JP3713201B2

JP3713201B2 - Electronic endoscope

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Publication number: JP3713201B2
Application number: JP2000366669A
Authority: JP
Inventors: 雅章中島
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: JP2001218728A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば医療の分野では、消化管等の検査や診断に電子内視鏡装置が使用されている。
【０００３】
この電子内視鏡装置は、内視鏡用発光素子装置と、この内視鏡用発光素子装置に着脱自在に装着（接続）される電子内視鏡とで構成されている。
【０００４】
図１１は、従来の電子内視鏡の先端部を示す図（底面図および断面図）である。
【０００５】
同図に示すように、従来の電子内視鏡１００は、内視鏡本体１１０を有し、その内視鏡本体１１０の先端部１２０には、ＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）１３０と、観察部位に照明光を照射する一対の発光ダイオード（発光素子）１４０、１４０とが、それぞれ設置されている。
【０００６】
この場合、前記一対の発光ダイオード１４０、１４０は、ＣＣＤイメージセンサ１３０の側方に配置されている。
【０００７】
また、ＣＣＤイメージセンサ１３０の先端側には、対物レンズ１５０、凸レンズ１６０および１７０で構成された撮像光学系が設置されている。
【０００８】
また、各発光ダイオード１４０の先端側には、それぞれ配光レンズ（照明系レンズ）１８０が設置されている。
【０００９】
しかしながら、前記従来の電子内視鏡１００では、各発光ダイオード１４０がＣＣＤイメージセンサ１３０の側方に配置されているので、内視鏡本体１２０が大径化してしまうという欠点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、内視鏡本体の径を小さくし得る電子内視鏡を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１７）の本発明により達成される。
【００１２】
（１）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記発光部は、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系の光軸方向から見たとき、前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００１３】
（２）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記発光部は、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域の少なくとも一部が、前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径をより小さくすることができる。
【００１４】
（３）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた発光部とを先端部に有する電子内視鏡であって、
前記発光部は、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系の光軸方向から見たとき、前記撮像部と重なるように配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域に結像する光束と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００１５】
（４）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記発光部は、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域の少なくとも一部が、前記撮像部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域と重なるように配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域に結像する光束と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径をより小さくすることができる。
【００１６】
（５）前記発光部の先端側に偏向部材を有する上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の電子内視鏡。
【００１７】
（６）前記撮像光学系は、偏向部材を有する上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の電子内視鏡。
【００１８】
（７）前記発光部は、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の有効撮像領域端部に結像する光束よりも外側の位置に配置されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の電子内視鏡。
これにより、観察部位を確実に撮像することができる。
【００１９】
（８）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた複数の発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記各発光部は、それぞれ、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系の光軸方向から見たとき、前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００２０】
（９）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた複数の発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記各発光部は、それぞれ、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域の少なくとも一部が、前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００２１】
（１０）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた複数の発光部とを先端部に有する電子内視鏡であって、
前記各発光部は、それぞれ、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系の光軸方向から見たとき、前記撮像部と重なるように配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域に結像する光束と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００２２】
（１１）撮像素子を備えた撮像部と、該撮像部の先端側に設けられた撮像光学系と、観察部位に照明光を照射する発光素子を備えた複数の発光部とを先端側に有する電子内視鏡であって、
前記各発光部は、それぞれ、前記撮像部より先端側に配置され、
かつ、前記発光部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域の少なくとも一部が、前記撮像部を前記撮像光学系の光軸方向に対して垂直な面に投影したときの投影領域と重なるように配置され、
かつ、前記発光部の少なくとも一部が、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の撮像領域のうちの光学的に黒色の基準レベルを検出するための遮光領域に結像する光束と重なるように配置されていることを特徴とする電子内視鏡。
これにより、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【００２３】
（１２）前記発光部の先端側に偏向部材を有する上記（９）ないし（１１）のいずれかに記載の電子内視鏡。
【００２４】
（１３）前記撮像光学系は、偏向部材を有する上記（９）ないし（１２）のいずれかに記載の電子内視鏡。
【００２５】
（１４）前記各発光部は、それぞれ、前記撮像光学系を介して前記撮像素子の有効撮像領域端部に結像する光束よりも外側の位置に配置されている上記（８）ないし（１３）のいずれかに記載の電子内視鏡。
これにより、観察部位を確実に撮像することができる。
【００２６】
（１５）前記発光部の個数は、偶数であり、これらの発光部は、前記撮像素子の水平走査方向と直交し、該撮像素子の有効撮像領域の中心を通る中心線に対して略線対称になるように配置されている上記（８）ないし（１４）のいずれかに記載の電子内視鏡。
これにより、観察部位を均一に照明することができる。
【００２７】
（１６）前記発光部の個数は、偶数であり、これらの発光部は、前記撮像素子の水平走査方向と直交し、該撮像素子の有効撮像領域の中心を通る第１の中心線に対して略線対称になり、かつ、前記撮像素子の水平走査方向と同方向であって、該撮像素子の有効撮像領域の中心を通る第２の中心線に対して略線対称になるように配置されている上記（８）ないし（１４）のいずれかに記載の電子内視鏡。
これにより、観察部位をより均一に照明することができる。
【００２８】
（１７）前記発光素子は、発光ダイオードである上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の電子内視鏡。
これにより、比較的小さい発光素子を用いても観察部位を十分な明るさに照明することができ、電子内視鏡の細径化に有利である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子内視鏡を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の電子内視鏡の第１実施形態およびこの電子内視鏡が装着（接続）された内視鏡用光源装置の構成例を示すブロック図、図２は、図１に示す電子内視鏡の信号処理回路の構成例を示すブロック図、図３は、図１に示す内視鏡用光源装置の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。図４は、図１に示す電子内視鏡の先端部を示す図（底面図および断面図）、図５は、図１に示す電子内視鏡の先端部を撮像光学系の光軸方向から見たときの内視鏡本体と、ＣＣＤイメージセンサと、対物レンズと、発光ダイオードとを示す図である。
【００３４】
なお、説明の都合上、図４の断面図中の左右方向を「撮像光学系の光軸方向」、左側を「先端」、右側を「基端」として説明する。
【００３５】
図１に示すように、電子内視鏡装置（内視鏡装置）３００は、内視鏡用光源装置８と、この内視鏡用光源装置８に着脱自在に装着（接続）される電子内視鏡１とで構成されている。
【００３６】
電子内視鏡１は、可撓性（柔軟性）を有する長尺物の内視鏡本体２を具備している。この内視鏡本体２は、その基端部に操作部２３を有している。
【００３７】
図４に示すように、内視鏡本体２の先端部２１の中心部（中央部）には、対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５で構成された撮像光学系と、撮像部として光透過性を有する（透明な）カバーガラス５１を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ（撮像素子）５とが、それぞれ設置されている。これらは、先端側（図４中左側）から基端側（図４中右側）に向って、対物レンズ３３、凸レンズ３４、凸レンズ３５、ＣＣＤイメージセンサ５の順番で配置されている。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ５の先端側に撮像光学系が配置されている。
【００３８】
対物レンズ３３は、凹レンズで構成されており、この対物レンズ３３の径は、前記撮像光学系のうちで最も大きい。
【００３９】
図４および図５に示すように、ＣＣＤイメージセンサ５の各リード５４を除く部分の全体形状は、略直方体をなしている。
【００４０】
図５に示すように、ＣＣＤイメージセンサ５の撮像領域５２１の形状は、長方形（四角形）をなしている。
【００４１】
この撮像領域５２１の一対の短辺（水平走査方向の両端部に位置する辺）５３ａ、５３ｂには、それぞれ、光学的に黒色の基準レベルを検出するための帯状の遮光領域（図５中の斜線部）５２２、５２３が設けられている。各遮光領域５２２および５２３は、通常、「オプティカルブラック（オプティカルブラック部）」と呼ばれる。なお、撮像領域５２１のうち、これら遮光領域５２２および５２３を除く部分が、有効な撮像領域（有効撮像領域）５２４である。
【００４２】
本実施形態では、遮光領域５２２および５２３の寸法は、それぞれ、遮光領域５２２の幅が短辺５３ａ方向に一定であり、遮光領域５２３の幅が短辺５３ｂ方向に一定であり、かつ、遮光領域５２２の幅と遮光領域５２３の幅とが互いに等しくなるように設定されている。
【００４３】
また、図４および図５に示すように、撮像光学系の光軸Ｏは、有効撮像領域５２４の中心５２５を貫いており、前記ＣＣＤイメージセンサ５は、遮光領域５２２および５２３を含めて光軸Ｏに対して対称になるように配置されている。
【００４４】
また、図４に示すように、内視鏡本体２の先端部２１には、一対の配光レンズ（照明系レンズ）３１、３２と、白色光を発する（照射する）一対の発光ダイオード（発光素子）６１、６２とが、それぞれ設置されている。各配光レンズ３１および３２は、それぞれ、発光ダイオード６１および６２の先端側に配置されている。
【００４５】
各配光レンズ３１および３２は、それぞれ、凸レンズで構成されており、これら配光レンズ３１および３２の径は、それぞれ、発光ダイオード６１および６２の径とほぼ等しい。すなわち、撮像光学系の光軸方向（以下、「光軸方向」と言う）から見たとき、発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、各配光レンズ３１および３２とほぼ一致している。
【００４６】
前記発光ダイオード６１により、一方の発光部が構成され、前記発光ダイオード６２により、他方の発光部が構成される。
【００４７】
なお、本発明における発光素子は、電子内視鏡の先端部に設置可能な程度の寸法のものであれば、例えば、発熱体に通電することにより発光するランプでもよいが、前記発光ダイオードの方が、小型であり、寿命が半永久的であり、かつ、消費電力が少ないので、好ましい。
【００４８】
次に、各発光ダイオード６１および６２の配置を説明する。
図４に示すように、各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、ＣＣＤイメージセンサ５より先端側であって、かつ、光軸方向から見たとき、撮像光学系（対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５）を介し、その両側に位置している。
【００４９】
そして、図５に示すように、各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６１の一部と発光ダイオード６２の一部とが、それぞれ、ＣＣＤイメージセンサ５と重なり、各発光ダイオード６１および６２が、いずれも撮像光学系（対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５）および有効撮像領域５２４と重ならないように配置されている。
【００５０】
すなわち、各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、撮像光学系を介してＣＣＤイメージセンサ５の有効撮像領域５２４の端部に結像する光束よりも外側の位置に、かつ、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６１の一部と発光ダイオード６２の一部とが、それぞれ、ＣＣＤイメージセンサ５と重なるように配置されている。
【００５１】
この場合、本実施形態では、各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６１の一部が遮光領域５２２と重なり、発光ダイオード６２の一部が遮光領域５２３と重なるように配置されている。
【００５２】
さらに、これらの発光ダイオード６１および６２は、ＣＣＤイメージセンサ５の水平走査方向と直交し、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第１の中心線（直線）５５に対して線対称になり、かつ、前記水平走査方向と同方向であって、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第２の中心線（直線）５６に対して線対称になるように配置されている。
【００５３】
このように、発光ダイオードの個数を２以上の偶数（本実施形態では２個）とし、これらを中心線５５および５６のそれぞれに対して対称となるように配置することにより、観察部位をより均一に照明することができる。
【００５４】
図１に示すように、内視鏡本体２の基端部には、コード状の連結管２５の一端が接続されている。
【００５５】
そして、この連結管２５の他端には、コネクタ２７を備えた接続部２６が設けられている。このコネクタ２７により、電子内視鏡１と、内視鏡用光源装置８とが、着脱自在に、電気的に接続される。
【００５６】
また、接続部２６には、コネクタ２７に電気的に接続された信号処理回路７が内蔵されており、前記ＣＣＤイメージセンサ５は、信号線４７、４８を介して、信号処理回路７に電気的に接続されている。
【００５７】
また、前記各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、リード線４１および４２を介して、コネクタ２７に電気的に接続されている。
【００５８】
図２に示すように、電子内視鏡１の信号処理回路７は、サンプルホールド・カラーセパレーション回路７１と、ＣＣＤプロセス回路（クランプ手段）７２と、テレビタイミングジェネレータ７３と、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４と、バッファ７５とで構成されている。
【００５９】
図１に示すように、内視鏡用光源装置８は、照明用電源部８１と、システムコントロール回路（制御手段）８５と、調光回路８６と、信号処理回路９と、これらを収納する図示しないケーシングとで構成されている。
【００６０】
図３に示すように、内視鏡用光源装置８の信号処理回路９は、マトリクス回路９１と、ガンマ補正回路９２と、アパーチャ補正回路９３と、Ａ／Ｄ変換器９４と、タイミングジェネレータ９５と、メモリー９６と、Ｄ／Ａ変換器９７と、バッファ９８と、マトリクス・エンコーダ・バッファ回路９９とで構成されている。
【００６１】
この内視鏡用光源装置８には、観察部位の映像を表示するテレビモニタ（表示手段）４００が着脱自在に接続されている。
【００６２】
次に、電子内視鏡装置３００の作用を説明する。
図１に示すように、電源が投入されると、リード線４１、４２を介し、照明用電源部８１から発光ダイオード６１、６２に電力が供給され、これにより各発光ダイオード６１および６２がそれぞれ発光する。この場合、照明用電源部８１の電圧のレベルは、調光回路８６を介してシステムコントロール回路８５により、ハイレベルと、ローレベル（０ボルト）とに交互に切り替えられる。すなわち、照明用電源部８１の電圧は、連続パルス状をなしている。なお、この照明用電源部８１の駆動制御は、後で述べる。
【００６３】
前記発光ダイオード６１、６２からの照明光（光束）は、配光レンズ３１、３２により、一旦、収束（集光）し、再び、発散して観察部位（被写体）に照射される。
【００６４】
観察部位からの反射光は、撮像光学系（対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５）により、ＣＣＤイメージセンサ５の撮像面５２上に結像するように導かれる（図１、図４および図５参照）。
【００６５】
一方、図２に示すように、電子内視鏡１の信号処理回路７のテレビタイミングジェネレータ７３では、水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号（ＶＤ）が生成され、これら水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号（ＶＤ）は、ＣＣＤプロセス回路７２と、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４とに入力される。
