JP3831273B2 - Electronic endoscope - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子で撮像した内視鏡像をモニタで表示する電子内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察する医療用内視鏡が広く用いられている。
【0003】
このような内視鏡から映像信号を形成する方法としては、主に以下の2種類の方法がある。
【0004】
1つ目の方法は、ファイバスコープによる内視鏡を用いた方法である。この1つ目の方法では、内視鏡の先端に配置された対物レンズにより結像した被写体の像をイメージファイババンドルを用いて接眼部まで伝送し、接眼部に着脱自在のカメラを取り付け、接眼部の像をカメラ内の撮像素子に再結像させ、その出力信号から映像信号を作成する。
【0005】
2つ目は、電子内視鏡を用いた方法である。電子内視鏡は、内視鏡先端部の対物レンズの後方に固体撮像素子を配設し、前記対物レンズにより結像した被写体画像を前記固体撮像素子が電気信号に変換し、この電気信号を電気コードを介してカメラコントロールユニットのビデオプロセッサに導く。このビデオプロセッサは、前記固体撮像素子からの電気信号を映像信号処理して映像信号を作成し、テレビジョンモニタ(以下TVモニタと呼ぶ)に内視鏡画像として表示させる。
【0006】
また、電子内視鏡としては、特開平6−319697号公報に記載の電子式内視鏡装置のように、内視鏡の操作中、内視鏡本体を光軸回りに回転しても、モニタ上での像の回転を補正でき、そのオリエンテーションの把握が容易で、手技の操作をやり易くしたものが開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平6−319697号公報に記載の電子式内視鏡装置では、対物レンズやCCDを回転させるのではなく、イメージローテーターと呼ばれる像回転手段を対物レンズとCCDの間に設置し、このイメージローテーターを回転させることによって観察像を回転させるようになっているため、構造が複雑になりコストアップにつながっていた。
【0008】
また、特開平6−319697号公報に記載の電子式内視鏡装置では、イメージローテーターを回す具体的手段は、硬性の円筒管を手元で回すというものであり、内視鏡の挿入部が屈曲したものでは採用できないという問題があった。
【0009】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、内視鏡の挿入部に硬性で屈曲したものを用いた場合にも画像の回転が可能な電子内視鏡を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に記載の電子内視鏡は、所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部を中途に有する管状部材からなり、対物光学系を先端部に配設して挿入部の外装として形成された長尺の第1の管状部材と、前記第1の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第1の管状部材の先端側に光軸を中心として回転自在に保持された状態で配設され、前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を固定する第2の管状部材と、前記第2の管状部材の基端部に該第2の管状部材を後方から回転させるために接続された半剛性を有する筒状材料からなり、前記第1の管状部材に挿通されて前記屈曲部を通り後方へ延出され、該後方から該第2の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させる回転機構とを具備したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(実施の形態)
図1乃至図3は本発明の実施の形態に係り、図1は電子内視鏡の外観図、図2は挿入部先端の断面図、図3は操作部の断面図である。
【0012】
(構成)
まず、図1を用いて電子内視鏡の全体構成を説明する。
図1に示すように、本実施の形態の電子内視鏡1は、挿入部2、操作部3、ケーブル4、ビデオコネクタ5及びライトガイドコネクタ6より構成されている。
【0013】
電子内視鏡1は、ビデオコネクタ5を図示しないTVカメラコントロールユニット(図示しない)に接続することで、図示しないTVモニタに内視鏡画像を表示する。また、電子内視鏡1は、ライトガイドコネクタ6を図示しない光源装置に接続することで照明光を出射するようになっている。
【0014】
電子内視鏡1の挿入部2は、クランク状に屈折した中空の硬性パイプ7を外装として構成されている。
図2に示すように、硬性パイプ7の先端部の内部には、対物レンズ群8、CCDユニット9、ライトガイドファイバ10の先端側が内蔵されている。
前記CCDユニット9は、光学及び電子部品としてレンズ11、CCD固体撮像素子(以下、CCDと呼ぶ)12、基板13及び信号ケーブル14を有して構成されている。これら光学及び電子部品はCCD枠15及び収縮チューブ16で覆われている。
【0015】
CCD枠15及び収縮チューブ16の内側には接着剤17が充填されている。レンズ11、CCD12、基板13、信号ケーブル14、CCD枠15及び収縮チューブ16は接着剤17で一体的に固められている。
また、硬性パイプ7の先端部の内部には、先端枠20が取り付け固定されている。
【0016】
