JPH11137512A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察方向を直視と側視とに切替できる内視鏡
スコープを提供する。 【解決手段】 駆動素子３３により回動されるミラー３
５は、スコープ長軸方向に光軸を持つ直視用対物レンズ
３からの光またはスコープ長軸方向と略垂直な方向に光
軸を持つ側視用対物レンズ５からの光を切り換えて固体
撮像素子１９に入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用または医療
用に用いられる内視鏡装置に関し、特に２つの対物光学
系を切り替えて直視及び側視の観察が可能な内視鏡装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内視鏡装置は、直視型スコープと
側視型スコープとを用途に応じて選択し、いずれか一方
のスコープを本体装置に接続して利用可能なものがあ
る。直視型スコープは、スコープ長軸方向に観察窓を設
けたものであり、スコープ挿入方向と観察窓の方向とが
一致している。側視型スコープは、スコープ長軸方向と
略垂直な方向に観察窓を設けたものであり、スコープ挿
入方向に対して垂直な方向を中心とする視野が得られ
る。

【０００３】側視型スコープは管腔壁を正面視して精密
診断するのに向いているが、細い管腔内で目的方向へ挿
入する際、進行方向が直接見えないので、挿入性は直視
型のものに比べて劣っている。

【０００４】側視型スコープの主要な用途として、内視
鏡的逆行性膵管造影法がある。これは十二指腸に挿入し
た側視型内視鏡の鉗子チャンネルを利用して、十二指腸
側壁部に開口部を有する膵管にカニューレと呼ばれるカ
テーテルを挿入し、造影剤を逆行性に膵管に注入してＸ
線撮影するものである。このため内視鏡により直接側方
である膵管開口部とカニューレとを観察する必要があ
り、側視型内視鏡が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の直視型スコープは、観察窓を設けた先端硬性部の屈曲
半径が先端硬性部の直径の３倍から５倍程度あったの
で、この屈曲半径よりも管腔部が広大な食道や胃壁等を
観察するには好都合であるが、狭小な管腔部の壁面を直
視するような観察はできないという問題点があった。

【０００６】また、上記従来の側視型スコープは、直接
挿入方向を観察することができないので、側視画像から
挿入方向の状況を推定してスコープを挿入しなければな
らず、スコープ挿入が困難であるという問題点があっ
た。

【０００７】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、簡
単な切替操作により直視と側視の両方の観察が行える内
視鏡装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、スコープ長軸方向に光軸を持つ直視用対物
光学系と、スコープ長軸方向と略垂直な方向に光軸を持
つ側視用対物光学系と、単一の固体撮像素子と、前記直
視用対物光学系からの光又は前記側視用対物光学系から
の光を切り換えて前記固体撮像素子に入射させる光路切
換手段と、を備えたことを要旨とする内視鏡装置であ
る。

【０００９】上記構成を有する本発明によれば、内視鏡
スコープ挿入時には、直視用対物光学系から入射する光
を撮像素子に導いて直視観察を可能とし、挿入方向であ
る前方を観察しながら容易に内視鏡スコープを被検体内
に挿入することができる。そして所望の位置まで挿入
後、観察対象に応じて任意に直視と側視とを切り替えな
がら観察が行えるので、比較的広い管腔部を観察する場
合は直視用対物光学系からの光を撮像素子に導いて直視
観察を行い、狭い管腔部の側壁等を観察する場合は側視
用対物光学系からの光を撮像素子に導いて側視観察を行
うというように、随時観察方向の切替ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に係る
内視鏡装置の先端硬性部の斜視図であり、図１（ｂ）は
同先端硬性部のＡＡ′線断面図である。

【００１１】図１に示すように、先端硬性部１は、スコ
ープ長軸方向に光軸を持つ直視用対物光学系である直視
用対物レンズ３、スコープ長軸方向と略垂直な方向に光
軸を持つ側視用対物光学系である側視用対物レンズ５、
鉗子口７、直視用対物レンズ３及び側視用対物レンズ５
を挟むように配設された少なくとも３つの照明レンズ
９、送気ノズル１１、送水ノズル１３、光学的ローパス
フィルタとしての水晶フィルタ１５、カバーガラス１
７、単板式ＣＣＤなどの固体撮像素子１９、固体撮像素
子１９に接続された信号ケーブル２１、固体撮像素子１
９等を支持するフレーム２３、フレーム２５、鏡胴２
７、フレーム２９、鏡胴３１、駆動素子３３、固体撮像
素子１９に入射する光を切り換えるミラー３５、遮光板
３７、及び駆動素子３３用の信号ケーブル３９を備えて
構成されている。

【００１２】ミラー３５は、駆動素子３３によって駆動
素子３３の回りに回動するように駆動され、後述される
ように、図１（ｂ）中で水平に倒れた第１の状態と、斜
め４５°に立ち上がった第２の状態とを取ることができ
るようになっている。

【００１３】そして第１の状態では、直視用対物レンズ
３から入射した光が直接に固体撮像素子１９に入射して
画像信号に変換され、図示されない内視鏡装置本体部
（プロセッサー）に設けられたモニタ画面に直視画像を
表示することができる。

