JP4708929B2

JP4708929B2 - 電子内視鏡

Info

Publication number: JP4708929B2
Application number: JP2005262019A
Authority: JP
Inventors: 守康金井
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: JP2007068890A

Description

本発明は、挿入管の先端部に突出して設けられた突出部に設けられ、被検部の拡大観察画像を得るための拡大観察用部材と、挿入管の先端部の突出部以外の部分に設けられ、被検部の通常観察画像を得るための通常観察用部材とを備えた電子内視鏡に関する。

近年、先端に複数の観察用部材を設けた電子内視鏡が考案されている。例えば、特許文献１に記載の電子内視鏡は、挿入管先端部から軸方向遠位端側に突出して設けられた突出部に、共焦点観察のための共焦点観察用部材が設けられている。また、挿入管先端部の突出部以外の部分には、通常観察のための通常観察用部材が設けられている。
特開２００５−６４０

電子内視鏡の挿入管を体腔に挿入した場合、共焦点観察用部材は通常観察用部材よりも被検部の生体組織に近位となる。これによって、共焦点観察における画像は、通常観察時における画像よりも拡大された画像となる。このため、通常観察をまず行って共焦点観察を行う領域を特定することができる。

この際、通常観察画像内のどの領域が共焦点観察されるかが、通常観察画像を見るだけで分かるような構成とすることが好ましい。このため、特許文献１に記載の電子内視鏡においては、通常観察画像中に突出部の少なくとも一部が入るように通常観察用部材の設置位置は調整されている。

上記の特許文献１の構成においては、通常観察画像中に常に突出部の一部が表示されるようになっている。この構成は、共焦点観察領域の特定を通常観察にて行う際には有効である。しかしながら、共焦点観察を行わず、通常観察を行う際は、通常観察時の視界の一部が突出部によって遮られ、視野が狭くなってしまうという問題があった。

上記の問題を解決するため、本発明は、通常観察によって拡大観察時の観察領域の位置決めを行うことが可能であり、かつ通常観察のみを行う場合は通常観察の視野を広くとることが可能な、電子内視鏡を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡は、通常観察のための通常観察用部材を操作して通常観察画像の視野を第１の視野と第２の視野との間で切り換える、視野可変手段を有する。ここで、第１の視野には内視鏡挿入管先端部の突出部の少なくとも一部が入り第２の視野には前記突出部は入らないようになっている。

拡大観察を行う際は通常観察画像の視野を第１の視野にセットし、通常観察時に拡大観察の観察領域を特定可能とする。一方、通常観察のみを行う場合は、常観察画像の視野を第２の視野にセットし、視界が突出部によって遮られないようにして、視野を広く取る。

視野可変手段による視野の切換を行う方法としては、通常観察用部材の撮像素子の有効画素範囲を変える、または、通常観察用部材の撮像素子と光学部材によって観察可能な領域を変化させるといった構成が考えられる。

撮像素子と光学部材によって観察可能な領域を変化させる方法としては、通常観察用部材の撮像素子の光学部材に対する相対位置を変化させるもの、例えば、通常観察用部材の撮像素子を光軸に垂直な方向に平行移動するものが考えられる。この際、通常観察用部材の撮像素子を光軸に平行な方向に平行移動することによって、通常観察用部材の焦点調整を行ってもよい。

以上のように、本発明によれば、通常観察によって拡大観察時の観察領域の位置決めを行うことが可能であり、かつ通常観察のみを行う場合は通常観察の視野を広くとることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の電子内視鏡につき説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の全体図を示したものである。本実施形態による内視鏡装置１は、内視鏡１００を有する。内視鏡１００は、内視鏡１００のハンドル部１０５から遠位端側に向かって延びている挿入管１０３を有し、この挿入管１０３の先端部１１０には遠位側に突出する突出部１１１が設けられている。この突出部１１１に、共焦点観察を行うための共焦点観察ユニット１２０が設けられている。また、ハンドル部１０５から、第１連結チューブ１０７および第２連結チューブ１０９が近位端側に向かって延びている。

挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第１連結チューブ１０７の内部には、共焦点走査画像形成のための光束を通過させるための第１のライトガイド（図示せず）が設けられている。この第１のライトガイドの遠位端は共焦点観察ユニット１２０と接続されており、また第１のライトガイドの近位端は第１連結チューブ１０７の近位端に設けられた第１コネクタ１０２と接続されている。第１コネクタ１０２は、内視鏡装置１の共焦点画像観察装置２０に接続される。

共焦点画像観察装置２０は、その内部にレーザ等の光束を発生させる光源装置を備えており、光束を第１のライトガイドを介して共焦点観察ユニット１２０に送り込む。共焦点観察ユニット１２０は、この光束（入射光束）を体腔内の所定位置（集光点）で集光させ、その戻り光をライトガイドに送る。戻り光はライトガイドの遠位端付近で合焦するようになっており、この合焦した光のみが第１のライトガイドを介して共焦点観察装置２０内に戻るようになっている。

共焦点画像観察装置２０の内部に戻った光束（合焦光）は、共焦点画像観察装置２０内に設けられたフォトディテクタによって検知され、その強度が計測される。また、挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第１連結チューブ１０７の内部には、共焦点観察ユニット１２０を制御するための信号ケーブルが通されている。共焦点画像観察装置２０は、信号ケーブルに所定の信号を送ることによって入射光束の集光点の位置を光軸に垂直な２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向に走査させることができる。共焦点画像観察装置２０はＸ−Ｙ平面上で走査して得られた合焦光の強度から、共焦点観察画像を形成する。

形成された共焦点観察画像は、共焦点画像観察装置２０に接続された第１のモニタ４０のスクリーン上に表示される。

また、内視鏡１００の挿入管１０３の先端部１１０には、光学系とこの光学系によって結像される被検部の像を撮像する撮像素子としてのＣＣＤからなる通常観察ユニット１３０（後述）が備えられている。このＣＣＤは、挿入管の先端部の突出部１１１以外の部分（後退部）１１２に設けられた光学系による像を撮像し、通常観察用の映像信号として出力するものである。ＣＣＤの出力およびＣＣＤのドライブ信号を伝達する信号ケーブルおよび、内視鏡１００の先端部の対物光学系の周囲を照射するための光束を通過させる第２のライトガイドが、挿入管１０３、ハンドル部１０５、および第２連結チューブ１０９の内部に通されている。第２連結チューブ１０９の近位端には第２コネクタ１０４が設けられており、この第２コネクタ１０４は通常観察用プロセッサ３０に接続されている。

上記のように、共焦点観察ユニット１２０は突出部１１１に設けられており、観察時は、後退部１１２に設けられた通常観察ユニット１３０よりも被険体のより近くに配置されることになる。このため、共焦点観察ユニット１２０によって撮影される被険体の領域は通常観察ユニット１３０によって撮影される被険体の領域よりも小さくなる。したがって、共焦点観察ユニット１２０によって撮影された画像は、通常観察ユニット１３０によって撮影された画像よりも拡大された画像となる。

図２は、内視鏡１００の先端部１１０を示す斜視図である。また、図３は、先端部１１０の軸方向断面図である。図３に示されているように、共焦点観察ユニット１２０の光学系１２２の光軸１２６は内視鏡１００の挿入管１０３の軸方向にほぼ平行である。一方、通常観察ユニット１３０の光学系１３２の光軸１３６は、挿入管１０３の軸方向から傾いている。具体的には、内視鏡の先端に向かうにしたがって光軸１３６が共焦点観察ユニット１２０から離れるようになっている。

