明の内視鏡は、前記照明光学系の照射口が、前記外殻の軸方向に前記対物レンズと隣り合う位置に配置されていることを特徴とする。 The endoscope of the present invention is characterized in that an irradiation port of the illumination optical system is disposed at a position adjacent to the objective lens in the axial direction of the outer shell.
また、本発明の内視鏡は、前記窓部は、前記外殻の周壁に全周にわたって設けられており、前記駆動機構が、前記支持体を前記外殻の軸を回転軸として回転させながら該外殻の軸に沿って移動させることを特徴とする。 In the endoscope of the present invention, the window portion is provided on the entire peripheral wall of the outer shell, and the drive mechanism rotates the support body about the outer shell axis as a rotation axis. It moves along the axis of the outer shell.
また、本発明の内視鏡は、前記外殻が円筒状に成形され、その内周面にネジ溝が形成されており、前記駆動機構が、前記外殻の軸を回転軸として前記支持体を回転駆動する駆動手段を備え、前記支持体が、前記外殻の前記ネジ溝に係合していることを特徴とする。 In the endoscope of the present invention, the outer shell is formed in a cylindrical shape, and a thread groove is formed on an inner peripheral surface thereof, and the driving mechanism is configured to support the support body with the axis of the outer shell as a rotation axis. Drive means for rotationally driving the support, and the support is engaged with the thread groove of the outer shell.
また、本発明の内視鏡は、前記固体撮像素子から撮像信号を読み出して画像データを生成する制御手段と、該画像データを格納するメモリと、を前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする。 In addition, the endoscope of the present invention further includes a control unit that reads out an imaging signal from the solid-state imaging device to generate image data, and a memory that stores the image data in the outer shell. And
また、本発明の内視鏡は、前記駆動機構が、電力により動作し、前記光源及び前記固体撮像素子並びに前記駆動機構に電力を供給する電池を、前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする。 In the endoscope of the present invention, the driving mechanism further includes a battery that operates with electric power and supplies electric power to the light source, the solid-state imaging device, and the driving mechanism in the outer shell. And
本発明の内視鏡は、孔に挿入された後に、支持体に保持された対物レンズが駆動機構により支持体とともに軸方向に移動され、それに伴って視野が軸方向に移動する。そのため、内視鏡全体を挿抜や捻転させる必要がなくなり、操作に熟練を要することなく孔の内周面を広範囲にわたって撮像することができる。 In the endoscope of the present invention, after being inserted into the hole, the objective lens held by the support is moved in the axial direction together with the support by the driving mechanism, and accordingly, the visual field is moved in the axial direction. Therefore, it is not necessary to insert / remove or twist the entire endoscope, and the inner peripheral surface of the hole can be imaged over a wide range without requiring skill.
そこで、例えば子宮頸部の検診に用いる場合に、被検者自ら内視鏡を装着して検診を受けることができる。それにより、医師に体を見られることの抵抗感を払拭し、なおかつ手軽に操作ができて、検診の普及に寄与することができる。 Therefore, for example, when used for cervical examination, the subject can receive an examination by wearing an endoscope. Thereby, it is possible to dispel the sense of resistance that the doctor sees the body, and to operate easily, which can contribute to the spread of medical examinations.
そして、光源および照明光学系を支持体に搭載することにより、光源および照明光学系を対物レンズに追従させることができる。それにより、対物レンズと共に移動する視野に追従して該視野を照明することができる。 By mounting the light source and the illumination optical system on the support, the light source and the illumination optical system can follow the objective lens. Thereby, the visual field can be illuminated following the visual field moving with the objective lens.
