JP2016131580A - Observation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、観察装置に関し、特に、細長の挿入部を有する観察装置に関する。 The present invention relates to an observation apparatus, and more particularly to an observation apparatus having an elongated insertion portion.
従来より、工業用内視鏡などの被検体を観察する観察装置が広く利用されている。例えば、工業用内視鏡は、種々の検査対象を観察するために使用されており、検査対象内の様々な部位を観察することができる。観察装置により観察される画像は、撮像素子により得られ、観察装置は、露出制御により最適な明るさの画像を表示できるようになっている。 Conventionally, an observation apparatus for observing a subject such as an industrial endoscope has been widely used. For example, an industrial endoscope is used for observing various inspection objects, and can observe various parts in the inspection object. An image observed by the observation device is obtained by an image sensor, and the observation device can display an image having optimum brightness by exposure control.
観察装置は、検査対象内における、加工中の部位の観察にも利用される。例えば、観察装置は、アーク放電下における溶接状態を確認するためにも利用される場合がある。
溶接時のアーク発生により高輝度領域が発生すると、画像中に、スミアあるいはブルーミングが発生してしまう。スミアなどが発生したとき、輝度の高い領域に露出を合わせると、その領域の周辺領域が暗くなって、溶接状態の確認ができないという問題がある。
The observation apparatus is also used for observing a part being processed in the inspection object. For example, the observation device may be used to check the welding state under arc discharge.
When a high luminance region is generated by arc generation during welding, smearing or blooming occurs in the image. When smear or the like occurs, if the exposure is adjusted to an area with high luminance, there is a problem that the peripheral area of the area becomes dark and the welding state cannot be confirmed.
そこで、特開2008−260055号公報には、アーク放電下において、溶接状態を確認するためにアーク放電光をフィルタリングする光学系として、テレセントリック光学系と複数枚のフォトクロミックフィルタによる部分減光を利用した溶接観察装置が開示されている。フォトクロミックフィルタは、紫外線を受けると色が黒くなって減光するフィルタである。 Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-260055 utilizes a partial dimming by a telecentric optical system and a plurality of photochromic filters as an optical system for filtering arc discharge light in order to confirm a welding state under arc discharge. A welding observation apparatus is disclosed. A photochromic filter is a filter that becomes darker in color when it receives ultraviolet rays.
しかし、上記提案の装置の場合、複数枚のフォトクロミックフィルタが光路中において光線高さの高い領域で使用されるため、挿入部の先端部の径も太くなってしまうと共に、対物光学系とフォトクロミックフィルタ群を合わせた先端部の光軸方向の長さが長くなってしまうという問題がある。 However, in the case of the proposed apparatus, since a plurality of photochromic filters are used in a region where the light beam height is high in the optical path, the diameter of the distal end portion of the insertion portion becomes large, and the objective optical system and the photochromic filter There is a problem that the length in the optical axis direction of the front end portion of the group becomes long.
観察装置が内視鏡のような形状であっても、略円筒形状となっている挿入部の先端部の外径が太くかつ先端部の軸方向の硬い部分の長さが長いと、挿入部の先端部を、検査対象内の狭い空間内まで挿入することができない場合がある。
挿入部内にファイバーバンドルを使用して挿入部の基端部に設けたカメラで撮像する構成も考えられるが、このような構成の場合、十分な解像度の内視鏡画像が得られない。
Even if the observation device is shaped like an endoscope, if the outer diameter of the distal end portion of the insertion portion that is substantially cylindrical is thick and the length of the hard portion in the axial direction of the distal end portion is long, the insertion portion In some cases, it is not possible to insert the distal end portion of the inner space into a narrow space in the inspection object.
A configuration in which a fiber bundle is used in the insertion portion and an image is taken with a camera provided at the proximal end portion of the insertion portion is also conceivable. However, in such a configuration, an endoscope image with sufficient resolution cannot be obtained.
そこで、本発明は、挿入部を有する観察装置であって、挿入部の先端部の軸方向の長さを短くしかつ径を細くできる観察装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an observation apparatus having an insertion portion, in which the length of the distal end portion of the insertion portion in the axial direction can be shortened and the diameter can be reduced.
本発明の一態様によれば、可撓性を有し、細長の挿入部と、前記挿入部の先端部に設けられた対物光学系と、前記挿入部の前記先端部に設けられ、前記対物光学系を透過した光を受光する撮像素子と、前記対物光学系と前記撮像素子の間に設けられ、第1の光学特性を有する第1の領域と、前記第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する第2の領域とを有し、前記対物光学系を透過した前記光を前記第1の領域又は前記第2の領域に選択的に透過させる可動光学素子と、を有する観察装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the flexible and elongated insertion portion, the objective optical system provided at the distal end portion of the insertion portion, the objective optical system provided at the distal end portion of the insertion portion, and the objective An image sensor that receives light transmitted through an optical system, a first area that is provided between the objective optical system and the image sensor, and that has a first optical characteristic, is different from the first optical characteristic. And a movable optical element that selectively transmits the light transmitted through the objective optical system to the first region or the second region. An apparatus can be provided.
