JP2007160123A - Endoscope and endoscope system - Google Patents
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Description
本発明は、挿入部の先端部内に広角な視野角を有する対物光学系を設け、この対物光学系の結像位置に固体撮像素子を配置した内視鏡及び内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an endoscope and an endoscope system in which an objective optical system having a wide viewing angle is provided in a distal end portion of an insertion portion, and a solid-state imaging device is disposed at an imaging position of the objective optical system.
近年、医療分野において、先端に少なくとも、観察窓、照明窓、処置具チャンネル開口が設けられた長尺な挿入部と、この挿入部の基端に設けられた操作部とからなる内視鏡により体腔内の臓器の観察及び処置を行う内視鏡装置が用いられている。また、この内視鏡装置は、工業分野においてもパイプ内の観察等に用いられている。 In recent years, in the medical field, an endoscope comprising a long insertion portion provided at least with an observation window, an illumination window, and a treatment instrument channel opening at the distal end and an operation portion provided at the proximal end of the insertion portion. An endoscope apparatus that observes and treats an organ in a body cavity is used. This endoscope apparatus is also used for observation in a pipe in the industrial field.
この内視鏡装置の挿入部は、前記観察窓、照明窓、処置具チャンネル開口が設けられる先端部と、この先端部の基端に連設された湾曲部と、この湾曲部の基端に連設され、かつ前記操作部の先端に連設された軟性な可撓管部とを備えている。また、前記挿入部には、イメージガイド、ライトガイド、処置具チャンネルが設けられている。前記イメージガイドの先端は、前記観察窓内側近傍に設けられた対物光学系の結像位置に配置されている。前記ライトガイドの先端は、前記照明窓に設けられた照明光学系に臨設させて配置されている。前記処置具チャンネルの先端は、前記処置具チャンネル開口に連通している。 The insertion portion of the endoscope apparatus includes a distal end portion provided with the observation window, an illumination window, and a treatment instrument channel opening, a curved portion connected to the proximal end of the distal end portion, and a proximal end of the curved portion. And a flexible flexible tube portion that is provided continuously and provided at the tip of the operation portion. The insertion portion is provided with an image guide, a light guide, and a treatment instrument channel. The tip of the image guide is disposed at the image forming position of the objective optical system provided in the vicinity of the inside of the observation window. The front end of the light guide is disposed adjacent to an illumination optical system provided in the illumination window. The distal end of the treatment instrument channel communicates with the treatment instrument channel opening.
前記内視鏡装置の操作部には、湾曲操作ノブ、接眼部、処置具挿入孔、ユニバーサルコードが設けられている。前記湾曲操作ノブは、前記挿入部の湾曲部との間に設けられている湾曲ワイヤを牽引操作して湾曲部を湾曲操作するためのものである。前記接眼部は、前記イメージガイドの基端側にに接眼光学系が配置されて、術者が観察部位像を目視可能になっている。前記処置具挿入孔は、前記処置具チャンネルの基端に連通しており、処置具が挿入されるようになっている。前記ユニバーサルコードは、前記ライトガイドが内蔵され、光源装置に接続される。 The operation unit of the endoscope apparatus includes a bending operation knob, an eyepiece, a treatment instrument insertion hole, and a universal cord. The bending operation knob is for pulling a bending wire provided between the insertion portion and the bending portion to operate the bending portion. The eyepiece unit has an eyepiece optical system disposed on the base end side of the image guide, so that an operator can view an observation site image. The treatment instrument insertion hole communicates with a proximal end of the treatment instrument channel, and a treatment instrument is inserted therein. The universal cord incorporates the light guide and is connected to a light source device.
なお、内視鏡装置としては、前記観察窓内側近傍に設けた対物光学系の結像位置に固体撮像素子を配置し、この固体撮像素子を駆動させて生成した撮像信号などを送受信する信号ケーブルを前記イメージガイドに代えて設けたタイプもある。 As an endoscope apparatus, a signal cable for transmitting and receiving an imaging signal generated by arranging a solid-state image sensor at an imaging position of an objective optical system provided in the vicinity of the inside of the observation window and driving the solid-state image sensor. There is also a type in which is replaced with the image guide.
一般に、内視鏡装置による被検対象部位（観察部位）の観察下において、前記処置具チャンネル開口から処置具を観察部位へ突出させて、生体組織の切開採取等の各種処置が行われる。この処置具による生体組織の各種処置において、術者は、挿入部の先端部の観察窓から取り込み接眼部において観察している観察像、またはモニタに表示される観察画像（以下、総称して観察映像と称する）に映し出される処置具の位置により観察部位と処置具の位置関係を把握し、処置具を操作している。 In general, under the observation of a site to be examined (observation site) by an endoscope apparatus, various treatments such as incision sampling of a living tissue are performed by projecting a treatment tool from the treatment tool channel opening to the observation site. In various treatments of living tissue with this treatment tool, an operator takes in an observation image captured from an observation window at the distal end of the insertion portion and observes the eyepiece, or an observation image displayed on a monitor (hereinafter collectively referred to as “collection”). The positional relationship between the observation site and the treatment tool is grasped based on the position of the treatment tool displayed on the observation image), and the treatment tool is operated.
このような内視鏡装置は、挿入部の湾曲部を管腔内の形状に応じて湾曲操作させながら挿入し、先端部の照明窓からの照明光により照明された観察部位からの反射光を観察窓に取り込み、イメージガイドにより伝送されて操作部の接眼部に表示される観察部位像を術者が観察するようになっている。 In such an endoscope apparatus, the bending portion of the insertion portion is inserted while being bent according to the shape in the lumen, and the reflected light from the observation site illuminated by the illumination light from the illumination window at the distal end portion is received. An operator observes an observation site image that is captured in an observation window, transmitted by an image guide, and displayed on an eyepiece of an operation unit.
