JPH09313435A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる視野方向で得られる各画像間の位置関
係の把握などが容易にできる内視鏡装置を提供するこ
と。 【解決手段】 内視鏡の先端部９に着脱自在の先端光学
アダプタ１０を接続することにより、側視と直視で同時
に観察可能となり、側視の撮像光学系による側視視野範
囲５１と直視の撮像光学系による直視視野範囲５２とは
一部が重複する重複部５４が形成されるようにＣＣＤに
結像され、ＣＣＤで光電変換された撮像信号は信号処理
手段により、モニタの表示面に隣接して表示される。こ
の場合、２つの画像中における重複部がほぼ相似形状
で、かつ内視鏡等の動きに対し、同じ方向に動くように
ほぼ連続性を保つように表示され、両画像間の位置関係
等を視覚的に把握し易くし、操作性を確保している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる視野方向の
光学アダプタが着脱自在で接続される内視鏡と、各視野
方向の画像を表示する信号処理手段を有する内視鏡装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
事により体腔内臓器を観察したり、必要に応じて処置具
チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療のでき
る内視鏡が広く用いられている。また、工業用分野にお
いても、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等
の内部の傷、腐食等の観察、検査に工業用内視鏡が広く
用いられている。

【０００３】上述のように用いられる内視鏡には挿入部
の先端にＣＣＤなどの撮像素子を配設し、この撮像素子
に結像した内視鏡像をモニタ画面に映し出して観察を行
う電子内視鏡がある。

【０００４】例えば、体腔内壁或いはパイプ内壁に病変
部位或いは傷などが存在していないかを診断或いは検査
するような場合には、１つの視野方向を有する内視鏡よ
りも、視野方向が異なる複数の視野方向を観察できる内
視鏡の場合の方が便利な場合がある。つまり、まず直視
の視野方向の画像で大まかに内壁面を観察し、病変部位
或いは傷などの可能性のある部分に対しては側視方向の
画像でその部分を詳細に観察することにより、短時間で
広範囲を検査できる。

【０００５】この場合、直視のみしか観察できないと、
病変部位或いは傷などの可能性のある部分を正面から詳
しく検査することが困難となり、一方側視しか観察でき
ないと、円筒形状の内壁面を観察するには回転する操作
を多用しなければならず、細長の挿入部の外周面と体腔
内壁面或いはパイプ内面との摩擦の影響を配慮しなけら
ばならなくなり、回転をゆっくり行う等のことが必要と
なり、迅速な診断或いは検査を行うことは困難となる。

【０００６】このように異なる複数の視野方向を観察で
きる内視鏡として、例えば実公平４ー４０１８３号公報
には１つの固体撮像素子に直視及び側視方向の画像を結
像して両方向を観察できるようにしたものがある。

【０００７】しかしながら、この第１の従来例では得ら
れる複数の画像は、互いに重複する部分を観察できない
ので、複数の画像間の位置関係の把握が困難となり、例
えば直視の画像でより詳しく調べる必要があるという部
位を、側視の視野範囲内に設定することが困難となる。

【０００８】一方、特開平４ー３４１２３２号公報では
異なる複数の視野方向を観察できるようにすると共に、
得られる複数の画像をハイビジョンモニタに同時に表示
できるようにしている。

【０００９】この第２の従来例では、その公報中の図３
６等では異なる視野方向の画像の一部が重なるのもの開
示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
２の従来例では先端部に複数の撮像光学系及び複数の撮
像素子をほぼ並列に近いレイアウトで配置しているの
で、先端部の外径等が大きくなり、内視鏡検査に使用で
きる用途が制約されてしまう。

【００１１】また、上記２つの従来例とも複数の視野方
向を観察できるが、視野方向を取り換えることができな
いので、用途が制約されると共に、用途に応じた内視鏡
を揃えるにはユーザ側の経済的負担が大きくなる。

【００１２】本発明は上述した点に鑑みてなされたもの
で、用途が広く、かつ複数の画像間の位置関係の把握も
視覚的に簡単に把握でき、操作性の良い内視鏡装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】異なる複数の視野方向の
光学系を有する光学アダプタが着脱自在に設けられ、各
光学系の画像が１つの撮像素子上に、各視野範囲の一部
が重複した重複部が形成されるように結像する撮像手段
を有する内視鏡と、前記重複部の画像部分が隣接し、ほ
ぼ連続性が保たれるように表示される信号処理を行う信
号処理手段とをとを設けることによって、隣接し、ほぼ
連続性が保たれるような表示される重複部から視覚的に
複数の画像間の位置関係などを術者は容易に把握でき、
湾曲操作なども的確に行えるようにすると共に、用途に
応じて光学アダプタを取り換えることにより、広い用途
で使用することを可能にしている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を具体的に説明する。

【００１５】（第１の実施の形態）図１ないし図１５は
本発明の１実施の形態に係り、図１は本発明の１実施の
形態の内視鏡装置の構成を示す外観図、図２は先端光学
アダプタ部分を示す斜視図、図３は図５のＣ−Ｃ断面
図、図４は図５のＤ−Ｄ断面図、図５は図３のＡ−Ａ断
面図、図６は図３のＢ−Ｂ断面図、図７はＣＣＤカバー
ガラスとその前面に取り付けられるカバーガラス部分を
示す図、図８は側視視野範囲と直視視野範囲との一部が
重複することを示す説明図、図９は直視対物光学系と側
視対物光学系の構成を示す図、図１０は図９の側視対物
光学系の第１の変形例の要部の構成を示す図、図１１は
図９の側視対物光学系の第２の変形例の要部の構成を示
す図、図１２はＣＣＵの信号処理系を示すブロック図、
図１３はモニタ画面に第１の表示モードで表示される画
像を示す図、図１４はモニタ画面に第２及び第３の表示
モードで表示される画像を示す図、図１５は撮像面に結
像される２つの画像を示す図である。

