JP2902663B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モニタを介して被観察部位の供覧が可能で
あると共に、この被観察部位の写真撮影を行うことが可
能な内視鏡装置に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することによりこ
の体腔内を観察すると共に、必要に応じて処置具を使用
した治療処理を行ったり、或いは上記挿入部を管孔内に
挿入して該管孔内の観察を行うことが可能な内視鏡装置
が広く用いられている。

上記内視鏡装置には、像伝達手段としてファイババン
ドル使用した光学的な内視鏡と、例えば特開昭61−4791
9号公報に開示されているような撮像手段として電荷結
合素子（CCD）等の固体撮像素子を使用した電子内視鏡
とがある。

この電子内視鏡は、画像の記録や再生等あ容易である
と共に、拡大観察や複数画像の比較等の画像処理が容易
であり、更に、モニターに出力することによって多数の
観察者が同時に観察することが可能である。一方、光学
的な内視鏡も、例えば接眼部に外付けのテレビカメラを
接続することにより被観察部位の画像をモニターに出力
したり或いは記録することが可能である。

このように被観察部位をモニターに出力して多数の観
察者による同時観察を行うことは広く行われているが、
例えば診断するための資料としてはスチールカメラによ
る写真が一般に用いられている。

そのため、被観察部位の観察を行うことができると共
に、この部位を写真撮影することができるようにした技
術が従来より種々提案或いは実施されている。

例えば特開昭58−44043号公報には内視鏡の先端部に
撮像手段の一例としての固体撮像素子とカメラとを設
け、対物レンズを介して結像される被観察部位の像が上
記固体撮像素子或いはカメラのフィルムのいずれかに選
択的に結像されるよう構成することにより写真撮影とモ
ニタへの出力とを選択して行うことが可能な技術が開示
されている。この技術は光学的な内視鏡に使用すること
も可能である。

しかし、この先行技術では、フィルムの入替えが煩雑
であるばかりでなく、汎用性に欠ける特殊なカメラが必
要である。

また、実開昭57−40930号公報には光学的内視鏡装置
の接眼部にスチールカメラを固定可能に構成すると共
に、このスチールカメラのファインダに外付けのテレビ
カメラを接続することを可能にした技術が開示されてい
る。

しかし、この先行技術ではテレビカメラの接続が煩雑
であると共にコンパクト性に欠けるという問題がある。

これに対処するに、モニタに出力する必要のある場合
には、上記接眼部に固定されたスチールカメラをこの部
位に取付けることが可能な外付けのテレビカメラに交換
することも考えられるが、観察時にカメラを交換するこ
とは極めて煩雑であるのみならず、困難である場合も多
い。特に、この内視鏡装置が医療用である場合には、交
換の手間がかかる分被検者の負担が増大することにもな
りかねない。

一方、上記モニタに出力される画面をモニタ画像撮影
装置等を使用して直接スチールカメラで撮影する手段も
実施されている。

しかしながら、この技術によって被観察部位の撮影を
行った場合、写真の解像度はモニタの解像度、即ち映像
信号の伝送系の周波数帯域によって直接決定される。例
えば日本の標準方式であるNTSC方式では最高側波帯周波
数は4.2MHzなので最高解像度は約300本で、ファイババ
ンドルのファイバ数より僅かに多い。しかし、上記電子
内視鏡により伝達された像を出力する場合には電気処理
の過程で色ずれ等の偽信号の介在が避けられないため実
際の解像度は更に低下してしまい、その結果、光学的内
視鏡装置により例えば55本/mm程度の解像度を有するフ
ィルムを使って被視察部位を撮影した場合の解像度、約
30本/mmに比較して約半分或いはそれ以下の遥かに劣っ
た解像度になってしまうの可能性がある。

これに対処するに、上記周波数帯域を広げて解像度を
上昇させることも考えられるが、信号に互換性がなくな
り、電子内視鏡の長所の一つである容易なビデオ記録を
行うことを考えた場合、それに対応した特殊な処理装置
が必要となったり、スキャンコンバータで信号を変換し
たり、或いは従来のビデオ機器用出力装置を内視鏡装置
に設けるなどの必要性が生じ、それだけコストが上昇せ
ざるを得ない。

