JP4554267B2

JP4554267B2 - 内視鏡及び内視鏡システム

Info

Publication number: JP4554267B2
Application number: JP2004132072A
Authority: JP
Inventors: 宏樹森山
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: EP1743567B1; US8002697B2; EP1743567A1; US20070055106A1; EP1743567A4; WO2005102146A1; KR20070004898A; CN1946334A; KR100847406B1; JP2005312553A

Description

本発明は、内視鏡に関し、特に、視野角の異なる２つの内視鏡を含む内視鏡システムに関する。

従来より、内視鏡は、医療分野等で広く利用されている。内視鏡は、体腔内に細長い挿入部を挿入することによって、体腔内の臓器等を観察したり、必要に応じて処置具挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をすることができる。挿入部の先端には、湾曲部が設けられ、内視鏡の操作部を操作することによって、先端部の観察窓の観察方向を変更させることができる。

従来の内視鏡の視野角は、例えば１４０度であり、術者は、その視野角の観察画像によって体腔内を観察するが、体腔内を観察中に、視野範囲外の部位を観察したいときは、湾曲部を湾曲させることによって視野範囲外の部位を観察することができる。

一方、より広い範囲を観察できるように、視野角をより広くした内視鏡も提案されている。この内視鏡は、その広い視野角によって撮像範囲が広がり、観察又は処置の必要な部位を発見し易いというメリットがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１０２４３２号公報

しかし、特開平４−１０２４３２号公報の提案に係る広角の視野角の内視鏡においては、通常の視野角の内視鏡よりも広い範囲を撮像可能であるため、所定の照度以上の照明光が撮像範囲の周辺部に照射されず、その撮像範囲を映し出すモニタ画面の周辺部も暗く表示される。つまり、通常の視野角の内視鏡の使用前後に広角の視野角の内視鏡を使用するユーザは、通常の内視鏡と広角の内視鏡とが同じモニタ画面に表示する夫々の撮像範囲の中央部と周辺部の明るさの違いによる違和感を受けるおそれがある。

そこで、本発明は、通常の視野角の内視鏡及び広角の内視鏡を使用する際、撮像範囲の周辺部にまで、照明光の所定の照度の配光ができ、モニタ画面に映し出される映像の明暗部分の違いを軽減し観察性の高い内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の内視鏡システムは、観察画像の明るさを検知して、設定された照明光の所定の光量を増減制御する光源装置と、前記光源装置に接続され、挿入部の先端から観察方向に向けた任意の撮像距離における第１の撮像範囲を撮影するように設定された第１の視野角を有する第１の観察光学系と、所定の照度以上の前記照明光を前記第１の撮像範囲を包含するように照射する第１の照射範囲が設定された第１の照明光学系と、を具備する第１の内視鏡と、前記任意の撮像距離において、前記第１の撮像範囲よりも広範囲の第２の撮像範囲を撮影するように前記第１の視野角よりも広い第２の視野角が設定された第２の観察光学系と、前記所定の照度以上の前記照明光を前記第２の撮像範囲の周辺部を包含するように照射する第２の照射範囲が設定された第２の照明光学系と、を具備し、前記第１の内視鏡が接続される共通の前記光源装置と着脱自在な第２の内視鏡と、を備え、前記第１の内視鏡は、少なくとも２つの前記第１の照明光学系を有し、該少なくとも２つの第１の照明光学系により前記第１の撮像範囲を包含するように少なくとも２つの前記照明光を照射する前記第１の照射範囲を備え、前記第２の内視鏡は、複数の前記第２の照明光学系と、該複数の第２の照明光学系により前記第２の撮像範囲の周辺部を包含するように複数の前記照明光を照射する前記第２の照射範囲を備え、前記第１の照射範囲において、前記第１の観察光学系に入射される撮影光の光軸から、前記少なくとも２つの前記第１の照明光学系から照射された前記少なくとも２つの照明光の夫々の中心軸までの距離のうち、最も遠い中心軸までの距離よりも、前記第２の照射範囲において、前記第２の観察光学系の光軸から、前記複数の第２の照明光学系から照射された前記複数の照明光の夫々の中心軸のうち、最も遠い中心軸までの距離を長くすることによって、前記第２の照射範囲を前記第１の照射範囲よりも広くした。

本発明の内視鏡システムによれば、通常の視野角の内視鏡及び広角の内視鏡を使用する際、モニタ画面に映し出される夫々の撮像面の明るさの違いを軽減し観察性の高い内視鏡システムを実現することができる。

（第１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。
まず図１に基づき、本実施の形態に係わる内視鏡システム１００の構成を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る内視鏡システム１００を概略的に示した説明図である。図１で示すように、第１の内視鏡１ａ及び第２の内視鏡１ｂ（以下、特に区別しない場合は、内視鏡１と記載する。）には、湾曲操作や管路系の制御を行う操作部２と、その基端側が操作部２に接続されて体腔内に挿入される挿入部３と、操作部２から延出されて先端にコネクタ部４を有するユニバーサルコード３ａとを有する。コネクタ部４は、外部機器としての光源装置５とプロセッサ１１とに所定のコネクタを介して接続されるようになっている。プロセッサ１１は、モニタ７に接続されている。なお、第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂは、前記プロセッサ１１と光源装置５へ必要に応じてコネクタなどを用いて接続されるか、または、前記プロセッサ１１と光源装置５にコネクタにより夫々が常時接続され、図示していない切換スイッチにより接続切換を可能とする。

