JP2015134169A - 内視鏡カメラおよび内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜め後方まで視野を拡大することのできる内視鏡カメラを提供する。
【解決手段】内視鏡カメラ５は、先端部が斜めに切断された円筒形状を有する硬性ケース６と、硬性ケース６の先端部に設けられるカメラヘッド７と、硬性ケース６の先端部に取り付けられ、カメラヘッド７の少なくとも一部分を覆う半球状のカバー８と、カメラヘッド７をチルト軸を中心に回転させるチルトモータを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、視野を拡大した内視鏡カメラおよび内視鏡装置に関するものである。

従来、医療分野や工業分野などの種々の分野で、硬性内視鏡カメラが用いられている（例えば、特許文献１および２参照）。このような内視鏡カメラには、使用用途や観察対象に応じて、内視鏡カメラの視野の方向を変える機能が必要とされる。そのため、従来の内視鏡カメラには、使用用途や観察対象に応じて、撮像部の撮影方向（内視鏡カメラの視野の方向）を変えるための機構が備えられている。

特開平７−３２７９１６号公報 特開２００９−１２５１８８号公報

しかしながら、従来の内視鏡カメラでは、撮像部をチルト方向に回動させることにより、視野の方向を変えることができるものの、その視野の方向を変えられる範囲は、カメラヘッドの前方に限られていた。すなわち、従来の内視鏡カメラでは、カメラヘッドの後方まで視野に含めることができない（カメラヘッドの後方を撮影することができない）という問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、斜め後方まで視野を拡大することのできる内視鏡カメラおよび内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡カメラは、先端部が斜めに切断された円筒形状を有する硬性ケースと、前記硬性ケースの先端部から少なくとも一部が外出した状態で、前記硬性ケースの先端部に設けられるカメラヘッドと、前記硬性ケースの先端部に取り付けられ、前記カメラヘッドとの間に所定の隙間を介在させた状態で、前記カメラヘッドの外出した部分を覆う半球状のカバーと、前記カメラヘッドを所定の回転軸を中心に回転させる回転駆動部と、を備え、前記回転軸は、前記カメラヘッドの中心を通り、かつ、前記硬性ケースの先端部を斜めに切断した平面上に設けられている構成を有している。

この構成により、硬性ケースの先端部に半球状のカバーが斜めに取り付けられ、この斜めに取り付けられた半球状のカバーの内部で、カメラヘッドを回転させる。この場合、カメラヘッドの回転軸（チルト軸）が、カメラヘッドの中心を通り、かつ、硬性ケースの先端部を斜めに切断した平面上で、硬性ケースの中心軸と垂直になるように設けられている。したがって、カメラヘッドを回転させることにより、カメラヘッドよりも後方（斜め後方）を撮影することが可能になる。

また、本発明の内視鏡カメラでは、前記内視鏡カメラは、前記隙間より小さい厚さを有し、両方の端部が前記カメラヘッドに固定され、前記カメラヘッドを両側から挟んで保持する板状のベルトを備え、前記回転駆動部は、前記硬性ケースの内部において前記カメラヘッドとは異なる位置に設けられ、前記ベルトの一方の端部を引っ張ることにより、前記カメラヘッドを前記回転軸を中心に回転させる構成を有している。

この構成により、円筒形状の硬性ケースの先端部で、カメラヘッドが板状のベルトによって両側から挟まれるように保持される。このように、板状のベルトを用いてカメラヘッドの位置を定めることができるので、硬性ケースの先端部においてカメラヘッドの周囲にカメラヘッドの位置を定めるための他の機構を設ける必要がない。また、カメラヘッドを回転軸（チルト軸）を中心に回転させるときには、その板状のベルトを介してカメラヘッドに回転駆動部からの回転駆動力（ベルトを引っ張る力および押し出す力）が伝達される。この場合、回転駆動部は、硬性ケースの内部においてカメラヘッドとは異なる位置に配置されている。そのため、硬性ケースの先端部においてカメラヘッドの周囲にカメラヘッドを回転させるための他の機構を設ける必要がない。したがって、板状のベルトという一つの構成によって、カメラヘッドを保持する機能とカメラヘッドを回転させる機能の両方を実現することができるので、内視鏡カメラの小型化（保持機構と回転機構を別々に設けた場合には困難であるような小型化）が可能になる。

また、本発明の内視鏡カメラでは、前記半球状のカバーの縁から、つば部が外側に向けて延設されており、前記つば部の先端部に、前記硬性ケースとの接続部が設けられた構成を有している。

この構成により、硬性ケースの内部のスペースを拡大することができ、硬性ケースの内部に大径のカメラヘッド７を容易に挿入することが可能になる。

本発明の内視鏡装置は、上記の内視鏡カメラと、前記内視鏡カメラから得られる映像信号に所定の信号処理を施す信号処理部と、を備えた構成を有している。

この内視鏡装置によっても、上記の内視鏡カメラと同様に、斜めに取り付けられた半球状のカバーの内部で、カメラヘッドを回転させることにより、カメラヘッドよりも後方（斜め後方）を撮影することが可能になる。

