JP5171418B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は内視鏡に関する。

医療分野で消化管や子宮頸部などの管腔内の検診に、あるいは工業分野で細径の管内や狭い空洞の検査に内視鏡が用いられている。かかる用途の内視鏡として、管腔内、管内、空洞などの孔に挿入される可撓なチューブを備え、このチューブの先端部側面に対物レンズが設けられ、側方に視野が広がる側視型の内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、チューブの先端部に全方位受光ユニットが設けられ、側方に全周にわたって視野が広がる内視鏡も知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、近年では、医療分野で消化管の検診にカプセル型の内視鏡が用いられている。カプセル型の内視鏡は、撮像装置を内蔵し、消化管の蠕動運動によって消化管の内部を搬送されながら消化管の内部を撮像してゆく（例えば、特許文献３参照）。
特開平０３−１９１９４４号公報 特開２００３−２７９８６２号公報 特開平０９−３２７４４７号公報

内視鏡の視野は比較的狭く、孔の内周面を広範囲にわたって観察するためには視野を移動させる必要がある。孔にチューブを挿入する内視鏡においては、チューブの挿抜や捻転により視野を移動させることになるが、その操作には熟練を要する。そのため、例えば検診で被検者自らが操作することは現実的ではなく、操作は医師に委ねることになる。しかしながら、例えば子宮頸部の検診では、医師に体を見られることに対する抵抗感があり、検診の普及を阻む要因となっていた。

一方、カプセル型の内視鏡は、消化管の蠕動運動により消化管の内部を搬送される。そのため、視野を移動するための操作を要しないが、蠕動運動がない被検体には用いることができない。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、操作に熟練を要することなく孔の内周面を広範囲にわたって撮像することができる内視鏡を提供することを目的としている。

本発明の内視鏡は、筒状に形成され、その周壁に軸方向に延びる透明な窓部が設けられた外殻と、前記外殻の内部に設けられた光源および固体撮像素子と、前記窓部を通して前記光源の照明光を被写体に照射する照明光学系と、前記窓部を通して被写体光を集光する対物レンズを含み、前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、前記対物光学系の少なくとも前記対物レンズを保持した支持体と、前記支持体を前記外殻の軸に沿って移動させる駆動機構と、を備え、前記光源が、前記固体撮像素子とは前記外殻の軸方向に離間して配置されており、前記支持体が、前記光源と前記固体撮像素子との間で前記外殻の軸に沿って移動され、前記照明光学系の照射口が、前記支持体に設けられており、前記照明光学系が、前記照明光を前記照射口に向けて反射する第１反射面を含み、前記対物光学系が、前記被写体光を前記固体撮像素子に向けて反射する第２反射面を含んでおり、前記光源および前記固体撮像素子が、同一の軸線上に配置され、前記第１反射面および前記第２反射面が、前記軸線上に配置された単一の光学部材に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡は、前記照射口が、前記外殻の軸方向に前記対物レンズと隣り合う位置に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡は、前記窓部は、前記外殻の周壁に全周にわたって設けられており、前記駆動機構が、前記支持体を前記外殻の軸を回転軸として回転させながら該外殻の軸に沿って移動させることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡は、前記外殻が円筒状に成形され、その周壁の内周面にネジ溝が形成されており、前記駆動機構が、前記外殻の軸を回転軸として前記支持体を回転駆動する駆動手段を備え、前記支持体が、前記外殻の前記ネジ溝に係合していることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡は、前記固体撮像素子から撮像信号を読み出して画像データを生成する制御手段と、該画像データを格納するメモリと、を前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明の内視鏡は、前記駆動機構が、電力により動作し、前記光源及び前記固体撮像素子並びに前記駆動機構に電力を供給する電池を、前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする。

本発明の内視鏡は、孔に挿入された後に、支持体に保持された対物レンズが駆動機構により支持体とともに軸方向に移動され、それに伴って視野が軸方向に移動する。そのため、内視鏡全体を挿抜や捻転させる必要がなくなり、操作に熟練を要することなく孔の内周面を広範囲にわたって撮像することができる。

