JPH02304413A - 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、挿入部に、自動焦点調節装置前の自動制御装
置を設けた内視鏡に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］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。

ところで、最近、半尋体基板上に作られたステータとロ
ータを有する静電モータ等、超小型運動機構（マイクロ
メカニクス）が脚光を浴びてきた。

このマイクロメカニクスは、細径である内視鏡の先端部
等にも配置可能である。そこで、このマイクロメカニク
スを内視鏡の焦点調節機構や絞り駆動線溝に応用するこ
とが考えられる。例えば、内視鏡先端部に、マイクロメ
カニクスによる焦点調節機構を設け、更に、内視鏡先端
部に設けられた固体撮像素子からの画像信号を用いて焦
点検出を行い前記焦点調節機構を駆動してオートフォー
力スを行うことが考えられる。これにより、内視鏡操作
部から先端部まで焦点調節機構駆動用の駆動伝達部が不
要となり、挿入部の細径化が期待できる。

このように、マイクロメカニクスによる焦点調節機構を
設けることにより、焦点調節機構の制御手段を含め、オ
ートフォーカスに必要な構成の全てを内視鏡先端部に設
けることが可能になるが、そうすると、オートフォーカ
スが不能な被写体やオートフォーカス不要時に、オート
フォーカス動作を停止することができず、不具合を生じ
る場合がある。

また、同様に、内視鏡先端部に、マイクロメカニクスに
よる絞り駆動機構を設けることが考えられる。この場合
も、受光手段や絞り駆動機構の＆ｌＪ御手段を含め、自
動光量制御に必要な構成の全てを内視鏡先端部に設ける
ことが可能になるが、そうすると、絞りを固定すること
等ができす、不具合を生じる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内視
鏡挿入部に自動制御装置を設けながら、内視鏡操作部か
ら前記自動制御装置の起動、停止の１１０１が可能な内
視鏡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］ 本発明の内視鏡は、内視Ｉｌｌ挿入部内に、焦点調節機
構、較りｍｆｉ５機構等の駆動機構と、観察する被、写
体からの光を受け被写体情報を得る検出手段と、この検
出手段の出力に基づき前記駆動機構を自動制御する制御
手段とを設けると共に、内視鏡操作部に、前記制御手段
の起動、停止を指示する操作手段を設けたものである。

〔作用１ 本発明では、内視鏡挿入部内に設けられた駆動礪構、検
出手段及び制御手段により自動制御ＩＩ装置が構成され
、内視鏡操作部に設けられた操作手段によって、前記制
御手段の起動、停止が指示される。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は内視鏡装置の構成を示す説明図、第２図はレンズ駆ｖ
Ｊ機構を示す断面図である。

第１図に示すように、内祝ｖＬ装置は、電子内８１ｔＡ
１と、この電子内祝１１１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。

前記電子内視鏡１は、細長で例えば可撓性を右する挿入
部２と、この挿入部２の後端に連設された太径の操作部
３とを備えている。前記操作部３からは、側方に可撓性
を有Ｊるユニバーサルフード４が延設され、このユニバ
ーサルコード４の端部に、前記ビデオプロセッサ３０に
着脱自在に接続されるコネクタ５が設けられている。前
記ビデオプロセッサ３０には、電子内視＃Ａ１に供給す
る照明光を出力する光源と、電子内視鏡１に対する信号
処理を行う信号処理回路とが内蔵されている。

前記挿入部２の先端部６には、照明窓と観察窓とが設け
られている。前記照明窓の内側には、ライトガイド７の
先端面が配置されている。このライトガイド７は、挿入
部２．操作部３及びユニバーサルコード４内を挿通され
て、入射端部は前記コネクタ５に接続されている。そし
て、前記ビデオプロセッサ３０内の光源から出射された
光が、前記ライトガイド７の入射端に入射し、このライ
トガイド７を通して、前記照明窓から出射されるように
なっている。本実施例では、前記ライトガイド７は、先
端側においてその一部が分岐され、この分岐された部分
の先端面は、前記光Ｇａ　８Ｉｌａ内に設けられた太陽
電池８に接続されている。そして、前記光源から出射さ
れた光の一部が、この太陽電池８に人ｉ）Ｊするように
なっている。

