JPH08280610A

JPH08280610A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH08280610A
Application number: JP7094934A
Authority: JP
Inventors: Mitsujiro Konno; 光次郎金野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】オートクレーブ耐性を備え、且つピント調整
が可能で、内視鏡像の観察倍率の切替えが容易に行える
内視鏡装置を提供する。【構成】本発明の内視鏡装置は、図示しない内視鏡，
ＴＶ撮影アダプター２４及びＴＶカメラヘッド２５から
なり、前記内視鏡（図の左側）から伝送された被写体像
は、ＴＶ撮影アダプター２４の内部に配置された結像光
学系６により、ＴＶカメラヘッド２５に内蔵された水晶
フィルター１９及び赤外線カットフィルター２１を介し
て、ＴＶカメラヘッドに内蔵されたＣＣＤ上に結像され
るようになっている。そして、オートクレーブ処理によ
る水蒸気の侵入を防止するため、結像光学系６は、サフ
ァイアカバーガラス２２によって気密封止されたレンズ
鏡体１８に収納され、一方、ＴＶカメラヘッド２５もサ
ファイアカバーガラス２２により気密封止されて構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の接眼部にＴＶ
カメラを取り付けてこのＴＶカメラにより内視鏡像の観
察が行えるようにした内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡により得られる体腔内等
の画像を撮像装置に導くためには、内視鏡の接眼部の後
方に着脱自在の外付けＴＶカメラを取り付けて用いる。
この外付けＴＶカメラを備えた内視鏡装置の構成を図１
４に示す。図示したように、従来の内視鏡装置は、その
用途に従って、主に以下に説明する３つの形態に構成さ
れる。まず、第１は、内視鏡（ここでは硬性鏡）１が、
フォーカシング機構を有するＴＶ撮影アダプター５及び
このＴＶ撮影アダプター５とは別体に構成されたＴＶカ
メラヘッド７を介してＣＣＵ（カメラコントロールユニ
ット）８と接続され、内視鏡１で撮像された像がＴＶモ
ニター９上に表示されるようになっているもの。第２
は、内視鏡１がオートアイリス１１が内蔵されたＴＶ撮
像アダプターと一体型のＴＶカメラヘッド１３を介し
て、ＣＣＵ８と接続されるもの。第３は、内視鏡１がフ
ォーカシング用中間アダプター１４，結像光学系６を内
蔵したＴＶカメラヘッド１５を介して、ＣＣＵ８と接続
されるものである。ここで、内視鏡１は、その用途に
従って、ＴＶカメラヘッド７，１３又は１５の何れに対
しても共通に使用できるようになっている。

【０００３】図１４において、内視鏡１は、対物レンズ
２とリレーレンズ３とを含む挿入部と、接眼レンズ４を
含む接眼部とからなっている。対物レンズ２は物体像Ｑ
を形成し、この像Ｑはリレーレンズ３により接眼レンズ
４の手前まで伝送されて像Ｑ’が形成される。像Ｑ’を
形成した光は、接眼レンズ４によりほぼ平行な光束とさ
れた後、射出される。従って，接眼レンズ４を介して物
体像を観察できる。尚、リレーレンズ３は、通常は複数
（奇数が一般的）のレンズにより構成されている。又、
ＴＶ撮影アダプター５若しくはＴＶカメラヘッド１３，
１５に内蔵されている結像光学系６は、内視鏡１の接眼
レンズ４から射出された光を受けて、物体像ＱがＴＶカ
メラヘッド７，１３，１５に内蔵されたＣＣＤイメージ
センサー等の撮像素子上に形成されるように光束を収斂
させている。

【０００４】又、図１４に示したＴＶカメラヘッド１３
において、オートアイリス１１は、ＴＶ撮影アダプター
５を内視鏡１の接眼部に取り付けたときに、接眼レンズ
４の射出瞳位置とほぼ一致するような位置に設けられて
おり、その開口の大きさはＴＶ撮影アダプター５内に設
けられた図示しないモーターの駆動力により変更できる
ようになっている。又、ＴＶカメラヘッド７，１３，１
５には、夫々フィルター群１０とＣＣＤ（固体撮像素
子）とが備えられている。このＣＣＤからの出力信号
は、ＣＣＵ８へ供給される。ＣＣＵ８は、この信号をＴ
Ｖモニター９上に表示可能な信号に変換すると共に、必
要とされる各種の信号処理を行うものである。又、必要
に応じてＴＶカメラ等を制御するための信号処理も行っ
ている。尚、１２はオートアイリス１１を制御するため
の信号が送信される電気駆動経路を示している。

【０００５】ＴＶカメラヘッド７の滅菌を行う際には、
ＥＯＧ（エチレン・オキサイド・ガス）や洗浄液を用い
るため、ＴＶ撮影アダプター５とＴＶカメラヘッド７と
は、この両者が接続された状態で水密構造となるように
構成されている。即ち、ＴＶ撮影アダプタ５ー若しくは
ＴＶカメラヘッド７の接続部にＯリングを設ければ、そ
の両者を一体的に構成する必要はなく、各々を分離して
構成することが可能になるのである。このように構成す
ると、内視鏡システムとして種々のＴＶ撮影アダプター
を用いることができるため、ユーザーのニーズに最適な
内視鏡像の観察倍率を提供することができる。更に、Ｔ
ＶカメラヘッドのフォーカスリングにＯリングを用いれ
ば、フォーカシング機能を備えることも可能になる。

