JP6064089B1 - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

内視鏡２０は、長手軸２８ａを有する先端硬質部２５、湾曲部２１ｂ、及びた内視鏡管部２１ｃ、を有する挿入部２１と、先端硬質部２５に設けられる撮像素子４８を含む撮像装置４０Ｃと、被検体からの光を撮像素子４８に入射させる、長手軸２８ａに平行な第１の光軸４２ａを有する撮像ユニット４０Ｂと、撮像ユニット４０Ｂの先端側に設けられ、撮像ユニット４０Ｂに被写体からの光を入射させる、第１の光軸４２ａに交差する第２の光軸４１ａを有する第１対物光学系及び第２の光軸４１ａを折り曲げて第１の光軸４２ａに一致させるプリズム５１ｐを有する先端硬質部２５に回動自在に保持される対物ユニット４０Ａと、先端硬質部２５に配設され、対物ユニット４０Ａを第１の光軸４２ａ回りに回動させる回転駆動装置６０と、を具備する。

Description

本発明は、湾曲部を有する内視鏡に関する。

内視鏡は、医療分野、工業分野等において使用されている。医療分野で使用される内視鏡は、体内に挿入される細長な挿入部を有しており、挿入部に湾曲部を設けたものもある。

挿入部に湾曲部を設けた内視鏡によれば、湾曲部を適宜湾曲操作することによって、挿入部をスムーズに体内深部に向けて挿入すること、観察光学系を所望する方向に向けて観察することが可能である。

例えば、図１Ａに示すように管腔１内に導入した挿入部２で幅狭で細長な奥まった腔１ａ内の観察を行う場合、医師は、先端部３を腔１ａ内の奥方に配置し、その後、壁の観察を行う。符号５は可管部であり、挿入部２は、先端側から順に先端部３、湾曲部４、及び可撓管部５を連設している。

医師は、腔１ａ内の内壁を観察する際、例えば図１Ｂ、図１Ｃの実線に示すように先端部３の位置を、実線に示す位置、或いは、二点鎖線に示す位置、或いは、点線に示す位置等に変更して行う。

このとき、医師は、湾曲部４を上下左右に湾曲させる操作を行って観察視野を変更させつつ、挿入部２を引き戻す、或いは、捻る手元操作等を行って検査を行う。
しかし、腔１ａ内において、上述したように内視鏡を手元操作して行う検査は、熟練を要する技術であった。
なお、図１Ｃは、図１Ｂの矢印Ｙ１ｃ方向から挿入部を見た図である。

例えば、特開２００４−１４７７７７号公報の内視鏡は、対物レンズが配設された対物レンズユニットと、対物レンズユニットに配設されていて、対物レンズの視野方向を調節するための視野方向調節レンズを介装された可動枠と、可動枠に回転駆動力を伝達し、対物レンズの視野方向を調節する調整手段と、を具備し、可動枠に回転駆動力を伝達して回転させることによって視野方向調節レンズの視野方向を調節して観察できるようになっている。

該文献１の段落［００２９］及び図２には、レンズ肉厚が薄くなるに従い、レンズ肉厚が均一の場合の視野範囲よりも視野角が大きくなって視野範囲が広くなることが記載されている。そして、この内視鏡で上述した腔１ａ内の検査を行うことによって、一度に広範な領域を観察することが可能になるので、作業時間の短縮を実現できる。
しかしながら、特開２００４−１４７７７７号公報の内視鏡では一度に広範な領域を観察することが可能になるが腔１ａ内の内壁を検査する場合においても、腔１ａ内において内視鏡を手元操作する必要があり、経験の浅い医師ではこの内視鏡を使いこなすことが難しい。また、対物レンズ枠の外周面から可動枠を突出させ、その突出した部分に回転駆動力を伝達する機構を設ける構造は複雑であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、煩雑な手元操作を不要にして広範な領域の観察を可能にして、幅狭で細長な奥まった腔内の観察をも可能にする内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の一態様の内視鏡は、先端に設けられた長手軸を有する先端硬質部、該先端硬質部の基端側に設けられた湾曲部、及び該湾曲部の基端側に設けられた内視鏡管部、を有する挿入部と、前記先端硬質部に設けられる撮像素子を含む撮像装置と、被検体からの光を前記撮像素子に入射させる、前記長手軸に平行な第１の光軸を有する第１の光学系と、前記第１の光学系の先端側に設けられ、前記第１の光学系に前記被検体からの光を入射させる、前記第１の光軸に交差する第２の光軸を有する第１対物光学系及び該第２の光軸を折り曲げて前記第１の光軸に一致させる第２の光学系と、前記先端硬質部に配設され、前記撮像素子と前記第１の光学系と前記第２の光学系とを共に前記第１の光軸に並設された回動軸回りに回動させる回転駆動装置と、を具備する。

