JPS63234213A

JPS63234213A - 計測用内視鏡

Info

Publication number: JPS63234213A
Application number: JP62068390A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yamashita; 山下　伸夫; Kimihiko Nishioka; 公彦西岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1988-09-29
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792552B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、計測用内視鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、医療分野及び工業分野においては内視鏡が広く用
いられている。そして、内視鏡によって、例えば胃内壁
面等に生じた病変部を診断したり、病変部が経時的にど
のように変化していくかを調べるために、その病変部の
大きさを測定することとか、病変部までの距離を知るこ
とが必要となる場合がしばしばある。

そこで、これらの測定を行う計測用内視鏡として、例え
ば特開昭６０−２３７４１９号公報に記載のものは、第
１２図（Ａ）に示した如く、ランプ１及びライトガイド
２とから成る照明用光源３と、照明用圧−レンズ４と、
照明用光源３と照明用正レンズ４との間に配置された例
えば第１２図（Ｂ）の如き光軸と直交する一本の指標線
５ａを有する指標板５とを有していて、照明用光源３か
らの光及び水平指標線５ａの像を夫々物体６上に投射及
び投影する照明光学系と、対物レンズ７と、イメージガ
イド８と、イメージガイド８の射出端に近接配置された
例えば第１２図（Ｃ）の如き光軸と直交する基準指標線
９ａを有する焦点板９と、接眼レンズ１０とを有してい
て、上記照明光学系と所定の光軸間距離（バラックス）
１をおいて並設された観察光学系とを具えていた。そし
て、この内視鏡では、水平指標線５ａの物体６上の投影
像５ａ’は常に照明光学系の光軸上にあると共に基準指
標線９ａも常に観察光学系の光軸上にあるので、第１２
図（Ｄ）に示した如く接眼部の観察視野内で見られる水
平指標線像５ａ′と基準指標線９ａとの間の距離は常に
照明光学系と観察光学系との光軸間距離２となり、これ
を物指しにして物体６上の物の大きさを測定し、更にそ
の値により物体距離も求めるようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕ところが、一般に内視鏡・においては、先端硬性部が細
径且つ小型であることが要求されてそこに設けられる対
物レンズ７を合焦のために可動式にすることが困難であ
るため、対物レンズ７のＦナンバーを２〜４と大きくし
て被写界深度を深くしているのに対し、照明用正レンズ
４は明るさが要求されると共に照明光を一旦集束させて
から広い範囲を照射するようにしているため、Ｆナンバ
ーが１と小さくて被写界深度が非常に浅く、その結果光
軸方向の観察可能範囲のごく限られた部分でしか指標線
像５ａ’をシャープに結像させることができず、該観察
可能範囲の挾い部分でしか物の大きさ及び物体距離の正
確な測定が行なえないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、光軸方向の観察可能範囲
の全て又は非常に広い部分で物の大きさ及び物体距離の
正確な測定を可能にした計測用内視鏡を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
計測用内視鏡は、照明用光源と照明用正レンズ系との間
に照明光軸に沿った方向の位置が異なる複数の又は照明
光軸に沿った方向に連続した指標を配置して、光軸方向
の観察可能範囲の全て又は非常に広い部分で指標の何れ
か又は何れかの部分がシャープに結像せしめられるよう
にしたものである。

又、本発明による計測用内視鏡は、照明用光源と照明用
正レンズ系との間に指標を配置すると共に、該指標と前
記照明用正レンズ系との光軸方向の間隔を可変にして光
軸方向の観察可能範囲の全て又は非常に広い範囲で指標
がシャープに結像せしめられるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明の第１実施例として計測用の面順次照射
式のカラー電子内視鏡の構成を示す図であって、１）は
先端硬性部、１２は可撓部、１３は光源・映像回路部で
ある。

光源・映像回路部１３内において、１４は光源ランプ、
１５は光源ランプ１４からの光を後述のライトガイドの
入射端面に集光する集光レンズ、１６は第２図に示した
如く適当な遮光部分をおいて円周上に配設されたＲ（赤
）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、赤外の各フィルターを有して
いて該フィルターが順次光路中に挿脱せしめられる回転
フィルター、１７は回転フィルター１６を駆動するモー
タである。可撓部１２及び先端硬性部１）内において、
１８はライトガイド、１９はライトガイド１８の射出端
面に接着せしめられていてその内面での全反射による散
乱作用により該射出端面の綱目が物体上に投影されるこ
とを防ぐ単ファイバー、２０は単ファイバー１９からの
射出光を一旦集束させてから発散させ物体２１上に照射
する照明用正レンズである。そして、以上の部材が照明
光学系を基本的に構成しており、光源ランプ１４を発し
た光は集光レンズ１５により回転フィルター１６の各フ
ィルターを経てライトガイド１８の入射端面に各色光と
して順次入射せしめられ、ライトガイド１８を射出した
各色光が単ファイバー１９を通り照明用正レンズ２０に
よって物体２１上に順次照射せしめられるようになって
いる。