【００１４】また第２の状態では、側視用対物レンズ５
から入射した光がミラー３５に反射されて固体撮像素子
１９に入射し、画像信号に変換され、図示されない内視
鏡装置本体部に設けられたモニタ画面に側視画像を表示
することができる。

【００１５】図２は、ミラー３５を駆動する駆動素子３
３であるワブルモータを説明するための（ａ）斜視図、
（ｂ）分解斜視図、（ｃ）横断面図を用いた動作説明図
である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動素子
（ワブルモータ）３３は、円筒形の回転体である少なく
とも表面が導電性であり、図示されない信号線に接続さ
れたロータ４３と、その外周部に配設された中空円筒状
のステータ４５とからなる。そしてロータ４３の外径に
比べてステータ４５の内径は大きく設定され、ロータ４
３とステータ４５との間には隙間が設けられている。

【００１６】ステータ４５の内面には、円筒の軸と平行
なストライプ状の薄い複数の電極４７が形成されてい
て、それぞれ図示されない信号線に接続されている。

【００１７】そしてこれらの信号線によりロータ４３と
ステータ４５の電極４７は、互いに逆極性の電位が与え
られ、ステータ４５の電極４７にロータ４３が引き寄せ
られるように静電引力が作用する。そして複数の電極４
７から順次電圧を印加する電極を切り換えることによ
り、電圧が印加された電極の移動につれて、ロータが静
電引力により引っ張られて追随するのでロータ４３が回
転することとなる。

【００１８】例えば、図２（ｃ）に示すように、ステー
タ４５の内面に設けられた複数の電極４７のうち、電圧
が印加される電極を４７ａから４７ｂまで順次反時計回
りの方向へ移動させると、電極４７から静電引力を受け
るロータ４３は、４３ａで示す位置から４３ｂで示す位
置へステータ４５の内面に接しながら回転移動する。

【００１９】すなわち、ロータ４３とステータ４５との
接触点（この断面図上では接触点であるが、実際には軸
方向の接触線）は、矢印４９ａで示す方向へ移動し、ロ
ータ４３の中心は、矢印５１ａで示す方向に回転する。

【００２０】なお、電圧を印加する電極４７の回転方向
を逆にすると、ロータ４３とステータ４５との接触点及
びロータ４３の中心は、それぞれ矢印４９ｂ及び矢印５
１ｂで示す方向（逆方向）へ移動または回転する。

【００２１】このように、ワブルモータのステータ４５
の内面に設けられた複数の電極４７のうち、ロータ４３
に対して電圧を印加する電極の回転方向を変えることに
より正逆両方向にロータ４３を回転させることができ
る。

【００２２】次に、図３を参照して、光路切換の詳細を
説明する。図３において、図１と同じ構成要素には同じ
符号を付与し、光路切換に寄与しない構成要素は省略さ
れている。図３（ａ）は、内視鏡スコープの先端硬性部
１の直視観察状態を示す概念図である。この状態は、ミ
ラー３５が水平に倒れた第１の状態であり、直視用対物
レンズ３から入射した光は、水晶フィルタ１７を介して
固体撮像素子１９へ結像する。このとき側視用対物レン
ズ５から入射した光は、水平状態のミラー３５により入
射してきた方向に反射され、固体撮像素子１９に入射す
ることはない。これにより、内視鏡スコープの軸方向の
直視画像が固体撮像素子１９により画像信号に変換され
て、プロセッサー５３のモニタ画面に表示される。

【００２３】図３（ｂ）は、内視鏡スコープの先端硬性
部１の側視観察状態を示す概念図である。この状態は、
ミラー３５が斜め４５°に立ち上がった第２の状態であ
り、側視用対物レンズ５から入射した光は、ミラー３５
で反射されて、水晶フィルタ１７を介して固体撮像素子
１９へ結像し、画像信号に変換されて、プロセッサー５
３のモニタ画面に表示される。このとき、直視用対物レ
ンズ３から入射した光は、ミラー３５の裏面に設けられ
た遮光板３７により遮られ吸収される。これにより、内
視鏡スコープの軸方向に対して直角方向の側視画像が観
察される。

【００２４】図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態と
は、図３（ｃ）に示すように、駆動素子３３であるワブ
ルモータのロータ４３の回転により、遮光板３７と一体
となったミラー３５の回転により切り換えられる。この
切換指示は、例えば、内視鏡スコープ１の図示しない手
元操作部、装置本体の操作パネルに設けられたスイッチ
の信号を受けたプロセッサー５３の制御によって、信号
線３９を通じて駆動素子３３を駆動することにより達成
される。

【００２５】なお、以上の実施形態では、静電力を利用
したワブルモータを利用したが、磁力を用いたワブルモ
ータを利用することもできる。ただし、静電力を用いた
ワブルモータは、次に示す（ａ）と（ｂ）の２つの理由
により、電磁力を用いたワブルモータより優れている。

【００２６】（ａ）静電ワブルモータは、円筒形の内筒
であるロータと、内筒の周囲に配設され内面に複数の電
極を設けた外筒からなる非常に簡単な構造となり、また
静電力は電極の厚さに無関係なので、電極は非常に薄く
することができる。そして、電磁駆動の場合に必要とな
るコイルや磁石のスペースが不要となるため、小型及び
薄型に適している。

