JP2929471B2

JP2929471B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP2929471B2
Application number: JP1028076A
Authority: JP
Inventors: 晶大澤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-02-06
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH02139515A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、イメージガイド等の像伝達手段によって伝
達された内視鏡像を固体撮像素子やスチールカメラ等の
撮影手段によって撮影する内視鏡装置に関する。

［従来の技術］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。そし
て、この電子内視鏡を用いることによって、内視鏡像を
テレビモニタにて観察することができる。

また、この電子内視鏡とは別に、内視鏡像をテレビモ
ニタにて観察する方法としては、ファイバスコープ等の
内視鏡におけるイメージガイドの出射端側に固体撮像素
子を設け、この固体撮像素子にてイメージガイド像を撮
像する方法が考えられる。この方法の二つの例を、それ
ぞれ、第23図，第24図を用いて説明する。

第１の例は、第23図に示すように、内視鏡（ファイバ
スコープ）１の接眼部２に、固体撮像素子６を有するア
ダプタ（外付けテレビカメラ）５を接続したものであ
る。前記内視鏡１内には、ウァイババンドルよりなるイ
メージガイド３が挿通され、このイメージガイド３の後
端面は、前記接眼部２内に設けられた接眼レンズ４に対
向している。前記アダプタ５は、前記接眼レンズ４に対
向する結像レンズ７を有し、この結像レンズ７の結像位
置に、前記固体撮像素子６が配置されている。この例と
しては、例えば、特開昭60−217783号公報に示されてい
る。このような例では、イメージガイド像のピント調整
は、接眼部２とアダプタ５との機械精度によって行われ
る。

また、第２の例は、第24図に示すように、内視鏡用光
源装置や信号処理装置（ビデオプロセッサ）内に、結像
レンズ８と固体撮像素子６を固定し、この光源装置や信
号処理装置に、イメージガイド３を挿入アダプタ９を介
して接続し、このイメージガイド３の端面の像を、結像
レンズ８にて固体撮像素子６上に結像させるようにした
ものである。この例としては、例えば、特開昭57−1489
28号公報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、第１の例では、接眼部２とアダプタ５
とに、嵌め合い精度の高いものを使用する必要があり、
両者が構造が複雑で、且つ高価になるという問題点があ
る。

また、第２の例では、固体撮像素子６とイメージガイ
ド３との間の位置決めを精度良く行うことができず、ピ
ントのぼけた像となる可能性がある。

このような問題点は、内視鏡像をスチールカメラにて
写真撮影する場合にも同様にある。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、像
伝達手段によって伝達された内視鏡像を撮影でき、且
つ、焦点調整を容易に、精度良く行うことができるよう
にした内視鏡装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明による内視鏡装置は、内視鏡像を伝達すると共
に、その出射端面から該内視鏡像を出射する像伝達手段
と、前記像伝達手段を着脱自在に保持する保持手段と、
前記像伝達手段にて伝達された内視鏡像を撮像する撮像
素子と、前記像伝達手段の前記出射端面から出射される
前記内視鏡像を前記撮像素子の撮像面に結像する結像手
段と、前記像伝達手段の前記出射端面の位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づ
き、前記撮像素子の撮像面と前記内視鏡像の焦点位置と
の間の相対的な位置関係を調節する調節手段とを有する
ことを特徴とする。

［作用］本発明では、内視鏡像を伝達し、出射端面から該内視
鏡像を出射する像伝達手段の前記出射端面の位置を位置
検出手段で検出し、この検出結果合に基づき、内視鏡像
を撮像する撮像素子の撮像面と内視鏡像の焦点位置との
間の相対的な位置関係を調節手段で調節する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第２図は固体
撮像素子に結像されるイメージガイド像を示す説明図、
第３図はイメージガイド像中の測距範囲を示す説明図、
第４図は内視鏡装置の全体の構成を示す説明図である。

第４図に示すように、内視鏡装置は、内視鏡11と、こ
の内視鏡11が接続されるビデオプロセッサ30と、このビ
デオプロセッサ30に接続されるモニタ31とを備えてい
る。

