JPS6076718A - 内視鏡の測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は内視鏡に構成されて被写体までの距離を測定し
、その値をモニタできるように構成した内視鏡の測距装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、内視鏡は生体体腔内または機械的構成部品等の
空洞内を観察するために使用されている。

従来、このような内視鏡においては、光学式ファイバ束
によシ被観察体の像を生体体腔外或いは空洞外に導き出
し、光学式ファイバの出射端面に結像された光学像を、
接眼レンズ系を介して観察している。また、これとは別
に、上記光学式ファイバの代シに内視鏡の軸の先端位飯
に電荷結合素子（以下ＣＯＤという）のような撮像素子
を設置し、この撮像素子の受光面に結像された光学像を
電気信号に変換し信号線にて生体体腔外或いは空洞外に
導き出し、必要な信号処理を行った後テレビジョンモニ
タ上に賢し出す装置が既に開発されている。

ところで、このような内ａ鏡では、体腔内または空洞内
に内視鏡挿入部が挿入された場合、その先端から被写体
までの距離を測定し誤りなく内視鏡を操作することが必
要とされる。特に、内視鏡を用いて生体内を観察する場
合に、！＠部までの距離を測定し適当な鉗子を選んで治
療を行うことが必をとなる。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点に鑑み、体腔内または空洞内に内視
鏡挿入部を挿入し観察及び処置を行う場合、挿入部先端
から被写伜までの距離を測定して、適切な操作及び処置
を行えるようにした内視鏡の測距装置を提供することで
ある。

〔発明の概髪〕

本発明の内視鏡の測距装置は、レーザを用い、レーザか
ら発射された光を出射用光学ファイバを通して内視鏡挿
入部先端から照射し、被写体への照射角度を変化させる
ことによってその反射角度を変化させ反射光を挿入部内
の受光用光学ファイバを通して光検出手段へ導き、その
検出信号によって角度／距離変換手段を動作させ、照射
角度に対応した距離信号を得るようにするもので、さら
にこの距離信号に基づいてモニタ上に表示する。

〔発２明の実施例〕 以下、１而に基ついて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明に係る撮像装置の第１実施例を示す構成
図である。

第１図において、符号１は内視鏡挿入部の先端構成部で
、その先端には対物レンズ２が配設され、さらにその後
方ＶＣ，は固体撮像素子３が配ｆ場れている。この発明
では撮像関係は直接関係ないので、破線にて示している
。対物レンズ２及び固体撮像子３と並行して、先端構成
部１には鉗子チャンネル４が形成されていて、通常は鉗
子が挿入部れて患部の治療を行う。この鉗子チャンネル
４には、セルフォックファイバ等の光学ファイバ５，６
が挿入されていて、それらの先端面は先端構成部ｌ先端
Ｋまで挿入されている。光学ファイバ５はレーザ光出射
用のファイバで、光学ファイバａＶｉ’４写体よりの反
射光を受光するためのファイバで、両者は先端構成部ｌ
の先端に所定間隔をおいてほぼ平行に配設されている。

符号７Ｖｉ半導体レーザ等によ多構成される赤外線レー
ザで、レーザ用ドライバ回路８にてＲＡ動されるように
なっていて、レーザ光は可動ミラー９で反射されざらに
楕円形の固定ミラーｌＯで反射されて出射用光学ファイ
バ５端而へ入射きれるようになっている。可動ミ２−９
け、回転駆動部１１を備え、この駆動部１１をドライバ
回路１２で動作させることによって矢符Ａ方向に回転ａ
Ｊ’　ＮＭ　Ｋ　構成されている。可動ミラー９０回転
はロータリエンコーダ１３で検出し、その回転位置（角
度位置）に応じた角度検出信号をラッチ回路１４でラッ
チできるように構成きれている。可動ミラー９の回転位
置によって、光学ファイバ５へは異なった入射角度の光
が入射てれ、ファイバ５よシこの入射角度に応じた照射
角度で光が出射されるようになっている。この照射角度
ｒ（よる光が等角度で反射される位ｔｅ　ＶＣ被写体が
あると、その反射光は光学ファイバ６へ受光され、この
ファイバ６を通して後端面より放出される。