前記挿入部の先端部に設けられる観察窓の対物光学系の視野角は、観察部位により異なる。例えば、大腸嚢の裏側等の観察しにくい病変部を観察しやすくするためには、広角な視野角の対物光学系が用いられる。また、観察部位の形状と大きさにより、湾曲部の湾曲角度が制限される場合は、例えば、観察部位の空間が広く湾曲部の湾曲角度が大きく取れる観察部位の観察に用いる内視鏡の対物光学系の視野角は、それほど広くする必要はなく通常の視野角の対物光学系が用いられる。一方、観察部位の空間が比較的狭く湾曲部の湾曲角度が小さくなる観察部位の観察に用いる内視鏡の対物光学系では、視野角を広角にして、広範囲な観察部位像が得られるようにした広角内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 The viewing angle of the objective optical system of the observation window provided at the distal end of the insertion portion varies depending on the observation site. For example, an objective optical system with a wide viewing angle is used in order to make it easy to observe a lesion that is difficult to observe, such as the back side of the colon sac. In addition, when the bending angle of the bending portion is limited by the shape and size of the observation site, for example, the objective of the endoscope used for observation of the observation site where the space of the observation site is wide and the bending portion has a large bending angle can be obtained. The viewing angle of the optical system does not need to be so wide, and an objective optical system having a normal viewing angle is used. On the other hand, in the endoscope objective optical system used for observation of an observation site where the space of the observation site is relatively narrow and the bending angle of the bending portion is small, a wide viewing angle image can be obtained with a wide viewing angle. A wide-angle endoscope apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
従来、観察部位である管腔内の複雑な形状の裏側、例えば、大腸嚢の裏側等の観察しにくい病変を観察しやすくするために、前記特許文献１に提案されているような、広角な対物光学系を観察窓に配置した広角内視鏡装置が用いられている。
Conventionally, in order to make it difficult to observe a difficult-to-observe lesion such as the back side of a complex shape in the lumen as an observation site, for example, the back side of the large intestine sac, a wide-angle as proposed in
また、内視鏡装置による被検対象部位（観察部位）の観察下において、前記処置具チャンネル開口から処置具を観察部位へ突出させて、生体組織の切開採取等の各種処置が行われる。この処置具による生体組織の各種処置において、術者は、挿入部の先端部の観察窓から取り込み接眼部において観察している観察像、またはモニタに表示される観察画像（以下、総称して観察映像と称する）に映し出される処置具の位置により観察部位と処置具の位置関係を把握し、処置具を操作している。 In addition, under the observation of the region to be examined (observation region) by the endoscope apparatus, various treatments such as incision collection of a living tissue are performed by projecting the treatment device from the treatment device channel opening to the observation region. In various treatments of living tissue with this treatment tool, an operator takes in an observation image captured from an observation window at the distal end of the insertion portion and observes the eyepiece, or an observation image displayed on a monitor (hereinafter collectively referred to as “collection”). The positional relationship between the observation site and the treatment tool is grasped based on the position of the treatment tool displayed on the observation image), and the treatment tool is operated.
実際の観察部位と処置具との位置関係が同じ場合は、前記挿入部の先端部の観察窓に所定の視野角（例えば、１２０度〜１５０度）の対物光学系を設けた所定の視野角を有する内視鏡装置の場合と、前記挿入部の先端部の観察窓に、前記所定の視野角を有する内視鏡装置の視野角よりも広角な視野角（例えば、１５１度以上）の対物光学系を設けた内視鏡装置（以下、広角内視鏡装置と称する）の場合とでは、観察映像内における観察部位と処置具との位置関係は互いに異なる。 When the positional relationship between the actual observation site and the treatment instrument is the same, a predetermined viewing angle in which an objective optical system having a predetermined viewing angle (for example, 120 to 150 degrees) is provided in the observation window at the distal end of the insertion portion. And an objective having a wider viewing angle (e.g., 151 degrees or more) than the viewing angle of the endoscope device having the predetermined viewing angle at the observation window at the distal end of the insertion portion. In the case of an endoscope apparatus (hereinafter referred to as a wide-angle endoscope apparatus) provided with an optical system, the positional relationship between the observation site and the treatment tool in the observation video is different from each other.
すなわち、例えば、前記所定の視野角を有する内視鏡装置と、前記広角内視鏡装置のそれぞれの挿入部の先端部における観察窓と処置具との間の間隔、すなわち位置関係が同じである場合、それぞれの処置具チャンネル開口から突出させた処置具が観察窓の対物光学系の視野角内に入り込むまでの突出量は、前記所定の視野角を有する内視鏡装置に比して、前記広角内視鏡装置の突出量は少なくなる。つまり、広角内視鏡装置は、観察窓の対物光学系が広角のために、処置具チャンネル開口から突出させた処置具の突出量が少ない状態において、広角対物光学系の視野角内に入り込むことになる。 That is, for example, the distance between the observation window and the treatment tool at the distal end portion of each insertion portion of the endoscope apparatus having the predetermined viewing angle and the wide-angle endoscope apparatus, that is, the positional relationship is the same. In this case, the amount of protrusion until the treatment tool protruded from each treatment tool channel opening enters the viewing angle of the objective optical system of the observation window is larger than that of the endoscope apparatus having the predetermined viewing angle. The projection amount of the wide-angle endoscope apparatus is reduced. That is, the wide-angle endoscope apparatus enters the viewing angle of the wide-angle objective optical system in a state where the projection amount of the treatment tool projected from the treatment instrument channel opening is small because the objective optical system of the observation window is wide-angle. become.