【００６６】
また、テレビタイミングジェネレータ７３では、同期信号（Ｓｙｎｃ）が生成され、図１および図３に示すように、この同期信号（Ｓｙｎｃ）は、内視鏡用光源装置８の信号処理回路９のタイミングジェネレータ９５およびシステムコントロール回路８５に入力される。
【００６７】
図２に示すように、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４では、前記テレビタイミングジェネレータ７３からの水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号（ＶＤ）に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ５を駆動する各駆動信号が生成され、これらの駆動信号は、バッファ７５を介して信号処理回路７から出力される。
【００６８】
また、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４では、サンプルホールド信号（ＳＨＰ）が生成され、サンプルホールド・カラーセパレーション回路７１に入力される。
【００６９】
図１に示すように、信号処理回路７から出力された前記駆動信号は、信号線４７を経てＣＣＤイメージセンサ５に入力され、この駆動信号に基づいて前記ＣＣＤイメージセンサ５が駆動する。ＣＣＤイメージセンサ５の駆動により、前記観察部位、すなわち、前記撮像面５２上に結像した観察部位の像が撮像され、そのＣＣＤイメージセンサ５からＣＣＤ信号が出力される。このＣＣＤ信号は、信号線４８を経て信号処理回路７に入力される。
【００７０】
図２に示すように、信号処理回路７のサンプルホールド・カラーセパレーション回路７１では、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４からのサンプルホールド信号（ＳＨＰ）により、前記ＣＣＤ信号が、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色毎の信号に分離される。前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号は、それぞれ、ＣＣＤプロセス回路７２に入力される。
【００７１】
また、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４では、図５に示す遮光領域５２２、５２３のいずれか一方（例えば、遮光領域５２２）に対応する部分の画素からのＲ、Ｇ、Ｂの各信号がＣＣＤプロセス回路７２に入力されるタイミングに同期して、クランプ信号（Ｃｌａｍｐ）が生成され、ＣＣＤプロセス回路７２に入力される。
【００７２】
ＣＣＤプロセス回路７２では、このクランプ信号（Ｃｌａｍｐ）に同期して、１水平走査において１回クランプ処理がなされる。
【００７３】
クランプ処理では、前記クランプ信号（Ｃｌａｍｐ）に同期して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号がサンプリングされる。すなわち、遮光領域５２２に対応する部分の画素からのＲ、Ｇ、Ｂの各信号をサンプリングすることにより、光学的に黒色の基準レベルを検出し、この基準レベルを保持する。
【００７４】
本実施形態では、ＣＣＤプロセス回路７２は、前記基準レベルを保持する保持手段として図示しないコンデンサを有し、このコンデンサに前記基準レベルに対応した大きさの電荷（電圧）が蓄えられる。このコンデンサの電圧値により、前記基準レベルを把握することができる。
【００７５】
また、図２に示すように、ＣＣＤプロセス回路７２では、有効撮像領域５２４に対応する部分の画素からのＲ、Ｇ、Ｂの各信号から、前記基準レベル分が差し引かれて、適正なＲ、Ｇ、Ｂの各信号が得られ、これらの信号に基づいて、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）と、輝度信号（Ｙ）とが生成される。このように、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号から前記基準レベル分を差し引くことにより、これらの信号から、例えば、ＣＣＤイメージセンサ５の暗電流成分等の不要な信号成分が除去され、これにより適正な画像を得ることができる。
【００７６】
図３に示すように、これら色差信号（Ｒ−Ｙ）、色差信号（Ｂ−Ｙ）および輝度信号（Ｙ）は、ＣＣＤプロセス回路７２から出力され、内視鏡用光源装置８の信号処理回路９のマトリクス回路９１に入力される。
【００７７】
また、図１に示すように、前記輝度信号（Ｙ）は、調光回路８６にも入力され、照明光の光量調整に利用される。
【００７８】
すなわち、システムコントロール回路８５から調光回路８６には、調光用の基準電圧（Ｖref ）が入力され、調光回路８６は、この基準電圧（Ｖref ）と前記輝度信号（Ｙ）とに基づいて制御信号を生成し、この制御信号により、照明用電源部８１の駆動を制御する。これにより、照明用電源部８１の電圧のレベルがハイレベルを示す期間と、ローレベル（０ボルト）を示す期間との比（デューティー比）が随時調整され、照明光の光量が適正値になる。
【００７９】
図３に示すように、マトリクス回路９１では、前記色差信号（Ｒ−Ｙ）、色差信号（Ｂ−Ｙ）および輝度信号（Ｙ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号に変換される。
【００８０】
これらＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、ガンマ補正回路９２により補正され、さらに、アパーチャ補正回路９３により補正されて、Ａ／Ｄ変換器９４に入力される。
【００８１】
Ａ／Ｄ変換器９４では、アナログの信号形態で供給されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が、デジタルの信号形態に変換される。
【００８２】
前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、メモリー９６に一旦書き込まれる。
メモリー９６は、前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号について、例えば、フリーズ等の処理を施すこともできる。
【００８３】
前記メモリー９６からは、前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号が読み出され、Ｄ／Ａ変換器９７に入力される。
【００８４】
Ｄ／Ａ変換器９７では、デジタルの信号形態で供給されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が、アナログの信号形態に変換される。
【００８５】
前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、バッファ９７およびマトリクス・エンコーダ・バッファ回路９８のそれぞれに入力される。
【００８６】
マトリクス・エンコーダ・バッファ回路９８では、前記Ｄ／Ａ変換器９７からのＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号と、前記タイミングジェネレータ９５からの同期信号（Ｓｙｎｃ）とに基づいて、輝度信号（Ｙ）、クロマ信号（Ｃ）およびコンポジット信号（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）が生成され、これらは、図示しない出力端子に出力される。
【００８７】
また、前記Ｄ／Ａ変換器９７からのＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号と、前記タイミングジェネレータ９５からの同期信号（Ｓｙｎｃ）とは、バッファ９８を介してテレビモニタ４００に入力される。
【００８８】
テレビモニタ４００には、ＣＣＤイメージセンサ５で撮像されたカラーの画像（電子画像）、すなわち、カラーの動画の内視鏡画像が表示される。
【００８９】
以上説明したように、この電子内視鏡１によれば、各発光ダイオード６１および６２は、それぞれ、ＣＣＤイメージセンサ５より先端側であって、かつ、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６１および６２の一部が、それぞれ遮光領域５２２および５２３と重なるように配置されているので、内視鏡本体２の径、特に、先端部２１の径を小さくすることができる。
【００９０】
このため、電子内視鏡１を医療用の電子内視鏡に適用した場合には、前記内視鏡本体２の細径化により、患者の負担を軽減することができる。
【００９１】
次に、本発明の電子内視鏡の第２実施形態を説明する。
図６は、本発明の電子内視鏡の第２実施形態であって、その先端部を示す平面図、図７は、図６に示す電子内視鏡の先端部を撮像光学系の光軸方向から見たときの内視鏡本体と、ＣＣＤイメージセンサと、対物レンズと、発光ダイオードとを示す図である。なお、前述した第１実施形態の電子内視鏡１との共通点については、説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００９２】
これらの図に示すように、この電子内視鏡１では、内視鏡本体２の先端部２１に、４個の配光レンズ（照明系レンズ）３６、３７、３８および３９と、白色光を発する（照射する）４個の発光ダイオード（発光素子）６３、６４、６５および６６とが、それぞれ設置されている。各配光レンズ３６〜３９は、それぞれ、発光ダイオード６３〜６６の先端側に配置されている。
【００９３】
各配光レンズ３６〜３９は、それぞれ、凸レンズで構成されており、これら配光レンズ３６〜３９の径は、それぞれ、発光ダイオード６３〜６６の径とほぼ等しい。すなわち、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６３〜６６は、それぞれ、各配光レンズ３６〜３９とほぼ一致している。
【００９４】
次に、各発光ダイオード６３〜６６の配置を説明する。
図７に示すように、各発光ダイオード６３〜６６は、それぞれ、ＣＣＤイメージセンサ５より先端側であって、かつ、光軸方向から見たとき、ＣＣＤイメージセンサ５の各角部に位置している。
【００９５】
そして、各発光ダイオード６３〜６６は、それぞれ、光軸方向から見たとき、各発光ダイオード６３〜６６の全部がＣＣＤイメージセンサ５と重なり、発光ダイオード６３の一部が遮光領域５２２と重なり、発光ダイオード６４の一部が遮光領域５２３と重なり、発光ダイオード６５の一部が遮光領域５２３と重なり、発光ダイオード６６の一部が遮光領域５２２と重なり、かつ、各発光ダイオード６３〜６６が、いずれも撮像光学系（対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５）および有効撮像領域５２４と重ならないように配置されている。
【００９６】
すなわち、各発光ダイオード６３〜６６は、それぞれ、撮像光学系を介してＣＣＤイメージセンサ５の有効撮像領域５２４の端部に結像する光束よりも外側の位置に、かつ、光軸方向から見たとき、各発光ダイオード６３〜６６の全部がＣＣＤイメージセンサ５と重なり、発光ダイオード６３の一部が遮光領域５２２と重なり、発光ダイオード６４の一部が遮光領域５２３と重なり、発光ダイオード６５の一部が遮光領域５２３と重なり、発光ダイオード６６の一部が遮光領域５２２と重なるように配置されている。
【００９７】
さらに、これらの発光ダイオード６３〜６６は、ＣＣＤイメージセンサ５の水平走査方向と直交し、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第１の中心線（直線）５５に対して線対称になり、かつ、前記水平走査方向と同方向であって、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第２の中心線（直線）５６に対して線対称になるように配置されている。
【００９８】
この電子内視鏡１によれば、前述した第１実施形態の電子内視鏡１と同様の効果が得られる。
【００９９】
そして、この電子内視鏡１では、光軸方向から見たとき、各発光ダイオード６３〜６６の全部がＣＣＤイメージセンサ５と重なっているので、前述した第１実施形態の電子内視鏡１より内視鏡本体２の径を小さくすることができる。
【０１００】
次に、本発明の電子内視鏡の第３実施形態を説明する。
図８は、本発明の電子内視鏡の第３実施形態であって、その先端部を示す断面図、図９は、図８に示す電子内視鏡のＣＣＤイメージセンサと、第１三角プリズムと、発光ダイオードと、第２三角プリズムとを示す図である。
【０１０１】
なお、説明の都合上、図８および図９中の左側を「先端」、右側を「基端」として説明する。
【０１０２】
また、前述した第１実施形態の電子内視鏡１との共通点については、説明を省略し、主な相違点を説明する。
【０１０３】
これらの図に示すように、この電子内視鏡１では、内視鏡本体２の先端部２１に、発光ダイオード６１と、ＣＣＤイメージセンサ５とが、内視鏡本体２の長手方向（図８中横方向）沿って並設されている。発光ダイオード６１は、ＣＣＤイメージセンサ５の先端側に位置している。
【０１０４】
これらＣＣＤイメージセンサ５および発光ダイオード６１は、それぞれ、先端部２１に設置された回路基板１１に搭載されている。なお、この回路基板１１には、種々のチップ部品１２が搭載されている。
【０１０５】
ＣＣＤイメージセンサ５は、その受光面５２が図８中上側を向くように配置され、回路基板１１の前記ＣＣＤイメージセンサ５が搭載されている位置には、開口１１１が形成されている。
【０１０６】
また、発光ダイオード６１は、光の出射側が図８中上側になるように配置され、回路基板１１の前記発光ダイオード６１が搭載されている位置には、開口１１２が形成されている。
【０１０７】
また、内視鏡本体２の先端部２１であって、開口１１１の先端側には、レンズホルダ１４が設置されており、そのレンズホルダ１４内には、対物レンズ３３、凸レンズ３４および３５が設置されている。
【０１０８】
このレンズホルダ１４の基端側、すなわち、開口１１１の位置には、第１三角プリズム（偏向部材）１３が設置されている。この第１三角プリズム１３の面１３１には、反射膜１３２が形成されている。
【０１０９】
なお、前記対物レンズ３３、凸レンズ３４、３５および第１三角プリズム１３により、撮像光学系が構成される。
【０１１０】
また、内視鏡本体２の先端部２１であって、開口１１２の先端側には、レンズホルダ１６が設置されており、そのレンズホルダ１６内には、配光レンズ１５１および１５２が設置されている。
【０１１１】
このレンズホルダ１６の基端側、すなわち、開口１１２の位置には、第２三角プリズム（偏向部材）１７が設置されている。この第２三角プリズム１７の面１７１には、反射膜１７２が形成されている。
【０１１２】
なお、前記配光レンズ１５１、１５２および第２三角プリズム１７により、照明用光学系が構成される。
また、内視鏡本体２の先端には、透明なカバーガラス１８が設けられている。
【０１１３】
なお、前記第１三角プリズム１３および第２三角プリズム１７は、それぞれ、直角プリズムである。
【０１１４】
以上のように、この電子内視鏡１では、発光ダイオード６１を光軸方向に対して垂直な面（垂直面）１９１に投影したときの投影領域６１３が、ＣＣＤイメージセンサ５を垂直面１９１に投影したときの投影領域５７と重なる。
これにより、内視鏡本体２の径を小さくすることができる。
【０１１５】
また、図９に示すように、発光ダイオード６１および第２三角プリズム１７は、第２三角プリズム１７の一部が撮像光学系を介してＣＣＤイメージセンサ５の遮光領域５２２に結像する光束と重なるように配置されている。
【０１１６】
すなわち、発光ダイオード６１および第２三角プリズム１７は、発光ダイオード６１（特に、発光ダイオード６１の有効部分）を垂直面１９１に投影したときの投影領域の一部が、ＣＣＤイメージセンサ５の遮光領域５２２を垂直面１９１に投影したときの投影領域と重なるように配置されている。
【０１１７】
これにより、前記第２三角プリズム１７の一部が遮光領域５２２に結像する光束と重ならない場合に対し、ＣＣＤイメージセンサ５の位置を基端側にすることができる。このため、レンズホルダ１４の位置を図９中下側にすることができ、よって、内視鏡本体２の径を小さくすることができるとともに、ＣＣＤイメージセンサ５と発光ダイオード６１を集積して小型化を図ることができる。
【０１１８】
図８に示すように、この電子内視鏡１では、発光ダイオード６１から発せられた照明光は、第２三角プリズム１７の反射膜１７２で先端側に反射する。すなわち、発光ダイオード６１からの照明光は、第２三角プリズム１７で９０°曲げられ、その第２三角プリズム１７から先端側に向って出射する。
【０１１９】
その照明光は、配光レンズ１５１および１５２により、一旦、収束し、再び、発散して観察部位に照射される。
【０１２０】
観察部位からの反射光は、撮像光学系および第１三角プリズム１３により、ＣＣＤイメージセンサ５の撮像面５２上に結像するように導かれる。この際、撮像光学系からの光束は、第１三角プリズム１３の反射膜１３２で図１中下側に反射する。すなわち、撮像光学系からの光束は、第１三角プリズム１３で９０°曲げられ、その第１三角プリズム１３からＣＣＤイメージセンサ５の撮像面５２に向って出射し、撮像面５２上に結像する。
【０１２１】
この電子内視鏡１によれば、前述した第１実施形態の電子内視鏡１と同様の効果が得られる。
【０１２２】
なお、本発明では、発光部の個数は、複数であってもよい。
発光部の個数を複数にする場合には、前述した第１実施形態や第２実施形態のように、それらの発光部が、ＣＣＤイメージセンサ５の水平走査方向と直交し、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第１の中心線５５に対して線対称になり、かつ、前記水平走査方向と同方向であって、有効撮像領域５２４の中心５２５を通る第２の中心線５６に対して線対称になるように配置されるのが好ましい。
【０１２３】
次に、本発明の電子内視鏡の第４実施形態を説明する。
図１０は、本発明の電子内視鏡の第４実施形態であって、その先端部を示す断面図である。
【０１２４】
なお、説明の都合上、図１０中の左側を「先端」、右側を「基端」として説明する。
【０１２５】
また、前述した第３実施形態の電子内視鏡１との共通点については、説明を省略し、主な相違点を説明する。
【０１２６】
同図に示すように、この電子内視鏡１では、第２三角プリズム１７が設けられておらず、発光ダイオード６１がレンズホルダ１６内に設置されている。
【０１２７】
発光ダイオード６１は、リード線６１１および６１２を介して、回路基板１１に電気的に接続されている。
【０１２８】
この電子内視鏡１では、光軸方向から見たとき、発光ダイオード６１とＣＣＤイメージセンサ５とが重なる。
【０１２９】
すなわち、発光ダイオード６１を光軸方向に対して垂直な面（垂直面）１９１に投影したときの投影領域６１３が、ＣＣＤイメージセンサ５を垂直面１９１に投影したときの投影領域５７と重なる。
【０１３０】
また、発光ダイオード６１は、その発光ダイオード６１の一部が撮像光学系を介してＣＣＤイメージセンサ５の遮光領域５２２に結像する光束と重なるように配置されている。
【０１３１】
すなわち、発光ダイオード６１は、発光ダイオード６１を垂直面１９１に投影したときの投影領域の一部が、ＣＣＤイメージセンサ５の遮光領域５２２を垂直面１９１に投影したときの投影領域と重なるように配置されている。
これにより、内視鏡本体２の径を小さくすることができる。
【０１３２】
この電子内視鏡１によれば、前述した第３実施形態の電子内視鏡１と同様の効果が得られる。
【０１３３】
以上、本発明の電子内視鏡を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１３４】
例えば、本発明では、前記各実施形態の２以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１３５】
また、本発明では、内視鏡本体２に、１つまたは複数の機能チャンネルが設けられていてもよい。なお、前記機能チャンネルとしては、例えば、鉗子やレーザ治療具等の処置具を挿通する鉗子チャンネル（ルーメン）、送水チャンネル、送気チャンネル等が挙げられる。
【０１３６】
また、本発明では、光軸方向から見たとき、発光部（発光素子）が遮光領域と重ならずに、発光部の少なくとも一部が撮像部（撮像素子）と重なるように配置されていてもよい。
【０１３７】
また、本発明では、発光部の数は、特に限定されず、１個、３個または５個以上であってもよい。
【０１３８】
但し、発光部の数は、２個以上が好ましく、２〜８個程度がより好ましく、特に、偶数が好ましい。
【０１３９】
発光部の数を前記のように設定すると、観察部位をより均一に照明することができる。
【０１４０】
また、前記各実施形態では、発光素子として、発光ダイオードを用いたが、本発明では、これに限らず、この他、例えば、発熱体に通電して加熱させることによる温度放射によって発光するランプ等を用いてもよい。