【０００６】ところで、近年ではランニングコストの安
い滅菌法として、例えば、温度１３５℃の高圧水蒸気中
に５分間放置することにより全ての微生物を殺す（以下
滅菌という）方法、所謂オートクレーブ法が用いられる
ことが多くなってきている。このようなオートクレーブ
法に対処するためには、ＴＶカメラヘッドを完全気密構
造にして水蒸気が内部に進入するのを防ぐ必要があるた
め、結像光学系を有するＴＶ撮影アダプターとＣＣＤを
有するＴＶカメラヘッドとを一体的に構成して気密封止
にしなければならない。従って、フォーカシング機構の
ような可動部を備えることはできないので、図１４に示
したＴＶ撮影アダプター５，ＴＶカメラヘッド７を含む
内視鏡装置を使用することはできないという問題が生じ
る。

【０００７】このような問題点を解決するためになされ
た発明として、特開平６−４１３９５号により提案され
た内視鏡撮像装置がある。図１４に示されたＴＶカメラ
ヘッド１３を用いた構成がこの装置を示している。ＴＶ
カメラヘッド１３は、フォーカス機能を有していない代
わりにオートアイリスと呼ばれる可変絞り装置を用い
て、被写界深度を深くすることでピントボケの問題の解
決を図っている。又、この装置では、ユーザーがピント
調整をする必要が殆どないというメリットがある。この
ように構成された従来の内視鏡装置では、内視鏡の接眼
レンズ４の後方に配置された結像光学系６により、ＴＶ
カメラヘッド１３内のＣＣＤ等の撮像素子上に結像させ
て、モニター９によって像の観察ができるようになって
いる。しかしながら、この装置では、ＴＶカメラヘッド
１３はオートクレーブ耐性を備えているが、オートアイ
リス装置も有しているため、製品としては大変高価なも
のとなるという問題がある。

【０００８】そこで、このような問題点を解決するため
に発明されたものに、特願平６−２２７４１号により提
案された内視鏡撮像装置がある。図１４に示されたカメ
ラヘッド１５を用いた構成がこの装置を示している。こ
の装置は、結像光学系とＣＣＤと含み、オートクレーブ
耐性を有するＴＶカメラヘッド１５に対し、やはり単体
でオートクレーブ耐性を有するフォーカシング用中間ア
ダプター１４を内視鏡１とＴＶカメラヘッド１５との間
に配置し、このアダプター１４を光軸に沿う方向に移動
させることによってフォーカシングが行えるようになっ
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された内視鏡装置においても、オートクレーブ
耐性は備えられているが、オートアイリス機能は有して
いないため、低コストで製造することはできるが、主結
像光学系がＴＶカメラヘッド１５に内蔵されているた
め、種々の観察倍率に切り換える必要が生じた場合に
は、ＴＶカメラヘッド１５を他のＴＶカメラヘッドと交
換しなければならなくなり、システム的な拡張性に欠け
るという問題点を有している。

【００１０】そこで、本発明は上記のような従来技術が
有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的とす
ることろは、オートクレーブ耐性を備え、且つピント調
整が可能で、内視鏡像の観察倍率の切替えが容易に行え
る内視鏡装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による内視鏡装置は、内視鏡と、固体撮像素
子が内蔵されたＴＶカメラヘッドと、前記内視鏡による
像を前記固体撮像素子上に結像せしめるための光学系が
内蔵されたＴＶ撮影アダプターと、からなる内視鏡装置
において、少なくとも前記ＴＶカメラヘッド又は前記Ｔ
Ｖ撮影アダプターの何れかが耐湿部材により封止されて
いることを特徴とする。又、ディスポーザブル（使い捨
て）タイプのＴＶカメラヘッドを使用し、前記ＴＶ撮影
アダプターを耐湿部材により封止し、その内部に光学フ
ィルターを備えて構成してもよい。更に、本発明の装置
は、少なくとも前記ＴＶカメラヘッド又は前記ＴＶ撮影
アダプターを被覆するための滅菌されたシースを有する
連結装置が接続され得るように構成されていることが好
ましく、又、前記光学系と前記固体撮像素子との光軸に
沿う方向の間隔を可変するための機構が備えられている
ことも特徴としている。

【００１２】

【作用】以下、従来例と対比させて本発明の内視鏡装置
の作用を説明する。

【００１３】図１３は従来の内視鏡装置の構成の概念を
示す光軸に沿う部分断面図である。図のように、従来の
内視鏡装置は、内視鏡１，ＴＶ撮影アダプター５及びＴ
Ｖカメラヘッド７から構成されている。ＴＶ撮影アダプ
ター５は後述するＴＶカメラヘッド７に内蔵されている
ＣＣＤ上に内視鏡１による像を結像される結像光学系６
含むレンズ鏡体１８を備えている。又、ＴＶカメラヘッ
ド５は、水晶フィルター群１９，ＹＡＧ（イットリウム
・アルミニウム・ガーネット）カットフィルター２０，
赤外線カットフィルター２１及びＣＣＤが光軸上に配置
されて構成されている。そして、この従来の内視鏡装置
では、フォーカスリング２３を光軸と同心的に回転させ
ることで、図示しない公知のカムの働きによりレンズ鏡
体１８を光軸に沿う方向に移動させて内視鏡像のピント
調整ができるようになっている。

