JP3534919B2 - 斜視型電子内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被観察体内を斜め
方向から観察する斜視型電子内視鏡の先端部の構造及び
画像表示手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子内視鏡においては、正視型、側視型
だけでなく、被観察体内を斜め方向から観察する斜視型
も用いられており、この斜視型電子内視鏡の一例が、図
９に示されている。図９において、電子内視鏡の先端部
１はその先端面１Ａが上側に傾斜しており、この先端面
１Ａに図の光軸１００が内視鏡軸１０１に対し傾斜する
状態で、対物レンズ２が設けられ、この対物レンズ２に
は、プリズム３を介して撮像素子であるＣＣＤ（Charge
Coupled Device）４が接続される。このＣＣＤ４は、
回路基板５に接続されており、この回路基板５には上記
ＣＣＤ４を駆動するために必要な回路や信号ケーブル６
が接続される。なお、上記回路基板５の下側には、鉗子
口７に接続される処置具挿通チャンネル８が設けられ
る。

【０００３】上記の構成によれば、傾斜した先端面１Ａ
に配置された対物レンズ２で被観察体内が捉えられるこ
とになり、ＣＣＤ４で撮像された画像信号（ビデオ信
号）を画像処理することにより、モニタ上に被観察体内
の画像が表示される。そして、この場合は、上記対物レ
ンズ２が斜め上方を向いており、被観察体内をやや上向
きで捉えることができるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の斜視型電子内視鏡では、上述のように、対物レンズ
２（光軸１００）、プリズム３、ＣＣＤ４及び回路基板
５が内視鏡軸１０１に対し斜めに配置されていることか
ら、その他のタイプの電子内視鏡と比較しても、内視鏡
の外径Ｄが大きくなるという問題があった。即ち、上記
ＣＣＤ４、回路基板５の組立て部材は、それ程厚くはな
いが、平面形状が内視鏡軸１０１方向に長い長方形をし
ている。従って、このような長方形の組立て部材を斜め
にした場合は、傾き角度に対応して端部が移動する分、
内視鏡の径が大きくなる。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、対物光学系部材を斜めに配置する
場合であっても、細径化を図ることが可能となる斜視型
電子内視鏡を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１請求項に係る斜視型電子内視鏡は、被観察体を
斜め方向から捉えるために光軸が内視鏡軸に対し所定の
傾斜角度αを以て配置された対物レンズと、この対物レ
ンズで得られる像をプリズムを介して撮影する撮像素子
と、を備えた斜視型電子内視鏡において、上記対物光学
系部材に接続される少なくとも上記撮像素子を、上記対
物レンズ光軸に平行な位置から該光軸を中心として回転
させながら、撮像面が内視鏡軸に略平行となる位置に配
置し、またこの位置から上記傾斜角度αと略同一の所定
角度βだけ上記対物レンズ光軸に垂直となる上記プリズ
ムの反射光軸を中心として回転させながら、この撮像素
子の側面が内視鏡軸に略平行となる位置に配置したこと
を特徴とする。なお、上記の撮像素子に、パッケージ、
回路基板が接続される場合は、このパッケージ、回路基
板も撮像素子と共に上記の所定位置に配置することにな
る。第２請求項の発明は、上記撮像素子で得られた画像
を表示するモニタを、標準位置から上記所定角度βだけ
回転させるようにしたことを特徴とする。第３請求項の
発明は、上記撮像素子で得られた画像を表示するモニタ
に、表示画像の上下方向を示すマークを表示したことを
特徴とする。第４請求項の発明は、電子内視鏡に付与さ
れたＩＤ(identity)情報を検出し、このＩＤ情報に基づ
き、上記モニタを所定角度βだけ回転させ、又は上下方
向のマークを表示することを特徴とする。

