JP3315167B2 - 立体視内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察部位を立体的に観
察できるようにした立体視内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】細長の挿入部を体腔内等に挿入して、直
接目視できない被検部位を観察することのできる内視鏡
装置が広く用いられている。通常の内視鏡装置では、被
検部位を遠近感のない平面としてしか見ることができな
いため、例えば体腔壁表面の微細な凹凸等を観察するこ
とが困難であり、内視鏡観察による診断や各種処置が容
易にできない不具合があった。

【０００３】そこで、複数の観察光学系を並列に設け、
これらの光学系の光軸がなす輻輳角を設定して視差を持
つように観察光学系を配置し、観察部位を立体視するこ
とができるようにした立体視内視鏡装置が従来より提案
されている。

【０００４】このような立体視内視鏡装置として、例え
ば米国特許 4,862,873号には、内視鏡の挿入部に一対の
像伝送光学系を内設し、この像伝送光学系の先端側に一
対の対物光学系を設けると共に、手元操作部側に一対の
接眼光学系を設け、前記一対の対物光学系と観察対象点
とのなす輻輳角を調整して観察部位を立体的に見えるよ
うにした装置が提案されている。

【０００５】立体感のある被写体像を得るためには、複
数の光学系の光軸の交点が観察部位の位置と一致してい
る必要がある。すなわち、立体感が得られる被写体の範
囲は、前記光軸の交点から所定の距離の範囲であり、こ
の範囲内に観察対象部位が位置していないと適当な立体
感が得られない。また、複数の光学系において、左右の
像の倍率が異なると、左右の像がずれてしまい、良好な
立体視を行うことができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、良好
な立体視を行うためには、複数の光学系の光軸の交点が
観察部位の位置と一致している必要があると共に、複数
の光学系において、左右の像の倍率を一致させる必要が
ある。

【０００７】しかしながら、従来の立体視内視鏡では、
光学系の倍率の調整等は考慮されていないため、特に左
右の像の倍率が一致していない場合は、たとえ輻輳角を
調整して複数の光学系の光軸の交点を観察部位の位置と
一致させたとしても、左右の像がずれてしまい、良好な
立体視を行うことができないという不具合があった。

【０００８】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、立体視観察像における左右の像の倍率を一致さ
せることができ、良好な立体視を行うことが可能な立体
視内視鏡を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による立体視内視
鏡は、挿入部の先端に設けられ被写体の像を結像する対
物光学系と、前記被写体の像を所定の倍率を有する第１
の観察像として結像させる第１の光軸を有する第１の結
像光学系と、前記第１の結像光学系と別体に設けられ、
前記被写体の像を前記第１の観察像に対して視差を有す
る第２の観察像として結像させる第２の光軸を有する第
２の結像光学系と、前記第１の観察像の有する前記所定
の倍率に一致させるために、前記第２の光軸上に介入さ
れ、その光軸方向に移動することで前記第２の観察像の
倍率を調整する倍率調整光学系とを具備したことを特徴
とする。

【００１０】

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係り、図１
は立体視内視鏡の光学系の構成を示す構成説明図、図２
は図１の立体視内視鏡を用いた立体視内視鏡装置の構成
を示す斜視図である。

【００１２】図１に示すように、本実施例の立体視内視
鏡１は、左目用及び右目用の２つの光学系を有する硬性
の立体視内視鏡であり、細長の挿入部２の基端部に２つ
の接眼部３ａ，３ｂが連設されている。この接眼部３
ａ，３ｂには、それぞれＴＶカメラ４ａ，４ｂが接続さ
れ、立体視内視鏡１で得られた被写体の観察像を撮像で
きるようになっている。

【００１３】前記立体視内視鏡１は、図２に示すよう
に、挿入部２の基端部の両側方よりそれぞれ略Ｌ字状の
接眼部３ａ，３ｂが延出した形状となっている。この接
眼部３ａ，３ｂには、それぞれカメラコントロールユニ
ット（以下、ＣＣＵと記す）−Ａ５ａ，ＣＣＵ−Ｂ５ｂ
に接続されたＴＶカメラ４ａ，４ｂが取り付けられるよ
うになっている。

【００１４】ＣＣＵ−Ａ５ａ及びＣＣＵ−Ｂ５ｂは、前
記立体視内視鏡１で得られた視差のある観察像を立体視
可能に表示するための立体視表示装置６に接続され、こ
の立体視表示装置６に観察用モニタ７が接続されてい
る。立体視表示装置６によって、例えばＴＶカメラ４ａ
で撮像した画像とＴＶカメラ４ｂで撮像した画像とを交
互に観察用モニタ７に表示し、偏光メガネ８で観察する
ことによって、立体感のある被写体画像を観察すること
ができる。