【０１４１】
また、本発明では、撮像素子の方式は、特に限定されず、ＣＣＤイメージセンサの他、例えば、ＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＰＤ等の各種方式のイメージセンサ（撮像素子）でもよく、また、カラー撮像素子、モノクロ撮像素子のいずれであってもよい。
【０１４２】
本発明の電子内視鏡は、例えば、医療用の電子内視鏡や、工業用の電子内視鏡等に適用することができる。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子内視鏡によれば、内視鏡本体の径を小さくすることができる。
【０１４４】
これにより、本発明を医療用の電子内視鏡に適用した場合には、患者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子内視鏡の第１実施形態およびこの電子内視鏡が装着（接続）された内視鏡用光源装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子内視鏡の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す内視鏡用光源装置の信号処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す電子内視鏡の先端部を示す図（底面図および断面図）である。
【図５】図１に示す電子内視鏡の先端部を撮像光学系の光軸方向から見たときの内視鏡本体と、ＣＣＤイメージセンサと、対物レンズと、発光ダイオードとを示す図である。
【図６】本発明の電子内視鏡の第２実施形態であって、その先端部を示す平面図である。
【図７】図６に示す電子内視鏡の先端部を撮像光学系の光軸方向から見たときの内視鏡本体と、ＣＣＤイメージセンサと、対物レンズと、発光ダイオードとを示す図である。
【図８】本発明の電子内視鏡の第３実施形態であって、その先端部を示す断面図である。
【図９】図８に示す電子内視鏡のＣＣＤイメージセンサと、第１三角プリズムと、発光ダイオードと、第２三角プリズムとを示す図である。
【図１０】本発明の電子内視鏡の第４実施形態であって、その先端部を示す断面図である。
【図１１】従来の電子内視鏡の先端部を示す図（底面図および断面図）である。
【符号の説明】
１電子内視鏡
２内視鏡本体
２１先端部
２３操作部
２５連結管
２６接続部
２７コネクタ
３１、３２配光レンズ
３３対物レンズ
３４、３５凸レンズ
３６〜３９配光レンズ
４１、４２リード線
４７、４８信号線
５ＣＣＤイメージセンサ
５１カバーガラス
５２撮像面
５２１撮像領域
５２２、５２３遮光領域（オプティカルブラック部）
５２４有効撮像領域
５２５中心
５３ａ、５３ｂ短辺
５４リード
５５第１の中心線
５６第２の中心線
６１〜６６発光ダイオード
７信号処理回路
８内視鏡用光源装置
８１照明用電源部
９信号処理回路
１３第１三角プリズム
１７第２三角プリズム
１００電子内視鏡
１１０内視鏡本体
１２０先端部
１３０ＣＣＤイメージセンサ
１４０発光ダイオード
１５０対物レンズ
１６０、１７０凸レンズ
１８０配光レンズ
３００電子内視鏡装置
４００テレビモニタ
Ｏ光軸[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an electronic endoscope.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the medical field, for example, an electronic endoscope apparatus is used for examination and diagnosis of the digestive tract and the like.
[0003]
This electronic endoscope apparatus includes an endoscope light emitting element device and an electronic endoscope that is detachably attached (connected) to the endoscope light emitting element device.
[0004]
FIG. 11 is a diagram (a bottom view and a cross-sectional view) illustrating a distal end portion of a conventional electronic endoscope.
[0005]
As shown in the figure, a conventional electronic endoscope 100 has an endoscope main body 110. A CCD image sensor (imaging device) 130 and an observation site are provided at a distal end portion 120 of the endoscope main body 110. A pair of light emitting diodes (light emitting elements) 140 and 140 for irradiating illumination light are respectively installed.
[0006]
In this case, the pair of light emitting diodes 140 and 140 is disposed on the side of the CCD image sensor 130.
[0007]
Further, an imaging optical system including an objective lens 150 and convex lenses 160 and 170 is installed on the front end side of the CCD image sensor 130.
[0008]
In addition, a light distribution lens (illumination system lens) 180 is installed on the front end side of each light emitting diode 140.
[0009]
However, the conventional electronic endoscope 100 has a drawback that the diameter of the endoscope main body 120 is increased because each light-emitting diode 140 is disposed on the side of the CCD image sensor 130.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The objective of this invention is providing the electronic endoscope which can make the diameter of an endoscope main body small.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (17) below.
[0012]
(1) In an electronic unit having an imaging unit provided with an imaging device, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A endoscope,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, when viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, at least a part of the light emitting unit overlaps a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element. An electronic endoscope characterized in that the electronic endoscope is arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0013]
(2) In an electronic unit having an image pickup unit provided with an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A endoscope,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system has an optically black reference level in the imaging area of the imaging element. An electronic endoscope, wherein a light shielding region for detection is arranged so as to overlap a projection region when projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made smaller.
[0014]
(3) An electronic internal unit having an image pickup unit including an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a light emitting unit including a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A endoscope,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
And, when at least a part of the light emitting unit is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, it is disposed so as to overlap the imaging unit,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0015]
(4) In an electronic unit having an image pickup unit provided with an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating the observation site with illumination light. A endoscope,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system is perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system. It is arranged so as to overlap the projection area when projected onto the surface,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made smaller.
[0016]
(5) The electronic endoscope according to any one of (2) to (4), wherein a deflection member is provided on a distal end side of the light emitting unit.
[0017]
(6) The electronic endoscope according to any one of (2) to (5), wherein the imaging optical system includes a deflection member.
[0018]
(7) Any of the above (1) to (6), wherein the light emitting unit is disposed at a position outside a light beam that forms an image at an end of an effective imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope according to 1.
Thereby, an observation site | part can be imaged reliably.
[0019]
(8) An imaging unit having an imaging element, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a plurality of light emitting units provided with a light emitting element for irradiating illumination light to the observation site are provided on the distal end side. An electronic endoscope,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, when viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, at least a part of the light emitting unit overlaps a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element. An electronic endoscope characterized in that the electronic endoscope is arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0020]
(9) An image pickup unit including an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units including a light emitting element for irradiating illumination light to the observation site are provided on the tip end side. An electronic endoscope,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system has an optically black reference level in the imaging area of the imaging element. An electronic endoscope, wherein a light shielding region for detection is arranged so as to overlap a projection region when projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0021]
(10) The distal end portion includes an imaging section including an imaging element, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging section, and a plurality of light emitting sections including a light emitting element that irradiates illumination light to the observation site. An electronic endoscope,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
And, when at least a part of the light emitting unit is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, it is disposed so as to overlap the imaging unit,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0022]
(11) An image pickup unit including an image pickup element, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units including a light emitting element that irradiates illumination light to an observation site are provided on the tip end side. An electronic endoscope,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system is perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system. It is arranged so as to overlap the projection area when projected onto the surface,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.
Thereby, the diameter of an endoscope main body can be made small.
[0023]
(12) The electronic endoscope according to any one of (9) to (11), wherein a deflection member is provided on a distal end side of the light emitting unit.
[0024]
(13) The electronic endoscope according to any one of (9) to (12), wherein the imaging optical system includes a deflection member.
[0025]
(14) Each of the light emitting units is arranged at a position outside the light beam that forms an image on the end of the effective imaging region of the imaging device via the imaging optical system. An electronic endoscope according to any one of the above.
Thereby, an observation site | part can be imaged reliably.
[0026]
(15) The number of the light emitting units is an even number, and these light emitting units are substantially line symmetric with respect to a center line orthogonal to the horizontal scanning direction of the image sensor and passing through the center of the effective image pickup area of the image sensor. The electronic endoscope according to any one of (8) to (14), wherein the electronic endoscope is arranged so as to become.
