JP4464518B2

JP4464518B2 - 内視鏡

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Publication number: JP4464518B2
Application number: JP2000070860A
Authority: JP
Inventors: 昌典濱▲崎▼; 俊夫中村; 晴彦海谷; 久雄矢部
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Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2010-05-19
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Also published as: JP2001258823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察光学系と、照明光学系を備え、挿入部の先端には上記観察光学系の観察窓と、上記照明光学系の照明窓を配置した内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡は、観察光学系と照明光学系を備えており、その観察窓と照明窓は他の鉗子チャンネル口や噴射ノズル等を設置した位置を避けて挿入部の先端に配置されている。照明光学系の照明光伝送手段には多数のオプチカルファイバ（光学繊維）素子を束ねたライトガイドファイバ束が用いられている。内視鏡用光源装置からライトガイドファイバ束を経て照明光学系に送り込まれた照明光は照明光学系から体腔内の観察領域に向けて照射させられるようになっている。また、内視鏡の先端には観察光学系の観察窓、照明光学系の照明窓や鉗子チャンネル口及び噴射ノズル等が互いに干渉しないように配置されている。
【０００３】
内視鏡の先端におけるレイアウトとしては特開平６−３１９６０号公報に示されるように、１つの観察光学系の観察窓と、２つの照明光学系の照明窓が、他の鉗子チャンネルの先端開口や噴射ノズル等を配置した位置を避けて配置されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の内視鏡の場合、観察光学系の観察窓中心は内視鏡の挿入部中心から一方にシフトした位置にある。そして、内視鏡の挿入部中心と観察光学系の観察窓中心を通る直線に垂直で、かつ観察光学系の観察窓中心を通る直線により、内視鏡の先端面領域を２分すると、その挿入部中心を含む範囲に２つの照明光学系の照明窓が配置されており、いずれの照明窓も観察光学系の観察窓から離れて偏った位置に配置されることになる。このため、照明配光のバランスが悪い。
【０００５】
（目的）
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは極力コンパクトに照明光学系を配置できると共に、照明配光のバランスを向上させた内視鏡を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】
請求項１に係る発明は、先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する２つ以上の照明光学系を設け、上記挿入部の先端に、上記観察光学系の観察窓と、２つ以上の照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、上記挿入部の先端で該挿入部の中心位置から一方に偏倚させて観察光学系の観察窓を配置し、上記挿入部の中心と上記観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、この第１の軸線に垂直で上記観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、上記挿入部の中心を含まない側の領域部分を第１の面部とし、上記挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、上記第１の面部に上記観察窓を避けて第１照明窓を設け、上記第２の面部に上記観察窓を避けて第２照明窓を設け、対となる上記第１照明窓と上記第２照明窓について上記第１照明窓に導かれる第１ライトガイドファイバ束と上記第２照明窓に導かれる第２ライトガイドファイバ束とは上記挿入部の先端部から合流し始めて互いに近づき１本のライトガイドファイバ束となって保護チューブに覆われるものであり、更に、合流して１本のライトガイドファイバ束となるべき、一方の上記第１ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量を、他方の第２ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量に比べて小さくなるように上記第１ライトガイドファイバ束のファイバの本数を上記第２ライトガイドファイバ束のファイバの本数よりも少なくしたことを特徴とする内視鏡である。
