JP2002000550A - 体腔内観察装置 - Google Patents
体腔内観察装置Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内視鏡本体の移動や屈曲を伴わずに所望の位
置に視野を移動して、画質の良好な内視鏡画像を取得し
得るようにした体腔内観察装置を提供する。 【解決手段】 内視鏡画像を撮像するための結像光学系
が先端部に設けられる硬性鏡１の光軸Ｘを屈曲させるた
めに硬性鏡１の結像光学系の先端部に移動可能に結合さ
れるウエッジプリズム３，４を、アクチュエータ手段が
操作インタフェース１２からの指令に基づいて移動させ
ることにより、光軸Ｘの屈曲状態が制御され、視野が移
動する。上記第１および第２のウエッジプリズム３，４
は、同一ウエッジ頂角を有し光軸Ｘと垂直をなす第１面
が互いに対向するように近接配置され、前記アクチュエ
ータ手段は、硬性鏡１の手元側外周部およびウエッジプ
リズム３，４間のそれぞれに互いに独立駆動可能に結合
される外套管５，６と、外套管５，６のそれぞれを光軸
Ｘ周りに回転駆動するモータ７，８とから成る。
置に視野を移動して、画質の良好な内視鏡画像を取得し
得るようにした体腔内観察装置を提供する。 【解決手段】 内視鏡画像を撮像するための結像光学系
が先端部に設けられる硬性鏡１の光軸Ｘを屈曲させるた
めに硬性鏡１の結像光学系の先端部に移動可能に結合さ
れるウエッジプリズム３，４を、アクチュエータ手段が
操作インタフェース１２からの指令に基づいて移動させ
ることにより、光軸Ｘの屈曲状態が制御され、視野が移
動する。上記第１および第２のウエッジプリズム３，４
は、同一ウエッジ頂角を有し光軸Ｘと垂直をなす第１面
が互いに対向するように近接配置され、前記アクチュエ
ータ手段は、硬性鏡１の手元側外周部およびウエッジプ
リズム３，４間のそれぞれに互いに独立駆動可能に結合
される外套管５，６と、外套管５，６のそれぞれを光軸
Ｘ周りに回転駆動するモータ７，８とから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡画像を撮像
するための結像光学系を先端部に設けられる内視鏡と、
該内視鏡を操作するための操作インタフェースとを具
え、体腔内に挿入して臓器等を観察するようにした体腔
内観察装置に関するものである。
するための結像光学系を先端部に設けられる内視鏡と、
該内視鏡を操作するための操作インタフェースとを具
え、体腔内に挿入して臓器等を観察するようにした体腔
内観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、臓器等を観察するために体腔内
に挿入して使用する内視鏡は、硬性鏡および軟性鏡に分
類される。これら内視鏡において視野を移動させる際に
は、硬性鏡では本体の移動が必要となり、軟性鏡では本
体の移動または屈曲が必要となる。
に挿入して使用する内視鏡は、硬性鏡および軟性鏡に分
類される。これら内視鏡において視野を移動させる際に
は、硬性鏡では本体の移動が必要となり、軟性鏡では本
体の移動または屈曲が必要となる。
【０００３】このような視野の移動の要求に鑑み、内視
鏡を搭載し、術者の意図する方向へ内視鏡の視野を素早
く円滑に移動させるようにした種々の内視鏡用マニピュ
レータが開発されている。しかし、このような内視鏡マ
ニピュレータは、従来の内視鏡を能動的に駆動し得るよ
うにしたものに過ぎないため、内視鏡の移動や屈曲をマ
ニピュレータにより行う際に術者の作業を妨げたり、操
作者の誤入力等によるマニピュレータの誤作動時に内視
鏡先端部が臓器等に必要以上に接近するおそれがある。
鏡を搭載し、術者の意図する方向へ内視鏡の視野を素早
く円滑に移動させるようにした種々の内視鏡用マニピュ
レータが開発されている。しかし、このような内視鏡マ
ニピュレータは、従来の内視鏡を能動的に駆動し得るよ
うにしたものに過ぎないため、内視鏡の移動や屈曲をマ
ニピュレータにより行う際に術者の作業を妨げたり、操
作者の誤入力等によるマニピュレータの誤作動時に内視
鏡先端部が臓器等に必要以上に接近するおそれがある。
【０００４】上記のような内視鏡本体の移動や屈曲を伴
う従来技術の不具合を解消するため、例えば特開平８−
１６４１４８号公報（以下、従来例１という）および特
開平１０−２９０７７７号公報（以下、従来例２とい
う）に記載された視野移動技術が提案されている。上記
従来例１の視野移動技術は、記憶手段（画像メモリ）に
記憶されている内視鏡画像データの中から所望の画像デ
ータを切り出すことにより内視鏡の視野制御を行うよう
に構成されており、それにより、内視鏡本体の移動や屈
曲を伴うことなく、処置具を追尾するように視野を移動
させるようにしている。一方、上記従来例２の視野移動
技術は、内視鏡の先端部に設けた超広角レンズ系から導
かれる超広角の光学像の全体を表示したり、あるいはそ
の一部を切り出して表示することにより内視鏡の視野制
御を行うように構成されている。
う従来技術の不具合を解消するため、例えば特開平８−
１６４１４８号公報（以下、従来例１という）および特
開平１０−２９０７７７号公報（以下、従来例２とい
う）に記載された視野移動技術が提案されている。上記
従来例１の視野移動技術は、記憶手段（画像メモリ）に
記憶されている内視鏡画像データの中から所望の画像デ
ータを切り出すことにより内視鏡の視野制御を行うよう
に構成されており、それにより、内視鏡本体の移動や屈
曲を伴うことなく、処置具を追尾するように視野を移動
させるようにしている。一方、上記従来例２の視野移動
技術は、内視鏡の先端部に設けた超広角レンズ系から導
かれる超広角の光学像の全体を表示したり、あるいはそ
の一部を切り出して表示することにより内視鏡の視野制
御を行うように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例１の視野移
動技術は、観察対象とする臓器等およびその周囲を含む
比較的広範囲の内視鏡画像を撮像して、その中から所望
の画像を切り出してモニタ等に拡大表示するように構成
されているため、ある視野における内視鏡画像中に当該
観察対象が占める割合が小さくなって当該観察対象の解
像度が低下してしまい、画質の劣化を招く。一方、上記
従来例２の視野移動技術は、内視鏡の先端部に設けた超
広角レンズ系により広視野観察を実現することはできる
が、超広角レンズ系から導かれる光学像の一部を切り出
して表示する部分観察時には光学像中に当該観察対象が
占める割合が小さくなって当該観察対象の解像度が低下
してしまい、画質の劣化を招く。その上、超広角レンズ
系から導かれる超広角の光学像の周辺部に存在する観察
対象を観察する場合には、中央部に存在する観察対象を
観察する場合に比べて画像の歪みが顕著になるため、画
像処理により画像の歪みを補正したとしても実用的な観
察が困難である。
動技術は、観察対象とする臓器等およびその周囲を含む
比較的広範囲の内視鏡画像を撮像して、その中から所望
の画像を切り出してモニタ等に拡大表示するように構成
されているため、ある視野における内視鏡画像中に当該
観察対象が占める割合が小さくなって当該観察対象の解
像度が低下してしまい、画質の劣化を招く。一方、上記
従来例２の視野移動技術は、内視鏡の先端部に設けた超
広角レンズ系により広視野観察を実現することはできる
が、超広角レンズ系から導かれる光学像の一部を切り出
して表示する部分観察時には光学像中に当該観察対象が
占める割合が小さくなって当該観察対象の解像度が低下
してしまい、画質の劣化を招く。その上、超広角レンズ
系から導かれる超広角の光学像の周辺部に存在する観察
対象を観察する場合には、中央部に存在する観察対象を
観察する場合に比べて画像の歪みが顕著になるため、画
像処理により画像の歪みを補正したとしても実用的な観
察が困難である。
【０００６】本発明は、内視鏡本体の移動や屈曲を伴う
ことなく所望の位置に視野を移動させるとともに、画質