Thereby, an observation site can be illuminated uniformly.
[0027]
(16) The number of the light emitting units is an even number, and these light emitting units are perpendicular to the horizontal scanning direction of the imaging element and are directed to a first center line passing through the center of the effective imaging region of the imaging element. Arranged so as to be substantially line symmetric and to be substantially line symmetric with respect to a second center line passing through the center of the effective image pickup area of the image pickup device in the same direction as the horizontal scanning direction of the image pickup device. The electronic endoscope according to any one of (8) to (14).
Thereby, an observation site can be illuminated more uniformly.
[0028]
(17) The electronic endoscope according to any one of (1) to (16), wherein the light emitting element is a light emitting diode.
Thereby, even if a relatively small light emitting element is used, the observation site can be illuminated with sufficient brightness, which is advantageous for reducing the diameter of the electronic endoscope.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electronic endoscope of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0033]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a first embodiment of an electronic endoscope of the present invention and an endoscope light source device to which the electronic endoscope is attached (connected), and FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a signal processing circuit of the endoscope light source device illustrated in FIG. 1. 4 is a diagram (a bottom view and a cross-sectional view) showing the tip of the electronic endoscope shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing the tip of the electronic endoscope shown in FIG. 1 from the optical axis direction of the imaging optical system. It is a figure which shows the endoscope main body, CCD image sensor, objective lens, and light emitting diode when it sees.
[0034]
For convenience of explanation, the left-right direction in the cross-sectional view of FIG. 4 is described as “the optical axis direction of the imaging optical system”, the left side is “tip”, and the right side is “base end”.
[0035]
As shown in FIG. 1, an electronic endoscope device (endoscope device) 300 includes an endoscope light source device 8 and an electronic endoscope that is detachably attached (connected) to the endoscope light source device 8. It is comprised with the endoscope 1. FIG.
[0036]
The electronic endoscope 1 includes a long endoscope body 2 having flexibility (flexibility). The endoscope body 2 has an operation unit 23 at the base end thereof.
[0037]
As shown in FIG. 4, the central portion (central portion) of the distal end portion 21 of the endoscope body 2 has an imaging optical system composed of an objective lens 33 and convex lenses 34 and 35, and light transmittance as an imaging portion. A CCD (Charge Coupled Device) image sensor (imaging device) 5 having a (transparent) cover glass 51 is provided. These are arranged in the order of the objective lens 33, the convex lens 34, the convex lens 35, and the CCD image sensor 5 from the distal end side (left side in FIG. 4) to the proximal end side (right side in FIG. 4). That is, an imaging optical system is disposed on the tip side of the CCD image sensor 5.
[0038]
The objective lens 33 is composed of a concave lens, and the diameter of the objective lens 33 is the largest in the imaging optical system.
[0039]
As shown in FIGS. 4 and 5, the entire shape of the portion excluding each lead 54 of the CCD image sensor 5 is a substantially rectangular parallelepiped.
[0040]
As shown in FIG. 5, the shape of the imaging region 521 of the CCD image sensor 5 is a rectangle (quadrangle).
[0041]
A pair of short sides (sides located at both ends in the horizontal scanning direction) 53a and 53b of the imaging region 521 are respectively formed into strip-shaped light shielding regions (in FIG. 5) for optically detecting a black reference level. (Hatched portions) 522 and 523 are provided. Each of the light shielding regions 522 and 523 is generally referred to as “optical black (optical black portion)”. Note that a portion of the imaging area 521 excluding these light shielding areas 522 and 523 is an effective imaging area (effective imaging area) 524.
[0042]
In the present embodiment, the dimensions of the light shielding regions 522 and 523 are such that the width of the light shielding region 522 is constant in the direction of the short side 53a, the width of the light shielding region 523 is constant in the direction of the short side 53b, and The width of 522 and the width of the light shielding region 523 are set to be equal to each other.
[0043]
4 and 5, the optical axis O of the imaging optical system passes through the center 525 of the effective imaging area 524, and the CCD image sensor 5 includes the optical axis including the light shielding areas 522 and 523. They are arranged symmetrically with respect to O.
[0044]
As shown in FIG. 4, the distal end portion 21 of the endoscope body 2 has a pair of light distribution lenses (illumination system lenses) 31 and 32 and a pair of light emitting diodes (light emitting) that emit (irradiate) white light. Elements) 61 and 62 are respectively installed. Each of the light distribution lenses 31 and 32 is disposed on the tip side of the light emitting diodes 61 and 62, respectively.
[0045]
Each of the light distribution lenses 31 and 32 is a convex lens, and the diameters of the light distribution lenses 31 and 32 are substantially equal to the diameters of the light emitting diodes 61 and 62, respectively. That is, when viewed from the optical axis direction of the imaging optical system (hereinafter referred to as “optical axis direction”), the light-emitting diodes 61 and 62 substantially coincide with the light distribution lenses 31 and 32, respectively.
[0046]
The light emitting diode 61 constitutes one light emitting part, and the light emitting diode 62 constitutes the other light emitting part.
[0047]
The light emitting element in the present invention may be a lamp that emits light by energizing a heating element, for example, as long as the light emitting element has a size that can be installed at the tip of an electronic endoscope. However, it is preferable because of its small size, semi-permanent life, and low power consumption.
[0048]
Next, the arrangement of the light emitting diodes 61 and 62 will be described.
As shown in FIG. 4, each of the light emitting diodes 61 and 62 is on the tip side of the CCD image sensor 5 and when viewed from the optical axis direction, the imaging optical system (objective lens 33, convex lenses 34 and 35). ) Is located on both sides of it.
[0049]
As shown in FIG. 5, when viewed from the optical axis direction, each of the light emitting diodes 61 and 62 includes a part of the light emitting diode 61 and a part of the light emitting diode 62, respectively, and the CCD image sensor 5. The light emitting diodes 61 and 62 are arranged so as not to overlap the imaging optical system (objective lens 33, convex lenses 34 and 35) and the effective imaging region 524.
[0050]
That is, each of the light emitting diodes 61 and 62 is viewed from the optical axis direction at a position outside the light beam that forms an image at the end of the effective imaging region 524 of the CCD image sensor 5 via the imaging optical system. At this time, a part of the light emitting diode 61 and a part of the light emitting diode 62 are arranged so as to overlap the CCD image sensor 5, respectively.
[0051]
In this case, in the present embodiment, each of the light emitting diodes 61 and 62 has a part of the light emitting diode 61 overlapping with the light shielding region 522 and a part of the light emitting diode 62 with the light shielding region 523 when viewed from the optical axis direction. They are arranged so as to overlap.
[0052]
Further, these light emitting diodes 61 and 62 are orthogonal to the horizontal scanning direction of the CCD image sensor 5, are symmetric with respect to a first center line (straight line) 55 passing through the center 525 of the effective imaging region 524, and These are arranged so as to be symmetrical with respect to the second center line (straight line) 56 that is in the same direction as the horizontal scanning direction and passes through the center 525 of the effective imaging region 524.
[0053]
In this way, the number of light emitting diodes is an even number of 2 or more (in this embodiment, two), and these are arranged so as to be symmetrical with respect to the center lines 55 and 56, thereby making the observation site more uniform. Can be illuminated.
[0054]
As shown in FIG. 1, one end of a cord-like connecting tube 25 is connected to the proximal end portion of the endoscope body 2.
[0055]
A connecting portion 26 having a connector 27 is provided at the other end of the connecting pipe 25. With this connector 27, the electronic endoscope 1 and the endoscope light source device 8 are electrically connected in a detachable manner.
[0056]