また、窓部が、外殻の周壁に全周にわたって設けられ、駆動機構が、支持体を外殻の軸を回転軸として回転させながら軸方向に移動させる構成とすれば、視野が全周に満たない場合にも、内視鏡を回転操作することなく、全方位を撮像することができる。それにより、孔の内周面をより広範囲にわたって撮像することができる。 Further, if the window is provided on the peripheral wall of the outer shell over the entire periphery, and the drive mechanism is configured to move the support in the axial direction while rotating the shaft of the outer shell as the rotation axis, the field of view is extended to the entire periphery. Even when it is less than this, it is possible to image all directions without rotating the endoscope. Thereby, the inner peripheral surface of the hole can be imaged over a wider range.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡の外観斜視図である。本実施形態の電子内視鏡は、側視型ということができ、また、硬性型である。この電子内視鏡1は、本体部2及び透明カプセル部3で構成された外殻と、この外殻の内部に収納される移動レンズ枠部4及び後述の撮像駆動ユニット部5(図2参照)とを備えている。
FIG. 1 is an external perspective view of an electronic endoscope according to an embodiment of the present invention. The electronic endoscope of the present embodiment can be referred to as a side view type, and is a rigid type. The electronic endoscope 1 includes an outer shell composed of a
図2は、電子内視鏡1の分解斜視図であり、図3は、電子内視鏡1の縦断面図である。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the electronic endoscope 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the electronic endoscope 1.
本体部2は、樹脂材などで有底円筒形に形成されて成り、底部(図2の下側)2aには筒状の電池収納部2bが設けられ、電源電池11が装着された後に電池収納部2bは電池蓋12によって気密に閉塞される様になっている。
The
つまり、電子内視鏡1は、電源電池11を内蔵しており、外部からの電力供給を要しない。そのため、電子内視鏡1は、電力供給用のケーブルが接続される必要はなく、取り扱い性に優れる。
That is, the electronic endoscope 1 has a built-in
また、底部2aには、図示する例では2本の管13,14が外殻の外側に突出して設けられている。これらの管13,14は、例えば後述する画像用メモリ26に格納された画像データを外部の機器に転送する際に転送用のケーブルが挿通され、それを保護するために設けられている。また、管13,14は軟質なものであってもよいが、硬質なものとして、内視鏡1を使用する際に、内視鏡1を被検体の孔に挿入し、あるいは孔から引き出すための把持部としてもよい。
Further, in the illustrated example, two
本体部2の内周面には、本体部2の軸を中心とする精密な雌ネジ2cが刻設されており、雄ネジが形成された部材(移動レンズ枠部)4が螺合し回転することで、該部材4は、軸方向に進退する様になっている。
A precise
透明カプセル部3は、硬質の透明樹脂で成形された円筒体でなり、一端側(先端側)は半球状に成形され、この半球部3aと反対側の開口端部3bと、本体部2の開口端部2dとが整合して接着固定される。図示する例では、カプセル部3全体が透明樹脂で形成されているが、円筒部(窓部)3cが透明であればよく、半球部3aは、不透明であってもよい。また、半球部3aと円筒部3cとを同一の材料で一体形成せずに別体で形成し一体に接合する構造でもよい。なお、透明樹脂は、例えば赤外光等の特定の波長の光に対して透明であればよく、必ずしも可視光に対して透明でなくてもよい。