の良好な内視鏡画像を取得するようにした体腔内観察装
置を提供することを目的とする。
ことなく所望の位置に視野を移動させるとともに、画質
の良好な内視鏡画像を取得するようにした体腔内観察装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、請求項
１に記載の第１発明は、内視鏡画像を撮像するための結
像光学系が先端部に設けられる内視鏡と、該内視鏡を操
作するための操作インタフェースとを具える体腔内観察
装置において、前記内視鏡の光軸を屈曲させるために、
前記内視鏡の結像光学系の先端部に移動可能に結合され
るプリズム手段と、前記操作インタフェースからの指令
に基づいて前記プリズム手段を移動させることにより前
記光軸の屈曲状態を制御するアクチュエータ手段とを具
備して成ることを特徴とする。
１に記載の第１発明は、内視鏡画像を撮像するための結
像光学系が先端部に設けられる内視鏡と、該内視鏡を操
作するための操作インタフェースとを具える体腔内観察
装置において、前記内視鏡の光軸を屈曲させるために、
前記内視鏡の結像光学系の先端部に移動可能に結合され
るプリズム手段と、前記操作インタフェースからの指令
に基づいて前記プリズム手段を移動させることにより前
記光軸の屈曲状態を制御するアクチュエータ手段とを具
備して成ることを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の第２発明は、前記プリズ
ム手段は、前記光軸と垂直をなす第１面が互いに対向す
るように近接配置される、同一ウエッジ頂角を有する第
１および第２のウエッジプリズムより成り、前記アクチ
ュエータ手段は、前記内視鏡の手元側外周部ならびに装
着第１および第２のウエッジプリズム間のそれぞれに互
いに独立駆動可能に結合される第１および第２の外套管
と、該第１および第２の外套管のそれぞれを前記光軸周
りに回転駆動する第１および第２のモータとから成るこ
とを特徴とする。
ム手段は、前記光軸と垂直をなす第１面が互いに対向す
るように近接配置される、同一ウエッジ頂角を有する第
１および第２のウエッジプリズムより成り、前記アクチ
ュエータ手段は、前記内視鏡の手元側外周部ならびに装
着第１および第２のウエッジプリズム間のそれぞれに互
いに独立駆動可能に結合される第１および第２の外套管
と、該第１および第２の外套管のそれぞれを前記光軸周
りに回転駆動する第１および第２のモータとから成るこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の第３発明は、前記プリズ
ム手段は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くよう
に配置されるウエッジプリズムより成り、前記アクチュ
エータ手段は、前記内視鏡の外周部に結合される外套管
と、該外套管の先端側端部に一端が結合され他端が前記
光軸の直交方向に延在する回転軸を介して前記ウエッジ
プリズムの周方向端面に結合される連結軸と、該連結軸
を前記光軸周りに回転駆動する第１のモータと、前記外
套管に結合され前記回転軸を回転駆動する第２のモータ
とから成ることを特徴とする。
ム手段は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くよう
に配置されるウエッジプリズムより成り、前記アクチュ
エータ手段は、前記内視鏡の外周部に結合される外套管
と、該外套管の先端側端部に一端が結合され他端が前記
光軸の直交方向に延在する回転軸を介して前記ウエッジ
プリズムの周方向端面に結合される連結軸と、該連結軸
を前記光軸周りに回転駆動する第１のモータと、前記外
套管に結合され前記回転軸を回転駆動する第２のモータ
とから成ることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の第４発明は、前記プリズ
ム手段は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くよう
に配置される液体プリズムより成り、前記アクチュエー
タ手段は、前記光軸と直交する座標系の各軸に対する前
記液体プリズムの傾斜角をそれぞれ調整する第１および
第２のリンク機構より成り、該第１および第２のリンク
機構はそれぞれ、一端が前記液体プリズムの周方向端面
に結合される水平部および該水平部の他端に直交する直
交部を有する一対のリンク軸と、該リンク軸の直交部の
先端を滑り待遇および回り待遇で支持するリンク部材
と、該リンク部材を回動させるモータとから成ることを
特徴とする。
ム手段は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くよう
に配置される液体プリズムより成り、前記アクチュエー
タ手段は、前記光軸と直交する座標系の各軸に対する前
記液体プリズムの傾斜角をそれぞれ調整する第１および
第２のリンク機構より成り、該第１および第２のリンク
機構はそれぞれ、一端が前記液体プリズムの周方向端面
に結合される水平部および該水平部の他端に直交する直
交部を有する一対のリンク軸と、該リンク軸の直交部の
先端を滑り待遇および回り待遇で支持するリンク部材
と、該リンク部材を回動させるモータとから成ることを
特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の第５発明は、前記プリズ
ム手段の移動位置を検出する位置検出手段を設け、該位
置検出手段が検出したプリズム位置情報に基づいて当該
内視鏡画像に対し前記プリズム手段による前記光軸の屈
曲に起因する色収差および画像歪みの少なくとも一方に
関する補正を行うようにしたことを特徴とする。
ム手段の移動位置を検出する位置検出手段を設け、該位
置検出手段が検出したプリズム位置情報に基づいて当該
内視鏡画像に対し前記プリズム手段による前記光軸の屈
曲に起因する色収差および画像歪みの少なくとも一方に
関する補正を行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】第１発明においては、内視鏡画像を撮像す
るための結像光学系が先端部に設けられる内視鏡を操作
インタフェースにより操作して臓器等を観察する際に
は、アクチュエータ手段が、前記操作インタフェースか
らの指令に基づいて前記内視鏡の結像光学系の先端部に
移動可能に結合されるプリズム手段を移動させることに
より、前記内視鏡の光軸の屈曲状態を制御するから、内
視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視野
を移動させることができる。したがって、内視鏡下外科
手術等において術者の作業を妨げたり内視鏡先端部が臓
器等に必要以上に接近することが防止される。また、上
記従来例１，２のように全体画像の一部を切り出して拡
大表示するのではなく、操作者が狙った観察対象に視野
を向けた状態で観察を行うことができるから、内視鏡画
像中に当該観察対象が占める割合が大きくなって当該観
察対象の解像度が向上することになる。したがって、画
質の良好な内視鏡画像を取得することが可能になる。
るための結像光学系が先端部に設けられる内視鏡を操作
インタフェースにより操作して臓器等を観察する際に
は、アクチュエータ手段が、前記操作インタフェースか
らの指令に基づいて前記内視鏡の結像光学系の先端部に
移動可能に結合されるプリズム手段を移動させることに
より、前記内視鏡の光軸の屈曲状態を制御するから、内
視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視野
を移動させることができる。したがって、内視鏡下外科
手術等において術者の作業を妨げたり内視鏡先端部が臓
器等に必要以上に接近することが防止される。また、上
記従来例１，２のように全体画像の一部を切り出して拡
大表示するのではなく、操作者が狙った観察対象に視野