先端枠20は、略円筒状に形成され、レンズ枠21および回転枠22を同軸に保持する。レンズ枠21は対物光学系の対物レンズ群8を収納する。
【0017】
前記CCDユニット9のCCD枠15は、略円筒状の回転枠22の内側に嵌合し、接着固定されている。
これにより、前記対物レンズ群8、レンズ11、CCD12、基板13及び信号ケーブル14の光軸及び中心軸はほぼ同軸になるように構成されている。対物レンズ群8は、レンズ11を通じて、CCD12の撮像面に視野画像を結像する。
【0018】
CCD12は対物レンズ群8及びレンズ11により結像した被写体画像を電気信号の撮像信号に変換する。基板13は、CCD12に電気的に接続しており、前記CCD12によって得た撮像信号を増幅するアンプ回路を有している。基板13には信号ケーブル14が接続されている。信号ケーブル14は、基板13のアンプ回路により増幅された撮像信号を操作部3側に導く。
【0019】
前記回転枠22の先端側には、外側に凸となるフランジ23が設けられている。フランジ23は、前記レンズ枠21の後端面と、先端枠20に設けられた段差部24の間に挟持されている。ここで、レンズ枠21は、先端枠20の内側に嵌合し接着固定されているが、回転枠22は先端枠20に嵌合した状態で回転自在に保持されている。従って、回転枠22は、先端枠20内で光軸周りに回転することはできるが、長軸方向には移動できない。
【0020】
前記回転枠22の後端部には、可撓性のある中空の円筒管25が接続されている。円筒管25の材質としては、撚り線ワイヤーの芯線を抜いたものや、コイル(中空巻き線)、柔軟なプラスチック管、あるいはそれらの組み合わせなどを用いれば良い。特に、円筒管25の材質としては、トルク追従性の良好な材質が適している。
【0021】
円筒管25は、図1に示すように、挿入部2のへの字状に屈折した部位26を通り、操作部3内へ導かれている。また、円筒管25の内部には、図2に示すように前記信号ケーブル14が挿通されている。
【0022】
図3に示すように、操作部3を形成する略円筒状のケース31の内部には円筒状の回転操作部材32が設けられいている。前記円筒管25は、回転操作部材32の先端部33に接続されている。
【0023】
回転操作部材32はケース31に回転自在に嵌入されている。これにより、先端部33はケース31および回転操作部材32の中心軸と一致して設けられている。また前記硬性パイプ7とケース31の中心軸も一致するように接続されている。
【0024】
このような構造により、操作部3は、回転操作部材32が回転すると円筒管25が硬性パイプ7の中心から偏心することなく回転するように構成されている。
【0025】
回転操作部材32の中心には信号ケーブル14が挿通されている。信号ケーブル14は図1に示す前記ケーブル4を通ってビデオコネクタ5に内蔵された図示しない基板に接続されている。ビデオコネクタ5に接続されるカメラコントロールユニットは、CCD12の読み取り動作を制御し、その撮像信号を処理して映像信号に変換する。この映像信号はTVモニタに伝送される。
【0026】
また、図2に示す前記硬性パイプ7の先端部に固定されたライトガイドファイバ10は、挿入部2内を通り、図3に示す前記回転操作部材32の、中心軸から外れた部分に中心軸と平行に設けられた側孔34を通り、図1に示すケーブル4を通ってライドガイドコネクタ6内に接続されている。
【0027】
図1及び図3に示すように、回転操作部材32の側面には、回転操作を行うための操作レバー35が接続されている。操作レバー35はケース31に設けられた円周方向に延びる貫通溝36を通って回転操作部材32に接続されている。貫通溝36は図2に示すCCD12の回転角度に応じて溝の長さが設定されている。この場合、図3に示すように、操作レバー35には突起部37が設けられ、回転操作部材32には取り付け穴38が設けられており、例えば突起部37を取り付け穴38に挿入して接着することにより、操作レバー35を取り付け穴38に取り付け固定している。
【0028】
回転操作部材32の取り付け穴38の前後には溝部39,40が設けられている。この溝部39,40にはOリング41,42が取り付けられている。Oリング41,42の外周は、ケース31の内面における貫通溝36の前後の位置に圧接している。これにより、ケース31の内側のOリング41より前側及びOリング42の後側が防水状態になっている。
【0029】
このような構造により、硬性パイプ7は、所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部26を有する管状部材からなり、対物光学系(対物レンズ群8)を先端部に配設して挿入部2として形成された長尺の第1の管状部材となっている。
【0030】
回転粋22は、前記第1の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第1の管状部材に挿入されて前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子(CCD12)を配設した第2の管状部材となっている。
【0031】
円筒管25は、前記第2の管状部材の基端部に接続された半剛性を有する筒状材料からなり、該第2の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させるための回転機構になっている。
【0032】
(作用)
