JPH02181111A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶等の電気光学素子を利用した絞りと焦点調
節用レンズを観察光学系に組み込んだ内視鏡に関する。

［従来の技術］ 一般に、内視鏡によって観察する視野は体腔内等の暗い
所である。また、対物レンズから観察対象部位までの距
離は極端な近点から比較的長い遠点の場合まであり、こ
れが頻繁に起るのが通常の使用状況である。そして、近
距離の場合には内視鏡を通じて照射する照明光による観
察対象部位の照度か大幅に高まり、明る過ぎることが多
い。

逆に、観察対象部位が遠くなると、照明光による照度が
極端に落ち観察不能になることも多い。つまり、内視鏡
により観察しようとする場合、明るさとピントの状況は
通常の使用状態で大きく変わる。このピントや明るさの
設定を適切に行なうことはきわめて重要である反面、こ
れを行なうことは一般に困難であった。

従来、内視鏡の対物光学系に機械的な焦点調節レンズを
組み込んで最適な焦点距離での観察を行なおうとする方
式の内視鏡が知られている（例えば特開昭５０−１７５
０号公報を参照）。

しかし、この従来のものは焦点調節を機械的に行なう構
造のものであるため、その構造が機械的に複雑になると
ともに大形化してしまい、この不都合は内視鏡としては
重大な問題となっていた。

また、この焦点を調整する操作を手元側からのワイヤに
よる機械的で手による操作に頼るため、正確な追従性が
期待できない。さらに、術者がその操作を自分で行なう
ため、面倒であり、内視鏡の検査作業を繁雑にしていた
。

ところで、一般的なカメラに使用される光学レンズであ
るが、レンズに液晶を組み込み、その液晶を電気信号で
制御してその絞り口径を可変する光学レンズ（絞り）が
知られている（特開昭６２１５５２４号公報を参照）。

また、液晶フィルタを利用して構成した絞り装置も知ら
れている（特開昭５９−１０５６１３号公報を参照）。

しかし、これらはあくまでも一般的な光学系に利用され
る絞り装置であるにすぎず、上述した特殊な事情にある
内視鏡にはそのまま利用できない。

［課題を解決するだめの課題］ 仮に、このような液晶を利用した絞りを、仮に内視鏡の
対物光学系に組み込むとすれば、その簡略小形化が図れ
るか、上述したような内視鏡としての特殊な事情に適合
させるにはなんらかの工夫か必要である。

また、このような液晶光学素子を正常に作動させるため
には外部から適当な電圧や電流等の駆動信号を供給する
必要かある。しかし、万一、その駆動系に断線等の故障
か起り、液晶光学素子に対する通電か遮断すると、その
液晶光学素子は駆動しない。この場合、明るさにおいて
正常の観察状態を確保てきない。−１−述したように内
視鏡によって観察しようとする部位は体腔内等のように
通常の状態できわめて暗く、照明光か有効に届く範囲も
限られてしまうとともに、その観察対象部位に合せる明
るさが種々大きく変動するから、」１記故障によってそ
れ以後、充分に観察できない状況も起り得る。特に、生
体内臓器を観察する内視鏡検査にあっては安全を確保す
る必要性か高いから、それは大きな問題である。　この
ような事情は焦点距離を調節する場合にも同様なもので
ある。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは信号線の断線等により電気光学素子が正
常の機能を果せなくなったときにも、その電気光学素子
が広範囲な観察域が得られる状態に自動的に復帰して観
察できる状態を確保する安全性の高い内視鏡を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段および作用］上記課題を解
決するために本発明の内視鏡はその観察光学系に、駆動
信号を供給することにより小口径側になりその駆動信号
の供給が停止すると大口径側に自動的に復帰する電気光
学絞り素子と、駆動信号を供給することにより近焦点側
になりその駆動信号の供給が停止すると長焦点側に自動
的に復帰する電気光学レンズ素子とを組み込み、さらに
、上記観察光学系に入射する光の量を検出する光量検出
手段を設け、この光量検出手段の出力にもとづいて上記
電気光学絞り素子と電気光学レンズ素子に供給する駆動
信号のレベルを調節してその電気光学絞り素子と電気光
学レンズ素子の動作を制御する駆動回路を具備したもの
である。