【００２７】（ｂ）小型化に伴うスケール効果により、
磁界の体積に出力が依存する電磁力より、電極面積に出
力が依存する静電力の方が相対的に有利となる。

【００２８】また、ミラーを駆動する駆動素子として超
音波モータを利用することも可能であるが、超音波モー
タの場合、出力を発生させる部分（アクチュエート部）
を軸（アキシャル）方向、つまり内視鏡の長手方向に関
して切った断面に形成する必要がある。このため、細径
化に伴い、モータの作製が困難となる。

【００２９】以上説明したように本実施形態では、例え
ば、大腸観察において管腔全体の様子を確認し、側面の
壁などに臨床上詳細観察を必要とするエリアが存在した
場合、従来技術では、側視スコープでは直視のように管
腔全体を観察することができないので、詳細観察を必要
とするエリアを見出すのに多大な時間と労力を要してい
たが、単一の内視鏡スコープによる直視観察と側視観察
を切替え可能とすることにより、直視像により全体の様
子を観察し、直視ではできない詳細観察を側視により行
うことができるため、診断効率を向上させると共に、よ
り正確な内視鏡診断を行うことができる。

【００３０】また、本実施形態では、内視鏡スコープ及
び装置本体の少なくとも一方に直視／側視切換スイッチ
を設け、術者が診断中に必要に応じて直視観察又は側視
観察を簡単に切り換えることができる構成としているの
で、スコープ挿入時には直視観察、関心部位では側視観
察といった作業を熟練者でなくとも容易に行うことがで
きる。

【００３１】さらに、本実施形態では、直視用及び側視
用の両レンズ系の光路に設けられた反射鏡の回動のため
に静電用アクチュエータを採用することにより、光路切
換手段を小型化しているので、内視鏡スコープ先端部の
細径化に寄与することができ、ひいては被検体の負担を
軽減することができる。

【００３２】そして、本実施形態では、直視用対物レン
ズと側視用対物レンズの間に、直視観察・側視観察両方
に寄与する直・側兼用の照明レンズ系を配設しているた
め、スコープ先端部の小型化に寄与すると共に、使用光
源量を減少させることができる。つまり、２灯方式によ
り必要な照明配光を提供するには、通常、直側視観察を
行うために最低４灯必要となり、スコープ先端部を大型
化してしまうが、本方式のように直視用対物レンズと側
視用対物レンズの中間の１灯を共通として常に利用すれ
ば、先端部の小型化と使用光源量の低減を図ることがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
本の内視鏡スコープを必要により直視と側視とに切替が
行えるので、スコープ挿入時には直視像を観察しながら
関心領域まで容易にスコープを挿入することができると
ともに、観察部位の状況に応じて随時直視像と側視像と
を切り替えながら観察が行えるので、開けた平面部も狭
い管腔壁部も容易に観察することができるという効果を
奏する。

【００３４】また、予め直視スコープにて広範囲の観察
を行い、これによって発見された病変部をさらにスコー
プを入れ換えて側視スコープにより精密に観察する必要
が無くなり、スコープ入れ替えに伴う被検体の負担を軽
減し、検査時間を短縮することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内視鏡装置の実施形態におけるス
コープ先端部の構成を示す斜視図（ａ）及びＡＡ′線に
沿う断面図（ｂ）である。

【図２】駆動素子であるワブルモータの構造及び動作を
説明する斜視図（ａ）、分解斜視図（ｂ）、横断面図
（ｃ）である。

【図３】実施形態における直視状態（ａ）、側視状態
（ｂ）、ミラー周辺部の斜視図（ｃ）である。

【符号の説明】

１…先端硬性部、３…直視用対物レンズ、５…側視用対
物レンズ、７…鉗子口、９…照明レンズ、１１…送気ノ
ズル、１３…送水ノズル、１５…水晶フィルタ、１７…
カバーガラス、１９…固体撮像素子、２１…信号ケーブ
ル、２３…フレーム、２５…フレーム、２７…鏡胴、２
９…フレーム、３１…鏡胴、３３…駆動素子、３５…ミ
ラー、３７…遮光板、３９…信号ケーブル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スコープ長軸方向に光軸を持つ直視用対
   物光学系と、 スコープ長軸方向と略垂直な方向に光軸を持つ側視用対
   物光学系と、 単一の固体撮像素子と、 前記直視用対物光学系からの光又は前記側視用対物光学
   系からの光を切り換えて前記固体撮像素子に入射させる
   光路切換手段と、 を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記光路切換手段は、起倒可能な反射鏡
   と、該反射鏡を起倒させるアクチュエータとを備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータは、ワブルモータで
   あることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
4. 【請求項４】 前記直視用対物光学系のうち前記スコー
   プ先端に設けられた直視用対物レンズと前記側視用対物
   光学系のうち前記スコープ先端部に設けられた側視用対
   物レンズとの間に、直視観察及び側視観察の両方に供す
   る照明レンズを配設したことを特徴とする請求項１記載
   の内視鏡装置。