(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部の観察像を伝送する観察光学系と、
前記観察光学系から伝送される観察像の一部又は全部を撮像可能な撮像面を有する撮像手段と、
前記撮像手段を含み、所定の空間を有する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットに設けられ、前記所定の空間内において前記撮像手段を移動可能な移動手段と、
前記撮像手段によって撮像される撮像信号に基づいて観察範囲に投入される処置具の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は体腔内に挿入される処置具と組合わされて使用され、内視鏡の観察像の一部又は全部を撮像手段によって撮像する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、処置具と内視鏡とがそれぞれ別個に患者の体腔内に挿入され、体腔内に挿入された処置具の先端部分の画像を内視鏡の観察視野内に捕らえ、処置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しながらその処置作業を行う内視鏡下の手術が知られている。
【０００３】
この種の内視鏡下手術で使用される内視鏡装置として特開平５−３３７１１８号公報が開示されている。ここに示された内視鏡装置では内視鏡を保持する多関節型のマニピュレータが設けられている。そして、内視鏡下の手術中、内視鏡によって観察される観察画像の画像処理により処置具の先端部の位置が検出され、処置具の先端部の移動に対応してマニピュレータを動かし、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持するようになっている。
【０００４】
また、特開平５−３３７１１７号公報に示された内視鏡装置では内視鏡を保持する２関節型のマニピュレータと、鉗子等の処置具を保持する２関節型のマニピュレータとが設けられている。そして、内視鏡下の手術中、マニピュレータの関節角より処置具の先端部の位置が検出され、処置具の先端部の移動に対応してマニピュレータを動かし、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持するようになっている。
【０００５】
また、ＵＳＰ５，２７９，３０９にはマニピュレータが内視鏡を保持するとともに、例えば鉗子等の処置具の先端部にＬＥＤ光ファイバーで導光して標識を形成し、この標識を画像処理で検出する構成が示されている。
【０００６】
さらに、特願平６−３０８７４０号には内視鏡下の手術中、内視鏡によって観察される処置具の位置情報にもとづく画像メモリの切り出しで内視鏡の視野制御を行い、内視鏡の視野を処置具の先端部に向けた状態で保持する技術が示されている。
【０００７】
また、特開平２−１０３０２３号公報にはカメラの振動による画像の振れを検出し、ここで検出された画像の振れ情報に応じてカメラの撮像素子を移動させて画像の振れを防止する構成のビデオカメラが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−３３７１１８号公報や、特開平５−３３７１１７号公報、ＵＳＰ５，２７９，３０９では内視鏡下の手術中、内視鏡の視野方向を変更するためにマニピュレータを動作させているので、このとこのマニピュレータの動作が術者の処置の妨げとなる問題がある。
【０００９】
また、特願平６−３０８７４０号では内視鏡によって観察される観察画像の一部を切り出し、その切り出し部分を局部的に拡大してモニタ画面に表示するようになっているためモニタ画面に表示される画像の画質が劣る問題がある。
【００１０】
また、特開平２−１０３０２３号公報ではカメラ自体の振動による画像の振れを検出し、ここで検出された画像の振れ情報に応じてカメラの撮像素子を移動させているので、このカメラによって撮影される対象物の動きには対応できない問題がある。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、内視鏡下の手術中、術者の処置作業を妨げることなく、体腔内に挿入された処置具の移動に追従して内視鏡の視野を変更することができる内視鏡装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、術部の観察像を伝送する観察光学系と、前記観察光学系から伝送される観察像の一部又は全部を撮像可能な撮像面を有する撮像手段と、前記撮像手段を含み、所定の空間を有する撮像ユニットと、前記撮像ユニットに設けられ、前記所定の空間内において前記撮像手段を移動可能な移動手段と、前記撮像手段によって撮像される撮像信号に基づいて観察範囲に投入される処置具の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて前記移動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする内視鏡装置である。
【００１３】
そして、本発明では、観察光学系から伝送される観察像の一部又は全部を撮像手段によって撮像し、観察光学系の観察範囲に挿入される処置具の位置情報を撮像手段からの撮像信号に基づいて位置情報検出手段によって検出する。この位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて駆動制御手段によって移動手段を駆動制御することにより、観察光学系の観察範囲に対して撮像手段を移動して撮像手段の撮像範囲を変更するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１（Ａ）乃至図４を参照して説明する。図１（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成を示すものである。この内視鏡装置には患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡等の直視型の硬性のスコープ（内視鏡）１が設けられている。
【００１５】
このスコープ１には患者の体腔内に挿入される挿入部２と、この挿入部２の基端部に配設された接眼部３とが設けられている。さらに、このスコープ１には図２（Ａ）に示すように挿入部２の先端面に対物レンズ４、接眼部３に接眼レンズ５がそれぞれ配設されているとともに、挿入部２を形成する円筒状の筒体６内には複数のリレーレンズ７がそれぞれ適宜の間隔を存して対物レンズ４と接眼レンズ５との間に並設されている。なお、スコープ１の光学系には図示しない歪み除去レンズが設けられている。
【００１６】
また、スコープ１の挿入部２は予め例えば患者の腹壁部８等に穿刺されたトラカール９内に挿通され、体腔内に挿入されている。ここで、スコープ１の挿入部２の接眼部３側は多関節構造、本実施の形態では３関節構造のスコープ保持具１０によって移動可能に保持されている。なお、このスコープ保持具１０には定位置に固定される基台部１０ａと、この基台部１０ａに基端部が第１の関節部１０ｂを介して回動可能に連結された第１のアーム１０ｃと、この第１のアーム１０ｃの先端部に基端部が第２の関節部１０ｄを介して回動可能に連結された第２のアーム１０ｅと、この第２のアーム１０ｅの先端部に基端部が第３の関節部１０ｆを介して回動可能に連結されたスコープホルダ１０ｇとが設けられている。
【００１７】
また、患者の腹壁部４等には処置具である鉗子１１がスコープ１の挿入場所とは別の挿入場所から体腔内に挿入されている。この鉗子１１には体腔内に挿入される挿入部１２の先端部に処置部１３が配設されている。さらに、挿入部１２の基端部には手元側のハンドル部１４が配設されている。そして、このハンドル部１４の開閉操作にともない処置部１３が遠隔的に開閉操作されるようになっている。なお、処置具としては鉗子１１の代わりに剥離鉗子、ハサミ、レーザープローブ、縫合器、電気メス、持針器、超音波吸引器等の他の構成の処置具を使用してもよい。
【００１８】
また、スコープ１の接眼部３にはこのスコープ１の観察像の一部又は全部を撮像するＴＶカメラ（撮像手段）１５が取付けられている。このＴＶカメラ１５のケーシング１６内には第１の部品収納室１７と第２の部品収納室１８とが設けられている。ここで、第１の部品収納室１７内にはレンズ、プリズム、ミラー、ズームレンズ等からなる光学素子１９や、固体撮像素子であるＣＣＤ２０等の撮像光学系の各光学部品が設けられている。そして、スコープ１の接眼部３で得られるスコープ１の観察像の一部又は全部が光学素子１９を経てＣＣＤ２０に撮像されるようになっている。
【００１９】
さらに、第２の部品収納室１８内にはＣＣＤ２０をその光軸方向に対して直交する平面内に沿って直交する２方向、例えば上下方向および左右方向に駆動するＣＣＤ移動機構２１が設けられている。このＣＣＤ移動機構２１には図２（Ｂ）に示すように同図中で左右方向に移動する第１のプレート２２ａと、同図中で上下方向に移動する第２のプレート２２ｂとが設けられている。ここで、第１のプレート２２ａはこの第１のプレート２２ａの上下に配設された４つのローラ２３ａによって左右方向に移動可能に支持されている。同様に、第２のプレート２２ｂはこの第２のプレート２２ｂの左右に配設された４つのローラ２３ｂによって上下方向に移動可能に支持されている。
【００２０】
また、第１のプレート２２ａの板面には上下方向に伸びるガイド用の２つのスリット２４ａが設けられている。同様に、第２のプレート２２ｂの板面には左右方向に伸びるガイド用の２つのスリット２４ｂが設けられている。
【００２１】
さらに、第１のプレート２２ａの一側部には第１の係合ピン２５ａが突設されている。この係合ピン２５ａは第１のステッピングモータ２６ａにより回転する送りネジ２７ａのミゾにはめ込まれている。そして、第１のステッピングモータ２６ａの駆動時には第１のステッピングモータ２６ａの回転運動が送りネジ２７ａのミゾと係合ピン２５ａとの係合部によって直動運動に変換され、第１のプレート２２ａが左右方向に移動されるようになっている。
【００２２】
同様に、第２のプレート２２ｂの一側部には第２の係合ピン２５ｂが突設されている。この係合ピン２５ｂは第２のステッピングモータ２６ｂにより回転する送りネジ２７ｂのミゾにはめ込まれている。そして、第２のステッピングモータ２６ｂの駆動時には第２のステッピングモータ２６ｂの回転運動が送りネジ２７ｂのミゾと係合ピン２５ｂとの係合部によって直動運動に変換され、第２のプレート２２ｂが上下方向に移動されるようになっている。
【００２３】
また、ケーシング１６の第１の部品収納室１７と第２の部品収納室１８との間の仕切り壁２８の中央部位にはＣＣＤ２０の台座２９よりも大径な開口部３０が形成されている。
【００２４】
さらに、ＣＣＤ２０の台座２９はＣＣＤ移動機構２１のスライダ３１に固定されている。このスライダ３１はポリアセタールや、超高分子量ポリエチレン等の摺動性の良い材料でできている。
【００２５】
また、スライダ３１の下面には４本の操作ピン３２が突設されている。これらの操作ピン３２はＣＣＤ移動機構２１の第１のプレート２２ａの２つのスリット２４ａと第２のプレート２２ｂの２つのスリット２４ｂとの間の交点に挿入されている。ここで、スライダ３１は第１のプレート２２ａの上に板バネ３３を介して重ねられた状態で配設されている。そして、スライダ３１は板バネ３３のバネ力によりＴＶカメラ１５内の仕切り壁２８に移動可能に押し当てられた状態で圧接されている。
【００２６】
したがって、ＣＣＤ２０が装着されたスライダ３１は第１のステッピングモータ２６ａの動作により図２（Ｂ）中の左右方向に移動操作され、第２のステッピングモータ２６ｂの動作により同図中の上下方向に移動操作されるようになっている。そして、第１のステッピングモータ２６ａおよび第２のステッピングモータ２６ｂによってＴＶカメラ１５の撮像用の光学部品、本実施の形態ではＣＣＤ２０を移動させ、ＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更させるアクチュエータ３３が形成されている。なお、このアクチュエータ３３としてはステッピングモータの他、ＤＣサーボモータ、ボイスコイル、圧電振動子を使用したアクチュエータ、超音波モータ、形状記憶合金等が使用できる。
【００２７】
また、ＣＣＤ２０には図２（Ｃ）に示すようにフレキシブルプリント板３４の一端が接続されている。このフレキシブルプリント板３４の他端はＴＶカメラ１５内の適宜の固定部に固定されたＣＣＤ制御回路３５に接続されている。なお、フレキシブルプリント板３４の中間部には略Ｕ字状に折り返された折り返し部３６が形成されており、ＣＣＤ２０の移動に対応できるようになっている。
【００２８】
また、ＴＶカメラ１５には鉗子追尾装置３７が接続されている。この鉗子追尾装置３７には例えばフットスイッチ、ハンドスイッチ等の操作スイッチ３８および例えばＴＶモニタ、ＨＭＤ（ＨＥＡＤ  ＭＯＵＴＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ：頭部装着型ディスプレー）等の表示モニタ３９がそれぞれ接続されている。
【００２９】
さらに、鉗子追尾装置３７には図３に示すように映像信号回路４０、Ａ／Ｄコンバータ４１、画像演算処理回路４２、アクチュエータ制御回路４３が設けられている。ここで、映像信号回路４０にはＣＣＤ２０および表示モニタ３９がそれぞれ接続されている。そして、ＣＣＤ２０の映像信号は映像信号回路４０に送られるようになっている。この映像信号回路４０はＣＣＤ２０で得られた信号をＮＴＳＣや、ＲＧＢ等の映像信号に変換するものである。
【００３０】
また、映像信号回路４０からの出力信号は表示モニタ３９に入力されるとともに、Ａ／Ｄコンバータ４１に入力されるようになっている。このＡ／Ｄコンバータ４１は映像信号回路４０から送られるアナログの映像信号をデジタル信号に変換して画像演算処理回路４２に出力するものである。
【００３１】
