JPH0328686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合焦検出には特定の波長の光を用い
ると共に、観察用あるいは診断用の照明光におけ
る前記特定の波長をフイルタ等用いて透過させな
いよう構成することにより、観察可能な状態にお
いて高精度に合焦検出を行い得る内視鏡用合焦検
出装置に関するものである。

近年、医療分野及び工業用分野において、内視
鏡が広く用いられている。特に医療分野において
は、内視鏡接眼部に目を近接して体腔内の臓器等
を直接観察、診断すると共に、カメラ、テレビカ
メラ等を装着して診断の要に供するため、写真撮
影等して記録することが広く行われている。

上述の場合、肉眼にて観察する場合には、術者
が自らの視度を調整して鮮明な光学像を結像す
る、つまり合焦状態（合焦点）にすることができ
るが、カメラ、テレビカメラ等の撮影装置を装着
した場合には、鮮明な撮影をするために撮影レン
ズを合焦点に調整しなければならない。上記撮影
レンズを合焦点にするには、合焦点であるか否か
を充分明確に検出し得る手段が望ましい。

一般に内視鏡の観察光学系は、他の光学装置の
観察用若しくは撮影用の光学系に比べて暗く、
又、近距離において撮影しなければならない場合
には合焦状態にないと、焦点深度が浅く、いわゆ
るピンぼけの写真撮影になり易いという問題があ
つた。このため刻々と変化する病変部等に対して
失敗する事なく撮影できない場合が生じ、安心し
て使用できないという問題があつた。

一方、内視鏡において合焦検出手段を用いて合
焦点か否かを検出する場合、合焦検出用に投光し
て、被写体で反射されて戻つてくる該合焦検出用
（若しくは測距用）の光を受光して合焦検出を行
うと、観察用のあるいは照診用の広く拡散した照
明光が合焦検出用の光と共に受光され、合焦検出
を精度良く行うことができなかつた。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもの
で、合焦検出時において、照明光学系による照明
光で照明された被写体を観察光学系にて支障なく
観察可能な状態で、前記被写体を照明する照明光
が合焦検出に悪影響を及ぼさないようにして高精
度に合焦検出を行えるようにした内視鏡用合焦検
出装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するため本発明は、被写体照明
光を内視鏡挿入部先端に導き被写体を照明する照
明光学系と、挿入部光端で被写体像を得て該被写
体像を接眼部に導く観察光学系と、被写体に特定
の波長の合焦検出用スポツト光を前記観察光学系
を介して照射するスポツト光照射手段と、前記観
察光学系からの被写体反射光のうち、前記特定の
波長の反射光のみを受光する合焦検出用受光手段
と、前記被写体照明光の照射光路内に設けられ、
該照明光の照射光から少なくとも前記特定の波長
の光をカツトするフイルタ手段とを具備してい
る。

以下図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例を示し、第２図は第１実
施例に用いる受光手段の１例を示す。

第１図において、硬性の内視鏡１は、その先端
に照明光学系及び観察用の対物光学系が配設され
た細長の挿入部２と、この挿入部２後端則を太径
にして側部にライトガイド口金部３を形成した操
作部（把持部）４と、該操作部４後方に接眼レン
ズ５を収容した接眼部６とから構成され、この操
作部４側部に形成した前記ライトガイド口金部３
にはライトガイドケーブル７が接続されて外部の
光源装置８から照明光が供給されるように構成さ
れている。

上記挿入部２は、腹壁９等に挿入され、内部の
目的とする臓器等被写体（被検体）１０を観察に
適した距離において、内部の対物光学系で結像さ
れた光学像をリレー光学系等の像伝達手段を介し
て接眼部６後方から観察あるいは撮影を行い得る
ようになつている。上記接眼部６には、（撮影用）
アダプタ１１の前端側が、着脱自在に装着され、
のアダプタ１１の後端側にはさらに着脱自在のカ
メラ（本体）１２が装着されるように構成されて
いる。

上記アダプタ１１内には、装着された際の内視
鏡１内の接眼レンズ５後方の光軸１３上に、一点
鎖線で示すように該光軸１３上を前後に手動で移
動できる撮影レンズ１４と、この撮影レンズ１４
のさらに後方の光軸１３上には該光軸１３と傾斜
（例えば45度の傾斜）して半透鏡（ハーフミラー）
で形成された合焦用ミラー１５が配設されてい
る。