挿入部の先端部を幅狭で細長な奥まった腔内に配置して行う観察を説明する図 挿入部の先端部を幅狭で細長な奥まった腔内に配置して行う観察を説明する図 挿入部の先端部を幅狭で細長な奥まった腔内に配置して行う観察を説明する図 本実施形態の内視鏡を備える内視鏡システムを示す図 挿入部の先端面を説明する図 図３の矢印Ｙ４−Ｙ４線断面図であって、挿入部の先端部の構成を説明する図 図４の矢印Ｙ５−Ｙ５線断面図であって、回転駆動装置を説明する図 本実施形態の内視鏡システムの作用を説明する図であって、トロッカを介して挿入部を目的観察部位近傍に配置し、その後、腔内に先端部を配置する手順を説明する図 本実施形態の内視鏡システムの作用を説明する図であって、トロッカを介して挿入部を目的観察部位近傍に配置し、その後、腔内に先端部を配置する手順を説明する図 図６Ｂの矢印Ｙ７で示す部分の拡大図であって、腔内観察を説明する図 図６Ｂの矢印Ｙ７で示す部分の拡大図であって、腔内観察を説明する図 回転駆動装置の他の構成例を説明する図 先端硬質部に設けられる照明光学部の他の構成例を示す図 先端硬質部に設けられる照明光学部の他の構成例を示す図 照明光学部を先端硬質部に回転自在な第１対物レンズ枠に設けた構成を説明する図 照明光学部を先端硬質部に回転自在な第１対物レンズ枠に設けた構成を説明する図 第１対物レンズ枠を回動させる回転駆動装置の他の構成例を説明する図 側視の立体視光学系を設けた装置本体を回転駆動装置で回転させる立体視内視鏡を説明する図 回転駆動装置によって回動される装置本体の構成を説明する図 挿入部の先端部を幅狭で細長な奥まった腔内に配置して行う観察を説明する図 内視鏡の挿入部を説明する図 湾曲部の湾曲角度と観察範囲との関係を説明する図 湾曲部の湾曲角度と観察範囲との関係を説明する図 湾曲部に設けられる保護リングを説明する図 湾曲部に設けられる保護リングを説明する図 内視鏡の作用を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。即ち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図２に示すように本発明の内視鏡システム１０は、内視鏡２０と、ビデオプロセッサ６と、光源装置７と、モニタ８と、を主に備えて構成されている。本実施形態において、内視鏡２０は、硬性鏡であって、医療器具であるトロッカを介して体腔内に導入される。

内視鏡２０は、体腔内に挿入される細長の挿入部２１と、この挿入部２１の基端に設けられた操作部２２と、を有して主に構成されている。挿入部２１は、先端側から順に、先端部２１ａ、湾曲部２１ｂ、及び内視鏡管部２１ｃを連設している。先端部２１ａには後述する撮像素子が設けられている。

本実施形態においては、内視鏡管部２１ｃを硬性な管部としている。しかし、湾曲部２１ｂの基端部に設けられる内視鏡管部２１ｃは、硬性に限定するものではなく、可撓性を有する、いわゆる可撓管部を湾曲部２１ｂの基端部に設けた軟性の内視鏡であってもよい。

ビデオプロセッサ６は、各種信号処理を行い、光源装置７は、内視鏡２０に対して照明光を供給する。モニタ８は、ビデオプロセッサ６により生成された画像信号を内視鏡画像として表示する。

操作部２２には、湾曲部２１ｂを湾曲操作するための上下湾曲操作レバー２３Ａ及び左右湾曲操作レバー２３Ｂが回動自在に配設されている。したがって、湾曲部２１ｂは、湾曲操作レバー２３Ａ、２３Ｂの操作によって上下方向、左右方向に湾曲する構成になっている。

符号２４は指示スイッチであり、指示スイッチ２４としては静止画像の記録を指示する指示信号を生成するレリーズスイッチ、フリーズ信号を発生させるフリーズスイッチ、或いは、後述する回転駆動装置（図４の符号６０参照）による回転駆動方向を制御する回転制御信号を発生させる回転指示スイッチ等が配設される。

符号９は、ユニバーサルコードであり、操作部２２の基端側から延出されている。ユニバーサルコード９内には光源装置７及びビデオプロセッサ６に接続される信号線、或いは、送気、送水のためのチューブ等が挿通されている。

図３、図４に示すように挿入部２１の先端部２１ａには円柱形状の硬質部材で構成された先端硬質部２５が設けられている。先端硬質部２５には、照明光学部３０と撮像光学部４０とが配設されている。
なお、符号２６は、硬質環部材であり、先端硬質部２５の外周面に固設されている。符号２７は先端湾曲駒であり、符号２８は湾曲ゴムであり、先端湾曲駒２７を含む湾曲駒組を被覆している。

図３に示すように先端硬質部２５の先端面２５ｆには第１照明レンズ３１と第２照明レンズ３２とが配設されている。第１照明レンズ３１の縁部及び第２照明レンズ３２の縁部は、先端面２５ｆに対して略同一面となるように設定されている。
符号４３ａは、突出部であって、先端硬質部２５の先端面２５ｆから斜め前方に突出する第１対物レンズ枠４３の一部である。符号５１ａは先端レンズであって、第１対物レンズ枠４３の先端側に設けられた後述する光学レンズ５１の１つである。

本実施形態において、第１照明レンズ３１及び第２照明レンズ３２は、湾曲上方向に配置されている。そして、先端レンズ５１ａの観察視野範囲は、先端面２５ｆよりも前方側である。

図３、図４に示すように先端硬質部２５には貫通孔である照明光学部用孔２５ｈ１及び撮像光学部用孔２５ｈ２が設けられている。照明光学部用孔２５ｈ１は、第１照明レンズ３１と第２照明レンズ３２とにそれぞれ対応するように２つ形成されている。
照明光学部用孔２５ｈ１の中心軸２５ａ１及び撮像光学部用孔２５ｈ２の中心軸２５ａ２は、先端硬質部２５の中心軸である長手軸２５ａに対して平行である。

符号３０Ａは、第１照明光学部であって、第１照明レンズ３１及び照明光学部用孔２５ｈ１内に配置されて該照明レンズ３１の基端面に先端面が臨まれるライトガイドファイバ３３とで構成される。

符号３０Ｂは、第２照明光学部であって、第２照明レンズ３２及び照明光学部用孔２５ｈ１内に配置されて該照明レンズ３２の基端面に先端面が臨まれるライトガイドファイバ３３とで構成される。

本実施形態において、第１照明レンズ３１は、先端面２５ｆから長手軸２５ａに沿って前方に延びる平行照明軸を有している。これに対して、第２照明レンズ３２は、長手軸２５ａに対して傾いた傾斜照明軸を有している。傾斜照明軸は、先端面２５ｆから前方に進むにしたがって長手軸２５ａから徐々に離間していく。

