JP6045129B2 - 内視鏡用撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡に関し、詳しくは照明方向が二つ以上の内視鏡撮影装置に関するものである。

従来の工業用または医療用内視鏡は、いずれも管体の前端に配置された撮影装置（即ち管体、レンズおよび光源を組み合わせたもの）によって照明および撮影作動を行う。映像を取得するとき、光源によって照明を行い、管体の前端のレンズによって映像を取得する。物体の内部の検査したい部位まで管体を差し込んだ後、光源によって照明を行い、レンズによって映像を取得し、続いて取得した映像をディスプレイに出力する。これにより、ユーザーは、肉眼で直接観察できない部位に対し、ディスプレイの映像によって観察することができる。

従来の内視鏡において、管体の前端の光源の照明方向がレンズの撮影方向と平行であり、照明区域が一般の状況下でレンズの撮影区域を含むため、撮影上の問題が発生しない。しかしながら、レンズが広角レンズである場合、撮影区域が光源の照明区域より大きい。このとき取得した映像は中央部位が明るく、周りの部位が暗いような不良状況が発生し、比較的暗い区域で取得した映像ははっきり見えない。

一方、前述した従来の内視鏡は、側視を行う際に撮影装置と側視ユニットとの組み合わせによって進める。側視ユニットは、反射鏡および側視ユニットの側辺に位置する透明窓を有するため、反射鏡を介して側辺の映像をレンズに反射することができる。このとき撮影を進めることができる。
なお、内視鏡用撮影装置は例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１０−１６９８０２号公報

しかしながら、従来の内視鏡は、光照射方向がレンズの撮影方向と平行である。そのため、光源から放出された光線は、反射鏡に当たり、続いて反射鏡から撮影したい部位まで反射される。そののち撮影したい部位から反射された光線は、反射鏡からレンズに反射される。これにより、撮影を進めることができる。上記のような状況下で映像を明晰にするには、反射鏡のコーディング膜の品質が非常に良好でなければならない。また光線が汚れた鏡面に当たれば著しい散乱光が発生し、レンズの映像画質に影響を与えてしまうため、反射鏡の表面を非常に綺麗に保持する必要がある。
上記問題を解決するため、本発明は、照明方向が二つ以上の内視鏡用撮影装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明による内視鏡用撮影装置は、管体、撮影モジュール、第一光源、第二光源、側視ユニット、および光源制御手段を備える。撮影モジュールは、管体の一端に装着され、レンズおよび映像センサーから構成される。第一光源は、撮影モジュールとともに管体の一端に配置され、第一照明範囲が撮影モジュールの撮影範囲と重複する。ている。第二光源は、管体に配置され、照明方向と第一光源の照明方向と所定の差があり、第二照明範囲が直接または間接的に第一光源の第一照明範囲と重複する。光源制御手段は、第一光源および第二光源のオン／オフを個別に制御可能である。側視ユニットは、取外し可能でありスリーブおよび反射鏡を有する。スリーブは、撮影モジュールに対応するように管体の一端に連結され、壁に透明窓を有する。反射鏡は、透明窓および撮影モジュールに対応するようにスリーブの内部に装着される。スリーブの外側から透明窓に入射した光線は、反射鏡によって撮影モジュールに反射される。従って、第一光源の照明方向と異なる第二光源によって照明範囲を増加させ、映像を明晰に取得することができる。

本発明の第１実施形態による内視鏡用撮影装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による内視鏡用撮影装置が内視鏡に連結された状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による内視鏡用撮影装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態による内視鏡用撮影装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態による内視鏡用撮影装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態による内視鏡用撮影装置において光源制御手段が操作装置に内蔵され、第一光源および第二光源に電気的に接続された状態を示す模式図である。 本発明の第４実施形態による内視鏡用撮影装置において第二光源が異なる角度を呈する状態を示す断面図である。

以下、本発明による内視鏡用撮影装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態による内視鏡用撮影装置１０は、管体１１、撮影モジュール１３、第一光源１５および第二光源１７から構成される。

