JP4700240B2 - 立体視内視鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察対象物を立体的に観察するための立体視内視鏡に係わり、特に、レンズや内視鏡自体を移動させることなく観察状態を狭角と広角とで使い分けることができる観察性の優れた立体視内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、立体視内視鏡、特に立体視硬性内視鏡は、物体像を形成する複数の対物レンズから成る対物光学系と、物体像を伝達する複数のリレーレンズから成る伝達光学系と、伝達光学系によって伝達された像を左右に分割する瞳分割手段と、分割された２つの像をそれぞれ観察あるいは撮像する結像光学系およびＴＶカメラとを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、立体視内視鏡を使用して例えば生体内の所定の患部部位を処置している最中に、視野から外れた処置具や全体の位置関係を観察したい場合がある。この場合、狭角で患部を観察していると、視野から外れた処置具や全体の位置関係は、レンズを広角側に移動させたり或いは内視鏡全体を移動させるなどしなければ観察することができず、一旦、患部部位の処置を中断しなければならない場合もでてくる。これは、術者の集中力を損ない、手術効率の低下を来たす。
【０００４】
したがって、対物光学系を用いた立体狭角観察で処置を行ないつつ、その状態で、レンズや内視鏡自体を移動させることなく、視野から外れた処置具や全体の位置関係を所望の高画質で観察できれば、正確且つ効率的な手術を行なうことができることは言うまでもない。ただし、そのような観察形態を実現する観察手段を設ける場合には、内視鏡の挿入部の外径を太くすることなく前記観察手段を光学的および機械的に正確且つ効率的に組み込む取付構造を工夫する必要がでてくる。
【０００５】
本発明は前記事情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、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを使い分けることができる光学系及びそのような光学系を効率的且つ正確に組み込む新規な取付構造を備えた立体視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】
前記課題を達成するために、本発明の立体視内視鏡は、立体観察を行なうための一対の第１および第２の対物光学系と、第１および第２の対物光学系による観察形態と別個の観察形態を実現可能な第３の対物光学系と、これら３つの対物光学系に共有され且つ３つの対物光学系からの光を一括して伝達する伝達光学系とを内部に組み込んで成る挿入部と；第１ないし第３の対物光学系から伝達光学系を介して伝送された光を３つの光路にそれぞれ分離する分光手段と、分光手段によって分離された３つの光路にそれぞれ対応して設けられた３つの結像光学系とを内部に組み込んで成り、挿入部の基端に接続される観察部と；前記挿入部内に設けられ、内部に第１の対物光学系が固定的に保持された第１の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に第２の対物光学系が固定的に保持された第２の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に第３の対物光学系が固定的に保持された第３の管状部材と； 第１ないし第３の管状部材の両端部を支持することにより、これら３つの管状部材同士の位置関係を固定する一対の位置規制部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に前記位置規制部材が嵌挿固定されることによって、内部に第１ないし第３の管状部材が所定の位置関係で挿通配置される第４の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に伝達光学系が固定的に保持された第５の管状部材とを備え、第４の管状部材が第５の管状部材内に嵌挿固定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１〜図１２は本発明の第１の実施形態を示している。図１には、本実施形態に係る立体視内視鏡１の挿入部側の構造が断面図で示されている。図示のように、この立体視内視鏡１は、挿入部２と、挿入部２の基端側に接続された観察部３とから成る。
【０００９】
挿入部２は、観察光学系２ａが挿通配置される管状の内側シース３７と、内側シース３７が挿通配置される管状の外側シース３３とから成る。内側シース３７の長手中心軸は外側シース３３の長手中心軸から偏心しており、これによって、シース３３，３７間には、図３に明確に示されるように、断面が略三日月（弓形）状の空間Ｓ１がシース３３，３７の全長にわたって形成されている。すなわち、この略三日月状の空間Ｓ１は、図中上側部位で大きな断面積を有し、図中下側に向かうにしたがって徐々に断面積が小さくなっている。そして、この空間Ｓ１内には、照明光を伝送する照明光学系としてのライトガイド（光ファイバ）３５が充填状態で内装されている。なお、内側シース３７の先端には筒状の先端部材３８が螺着されており、先端部材３８の先端にはカバーガラス４１が保持されている。
【００１０】
図２および図４に明確に示されるように、内側シース３７内に収容保持される観察光学系は、立体観察に関与する左右一対の第１および第２の対物光学系６０，６１と、これらの対物光学系６０，６１を用いて立体観察している際中にその観察視野から外れた領域をレンズや内視鏡自体を移動することなく観察するための第３の対物光学系６２と、第１〜第３の対物光学系６０，６１，６２からの像を一括して伝達する共通の１つの伝達光学系５２とを備えている。
【００１１】
第１の対物光学系６０は、物体像を形成する複数の対物レンズ６０ａ，６０ｂ…から成り、挿入部２の先端側でその長手方向に沿って延びる第１の管状部材４８内に収容保持されている。また、第２の対物光学系６１は、物体像を形成する複数の対物レンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ…から成り、第１の管状部材４８と平行に延びる第２の管状部材４９内に収容保持されている。また、第３の対物光学系６２は、その径が第１および第２の対物光学系６０，６１を形成する対物レンズのそれよりも小さい複数の対物レンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…から成る。また、第３の対物光学系６２は、第１および第２の管状部材４８，４９と平行に延び且つこれらの管状部材４８，４９の径よりも小さい径の第３の管状部材５０内に収容保持されている。なお、図中３２は３つの対物光学系６０，６１，６２において共通に使用されるレンズを示している。
【００１２】
また、伝達光学系５２は、３つの対物光学系６０，６１，６２の基端側に位置して物体像を伝達する複数のリレーレンズから成り、挿入部２の長手方向に沿って延びる第５の管状部材３４内に収納保持されている。この第５の管状部材３４は、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の全てを挿入できる内径を有しており、内側シース３７内に嵌挿されるとともに、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を外側から完全に覆うように伝達光学系５２の先端を超えて対物光学系６０，６１，６２側に延びている。すなわち、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０は、伝達光学系５２の先端側で第５の管状部材３４の先端部内に挿通配置されている。
【００１３】
第５の管状部材３４の先端部内で第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を機械的に位置決めして、対物光学系６０，６１，６２を光学的に位置決めするために、第４の管状部材４７内に嵌着固定される円板状の位置規制部材４６，４６に第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の両端が固定され、その状態で第４管状部材４７が第５の管状部材３４内に嵌挿されている。この場合、位置規制部材４６，４６は、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の端部が嵌挿される３つの貫通孔４６ａ，４６ｂ，４６ｃを有しており、光軸と平行なＺ方向および光軸と垂直なＸＹ方向で第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を一括して位置決めする。また、第４の管状部材４７は、対物光学系６０，６１，６２と伝達光学系５２との間を所定の間隔に維持するスペーサとしても機能している。
【００１４】
