JPH0785127B2

JPH0785127B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0785127B2
Application number: JP58005031A
Authority: JP
Inventors: 忠義原; 真一郎服部; 嘉明堀川; 剛明中村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS59129820A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ファイバを束ねて形成したイメージガイドを
有する内視鏡に用いられ、モアレ縞の発生を防止して鮮
明な撮影ないし観察を可能にする内視鏡装置に関する。

［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、必要に応じ処置具用チャンネ
ル内を挿通した鉗子等の処置具を用いて生体内組織を採
取して患部を詳しく診断したりすることのできる医療用
内視鏡が広く用いられている。又、工業用分野において
も、ボイラ，化学プラント類等の管内の状態を観察ある
いは管内表面の付着物を採取して検査する等保守面にも
内視鏡が利用されている。

上記内視鏡には挿入部が軟性で、湾曲できる構造の軟性
内視鏡と、挿入部が硬性で略直線状の硬性内視鏡があ
る。

これらの内視鏡においては、挿入部を挿入した際、手元
側に供給された照明光を伝達して挿入部先端側から対象
物側に照明光を出射する照明光学系と、該照明光学系に
よって照明された対象物を結像して像伝達手段（イメー
ジガイド）を介して手元側の接眼部後方から観察できる
観察光学系とが配設されている。

上記軟性内視鏡は、一般にイメージガイドとして可撓性
を有する（例えば断面が円形で直径が10ミクロン程度
の）極細のファイバを俵積み状に配列したファイバ束を
用いているため、各ファイバを俵積みにした際、各ファ
イバの断面が円形であるため、ファイバで充填し切れな
いで、光を伝達する各ファイバ部分と、ファイバが充填
されてない微小な空隙部（これは光を殆んど伝達しない
ので暗部となり、又端部では酸溶質ガラス等の接着剤で
固定してある。）とが規則的な配列で形成されることに
なるが、この暗部は充分小さいので通常の観察には殆ん
ど問題になることはない。このように充分の可撓性を有
するファイバ束が挿通された挿入部であるため、一般の
硬性内視鏡の場合のように腹壁に挿入用の孔を設けるこ
となく、前記挿入部を口腔等から湾曲した経路を経て体
腔内の目的部位まで直接挿入して、観察することができ
る。

ところで、前記軟性内視鏡の接眼部に撮影装置を取り付
けてイメージガイドにより伝達された像を撮影しようと
すると、撮影装置の構成によりモアレ縞が生ずることが
ある。例えば写真撮影装置の中には、フィルムとして薄
いポリエステルベースの上に赤，緑，青の３原色のスト
ライプ（線条）フィルタを配列し、このフィルタを透過
した光は感光体で受けるようになっているものがある。
このフィルタの各ストライプの幅は例えば約８ミクロン
で、１［cm］につき、赤，緑，青の３色１組が394組規
則正しく配列されたものであり、イメージガイドを構成
するファイバの太さとだいたい同じ大きさを有してい
る。このため、イメージガイドの光を伝達するファイバ
の部分及び各ファイバの間で、ファイバが充填されない
微小な暗部とにより形成される配列パターンと上記フィ
ルタのストライプの配列パターンとが干渉してフィルム
に結像された被写体の光学像にモアレ縞が生じることに
なる。

このようなモアレ縞の発生の仕方は、ファイバの配列パ
ターンとフィルタのストライプの配列パターンの形状お
よび相対位置関係によって異なるため、光軸を中心とし
てカメラを回転させるとモアレ縞の発生状況が変化す
る。したがって、イメージガイドとカメラとの相対角度
を特定の角度に固定しておくとモアレ縞による画像の乱
れを軽減できる場合がある。

しかし実際に内視鏡を使用するに当っては、オペレータ
に対する内視鏡の角度位置は一定ではなく、例えば内視
鏡に設けられている操作部、湾曲操作部、処置具挿入部
などを操作するときにカメラが邪魔になることがしばし
ば起ったり、カメラのファイダを観察する位置も種々に
変化するのでカメラは内視鏡に対して自由に回転できる
ように装着する必要がある。したがってカメラと内視鏡
との相対角度位置は任意となり、撮影像にモレア縞が発
生することになる。

