JPH04250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は簡単な構造によつて対象物までの距離
あるいは観察部位の大きさを測長できる測長内視
鏡に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年医療用分野及び工業用分野において、内視
鏡が広く用いられている。

上記内視鏡によつて、例えば胃内壁面等に生じ
た病変部を診断したり、病変部が経時的にどのよ
うに変化していくかを調べるために、その病変部
の大きさを測定することが必要となる場合がしば
しばある。

従来の内視鏡あるいは測長内視鏡においては、
病変部等の被検物体（対象物）との距離あるいは
視野内で寸法を判定する場合、内視鏡の観察光学
系の焦点を調節した際の調節量によつて検出する
ようにしていた。この場合、内視鏡における光学
系の特性上、深度の大きいレンズを使用し、且つ
被検物体は色彩あるいは模様の変化が乏しいの
で、正確な焦点調節を行うことが困難であり、必
要とするだけの測定精度を得ることが困難であつ
た。

又、特公昭51−45911号公報に開示されている
従来例は挿入部の先端側に配設した投光装置によ
つて、対象物側に対物レンズ系の光軸とは大きな
角度で交叉するようにスポツト光を投光し、一方
接眼レンズの焦点面近傍の、対象物の距離に応じ
てそのスポツトの位置変化する方向に沿つて目盛
つてある目盛りを配置することによつて、視野内
のスポツトの位置に対応する目盛りから距離等を
測長できるように構成されている。この従来例
は、スポツトの大きさが距離によつて変化しない
ように平行スポツト光としているため遠距離にお
いてスポツトが観察しにくくなることと、対象物
が照明光学系で照明された状態においては、スポ
ツトの位置を識別することが困難になる。

又、実開昭53−80284号公報に開示されている
従来例においては、通常の観察光学系及び照明光
学系の他に、指標投光用の光学系を配設するた
め、構造が複雑となり製造コストが高くなると共
に、挿入部の外径が大きくなつたり、又は湾曲で
きない挿入部先端部が長くなるため、挿入の際患
者に与える苦痛が増大するという欠点を有する。

さらに、投光される指標光束はスポツト光であ
るため、上述のように照明光で照明した状態にお
いては、指標を判別することが殆んどできなくな
るという欠点を有していた。

［発明の目的］ 本発明は上述した点にかんがみてなされたもの
で、簡単な構造で、対象物の距離又は大きさを測
定できる測長内視鏡を提供することを目的とす
る。

［発明の概要］ 本発明は、照明光を伝達するライトガイドの後
端側の入射端面に照明光と共に、レーザー光線を
照射することによつて、対物レンズで観察可能に
なる視野内に、対象物の距離に応じて現われる位
置に異る輝線を投光し、且つ観察視野内に表示で
きるように設けた目盛りによつて対象物までの距
離又は対象部位の大きさを測長できるように構成
されている。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例の外観を示し、第２図は
第１実施例の光学系の要部の概略を示し、第３図
は輝線が投光される様子及びその輝線の形状を示
し、第４図は接眼部後方から観察される接眼視野
像を示す。

第１図に示すように第１実施例の（対象物の距
離又は大きさを測定可能とする）測長内視鏡１は
細長で可撓性の挿入部２と、該挿入部２の後端側
に連設された太径の操作部３と、該操作部３後端
側に形成された接眼部４と、操作部３側部から外
部に延出され、光源装置５に装着可能となるコネ
クタを取り付けた可撓性のユニバーサルコード
（ライトガイドケーブル）６とより構成されてい
る。

上記挿入部２には、第２図に示すように観察用
光学系等が収容された硬性の先端構成部８と、湾
曲部９とが先端側から順次連設されており、上記
操作部３に形成された湾曲操作ノブ１０を回動す
ることによつて、前記湾曲部９を左右あるいは上
下方向に湾曲できるようになつている。