The
半球部3aを図示するより更に小径に形成し、透明カプセル部3の円筒体3cの先端部をテーパ形状に絞ってから滑らかに半球部3aに連設する様に構成しても良い。この様にすると、より小さな孔にも透明カプセル部3の先端部を案内し挿入し易くなる。本実施形態の場合、透明カプセル部3の円筒部3c外径と本体部2の外径とを同一寸法にしているため、両者間に段差は生じない。
The
移動レンズ枠部4は、樹脂材を円盤状に形成した対物レンズ搭載部4aと、該対物レンズ搭載部4aと略同径の円筒状部材4bとを備え、円筒状部材4bの上部(電子内視鏡1の先端方向)開口端に対物レンズ搭載部4aが一体となるように接着固定され、該開口端が閉塞される。対物レンズ搭載部4aの外径は、透明カプセル部3の内径より若干小径に形成され、対物レンズ搭載部4aが透明カプセル部3内でガタツキなくスムースに移動できるようになっている。
The moving
円筒状部材4bの外周面には、本体部2の内周面に刻設された雌ネジ2cに螺合する精密な雄ネジ4cが、円筒状部材4bの軸方向全長に渡って刻設されており、また、円筒状部材4bの内周面には内歯歯車4dが形成されている。この内歯歯車4dは、軸に平行な歯で且つ円筒状部材4bの軸方向全長に渡る歯が周方向に等間隔に形成されてなる。
On the outer peripheral surface of the
対物レンズ搭載部4aの中心軸部分には、上端方向(電子内視鏡1の先端方向)に底部を有する円柱孔4eが穿孔されており、この円柱孔4e内に、対物ミラー16が収納されている。対物ミラー16は円柱状ガラス体を斜め45度で切断した形状を持ち、この斜め45度の切断面に、反射膜が製膜されている。
A
対物レンズ搭載部4aには、円盤状部材の半径方向に直状に延びる撮像用の撮像孔4fが穿孔され、撮像孔4fの一端は対物レンズ搭載部4aの外周側面に開口され、この開口部に凹レンズでなる対物レンズ17が設けられる。撮像孔4fの他端は円柱孔4eに開口しており、透明カプセル部3を透過し、対物レンズ17を通して孔4f内に入射した被写体光は、平行光束として進み、対物ミラー16の上記斜め45度の反射面で反射し、平行光束のまま円筒状部材4bの中心軸に沿って進む様になっている。
The objective
尚、図3では、撮像孔4f内及び上記の平行光束を明示するために、平行光束の向こう側に見える内歯歯車4dの歯の図示は省略しており、平行光束を白抜き部分で示している。
In FIG. 3, in order to clearly show the parallel light beam in the
また、対物レンズ搭載部4aには、その上部に、照明光を発する発光ダイオード(LED)33と、LED33の照明光を集光して被写体に照射する照明レンズ32と、LED33に電力を供給する電池34とが搭載されている。照明光の照射口となる照明レンズ32は、対物レンズ17の上方にあって、そのレンズ光軸が対物レンズ17のレンズ光軸と平行になるよう、あるいは外殻の外側に向うに従って対物レンズ17のレンズ光軸に接近するように設置されている。照明レンズ32から被写体に照射された照明光は、対物レンズ17の視野範囲を包含する範囲を照明する。これらのLED33、照明レンズ32、および電池34は、図示しない固定部材により対物レンズ搭載部4aに固定されている。
In addition, the objective
尚、照明光の照射口となる照明レンズ32は、外殻の軸方向に対物レンズ17と隣り合う位置に配置されるのが好ましい。それによれば、極至近距離にある被写体を撮像する場合などに、対物レンズ17の視野範囲を包含する範囲を照明しやすくなる。
In addition, it is preferable that the
上記のようにLED33および照明レンズ32を対物レンズ搭載部4aの外側に露出させることで、透明カプセル部3を通してその点灯状態を確認し易くなり、不具合を発見し易くなる。また、電源電池11とは別に電池34からLED33に電力を供給するようにしているので、例えばLED33に高輝度のものを用い、LEDとしては比較的高いその消費電力を電池34で十分にまかなうことができる。それにより、鮮明な画像を得ることができる。
By exposing the
撮像駆動ユニット部5は、本体部2の底部2aに設けられている電池収納部2bの周壁部を支柱として、図示しないステー部材を用い本体部2の内部に固定設置される。撮像駆動ユニット部5は、図示する例では3枚の基板21,22,23を備える。
The
