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WO2007122845A1 - 内視鏡 - Google Patents

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WO2007122845A1
WO2007122845A1 PCT/JP2007/052820 JP2007052820W WO2007122845A1 WO 2007122845 A1 WO2007122845 A1 WO 2007122845A1 JP 2007052820 W JP2007052820 W JP 2007052820W WO 2007122845 A1 WO2007122845 A1 WO 2007122845A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
illumination
lens
endoscope
light
objective lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/052820
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuo Iijima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Medical Systems Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Medical Systems Corp filed Critical Olympus Medical Systems Corp
Priority to KR1020087025909A priority Critical patent/KR101050879B1/ko
Priority to CN2007800144190A priority patent/CN101426414B/zh
Priority to EP07714350A priority patent/EP2011428B1/en
Publication of WO2007122845A1 publication Critical patent/WO2007122845A1/ja
Priority to US12/255,790 priority patent/US8545400B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • 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
    • A61B1/06—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 with illuminating arrangements
    • A61B1/0623—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 with illuminating arrangements for off-axis illumination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • 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
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B1/04—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 combined with photographic or television appliances
    • A61B1/055—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 combined with photographic or television appliances having rod-lens arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination
    • G02B23/2469—Illumination using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope provided with an illumination unit and an imaging unit with a wide viewing angle.
  • endoscopes are widely used in the medical field and the like.
  • An endoscope can observe an organ or the like in a body cavity by, for example, inserting a long and thin insertion portion into the body cavity, and performs various treatments using a treatment instrument inserted into a treatment instrument perforation channel as necessary. be able to.
  • some distal ends of the insertion portion are provided with a curved portion, and the observation direction of the observation window at the distal end can be changed by operating the operation portion of the endoscope.
  • an imaging optical unit having an objective optical system at the distal end and an illumination optical system serving as an emission part of an illumination light source are disposed adjacent to the object optical system.
  • the illumination light directly enters the objective lens, or reflected light with strong object force enters the objective lens during close-up observation, and part of the image is captured. Harmful halation and internal reflection of the lens may cause harmful rays such as lens flare, a phenomenon in which circular or hexagonal light appears on the screen, to be captured.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2001-258823 discloses a plurality of illumination optical systems having a wide light distribution and a narrow light distribution in which the amount of emitted light is changed around the objective optical system.
  • An endoscope disposed in the above is disclosed.
  • conventional endoscopes having a wide viewing angle of 140 ° or more can capture a wider range of endoscopic images than the conventional viewing angle of about 120 °. is there.
  • a convex meniscus lens may be used for the objective optical system exposed at the distal end portion of the endoscope.
  • an effective illumination range is set so that a wide-angle endoscopic image range can be sufficiently illuminated.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can secure a sufficient illumination range for an imaging range with a wide field of view, obtain a good endoscopic image, and have a small diameter.
  • the purpose is to provide a flexible endoscope.
  • An endoscope of the present invention that achieves the above object includes an insertion portion provided with a distal end portion, an objective lens disposed at the distal end portion, and the distal end portion adjacent to the objective lens. And an illumination lens that irradiates illumination light from a light source, and a wall that is disposed between the objective lens and the illumination lens and blocks the illumination light. .
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the distal end surface of the insertion portion of the endoscope.
  • FIG. 3 III-III in Fig. 2 (III is a cross-sectional view showing the distal end portion of the insertion portion cut along the ⁇ line.
  • FIG. 4 is a plan view showing a distal end surface of an insertion portion of an endoscope according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the distal end portion of the insertion portion cut along the line VV (VV) in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an endoscope apparatus
  • FIG. 2 is an illustration of an insertion portion of the endoscope
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the distal end portion of the insertion portion cut along the line II-III (IIIIII ⁇ ) in FIG.
  • the endoscope apparatus includes an electronic endoscope (hereinafter simply referred to as “endoscope”) 1, a light source device 5, a processor 6, and a monitor 7. .
  • the endoscope 1 includes an operation unit 2 that performs a bending operation and control of various conduits, an insertion unit 3 that is connected to the operation unit 2 at the base end side thereof, and is inserted into the body cavity, and extends from the operation unit 2.
  • a universal cord 3 a having a connector portion 4 at the tip is provided, and the light source device 5 and the processor 6 are connected to the connector portion 4.
  • the monitor 7 is connected to the processor 6.
  • the insertion portion 3 of the endoscope 1 includes a flexible tube portion 8 having flexibility, a bending portion 9 provided on the distal end side of the flexible tube portion 8, and the bending portion 9. And a tip portion 10 provided on the tip side.
  • the distal end surface of the distal end portion 10 is formed in a substantially bullet-like shape, and an imaging unit 20 (see FIG. 3) is built inside.
  • the imaging unit 20 includes an image sensor such as a CCD or a CMOS that images a site in a body cavity, and is transmitted to the processor 6 via the image signal force universal code 3a captured by the image sensor.
  • the processor 6 performs signal processing on the transmitted image signal and causes the monitor 7 to display the observation image 7a.
  • the operation unit 2 is provided with an operation knob for remotely bending the bending portion 9, a push button switch for performing various operations such as air supply and water supply, and the like.
  • the light source device 5 includes a light source for illumination, and is connected to the operation unit 2, the insertion unit 3, and a light guide (not shown) disposed in the universal cord via the connector unit 4. Further, in the present embodiment, the light source device 5 has a built-in air / water supply source and suction source for performing air supply / water supply and suction arch I to the pipe line disposed in the endoscope 1. It has been.