前記内視鏡11は、細長で例えば可撓性の挿入部12と、
この挿入部12の後端に連設された太径の操作部13と、こ
の操作部13の側部から延設された可撓性のユニバーサル
コード14とを備えている。前記ユニバーサルコード14の
先端側は、２本に分岐され、一方の先端部には、ライト
ガイドコネクタ15が設けられ、他方の端部には、イメー
ジガイドコネクタ16が設けられている。前記挿入部12の
先端部には、配光レンズ21と対物レンズ系22とが配設さ
れている。前記配光レンズ21の後端側には、ファイババ
ンドルよりなるライトガイド23が連設されている。この
ライドガイド23は、前記挿入部12,操作部13及びユニバ
ーサルコード14内に挿通されて、基端部はライトガイド
コネクタ15に接続されている。また、前記対物レンズ系
22の結像位置には、ファイババンドルよりなる像伝達手
段としてのイメージガイド24の先端面が配置されてい
る。このイメージガイド24は、前記挿入部12,操作部13
及びユニバーサルコード14内に挿通されて、出射端部は
イメージガイドコネクタ16に接続されている。

一方、前記ビデオプロセッサ30には、前記内視鏡11の
ライドガイドコネクタ15が接続されるライトガイドコネ
クタ受け35と、イメージガイドコネクタ16が接続される
イメージガイドコネクタ受け36とが設けられている。ま
た、前記ビデオプロセッサ30内には、ランプ33が設けら
れ、このランプ33から出射される光が、集光レンズ34で
集光されて、前記ライドガイドコネクタ受け35に接続さ
れたライドガイドコネクタ15のライトガイド23入射端に
入射するようになっている。

また、前記ビデオプロセッサ30内には、前記イメージ
ガイドコネクタ受け36に接続されるイメージガイドコネ
クタ16のイメージガイド24出射端面に対向するように、
結像レンズ39が配設され、この結像レンズ38の結像位置
に、撮影手段としてのCCD等の固体撮像素子40が配設さ
れている。前記結像レンズ38と固体撮像素子40の少なく
とも一方は、合焦装置41によって光軸方向に移動され、
最適な焦点位置に固定されるようになっている。また、
前記固体撮像素子40には、信号処理回路42が接続されて
いる。そして、前記固体撮像素子40は、前記信号処理回
路42内の駆動回路からの駆動信号によって駆動され、読
み出された信号は前記信号処理回路42によって映像信号
処理されるようになっている。前記信号処理回路42から
の映像信号は、モニタ31に入力され、このモニタ31に内
視鏡像が表示されるようになっている。

前記合焦点装置41は、第１図に示すように構成されて
いる。

イメージガイド24の出射端部が固定されたイメージガ
イドコネクタ16は、ビデオプロセッサ30の外装30aに設
けられたイメージガイドコネクタ受け36に接続される。
尚、前記イメージガイド24は、イメージガイド外装24a
によって被覆されている。

また、前記イメージガイド24の光軸上に配置された結
像レンズ38及び固体撮像素子40には、それぞれ、移動手
段としてのラック44,45が取り付けられている。各ラッ
ク44,45には、それぞれ、駆動装置としてのモータ46,47
の駆動軸に取り付けられたウォーム48,49が噛合してい
る。そして、各モータ46,47を回転させることにより、
結像レンズ38,固体撮像素子40を、光軸方向に移動でき
るようになっている。

固体撮像素子40の出力信号は、ドライバ51に入力さ
れ、このドライバ51の出力は、ゲート回路52に入力され
るようになっている。このゲート回路52は、前記固体撮
像素子40上に結像されたイメージガイド24の端面の像中
において測距範囲を限定するようになっている。このゲ
ート回路52の出力は、イメージガイド24の各ファイバ素
線のピッチに対応した特定周波数成分を抽出するバンド
パスフィルタ53に入力され、このバンドパスフィルタ53
の出力は、比較器54に入力されるようになっている。こ
の比較器54の出力は、前記モータ46,47を回転駆動する
駆動回路55に入力されるようになっている。そして、こ
の駆動回路55の出力に基づいて、結像レンズ38と固体撮
像素子40の少なくとも一方が光軸方向に移動され、最適
な焦点位置に固定されるようになっている。