【００１４】一方、図１２は本発明による内視鏡装置の
構成の概念を示す光軸に沿う部分断面図である。図のよ
うに、本発明の内視鏡装置も、内視鏡１，ＴＶ撮影アダ
プター２４及びＴＶカメラヘッド２５から構成されてい
る。そして、ＴＶ撮影アダプター２４は、その内視鏡１
及びＴＶカメラヘッド２５の双方の側に耐湿性，耐候性
に優れたサファイアガラスからなるサファイアカバーガ
ラス２２が配置され、そのサファイアカバーガラス２２
を包むカバーガラス枠２２ａをＴＶ撮影アダプター２４
の外枠２４ａと半田付けすることによりシールされた気
密構造を達成し、単体でオートクレーブ処理できるよう
に構成されている。又、ＴＶカメラヘッド２５も、ＴＶ
撮影アダプター２４側にサファイアカバーガラス２２を
配置して、そのカバーガラス枠２２ａをＴＶカメラヘッ
ド２５の外枠２５ａと半田付けすることによりシールさ
れた気密構造を達成し、単体でオートクレーブ処理でき
るように構成されている。

【００１５】このように、本発明の装置に用いられるＴ
Ｖ撮影アダプター２４は、オートクレーブ耐性を備える
ために、サファイアカバーガラス２２により結像光学系
６を挟み込むように構成され、且つ、結像光学系６のレ
ンズの最終面とＴＶカメラヘッド２５との間隔を変える
ことによって、内視鏡１と組み合わせた際のフォーカス
調整を行っている。更に、ＴＶ撮影アダプター２４は単
体でオートクレーブ処理が可能な構造になっているた
め、種々の像の観察倍率を選択する際には、ＴＶ撮影ア
ダプター２４を交換するのみで足り、システムの拡張性
を重視した内視鏡装置を実現できる。

【００１６】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。尚、前述した従来例の装置に備えられた部
材と同一のものには同符号を付して説明する。

【００１７】第１実施例図１は、本実施例にかかる内視鏡装置の構成を示す光軸
に沿う部分断面図である。本実施例の内視鏡装置は、図
示しない内視鏡，ＴＶ撮影アダプター２４及びＴＶカメ
ラヘッド２５により構成されている。このとき、前記内
視鏡はＴＶ撮影アダプター２４の外枠２４ａの内視鏡取
り付け部２４ｂに取り付けられ、又、ＴＶカメラヘッド
２５は、その外枠２５ａに設けられたねじ部２５ｂをＴ
Ｖ撮影アダプター２４の外枠２４ａに設けられたねじ部
２４ｃに螺合させることによって、ＴＶ撮影アダプター
２４に取り付けられる。

【００１８】図中、図示しない内視鏡（図の左側）から
伝送された被写体像は、ＴＶ撮影アダプター２４の内部
に配置された結像光学系６により、ＴＶカメラヘッド２
５に内蔵された水晶フィルター１９及び赤外線カットフ
ィルター２１を介して、ＴＶカメラヘッドに内蔵された
ＣＣＤ上に結像されるようになっている。結像光学系６
は、レンズ鏡体１８に収納され、結像光学系６を構成し
ている各レンズはスペーサー１７によりその位置が固定
されている。更に、レンズ鏡体１８はその前記内視鏡及
びＴＶカメラヘッド２５側をサファイアカバーガラス２
２によって気密封止されており、オートクレーブ処理に
よる水蒸気の侵入を防止し得るように構成されている。
又、ＴＶ撮影アダプター２４の外枠２４ａにはカム溝３
１が設けられており、レンズ鏡体１８に取り付けられた
カムピン２９と滑合している。カムピン２９は、フォー
カスリング２３に設けられたキー溝２８に沿って、光軸
に沿う方向に慴動可能になっており、フォーカスリング
２３を回転させることによって、レンズ鏡体１８に収納
されている結像光学系６とＴＶカメラヘッド２５に内蔵
されているＣＣＤとの間隔を変えてフォーカシング調整
ができるようになっている。又、フォーカスリング２３
はフォーカスリング押さえ３０によりその位置がずれな
いように規制されている。

【００１９】このように、本実施例の装置は、レンズ鏡
体１８が気密封止されているので、ＴＶ撮影アダプター
２４を単体でオートクレーブ処理することが可能にな
る。又、ＴＶカメラヘッド２５もサファイアカバーガラ
ス２２により気密封止されているので、ＴＶ撮影アダプ
ター２４と同様にオートクレーブ処理を単体で行うこと
ができる。又、本実施例の装置では、内視鏡像の観察倍
率を変えるには、結像光学系６とは異なる倍率の光学系
を備えた他のＴＶ撮影アダプターと交換するだけでよい
ため、容易に内視鏡像の観察倍率を変えることができ
る。又、レンズ鏡体１８をサファイアカバーガラス２２
により完全に気密封止する際には、サファイアカバーガ
ラス２２に金属製の枠を取付け、この金属枠とレンズ鏡
体１８とを半田付けにより接着することが好ましい。

【００２０】第２実施例図２（ａ）は、本実施例にかかる内視鏡装置の構成を示
す光軸に沿う部分断面図である。図のように、本実施例
の内視鏡装置は、ＴＶ撮影アダプター３２とＴＶカメラ
ヘッド３４とが一体的に構成されている。結像光学系６
が収納されたレンズ鏡体１８を内蔵したＴＶ撮影アダプ
ター３２は、サファイアカバーガラス２２によって内部
が気密封止されている。ＴＶ撮影アダプター３２は、フ
ォーカスリング２３によって光軸と同心的に回転できる
ようになっており、又、ＴＶ撮影アダプター３２の外枠
３２ａに設けられたフォーカスリング押さえ３０によ
り、ＴＶカメラヘッド３４と分離されないようになって
いる。又、フォーカスリング２３はカム枠３３と固定さ
れている。一方、サファイアカバーガラス２２によって
気密封止されているＴＶカメラヘッド３４の外枠３４ａ
には、カムピン２９が設けられており、フォーカスリン
グ２３とカム枠３３とにより形成されたカム溝３１と滑
合している。ＴＶ撮影アダプター３２の外枠３２ａには
キー２７が、又ＴＶカメラヘッド３４の外枠３４ａには
キー溝２８が夫々設けられており、各々が連結し得るよ
うに構成されているため、ＴＶ撮影アダプター３２とＴ
Ｖカメラヘッド３４とは光軸に沿う方向についてのみ動
作するように規制される。従って、図２（ｂ）に示すよ
うに、フォーカスリング２３を光軸と同心的に回転させ
ることによって、フォーカスリング２３の回転がカムと
連動してＴＶ撮影アダプター３２とＴＶカメラヘッド３
４との間隔を変えることができ、フォーカシング調整が
可能になるうえ、図示しない内視鏡から伝送された像が
回転するのも防止することができる。