このため術者は、広角内視鏡装置の観察映像の下で、処置具を操作する際に、前記処置具チャンネル開口からわずかに突出した位置において、観察映像中に処置具が現れる。このために、所定の視野角を有する内視鏡装置の場合と同様の位置まで処置具が突出されたと勘違いしてしまう可能性がある。よって、所定の視野角を有する内視鏡装置と、広角内視鏡装置の観察部位像における処置具の位置関係が異なることにより術者に違和感を与えてしまうという課題がある。 For this reason, when the surgeon operates the treatment tool under the observation image of the wide-angle endoscope device, the treatment tool appears in the observation image at a position slightly protruding from the treatment tool channel opening. For this reason, there is a possibility of misunderstanding that the treatment instrument has been projected to the same position as in the case of the endoscope apparatus having a predetermined viewing angle. Therefore, there is a problem that the operator feels uncomfortable because the positional relationship of the treatment tool in the observation site image of the endoscope apparatus having a predetermined viewing angle and the wide-angle endoscope apparatus is different.
また、内視鏡装置の観察窓に設ける対物光学系は、一般的に固定焦点の光学系が用いられる。このために、特に、広角対物光学系は、視野角の周辺近傍は、視野角中央部分に比して、焦点が若干合わない現象が生じる。このために、前記広角内視鏡装置の広角対物光学系の視野角内に突入された直後の処置具が一時的に不鮮明となり、術者に不快感を与える可能性がある。
通常の視野角の対物光学系を備えた第１の内視鏡により撮像して、モニターの内視鏡画像表示領域に表示される観察部位の範囲に比して、広視野角の対物光学系を備えた第２の電子内視鏡により撮像して、モニターの同一の内視鏡画像表示領域に表示される観察部位の範囲は、広くなる。しかしながら、前記対物光学系の結像位置に配置される固体撮像素子の画素数が同じ場合には、前記第２の内視鏡により撮像されて、モニターに表示される広い範囲の観察部位の中の個々の観察部位は、前記第１の内視鏡により撮像されてモニターに表示される観察部位の中の個々の観察部位に比較して小さい形状として表示されて、広い観察部位の中の個々の観察部位の画像数が少ないために、不鮮明な画像として表示される可能性がある。 An objective optical system having a wide viewing angle as compared with the range of an observation site that is captured by a first endoscope having a normal viewing angle objective optical system and displayed in the endoscopic image display area of the monitor The range of the observation region that is imaged by the second electronic endoscope provided with and displayed in the same endoscopic image display area of the monitor is widened. However, when the number of pixels of the solid-state imaging device arranged at the imaging position of the objective optical system is the same, the image is picked up by the second endoscope and is displayed in a wide range of observation parts displayed on the monitor. The individual observation sites are displayed as small shapes compared to the individual observation sites in the observation sites that are imaged by the first endoscope and displayed on the monitor. Since the number of images of the observed region is small, it may be displayed as a blurred image.
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、広視野角の対物光学系に基づいて撮像される観察画像の画素を、通常の視野角の対物光学系を備えた内視鏡の画素に比して多くして、広視野角の内視鏡の観察部位の観察画像全体と、該観察画像の中の個々の解像度の向上を可能とし、更に、広視野角の対物光学系を備えた内視鏡の高画素数の固体撮像素子より撮像された観察部位の画像に対して電子的にズーム処理を行っても解像度の劣化を抑制できることを可能とした内視鏡及び内視鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and pixels of an observation image captured based on an objective optical system having a wide viewing angle are used as pixels of an endoscope having an objective optical system having a normal viewing angle. It is possible to improve the entire observation image of the observation part of the endoscope with a wide viewing angle and the individual resolution in the observation image, and further, an objective optical system with a wide viewing angle is provided. Endoscope and endoscope system capable of suppressing deterioration in resolution even when electronically zooming an image of an observation site imaged by a solid-state imaging device having a large number of pixels of the endoscope The purpose is to provide.
前記目的を達成するため本発明の一態様による内視鏡は、挿入部の先端部内に通常より広い視野角を有する対物光学系を設け、この対物光学系の結像位置に観察像を撮像して光電変換する固体撮像素子を配置した内視鏡であって、前記固体撮像素子の画素数を、通常の視野角を有する対物光学系に用いる固体撮像素子よりも多くした。 In order to achieve the above object, an endoscope according to an aspect of the present invention includes an objective optical system having a wider viewing angle than usual in a distal end portion of an insertion portion, and captures an observation image at an imaging position of the objective optical system. In this endoscope, a solid-state image sensor for photoelectric conversion is arranged, and the number of pixels of the solid-state image sensor is larger than that of a solid-state image sensor used for an objective optical system having a normal viewing angle.