【００１６】図１に示すように内視鏡装置１は照明手段
及び観察手段（撮像手段）とを内蔵した内視鏡２と、こ
の内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２
に内蔵された撮像手段に対する信号処理手段を備えたカ
メラコントロールユニット（以下ＣＣＵと記す）４及び
表示手段としてのモニタ５とから構成される。

【００１７】上記内視鏡２は比較的径が太く、術者によ
り把持され、湾曲等の操作を行うための操作部５を有
し、この操作部５の前端には、細長で可撓性を有する挿
入部６の後端が連設されている。この挿入部６は可撓性
を有する可撓管７の先端側に湾曲可能な湾曲部８を介し
て硬質の先端部９が設けらている。この先端部９には画
角とか視野方向を変換したり、或いは２つの視野方向を
観察可能とする内視鏡用光学アダプタとしての先端光学
アダプタ１０が着脱自在に取り付けられるようになって
いる。

【００１８】また、上記操作部５には、上記湾曲部８
を、上下、左右の所望の方向へ湾曲させる湾曲操作ノブ
１１が設けられている。さらに、上記操作部５からユニ
バーサルコード１２が側方へ延出され、このユニバーサ
ルコード１２の先端に接続された光源コネクタ１３が上
記光源装置３に着脱自在で接続される。

【００１９】さらに、前記光源コネクタ１３からＣＣＵ
ケーブル１４が延出され、その先端にＣＣＵコネクタ１
５が接続されており、このＣＣＵコネクタ１５がＣＣＵ
４に着脱自在で接続される。

【００２０】図３に示すように、先端部９を形成する硬
質の先端部本体２１の内部にはＣＣＤ１６及びＩＣ等の
電気部品１７や信号線ケーブル１８をＣＣＤ１６背面か
らケーブル接続部まで接着剤で一体的に封止して成形し
た撮像ユニット１９と、照明光を伝送するライトガイド
２０が設けられている。

【００２１】また、先端部本体２１の外周面にはアダプ
タ着脱用ネジ部２２が設けられており、このアダプタ着
脱用ネジ部２２には先端光学アダプタ１０が固定用リン
グを介して着脱自在で取り付けられる。

【００２２】図４に示すように、先端光学アダプタ１０
と内視鏡２の光学系は先端光学アダプタ１０に設けられ
た位置決めピン２３及び先端部本体２１に設けられた位
置決め溝２４によって対設する状態で位置決めされる。
つまり、位置決め溝２４に位置決めピン２３を係入する
ことにより両光学系は位置決めされた状態で接続され
る。

【００２３】先端光学アダプタ１０はアダプタ本体２５
とカバー２６とから成り、接着剤及びビス２７（図４参
照）によってカバー２６はアダプタ本体２５に固着され
る。

【００２４】本実施の形態では先端光学アダプタ１０に
は、先端部９に内蔵した１つのＣＣＤ１６に、２つの被
写体の像が左右に隣接して結ばれるように、図２に示す
ように２つの対物光学系或いは撮像光学系２８、２９が
設けられている。

【００２５】１つは対物光学系の観察方向が内視鏡の軸
と平行な前方向を向いた直視撮像光学系２８であり、他
方は対物光学系の観察方向が内視鏡２の挿入部６の軸方
向に対して直角方向を向いた側視撮像光学系２９であ
る。ＣＣＤ１６の配置方向は湾曲部８の上下、左右の湾
曲方向に対応して配置され、例えば湾曲部８を上方向側
に湾曲させるように湾曲操作ノブ１１を操作した場合、
この上方向側は側視撮像光学系２９の側視方向に一致す
るように設定されているので、明細書中ではこの側視方
向を上方向、反対側を下方向とし、これらの上下方向と
垂直な方向を左右方向と説明する場合がある。

【００２６】それぞれの撮像光学系２８、２９を構成す
るロッドレンズ３１、プリズム３２以外のレンズ部分は
それぞれが同じレンズを用いて形成され、レンズの共通
化によりコストを下げることができるようにしている。

【００２７】なお、本実施の形態では直視及び側視を観
察する先端光学アダプタ１０について示しているが、こ
の内視鏡装置１ではこのほかに、直視専用、直視・直視
（立体視）用、直視・斜視等の先端光学アダプタも使用
可能であり、用途に応じてそれらを装着して使用するこ
とができる。

【００２８】従って、内視鏡２の先端部９に用途に適し
た先端光学アダプタを装着することによって、共通の内
視鏡本体（内視鏡２において先端光学アダプタを取り外
したもの）で広い用途に使用できると共に、個々に用意
する場合よりも経済的負担を軽減できるようにしてい
る。

【００２９】先端部９までライトガイド２０により導か
れた照明光は、先端光学アダプタ１０におけるそれぞれ
の撮像光学系２８、２９に対応した観察方向を照明する
直視用照明系３３、側視用照明系３４にそれぞれ導かれ
る。

【００３０】本実施の形態では光学系のレイアウトを以
下に説明するようにして、これらの光学系をコンパクト
に先端光学アダプタ１０に収納している。以下、図３な
いし図１１を参照してより詳しく説明する。

【００３１】図３に示すように先端部９の先端面のほぼ
中央位置（左右方向の中心で、上下方向には僅かに上方
に偏心した位置）にカバーガラスで保護されたＣＣＤ１
６が配置され、その下側（図３で下側）にライトガイド
２０が配置されている。

【００３２】そして、この先端部９に装着される先端光
学アダプタ１０の基端面には先端部９の先端面のＣＣＤ
１６及びライトガイド２０に対向する位置となるように
撮像及び照明光学系の後端が対向する位置となるように
（撮像光学系及び照明光学系）が形成されている。

【００３３】（図５のＣ−Ｃ断面から分かるように）挿
入部６の軸と平行な方向に沿って、左右方向に偏心し、
側視撮像光学系２９の光軸を含む断面である図３に示す
ように側視撮像光学系２９の下側（換言すると側視方向
と反対側）にはライトガイド２０に対向して直視用照明
系３３が直線的に配置されている。

