JPS6180221A

JPS6180221A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPS6180221A
Application number: JP59201910A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iwasaki; 岩崎　賢二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-23

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１本発明は被′Ｌ７体像をψ７１Ａ視ｍ能イ１内？Ｊｚ鏡
装置に関するものである、。

［発明の技術的背頓とその問題点］従来の内視鏡としては先端カメラ型と光ファーイバ型と
がある。

先端カメラ型は、内視鏡の先端に超小型のカメラを装着
し、胃壁等をこのカメラで撮影するものであり、高解像
度の写貞を得ることかできる利点がある。

一方、光フアイバ型はファイパスコープとし称され、太
さ約１０μｍの光ファイバを約２万本束ねて直径２Ｉｕ
ＩＩＩＰｉ！度としたものを内？Ｊ７ｉｆｆの中に組み
込み、これらの光ファイバを介して胃壁等を直接観察し
ようどするものである。このような光７Ｉフィバ型の解
縁度は光ファイバの本数に依存することになる。

ところで、内視鏡は管径が細いこと、解像１αが良いこ
とを性能向上の目標として開発、改良が進められており
、イの一つの手段としてＣ０Ｄ（電荷結合素子）を受光
素子に用いたちのが考えられている。

内視鏡の別の問題としＣ１被’１１’　ＩＡの入″ｔ　
（Ａ感がつかみにくいということがある。

゛　これは、胃甲内や気管支内をＩＪ察りる場合に内視
鏡は短眼用ぐあること及び至近距頗庖観察するｔ）のｒ
あること雪の理由にＪ：る。

このため、青色の染料を対象部ＩＱに吹きつけ、光ツノ
・イバで観察される染オ′≧１の濃淡の差【・遠近感、
すむわＪ５、ｒｔ体感をつかむようにしている。

まＩ、−１別の１段どして）Ｖ、フン７（バを２本用い
て左右両眼で対象部ＩＱを観察しＳ’／　１４感を得る
ようにしたしのも提案されτいるが、この場合には内視
鏡自体が太くなる欠点があり、実用化されるに至ってい
イ１い。

［発明の目的１本発明は１記Ｅｉ＋情に鑑みてイ１されｌＪｂのであり
、被写体像を（ｒ体視可能で診断能の向ｌ−に寄与し得
る内視鏡トム買を提供りることを目的とりるものである
。

［発明のｌ１１１要１１記［目的をｊ９成するための本発明のａ要は、本３一体内に一対の像反転プリズムとこの像反転プリズムに反
応する一対の電子シャッタとを右し、立体視可能な輻軽
角を有１−る被写体像を得るＪ、うに構成された内視鏡
部と、この内視鏡部により得られた被写体像を映像信号
に変換り−る撮像県了部ど、この映像信号を基に被写体
像を表示する機能を具備した表示手段と、電子シャッタ
を用いＩこ右眼部及び左眼部を備えた眼鏡と、前記一対
の電子シャッタと右眼部及び左眼部とを前記表示手段上
の画像表示と同期して切替制御する同期ｌ１ＩＩｆＩ部
とを協え、表示手段上に表示される被写体像を立体視可
能に構成したことを特徴とするものである。

［発明の実施例１以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の内視鏡装置の第１の実施例を示すもの
である。

この装置は、鏡体１．この鏡体１内に被写体２に臨ませ
つつｉｋ！置した第１のレンズ３．第１のレンズ３を経
た光を透過、遮断する一対の電子シャッタ４ａ、４ｂ、
両電子シャッタ４ａ、４ｂを経＝４　＝た光をぞれぞれ人ＩＪ］シこれを屈折した後出口・する
すドープのプリズム〈齢反転プリズム）５ａ、５１１及
び両Ｆ−１のプリズム５８，５わからの光を集光する第
２のレンズ６から構成された内視鏡部７と、鏡体１内の
第２の１ノンズ６にＪ、る光の集光位置に配置され、光
学像を電気信号に変換する半導体（例λばＣＣＩ）’）
　ｈ目うなる２次元の１Ｍｌ１ｌ素子部８と、このｌｉ
ｔ＠索子部８からの電気信号を基に被写体像を表示伎る
とともに画像配憶手段（図示せず）をも具備した表示手
段９と、それぞれ光を透過・遮断Ｍる機能を右り−るｔ
ｉ眼部１０ａ及び左眼部１０ｂからなる眼鏡１０と、前
記電子シャッタ４ａ、４ｂの光の透過、遮断と表示１段
９のフィールド周期と右眼部１０ａ、左限部１０ｂの光
の透過、遮断とを同期して切替制御°りる同期制御部１
１とを有して構成されている。