また、本発明の他の態様による内視鏡システムは、所定の視野角を有する対物光学系と、この対物光学系を通じて観察像を撮像する所定の画素数を有する固体撮像素子を有する第１の内視鏡と、
前記第１の内視鏡の対物光学系よりも広い視野角を有する対物光学系と、この対物光学系を通じて観察像を撮像するものであって、前記第１の内視鏡の固体撮像素子よりも画素数が多い固体撮像素子を有する第２の内視鏡と、
を備えている。
An endoscope system according to another aspect of the present invention includes a first objective optical system having a predetermined viewing angle, and a solid-state imaging device having a predetermined number of pixels for capturing an observation image through the objective optical system. An endoscope,
An objective optical system having a wider viewing angle than the objective optical system of the first endoscope, and an observation image is captured through the objective optical system, from the solid-state image sensor of the first endoscope A second endoscope having a solid-state imaging device having a large number of pixels;
It has.
本発明は、広視野角の対物光学系に基づいて撮像される観察画像の画素を、通常の視野角の対物光学系を備えた内視鏡の画素に比して多くして、広視野角の内視鏡の観察部位の観察画像全体と、該観察画像の中の個々の解像度の向上を可能とし、更に、広視野角の対物光学系を備えた内視鏡の高画素数の固体撮像素子より撮像された観察部位の画像に対して電子的にズーム処理を行っても解像度の劣化を抑制できることを可能にできる利点を有する。 The present invention increases the number of pixels of an observation image captured based on an objective optical system with a wide viewing angle, compared with the pixels of an endoscope provided with an objective optical system with a normal viewing angle. It is possible to improve the whole observation image of the observation part of the endoscope and the individual resolution in the observation image, and further, solid imaging with a high pixel number of the endoscope having a wide viewing angle objective optical system Even if the zoom processing is electronically performed on the image of the observation site imaged by the element, there is an advantage that resolution degradation can be suppressed.
以下、本発明の内視鏡の実施形態について、図１ないし図５を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the endoscope of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図１は本実施の形態に係る内視鏡システムに用いる内視鏡の挿入部に設けられる観察窓と処置具チャンネル開口の関係を説明する説明図、図２は本実施例に係る内視鏡システムに用いる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図３は本実施例に係る内視鏡システムに用いる内視鏡の挿入部に設けられる先端部の構成を示す正面図、図４は実施例に係る内視鏡システムに用いる内視鏡の挿入部に設けられる先端部の構成を示す断面図、図５は本実施例に係る内視鏡システムに用いる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the relationship between an observation window provided in an insertion portion of an endoscope used in the endoscope system according to the present embodiment and a treatment instrument channel opening, and FIG. 2 is an endoscope according to the present embodiment. FIG. 3 is a front view illustrating a configuration of a distal end portion provided in an insertion portion of an endoscope used in the endoscope system according to the present embodiment, and FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope apparatus used in the system. Sectional drawing which shows the structure of the front-end | tip part provided in the insertion part of the endoscope used for the endoscope system which concerns on an Example, FIG. 5 shows the structure of the endoscope apparatus used for the endoscope system which concerns on a present Example. It is a block diagram.
最初に、本実施例に係る内視鏡システムに用いる内視鏡装置の概略構成について図２を用いて説明する。内視鏡装置は、内視鏡１、光源装置９、ビデオプロセッサ１０、モニター１１を備えている。内視鏡１は、先端部４、湾曲部５、可撓部６からなる挿入部２と、この挿入部２の基端に連設された操作部３と、この操作部３から延出したユニバーサルコード７と、このユニバーサルコード７の先端に設けられた内視鏡コネクタ８から構成されている。
First, a schematic configuration of the endoscope apparatus used in the endoscope system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The endoscope apparatus includes an
この内視鏡１の先端部４は、図示していないが照明窓、観察窓、処置具チャンネル開口、送水送気開口等が設けられている。この先端部４の観察窓には、観察部位からの反射光を取り込む対物光学系が設けられ、その対物光学系の結像位置に固体撮像素子が設けられている。この先端部４に連設された湾曲部５は、複数の湾曲駒が配置され、操作部３に設けられている湾曲操作入力手段の一例としての湾曲操作ノブから延出されている湾曲ワイヤにより上下左右に湾曲する。この湾曲部５に連設されている可撓部６は、可撓性部材により長尺に形成されている。