また、前記観察窓の内側には、対物レンズ系１０が設け
られ、この対物レンズ系１０の結像位置に、固体撮像素
子、例えばＣＣＤ１１が配設されている。このＣＧＤＩ
Ｉは、挿入部２．１５に作品３及びユニバーサルコード
４内に挿通された信号線及び前記コネクタ５を介して、
前記ビデオプロセッサ３０内の信号処理回路に接続され
るようになっている。そして、Ｃ０Ｄ１１は、この信号
処理回路内の駆動回路からの駆動パルスによって駆動さ
れると共に、このＣＣＤＩＩから読み出された画像信号
は、前記信号処理回路によって映＠信号され、この信号
処理回路からの映像信号が、モニタ３１に入力されるよ
うになっている。そして、このモニタ３１に被写体像が
表示されるようになっている。

本実施例では、前記先端部６内に、自動制御装置として
、前記対物レンズ系１０の少なくとも一部を光軸方向に
移動させて、自動的に焦点調節を行う自動焦点調節装置
１３が設けられている。この自動焦点調節装置１３は、
対物レンズ系１０の少なくとも一部を光軸方向に移動さ
せる駆動機構として、超小型運動機構（以下、マイクロ
メカニクスと記す。）２０を備えている。このマイクロ
メカニクス２０は、例えば第２図に示づような静電モー
タからなる。この静電モータは、先端部６に固定された
ステータ２１と、このステータ２１に対向して光軸方向
に移動可能なロータ２２とを備えている。前記ステータ
２１．ロータ２２は、それぞれ、例えば次のように構成
されている。すなわち、シリコン半導体基板２１８．２
２ａ上に、二酸化ケイ素や窒化ケイ素等によって第１の
絶縁層２１ｂ、２２ｂが形成され、この第１の絶縁層２
１ｂ、２２ｂ上に、アルミニウム等によって複数の電極
２１Ｃ，２２Ｃが形成されている。この電極２１ｃ、２
２ｃ上には、第２の絶縁層２１ｄ。

２２ｄが形成されている。この第２の絶縁層２１ｄ、２
２ｄの表面が７７いに接触し℃、ロータ２２がステータ
２１に対して摺動するようになっている。尚、前記第２
の絶縁層２１ｄ、２２ｄの表面は、平面に研磨されたり
、潤滑剤が塗布されたりしてｒ！Ｐｔａ抵抗が少なくな
るようになっている。

また、前記ロータ２２の基板２２ａには、レンズ枠２３
を介して、対物レンズ系１０の少なくとも一部を構成す
るレンズ１０ａが固定されている。

前記ステータ２１側の電極２１Ｃのピッチと［ｌ−タ２
２側の電極２２ｃのピッチは、わずかに異なっており、
複数の電極２１ｃ、２２ｃに印加する電圧を順次切換え
ることにより、ステータ２１に対してロータ２２が駆動
されるようになっている。また、電極２１ｃ、２２Ｃに
加える電圧の位相によりロータ２１の移動方向が変るよ
うになっている。

第１図に示すように、前記マイクロメカニクス２０は、
先端部６内に設けられたドライバ２５によって駆動され
、このドライバ２５は、先端部６内に設けられたＣＰＵ
２６によって制御されるようになっている。このＣＰＵ
２６は、前記ＣＣＤ１１からの画像信号を入力し、この
画像信号にＵづいて鮮鋭度を比較する方法等により焦点
検出を行い、合焦となるように、前記ドライバ２５を制
御するようになっている。従って、ＣＣＤ１１゜ＣＰＵ
２６．ドライバ２５．及び対物レンズ系１イクロメカニ
クス２０によって、オートフォーカスが行われるように
なっている。また、前記ドラ０の少なくとも一部を移動
させるマイバ２５及びＣＰＵ２６の電源は、前記太ＦＢ
Ｉ池８から供給されるようになっている。

また、本実施例では、電子内視鏡１の操作部３に、オー
トフォーカス停止／起動ボタン（以下、ＡＦ停止／起動
ボタンと記す。）２７が設番プられている。このＡＦ停
止／起動ボタン２７は、操作部３内に設けられたマイク
ロスイッチ２８に連結され、このマイクロスイッチ２８
をオン／オフできるようになっている。このマイクロス
イッチ２８は、操作部３．挿入部２内に挿通された信号
線２９を介して、前記ＣＰＵ２６に接続され、このＣＰ
Ｕ２６に、オートフォーカスの停止と起動を指示するイ
ネーブル（ｅｎａｂ　Ｉ　ｅ）信号を送出するようにな
っている。前記ＣＰＵ２６は、例えば、ＡＦ停止／起動
ボタン２７が一度押されたときにはオートフォーカス動
作を起動し、二度押されたとぎにはＡ−トフォーカス動
作を停止し、再度押されたときにはオートフォーカス動
作を再起動するようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