そこで、例えば子宮頸部の検診に用いる場合に、被検者自ら内視鏡を装着して検診を受けることができる。それにより、医師に体を見られることの抵抗感を払拭し、なおかつ手軽に操作ができて、検診の普及に寄与することができる。

そして、照明光学系の照射口を支持体に設けることにより、視野の移動に追従して視野範囲を照明することができる。さらに、支持体は、外殻の軸方向に離間した光源と固体撮像素子との間で外殻の軸に沿って移動されており、光源から固体撮像素子に至る光路長は、支持体の移動、即ち視野の移動によらず略一定となる。それにより、固体撮像素子に入射する光量を略一定に保ち、撮像された画像の明るさを均一にすることができる。

また、窓部が、外殻の周壁に全周にわたって設けられ、駆動機構が、対物光学系の少なくとも対物レンズを外殻の軸を回転軸として回転させながら軸方向に移動させる構成とすれば、視野が全周に満たない場合にも、内視鏡を回転操作することなく、全方位を撮像することができる。それにより、孔の内周面をより広範囲にわたって撮像することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の内視鏡の一実施形態に係る外観斜視図、図２は図１に示す内視鏡の分解斜視図、図３は図１に示す内視鏡の縦断面図である。

本実施形態の内視鏡１は、本体部１１及び透光性カバー１３で構成された外殻を備え、その内部に、透光性カバー１３を通して被写体光を集光する対物レンズ１７を保持したレンズホルダ１９と、外殻内でレンズホルダ１９を移動させる駆動機構２１と、対物レンズ１７から取り込まれた被写体光を受光して電気信号に変換する固体撮像素子２３（図２参照）と、を備えている。

外殻の一部を構成する本体部１１は、遮光性を有する樹脂材などで形成されており、一方の端部１１ａは閉じられ、他方の端部１１ｃは開口した円筒形に成形されている。閉じられた端部（底部）１１ａには筒状の電池収納部１１ｂが設けられている。この電池収納部１１ｂは、電源電池２５が装着された後に電池蓋２７によって閉塞される。

つまり、本実施形態の電子内視鏡１は、電源電池２５を内蔵しており、外部からの電力供給を要しない。そのため、電子内視鏡１は、電力供給用のケーブルが接続される必要はなく、取り扱い性に優れる。

尚、図示の例では、底部１１ａに、２本の管２９が外殻の外側に突出して設けられている。これらの管２９は、例えば後述するメモリ８３に格納された画像データや画像マップを外部の機器に転送する際に転送用のケーブルが挿通され、それらのケーブルを保護するために設けられている。また、管２９は軟質なものであってもよいが、硬質なものとして、内視鏡１を使用する際に、内視鏡１を被検体の孔に挿入し、もしくは孔から引き出すための把持部としてもよい。

透光性カバー１３は、円筒形に成形されており、一方の端部１３ｂは開口している。透光性カバー１３は、この開口端部１３ｂを本体部１１の開口端部１１ｃに整合させ、接着等の適宜の手段により本体部１１に固定されている。

透光性カバー１３の他方の端部（先端部）１３ａは、被検体の孔への挿入を容易にするために、滑らかな半球状に成形されている。そして、先端部１３ａと開口端部１３ｂとは、先端部１３ａと同径に成形された円筒部１３ｃにより接続されている。本実施形態の内視鏡１において、先端部１３ａおよび円筒部１３ｃは、開口端部１３ｂに比べて小径に成形されている。このように、半球状に成形された先端部１３ａおよび円筒部１３ｃを細くすることで、狭い孔への挿入を容易とすることができ、内視鏡１の利用範囲を拡げることができる。

上記の構成の透光性カバー１３は、透明な樹脂材などを用い、例えば一体成形により作製することができる。また、半球状に成形される先端部１３ａ、開口端部１３ｂ、および円筒部１３ｃを個別の部材とし、接着等の適宜に手段により互いに接合して作製してもよい。その場合に、少なくとも、被検体の孔の内周面を臨む円筒部１３ｃは透明に形成される。尚、本発明において透明とは、撮像素子２３を感光させる特定の波長の光に対して透明であればよく、必ずしも可視光に対して透明でなくてもよい。