【０００７】作用 上記の構成によれば、まず撮像素子（その撮像面）や周
辺部材（回路基板等）が対物光学系の視野の左右側に配
置されて、内視鏡軸に平行とされ、またこの対物光学系
光軸が内視鏡軸に対して傾斜角度αだけ傾けられている
とすると、この角度αとほぼ同一の角度βだけ、上記の
撮像素子や周辺部材をプリズムの反射光軸を中心に回転
してこれらの側面が内視鏡軸に平行となるように配置さ
れる。これによって、撮像素子や周辺部材が内視鏡内に
効率よく配置され、細径化が可能となる。

【０００８】しかし、この場合には対物光学系と撮像素
子の上下左右位置が一致しないことになる。そこで、本
発明ではモニタを上記角度βだけ回転させ、またプリズ
ム使用によるミラー像を補正するために左右反転処理を
しており、これにより、モニタ上に正常な位置の画像が
表示される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図４には、実施形態の第１
例である斜視型電子内視鏡の先端部の構成（必要な部材
が分かるように切断した図）が示され、図１は右側面
図、図２は上面図、図３は正面図、図４は左側面図であ
る。図において、スコープとしての電子内視鏡１０は、
従来と同様に、先端面１０Ａが斜め上方を向き、この先
端面１０Ａに入射窓を露出する形で対物レンズ１２が取
り付けられる。この対物レンズ１２は、その光軸１００
が内視鏡軸１０１に対しαの角度だけ傾くように配置さ
れており、当該例では角度αが４５度（その他１０度，
２０度，３０度，６０度等でもよい）となっている。

【００１０】上記の対物レンズ１２には、プリズム（直
角プリズム）１３を介して、ＣＣＤ１４が収納されたＣ
ＣＤパッケージ１５及び回路基板１６が接続される。こ
のＣＣＤ１４の撮像面、ＣＣＤパッケージ１５及び回路
基板１６の上面及び底面が先端部１０の側面方向におい
て内視鏡軸１０１に平行に配置される。即ち、これらの
部材１４，１５，１６は、図９の位置（光軸１００に平
行な位置）から光軸１００を中心として９０度回転すれ
ば、図２に示されるように内視鏡軸１０１に平行な位置
に配置できることになる。

【００１１】また、これらの部材１４，１５，１６は、
図１に示されるように、その側面が内視鏡軸１０１と平
行となる位置に配置される。即ち、図９の位置から９０
度回転させた後、更に上記傾斜角度αと同一の角度β
（α＝β）だけプリズム１３の光軸（上記光軸１００に
垂直な光軸）を中心として、上記部材１４〜１６を回転
させれば、ＣＣＤ１４を含むＣＣＤパッケージ１５及び
回路基板１６の側面を内視鏡軸１０１に沿って配置する
ことができる。

【００１２】なお、各図に示されるように、上記対物レ
ンズ１２の近傍には、照射窓１８から光を照射するため
のライトガイド１９が配置され、図３の正面の左側に設
けられた鉗子口２０には処置具を導入するための処置具
挿通チャンネル２１、この処置具を所定方向へ操作する
ための起立台２２などが配置されている。

【００１３】図５には、上記の先端部１０を有する電子
内視鏡及びこの電子内視鏡に接続されるプロセッサ装置
内の回路構成が示されている。図５において、上述した
ＣＣＤ１４には、ビデオ信号の読出し制御を行い、当該
例において左右を反転させて読み出すためのＣＣＤ駆動
回路２４（例えば電子内視鏡側に配置される）、読み出
されたビデオ信号に対し、所定の画像処理を行う信号処
理回路２５、Ａ／Ｄ変換器２６、画像メモリ２７、Ｄ／
Ａ変換器２８が設けられ、これらの回路を統轄制御する
制御部３０が配置される。また、電子内視鏡側にはスコ
ープＩＤ発生部３１（ＩＤ認識部材で構造的に識別する
ものでもよい）が設けられ、一方プロセッサ装置側に検
出部３２が設けられており、この検出部３２により、接
続した電子内視鏡が斜視型かそれ以外かが判別される。