つまり、第１照明光学部３０Ａの照射方向と、第２照明光学部３０Ｂの照射方向と、は異なっている。そして、第１照明レンズ３１から矢印Ｙ４Ａに示す方向に照明光が照射され、第２照明レンズ３２から矢印Ｙ４Ｂに示す方向に照明光が照射される。各レンズ３１、３２から照射された照明光は、軸前方に行くにしたがって拡がっていく。
なお、第１照明レンズ３１が平行照明軸を有し、第２照明レンズ３２が傾斜照明軸を有するとしている。しかし、この逆に、第１照明レンズ３１が傾斜照明軸を有し、第２照明レンズ３２が平行照明軸を有する構成であってもよい。

撮像光学部用孔２５ｈ２には撮像光学部４０が配設される。
撮像光学部４０は、対物ユニット４０Ａ及び撮像ユニット４０Ｂを備えている。撮像ユニット４０Ｂは、第１の光学系であって、被検体の光を撮像素子（後述する符号４８）に入射させる第１の光軸４２ａを有している。第１の光軸４２ａは、先端硬質部２５の長手軸２５ａに平行である。

これに対して、対物ユニット４０Ａは、第２の光学系であって、第１対物レンズユニット４１と、第２対物レンズユニット４２と、を有している。第２対物レンズユニット４２は、第１の光軸４２ａを有している。

第１対物レンズユニット４１は、屈曲形状で屈曲した貫通孔を有するパイプ部材である第１対物レンズ枠４３と、該レンズ枠４３の貫通孔に予め定めた状態に配置される光学部材である光学レンズ５１、絞り５２、間隔環５３、プリズム５１ｐ等と、で構成される。

第１対物レンズ枠４３は、先端側から順に突出部４３ａ、中間部４３ｂ、及び回動部４３ｃを有する。回動部４３ｃは、撮像光学部用孔２５ｈ２内に回動自在に配置される回転軸部である。回動部４３ｃには、第１の光軸４２ａを中心軸にした基端開口を有する第１のストレート孔４３ｈ１が設けられている。

突出部４３ａは、先端硬質部２５の先端面２５ｆから長手軸２５ａに対して斜めに突出して設けられる。突出部４３ａには、第１の光軸４２ａに角度θ（θは鋭角であり、図４において４５度である）で交差する第２の光軸４１ａを中心軸にした先端開口を有する第２のストレート孔４３ｈ２が設けられている。

中間部４３ｂは、連結空間４３ｓを有し、回動部４３ｃと、突出部４３ａと、の間に設けられている。連結空間４３ｓは、基端開口を有する第１のストレート孔４３ｈ１の先端側止まり穴と、先端開口を有する第２のストレート孔４３ｈ２の基端側止まり穴と、を開通させる。この結果、第１対物レンズ枠４３に第２の光軸４１ａと第１の光軸４２ａとが交差した屈曲形状貫通孔が設けられる。

第１のストレート孔４３ｈ１はレンズ枠配置孔であって、後述する第２対物レンズ枠４４の先端部分が回動自在に内嵌配置される。

第２のストレート孔４３ｈ２には、先端レンズ５１ａを含む光学レンズ５１、絞り５２、間隔環５３が予め定めた状態に配置される。この結果、第１対物レンズ枠４３に第２の光軸４１ａを有する第１の対物光学系が構成される。

連結空間４３ｓは、プリズム配設部であって、光学レンズ５１の一つであるプリズム５１ｐが配設される。プリズム５１ｐは、第２の光軸４１ａを折り曲げて第１の光軸４２ａに一致させる。

この結果、先端レンズ５１ａから第１の対物光学系に入射して第２の光軸４１ａに沿って進んだ光は、プリズム５１ｐ内で反射され、その後、第１のストレート孔４３ｈ１の第１の光軸４２ａに一致して該第１のストレート孔４３ｈ１の基端開口に向かって進む。

なお、第１のストレート孔４３ｈ１の中心軸である第１の光軸４２ａは、第１対物レンズ枠４３の回動部４３ｃを撮像光学部用孔２５ｈ２に配置した状態において、長手軸２５ａに平行に配置される。そして、第２のストレート孔４３ｈ２の中心軸である第２の光軸４１ａは、長手軸２５ａに対して角度θ傾いて配置される。したがって、第１の対物光学系は、斜視光学系として構成される。

第２対物レンズユニット４２は、第２対物レンズ枠４４と、該レンズ枠４４の貫通孔に予め定めた状態に配置される光学部材である光学レンズ５５、絞り５６、び間隔環５７等と、で構成される。

第２対物レンズ枠４４は、略ストレート形状のパイプ部材であり、貫通孔４４ｈを有する。貫通孔４４ｈには光学レンズ５５、絞り５６、及び間隔環５７が予め定めた状態に配置される。この結果、第２対物レンズ枠４４に第２の光軸４１ａを有する第２対物光学系が構成される。

第２対物レンズ枠４４の先端部分は、第１のストレート孔４３ｈ１内に回動自在に配置される。この配置状態において、第２対物光学系の第２の光軸４１ａと第１のストレート孔４３ｈ１の中心軸とが一致するようになっている。
なお、第２対物レンズ枠４４の基端部分には、撮像ユニット４０Ｂを構成する後述する撮像枠４５の先端部分が外嵌配置されるようになっている。

対物ユニット４０Ａは、上述したように第１対物レンズ枠４３の第１のストレート孔４３ｈ１内に第２対物レンズ枠４４の先端部分を内嵌配置して構成される。この結果、対物ユニット４０Ａは、斜視光学系である第２の光軸４１ａを有する第１対物光学系と、長手軸２５ａに平行な第１の光軸４２ａを有する第２対物光学系と、を備えている。第２の光軸４１ａは、第１の光軸４２ａに角度θで交差している。第１対物レンズ枠４３の回動部４３ｃは、先端硬質部２５に第１の光軸４２ａ回りに回動自在に配置されている。

撮像ユニット４０Ｂは、撮像枠４５と、カバーガラス４６及び保護ガラス４７と、撮像装置４０Ｃと、で構成される。撮像枠４５は、略ストレート形状のパイプ部材であり、レンズ枠用孔４５ｈ１と、カバーガラス用孔４５ｈ２と、を有している。レンズ枠用孔４５ｈ１には第２対物レンズ枠４４の基端部に外嵌配置される。ガラス用孔４５ｈ２内にはカバーガラス４６が固定される。