  • the tip surface of the tip portion 10 (tip surface of the tip cover 11 described later) 12
  • the objective lens 15a disposed in the observation window 15, and the illumination lenses 16a, 17a, 18a, and the treatment tool, etc. are disposed in the three illumination windows 16, 17, 18, respectively, Air supply / water supply nozzle (hereinafter simply referred to as a water supply nozzle) that cleans the dirt of the objective lens 15a by supplying air and water when the insertion part 3 is inserted into the body cavity and the suction port 24 that also serves as a part 2 5 And a forward water supply nozzle 26 for washing blood, mucus and the like of the affected part in the body cavity.
  • Air supply / water supply nozzle hereinafter simply referred to as a water supply nozzle
  • the objective lens 15a, the three illumination lenses 16a, 17a, 18a, the suction port 24, the water supply nose, the nose 25, and the front water supply nose, the nose 26 are provided on the front end surface of the tip part 10. Multiple openings are provided for installation.
  • Each illumination lens 16a, 17a, 18a is disposed in the vicinity of the peripheral edge of the objective lens 15a.
  • a suction port 24, a water supply nozzle 25, and a front water supply nozzle 26 are disposed between the lighting windows 16, 17, and 18, respectively, at predetermined positions.
  • a suction port 24 and a water supply nozzle 25 are disposed between the illumination lens 16a and the illumination lens 17a, and between the illumination lens 16a and the illumination lens 18a.
  • the distal end portion 10 of the present embodiment is provided with a cap-shaped distal end cover 11 made of a compatible resin that constitutes the distal end surface 12 of the insertion portion 3 of the endoscope 1.
  • the tip cover 11 is formed with a recess 13 around the illumination lens 16a disposed in the illumination window 16, and the peripheral force of the illumination window 16 is a light shielding wall portion directed toward the objective lens 15a. A certain slope 14 is formed.
  • the distal end portion 10 includes an imaging unit 20 corresponding to the observation window 15 and a light guide that is an illumination component corresponding to the three illumination windows 16, 17, and 18.
  • a hard tip portion 19 is provided in which a space that can be disposed inside is formed.
  • the distal end hard portion 19 is covered with the distal end cover 11, and the distal end cover 11 covers the distal end side of the distal end hard portion 19. Note that the imaging unit 20 is inserted and fixed to the distal end hard portion 19.
  • the imaging unit 20 includes an objective lens 15a, an observation optical system including a plurality of lenses, a power bar glass, and an imaging device such as a CCD or CMOS. This imaging unit 20 The viewing field angle is set to a wide angle of approximately 140 ° or more by multiple objective lens groups.
  • the image pickup device transmits an image signal to the processor 6 by the light incident through the observation window 15, and the processor 6 performs image processing on the received image signal to generate an observation image 7a having a substantially rectangular shape. Generate data. As shown in FIG. 1, the substantially rectangular observation image 7 a is displayed on the monitor 7 as an octagonal observation image with the four corners of the rectangle being cut and so-called electronic masks.
  • the optical system of the imaging unit 20 is designed so that the water supply nozzle 25 force S does not enter the observation field of the imaging unit 20!
  • a light guide for guiding illumination light from the light source device 5 shown in FIG. 1 is inserted into the insertion portion 3 of the endoscope 1.
  • the light guide according to the present embodiment has three branches on the distal end portion 10 side, and is inserted into and fixed to the three light guide units 21 (a, b, c) in the distal end portion 10, respectively.
  • the light guide unit 21a includes an illumination lens 16a and an optical fiber bundle 22 as a light guide.
  • the tip of the optical fiber bundle 22 is fixed with an adhesive or the like in the straight metal pipe 23a.
  • the light guide unit 21a is inserted into the distal end portion of the optical fiber bundle 22, the illumination lens 16a, and the force frame 32 and fixed.
  • the light guide unit 21a is fixed to the distal end hard portion 19 by a fixing screw 33.
  • the optical fiber bundle 22 from the base end side of the metal pipe 23a is covered with a flexible tube 34, and a part of the metal pipe 23a and the tube 34 are covered with an outer tube 27.
  • the outer tube 27 is fixed to the metal pipe 23a by a spool 28.
  • the light guide units 21b and 21c correspond to the illumination lenses 16b and 16c, have the same configuration as the light guide unit 21a described above, and the tip end portion of the optical fiber bundle 22 is bent. It is fixed in the metal pipe 23b (23c) with an adhesive or the like. Although not shown, the light guide units 21b and 21c are also fixed to the distal end hard portion 19 by fixing screws 33.
  • the metal pipe 23b (23c) is bent toward the outer peripheral side of the distal end portion 10 at a predetermined angle ⁇ 1 at an intermediate position PI.
  • This angle ⁇ 1 is, for example, an angle of about 8 °. .
  • the optical fiber bundle 22 is bent along the bent shape of the metal pipe 23b (23c).
  • the optical axis LOb (LOc) of the illumination light emitted from the illumination lenses 17a and 18a that irradiate the illumination light (hereinafter, for convenience of explanation, this axis is referred to as illumination optical axes LOb and LOc).
  • the axes L Ob and LOc are not parallel to the optical axis 0 (hereinafter referred to as the observation optical axis O for convenience of description) that is incident on the observation optical system such as the objective lens 15a of the imaging unit 20.
  • the illumination optical axes LOb and LOc are inclined by the angle ⁇ 1 with respect to the observation optical axis O from the position PI toward the tip. That is, the front end directions of the illumination optical axes LOb and LOc are inclined at a predetermined angle ⁇ 1 with respect to the observation optical axis O in a direction away from the previous point in the observation direction of the observation optical axis O of the imaging unit.