なお、図３にも示されるように、第１および第２の対物光学系６０，６１は、挿入部２の長手中心軸を通る垂直平面Ｐの両側で且つライトガイド３５の充填量が多い図中上側に位置されており、また、第３の対物光学系６２は、垂直平面Ｐを跨ぐようにライトガイド３５の充填量が少ない図中下側に位置されている。しかしながら、第１および第２の対物光学系６０，６１よりも径が小さく画質が劣る第３の対物光学系６２に対してより多くの照明光を与えるために、図３に示される位置関係を逆転させて、図５に示されるように、第３の対物光学系６２をライトガイド３５の充填量が多い図中上側に位置させても良い。
【００１５】
次に、図１、図６、図７を参照しながら観察部３について説明する。
【００１６】
図示のように、観察部３は、外側シース３３の基端部に接続固定された第１のカバー３０を備えている。伝達光学系５２の基端部には筒状の取付け部材３９が嵌着固定されており、この取付け部材３９は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス１３０を介して、Ｚ方向（光軸と平行な方向…以下同じ）に移動調整可能に第１のカバー３０に取り付けられている。また、伝達光学系５２の基端部には、取付け部材３９よりも基端側に位置して、筒状の接続部材５３が嵌め付けて取付けられている。この接続部材５３は、取付け部材３９に捩じ込まれるビス１３１を介して、Ｚ方向の位置が調整される。
【００１７】
また、接続部材５３には、分光手段を構成する一対のプリズム１０，１２を保持する保持体４０が取り付けられている。保持体４０は、図８にも示されるように、接続部材５３に接続される円筒状の接続部４０ａと、一対のプリズム１０，１２が固定保持される矩形状の保持部４０ｂとから成る。保持部４０ｂは、平行な一対の板状部１４９，１５０間で一対のプリズム１０，１２を挟持している。また、各プリズム１０，１２は、略平行四辺形を形作っており、その縁部を切り落として成る平面部１１同士を当接させることによって、その当接部の下側に逆Ｖ字形の空間Ｓ２を形成している。そして、この空間Ｓ２内には各プリズム１０，１２の対向面に当て付くようにして円柱状のレンズ１４が接着固定されている。
【００１８】
一対のプリズム１０，１２は、左右の第１および第２の対物光学系６０，６１から共通の伝達光学系５２を介して伝達された像を、再び左右に分割して、後述する左右の第１および第２の結像光学系１５５，１５６に導く瞳分割手段として機能する。また、レンズ１４は、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝達された像を、後述する第３の結像光学系１５７に導く。
【００１９】
保持体４０は、周方向に等しい角度間隔で配された３つのビス４３を介して、ＸＹ方向（光軸に対して垂直な方向…以下同じ）に移動調整可能に接続部材５３に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝５３ａが接続部材５３の全周にわたって形成されており、保持体４０の接続部４０ａに捩じ込まれた３つのビス４３の先端がＶ字溝５３ａに係合している。そして、Ｖ字溝５３ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス４３の捩じ込み量を調整することにより、保持体４０の位置をＸＹ方向で調整して、保持体４０に保持されたプリズム１０，１２およびレンズ１４の各結像光学系１５５，１５６，１５７に対する心出しを一括して行なえるようになっているとともに光軸方向の位置の固定が行なえるようになっている。
【００２０】
左右の第１および第２の結像光学系１５５，１５６はそれぞれ、ピント合わせを行なう第１の光学系２２と、倍率を決定する第２の光学系２０とを有している。これらの光学系２０，２２は、第１のカバー３０にビス等によって水密に接続固定された第２のカバー３１および第２のカバー３１に接続された第３のカバー８０の内部に配設されている。
【００２１】
第１の光学系２２は、複数のレンズから成り、レンズ枠１７によって保持されている。また、レンズ枠１７は筒状の保持部材１５に嵌挿されている。第１の光学系２２の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、レンズ枠１７は保持部材１５に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス７７によって固定されるようになっている。また、保持部材１５は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス１９を介して、第１のカバー３０と一体の固定部材７８に対しＸＹ方向に移動調整可能に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝１５ａが保持部材１５の全周にわたって形成されており、固定部材７８に捩じ込まれた３つのビス１９の先端がＶ字溝１５ａに係合している。そして、Ｖ字溝１５ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス１９の捩じ込み量を調整することにより、保持部材１５の位置をＸＹ方向で調整して、保持部材１５にレンズ枠１７を介して保持された第１の光学系２２の心出しを行なえるようになっている。
【００２２】
また、第２の光学系２０は、第１のレンズ枠１５９によって保持され複数のレンズと、第２のレンズ枠７９によって保持された複数のレンズとから成り、第１のレンズ枠１５９は第２のレンズ枠７９に嵌挿されており、また、第２のレンズ枠７９は固定部材７８に接続固定されている。第２の光学系２０の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、第１のレンズ枠１５９は第２のレンズ枠７９に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス１６１によって固定されるようになっている。
【００２３】
また、第３の結像光学系１５７は、複数のレンズから成る光学系７６と、レンズ１４を透過した光を受けて光学系７６へと導くプリズム１６とを有している。プリズム１６と光学系７６は、第２のカバー３１にビス等によって水密に接続固定された第４のカバー７５および第４のカバー７５に水密に接続された第５のカバー７４の内部に配設されている。
【００２４】
光学系７６は、レンズ枠１６９によって保持されている。また、レンズ枠１６９は筒状の保持部材７０に嵌挿されている。光学系７６の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、レンズ枠１６９は保持部材７０に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス７３によって固定されるようになっている。また、保持部材７０は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス７１を介して、第４のカバー７５に対しＸＹ方向に移動調整可能に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝７０ａが保持部材７０の全周にわたって形成されており、第４のカバー７５に捩じ込まれた３つのビス７１の先端がＶ字溝７０ａに係合している。そして、Ｖ字溝７０ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス７１の捩じ込み量を調整することにより、保持部材７０の位置をＸＹ方向で調整して、保持部材７０にレンズ枠１６９を介して保持された光学系７６の心出しを行なえるようになっている。
【００２５】
なお、観察部３には、図９にも示されるように、２つの光源から照明光を受ける一対のコネクタ８２，８２が設けられている。このコネクタ８２，８２内には前述したように挿入部２に向かって延びるライトガイド３５の基端部が配設されており（図６参照）、ライトガイド３５はこのコネクタ８２，８２から第１のカバー３０と内側シース３７との間を通って挿入部２内へと延びている。
【００２６】
図１０に示されるように、観察部３には、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と光学的に接続する一対のカメラヘッド９０，９１が、共通のカメラアダプタ１１０を介して一体で取り付けられている。カメラアダプタ１１０は、接続アダプタ８４を介して観察部３の第３のカバー８０に取り付けられている。なお、第３の結像光学系１５７にも同様にしてＣＣＤを有するカメラヘッドが光学的に接続される。
【００２７】
カメラアダプタ１１０のハウジング内では、第１および第２の結像光学系１５５，１５６にそれぞれ対応して設けられた２つの光学系９６，９７が共通のレンズ枠（移動体）８５に保持されている。レンズ枠８５は、螺合部材８７を介して、回転するウォームシャフト（ネジ軸）８８と噛み合っている。ウォームシャフト８８は、レンズ枠８５の略中心部を貫通するように延びており、レンズ枠８５と噛み合いつつレンズ枠８５を部分的に支持している。また、図１１に示されるように、ウォームシャフト８８の回転に伴うレンズ枠８５の回転を防止する回転防止軸１１４がレンズ枠８５の周縁部を貫通している。したがって、ウォームシャフト８８が回転すると、レンズ枠８５は回転することなく光軸方向に移動する。
