JPH11125773A

JPH11125773A - 内視鏡

Info

Publication number: JPH11125773A
Application number: JP9288574A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Orihara; 達也折原; Ken Kasai; 研河西
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の観察光学系を有し超広範囲の観察が可
能な内視鏡において、目的用途に応じて、視野方向が異
なる観察光学系，照明光学系の組み合わせや構成、配置
位置を考慮し、挿入部の細径化をはじめ全体的なコンパ
クト化が図られた内視鏡を提供する。【解決手段】本発明の内視鏡は、挿入観察用光学系で
ある前方視観察用光学系１と、物体観察用光学系である
左４５°斜視観察用光学系２，右４５°斜視観察用光学
系３とを備えている。又、夫々の観察光学系の視野方向
を照明する前方視照明用光学系１７，左４５°斜視照明
用光学系１８，及び右４５°斜視照明用光学系１９を備
えている。そして、各観察光学系１，２，３及び照明光
学系１７，１８，１９を内視鏡の長手方向に対する鉛直
断面上において直線上に並ばないようにすること等によ
り、内視鏡先端部の細径化を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超広範囲の観察が
可能で視野方向の異なる複数の観察光学系を備えた内視
鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、日本における大腸ガン，胃ガンの
増加に伴い、腸のような管空物体や胃壁の側面を直接肉
眼で診断するニーズが急速に高まりつつある。しかし、
従来の前方視観察用の内視鏡では、観察物体を内視鏡の
視野中心で注視したい場合、その都度アングルを変えな
ければならず、検査に時間がかかり患者の苦痛が大きか
った。又、斜視観察用内視鏡においては、物体像を観察
しながらではその挿入方向が分からず、挿入方向を確認
するためには頻繁にアングルを変えなければならず、や
はり患者に与える苦痛は大きかった。

【０００３】そこで、内視鏡分野では、容易に管空物体
の壁面の観察ができ、検査時間の短縮，患者への負担軽
減を図るための超広範囲の観察を可能とする方法につい
ての提案がなされている。超広範囲の観察を可能とした
内視鏡としては、単独の観察光学系を用い観察視野方向
を可変としたもの、単独の観察光学系で超広範囲の観察
が可能となるように設計したもの、複数の視野を同時観
察できるようにしたもの等、様々なものがある。方向の
違う視野を同時に観察できるものとしては、例えば、特
開昭６３−２７４９１１号公報に開示されている内視鏡
がある。この内視鏡は、先端部に前方視窓と側方視窓と
が設けられており、前方向と側方向との観察が同時に行
えるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願昭
６３−２７４９１１号公報に開示された前方観察光学系
や側方観察光学系では、光学系の構成や撮像領域の大き
さに対する工夫は全くなされておらず、双方が同様の構
成になっている。従って、それ以上の小型化を達成する
ことができないという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の有する問題点を解決することを目的とする。即ち、複
数の観察光学系を有し超広範囲の観察が可能な内視鏡に
おいて、目的用途に応じて、観察光学系，照明光学系の
組み合わせや構成、配置位置を考慮し、挿入部の細径化
をはじめ全体的なコンパクト化が図られた内視鏡を提供
することを目的とする。具体的には、観察光学系に備え
られた撮像素子の撮像領域の大きさや、対応する画素
数、照明光学系の構成、照明光学系に用いられるライト
ガイドファイバーの外径を変えて組み合わせることによ
り、夫々の観察光学系毎に適切な解像，照明光の明る
さ，照度分布を供給できるコンパクトな内視鏡を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の内視鏡は、先端部に複数の観察光学系が配
置され、主に物体観察用光学系と挿入観察用光学系とに
分かれる内視鏡において、少なくとも前記各観察光学系
のうちの１つは他の観察光学系とは視野方向が異なって
いることを特徴とする。

【０００７】本発明の内視鏡は、前記物体観察用光学系
に備えられているレンズよりも前記挿入観察光学系に備
えられているレンズの方が１枚以上少ないことを特徴と
する。

【０００８】本発明の内視鏡は、観察光学系と同数以下
の照明光学系を備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明の内視鏡は、先端部に３つ以上の観
察光学系が配置されている内視鏡において、前記各観察
光学系に備える撮像素子を、その有効撮像領域の中心が
前記内視鏡の長手方向に対する鉛直断面上において直線
上に並ばないように配置したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、複数の観察光学系を
有する内視鏡において、各観察光学系を観察目的別に分
け、夫々に最適な光学系を用いている。即ち、本発明の
内視鏡は、挿入状況を概略把握し、病変の有無を確認す
ることを目的とした挿入観察用光学系と、病変等を精密
検査，組織診断することを目的とした物体観察用光学系
とを備えている。このうち、物体観察用光学系は、詳細
な観察を行うために高画質が要求されるため、多少大き
めの撮像素子が必要となる。一方、挿入観察用光学系
は、高画質は要求されず、その分小型の撮像素子を用い
ることができ、光学系の小型化を図ることができる。