最下層(底部2a側)の基板21にはステッピングモータのドライバ回路等を含む制御ユニット25が設けられ、中層の基板22には撮像画像データを格納する画像メモリ26が設けられ、上層の基板23は、CCD型イメージセンサやCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子27と、ステッピングモータ28が設置される。
A
基板23の中心部には、円筒状に形成されたレンズホルダ29が設けられ、この内部に固体撮像素子27が収納される。そして、レンズホルダ29の上端開口部に集光レンズ30が設置され、中心軸に沿って入射して来る上記の平行光束(被写体光)が、固体撮像素子27の受光面に集光レンズ30によって結像される。
A
基板23の周辺部にはステッピングモータ28が固設され、このステッピングモータ28の回転軸にモータギア(平歯車)36が取り付けられる。ステッピングモータ28の回転軸は円筒状部材4bの中心軸(=平行光束の光軸)と平行に設けられており、モータギア36には平歯車のアイドルギア37が噛合される。
A stepping
アイドルギア37の回転軸は基板23に対して垂直に回転自在に軸支されており、アイドルギア37の歯数はモータギア36の歯数より多くなっている。このため、ステッピングモータ28の回転速度は減速されてアイドルギア37に伝達される。アイドルギア37は、円筒状部材4bの内周面に設けられた内歯歯車4dに噛合される。
The rotation shaft of the
ステッピングモータ28が回転すると、アイドルギア37が回転し、これに伴って円筒状部材4bが回転する。円筒状部材4bが回転すると、その回転方向により、移動レンズ枠部4の円筒状部材4bが、本体部2の内部に螺入し或いは内部から螺出することになり、軸方向に進退する。
When the stepping
この電子内視鏡1には、図示しない電源スイッチが設けられ、この電源スイッチが投入されると、電源電池11及び電池34からの電力が図示しない配線を通して撮像駆動ユニット部5の各構成部に供給され、撮像動作,駆動動作が後述するように行われる。
The electronic endoscope 1 is provided with a power switch (not shown). When the power switch is turned on, the power from the
電源スイッチは、例えば、本体部2の底部2aに設けられ、手操作スイッチがオンオフされる構成としても良い。あるいは、本体部2に磁力に応動するスイッチ端子を内蔵させ、電子内視鏡1の外部から、磁石を近づけたり離したりすることで、このスイッチ端子をオンオフ操作する構成としても良い。
For example, the power switch may be provided on the bottom 2a of the
図4は、撮像駆動ユニット部5の機能ブロック図である。システム全体を統括制御するCPU41には、制御プログラムが格納されると共にワークメモリとしても動作する制御メモリ42と、図3で説明した基板22に設けられる画像メモリ26と、LED33を駆動するLED駆動回路43と、撮像素子27を駆動する撮像素子ドライバ44と、ステッピングモータ28を駆動するモータドライバ45に駆動パルスを供給するパルス発生器46とが接続される。
FIG. 4 is a functional block diagram of the
電源スイッチ47が投入されると、電源電池11及び電池34から各部に電力が供給されて動作を開始し、モータ28が回転駆動される。これにより、移動レンズ枠部4は、電子内視鏡1の内部で回転し、且つ軸方向に進退する。
When the
図3を参照して、LED33からの照明光は、照明レンズ32に入射する。そして、照明レンズ32に入射した照明光は、透明カプセル部3を通して被写体方向に照射され、対物レンズ17の視野範囲に収められる被写体を照明する照明光となる。すなわち、照明レンズ32により照明光学系が構成されている。
Referring to FIG. 3, the illumination light from
照明光は被写体で反射され、一部は被写体光として対物レンズ17に入射する。対物レンズ17に入射した被写体光は、平行光束となって対物ミラー16に進み、対物ミラー16で反射され、平行光束のまま集光レンズ30まで進む。そして、被写体光は、この集光レンズ30によって撮像素子27の受光面上に結像される。すなわち、対物レンズ17、対物ミラー16、および集光レンズ30により対物光学系が構成されている。
The illumination light is reflected by the subject, and part of the illumination light enters the
撮像素子27で撮像された被写体の撮像信号は、CPU41に取り込まれて画像処理され、例えばJPEG画像データとして画像メモリ26に格納される。
An imaging signal of a subject imaged by the