【００２８】
ウォームシャフト８８は平歯車８６に一体的に固定されており、平歯車８６はモータ１１２の回転軸１１２ａと噛み合っている（図１１参照）。したがって、モータ１１２が駆動されて回転軸１１２ａが回転すると、平歯車８６を介してウォームシャフト８８が回転し、レンズ枠８５が光軸方向に移動する。
【００２９】
また、レンズ枠８５を光軸方向に移動させてフォーカスした際、回転防止軸１１４とレンズ枠８５とのガタに起因して、レンズ枠８５が回転方向にガタ付かないように、レンズ枠８５にはガタ付き防止手段が設けられている。このガタ付き防止手段は、図１０および図１２に示されるように、レンズ枠８５の光軸方向の移動を案内するガイド軸９５と、レンズ枠８５に取付けられるとともに板バネ９２を介してガイド軸９５に押し当てられるベアリング手段としての一対の回転ローラ（コロ）９３，９４とから成る。すなわち、板バネ９２の付勢力をもって回転ローラ９３，９４がレンズ枠８５の回転方向でガイド軸９５に押し付けられることにより、回転ローラ９３，９４と一体のレンズ枠８５は、その回転方向へのガタ付きが防止される。なお、図中、１００，１０１は、レンズ枠８５をＸＹ方向で位置調整して光学系９６，９７の心出しを行なうための調整ビスである。
【００３０】
以上のようにして構成された立体視内視鏡１を用いて、例えば生体内の患部部位を観察する場合、図示しない光源からアダプタ８２，８２を介して観察部３に供給された照明光は、ライトガイド３５を通じて伝送され、挿入部２の先端から被写体である患部部位に照射される。一方、患部部位からの反射光（物体光）は、各対物光学系６０，６１，６２に入射した後、伝達光学系５２を介して観察部３側へと伝送される。
【００３１】
第１の対物光学系６０から伝達光学系５２を介して伝送された光は、接続部材５３の端部開口５３ｂおよび保持体４０の接続部４０ａの内孔１３を通じて進行し、第１のプリズム１０の第１の反射面１０ａおよび第２の反射面１０ｂで反射された後（図７参照）、第１の結像光学系１５５へと導かれる。第１の結像光学系１５５へと導かれた光は、第２の光学系２０の手前の結像面１４１上で結像された後、アフォーカル光となってカメラアダプタ１１０のレンズカバー２１Ａから光学系９６へと導かれ、更にカメラヘッド９０内へと導かれて、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。
【００３２】
また、同様に、第２の対物光学系６１から伝達光学系５２を介して伝送された光は、第２のプリズム１１の第１の反射面１１ａおよび第２の反射面１１ｂで反射された後（図７参照）、第２の結像光学系１５６へと導かれるとともに、第２の光学系２０の手前の結像面１４１上で結像された後、アフォーカル光となってカメラアダプタ１１０のレンズカバー２１Ｂから光学系９７へと導かれ、更にカメラヘッド９１内へと導かれて、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。したがって、カメラヘッド９０，９１に接続された図示しないモニタ上には患部部位の立体像が鮮明に映し出される。
【００３３】
一方、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝送された光は、接続部材５３の端部開口５３ｂおよび保持体４０の接続部４０ａの内孔１３を通じて進行してレンズ１４を透過し、プリズム１６へと導かれる。プリズム１６へ導かれた光は、プリズム１６の第１の反射面１６ａおよび第２の反射面１６ｂで反射された後（図６参照）、第３の結像光学系１５７へと導かれる。第３の結像光学系１５７へと導かれた光は、光学系７６の手前の結像面７２上で結像された後、アフォーカル光となって図示しないカメラヘッド内へと導かれ、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。
【００３４】
また、例えば、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いて立体観察している際に、モニタ側で例えば表示モードを切り換えると、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体観察から第３の結像光学系１５７を用いた観察へと切り換えることができる。あるいは、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体観察とともに第３の結像光学系１５７を用いた観察も行なうことができる。したがって、特に、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体狭角観察で所定の患部部位を処置している際に、視野から外れた処置具や全体の位置関係を観察したい場合、第３の結像光学系１５７側が広角に設定されていれば、第１および第２の結像光学系１５５，１５６のレンズや内視鏡自体を移動させることなく、単に表示モードを切り換えるだけで、視野から外れた処置具や全体の位置関係を第３の対物光学系６２および第３の結像光学系１５７を通じて所望の高画質で観察できる。すなわち、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを自在に使い分けることができ、正確且つ効率的な手術を行なうことができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の立体視内視鏡１は、第１および第２の対物光学系６０，６１に加えて更に第３の対物光学系６２を設けることによって、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを自在に使い分けることができる観察形態を実現しただけでなく、第１〜第３の対物光学系６０，６１，６２をそれぞれ対応する第１〜第３の管状部材４８，４９，５０内に固定するとともに、これら３つの管状部材４８，４９，５０の両端部を一対の位置規制部材４６，４６によって支持して管状部材４８，４９，５０同士の位置関係を固定し、更に、伝達光学系５２が固定的に保持された第５の管状部材３４内に、位置規制部材４６，４６が嵌挿固定される第４の管状部材４７を嵌挿固定している。したがって、内視鏡１の挿入部２の外径を太くすることなく、対物光学系６０，６１，６２を挿入部２内に光学的および機械的に正確且つ効率的に組み込むことができるようになる。
【００３６】
また、本実施形態の立体視内視鏡１は、第１および第２の対物光学系６０，６１に対応する第１および第２のプリズム１０，１２と、第３の対物光学系６２に対応するレンズ１４とを一括して保持する保持体４０を備え、この保持体４０は、光軸方向および光軸と垂直な方向で位置調整できるように、伝達光学系５２の基端側に取り付けられている。したがって、光学系の組立性が向上する。
【００３７】
また、本実施形態の立体視内視鏡１では、電動フォーカス調整に関与するレンズ枠８５の回転方向へのガタ付きが防止されるため、フォーカス時に画面がブレてしまうことを防止できる。
【００３８】
図１３〜図１７は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と同一の構成部材については、同一符号を付してその説明を省略するとともに、第１の実施形態と対応する構成部材については、第１の実施形態と同一の参照符号の後に「Ａ」を付すことにする。
【００３９】
本実施形態の立体視内視鏡は、挿入部２の軸方向に対して傾いた方向を観察できる斜視光学系を有している。具体的には、図１３に示されるように、挿入部２の先端、すなわち、管状の外側シース３３Ａの先端３３ａは、挿入部２の軸方向に対して所定の角度を成して方向付けられている。このような屈曲形状は、例えば、外側シース３３Ａの先端側を円錐状に成形した後に観察方向に対して垂直に切断することによって形成される。また、先端部材３８Ａも、外側シース３３Ａの先端３３ａの形状に対応した屈曲形状を成している。このような屈曲形状は、例えば、筒体の先端を観察方向に垂直に切断し且つ観察方向と平行な軸線で先端部を円筒状に加工することによって形成される。なお、照明用のライトガイド３５は、外側シース３３Ａと先端部材３８Ａとの間に挟まれており、観察方向に向いた状態で保持されている。
【００４０】