【００１１】又、同様に、照明光学系も、挿入観察用光
学系の視野方向に光を射出する挿入観察用照明光学系
と、物体観察用光学系の視野方向に光を射出する物体観
察用照明光学系とを備えている。挿入観察用照明光学系
は、ある程度の広い範囲を照らす必要があるために、ラ
イトガイドファイバーもある程度太い径のものが必要
で、その射出側に配置されるレンズ系も照度分布を広げ
るためにある程度複雑な構成になっている。一方、物体
観察用照明光学系では、近点観察が主となるためライト
ガイドファイバーはそれ程径の大きいものは必要とされ
ず、その射出側に配置されるレンズ系も照度分布をあま
り広げる必要はないため、単純な構成で済む。

【００１２】ところで、内視鏡の小型化に大きな影響を
及ぼすのは、撮像素子や観察光学系の大きさ、照明光学
系の構成、更に照明光学系の後端に配置されるライトガ
イドファイバーの径の大きさである。従って、その組み
合わせを考慮し最適化することにより、必要な光学性能
を維持したままでのコンパクトな内視鏡を提供できる。

【００１３】例えば、大腸等の検査に用いられる下部消
化管用内視鏡では、その挿入部が管空状であるので、前
方視よりも側方視や斜視の観察光学系の方が管空内壁の
物体観察には適しており、病変部の精密検査や組織診断
に使用される。このため、高解像が要求され、多少大き
めの観察光学系が必要となる。又、前方視観察用の光学
系は、内視鏡挿入部の挿入状況の把握に使われるため、
高解像は要求されず小型の観察光学系で十分である。
又、照明光学系においても、物体観察用のものは、物体
の観察距離が近いためにそれ程の明るさは必要とされな
いので、ライトガイドファイバーは小径のものでよい。
一方、挿入観察用光学系は、広い範囲を観察するために
ある程度の明るさは必要であり、ライトガイドファイバ
ーも多少太めのものが必要となる。

【００１４】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。

【００１５】第１実施例図１は、本実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略図
である。図２は、図１に示されたＡ−Ａ線に沿う断面図
である。図３は、図１に示されたＢ−Ｂ線に沿う断面図
である。

【００１６】図１，２に示すように、本実施例の内視鏡
は、挿入観察用光学系である前方視観察用光学系１と、
物体観察用光学系である左４５°斜視観察用光学系２，
右４５°斜視観察用光学系３とを備えている。前方視観
察用光学系１は、図示しない物体側から順に、凹レンズ
４，レーザーカットフィルター５，明るさ絞り６，正の
パワーを有する接合レンズ７，色補正フィルター８，及
びＣＣＤ（撮像素子）９が配置されて構成されている。
レーザーカットフィルター５には７００ｎｍ以上の波長
を反射するコートが施されている。又、左右の４５°斜
視用観察光学系２，３は、図示しない物体側から順に、
凹レンズ１０，４５°視野方向変換プリズム１１，明る
さ絞り１２，凸レンズ１３，正のパワーを有する接合レ
ンズ１４，色補正フィルター１５，及びＣＣＤ１６が配
置されて構成されている。

【００１７】又、本実施例の内視鏡は、図１，３に示す
ように、前方視観察用光学系１及び左右の４５°斜視観
察用光学系２，３の夫々の視野方向を照明する前方視照
明用光学系１７，左４５°斜視照明用光学系１８，及び
右４５°斜視照明用光学系１９を備えている。前方視照
明用光学系１７は、図示しない物体側から順に、２枚の
凸レンズ２０，２１，及びライトガイドファイバー２２
が配置されて構成されている。このライトガイドファイ
バー２２の外径は１．８ｍｍである。左右の４５°斜視
照明用光学系１８，１９は、双方共図示しない物体側か
ら順に、凹レンズ２３，ライトガイドファイバー２４が
配置されて構成されている。このライトガイドファイバ
ー２４の外径は１．４ｍｍである。

【００１８】この他にも、本実施例の内視鏡は、各観察
光学系１，２，３の光の入射面を洗浄するための水を噴
出させるノズル２５や、細胞の採集等を行うための鉗子
や患部の処置に用いられるレーザープローブ等を通すた
めの鉗子穴２６が設けられている。この鉗子穴２６は、
内視鏡挿入部の先端面に設けられているため、鉗子穴２
６から突出する処置具等で反射された照明光が前方視観
察用光学系１内に直接進入してくる場合がある。そこ
で、前方視観察用光学系１にはレーザーカットフィルタ
ー５が設けられている。

【００１９】本実施例の内視鏡は大腸等の下部消化管の
ために用いるものである。前方視観察用光学系１は体内
に挿入する際の挿入方向の視野を確保するために使用す
る。左右４５°斜視観察用光学系２，３は、大腸等の管
内壁面の観察やひだ等の突起物の正面観察等を行い、病
変の診断等を行うために用いる。従って、前方視観察用
光学系１には、微小な病変を観察できるだけの高解像は
要求されないため、ＣＣＤ９は小型で有効撮像領域の大
きさが３．１ｍｍ×２．１ｍｍのものを使用している。
又、ＣＣＤ９は、撮像面の前方に光軸を９０°曲げるた
めのプリズム９ａが備えられており、撮像面は内視鏡の
長手方向に配置されている。このため、内視鏡の挿入部
が必要以上に太径化することはない。更に、必要とされ
る被写界深度も、近接しての拡大観察は必要とされない
ので６〜１５０ｍｍ程度に設定されている。又、画角に
ついても挿入時に広範囲が観察できるように１４０°と
している。