上記光軸１３沿つて入射された光が合焦用ミラ
ー１５で反射された反射光軸上（第１図では上方
位置）に再結像レンズ１６、特定の波長の光のみ
を通すフイルタ１７、受光手段としての受光素子
１８、合焦検出用の光源１９が順次配設されてい
る。

上記受光手段を構成する受光素子１８は、第２
図に示すように中央部にピンホール２１（又はス
リツト状角孔）等の開口部が設けられた円板形状
（もちろん正方形又は長方形等でも良い。）をな
し、この円板全面が光する素子、例えばフオトダ
イオード、フオトトランジスタ等のようにPN接
合面に入射される光によつて電流特性が変化する
素子とか、太陽電池のように光起電力が生じる素
子、CDSのように抵抗値が変化する素子等で光
電面２２が形成され、その裏面側には、遮光面２
３が形成されて、前記ピンホール２１の後方（第
１図では上方）位置の合焦を検出するための光源
１９の光で直接受光素子１８が感光しないよう構
成されている。

一方、前記アダプタ１１の後方から装着される
カメラ１２には、合焦用ミラー１５の後方の光軸
１３上に該光軸１３と傾斜（例えば45度の傾斜）
してリターンミラー２４が配設され、さらにその
後方に撮影用フイルム２５が配設されている。

上記リターンミラー２４の反射光軸上（図示で
は上方）に、左右反転して正立像に戻すペンタプ
リズム２６が配設され、このペンタリズム２６を
反射した光軸上にフアインダーレンズ２７が配設
され、その後方に目を近接させてフイルム２５面
に結像されるのと同等の光学像を観察できるよう
に構成されている。上記リターンミラー２４は、
撮影の際には退避して入射された光がフイルム２
５面に結像されるように構成されている。

上記受光素子１８の光電面２２の位置は、前記
フイルム２５面の位置と共役となるように配置さ
れている。

即ち、レンズ１４を経た光が、後方のフイルム
２５面に結像される場合の光路長と、合焦用ミラ
ー１５によつて反射され、再結像レンズ１６を経
て受光素子１８の光電面２２に結像される場合の
光路長が等しくなるように設定されている。

一方、電源プラグ３１を設けた電源コード３２
を介して光源装置８に供給される電力は光源装置
８内に収容されたトランス３３によつて変圧して
制御回路３４に所定の電圧の交流電力を提供する
よう構成されている。前記電源コード３２は、光
源装置８内のコード３５を介して電源スイツチ３
６の操作によつて供給される電力をオン・オフ制
御できるように構成されている。

上記光源装置８内に配設されたランプ台３７′
に取付けられた照明光源（ランプ）３７の光は、
該光源３７に対向する位置の光源装置８外周に、
設けられたコネクタ受け３９に挿入等して装着さ
れる（ライトガイドケーブル７の）コネクタ４０
の（入射）端面４０Ａに投光され、ライトガイド
ケーブル７を介して、内視鏡のライトガイド口金
部３に伝達され、さらた内視鏡１内の照明光伝達
手段を介して挿入部２前方の被写体１０側に投光
されるように構成されている。

上記光源３７と、該光源３７の照射光（照診
光）が照射されるコネクタ４０の端面４０Ａとの
間には特定の波長の光のみを透過しないフイルタ
４１を介装できるように構成されている。

即ち、光源装置８外周に形成された摘み受け４
２に回動可能に嵌装されたシヤフト４３の外側端
部には摘み４４が取付けられている。そして、摘
み４４を回動することにより、シヤフト４３の内
側端部側に取付けられた遮光板４５は共に回動さ
れ、前記光源３７とコネクタ４０の端面４０Ａと
の間に位置する遮光板４５に形成された開口部に
固定された前記フイルタ４１は、図示の位置から
回動して退避し、フイルタ４１を通した照明光が
該フイルタ４１を通さないで、直接コネクタ４０
の端面４０Ａに照射されるように構成されてい
る。

尚、上記受光素子１８による出力は、比較器等
を用いた合焦検出器によつて合焦か、否かの判定
がなされる。これは、例えば比較器の一方の入力
端に受光素子１８の出力を入力させ、他方の入力
端に暗電流レベル（極小値レベル）に対応する基
準レベルに設定して、その比較器の出力の極性が
反転するか、否かによつて合焦状態か否かの検出
ができる。この場合ブザーあるいはフアインダー
内でLED若しくはランプ等を点灯させても良い。