本発明によれば、挿入部を有する観察装置であって、挿入部の先端部の軸方向の長さを短くしかつ径を細くできる観察装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is an observation apparatus which has an insertion part, Comprising: The observation apparatus which can shorten the length of the axial direction of the front-end | tip part of an insertion part, and can make a diameter thin can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
(構成)
図1は、本実施の形態に係わる内視鏡装置1の全体構成図である。観察装置としての内視鏡装置1は、細長の挿入部2と、本体装置3と、冷却装置4と、コンプレッサ5と、モニタ6と、電源装置7と、を含んで構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In each drawing used for the following description, the scale is different for each component in order to make each component large enough to be recognized on the drawing. It is not limited only to the quantity of the component described in the drawing, the shape of the component, the ratio of the size of the component, and the relative positional relationship of each component.
(Constitution)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment. An endoscope apparatus 1 as an observation apparatus includes an elongated insertion portion 2, a main body device 3, a cooling device 4, a
ここでは、内視鏡装置1は、加工対象物8がアーク溶接により溶接される場合に、検査者が、溶接された部分の溶接状態を画像で確認するために用いられる。
可撓性を有して細長の挿入部2は、挿入部2の基端が本体装置3に接続され、先端部11に観察窓11a(図2参照)を有している。先端部11内の観察窓11aの後ろ側には、撮像素子27(図2参照)が設けられている。
Here, the endoscope apparatus 1 is used when an inspector confirms the welding state of a welded portion with an image when the
The elongated insertion portion 2 having flexibility has a base end of the insertion portion 2 connected to the main body device 3 and has an
なお、ここでは、挿入部2の先端部11には湾曲部が設けられていないが、挿入部2は、湾曲部を有していてもよく、その場合は、ユーザは、ジョイスティック等の操作部により湾曲部を上下左右方向に湾曲させて、先端部11の観察方向を所望の方向に向けることができる。
Here, the
本体装置3は、内視鏡装置1の全体の制御及び動作を制御する制御部を有する装置である。本体装置3は、内部に中央処理装置(CPU)、ROM、RAM等を有し、図示しない操作パネルに対する操作指示に応じて、予め記憶された処理プログラムをROMから読み出して実行することにより、本体装置3に接続された各機器の制御を行う。 The main body device 3 is a device having a control unit that controls the overall control and operation of the endoscope device 1. The main unit 3 has a central processing unit (CPU), ROM, RAM, and the like inside, and reads a processing program stored in advance from the ROM and executes it in accordance with an operation instruction to an operation panel (not shown). Control of each device connected to the apparatus 3 is performed.
本体装置3内には、撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する画像生成回路と、生成された画像信号に基づいて各種制御を行う信号処理回路が設けられている。後述するように、本体装置3内の信号処理回路は、撮像素子から出力された信号から生成された画像信号に含まれる輝度値を監視し、輝度値に基づいて、例えば画像領域内にアークのような所定の輝度値以上の画素領域が存在するか否かに応じて、コンプレッサ5からの圧搾空気の出力を制御して、後述する可動光学素子の移動を制御する移動制御部を含む。また、本体装置3は、後述する先端部11を冷却するための冷却機構を制御する冷却機構制御部も有している。
In the main unit 3, an image generation circuit that generates an image signal based on an output signal from the image sensor and a signal processing circuit that performs various controls based on the generated image signal are provided. As will be described later, the signal processing circuit in the main body device 3 monitors the luminance value included in the image signal generated from the signal output from the image sensor, and based on the luminance value, for example, an arc in the image region. A movement control unit is included that controls the output of the compressed air from the