レンズホルダ１９は、樹脂材などで形成されており、本体部１１に内嵌する円筒状の被駆動部３３と、被駆動部３３よりも小径に成形されて透光性カバー１３の円筒部１３ｃ内に進入可能な円筒状の支持部１５と、を有している。

レンズホルダ１９の被駆動部３３の外周面には、本体部１１の内周面に形成されたネジ溝１１ｄに螺合する雄ネジ３３ｂが形成されている。また、被駆動部３３の内周面には、内歯歯車３３ａが形成されている。この内歯歯車３３ａの歯は、被駆動部３３の中心軸と平行に延び、周方向に等間隔に形成されている。

また、レンズホルダ１９の支持部１５は、その外径が透光性カバー１３の円筒部１３ｃの内径よりも若干小径に成形され、外殻の中心軸に沿って円筒部１３ｃ内でガタツキなくスムースに移動できるようになっている。

支持部１５の先端部には、ミラー１６が収納されている。このミラー１６は、略円柱状に成形されており、その下端部は、中心軸に斜め４５度で交差する面で切断した形状となっている。その傾斜した切断面は、反射膜が製膜されるなどして対物用反射面１６ｂとされている。

そして、支持部１５においてミラー１６の対物用反射面１６ｂを径方向に臨む部位には撮像孔が形成されており、この撮像孔に対物レンズ１７が取り付けられている。被写体光は、透光性カバー１３の円筒部１３ｃを通して対物レンズ１７により集光され、平行光束となってミラー１６に向けて進行する。そして、被写体光は、ミラー１６の対物用反射面１６ｂで反射され、平行光束のまま、外殻の中心軸に一致した支持部１５の中心軸上を進行するようになっている。

本体部１１内において、レンズホルダ１９の支持部１５の中心軸の延長線上にあたる位置には、撮像ユニット３７が配置されている。撮像ユニット３７は、図示しない固定部材を用いて本体部１１に固定されている。図示する例では、撮像ユニット３７は３枚の基板４１，４２，４３を備えている。

レンズホルダ１９に最も接近して配置された基板４３には、固体撮像素子２３が設けられている。撮像素子２３としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサなどを用いることができる。基板４３の下（本体部１１の底部１１ａ側）に配置された基板４２には、メモリ８３が設けられている。このメモリ８３は、撮像素子２３から読み出された撮像信号から生成される画像データなどを格納する。そして、基板４２の下に配置された基板４１には、制御ユニット４５が設けられている。この制御ユニット４５は、例えば撮像素子２３からの撮像信号の読み出し、読み出された撮像信号からの画像データの生成、等を行う。

撮像素子２３は、基板４３上でレンズホルダ１９の支持部１５の中心軸の延長線上にあたる位置に設けられている。そして、支持部１５の中心軸の延長線上で撮像素子２３の上方にあたる位置には集光レンズ５１が配置されている。集光レンズ５１は、撮像素子２３を包囲するように基板４３上に設置された集光レンズホルダ４９に保持されている。この集光レンズ５１は、支持部１５の中心軸上を平行光束となって進行する被写体光を撮像素子２３の受光面に結像させる。このように、対物レンズ１７、ミラー１６の対物用反射面１６ｂ、および集光レンズ５１により対物光学系が構成されている。

内視鏡１は、被写体を照明するための照明光を発する光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）５５を備えている。このＬＥＤ５５は、固体撮像素子２３とは外殻の軸方向に離間し、撮像素子２３との間にレンズホルダ１９を介在させるように、透光性カバー１３の先端部１３ａ内に収納されている。この先端部１３ａ内には、さらに、ＬＥＤ５５に電力を供給する電池５６、およびＬＥＤ５５の照明光を集光する照明レンズ５７が収納されており、これらＬＥＤ５５、電池５６、照明レンズ５７は保持部材５８を用いて透光性カバー１３の先端部１３ａに固定されている。

