JPH0413112A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、焦点距離可変手段の制御を改善した内視鏡装
置に関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体
腔内臓器等を診断したり、検査したりすることのできる
内視鏡（スコープ又はファイバスコープ）が広く用いら
れている。また、医療用のみならず工業用においてもボ
イラ、機械、化学プラント等の管内、あるいは機械内等
の対象物を観察、検査したりするのに用いられている。

更に、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子式の内視鏡も各種用いられている。

内視鏡装置は、前記内視鏡と、この内視鏡に照明光を供
給する光源装置と、前記撮像手段により被写体像の映像
信号を得るビデオプロセッサと、このビデオプロセッサ
の映像信号を映しだすモニタとから構成されるようにな
っている。

また、前述した内視鏡の中には、被写体との距離に応じ
て焦点距離が可変できる焦点距離可変手段を備えたもの
がある。

更に、この焦点距離可変手段を制御する制御手段として
は、例えば実開昭６３−７８９１５号公報に示されてい
るように、前記内視鏡に照明光を供給する光源装置の絞
りの開口状態を検出し、この開口状態に応じて制御する
手段が提案されている。

前述した制御手段を有する内視鏡装置には、前記ビデオ
プロセッサの映像信号から照明光の戻り光を求め、この
戻り光の光量に応じて前記絞りを制御する自動調光手段
が設けられている。

前記自動調光手段は、前述した戻り光の光量が多い場合
、前記絞りを閉じるように、また、光量が少ない場合、
前記絞りを開くように制御するようになっている。

前記制御手段は、前述した前記自動調光手段の絞り制御
から、前述した戻り光の光量が多い場合、前記被写体が
近焦点位置にあると判断し、前記焦点距離調整手段を近
焦点距離となるように制御し、光量が少ない場合、前記
被写体が遠焦点位置にあると判断し、前記焦点距離調整
手段を遠焦点距離となるように制御するようになってい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述した内視鏡装置では、内視鏡の観察方向の
中心軸と被写体とが一致していない場合、被写体に色素
散布を行い着色した被写体を観察した場合等、前記被写
体からの戻り光が少ないと、遠焦点距離となるように焦
点距離調整手段を制御してしまい、ピントがずれてしま
うという問題点がある。

本発明は前述した点にかんがみてなされたもので、被写
体からの戻り光が少ない場合であっても正確にピントを
調整することができる内視鏡装置を提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 被写体と撮像手段との距離に応じて焦点距離を可変する
焦点距離可変手段を備えた内視鏡と、前記内視鏡に照明
光を供給する光源手段と、前記光源手段の光量を調整す
る光量調整手段と、前記撮像手段による撮像信号を映像
信号に変換する映像信号処理手段とを備えた内視鏡装置
において、前記光量調整手段の信号により光量を検出す
る光量検出手段と、前記映像信号処理手段の信号により
焦点ずれを検知する合焦検知手段と、前記光量検出手段
と合焦検知手段とにより前記焦点距離可変手段を制御す
る制御手段とを備えている。

［作用１ 前述した構成により前記光量検出手段により照明光の光
量を検出すると共に、合焦検知手段により被写体像の焦
点ずれを検知し、これらに基づいて制御手段により前記
焦点距離可変手段を制御するようにしている。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係わり、第
１図は内視鏡装置のブロック図、第２図は内視鏡先端部
の要部断面図、第３図はソレノイド駆動回路の制御に関
する説明図である。

内視鏡装置は、第１図に示すように例えば細長で可視性
の挿入部５を有する内視１Ｉｔ１と、この内視鏡１へ照
明光を供給する光源装置、２と、前記内視鏡１に内設さ
れた例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）である固体撮像素子
１５により被写体像を撮像し、映像信号へ変換するビデ
オプロセッサ３とから構成されるようになっている。

前記内視鏡１は、前記挿入部５と、この挿入部５の後端
に連設された大径の繰作部６と、この繰作部６の側部か
ら延設されたユニバーサルコード７と、このユニバーサ
ルコード７の端部に設けられたコネクタ８と、このコネ
クタ８の側部から延設された接続ケーブル９とから構成
されている。

