JP2923301B2

JP2923301B2 - 内視鏡装置および内視鏡による観察方法

Info

Publication number: JP2923301B2
Application number: JP1110409A
Authority: JP
Inventors: 信之坂本; 岡田　　稔; 勉山本; 佐芙郎細野; 剛明中村; 明文石川; 一朗高橋
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: JPH02287509A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ジェット噴射による推力を受けて挿入部を
浮上させるようにした内視鏡装置およびその内視鏡によ
る観察方法に関する。

［従来の技術］従来、特開昭62−251639号公報において、挿入部の先
端側部分に噴射口を設け、これより流体をジェット噴射
して生じる推力でその挿入部を浮上させるようにした浮
上式の内視鏡が知られている。

この種の浮上式内視鏡は工業用として多く使用され、
例えば、ガス管路やタンク、あるいは大型飛行機の翼内
空洞の検査等に使用される。そして、これによると、内
視鏡の挿入部を浮上させることができるから、高さのあ
る空洞内でも、その隅々まで観察できるようになる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この種の浮上式内視鏡においては、ジ
ェット流体の噴射により挿入部を浮上させながら検査対
象部位に近づけて観察を行うものであるため、その挿入
部が微妙なバランスで浮上している。このため、一般的
な内視鏡の使用状況に比較してその挿入部の先端がきわ
めて揺れ易いものであり、一般的な内視鏡の場合のよう
に安定した状態での観察ができないのが普通であった。

したがって、この種のジェット浮上式の内視鏡による
観察では、通常、安定した観察像が得られにくいため、
検査対象部位をより詳細に検査することは困難なもので
ある。

一方、最近では、固体撮像素子を撮像手段に用いてモ
ニタにより観察するようにした、いわゆるビデオエンド
スコープが実用化されている。この種の内視鏡は、通常
の光学式の内視鏡のものに比べてその観察画像の記録や
再生が容易に行えるとともに、観察中に静止した映像と
して観察するフリーズ動作を行わせることが可能であ
る。

この静止画を得る方法としては、撮像用CCDでの１フ
ィールドでの電荷蓄積時間（一般に1/60秒である。）に
電荷蓄積した映像用信号をメモリ手段で記憶し、これを
読出してフリーズ映像信号に変換してモニタに映し出し
て観察するものである。

したがって、撮像用CCDでの１フィールドでの一般的
な電荷蓄積時間である、1/60秒間に被写体が動くと、そ
のフリーズにより得られる静止画像もぼけたものにな
る。

しかしながら、上述したように、ジェット流体の噴射
により挿入部を浮上させて検査対象部位を観察する方式
の内視鏡にあっては、その挿入部が微妙なバランスで浮
上しており、その対物光学系を組み込んだ挿入部の先端
部分はかなりの早さで微妙に揺れているのが実態であ
る。このため、このフリーズによる静止画像で観察しよ
うとしても、その静止画像はかなりぼけたものになって
しまう。

しかるに、このジェット浮上式の内視鏡装置では、通
常の観察でも、その挿入部の揺れにより観察しにくいの
ものであることから、むしろ、ぶれのない静止画像を得
て、より詳細な観察をすることが望まれることになる。

それにも拘らず、フリーズにより得られる静止画像で
も、ぼけたものになり、鮮明な静止画像を得る状況には
ない。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目
的とするところは、ジェット流体の噴射による推力で挿
入部が浮上中でも、ぶれのない鮮明な静止画像が得られ
る内視鏡装置および内視鏡による観察方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段および作用］上記課題を解決するために第１の発明は、流体をジェ
ット噴射することによる推力を受けて挿入部を浮上させ
るようにした内視鏡装置において、固体撮像素子により
観察視野を撮像する手段と、上記固体撮像素子で撮像し
た撮像用信号を記録するメモリによりフリーズ映像に変
換する映像処理手段と、この映像処理手段によりフリー
ズ映像を得るとき操作するフリーズ操作手段と、上記内
視鏡装置における挿入部の先端に配置され、上記フリー
ズ操作手段を動作させるときに上記固体撮像素子の電荷
蓄積時間の範囲内でストロボ発光しフリーズしようとす
る観察視野を照明するストロボ発光手段とを具備したも
のである。

