JP3720617B2 - 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、光学繊維を束ねて形成したイメージガイドを備えたファイバースコープと、そのファイバースコープの接眼部に着脱される内視鏡用外付けテレビカメラとを備えた内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治療処置のできる光学式ファイバ内視鏡（以下ファイバースコープとも記す）が広く用いられている。また、ボイラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管・自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察や検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
前記ファイバースコープは、イメージファイバを像伝達手段として用いており、接眼部で被観察部位の肉眼観察できるようになっている。また、前記接眼部に固体撮像素子を備えた内視鏡用外付けテレビカメラ（以下ＴＶカメラと略記する）を装着し、伝達された光学像をこのＴＶカメラの固体撮像素子によって撮像し、画像信号に変換した後、映像信号を生成してＴＶモニタに被観察部位の映像を表示させて観察することも一般的になされている。
【０００４】
前記イメージファイバをイメージ光学系とするファイバースコープの内視鏡像を、固体撮像素子を有するＴＶカメラで撮像してＴＶモニタ上に表示させると画面上に、ファイバー内視鏡のイメージファイバの配列と、ＴＶカメラ側の撮像素子、色分解フィルタあるいはＴＶ水平走査線とが干渉してＴＶモニタ上の内視鏡像にモアレ縞が発生することがあった。そして、前記内視鏡画像中にモアレ縞が目立って発生すると、良好な観察を行えなくなる。
【０００５】
そこで、モアレ縞を消すため、固体撮像素子にピントをぼかしてイメージファイバ画像を結像させる方法（いわゆるデフォーカス）があるが、ピントは近点から遠点まで調節が可能な構成であり、観察に十分なピントを確保しながら、邪魔なモアレだけを消すように内視鏡のフォーカス若しくはＴＶカメラのフォーカスを調整するのは、非常に難しいという欠点があった。
【０００６】
そこで、特開平６−２５４０４４号公報には、光学繊維束の３方向の配列方向のうち１つの方向を、マスク部材の鉛直基準線と水平基準線のうち１つの基準線に対し、重ならないように相対的に傾けて、光学ローパスフィルターを用いることなくモアレ縞の発生を防止する内視鏡が開示されている。
【０００７】
また、特開平２−２８９２２５号公報には伝達光学系としてファイババンドルが使用された内視鏡装置に接続する際には、各々の種類に応じた適切なモアレの除去が可能であるとともに、伝達光学系としてリレーレンズ系が使用された内視鏡装置に接続する際には解像力の低下を防止することが可能である内視鏡用外付けテレビカメラ装置が開示されている。
【０００８】
さらに、特公平４−７０８９９号公報には信号ケーブルの電気的長さを１種類に統一して使用状態では信号ケーブルによる影響の差異を解消して、調整することをほとんど必要とせず質の高い画像を得ることができるようにした内視鏡装置が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平６−２５４０４４号公報の内視鏡では、光学繊維束の配列方向とマスク部材の水平基準線とが重ならないように相対的に傾けて配置した専用のファイバースコープを新たに作らなければモアレ縞を除去することができない。つまり、既存の多種多様のファイバースコープと組み合わせた時、モアレ縞を除去することができないという問題があった。
【００１０】
また、前記特開平２−２８９２２５号公報の内視鏡用外付けテレビカメラ装置では、光学ローパスフィルタの作用及び撮像光学系を光軸方向へ移動させてデフォーカス状態にする両方の組合せによってモアレ縞を除去するため、デフォーカスによるモアレ除去時の解像度が、最良のピント調整時に比べて低下しているという問題があった。そして、デフォーカス用にフォーカス調整手段が必要になることにより、取付けスペースが必要となるばかりでなくコスト的にも高価になるという不具合があった。
【００１１】
さらに、前記特公平４−７０８９９号公報の内視鏡装置ではユニバーサルコード内で螺旋管の螺旋溝に沿わせて信号ケーブルを配設したものでは、螺旋管がユニバーサルコード内に配置されるのでユニバーサルコードの外径が太径になり、ユニバーサルコード部分の重さが重くなり操作性を低下させたり、操作部から延出するユニバーサルコード自体をカールコード状に形成したものでは、ユニバーサルコードの取り回しが悪く、術者が扱い難いという問題があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡用外付けテレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、モニタ画面上にモアレ縞のない鮮明な内視鏡画像を表示させて良好な診断を可能にする取扱いの容易な内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による内視鏡装置は、複数本の光学繊維を所定方向に平行列が形成するように整然と配列させて束ねた光学繊維束をイメージガイドとして備えたファイバースコープと、前記ファイバースコープに設けられ、前記光学繊維束によって形成された前記平行列に対して直交する仮想軸に一辺が一致するとともに、他辺が前記仮想軸に対して斜め方向に形成された切欠け形状の指標部と、複数の画素を格子状に整然と配列させて撮像面が形成された固体撮像素子を有するテレビカメラと、前記テレビカメラに設けられ、前記固体撮像素子の水平方向と前記光学繊維の平行列とが前記指標部の一辺方向に傾いた位置関係になるように前記ファイバースコープの接眼部に装着自在なマウント部と、前記光学繊維束により前記接眼部に形成された光学像を前記固体撮像素子によって光電変換して得られる画像信号に基づき、前記指標部が一辺方向に傾いて重畳された画像をテレビモニタ画面上に表示可能な映像信号を生成するカメラコントロールユニットとを具備したことを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記接眼部と前記固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置している。
【００１６】
この構成によれば、ファイバースコープの光学繊維束により接眼部に形成された光学像を固体撮像素子によって光電変換して得られる画像信号に基づき、前記切欠け形状の指標部が一辺方向に傾いて重畳された画像をテレビモニタ画面上に表示可能な映像信号をカメラコントロールユニットが生成する。
【００１８】
また、光学ローパスフィルタを配置したテレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、固体撮像素子を傾けて配置しただけでは消えなかったモアレ縞の発生がなくなる。
【００１９】
【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を説明する。
図１ないし図７は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図、図２は内視鏡用外付けテレビカメラを説明する図、図３はカメラヘッドを接眼部に装着した状態における側断面図、図４はカメラヘッドとケーブル蛇管の位置関係を示す外観図、図５はカメラヘッド内の撮像光学系と接眼部内の光学系の結像状態を説明する模式図、図６は本実施形態と比較するための図であり、ファイバースコープと従来のＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図、図７は本実施形態におけるファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図である。
【００２０】
なお、図２（ａ）は内視鏡用外付けテレビカメラの全体構成を示す図、図２（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図６（ａ）はファイバースコープ内のイメージガイドとマスク部材の配置位置関係を示す図、図６（ｂ）は光学ローパスフィルタの配置位置関係を示す図、図６（ｃ）は固体撮像素子の配置位置関係を示す図、図６（ｄ）はテレビモニタ上に表示される被観察部位の内視鏡画像を示す図、図７（ａ）はファイバースコープ内のイメージガイドとマスク部材との配置位置関係を示す図、図７（ｂ）は固体撮像素子の傾き状態を示す図、図７（ｃ）はテレビモニタ上に表示される被観察部位の内視鏡画像を示す図である。
【００２１】
図１に示すように本実施形態の内視鏡装置１は、体腔内に挿通される挿入部２１及びこの挿入部２１の基端側に位置する把持部を兼ねる操作部２２と、この操作部２２の側部から延出するユニバーサルコード２３を備え、前記挿入部２１及び操作部２２内に複数の光学繊維を束ねて形成した像伝達手段である図示しないイメージガイドを内挿したファイバースコープ２と、このファイバースコープ２の操作部２２の基端に位置する接眼部２４に着脱自在で、この接眼部２４までイメージガイドによって伝送された光学像を撮像して画像信号に光電変換する固体撮像素子を内蔵したカメラヘッド３１を備えた内視鏡用外付けテレビカメラ（以下ＴＶカメラと略記する）３と、体腔内に挿通される挿入部４１及びこの挿入部４１の基端側に位置する把持部を兼ねる操作部４２と、この操作部４２の側部から延出するユニバーサルコード４３を備え、前記挿入部４１の先端側に観察光学系として図示しない例えば固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡（ビデオスコープともいう）４と、前記ユニバーサルコード２３，４３の基端部に設けられた内視鏡コネクタ２５，４４を介して前記ファイバースコープ２及び電子内視鏡４に備えられている照明光学系に被観察部位を照明するための照明光を供給する光源装置５と、前記ＴＶカメラ３のカメラヘッド３１に内蔵されている固体撮像素子又は電子内視鏡４の挿入部４１の先端側に内蔵された固体撮像素子で光電変換された画像信号を映像信号に生成して後述するＴＶモニタ（単にモニタとも記載する）７に出力するカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと略記する）６と、このＣＣＵ６から出力された映像信号を受けて被観察部位の内視鏡画像を表示するモニタ７とで主に構成されている。
【００２２】
前記ファイバースコープ２の挿入部２１及び電子内視鏡４の挿入部４１は、先端側から順に先端硬質部２９，４９、複数の湾曲駒を連接して形成された湾曲部２８，４８及び柔軟性を有する可撓管部２７，４７を連設して構成されており、前記操作部２２，４２に設けた図示しない湾曲操作ノブを適宜操作することによって湾曲部２８，４８を上下左右の４方向や上下の２方向に湾曲させて先端硬質部２９，４９をそれぞれ所望の方向に向けることができるようになっている。
【００２３】
なお、前記ファイバースコープ２及び電子内視鏡４は診断目的や診断部位に応じて挿入部太さや、挿入部長さ等が異なるものが複数種類存在する。
【００２４】
前記ＴＶカメラ３は、前記カメラヘッド３１の側周部から延出するケーブル蛇管３２を有し、このケーブル蛇管３２の基端部には前記ＣＣＵ６に設けられているＣＣＵコネクタ６１に着脱自在なカメラコネクタ３３が設けられている。そして、前記カメラヘッド３１の固体撮像素子（図２符号３４に示す）で光電変換された画像信号は、ケーブル蛇管３２及びカメラコネクタ３３、ＣＣＵコネクタ６１を介してＣＣＵ６に伝送されるようになっている。