前記ドープのプリズム５ａは、第２図に示すように一方
の斜面から屈折入射した光α１．α２がそれぞれ底部（
・全段０１シた俊他方の斜面から屈折出射するとともに
、１回も反射されない光及び２−６　＝回以」１反用された光は除去されるようになっている。

他方のドープのプリズｌｘ　５　ｂち全く同様な光学的
特性を有している。

また、一般に被写体像の立体視を得るために必要な左眼
、右眼間の７１　％角（第１図に示１角度θに相当する
。）は約６°前後とされていることから、両ドープのプ
リズム５ａ、５ｂから被写体２までの距離を２５＋ｎｎ
＋に設定した場合両ドープのプリズム５ａ　、５ｂ間の
間隔は約２　、６１１１１１１　ト’ｉレバよい。

前記電子シャッタ４ａの具体的構成は第３図に示すとお
りである。すなわち、この電子シャック４ａは、表裏両
面に透明電極１２ａ、１２ｂ／＋＜１布された透光性セ
ラミックＰＩＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛系のセラミッ
クＰＺＴにランタン（１ａ）を添加した固溶体）と、こ
の透光性廿ラミックＰＬ　、７　Ｔの両側に配置された
９０°位相の責なる漏光板ｉ３ａ、１３ｂとから構成さ
れ、両透明電極１２ａ、１２ｂ対し電源１４からスイッ
チ１５を介して約３００ｖ程度の直流電圧を印加するこ
とによりこの透光性セラミックｆ〕１．．７　Ｔは光を
透過する状態となり、また、スイッチ１５を開き直流電
ＩＩの供給を（ｔｌｌするどこの透光ｉｌ＋レラミツク
Ｐｌ−７Ｔの偏光特性が変わり光を遮断する状態と（ｒ
る光学的特ｆ！［を有している１゜他方の電子シャッタ
４１）及び右眼部１０ａ、左眼部１０　ｂ　’ｌ’）こ
の電子シ１！ツタ４ａど全く同様に構成されている。

尚、第１図に示Ｊ実滴１！ｉ！ｌ　ｌＪおいτｔよ電源
１４及びスイッチ１５の表示を省略している。

次に１配構成の内？＋１鏡装置の作用を、第４図の電子
シャック４ａ、４１１及び右眼部１０ａ、＃眼部１０わ
の尤の透過・遮断状態ど、面像索了部８及び表示手段９
の被写１４（２）の切開状態ど、同期制御部１１からの
同＋１１１１ル月との関係を示リタイミングチャートを
ｌｊ　ｆ−１照して３（明する。

同期シリｔｉ１１部１１からの一定周１１１１の同ｔｉ
ｌｌ　１．：　Ｓ’４にＪ、り電子シャック４ａ、４１
＋及びイ１眼部１０ａ、左眼部１０ｂの）１′、の透過
、遮断状（ｉｉ、’が表示１段９のフィールド周期に同
期【）つつ交１１に切門制罪される。

最初の同期信号が人力されて電子シャッタ４ａが光の透
過状態にあるとき、被写体２からの光は第１のレンズ３
．電子シャッタ４ａ、ドープのプリズム５ａ及び第２の
レンズ６を経てｍ像素子部８に被写体像（右＠）として
入射し、このＩＩ搬像素子８により電気信号【こ変換さ
れて表示１段９に送られ、この結束表示手段９十に被写
体像が表示されるとともにこの被写体像は図示しない映
像記憶手段に記憶される。

このとき、電子シャッタ４ａと同期して眼Ｍ１０の右眼
部１０ａが光の透過状態、左眼部１（’）ｂが光の遮断
状態にあるので、右眼部１０ａを介して右眼で表示手段
９十の被写体像を観察りる。