  • the illumination optical axis of the light guide unit 21a corresponding to the illumination lens 16a has an illumination optical axis LOa parallel to the observation optical axis O of the imaging unit 20.
  • the base end portion of the distal end hard portion 19 is covered with an outer tube 29 formed of synthetic resin, rubber, or the like.
  • the outer tube 29 is fixed to the distal end hard portion 19 by a spool 30.
  • the tip cover 11 is formed in a concave shape around the illumination lens 16a.
  • the distal end cover 11 is recessed toward the base end of the long axis of the distal end portion 10 of the insertion portion 3 with the peripheral force of the objective lens 15a near the outer periphery and the peripheral force of the illumination lens 16a applied to the outer peripheral portion only by a predetermined length L1. It is out.
  • the tip cover 11 is provided with the above-described slope portion 14 which is a surface formed obliquely from the illumination lens 16a toward the objective lens 15a.
  • the top surface of the objective lens 15a which is a meniscus lens having a convex lens surface, and the lens surface of the illumination lens 16a are located at the base end of the illumination lens 16a by a predetermined distance L2 in the major axis direction. It is shifted in the direction.
  • the lens surface of the illumination lens 16a is shifted from the top of the objective lens 15a by a predetermined distance L2 to the incident light incident side from the light source device 5 shown in FIG.
  • FIG. 3 a predetermined focal length taken by the imaging unit 20 is shown.
  • the imaging range Ip is indicated by a two-dot chain line with double-ended arrows in the figure.
  • the effective light amount area ELD of illumination light necessary for taking an endoscopic image emitted from each illumination lens 16a, 17a, 18a is indicated by a broken line in the figure, and is emitted from each illumination lens 16a, 17a, 18a.
  • Illumination area LD (LDa) of the illuminating light shown is indicated by a one-dot chain line in the figure! /
  • the endoscope 1 has a viewing angle of 140 ° or more having an imaging range Ip at a predetermined focal length.
  • the effective light quantity region ELD of the illumination light emitted from each of the illumination lenses 16a, 17a, 18a is irradiated so as to include the imaging range Ip.
  • Illumination light in the effective light amount area ELD irradiated in the directions of the illumination optical axes LOb and LOc inclined to ⁇ 1 illuminates sufficiently to the periphery of the imaging range Ip.
  • the illumination light in the effective light amount region E LD irradiated from the illumination lens 16a in the direction of the illumination optical axis LOa sufficiently illuminates the central portion of the imaging range Ip.
  • the illumination light in the effective light amount area ELD from the illumination lens 16a is not sufficiently illuminated in the effective light area ELD around the imaging range Ip and from the two illumination lenses 17a and 18a. Including and lighting up to the central part of
  • the endoscope 1 has a central portion of the endoscopic image obtained by photographing the imaging range Ip displayed on the observation image 7a of the monitor 7 and a wide viewing angle (140 ° or more). Since the surroundings of the imaging range Ip of the imaging unit 20 set with () can be sufficiently included in the effective light amount area ELD, the subject can be photographed as a bright and easy-to-view good image.
  • the illumination area LD irradiated from each of the illumination lenses 16a, 17a, 18a illuminates the illumination optical axes LOb, LOc along the respective lens surfaces in a direction of about 180 degrees.
  • the predetermined angle ⁇ 1 is an angle at which the illumination light beam applied to the illumination area LD of each of the illumination lenses 17a and 18a does not enter the objective lens 15a.
  • the illumination light emitted from the illumination lens 16a has its irradiation direction blocked by the inclined surface portion 14 on the objective lens 15a side, and a predetermined surface with respect to the lens surface of the illumination lens 16a along the inclined surface portion 14 is provided. Irradiate the illumination area LDa with an angle. Therefore, the objective lens The illumination light of the illumination area LDa on the 15a side is prevented from entering the objective lens 15a.
  • the endoscope 1 of the present embodiment the illuminating light is directly incident on the objective lens 15a, and harmful rays such as halation and lens flare are adversely affected. Can be prevented. Therefore, the endoscope 1 can shoot the subject as a good image with a clear and easy-to-see endoscope image displayed on the observation image 7a of the monitor 7.
  • the endoscope 1 includes a plurality of light guide units 21 a to 21 c disposed at the distal end portion 10, and one light guide unit 21 a is substantially linear along the major axis of the distal end portion 10. Therefore, in order to prevent harmful rays that adversely affect the endoscopic image, the outer diameter of the tip 10 is reduced without changing the setting flexibility of the wide and narrow illumination distribution. Contribute to.
  • the endoscope 1 according to the present embodiment can prevent unnecessary light that adversely affects an image from entering the imaging unit 20 from the objective lens 15a even when the amount of illumination light is large. I'll do it.
  • the endoscope 1 includes the wide-angle imaging unit 20 of 140 ° or more, can brightly illuminate the entire imaging range Ip of the imaging unit 20, and is clear. It is easy to view and can take good images.
  • FIG. 4 and 5 relate to the endoscope according to the second embodiment
  • FIG. 4 is a plan view showing the front end face of the insertion portion of the endoscope
  • FIG. 5 is a view of V—V (V— FIG. 5 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an insertion portion cut along line V).
  • V— FIG. 5 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an insertion portion cut along line V.
  • the endoscope 1 of the present embodiment has a light shielding wall 35 between the object lens 15a and the illumination lens 16a on the distal end surface 12 of the distal end portion 10. .