レンズホルダ１９の支持部１５の先端には、その先端部に収容したミラー１６の上端部を露呈させる通孔１５ａが形成されている。ミラー１６の上端部は、中心軸に斜めに交差する面で切断した形状となっており、その傾斜した切断面は、反射膜が製膜されるなどして照明用反射面１６ａとされている。ＬＥＤ５５の照明光は、照明レンズ５７を透過し、支持部１５の中心軸の延長線上を進行し、通孔１５ａを通して露呈したミラー１６の照明用反射面１６ａに入射する。

ミラー１６の照明用反射面１６ａは、対物用反射面１６ｂとの間にあって中心軸に直交する仮想的な面に関して対物用反射面１６ｂと略対称となるように傾斜している。そして、レンズホルダ１９の支持部１５において、対物レンズ１７の上方で、ミラー１６の照明用反射面１６ａを径方向に臨む部位には照射口１５ｂが形成されている。照明用反射面１６ａに入射した照明光は、照明用反射面１６ａにおいて照射口１５ｂに向けて反射され、そして、照射口１５ｂから透光性カバー１３の円筒部１３ｃを通して被写体に照射される。

照明用反射面１６ａの傾斜角は、照射口１５ｂから照射される照明光の光軸が対物レンズ１７のレンズ光軸と平行になるよう、あるいは外殻の外側に向うに従って対物レンズ１７のレンズ光軸に接近するように適宜設定されている。照射口１５ｂの開口径もまた適宜設定されている。それにより、照射口１５ｂから被写体に照射された照明光が、対物レンズ１７の視野範囲を包含する範囲を照明するようになっている。尚、照射口１５ｂは、外殻の軸方向に対物レンズ１７と隣り合う位置に配置されるのが好ましい。それによれば、極至近距離にある被写体を撮像する場合などに、対物レンズ１７の視野範囲を包含する範囲を照明しやすくなる。

このように、照明レンズ５７、ミラー１６の照明用反射面１６ａ、照射口１５ｂにより照明光学系が構成されている。ここで、対物光学系の対物用反射面１６ｂおよび照明光学系の照明用反射面１６ａはいずれもミラー１６に形成されており、対物光学系と照明光学系とで光学部材が共用されている。それによれば、部品点数の削減、それによる小型化が図られる。

被駆動部３３の外周面に形成された雄ネジ３３ｂを本体部１１の内周面に形成されたネジ溝１１ｄに螺合させたレンズホルダ１９は、本体部１１の中心軸に沿って、換言すれば外殻の中心軸に沿って移動を案内されている。以下に、レンズホルダ１９を外殻の中心軸に沿って移動させる駆動機構２１について詳細に説明する。

本体部１１内にはステッピングモータ６１が固定されており、また、ステッピングモータ６１のモータギア６３とレンズホルダ１９の被駆動部３３に形成された内歯歯車３３ａとの間に介在して、両者にそれぞれ噛み合うアイドルギア６５が設けられている。ステッピングモータ６１の回転は、モータギア６３、アイドルギア６５を介してレンズホルダ１９に伝達される。尚、レンズホルダ１９を回転駆動する駆動手段としては、パルス駆動されるステッピングモータに限らず、エンコーダを有するサーボモータ等の各種モータ、あるいは他の動力源を用いることもできる。

レンズホルダ１９は、被駆動部３３を本体部１１に内嵌させており、よって、ステッピングモータ６１の回転が伝達されたレンズホルダ１９は、本体部１１の中心軸を回転軸として回転する。同時に被駆動部３３は、その外周面に形成された雄ネジ３３ｂにおいて本体部１１の内周面に形成されたネジ溝１１ｄに螺合している。そのため、レンズホルダ１９は、本体部１１の中心軸を回転軸として回転するのに伴い、本体部１１の中心軸に沿って移動（昇降）する。

例えば、レンズホルダ１９が図３に示す上昇位置にある状態で、ステッピングモータ６１を所定の方向に回転駆動し、モータギア６３、アイドルギア６５を介してレンズホルダ１９を回転させる。図４にレンズホルダ１９が半回転した状態を示す。図４に示すように、レンズホルダ１９は、本体部１１の中心軸を回転軸として回転しながら、本体部１１の中心軸に沿ってΔｈだけ下降する。そして、レンズホルダ１９の回転に伴って対物レンズ１７もまた回転され、それにより撮像視野が円周方向に移動する。レンズホルダ１９は、回転しながら、本体部１１の中心軸に沿って図５に示す最下降位置まで、すなわち被駆動部３３の雄ネジ３３ｂの下端が本体部１１のネジ溝１１ｄの下端に達する位置まで下降可能となっている。