【００２１】本実施例の内視鏡装置は、前述のように、
レンズ鏡体１８が気密封止されているため、ＴＶ撮影ア
ダプター３２を単体でオートクレーブ処理することがで
きる。又、ＴＶカメラヘッド３４も、サファイアカバー
ガラス２２により気密封止されているため、ＴＶ撮影ア
ダプター３２と同様に単体でオートクレーブ処理するこ
とが可能である。又、本実施例の装置でも、内視鏡像の
観察倍率を変えるには、結像光学系６とは異なる倍率の
光学系を備えた他のＴＶ撮影アダプターと交換するだけ
でよいため、容易に内視鏡像の観察倍率を変えることが
できる。尚、本実施例の装置においても、レンズ鏡体１
８をサファイアカバーガラス２２により完全に気密封止
する際には、サファイアカバーガラス２２に金属製の枠
を取付け、この金属枠とＴＶ撮影アダプター３２の外枠
３２ａとを半田付けにより接着することが好ましい。

【００２２】さて、前述のように、本発明による内視鏡
装置を用いるとユーザーが内視鏡像の観察倍率を自由に
選択できるシステムを構成できるが、この他にも本発明
の装置は様々なメリットを有しているので、以下に説明
する。

【００２３】図３は、本発明の内視鏡装置を含む内視鏡
システム構成を示すシステムチャートである。図中、Ｔ
Ｖ撮影アダプター２４，３２が本発明の内視鏡装置に用
いられるＴＶ撮影アダプターを示している。ＴＶ撮影ア
ダプター５は、従来装置に用いられるものであり、ＴＶ
撮影アダプター３５はディスポーザブルタイプのもので
ある。又、ＴＶカメラヘッド２５，３４は、本発明の内
視鏡装置に用いられるＴＶカメラヘッドであり、ＴＶカ
メラヘッド７は従来の装置に用いられるものである。図
中、実線によって結ばれた装置同士は、システム構成が
可能なもの同士を示している。尚、図１４に示したＴＶ
カメラヘッド１３，１５は図３中には図示されていない
が、これらのＴＶカメラヘッドについても同図に示した
チャート中に含めて考えてよい。

【００２４】図３において、新内視鏡３８は従来の内視
鏡１から接眼部を取り外して、ＴＶ観察専用に構成され
た内視鏡である。即ち、目視観察する機能を省略してＴ
Ｖ観察専用とすることで、接眼レンズ４を削除して低コ
スト化を図ったものである。このような新内視鏡３８も
気密封止されて、オートクレーブ処理が可能になってい
る。従って、この新内視鏡３８による観察像も、やはり
オートクレーブ処理が可能であって結像光学系を有しな
いＴＶカメラヘッド２５（若しくはＴＶカメラヘッド３
４）を用いて像の観察が行われることが好ましい。この
ように、本発明による内視鏡装置は、内視鏡１からその
接眼部を削除した新内視鏡３８と直接結像光学系６を有
しないＴＶカメラヘッド２５（若しくはＴＶカメラヘッ
ド３４）とを用いて構成することもでき、低コスト化を
図ることができると共に、システムの拡張性に優れてい
る。

【００２５】又、図３に示した内視鏡のシステムでは、
各ＴＶカメラヘッドは内部に高価なフィルター類１０を
備えているため、ディスポーザブルタイプのＴＶカメラ
ヘッドで代用することは難しいが、ディスポーザブルタ
イプのＴＶ撮影アダプターをラインナップすることは比
較的容易であり、勿論本発明の内視鏡装置にも用いるこ
とは可能である。このようなディスポーザブルタイプの
ＴＶ撮影アダプターでは、低コスト化を推進するために
プラスチックレンズ等を用いているが、単玉のプラスチ
ックレンズでも明るさ絞りを内蔵させ、ある程度明るさ
を絞った状態にして使用すれば、十分に実用に耐え得る
画像を提供することができる。尚、かかる明るさ絞り
は、レンズ枠自体で構成することが部品点数の削減とい
うことから好ましいのは云までもない。

【００２６】更に、図４は、図３に示した各ＴＶカメラ
ヘッド内からフィルター類１０を削除して、各ＴＶ撮影
アダプター側に内蔵させる場合のシステム構成の例を示
している。オートクレーブ耐性については、図３に示し
たシステムと同様であるが、システム全体としては、各
ＴＶカメラヘッド内にフィルター類を内蔵させる必要が
なくなるため、ディスポーザブルタイプのＴＶカメラヘ
ッドを用いることが容易になる。このディスポーザブル
タイプのＴＶカメラヘッド４３は、その商品としての性
質上、極力コストの低減を図るために、カバーガラスに
プラスチックカバー４４を用いたり、通常のＴＶカメラ
ヘッドに内蔵されているＣＣＤ駆動用のドライバー回路
を、図示しないＣＣＵに内蔵させたり、という工夫か見
られる。