先端部材３８Ａの詳細が図１４に示されている。図１４の（ａ）は先端部材３８Ａの側面図であり、図１４の（ｂ）は図１４の（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図示のように、先端部材３８Ａの側面３０３には、溝部３０４が２ヶ所設けられている。これらの溝部３０４は、先端部材３８Ａの全長にわたって形成されておらず、先端部材３８Ａの観察部３側の端部から延び、先端面３０５に達しない部位で終端している。各溝部３０４には、照明用のライトガイド３５とは別個のライトガイド３０６が埋め込んである。各溝部３０４は黒色に着色が成されており、黒色の接着剤を溝部３０４に充填するようにライトガイド３０６を固定してある。また、ライトガイド３０６の先端面は、通常の照明用のライトガイドに施してある鏡面研磨が成されておらず、切断したままの粗い表面状態となっている。このライトガイド３０６の他端は、照明用のライトガイド３５とともに、光源から照明光を受けるコネクタ８２内に配設されている。なお、図中、３０７ａ，３０７ｂは、３つの対物光学系６０，６１，６２において共通に使用されるプリズムであり、観察方向からの光線を対物光学系の軸方向の光線に変える作用を成す。なお、挿入部２のそれ以外の構成は第１の実施形態と同一である。
【００４１】
次に、図１５および図１６を参照しながら観察部３について説明する。ここでも、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。なお、図１６は図１５のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００４２】
図示のように、保持体４０は、一対のプリズム１０，１２の他、第３のプリズム３０８も挟持しており、空間Ｓ２に円柱状のレンズ１４は存在していない。第３のプリズム３０８は、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝達されて空間Ｓ２を通ってきた光線を、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と同一平面上で等距離にある第３の結像光学系１５７に導く。第３の結像光学系１５７は、結像レンズ３０９と光学系７６とを有しており、結像レンズ３０９は固定部材７８に接着固定され、光学系７６は第２のカバー３１の内部に配設されている。保持部材７０は、ビス７１により、固定部材７８に対しＸＹ方向に移動調整可能に取り付けられている。
【００４３】
図１７に示されるように、観察部３には、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と光学的に接続する一対のカメラヘッド９０，９１が、共通のカメラアダプタ１１０を介して一体で取り付けられている。カメラアダプタ１１０は、接続アダプタ８４を介して、観察部３の第３のカバー８０に取り付けられている。
【００４４】
カメラアダプタ１１０には、第３の結像光学系１５７に対応して設けられた光学系２０２と、光学系２０２の像を撮像するための撮像素子２０３とが配置されている。これらの光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６は、２つの光学系９６，９７のそれぞれの光軸２０４，２０５を通る平面上にあり、かつ、光軸２０４，２０５から等距離に位置している。なお、光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６の位置は、第３の結像光学系１５７に対応して決定される。また、撮像素子２０３により取り込まれた像は、図示しないハーネスにより、図示しないカメラコントロールユニットへと伝達されるようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４６】
本実施形態に係る立体内視鏡を使用する手術中において、溝部３０４に埋め込まれたライトガイド３０６から出射された光源の光は、先端の粗い表面で散乱し、充填された黒色の接着剤と黒色の溝部３０４とに当たって熱を発生する。その熱は、カバーガラス４１に伝わり、カバーガラス４１の外表面温度を上昇させる。
【００４７】
また、手術中、斜視観察方向および撮像装置の相対位置関係を変更する必要が生じた場合には、まず、接続アダプタ８４から本実施形態の斜視用立体内視鏡を取り外し、斜視用立体内視鏡の上下を反転させて再び接続アダプタ８４に取り付ければ良い。この場合、光学系９６，９７の光軸２０４，２０５と光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６との位置関係は前述した通りであるため、例えば、第１の結像光学系１５５を通り光学系９６に入射していた観察像は、光学系９７に入射することになり、同様に、第２の結像光学系１５６を通り光学系９７に入射していた観察像は、光学系９６に入射することになる。一方、第３の結像光学系１５７および光学系２０２を通り撮像素子２０３により撮像されていた観察像は、再び、撮像素子２０３に取り込まれることになる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるだけでなく、カバーガラス４１の曇りを防止することができる。すなわち、カバーガラス４１の外表面は常にライトガイド３０６から出射された光の熱によって暖められているため、内視鏡を体内から体外に抜去してカバーガラス４１の外表面に付いた汚れを除去している間にカバーガラス４１が冷えてしまうことがなく、その後、内視鏡を体内に再挿入した時にカバーガラス４１が曇ることを防止できる。そして、ライトガイド３０６からは散乱光が出るため、反射光がライトガイド３０６に再入射してしまう量が少なくなり、また、接着剤や溝部が黒色であるため、光を効率良く熱に変換でき、少ない量のライトガイドで所望の熱量を得ることができる。
【００４９】
また、カメラアダプタ１１０、カメラヘッド９０，９１、光学系２０２、撮像素子２０３等から構成される３つの光学系は、前述した配置構成を成し、１つのカメラとして構成されているため、斜視用立体内視鏡を接続アダプタ８４から取り外した後に斜視用立体内視鏡の上下を反転させて再び接続するだけで、観察方向を簡単に変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを使い分けることができる光学系及びそのような光学系を効率的且つ正確に組み込む新規な取付構造を備えた立体視内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る立体視内視鏡の挿入部側の側断面図、（ｂ）は（ａ）の挿入部の先端側の拡大断面図である。
【図２】（ａ）は図１の立体視内視鏡の挿入部の観察光学系の対物光学系が収容された先端側の断面図、（ｂ）は伝達光学系が位置する観察光学系部位の断面図、（ｃ）は伝達光学系が位置する観察光学系の観察部側の部位の断面図である。
【図３】図１の（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３の変形例に係わる断面図である。
【図６】図１の立体視内視鏡の観察部の縦断面図である。
【図７】図１の立体視内視鏡の観察部の横断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図６のＤ方向矢視図である。
【図１０】図１の立体視内視鏡の観察部のカメラアダプタの断面図である。
【図１１】カメラアダプタのウォームシャフト周辺の内部構成を示す断面図である。
【図１２】カメラアダプタのガイド軸周辺の内部構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る立体視内視鏡の線端部の断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３の立体視内視鏡の先端部材の側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１５】図１３の立体視内視鏡の観察部の横断面図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１７】図１３の立体視内視鏡の観察部のカメラアダプタの断面図である。
【符号の説明】
１…立体視内視鏡
２…挿入部
３…観察部
１０…第１のプリズム
１２…第２のプリズム
１４…レンズ
３４…第５の管状部材
４６…位置規制部材
４７…第４の管状部材
４８…第１の管状部材
４９…第２の管状部材
５０…第３の管状部材
６０…第１の対物光学系
６１…第２の対物光学系
６２…第３の対物光学系
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察対象物を立体的に観察するための立体視内視鏡に係わり、特に、レンズや内視鏡自体を移動させることなく観察状態を狭角と広角とで使い分けることができる観察性の優れた立体視内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、立体視内視鏡、特に立体視硬性内視鏡は、物体像を形成する複数の対物レンズから成る対物光学系と、物体像を伝達する複数のリレーレンズから成る伝達光学系と、伝達光学系によって伝達された像を左右に分割する瞳分割手段と、分割された２つの像をそれぞれ観察あるいは撮像する結像光学系およびＴＶカメラとを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、立体視内視鏡を使用して例えば生体内の所定の患部部位を処置している最中に、視野から外れた処置具や全体の位置関係を観察したい場合がある。この場合、狭角で患部を観察していると、視野から外れた処置具や全体の位置関係は、レンズを広角側に移動させたり或いは内視鏡全体を移動させるなどしなければ観察することができず、一旦、患部部位の処置を中断しなければならない場合もでてくる。これは、術者の集中力を損ない、手術効率の低下を来たす。