を向けた状態で観察を行うことができるから、内視鏡画
像中に当該観察対象が占める割合が大きくなって当該観
察対象の解像度が向上することになる。したがって、画
質の良好な内視鏡画像を取得することが可能になる。
【００１３】第２発明においては、前記プリズム手段
は、前記光軸と垂直をなす第１面が互いに対向するよう
に近接配置される、同一ウエッジ頂角を有する第１およ
び第２のウエッジプリズムより成り、前記アクチュエー
タ手段は、前記内視鏡の手元側外周部ならびに第１およ
び第２のウエッジプリズム間のそれぞれに互いに独立駆
動可能に結合される第１および第２の外套管と、該第１
および第２の外套管のそれぞれを前記光軸周りに回転駆
動する第１および第２のモータとから成るから、例えば
当該観察対象を追尾するように前記第１および第２のモ
ータの駆動量をそれぞれ制御することにより、内視鏡本
体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視野を移動
させることができる。
は、前記光軸と垂直をなす第１面が互いに対向するよう
に近接配置される、同一ウエッジ頂角を有する第１およ
び第２のウエッジプリズムより成り、前記アクチュエー
タ手段は、前記内視鏡の手元側外周部ならびに第１およ
び第２のウエッジプリズム間のそれぞれに互いに独立駆
動可能に結合される第１および第２の外套管と、該第１
および第２の外套管のそれぞれを前記光軸周りに回転駆
動する第１および第２のモータとから成るから、例えば
当該観察対象を追尾するように前記第１および第２のモ
ータの駆動量をそれぞれ制御することにより、内視鏡本
体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視野を移動
させることができる。
【００１４】第３発明においては、前記プリズム手段
は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置
されるウエッジプリズムより成り、前記アクチュエータ
手段は、前記内視鏡の外周部に結合される外套管と、該
外套管の先端側端部に一端が結合され他端が前記光軸の
直交方向に延在する回転軸を介して前記ウエッジプリズ
ムの周方向端面に結合される連結軸と、該連結軸を前記
光軸周りに回転駆動する第１のモータと、前記外套管に
結合され前記回転軸を回転駆動する第２のモータとから
成るから、例えば当該観察対象を追尾するように前記第
１および第２のモータの駆動量をそれぞれ制御すること
により、内視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の
位置に視野を移動させることができる。
は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置
されるウエッジプリズムより成り、前記アクチュエータ
手段は、前記内視鏡の外周部に結合される外套管と、該
外套管の先端側端部に一端が結合され他端が前記光軸の
直交方向に延在する回転軸を介して前記ウエッジプリズ
ムの周方向端面に結合される連結軸と、該連結軸を前記
光軸周りに回転駆動する第１のモータと、前記外套管に
結合され前記回転軸を回転駆動する第２のモータとから
成るから、例えば当該観察対象を追尾するように前記第
１および第２のモータの駆動量をそれぞれ制御すること
により、内視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の
位置に視野を移動させることができる。
【００１５】第４発明においては、前記プリズム手段
は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置
される液体プリズムより成り、前記アクチュエータ手段
は、前記光軸と直交する座標系の各軸に対する前記液体
プリズムの傾斜角をそれぞれ調整する第１および第２の
リンク機構より成り、該第１および第２のリンク機構は
それぞれ、一端が前記液体プリズムの周方向端面に結合
される水平部および該水平部の他端に直交する直交部を
有する一対のリンク軸と、該リンク軸の直交部の先端を
滑り待遇および回り待遇で支持するリンク部材と、該リ
ンク部材を回動させるモータとから成るから、例えば当
該観察対象を追尾するように前記第１および第２のリン
ク機構のモータの駆動量をそれぞれ制御することによ
り、内視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置
に視野を移動させることができる。
は、光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置
される液体プリズムより成り、前記アクチュエータ手段
は、前記光軸と直交する座標系の各軸に対する前記液体
プリズムの傾斜角をそれぞれ調整する第１および第２の
リンク機構より成り、該第１および第２のリンク機構は
それぞれ、一端が前記液体プリズムの周方向端面に結合
される水平部および該水平部の他端に直交する直交部を
有する一対のリンク軸と、該リンク軸の直交部の先端を
滑り待遇および回り待遇で支持するリンク部材と、該リ
ンク部材を回動させるモータとから成るから、例えば当
該観察対象を追尾するように前記第１および第２のリン
ク機構のモータの駆動量をそれぞれ制御することによ
り、内視鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置
に視野を移動させることができる。
【００１６】第５発明においては、位置検出手段が検出
したプリズム位置情報に基づいて当該内視鏡画像に対し
前記プリズム手段による前記光軸の屈曲に起因する色収
差および画像歪みの少なくとも一方に関する補正を行う
ようにしたから、観察に使用される内視鏡画像は色収差
および画像歪みの少なくとも一方を補正したものとな
り、画質がさらに向上する。
したプリズム位置情報に基づいて当該内視鏡画像に対し
前記プリズム手段による前記光軸の屈曲に起因する色収
差および画像歪みの少なくとも一方に関する補正を行う
ようにしたから、観察に使用される内視鏡画像は色収差
および画像歪みの少なくとも一方を補正したものとな
り、画質がさらに向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
の体腔内観察装置の全体構成を模式的に示す図である。
本実施形態の体腔内観察装置は、内視鏡として硬性鏡１
を用いており、観察時には硬性鏡１の少なくとも先端部
を体腔内に挿入することになる。上記硬性鏡１として
は、例えば挿入部の直径が約１０ｍｍで、全長が約３０
０ｍｍの硬性鏡を用いることができる。なお、内視鏡と
して軟性鏡を用いて構成することも可能である。
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
の体腔内観察装置の全体構成を模式的に示す図である。
本実施形態の体腔内観察装置は、内視鏡として硬性鏡１
を用いており、観察時には硬性鏡１の少なくとも先端部
を体腔内に挿入することになる。上記硬性鏡１として
は、例えば挿入部の直径が約１０ｍｍで、全長が約３０
０ｍｍの硬性鏡を用いることができる。なお、内視鏡と
して軟性鏡を用いて構成することも可能である。
【００１８】上記硬性鏡１の手元側端部（図示右端部）
には、撮像手段であるＣＣＤカメラ２が設けられてい
る。なお、ズーム機構付き内視鏡を用いる場合には、硬
性鏡１およびＣＣＤカメラ２間にズーム機構を設けるも
のとする。一方、上記硬性鏡１の先端部（図示左端部）
には、内視鏡画像を撮像するための結像光学系（図示せ
ず）が設けられており、この結像光学系の先端部には、
プリズム手段を構成する第１および第２のウエッジプリ
ズム３，４が移動可能に結合されている。これらウエッ
ジプリズム３，４はそれぞれ、図２（ａ）に示すような
同一ウエッジ頂角θw を有しており、図２（ｂ）に示す
ように光軸Ｘと垂直をなす第１面３ａ，４ａが互いに対