【００２５】
一方、前記電子内視鏡４の挿入部４１に配設されている図示しない固体撮像素子で光電変換された画像信号は、前記内視鏡コネクタの側部に設けられている電気コネクタ４５に着脱自在なビデオコネクタ８１を一端部に備え、他端部に前記ＣＣＵコネクタ６１に着脱自在なカメラコネクタ８２を備えた信号ケーブル８を介してＣＣＵ６に伝送されるようになっている。
【００２６】
つまり、本実施形態の内視鏡装置１においては、電子内視鏡４で撮像した被観察部位の内視鏡画像は勿論、ファイバースコープ２にＴＶカメラ３を接続することによって、ファイバースコープ２でとらえた被観察部位の光学像をモニタ７の画面７ａ上に内視鏡画像として表示させて、多人数で同時に観察、診断を行える。
【００２７】
このとき、前記ＴＶカメラ３及び電子内視鏡４に対してＣＣＵ６は１つであり、この１つのＣＣＵ６を使用して正常な内視鏡画像を表示させるため、電子内視鏡４の固体撮像素子からカメラコネクタ８２まで延出する信号ケーブル（不図示）の長さ寸法と、ＴＶカメラ３の固体撮像素子３４からカメラコネクタ３３まで延出する信号ケーブル（図２符号３５）の長さ寸法とを略同じ長さ寸法に設定している。
なお、前記信号ケーブル８を用いるときには電子内視鏡４に接眼部がないのでテレビカメラ３は不要になる。それ以外の作用はファイバースコープ２と同様である。
【００２８】
図２を参照してＴＶカメラ３の構成を説明する。
図２（ａ）に示すように前記ケーブル蛇管３２の両端部は、座屈することを防止する折れ止め部５１を介して前記カメラヘッド３１及びカメラコネクタ３３にそれぞれ一体的に固定されている。
【００２９】
前記カメラヘッド３１の内部には固体撮像素子３４が内蔵されており、この固体撮像素子３４からは細長な信号ケーブル３５が延出している。この信号ケーブル３５の長さ寸法は、前記ＣＣＵ６に伝送されるまでの間に画像信号が劣化することを防止するため、電子内視鏡４の固体撮像素子から挿入部４１，操作部４２，ユニバーサルコード４３，信号ケーブル８内を通ってカメラコネクタ８２まで延出する前記信号ケーブルの長さ寸法と略同じ寸法に設定してある。一方、この信号ケーブル３５が挿通される前記ケーブル蛇管３２の長さ寸法を、前記信号ケーブル３５の長さ寸法に対して約１／３よりやや短い長さ寸法に設定している。
【００３０】
このため、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように前記信号ケーブル３５は、前記ケーブル蛇管３２の一開口３２ａ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ａ）他開口３２ｂ側から１度突出した後、このケーブル蛇管３２の他開口３２ｂ近傍外部で折り返し部３５ｄを形成し、再び他開口３２ｂ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ｂ）一開口３２ａ側から突出している。そして、前記一開口３２ａ近傍外部で折り返し部３５ｅを形成して、再び一開口３２ａ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ｃ）他開口３２ｂから突出して前記カメラコネクタ３３に設けられている所定のコネクタピン３６に信号ケーブル３５が電気的かつ機械的に接続されている。つまり、前記信号ケーブル３５は、前記ケーブル蛇管３２内を一往復半して挿通配置されている。
【００３１】
なお、前記カメラコネクタ３３の内部には信号ケーブル弛み部３５ｆが設けられており、この信号ケーブル弛み部３５ｆを設けたことによって、信号ケーブル３５の修理を複数回行うことを可能にしている。
【００３２】
また、符号３７は前記ケーブル蛇管３２内に前記信号ケーブル３５の他に挿通されている電気ケーブルである。この電気ケーブル３７の一端部は前記カメラコネクタ３３に設けられている所定のコネクタピン３６に電気的かつ機械的に接続され、他端部は図４に示す４つのリモートスイッチ８５にそれぞれ電気的かつ機械的に接続されている。
【００３３】
さらに、符号５２は管状に形成された不要輻射ノイズ低減部材であるフェライトコアであり、このフェライトコア５２の貫通孔には前記信号ケーブル３５を内挿したケーブル蛇管３２が挿通されている。このことによって、前記信号ケーブル３５に混入したノイズがフェライトコア５２に吸収されて、ＣＣＵ６にノイズの除去された画像信号が伝送される。
【００３４】
図２（ａ）及び図３に示すようにＴＶカメラ３のカメラヘッド３１は、例えば金属製で断面形状が略凸字形状で中心軸上には貫通孔５３ａを形成したベース本体５３と、このベース本体５３に外嵌配置される非導電性樹脂部材で形成されたヘッドカバー５４と、このヘッドカバー５４の内周面に一端部を水密に固定したマウント部５５とを具備して構成されており、このマウント部５５を前記ファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定されたとき、ファイバースコープ２の水平方向基準面と、ＴＶカメラ３の水平方向基準面とが略一致する構成になっている。
【００３５】
また、前記マウント部５５を接眼部２４に取付け固定したとき、前記マウント部５５に水密に固設した複数の接点ピン５６と前記接眼部２４の接点受け部２４ａとが電気的に接触することによってＬＥＤ５７が点灯するようになっている。つまり、ＬＥＤ５７が点灯することによって、外部からＴＶカメラ３がファイバースコープ２に確実に取り付けられていることが容易に視認することができるようになっている。
【００３６】
前記マウント部５５には前記貫通孔５３ａに対応する透孔が形成されており、この透孔の接眼部側にはカバーガラス６２が水密に固定されている。そして、このカバーガラス６２の接眼部２４側表面に位置するようにレーザ光カットフィルタ６３が粘着力の弱い接着剤等で前記マウント部５５に着脱可能に固定されるようになっている。
【００３７】
このことにより、ファイバースコープ２の図示しない処置具挿通チャンネル内にレーザプローブを挿通し、各種波長のレーザを照射して診断・治療を行うときに、レーザ照射光による悪影響を排除して被観察部位の内視鏡画像をモニタ画面上に表示させて観察を可能にしている。なお、レーザプロープを使用しないときには前記レーザ光カットフィルタ６３を取り外して使用する。
【００３８】
一方、前記ベース本体５３の貫通孔５３ａの先端側には前記カバーガラス６２に対向する複数の光学レンズで構成した観察光学系６４を配設したレンズ枠６４ａが固定されている。
【００３９】
前記観察光学系６４の光軸後方には接眼部側から順にカットする方向の異なる３枚のフィルタを接合して構成した光学ローパスフィルタ６５、赤外光カットフィルタ６６、リレーレンズ６７、固体撮像素子３４、駆動回路基板６８、信号ケーブル３５を一体に形成した撮像ユニット６９が設けられている。
【００４０】
前記撮像ユニット６９は、前記観察光学系６４に対して偏芯及び傾きを調整することが可能な調整部材７１を介してベース本体５３の貫通孔５３ａ基端側に固定されている。
【００４１】
前記調整部材７１は、偏心調整を行うための２つの芯出し部材７２と、傾き調整を行う６本の調整ビス７３と、前記芯出し部材７２をガイドする一方、前記調整ビス７３が配置されるガイド部材７４とにより構成されている。
【００４２】
前記ガイド部材７４の外周側に配置されたベース本体５３及びこのベース本体５３の基端側外周を覆い包むシールド筒７５の前記調整ビス７３に対応する位置には、前記調整ビス７３の外径寸法より大きな内径寸法の透孔７６が形成されている。これら透孔７６は、前記シールド筒７５を配設した状態で、前記撮像ユニット６９の観察光学系６４に対する偏芯及び傾きを調整するための孔であり、これら透孔７６は偏芯や傾き等の調整を終了した後、銅箔テープ等のシールドテープ７７で塞がれるようになっている。
【００４３】
これら透孔７６を設けたことによって、シールド筒７５を配設した後に、撮像ユニット６９の観察光学系６４に対する偏芯及び傾きを所定の状態に調整することが可能であるので、従来のようにシールド筒７５を被せた際に信号ケーブル３５に外部からの力等が加わって発生していた芯ずれや傾きをなくせるとともに、再調整の行程をなくしている。この結果、従来の組立て方法に比べて品質の向上が図れるばかりでなく安価に組立てを行える。そして、調整後に前記透孔７６をシールドテープで塞いだことによって、これら透孔７６を設けたことによってシールド性が低下することを防止している。
【００４４】
また、前記シールド筒７５の側面と上面には前記ヘッドカバー５４の内周面に接触する金属板バネ等の導通バネ７８が配設されている。この導通バネ７８は、前記ヘッドカバー５４の内面に設けられている金属フレックスや金属ブレードや蒸着されるアルミ蒸着シールド部材等のシールド膜７９に導通している。
【００４５】
このことにより、カメラヘッド３１内部から外部に向かって放射ノイズを放射すること及び外部からカメラヘッド３１内部に外来ノイズが侵入することを防止している。
【００４６】
さらに、前記ケーブル蛇管３２の一端部は、前記ヘッドカバー５４のシールド膜７９に軟性樹脂を水密に被覆して固定されている。このことにより、前記シールド膜７９とカメラコネクタ３３とケーブル蛇管３２とは電気的に導通して固体撮像素子３４のＧＮＤと同電位になっている。
【００４７】
図４に示すようにカメラヘッド３１側の折れ止め部５１は、矢印に示すように約９０度の範囲で回動自在であり、実線に示す位置及び二点鎖線に示す位置の２箇所においてストッパ兼固定部材８４によって固定される構造になっている。これは、術者の取り回し等、操作性を向上させるためである。
【００４８】
つまり、前記ファイバースコープ２にはユニバーサルコード２３が接眼部２４の中心軸に対してＤＯＷＮ側に延出する構造のものとＲＩＧＨＴ側に延出する構造のものとがある。そして、前記ＴＶカメラ３は、ユニバーサルコード２３がＤＯＷＮ側に延出する構造又はＲＩＧＨＴ側に延出する構造のどちらのタイプのものとも組み合わせて使用される。
【００４９】
このため、前記折れ止め部５１が約９０度の範囲で回動可能で、かつ固定できる構造にして、どちらのタイプのファイバースコープ２と組み合わせた場合でもユニバーサルコード２３とケーブル蛇管３２の延出する方向を一致させて操作性を向上させている。
【００５０】
なお、前記折れ止め部５１が回動したとき、干渉しない位置のカメラヘッド３１上面に、フリーズ、レリーズ、調光、画面サイズの切替え等を行う複数のリモートスイッチ５３が設けられている。このリモートスイッチ８５の外面には各スイッチの番号を示す数字が凸状又は凹状に形成されており、その表面に蛍光塗料が塗布されている。このため、暗い内視鏡検査室においてもスイッチの位置と種類の識別を容易に行える。
【００５１】
図５及び図６を用いて本実施形態の要部の構成を説明する。
図５に示す符号９０は、ファイバースコープ２の内部に挿通されている複数の光学繊維９１，…，９１を束ねて構成したイメージガイドである。
【００５２】
図に示すようにＴＶカメラ３をファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定したとき、前記ファイバースコープ２のイメージガイド９０と、接眼部２４に設けられている接眼レンズ群９２と、カメラヘッド３１に設けられているレンズ群９３と、光学ローパスフィルタ６５と、固体撮像素子３４とが１つの光軸上に所定の間隔で配置される。
【００５３】
