JP3706326B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に電子撮像素子を有する電子内視鏡の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子撮像素子の小型化と高画素化により、細径の管状部に挿入して、観察部位を撮像する電子内視鏡装置が開発実用化されている。
【０００３】
この電子内視鏡装置は、例えば、特開平１１−２２５９５２号公報に開示されているように、先端に観察部位を照明する複数のＬＥＤからなる光源ユニット、及び観察部位を撮像する電子撮像素子である電荷結合素子（以下、ＣＣＤと称する）等が組み込まれた挿入部と、及びこの内視鏡挿入部を体腔内に挿入する際に、前記内視鏡挿入部の先端部を湾曲させたり、観測部位の検体採取等の操作を行う操作部とからなる内視鏡には、この操作部の手元側に前記先端部のＣＣＤを駆動制御するＣＣＤドライバ、前記ＣＣＤで生成された観察部位の映像信号を所定の信号処理を行う映像信号処理回路、前記光源ユニットの個々のＬＥＤを点灯制御するＬＥＤ駆動回路、及び前記映像信号処理回路からの映像出力信号の基で、前記ＬＥＤ駆動回路を制御して、前記光源ユニットの光量を制御する自動調光回路等で構成された外付けユニットが接続されるようになっている。
【０００４】
また、前記映像信号処理回路で生成された観察部位の映像信号を基に、観察部位の映像を表示するモニタが接続されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１１−２２５９５２号公報に開示されている内視鏡装置は、内視鏡以外にＣＣＤドライバ、映像信号処理回路、ＬＥＤ駆動回路、及び自動調光回路等を組み込んだ外付けユニットと、モニタ等比較的大掛かりなシステムとなってしまう。
【０００６】
このために、前記外部ユニットやモニタを恒久的に設置することになり、そのための内視鏡診断の専用室を設ける必要があった。
【０００７】
一方、内視鏡は、患部を直接観察診断できることから近代の医療においては、最も重要な医療機器となっており、内視鏡診断のための専用室を確保することなく内視鏡診断が容易にできる内視鏡装置が望まれている。
【０００８】
本発明は、上述の要望に鑑みなされたもので、内視鏡装置の操作が比較的簡便で、外部ユニットの小型化を可能とする内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、被写体を観察可能な内視鏡装置において、前記内視鏡に設けられ、前記被写体を照明する照明光を発光可能な発光手段と、前記発光手段からの前記照明光で照明された前記被写体からの被写体光を入射する対物光学系と、前記対物光学系で入射された前記被写体光を像形成可能に伝送する、前記内視鏡に設けられた光伝送手段と、前記光伝送手段で伝送された前記被写体光を異なる光軸で分割する、前記内視鏡に設けられた光分割手段と、前記光分割手段で分割された第１の分割被写体光を観察するための被写体像を形成する、前記内視鏡に設けられた接眼光学系と、前記内視鏡に設けられ、前記光分割手段で分割された第２の分割被写体光を撮像可能な撮像素子と、前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段に電力を供給可能な第１のバッテリを有する第１のユニットと、前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段及び前記撮像素子に電力を供給可能な第２のバッテリと、前記撮像素子で撮像された撮像信号を信号処理する撮像信号処理手段とを有する第２のユニットと、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明の内視鏡装置により、被写体である観察部位に応じて、第１のユニット、又は第２のユニットのいずれかを選択することが可能となり、また、電子撮像された観察部位の映像表示は、比較的ハンディな表示手段で表示可能となり、かつ、その電子撮像の映像データの記録も可能となり、専用の内視鏡診断室を設けることなく内視鏡診断が可能となった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る内視鏡装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【００１２】
内視鏡装置１は、体腔内に挿入される挿入部２と、この挿入部２の基端には、前記挿入部２に設けられている図示していない湾曲部を操作する湾曲操作ノブ、各種レンズなどを洗浄する流体を噴き付ける操作ノブ、及び後述する各種光学系や電子撮像系等が内蔵された操作部３とからなっている。
【００１３】
前記挿入部２の先端には、観察部位である被写体からの光を取り込む対物レンズからなる対物光学系４と、前記観察部位である被写体に所定の照明光を投射させるはっ光手段である複数のＬＥＤ５が設けられている。
【００１４】
前記ＬＥＤ５で照明された被写体からの被写体光は、前記対物光学系４に入射され、前記挿入部２の内部に敷設されている、例えば、イメージガイドやリレーズレンズ等からなる映像伝送手段６を介して、前記操作部３へと導かれる。
【００１５】
前記操作部３は、前記挿入部２の映像伝送手段６で伝送された被写体像を２方向に分岐するハーフミラー７と、このハーフミラー７を透過した前記被写体光を結像して被写体像を生成する接眼光学系８と、この接眼光学系８に結像された被写体像を術者が目視する接眼部９と、前記ハーフミラー７で反射された被写体光が結像して被写体像の映像信号を生成するＣＣＤやＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の撮像手段１０と、及び後述する外部ユニットと接続するコネクタ部１１とからなっている。
【００１６】
このコネクタ部１１は、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電力を供給するＬＥＤ用入力端端子１２ａと、前記撮像手段１０を駆動制御する２つの端子からなる映像信号入出力端端子１３ａとが設けられている。
【００１７】
前記コネクタ部１１には、第１のユニットである外部ユニットＡ１５と第２のユニットである外部ユニットＢ２５が接続されるようになっている。
【００１８】
前記コネクタ部１１に接続される外部ユニットＡ１５は、前記コネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａに接続される接点１２ｂと、前記撮像信号入出力端端子１３ａの２つの端子にそれぞれ接続される２つの接点１３ｂと、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂにＬＥＤ点灯駆動電力をスイッチＡ１８を介して供給するバッテリーＡ１７と、前記撮像信号入出力端の接点１３ｂに接続された信号処理部１６と、及びこの信号処理部１６の出力に接続された無線通信手段１９ａから構成されている。
【００１９】
なお、前記スイッチＡ１８は、前記バッテリーＡ１７からスイッチを図中ａ方向に切り換えると、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂにのみバッテリーＡからの電源が供給され、前記スイッチＡ１８のスイッチを図中ｂ方向に切り換えると、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂと前記信号処理部１６にバッテリーＡ１６の電源が供給されるようになっている。
【００２０】
つまり、前記スイッチＡ１８をａ方向に切り換えられると、前記バッテリーＡ１７から前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂとコネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａを介して、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電源が供給される。
【００２１】
これにより、前記ＬＥＤ５が点灯駆動し、投射された光で照明された被写体からの反射光である被写体光は、対物光学系４、映像伝送手段６、ハーフミラー７を介して、接眼光学系８に被写体像が結像されて、接眼部９で肉眼による目視が可能となる。
【００２２】
前記スイッチＡ１８をｂ方向に切り換えると、前記スイッチＡ１８をａ方向と同様に、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電源されると共に、前記信号処理部１６に駆動電源が供給され、この信号処理部１６から前記操作部３の撮像手段１０の駆動制御信号が生成されて、前記撮像信号入力端端子１３ａと接点１３ｂを介して、撮像手段１０に供給されると共に、前記ハーフミラー７から前記撮像手段１０に結像された被写体像を基に被写体映像信号が前記信号処理部１６に出力される。この撮像手段１０からの被写体映像信号を基に、信号処理部１６は、所定のデジタル映像圧縮データに変換すると共に、前記無線通信手段１９ａへと出力する。
【００２３】
この無線通信手段１９ａは、前記デジタル映像圧縮データを無線信号に変換して、外部機器へと伝送する。
【００２４】
