JPH0614182Y2 - 立体観察内視鏡 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は複数の視野マスクを設けた立体観察内視鏡に関
する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を体腔内とか管腔内に挿入すること
によって、内部を診断したり、検査したりすることので
きる内視鏡が広く用いられるようになった。

ところで、生体内の患部等の症状を診断する場合、患部
の凹凸の具合を観察できることが望ましい。

このため、本出願人は、例えば特願昭６２−１８１８８
８号とか、特願昭６２−１８９９４４号に示される様々
な立体観察内視鏡を提案している。

複数の観察光学系により得られる内視鏡像から、像の位
相を検知することで立体的に視認できるものである。

尚、従来の内視鏡では、視野内にＵＰ方向を示す指標が
１つ設けられているのみであった。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、立体画像を形成する場合、複数の観察光学系
より得られる画像を画像処理装置に入力し、画像処理を
行っている。

これは、複数の像の位相により、立体画像を合成するも
のであるが、その位相を正確に検出するため、複数の像
の位置合せは必要不可欠である。しかし、一般に、内視
鏡より得られる視野は、マスクにより真円状であり、そ
の真円状にアングル操作のＵＰ方向を示す指標が１つあ
った。この場合、指標を基準に位置合わせをするが、こ
の指標を回転中心としたずれを生ずるため、画像の角度
方向の位置ずれ（回転的位置ずれ）を修正しなければな
らず、非常に時間がかかっていた。

本考案は上述した点にかんがみてなされたもので、各観
察光学系による画像の位置合わせを容易に行うことがで
き、処理時間を短縮化することのできる立体観察内視鏡
を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本考案では各々の観察光学系における視野に対し、複数
の指標を設けた視野マスクを形成することにより、各観
察光学系により得られる画像の位置合わせに要する時間
を短縮できるようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案を具体的に説明する。

第１図ないし第９図は本考案の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例に用いられる視野マスクを示す正面図、
第２図は第１実施例の内視鏡の外形を示す側面図、第３
図は第２図の平面図、第４図は視野マスクが取付けられ
たイメージガイドの出射端近傍を示す説明図、第５図は
先端部を示す正面図、第６図は先端部の斜視図、第７図
は接眼部から見た観察視野を示す説明図、第８図は内視
鏡に取付けた立体画像処理装置全体の構成図、第９図は
相関演算の説明図である。

第２図及び第３図に示すように第１実施例の立体観察内
視鏡１は、体腔内等に挿入できるように細長でフレキシ
ブルな挿入部２と、この挿入部２の後端側に連設した操
作部３と、この操作部３から外部に延出したライトガイ
ドケーブル４と、前記操作部３の後端にフレキシブルに
延出した２本の接眼可撓管５ａ，５ｂと、これら接眼可
撓管５ａ，５ｂの端部に設けた接眼部６ａ，６ｂとから
構成されている。

上記挿入部２の前端は硬性の部材で先端構成部１１が形
成され、この先端構成部（先端部とも記す。）１１に隣
接する後部は、図示しない多数の関節駒を（挿入部２の
長手方向に）縦列して上下方向及び左右方向に屈曲自在
となる湾曲部１２が形成され、操作部３の側部に設けた
アングルノブ１３を回動することによって、前記湾曲部
１２を上下方向及び左右方向に湾曲できるようにしてあ
る。（尚、上記アングルノブ１３の操作により先端構成
部１が屈曲される際の上下方向の上方向をＵＰ方向、左
右方向をＲ／Ｌ方向と略記する。） 上記２本の接眼可撓管５ａ，５ｂは、操作部３のＵＰ方
向に対し、垂直に配列され、従って接眼部６ａ，６ｂ内
の接眼レンズ系１４ａ，１４ｂ（第４図参照）のＵＰ方
向がほぼ一致しており、人間の感覚に合わせた構造とな
っている。各接眼可撓管５ａ，５ｂは、操作部３との接
続部及び接眼部６ａ，６ｂとの接続部がそれぞれ折れ止
め部材１５ａ，１５ｂ；１６ａ，１６ｂが取付けてあ
る。これら接眼可撓管５ａ，５ｂをフレキシブルにし
て、人間の両眼の間隔に合わせることができ、さらに回
転方向にも合わせ易くできるようにしてある。また、接
眼部６ａ，６ｂには視度調節のできるリングがそれぞれ
設けられている。さらに、各接眼部６ａ，６ｂには、カ
メラ又は画像処理装置に連結した撮像装置が連結可能で
ある。