前記イメージガイド９０は、１本の線径が０．０１ｍｍ程の極細で可撓性を有するガラス製の光学繊維９１，…，９１を基準面に対して略平行に密着させて複数本を並べ、その複数本並べて配設した光学繊維９１，…，９１の上に次々と１／２ピッチずらして光学繊維９１，…，９１を密着させて積み重ねて形成しているので、前記光学繊維９１，…，９１が水平・垂直方向に一定間隔で整然と配列された、いわゆる俵積み状配列になっている。
【００５４】
つまり、図６（ａ）に示すように前記ファイバースコープ２の光学繊維９１，…，９１は、ファイバースコープ水平方向基準面（スコープ水平方向基準面と略記する）１００と略平行な方向に配列模様を形成するとともに、このスコープ水平方向基準面１００に対して６０度の方向及び１２０度の方向にも配列模様を形成している。つまり、スコープ水平方向基準面１００に対して３つの方向性を有する配列模様をその両端面に形作っている。
【００５５】
なお、上述した構成で形成されたイメージガイド９０を内挿したファイバースコープ２は、以前（１０年以上前）より各種開発されており、既に多くの種類のファイバースコープ２が存在し、使用されている。また、図中符号９４は、術者がファイバースコープ２を使用しているときに上方向を示すＵＰ指標である。このＵＰ指標９４は、例えば一方が垂直線で他方がこの垂直線に対して斜めな鉛直軸に対して非対称な逆三角形形状をしている。さらに、前記図５に示すようにイメージガイド９０の接眼側端にはマスク部材９５が一体に設けられており、このマスク部材９５は、図６（ｄ）に示すように前記ＵＰ指標９４とともにモニタ７の画面７ａ上に表示される。
【００５６】
従来においては、前記ファイバースコープ２のイメージガイド９０を伝送される光学像を撮像するＴＶカメラ３は、このファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定される。このＴＶカメラ３のカメラヘッド３１に設けられている図６（ｂ）に示すように矢印ａ，矢印ｂ，矢印ｃに示す３つの方向の光をカットする光方向性を有する光学ローパスフィルタ６５は、矢印ｂがスコープ水平方向基準面１００に対して直交する向きに配置していた。
【００５７】
また、図６（ｃ）に示すように固体撮像素子３４は、縦・横寸法がそれぞれ０．０１ｍｍ以下の画素３４ａ，…，３４ａを水平方向基準線１０１に対して水平・垂直方向に一定間隔で整然と配列して形成されており、この固体撮像素子３４の横方向をスコープ水平方向基準面１００に対して平行に配置していた。
【００５８】
つまり、光学ローパスフィルタ６５と固体撮像素子３４とを前記ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して略平行にＴＶカメラ３内に固定していた。
【００５９】
しかし、前記イメージガイド９０を伝送された光学像を、前記光学ローパスフィルタ６５を通して固体撮像素子３４で撮像したとき、図６（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａ上に表示される被観察部位であるポリープ等の体腔内臓器の病変部９６を示す内視鏡画像９７上に、イメージガイド９０の有する規則性と固体撮像素子３４の有する規則性とにより、両者の干渉縞であるモアレ縞９８が発生することがあった。
【００６０】
このモアレ縞９８は、特に光学繊維９１，…，９１の配列方向がファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して略一致して構成されたイメージガイド９０に対して、固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの配列方向が略一致しているとき強く発生して観察の妨げになっていた。
【００６１】
そこで、前記内視鏡画像９７上に発生するモアレ縞９８を減少させるため、ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対する固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の配置位置関係を、前記固体撮像素子３４を回転させていろいろと変化させてみた。すると、角度によって、すなわち、ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対する固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の配置位置とが傾いた位置関係になることによって、モアレ縞９８の見えかたの状態が変化することが確認された。
【００６２】
そこで、モニタ画面上に表れるモアレ縞９８を目立たなくする角度θの検討を行った。
前記イメージガイド９０を構成する光学繊維９１，…，９１の線径や接眼部２４における拡大率、固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの大きさ等の要因により、モアレ縞９８の表れ方に多少の違いがでてくる。
【００６３】
しかし、どのような組合せでも概ね、図７（ｂ）に示すようにファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１との位置関係から前記固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１とをプラス側、若しくはマイナス側に４度から４４度傾けて配置させることによってモアレ縞９８が減少することが確認された。そして、ばらつきを考慮したとき、配置させる角度θを５度から２０度の範囲内に収めると、つまり、前記固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの配列方向を、鉛直線に対して一定角度θである角度θを１２．５度を中心にプラスマイナス７．５度の範囲内に配置固定している。
【００６４】
また、前記固体撮像素子３４を傾ける方向（回転させる方向）としては図７（ｂ）に示すようにファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１を反時計回りに回転させた場合のときがモニタ画面上に表示されるＵＰ指標９４に着目したとき、気になり難いという利点がある。これは、前記ＵＰ指標９４の形状が非対称形状であるためである。
【００６５】
さらに、モニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７の傾きは、本来的には少なければ少ないほど違和感がないわけであるが、内視鏡画像９７の傾き角度が４４度以下で表示される分には、例えばＵＰ方向をＵＰ方向と認識することが可能である。すなわち、モニタ７の画面７ａに、傾き角度を４４度以下に設定した、内視鏡画像９７を表示させた場合、内視鏡画像９７を観察する初期状態において少し違和感を感じるが、診断において支障を来すことがないことが確認された。
【００６６】
このため、本実施形態においては、前記モニタ７の画面７ａ上に表示される内視鏡画像９７に表れるモアレ縞９８を目立たなくするため、図６（ｃ）に示す固体撮像素子３４をファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して角度θ、ここでθ＝１２．５°±７．５°、つまり角度θを５度から２０度の範囲で反時計方向に傾けた状態にしてＴＶカメラ３内部に固定している。
【００６７】
上述のように構成したＴＶカメラ３の作用を説明する。
まず、ファイバースコープ２を使用して体腔内や管孔内に存在する被観察部位の内視鏡画像をモニタ７に表示させて観察・診断を行う場合、前記ファイバースコープ２の接眼部２４にＴＶカメラ３のカメラヘッド３１を取付け固定する。また、ファイバースコープ２の内視鏡コネクタ２５を光源装置５に接続し、ＴＶカメラ３のカメラコネクタ３３をＣＣＵ６に接続する。このとき、ＣＣＵ６とモニタ７とを背面側で接続しておく、さらに、必要に応じて光源装置５とＣＣＵ６とも接続しておく。
【００６８】
次に、光源装置５，ＣＣＵ６，モニタ７の電源をＯＮ状態にし、モニタ７に正常画像が表示されるか否かを確認する。確認後、ファイバースコープ２の先端から照明光を照射し、ファイバースコープ２の挿入部２１を目的部位まで挿入していく。このとき、必要に応じて送気・送水・吸引等を行う。
【００６９】
前記ファイバースコープ２でとらえた被観察部位の光学像は、イメージガイド９０に伝送されて、ＴＶカメラ３の観察光学系６４を通過して固体撮像素子３４に結像する。
【００７０】
次いで、前記固体撮像素子３４では結像した光学像を画像信号に光電変換して、この光電変換した画像信号を信号ケーブル３５を経由してＣＣＵ６まで伝送する。このＣＣＵ６では伝送された画像信号から映像信号を生成し、モニタ７に出力する。
【００７１】
このことによって、図７（ｃ）に示すようにモニタ７の画面７ａ上にファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１との傾き角度θと同じ角度θだけてモアレ縞の発生していない傾いた内視鏡画像が表示される。この被観察部位の内視鏡画像９７を見ながら観察及び診断を行う。
【００７２】
なお、モニタ７の画面７ａにはファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の傾き角度θと同じ角度θだけ傾いた被観察部位の内視鏡画像９７が表示されるが、その傾き角度が２０°以内であるので診断には全く支障が生じない。
【００７３】
このように、既に製造されている多種多様のファイバースコープに組み合わせて使用されテレビカメラを形成する際、固体撮像素子の水平方向基準線をカメラヘッド内に１２．５°±７．５°、角度５度から２０度の範囲で反時計方向に傾けた状態で固定してことによって、ファイバースコープでとらえた光学像をテレビカメラで撮像してモニタの画面上に表示させたとき、光学ローパスフィルタを配置していないにも関わらず、表示される内視鏡画像にモアレ縞のほとんど発生しない明瞭な内視鏡画像を得ることができる。
【００７４】
また、モニタの画面上に表示される被観察部位のＵＰ方向の傾きが２０゜以下であるので、観察する内視鏡画像に違和感・診断上の不具合が発生することを防止することができる。
【００７５】
さらに、ケーブル蛇管に挿通させる信号ケーブルを軸線方向に対して折り返して、同じ円形断面中の余ったスペースに同じ信号ケーブルを３回挿通させる構成にしたので、ケーブル蛇管の太さを太径にすることなく、ケーブル蛇管より長い信号ケーブルをＴＶカメラのケーブル蛇管内に安定して収納することができる。
【００７６】
また、信号ケーブルの折り返し部をケーブル蛇管内に比べて空きスペースの大きなカメラコネクタ内とカメラヘッド内としたことにより、この折り返し部にストレスが加わることを少なくして信号ケーブルの品質保持を図ることができる。
【００７７】
またさらに、フェライトコアやシールド部材を設けたことにより、外部に向かう放射ノイズが少なく、内部に侵入する外来ノイズの影響を防止することができる。
【００７８】
これらのことにより、術者は、操作の安定性を損なうことなく、ファイバースコープ、電子内視鏡に関わらず、モニタの画面上に良好な内視鏡画像を表示させて、検査・処置を行える。
【００７９】
なお、図８に示すように同図（ｂ）に示す光学ローパスフィルタ６５を同図（ｃ）に示す前記固体撮像素子３４と同様の角度θに傾けて、同図（ａ）に示すイメージガイド９０と固体撮像素子３４との間に配置して撮像ユニット６９を構成することによって、同図（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７上にモアレ縞が表れることをさらに効果的に防止することができる。