挿入部３は、可撓性を有する可撓管部８と、その可撓管部８の先端側に設けられた湾曲部９と、その湾曲部９の先端側に設けられた先端部１０が設けられている。先端部１０には、体腔内の部位を撮像するための固体撮像素子２２（図２参照）が内蔵されている。

先端部１０内に設けられた固体撮像素子２２によって撮像された体腔内の部位の画像信号は、ユニバーサルコード３ａを介してプロセッサ１１へ伝送される。プロセッサ１１は、後述するように、伝送された画像信号を処理した信号に基づいて接続された表示手段であるモニタ７のモニタ画面７ａ上に、撮像された部位の観察画像を表示させる。

操作部２には、湾曲部９を遠隔的に湾曲させるための操作ノブ（図示せず）が配設されている。その操作ノブを操作することによって、挿入部３内に挿通された操作ワイヤ（図示せず）による引っ張り作用及び弛緩作用が生じ、その結果、湾曲部９は４方向に湾曲可能となっている。

次に、図２及び図３を参照しながら、内視鏡１の先端部１０の構成について詳細に説明する。図２は、内視鏡１の先端部１０の先端面１０Ａの正面図であり、図３は、内視鏡１の先端部１０を長手軸方向に切断した断面図である。

図２に示すように、先端部１０の先端面１０Ａには、観察用光学部材（以下、観察窓と称す。）１５（第１の内視鏡１ａの観察窓を第１の観察窓１５ａとし、第２の内視鏡１ｂの観察窓を第２の観察窓１５ｂとする。）と、その観察窓の周囲に配置された２つの照明用光学部材（以下、照明窓と称す。）５０，５５（第１の内視鏡１ａは、２つの照明窓５０ａ，５５ａを有し、第２の内視鏡１ｂは、２つの照明窓５０ｂ，５５ｂを有する。）と、処置具チャンネル開口１７と、観察窓１５に対して送水送気する送水送気ノズル１８と、前方送水開口１９とが設けられている。

さらに、第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂは、同一の外部機器、ここでは、プロセッサ１１と光源装置５の少なくともいずれかに接続可能である。

図３に示すように、内視鏡１の先端部１０は、先端キャップ１０Ｂと円筒形状の外装１０Ｃとからなり、内部には、前記先端キャップ１０Ｂの先端面１０Ａに設けられた観察窓１５から先端部１０の内部に向かって、複数の光学レンズからなり、固定あるいは最も広角の状態において視野角αの観察光学系２１（第１の内視鏡１ａは、第１の観察光学系２１ａの視野角α１を有し、第２の内視鏡１ｂは、第２の観察光学系２１ｂの視野角α２を有する。）が配置されている。この観察光学系２１の結像位置には、固体撮像素子２２が配置されている。この固体撮像素子２２の後方には、固体撮像素子２２を駆動制御したり、光電変換生成された撮像信号を取り込む回路機能を有する回路基板２３が接続されている。この回路基板２３は、後述するＣＤＳ回路３５及びアナログ／デジタル変換回路３６を有し、信号ケーブル２４が接続される。この信号ケーブル２４の基端は、プロセッサ１１に接続されている。

先端キャップ１０ｂの先端面１０ａに設けられた処置具チャンネル開口１７は、略円筒形状に形成された処置具挿通筒２５を介して、処置具チャンネル２６に連通している。また、第１の内視鏡１ａは、例えば、約１４０度の固定あるいは最も広角にした状態における視野角α１の視野範囲を撮像可能である。

第２の内視鏡１ｂの先端部１０の内部には、上述の第１の内視鏡１ａの視野角α１よりも大きい例えば、約１７０度の固定あるいは最も広角にした状態における視野角α２（α１＜α２）を備える観察光学系２１が配設される。つまり、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａよりも広い視野範囲を撮像可能である。

次に、第１の内視鏡１ａ及び第２の内視鏡１ｂを備えた、本実施の形態に係る内視鏡システム１００について図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る内視鏡システム１００の主な構成を示すブロック構成図である。

この内視鏡システム１００は、第１の内視鏡１ａ、第２の内視鏡１ｂ、プロセッサ１１、モニタ７及び光源装置５（図１参照）からなっている。そして、第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂは、同一の外部機器、ここでは、プロセッサ１１と光源装置５の少なくともいずれかに接続可能である。

前記第１の内視鏡１ａは、主に視野角（例えば、約１４０度）α１の複数のレンズからなる第１の観察光学系２１ａと、この第１の観察光学系２１ａの結像位置に配置され、観察部位を撮像する第１の固体撮像素子（以下、第１のＣＣＤと称する）２２ａと、この第１のＣＣＤ２２ａにより生成された撮像信号の相関二重サンプリング処理を行うＣＤＳ回路３５、このＣＤＳ回路３５において処理されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ回路と称する）３６からなっている。

第２の内視鏡１ｂは、主に第１の内視鏡１ａの第１の観察光学系２１ａよりも大きい視野角（例えば、約１７０度）α２（α１＜α２）の複数のレンズからなる第２の観察光学系２１ｂと、この第２の観察光学系２１ｂの結像位置に配置され、観察部位を撮像する第２の固体撮像素子（以下、第２のＣＣＤと称する）２２ｂと、この第２のＣＣＤ２２ｂにより生成された撮像信号の相関二重サンプリング処理を行うＣＤＳ回路３５、このＣＤＳ回路３５において処理されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ回路と称する）３６からなっている。