上記ユニバーサルコード６内には照明光を伝達
する可撓性のフアイババンドルで形成されたライ
トガイド１１が挿通され、該ライトガイド１１
は、光源装置５に装着された後方の端面（入射端
面）に照射された照明ランプ１２の光を先端側の
出射端面から出射する照明光学系における照明光
伝達手段であつて、操作部３で湾曲されて挿入部
２内をさらに挿通され、その先端側は第２図に示
すように先端構成部８に形成した透孔内壁に固定
され、この先端面から出射される照明光によつ
て、その光軸と角度αをなす円錐状の照明角度内
の前方を照明するようになつている。

上記ライトガイド１１の後端側の入射端面は、
上記照明ランプ１２によつて照射される他に、本
発明に係るレーザー光源１３によつてレーザ光が
照射されるように構成されている。

上記レーザー光源１３は、例えば半導体レーザ
ーを用いれば小さなスペース内に収容でき、この
レーザー光源１３はライトガイド１１の後端側の
入射端面における光軸となす照射角度（又は入射
角度）が適当な角度βで、位相が揃つていて、遠
方まで平行光束となるレーザー光を照射するよう
に設定されており、この角度βで照射されたレー
ザー光はライトガイド１１の各フアイバ内を、フ
アイバの各側面で反射を繰り返しながら先端側に
進行する。この場合、各フアイバは細い円柱形状
をしているので、ライトガイド１１を形成する各
フアイバ先端面から出射される場合には第３図に
示すように光軸と角度βをなす円錐方向に出射
し、この円錐各部の幅はフアイババンドルの直径
の大きさとなる。この円錐状のレーザー光を対象
物に投光することによつて、対象物の距離を測定
する基準となる輝線１３Ａが対象物面に形成（表
示）されることになる。

一方、上記挿入部２内には、可撓性のフアイバ
バンドルで形成した像伝達用のイメージカイド１
６が挿通され、該イメージガイド１６の先端側は
先端構成部８に形成した透孔内壁に口金部材で固
定されている。このイメージガイド１６の前方に
は像結像用の対物レンズ１７が配置され、その光
軸と角度θをなす結像範囲角度（対物視野）内の
前方の対象物をイメージガイド１６の先端面に結
像し、該イメージガイド１６によつて手元側の後
端面に伝達し、この後端面後方に配置された接眼
レンズ１８後方から拡大して観察できる観察光学
系が形成されている。

この第１実施例においては、上記イメージガイ
ド１６の手元側後端面には第４図で示すように透
明ガラス板等に黒色等で目盛り１９Ａを付けた目
盛り部材１９が配設されている。この目盛り１９
Ａは、接眼部４から見た接眼視野内において、対
物レンズ１７の光軸と、ライトガイド１１の先端
部の光軸とを結ぶ直線方向に沿つて設けられてい
る。

即ち、第２図に示すように、対象物が符号Ａ−
Ａ，Ｂ−Ｂで示すように（分り易いように斜視面
で示す。）、先端構成部８の先端面（前端面）から
距離L₁及びL₂にあると、ライトガイド１１の先
端面から照明角度α内の対象物が照明されると共
に、円錐状に投光されたレーザー光によつてリン
グ状に表示される輝線１３Ａ（第２図においては
幅を省略してある）が対物レンズ１７によつて
（結像して）観察可能になる対物視野内に現われ
る位置が異なる。この場合対物レンズ１７の対物
視野（又は接眼視野でも同様）内に入つてくるリ
ング状の輝線１３Ａの位置は、ライトガイド１１
の光軸と対物レンズ１７の光軸とを結ぶ直線上に
おいて、リング状輝線１３Ａの上部側の一部が交
叉する（クロスする）部分で観察すると、距離が
大きくなると次第に対物レンズ１７の光軸に近づ
き（又は視野の中心に近づき）、さらに大きくな
ると（光軸に近づく方向と逆方向に）光軸から離
れる（又は視野の中心から離れる）ことになり、
その移動する方向に沿つて表示した上記目盛り１
９Ａによつてその距離が分るように構成されてい
る。第４図において上下方向の直線が上記対物レ
ンズ１７の光軸とライトガイド１１との光軸とを
結ぶ直線に一致するようになつており、この直線
に沿つて下方から上方に次第に大きくなる距離を
表わす目盛り１９Ａが付けてある。