請求項２に係る発明は、先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する２つ以上の照明光学系を設け、上記挿入部の先端に、上記観察光学系の観察窓と、上記照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、上記挿入部の先端で該挿入部の中心位置から一方に偏倚させて観察光学系の観察窓を配置し、上記挿入部の中心と上記観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、この第１の軸線に垂直で上記観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、上記挿入部の中心を含まない側の領域部分を第１の面部とし、上記挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、上記第１の面部には、上記第１の軸線を中心として上記観察窓を間に位置させて配置した２つの第１照明窓を設け、上記第２の面部には、上記第１の軸線を中心として上記観察窓を間に位置させて配置した２つの第２照明窓を設け、対となる第１照明窓と第２照明窓について上記第１照明窓に導かれる第１ライトガイドファイバ束と上記第２照明窓に導かれる第２ライトガイドファイバ束とは上記挿入部の先端部から合流し始めて互いに近づき１本のライトガイドファイバ束となって保護チューブに覆われるものであり、更に、合流して１本のライトガイドファイバ束となるべき、一方の上記第１ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量を、他方の第２ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量に比べて小さくなるように上記第１ライトガイドファイバ束のファイバの本数を上記第２ライトガイドファイバ束のファイバの本数よりも少なくしたことを特徴とする内視鏡である。
【０００７】
例えば、第１の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束の総断面積を、第２の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束の総断面積より少なく構成したり、第１の面部に配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束のライトガイドファイバの総本数が、第２の面部に配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束のライトガイドファイバの総本数より少なくなるように構成したりするものである。
【０００８】
挿入部の中心を含む範囲に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバの照明光伝達能力が大きく、この方の照射量が多い。しかし、その分、観察光学系は反対側にシフトしていて、観察対象の例えば腸壁から遠ざかっているので、その観察対象に届く照明光は適度な光量になる。一方、挿入部の中心を含まない範囲に配置される照明光学系のライトガイドファイバの照明光伝達能力は小さいのでこの方の照射量が少ない。しかし、その分、観察光学系が観察対象側にシフトしていて観察対象、例えば腸壁に近づいているので、観察対象に届く照明光は適度な光量になる。従って、照明配光のバランスが良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１乃至図１３を参照して本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムについて説明する。
【００１０】
（構成）
図１は本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムを概略的に示した説明図である。図１で示すように、内視鏡１は湾曲操作や管路系の制御を行う操作部２と、体腔内に挿入する挿入部３と、コード付コネクター部４に分けられ、コネクター部４は光源装置５とビデオプロセッサー６に接続されるようになっている。ビデオプロセッサー６はモニター７に接続されている。挿入部３は可撓性を有するチューブ８とその先端側に設けられた湾曲部９を有し、最先端には先端部１０が設けられている。
【００１１】
図３及び図４で示すように、内視鏡１の先端部１０は先端硬質部材１１を有しており、先端硬質部材１１の先端部外周は電気的絶縁性材料で作られた先端カバー１２で覆われている。先端カバー１２は先端硬質部１１に嵌合して取付け固定されている。先端部１０の後端には挿入部３の湾曲部９が連結されている。湾曲部９は多数の節輪１４を連結して構成された湾曲管１５をゴム製チューブ１６で被覆して構成されている。湾曲部９は挿入部３内において上下左右に配置された４本の操作ワイヤ１７を操作部２での操作で押し引きすることによって牽引側へ湾曲させられるようになっている。
【００１２】
図３で示すように、内視鏡１の先端部１０には１つの観察光学系（対物光学系）２１が設けられ、観察光学系２１はその中心Ｐ１が挿入部３の先端部１０の中心Ｐ２から偏倚（シフト）した位置になるように配置されている。また、観察光学系２１の周りには複数の照明光学系２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとチャンネル開口部１８と送気・送水ノズル１９が略環状に並んで配設されている。
【００１３】
また、図２で示すように、観察光学系２１の中心Ｐ１と先端部（挿入部３）１０の中心Ｐ２を通る直線を第１の軸線Ａとし、この第１の軸線Ａに垂直であって、上記観察光学系２１の中心Ｐ１を通る直線を第２の軸線Ｂとし、第２の軸線Ｂで先端部１０の先端面を二分するとき、挿入部３、つまり挿入部３の中心Ｐ２を含まない上側の領域部分を第１の面部２６とし、上記挿入部３の中心Ｐ２を含む下側の領域部分を第２の面部２７とする。
【００１４】