図5は、制御メモリ42に格納されている制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。電源スイッチ47が投入されると、この制御プログラムが立ち上げられ、先ず、ステッピングモータ28が原点側に駆動される(ステップS1)。原点側とは、例えば図3に示す状態すなわち対物レンズ17の位置が電子内視鏡1の先端側となる方向である。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the control program stored in the
本実施形態では、コスト削減のために、ステッピングモータ28が原点に達したか否かを検出するセンサを設けていないので、次のステップS2で、所定時間を計数するタイマがカウントアップしたか否かを判定し、所定時間が経過しない間はステップS1を繰り返し実行する。原点に達したことを検出するセンサを設けていれば、このセンサの原点検出までステップS1を繰り返し実行すれば良い。
In the present embodiment, in order to reduce the cost, a sensor for detecting whether or not the stepping
所定時間とは、ステッピングモータ28が原点に達するに要する一番長い時間とすれば良い。例えば、図7に示す状態は、移動レンズ枠部4が回転して最下位位置まで移動した状態を示しており、この状態から、ステッピングモータ28の回転によって移動レンズ枠部4が回転して図3に示す原点位置(移動レンズ枠部4が半球部3aの内周面に当接しそれ以上その方向に移動できない位置)に達するまでの時間とすれば良い。
The predetermined time may be the longest time required for the stepping
これにより、移動レンズ枠部4が、図3の状態と図7の状態(円筒状部材4bの下端部が本体部2aの底部2aに当接する状態)との間のいずれの中間位置の状態であっても、ステッピングモータ28を原点位置方向に所定時間だけ駆動すれば、必ず、対物レンズ17は原点位置となる。
Thereby, the
タイマが所定時間を計数した場合には、ステップS2からステップS3に進み、後述するカウンタの内容を0クリアする。そして、ステップS4に進み、撮像処理を行う。撮像処理とは、LED33を点灯して照明レンズ32から照明光を照射し、被写体から反射した光を対物レンズ17から電子内視鏡1内に取り込み、撮像素子27の受光面に被写体からの入射光を結像させる。
When the timer counts the predetermined time, the process proceeds from step S2 to step S3, and the contents of the counter described later are cleared to zero. Then, the process proceeds to step S4, and imaging processing is performed. In the imaging process, the
そして、CPU41は、撮像素子ドライバ44を介して撮像素子27を駆動し、撮像素子27から得られた被写体の撮像信号を撮像素子27から取り込み、画像処理して画像メモリ26に格納する。
Then, the
次のステップS5では、指定パルス数だけステッピングモータ28を駆動し、次のステップS6ではカウンタの計数値にこの指定パルス数だけ加算し、次のステップS7では、カウンタの合計計数値を指定数を比較する。
In the next step S5, the stepping
そして、カウンタの合計計数値が指定数に達していない場合には、ステップS7からステップS4に戻って撮像処理を行い、以後、ステップS4〜S7の処理ループを繰り返し実行する。カウンタの合計計数値が指定数達したときは、この図5の処理を終了する。 If the total count value of the counter has not reached the designated number, the process returns from step S7 to step S4 to perform the imaging process, and thereafter the processing loop of steps S4 to S7 is repeatedly executed. When the total count value of the counter reaches the designated number, the processing in FIG. 5 is terminated.