【００１４】更に、この例のモニタ３４は、歯車３５を
有する回転体３６に取り付けられ、この回転体３６を駆
動するために駆動軸３７を有するモータ３８が設けられ
る。そして、このモータ３８にはモータ駆動回路３９が
接続され、上記回転体３６には回転位置を検出する回転
検出器４０が取り付けられる。従って、上記制御部３０
では、回転検出器４０の検出値を入力して上記モータ駆
動回路３９へ駆動信号を出力することにより、モニタ３
４を当該例では０度（標準位置）の位置と４５度の位置
へ回転させることが可能となる。

【００１５】第１例は以上の構成からなり、以下に図６
及び図７を参照しながらその作用を説明する。図６に
は、図１の状態で捉えられる画像の向きが示され、図７
には、画像変換のステップが示されている。図６におい
て、文字Ｂを撮像したとすると、対物レンズ１２により
倒立像となり、プリズム１３でミラー像となるため、Ｃ
ＣＤ１４の撮像面には、図示のように上下が反転し、か
つ４５度回転した像が投影される。これをＣＣＤ１４で
撮影すると、図６の投影像を裏側から見る状態となるの
で、図７（Ａ）の画像がＣＣＤ１４で捉えられることに
なる。

【００１６】そこで、当該例では、ＣＣＤ撮像面の左右
を反転する処理がＣＣＤ駆動回路２４で行われる。これ
は、従来におけるミラー像の反転処理と同様であり、例
えば水平ラインのデータの読出しを逆方向とし、左側か
ら右側へ向けて読み出すことにより、図７（Ｂ）に示さ
れるように、左右が反転した正常な画像が得られること
になる。

【００１７】一方、斜視型電子内視鏡が使用される場合
は、上述したスコープＩＤ発生部３１及び検出部３２に
よって、斜視型であること（また何度の傾斜角度である
か）が判定されており、制御部３０はモータ駆動回路３
９に対し回転開始の制御信号を供給する。そうすると、
モータ３８によりモニタ３４を保持する回転体３６が回
転し、回転検出器４０が４５度（角度β）を検出する
と、モータ駆動回路３９によりモータ３８の回転が停止
される。このようにして、図７（Ｃ）で示されるよう
に、モニタ３４が４５度傾いた状態にセットされ、文字
Ｂの画像は上下左右が正常となった状態で表示される。

【００１８】図８には、本発明の第２例が示されてお
り、第２例はモニタ自体を回転させず、画像の上下位置
を示すようにしたものである。即ち、電子内視鏡ではモ
ニタ４２の外周位置の画像表示領域外をマスク部４３で
遮蔽しており、このマスク部４３に重ねて図示のように
上の文字及び逆三角記号Ｓを表示する。また、下を表示
する記号、或いは左右を示す記号等を表示してもよい。
この文字及び記号Ｓは、従来の装置で設けられている文
字発生回路等を用いて形成し、画像信号に混合すること
で、容易に画像表示することができる。

【００１９】そして、この場合も、上述したようにスコ
ープＩＤの検出に基づいて、例えば最上位置から４５度
回転させた位置に上記文字及び記号Ｓが表示される。こ
のような第２例によっても、上下位置を判別した上で画
像の観察が可能となる。

【００２０】なお、上記実施形態の例では、斜視型の傾
斜角度αが４５度の場合について説明したが、異なる傾
斜角度αの電子内視鏡でも、傾斜角度αの情報が上記の
スコープＩＤで判断される。そして、上記の第１例の場
合は、スコープＩＤで判定される角度βだけモニタ３８
を回転し、また上記の第２例の場合は、スコープＩＤで
判定される角度βを最上位置から回転させた位置に上を
示す文字及び記号Ｓを表示することになる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、第１請求項の発明
によれば、内視鏡軸に対し傾斜角度を以て対物レンズが
設けられ、この対物レンズにプリズムを介して撮像素子
が配置された斜視型電子内視鏡において、撮像素子の撮
像面や周辺部材の上面又は下面を内視鏡軸に略平行とな
る位置に配置し、また撮像素子や周辺部材の側面を内視
鏡軸に略平行となる位置に配置したので、撮像素子及び
周辺部材が先端部内に効率よく配置され、これらの部材
の端部が斜めに移動しない分、電子内視鏡を細径化する
ことが可能となる。