【０００４】
したがって、対物光学系を用いた立体狭角観察で処置を行ないつつ、その状態で、レンズや内視鏡自体を移動させることなく、視野から外れた処置具や全体の位置関係を所望の高画質で観察できれば、正確且つ効率的な手術を行なうことができることは言うまでもない。ただし、そのような観察形態を実現する観察手段を設ける場合には、内視鏡の挿入部の外径を太くすることなく前記観察手段を光学的および機械的に正確且つ効率的に組み込む取付構造を工夫する必要がでてくる。
【０００５】
本発明は前記事情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、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを使い分けることができる光学系及びそのような光学系を効率的且つ正確に組み込む新規な取付構造を備えた立体視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】
前記課題を達成するために、本発明の立体視内視鏡は、立体観察を行なうための一対の第１および第２の対物光学系と、第１および第２の対物光学系による観察形態と別個の観察形態を実現可能な第３の対物光学系と、これら３つの対物光学系に共有され且つ３つの対物光学系からの光を一括して伝達する伝達光学系とを内部に組み込んで成る挿入部と；第１ないし第３の対物光学系から伝達光学系を介して伝送された光を３つの光路にそれぞれ分離する分光手段と、分光手段によって分離された３つの光路にそれぞれ対応して設けられた３つの結像光学系とを内部に組み込んで成り、挿入部の基端に接続される観察部と；前記挿入部内に設けられ、内部に第１の対物光学系が固定的に保持された第１の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に第２の対物光学系が固定的に保持された第２の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に第３の対物光学系が固定的に保持された第３の管状部材と； 第１ないし第３の管状部材の両端部を支持することにより、これら３つの管状部材同士の位置関係を固定する一対の位置規制部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に前記位置規制部材が嵌挿固定されることによって、内部に第１ないし第３の管状部材が所定の位置関係で挿通配置される第４の管状部材と；前記挿入部内に設けられ、内部に伝達光学系が固定的に保持された第５の管状部材とを備え、第４の管状部材が第５の管状部材内に嵌挿固定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１〜図１２は本発明の第１の実施形態を示している。図１には、本実施形態に係る立体視内視鏡１の挿入部側の構造が断面図で示されている。図示のように、この立体視内視鏡１は、挿入部２と、挿入部２の基端側に接続された観察部３とから成る。
【０００９】
挿入部２は、観察光学系２ａが挿通配置される管状の内側シース３７と、内側シース３７が挿通配置される管状の外側シース３３とから成る。内側シース３７の長手中心軸は外側シース３３の長手中心軸から偏心しており、これによって、シース３３，３７間には、図３に明確に示されるように、断面が略三日月（弓形）状の空間Ｓ１がシース３３，３７の全長にわたって形成されている。すなわち、この略三日月状の空間Ｓ１は、図中上側部位で大きな断面積を有し、図中下側に向かうにしたがって徐々に断面積が小さくなっている。そして、この空間Ｓ１内には、照明光を伝送する照明光学系としてのライトガイド（光ファイバ）３５が充填状態で内装されている。なお、内側シース３７の先端には筒状の先端部材３８が螺着されており、先端部材３８の先端にはカバーガラス４１が保持されている。
【００１０】
図２および図４に明確に示されるように、内側シース３７内に収容保持される観察光学系は、立体観察に関与する左右一対の第１および第２の対物光学系６０，６１と、これらの対物光学系６０，６１を用いて立体観察している際中にその観察視野から外れた領域をレンズや内視鏡自体を移動することなく観察するための第３の対物光学系６２と、第１〜第３の対物光学系６０，６１，６２からの像を一括して伝達する共通の１つの伝達光学系５２とを備えている。
【００１１】
第１の対物光学系６０は、物体像を形成する複数の対物レンズ６０ａ，６０ｂ…から成り、挿入部２の先端側でその長手方向に沿って延びる第１の管状部材４８内に収容保持されている。また、第２の対物光学系６１は、物体像を形成する複数の対物レンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ…から成り、第１の管状部材４８と平行に延びる第２の管状部材４９内に収容保持されている。また、第３の対物光学系６２は、その径が第１および第２の対物光学系６０，６１を形成する対物レンズのそれよりも小さい複数の対物レンズ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…から成る。また、第３の対物光学系６２は、第１および第２の管状部材４８，４９と平行に延び且つこれらの管状部材４８，４９の径よりも小さい径の第３の管状部材５０内に収容保持されている。なお、図中３２は３つの対物光学系６０，６１，６２において共通に使用されるレンズを示している。
【００１２】
また、伝達光学系５２は、３つの対物光学系６０，６１，６２の基端側に位置して物体像を伝達する複数のリレーレンズから成り、挿入部２の長手方向に沿って延びる第５の管状部材３４内に収納保持されている。この第５の管状部材３４は、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の全てを挿入できる内径を有しており、内側シース３７内に嵌挿されるとともに、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を外側から完全に覆うように伝達光学系５２の先端を超えて対物光学系６０，６１，６２側に延びている。すなわち、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０は、伝達光学系５２の先端側で第５の管状部材３４の先端部内に挿通配置されている。
【００１３】
第５の管状部材３４の先端部内で第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を機械的に位置決めして、対物光学系６０，６１，６２を光学的に位置決めするために、第４の管状部材４７内に嵌着固定される円板状の位置規制部材４６，４６に第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の両端が固定され、その状態で第４管状部材４７が第５の管状部材３４内に嵌挿されている。この場合、位置規制部材４６，４６は、第１〜第３の管状部材４８，４９，５０の端部が嵌挿される３つの貫通孔４６ａ，４６ｂ，４６ｃを有しており、光軸と平行なＺ方向および光軸と垂直なＸＹ方向で第１〜第３の管状部材４８，４９，５０を一括して位置決めする。また、第４の管状部材４７は、対物光学系６０，６１，６２と伝達光学系５２との間を所定の間隔に維持するスペーサとしても機能している。
【００１４】
なお、図３にも示されるように、第１および第２の対物光学系６０，６１は、挿入部２の長手中心軸を通る垂直平面Ｐの両側で且つライトガイド３５の充填量が多い図中上側に位置されており、また、第３の対物光学系６２は、垂直平面Ｐを跨ぐようにライトガイド３５の充填量が少ない図中下側に位置されている。しかしながら、第１および第２の対物光学系６０，６１よりも径が小さく画質が劣る第３の対物光学系６２に対してより多くの照明光を与えるために、図３に示される位置関係を逆転させて、図５に示されるように、第３の対物光学系６２をライトガイド３５の充填量が多い図中上側に位置させても良い。
【００１５】
次に、図１、図６、図７を参照しながら観察部３について説明する。
【００１６】
図示のように、観察部３は、外側シース３３の基端部に接続固定された第１のカバー３０を備えている。伝達光学系５２の基端部には筒状の取付け部材３９が嵌着固定されており、この取付け部材３９は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス１３０を介して、Ｚ方向（光軸と平行な方向…以下同じ）に移動調整可能に第１のカバー３０に取り付けられている。また、伝達光学系５２の基端部には、取付け部材３９よりも基端側に位置して、筒状の接続部材５３が嵌め付けて取付けられている。この接続部材５３は、取付け部材３９に捩じ込まれるビス１３１を介して、Ｚ方向の位置が調整される。
