JP2009297426A - Electronic endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体の内部に挿入して被検体内を撮像する電子内視鏡に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope that is inserted into a subject and images the inside of the subject.
電子内視鏡の多くは、例えば下記の特許文献1に記載されているように、孔内あるいは体腔内に細い挿入部を挿入し、挿入部先端に取り付けた対物レンズを挿入方向の患部等に向け、画像情報を取得するようにしている。
In many electronic endoscopes, for example, as described in
また、下記の特許文献2記載の従来技術では、挿入部の先端に全方位受光ユニットを設け、挿入部先端の周方向全周にわたる画像を全方位受光ユニット内の凸面鏡に反射させて、撮像するようにしている。
In the prior art described in
内視鏡先端部に収納される撮像素子は、デジタルカメラ等に用いられる固体撮像素子より小面積,少画素数のものが多い。従って、患部等の詳細画像を撮像しようとした場合、1回1回の撮像で得られる画像情報は、夫々狭い視野範囲の画像に限られる。 An image sensor housed in the distal end portion of the endoscope has a smaller area and a smaller number of pixels than a solid-state image sensor used in a digital camera or the like. Therefore, when trying to capture a detailed image of an affected area or the like, image information obtained by one imaging is limited to an image with a narrow visual field range.
このため、広い範囲の画像情報を綿密に取得しようとすると、内視鏡の操作者は、内視鏡の挿入位置を手操作で調整しながら複数回にわたり撮像することになる。つまり、患部等の探索すなわち挿入位置の調整作業と、撮像作業との両方に注意を払わなければならず、この作業には熟練を要していた。 For this reason, when trying to acquire image information in a wide range closely, the endoscope operator picks up images a plurality of times while manually adjusting the insertion position of the endoscope. That is, attention must be paid to both the search for the affected area, that is, the adjustment of the insertion position and the imaging work, and this work requires skill.
また、挿入部先端全周の画像を、全方位受光ユニットを用いて撮像する内視鏡の場合には、撮像した挿入位置全周範囲の画像情報を一度に得ることができるが、撮像部位は挿入位置の幅の狭い領域に限られる。そのため、広範囲な全周画像情報を得るためには、挿入位置を逐一調整しながら撮像することになり、画像同士のつなぎ目の情報が欠落したり、無駄な撮像を繰り返すことになりかねない。 In addition, in the case of an endoscope that captures an image of the entire circumference of the insertion portion tip using an omnidirectional light receiving unit, image information of the entire circumference of the inserted insertion position can be obtained at one time. It is limited to a narrow area at the insertion position. Therefore, in order to obtain a wide range of omnidirectional image information, images are taken while adjusting the insertion positions one by one, and information on joints between images may be lost or useless imaging may be repeated.
本発明の目的は、挿入部先端を狭小な部位に対しても容易に挿入することができ、しかも広い範囲の詳細な全周画像情報を簡単にかつ精度良く取得することが可能な新規な構造の電子内視鏡を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel structure capable of easily inserting the distal end of the insertion section into a narrow part and easily obtaining a wide range of detailed all-around image information with high accuracy. To provide an electronic endoscope.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 被検体内を撮像する電子内視鏡であって、
一端部が閉塞されるとともに、少なくとも側面が透光性を有する筒体と、
前記筒体の他端側に連設されて外殻体を形成する本体部と、
前記筒体内で該筒体の側方から取り込んだ外光を前記筒体の中心軸方向に導く導入光学部と、
前記導入光学部から導かれた外光を受光して電気信号に変換する撮像部と、
前記導入光学部を前記筒体の中心軸方向に進退させる駆動部と、
を備え、
前記筒体は、前記導入光学部が該筒体の側面を通じて外光を取り込む外光検出領域を有し、該外光検出領域の該筒体の中心軸に沿った両脇側に、筒体の側面を拡径する拡径部がそれぞれ形成されたことを特徴とする電子内視鏡。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) An electronic endoscope for imaging the inside of a subject,
A cylindrical body having one end portion closed and at least a side surface having translucency,
A main body part continuously formed on the other end side of the cylindrical body to form an outer shell,
An introduction optical unit that guides external light taken from the side of the cylindrical body in the cylindrical body toward the central axis of the cylindrical body;
An imaging unit that receives external light guided from the introduction optical unit and converts it into an electrical signal;
A drive unit that advances and retracts the introduction optical unit in the direction of the central axis of the cylindrical body;
With
The cylindrical body has an external light detection region in which the introduction optical unit captures external light through the side surface of the cylindrical body, and the cylindrical body is provided on both sides of the external light detection region along the central axis of the cylindrical body. An electronic endoscope characterized in that a diameter-expanded portion that expands the side surface of each is formed.
この電子内視鏡によれば、筒体の外光検出領域の両脇側に拡径部を備えることで、被検体内に電子内視鏡を挿入した際に、筒体の外光検出領域の外表面との接触が軽減される。これにより、被検体の内壁面との接触によって外光検出領域に汚れが付着することが防止でき、撮像情報の劣化を防止して、検査精度を常に高く維持することができる。そして、挿入された被検体内の広い範囲の詳細な全周画像情報を簡単にかつ精度良く取得することができる。 According to this electronic endoscope, by providing the enlarged diameter portions on both sides of the external light detection region of the cylindrical body, when the electronic endoscope is inserted into the subject, the external light detection region of the cylindrical body Contact with the outer surface of the is reduced. Thereby, it is possible to prevent dirt from adhering to the external light detection region due to contact with the inner wall surface of the subject, and it is possible to prevent deterioration of the imaging information and to maintain high inspection accuracy at all times. And it is possible to easily and accurately acquire a wide range of detailed omnidirectional image information in the inserted subject.
(2) (1)の電子内視鏡であって、
前記拡径部が、前記筒体の全周にわたって形成されたことを特徴とする電子内視鏡。
(2) The electronic endoscope according to (1),
The electronic endoscope, wherein the enlarged diameter portion is formed over the entire circumference of the cylindrical body.
この電子内視鏡によれば、拡径部が筒体の全周にわたって形成されることで、外光検出領域の全周に対して汚れの付着を防止できる。 According to this electronic endoscope, since the enlarged diameter portion is formed over the entire circumference of the cylindrical body, it is possible to prevent dirt from being attached to the entire circumference of the outside light detection region.
(3) (1)または(2)記載の電子内視鏡であって、
前記本体部に外部と連通された配管が内設され、前記外光検出領域を臨む前記拡径部の側面の一部に前記配管の管路出口を設けたことを特徴とする電子内視鏡。
(3) The electronic endoscope according to (1) or (2),
An electronic endoscope characterized in that a pipe communicated with the outside is provided in the main body part, and a pipe outlet of the pipe is provided on a part of a side surface of the enlarged diameter part facing the outside light detection region. .
この電子内視鏡によれば、拡径部の側面に配管の管路出口を設けることで、被検体内に挿入した際に、被検体の内壁面と外光検出領域の外周面との間に画成されるポケットに開口することとなり、このポケットを外部と連通させることができる。 According to this electronic endoscope, by providing a pipe line outlet on the side surface of the enlarged diameter portion, when inserted into the subject, the space between the inner wall surface of the subject and the outer peripheral surface of the external light detection region It opens to a pocket defined by this, and this pocket can be communicated with the outside.