なお、第１の観察光学系２１ａは、前述の第１の観察窓１５ａと同じ中心軸上に配置され、第２の観察光学系２１ｂは、前述の第２の観察窓１５ｂと同じ中心軸上に配置される。言い換えれば、第１の観察光学系２１ａの光軸は、第１の観察窓１５ａの中心軸上を通り、第２の観察光学系２１ｂの光軸は、第２の観察窓１５ｂの中心軸上を通る。さらに、第１の観察光学系２１ａの光軸は、前述の照明窓５０ａ，５５ａの夫々の中心軸と平行の軸であり、第２の観察光学系２１ｂの光軸は、前述の照明窓５０ｂ，５５ｂの夫々の中心軸と平行の軸である。

前記プロセッサ１１は、分離処理回路（以下、Ｓ／Ｐ回路と称する）４１、デジタル信号処理回路（以下、ＤＳＰ回路と称する）４２、文字情報重畳回路４３、文字情報入力回路４４、デジタル／アナログ信号変換回路（以下、Ｄ／Ａ回路と称する）４５、画像表示信号回路４６、基準信号発生回路（以下、ＳＳＧと称する）４７、タイミング信号発生回路（以下、Ｔ／Ｇ回路と称する）４８及び表示画像切換入力回路４９から構成される。

前記Ｓ／Ｐ回路４１は、前記第１の内視鏡１ａのＡ／Ｄ回路３６からのデジタル撮像信号、又は前記第２の内視鏡１ｂのＡ／Ｄ回路３６からのデジタル撮像信号の輝度信号と色信号等を分離処理する。前記ＤＳＰ４２は、前記Ｓ／Ｐ回路４１において分離された輝度信号と色信号に対して、所定のデジタル信号処理を行うと共に、ホワイトバランス、γ補正などの補正処理を行い、デジタル内視鏡画像信号を生成する。

文字情報重畳回路４３は、ＤＳＰ回路４２において信号処理されたデジタル内視鏡画像信号に、例えば、患者の氏名、年齢、性別、内視鏡観察日時などの患者情報を示す文字情報信号を重畳させる。この文字情報重畳回路４３において、重畳される文字情報信号は、文字情報入力回路４４において、キーボード（不図示）から術者により入力された患者情報により生成される。この文字情報重畳回路４３において、文字情報が重畳されたデジタル内視鏡画像信号は、前記Ｄ／Ａ回路４５において、アナログ内視鏡画像信号に変換されて画像表示信号回路４６へ出力される。なお、文字情報重畳回路４３において、生成された文字情報信号が重畳されたデジタル内視鏡画像信号は、プロセッサ１１に着脱可能に設けたメモリ３０に記録する。

前記画像表示信号回路４６は、前記Ｄ／Ａ回路３６から供給されたアナログ内視鏡画像信号を基に、モニタ７に観察映像と患者情報を表示するための映像信号に変換生成する。この画像表示信号回路４６は、前記表示画像切換入力回路４９からの制御信号により、前記モニタ７に表示させる観察映像と患者情報の表示位置などが変更設定される。前記表示画像切換入力回路４９には、図示していないが、術者がモニタ７に表示させる観察映像、患者情報の表示位置等の表示切換入力指示が可能となっている。

前記ＳＳＧ回路４７は、前記Ｓ／Ｐ回路４１、ＤＳＰ回路４２、文字情報重畳回路４３、Ｄ／Ａ回路４５及び画像表示信号回路４６の駆動を制御する基準信号を生成出力する。前記Ｔ／Ｇ回路４８は、前記ＳＳＧ回路４７からの基準信号により、前記第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂのそれぞれの第１のＣＣＤ２２ａと第２のＣＣＤ２２ｂの駆動制御のタイミング信号を生成する。

次に、図５及び図６を参照し、さらに詳しく、第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂについて説明する。図５は、第１の内視鏡１ａの先端部１０を照明窓５０ａ，５５ａと第１の観察窓１５ａの夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。図６は、第２の内視鏡１ｂの先端部１０を照明窓５０ｂ，５５ｂと第２の観察窓１５ｂの夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。

図５に示すように、本実施形態において、第１の内視鏡１ａの先端部１０の照明窓５０ａ，５５ａは、夫々、照明レンズ５３ａを有する。各照明レンズ５３ａの基端からは、光源装置５に接続されるライトガイドバンドル５０Ａが内視鏡１の内部に挿通される。また、照明窓５０ａ，５５ｂ及び照明レンズ５３ａは、照明光学系を構成し、照明部材であるライトガイドバンドルからの照明光が通過する。

第１の内視鏡１ａの照明窓５０ａの中心軸（照明光の照射範囲の中心軸）が第１の観察窓１５ａの光軸である中心軸から所定の長さＬａだけ離間する位置に設けられる。第１の内視鏡１ａの照明窓５５ａは、その中心軸が第１の観察窓１５ａの中心軸から所定の長さＬｂだけ離間する位置に設けられる。また、第１の観察窓１５ａの中心軸は、第１の観察光学系２１ａの光軸ＭＡ１と同軸上にある。さらに、照明窓５０ａの中心軸は、照明光の照射範囲の中心軸ＬＡ１と同軸上にあり、照明窓５５ａの中心軸は、照明光の照射範囲の中心軸ＬＡ２と同軸上にある。したがって、言い換えれば、中心軸ＬＡ１と、光軸ＭＡ１とは、所定の長さＬａだけ離間し、中心軸ＬＡ２と光軸ＭＡ１とは、所定の長さＬｂだけ離間する。なお、長さＬａと長さＬｂは、同じ長さ（Ｌａ＝Ｌｂ）でも良く、異なる長さ（Ｌａ≠Ｌｂ）でもよい。