【００３４】この側視撮像光学系２９は上方の側視観察
窓に取り付けられた側視撮像光学系第１レンズ（以下、
側視第１レンズと略記。他も同様）３６と、この側視第
１レンズ３６の光軸上に対向して配置されたプリズム３
２と、このプリズム３２で直角方向に変更され、挿入部
６の軸と平行な光軸上に沿って配置された側視後群レン
ズ３７とからなる。

【００３５】この側視撮像光学系２９の下側の直視用照
明系３３はライトガイド２０に対向して配置された円柱
形状のロッドレンズ（又はライトガイド）３８と、この
ロッドレンズ３８の先端面に対向する直視用照明窓に取
り付けられた直視用照明レンズ３９とから構成され、直
視撮像光学系２８の画角に合わせた視野範囲を照明す
る。

【００３６】この側視撮像光学系２９の右側には直視撮
像光学系２８が配置され、この直視撮像光学系２８は先
端面の直視観察窓に取り付けられた直視第１レンズ４１
と、この直視第１レンズ４１の光軸上に対向して配置さ
れた円柱形状のロッドレンズ３１と、このロッドレンズ
３１に対向する後方に配置された直視後群レンズ４２と
から構成されている。

【００３７】図４に示すようにＣＣＤ１６の前面（撮像
面）に隣接するように配置された側視後群レンズ３７及
び直視後群レンズ４２を経て共通のＣＣＤ１６の撮像面
の左側及び右側の撮像エリア部分に像をそれぞれ結ぶよ
うにしている。

【００３８】また、側視撮像光学系２９の一部のレンズ
（例えば後群レンズ３７の最も後ろのレンズ）及び直視
撮像光学系２８の一部のレンズ（例えば後群レンズ４２
の最も後ろのレンズ）は左右方向に隣接する内側を切り
欠いたＤ型の非円形状にして共通のＣＣＤ１６の撮像面
に広い範囲で像を結ぶようにしている。

【００３９】直視撮像光学系２８と側視撮像光学系２９
の光線は、例えばアダプタ本体２５と一体の仕切５５に
より交わらないようになっている。

【００４０】また、図３のＡ−Ａ断面である図５から分
かるように、この直視撮像光学系２８の下側には側視用
照明系３４を構成する側視照明用ライトガイド４３が配
置されている。

【００４１】この側視用照明系３４は直視撮像光学系２
８の下側で挿入部６の軸と平行な方向に延出され、その
後端がライトガイド２０の先端面に対向するように配置
された側視照明用ライトガイド４３と、このライトガイ
ド４３の屈曲された先端面に対向する側視用照明窓に取
り付けられた側視用照明レンズ４４とから構成されてい
る。

【００４２】ライトガイド４３は直視撮像光学系２８の
下から直視撮像光学系２８の外側を通り、前記側視用照
明レンズ４４近傍まで３次元的に屈曲されるように成形
され、側視撮像光学系２９の画角に合わせて、その視野
範囲を照明する。さらに述べると、この図５に示すよう
にライトガイド４３の先端側は直視撮像光学系２８を囲
むように半径外側方向に屈曲して上方の側視用照明窓側
に延出され、この側視用照明窓側に隣接して側視観察窓
が形成されている。

【００４３】また、図３示すように、先端部９における
ＣＣＤ１６を収納した収納部の先端開口はカバーガラス
４７で水密的に閉塞され、この先端部９に装着された先
端光学アダプタ１０における直視撮像光学系２８及び側
視撮像光学系２９を収納した撮像光学系収納部の後端開
口は前記先端開口に対向し、カバーガラス４８で水密的
に閉塞されている。

【００４４】そして、この先端光学アダプタ１０側のカ
バーガラス４８の後端面には、図３のＢ−Ｂ断面を示す
図６に示すように遮光性の薄い金属板等で形成されたマ
スク４９が取り付けられ、直視撮像光学系２８及び側視
撮像光学系２９の視野範囲の周辺部を遮光して、各視野
範囲を明確化している。なお、図６におけるマスク４９
における右側の開口４９ａが直視撮像光学系２８による
視野範囲を規定し、左側の開口４９ｂが直視撮像光学系
２８による視野範囲を規定することになる。

【００４５】なお、マスク４９をカバーガラス４８の後
面でなく、前面に設けても良い。

【００４６】また、ＣＣＤ１６の撮像面側を保護するＣ
ＣＤカバーガラス５０の前面に配置され、水密的に取り
付けられる上記カバーガラス４７は図７に示すように、
ＣＣＤカバーガラス５０の略正方形よりサイズが小さい
例えば円形状にしてあり、その厚みも例えば１ｍｍ以下
にしている。

【００４７】この場合、厚みを小さくすると、カバーガ
ラス４７の側面を開口内壁に水密的に接着する場合の奥
行きが短くなるため、水密機能が低下するし、厚みを大
きくすると、先端硬質長が長くなり、挿入性が低下して
しまう（屈曲した部位に挿入することが困難になる）。
また、マスク４９の輪郭がぼやけてしまう。本実施の形
態では、カバーガラス４７を隣接するＣＣＤカバーガラ
ス５０のサイズより内側となるようにより小さいサイズ
とし、このサイズの周辺側となるＣＣＤカバーガラス５
０前面部分も水密的に接着する接着しろ５０ａに用いる
ことにより、（先端硬質長を短くできる）薄いカバーガ
ラス４７でも十分な水密機能を確保している。

【００４８】なお、図５に示すように直視撮像光学系２
８の中心軸は側視撮像光学系２９の中心軸と、側視照明
用ライトガイド４３の屈曲部４３ａの間に配置されてい
る。側視照明用ライトガイド４３は近点観察時の照明む
ら防止のために側視撮像光学系２９の方に曲げられ（側
視方向となる上方向を越えて斜め上方向を向くように曲
げられ）ている。また、側視用照明レンズ４４は直視撮
像光学系２８の上に一部がオフセットして重なるように
配置されている。

【００４９】本実施の形態では、直視撮像光学系２８
は、カバー２６に直視第１レンズ４１が、アダプタ本体
２５に第２レンズとしてのロッドレンズ３１以降のレン
ズ系が設けられている。このような構造の場合、側視照
明用ライトガイド４３、直視照明用ロッズレンズ（また
はライトガイド）３８から漏れた光が、第１レンズ４１
と第２レンズの間に侵入し、フレアを起こさないような
構造としなければならない。