対物レンズ系１０によって結像された被写体像は、ＣＣ
Ｄ１１によってｆｉｆｉ！される。このＣＣＤ１１から
の画像信号は、ビデオブＯセッサ３０に入力されると共
に、ＣＰＵ２６に入力される。このＣＰＵ２６は、この
画像信号に基づいて焦点検出を行い、合焦となるように
、ドライバ２５を制御する。このドライバ２５は、前記
ＣＰＬＩ２６の制御に基づいてマイクロメカニクス２０
を駆動し、このマイクロメカニクス２０によって前記対
物レンズ系１０の少なくとも一部が光軸方向に移動され
、合焦となるように焦点調節が行われる。

また、操作部３に設けられたＡＦ停止／起動ボタン２７
を操作することにより、このボタン２７に連結されたマ
イクロスイッチ２８から前記ＣＰＵ２６に、オートフォ
ーカスの停止と起動を指示するイネーブル（Ｏｎａｂ　
ｉ　ｅ＞信号が送出され、上述のオートフォーカス動作
の停止と起動を制御づることができる。

このように、本実施例によれば、電子内祝１１１の挿入
部２の先端部６に、自動焦点調節装置１３の駆動ｉ構及
びその制御手段を設（〕たので、内視鏡操作部３から先
端部６まで焦点調節機構駆動用の駆動伝達部が不要とな
り、挿入部２の細径化が可能となる。

更に、操作部３に、オートフォーカスの停止と起動を指
示するＡＦ停止／起動ボタン２７．マイクロスイッチ２
８を設けたので、操作部３から、前記自動焦点調節装置
１３の起動、停止の制御が可能である。従って、オート
フォーカスが不能な被写体やオートフォーカス不要時に
、オートフォーカス動作を停止することができる。これ
に対し、もし、自動焦点調節装置１３のうちのＣＰｔＪ
２６等の制御手段全部を操作部３に設けると、この制御
手段と先端部６における駆動機構との間の通信用コード
等が多くなり、配設が煩雑になり、また挿入部２の細径
化にも不利である。

また、本実施例では、先端部６に、ライトガイド７から
の照明光を受光する太ｉ電池８を設け、この太陽電池８
を、前記自動焦点調節装置１３を構成するドライバ２５
やＣＰＵ２６の電源としている。従って、先端部６に通
常の電池を設けたり、外部の電源からコードを介して電
力を供給する必要がなくなる。先端部６に通常の電池を
設ける場合には、電池の交換が面倒であり、また電池の
液漏れの心配がある。また、外部の電源からコードを介
して電力を供給する場合には、配線が煩雑になり、挿入
部２の細径化にも不利である。

尚、本実施例において、焦点調節のために、レンズを移
動させる代りに、ＣＣＤ１１を光軸方向に移動させるよ
うにしても良い。

第３図ないし第６図は本発明の第２実施例に係り、第３
図は内視鏡装置の構成を示す説明図、第４図は電力供給
と光量検出のための回路を示す回路図、第５図は絞り装
置を構成するロータを示す説明図、第６図は絞り装置の
断面図である。

本実施例は、接眼部を有する光学式の内視鏡の例である
。

第３図に示すように、内視鏡４１は、操作部３の後端に
、接眼部４２が設けられている。また、対物レンズ系１
０の結像位置には、ＣＣＤ１１の代りに、イメージガイ
ド４３の先端面が配置されている。このイメージガイド
４３は、挿入部２゜操伯部３内を挿通されて、後端面は
、前記接眼部４２内の図示しない接眼レンズに対向して
いる。

ぞして、前記対物レンズ系１０によって結像された被写
体像は、イメージガイド４３によって接眼部４２に伝達
され、この接眼部４２から観察されるようになっている
。尚、内？［４１のユニバーサルコード４は、図示しな
い光源装置に接続されるようになっている。