(4) (3)記載の電子内視鏡であって、
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内に液体を供給する送液手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。
(4) The electronic endoscope according to (3),
An electronic endoscope comprising liquid feeding means connected to the pipe and for supplying a liquid into the subject through the pipe.
この電子内視鏡によれば、外光検出領域の周囲に形成されるポケットに生理食塩水や薬液等の液体を供給することができ、外光検出領域の汚れ等を払拭したり、薬液による処置を行うことができる。 According to this electronic endoscope, it is possible to supply a liquid such as physiological saline or a chemical solution to a pocket formed around the external light detection region. Treatment can be performed.
(5) (3)または(4)記載の電子内視鏡であって、
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内に気体を供給する送気手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。
(5) The electronic endoscope according to (3) or (4),
An electronic endoscope comprising an air supply means connected to the pipe and supplying gas into the subject through the pipe.
この電子内視鏡によれば、外光検出領域の周囲に形成されるポケットに気体を供給することができ、例えば、外光検出領域に対面する被検体の内壁面の一部が筒体に接触している場合に、気体の供給によりポケットを膨らまして、内壁面の一部を筒体から剥がすことができる。 According to this electronic endoscope, gas can be supplied to a pocket formed around the outside light detection region. For example, a part of the inner wall surface of the subject facing the outside light detection region is formed in the cylindrical body. When in contact, the pocket can be inflated by supplying gas, and a part of the inner wall surface can be peeled off from the cylinder.
(6) (3)〜(5)のいずれか1項記載の電子内視鏡であって、
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内の気液を吸引する吸引手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。
(6) The electronic endoscope according to any one of (3) to (5),
An electronic endoscope comprising: suction means connected to the pipe and sucking the gas-liquid in the subject through the pipe.
この電子内視鏡によれば、被検体内の体液等を回収したり、外光検出領域に付着した汚れを噴射供給した液とともに回収することで払拭することができる。 According to this electronic endoscope, body fluid or the like in the subject can be collected, or dirt attached to the external light detection region can be collected and collected together with the jetted and supplied liquid.
(7) (3)〜(6)のいずれか1項記載の電子内視鏡であって、
前記配管が鉗子を挿入する鉗子孔として機能することを特徴とする電子内視鏡。
(7) The electronic endoscope according to any one of (3) to (6),
An electronic endoscope, wherein the pipe functions as a forceps hole into which a forceps is inserted.
この電子内視鏡によれば、配管内に鉗子を挿入して被検体の内壁面に処置を施すことができる。例えば、人体の体腔内から人体組織を採取することが可能となる。 According to this electronic endoscope, it is possible to perform treatment on the inner wall surface of the subject by inserting forceps into the pipe. For example, it is possible to collect a human tissue from within the body cavity of the human body.
(8) (1)〜(7)のいずれか1項記載の電子内視鏡であって、
前記駆動部が、
前記本体部が有する円筒部の内周面に形成された雌ネジと、
前記導入光学部に一端部が接続されるとともに基端部が前記円筒部内に配置され、該基端部の外周面に前記雌ネジと螺合する雄ネジが螺刻された回転体と、
前記回転体を前記円筒部の中心軸を中心に回転駆動して前記回転体を前記中心軸方向に移動させる回転駆動手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡。
(8) The electronic endoscope according to any one of (1) to (7),
The drive unit is
A female screw formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the main body,
A rotating body having one end connected to the introduction optical unit and a base end disposed in the cylindrical portion, and an external thread threadedly engaged with the female screw on the outer peripheral surface of the base end;
Rotation driving means for driving the rotator around the central axis of the cylindrical portion and moving the rotator in the direction of the central axis;
An electronic endoscope characterized by comprising:
この電子内視鏡によれば、被検体への挿入方向側方の光を、雄ネジと雌ネジとの螺合による簡単な構成で周方向に連続して取り込むことができる。 According to this electronic endoscope, light in the direction of insertion into the subject can be continuously taken in the circumferential direction with a simple configuration by screwing a male screw and a female screw.
(9) (8)の電子内視鏡であって、
前記回転駆動手段が、
前記回転体の内周面に歯幅方向を前記円筒部の中心軸と平行に形成された内歯車と、
前記回転体内に配置され前記内歯車と螺合するギアと、
前記ギアを回転駆動するモータと、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡。
(9) The electronic endoscope according to (8),
The rotation driving means;
An internal gear formed on the inner peripheral surface of the rotating body with the tooth width direction parallel to the central axis of the cylindrical portion;
A gear disposed in the rotating body and screwed with the internal gear;
A motor for rotationally driving the gear;
An electronic endoscope characterized by comprising:
この電子内視鏡によれば、モータが回転すると、ギアが回転し、これに伴って回転体が回転して本体部の内部で軸方向に移動する。この動作に伴い、回転体に連結された導入光学部は回転しつつ筒体の内部を軸方向に移動する。 According to this electronic endoscope, when the motor rotates, the gear rotates, and accordingly, the rotating body rotates and moves in the axial direction inside the main body. Along with this operation, the introduction optical unit connected to the rotating body moves in the axial direction within the cylinder while rotating.
(10) (1)〜(9)のいずれか1項記載の電子内視鏡であって、
前記導入光学部は、周面に撮像孔が穿設され該撮像孔の開口端に対物レンズが搭載され、且つ前記対物レンズの光軸上に光路を偏向させるミラーが搭載されていることを特徴とする電子内視鏡。
(10) The electronic endoscope according to any one of (1) to (9),
The introduction optical unit is characterized in that an imaging hole is formed in a peripheral surface, an objective lens is mounted at an opening end of the imaging hole, and a mirror for deflecting an optical path is mounted on the optical axis of the objective lens. Electronic endoscope.
この電子内視鏡によれば、対物レンズを介して筒体の側方から取り込んだ外光を、ミラーにて対物レンズ近傍で筒体軸方向に偏向でき、これにより、光路をコンパクトにまとめることができ、筒体の細径化が可能となる。 According to this electronic endoscope, external light taken from the side of the cylinder via the objective lens can be deflected in the cylinder axis direction by the mirror in the vicinity of the objective lens, thereby making the optical path compact. The diameter of the cylinder can be reduced.
(11) (1)〜(10)のいずれか1つの電子内視鏡であって、
前記導入光学部と前記撮像素子との間の光路途中に配置したハーフミラーと、発光した光を前記ハーフミラーの反射により前記導入光学部側へ照射することで被検体を照明する発光体と、を備えることを特徴とする電子内視鏡。
(11) The electronic endoscope according to any one of (1) to (10),
A half mirror disposed in the middle of the optical path between the introduction optical unit and the image sensor, and a illuminator that illuminates the subject by irradiating emitted light to the introduction optical unit side by reflection of the half mirror; An electronic endoscope comprising:
この電子内視鏡によれば、発光体からの光がハーフミラーにより被検体の方向に反射して、これが被検体の側方全周を照らす照明光となる。 According to this electronic endoscope, light from the light emitter is reflected by the half mirror toward the subject, and this becomes illumination light that illuminates the entire circumference of the subject.
