JP2016137017A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体の表示領域における照度が十分高く、照度分布の偏りを抑制可能な内視鏡装置を提供すること。【解決手段】内視鏡装置は、内視鏡の先端部に位置し、被検体の被観察領域を照射する照明光を出射する少なくとも３つの照明窓を含む照明窓群と、照明光が照射された被検体の被観察領域を撮像する撮像部とを備える。照明窓群には、出射光量がそれぞれ異なる照明光を出射する、少なくとも２つの第１照明窓と、第２照明窓とが含まれる。第１照明窓から出射される照明光の光量は、第２照明窓から出射される照明光の光量より小さい。第１照明窓は、第１照明窓から出射される照明光の光軸２０ａ，２０ｂが、撮像部によって撮像された画像のうちの被検体が撮像されている被検体撮像領域２１に位置する、配置となっている。第２照明窓は、第２照明窓から出射される照明光の光軸２０ｃが、被検体撮像領域２１に位置していない、配置となっている。【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

医療診断等のために用いられる内視鏡装置は、被検体の体腔内を観察するための電子内視鏡と、電子内視鏡が着脱自在に接続され、電子内視鏡に搭載された固体撮像素子から出力された撮像信号を受信して画像処理を行い、観察画像をモニタに出力するプロセッサ装置と、電子内視鏡内のライトガイドを通して暗所である体腔内を照明する光を発生する光源装置とを備える。

特許第３６６１４８７号公報

内視鏡装置を構成する電子内視鏡は、被検体の体腔内に挿入される挿入部を有する。この挿入部は、先端から順に、先端硬質部、湾曲部、軟性部となっている。図５に示すように、先端硬質部の先端面１００には、観察窓１０１と、２つの照明窓１０２ａ，１０２ｂと、送気送水ノズル１０３と、鉗子出口１０４とが設けられている。なお、先端硬質部の内面には、観察窓１０１に対応した位置に撮像部が取り付けられ、照明窓１０２ａ，１０２ｂに対応した位置に、多数本の光ファイバを束ねて構成されるライトガイドが取り付けられている。また、撮像部には、可動レンズを光軸方向に移動させ、撮影レンズの焦点距離を変えて変倍撮影を可能にするレンズ移動部が設けられている。

図５に示すように、観察窓１０１の両側方には、観察画像上の照度分布に偏りが生じないよう、２つの照明窓１０２ａ，１０２ｂが設けられている。しかし、２つの照明窓１０２ａ，１０２ｂからの各照明光の照度や、電子内視鏡の先端面における観察窓１０１と照明窓１０２ａ，１０２ｂとの間の距離によっては、被検体撮像領域の照度分布には偏りが生じる可能性がある。特に、被観察領域の特定箇所を拡大して観察する際には、電子内視鏡の先端面１００がこの特定箇所に近づけられ、画角が狭くなるため、照度分布に偏りが生じる可能性が高い。

被検体撮像領域の一部に暗い部分が生じると観察が困難になる。また、被検体撮像領域の一部分がそれ以外の部分と比較して極めて明るく照射されると、観察画像全体における明暗の差が大きくなり、やはり観察に支障を来す。とりわけ、固体撮像素子を用いた電子内視鏡の場合には、明る過ぎる部分があると、固体撮像素子における一部の画素が飽和状態になり、ブルーミングやスミアが発生する。また、照度分布に大きな偏りがあると、画素の飽和はないまでも、ダイナミックレンジが低下して、良好な画質の観察画像が得られない。

上記説明した被検体撮像領域における照度分布の偏りを低減するために、特許文献１に記載の装置では、最近接観察距離で観察する際の観察領域の中心部での照度に対して周辺部が２倍以下の照度となる位置に照明手段を設けている。しかし、この位置に照明手段を設けた構造の内視鏡を観察面から最近接観察距離よりも離した通常観察を行うと、被検体撮像領域に十分な照度が得られない可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、被検体の表示領域における照度が十分高く、照度分布の偏りを抑制可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、内視鏡の先端部に位置し、被検体の被観察領域を照射する照明光を出射する少なくとも３つの照明窓を含む照明窓群と、上記照明光が照射された上記被検体の被観察領域を撮像する撮像部と、を備え、上記照明窓群には、出射光量がそれぞれ異なる照明光を出射する、少なくとも２つの第１照明窓と、第２照明窓と、が含まれ、上記第１照明窓から出射される照明光の光量は、上記第２照明窓から出射される照明光の光量より小さく、上記第１照明窓は、上記第１照明窓から出射される照明光の光軸が、上記撮像部によって撮像された画像のうちの上記被検体が撮像されている被検体撮像領域に位置する、配置となっている。