前記挿入部５の先端には、前記固体撮像素子１５と、照
明光を伝達するライトガイド１３の出射端面と、前記ラ
イトガイド１３から出射された照明光を被検部へ配光す
る照明レンズ系１２と、被写体像を前記固体撮像素子１
５の光源変換面に結像する対物レンズ系１４とが配設さ
れた先端部１１が設けられている。

前記ライトガイド１３は、前記挿入部５、操作部６及び
ユニバーサルコード７に内設され、前記コネクタ８から
入射端面が突出している。

前記先端部１１には、例えば第２図に示すように、先端
構成部材１１ａに固定され、前群レンズ４５が嵌入され
た前群レンズ枠４１と、前記先端構成部材１１ａに固定
され、後群レンズ４７が嵌入された後群レンズ枠４３と
、前記前群レンズ枠４１と前記後群レンズ枠４３との間
に設けられた摺動部４４に挿設され、変倍レンズ４６が
嵌入された変倍レンズ枠４２とが設けられている。前記
前群レンズ４５と、前記変倍レンズ４６と、前記後群レ
ンズ４７とにより、前記対物レンズ系１４が構成される
ようになっている。

前記変倍レンズ枠４２には、該変倍レンズ枠４２を前後
に摺動させるワイヤ１６の一端が繋止され、前記後群レ
ンズ４７の後端面には前記固体撮像素子１５が配設され
、この固体撮像素子１５の後端からは信号ケーブル１８
が延設されている。

前記変倍レンズ枠４２が前方向に移動した場合、前記対
物レンズ系１４は近焦点距離となり、近点の被写体にピ
ントが合うと共に、対物の倍率も大きくなり、微細部分
の観察に適するようになっている。また、前記変倍レン
ズ枠４２が後方向に移動した場合、前記対物レンズ系１
４は遠焦点距離となり、遠点の被写体にピントが合うと
共に、対物の倍率が小さくなり、広範囲部分の観察に適
するようになっている０例えば、近焦点距離を３〜１０
１Ｉｌｌとし、遠焦点距離は８〜１００１ＩＩＩｌｌを
とし、この焦点距離の範囲内の被写体像にピントが合う
、即ち、合焦するようになっている。

前記ワイヤ１６及び信号ケーブル１８は、第１図に示す
ように前記挿入部５内に内設され、前記操作部６へ至る
ようになっている。

前記ワイヤ１６の他端は、前記操作部６に内設されたソ
レノイド１７に繋止され、このソレノイド１７が駆動さ
れることにより、前記対物レンズ系１４が近焦点距離と
なり、前記ソレノイド１７が駆動されていない場合或い
は駆動が解除された場合、前記対物レンズ系１４が遠焦
点距離となるようになっている。

前記ソレノイド１７には、更に、信号ケーブル１９が接
続され、該信号ケーブル１９は、前記信号ケーブル１６
と共に前記ユニバーサルコード９に内設され前記信号処
理装置３に至るようになっている。

前記信号処理回路３には、前記固体撮像素子１５が前記
信号ケーブル１８により接続された信号処理回路３１と
、前記信号処理回路３１からの映像信号により前記光源
装置ｔ２の照明光の光量を制御する自動調光回路３２と
、前記信号処理回路３１からの映像信号により前記固体
撮像素子１５に結像した被写体像のピントが合っている
か否かを確認する合焦検知回路３３と、前記ソレノイド
１７が前記信号ケーブル１９により接続され、前記合焦
検知回路３３及び後述する絞り位置検出回路２５の信号
により該ソレノイド１７を駆動する例えばマイクロプロ
セッサによるソレノイド駆動回路３４とが設けられてい
る。前記信号処理回路３１は、更に、前記モニタ４へ被
写体像の映像信号を出力するようになっている。