【００２７】ここに示したシステムの場合、プラスチッ
クカバー４４を複屈折性を有する素材により成形すれ
ば、ＴＶ撮影アダプター３９及び４０内に備えられてる
水晶等のフィルター類１０の枚数を削減することがで
き、アダプターの小型化を図ることができる。又、同様
のことはＴＶカメラヘッド４１及び４２についても云え
る。例えば、ＴＶカメラヘッド４１では、サファイアカ
バーガラス２２の結晶軸方向を適宜設定することによ
り、光学系ローパスフィルターとしての作用を付加する
ことが可能になるし、ＴＶカメラヘッド４２はで、カバ
ーガラスを水晶等のフィルター類１０に置き換えればよ
い。又、ＴＶカメラヘッド４１，４２，４３は共にＣＣ
Ｄがカバーガラスに近い位置に配置されているため、図
５に示すように、ゴーストフレア除去用のフレアマスク
５１をカバーガラスの直前の位置に設けると、より好ま
しいＴＶカメラヘッドを構成することができる。

【００２８】更に、図４に示した内視鏡システムにおい
ては、ＴＶカメラヘッド内に水晶等のフィルターを配置
する必要がないため、かかるＴＶカメラヘッドのバック
フォーカス長を短く形成することができるという利点も
有する。近年、ＣＣＤは１／４インチサイズが主流とな
ってきており、このサイズのＣＣＤ上に結像させるたた
めに使用する結像光学系６の焦点距離は、１０〜２０ｍ
ｍ程度となっているため、前記バックフォーカスが長い
と結像光学系６に使用されるレンズタイプはレトロフォ
ーカス型になる。このレトロフォーカス型のレンズタイ
プは、対称性が劣るためレンズの構成枚数が増加してし
まうという欠点がある。又、システムとしてズーム機能
を備えたＴＶ撮影アダプターを設計する必要が生じた場
合には、これに使用する結像光学系はフォーカシング
群，バリエータ群及びコンペンセータ群の３群に構成す
るのが前記のようなカム構造の簡素化のためには好まし
い。しかし、２群のレトロフォーカスタイプではバリエ
ータ群及びコンペンセータ群の機能しか備えられないた
め、ズーミングを行いつつ更にフォーカシングも行うた
めにはカムを二重構造としなければない等、機構の複雑
化が懸念される。

【００２９】一般に、このような複雑な構成では、装置
の強度が著しく劣り壊れやすいものとなるため、手術中
に用いられるものとしては設計思想上好ましくない。
尚、ＴＶカメラヘッドのバックフォーカス長を短く形成
するためには、前述のような方法の他に、ＴＶ撮影アダ
プター若しくはＴＶカメラヘッドのカバーガラスやレン
ズの表面にＹＡＧカットコーティングを施したり、水晶
フィルターに代えて点像強度分布の走査による光学的ロ
ーパスフィルター（例えば、特開平５−８０２７５号及
び特開平４−２８９８１６号公報に示されているもの
等）を用いてもよい。又、図４に示されたシステムにお
いて、新内視鏡３８は単体でオートクレーブ処理を施す
必要があるため、サファイアカバーガラスにより気密封
止されており、又、その内部には光学的ローパスフィル
ターや赤外線カットフィルター等が内蔵されていること
は云うまでもない。

【００３０】前述の図３及び図４に示した内視鏡システ
ムにおいては、従来のものと同様の内視鏡システムも視
野に入れた滅菌法も考慮する必要がある。このため滅菌
シース３６，３７をシステムに取り入れることによっ
て、従来の内視鏡装置にも適用可能なシステムを提供す
ることができる。図３において、滅菌シース３６は内視
鏡１とＴＶ撮影アダプター５との間に連結されるメカ部
材３６ａと滅菌袋３６ｂとからなっており、ＴＶ撮影ア
ダプター５及びＴＶカメラヘッド７を包み込むことによ
り、ＴＶ撮影アダプター５及びＴＶカメラヘッド７を清
潔域とすることができる。これによれば、ＴＶ撮影アダ
プター５及びＴＶカメラヘッド７のガス若しくは洗浄液
による滅菌を行わなくとも、簡単に滅菌処理を施すこと
ができる。又、滅菌シース３７は新内視鏡３８とＴＶカ
メラヘッド７との間に連結されるメカ部材３７ａと滅菌
袋３７ｂとからなっており、ＴＶカメラヘッド７を包み
込むことにより、前記と同様に、ＴＶカメラヘッド７を
清潔域とすることができる。ここで、メカ部材３６ａ，
３７ａは単なる金属部材であるため、単独でオートクレ
ーブ処理を行うことが可能である。又、これらをプラス
チック材により形成することで、滅菌シース３６，３７
をディスポーザブルタイプとすることもできる。尚、
図４に示されている滅菌シース３６，３７も図３に示し
たものと同様のものである。

【００３１】以上説明した内視鏡装置は、オートクレー
ブ処理が可能であり、且つ、オートアイリスを使用して
いないため、比較的安価に製造することができ、更に、
容易に内視鏡の観察倍率を調整することもできるので，
比較的大きな拡張性を有するシステム構成が可能にな
る。