(12) (1)〜(11)のいずれか1つの電子内視鏡であって、
前記撮像部が撮像して得た画像信号を画像処理する制御手段と、該制御手段が画像処理した画像データを格納する画像メモリと、を前記本体部に内蔵することを特徴とする電子内視鏡。
(12) The electronic endoscope according to any one of (1) to (11),
An electronic endoscope comprising a control unit that performs image processing on an image signal obtained by the imaging unit and an image memory that stores image data processed by the control unit. mirror.
この電子内視鏡によれば、制御手段が画像処理した後の画像データを、本体部に内蔵された画像メモリに格納することで、電子内視鏡単体による画像の取得が行え、取扱い性を向上できる。 According to this electronic endoscope, the image data after the image processing by the control means is stored in the image memory built in the main body, so that the image can be acquired by the single electronic endoscope and the handling property is improved. It can be improved.
(13) (1)〜(12)のいずれか1つの電子内視鏡であって、
前記撮像部及び前記駆動部に電力を供給する電源電池を、前記本体部に内蔵することを特徴とする電子内視鏡。
(13) The electronic endoscope according to any one of (1) to (12),
An electronic endoscope characterized in that a power supply battery for supplying power to the imaging unit and the driving unit is built in the main body unit.
この電子内視鏡によれば、電源電池が本体部に内蔵されることで、外部から電源供給する必要がなく、従って本体部外から電源供給ケーブルを接続する必要がなくなり、取扱い性を向上できる。 According to this electronic endoscope, since the power supply battery is built in the main body, it is not necessary to supply power from the outside, and therefore it is not necessary to connect a power supply cable from the outside of the main body, thereby improving handling. .
本発明に係る電子内視鏡によれば、挿入された被検体内の広い範囲の詳細な全周画像情報を簡単にかつ精度良く取得することができる。また、筒体の外光検出領域の両脇側に拡径部を備えることで、筒体の外光検出領域の外表面との接触をなくし、外光検出領域に汚れが付着することを防止できる。これにより、撮像情報の劣化を防止し、検査精度を常に高く維持することができる。また、拡径部の側面に配管の管路出口を設け、この配管を通じて送気、送水、吸引を行うことで、筒体の外光検出領域の汚れを払拭したり、体液等の回収が可能となる。さらに、この配管を鉗子孔として用いることで、人体組織の採取など、電子内視鏡の適用範囲を広げることができる。 According to the electronic endoscope according to the present invention, it is possible to easily and accurately acquire detailed omnidirectional image information in a wide range within the inserted subject. In addition, by providing enlarged diameter parts on both sides of the external light detection area of the cylinder, contact with the outer surface of the external light detection area of the cylinder is eliminated, and contamination of the external light detection area is prevented. it can. Thereby, degradation of imaging information can be prevented and inspection accuracy can be maintained at a high level. In addition, a pipe outlet is provided on the side of the enlarged diameter section, and air is supplied, supplied, and suctioned through this pipe, so that dirt in the external light detection area of the cylinder can be wiped off and body fluids can be collected. It becomes. Furthermore, by using this pipe as a forceps hole, it is possible to widen the application range of the electronic endoscope such as collection of human tissue.
以下、本発明に係る電子内視鏡の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
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100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100は、外殻体となる本体部11、及び少なくとも側面が透光性を有する筒体を有する透光性カバー13とを有し、外殻体内部に収納される導入光学部15及び後述の撮像部である撮像駆動ユニット部17(図2参照)を備えて構成される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an electronic endoscope according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of an electronic endoscope according to an embodiment of the present invention. The
図2は、電子内視鏡100の縦断面図であり、図3は電子内視鏡100の分解斜視図である。
本体部11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)11aには筒状の電池収納部11bが設けられ、電源電池19が装着された後に電池収納部11bは電池蓋21によって気密に閉塞されるようになっている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
The
また、底部11aには、図示する例では樹脂製の2本の硬質の把持管23,25が外部に対して突設固定され、この把持管23,25を持って操作することで、電子内視鏡100の全体を、被検体となる孔内あるいは体腔内に挿入し引き出すことが可能になっている。把持管23,25内に、配線を挿通して電子内視鏡100を使用する場合もある。
Also, in the illustrated example, two
透光性カバー13は、硬質の透明樹脂で形成され、一端部(先端部)は閉塞されて被検体内への挿入を容易にする滑らかな半球状に形成されている。この一端部とは反対側の拡径した開口端部13bと、本体部11の開口端部11dとは整合して互いに接着固定される。透光性カバー13は、半球状にされた先端側拡径部13aと開口端部13bとの間に、一定径の透明円筒部13cを有している。また、透明円筒部13cと開口端部13bとの間に形成された基端側拡径部13dは、先端側拡径部13aと共に透明円筒部13cよりも拡径されている。
The
この透光性カバー13は一体成形により作製する他、先端側拡径部13a、開口端部11d等が透明円筒体に接着により固定された別体構成としてもよい。また、先端側拡径部13aに遮光性を持たせて、外光が直接対物レンズ77に導入されることを防止した構成としてもよい。ここで、透明樹脂とは、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
導入光学部15を覆う上記構成の透光性カバー13は、本体部11より細径に形成されている。このように、電子内視鏡100の先端を細くすることで、被検体内部の観察がし易くなる。もって被検体内の特に狭小となった部位の観察等、電子内視鏡の適用可能範囲を拡げることができる。なお、透光性カバー13は先細りのテーパ形状としてもよく、このようにすると、小さな孔や体腔内に本体部11の先端挿入部がいっそう挿入し易くなる。
The
本体部11の内部には、円筒状の回転体であるレンズ駆動リング85が配置されている。レンズ駆動リング85の透光性カバー13側(図中上側)には、導入光学部15に繋がる移動レンズ枠85cが連設されている。移動レンズ枠85cの先端側には撮像孔である対物レンズ保持孔75aが形成され、対物レンズ保持孔75aには対物レンズ77が固定され、透光性カバー13の側方からの光(被写体光)を取り込む。対物レンズ77を通して側方から取り込んだ光は、平行光束として移動レンズ枠85cの内面に固定された対物ミラー79に照射され、対物ミラー79の斜め45度の反射面で反射して、平行光束のまま透光性カバー13の中心軸に沿って撮像素子49に向けて進むようになっている。
A
図4に撮像駆動ユニット部17を含む一部拡大斜視図を示した。
最下層(底部11a側)の基板41には昇降駆動部の駆動源である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45を配置し、中層の基板42には撮像画像データを格納する画像メモリ47を配置し、上層の基板43には固体撮像素子であるCCD型イメージセンサやCMOS型イメージセンサ等の撮像素子49を配置している。
FIG. 4 shows a partially enlarged perspective view including the
A
基板43には円筒状に形成された集光レンズホルダ51を配置し、この集光レンズホルダ51の内部に撮像素子49を収納している。そして、集光レンズホルダ51の上端開口部に集光レンズ53を配置することで、導光される平行光束(被写体光)を、撮像素子49の受光面に集光レンズ53によって結像させている。
A condensing
また、導入光学部15と撮像素子49との間の光路途中にはハーフミラー55を配置して、照明光学系を付設している。照明光学系は、発光体としての発光ダイオード(LED)57からの発光光を、このハーフミラー55の反射により導入光学部15に向けて照明光として照射する。つまり、ハーフミラー55を、集光レンズ53に入射する平行光束の集光レンズ53の直前部分に、平行光束の光軸(本体部11の中心軸)に対して斜め45度に傾斜して配置している。そして、照明光を平行光束とする照明レンズ59を、LED57とハーフミラー55との間に設けている。これらのハーフミラー55,照明レンズ59,LED57は、図示はしないが、それぞれ適宜な支持部材により本体部11内に固定されている。
In addition, a
図5は対物レンズを配置した移動レンズ枠の動作を示す図で、(a)は上昇位置、(b)は下降位置を表す一部拡大斜視図である。
導入光学部15は、透光性カバー13の中心軸を中心に回転しつつ、透光性カバー13内を中心軸方向に昇降移動する。導入光学部15は筒状の移動レンズ枠85cの先端に設けられ、移動レンズ枠85cの側部に配置された対物レンズ77が回転しながら中心軸方向に移動する螺旋軌道を描きながら、側方へ照明光を照射するとともに、側方からの反射光を取り込んで撮像素子49に被写体光を送る。この導入光学部15は、図2,図3に示すように、円筒状の移動レンズ枠85cを介してレンズ駆動リング85と一体にされており、レンズ駆動リング85の回転動作と昇降動作と連動する。
FIGS. 5A and 5B are views showing the operation of the moving lens frame in which the objective lens is arranged, in which FIG. 5A is a partially enlarged perspective view showing the raised position and FIG. 5B is the lowered position.