レンズ枠用孔４５ｈ１の中心軸と、ガラス用孔４５ｈ２の中心軸とは同軸である。そして、撮像枠４５のレンズ枠用孔４５ｈ１を第２対物レンズ枠４４の基端部外周面に配置した状態において、第２対物レンズ枠４４の中心軸とレンズ枠用孔４５ｈ１の中心軸とが一致する。すなわち、レンズ枠用孔４５ｈ１の中心軸と、ガラス用孔４５ｈ２の中心軸とが第２の光軸４２ａとなる。

カバーガラス４６の基端面には保護ガラス４７の先端面が透明な接着剤で接着固定される。保護ガラス４７の基端面には撮像装置４０Ｃを構成する撮像素子４８が透明な接着剤で一体に固定される。この固定状態において、撮像素子４８の撮像面は、第１の光軸４１ａに対して直交するように配置されている。
なお、撮像素子４８としては、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等である。
撮像装置４０Ｃは、撮像素子４８と、複数の電子部品（不図示）を実装した回路基板４９と、回路基板４９に接続される複数の信号線５０ａを一纏めにした信号ケーブル５０等を有している。

本実施形態において、撮像枠４５は、第２対物レンズ枠４４の基端部に外嵌配置され、ピント調整を完了した後、該対物レンズ枠４４に半田等によって一体固定される。そして、撮像枠４５は、先端硬質部２５に形成された撮像光学部用孔２５ｈ２内の所定位置に螺合等によって一体に固定される。
したがって、第１対物レンズ枠４３は、先端硬質部２５及び第２対物レンズ枠４４に対して、第１の光軸４２ａ回りに回動自在である。
符号５４は、Ｏリングであり、第１対物レンズ枠４３の外周面と、撮像光学部用孔２５ｈ２の内周面との水密を保持する。

本実施形態において、先端硬質部２５には第１対物レンズ枠４３を回動させる回転駆動装置６０が設けられている。
回転駆動装置６０は、超音波回転装置であって、ステータと成るステータ枠６１と、複数の圧電素子６２と、ロータと成る第１対物レンズ枠４３と、で構成される。ステータ枠６１は、撮像光学部用孔２５ｈ２内の予め定めた位置に固定される。

ステータ枠６１は、中央貫通孔である作動孔６１ｈを有している。作動孔６１ｈ内には、第１対物レンズ枠４３の回動部４３ｃが予め定めた嵌合状態で配置される。すなわち、作動孔６１ｈの中心軸と、第１の光軸４２ａとは一致している。

符号６３は、駆動ケーブルであり、各圧電素子６２に接続されている。駆動ケーブル６３は、例えばビデオプロセッサ６内に設けられたドライバユニット（不図示）から延出されている。

図５に示すようにステータ枠６１の断面形状は、中央に丸孔の作動孔６１ｈを有する正方形形状である。ステータ枠６１は、４つの外平面６１ｆを有して正方形の輪郭を形成している。

外平面６１ｆは、作動孔６１ｈの中心軸６１ａに平行な平面であり、それぞれの外平面６１ｆに例えば１つの圧電素子６２が設けられている。圧電素子６２は、隣接する圧電素子６２同士が中心軸６１ａに対してそれぞれ９０°点対称となる位置に設けられる。

４つの圧電素子６２は、それぞれの駆動ケーブル６３によって伝送される駆動信号に応じて駆動制御される。圧電素子６２は、駆動されることによってステータ枠６１に振動を付与する。

この結果、作動孔６１ｈ内に配置された回動部４３ｃが例えば時計回りに回転されて第１対物レンズ枠４３が回転されていく。
なお、圧電素子６２に印加する電圧の位相を制御することによって、第１対物レンズ枠４３を時計回り、又は、反時計回りに回転させることができる。

具体的に、医師は、第１対物レンズ枠４３を回転させる際、指示スイッチ２４を操作する。すると、指示スイッチ２４から例えばビデオプロセッサ６内に設けられた制御部（不図示）に回転制御信号が出力される。
制御部は、回転制御信号に対応する回転方向の駆動信号を各圧電素子６２に出力する。この結果、第１対物レンズ枠４３が医師の所望する方向に回転する。

なお、本実施形態において制御部は、第１対物レンズ枠４３の回転位置に応じて、第１照明光学部３０Ａ、第２照明光学部３０Ｂを制御する。つまり、第１照明光学部３０Ａから照明光が照射される状態、第２照明光学部３０Ｂから照明光が照射される状態、照明光学部３０Ａ、３０Ｂの両方から照明光を照射される状態等を制御する。

すなわち、第１対物レンズ枠４３の回転量は、図示しないセンサによって計測され、その計測値はセンサから制御部に出力される。制御部は、計測値に基づく回転位置を演算部で取得し、光源装置７に調光制御信号を出力する。

この結果、第１照明光学部３０Ａ、第２照明光学部３０Ｂから照射された照明光が回転する第１対物レンズ枠４３に設けられた先端レンズ５１ａから飛び込んで発生するフレアを防止できると共に、最良の配光による観察画像を得ることができる。
ここで、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂを参照して内視鏡システム１０の作用を説明する。
腔内が狭く、奥行の深い骨盤腔の観察を行う場合を説明する。
まず、医師等は、図６Ａに示すようにトロッカ７１を腹部８０に刺入し、トロッカ７１の先端開口７２を骨盤腔８１近傍に配置する。

次に、医師は、内視鏡２０の挿入部２１をトロッカ７１内に挿入し、先端開口７２から先端部２１ａを導出させ、斜線で示す斜視方向観察視野範囲を観察しつつ、図６Ｂの破線に示すように先端部２１ａを所望する位置に配置する。

