JPH11183809A

JPH11183809A - 内視鏡用撮像装置

Info

Publication number: JPH11183809A
Application number: JP9355048A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takasugi; 芳治高杉
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的なピント調整機構を不要とし、被写界
深度の拡大を図りながら良好な画像の得られる内視鏡用
撮像装置を提供する。【解決手段】結像光学系２０１と、結像光学系により
結像された被写体像を撮像する撮像素子２０３と、結像
光学系と撮像素子との間に配置された可変焦点手段２０
２と、可変焦点手段を駆動する駆動装置３と、撮像素子
を含むテレビカメラ２を制御するカメラコントロール装
置４と、画像処理装置５と、モニター表示装置６を備え
ている。可変焦点手段２０２は、駆動装置３により光学
系の焦点距離を残像が残る程度の速度で周期的に変化さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像を結像す
るための結像光学系と、該結像光学系により結像された
被写体像を撮影するための撮像装置とを備えた内視鏡用
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば内視鏡にＴＶカメラなどの
撮像装置を取り付けて使用する場合、撮像装置に設けた
ピント調整装置により被写体までの距離に応じてピント
調整を行なわなければならなかった。通常、ピント調整
は、手動により撮像装置に設けられた回転式のフォーカ
スリングなどを操作して、装置内のレンズ群やピント面
にある撮像素子を光軸方向に動かすことにより行われて
いた。

【０００３】又、内視鏡用ＴＶカメラなどの撮像装置
は、その使用目的から小型・軽量であることが望まし
く、操作も簡単であることが必要であるため調整機構な
どは余りなく、特に作業中や術中などは装置の操作や調
整に煩わされることなしに手技に集中できることが望ま
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のピント
調整装置は、手動では微妙なピント合わせが難しく、特
に被写界深度が浅い場合は被写体までの距離が変わるた
びに頻繁にピント調整をし直さなければならず非常に面
倒である。

【０００５】又、内視鏡ＴＶカメラなどの撮像装置にお
いては、上記の要求を満たすために結像光学系の被写界
深度を出来るだけ深くすることが必要であるが、この被
写界深度を拡大する場合従来は光束を出来るだけ絞り、
Ｆナンバーを大きくすることが行われている。然し、こ
の場合、光束を絞り過ぎると観察系が暗くなって実用に
耐え得なくなってしまう。特に内視鏡は、患者の苦痛低
減や操作性向上のために細径化が望まれており、観察系
が暗いからといって光量アップのために照明用のライト
ガイドファイバーの本数を増やすことは内視鏡が太くな
るので安易にはできない。

【０００６】更に、被写界深度を拡大するために光束を
絞り過ぎると、光の回折の影響によりコントラストが低
下し画質に悪影響を及ぼすことになる。然し、内視鏡観
察の場合、画質的に微細血管などの微細構造の観察や診
断に十分耐え得るものでなければならないため、画質を
低下させることはできない。更に、たとえ内視鏡で良い
画像が得られたとしても、撮像装置の性能が悪いと結果
的に良好な画像を提供できなくなってしまう。又、ＣＣ
Ｄなどの撮像素子の小型・高画素化に伴い画素ピッチも
小さくなるため、許容錯乱円の径が小さくなり、その分
被写界深度が浅くなってしまう。更に、ＣＣＤの感度低
下や内視鏡の細径化によって、明るさ的に不利になる傾
向にあるため、余り光束を絞ることもできない。このよ
うに従来の方法では、被写界深度を十分確保することが
難しくなっている。