【００５０】カバー２６とアダプタ本体２５が密着して
光が侵入しないような構造とする場合、非常に高精度な
加工が必要となり、コストが高くなってしまう。また、
カバー２６とアダプタ本体２５に段差を設けて緩嵌し、
照明光が直接侵入しないようにすると、構造が複雑にな
りコストが高くなってしまう。

【００５１】上記問題を解決するために、本実施の形態
ではカバー２６に設けられた直視撮像光学系２８の第１
レンズ４１後端に図３及び図４に示すように遮光部材４
５を設けている。遮光部材４５はロッドレンズ３１の外
周に接着固定され、更にカバー２６と緩嵌するようにな
っている。

【００５２】また、本実施の形態では図８に示すよう
に、例えば側視撮像光学系２９の第１レンズ３６から所
定距離Ｌ１以上での側視視野範囲５１と、直視撮像光学
系２８による直視視野範囲５２とが一部重なるように、
直視撮像光学系２８及び側視撮像光学系２９の両光学系
の画角が広角化されている（或いは少なくとも一方の画
角が広角化されている）。なお、上記所定距離Ｌ１の具
体例としては例えば側視撮像光学系２９の近点位置であ
る。この近点位置が直視撮像光学系２８ではっきり見え
る近点位置に達しない場合には直視撮像光学系２８側の
近点位置とすると良い。

【００５３】従って、図８に示すように近点位置等の所
定距離Ｌ１より遠いパイプ内面５３等の部位を観察する
場合には、側視視野範囲５１と直視視野範囲５２とで画
像中の一部が重なって観察できる重複部５４になる。

【００５４】より具体的には側視視野範囲５１の前側の
部分と直視視野範囲５２の上側の部分とが重複する重複
部５４となる。

【００５５】（距離に依存するニュアンスを持つ視野範
囲を用いないで、視野範囲を角度で表現する画角を用い
て）換言すると、側視光学系による画角と直視光学系に
よる画角とが一部重複する画角部分ができるように両画
角が設定されている。また、視野の重複部分を設けるに
は側視視野を傾けてもよい。

【００５６】通常、側視視野を傾ける（斜視）には、偏
角によって片ボケが起きないように、側視第１レンズ全
体を斜めにし、プリズムの反射面の角度これに合わせて
いる（側視第１レンズの光軸とプリズム以降の光学系の
光軸を一致させている）。このような光学系でパイプ内
を観察した場合には、被写体に対して光軸が斜めになっ
ているため、モニタの中心部はピントは合っていても、
上下（内視鏡軸方向の先端側と後端側）方向は観察深度
から外れてしまうことがあるといった問題がある。

【００５７】そこで本実施の形態では、図９に示すよう
に、直視第１レンズ４１等からなる直視撮像光学系２８
及び側視第１レンズ３６を除いたプリズム３２等からな
る側視撮像光学系２９は、重複させない場合と同じ光学
特性を持たせ、側視第１レンズ３６のみを内視鏡２の挿
入軸方向後端側にずらすことで、側視第１レンズ３６の
中心軸を側視撮像光学系２９の光軸中心に対して偏心さ
せ、側視光学系による画角と直視光学系による画角とが
一部重複する画角部分ができるように両画角が設定され
ている。なお、側視第１レンズ３６のずらし量はどれぐ
らい偏角を起こさせるかで決定される。

【００５８】したがって、図９に示したように、本実施
の形態では、側視光学系の光軸に対して側視第１レンズ
３６をずらしているため、側視光学系の光軸に対して前
側（図９左側）では遠点側に、後側（図９右側）では近
点側にピントがシフトする。つまり、パイプ内を斜めに
観察するのに適した深度となる。図９において、側視第
１レンズ３６からパイプ壁面までの距離はＢ＞Ａである
ため、パイプ内面の観察時には片ボケが起こりにくい。

【００５９】つまり、上記問題を生じさせることなく、
側視第１レンズ３６を単にずらすといった簡単な構成
で、図８に示したように、近点位置等の所定距離Ｌ１よ
り遠いパイプ内面５３等の部位を観察する場合には、側
視視野範囲５１と直視視野範囲５２とで画像中の一部が
重なって観察できる重複部５４を得ることを可能として
いる。

【００６０】なお、図９に示したように、側視第１レン
ズ３６のみを内視鏡２の挿入軸方向後端側にずらすとし
たが、これに限らず、直視第１レンズ４１のみをずらし
たり、側視第１レンズ３６及び直視第１レンズ４１をそ
れぞれずらし、側視視野範囲５１と直視視野範囲５２と
で画像中の一部が重なって観察できる重複部５４を得る
ようにしてもよい。

【００６１】また、本実施の形態の第１の変形例の側視
光学系の要部である図１０に示すように、側視第１レン
ズ３６をずらすことなく、側視第１レンズ３６の球穴３
６ａの中心のみ側視光学系の光軸に対して後方にずらし
てもよく（この場合、側視光学系の光軸中心に対して側
視第１レンズ３６の外径中心は一致しており、図１０に
おいてａ＞ｂとなっている）、球穴３６ａのずらし量は
どれぐらい偏角を起こさせるかで決定される。なお、プ
リズム３２は図示した三角プリズムに限らず、２回反射
プリズム、ダハプリズム等でもよい。

【００６２】さらに、本実施の形態の第２の変形例の側
視光学系の要部である図１１に示すように、側視第１レ
ンズ３６をずらすことなく、反射面の角度Ｃを「Ｃ＝４
５゜−α」としたプリズム３２ａを用いることにより側
視光学系の光軸を傾けることで、側視視野範囲５１と直
視視野範囲５２とで画像中の一部が重なって観察できる
重複部５４を得るようにしてもよい。ここで、αはどれ
ぐらい偏角を起こさせるかで決定される。