図1乃至図3に示した実施の形態において、操作レバー35を周方向に移動させると、回転操作部材32がケース31内で回転し、回転操作部材32の先端部33に接続された円筒管25も回転する。この場合に、円筒管25は可撓性があるがトルク追従性もあるため、挿入部2の形状が屈曲していても円筒管25回転力は硬性パイプ7の先端まで伝達する。そして、円筒管25の先端にはCCD12が固定された回転枠22が接続されているため、円筒管25の回転に伴いCCD12が回転する。このとき、対物レンズ群8の光軸とCCD12の中心軸は同軸に保持されているため、TVモニタ上の画像も、画像中心を軸として回転する。
【0033】
(効果)
本実施の形態によれば、CCD12自体を回転させてTVモニタ上の画像を回すため、構造が簡易にできる。また、本実施の形態によれば、CCD12を回転させる円筒管25が可撓性を有するため、電子内視鏡1の挿入部2が硬性で屈曲していても操作が可能である。さらに、本実施の形態では、円筒管25が中空であり、その中にCCD12からの信号ケーブル14を収納できるため、CCD12の回転によって信号ケーブル14が切れる確率を低下することができる。
【0034】
なお、本実施の形態の構成は上記に限定されるものではなく、回転操作部材32と操作レバー35の接続に歯車等を介することによって操作レバー35の移動角度と回転操作部材32の回転角度に変化を持たせるようにしてもよい。また、対物レンズ群は前方視型でなく斜視型(挿入部長手軸に対して斜め方向を観察する)でもよい。
【0035】
また、本実施の形態のポイントとしては、あくまでも、屈曲させた硬性パイプ内で、内部のCCDを屈曲部があっても力の伝達が可能なワイヤやコイルなどによって回転させるものであるが、例えば挿入部の外装には可撓性のある軟性管を用いることも可能である。
【0036】
[付記]
以上詳述したような本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0037】
(付記項1) 所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部を有する管状部材からなり、対物光学系を先端部に配設して挿入部として形成された長尺の第1の管状部材と、
前記第1の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第1の管状部材に挿入されて前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を配設した第2の管状部材と、
前記第2の管状部材の基端部に接続された半剛性を有する筒状材料からなり、該第2の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させるための回転機構と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡。
【0038】
(付記項2) 内視鏡本体に設けられた光学系を通じて撮像素子で内視鏡像を撮像し、この像を外部のモニタに表示する電子内視鏡において、
前記撮像素子を光軸周りに回転させる回転手段と、
この回転手段を操作する駆動機構と、
を具備し、前記回転手段は可撓性を有することを特徴とする電子内視鏡。
【0039】
(付記項3) 前記回転手段を円筒状とし、前記撮像素子からの映像信号を伝達するための信号ケーブルを、前記回転手段の内部に収納したことを特徴とする付記項2に記載の電子内視鏡。
【0040】
(付記項4) 挿入部が屈曲管で構成されていることを特徴とする付記項2または3に記載の電子内視鏡。
【0041】
【発明の効果】
以上述べた様に請求項1に記載の電子内視鏡によれば、撮像素子自体を回転させて画像を回すため、構造を簡易にできる。また、請求項1に記載の電子内視鏡によれば、撮像素子を回転させる第2の管状部材が可撓性を有するため、挿入部として形成された第1の管状部材が硬性で屈曲していても操作が可能である。さらに、請求項1に記載の電子内視鏡によれば、第2の管状部材が中空であり、その中に撮像素子からの信号ケーブルを収納できるため、撮像素子の回転によって信号ケーブルの切れる確率を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の外観図。
【図2】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部先端の断面図。
【図3】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の操作部の断面図。
【符号の説明】
1 …電子内視鏡
2 …挿入部
3 …操作部
4 …ケーブル
5 …ビデオコネクタ
7 …硬性パイプ
8 …対物レンズ群
9 …CCDユニット
11 …レンズ
12 …CCD
13 …基板
14 …信号ケーブル
15 …CCD枠
20 …先端枠
22 …回転枠
25 …円筒管
31 …ケース
32 …回転操作部材
35 …操作レバー
36 …貫通溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope that displays an endoscopic image captured by an image sensor on a monitor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, medical endoscopes for observing organs in a body cavity by inserting an elongated insertion portion into the body cavity have been widely used.