図8は、図5のステップS4を繰り返し実行するときの対物レンズ17の撮像視野の移動を例示する図である。原点位置で行う初回の撮像処理では、図8の「No.001」で示す視野の被写体画像を撮像素子27から取得する。
FIG. 8 is a diagram illustrating movement of the imaging field of the
この視野「No.001」の被写体画像を撮像した後には、ステップS5で指定パルス数のステッピングモータ28の駆動が行われるため、移動レンズ枠部4は指定パルス数だけ回転する。これにより、移動レンズ枠部4は本体部2内に螺入して引っ込むことになる。それに伴い、移動レンズ枠部4に保持された対物レンズ17が移動され、視野は、図8の「No.002」に移動する。その際、移動レンズ枠部4に搭載されたLED33および照明レンズ32もまた対物レンズ17と同様に移動され、移動する視野に追従し、「No.002」の視野を照明する。この視野の被写体画像を撮像し、画像データを画像メモリ26に蓄積することになる。
After the subject image of the field of view “No. 001” is captured, the stepping
以後、視野をNo.003→No.004→No.005……と移動させて撮像処理と画像データのメモリ26への蓄積を繰り返す。図6は、図3の状態に比較して、移動レンズ枠部4を透明カプセル3内で半周させた状態を示している。移動レンズ枠部4が透明カプセル部3内で原点位置から一周(一回転)し終わったときの撮像視野は図8のNo.011となり、二周(二回転)し終わったときの撮像視野は図8のNo.021となる。
Thereafter, the field of view is No. 003 → No. 004 → No. 005... To repeat the imaging process and storage of image data in the
また、図7は、円筒状部材4bの下端が本体部2の底部2aに当接しそれ以上その方向に移動できない状態を示しており、図7に示す状態に達したとき、撮影処理(ステップS4)を繰り返す処理ループの終了となる。即ち、図5のステップS7で用いる「指定数」は、原点位置から図7の状態に達するまでの合計パルス数である。
FIG. 7 shows a state in which the lower end of the
図8に例示した個々の撮像視野の移動例では、支持体となる移動レンズ枠部4の回転方向で、隣接する撮像視野同士の左右の端部が接する様に、あるいは若干重なる様に、図5のステップS5の指定パルス数が設定されている。また、本体部2の内周面と円筒状部材4bの外周面に設けられた螺条のピッチは、回転軸方向に隣接する撮像視野同士の上下の端部が接する様に、あるいは若干重なる様に設計されている。
In the example of movement of the individual imaging visual fields illustrated in FIG. 8, the left and right ends of adjacent imaging visual fields are in contact with each other or slightly overlap in the rotation direction of the moving
これにより、観察対象となる円筒状の被写体内周面の視野全域の状態を、漏れなく撮像し画像データとして取得することが可能となる。勿論、個々の撮像視野が大きく重なる様に、ステッピングモータのパルス数を設定したり螺旋2c,4cのピッチを設計しても良いことはいうまでもない。
As a result, the state of the entire field of view on the inner peripheral surface of the cylindrical subject to be observed can be captured without omission and acquired as image data. Of course, it goes without saying that the number of pulses of the stepping motor may be set or the pitch of the
電子内視鏡1による撮像が終了した後は、図4の画像メモリ26内の蓄積データを外部に読み出すことになる。この読み出しは、無線を用いて行っても良く、また、図1に示す管13,14内に挿通した配線を用いて読み出しても良い。あるいは、画像メモリ26を電子内視鏡1から取り出し可能に設けておき、取り出した画像メモリ26を別置のパーソナルコンピュータで読むようにしても良い。
After the imaging by the electronic endoscope 1 is completed, the accumulated data in the
図9は、図4の撮像駆動ユニット部5の別実施形態に係る機能ブロック図である。図4の実施形態との違いは、撮像画像データを外部モニタに送り、外部モニタで撮像画像をオンラインで観察できるようにし、更に、外部から操作指示を入力できる様にした点だけである。
FIG. 9 is a functional block diagram according to another embodiment of the
この実施形態の場合、CPU41は、画像処理を行うことなく、撮像素子27から取得した撮像信号をそのまま外部のビデオプロセッサに送り、ビデオプロセッサが画像処理した被写体画像を外部モニタに表示する構成としても良い。外部のビデオプロセッサや外部モニタとCPU41との間の通信は、有線でも無線でも良い。有線で通信を行う場合には、配線中に電源線を入れることで、外部電源を利用することも可能となる。
In the case of this embodiment, the
また、制御プログラムとして、図5の制御プログラムの他に、外部からの操作指示に従って、例えば対物レンズ17の視野位置を、図8の任意の撮像視野位置に移動させる制御プログラムを搭載するのが良い。
In addition to the control program of FIG. 5, a control program for moving the visual field position of the
尚、上述した実施形態では、移動レンズ枠部4の回転駆動をステッピングモータ28で行ったが、ステッピングモータでなくても、回転角や回転長さを精度良く制御できるモータであれば良いことはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the rotational driving of the movable
次に、上述した実施形態に係る電子内視鏡1の好適な使用例について説明する。
(i)子宮内視鏡としての使用例:
近年、女性が罹患する子宮頸ガンの若年齢化が進んでいるが、子宮頸ガンは発見が早ければ部分摘出で大事に至らないため、早期発見が重要である。しかし、女性の場合、自分の体を見られることに抵抗があり、検診人口が増えないという傾向がある。
Next, a preferred use example of the electronic endoscope 1 according to the above-described embodiment will be described.