しかして、内視鏡の観察光学系に入射する光の量を検出
する光量検出手段の出力に応じて駆動回路が駆動信号を
出すと、電気光学絞り素子はそれに応じて小口径側にシ
フトし、また、電気光学レンズ素子は近焦点側にシフト
する。これによって内視鏡が観察対象物から遠さかった
り、近づいたすしたときにも、その焦点がはけることな
く、かつ、過大光量によるハレーション等もなく、高倍
率で最適な観察をすることができる。そして、この動作
は自動的に行なわれ、内視鏡を取り扱う術者はその調節
作業をわざわざ行なう必要がない。

このため、種々の検査作業を行なう上、さらに加えて光
学系の調節作業を行なう必要かないから、内視鏡検査の
作業性が向上する。

また、電気光学絞り素子はこれに印加する電圧か駆動レ
ベルに達しないときにはその開口が広口径側に復帰し、
また、電気光学レンズ素子はこれに印加する電圧か駆動
レベルに達しないときには長焦点側にシフトする。した
かって、万一　その駆動系に断線等の故障が起り、各液
晶光学素子に対する通電が遮断しても、遠点部に合せて
広範囲の明るい視野として観察することができる。この
ため、上記異常な事態においても、内視鏡による観察を
確保でき、その使用上の安全性を確保する。

［実施例コ 第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示すもの
である。第１図は内視鏡装置（システム）の全体の構成
を概略的に示している。１は内視鏡であり、これは挿入
部２、操作手元部３、およびライトガイドケーブル４と
から内視鏡本体１ａを構成している。挿入部２における
先端部２ａの先端面部には観察光学系における対物光学
系の対物レンズ５と、照明用窓ガラス６とが設けられて
いる。対物レンズ５には後述する電気光学素子装置部２
４を介して光学繊維素子束からなるイメジガイド７の入
射先端面７ａが対向している。

このイメージガイド７は挿入部２および手元操作部３の
各内部を通じて手元操作部３の接眼部８に導かれている
。イメージガイド７の出射端面７ｂはその接眼部８の接
眼レンズ９に対向している。

また、照明用窓ガラス６には光学繊維素子束からなるラ
イトガイド１１の出射先端面１１ａが対向している。こ
のライトガイド１１は挿入部２、手元操作部３、ライト
ガイドケーブル４の各内部を通じてそのライトガイドケ
ーブル４の延出先端にあるコネクタ１２に達している。

コネクタ１２は電気光源装置］３に対して着脱自在に接
続される。そして、このコネクタ１２を電気光源装置１
３に接続した状態において、ライトガイド１１の入射端
面１１ｂは光源ランプ１４に対向する。

また、内視鏡１の接眼部８には内視鏡用カメラ１６が着
脱自在に装着され、内視鏡１による観察像を撮影できる
ようになっている。この内視鏡用カメラ１６の入射光路
途中には光分割手段としてのプリズム１７を設けるとと
もに、このプリズム１７の側方には後述する光量検出手
段としての受光素子１８を設置している。そして、プリ
ズム１７で分割された光をその受光素子１８に入射させ
るようになっている。受光素子１８で検出した出力は信
号線１９を通じて上述した電気光源装置１３に設けた駆
動回路２０に伝送される。なお、この信号線１９は手元
操作部３からライトガイドケブル４を通じて電気光源装
置１３まで導かれている。

一方、上記電気光学素子装置部２４は第２図で示すよう
に構成されている。すなわち、電気光学絞り素子として
の液晶絞り部２５と、この後方に位置して電気光学レン
ズ素子として液晶レンズ部２６とを組み込んで１つのユ
ニット体として構成するもので、この液晶絞り部２５と
液晶レンズ部２６の偏向板２７．２８は共用されている
。偏向板２７．２８はその各液晶部３１．３２の両者を
間にして最前端と最後端に設置されている。液晶絞り部
２５の液晶部３１の前後両面には図示しない配向膜と透
明電極３３ａ、３３ｂが配設され、その透明電極３３ａ
、３３ｂによってその液晶部３１に駆動電圧を印加する
ようになっている。３４はスペーサである。さらに、こ
の液晶絞り部２５における液晶部３］は第２図で示すよ
うに電圧が印加されない状態でその液晶分子３１ａの軸
方向が一方の透明電極３３ａから他方の透明電極３３ｂ
に行く間に９０度ねじれている。後端側の透明電極３３
ｂはその中央部分が欠けていて、この中央部分に対応す
る液晶分子３１ａに対する作用を行なわない。