次に、第２図及び第３図を参照して、本実施例の作用
について説明する。

ビデオプロセッサ30内のランプ33から出射された光
は、集光レンズ34を通ってライトガイド23入射端に入射
し、このライドガイド23の先端面から出射され、配光レ
ンズ21を通って、被写体に照射される。この被写体から
の戻り光は、対物レンズ系22によって、イメージガイド
24の先端面に結像される。この被写体像は、前記イメー
ジガイド24の出射端面に伝達される。このイメージガイ
ド24の出射端面の像は、結像レンズ38によって、固体撮
像素子40上に結像される。この固体撮像素子40の出力信
号は、ドライバ51を介して、ゲート回路52に入力され
る。このゲート回路52は、第２図に示すように、固体撮
像素子40上に結像されたイメージガイド全体像56の中
に、測距範囲57を限定，設定する。ところで、前記イメ
ージガイド24を構成する各ファイバ素線の太さは略一定
であり、また、固体撮像素子40の１画素に比べてかなり
大きいので、イメージガイド24のエッジの映像信号は低
い周波数で狭い周波数範囲内に限定される。従って、第
３図に示すように、前記ゲート回路52の出力信号は、前
記測距範囲57内におけるイメージガイド24の各ファイ素
線像58のピッチに対応した特定周波数成分を有する。こ
の特定周波数成分が、バンドパスフィルタ53によって抽
出される。このバンドパスフィルタ53によって抽出され
た特定周波数成分は、比較器54に入力され、所定値と比
較され、これにより、合焦判断が為される。この比較器
54の出力に基づいて、駆動回路55、モータ46,47,ウォー
ム48,49、ラック44,45を介して、結像レンズ38と固体撮
像素子40の少なくとも一方が光軸方向に移動され、最適
な焦点位置に固定される。

このように、本実施例では、固体撮像素子40の出力信
号から、イメージガイド24の端面を検出し、この端面の
位置に応じて、結像レンズ38と固体撮像素子40の少なく
とも一方を光軸方向に移動して自動的に焦点調整を行っ
ている。従って、本実施例によれは、細かい手動調整や
高い機械精度を必要とせずに、焦点調整を容易に、精度
良く行うことができる。

また、イメージガイド24の端面位置に基づいて焦点調
整を行うので、内視鏡の種類によらず、精度良く焦点調
整を行うことができる。

また、前述のように、イメージガイド24を構成する各
ファイバ素線の太さは略一定で、固体撮像素子40の１画
素に比べてかなり大きいので、イメージガイド24のエッ
ジの映像信号は低い周波数で狭い周波数範囲内に限定さ
れる。このことによって、イメージガイド像の抽出は、
比較的簡単なパンドパスフィルタ等の回路に実現でき、
容易に測距が可能となる。

一般に、イメージガイド24の各ファイバ素線の太さ
は、内視鏡の種類によって異なり、固体撮像素子40上に
投影されるイメージガイド像は、空間周波数で３倍以上
の幅を持っている。このことにより、各内視鏡のファイ
バ素線の太さによる空間周波数に合わせた通過帯域を持
つバンドパスフィルタ53を切り換えて使用することによ
って、より正確な合焦を得ることができる。また、イメ
ージガイド24のバンドル径も内視鏡によって異なるた
め、測距範囲57の大きさも、ゲート回路52のゲート時間
を切り換えて、各内視鏡に合わせることによって、より
正確な合焦を得ることができる。

尚、結像レンズ38と固体撮像素子40の一方のみを光軸
方向に移動することによって焦点調整するようにしても
良い。

第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係り、第５
図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第６図は第２実
施例の変形例におけるイメージガイドの接続部を示す説
明図である。

本実施例における合焦装置60では、結像レンズ38及び
固体撮像素子40は、レンズ筐体61によって保持され、互
いの位置関係が一義的に決められている。前記レンズ筐
体61は、レール62,62に沿って、光軸方向に移動可能に
なっている。前記レンズ筐体61の側部には、移動手段と
してのラックが取り付けられ、このラック63には、駆動
装置としてのモータ64の駆動軸に取り付けられたウォー
ム65が噛合している。そして、モータ64を回転させるこ
とにより、レンズ筐体61と共に、結像レンズ38及び固体
撮像素子40を、光軸方向に移動できるようになってい
る。

また、ビデオプロセッサ２内には、イメージガイドコ
ネクタ受け36に接続されるイメージガイド24の出射端部
の側方には、このイメージガイド24の出射端部を挟ん
で、投光装置67と受光素子68が配設されている。そし
て、前記投光装置67から出射される光は、イメージガイ
ド24の出射端部を横切り、この出射端部によって一部が
遮られて、受光素子68に至るようになっている。前記投
光装置67は、電源69によって駆動され、この電源69は、
タイマ70によってオン／オフが制御されるようになって
いる。また、前記受光素子68は、ラインセンサ等の位置
検出素子であり、この受光素子67の出力は、ドライバ71
を介して比較器72に入力され、この比較器72の出力は、
前記モータ64を駆動する駆動回路73に入力されるように
なっている。