このように構成された第１実施例においては、
合焦検出用に用いられる光源１９はフイルタ１７
によつて特定の波長例えば人体にない色相、例え
ば緑色等の波長のみを通して被写体１０側に投光
され、一方観察あるいは診断用照明光はフイルタ
４１によつて前記特定の波長のみを透過しないよ
うに構成されている点が第１実施例の特徴になつ
ている。

このように構成された本発明の第１実施例の動
作を以下に説明する。

電源プラグ３１を商用電源のコンセント等に接
続し、スイツチ３６を操作して電源を投入する。

内視鏡１の挿入部２をトラカールを介して腹壁
９等に挿入し、病変部等被写体１０を観察できる
位置に設定する。を観察する。

内視鏡１にアダプタ１１、さらにカメラ１２を
装着し、照明された被写体１０を観察する。この
場合の被写体１０は光源３７の照明光がフイルタ
４１によつて合焦検出に用いられる特定の波長の
光のみをカツトした状態で照明されたものであ
り、且つ合焦検出用の光源１９による上記カツト
された波長の光によつても照明されているので、
観察者は被写体１０を充分観察できる状態であ
る。この場合合焦検出用光源１９による上記特定
の波長の光は、撮影レンズ１４を経て被写体１０
にスポツト的に投光されていて、該被写体１０で
反射された上記特定の波長の光が受光素子１８に
て受光されているので、レンズ１４を移動し、合
焦状態に達すると受光素子１８の出力レベルが暗
電流レベルになるので、合焦状態であることを検
出できる。

尚、上記合焦状態か否かによつて受光素子１８
の出力から検出される動作は次のようになる。

第１図に示すように、例えば被写体１０が符号
ｂで示す位置にあるときレンズ１４がフイルム２
５面に鮮明に結像する合焦状態であるとすると、
この場合には光源１９からスポツト的に投光さ
れ、符号ｂの位置の被写体１０で反射された光が
合焦用ミラー１５で反射された光軸上で結像され
る位置は、ピンホール２１の位置になるので、光
電面２２には光が達しないのでその出力は暗電流
に相当するレベルとなる。

一方、上記符号ｂにピントが合つた状態のレン
ズ１４において、それより後方（近距離）の被写
体１０（図示では符号ａ）に対しては、その結像
位置はピンホールド２１の位置より後方となるの
で、光電面２２で受光され、その受光された光量
に応じた出力レベルとなる。同様に符号ｂにピン
トが合つた状態のレンズ１４において、それより
前方（遠距離）の被写体１０（図示では符号ｃ）
に対しては、その結像位置はピンホール２１の位
置よに前方となり、その位置から後方に拡開する
ので光電面２２で受光されることになる。つまり
合焦状態のとき最小値若しくは極小値となる暗電
流に相当するレベルとなり、非合焦であると、い
ずれもその値より大きくなるので、前述のように
比較器等を用いると合焦か否かの検出ができるこ
とになる。

上記合焦検出においては、合焦検出に用いられ
ている光源１９の光をフイルタ１７によつて特定
の波長のみの光とし、この光を被写体１０に投光
し、一方この波長の光は、照明用光源３７から被
写体１０側に投光されるのをフイルタ４１によつ
てカツトしてあるので、近軸光線からずれた、合
焦検出にはノイズ成分となる外光の影響を受ける
ことなく高精度の合焦検出が可能になる。又、照
明光は、特定の波長の光のみをカツトしてあるの
で観察が支障なく行えることになる。

この合焦状態において、図示しないレリーズボ
タンを押圧すればシヤツタが開き、カメラ１２の
自動露出機構が動作して適正な露光量になるとシ
ヤツタが閉じて写真撮影されることになる。

尚、フイルタ１７は、レンズ１６の前方に配置
しても良い。

第３図は本発明の第２実施例を示す。

この実施例においては、第１実施例における合
焦検出用の光源１９をアダプタ１１内に収容しな
いで、光源装置８内に設けたものである。

従つて、光源装置８内には前記第１実施例にお
ける照明用光源３７、フイルタ４１、シヤフト受
け３９の他にランプ台５１′に取付けられた合焦
検出用光源（ランプ）５１、さらに該光源５１の
前に配置されたコネクタ受け５３が隣接するよう
に並設されている。上記コネクタ受け５３に装着
されるコネクタ５４を一方の端部に取付けたライ
トガイドケーブル５５の他端はアダプタ１１に突
設したライトガイド口金部５６に装着されて、前
記合焦用光源５１の光がアダプタ１１側に伝達供
給され、ライトガイド口金部５６の内側端面から
受光素子１８に形成したピンホール２１状等の開
口部を経て、出射されるように構成されている。