Although not shown, the
前記先端部４、湾曲部５、および可撓部６には、ライトガイド、信号ケーブル、処置具チャンネル、送水送気チャンネルが設けられている。前記ライトガイドの先端は、前記先端部４の照明窓に配置されている。前記信号ケーブルの先端は、観察窓に設けられた固体撮像素子に接続されている。前記処置具チャンネルの先端は、前記先端部４の処置具チャンネル開口に配置されている。前記送水送気チャンネルの先端は、前記先端部４の送水送気開口に配置されている。
The
前記ライトガイドの基端は、前記操作部３からユニバーサルコード７、内視鏡コネクタ８を介して、前記光源装置９に接続される。前記信号ケーブルの基端は、前記操作部３からユニバーサルコード７と内視鏡コネクタ８を介して、ビデオプロセッサ１０に接続されている。前記処置具チャンネルの基端は、前記操作部３に設けられた処置具挿入孔に接続されている。前記送水送気チャンネルの基端は、前記操作部３に設けられた送水送気チャンネル口金に接続され、操作部３に設けられた送水送気スイッチにより送水送気される。
The proximal end of the light guide is connected to the light source device 9 from the operation unit 3 via the universal cord 7 and the endoscope connector 8. The base end of the signal cable is connected to the
前記光源装置９は、照明ランプとこの照明ランプの点灯制御回路を有しており、内視鏡コネクタ８のライトガイドの基端に照明光を投射する。前記ビデオプロセッサ１０は、前記先端部４に設けられた固体撮像素子を駆動させると共に、固体撮像素子によって得られた観察部位の撮像信号を取り込み、その撮像信号に対して所定の信号処理を行い映像信号を生成する。前記モニター１１は、前記ビデオプロセッサ１０において生成された映像信号を基に前記固体撮像素子によって撮像された観察部位の映像（以下、観察映像と称する）を内視鏡画像表示領域１１ａに表示する。なお、このモニター１１には、前記観察映像のほかに、例えば、患者の氏名、年齢、性別、内視鏡観察日時等の情報も同時に患者情報表示領域１１ｂを表示する。
The light source device 9 has an illumination lamp and a lighting control circuit for the illumination lamp, and projects illumination light to the proximal end of the light guide of the endoscope connector 8. The
このような内視鏡装置の挿入部２の先端部４の構成について、図３と図４を用いて説明する。なお、図３は前記先端部４の先端面を正面から見た正面図であり、図４は図３の図中の切断線Ｘ−Ｘにより先端部４を軸方向に切断した断面図である。
The configuration of the
前記先端部４の先端面４ａには、図３に示すように、観察窓１５、その観察窓１５の周囲に略等間隔に配置された複数の照明窓１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、処置具チャンネル開口１７、前記観察窓１５に対して送水送気する送水送気ノズル１８、及び前方送水開口１９が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
前記先端部４は、先端キャップ４ｂと円筒形状の外装４０ｃとからなり内部の構成は、図４に示すように、前記先端キャップ４ｂの先端面４０ａに設けられた観察窓１５には、視野角αの複数の光学レンズからなる対物光学系２１が配置されている。この対物光学系２１の結像位置には、固体撮像素子２２が配置されている。この固体撮像素子２２の後方には、固体撮像素子２２を駆動制御したり、光電変換生成された撮像信号を取り込む回路機能を有する回路基板２３が接続されている。この回路基板２３には、信号ケーブル２４が接続され、この信号ケーブル２４の基端は、前記ビデオプロセッサ１０に接続されている。
The
前記先端キャップ４ｂの先端面４ａに設けられた処置具チャンネル開口１７には、略円筒形状に形成された処置具挿通筒２５を介して、処置具チャンネル２６に連通している。
The treatment
また、前記先端部４の先端面４ａに設けられている照明窓１６ａ〜１６ｃには、図示していない照明レンズが設けられ、その照明レンズにライトガイドの先端が配置されている。更に、前記送水送気ノズル１８と前記前方送水開口１９には、図示していないが、各々送水送気チャンネルと前方送気チャンネルが連通されている。
The
このような構成の先端部４を有す内視鏡１を用いた、本発明に係る内視鏡システムについて図５を用いて説明する。この内視鏡システムは、前記内視鏡１に相当する第１の電子内視鏡３１と第２の電子内視鏡３２、前記ビデオプロセッサ（以下、ＶＰＵと称する）１０、モニター１１からなっている。なお、第１と第２の電子内視鏡３１，３２から観察部位に投射する照明光を生成する光源装置は図示していない。
An endoscope system according to the present invention using the
前記第１の電子内視鏡３１は、一般的な視野角（１２０度〜１５０度）α１の複数のレンズからなる第１の対物光学系３３、この第１の対物光学系３３の結像位置に配置され、観察部位を撮像する第１の固体撮像素子（以下、第１のＣＣＤと称する）３４、この第１のＣＣＤ３４により生成された撮像信号の相関二重サンプリング処理を行うＣＤＳ回路３５、このＣＤＳ回路３５において処理されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ回路と称する）３６からなっている。
The first electronic endoscope 31 includes a first objective
前記第２の電子内視鏡３２は、前記第１の電子内視鏡１１の第１の対物光学系３３よりも大きい視野角（１５１度以上）α２（α１＜α２）の複数のレンズからなる第２の対物光学系３７、この第２の対物光学系３７の結像位置に配置され、観察部位を撮像する第２の固体撮像素子（以下、第２のＣＣＤと称する）３８、この第２のＣＣＤ３８により生成された撮像信号の相関二重サンプリング処理を行うＣＤＳ回路３９、このＣＤＳ回路３９において処理されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ回路と称する）４０からなっている。
The second electronic endoscope 32 includes a plurality of lenses having a viewing angle (151 ° or more) α2 (α1 <α2) larger than that of the first objective
前記ＶＰＵ１０は、分離処理回路（以下、Ｓ／Ｐ回路と称する）４１、デジタル信号処理回路（以下、ＤＳＰ回路と称する）４２、文字情報多重回路４３、文字情報入力回路４４、デジタル／アナログ信号変換回路（以下、Ｄ／Ａ回路と称する）４５、画像表示信号回路４６、基準信号発生回路（以下、ＳＳＧと称する）４７、タイミング信号発生回路（以下、Ｔ／Ｇ回路と称する）４８、表示画像切換入力回路４９から構成される。
The
前記Ｓ／Ｐ回路４１は、前記第１の電子内視鏡３１のＡ／Ｄ回路３６からのデジタル撮像信号、又は前記第２の電子内視鏡３２のＡ／Ｄ回路４０からのデジタル撮像信号の輝度信号と色信号等を分離処理する。前記ＤＳＰ４２は、前記Ｓ／Ｐ回路４１において分離された輝度信号と色信号に対して、所定のデジタル信号処理を行うと共に、ホワイトバランス、γ補正などの補正処理を行い、デジタル内視鏡画像信号を生成する。
