| 【発明の名称】 |
拡大微細観察用電子内視鏡装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 慶時
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| 【要約】 |
【課題】モニタ画面に表示される内視鏡観察画像の観察倍率を術者が容易に把握することができて、拡大微細観察時の診断を確実に行うことができる拡大微細観察用電子内視鏡装置を提供すること。
【解決手段】対物光学系２０，２１の少なくとも一部を遠隔操作により移動させてズーミングを行うことができるようにした拡大微細観察用電子内視鏡装置において、挿入部１の先端内において対物光学系２０，２１の移動状態を検出するための移動センサ７０と、移動センサ７０からの出力信号を受け、それをテレビモニタ１００に表示される内視鏡観察画像の観察倍率に変換してテレビモニタ１００に表示する観察倍率表示手段８２，９２，９４とを設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】挿入部の先端に内蔵された対物光学系による被写体の結像位置に固体撮像素子を配置し、上記固体撮像素子により撮像された内視鏡観察像の撮像信号を上記挿入部外に伝送してテレビモニタに内視鏡観察画像を表示するようにした電子内視鏡装置であって、上記対物光学系の少なくとも一部を遠隔操作により移動させてズーミングを行うことができるようにした拡大微細観察用電子内視鏡装置において、上記挿入部の先端内において上記対物光学系の移動状態を検出するための移動センサと、上記移動センサからの出力信号を受け、それを上記テレビモニタに表示される内視鏡観察画像の観察倍率に変換して上記テレビモニタに表示する観察倍率表示手段とを設けたことを特徴とする拡大微細観察用電子内視鏡装置。
【請求項２】上記テレビモニタに表示される観察倍率をそのテレビモニタの画面サイズに対応して切り換えるための表示倍率切換手段が設けられている請求項１記載の拡大微細観察用電子内視鏡装置。
【請求項３】上記テレビモニタに観察倍率が表示されないようにするための観察倍率非表示切換手段が設けられている請求項１又は２記載の拡大微細観察用電子内視鏡装置。
【請求項４】ズーミングにより上記対物光学系に連動して上記固体撮像素子が移動し、上記移動センサが直接的には上記固体撮像素子の移動状態を検出する請求項１記載の拡大微細観察用電子内視鏡装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、対物光学系を移動させてズーミングを行うことができるようにした拡大微細観察用電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子内視鏡は、一般に、挿入部の先端に内蔵された対物光学系による被写体の結像位置に固体撮像素子が配置され、固体撮像素子により撮像された内視鏡観察像の撮像信号が挿入部外に伝送されてテレビモニタに内視鏡観察画像が表示されるようになっている。
【０００３】そのような内視鏡による体腔内粘膜の観察において、粘膜の微細構造を精密に観察したい場合が少なくない。そこで、挿入部の手元側に連結された操作部からの遠隔操作によって、対物光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させてズーミングを行い、固体撮像素子に結像される内視鏡観察像の倍率を拡大させることができるようにした拡大微細観察用電子内視鏡装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば胃と大腸等のように臓器が異なったり、同じ臓器でも病変の種類が異なると粘膜の微細構造が異なるので、粘膜の精密観察に適切な倍率が各々に相違し、モニタ画面に表示される被写体像を見ただけではどの程度の倍率で観察しているか判断できない場合が多い。
【０００５】そのため、観察倍率を大きくする操作を行う際には、目的とする患部をその周辺の状態と比較観察しながらゆっくりと倍率を拡大させて、最終的な観察がどの程度の倍率になっているのかを推測していた。しかし、そのような操作はまだるっこくて時間がかかるので、術者と患者の双方に負担がかかっていた。
【０００６】そこで本発明は、モニタ画面に表示される内視鏡観察画像の観察倍率を術者が容易に把握することができて、拡大微細観察時の診断を確実に行うことができる拡大微細観察用電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の拡大微細観察用電子内視鏡装置は、挿入部の先端に内蔵された対物光学系による被写体の結像位置に固体撮像素子を配置し、上記固体撮像素子により撮像された内視鏡観察像の撮像信号を上記挿入部外に伝送してテレビモニタに内視鏡観察画像を表示するようにした電子内視鏡装置であって、上記対物光学系の少なくとも一部を遠隔操作により移動させてズーミングを行うことができるようにした拡大微細観察用電子内視鏡装置において、上記挿入部の先端内において上記対物光学系の移動状態を検出するための移動センサと、上記移動センサからの出力信号を受け、それを上記テレビモニタに表示される内視鏡観察画像の観察倍率に変換して上記テレビモニタに表示する観察倍率表示手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】なお、上記テレビモニタに表示される観察倍率をそのテレビモニタの画面サイズに対応して切り換えるための表示倍率切換手段が設けられていてもよく、上記テレビモニタに観察倍率が表示されないようにするための観察倍率非表示切換手段が設けられていてもよい。