尚、上記対物視野の角度θに対し、円錐状に投
光されるレーザー光の角度βは若干大きく設定す
ることによつて、視野内において距離と共に輝線
１３Ａが（大きく）移動し、距離を精度良く読み
取れるようになつている。

このように構成された第１実施例の動作を以下
に説明する。

第１実施例の測長内視鏡１のユニバーサルコー
ド６を光源装置５に装着し、光源装置５の電源ス
イツチを入れて照明ランプ１２の光及びレーザー
光源１３のレーザー光をライトガイド１１の後端
面に照射する。この照射された照明光が、ライト
ガイド１１の先端面から角度αの範囲内を照明す
ると共に、レーザー光は角度βで、対象物面にリ
ング状の輝線１３Ａを形成する。

一方、上記対物レンズ１７の対物視野角はθで
あるため、上記照明光学系による照明と共に投光
されたリング状の輝線１３Ａの像が視野内に現わ
れる位置は第２図に示すように対象物の距離によ
つて異る。例えば第２図において距離L₁に対象
物があると、その場合には輝線１３Ａの像は視野
の中心に近い位置にあり、この像のリングの一部
が第４図に示すように目盛り部材１９の中央付近
の目盛り１９Ａ（の直線）と交叉するので、この
交叉する目盛り１９Ａの位置を読みとることによ
つてその距離を知ることができる。対象物がさら
に遠方にあると、投光されたリング状輝線１３Ａ
が交叉する位置は第４図において上部側に移り、
その交叉する位置の目盛り１９Ａを読みとること
によつて対象物の距離を知ることができる。

このように第１実施例によれば、照明光と共
に、リング状輝線１３Ａが表示されるため、常に
距離情報を観察画面内で得られるようになつてい
るので、遠近感覚を間違えることなく、操作を適
切に行うことができると共に、対象物の大きさも
想定し易くなる。

例えば、上記目盛り１９Ａより対象物までの距
離Ｌが分つた場合対象物面でのリング状輝線１３
Ａの半径ｒはｒ＝Ltanβとなるのでtanβをあらか
じめ求めておけば、視野内における患部等の大き
さもこの半径ｒの大きさから判断したり、比較す
ることによつてより正確に知ることもできる。こ
の場合、輝線１３Ａはリング状となるため、その
一部が見にくいことがあつても、他の部分から外
挿すること等により知ることができるため、距離
及び大きさを常に知ることができ、診断及び観察
する際非常に役に立つ。又、測長内視鏡１本体と
しては目盛り部材１９を除外すれば、通常の軟性
内視鏡と同一となるので、測長する手段を形成す
るために体腔内に挿入される挿入部２の先端側の
外径を大きくする必要がなく、患者に苦痛を強い
るものとならないという利点を有する。又、体腔
内の細い部位にも挿入ができ、且つ広い適用範囲
を有するものとなる。

第５図は、目盛り部材１９に対象物の距離によ
つて変化する視野の倍率を表示した目盛り１９Ｂ
を使用した第２実施例における接眼視野像を示
す。この他は上記第１実施例と同様である。この
場合にはリング状輝線１３Ａが目盛り１９Ｂと交
叉する目盛り１９Ｂの値だけ拡大（場合により縮
小）されるので、その値で除した（割つた）もの
が、実際の長さになる。第５図において、視野の
下部側及び上部側に現われる輝線１３Ａ，１３
A′は、それぞれ近くの対象物及び遠方の対象物
に投光した場合を示す。この場合にも投光された
リング状輝線の像が視野内でどの程度の大きさに
観察されるか比較することによつて視野内の患部
等の観察部位の大きさあるいは対象物までの距離
を知る手掛りとすることもできる。

第６図は第３実施例における接眼視野像を示
す。

即ち、この実施例においては、目盛り部材１９
における目盛り１９Ｃが、一定の長さ（例えば２
［mm］）が視野内においてはどの長さになるかを表
示している。例えば、第６図において、視野内に
おいて、投光したリング状輝線１３Ａの像が同図
の上部側で交叉した場合には、その視野内におけ
る対象物においては、上記符号ｃの長さが一定の
長さ２［mm］に相当することを表わすものである。