次の同期信号により表示手段９のフィールドが切替わる
とともにこれに同期して電子シャッタ４ａが遮断状態、
電子シャッタ４ｂが透過状態に、右眼部１０ａが遮断状
態、左眼８Ｉ１１０１）が透過状態にそれぞれ切替わる
。

この状態では、被写体２からの光は第１のレンー　Ω　
− 一　〇− ズ３．電了シ１？ツタ４１）、ド−１の１リス゛ム５１
）。

第２のレンズ６を経て閉像索Ｔ部８１ｊ：　ｌ；ボした
被写体像どけ！ｉ’ｊ　２７る角１ａからの被゛！７偽
像（）１’　ｌｆａ　）どして入射し、この搬像素子部
８により電気信号に変換され、以下ト）ホした場合ど同
様人承■段９による表示と記憶が行われる。この場合に
は、表示１段９１の被′ｑ（４像をΔ眼＾Ｉｆ　１　（
’）　ｌ＋を介してん眼で１２察゛づることになる。

このＪ、うにしＣ表示ｆ段９１（、−１１フイールド毎
に異ａ−る角度からの被写体像、Ｊなわ１５、立体祝用
能２ｒ輻較角をす」りる被′す°偽像が表示され、これ
を表示手段９のフィールド周期に同期して切Ｈ制御され
る眼＆ａ１０により観察ＪることにＪ、り被写体像を立
体視（ることができる。

第５図は本発明の第２の実施例を承りｂのｅある。尚、
同図（こ示す′４Ａ胃において第１図に示１１１Ｋ晶と
同一１１１能をｈするものには同　の７１号をト１し、
ぞの詳細な説明は省略Ｊる。

この装置Ｎが第１図に示１［）のど異／、する点ｔよ、
内視鏡部７内に組み込んだ囮像索Ｔ部８の代りに光ファ
イバ束１６を配置して第２のレンズ６を経た光を鏡体１
の終端まで導くようにしたこと及び光ファイバ束１６に
より導かれた光を鏡体１の外部に配置した撮像素子部８
を介して電気信号に変換し表示手段９へ送出するＪ−う
にしたことである。

尚、光ファイバ束１６の終端と撮像素子部８どの間に集
束レンズ（図示０ず）を配置してｂよい。

上記構成の第５図に示す装置は、第２のレンズ６を経て
結像した被写体像を光ファイバ束１６を介して撮像素子
部８に導く点を除・プば第１図に示す装置と同様に作用
し、したがっＣ１この装置によっても被写体像を立体視
することができる。

第６図は本発明の第３の実施例を示すしのぐある。尚、
同図に示す％ＩＣ置において第５図に示す装置と同一の
機能を右するものには同一の符号を付して示し、その詳
細な説明は省略する。

同図示す装置が第５図に示す装置と異なる点は、撮像素
子部８Ａを、光ファイバ束１６からの光を受けるリレー
レンズ１７と、このリレーレンズ１７を経た光を一部透
過し一部反射するハーフミラ−１８と、ハーフミラ−１
８で透過２反則した光をイれぞれ内視鏡部７の電Ｔシャ
ッタ４ａ、４ｂと同期しつ−）透過、辿［１ｉりる纏像
用電子シ亀ジッタ１９ａ、１９１＋と、′＠像用電子シ
トツタ１９ａ。

１９１１を粁ｌこ光をぞれぞれ転送Ｊる第１．第２のリ
レーレンズ２０ａ　＋、　２０ｂと、この第１．第２の
リレーレンズ２　（’）　ａ　、　２０ｂノ）日）の）
Ｙ、をでれぞれ電気１ル月に変換Ｊるビシ１ン等の電子
管式の搬像素子２１ａ、２１１＋と、この搬像素子２１
ａ。

２１１）の出力を交ｎに混合して一連の映像信号とじで
表示ＪＴ段９に送出Ｊるイ１１月混金品２２とにＪ、り
構成したことである。尚、搬像索’Ｆ２１ａ、２１ｂは
半導体式の６のを用いることしでひる。