また、液晶レンズ部２６の液晶部３２の前後両面にも図
示しない配向膜と透明電極３５ａ、３５ｂか配設され、
その透明電極３５ａ、３５ｂによってその液晶部３２に
駆動電圧を印加するようになっている。この液晶レンズ
部２６の液晶部３２はガラスなどの透明材料によって形
成されたレンズ部祠３６の球状の凹部３６ａ内に半球状
の形で配設されている。３７は上記透明電極３５ａ、３
５ｂ間に介在するスペーサである。

ところで、この液晶レンズ部２６における屈折力りはこ
のレンズ部分を構成する材料の屈折率をｎ、そのレンズ
部分の曲率半径をｒとすると、Ｄ＝（ｎ−１）／ｒ　　
となる。したがって、屈折率ｎを変化させることにより
、屈折力りを変化させることができる。

そこで、上記液晶レンズ部２６の液晶部３２はその複屈
折性を利用してその屈折率ｎを変化させるものである。

つまり、その液晶部３２に印加される電圧が高くなると
、その液晶分子３２ａかその誘電異方性のため、印加す
る電圧に従い、第３図で示すように傾むいていき、屈折
率ｎが小さくなるので、液晶レンズ部２６の焦点距離は
短焦点側に移動する。

上記構成において、偏向板２７．２８は」二記各液晶部
３１，３２、特に液晶絞り部２５の液晶部３１の液晶分
子３１ａの配向により最も遮光率が高まるように配置す
る。すなわち、前方の第１の偏向板２７は対物レンズ５
から入射した光の中である１方向の振幅をもつ光を吸収
し、この振幅方向に対して進行方向を軸として振幅方向
を９０度回転させた方向の光のみを透過するものとする
。

例えば紙面内で進行方向に垂直な方向をもつ光は透過し
、紙面に垂直な方向の振幅をもつ光は吸収するようなも
のとする。また、後方の第２の偏向板２８は紙面に垂直
な方向の振幅をもつ光のみを透過するようなものとする
。

なお、上記液晶絞り部２５と液晶レンズ部２６との間、
および液晶絞り部２５と偏向板２７との間にはそれぞれ
透明なガラス板３８．３９が密に介挿されている。また
、各部材間はそのか所に適合したシール材によってシー
ルされている。

そして、上記絞り絞り部２５はその透明電極３３ａ、３
３ｂに電圧を印加しない状態では第２図で示すようにそ
の液晶分子３１ａの配向状態は変わらない。つまり、各
偏向板２７．２８を光が透過する関係状態を維持する。

次に、透明電極３３ａ、３３ｂに電圧を印加した場合、
液晶分子３１ａの配向状態は第３図で示すように配向状
態が変わり、ホメオトロピクス配列となる。また、この
とき、後方の透明電極３３ｂはその中央が欠けているの
で、その中央部分での液晶分子３１ａには電圧が印加し
ないので、中央部分の液晶分子３１ａの状態は変わらな
い。したかつて、この中央部］　２ 分では」１記同様に光を透過する。しかし、周辺部分の
液晶分子３１ａは透明電極３３ａ、３３ｂて挟まれてい
るので、電圧を印加すると、配列が変化する。このため
、この周辺部分を透過する光は後方の偏向板２８を透過
てきない。つまり、全体としての透過光量が絞られるこ
とになる。

一方、液晶レンズ部２６はその透明電極３５ａ。

３５ｂに電圧を印加しない状態での液晶分子３２ａの配
向は第２図で示すような状態にあり、このときの焦点位
置は遠点側にある。そこで、透明電極３５ａ、３５ｂに
電圧を印加した場合には第３図で示すようにその液晶分
子３２ａの配向状態が変わり、その焦点位置は近距離側
にその印加する電圧の大きさに応じてシフトする。つま
り、透明電極３５ａ、３５ｂに印加する電圧に応じて焦
点位置がアナログ的にシフトする。