前記モニタ４は、前記信号処理回路３１からの映像信号
により、被写体像を映しだすようになっている。

前記光源装Ｗ２には、前記コネクタ８が着脱自在に接続
され、照明光を発生するランプ２１と、このランプ２１
の照明光の光量を後述する絞り駆動回路２４の制御によ
り増減する絞り２２と、前記ランプ２１、絞り２２及び
前記ライトガイド１３の入射端面の光路上に介挿され、
前記絞り２２により光量を調整された照明光を前記ライ
トガイド１３の入射端面へ集光照射する集光レンズ２３
と、前記自動調光回路３２の制御により前記絞り２２を
駆動する絞り駆動回路２４と、前記絞り２２の開口状態
、即ち、絞り２２の位置を検出する絞り位置検出回路２
５とが設けられている。

前記絞り駆動回路２４は信号線２６により前記自動調光
回路３２に接続され、前記絞り位置検出回路２５は信号
線２７により前記ソレノイド駆動回路２５に接続されて
いる。

前記絞り位置検出回路２５は前記絞り２２が較られた場
合、即ち、前記ランプ２１による照明光の光量が減少し
た場合に該状況を示す信号を出力し、前記合焦検知回路
３３は前記信号処理回路３１からの映像信号により被写
体像のピントがずれた場合、即ち、前記対物レンズ系１
４の焦点距離内に被写体が位置しない場合に該状況を示
す信号を出力するようになっている。

このように構成された内視鏡装置の作用について説明す
る。

信号処理装置３に設けられたソレノイド駆動回路３４は
、合焦検知回路３３の信号及び絞り位置検出回路２５の
信号により、例えば第３図に示すようにソレノイド１７
の駆動を制御する。

第３図を用いて説明すると、ステップ（以下、Ｓと称す
る）１０１では、前記合焦検知回路３３から信号が出力
されたか否か、即ち、ピントがずれたか否かが判断され
、ピントがずれていない場合（ＮＯ）、前記ソレノイド
１７の駆動を解除し、対物レンズ系１４の焦点距離を近
焦点とする５ＩＯ６へ移行し、ピントがずれた場合、即
ち、前記合焦検知回路３３から信号が出力された場合（
ＹＥＳ）、後述する５１０２へ移行する。

前記５１０２では、被写体が近距離であるか否か、即ち
、絞り位置検出図８２５の信号により絞り２２が絞られ
たか否かが判断され、絞られていない場合（Ｎｏ）、前
記５１０６へ移行し、絞られている場合（ＹＥＳ）　、
Ｓ　１０３により前記ソレノイド１７を駆動し、前記対
物レンズ系１４の焦点距離を近焦点とし、後述する５１
０４へ処理を移行する。

前記５１０４では、前記合焦検知回路３３から信号が出
力されたか否か、即ち、ピントがずれたか否かが判断さ
れ、ピントがずれていない場合（ＮＯ）、前記８１０３
からの処理を経つ返し、ピントがずれた場合、即ち、前
記合焦検知回路３３から信号が出力された場合（ＹＥＳ
）　、後述する５１０５へ移行する。

前記５１０５では、被写体が極めて近距離（超近接）で
あるか否か、即ち、絞り位置検出回路２５の信号により
絞り２２が最大限絞られたか否かが判断され、最大限絞
られていない場合（ＮＯ）、前記５１０６へ移行し、最
大限絞られている場合（ＹＥＳ）　、前記８１０３から
の処理を繰り返す。

従って、前記ソレノイド駆動回路３４は、前述した８１
０１〜＄１０６の処理を繰り返し、被写体への照明光の
光量及び被写体像の合焦状況に応じて前記対物レンズ系
１４の焦点距離を変化させることができる。

即ち、照明光の光量が増加した場合であっても、被写体
が近焦点位置にあり合焦している場合、対物レンズ系は
遠焦点距離とならず、被写体像にピントが合った状態が
継続するという効果がある。

第４図及び第５図は本発明の第２実施例に変わり、第４
図は内視鏡装置のブロック図、第５図はソレノイド駆動
回路の制御に関する説明図である。

なお、前述した実施例と同様のものについては同一の符
号を用いて説明を省略する。

本実施例の内視鏡装置は、第４図に示すように、絞り駆
動回路２４と自動調光回路３２とを接続する信号線２６
及び絞り位置検出回路２５とソレノイド駆動回路３４と
を接続する信号線が、コネクタ８゛の側部から延設した
接続ケーブル９′内に内設されている。