管体１１は、図１および図２に示すように二つのパイプを結合させることによって構成され、後端が操作装置９１に連結される。操作装置９１は、ディスプレイ９２および複数のボタン９４を有し、かつ撮影モジュール１３、第一光源１５および第二光源１７に電気的に接続される。管体１１は、前段の一部分が透明である。操作装置９１の構造および電気的な接続方法、即ち従来の技術は本発明の主張範囲ではないため、詳細な説明を省略する。

撮影モジュール１３は、管体１１の前端に装着され、レンズ１３１および映像センサー１３２から構成される。

第一光源１５は、複数の発光体から構成され、管体１１に配置され、かつ撮影モジュール１３とともに管体１１の前端に配置され、第一照明範囲Ａ１が直接に撮影モジュール１３の撮影範囲Ｐ１と重複する。本実施形態において、第一光源１５は、照明方向が撮影モジュール１３の撮影方向と平行である。他の実施形態において、取り付けるときに生じた誤差が原因で相互に平行せず角度の差が発生しても照明範囲と撮影範囲とを重複させることができる。この状態は本実施形態の平行状態に類似するため、説明を省略する。

第二光源１７は、複数の発光体から構成され、第一光源１５の後方に位置し、かつ管体１１上の部分的に透明な部位に対応するように管体１１に配置され、照明方向と第一光源１５の照明方向と所定の差がある。本実施形態において、一例として第二光源１７の照明方向と第一光源１５の照明方向との差を４５度（３０度以上）に設定している。第二光源１７の第二照明範囲Ａ２は、直接に第一光源１５の第一照明範囲Ａ１と重複する。

本実施形態において、光源の単数または複数の発光体は例として提示され、製作態様によって数が異なるため、本発明の請求の範囲を限定するものではない。

続いて、第１実施形態の操作について説明を進める。
図１に示すように、第１実施形態による内視鏡用撮影装置１０を操作するとき、第一光源１５および第二光源１７を発光させる。このとき第一光源１５は、第一照明範囲Ａ１が撮影モジュール１３の撮影範囲Ｐ１より小さく、直接に撮影モジュール１３の撮影範囲Ｐ１と重複する。第二光源１７は、第二照明範囲Ａ２が直接に第一光源１５の第一照明範囲Ａ１と重複する。第二光源１７の照明方向と第一光源１５の照明方向との差は、４５度である。第二光源１７の第二照明範囲Ａ２は、撮影モジュール１３の撮影範囲Ｐ１内の第一光源１５が届かない区域を含む。そのため、撮影範囲Ｐ１内の照明を十分にし、映像をより明晰に取得することができる。

（第２実施形態）
図３に示すように、第２実施形態による内視鏡用撮影装置２０は、第１実施形態とほぼ同じである。第１実施形態との違いは次の通りである。

第二光源２７は、管体の前端に配置される。
第一光源２５および第二光源２７は、単数の発光体である。本実施形態において、光源の単数または複数の発光体は例として提示され、製作態様によって数が異なるため、本発明の請求の範囲を限定するものではない。

第２実施形態による内視鏡用撮影装置２０を操作するとき、第二光源２７は、第二照明範囲Ａ２を部分的に提供しても、第二照明範囲Ａ２内の映像をより明晰にすることができる。

第２実施形態のほかの構成および効果は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

（第３実施形態）
図４に示すように、第３実施形態による内視鏡用撮影装置３０は、第１実施形態とほぼ同じである。第１実施形態との違いは次の通りである。

内視鏡用撮影装置３０は、さらに第三光源３９を備える。第三光源３９の照明方向は、第一光源３５の照明方向と第二光源３７の照明方向とに対して所定の差がある。本実施形態において、第三光源３９の照明方向と第一光源３５の照明方向との差は、３０度である。

第一光源３５は、複数の発光体から構成される。第二光源３７および第三光源３９は単数の発光体である。本実施形態において、光源の単数または複数の発光体は例として提示され、製作態様によって数が異なるため、本発明の請求の範囲を限定するものではない。