向するように近接配置されている。これらウエッジプリ
ズム３，４により、後述するようにして、硬性鏡１の光
軸Ｘを所望の角度θだけ屈曲させるようになっている。
には、撮像手段であるＣＣＤカメラ２が設けられてい
る。なお、ズーム機構付き内視鏡を用いる場合には、硬
性鏡１およびＣＣＤカメラ２間にズーム機構を設けるも
のとする。一方、上記硬性鏡１の先端部（図示左端部）
には、内視鏡画像を撮像するための結像光学系（図示せ
ず）が設けられており、この結像光学系の先端部には、
プリズム手段を構成する第１および第２のウエッジプリ
ズム３，４が移動可能に結合されている。これらウエッ
ジプリズム３，４はそれぞれ、図２（ａ）に示すような
同一ウエッジ頂角θw を有しており、図２（ｂ）に示す
ように光軸Ｘと垂直をなす第１面３ａ，４ａが互いに対
向するように近接配置されている。これらウエッジプリ
ズム３，４により、後述するようにして、硬性鏡１の光
軸Ｘを所望の角度θだけ屈曲させるようになっている。
【００１９】上記ウエッジプリズム３，４および硬性鏡
１の手元側外周部間にはそれぞれ、図１に示すように二
重化した第１および第２の外套管５，６が互いに独立回
転駆動可能に結合されており、上記外套管５，６は硬性
鏡１に対しても独立回転駆動可能になっている。上記外
套管５，６の手元側端部にはそれぞれギア部（図示せ
ず）が形成されており、これらギア部にはそれぞれ、第
１および第２のモータ７，８の回転軸７ａ，８ａの先端
に結合されるギア７ｂ，８ｂが噛合している。上記モー
タ７，８の図示右端部には、モータ駆動量（回転数）を
検出するためのロータリエンコーダ９，１０が結合され
ている。なお、上記外套管５，６およびモータ７，８
は、ウエッジプリズム３，４を移動させることにより光
軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエータ手段を構成し
ている。
１の手元側外周部間にはそれぞれ、図１に示すように二
重化した第１および第２の外套管５，６が互いに独立回
転駆動可能に結合されており、上記外套管５，６は硬性
鏡１に対しても独立回転駆動可能になっている。上記外
套管５，６の手元側端部にはそれぞれギア部（図示せ
ず）が形成されており、これらギア部にはそれぞれ、第
１および第２のモータ７，８の回転軸７ａ，８ａの先端
に結合されるギア７ｂ，８ｂが噛合している。上記モー
タ７，８の図示右端部には、モータ駆動量（回転数）を
検出するためのロータリエンコーダ９，１０が結合され
ている。なお、上記外套管５，６およびモータ７，８
は、ウエッジプリズム３，４を移動させることにより光
軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエータ手段を構成し
ている。
【００２０】上記モータ７，８の駆動量を制御するため
制御装置１１を設け、この制御装置１１には、術者等の
操作者が操作する操作インタフェース１２からの指令信
号を入力するとともに、ロータリエンコーダ９，１０が
検出したモータ７，８の駆動量およびＣＣＤカメラ２が
撮像した内視鏡画像を入力する。上記制御装置１１は、
硬性鏡１を操作するための操作インタフェース１２から
の指令信号に基づいてモータ７，８の駆動量を制御する
視野制御部１３と、ロータリエンコーダ９，１０が検出
したモータ７，８の駆動量に基づきウエッジプリズム
３，４の移動位置を検出するプリズム位置検出部１４
と、プリズム位置検出部１４により検出したウエッジプ
リズム３，４の位置に基づき色収差・歪み補正用テーブ
ル１６をルックアップすることによりＣＣＤカメラ２が
撮像した内視鏡画像に対し色収差補正および画像歪み補
正を行う画像処理部１５等を具備して成る。なお、画像
処理後の内視鏡画像をモニタ装置１７に表示して操作者
が観察し得るようにしておくものとする。
制御装置１１を設け、この制御装置１１には、術者等の
操作者が操作する操作インタフェース１２からの指令信
号を入力するとともに、ロータリエンコーダ９，１０が
検出したモータ７，８の駆動量およびＣＣＤカメラ２が
撮像した内視鏡画像を入力する。上記制御装置１１は、
硬性鏡１を操作するための操作インタフェース１２から
の指令信号に基づいてモータ７，８の駆動量を制御する
視野制御部１３と、ロータリエンコーダ９，１０が検出
したモータ７，８の駆動量に基づきウエッジプリズム
３，４の移動位置を検出するプリズム位置検出部１４
と、プリズム位置検出部１４により検出したウエッジプ
リズム３，４の位置に基づき色収差・歪み補正用テーブ
ル１６をルックアップすることによりＣＣＤカメラ２が
撮像した内視鏡画像に対し色収差補正および画像歪み補
正を行う画像処理部１５等を具備して成る。なお、画像
処理後の内視鏡画像をモニタ装置１７に表示して操作者
が観察し得るようにしておくものとする。
【００２１】上記制御装置１１、操作インタフェース１
２およびモニタ装置１７を含む制御系は、例えば汎用的
なパーソナルコンピュータシステムを用いて構築するこ
とができる。その場合、例えば、制御装置１１の視野制
御部１３、プリズム位置検出部１４および画像処理部１
５はパーソナルコンピュータ上で動作するソフトウエア
により構成し、制御装置１１の色収差・歪み補正用テー
ブル１６はパーソナルコンピュータの記憶手段（ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ，ハードディスク等）に記憶されたデータに
より構成し、操作インタフェース１２はキーボードやマ
ウスで代用すればよい。なお、制御装置１１の視野制御
部１３、プリズム位置検出部１４および画像処理部１５
を独立した装置として構成したり、制御装置１１の画像
処理部１５として画像処理ボード等のハードウエアを用
いてもよい。
２およびモニタ装置１７を含む制御系は、例えば汎用的
なパーソナルコンピュータシステムを用いて構築するこ
とができる。その場合、例えば、制御装置１１の視野制
御部１３、プリズム位置検出部１４および画像処理部１
５はパーソナルコンピュータ上で動作するソフトウエア
により構成し、制御装置１１の色収差・歪み補正用テー
ブル１６はパーソナルコンピュータの記憶手段（ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ，ハードディスク等）に記憶されたデータに
より構成し、操作インタフェース１２はキーボードやマ
ウスで代用すればよい。なお、制御装置１１の視野制御
部１３、プリズム位置検出部１４および画像処理部１５
を独立した装置として構成したり、制御装置１１の画像
処理部１５として画像処理ボード等のハードウエアを用
いてもよい。
【００２２】次に、本実施形態の体腔内観察装置による
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により上記モ
ータ７，８の駆動量が決定され、該駆動量だけモータ
７，８が回転駆動される。このモータ７，８の回転駆動
により、回転軸７ａ，８ａ、ギア７ｂ，８ｂおよび外套
管５，６を介してウエッジプリズム３，４のそれぞれが
図１に矢印Ａ，Ｂで示すように互いに独立して光軸Ｘ周
りに回転駆動され、それによりウエッジプリズム３，４
はそれぞれ指令信号入力前と異なる位置に移動する。
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により上記モ
ータ７，８の駆動量が決定され、該駆動量だけモータ
７，８が回転駆動される。このモータ７，８の回転駆動
により、回転軸７ａ，８ａ、ギア７ｂ，８ｂおよび外套
管５，６を介してウエッジプリズム３，４のそれぞれが
図１に矢印Ａ，Ｂで示すように互いに独立して光軸Ｘ周
りに回転駆動され、それによりウエッジプリズム３，４
はそれぞれ指令信号入力前と異なる位置に移動する。
【００２３】ここで、１つのウエッジプリズムに着目す
ると、図２（ａ）に示すようなウエッジ頂角θw を有す
るウエッジプリズム４の光軸Ｘと垂直をなす第１面４ａ