本発明は、斜め後方まで視野を拡大することができるという効果を有する内視鏡カメラを提供することができるものである。

本発明の実施の形態における内視鏡カメラの主要部の説明図 本実施の形態における内視鏡装置のブロック図 本実施の形態における内視鏡カメラの主要部の拡大図 本実施の形態におけるのチルト方向の回転機構の説明図 本実施の形態における半球状のカバーの取付構造（変形例）の説明図 本実施の形態における半球状のカバー（変形例）の斜視図

以下、本発明の実施の形態の内視鏡装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、腹腔内を観察するための腹腔鏡等として用いられる内視鏡装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態の内視鏡装置の構成を、図１〜４を参照して説明する。ここでは、まず、図２を参照して、内視鏡装置の全体の構成について説明する。図２に示すように、内視鏡装置１は、信号処理部２や光源部３などが内蔵されている本体部４と、本体部４に着脱自在に取り付けられる内視鏡カメラ５で構成されている。信号処理部２は、内視鏡カメラ５から得られた映像入力信号に所定の信号処理を施して、モニタ（図示せず）などに出力される映像出力信号を生成する機能を備えている。光源部３は、光ファイバ（図示せず）などを用いて内視鏡カメラ５に照明光を送る機能を備えている。

つぎに、図１、図３、図４を参照して、内視鏡カメラ５の構成について説明する。図１に示すように、内視鏡カメラ５は、先端部が斜めに切断された円筒形状を有する硬性ケース６を備えており、硬性ケース６の先端部には、球状のカメラヘッド７が備えられている。この例では、カメラヘッド７の一部（ほぼ半分）が、硬性ケース６の先端部から外出しており、カメラヘッド７の残部（残りの半分）が、硬性ケース６の内部に収納されている。そして、硬性ケース６の先端部には、カメラヘッド７の外出した部分を覆う半球状のカバー８が備えられている。このカバー８は、透明な光学ガラスや光学プラスチックで構成されている。なお、カメラヘッド７とカバー８との間には、所定の隙間９が設けられている。なお、図１では、説明の便宜のため、カバー８の一部分のみが図示されているが、実際には、カバー８の形状は、１／２球（半球）形状である。

図３に示すように、カメラヘッド７には、レンズ１０が備えられている。また、図１に示すように、カメラヘッド７の球面上において、レンズ１０の光軸から９０度ずれた上下一対の極の位置には、チルトベルト１１の両端がそれぞれ固定されている。この場合、チルトベルト１１の厚さは、カメラヘッド７とカバー８との間の隙間９より小さい。このチルトベルト１１は、固定用のボルト１２を用いてカメラヘッド７に固定されている。

チルトベルト１１には、チルトモータ１３の回転駆動力がプーリ１４を介して伝達される。図４に示すように、チルトモータ１３の回転駆動力によって、チルトベルト１１の一方の端部が引っ張られるとともに、チルトベルト１１の他方の端部が押し出されると、カメラヘッド７がチルト軸を中心にしてチルト方向に回転する。このチルトモータ１３が、本発明の回転駆動部に相当する。なお、ここでは、内視鏡カメラ５で撮影された画像をモニタに表示したときのモニタ上の上下方向が「チルト方向」に相当する。このチルト軸は、カメラヘッド７の球の中心を通り、硬性ケース６の先端部を斜めに切断した平面上に設けられる。また、このチルト軸は、硬性ケース６の中心軸と垂直である。

本実施の形態では、チルトモータ１３やプーリ１４が、硬性ケース６の内部においてカメラヘッド７と異なる位置（硬性ケース６内の後方の位置）に設けられている。これは、カメラヘッド７のチルト方向の回転駆動力を発生させる回転軸（チルトモータ１３の回転軸Ｘ、または、プーリ１４の回転軸Ｙ）が、カメラヘッド７の回転軸（チルト軸Ｚ）と異なる位置に配置されているともいえる（図４参照）。

また、図１および図４に示すように、チルトベルト１１は、カメラヘッド７とプーリ１４との間で交差しており、チルトベルト１１が交差する位置には、ベルト挿通孔１５が設けられている。なお、図４に示すように、チルトベルト１１を交差させる場合に、硬性ケース６の内部に、チルトベルト１１をガイドするガイド部１６が設けられてもよい。

また、図５および図６に示すように、半球状のカバー８の縁には、つば部１７が設けられてもよい。例えば、半球状のカバー８の縁（円形状の縁）の下側（図５における下側）の半円部分からは、半楕円形状のつば部１７が外側（半球状のカバー８の中心から外側）に拡がるように延設され、つば部１７の先端部に、硬性ケース６との接続部１８が設けられる。なお、カバー８の下側（図５における下側）とは、硬性ケース６の先端部にカバー８が斜めに取り付けられたときに、半球状のカバー８の天頂方向が傾けられる側（チルト角が拡大される側）である（図３参照）。