【００６３】このような先端光学アダプタ１０を装着し
てＣＣＤ１６の撮像面に得られる画像、或いはこのＣＣ
Ｄ１６の撮像面の画像を通常の信号処理してモニタ５の
表示面５Ａに表示した場合の画像は図１５（Ａ）に示す
ようになる（図１５（Ａ）の実線の枠はＣＣＤ１６の撮
像面を示し、２点鎖線はモニタ５の表示面５Ａの枠を示
す）。

【００６４】ここで、左側の四角枠内の画像が直視撮像
光学系２８の画像２８ａを示し、右側の四角枠内の画像
が側視撮像光学系２９の画像２９ａを示す。

【００６５】また、白抜きの太い矢印を含む４つの矢印
は、被写体として管状部材の内面を観察している状態
で、（被写体側に対して相対的に）先端部９を中心軸に
沿って前進させるように移動した場合、画像の動く方向
を示すものであり、また文字Ｆ等の符号は画像２８ａと
２９ａでの両者の関係を示すもので、画像２８ａにおけ
る文字Ｆは、画像２９ａ中では上下反転及び左右反転
（鏡面画像）している。

【００６６】従って、白抜きの太い矢印付近の重複部５
４の見え方もこのようになる。

【００６７】このように両画像２８ａ，２９ａを表示し
た場合には、例えば一方の画像を参照して注目すべき部
分等を観察視野内に捕らえ、他方の画像を参照してより
詳しく観察使用とした場合に、注目する部分に接近する
ように先端部を移動すると、その動きに応じて画像は移
動する。この場合、一方の画像の動きと、他方の画像の
動きが逆向きで、上下、及び左右が反転して表示される
等、直視の画像２８ａと側視の画像２９ａとの位置関係
等を視覚的に素早く把握することが困難となる。

【００６８】このため、画像を参照して、その画像から
先端部９の移動操作、湾曲操作を行って注目する部分を
迅速に観察できる状態に設定する場合の操作性が低くな
ってしまうので、本実施の形態では両画像の関係を視覚
的に把握し易く、操作性を向上できるように表示するた
めの信号処理を行う信号処理手段を形成している。

【００６９】本実施の形態ではＣＣＵ４は図１２に示す
ように構成されている。標準信号発生回路（ＳＳＧと略
記）６１のパルスは駆動回路６２に入力され、ＣＣＤ１
６を駆動するドライブ信号を生成し、ＣＣＤ１６に印加
して光電変換された画像信号或いは撮像信号を読み出
す。

【００７０】ＣＣＤ１６から読み出された画像信号はプ
リアンプ６３で増幅された後、プロセス回路６４に入力
され、輝度信号Ｙと線順次の色差信号Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙが
生成され、それぞれＡ／Ｄコンバータ６５ａ，６５ｂに
よりデジタル信号に変換された後、デジタルの輝度信号
Ｙ（単に画像データとも呼ぶ）はセレクタ６６ａを介し
て第１及び第２メモリ６７ａ，６７ｂに書き込まれ、デ
ジタルの色差信号Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙはセレクタ６６ｂを介
して第３及び第４メモリ６７ｃ，６７ｄに書き込まれ
る。

【００７１】この場合、セレクタ６６ａ，６６ｂはコン
トローラ６８により、制御され、かつコントローラ６８
は操作パネルのスイッチ、キーボード等の操作部６９に
よる指示に応じて制御方法を変更する。

【００７２】例えば、先端光学アダプタ１０が装着され
た場合には、ＣＣＤ１６の撮像面の画像は図１５（Ａ）
の実線で示したように、左側の四角枠内の画像が直視撮
像光学系２８の画像２８ａを示し、右側の四角枠内の画
像が側視撮像光学系２９の画像２９ａとなる。

【００７３】上述のように、画像２８ａ中における重複
部の文字Ｆは、画像２９ａでは上下反転及び左右反転し
ている。

【００７４】このように結像された両画像２８ａ，２９
ａを、それら両画像の位置関係等を把握し易いように重
複部が隣接し、重複部の画像部分でほぼ連続性が保たれ
るように表示する信号処理を行う。

【００７５】例えば操作部６９から第１の表示モードの
指示を行うスイッチ操作、コマンド等を入力すると、Ｃ
ＣＤ１６の撮像信号読み出し方向が図１５（Ａ）におい
て、水平方向であると、水平方向の中央位置を読み出す
タイミングで“Ｈ”から“Ｌ”に切り換わるセレクト信
号（図１５（Ｂ）参照）によりセレクタ６６ａ，６６ｂ
は同時に切り換えられ、左側の画像２８ａを含む撮像信
号部分に対応する輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ
が第１メモリ６７ａ及び第３メモリ６７ｃにそれぞれ書
き込まれ、右側の画像２９ａを含む撮像信号部分に対応
する輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙが第２メモリ
６７ｂ及び第４メモリ６７ｄにそれぞれ書き込まれる。

【００７６】つまり、第１メモリ６７ａ及び第３メモリ
６７ｃには図１５（Ａ）の左画像２８ａに対応する直視
画像データが記憶され、第２メモリ６７ｂ及び第４メモ
リ６７ｄには図１５（Ａ）の右画像２９ａに対応する側
視画像データが記憶されることになる。

【００７７】第１の表示モードではモニタ５の表示面５
Ａの縦方向に２つの画像を隣接して連続性を有するよう
に表示すると共に、両画像全体を欠けることなく表示す
るために両画像を縮小処理する。

【００７８】このために、第１〜第４メモリ６７ａ〜６
７ｄの画像データは画像処理回路７０に入力され、画像
処理された後、第１及び第２メモリ６７ａ，６７ｂの画
像データは１つのバッファメモリ７１ａに上下方向に隣
接するように合成して書き込まれ、同様に第３及び第４
メモリ６７ｃ，６７ｄの画像データは色差信号Ｒ−Ｙと
色差信号Ｂ−Ｙ成分毎に２枚のプレーンメモリからなる
バッファメモリ７１ｂに上下方向に隣接するように合成
して書き込まれる。