(I) Example of use as a uterine endoscope:
In recent years, cervical cancer affecting women is becoming younger, but early detection is important because cervical cancer is not important by partial extraction if it is detected early. However, women tend to resist seeing their bodies and the screening population does not increase.
上述した実施形態に係る電子内視鏡1は、その寸法形状を適切な大きさに設計しておけば、子宮頸ガンの検診に有効である。図1の電子内視鏡1を女性の膣腔内に挿入し、図8に示す一連の撮像視野位置が子宮頸部に達するように先端部(半球部3a)から電子内視鏡1を子宮頸部にまで挿入することで、子宮頸部の内周面の様子を洩れなく撮像することが可能となる。
The electronic endoscope 1 according to the above-described embodiment is effective for screening for cervical cancer if the size and shape are designed to an appropriate size. The electronic endoscope 1 shown in FIG. 1 is inserted into a woman's vaginal cavity, and the electronic endoscope 1 is inserted into the uterus from the distal end (
例えば、診察室で電子内視鏡1を患者自身の手によって子宮頸部にまで挿入してもらい、医者は別室で挿入位置を指示したり撮像画像をオンラインでモニタ観察する様にすれば、検診人口を増やすことが可能となる。 For example, if the electronic endoscope 1 is inserted into the cervix by the patient's own hand in the examination room and the doctor instructs the insertion position or monitors the captured image online in a separate room, the examination is performed. It is possible to increase the population.
また、上述した電子内視鏡1は、電源スイッチ47をオンにすれば図5で説明したように対物レンズ17の位置が自動的に原点位置に戻り且つ撮像処理が自動的に行われるため、この電子内視鏡1を患者に貸し出し、患者自身が自宅で自身の子宮頸部の画像を撮像することが可能となる。医者は、電子内視鏡1を回収し、画像メモリ26内の撮像画像データを調べることで、診断が可能となる。
Further, in the electronic endoscope 1 described above, when the
(ii)大腸用,直腸用の内視鏡としての使用例:
大腸や直腸の検診を行う場合、従来は、先端部に撮像素子が搭載された内視鏡で観察するため、患部を斜め上方向からしか観察できないという問題がある。しかし、上述した実施形態の電子内視鏡1を患部位置まで挿入し、撮像を行えば、患部を垂直上方位置から観察することが可能となり、より詳細に観察ができ、精度の高い診断が可能となる。
(Ii) Examples of use as colonos and rectal endoscopes:
Conventionally, when examining the large intestine or the rectum, there is a problem that the affected part can be observed only from an obliquely upward direction because it is observed with an endoscope having an image sensor mounted on the tip. However, if the electronic endoscope 1 of the above-described embodiment is inserted to the affected part position and imaging is performed, the affected part can be observed from the vertically upper position, and can be observed in more detail and can be diagnosed with high accuracy. It becomes.
(iii)工業用内視鏡としての使用例:
例えば、細い配管内の微細なキズを観察する様な工業用の内視鏡として上述した実施形態の電子内視鏡1を用いることができる。観察対象となる孔や隙間の開口の大きさや挿入する深さに応じた寸法形状の内視鏡1を用意する。上記したように、キズ等に対して孔の内周面に対して垂直上方から観察できるため、より詳細な観察が可能となる。また、一度挿入すれば、広い範囲(移動レンズ枠部4の軸方向の移動可能長さにおける全周囲の範囲)の観察が可能となり、小さなキズなどの見逃し率も低下する。
(Iii) Example of use as an industrial endoscope:
For example, the electronic endoscope 1 of the above-described embodiment can be used as an industrial endoscope that observes fine scratches in a thin pipe. An endoscope 1 having a dimension and shape corresponding to the size of the hole to be observed and the opening of the gap and the insertion depth is prepared. As described above, since it is possible to observe scratches and the like from the vertically upper side with respect to the inner peripheral surface of the hole, more detailed observation is possible. In addition, once inserted, it is possible to observe a wide range (a whole range in the axially movable length of the moving lens frame portion 4), and the oversight rate of small scratches is also reduced.