その他の構成は、第１実施例と同様である。

次に本実施例の作用について説明する。

イメージガイド24の出射端部が、投光装置67から出射
される光を横切ると、受光素子68によってイメージガイ
ド24の出射端部の位置が検出される。この受光素子68の
検出出力は、比較器72にて、予め決められた値と比較さ
れ、この値と受光素子68の検出出力の差に応じた信号
が、駆動回路73に入力される。そして、この駆動回路73
は、前記比較器72からの信号に基づいて、モータ64を駆
動する。これによって、レンズ筐体61は、結像レンズ38
によって固体撮像素子40に投影されるイメージガイド像
が合焦となる位置に移動される。

尚、投光装置67から出射される光は、かぶり等の原因
となるので、タイマ70によって、予め決められた時間が
経過すると、自動的に消えるようにする。

このように本実施例によれば、受光素子68からの位置
信号のみで、レンズ筐体61を移動させるようにしたの
で、回路構成が簡単になる。

その他の作用及び効果は、第１実施例と同様である。

また、第６図に示す変形例では、ビデオプロセッサ30
のイメージガイドコネクタ受け36に、イメージガイドコ
ネクタ16接続時のみオンとなる押しボタンスイッチ等の
スイッチ75を設けている。また、前記合焦装置60に対す
る電源供給路中にスイッチ77を設け、前記スイッチ75の
出力は、前記スイッチ77のオン／オフを制御するスイッ
チコントローラ76に入力されるようになっている。そし
て、前記スイッチ75がオンのときには、スイッチコント
ローラ76によってスイッチ77がオン（閉）となり、前記
スイッチ75がオフのときには、スイッチコントローラ76
によってスイッチ77がオフ（開）となるようになってい
る。従って、この変形例によれば、イメージガイド24が
接続されたときのみ、合焦装置60の電源が入る。

第７図は本発明の第３実施例の内視鏡装置の主要部を
示す説明図である。

本実施例では、イメージガイド24出射端部の外周部
に、Ｃリング等の固定部材81が取付けられている。一
方、前記イメージガイド24出射端部が挿入されるイメー
ジガイドコネクタ受け36には、前記固定部材81が嵌入す
る凹部82が形成されている。従って、前記イメージガイ
ド24出射端部は、イメージガイドコネクタ受け36に挿入
すると、前記固定部材81と凹部82との嵌合によって固定
され、所定以上の力を加えないと抜けないようになって
いる。

また、結像レンズ38及び固体撮像素子40は、光学系筐
体83によって保持され、互いの位置関係が一義的に決め
られている。前記光学系筐体83のイメージガイド24側の
端部84は、前記イメージガイド24の出射端面に当接する
ようになっていると共に、この端部84には、イメージガ
イド24からの光を通す開口部84aが形成されている。
尚、前記結像レンズ38,固体撮像素子40及び端部84の位
置は、前記端部84にイメージガイド24出射端面が密着し
た状態で、固体撮像素子40に投影されるイメージガイド
像が合焦となるような位置に設定されている。前記光学
系筐体83は、レール85,85に沿って、光軸方向に移動可
能になっている。前記光学系筐体83は、ソレノイド等の
移動手段86によって光軸方向に移動されるようになって
いる。

また、イメージガイドコネクタ受け36に、イメージガ
イドコネクタ16接続時のみオンとなる押しボタンスイッ
チ等のスイッチ88が設けられている。このスイッチ88の
出力は、前記移動手段86を駆動する駆動回路89に入力さ
れるようになっている。この駆動回路89は、前記スイッ
チ88が閉じた場合、移動手段86を駆動して、前記光学系
筐体83を、イメージガイド24出射端部側へ移動させるよ
うになっている。

本実施例では、イメージガイド24をイメージガイドコ
ネクタ受け36に挿入すると、スイッチ88が閉じ、移動手
段86によって、光学系筐体83は、イメージガイド24出射
端部側へ移動される。これにより、イメージガイド24出
射端面は、光学系筐体83の開口部84aを有する端部84に
密着し、結像レンズ38によって固体撮像素子40に投影さ
れるイメージガイド像が合焦となるように、イメージガ
イド24出射端面，結像レンズ38及び固体撮像素子40の位
置関係が定められ、イメージガイド像が固体撮像素子40
上に結像される。

このように本実施例によれば、イメージガイド24の出
射端面の位置を検出する検出器等が不要であり、簡単な
構造で、固体撮像素子40に投影されるイメージガイド像
が合焦となるように自動的に焦点調整される。