さらに、画像演算処理回路４２はＡ／Ｄコンバータ４１からの出力信号にもとづいて画像演算処理を行い、鉗子１１の先端の位置を求め、さらに、ＣＣＤ２０の位置、移動量を求め、アクチュエータ３３の位置、移動量に関する指令をアクチュエータ制御回路４３に送るもので、この画像演算処理回路４２によって鉗子１１の位置を検出する位置検出手段が形成されている。なお、鉗子１１の先端の位置を検出する方式としては、図４に示すように鉗子１１の先端に設けた色マーカの重心位置を検出する方式（後述する）や、図５に示すように鉗子１１の形状を抽出し、モデルマッチングにより鉗子１１の先端位置を検出する方式（後述する）がある。
【００３２】
また、アクチュエータ制御回路４３にはＣＣＤ２０のアクチュエータ３３および操作スイッチ３８がそれぞれ接続されている。このアクチュエータ制御回路４３では、画像演算処理回路４２で求められた位置、移動量に関する指令通りにアクチュエータ３３が動作するようにこのアクチュエータ３３の制御を行うものである。すなわち、このアクチュエータ制御回路４３によって画像演算処理回路４２により検出された位置情報に基づいてアクチュエータ３３を制御してＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する制御手段が形成されている。
【００３３】
ここで、アクチュエータ３３が本実施の形態のようにステッピングモータの場合はオープンループ制御を行い、ＤＣモータの場合にはエンコーダからの帰還信号を使用したクローズドループ制御を行うようになっている。
【００３４】
また、操作スイッチ３８には鉗子１１の先端の追尾機能の有効／無効の切り換え操作を行う操作ボタンが設けられている。そして、この操作スイッチ３８は例えば、操作ボタンの押下操作時のみ、鉗子追尾装置３７の画像演算処理回路４２により検出された鉗子１１の先端位置が表示モニタ３６の概ね中央に配置されるように、鉗子１１の先端位置に追従してＣＣＤ２０の移動位置が制御されるようになっている。ここで、図１（Ｂ）に示すように表示モニタ３６の概ね中央位置に鉗子１１の先端位置が表示されていない状態で、操作スイッチ３８の操作ボタンを押した場合には、鉗子１１の先端部分が予め指定された速度で表示モニタ３６の中央位置に移動するように、ＣＣＤ２０の移動制御が行われるようになっている。
【００３５】
次に、上記構成の作用について説明する。まず、本実施の形態の内視鏡装置の使用時には図１（Ａ）に示すように予め例えば患者の腹壁部８等に穿刺されたトラカール９内にスコープ１の挿入部２が挿通され、体腔内に挿入される。さらに、患者の腹壁部４等にはスコープ１の挿入場所とは別の挿入場所から鉗子１１が体腔内に挿入される。このとき、鉗子１１の先端の処置部１３がスコープ１の接眼部３による視野範囲Ｒ１  内に挿入される状態にセットされる。
【００３６】
また、スコープ１の接眼部３にはＴＶカメラ１５が取付けられている。そして、このスコープ１の観察像の一部がＴＶカメラ１５によって撮像され、表示モニタ３９に表示される。ここで、ＴＶカメラ１５の光学素子１９を経てＣＣＤ２０に撮像される観察像の視野範囲Ｒ２  はスコープ１の接眼部３による視野範囲Ｒ１  より小さくなっており、スコープ１の接眼部３による視野範囲Ｒ１  の一部の観察像がＣＣＤ２０によって撮像される。
【００３７】
なお、スコープ１とＴＶカメラ１５とは着脱が可能に取り付けられている。これにより、スコープ１を例えば直視スコープから斜視スコープというように視野角の異なるスコープに交換することが容易となる。また、消毒滅菌の際には、それぞれを取り外すことによって、別々に滅菌消毒を行うことができる。例えば、体内に挿入されるスコープ１はより確実に消毒滅菌を行うためにオートクレーブ滅菌法を利用し、滅菌による耐久性の問題が生じやすいＣＣＤ等の電子機器を内蔵するＴＶカメラ１５はＥＯＧ滅菌法を利用する等の融通がきく。
【００３８】
そして、ＴＶカメラ１５によるスコープ１の観察像の撮像中、操作スイッチ３８の操作ボタンが押下操作された場合には鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能が作動する。この鉗子追尾機能の作動時にはＣＣＤ２０の映像信号が映像信号回路４０、Ａ／Ｄコンバータ４１を順次介して画像演算処理回路４２に送られ、この画像演算処理回路４２でＡ／Ｄコンバータ４１からの出力信号にもとづいて図４のフローチャートに示す画像演算処理が行われ、鉗子１１の先端の位置が求められる。
【００３９】
ここでは、鉗子１１の位置情報を検出する位置検出手段として鉗子１１の処置部１３の先端に色マーカー４４を設けるとともに、画像演算処理回路４２には色相関演算回路を設けている。
【００４０】
そして、まずＴＶカメラ１５で撮像された手術部位の観察画像の取り込みが行われる（ステップＳ１）。この画像はビデオ信号に変換された後、色相関演算回路に入力される。この色相関演算回路ではＴＶカメラ１５で撮像された鉗子１１の処置部１３の色マーカー４４の色の抽出が行われ（ステップＳ２）、鉗子１１の処置部１３の色マーカー４４の３軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）の位置と、方位が検出される。この位置情報にもとづいて回転・並進の座標変換演算を行い、２値化（ステップＳ３）、重心演算（ステップＳ４）、鉗子１１の先端位置の推定（ステップＳ５）の各ステップが順次行われたのち、拡大率、座標軸の補正演算が行われ（ステップＳ６）、鉗子１１の先端位置が算出される。
【００４１】
この処理により算出された鉗子１１の先端位置の算出データからＣＣＤ２０の移動量の演算が行われ（ステップＳ７）、ＣＣＤ２０の移動量のデータが出力される（ステップＳ８）。
【００４２】
続いて、この画像演算処理回路４２から出力される信号がアクチュエータ制御回路４３に入力される。このアクチュエータ制御回路４３では画像演算処理回路４２で求められた鉗子１１の先端位置およびＣＣＤ２０の移動量に関する指令通りにアクチュエータ３３が動作するようにアクチュエータ３３の制御信号が出力される。
【００４３】
そして、このアクチュエータ制御回路４３からの制御信号によってアクチュエータ３３の第１のステッピングモータ２６ａおよび第２のステッピングモータ２６ｂがそれぞれ駆動され、ＣＣＤ移動機構２１のスライダ３１上のＣＣＤ２０の位置がその光軸方向と直交する方向に移動される。したがって、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、ＴＶカメラ１５によって撮像される鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれる。
【００４４】
この鉗子１１の先端の追尾動作中は、鉗子追尾装置３７により検出された鉗子１１の先端の処置部１３の位置が表示モニタ３９の概ね中央に表示されるように制御される。
【００４５】
また、鉗子１１の先端の処置部１３が表示モニタ３９の概ね中央に表示されていない場合には操作スイッチ３８の操作ボタンを押すことにより、鉗子１１の先端の処置部１３が予め指定された速度で表示モニタ３９の中央に移動するように、ＣＣＤ移動機構２１の移動制御が行われる。
【００４６】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれるので、術者が観察したい方向に鉗子１１の先端の処置部１３を動かすとその方向に表示モニタ３９に表示されるスコープ１の観察像の視野方向が変換される。したがって、内視鏡下の手術中、視野方向変更の際にスコープ１が動かないので、術者の処置作業を妨げることがなく、術者の処置作業に影響を与えたり、患者に無理な力を作用させるおそれがない。
【００４７】
さらに、体腔内に挿入された鉗子１１の移動に追従してスコープ１の視野を変更することができるので、両手で鉗子１１等の処置具を持ち、処置を行っている最中でも術者自身で、簡単にスコープ１の視野範囲を変更できる。
【００４８】
また、術者は、所望の視野方向を得るために助手にスコープ１を動かすように指示する必要がなくなり、内視鏡下手術の作業性が向上するとともに、また、助手もスコープ１を操作する必要がなくなるので、手術中の負担が軽減される。
【００４９】
さらに、ＴＶカメラ１５内にスコープ１の観察像の視野方向を変更するＣＣＤ移動機構２１を設けたので、スコープ１の観察像の視野方向を変更する際にスコープ１全体を動かす機構を設置する場合に比べて安価に実現できる。
【００５０】
また、表示モニタ３９に表示されるＴＶカメラ１５の表示画面にはＣＣＤ２０の画素が全て使用されるので、表示モニタ３９に表示される表示画面には良好な画質が得られる。
【００５１】
さらに、ＣＣＤ２０に接続されているフレキシブルプリント板３４の中間部に略Ｕ字状に折り返された折り返し部３６を形成し、ＣＣＤ２０の移動に対応できるようにしたので、ＣＣＤ２０の配線の耐久性を高めることができる。
【００５２】
また、第２の部品収納室１８内にＣＣＤ移動機構２１を配設し、この第２の部品収納室１８内とはケーシング１６の仕切り壁２８およびスライダ３１によって仕切られた第１の部品収納室１７内にＣＣＤ２０を配設したので、ＣＣＤ移動機構２１により発生したゴミやほこりがＣＣＤ２０の周辺に入り込むことがない。
【００５３】
また、図５は鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能動作の変形例を示すものである。これは、鉗子１１の先端の処置部１３の形状を抽出し、モデルマッチングにより鉗子１１の先端位置を検出するようにしたものである。
【００５４】
ここでは、鉗子１１の処置部１３にその輪郭が周辺物体と異なり、容易に識別できる形状をした形状識別マーカーを設けるとともに、画像演算処理回路４２には鉗子１１の先端部の位置情報を検出する位置検出手段としてのパターンマッチング回路を設けている。
【００５５】
そして、この鉗子追尾機能の作動時にはＣＣＤ２０の映像信号が映像信号回路４０、Ａ／Ｄコンバータ４１を順次介して画像演算処理回路４２に送られ、この画像演算処理回路４２でＡ／Ｄコンバータ４１からの出力信号にもとづいて図５のフローチャートに示す画像演算処理が行われ、鉗子１１の先端の位置が求められる。
【００５６】
すなわち、まずＴＶカメラ１５で撮像された手術部位の観察画像の取り込みが行われる（ステップＳ１１）。この画像はビデオ信号に変換された後、画像演算処理回路４２のパターンマッチング回路に入力される。このパターンマッチング回路ではＴＶカメラ１５で撮像された鉗子１１の処置部１３の画像情報から形状識別マーカーの位置の移動をトラッキングし、これについて検出のために２値化・輪郭強調等の画像処理を施し、前画像との比較を行い形状識別マーカーのパターンマッチングをする。このとき、形状識別マーカーによるエッジの抽出が行われ（ステップＳ１２）、エッジから直線の抽出（ステップＳ１３）、処置具である鉗子１１の処置部１３のモデルマッチング（ステップＳ１４）、鉗子１１の先端位置の推定（ステップＳ１５）の各ステップが順次行われたのち、拡大率、座標軸の補正演算が行われ（ステップＳ１６）、鉗子１１の先端位置が算出される。
【００５７】
この処理により算出された鉗子１１の先端位置の算出データからＣＣＤ２０の移動量の演算が行われ（ステップＳ１７）、ＣＣＤ２０の移動量のデータが出力される（ステップＳ１８）。
【００５８】
続いて、この画像演算処理回路４２から出力される信号がアクチュエータ制御回路４３に入力され、このアクチュエータ制御回路４３からは画像演算処理回路４２で求められた鉗子１１の先端位置およびＣＣＤ２０の移動量に関する指令通りにアクチュエータ３３が動作するようにアクチュエータ３３の制御信号が出力される。
【００５９】
そして、このアクチュエータ制御回路４３からの制御信号によって第１の実施の形態と同様にアクチュエータ３３の第１のステッピングモータ２６ａおよび第２のステッピングモータ２６ｂがそれぞれ駆動され、ＣＣＤ移動機構２１のスライダ３１上のＣＣＤ２０の位置が移動される。したがって、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれる。
【００６０】
なお、以上の説明において、形状識別マーカーの代わりに、鉗子先端の形状そのものをパターンマッチングすることにより、鉗子先端の位置を算出してもよい。
【００６１】
また、図６（Ａ），（Ｂ）は第１の実施の形態の第１の変形例を示すものである。これは、第１の実施の形態のように直視型の硬性のスコープ１に代えて図６（Ａ）に示すような斜視スコープ４５を設けたものである。このスコープ４５の挿入部２の先端面には光軸方向に対して斜めに切欠された斜視型の観察窓部４６が形成されている。これ以外の部分は第１の実施の形態の内視鏡装置と同一構成になっている。
【００６２】
そこで、本変形例の斜視スコープ４５では、ＴＶカメラ１５のＣＣＤ移動機構２１によってＣＣＤ２０の位置を移動させ、表示モニタ３９に表示されるスコープ４５の観察像の視野方向を変更させることができるので、ＴＶカメラ１５のＣＣＤ移動機構２１が内蔵されていない通常の斜視スコープのように視野を変更するためにスコープ全体を回転する必要が無い。そのため、スコープ４５の観察像の視野方向を変更する際に画像が回転しないで良い。
【００６３】
なお、第１の実施の形態のように直視型の硬性のスコープ１に装着されるＴＶカメラ１５の光学素子１９の移動によりＣＣＤ２０に投射される視野範囲Ｒ２  が移動される構成にしてもよい。
【００６４】
また、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第１の実施の形態の第２の変形例を示すものである。ここでは、第１の実施の形態のように直視型の硬性のスコープ１に代えて図７（Ａ）に示すような斜視スコープ４５が使用される。この斜視スコープ４５の挿入部２の先端面には光軸方向に対して斜めに切欠された斜視型の観察窓部４６が形成されている。
【００６５】