The connection unit 26 incorporates a signal processing circuit 7 electrically connected to a connector 27, and the CCD image sensor 5 is electrically connected to the signal processing circuit 7 via signal lines 47 and 48. It is connected to the.
[0057]
The light emitting diodes 61 and 62 are electrically connected to the connector 27 via lead wires 41 and 42, respectively.
[0058]
As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 7 of the electronic endoscope 1 includes a sample hold / color separation circuit 71, a CCD process circuit (clamping means) 72, a television timing generator 73, a CCD timing generator 74, And a buffer 75.
[0059]
As shown in FIG. 1, the endoscope light source device 8 includes an illumination power supply unit 81, a system control circuit (control means) 85, a dimming circuit 86, a signal processing circuit 9, and the like. It is composed of a casing that does not.
[0060]
As shown in FIG. 3, the signal processing circuit 9 of the endoscope light source device 8 includes a matrix circuit 91, a gamma correction circuit 92, an aperture correction circuit 93, an A / D converter 94, and a timing generator 95. , A memory 96, a D / A converter 97, a buffer 98, and a matrix encoder buffer circuit 99.
[0061]
The endoscope light source device 8 is detachably connected to a television monitor (display means) 400 that displays an image of an observation site.
[0062]
Next, the operation of the electronic endoscope apparatus 300 will be described.
As shown in FIG. 1, when the power is turned on, power is supplied to the light emitting diodes 61 and 62 from the illumination power supply unit 81 via the lead wires 41 and 42, whereby each of the light emitting diodes 61 and 62 emits light. To do. In this case, the voltage level of the illumination power supply unit 81 is switched alternately between a high level and a low level (0 volts) by the system control circuit 85 via the dimming circuit 86. That is, the voltage of the illumination power supply unit 81 has a continuous pulse shape. The drive control of the illumination power supply unit 81 will be described later.
[0063]
The illumination light (light flux) from the light-emitting diodes 61 and 62 is once converged (condensed) by the light distribution lenses 31 and 32, and again diverges and is irradiated on the observation site (subject).
[0064]
The reflected light from the observation site is guided by the imaging optical system (objective lens 33, convex lenses 34 and 35) so as to form an image on the imaging surface 52 of the CCD image sensor 5 (see FIGS. 1, 4 and 5). ).
[0065]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the television timing generator 73 of the signal processing circuit 7 of the electronic endoscope 1 generates a horizontal synchronizing signal (HD) and a vertical synchronizing signal (VD), and these horizontal synchronizing signals (HD). The vertical synchronizing signal (VD) is input to the CCD process circuit 72 and the CCD timing generator 74.
[0066]
The television timing generator 73 generates a synchronization signal (Sync). As shown in FIGS. 1 and 3, the synchronization signal (Sync) is a timing generator of the signal processing circuit 9 of the endoscope light source device 8. 95 and the system control circuit 85.
[0067]
As shown in FIG. 2, the CCD timing generator 74 generates drive signals for driving the CCD image sensor 5 based on the horizontal synchronization signal (HD) and the vertical synchronization signal (VD) from the television timing generator 73. These drive signals are output from the signal processing circuit 7 via the buffer 75.
[0068]
The CCD timing generator 74 generates a sample hold signal (SHP) and inputs it to the sample hold / color separation circuit 71.
[0069]
As shown in FIG. 1, the drive signal output from the signal processing circuit 7 is input to the CCD image sensor 5 through a signal line 47, and the CCD image sensor 5 is driven based on the drive signal. By driving the CCD image sensor 5, an image of the observation region, that is, the observation region formed on the imaging surface 52 is picked up, and a CCD signal is output from the CCD image sensor 5. This CCD signal is input to the signal processing circuit 7 via the signal line 48.
[0070]
As shown in FIG. 2, in the sample hold / color separation circuit 71 of the signal processing circuit 7, the CCD signal is converted into R (red), G (green), by the sample hold signal (SHP) from the CCD timing generator 74. It is separated into signals for each color of B (blue). The R, G, and B signals are input to the CCD process circuit 72, respectively.
[0071]
Further, in the CCD timing generator 74, R, G, and B signals from the pixels corresponding to one of the light shielding regions 522 and 523 shown in FIG. 5 (for example, the light shielding region 522) are sent to the CCD process circuit 72. In synchronization with the input timing, a clamp signal (Clamp) is generated and input to the CCD process circuit 72.
[0072]
In the CCD process circuit 72, the clamp process is performed once in one horizontal scan in synchronization with the clamp signal (Clamp).
[0073]
In the clamping process, R, G, and B signals are sampled in synchronization with the clamp signal (Clamp). That is, by sampling the R, G, and B signals from the pixels corresponding to the light shielding region 522, an optically black reference level is detected, and this reference level is held.
[0074]
In this embodiment, the CCD process circuit 72 has a capacitor (not shown) as a holding means for holding the reference level, and a charge (voltage) having a magnitude corresponding to the reference level is stored in the capacitor. The reference level can be grasped from the voltage value of the capacitor.
[0075]
As shown in FIG. 2, the CCD process circuit 72 subtracts the reference level from the R, G, B signals from the pixels corresponding to the effective imaging region 524 to obtain the appropriate R, G and B signals are obtained, and based on these signals, two color difference signals (R−Y and B−Y) and a luminance signal (Y) are generated. Thus, by subtracting the reference level from each of the R, G, and B signals, unnecessary signal components such as the dark current component of the CCD image sensor 5 are removed from these signals. Appropriate images can be obtained.
[0076]
As shown in FIG. 3, the color difference signal (R−Y), the color difference signal (B−Y), and the luminance signal (Y) are output from the CCD process circuit 72 and the signal processing circuit of the endoscope light source device 8. 9 matrix circuits 91.
[0077]
As shown in FIG. 1, the luminance signal (Y) is also input to the dimming circuit 86 and used for adjusting the amount of illumination light.
[0078]
That is, a dimming reference voltage (Vref) is input from the system control circuit 85 to the dimming circuit 86, and the dimming circuit 86 is based on the reference voltage (Vref) and the luminance signal (Y). A control signal is generated, and the driving of the illumination power supply unit 81 is controlled by the control signal. As a result, the ratio (duty ratio) between the period in which the voltage level of the illumination power supply unit 81 is high and the period in which the voltage level is low (0 volts) is adjusted as needed, and the amount of illumination light becomes an appropriate value. .
[0079]
As shown in FIG. 3, in the matrix circuit 91, the color difference signal (R−Y), the color difference signal (B−Y), and the luminance signal (Y) are converted into R, G, and B signals.
[0080]
These R signal, G signal, and B signal are corrected by the gamma correction circuit 92, further corrected by the aperture correction circuit 93, and input to the A / D converter 94.
[0081]
In the A / D converter 94, the R signal, the G signal, and the B signal supplied in an analog signal form are converted into a digital signal form.
[0082]
The R signal, G signal, and B signal are temporarily written in the memory 96.
The memory 96 can also perform processing such as freezing on the R signal, G signal, and B signal, for example.
[0083]
The R signal, G signal and B signal are read from the memory 96 and input to the D / A converter 97.
[0084]
In the D / A converter 97, the R signal, the G signal, and the B signal supplied in a digital signal form are converted into an analog signal form.
[0085]
The R signal, G signal, and B signal are input to the buffer 97 and the matrix encoder buffer circuit 98, respectively.
[0086]
In the matrix encoder buffer circuit 98, based on the R signal, G signal, and B signal from the D / A converter 97 and the synchronization signal (Sync) from the timing generator 95, the luminance signal (Y), A chroma signal (C) and a composite signal (Composite) are generated and output to an output terminal (not shown).
[0087]
The R signal, G signal, and B signal from the D / A converter 97 and the synchronization signal (Sync) from the timing generator 95 are input to the television monitor 400 via the buffer 98.
[0088]
On the television monitor 400, a color image (electronic image) captured by the CCD image sensor 5, that is, an endoscope image of a color moving image is displayed.
[0089]