【００２０】一方、左右の４５°斜視観察用光学系２，
３は、微小な病変の観察のために用いられるので、高解
像が必要となる。よって、ＣＣＤ１６には多少大きめで
有効撮像領域の大きさが３．６ｍｍ×２．７ｍｍのもの
を使用している。又、被写界深度も近接しての拡大観察
が主となり、遠方の物体観察は殆ど行われないため、３
〜６０ｍｍの範囲に設定されている。画角も、高倍率観
察を行うために、１００°に設定している。

【００２１】更に、本実施例の内視鏡では、夫々の観察
光学系１，２，３及び照明光学系１７，１８，１９が内
視鏡の長手方向に対する鉛直断面上において直線上に並
ばないように配置することで、省スペース化を実現して
いる。

【００２２】以上のように、実施例の内視鏡では、内視
鏡先端部に視野方向の異なる複数の観察光学系を配置す
ることにより、同時に多方向且つ超広範囲の観察が可能
となる。又、複数の観察光学系のうちの１つを内視鏡の
挿入方向の視野を確保するために用いていることから、
内視鏡挿入の際の視野を容易に確保できるうえ、挿入も
し易くなり、患者の苦痛が軽減される。

【００２３】又、本実施例の内視鏡では、夫々の観察光
学系に１つずつのＣＣＤを配置している。従って、各観
察光学系は通常の観察光学系と同様に設計することがで
きるため、比較的容易に超広範囲の観察が可能な内視鏡
を実現できる。更に、本実施例の内視鏡では、高解像が
要求される左右の斜視観察用光学系２，３には有効撮像
領域の大きいＣＣＤ１６を使用し、高解像が要求されな
い前方視観察用光学系１には有効撮像領域の小さいＣＣ
Ｄ９を使用している。よって、夫々の観察光学系が要求
される解像度を備えたままで、夫々の観察光学系を必要
最小径で構成でき、内視鏡の先端部の細径化が図れる。
本実施例の内視鏡の場合、ＣＣＤ１６の有効撮像領域に
対するＣＣＤ９の有効撮像領域の面積比は０．６７であ
るが、内視鏡の先端部の更なる細径化が必要な場合に
は、その面積比を０．３以下にすることも可能である。

【００２４】更に、高解像を要求される左右の４５°斜
視観察用光学系２，３よりも、高解像を要求されない前
方視観察用光学系１では、収差の許容範囲も幾分緩くな
るため観察光学系を構成するレンズの枚数を少なくする
ことができる。従って、前方視観察用光学系１は必要最
小限のレンズ枚数で構成することができ、コンパクト化
が図れる。又、物体観察用光学系である左右の４５°斜
視観察用光学系２，３では、管空壁面等内視鏡の挿入方
向と略平行に位置する部位を観察することが多い。そこ
で、本実施例の内視鏡ては、左右の４５°斜視観察用光
学系２，３に夫々４５°視野方向変換プリズム１１を配
置した。従って、観察物体をほぼ正面視できるようにな
り、良好な観察ができる。

【００２５】本実施例の内視鏡は、各観察光学系の数と
同数の照明光学系を有し、夫々の観察光学系の視野方向
に最適な明るさを供給することができる。具体的には、
夫々の照明光学系を各観察光学系の中間付近に配置し、
各観察光学系の視野の中心付近を照明できるようになっ
ている。従って、各観察光学系で必要な明るさを効率良
く確保することができる。

【００２６】更に、本実施例の内視鏡では、夫々の観察
光学系の目的に合わせてライトガイドファイバーの径の
大きさを設定している。即ち、広範囲観察を主目的とす
る前方視観察用光学系１の視野方向を照明する前方視照
明用光学系１７のライトガイドファイバー２２は、多く
の光量を伝送できるようにするために、外径を太く形成
している。一方、近接観察を行うことを主目的とする左
右の４５°斜視観察用光学系２，３の視野方向を照明す
る左右の４５°斜視照明用光学系１８，１９のライトガ
イドファイバー２４は、あまり多くの光量を伝送する必
要はないため、外径はライトガイドファイバー２２の径
よりも細くなっている。このように、観察光学系の目的
に合わせた照明光学系のライトガイドファイバーの径の
大きさを設定することで、必要な照明光の明るさが得ら
れる一方、内視鏡先端部の細径化も図れる。

【００２７】又、本実施例の内視鏡では、観察光学系の
目的に合わせて照明光学系の構成を変える。例えば、近
接観察を主目的とする左右の４５°斜視観察用光学系
２，３の視野方向を照明する左右の４５°斜視照明用光
学系１８，１９では、あまり広い照度分布は必要ない。
従って、レンズは単純な凹レンズ１枚が使用されている
にすぎない。一方、広範囲の観察を主目的とする前方視
観察用光学系１の視野方向を照明する前方視照明用光学
系１７では、広い範囲の照明が必要なため、照度分布も
広げる必要がある。よって、凸レンズ２枚が配置されて
いる。このように、観察光学系の観察目的に合わせて照
明光学系を構成することにより、必要な照度を保持した
まま内視鏡先端部の細径化が図れる。