上記構成の通常観察ユニット１３０の光学系１３２とＣＣＤ１３４によって観察可能な領域は、図３中実線矢印で示された領域Ｒ_０である。光学系１３２は、この領域Ｒ_０に含まれる物体の像を、通常観察ユニット１３０のＣＣＤ１３４の受光面上に結像させる。また、図３に示されているように、領域Ｒ_０には、共焦点観察ユニット１２０の先端部（すなわち、突出部１１１の先端部）の隅の部分が入るようになっている。換言すれば、ＣＣＤ１３４の受光面上に結像された像の中には、常に共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が含まれる。

本実施形態においては、共焦点観察の観察領域を粗決めするために通常観察を行う場合と、単に通常観察のみを行う場合とで、ＣＣＤ１３４の有効画素範囲を変更するようになっている。

すなわち、共焦点観察の観察領域を粗決めするために通常観察を行う場合は、ＣＣＤ１３４の有効画素範囲を変更し、図３中破線矢印で示された領域Ｒ_１に対応するＣＣＤ１３４の受光面上に形成された像に相当する画像信号のみが通常観察用プロセッサ３０（図１参照）に送られるようにする。この結果、モニタ５０に表示される通常観察画像には、常に共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が表示されるようになる。内視鏡装置１の使用者は、モニタ５０を観察することによって、通常観察画像中のどの領域が、モニタ４０に標示されている共焦点観察画像に相当しているのかを容易に判断可能となる。

一方、共焦点観察を行わず、通常観察のみを行う際は、ＣＣＤ１３４の有効画素範囲を変更し、図３中一点鎖線矢印で示された領域Ｒ_２に対応するＣＣＤ１３４の受光面上に形成された像に相当する画像信号のみが通常観察用プロセッサ３０に送られるようにする。この結果、モニタ５０に表示される通常観察画像には、常に共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が表示されないようになる。したがって、この状態では、通常観察における視界が共焦点観察ユニット１２０の先端に遮られることは無く、視界を広くとることができる。

ＣＣＤ１３４の有効画素範囲の変更は、ＣＣＤ１３４に供給される駆動クロックパルスを電子内視鏡１００の図示しないコントローラが調整することによって実現される。領域Ｒ_１に相当するＣＣＤ１３４の受光面上の像と、領域Ｒ_２に相当するＣＣＤ１３４の受光面上の像のいずれが画像信号として出力されるかは、内視鏡装置１の使用者が電子内視鏡１００の図示しない操作ボタンを操作することによって切り換えられる。また、本実施形態においては、突出部１１１の軸方向高さＨが比較的大きくなっており、通常観察時における通常観察ユニット１３０の光学系１３２の深度内に共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が入るようになっている。したがって、共焦点観察の観察領域を粗決めするために通常観察を行う場合は、特にピント調整等を行わなくても、共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が明瞭にモニタ５０上に表示される。また、本実施形態においては、突出部１１１の軸方向高さＨが比較的大きいため、通常観察ユニット１３０の光学系１３２の光軸１３６が内視鏡１００の挿入管１０３の軸方向に平行であるならば、突出部１１１の先端以外の部分が領域Ｒ_１に含まれてしまう。このため、本実施形態では、内視鏡１００の先端に向かうにしたがって光軸１３６が共焦点観察ユニット１２０から離れるように構成し、突出部１１１のうち、先端部分のみが領域Ｒ_１に含まれるようにしている。

なお、本実施形態においては、領域Ｒ_１は領域Ｒ_０よりも小さい領域となっているが、領域Ｒ_１が領域Ｒ_０と同じ領域であっても良い。この場合、領域Ｒ_２は領域Ｒ_１よりも小さくなり、視界を確保するという目的は達せられないが、通常観察のみを行う際に被険体以外の物体である突出部１１１が映り込まず被険体のみがモニタ５０に表示され、内視鏡装置１の使用者にとって見やすい映像が提供される。