又、２２及び２３は夫々光源ランプ１４と集光レンズ１
５との間の光路中に選択的に挿脱せしめられる赤外カッ
トフィルター及び可視カットフィルター、２４は単ファ
イバー１９と照明用正レンズ２０との間に配置されてい
て光軸方向の位置が異なる複数の十字形の指標２４ａ、
２４ｂ、２４Ｃを有し且つそれ以外の部分が蒸着膜等か
ら成る赤外カントフィルター２４ｄとして形成された指
＋ｍ板であって、これらのフィルター２２．２３゜２４
ｄは第４図に示した如き透過特性を具えている。従って
、赤外カットフィルター２２が光路中に挿入されている
時は、ライトガイド１８を射出する光が可視光であり指
標板２４全体を透過するので、物体２１上に指標像は投
影されないが、代わりに可視カットフィルター２３が光
路中に挿入されると、ライトガイド１８を射出する光が
赤外光となり指標板２４の指標２４ａ、２４ｂ、２４Ｃ
の部分のみを透過するので、物体２１上に指標像が投影
される。但し、指標２４ａ、２４ｂ、２４Ｃの何れかが
照明用正レンズ２０により物体２１上にシャープに結像
せしめられるように照明用正レンズ２０と指標板２４と
の位置関係が決められているものとする。

先端硬性部ｌｌ内において、２５は対物レンズ、２６は
絞り、２７は固体撮像素子であって、これらが撮像光学
系を構成している。光源・映像回路部１３内において、
２８は固体撮像素子２７からの信号を回転フィルター１
６の回転と同期して画像信号に変えＴＶモニタ２９に入
力せしめる映像回路であって、指標像投影時に画像処理
によってＴＶモニタ２９の画面上の撮像光学系の光軸と
一致する位置に基準指！！！Ｍ３０を表示するようにな
っている。そして、これらが描像光学系と共に観察装置
を構成している。

第１実施°例は上述の如く構成されているから、赤外カ
ットフィルター２２が光路中に挿入されている時は、物
体２１上に可視光のみが照射されて指標像が投影されな
いので、ＴＶモニク２９上には可視光による画像のみが
表示されて通常の観察を行うことができる。一方、可視
カントフィル°ター２３が光路中に挿入されている時は
、物体２１上に赤外光による指標像が投影されて、ＴＶ
モニタ２９の画面上に指標像２４ａ＃が表示されると共
に基準指標ｖＡ３０も表示される。従って、映像回路２
８による画像処理によってこの赤外光による画像と直前
の可視光による画像とを重ね合わせれば、指標像２４ａ
＃と基準指標線３０との間隔が照明光学系と映像光学系
との光軸間距離ｌに相当するものとして物体２１上の物
の大きさを測定することができる。又、周知のように照
明光学系と撮像光学系とのパララックスにより物体距離
によって指標像の写る固体撮像素子２７上の位置が変化
するので、この位置と撮像光学系の光軸との間の距離を
画像処理によって検出し、その値により物体距離を求め
ることもできる。

ところで、従来例におてい指摘したように、指標が照明
光軸に沿った方向の位置において一個しか存在しない場
合は、光軸方向の観察可能範囲のごく限られた部分でし
か指標像がシャープに結像できず、該観察可能範囲の狭
い部分でしか物の大きさの正確な測定が行えないという
欠点がある。

しかるに、第１実施例では、光軸方向の位置が異なる複
数個例えば三個の指標２４ａ、２４ｂ。

２４Ｃを単ファイバー１９（照明用光源とみなせる）と
照明用正レンズ２０との間に配置しているので、上記欠
点は解消される。即ち、第５図に示した如く、照明用正
レンズ２０による指標２４ａ。

２４ｂ、２４ｃの像２４ａ゛、２４ｂ’、２４ｃ’の結
像位置は光軸方向において広い範囲に分布するようにな
るので、光軸方向の観察可能範囲の全て又は非常に広い
部分で指標の何れかがシャープに結像せしめられること
になる。従って、光軸方向の観察可能範囲の全て又は非
常に広い部分で物の大きさ及び物体距離の正確な測定が
可能である。

以上、面順次照射式のカラー電子内視鏡を例としたが、
モザイクフィルタ一式のカラー電子内視鏡でも良い、又
、指標像の投影に赤外光の代わりに紫外光を用いても良
い、又、ライトガイドの射出端面に単ファイバーを固着
する代わりに照明用正レンズで投影されるライトガイド
の射出端面の像が光軸方向の観察可能範囲内にては明瞭
に識別されない即ちボケて結像されるように照明用正レ
ンズとライトガイドの射出端面の位置関係を決めても良
い、又、指標の数は観察範囲の広さに比例して増やすこ
とは言うまでも無い。

次に、指標の各種変形例とそれらの結像状態について説
明する。第６図（Ａ）において、３１は照明光軸方向の
異なる位置に刻設又は着色した三本の水平直線状の指標
３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有する指標板であって、観察
視野内での指標像は第６図（Ｂ）の如くになる。

第７図（Ａ）において、３２は照明光軸方向に連続した
指標３２ａを刻設又は着色して成る指標板であって、観
察視野内での指標像は第７図（Ｂ）の如くになると共に
、常に指標３２ａの何れかの部分が物体上に結像せしめ
られるという利点がある。

ところで、指標が直線状であると像面湾曲収差のため指
標像の周辺部分がボケで見えなくなるが、第８図はこれ
を解決した例を示している。即ち、３３は球面に沿う曲
線状の三個の指標３３ａ、３３ｂ、３３ｃを照明光軸方
向の異なる位置に刻設又は着色した指標体であって、こ
の場合かえって像面湾曲収差により指標像３３ａ’、３
３ｂ’。

３３Ｃ′が直線状となり、像の周辺部も見えるようにな
る。

第９図は照明用正レンズ２０の被写界深度が非常に浅い
ことを利用した例である。即ち、これは複数個の指標ａ
、＋　　ｂ、＋　　ｃ、＋・・・・を照明光軸と沿う方
向に所定の間隔をおき且つ結像位置が異なることにより
倍率が変化してもこれらの像ａ１　′り　ｌ　　’　＋
　　ＣＩ　　’　＋・・・・の光軸からの距離が同一と
なるように光軸から距離を定めて配置し、更に光軸に関
しこれらの指標ａｌ　＋　　ｂＩ　＋　　ＣＩ　＋・・
・・と対称な位置に指標ａ２　＋　　ｂ＠　＋　　Ｃ２
、・・・・を配置して成るものである。そして、照明用
正レンズ２０の被写界深度が非常に浅いためにある物体
距離に対しては特定の指標対のみが物体にシャープに結
像するようになり、それ以外の指標対が全て、ボケるの
で、シャープに結像する指標対がどれであるかにより物
体距離（倍率）が求まるようにしたものである。換言す
れば、指標像を物体距離測定のスケールとして利用する
ようにしたものである。

又、本例によれば、各指標像の対ａＩ　　’＋　　ａｔ
　　’ｉｂ＋　　’＋　　ｔｉｔ　　’　；　’ｌ　　
’１ｃｍ　　’　；・・”同志の間隔は常に一定となっ
ているので、該間隔を物体の大きさの測定の物指しとし
て用いれば、接眼光学系等においてわざわざ基準指標線
を有する焦点板を設ける必要はない。

第１０図は第２実施例の要部を示しており、これは−個
の指標３４ａを有する指標板３４又は照明用正レンズ２
０を移動可能にして照、明用正レンズ２０と指標２３ａ
との間隔を可変にし、これにより指標像３４ａ′の光軸
方向の結像位置を可変にして光軸方向の観察範囲の全て
でシャープな指標像３４ａ′が得られるようにした即ち
物体の大きさの正確な測定を可能にしたものである。又
、照明用正レンズ２０の被写界深度が非常に浅いので、
合焦即ち指標像３４ａ′の物体上への結像のために動か
す照明用正レンズ２０又は指標板３４の移動量により合
焦状態の物体距離（倍率）が求められ、これにより物体
の大きさを測定することも可能である。この場合、照明
用正レンズ２０の被写界深度が対物レンズよりも浅いの
で、対物レンズを用いる場合よりも精度が高い、又、照
明用正レンズ２０又は指標＠３４の移動量を大きくして
指標像の結像位置を対物レンズの被写界深度外に持ち来
たすようにすれば、通常観察時など指標が不要な時に指
標像を消せるので便利である。

尚、本実施例において指標板３４を動かす場合は照明の
配光状態が変化しないという利点がある。

又、光軸方向の観察範囲の全てでシャープな指標像３４
３′を得ることのみを目的とすれば、照明用正レンズの
焦点距離を可変にしても良い。

第１）図（Ａ）は第２実施例の応用例を示しており、３
５はイメージガイド、３６は接眼レンズ、３７はイメー
ジガイド３５の射出端と接眼レンズ３６との間に配置さ
れていて中央部に十字の基準指標３７ａが周辺部にスリ
ット３７ｂが夫々設けられた焦点板（第１）図（Ｂ）参
照）、３８は焦点板３７の接眼レンズ側において光軸の
まわりに回動可能に配置されていて周辺部に切欠部３８
ａを有すると共にワイヤ３９．リール４０等から成る連
動機構を介して焦点板３４の光軸方向の移動に連動して
回動せしめられるリング（第１）図（Ｂ））である、こ
の例によれば、合焦即ち指標像の物体上への結像のため
の指標板３４の光軸方向の移動に応じてリング３８が回
動し、その切欠部３８ａがスリ７）３７ｂの前で動くの
で、接眼レンズ３６を通して見えるスリット３７ｂの長
さが上記合焦操作に応じて変化する。即ち、物体距離の
変化に応じてスリット３７ｂの長さが変化するので、物
体距離に応じた長さの物指しを視野内において物体像の
隣りに現出させることができる。

尚、上記各側において、ライトガイドの代わりにＬＥＤ
、半導体レーザー、電球などを用いても良いことは言う
までも無い、又、指標をエレクトロクロミック素子、液
晶などで作り、必要に応じて出したり消したりすること
もできる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による計測用内視鏡は、光軸方向の
観察可能範囲の全て又は非常に広い部分で物の大きさ及
び物体距離の正確な測定が可能になるという実用上極め
て重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による計測用内視鏡の第１実施例の構成
を示す図、第２図及び第３図は夫々上記第１実施例の回
転フィルター及び指標板の正面図、第４図は上記第１実
施例の各フィルターの透過特性を示すグラフ、第５図は
上記第１実施例の指標像の結像状態を示す図、第６図乃
至第９図は夫々指標の各種変形例とそれらの結像状態を
示す図、第１０図は第２実施例の要部を示す図、第１）
図、　は第２実施例の応用例を示す図、第１２図は従来
例の構成と指標板、焦点機、観察視野内での指標の見え
方を示す図である。１）・・・・先端硬性部、１２・・・・可撓部、１３・
・・・光源・映像回路部、１４・・・・光源ランプ、１
５・・・・集光レンズ、１６・・・・回転フィルター、
１７・・・・モータ、１８．３６・・・・ライトガイド
、１９・・・・単ファイバー、２０・・・・照明用正レ
ンズ、２１・・・・物体、２２・・・・赤外カットフィ
ルター、２３・・・・可視カットフィルター、２４，３
１，３２゜３４・・・・指標板、２５・・・・対物レン
ズ、２６・・・・絞り、２７・・・・固体撮像素子、２
８・・・・映像回路、２９・・・・ＴＶモニタ、３０・
・・・基準指標線、３３・・・・指標体、３５・・・・
イメージガイド、３７・・・・焦点板、３８・・・・リ
ング、３９・・・・ワイヤ、４０・・・・リール。第２図　　　？３図１−４図１−５図１′６図　　　　１−７図（Ａ）　　　　　（Ｂ）　　　　　　（Ａ）　　　　　
（Ｂ）１８図ＩＦ５図Ｃつ・・］

Claims

【特許請求の範囲】

（１）照明用光源と照明用正レンズ系とを有していて該
照明用光源からの光を該照明用正レンズ系を介して物体
上に投射する照明光学系と、対物レンズを有していて前
記照明光学系と並設された観察又は撮影光学系とを具え
た内視鏡において、前記照明用光源と前記照明用正レン
ズ系との間に照明光軸に沿った方向の位置が異なる複数
の又は照明光軸に沿った方向に連続した指標を配置した
ことを特徴とする計測用内視鏡。
（２）照明用光源と照明用正レンズ系とを有していて該
照明用光源からの光を該照明用正レンズ系を介して物体
上に投射する照明光学系と、対物レンズを有していて前
記照明光学系と並設された観察又は撮影光学系とを具え
た内視鏡において、前記照明用光源と前記照明用正レン
ズ系との間に指標を配置すると共に、該指標と前記照明
用正レンズ系との光軸方向の間隔を可変にしたことを特
徴とする計測用内視鏡。