放出きれた光は、可視光カット近赤外線透過フィルタ（
バンドパスフィルタ）１５を前面に備えたフォトセンサ
１６で受光され、電気信号に変換されてコンパレータ１
７へ人力芒れる０次に、コンパレータ１７［て出力芒れ
た一定レベルの信号を用いてシングルショット回路１８
を動作はせ、シングルパルス信号を出力する。このシン
グルパルス信号が出力されたとき、そのとき前記可動ミ
ラー９の回転角度に対応した角度検出信号がラッチ回路
１４へ入力されて次段の角度／距離変換回路１９へ出力
きれる。角度／距離変換回路１９は例えばプログラマブ
ルＲＯＭで構成はれていて、予め入射角度ν１」ち照射
角度と被写体距離との対応がプログラムされている。回
路１９によって角度信号から変換された距離信号はデコ
ーダ２０で表示用信号に変換され、表示部２１へ入力さ
れて被写体までの距離が表示される。表示部２１は液晶
等を用いた表示装置で構成されている。なお、角度／距
離変換回ｔｙｒ　ｉ　９　ｖｃて変換ｉ　ｈ−た距離信
号を破線に示すようにキャラクタジェネレータ２２へ人
力し、距離表示用信号を出力させるようにし、この信号
と、前記固体撮像素子３及びこれに接続したテレビジョ
ン信号変換回路ｚ３からのｊｉ＋７　像信号とをミキサ
回路２４で混合してテレビジョンモニタ２５へ出力し、
Ｌｌ！ｌｉ像ＶＣ重畳して距＃ｌ１表示するように構成
してもよい。

このような構成では、レーザ７より発射されるコヒーレ
ントな赤外線レーザ光は所定スピードで回転する可動ミ
ラー９と固定ミラー１０により入射色＃：、を変えなが
ら出射用光学ファイノ（５へ入射され、その先端面よシ
被写体へ照射される。光学ファイバ５ｉ１ｔセルフオツ
ク等によシ構成されているので、その入射角度に応じて
出射される照射角度が変化する。これらの入射角度の異
なった照射光の内、被写体で反射されて受光用光学ファ
イノく６へ受光される光はその照射角度と反射角度が等
しい場合であシ、受光された光はファイバ６の後端面よ
りフィルタ１５を通してフォトセンサ１６へ受光されて
光電変換された後コンノくレータ１７及びシングルショ
ット回路１８を通してシングルパルス信号として出力さ
れる。この過程で、可動ミラー９０回転位置即ち回転角
度はロータリエンコーダ１３にて検出されてラッチ回路
１４へ角度検出信号として出力されるので、反射光が光
学ファイバ６を御して検出はれたとき、上記シングルパ
ルス信号によってラッチ回路１４へ角度検出信号をラッ
チし、その角度検出信号を次段の角度／距離変換回路１
９へ出力することにより、レーザ光の入射角度即ち照射
角度に対応した被写体距離がデコーダ２０を用いて表示
部２１に表示されることになる。

第２図は本発明の第２実施例を示す構成図である。但し
、この図では、内視鏡挿入部の先端構成部１内、測距に
必要な鉗子チャンネル４部分のみを示している。この図
において、第１図の実施例と異なる点は、可動ミラー９
及び固定ミラーｌＯを除いて、レーザ７より出射用光学
ファイノ（５へ入射されるレーザ光の入射角度を常に一
定とすると共に、光学ファイバ５の出射先端部分Ｓλ丸
所定角度に折曲して出射される光の角度を一定とするこ
とにより、レーザ光を一定の照射角度で被写体へ照射す
るようにしている点である。したがって、内視鏡挿入部
を操作して、その先端面が被写体に対して１９「定距離
にあるとき、即ち照射角度と被写体から反射される光の
反射角度が一致した距離Ｉ７Ｃあるときに、反射光が受
光用光学ファイバ６へ受光されこのファイバ６全通して
ポジションフォトセンサ１６ａへ受光されるようになっ
ている。