［発明の目的］ 本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、
コストの上昇を招く特殊な機器を接続しなくとも、モニ
タに出力することにより多数の視察者の供覧に供するこ
とが可能であると共に、汎用性を有するスチールカメラ
による像の写真を撮影することができるばかりでなく、
小型化が可能であると共に、カメラ交換の必要性を排除
し、迅速にモニタ出力と写真撮影との切替えが可能な内
視鏡装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明による内視鏡装置は、挿入部の先端側に設けら
れた対物光学系の結像位置に、該対物光学系による光学
像を挿入部の後端側へ伝達する光学的伝達手段の一端を
配設すると共に、上記光学像を光信号に変換して光学的
伝達手段へ伝達する変換手段を配設する一方、上記挿入
部の後端側に、 上記光学像を撮影するスチールカメラの接続部と、上記
光学的伝達手段を介して伝達される光信号を処理してモ
ニタに出力する信号処理手段と、上記光学的伝達手段に
対し上記スチールカメラによる撮影時には上記光学像を
伝送し上記モニタへの観察時には上記光信号を伝送する
よう切換えを行う切換え手段とを設けたことを特徴とす
るものである。

かかる構成により、対物光学系による光学像をスチー
ルカメラにて撮影する際には、この光学像を光学的伝達
手段を介して挿入部の後端側へ伝達し、接続部に接続さ
れたスチールカメラにて撮影する。一方、モニタによる
観察を行う際には、変換手段にて変換された光信号を上
記光学的伝達手段を介して処理手段へ伝達し、該処理手
段にて信号処理を行い、モニタへ出力する。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図及び第２図は本発明の第一実施例に係り、第１
図は内視鏡先端部の説明図、第２図は内視鏡装置の概略
構成図である。尚、これらの図面では発明の構成に直接
関係性を有していない映像伝達系以外の構成部材は省略
されている。

これらの図において、符号１は内視鏡装置であり、こ
の内視鏡装置１は、体腔内等へ挿入可能な細長の挿入部
２と、この挿入部２の後端側に連設された太径の操作部
３とが備えられており、この操作部３の後端には接眼レ
ンズを収納する接眼部４が設けられている。なお、この
接眼部４はスチールカメラ５を接続することが可能な接
続部を兼用している。

一方、上記挿入部２の先端側には、先端部６と、この
先端部６の後端側に隣接する湾曲部７が設けられてお
り、上記操作部３に設けられた図示しない湾曲操作ノブ
を操作して該湾曲部７を湾曲操作することにより上記先
端部６を被観察部位８へ指向させるこことができるよう
になっている。

第１図に示すように、この先端部６の先端側には対物
光学系の一例である対物レンズ９が配設されていると共
に、該対物レンズ９に対向してリレーレンズ系11が設け
られている。また、このリレーレンズ系11の後端側に光
学的伝達手段の一例であるファイババンドル12の先端側
が位置されており、上記対物レンズ９にて結像された被
観察部位８の像がリレーレンズ系11を介して上記ファイ
ババンドル12に伝達されるようになっている。

また、上記対物レンズ９とリレーレンズ系11との光軸
上であってこれら対物レンズ９及びリレーレンズ11との
間には屈曲手段の一例であるプリズム13が配設されてい
て、上記対物レンズ９による光学像が上記光軸に対して
略直角方向に分割されて屈曲されるようになっている。
なお、この屈曲手段は例えばハーフミラーなど他の部材
にて構成することも可能である。

また、上記先端部６内には変換手段14がリレーレンズ
系11の光軸と略平行に配設されており、上記対物レンズ
９により結像された被観察部位８の結像がそれに応じた
光信号に変換されるようになっている。この変換手段14
は上記プリズム13による光学像の屈曲方向に設けられた
電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子15と、該固体撮
像素子15によるアナログの映像信号をデジタルの映像信
号に変換する、上記リレーレンズ系11と略平行に配設さ
れたA/D変換回路16と、このA/D変換回路16によるデジタ
ル信号を光信号に変換する、上記リレーレンズ系11より
も後端側に位置されたフォトダイオード等の光変換手段
17とで構成されている。尚、この光変換手段17からの出
力は、上記リレーレンズ系11の光軸に対して直角方向に
出力されるようになっている。