このように構成された電気光学素子装置部２４の液晶絞
り部２５と液晶レンズ部２６はそれぞれリード線４１．
４２を通じて電気光源装置１３に設けた駆動回路２０に
よって駆動されるようになっている。液晶の駆動方式に
は電圧による制御方式（液晶のしきい値電圧を境とする
大小の電圧で液晶の光学的特性を変えるもの）と、周波
数で制御する方式（高低の周波数の電圧を印加すること
により液晶の光学的特性を変えるもの）の２種類か考え
られる。

これを実現する駆動方式の概念的な１例を第４図を参照
して説明する。液晶絞り部２５の場合は対物レンズ５か
ら入射してくる光量に応じて、その光量を検出する光量
検出手段５１の出力を増幅する増幅手段５２が設けられ
る。この増幅手段５２て必要な信号レベルまで増幅され
た信号は比較手段５３に入力され、ここで、液晶絞り部
２５の開閉の２段階切換え判断を行なう制御手段５４に
現在の光量レベルの情報として伝達する。そして、制御
手段５４は与えられた光量レベルの情報により電圧制御
の場合には基準クロック発生手段５５の動作のオン／オ
フ、周波数制御の場合には基準クロック発生手段５５の
周波数の高／低を制御する信号を発生する。また、この
信号を受ける交番信号発生手段５６では容量性負荷とし
て見なされる電気光学素子装置部２４の液晶絞り部２５
に基準クロック発生手段５５のクロックを交番信号化し
て与える。

また、液晶レンズ部２６の場合は対物レンズ５から入射
してくる光量を検出する光量検出手段５１の出力を増幅
手段５２で必要な信号レベルまで増幅した信号を制御手
段５７に入力する。制御手段５７は現在の光量レベルに
応じて液晶レンズ部２６の焦点の長短を調節する制御信
号を交番信号発生手段５８に与える。交番信号発生手段
５８は電圧制御の場合には電圧を変え、周波数制御の場
合にはその周波数の高／低を変えて容量性負荷として見
なされる電気光学素子装置部２４の液晶レンズ部２６に
交番信号化して与える。

なお、」１記基準クロックは正弦波を発生させるもので
もよい。この場合には逆相波を作り、これをバッファア
ンプを通じて液晶絞り部２５や液晶レンズ部２６に供給
するようにする。また、一般に、液晶素子は温度か低い
と、それに応じて応答速度が低下する。そこで、温度特
性を改善するために、液晶駆動電圧または液晶駆動周波
数を可変とするとともに、その液晶の温度に対応した温
度を検出するセンサを組み込む。そして、温度が低い場
合、そのセンサによる検出信号によって応答速度が高ま
る側に液晶駆動電圧または液晶駆動周波数をシフトし、
温度補償を行なうようにするとよい。

次に、液晶駆動方式の具体的な回路例であって、周波数
で制御する方式のものを第５図にもとづいて説明する。

第５図において、受光素子１８は例えばフォトダイオー
ドにより構成され、この受光素子１８の検出信号は増幅
手段５２で所定のレベルまで増幅される。なお、増幅手
段５２には増幅用ＦＥＴか用いられるが、入力インピー
ダンスが高いオペアンプを利用してもよい。そして、こ
の増幅された信号は比較手段５３としてウィンドコンパ
レータを構成する第１のコンパレータ６１と第２のコン
パレータ６２の各非反転入力端子にそれぞれ入力する。

第１のコンパレータ６１の反転］６ 端子には第１の基準電圧Ｖ１が印加され、第２のコンパ
レータ６２の反転端子には第２の基準電圧Ｖ２が印加さ
れている。この場合、第１の基準電圧ｖ１と第２の基準
電圧Ｖ２との関係はＶｌくＶ２である。このような２つ
の比較電圧Ｖｌ、Ｖ２を持つため、後述するように電気
光学素子装置部２４における液晶絞り部３２の液晶状態
の切換え動作が頻繁に繰り返すことかなくなり、動作が
安定するようになる。

第１のコンパレータ６］の出力は制御手段５４のＤ型フ
リップフロップ回路６３のＤ入力端子とエクスクルシブ
ノアゲート６４の一方の入力端子に入力する。第２のコ
ンパレータ６２の出力はエクスクルシブノアゲート６４
の他方の入力端子に入力する。エクスクルシブノアゲー
ト６４の反転した出力信号はＤ型フリップフロップ回路
６３のクロック入力端子に入力する。

