JPS61103115A

JPS61103115A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPS61103115A
Application number: JP59225313A
Authority: JP
Inventors: Hisao Yabe; 久雄矢部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1986-05-21
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPH0685024B2; DE3537995C2; US4667656A; DE3537995A1

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、固体搬像素子により観察部位を搬像し観察す
るようにした内視鏡装置に関する。

〔発明の技術分野とその問題点〕

近年、内視鏡装置において、固体撮像素子により観察部
位を比像し観察するようにしたものが提案されている（
たとえば特開昭５３−９０６８５号公報参照）。ところ
で、この種の固体撮像素子は、その受光面に強力な光を
受光すると、電荷が溢れてその画像の走査方向に青い筋
が走る、いわゆるプルーミング現象が発生する。

一般に、内？！鏡売先端面おける観察窓１と照明窓２と
は、第１図で示すように並んで設置されており、また、
その１１察窓１は、送気送水ノズル３から送水、続いて
送気がなされることによって洗浄されるようになってい
る。しかし、この洗浄後に上記観察窓１と照明窓２との
間に水滴３が残ると、その水滴３を通して照明窓２がら
の照明光が直接に観察窓１に入射し、超オーバーになる
だけでなく、上述したような、いわゆるブルーミング現
象を発生させる。ずなわち、第２図で示すように、モニ
タ４の画面では、超オーバ一部分５がその画面の一部に
あってもその走査方向の全域６がブルーミンク範囲とな
り、この第２図の場合、モニタ４の画面における観察可
能範囲７は、ゎずがな＆！凹になってしまう。しがも、
残水によるボケ８も生じる。

これまでは、これに対する対策が全く考えられていなか
った。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、固体撮像素子により観察部位を′ｔ
ｉ１１１し観察するようにした内視鏡装置において、観
察窓と照明窓との間に残る水滴によって発生する、いわ
ゆるブルーミング現象の範囲を極力少なくして観察可能
範囲を広げることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、固体Ｍ画素子により観察部位を撮像し観察す
るようにした内視鏡装置において、上記固体撮像素子の
走査方向を、観察窓の中心と照明窓の中心とを結ぶ直線
に対して５０°以上にし、ブルーミングの起こる範囲を
少なくした内視鏡装。

置である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の各実施例を図面にもとづいて説明する。

；　　　　　第３図ないし第８図は本発明の第１の実７
ＪＩＮを示すものである。

第３図は、内視鏡装置の要部を概略的に示す構成図であ
る。すなわち、同図中１１は、内視鏡挿入部の先端部を
示し、この左端部１１の先端面１２には、第４図でも示
すように、観察窓１３と照明窓１４が上下に並んで設置
されているとともに、その側方には、吸引口１５が３６
けられている。観察窓１３は、照明窓１４に対して上方
側に立置している。さらに、先端部１１の先端面１２に
は、観察窓１３の表面に向けた送気送水ノズル１６が設
けられている。そして、上記送気送水ノズル１６は、観
察窓１３の表面に向けて送水しさらに送気することによ
りその観察窓１３の表面を洗浄するようになっている。

また、照明窓１４には、ライトガイド１７が連結されて
いて、光源１８から照明光を照明窓１４に導くようにな
っている。吸引口１５は、吸引路１９を介して吸引ポン
プ２０に接続されている。また、送気送水ノズル１６に
は、送気源としての送気ポンプ２２と送水源としての送
水ポンプ２３が接続されている。そして、図示しない制
御手段により吸引ポンプ２０、送気ポンプ２２、送水ポ
ンプ２３をそれぞれ１ｌｉＩＩＤＯすることにより、選
択的に吸引、送気、送水を行うようになっている。

一方、観察窓１３の内側には、対物レンズ２４が設けら
れ、この対物レンズ２４の結像位置には、固体ｍ画素子
２５が設けられている。この固体撮像素子２５には、観
察窓１３からの観察視野像を対物レンズ２４により結像
し、これを電気信号に変換する。そして、この電気信号
をビデオプロセス回路２６により、画像処理してＣＴＲ
などからなるモニタ２７に写し出すようになっている。