【００１５】図１に戻り、立体視内視鏡１の挿入部２の
先端部には、被写体像を結像する２つの対物光学系１０
ａ，１０ｂが設けられており、対物光学系１０ａ，１０
ｂの後方には、それぞれ被写体像を伝達するリレー光学
系１１ａ，１１ｂが配設されている。リレー光学系１１
ａ，１１ｂの後端側、すなわち挿入部２の基端部から接
眼部３ａ，３ｂにかけてには、光軸をそれぞれ９０度反
射するプリズム１２，１３及び１４，１５が設けられて
おり、プリズム１４，１５の後方の接眼部３ａ，３ｂ内
には、それぞれ接眼光学系１６ａ，１６ｂが配設され、
接眼部３ａ，３ｂより撮像あるいは肉眼観察等が可能に
なっている。なお、図中の矢印は、像の方向を示してい
る。

【００１６】前記２つの光学系は、両眼で観察するのと
同様に視差を有しており、２つの光学系と観察対象点と
のなす輻輳角を調整して観察部位を立体視可能にしてい
る。

【００１７】前記接眼光学系の一方の接眼光学系１６ａ
には、倍率調整光学系、即ち、光学系の倍率を調整する
移動可能な可動レンズ１７ａを含む変倍光学系１７が設
けられている。また、接眼部３ａ，３ｂに接続されるＴ
Ｖカメラ４ａ，４ｂには、それぞれＴＶカメラの対物光
学系１８ａ，１８ｂ及び撮像素子としてのＣＣＤ１９
ａ，１９ｂが配設され、リレー光学系１１ａ，１１ｂ等
によって伝達された被写体像を撮像できるようになって
いる。

【００１８】なお、図示しないが、立体視内視鏡１には
照明光学系が配設されており、図示しない光源装置から
の照明光を先端部まで伝達し、被写体へ照射するように
なっている。

【００１９】以上のように構成された立体視内視鏡１で
は、視差のある２つの対物光学系１０ａ，１０ｂで被写
体像を結像し、これらの被写体像をリレー光学系１１
ａ，１１ｂ、及び接眼光学系１６ａ，１６ｂによって後
端部の接眼部３ａ，３ｂまで伝達し、接眼部３ａ，３ｂ
より肉眼観察あるいはＴＶカメラ４ａ，４ｂによって撮
像を行う。

【００２０】接眼部３ａ，３ｂにＴＶカメラ４ａ，４ｂ
を接続して撮像する場合には、撮像されたそれぞれの被
写体像の画像信号をＣＣＵ−Ａ５ａ，ＣＣＵ−Ｂ５ｂで
信号処理し、立体視表示装置６を介して観察用モニタ７
に表示し、偏光メガネ８で立体視を行う。

【００２１】本実施例では、立体視を行う際に、接眼光
学系１６ａに設けられた変倍光学系１７によって２つの
光学系の倍率が等しくなるように倍率の調整を行う。す
なわち、変倍光学系１７において可動レンズ１７ａを前
後に移動させることにより、光学系の倍率を変化させ、
２つの光学系の倍率を一致させる。これにより、良好な
立体感のある観察画像が得られる。

【００２２】このように、２つの光学系の少なくとも一
方に変倍光学系を設けることにより、光学系の倍率を変
化させて立体視観察像における左右の像の倍率を一致さ
せることができ、良好な立体視を行うことが可能とな
る。

【００２３】図３は本発明の第２実施例に係る立体視内
視鏡の光学系の構成を示す構成説明図である。

【００２４】第２実施例は、光学系の倍率を調整する変
倍光学系の配置を変更した例である。

【００２５】図３に示すように、立体視内視鏡２１は、
第１実施例と同様に挿入部２２の基端部の両側方よりそ
れぞれ略Ｌ字状の接眼部２３ａ，２３ｂが延出した形状
に構成されている。この接眼部２３ａ，２３ｂには、そ
れぞれＴＶカメラ４ａ，４ｂが接続されるようになって
いる。

【００２６】立体視内視鏡２１の挿入部２２及び接眼部
２３ａ，２３ｂには、第１実施例と同様に対物光学系１
０ａ，１０ｂ、リレー光学系１１ａ，１１ｂ、接眼光学
系１６ａ，１６ｂがそれぞれ２つ設けられている。そし
て、リレー光学系の一方１１ｂには、光学系の倍率を調
整するための可動レンズ１７ａを含む変倍光学系１７が
設けられている。