この第２実施例における上記フイルタ１７及び
４１は互いに補色関係にある透過特性を示し、例
えばフイルタ１７が緑色のみを通す場合には他方
のフイルタ４１はその波長（緑色）以外を通す透
過特性を示すものである。この場合特定の波長と
は単一の波長（域）でも複数の波長域でも、分布
した波長域でも良いことは勿論である。

この実施例の作用効果は第１実施例と同様に、
照明用に用いられる広く拡散する照明光が、合焦
検出側に入射されるのをフイルタ１７で阻止して
あるので高精度の合焦検出が可能になる。又、充
分な照明光が被写体１０側に投光されるので充分
観察することができる。さらにこの実施例におい
ては光源装置８内に合焦検出用光源５１を収容し
ているので、アダプタ１１を嵩ばらせることな
く、充分な光量の合焦用光をスポツト的に投光す
ることができるので、検出される信号出力が大き
く、より高精度の合焦検出を行い得る。

第４図は、第３図における合焦検出用の光源５
１を照明用光源３７で兼用した第３実施例を示
す。

即ち、照明用光源３７とその前方のフイルタ４
１との間には傾斜してハーフミラー５７が配設さ
れており、照明光がこのハーフミラー５７で反射
された光軸上に集光レンズ５８、反射ミラー５９
が順次配設され、該反射ミラー５９で反射された
光が、合焦光伝達用のライトガイドケーブル５５
のコネクタ５４の端面５４Ａに照射されるように
構成されている。この他の部分は、前記第２実施
例と同様である。

この実施例によれば、観察用の照明光の内ハー
フミラー５７を通つた光は、フイルタ４１によつ
て合焦検出用に用いられる特定の波長以外の光が
透過されてライトガイドケーブル７を経て、ライ
トガイド口金部３に伝達さ、さらに内視鏡１内の
照明光伝達手段を経て被写体１０側に投光され
る。一方、上記照明光はハーフミラー５７で一部
が反射され、レンズ５８で集光され、さらに反射
ミラー５９で反射されてコネクタ５４の端面５４
Ａに照射され、ライトガイドケーブル５５を経て
アダプタ１１側に伝達され、受光素子１８のピン
ホール２１を経て、フイルタ１７によつて特定の
波長のみの光が透過され、さらに合焦用ミラー１
５で反射され、レンズ１４等を経て被写体１０側
にスポツト的に投光される。このスポツト的に投
光された光を受光素子１８によつて測光すること
により合焦か否かの検出を行うようにされてい
る。

従つて、その作用効果は第２実施例と略同様で
あるが、第２実施例に比べて光源３７が一つで済
む点にある。

第５図は、ミラーによつて照診光と測距光とに
分離した第４実施例を示す。

即ち、この実施例においては第４実施例におけ
るフイルタ４１及びハーフミラー５７の代りに分
光ミラー６１が用いられる。この分光ミラー６１
は、特定の波長の光のみを選択的に反射し、この
波長以外の光を透過させる透過（反射）特性を有
するものである。

この他の部分は前記第３実施例と同様である。

この実施例は前記第３実施例と略同様の作用効
果を有するが、分光ミラー６１によつて照明光及
び測距光とを有効に分離しているので、ハーフミ
ラー５７で分割した光をさらに各フイルタ１７，
４１を通して所定の光に分離する第３実施例の場
合より効率よく被写体１０側に投光可能になり、
観察及び合焦検出に有利である。

第６図はライトガイド口金部にフイルタを配設
した第５実施例を示す。

この実施例においては、第１図に示す第１実施
例において、光源装置８内にフイルタ４１を配設
しないで、内視鏡１のライトガイド口金部３に装
着される。（ライトガイドケーブル７の）ライト
ガイド口金部７１に近接する部分にフイルタ７２
が配設されている。