上記の場合、鉗子チャンネル４に挿入される出射用光学
ファイバ５は先端部分５ａの折曲角度を変えることが可
能であって、その折曲角度を変えることｅこよってレー
ザ光の照射角度を変えるととができる。そして、セルフ
ォックファイバ等の光学ファイバ６を通して反射角度に
応じた角度でポジションフォトセンサ１６ａへ受光され
、受光される受光面位置に応じた大きさの信号をアナロ
グディジタル変換回路２６にでディジタル信号に変え、
次段の位置／距離変換回路１９ａにて距離信号に変換し
てデコーダ２０へ送り、表示部２１で距離表示する。こ
の場合、位置／距離変換回路１９ａは例えばプログラマ
ブルＲＯＭを用いて構成され、ポジションフォトセンサ
１６ａの受光位置に対応した徘写体距離信号が予めプロ
グラムされている。

なお、第１図で受光ファイバ５は入射角度を保存して出
射さ縫るためセルフォックファイバを用いるのがよく、
光学ファイバ６は通常の光学繊維によるファイバを用い
て構成することも可能である。また、第２図で光学ファ
イバ６け反射光の角度を保存して出射きせるためセルフ
ォックファイバを用いるのがよく、光学ファイバ５は通
常の光学繊維によるファイバを用いて構成するととも可
能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、レーザ光を導く光学
ファイバと、被写体へのレーザ光を照射する角度を変え
る手段と、被写体からの反射光を受光し検出する手段と
、反射光を検出したときその信号によって照射角度に対
応した距離信号に変換する手段とを設けて、変換された
距離信号に基づいて被写体距離を表示するようＶＣ構成
したので、体腔内またはを洞内に内視鏡挿入部を挿入し
、その先端面より被写体までの距離を測定することがで
き、内視鏡を用いて適切な操作及び治療処置等が行える
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内視鏡の測距装置の第１実１１（
！ｉ例を示す構成図、第２図は本発明の第２実施例分示
す構成図である。 １・・・・・・先端構成部、５・・・・・・出射用光学
ファイバ、５ａ・・・・・・折曲部分、６・・・・・・
受光用光学ファイバ、７・・・・・・レーザ、９・・・
・・・可動ミラー、１６・・・・・・フォトセンサ、１
６ａ・・・・・・ポジションフォトセンサ、１９・・・
・・・角度／距離変換回路、１９ａ・・・・・・位置／
距離変換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一定波長のレーザ光を発射するレーザと、レーザ
   光を観察系先端端面の第１の位置へ導き被写体へ照射す
   るための第１の光通路と、被写体への照射角度を変える
   制御手段と、被写体からの反射光を観察系先端端面の第
   ２の位置より第２の光通路を通して受光し検出する光検
   出手段と、この光検出手段が反射光を検出したときその
   検出信号によって照射角度に対応した距離信号を出力す
   ることがｂＪｈ＃Ｓな距離信号作成手段とを具備し、仁
   の手段よ少出力された距離信号に基づいて観察系先端端
   面よシ被写体までの距離を表示するように構成したこと
   を特徴とする内視鏡の測距装置。 ｅ）前記第１の光通路は、光学繊維によるファイバにて
   構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の内視鏡の測距装置。 （３）前記第ｌの元通路は、セルフォックファイバにて
   構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の内視鏡の測距装置。 （４）前記第２の光通路は、光学繊維によるファイバに
   て構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内視鏡の測距装置。 （５）　前Ｍｅ第２の光通路は、セルフォックファイバ
   （にて構成されることを特徴とする特許請求の範囲綿ｌ
   謔を内視鏡の測距装置。 （６）前記光検出手段は、フォトセンサにて構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内視
   鏡の測距装置。 （７）前記光検出手段は、ポジションフォトセンサにて
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   の内視鏡の測距装置。 （８）前記制御手段は、可動ミラーと固定ミラーを用い
   て前記レーザよりレーザ光を前記第１の光通路へ入射し
   、可動ミラーの回転角度に基づいて照射角度を変えるよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １ＪＪ４又Ｉｒｉ第３項記載の内視鏡の測距装置。 （９）前記制御手段は、前記第１の光通路の出射端部分
   の折曲角度を変えることによって照射角度を変えるよう
   に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の内視鏡の測距装置。 但■１１記距離信号作成手段は、前記可動ミラーの回転
   角度に基づいて距離信号を出力するように構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第８項記載の内
   視鏡の測距装置。 αυ前記距離信号作成手段は、前記ポジションフォトセ
   ンサに受光される光位置に基ついて距離信号を出力する
   ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第７項記載の内視鏡の測距装を灯。