さらに、スコープ４５の接眼部３にはＴＶカメラ１５がスコープ４５に対して回転可能に接続されている。この場合、スコープ４５の接眼部３の外周面には歯車２６２が形成されている。また、ＴＶカメラ１５にはスコープ４５をこのスコープ４５の軸心を中心に回転駆動する駆動モータ等のアクチュエータ２６０が内蔵されている。このアクチュエータ２６０によって回転駆動される駆動歯車２６０ａがスコープ４５の接眼部３の歯車２６１に噛合されている。そして、アクチュエータ２６０によりＴＶカメラ１５に対してスコープ４５が回転駆動されるようになっている。
【００６６】
さらに、ＴＶカメラ１５の内部にはＣＣＤ２０をこのＴＶカメラ１５の光軸を中心に回転駆動するアクチュエータ２６１が装着されている。そして、ＣＣＤ２０はこのアクチュエータ２６１によりＴＶカメラ１５の光軸を中心に回転駆動されるようになっている。これ以外の部分は第１の実施の形態の内視鏡装置と同一構成となっている。
【００６７】
そこで、本変形例の斜視スコープ４５では、ＴＶカメラ１５のＣＣＤ移動機構２１によってＣＣＤ２０の位置を移動させ、表示モニタ３９に表示されるスコープ４５の観察像の視野方向を変更させることができる他、斜視スコープ４５をアクチュエータ２６０により回転させることにより、体腔内のさらに広い範囲を観察したり、臓器の陰になる部位を観察することができる。その際に、斜視スコープ４５が回転することにより、図７（Ｃ）に示すように表示モニタ３９に表示されるスコープ４５の観察像の向きが回転するが、ＣＣＤ２０をアクチュエータ２６１により回転することにより、図７（Ｂ）に示すように補正することが可能である。また、スコープ４５の回転および回転補正に関する操作は、鉗子の追尾に応じて自動的に制御することが可能であるが、操作スイッチ３８により指定時のみ制御することも可能である。
【００６８】
なお、第１の実施の形態のように直視型の硬性のスコープ１に装着されるＴＶカメラ１５の光学素子１９の移動によりＣＣＤ２０に投射される視野範囲Ｒ２  が移動される構成にしても良い。
【００６９】
また、図８（Ａ）乃至図１０は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態の内視鏡装置におけるＴＶカメラ１５内の光学部品としてＣＣＤ２０に投射される視野の大きさ（拡大率）を変更するズームレンズ機構５１を組込んだものである。
【００７０】
このズームレンズ機構５１には図９（Ａ）に示すようにズームレンズ５２と、このズームレンズ５２を保持するレンズホルダ５３とからなるズームレンズユニット５４が設けられている。このズームレンズユニット５４はスコープ１の接眼レンズ５とＣＣＤ２０との間に介設され、ＴＶカメラ１５の第１の部品収納室１７内で光軸方向に移動可能に支持されている。さらに、ズームレンズユニット５４のレンズホルダ５３には操作ピン５５が突設されている。
【００７１】
また、ＴＶカメラ１５の第１の部品収納室１７内にはズームレンズ機構５１の駆動源となるステッピングモータ５６が配設されている。このステッピングモータ５６により回転する送りネジ５７のミゾにはズームレンズユニット５４の操作ピン５５がはめ込まれている。そして、ステッピングモータ５６の駆動時にはステッピングモータ５６の回転運動が送りネジ５７のミゾと操作ピン５５との係合部によって直動運動に変換され、ズームレンズユニット５４が光軸方向に移動されるようになっている。
【００７２】
また、ＴＶカメラ１５に接続された鉗子追尾装置３７の操作スイッチ３８には第１の実施の形態と同様に鉗子１１の先端の追尾機能の有効／無効の切り換え操作を行う第１のスイッチ５８ａと、ズームレンズ機構５１の操作用の第２，第３のスイッチ５８ｂ，５８ｃとがそれぞれ設けられている。ここで、第２のスイッチ５８ｂはズームアップ操作用のスイッチで、この第２のスイッチ５８ｂを押した場合にはＣＣＤ２０上に結像される像が拡大される方向にズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４が移動するようになっている。
【００７３】
さらに、第３のスイッチ５８ｃはズームバック操作用のスイッチで、この第３のスイッチ５８ｃを押した場合にはＣＣＤ２０上に結像される像が縮小される方向にズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４が移動するようになっている。
【００７４】
なお、本実施の形態は上記ズームレンズ機構５１に関する構成以外は第１の実施の形態の内視鏡装置と同一構成であり、ここでは第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。まず、ＴＶカメラ１５によるスコープ１の観察像の撮像中、操作スイッチ３８の第１のスイッチ５８ａが押下操作された場合には第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能が作動する。この鉗子追尾機能の作動時にはＣＣＤ２０の映像信号が映像信号回路４０、Ａ／Ｄコンバータ４１を順次介して画像演算処理回路４２に送られ、この画像演算処理回路４２でＡ／Ｄコンバータ４１からの出力信号にもとづいて図１０のフローチャートに示す次の画像演算処理が行われ、鉗子１１の先端の位置が求められる。
【００７６】
すなわち、まずＴＶカメラ１５で撮像された手術部位の観察画像の取り込みが行われる（ステップＳ３１）。この画像はビデオ信号に変換された後、色相関演算回路に入力される。この色相関演算回路ではＴＶカメラ１５で撮像された鉗子１１の処置部１３の色マーカー４４の色の抽出が行われ（ステップＳ３２）、鉗子１１の処置部１３の色マーカー４４の３軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）の位置と、方位が検出される。この位置情報にもとづいて回転・並進の座標変換演算を行い、２値化（ステップＳ３３）、重心演算（ステップＳ３４）、鉗子１１の先端位置の推定（ステップＳ３５）の各ステップが順次行われたのち、拡大率の検出が行われる（ステップＳ３６）。
【００７７】
この拡大率はズームレンズユニット５４の駆動用アクチュエータの操作ピン５５の位置より計算される。ここで、ズームレンズ機構５１の駆動源が本実施の形態のようにステッピングモータ５６の場合は、アクチュエータ制御装置においてその位置が求められる。また、ＤＣモータの場合はエンコーダにより位置が求められる。
【００７８】
次に、座標軸の補正演算が行われる（ステップＳ３７）。ここではＣＣＤ２０の左右上下の方向と、ＣＣＤ移動機構２１との左右動作方向が一致しない場合に、座標軸の補正変換を行い、ズームレンズユニット５４の移動量を求める。
【００７９】
さらに、ズームレンズユニット５４の移動量からＣＣＤ移動機構２１による減速比を考慮してＣＣＤ２０の移動量を演算する（ステップＳ３８）。その後、ＣＣＤ２０のストロークの計算が行われる（ステップＳ３９）。ここではスコープ１の接眼レンズ５の視野範囲Ｒ１  内におけるＣＣＤ２０へ切り出した視野範囲Ｒ２  が、スコープ１の視野範囲Ｒ１  からはみ出さないようにＣＣＤ２０の移動しうる範囲を求め、これをＣＣＤ移動機構２１による減速比を考慮してＣＣＤ２０のストロークとして求める。なお、ＣＣＤ２０のストロークはズームレンズ機構５１による拡大率により変化する。
【００８０】
続いて、ＣＣＤ２０の移動量（移動位置）とＣＣＤ２０のストロークとが比較され（ステップＳ４０）、ＣＣＤ２０の移動量がそのストロークを越えない場合には移動量のデータを出力し（ステップＳ４１）、越える場合には出力しない。
【００８１】
続いて、この画像演算処理回路４２から出力される信号がアクチュエータ制御回路４３に入力される。このアクチュエータ制御回路４３では画像演算処理回路４２で求められた鉗子１１の先端位置およびＣＣＤ２０の移動量に関する指令通りにアクチュエータ３３が動作するようにアクチュエータ３３の制御信号が出力される。
【００８２】
そして、このアクチュエータ制御回路４３からの制御信号によってアクチュエータ３３の第１のステッピングモータ２６ａおよび第２のステッピングモータ２６ｂがそれぞれ駆動され、ＣＣＤ移動機構２１のスライダ３１上のＣＣＤ２０の位置がその光軸方向と直交する方向に移動される。したがって、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、ＴＶカメラ１５によって撮像される鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれ、鉗子追尾装置３７により検出された鉗子１１の先端の処置部１３の位置が表示モニタ３９の概ね中央に表示されるように制御される。
【００８３】
また、鉗子１１の先端の処置部１３が表示モニタ３９の概ね中央に表示されていない場合には操作スイッチ３８の第１のスイッチ５８ａを押すことにより、鉗子１１の先端の処置部１３が予め指定された速度で表示モニタ３９の中央に移動するように、ＣＣＤ移動機構２１の移動制御が行われる。
【００８４】
また、操作スイッチ３８の第２のスイッチ５８ｂを押した場合にはＣＣＤ２０上に結像される像が拡大される方向にズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４が移動するズームアップ操作が行われる。この場合には図８（Ｃ）中に点線で表示されている表示モニタ３９の画面の中央部分の視野範囲Ｒ３  の像が同図中に実線で示すＲ３  ´の表示部分に拡大表示される方向にズーム操作される。
【００８５】
さらに、操作スイッチ３８の第３のスイッチ５８ｃを押した場合にはＣＣＤ２０上に結像される像が縮小される方向にズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４が移動するズームバック操作が行われる。この場合には図８（Ｃ）中に実線で表示されている表示モニタ３９のＲ３  ´の表示部分が同図中に点線で示すＲ３  の表示部分に縮小表示される方向にズーム操作される。
【００８６】
なお、表示モニタ３９に表示されるＴＶカメラ１５の表示画面内から鉗子１１の先端が外れた状態から鉗子１１の先端の追尾を行う場合には、一旦、ズームレンズ機構５１を駆動することにより表示モニタ３９に広角の視野を表示させ、鉗子１１の先端が表示モニタ３９の表示画面内に現れるようにしてから、追尾機能を有効にするようになっている。
【００８７】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、操作スイッチ３８の第１のスイッチ５８ａを押下操作することにより、第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動し、この追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれるので、術者が観察したい方向に鉗子１１の先端の処置部１３を動かすとその方向に表示モニタ３９に表示されるスコープ１の観察像の視野方向が変換される。したがって、内視鏡下の手術中、視野方向変更の際にスコープ１が動かないので、術者の処置作業を妨げることがなく、術者の処置作業に影響を与えたり、患者に無理な力を作用させるおそれがない。
【００８８】
さらに、操作スイッチ３８の第２のスイッチ５８ｂや、第３のスイッチ５８ｃを押すことにより、ズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４をその光軸方向に沿って移動させ、ＣＣＤ２０上に結像される像の大きさを変更することができるので、表示モニタ３９の画面に表示されるスコープ１の視野の大きさを変更することができる。
【００８９】
したがって、両手で鉗子１１等の処置具を持ち、処置を行っている最中でも術者自身で簡単にスコープ１の視野範囲を変更できるので、術者は表示モニタ３９の表示画面を所望の視野方向に向けたり、大きさに変更する作業をするために助手にスコープ１を動かすように指示する必要がなくなり、内視鏡下手術の作業性が向上するとともに、また、助手もスコープ１を操作する必要がなくなるので、手術中の負担が軽減される。
【００９０】
さらに、表示モニタ３９の画面に表示されている狭角像の観察範囲から鉗子１１が外れた場合には、操作スイッチ３８の第２のスイッチ５８ｂの操作で、表示モニタ３９の画面に広角像を表示させ、鉗子１１を表示モニタ３９の画面内の視野に入れることができるので、鉗子１１の追尾を容易に再開できる。
【００９１】
また、図１１（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態の内視鏡装置におけるＴＶカメラ１５の構成を変更したものである。すなわち、本実施の形態のＴＶカメラ１５ではケーシング１６内の第２の部品収納室１８の底板６１上にＣＣＤ２０の台座２９が固定されている。
【００９２】
また、ケーシング１６の第１の部品収納室１７内にはレンズ、プリズム、ミラー、ズームレンズ等からなる光学素子１９が配設されているとともに、第２の部品収納室１８内にはＴＶカメラ１５の光軸方向に対して直交する平面に沿って直交する２方向、例えば上下方向および左右方向に移動可能な可動レンズユニット６２およびその可動レンズユニット６２を駆動するレンズ移動機構６３が設けられている。
【００９３】
ここで、可動レンズユニット６２には光学素子１９とＣＣＤ２０との間に配置される集光レンズ６４と、この集光レンズ６４のレンズ枠６５とが設けられている。
【００９４】
また、レンズ移動機構６３には図１１（Ｂ）に示すように同図中で左右方向に移動する矩形枠形の第１のプレート６６ａと、同図中で上下方向に移動する矩形枠形の第２のプレート６６ｂとが設けられている。ここで、第１のプレート６６ａはこの第１のプレート６６ａの上下に配設された４つのローラ６７ａによって左右方向に移動可能に支持されている。同様に、第２のプレート６６ｂはこの第２のプレート６６ｂの左右に配設された４つのローラ６７ｂによって上下方向に移動可能に支持されている。
【００９５】