The introduction
次に、導入光学部15を有するレンズ駆動リング85の動作機構について説明する。
図2,図3に示すように、本体部11の内周面には、本体部11の軸を中心とする精密な雌ネジ11cが刻設されており、雄ネジ85aが形成されたレンズ駆動リング85が螺合し回転することで、レンズ駆動リング85は、軸方向に進退するようになっている。また、レンズ駆動リング85の内周面には内歯車85bが形成されている。この内歯車85bは、軸に平行な歯で且つレンズ駆動リング85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。
Next, an operation mechanism of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner peripheral surface of the
最上層(底部11a側とは反対側)の基板43にはステッピングモータ91が設置される。ステッピングモータ91の回転軸にはモータギア(平歯車)93が取り付けられる。ステッピングモータ91の回転軸はレンズ駆動リング85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93には平歯車のアイドルギア95が噛合される。
A stepping
アイドルギア95の回転軸は基板43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95の歯数はモータギア93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91の回転速度は減速されてアイドルギア95に伝達される。アイドルギア95は、レンズ駆動リング85の内周面に設けられた内歯車85bに噛合される。
The rotation shaft of the
図6は回転開始位置から半回転を(a)、回転開始位置から一回転を(b)、回転の終了した後退位置を(c)に表した動作説明図である。
ステッピングモータ91を駆動してモータギア93を回転させると、アイドルギア95が回転し、これに伴ってレンズ駆動リング85が回転する。レンズ駆動リング85が回転すると、その回転方向により、レンズ駆動リング85が、本体部11の内部で軸方向に昇降移動する。これにより、移動レンズ枠75が回転しつつ、透光性カバー13の内部を軸方向に移動する。よって、移動レンズ枠75は、回転しながら徐々に直進し、全視野の情報が対物ミラー79に反射し、集光レンズ53を介して撮像素子49に取り込まれる。撮像素子49の情報は適宜画像メモリ47に送られ、全視野の情報が取得される。つまり、透光性カバー13の透明円筒部13cが外光検出領域となって、側面を通じて外光を取り込まれることになる。
FIG. 6 is an operation explanatory diagram showing half rotation from the rotation start position, (a), one rotation from the rotation start position (b), and the reverse position after the rotation is shown in (c).
When the
上記の通り、内歯車85b、モータギア93、アイドルギア95、ステッピングモータ91により回転駆動手段である昇降駆動部が構成される。また、雌ネジ11c、レンズ駆動リング85、雄ネジ85a、昇降駆動部により駆動部が構成される。
As described above, the
この電子内視鏡100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19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17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
電源スイッチは、例えば、本体部11の底部11a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11に磁力に応動するスイッチ端子を内蔵させ、電子内視鏡100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 11a of the
図7は、撮像駆動ユニット部17の機能ブロック図である。
システム全体を統括制御する制御部(CPU)101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し、図4で説明した基板43に設けられる画像メモリ47を含むメモリ103と、LED57を駆動するLED駆動回路105と、撮像素子49を駆動する撮像素子ドライバ107と、ステッピングモータ91を駆動するモータドライバ109に駆動パルスを供給するパルス発生器111とが接続される。制御部101が画像処理した後の画像データは、本体部11に内蔵された画像メモリ47に格納することで、電子内視鏡100単体による画像の取得が行え、逐一画像データを外部に送信する方式よりも取扱い性を向上できる。
FIG. 7 is a functional block diagram of the imaging
A control unit (CPU) 101 that performs overall control of the entire system stores a control program and also operates as a work memory. The
電源スイッチ113が投入されると、電源電池19から各部に電力が供給されて動作を開始し、ステッピングモータ91が回転駆動される。これにより、移動レンズ枠75は、電子内視鏡100の内部で回転し、且つ軸方向に進退する。また、LED57からの発光光が照明レンズ59で平行光に集光され、この平行光がハーフミラー55により対物ミラー79の方向に反射され、対物ミラー79で反射した平行光が対物レンズ77を通して被写体方向に照射され、照明光となる。
When the
被写体からの反射光は対物レンズ77を通して電子内視鏡100内に取り込まれ、対物ミラー79で反射した被写体の光像は、平行光束のまま集光レンズ53まで進み、この集光レンズ53によって撮像素子49の受光面上に結像される。
The reflected light from the subject is taken into the
撮像素子49で撮像された被写体の撮像信号は、CPU101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47に格納される。
An imaging signal of a subject imaged by the
図8は、メモリ103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113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91が原点側に駆動される(ステップS1)。原点側とは、例えば図5(a)に示す状態すなわち対物レンズ77の位置が電子内視鏡100の先端側となる方向である。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the control program stored in the
本実施形態では、ステッピングモータ91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 this embodiment, since a sensor for detecting whether or not the stepping
所定時間とは、ステッピングモータ91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5(b)に示す状態は、移動レンズ枠75が回転して最下位位置hn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91の回転駆動によって移動レンズ枠75が回転して図5(a)に示す原点位置(移動レンズ枠75が透光性カバー13の先端に当接する等、それ以上その方向に移動できない位置)h0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75が、図5(a)の状態と図5(b)の状態(レンズ駆動リング85の下端部が本体部11の底部11a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91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77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、LED57を点灯して対物レンズ77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77から電子内視鏡100内に取り込み、撮像素子49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、CPU101は、撮像素子ドライバ107を介して撮像素子49を駆動し、撮像素子49から得られた被写体の撮像信号を撮像素子49から取り込み、画像処理して画像メモリ47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91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8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. 8 is terminated.