図６は、撮像ユニット３７の機能ブロック図である。撮像ユニット３７は、ＬＥＤ５５を駆動するＬＥＤ駆動回路８５と、撮像素子２３を駆動する撮像素子ドライバ８７と、ステッピングモータ６１を駆動するモータドライバ８９と、このモータドライバ８９に駆動パルスを供給するパルス発生器９１と、これらＬＥＤ駆動回路８５、撮像素子ドライバ８７、およびパルス発生器９１の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）８１と、を制御ユニット４５に備えている。また、メモリ８３には、制御ユニット４５の制御プログラムが格納されている。尚、メモリ８３は、制御プログラムを格納するとともに、画像データを格納し、またワークメモリとしても動作している。制御部８１は、撮像素子２３から読み出した撮像信号に適宜画像処理を施して画像データを生成し、生成した画像データをメモリ８３に格納する。かかる構成によれば、電子内視鏡１単体で被写体の画像を取得・保存することができ、取り扱い性に優れる。

内視鏡１の電源スイッチ９３が閉じられると、電源電池２５および電池５６からの電力が図示しない配線を通して内視鏡１の各部に供給され、撮像が行われる。電源スイッチ９３は、例えば、本体部１１の底部１１ａに設けられ、手操作により開閉される構成としても良い。あるいは、本体部１１に磁力に応動するスイッチ端子を内蔵させ、内視鏡１の外部から、磁石を近づけたり離したりすることで、このスイッチ端子を開閉操作する構成としても良い。

次に、内視鏡１の動作について説明する。
電源スイッチ９３が投入され、電源電池２５および電池５６から内視鏡１の各部に電力が供給される。そして、ＬＥＤ５５の照明光が、照射口１５ｂから透光性カバー１３の円筒部１３ｃを通して側方に照射され、被写体が照明される。被写体からの反射光は、透光性カバー１３の円筒部１３ｃおよび対物レンズ１７を通して内視鏡１内に取り込まれ、集光レンズ５１によって撮像素子２３の受光面上に結像される。光電変換により撮像素子２３に蓄積された電荷は、制御ユニット４５の制御部８１により撮像信号として読み出される。制御部８１は、読み出した撮像信号に適宜画像処理を施して画像データを生成し、生成した画像データをメモリ８３に格納する。

図７は、制御ユニット４５の制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。電源スイッチ９３が投入されると、先ず、ステッピングモータ６１が回転駆動され、レンズホルダ１９が、内視鏡１の外殻の中心軸に沿って進み、原点位置にセットされる（ステップＳ１）。尚、原点位置とは、例えば図３に示す位置であって、対物レンズ１７が内視鏡１の先端側となる位置として説明するが、これに限らず、対物レンズ１７が反対の基端側となる位置（図５に示す位置）であってもよい。

レンズホルダ１９が原点位置にセットされた後、撮像処理を行う（ステップＳ２）。撮像処理とは、ＬＥＤ５５を駆動して照明光を照射し、被写体光を対物レンズ１７から内視鏡１内に取り込んで撮像素子２３の受光面に結像させ、そして、撮像素子２３から読み出した撮像信号をもとに画像データを生成してメモリ８３に格納する処理を含む。

次に、指定したパルス数だけステッピングモータ６１を駆動し（ステップＳ３）、レンズホルダ１９を所定距離だけ下降させる。レンズホルダ１９が最下降位置に達するまでは（ステップＳ４）、その移動先で撮像処理（ステップＳ２）を行う。レンズホルダ１９が最下降位置に到達したらレンズホルダ１９の下降および撮像処理を終了する（ステップＳ４）。