その他の構成，作用及び効果は、第１実施例と同様で
ある。

第８図は本発明の第４実施例の内視鏡装置の主要部を
示す説明図である。

本実施例では、第３実施例と同様に、イメージガイド
24出射端部の外周部に、Ｃリング等の固定部材81が取付
けられ、このイメージガイド24出射端部が挿入されるイ
メージガイドコネクタ受け36には、前記固定部材81が嵌
入する凹部82が形成されている。また、結像レンズ38及
び固体撮像素子40は、光学系筐体83によって保持され、
互いの位置関係が一義的に決められている。前気光学系
筐体83のイメージガイド24側の端部84は、前記イメージ
ガイド24の出射端面に当接するようになっていると共
に、この端部84には、イメージガイド24からの光を通す
開口部84aが形成されている。前記光学系筐体83は、レ
ール85,85に沿って、光軸方向に移動可能になってい
る。また、前記光学系筐体83は、ばね等の弾性部材91,9
1によって、外装30aに接続され、この弾性部材91,91に
よって、イメージガイド24出射端側に付勢されている。

本実施例では、イメージガイド24をイメージガイドコ
ネクタ受け36に挿入すると、イメージガイド24出射端面
は、光学系筐体83の開口部84aを有する端部84に密着
し、結像レンズ38によって固体撮像素子40に投影される
イメージガイド像が合焦となるように、イメージガイド
24出射端面，結像レンズ38及び固体撮像素子40の位置関
係が定められ、イメージガイド像が固体撮像素子40上に
結像される。

このように本実施例によれば、イメージガイド24の出
射端面の位置を検出する検出器等が不要であり、第３実
施例よりも更に簡単な構造で、固体撮像素子40に投影さ
れるイメージガイド像が合焦となるように自動的に焦点
調整される。

第９図ないし第11図は本発明の第５実施例に係り、第
９図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第10図及び第
11図はそれぞれ非合焦状態における内視鏡装置の主要部
を示す説明図である。

本実施例では、イメージガイド24の端面位置の検出手
段として、三角測距法を用いた自動合焦装置の例を示
す。

第９図に示すように、固体撮像素子40と結像レンズ38
は、光学筐体101に固定され、この光学筐体101は、撮像
光学系の光軸方向にアクチュエータ102によって移動可
能となっている。また、イメージガイド24の端面位置の
検出手段として、投光手段103と受光手段104が設けら
れ、これらは、それぞれの基線軸103a,104aがイメージ
ガイド24の光軸方向に向き、且つ、イメージガイド24が
挿入されたとき、投光手段103より出射された光が前記
イメージガイド24端面で反射されて受光手段104に入射
する角度を持つように、前記光学筐体101に固定されて
いる。

前記受光手段104の出力は、差動アンプ105に入力さ
れ、この差動アンプ105の出力により、アクチュエータ
ドライバ106にて前記アクチュエータ102が駆動されるよ
うになっている。

その他の構成は、第１実施例と同様である。

次に、第９図ないし第11図を参照して、本実施例の作
用について説明する。

第９図において、イメージガイド24がイメージガイド
コネクタ受け36に挿入されたとき、イメージガイド24の
端面と光学筐体101の前端面との距離がｄのとき、イメ
ージガイド24像は固体撮像素子40上に合焦像が結像され
る。このとき、投光手段103からの出射光はイメージガ
イド24端面で反射し、受光手段104上の中央位置Ｐ点に
投光される、前記受光手段104は、センサ部分が２分割
センサ等で構成され、このセンサの各出力が差動アンプ
105に入力される。Ｐ点に投光された場合、２分割セン
サの各出力l,mは等しく、差動アンプ105の出力は、零と
なり、アクチュエータドライバ106の出力は、アクチュ
エータ102を停止させる状態となる。

いま、第10図に示すように、イメージガイド24の端面
位置が、光学筐体101の前端面との距離d₁（d₁＞ｄ）の
位置にあるとき、投光手段103の出射光は、イメージガ
イド24端面で反射して、受光手段104上のＱ点の位置に
投光される。このとき、受光手段104の各センサの出力
は、ｌ＞ｍとなり、差動アンプ105より負の出力がなさ
れる。この出力を受けて、アクチュエータドライバ106
は、アクチュエータ102を動作させ、光学筐体101を図の
方向へ移動させる。この移動により、受光手段104上
の投光位置は、Ｑ点よりＰ点側へ移動し、Ｐ点に達した
とき、差動アンプ105の出力は零となり、アクチュエー
タ102は停止する。

次に、第11図に示すように、イメージガイド24の端面
位置が、光学筐体101の前端面との距離d₂（d₂＜ｄ）の
位置にあるときは、第10図の場合と逆に、投光手段103
の出射光は、受光手段104上のＲ点の位置に投光され
る。これによって、受光手段104の出力は、ｍ＞ｌとな
り、差動アンプ105からは正の出力がなされる。これに
より、光学筐体101は、図の方向へ移動し、受光手段1
04上の投光位置がＰ点へに達したときアクチュエータ10
2が停止する。