【００２２】第２請求項の発明によれば、モニタを標準
位置から上記角度βだけ回転させるようにしたので、画
像を正常な状態で観察することが可能となる。

【００２３】第３請求項の発明によれば、モニタに表示
画像の上下方向を示すマークを付したので、上下位置を
確認した上で画像の観察ができ、この場合は、第２請求
項の構成のように、モニタを回転させるための機構等が
不要となる利点がある。

【００２４】第４請求項の発明によれば、電子内視鏡に
付与されたＩＤ情報に基づいて、モニタの回転角度或い
は上下方向マークの表示を制御するようにしたので、モ
ニタの回転位置設定、上下方向マークの表示設定が良好
に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の第１例に係る斜視型電子内視鏡の先
端部構造（必要な部材を抽出したもの）を示す右側面断
面図である。

【図２】図１の電子内視鏡先端部の上面図である。

【図３】図１の電子内視鏡先端部の正面図である。

【図４】図１の電子内視鏡先端部の左側面断面図であ
る。

【図５】第１例の電子内視鏡及びプロセッサ装置内の回
路構成を示すブロック図である。

【図６】図１の状態で得られる画像の上下左右位置を示
す説明図である。

【図７】第１例で形成された画像の変換過程を示す説明
図である。

【図８】第２例のモニタ表示画面を示す図である。

【図９】従来の斜視型電子内視鏡の先端部構造を示す側
面断面図である。

【符号の説明】

１，１０ … 先端部、 ２，１２ … 対物レンズ、 ３，１３ … プリズム、 ４，１４ … ＣＣＤ、 ５，１６ … 回路基板、 ２４ … ＣＣＤ駆動回路、 ３０ … 制御部、 ３１ … スコープＩＤ発生部、 ３４，４２ … モニタ、 ３６ … 回転体、 ３８ … モータ、 １００ … 光軸、 １０１ … 内視鏡軸。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被観察体を斜め方向から捉えるために光
   軸が内視鏡軸に対し所定の傾斜角度αを以て配置された
   対物レンズと、この対物レンズで得られる像をプリズム
   を介して撮影する撮像素子と、を備えた斜視型電子内視
   鏡において、 上記対物光学系部材に接続される少なくとも上記撮像素
   子を、上記対物レンズ光軸に平行な位置から該光軸を中
   心として回転させながら、撮像面が内視鏡軸に略平行と
   なる位置に配置し、またこの位置から上記傾斜角度αと
   略同一の所定角度βだけ上記対物レンズ光軸に垂直とな
   る上記プリズムの反射光軸を中心として回転させなが
   ら、この撮像素子の側面が内視鏡軸に略平行となる位置
   に配置したことを特徴とする斜視型電子内視鏡。
2. 【請求項２】 上記撮像素子で得られた画像を表示する
   モニタを、標準位置から上記所定角度βだけ回転させる
   ようにしたことを特徴とする上記第１請求項記載の斜視
   型電子内視鏡。
3. 【請求項３】 上記撮像素子で得られた画像を表示する
   モニタには、表示画像の上下方向を示すマークを表示し
   たことを特徴とする上記第１請求項記載の斜視型電子内
   視鏡。
4. 【請求項４】 電子内視鏡に付与されたＩＤ情報を検出
   し、このＩＤ情報に基づき、上記モニタを所定角度βだ
   け回転させ、又は上下方向のマークを表示することを特
   徴とする上記第２又は第３請求項記載の斜視型電子内視
   鏡。