さらに、第１のプレート６６ａの一側部には第１の係合ピン６８ａが突設されている。この係合ピン６８ａは第１のステッピングモータ６９ａにより回転する送りネジ７０ａのミゾにはめ込まれている。そして、第１のステッピングモータ６９ａの駆動時には第１のステッピングモータ６９ａの回転運動が送りネジ７０ａのミゾと係合ピン６８ａとの係合部によって直動運動に変換され、第１のプレート６６ａが左右方向に移動されるようになっている。
【００９６】
同様に、第２のプレート６６ｂの一側部には第２の係合ピン６８ｂが突設されている。この係合ピン６８ｂは第２のステッピングモータ６９ｂにより回転する送りネジ７０ｂのミゾにはめ込まれている。そして、第２のステッピングモータ６９ｂの駆動時には第２のステッピングモータ６９ｂの回転運動が送りネジ７０ｂのミゾと係合ピン６８ｂとの係合部によって直動運動に変換され、第２のプレート６６ｂが上下方向に移動されるようになっている。
【００９７】
また、第１のプレート６６ａの角穴（枠内）と第２のプレート６６ｂの角穴（枠内）との重なる部分には可動レンズユニット６２のレンズ枠６５がはめ込まれている。このレンズ枠６５と第１のプレート６６ａとの間には板バネ７１が介設されている。そして、可動レンズユニット６２のレンズ枠６５は板バネ７１のバネ力によりＴＶカメラ１５内の仕切り壁２８に移動可能に押し当てられた状態で圧接されている。
【００９８】
したがって、可動レンズユニット６２のレンズ枠６５は第１のステッピングモータ６９ａの動作により第１のプレート６６ａとともに図１１（Ｂ）中の左右方向に移動操作され、第２のステッピングモータ６９ｂの動作により第２のプレート６６ｂとともに同図中の上下方向に移動操作されるようになっている。そして、第１のステッピングモータ６９ａおよび第２のステッピングモータ６９ｂによってＴＶカメラ１５の撮像用の光学部品、本実施の形態では集光レンズ６４を移動させ、ＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更させるアクチュエータ３３が形成されている。
【００９９】
なお、本実施の形態は上記ＴＶカメラ１５の内部構造に関する構成以外は第１の実施の形態の内視鏡装置と同一構成であり、ここでは第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１００】
そして、本実施の形態の内視鏡装置の使用時にはスコープ１の接眼部３にＴＶカメラ１５が取付けられた状態で使用される。この場合、スコープ１の接眼部３の接眼レンズ５から出射される光はＴＶカメラ１５の第１の部品収納室１７内の光学素子１９および可動レンズユニット６２の集光レンズ６４を通してＣＣＤ２０上に投射され、スコープ１の観察像がＣＣＤ２０上に結像される。
【０１０１】
また、レンズ移動機構６３によって可動レンズユニット６２が駆動された場合には、可動レンズユニット６２の集光レンズ６４がＴＶカメラ１５の光軸方向に対して直交する平面に沿って直交する２方向、例えば上下方向および左右方向に移動される。これにより、ＴＶカメラ１５の撮像範囲が第１の実施の形態と同様に変更される。
【０１０２】
そこで、上記構成の本実施の形態にあっても第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれるので、術者が観察したい方向に鉗子１１の先端の処置部１３を動かすとその方向に表示モニタ３９に表示されるスコープ１の観察像の視野方向が変換される。そのため、第１の実施の形態と同様、内視鏡下の手術中、視野方向変更の際にスコープ１が動かないので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０３】
また、本実施の形態では特にＴＶカメラ１５におけるケーシング１６内の第２の部品収納室１８の底板６１上にＣＣＤ２０の台座２９を固定したので、スコープ１の観察像の視野方向の変換動作中にＣＣＤ２０の配線が動くことがない。そのため、第１の実施の形態のようにＣＣＤ２０に接続されているフレキシブルプリント板３４の中間部に略Ｕ字状に折り返された折り返し部３６を形成し、ＣＣＤ２０の移動に対応してフレキシブルプリント板３４を動かす構成にした場合に比べてＣＣＤ２０の配線の耐久性を高めることができる。
【０１０４】
また、図１２（Ａ）は第３の実施の形態の第１の変形例を示すものである。本変形例はスコープ１の接眼部３とＴＶカメラ１５との間に介設される光学アダプタ８１を設け、ＴＶカメラ１５内にＣＣＤ２０を配設し、光学アダプタ８１内に光学素子１９、第３の実施の形態の可動レンズユニット６２およびそのレンズ移動機構６３を配設したものである。この場合も第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０５】
さらに、本変形例では光学アダプタ８１は、スコープ１およびＴＶカメラ１５と着脱が可能に取付けられている。これにより、スコープ１を例えば直視スコープから斜視スコープというように視野角の異なるスコープに交換することが容易となる。また、消毒の際には、それぞれを取り外すことによって、別々に滅菌消毒を行うことができる。例えば、体内に挿入されるスコープ１はより確実に消毒滅菌を行うためにオートクレーブ滅菌法を利用し、滅菌による耐久性の問題が生じやすいＣＣＤ等の電子機器を内蔵するＴＶカメラ１５や、光学アダプタ８１はＥＯＧ滅菌法を利用する等の融通がきく。
【０１０６】
また、図１２（Ｂ）は第３の実施の形態の第２の変形例を示すものである。本変形例は第３の実施の形態の可動レンズユニット６２およびそのレンズ移動機構６３をスコープ１の接眼部３側に配設し、スコープ１の接眼部３に連結されるＴＶカメラ１５内に第１の変形例と同様にＣＣＤ２０を配設したものである。この場合も第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０７】
また、図１３（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は電子内視鏡からなるスコープ９１に本発明を適用したものである。すなわち、本実施の形態の電子内視鏡のスコープ９１には患者の体腔内に挿入される挿入部９２と、この挿入部９２の基端部に配設された手元操作部９３とが設けられている。
【０１０８】
さらに、このスコープ９１の挿入部９２は第１の実施の形態と同様に予め例えば患者の腹壁部８等に穿刺されたトラカール９内に挿通され、体腔内に挿入されている。ここで、スコープ９１の挿入部９２の手元操作部９３側は第１の実施の形態と同様の構成の３関節構造のスコープ保持具１０によって移動可能に保持されている。なお、患者の腹壁部４等には第１の実施の形態と同様の構成の処置具である鉗子１１がスコープ９１の挿入場所とは別の挿入場所から体腔内に挿入されている。
【０１０９】
また、スコープ９１の挿入部９２の先端部には対物光学系９４が配設されている。この対物光学系９４には、視野方向を変更するためのプリズム９５が回動ピン９６を中心に回動可能に取付けられている。
【０１１０】
さらに、スコープ９１の手元操作部９３には固体撮像素子であるＣＣＤ９７と、対物光学系９４のプリズム９５を通して送られる光をＣＣＤ９７に集光し、スコープ９１の観察像をＣＣＤ９７上に結像する結像光学系９８と、対物光学系９４のプリズム９５を回動操作するプリズム操作手段９９とが設けられている。
【０１１１】
また、プリズム操作手段９９にはステッピングモータ等の図示しないアクチュエータによって回転駆動されるディスク１００が設けられている。このディスク１００にはプリズム９５の操作ロッド１０１の一端部が連結されている。この操作ロッド１０１の他端部はプリズム９５の可動部に連結されている。そして、プリズム操作手段９９の操作時にはディスク１００の回転により操作ロッド１０１が挿入部９２の軸心方向に移動操作され、この操作ロッド１０１の動作にともないプリズム９５が回動ピン９６を中心に回動してスコープ９１の対物光学系９４の視野方向の変更がなされるようになっている。
【０１１２】
ここで、プリズム９５の回動による対物光学系９４の視野方向の変更範囲（スコープ１の視野範囲Ｒ１  ）は挿入部９２の先端窓部の窓枠部によって規制されている。すなわち、定位置で保持されたプリズム９５を通してＣＣＤ９７の結像光学系９８側に送られ、ＣＣＤ２０に撮像される観察像の視野範囲Ｒ２  はスコープ１の視野範囲Ｒ１  より小さくなっており、スコープ９１の視野範囲Ｒ１  の一部がＣＣＤ２０によって撮像される。
【０１１３】
また、スコープ９１の手元操作部９３には第１の実施の形態と同様の構成の鉗子追尾装置３７が接続されている。この鉗子追尾装置３７には例えばフットスイッチ、ハンドスイッチ等の操作スイッチ３８および例えばＴＶモニタ、ＨＭＤ（ＨＥＡＤ  ＭＯＵＴＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ：頭部装着型ディスプレー）等の表示モニタ３９がそれぞれ接続されている。
【０１１４】
そして、本実施の形態の内視鏡装置の使用時にはスコープ９１の挿入部９２の先端のプリズム９５を通して送られる光が結像光学系９８を介してＣＣＤ９７に集光され、スコープ９１の観察像がＣＣＤ９７上に結像される。ここで、定位置で保持されたプリズム９５を通してＣＣＤ９７の結像光学系９８側に送られ、ＣＣＤ２０に撮像される観察像の視野範囲Ｒ２  はスコープ１の視野範囲Ｒ１  より小さくなっており、スコープ９１の視野範囲Ｒ１  の一部の観察像がＣＣＤ２０によって撮像される。このとき、ＣＣＤ９７によって撮像されたスコープ９１の観察像は表示モニタ３９に表示される。
【０１１５】
また、スコープ９１の観察像の撮像中、操作スイッチ３８の操作ボタンが押下操作された場合には第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能が作動する。このとき、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、ＣＣＤ９７によって撮像される鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態で、プリズム操作手段９９が操作される。そして、ディスク１００の回転により操作ロッド１０１が挿入部９２の軸心方向に移動操作され、この操作ロッド１０１の動作にともないプリズム９５が回動ピン９６を中心に回動してスコープ９１の対物光学系９４の視野方向の変更がなされる。
【０１１６】
この鉗子１１の先端の追尾動作中は、鉗子追尾装置３７により検出された鉗子１１の先端の処置部１３の位置が表示モニタ３９の概ね中央に表示されるように制御される。
【０１１７】
また、鉗子１１の先端の処置部１３が表示モニタ３９の概ね中央に表示されていない場合には操作スイッチ３８の操作ボタンを押すことにより、鉗子１１の先端の処置部１３が予め指定された速度で表示モニタ３９の中央に移動するように、ＣＣＤ移動機構２１の移動制御が行われる。
【０１１８】
そこで、上記構成の本実施の形態にあっても第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でプリズム操作手段９９が操作され、プリズム９５が回動ピン９６を中心に回動してスコープ９１の対物光学系９４の視野方向の変更がなされるので、術者が観察したい方向に鉗子１１の先端の処置部１３を動かすとその方向に表示モニタ３９に表示されるスコープ９１の観察像の視野方向が変換される。そのため、第１の実施の形態と同様、内視鏡下の手術中、視野方向変更の際にスコープ９１が動かないので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１９】
また、図１４は第４の実施の形態の変形例を示すものである。本変形例は第４の実施の形態と同様に電子内視鏡からなるスコープ９１の構成を次のように変更したものである。
【０１２０】
すなわち、本変形例ではスコープ９１の挿入部９２の先端に撮像ユニット１１１が回動支点１１２を中心に回動自在に連結されている。この撮像ユニット１１１には対物光学系を形成するレンズ１１３と、固体撮像素子であるＣＣＤ１１４とが組込まれ、一体化されている。
【０１２１】
また、スコープ９１の手元操作部９３には撮像ユニット１１１を回動操作する撮像ユニット操作手段１１５が設けられている。この撮像ユニット操作手段１１５にはステッピングモータ等の図示しないアクチュエータによって回転駆動されるディスク１１６が設けられている。このディスク１１６には２本の操作ワイヤ１１７ａ，１１７ｂの各一端部が連結されている。両操作ワイヤ１１７ａ，１１７ｂの他端部は撮像ユニット１１１の可動部に連結されている。そして、この撮像ユニット操作手段１１５の操作時にはディスク１１６の回転により操作ワイヤ１１７ａ，１１７ｂの一方が引っ張り操作され、さらに引っ張り操作された操作ワイヤ１１７ａ（または１１７ｂ）を介して撮像ユニット１１１が一方に回動操作されてスコープ９１の撮像ユニット１１１の視野方向の変更がなされるようになっている。
【０１２２】
したがって、本変形例の構成でも第４の実施の形態と同様にスコープ９１の視野方向を変更することができるので、第４の実施の形態のようなプリズム操作手段９９によってプリズム９５を駆動してスコープ９１の視野方向を変更する手段に本変形例の構成を置き換えることができ、鉗子１１の先端位置の追尾が可能となる。
【０１２３】
また、図１５（Ａ），（Ｂ）および図１６は本発明の第５の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第２の実施の形態（図９（Ａ））で説明したズームレンズ機構５１を組込んだ内視鏡装置の構成を変更したものである。
【０１２４】
すなわち、本実施の形態では第２の実施の形態のズームレンズ機構５１を組込んだスコープ１にＴＶカメラ１５を一体的に組込むとともに、スコープ１の観察像の伝送光路１２１の途中にビームスプリッタ１２２を介設し、スコープ１の観察像の伝送光路１２１を２つに分ける構成にしたものである。ここで、ビームスプリッタ１２２はズームレンズ機構５１のズームレンズユニット５４の入射端面側に配置されている。そして、スコープ１の観察像の伝送光路１２１はこのビームスプリッタ１２２を透過してズームレンズユニット５４のズームレンズ５２側に送られる第１の分割光路１２１ａと、このビームスプリッタ１２２によって略直角に反射される第２の分割光路１２１ｂとに分割されるようになっている。