上記固体撮像素子２５の走査方向Ｓは、第４図で示すよ
うに、観察窓１３の中心と照明窓１４の中心とを結ぶ直
線に対して９０”をなして配置されている。また、第５
図で示すように、固体ｔｅ累子２５の走査方向Ｓとモニ
タ２７の水平走査方向ＭＳとは、平行になっている。

ところで、固体撮像素子２５は、走査方向ＳがＣＴＲに
おける垂直走査方向と逆向きになるようにするのが普通
である。そこで、第５図で示すように、固体ｆｉ＠素子
２５の走査方向Ｓとモニタ２７の水平走査方向ＭＳとを
平行にすると、通常のビデオプロセス処理をしただけで
は、モニタ２７上の画像が９０°回転して表示されてし
まう。このため、第３図で示すようにフレームメモリ２
８を設け、制御回路２つによりこのフレームメモリ２８
からの読み出し順を変えることによって画像を電気的に
９０°回転させている。フレームメモリ２８からの読み
出し順は、メモリ３０に記憶されている。

しかして、第４図で示すように、上記観察窓１３と照明
窓１４との間に水滴３１が残っても、第４図で示すよう
に、モニタ２７の画面においては、その水滴３１を通し
て照明窓１４からの照明光が直接に観察窓１３に入射し
、超オーバ一部分３２になる箇所は、モニタ２７の走査
方向（固体搬像素子２５の走査方向）に沿った細長い部
分であり、したがって、上述したような、いわゆるブル
ーミング現象を発生させる範囲３３は、下側の僅かな部
分である。すなわち、第５図で示すように、モニタ２７
の画面では、超オーバ一部分３２がその画面の一部にあ
ってもその走査方向の僅かな’ｆＡｂｘ３３がブルーミ
ング範囲となり、モニタ２７の画面における観察可能範
囲は、充分に広い範囲になる。しかも、残水によるボケ
も生じない。

なお、固体撮像素子２５は、ＭＯＳ形、ＣＯＤ、ＣＰＤ
などがある。このうちＣＣＯは、構造上ブルーミングが
起こりやすいが、ライン転送方式の゛ものは、そのＣＯ
Ｄチップを小さくできるので、内視鏡装置には適してい
る。これに対しＭＯＳ形およびＣＰＤは、縦に走るブル
ーミングが基本的におきにくく、また、ＣＯＤであって
も、オーバーフロードレインを設けたものは、ブルーミ
ングがおきにくい。

しかし、ＭＯＳ形、ＣＯＤ、ＣＰＤともオーバーフロー
トレインの電極の電圧の調整の不備や、重圧変動および
きわめて強力な光が入射したときは、ブルーミングの発
生が考えられるので、上記構成は望ましいのである。な
お、オーバーフロー１’　　　　レベルを低めに設定す
ると、ブルーミング防止効果は大きいが、ダイナミック
レンジが低下していまう。なお、第６図ないし第８図は
、固体撮像素子２５の受光エリアと送気送水ノズル１６
との関係を示したものである。１なわら、固体撮像素子
２５の受光エリアが第６図で示づように角形の、場合で
表示視野形状も角形の場合、その視野角は対角と対辺と
では大きく異なる。たとえば第６図で示すように正方形
のとき、対角が１８０°あっても、対辺は８０°前後し
かならない。

一方、送気送水ノズル１６は、観察窓１３になるべく近
付けた方が送気力も大きくなるし、内視鏡禅入部の外径
を小さくできるが、あまり近づけすぎて送気送水ノズル
１６カ冑兄野に入ってはいけない。その際、第７図で示
すように、送気送水ノズル１６を対角線上に置いたとき
は、光線高さが高く、かつ視野角も大きいので、その送
気送水ノズル１６を１！察窓１３に近付けることができ
ない。

そこで、この実施例は、第４図で示すように送気送水ノ
ズル１６を対辺方向に設置させている。したがって、送
気送水ノズル１６を観察窓１３に近付けることができ、
水きりもよく、観察窓１３と照明窓１４との間にまたが
る水滴３１を除去しやすい。また、先端面１２における
各部材の配置がコンパクトになり、挿入部の細径化を図
ることができる。なお、ここで、対辺方向は、走査方向
Ｓと平行でも直角でもよい。また、視野形状が長方形の
ときは、送気送水ノズル１６をその長辺に向けて設けた
方が、送気送水ノズル１６を観察窓１３に近付けること
ができる。また、受光エリアの角を面取り、またはアー
ルをつけても゛よい。