図８は、上記ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返し実行するときの撮像視野の移動を例示する図である。原点位置で行う初回の撮像処理では、「Ｎｏ．００１」の視野で撮像が行われ、撮像素子２３から読み出された撮像信号から「Ｎｏ．００１」の視野の画像データが生成される。

この視野「Ｎｏ．００１」での撮像処理が済んだ後、ステップＳ３で指定パルス数でのステッピングモータ６１の駆動が行われ、レンズホルダ１９が下降し、且つ回転する。それに伴い、レンズホルダ１９に保持された対物レンズ１７が移動され、視野は、図８の「Ｎｏ．００２」に移動する。その際、レンズホルダ１９に設けられた照射口１５ｂもまた対物レンズ１７と同様に移動され、移動する視野に追従し、「Ｎｏ．００２」の視野を照明する。そして、この視野で撮像が行われ、撮像素子２３から読み出された撮像信号から「Ｎｏ．００２」の視野の画像データが生成されることになる。

ここで、レンズホルダ１９は、外殻の軸方向に離間したＬＥＤ５５と固体撮像素子２３との間で外殻の軸に沿って移動されていることから、ＬＥＤ５５から固体撮像素子２３に至る光路長は、レンズホルダ１９の移動によらず略一定となる。例えば、レンズホルダ１９が図３に示す原点位置にあるときに、照明光学系（ＬＥＤ５５→照明レンズ５７→ミラー１６の照明用反射面１６ａ→照射口１５ｂ）の光路長に比べ対物光学系（対物レンズ１７→ミラー１６の対物用反射面１６ｂ→集光レンズ５１→固体撮像素子２３）の光路長が長くなっている。これに対し、レンズホルダ１９が図５に示す最下降位置にあるときは、照明光学系の光路長が伸び、その分だけ対物光学系の光路長が短くなっている。そこで、レンズホルダ１９が原点位置にあるときのＬＥＤ５５から固体撮像素子２３に至る光路長Ｌ１と、最下降位置にあるときのＬＥＤ５５から固体撮像素子２３に至る光路長Ｌ２とは、ほぼ等しくなる。そのため、ＬＥＤ５５から固体撮像素子２３に至る間に拡散等で減衰する光量もまたほぼ等しくなり、固体撮像素子２３に入射する光量は略一定に保たれる。

以後、視野を「Ｎｏ．００３」→「Ｎｏ．００４」→「Ｎｏ．００５」・・・と移動させ、撮像処理を繰り返す。レンズホルダ１９が原点位置から一周したときの撮像視野は図８の「Ｎｏ．０１１」となり、二周したときの撮像視野は図８の「Ｎｏ．０２１」となる。本実施形態では、メモリ８３に格納された複数の画像データを図８に示す視野の移動例同様に配列して画像マップを作成している（ステップＳ５）。

尚、例えばステップＳ３においてステッピングモータ６１に供給されるパルス数を適宜調節し、あるいは本体部１１のネジ溝１１ｄおよび被駆動部３３の雄ネジ３３ｂのネジピッチを適宜調節するなどして、円周方向に隣接する撮像視野同士の左右の端部が接し、あるいは若干重なる様に、また、軸方向に隣接する撮像視野同士の上下の端部が接し、あるいは若干重なる様にしてもよい。それによれば、軸方向および円周方向に被写体をもれなく撮影でき、隙間のない画像マップを得ることができる。

上記の画像マップが作成された後は、この画像マップをメモリ８３から外部に読み出すことになる。この読み出しは、無線を用いて行っても良く、また、転送用のケーブルを図１に示す管２９内に挿通して撮像ユニット３７に接続し、このケーブルを用いて読み出しても良い。あるいは、メモリ８３を内視鏡１から取り出し可能に設けておき、取り出したメモリ８３を別置のパーソナルコンピュータで読むようにしても良い。

また、本実施形態の内視鏡１は、画像データを外部モニタに送り、外部モニタで画像をオンラインで観察できるようにし、更に、外部から操作指示を入力する構成にもできる。その場合には、制御部８１は画像処理を行うことなく、撮像素子２３から取得した撮像信号をそのまま外部のビデオプロセッサに送り、ビデオプロセッサが画像処理した被写体画像を外部モニタに表示する。外部のビデオプロセッサや外部モニタと制御部８１との間の通信は、有線でも無線でも良い。有線で通信を行う場合には、配線中に電源線を入れることで、外部電源を利用することも可能となる。