また、第１の内視鏡１ａには、これら照明レンズ５３ａの基端側の夫々のレンズ面から挿入部３及びユニバーサルコード３ａを通り、一束に収束されるライトガイドバンドル５０Ａがコネクタ部４まで挿通している。コネクタ部４まで挿通するライトガイドバンドル５０Ａは、前述した、コネクタ部４によって、光源装置５と接続される。ライトガイドバンドル５０Ａの２つの先端面からは、光源装置５から供給される照明光が照射され、２つの照明レンズ５３ａを夫々通る中心軸ＬＡ１，ＬＡ２を有する２つの照明光が２つの照明窓５０ａ，５０ｂから照射される。

図６に示すように、本実施形態において、第２の内視鏡１ｂの先端部１０の照明窓５０ｂ，５５ｂは、夫々、照明レンズ５３ｂを有する。各照明レンズ５３ｂの基端からは、光源装置５に接続されるライトガイドバンドル５０Ａが内視鏡１の内部に挿通される。また、照明窓５０ｂ，５５ｂ及び照明レンズ５３ａは、照明光学系を構成し、照明部材であるライトガイドバンドル５０Ａからの照明光が通過する。

第２の内視鏡１ｂの先端面１０ａの照明窓５５ａの中心軸ＬＡ３（照明光の照射範囲の中心軸）が第２の観察窓１５ｂの光軸ＭＡ２から所定の長さＬｄだけ離間する位置に設けられ、照明窓５５ｂは、その中心軸ＬＡ４が第２の観察窓１５ｂの光軸ＭＡ２から所定の長さＬｅだけ離間する位置に設けられる。また、第２の観察窓１５ｂの中心軸は、第２の観察光学系２１ｂの光軸ＭＡ２と同軸上にあり、さらに、照明窓５０ｂの中心軸は、照明光の中心軸ＬＡ３と同軸上にあり、照明窓５５ｂの中心軸は、照明光の中心軸ＬＡ４と同軸上にある。言い換えれば、中心軸ＬＡ３と、光軸ＭＡ２とは、所定の長さＬｄだけ離間し、中心軸ＬＡ４と、光軸ＭＡ２とは、所定の長さＬｅだけ離間する。なお、長さＬｄと長さＬｅは、同じ長さ（Ｌｄ＝Ｌｅ）でも良く、異なる長さ（Ｌｄ≠Ｌｅ）でもよい。

また、第２の内視鏡１ｂの照明窓５０ｂ，５５ｂが第２の観察窓１５ｂから夫々離間する長さＬｄ，Ｌｅのうち、少なくとも、いずれかの距離は、第１の内視鏡１ａの照明窓５０ａ，５５ａが第１の観察窓１５ａから夫々離間する長さＬａ，Ｌｂのうち、最も長い距離よりも長い。つまり、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂが同じ長さ（Ｌａ＝Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂよりも長い（Ｌａ＝Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＝Ｌｂ＜Ｌｅ）。第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂが異なる長さ（Ｌａ≠Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂのうち、最も長い距離よりも長い（Ｌａ＜Ｌｄ，Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＜Ｌｅ，Ｌｂ＜Ｌｅ）。

第１の内視鏡１ａと同様に、ライトガイドバンドル５０Ａの２つの先端面からは、光源装置５から供給される照明光が照射され、２つの照明レンズ５３ｂを夫々通る中心軸ＬＡ１，ＬＡ２を有する２つの照明光が２つの照明窓５０ｂ，５５ｂから照射される。

なお、後述する図７から図９の第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂの照明レンズ５３ａ，５３ｂ及びライトガイドバンドル５０Ａは、同じ構成を有している。つまり、第１の内視鏡１ａの２つの照明レンズ５３ａから照射される照明光の光束と第２の内視鏡１ｂの２つの照明レンズ５３ｂから照射される照明光の光束も同じである。

さらに、光源装置５には、モニタ画面７ａに表示される観察画像の明るさを検知して、予め設定された所定の照明光の光量を自動的に増加または減少するように調光制御をする図示しない光量制御手段を有している。

次に、本実施の形態の内視鏡システム１００の第１の内視鏡１ａ及び第２の内視鏡１ｂの任意の撮像距離Ｌ１の位置における平面Ｐ１内の撮像面について説明する。なお、任意の撮像距離Ｌ１は、第１の内視鏡１ａの第１の観察窓１５ａ及び第２の内視鏡１ｂの第２の観察窓１５ｂの夫々の観察側の窓面から、夫々の光軸ＭＡ１及び光軸ＭＡ２に直交する平面Ｐ１までの任意の撮像距離とする。

図５に示す、第１の内視鏡１ａは、平面Ｐ１を撮像した場合、図５中の２つの放射状の破線（以下、放射破線という。）ＬＲ１で示す、第１の内視鏡１ａの視野角α１内の視野範囲である第１の撮像範囲Ａがモニタ画面７ａに表示される。また、図５に示すように、この任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の第１の撮像範囲Ａは、図５中の放射破線ＬＸ１，ＬＸ２で示す２つの照明窓５０ａ，５５ａからの所定の照度以上の照明光による照射範囲に包含される。なお、放射破線ＬＸ１は、照明窓５０ａから照射される照明光の所定の照度の境界線を表し、放射破線ＬＸ２は、照明窓５５ａから照射される照明光の所定の照度の境界線を表している。以下、放射破線ＬＸ１は、第１の境界線ＬＸ１といい、放射破線ＬＸ２は第２の境界線ＬＸ２という。