【００７９】この場合、第２メモリ６７ｂ及び第４メモ
リ６７ｄの画像データはコントローラ６８からの（第１
の表示モードに対応する）メモリアドレス信号が変更さ
れて印加され、上下が反転された画像データが画像処理
回路７０に入力される。

【００８０】具体的には第１及び第３メモリ６７ａ，６
７ｃに印加されるメモリアドレスにおける垂直方向（縦
方向）のアドレス（Ａ１，Ａ２，…，Ａｎ）に対し、第
２メモリ６７ｂ及び第４メモリ６７ｄはそれらのアドレ
スの上位側ビットと下位側ビットとを入れ換えたアドレ
ス（Ａｎ，…Ａ２，Ａ１）とすることにより、側視画像
でも直視画像と同じ方向性を持つ画像にされて画像処理
回路７０に入力される。

【００８１】つまり、このようにメモリアドレスを変更
することにより、側視画像の上下が逆転すると共に、左
右も反転した画像データとなり、画像処理回路７０に入
力される。そして、縮小処理されてバッファメモリ７１
ａ，７１ｂに上下方向に隣接するように合成して書き込
まれる。

【００８２】バッファメモリ７１ａの画像データはＤ／
Ａコンバータ７２ａによりアナログの輝度信号Ｙに変換
され、バッファメモリ７１ｂの画像データはＤ／Ａコン
バータ７２ｂによりアナログの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
に変換され、これらの信号はエンコーダ７３により図示
しない同期信号と共にＮＴＳＣの映像信号に変換された
後、モニタ５に出力され、モニタ５の表示面５Ａには図
１２或いは図１３に示すように２つの画像２８ｂ，２９
ｂを縦方向に隣接して表示する。

【００８３】これら画像２８ｂ，２９ｂ中では重複部は
縦方向に隣接して表示されると共に、文字Ｆで示すよう
に重複部の像は上下及び左右ともに反転しない状態で表
示される。より具体的には、例えば画像２８ｂ中におけ
る上側の部分に表示された重複部は、その画像２８ｂの
上に隣接する画像２９ｂ中でその重複部が拡大等されて
画像２９ｂ中の下側の部分に表示されることになり、重
複部が上下に隣接して表示され、重複部はその向きを含
めてほぼ相似形状で表示されることになる。また、被写
体に対する内視鏡の動きに対して両画像中での各重複部
の動きは同じ方向となるように表示される。

【００８４】従って、例えば先端部９を前進等させるよ
うに移動した場合、その動きに対応して画像２８ｂ中で
重複部の画像が移動すると、画像２９ｂ中での重複部の
画像も同じ方向に移動し、重複部が両画像２８ｂ，２９
ｂ中でほぼ隣接して連続性を持つように表示されると共
に、像の形状もほぼ相似形状で表示される（上下、左右
が反転等しないで、ほぼ相似形状で表示される）。

【００８５】このため、一方の画像を参照して移動等の
操作を行っている状態から、他方の画像を参照して操作
を行うように参照する画像を切り換えても、表示される
両者の関係が連続性をもつように表示されているので、
それに対して内視鏡を操作する方向性等を変更すること
が必要でなく、高い操作性を維持することができる。

【００８６】また、一方の画像の重複部に注目する部分
を捕らえれば、他方の画像でもその部分を観察すること
ができ、かつ内視鏡等を動かした場合に同じ方向に動く
ので、参照する画像の切換をスムーズに行うことができ
る。

【００８７】なお、視野方向が異なるので、一般的には
全く同じ形状で表示されるのではなく、例えば画像２８
ｂにおける上下方向のサイズは画像２９ｂでは伸長して
表示される等の違いが存在する。

【００８８】また、操作部６９を操作して、第２の表示
モードを指示する入力を行うと、コントローラ６８は第
２メモリ６７ｂ及び第４メモリ６７ｄの側視画像データ
の読み出しの際、メモリアドレス信号を変更して印加
し、上下及び左右が反転された画像データを画像処理回
路７０に出力する。画像処理回路７０は縮小処理を行う
ことなく、単に側視画像データの下側部分を切り欠く処
理をして、この下側部分を切り欠いた側視画像データの
下側に直視画像データが位置するように輝度画像データ
はバッファメモリ７１ａに、色差画像データはバッファ
メモリ７１ｂに格納する。

【００８９】従って、この場合にはモニタ画面５Ａに
は、図１４（Ａ）に示すように２つの画像２８ｃ，２９
ｃが連続性を保つように表示される。

【００９０】また、操作部６９を操作して、第３の表示
モードを指示すると、コントローラ６８は第２メモリ６
７ｂ及び第４メモリ６７ｄの側視画像データの読み出し
の際、メモリアドレス信号を変更して印加し、上下及び
左右が反転された画像データを画像処理回路７０に出力
する。画像処理回路７０は縮小処理を行うことなく、単
に側視画像データの上側部分を切り欠く処理して、この
上側部分を切り欠いた側視画像データの下側に直視画像
データが位置するように輝度画像データはバッファメモ
リ７１ａに、色差画像データはバッファメモリ７１ｂに
格納する。

【００９１】従って、この場合にはモニタ５の表示面５
Ａには、図１４（Ｂ）に示すように２つの画像２８ｃ，
２９ｄが連続性を保つように表示される。

【００９２】図１４（Ａ）と図１４（Ｂ）とでは、直視
画像２８ｃは同じで、側視画像２９ｃ，２９ｄは下側或
いは上側が切り欠かれていることのみ異なる。

【００９３】また、操作部６９からの指示の他に、内視
鏡２の操作部５に設けた表示モード選択スイッチ７４の
操作によっても、コントローラ６９に指示信号を送り、
上述の表示モードを切り換えることができるようにして
いる。

【００９４】本実施の形態によれば、直視及び側視の２
つの光学系を有するアダプタで、内視鏡先端部との対向
部近傍の挿入部の軸方向に垂直な断面において、直視撮
像光学系２８の下に側視用照明系３４が、側視撮像光学
系２９の下に直視用照明系３３が位置する構造にしてい
る。