前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから送信された無線信号のデジタル映像圧縮データは、外部機器であるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：携帯用情報端末器）２０へと伝送される。このＰＤＡ２０は、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから送信された前記デジタル映像圧縮データの無線信号を受信する無線通信手段１９ｂと、この無線通信手段１９ｂで受信した前記デジタル映像圧縮データの無線信号からデジタル映像圧縮データに復調して、液晶パネル等の表示部２１に映像表示させる表示映像信号を生成すると共に、このＰＤＡ２０のＩＣカードスロットル２３に装填されたＩＣカードスタイルの記録手段２２に前記デジタル映像圧縮データを記録する機能を有している。
【００２５】
なお、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから前記ＰＤＡ２０の無線通信手段１９ｂに伝送される無線信号は、ＲＳ２３２，ＵＳＢ，あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等のプロトコルを用いる。また、前記ＰＤＡ２０にパーソナルコンピュータを用いることも可能である。さらに、また、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａと前記ＰＤＡ２０の無線通信手段１９ｂに代えて、赤外線通信手段を用いることも可能である。
【００２６】
つまり、前記内視鏡装置１の操作部３に設けられた撮像手段１０で撮像された映像信号は、外部ユニットＡ１５の信号処理部１６でデジタル映像圧縮データに変換され、そのデジタル映像圧縮データは、無線送信されて、ＰＤＡ２０に伝送され、そのＰＤＡ２０に設けられた表示部２１に前記撮像手段１０で撮像した映像を表示すると共に、そのデジタル映像圧縮データを前記記録手段２２に記録させることができる。
【００２７】
これにより、操作部３の接眼部９で観察部位を肉眼で目視すると共に、前記ＰＤＡ２０の表示部２１で動画または静止画として映像表示することができ、かつ、ＰＤＡ２０の記録手段２２に記録することができる。
【００２８】
前記内視鏡装置１のコネクタ部１１には、外部ユニットＢ２５も接続可能となっている。この外部ユニットＢ２５は、前記操作部３のコネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａに接続されるＬＥＤ用出力端接点２８と、このＬＥＤ用出力端端子２８にバッテリーＢからの電源を供給オン／オフするスイッチＢ２７からなっている。
【００２９】
つまり、この外部ユニットＢ２５は、前記内視鏡装置１の挿入部２の先端に設けられた複数のＬＥＤ５を点灯駆動するバッテリーＢ２６から点灯電源のみを供給オン／オフする機能のみを有している。
【００３０】
これにより、前記内視鏡装置１には、対物光学系４，複数のＬＥＤ５、映像伝送手段６、ハーフミラー７、接眼光学系８、接眼部９、撮像手段１０及びコネクタ部１１を設けたことによって、外部ユニットＢ２５を用いことで、術者の肉眼のみによる観察部位の観察が可能となり、外部ユニットＡ１５を用いることで、肉眼観察と電子撮像画像による観察が同時に行えると共に、電子撮像画像を記録することが可能となる。これにより、前記外部ユニットＡ１５に比して、外部ユニットＢ２５は、バッテリーの消耗量が軽減できる。
【００３１】
すなわち、外部ユニットの選択により、肉眼のみによる観察部位の内視鏡診断と、肉眼と電子撮像映像及び電子撮像映像の記録を必要とする内視鏡診断とを容易に選択できると共に、電子撮像映像を生成する機能の最小化と、かつ、既存の外部機器を用いて、撮像映像の表示と撮像映像データの記録が可能となった。
【００３２】
次に、図２を用いて、本発明の係る内視鏡装置の第２の実施形態を説明する。
内視鏡本体３１の体腔内に挿入する挿入部の先端には、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の撮像手段３２が図示していない対物レンズと共に配置され、かつ、被写体に照明光を投射する複数のＬＥＤ３３ａ，３３ｂが配置されている。さらに、この内視鏡本体３１には、前記撮像手段３２を駆動制御すると共に、撮像手段３２で光電変換された被写体映像信号を所定の映像信号に変換処理（例えば、テレビジョン信号）を行う映像信号処理手段３４と、この映像信号処理手段３４で生成した映像信号の輝度情報から前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂの点消灯と調光制御を行う調光手段３５とが設けられている。
【００３３】
この内視鏡本体３１には、前記映像信号処理手段３４と調光手段３５に駆動電源を供給する電源線路３７ａ，３７ｂと、前記映像信号処理手段３４で生成された映像信号を取り込むための信号線路３６を配置され、それら線路３７ａ，３７ｂ，３６の基端は、前記内視鏡本体３１の基端に設けられたコネクタ３８に設けられたそれぞれの端子に接続されている。
【００３４】
この内視鏡本体３１のコネクタ３８には、外部ユニット４０のコネクタ３９が接続されるようになっている。この外部ユニット４０には、前記信号線路３６を介して、前記映像信号処理手段３４から出力された映像信号を基に、映像再生表示する表示手段４１と、前記電源線路３７ａ，３７ｂに駆動電源を供給するバッテリー４２と、このバッテリー４２からの電源供給をオン／オフさせるスイッチ４３と、及び前記表示手段４１で映像再生表示した映像信号を外部機器に出力する映像信号出力端４４とが設けられている。
【００３５】
この映像信号出力端子４４には、大型画面のテレビモニタまたは映像信号記録用のビデオ機器等が接続されて、観察部位である被写体映像を拡大表示したり、被写体映像信号を録画記録するようになっている。
【００３６】
つまり、内視鏡本体３１内に、被写体照明用のＬＥＤ３３、被写体撮像用の撮像素子３２、この撮像素子３２を駆動制御すると共に、撮像素子３２で光電変換された被写体映像信号をテレビ映像信号に変換すると共に、そのテレビ映像信号の輝度情報を生成する映像信号処理手段３４と、前記ＬＥＤ３３を点消灯制御すると共に、前記映像信号処理手段３４からの輝度情報の基で、ＬＥＤ３３を調光制御する調光手段３５が設けられており、この内視鏡本体３１の映像信号処理手段３４と調光手段３５の駆動電源であるバッテリー４２と前記映像信号処理手段３４で生成された映像信号の基で、被写体映像を再生表示する表示手段４１を外部ユニット４０内に設けて、この内視鏡本体３１と外部ユニット４０とをコネクタ３８，３９で接続可能としたことで、内視鏡診断の際に、術者の手元で観察部位の被写体画像を観察可能となり、場所を選ばずに内視鏡診断が可能となった。
【００３７】
また、内視鏡診断時に、得られた観察部位の被写体映像信号は、外部ユニット４０の映像信号出力端４４からビデオ機器等に出力して録画記録することで記録保存も可能となる。
【００３８】
なお、滅菌処理が困難で、かつ、仮に滅菌処理すると故障原因となる外部ユニット４０は、図示していない滅菌可能な袋や容器で被覆し、前記内視鏡本体３１のみを滅菌処理を行うことで滅菌処理の簡素化が可能となる。
【００３９】
次に、図３を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第３の実施形態を説明する。
内視鏡本体３１の挿入部の先端には、被写体を撮像するＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳイメージセンサ等からなる撮像手段３２と、被写体に照明光を投射する光源である複数のＬＥＤ３３ａ，３３ｂと、前記撮像素子３２を駆動制御すると共に、前記撮像素子３２で光電変換された被写体映像信号を所定の映像信号に変換すると共に、その映像信号から輝度情報を生成する映像信号処理手段５３と、前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂを点消灯制御すると共に、前記の映像信号処理手段５３で生成された輝度情報から前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂを調光する調光手段５２が１つの基板ウエハー５１に搭載されて配置されている。
【００４０】
前記内視鏡本体３１の前記映像信号処理手段５３の出力には、発信手段５４とアンテナ５５が接続配置されている。この発振手段５４は、前記映像信号処理手段５３で生成された映像信号を無線信号に変換して、アンテナ５から外部機器へ発信する機能を有している。
【００４１】
前記基板ウエハー５１に搭載された前記映像信号処理手段５３と調光手段５２には、前記内視鏡本体３１の挿入部基端に設けられた端子５７ａ，５７ｂに接続されている。この端子５７ａ，５７ｂが設けられた前記内視鏡本体３１の挿入部基端の外周には、雄ネジ５６が形成されている。
【００４２】
一方、前記挿入部の基端の雄ネジ５６と螺合する雌ネジ５７を有するバッテリユニット５８にバッテリー５９が内蔵されており、かつ、前記挿入部基端の端子５７ａ，５７ｂと接続される接点６０ａ，６０ｂが設けられている。
【００４３】