また、図６に示す、第２の内視鏡１ｂは、平面Ｐ１を撮像した場合、図６中の２つの放射破線ＬＲ２で示す、第２の内視鏡１ｂの視野角α２内の第２の撮像範囲Ｂがモニタ画面７ａに表示される。図６に示すように、この任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の撮像範囲Ｂは、図６中の放射破線ＬＸ３，ＬＸ４で示す２つの照明窓５０ｂ，５５ｂからの所定の照度以上の照明光による照射範囲に略包含される。なお、放射破線ＬＸ３は、照明窓５０ｂから照射される照明光の所定の照度の境界線を表し、放射破線ＬＸ４は、照明窓５５ｂから照射される照明光の所定の照度の境界線を表している。以下、放射破線ＬＸ３は、第３の境界線ＬＸ３といい、放射破線ＬＸ４は第４の境界線ＬＸ４という。

さらに詳しく、図７から図９を用いて、任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１が第１の内視鏡１ａと第２の内視鏡１ｂによって撮像された場合、所定の照度以上の照明光によって包含される夫々の撮像範囲Ａ，Ｂ、つまり、モニタ画面７ａに表示される範囲について説明する。図７は、第１の内視鏡１ａによって任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１を撮像した第１の撮像範囲Ａがモニタ画面７ａに表示されている状態を説明するための図である。図８及び図９は、第２の内視鏡１ｂによって任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１を撮像した第２の撮像範囲Ｂがモニタ画面７ａに表示されている状態を説明するための図である。

第１の内視鏡１ａが使用され、任意の撮像距離Ｌ１において平面Ｐ１が撮像されると、図７に示すように、モニタ画面７ａに表示される第１の撮像範囲Ａが第１の境界線ＬＸ１に囲まれた所定の照度以上の照明光の照射範囲と第２の境界線ＬＸ２に囲まれた所定の照度以上の照明光の照射範囲によって包含される。詳しくは、平面Ｐ１の面上に照明窓５０ａから所定の照度以上の照明光の配光範囲であって、中心軸ＬＡ１が通る点Ｍ１を有する照射範囲Ｉ１と、照明窓５５ａからの照明光を所定の照度以上の照明光の配光範囲であって、中心軸ＬＡ１が通る点Ｍ２を有する照射範囲Ｉ２とによって形成された、全体が所定の照度以上の第１の照射範囲Ｉａに、第１の撮像範囲Ａが包含される。また、照射範囲Ｉ１と照射範囲Ｉ２とは部分的に重なっている。つまり、任意の撮像距離Ｌ１における第１の内視鏡１ａの第１の撮像範囲Ａは、その全範囲に所定の照度以上の照明光が照射され、モニタ画面７ａの画像全体は所定の照度以上の明るさを表示する。

なお、図７中の符号Ｍａは、第１の内視鏡１ａの光軸ＭＡ１が第１の撮像範囲Ａを通る点Ｍａを表している。つまり、光軸ＭＡ１及び２つの中心軸ＬＡ１，ＬＡ２の夫々が平行軸であるため、第１の内視鏡１ａの撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の面内にある第１の撮像範囲Ａ上の点Ｍａから点Ｍ１まで距離は、長さＬａであり、第１の内視鏡１ａの撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の面内にある第１の撮像範囲Ａ上の点Ｍｂから点Ｍ１までの距離は、長さＬｂである。

図８に示すように、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａの視野角α１よりも広い視野角α２の第２の観察光学系２１ｂを有するので、撮像距離Ｌ１において平面Ｐ１を撮像すると、第１の内視鏡１ａの第１の撮像範囲Ａよりも広い範囲の第２の撮像範囲Ｂをモニタ画面７ａに表示することができる。

また、図８に示すように、第１の内視鏡１ａの光軸ＭＡ１から２つの中心軸ＬＡ１，ＬＡ２が夫々離間する長さＬａ，Ｌｂと同じ距離に離間する２つの中心軸ＬＡ３，ＬＡ４を有する第２の内視鏡１ｂの場合、平面Ｐ１上には、第１の内視鏡１ａの第１の照射範囲Ｉａと同じ第１の照射範囲Ｉａが形成される。従って、第２の内視鏡１ｂが第１の内視鏡１ａの第１の撮像範囲Ａよりも広い範囲の第２の撮像範囲Ｂを撮像できるため、第２の内視鏡１ｂの照明光の所定の照度以上の第２の照射範囲Ｉｂによる第２の撮像範囲Ｂを包含する割合は、第１の内視鏡１ａの照明光の所定の照度以上の第１の照射範囲Ｉａによる第１の撮像範囲Ａを包含する割合よりも少なくなる。言い換えれば、第２の内視鏡１ｂは、撮像する第２の撮像範囲Ｂの周辺部に所定の照度以上の照明光を照射することができない。よって、第２の内視鏡１ｂが表示するモニタ画面７ａは、第１の内視鏡が表示するモニタ画面７ａよりも周辺部が暗く表示されてしまう。