この場合、第１の面部２６内には２つの照明光学系２２ａ，２２ｂが配置され、第２の面部２７内には他の２つの照明光学系２３ａ，２３ｂが配置されている。また、第１の面部２６内に配置される２つの照明光学系２２ａ，２２ｂは上記第１の軸線Ａに対して左右対称に配置され、第２の面部２７内に配置された２つの照明光学系２３ａ，２３ｂも上記第１の軸線Ａに対して左右対称に配置されている。チャンネル開口部１８と送気・送水ノズル１９も第２の面部２７内において上記第１の軸線Ａに対して左右に略対称に位置するように配置されている。
【００１５】
尚、各照明光学系２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂが配置される位置とは各照明光学系２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂの中心光軸であり、後述するライトガイドファイバ束の断面の中心が配置される位置でもある。
【００１６】
第１の面部２６内に配置された２つの照明光学系２２ａ，２２ｂのライトガイドの照明光伝達能力の総和は、第２の面部２７内に配置された他の２つの照明光学系２３ａ，２３ｂのライトガイドの照明光伝達能力の総和に比べて小さい。
【００１７】
もっとも、ここでは、第１の面部２６内に配置される２つの照明光学系２２ａ，２２ｂについてのライトガイドの照明光伝達能力は同じであり、第２の面部２７内に配置される２つの照明光学系２３ａ，２３ｂについてのライトガイドの照明光伝達能力も同じである。
【００１８】
次に、上記観察光学系２１の具体的な内容について説明する。図４で示すように、上記観察光学系２１は結像用レンズ群２５と固体撮像素子３３を備え、結像用レンズ群２５によって内視鏡観察視野を固体撮像素子３３に結像させる。結像用レンズ群２５は対物光学系を構成する。
【００１９】
結像用レンズ群２５は図１０でも示すように、シリンダ７４に組み込まれるレンズ群２５ａと、上記シリンダ７４が嵌め込まれる貫通孔２８の先端部分に組み付けられたレンズ群２５ｂとから構成されていて、レンズ群２５ａとレンズ群２５ｂは観察光軸Ｌ上に同軸的に配置されている。
【００２０】
また、結像用レンズ群２５における最前のレンズは先端部１０の先端面に露出する観察窓２９の窓部材３０を構成している。また、結像用レンズ群２５と観察窓２９の光軸はプリズムやミラーによって屈曲する構成でもよいが、ここでは観察光学系２１の光軸Ｌは上述した観察光学系２１の中心Ｐ１を通る直線上に一致する。
【００２１】
上記レンズ群２５は１８０°を超える広角観察が可能である。このため、図５で示すように、先端カバー１２の前面は視野が欠られないように略円錐形状になっており、レンズ群２５の先端面部分と組み合わせると先端部１０の先端面部が砲弾型に見える形状に形成されている。
【００２２】
観察光学系２１の中心Ｐ１が挿入中心Ｐ２からシフトして配置されるため、先端カバー１２の円錐形状の頂点部分が上側にシフトしているため、下側ほど前後方向に長くなり、図４で示す距離Ｕの範囲で先端部１０の断面積が変化していくことになる。このため、先端部１０の断面積の変化が緩やかになり、挿入部３の挿入性が良くなる。
【００２３】
上記固体撮像素子３３は図１０で示すように、撮像鏡筒３１内に組み込まれている。この撮像鏡筒３１はシリンダ７４の後端部外周に被嵌された状態で連結されている。撮像鏡筒３１には上記固体撮像素子３３の他にも図示しない基板やＩＣチップ等が内蔵しており、これによりＣＣＤユニット３２を構成している。
【００２４】
一方、上記チャンネル開口部１８は操作部２及び挿入部３の両者にわたりその内部に配設された図示しないチャンネルに接続されている。上記チャンネルはこれを通じて処置具を挿通したり吸引したりする用途に用いられる。
【００２５】
図４で示す如く、上記送気・送水ノズル１９の外周には電気的絶縁材料で作られた保護部材３６が被嵌され、この保護部材３６を介して先端部１０の先端硬質部材１１に嵌入した状態で接着固定されている。このように送気・送水ノズル１９は保護部材３６を介して取り付けられているため、内視鏡本体と電気的に遮断される。
【００２６】
また、送気・送水ノズル１９のノズル孔３７は放電加工にて先端側が狭いテーパ状に形成されている。送気・送水ノズル１９のノズル孔３７における最先端の開孔（口）３８は上記観察窓２９の外表面３９に向けて上記ノズル孔３７に略直交して形成されている。
【００２７】
図５で示すように、各照明光学系２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂはいずれも先端部１０の先端面に露出する照明窓４０を構成する照明レンズ４１を配置してなり、照明レンズ４１はレンズ枠４２によって保持されている。
【００２８】
各照明光学系２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂの中心光軸は観察光学系２１の光軸Ｌに対して３０°の角度で外側に傾けて配置してあり、観察光学系２１の広角な視野に対応させてある。各照明光学系２２ａ，２２ｂ、２３ａ，２３ｂの照明レンズ４１の後端にはライトガイドファイバ束（ライトガイド）４５，４６の先端部分がそれぞれ同軸的に配置されている。
【００２９】
つまり、ライトガイドファイバ束４５，４６の先端成形部分が観察光学系２１の中心Ｐ１に対して３０°の角度で外側に傾けて配置されている。
【００３０】
各ライトガイドファイバ束４５，４６は所定本数の光学繊維（ファイバ）を結束してなり、ライトガイドファイバ束４５，４６の先端では第１の固定用口金４４でまとめて成形されている。第１の固定用口金４４はライトガイドファイバ束４５，４６の成形部４７の先端が照明レンズ４１の後端に設けられた凹部４８に入り込まないように取り付けられている。
【００３１】