冷却装置4は、本体装置3の制御の下、冷却用流体を流通させて挿入部2の先端部11を冷却する装置である。冷却用流体としては、液体又は気体のいずれでもよいが、ここでは、気体である空気などと比較してよりより冷却効率の高い水が用いられている。
The cooling device 4 is a device that cools the
冷却装置4と本体装置3の間は、流体が循環する2本のチューブ4a、4bにより接続されている。チューブ4aと4bの一端は、それぞれ、本体装置3の冷却水供給端子3aと冷却水戻り端子3bに接続されている。冷却装置4で冷却された流体は、チューブ4aを通って本体装置3へ吐出される。
The cooling device 4 and the main body device 3 are connected by two
冷却装置4から吐出された流体は、本体装置3を通って挿入部2の先端部11内へ供給される。後述するように、先端部11で温められた流体は、本体装置3からチューブ4bを通って冷却装置4へ戻り、冷却され、再びチューブ4aを通って本体装置3へ吐出される。
The fluid discharged from the cooling device 4 is supplied into the
コンプレッサ5は、本体装置3の制御の下、圧搾空気を挿入部2へ供給するための出力する空気源である。コンプレッサ5と本体装置3の間は、チューブ5aにより接続されている。チューブ5aの一端は、本体装置3の圧搾空気入力端子3cに接続されている。コンプレッサ5からの圧搾空気がチューブ5aを通して本体装置3へ吐出され、圧搾空気は、本体装置3の制御の下、本体装置3内の電磁弁が制御されて、挿入部2の2本の管路(後述する)へ供給可能となっている。
The
モニタ6は、本体装置3内の画像生成回路により生成された画像を表示する表示装置である。モニタ6と本体装置3の間は、複数の信号線を含むケーブル6aにより接続されている。ケーブル6aの一端は、本体装置3のビデオ信号出力端子3dに接続されている。
The monitor 6 is a display device that displays an image generated by an image generation circuit in the main body device 3. The monitor 6 and the main unit 3 are connected by a
電源装置7は、ACアダプタなどの、内視鏡装置1全体の電力を供給するための電源であり、本体装置3に電力を供給する。電源装置7と本体装置3の間は、電力供給用のケーブル7aにより接続されている。ケーブル7aの一端は、本体装置3の電源入力端子3eに接続されている。
The power supply device 7 is a power supply for supplying power to the entire endoscope apparatus 1 such as an AC adapter, and supplies power to the main body device 3. The power supply device 7 and the main unit 3 are connected by a
検査者は、溶接装置の溶接電極12により、溶接対象である部材8に対して溶接を行いながら、部材8のビード8aの状態を内視鏡装置1のモニタ6で確認する。
次に、内視鏡装置1の挿入部2の先端部11の構成について説明する。
図2は、挿入部2の先端部11の構成を示す断面図である。図3は、図2のIII−III線に沿った先端部11の断面図である。図3は、先端部11の軸方向に沿った先端部11の断面図を示す。
The inspector confirms the state of the
Next, the configuration of the
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
先端部11は、円柱形状を有し、観察窓11aを有している。観察窓11aにはカバーガラス21が設けられており、カバーガラス21は、金属製の固定枠22の内側に接着剤で固定されている。
The
金属製の先端枠23の先端部が、固定枠22の基端開口の内側にねじ込み固定されている。先端枠23内には、接合レンズである第1の対物レンズ24が接着剤により固定されている。対物レンズ24は、先端部11に設けられた対物光学系であり、両凸レンズと凹平レンズとが接合された色消しレンズである。
また、対物レンズ24は、全体として正の屈折力を有する。よって、対物レンズ24を透過した光は、集光されて光束が絞られる。
The distal end portion of the metal
The
先端枠23の基端部は、金属製のハウジング25の先端側凹部の先端部分内に接着剤により固定されている。先端枠23の基端部には、内向フランジ部23aが形成されており、観察窓11aから入射した光は、内向フランジ部23aの開口を通って先端部11の基端側へ出射される。
The proximal end portion of the
ハウジング25の基端側凹部内には、撮像ユニット26の先端部が嵌合して接着剤などにより固定されている。
撮像ユニット26は、第2の対物光学系と、CCDなどの撮像素子27を含むカメラユニットである。撮像ユニット26は、筒状部材28を有し、筒状部材28内に枠体29が固定されている。枠体29の先端部の内側には、第2の対物光学系である対物レンズ30が接着剤により固定されている。対物レンズ30は、メニスカス凹レンズと両凸レンズとが接合された色消しレンズである。
The distal end portion of the
The
対物レンズ30の基端側には、カバーガラス31が配設され、枠体29の内側に接着剤により固定されている。カバーガラス31の基端側には、撮像素子27が配設され、接着剤で枠体29に固定されている。撮像素子27の撮像面には、赤外線カットフィルタ等の光学部材32が配設されている。以上のように、撮像素子27は、挿入部2の先端部11に設けられ、対物光学系を透過した光を受光する。