つまり、前記バッテリユニット５８の雌ネジ５７を前記内視鏡本体３１の挿入部基端の雄ネジ５６に螺合装着すると、前記端子５７ａ，５７ｂと接点６０ａ，６０ｂがそれぞれ接続し、前記バッテリー５９から前記映像信号処理手段５３と調光手段５２にそれぞれ駆動電源が供給され、撮像素子３２で光電変換され映像信号処理手段５３で生成された映像信号の輝度情報の基で、調光手段５２で、ＬＥＤ３３を調光制御すると共に、前記映像信号処理手段５３で生成された映像信号は、発信手段５４において、無線映像信号に変換されて、アンテナ５５から無線信号として外部機器に発信される。
【００４４】
一方、外部機器として、前記内視鏡本体３１のアンテナ５５から発信された無線信号を受信するアンテナ６１と、このアンテナ６１で受信した無線信号を映像信号に変換し、かつ、モニタ６３に供給する映像表示信号を生成する受信手段６２からなっている。
【００４５】
つまり、前記内視鏡本体３１から無線発信された無線映像信号を受信し、その無線映像信号を基に、モニタ６３に表示するための映像表示信号を生成して、前記モニタ６３に前記内視鏡本体３１で撮像した被写体像を表示するものである。
【００４６】
これにより、内視鏡本体３１にバッテリユニット５８を接続するのみで、内視鏡診断が可能状態となり、無線接続されたモニタ６３で撮像画面を観察しながら観察部位の診断が可能となった。また、バッテリユニット５８のバッテリ５９の交換のみで内視鏡本体３１は、恒久的に使用可能となる。
【００４７】
次に、図４を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第４の実施形態を説明する。
なお。図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４８】
この第４の実施形態と前述した第３の実施形態との相違は、前記バッテリ５９を前記内視鏡本体３１内に直接設け、かつ、そのバッテリ５９から前記映像信号処理手段５３と調光手段５２に供給する駆動電源をオン／オフするスイッチ６４を設けたことにある。
【００４９】
このような構成の内視鏡本体３１は、バッテリ５９が消耗すると使用不可となるが内視鏡本体３１の操作性と滅菌作業が比較的簡単となり、所謂ディスポーザブル内視鏡として有用である。
【００５０】
次に、図５を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第５の実施形態を説明する。
なお、図３及び図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００５１】
この第５の実施形態は、前述の第４の実施形態（図４参照）を内視鏡本体３１に設けた発振手段５４とアンテナ５５に代えて、前記映像信号処理手段５３の出力は映像出力端子６７を介して、外部のモニタ６３に直接表示映像信号を出力可能とすると共に、前記映像出力端子６７に前記モニタ６３が接続されたことを検出する接続検知手段６６を設け、この接続検知手段６６で前記モニタ６３の接続が検出されると、前記バッテリ５９と前記映像信号処理手段５３と調光手段５２にバッテリ５９から供給される駆動電源をオンする電源制御手段６５を設けている。
【００５２】
つまり、前記映像出力端子６７にモニタ６３が接続されていない状態では、前記接続検知手段６６は、電源制御手段６５をオフ制御し、前記映像出力端子６７にモニタ６３が接続されたことを接続検知手段６６が検出すると前記電源制御手段６５をオン制御させて、前記バッテリ５９から駆動電源を前記映像信号処理手段５３と調光手段５２に供給して、前記撮像素子３２で撮像生成した被写体像を前記モニタ６３に表示させる。
【００５３】
このような構成の内視鏡本体３１は、映像出力端子６７にモタニ６３を接続するのみで内視鏡診断が可能となり、バッテリ５９が消耗すると使用不可となるが内視鏡本体３１の操作性と滅菌作業が比較的簡単となり、所謂ディスポーザブル内視鏡として有用である。
【００５４】
次に、図６乃至図９を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第６実施例を説明する。
【００５５】
図６は、図２乃至図５に示した内視鏡本体３１の先端に設けた撮像素子３２と複数のＬＥＤ３３との関係を示している。前記内視鏡本体３１の先端部正面中央には、前記撮像素子３２が配置され、この撮像素子３２の前面には、図示していないが対物レンズや保護ガラス等が設けられた撮像窓６８が設けられている。この撮像窓６８の周囲には、等間隔で中心から放射状に複数のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈが配置されている。
【００５６】
この複数のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈは、図７に示すように、調光手段５２で点消灯と調光制御されるようになっている。この調光手段５２は、マイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵと称する）７１と、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを個々に点灯及び調光制御するドライバ７２ａ〜７２ｈからなっている。
【００５７】
前記ＣＰＵ７１は、前記撮像素子３２を駆動させ、映像信号処理手段５３で生成されたデジタル映像信号から前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの照明エリア毎の輝度レベルを演算算出し、その輝度レベルから前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈ個々の点消灯と調光制御値を求め、この点消灯と調光制御値の基で、前記ドライバ７２ａ〜７２ｈを介して、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを点消灯と調光制御させるようになっている。
【００５８】
前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの照明エリアは、図８に示すように、前記撮像素子３２で撮像生成する被写体映像画面７３の中心から前記ＬＥＤ３ａ〜３３ｈの配置方向へ放射状にエリアａ〜エリアｈに区分設定し、そのエリアａ〜エリアｈ毎に前記ＣＰＵ７１で輝度値を算出し、そのエリアａ〜エリアｈ個々の輝度値と目標輝度値とを比較し、その比較結果を基に、前記ドライバ７２ａ〜７２ｈを駆動制御させることにより、個々のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの点消灯と調光を行い、被写体部位に投射される照明光の光量を目標値となるように制御される。なお、前記目標輝度値は、映像画面全体の明るさの目標値である。
【００５９】
前記ＣＰＵ７１における各ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの点消灯及び調光制御の動作について、図９を用いて説明する。
【００６０】
ステップＳ１で、前記映像信号処理手段５３から取り込んだデジタル映像信号から予め設定された前記被写体映像画面７３のエリアａ〜エリアｈ毎の輝度情報（明るさ情報）を求め取り込む。このステップＳ１で求められたエリアａ〜エリアｈの輝度情報から、ステップＳ２で、エリアａの輝度情報は、目標輝度値よりも明るいか判定される。このステップＳ２の判定の結果、エリアａの輝度情報が目標輝度値よりも明るいと判定されると、ステップＳ３で、ＬＥＤ３３ａの点灯光量が適切となるように、ＬＥＤ３３ａのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａを算出する。
【００６１】
前記ステップＳ２で、エリアａの輝度値が目標値よりも明るくないと判定されたり、または、ステップＳ３で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定されると、ステップＳ４で、前記エリアａの輝度値が目標値よりも暗いか判定される。このステップＳ４で、目標値よりも暗いと判定されると、ステップＳ５で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定される。
【００６２】
前記ステップＳ４で、エリアａの輝度値が目標値よりも暗くないと判定されたり、または、ステップＳ５で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定されると、前記ステップＳ２〜Ｓ５と以降同様にエリアｂ〜エリアｇ毎に目標値と比較され、それぞれのドライバ７２ｂ〜７２ｇの駆動係数Ｋｂ〜Ｋｇを設定する。ステップＳ１６で、エリアｈの輝度情報は、目標輝度値よりも明るいか判定される。このステップＳ１６の判定の結果、エリアｈの輝度情報が目標輝度値よりも明るいと判定されると、ステップＳ１７で、ＬＥＤ３３ｈの点灯光量が適切となるように、ＬＥＤ３３ｈのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈを算出する。
【００６３】
前記ステップＳ１６で、エリアｈの輝度値が目標値よりも明るくないと判定されたり、または、ステップＳ１７で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定されると、ステップＳ１８で、前記エリアｈの輝度値が目標値よりも暗いか判定される。このステップＳ１８で、目標値よりも暗いと判定されると、ステップＳ１９で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定される。