【００２８】更に、先端部の細径化が要求される内視
鏡、例えば上部消化管用内視鏡を製作する場合には、前
方視観察用光学系１及び前方視照明用光学系１７を撤去
し、左右の４５°斜視観察用光学系２，３及びこれらの
視野方向を照明する左右の４５°斜視照明用光学系１
８，１９のみの構成にすればよい。但し、この場合に
は、左右の４５°斜視観察用光学系２，３の何れかの視
野方向を前方４５°から１０〜３０°程度にすると挿入
方向の視野も確保できる。又、左右の４５°斜視観察用
光学系２，３の画角が９０°以下になっているような場
合には、左右の４５°斜視照明用光学系１８，１９の凹
レンズ２３を平行平板にしてもよい。

【００２９】最後に、本実施例の内視鏡では、鉗子穴２
６が内視鏡の挿入方向を向いているため、前方視観察用
光学系１にレーザーカットフィルター５が配置されてい
るが、鉗子穴２６が左又は右４５°の方向に向けて配置
する場合には、左４５°斜視観察用光学系２又は右４５
°斜視観察用光学系３内にレーザーカットフィルター５
を配置すればよい。更に、鉗子穴２６を複数設ける場合
には、各鉗子穴が向いている方向にある観察光学系内に
レーザーカットフィルター５を配置すればよい。

【００３０】第２実施例図４は、本実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略図
である。図５は、図４に示されたＣ−Ｃ線に沿う断面図
である。図６は、図４に示されたＤ−Ｄ線に沿う断面図
である。図７は、本実施例の内視鏡に搭載されているＣ
ＣＤの撮像領域を示す正面概略図である。

【００３１】本実施例の内視鏡は、図４，５に示すよう
に、前方視観察用光学系３１，上側側方視観察用光学系
３２，及びこの上側側方視観察用光学系３２とは視野方
向が１８０°異なる下側側方視観察用光学系３３を備え
ている。前方視観察用光学系３１は、図示しない物体側
から順に、凹レンズ３４，明るさ絞り３５，凸レンズ３
６，及び色補正フィルター３７が配置されて構成されて
いる。又、上側及び下側側方視観察用光学系３２，３３
は、共に図示しない物体側から順に、凹レンズ３８，９
０°視野方向変換プリズム３９，明るさ絞り４０，正の
パワーを有する接合レンズ４１，色補正フィルター４２
が配置されて構成されている。更に、これら３つの観察
光学系３１，３２，３３は結像面が同一平面上になるよ
うに構成されており、その結像面にはＣＣＤ４３が配置
されている。このＣＣＤ４３の有効撮像領域内の画素数
は４１万画素で、図７に示すように、有効撮像領域４３
ａ，４３ｂ，４３ｃを夫々観察光学系３１，３２，３３
の結像面に配置している。

【００３２】又、本実施例の内視鏡は、図４，６に示す
ように、観察光学系３１，３２，３３の夫々の視野方向
を照明する前方視照明用光学系４４，上側側方視照明用
光学系４５，及び下側側方視照明用光学系４６を備えて
いる。前方視照明用光学系４４は、図示しない物体側か
ら順に、凹レンズ４７，ライトガイドファイバー４８が
配置されて構成されている。又、上側及び下側側方視照
明用光学系４５，４６も、同様に、図示しない物体側か
ら順に、凹レンズ４９，ライトガイドファイバー５０が
配置されて構成されている。ここで、ライトガイドファ
イバー４８の外径は１．２ｍｍとなっており、ライトガ
イドファイバー５０の外径は０．９ｍｍとなっている。

【００３３】本実施例の内視鏡は、食道，胃等の上部消
化管の観察等のために用いられるものである。前方視観
察用光学系３１は体内に挿入する際の挿入方向の視野を
確保するために使用される。上側及び下側側方視観察用
光学系３２，３３は、食道等の管内壁面の観察や、胃体
部，胃角部等の観察のために用いられる。従って、前方
視観察用光学系３１には、微小な病変を観察できるだけ
の高解像は要求されないため、ＣＣＤ４３の有効撮像領
域４３ａの大きさは２．０ｍｍ×２．２ｍｍで、１１万
画素となっている。又、必要とされる被写界深度も、近
接しての拡大観察は必要とされないので、６〜１００ｍ
ｍ程度に設定されている。又、画角についても挿入時に
広範囲が観察できるように１２０°としている。

【００３４】一方、上側及び下側側方視観察用光学系３
２，３３は、微小な病変の観察や診断のために用いられ
るので、高解像が必要となる。よって、ＣＣＤ４３の有
効撮像領域４３ｂ，４３ｃの大きさは双方共２．８ｍｍ
×３．２ｍｍで、１９万画素となっている。又、被写界
深度も下部消化管程ではないが、近接しての拡大観察が
主となり遠方の物体観察は殆ど行われないため、４〜８
０ｍｍの範囲に設定されている。画角についても、高倍
率を確保するために９５°となっている。

【００３５】更に、本実施例の内視鏡においても、夫々
の観察光学系３１，３２，３３及び照明光学系４４，４
５，４６が内視鏡の長手方向に対する鉛直断面上におい
て直線上に並ばないように、前方視観察用光学系３１を
少しずらして配置することで、省スペース化を実現して
いる。