本実施例では、前記先端部６内に、自動Ｉ、ＩＩ　ｔｉ
ｌｌ装置としての自動光量制御装置５０　／Ｊ＜設けら
れている。この自動光量υ制御装置５０は、前記対物レ
ンズ系１０内に介装された絞り装置５１と、この絞り装
置５１を駆＃ｊＪ　？ｊるドライバ５５と、このドライ
バ５５を制御するＣ　Ｐ　ＬＪ　５６とを備えている。

また、先端部６の先端面には、太陽電池８が設けられ、
この太陽電池８は、ライトガイド７からの光を直接受、
光するのではなく、被写体で反射された光を受光するよ
うになっている。そして、ｎＩＩ記ドライバ５５及びＣ
ＰＬＪ５６の電源は、前記太陽電池８から供給されるよ
うになっている。また、前記太陽電池８の起電力から明
るさ情報が得られ、この明るさ情報に駐づいて、適正な
明るさとなるように、ＣＰＵ５６がドライバ５５を制御
するようになっている。

前記絞り装置５１は、例えば、第５図及び第６図に示づ
ように構成されている。すなわら、この絞り装置５１は
、第１実施例と同様に、静電モータを利用してもｐであ
り、第６図に示すように、円板状のステータ６０と、こ
のステータ６０の両側に配置された円板状のロータ６１
．６２とを備えている。前記ステータ６０は、絶縁Ｊｔ
ｉ１６０ａを有し、この絶縁層６０ａの両側の外周側に
、それぞれ、複数の電極６０ｂ、６０ｂが周回状に形成
されている。この電極６０ｂ、６０ｂ上には、絶縁層６
０Ｇ、６０Ｇが形成されている。一方、前記ステータ６
１．６２は、それぞれ、絶縁Ｍ６１ａ、５２ａ上に、前
記電極６０ｂ、６０ｂに対向するように複数の電極６１
ｂ、６２ｂが周回状に形成されている。この電極６１ｂ
、６２ｂ上には、絶縁層６１ｃ、６２ｃが形成されてい
る。そして、この絶縁層６１０．６２Ｇの表面が、それ
ぞれ、ステータ６０の絶縁層ｅｏｃ、６０ｃに接触して
、［１−夕６１．６２がステー９６０に対しで摺動して
回転するようになっている。

前記ステータ６０の中央部は、円形に切欠かれている。

また、第５図に示すように、一方のロータ６１には、図
に示すような形状に切欠かれた窓部６１ｄが形成されて
いる。また、他方のロータ６２には、第５図において破
線で示すように、前記窓部６１ｄに対して線対称の形状
の窓部６２ｄが形成されている。これら窓部６１（ｆ、
６２ｄは、第５図に示すように一部が重なるように配置
されており、ロータ６１．６２がそれぞれ反対方向に回
転することにより、前記窓部６１ｄ、６２ｄの役なりに
よって形成される開口６６の大きさが変化するようにな
っている。絞り装置５１は、前記聞０６６の中心が、対
物レンズ系１０の光軸と略一致するように配置されてい
る。

また、前記ロータ６１．６２は、それぞれ、ηいに反対
方向に同じ角度だけ回転駆動されるよ・うになっている
。

また、第４図に示すように、前記太陽電池８は、光ｍ検
知器６１に接続されている。この光ｇＪ検知器６１は、
前記太陽電池８の起電力から光量、すなわち被写体の明
るさを検知し、この光ｍｌ情報を前記ＣＰＵ５６に送る
ようになっている。そして、前記ＣＰＵ５６は、この光
分情報に基づいて、絞り値を算出し、適正な明るさとな
るように、ドライバ５５を介して絞り装置５１を駆動す
るようになっている。また、前記太陽電池８は、ダイオ
ード６２のアノードに接続され、このダイオード６２の
カソードは、前記ドライバ５５．ＣＰＵ５６の電源入力
に接続されていると共に、コンデンサ６３を介して接地
され、また、ツェナーダイオード６４を介して接地され
ている。このような回路構成により、太ＦＩｊＪｓ１！
池８の起電力を定電圧化して、ドライバ５５．０ＰＵ５
６の電源としている。

また、本実施例では、第３図に示すように、内視＄１１
４１の操作部３に、自動光量制御停止／起動ボタン５７
が設けられている。このボタン５７は、操作部３内に設
けられたマイクロスイッチ５８に連結され、このマイク
ロスイッチ５８をオン／オフできるようになっている。