【０１２５】
さらに、第１の分割光路１２１ａには第２の実施の形態のＣＣＤ２０が配置されている。そして、この第１の分割光路１２１ａを通るスコープ１の像はズームレンズ５２を経てＣＣＤ２０に狭角像として投射されるようになっている。このとき、ＣＣＤ２０に撮像される狭角像は表示モニタ３９には図１５（Ｂ）の左側の［Ｂ１］の表示画面として表示されるようになっている。
【０１２６】
また、第２の分割光路１２１ｂにはスコープ１の像をズームレンズ５２よりも広角に拡開する広角レンズユニット１２３と、像反転プリズム１２８と、この像反転プリズム１２８を経てスコープ１の広角像を撮像する第２のＣＣＤ１２４とが配設されている。そして、この第２の分割光路１２１ｂを通るスコープ１の像は広角レンズユニット１２３を経て第２のＣＣＤ１２４に広角像として投射されるようになっている。このとき、第２のＣＣＤ１２４に撮像される広角像は表示モニタ３９には図１５（Ｂ）の右側の［Ｂ２］の表示画面として表示されるようになっている。
【０１２７】
なお、図中には示していないが、スコープ１は、ＴＶカメラ１５と着脱が可能に取付けられている。これにより、スコープ１を例えば直視スコープから斜視スコープというように視野角の異なるスコープに交換することが容易となる。さらに、ＴＶカメラ１５から、第２のＣＣＤ１２４のユニットを含む一部が着脱することも可能である。
【０１２８】
また、本実施の形態の内視鏡装置の鉗子追尾装置３４には図１６に示すようにＡ／Ｄコンバータ４１、画像演算処理回路４２、アクチュエータ制御回路４３および第１の分割光路１２１ａ上のＣＣＤ２０に接続された第１の映像信号回路４０の他に、第２の分割光路１２１ｂ上の第２のＣＣＤ１２４に接続された第２の映像信号回路１２５と、映像合成装置１２６とが設けられている。
【０１２９】
ここで、映像合成装置１２６には第１の映像信号回路４０と、第２の映像信号回路１２５と、表示モニタ３９がそれぞれ接続されている。そして、ＣＣＤ２０の映像信号は第１の映像信号回路４０に、また第２のＣＣＤ１２４の映像信号は第２の映像信号回路１２５にそれぞれ送られ、各映像信号回路４０，１２５でＣＣＤ２０，１２４で得られた信号をそれぞれＮＴＳＣや、ＲＧＢ等の映像信号に変換したのち、映像合成装置１２６に送られるようになっている。さらに、映像合成装置１２６では第１の映像信号回路４０から出力される映像信号と、第２の映像信号回路１２５から出力される映像信号とが入力され、各映像信号回路４０，１２５で得られた映像信号を表示モニタ３９に同時に表示できるように画像合成を行うようになっている。このとき、表示モニタ３９には図１５（Ｂ）の中央の［Ｂ３］の表示画面が表示されるようになっている。この［Ｂ３］の表示画面では親画面３９ａに［Ｂ１］の表示画面、すなわちＣＣＤ２０に撮像される狭角像が表示され、子画面３９ｂに［Ｂ２］の表示画面、すなわち第２のＣＣＤ１２４に撮像される広角像が表示されるようになっている。
【０１３０】
なお、操作スイッチ３８には表示モニタ３９の表示画面を切換える図示しない画面切換えスイッチが設けられている。そして、この操作スイッチ３８の画面切換えスイッチの操作によって表示モニタ３９に［Ｂ３］の表示画面のようにＣＣＤ２０，１２４の両者の像が親子画面として同時に表示されるように画像合成される状態、あるいは、［Ｂ１］および［Ｂ２］のうちのいずれか一方の画面だけ表示される状態に切り換えられるようになっている。さらに、［Ｂ２］の広角像の表示画面中には［Ｂ１］の狭角像の表示領域が点線枠１２７等によって表示されるようになっている。
【０１３１】
次に、上記構成の作用について説明する。まず、スコープ１の観察像の撮像中、操作スイッチ３８の操作ボタンが押下操作された場合には鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能が作動する。この鉗子追尾機能の作動時には第２の分割光路１２１ｂ上の第２のＣＣＤ１２４で撮像された［Ｂ２］の広角像から鉗子１１の先端の位置を求め、さらに第１の分割光路１２１ａ上のＣＣＤ２０で得られた［Ｂ１］の狭角像から鉗子１１の先端が表示モニタ３９の表示画面の概ね中央位置に配置されるようにＣＣＤ移動機構２１のアクチュエータ３３であるステッピングモータ第１のステッピングモータ２６ａおよび第２のステッピングモータ２６ｂの移動量（駆動量）を求めるようになっている。
【０１３２】
そして、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、ＣＣＤ２０によって撮像される鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でスコープ１の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作が行なわれる。
【０１３３】
この鉗子１１の先端の追尾動作中は、鉗子追尾装置３７により検出された鉗子１１の先端の処置部１３の位置が表示モニタ３９の概ね中央に表示されるように制御される。
【０１３４】
また、鉗子１１の先端の処置部１３が表示モニタ３９の概ね中央に表示されていない場合には操作スイッチ３８の操作ボタンを押すことにより、鉗子１１の先端の処置部１３が予め指定された速度で表示モニタ３９の中央に移動するように、ＣＣＤ移動機構２１の移動制御が行われる。
【０１３５】
さらに、スコープ１の観察像の撮像中、操作スイッチ３８の画面切換えスイッチの操作によって表示モニタ３９に［Ｂ３］の表示画面のようにＣＣＤ２０，１２４の両者の像が親子画面として同時に表示されるように画像合成される状態、あるいは、［Ｂ１］および［Ｂ２］のうちのいずれか一方の画面だけ表示される状態に切り換えられる。
【０１３６】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、術者が観察したい方向に鉗子１１の先端部を動かすとその方向にスコープ１の視野方向が変換されるとともに、操作スイッチ３５を押すことによりスコープ１の視野の大きさを変更でき、さらに画面切換えスイッチの操作で所望の画面に切換えることができるので、両手で鉗子１１等の処置具を持ち、処置を行っている最中でも術者自身でスコープ１の視野範囲を簡単に変更できる。
【０１３７】
また、術者は、スコープ１を所望の視野方向が得られるように動かすよう助手に指示する必要がなくなり、内視鏡下手術の作業性が向上するとともに、また、助手もスコープ１を操作する必要がなくなるので、手術中の負担が軽減される。
【０１３８】
さらに、内視鏡下の手術中、視野方向変更の際にスコープ１が動かないので、術者の処置作業を妨げることがなく、術者の処置作業に影響を与えたり、患者に無理な力を作用させるおそれがない。
【０１３９】
また、本実施の形態では特に広角像と狭角像を同時に観察できるので、広角像で周囲の状況を把握し、安全を確認しながら、狭角像の観察による微細な処置作業を行うことができる。さらに、広角像で鉗子１１の先端の位置を検出しているので、狭角像の観察範囲から鉗子１１が外れても構わない。
【０１４０】
さらに、ＴＶカメラ１５内にスコープ１の観察像の視野方向を変更するＣＣＤ移動機構２１を設けたので、スコープ１の観察像の視野方向を変更する際にスコープ１全体を動かす機構を設置する場合に比べて安価に実現できる。
【０１４１】
また、表示モニタ３９に表示されるＴＶカメラ１５の表示画面にはＣＣＤ２０の画素が全て使用されるので、表示モニタ３９に表示される表示画面には良好な画質が得られる。
【０１４２】
さらに、ＣＣＤ２０に接続されているフレキシブルプリント板３４の中間部に略Ｕ字状に折り返された折り返し部３６を形成し、ＣＣＤ２０の移動に対応できるようにしたので、ＣＣＤ２０の配線の耐久性を高めることができる。
【０１４３】
また、図１７（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第６の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態のスコープ１にＴＶカメラ１５を一体的に組込むとともに、スコープ１の観察像の伝送光路１３１の構成を変更したものである。
【０１４４】
ここで、スコープ１の観察像伝送光路１３１の途中には光路切換え機構１３２が介設されている。この光路切換え機構１３２にはスコープ１の対物レンズ４とＣＣＤ２０との間を結ぶ観察像伝送光路１３１の主光路１３１ａ上に前後に離間して配置された２つの切換ミラー１３３，１３４が設けられている。さらに、主光路１３１ａには両切換ミラー１３３，１３４間にスコープ１の像を広角に拡開する広角レンズユニット１３５が配設されている。
【０１４５】
また、広角レンズユニット１３５の入射光路側に配置された前部切換ミラー１３３は回動支点１３６を中心に図１７（Ａ）中に点線で示すように広角レンズユニット１３５の入射光路を開く第１の切換え位置と、同図中に実線で示すように広角レンズユニット１３５の入射光路を閉じる第２の切換え位置とに回動可能に支持されている。さらに、広角レンズユニット１３５の出射光路側に配置された後部切換ミラー１３４は回動支点１３７を中心に図１７（Ａ）中に点線で示すように広角レンズユニット１３５とＣＣＤ２０との間の光路を開く第１の切換え位置と、同図中に実線で示すように広角レンズユニット１３５とＣＣＤ２０との間の光路を閉じる第２の切換え位置とに回動可能に支持されている。なお、２つの切換ミラー１３３，１３４の駆動は、例えば電磁コイル等の図示しない光路切換えアクチュエータにより行われるようになっている。
【０１４６】
また、両切換ミラー１３３，１３４間の主光路１３１ａと平行に配置される切換え光路１３１ｂの前端部には前部固定ミラー１３８、この切換え光路１３１ｂの後端部には後部固定ミラー１３９がそれぞれ配設されている。ここで、前部固定ミラー１３８は前部切換ミラー１３３に対して離間対向配置され、後部固定ミラー１３９は後部切換ミラー１３４に対して離間対向配置されている。さらに、切換え光路１３１ｂには前後の両固定ミラー１３８，１３９間にスコープ１の狭角像を得るための狭角レンズ１４０が配設されている。
【０１４７】
また、鉗子追尾装置３７の操作スイッチ３８には第２の実施の形態（図８参照）と同様に鉗子１１の先端の追尾機能の有効／無効の切り換え操作を行う第１のスイッチ５８ａと、光路切換えアクチュエータの切換え操作用の第２，第３のスイッチ５８ｂ，５８ｃとがそれぞれ設けられている。ここで、第２のスイッチ５８ｂは広角光路形成用のスイッチで、この第２のスイッチ５８ｂを押した場合には２つの切換ミラー１３３，１３４が図１７（Ａ）中に点線で示すように第１の切換え位置に切換え操作され、スコープ１の観察像が主光路１３１ａ上の広角レンズユニット１３５を通してＣＣＤ２０に伝送されるようになっている。このとき、表示モニタ３９には図１７（Ｂ）に示す広角像が表示されるようになっている。
【０１４８】
さらに、第３のスイッチ５８ｃは狭角光路形成用のスイッチで、この第３のスイッチ５８ｃを押した場合には２つの切換ミラー１３３，１３４が図１７（Ａ）中に実線で示すように第２の切換え位置に切換え操作され、スコープ１の観察像が切換え光路１３１ｂ上の狭角レンズ１４０を通してＣＣＤ２０に伝送されるようになっている。このとき、表示モニタ３９には図１７（Ｃ）に示す狭角像が表示されるようになっている。
【０１４９】
そして、本実施の形態のスコープ１による観察像の撮像時には操作スイッチ３８の第２，第３のスイッチ５８ｂ，５８ｃの操作にともない両切換ミラー１３３，１３４が切換え操作され、スコープ１の観察像伝送光路１３１の切換え操作が行われる。すなわち、第２のスイッチ５８ｂを押した場合には２つの切換ミラー１３３，１３４が図１７（Ａ）中に点線で示すように第１の切換え位置に切換え操作され、スコープ１の観察像が主光路１３１ａ上の広角レンズユニット１３５を通してＣＣＤ２０に伝送される。このとき、表示モニタ３９には図１７（Ｂ）に示す広角像が表示される。
【０１５０】
さらに、第３のスイッチ５８ｃを押した場合には２つの切換ミラー１３３，１３４が図１７（Ａ）中に実線で示すように第２の切換え位置に切換え操作され、スコープ１の観察像が切換え光路１３１ｂ上の狭角レンズ１４０を通してＣＣＤ２０に伝送される。このとき、表示モニタ３９には図１７（Ｃ）に示す狭角像が表示される。
【０１５１】
また、表示モニタ３９の画面から鉗子１１の先端が外れた状態から鉗子１１の先端の追尾を行う場合には、まず操作スイッチ３８の第２のスイッチ５８ｂを押して２つの切換ミラー１３３，１３４を図１７（Ａ）中に点線で示す第１の切換え位置に切換え、表示モニタ３９に図１７（Ｂ）に示す広角像を表示させることにより、表示モニタ３９に鉗子１１の先端を表示させたのち、操作スイッチ３８の第１のスイッチ５８ａを押し、鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能を作動させればよい。
【０１５２】
そこで、上記構成のものにあっても第２の実施の形態と同様に表示モニタ３９の画面に表示されている狭角像の観察範囲から鉗子１１が外れた場合には、操作スイッチ３８の第２のスイッチ５８ｂの操作で、表示モニタ３９の画面に広角像を表示させ、鉗子１１を表示モニタ３９の画面内の視野に入れることができるので、鉗子１１の追尾を容易に再開できる。
【０１５３】
また、図１８および図１９は本発明の第７の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態のスコープ１に取付けられたＴＶカメラ１５のＣＣＤ移動機構２１の構成を変更したものである。
【０１５４】