そこで、図９に示すように、第２の内視鏡１ｂは、任意の撮像距離Ｌ１において平面Ｐ１を撮像すると、モニタ画面７ａに表示される第２の撮像範囲Ｂが第３の境界線ＬＸ３に囲まれた所定の照度以上の照明光の照射範囲と第４の境界線ＬＸ４に囲まれた所定の照度以上の照明光の照射範囲によって略包含できるように、第１の内視鏡１ａの光軸ＭＡ１から中心軸ＬＡ１，ＬＸ２までの距離のうち最も長い距離よりも、第２の内視鏡１ｂの光軸ＭＡ２から中心軸ＬＡ３，ＬＡ４までのいずれかの距離を長くする。詳しくは、平面Ｐ１の面上に照明窓５０ｂから所定の照度以上の照明光の配光範囲であって、中心軸ＬＡ３が通る点Ｍ３を有する照射範囲Ｉ３と、照明窓５５ｂからの照明光を所定の照度以上の照明光の配光範囲であって、中心軸ＬＡ４が通る点Ｍ４を有する照射範囲Ｉ４とによって形成された、全体が所定の照度以上の第２の照射範囲Ｉｂに第２の撮像範囲Ｂが略包含される。また、照射範囲Ｉ３と照射範囲Ｉ４とは部分的に重なっている。つまり、任意の撮像距離Ｌ１における第２の内視鏡１ｂの第２の撮像範囲Ｂの周辺部に所定の照度以上の照明光が照射されるように、第２の内視鏡１ｂは、光軸ＭＡ２から中心軸ＬＡ３，ＬＡ４までの距離が決定され、先端面１０ａに配設される第２の観察窓１５ｂ及び２つの照明窓５０ｂ，５５ｂが位置決めされている。

以上の結果、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡が表示するモニタ画面７ａと略同じ所定の明るさが周辺部を包含するようにモニタ画面７ａに表示することができる。

なお、図９中の符号Ｍｂは、第２の内視鏡１ｂの光軸ＭＡ２が第２の撮像範囲Ｂを通る点Ｍｂを表している。つまり、光軸ＭＡ２及び２つの中心軸ＬＡ３，ＬＡ４の夫々が平行する軸であるため、第２の内視鏡１ｂの任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の面内にある第２の撮像範囲Ｂ上の点Ｍｂから点Ｍ３までの距離は、長さＬｄであり、第２の内視鏡１ｂの任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１の面内にある第２の撮像範囲Ｂ上の点Ｍｂから点Ｍ４までの距離は、長さＬｅである。

従って、第１の内視鏡１ａの長さＬａと長さＬｂに対する、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄと長さＬｅの関係は、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂが同じ長さ（Ｌａ＝Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂよりも長く（Ｌａ＝Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＝Ｌｂ＜Ｌｅ）、長さＬａ，Ｌｂが異なる長さ（Ｌａ≠Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂのうち、最も長い距離よりも長い（Ｌａ＜Ｌｄ，Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＜Ｌｅ，Ｌｂ＜Ｌｅ）関係となる。

よって、第２の内視鏡１ｂの任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第２の照射範囲Ｉｂは、第１の内視鏡１ａの任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第１の照射範囲Ｉａよりも広い範囲となる。つまり、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａよりも、広い範囲に任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上に所定の照度以上の照明光を照射することができる。

以上、説明したように、本実施の形態の内視鏡システム１００によれば、視野角α２を有する第２の観察光学系２１ｂを備える第２の内視鏡１ｂ及び視野角α１を有する第１の観察光学系２１ａを備える第１の内視鏡１ａが使用される際、第２の内視鏡１ｂの第２の撮像範囲Ｂの周辺部に所定の照度以上の照明光が照射されるため、第１の内視鏡１ａによるモニタ画面７ａに映し出される第１の撮像範囲Ａと第２の内視鏡１ｂによるモニタ画面７ａに映し出される第２の撮像範囲Ｂとは略同じ明るさの画像となる。

従って、術者は、第１の内視鏡１ａを使用する前後に第２の内視鏡１ｂを使用しても、モニタ画面７ａに映し出される画像の周辺部、つまり、モニタ画面７ａの周辺部の明るさの違いによる違和感を受けない。

なお、図１０に示すように、第２の内視鏡１ｂの先端部１０の先端面１０ａには、複数の、ここでは、３つの照明窓５０ｂ，５５ｂ，５６ｂが配設されても良い。図１０は、第２の内視鏡１ｂによって任意の撮像距離Ｌ１における第２の撮像範囲Ｂがモニタ画面７ａに表示されている状態を説明するための図である。以下、図１１中の第２の内視鏡１ｂ及びモニタ画面７ａの構成、作用、効果は上述の第２の内視鏡１ｂ及びモニタ画面７ａと同じであるためその説明は、省略する。

図１０の放射破線ＬＸ５は、照明窓５５ｃから照射される照明光の所定の照度の境界線を表している。また、放射破線ＬＸ５は、第２の境界線ＬＸ５と称する。

第２の撮像範囲Ｂの面上に照明窓５６ｂから所定の照度以上の照明光の範囲であって、中心軸ＬＡ５が通る点Ｍ５を有する照射範囲Ｉ５と、照射範囲Ｉ３，Ｉ４とによって、全体が所定の照度以上の第２の照射範囲Ｉｃが形成される。この第３の照射範囲Ｉｃの面内に第２の撮像範囲Ｂの面が略包含される。つまり、任意の撮像距離Ｌ１における第２の内視鏡１ｂの第２の撮像範囲Ｂの周辺部に所定の照度以上の照明光が照射されるように、第２の内視鏡１ｂは、光軸ＭＡ２から中心軸ＬＡ３，ＬＡ４，ＬＡ５までの距離が決定され、先端面１０ａに配設される第２の観察窓１５ｂ及び３つの照明窓５０ｂ，５５ｂ，５６ｂが位置決めされている。

以上の結果、第２の内視鏡１ｂの任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第３の照射範囲Ｉｃは、第１の内視鏡１ａの任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第１の照射範囲Ｉａよりも広い範囲となる。つまり、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａよりも、広い範囲に任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上に所定の照度以上の照明光を照射することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本実施の形態に係る内視鏡システム１００について図１１及び図１２を使用して説明する。図１１は、第２の内視鏡１ｂの先端部１０を照明窓５０ｂ，５５ｂと第２の観察窓１５ｂの夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。図１２は、第２の内視鏡１ｂによって任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１を撮像した第２の撮像範囲Ｂがモニタ画面７ａに表示されている状態を説明するための図である。