本発明によれば、被検体の表示領域における照度が十分高く、照度分布の偏りを抑制可能な内視鏡装置を提供することができる。

電子内視鏡装置の構成を示す斜視図である。 電子内視鏡装置を構成する一実施形態の内視鏡の先端面を示す正面図である。 電子内視鏡装置の制御系の構成を示すブロック図である。 （ａ）は通常撮影モード時の観察画像と光軸との関係の一例を示す図であり、（ｂ）は拡大撮影モード時の観察画像と光軸との関係の一例を示す図である。 従来の電子内視鏡の先端面を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、電子内視鏡装置の構成を示す斜視図である。図２は、電子内視鏡装置を構成する一実施形態の内視鏡の先端面を示す正面図である。図３は、電子内視鏡装置の制御系の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、電子内視鏡装置５９は、電子内視鏡（以下、単に「内視鏡」という。）６０と、光源装置６１と、プロセッサ装置６２と、モニタ６３とを備える。以下、電子内視鏡装置５９が備える各構成要素について説明する。

＜内視鏡＞
内視鏡６０は、図１に示すように、例えば被検体の体腔内に挿入される可撓性の挿入部６６と、挿入部６６の基端部分に連設された手元操作部６７と、プロセッサ装置６２及び光源装置６１に接続されるコネクタ６９ａと、手元操作部６７及びコネクタ６９ａ間を繋ぐユニバーサルコード６９とを有する。

挿入部６６には、先端から順に、先端硬質部６６ａ、湾曲部６６ｂ、及び軟性部６６ｃが構成されている。先端硬質部６６ａ内には、図１に示すように、撮像部１０が取り付けられている。湾曲部６６ｂは各節輪がピン結合されたユニットを有し、全体が湾曲する。湾曲部６６ｂは、手元操作部６７のアングルノブ７５の回転操作により、上下左右方向に任意角度で湾曲する。これにより、先端硬質部６６ａを体腔内の所望の方向に向けて、体腔内の被観察領域を撮像することができる。軟性部６６ｃは、手元操作部６７と湾曲部６６ｂとの間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。

図２に示すように、本実施形態の内視鏡６０の先端部の先端面６０ａには、観察窓１１と、第１照明窓である２つの照明窓１２ａ，１２ｂ及び第２照明窓である照明窓１２ｃを含む照明窓群と、鉗子出口１３と、送気送水ノズル１４とが設けられる。先端硬質部６６ａの内部では、観察窓１１と対応する位置に撮像部１０の光学系が配置されている。また、先端硬質部６６ａの内部においては、照明窓１２ａ，１２ｂ，１２ｃには多数本の光ファイバを束ねて構成されるライトガイド６４ａ，６４ｂ，６４ｃが連結され、送気送水ノズル１４には送気チューブ（不図示）及び送水チューブ（不図示）が連結されている。

観察窓１１は、撮像部１０が有する撮像素子１０ａの撮像面と光学的に対向するレンズである。撮像素子１０ａは、撮像面に結像された光学像を光電変換して得た画像データを撮像信号Ｓｉとして出力する。また、撮像部１０は、観察窓１１と撮像部１０の撮像素子１０ａとの間に設けられ、光軸方向に移動可能な可動レンズ１０ｂを有する。照明窓１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、光源装置６１からライトガイド６４ａ，６４ｂ，６４ｃを介して供給された光を被検体の体腔内の被観察領域へ照射するカバーガラスである。照明窓１２ｃから出射される照明光は、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の補助である。本実施形態では、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の光量は、照明窓１２ｃから出射される各照明光の光量よりも小さい。鉗子出口１３は、電気メス等の処置具の挿通孔の出口である。送気送水ノズル１４は、観察窓１１にエアー又は水を選択的に噴射するノズルである。送気送水ノズル１４から噴射されたエアー又は水は観察窓１１を横断する。