A
ハウジング25の先端側凹部の内側には、フィルタ収納部25aが形成され、可動光学フィルタ33が、フィルタ収納部25a内に摺動自在に収納されている。図2では、可動光学フィルタ33の形状がわかるように、可動光学フィルタ33は、断面ではなく斜視図で示されている。
すなわち、先端枠23の基端部がハウジング25の先端部に対して固定された状態で、可動光学フィルタ33は、フィルタ収納部25a内において移動可能に設けられている。
A
That is, the movable
図4と図5は、可動光学フィルタ33の構成を示す図である。図4は、挿入部2の軸方向から見た、可動光学フィルタ33の正面図である。図5は、挿入部2の軸に直交する方向から見た、可動光学フィルタ33の側面図である。
4 and 5 are diagrams showing the configuration of the movable
可動光学フィルタ33は、2つの光学部材33A、33Bを有する光学素子である。光学部材33Aは、NDフィルタ部材であり、光学部材33Bは、無色で透明な光学ガラス部材である。2つの光学部材33A、33Bの屈折率は、略同じである。光学部材33Aとしては、撮像素子27において得られる画像にアーク光が含まれていてもスミアなどが発生しないような、アーク光の光量を所定量だけ減光する材質のフィルタ部材が選定される。
The movable
2つの光学部材33A、33Bは、図4に示すように、円柱形状の光学部材を円柱の軸方向に沿って一部をカットして、カットした面同士を接着剤で貼り合わせた構造を有している。すなわち、各光学部材33A、33Bは、断面形状がD型のDカット形状を有しており、可動光学フィルタ33は、Dカットされた平面部同士を貼り合わせて構成されている。
As shown in FIG. 4, the two
また、2つの光学部材33A、33Bは、観察窓11aからの光が平行平面を透過するように形成されている。図5に示すように、光学部材33Aの入射側面33a1と出射側面33b1は、平行であり、光学部材33Bの入射側面33c1と出射側面33d1は、平行である。すなわち、2つの光学部材33A、33Bの光が透過する領域は、光学系なパワーを有しない平行平面である。
The two
金属製の2枚の補強部材33Cが、貼り合わされた2つの光学部材33Aと33Bの両側面に、接着剤で固定されている。2枚の補強部材33Cは、2つの光学部材33Aと33Bの貼り合わされた部分を覆い、可動光学フィルタ33がフィルタ収納部25a内において移動するときに、2枚の補強部材33Cがフィルタ収納部25aの内壁に接触して、2つの光学部材33A、33Bがフィルタ収納部25aの内壁に直接触れないようにするための部材である。
Two reinforcing
以上のように、先端部11は、光学素子である可動光学フィルタ33を収納する収納空間を有する。可動光学フィルタ33は、そのフィルタ収納部25aを形成する先端部11のハウジング25の内壁に沿って摺動し、フィルタ収納部25a内において往復動可能となっている。
As described above, the
また、対物レンズ24は、正の屈折力を有するので、可動光学フィルタ33は、被写体からの光路において光線高さの低い領域で使用されるため、可動光学フィルタ33の外形が大きくならないので挿入部2の先端部11をより細径化できる。
Further, since the
図2と図3に戻り、ハウジング25の基端部には、筒状部材であるハウジング34が外装されて接着剤により固定されている。
ハウジング34の基端側には、ハウジング35の先端部が内挿されて接着剤により固定されている。ハウジング34の基端側から挿入部2の基端部にかけて、挿入部2は、外装部材36により覆われている。
撮像ユニット26から延出する信号線などを含むケーブル(図示せず)が、撮像ユニット26の基端部に設けられたカバー部材37の基端部から外装部材36内に伸びて、本体装置3の画像生成回路(図示せず)に接続されている。画像生成回路の出力は、モニタ6の入力に接続されている。
Returning to FIGS. 2 and 3, a
On the proximal end side of the
A cable (not shown) including a signal line or the like extending from the
先端部11内には、コンプレッサ5からの圧搾空気が送られる2本の空気用管路41,42の先端部と、冷却装置4からの水が循環するための2本の水用管路43,44の先端部と、が配設されている。
In the
図6は、図2及び図3のVI−VI線に沿った、基端側から見た先端部11の断面図である。図7は、図2及び図3のVII−VII線に沿った、先端側から見た先端部11の断面図である。図8は、図2及び図3のVIII−VIII線に沿った、先端側から見た先端部11の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
ハウジング25の基端側は、筒状部材28とハウジング34、35により囲まれており、筒状部材28内には、撮像ユニット26が配設されている。そして、ハウジング25の基端側において、ハウジング34と35と筒状部材28とにより囲まれて形成された円筒状の空間Sは、撮像ユニット26を冷却するための冷却空間を構成する。
The proximal end side of the
筒状部材28とハウジング34の間には、可動光学フィルタ33を動かすための空気が流れる2本の空気用管路41と42が挿通されて配設されている。2本の空気用管路41と42の基端は、本体装置3内の電磁弁(図示せず)に接続されている。
Between the
2本の空気用管路41と42は、コンプレッサ5のチューブ5aからの圧搾空気が送られてくる管路である。ユーザの操作指示に応じて、本体装置3は、コンプレッサ5からの圧搾空気を空気用管路41と42のいずれか一方に吐出し、他方の管路は開放状態になるように、電磁弁が制御される。
The two
2本の空気用管路41と42の先端部は、ハウジング35を貫いて、ハウジング25に固定されている。そして、図6及び図7に示すように、2本の空気用管路41と42の先端部は、それぞれフィルタ収納部25aの内壁に形成された開口部41aと42aにおいて開口している。開口部41aと42aは、図7に示すように、挿入部2の先端部11の軸対称の位置に形成されている。
The front ends of the two
そして、図7に示すように、気体が噴出する開口部41a,42aは、先端部11内に2つ設けられ、対物レンズ24により観察窓11aを通った光束が絞られた光路の外側に設けられている。
As shown in FIG. 7, two
