JPH0213284B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内視鏡に係り、特に面板状イメージ
センサを撮像素子としてその先端部に配置した内
視鏡に関するものである。

いわゆる光学繊維束をイメージガイドとした内
視鏡の他に、微小受光体をマトリクス配列したも
のでCCDで代表される電荷転送素子を組み合わ
せた面板状のイメージセンサを利用するTV内視
鏡が提案されている。このようなTV内視鏡で
は、イメージガイドフアイバーを用いた従来から
の内視鏡に比較して耐久性があること、映像出力
としての電気信号に種々の処理ができること、コ
スト的有利性などの点で優れ、実用化が検討され
ている。

ところで、TV内視鏡の先端撮像素子として用
いられる面板状イメージセンサは、最近その製造
技術、集積度の向上から、かなり小型化されてき
ているが、内視鏡に適用するには未だ充分とは言
えない。というのは周知のように内視鏡外径寸法
は体腔内挿入のため細径にしなくてはならず、例
えば胃鏡では外径10mm程度あるいはそれ以下が望
ましいとされている。さらに、提供されるイメー
ジセンサのサイズが満足できる程度に小型化され
たとしても、一方では解像度の向上、すなわちイ
メージセンサ上の絵素数をふやしたいという要求
も生じ、これは多かれ少なかれイメージセンサの
サイズを増加させる方向に働く。

このような背景のもとでは、いわゆるTV内視
鏡を構成するうえで、内視鏡先端部構造、特にイ
メージセンサあるいはこれに光学像を結像させる
ための対物光学系をスペース的にいかに効率的に
配置するかということは重要なポイントとなつて
くる。これまで提案されてきている先端部形態の
代表的なものとしては、直視型内視鏡では、内視
鏡の長手方向（挿入方向）に対して直交する面に
合わせて面板状イメージセンサを配置し、直視対
物光学系からの光学像をそのままこれに結像させ
るもの、あるいは側視型内視鏡ではイメージセン
サを内視鏡長手方向に沿いしかも内視鏡の一側壁
面に寄せて配置させ、側視対物光学系からの光学
像をこれに結像させるものが知られている。しか
しながら、上述した従来タイプの先端部構造は、
現実的なイメージセンサを組み込もうとすると、
非常に無理がある。というのは、前者において
は、先端部横断面を考えるとその面内におけるイ
メージセンサ面板の占有領域が大部分となり、内
視鏡に必要とされる他の部材、例えばライトガイ
ドチヤンネル、鉗子チヤンネル、送気送水チヤン
ネルを設けることが非常に困難となる。他方後者
においては、イメージセンサ面板が内視鏡の一側
に寄せられ、他側に設けられた側視対物光学系か
らの光学像をこれに結像させる関係から、やはり
先端部横断面を考えてみると、側視対物光学系の
占有領域が大部分となり、しかも断面円形に近い
形状が好ましいとされる内視鏡の一側壁に接近し
てイメージセンサ面板が置かれるため、その断面
形状もかなりの変形が予想されることになる。

更に、イメージセンサを用いたTV内視鏡で
は、対物光学系で得られる光学像とイメージセン
サの走査方向との関係が問題となる。というの
は、イメージセンサの走査方向によつてモニタテ
レビ等の表示画面に表示される像が正立像となら
ず90゜倒れた像として表示される場合がある。こ
れを正立像に戻す為には電気的に処理する回路を
付加しなければならない欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、内視鏡の挿入部先端を太くしないで面板状
イメージセンサを配置でき、特別な電気的処理回
路を必要とせずに表示画面上に正立像が得られる
内視鏡を提案することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、面板状をイメージセンサを内視鏡長
手方向の中心軸を含む面上に配置すると共に、対
物光学系で得られた光学像に対して面板状イメー
ジセンサを正立像が得られるような方向に向けて
配置したことを特徴としている。

〔実施例〕

以下、添付図面に従つて本発明に係る内視鏡の
好ましい実施例を詳説する。

第１図、第２図は本発明を側視型内視鏡に適用
した一例を、それぞれ先端部側断面図、第１図上
―線断面図として示したものである。図に示
すように内視鏡挿入部の先端部１０には基板１１
に取付けられた面板状イメージセンサ１２が配置
される。面板状イメージセンサ１２は、内視鏡長
手方向の中心軸（第１図上Ｘ―Ｘ線及び第２図Ｘ
１―Ｘ１線）を含む面の近傍に沿つて配置され、
内視鏡の外径を有効に利用できるように考慮され
ている。第２図に示すように先端部１０は面板状
イメージセンサ１２によつて右側空間部と左側空
間部とに仕切られ、右側空間部には比較的スペー
スを要する対物光学系１４、また左側空間部には
鉗子チヤンネル１６が配置されている。更に右側
空間部で対物光学系１４の上部には送気送水用チ
ヤンネル１８が配置され、また対物光学系１４の
下方にはライトガイド２０が配置されている。ラ
イトガイド２０は光学繊維束から構成され、その
先端部が第１図上に示すようにＬ字状に折り曲げ
られ、光拡散用レンズ２２によつて光源から送ら
れた光を拡散するようになつている。また送気送
水チヤンネル１８の開口部２４は第１図に示すよ
うに先端部１０の段部２６に開口し、対物光学系
１４の前面並びに拡散用レンズ２２のレンズ面を
洗浄し易い位置に配置されている。