手元操作部６７は、アングルノブ７５、送気送水ボタン７６、吸引ボタン７７、レリーズボタン７８、及びズーム操作用のシーソースイッチ７９などの各種操作部材を備えている。アングルノブ７５は、回転操作によって、挿入部６６の先端硬質部６６ａを上下左右方向に湾曲させる。送気送水ボタン７６は、押圧操作によって、送気送水ノズル１４からエアー又は水を噴射させる。吸引ボタン７７は、押圧操作によって、体内の液体や組織等の被吸引物を鉗子出口１３から吸引する。レリーズボタン７８は、押圧操作によって、撮像部１０が撮像した観察画像を静止画記録する。観察倍率変更部であるシーソースイッチ７９は、選択的押圧操作によって、モータ１５を正転又は逆転させて、この回転をワイヤ１６を介して撮像部１０のカム軸に伝達し、撮像部１０の可動レンズ１０ｂを光軸方向に移動させることによって観察倍率を変更し、内視鏡６０の撮影モードを標準撮影モード又は拡大撮影モードに切り替える。

＜光源装置＞
光源装置６１は、内視鏡６０の先端面６０ａに設けられた照明窓１２ａ，１２ｂ，１２ｃを通して被検体の体腔内の被観察領域を照射する照明光を内視鏡６０に供給する。光源装置６１から供給される照明光は、内視鏡６０のユニバーサルコード６９及び挿入部６６内に挿通されたライトガイド６４ａ，６４ｂ，６４ｃを介して、内視鏡６０の先端面６０ａに設けられた照明窓１２ａ，１２ｂ，１２ｃまで伝送される。

＜プロセッサ装置＞
プロセッサ装置６２は、光源装置６１と電気的に接続され、電子内視鏡装置５９の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置６２は、ユニバーサルコード６９や挿入部６６内に挿通された伝送ケーブル４４を介して内視鏡６０に給電を行い、先端硬質部６６ａ内の撮像部１０の駆動を制御する。また、プロセッサ装置６２は、伝送ケーブル４４を介して撮像部１０の撮像素子１０ａから送られた撮像信号Ｓｉを画像処理して、所望の形態の画像データを生成する。

＜モニタ＞
モニタ６３は、プロセッサ装置６２に接続されている。モニタ６３は、プロセッサ装置６２が生成した画像データによる画像を、観察画像として表示する。

＜プロセッサ装置の内部構成＞
プロセッサ装置６２は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３と、画像処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）８４と、表示制御部８５とを有する。以下、プロセッサ装置６２が有する各構成要素について説明する。

ＣＰＵ８１は、プロセッサ装置６２内の各構成要素を制御する。ＲＯＭ８２には、プロセッサ装置６２の動作を制御するための各種プログラムや制御用データが記憶される。また、ＲＡＭ８３には、ＣＰＵ８１により実行されるプログラムやデータなどが一時記憶される。

画像処理部８４は、ＣＰＵ８１の制御に基づき、内視鏡６０の撮像素子１０ａから得られた撮像信号Ｓｉに対し、色補間、色分離、色バランス調整、ガンマ補正及び画像強調処理等を施した画像の画像データを生成する。画像処理部８４が生成した画像データは表示制御部８５に送られる。表示制御部８５は、画像処理部８４が生成した画像データをモニタ６３に対応した信号形式に変換し、観察画像をモニタ６３に表示させる制御を行う。

＜観察画像と光軸との関係＞
モニタ６３に表示される観察画像と、照明窓１２ａ，１２ｂ，１２ｃから出射される照明光の各光軸との関係について、図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は、通常撮影モード時の観察画像と光軸との関係の一例を示す図であり、図４（ｂ）は、拡大撮影モード時の観察画像と光軸との関係の一例を示す図である。撮像素子１０ａによって撮像された画像のうちの被検体が撮像されている被検体撮像領域２１は、図４（ａ），（ｂ）に点線で示されるように、観察画像を表示するモニタ６３の略中央に丸く表示される。この被検体撮像領域２１には、内視鏡６０の先端面６０ａに設けられた観察窓１１を通して撮像素子１０ａの撮像面に結像された光学像が表示される。

本実施形態では、照明窓１２ｃから出射される照明光の光量よりも小さい照明光を出射する２つの照明窓１２ａ，１２ｂは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、撮影モードが通常撮影モードであっても拡大撮影モードであっても、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の各光軸２０ａ，２０ｂが被検体撮像領域２１に位置するよう、観察窓１１に近づけて配置されている。また、照明窓１２ｃは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、撮影モードが通常撮影モードであっても拡大撮影モードであっても、照明窓１２ｃから出射される照明光の光軸２０ｃが被検体撮像領域２１に位置しないよう、観察窓１１から離れて配置される。