以上のように、本実施形態においてはＣＣＤ１３４の有効画素範囲を変更することによって、通常観察時の視野を切り換える構成としているが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、以下に説明する本発明の第２の実施形態のように、他の構成によって通常観察時の視野を切り換えてもよい。

図４は、本発明の第２の実施形態による電子内視鏡２００の先端部２１０の軸方向断面図である。なお、本実施形態の電子内視鏡２００は、通常観察用ユニットおよび突出部の構成のみが第１の実施形態のものと異なり、他の点は第１の実施形態と同様である。よって、第１の実施形態と同様の箇所についての説明は省略する。

本実施形態においても、共焦点観察ユニット２２０は、電子内視鏡２００の挿入管の先端部２１０から軸方向に突出する突出部２１１に設けられている。また、通常観察ユニット２３０は、先端部２１０の突出部２１１以外の部分である後退部２１２に設けられている。

図４に示されているように、共焦点観察ユニット２２０の光学系２２２の光軸２２６は内視鏡２００の挿入管の軸方向にほぼ平行である。また、通常観察ユニット２３０の光学系２３２の光軸２３６もまた、挿入管の軸方向にほぼ平行である。

上記構成の通常観察ユニット２３０の光学系２３２とＣＣＤ２３４によって観察可能な領域は、図４中破線矢印で示された領域Ｒ_３または実線矢印で示された領域Ｒ_４である。本実施形態においては、後述の機構によって、観察可能な領域をシフトさせるものである。光学系２３２は、この領域Ｒ_３またはＲ_４に含まれる物体の像を、通常観察ユニット２３０のＣＣＤ２３４の受光面上に結像させる。

図４に示されているように、領域Ｒ_３には、共焦点観察ユニット２２０の先端部（すなわち、突出部２１１の先端部）の隅の部分が入るようになっている。換言すれば、ＣＣＤ１３４の受光面上に結像された像の中には、常に共焦点観察ユニット１２０の先端部の一部が含まれる。また、領域Ｒ_４には、共焦点観察ユニット２２０や突出部２１１が入らないようになっている。

共焦点観察の観察領域を粗決めするために通常観察を行う場合は、通常観察ユニット２３０の光学系２３２とＣＣＤ２３４によって観察可能な領域が領域Ｒ_３となるように設定する。この結果、モニタ５０に表示される通常観察画像には、常に共焦点観察ユニット２２０の先端部の一部が表示されるようになる。内視鏡装置１の使用者は、モニタ５０を観察することによって、通常観察画像中のどの領域が、モニタ４０に標示されている共焦点観察画像に相当しているのかを容易に判断可能となる。

一方、共焦点観察を行わず、通常観察のみを行う際は、通常観察ユニット２３０の光学系２３２とＣＣＤ２３４によって観察可能な領域が領域Ｒ_４となるように設定する。この結果、モニタ５０に表示される通常観察画像には、常に共焦点観察ユニット２２０の先端部の一部が表示されないようになる。したがって、この状態では、通常観察における視界が共焦点観察ユニット２２０の先端に遮られることは無く、視界を広くとることができる。

以下、本実施形態において観察可能な領域をシフトさせる機構につき説明する。図５は、通常観察ユニット２３０の軸方向断面図である。本実施形態においては、ＣＣＤ２３４を光軸に垂直な方向に移動させることによって、通常観察ユニット２３０の光学系２３２によって観察可能な領域のシフトを行っている。観察可能な領域を領域Ｒ_３とする場合は、観察可能な領域を領域Ｒ_４とする場合に比べて、ＣＣＤ２３４を共焦点観察ユニット２２０から遠ざける方向（図中上側）に移動させる。これにより、観察可能な領域が領域Ｒ_４から共焦点観察ユニット２２０寄りの領域Ｒ_３にシフトする。