  • the light shielding wall 35 has a substantially fan shape in which the cross-sectional shape along the distal end surface 12 has a predetermined arc length in which the illumination light from the illumination lens 16a is equal to or larger than the diameter of the objective lens 15a. Further, as shown in FIG. 4, the light shielding wall 35 protrudes from the tip surface 12 of the tip 10 by a predetermined length L3. I'm out. That is, the light shielding wall portion 35 is a convex portion that is integrally formed on the tip cover 11.
  • the endoscope 1 of the present embodiment does not have the concave portion 13 described in the first embodiment around the illumination lens 16a. That is, the lens surface of the illumination lens 16a is disposed in substantially the same plane as the distal end surface 12 of the distal end portion 10.
  • the irradiation direction on the objective lens 15a side of the illumination light irradiated from the illumination lens 16a is blocked by the light shielding wall 35, and the first embodiment Irradiation is performed in the illumination area LDa in a state having a predetermined angle with respect to the lens surface of the illumination lens 16a similar to the embodiment. Therefore, it is possible to prevent the illumination light beam in the illumination area LDa on the objective lens 15a side from entering the objective lens 15a.
  • the predetermined length L3 which is the amount of protrusion of the light shielding wall 35 from the tip surface 12, is set so that the illumination light beam of the illumination area LDa does not enter the objective lens 15a. Both are lengths that do not block the illumination light beam in the effective light amount area ELD of the illumination lens 16a.
  • the endoscope 1 has the distal end surface between the objective lens 15a and the illumination lens 16a of the substantially linear light guide unit 21a along the long axis of the distal end portion 10.
  • the light guide units 21a to 21c may have the same light amount, or only the light guide unit 21a may be configured to guide a large amount of illumination light. Further, the slope portion 14 and the light shielding wall portion 35 disposed on the distal end surface 12 of the distal end portion 10 described above may be disposed between the objective lens 15a and the other illumination lenses 16b and 16c.
  • the light guide units 21a to 21a are used to reinforce the amount of light around the imaging range Ip of the imaging unit 20 as the imaging unit 20 becomes wider. Any of the diameters of 21c may be increased.
  • the endoscope 1 includes the concave portion 13 and the slope portion 14 around any one of the illumination lenses 16a to 18a corresponding to the light guide units 21a to 21c in which the light amount of the tip cover 11 is reinforced.