第９図は、本発明の第２の実施例を示すものである。こ
の実施例は、先端面１２において、Ｉ！察窓１３と照明
窓１４とを内視鏡の左右方向に並べて配置し、送気送水
ノズル１６を観察窓１３の上側に配置したものである。

そして、固体撮像素子２５の走査方向は、内視鏡の上方
向に向ける。ざらに、送気方向をそ、の走査方向Ｓと平
行な向きにした。このようにすれば、フレームメモリ２
８を設けなくても固体撮像素子２５からの読み出し順を
ＣＴＲの走査順と等しくできる。

第１０図ないし第１２図は、本発明の第３の実施例を示
すものである。この実施例は、先端面１２における部材
の配置は、上記第２の実施例と同様であるが、固体ｍ機
素子２５の！！２置装所が異なる。すなわち、観察窓１
３の対物レンズ２４に連結したイメージガイド４０を用
いて肉眼観察が可能な内視鏡の接眼部４１に、カメラ４
２を着脱自在に装着してなり、このカメラ４２に固体撮
像素子２５を内蔵するようにしたものである。ただ、イ
メージガイド４０からでた光像は、イメージガイド４０
のファイバーバンドルの断面形状が円形であるため、第
１２図で示すように受光エリア内に円形に受光する。

第１３図は、本発明の第４の実施例を示すもので、これ
は、送気ノズル５０の開口先端を斜めにカットし、送気
方向は上記実施例と同様であるが、その送気ノズル５０
の開口端面が斜めになっている。

第１４図は、本発明の第５の実施例を示すものであり、
この実施例は、先端面１２に観察窓１３、照明窓１４お
よび送気送水ノズル１６を内視鏡の左右方向にほぼ一直
線上に並べて設置したものである。このため、送気方向
には、観察窓１３および照明窓１４が順にあるから、水
滴３１が観察窓１３と照明窓１４とにわたって残り難い
。なお、この実施例でその視野形状は、円でも角でもよ
い。

第１５図は、本発明の第６の実施例を示すものである。

この実施例は、観察窓１３の左右にそれぞれ照明窓１４
を配設するとともに、送気ノズル５１と送水ノズル５２
とを別々に設けたものである。そして、送気ノズル５１
は、その水きり性をよくするため観察窓１３の上側（対
辺側）に配置し、かつ１１２１窓１３に近づけた。また
、送水ノズル５２は、観察窓１３から離しても洗浄力の
低下は弱いので、受光エリアの対角側に設けた。

第１６因ないし第１８図は、本発明の第７の実施例を示
すものである。この実施例において、ＣＣＤからなる固
体撮像素子２５の受光エリアは第１８図で示すように正
方形からなっており、そしで、この固体撮画素子２５に
撮像された画像情報は、一旦すべての画素について第１
７図に示すフレームメモリ２８に格納される。そして、
制御回路２つによりその読み出し順を制御してフレーム
メモリ２８から読み出されるのは、第１８図における円
形の表示エリアの部分のみである。なあ、フレームメモ
リ２８から読み出される順番は、メモリ３０に記憶され
ている。しかしで、上記表示エリアは、円形となってい
るので、上下、左右、斜め方向とも均等な視野角が１！
ｌられる。その他の構成は、上記実施例とほぼ同様であ
る。

第１９図ないし第２１図は、本発明の第８の実施例を示
すものである。

この実施例は、表示エリアの範囲を切り換え自在にした
ものである。すなわち、モニタ２７の表示エリアを第２
０図で示すように、受光エリアに対応する範囲内におい
て複数に分け、観察窓１３の状況に応じてその表示エリ
アの範囲を選択するものである。上記表示エリアは、中
央部分の第１のエリア部６１と、この第１のエリア部６
１の上下に配設したそれぞれの第２の表示エリア部６２
とからなり、第１のエリア部６１のみを使用する場合と
、この第１のエリア部６１を含め第２のエリア部６２も
同時に使用する場合とを選択するようになっている。な
お、第２１図は、その電気回路であり、上記表示範囲の
切り換えは、切換えスイッチ６３により制御回路２９を
制御して行なう。