The S / P circuit 41 is a digital imaging signal from the A /
前記文字情報重畳回路４３は、前記ＤＳＰ回路４２において信号処理されたデジタル内視鏡画像信号に、例えば、患者の氏名、年齢、性別、内視鏡観察日時などの患者情報を示す文字情報信号を重畳させる。この文字情報重畳回路４３において、重畳される文字情報信号は、前記文字情報入力回路４４において、図示していない、キーボードから術者により入力された前記患者情報により生成される。この文字情報重畳回路４３において、文字情報が重畳されたデジタル内視鏡画像信号は、前記Ｄ／Ａ回路４５において、アナログ内視鏡画像信号に変換されて画像表示信号回路４６へ出力される。なお、前記文字情報重畳回路４３において、生成された文字情報信号が重畳されたデジタル内視鏡画像信号は、ＶＰＵ１３に着脱可能に設けたメモリ３０に記録する。
The character
前記画像表示信号回路４６は、前記Ｄ／Ａ回路４５から供給されたアナログ内視鏡画像信号を基に、モニター１１に観察映像と患者情報を表示するための映像信号に変換生成する。この画像表示信号回路４６は、前記表示画像切換入力回路４９からの制御信号により、前記モニター１１に表示させる観察映像と患者情報の表示位置、表示画像の大きさ等が変更設定される。前記表示画像切換入力回路４９には、図示していないが、術者がモニター１１に表示させる観察映像、患者情報の表示位置、表示画像の大きさ等の表示切換入力指示が可能となっている。
The image display signal circuit 46 converts and generates a video signal for displaying an observation video and patient information on the
前記ＳＳＧ回路４７は、前記Ｓ／Ｐ回路４１、ＤＳＰ回路４２、文字情報重畳回路４３、Ｄ／Ａ回路４５、画像表示信号回路４６の駆動を制御する基準信号を生成出力する。前記Ｔ／Ｇ回路４８は、前記ＳＳＧ回路４７からの基準信号により、前記第１と第２の電子内視鏡３１，３２のそれぞれの第１と第２のＣＣＤ３４，３８の駆動制御のタイミング信号を生成する。
The
なお、前記第１の電子内視鏡３１と第２の電子内視鏡３２は、前記ＶＰＵ１０に必要に応じてコネクタなどを用いて接続され、或いは、前記ＶＰＵ１０にコネクタにより常時接続され、図示していない切換スイッチにより接続切換が可能とする。
The first electronic endoscope 31 and the second electronic endoscope 32 are connected to the
次に、前記第１と第２の電子内視鏡３１，３２のそれぞれの第１と第２の対物光学系３３，３７がそれぞれ配置される挿入部２の先端部４の構成について、図１を用いて説明する。なお、この図１は、先端部４における観察窓１５に設けられる第１と第２の対物光学系３３，３７と処置具チャンネル開口１７の関係を模式的に示している。
Next, the configuration of the
図１（ａ）は、前記第１の電子内視鏡３１の先端部４を示している。この第１の内視鏡３１の先端部４には、観察窓１５、処置具チャンネル開口１７、及び図示していない照明窓１６ａ〜１６ｃ、送水送気ノズル１８、前方送水開口１９が設けられている。この第１の電子内視鏡３１の観察窓１５には、前記視野角α１の前記第１の対物光学系３３が配置されている。この先端部４の観察窓１５の中心軸と、処置具チャンネル開口１７の中心軸とは、先端面において図中ｔ１で示す間隔の位置関係となるように設けられている。この視野角α１の第１の対物光学系３３を設けた観察窓１５と、この観察窓１５から距離ｔ１の位置に設けられた処置具チャンネル開口１７との位置関係から、前記処置具チャンネル開口１７から観察部位方向に挿通突出させた処置具５１は、前記第１の対物光学系１５の視野角α１の範囲に突出させるには、図中の突出量ｌを越えて突出させる必要がある。この視野角α１内に突出された処置具５１は、観察窓１５から観察でき、観察部位と処置具５１の位置関係が把握できる。
FIG. 1A shows the
次に、この観察窓１５と処置具チャンネル開口１７とが同じの距離ｔ１だけ離れた位置関係にあり、先端部４の観察窓１５に、前記第１の対物レンズ系３３の視野角α１よりも広角な視野角α２を有する第２の対物光学系３７を装着して第２の内視鏡３２とした場合、前記処置具チャンネル開口１７から突出させた処置具５１は、前記突出量ｌよりも遙かに少ない図中の突出量ｌ’（ｌ＞ｌ’）により視野角α２の範囲に入り込むことになる。
Next, the
このように、第２の対物光学系３７の広角な視野角α２の範囲には、わずかな突出量ｌ’により前記処置具５１が入り込む。この視野角α２に入り込んだ処置具５１の突出量ｌ’は、観察部位との位置関係から見ると十分な突出量ではない。
As described above, the
そこで、図１（ｂ）に示すように、前記第２の電子内視鏡３２の先端部４’において、観察窓１５’に前記視野角α２の前記第２の対物光学系３７を配置し、処置具チャンネル開口１７’の中心軸を、この先端部４’の観察窓１５’の中心軸から、図中ｔ２（ｔ１＜ｔ２）で示す位置に設ける。この視野角α２の第２の対物光学系３７を設けた観察窓１５’と、この観察窓１５’から距離ｔ２の位置に設けられた処置具チャンネル開口１７’との位置関係から、前記処置具チャンネル開口１７’から観察部位方向に挿通突出させた処置具５１は、前記第２の対物光学系３７の視野角α２の範囲に入り込ませるには、図中の突出量ｌを越えて突出させる必要がある。つまり、この第２の電子内視鏡３２の処置具５１を突出量ｌ以上突出させることにより、第２の対物光学系３７の広角視野角α２の範囲に入り込ませることができる。
Therefore, as shown in FIG. 1B, the second objective
すなわち、この第２の電子内視鏡３２の処置具５１を、図１（ａ）に示した第１の電子内視鏡３１の処置具５１と同じ突出量ｌの突出操作を行うとそれぞれの観察映像の中に処置具を確認できるようになる。これにより、術者は、第１と第２の電子内視鏡３１，３２それぞれの処置具５１の突出操作の感覚が略同じとなり、かつ、先端部４，４’の先端面からの処置具５１の突出量もほぼ同じであることから観察部位と処置具５１との位置関係も略同等となる。
That is, if the
以上説明したように、挿入部２の先端部４に設ける観察窓１５と処置具チャンネル開口１７の位置関係は、処置具チャンネル開口１７から突出させる処置具５１の突出量が略同等の状態において、前記観察窓１５に設ける対物光学系３３，３７の視野角に応じて設定することにより、術者は処置具５１の操作感覚、観察部位と処置具との位置関係の違和感が解消できる。
As described above, the positional relationship between the
ところで、前記第１と第２の電子内視鏡３１，３２の第１のＣＣＤ３４と第２のＣＣＤ３８の画素数、及びアスペクト比が同じとすると、前記視野角α１の第１の対物光学系３３と、この第１の対物光学系３３の視野角α１よりも広い視野角α２を有する第２の対物光学系３７それぞれによって第１と第２のＣＣＤ３４，３８に結像される観察部位像の範囲は異なる。
By the way, if the number of pixels and the aspect ratio of the
つまり、第１の電子内視鏡３１により撮像して、モニター１１の内視鏡画像表示領域１１ａに表示される観察部位の範囲に比して、第２の電子内視鏡３２により撮像して、モニター１１の同一の内視鏡画像表示領域１１ａに表示される観察部位の範囲は広くなる。しかし、この第２の電子内視鏡３２により撮像されて、モニター１１に表示されている広い範囲の観察部位の中の個々の観察部位は、前記第１の電子内視鏡３１により撮像されてモニター１１に表示されている観察部位の中の個々の観察部位に比較して小さい形状として表示されてしまう。かつ、広い観察部位の中の個々の観察部位の画像数が少ないために、不鮮明な画像として表示される可能性がある。