この場合、ファインダから観察するオペレータは、フィ
ルムのストライプ上に結像される像を直接観察するので
なく、フィルムよ内視鏡側となる（つまり前方）のリタ
ーンミラーで反射されて、フィルムの位置と光学的に共
役となる位置（この位置はストライプ等の配列を有しな
い。）に結像された像を観察することになる。従って、
上記モアレ縞自体及びその強度の程度を観察できないた
め、ファインダから目的部位を鮮明に捕えた状態で撮影
しても、撮影像にはモアレ縞が現われて、目的部位が不
鮮明になることがあった。

又、前記と同様に軟性内視鏡の接眼部にイメージガイド
ファイバ束を有する供覧装置を取り付けて供覧側で物体
像を観察すると、内視鏡のイメージガイドと供覧装置の
イメージガイドのファイバの配列パターンが干渉して画
面中にモレア縞を生ずるという問題があった。

このようなモレア縞の発生の仕方は二つのイメージガイ
ドのファイバの配列パターンの形状と位置関係に依存し
ており、二つのイメージガイドを光軸を中心に相対的に
回転させると、ある特定の角度ではモレア縞が強く発生
するが、他の角度ではモアレ縞は余り発生しない。した
がって、内視鏡と供覧装置とを特定の角度に設定してお
けばモレア縞による画像の乱れは少なくなる。

しかし、実際に内視鏡を使用するに当たっては、オペレ
ータに対する内視鏡の角度は一定ではなく、例えば内視
鏡に設けられている操作部、湾曲操作部、処置具挿入部
などを操作するときに供覧装置が邪魔になることがしば
しば起こったり、また供覧装置で観察する位置も種々に
変化するので、供覧装置は内視鏡に対して自由に回転で
きるように装着する必要がある。したがって、内視鏡と
供覧装置の相対角度は任意となり、画像中にモアレ縞が
発生することになる。

この問題を解決するために、内視鏡のイメージガイドと
供覧装置のイメージガイドとの間に、光の波長の1/2の
位相差を与える光学フィルタを設けることにより、モア
レの発生を防止することが特開昭55−143125号などによ
り提案されている。しかし、この種の光学フィルタは空
間周波数レスポンスがなだらかに低下する性質を持って
いるため、必要以上に解像度が劣化するという問題があ
る。

［発明の目的］本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、良好な解
像度を維持しつつ画像中のモアレ縞の発生を有効に防止
し、さらに撮影の場合モアレ縞による画質の劣化を軽減
した内視鏡装置を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明の一つは、対物レンズと、該対物レンズにより形
成された物体像を入射端面で受けてこの物体像を射出端
側に伝達するイメージガイドファイバ束と、該イメージ
ガイドファイバ束の射出端側に伝達した像を結像する結
像レンズと、該結像レンズにより形成された像を複数の
互いに異なる色の領域を規則的に配列したフィルタの後
方に配置した光感応部からなる受像手段で受けることに
より物体像を撮影する撮影装置と、前記イメージガイド
ファイバ束の射出端面から前記受像手段に至る光路中に
設けた複屈折板からなる光学フィルタとを具備するもの
であり、さらに二つは対物レンズと、該対物レンズによ
り形成された物体像を入射端面で受けてこの物体像を射
出端側に伝達するイメージガイドファイバ束と、該イメ
ージガイドファイバ束の射出端側に伝達した像を結像す
る結像レンズと、該結像レンズにより形成された像を受
ける第２のイメージガイドファイバー束を有する供覧装
置と、前記イメージガイドファイバ束の射出端面から前
記第２のイメージガイドファイバ束に至る光路中に設け
た複屈折板からなる光学フィルタとを具備したものであ
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図は本発明の１実施例の外観を示し、第２図は第１
実施例における要部となる軟性内視鏡の接眼部周辺及び
該接眼部に装着されたカメラの光学系を示し、第３図は
第２図のフィルム面に結像されるファイバの射出端の様
子を示す。

第１図に示すように軟性内視鏡（ファイバスコープ）１
は、細長で可撓性の挿入部２と、該挿入部２の後端側に
連設された大径の操作部３と、該操作部３後端側に形成
された接眼部４と、操作部３側部から外部に延出され、
図示しない光源装置に装着可能となるコネクタを取り付
けた可撓性のユニバーサルコード５とより構成されてい
る。