本発明に係る電子内視鏡は、広い範囲の画像を詳細に撮像することが可能となり、また、患部や傷などに対して垂直上方から観察することが可能となるため、より精度の高い診断を行うことができ、医療用内視鏡,工業用内視鏡として有用である。 The electronic endoscope according to the present invention can capture a wide range of images in detail, and can also observe an affected area or a wound from vertically above. It is useful as a medical endoscope and an industrial endoscope.
1 電子内視鏡
2 本体部(外殻)
2a 底部
2b 電池収納部
2c 内周面に設けた雌ネジ
3 透明カプセル部(外殻)
3a 先端の半球部
3c 円筒部(窓部)
4 移動レンズ枠部(支持体)
4a 円盤状の対物レンズ搭載部
4b 円筒状部材
4c 外周面に設けた雄ネジ
4d 内歯歯車
4f 撮像孔
5 撮像駆動ユニット部
11 電源電池
12 電池蓋
13,14 管
17 対物レンズ
21,22,23 基板
26 画像用メモリ
27 固体撮像素子
28 ステッピングモータ(駆動手段)
29 レンズホルダ
30 集光レンズ
32 照明レンズ
33 LED(光源)
34 電池
36 モータギア
37 アイドルギア
41 CPU(制御手段)
47 電源スイッチ
1
4 Moving lens frame (support)
4a Disc-shaped objective
29
34
47 Power switch
Claims (6)
前記外殻の内部に設けられた光源および固体撮像素子と、
前記窓部を通して前記光源の照明光を被写体に照射する照明光学系と、
前記窓部を通して被写体光を集光する対物レンズを含み、前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、
前記対物光学系の少なくとも前記対物レンズを保持した支持体と、
前記支持体を前記外殻の軸に沿って移動させる駆動機構と、
を備え、
前記光源および前記照明光学系が、前記支持体に一体的に固定支持されていることを特徴とする内視鏡。 An outer shell formed in a cylindrical shape and provided with a transparent window portion extending in the axial direction on the peripheral wall;
A light source and a solid-state imaging device provided inside the outer shell,
An illumination optical system that irradiates a subject with illumination light from the light source through the window;
An objective lens that focuses the subject light through the window, and forms an image on the solid-state imaging device; and
A support holding at least the objective lens of the objective optical system;
A drive mechanism for moving the support along the axis of the outer shell;
With
An endoscope, wherein the light source and the illumination optical system are fixedly supported integrally with the support.
前記駆動機構が、前記支持体を前記外殻の軸を回転軸として回転させながら該外殻の軸に沿って移動させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内視鏡。 The window is provided over the entire circumference of the peripheral wall of the outer shell,
The endoscope according to claim 1, wherein the driving mechanism moves the support body along the axis of the outer shell while rotating the shaft about the axis of the outer shell.
前記駆動機構が、前記外殻の軸を回転軸として前記支持体を回転駆動する駆動手段を備え、
前記支持体が、前記外殻の前記ネジ溝に係合していることを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。 The outer shell is formed into a cylindrical shape, and a thread groove is formed on the inner peripheral surface thereof.
The drive mechanism includes drive means for driving the support to rotate about the axis of the outer shell as a rotation axis;
The endoscope according to claim 3, wherein the support body is engaged with the screw groove of the outer shell.
前記光源及び前記固体撮像素子並びに前記駆動機構に電力を供給する電池を、前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の内視鏡。 The drive mechanism is operated by electric power;
The endoscope according to any one of claims 1 to 5, further comprising a battery for supplying power to the light source, the solid-state imaging device, and the driving mechanism in the outer shell. .
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