【０００７】そこで、従来、被写界深度の拡大を目的と
した手法として、例えば特開平９−２３０２５２号公報
に開示されたものがある。これは、顕微鏡に適用したも
のであるが、対物レンズの物体側の焦点面を高速振動
（約６０Ｈｚ以上）させると、ピントの合った画像はコ
ントラストが高く合っていない画像はコントラストが低
いため、人の目には高速で画像が切り替わることで残像
現象によりコントラストの高い画像が残り、結果として
全てにピントの合った画像を得ることができると云うも
のである。燃し、ピントの合った画像とピントの合って
いないぼけた画像を重ね合わせるために、どうしても深
度拡大と共に画像のコントラスト低下は避けられない。
特に、拡大した深度の近点側と遠点側では画像の劣化し
たものとなってしまう。このため、内視鏡による微細血
管などの微細構造体の観察に対してはコントラストの良
い画像が得られず、十分な観察や診断ができなくなる虞
れがある。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなさたものであり、その目的とするとこ
ろは、メカ的なピント調整機構を不要とし、被写界深度
の拡大を図りながらコントラストの低下のない良好な画
像の得られる内視鏡用撮像装置を提供しようとするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、被写体像を結像す
るための結像光学系と、該結像光学系により結像された
被写体像を撮像するための撮像素子とを備えた内視鏡用
撮像装置において、装置の光路中に、前記結像光学系の
焦点距離を残像が残る程度の速度で周期的に変化させ得
る可変焦点手段を設けて、ピント状態の異なる画像を順
次表示させることにより被写界深度を拡大するようにし
たことを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、前記結像
光学系は複数のレンズを含み、且つ前記撮像装置は前記
レンズを移動させるための機構を有しないことを特徴と
している。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、前記可変
焦点手段を前記結像光学系の瞳位置又はその近傍位置に
配置したことを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、被写体画
像のモニター手段と、該モニター手段に接続されたカメ
ラコントロール装置とを備え、複数の内視鏡を選択的に
使用し得るようにした内視鏡用撮像装置において、前記
カメラコントロール装置は、結像光学系と撮像素子を備
えた電子内視鏡及び／又は結像光学系を含む内視鏡に接
続可能で該結像光学系によって結像された被写体像を撮
影するための撮像素子を含むテレビ撮影装置に接続可能
であり、前記結像光学系及び／又は前記テレビ撮影装置
の内の少なくとも１つはその光路中に観察者の眼に残像
を生ずる程度の高速動作可能の可変焦点手段を備えてい
て、ピント状態の異なる画像を重ねて観察できるように
したことを特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の発明によれば、前記可変
焦点手段は、フォーカシングを行うため観察者の眼に残
像を生じない程度の低速動作も可能であることを特徴と
している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図示し
た各種実施例に基づき、実質上同一の部材及び部分には
同一符号を用いて具体的に説明する。第１実施例図１は本発明に係る内視鏡用撮像装置の第１実施例の全
体構成を示す概略図、図２は可変焦点手段の一構成例を
示す断面図である。図中、１は対物レンズ１０１とリレ
ーレンズ１０２と視野絞り１０３と接眼レンズ１０４を
含む観察系と、照明レンズ１０５とライトガイド１０６
を含む照明系を備えた公知の内視鏡本体、２は内視鏡本
体１に取り外し可能に連結されていて観察系の光軸上に
配置された結像光学系２０１と可変焦点手段（可変焦点
レンズ）２０２とＣＣＤの如き撮像素子２０３と赤外カ
ットフィルターと光学的ローパスフィルター等の組み合
わせから成る光学フィルター２０４と外表面に設けられ
たオン−オフスイッチ２０５とカバーガラス２０６を含
むテレビ撮影装置（テレビカメラ）、３は可変焦点レン
ズ２０２のアクチュエータと撮像素子２０３を駆動する
ための駆動装置、４は駆動装置３に接続されたカメラコ
ントロール装置、５はカメラコントロール装置４に接続
されていてＡ／Ｄ変換器５０１とフレームメモリ５０２
と画像回復フィルター５０３とＤ／Ａ変換器５０４を含
む画像処理装置、６は画像処理装置５に接続されたモニ
ター表示装置である。

【００１５】図２は可変焦点レンズ２０２の一例を示し
ている。図中、２０２ａは周縁部が固定された円板状の
ガラスやプラスチックなどから成る薄い透明板、２０２
ｂは透明板２０２ａに対向配置されていて周縁部が光軸
方向に変位し得るように支持された円板状のガラスやプ
ラスチックなどから成る薄い透明板、２０２ｃは中央部
に開口を有していて透明板２０２ａの周縁部を固定的に
保持し且つ透明板２０２ｂを加圧用弾性膜２０２ｄを介
して変位可能に支持する容器、２０２ｅは容器内部に封
入されたシリコンオイルのような透明な作動液、２０２
ｆは加圧用弾性膜２０２ｄを介して透明板２０２ｂの周
縁部に同一円周上等間隔に配置されていて重合された多
数の圧電ユニモルフ素子とこれらの圧電ユニモルフ素子
の中心部に固定された出力軸２０２ｆ′とから成る複数
のアクチュエータ、２０２ｇは容器２０２ｃに重合固着
されていてアクチュエータ２０２ｆを収容保持するアク
チュエータケースである。