上記挿入部２には、対物光学系等が収容された先端構成
部６と、湾曲部７とが先端側から順次連設されており、
上記操作部３に形成された湾曲操作ノブ８を回動するこ
とによって、前記湾曲部７を左右あるいは上下方向に湾
曲できるようになっている。

上記ユニバーサルコード５内には照射光を伝達するライ
トガイドファイバが挿通され、該ライトガイドファイバ
は操作部３で湾曲されて挿入部２内をさらに挿通され、
先端構成部６における対物光学系で観察可能になる視野
方向に照明光を出射するように構成されている。

又、上記操作部３には鉗子等の処置具挿入部９が形成さ
れており、必要に応じてこの処置具挿入部９から処置具
を挿入して患部組織を採取して診断等の処置ができるよ
うになっている。

一方、撮影装置としてのカメラ11は、上記接眼部４後端
に設けられたマウントに着脱自在に装着可能となるマウ
ントは形成した筒部12をカメラ本体部13前端側に設けて
ある。

上記マウントを形成した筒部12内部には第２図に示すよ
うにレンズ14が収容され（第２図においては接眼部４内
の接眼レンズを含めて単一のレンズで示してある。）、
該レンズ14で結像される結像位置に装填されたフィルム
15面が臨むようになっている。このフィルム15は、ポリ
エステルベース15Aの上に赤，緑，青の各ストライプフ
ィルタ15R,15G,15Bが形成され、その上（後方）に乳剤
層のハロゲン化銀粒子15Cが形成してある。

上記カメラ本体部13にはさらにビューファインダ16（第
１図参照）が形成され、レンズ14とフィルム15との間に
配設された図示しないリターンミラーによって入射光は
（通常）反射されて、フィルム15面が位置する結像位置
と光学的に共役となる位置に結像された被写体の光学像
を観察できるようになっており、このリターンミラーは
撮影操作によって回動退避し、レンズ14を経た光はフィ
ルム15面に結像されるように構成されている。

尚、上記カメラ本体部13は、筒部12に対し、第１図に示
す回転面17において回転できるようになっている。

ところで、挿入部２の先端側の対物光学系によってその
先端面に被写体の光学像が結像されるイメージガイド18
は、例えば直径12ミクロンのファイバ18Aを俵積みし、
全体の円形断面が約2.4［mm］の直径を有するものに形
成されている。このようなイメージガイド18を先端硬性
部６から彎曲部７、及びその後方の挿入部２および操作
部３を経て接眼部４まで延在させて、前記先端面に結像
された光学像を後端面側に伝達するように構成してあ
り、この接眼部４における後端面、つまり第２図に示す
ように射出端18Bには水晶，方解石等の光学的に複屈折
を有する素子を板状に切り出して形成した複屈折素子19
が開口窓を設けた取付け金具20等で固定されている。

上記複屈折素子19は、結晶構造によって屈折率が光学的
異方性を有するもので、結晶の主軸が板面に垂直になら
ないように切り出した該板面に垂直に光線を入射させる
と、その方向に真直ぐ進む常光線と呼ばれる光線と、屈
曲して進む異常光線とに分離し、結晶を通り抜けた後は
両光線は互いに平行になる特性を有する。

上記複屈折素子19は、複屈折の大きさに応じて板面の厚
さを適切な値に選定して、且つ（固定する際に）板面を
回動することによって、例えば第３図に示すように常光
線によってフィルム15面に結像されるファイ18Aの光学
像Ｏと、異常光線によって結像される上記ファイバ18A
の光学像（破線で示す）Ｅとがファイバ18Aの半径程度
ずれるようにすると共に、上記常光線によるファイバ18
Aでない暗部（の像）が結像される箇所に、異常光線に
よるファイバ18Aの光学像Ｅの中心が一致するようにし
て固定してある。

このようにすることによって、ファイバ18Aの部分の明
るい像とファイバ18Aで充填されてない（殆んどの）暗
部の像との明暗のコントラストの差は実質上解消される
ように構成してあり、フィルム15側にストライプ等の構
造があっても、モアレ縞が殆んど生じない手段が形成し
てある点が１実施例の特徴になっている。