【０００９】また、ズーミングにより上記対物光学系に連動して上記固体撮像素子が移動し、上記移動センサが直接的には上記固体撮像素子の移動状態を検出するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実態の形態】図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図２は電子内視鏡を示しており、可撓管状の挿入部１の基端に操作部２が連結され、挿入部１の先端部分に形成された湾曲部４は、操作部２に設けられた湾曲操作ノブ３を回転操作することによって、任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。
【００１１】湾曲部４の先端には、対物光学系等が内蔵された先端部本体１０が連結されている。また、挿入部１と操作部２との連結部付近には、挿入部１内に挿通配置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入口５が突出配置されている。６は、ズーミングの操作を行うためのズーム操作レバーである。
【００１２】操作部２の後部に連結された可撓性連結管７の先端にはコネクタ８が連結されており、このコネクタ８は、照明用ライトガイドファイババンドルに対する照明光の供給、及び先端部本体１０に内蔵されている固体撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光源装置兼ビデオプロセッサに接続される。
【００１３】図３は、先端部本体１０の部分側面断面図である。観察窓１１には、対物光学系の第１レンズであるカバーレンズ２０が嵌め込まれており、その内側に、対物レンズ群２１と固体撮像素子２４等が配置されていて、カバーレンズ２０と対物レンズ群２１とによって結像される内視鏡観察像が固体撮像素子２４によって撮像される。２２はＹＡＧレーザカットフィルタ、２３はカバーガラスである。
【００１４】先端部本体１０に軸線方向に形成された孔に嵌挿固定された固定外筒２７に対して、固定内筒２８が後側で直接嵌合して固定ネジ２９で固定され、前側においては両者２７，２８の間にスペース環３０が介挿固着されていて、両者２７，２８の間には両端部を除く全長にわたって一定の隙間が確保されている。
【００１５】カバーレンズ２０は固定内筒２８の先端に水密的にカシメ固定されていて、カバーレンズ２０の側面と先端部本体１０との間を塞ぐように前蓋３１がスペース環３０に接合されている。３２は、シール用のＯリングである。
【００１６】固定内筒２８内には、対物レンズ群２１が取り付けられた対物枠３４と、観察像を撮像するための固体撮像素子２４が取り付けられた受像部枠３５とが、互いに独立して軸線方向に進退自在に嵌挿されている。３３はＯリングである。
【００１７】対物レンズ群２１はレンズ筒３６内に組み付けられてカシメ固定されており、そのレンズ枠３６が対物枠３４に接合されている。ただし、レンズ枠３６を対物枠３４にネジ固定してもよい。
【００１８】３７は、不要周辺光をカットするための遮光マスクである。明るさ絞りは対物レンズ群２１の前端面に配置されている。対物枠３４と受像部枠３５との間には、両者３４，３５を遠ざける方向に付勢する第１の圧縮コイルバネ４７が介装されていて、ガタつきが防止されている。
【００１９】固体撮像素子２４は、例えばＴＡＢ（テープオートメイティングボンディング）基板等の可撓性基板４４の先端に固着されていて、カバーガラス２３が固体撮像素子２４の前端面に接合され、ＹＡＧカットフィルター２２がカバーガラス２３の前端面に接合されている。
【００２０】可撓性基板４４内には、固体撮像素子２４の駆動回路等を構成する電子部品が搭載されたバッファ基板４３が配置されていて、その後方に信号ケーブル４５が引き出されている。
【００２１】カバーガラス２３と固体撮像素子２４と可撓性基板４４の外周面には、電気絶縁性の薄い絶縁テープ３８が連続的に巻かれていて、導電性の筒状体からなるシールド筒４０がその外側に被嵌されている。シールド筒４０には信号ケーブル４５のシールド線が接続されている。
【００２２】シールド筒４０の先端は固体撮像素子２４の側面の途中の位置にあるので、そこからカバーガラス２３の先端位置まで、絶縁テープ３８の外面部分には脱泡した電気絶縁性のエポキシ系接着剤４１が充填されている。
【００２３】そして、その部分からシールド筒４０の外周にわたってさらに絶縁テープ３９が連続的に巻かれていて、シールド筒４０と受像部枠３５との間の電気絶縁性が確保されている。
【００２４】このようにして固体撮像素子２４と電子回路とが収容されたシールド筒４０は、受像部枠３５にねじ込まれた固定ネジ４２により押圧固定されている。その固定ネジ４２の先端面とシールド筒４０の外周面との間には絶縁テープ３９が介在しており、受像部枠３５とシールド筒４０との間の電気絶縁性が確保されている。