【００１７】
また、接続部材５３には、分光手段を構成する一対のプリズム１０，１２を保持する保持体４０が取り付けられている。保持体４０は、図８にも示されるように、接続部材５３に接続される円筒状の接続部４０ａと、一対のプリズム１０，１２が固定保持される矩形状の保持部４０ｂとから成る。保持部４０ｂは、平行な一対の板状部１４９，１５０間で一対のプリズム１０，１２を挟持している。また、各プリズム１０，１２は、略平行四辺形を形作っており、その縁部を切り落として成る平面部１１同士を当接させることによって、その当接部の下側に逆Ｖ字形の空間Ｓ２を形成している。そして、この空間Ｓ２内には各プリズム１０，１２の対向面に当て付くようにして円柱状のレンズ１４が接着固定されている。
【００１８】
一対のプリズム１０，１２は、左右の第１および第２の対物光学系６０，６１から共通の伝達光学系５２を介して伝達された像を、再び左右に分割して、後述する左右の第１および第２の結像光学系１５５，１５６に導く瞳分割手段として機能する。また、レンズ１４は、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝達された像を、後述する第３の結像光学系１５７に導く。
【００１９】
保持体４０は、周方向に等しい角度間隔で配された３つのビス４３を介して、ＸＹ方向（光軸に対して垂直な方向…以下同じ）に移動調整可能に接続部材５３に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝５３ａが接続部材５３の全周にわたって形成されており、保持体４０の接続部４０ａに捩じ込まれた３つのビス４３の先端がＶ字溝５３ａに係合している。そして、Ｖ字溝５３ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス４３の捩じ込み量を調整することにより、保持体４０の位置をＸＹ方向で調整して、保持体４０に保持されたプリズム１０，１２およびレンズ１４の各結像光学系１５５，１５６，１５７に対する心出しを一括して行なえるようになっているとともに光軸方向の位置の固定が行なえるようになっている。
【００２０】
左右の第１および第２の結像光学系１５５，１５６はそれぞれ、ピント合わせを行なう第１の光学系２２と、倍率を決定する第２の光学系２０とを有している。これらの光学系２０，２２は、第１のカバー３０にビス等によって水密に接続固定された第２のカバー３１および第２のカバー３１に接続された第３のカバー８０の内部に配設されている。
【００２１】
第１の光学系２２は、複数のレンズから成り、レンズ枠１７によって保持されている。また、レンズ枠１７は筒状の保持部材１５に嵌挿されている。第１の光学系２２の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、レンズ枠１７は保持部材１５に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス７７によって固定されるようになっている。また、保持部材１５は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス１９を介して、第１のカバー３０と一体の固定部材７８に対しＸＹ方向に移動調整可能に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝１５ａが保持部材１５の全周にわたって形成されており、固定部材７８に捩じ込まれた３つのビス１９の先端がＶ字溝１５ａに係合している。そして、Ｖ字溝１５ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス１９の捩じ込み量を調整することにより、保持部材１５の位置をＸＹ方向で調整して、保持部材１５にレンズ枠１７を介して保持された第１の光学系２２の心出しを行なえるようになっている。
【００２２】
また、第２の光学系２０は、第１のレンズ枠１５９によって保持され複数のレンズと、第２のレンズ枠７９によって保持された複数のレンズとから成り、第１のレンズ枠１５９は第２のレンズ枠７９に嵌挿されており、また、第２のレンズ枠７９は固定部材７８に接続固定されている。第２の光学系２０の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、第１のレンズ枠１５９は第２のレンズ枠７９に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス１６１によって固定されるようになっている。
【００２３】
また、第３の結像光学系１５７は、複数のレンズから成る光学系７６と、レンズ１４を透過した光を受けて光学系７６へと導くプリズム１６とを有している。プリズム１６と光学系７６は、第２のカバー３１にビス等によって水密に接続固定された第４のカバー７５および第４のカバー７５に水密に接続された第５のカバー７４の内部に配設されている。
【００２４】
光学系７６は、レンズ枠１６９によって保持されている。また、レンズ枠１６９は筒状の保持部材７０に嵌挿されている。光学系７６の光軸方向（Ｚ方向）の位置調整が行なえるように、レンズ枠１６９は保持部材７０に対して光軸方向に移動できるようになっており、その軸方向の位置はビス７３によって固定されるようになっている。また、保持部材７０は、周方向に等しい角度間隔で配された例えば３つのビス７１を介して、第４のカバー７５に対しＸＹ方向に移動調整可能に取付けられている。具体的には、Ｖ字形の溝７０ａが保持部材７０の全周にわたって形成されており、第４のカバー７５に捩じ込まれた３つのビス７１の先端がＶ字溝７０ａに係合している。そして、Ｖ字溝７０ａのクリアランス（ガタ）を利用して各ビス７１の捩じ込み量を調整することにより、保持部材７０の位置をＸＹ方向で調整して、保持部材７０にレンズ枠１６９を介して保持された光学系７６の心出しを行なえるようになっている。
【００２５】
なお、観察部３には、図９にも示されるように、２つの光源から照明光を受ける一対のコネクタ８２，８２が設けられている。このコネクタ８２，８２内には前述したように挿入部２に向かって延びるライトガイド３５の基端部が配設されており（図６参照）、ライトガイド３５はこのコネクタ８２，８２から第１のカバー３０と内側シース３７との間を通って挿入部２内へと延びている。
【００２６】
図１０に示されるように、観察部３には、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と光学的に接続する一対のカメラヘッド９０，９１が、共通のカメラアダプタ１１０を介して一体で取り付けられている。カメラアダプタ１１０は、接続アダプタ８４を介して観察部３の第３のカバー８０に取り付けられている。なお、第３の結像光学系１５７にも同様にしてＣＣＤを有するカメラヘッドが光学的に接続される。
【００２７】
カメラアダプタ１１０のハウジング内では、第１および第２の結像光学系１５５，１５６にそれぞれ対応して設けられた２つの光学系９６，９７が共通のレンズ枠（移動体）８５に保持されている。レンズ枠８５は、螺合部材８７を介して、回転するウォームシャフト（ネジ軸）８８と噛み合っている。ウォームシャフト８８は、レンズ枠８５の略中心部を貫通するように延びており、レンズ枠８５と噛み合いつつレンズ枠８５を部分的に支持している。また、図１１に示されるように、ウォームシャフト８８の回転に伴うレンズ枠８５の回転を防止する回転防止軸１１４がレンズ枠８５の周縁部を貫通している。したがって、ウォームシャフト８８が回転すると、レンズ枠８５は回転することなく光軸方向に移動する。
【００２８】
ウォームシャフト８８は平歯車８６に一体的に固定されており、平歯車８６はモータ１１２の回転軸１１２ａと噛み合っている（図１１参照）。したがって、モータ１１２が駆動されて回転軸１１２ａが回転すると、平歯車８６を介してウォームシャフト８８が回転し、レンズ枠８５が光軸方向に移動する。
【００２９】
また、レンズ枠８５を光軸方向に移動させてフォーカスした際、回転防止軸１１４とレンズ枠８５とのガタに起因して、レンズ枠８５が回転方向にガタ付かないように、レンズ枠８５にはガタ付き防止手段が設けられている。このガタ付き防止手段は、図１０および図１２に示されるように、レンズ枠８５の光軸方向の移動を案内するガイド軸９５と、レンズ枠８５に取付けられるとともに板バネ９２を介してガイド軸９５に押し当てられるベアリング手段としての一対の回転ローラ（コロ）９３，９４とから成る。すなわち、板バネ９２の付勢力をもって回転ローラ９３，９４がレンズ枠８５の回転方向でガイド軸９５に押し付けられることにより、回転ローラ９３，９４と一体のレンズ枠８５は、その回転方向へのガタ付きが防止される。なお、図中、１００，１０１は、レンズ枠８５をＸＹ方向で位置調整して光学系９６，９７の心出しを行なうための調整ビスである。