以下、本実施の形態の内視鏡システム１００の説明においては、第１の実施の形態の内視鏡システム１００と同じ構成及び作用について、同じ符号を用いて、それらの説明は、省略する。

図１１において、第２の内視鏡１ｂは、光軸が第２の撮像範囲Ｂの周辺方向に向かって設けられる、ここでは、２つの照明窓５０ｂ，５５ｂに夫々配置される２つの照明用レンズ５３ｂを有する。詳しくは、第２の内視鏡１ｂは、第２の観察光学系２１ｂの光軸ＭＡ２に対して所定の傾斜角θ１で傾斜している中心軸ＬＡ３と、第２の観察光学系２１ｂの光軸ＭＡ２に対して所定の傾斜角θ２で傾斜している中心軸ＬＡ４を有する。

つまり、中心軸ＬＡ３が通る照明窓５０ｂは、光軸ＭＡ２が通る第２の観察窓１５ｂの窓面とのなす傾斜角θ１の窓面を有し、中心軸ＬＡ４が通る照明窓５５ｂは、光軸ＭＡ２が通る第２の観察窓１５ｂの窓面とのなす傾斜角θ２の窓面を有している。

次に、図１１を参照しながら、任意の撮像距離Ｌ１における平面Ｐ１が第２の内視鏡１ｂによって撮像された場合の所定の照度以上の照明光が包含する第２の撮像範囲Ｂ、つまり、モニタ画面７ａに表示される範囲について説明する。

図１１に示すように、第２の内視鏡１ｂは、任意の撮像距離Ｌ１において平面Ｐ１を撮像すると、モニタ画面７ａに表示される第２の撮像範囲Ｂが第３の境界線ＬＸ３に囲まれた所定の照度以上の照射範囲と第４の境界線ＬＸ４に囲まれた所定の照度以上の照明光の照射範囲によって略包含される。また、第１の内視鏡１ａは、その光軸ＭＡ１と２つの中心軸ＬＡ１，ＬＡ２が夫々平行する軸であるため、第１の撮像範囲Ａの点Ｍａから点Ｍ１，Ｍ２までの夫々の長さは、光軸ＭＡ１から中心軸ＬＡ１，ＬＡ２までの夫々の距離の長さＬａ，Ｌｂと同じである。従って、第１の内視鏡１ａの光軸ＭＡ１から中心軸ＬＡ１，ＬＸ２までの２つの長さＬａ，Ｌｂのうち最も長い長さよりも、第２の内視鏡１ｂの第２の撮像範囲Ｂ上の点Ｍｂから点Ｍ３，Ｍ４までいずれか長さＬｄ１，Ｌｄ２を長くすれば、第２の内視鏡１ｂの照射範囲Ｉ３と照射範囲Ｉ４からなる第２の照射範囲Ｉｄの面積を第１の内視鏡の第１の照射範囲Ｉａの面積よりも大きくすることができる。つまり、第１の内視鏡１ａの照射範囲Ｉ１上の長さＬａと長さＬｂに対する、第２の内視鏡１ｂの第２の照射範囲Ｉｄ上の長さＬｄと長さＬｅの関係は、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂが同じ長さ（Ｌａ＝Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂよりも長く（Ｌａ＝Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＝Ｌｂ＜Ｌｅ）、長さＬａ，Ｌｂが異なる長さ（Ｌａ≠Ｌｂ）の場合、第２の内視鏡１ｂの長さＬｄ，Ｌｅのいずれかは、第１の内視鏡１ａの長さＬａ，Ｌｂのうち、最も長い距離よりも長い（Ｌａ＜Ｌｄ，Ｌｂ＜ＬｄまたはＬａ＜Ｌｅ，Ｌｂ＜Ｌｅ）関係となる。

第２の内視鏡１ｂの撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第２の照射範囲Ｉｄは、第１の内視鏡１ａの任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上の第１の照射範囲Ｉａよりも広い範囲となる。つまり、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａよりも、広い範囲に任意の撮像距離Ｌ１の平面Ｐ１上に所定の照度以上の照明光を照射することができる。つまり、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡が表示するモニタ画面７ａと略同じ所定の明るさが周辺部を略包含するようにモニタ画面７ａに表示することができる。

以上の結果、本実施の形態の内視鏡システム１００は、第１の実施の形態の内視鏡システム１００と同じ効果を得ることができる。

なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａの照明光の照射角度よりも広い照射角度で照明光を照射できるものでも良い。このとき、第２の内視鏡１ｂは、第１の内視鏡１ａの所定の照度以上の照明光の照射範囲よりも広い照射範囲に所定の照度以上の照明光を照射できる少なくとも１つの照明光学系を有する。さらに、照明部材としては、所定の照度以上の照明光が任意の撮像距離Ｌ１における照射範囲の中心軸を有し、内視鏡１ａ，１ｂの先端に発光素子としてのダイオードを用いても良い。