【００３２】又、本発明の内視鏡装置では、上記のよう
なユーザーが自らフォーカシングを行うＴＶ撮影アダプ
ター以外にも、オートアイリスを有するＴＶ撮影アダプ
ターを用いてもよい。オートアイリスを用いると、ある
程度内視鏡の最適な焦点距離における視度がばらついて
も、絞り込みによる被写界深度の向上がみられるため、
ピント調整を行わなくとも実用上問題のない画質を得る
ことはできる。しかし、特に近接した物体を観察する場
合等には、フォーカシングをする必要が生じる。このよ
うな場合に用いられる内視鏡装置には、図１４に示した
ＴＶカメラヘッド１５が考えられるが、この他にも、例
えば、図６に示すようなＴＶ撮影アダプター４８を用い
ることもできる。このＴＶ撮影アダプター４８には、オ
ートアイリス１１と、オートアイリス１１を作動させる
ための電源４７と、オートアイリス１１を制御するため
の受光素子４５と、オートアイリス制御装置４６とが備
えられており、サファイアカバーガラス２２により気密
封止され、第２実施例に示した装置に使用されるＴＶ撮
影アダプターと同様なメカ機構を用いてフォーカシング
も可能となるように構成されている。このように構成さ
れたＴＶ撮影アダプター４８を用いることによって、オ
ートクレーブ処理が可能なうえ、オートアイリスの作動
が可能になると共に、フォーカシングを行うこともでき
るうようになる。

【００３３】又、ＴＶ撮影アダプター４８と共に、図７
に示すようなＴＶカメラヘッド５０を用いて本発明の内
視鏡装置を構成してもよい。ＴＶカメラヘッド５０は、
サファイアカバーガラス２２により気密封止されたう
え、オートアイリス１１，オートアイリス制御装置４
６，電源４７，ＣＣＵ９及び画像情報を電波に変換して
送信する画像送信部４９を備えて、ワイヤレスタイプの
内視鏡用ＴＶカメラヘッドを実現している。このように
構成されたＴＶカメラヘッド５０は、オートクレーブ処
理を行ううえで、大変優れていることは云うまでもな
い。

【００３４】これまで説明したように構成することによ
り本発明の内視鏡装置は十分に低コストでの製造が可能
になっているが、更なるコストダウンを図るための構成
について、以下説明する。

【００３５】図８は、本発明の内視鏡装置のＴＶ撮影ア
ダプター若しくはＴＶカメラヘッドに内蔵される水晶等
のフィルターユニットの構成を示す光軸に沿う部分断面
図である。図中、５２はフィルター枠を、５３はフィル
ター押さえを示している。従来のフィルターユニット
は、耐湿性が弱い赤外線カットフィルターを水晶フィル
ターで挟み込むように密着させて構成されているのが一
般的であった。しかし、このようなものでは、接合工程
が必要となるため、コスト面に問題があったが、図８に
示すような構成によれば、水晶フィルター１０，赤外線
カットフィルター２０及びＹＡＧカットフィルター２１
を全て落とし込み構造とし、これらをフィルター押さえ
５３で固定するため、かかるフィルターの接合工程を省
略することができ、低コスト化を図ることができる。但
し、ここで用いる赤外線カットフィルター２０は、ある
程度耐湿性に優れているものでなければならない。又、
フィルター押さえ５３は接着材により点付け固定されて
もよいし、更に、赤外線カットフィルター２０とＹＡＧ
カットフィルター２１との配置順を入れ替えてもよい。

【００３６】又、従来のＴＶカメラヘッドでは、製造工
程において、通常ＣＣＤのピント出しが行われていた
が、フォーカス調整の調整しろを大きめに設定すること
で、ＣＣＤのピント出し工程を省略することができる。
更に、いままで説明してきた内視鏡装置に内蔵されてい
る光学系を全てプラスチックにより形成すれば、更なる
低コスト化を図ることができる。

【００３７】このように、光学系にかかわる部分の原価
を低減することは、それだけでも多大な高価を奏する
が、装置全体の原価を下げるためには、光学系のみなさ
ず機構系及び電気系においても不必要な部分を省略する
ことが望ましい。このため、例えば以下に説明するよう
な構成を採用することで、電気系の回路の削減が可能に
なる。

【００３８】近年、電子シャッターと呼ばれる電気的な
調光手段が広く用いられるようになってきている。以
下、この電子シャッターの動作の概念について説明す
る。図９（ａ），（ｂ）には、インターライン方式のＣ
ＣＤ撮像素子の光電変換面の摸式図が示されている。図
９（ａ）に示すように、四角のフォトダイオード５４が
縦横に配列されており、横（水平）方向の一列は１ライ
ンに対応している。そして、同図（ｂ）に示すように、
配列されたフォトダイオード５４の列に隣接して縦方向
に垂直（Ｖ）ＣＣＤシフトレジスタ５７が設けられてお
り、又、その出力端には横並びの水平（Ｈ）シフトレジ
スタ５６が設けられている。これらＣＣＤ撮像素子のシ
フトレジスタは、アナログシフトレジスタであり、与え
られた駆動パルスに同期して次々に電荷を送出する働き
を有している。

【００３９】又、各フォトダイオード５４毎に、図示し
ない電荷蓄積部が夫々設けられており、発生した光電荷
を蓄えることができるようになっている。この電荷蓄積
部と垂直（Ｖ）ＣＣＤシフトレジスタ５７との間には、
電荷転送ゲート（トランスファーゲート）５５が設けら
れており、１フィールド毎に１度の電荷転送パルスが与
えられると、全ての光電荷が一斉に電荷転送ゲート５５
を経て垂直（Ｖ）ＣＣＤシフトレジスタ５７へ移動す
る。そして、この垂直（Ｖ）ＣＣＤシフトレジスタ５７
において、１ラインに１度の垂直駆動パルス（Ｖパル
ス）が与えられる度に、光電荷は同時に１ライン分ずつ
上側へ順送りされる。この光電荷の転送先には、水平
（Ｈ）シフトレジスタ５６があって、水平駆動パルス
（Ｈパルス）が与えられる毎に１画素分ずつ横方向（図
の左側）へ順送りされ、図示しない出力アンプにより電
圧信号に変換された後に、出力されるようになってい
る。このようにして、各画素の情報は画面の左上から右
下まで順に読み出されて、１フィールド分の映像信号と
して出力される。