すなわち、本実施の形態のＴＶカメラ１５のＣＣＤ移動機構２１には図１８に示すように２つの略Ｕ字状の移動アーム１５１，１５２が設けられている。ここで、一方の第１の移動アーム１５１の一端部には図１９に示すようにスコープ１の光軸方向と直交する方向に向けて配置された第１のステッピングモータ１５３の回転軸が固定されている。この第１の移動アーム１５１の他端部はＴＶカメラ１５のケーシング１６に回動支点１５４を中心に回動可能に連結されている。
【０１５５】
さらに、他方の第２の移動アーム１５２の一端部にはスコープ１の光軸方向と直交する平面内で、かつ第１のステッピングモータ１５３と直交する方向に向けて配置された第２のステッピングモータ１５５の回転軸が固定されている。この第２の移動アーム１５２の他端部はＴＶカメラ１５のケーシング１６に回動支点１５６を中心に回動可能に連結されている。したがって、２つの移動アーム１５１，１５２はスコープ１の光軸方向と直交し、かつ互いに直交する２軸回りに回動可能に支持されている。
【０１５６】
また、２つの移動アーム１５１，１５２にはそれぞれＣＣＤ移動ガイド用のスリット１５７，１５８が設けられている。そして、２つの移動アーム１５１，１５２の各スリット１５７，１５８の交点にはピン１５９が挿入されている。このピン１５９にはＣＣＤ２０の台座１６０が固定されている。
【０１５７】
したがって、ＣＣＤ２０の台座１６０は第１のステッピングモータ１５３に駆動されて回動する第１の移動アーム１５１の回動動作にともない図１９中の左右方向に移動操作されるとともに、第２のステッピングモータ１５５に駆動されて回動する第２の移動アーム１５２の回動動作にともない同図中の上下方向に移動操作され、ＣＣＤ２０が光軸中心に対し傾斜しながら移動するようになっている。
【０１５８】
そして、第１のステッピングモータ１５３および第２のステッピングモータ１５５によってＴＶカメラ１５の撮像用の光学部品、本実施の形態ではＣＣＤ２０を移動させ、ＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更させるアクチュエータ３３が形成されている。したがって、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１５９】
また、図２０は本発明の第８の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態のスコープ１に取付けられたＴＶカメラ１５の内部構成を変更したものである。
【０１６０】
すなわち、本実施の形態のＴＶカメラ１５の内部には２つの移動プリズム１７１ａ，１７１ｂが設けられている。これらの移動プリズム１７１ａ，１７１ｂの側面にはそれぞれナット１７２ａ，１７２ｂが固定されている。
【０１６１】
また、図２０中で、上側に配置された第１の移動プリズム１７１ａはスコープ１の光軸の延長上に配置されている。さらに、第１の移動プリズム１７１ａとスコープ１の接眼部３との間には移動レンズ１７３が配設されている。この移動レンズ１７３のレンズ枠１７４には操作板１７５が突設されている。この操作板１７５には雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部にレンズ移動用ステッピングモータ１７６の回転軸に連結された操作ねじ１７７が螺着されている。そして、このステッピングモータ１７６によって操作ねじ１７７が回転駆動され、移動レンズ１７３がスコープ１の光軸方向に移動されるようになっている。
【０１６２】
また、第１の移動プリズム１７１ａのナット１７２ａには第１のステッピングモータ１７８の回転軸に連結された第１の操作ねじ１７９が螺着されている。そして、この第１のステッピングモータ１７８によって第１の操作ねじ１７９が回転駆動され、第１の移動プリズム１７１ａがスコープ１の光軸方向に移動されるようになっている。
【０１６３】
さらに、図２０中で、第１の移動プリズム１７１ａの下側に配置された第２の移動プリズム１７１ｂは第１の移動プリズム１７１ａによってスコープ１の観察像が反射される方向に離間対向配置されている。ここで、第２の移動プリズム１７１ｂによってスコープ１の観察像が反射される方向にはＣＣＤ２０が離間対向配置されている。
【０１６４】
また、第２の移動プリズム１７１ｂのナット１７２ｂには第２のステッピングモータ１８０の回転軸に連結された第１の操作ねじ１８１が螺着されている。そして、この第２のステッピングモータ１８０によって第２の操作ねじ１８１が回転駆動され、第２の移動プリズム１７１ｂがスコープ１の観察像の光路に沿って図２０中で上下方向に移動されるようになっている。
【０１６５】
なお、第１，第２の移動プリズム１７１ａ，１７１ｂの移動に伴い、移動レンズ１７３とＣＣＤ２０との間の光路長さが変化しないように予め移動レンズ１７３を移動させ、この移動レンズ１７３の固定位置を調整する。ここで、移動レンズ１７３の入射光は平行光であり、この移動レンズ１７３の焦点距離の位置にＣＣＤ２０が固定されている。
【０１６６】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のＴＶカメラ１５では第１の移動プリズム１７１ａが移動するとＣＣＤ２０に入射される像は図２０中で左右方向に移動し、第２の移動プリズム１７１ｂが移動するとＣＣＤ２０に入射される像は同図中で上下方向に移動する。
【０１６７】
そして、第１のステッピングモータ１７８および第２のステッピングモータ１８０によってＴＶカメラ１５の撮像用の光学部品、本実施の形態では第１の移動プリズム１７１ａおよび第２の移動プリズム１７１ｂを移動させることにより、ＣＣＤ２０に結像されるスコープ１の観察像の撮像範囲を変更させることができる。
【０１６８】
したがって、本実施の形態でも第１のステッピングモータ１７８および第２のステッピングモータ１８０によってＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更させるアクチュエータ３３を形成することができるので、第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作を行なわせることができ、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１６９】
また、図２１は本発明の第９の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第８の実施の形態（図２０）のＴＶカメラ１５の内部構成をさらに変更したものである。すなわち、本実施の形態のＴＶカメラ１５では第８の実施の形態の２つの移動プリズム１７１ａ，１７１ｂに代えて２つの回動ミラー１９１ａ，１９１ｂが設けられている。
【０１７０】
また、図２１中で、上側に配置された第１の回動ミラー１９１ａはスコープ１の光軸の延長上に配置されている。さらに、第１の回動ミラー１９１ａとスコープ１の接眼部３との間にはズームレンズ１９３が配設されている。このズームレンズ１９３のレンズ枠１９４には操作板１９５が突設されている。この操作板１９５には雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部にズームレンズ移動用のステッピングモータ１９６の回転軸に連結された操作ねじ１９７が螺着されている。そして、このステッピングモータ１９６によって操作ねじ１９７が回転駆動され、ズームレンズ１９３がスコープ１の光軸方向に移動されるようになっている。
【０１７１】
また、第１の回動ミラー１９１ａは第１のステッピングモータ１９８の回転軸に固定されている。そして、この第１のステッピングモータ１９８によって第１の回動ミラー１９１ａが回動駆動されるようになっている。
【０１７２】
さらに、図２０中で、第１の回動ミラー１９１ａの下側に配置された第２の回動ミラー１９１ｂは第２のステッピングモータ１９９の回転軸に固定されている。そして、この第２のステッピングモータ１９９によって第２の回動ミラー１９１ｂが回動駆動されるようになっている。
【０１７３】
また、第１の回動ミラー１９１ａおよび第２の回動ミラー１９１ｂにより、スコープ１の観察像の光路がそれぞれ略９０°に曲げられるようになっており、第２の回動ミラー１９１ｂによってスコープ１の観察像が反射される方向にはＣＣＤ２０が離間対向配置されている。
【０１７４】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のＴＶカメラ１５では第１の回動ミラー１９１ａが回動するとＣＣＤ２０に入射される像は図２１中で左右方向に移動し、第２の回動ミラー１９１ｂが回動するとＣＣＤ２０に入射される像は同図中で上下方向に移動する。さらに、ズームレンズ１９３のレンズ枠１９４の移動により、ズームレンズ１９３が光軸方向に移動し、ＣＣＤ２０に結像される画像が拡大または縮小される。
【０１７５】
そして、第１のステッピングモータ１９８および第２のステッピングモータ１９９によってＴＶカメラ１５の撮像用の光学部品、本実施の形態では第１の回動ミラー１９１ａおよび第２の回動ミラー１９１ｂを移動させることにより、ＣＣＤ２０に結像されるスコープ１の観察像の撮像範囲を変更させることができる。
【０１７６】
したがって、本実施の形態でも第１のステッピングモータ１９８および第２のステッピングモータ１９９によってＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更させるアクチュエータ３３を形成することができるので、第１の実施の形態と同様に鉗子追尾装置３７による鉗子１１の先端の追尾機能の作動中は、鉗子１１の先端の処置部１３を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する鉗子１１の先端の追尾動作を行なわせることができ、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１７７】
また、図２２（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１０の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態の内視鏡装置の構成を次のように変更したものである。すなわち、第１の実施の形態のように鉗子１１の位置情報を検出する位置検出手段として鉗子１１の処置部１３の先端に色マーカー４４を設け、鉗子追尾装置３７によって鉗子１１の先端を追尾する構成に代えて、患者の体腔内の特定臓器Ｈ１  に特殊な色、或いは形状のマーカー２０１を付けるとともに、特定臓器Ｈ１  のマーカー２０１を検出し、臓器形状のパターンマッチングを行い、体腔内の特定臓器Ｈ１  がスコープ１の視野の中央にくるように制御する臓器追尾装置２０２を設けたものである。
【０１７８】
そこで、上記構成のものにあっては臓器追尾装置２０２による特定臓器Ｈ１  のマーカー２０１の追尾機能の作動中は、特定臓器Ｈ１  のマーカー２０１を追尾する状態でＴＶカメラ１５の撮像範囲を変更する臓器追尾動作が行なわれるので、体腔内の特定臓器Ｈ１  がスコープ１の視野の中央にくるようにＣＣＤ２０の位置を制御することができる。
【０１７９】
また、図２３（Ａ）〜（Ｃ）および図２４は本発明の第１１の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第２の実施の形態の鉗子追尾装置３７に代えて視野制御装置２１１を設けるとともに、第２の実施の形態の操作スイッチ３８に代えて位置指令手段２１２を設けたものである。さらに、表示モニタ３９としては第２の実施の形態のＴＶモニタに代えて図２４に示すように術者Ｄの頭部Ｈ２  に装着されるＨＭＤ２１３が使用されている。
【０１８０】
また、位置指令手段２１２には術者Ｄの頭部Ｈ２  のＨＭＤ２１３に固定されるセンスコイル２１４と、定位置に固定されるソースコイル２１５とが設けられている。ここで、センスコイル２１４およびソースコイル２１５は３つの直交する軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）回りに巻いたコイルにより形成されている。そして、位置指令手段２１２としてはこれらのソースコイル２１５とセンスコイル２１４の相互インダクタンスにより相互の３次元的位置関係を検出するセンサが使用され、術者Ｄの頭部Ｈ２  の位置情報に関する制御信号を出力するようになっている。なお、センスコイル２１４は図２５に示すヘッドバンド２２１で術者Ｄの頭部Ｈ２  に固定される構成にしてもよい。
【０１８１】
また、視野制御装置２１１は位置指令手段２１２から出力される制御信号による位置データに従ってスコープ１の視野方向の制御および視野の拡大、縮小を行うものである。すなわち、ＨＭＤ２１３に表示される画像に対して、術者Ｄが頭部Ｈ２  を左右、上下に動かすとその方向の画像がＨＭＤ２１３に表示される。さらに、ＨＭＤ２１３に表示される画像に対して、術者Ｄが頭部Ｈ２  を前後させると、画像が拡大、縮小するようＨＭＤ２１３に表示される。
【０１８２】
そこで、上記構成のものにあっては術者Ｄの頭部Ｈ２  の位置情報に従って、術者Ｄの処置作業を妨げることなく、スコープ１の視野範囲を制御することができる。
【０１８３】
また、図２５は第１１の実施の形態の第１の変形例を示すものである。本変形例は術者Ｄの頭部Ｈ２  に装着されるヘッドバンド２２１で固定される加速度センサ、ジャイロ等の位置検出センサ２２２を設け、術者Ｄが頭部Ｈ２  を左右、上下に動かすとその方向の画像が第２の実施の形態のＴＶモニタ等の表示モニタ３９に表示される構成にしたものである。
【０１８４】
また、本変形例では術者Ｄが頭部Ｈ２  を前後させると、画像が拡大、縮小するよう表示モニタ３９に表示される。なお、位置検出センサ２２２は図２４に示すように術者Ｄの頭部Ｈ２  に装着されるＨＭＤ２１３に固定される構成にしてもよい。
【０１８５】
また、図２６は第１１の実施の形態の第２の変形例を示すものである。本変形例は第１１の実施の形態の位置指令手段２１２として術者Ｄの音声を認識する音声認識手段２３１を設けたものである。この音声認識手段２３１にはマイク２３２が接続されている。