【００９５】さらに、側視照明用レンズ４４が側視撮像
光学系第１レンズ３６の横に位置し、直視撮像光学系２
８の中心軸が、前記側視照明用ライトガイド４３と側視
撮像光学系第１レンズ３６の中心軸の間に位置してい
る。

【００９６】このような構成にして、先端光学アダプタ
１０に両撮像光学系２８、２９及び両照明系３３、３４
をコンパクトに配置して収納でき、従って、この先端光
学アダプタ１０を硬質の先端部９に装着した状態の内視
鏡２として使用する場合、先端側の硬質部（先端光学ア
ダプタ１０及び先端部９）の長さ、つまり先端硬質部長
を短くできる。この場合、コンパクトに配置できるの
で、外径が太くなることも回避できるようにしている。

【００９７】また、直視及び側視の両撮像光学系２８、
２９の光路長をほぼ等しくすることが出来るため、両撮
像光学系２８、２９のレンズの多くを共通化することが
可能となり、コストを抑える事が出来る。

【００９８】また、異なる複数の視野方向を有する光学
系を備えた先端光学アダプタ１０が先端部９に着脱自在
で、各画角の一部が重複するようにして共通の撮像素子
に結像されるようにすると共に、重複部の画像部分が隣
接してほぼ相似形で表示され、かつ被写体に対する内視
鏡の動きに対して各重複部の画像部分が同じ方向に動く
ように信号処理しているので、画像間の位置関係等の視
覚的な把握が容易となり、参照する画像を切り換えて
も、内視鏡を操作する方向性等を切り換えることなく操
作でき、高い操作性を確保できる。

【００９９】また、先端光学アダプタを交換して装着す
ることにより、広い用途に適した診断或いは検査に使用
できる。

【０１００】（第２の実施の形態）図１６は本発明の第
２の実施の形態における画像表示の作用を示す。本実施
の形態はモニタ５での表示機能が異なり、異なる部分の
み説明する。本実施の形態では図１２に示した画像処理
回路７０は、さらに拡大する画像処理の機能を有する。

【０１０１】例えば、操作部６９から拡大表示の指示を
行う入力操作を行ったり、内視鏡２の表示モード選択ス
イッチ７４等の操作により拡大表示の指示を行うと、画
像処理回路７０は直視画像データ及び側視画像データに
対して、それぞれ拡大する処理を行った後、画像処理回
路７０内の画像メモリに一旦格納すると共に、拡大処理
して、下部側を切り欠いた側視画像データの下側に直視
画像データが位置するように、輝度画像データはバッフ
ァメモリ７１ａに、色差画像データはバッファメモリ７
１ｂにそれぞれ格納する。

【０１０２】従って、この場合には、モニタ画面５Ａに
は図１６（Ａ）に示すように拡大された直視画像２８ｅ
とその上に下側が切り欠かれた側視画像２９ｅが表示さ
れる。

【０１０３】この状態で、操作部６９から或いは内視鏡
２側から表示入れ換えの指示を行うと、画像処理回路７
０は、この画像処理回路７０内の画像メモリに一旦格納
された拡大画像データに対し、側視画像データの下側
に、上側の画像データ部分を切り欠いた直視画像データ
が隣接するように、輝度画像データはバッファメモリ７
１ａに、色差画像データはバッファメモリ７１ｂにそれ
ぞれ格納する。

【０１０４】従って、この場合には、モニタ画面５Ａに
は図１６（Ｂ）に示すように拡大された側視画像２９ｆ
とその上に上側が切り欠かれた直視画像２８ｆが表示さ
れる。

【０１０５】また、拡大倍率を１にすると、図１４
（Ａ）及び図１４（Ｂ）を表示させることができる。ま
た、操作部６９等からの選択操作等により、図１６
（Ａ）と図１６（Ｂ）との中間、或いは図１４（Ａ）と
図１４（Ｂ）の中間の状態等の表示させることもでき
る。

【０１０６】本実施の形態は第１の実施の形態とほぼ同
様の作用及び効果を有する。

【０１０７】なお、第１の実施の形態におけるプリズム
３２の代わりにダハプリズムを用いたような場合には、
図１７（Ａ）に示すような直視画像２８ａと側視画像８
０ａとなる。このような場合にも、側視画像データに対
する読み出しを変更する（具体的には第１及び第３メモ
リ６７ａ，６７ｃに印加されるメモリアドレスにおける
垂直方向（縦方向）のアドレスと水平方向のアドレスに
対し、第２メモリ６７ｂ及び第４メモリ６７ｄはそれら
のアドレスの上位側ビットと下位側ビットとを入れ換え
たアドレスとすることにより、側視画像でも直視画像と
同じ方向性のほぼ相似形状を持つ画像にして画像処理回
路７０に入力する）。

【０１０８】換言すると、第１の実施の形態での信号処
理の際には垂直方向のアドレスのみ入れ換えたが、さら
に水平方向のアドレスも入れ換えるようにする。

【０１０９】このようにすることにより、第１の実施の
形態で説明したように連続性を有するようにモニタに表
示することができる。

【０１１０】また、第１の実施の形態におけるプリズム
３２の代わりに２回反射プリズムを用いたような場合に
は、図１７（Ｂ）に示すような直視画像２８ａと側視画
像８１ａとなる。このような場合には側視画像データに
対する読み出しを変更することなく読み出しを行うこと
により、第１の実施の形態で説明したように連続性を有
するようにモニタに表示することができる。

【０１１１】なお、上述の実施の形態では横長の表示面
５Ａの縦方向に２つの画像を重複部が隣接してほぼ連続
性が保たれるように表示されるようにしているが、縦長
の表示面に縦方向に隣接してほぼ連続性が保たれるよう
に表示されるようにしても良い。この場合、通常の横長
の表示面を有するモニタを縦横を入れ換えるように配置
したものでも良い。