このように、本実施例によれば、広く知られている三
角測距法を用いることにより、容易に合焦像を得ること
ができる。

尚、本発明では、三角測距法のみならず、一般に知ら
れている自動合焦装置の応用も、もちろん可能である。

尚、イメージガイド24像が固体撮像素子24上に結像す
ると、合焦時にモアレを生ずるが、本発明の全実施例に
おいて、合焦時に水晶フィルタ等の光学ローパスフィル
タを撮像光学系の光軸に挿入することによって、モアレ
を消すことができる。次に、本発明の第６実施例とし
て、前記第５実施例にモアレ除去フィルタを適用した例
を示す。

第12図は本発明の第６実施例における内視鏡装置の主
要部を示す説明図である。

本実施例では、差動アンプ105の出力は、アクチュエ
ータドライバ106に入力されると共に、２閾値比較器107
に入力される。前記２閾値比較器107の出力により、フ
ィルタドライバ108がフィルタアクチュエータ109を動作
させ、水晶フィルタ110を撮像光学系の光軸に挿脱す
る。合焦時、差動アンプ105の出力は、零もしくは零に
近い値となるが、この時の出力範囲は、レンズ系の許容
錯乱円に収まる合焦の範囲内となる。この差動アンプ10
5の出力が合焦時出力の上限値と下限値の範囲内に入っ
たとき、前記上限値と下限値を基準電圧とする２閾値比
較器107より合焦信号が出力され、この合焦信号によ
り、フィルタドライバ108が動作状態となり、フィルタ
アクチュエータ109により水晶フィルタ110が撮像光学系
の光軸に挿入される。

以上の動作により、合焦時のモアレを除去することが
できる。

また、結像レンズ38,固体撮像素子40の光学的位置
を、意図的に合焦位置よりわずかにずらした位置に設定
することによっても、上述の場合と同様にモアレを消す
ことができる。

その他の構成，作用及び効果は、第５実施例と同様で
ある。

第16図は本発明の第７実施例における内視鏡装置の主
要部を示す説明図である。

本実施例は、第１実施例と略同様の構成であるが、別
体の信号処理装置130と光源装置122とを備えている。前
記信号処理装置130、撮像部131と、信号処理回路42とを
備え、内視鏡11のイメージガイドコネクタ16が接続され
るようになっている。前記撮像部131は、イメージガイ
ド24によって伝達された内視鏡像を撮像する固体撮像素
子40と、この固体撮像素子40上に内視鏡像を結像させる
結像レンズ38と、前記結像レンズ38と固体撮像素子40の
少なくとも一方を光軸方向に移動させて内視鏡像を固体
撮像素子40上に合焦させる合焦装置41とを備えている。
前記固体撮像素子40の出力信号は、信号処理回路42によ
って映像信号に変換されて、モニタ31やVTR123等に出力
される。

また、前記光源装置122は、ランプ33と集光レンズ34
とを備え、内視鏡11のライドガイドコネクタ15が接続さ
れるようになっている。

本実施例によれば、従来の外付けテレビカメラを用い
た内視鏡装置のようにケーブルによって接続され離れて
いた撮像手段と信号処理回路42とを、一体とすることに
よって、ケーブルによるロス，ノイズの飛び込み等を軽
減することができ、より良い像を得ることができる。

尚、本発明において、内視鏡11に接続される撮像手
段，信号処理回路，光源装置等の構成は、第１実施例ま
たは第７実施例に示す構成に限定されず、例えば第14図
または第15図に示す構成でも良い。

第14図に示す内視鏡装置は、光源装置122内に撮像部1
31を設け、この光源装置122と、信号処理回路42を有す
る信号処理装置130とを別体にしたものである。

第15図に示す内視鏡装置は、撮像部131,光源装置122,
信号処理装置130を、全て別体にしたものである。

ところで、本発明において、撮影手段としては、写真
撮影するスチールカメラでも良く、その例を次の第８実
施例として示す。

第16図は本発明の第８実施例における内視鏡装置の主
要部を示す説明図である。

本実施例では、イメージガイドコネクタ16は、スチー
ルカメラ141に接続される。このスチールカメラ141は、
結像レンズ38と、この結像レンズ38によって結像される
内視鏡像を写真とて記録するフィルム142と、前記結像
レンズ38を光軸方向に移動させて内視鏡像を前記フィル
ム142上に合焦させる合焦装置144とを備えている。