【００２５】固定内筒２８の外周面には、第１、第２及び第３のカム溝５１，５２，５３が形成された円筒形のカム筒５０が、軸線回りに回転自在に被嵌されており、そのカム筒５０を囲む位置に、操作ワイヤ２５によって駆動されて軸線方向にスライドするスライド筒５５が配置されている。
【００２６】スライド筒５５に穿設された孔に操作ワイヤ２５の先端が通されていて、その先端に抜け止め環５７が固着されている。スライド筒５５は、ズーム操作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を操作部２側から牽引する動作によって、図３において右方向にスライド駆動される。
【００２７】そして、操作ワイヤ２５を逆方向（即ち、前方）に移動させると固定内筒２８の外周を囲んで配置された第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力により、図３において左方にスライド筒５５がスライド駆動される。なお、第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力は、通常観察状態において第１の圧縮コイルバネ４７の付勢力より強く設定されている。
【００２８】６２と６３は、挿入部１内において操作ワイヤ２５を案内する二重構造の案内管であり、内側が可撓性チューブ６２、外側が断面形状が矩形の密着巻きコイルパイプ６３からなり、固定外筒２７に半田付け固定された接続パイプ６１に接着固定されている。可撓性チューブ６２は、挿入部１内の各種内蔵物に塗布された潤滑剤が侵入するのを防止する機能を有する。
【００２９】スライド筒５５には、カム筒５０に形成された第１のカム溝５１に先端がガタ無く移動自在に係合する第１のピン６５が、内方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。
【００３０】また対物枠３４には、第２のカム溝５２に頭部が係合する第２のピン６６が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されており、受像部枠３５には、第３のカム溝５３に頭部が係合する第３のピン６７が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。第２のピン６６と第３のピン６７の工具付け溝６６ａ，６７ａは、いずれも溝底円弧状に形成されている。
【００３１】固定内筒２８には、第２のピン６６と第３のピン６７が通過する直進溝６８，６９が軸線と平行方向に形成されている。第２のピン６６と第３のピン６７は、頭部が第２のカム溝５２と第３のカム溝５３に係合する。
【００３２】図４は、第１ないし第３のカム溝５１，５２，５３と第１ないし第３のピン６５，６６，６７との係合状態を示す展開図であり、各ピン６５，６６，６７は図３に示される通常観察状態の位置にある。
【００３３】この通常観察状態から操作部２の光学系操作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を牽引すると、スライド筒５５が第２のコイルバネ５８の付勢力に抗して後方（図３において右方）にスライドし、それと共に移動する第１のピン６５と第１のカム溝５１との係合によって、カム筒５０が軸線回りに回転駆動される。
【００３４】カム筒５０が軸線回りに回転すると、カム筒５０に形成された第２及び第３のカム溝５２，５３と係合する第２及び第３のピン６６，６７が軸線方向に移動させられ、対物枠３４が前方（図３において左方）にスライドすると共に受像部枠３５が後方（図３において右方）にスライドする。
【００３５】その結果、カバーレンズ２０を含めた対物レンズ群２１の焦点距離が変化するズーミングが行われて、例えば図３に示される通常観察時には視野角が１２０°で観察距離が５〜１００ｍｍの範囲だったものが、視野角が４０°で観察距離が２〜４ｍｍの範囲になって、顕微鏡的な拡大微細観察状態になる。
【００３６】そして、光学系操作レバー６を中間の任意の位置で止めれば、操作ワイヤ２５とスライド筒５５を介して駆動される対物枠３４と受像部枠３５とが移動範囲の中間位置で止まって、通常観察状態と拡大微細観察状態との間の任意の倍率になる。
【００３７】固定内筒２８の後端部の内周面には、移動センサ７０が固着配置されていて、そこから前方に向けて突設されたスライドピン７１の先端面に受像部枠３５の後端面が当接している。７２は、移動センサ７０用の信号線が挿通されている信号ケーブルである。
【００３８】図５は、その移動センサ７０部分を示しており、スライドピン７１は、圧縮コイルスプリング７３によって前方に向けて付勢されている。したがって、受像部枠３５が後方に移動するとスライドピン７１が移動センサ７０のケース内に押し込まれ、受像部枠３５が前方に移動すると、スライドピン７１が圧縮コイルスプリング７３に押されて前方に移動し、スライドピン７１の先端面が受像部枠３５の後端面に常に当接した状態を保つ。
【００３９】移動センサ７０内には、スライドピン７１の位置を検出するポテンショメータが設けられている。即ち、直列に接続された二つの電気抵抗体７４，７５の一端には負側リード線７７を介してグランド電圧が与えられ、両電気抵抗体７４，７５の中間には、検出用リード線７８が接続されている。