【００１６】第１実施例は、上記のように構成されてい
るから、内視鏡本体１により得られた被写体像は接眼レ
ンズ１０４，テレビカメラ２に内蔵された結像光学系２
０１，可変焦点レンズ２０２，光学フィルター２０４を
経て撮像素子２０３により受像され、そして撮像素子２
０３からの電気信号は、信号ケーブルを通して可変焦点
レンズ２０２のアクチュエータ２０２ｆを駆動するため
の駆動装置３及びカメラコントロール装置４へ送られ、
ここで映像信号に変換されて更に画像処理装置５へ送ら
れ、ボケた画像部分が補正されて、モニター表示装置６
により眼に見える画像として表示される。画像処理装置
５は、カメラコントロール装置４からの映像信号をＡ／
Ｄ変換器５０１によりデジタル変換し、フレームメモリ
５０２に記録された後画像回復フィルター５０３により
所定の空間周波数領域に対するフィルタリング処理が行
われ、Ｄ／Ａ変換器５０４によりアナログ信号に変換さ
れて、被写体像をモニター上に表示する。これらの画像
処理は、図示しない画像処理装置５内部のＣＰＵ又はカ
メラコントロール装置４内部のＣＰＵにより制御され
る。

【００１７】ここで、可変焦点レンズ２０２の作用につ
いて説明する。可変焦点レンズ２０２のアクチュエータ
２０２ｆはアクチュエータ駆動装置３から電圧が印加さ
れると、圧電ユニモルフ素子の中心部が図２に矢印で示
した方向に変位し、この変位により発生する力は中心部
に固定された出力軸２０２ｆ′に集中して透明板２０２
ｂの周縁部を所定量押圧し、一対の透明板２０２ａ，２
０２ｂと作動液２０２ｅとで構成されるレンズの形状を
例えば図３の（ａ）から（ｂ）に示すように変形させ
て、ピント位置を変える。この状態でアクチュエータ２
０２ｆに印加されていた電圧を遮断すると、圧電ユニモ
ル素子は原形に復元するため、透明板２０２ａ，２０２
ｂも自己の習性で原形に復帰し、レンズの形状は図３の
（ｂ）から（ａ）に示すように変形し、再びピント位置
を変える。

【００１８】このようにアクチュエータ２０２ｆに電圧
を印加するか否かにより可変焦点レンズ２のピント位置
を迅速に変えることができるから、例えば、図３（ａ）
の状態（アクチュエータ２０２ｆに電圧を印加しない状
態）のとき撮像素子２０３の撮像面に遠点の被写体像が
合焦状態で結像し、また図３（ｂ）の状態（アクチュエ
ータ２０２ｆに電圧が印加された状態）のとき撮像素子
２０３の撮像面に近点の被写体像が合焦状態で結像する
ようにすることができる。この説明で明らかなように、
アクチュエータ２０２ｆに印加すべき電圧の大きさを調
整することにより、確実且つ瞬時にピント調整を行うこ
とができる。

【００１９】このように、可変焦点レンズ２０２の採用
により、従来の如き機械的なピント調整機構を用いるこ
となしに、撮像系全体の光学性能を変えずに被写界深度
範囲の変更やピント調整を行うことが可能となるが、こ
れでは観察したい範囲が近点寄りになったり、遠点寄り
になったりすることが出来るだけで、被写界深度範囲を
一度に観察することはできない。そこで、上述したピン
ト位置の切り換えを高速化すると、近点寄りと遠点寄り
との画像を交互に観察することになり、人間の眼には残
像現象により十分にピントが合って被写界深度が拡大し
たように見える（図４参照）。この現象は眼視観察に限
らずテレビカメラによる観察においても同様である。即
ち、可変焦点レンズ２０１を高速駆動してテレビカメラ
２の焦点位置を少しずらし、その状態に対する被写界深
度を変えて、撮像素子２０３の撮像面上には被写界深度
の異なる画像が順次取り込まれる。