【００８０】
また、前記図９（ｃ）に示す固体撮像素子３４Ａの種類によっては、同図（ｂ）に示すように光学ローパスフィルタ６５をファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に略一致させて、同図（ａ）に示すイメージガイド９０と固体撮像素子３４との間に配置して撮像ユニット６９を構成することによって、同図（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７上に表れるモアレ縞を効果的に防止することができる。
【００８１】
さらに、図１０に示す内視鏡装置１として例えば複数の電子内視鏡４を備え、その電子内視鏡４が例えば図１０（ａ）に示すように挿入部４１の長さが短い第１電子内視鏡４Ａと、図１０（ｂ）に示すように挿入部４１の長さが長い第２電子内視鏡４Ｂとである場合、前記第１電子内視鏡４Ａの固体撮像素子９８ａから延出する信号ケーブル９９ａ及び前記第２電子内視鏡４Ｂの固体撮像素子９８ｂから延出する信号ケーブル９９ｂは同じＣＣＵ６に接続される。
【００８２】
このとき、信号ケーブル９９ａと信号ケーブル９９ｂの長さが異なることによる画像信号の劣化を防止するため、第１の電子内視鏡４Ａと第２の電子内視鏡４Ｂとに内挿されている信号ケーブル９９ａ，９９ｂの長さ寸法を、略同じ長さ寸法に設定している。
【００８３】
このため、挿入部４１の長さの短い第１電子内視鏡４Ａでは、上述したＴＶカメラ３の実施形態と同様、ユニバーサルコード４３内を挿通する信号ケーブル９９ａを軸線方向に折り返して収納している。また、ユニバーサルコード４３と内視鏡コネクタ４４との間に、内径寸法をユニバーサルコード４３の外径寸法より大きく形成した連結部１０５を設けている。そして、この連結部１０５内に信号ケーブル９９ａの折り返し部９９ｃを収納している。このことにより、修理用のケーブル余分長を設ける必要をなくしている。
【００８４】
一方、前記第２電子内視鏡４Ｂは、挿入部４１が最も長い内視鏡であり、この信号ケーブル９９ｂは折り返し部を形成することなく挿通配置されている。
【００８５】
このように、挿入部長さの違う電子内視鏡を１つのＣＣＵに接続して使用する内視鏡装置であっても、上記実施形態と同様に画像劣化等の不具合のない良好な内視鏡画像を得ることができる。
【００８６】
又、図１１及び図１２に示すように前記カメラヘッド３１Ａの上面方向にスイッチボックス部１１０を固定し、その側周面に複数のリモートスイッチ８５を配置し、このスイッチボックス部１１０の上面方向から軟性ゴム製のケーブル蛇管１１１を延出させている。そして、このケーブル蛇管１１１の端部に軟性チューブからなる折れ止め部１１２を設けて、前記ケーブル蛇管１１１の座屈を防止している。
【００８７】
前記ケーブル蛇管１１１は、折れ止め部１１２を設けた状態でも所望する方向に自由に曲げることが可能になっている。このため、ファイバースコープ２の操作部２２から延出するユニバーサルコード２３の方向が、たとえＤＯＷＮ側であっても、ＲＩＧＨＴ側であっても、又は別の方向であっても自由に屈曲させることによって操作性が損なわれることを防止している。
【００８８】
なお、前記リモートスイッチ８５は、番号部分以外を透明に形成したカバー８５ａで覆われており、このカバー８５ａの内部に図示しないＬＥＤ等の発光手段を埋設している。このため、薄暗い内視鏡検査室内においてもリモートスイッチの位置と種類を確実に判別できるようになっている。
【００８９】
また、図１３に示すように信号ケーブル３５の折り返し部としては、カメラコネクタ３３の内部に第１折り返し部１１３ａを設け、ケーブル蛇管１１１の中途部に第２折り返し部１１３ｂを設けている。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略している。
【００９０】
このように、スイッチボックス部から延出するケーブル蛇管を軟性ゴム製にすることにより、他のケーブル類等にあわせて、ケーブル蛇管を屈曲させて良好な操作性を得ることができる。
【００９１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記光学ローパスフィルターの代わりに、又は追加してフォーカス調整手段を設けることによって、デフォーカスによりモアレ縞を完全になくす構成であっても良い。また、イメージガイドの光学繊維の積み方は、俵積みに限定されるものではなく固体撮像素子の画素と同様、等ピッチで縦横方向に積み重ねるものであっても良い。さらに、固体撮像素子の種類は、カラーチップを用いたいわゆる同時式のものであっても、白黒チップを用いた面順次式のものであってもよい。又、信号ケーブルの収納方法、ケーブル蛇管、リモートスイッチの構成等は各実施形態のうちどの構成を用いても良く、当然、自由に変形実施可能である。
【００９２】
つまり、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００９３】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００９４】
（１）複数本の光学繊維を所定の面を基準面にして水平・垂直方向に整然と配列し、基端面にファイバースコープの水平方向基準面に対して略平行な配列模様を形成させた光学繊維束をイメージガイドとして備えたファイバースコープと、このファイバースコープの接眼部に装着され、前記イメージガイドで伝送される光学像を撮像して画像信号に変換する、多数の画素を水平方向基準線に対して一定間隔で水平・垂直方向に整然と配列して形成した固体撮像素子を撮像光学系として備えた内視鏡用外付けテレビカメラと、この内視鏡用外付けテレビカメラの固体撮像素子で光電変換した画像信号をテレビモニタ画面上に表示させる映像信号に生成してテレビモニタに出力するカメラコントロールユニットとを具備する内視鏡装置において、
前記内視鏡用外付けテレビカメラを前記ファイバースコープの接眼部に装着した際、前記内視鏡用外付けテレビカメラの固体撮像素子の水平方向基準線が、前記ファイバースコープの水平方向基準面に対してプラス側、若しくはマイナス側に４度から４４度の角度範囲で傾いた位置関係となるように、前記内視鏡用外付けテレビカメラの水平方向基準線に対して固体撮像素子の水平方向基準線を傾けて配置した内視鏡装置。
【００９５】
（２）前記テレビモニタ画面上に表示される被観察部位の内視鏡画像の水平方向とこのテレビモニタの水平方向基準線との位置関係とを、固体撮像素子の水平方向基準線とファイバースコープの水平方向基準面との位置関係と同様に、所定の角度範囲で傾いた位置関係に設定した付記１記載の内視鏡装置。
【００９６】
（３）前記接眼部と前記固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置した付記１又は付記２記載の内視鏡装置。
【００９７】
（４）前記固体撮像素子の水平方向基準線とファイバースコープのスコープ水平方向基準面との傾いた位置関係のに設定角度を、ファイバースコープのスコープ水平方向基準面に対して、プラス側、若しくはマイナス側に５度から２０度の範囲内とした付記１記載の内視鏡装置。
【００９８】
このことにより、角度範囲を４度から４４度の間に設定したときに比べて、モアレ縞が発生しにくくなるとともに、見た目の違和感がなくなる。
【００９９】
（５）前記複数本の光学繊維の配列は俵積み状であり、端面に前記スコープ水平方向基準面に対して平行な方向と、スコープ水平方向基準面に対して６０度の方向及び１２０度の方向の３方向の方向性を有する配列模様を形成した付記１記載の内視鏡装置。
【０１００】
（６）光学像を光電変換する固体操像素子と、カメラコントロールユニットとを電気的に接続して信号の送受を行う信号ケーブルを有する内視鏡装置において、
前記信号ケーブルをケーブル蛇管内で軸線方向に折り返して収納した内視鏡装置。
【０１０１】
（７）前記信号ケーブルは、挿入部の先端側に固体撮像素子を配置した電子内視鏡内又はファイバースコープの接眼部に取付け固定されるカメラヘッド内に固体撮像素子を配置した内視鏡用外付けテレビカメラ内に設けられる付記６記載の内視鏡装置。
【０１０２】
（８）前記信号ケーブルの全長は、少なくともケーブル蛇管全長の３倍以上であり、このケーブル蛇管の端面外側近傍に折り返し部を有し、ケーブル蛇管内で前記信号ケーブルが余分に１往復して収納される付記６又は付記７記載の内視鏡装置。
【０１０３】
（９）挿入部長が異なる複数機種の内視鏡又は、テレビカメラにおいて、前記信号ケーブルの全長寸法を、カメラコントロールユニットと固体撮像素子との間の送受に必要な所定の長さ寸法範囲内に設定した付記６又は付記７記載の内視鏡装置。
【０１０４】
このように、付記６ないし付記９の構成の内視鏡装置では、ケーブル蛇管、操作部、ビデオコネクタ等の大型化を防止し、術者の作業性を低下させることなく、所望の長さに設定した信号ケーブルを備え、１つのカメラコントロールユニットに組み合わせて使用したとき、固体撮像素子が正常に作動して画像劣化等の不具合がない。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、テレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、モニタ画面上にモアレ縞のない鮮明な内視鏡画像を表示させて良好な診断を可能にする取扱いの容易な内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図７は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図
【図２】内視鏡用外付けテレビカメラを説明する図
【図３】カメラヘッドを接眼部に装着した状態における側断面図
【図４】カメラヘッドとケーブル蛇管の位置関係を示す外観図
【図５】カメラヘッド内の撮像光学系と接眼部内の光学系の結像状態を説明する模式図
【図６】本実施形態と比較するための図であり、ファイバースコープと従来のＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図
【図７】本実施形態におけるファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図
【図８】ファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する他の構成の図
【図９】ファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する別の構成の図
【図１０】内視鏡装置を構成する２つの電子内視鏡の違いを説明する図
【図１１】ＴＶカメラのカメラヘッドの他の構成を示す図
【図１２】図１１のカメラヘッドを矢印Ｂ側から見たときの図
【図１３】ＴＶカメラ内に挿通されている信号ケーブルの折り返し部を説明する図
【符号の説明】
２…ファイバースコープ
３４…固体撮像素子
３４ａ…画素
９０…イメージガイド
９１…光学繊維
１００…ファイバースコープのスコープ水平方向基準面
１０１…固体撮像素子の水平方向基準線
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学繊維を束ねて形成したイメージガイドを備えたファイバースコープと、そのファイバースコープの接眼部に着脱される内視鏡用外付けテレビカメラとを備えた内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治療処置のできる光学式ファイバ内視鏡（以下ファイバースコープとも記す）が広く用いられている。また、ボイラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管・自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察や検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