【０１８６】
そして、術者Ｄの音声はマイク２３２により音声認識手段２３１に入力され、音声認識手段１３１で指示された位置へスコープ１の視野方向の制御が行われるとともに、視野の拡大、縮小が制御される。その結果、本変形例では術者Ｄの音声による指示に従って、術者Ｄの処置作業を妨げることなく、スコープ１の視野範囲を制御することができる。
【０１８７】
また、図２７（Ａ）は第１１の実施の形態の第３の変形例を示すものである。本変形例は第１１の実施の形態の位置指令手段２１２として遠隔操作用の操作パネル２４１を設けたものである。この操作パネル２４１には上下左右の各方向に視野方向を変更するための４つの第１の操作ボタン（上操作ボタン２４２ａ，下操作ボタン２４２ｂ，左操作ボタン２４２ｃ，右操作ボタン２４２ｄ）とズームレンズによる拡大、縮小を行うための２つの第２の操作ボタン（拡大操作ボタン２４３ａ，縮小操作ボタン２４３ｂ）とが設けられている。この操作パネ２４１は床、鉗子の操作部、あるいはベッドサイド等に設置して使用する。
【０１８８】
そこで、本変形例では術者Ｄによる操作パネ２４１の各操作ボタン２４２ａ〜２４２ｄ、２４３ａ，２４３ｂの押し込み操作による指示に従って、術者Ｄの処置作業を妨げることなく、スコープ１の視野範囲を制御することができる。
【０１８９】
また、図２７（Ｂ）は第１１の実施の形態の第４の変形例を示すものである。本変形例は第１１の実施の形態の位置指令手段２１２として遠隔操作用のジョイスティック２５１を設けたものである。このジョイスティック２５１には操作パネル２５２とこの操作パネル２５２の中央に突設された操作ロッド２５３とが設けられている。
【０１９０】
ここで、操作ロッド２５３は操作パネル２５２に上下左右の各方向に傾動可能に、かつ軸方向に突没可能に支持されている。さらに、操作パネル２５２には操作ロッド２５３の周囲に上下左右の各方向に視野方向を変更するために操作ロッド２５３を傾動させる４つのポシション（上操作ポシション２５４ａ，下操作ポシション２５４ｂ，左操作ポシション２５４ｃ，右操作ポシション２５４ｄ）が表示されている。また、操作ロッド２５３を矢印Ｔ方向に引き上げることにより、ズームレンズによる拡大を行い、操作ロッド２５３を矢印Ｗ方向に押し込むことにより、ズームレンズによる縮小を行うようになっている。
【０１９１】
このジョイスティック２５１は床、鉗子の操作部、あるいはベットサイド等に設置して使用するようになっている。したがって、本変形例でも第３の変形例と同様に術者Ｄによるジョイスティック２５１の操作ロッド２５３の傾動操作および操作ロッド２５３の軸方向に突没操作による指示に従って、術者Ｄの処置作業を妨げることなく、スコープ１の視野範囲を制御することができる。
【０１９２】
また、図２８は本発明の第１２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第２の実施の形態（図７（Ａ）乃至図９参照）のように患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡等の硬性のスコープ１と一体化され、もしくはスコープ１に接続され、スコープ１の観察像の一部又は全部を撮像するＴＶカメラ１５の光学系の構成を変更したものである。
【０１９３】
本実施の形態の光学系には、スコープ１の接眼部３に内蔵される光学系の接眼レンズ３０１と、接眼カバーガラス３０２とが設けられている。さらに、スコープ１の接眼部３と一体化、もしくは接続されるＴＶカメラ１５にはカバーガラス３０３と、ズーム光学系３０４とが内蔵されている。
【０１９４】
また、ズーム光学系３０４には結像位置を調整する結像位置調整用レンズ（コンペンセータ）３０５と、倍率変換用レンズ（バリエータ）３０６と、レンズ３０７，３０８とが設けられている。そして、スコープ１の接眼部３の光学系とズーム光学系３０４とにより、スコープ１の挿入部２を形成する円筒状の筒体６内の対物レンズ４及びリレーレンズ７によって形成される像Ｐ１  がＣＣＤ２０上に像Ｐ２  として結像されるようになっている。
【０１９５】
ここで、ＣＣＤ２０上に結像される像Ｐ２  はズーム光学系３０４においてコンペンセータ３０５とバリエータ３０６とにより変倍され、広角像から狭角像まで得る事ができるようになっている。
【０１９６】
従って、ＴＶカメラ１５のズーム光学系３０４によって結像される像Ｐ２  の位置に本発明の第２実施の形態における移動可能なＣＣＤ２０を配置する事により、鉗子の自動追尾が可能となる。
【０１９７】
尚、レンズ３０８を光軸に平行に移動させることにより、フォーカシングが行える。このレンズ３０８の移動機構としては図示しない調整つまみを使用するマニュアルフォーカスの他に、アクチュエータによるオートフォーカスも構成することができることは言うまでもない。
【０１９８】
また、図２９は本発明の第１３の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第５の実施の形態（図１５（Ａ），（Ｂ）および図１６参照）のように患者の体腔内を観察する例えば腹腔鏡等の硬性のスコープ１と一体化され、もしくは接続され、スコープ１の観察像の一部又は全部を撮像するＴＶカメラ１５の光学系の構成を変更したものである。
【０１９９】
すなわち、本実施の形態の光学系にはスコープ１の接眼部３に内蔵される光学系の接眼レンズ３０１と、接眼カバーガラス３０２とが設けられている。さらに、スコープ１の接眼部３と一体化、もしくは接続されるＴＶカメラ１５にはカバーガラス３０３の後方にスコープ１の観察像の伝送光路を２つに分けるビームスプリッタ３０９が配設されている。
【０２００】
また、ビームスプリッタ３０９によって分割される一方の光路、すなわちビームスプリッタ３０９を透過する観察像の第１の伝送光路３２２ａには広角光学系３１０が配設されている。この広角光学系３１０は３枚のレンズ３１３，３１４，３１５で構成されている。
【０２０１】
さらに、ビームスプリッタ３０９によって分割される他方の光路、すなわちビームスプリッタ３０９によって反射される観察像の第２の伝送光路３２２ｂには中間像形成レンズ３１１と、ズーム光学系３１２と、中間像形成レンズ３１１とズーム光学系３１２との間に配設されたプリズム３２１とが配設されている。ここで、ズーム光学系３１２は、フォーカス調整レンズ３１６と、結像位置調整用レンズ（コンペンセータ）３１７と、倍率変換用レンズ（バリエータ）３１８と、レンズ３１９，３２０とで構成されている。
【０２０２】
そして、本実施の形態においては、スコープ１の観察像の伝送光路３２２はビームスプリッタ３０９により広角光学系３１０に入射する第１の伝送光路３２２ａと、中間像形成レンズ３１１及びプリズム３２１を通じてズーム光学系３１２に入射する第２の伝送光路３２２ｂとに分割されている。
【０２０３】
従って、スコープ１の挿入部２を形成する円筒状の筒体６内の対物レンズ４及びリレーレンズ７によって形成された像Ｐ１  の一部は、伝送光路３２２から第１の伝送光路３２２ａに伝送され、残りは伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送されるようになっている。そして、伝送光路３２２から第１の伝送光路３２２ａに伝送される光成分の像Ｐ１  から広角光学系３１０によって広角像Ｐ３  が形成されるようになっている。このとき、同時に伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送される光成分の像Ｐ１  から中間像形成レンズ３１１により、中間像Ｐ４  が形成され、さらにズーム光学系３１２に伝送される事によって狭角像Ｐ５  が形成されるようになっている。
【０２０４】
本実施の形態ではＣＣＤ１２４をＰ３  の位置に固定し、移動可能なＣＣＤ２０をＰ５  の位置に配置する事により、本発明の第５の実施の形態における広角像Ｐ３  の表示及び狭角像Ｐ５  による鉗子の自動追尾が可能となる。
【０２０５】
尚、本実施の形態ではプリズム３２１を用いてズーム光学系３１２の光路を広角光学系３１０の光路と略平行に配置し、ＣＣＤ１２４及びＣＣＤ２０の光軸を平行に配置したので、ＴＶカメラ１５の省スペース化がはかれ、さらに好ましい。
【０２０６】
また、プリズム３２１を用いて、ＣＣＤ１２４、ＣＣＤ２０を平行に並設した事により、狭角像Ｐ５  を形成する第２の伝送光路３２２ｂの光路長を長くすることができる。そのため、第２の伝送光路３２２ｂの途中に中間像形成レンズ３１１を介設することができるので、この中間像形成レンズ３１１により、中間像Ｐ４  を形成し、像の劣化を防ぎつつ、必要な光路長が確保できる効果がある。
【０２０７】
さらに、本実施の形態の光学系において、広角光学系３１０を経てＣＣＤ１２４に入射して広角像Ｐ３  を形成する光線およびズーム光学系３１２を経てＣＣＤ２０に入射して狭角像Ｐ５  を形成する光線は略テレセントリック（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ）な関係になっており、ＣＣＤ１２４、ＣＣＤ２０における色シューディングの発生が押さえられる効果があり、好ましい。
【０２０８】
また、ビームスプリッタ３０９の分割面における光量分割比を次の式（１）の通り設定してもよい。なお、Ａは第１の伝送光路３２２ａ側の光量、Ｂは第２の伝送光路３２２ｂ側の光量である。
【０２０９】
Ａ：Ｂ＝１：４                                              （１）
この場合には、狭角像Ｐ５  の明るさが確保できる効果があり、さらに好ましい。
【０２１０】
なお、広角像Ｐ３  と狭角像Ｐ５  の光軸は略平行となっているが、いずれの像においても光路長が長いため、両者を平行に配置することにより外形をコンパクトにまとめることができる。
【０２１１】
又、狭角像Ｐ５  の光路においては、ビームスプリッタ３０９およびプリズム３２１の２箇所で光路が屈曲されることより、像が反転することがない。尚、レンズ３１６を光軸と平行に移動させることによりフォーカシングが行える。このレンズ３１６の移動機構としては調整つまみを使用するマニュアルフォーカス機構の他に、アクチュエータによるオートフォーカス機構も採用できることは言うまでもない。
【０２１２】
また、図３０は本発明の第１４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１３の実施の形態（図２９参照）のＴＶカメラ１５のズーム光学系３１２を狭角光学系３２３に変更したものである。この狭角光学系３２３は４枚のレンズ３２４，３２５，３２６，３２７で構成されている。なお、本実施の形態では狭角光学系３２３の倍率をβＴ  、広角光学系３１０の倍率をβＷ  とするとβＴ  ＞βＷ  の関係に設定されている。
【０２１３】
そして、本実施の形態ではスコープ１の挿入部２を形成する円筒状の筒体６内の対物レンズ４及びリレーレンズ７によって形成された像Ｐ１  が伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送される際に、伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送される光成分の像Ｐ１  から中間像形成レンズ３１１により、中間像Ｐ４  が形成され、さらに狭角光学系３２３に伝送される事によって狭角像Ｐ６  が形成されるようになっている。
【０２１４】
本実施の形態ではＣＣＤ１２４をＰ３  の位置に固定し、移動可能なＣＣＤ２０をＰ６  の位置に配置する事により、本発明の第５の実施の形態における広角像Ｐ３  の表示及び狭角像Ｐ６  による鉗子の自動追尾が可能となる。
【０２１５】
ここで、自動追尾を行う為にはＣＣＤ２０の有効画面サイズよりも狭角像Ｐ６  が大きい事が必要である。尚、広角像Ｐ３  と狭角像Ｐ６  の光軸は略平行に配置されているが、いずれの像においても光路長が長いため、両者を平行に配置することにより、ＴＶカメラ１５全体の外形をコンパクトにまとめることができる。
【０２１６】
さらに、狭角像Ｐ６  の光路においては、ビームスプリッタ３０９およびプリズム３２１の２箇所で光路が屈曲されることより、像が反転することがない。尚、レンズ３２４を光軸と平行に移動されることによりフォーカシングが行える。このレンズ３２４の移動機構としては調整つまみを使用するマニュアルフォーカス機構の他に、アクチュエータによるオートフォーカス機構も採用できることは言うまでもない。
【０２１７】
また、図３１は本発明の第１５の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第６の実施の形態（図１７（Ａ）〜（Ｃ）参照）のＴＶカメラ１５の光学系の構成を変更したものである。
【０２１８】
すなわち、本実施の形態の光学系にはスコープ１の接眼部３に内蔵される光学系の接眼レンズ３０１と、接眼カバーガラス３０２とが設けられている。さらに、スコープ１の接眼部３と一体化、もしくは接続されるＴＶカメラ１５にはカバーガラス３０３の後方にスコープ１の観察像の伝送光路を２つに分けるビームスプリッタ３０９が配設されている。
【０２１９】
また、ビームスプリッタ３０９によって分割される一方の光路、すなわちビームスプリッタ３０９を透過する観察像の第１の伝送光路３２２ａには第１２の実施の形態（図２８参照）のズーム光学系３０４と同じ構成のズーム光学系３２９と、偏光ビームスプリッタ３３４と、液晶シャッタ３３５とが順次配設されている。ここで、ズーム光学系３２９は結像位置調整用レンズ（コンペンセータ）３３６と、倍率変換用レンズ（バリエータ）３３７と、レンズ３３８，３３９で構成されている。
【０２２０】