本実施例では、イメージガイド24の出射端面の像は、
結像レンズ38によってフィルム142上に結像され、この
フィルム142に記録される。また、合焦装置144によっ
て、イメージガイド24の端面の位置に応じて焦点調整が
行われる。

尚、前記合焦装置144に用いる焦点調整手段として
は、第２ないし第５実施例における焦点調整手段を適用
することができる。

また、前記スチールカメラ141は、第１ないし第７実
施例における撮像手段と交換して、内視鏡や内視鏡本体
に接続することもできる。

ところで、第17図（ａ），（ｂ）に示すように、撮影
手段に接続される内視鏡のイメージガイドコネクタ16に
おけるイメージガイド口金部150は、口金151内にイメー
ジガイド24が挿通されて構成されているが、第17図
（ａ）に示すように、先端部にイメージガイド24を保護
するカバーガラス152が設けられたものや、第17図
（ｂ）に示すように、カバーガラスがないものがあり、
これ以外にもカバーガラス部にレンズが組み込まれいる
もの等があり、その構造により、口金端面とイメージガ
イド像面位置の異なるものがある。

第17図（ｂ）に示すようなタイプでは、口金151の端
面位置を検出して焦点調整を行うことができるが、第17
図（ｂ）に示すようなタイプでは、口金151の端面位置
を検出して焦点調整を行ったのでは合焦を得ることがで
きない。そこで、以下の第11ないし第13実施例で、第17
図（ａ）のタイプでも合焦が得られるようにした例を示
す。

第18図は本発明の第９実施例における内視鏡装置の主
要部を示す説明図である。

本実施例におけるイメージガイド口金部150では、口
金151の外周部に、この口金151先端よりイメージガイド
像面位置まで、イメージガイド像面位置の面が平らにな
るように切り欠き154を設けている。結像レンズ38と固
体撮像素子40は、光学筐体101に固定されている。ま
た、三角測距用の投光手段103及び受光手段104が、前記
切り欠き154の後端面に対向するように配置され、この
投光手段103及び受光手段104は、前記光学筐体101に取
り付けられている。そして、前記受光手段104の出力に
基づいて、焦点調整装置156によって、前記光学筐体101
を光軸方向に移動させて自動的に焦点調整を行うように
なっている。尚、前記焦点調整装置156は、第９図にお
ける差動アンプ105,アクチュエータドライバ106,アクチ
ュエータ102で構成されている。

本実施例では、三角測距により、口金151に設けられ
た切り欠き154の後端面位置を検出することにより、イ
メージガイド像面位置を検出して、この位置に基づいて
焦点調整を行う。

第19図ないし第21図は本発明の第10実施例に係り、第
19図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第20図及び第
21図はそれぞれ非合焦状態における口金とフォトリフレ
クタの位置を示す説明図である。

本実施例におけるイメージガイド口金部150では、口
金151の外周部に、イメージガイド像面位置を境にし
て、先端側に反射面161、基部側に非反射面162を設けて
いる。また、前記イメージガイド口金部150挿入時のイ
メージガイド像面位置近傍に、前記口金151に対向する
ように２つのフォトリフレクタ164a,164b設けている。
尚、前記フォトリフレクタ164a,164bは、それぞれ、光
を出射し口金151で反射して戻ってきた光を受光して、
口金151の反射率に応じて、受光量が大きい場合はオ
ン，受光量が小さい場合はオフの信号を出力するように
なっている。

いま、第19図に示すように、合焦時は、フォトリフレ
クタ164aはオン，フォトリフレクタ164bはオフとなるよ
うに、結像レンズ38あるいは固体撮像素子40の位置を設
定する。すると、第20図に示すように、イメージガイド
像面が合焦位置より近い方にずれている場合は、フォト
リフレクタ164a,164bともオフ、第21図に示すように、
イメージガイド像面が合焦位置より遠い方にずれている
場合は、フォトリフレクタ164a,164bともオンとなり、
合焦位置に対してどちらにずれているか判別することが
できる。この判別信号に基づいて、焦点調整装置166に
より、結像レンズ38と固体撮像素子40の少なくとも一方
を移動せさることにより、合焦が得られる。