次いで、医師は、湾曲操作レバー２３Ａを操作して湾曲部２１ｂを上方向に湾曲させていく。この結果、湾曲部２１ｂの湾曲動作に伴って観察視野範囲が変化して骨盤腔８１の図中上面の壁の観察、検査を行うことができる。

ここで、医師が骨盤腔８１の内壁面の観察を例えば全周に渡って行う場合、２つの回転指示スイッチ２４の一方を手指で押し込み操作する。医師が反時計回りに回転させるスイッチを操作した場合、回転制御信号を受けた制御部から回転駆動装置６０の圧電素子６２に所定の駆動信号が出力される。

すると、図７Ａの矢印Ｙ７ａに示すように第１対物レンズ枠４３の回動部４３ｃが第１の光軸４２ａ回りに反時計回りに回転を開始する。この結果、医師が挿入部２１を捻る手元操作、或いは、湾曲部２１ｂを湾曲させる手元操作を行うこと無く、観察視野範囲は、順次、第１対物レンズ枠４３の回転に伴って前方上範囲から前方右上範囲、前方右範囲、前方右下範囲、図７Ｂに示す前方下範囲のように変化していく。

そして、医師が、回転指示スイッチ２４の押し込み操作を解除することによって、第１対物レンズ枠４３の回転が停止される。医師は、第１対物レンズ枠４３が停止した状態での観察を行う。

なお、第１対物レンズ枠４３を時計回りに回転させたい場合、医師は、２つの回転指示スイッチ２４のうち上述とは異なる他方の回転指示スイッチを押し込み操作すればよい。

このように、内視鏡２０の挿入部２１の先端部２１ａを構成する先端硬質部２５に対して回動自在な第１のレンズ枠４３を設ける。そして、第１のレンズ枠４３に先端硬質部２５の先端面２５ｆから長手軸２５ａに対して斜めに突出して斜視光学系を有する突出部４３ａを設けている。

この構成によれば、狭い腔内に先端部２１ａを配置させた後、回転駆動装置６０で回動部４３ｃを第１の光軸４２ａ回りに回転させることによって、挿入部２１を捻る手元操作、或いは、湾曲部２１ｂを湾曲させる手元操作を行うこと無く、第１対物レンズ枠４３の回転に伴って観察視野範囲を変化させて観察を行うことができる。
したがって、経験の浅い医師でも、挿入部２１の先端部２１ａを狭く、奥行の深い腔内に配置した後、腔内の観察を確実に且つスムーズに行える。

なお、上述した角度θを適宜設定することによって、医師の所望する観察視野範囲を有する斜視内視鏡を提供することができる。

また、上述した実施形態においては、ステータ枠６１の断面形状を中央に丸孔を有する正方形形状としている。しかし、図８に示すようにステータ枠６５の断面形状は、中央に丸孔の作動孔６５ｈを有する円環状であってもよい。
この構成において、ステータ枠６５の外周面６５ｏ上には、円周面に配置されるように形成した例えば４つの圧電素子６６が、隣接する圧電素子６６同士が中心軸６５ａに対してそれぞれ９０°点対称となる位置に設けられる。
その他の構成および作用は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

また、上述した実施形態においては、先端硬質部２５の先端面２５ｆに第１照明レンズ３１と第２照明レンズ３２とを設け、第１照明レンズ３１の照明光照射向きと第２照明レンズ３２の照明光照射向きとを変えた上で、第１対物レンズ枠４３の回転位置に応じて照明光学部３０Ａ、３０Ｂから照明光を照射させて先端レンズ５１ａから飛び込んで発生するフレアを防止すると共に、最良の配光による観察画像を得られるように制御部において制御している。

しかし、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂに示す照明光学部を設けて先端レンズ５１ａから飛び込んで発生するフレアを防止すると共に、最良の配光による観察画像を得るようにしてもよい。

図９Ｂに示すように本実施形態の先端硬質部９０は、截頭円錐形状である。先端硬質部９０の中央には中心軸である長手軸９０ａに沿って上述した実施形態と同様な撮像光学部４０が設けられている。

本実施形態においては、図９Ａに示すように先端硬質部９０の撮像光学部４０の周囲を囲むように設けられた円錐斜面９１には例えば４つの照明光学部３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆが設けてある。
なお、図９Ｂに示す図は、図９Ａに示す矢印Ｙ９ｂ−Ｙ９ｂ線断面図である。また、図中の符号９２、９３、９４、９５は照明レンズであり、各照明光学部３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆを構成するライトガイドファイバ３３に対応して設けられている。

本実施形態において、各照明レンズ９２、９３、９４、９５は、同一なレンズである。図９Ａに示すように照明レンズ９２、９３、９４、９５は、隣接する照明レンズ同士が長手軸９０ａに対してそれぞれ９０°点対称となる位置に設けられている。
図９Ｂに示すように本実施形態において照明光学部３０Ｃ、３０Ｅの照明軸３０Ｃａ、３０Ｅａは、撮像光学部４０の斜視光学系の第２の光軸４１ａの傾きと同じく、長手軸９０ａに対して角度θに設定してある。
なお、図示は省略しているが照明光学部３０Ｄ、３０Ｆの照明軸３０Ｄａ、３０Ｆａも長手軸９０ａに対して角度θに設定してある。

そして、各レンズ９２、９３、９４、９５から照射される照明光の照射範囲は、最良の配光が得られ、且つ、先端レンズ５１ａに照明光が飛び込みことが無いように図中のハッチングに示すように設定してある。
その他の構成は、上述した実施形態と同様であり同部材には同符号を付して説明を省略する。

この構成によれば、制御部によって照明光学部３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆから照明光を照射させるか否かを制御すること無く、照明レンズ９２、９３、９４、９５から予め定めた照明光を常時照射させることによって、照明光が先端レンズ５１ａから飛び込んでフレアが発生する不具合を防止することができると共に、最良の配光による観察画像を得ることができる。