また、他の制御プログラム例として、図７のフローチャートに示す制御手順の他に、外部からの操作指示に従って、例えば対物レンズ１７による視野範囲を、任意の位置に移動させる制御プログラムを用いてもよい。この場合には、撮像目的に応じて所望の部位を選択的に撮像することができ、注目したい部位をより詳細に観察することが可能となる。

以上、説明したように、本実施形態の内視鏡１は、孔に挿入された後に、レンズホルダ１９に保持された対物レンズ１７が駆動機構２１によりレンズホルダ１９とともに軸方向に移動され、それに伴って視野が軸方向に移動する。そのため、操作に熟練を要することなく孔の内周面を広範囲にわたって撮像することができる。

そこで、例えば子宮頸部の検診に用いる場合に、被検者自ら内視鏡１を装着して検診を受けることができる。それにより、医師に体を見られることの抵抗感を払拭して、検診の普及に寄与することができる。

そして、照明光学系の照射口１５ｂをレンズホルダ１９に設けることにより、視野の移動に追従して視野範囲を照明することができる。さらに、レンズホルダ１９は、外殻の軸方向に離間したＬＥＤ５５と固体撮像素子２３との間で外殻の軸に沿って移動され、ＬＥＤ５５から固体撮像素子２３に至る光路長は、レンズホルダ１９の移動、即ち視野の移動によらず略一定となる。それにより、固体撮像素子２３に入射する光量を略一定に保ち、撮像された画像の明るさを均一にすることができる。

さらに、本実施形態の内視鏡１は、駆動機構２１により対物レンズ１７が円周方向にも移動され、それに伴って視野が軸方向および円周方向に移動する。それにより、視野が全周に満たない場合にも、内視鏡１を回転操作することなく、全方位を撮像することができ、孔の内周面をより広範囲にわたって撮像することができる。

次に、上述した実施形態の内視鏡１の好適な使用例について説明する。

（ｉ）子宮内視鏡としての使用例：
近年、女性が罹患する子宮頸ガンの若年齢化が進んでいるが、子宮頸ガンは発見が早ければ部分摘出で大事に至らないため、早期発見が重要である。しかし、女性の場合、自分の体を見られることに抵抗があり、検診人口が増えないという傾向がある。

上述した各実施形態の内視鏡は、その寸法形状を適切な大きさに設計しておけば、子宮頸ガンの検診に有効である。各実施形態の内視鏡を女性の膣腔内に挿入し、一連の撮像視野が子宮頸部に達するように先端部から内視鏡を子宮頸部にまで挿入することで、子宮頸部の内周面の様子をもれなく撮像することが可能となる。

例えば、診察室で内視鏡を患者自身の手によって子宮頸部にまで挿入してもらい、医師は別室で挿入位置を指示したり撮像画像をオンラインでモニタ観察するようにすれば、患者の心理的負担が軽減され、もって検診人口を増やすことが可能となる。

また、上述した内視鏡は、電源スイッチ９３を閉じれば、対物レンズを保持するレンズホルダが自動的に原点位置に戻り撮像処理が自動的に行われるため、この内視鏡を患者に貸し出し、患者自身が自宅で自身の子宮頸部の画像を撮像することが可能となる。医者は、内視鏡を回収し、メモリ８３内の撮像画像データを調べることで、診断が可能となる。

（ii)大腸用，直腸用の内視鏡としての使用例：
大腸や直腸の検診を行う場合、従来は、先端部に撮像素子が搭載された内視鏡で観察するため、患部を斜め上方向から観察することになる。しかし、上述した各実施形態の内視鏡を患部位置まで挿入し、撮像を行えば、患部を垂直上方位置から観察することが可能となり、より詳細に観察ができ、精度の高い診断が可能となる。