以上により、本実施形態では、内視鏡６０の先端面６０ａ上で、照明窓１２ａ，１２ｂは、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の各光軸２０ａ，２０ｂが被検体撮像領域２１に位置するよう、観察窓１１に近づけて配置される。このため、光軸２０ａ，２０ｂが被検体撮像領域２１に位置するため、観察画像には輝点が含まれるが、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の光量は小さいため、観察の妨げにはならない。なお、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される照明光の光量は、特に拡大撮影モードでの観察の妨げとならないよう設定される。

また、照明窓１２ｃは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、撮影モードが通常撮影モードであっても拡大撮影モードであっても、照明窓１２ｃから出射される照明光の光軸２０ｃが被検体撮像領域２１に位置しないよう、観察窓１１から離れて配置されるが、照明窓１２ｃから出射される照明光の光量は、照明窓１２ａ，１２ｂから出射される各照明光の光量よりも大きいため、モニタ６３に表示される観察画像中の被検体が表示されている領域全体を明るくできる。特に、通常撮影モード時の画角は広く、暗所である体腔内における観察面の照度は全体的に低下するが、照明窓１２ｃから出射される照明光によって、被検体撮像領域２１の全体において十分に高い照度を得ることができる。一方、拡大撮影モード時には、光軸２０ｃが被検体撮像領域２１に位置しないよう照明窓１２ｃが配置されているため、マスク後被検体表示領域２４の照度分布の偏りを抑制することができる。

以上説明したとおり、本明細書に開示された内視鏡装置は、内視鏡の先端部に位置し、被検体の被観察領域を照射する照明光を出射する少なくとも３つの照明窓を含む照明窓群と、上記照明光が照射された上記被検体の被観察領域を撮像する撮像部と、を備え、上記照明窓群には、出射光量がそれぞれ異なる照明光を出射する、少なくとも２つの第１照明窓と、第２照明窓と、が含まれ、上記第１照明窓から出射される照明光の光量は、上記第２照明窓から出射される照明光の光量より小さく、上記第１照明窓は、上記第１照明窓から出射される照明光の光軸が、上記撮像部によって撮像された画像のうちの上記被検体が撮像されている被検体撮像領域に位置する、配置となっている。

また、第２照明窓は、上記第２照明窓から出射される照明光の光軸が、上記被検体撮像領域に位置していない、配置となっている。

１０ 撮像部
１０ａ 撮像素子
１０ｂ 可動レンズ
１１ 観察窓
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 照明窓
１３ 鉗子出口
１４ 送気送水ノズル
１５ モータ
１６ ワイヤ
４４ 伝送ケーブル
５９ 電子内視鏡装置
６０ 電子内視鏡
６０ａ 先端面
６１ 光源装置
６２ プロセッサ装置
６３ モニタ
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ ライトガイド
６６ 挿入部
６６ａ 先端硬質部
６６ｂ 湾曲部
６６ｃ 軟性部
６７ 手元操作部
６９ａ コネクタ
６９ ユニバーサルコード
７５ アングルノブ
７６ 送気送水ボタン
７７ 吸引ボタン
７８ レリーズボタン
７９ シーソースイッチ
８１ ＣＰＵ
８２ ＲＯＭ
８３ ＲＡＭ
８４ 画像処理部
８５ 表示制御部

Claims (2)

1. 内視鏡の先端部に位置し、被検体の被観察領域を照射する照明光を出射する少なくとも３つの照明窓を含む照明窓群と、
   前記照明光が照射された前記被検体の被観察領域を撮像する撮像部と、を備え、
   前記照明窓群には、出射光量がそれぞれ異なる照明光を出射する、少なくとも２つの第１照明窓と、第２照明窓と、が含まれ、
   前記第１照明窓から出射される照明光の光量は、前記第２照明窓から出射される照明光の光量より小さく、
   前記第１照明窓は、前記第１照明窓から出射される照明光の光軸が、前記撮像部によって撮像された画像のうちの前記被検体が撮像されている被検体撮像領域に位置する、配置となっている内視鏡装置。
2. 請求項１に記載の内視鏡装置であって、
   前記第２照明窓は、前記第２照明窓から出射される照明光の光軸が、前記被検体撮像領域に位置していない、配置となっている内視鏡装置。

Images