  • a light shielding wall 35 may be formed between the objective lens 15a and any one of the illumination lenses 16a to 18a.
  • the endoscope 1 of the present embodiment has a force including three light guide units 21a to 21c.
  • the light guide unit 21a is limited to two, four or more. Only one can be used.
  • an illumination member such as an LED as the light source may be adopted.

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Abstract

　本発明の内視鏡１は、先端部１０を備えた挿入部３と、上記先端部に配設された対物レンズ１５ａと、該対物レンズに隣接して上記先端部に配設され、光源５からの照明光を照射する照明レンズ１６ａと、上記対物レンズと上記照明レンズとの間に配設され、上記照明光を遮断する壁部１４（３５）と、を具備することにより、広い視野の撮像範囲に対して十分な照明範囲を確保し、良好な内視鏡画像を取得でき、且つ、細径とすることができる。

Description

明 細 書
内視鏡
技術分野
[0001] 本発明は、照明部、及び広角の視野角の撮像部を備えた内視鏡に関する。
背景技術
[0002] 近年において、内視鏡は、医療分野等で広く利用されている。内視鏡は、例えば、 体腔内に細長い挿入部を挿入することによって、体腔内の臓器等を観察でき、必要 に応じて処置具揷通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をすることが できる。また、挿入部の先端には、湾曲部が設けられているものがあり、内視鏡の操 作部を操作することによって、先端部の観察窓の観察方向を変更させることができる
[0003] この内視鏡は、上記先端部に対物光学系を備えた撮像用の光学ユニット、及び対 物光学系の隣接した近傍に照明光源の出射部となる照明光学系が配設される。この ように対物光学系と照明光学系が隣接する内視鏡では、照明光が直接、対物レンズ に入り、或いは近接観察時など対象物力 の強い反射光が対物レンズに入り、画像 の一部が白っぽく濁るハレーション、レンズの内部反射で、円、或いは六角形の光が 画面上に現れる現象であるレンズフレアなどの内視鏡画像に悪影響を及ぼす有害 光線が撮影されることがある。
[0004] このような照明による有害光線対策として、例えば、特開 2001— 258823号公報 には、出射光量を変更した広配光と狭配光からなる複数の照明光学系を対物光学 系の周囲に配設する内視鏡が開示されている。
[0005] また、従来の内視鏡には、従来の 120° 程度であった視野角をより広範囲な内視 鏡画像を撮影できる、広角な例えば、 140° 以上の視野角を備えたものがある。この ような広角な視野角を実現するために内視鏡の先端部に露出する対物光学系には、 凸状のメニスカスレンズが用いられる場合がある。また、照明光学系においても、広 角な内視鏡画像範囲を充分に照明できるような有効な照明範囲が設定される。
[0006] しかしながら、特開 2001— 258823号公報の内視鏡では、メニスカスレンズへ照明 光が入射されやす ヽため、画像に悪影響を及ぼす現象が生じ易 ヽと!ヽぅ問題がある
[0007] また、特開 2001 - 258823号公報の図 22、及び図 28に記載されるような撮影光 軸に対して、照明光学系を内視鏡の外周方向に傾けた内視鏡の構成では、内視鏡 の先端部の細径ィ匕を阻害するば力りでなぐ内視鏡画像の中央部分が暗くなつてし まうという問題がある。
[0008] さらに、このような内視鏡の先端部を細径化すると、広配光、及び狭配光の照明光 の設定自由度には限界が生じ、良好な内視鏡画像を取得できないという問題がある 。つまり、内視鏡の視野角が広角化するほど、良好な内視鏡画像を取得するには、 細径ィ匕を阻害したり、画像に悪影響を及ぼす不必要な光を入射してしまったりすると いう問題が生じてしまう。特に、照明光の光量が大きいほど、画像に悪影響を及ぼす 不必要な光の入射対策が必要となる。
[0009] そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、広い視野の撮像範囲に 対して十分な照明範囲を確保し、良好な内視鏡画像を取得でき、且つ、細径な内視 鏡を提供することを目的とする。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0010] 上記目的を達成すベぐ本発明の内視鏡は、先端部を備えた挿入部と、上記先端 部に配設された対物レンズと、該対物レンズに隣接して上記先端部に配設され、光 源からの照明光を照射する照明レンズと、上記対物レンズと上記照明レンズとの間に 配設され、上記照明光を遮断する壁部と、を具備することを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の第 1の実施の形態に係る内視鏡装置を概略的に示した図。
[図 2]同、内視鏡の挿入部の先端面を示す平面図。
[図 3]同、図 2の III III (III ΠΙΊ線に沿って切断した挿入部の先端部を示す断面図
[図 4]本発明の第 2の実施の形態に係る内視鏡の挿入部の先端面を示す平面図。
[図 5]同、図 4の V V(V V)線に沿って切断した挿入部の先端部を示す断面図。 発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第 1の実施の形態）
図 1〜図 3は、本発明の第 1の実施の形態の内視鏡に係り、図 1は内視鏡装置を概 略的に示した説明図、図 2は内視鏡の挿入部の先端面を示す平面図、図 3は図 2の I II— III (III ΠΓ)線に沿って切断した挿入部の先端部を示す断面図である。
[0013] 先ず、図 1に基づき、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を説明する。