とζろで、観察窓１３の表面における水切りの善し悪し
は、−検査中にも変化する。すなわち、検査直前は、観
察窓１３の表面をきれいに拭かれている状態では、その
表面の揮発性は最も最大になり、このときは、水切れは
よい。しかし、内視鏡挿入部を体腔内に挿入すると、唾
液などが付着するに従い１！察窓１３の表面の親水性が
高まっていく。特に、胃液を吸引した後は、特に、親水
性が高くなる。そして、その観察窓１３の表面を洗浄す
るとき、送気送水ノズル１６の送水方向に当る部分は、
比較的よく洗浄されて水切りもよいが、その周辺の水切
りが悪くなる。特に、一旦胃液が付着した後は、その周
辺の水切りが悪くなる。また、経時的にも水切り状況は
変化する。すなわち、使用していくにつれ、１１！窓１
３の表面は、水焼けを起こして親水化され、あるいは水
道水中のカルシウムなどが析出して付着し、より水を除
去しにくくなる。

そこで、この実施例は、Ｉ！！察窓１３の状況に応じて
その表示エリアの範囲を選択するものである。

すなわち、観察窓１３の表面の水切り状態がよいときに
は、表示エリアを範囲を銭も広い範囲で使用する。つま
り、第１のエリア部６１と、この第１のエリア部６１下
に配設したそれぞれの第２の表示エリア部６２との両方
を使用する。観察窓１３の表面の水切り状態が悪くなっ
たとき、すなわち、観察窓１３と照明窓１４との間に水
滴３１が残るようになってきたら、表示エリアのうち第
１のエリア部６１の範囲で使用する。このようにすれば
、観察画像から不要のＩＩ′ｌ１ｌｉ度部分を取り緑部
分とができる。したがって、見易くなった。

なお、この実施例に限らず、自動調光（ＡＧＣを含む。

）を行なう場合の側光範囲６３は、第２０図で示すよう
に照明窓１４がない方に偏心させたは°うが、観察窓１
３と照明窓１４との間に残る水滴３１による強力光の局
所的入射の影響を受けにくい。また、観察可能範囲の調
光状態を適正なものに保ちやすい。このときも走査方向
が本発明のように設定すれば、ブルーミングが明るさに
影響を与えないが、従来形式だと、そのブルーミングの
部分を側光してしまう。

第２２図および第２３図は、本発明の第９の実施例を示
すものである。この実施例は、上記第８の実施例とほぼ
同様であるが、観察窓１３の中心と照明窓１４の中心と
を結ぶ仮想直線に対して固体撮像素子２５の走査線が約
５０”になっている。

この場合でもその効果は、相当に大きい。また、この実
施例は、送気送水ノズル１６が見えるのを防止するため
、第２３図で示すようにその視野形状を非対称とした。

また、第２３図で示すようにその測光エリアを同図中左
側にずらしているが、これはブルーミングの影響を逃れ
るためである。

第２４図と第２５図とは、観察窓１３の中心とｐｙ：　
　　ＷＡ″′！″“（１）ｄｐ６に＠Ｍ”１１８・０−
素子１５の走査線とのなす角度によってブルーミングの
範囲がどのように変化するかを示したちのである。まず
、第２４図において示すように受光エリアを角形として
観察視野における有効部分７０を、−辺が２ｄの正方形
と仮定する。これに対して半径ｄの水滴３１が残留した
として走査方向と観察窓１３の中心と照明窓１４の中心
とを結ぶ仮想直線（ただし、ここでは、観察Ｎ１３と水
滴３１とを結ぶ直線で代用ンの角度によってブルーミン
グ範囲３３がどのように変わるかを第２５図のグラフに
現わした。

ここで見ると、ブルーミングの範囲３３は、水滴３１の
大きさだけでなく、水滴３１の１！察窓１３における径
方向の位置も大きな要因となることがわかる。そこで、
水滴３１が０．６ｄおよび０゜８ｄになるまで、達して
いる２通りの場合を例示した。つまり、第２５図におい
て、０．６ｄのとき、最大８０％に達するブルーミング
範囲３３が半分の４０％になるのは、４８°のときであ
り、０．８ｄのとき最大６３％が半分の３１．５％にな
るのは４７°のときである。つまり、ブルーミング範囲
が半分にするためには、５０°弱以上の角度をもたせれ
ばよいことがわかる。