（iii）工業用内視鏡としての使用例：
例えば、細い配管内の微細なキズを観察するような工業用の内視鏡として上述した各実施形態の内視鏡を用いることができる。観察対象となる孔や隙間の開口の大きさや挿入する深さに応じた寸法形状の内視鏡を用意する。上記したように、キズ等に対して孔の内周面に対して垂直上方から観察できるため、より詳細な観察が可能となる。また、一度挿入すれば、広い範囲（レンズホルダ１９の軸方向の移動可能長さにおける全周囲の範囲）の観察が可能となり、小さなキズなどの見逃し率も低下する。

本発明に係る内視鏡は、狭い孔内の内壁面に対しても、広い範囲にわたって詳細に撮像することが可能となる。また、患部や傷などに対して垂直上方から観察することが可能となる。そのため、より精度の高い診断を行うことができ、医療用内視鏡、工業用内視鏡として有用である。

本発明に係る電子内視鏡の一実施形態の外観斜視図である。 図１の内視鏡の分解斜視図である。 図１の内視鏡の縦断面図である。 図１の内視鏡の支持体が図３に示す状態から半回転した状態を示す縦断面図である 図１の内視鏡の支持体が最下降位置まで下降した状態を示す縦断面図である。 図１の内視鏡の機能ブロック図である。 図１の内視鏡の制御手段が実行する制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。 図１の内視鏡の撮像視野の移動の様子を示す模式図である。

符号の説明

１ 内視鏡
１１ 本体部（外殻）
１１ｄ ネジ溝
１３ 透光性カバー（外殻）
１３ｃ 円筒部（窓部）
１５ 支持部
１５ｂ 照射口
１６ ミラー（光学部材）
１６ａ 照明用反射面（第１反射面）
１６ｂ 対物用反射面（第２反射面）
１７ 対物レンズ
１９ レンズホルダ（支持体）
２１ 駆動機構
２３ 固体撮像素子
２５ 電源電池
３３ 被駆動部
４５ 制御ユニット（制御手段）
５１ 集光レンズ
５５ ＬＥＤ（光源）
５６ 電池
５７ 照明レンズ
６１ ステッピングモータ（駆動手段）
８３ メモリ

Claims (6)

1. 筒状に形成され、その周壁に軸方向に延びる透明な窓部が設けられた外殻と、
   前記外殻の内部に設けられた光源および固体撮像素子と、
   前記窓部を通して前記光源の照明光を被写体に照射する照明光学系と、
   前記窓部を通して被写体光を集光する対物レンズを含み、前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、
   前記対物光学系の少なくとも前記対物レンズを保持した支持体と、
   前記支持体を前記外殻の軸に沿って移動させる駆動機構と、
   を備え、
   前記光源が、前記固体撮像素子とは前記外殻の軸方向に離間して配置されており、
   前記支持体が、前記光源と前記固体撮像素子との間で前記外殻の軸に沿って移動され、
   前記照明光学系の照射口が、前記支持体に設けられており、
   前記照明光学系が、前記照明光を前記照射口に向けて反射する第１反射面を含み、
   前記対物光学系が、前記被写体光を前記固体撮像素子に向けて反射する第２反射面を含んでおり、
   前記光源および前記固体撮像素子が、同一の軸線上に配置され、
   前記第１反射面および前記第２反射面が、前記軸線上に配置された単一の光学部材に形成されていることを特徴とする内視鏡。
2. 前記照射口が、前記外殻の軸方向に前記対物レンズと隣り合う位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記窓部は、前記外殻の周壁に全周にわたって設けられており、
   前記駆動機構が、前記支持体を前記外殻の軸を回転軸として回転させながら該外殻の軸に沿って移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記外殻が円筒状に成形され、その周壁の内周面にネジ溝が形成されており、
   前記駆動機構が、前記外殻の軸を回転軸として前記支持体を回転駆動する駆動手段を備え、
   前記支持体が、前記外殻の前記ネジ溝に係合していることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記固体撮像素子から撮像信号を読み出して画像データを生成する制御手段と、該画像データを格納するメモリと、を前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡。
6. 前記駆動機構が、電力により動作し、
   前記光源及び前記固体撮像素子並びに前記駆動機構に電力を供給する電池を、前記外殻内にさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡。

Images