前記ソレノイド駆動回路３４は、合焦検知回路３３の信
号及び絞り位置検出回路２５の信号により、例えば第５
図に示すようにソレノイドの駆動を制御する。

第３図を用いて説明すると、５１２１では前記合焦検知
回路３３から信号が出力されたが否が、即ち、ピントが
ずれたか否がか判断され、ピントがずれていない場合（
ＮＯ）、該５１２１でループし、ピントがずれた場合、
即ち、前記合焦検知回路３３から信号が出力された場合
（ＹＥＳ）　、後述する５１２２へ移行する。

前記５１２２では、前記絞り位置検出回路２５の信号に
より絞りが開いているか否かが判断され、絞りが開いて
いない場合（ＮＯ）、後述する８１２３へ処理を移行し
、絞りが開いている場合（ＹＥＳ）、後述する５１２５
へ移行する。

前記５１２３では、例えば前記ソレノイド駆動回路３４
に記憶されたソレノイドの位置情報から変倍レンズを前
方向へ移動可能か否かが判断され、前方向へ移動可能で
ある場合（ＹＥＳ）　、Ｓ　１２４により前記変倍レン
ズを前方向へ移動し、近点にピントが合うようにし、前
記５１２１へ移行し、前方向へ移動不可能である場合（
ＮＯ）、前記５１２１へ移行する。

また、前記５１２５では、例えば前記ソレノイド駆動回
路３４に記憶されたソレノイドの位置情報から変倍レン
ズを後方向へ移動可能が否がか判断され、後方向へ移動
可能である場合（ＹＥＳ）　、５１２６により前記変倍
レンズを後方向へ移動し、遠点にピントが合うようにし
、前記５１２１へ移行し、後方向へ移動不可能である場
合（ＮＯ）、前記５１２１へ移行する。

即ち、変倍レンズが移動可能か否かを判断し、該変倍レ
ンズを制御することにより、きめ細かなピントの制御を
することができるという効果がある。

その他の構成、作用及び効果は前述した実施例と同様で
ある。

第６図ないし第１０図は本発明の変形例に係わり、第６
図は内視鏡装置の外観図、第７図（Ａ＞はコネクタの側
面外観図、第７図（Ｂ）はコネクタの正面外観図、第８
図ないし第１０図は固体撮像素子及びライトガイドの配
置に関する説明図である。なお、前述した実施例と同様
のものについては同一の符号を用いて説明を省略する。

内視鏡装置は、第６図に示すように、モニタ４が組み込
まれ、光源装置、信号処理装置が一体になったコントロ
ール台５１と、このコントロール台５１ヘコネクタ５４
により着脱自在に接続される内視鏡１とにより構成され
るようになっている。

前記コントロール台５１は、支持アーム５２によって検
査用のベット５３に装着され、前記支持アーム５２によ
り前後／左右／上下に向きを変えることができるように
なっている。

前記コネクタ５４には、前記内視鏡１の湾曲部を湾曲駆
動するモータ、焦点距離可変手段を駆動するソレノイド
等が内設され、ライトガイド１３が突出し、側部には第
７図（Ａ）に示すように、吸引装置に連通した管路を接
続する吸引コネクタ５５と、送水タンクに連通した管路
を接続する送水タンクコネクタ５６とが配設され、正面
には第７図（Ｂ）に示すように、加圧装置に接続された
送気コネクタ５７と電気コネクタ５８とが配設されてい
る。

前記内視鏡装置を前述したように構成することにより、
内視鏡１とコントロール台５１との水密を容易にするこ
とができると共に、術者がコントロール台５１のみで内
視鏡１を操作することができ、操作性が向上する。

前記内視鏡１の先端部には、前記ライトガイド１３と、
例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子等とが
配設されている。