前記ファイバースコープは、イメージファイバを像伝達手段として用いており、接眼部で被観察部位の肉眼観察できるようになっている。また、前記接眼部に固体撮像素子を備えた内視鏡用外付けテレビカメラ（以下ＴＶカメラと略記する）を装着し、伝達された光学像をこのＴＶカメラの固体撮像素子によって撮像し、画像信号に変換した後、映像信号を生成してＴＶモニタに被観察部位の映像を表示させて観察することも一般的になされている。
【０００４】
前記イメージファイバをイメージ光学系とするファイバースコープの内視鏡像を、固体撮像素子を有するＴＶカメラで撮像してＴＶモニタ上に表示させると画面上に、ファイバー内視鏡のイメージファイバの配列と、ＴＶカメラ側の撮像素子、色分解フィルタあるいはＴＶ水平走査線とが干渉してＴＶモニタ上の内視鏡像にモアレ縞が発生することがあった。そして、前記内視鏡画像中にモアレ縞が目立って発生すると、良好な観察を行えなくなる。
【０００５】
そこで、モアレ縞を消すため、固体撮像素子にピントをぼかしてイメージファイバ画像を結像させる方法（いわゆるデフォーカス）があるが、ピントは近点から遠点まで調節が可能な構成であり、観察に十分なピントを確保しながら、邪魔なモアレだけを消すように内視鏡のフォーカス若しくはＴＶカメラのフォーカスを調整するのは、非常に難しいという欠点があった。
【０００６】
そこで、特開平６−２５４０４４号公報には、光学繊維束の３方向の配列方向のうち１つの方向を、マスク部材の鉛直基準線と水平基準線のうち１つの基準線に対し、重ならないように相対的に傾けて、光学ローパスフィルターを用いることなくモアレ縞の発生を防止する内視鏡が開示されている。
【０００７】
また、特開平２−２８９２２５号公報には伝達光学系としてファイババンドルが使用された内視鏡装置に接続する際には、各々の種類に応じた適切なモアレの除去が可能であるとともに、伝達光学系としてリレーレンズ系が使用された内視鏡装置に接続する際には解像力の低下を防止することが可能である内視鏡用外付けテレビカメラ装置が開示されている。
【０００８】
さらに、特公平４−７０８９９号公報には信号ケーブルの電気的長さを１種類に統一して使用状態では信号ケーブルによる影響の差異を解消して、調整することをほとんど必要とせず質の高い画像を得ることができるようにした内視鏡装置が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平６−２５４０４４号公報の内視鏡では、光学繊維束の配列方向とマスク部材の水平基準線とが重ならないように相対的に傾けて配置した専用のファイバースコープを新たに作らなければモアレ縞を除去することができない。つまり、既存の多種多様のファイバースコープと組み合わせた時、モアレ縞を除去することができないという問題があった。
【００１０】
また、前記特開平２−２８９２２５号公報の内視鏡用外付けテレビカメラ装置では、光学ローパスフィルタの作用及び撮像光学系を光軸方向へ移動させてデフォーカス状態にする両方の組合せによってモアレ縞を除去するため、デフォーカスによるモアレ除去時の解像度が、最良のピント調整時に比べて低下しているという問題があった。そして、デフォーカス用にフォーカス調整手段が必要になることにより、取付けスペースが必要となるばかりでなくコスト的にも高価になるという不具合があった。
【００１１】
さらに、前記特公平４−７０８９９号公報の内視鏡装置ではユニバーサルコード内で螺旋管の螺旋溝に沿わせて信号ケーブルを配設したものでは、螺旋管がユニバーサルコード内に配置されるのでユニバーサルコードの外径が太径になり、ユニバーサルコード部分の重さが重くなり操作性を低下させたり、操作部から延出するユニバーサルコード自体をカールコード状に形成したものでは、ユニバーサルコードの取り回しが悪く、術者が扱い難いという問題があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡用外付けテレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、モニタ画面上にモアレ縞のない鮮明な内視鏡画像を表示させて良好な診断を可能にする取扱いの容易な内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による内視鏡装置は、複数本の光学繊維を所定方向に平行列が形成するように整然と配列させて束ねた光学繊維束をイメージガイドとして備えたファイバースコープと、前記ファイバースコープに設けられ、前記光学繊維束によって形成された前記平行列に対して直交する仮想軸に一辺が一致するとともに、他辺が前記仮想軸に対して斜め方向に形成された切欠け形状の指標部と、複数の画素を格子状に整然と配列させて撮像面が形成された固体撮像素子を有するテレビカメラと、前記テレビカメラに設けられ、前記固体撮像素子の水平方向と前記光学繊維の平行列とが前記指標部の一辺方向に傾いた位置関係になるように前記ファイバースコープの接眼部に装着自在なマウント部と、前記光学繊維束により前記接眼部に形成された光学像を前記固体撮像素子によって光電変換して得られる画像信号に基づき、前記指標部が一辺方向に傾いて重畳された画像をテレビモニタ画面上に表示可能な映像信号を生成するカメラコントロールユニットとを具備したことを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記接眼部と前記固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置している。
【００１６】
この構成によれば、ファイバースコープの光学繊維束により接眼部に形成された光学像を固体撮像素子によって光電変換して得られる画像信号に基づき、前記切欠け形状の指標部が一辺方向に傾いて重畳された画像をテレビモニタ画面上に表示可能な映像信号をカメラコントロールユニットが生成する。
【００１８】
また、光学ローパスフィルタを配置したテレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、固体撮像素子を傾けて配置しただけでは消えなかったモアレ縞の発生がなくなる。
【００１９】
【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を説明する。
図１ないし図７は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図、図２は内視鏡用外付けテレビカメラを説明する図、図３はカメラヘッドを接眼部に装着した状態における側断面図、図４はカメラヘッドとケーブル蛇管の位置関係を示す外観図、図５はカメラヘッド内の撮像光学系と接眼部内の光学系の結像状態を説明する模式図、図６は本実施形態と比較するための図であり、ファイバースコープと従来のＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図、図７は本実施形態におけるファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図である。
【００２０】
なお、図２（ａ）は内視鏡用外付けテレビカメラの全体構成を示す図、図２（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図６（ａ）はファイバースコープ内のイメージガイドとマスク部材の配置位置関係を示す図、図６（ｂ）は光学ローパスフィルタの配置位置関係を示す図、図６（ｃ）は固体撮像素子の配置位置関係を示す図、図６（ｄ）はテレビモニタ上に表示される被観察部位の内視鏡画像を示す図、図７（ａ）はファイバースコープ内のイメージガイドとマスク部材との配置位置関係を示す図、図７（ｂ）は固体撮像素子の傾き状態を示す図、図７（ｃ）はテレビモニタ上に表示される被観察部位の内視鏡画像を示す図である。
【００２１】
図１に示すように本実施形態の内視鏡装置１は、体腔内に挿通される挿入部２１及びこの挿入部２１の基端側に位置する把持部を兼ねる操作部２２と、この操作部２２の側部から延出するユニバーサルコード２３を備え、前記挿入部２１及び操作部２２内に複数の光学繊維を束ねて形成した像伝達手段である図示しないイメージガイドを内挿したファイバースコープ２と、このファイバースコープ２の操作部２２の基端に位置する接眼部２４に着脱自在で、この接眼部２４までイメージガイドによって伝送された光学像を撮像して画像信号に光電変換する固体撮像素子を内蔵したカメラヘッド３１を備えた内視鏡用外付けテレビカメラ（以下ＴＶカメラと略記する）３と、体腔内に挿通される挿入部４１及びこの挿入部４１の基端側に位置する把持部を兼ねる操作部４２と、この操作部４２の側部から延出するユニバーサルコード４３を備え、前記挿入部４１の先端側に観察光学系として図示しない例えば固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡（ビデオスコープともいう）４と、前記ユニバーサルコード２３，４３の基端部に設けられた内視鏡コネクタ２５，４４を介して前記ファイバースコープ２及び電子内視鏡４に備えられている照明光学系に被観察部位を照明するための照明光を供給する光源装置５と、前記ＴＶカメラ３のカメラヘッド３１に内蔵されている固体撮像素子又は電子内視鏡４の挿入部４１の先端側に内蔵された固体撮像素子で光電変換された画像信号を映像信号に生成して後述するＴＶモニタ（単にモニタとも記載する）７に出力するカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと略記する）６と、このＣＣＵ６から出力された映像信号を受けて被観察部位の内視鏡画像を表示するモニタ７とで主に構成されている。
【００２２】
前記ファイバースコープ２の挿入部２１及び電子内視鏡４の挿入部４１は、先端側から順に先端硬質部２９，４９、複数の湾曲駒を連接して形成された湾曲部２８，４８及び柔軟性を有する可撓管部２７，４７を連設して構成されており、前記操作部２２，４２に設けた図示しない湾曲操作ノブを適宜操作することによって湾曲部２８，４８を上下左右の４方向や上下の２方向に湾曲させて先端硬質部２９，４９をそれぞれ所望の方向に向けることができるようになっている。
【００２３】
なお、前記ファイバースコープ２及び電子内視鏡４は診断目的や診断部位に応じて挿入部太さや、挿入部長さ等が異なるものが複数種類存在する。
【００２４】
前記ＴＶカメラ３は、前記カメラヘッド３１の側周部から延出するケーブル蛇管３２を有し、このケーブル蛇管３２の基端部には前記ＣＣＵ６に設けられているＣＣＵコネクタ６１に着脱自在なカメラコネクタ３３が設けられている。そして、前記カメラヘッド３１の固体撮像素子（図２符号３４に示す）で光電変換された画像信号は、ケーブル蛇管３２及びカメラコネクタ３３、ＣＣＵコネクタ６１を介してＣＣＵ６に伝送されるようになっている。
【００２５】
一方、前記電子内視鏡４の挿入部４１に配設されている図示しない固体撮像素子で光電変換された画像信号は、前記内視鏡コネクタの側部に設けられている電気コネクタ４５に着脱自在なビデオコネクタ８１を一端部に備え、他端部に前記ＣＣＵコネクタ６１に着脱自在なカメラコネクタ８２を備えた信号ケーブル８を介してＣＣＵ６に伝送されるようになっている。
【００２６】