【００６４】
前記ステップＳ１８で、目標値よりも暗いと判定されたり、または、ステップＳ１９で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定されると、ステップＳ２０で、各ドライバ７２ａ〜７２ｈの駆動係数Kａ〜Ｋｈにより駆動制御させて、前記ステップＳ１へと戻る。
【００６５】
このようにして、被写体映像画面を目標輝度となるように前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを点消灯及び調光制御することで適切で均一の明るさの被写体映像による観察部位の表示映像が得られる。なお、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの調光制御は、ダイナミック点灯のデューティー比によって制御することも可能である。
【００６６】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００６７】
（付記１）
被写体を観察可能な内視鏡装置において、
前記内視鏡に設けられ、前記被写体を照明する照明光を発光可能な発光手段と、
前記発光手段からの前記照明光で照明された前記被写体からの被写体光を入射する対物光学系と、
前記対物光学系で入射された前記被写体光を像形成可能に伝送する、前記内視鏡に設けられた光伝送手段と、
前記光伝送手段で伝送された前記被写体光を異なる光軸で分割する、前記内視鏡に設けられた光分割手段と、
前記光分割手段で分割された第１の分割被写体光を観察するための被写体像を形成する、前記内視鏡に設けられた接眼光学系と、
前記内視鏡に設けられ、前記光分割手段で分割された第２の分割被写体光を撮像可能な撮像素子と、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段に電力を供給可能な第１のバッテリを有する第１のユニットと、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段及び前記撮像素子に電力を供給可能な第２のバッテリと、前記撮像素子で撮像された撮像信号を信号処理する撮像信号処理手段とを有する第２のユニットと、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００６８】
（付記２）
前記第２のユニットの撮像信号処理手段で信号処理された映像信号は、無線または有線で携帯用の映像信号表示機能と記憶機能を有する情報端末器に伝送する通信手段を有することを特徴とする付記１記載の内視鏡装置。
【００６９】
（付記３）
内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する前記内視鏡挿入部に配置された映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する前記内視鏡挿入部に配置された調光手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリと前記映像信号処理手段で生成された映像信号の基で、被写体映像表示する表示手段を有したユニット手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７０】
（付記４）
内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する前記内視鏡挿入部に配置された映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する前記内視鏡挿入部に配置された調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を無線信号に変換し、外部に無線送信する前記内視鏡挿入部に配置された発信手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリを内蔵したユニット手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７１】
（付記５）
被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を無線信号に変換し、外部に無線送信する発信手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリ手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７２】
（付記６）
被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を外部機器に送信する出力端子手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリ手段と
前記出力端子手段への外部機器の接続有無を検出し、前記バッテリ手段からの駆動電源供給を制御する電源制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７３】
（付記７）
前記光源手段は、複数の光源からなり、その複数の光源毎の被写体照明エリア毎に前記映像信号処理手段で生成された映像信号から被写体輝度値を生成し、その被写体輝度値と適切輝度値を比較し、その比較結果を基に前記調光手段により前記複数の光源毎に調光制御することを特徴とする付記３乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７４】
（付記８）
前記撮像素子手段、映像信号処理手段、光源手段、及び調光手段は、単一の基板ウアハに配置されていることを特徴とする付記３乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７５】
（付記９）
前記撮像素子手段は、電荷結合素子またはＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子であることを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７６】
（付記１０）
前記光源手段は、ＬＥＤであることを特徴とする付記１乃至９のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の内視鏡装置は、被写体である観察部位の内視鏡診断や治療に応じて、第１のユニット、又は第２のユニットのいずれかを選択することが可能となり、また、電子撮像された観察部位の映像表示は、比較的ハンディな表示手段で表示可能となり、かつ、その電子撮像の映像データの記録も可能となり、専用の内視鏡診断室を設けることなく内視鏡診断が可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内視鏡装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係る内視鏡装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明に係る内視鏡装置の第３の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明に係る内視鏡装置の第４の実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明に係る内視鏡装置の第５の実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明に係る内視鏡装置の挿入部先端の撮像窓とＬＥＤの関係を説明する説明図。
【図７】本発明に係る内視鏡装置の調光手段を示すブロック図。
【図８】本発明に係る内視鏡装置の照明エリアを説明する説明図。
【図９】本発明に係る内視鏡装置の調光制御の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…挿入部
３…操作部
４…対物光学系
５…ＬＥＤ（光源）
６…映像伝送手段
７…ハーフミラー
８…接眼光学系
９…接眼部
１０…撮像手段
１１…コネクタ部
１２…ＬＥＤ用入力端端子
１３…撮像信号入出力端端子
１５…外部ユニットＡ
１６…信号処理部
１７…バッテリＡ
１８…スイッチＡ
１９…無線通信手段
２０…携帯用情報端末器（ＰＳＤ）
２１…表示部
２２…記録手段
２３…ＩＣカードスロットル
２５…外部ユニットＢ
２６…バッテリＢ
２７…スイッチＢ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に電子撮像素子を有する電子内視鏡の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子撮像素子の小型化と高画素化により、細径の管状部に挿入して、観察部位を撮像する電子内視鏡装置が開発実用化されている。
【０００３】