ト記禍成の第６図に承り一装置は、内視鏡部７のｍ１シ
ャッタ４ａ、４ｂど撮像素子部８△の踊像用電Ｔシ１？
ツタ１９ａ、１９ｂとがそれぞれ同期して透過、７ｉＩ
断状態ど＜ｉるため、内？ｊ鏡部７で得られた被写体像
（石ｌ！ｌ）は、撮像素子部８Ａのリレーレンズ１７．
ハー用ミレー１８．崖像用電子シャッタ１９ａ及び第１
のリレーレンズ２０ａがらなる光路を経て撮１象素子２
１ａに至り、ここで電気信号に変換され１．：後混合イ
ス号器２２を経て映像信号として表示手段９に送られ、
ここで表示及び記憶が行なわれる。

また、表示手段９の次のフィールドでは、内視鏡部７で
ＩＪられた被写体像（左縁）がリレーレンズ１７．ハー
フミラ−１Ｂ、１ｆａＦＩＩ用電子シヤツタ１９ｂ及び
第２のリレーレンズ２０１）からなる光路を経て搬像素
子２１１）に至り、ここで電気信号に変換され信号混合
器２２を経て映像１３号として表示手段９に送られ、こ
こで表示及び記憶が行なわれる。

表示手段９十のフィールド毎に切替わる被写体像を眼鏡
１０により観察することにより、第１図や第５図に示す
装置の場合と同様被写体像を立体視することができる。

尚、第６図に示す装置の場合、撮像素子部８Ａの搬像素
子２１ａ、２１ｂとして電子管式のｂのを用いたことに
より残像の少ない被写体像を表示手段９上に表示するこ
とができる。

＝１３− １２一本弁明は１−述した実施例に限定されるしのではなく、
その曹旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、゛市ｆシ１ノツタ／ｌａ、４１＋、眼鏡１０の
右眼部１０ａ　、　　１．Ｏｂ及びｌａ像用電子シャッ
タ１９ａ、１９ｈは、透光↑ｑ　ｔ？ラミツイ／　Ｐｌ
−Ｚ　Ｈのほか、ＴＮ型液晶、ＤＳ型液晶などの液晶を
用いても実施できる。特にＤ　Ｓ　’ｌ’ｌ液晶を用い
た場合偏光板を用いないでも光の透過、遮断特性を１ｑ
ることができる。

また、表示手段に備えた映像記憶Ｅ［段、例えばＶＴＲ
での他により一目＠鍮素了部からの映像信号を記憶し、
これを必要に応じ１表示手段十に被写体像として表示す
ることもできる。

また、被写体像を立体視する装置どしてはこの他第７図
に示すものでもよい。

同図に示り°装置は、掘（！ｌ素子８１１８で１ｑられ
た映像を、同期制御部１１により電子シャッタ４ａ。

４ｂと同期して切換制御される電子式信月切換器３１を
介して第１．第２のフレー１８メモリ（ノイー　１　Ａ
　− −ルドメモリで−ｂＪ：い。）３２ａ　、３２ｔ＋　へ
入力するとともに、この第１．第２のフレームメモリ３
２ａ、３２ｂに第１．第２の表示手段（ＣＲＴ　）３３
ａ　、３３ｂを接続することにより構成したしのである
。

一ト記構成の装置の作用を次に説明する。電子シャッタ
４ａを通過した光が搬像素子部８において映像信号とし
て取り出されたときには電子式（Ａ月切換器３１は端子
３１ａ側に導通する。

この結果、第１のフレーｌ＼メ干り３２ａに一口映像信
号が記憶されるとともに第１の表示手段３３ａに２フイ
ールドずつ同一の映像が表示される。

この第１の表示手段３３ａによる映像の表示と１度１フ
イールド分だけ遅れて、電子シャッタ４ｂを通過した光
が陽像素子部８により映像信号に変換されたどきには、
電子式信号切換器３１は端子３１ｂ側に導通する。

この結束、第２のフレームメモリ３２ｂに一１］映像信
号が記憶されるとともに第２の表示手段３３ｂに２フイ
ールドずつ同一映像が表示される。

この状況を第８図のタイミングブｔ−−１−に示Ｊ。

同図において、第１のフレームメモリ３２ａ１こ【；１
映像信＋ｊａ１．ａ２．ａ３”’が入ノＪされる。映像
仏舅ａ　＋　、　、　ａ　ｌ　２．・・・はこの第１の
フレームス１す３２ａｌこ蓄積さｒｔ、　ｔ：二映１象
（八）二を小１ノでいる。