つまり、本実施形態の内視鏡装置１においては、電子内視鏡４で撮像した被観察部位の内視鏡画像は勿論、ファイバースコープ２にＴＶカメラ３を接続することによって、ファイバースコープ２でとらえた被観察部位の光学像をモニタ７の画面７ａ上に内視鏡画像として表示させて、多人数で同時に観察、診断を行える。
【００２７】
このとき、前記ＴＶカメラ３及び電子内視鏡４に対してＣＣＵ６は１つであり、この１つのＣＣＵ６を使用して正常な内視鏡画像を表示させるため、電子内視鏡４の固体撮像素子からカメラコネクタ８２まで延出する信号ケーブル（不図示）の長さ寸法と、ＴＶカメラ３の固体撮像素子３４からカメラコネクタ３３まで延出する信号ケーブル（図２符号３５）の長さ寸法とを略同じ長さ寸法に設定している。
なお、前記信号ケーブル８を用いるときには電子内視鏡４に接眼部がないのでテレビカメラ３は不要になる。それ以外の作用はファイバースコープ２と同様である。
【００２８】
図２を参照してＴＶカメラ３の構成を説明する。
図２（ａ）に示すように前記ケーブル蛇管３２の両端部は、座屈することを防止する折れ止め部５１を介して前記カメラヘッド３１及びカメラコネクタ３３にそれぞれ一体的に固定されている。
【００２９】
前記カメラヘッド３１の内部には固体撮像素子３４が内蔵されており、この固体撮像素子３４からは細長な信号ケーブル３５が延出している。この信号ケーブル３５の長さ寸法は、前記ＣＣＵ６に伝送されるまでの間に画像信号が劣化することを防止するため、電子内視鏡４の固体撮像素子から挿入部４１，操作部４２，ユニバーサルコード４３，信号ケーブル８内を通ってカメラコネクタ８２まで延出する前記信号ケーブルの長さ寸法と略同じ寸法に設定してある。一方、この信号ケーブル３５が挿通される前記ケーブル蛇管３２の長さ寸法を、前記信号ケーブル３５の長さ寸法に対して約１／３よりやや短い長さ寸法に設定している。
【００３０】
このため、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように前記信号ケーブル３５は、前記ケーブル蛇管３２の一開口３２ａ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ａ）他開口３２ｂ側から１度突出した後、このケーブル蛇管３２の他開口３２ｂ近傍外部で折り返し部３５ｄを形成し、再び他開口３２ｂ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ｂ）一開口３２ａ側から突出している。そして、前記一開口３２ａ近傍外部で折り返し部３５ｅを形成して、再び一開口３２ａ側からケーブル蛇管３２内に挿通されて（符号３５ｃ）他開口３２ｂから突出して前記カメラコネクタ３３に設けられている所定のコネクタピン３６に信号ケーブル３５が電気的かつ機械的に接続されている。つまり、前記信号ケーブル３５は、前記ケーブル蛇管３２内を一往復半して挿通配置されている。
【００３１】
なお、前記カメラコネクタ３３の内部には信号ケーブル弛み部３５ｆが設けられており、この信号ケーブル弛み部３５ｆを設けたことによって、信号ケーブル３５の修理を複数回行うことを可能にしている。
【００３２】
また、符号３７は前記ケーブル蛇管３２内に前記信号ケーブル３５の他に挿通されている電気ケーブルである。この電気ケーブル３７の一端部は前記カメラコネクタ３３に設けられている所定のコネクタピン３６に電気的かつ機械的に接続され、他端部は図４に示す４つのリモートスイッチ８５にそれぞれ電気的かつ機械的に接続されている。
【００３３】
さらに、符号５２は管状に形成された不要輻射ノイズ低減部材であるフェライトコアであり、このフェライトコア５２の貫通孔には前記信号ケーブル３５を内挿したケーブル蛇管３２が挿通されている。このことによって、前記信号ケーブル３５に混入したノイズがフェライトコア５２に吸収されて、ＣＣＵ６にノイズの除去された画像信号が伝送される。
【００３４】
図２（ａ）及び図３に示すようにＴＶカメラ３のカメラヘッド３１は、例えば金属製で断面形状が略凸字形状で中心軸上には貫通孔５３ａを形成したベース本体５３と、このベース本体５３に外嵌配置される非導電性樹脂部材で形成されたヘッドカバー５４と、このヘッドカバー５４の内周面に一端部を水密に固定したマウント部５５とを具備して構成されており、このマウント部５５を前記ファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定されたとき、ファイバースコープ２の水平方向基準面と、ＴＶカメラ３の水平方向基準面とが略一致する構成になっている。
【００３５】
また、前記マウント部５５を接眼部２４に取付け固定したとき、前記マウント部５５に水密に固設した複数の接点ピン５６と前記接眼部２４の接点受け部２４ａとが電気的に接触することによってＬＥＤ５７が点灯するようになっている。つまり、ＬＥＤ５７が点灯することによって、外部からＴＶカメラ３がファイバースコープ２に確実に取り付けられていることが容易に視認することができるようになっている。
【００３６】
前記マウント部５５には前記貫通孔５３ａに対応する透孔が形成されており、この透孔の接眼部側にはカバーガラス６２が水密に固定されている。そして、このカバーガラス６２の接眼部２４側表面に位置するようにレーザ光カットフィルタ６３が粘着力の弱い接着剤等で前記マウント部５５に着脱可能に固定されるようになっている。
【００３７】
このことにより、ファイバースコープ２の図示しない処置具挿通チャンネル内にレーザプローブを挿通し、各種波長のレーザを照射して診断・治療を行うときに、レーザ照射光による悪影響を排除して被観察部位の内視鏡画像をモニタ画面上に表示させて観察を可能にしている。なお、レーザプロープを使用しないときには前記レーザ光カットフィルタ６３を取り外して使用する。
【００３８】
一方、前記ベース本体５３の貫通孔５３ａの先端側には前記カバーガラス６２に対向する複数の光学レンズで構成した観察光学系６４を配設したレンズ枠６４ａが固定されている。
【００３９】
前記観察光学系６４の光軸後方には接眼部側から順にカットする方向の異なる３枚のフィルタを接合して構成した光学ローパスフィルタ６５、赤外光カットフィルタ６６、リレーレンズ６７、固体撮像素子３４、駆動回路基板６８、信号ケーブル３５を一体に形成した撮像ユニット６９が設けられている。
【００４０】
前記撮像ユニット６９は、前記観察光学系６４に対して偏芯及び傾きを調整することが可能な調整部材７１を介してベース本体５３の貫通孔５３ａ基端側に固定されている。
【００４１】
前記調整部材７１は、偏心調整を行うための２つの芯出し部材７２と、傾き調整を行う６本の調整ビス７３と、前記芯出し部材７２をガイドする一方、前記調整ビス７３が配置されるガイド部材７４とにより構成されている。
【００４２】
前記ガイド部材７４の外周側に配置されたベース本体５３及びこのベース本体５３の基端側外周を覆い包むシールド筒７５の前記調整ビス７３に対応する位置には、前記調整ビス７３の外径寸法より大きな内径寸法の透孔７６が形成されている。これら透孔７６は、前記シールド筒７５を配設した状態で、前記撮像ユニット６９の観察光学系６４に対する偏芯及び傾きを調整するための孔であり、これら透孔７６は偏芯や傾き等の調整を終了した後、銅箔テープ等のシールドテープ７７で塞がれるようになっている。
【００４３】
これら透孔７６を設けたことによって、シールド筒７５を配設した後に、撮像ユニット６９の観察光学系６４に対する偏芯及び傾きを所定の状態に調整することが可能であるので、従来のようにシールド筒７５を被せた際に信号ケーブル３５に外部からの力等が加わって発生していた芯ずれや傾きをなくせるとともに、再調整の行程をなくしている。この結果、従来の組立て方法に比べて品質の向上が図れるばかりでなく安価に組立てを行える。そして、調整後に前記透孔７６をシールドテープで塞いだことによって、これら透孔７６を設けたことによってシールド性が低下することを防止している。
【００４４】
また、前記シールド筒７５の側面と上面には前記ヘッドカバー５４の内周面に接触する金属板バネ等の導通バネ７８が配設されている。この導通バネ７８は、前記ヘッドカバー５４の内面に設けられている金属フレックスや金属ブレードや蒸着されるアルミ蒸着シールド部材等のシールド膜７９に導通している。
【００４５】
このことにより、カメラヘッド３１内部から外部に向かって放射ノイズを放射すること及び外部からカメラヘッド３１内部に外来ノイズが侵入することを防止している。
【００４６】
さらに、前記ケーブル蛇管３２の一端部は、前記ヘッドカバー５４のシールド膜７９に軟性樹脂を水密に被覆して固定されている。このことにより、前記シールド膜７９とカメラコネクタ３３とケーブル蛇管３２とは電気的に導通して固体撮像素子３４のＧＮＤと同電位になっている。
【００４７】
図４に示すようにカメラヘッド３１側の折れ止め部５１は、矢印に示すように約９０度の範囲で回動自在であり、実線に示す位置及び二点鎖線に示す位置の２箇所においてストッパ兼固定部材８４によって固定される構造になっている。これは、術者の取り回し等、操作性を向上させるためである。
【００４８】
つまり、前記ファイバースコープ２にはユニバーサルコード２３が接眼部２４の中心軸に対してＤＯＷＮ側に延出する構造のものとＲＩＧＨＴ側に延出する構造のものとがある。そして、前記ＴＶカメラ３は、ユニバーサルコード２３がＤＯＷＮ側に延出する構造又はＲＩＧＨＴ側に延出する構造のどちらのタイプのものとも組み合わせて使用される。
【００４９】
このため、前記折れ止め部５１が約９０度の範囲で回動可能で、かつ固定できる構造にして、どちらのタイプのファイバースコープ２と組み合わせた場合でもユニバーサルコード２３とケーブル蛇管３２の延出する方向を一致させて操作性を向上させている。
【００５０】
なお、前記折れ止め部５１が回動したとき、干渉しない位置のカメラヘッド３１上面に、フリーズ、レリーズ、調光、画面サイズの切替え等を行う複数のリモートスイッチ５３が設けられている。このリモートスイッチ８５の外面には各スイッチの番号を示す数字が凸状又は凹状に形成されており、その表面に蛍光塗料が塗布されている。このため、暗い内視鏡検査室においてもスイッチの位置と種類の識別を容易に行える。
【００５１】
図５及び図６を用いて本実施形態の要部の構成を説明する。
図５に示す符号９０は、ファイバースコープ２の内部に挿通されている複数の光学繊維９１，…，９１を束ねて構成したイメージガイドである。
【００５２】
図に示すようにＴＶカメラ３をファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定したとき、前記ファイバースコープ２のイメージガイド９０と、接眼部２４に設けられている接眼レンズ群９２と、カメラヘッド３１に設けられているレンズ群９３と、光学ローパスフィルタ６５と、固体撮像素子３４とが１つの光軸上に所定の間隔で配置される。
【００５３】
前記イメージガイド９０は、１本の線径が０．０１ｍｍ程の極細で可撓性を有するガラス製の光学繊維９１，…，９１を基準面に対して略平行に密着させて複数本を並べ、その複数本並べて配設した光学繊維９１，…，９１の上に次々と１／２ピッチずらして光学繊維９１，…，９１を密着させて積み重ねて形成しているので、前記光学繊維９１，…，９１が水平・垂直方向に一定間隔で整然と配列された、いわゆる俵積み状配列になっている。
【００５４】
つまり、図６（ａ）に示すように前記ファイバースコープ２の光学繊維９１，…，９１は、ファイバースコープ水平方向基準面（スコープ水平方向基準面と略記する）１００と略平行な方向に配列模様を形成するとともに、このスコープ水平方向基準面１００に対して６０度の方向及び１２０度の方向にも配列模様を形成している。つまり、スコープ水平方向基準面１００に対して３つの方向性を有する配列模様をその両端面に形作っている。