このような本実施の形態の内視鏡カメラ５によれば、斜め後方まで視野を拡大することができる。すなわち、本実施の形態では、硬性ケース６の先端部に半球状のカバー８が斜めに取り付けられ、この斜めに取り付けられた半球状のカバー８の内部で、球状のカメラヘッド７を回転させる。この場合、カメラヘッド７の回転軸（チルト軸）が、カメラヘッド７の中心を通り、かつ、硬性ケース６の先端部を斜めに切断した平面上で、硬性ケース６の中心軸と垂直になるように設けられている。したがって、カメラヘッド７を回転させることにより、カメラヘッド７よりも後方（斜め後方）を撮影することが可能になる。

例えば、図３のように、硬性ケース６の先端部が角度θ_MAX（θ_MAX＞９０°）で斜めに切断された円筒形状である場合には、カメラヘッド７のチルト角θは、０°からθ_MAXまでの角度範囲をとることができる。このようにして、本実施の形態では、カメラヘッド７の斜め後方まで視野が拡大される。なお、この場合、チルト角θ＝０°は、硬性ケース６の中心軸の方向に相当する。また、角度θ_MAXは、内視鏡カメラ５の用途などに応じて、任意の角度（ただし、９０°より大きい角度）に設定することができる。

また、本実施の形態では、円筒形状の硬性ケース６の先端部で、球状のカメラヘッド７が板状のベルトによって両側から挟まれるように保持される。このように、板状のベルトを用いてカメラヘッド７の位置を定めることができるので、硬性ケース６の先端部においてカメラヘッド７の周囲にカメラヘッド７の位置を定めるための他の機構を設ける必要がない。また、カメラヘッド７を回転軸（チルト軸）を中心に回転させるときには、その板状のベルトを介してカメラヘッド７に回転駆動部からの回転駆動力（ベルトを引っ張る力および押し出す力）が伝達される。

この場合、回転駆動部は、硬性ケース６の内部においてカメラヘッド７とは異なる位置に配置されている。そのため、硬性ケース６の先端部においてカメラヘッド７の周囲にカメラヘッド７を回転させるための他の機構を設ける必要がない。したがって、板状のベルトという一つの構成によって、カメラヘッド７を保持する機能とカメラヘッド７を回転させる機能の両方を実現することができるので、内視鏡カメラ５の小型化（保持機構と回転機構を別々に設けた場合には困難であるような小型化）が可能になる。

本実施の形態では、硬性ケース６の先端部にカバー８が斜めに取り付けられるので、半球状のカバー８の下側の縁に接続部１８をそのまま設けると（図５において破線で図示）、接続部１８により硬性ケース６の内部のスペースが小さくなり、硬性ケース６の内部に大径のカメラヘッド７を挿入することが難しくなる。この場合、半球状のカバー８の下側の縁から、つば部１７を外側に向けて延設し、つば部１７の先端部に、硬性ケース６との接続部１８を設けることにより、硬性ケース６の内部のスペースを拡大することができ、硬性ケース６の内部に大径のカメラヘッド７を挿入し易くなる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、以上の実施の形態では、カメラヘッド７全体を球状として説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、少なくとも旋回によりカバー８と対向する部分が球状であればよい。

以上のように、本発明にかかる内視鏡装置は、斜め後方まで視野を拡大することができるという効果を有し、医療用や工業用の内視鏡カメラ等として有用である。

１ 内視鏡装置
２ 信号処理部
３ 光源部
４ 本体部
５ 内視鏡カメラ
６ 硬性ケース
７ カメラヘッド
８ カバー
９ 隙間
１０ レンズ
１１ チルトベルト
１２ ボルト
１３ チルトモータ（回転駆動部）
１４ プーリ
１５ ベルト挿通孔
１６ ガイド部
１７ つば部
１８ 接続部

Claims (4)

1. 先端部が斜めになっている筒状のケースと、
   前記ケースの先端部に設けられるカメラヘッドと、
   前記ケースの先端部に斜めに取り付けられ、前記カメラヘッドの少なくとも一部分を覆う半球部を有するカバーと、
   前記カメラヘッドを所定の回転軸を中心に回転させる回転駆動部と、
   を備えた内視鏡カメラであって、
   前記ケースには前記内視鏡カメラの斜め後方の視野を確保するために傾斜面が設けられていることを特徴とする内視鏡カメラ。
2. 前記傾斜面は、前記カバーの半球部と前記ケースとが接続される部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡カメラ。
3. 先端部が斜めになっている筒状のケースと、
   前記ケースの先端部に設けられるカメラヘッドと、
   前記ケースの先端部に斜めに取り付けられ、前記カメラヘッドの少なくとも一部分を覆う半球部を有するカバーと、
   前記カメラヘッドを所定の回転軸を中心に回転させる回転駆動部と、
   を備えた内視鏡カメラであって、
   前記カバーには前記内視鏡カメラの斜め後方の視野を確保するために傾斜面が設けられていることを特徴とする内視鏡カメラ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内視鏡カメラと、
   前記内視鏡カメラから得られる映像信号に所定の信号処理を施す信号処理部と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置。