第１の実施の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。内視鏡の先端部の先端面の正面図である。内視鏡の先端部を長手軸方向に切断した断面図である。第１の実施の形態に係る内視鏡システムの主な構成を示すブロック構成図である。第１の内視鏡の先端部を照明窓と第１の観察窓の夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。第２の内視鏡の先端部を照明窓と第２の観察窓の夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。第１の内視鏡によって任意の撮像距離における平面を撮像した撮像範囲がモニタ画面に表示されている状態を説明するための図である。第２の内視鏡１ｂによって任意の撮像距離における平面を撮像した撮像範囲がモニタ画面に表示されている状態を説明するための図である。第２の内視鏡１ｂによって任意の撮像距離における平面を撮像した撮像範囲がモニタ画面に表示されている状態を説明するための図である。第２の内視鏡によって任意の撮像距離における撮像範囲がモニタ画面に表示されている状態を説明するための図である。第２の実施の形態の第２の内視鏡の先端部を照明窓と第２の観察窓の夫々の窓面の中心を通るように長手方向に切断した断面図である。第２の内視鏡によって任意の撮像距離における平面を撮像した撮像範囲がモニタ画面に表示されている状態を説明するための図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ・・・内視鏡、２・・・操作部、３ａ・・・ユニバーサルコード、３・・・挿入部、４・・・コネクタ部、５・・・光源装置、７・・・モニタ、７ａ・・・モニタ画面、８・・・可撓管部、９・・・湾曲部、１０ｂ・・・先端キャップ、１０・・・先端部、１０ａ・・・先端面、１０ｃ・・・外装、１１・・・ビデオプロセッサ、１５・・・観察窓、１５ａ・・・第１の観察窓、１５ｂ・・・第２の観察窓、１７・・・処置具チャンネル開口、１８・・・送水送気ノズル、１９・・・前方送水開口、２１・・・観察光学系、２１ａ・・・第１の観察光学系、２１ｂ・・・第２の観察光学系、２２・・・固体撮像素子、２３・・・回路基板、２４・・・信号ケーブル、２５・・・処置具挿通筒、２６・・・処置具チャンネル、３０・・・メモリ、３５・・・ＣＤＳ回路、３６・・・デジタル変換回路、４１・・・分離処理回路、４２・・・デジタル信号処理回路、４３・・・文字情報重畳回路、４４・・・文字情報入力回路、４５・・・デジタル／アナログ信号変換回路、４６・・・画像表示信号回路、４７・・・基準信号発生回路、４８・・・タイミング信号発生回路、４９・・・表示画像切換入力回路、５０Ａ・・・ライトガイドバンドル，５５・・・照明窓、５３ａ，５３ｂ・・・照明レンズ、１００・・・内視鏡システム、Ａ・・・第１の撮像範囲、Ｂ・・・第２の撮像範囲、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ・・・照射範囲、Ｌ１・・・任意の撮像距離、ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３，ＬＡ４，ＬＡ５・・・中心軸、ＬＸ１・・・第１の境界線、ＬＸ２・・・第２の境界線、ＬＸ３・・・第３の境界線、ＬＸ４・・・第４の境界線、ＬＸ５・・・第５の境界線、ＭＡ１，ＭＡ２・・・光軸、Ｐ１・・・平面、α，α１，α２・・・視野角、θ１，θ２・・・傾斜角
代理人弁理士伊藤進

Claims

観察画像の明るさを検知して、設定された照明光の所定の光量を増減制御する光源装置と、
前記光源装置に接続され、挿入部の先端から観察方向に向けた任意の撮像距離における第１の撮像範囲を撮影するように設定された第１の視野角を有する第１の観察光学系と、所定の照度以上の前記照明光を前記第１の撮像範囲を包含するように照射する第１の照射範囲が設定された第１の照明光学系と、を具備する第１の内視鏡と、
前記任意の撮像距離において、前記第１の撮像範囲よりも広範囲の第２の撮像範囲を撮影するように前記第１の視野角よりも広い第２の視野角が設定された第２の観察光学系と、前記所定の照度以上の前記照明光を前記第２の撮像範囲の周辺部を包含するように照射する第２の照射範囲が設定された第２の照明光学系と、を具備し、前記第１の内視鏡が接続される共通の前記光源装置と着脱自在な第２の内視鏡と、
を備え、
前記第１の内視鏡は、少なくとも２つの前記第１の照明光学系を有し、該少なくとも２つの第１の照明光学系により前記第１の撮像範囲を包含するように少なくとも２つの前記照明光を照射する前記第１の照射範囲を備え、
前記第２の内視鏡は、複数の前記第２の照明光学系と、該複数の第２の照明光学系により前記第２の撮像範囲の周辺部を包含するように複数の前記照明光を照射する前記第２の照射範囲を備え、
前記第１の照射範囲において、前記第１の観察光学系に入射される撮影光の光軸から、前記少なくとも２つの前記第１の照明光学系から照射された前記少なくとも２つの照明光の夫々の中心軸までの距離のうち、最も遠い中心軸までの距離よりも、前記第２の照射範囲において、前記第２の観察光学系の光軸から、前記複数の第２の照明光学系から照射された前記複数の照明光の夫々の中心軸のうち、最も遠い中心軸までの距離を長くすることによって、前記第２の照射範囲を前記第１の照射範囲よりも広くしたことを特徴とする内視鏡システム。
前記第２の照射範囲は、前記第２の内視鏡の前記第２の照明光学系の数を前記第１の内視鏡の前記第１の照明光学系の数よりも多くすることによって、前記第１の照射範囲よりも広くしたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
前記第１の内視鏡は、前記第１の観察光学系に入射される撮影光の光軸と、少なくとも２つの前記第１の照明光学系から照射される前記少なくとも２つの照明光の中心軸と、が平行であって、
前記第２の照射範囲は、前記複数の第２の照明光学系から照射された前記複数の照明光の夫々の中心軸のうち、少なくとも１つの前記照明光の中心軸を前記第２の観察光学系に入射される撮影光の光軸に対して所定の傾斜角を有して、前記第１の照射範囲よりも広くしたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
前記複数の第２の照明光学系は、少なくとも３つであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡システム。