JPS63274912A - 電子内視鏡 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、結像光学系から固体撮像素子に至る部分の構
造を簡単にした電子内視鏡に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、
電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体照像素子を搬像手段に
用いた電子内視鏡が種々提案されている。

この電子内視鏡は、ファイバスコープに比べて解像度が
高く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、画像
の拡大や２画像の比較等の画像処理が容易である等の利
点を有する。

ところで、従来の電子内視鏡の先端部の対物レンズ系付
近は、例えば、第９図に示すように構成されていた。

すなわち、硬性の先端部本体１に、軸方向に平行に貫通
する観察用透孔２が形成され、この観察用透孔２にレン
ズ枠３に保持された対物レンズ系４が装着されている。

前記レンズ枠３の後端側には、固体撮像素子枠６が接続
され、前記対物レンズ系４の結像位置に、前記固体撮像
素子枠６に固定された固体Ｒ機素子７が配設されている
。前記固体撮像素子６には、信号ケーブル８が接続され
、この信号ケーブル８は、挿入部内に挿通され、コネク
タに接続されている。尚、図中、符号９は、処置具ブヤ
ンネルである。

このように、従来の電子内視鏡では、レンズ枠３、固体
撮像素子枠６等を組合せることによって、対物レンズ系
４と固体Ｗｉ画像子７を連結しており、対物レンズ系４
付近の構造が複雑で、組立てが難しいという問題点があ
る。

尚、例えば、特開昭５８−２９４３９号公報には、対物
レンズに固体撮像素子を貼り付けたものが、また、特開
昭５９−１８６４７９号公報には、固体撮像素子と光学
系を一体構成としたものが開示されている。しかしなが
ら、対物レンズと固体撮像素子とを接続する場合は、両
者の位置決めが難しい。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、結像
光学系から固体撮像索子に至る部分の構造が簡単で、組
立ての容易な電子内視鏡を提供することを目的としてい
る。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明による
電子内視鏡は、結像光学系の少なくとも一部を、自己収
束型ロッドレンズとして、この自己収束型ロッドレンズ
の結像面に、固体撮像素子の受光面を配置したものであ
る。

本発明では、被写体像は、前記自己収束型ロッドレンズ
によってこのロッドレンズの結像面に結像され、この結
像面に配置された固体撮像索子によって１ｌｌｉ像され
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は電子内視鏡の先端部の縦断面図、第２図は電子内視
鏡の先端部の正面図、第３図は内視鏡装置の全体を示す
側面図である。

本実施例は、本発明を軟性内視鏡に適用した例である。

第３図に示すように、本実施例の電子内視鏡１１は、細
長で可撓性の挿入部１２を備え、この挿入部１２の後端
に大径の操作部１３が連設されている。前記操作部１３
の後端部からは、側方に可撓性のユニバーサルコード１
４が延設され、このユニバーサルコード１４の先端にコ
ネクタ１５が設けられている。一方、光源装置及び信号
処理回路が内蔵された制御装置１６には、前記コネクタ
１５を接続可能なコネクタ受け１８が設けられ、前記電
子内視鏡１１は、前記コネクタ１５を前記コネクタ受け
１８に接続することにより、前記制御装置１６に接続さ
れるようになっている。更に、前記制御装置１６には、
表示手段としてのカラーモニタ１７が接続されるように
なっている。

前記挿入部１２の先端側には、硬性の先端部２０及びこ
の先端部２０に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部１９
が順次設けられている。また、前記操作部１３には、湾
曲操作ノブ２１が設けられ、この湾曲操作ノブ２１を回
動操作することによって、前記湾曲部１９を上下／左右
方向に湾曲できるようになっている。また、前記操作部
１３には、挿入部１２内に設けられた処置具チャンネル
に連通する挿入口２２が設けられている。

前記先端部２０は、第１図及び第２図に示すように構成
されている。

すなわち、先端部２０は、金属等の硬性の部材からなる
円柱状の先端部本体３１を備え、この先端部本体３１に
は、前記挿入部１２の長手方向に平行に貫通する観察用
透孔３２、例えば二つの照明用透孔３３．３３、処置具
チャンネル用透孔３４、図示しない送気チャンネル用透
孔及び送水チャンネル用透孔が形成されている。

前記観察用透孔３２は、先端側の小径部３２ａと、後端
側の大径部３２ｂとを有し、前記小径部３２ａには、結
像光学系としての自己収束型ロッドレンズ（商品名「セ
ルフォック」）３５が１されている。自己収束型ロッド
レンズは、屈折率が中心軸で最も高く、直径方向に連続
的に減少しているものであり、一定間隔毎に結像しなが
ら像を伝達するようになっている。本実施例では、前記
ロッドレンズ３５は、後端部が前記大径部３２ｂ側に突
出し、このロッドレンズ３５の後端面が結像面３５ａに
なっている。そして、この結像面３５ａに受光面３６ａ
が当接するように、前記ロッドレンズ３５の後端面に、
ＣＯＤ等の固体撮像素子３６が接合されている。この固
体撮像素子３６には、信号ケーブル３８が接続され、こ
の信号ケーブル３８は、前記挿入部１２及びユニバーサ
ルコード１４内に挿通されて、前記コネクタ１５に接続
されている。

一方、前記照明用透孔３３には、配光レンズ４１が装管
され、この配光レンズ４１の後端側に、図示しないライ
トガイドファイバが連設されている。このライトガイド
ファイバは、前記挿入部１２及びユニバーサルコード１
４内に挿通されて、前記コネクタ１５に接続されている
。

また、前記処置具ヂャンネル用透孔３４には、チャンネ
ルバイブ４３がｌＮｉ？され、このチャンネルバイブ４
３の後端部には、処置具チャンネル４４を形成する処置
具チャンネルバイブ４５が接続されている。この処置具
チャンネルデユープ４５は、前記挿入部１２内に挿通さ
れて、前記挿入口２２に接続されている。

また、前記送気チャンネル用透孔及び送水チャンネル用
透孔の先端には、第２図に示すように、それぞれ、前記
観察用透孔３２側に向けて開口する送気ノズル４６及び
送水ノズル４７が設けられている。前記送気ノズル４６
及び送水ノズル４７には、それぞれ、図示しない送気チ
ャンネルバイブ及び送水チャンネルチューブが接続され
、これらデユープは、前記挿入部１２及びユニバーサル
コード１４内に挿通されて、前記コネクタ１５に接続さ
れている。

また、前記先端部本体３１の後端部には、挿入部１２の
外被を形成する軟性チューブ４７が接続されている。

ところで、前記ＩＩＪ　ｗＪ装置１６内に設けられた光
源装置は、カラー撮像方式として面順次方式を用いた場
合であれば、例えば、光源ランプと、この光源ランプの
前面側に配設され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の
各色の色透過フィルタを有する回転カラーフィルタとを
備えている。そして、前記光源ランプから出射された照
明光は、前記回転カラーフィルタを経て、順次Ｒ，Ｇ、
Ｂの各波長の光にされ、集光レンズによって集光されて
、前記制御装置１６に接続された電子内視鏡１１のライ
トガイドファイバの入射端に入射するようになっている
。一方、カラー撮像方式として、同時方式を用いた場合
であれば、白色光源から出射された白色光が、前記ライ
トガイドファイバの入射端に入射するようになっている
。この照明光は、前記ライトガイドファイバによって先
端部２０に導かれ、出射端から出射され、配光レンズ４
１を経て、被写体に照射されるようになっている。

前記照明光による被写体像は、結像光学系としての自己
収束型ロッドレンズ３５によって、このロッドレンズ３
５の後端の結像面３５ａに結像され、この結像面３５ａ
に当接した固体も１像素子３６の受光面３６ａで受光さ
れるようになっている。

この固体撮像素子３６は、前記制御装置１６内に設けら
れた駆動回路によって駆動され、読出された信号は、前
記制御装置１６内に設けられた信号処理回路に入力され
るようになっている。そして、この信号処理回路で映像
信号が生成され、この映像信号がカラーモニタ１７に入
力され、このカラーモニタ１７に被写体像が表示される
ようになっている。

尚、カラー撮像方式として、同時方式を用いた場合であ
れば、前記固体撮像素子３６の受光面３６ａの前面に、
Ｒ，Ｇ、Ｂ等の各色光をそれぞれ透過する色フィルタを
モザイク状等に配列したカラーフィルタアレイが設けら
れる。

このように本実施例では、結像光学系が自己収束型ロッ
ドレンズ３５によって構成され、このロッドレンズ３５
の後端の結像面３５ａに受光面３６ａが当接するように
、前記ロッドレンズ３５の後端面に、ＣＯＤ等の固体撮
像素子３６が接合されている。

従って、結像光学系から固体撮像素子３６に至る部分の
構造が簡単で、組立てが容易になる。また、ロッドレン
ズ３５の結像面３５ａに固体撮像素子３６の受光面３６
ａが当接されるので、結像光学系と固体撮像素子３６と
の位置決めが容易である。

第４図は本発明の第２実施例に係る内視鏡装置の全体を
示す一部切欠側面図である。

本実施例は、本発明を硬性内視鏡に適用した例である。

第４図に示づように、硬性の電子内視ｖｔ５１は、硬性
で細長の挿入部５２と、この挿入部５２の後端に連設さ
れた大径の操作部５３とで構成さ゛れ、前記操作部５３
の側部には、ライトガイドケーブル５５接続用の口金５
４が設けられている。尚、本実施例では、前記口金５４
は、固体撮像素子との信号の送受のための信号用コネク
タを兼ねている。また、前記ライトガイドケーブル５５
内には、ライトガイドファイバの他に、信号ケーブルが
挿通されている。前記ライトガイドケーブル５５の先端
には、コネクタ５６が設けられ、このコネクタ５６は、
制御装置１６のコネクタ受番プ１８に接続されるように
なっている。

前記挿入部５２を形成する外管５８内には、内管５９が
装着され、この内管５９内の先端部に、結像光学系とし
ての自己収束型ロッドレンズ６１が装着されている。そ
して、このロッドレンズ６１の後端の結像面６１ａに受
光面６２ａが当接するように、前記ロッドレンズ６１の
後端面に、ＣＯＤ等の固体撮像素子６２が接合されてい
る。前記固体撮像素子６２には、信号ケーブル３８が接
続され、この信号ケーブル３８は、前記挿入部５２内に
挿通され、前記口金５４に接続されている。

また、前記内管５９と外管５８との間には、基端部が前
記口金５４に接続されたライトガイドファイバ６３が配
設されている。

その他の構成は、第１実施例と同様である。

本実施例においても、第１実施例と同様に、結像光学系
から固体撮像素子６２に至る部分の構造が簡単で、組立
てが容易になる。

第５図は本発明の第３実施例に係る電子内視鏡の先端部
を示す縦断面図である。

本実施例では、先端部本体３１の観察用透孔３２の小径
部３２ａに、レンズ枠６６が嵌着されている。このレン
ズ枠６６内には、先端側にカバーガラス６７が装着され
、このカバーガラス６７の後方に、段部６６ａによって
所定の間隔を開りて、結像光学系としての自己収束型ロ
ッドレンズ３５が装着されている。そして、このロッド
レンズ３５の後端の結像面３５ａに受光面３６ａが当接
するように、前記ロッドレンズ３５の後端面に、ＣＯＤ
等の固体撮像素子３６が接合されている。その他の構成
は、第１実施例と同様である。

本実施例の作用及び効果は、第１実施例と同様である。

尚、本実施例は、第４図に示すような硬性内視鏡にも適
用できる。１なわち、カバーガラス６７と、固体撮像素
子３６が接合されたロッドレンズ３５とを保持したレン
ズ枠６６を、内管５９内の先端側に装着すれば良い。

第６図は本発明の第４実施例に係る電子内視鏡の先端部
を示す縦断面図である。

本実施例では、第１実施例と同様に、先端部本体３１の
観察用透孔３２の小径部３２ａに、結像光学系としての
自己収束型ロッドレンズ３５が装着されている。一方、
固体撮像素子３６は、固体撮像素子枠６８に保持され、
この固体撮像素子枠６８を前記ロッドレンズ３５の後端
部に固定することによって、前記ロッドレンズ３５の後
端の結像面３５ａに受光面３６ａが当接した状態で固定
されている。

その他の構成、作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

尚、本実施例において、挿入部は硬性でも良い。

第７図及び第８図は本発明の第５実施例に係り、第７図
は電子内視鏡の先端部を示す縦断面図、第８図は第７図
のＡ−Ａ線断面図である。

本実施例では、先端部本体７１の先端面の観察窓（開口
）には、第８図に示Ｊように、例えば上下方向に湾曲し
た円筒面状のカバーガラス７２が装着されている。前記
先端部本体７１の後端部には、挿入部の外被を形成する
例えば軟性のチューブ７９が接続されている。