【００３０】
以上のようにして構成された立体視内視鏡１を用いて、例えば生体内の患部部位を観察する場合、図示しない光源からアダプタ８２，８２を介して観察部３に供給された照明光は、ライトガイド３５を通じて伝送され、挿入部２の先端から被写体である患部部位に照射される。一方、患部部位からの反射光（物体光）は、各対物光学系６０，６１，６２に入射した後、伝達光学系５２を介して観察部３側へと伝送される。
【００３１】
第１の対物光学系６０から伝達光学系５２を介して伝送された光は、接続部材５３の端部開口５３ｂおよび保持体４０の接続部４０ａの内孔１３を通じて進行し、第１のプリズム１０の第１の反射面１０ａおよび第２の反射面１０ｂで反射された後（図７参照）、第１の結像光学系１５５へと導かれる。第１の結像光学系１５５へと導かれた光は、第２の光学系２０の手前の結像面１４１上で結像された後、アフォーカル光となってカメラアダプタ１１０のレンズカバー２１Ａから光学系９６へと導かれ、更にカメラヘッド９０内へと導かれて、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。
【００３２】
また、同様に、第２の対物光学系６１から伝達光学系５２を介して伝送された光は、第２のプリズム１１の第１の反射面１１ａおよび第２の反射面１１ｂで反射された後（図７参照）、第２の結像光学系１５６へと導かれるとともに、第２の光学系２０の手前の結像面１４１上で結像された後、アフォーカル光となってカメラアダプタ１１０のレンズカバー２１Ｂから光学系９７へと導かれ、更にカメラヘッド９１内へと導かれて、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。したがって、カメラヘッド９０，９１に接続された図示しないモニタ上には患部部位の立体像が鮮明に映し出される。
【００３３】
一方、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝送された光は、接続部材５３の端部開口５３ｂおよび保持体４０の接続部４０ａの内孔１３を通じて進行してレンズ１４を透過し、プリズム１６へと導かれる。プリズム１６へ導かれた光は、プリズム１６の第１の反射面１６ａおよび第２の反射面１６ｂで反射された後（図６参照）、第３の結像光学系１５７へと導かれる。第３の結像光学系１５７へと導かれた光は、光学系７６の手前の結像面７２上で結像された後、アフォーカル光となって図示しないカメラヘッド内へと導かれ、ＣＣＤの結像面で再び結像される（撮像される）。
【００３４】
また、例えば、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いて立体観察している際に、モニタ側で例えば表示モードを切り換えると、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体観察から第３の結像光学系１５７を用いた観察へと切り換えることができる。あるいは、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体観察とともに第３の結像光学系１５７を用いた観察も行なうことができる。したがって、特に、第１および第２の対物光学系６０，６１を用いた立体狭角観察で所定の患部部位を処置している際に、視野から外れた処置具や全体の位置関係を観察したい場合、第３の結像光学系１５７側が広角に設定されていれば、第１および第２の結像光学系１５５，１５６のレンズや内視鏡自体を移動させることなく、単に表示モードを切り換えるだけで、視野から外れた処置具や全体の位置関係を第３の対物光学系６２および第３の結像光学系１５７を通じて所望の高画質で観察できる。すなわち、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを自在に使い分けることができ、正確且つ効率的な手術を行なうことができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の立体視内視鏡１は、第１および第２の対物光学系６０，６１に加えて更に第３の対物光学系６２を設けることによって、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを自在に使い分けることができる観察形態を実現しただけでなく、第１〜第３の対物光学系６０，６１，６２をそれぞれ対応する第１〜第３の管状部材４８，４９，５０内に固定するとともに、これら３つの管状部材４８，４９，５０の両端部を一対の位置規制部材４６，４６によって支持して管状部材４８，４９，５０同士の位置関係を固定し、更に、伝達光学系５２が固定的に保持された第５の管状部材３４内に、位置規制部材４６，４６が嵌挿固定される第４の管状部材４７を嵌挿固定している。したがって、内視鏡１の挿入部２の外径を太くすることなく、対物光学系６０，６１，６２を挿入部２内に光学的および機械的に正確且つ効率的に組み込むことができるようになる。
【００３６】
また、本実施形態の立体視内視鏡１は、第１および第２の対物光学系６０，６１に対応する第１および第２のプリズム１０，１２と、第３の対物光学系６２に対応するレンズ１４とを一括して保持する保持体４０を備え、この保持体４０は、光軸方向および光軸と垂直な方向で位置調整できるように、伝達光学系５２の基端側に取り付けられている。したがって、光学系の組立性が向上する。
【００３７】
また、本実施形態の立体視内視鏡１では、電動フォーカス調整に関与するレンズ枠８５の回転方向へのガタ付きが防止されるため、フォーカス時に画面がブレてしまうことを防止できる。
【００３８】
図１３〜図１７は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であるため、以下、第１の実施形態と同一の構成部材については、同一符号を付してその説明を省略するとともに、第１の実施形態と対応する構成部材については、第１の実施形態と同一の参照符号の後に「Ａ」を付すことにする。
【００３９】
本実施形態の立体視内視鏡は、挿入部２の軸方向に対して傾いた方向を観察できる斜視光学系を有している。具体的には、図１３に示されるように、挿入部２の先端、すなわち、管状の外側シース３３Ａの先端３３ａは、挿入部２の軸方向に対して所定の角度を成して方向付けられている。このような屈曲形状は、例えば、外側シース３３Ａの先端側を円錐状に成形した後に観察方向に対して垂直に切断することによって形成される。また、先端部材３８Ａも、外側シース３３Ａの先端３３ａの形状に対応した屈曲形状を成している。このような屈曲形状は、例えば、筒体の先端を観察方向に垂直に切断し且つ観察方向と平行な軸線で先端部を円筒状に加工することによって形成される。なお、照明用のライトガイド３５は、外側シース３３Ａと先端部材３８Ａとの間に挟まれており、観察方向に向いた状態で保持されている。
【００４０】
先端部材３８Ａの詳細が図１４に示されている。図１４の（ａ）は先端部材３８Ａの側面図であり、図１４の（ｂ）は図１４の（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図示のように、先端部材３８Ａの側面３０３には、溝部３０４が２ヶ所設けられている。これらの溝部３０４は、先端部材３８Ａの全長にわたって形成されておらず、先端部材３８Ａの観察部３側の端部から延び、先端面３０５に達しない部位で終端している。各溝部３０４には、照明用のライトガイド３５とは別個のライトガイド３０６が埋め込んである。各溝部３０４は黒色に着色が成されており、黒色の接着剤を溝部３０４に充填するようにライトガイド３０６を固定してある。また、ライトガイド３０６の先端面は、通常の照明用のライトガイドに施してある鏡面研磨が成されておらず、切断したままの粗い表面状態となっている。このライトガイド３０６の他端は、照明用のライトガイド３５とともに、光源から照明光を受けるコネクタ８２内に配設されている。なお、図中、３０７ａ，３０７ｂは、３つの対物光学系６０，６１，６２において共通に使用されるプリズムであり、観察方向からの光線を対物光学系の軸方向の光線に変える作用を成す。なお、挿入部２のそれ以外の構成は第１の実施形態と同一である。
【００４１】
次に、図１５および図１６を参照しながら観察部３について説明する。ここでも、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。なお、図１６は図１５のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００４２】