Ｄ型フリップフロップ回路６３の出力はエクスクルシブ
ノアゲ−１・６４の一方の入力端子に入力する。第２の
コンパレータ６２の出力はエフスフ］　フ ルシブノアゲート６４の他方の入力端子に入力する。エ
クスクルシブノアゲート６４の反転した出力信号はＤ型
フリップフロップ回路６３のクロック端子に入力する。

Ｄ型フリップフロップ回路６３の出力はオアゲート６５
の一方の入力端子に入力する。Ｄ型フリップフロップ回
路６３のクリア入力端子には所定の電圧Ｖｄか抵抗６６
を介して印加されており、また、この電圧Ｖｄは抵抗６
６およびノットゲート６７を介して上記オアゲート６５
の他方の入力端子に入力する。電圧Ｖｄ側は強制絞込み
用のマニュアルスイッチ６８を通じて接地されるように
なっている。マニュアルスイッチ６６は通常開放されて
おり、マニュアル操作により閉成したときに接地電位に
なり、これがクリア信号としてＤ形フリップフロップ６
３のクリア端子に入力されるとともに、ノットゲート６
７て反転されてオアケート６５に入力される。

オアゲート６５の出力は基準クロック発生手段５５とし
ての発振回路６７に入力するとともに、交番信号発生手
段５６としてのＪＫ型フリップフロッゾ６８のクリア入
力端子に入力する。オアゲト６５の出力が論理″１″に
なると、発振回路６７は動作し、所定周波数の信号を出
力する。ＪＫ型ラフリップフロップ６８これを受けて分
周し、Ｑ出力端およびＱ出力端に互いに逆相の交番（駆
動用）信号を出力し、これを電気光学素子装置部２４の
液晶絞り部２５の透明電極３３ａ、３３ｂ間に印加する
。

一方、増幅手段５２で所定のレベルまで増幅された受光
素子１８の検出信号は液晶レンズ部２６を制御するため
の制御手段５７としての制御発振回路７１に入力される
。この制御発振回路７１はその検出レベル（入力電圧レ
ベル）に応じて液晶レンズ部２６の焦点の長短を調節す
るために、その検出レベルに応じて高低が変わる信号を
交番信号発生手段５８としてのＪＫ型フリップフロップ
７２のクロック端子に入力する。ＪＫ型フリップフロッ
プ７２はこれを受けて分周し、Ｑ出力端およびＱ出力端
から互いに逆相の交番駆動信号を出力し、電気光学素子
装置部２４の液晶レンズ部２６の透明電極３５ａ、３５
ｂ間に印加する。

次に、Ｉ−記具体的な構成についての作用を説明する。

内視鏡１の挿入部２を体腔内に挿入し、電気光源装置］
３の光源ランプ］４からライトガイド１］を通じて照明
光を導入し、照明用窓ガラス６から被検体８１に向けて
照射すると、照明光はその被検体８１で反射し、対物光
学系の対物レンズ５から電気光学素子装置部２４に入射
する。この電気光学素子装置部２４に入射した光は後述
するように光学的作用を受けて透過し、イメージガイド
７の入射先端面７ａに結像する。そして、この光像はイ
メージガイド７を通じて導びかれ、接眼部８の接眼レン
ズ９を通じて内視鏡用カメラ１６に伝送される。術者は
そのカメラ１６により撮影するとともに、そのファイン
ダ１６ａを通じて観察することかできる。

一方、内視鏡用カメラ１６内に設けた受光素子］８では
これに導かれる光を光電変換し、内視鏡１の対物レンズ
５から入射する光量に対応した検出値を得る。この受光
素子１８による検出信号は増幅手段５２で所定のレベル
まで増幅された検出信号は第１のコンパレータ６１と第
２のコンパレタ６２において第１の基準電圧Ｖ、と第２
の基準電圧ｖ２とそれぞれ比較される。この各コンパレ
ータ６１，６２に入力する信号のレベルが第６図（ａ）
で示すような状態であるとする。