第22図は本発明の第11実施例における内視鏡装置の主
要部を示す説明図である。

本実施例におけるイメージガイド口金部150では、第
９実施例と同様に、口金151の外周部に、この口金151先
端よりイメージガイド像面位置まで、イメージガイド像
面位置の面が平らになるように切り欠き154を設けてい
る。結像レンズ38と固体撮像素子40は、第８図に示すも
のと同様の光学系筐体83に固定されている。この光学系
筐体83は、ばね等の弾性部材91,91によって、外装30aに
接続され、この弾性部材91,91によって、イメージガイ
ド口金部150側に付勢されている。また、前記光学系筐
体83の端部84は、前記切り欠き154の後端面に当接する
ようになっている。

本実施例では、光学系筐体83の端部が切り欠き154の
後端面に当接した状態で、合焦状態となる。

その他の構成，作用及び効果は、第４実施例と同様で
ある。

このように、第９ないし第11実施例によれば、イメー
ジガイド像面位置を基準位置として焦点調整を行うの
で、内視鏡によってイメージガイド口金部150の口金151
端面とイメージガイド像面とが異なっていても、合焦さ
せることができる。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、
撮影手段側に設けられるイメージガイドコネクタ受けを
光軸方向に移動させて、イメージガイド像面位置を光軸
方向に移動せさることにより、焦点調整を行うようにし
ても良い。

また、像伝達手段は、ファイババンドルよりなるイメ
ージガイドに限らず、自己集束性光導体（商品名セルフ
ォック）やリレーレンズでも良い。前記自己集束性光導
体で出射端面に結像するものについては、第１実施例を
除く名実施例を適用することができる。また、自己集束
性光導体やリレーレンズで出射端面位置と結像位置が異
なるものについては、第９ないし第11実施例のように、
内視鏡側に、結像位置に合わせた基準位置を設けること
により、焦点調整が可能となる。

また、本発明は、自動的に焦点調整を行うものに限定
されず、例えば、内視鏡本体側の基準位置を検出して、
この基準位置の情報に基づいて、使用者が手動にて焦点
調整を行うものも含む。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、内視鏡本体に着
脱自在に接続される撮影手段に焦点調整手段を設けたの
で、像伝達手段によって伝達された内視鏡像を撮影で
き、且つ、焦点調整を容易に、精度良く行うことができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第２図は固体撮
像素子に結像されるイメージガイド像を示す説明図、第
３図はイメージガイド像中の測距範囲を示す説明図、第
４図は内視鏡装置の全体の構成を示す説明図、第５図及
び第６図は本発明の第２実施例に係り、第５図は内視鏡
装置の主要部を示す説明図、第６図は第２実施例の変形
例におけるイメージガイドの接続部を示す説明図、第７
図は本発明の第３実施例の内視鏡装置の主要部を示す説
明図、第８図は本発明の第４実施例の内視鏡装置の主要
部を示す説明図、第９図ないし第11図は本発明の第５実
施例に係り、第９図は内視鏡装置の主要部を示す説明
図、第10図及び第11図はそれぞれ非合焦状態における内
視鏡装置の主要部を示す説明図、第12図は本発明の第６
実施例における内視鏡装置の主要部を示す説明図、第13
図は本発明の第７実施例における内視鏡装置の主要部を
示す説明図、第14図及び第15図は第７実施例の変形例を
示す説明図、第16図は本発明の第８実施例における内視
鏡装置の主要部を示す説明図、第17図（ａ），（ｂ）は
内視鏡のイメージガイド口金部を示す説明図、第18図は
本発明の第９実施例における内視鏡装置の主要部を示す
説明図、第19図ないし第21図は本発明の第10実施例に係
り、第19図は内視鏡装置の主要部を示す説明図、第20図
及び第21図はそれぞれ非合焦状態における口金とフォト
リフレクタの位置を示す説明図、第22図は本発明の第11
実施例における内視鏡装置の主要部を示す説明図、第23
図は固体撮像素子にてイメージガイド像を撮像する手段
の一例を示す説明図、第24図は固体撮像素子にてイメー
ジガイド像を撮像する手段の他の例を示す説明図であ
る。 11……内視鏡、24……イメージガイド 30……ビデオプロセッサ 31……モニタ、38……結像レンズ 40……固体撮像素子、41……合焦装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡像を伝達すると共に、その出射端面
から該内視鏡像を出射する像伝達手段と、前記像伝達手段を着脱自在に保持する保持手段と、前記像伝達手段にて伝達された内視鏡像を撮像する撮像
素子と、前記像伝達手段の前記出射端面から出射される前記内視
鏡像を前記撮像素子の撮像面に結像する結像手段と、前記像伝達手段の前記出射端面の位置を検出する位置検
出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づき、前記撮像素子の
撮像面と前記内視鏡像の焦点位置との間の相対的な位置
関係を調節する調節手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。