【００４０】又、電気的な調光手段としては他に、明る
さが不足している場合には、オートゲインコントロール
（以下、ＡＧＣという）機能が用いられる場合がある。
このＡＧＣについて、以下簡単に説明する。ＣＣＤより
出力された画像信号は、サンプルホール及びスムージン
グされた後、アンプにより増幅される。そして、このと
きゲイン（増幅度）の設定によって、表示される画像の
明るさ調整を行っている。このゲインによる明るさ調整
回路がＡＧＣである。

【００４１】ここで、ＮＴＳＣ方式用のＣＣＤでは、１
／６０ｓｅｃで電荷の蓄積を行い、これを信号として垂
直（Ｖ）ＣＣＤシフトレジスタ５７へ送出しているが、
この電荷蓄積時間を１／３０ｓｅｃに設定すれば、画像
の明るさを向上させることができるため、前記ＡＧＣ回
路を削減しても十分明るい画像を提供することができ
る。従って、ＡＧＣ回路を削減した分だけ、低コスト化
を実現することができる。更に、電気系と光学系との協
業によりコストの低減を行うこともできる。例えば、内
視鏡装置のＴＶ撮影アダプターに内蔵されている赤外線
カットフィルターを取り除くと、大きなコストの削減と
なるが、この場合には得られる画像が全て赤みを帯びて
しまうので、ＣＣＵにより色バランスを青色側に設定す
ることにより、全体としての画像の調和を保ことができ
る。

【００４２】又、本発明の内視鏡装置のＴＶカメラヘッ
ドに用いられるＣＣＤの構造を工夫することにより、色
収差を良好に補正し得るＴＶカメラヘッドを実現するこ
ともできる。図１０（ａ）〜（ｃ）は色収差を良好に補
正し得るＣＣＤの撮像面に対し垂直に切断した面の摸式
図（断面図）を示したものである。このようなＣＣＤ
は、図１０（ａ）に示すように、マイクロレンズ６１の
面と光電面６２との間に、色信号を分離するための原色
系の色フィルターである、青（Ｂ）フィルター５８，緑
（Ｇ）フィルター５９及び赤（Ｒ）フィルター６０を配
置し、各フィルターに対応する光電面６２に至る光路長
が青から赤になるに従い、大きくなるように設定してい
る。従って、本発明の内視鏡装置のＴＶ撮影アダプター
内の結像光学系若しくはＴＶカメラヘッド内のＣＣＤに
おいて色収差が発生しても、各色に対するピント位置が
一定になるようにしたことで、かかる色収差を補正して
いる。

【００４３】又、このような効果は、図１０（ｂ）に示
すように、各色フィルターに対応するマイクロレンズ６
１の面の高さを夫々変えて構成しても得られるし、同図
（ｃ）に示すように、各色フィルター以降の光路中に屈
折率の異なる媒質ｎ₁，ｎ₂，ｎ₃を夫々配置して、空
光路長を変化させることによっても達成できる。このよ
うに構成されたＣＣＤを用いることによって、前記結像
光学系若しくはＣＣＤにおいて、色収差が発生した場合
にも良好な画質を得ることができるため、前記結像光学
系を単玉レンズにより構成でき、更なるコスト削減に有
効である。

【００４４】尚、図１０（ａ）〜（ｃ）に示したＣＣＤ
の摸式図において、フィルター５８〜６０は一列に配列
されているように見えるが、実際には、図１１に示すよ
うに、二次元的に配列されている。同図において、輝度
信号Ｙは色素Ｇより生成し、色差信号はａフィールド
（ａ₁，ａ₂，・・・・）又はｂフィールド（ｂ₁，ｂ
₂，・・・・）における垂直方向の差信号（例えば色素
Ｒ−色素Ｇの値や色素Ｂ−色素Ｇの値）によって生成さ
れる。また、同図に示すフィルターの構成は、一般的な
補色系のＴＶカメラ用単板カラーＣＣＤに比べ、色フィ
ルターに原色のものを用い、更に赤フィルター構成部分
を少なくしているところに特徴を有している。なぜな
ら、体腔内の被写体は赤色を含んでいることが多いた
め、内視鏡用のＣＣＤとしては赤色に関して敏感なフィ
ルター構成を備える必要が無いためである。又、前述の
フィルター１９，２０以外にも、ＹＡＧ等のレーザーを
使用した場合の悪影響を除去するための各種レーザーカ
ットフィルターも配置する必要がある。

【００４５】又、最近では、処置用のレーザー装置にお
いても、半導体レーザーを用いたものの小型化，高出力
化が要求されているため、前記半導体レーザーの波長を
除去し得るようなフィルターを配置することが好ましい
場合が多々ある。これらの波長は、使用する半導体素子
の特性にもよるが、およそ８１０ｎｍ〜１０００ｎｍで
ある。従って、前記ＹＡＧカットフィルター（ＹＡＧレ
ーザー波長１０６０ｎｍ）と合わせて使用した場合に、
８１０ｎｍ以上の波長を除去し得るようなフィルター特
性を備えることが、装置の小型化及び部品点数を削減す
る目的からみて好ましい。又、装置のＴＶ撮影アダプタ
ー内に備えられた赤外線カットフィルター自体に８１０
ｎｍ以上の波長を除去し得るような特性を備えてもよ
い。更に、これらのフィルター若しくはＴＶ撮影アダプ
ターに内臓された結像光学系に干渉型のフィルターをコ
ーティングして、前記のような特性を備えることも可能
である。