上記先端構成部１１には第５図及び第６図に示すよう
に、２つの対物レンズ系２１ａ，２１ｂが中心軸Ｏに関
し、対称的に離間して取付け、視差のある像を得られる
ようにしている。（尚、これら両対物レンズ系２１ａ，
２１ｂの中心間距離ｄが大きい程、視差の大きな像を得
られるので、この距離方向を視差の方向ｌ又は視差の得
られる方向ｌと略記する。） 上記対物レンズ系２１ａ，２１ｂの間には、これらレン
ズ系２１ａ，２１ｂに向けて送気及び送水することので
きるノズル２２が設けてある。さらに、これら対物レン
ズ系２１ａ，２１ｂより各々等距離となる位置、つまり
２つの対物レンズ系２１ａ，２１ｂの中心を結ぶ線分の
垂直２等分線上の位置に、配光とパララックスを確保す
るべく、照明レンズ系２３及びチャンネル２４が設けて
ある。

尚、２つの対物レンズ系２１ａ，２１ｂをアングルノブ
１３によるＵＰ方向に対し、略４５°程度傾斜させて配
置したのは、縦方向、横方向両方に視差を得るためであ
る。又、２つの対物レンズ系２１ａ，２１ｂにて同じ物
を視認した場合、ほぼ同じ大きさ、歪みで見える構造と
してある。

第３図に示すように、ライトガイドケーブル４の先端に
取付けたライトガイドコネクタ２５を図示しない光源装
置に接続することによって、光源装置から照明光が供給
される。しかして、第５図又は第６図に示すように照明
レンズ系２３を経て被写体に向けて出射される。この照
明光で照明された被写体は、対物レンズ系２１ａ，２１
ｂにて、これらレンズ系２１ａ，２１ｂの焦点面に、そ
の入射端面が臨むように配置されたイメージガイド２８
ａ，２８ｂに結像され、結像された各光学像は、それぞ
れ出射端面２９ａ，２９ｂに伝送される。尚、各イメー
ジガイド２８ａ，２８ｂはフレキシブルなファイババン
ドルで構成されている。各出射端面２９ａ，２９ｂに
は、それぞれ視野マスク３１ａ，３１ｂが取付けてあ
り、これら視野マスク３１ａ，３１ｂ内の光学像は、接
眼レンズ系１４ａ，１４ｂを介し肉眼による観察を行え
る２つの観察光学系が形成してある。これら２つの観察
光学系による光学像は視差を有する光学像であり、観察
者はこれら視差のある２つの光学像を視認して立体的な
内視鏡像として知覚することができる。

ところで、第１実施例では、各イメージガイド２８ａ，
２８ｂの出射端面２９ａ，２９ｂに取付けられる視野マ
スク３１ａ，３１ｂには、第１図に示すようにアングル
のＵＰ方向及びＤＯＷＮ方向を示す指標３２ａ，３３ｂ
（又は３２ｂ，３３ｂ）が形成されている。これら指標
３２ａ，３３ａ（又は３２ｂ，３３ｂ）は、円形視野の
中心を通る２つの円周位置に対向し、視野中心に向けて
楔形で突出する形状にしてある。

従って、接眼部６ａ，６ｂから観察した場合には、第７
図（ａ），（ｂ）に示すような視野となる。この場合、
イメージガイド２８ａ，２８ｂを形成するファイババン
ドルの俵積み方向Ｔは、視差の方向ｌと平行な俵積み配
列にしてある。

ところで、上記接眼部６ａ，６ｂには、カメラ又は画像
処理装置に連結した撮像手段を装着可能であり、第８図
は接眼部６ａ，６ｂに装着した立体画像処理装置４１を
示す。