また、図6及び図7に示すように、挿入部2の軸に直交する方向におけるフィルタ収納部25aの断面は、所定の方向L1に延びた略矩形形状である。フィルタ収納部25aは、先端枠23の内向フランジ部23aの基端側面と、ハウジング25の先端側凹部の内壁面とにより形成されている。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the cross section of the
可動光学フィルタ33は、フィルタ収納部25a内において所定の方向L1に沿って往復動可能な形状を有している。所定の方向L1は、対物光学系である対物レンズ24の光軸Oに直交する方向である。また、この態様においては、対物レンズ24の光軸Oは、先端部11の軸、すなわち、円筒形状となっている先端部11の中心軸と略一致するように配置されている。
The movable
可動光学フィルタ33の2枚の補強部材33Cを含む幅は、所定の方向L1に直交する方向における、ハウジング25の先端側凹部の内壁のうち、対向する2つの内壁面25a1と25a2間の距離よりも小さい。
The width including the two reinforcing
さらに、図6及び図7において実線で示すように、可動光学フィルタ33が所定の方向L1の第1の方向(図6における下方)に移動してハウジング25の内壁面25a3に当接した状態では、観察窓11aから入射して内向フランジ部23aの開口部から出射した光が、NDフィルタである光学部材33Aを通り、撮像素子27により受光されるように、可動光学フィルタ33は、構成されている。
Further, as indicated by the solid line in FIGS. 6 and 7, the movable
また、図6及び図7において二点鎖線で示すように、可動光学フィルタ33が所定の方向L1の第2の方向(図6における上方)に移動してハウジング25の内壁面25a4に当接した状態では、観察窓11aから入射して内向フランジ部23aの開口部から出射した光が、無色で透明なガラス部材である光学部材33Bを通り、撮像素子27により受光されるように、可動光学フィルタ33は、構成されている。
6 and 7, the movable
光学部材33Aは、所定量の減光を行う光学特性を有する領域を有し、光学部材33Bは、光学部材33Aの光学特性とは異なり、減光を行わない光学特性を有する領域を有する。そして、開口部41a又は開口部42aから噴出される気体によって、可動光学フィルタ33は、観察窓11aからの光が光学部材33Aの領域又は光学部材33Bの領域を透過するように動かされる。
The
よって、可動光学フィルタ33は、対物レンズ24と撮像素子27の間に設けられ、所定量の減光を行う第1の光学特性を有する第1の領域と、第1の光学特性とは異なり、減光を行わない第2の光学特性を有する第2の領域とを有し、対物レンズ24を透過した光を第1の領域又は第2の領域に選択的に透過させる可動光学素子である。
すなわち、この一態様では、光学部材33Bの透過率は、光学部材33Aの透過率よりも高く、選択的に設定できる光学特性は透過率としている。
Therefore, the movable
That is, in this embodiment, the transmittance of the
上述したように、2枚の補強部材33Cは、可動光学フィルタ33が所定の方向L1に沿って、2つの内壁面25a1と25a2に摺動して動くときに、2つの光学部材33Aと33Bが直接接触しないようにするための部材である。
As described above, when the movable
空気用管路41の開口部41aから圧搾空気が吐出すると、前述の通り開口部42aは基端側では開放となっているため、可動光学フィルタ33は、空気の力で所定の方向L1に沿って移動して、図6及び図7の実線で示す位置に移動する。また、空気用管路42の開口部42aから圧搾空気が吐出すると、開口部41aは基端側では開放となっているため、可動光学フィルタ33は、空気の力で所定の方向L1に沿って移動して、図6及び図7の二点鎖線で示す位置に移動する。
When the compressed air is discharged from the
さらに、図3及び図8に示すように、筒状部材28とハウジング34の間の空間Sは、先端部11を冷却するための流路となっており、水を流すための水用管路43の先端の開口部43aと水用管路44の先端の開口部44aが、配設されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 8, the space S between the
2本の水用管路43と44の先端部は、ハウジング35を貫いて、それぞれの先端の開口部43aと44aが空間Sに配置されるように、ハウジング35に固定されている。開口部43aは、ハウジング25の近傍に位置し、開口部44aは、ハウジング35の先端側面と同じ位置に位置している。
The distal ends of the two
水用管路43は、本体装置3内においてチューブ4aと接続されており、開口部43aからは、冷却装置4から送出された水が吐出する。水用管路44は、本体装置3内においてチューブ4bと接続されており、開口部44aから空間S内の水を引き込む。開口部44aに引き込まれた水は、チューブ4bを介して冷却装置4へ戻り、再びチューブ4aから送出され、循環する。
よって、冷却装置4、チューブ4a、4b、及び空間S内の水用管路43,44は、先端部11を冷却する冷却機構を構成する。
The
Therefore, the cooling device 4, the
冷却用の水は、挿入部2の先端側から基端側に向かって空間Sを通るので、先端部11内の空間Sに囲まれた撮像ユニット26が効率的に冷却される。
(作用)
検査者であるユーザは、内視鏡装置1を使用して、検査対象内に挿入部2を挿入し、モニタ6に表示される溶接した箇所の溶接状態を観察することができる。
Since the cooling water passes through the space S from the distal end side to the proximal end side of the insertion portion 2, the
(Function)
A user who is an inspector can use the endoscope apparatus 1 to insert the insertion portion 2 into the inspection target and observe the welding state of the welded portion displayed on the monitor 6.