図 1に示すように、本実施の形態による内視鏡装置は、電子内視鏡 (以下、単に「 内視鏡」と称する） 1と光源装置 5とプロセッサ 6とモニタ 7とを備えている。内視鏡 1は 湾曲操作及び各種管路の制御を行う操作部 2と、その基端側が操作部 2に接続され て体腔内に挿入される挿入部 3と、操作部 2から延出されて先端にコネクタ部 4を有 するユニバーサルコード 3aとを備えており、コネクタ部 4に、光源装置 5とプロセッサ 6 が接続される。尚、モニタ 7はプロセッサ 6に接続される。
[0014] 又、内視鏡 1の挿入部 3は、可撓性を有する可撓管部 8と、その可撓管部 8の先端 側に設けられた湾曲部 9と、その湾曲部 9の先端側に設けられた先端部 10とを有して いる。先端部 10の先端面は略砲弾形状に形成されており、内部に撮像ユニット 20 ( 図 3参照）が内蔵されている。
[0015] 撮像ユニット 20は、体腔内の部位を撮像する CCD、 CMOS等の撮像素子を有し、 この撮像素子で撮像した画像信号力 ユニバーサルコード 3aを介してプロセッサ 6へ 伝送される。プロセッサ 6では、伝送された画像信号を信号処理して、モニタ 7に観察 画像 7aを表示させる。
[0016] 又、操作部 2には、湾曲部 9を遠隔的に湾曲する操作ノブ、送気'送水を代表とする 各種操作を行う押しボタンスィッチ等が配設されて 、る。
[0017] 光源装置 5は、照明用光源を有し、操作部 2、挿入部 3、及びユニバーサルコード 内に配設されるライトガイド（図示せず)とコネクタ部 4を介して接続される。更に、本実 施の形態では、光源装置 5に、内視鏡 1に配設されている管路に対して送気 '送水、 及び吸弓 Iを行う送気 ·送水源、吸引源が内蔵されて 、る。
[0018] 図 2に示すように、先端部 10の先端面 (後述する先端カバー 11の先端面） 12には 、観察窓 15に配設される対物レンズ 15aと、例えば 3つの照明窓 16, 17, 18にそれ ぞれ配設され、照明手段である照明レンズを 16a, 17a, 18aと、処置具等開口部を 兼ねる吸引口 24と、体腔内に挿入部 3を挿入した際、送気及び送水を行うことにより 対物レンズ 15aの汚れを洗浄する送気送水用ノズル（以下、単に送水ノズルという） 2 5と、体腔内の患部の血液、粘液等を洗浄する前方送水ノズル 26と、が配設されてい る。従って、先端部 10の先端面には、対物レンズ 15aと、 3つの照明レンズ 16a, 17a , 18aと、吸引口 24と、送水ノス、ノレ 25と、前方送水ノス、ノレ 26と、を酉己設するための複 数の開口部が設けられている。
[0019] 各照明レンズ 16a, 17a, 18aは、対物レンズ 15aの周縁部近傍に配置されている。
また、各照明窓 16, 17, 18の間には、夫々所定の位置で吸引口 24と、送水ノズル 2 5と、前方送水ノズル 26とが配設されている。
[0020] 本実施の形態において、具体的には、照明レンズ 16aと照明レンズ 17aとの間には 、吸引口 24、及び送水ノズル 25が配設され、照明レンズ 16aと照明レンズ 18aとの間 には前方送水ノズル 26が配設されて！/ヽる。
[0021] 本実施の形態の先端部 10は、内視鏡 1の挿入部 3の先端面 12を構成する合性榭 脂からなるキャップ状の先端カバー 11が配設されている。
[0022] この先端カバー 11には、照明窓 16に配設される照明レンズ 16aの周囲に凹部 13 が形成されており、照明窓 16の周囲力も対物レンズ 15a方向に向力つた遮光壁部で ある斜面部 14が形成されて ヽる。
[0023] 次に、図 3の断面図に基づいて、先端部 10の内部構成について説明する。
図 3に示すように、先端部 10の内部には、観察窓 15に対応する撮像ユニット 20、 及び 3つの照明窓 16, 17, 18に対応する照明部品であるライトガイド等を先端部 10 の内部に配設できる空間が形成された先端硬質部 19が設けられている。
[0024] 先端硬質部 19には、先端カバー 11が被せられており、この先端カバー 11により先 端硬質部 19の先端側が覆われている。なお、撮像ユニット 20は、先端硬質部 19に 挿入されて固定される。
[0025] この撮像ユニット 20は、対物レンズ 15a、及び複数のレンズからなる観察光学系、力 バーガラス及び CCD、 CMOS等の撮像素子を有している。この撮像ユニット 20によ る観察視野角度は、複数の対物レンズ群によって、おおよそ 140° 以上の広角に設 定されている。
[0026] 観察窓 15を通して入射した光によって撮像素子は、画像信号をプロセッサ 6へ伝 送するが、プロセッサ 6は、受信した画像信号に対して画像処理を行い、略矩形形状 の観察画像 7aのデータを生成する。略矩形の観察画像 7aは、図 1に示すように、矩 形の四隅が削られて、いわゆる電子的なマスクがされて、 8角形の観察画像として、 モニタ 7上に表示される。なお、ここでは、撮像ユニット 20の観察視野内には、送水ノ ズル 25力 S入らな 、ように、撮像ユニット 20の光学系は設計されて!、る。
[0027] 内視鏡 1の挿入部 3内には、図 1で示した、光源装置 5から照明光が導光するライト ガイドが挿通している。本実施の形態のライトガイドは、先端部 10側で 3分岐しており 、先端部 10内で 3つのライトガイドユニット 21 (a, b, c)に夫々挿通固定される。
[0028] これらライトガイドユニット 21 (a, b, c)のうち、ライトガイドユニット 21aは、照明レンズ 16aと、ライトガイドである光ファイバ束 22とからなる。この光ファイバ束 22の先端部は 、直線状の金属パイプ 23a内に接着剤等で固定されている。このライトガイドユニット 21aは、光ファイバ束 22の先端部分と照明レンズ 16aと力 枠 32内に挿入されて固 定されている。
[0029] ライトガイドユニット 21aは、先端硬質部 19に対して固定ネジ 33によって固定されて いる。金属パイプ 23aの基端側からの光ファイバ束 22は、柔軟なチューブ 34によつ て覆われており、さらに、金属パイプ 23aの一部とチューブ 34は、外皮チューブ 27に よって覆われている。外皮チューブ 27は、金属パイプ 23aに対して、糸巻き 28によつ て固定されている。
[0030] その一方で、ライトガイドユニット 21b, 21cは、照明レンズ 16b, 16cに対応し、上 述のライトガイドユニット 21aと同様の構成であって、光ファイバ束 22の先端部が屈曲 状の金属パイプ 23b (23c)内に接着剤等で固定されている。尚、図示していないが、 ライトガイドユニット 21b, 21cも先端硬質部 19に対して固定ネジ 33によって固定され ている。