図9は、図8のステップS4を繰り返し実行するときの対物レンズ77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9の「No.001」で示す視野の被写体画像を撮像素子49から取得する。
FIG. 9 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91の駆動が行われるため、レンズ駆動リング85は指定パルス数だけ回転する。これにより、レンズ駆動リング85は本体部11内に螺入して引っ込むことになり、次の視野は、図9の「No.002」となり、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47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103への蓄積を繰り返す。図6(a)は、図6(b)の状態に比較して、移動レンズ枠75を透光性カバー13内で半周させた状態を示している。移動レンズ枠75が透光性カバー13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11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11のNo.021となる。
Thereafter, the field of view is No. 003 → No. 004 → No. 005... To repeat imaging processing and storage of image data in the
また、図6(c)は、レンズ駆動リング85の下端が本体部11の底部11a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6(c)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8のステップS7で用いる「指定数」は、原点位置から図6(c)の状態に達するまでの合計パルス数である。
FIG. 6C shows a state in which the lower end of the
図9に例示した個々の撮像視野の移動例では、回転体となる移動レンズ枠75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ように、あるいは若干重なるように、図8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11の内周面とレンズ駆動リング85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ように、あるいは若干重なるように設計されている。
In the example of movement of the individual imaging fields illustrated in FIG. 9, the left and right ends of adjacent imaging 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ように、ステッピングモータ91のパルス数を設定したり雌ネジ11c、雄ネジ85aのピッチを設計しても良い。
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, the number of pulses of the stepping
電子内視鏡100による撮像が終了した後は、図4の画像メモリ47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に示す把持管23,25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47を電子内視鏡100から取り出し可能に設けておき、取り出した画像メモリ47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
電子内視鏡100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ようにしてもよい。
この場合、CPU101は、画像処理を行うことなく、撮像素子49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CPU101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。
The
In this case, the
また、制御プログラムとして、図8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77の視野位置を、図9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してもよい。
Further, as the control program, in addition to the control program of FIG. 8, for example, a control program for moving the visual field position of the
なお、上述した実施形態では、移動レンズ枠75の回転駆動をステッピングモータ91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あるいは他の駆動手段であってもよい。
In the above-described embodiment, the rotation driving of the moving
以上説明した本実施形態の電子内視鏡100によれば、透光性カバー13の外光検出領域となる透明円筒部13cを通じて、被検体内の全周画像情報を簡単かつ精度良く取得することができる。透明円筒部13cの透光性カバー13の中心軸に沿った両脇側に形成された先端側拡径部13a,基端側拡径部13dは、電子内視鏡100を被検体内に挿入した際に、被検体の内壁面をこれら拡径部13a,13dによって拡径方向に引き伸ばし、外光検出領域の外表面との接触を軽減している。これにより、被検体の内壁面との接触によって外光検出領域に汚れが付着することを防止でき、撮像情報の劣化を防いで、検査精度を常に高く維持することができる。また、各拡径部13a,13dが透光性カバー13の外周面の全周にわたって形成されることで、外光検出領域の全周に対する汚れの付着が防止できる。
According to the
つまり、図10に示すように、被検体の孔131の奥側に存在する狭小の孔133内を観察する場合、先端が直管状の電子内視鏡では狭小の孔133内に先端部を挿入すると、外光検出領域に体液等、撮像情報の取得を妨げる汚れが付着することがあり、良好な撮像画像を得られない場合がある。しかし、本実施形態の電子内視鏡100は、透光性カバー13の外光検出領域の両脇側に、外光検出領域より太い径にされた先端側拡径部13a、基端側拡径部13dを設けたため、各拡径部13a,13dにより外光検出領域の外周にポケットPが画成される。このポケットPが存在することにより、図10(b)、(c)に示すように、透光性カバー13の外光検出領域が両脇側の各拡径部13a,13dによって保護されて、被検体の内壁面との接触を軽減もしくは防止することができる。これにより、外光検出領域が常に清浄な状態に維持されて、撮像情報の劣化を生じることがない。
That is, as shown in FIG. 10, when observing the inside of the
なお、先端側拡径部13aと基端側拡径部13dとは、互いに同径であることで、外光検出領域に画成されるポケットPの厚みを透光性カバー13の軸方向に対して一定にでき、被検体の内壁面との接触むら(局所的な接触)を防ぐことができる。また、拡径部としては、図示例の2カ所以外にも、例えば外光検出領域の途中に拡径部を設けた構成としてもよく、外光検出領域の長さに応じて適宜な位置に設けることができる。
Note that the distal-side
次に、上記構成の電子内視鏡に対して、画成されるポケットP内に送気、送液、吸引を行えるようにした他の実施の形態を説明する。
図11は本体部に外部と連通された配管を内設した電子内視鏡の断面図、図12は配管の接続先を説明する概念図である。
図11においては、図2に示す同一の部材については同一の符号を付与することで、その説明は省略あるいは簡単化にする。
本実施形態の電子内視鏡200は、図11に示すように、本体部11の側壁に、外部と連通された配管141が内設され、外光検出領域を臨む透光性カバー13の基端側拡径部13dの側面の一部に、配管141の管路出口143を設けている、また、配管141は、本体部11の底部11a外周側に設けた連通口145を通じて外部に延長され、その配管141の先端にはルアーロック機構を有するコネクタ147が接続されている。
Next, another embodiment in which air feeding, liquid feeding, and suction can be performed in the defined pocket P with respect to the electronic endoscope having the above-described configuration will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an electronic endoscope in which a pipe connected to the outside is provided in the main body, and FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a connection destination of the pipe.
In FIG. 11, the same members as shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
As shown in FIG. 11, the
配管141は、図12に示すように、電子内視鏡200から前述のコネクタ147を介して切換部151に接続される。切換部151には液体供給用のシリンジ153と、送気吸引用のポンプ155が接続されている。切換部151は、電子内視鏡200の外部から直接操作したり、制御信号を介することで、配管141の接続先をシリンジ153,ポンプ155のいずれかに切り換える。上記構成により、配管141にシリンジ153を接続して液体を被検体側のポケットPに供給することで、透光性カバー13の透明円筒部13cの側面に付着した汚れを洗い流したり、被検体に向けて特定の薬液を放出することが可能となる。
As shown in FIG. 12, the
また、配管121にポンプ155を接続して被検体側のポケットPから吸引を行うことで、洗浄用に噴射供給した液や、不要な液を取り除いたり、体液を採取したりすることができる。さらにポンプ155により、ポケットPに送気を行うことで、例えば、外光検出領域に対面する被検体の内壁面の一部が透光性カバー13に接触している場合に、気体の供給によりポケットPを膨らまして、内壁面の一部を透光性カバー13の表面から剥がすことができる。
Further, by connecting the
次に、本発明に係る電子内視鏡の他の構成を説明する。
図13は電子内視鏡の縦断面図、図14は電子内視鏡の分解斜視図である。
この電子内視鏡300は、外殻体となる本体部211及び透光性カバー13と、本体部211の内部に収納され筒状部215の一端側に広角レンズとなる対物レンズ群18を配置したレンズホルダ219と、透光性カバー13内および本体部211内でレンズホルダ219を対物レンズ群18の光軸方向に移動させる昇降駆動部221と、対物レンズ群18から取り込まれる被写体光を受光して電気信号に変換する撮像素子49と、を備えている。
Next, another configuration of the electronic endoscope according to the present invention will be described.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the electronic endoscope, and FIG. 14 is an exploded perspective view of the electronic endoscope.