図１０Ａ、図１０Ｂに示すように本実施形態の先端硬質部９０Ａも、截頭円錐形状である。図１０Ｂに示すように先端硬質部９０の中央には長手軸９０ａに沿って撮像光学部４０が設けてある。

本実施形態においては、撮像光学部４０を構成する第１対物レンズ枠４３Ａの突出部４３ａの先端面には、先端レンズ５１ａ及び照明光学部９５が設けてある。
照明光学部９５は、発光素子であるＬＥＤ９６と照明レンズ９７とを設けて構成されている。

図１０Ａに示すように照明光学部９５は、先端レンズ５１ａの外周より外側であって、最良の配光が得られ、且つ、先端レンズ５１ａに照明光が飛び込みことが無いように設計された照明レンズ９７が最適な位置に配置されている。

照明光学部９５の照明軸９５ａは、撮像光学部４０の斜視光学系の第２の光軸４１ａの傾きと同じく、長手軸９０ａに対して角度θに設定してある。
符号９８ａは、第１電極であり、符号９８ｂは第２電極であり、符号９９は、ＬＥＤ用ケーブルである。

第１電極９８ａは、一端がＬＥＤ９６に電気的に接続され、他端が第２電極９８ｂに電気的に接続されている。第２電極９８ｂは、リング電極であり、突出部４３ａの基端面４３ａｆに予め定めた幅寸法の円環として形成されている。

ＬＥＤ用ケーブル９９は、ＬＥＤ９６に電力を供給する。符号９９ａは接点部である。接点部９９ａは、第２電極９８ｂに図示してない付勢部材の付勢力によって常時当接されている。
その他の構成は、上述した実施形態と同様であり同部材には同符号を付して説明を省略する。

この構成によれば、第１対物レンズ枠４３Ａの突出部４３ａに、斜視光学系を構成する第２の光軸４１ａを有する第１対物光学系及び照明光学部９５が設けてあるので、第１対物レンズ枠４３Ａが停止状態、或いは、回動状態に関わらず、斜視光学系に対する照明光学部９５の配光が一定に保持される。したがって、照明光が先端レンズ５１ａから飛び込んでフレアが発生する不具合を防止することができると共に、最良の配光による観察画像を得ることができる。

また、回転駆動装置６０は、ステータと成るステータ枠６１と、複数の圧電素子６２と、ロータと成る第１対物レンズ枠４３と、で構成される超音波回転装置に限定されるものでは無く、図１１に示す構成であってもよい。

図１１に示す回転駆動装置６０Ａは、駆動モータ６７と、モータ軸６７ａに設けられるギア６８と、第１対物レンズ枠４３Ｂを構成する回動部４３ｃの外周面に形成された噛合部６９と、で構成される。符号６７ｂはモータケーブルであり、モータ６７に電力を供給する。
駆動モータ６７は、先端硬質部２５の予め定めた位置に一体に固定される。モータ６７は、指示スイッチ２４の操作に基づいて駆動状態と停止状態とに切替可能である。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

この構成によれば、駆動モータ６７を駆動状態にすることによって、ギア６８の回転力が噛合部６９を介して回動部４３ｃに伝達されて、該回動部４３ｃが第１の光軸４２ａ回りに回転される。この結果、上述と同様の作用及び効果を得られる。
また、上述した実施形態においては、先端硬質部２５に配設される第２の光学系である対物ユニット４０Ａを、第１対物レンズユニット４１と第２対物レンズユニット４２とで構成し、第１対物レンズユニット４１を先端硬質部２５及び第２対物レンズユニット４２に対して回動自在としている。

しかしながら、撮像素子４８及び第１の光学系である撮像ユニット４０Ｂを第２の光学系である対物ユニット４０Ａと共に第１の光軸４２ａ回りに回動する構成の内視鏡であってもよい。

具体的に、図１２、図１３に示すように内視鏡２０Ａは、挿入部２１Ａの先端部２１ａＡ内に観察視野範囲変更装置１００を備えている。観察視野範囲変更装置１００は、装置本体１０１と、回動駆動装置６０Ｂと、を有して構成される。

装置本体１０１は、枠部材１０２を備え、枠部材１０２の内部には、第２の光軸４１ａを有する第２の光学系と、第１の光軸４２ａを有する第１の光学系と、撮像素子４８が配設される。

回転駆動装置６０Ｂは、例えば、マイクロモータであって、装置本体１０１を第１の光軸４２ａ回りに回動させる。

本実施形態の内視鏡２０Ａは、立体視内視鏡であって、枠部材１０２には立体視光学系１０３が設けられる。立体視光学系１０３は、第２の光軸４１ａを有する左右の光束に分離する第２の光学系である１つの屈折プリズム１０４と、該プリズム１０４の後方に並列に配置された第１の光学系である一対の分離撮像光学系１０５ａ、１０５ｂと、分離撮像光学系１０５ａ、１０５ｂに対応する一対の撮像素子１０６ａ、１０６ｂと、を設けて構成されている。第１の分離撮像光学系１０５ａから第１の撮像素子１０６ａに至る第１の光軸１０７ａと、第２の分離撮像光学系１０５ｂから第２の撮像素子１０６ｂに至る第２の光軸１０７ｂとの中間位置に第１の光軸４２ａが存在するとしている。

撮像素子１０６ａ、１０６ｂは、光電変換した電気信号をビデオプロセッサ６に出力する。ビデオプロセッサ６で処理された信号は、左右立体像として同一画面に表示可能なようにスキャンコンバータ（不図示）を介して立体視モニタ８に表示される。

観察者は、例えば、立体視メガネを通して、左右像をそれぞれ左右の目でとらえて立体観察を行うことができる。

なお、立体視硬性内視鏡２０Ａは、回転に伴なう画像の重力方向を補正可能な構成となっている。

このように、挿入部２１Ａの先端部２１ａＡ内に、装置本体１０１と回動駆動装置６０Ｂとを有する観察視野範囲変更装置１００を設けることによって、回動駆動装置６０Ｂで装置本体１０１を回転させて上述した実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