As described above, according to the electronic endoscope 1, each of the light emitting diodes 61 and 62 is on the tip side of the CCD image sensor 5 and when viewed from the optical axis direction, the light emitting diode 61. Since part of 62 and 62 are arranged so as to overlap with the light shielding regions 522 and 523, respectively, the diameter of the endoscope body 2, particularly the diameter of the distal end portion 21, can be reduced.
[0090]
For this reason, when the electronic endoscope 1 is applied to a medical electronic endoscope, the burden on the patient can be reduced by reducing the diameter of the endoscope body 2.
[0091]
Next, a second embodiment of the electronic endoscope of the present invention will be described.
FIG. 6 is a plan view showing the distal end portion of the second embodiment of the electronic endoscope of the present invention, and FIG. 7 is an optical axis of the imaging optical system showing the distal end portion of the electronic endoscope shown in FIG. It is a figure which shows an endoscope main body, a CCD image sensor, an objective lens, and a light emitting diode when viewed from the direction. In addition, about a common point with the electronic endoscope 1 of 1st Embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted and a main difference is demonstrated.
[0092]
As shown in these drawings, in this electronic endoscope 1, four light distribution lenses (illumination system lenses) 36, 37, 38 and 39 and white light are applied to the distal end portion 21 of the endoscope body 2. Four light emitting diodes (light emitting elements) 63, 64, 65, and 66 that emit (irradiate) are respectively installed. Each light distribution lens 36-39 is arrange | positioned at the front end side of the light emitting diodes 63-66, respectively.
[0093]
Each of the light distribution lenses 36 to 39 is a convex lens, and the diameters of the light distribution lenses 36 to 39 are substantially equal to the diameters of the light emitting diodes 63 to 66, respectively. That is, when viewed from the optical axis direction, the light-emitting diodes 63 to 66 substantially coincide with the light distribution lenses 36 to 39, respectively.
[0094]
Next, the arrangement of the light emitting diodes 63 to 66 will be described.
As shown in FIG. 7, each of the light emitting diodes 63 to 66 is located on the tip side of the CCD image sensor 5 and is located at each corner of the CCD image sensor 5 when viewed from the optical axis direction. Yes.
[0095]
When viewed from the optical axis direction, each of the light emitting diodes 63 to 66 overlaps with the CCD image sensor 5 and a part of the light emitting diode 63 overlaps the light shielding region 522 to emit light. A part of the diode 64 overlaps with the light shielding region 523, a part of the light emitting diode 65 overlaps with the light shielding region 523, a part of the light emitting diode 66 overlaps with the light shielding region 522, and each of the light emitting diodes 63 to 66 is all. The imaging optical system (objective lens 33, convex lenses 34 and 35) and the effective imaging area 524 are arranged so as not to overlap.
[0096]
That is, each of the light emitting diodes 63 to 66 is viewed from the optical axis direction at a position outside the light beam that forms an image at the end of the effective imaging region 524 of the CCD image sensor 5 via the imaging optical system. At this time, all of the light emitting diodes 63 to 66 overlap with the CCD image sensor 5, a part of the light emitting diode 63 overlaps with the light shielding region 522, a part of the light emitting diode 64 overlaps with the light shielding region 523, and a part of the light emitting diode 65. Is arranged so as to overlap with the light shielding region 523, and a part of the light emitting diode 66 overlaps with the light shielding region 522.
[0097]
Further, these light emitting diodes 63 to 66 are orthogonal to the horizontal scanning direction of the CCD image sensor 5, are symmetric with respect to a first center line (straight line) 55 passing through the center 525 of the effective imaging region 524, and These are arranged so as to be symmetrical with respect to the second center line (straight line) 56 that is in the same direction as the horizontal scanning direction and passes through the center 525 of the effective imaging region 524.
[0098]
According to this electronic endoscope 1, the same effect as the electronic endoscope 1 of the first embodiment described above can be obtained.
[0099]
In the electronic endoscope 1, when viewed from the optical axis direction, all of the light emitting diodes 63 to 66 overlap with the CCD image sensor 5, so that the electronic endoscope 1 of the first embodiment described above. The diameter of the endoscope body 2 can be reduced.
[0100]
Next, a third embodiment of the electronic endoscope of the present invention will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a distal end portion of a third embodiment of the electronic endoscope of the present invention, and FIG. 9 is a CCD image sensor of the electronic endoscope shown in FIG. 8 and a first triangular prism. FIG. 4 is a diagram showing a light emitting diode and a second triangular prism.
[0101]
For convenience of explanation, the left side in FIGS. 8 and 9 will be described as “tip” and the right side will be “base end”.
[0102]
Moreover, about the common point with the electronic endoscope 1 of 1st Embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted and a main difference is demonstrated.
[0103]
As shown in these drawings, in this electronic endoscope 1, a light emitting diode 61 and a CCD image sensor 5 are disposed at the distal end portion 21 of the endoscope body 2 in the longitudinal direction of the endoscope body 2 (FIG. 8). (Middle horizontal direction). The light emitting diode 61 is located on the tip side of the CCD image sensor 5.
[0104]
Each of the CCD image sensor 5 and the light emitting diode 61 is mounted on a circuit board 11 installed at the distal end portion 21. Various circuit components 11 are mounted on the circuit board 11.
[0105]
The CCD image sensor 5 is arranged so that its light receiving surface 52 faces upward in FIG. 8, and an opening 111 is formed at a position on the circuit board 11 where the CCD image sensor 5 is mounted.
[0106]
The light emitting diode 61 is arranged so that the light emission side is the upper side in FIG. 8, and an opening 112 is formed at a position of the circuit board 11 where the light emitting diode 61 is mounted.
[0107]
A lens holder 14 is installed at the distal end portion 21 of the endoscope body 2 at the distal end side of the opening 111, and an objective lens 33 and convex lenses 34 and 35 are installed in the lens holder 14. Has been.
[0108]
A first triangular prism (deflection member) 13 is installed at the base end side of the lens holder 14, that is, at the position of the opening 111. A reflective film 132 is formed on the surface 131 of the first triangular prism 13.
[0109]
The objective lens 33, the convex lenses 34 and 35, and the first triangular prism 13 constitute an imaging optical system.
[0110]
A lens holder 16 is installed at the distal end portion 21 of the endoscope body 2 at the distal end side of the opening 112, and light distribution lenses 151 and 152 are installed in the lens holder 16. Yes.
[0111]
A second triangular prism (deflection member) 17 is installed at the base end side of the lens holder 16, that is, at the position of the opening 112. A reflective film 172 is formed on the surface 171 of the second triangular prism 17.
[0112]
The light distribution lenses 151 and 152 and the second triangular prism 17 constitute an illumination optical system.
A transparent cover glass 18 is provided at the tip of the endoscope body 2.
[0113]
The first triangular prism 13 and the second triangular prism 17 are each a right angle prism.
[0114]
As described above, in the electronic endoscope 1, the projection region 613 when the light emitting diode 61 is projected onto the plane (vertical plane) 191 perpendicular to the optical axis direction is the CCD image sensor 5 on the vertical plane 191. It overlaps with the projection area 57 when projected.
Thereby, the diameter of the endoscope body 2 can be reduced.
[0115]
As shown in FIG. 9, the light emitting diode 61 and the second triangular prism 17 overlap a light beam that forms a part of the second triangular prism 17 on the light shielding region 522 of the CCD image sensor 5 through the imaging optical system. Are arranged as follows.
[0116]
That is, in the light emitting diode 61 and the second triangular prism 17, a part of the projection area when the light emitting diode 61 (particularly, the effective portion of the light emitting diode 61) is projected onto the vertical plane 191 is a light shielding area 522 of the CCD image sensor 5. Are arranged so as to overlap the projection area when projected onto the vertical plane 191.
[0117]
Thereby, the position of the CCD image sensor 5 can be set to the base end side when a part of the second triangular prism 17 does not overlap with the light beam focused on the light shielding region 522. For this reason, the position of the lens holder 14 can be set to the lower side in FIG. 9, so that the diameter of the endoscope body 2 can be reduced, and the CCD image sensor 5 and the light emitting diode 61 are integrated to be small. Can be achieved.