そこで、例えば被検体８１に接近して拡大した写真また
は観察を行なうような場合、被検体８１は非常に明るく
なり、ハレーションやコーストなどが発生して観察が困
難になりやすいが、このときには各コンパレータ６１，
６２への入力電圧が上昇する。そして、入力電圧がＶ、
を越えると、第１のコンパレータ６１の出力が論理“１
″となる。さらに、入力電圧がＶ２を越えると、その第
２のコンパレータ６２の出力が論理“１”となる。

この各コンパレータ６１，６２の出力を第６図（ｂ）（
Ｃ）で示す。また、各コンパレータ６１゜６２の出力を
受けてエクスクルシブノアゲート６４の出力は第６図（
ｄ）で示すようになり、その反転信号は第６図（ｅ）で
示すようになる。この信号の立」ユリでＤ型フリップフ
ロップ回路６３は第１のコンパレータ６］の出力をラッ
チする。こうして、オアゲート６５の出力が論理″］”
になると、発振回路６７が動作するとともに、ＪＫ型ラ
フリップフロップ６８セット状態となる。したがって、
ＪＫ型ラフリップフロップ６８Ｑ出力端およびＱ出力端
から互いに逆相の交番駆動信号を出力し、これが電気光
学素子装置部２４の液晶絞り部２５の透明電極３３ａ、
３３ｂに印加される。

つまり、液晶絞り部２５の透明電極３３ａ、３３ｂ間に
対し、見掛け」二倍の電圧を印加したと同じことになる
。これにより液晶絞り部２５は第３図で示すように絞り
込まれた状態になる。したがって、被検体８１の表面の
過大な明るさが解消される。

一方、これと同時に増幅手段５２で所定のレベルまで増
幅された受光素子１８の検出信号は液晶レンズ部２６の
焦点を制御するための制御発振回路７］に入力され、こ
の制御発振回路７１は発振回路７２の発振する周波数を
高める。こうして高周波および逆相の交番信号か、ＪＫ
型フリップフロップ７２のＱ出力端およびＱ出力端に生
じ、これが液晶レンズ部２６の透明電極３５ａ、３５ｂ
に印加される。したがって、液晶レンズ部２６の焦点の
近距離側にシフトするから、適切な焦点位置になる。つ
まり、被検体８１が近づいてもこれに焦点か自動的に合
う。

また、内視鏡１が被検体８１に接近した場合、液晶絞り
部２５による調光機能と絞り込み効果による被写体深度
の拡大、液晶レンズ部２６による焦点位置が短焦点側に
シフトするという複合的な効果によって近接状況におけ
る拡大観察を良好に行なえる。一方、広範囲の観察を行
なうために被検体８１から遠ざかると、受光素子１８に
入射する光量が低減するので、それに応じて液晶絞り部
２５か開放して明るさを高めるとともに、液晶レンズ部
２６は焦点位置が長短焦点側にシフトするという複合的
な効果によって明るさを確保しながら、広範囲の観察を
良好に行なえる状態を確保する。つまり、内視鏡１の特
殊の観察状況に適確に対応して良好な観察が行なえるの
である。

また、液晶絞り部２５および液晶レンズ部２６の透明電
極３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂに対して互いに逆相
の交番駆動信号を印加して駆動するから、低電圧で駆動
することができる。このため、従来の内視鏡カメラの電
源等を利用し、また、内視鏡１内にすべての回路を内蔵
することもできる。

ところで、−１−配向視鏡１を使用している途中におい
て、上記液晶絞り部２５の透明電極３３ａ。

３３ｂに駆動信号を供給するリード線４１．４２が断線
したり、他の通電系統が破損してその液晶絞り部２５の
透明電極３３ａ、３３ｂに駆動信号が供給できなくなる
ことが考えられる。このような異常事態において、上記
構成ではその透明電極３３ａ　　３３ｂに挟まれた間の
液晶分子３１ａは第２図の状態になる。つまり、液晶部
３１の全域を光か通るとともに、この通る光が前後の各
偏向板２７．２８を全て透過する関係状態に自動的に復
帰し、液晶絞り部２５は全開する。したがって、上記異
常事態でも観察像の明るさは確保され、観察不能に陥る
危険を回避できる。