前記ライトガイド１３と固体撮像素子とは、第８図（Ａ
）及び第８図（Ｂ）に示すように、該固体撮像素子１５
のカバーガラス１５ａ及びベース部材１５ｅに、前記ラ
イトガイド１３が配設可能な凹部を設け、この凹部に光
を透過しない遮光剤６１を例えば塗布し、前記ライトガ
イド１３を構成する光学繊維を充填し、形成型１５°に
より一体化するようにしている。なお、前記ライトガイ
ド１３の後端側には、該ライトガイド１３を傷等から保
護する保護チューブ１３ａを被覆するようにしている。

これにより、カバーガラス１５ａ、ボンディングワイヤ
１５ｂ、封止樹脂１５Ｃ、チップ１５ｄ、ベース部材１
５ｅ及びリード端子１５ｆにより構成された前記固体撮
像素子１５と、前記ライトガイド１３とを一体とするこ
とができ、細紐化を計ることができる。

前述したように一体となった前記ライトガイド１３及び
前記固体撮像素子１５は、例えば第９図に示すように、
前記内視鏡１の先端部の先端構成部材１１ａに挿設され
る。前記先端構成部材１１らかじめ、孔が形成され、こ
の孔には前記ライトガイド１３に相対する位置に照明レ
ンズ系１２と、前記固体撮像素子１５に相対する位置に
対物レンズ系１４とが非透光性接着剤６２により配設さ
れ、前記照明レンズ系１２及び前記対物レンズ系１４の
後端面に前記ライトガイド１３及び前記固体撮像素子１
５を一体化したものを挿設し、固定するようにしている
。

前記固体撮像素子１５のリード端子１５ｆには、該固体
撮像素子１５に関連する回路が形成された回路基板１５
ｇが例えば半田により固着され、この回路基板１５ｇに
は、信号ケーブル１８が接続されている。

なお、前記ライトガイド１３と、前記固体撮像素子１５
とは、例えば第１０図に示すように、前記固体撮像素子
１５に穿設し遮光剤６１を例えば塗布した孔１３ｂに前
記ライトガイド１３を挿設するようにしてもよい。

その他の構成、作用及び効果は前述した実施例と同様で
ある。

なお、焦点距離可変手段は、可変する焦点距離が２点の
ものに限らず、複数の点或いは所定の範囲を自由に可変
するものであってもよい。

また、焦点距離可変手段は、液晶レンズにより焦点距離
を可変するものであってもよい。

更に、内視鏡装置は内視鏡及び該内視鏡に装着された内
視鏡用外付はテレビカメラにより構成されたものであっ
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被写体からの戻り
光が少ない場合であっても、確実に被写体にピントを合
わせることができ、被検部の微細部分を適確に観察する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係わり、第
１図は内視鏡装置のブロック図、第２図は内視鏡先端部
の要部断面図、第３図はソレノイド駆動回路の制御に関
する説明図、第４図及び第５図は本発明の第２実施例に
変わり、第４図は内視鏡装置のブロック図、第５図はソ
レノイド駆動回路の制御に関する説明図、第６図ないし
第１０図は本発明の変形例に係わり、第６図は内視鏡装
置の外観図、第７図（Ａ）はコネクタの側面外観図、第
７図（Ｂ）はコネクタの正面外観図、第８図ないし第１
０図は固体撮像素子及びライ１〜ガイドの配置に関する
説明図である。 １４・・・対物レンズ系　　１７・・・ソレノイド２５
・・・絞り位置検出回路 ３３・・・合焦検知回路 ３４・・・ソレノイド駆動回路 第１ｏ図仏） 第１ｏ図（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体と撮像手段との距離に応じて焦点距離を可変する
   焦点距離可変手段を備えた内視鏡と、前記内視鏡に照明
   光を供給する光源手段と、前記光源手段の光量を調整す
   る光量調整手段と、前記撮像手段による撮像信号を映像
   信号に変換する映像信号処理手段とを備えた内視鏡装置
   において、 前記光量調整手段の信号により光量を検出する光量検出
   手段と、 前記映像信号処理手段の信号により焦点ずれを検知する
   合焦検知手段と、 前記光量検出手段と前記合焦検知手段とにより前記焦点
   距離可変手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする内視鏡装置。