このマイクロスイッチ５８は、操作１！ＩＳ３．挿入部
２内に挿通された信号線５９を介して、前記ＣＰＵ５６
に接続され、このＣＰＵ５６に、自動光ｆＩｉｉＩＩＩ
ｌｌの停止と起動を指示するイネーブル（ｅｎａｂｌｅ
）信号を送出するようになっている。前記ＣＰＵ５６は
、例えば、前記停止／起動ボタン２７が一度押されたと
きには自動光聞制ｔｌｌ　ｖＪ作を起動し、二度押され
たときには自紡光ｉｌｉυ制御動作を停止し、再瓜押さ
れたときには自動光ｆｌｌｌ１１１１！Ｉ勅作を再起動
するようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

光源装置から出力された照明光がう゛イトガイド７を介
して被写体に照射され、この被写体からの戻り光は、太
陽電池８で受光される。光ＦＬｉ検知２；６１によって
、この人ｍ電池８の起電力から光量が検知され、この光
射情報に基づいて、ＣＰＵ５６が絞り値を算出し、適正
な明るさとなるように、ドライバ５５を制御する。そし
て、このドライバ５５が静電モータを用いた絞り装置５
１を駆動し、適正な明るさとなるように自動的に絞りが
調節される。

また、操作部３に設けられた停止／起動ボタン５７を操
作することにより、このボタン５７に連結されたマイク
ロスイッチ５８から前記ＣＰＵ５６に、自動光ｅｔｓｍ
の停止と起動を指示するイネーブル（ｅｎａｂ　ｌ　ｅ
）信号が送出され、自妨光量制御ｌ動作の停止と起動を
制御することができる。

このように本実施例によれば、内祝１１４１の挿入部２
の先端部６に、自動光斑制御装置５０を設置ノると共に
、操作部３から、前記自動光柑制御装置５０の起動、停
止の制御が可能である。従って、絞りを固定することも
ぐきる。

その債の構成６作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、駆
動機構を構成づるマイクロメカニクスは、静電モータに
限らず、形状記憶合金や圧電素子を用いたものであって
も良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、挿入部内に、自動
制御装置を構成する駆動機構、検出手段及び制御手段を
設けると共に、操作部に、前記ｔ、ＩＩ御手段の起動、
停止を指示づる操作手段を設けたので、挿入部に自動制
御装置を設けながら、操作部から自動制御装置の起仙、
停止の制御が可能になるという効果がある。

【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
は内視ｖｔ装置の構成を示す説明図、第２図はレンズ駆
動機構を示す断面図、第３図ないし第６図は本発明の第
２実施例に係り、第３図は内祝鏡装置の構成を示す説明
図、第４図は電力供給と光８検出のための回路を示す回
路図、第５図は絞り装置を構成するロータを示す説明図
、第６図は絞り装置の断面図である。 １・・・電子内視鏡　　　２・・・挿入部３・・・操作
部　　　　　６・・・先端部１０・・・対物レンズ系 １３・・・自動焦点調節装置 ２０・・・マイクロメカニクス ２５・・・ドライバ　　　２６・・・ＣＰＵ２７・・・
ＡＦ停止／起動ボタン 第５図 第６図 ｔｉｃ　　ｂすＯｆ：Ａ）Ｃ 手続ン市正出（自発）　　　　　１　月平成元年　７月
　５１］ 特、ｉ′ｆ１１長官　古田文毅殿 １．１ぼ］の表示　　　平成１年狛訂願第１２５１８３
号２、発明の名称　　　内視鏡 ３、補正をする名 °１；性との関係　　’４！ｔＪＩ出願人代表者　　Ｆ
　　山　　敏　　部 ４、代理人 ５、補ｉＥ命令の日付　　く自　発） １、明細書中筒９ページの第９行目の［・・・マイバ２
５・・・」を［・・・ドライバ２５・・・」に訂正しま
ず。 ２、明細占中第１５ページの第７行目の［・・・スデー
タ６１．６２・・・］を［・・・ロータ６１．６２・・
・］に訂正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内視鏡挿入部内に、焦点調節機構、絞り調節機構等の駆
   動機構と、観察する被写体からの光を受け被写体情報を
   得る検出手段と、この検出手段の出力に基づき前記駆動
   機構を自動制御する制御手段とを設けると共に、内視鏡
   操作部に、前記制御手段の起動、停止を指示する操作手
   段を設けたことを特徴とする内視鏡。