第３実施形態による内視鏡用撮影装置３０を操作するとき、第三光源３９は、局部的な第三照明範囲Ａ３を提供し、照明範囲内の映像をより明晰にすることができる。
第３実施形態のほかの構成および効果は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

（第４実施形態）
図５および図６に示すように、第４実施形態による内視鏡用撮影装置４０は、第１実施形態とほぼ同じである。第１実施形態との違いは次の通りである。

第一光源４５は、複数の発光体から構成され、第二光源４７は単数の発光体から構成される。第二光源４７は、照明方向と第一光源４５の照明方向との差が９０度であり、管体４１の管壁に光を照射する。本実施形態において、光源の単数または複数の発光体は例として提示され、製作態様によって数が異なるため、本発明の請求の範囲を限定するものではない。

本実施形態による内視鏡用撮影装置４０は、さらに側視ユニット５１を備える。側視ユニット５１は、スリーブ５２および反射鏡５４を有する。スリーブ５２は、撮影モジュール４３に対応するように管体４１の前端に連結され、かつ一側に透明窓５３を有する。反射鏡５４は、透明窓５３および撮影モジュール４３に対応するようにスリーブ５２の内部に装着される。第二光源４７の第二照明範囲Ａ２は、透明窓５３に対応する。そして第二光源４７の照射対象物から反射された光線は、スリーブ５２の外側から透明窓５３に入射し、反射鏡５４によって撮影モジュール４３に反射されると、撮影を進めることができる。前述した通り、第二光源４７の第二照明範囲Ａ２は、物体に当たった光線の反射によって間接的に第一光源４５の第一照明範囲（図中未表示）と重複する。第二光源４７の第二照明範囲Ａ２が反射された後に第一光源４５の第一照明範囲と重複する状態は図５に表示されないが、図５により、第二光源４７の光が第二照明範囲Ａ２下で物体に当たり、物体に反射された光線が第一光源４５の第一照明範囲と重複することが判明した。

図６に示すように、本実施形態による内視鏡用撮影装置４０は、さらに光源制御手段５９を備える。本実施形態において、光源制御手段５９は、第一光源４５および第二光源４７のオン／オフを制御するため第一光源４５および第二光源４７に電気的に接続される光源制御装置である。また光源制御手段５９は、光源のオン／オフを制御する従来のハードウェア回路または制御ソフトウェアである。本実施形態において、光源制御手段５９は、操作装置９１に内蔵され、第一光源４５および第二光源４７に電気的に接続されるソフトウェアである。光源制御手段５９によって第一光源４５または第二光源４７のオン／オフを選択することができる。このようなソフトウェアを採用する光源制御手段５９は従来の内視鏡装置内において極めてよくある部品、即ち従来の技術であるため、詳細な説明を省略する。

第４実施形態による内視鏡用撮影装置４０を操作するとき、図５に示すように、光源制御手段５９によって第一光源４５を遮断し、第二光源４７を起動する。このとき第一光源４５は発光していない。第二光源４７は管体１１の管壁に光を照射するため、光線が直接に反射鏡５４に当たることはない。第二光源４７の照射対象物（図中未表示）から反射された光線は、スリーブ５２の外側から透明窓５３に入射し、反射鏡５４によって撮影モジュール４３に反射される。これにより、撮影を進めることができる。

上述した通り、第４実施形態による内視鏡用撮影装置４０を操作するとき、第一光源４５から放出された光線が直接に側視ユニット５１の反射鏡５４に当たることを抑制し、反射鏡５４を介して外部の光線を撮影モジュール４３に反射することによって撮影を行う。これにより、映像を明晰に取得することができるだけでなく、鏡面が汚れたことが原因で映像の品質に影響を与えるという問題が起こりにくい。言い換えれば、反射鏡５４のコーディング膜の品質および表面の清潔度の許容範囲が比較的大きくなり、製造コストを削減することができる。

図７に示すように、第４実施形態において、第二光源４７’の照明方向と第一光源４５’の照明方向との差は、９０度に限らず、６０度に設定されてもよい。

第４実施形態のほかの構成および効果は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

上述した実施形態において、説明の一例として第一光源、第二光源及び第三光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる発光体から構成される。他の実施形態において、第一光源、第二光源および第三光源は、光ファイバーから構成されてもよい。光ファイバーは従来の技術であるため、詳細な説明を省略する。