この電子内視鏡装置は、例えば、特開平１１−２２５９５２号公報に開示されているように、先端に観察部位を照明する複数のＬＥＤからなる光源ユニット、及び観察部位を撮像する電子撮像素子である電荷結合素子（以下、ＣＣＤと称する）等が組み込まれた挿入部と、及びこの内視鏡挿入部を体腔内に挿入する際に、前記内視鏡挿入部の先端部を湾曲させたり、観測部位の検体採取等の操作を行う操作部とからなる内視鏡には、この操作部の手元側に前記先端部のＣＣＤを駆動制御するＣＣＤドライバ、前記ＣＣＤで生成された観察部位の映像信号を所定の信号処理を行う映像信号処理回路、前記光源ユニットの個々のＬＥＤを点灯制御するＬＥＤ駆動回路、及び前記映像信号処理回路からの映像出力信号の基で、前記ＬＥＤ駆動回路を制御して、前記光源ユニットの光量を制御する自動調光回路等で構成された外付けユニットが接続されるようになっている。
【０００４】
また、前記映像信号処理回路で生成された観察部位の映像信号を基に、観察部位の映像を表示するモニタが接続されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１１−２２５９５２号公報に開示されている内視鏡装置は、内視鏡以外にＣＣＤドライバ、映像信号処理回路、ＬＥＤ駆動回路、及び自動調光回路等を組み込んだ外付けユニットと、モニタ等比較的大掛かりなシステムとなってしまう。
【０００６】
このために、前記外部ユニットやモニタを恒久的に設置することになり、そのための内視鏡診断の専用室を設ける必要があった。
【０００７】
一方、内視鏡は、患部を直接観察診断できることから近代の医療においては、最も重要な医療機器となっており、内視鏡診断のための専用室を確保することなく内視鏡診断が容易にできる内視鏡装置が望まれている。
【０００８】
本発明は、上述の要望に鑑みなされたもので、内視鏡装置の操作が比較的簡便で、外部ユニットの小型化を可能とする内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、被写体を観察可能な内視鏡装置において、前記内視鏡に設けられ、前記被写体を照明する照明光を発光可能な発光手段と、前記発光手段からの前記照明光で照明された前記被写体からの被写体光を入射する対物光学系と、前記対物光学系で入射された前記被写体光を像形成可能に伝送する、前記内視鏡に設けられた光伝送手段と、前記光伝送手段で伝送された前記被写体光を異なる光軸で分割する、前記内視鏡に設けられた光分割手段と、前記光分割手段で分割された第１の分割被写体光を観察するための被写体像を形成する、前記内視鏡に設けられた接眼光学系と、前記内視鏡に設けられ、前記光分割手段で分割された第２の分割被写体光を撮像可能な撮像素子と、前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段に電力を供給可能な第１のバッテリを有する第１のユニットと、前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段及び前記撮像素子に電力を供給可能な第２のバッテリと、前記撮像素子で撮像された撮像信号を信号処理する撮像信号処理手段とを有する第２のユニットと、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明の内視鏡装置により、被写体である観察部位に応じて、第１のユニット、又は第２のユニットのいずれかを選択することが可能となり、また、電子撮像された観察部位の映像表示は、比較的ハンディな表示手段で表示可能となり、かつ、その電子撮像の映像データの記録も可能となり、専用の内視鏡診断室を設けることなく内視鏡診断が可能となった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る内視鏡装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【００１２】
内視鏡装置１は、体腔内に挿入される挿入部２と、この挿入部２の基端には、前記挿入部２に設けられている図示していない湾曲部を操作する湾曲操作ノブ、各種レンズなどを洗浄する流体を噴き付ける操作ノブ、及び後述する各種光学系や電子撮像系等が内蔵された操作部３とからなっている。
【００１３】
前記挿入部２の先端には、観察部位である被写体からの光を取り込む対物レンズからなる対物光学系４と、前記観察部位である被写体に所定の照明光を投射させるはっ光手段である複数のＬＥＤ５が設けられている。
【００１４】
前記ＬＥＤ５で照明された被写体からの被写体光は、前記対物光学系４に入射され、前記挿入部２の内部に敷設されている、例えば、イメージガイドやリレーズレンズ等からなる映像伝送手段６を介して、前記操作部３へと導かれる。
【００１５】
前記操作部３は、前記挿入部２の映像伝送手段６で伝送された被写体像を２方向に分岐するハーフミラー７と、このハーフミラー７を透過した前記被写体光を結像して被写体像を生成する接眼光学系８と、この接眼光学系８に結像された被写体像を術者が目視する接眼部９と、前記ハーフミラー７で反射された被写体光が結像して被写体像の映像信号を生成するＣＣＤやＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の撮像手段１０と、及び後述する外部ユニットと接続するコネクタ部１１とからなっている。
【００１６】
このコネクタ部１１は、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電力を供給するＬＥＤ用入力端端子１２ａと、前記撮像手段１０を駆動制御する２つの端子からなる映像信号入出力端端子１３ａとが設けられている。
【００１７】
前記コネクタ部１１には、第１のユニットである外部ユニットＡ１５と第２のユニットである外部ユニットＢ２５が接続されるようになっている。
【００１８】
前記コネクタ部１１に接続される外部ユニットＡ１５は、前記コネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａに接続される接点１２ｂと、前記撮像信号入出力端端子１３ａの２つの端子にそれぞれ接続される２つの接点１３ｂと、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂにＬＥＤ点灯駆動電力をスイッチＡ１８を介して供給するバッテリーＡ１７と、前記撮像信号入出力端の接点１３ｂに接続された信号処理部１６と、及びこの信号処理部１６の出力に接続された無線通信手段１９ａから構成されている。
【００１９】
なお、前記スイッチＡ１８は、前記バッテリーＡ１７からスイッチを図中ａ方向に切り換えると、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂにのみバッテリーＡからの電源が供給され、前記スイッチＡ１８のスイッチを図中ｂ方向に切り換えると、前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂと前記信号処理部１６にバッテリーＡ１６の電源が供給されるようになっている。
【００２０】
つまり、前記スイッチＡ１８をａ方向に切り換えられると、前記バッテリーＡ１７から前記ＬＥＤ用入力端の接点１２ｂとコネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａを介して、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電源が供給される。
【００２１】
これにより、前記ＬＥＤ５が点灯駆動し、投射された光で照明された被写体からの反射光である被写体光は、対物光学系４、映像伝送手段６、ハーフミラー７を介して、接眼光学系８に被写体像が結像されて、接眼部９で肉眼による目視が可能となる。
【００２２】
前記スイッチＡ１８をｂ方向に切り換えると、前記スイッチＡ１８をａ方向と同様に、前記挿入部２のＬＥＤ５に点灯駆動電源されると共に、前記信号処理部１６に駆動電源が供給され、この信号処理部１６から前記操作部３の撮像手段１０の駆動制御信号が生成されて、前記撮像信号入力端端子１３ａと接点１３ｂを介して、撮像手段１０に供給されると共に、前記ハーフミラー７から前記撮像手段１０に結像された被写体像を基に被写体映像信号が前記信号処理部１６に出力される。この撮像手段１０からの被写体映像信号を基に、信号処理部１６は、所定のデジタル映像圧縮データに変換すると共に、前記無線通信手段１９ａへと出力する。
【００２３】
この無線通信手段１９ａは、前記デジタル映像圧縮データを無線信号に変換して、外部機器へと伝送する。
【００２４】
前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから送信された無線信号のデジタル映像圧縮データは、外部機器であるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：携帯用情報端末器）２０へと伝送される。このＰＤＡ２０は、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから送信された前記デジタル映像圧縮データの無線信号を受信する無線通信手段１９ｂと、この無線通信手段１９ｂで受信した前記デジタル映像圧縮データの無線信号からデジタル映像圧縮データに復調して、液晶パネル等の表示部２１に映像表示させる表示映像信号を生成すると共に、このＰＤＡ２０のＩＣカードスロットル２３に装填されたＩＣカードスタイルの記録手段２２に前記デジタル映像圧縮データを記録する機能を有している。