【００２７】このように、リレー光学系の一方に変倍光
学系を設けた場合においても、第１実施例と同様に、変
倍光学系１７において可動レンズ１７ａを前後に移動さ
せることにより、光学系の倍率を変化させ、２つの光学
系の倍率を一致させることができる。これにより、立体
視観察像における左右の像の倍率を一致させることがで
き、良好な立体感のある観察画像を得ることができる。

【００２８】図４は本発明の第３実施例に係る立体視内
視鏡の光学系の構成を示す構成説明図である。

【００２９】第３実施例は、瞳分割式の双眼立体視内視
鏡の光学系に変倍光学系を設けた例である。

【００３０】図４に示すように、立体視内視鏡３１は、
細長の挿入部３２の基端部の両側方よりそれぞれ略Ｌ字
状の接眼部３３ａ，３３ｂが延出した形状に構成されて
いる。挿入部３２内には、１つの対物光学系３４及びリ
レー光学系３５が設けられている。挿入部３２の基端部
には、リレー光学系３５によって伝達された被写体像を
左右の像に分割する瞳分割プリズム３６が設けられてい
る。瞳分割プリズム３６は、リレー光学系３５の光軸に
頂点が一致するように配置された例えば三角プリズムで
構成されている。この瞳分割プリズム３６の２つの反射
面は、リレー光学系３５の光軸に対して４５度となるよ
うに形成されている。瞳分割プリズム３６は、リレー光
学系３５の光軸を中心として、リレー光学系３５の瞳の
左と右とに入射した左被写体像及び右被写体像を、それ
ぞれ光軸に対して左右方向直角に反射して分割するよう
になっている。

【００３１】そして、接眼部３３ａ，３３ｂには、瞳分
割プリズム３６で分割された像の光軸をそれぞれ９０度
反射するプリズム３７ａ，３７ｂが設けられ、プリズム
３７ａ，３７ｂの後方には、それぞれ接眼光学系３８
ａ，３８ｂが配設されている。この接眼光学系３８ａ，
３８ｂを透過した被写体像をＣＣＤ１９ａ，１９ｂで撮
像することにより、第１実施例と同様に立体的な観察画
像を得るようになっている。また、前記接眼光学系の一
方３８ａには、光学系の倍率を調整するための可動レン
ズ１７ａを含む変倍光学系１７が設けられている。

【００３２】このように、瞳分割式の双眼立体視内視鏡
において、接眼光学系の一方に変倍光学系を設けた場合
においても、第１実施例と同様に、変倍光学系１７にお
いて可動レンズ１７ａを前後に移動させることにより、
光学系の倍率を変化させ、２つの光学系の倍率を一致さ
せることができる。これにより、立体視観察像における
左右の像の倍率を一致させることができ、良好な立体感
のある観察画像を得ることができる。

【００３３】なお、変倍光学系は、左右の光学系の両方
に設けるようにしても良い。また、変倍光学系は、中間
のリレー光学系に設けるなど、左右２つの光路に分割さ
れた光学系の光路中のいずれに設けても良い。

【００３４】ところで、２つの対物光学系及びリレー光
学系を設けた立体視硬性内視鏡において、従来は図５に
示すように、それぞれのレンズ管５１ａ，５１ｂ内に光
学系５２ａ，５２ｂを別々に組み立てて結合するように
していたため、２つのレンズ管が結合する部分の光学系
間の厚さはＡとなり、レンズ管の厚さの分だけ太くなっ
てしまっていた。

【００３５】そこで、図６以降に示すようにレンズ管及
び光学系を構成することにより、立体視硬性内視鏡の挿
入部の細径化が可能となる。

【００３６】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第
１の例は、図６に示すように、断面がひょうたん型の一
体的なレンズ管５３内に、２つの光学系５２ａ，５２ｂ
が接触した状態で収納されて構成されている。レンズ管
５３の基端部には、反射鏡等の光軸変換部材５４ａ，５
４ｂが配設されており、レンズ管の先端部から導かれた
光線はレンズ管５３の両側方部に設けられた透過孔５５
ａ，５５ｂに向くように光線の方向が変換される。そし
て、この透過孔５５ａ，５５ｂに接眼部が接続されるよ
うになっている。

【００３７】このように構成することにより、２つの光
学系は側面が接触しており、光学系間のレンズ管の厚さ
は０となるため、内視鏡の挿入部を細径化することがで
きる。また、内視鏡の２つの光学系の視野方向を調整す
る場合には、前端のレンズ５６ａ，５６ｂを変位させる
ことにより、容易に輻輳角の調整を行うことができる。