[0003]
As a method of forming a video signal from such an endoscope, there are mainly the following two methods.
[0004]
The first method uses a fiberscope endoscope. In this first method, an object image formed by an objective lens arranged at the distal end of an endoscope is transmitted to an eyepiece using an image fiber bundle, and a detachable camera is attached to the eyepiece. The image of the eyepiece is re-imaged on the image sensor in the camera, and a video signal is created from the output signal.
[0005]
The second is a method using an electronic endoscope. The electronic endoscope has a solid-state image sensor behind the objective lens at the distal end of the endoscope, and the solid-state image sensor converts an object image formed by the objective lens into an electric signal. It leads to the video processor of the camera control unit via the electric cord. The video processor processes the electrical signal from the solid-state imaging device to generate a video signal, and displays it as an endoscopic image on a television monitor (hereinafter referred to as a TV monitor).
[0006]
Further, as an electronic endoscope, even if the endoscope body is rotated around the optical axis during operation of the endoscope, as in the electronic endoscope apparatus described in JP-A-6-319697, An image that can correct the rotation of the image on the monitor, easily grasp the orientation, and perform the operation of the procedure is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electronic endoscope apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-319697 described above, an image rotating means called an image rotator is installed between the objective lens and the CCD instead of rotating the objective lens and the CCD. Since the observation image is rotated by rotating the image rotator, the structure is complicated and the cost is increased.
[0008]
In the electronic endoscope apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-319697, the specific means for turning the image rotator is to turn a rigid cylindrical tube at hand, and the insertion portion of the endoscope is bent. There was a problem that it was not possible to adopt it.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an electronic endoscope having a simple structure and capable of rotating an image even when a rigid and bent portion is used as an insertion portion of the endoscope. The purpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electronic endoscope according to claim 1 includes a tubular member having a predetermined inner diameter and a bent portion bent in a crank shape in the middle, and the objective optical system is disposed at the distal end portion. Then, a long first tubular member formed as an exterior of the insertion portion and a tubular member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tubular member , the tip of the first tubular member is disposed in a state of being rotatably held around the optical axis on the side, a second tubular member for fixing the imaging element that captures a subject image guided by the objective optical system, the second tubular It is made of a semi-rigid tubular material connected to the base end portion of the member for rotating the second tubular member from the rear, and is inserted through the first tubular member and extends backward through the bent portion. issued, the objective optical system the second tubular member from the aft Characterized by comprising a rotation mechanism you want to rotate. About axis optical axis.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
1 to 3 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an external view of an electronic endoscope, FIG. 2 is a sectional view of a distal end of an insertion portion, and FIG. 3 is a sectional view of an operation portion.
[0012]
(Constitution)
First, the overall configuration of the electronic endoscope will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the electronic endoscope 1 according to the present embodiment includes an
[0013]
The electronic endoscope 1 displays an endoscopic image on a TV monitor (not shown) by connecting the video connector 5 to a TV camera control unit (not shown). Further, the electronic endoscope 1 emits illumination light by connecting the
[0014]
The
As shown in FIG. 2, the distal end side of the objective lens group 8, the CCD unit 9, and the
The CCD unit 9 includes a lens 11, a CCD solid-state imaging device (hereinafter referred to as a CCD) 12, a substrate 13, and a
[0015]
An
A distal end frame 20 is attached and fixed inside the distal end portion of the
[0016]
The distal end frame 20 is formed in a substantially cylindrical shape, and holds the
[0017]
The
Thus, the optical axis and the central axis of the objective lens group 8, the lens 11, the
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
A flexible hollow
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
As shown in FIG. 3, a cylindrical
[0023]
The
[0024]
With this structure, the
[0025]
The
[0026]
Further, the
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 3, an
[0028]
[0029]
With such a structure, the
[0030]
The rotary 22 is formed of a tubular member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tubular member, and captures a subject image that is inserted into the first tubular member and guided from the objective optical system. This is a second tubular member provided with an imaging element (CCD 12).
[0031]
The
[0032]
(Action)
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, when the
[0033]
(effect)
According to this embodiment, since the
[0034]
Note that the configuration of the present embodiment is not limited to the above, and the movement angle of the
[0035]
In addition, as a point of the present embodiment, the inside CCD is rotated by a wire or a coil that can transmit force even if there is a bent portion in a bent rigid pipe. It is also possible to use a flexible soft tube for the exterior of the insertion portion.
[0036]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0037]
(Additional Item 1) A long first tubular tube formed of a tubular member having a predetermined inner diameter and having a bent portion bent in a crank shape, and having an objective optical system disposed at a distal end portion as an insertion portion. Members,
An imaging element is formed which is formed of a tubular member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tubular member, and which is to be inserted into the first tubular member and guided from the objective optical system. A second tubular member provided;
A rotation mechanism for rotating the second tubular member around the optical axis of the objective optical system, made of a semi-rigid tubular material connected to the proximal end of the second tubular member;
An electronic endoscope characterized by comprising:
[0038]
(Additional Item 2) In an electronic endoscope in which an endoscope image is picked up by an image pickup device through an optical system provided in an endoscope body, and this image is displayed on an external monitor.
Rotating means for rotating the image sensor around the optical axis;
A drive mechanism for operating the rotating means;
An electronic endoscope characterized in that the rotating means has flexibility.
[0039]
(Additional Item 3) The electronic device according to
[0040]
(Additional Item 4) The electronic endoscope according to
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the electronic endoscope of the first aspect, since the image is rotated by rotating the image pickup device itself, the structure can be simplified. According to the electronic endoscope of the first aspect, since the second tubular member that rotates the imaging device has flexibility, the first tubular member formed as the insertion portion is rigid and bent. Operation is possible. Furthermore, according to the electronic endoscope of the first aspect, since the second tubular member is hollow and the signal cable from the image sensor can be accommodated therein, the probability that the signal cable is disconnected by the rotation of the image sensor. Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an electronic endoscope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an operation unit of the electronic endoscope according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Board |
Claims (1)
前記第1の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第1の管状部材の先端側に光軸を中心として回転自在に保持された状態で配設され、前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を固定する第2の管状部材と、
前記第2の管状部材の基端部に該第2の管状部材を後方から回転させるために接続された半剛性を有する筒状材料からなり、前記第1の管状部材に挿通されて前記屈曲部を通り後方へ延出され、該後方から該第2の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させる回転機構と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡。A long first tubular member comprising a tubular member having a predetermined inner diameter and having a bent portion bent in a crank shape in the middle, and having an objective optical system disposed at a distal end portion as an exterior of the insertion portion When,
Formed of a tubular member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tubular member , disposed in a state of being rotatably held around the optical axis at the distal end side of the first tubular member , A second tubular member for fixing an image pickup device for picking up a subject image guided from the objective optical system;
The bent portion is made of a semi-rigid tubular material connected to the proximal end portion of the second tubular member for rotating the second tubular member from the rear, and is inserted into the first tubular member to form the bent portion. the extending and into the rear, and rotating mechanism you want to rotate. the second tubular member about axis optical axis of the objective optical system from aft,
An electronic endoscope characterized by comprising:
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