また、これと同様なことが液晶レンズ部２６側に起った
場合にはその液晶レンズ部２６の焦点位置が遠点側に自
動的にシフトする。つまり、液晶レンズ部２６の透明電
極３５ａ、３５ｂに駆動信号を供給するリード線４１．
４２が断線したり、他の通電系統が破損してその液晶レ
ンズ部２５の透明電極３５ａ、３５ｂに駆動信号が供給
されなくなると、その透明電極３５ａ、３５ｂに挟まれ
た間の液晶分子３２ａは第２図の状態に自動的に復帰す
るから、その液晶レンズ部２６の焦点位置が遠点側に自
動的にシフトする。このように焦点位置が遠点側にシフ
トすることにより被検体８１に近接位置しか観察できな
い危険な事態を回避し、被検体８１から離れて広い範囲
を観察できるようにして安全を確保できる。

このように液晶絞り部２５や液晶レンズ部２６に対して
駆動信号が供給できなくなったり低減したりする異常な
事態が生じても、観察できる状態を自動的に確保できる
から、内視鏡１の挿入状態等を認識−〇き、使用上の安
全性を確保できる。

第７図は本発明の第２の実施例である。この実施例は電
子式の内視鏡コとしたもので、対物レンズ５に対向して
ＣＣＤなとからなる固体撮像素子８１を設置し、また、
対物レンズ５と固体撮像素子８１との間には」１記同様
の電気光学素子装置部２４か介挿されている。電気光学
素子装置部２４を通して固体撮像素子８１の撮像面に結
像した光はその固体撮像素子８１によって撮像され、こ
の撮像信号は電気光源装置１３内に設けた画像処理装置
８２の映像信号処理回路によって映像信号化される。こ
の映像信号は図示しないモニタに伝送され、映像化され
る。

一方、映像信号処理回路８２における情報によって、そ
の観察像の明るさを検出する。たとえばその輝度信号を
利用する。この場合、１フレーム毎の輝度信号の積分値
、１フイールドの輝度信号の積分値、または１フイール
ドの輝度信号のピク値、あるいはその平均値等を使う。

そして、この電気光源装置１３側に設けた光量検出手段
により上記同様にして電気光学素子装置部２４を駆動す
るのである。

なお、本発明は上記各実施例のものに限定されるもので
はない。たとえば光量検出手段は内視鏡の内部、例えば
挿入部や操作手元部における観察光学系の光路等に設け
てもよいし、電気光源装置内に組み込んでもよい。また
、電気光学素子としては液晶に限らず、ＰＬＺＰ等であ
ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電気光学絞り素子
や電気光学レンズ素子に駆動信号を伝送する信号系が断
線したり駆動系か故障したりしてその電気光学絞り素子
や電気光学レンズ素子が正常な機能を果せなくなったと
きにも、その電気光学絞り素子は広口往側に自動的に復
帰し、電気光学レンズ素子の焦点位置は遠点側に自動的
に復帰するから、明るく、かつ広範囲な観察域が得られ
る状態を確保できる。このように内視鏡の使用中におい
て、電気光学絞り素子や電気光学レンズに対して駆動信
号か供給できなくなるなどの異常な事態か生じても、観
察できる状態を自動的に確保てきるから、術者は内視鏡
の挿入状態等を認識でき、その使用−１−の安全性を確
保てきる。