本体装置3内の信号処理回路は、可動光学フィルタ33の移動を制御する移動制御部を含む。信号処理回路は、撮像された画像の輝度を監視し、画像領域内に、例えばアークのような所定の輝度値以上の画素領域が存在することを検出すると、観察窓11aに入射した光をNDフィルタである光学部材33Aを透過させるように、本体装置3内の電磁弁を制御して、空気用管路41の開口部41aから圧搾空気を吐出させる。
The signal processing circuit in the main body device 3 includes a movement control unit that controls the movement of the movable
開口部41aから吐出された空気は、可動光学フィルタ33とフィルタ収納部25aの内壁との隙間を通って、開口部42aから空気用管路42を介して本体装置3へ戻り、電磁弁から大気へ放出される。
The air discharged from the
信号処理回路が画像領域内に所定の輝度値以上の画素領域がないことを検出すると、観察窓11aに入射した光を光学部材33Bを透過させるように、本体装置3内の電磁弁を制御して、空気用管路42の開口部42aから圧搾空気を吐出させる。
When the signal processing circuit detects that there is no pixel area having a predetermined luminance value or more in the image area, the electromagnetic valve in the main unit 3 is controlled so that the light incident on the
開口部42aから吐出された空気は、可動光学フィルタ33とフィルタ収納部25aの内壁との隙間を通って、開口部41aから空気用管路41を介して本体装置3へ戻り、電磁弁から大気へ放出される。
The air discharged from the
得られた内視鏡画像内に、例えばアークのような所定の輝度値以上の画素領域が存在する限り、圧搾空気は、開口部41aから吐出し続ける。このとき、モニタ6には、NDフィルタである光学部材33Aを通った光による内視鏡画像が表示されるので、ユーザは、ビードの溶接状態を見て確認することができる。
As long as a pixel region having a predetermined luminance value or more such as an arc exists in the obtained endoscopic image, the compressed air continues to be discharged from the
同様に、得られた内視鏡画像内に、例えばアークのような所定の輝度値以上の画素領域が存在していなければ、圧搾空気は、開口部42aから吐出し続ける。このとき、モニタ6には、無色で透明な光学部材33Bを通った光による通常の内視鏡画像が表示される。
Similarly, if a pixel region having a predetermined luminance value or higher such as an arc does not exist in the obtained endoscopic image, the compressed air continues to be discharged from the
なお、ここでは、本体装置3が自動的に可動光学フィルタ33の移動を自動で制御するが、本体装置3に、スイッチを設け、ユーザがそのスイッチを操作することにより、観察窓11aに入射した光を光学部材33Aあるいは33Bのいずれかを透過させるようにしてもよい。
Here, the main body device 3 automatically controls the movement of the movable
以上のように、アークのような輝度の高い画素領域を含む内視鏡画像に対しては、NDフィルタを有する光学部材33Aを通して撮像素子27に被写体からの光が当たるので、画像にスミアなどが発生しない。また、アークのような所定の輝度値以上の画像領域を含まない内視鏡画像に対しては、無色で透明な光学ガラス部材である光学部材33Bを通して撮像素子27に被写体からの光が当たるので、通常の内視鏡画像がモニタ6に表示される。
As described above, for an endoscopic image including a pixel area with high luminance such as an arc, light from the subject strikes the
上述した内視鏡装置1によれば、対物レンズ24の後側に、可動光学素子が設けられているので、挿入部2の先端部11の径も小さくすることができ、かつ互いに異なる光学特性の可動光学素子を用いているので、先端部11の軸方向の長さも短くなり、ユーザは、狭い場所にも先端部11を挿入できる。
(変形例)
図9と図10は、上述した可動光学フィルタの変形例を示す、図2及び図3のVI−VI線に沿った、先端側から見た先端部11の断面図である。
According to the endoscope apparatus 1 described above, since the movable optical element is provided on the rear side of the
(Modification)
9 and 10 are cross-sectional views of the
本変形例の可動光学フィルタ51は、2つの光学部材52A、52Bが固定されるターレット53を有する可動光学素子である。ターレット53は、先端部11の軸に平行な軸部材53a回りに可動可能な部材である。光学部材52Aは、NDフィルタ部材であり、光学部材52Bは、無色で透明な光学ガラス部材である。2つの光学部材52A、52Bの屈折率は、略同じである。
The movable
ハウジング25の先端側凹部の内側には、フィルタ収納部50が形成され、可動光学フィルタ51が、フィルタ収納部50内において、軸部材53a回りに所定の範囲内で回動自在に収納されている。
また、2つの光学部材52A、52Bも、2つの光学部材33A、33Bと同様に、観察窓11aからの光が平行平面を透過するように形成されている。
A
Similarly to the two
可動光学フィルタ51のターレット53は、空気用管路41から圧搾空気が吐出すると、図9のように、軸部材53aの軸回りに回動して、観察窓11aから入射して内向フランジ部23aの開口部から出射した光が、NDフィルタである光学部材52Aを通り、撮像素子27により受光されるような形状を有している。
When compressed air is discharged from the
また、可動光学フィルタ51のターレット53は、空気用管路42から圧搾空気が吐出すると、図10のように、軸部材53aの軸回りに回動して、観察窓11aから入射して内向フランジ部23aの開口部から出射した光が、無色で透明なガラス部材である光学部材52Bを通り、撮像素子27により受光されるような形状を有している。
Further, when compressed air is discharged from the
すなわち、先端部11は、可動光学フィルタ51を収納する収納空間であるフィルタ収納部50を有し、可動光学フィルタ51は、フィルタ収納部50内において、所定の軸回りに回動可能となっている。
That is, the
本変形例においても、対物レンズ24の後側に、可動光学素子が設けられているので、挿入部2の先端部11の径も小さくすることができ、かつ互いに異なる光学特性の2つの領域を有する可動光学素子を用いているので、先端部11の軸方向の長さも短くなり、ユーザは、狭い場所にも先端部11を挿入できる。