図５で示すように、左右別々に位置する上下の組みの照明光学系２２ａ，２３ａ（または２２ｂ，２３ｂ）に接続される一対のライトガイドファイバ束４５，４６の成形部４７は先端部１０内において後述する長円形の孔５６を通じて湾曲しながら後方へ導かれ、そして、観察光学系２１の光軸Ｌと平行になり、図７で示すように、先端硬質部材１１に取着された第２の固定用口金４９を介して挿入部３の基端側へ導かれている。
【００３２】
図７で示すように、一対のライトガイドファイバ束４５，４６は後方において合流するように形成されている。上記ライトガイドファイバ束４５，４６はいずれも第２の固定用口金４９から基端側部分が軟らかく形成されており、合流するまでの部分はシリコーンチューブ５１で覆われている。また、合流した後のライトガイドファイバ束５２は上記シリコーンチューブ５１の後端部分を含め、別のシリコーンチューブ５３で覆われている。つまり、シリコーンチューブ５１は途中で途切れて無くなり、別のシリコーンチューブ５３だけで覆われる。上記シリコーンチューブ５３の外周上には保護チューブ５４が被っている。
【００３３】
上側のライトガイドファイバ束４５と下側のライトガイドファイバ束４６が合流するまでは上記保護チューブ５４の上側部分が切り欠かれており、切り欠かれて残った保護チューブ５４の先端側部分に下側のライトガイドファイバ束４６が載り、その保護チューブ５４の先端部分が第２の固定用口金４９に結束固定されている。図８はライトガイドファイバ束４５，４６が合流する部分においてのシリコーンチューブ５１，５３と保護チューブ５４の連結状況を示す。
【００３４】
第２の固定用口金４９は図６で示すように先端部材１０の先端硬質部１１に形成した長円形の孔５６に嵌め込まれると共にその長円形の長軸の一方端に押し付けられた状態で位置決めされ、その位置においてねじ５７により締め付け固定されている。ねじ５７を嵌め込むねじ孔５８は先端硬質部材１１の外周に開口する。ねじ５７をねじ込んで残ったねじ孔５８の空き部分には充填材５９が充填されている。
【００３５】
図９は先端部１０の先端硬質部材１１にライトガイドファイバ束４５，４６を固定する手段の変形例を示すものである。この手段ではライトガイドファイバ束４５，４６の少なくとも一部を円柱状に成形し、この円柱部６１の部分とブロック６２を、Ｕ字状に形成した口金６３内に嵌め込み、ビス６４で口金６３を締付け固定する。ブロック６２の長さはライトガイドファイバ束４５，４６の円柱部６１の直径よりも小さいので、ビス６４を締め付けることにより、Ｕ字状の口金６３が変形し、円柱部６１がしっかりと固定される。Ｕ字状の口金６３の初期状態は図９の（Ｂ）で示すようになっているが、
図９の（Ａ）はライトガイドファイバ束４５，４６に組み付けた状態である。ビス６４はブロック６２によってＵ字状の口金６３を締め付けたとき、Ｕ字状の口金６３の変形が制限され、円柱部６１には所定の締め付け力以上の力はかからないので、ビス６４の締め付け過ぎによってライトガイドファイバ束４５，４６が破壊されることがない。このように締付け固定されるライトガイドファイバ束４５，４６の部分は図６または図７で示すように固定用口金４９を設けるものでも図９で示すように固定用口金４９を設けないものでもよく、この変形例の場合は固定用口金４９を設けないものであってもビス６４を締め付け過ぎたとしてもライトガイドファイバ束４５，４６が破壊することなく取付け固定することができる。
【００３６】
上側の照明光学系２２ａ（２２ｂ）に接続されるライトガイドファイバ束４５は細く、光学繊維の本数は少ない。これに対して下側の照明光学系２３ａ（２３ｂ）に接続されるライトガイドファイバ束４６は太く、光学繊維の本数は多い。つまり上側のライトガイドファイバ束４５は照明光伝達能力が小さい（小）ライトガイドを構成し、下側のライトガイドファイバ束４６は照明光伝達能力が大きい（大）ライトガイドを構成する。
【００３７】
本実施形態の観察光学系２１は特に倍率や画角を変更可能な構成になっている。図１０はその構成を詳細に示している。すなわち前述したように、観察光学系２１は結像用レンズ群２５とＣＣＤユニット３２に大別される。
【００３８】
結像用レンズ群２５は先端側に位置したレンズ群２５ｂを有した対物レンズユニット７１と、この後方に配置されたバリエーターレンズユニット７２の部分に分かれている。
【００３９】
上記バリエーターレンズユニット７２はレンズ・シリンダーユニット７３のシリンダー７４の内部に摺動自在に嵌挿されている。また、バリエーターレンズユニット７２は筒状の摺動レンズ枠７５に可動レンズ７６を設けてなる。
【００４０】
上記摺動レンズ枠７５の側面にはシリンダー７４から下方へレバー状に突き出した突出部７７が形成されている。突出部７７は摺動レンズ枠７５の移動軸方向に沿ってレンズ・シリンダーユニット７３に形成した切欠き部７８に貫通している。この切欠き部７８の後方側に位置してシリンダー７４には上記突出部７７より大型の大突出部７９が形成されている。
【００４１】
上記突出部７７にはバリエーターレンズユニット７２を前後に移動させるためのワイヤーユニット８１が連結されている。ワイヤーユニット８１はストッパ８２とワイヤ８３で構成され、ストッパ８２はワイヤ８３の先端でロー付けされて固定されている。
【００４２】
上記大突出部７９にはパイプユニット８５が螺合されている。パイプユニット８５は筒状の突当て部材８６とパイプ材８７で構成されており、パイプ材８７の先端が突当て部材８６に接着あるいは半田付けにより固定されている。パイプユニット８５内には上記ワイヤ８３が挿通されている。突当て部材８６は外周にネジ部８８が形成されていて、突当て部材８６は上記大突出部７９に螺合して前後の位置を調整選択できるようになっている。
【００４３】