【００３８】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第
２の例を図７に示す。第２の例は、第１の例の変形例で
あり、光学系の光軸の方向を変更したものである。第２
の例では、レンズ管５７内に設けられる一方の光軸変換
部材５４ｂを９０度回転させ、２つの光学系５２ａ，５
２ｂにおける光軸変換後の光軸方向が正反対の方向とな
らないようにしている。よって、一方の透過孔５５ｂは
図７において紙面上方に形成されており、レンズ管の先
端部から伝達された光線は９０度の角度をなして接眼部
に導かれるようになっている。

【００３９】このように、２つの光学系は必ずしも１つ
の平面上に位置する必要はなく、前記のように構成する
ことにより、２つの接眼部を内視鏡の両側部に対向して
設けずに互いに任意の角度をなすように（図７では９０
度）設けることができ、外形寸法を小さくして内視鏡を
より小型化することが可能となる。

【００４０】図８に挿入部の細径化を図った立体視内視
鏡の第３の例を示す。第３の例は、２つの光学系間のレ
ンズ管の厚さを若干持たせた例である。第３の例では、
レンズ管５８は２つの円管を有した一体化された部材で
構成されており、それぞれの円管内に光学系５２ａ，５
２ｂが配設されている。このとき、２つの光学系間のレ
ンズ管の厚さは、従来のように２つのレンズ管を結合し
た場合の厚さＡより小さいＢとなるように形成されてい
る。

【００４１】このように構成することにより、２つの光
学系間のレンズ管の厚さを小さくして、内視鏡の挿入部
を細径化することができると共に、光学系間に若干の厚
さを持たせることにより強度の低下を防止できる。

【００４２】図９に挿入部の細径化を図った立体視内視
鏡の第４の例を示す。第４の例は、レンズ管の断面形状
を変更したものである。

【００４３】図９（ａ）は、前述の第１の例の変形例で
あり、断面を長円状としたレンズ管５９ａで構成したも
のである。図９（ｂ）は第２の例の変形例であり、断面
が長円状であり、かつ２つの光学系間のレンズ管の厚さ
をＢだけ有するレンズ管５９ｂで構成したものである。
また、図９（ｃ）は、第１の例と第３の例とを組み合わ
せた例であり、断面形状が第３の例と同様でひょうたん
型であり、２つの光学系間の距離をＢだけ有すると共
に、第１の例と同様に２つの光学系の間に隙間を持たせ
たものである。

【００４４】このように、断面形状を変更したものにお
いても、前述の例と同様に内視鏡の挿入部を細径化する
ことが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、立
体視観察像における左右の像の倍率を一致させることが
でき、良好な立体視を行うことが可能となる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１及び図２は本発明の第１実施例に係り、図
１は立体視内視鏡の光学系の構成を示す構成説明図

【図２】図１の立体視内視鏡を用いた立体視内視鏡装置
の構成を示す斜視図

【図３】本発明の第２実施例に係る立体視内視鏡の光学
系の構成を示す構成説明図

【図４】本発明の第３実施例に係る立体視内視鏡の光学
系の構成を示す構成説明図

【図５】従来の立体視硬性内視鏡のレンズ管及び光学系
の構成を示す説明図

【図６】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第１の
例を示す構成説明図

【図７】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第２の
例を示す構成説明図

【図８】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第３の
例を示す構成説明図

【図９】挿入部の細径化を図った立体視内視鏡の第４の
例を示す構成説明図

【符号の説明】

１…立体視内視鏡 ２…挿入部 ３ａ，３ｂ…接眼部 １０ａ，１０ｂ…対物光学系 １１ａ，１１ｂ…リレー光学系 １６ａ，１６ｂ…接眼光学系 １７…変倍光学系 １７ａ…可動レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 哲丸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 本間 聡 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 貴俵 厚 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−294509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−94218（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−14111（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 23/24 G02B 23/26 G02B 21/00 G02B 23/00 A61B 1/00 300

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部の先端に設けられ被写体の像を結
   像する対物光学系と、 前記被写体の像を所定の倍率を有する第１の観察像とし
   て結像させる第１の光軸を有する第１の結像光学系と、 前記第１の結像光学系と別体に設けられ、前記被写体の
   像を前記第１の観察像に対して視差を有する第２の観察
   像として結像させる第２の光軸を有する第２の結像光学
   系と、前記第１の観察像の有する前記所定の倍率に一致させる
   ために、前記第２の光軸上に介入され、 その光軸方向に
   移動することで前記第２の観察像の倍率を調整する倍率
   調整光学系と、 を具備したことを特徴とする立体視内視鏡。