【００２０】通常用いるＮＴＳＣ方式のテレビでは１フ
ィールド６０Ｈｚで画像が作られるため、これ以上の周
波数で可変焦点レンズ２０２を駆動すれば、モニター表
示装置６上には十分に被写界深度の拡大された画像を表
示させることができる。この場合、撮像素子２０３に取
り込まれる画像は、図５に概念的に示したように、ピン
トの合った画像（白丸）と中ボケの画像（網点の丸）と
大ボケの画像（黒丸）とが重なって見えるため、全体的
に悪い画像となり、解像力が低下することがある。そこ
で、図６に概念的に示したように、深度拡大画像のボケ
画像部分を画像処理装置５の画像回復フィルター５０３
にかけることにより補正し、コントラストの良い優れた
解像力の画像を提供することができる。この画像回復は
他の処理方法により行うこともできることは云うまでも
ない。

【００２１】可変焦点レンズ２のピント位置の変更即ち
アクチュエータ２０２ｆに電圧を印加したり遮断したり
するのには、テレビカメラ２の外表面に設置されたオン
・オフスイッチ２０５（図７（ａ）参照）を用いてもよ
いし、図７（ｂ）に示すように近点用と遠点用の専用ス
イッチ２０５ａ，２０５ｂを用いるようにしてもよい
し、これらを組み合わせて近点・遠点の切り換えやピン
ト調整のために用いてもよいし、更にこれらのスイッチ
を図８に示すようにフットスイッチ７として構成しても
よい。かくして、可変焦点レンズ２０２を用いることに
より、従来の如き機械的なピント調整が不要となってテ
レビカメラ２の構造を簡素化することができるのみなら
ず、従来の手動操作による場合よりも遙かに使い勝手が
良く、確実且つ迅速にピント合わせを行うことができ
る。

【００２２】なお、可変焦点レンズ２０２は、図示の如
く結像光学系２０１と撮像素子２０３の間に配置するの
が好ましく、またその僅かな焦点距離の変化によっても
焦点位置を比較的大きく変えることができるように、可
変焦点レンズ２０２は光学系の瞳位置又はその近傍位置
に設置されるのが好ましい。尚、可変焦点レンズ２０２
の配置位置は厳密に瞳位置近傍でなくてもよいが、出来
るだけレンズ系を通過する光束径の比較的大きいところ
に配置するのが良い。又、可変焦点レンズ２０２の配置
場所に関し構成上制限がある場合は、焦点位置の必要な
変化量に応じて可変焦点レンズ２０２の焦点距離の変化
量が大きくとれるように変更すればよい。

【００２３】又、可変焦点レンズ２０２の作動液２０２
ｅの中に銅イオンを含ませると、レンズ自体に赤外線カ
ット効果をもたせることができ、特に６５０〜７００ｎ
ｍ付近からそれ以上の波長の光の透過率を低くすること
ができるので、赤外光にも感度をもつ撮像素子２０３の
色補正用に通常用いられる光学フィルター２０４を不要
にすることができ、好都合である。特に２価の銅イオン
は波長８００nm付近に光の吸収帯があるので、例えば波
長７００〜９００nm程度の光の透過率を落とすことがで
きる。従って、水やオイル等の液状媒質に２価の銅イオ
ンを含む化合物を溶かした溶液を作ればよい。又、化合
物の例としては、水酸化銅Cu(OH)₂、酢酸銅Cu(CH₃ COO
H)₂、硫酸銅CuSO₄などを挙げることができる。又、こ
れ以外に２価の銅イオンを含む錯体を用いることもでき
る。

【００２４】又、溶液中に含まれる物質によって光の吸
収帯域が異なるので、化合物を変えることにより他の波
長域の光の透過率を落とすことも可能であり、透過率を
落としたい波長域周辺に光の吸収帯域を持つ物質（イオ
ン）を含む化合物や錯体を用いればよい。例えば、波長
１０００〜１２００nm付近の光の透過率を落とす場合に
は、丁度波長１１００nm付近に光の吸収帯がある鉄イオ
ンを含む化合物や錯体を用いればよい。特に、医療用の
内視鏡では、処置用としてＹＡＧレーザーや半導体レー
ザーなど様々な波長のレーザーを用いることがあるた
め、使用する波長に応じて最適な特性を持つ化合物や錯
体を使用することにより、余分なフィルターを構成しな
くてよい。但し、このような化合物や錯体は、媒質によ
っては不溶性のものもあるので、組み合わせには注意す
る必要がある。