更に、この光変換手段17の出力方向であって、上記リ
レーレンズ系11とファイババンドル12の先端側との間に
は光路切替えミラー18が配設されている。この光路切替
えミラー18は、第１図中実線にて示す如く上記リレーレ
ンズ系11の光軸と平行方向、即ち上記光変換手段17に対
向する位置と、同図中破線にて示す如く、該光変換手段
17の出力方向及び上記リレーレンズ系11の光軸とに45°
の角度で対向する位置とに回動操作することが可能に構
成されている。そして、この光路切替えミラー18の光変
換手段17に対向するよう回動させると上記リレーレンズ
系11を介して伝達される光学像がファンババンドル12の
先端側に入射される一方、光路切替えミラー18をリレー
レンズ系11の光軸に対して45°の角度に回動させると、
該リレーレンズ系11を介する光学像の伝達が遮断される
と共に、上記光変換手段17より出力される光信号が上記
ファンババンドル12へ入射されるようになっている。

ところで、このファイババンドル12は上記操作部３側
まで延出されており、その後端（出射端）がスチールカ
メラ５の接続部を兼ねる上記接眼部４に対向されてい
て、上記ファイババンドル12を介して伝達される光学像
を該接眼部12にて肉眼観察を行ったり、或いはこの光学
像をこの接眼部12に接続されたスチールカメラ５にてフ
ィルム5aに撮影することができるようになっている。

また、上記ファイババンドル12の出射端近傍には、該
ファイババンドル12の軸心に直交して配設された光信号
伝達手段の一例である他のファイババンドル19の入射端
が位置されている。

このファイババンドル19の入射端と上記ファイババン
ドル12の出射端との間には、該ファイババンドル12を介
して伝達される光学像及び光信号を上記接眼部４と他の
ファイババンドル19とに伝達方向を選択して切替える可
動ミラー21が介装されている。

即ち、上記ファイババンドル12を介して光学像が伝達
される際には、第２図に破線にて示す如く、上記可動ミ
ラー21を光信号伝達手段であるファイババンドル19側へ
回動させることによりファイババンドル12を介して伝達
される光学像を上記接眼部４方向へ出射する一方、この
ファイババンドル12を光信号が伝達される際には、同図
中実線にて示す如くファイババンドル12の光軸内に介装
するように回動させることにより、上記光信号を他のフ
ァイババンドル19方向へ屈曲させて上記接続部４方向へ
光が漏れることがないように構成されている。このよう
に、光路切替えミラー18が上記接眼部４に接続されるス
チールカメラ５のシャッタの作用をなすため、このスチ
ールカメラ５内にはシャッタ装置を設ける必要性が回避
され、該スチールカメラ５を小型化することが可能であ
る。なお、このファイババンドル19は光信号を伝達する
のみであるため、上記挿入部２内に配設されているファ
イババンドル12よりも細く構成することが可能である。

このファイババンドル19は、上記操作部３の一側より
延設されたユニバーサルコード22内に挿通され、その出
射端が該ユニバーサルコード22の先端に設けられたコネ
クタ装置22aを介して処理装置23へ接続されるようにな
っている。

該処理装置23の内には、上記ファイババンドル19を介
して伝達される光信号を画像信号に復調する復調回路24
と、該画像信号をRGB信号やNTSC信号等に処理する信号
処理回路25とが配設されていて、上記光信号が映像信号
に変換されるようになっている。また、この処理装置23
には接続コード26aを介してモニター26が付設されてい
て、上記信号処理装置23にて映像信号に変換された上記
被観察部位８の映像がこのモニターに出力されるよう構
成されている。

次に、前述の構成による実施例の作用を説明する。

内視鏡装置１を使用して被観察部位８の観察等を行う
場合、先端部６に設けられている光路切替えミラー18を
光変換手段17に対向する位置、即ち第１図中実線にて示
す位置に回動させると共に、接眼部４近傍に配設されて
いる可動ミラー21を光信号伝達手段であるファイババン
ドル19側、即ち第２図中破線にて示す位置に回動させ
る。そして、上記接眼部４にて肉眼による観察を行いな
がら挿入部２を体腔内或いは管孔内等へ挿入し、操作部
３に設けられている図示しない湾曲操作ノブを介して湾
曲部７を湾曲させ、先端部６を被観察部位８へ指向させ
る。