にビームが光軸Ｘに沿って入射したときにビーム偏向角
θd が生じる場合、ウエッジプリズムの屈折率をｎとす
ると、ウエッジ頂角θw とビーム偏向角θd との関係
は、次式で表わされる。
ると、図２（ａ）に示すようなウエッジ頂角θw を有す
るウエッジプリズム４の光軸Ｘと垂直をなす第１面４ａ
にビームが光軸Ｘに沿って入射したときにビーム偏向角
θd が生じる場合、ウエッジプリズムの屈折率をｎとす
ると、ウエッジ頂角θw とビーム偏向角θd との関係
は、次式で表わされる。
【数１】 θd ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎｓｉｎθw ）−θw （１）
【００２４】よって、図２（ｃ）に示すようにウエッジ
プリズム４を外套管６により硬性鏡１の先端部に移動可
能に結合することにより、硬性鏡１の光軸Ｘとなす角度
がθd となる方向への観察が可能になる。この場合、ウ
エッジプリズム４を硬性鏡１の光軸Ｘの周りに回転させ
ることにより、角度θd だけ屈曲させた視野方向の光軸
を３６０度回転させることができる。
プリズム４を外套管６により硬性鏡１の先端部に移動可
能に結合することにより、硬性鏡１の光軸Ｘとなす角度
がθd となる方向への観察が可能になる。この場合、ウ
エッジプリズム４を硬性鏡１の光軸Ｘの周りに回転させ
ることにより、角度θd だけ屈曲させた視野方向の光軸
を３６０度回転させることができる。
【００２５】本実施形態では、２つのウエッジプリズム
３，４を図２（ｂ）に示すように光軸Ｘと垂直をなす第
１面３ａ，４ａが互いに対向するように近接配置してい
るため、２つのウエッジプリズム３，４を光軸Ｘの周り
に矢印Ａ，Ｂで示す如く独立して回転駆動させることに
より、図２（ｂ）に示す所定の尖った円錐体の底面上の
任意の点に向かう方向にビームを偏向させることができ
る。このときのビーム偏向角の最大値は上記円錐体の半
頂角であり、ウエッジ頂角θw が小さい場合にはほぼ２
θd となる。この場合、光軸の移動可能範囲は、図２
（ｂ）に示すようにほぼ４θd となる。
３，４を図２（ｂ）に示すように光軸Ｘと垂直をなす第
１面３ａ，４ａが互いに対向するように近接配置してい
るため、２つのウエッジプリズム３，４を光軸Ｘの周り
に矢印Ａ，Ｂで示す如く独立して回転駆動させることに
より、図２（ｂ）に示す所定の尖った円錐体の底面上の
任意の点に向かう方向にビームを偏向させることができ
る。このときのビーム偏向角の最大値は上記円錐体の半
頂角であり、ウエッジ頂角θw が小さい場合にはほぼ２
θd となる。この場合、光軸の移動可能範囲は、図２
（ｂ）に示すようにほぼ４θd となる。
【００２６】よって、同一ウエッジ頂角θw を有する２
つのウエッジプリズム３，４を近接配置して互いに独立
に回転駆動するようにした本実施形態の体腔内観察装置
では、操作インタフェース１２からの指令信号に基づい
て光軸ｘの屈曲状態を制御することにより、半頂角がほ
ぼ２θd となる円錐体の底面上の任意の点に視野が移動
することになる。
つのウエッジプリズム３，４を近接配置して互いに独立
に回転駆動するようにした本実施形態の体腔内観察装置
では、操作インタフェース１２からの指令信号に基づい
て光軸ｘの屈曲状態を制御することにより、半頂角がほ
ぼ２θd となる円錐体の底面上の任意の点に視野が移動
することになる。
【００２７】上記視野の移動時には、ウエッジプリズム
３，４を用いて光軸Ｘを屈曲させることに起因して、入
射角および入射面角度ならびに入射ビームの光軸からの
距離により決定される歪みが内視鏡画像に発生する。ま
た、ビーム偏向角θd を決定するパラメータの１つであ
るウエッジプリズムの屈折率ｎは光の波長により異なる
ものとなり、それにより色収差が生じる。このような画
像の歪みや色収差の度合いは、ウエッジプリズム３，４
を光軸Ｘの周りに回転させたときのプリズム位置に応じ
て演算またはキャリブレーションにより求めることがで
きるので、本実施形態では色収差・歪み補正用テーブル
１６として制御装置１１に記憶させている。
３，４を用いて光軸Ｘを屈曲させることに起因して、入
射角および入射面角度ならびに入射ビームの光軸からの
距離により決定される歪みが内視鏡画像に発生する。ま
た、ビーム偏向角θd を決定するパラメータの１つであ
るウエッジプリズムの屈折率ｎは光の波長により異なる
ものとなり、それにより色収差が生じる。このような画
像の歪みや色収差の度合いは、ウエッジプリズム３，４
を光軸Ｘの周りに回転させたときのプリズム位置に応じ
て演算またはキャリブレーションにより求めることがで
きるので、本実施形態では色収差・歪み補正用テーブル
１６として制御装置１１に記憶させている。
【００２８】上記制御装置１１では、位置検出手段であ
るロータリエンコーダ９，１０が検出したモータ７，８
の駆動量に基づいてウエッジプリズム３，４の視野方向
を表わすプリズム位置情報をそれぞれ求め、これらプリ
ズム位置情報により色収差・歪み補正用テーブル１６を
ルックアップして色収差補正量および歪み補正量を求
め、これら色収差補正量および歪み補正量を用いて画像
処理部１５でＣＣＤカメラ２からの内視鏡画像に対し色
収差および画像歪みの補正を行い、補正後の内視鏡画像
をモニタ装置１７に表示するようにしている。なお、色
収差・画像歪みが無視できる程度に小さくなる場合に
は、色収差補正および画像歪み補正の少なくとも一方を
省略することも可能である。
るロータリエンコーダ９，１０が検出したモータ７，８
の駆動量に基づいてウエッジプリズム３，４の視野方向
を表わすプリズム位置情報をそれぞれ求め、これらプリ
ズム位置情報により色収差・歪み補正用テーブル１６を
ルックアップして色収差補正量および歪み補正量を求
め、これら色収差補正量および歪み補正量を用いて画像
処理部１５でＣＣＤカメラ２からの内視鏡画像に対し色
収差および画像歪みの補正を行い、補正後の内視鏡画像
をモニタ装置１７に表示するようにしている。なお、色
収差・画像歪みが無視できる程度に小さくなる場合に
は、色収差補正および画像歪み補正の少なくとも一方を
省略することも可能である。
【００２９】本実施形態の体腔内観察装置によれば、術
者等の操作者が操作インタフェース１２から例えば当該
観察対象を追尾するような指令信号を入力するだけで、
硬性鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視
野を移動させることができる。したがって、内視鏡下外
科手術等において術者の作業を妨げたり硬性鏡先端部が
臓器等に必要以上に接近する不具合は生じない。また、
体腔内観察時には操作者が狙った観察対象に視野を向け
た状態で内視鏡画像を撮像するから、内視鏡画像中に当
該観察対象が占める割合が大きくなって当該観察対象の
解像度が向上することになり、画質の良好な内視鏡画像
を取得することが可能になる。また、撮像した内視鏡画
像に対し色収差補正および画像歪み補正を行うから、画
質がさらに向上する。
者等の操作者が操作インタフェース１２から例えば当該
観察対象を追尾するような指令信号を入力するだけで、
硬性鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく所望の位置に視
野を移動させることができる。したがって、内視鏡下外
科手術等において術者の作業を妨げたり硬性鏡先端部が
臓器等に必要以上に接近する不具合は生じない。また、
体腔内観察時には操作者が狙った観察対象に視野を向け
た状態で内視鏡画像を撮像するから、内視鏡画像中に当
該観察対象が占める割合が大きくなって当該観察対象の
解像度が向上することになり、画質の良好な内視鏡画像
を取得することが可能になる。また、撮像した内視鏡画
像に対し色収差補正および画像歪み補正を行うから、画
質がさらに向上する。
【００３０】図３は本発明の第２実施形態の体腔内観察
装置の全体構成を模式的に示す図である。本実施形態の