【００３６】本実施例の内視鏡では、上側及び下側側方
視観察用光学系３２，３３の有効撮像領域４３ｂ，４３
ｃよりも前方視観察用光学系３１の有効撮像領域４３ａ
の方が狭くなっている。具体的には、有効撮像領域４３
ｂ，４３ｃに対する有効撮像領域４３ａの面積比を０．
５８としている。このように、１つのＣＣＤ４３の有効
撮像領域を観察光学系の数と同数に分割し、分割した範
囲に夫々の観察光学系の光学像を結像させることによ
り、ＣＣＤ４３のパッケージや、ＣＣＤ４３を固定する
ための枠部材等が１つで済むため、複数のＣＣＤが用い
られている場合と比べて、更なる内視鏡先端部の細径化
が図れる。しかも、各観察光学系に必要な解像度を損な
うこともない。

【００３７】又、ライトガイドファイバーについても、
前方視照明用光学系４４に用いるライトガイドファイバ
ー４８よりも、上側及び下側側方視照明用光学系４５，
４６に用いるライトガイドファイバー５０を細径なもの
にした。このようにすることで、夫々の観察条件に必要
とされる十分な明るさ，照度分布が確保でき、実使用上
の性能を維持したまま内視鏡先端部の細径化を達成して
いる。

【００３８】第３実施例図８は、本実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略図
である。図９は、図８に示されたＥ−Ｅ線に沿う断面図
である。図１０は、図８に示されたＦ−Ｆ線に沿う断面
図である。

【００３９】図８，９に示すように、本実施例の内視鏡
は、前方視観察用光学系５１と、上側後方斜視観察用光
学系５２とを備えている。前方視観察用光学系５１は、
図示しない物体側から順に、平行平板５３，明るさ絞り
５４，凸レンズ５５，５６，及びイメージガイドファイ
バー５７が配置されて構成されている。一方、上側後方
斜視観察用光学系５２は、図示しない物体側から順に、
凹レンズ５８，１１０°視野方向変換プリズム５９，明
るさ絞り６０，凸レンズ６１，６２，及びＣＣＤ６３が
配置されて構成されている。尚、この上側後方斜視観察
用光学系５２の視野方向は、後方斜視１０°となってい
る。

【００４０】又、本実施例の内視鏡は、図８，１０に示
されているように、前方視観察用光学系５１及び上側後
方斜視観察用光学系５２双方の視野方向を照明する照明
光学系６４を備えている。この照明光学系６４は、図示
しない物体側から順に、数マイクロメートル程度の球形
レンズが列設されて形成されたレンズ６５と、ライトガ
イドファイバー６６とが配置され、上方斜め４５°の方
向を向くように構成されており、内視鏡の前方方向と上
側後方斜視方向の双方を照明することができる。更に、
ライトガイドファイバー６６の射出端をテーパー状に形
成して、周辺の照明光量が不足するのを防止している。

【００４１】本実施例の内視鏡は、大腸等の下部消化管
の観察等のために用いられるものである。前方視観察用
光学系５１は体内に挿入する際の挿入方向の視野を確保
するために使用される。上側後方斜視観察用光学系５２
は、大腸等の管内壁面の観察やひだ等の突起物の正面や
背面を観察し、病変の診断等を行うために用いられる。
従って、前方視観察用光学系５１には、微小な病変を観
察できるだけの高解像は要求されないため、撮像素子と
してイメージガイドファイバー５７を用いている。この
イメージガイドファイバー５７の外径は２．１ｍｍであ
る。又、必要とされる被写界深度も、近接しての拡大観
察は必要とされないので６〜１００ｍｍ程度に設定して
いる。又、画角についても挿入方向の視野を確保するた
めに、１２０°としている。

【００４２】尚、このように、イメージガイドファイバ
ー５７を前方視観察用光学系５１に用いる場合には、こ
の観察光学系５１の手元側に接眼光学系を配置し、直接
目視観察を行うか、目視観察が不要な場合には、イメー
ジガイドファイバー５７の手元側端面に結像光学系とＣ
ＣＤを配置しモニターを介して観察できるようにしても
よい。

【００４３】一方、上側後方斜視観察用光学系５２は、
微小な病変の観察のために用いられるので、高解像が必
要となる。よって、ＣＣＤ６３は多少大きめのものが用
いられ、有効撮像領域の大きさが４．２ｍｍ×２．８ｍ
ｍとなっている。又、被写界深度も近接しての拡大観察
が主となり遠方の物体観察は殆ど行われないため、２〜
４０ｍｍの範囲に設定している。

【００４４】本実施例の内視鏡では、２つの観察光学系
のうちの１つをイメージガイドファイバー５７を用いて
構成している。そして、前記ＣＣＤ６３の有効撮像領域
に対するイメージガイドファイバー５７の有効撮像領域
の面積比を０．２９とした。このように、撮像素子にイ
メージガイドファイバーを用いたことで、有効撮像領域
の大きさ以外でも、配線，コンデンサー等の電気部品を
省略できるため、内視鏡先端部の省スペース化が図れ
る。又、高価であるＣＣＤは１つしか使用されていない
ため、安価で製作することができる。又、照明光学系に
ついても、１つで前方と上側後方の双方向を照明するこ
とができ、しかも観察条件に十分に適用する明るさ，照
度分布を確保しているため、実使用上の性能を維持した
ままで内視鏡先端部の細径化を達成している。