【００５５】
なお、上述した構成で形成されたイメージガイド９０を内挿したファイバースコープ２は、以前（１０年以上前）より各種開発されており、既に多くの種類のファイバースコープ２が存在し、使用されている。また、図中符号９４は、術者がファイバースコープ２を使用しているときに上方向を示すＵＰ指標である。このＵＰ指標９４は、例えば一方が垂直線で他方がこの垂直線に対して斜めな鉛直軸に対して非対称な逆三角形形状をしている。さらに、前記図５に示すようにイメージガイド９０の接眼側端にはマスク部材９５が一体に設けられており、このマスク部材９５は、図６（ｄ）に示すように前記ＵＰ指標９４とともにモニタ７の画面７ａ上に表示される。
【００５６】
従来においては、前記ファイバースコープ２のイメージガイド９０を伝送される光学像を撮像するＴＶカメラ３は、このファイバースコープ２の接眼部２４に取付け固定される。このＴＶカメラ３のカメラヘッド３１に設けられている図６（ｂ）に示すように矢印ａ，矢印ｂ，矢印ｃに示す３つの方向の光をカットする光方向性を有する光学ローパスフィルタ６５は、矢印ｂがスコープ水平方向基準面１００に対して直交する向きに配置していた。
【００５７】
また、図６（ｃ）に示すように固体撮像素子３４は、縦・横寸法がそれぞれ０．０１ｍｍ以下の画素３４ａ，…，３４ａを水平方向基準線１０１に対して水平・垂直方向に一定間隔で整然と配列して形成されており、この固体撮像素子３４の横方向をスコープ水平方向基準面１００に対して平行に配置していた。
【００５８】
つまり、光学ローパスフィルタ６５と固体撮像素子３４とを前記ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して略平行にＴＶカメラ３内に固定していた。
【００５９】
しかし、前記イメージガイド９０を伝送された光学像を、前記光学ローパスフィルタ６５を通して固体撮像素子３４で撮像したとき、図６（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａ上に表示される被観察部位であるポリープ等の体腔内臓器の病変部９６を示す内視鏡画像９７上に、イメージガイド９０の有する規則性と固体撮像素子３４の有する規則性とにより、両者の干渉縞であるモアレ縞９８が発生することがあった。
【００６０】
このモアレ縞９８は、特に光学繊維９１，…，９１の配列方向がファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して略一致して構成されたイメージガイド９０に対して、固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの配列方向が略一致しているとき強く発生して観察の妨げになっていた。
【００６１】
そこで、前記内視鏡画像９７上に発生するモアレ縞９８を減少させるため、ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対する固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の配置位置関係を、前記固体撮像素子３４を回転させていろいろと変化させてみた。すると、角度によって、すなわち、ファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対する固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の配置位置とが傾いた位置関係になることによって、モアレ縞９８の見えかたの状態が変化することが確認された。
【００６２】
そこで、モニタ画面上に表れるモアレ縞９８を目立たなくする角度θの検討を行った。
前記イメージガイド９０を構成する光学繊維９１，…，９１の線径や接眼部２４における拡大率、固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの大きさ等の要因により、モアレ縞９８の表れ方に多少の違いがでてくる。
【００６３】
しかし、どのような組合せでも概ね、図７（ｂ）に示すようにファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１との位置関係から前記固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１とをプラス側、若しくはマイナス側に４度から４４度傾けて配置させることによってモアレ縞９８が減少することが確認された。そして、ばらつきを考慮したとき、配置させる角度θを５度から２０度の範囲内に収めると、つまり、前記固体撮像素子３４の画素３４ａ，…，３４ａの配列方向を、鉛直線に対して一定角度θである角度θを１２．５度を中心にプラスマイナス７．５度の範囲内に配置固定している。
【００６４】
また、前記固体撮像素子３４を傾ける方向（回転させる方向）としては図７（ｂ）に示すようにファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１を反時計回りに回転させた場合のときがモニタ画面上に表示されるＵＰ指標９４に着目したとき、気になり難いという利点がある。これは、前記ＵＰ指標９４の形状が非対称形状であるためである。
【００６５】
さらに、モニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７の傾きは、本来的には少なければ少ないほど違和感がないわけであるが、内視鏡画像９７の傾き角度が４４度以下で表示される分には、例えばＵＰ方向をＵＰ方向と認識することが可能である。すなわち、モニタ７の画面７ａに、傾き角度を４４度以下に設定した、内視鏡画像９７を表示させた場合、内視鏡画像９７を観察する初期状態において少し違和感を感じるが、診断において支障を来すことがないことが確認された。
【００６６】
このため、本実施形態においては、前記モニタ７の画面７ａ上に表示される内視鏡画像９７に表れるモアレ縞９８を目立たなくするため、図６（ｃ）に示す固体撮像素子３４をファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に対して角度θ、ここでθ＝１２．５°±７．５°、つまり角度θを５度から２０度の範囲で反時計方向に傾けた状態にしてＴＶカメラ３内部に固定している。
【００６７】
上述のように構成したＴＶカメラ３の作用を説明する。
まず、ファイバースコープ２を使用して体腔内や管孔内に存在する被観察部位の内視鏡画像をモニタ７に表示させて観察・診断を行う場合、前記ファイバースコープ２の接眼部２４にＴＶカメラ３のカメラヘッド３１を取付け固定する。また、ファイバースコープ２の内視鏡コネクタ２５を光源装置５に接続し、ＴＶカメラ３のカメラコネクタ３３をＣＣＵ６に接続する。このとき、ＣＣＵ６とモニタ７とを背面側で接続しておく、さらに、必要に応じて光源装置５とＣＣＵ６とも接続しておく。
【００６８】
次に、光源装置５，ＣＣＵ６，モニタ７の電源をＯＮ状態にし、モニタ７に正常画像が表示されるか否かを確認する。確認後、ファイバースコープ２の先端から照明光を照射し、ファイバースコープ２の挿入部２１を目的部位まで挿入していく。このとき、必要に応じて送気・送水・吸引等を行う。
【００６９】
前記ファイバースコープ２でとらえた被観察部位の光学像は、イメージガイド９０に伝送されて、ＴＶカメラ３の観察光学系６４を通過して固体撮像素子３４に結像する。
【００７０】
次いで、前記固体撮像素子３４では結像した光学像を画像信号に光電変換して、この光電変換した画像信号を信号ケーブル３５を経由してＣＣＵ６まで伝送する。このＣＣＵ６では伝送された画像信号から映像信号を生成し、モニタ７に出力する。
【００７１】
このことによって、図７（ｃ）に示すようにモニタ７の画面７ａ上にファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１との傾き角度θと同じ角度θだけてモアレ縞の発生していない傾いた内視鏡画像が表示される。この被観察部位の内視鏡画像９７を見ながら観察及び診断を行う。
【００７２】
なお、モニタ７の画面７ａにはファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００と固体撮像素子３４の水平方向基準線１０１の傾き角度θと同じ角度θだけ傾いた被観察部位の内視鏡画像９７が表示されるが、その傾き角度が２０°以内であるので診断には全く支障が生じない。
【００７３】
このように、既に製造されている多種多様のファイバースコープに組み合わせて使用されテレビカメラを形成する際、固体撮像素子の水平方向基準線をカメラヘッド内に１２．５°±７．５°、角度５度から２０度の範囲で反時計方向に傾けた状態で固定してことによって、ファイバースコープでとらえた光学像をテレビカメラで撮像してモニタの画面上に表示させたとき、光学ローパスフィルタを配置していないにも関わらず、表示される内視鏡画像にモアレ縞のほとんど発生しない明瞭な内視鏡画像を得ることができる。
【００７４】
また、モニタの画面上に表示される被観察部位のＵＰ方向の傾きが２０゜以下であるので、観察する内視鏡画像に違和感・診断上の不具合が発生することを防止することができる。
【００７５】
さらに、ケーブル蛇管に挿通させる信号ケーブルを軸線方向に対して折り返して、同じ円形断面中の余ったスペースに同じ信号ケーブルを３回挿通させる構成にしたので、ケーブル蛇管の太さを太径にすることなく、ケーブル蛇管より長い信号ケーブルをＴＶカメラのケーブル蛇管内に安定して収納することができる。
【００７６】
また、信号ケーブルの折り返し部をケーブル蛇管内に比べて空きスペースの大きなカメラコネクタ内とカメラヘッド内としたことにより、この折り返し部にストレスが加わることを少なくして信号ケーブルの品質保持を図ることができる。
【００７７】
またさらに、フェライトコアやシールド部材を設けたことにより、外部に向かう放射ノイズが少なく、内部に侵入する外来ノイズの影響を防止することができる。
【００７８】
これらのことにより、術者は、操作の安定性を損なうことなく、ファイバースコープ、電子内視鏡に関わらず、モニタの画面上に良好な内視鏡画像を表示させて、検査・処置を行える。
【００７９】
なお、図８に示すように同図（ｂ）に示す光学ローパスフィルタ６５を同図（ｃ）に示す前記固体撮像素子３４と同様の角度θに傾けて、同図（ａ）に示すイメージガイド９０と固体撮像素子３４との間に配置して撮像ユニット６９を構成することによって、同図（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７上にモアレ縞が表れることをさらに効果的に防止することができる。
【００８０】
また、前記図９（ｃ）に示す固体撮像素子３４Ａの種類によっては、同図（ｂ）に示すように光学ローパスフィルタ６５をファイバースコープ２のスコープ水平方向基準面１００に略一致させて、同図（ａ）に示すイメージガイド９０と固体撮像素子３４との間に配置して撮像ユニット６９を構成することによって、同図（ｄ）に示すようにモニタ７の画面７ａに表示される内視鏡画像９７上に表れるモアレ縞を効果的に防止することができる。
【００８１】
さらに、図１０に示す内視鏡装置１として例えば複数の電子内視鏡４を備え、その電子内視鏡４が例えば図１０（ａ）に示すように挿入部４１の長さが短い第１電子内視鏡４Ａと、図１０（ｂ）に示すように挿入部４１の長さが長い第２電子内視鏡４Ｂとである場合、前記第１電子内視鏡４Ａの固体撮像素子９８ａから延出する信号ケーブル９９ａ及び前記第２電子内視鏡４Ｂの固体撮像素子９８ｂから延出する信号ケーブル９９ｂは同じＣＣＵ６に接続される。