体腔内観察装置は、上記第１実施形態の体腔内観察装置
に対し、ウエッジプリズムを２つから１つに変更すると
ともに、この１つのウエッジプリズムを回転および揺動
させるようにアクチュエータ手段の構成を変更したもの
である。なお、それ以外の部分は上記第１実施形態と同
様に構成されているため、同一符号を付けて説明を省略
する。
装置の全体構成を模式的に示す図である。本実施形態の
体腔内観察装置は、上記第１実施形態の体腔内観察装置
に対し、ウエッジプリズムを２つから１つに変更すると
ともに、この１つのウエッジプリズムを回転および揺動
させるようにアクチュエータ手段の構成を変更したもの
である。なお、それ以外の部分は上記第１実施形態と同
様に構成されているため、同一符号を付けて説明を省略
する。
【００３１】本実施形態において硬性鏡１の結像光学系
の先端部に結合されるプリズム手段は、図３に示すよう
に光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置さ
れる１つのウエッジプリズム４より成る。また、本実施
形態において光軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエー
タ手段は、硬性鏡１の手元側外周部に結合される外套管
２１と、外套管２１の先端側端部に一端が結合され他端
が光軸Ｘの直交方向に延在する回転軸２２を介してウエ
ッジプリズム４の周方向端面に結合される連結軸２３
と、回転軸２２の先端に結合されるプーリ２４と、プー
リ２４に一端が係合するベルト２５、ベルト２５の他端
に係合するプーリ２６が結合される回転軸２７を有し外
套管２１に装着される第１のモータ２８と、外套管２１
の手元側端部に形成されるギア部（図示せず）に噛合す
るギア部材２９が回転軸３０の先端に結合される第２の
モータ３１とから成る。上記第１のモータ２８および第
２のモータ３１にはそれぞれ、モータ駆動量（回転数）
を検出するためのロータリエンコーダ３２，３３が結合
されている。なお、上記回転軸２２、連結軸２３、プー
リ２４、ベルト２５、プーリ２６、回転軸２７および第
１のモータ２８は外套管２１に取り付けられており、外
套管２１は硬性鏡１に対し回転可能になっている。ま
た、上記回転軸２２、連結軸２３およびプーリ２４は、
図示位置に加えて図示位置から光軸Ｘの周りに１８０度
回転した位置（裏側）にも設けられており、２組の回転
軸２２、連結軸２３およびプーリ２４がウエッジプリズ
ム４を挟み込むようになっている。
の先端部に結合されるプリズム手段は、図３に示すよう
に光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置さ
れる１つのウエッジプリズム４より成る。また、本実施
形態において光軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエー
タ手段は、硬性鏡１の手元側外周部に結合される外套管
２１と、外套管２１の先端側端部に一端が結合され他端
が光軸Ｘの直交方向に延在する回転軸２２を介してウエ
ッジプリズム４の周方向端面に結合される連結軸２３
と、回転軸２２の先端に結合されるプーリ２４と、プー
リ２４に一端が係合するベルト２５、ベルト２５の他端
に係合するプーリ２６が結合される回転軸２７を有し外
套管２１に装着される第１のモータ２８と、外套管２１
の手元側端部に形成されるギア部（図示せず）に噛合す
るギア部材２９が回転軸３０の先端に結合される第２の
モータ３１とから成る。上記第１のモータ２８および第
２のモータ３１にはそれぞれ、モータ駆動量（回転数）
を検出するためのロータリエンコーダ３２，３３が結合
されている。なお、上記回転軸２２、連結軸２３、プー
リ２４、ベルト２５、プーリ２６、回転軸２７および第
１のモータ２８は外套管２１に取り付けられており、外
套管２１は硬性鏡１に対し回転可能になっている。ま
た、上記回転軸２２、連結軸２３およびプーリ２４は、
図示位置に加えて図示位置から光軸Ｘの周りに１８０度
回転した位置（裏側）にも設けられており、２組の回転
軸２２、連結軸２３およびプーリ２４がウエッジプリズ
ム４を挟み込むようになっている。
【００３２】次に、本実施形態の体腔内観察装置による
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により上記モ
ータ２８，３１の駆動量が決定され、該駆動量だけモー
タ２８，３１が回転駆動される。このとき、モータ３１
の回転駆動により、回転軸３０，ギア２９、外套管２
１、連結軸２３および回転軸２２を介してウエッジプリ
ズム４が図３に矢印Ｃで示すように光軸Ｘの周りに回転
駆動される。それと同時に、モータ２８の回転駆動によ
り、回転軸２７，プーリ２６、ベルト２５、プーリ２４
および回転軸２２を介してウエッジプリズム４が図３に
矢印Ｄで示すように回転軸２２の周りの所定角度範囲で
回動する。それにより、硬性鏡本体の移動や屈曲を伴う
ことなく、ウエッジプリズム４は指令信号入力前と異な
る位置に移動する。
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により上記モ
ータ２８，３１の駆動量が決定され、該駆動量だけモー
タ２８，３１が回転駆動される。このとき、モータ３１
の回転駆動により、回転軸３０，ギア２９、外套管２
１、連結軸２３および回転軸２２を介してウエッジプリ
ズム４が図３に矢印Ｃで示すように光軸Ｘの周りに回転
駆動される。それと同時に、モータ２８の回転駆動によ
り、回転軸２７，プーリ２６、ベルト２５、プーリ２４
および回転軸２２を介してウエッジプリズム４が図３に
矢印Ｄで示すように回転軸２２の周りの所定角度範囲で
回動する。それにより、硬性鏡本体の移動や屈曲を伴う
ことなく、ウエッジプリズム４は指令信号入力前と異な
る位置に移動する。
【００３３】本実施形態によれば、上記第１実施形態で
は２つのウエッジプリズム３，４の矢印Ａ，Ｂで示す光
軸Ｘ周りの独立的な回転駆動により実現していた視野の
移動を、１つのウエッジプリズム４の矢印Ｃで示す光軸
Ｘ周りの回転駆動および矢印Ｄで示す回転軸２２周りの
揺動により実現しており、所望の視野の移動状態で撮像
した内視鏡画像に対し色収差・歪み補正用テーブル１６
を用いて上記第１実施形態と同様の色収差補正および画
像歪み補正を行っている。よって、上記第１実施形態と
同様の作用効果が得られる。
は２つのウエッジプリズム３，４の矢印Ａ，Ｂで示す光
軸Ｘ周りの独立的な回転駆動により実現していた視野の
移動を、１つのウエッジプリズム４の矢印Ｃで示す光軸
Ｘ周りの回転駆動および矢印Ｄで示す回転軸２２周りの
揺動により実現しており、所望の視野の移動状態で撮像
した内視鏡画像に対し色収差・歪み補正用テーブル１６
を用いて上記第１実施形態と同様の色収差補正および画
像歪み補正を行っている。よって、上記第１実施形態と
同様の作用効果が得られる。
【００３４】図４は本発明の第３実施形態の体腔内観察
装置の全体構成を模式的に示す図である。本実施形態の
体腔内観察装置は、上記第２実施形態の体腔内観察装置
に対し、ウエッジプリズムを液体プリズムに変更すると
ともに、この液体プリズムを光軸と平行な４軸において
進退移動させるようにアクチュエータ手段の構成を変更
したものである。なお、それ以外の部分は上記第２実施
形態と同様に構成されているため、同一符号を付けて説
明を省略する。
装置の全体構成を模式的に示す図である。本実施形態の
体腔内観察装置は、上記第２実施形態の体腔内観察装置
に対し、ウエッジプリズムを液体プリズムに変更すると
ともに、この液体プリズムを光軸と平行な４軸において
進退移動させるようにアクチュエータ手段の構成を変更
したものである。なお、それ以外の部分は上記第２実施
形態と同様に構成されているため、同一符号を付けて説
明を省略する。
【００３５】本実施形態において硬性鏡１の結像光学系
の先端部に結合されるプリズム手段は、図４に示すよう