前記先端部本体７１内には、第４実施例と同様に、固体
撮像索子枠７３によって保持固定された、結像光学系と
しての自己収束型ロッドレンズ３５と、このロッドレン
ズ３５の後端の結像面３５ａに受光面３６ａが当接した
固体撮像素子３６とが収納されている。第７図に示すよ
うに、前記固体撮像素子枠７３の例えば左右方向の両端
部には、係合ビン７３ａ、７３ａが突設されている。一
方、前記先端部本体７１の内周面には、前記係合ビン７
３ａ、７３ａに対向する位置に、支持部材７５゜７５が
固定されている。この支持部材７５．７５には、係合溝
７５ａ、７５ａが設けられ、この係合溝７５ａ、７５ａ
に、前記係合ビン７３ａ、７３ａが係入されている。そ
して、前記固体撮像素子枠７３は、前記係合ビン７３ａ
、７３ａを中心にして、第８図に示１ように、上下方向
に回動できるようになっている。

また、前記固体撮像素子３６には、前記固体撮像素子枠
７３の上下方向に偏心した位置を貫通して、適度の剛性
を有し操作ワイヤを兼ねた信号ケーブル７７が接続され
ている。この信号ケーブル７７は、挿入部内に挿通され
、操作部から導出されるか、または、操作部に設けられ
た視野方向変換用の操作ノブに接続され、挿入部の軸方
向に移動操作できるようになっている。

従って、第８図に示すように、前記信号ケーブル７７を
押すと、前記固体撮像素子枠７３が上方向に回動し、こ
の固体撮像素子枠７３に固定された固体撮像素子３６及
びロッドレンズ３５も上方向に回動して、ｌ！察視野が
上方向に変換されるようになっている。また、逆に、前
記信号ケーブル７７を引くと、前記固体撮像素子枠７３
が下方向に回動し、固体撮像素子３６及びロッドレンズ
３５も下方向に回動して、観察視野が下方向に変換され
るようになっている。

尚、前記先端部本体７１の先端面には、観察窓のカバー
ガラス７２の周囲の、例えば４隅側に、照明窓が設けら
れ、ライトガイドファイバは、前記ロッドレンズ３５及
び固体撮像素子３６の周囲を通って配設されている。

このように、本実施例によれば、結像光学系から固体撮
像素子３６に至る部分の構造が簡単で、組立てが容易で
あると共に、簡単な構成で、視野変換が可能になる。

尚、本実施例において、前記固体撮像素子枠７３は、一
方向だけではなく、二方向または全方向等に回動できる
ようにしても良い。また、前記固体撮像素子枠７３を回
動操作する操作ワイヤは、信号ケーブル７７と別に設け
ても良い。

尚、本実施例において、挿入部は、軟性、硬性いずれで
も良い。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、結
像光学系は、全てを自己収束型ロッドレンズで構成した
ものに限らず、例えば、先端側を対物レンズとし、この
対物レンズの後方に、自己収束型ロッドレンズと固体撮
像素子を設けても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、結像光学系の少な
くとも一部を、自己収束型ロッドレンズとして、この自
己収束型ロッドレンズの結像面に、固体撮像素子の受光
面を配置したので、結像光学系から固体撮像素子に至る
部分の構造が簡単で、組立てが容易になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は電子内視鏡の先端部の縦断面図、第２図は電子内視
鏡の先端部の正面図、第３図は内視鏡装置の全体を示す
側面図、第４図は本発明の第２実施例に係る内視鏡装置
の全体を示す一部切欠側面図、第５図は本発明の第３実
施例に係る電子内視鏡の先端部を示す縦断面図、第６図
は本発明の第４実施例に係る電子内視鏡の先端部を示す
縦断面図、第７図及び第８図は本発明の第５実施例に係
り、第７図は電子内視鏡の先端部を示す縦断面図、第８
図は第７図のＡ−Ａ線断面図、第９図は従来の電子内視
鏡の先端部を示す縦断面図である。 １１・・・電子内視鏡　　　２０・・・先端部３１・・
・先端部本体 ３５・・・自己収束型ロッドレンズ ３５ａ・・・結像面　　　　３６・・・固体撮像素子３
６ａ・・・受光面 第２図 第５図 第７図 第８図 ３ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像手段としての固体撮像素子と、この固体撮像素子に
   被写体像を結像させる結像光学系とを備えた電子内視鏡
   において、前記結像光学系の少なくとも一部に、自己収
   束型ロッドレンズを用い、この自己収束型ロッドレンズ
   の結像面に、前記固体撮像素子の受光面を配置したこと
   を特徴とする電子内視鏡。