The
本体部211の内周面には、本体部211の長手方向に沿ったリブ231が形成され、レンズホルダ219の鍔部233に形成された係合溝235と係合することで、レンズホルダ219が回転止めされる。
A
レンズホルダ219は、樹脂材料等からなり、透光性カバー13の内側面に沿った外表面形状に形成してある。筒状部215の一端側に、対物レンズ群(広角レンズ18Aおよびレンズ18B)18を固定して、一端側頂部の開口を閉塞している。広角レンズ18Aとしては、好ましくは魚眼レンズが用いられる。この場合の魚眼レンズとしては、円周魚眼レンズが傾斜角(レンズ光軸からの角度)の大きい全周方向の観察に好適に利用できる。すなわち、この広角レンズは、対物レンズ群18の光軸方向(筒状部215の中心軸方向)に対して側方全周方向の観察が可能な観察視野を有する広角レンズである。なお、広角レンズ18Aとしては、この他にも対角魚眼レンズ、一般的な広角レンズ等を用いることもできる。レンズホルダ219に固定された対物レンズ群18の光軸は、レンズホルダ219の筒状部215の中心軸方向に一致させている。そして、レンズホルダ219の筒状部215は、外径が透光性カバー13の円筒部13cの内径より若干小径に形成され、筒状部215が透光性カバー13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
円筒部13cの中心軸を本体部211の底部211a側に延長した先には、撮像駆動ユニット部17が配置されている。撮像駆動ユニット部17は、第1実施形態同様であり、本体部211の底部211aに設けた電池収納部11bの周壁部を支柱として、図示しないステー部材を用いて本体部211の内部に固定設置される。撮像駆動ユニット部17は、図示する例では3枚の基板41,42,43を備えている。
The
このレンズホルダ219の移動手段について、図13および図15を参照しつつ詳細に説明する。
本体部211の内側には図示しないモータ保持部材が設けられ、このモータ保持部材にステッピングモータ261を取り付けてある。ステッピングモータ261の回転軸は筒状部215の中心軸(平行光束の光軸)と平行にされている。このステッピングモータ261の回転軸にはモータギア(平歯車)263が取り付けられ、モータギア263には平歯車のアイドルギア265が噛合する。そして、アイドルギア265は、送りネジ267の一端側に圧入または接着により固定したギア269と螺合することで、ステッピングモータ261の回転力がモータギア263,アイドルギア265,ギア269を介して送りネジ267に伝達される。なお、アイドルギア265の歯数はモータギア263の歯数より多く、ステッピングモータ261の回転速度を減速してアイドルギア265に伝達するようになっている。ここで、送りネジ627を駆動するステッピングモータ261は、パルス駆動されるモータに限らず、エンコーダを有するサーボモータ等の各種モータ、あるいは他の駆動源を用いることができる。
The moving means of the
A motor holding member (not shown) is provided inside the
送りネジ67は、図16に一部断面図を示すように、透光性カバー13の開口端部13bのフランジ面に形成された軸穴13dに一端側の先端を挿入し、また、送りネジ267の他端側を、撮像駆動ユニット部17の集光レンズホルダ48の側方に設けた支持アーム271に回転自在に支持させている。したがって、送りネジ267は、ステッピングモータ261の回転により回転駆動される。なお、ステッピングモータ261,モータギア263,アイドルギア265,ギア269は、レンズホルダ219の移動によらずに、本体部211内で同じ高さ位置に留まることになる。
As shown in a partial cross-sectional view in FIG. 16, the feed screw 67 has a tip on one end side inserted into a
一方、レンズホルダ219の鍔部233には、図15(a)に示すレンズホルダ219の上昇位置においてモータギア263,アイドルギア265,ギア269等との干渉を防ぐ開口孔273が穿設されている。そして、送りネジ267に螺合する送りナット275がナット押さえ277を介して鍔部233に固着されている。
On the other hand, an
上記構成により、送りネジ267と、送りナット275の固定されたレンズホルダ219は、送りネジ267の回転動作によりレンズホルダ219が送りネジ267の軸方向に移動する直線移動機構として機能する。
With the above configuration, the
例えば、図15(a)に示すレンズホルダ219の上昇位置からステッピングモータ261を駆動すると、モータギア263,アイドルギア265,ギア269を介して送りネジ267が回転駆動される。送りネジ267が回転駆動されると、これに螺合する送りナット275が送りネジ267に対して相対移動する。これにより、図15(b)に示すようにレンズホルダを上昇位置から下降させることができる。
For example, when the stepping
図17は、撮像駆動ユニット部17の機能ブロック図である。システム全体を統括制御する制御部(CPU)281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し、図13で説明した基板42に設けられる画像メモリ47を含むメモリ283と、LED57を駆動するLED駆動回路285と、撮像素子49を駆動する撮像素子ドライバ287と、ステッピングモータ261を駆動するモータドライバ289に駆動パルスを供給するパルス発生器291とが接続される。制御部281が画像処理した後の画像データは、本体部211に内蔵された画像メモリ47に格納されることで、電子内視鏡300単体による画像の取得が行え、取り扱い性を向上できる。
FIG. 17 is a functional block diagram of the imaging
また、この電子内視鏡300には、電源スイッチ293が設けられ、この電源スイッチ293が投入されると、電源電池19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17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。
In addition, the
電源スイッチ293は、例えば、本体部211の底部211a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211に磁力に応動するスイッチ端子を内蔵させ、電子内視鏡300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
次に、電子内視鏡100の動作について説明する。
図13,図17に示すように、電源スイッチ293が投入されると、電源電池19から各部に電力が供給されて動作を開始し、ステッピングモータ261が回転駆動される。これにより、レンズホルダ219は、電子内視鏡300の内部で筒状部215の中心軸方向に進み、原点位置(例えばレンズホルダ219の上昇端位置)で停止する。また、LED57からの発光光が照明レンズ59で平行光され、この平行光がハーフミラー55により対物レンズ群18の方向に反射されて、対物レンズ群18を通して筒状部215の中心軸に対して略直交する方向(被検体への挿入方向に対する側面方向)の全周にわたって照射され、照明光となる。
Next, the operation of the
As shown in FIGS. 13 and 17, when the
被写体からの反射光は対物レンズ群18を通して電子内視鏡300内に取り込まれ、被写体の光像は、平行光束のまま集光レンズ53まで進み、この集光レンズ53によって撮像素子49の受光面上に結像される。
ここで、図18に対物レンズ群18による視野範囲Wの様子を示した。広角レンズ18Aから出射される照明光は、視野範囲Wで示す範囲に照射される。この照明光による被写体からの反射光は、視野範囲Wに入射された光が撮像素子49に結像されて取り込まれる。なお、広角レンズ18Aの光軸中央部には、視野範囲Wの上端を決定する遮光マスクMを設けてある。ここでは、広角レンズ18Aの外側表面(光出射側表面)に、半径を視野範囲Wに応じて設定した円形状の遮光マスクMを設けている。
The reflected light from the subject is taken into the
Here, FIG. 18 shows a state of the visual field range W by the
撮像素子49で撮像された被写体の撮像信号は、制御部(CPU)281に入力され画像処理され、例えばJPEG画像データとしてメモリ283(画像メモリ47)に格納される。
An imaging signal of a subject imaged by the
図19は、メモリ283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293が投入されると、この制御プログラムが立ち上がり、先ず、ステッピングモータ261が駆動されて、レンズホルダ219を原点位置(上昇端位置)の方向に移動する(S11)。原点位置とは、例えば図15(a)に示すように、対物レンズ群18の位置が電子内視鏡300の先端側となる位置とするが、これに限らず、先端側とは反対の基端側(図15(b)に示すレンズホルダの位置)であってもよい。
FIG. 19 is a flowchart showing the processing procedure of the control program stored in the
レンズホルダ219が原点位置に到達した後、撮像処理を行う(S12)。撮像処理とは、LED57を点灯して対物レンズ群18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群18から電子内視鏡300内に取り込み、撮像素子49の受光面に結像させる処理と、撮像素子49から撮像信号を生成させ、この被写体の撮像信号を画像処理してメモリ283(画像メモリ47)に格納する処理とを含む。
After the
次に、指定したパルス数だけステッピングモータ261を駆動し(S13)、レンズホルダ219を所定距離だけ下降させる。所定距離とは、図18に示す視野範囲Wがレンズホルダ219の可動範囲を段だら状に埋めるように、レンズホルダ219をステップ移動させる距離であり、例えば、視野範囲Wに相当する透光性カバー13の円筒部13cの高さLaとすることができる。
Next, the stepping