ところで、内視鏡は、医療分野、工業分野等において使用されている。医療分野で使用される内視鏡は、体内に挿入される細長な挿入部を有しており、挿入部には一般に湾曲部が設けられている。

挿入部に湾曲部を設けた内視鏡によれば、湾曲部を適宜湾曲操作することによって、挿入部をスムーズに体内深部に向けて挿入すること、観察光学系を所望する方向に向けて観察することが可能である。

例えば、内視鏡観察を行う際、医師は、図１４に示すように内視鏡２００の先端部２０１を、トロッカ２１１介して腔２１０近傍に配置する。そして、医師は、腔２１０内の観察部位２１２を観察するため、湾曲部２０２を湾曲させて先端部２０１の先端面２０３に設けられている観察窓（不図示）の観察範囲が挿入部長手軸２０４の後方側になるように湾曲させることによって観察を行うことができる。

しかしながら、腔が破線に示す部分が存在する腔２１０が骨盤腔であった場合、内視鏡挿入部を配置するための空間が大きく存在しない。このため、先端部２０１を医療器具であるトロッカ２１１から導出させた後、さらに湾曲部２０２全体を腔内に導出させることができず、湾曲操作を行って観察部位２１２を観察することが困難であった。
なお、湾曲部２０２は、湾曲駒を例えば８つ連結して構成されている。

このため、狭く、奥行の深い腔内に挿入部の先端部を配置した状態において、湾曲部を操作して腔内の広範な観察が可能な内視鏡が求められている。

本実施形態の内視鏡２２０は、硬性鏡であって、トロッカを介して体腔内に導入される。内視鏡２２０は、体腔内に挿入される細長の挿入部２２１を有し、この挿入部２２１の基端には操作部（不図示）が設けられている。

挿入部２２１は、先端側から順に、先端部２２２、湾曲部２２３、及び内視鏡管部２２４を連設している。先端部２２２には撮像素子２３１を有する撮像光学部２３０が設けられている。撮像光学部２３０は、対物ユニット２３２と、撮像ユニット２３３とを有する。

本実施形態において、先端部２２２の先端面２２２ｆは、長手軸２２１ａに対して交差する傾斜面として構成され、先端面２２２ｆには先端レンズ２３４が配置されている。先端レンズ２３４を含む対物ユニット２３２は、図示されていない複数の光学部材である光学レンズ、絞り、間隔環、プリズム等を設けて構成され、対物光学系は挿入部２２１の長手軸２２１ａに対して第１の角度である角度θ１で交差する光軸２３２ａを有する斜視光学系である。
撮像ユニット２３３は、図示されていないカバーガラス、保護ガラス、撮像素子２３１等を設けて構成されている。

湾曲部２２３は、複数、例えば５つの湾曲駒２２５を回動自在に連結して上下方向に湾曲するように構成されている。本実施形態において、先端レンズ２３４より先端に位置する先端部最先端２２２ａ側が下方向であって、長手軸２２１ａを挟んで反対方向側が上方向である。したがって、斜視光学系の斜線（図１６Ａ、図１６Ｂ等参照）で示す観察範囲は、予め、長手軸２２１ａの前方側斜め上方向になっている。

そして、湾曲駒２２５の上湾曲当接面２２５ｕの傾斜角度αと、下湾曲当接面２２５ｄの傾斜角度βとが異なる角度に設定してある。本実施形態において、斜視光学系の観察範囲を前方側斜め上方向に設定しているので、傾斜角度αを傾斜角度βより大きくしてある。

したがって、湾曲部２２３を斜視光学系の観察範囲方向に最大湾曲させた場合、斜視光学系の観察範囲と長手軸２２１ａを挟んで反対方向に最大湾曲させた場合に対して、斜視光学系の観察範囲方向に対する最大湾曲角度が大きくなる。
そして、湾曲部２２３は、操作部に設けられた湾曲レバー（不図示）を操作することによって上方向及び下方向に湾曲動作するようになっている。

本実施形態において湾曲部２２３は、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように湾曲する。

図１６Ａに示す湾曲状態は、湾曲部２２３を上方向に最大に湾曲させた第１の湾曲角度状態であり、先端部２２２の中心軸２２２ａと挿入部２２１の長手軸２２１ａとが第２の角度である角度θ２で交差する。一方、図１６Ｂに示す湾曲状態は、湾曲部２２３を下上方向に最大に湾曲させた第２の湾曲角度状態であり、先端部２２２の中心軸２２２ａと挿入部２２１の長手軸２２１ａとが第３の角度である角度θ３で交差する。

ここで、θ２は、θ１よりも大きく設定されており、θ３はθ１と同じ、又は、θ１に近似した角度になるように設定されている。
θ３を上述のように設定したことによって、図１６Ｂに示すように下方向最大湾曲状態において、光軸２３２ａが長手軸２２１ａに平行又は略平行に配置されて長手軸２２１ａ前方側の観察を行える。

一方、θ２を上述のように設定したことによって、例えば、図１６Ａに示す上方向最大湾曲状態においてθ２が例えば９０度において、長手軸２２１ａ後方側の観察を十分に行える。

なお、本実施形態において内視鏡管部２２４を硬性な管部としている。しかし、内視鏡管部２２４は、硬性に限定するものではなく、可撓性を有する、いわゆる可撓管部を湾曲部２２３の基端部に設けて、軟性の内視鏡としてもよい。

また、図１７Ａ、図１７Ｂに示すように湾曲部２２３は、複数の湾曲駒２２５を連設した湾曲駒組２２７と、湾曲駒組２２７を被覆する湾曲ゴム２２８と、を有して構成されている。湾曲ゴム２２８は、湾曲駒組２２７の全長より長く設定されている。

湾曲ゴム２２８の先端側は、先端湾曲駒２２５ｆの先端側に設けられた先端硬質部２２９の基端側外周に配置され、湾曲ゴム２２８の基端側は、基端湾曲駒（不図示）の基端側に位置する可撓管連結管（不図示）の先端側外周に配置される。そして、湾曲ゴム２２８のそれぞれの端部には保護リング２２６が配設される。