しかして、フリーズ映像を得るときに観察視野を撮像
する固体撮像素子の電荷蓄積時間の範囲内でストロボ発
光しフリーズしようとする観察視野を照明して、本来の
電荷蓄積時間の範囲内で実際の撮像用電荷蓄積時間を制
限して撮像するから、その固体撮像素子で撮像した映像
用信号によるフリーズ映像が鮮明になる。つまり、ジェ
ット流体の噴射による推力で挿入部が浮上中でも、ぶれ
のない鮮明な静止画像が得られ、詳細な観察が可能であ
る。

また、第２の発明は、流体をジェット噴射することに
よる推力を受けて挿入部を浮上させるようにした内視鏡
による観察方法において、内視鏡挿入部の先端に配置し
たストロボ発光手段によって観察視野を照明し、上記ス
トロボ発光手段の発光に連動して観察視野を撮像すると
ともに、上記撮像した映像用信号をフリーズ映像に変換
して観察するようにしたものである。

この発明でも上記同様に、ジェット流体の噴射による
推力で挿入部が浮上中でも、ぶれのない鮮明な静止画像
が得られ、詳細な観察が可能となる。

［実施例］図面は本発明の一実施例を示すものである。この実施
例における内視鏡１は第１図で示すように操作部２に挿
入部３を連結してなり、挿入部３は操作部２側から順に
可撓管部４、湾曲管部５および先端部６を連結して構成
されている。そして、挿入部３の先端部６には一般的な
内視鏡と同様に観察用窓や照明用窓等が設けられてい
る。

また、可撓管部４と湾曲管部５を接続する接続管７の
下面部分には空気等の流体をジェット噴射するための噴
射口８が設けられている。この噴射口８には、挿入部３
および操作部２、さらに操作部２から延出するユニバー
サルコード11の各内部にわたって挿通される送気チュー
ブ（図示しない。）を通じて後述する外部の電光源装置
12に組み込んだ加圧流体源（図示しない。）に接続され
るようになっている。また、内視鏡１の操作部２には流
量制御用スイッチ13および湾曲操作ノブ14が設けられて
いる。流量制御用スイッチ13を操作することにより上記
加圧流体源から噴射口８に供給する流体の流量をコント
ロールできるようになっている。また、湾曲操作ノブ14
を操作して上記湾曲管部５を湾曲操作するようになって
いる。

さらに、内視鏡１の操作部２には接眼部15が設けられ
ている。また、この内視鏡１の操作部２から挿入部３に
わたりその内部にはイメージガイド16が挿入されてい
る。このイメージガイド16の先端は挿入部２の先端部６
における対物レンズ17に対向し、イメージガイド16の後
端は上記接眼部15の接眼レンズ系15aに接続されてい
る。また、内視鏡１の操作部２、挿入部３、およびユニ
バーサルコード11にわたりその内部にはライトガイド18
が挿通されている。このライトガイド18の先端は挿入部
２の先端部６における照明窓19に対向し、ライトガイド
18の後端は上記ユニバーサルコード11の延出先端にある
コネクタ20まで導かれている。そして、このコネクタ20
を上記電光源装置12に対して着脱自在に接続することに
よりその電光源装置12内の照明用光源21から照明光を受
けるようになっている。

また、電光源装置12内において、その照明用光源21の
出射光路ｌ上にはシャッタ22が設けられている。このシ
ャッタ22は第３図で示すようにシャッタ駆動回路23によ
って操作されるようになっている。

なお、第１図で示すように電光源装置12の本体前面に
は電源スイッチ24、照明光量調節用つまみ30等が設けら
れている。

一方、上記内視鏡１の接眼部15にはTVカメラ25が装着
されるようになっている。TVカメラ25は第３図で示すよ
うに撮像レンズ26と固体撮像素子たるCCD27とを設けて
なり、撮像レンズ26によって接眼部15から見える観察画
像をCCD27の感光面に被写体として結像するようになっ
ている。このTVカメラ26のCCD27で光電変換して得た撮
像信号は信号コード28を通じてカメラコントロールユニ
ット29に伝送される。なお、このCCD27としては、例え
ばインターライン型のものを使用する。

また、CCD27の出力信号は、カメラコントロールユニ
ット29のビデオプロセッサ31に入力される。このビデオ
プロセッサ31はその入力されるCCD27の出力信号を取り
込み、NTSC方式等の所定の規格の映像信号に変換してTV
モニタ33側に出力する。