【００２５】
なお、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａから前記ＰＤＡ２０の無線通信手段１９ｂに伝送される無線信号は、ＲＳ２３２，ＵＳＢ，あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等のプロトコルを用いる。また、前記ＰＤＡ２０にパーソナルコンピュータを用いることも可能である。さらに、また、前記外部ユニットＡ１５の無線通信手段１９ａと前記ＰＤＡ２０の無線通信手段１９ｂに代えて、赤外線通信手段を用いることも可能である。
【００２６】
つまり、前記内視鏡装置１の操作部３に設けられた撮像手段１０で撮像された映像信号は、外部ユニットＡ１５の信号処理部１６でデジタル映像圧縮データに変換され、そのデジタル映像圧縮データは、無線送信されて、ＰＤＡ２０に伝送され、そのＰＤＡ２０に設けられた表示部２１に前記撮像手段１０で撮像した映像を表示すると共に、そのデジタル映像圧縮データを前記記録手段２２に記録させることができる。
【００２７】
これにより、操作部３の接眼部９で観察部位を肉眼で目視すると共に、前記ＰＤＡ２０の表示部２１で動画または静止画として映像表示することができ、かつ、ＰＤＡ２０の記録手段２２に記録することができる。
【００２８】
前記内視鏡装置１のコネクタ部１１には、外部ユニットＢ２５も接続可能となっている。この外部ユニットＢ２５は、前記操作部３のコネクタ部１１のＬＥＤ用入力端端子１２ａに接続されるＬＥＤ用出力端接点２８と、このＬＥＤ用出力端端子２８にバッテリーＢからの電源を供給オン／オフするスイッチＢ２７からなっている。
【００２９】
つまり、この外部ユニットＢ２５は、前記内視鏡装置１の挿入部２の先端に設けられた複数のＬＥＤ５を点灯駆動するバッテリーＢ２６から点灯電源のみを供給オン／オフする機能のみを有している。
【００３０】
これにより、前記内視鏡装置１には、対物光学系４，複数のＬＥＤ５、映像伝送手段６、ハーフミラー７、接眼光学系８、接眼部９、撮像手段１０及びコネクタ部１１を設けたことによって、外部ユニットＢ２５を用いことで、術者の肉眼のみによる観察部位の観察が可能となり、外部ユニットＡ１５を用いることで、肉眼観察と電子撮像画像による観察が同時に行えると共に、電子撮像画像を記録することが可能となる。これにより、前記外部ユニットＡ１５に比して、外部ユニットＢ２５は、バッテリーの消耗量が軽減できる。
【００３１】
すなわち、外部ユニットの選択により、肉眼のみによる観察部位の内視鏡診断と、肉眼と電子撮像映像及び電子撮像映像の記録を必要とする内視鏡診断とを容易に選択できると共に、電子撮像映像を生成する機能の最小化と、かつ、既存の外部機器を用いて、撮像映像の表示と撮像映像データの記録が可能となった。
【００３２】
次に、図２を用いて、本発明の係る内視鏡装置の第２の実施形態を説明する。
内視鏡本体３１の体腔内に挿入する挿入部の先端には、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の撮像手段３２が図示していない対物レンズと共に配置され、かつ、被写体に照明光を投射する複数のＬＥＤ３３ａ，３３ｂが配置されている。さらに、この内視鏡本体３１には、前記撮像手段３２を駆動制御すると共に、撮像手段３２で光電変換された被写体映像信号を所定の映像信号に変換処理（例えば、テレビジョン信号）を行う映像信号処理手段３４と、この映像信号処理手段３４で生成した映像信号の輝度情報から前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂの点消灯と調光制御を行う調光手段３５とが設けられている。
【００３３】
この内視鏡本体３１には、前記映像信号処理手段３４と調光手段３５に駆動電源を供給する電源線路３７ａ，３７ｂと、前記映像信号処理手段３４で生成された映像信号を取り込むための信号線路３６を配置され、それら線路３７ａ，３７ｂ，３６の基端は、前記内視鏡本体３１の基端に設けられたコネクタ３８に設けられたそれぞれの端子に接続されている。
【００３４】
この内視鏡本体３１のコネクタ３８には、外部ユニット４０のコネクタ３９が接続されるようになっている。この外部ユニット４０には、前記信号線路３６を介して、前記映像信号処理手段３４から出力された映像信号を基に、映像再生表示する表示手段４１と、前記電源線路３７ａ，３７ｂに駆動電源を供給するバッテリー４２と、このバッテリー４２からの電源供給をオン／オフさせるスイッチ４３と、及び前記表示手段４１で映像再生表示した映像信号を外部機器に出力する映像信号出力端４４とが設けられている。
【００３５】
この映像信号出力端子４４には、大型画面のテレビモニタまたは映像信号記録用のビデオ機器等が接続されて、観察部位である被写体映像を拡大表示したり、被写体映像信号を録画記録するようになっている。
【００３６】
つまり、内視鏡本体３１内に、被写体照明用のＬＥＤ３３、被写体撮像用の撮像素子３２、この撮像素子３２を駆動制御すると共に、撮像素子３２で光電変換された被写体映像信号をテレビ映像信号に変換すると共に、そのテレビ映像信号の輝度情報を生成する映像信号処理手段３４と、前記ＬＥＤ３３を点消灯制御すると共に、前記映像信号処理手段３４からの輝度情報の基で、ＬＥＤ３３を調光制御する調光手段３５が設けられており、この内視鏡本体３１の映像信号処理手段３４と調光手段３５の駆動電源であるバッテリー４２と前記映像信号処理手段３４で生成された映像信号の基で、被写体映像を再生表示する表示手段４１を外部ユニット４０内に設けて、この内視鏡本体３１と外部ユニット４０とをコネクタ３８，３９で接続可能としたことで、内視鏡診断の際に、術者の手元で観察部位の被写体画像を観察可能となり、場所を選ばずに内視鏡診断が可能となった。
【００３７】
また、内視鏡診断時に、得られた観察部位の被写体映像信号は、外部ユニット４０の映像信号出力端４４からビデオ機器等に出力して録画記録することで記録保存も可能となる。
【００３８】
なお、滅菌処理が困難で、かつ、仮に滅菌処理すると故障原因となる外部ユニット４０は、図示していない滅菌可能な袋や容器で被覆し、前記内視鏡本体３１のみを滅菌処理を行うことで滅菌処理の簡素化が可能となる。
【００３９】
次に、図３を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第３の実施形態を説明する。
内視鏡本体３１の挿入部の先端には、被写体を撮像するＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳイメージセンサ等からなる撮像手段３２と、被写体に照明光を投射する光源である複数のＬＥＤ３３ａ，３３ｂと、前記撮像素子３２を駆動制御すると共に、前記撮像素子３２で光電変換された被写体映像信号を所定の映像信号に変換すると共に、その映像信号から輝度情報を生成する映像信号処理手段５３と、前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂを点消灯制御すると共に、前記の映像信号処理手段５３で生成された輝度情報から前記ＬＥＤ３３ａ，３３ｂを調光する調光手段５２が１つの基板ウエハー５１に搭載されて配置されている。
【００４０】
前記内視鏡本体３１の前記映像信号処理手段５３の出力には、発信手段５４とアンテナ５５が接続配置されている。この発振手段５４は、前記映像信号処理手段５３で生成された映像信号を無線信号に変換して、アンテナ５から外部機器へ発信する機能を有している。
【００４１】
前記基板ウエハー５１に搭載された前記映像信号処理手段５３と調光手段５２には、前記内視鏡本体３１の挿入部基端に設けられた端子５７ａ，５７ｂに接続されている。この端子５７ａ，５７ｂが設けられた前記内視鏡本体３１の挿入部基端の外周には、雄ネジ５６が形成されている。
【００４２】
一方、前記挿入部の基端の雄ネジ５６と螺合する雌ネジ５７を有するバッテリユニット５８にバッテリー５９が内蔵されており、かつ、前記挿入部基端の端子５７ａ，５７ｂと接続される接点６０ａ，６０ｂが設けられている。
【００４３】
つまり、前記バッテリユニット５８の雌ネジ５７を前記内視鏡本体３１の挿入部基端の雄ネジ５６に螺合装着すると、前記端子５７ａ，５７ｂと接点６０ａ，６０ｂがそれぞれ接続し、前記バッテリー５９から前記映像信号処理手段５３と調光手段５２にそれぞれ駆動電源が供給され、撮像素子３２で光電変換され映像信号処理手段５３で生成された映像信号の輝度情報の基で、調光手段５２で、ＬＥＤ３３を調光制御すると共に、前記映像信号処理手段５３で生成された映像信号は、発信手段５４において、無線映像信号に変換されて、アンテナ５５から無線信号として外部機器に発信される。
【００４４】
一方、外部機器として、前記内視鏡本体３１のアンテナ５５から発信された無線信号を受信するアンテナ６１と、このアンテナ６１で受信した無線信号を映像信号に変換し、かつ、モニタ６３に供給する映像表示信号を生成する受信手段６２からなっている。
【００４５】
つまり、前記内視鏡本体３１から無線発信された無線映像信号を受信し、その無線映像信号を基に、モニタ６３に表示するための映像表示信号を生成して、前記モニタ６３に前記内視鏡本体３１で撮像した被写体像を表示するものである。