【００２５】即ち、本実施例のように、テレビカメラ２
に可変焦点レンズ２０２を配置しようとすると、単純に
はその分だけ光学系の全長が長くなる可能性があるが、
上述のように可変焦点レンズ２０２に別の機能を付加す
ることにより従来必要とした赤外カットフィルターを不
要とすることができるので、全長が長くなるのを抑える
ことができる。なお、この場合、赤外カットの特性の調
整は、可変焦点レンズ２０２の厚さとそこに含まれる銅
イオンの量によって決定される。即ち、厚さが薄い場合
には銅イオンの含有量を多くすればよいし、逆に厚い場
合には同含有量を少なくすればよい。又、可変焦点レン
ズ２０２の透明板２０２ａ及び／又は２０２ｂの表面に
赤外カットコートを施すことにより、赤外カットフィル
ターを除去することもできる。

【００２６】又、可変焦点レンズ２０２の透明板２０２
ａ，２０２ｂも単純な平行平板より成るものでなく、厚
みの分布が不均一なものであっても良いし、非球面形状
であってもよい。これはレンズとして必要な性能、形状
に応じて作製されればよい。

【００２７】更に、可変焦点レンズ２０２の表面に、例
えばＭｇＦ₂の単層コート又はマルチコートの反射防止
手段を施せば、この面からの反射光によるフレアやゴー
スなどによる画質への悪影響を抑えることができる。こ
の種の反射防止手段は、コーティングに限らず、反射防
止剤を塗布するなど他の方法により行なってもよい。
又、透明板２０２ａ，２０２ｂと封入された作動液２０
２ｅとの界面の屈折率差が大きいと反射率が高くなるの
で、この屈折率差が可能な限り小さくなるような構成に
することが好ましい。

【００２８】第２実施例図９は本発明の第２実施例を示している。この実施例
は、内視鏡本体１の観察系においてリレーレンズ１０２
の代わりにイメージガイド１０２′が用いられ、テレビ
カメラ２において光学フィルター２０４の代りに赤外カ
ットフィルター２０４′のみが用いられている点で、第
１実施例とは異なる。本実施例のように、多数のファイ
バーを束ねて構成されるイメージガイド１０２を介して
得られる被写体像をＣＣＤ等の撮像素子２０３を用いて
撮影する形式のテレビカメラ２を介して観察する場合に
は、ファイバーの網目とＣＣＤのサンプリングとの関係
からモアレが発生することが多い。このため、通常は撮
像素子２０３の直前に配置されるべき水晶板などの複屈
折板から成る光学的ローパスフィルターが必要となる
が、可変焦点レンズ２０２によりピント状態をベストの
状態から少しずらしてデフォーカス状態にすれば、ファ
イバーの網目構造をぼかしてモアレ除去を行うことがで
きるので、従来のような光学的ローパスフィルターを用
いなくて済むか、通常よりも少ない枚数の複屈折板を可
変焦点レンズ２０２と組み合わせて用いるだけで済むと
いう利点がある。この実施例はファイバースコープ又は
ビデオスコープに内視鏡用テレビカメラ２を取り付けた
場合の実施例であって、全体的な作用効果特に可変焦点
レンズ２０２の作用効果は第１実施例の場合と同様であ
るので、それらの詳細な説明は省略する。

【００２９】第３実施例図１０は本発明の第３実施例を示している。この実施例
は、結像光学系２０１が内視鏡本体１に接続可能のアダ
プター２−１に収容されており、このアダプター２−１
に接続可能のテレビカメラ２−２は可変焦点レンズ２０
２と光学フィルター２０４と撮像素子２０３を含むよう
に構成された点で、第１実施例とは異なるが、その作用
効果は既述の実施例と同様であるので、詳細な説明を省
略する。

【００３０】第４実施例図１１は本発明の第４実施例を示している。この実施例
は、アダプター２−１内に可変焦点レンズ２０２が配置
されている点で、第２実施例とは異なるが、その作用効
果は既述の実施例と同様であるので、詳細な説明は省略
する。

【００３１】第５実施例図１２は本発明の第５実施例を示している。この実施例
は、可変焦点レンズ２０２がテレビカメラ２の中には無
くて内視鏡本体１内の視野絞り１０３と接眼レンズ１０
４との間に配置されている点で、第１実施例とは異な
る。この実施例も作用効果は既述の実施例と同様である
ので、詳細な説明は省略する。