また、カメラコントロールユニット29にはシステムコ
ントローラ34が設けられ、CCD駆動回路35を通じて上記C
CD27の撮像動作を制御する。また、CCD27の出力信号
は、ビデオプロセッサ31に設けた映像メモリ36に記憶す
ることができるようにしてある。この映像メモリ36とし
ては例えばフィールドメモリを用いることができる。

そして、フリーズ用スイッチ37の操作信号により映像
信号をその映像メモリ36に記憶し、これを読み出してNT
SC方式等の所定の規格の映像信号に変換してTVモニタ33
に出力し、静止画を得る。

なお、このフリーズ用スイッチ37は内視鏡１の操作部
２に設ける。または電光源装置12の本体前面に設けた
り、その両者に設けてもよい。

一方、第３図で示すように挿入部２の先端部６にはス
トロボ発光体40が設けられている。このストロボ発光体
40はその照射方向を内視鏡１の観察視野Ａに向けて設置
されている。そして、このストロボ発光体40は上記カメ
ラコントロールユニット29内に設けたストロボ発光駆動
回路41により駆動されて発光するようになっている。す
なわち、このストロボ発光体40は後に詳述するように上
記CCD27の撮像動作に同期して発光する。

しかして、この構成の内視鏡装置を使用する場合、そ
の内視鏡１の挿入部３を検査対象物の壁部45に形成され
た検査用孔46からその検査対象物内に導入して噴射口８
から加圧空気を噴射することにより挿入部３を浮上させ
る。そして、一般的には通常の撮像動作でCCD27を駆動
する。このとき、CCD27の出力信号はカメラコントロー
ルユニット29のビデオプロセッサ31に入力される。この
ビデオプロセッサ31はその入力されるCCD27の出力信号
を取り込み、NTSC方式等の所定の規格の映像信号に変換
してTVモニタ33により検査対象物内の状態をリアルタイ
ムに第２図で示すように表示する。

このようにしてリアルタイムなモニタ画像で観察しな
がら、第１図で示すようにその挿入部３の先端部６を検
査部位Ｂに誘導する。

そして、特に詳細な検査をするため静止画像を必要と
する場合にはフリーズ用スイッチ37を操作する。この操
作信号によりシステムコントローラ34はシャッタ駆動回
路23、CCD駆動回路35、およびストロボ発光駆動回路41
の各動作を制御して次のようなフリーズ動作をする。

すなわち、第４図（ｆ）で示すようにフリーズ用スイ
ッチ37の操作信号が入力すると、第４図（ａ）の同期信
号のタイミングに合わせて、第４図（ｂ）で示す１段目
（奇数）のフィールドの転送パルスGPに応じてCCD27に
おいては、高速で前段のフィールドで蓄積された電荷を
掃き出す。また、これと同時に第４図（ｅ）で示すよう
に照明用光源装置12におけるシャッタ22が閉じ、その１
段目フィールド中閉じ続ける。このため、内視鏡１によ
る観察視野Ａ内は暗くなり、ライトガイド18を通じてCC
D27の感光面へ照明光が入射することがない。したがっ
て、CCD27には照明光によって新たな電荷が蓄積するこ
とがない。

この状況において、前段のフィールドで蓄積された電
荷が掃き出された後、第４図（ｃ）で示すようにストロ
ボ発光体40が発光して、暗い観察視野Ａ内を瞬間的に照
明する。この明るさによりイメージガイド16、および接
眼部15の接眼レンズ系15a、さらにTVカメラ25の撮像レ
ンズ26を通じて視野像をCCD27の感光面に被写体として
結像する。そして、CCD27の各フォトダイオードが、こ
れを光電変換して短時間に電荷を蓄積する。すなわち、
CCD27の本来の撮像用電荷付き蓄積時間よりもきわめて
短い時間（具体的には1/10000秒以下）で瞬間的に撮像
するから、このときに挿入部３がかなり揺れていても、
静止した状態として見れる。したがって、きわめて鮮明
な画像のものが得られる。

このようにしてCCD27に蓄積された電荷は次のフィー
ルドにおける電荷転送パルスGPによってそのフィールド
で通常の読み出しが行われて転送され、ビデオプロセッ
サ31に出力される。なお、この時点では照明用光源装置
12におけるシャッタ22が開いてもよく、このため、第４
図（ｅ）で示すようにそれ以後、シャッタ22を解放す
る。