本願においては、突出部２１１の高さＨ’（図４）は、第１の実施形態における突出部１１１（図３）よりも小さく構成されている。このため、通常観察時における通常観察ユニット２３０の光学系２３２の深度内には共焦点観察ユニット２２０の先端部の一部が入らない。したがって、共焦点観察の観察領域を粗決めするために通常観察を行う場合は、ピント調整を行う必要がある。本実施形態においては、ＣＣＤ２３４を光軸方向（図５中における左右方向）に移動することによって、ピント調整を行っている。具体的には、図５に示されているように、観察可能な領域を領域Ｒ_４から領域Ｒ_３にシフトする際は、ＣＣＤ２３４を内視鏡基端側に移動させている。

ＣＣＤ２３４の移動は、アクチュエータ２３６によって行われる。アクチュエータ２３６としては、ラック−ピニオン機構、ソレノイド機構等、既知の駆動機構が利用されうる。観察可能な領域を領域Ｒ_３と領域Ｒ_４のいずれにするかは、内視鏡装置１の使用者が電子内視鏡２００の図示しない操作ボタンを操作することによって切り換えられる

本実施形態においては、ＣＣＤ２３４を移動させることによって、通常観察ユニット２３０の光学系２３２とＣＣＤ２３４によって観察可能な領域のシフトおよびピント調整が行われているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ２３４は移動させずに、光学系２３２を光軸に垂直な方向に移動させて観察可能な領域をシフトさせ、光学系２３２を光軸方向に移動させてピント調整を行ってもよい。

本発明の第１の実施形態による共焦点内視鏡装置の全体図を示したものである。本発明の第１の実施形態の内視鏡の先端部を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態の内視鏡の先端部の先端部の軸方向断面図である。本発明の第２の実施形態による電子内視鏡の先端部の軸方向断面図である。本発明の第２の実施形態による電子内視鏡の先端部に設けられた通常観察ユニットの軸方向断面図である。

符号の説明

１内視鏡装置
１００内視鏡
１１０先端部
１１１突出部
１１２後退部
１２０共焦点観察ユニット
１３０通常観察ユニット
１３２光学系
１３４ＣＣＤ
２００内視鏡
２１０先端部
２１１突出部
２１２後退部
２２０共焦点観察ユニット
２３０通常観察ユニット
２３２光学系
２３４ＣＣＤ
２３６アクチュエータ

Claims

体腔内に挿入される挿入管と、
前記挿入管の先端部に突出して設けられた突出部と、
前記突出部に設けられ、被検部の拡大観察画像を得るための拡大観察用部材と、
前記挿入管の先端部の前記突出部以外の部分に設けられ、被検部の通常観察画像を得るための通常観察用部材と、
前記通常観察用部材を操作して通常観察画像の視野を第１の視野と第２の視野との間で切り換える、視野可変手段と、
を有し、
該第１の視野には前記突出部の少なくとも一部が入り、
該第２の視野には前記突出部は入らないこと、
を特徴とする、電子内視鏡。
前記視野可変手段は、前記通常観察用部材の撮像素子の有効画素範囲を変えることによって、通常観察画像の視野を切り換えること、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
前記視野可変手段は、前記通常観察用部材の撮像素子と光学部材によって観察可能な領域を変化させることによって、該通常観察画像の視野を切り換えること、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
前記視野可変手段は、前記通常観察用部材の撮像素子の光学部材に対する相対位置を変えることによって、該観察可能な領域を変化させること、を特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
前記視野可変手段は、前記通常観察用部材の撮像素子を光軸に垂直な方向に平行移動することによって、前記通常観察用部材の撮像素子の光学部材に対する相対位置を変えること、を特徴とする請求項４に記載の電子内視鏡。
前記視野可変手段は、前記通常観察用部材の撮像素子を光軸に平行な方向に平行移動することによって、前記通常観察用部材の焦点調整を行うこと、を特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の電子内視鏡。
前記通常観察部材の光軸は、前記挿入管の軸方向に対して、挿入管先端に向かって前記突出部から離れるように傾いていること、を特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。