【００４６】
これにより、内視鏡本体３１にバッテリユニット５８を接続するのみで、内視鏡診断が可能状態となり、無線接続されたモニタ６３で撮像画面を観察しながら観察部位の診断が可能となった。また、バッテリユニット５８のバッテリ５９の交換のみで内視鏡本体３１は、恒久的に使用可能となる。
【００４７】
次に、図４を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第４の実施形態を説明する。
なお。図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４８】
この第４の実施形態と前述した第３の実施形態との相違は、前記バッテリ５９を前記内視鏡本体３１内に直接設け、かつ、そのバッテリ５９から前記映像信号処理手段５３と調光手段５２に供給する駆動電源をオン／オフするスイッチ６４を設けたことにある。
【００４９】
このような構成の内視鏡本体３１は、バッテリ５９が消耗すると使用不可となるが内視鏡本体３１の操作性と滅菌作業が比較的簡単となり、所謂ディスポーザブル内視鏡として有用である。
【００５０】
次に、図５を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第５の実施形態を説明する。
なお、図３及び図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００５１】
この第５の実施形態は、前述の第４の実施形態（図４参照）を内視鏡本体３１に設けた発振手段５４とアンテナ５５に代えて、前記映像信号処理手段５３の出力は映像出力端子６７を介して、外部のモニタ６３に直接表示映像信号を出力可能とすると共に、前記映像出力端子６７に前記モニタ６３が接続されたことを検出する接続検知手段６６を設け、この接続検知手段６６で前記モニタ６３の接続が検出されると、前記バッテリ５９と前記映像信号処理手段５３と調光手段５２にバッテリ５９から供給される駆動電源をオンする電源制御手段６５を設けている。
【００５２】
つまり、前記映像出力端子６７にモニタ６３が接続されていない状態では、前記接続検知手段６６は、電源制御手段６５をオフ制御し、前記映像出力端子６７にモニタ６３が接続されたことを接続検知手段６６が検出すると前記電源制御手段６５をオン制御させて、前記バッテリ５９から駆動電源を前記映像信号処理手段５３と調光手段５２に供給して、前記撮像素子３２で撮像生成した被写体像を前記モニタ６３に表示させる。
【００５３】
このような構成の内視鏡本体３１は、映像出力端子６７にモタニ６３を接続するのみで内視鏡診断が可能となり、バッテリ５９が消耗すると使用不可となるが内視鏡本体３１の操作性と滅菌作業が比較的簡単となり、所謂ディスポーザブル内視鏡として有用である。
【００５４】
次に、図６乃至図９を用いて、本発明に係る内視鏡装置の第６実施例を説明する。
【００５５】
図６は、図２乃至図５に示した内視鏡本体３１の先端に設けた撮像素子３２と複数のＬＥＤ３３との関係を示している。前記内視鏡本体３１の先端部正面中央には、前記撮像素子３２が配置され、この撮像素子３２の前面には、図示していないが対物レンズや保護ガラス等が設けられた撮像窓６８が設けられている。この撮像窓６８の周囲には、等間隔で中心から放射状に複数のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈが配置されている。
【００５６】
この複数のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈは、図７に示すように、調光手段５２で点消灯と調光制御されるようになっている。この調光手段５２は、マイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵと称する）７１と、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを個々に点灯及び調光制御するドライバ７２ａ〜７２ｈからなっている。
【００５７】
前記ＣＰＵ７１は、前記撮像素子３２を駆動させ、映像信号処理手段５３で生成されたデジタル映像信号から前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの照明エリア毎の輝度レベルを演算算出し、その輝度レベルから前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈ個々の点消灯と調光制御値を求め、この点消灯と調光制御値の基で、前記ドライバ７２ａ〜７２ｈを介して、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを点消灯と調光制御させるようになっている。
【００５８】
前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの照明エリアは、図８に示すように、前記撮像素子３２で撮像生成する被写体映像画面７３の中心から前記ＬＥＤ３ａ〜３３ｈの配置方向へ放射状にエリアａ〜エリアｈに区分設定し、そのエリアａ〜エリアｈ毎に前記ＣＰＵ７１で輝度値を算出し、そのエリアａ〜エリアｈ個々の輝度値と目標輝度値とを比較し、その比較結果を基に、前記ドライバ７２ａ〜７２ｈを駆動制御させることにより、個々のＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの点消灯と調光を行い、被写体部位に投射される照明光の光量を目標値となるように制御される。なお、前記目標輝度値は、映像画面全体の明るさの目標値である。
【００５９】
前記ＣＰＵ７１における各ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの点消灯及び調光制御の動作について、図９を用いて説明する。
【００６０】
ステップＳ１で、前記映像信号処理手段５３から取り込んだデジタル映像信号から予め設定された前記被写体映像画面７３のエリアａ〜エリアｈ毎の輝度情報（明るさ情報）を求め取り込む。このステップＳ１で求められたエリアａ〜エリアｈの輝度情報から、ステップＳ２で、エリアａの輝度情報は、目標輝度値よりも明るいか判定される。このステップＳ２の判定の結果、エリアａの輝度情報が目標輝度値よりも明るいと判定されると、ステップＳ３で、ＬＥＤ３３ａの点灯光量が適切となるように、ＬＥＤ３３ａのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａを算出する。
【００６１】
前記ステップＳ２で、エリアａの輝度値が目標値よりも明るくないと判定されたり、または、ステップＳ３で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定されると、ステップＳ４で、前記エリアａの輝度値が目標値よりも暗いか判定される。このステップＳ４で、目標値よりも暗いと判定されると、ステップＳ５で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定される。
【００６２】
前記ステップＳ４で、エリアａの輝度値が目標値よりも暗くないと判定されたり、または、ステップＳ５で、エリアａのＬＥＤ３３ａを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ａの駆動係数Ｋａが設定されると、前記ステップＳ２〜Ｓ５と以降同様にエリアｂ〜エリアｇ毎に目標値と比較され、それぞれのドライバ７２ｂ〜７２ｇの駆動係数Ｋｂ〜Ｋｇを設定する。ステップＳ１６で、エリアｈの輝度情報は、目標輝度値よりも明るいか判定される。このステップＳ１６の判定の結果、エリアｈの輝度情報が目標輝度値よりも明るいと判定されると、ステップＳ１７で、ＬＥＤ３３ｈの点灯光量が適切となるように、ＬＥＤ３３ｈのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈを算出する。
【００６３】
前記ステップＳ１６で、エリアｈの輝度値が目標値よりも明るくないと判定されたり、または、ステップＳ１７で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定されると、ステップＳ１８で、前記エリアｈの輝度値が目標値よりも暗いか判定される。このステップＳ１８で、目標値よりも暗いと判定されると、ステップＳ１９で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定される。
【００６４】
前記ステップＳ１８で、目標値よりも暗いと判定されたり、または、ステップＳ１９で、エリアｈのＬＥＤ３３ｈを適切な光量で点灯するためのドライバ７２ｈの駆動係数Ｋｈが設定されると、ステップＳ２０で、各ドライバ７２ａ〜７２ｈの駆動係数Kａ〜Ｋｈにより駆動制御させて、前記ステップＳ１へと戻る。
【００６５】
このようにして、被写体映像画面を目標輝度となるように前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈを点消灯及び調光制御することで適切で均一の明るさの被写体映像による観察部位の表示映像が得られる。なお、前記ＬＥＤ３３ａ〜３３ｈの調光制御は、ダイナミック点灯のデューティー比によって制御することも可能である。