[0031] この金属パイプ 23b (23c)は、途中の位置 PIにおいて、所定の角度 θ 1で先端部 10の外周側に折り曲げられている。この角度 θ 1は、例えば、 8° 程度の角度である 。その結果、光ファイバ束 22は、金属パイプ 23b (23c)の折り曲げ形状に沿って曲げ られる。
[0032] 従って、照明光を照射する照明レンズ 17a, 18aから出射する照明光の光軸 LOb ( LOc) (以下、説明の便宜のため、この軸を照明光軸 LOb, LOcという。）照明光軸 L Ob, LOcは、撮像ユニット 20の対物レンズ 15a等の観察光学系に入射する光軸 0 ( 以下、説明の便宜のため、この軸を観察光軸 Oという。）とは並行ではない。
[0033] 従って、照明光軸 LOb, LOcは、位置 PIより先端に向かって、観察光軸 Oに対し て角度 θ 1だけ傾斜している。すなわち、照明光軸 LOb, LOcの先端方向は、撮像 ユニットの観察光軸 Oの観察方向の先の点から離間する方向に、観察光軸 Oに対し て所定の角度 θ 1に傾いている。その一方で、照明レンズ 16aに対応するライトガイド ユニット 21aの照明光軸は、撮像ユニット 20の観察光軸 Oと平行な照明光軸 LOaを 有している。
[0034] また、先端硬質部 19の基端部は、合成樹脂、ゴムなどにより形成された外皮チュー ブ 29によって覆われている。外皮チューブ 29は、糸巻き 30によって先端硬質部 19 に固定されている。
[0035] 先端カバー 11は、上述したように、照明レンズ 16aの周囲が凹状に形成されている 。つまり、先端カバー 11は、対物レンズ 15aの外周近傍の縁辺部と所定の長さ L1だ け照明レンズ 16aの周囲力も外周部にかけて、挿入部 3の先端部 10の長軸基端方 向へ凹んでいる。また、先端カバー 11は、照明レンズ 16aから対物レンズ 15aに向か つて斜めに形成された面となる、上述の斜面部 14が形成されて 、る。
[0036] 尚、レンズ表面が凸状のメニスカスレンズである対物レンズ 15aの頂部と照明レンズ 16aのレンズ面とは、上記長軸方向へ所定の距離 L2だけ、照明レンズ 16aのレンズ 面が基端方向へずれている。換言すると、照明レンズ 16aのレンズ面は、対物レンズ 15aの頂部に対して、図 1に示した、光源装置 5からの照明光の入射側に所定の距 離 L2だけずれている。
[0037] 次に、以上のように構成された本実施の形態の内視鏡 1による内視鏡画像の撮影 における、照明光の照射作用について説明する。
[0038] 尚、以下の説明において、図 3では、撮像ユニット 20が撮影する所定の焦点距離 にある撮像範囲 Ipを図中の両端矢印のある 2点鎖線で示している。また、各照明レン ズ 16a, 17a, 18aから照射される内視鏡画像の撮影に必要な照明光の有効光量領 域 ELDを図中の破線で示し、各照明レンズ 16a, 17a, 18aから照射される照明光の 照明領域 LD (LDa)を図中の 1点鎖線で示して！/、る。
[0039] 内視鏡 1は、上述したように、所定の焦点距離にある撮像範囲 Ipを有する 140° 以 上の視野角を有している。この撮像範囲 Ipを包含するように、各照明レンズ 16a, 17 a, 18aから照射される照明光の有効光量領域 ELDが照射される。
[0040] この状態において、 2つの照明レンズ 17a, 18aから先端部 10の外周方向へ角度
θ 1に傾けられた照明光軸 LOb, LOc方向へ照射される有効光量領域 ELD内の照 明光は、充分に上記撮像範囲 Ipの周囲まで照明する。
[0041] その一方で、照明レンズ 16aから照明光軸 LOa方向へ照射される有効光量領域 E LDの照明光は、充分に上記撮像範囲 Ipの中央部分まで照明する。このとき、照明レ ンズ 16aからの有効光量領域 ELDの照明光は、上記撮像範囲 Ipの周囲、及び 2つ の照明レンズ 17a, 18aからの有効光量領域 ELDでは充分に照明できない上記撮 像範囲 Ipの中央部分まで包含して照明する。
[0042] これにより、本実施の形態の内視鏡 1は、モニタ 7の観察画像 7aに映し出される撮 像範囲 Ipを撮影した内視鏡画像の中央部と、広角な視野角（140° 以上)が設定さ れた撮像ユニット 20の撮像範囲 Ipの周囲も充分に有効光量領域 ELD内に包含する ことができるため、明るく見易い良好な画像として、被写体を撮影することができる。
[0043] また、各照明レンズ 16a, 17a, 18aから照射される照明領域 LDは、夫々のレンズ 面に沿った照明光軸 LOb, LOcに対して、略 180度の方向まで照明する。
[0044] このとき、 2つの照明レンズ 17a, 18aが先端部 10の外周方向へ所定の角度 θ 1で 傾いているため、 2つの照明レンズ 17a, 18aの照明領域 LDは、対物レンズ 15aから 前方側となっている。つまり、上記所定の角度 θ 1は、各照明レンズ 17a, 18aの照明 領域 LDに照射された照明光線が対物レンズ 15aに入射しない角度となっている。
[0045] その一方で、照明レンズ 16aから照射される照明光は、対物レンズ 15a側が斜面部 14により照射方向が遮られ、この斜面部 14に沿った照明レンズ 16aのレンズ面に対 する所定の角度を有した状態の照明領域 LDa内に照射する。そのため、対物レンズ 15a側となる照明領域 LDaの照明光線が対物レンズ 15aに入射することが防止され る。
[0046] これにより、本実施の形態の内視鏡 1は、照明光が直接、対物レンズ 15aに入射し て、ハレーション、レンズフレアなどの内視鏡画像に悪影響を及ぼす有害な光線が撮 影されることを防止することができる。そのため、内視鏡 1は、モニタ 7の観察画像 7a に映し出される内視鏡画像が鮮明な見易い良好な画像として、被写体を撮影するこ とがでさる。
[0047] また、内視鏡 1は、先端部 10に配設される複数のライトガイドユニット 21a〜21cのう ち、 1つのライトガイドユニット 21aが先端部 10の長軸に沿った略直線状であるため、 内視鏡画像に悪影響を及ぼす有害な光線を防止するため照明光の広配光、及び狭 配光の設定自由度を変更せずとも、先端部 10の外径を小型化するに寄与する。特 に、本実施の形態の内視鏡 1は、照明光の光量が大きい場合でも、画像に悪影響を 及ぼす不必要な光を対物レンズ 15aから撮像ユニット 20へ入射することを防止するこ とがでさる。