すると、対物光学系９による上記被観察部位８の光学
像がリレーレンズ系11を介してファイババンドル12へ伝
達され、更にこのファイババンドル12を介して上記接眼
部４へ伝達されることにより、上記被観察部位８をこの
接眼部４を介して肉眼によって観察することが可能とな
る。

この場合、上記対物レンズ９とリレーレンズ系11との
間に配設されている屈曲手段の一例であるプリズム13に
よって、像の一部が光学的に変換手段14方向へ分岐され
て光信号に変換されるが、光変換手段17に光路変換ミラ
ー18が対向されているため、該光変換手段17より出力さ
れる光信号は該光路変換ミラー18にて遮断され、上記フ
ァイババンドル12へ伝達されることはない。尚、上記変
換手段14への通電を停止することができるよう構成して
おくと、光信号のファイババンドル12内への伝達が更に
確実に防止される。

この状態で上記被観察部位８の映像をモニターに出力
する場合、光路切替えミラー18を上記光変換手段17の出
力方向と上記リレーレンズ系11の光軸とにそれぞれ45°
の角度で対向する位置、即ち第１図に破線にて示す位置
に回動させると共に、接眼部４近傍に配設されている可
動ミラー21を第２図中実線にて示す如く、ファイババン
ドル12の光軸内と他のファイババンドル19の光軸に対し
て45°になるように回動させる。

すると、該光路切替えミラー18により、上記リレーレ
ンズ系11を介しての光学像伝達が遮断されると共に、上
記プリズム13により屈曲され、A/D変換回路16によりデ
ジタル信号に変換されて上記光変換手段17により変換さ
れた光信号が上記光路切替えミラー18にて屈曲されて、
ファイババンドル12へ入射される。

そして、この光信号はファイババンドル12を介して該
ファイババンドル12の後端にまで伝達され、上記可動ミ
ラー21にて屈曲されることにより光信号伝達手段として
のファイババンドル19へ入射される。上記光信号は、更
にこのファイババンドル19を介して処理装置23へ入力さ
れ、該処理装置23内の復調回路24にて画像信号に復調さ
れ、信号処理回路25にて映像信号に変換されてモニター
26へ出力されることにより、複数の観察者による供覧が
可能となる。

この供覧中などに上記モニター26に出力されている観
察像のスチールカメラ５による記録を取る場合には、接
続部を兼ねる上記接眼部４にスチールカメラ５を接続
し、次いで、先端部６に設けられている光路切替えミラ
ー18を光変換手段17側へ回動させる。すると前述のよう
に光信号が遮断されると共に、上記対物レンズ９による
光学像がファイババンドル12を介して上記スチールカメ
ラ５側へ伝達される。

そしてこの状態で、上記可動ミラー21を所定時間回動
させることにより、上記光学像をスチールカメラ５へ出
射し、この像をスチールカメラ５内のフィルム5aにて撮
影する。尚、上記可動ミラー21の回動は、スチールカメ
ラ5aに付設されたレリーズと連動するよう構成すること
も可能である。

尚、本実施例では光路切替えミラー18がスチールカメ
ラ５のシャッターを兼ねるよう構成されているため、こ
のスチールカメラ５からシャッタ機構を省略することが
できる。また、このスチールカメラ５の接続部は接眼部
４と兼用されているため、この接眼部４に内装されてい
るレンズをスチールカメラ５の対物レンズとして共用す
ることにより該スチールカメラ５のレンズ枚数を削減す
ることも可能である。さらに、上記接眼部をスチールカ
メラ５を接続するためだけの専用の接続部として構成す
ることも可能であると共に、スチールカメラ５の接続部
と接続部とを別々に設けて構成してもよい。