【００８２】
このとき、信号ケーブル９９ａと信号ケーブル９９ｂの長さが異なることによる画像信号の劣化を防止するため、第１の電子内視鏡４Ａと第２の電子内視鏡４Ｂとに内挿されている信号ケーブル９９ａ，９９ｂの長さ寸法を、略同じ長さ寸法に設定している。
【００８３】
このため、挿入部４１の長さの短い第１電子内視鏡４Ａでは、上述したＴＶカメラ３の実施形態と同様、ユニバーサルコード４３内を挿通する信号ケーブル９９ａを軸線方向に折り返して収納している。また、ユニバーサルコード４３と内視鏡コネクタ４４との間に、内径寸法をユニバーサルコード４３の外径寸法より大きく形成した連結部１０５を設けている。そして、この連結部１０５内に信号ケーブル９９ａの折り返し部９９ｃを収納している。このことにより、修理用のケーブル余分長を設ける必要をなくしている。
【００８４】
一方、前記第２電子内視鏡４Ｂは、挿入部４１が最も長い内視鏡であり、この信号ケーブル９９ｂは折り返し部を形成することなく挿通配置されている。
【００８５】
このように、挿入部長さの違う電子内視鏡を１つのＣＣＵに接続して使用する内視鏡装置であっても、上記実施形態と同様に画像劣化等の不具合のない良好な内視鏡画像を得ることができる。
【００８６】
又、図１１及び図１２に示すように前記カメラヘッド３１Ａの上面方向にスイッチボックス部１１０を固定し、その側周面に複数のリモートスイッチ８５を配置し、このスイッチボックス部１１０の上面方向から軟性ゴム製のケーブル蛇管１１１を延出させている。そして、このケーブル蛇管１１１の端部に軟性チューブからなる折れ止め部１１２を設けて、前記ケーブル蛇管１１１の座屈を防止している。
【００８７】
前記ケーブル蛇管１１１は、折れ止め部１１２を設けた状態でも所望する方向に自由に曲げることが可能になっている。このため、ファイバースコープ２の操作部２２から延出するユニバーサルコード２３の方向が、たとえＤＯＷＮ側であっても、ＲＩＧＨＴ側であっても、又は別の方向であっても自由に屈曲させることによって操作性が損なわれることを防止している。
【００８８】
なお、前記リモートスイッチ８５は、番号部分以外を透明に形成したカバー８５ａで覆われており、このカバー８５ａの内部に図示しないＬＥＤ等の発光手段を埋設している。このため、薄暗い内視鏡検査室内においてもリモートスイッチの位置と種類を確実に判別できるようになっている。
【００８９】
また、図１３に示すように信号ケーブル３５の折り返し部としては、カメラコネクタ３３の内部に第１折り返し部１１３ａを設け、ケーブル蛇管１１１の中途部に第２折り返し部１１３ｂを設けている。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略している。
【００９０】
このように、スイッチボックス部から延出するケーブル蛇管を軟性ゴム製にすることにより、他のケーブル類等にあわせて、ケーブル蛇管を屈曲させて良好な操作性を得ることができる。
【００９１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記光学ローパスフィルターの代わりに、又は追加してフォーカス調整手段を設けることによって、デフォーカスによりモアレ縞を完全になくす構成であっても良い。また、イメージガイドの光学繊維の積み方は、俵積みに限定されるものではなく固体撮像素子の画素と同様、等ピッチで縦横方向に積み重ねるものであっても良い。さらに、固体撮像素子の種類は、カラーチップを用いたいわゆる同時式のものであっても、白黒チップを用いた面順次式のものであってもよい。又、信号ケーブルの収納方法、ケーブル蛇管、リモートスイッチの構成等は各実施形態のうちどの構成を用いても良く、当然、自由に変形実施可能である。
【００９２】
つまり、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００９３】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００９４】
（１）複数本の光学繊維を所定の面を基準面にして水平・垂直方向に整然と配列し、基端面にファイバースコープの水平方向基準面に対して略平行な配列模様を形成させた光学繊維束をイメージガイドとして備えたファイバースコープと、このファイバースコープの接眼部に装着され、前記イメージガイドで伝送される光学像を撮像して画像信号に変換する、多数の画素を水平方向基準線に対して一定間隔で水平・垂直方向に整然と配列して形成した固体撮像素子を撮像光学系として備えた内視鏡用外付けテレビカメラと、この内視鏡用外付けテレビカメラの固体撮像素子で光電変換した画像信号をテレビモニタ画面上に表示させる映像信号に生成してテレビモニタに出力するカメラコントロールユニットとを具備する内視鏡装置において、
前記内視鏡用外付けテレビカメラを前記ファイバースコープの接眼部に装着した際、前記内視鏡用外付けテレビカメラの固体撮像素子の水平方向基準線が、前記ファイバースコープの水平方向基準面に対してプラス側、若しくはマイナス側に４度から４４度の角度範囲で傾いた位置関係となるように、前記内視鏡用外付けテレビカメラの水平方向基準線に対して固体撮像素子の水平方向基準線を傾けて配置した内視鏡装置。
【００９５】
（２）前記テレビモニタ画面上に表示される被観察部位の内視鏡画像の水平方向とこのテレビモニタの水平方向基準線との位置関係とを、固体撮像素子の水平方向基準線とファイバースコープの水平方向基準面との位置関係と同様に、所定の角度範囲で傾いた位置関係に設定した付記１記載の内視鏡装置。
【００９６】
（３）前記接眼部と前記固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置した付記１又は付記２記載の内視鏡装置。
【００９７】
（４）前記固体撮像素子の水平方向基準線とファイバースコープのスコープ水平方向基準面との傾いた位置関係のに設定角度を、ファイバースコープのスコープ水平方向基準面に対して、プラス側、若しくはマイナス側に５度から２０度の範囲内とした付記１記載の内視鏡装置。
【００９８】
このことにより、角度範囲を４度から４４度の間に設定したときに比べて、モアレ縞が発生しにくくなるとともに、見た目の違和感がなくなる。
【００９９】
（５）前記複数本の光学繊維の配列は俵積み状であり、端面に前記スコープ水平方向基準面に対して平行な方向と、スコープ水平方向基準面に対して６０度の方向及び１２０度の方向の３方向の方向性を有する配列模様を形成した付記１記載の内視鏡装置。
【０１００】
（６）光学像を光電変換する固体操像素子と、カメラコントロールユニットとを電気的に接続して信号の送受を行う信号ケーブルを有する内視鏡装置において、
前記信号ケーブルをケーブル蛇管内で軸線方向に折り返して収納した内視鏡装置。
【０１０１】
（７）前記信号ケーブルは、挿入部の先端側に固体撮像素子を配置した電子内視鏡内又はファイバースコープの接眼部に取付け固定されるカメラヘッド内に固体撮像素子を配置した内視鏡用外付けテレビカメラ内に設けられる付記６記載の内視鏡装置。
【０１０２】
（８）前記信号ケーブルの全長は、少なくともケーブル蛇管全長の３倍以上であり、このケーブル蛇管の端面外側近傍に折り返し部を有し、ケーブル蛇管内で前記信号ケーブルが余分に１往復して収納される付記６又は付記７記載の内視鏡装置。
【０１０３】
（９）挿入部長が異なる複数機種の内視鏡又は、テレビカメラにおいて、前記信号ケーブルの全長寸法を、カメラコントロールユニットと固体撮像素子との間の送受に必要な所定の長さ寸法範囲内に設定した付記６又は付記７記載の内視鏡装置。
【０１０４】
このように、付記６ないし付記９の構成の内視鏡装置では、ケーブル蛇管、操作部、ビデオコネクタ等の大型化を防止し、術者の作業性を低下させることなく、所望の長さに設定した信号ケーブルを備え、１つのカメラコントロールユニットに組み合わせて使用したとき、固体撮像素子が正常に作動して画像劣化等の不具合がない。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、テレビカメラを既存のファイバースコープに組み合わせて使用したとき、モニタ画面上にモアレ縞のない鮮明な内視鏡画像を表示させて良好な診断を可能にする取扱いの容易な内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図７は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図
【図２】内視鏡用外付けテレビカメラを説明する図
【図３】カメラヘッドを接眼部に装着した状態における側断面図
【図４】カメラヘッドとケーブル蛇管の位置関係を示す外観図
【図５】カメラヘッド内の撮像光学系と接眼部内の光学系の結像状態を説明する模式図
【図６】本実施形態と比較するための図であり、ファイバースコープと従来のＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図
【図７】本実施形態におけるファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する図
【図８】ファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する他の構成の図
【図９】ファイバースコープとＴＶカメラとの配置位置関係及びその時のテレビモニタ上に表示される被観察部位の画像を説明する別の構成の図
【図１０】内視鏡装置を構成する２つの電子内視鏡の違いを説明する図
【図１１】ＴＶカメラのカメラヘッドの他の構成を示す図
【図１２】図１１のカメラヘッドを矢印Ｂ側から見たときの図
【図１３】ＴＶカメラ内に挿通されている信号ケーブルの折り返し部を説明する図
【符号の説明】
２…ファイバースコープ
３４…固体撮像素子
３４ａ…画素
９０…イメージガイド
９１…光学繊維
１００…ファイバースコープのスコープ水平方向基準面
１０１…固体撮像素子の水平方向基準線
Claims (2)
- 複数本の光学繊維を所定方向に平行列が形成するように整然と配列させて束ねた光学繊維束をイメージガイドとして備えたファイバースコープと、
前記ファイバースコープに設けられ、前記光学繊維束によって形成された前記平行列に対して直交する仮想軸に一辺が一致するとともに、他辺が前記仮想軸に対して斜め方向に形成された切欠け形状の指標部と、
複数の画素を格子状に整然と配列させて撮像面が形成された固体撮像素子を有するテレビカメラと、
前記テレビカメラに設けられ、前記固体撮像素子の水平方向と前記光学繊維の平行列とが前記指標部の一辺方向に傾いた位置関係になるように前記ファイバースコープの接眼部に装着自在なマウント部と、
前記光学繊維束により前記接眼部に形成された光学像を前記固体撮像素子によって光電変換して得られる画像信号に基づき、前記指標部が一辺方向に傾いて重畳された画像をテレビモニタ画面上に表示可能な映像信号を生成するカメラコントロールユニットと、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。 - 前記固体撮像素子と前記接眼部との間に光学ローパスフィルタを配置したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
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