JPH11197096A - 拡大微細観察用電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【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７
０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。

Description

【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４
５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５
７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，６７
ａ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５１，５
２，５３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１２
０°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９
０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３
５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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の拡大微細観察用電子内視
鏡装置における観察倍率表示のための全体構成を略示す
るブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態の電子内視鏡の側面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の電子内視鏡の挿入部先端
の部分側面断面図である。

【図４】本発明の実施の形態のカム筒の展開図である。

【図５】本発明の実施の形態の移動センサの略示図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態のテレビモニタ画面の略示
図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 ２０ カバーレンズ ２１ 対物レンズ群 ２４ 固体撮像素子 ７０ 移動センサ ７１ スライドピン ７４，７５，７６ ポテンショメータ ７８ 検出用リード線 ８２ ＲＯＭ ９２ 制御部 １００ テレビモニタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。