Also in this modified example, since the movable optical element is provided on the rear side of the
以上のように、上述した実施の形態及び変形例によれば、挿入部を有する観察装置であって、挿入部の先端部の軸方向の長さを短くしかつ径を細くできる観察装置を提供することができる。 As described above, according to the embodiment and the modification described above, an observation apparatus having an insertion portion, which can shorten the diameter in the axial direction and reduce the diameter of the distal end portion of the insertion section, is provided. can do.
なお、上述した実施の形態では、アークによる強い光の光量をNDフィルタにより可視光全域で減光しているが、アーク光の波長領域のみを遮断あるいは減光し、他の波長の光は透過するバンドパスフィルタ等を用いてもよい。 In the embodiment described above, the amount of strong light due to the arc is reduced by the ND filter in the entire visible light range, but only the wavelength region of the arc light is blocked or reduced, and light of other wavelengths is transmitted. A band pass filter or the like may be used.
すなわち、可動光学素子の光を透過する2つの領域において異なる光学特性としては透過光の波長とし、一方の光学部材の光を透過する領域は、アーク光のような所定の波長の光を透過させない特性を有するバンドパスフィルタであり、他方の光学部材の光を透過する領域は、透明で可視光全域の光を透過させる光学部材であってもよい。 That is, the two optical regions that transmit the light of the movable optical element have different optical characteristics as the wavelength of transmitted light, and the region that transmits the light of one optical member does not transmit light of a predetermined wavelength such as arc light. The band-pass filter having characteristics may be an optical member that is transparent and transmits light in the entire visible light region.
さらになお、上述した実施の形態及び変形例では、撮像ユニット26は、挿入部2の先端部11内に内蔵されて固定されているが、撮像ユニット26は、先端部11に対して着脱可能であってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment and modification, the
例えば、図2において、ハウジング34と35に円筒部材28を接着固定しないで、挿入部2の外側から、対物レンズ30と撮像素子27が内蔵された円筒部材28を、ハウジング34と35に装着して固定できるように、先端部11を構成する。
さらに、上述した実施の形態では、カバーガラス21は平行平板形状としたが、くさび形状あるいはプリズム形状としてもよい。この場合、先端部を大型化せずに、先端部11の軸(あるいは挿入方向)に対し観察領域の角度を変えることができ、側視の要求にも対応できる。
For example, in FIG. 2, the
Furthermore, in the embodiment described above, the
このような構成によれば、通常の内視鏡の挿入部の先端部を、可動光学部材と冷却機構を有するアダプタに取り付けるようにして、アーク光の光量を抑えた観察が可能な観察装置を構成することができる。 According to such a configuration, an observation apparatus capable of performing observation while suppressing the amount of arc light by attaching the distal end portion of the insertion portion of a normal endoscope to an adapter having a movable optical member and a cooling mechanism. Can be configured.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 内視鏡装置、2 挿入部、3 本体装置、3a 冷却水供給端子、3b 冷却水戻り端子、3c 圧搾空気入力端子、3d ビデオ信号出力端子、3e 電源入力端子、4 冷却装置、4a、4b チューブ、5 コンプレッサ、5a チューブ、6 モニタ、6a ケーブル、7 電源装置、7a ケーブル、8 加工対象物、8 部材、8a ビード、11 先端部、11a 観察窓、12 溶接電極、21 カバーガラス、22 固定枠、23 先端枠、23a 内向フランジ部、24 対物レンズ、25 ハウジング、25a フィルタ収納部、25a1、25a2、25a3、25a4 内壁面、26 撮像ユニット、27 撮像素子、28 筒状部材、29 枠体、30 対物レンズ、31 カバーガラス、32 光学部材、33 可動光学フィルタ、33A、33B 光学部材、33C 補強部材、33a1 入射側面、33b1 出射側面、33c1 入射側面、33d1 出射側面、34、35 ハウジング、36 外装部材、37 カバー部材、41,42 空気用管路、41a,42a 開口部、43,44 水用管路、43a、44a 開口部、50 フィルタ収納部、51 可動光学フィルタ、52A、52B 光学部材、53 ターレット、53a 軸部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Endoscope apparatus, 2 insertion part, 3 main body apparatus, 3a Cooling water supply terminal, 3b Cooling water return terminal, 3c Compressed air input terminal, 3d Video signal output terminal, 3e Power supply input terminal, 4 Cooling apparatus, 4a, 4b Tube, 5 Compressor, 5a Tube, 6 Monitor, 6a Cable, 7 Power Supply, 7a Cable, 8 Workpiece, 8 Member, 8a Bead, 11 Tip, 11a Observation Window, 12 Welding Electrode, 21 Cover Glass, 22 Fixed Frame, 23 tip frame, 23a inward flange, 