に光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置さ
れる１つの液体プリズム４１より成る。また、本実施形
態において光軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエータ
手段は、光軸Ｘと直交する座標系のＹ軸およびＺ軸に対
する液体プリズム４１の傾斜角をそれぞれ調整する第１
および第２のリンク機構４２，４３より成る。これら第
１および第２のリンク機構４２，４３はそれぞれ、一端
が液体プリズム４１の周方向端面に結合される水平部４
４ａおよび水平部４４ａの他端に直交する直交部４４ｂ
を有する一対のリンク軸４４と、リンク軸４４の直交部
４４ｂの先端を滑り待遇および回り待遇で支持するリン
ク部材４５と、リンク部材４５をＹ軸およびＺ軸方向の
回転軸周りにそれぞれ回動させるモータ４６とから成
る。上記リンク部材４５には、滑り待遇および回り待遇
を実現するための長穴４５ａが形成されている。上記モ
ータ４６のそれぞれには、モータ駆動量（回転数）を検
出するためのロータリエンコーダ４７が結合されてい
る。上記液体プリズム４１は、プリズム前面の傾斜角度
が変化するように変形させることにより、最大屈曲角θ
d を半頂角とする円錐体内の任意の位置へ光軸を屈曲さ
せる機能を有している。
の先端部に結合されるプリズム手段は、図４に示すよう
に光軸と垂直をなす第１面が手元側を向くように配置さ
れる１つの液体プリズム４１より成る。また、本実施形
態において光軸Ｘの屈曲状態を制御するアクチュエータ
手段は、光軸Ｘと直交する座標系のＹ軸およびＺ軸に対
する液体プリズム４１の傾斜角をそれぞれ調整する第１
および第２のリンク機構４２，４３より成る。これら第
１および第２のリンク機構４２，４３はそれぞれ、一端
が液体プリズム４１の周方向端面に結合される水平部４
４ａおよび水平部４４ａの他端に直交する直交部４４ｂ
を有する一対のリンク軸４４と、リンク軸４４の直交部
４４ｂの先端を滑り待遇および回り待遇で支持するリン
ク部材４５と、リンク部材４５をＹ軸およびＺ軸方向の
回転軸周りにそれぞれ回動させるモータ４６とから成
る。上記リンク部材４５には、滑り待遇および回り待遇
を実現するための長穴４５ａが形成されている。上記モ
ータ４６のそれぞれには、モータ駆動量（回転数）を検
出するためのロータリエンコーダ４７が結合されてい
る。上記液体プリズム４１は、プリズム前面の傾斜角度
が変化するように変形させることにより、最大屈曲角θ
d を半頂角とする円錐体内の任意の位置へ光軸を屈曲さ
せる機能を有している。
【００３６】次に、本実施形態の体腔内観察装置による
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により各モー
タ４６の駆動量が決定され、該駆動量だけ各モータ４６
が回転駆動される。このとき、各モータ４６の回転駆動
によりリンク機構４２，４３がそれぞれ光軸Ｘ方向に摺
動し、リンク部材４５、リンク軸４４の直交部４４ｂ、
リンク軸４４の水平部４４ａを介して液体プリズム４１
が図４に矢印Ｅ，Ｆで示すように光軸Ｘと平行な軸上で
進退移動される結果、液体プリズム４１は前面の傾斜角
度が変化するように変形し、Ｙ軸およびＺ軸に対する液
体プリズム４１の傾斜角がそれぞれ調整される。それに
より、硬性鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく、液体プ
リズム４１は指令信号入力前と異なる位置に移動する。
体腔内観察時の視野制御動作を説明する。術者等の操作
者が操作インタフェース１２から例えば当該観察対象物
を追尾するような指令信号を入力すると、この指令信号
に基づいて制御装置１１の視野制御部１３により各モー
タ４６の駆動量が決定され、該駆動量だけ各モータ４６
が回転駆動される。このとき、各モータ４６の回転駆動
によりリンク機構４２，４３がそれぞれ光軸Ｘ方向に摺
動し、リンク部材４５、リンク軸４４の直交部４４ｂ、
リンク軸４４の水平部４４ａを介して液体プリズム４１
が図４に矢印Ｅ，Ｆで示すように光軸Ｘと平行な軸上で
進退移動される結果、液体プリズム４１は前面の傾斜角
度が変化するように変形し、Ｙ軸およびＺ軸に対する液
体プリズム４１の傾斜角がそれぞれ調整される。それに
より、硬性鏡本体の移動や屈曲を伴うことなく、液体プ
リズム４１は指令信号入力前と異なる位置に移動する。
【００３７】本実施形態によれば、上記第２実施形態で
は１つのウエッジプリズム４の矢印Ｃで示す光軸Ｘ周り
の回転駆動および矢印Ｄで示す回転軸２２周りの揺動に
より実現していた視野の移動を、１つの液体プリズム４
１の矢印Ｅ方向および矢印Ｆで方向の進退移動により実
現しており、所望の視野の移動状態で撮像した内視鏡画
像に対し液体プリズム用の色収差・歪み補正用テーブル
を用いて上記第２実施形態と同様の色収差補正および画
像歪み補正を行っている。よって、上記第２実施形態と
同様の作用効果が得られる。
は１つのウエッジプリズム４の矢印Ｃで示す光軸Ｘ周り
の回転駆動および矢印Ｄで示す回転軸２２周りの揺動に
より実現していた視野の移動を、１つの液体プリズム４
１の矢印Ｅ方向および矢印Ｆで方向の進退移動により実
現しており、所望の視野の移動状態で撮像した内視鏡画
像に対し液体プリズム用の色収差・歪み補正用テーブル
を用いて上記第２実施形態と同様の色収差補正および画
像歪み補正を行っている。よって、上記第２実施形態と
同様の作用効果が得られる。
【００３８】なお、上記各実施形態の体腔内観察装置に
よれば、硬性鏡１の先端部に設けたプリズム手段（ウエ
ッジプリズムまたは液体プリズム）の微小な動きのみで
広視野を得ることができるため、装置の小型化が可能で
ある。また、視野を移動させる際に硬性鏡本体の移動や
屈曲を伴わないので、アクチュエータ手段の制御のため
のソフトウエアの暴走した場合であっても、硬性鏡先端
部が臓器等に必要以上に接近することが防止される。ま
た、胸腔鏡下手術のように狭い空間内で手術を行う場合
であっても高域の観察を行うことが可能である。
よれば、硬性鏡１の先端部に設けたプリズム手段（ウエ
ッジプリズムまたは液体プリズム）の微小な動きのみで
広視野を得ることができるため、装置の小型化が可能で
ある。また、視野を移動させる際に硬性鏡本体の移動や
屈曲を伴わないので、アクチュエータ手段の制御のため
のソフトウエアの暴走した場合であっても、硬性鏡先端
部が臓器等に必要以上に接近することが防止される。ま
た、胸腔鏡下手術のように狭い空間内で手術を行う場合
であっても高域の観察を行うことが可能である。
【００３９】また、上記各実施形態の体腔内観察装置を
ズーム機構付き内視鏡に組み込んだ場合には、画面の拡
大縮小および視野の移動の全てが光学系のみで実現され
ることになるから、内視鏡下外科手術等において硬性鏡
先端部が臓器等に必要以上に接近することがより確実に
防止される。
ズーム機構付き内視鏡に組み込んだ場合には、画面の拡
大縮小および視野の移動の全てが光学系のみで実現され
ることになるから、内視鏡下外科手術等において硬性鏡
先端部が臓器等に必要以上に接近することがより確実に
防止される。
【図１】 本発明の第１実施形態の体腔内観察装置の全
体構成を模式的に示す図である。
体構成を模式的に示す図である。
【図２】 （ａ）〜（ｃ）は第１実施形態においてウエ
ッジプリズムを用いて光軸を屈曲させる原理を説明する
ための図である。
ッジプリズムを用いて光軸を屈曲させる原理を説明する
ための図である。
【図３】 本発明の第２実施形態の体腔内観察装置の全
体構成を模式的に示す図である。
体構成を模式的に示す図である。
【図４】 本発明の第３実施形態の体腔内観察装置の全
体構成を模式的に示す図である。
体構成を模式的に示す図である。