図示のように、保持体４０は、一対のプリズム１０，１２の他、第３のプリズム３０８も挟持しており、空間Ｓ２に円柱状のレンズ１４は存在していない。第３のプリズム３０８は、第３の対物光学系６２から伝達光学系５２を介して伝達されて空間Ｓ２を通ってきた光線を、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と同一平面上で等距離にある第３の結像光学系１５７に導く。第３の結像光学系１５７は、結像レンズ３０９と光学系７６とを有しており、結像レンズ３０９は固定部材７８に接着固定され、光学系７６は第２のカバー３１の内部に配設されている。保持部材７０は、ビス７１により、固定部材７８に対しＸＹ方向に移動調整可能に取り付けられている。
【００４３】
図１７に示されるように、観察部３には、第１および第２の結像光学系１５５，１５６と光学的に接続する一対のカメラヘッド９０，９１が、共通のカメラアダプタ１１０を介して一体で取り付けられている。カメラアダプタ１１０は、接続アダプタ８４を介して、観察部３の第３のカバー８０に取り付けられている。
【００４４】
カメラアダプタ１１０には、第３の結像光学系１５７に対応して設けられた光学系２０２と、光学系２０２の像を撮像するための撮像素子２０３とが配置されている。これらの光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６は、２つの光学系９６，９７のそれぞれの光軸２０４，２０５を通る平面上にあり、かつ、光軸２０４，２０５から等距離に位置している。なお、光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６の位置は、第３の結像光学系１５７に対応して決定される。また、撮像素子２０３により取り込まれた像は、図示しないハーネスにより、図示しないカメラコントロールユニットへと伝達されるようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４６】
本実施形態に係る立体内視鏡を使用する手術中において、溝部３０４に埋め込まれたライトガイド３０６から出射された光源の光は、先端の粗い表面で散乱し、充填された黒色の接着剤と黒色の溝部３０４とに当たって熱を発生する。その熱は、カバーガラス４１に伝わり、カバーガラス４１の外表面温度を上昇させる。
【００４７】
また、手術中、斜視観察方向および撮像装置の相対位置関係を変更する必要が生じた場合には、まず、接続アダプタ８４から本実施形態の斜視用立体内視鏡を取り外し、斜視用立体内視鏡の上下を反転させて再び接続アダプタ８４に取り付ければ良い。この場合、光学系９６，９７の光軸２０４，２０５と光学系２０２および撮像素子２０３の光軸２０６との位置関係は前述した通りであるため、例えば、第１の結像光学系１５５を通り光学系９６に入射していた観察像は、光学系９７に入射することになり、同様に、第２の結像光学系１５６を通り光学系９７に入射していた観察像は、光学系９６に入射することになる。一方、第３の結像光学系１５７および光学系２０２を通り撮像素子２０３により撮像されていた観察像は、再び、撮像素子２０３に取り込まれることになる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるだけでなく、カバーガラス４１の曇りを防止することができる。すなわち、カバーガラス４１の外表面は常にライトガイド３０６から出射された光の熱によって暖められているため、内視鏡を体内から体外に抜去してカバーガラス４１の外表面に付いた汚れを除去している間にカバーガラス４１が冷えてしまうことがなく、その後、内視鏡を体内に再挿入した時にカバーガラス４１が曇ることを防止できる。そして、ライトガイド３０６からは散乱光が出るため、反射光がライトガイド３０６に再入射してしまう量が少なくなり、また、接着剤や溝部が黒色であるため、光を効率良く熱に変換でき、少ない量のライトガイドで所望の熱量を得ることができる。
【００４９】
また、カメラアダプタ１１０、カメラヘッド９０，９１、光学系２０２、撮像素子２０３等から構成される３つの光学系は、前述した配置構成を成し、１つのカメラとして構成されているため、斜視用立体内視鏡を接続アダプタ８４から取り外した後に斜視用立体内視鏡の上下を反転させて再び接続するだけで、観察方向を簡単に変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズや内視鏡自体を移動させることなくその状態で狭角と広角とを使い分けることができる光学系及びそのような光学系を効率的且つ正確に組み込む新規な取付構造を備えた立体視内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る立体視内視鏡の挿入部側の側断面図、（ｂ）は（ａ）の挿入部の先端側の拡大断面図である。
【図２】（ａ）は図１の立体視内視鏡の挿入部の観察光学系の対物光学系が収容された先端側の断面図、（ｂ）は伝達光学系が位置する観察光学系部位の断面図、（ｃ）は伝達光学系が位置する観察光学系の観察部側の部位の断面図である。
【図３】図１の（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３の変形例に係わる断面図である。
【図６】図１の立体視内視鏡の観察部の縦断面図である。
【図７】図１の立体視内視鏡の観察部の横断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図６のＤ方向矢視図である。
【図１０】図１の立体視内視鏡の観察部のカメラアダプタの断面図である。
【図１１】カメラアダプタのウォームシャフト周辺の内部構成を示す断面図である。
【図１２】カメラアダプタのガイド軸周辺の内部構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る立体視内視鏡の線端部の断面図である。
【図１４】（ａ）は図１３の立体視内視鏡の先端部材の側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１５】図１３の立体視内視鏡の観察部の横断面図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１７】図１３の立体視内視鏡の観察部のカメラアダプタの断面図である。
【符号の説明】
１…立体視内視鏡
２…挿入部
３…観察部
１０…第１のプリズム
１２…第２のプリズム
１４…レンズ
３４…第５の管状部材
４６…位置規制部材
４７…第４の管状部材
４８…第１の管状部材
４９…第２の管状部材
５０…第３の管状部材
６０…第１の対物光学系
６１…第２の対物光学系
６２…第３の対物光学系
Claims (3)
- 立体観察を行なうための一対の第１および第２の対物光学系と、第１および第２の対物光学系による観察形態と別個の観察形態を実現可能な第３の対物光学系と、これら３つの対物光学系に共有され且つ３つの対物光学系からの光を一括して伝達する伝達光学系とを内部に組み込んで成る挿入部と、
第１ないし第３の対物光学系から伝達光学系を介して伝送された光を３つの光路にそれぞれ分離する分光手段と、分光手段によって分離された３つの光路にそれぞれ対応して設けられた３つの結像光学系とを内部に組み込んで成り、挿入部の基端に接続される観察部と、
前記挿入部内に設けられ、内部に第１の対物光学系が固定的に保持された第１の管状部材と、
前記挿入部内に設けられ、内部に第２の対物光学系が固定的に保持された第２の管状部材と、
前記挿入部内に設けられ、内部に第３の対物光学系が固定的に保持された第３の管状部材と、
第１ないし第３の管状部材の両端部を支持することにより、これら３つの管状部材同士の位置関係を固定する一対の位置規制部材と、
前記挿入部内に設けられ、内部に前記位置規制部材が嵌挿固定されることによって、内部に第１ないし第３の管状部材が所定の位置関係で挿通配置される第４の管状部材と、
前記挿入部内に設けられ、内部に伝達光学系が固定的に保持された第５の管状部材と、
を備え、
第４の管状部材が第５の管状部材内に嵌挿固定されていることを特徴とする立体視内視鏡。 - 前記分光手段は、第１の対物光学系に対応して設けられた第１のプリズムと、第２の対物光学系に対応して設けられた第２のプリズムと、第３の対物光学系に対応して設けられたレンズとから成り、
第１および第２のプリズムと前記レンズは互いに一体的に固定され、
また、第１および第２のプリズムと前記レンズとを一括して保持する保持体を備え、この保持体は、光軸と垂直な方向で位置調整できるように、伝達光学系の基端側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。 - 前記結像光学系を保持し且つ光軸方向に移動可能な移動体と、
前記移動体の光軸方向への移動を案内するガイド軸と、
前記移動体に取付けられ、移動体とガイド軸との間に位置して、ガイド軸に沿う移動体の摺動を補助するベアリング手段と、
前記移動体の回転方向で前記ベアリング手段を前記ガイド軸に押し当てる付勢手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
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