このように構成された本発明の１実施例によれば、複屈
折素子19を取付けた軟性内視鏡１の接眼部４から観察す
る場合には複屈折素子19によってわずかにずれて観察さ
れることになるが、そのずれの量は充分微小量であるの
で実際上問題になることはない。

一方、撮影装置としてのカメラ11を装着して、撮影する
場合には、上述したように複屈折素子19を経てフィルム
15面に結像される光学像は各ファイバ18Aの光が伝達さ
れる明るい部分と、ファイバ18Aが充填されていない
（殆んどの）暗部とが常光線及び異常光線による２重像
によってコントラスト差が殆んど解消されるので、ファ
イバ18の配列の規則性と、フィルム15のストライプ等の
配列の規則性とによって通常生じるモアレ縞の発生を、
フィルム15のストライプ等の配列に殆んど関係すること
なく、防止できる。

上記１実施例によれば、カメラ12を装着してビューファ
インダ16から観察した際（この場合カメラ本体13は軟性
内視鏡１側に対して任意の（回転）角度であって構わな
い）、常光線による光学像Ｏと異常光線によるファイバ
18Aの射出端18Bの光学像Ｅとが、例えば第３図に示すよ
うに観察される状態であるならば、カメラ本体部13側が
さらに任意の角度回転して撮影しても、モアレ縞の発生
を防止できることになる。

従って、本発明の１実施例によれば、撮影を実際に行う
以前に、ビューファインダ16から観察したファイバ18A
の射出端18Bの２重像が、上述のように設定されている
かを、チェックすることによって、実際に撮影を行う場
合カメラ本体部13側が、任意の角度回転されても撮影像
にモアレ縞が発生しないことを知ることができ、安心し
て撮影を行うことができる。

又、上述のようにカメラ本体部13の角度に無関係で、ビ
ューファインダ16から観察することによって撮影像にモ
アレ縞が発生する可能性があるかどうか知ることができ
るので、複屈折素子19をファイバ18Aの射出端18Bに一体
的に固定しなければならないものでなく、着脱できるよ
うに構成することもできる。

又、上記複屈折素子19を固定して、あるいは着脱自在に
取付ける位置は、射出端18Bに接するように設けられば
ならないものでなく、射出端18Bとフィルム15との間で
あって、カメラ本体部13と共に回動しない部分であれば
良い。この場合、軟性内視鏡１（もちろん射出端18Bよ
り後方）側に固定して取付ければ、後は撮影装置側の状
態に殆んど無関係でモアレ縞の発生を防止できる。又、
軟性内視鏡１とカメラとの間、すなわち接眼部４のマウ
ント部分に着脱自在に取付けられる構造にすることもで
きる。この場合には調整する必要があるが、外周に目盛
を設けて（ビューファインダ16から観察することなく）
簡単に適当な角度の状態に設定することができる構造に
したり、適当な角度の位置の時のみ取付け可能となるよ
うな構造にすることもできる。さらに軟性内視鏡１側に
複屈折素子19を取付けるのでなく、カメラ11側に取付け
ても良く、例えば回転面17より前方の部分であればマウ
ントの部分その他いずれの部分でも良い。この場合に
は、接眼部に装着した場合、その装着角度が適切な角度
であるか調整が必要であるが、上述のように接眼部４の
マウント外周とカメラ11側のマウント外周とに適切な角
度に簡単に設定できる目盛等を設ける等すれば調整は簡
単であるし、クリック機構で常に適切な角度に設定でき
るようにすることもできる。

尚、軟性内視鏡１側に複屈折素子19を着脱自在で取付け
る構造にすれば、肉眼で観察する場合には外して全くず
れのない光学像を観察することができたことになる。複
屈折素子19を装着した状態においても、２重像がわずら
わしいと考えられる場合には、常光線と異常光線とは各
振動面が通常互いに垂直となる方向に偏光しているの
で、偏光板を介装すれば、一方の光学像のみを観察する
ことができる。又、わずかにずらした像を重畳するよう
にしてあるが、一方（例えば異常光線）による像は完全
な像でなくても良いし、異常光線による像が（不完全
な）２重像になる場合であっても正しく結像された像の
暗部に明るい像が重なって結像されるものであれば良
い。