１ 硬性鏡（内視鏡） ２ ＣＣＤカメラ ３ 第１のウエッジプリズム ４ 第２のウエッジプリズム ５ 第１の外套管 ６ 第２の外套管 ７ 第１のモータ ７ａ 回転軸 ７ｂ ギア ８ 第２のモータ ８ａ 回転軸 ８ｂ ギア ９，１０ ロータリエンコーダ １１ 制御装置 １２ 操作インタフェース １３ 視野制御部 １４ プリズム位置検出部 １５ 画像処理部 １６ 色収差・歪み補正用テーブル １７ モニタ装置 ２１ 外套管 ２２，２７，３０ 回転軸 ２３ 連結軸 ２４，２６ プーリ ２５ ベルト ２８ 第１のモータ ２９ ギア部材 ３１ 第２のモータ ３２，３３ ロータリエンコーダ ４１ 液体プリズム ４２ 第１のリンク機構 ４３ 第２のリンク機構 ４４ リンク軸 ４５ リンク部材 ４６ モータ ４７ ロータリエンコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 BA04 CA12 DA17 DA43 GA02 GA06 GA10 GA11 2H042 CA00 CA14 CA17 4C061 DD01 FF40 HH28 PP12 RR18
Claims (5)
- 【請求項１】 内視鏡画像を撮像するための結像光学系
が先端部に設けられる内視鏡と、該内視鏡を操作するた
めの操作インタフェースとを具える体腔内観察装置にお
いて、 前記内視鏡の光軸を屈曲させるために、前記内視鏡の結
像光学系の先端部に移動可能に結合されるプリズム手段
と、 前記操作インタフェースからの指令に基づいて前記プリ
ズム手段を移動させることにより前記光軸の屈曲状態を
制御するアクチュエータ手段とを具備して成ることを特
徴とする体腔内観察装置。 - 【請求項２】 前記プリズム手段は、前記光軸と垂直を
なす第１面が互いに対向するように近接配置される、同
一ウエッジ頂角を有する第１および第２のウエッジプリ
ズムより成り、前記アクチュエータ手段は、前記内視鏡
の手元側外周部ならびに第１および第２のウエッジプリ
ズム間のそれぞれに互いに独立駆動可能に結合される第
１および第２の外套管と、該第１および第２の外套管の
それぞれを前記光軸周りに回転駆動する第１および第２
のモータとから成ることを特徴とする請求項１記載の体
腔内観察装置。 - 【請求項３】 前記プリズム手段は、光軸と垂直をなす
第１面が手元側を向くように配置されるウエッジプリズ
ムより成り、前記アクチュエータ手段は、前記内視鏡の
外周部に結合される外套管と、該外套管の先端側端部に
一端が結合され他端が前記光軸の直交方向に延在する回
転軸を介して前記ウエッジプリズムの周方向端面に結合
される連結軸と、該連結軸を前記光軸周りに回転駆動す
る第１のモータと、前記外套管に結合され前記回転軸を
回転駆動する第２のモータとから成ることを特徴とする
請求項１記載の体腔内観察装置。 - 【請求項４】 前記プリズム手段は、光軸と垂直をなす
第１面が手元側を向くように配置される液体プリズムよ
り成り、前記アクチュエータ手段は、前記光軸と直交す
る座標系の各軸に対する前記液体プリズムの傾斜角をそ
れぞれ調整する第１および第２のリンク機構より成り、
該第１および第２のリンク機構はそれぞれ、一端が前記
液体プリズムの周方向端面に結合される水平部および該
水平部の他端に直交する直交部を有する一対のリンク軸
と、該リンク軸の直交部の先端を滑り待遇および回り待
遇で支持するリンク部材と、該リンク部材を回動させる
モータとから成ることを特徴とする請求項１記載の体腔
内観察装置。 - 【請求項５】 前記プリズム手段の移動位置を検出する
位置検出手段を設け、該位置検出手段が検出したプリズ
ム位置情報に基づいて当該内視鏡画像に対し前記プリズ
ム手段による前記光軸の屈曲に起因する色収差および画
像歪みの少なくとも一方に関する補正を行うようにした
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の体腔
内観察装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000184607A JP3345645B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 体腔内観察装置 |
| US09/883,603 US6626828B2 (en) | 2000-06-20 | 2001-06-18 | Body cavity-observing apparatus |
| DE60132641T DE60132641T2 (de) | 2000-06-20 | 2001-06-19 | Körperhohlraum-Beobachtungsgerät |
| EP04019657A EP1481627B1 (en) | 2000-06-20 | 2001-06-19 | A body cavity-observing apparatus |
| DE60117482T DE60117482T2 (de) | 2000-06-20 | 2001-06-19 | Körperhohlraum Beobachtungsggerät |
| EP01305311A EP1166710B1 (en) | 2000-06-20 | 2001-06-19 | A body cavity-observing apparatus |
| HK02102126.1A HK1040603A1 (en) | 2000-06-20 | 2002-03-20 | Body cavity observation instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000184607A JP3345645B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 体腔内観察装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002000550A true JP2002000550A (ja) | 2002-01-08 |
| JP3345645B2 JP3345645B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=18685024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000184607A Expired - Lifetime JP3345645B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 体腔内観察装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6626828B2 (ja) |
| EP (2) | EP1481627B1 (ja) |
| JP (1) | JP3345645B2 (ja) |
| DE (2) | DE60132641T2 (ja) |
| HK (1) | HK1040603A1 (ja) |
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| JP2015197502A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 三菱重工業株式会社 | 画像取得装置 |
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| JP2021525613A (ja) * | 2018-06-08 | 2021-09-27 | アクラレント インコーポレイテッドＡｃｃｌａｒｅｎｔ， Ｉｎｃ． | 自動駆動式内視鏡を有する外科用ナビゲーションシステム |
| JP2023045447A (ja) * | 2021-09-22 | 2023-04-03 | イービーエム株式会社 | 手術手技訓練用の内視鏡システム |
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