第８図において、接眼部６ａ，６ｂには、固体撮像素子
４２ａ，４２ｂを内蔵したカメラ４３ａ，４３ｂが装着
され、イメージガイド２８ａ，２８ｂの出射端面２９
ａ，２９ｂに伝送された各光学像は、固体撮像素子４２
ａ，４２ｂの撮像面に結像され、それぞれ光電変換され
る。光電変換された画像信号は、それぞれ立体画像処理
装置４１を形成するＡ／Ｄコンバータ４４ａ，４４ｂに
入力され、各々ディジタル量の画像データに変換された
後、それぞれ画像メモリ４５ａ，４５ｂに記憶される。
これら画像メモリ４５ａ，４５ｂに記憶された画像デー
タは、立体観察内視鏡１の対物レンズ系２１ａ，２１ｂ
等の観察光学系による像の歪を補正する歪補正器４６
ａ，４６ｂに入力され、画像の歪が補正された後、相関
演算器４７ａ，４７ｂにそれぞれ入力される。これら相
関演算器４７ａ，４７ｂは、第９図に示すように２枚の
左及び右画像ＬＰ，ＲＰの中に検出点ＫＰと検出点ＫＰ
を中心とした演算対象領域をそれぞれ設定する。両画像
ＬＰ，ＲＰに設けた演算対象領域に対する相関演算を行
う。この相関は、最初は相関ピークがあまり鋭くない
が、大まかな見当をつけるためにある程度大きな領域、
例えばＢＥを設定し、次に対象領域を絞って、小さな領
域ＳＥに対して演算を行い、精度良く対応する領域を決
定し、２枚の画像データにおける対応点間の距離、つま
りシフト量を検出する。この検出されたシフト量は、シ
フト量メモリ４８に蓄積し、画像メモリ４５ａ，４５ｂ
に記憶されている画像データとか、このシフト量及び先
端部１１での２つの対物レンズ系２１ａ，２１ｂ間距離
ｄのデータを用いて計算し、画像の凹凸情報とか画像内
の任意の部分の大きさ及び高さを計算し、（数値的に表
示したり）画像表示装置４９にて立体的な画像に合成し
て表示する。

尚、１対の観察光学系、つまり１対の対物レンズ系２１
ａ，２１ｂ、接眼レンズ系１４ａ，１４ｂ、イメージガ
イド２８ａ，２８ｂは、画像データの補正が可能である
ため、全く同じ特性のものを使用しなくても良い。

ところで、上記第１実施例では視野マスク３１ａ，３１
ｂに、上記相関演算を正確に行う際の位置合わせの補助
となる指標３２ａ，３３ａ及び３２ｂ，３３ｂが現われ
る。従って、例えば上記相関演算を行う際の対象領域を
設定する場合第９図に示すように指標３２ａ，３３ａと
を結ぶ直線Ｃ１及び指標３２ｂ，３３ｂとを結ぶ直線Ｃ
２を基準線に用いて設定したり、さらにこれら直線Ｃ
１，Ｃ２の中点を原点に選んで（対象領域を）設定する
と、各対象領域は、並進的及び回転的な位置ずれの少い
状態で相関の高い対象領域を設定することができる。従
って、相関演算の際の例えば対象領域の縮小のステップ
数を少くしたり、各ステップにおける相関演算ピークの
計算時間を短くしたりできるため、全体の画像処理時間
を短縮できる。従って、短時間で立体画像を表示させる
ことができ、診断する際患部の凹凸をより詳しく知るこ
とができ、正確な診断を下すことができる。また、はれ
た患部が時間的に変化する場合、その微妙な変化量を検
出できるため、治ゆ又は症状の進行状態等も的確に知る
ことができ、診断上の効果が大きい。

第１０図は本考案の第２実施例の視野マスク５１ａ（５
１ｂ）を示す。

この第２実施例では、各イメージガイドの出射端面に取
付けられる視野マスク５１ａ（又は５１ｂ）には、アン
グルＵＰ方向及びＤＯＷＮ方向を示す指標３２ａ，３３
ａ（又は３２ｂ，３３ｂ）の他に、さらに視差の方向に
対し垂直な位置（水平な位置を示すものでも良い。）を
示す指標５２ａ（又は５２ｂ）とを設けたものである。