【００３２】第６実施例図１３は本発明の第６実施例を示している。この実施例
は、可変焦点レンズ２０２が内視鏡本体１内の対物レン
ズ１０１と撮像素子（ＣＣＤ）２０３との間に配置され
ている点で、既述の実施例とは異なる。即ち、この実施
例は、ファイバースコープやビデオスコープと呼ばれる
内視鏡の対物系内に可変焦点レンズ２０２を組み込んだ
ものであるが、可変焦点レンズ２０２の作用効果は既述
の実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。図
１４は、可変焦点レンズ２０２の配置を若干変えたこの
実施例の変形例である。この場合、可変焦点レンズ２０
２は、対物系の瞳位置又はその近傍に配置されるのが好
ましい。

【００３３】第７実施例図１５は本発明の第７実施例を示している。この実施例
は、アクチュエータ駆動装置３，カメラコントロール装
置４及び画像処理装置５を含む一台のカメラコントロー
ルユニット８に、例えばズーム系やファインダー付きな
ど様々な種類のテレビカメラ２を機械的にも電気的にも
接続可能なように構成して、内視鏡用撮像装置をシステ
ムとして効率良く使用し得るようにしたものである。こ
のカメラコントロールユニット８には、可変焦点レンズ
２０２を備えたテレビカメラのみならず、これを含まな
い通常の光学系を備えたテレビカメラも接続可能であ
る。尚、このカメラコントロールユニット８は、可変焦
点レンズ２０２を含むテレビカメラ２が接続された時に
はアクチュエータ駆動装置３が自動的に稼働状態に切り
換えられるようになっており、好ましくは可変焦点レン
ズ２０２の近点・遠点の切り換えとピント調整を行なわ
せるための切り換えスイッチ８ａを備えている。

【００３４】以上、実施例では、可変焦点手段として、
一対の透明薄板と透明作動液から成るレンズと、圧電ユ
ニモルフ素子から成るアクチュエータを組み合わせた可
変焦点レンズを用いたが、これに限定されるものではな
く、これに代えて、通常の固体レンズを例えば電磁石等
のアクチュエータを用いて光軸方向へ動かすことより焦
点位置を変えるようにしてもよいし、レンズ自体を振動
させて被写界深度を拡大するように構成してもよい。

【００３５】以上説明したように、本発明の内視鏡用撮
像装置は、前述の特許請求の範囲に記載した特徴のほか
に下記の特徴を有する。

【００３６】（１）前記可変焦点手段の駆動周期は６０
Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れ
かに記載の内視鏡用撮像装置。

【００３７】（２）画像のボケ量を低減させる画像処理
手段を有することを特徴とする請求項１乃至５及び上記
（１）の何れかに記載の内視鏡用撮像装置。

【００３８】（３）前記可変焦点手段を前記結像光学系
と画像素子との間に配置したことを特徴とする請求項１
乃至５又は上記（１）及び（２）の何れかに記載の内視
鏡用撮像装置。

【００３９】（４）前記可変焦点手段により撮像装置の
ピント位置をモアレが消える程度に最良状態からずらす
ようにしたことを特徴とする請求項１乃至５又は上記
（１）乃至（３）の何れかに記載の内視鏡用撮像装置。

【００４０】（５）前記可変焦点手段は、一対の変形可
能な透明板と該透明板の間に封入された透明液体より成
っていて外部応力により形状の変化する可変焦点レンズ
であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の内視鏡
用撮像装置。

【００４１】（６）前記液体が少なくとも銅イオンを含
有していることを特徴とする上記（５）に記載の内視鏡
用撮像装置。

【００４２】（７）前記可変焦点レンズの表面に反射防
止手段が施されていることを特徴とする上記（５）又は
（６）に記載の内視鏡用撮像装置。

【００４３】（８）前記可変焦点手段を駆動するための
作動スイッチを前記カメラヘッドに設けたことを特徴と
する請求項４に記載の内視鏡用撮像装置。

【００４４】（９）前記可変焦点手段を駆動するための
作動スイッチが前記カメラコントロール装置に接続され
たフットスイッチであることを特徴とした請求項４に記
載の内視鏡用撮像装置。