〔発明の効果〕

本発明は、固体撮像素子により１１！察部位を搬像し観
察するようにした内視鏡装置において、上記固体撮像素
子の走査方向を、観察窓の中心と照明窓の中心とを結ぶ
直線に対して５０”以上にしたから、観察窓と照明窓と
の間に残る水滴によって発生する、いわゆるブルーミン
グ現象の範囲を極力少なくして観察可能範囲を広げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従゛来の内視鏡先端面の正面図、第２図は同じ
〈従来の内視鏡における受光面の状態図、第３図は本発
明の第１の実施例の内視１を装置の概略的な構成図、第
４図は第１の実施例の内視鏡装置における挿入部先端面
の正面図、第５図は本発明の第１の実施例の内視鏡装置
のモニタ表示面の説明図、第６図は本発明の第１の実施
例の内視鏡装置における固体＠機素子の受象面の説明図
、第７図は第１の実施例の内視鏡装置における観察窓付
近の構成図、第８図は同じく第１の実施例の内視鏡装置
における観察窓付近の構成図、第９図は第２の実施例の
内視鏡装置における挿入部先端面の正面図、第１０図は
本発明の第３の実施例の内視鏡装置の概略的な構成図、
第１１図は第３の実施例の内視鏡装置における挿入部先
端面の正面図８、第１２図は本発明の第３の実施例の内
？！鏡装置のモニタ表示面の説明図、第１３図は第４の
実施例の内ｔｙｔ　ａｘ装置における挿入部先端面の正
面図、第１４図は第５の実施例の内視鏡装置における挿
入部先端面の正面図、第１５図は第６の実施例の内視鏡
装置における挿入部先端面の正面図、第１６図は第７の
実施例の内視鏡装置における挿入部先端面の正面図、第
１７図は第７の実施例の内視鏡装置における画像回路の
構成図、第１８因は第７の実施例の内視鏡装置における
モニタの表示面の説明図、第１９図は第８の実施例の内
視鏡装置における挿入部先端面の正面図、第２０図は第
８の実施例の内視鏡装置におけるモニタの表示面の説明
図、第２１図は第８の実施例の内視鏡装置における画像
回路の構成図、第２２図は第９の実施例の内視鏡装置に
おける挿入部先端面の正面図、第２３図は第９の実施例
の内視鏡装置におけるモニタの表示面の説明図、第２４
図は本発明における走査方向と仮想線との関係でブルー
ミング範囲がどのように変わるかを説明する図、第２５
図はその変化をグラフに現わした図である。１１・・・先端部、１２・・・先端面、１３・・・観察
窓。１４・・・照明窓、１６・・・食気送水ノズル、２５・
・・固体織機素子、２６・・・ビデオプロセス回路、２
７・・・モニタ、３１・・・水滴、３２・・・超オーバ
一部分、３３・・・ブルーミング範囲。出願人代理人　弁理士　坪井　淳・１第　　１　図第２図第３図第６図　　　　第７２ □８ウ　　　　　１°２第１０図第１３図第１４図　　　　　第１５図第２４図３３フル−ミンク範田第２５図１、事件の表示特許１１（４５９−２２５３１３号２、発明の名称内視銚装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人名称（０３７）　オリンパス光学」−梁株式会化；５．
目発補正７、補正の内容＋１１　　明細■−第８貝第６行目の「１８０°」を１
１４０°」に補正する。（２）同第１３頁第８行目の「＃発性」を「熾水性」に
補正する。＋ａ＋ｌＪ＠ｔ４頁下から第４行目の１側元軸囲６司ｔ
ｒ測光４Ｉｌ１曲６４」に補正する。（４）　第７図および第２０図を別峨の辿り他出する。

Claims

【特許請求の範囲】

固体撮像素子により観察部位を撮像し観察するようにし
た内視鏡装置において、上記固体撮像素子の走査方向を
、観察窓の中心と照明窓の中心とを結ぶ直線に対して５
０°以上にしたことを特徴とする内視鏡装置。