上記視野マスク５１ａ，５１ｂを設けた内視鏡を接眼部
から観察した場合には、第１１図（ａ），（ｂ）に示す
ようになる。

各イメージガイドを形成するファイババンドルの俵積み
の方向Ｔは、この実施例ではアングルのＵＰ方向と平行
にしてある。

その他は上記第１実施例と同等の構成である。

この第２実施例の作用効果は上記第１実施例と同様であ
る他に、肉眼観察した場合、視差のある、これら両光学
像から立体像に合成知覚する場合、上記視差の方向と直
交する指標５２ａ，５２ｂは人間の感覚上立体像に合成
し易い案内になり、肉眼による立体視に対しても効果的
なものとなる。

第１２図に示す本考案の第３実施例では、対物レンズ２
１ａ，２１ｂの焦点面に、各入射端面が臨むイメージガ
イド２８ａ，２８ｂにおける各入射端面に視野マスク６
１ａ，６１ｂを取付けている。

また、この場合各視野マスク６１ａ（又は６１ｂ）は、
第１３図に示すようにアングルＵＰ方向及びこれに垂直
な方向にクロスしたレチクル線６２ａ，６３ａ（又は６
２ｂ，６３ｂ）によるレチクルにて指標を形成してい
る。

尚、第１４図に示すように、例えばイメージガイド２８
ａ（又は２８ｂ）の入射端面及び出射端面に、それぞれ
第１５図に示す視野マスク７１ａ，７２ｂ（又は７１
ｂ，７２ｂ）を取付けても良い。

各視野マスク７１ａ，７２ａ（又は７１ｂ，７２ｂ）に
はそれぞれ指標７３ａ，７４ａ（又は７３，７４ｂ）が
設けてある。これら指標７３ａ，７４ａ（又は７３ｂ，
７４ｂ）は、視野の中心を通り、互いに対向する位置に
取付けられ、この方向はアングルＵＰ及びＤＯＷＮの方
向となるようにしてある。尚、上記指標７１ａ，７２ａ
（又は７１ｂ，７２ｂ）を一方の端面に２枚取付けるよ
うにしても良い。

第１６図に示すように挿入部の先端部内に固体撮像素子
８１ａ，８１ｂを収納した電子内視鏡８２においても、
撮像面の前面に視野マスク８３ａ，８３ｂを取付け、各
視野マスク８３ａ，８３ｂに、例えばアングルのＵＰ方
向及びＤＯＷＮ方向を示す指標８４ａ，８５ａ；８４
ａ，８５ｂを設けるようにすることもできる。尚、視野
マスクは円形でも良いし、他の形状でも良い。

また、電子内視鏡に対し、上述した他の実施例を適用す
ることもできる。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、各観察光学系の各々
に複数の指標を設けてあるので、各画像の並進的及び回
転的位置ずれを解消して画像処理の処理時間を短縮でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本考案の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例に用いられる視野マスクを示す正面図、
第２図は第１実施例の内視鏡の外形を示す側面図、第３
図は第２図の平面図、第４図は視野マスクが取付けられ
たイメージガイドの出射端近傍を示す説明図、第５図は
先端部を示す正面図、第６図は先端部の斜視図、第７図
は接眼部から見た観察視野を示す説明図、第８図は内視
鏡に取付けた立体画像処理装置全体の構成図、第９図は
相関演算の説明図、第１０図は本考案の第２実施例にお
ける視野スクを示す正面図、第１１図は第２実施例にお
いて接眼部から観察した視野を示す説明図、第１２図は
本考案の第３実施例の主要部を示す斜視図、第１３図は
第３実施例における視野マスクを示す正面図、第１４図
は本考案の第４実施例における主要部を示す斜視図、第
１５図は第４実施例に用いられる視野マスクを示す正面
図、第１６図は本考案の第５実施例における電子内視鏡
の先端側の主要部を示す斜視図である。 １…立体観察内視鏡、２…挿入部 ３…操作部 ５ａ，５ｂ…接眼可撓管 ６ａ，６ｂ…接眼部、１１…先端構成部 １３…アングルノブ １４ａ，１４ｂ…接眼レンズ系 ２１ａ，２１ｂ…対物レンズ系 ２８ａ，２８ｂ…イメージガイド ３１ａ，３１ｂ…視野マスク ３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…指標

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の観察光学系を有し、視野となる部分
   に視野マスクを有する内視鏡において、 各々の観察光学系の視野マスクの指標を複数設けたこと
   を特徴とする立体観察内視鏡。