上記ビデオプロセッサ31においてはそのCCD27からの
出力信号をデジタル信号化処理して映像メモリ36に記憶
し、これを第４図（ｄ）で示すように次のフレーム時か
ら読み出してNTSC方式等の所定の規格の映像信号に変換
し、第４図（ｄ）で示すようにTVモニタ38に出力して静
止画を表示するのである。

術者はごのようにして得た静止画を観察して詳細な検
査を行うことができる。そして、この静止画はCCD27の
本来の撮像用電荷蓄積時間よりも短い時間で発光するス
トロボ発光により撮像用電荷蓄積時間を制限して瞬間的
に撮像したから、浮上中の挿入部３にかなりの速さの揺
れがあっても、きわめて鮮明な静止画像が得られる。な
お、上記静止画を録画または写真撮影するようにしても
よい。

本来、このジェット浮上式の内視鏡装置では、通常の
観察でも、その挿入部３の揺れにより観察しにくいもの
であるため、むしろ、ぶれのない静止画像を得て、詳細
な観察が望まれるが、上記ストロボ発光によるフリーズ
により得られる静止画像は、通常のもののぼけた静止画
に比べてかなり鮮明なものとなる。

なお、本発明は上記実施例のものに限定されるもので
はない。例えば照明用光源装置12におけるシャッタ22は
完全に閉じるものに限らず、観察視野内を照射する照明
光の光量を少なくしても同様な作用効果が得られること
から、減光する方式のものでもよい。

また、同様な事情からシャッタ22を設けなくてもよい
場合がある。すなわち、ストロボ発光の光量が観察視野
Ａにおける明るさに比べて充分に大きいときである。こ
の場合はCCDの感度の自動調整動作、およびそのときの
ラチチュードの関係からシャッタ22の作用は不要とな
る。

また、ストロボ発光手段としては、挿入部３にストロ
ボ発光体40を組み込む場合に限らず、他の方式であって
もよい。例えば照明用光源21においてその発光量を瞬間
的に高め、あるいは別のストロボ光源を点灯させるよう
にしてもよい。

さらに、内視鏡の方式として撮像用CCD27を挿入部３
の先端部６に組み込んだいわゆる電子式内視鏡としても
よい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、ジェット流体の
噴射による推力で挿入部が浮上中でも、ストロボ発光に
よる撮像でぶれのない鮮明な静止画像が得られるしかして、ジェット流体の噴射により挿入部を浮上さ
せて検査対象部位を観察する方式の内視鏡装置にあって
は、その挿入部が微妙なバランスで浮上しており、その
対物光学系を組み込んだ挿入部の先端部分はかなりの早
さで微妙に揺れているのが実態であり、本来、通常の観
察でも、観察しにくいのものであるが、本発明によれ
ば、ぶれのない鮮明な静止画像を得て、きわめて詳細な
観察ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体的な構成
を示す斜視図、第２図はそのモニタ画面の表示状態を示
す図、第３図は電気的なシステムの構成を概略的に示す
説明図、第４図はその実施例の動作を示すタイミングチ
ャートである。１……内視鏡、２……操作部、３……挿入部、８……噴
射口、29……カメラコントロールユニット、27……CC
D、31……ビデオプロセッサ、33……TVモニタ、34……
システムコントローラ、35……CCD駆動回路、36……映
像メモリ、37……フリーズ用スイッチ、40……ストロボ
発光体、41……ストロボ発光駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細野佐芙郎東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中村剛明東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者石川明文東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者高橋一朗東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−251639（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−13012（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/24 - 23/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体をジェット噴射することによる推力を
受けて挿入部を浮上させるようにした内視鏡装置におい
て、固体撮像素子により観察視野を撮像する手段と、上記固体撮像素子で撮像した撮像用信号を記録するメモ
リによりフリーズ映像に変換する映像処理手段と、この映像処理手段によりフリーズ映像を得るとき操作す
るフリーズ操作手段と、上記内視鏡装置における挿入部の先端に配置され、上記
フリーズ操作手段を動作させるときに上記固体撮像素子
の電荷蓄積時間の範囲内でストロボ発光し、フリーズし
ようとする観察視野を照明するストロボ発光手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】流体をジェット噴射することによる推力を
受けて挿入部を浮上させるようにした内視鏡による観察
方法において、内視鏡挿入部の先端に配置したストロボ発光手段によっ
て観察視野を照明し、上記ストロボ発光手段の発光に連動して観察視野を撮像
するとともに、上記撮像した映像用信号をフリーズ映像に変換して観察
する、ことを特徴とする内視鏡による観察方法。