[0118]
As shown in FIG. 8, in the electronic endoscope 1, the illumination light emitted from the light emitting diode 61 is reflected to the tip side by the reflection film 172 of the second triangular prism 17. That is, the illumination light from the light emitting diode 61 is bent by 90 ° by the second triangular prism 17 and is emitted from the second triangular prism 17 toward the tip side.
[0119]
The illumination light is once converged by the light distribution lenses 151 and 152, diverges again, and is irradiated on the observation site.
[0120]
The reflected light from the observation site is guided by the imaging optical system and the first triangular prism 13 so as to form an image on the imaging surface 52 of the CCD image sensor 5. At this time, the light beam from the imaging optical system is reflected downward in FIG. 1 by the reflective film 132 of the first triangular prism 13. That is, the light beam from the imaging optical system is bent by 90 ° by the first triangular prism 13, exits from the first triangular prism 13 toward the imaging surface 52 of the CCD image sensor 5, and forms an image on the imaging surface 52. .
[0121]
According to this electronic endoscope 1, the same effect as the electronic endoscope 1 of the first embodiment described above can be obtained.
[0122]
In the present invention, the number of light emitting units may be plural.
When a plurality of light emitting units are used, the light emitting units are orthogonal to the horizontal scanning direction of the CCD image sensor 5 as in the first and second embodiments described above, and The line is symmetrical with respect to the first center line 55 passing through the center 525 and is in the same direction as the horizontal scanning direction, and is lined with respect to the second center line 56 passing through the center 525 of the effective imaging area 524. It is preferable to arrange them symmetrically.
[0123]
Next, a fourth embodiment of the electronic endoscope of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the distal end portion of the fourth embodiment of the electronic endoscope of the present invention.
[0124]
For convenience of explanation, the left side in FIG. 10 will be described as the “front end” and the right side as the “base end”.
[0125]
Moreover, about the common point with the electronic endoscope 1 of 3rd Embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted and a main difference is demonstrated.
[0126]
As shown in the figure, in the electronic endoscope 1, the second triangular prism 17 is not provided, and the light emitting diode 61 is installed in the lens holder 16.
[0127]
The light emitting diode 61 is electrically connected to the circuit board 11 via lead wires 611 and 612.
[0128]
In the electronic endoscope 1, the light emitting diode 61 and the CCD image sensor 5 overlap each other when viewed from the optical axis direction.
[0129]
That is, the projection area 613 when the light emitting diode 61 is projected onto a plane (vertical plane) 191 perpendicular to the optical axis direction overlaps with the projection area 57 when the CCD image sensor 5 is projected onto the vertical plane 191.
[0130]
Further, the light emitting diode 61 is disposed so that a part of the light emitting diode 61 overlaps with the light flux that forms an image on the light shielding region 522 of the CCD image sensor 5 via the imaging optical system.
[0131]
That is, the light emitting diode 61 is arranged so that a part of the projection area when the light emitting diode 61 is projected onto the vertical plane 191 overlaps with the projection area when the light shielding area 522 of the CCD image sensor 5 is projected onto the vertical plane 191. Has been.
Thereby, the diameter of the endoscope body 2 can be reduced.
[0132]
According to the electronic endoscope 1, the same effects as those of the electronic endoscope 1 of the third embodiment described above can be obtained.
[0133]
As mentioned above, although the electronic endoscope of the present invention has been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to these, and the configuration of each part is of an arbitrary configuration having the same function Can be substituted.
[0134]
For example, in the present invention, two or more configurations of the respective embodiments may be appropriately combined.
[0135]
In the present invention, the endoscope body 2 may be provided with one or a plurality of functional channels. Examples of the functional channel include a forceps channel (lumen) through which a treatment tool such as forceps and a laser treatment tool is inserted, a water supply channel, an air supply channel, and the like.
[0136]
In the present invention, when viewed from the optical axis direction, the light emitting portion (light emitting element) does not overlap with the light shielding region, and at least a part of the light emitting portion overlaps with the imaging portion (imaging element). Also good.
[0137]
In the present invention, the number of light emitting units is not particularly limited, and may be 1, 3, or 5 or more.
[0138]
However, the number of light emitting portions is preferably 2 or more, more preferably about 2 to 8, and even numbers are particularly preferable.
[0139]
When the number of light emitting units is set as described above, the observation site can be illuminated more uniformly.
[0140]
In each of the above embodiments, the light emitting diode is used as the light emitting element. However, the present invention is not limited to this. For example, a lamp that emits light by temperature radiation by energizing and heating the heating element, etc. May be used.
[0141]
In the present invention, the type of the image pickup device is not particularly limited, and may be an image sensor (image pickup device) of various types such as a MOS type image sensor and CPD other than a CCD image sensor, and a color image pickup device. Any of monochrome imaging elements may be used.
[0142]
The electronic endoscope of the present invention can be applied to, for example, medical electronic endoscopes, industrial electronic endoscopes, and the like.
[0143]
【The invention's effect】
As described above, according to the electronic endoscope of the present invention, the diameter of the endoscope body can be reduced.
[0144]
Thereby, when the present invention is applied to a medical electronic endoscope, the burden on the patient can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a first embodiment of an electronic endoscope of the present invention and an endoscope light source device to which the electronic endoscope is attached (connected).
2 is a block diagram illustrating a configuration example of a signal processing circuit of the electronic endoscope illustrated in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing circuit of the endoscope light source device shown in FIG. 1;
4 is a view (a bottom view and a cross-sectional view) showing a distal end portion of the electronic endoscope shown in FIG. 1. FIG.
5 is a diagram showing an endoscope body, a CCD image sensor, an objective lens, and a light emitting diode when the distal end portion of the electronic endoscope shown in FIG. 1 is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system. is there.
FIG. 6 is a plan view showing a distal end portion of a second embodiment of the electronic endoscope of the present invention.
7 is a diagram showing an endoscope main body, a CCD image sensor, an objective lens, and a light emitting diode when the distal end portion of the electronic endoscope shown in FIG. 6 is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system. is there.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a distal end portion of a third embodiment of the electronic endoscope of the present invention.
9 is a diagram showing a CCD image sensor, a first triangular prism, a light emitting diode, and a second triangular prism of the electronic endoscope shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a distal end portion of a fourth embodiment of the electronic endoscope of the present invention.
FIG. 11 is a view (a bottom view and a cross-sectional view) showing a distal end portion of a conventional electronic endoscope.
[Explanation of symbols]
1 Electronic endoscope
2 Endoscope body
21 Tip
23 Operation part
25 Connecting pipe
26 connections
27 Connector
31, 32 Light distribution lens
33 Objective lens
34, 35 Convex lens
36-39 Light distribution lens
41, 42 Lead wire
47, 48 signal lines
5 CCD image sensor
51 Cover glass
52 Imaging surface
521 Imaging area
522, 523 Shading area (optical black part)
524 Effective imaging area
525 center
53a, 53b Short side
54 Lead
55 1st centerline
56 Second centerline
61-66 light emitting diode
7 Signal processing circuit
8 Light source device for endoscope
81 Power supply for lighting
9 Signal processing circuit
13 First triangular prism
17 Second triangular prism
100 Electronic endoscope
110 Endoscope body
120 Tip
130 CCD image sensor
140 Light Emitting Diode
150 Objective lens
160, 170 Convex lens
180 Light distribution lens
300 Electronic endoscope device
400 TV monitor
O Optical axis