同様に、投光したリング状輝線１３A′の像が
同図の下方で交叉した近距離の場合には、その距
離で観察した視野内の対象物において、符号ｄの
長さがその視野内では２［mm］に相当することに
なる。つまり、視野の最上部の点から、投光した
輝線の像が交叉する位置までの長さが、その視野
内で観察されている物体においては２［mm］に相
当することを示す。従つて、長さ又は大きさを測
定したいと望む物体又は患部と、上記長さとを比
較することによつて、その長さ又は大きさを知る
ことができるし、写真撮影の場合等、２［mm］等
の一定の長さが視野内の物体と共に撮影されるの
で、診断等に非常に役立つ。

第７図は第４実施例における光学系によつて、
対象部位の大きさを測定する様子を示すものであ
る。

この第４実施例においては、ライトガイド１１
の後端側の入射端面にレーザー光を照射するレー
ザー光源１３は、例えば回動可能とする円盤等に
取り付けてあつて、ライトガイド１１の入射端面
に照射する照射角度を可変できると共に、その角
度を読み取ることができるように構成されてお
り、ライトガイド１１の先端面から投光された輝
線を対象物の適宜位置に一致させたときの入射角
度を読み取ることによつて対象物までの距離Ｌあ
るいは対象物の大きさを求めることができるよう
になつている。

即ち、先ず対物視野あるいは観察視野の中心に
レーザー光の輝線１３A₁が一致するようにレー
ザー光源１３を回動し、そのときのレーザー光の
入射角度β₁を測定することによつて、距離Ｌは関
係式Ｌ＝ｓ／tanβ₁から求められる。ここで、符
号ｓは光物レンズ１７の光軸とライトガイド１１
の先端側における光軸との距離を表わす。

次にレーザー光の入射角度を変え、第８図の接
眼視野像に示すように、大きさを求めようと望む
対象部位の上端及び下端にそれぞれ輝線１３A₂，
１３A₃を合わせ、それらの入射角度β₂，β₃をそ
れぞれ読み取ると、上記大きさはＬ（tanβ₃−
tanβ₂）又は、ｓ（tanβ₃−tanβ₂）／tanβ₁から計
算によつて求められる。尚、第７図及び第８図に
おいて、各輝線１３A₁，１３A₂，１３A₃の幅は
省略してある。

上記レーザー光の入射角度を可変する手段は、
測長内視鏡１本体の外に設けることができるの
で、測長内視鏡１本体としては上述の各実施例と
同様に通常の内視鏡に目盛りを設けるのみで可能
になる。

尚、上述のレーザー光の色は赤、緑、青色等対
象物の色に応じて変えて、輝線をより一層はつき
りと識別できるようにすることもできる。

又、上記目盛り部材１９は、接眼部４側に配設
する例に限定されるものでなく、対物レンズ１７
で結像される位置近傍ないしはその位置より後方
の観察光学系の適宜位置に配設することができ
る。

さらに、目盛り部材１９に、液晶板を用いるこ
ともできる。即ち、測長する必要がない場合、あ
るいは目盛り１９Ａ，１９Ｂ等が観察する際に邪
魔になる場合には、電圧の印加を停止して光が殆
んど全て液晶板を通過するようにして通常の内視
鏡として使用できるようにし、一方、目盛り１９
Ａ，１９Ｂ等が必要な場合にはスイツチの操作等
で交流電圧を印加し、透過しない部分で目盛り１
９Ａ，１９Ｂ等を黒く（暗部として）表示するよ
うにすることもできる。

又、上記液晶板に異る目盛り１９Ａ，１９Ｂ
（となる非透過部）等を、切換えスイツチ等の操
作で選択して表示できるようにすることもできる
（勿論、いずれの目盛り１９Ａ，１９Ｂ等の表示
を停止する選択もできる。）。

尚、レーザー光を照射する場合、入射端面全域
でなく一部のみを照射して、先端面から幅の狭い
レーザー光を出射させて、対象物面に幅の狭い輝
線を形成するようにしても良い。