【００４５】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、光学系を絞
ることなしに比較的明るい観察視野のままで被写界深度
を確実に拡大することができ、比較的広い被写界深度範
囲に亘って見易く且つ画質の劣化のない被写体像を観察
することができる。又、機械的なピント調整機構がな
く、ピント調整は外部に設けられたスイッチを操作する
だけで行うことができるから、極めて操作性の良い内視
鏡用撮像装置を提供することができる。又、光源の光量
や撮像素子の感度のアップは不要であり而も装置を比較
的簡単に構成し得るから、装置を比較的廉価に提供する
ことができる。更に、機械的なピント調整機構が不要で
あるためカメラ部分の密封性を良くすることができ、そ
の結果耐薬性を向上させことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内視鏡用撮像装置の第１実施例の
全体構成を示す概略図である。

【図２】可変焦点手段の一構成例を示す断面図である。

【図３】可変焦点レンズの作用を示す要部断面図で、
（ａ）は遠点にピントを合わせた状態（常態）を、
（ｂ）は近点にピントを合わせた状態を示している。

【図４】可変焦点手段の作用により被写界深度の拡大状
態を示す説明図である。

【図５】撮像素子に取り込まれる画像のピント状態を説
明するための概略図である。

【図６】深度拡大画像のボケ画像部分の処理方法を示す
説明図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、可変焦点レンズの焦点距
離の切り換え用スイッチの互いに異なる構成例を示す概
略図である。

【図８】可変焦点レンズの焦点距離の切り換え用スイッ
チの更に異なる構成例を示す概略図である。

【図９】本発明の第２実施例の要部構成を示す概略図で
ある。

【図１０】本発明の第３実施例の要部構成を示す概略図
である。

【図１１】本発明の第４実施例の要部構成を示す概略図
である。

【図１２】本発明の第５実施例の要部構成を示す概略図
である。

【図１３】本発明の第６実施例の要部構成を示す概略図
である。

【図１４】第６実施例の変形例を示す要部概略図であ
る。

【図１５】本発明の第７実施例の概略構成図である。

【符号の説明】

１内視鏡本体１０１対物レンズ１０２リレーレンズ１０２′ イメージガイド１０３視野絞り１０４接眼レンズ１０５照明レンズ１０６ライトガイド２テレビカメラ２０１結像レンズ２０２可変焦点手段（可変焦点レンズ）２０２ａ，２０２ｂ透明板２０２ｃ容器２０２ｄ加圧用弾性膜２０２ｅ透明作動液２０２ｆアクチュエータ２０２ｆ′ 出力軸２０２ｇアクチュエータケース２０３撮像素子２０４光学フィルター２０４′ 赤外カットフィルター２０５，２０５ａ，２０５ｂ，８ａスイッチ２０６カバーガラス３アクチュエータ駆動装置４カメラコントロール装置５画像処理装置５０１Ａ／Ｄ変換器５０２フレームメモリ５０３画像回復フィルター５０４Ｄ／Ａ変換器６モニター表示装置７フットスイッチ８カメラコントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を結像するための結像光学系
と、該結像光学系により結像された被写体像を撮像する
ための撮像素子とを備えた内視鏡用撮像装置において、
該装置の光路中に、前記光学系の焦点距離を残像が残る
程度の速度で周期的に変化させ得る可変焦点手段を設け
て、ピント状態の異なる画像を重ねて観察できるように
したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項２】前記結像光学系は複数のレンズを含み、
且つ前記撮像装置は前記レンズを移動させるための機構
を有しないことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用
撮像装置。
【請求項３】前記可変焦点手段を前記結像光学系の瞳
位置又はその近傍位置に配置したことを特徴とする請求
項１又は２に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項４】被写体画像のモニター手段と、該被写体
画像モニター手段に接続されたカメラコントロール装置
とを備え、複数の内視鏡を選択的に使用し得るようにし
た内視鏡用撮像装置において、前記カメラコントロール
装置は、結像光学系と撮像素子を備えた電子内視鏡及び
／又は結像光学系を含む内視鏡に接続可能で該結像光学
系によって結像された被写体像を撮影するための撮像素
子を含むテレビ撮影装置に接続可能であり、前記結像光
学系及び／又は前記テレビ撮影装置の内の少なくとも１
つはその光路中に観察者の眼に残像を生ずる程度の高速
動作可能の可変焦点手段を備えていて、ピント状態の異
なる画像を重ねて観察できるようにしたことを特徴とす
る内視鏡用撮像装置。
【請求項５】前記可変焦点手段は、フォーカシングを
行うため観察者の眼に残像を生じない程度の低速動作も
可能であることを特徴とする請求項１又は４に記載の内
視鏡用撮像装置。