【００４５】更に、照明光学系６４は、図１１に示すよ
うに、ライトガイドファイバー６６の射出端にプリズム
６７と微小な球形レンズが列設されて形成されたレンズ
６８を配置し、内視鏡の前方と上側後方を同時に照明で
きるように構成してもよい。このように構成された照明
光学系６４では、ライトガイドファイバー６６から射出
された光の一部は、プリズム６７で反射され上側後方に
向かいレンズ６８で拡散された後上側後方に射出され
る。その他の光は、直接レンズ６８に入射して拡散さ
れ、内視鏡の前方に射出される。このように、内視鏡の
前方と上側後方を１つのレンズを介して照明することが
できる。又、各視野方向の明るさを変更したい場合に
は、プリズム６７の大きさを変えたり、プリズム６７の
反射面をハーフミラーとしたりすることにより実現でき
る。

【００４６】第４実施例図１２は、本実施例にかかる内視鏡の全体構成を示す図
である。本実施例の内視鏡は硬性内視鏡である。硬性内
視鏡は、主に医療分野で用いられており、腹部内部を観
察する腹腔鏡や、整形外科で用いられる関節鏡、泌尿器
科等で用いられる膀胱鏡等がある。なかでも、腹腔鏡
は、主に腹腔鏡下胆嚢摘出手術（ラバロコレクトミー）
において用いられる。このような腹腔鏡を用いた手術
は、切開し開腹する手術と比較して、最も注目を浴びて
いる手術法の１つである。そこで、本実施例では、特に
このような腹腔鏡について述べる。

【００４７】図１２に示すように、本実施例の腹腔鏡７
０は、細長の挿入部７１と、操作部７２とからなってい
る。挿入部７１の外径は約１４ｍｍである。操作部７２
には接眼部７３，７４，７５及びライトガイドポスト７
６が設けられている。ライトガイドポスト７６は、物体
面を照射するための照明光を挿入部７１の先端へ供給す
るため、図示しないライトガイドを介し光源装置と接続
される。又、図１３は、図１２の点線で囲まれた部分の
拡大図である。図１４は、図１２に示された矢印方向に
見た図である。腹腔鏡７０内には、３つの独立した光学
系７７，７８，７９が備えられている。光学系７７は腹
腔鏡７０の長手方向に対して垂直な面を観察する直視光
学系であり、視野角は７０°になっている。光学系７
８，７９は、夫々腹腔鏡７０の長手方向に対し光軸方向
のなす角が７０°の斜視光学系であり、視野角は約９５
°になっている。

【００４８】図１５は、腹腔鏡７０の内部構成を示す光
軸に沿う断面図である。直視光学系７７は、図示しない
物体側から順に、対物光学系８０，対物光学系８０によ
り得られた像を伝送する像伝送光学系８１，及び像伝送
光学系８１により伝送された像を虚像として観察する接
眼光学系８２が配置されて構成されている。一方、斜視
光学系７８は、図示しない物体側から順に、対物光学系
８３，対物光学系８３により得られた像を腹腔鏡７０の
手元側まで伝送する像伝送光学系８４，及び像伝送光学
系８４により伝送された像を虚像として拡大観察する接
眼光学系８５が配置されて構成されている。像伝送光学
系８４は、主に細長のリレーレンズにより構成されてい
るが、ミラー光学系８６，８７も含んでおり、これらミ
ラー光学系８６，８７により光軸を夫々直角に２回折り
曲げ光軸が腹腔鏡７０の長手方向と平行な状態で接眼光
学系８５へ入射するようになっている。又、斜視光学系
７９は、斜視光学系７８と同様に構成されており、斜視
光学系７８とは中央の直視光学系７７の光軸を対称軸と
した線対称に配置されている。

【００４９】更に、本実施例では、腹腔鏡７０の接眼部
７３，７４，７５に夫々図示しないＣＣＤ等を内蔵する
外付けＴＶカメラを接続することにより、モニター等を
介して内視鏡像の観察ができる。

【００５０】次に、図１６は、腹腔鏡７０を腹腔内に挿
入したときに得られる画像を説明するための図である。
同図（ａ）は、腹腔鏡７０で観察可能な範囲全体のＴＶ
モニター画像を示している。又、同図（ｂ）乃至（ｄ）
は、順に、斜視光学系７８により得られるＴＶモニター
画像、直視光学系７７により得られるＴＶモニター画
像、斜視光学系７９により得られるＴＶモニター画像を
示している。図中、符号８８は臓器の切開等を行う生検
鉗子、８９は処置される主要臓器、９０は直視光学系７
７の視野範囲を示している。