Claims

An electronic endoscope having an imaging unit provided with an imaging device, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating illumination light to an observation site on the distal end side There,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, when viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, at least a part of the light emitting unit overlaps a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element. An electronic endoscope characterized in that the electronic endoscope is arranged.

An electronic endoscope having an imaging unit provided with an imaging device, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating illumination light to an observation site on the distal end side There,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system has an optically black reference level in the imaging area of the imaging element. An electronic endoscope, wherein a light shielding region for detection is arranged so as to overlap a projection region when projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system.

An electronic endoscope having an imaging unit including an imaging element, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a light emitting unit including a light emitting element for irradiating illumination light to an observation site at the distal end There,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
And, when at least a part of the light emitting unit is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, it is disposed so as to overlap the imaging unit,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.

An electronic endoscope having an imaging unit provided with an imaging device, an imaging optical system provided on the distal end side of the imaging unit, and a light emitting unit provided with a light emitting element for irradiating illumination light to an observation site on the distal end side There,
The light emitting unit is arranged on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system is perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system. It is arranged so as to overlap the projection area when projected onto the surface,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.

The electronic endoscope according to claim 2, further comprising a deflecting member on a distal end side of the light emitting unit.

The electronic endoscope according to claim 2, wherein the imaging optical system includes a deflection member.

The electronic endoscope according to claim 1, wherein the light emitting unit is disposed at a position outside a light beam that forms an image on an end of an effective imaging region of the imaging element via the imaging optical system. mirror.

An electronic endoscope having an image pickup unit provided with an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units provided with a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A mirror,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, when viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, at least a part of the light emitting unit overlaps a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element. An electronic endoscope characterized in that the electronic endoscope is arranged.

An electronic endoscope having an image pickup unit provided with an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units provided with a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A mirror,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system has an optically black reference level in the imaging area of the imaging element. An electronic endoscope, wherein a light shielding region for detection is arranged so as to overlap a projection region when projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system.

An electronic endoscope having an image pickup unit including an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units including a light emitting element for irradiating illumination light on an observation site at the tip end portion A mirror,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
And, when at least a part of the light emitting unit is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system, it is disposed so as to overlap the imaging unit,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.

An electronic endoscope having an image pickup unit provided with an image pickup device, an image pickup optical system provided on the tip end side of the image pickup unit, and a plurality of light emitting units provided with a light emitting element for irradiating an observation site with illumination light. A mirror,
Each of the light emitting units is disposed on the tip side from the imaging unit,
In addition, at least a part of the projection area when the light emitting unit is projected onto a plane perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system is perpendicular to the optical axis direction of the imaging optical system. It is arranged so as to overlap the projection area when projected onto the surface,
In addition, at least a part of the light emitting unit overlaps with the light flux that forms an image in a light shielding region for detecting an optically black reference level in the imaging region of the imaging element via the imaging optical system. An electronic endoscope characterized by being arranged.

The electronic endoscope according to claim 9, further comprising a deflecting member on a distal end side of the light emitting unit.

The electronic endoscope according to claim 9, wherein the imaging optical system includes a deflection member.

Each said light emission part is arrange | positioned in the position of the outer side rather than the light beam imaged in the effective imaging region edge part of the said image pick-up element through the said imaging optical system, respectively. Electronic endoscope.

The number of the light emitting units is an even number, and these light emitting units are substantially line symmetric with respect to a center line that is orthogonal to the horizontal scanning direction of the imaging element and passes through the center of the effective imaging region of the imaging element. The electronic endoscope according to claim 8, wherein the electronic endoscope is disposed on the electronic endoscope.

The number of the light emitting units is an even number, and these light emitting units are substantially line symmetric with respect to a first center line that is orthogonal to the horizontal scanning direction of the imaging element and passes through the center of the effective imaging region of the imaging element. And is arranged so as to be substantially line symmetric with respect to a second center line passing through the center of the effective image pickup area of the image pickup device in the same direction as the horizontal scanning direction of the image pickup device. Item 15. The electronic endoscope according to any one of Items 8 to 14.

The electronic endoscope according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting diode.