That is, the image is captured by the first electronic endoscope 31 and is captured by the second electronic endoscope 32 as compared with the range of the observation site displayed in the endoscope
そこで、前記広角な視野角α２を有する第２の対物光学系３７を有する第２の電子内視鏡３２の第２のＣＣＤ３８には、前記第１の電子内視鏡３１の第１のＣＣＤ３４よりも画素数の多い、高画素ＣＣＤを用いる。
Therefore, the
この第２の電子内視鏡３２の第２のＣＣＤ３８を高画素化することにより、視野角α２を有する第２の対物光学系３７に基づいて、撮像された撮像信号からモニター１１に表示される観察部位の映像（観察映像）の画素は、前記第１の電子内視鏡３１に比して多いために、第２の電子内視鏡３２の観察部位の映像全体と、その観察部位の映像の中の個々の観察部位の解像度の向上が可能となる。更に、その第２の電子内視鏡３２の高画素の第２のＣＣＤ３８により撮像生成された高画素の観察部位の画像から電子的にズーム処理を行い、モニター１１にズーム観察部位の画像として表示しても高画素であるために解像度の劣化を抑制できる。
By increasing the number of pixels of the
以上説明したように、視野角が広角な対物光学系を有する電子内視鏡は、高画素のＣＣＤを用いることにより、広い撮影範囲の個々の観察部位と、電子的ズーム処理された際のズーム表示観察部位の画質劣化が抑制できる。 As described above, an electronic endoscope having an objective optical system with a wide viewing angle uses a high-pixel CCD, so that an individual observation site in a wide imaging range and a zoom when electronic zoom processing is performed. Deterioration in image quality at the display observation site can be suppressed.
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
（付記１） 内視鏡を用いて観察部位を観察及び処置する内視鏡システムにおいて、挿入部の先端部における観察窓に所定の視野角を有する第１の対物光学系が設けられ、この観察窓から所定の間隔の位置に前記処置具チャンネル開口が設けられた第１の内視鏡と、
挿入部の先端部における観察窓に前記第１の対物光学系の視野角よりも広い視野角を有する第２の対物光学系が設けられ、この第２の対物光学系が設けられた観察窓から、前記第１の内視鏡の観察窓と処置具チャンネル開口との間隔の位置よりも広い間隔の位置に処置具チャンネル開口が設けられた第２の内視鏡と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
(Supplementary Note 1) In an endoscope system that observes and treats an observation site using an endoscope, a first objective optical system having a predetermined viewing angle is provided in an observation window at a distal end portion of an insertion portion, and this observation is performed. A first endoscope provided with the treatment instrument channel opening at a predetermined distance from a window;
A second objective optical system having a viewing angle wider than the viewing angle of the first objective optical system is provided at the observation window at the distal end of the insertion portion, and from the observation window provided with the second objective optical system A second endoscope in which a treatment instrument channel opening is provided at a position wider than the position of the gap between the observation window of the first endoscope and the treatment instrument channel opening;
An endoscope system comprising:
（付記２） 被検体内に挿入する挿入部の先端部における観察窓に所定の視野角を有する第１の対物光学系が設けられた第１の内視鏡と、被検体内に挿入する挿入部の先端部における観察窓に前記第１の対物光学系の視野角と異なる視野角を有する第２の対物光学系が設けられた第２の内視鏡とからなり、前記第１と第２の内視鏡のそれぞれの処置具チャンネル開口から突出される処置具の突出量が略同等の状態において、
前記第１の対物光学系と第２の対物光学系のそれぞれの視野角内にそれぞれの処置具が入り込むように、前記第１と第２の内視鏡それぞれの処置具チャンネル開口と観察窓との間隔の位置を設定したことを特徴とする内視鏡システム。
(Additional remark 2) The 1st endoscope provided with the 1st objective optical system which has a predetermined viewing angle in the observation window in the front-end | tip part of the insertion part inserted in a test object, and the insertion inserted in a test object And a second endoscope having a second objective optical system having a viewing angle different from the viewing angle of the first objective optical system at the observation window at the distal end of the first, second, and second In the state where the projection amount of the treatment tool projected from each treatment tool channel opening of the endoscope is substantially equal,
The treatment instrument channel opening and the observation window of each of the first and second endoscopes so that the respective treatment instruments enter the respective viewing angles of the first objective optical system and the second objective optical system. An endoscope system in which positions of intervals are set.