【００５１】まず、本実施例の腹腔鏡７０では、直視光
学系７７により図１６（ｃ）に示す画像を得ることによ
り処置部の観察を行う。同時に、直視光学系７７の両側
に位置する斜視光学系７８，７９により同図（ｂ），
（ｄ）に示す画像を得ることにより、処置部を含む直視
光学系７７の視野範囲より更に広い視野角で観察するこ
とができる。この腹腔鏡７０では、これら３つの画像よ
り、同図（ａ）に示すように、従来の腹腔鏡の視野範囲
を越えた極めて広い範囲の画像情報を得ることができ
る。従って、腹腔鏡７０を用いることにより、鉗子８８
等による体内管の損傷の見落としもなく、手術の安全性
を向上させることができる。

【００５２】更に、腹腔鏡７０では、パノラマビューの
ような広角の視野が得られることから、従来の内視鏡の
ように腹腔内部の様子を観察するために内視鏡の操作を
頻繁に行う必要もなく、術者の負担を軽減させることが
できる。又、従来このような広い範囲を観察するために
は、硬性内視鏡を数本用意して、これらを腹腔内部へ挿
入するために、腹部表面に数カ所の穴をあけなければな
らなかった。しかし、この腹腔鏡７０を用いれば、切開
箇所をより少なくすることができ、傷痛の軽減及び早期
離床が可能になり、患者の負担を軽減させることができ
る。

【００５３】ところで、本実施例の腹腔鏡７０では、図
１５に示すように、斜視光学系７８，７９において、像
伝送光学系８４の後端に配置されたミラー光学系８６，
８７により光軸を折り曲げクランク状にしている。この
ような構成であると、図１７に示すような内視鏡の長手
方向に対して斜めの方向に接眼部が伸長するタイプの内
視鏡と比較して、装置全体がコンパクトになり、操作性
も向上する。又、ミラー光学系８６，８７の反射面にア
ルミコーティングが施されている場合には、結像位置か
ら遠く寧ろ光束の太い瞳面近傍で反射させるようにする
ことが好ましい。結像位置近傍に反射面を配置すると、
前記アルミコーティング上にほこりやゴミが付着した場
合に結像に悪影響を与えることになる。

【００５４】又、本実施例の腹腔鏡７０は、３つの光学
系の視野範囲が重なるように、夫々の画角と視野方向と
が設定されることが好ましい。視野範囲の重なりが少な
いと、各ＴＶモニター像の相対位置関係がつかみにく
く、観察しにくいからである。又、本実施例の腹腔鏡７
０では、斜視光学系を２つ配置しているが、それを３つ
以上配置してもよい。

【００５５】以上説明したように、本発明による内視鏡
は、特許請求の範囲に記載された特徴と併せ、以下の
（１）〜（１７）に示すような特徴も備えている。

【００５６】（１）上記挿入観察用光学系の視野方向
は、内視鏡挿入部の延長方向又は内視鏡の長手方向に対
し±４５°の範囲を含むようにしたことを特徴とする請
求項１に記載の内視鏡。

【００５７】（２）上記複数の観察光学系の有効撮像領
域は、少なくとも１つは大きさが異なるようにしたこと
を特徴とする上記（１）に記載の内視鏡。

【００５８】（３）上記複数の観察光学系の有効撮像領
域のうち、最大の有効撮像領域に対する最小の有効撮像
領域の面積比が０．７よりも小さいことを特徴とする上
記（２）に記載の内視鏡。

【００５９】（４）上記複数の観察光学系のうち、少な
くとも１つは撮像素子にイメージガイドファイバーを用
いていることを特徴とする上記（１）又は（３）に記載
の内視鏡。

【００６０】（５）上記イメージガイドファイバーの有
効撮像領域は、他の撮像素子の有効撮像領域よりも小さ
いことを特徴とする上記（４）に記載の内視鏡。

【００６１】（６）上記複数の観察光学系は、夫々少な
くとも１つの撮像素子を備えていることを特徴とする上
記（２）又は（３）に記載の内視鏡。

【００６２】（７）２つの観察光学系が備えられた内視
鏡において、夫々の観察光学系の視野方向が、前方視と
側方視、前方視と前方斜視、前方視と後方斜視、前方斜
視とこれとは１８０°反対方向を向く前方斜視、前方斜
視と側視、又は前方斜視と後方斜視の何れかであること
を特徴とする上記（６）に記載の内視鏡。

【００６３】（８）３つの観察光学系が備えられた内視
鏡において、夫々の観察光学系の視野方向が、前方視と
側方視と前方斜視、前方視と前方斜視とこれとは１８０
°反対方向を向く前方斜視、又は前方視と互いに１８０
°視野方向を異にする側視の何れかであることを特徴と
する上記（６）に記載の内視鏡。

【００６４】（９）複数の観察光学系を備え、１つの撮
像素子の有効撮像領域を上記観察光学系の数と同数に分
割し、夫々分割された範囲に上記各観察光学系の光学像
を結像させるようにしたことを特徴とする上記（２）又
は（３）に記載の内視鏡。

【００６５】（１０）上記複数の観察光学系の有効撮像
領域のうち、少なくとも１つの有効撮像領域の有効画素
数が他の有効撮像領域の有効画素数と異なっていること
を特徴とする上記（３），（４），（６），又は（９）
の何れかに記載の内視鏡。