又、ライトガイド１１は、フアイババンドルの
みならずフアイバ単線でも可能である。

尚、本発明は、像伝達手段としてイメージガイ
ド１６を用いた軟性内視鏡のみならず、リレー光
学系を用いた硬性内視鏡にも適用できるものであ
る。又、対物レンズ１７の結像位置にCCD（電荷
結合デバイス）、BBD（バケツリレーデバイス）
等を用いた固体撮像素子を配設し、該固体撮像素
子面に結像された像を光電変換して挿入部２内を
挿通された信号ケーブルで伝達し、ブラウン管等
の表示装置に表示する構造の内視鏡にも適用でき
るものである。この場合、目盛り部材は固体撮像
素子前面に配設しても良いし、目盛り部材を用い
ることなく、表示装置の面に目盛りを付けるよう
にしても良い。

又、本発明は、直視型のみならず、斜視型及び
側視型の軟性内視鏡はもとより、像伝達手段とし
てリレー光学系を用いた硬性内視鏡に対しても同
様に適用できるものである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、照明光伝達
用のライトガイドの入射端面に照射したレーザー
光で、対物レンズで観察可能になる視野内に対象
物の距離に応じてその大きさ及び位置が変化する
輝線が表示されるようになつているので、簡単な
構成でもつて観察しようと望む対象物の距離ある
いは観察しようと望む患部等の観察部位の大きさ
を観察光学系側に設けた目盛りによつて容易に知
ることができる。又、本発明は体腔内に挿入され
る挿入部の先端側は通常の内視鏡と同一構造で良
いので、測長のために、先端側の外径を大きくし
たり、湾曲できない先端側を長くする必要がなく
小型であり、、且つ測長のための手段は小さなス
ペース内に収容できる。従つて、細い挿入箇所に
も挿入することができ、広い適用範囲を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例の測長内視鏡の外観を示
す概略斜視図、第２図は第１実施例の光学系を示
す説明図、第３図は照明光学系の要部を拡大して
示し、同図ａはライトガイドの入射端面に照射さ
れたレーザー光が他方の端面から出射されて対象
物に輝線が形成される様子を示す説明図、第３図
ｂは、対象物に形成された輝線の形状を示す正面
図、第４図は接眼部から見た接眼視野像を示す説
明図、第５図は本発明の第２実施例における接眼
視野像を示す説明図、第６図は本発明の第３実施
例における接眼視野像を示す説明図、第７図は本
発明の第４実施例によつて対象物の距離及び観察
部位の大きさを測定する様子を示す説明図、第８
図は第７図における接眼視野像を示す説明図であ
る。 １……延長内視鏡、２……挿入部、４……接眼
部、５……光源装置、６……ユニバーサルコー
ド、８……先端構成部、１１……ライトガイド、
１２……光源ランプ、１３……レーザー光源、１
６……イメージガイド、１７……対物レンズ、１
８……接眼レンズ、１９……目盛り部材、１９
Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ……目盛り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象物を照明するライトガイドを用いた照明
   光学系と、照明された対象物を対物レンズで結像
   して観察可能にする観察光学系を有する内視鏡に
   おいて、 上記ライトガイドの照明光学系の入射端面に、
   適宜の角度で入射し、該ライトガイドの出射面か
   ら適宜の角度で出射されたレーザー光によつて対
   象物に輝線を形成するレーザー装置と、 上記観察光学系内に設けられていて、同観察光
   学系の視野内に現れる該輝線の位置変化により、
   対象物までの距離または対象物の大きさを表示す
   る目盛と、 を具備したことを特徴とする測長内視鏡。 ２ 上記ライトガイドの入射端面へのレーザー光
   の入射角度を変化する手段と、この入射角度の変
   化を検出する変化量検出手段とを設け、該変化量
   検出手段から対象物の大きさを測定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の測長内視
   鏡。 ３ 前記目盛は、観察光学系に固体撮像素子が用
   いられている場合には、該固体撮像素子の表示装
   置面に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の測長内視鏡。