[0048] 以上の結果、本実施の形態の内視鏡 1は、 140° 以上の広角な撮像ユニット 20を 備え、その撮像ユニット 20の撮像範囲 Ipの全範囲を明るく照明することができ、鮮明 で見易 、良好な画像を撮影することができる。
[0049] (第 2の実施の形態）
図 4、及び図 5に基づいて、第 2の実施の形態の内視鏡 1について説明する。
図 4、及び図 5は、第 2の実施の形態の内視鏡に係り、図 4は内視鏡の挿入部の先 端面を示す平面図、図 5は図 4の V— V (V— V)線に沿って切断した挿入部の先端 部を示す断面図である。尚、以下の説明において、第 1の実施の形態において説明 した内視鏡 1の各構成については、同一の符号を用いてそれらの説明を省略する。
[0050] 図 4に示すように、本実施の形態の内視鏡 1は、先端部 10の先端面 12における対 物レンズ 15aと照明レンズ 16aとの間に遮光壁部 35を有している。
この遮光壁部 35は、先端面 12に沿った断面形状が照明レンズ 16aからの照明光 が対物レンズ 15aの直径以上の所定の円弧長を有する略扇状となって 、る。また、 図 4に示すように、遮光壁部 35は、先端部 10の先端面 12から所定の長さ L3だけ突 出している。つまり、遮光壁部 35は、先端カバー 11に一体的に突出形成された凸部 である。
[0051] 尚、本実施の形態の内視鏡 1は、照明レンズ 16aの周囲に第 1の実施の形態に記 載したような凹部 13を有していない。つまり、照明レンズ 16aのレンズ面は、先端部 1 0の先端面 12と略同じ面内に配置されている。
[0052] 以上のように構成された本実施の形態の内視鏡 1は、照明レンズ 16aから照射され る照明光の対物レンズ 15a側が遮光壁部 35により照射方向が遮られ、第 1の実施の 形態と同様な照明レンズ 16aのレンズ面に対して所定の角度を有した状態の照明領 域 LDa内に照射する。そのため、対物レンズ 15a側となる照明領域 LDaの照明光線 が対物レンズ 15aに入射することが防止される。
[0053] また、この遮光壁部 35の先端面 12からの突出量である上記所定の長さ L3は、上 記照明領域 LDaの照明光線が対物レンズ 15aに入射しないように設定されていると 共に、照明レンズ 16aの有効光量領域 ELDの照明光線を遮光しない長さである。
[0054] 以上のように、本実施の形態の内視鏡 1は、対物レンズ 15aと先端部 10の長軸に 沿った略直線状のライトガイドユニット 21aの照明レンズ 16aとの間における先端面 1 2に遮光壁部 35を配設することで、第 1の実施の形態と同様な効果を奏する。
[0055] 尚、上述の各実施の形態では、各ライトガイドユニット 21a〜21cの光量を同一とし ても良いし、ライトガイドユニット 21aのみ光量の大きな照明光を導光する構成としても 良い。また、上述した先端部 10の先端面 12に配設する斜面部 14、及び遮光壁部 3 5は、対物レンズ 15aと他の照明レンズ 16b、 16cとの間に配設しても良い。
[0056] また、上述した各実施の形態の内視鏡 1の構成において、撮像ユニット 20の広角 化に伴い、この撮像ユニット 20の撮像範囲 Ipの周囲光量を補強するため、ライトガイ ドユニット 21a〜21cの何れかの径を大きくする場合がある。
[0057] その際、近接する対物レンズ 15aと、径が大きくされた照明レンズ 16a〜18aの何れ 力 り照射される照明光によるハレーション、レンズフレアなどの内視鏡画像に悪影 響を及ぼす有害な光線が対物レンズ 15aに入射することを防止する必要がある。
[0058] そのため、内視鏡 1は、先端カバー 11の光量が補強されたライトガイドユニット 21a 〜21cに対応した何れかの照明レンズ 16a〜18aの周囲に凹部 13、及び斜面部 14 を形成したり、対物レンズ 15aと上記何れかの照明レンズ 16a〜18aとの間に遮光壁 部 35を形成したりする場合もある。
[0059] また、本実施の形態の内視鏡 1は、 3つのライトガイドユニット 21a〜21cを備えてい る力 これに限定されること無ぐ 2つでも、 4つ以上でも、ライトガイドユニット 21aのみ の 1つでも良い。
[0060] なお、照明手段であるライトガイドユニット 21 (a, b, c)に代えて、光源である LED 等による照明部材を採用しても良い。
[0061] 以上に説明した、各実施の形態に係る、本発明の内視鏡によれば、広い視野の撮 像範囲に対して十分な照明範囲を確保し、良好な内視鏡画像を取得でき、且つ、細 径とすることができる。
[0062] また、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなぐ発明の要旨 を逸脱しな 、範囲で種々変更可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 先端部を備えた挿入部と、
上記先端部に配設された対物レンズと、
該対物レンズに隣接して上記先端部に配設され、光源からの照明光を照射する照 明レンズと、
上記対物レンズと上記照明レンズとの間に配設され、上記照明光を遮断する壁部と を具備することを特徴とする内視鏡。
[2] 上記照明レンズのレンズ面は、上記対物レンズのレンズ面よりも上記光源側に配設 され、
上記壁部は、上記対物レンズと上記照明レンズとの間に形成された斜面部であるこ とを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡。
[3] 上記壁部は、上記対物レンズと上記照明レンズとの間に形成された凸部であること を特徴とする請求項 1に記載の内視鏡。
[4] 上記照明レンズは、上記先端部に複数、配設され、
上記複数の照明レンズのうち、上記光源からの上記照明光が最も多く供給される少 なくとも 1つの上記レンズ面が上記対物レンズの上記レンズ面よりも上記光源側に配 設されていることを特徴とする請求項 2に記載の内視鏡。
[5] 上記光源側に配設された上記少なくとも 1つの照明側レンズ面は、上記対物レンズ に入射する撮影光軸と略平行な照明光軸を備えた上記照明光を照射することを特 徴とする請求項 4に記載の内視鏡。
[6] 上記対物レンズは、凸状の上記レンズ面を有していることを特徴とする請求項 1から 請求項 5の何れか 1項に記載の内視鏡。
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