【００４６】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ＴＶ撮
影アダプター内に配置された結像光学系及びＴＶカメラ
ヘッドをサファイア等から構成したカバーガラスにより
気密封止しつつ、前記光学系とＴＶカメラヘッドに内蔵
したＣＣＤとの間隔を変え得るように構成したため、フ
ォーカシング機能を有しながらも、オートクレーブ処理
を施すことが可能であり、且つ、オートアイリスを備え
ていないために比較的安価で製造でき、而も優れたシス
テムの拡張性を有する内視鏡装置を提供することができ
る。又、本発明の内視鏡装置を用いてシステム構成を行
えば、ディスポーザブルタイプのＴＶカメラシステムへ
の切替えも容易に行えるし、滅菌シースを用いることに
より、システムの一部分を取り替えるだけで従来のＴＶ
カメラシステムも使用できるという利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる内視鏡装置の構成
を示す光軸に沿う部分断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の第２実施例にかかる内視鏡装
置の構成を示す光軸に沿う部分断面図であり、（ｂ）は
（ａ）に示した内視鏡装置のフォーカシングを説明する
ための図である。

【図３】本発明の内視鏡装置を含む内視鏡のシステム構
成を説明するためのチャート図である。

【図４】図３に示した内視鏡のシステム構成とは別の一
例を示すチャート図である。

【図５】本発明の装置に使用されるゴーストフレア除去
用のフレアマスクを備えたＴＶカメラヘッドの構成を示
す光軸に沿う部分断面図である。

【図６】本発明の装置に使用されるオートアイリス装置
を備えたＴＶ撮影アダプターの構成を示す光軸に沿う断
面図である。

【図７】本発明の装置に使用されるオートアイリス装置
を備えたＴＶカメラヘッドの構成を示す光軸に沿う部分
断面図である。

【図８】本発明の装置に使用される水晶等のフィルター
ユニットの構成を示す光軸に沿う部分断面図である。

【図９】（ａ），（ｂ）はインターライン方式のＣＣＤ
撮像素子の光電変換面の模式図である。

【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は色収差を良好に補
正し得るＣＣＤの撮像面に対し垂直に切断した面の模式
図（断面図）である。

【図１１】図１０に示したフィルター５８〜６０の配列
を説明するための図である。

【図１２】本発明の内視鏡装置の構成の概念を示す光軸
に沿う部分断面図である。

【図１３】従来の内視鏡装置の構成の概念を示す光軸に
沿う部分断面図である。

【図１４】従来の内視鏡装置を用いた内視鏡のシステム
構成を説明するためのチャート図である。

【符号の説明】

１内視鏡（硬性鏡）２対物レンズ３リレーレンズ４接眼レンズ５，２４，３２，３９，４０，４８ＴＶ撮影アダプタ
ー６結像光学系７，１３，１５，２５，３４，４１，４２，５０ＴＶ
カメラヘッド８ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）９ＴＶモニター１０フィルター類１１オートアイリス１２電気駆動回路１４フォーカシング用中間アダプター１６フォーカシングレンズ１７スペーサー１８レンズ鏡体１９水晶フィルター群２０ＹＡＧカットフィルター２１赤外線カットフィルター２２サファイアカバーガラス２２ａカバーガラス枠２３フォーカスリング２４ａ，２５ａ枠２４ｂ内視鏡取り付け部２４ｃ，２５ｂねじ部２７キー２８キー溝２９カムピン３０フォーカスリング押さえ３１カム溝３３カム枠３５ディスポーザブルタイプのＴＶ撮影アダプター３６，３７滅菌シース３６ａ，３７ａメカ部材３６ｂ，３７ｂ滅菌袋３８新内視鏡４３ディスポーザブルタイプのＴＶカメラヘッド４４プラスチックカバー４５受光素子４６オートアイリス制御装置４７電源４９画像伝送部５１フレアマスク５２フィルター枠５３フィルター押さえ５４フォトダイオード５５電荷転送ゲート５６水平（Ｈ）シフトレジスタ５７垂直（Ｖ）シフトレジスタ５８青（Ｂ）フィルター５９緑（Ｇ）フィルター６０赤（Ｒ）フィルター６１マイクロレンズ６２光電面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡と、固体撮像素子が内蔵されたＴ
Ｖカメラヘッドと、前記内視鏡による像を前記固体撮像
素子上に結像せしめるための光学系が内蔵されたＴＶ撮
影アダプターと、からなる内視鏡装置において、少なくとも前記ＴＶカメラヘッド又は前記ＴＶ撮影アダ
プターの何れかが耐湿部材により封止されていることを
特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】内視鏡と、固体撮像素子が内蔵されたＴ
Ｖカメラヘッドと、前記内視鏡による像を前記固体撮像
素子上に結像せしめるための光学系が内蔵されたＴＶ撮
影アダプターと、からなる内視鏡装置において、少なくとも、前記ＴＶカメラヘッドはディスポーザブル
（使い捨て）タイプであって、又、前記ＴＶ撮影アダプ
ターは耐湿部材により封止され且つ光学フィルターを内
蔵していることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】内視鏡と、固体撮像素子が内蔵されたＴ
Ｖカメラヘッドと、前記内視鏡による像を前記固体撮像
素子上に結像せしめるための光学系が内蔵されたＴＶ撮
影アダプターと、からなる内視鏡装置において、少なくとも前記ＴＶカメラヘッド又は前記ＴＶ撮影アダ
プターを被覆するための滅菌されたシースを有する連結
装置が接続され得るように構成されていることを特徴と
する内視鏡装置。
【請求項４】前記光学系と前記固体撮像素子との光軸
に沿う方向の間隔を可変するための機構が備えられてい
ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内
視鏡装置。