一方、通常は内視鏡の対物光学系に入射する光の量を検
出する光量検出手段の出力に応じて電気光学絞り素子は
その光量レベルに応じて小口径側にシフトし、また、電
気光学レンズ素子は近焦点側にシフトする。これによっ
て内視鏡の急変する特殊な観察状況下にあって、観察対
象物に近づいたり離れたりしたときにも、その焦点かは
けることなく、かつ、暗くなったり、逆に過大光量によ
るハレーション等もなく、適切な倍率で最適な観察をす
ることかできる。そして、この動作は自動的に行なわれ
、術者はその調節作業を行なう必要かない。このため、
内視鏡を使用して種々の検査作業を行なう」二で、観察
光学系の調節作業を行なう必要かないから、内視鏡検査
の作業性が大幅に向」ニする。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は内視鏡装置を概略的に示す構成図、第２図と第３
図はそれぞれ異なる動作状態を示す電気光学素子装置部
の側断面図、第４図は概略的に駆動回路の構成を示す図
、第５図は駆動回路のより具体的な一例の回路構成図、
第６図は駆動回路における信号の波形図、第７図は本発
明の第２の実施例の内視鏡装置を概略的に示す構成図で
ある。 ］・・・内視鏡、５・・・対物レンズ、１８・・・受光
素子、２４・・・電気光学素子装置部、２５・・・液晶
絞り部、２６・・・液晶光学レンズ部、２０・・・駆動
回路、５１・・・光量検出手段、５２・・・増幅手段、
５３・・・比較手段、５４・・・制御手段、５５・・・
基準クロック発生手段、５６・・・交番信号発生手段、
５７・・・制御発振口゛路、５８・・・交番信号発生手
段。 出願人代理人　弁理士　坪　井　　淳 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 賠原ｌ昭 ２、発明の名称 内　　祝 鏡 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ７、補正の内容 （１）　　明細書第４頁第２行目から第３行目にかけて
の「絞りを、仮に内視鏡の」を「絞りを、内視鏡の」に
補正する。 （２）　　明細書第５頁第１２行目の「小口径側」を「
絞り径が小口径側」に補正する。 （３）　　明細書第５頁第１４行目の「供給することに
より」の次に「焦点距離が」を加入する。 （４）　　明細書箱１−０頁第１４行１］の「四部３θ
ζ内に半球状の形で」を「凸部３６ａ外に凹レンズ状に
」に補正する。 （５）明細書第１２頁第９行目の１絞り絞り部２５」を
「液晶絞り部２５」に補正する。 （６）　　明細書第１４頁第１４行目の「２段階」を削
除する。 （７）明細書第１８頁第１３行目の「６６」を「６８」
に補正する。 （８）明細書第１８頁第１９行目の「発振回路６７」を
「発振回路６つ」に補正する。 （９）明細書第１９頁第１行目の１６８」をｒ　７０Ｊ
　ｌ−：？ｉｔｉＭｔ７ｉ・　　Ｊ（１０）　　明細書
第１９頁第３頁の「６７」を「６９」に補正する。 （１１）　　明細書第１９頁第４行目の「フリップフロ
ップ６８」を「フリップフロップ７０Ｊに補正する。 （Ｉ２）明細書２］頁第９行目の「コースト」を「ゴー
スト」に補正する。 （］Ｉ３明細書第２２頁第４行目の「発振回路６７」を
「発振回路６つ」に補正する。 （１４）明細書第２２頁第５行目と６行目の各［フリッ
プフロップ６８」をそれぞれ「フリップフロップ７０」
に補正する。 （１５）明細書第２２頁第１９行目から２０行目にかけ
ての「発振回路７２」を「ＪＫ型フリ・ツブフロップ７
２」に補正する。 （１６）　　明細書第２３頁第１０行目の「被写体深度
」を「被写界深度」に補正する。 （１７）明細書第２３頁第１７行目の「短」を削除する
。 （１８）明細書第２６頁第１５行目の「映像信号処理回
路８２」を「画像処理装置８２」に補正する。 （１９）明細書第２７頁第８行目の「また、」の次に「
駆動回路は主光源類とは別体に設けてもよい。 さらに、」を挿入する。 （２０）明細書第２７頁第９行目のｒＰ　Ｌ　Ｚ　ＰＪ
をｒＰＬＺＴＪに補正する。 （２１）図面中箱２図、第３図、および第５図を別紙の
通り補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 観察光学系に組み込まれ駆動信号を供給することにより
   小口径側になりその駆動信号の供給が停止すると大口径
   側に自動的に復帰する電気光学絞り素子と、上記観察光
   学系に組み込まれ駆動信号を供給することにより近焦点
   側になりその駆動信号の供給が停止すると長焦点側に自
   動的に復帰する電気光学レンズ素子と、上記観察光学系
   に入射する光の量を検出する光量検出手段と、この光量
   検出手段の出力にもとづいて上記電気光学絞り素子と電
   気光学レンズ素子に供給する駆動信号のレベルを調節し
   てその電気光学絞り素子と電気光学レンズ素子の動作を
   制御する駆動回路とを具備してなることを特徴とする内
   視鏡。