そして、内視鏡１の操作部２においての手動操作または図示しないモータを利用した電動式駆動によりワイヤーユニット８１を前後に動かすことで、バリエーターレンズユニット７２の前後位置を選択して観察光学系２１の倍率や画角を変更することができるようになっている。この構成によれば、パイプユニット８５を回転させることで、観察光学系２１の倍率や画角の調整が行ない易い。
【００４４】
図１１はその観察光学系２１の画角の変化を示している。前述のバリエーターレンズユニット７２が最も先端側に移動して切欠き部７８の端縁に突出部７７が突き当ったとき、通常観察が可能な１４０°の視野角を確保する。また、バリエーターレンズユニット７２が最も基端側に移動して突出部７７が突当て部材８６に突き当ったとき、側面方向の観察も可能な２１０度の画角となる。
【００４５】
従って、内視鏡１を体内に１回挿入するだけで直視方向と側視方向の両方を観察できるので、直視内視鏡と側視内視鏡を別々に挿入する検査の場合よりも患者の負荷を低減できる。また、１つの観察光学系２１で直視観察と側視観察ができるので、直視観察光学系と側視観察光学系の両方を１つの内視鏡に持つ機種より細径化が可能であって、患者への侵襲が少ない内視鏡１を提供することができる。
【００４６】
また、１８０°以上の視野角を超える視野角で、３６０°全周方向の側面観察が可能であり、病変の見落としを少なくできる。さらに、１８０°以上の視野角で観察できるので、通常の視野角では腸管のひだの影になっていた部分の観察も可能であり、医学的有用性が高いものである。
【００４７】
（作用）
図２は内視鏡１の挿入部３を大腸（腸管）９０に挿入したときに先端部１０を正面側から見た状態を表している。大腸９０の内視鏡検査の際、病変の有無を発見するには大腸９０の中心に近い位置に挿入部３の中心を配置するほうが、全体を均等に観察し易い。また、平均的な使用状況にあっては内視鏡１の挿入部３の中心が大腸９０中心に配置され易い傾向がある。
【００４８】
ところが、内視鏡１の場合、観察光学系２１の中心Ｐ１が挿入部３における先端部１０の中心Ｐ２に対して一方にシフトして配置されているので、シフトした方向の腸壁と観察光学系２１との距離は相対的に近くなる。距離が近い分、照明光は少なくて良い。逆にシフトした方向と逆方向にある腸壁と観察光学系２１とは相対的に距離が遠くなる。距離が遠い分、照明光は多くする必要がある。
【００４９】
本実施形態では観察光学系２１をシフトした方向、すなわち前述の第１の面部２６の範囲内にある２つの照明光学系２２ａ，２２ｂのライトガイドの繊維本数が少なく、観察光学系２１をシフトした方向と逆方向すなわち前述の第２の面部２７の範囲内にある２つの照明光学系２３ａ，２３ｂのライトガイドの繊維本数が多いので、全体的な配光のバランスが良好である。
【００５０】
また、第１の面部２６の範囲内にある２つの照明光学系２２ａ，２２ｂは直線Ａに対して左右対称であり、同様に第２の面部２７の範囲内にある２つの照明光学系２３ａ，２３ｂは直線Ａに対して左右対称であるので、直線Ａに対する左右の配光のバランスが良好である。
【００５１】
観察光学系２１の中心Ｐ１が挿入部３の中心Ｐ２に対してシフトして配置されているので、観察光学系２１がシフトした方向と逆方向にスペース的な余裕を生むことができる。その余裕のスペースにチャンネル開口部１８と送気・送水ノズル１９をレイアウトできるので、レイアウト的にデッドスペースを少なくすることができ、結果として内視鏡１の挿入部３の外径を細く、挿入性を向上することができるという副次的効果が得られる。
【００５２】
尚、本実施形態では光学ズームによって視野角を変化させる手段についても述べたが、本発明の内視鏡は次のように電子ズームによって視野を変化させる手段の構造であっても良い。
【００５３】
図１２は固体撮像素子３３に２１０°の視野角で光線が当たっている状況を示しており、光線が当たっている範囲９３と、光線が当たっていない範囲９４の両方が示されている。
【００５４】
また、図１３は前述のように光線が当たっている範囲９３からさらに電子マスクによって、１４０°まで視野角を絞った状態を示している。９５は電子マスクを作用させた範囲である。電子マスクをかけた場合であっても、電子ズームで、２１０°の時と同じ画面サイズに拡大することにより画像上は拡大したように見える。
【００５５】
このように電子ズームによって画角を切り替えるようにした場合、レンズ群の構成が光学ズームのレンズ群以上に小型化が可能なので、内視鏡の細径化が可能であり、患者への侵襲を低減できる。
【００５６】
［第２実施形態］
図１４は本発明の第２実施形態に係る内視鏡１の先端部１０の正面図である。本実施形態は観察光学系２１の中心Ｐ１が先端部１０の中心Ｐ２の真上方向ではなく、斜め方向にシフトして配置した例である。
【００５７】
また、一つの小さな照明光学系２２と一つの大きな照明光学系２３とチャンネル開口部１８と送気・送水ノズル１９が観察光学系２１の周りに略環状に並んで配設されている。
【００５８】
上述した第１実施形態の場合と同様、小さな照明光学系２２に属するライトガイドの照明光伝達能力は小さく、大きな照明光学系２３に属するライトガイドの照明光伝達能力は大きくなるように構成されている。照明光伝達能力はそのライトガイドの繊維本数の総数の違い等により得られる。
【００５９】
図１４で示すように、観察光学系２１の中心Ｐ１と先端部１０の中心Ｐ２を通る直線を第１の軸線Ａとし、この第１の軸線Ａに垂直で、上記観察光学系２１の中心Ｐ１を通る直線を第２の軸線Ｂとし、第２の軸線Ｂで先端部１０の先端面を二分するとき、挿入部３、つまり先端部１０の中心Ｐ２を含まない側の領域部分を第１の面部２６とし、先端部１０の中心Ｐ２を含む側の領域部分を第２の面部２７とする。