即ち第７図に拡大して示すように、ライトガイ
ド口金部３の端面に、合焦検出用に用いる特定の
波長以外の光を通すフイルタ７２が配設され、該
フイルタ７２はライトガイド口金部３に螺合する
フイルタ押え部材７３で固定され、このライトガ
イド口金部３に螺着された該フイルタ押え部材７
３にさらにライトガイド口金部７１が螺合等によ
り装着できるように構成されている。

一方、アダプタ１１内に配設されたフイルタ１
７は前述したように、特定の波長のみを通すもの
である。

この実施例は第１実施例と略同様の作用効果と
なるが、この実施例によれば光源装置８を改造す
ることなく、フイルタ７２と、フイルタ押え部材
７３を用いれば、第１実施例と同様の機能をする
よう構成できるという利点を有する。

この実施例は、ライトガイドケーブル７の途中
に設けるよう構成することもできるし、ライトガ
イドケーブル７等を複数用い、これら複数のライ
トガイドケーブルの接続する部材に上記フイルタ
７２を介装するよう構成することもできる。

上述の各実施例においては、合焦検出用（測距
用）の特定の波長として緑色等単一の波長が撮影
の面から望ましいが、複数の波長領域にわたるも
のでも適用できる。この場合、合焦検出用の光と
しては、被写体１０の色調にない波長のものがよ
り有効である。

尚、上述においては合焦検出用にスポツト的に
投光される光として特定の波長のものを用い、一
方照診用に投光される光としては上記以外の波長
の光を用いる互いに補色の関係を含むものに限定
されるものでなく、合焦検出用に投光される光と
して特定の単一波長を少くとも含む光とし、一方
照診用に投光される光として上記の光のうちの一
部、若しくは全部を含む波長の光を用いないよう
にしたものは全て本発明の範畴に入るものであ
る。例えば、照診光として緑及び青色の波長域を
除く白色光を用い、一方合焦用には緑色の光を用
いる場合が上記の一例である。

又、受光手段として合焦検出に用いられる特定
の波長のみに選択的に感度が高いものを用いれ
ば、フイルタ１７を受光素子１８より後方で光源
１９あるいは５１，３７より前方に配設すること
もできる。

尚、光源装置８内に配設したフイルタ４１は、
第１実施例のように撮影の場合退避させるよう構
成することもできる。この場合手動でなく、自動
的に退避させるように構成することもできる。

以上、説明したように本発明によれば、合焦検
出時において、照明光学系による照明光で照明さ
れた被写体を観察光学系にて支障なく観察可能な
状態で、前記被写体を照明する照明光が合焦検出
に悪影響を及ぼさないようにして高精度に合焦検
出を行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例の概略の構成を示す説明
図、第２図は第１実施例における受光素子の形状
を示す正面図、第３図は第２実施例の概略の構成
を示す説明図、第４図は第３実施例の概略の構成
を示す説明図、第５図は第４実施例の概略の構成
を示す説明図、第６図及び第７図は第５実施例に
係り、第６図は第５実施例の構成を示す説明図、
第７図は第５実施例におけるライトガイド口金部
周辺の要部を拡大して示す断面図である。 １…内視鏡、６…接眼部、７…ライトガイドケ
ーブル、８…光源装置、１１…アダプタ、１２…
カメラ、１３…光軸、１４…レンズ、１７…フイ
ルタ、１８…受光素子、１９…光源、２１…ピン
ホール、２２…光電面、２５…フイルム、３７…
光源、４１…フイルタ、５１…光源、５３…コネ
クタ受け、５５…ライトガイドケーブル、５６…
ライトガイド口金部、５７…ハーフミラー、５８
…レンズ、５９…反射ミラー、６１…分光ミラ
ー、７１…ライトガイド口金部、７２…フイル
タ、７３…フイルタ押え部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体照明光を内視鏡挿入部先端に導き被写
   体を照明する照明光学系と、 挿入部光端で被写体像を得て該被写体像を接眼
   部に導く観察光学系と、 被写体に特定の波長の合焦検出用スポツト光を
   前記観察光学系を介して照射するスポツト光照射
   手段と、 前記観察光学系からの被写体反射光のうち、前
   記特定の波長の反射光のみを受光する合焦検出用
   受光手段と、 前記被写体照明光の照射光路内に設けられ、該
   照明光の照射光から少なくとも前記特定の波長の
   光をカツトするフイルタ手段と、 を具備したことを特徴とする内視鏡用合焦検出装
   置。