また、本実施例のような構成では、スチールカメラ５
による撮影の場合に光信号が処理装置23内へ入力されな
いためモニター26の映像が一時切断されるが、上記処理
装置23,モニター26等にフリーズ機構を設けておくと画
像の中断を回避することが可能である。或いは、光学的
伝達手段の一例であるファイババンドル12の一部を分割
して光信号伝達用として使用すると共に、この光信号伝
達用と光学像伝達用のファイババンドルとの間に遮蔽手
段を介装することにより、光信号と光学像の両方を常時
伝達するように構成することも可能である。

更に、本実施例では、肉眼により観察を行いつつ挿入
部２を体腔内や管孔内へ挿入操作するよう説明したが、
挿入に先立ってスチールカメラ５を接眼部４に接続して
おき、モニター26を介して観察しながら挿入部２の挿入
操作を行ってもさしつかえない。

第３図は本発明の第二実施例に係る内視鏡先端部の説
明図である。尚、前述の第一実施例と同じ部材及び同様
の働きをなす部材には同一符号を付して説明を省略す
る。

この実施例は、対物レンズ９とファイババンドル12と
の間の光軸上に、固体撮像素子15,A/D変換回路16及びフ
ォトダイオード等の光変換手段17よりなる変換手段11を
介装する一方、この変換手段11と略平行にファイババン
ドルよりなるイメージガイド27を配設し、プリズム13に
て屈曲される光学像を上記イメージガイド27を介して変
換手段11を迂回するよう構成したものである。

このような構成では、イメージガイド27を湾曲するこ
とができるため、前述の第一実施例と比較して先端部６
を更に小型化することが可能であるという効果を有す
る。

第４図は本発明の第三実施例に係る内視鏡先端部の説
明図である。

この実施例は、上記第一実施例にて対物レンズ９とリ
レーレンズ系11との間に配設した屈曲手段の一例として
のプリズム13を、光路切替えミラー18や可動ミラー21と
同様の、回動可能なミラー28として構成したものであ
る。

このような構成では、屈曲手段としてミラー28が使用
されているため、光量が半減される可能性のあるプリズ
ム13を使用した場合に比較して屈曲された際の光量が多
く、それだけ出力の大きい光信号を出力することが可能
であるという効果を有する。

尚、上記ミラー28と光路切替えミラー18との間に配設
されているリレーレンズ系11は、前述した第二実施例に
使用のイメージカイドに代えることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による内視鏡装置は、コ
ストの上昇を招く特殊な機器を接続しなくとも、モニタ
に出力することにより多数の観察者の供覧に供すること
が可能であると共に、汎用性を有するスチールカメラに
よる像の写真を撮影することが可能であるのみならず、
小型化が可能であると共に、カメラ交換の必要性を排除
し、迅速にモニタ出力と写真撮影との切替えを行うこと
ができるという優れた効果を奏するものである。

また、信号伝達手段と光学像伝達手段とをそれぞれ独
立して設ける必要がなく、それだけ小型化することが可
能であると共に、映像信号の伝達を光信号にて行うよう
構成されているため、外来ノイズにより干渉されないと
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第一実施例に係り、第１図
は内視鏡先端部の説明図、第２図は内視鏡装置の概略構
成図、第３図は本発明の第二実施例に係る内視鏡先端部
の説明図、第４図は本発明の第三実施例に係る内視鏡先
端部の説明図である。 １……内視鏡装置 ２……挿入部 ４……接続部 ５……スチールカメラ 12……光学的伝達手段 14……変換手段 23……信号処理手段 26……モニター

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部の先端側に設けられた対物光学系の
   結像位置に、該対物光学系による光学像を挿入部の後端
   側へ伝達する光学的伝達手段の一端を配設すると共に、
   上記光学像を光信号に変換して光学的伝達手段へ伝達す
   る変換手段を配設する一方、上記挿入部の後端側に、 上記光学像を撮影するスチールカメラの接続部と、 上記光学的伝達手段を介して伝達される光信号を処理し
   てモニタに出力する信号処理手段と、 上記光学的伝達手段に対し、上記スチールカメラによる
   撮影時には上記光学像を伝送し、上記モニタへの観察時
   には上記光信号を伝達するよう切換えを行う切換え手段
   と、 を設けたことを特徴とする内視鏡装置。