本実施形態において、図１７Ａに示す保護リング２２６は、湾曲ゴム２２８のそれぞれの端部に予め設けた切欠部２２８ｃに配置される。切欠部２２８ｃの長手軸方向長さは、保護リング２２６の幅寸法を考慮して設定され、深さは保護リング２２６の厚み及び湾曲ゴム２２８の圧縮量を考慮して設定される。

本実施形態の内視鏡２２０においては、保護リング２２６を切欠部２２８ｃに配設することによって、先端硬質部２２９の外周面と、保護リング２２６の外周面と、湾曲ゴム２２８の外周面とが段差の無い、面一致した外周面になる。この結果、挿入部２２１のトロッカ２１１へのスムーズな挿入を実現できる。

なお、湾曲ゴム２２８の端部に切欠部２２８ｃを設ける代わりに、図１７Ｂに示す周溝２２８ｇを設けるようにしてもよい。周溝２２８ｇの幅寸法は、保護リング２２６の幅寸法に設定する。

この構成によれば、保護リング２２６の配置位置を目視にて容易に確認できるばかりで無く、保護リング２２６を所定の位置に所定の状態で配置させることが可能になる。
なお、周溝２２８ｇの端面側のフランジ部分は、保護リング２２６取り付けた後に切り落とすようにしてもよい。

上述のように構成した内視鏡２２０の作用を図１８を参照して説明する。
骨盤腔の観察を行う場合、医師は、腹部２４０に刺入されているトロッカ２４１を介して挿入部２２１の先端部２２２及び湾曲部２２３を破線に示すように骨盤腔２４２近傍に配置する。

次に、医師は、湾曲レバーを操作して湾曲部２２３を二点鎖線に示すように下方向最大湾曲状態にして、腔内における位置を把握する。この後、医師は、湾曲レバーを操作して湾曲部２２３を矢印Ｙ１８ａ示すように徐々に上方向に湾曲させていく。
この結果、斜線で示す観察範囲が湾曲動作に伴って矢印Ｙ１８ｂに示すように移動して骨盤腔内の観察を行うことができる。

なお、挿入部２２１の先端部２２２を骨盤腔２４２近傍に配置した後、湾曲部２２３を上方向に湾曲させる操作を行って骨盤腔内の観察を行うようにしてもよい。

このように、挿入部２２１の先端部２２２に斜視光学系の対物ユニット２３２を設けると共に、先端部２２２の基端側に湾曲部２２３を設けて内視鏡を構成する。この結果、湾曲部２２３の最大湾曲角度を９０度に設定して、斜視光学系の光軸２３２ａの傾き角度θ１分、長手軸後方側の観察を行うことができる。

また、湾曲部２２３の長手軸２２１ａを挟んで観察範囲方向とは反対方向の最大湾曲角度を斜視光学系の角度に略一致させたことによって、直視内視鏡と略同様な長手軸２２１ａ前方側の観察を斜視光学系で行うことができる。

したがって、湾曲部２２３の湾曲部長の短縮化を実現して狭い腔内に先端部２２２及び湾曲部２２３を配置させることが可能で広範囲の内視鏡観察が可能な内視鏡を実現することができる。
［付記］
［付記項１］
腹腔に穿刺される医療器具を介して挿入される挿入部と、
前記挿入部の長手軸に対して予め定めた第１の角度で交差した光軸を有する対物光学系を設けた先端部と、
前記先端部の基端側に設けられる複数の湾曲駒を回動自在に連結して構成される、前記対物光学系の観察範囲側に対する最大湾曲角度を該対物光学系の観察範囲とは前記長手軸を挟んで反対方向側に対する最大湾曲角度より大きく設定した、湾曲部と、
を具備する内視鏡。
［付記項２］
前記湾曲部を前記対物光学系の観察範囲とは前記長手軸を挟んで反対方向側に対する最大湾曲角度は、前記第１の角度と同じ、または、該第１の角度に近似した角度である付記項１に記載の内視鏡。

尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明によれば、煩雑な手元操作を不要にして幅狭で細長な奥まった腔内の観察を可能にする内視鏡を実現できる。

本出願は、２０１５年３月５日に日本国に出願された特願２０１５−４３９１４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (5)

1. 先端に設けられた長手軸を有する先端硬質部、該先端硬質部の基端側に設けられた湾曲部、及び該湾曲部の基端側に設けられた内視鏡管部、を有する挿入部と、
   前記先端硬質部に設けられる撮像素子を含む撮像装置と、
   被検体からの光を前記撮像素子に入射させる、前記長手軸に平行な第１の光軸を有する第１の光学系と、
   前記第１の光学系の先端側に設けられ、前記第１の光学系に前記被検体からの光を入射させる、前記第１の光軸に交差する第２の光軸を有する第１対物光学系及び該第２の光軸を折り曲げて前記第１の光軸に一致させる第２の光学系と、
   前記先端硬質部に配設され、前記撮像素子と前記第１の光学系と前記第２の光学系とを共に前記第１の光軸に並設された回動軸回りに回動させる回転駆動装置と、
   を具備することを特徴とする内視鏡。
2. 前記第１の光学系は一対の分離撮像光学系を有し、
   前記第２の光学系は、前記被検体からの光を２つの光束に分離し、一方の光束を前記一対の分離擦像光学系のうちの一方の分離撮像光学系に入射させ、他方の光束を前記一対の分離撮像光学系のうちの他方の分離撮像光学系に入射させ、
   前記回動軸は前記一方の分離撮像光学系の光軸と前記他方の分離撮像光学系の光軸との中間位置に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記第１の光学系と前記第２の光学系とが内部に配設され、前記回転駆動装置により回動可能に設けられた枠部材を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記先端硬質部の先端面であって、該先端硬質部に回動自在な前記枠部材の周囲に複数の照明光学部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記内視鏡管部は、硬性パイプであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。

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