【００６６】（１１）上記物体観察用光学系は、視野方
向変換部材を有していることを特徴とする請求項２に記
載の内視鏡。

【００６７】（１２）上記物体観察用光学系は、物体側
から順に、凹レンズ，視野方向変換部材，及び４枚以下
のレンズからなる正レンズ群が配置されて構成されてい
ることを特徴とする上記（１１）に記載の内視鏡。

【００６８】（１３）上記挿入観察用光学系は、２枚以
下の凸レンズで構成されるか、又は物体側から順に、凹
レンズ，２枚以下のレンズからなる正レンズ群が配置さ
れて構成されるか、又は物体側から順に、凹レンズ，凸
レンズ，２枚以下のレンズからなる正レンズ群が配置さ
れて構成されていることを特徴とする上記（１２）に記
載の内視鏡。

【００６９】（１４）上記複数の照明光学系に配置され
るライトガイドファイバーのうち、少なくとも１つは外
径の大きさが異なっていることを特徴とする請求項３に
記載の内視鏡。

【００７０】（１５）上記物体観察用光学系の視野方向
を照明する照明光学系は少なくとも１枚の凹レンズを備
えていることを特徴とする請求項３又は上記（１４）の
何れかに記載の内視鏡。

【００７１】（１６）先端部に２つ以上の観察光学系と
２つ以上の撮像素子とを備えた内視鏡において、夫々の
観察光学系の有効撮像領域の中心が内視鏡の長手方向に
対する鉛直断面上において直線上にないことを特徴とす
る請求項１，上記（２），（３），（４），（６），又
は（９）の何れかに記載の内視鏡。

【００７２】（１７）先端部に３つ以上の照明光学系を
備えた内視鏡において、夫々の照明光学系に配置される
ライトガイドファイバーの中心が内視鏡の長手方向に対
する鉛直断面上において直線上にないことを特徴とする
請求項１又は上記（１６）に記載の内視鏡。

【００７３】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、複数の
観察光学系を備え超広範囲の観察が可能な内視鏡におい
て、夫々の観察光学系で観察目的に合った良好な画像が
得られ、しかもコンパクトな内視鏡を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略
図である。

【図２】図１に示されたＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図１に示されたＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４】第２実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略
図である。

【図５】図４に示されたＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図６】図４に示されたＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図７】第２実施例の内視鏡に用いられるＣＣＤの撮像
領域の正面概略図である。

【図８】第３実施例にかかる内視鏡の先端部正面の概略
図である。

【図９】図８に示されたＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図１０】図８に示されたＦ−Ｆ線に沿う断面図であ
る。

【図１１】第３実施例の内視鏡に備えられる照明光学系
の他の一例を示す図である。

【図１２】第４実施例にかかる内視鏡の全体構成図であ
る。

【図１３】図１２に示した内視鏡の先端部の構成を示す
図である。

【図１４】図１２に示した内視鏡の先端部正面の概略図
である。

【図１５】図１２に示した内視鏡の内部構成を示す図で
ある。

【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は図１２に示された内視鏡
により得られるＴＶモニター像を説明するための図であ
る。

【図１７】一般的な硬性内視鏡の全体構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，３１，５１前方視観察用光学系２左４５°斜視観察用光学系３右４５°斜視観察用光学系４，１０，２３，３４，３８，４７，４９，５８凹レ
ンズ５レーザーカットフィルター６，１２，３５，４０，５４，６０明るさ絞り７，１４，４１接合レンズ８，１５，３７，４２色補正フィルター９，１６，４３，６３ＣＣＤ９ａ，６７プリズム１１４５°視野方向変換プリズム１３，２０，２１，３６，５５，５６，６１，６２凸
レンズ１７，４４前方視照明用光学系１８左４５°斜視照明用光学系１９右４５°斜視照明用光学系２２，２４，４８，５０，６６ライトガイドファイバ
ー２５ノズル２６鉗子穴３２，３３上側側方観察用光学系３９９０°視野方向変換プリズム４３ａ，４３ｂ，４３ｃ有効撮像領域４５，４６上側側方照明用光学系５２上側後方斜視観察用光学系５３平行平板５７イメージガイドファイバー５９１１０°視野方向変換プリズム６４照明光学系６５，６８レンズ７０腹腔鏡７１挿入部７２操作部７３，７４，７５接眼部７６ライトガイドポスト７７直視光学系７８，７９斜視光学系８０，８３対物光学系８１，８４像伝送光学系８２，８５接眼光学系８６，８７ミラー光学系８８鉗子８９臓器９０直視光学系７７の視野範囲

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に複数の観察光学系が配置され、
主に物体観察用光学系と挿入観察用光学系とに分かれる
内視鏡において、少なくとも前記各観察光学系のうちの１つは他の観察光
学系とは視野方向が異なっていることを特徴とする内視
鏡。
【請求項２】前記物体観察用光学系に備えられている
レンズよりも前記挿入観察用光学系に備えられているレ
ンズの方が１枚以上少ないことを特徴とする請求項１に
記載の内視鏡。
【請求項３】観察光学系と同数以下の照明光学系を備
えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡。
【請求項４】先端部に３つ以上の観察光学系が配置さ
れている内視鏡において、前記各観察光学系に備える撮像素子を、その有効撮像領
域の中心が前記内視鏡の長手方向に対する鉛直断面上に
おいて直線上に並ばないように配置したことを特徴とす
る内視鏡。