移動先がレンズホルダ219の最下降位置に達するまでは(S14)、その移動先で撮像処理(S12)を行う。S12およびS13を繰り返し行って、図20に示すような画像マップを各回の撮像画像を合成することで生成する(S15)。つまり、初回の撮像画像データIMG(1)は、前述の図5(a)に示すように、高さh0から視野範囲Wを隔てた高さh1の位置までの範囲における全周方向(円周角0°〜360°)の画像データであり、2回目の撮像画像データIMG(2)は、高さh1〜h2の範囲における全周方向の画像データである。このようにレンズホルダ219を移動させて各移動位置で得た複数枚の撮像画像データIMG(1)〜(n)を、高さ方向に相互に結合することで、実質的に一枚の画像データ(画像マップ)にする。なお、一回の撮影分の視野範囲の一部が次回撮影分の視野範囲と重なるようにすると、画像同士の接続領域がもれなく撮影でき、隙間のない画像データを得ることができる。
Until the movement destination reaches the lowest position of the lens holder 219 (S14), the imaging process (S12) is performed at the movement destination. By repeating S12 and S13, an image map as shown in FIG. 20 is generated by synthesizing the captured images of each time (S15). That is, the first picked-up image data IMG (1) has the entire circumferential direction (circumference) in the range from the height h0 to the position of the height h1 separated from the visual field range W, as shown in FIG. The second captured image data IMG (2) is image data in the entire circumferential direction in the range of heights h1 to h2. The plurality of captured image data IMG (1) to (n) obtained by moving the
上記の撮像画像データIMG(1)〜(n)による画像マップを作成した後は、この画像マップの格納されたメモリ283(図17参照)から、蓄積された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、把持管23,25内に挿通した配線を用いて読み出しても良い。あるいは、メモリ283を電子内視鏡300から取り出し可能に設けておき、取り出したメモリ283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 creating the image map using the above-described captured image data IMG (1) to (n), the accumulated data is read out from the memory 283 (see FIG. 17) in which the image map is stored. This reading may be performed using radio or may be performed using wiring inserted into the
また、他の制御プログラム例として、図19のフローチャートに示す制御手順の他に、外部からの操作指示に従って、例えば対物レンズ群18による視野範囲を、任意の位置に移動させる制御プログラムを用いてもよい。この場合には、撮像目的に応じて所望の部位を選択的に撮像することができ、注目したい部位をより詳細に観察することが可能となる。
As another control program example, in addition to the control procedure shown in the flowchart of FIG. 19, for example, a control program that moves the visual field range by the
上記の構成においても、図12に示すように透光性カバー13の透明円筒部13cの側面に付着した汚れを洗い流したり、被検体に向けて特定の薬液を放出することが可能である。
次に、本体部211内に鉗子用の配管を設けた例について説明する。
図21は、本体部211に内設した配管を、鉗子を挿入する鉗子孔として機能させる場合を示す説明図である。配管141の内部に先端に処置具157を備えた鉗子159を挿入することにより、例えば、人体の体腔内から人体組織を採取することが可能となる。
上記構成の電子内視鏡とすることで、被検体内を観察した結果、処置を必要とする部位が発見された場合に、配管141を通じて鉗子159により直ちに処置を施すことができる。
Also in the above configuration, as shown in FIG. 12, it is possible to wash away the dirt adhering to the side surface of the transparent
Next, an example in which a forceps pipe is provided in the
FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating a case where a pipe provided in the
With the electronic endoscope having the above configuration, when a site requiring treatment is found as a result of observing the inside of the subject, the treatment can be immediately performed by the
次に、上述した各実施形態に係る電子内視鏡100,200,300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
(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.
上述した各実施形態に係る電子内視鏡100,200,300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。各実施形態の電子内視鏡100,200,300を女性の膣腔内に挿入し、図9、図20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から電子内視鏡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もれなく撮像することが可能となる。特に、膣腔内からその先の子宮頸管へ電子内視鏡を挿入する場合に、子宮頸管の内壁が透光性カバー13の外光検出領域に接触することが軽減され、外光検出領域を通じて取得される撮像情報に劣化を生じさせることがない。
The
使用形態として、例えば、診察室で電子内視鏡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、医師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ようにすれば、患者の心理的負担が軽減され、もって検診人口を増やすことが可能となる。 As a usage pattern, for example, an electronic endoscope is inserted into the cervix by the patient's own hand in the examination room, and the doctor instructs the insertion position in a separate room or monitors the captured image online. As a result, the patient's psychological burden is reduced, and the screening population can be increased.
また、上述した電子内視鏡は、電源スイッチ113,293をオンにすれば対物レンズ77、対物レンズ群18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、電子内視鏡を回収し、メモリ103、283内の撮像画像データを調べることで、診断が可能となる。
In the above-described electronic endoscope, when the power switches 113 and 293 are turned on, the positions of 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観察することになる。しかし、上述した実施形態の電子内視鏡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:
When examining the large intestine or the rectum, conventionally, since the observation is performed with an endoscope having an image sensor mounted on the distal end, the affected area is observed obliquely from above. However, if the electronic endoscope of the above-described embodiment is inserted to the affected part position and imaging is performed, it becomes possible to observe the affected part from the vertically upper position, and it is possible to observe in more detail and to make a highly accurate diagnosis. Become.