【００６０】
この場合、小さな照明光学系２２の中心は第２の面部２７の領域内に位置し、かつ第１の軸線Ａ上に位置している。また、大きな照明光学系２３の中心は第１の面部２６の領域内に位置し、かつ第１の軸線Ａ上に位置している。
【００６１】
チャンネル開口部１８と送気・送水ノズル１９は第２の面部２７の領域内に位置し、かつ第１の軸線Ａの左右に略対称的に配置されている。送気・送水ノズル１９は観察光学系２１の斜め上方に位置し、観察光学系２１に開口部が向けられ、観察光学系２１の下方にチャンネル開口部１８が設けられている。
【００６２】
小さな照明光学系２２のライトガイドの照明光伝達能力（例えば繊維本数の総数）は大きな照明光学系２３の照明光伝達能力（例えば繊維本数の総数）よりも小さい。従って、上記実施形態の場合と同様、全体的な配光のバランスが良好である。
【００６３】
［第３実施形態］
図１５は本発明の第３実施形態に係る内視鏡１の先端部１０の正面図である。本実施形態では前述した第１実施形態で述べた第１の面部２６の範囲に相当する範囲内に同じ大きさの小さな照明光学系２２ａ，２２ｂ，２２ｃと送気・送水ノズル１９が設けられ、第２の面部２７の範囲に相当する範囲内には同じ大きさの大きな照明光学系２３ａ，２３ｂとチャンネル開口部１８が設けられている。これらは観察光学系２１の周りに略環状に並んで配設されている。
【００６４】
真中の小さな照明光学系２２ｂの照明窓は第１の軸線Ａ上に位置しており、他の照明光学系２２ａ，２２ｃの照明窓は第１の軸線Ａの左右に対称的に配置されている。また、大きな照明光学系２３ａ，２３ｂの照明窓も第１の軸線Ａの左右に対称的に配置されている。チャンネル開口部１８は第１の軸線Ａ上にあり、観察光学系２１の観察窓の真下に位置している。また、送気・送水ノズル１９は直線Ｂ上あるいは直線Ｂの近辺に位置している。
【００６５】
小さな照明光学系２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各ライトガイドの照明光伝達能力は等しく、例えば各ライトガイドの繊維本数が同じである。また、大きな照明光学系２３ａ，２３ｂの各ライトガイドの照明光伝達能力は等しく、各ライトガイドの例えば繊維本数が同じである。
【００６６】
さらに、３つの小さな照明光学系２２ａ，２２ｂ，２２ｃのライトガイドの照明光伝達能力の総和（例えば繊維本数の総数）は、２つの大きな照明光学系２３ａ，２３ｂの照明光伝達能力の総和（例えば繊維本数の総数）よりも小さい。従って、上記実施形態の場合と同様、全体的な配光のバランスが良好である。
【００６７】
本発明は上記の各実施形態のものに限定されるものではない。上記説明によれば以下の付記に挙げる各群の項およびそれらの項を任意に組み合わせたものが得られる。
【００６８】
〔付記〕
＜第１群＞
（１）挿入部の先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバによって伝達されてきた照明光を視野内に出射する２つ以上の照明光学系を設け、挿入部の先端には上記観察光学系の観察窓と、２つ以上の照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、
挿入部の先端で挿入部の中心位置から一方に偏倚させて観察光学系の観察窓を配置し、挿入部の中心と観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、第１の軸線に垂直で観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、挿入部の中心を含まない側の領域部分を第１の面部とし、挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、第１の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドの照明光伝達能力が、第２の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドの照明光伝達能力よりも小さく構成したことを特徴とする内視鏡。
【００６９】
（２）挿入部の先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する照明光学系を設け、上記照明光学系は２つ以上のものを備え、挿入部の先端には上記観察光学系の観察窓と、２つ以上の照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、
挿入部の先端で挿入部の中心から偏移させて観察窓を配置し、挿入部の中心と観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、第１の軸線に垂直で観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、挿入部の中心が含まない側の領域部分を第１の面部とし、挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、第１の面部に照明窓が配設された照明光学系と、第２の面部に照明窓が配設された照明光学系とを有し、第１の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束の総断面積が、第２の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束の総断面積より少なく構成したことを特徴とする内視鏡。
【００７０】