同様に第２のル−ムメ七り３２；）には映像（ｉ月ｂ　
１．１１２　、・・・が入力される。映１αｊ仏ｐｒｌ
ｌ　’　１　＊ｂ　’　２　、・・・はこの第２のフレ
ームスｔす３２ｂに蓄１＾され（−いる映（ｉｇｌ（、
；号を７１．１ノ（いる。

映像１六ｆ’３ａｌ、ａ’　　ｔ、ａ２．ａ”ｌ、・・
弓ま第１の表示１Ｋ（Ｊ　３３ａ　ＩＪ：人力され（順
次表示され、映像信号１１１．　ＩＩ　’　１．　ｂ　
２　、　ｂ　’　２・・・１１第２の表示１段３３＋＋
に人力され（順次表；ｌ＜される。

これらの各表示田園は、第１の表示手段；３３ａをも眼
で、第２の表示１段３３０）をノＩＩＩ’で・観察（Ｊ
ることにＪ、す、連続したｒｔ　１４１象どして認識す
ることが【゛さる。

［発明の効宋１以１ムＴ　’ｒｄｉ　Ｌ／　ｋＡ　ＩＪ１１１１１１こ
Ｊ、れ１．１、内視鏡部に像反転プリズムを用いＩ、：
ことにＪ、７＞−（従来国勤視されていた被写体像の立
体視が可能となり診断能の向上に寄与し得る内視鏡装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す説明図、第２図は
ドープのプリズム（像反転プリズム）の光の屈折２反射
状態を示す説明図、第３図ｔよ電子シャッタの構成を示
す断面図、第４図は第１図に示す装置各部の状態を示す
タイミングチャート、第５図は本発明の第２の実施例を
示１説明図、第示す装置各部の状態を示すタイミングチ
１−１−である。１・・・・・・鏡体、２・・・・・・被写体、・４ａ、
４ｂ・・・・・・電子シャッタ、５ａ　、５ｂ・・・・
・・電子シャッタ、７・・・・・・内視鏡部、８．８Ａ
・・・・・・搬像素子部、９・・・・・・表示手段、１
０・・・・・・眼鏡、１１・・・・・・同期制御部。代即人　弁理士　則　近　憲　佑（ばか１名）ｈｔ−１
−。鯉　　　１シ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）本体内に一対の像反転プリズムとこの像反転プリ
ズムに反応する一対の電子シャッタとを有し、立体視可
能な輻輳角を有する被写体像を得るように構成された内
視鏡部と、この内視鏡部により得られた被写体像を映像
信号に変換する撮像素子部と、この映像信号を基に被写
体像を表示する機能を具備した表示手段と、電子シャッ
タを用いた右眼部及び左眼部を備えた眼鏡と、前記一対
の電子シャッタと右眼部及び左眼部とを前記表示手段上
の画像表示と同期して切替制御する同期制御部とを備え
、表示手段上に表示される被写体像を立体視可能に構成
したことを特徴とする内視鏡装置。
（２）前記撮像素子部を半導体２次元撮像素子により構
成した特許請求の範囲第１項記載の内視鏡装置。
（３）前記撮像素子部が内視鏡部内に内蔵された特許請
求の範囲第１項若しくは第２項に記載の内視鏡装置。
（４）半導体２次元撮像素子又は電子管式撮像素子を用
いて構成された撮像素子部が内視鏡部の外部に配置され
た特許請求の範囲第１項に記載の内視鏡装置。
（５）撮像素子部は半導体２次元撮像素子又は電子管式
撮像素子を２個有し、この２個の撮像素子に対し内視鏡
部の一対の電子シャッタを介して交互に被写体像を送像
するように構成した特許請求の範囲第１項若しくは第４
項のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
（６）撮像素子部からの映像信号を基に得られる被写体
像を一旦表示手段に備えた映像記憶手段に記憶し、この
記憶された被写体像を表示手段上に表示するように構成
した特許請求の範囲第１項記載の内視鏡装置。