上述した説明をまとめてみると、本発明の効果は次の通りである。
１、本発明は、第一光源によって従来の照明方式のように通常撮影を行うほかに、第一光源の照明方向と異なる第二光源によって照明範囲を増加させ、映像をより明晰に取得することができる。

２、本発明は、第四実施形態に説明したように、鏡面が汚れたことが原因で映像の品質に影響を与えるという問題が起こりにくいだけでなく、映像をより明晰に取得することができる。
３、本発明は、第四実施形態に説明したように、反射鏡のコーディング膜の品質および表面の清潔度の許容範囲が比較的大きくなり、製造コストを削減することができる。

１０ ：内視鏡用撮影装置、
１１ ：管体、
１３ ：撮影モジュール、
１３１：レンズ、
１３２：映像センサー、
１５ ：第一光源、
１７ ：第二光源、
２０ ：内視鏡用撮影装置、
２５ ：第一光源、
２７ ：第二光源、
３０ ：内視鏡用撮影装置、
３５ ：第一光源、
３７ ：第二光源、
３９ ：第三光源、
４０ ：内視鏡用撮影装置、
４１ ：管体、
４３ ：撮影モジュール、
４５ ：第一光源、
４５’：第一光源、
４７ ：第二光源、
４７’：第二光源、
５１ ：側視ユニット、
５２ ：スリーブ、
５３ ：透明窓、
５４ ：反射鏡、
５９ ：光源制御手段、
９１ ：操作装置、
９２ ：ディスプレイ、
９４ ：ボタン、
Ａ１ ：第一照明範囲、
Ａ２ ：第二照明範囲、
Ａ３ ：第三照明範囲、
Ｐ１ ：撮影範囲。

Claims (8)

1. 管体と、
   前記管体の一端に装着され、レンズおよび映像センサーから構成される撮影モジュールと、
   スリーブおよび反射鏡を有する取外し可能な側視ユニットと、
   前記撮影モジュールとともに前記管体の前記一端に配置され、前記撮影モジュールの撮影範囲と重複する第一照明範囲を有する第一光源と、
   前記管体に配置され、前記第一光源の照明方向と所定の差がある照明方向、および、前記側視ユニットが取り外された場合に前記第一光源の前記第一照明範囲と直接に重複し、前記側視ユニットが取り付けられた場合にその光線が直接に前記反射鏡に当たることはない第二照明範囲を有する第二光源と、
   前記第一光源および前記第二光源のオン／オフを個別に制御可能である光源制御手段と、を備え、
   前記スリーブは、前記撮影モジュールに対応するように前記管体の前記一端に連結され、壁に透明窓を有し、
   前記反射鏡は、前記透明窓および前記撮影モジュールに対応するように前記スリーブの内部に装着され、
   前記スリーブの外側から前記透明窓に入射した光線は、前記反射鏡によって前記撮影モジュールに反射されることを特徴とする内視鏡用撮影装置。
2. 前記第二光源は、照明方向と前記第一光源の照明方向との差が９０度であり、前記管体の管壁から光を照射することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。
3. 前記光源制御手段は、前記第一光源および前記第二光源に電気的に接続される光源制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。
4. さらに照明方向が前記第一光源の照明方向と前記第二光源の照明方向とに対して所定の差がある第三光源を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。
5. 前記第一光源、前記第二光源及び前記第三光源は、少なくとも一つのＬＥＤ（発光ダイオード）または光ファイバーから構成されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用撮影装置。
6. 前記管体の前記撮影モジュールが配置される前記一端は前端であるとすると、
   前記第一光源は、前記管体の前記前端に位置し、前記第二光源は、前記第一光源の後方に位置することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。
7. 前記第一光源および前記第二光源は、スペクトル分布が一致することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。
8. 前記第一光源および前記第二光源は、スペクトル分布が相違することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮影装置。

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