【００４０】そして、スライドピン７１に取り付けられた電気接点７６には、電源用リード線７９が接続されて例えば５ボルトの電源電圧が与えられており、この電気接点７６は負側リード線７７が接続されていない方の電気抵抗体７５に接触していて、スライドピン７１の移動にしたがってその接触位置が変化する。
【００４１】したがって、ズーミングによって受像部枠３５が移動してスライドピン７１が変位すると、それに伴って検出用リード線７８の電圧が変化するので、その電圧から受像部枠３５の位置を検出することができる。
【００４２】そして、受像部枠３５の位置が判ればそれに対応してその時の対物レンズ群２１の移動状態を知り、ズーム倍率を知ることができる。ただし、実際の換算においては、電圧を観察ズーム倍率に直接変換するのが簡単である。
【００４３】図１は、この実施の形態の拡大微細観察用電子内視鏡装置において観察倍率を表示するための全体的構成を示しており、９０は光源装置兼ビデオプロセッサ、９９はそれに接続されたキーボード、１００はテレビモニタである。
【００４４】光源装置兼ビデオプロセッサ９０に着脱自在に接続される電子内視鏡のコネクタ８には、バッファ基板８１が内蔵されており、電源用リード線７９と負側リード線７７とにより、光源装置兼ビデオプロセッサ９０内に配置された電源９１から電力が供給される。
【００４５】また、そのバッファ基板８１に取り付けられたＲＯＭ（読み出し専用メモリ）８２には、その電子内視鏡の特性（例えば、その電子内視鏡がズーミング可能な拡大微細観察用電子内視鏡であることの情報や、検出用リード線７８で検出される電圧をズーム倍率に変換するためのテーブル等）が格納されている。そして、コネクタ８が光源装置兼ビデオプロセッサ９０に接続されると、ＲＯＭ８２内の情報は光源装置兼ビデオプロセッサ９０内の制御部９２に読み込まれる。
【００４６】制御部９２は、マイクロプロッセッサ等を用いたいわゆるマイクロコンピュータであり、検出用リード線７８の電圧がＡ／Ｄ変換器９３でデジタル化されて入力される。
【００４７】そして、その電圧値がＲＯＭ８２から入力された変換データに基づいてズーム倍率に変換され、それにテレビモニタ１００の画面サイズ等を乗じてテレビモニタ１００画面における内視鏡観察画像の観察倍率が算出され、その観察倍率データが表示回路９４に出力される。
【００４８】表示回路９４には、固体撮像素子２４で撮像された内視鏡観察像の映像信号等も入力され、それに合成するかたちで観察倍率データのキャラクタ信号がテレビモニタ１００に出力される。その結果、図１に例示されるように、テレビモニタ１００の内視鏡観察画像の脇に、例えば「×１０５」というような形式で観察倍率が表示される。
【００４９】この観察倍率は、テレビモニタ１００の画面サイズが相違すればそれに比例して相違する。そこで、例えば制御部９２に接続されたキーボード９９からの入力によって、例えば図６に示されるように、１４インチ、１７インチ、…が表示されたサイズ選択画面からその時の装置設定に合わせてサイズを選択すると、そのデータに基づいて制御部９２で観察倍率が算出されるようになっている。
【００５０】ただし、光源装置兼ビデオプロセッサ９０に接続されるテレビモニタ１００の画面サイズデータを制御部９２が自動的に読み取って、それに基いて観察倍率が算出されるようにしてもよい。
【００５１】なお、テレビモニタ１００への観察倍率表示は、コネクタ８を光源装置兼ビデオプロセッサ９０に接続することにより常に行われるようにするとよいが、キーボード９９等から制御部９２に選択信号を入力することにより、テレビモニタ１００に観察倍率表示を行うか否かを選択できるようにしてもよい。
【００５２】なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば観察倍率は必ずしも受像部枠３５の位置を検出する必要はなく、ズーミングの際に移動する対物レンズ群２１の移動状態を何らかの手段によって検出すればよく、電気抵抗体を利用したポテンショメータ以外の検出装置を用いてもよい。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、ズーミングにより拡大微細観察を行うことができる内視鏡において、内視鏡観察画像の観察倍率がモニタ画面に表示されるようにしたことにより、術者がその時々の観察倍率をリアルタイムで容易に把握して拡大微細観察時の診断を確実に行うことができ、拡大倍率を適正倍率に一気に変更しても倍率の把握に何ら問題が生じないので、検査時間が短縮されて術者及び患者の双方の負担が軽減され、また、観察倍率がモニタ画面に表示されるので、薄暗い内視鏡検査室内において極めて容易に観察倍率を把握することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００５２７
【氏名又は名称】旭光学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三井 和彦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１９７０９６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６２２２ |
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