尚、上記撮影装置としてCCD（電化結合デバイス）,BBD
（バケツリレーデバイス）,MOSイメージセンサ等光電変
換機能を有する微小な受光素子を配列して形成した固体
撮像素子を結像位置に配設したテレビカメラに対しても
同様に適用できるものである。

本発明は、イメージガイドにファイバ束を用いた内視鏡
の接眼部に装着されるカメラ11等の撮影装置の代わり
に、接眼部に装着可能となるファイバ束イメージガイド
を形成した供覧装置が同様に装着される（医療用内視鏡
のみならず工業用内視鏡も含む。）。この場合、第１図
中カメラ11の代わりに内視鏡接眼部４に例えば公知の供
覧装置が装着され、前記カメラの場合と同じにモアレ縞
が軽減される。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、複屈折板からなる光
学フィルタを用いてファイバの配列による影響を実質上
解消しているので、撮影の場合モアレ縞の影響を軽減し
て画質の良好な物体像を得ることができ、又、供覧の場
合、二つのイメージガイドの干渉によるモアレ縞の発生
を軽減できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の１実施例に係り、第１図
は１実施例の外観を示す斜視図、第２図は複屈折素子を
取付けたイメージガイドの射出端周辺を示す説明図、第
３図は第２図のフィルム面に結像されるファイバの射出
端の光学像を示す説明図である。１……軟性内視鏡、２……挿入部３……操作部、４……接眼部６……先端構成部、11……カメラ 12……筒部、13……カメラ本体部 14……レンズ、15……フィルム 16……ビューファインダ 18……イメージガイド、18A……ファイバ 18B……射出端、19……複屈折素子 20……取付け金具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村剛明東京都渋谷区幡ケ谷二丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭55−143125（ＪＰ，Ａ) 実公昭47−18689（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズと、該対物レンズにより形成さ
れた物体像を入射端面で受けてこの物体像を射出端側に
伝達するイメージガイドファイバ束と、該イメージガイ
ドファイバ束の射出端側に伝達した像を結像する結像レ
ンズと、該結像レンズにより形成された像を複数の互い
に異なる色の領域を規則的に配列したフィルタの後方に
配置した光感応部からなる受像手段で受けることにより
物体像を撮影する撮影装置と、前記イメージガイドファ
イバ束の射出端面から前記受像手段に至る光路中に設け
た複屈折板からなる光学フィルタとを具備することを特
徴とする内視鏡装置。
【請求項２】前記複屈折板を射出した常光線によるイメ
ージガイドファイバ束の射出端面の像と異常光線による
イメージガイドファイバ束の射出端面の像のうちの、一
方の像が他方の像の各フィルタの隙間の暗部に重なるよ
うに前記複屈折板の厚さを選定したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項の内視鏡装置。
【請求項３】光学フィルタは光路中に着脱自在に設けら
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項の内視鏡装
置。
【請求項４】前記対物レンズおよびイメージガイドファ
イバ束が内視鏡の内部にあり、前記受像手段が該内視鏡
に取り付けられるカメラの中にあることを特徴とする特
許請求の範囲第１項の内視鏡装置。
【請求項５】前記光学フィルタは内視鏡の内部に配置さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項の内視
鏡装置。
【請求項６】前記光学フィルタはカメラに設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項の内視鏡装
置。
【請求項７】前記結像レンズが内視鏡の接眼レンズとそ
の後方に設けた撮像レンズとからなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項の内視鏡装置。
【請求項８】対物レンズと、該対物レンズにより形成さ
れた物体像を入射端面で受けてこの物体像を射出端側に
伝達するイメージガイドファイバ束と、該イメージガイ
ドファイバ束の射出端側に伝達した像を結像する結像レ
ンズと、該結像レンズにより形成された像を受ける第２
のイメージガイドファイバ束を有する供覧装置と、前記
イメージガイドファイバ束の射出端面から前記第２のイ
メージガイドファイバ束に至る光路中に設けた複屈折板
からなる光学フィルタとを具備することを特徴とする内
視鏡装置。