24 objective lens, 25 housing, 25a filter housing, 25a1, 25a2, 25a3, 25a4 inner wall surface, 26 imaging unit, 27 imaging element, 28 cylindrical member, 29 frame, 30 objective lens, 31 cover glass, 32 optical member, 33 movable optical filter, 33A, 33B optical member, 33C reinforcing member, 33a1 incident side surface, 33b1 exit side surface, 33c1 entrance side surface, 33d1 exit side surface, 34, 35 housing, 36 exterior member, 37 cover member, 41, 42 air conduit, 41a, 42a Opening, 43, 44 Water conduit, 43a, 44a Opening, 50 Filter housing, 51 Movable optical filter, 52A, 52B Optical member, 53 Turret, 53a Shaft member.
Claims (19)
前記挿入部の先端部に設けられた対物光学系と、
前記挿入部の前記先端部に設けられ、前記対物光学系を透過した光を受光する撮像素子と、
前記対物光学系と前記撮像素子の間に設けられ、第1の光学特性を有する第1の領域と、前記第1の光学特性とは異なる第2の光学特性を有する第2の領域とを有し、前記対物光学系を透過した前記光を前記第1の領域又は前記第2の領域に選択的に透過させる可動光学素子と、
を有することを特徴とする観察装置。 A flexible, elongated insertion portion;
An objective optical system provided at the distal end of the insertion portion;
An image sensor that is provided at the distal end of the insertion portion and receives light transmitted through the objective optical system;
A first region provided between the objective optical system and the imaging device and having a first optical characteristic; and a second region having a second optical characteristic different from the first optical characteristic. A movable optical element that selectively transmits the light transmitted through the objective optical system to the first region or the second region;
An observation apparatus comprising:
前記圧搾空気を出力する空気源を有することを特徴とする請求項2から4のいずれか1つに記載の観察装置。 The gas is compressed air;
It has an air source which outputs the said compressed air, The observation apparatus as described in any one of Claim 2 to 4 characterized by the above-mentioned.
前記可動光学素子は、前記収納空間を形成する前記先端部の内壁に沿って摺動して往復動可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の観察装置。 The tip portion has a storage space for storing the optical element;
The observation apparatus according to claim 1, wherein the movable optical element is capable of reciprocating by sliding along an inner wall of the tip portion forming the storage space.
前記可動光学素子は、前記収納空間内において、所定の軸回りに回動可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の観察装置。 The tip portion has a storage space for storing the optical element;
The observation apparatus according to claim 1, wherein the movable optical element is rotatable around a predetermined axis in the storage space.
前記撮像ユニットは、前記先端部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項1から12に記載の観察装置。 An imaging unit having the imaging element;
The observation apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit is detachable from the distal end portion.
前記第2の光学特性の透過率は、前記第1の光学特性の透過率よりも高いことを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の観察装置。 The first optical characteristic and the second optical characteristic are transmittances;
The observation device according to any one of claims 1 to 13, wherein the transmittance of the second optical characteristic is higher than the transmittance of the first optical characteristic.
前記第1の光学特性は、所定の波長を透過させない特性を有することを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の観察装置。 The first optical characteristic and the second optical characteristic are wavelengths of transmitted light,
The observation apparatus according to claim 1, wherein the first optical characteristic has a characteristic of not transmitting a predetermined wavelength.
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