次に第３図を中心に対物光学系１４と面板状イ
メージセンサ１２との構造並びに配置について説
明する。先ず対物光学系１４は視野を拡げるため
の凹レンズからなる第１レンズ２８、側視用第１
プリズム３０、結像レンズ群３２、光路変換用第
２プリズム３４から構成される。このように構成
された対物光学系１４の像の反転について説明す
ると、第１レンズ２８は視野を拡げるためのレン
ズであり像の方向は変らず、第４図Ａで示した像
がプリズム３０に入射する。第１プリズム３０を
通過すると光学像は上下方向が反転するが、左右
方向は反転せず、従つて第４図Ｂの如く光学像は
形成される。次に第１プリズム３０を通過した光
学像が結像レンズ群３２を通過すると光学像は上
下並びに左右方向が反転し、第４図Ｃで示すよう
になる。更に結像レンズ群３２を通過した光学像
は第２プリズム３４により光路を変換され、この
第２プリズム３４によつて左右方向が反転され第
４図Ｄで示すように元の第４図Ａと同様な観察位
置の方向になる。ここで面板状イメージセンサ１
２は水平走査方向Ｈが内視鏡挿入部の長手方向即
ち先端部１０の中心軸Ｘ―Ｘ線方向に配置され
る。これによりモニタテレビ等の表示画面に表示
される光学像は、第４図Ｄで示す観察位置の正立
像がそのまま表示されることになる。

なお、イメージセンサ１２をプリズム３０に接
合することにより防塵効果が得られるが、必ずし
も接合は必要ではなく、例えばこの間にレンズ、
マスクなどを介在させてもよい。さらにこのプリ
ズム３０の代わりにミラーを用いてもよく、また
光路の変換も90゜のみならず若干の幅は当然許容
できる。対物光学系２０を構成する各光学部品は
先端金具３６に直接、あるいは鏡枠３８を介して
先端金具３６に固定される。イメージセンサ１２
の図示しないリード線は基板１１に接続され、イ
メージセンサ１２の個々の微小受光体に接続され
ている。リード線は図示しないコントロールユニ
ツトの駆動回路からイメージセンサ１２に駆動信
号を送ると共に、イメージセンサ１２からの映像
信号をコントロールユニツトに送る。

以の如く構成された本発明に係る内視鏡の実施
例によればイメージセンサ１２のサイズとしてそ
の一辺が内視鏡先端部外径程度のものまで充分収
納できることはもとより、イメージセンサ１２を
挟んで対物光学系１４を設けていない側は、撮像
系とは無関係のスペースとして利用できることに
なり、従つてそのスペースには前述した形態で比
較的スペースをとる鉗子チヤンネル１６などが自
由に配置できることになる。

また前記実施例によれば、対物光学系１４に第
１プリズム３０と第２プリズム３４とを設け、被
写体の正立像が面板状イメージセンサ１２に入射
するようにし、更に面板状イメージセンサ１２の
水平走査方向Ｈを内視鏡挿入部の長手方向に配置
したので、モニタテレビ等の表示画面では被写体
像が倒れて写るようなことはなく、光学像の上下
方向並びに左右方向が反転せずに正立像を観察す
ることができる。

前記実施例では側視型内視鏡について説明した
のであるが、本発明は直視型内視鏡についても適
用できる。直視型内視鏡では第１図、第２図で示
した対物光学系１４の側視用第１プリズム３０が
不要となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る内視鏡によれ
ば、対物光学系で得られた光学像に対して面板状
イメージセンサを正立像が得られるような方向に
向けて配置したので、モニタテレビ等の表示画面
では正立像を観察することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内視鏡の実施例を直視型
内視鏡に適用した場合を示す側断面図、第２図は
第１図上で―線断面図、第３図は対物光学系
の分解斜視図、第４図は光学像の反転状態を示す
説明図である。 １０……内視鏡先端部、１２……イメージセン
サ、１４……対物光学系、３０……第１プリズ
ム、３２……結像レンズ群、３４……第２プリズ
ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端部に面板状イメージセンサを設け、対物
   光学系で得られた光学像を映像電気信号として出
   力する内視鏡において、前記面板状イメージセン
   サを内視鏡長手方向の中心軸を含む面上に配置す
   ると共に、対物光学系で得られた光学像に対して
   面板状イメージセンサを正立像が得られるような
   方向に向けて配置したことを特徴とする内視鏡。 ２ 対物光学系は、側視用第１プリズム、面板状
   イメージセンサ上に光学像を結像させる結像レン
   ズ系、光路変換用第２プリズムから構成され、面
   板状イメージセンサはその水平走査方向を内視鏡
   長手方向の中心軸方向に配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項の内視鏡。