【００６６】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００６７】
（付記１）
被写体を観察可能な内視鏡装置において、
前記内視鏡に設けられ、前記被写体を照明する照明光を発光可能な発光手段と、
前記発光手段からの前記照明光で照明された前記被写体からの被写体光を入射する対物光学系と、
前記対物光学系で入射された前記被写体光を像形成可能に伝送する、前記内視鏡に設けられた光伝送手段と、
前記光伝送手段で伝送された前記被写体光を異なる光軸で分割する、前記内視鏡に設けられた光分割手段と、
前記光分割手段で分割された第１の分割被写体光を観察するための被写体像を形成する、前記内視鏡に設けられた接眼光学系と、
前記内視鏡に設けられ、前記光分割手段で分割された第２の分割被写体光を撮像可能な撮像素子と、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段に電力を供給可能な第１のバッテリを有する第１のユニットと、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段及び前記撮像素子に電力を供給可能な第２のバッテリと、前記撮像素子で撮像された撮像信号を信号処理する撮像信号処理手段とを有する第２のユニットと、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００６８】
（付記２）
前記第２のユニットの撮像信号処理手段で信号処理された映像信号は、無線または有線で携帯用の映像信号表示機能と記憶機能を有する情報端末器に伝送する通信手段を有することを特徴とする付記１記載の内視鏡装置。
【００６９】
（付記３）
内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する前記内視鏡挿入部に配置された映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する前記内視鏡挿入部に配置された調光手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリと前記映像信号処理手段で生成された映像信号の基で、被写体映像表示する表示手段を有したユニット手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７０】
（付記４）
内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記内視鏡挿入部の先端に配置し、被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する前記内視鏡挿入部に配置された映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する前記内視鏡挿入部に配置された調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を無線信号に変換し、外部に無線送信する前記内視鏡挿入部に配置された発信手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリを内蔵したユニット手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７１】
（付記５）
被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を無線信号に変換し、外部に無線送信する発信手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリ手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７２】
（付記６）
被写体を撮像する撮像素子手段と、
前記被写体に対して照明光を投射する光源手段と、
前記撮像素子手段を駆動制御すると共に、撮像素子手段で撮像生成された映像信号を所定の被写体映像信号に変換する映像信号処理手段と、
前記光源を点灯及び調光駆動制御する調光手段と、
前記映像信号処理手段で生成された映像信号を外部機器に送信する出力端子手段と、
前記内視鏡挿入部とコネクタで接続され、前記映像信号処理手段と調光手段の駆動電源用のバッテリ手段と
前記出力端子手段への外部機器の接続有無を検出し、前記バッテリ手段からの駆動電源供給を制御する電源制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【００７３】
（付記７）
前記光源手段は、複数の光源からなり、その複数の光源毎の被写体照明エリア毎に前記映像信号処理手段で生成された映像信号から被写体輝度値を生成し、その被写体輝度値と適切輝度値を比較し、その比較結果を基に前記調光手段により前記複数の光源毎に調光制御することを特徴とする付記３乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７４】
（付記８）
前記撮像素子手段、映像信号処理手段、光源手段、及び調光手段は、単一の基板ウアハに配置されていることを特徴とする付記３乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７５】
（付記９）
前記撮像素子手段は、電荷結合素子またはＣ−ＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子であることを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７６】
（付記１０）
前記光源手段は、ＬＥＤであることを特徴とする付記１乃至９のいずれかに記載の内視鏡装置。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の内視鏡装置は、被写体である観察部位の内視鏡診断や治療に応じて、第１のユニット、又は第２のユニットのいずれかを選択することが可能となり、また、電子撮像された観察部位の映像表示は、比較的ハンディな表示手段で表示可能となり、かつ、その電子撮像の映像データの記録も可能となり、専用の内視鏡診断室を設けることなく内視鏡診断が可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内視鏡装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係る内視鏡装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明に係る内視鏡装置の第３の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明に係る内視鏡装置の第４の実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明に係る内視鏡装置の第５の実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明に係る内視鏡装置の挿入部先端の撮像窓とＬＥＤの関係を説明する説明図。
【図７】本発明に係る内視鏡装置の調光手段を示すブロック図。
【図８】本発明に係る内視鏡装置の照明エリアを説明する説明図。
【図９】本発明に係る内視鏡装置の調光制御の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…挿入部
３…操作部
４…対物光学系
５…ＬＥＤ（光源）
６…映像伝送手段
７…ハーフミラー
８…接眼光学系
９…接眼部
１０…撮像手段
１１…コネクタ部
１２…ＬＥＤ用入力端端子
１３…撮像信号入出力端端子
１５…外部ユニットＡ
１６…信号処理部
１７…バッテリＡ
１８…スイッチＡ
１９…無線通信手段
２０…携帯用情報端末器（ＰＳＤ）
２１…表示部
２２…記録手段
２３…ＩＣカードスロットル
２５…外部ユニットＢ
２６…バッテリＢ
２７…スイッチＢ
Claims (1)
- 被写体を観察可能な内視鏡装置において、
前記内視鏡に設けられ、前記被写体を照明する照明光を発光可能な発光手段と、
前記発光手段からの前記照明光で照明された前記被写体からの被写体光を入射する対物光学系と、
前記対物光学系で入射された前記被写体光を像形成可能に伝送する、前記内視鏡に設けられた光伝送手段と、
前記光伝送手段で伝送された前記被写体光を異なる光軸で分割する、前記内視鏡に設けられた光分割手段と、
前記光分割手段で分割された第１の分割被写体光を観察するための被写体像を形成する、前記内視鏡に設けられた接眼光学系と、
前記内視鏡に設けられ、前記光分割手段で分割された第２の分割被写体光を撮像可能な撮像素子と、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段に電力を供給可能な第１のバッテリを有する第１のユニットと、
前記内視鏡に着脱自在に接続され、前記発光手段及び前記撮像素子に電力を供給可能な第２のバッテリと、前記撮像素子で撮像された撮像信号を信号処理する撮像信号処理手段とを有する第２のユニットと、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
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