【０１１２】なお、上述の説明では直視と側視の光学系
で説明したが、本発明は少なくとも視野方向が異なる２
つの光学系を有する先端光学アダプタが先端部に着脱自
在で接続され、先端部に設けた共通の撮像素子に結像す
る光学系に対して、同様に適用できる。例えば、直視と
斜視の光学系の場合にも適用できる。

【０１１３】また、上述した実施の形態等を部分的等で
組み合わせたものも本発明に属する。

【０１１４】［付記］ １．異なる複数の視野方向の光学系を有する光学アダプ
タが着脱自在に設けられ、各光学系の画像が１つの撮像
素子上に結像され、各画角の一部が重複した重複部が形
成されるように結像する撮像手段を有する内視鏡と、前
記重複部の画像部分が隣接して連続性が保たれるように
表示される信号処理を行う信号処理手段とを有すること
を特徴とする内視鏡装置。

【０１１５】２．前記信号処理手段は、前記重複部を有
する２つの画像における一方の画像は切り欠かないで、
かつ他方の画像の一部を切り欠いて２つの画像を隣接し
て表示するための信号処理を行うことを特徴とする請求
項１又は付記１記載の内視鏡装置。

【０１１６】３．前記重複部を有する２つの画像におけ
るメインで表示する画像とサブで表示する画像とを選択
可能とする選択手段を有することを特徴とする請求項１
又は付記１記載の内視鏡装置。

【０１１７】４．異なる複数の視野方向の光学系を有す
る光学アダプタが着脱自在に設けられ、各光学系の画像
が１つの撮像素子上に結像され、各画角の一部が重複し
た重複部が形成されるように結像する撮像手段を有する
内視鏡と、前記重複部の画像部分が隣接し、ほぼ相似形
状で表示され、かつ被写体側に対する内視鏡側の相対的
な動きに対して前記重複部の動き方向が同じとなるよう
に信号処理を行う信号処理手段とを有することを特徴と
する内視鏡装置。

【０１１８】５．異なる複数の視野方向の対物光学系を
有し、異なる視野方向を同時に観察することが可能な内
視鏡において、少なくとも１つの前記対物光学系の光学
部材を光軸に対して直角方向に偏心させ配置したことを
特徴とする内視鏡。

【０１１９】６．直視及び側視の視野方向の対物光学系
を有し、直視及び側視の視野方向を同時に観察すること
が可能な内視鏡において、側視側の前記対物光学系の光
学部材を光軸に対して直角方向に偏心させ配置したこと
を特徴とする内視鏡。

【０１２０】７．前記光学部材は、対物レンズであるこ
とを特徴とする付記項６に記載の内視鏡。

【０１２１】８．前記対物レンズを基端側にずらし、前
記光軸に対して直角方向に偏心させ配置したことを特徴
とする付記項７に記載の内視鏡。

【０１２２】９．前記対物レンズのレンズ球穴を基端側
にずらし、前記光軸に対して直角方向に偏心させ配置し
たことを特徴とする付記項７に記載の内視鏡。

【０１２３】１０．前記光学部材は、側視側の視野方向
の光軸を直視側の視野方向の光軸と平行にするプリズム
であり、前記光軸に対して直角方向に偏心させる角度の
反射面を有することを特徴とする付記項６に記載の内視
鏡。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
なる複数の視野方向の光学系を有する光学アダプタが着
脱自在に設けられ、各光学系の画像が１つの撮像素子上
に、各視野範囲の一部が重複した重複部が形成されるよ
うに結像する撮像手段を有する内視鏡と、前記重複部の
画像部分が隣接し、ほぼ連続性が保たれるように表示さ
れる信号処理を行う信号処理手段とを設けているので、
術者は隣接して連続性が保たれる重複部の画像から視覚
的に複数の画像間の位置関係などを容易に把握でき、湾
曲操作なども的確に行えると共に、用途に応じて光学ア
ダプタを取り換えることにより、広い用途で使用するこ
とを可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態の内視鏡装置の外観を示
す外観図。

【図２】先端光学アダプタ部分を示す斜視図。

【図３】図５のＣ−Ｃ断面図。

【図４】図５のＤ−Ｄ断面図。

【図５】図３のＡ−Ａ断面図。

【図６】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図７】ＣＣＤカバーガラスとその前面に取り付けられ
るカバーガラス部分を示す図。

【図８】側視視野範囲と直視視野範囲との一部が重複す
ることを示す説明図。

【図９】直視対物光学系と側視対物光学系の構成を示す
図

【図１０】図９の側視対物光学系の第１の変形例の要部
の構成を示す図

【図１１】図９の側視対物光学系の第２の変形例の要部
の構成を示す図

【図１２】ＣＣＵの信号処理系を示すブロック図。

【図１３】モニタ画面に第１の表示モードで表示される
画像を示す図。

【図１４】モニタ画面に第２及び第３の表示モードで表
示される画像を示す図。

【図１５】撮像面に結像される２つの画像等を示す図。

【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるモニタに
表示される画像を示す図。

【図１７】側視光学系に三角プリズムの代わりに、ダハ
プリズム及び２回反射プリズムを用いた場合にＣＣＤに
それぞれ結像される２つの画像を示す図。

【符号の説明】

１…内視鏡装置 ２…内視鏡 ３…光源装置 ９…先端部 １０…先端光学アダプタ １６…ＣＣＤ ２０…ライトガイド ２１…先端部本体 ２５…アダプタ本体 ２６…カバー ２８…直視撮像光学系 ２９…側視撮像光学系 ３１…ロッドレンズ ３２…プリズム ３３…直視用照明系 ３４…側視用照明系 ３６…側視第１レンズ ３９…直視用照明レンズ ４１…直視第１レンズ ４３…側視照明用ライトガイド ４４…側視照明用レンズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる複数の視野方向の光学系を有する
   光学アダプタが着脱自在に設けられ、各光学系の画像が
   １つの撮像素子上に、各視野範囲の一部が重複した重複
   部が形成されるように結像する撮像手段を有する内視鏡
   と、前記重複部の画像部分が隣接し、ほぼ連続性が保た
   れるように表示される信号処理を行う信号処理手段とを
   有することを特徴とする内視鏡装置。