（３）挿入部の先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する照明光学系を設け、上記照明光学系は２つ以上のものを備え、挿入部の先端には上記観察光学系の観察窓と、２つ以上の照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、
挿入部の先端で挿入部の中心から偏移させて観察窓を配置し、挿入部の中心と観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、第１の軸線に垂直で観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、挿入部の中心が含まない側の領域部分を第１の面部とし、挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、第１の面部に照明窓が配設された照明光学系と、第２の面部に照明窓が配設された照明光学系とを有し、第１の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束のライトガイドファイバの総本数が、第２の面部に照明窓が配設された方の照明光学系のライトガイドファイバ束のライトガイドファイバの総本数よりも少なく構成したことを特徴とする内視鏡。
【００７１】
（４）第１の軸線に対してその両側の領域に照明光学系の照明窓が対称となるようにそれぞれのライトガイドファイバ束を配置したことを特徴とする請求項１、２、３に記載の内視鏡。
【００７２】
（５）第２の面部の範囲内にチャンネルの先端開口部と送気・送水ノズルを配置したことを特徴とする第１、２、３項に記載の内視鏡。
【００７３】
（６）挿入部の中心に対して観察光学系の観察窓の中心をシフトして配置し、その観察光学系の観察窓の前表面部分を頂点として円錐状あるいは砲弾型の形状となる形状に挿入部の先端部を形成したことを特徴とする第１、２、３、４、５項に記載の内視鏡。
【００７４】
（７）観察光学系は１８０°以上の視野角をもつことを特徴とする第１、２、３、４、５、７項に記載の内視鏡。
【００７５】
尚、照明窓、ライトガイドファイバ束、チャンネルの先端開口部または送気・送水ノズルが配設される位置とは夫々の横断面の中心が配置される位置のことである。
【００７６】
＜第２群＞
（１）一つの観察光学系を有し、その観察光学系は視野角が１８０°以内の視野範囲から１８０°以上の視野角の視野範囲に切り替え可能であることを特徴とする内視鏡。
【００７７】
（２）１８０°を超える画角のときの画像に、電気的処理により、１８０°以下の画角時には撮影されない部分にマスクをかけたことを特徴とする第１項に記載の内視鏡。
【００７８】
（３）第２項の内視鏡において、マスクのかけられる画像を電気的処理により拡大し、モニター上にうつる画像のサイズを１８０°を超える画角の時の画像と略同じサイズにしたことを特徴とする内視鏡。
【００７９】
（４）光学的に、視野角を１８０°以内の視野範囲から１８０°以上の視野範囲に切り替え可能とした第１項に記載の内視鏡。
【００８０】
[第２群に属する発明の技術分野]
第２群に属する発明は、内視鏡の画角切り替えを行なう撮像装置に関する。
【００８１】
［第２群に属する発明の従来技術］
従来、体腔内の正面方向と側面方向の両方を観察するためには正面方向を観察する直視内視鏡と側面方向を観察する側視内視鏡をそれぞれ別々に挿入して観察するか、特開平９−３１３４３５号公報において示すような正面方向観察用の観察光学系と側面方向観察用の観察光学系が一体となっていて観察方向を切り替える機能を有する内視鏡を使用するしかなかった。
【００８２】
［第２群に属する発明の課題］
正面方向を観察する内視鏡と側面方向を観察する内視鏡をそれぞれ別々に挿入して観察する場合には患者の体腔内に２本の内視鏡を別々に挿入されるので侵襲が大きく患者にとっては負担の大きいものであった。
【００８３】
一方、正面方向の観察用観察光学系と側面方向の観察用観察光学系が一体となっていて視野方向を切り替える機能を有する内視鏡を使用する場合は一つの内視鏡に二つの光学系を搭載しなければならず、内視鏡の挿入部外径が非常に大きなものとなってしまい、この場合も、患者への侵襲が大きく、苦痛の大きなものであった。また、従来の側視内視鏡では内視鏡の挿入方向に対する断面方向の観察範囲が狭く限定され、病変を見落とさない細心の注意が必要であり、観察・診断時間が長くなった。
【００８４】
第２群に属する発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、患者に対する侵襲が少なく、病変部の見落としを防止できる内視鏡を提供することを目的とする。
【００８５】
［第２群に属する発明の作用］
画角が１８０°以下の範囲では通常の直視内視鏡と同様に正面方向の観察ができ、画角が１８０°を超えるときは側面全周の観察ができる。
【００８６】
［第２群の（１）項による効果］
１４０°から２１０°までの一つの観察光学系で、前方の観察と側面の観察が可能なので直視の観察光学系と側視の観察光学系を別々に持っている内視鏡より挿入部外径を細くできるので患者の侵襲を小さくできる。また本内視鏡を１回挿入するだけで、直視方向と側視方向両方観察できるので直視内視鏡と側視内視鏡を別々に飲み込む場合より患者の負担を小さくできる。
【００８７】
また、広角で側視方向を観察するとき、断面３６０°、全方向観察できるので見落としを少なくできる。
【００８８】
［第２群の（２）（３）項による効果］
電気的な画角の切り替えによって画角を小さくできるので、光学的手段によって画角を切り替える必要性がなくなり、撮像ユニットの大きさを小型化できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、極力コンパクトに照明光学系を配置できると共に、照明配光のバランスを向上させた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムを概略的に示した説明図である。
【図２】第１実施形態に係る内視鏡の挿入部を腸内に挿入した状態での先端部の正面図である。
【図３】第１実施形態に係る内視鏡の先端部の正面図である。
【図４】図３中ＸＸ矢視線に沿って切断した挿入部の先端部付近の縦断面図である。
【図５】図３におけるＹＹ矢視線に沿って切断した挿入部の先端部付近の縦断面図である。
【図６】図４におけるＺＺ矢視線に沿って切断した挿入部の先端部付近の横断面図である。
【図７】図６におけるＳＳ矢視線に沿って切断した挿入部の先端部付近の縦断面図である。
【図８】図７におけるＴＴ矢視線に沿って切断したライトガイドファイバ束付近の縦断面図である。
【図９】（Ａ）はＵ字状口金にライトガイドを組み付けた状態の横断面図であり、（Ｂ）はＵ字状口金の初期状態の正面図である。
【図１０】第１実施形態に係る内視鏡の観察光学系の詳細な縦断面図である。
【図１１】内視鏡の観察光学系の変形例の縦断面図である。
【図１２】内視鏡の固体撮像素子に２１０°の視野角の光線が当たっている状況の説明図である。
【図１３】内視鏡の固体撮像素子に電子マスクにより１４０°まで視野角を絞った状況の説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る内視鏡の先端部の正面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る内視鏡の先端部の正面図である。
【符号の説明】
１…内視鏡、３…挿入部、１０…先端部、
２１…観察光学系、２６…第１の面部、
２７…第２の面部、２２ａ，２２ｂ…照明光学系、
２３ａ，２３ｂ…照明光学系、Ｐ１…観察光学系の中心、
Ａ…第１の軸線、Ｂ…第２の軸線。

Claims

先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する２つ以上の照明光学系を設け、上記挿入部の先端に、上記観察光学系の観察窓と、２つ以上の照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、
上記挿入部の先端で該挿入部の中心位置から一方に偏倚させて観察光学系の観察窓を配置し、上記挿入部の中心と上記観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、この第１の軸線に垂直で上記観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、上記挿入部の中心を含まない側の領域部分を第１の面部とし、上記挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、
上記第１の面部に上記観察窓を避けて第１照明窓を設け、上記第２の面部に上記観察窓を避けて第２照明窓を設け、対となる上記第１照明窓と上記第２照明窓について上記第１照明窓に導かれる第１ライトガイドファイバ束と上記第２照明窓に導かれる第２ライトガイドファイバ束とは上記挿入部の先端部から合流し始めて互いに近づき１本のライトガイドファイバ束となって保護チューブに覆われるものであり、
更に、合流して１本のライトガイドファイバ束となるべき、一方の上記第１ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量を、他方の第２ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量に比べて小さくなるように上記第１ライトガイドファイバ束のファイバの本数を上記第２ライトガイドファイバ束のファイバの本数よりも少なくしたことを特徴とする内視鏡。
先端部に、視野内を観察する観察光学系と、ライトガイドファイバ束によって伝達されてきた照明光を視野内に出射する２つ以上の照明光学系を設け、上記挿入部の先端に、上記観察光学系の観察窓と、上記照明光学系の照明窓を配設した内視鏡において、
上記挿入部の先端で該挿入部の中心位置から一方に偏倚させて観察光学系の観察窓を配置し、上記挿入部の中心と上記観察窓の中心を通る直線を第１の軸線とし、この第１の軸線に垂直で上記観察窓の中心を通る直線を第２の軸線とし、この第２の軸線によって上記挿入部の先端面の領域を二分したとき、上記挿入部の中心を含まない側の領域部分を第１の面部とし、上記挿入部の中心を含む側の領域部分を第２の面部とし、
上記第１の面部には、上記第１の軸線を中心として上記観察窓を間に位置させて配置した２つの第１照明窓を設け、上記第２の面部には、上記第１の軸線を中心として上記観察窓を間に位置させて配置した２つの第２照明窓を設け、対となる第１照明窓と第２照明窓について上記第１照明窓に導かれる第１ライトガイドファイバ束と上記第２照明窓に導かれる第２ライトガイドファイバ束とは上記挿入部の先端部から合流し始めて互いに近づき１本のライトガイドファイバ束となって保護チューブに覆われるものであり、
更に、合流して１本のライトガイドファイバ束となるべき、一方の上記第１ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量を、他方の第２ライトガイドファイバ束で伝達する照明光の光量に比べて小さくなるように上記第１ライトガイドファイバ束のファイバの本数を上記第２ライトガイドファイバ束のファイバの本数よりも少なくしたことを特徴とする内視鏡。