（付記３） 前記第２の内視鏡の第２の対物光学系の視野角は、前記第１の内視鏡の第１の対物光学系の視野角よりも広く、前記第２の内視鏡の観察窓と処置具チャンネル開口の間隔は、前記第１の内視鏡の観察窓と処置具チャンネル開口の間隔よりも広くしたことを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
(Supplementary Note 3) The viewing angle of the second objective optical system of the second endoscope is wider than the viewing angle of the first objective optical system of the first endoscope, and the second endoscope The endoscope system according to
（付記４） 前記第１と第２の対物光学系のそれぞれの結像位置に固体撮像素子が設けられた第１と第２の内視鏡において、前記第２の対物光学系の結像位置には、前記第１の対物光学系の結像位置に設けられた固体撮像素子よりも高画素の固体撮像素子を用いたことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の内視鏡システム。
(Additional remark 4) In the 1st and 2nd endoscope in which the solid-state image sensor was provided in each imaging position of the said 1st and 2nd objective optical system, the imaging position of the said 2nd objective optical system The internal view according to any one of
（付記５） 挿入部の先端部に少なくとも所定の視野角を有する対物光学系と処置具を挿通する処置具チャンネルの開口とが設けられた内視鏡であって、
前記先端部における前記処置具チャンネルの開口と前記対物光学系との間隔を、前記内視鏡よりも視野角が狭い対物光学系を有する内視鏡の先端部における処置具チャンネルと対物光学系との間隔よりも大きく設定したことを特徴する内視鏡。
(Appendix 5) An endoscope in which an objective optical system having at least a predetermined viewing angle and an opening of a treatment instrument channel through which a treatment instrument is inserted are provided at a distal end portion of an insertion section,
The treatment instrument channel and the objective optical system at the distal end portion of the endoscope having an objective optical system whose viewing angle is narrower than that of the endoscope, the distance between the opening of the treatment instrument channel at the distal end portion and the objective optical system. An endoscope characterized by being set larger than the interval of.
（付記６） 前記内視鏡は、この内視鏡よりも視野角が狭い対物光学系を有する内視鏡と同一の信号処理装置に接続可能であることを特徴とする付記５に記載の内視鏡。
(Supplementary note 6) The endoscope according to
（付記７） 挿入部の先端に少なくとも所定の視野角を有する対物光学系が設けられた内視鏡であって、この内視鏡よりも視野角の狭い対物光学系に用いた固体撮像素子よりも画素が多い固体撮像素子を用いたことを特徴とする内視鏡。 (Supplementary Note 7) An endoscope in which an objective optical system having at least a predetermined viewing angle is provided at the distal end of the insertion portion, and more than a solid-state imaging device used for an objective optical system having a narrower viewing angle than the endoscope An endoscope characterized by using a solid-state imaging device having many pixels.
１ 内視鏡
２ 挿入部
３ 操作部
４ 先端部
１５ 観察窓
１７ 処置具チャンネル開口
２５ 処置具チャンネル
３１ 第１の電子内視鏡
３２ 第２の電子内視鏡
３３ 第１の対物光学系
３４ 第１の固体撮像素子
３７ 第２の対物光学系
３８ 第２の固体撮像素子
１ 処置具
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第１の内視鏡の対物光学系よりも広い視野角を有する対物光学系と、この対物光学系を通じて観察像を撮像するものであって、前記第１の内視鏡の固体撮像素子よりも画素数が多い固体撮像素子を有する第２の内視鏡と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。 An objective optical system having a predetermined viewing angle; and a first endoscope having a solid-state imaging device having a predetermined number of pixels for capturing an observation image through the objective optical system;
An objective optical system having a wider viewing angle than the objective optical system of the first endoscope, and an observation image is captured through the objective optical system, from the solid-state image sensor of the first endoscope A second endoscope having a solid-state imaging device having a large number of pixels;
An endoscope system comprising:
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|---|---|---|---|---|
| WO2018139156A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | Medical observation device and control method |
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2007
- 2007-01-15 JP JP2007006447A patent/JP2007160123A/en active Pending
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| WO2018139156A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | Medical observation device and control method |
| JPWO2018139156A1 (en) * | 2017-01-26 | 2019-12-12 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | Medical observation apparatus and control method |
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