(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よう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電子内視鏡を用意する。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(対物レンズ77、対物レンズ群18の軸方向の移動可能長さに対する全周囲の範囲)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 of the above-described embodiment can be used as an industrial endoscope that observes fine scratches in a thin pipe. An electronic endoscope 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 (the entire circumference of the
11 本体部
11c 雌ネジ
13 透光性カバー(透光性を有する筒体)
15 導入光学部
17 撮像駆動ユニット部(撮像部)
19 電源電池
47 画像メモリ
55 ハーフミラー
57 LED(発光体)
75a 対物レンズ保持孔(撮像孔)
77 対物レンズ
79 対物ミラー(光路を偏向させるミラー)
85 レンズ駆動リング(回転体)
85a 雄ネジ
85b 内歯車
85c 移動レンズ枠
91 ステッピングモータ
93 モータギア(ギア)
95 アイドルギア(ギア)
100,200,300 電子内視鏡
101 CPU(制御手段)
111 配管
153 シリンジ
155 ポンプ
157 処置具
159 鉗子
DESCRIPTION OF
15 Introduction
19
75a Objective lens holding hole (imaging hole)
77
85 Lens drive ring (rotating body)
95 Idle Gear (Gear)
100, 200, 300
111
Claims (13)
一端部が閉塞されるとともに、少なくとも側面が透光性を有する筒体と、
前記筒体の他端側に連設されて外殻体を形成する本体部と、
前記筒体内で該筒体の側方から取り込んだ外光を前記筒体の中心軸方向に導く導入光学部と、
前記導入光学部から導かれた外光を受光して電気信号に変換する撮像部と、
前記導入光学部を前記筒体の中心軸方向に進退させる駆動部と、
を備え、
前記筒体は、前記導入光学部が該筒体の側面を通じて外光を取り込む外光検出領域を有し、該外光検出領域の該筒体の中心軸に沿った両脇側に、筒体の側面を拡径する拡径部がそれぞれ形成されたことを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope for imaging the inside of a subject,
A cylindrical body having one end portion closed and at least a side surface having translucency,
A main body part continuously formed on the other end side of the cylindrical body to form an outer shell,
An introduction optical unit that guides external light taken from the side of the cylindrical body in the cylindrical body toward the central axis of the cylindrical body;
An imaging unit that receives external light guided from the introduction optical unit and converts it into an electrical signal;
A drive unit that advances and retracts the introduction optical unit in the direction of the central axis of the cylindrical body;
With
The cylindrical body has an external light detection region in which the introduction optical unit captures external light through the side surface of the cylindrical body, and the cylindrical body is provided on both sides of the external light detection region along the central axis of the cylindrical body. An electronic endoscope characterized in that a diameter-expanded portion that expands the side surface of each is formed.
前記拡径部が、前記筒体の全周にわたって形成されたことを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to claim 1,
The electronic endoscope, wherein the enlarged diameter portion is formed over the entire circumference of the cylindrical body.
前記本体部に外部と連通された配管が内設され、前記外光検出領域を臨む前記拡径部の側面の一部に前記配管の管路出口を設けたことを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to claim 1 or 2, wherein
An electronic endoscope characterized in that a pipe communicated with the outside is provided in the main body part, and a pipe outlet of the pipe is provided on a part of a side surface of the enlarged diameter part facing the outside light detection region. .
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内に液体を供給する送液手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to claim 3, wherein
An electronic endoscope comprising liquid feeding means connected to the pipe and for supplying a liquid into the subject through the pipe.
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内に気体を供給する送気手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to claim 3 or claim 4, wherein
An electronic endoscope comprising an air supply means connected to the pipe and supplying gas into the subject through the pipe.
前記配管に接続され、該配管を通じて前記被検体内の気液を吸引する吸引手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to any one of claims 3 to 5,
An electronic endoscope comprising: suction means connected to the pipe and sucking the gas-liquid in the subject through the pipe.
前記配管が鉗子を挿入する鉗子孔として機能することを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to any one of claims 3 to 6,
An electronic endoscope, wherein the pipe functions as a forceps hole into which a forceps is inserted.
前記駆動部が、
前記本体部が有する円筒部の内周面に形成された雌ネジと、
前記導入光学部に一端部が接続されるとともに基端部が前記円筒部内に配置され、該基端部の外周面に前記雌ネジと螺合する雄ネジが螺刻された回転体と、
前記回転体を前記円筒部の中心軸を中心に回転駆動して前記回転体を前記中心軸方向に移動させる回転駆動手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to any one of claims 1 to 7,
The drive unit is
A female screw formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the main body,
A rotating body having one end connected to the introduction optical unit and a base end disposed in the cylindrical portion, and an external thread threadedly engaged with the female screw on the outer peripheral surface of the base end;
Rotation driving means for driving the rotator around the central axis of the cylindrical portion and moving the rotator in the direction of the central axis;
An electronic endoscope characterized by comprising:
前記回転駆動手段が、
前記回転体の内周面に歯幅方向を前記円筒部の中心軸と平行に形成された内歯車と、
前記回転体内に配置され前記内歯車と螺合するギアと、
前記ギアを回転駆動するモータと、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to claim 8, wherein
The rotation driving means;
An internal gear formed on the inner peripheral surface of the rotating body with the tooth width direction parallel to the central axis of the cylindrical portion;
A gear disposed in the rotating body and screwed with the internal gear;
A motor for rotationally driving the gear;
An electronic endoscope characterized by comprising:
前記導入光学部は、周面に撮像孔が穿設され該撮像孔の開口端に対物レンズが搭載され、且つ前記対物レンズの光軸上に光路を偏向させるミラーが搭載されていることを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to any one of claims 1 to 9,
The introduction optical unit is characterized in that an imaging hole is formed in a peripheral surface, an objective lens is mounted at an opening end of the imaging hole, and a mirror for deflecting an optical path is mounted on the optical axis of the objective lens. Electronic endoscope.
前記導入光学部と前記撮像素子との間の光路途中に配置したハーフミラーと、発光した光を前記ハーフミラーの反射により前記導入光学部側へ照射することで被検体を照明する発光体と、を備えることを特徴とする電子内視鏡。 The electronic endoscope according to any one of claims 1 to 10,
A half mirror disposed in the middle of the optical path between the introduction optical unit and the image sensor, and a illuminator that illuminates the subject by irradiating emitted light to the introduction optical unit side by reflection of the half mirror; An electronic endoscope comprising:
前記撮像部が撮像して得た画像信号を画像処理する制御手段と、該制御手段が画像処理した画像データを格納する画像メモリと、を前記本体部に内蔵することを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to any one of claims 1 to 11,
An electronic endoscope comprising a control unit that performs image processing on an image signal obtained by the imaging unit and an image memory that stores image data processed by the control unit. mirror.
前記撮像部及び前記駆動部に電力を供給する電源電池を、前記本体部に内蔵することを特徴とする電子内視鏡。 An electronic endoscope according to any one of claims 1 to 12,
An electronic endoscope characterized in that a power supply battery for supplying power to the imaging unit and the driving unit is built in the main body unit.
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JP2008158008A JP2009297426A (en) | 2008-06-17 | 2008-06-17 | Electronic endoscope |
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JP2016154848A (en) * | 2015-02-06 | 2016-09-01 | キオプティック フォトニクス ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー | Intravaginal imaging device, system and method |
WO2019049997A1 (en) * | 2017-09-10 | 2019-03-14 | カイロス株式会社 | Endoscope system |
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- 2008-06-17 JP JP2008158008A patent/JP2009297426A/en active Pending
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