さらに、ビームスプリッタ３０９によって分割される他方の光路、すなわちビームスプリッタ３０９によって反射される観察像の第２の伝送光路３２２ｂには第１の中間像形成レンズ３１１と、プリズム３２１と、広角光学系３３０と、第３の中間像形成レンズ３３１と、プリズム３３２と、結像レンズ３３３とが順次配設されている。ここで、広角光学系３３０は４枚のレンズ３４０，３４１，３５２，３４３によって構成されている。また、プリズム３２１は第１の中間像形成レンズ３１１と広角光学系３３０との間に配設され、プリズム３３２は第３の中間像形成レンズ３３１と結像レンズ３３３との間に配設されている。さらに、結像レンズ３３３はプリズム３３２と偏光ビームスプリッタ３３４との間に配設されている。
【０２２１】
なお、偏光ビームスプリッタ３３４はビームスプリッタ３０９で分割された伝送光路３２２ａ，３２２ｂを経て伝送される画像の各々に偏光状態を持たせるものである。
【０２２２】
そして、本実施の形態においては、スコープ１の観察像の伝送光路３２２はビームスプリッタ３０９によりズーム光学系３２９側に入射する第１の伝送光路３２２ａと、第１の中間像形成レンズ３１１及びプリズム３２１を通じて広角光学系３３０側に入射する第２の伝送光路３２２ｂとに分割されている。
【０２２３】
従って、スコープ１の挿入部２を形成する円筒状の筒体６内の対物レンズ４及びリレーレンズ７によって形成された像Ｐ１  の一部は、伝送光路３２２から第１の伝送光路３２２ａに伝送され、残りは伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送されるようになっている。そして、伝送光路３２２から第１の伝送光路３２２ａに伝送される光成分の像Ｐ１  はズーム光学系３２９を経て偏光ビームスプリッタ３３４によりある偏光状態を持って液晶シャッタ３３５に伝送され、この液晶シャッタ３３５に狭角像Ｐ１１が形成されるようになっている。
【０２２４】
このとき、同時に伝送光路３２２から第２の伝送光路３２２ｂに伝送される光成分の像Ｐ１  は次の経路で伝送される。まず、第１の中間像形成レンズ３１１により、中間像Ｐ４  が形成され、さらにプリズム３２１を経て広角光学系３３０に伝送される。そして、広角光学系３３０により、第２の中間像Ｐ７  が形成され、続いて第３の中間像形成レンズ３１１により、プリズム３３２を経て第３中間像Ｐ８  が形成される。さらに、結像レンズ３３３を経て偏光ビームスプリッタ３３４により、狭角像Ｐ１１とは異なる偏光状態が与えられ、液晶シャッタ３３５に広角像Ｐ１２が形成されるようになっている。
【０２２５】
そこで、本実施の形態によれば次の効果を奏する。すなわち、液晶シャッタ３３５の偏光状態を切り換える事により、狭角像Ｐ１１及び広角像Ｐ１２を切り換える事が可能となり、本発明の第６の実施の形態における広角像の表示及び鉗子の自動追尾が可能となる。
【０２２６】
尚、レンズ３４０を光軸と平行に移動させることにより、フォーカシングが行える。このレンズ３４０の移動機構としては調整つまみを使用するマニュアルフォーカス機構の他に、アクチュエータによるオートフォーカス機構も採用できることは言うまでもない。さらに、本実施の形態においてはビームスプリッタ３０９はミラーに置き換えてもよい。
【０２２７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【０２２８】
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
【０２２９】
記
（付記項１）  体腔内に挿入された処置具と、体腔内を観察可能な内視鏡と、この内視鏡の観察像の一部又は全部を撮像するＴＶカメラと、を有する内視鏡装置において、一部または全部を移動することにより前記ＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、前記処置具の位置情報を検出する位置情報検出手段と、この位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する移動制御手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【０２３０】
（付記項２）  体腔内を観察可能な内視鏡と、この内視鏡の観察像の一部又は全部を撮像するＴＶカメラと、を有する内視鏡装置において、一部または全部を移動することにより前記ＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、体腔内の臓器の位置情報を検出する位置情報検出手段と、この位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する移動制御手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【０２３１】
（付記項３）  体腔内に挿入された処置具と、体腔内を観察可能なスコープと、スコープの観察像の一部または全部を撮像するＴＶカメラと、一部または全部の移動によりＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、前記処置具の位置情報を検出する検出手段と、この検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する制御手段とを具備したことを特徴とするスコープ装置。
【０２３２】
（付記項３の目的）  体腔内に挿入された処置具の位置に従って、術者の処置作業を妨げることなく、スコープの視野を制御することができるスコープ装置を提供することである。
【０２３３】
（付記項３の作用）  処置具の位置に従って撮像光学系ユニットの一部又は全部が移動し、スコープの視野方向が変更される。
【０２３４】
（付記項４）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が固体撮像素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２３５】
（付記項５）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が光軸に垂直に移動可能な固体撮像素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２３６】
（付記項６）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が光軸に対し傾斜移動可能な固体撮像素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２３７】
（付記項７）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がズームレンズである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２３８】
（付記項８）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が光軸に垂直に移動可能なレンズである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２３９】
（付記項９）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が光軸に対し傾斜移動可能なレンズである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４０】
（付記項１０）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がスコープの先端部に内蔵される付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４１】
（付記項１１）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がスコープの先端部に内蔵されるミラーである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４２】
（付記項１２）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がスコープの先端部に内蔵されるプリズムである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４３】
（付記項１３）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がスコープの先端部に内蔵されるレンズおよび固体撮像素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４４】
（付記項１４）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がスコープの接眼部のレンズである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４５】
（付記項１５）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がＴＶカメラ内に内蔵される付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４６】
（付記項１６）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、スコープとカメラの間に接続されたアダプタに内蔵されることを特徴とする付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４７】
（付記項１７）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、光反射素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４８】
（付記項１８）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、プリズムである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２４９】
（付記項１９）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、ミラーである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５０】
（付記項２０）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、ズームレンズおよび視野方向制御用光学素子である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５１】
（付記項２１）  ズームレンズによる拡大率により、視野方向変換用のレンズの移動量を変更する制御手段を具備する付記項２０に記載のスコープ装置。
【０２５２】
（付記項２２）  前記位置情報の検出手段が、スコープの映像情報における処置具の特徴量を抽出し、抽出された特徴量の位置を検出するアルゴリズムを有するスコープの映像情報処理回路である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５３】
（付記項２３）  前記処置具の特徴量が色である付記項２２に記載のスコープ装置。
【０２５４】
（付記項２４）  前記処置具の特徴量が形状である付記項２２に記載のスコープ装置。
【０２５５】
（付記項２５）  前記位置情報の検出手段が、処置具に取り付けられた位置検出センサである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５６】
（付記項２６）  前記スコープがスコープの保持手段により保持されている付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５７】
（付記項２７）  前記スコープが直視スコープである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５８】
（付記項２８）  前記スコープが斜視スコープである付記項３に記載のスコープ装置。
【０２５９】
（付記項２９）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部の移動が少なくとも２自由度である付記項３に記載のスコープ装置。
【０２６０】
（付記項３０）  体腔内に挿入された処置具と、スコープの観察像を撮像する第１のＴＶカメラと、スコープの観察像の一部を観察像を撮像する第２のＴＶカメラと、一部または全部の移動により第２のＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、前記処置具の位置情報を第１のＴＶカメラの観察像より検出する検出手段と、この検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する制御手段とを具備したことを特徴とするスコープ装置。
【０２６１】
（付記項３１）  体腔内を観察可能なスコープと、スコープの観察像の一部または全部を撮像するＴＶカメラと、一部または全部の移動によりＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、体腔内の臓器の位置情報を検出する検出手段と、この検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する制御手段とを具備したことを特徴とするスコープ装置。
【０２６２】
（付記項３１の目的）  体腔内の臓器の位置に従って、術者の処置作業を妨げることなく、スコープの視野を制御するスコープ装置を提供することである。
【０２６３】
（付記項３１の作用）  臓器の位置に従って撮像光学系ユニットの一部又は全部が移動し、スコープの視野方向が変更される。
【０２６４】
（付記項３２）  前記位置情報の検出手段が、スコープの映像情報における臓器または臓器に取り付けられたマーカの特徴量を抽出し、抽出された特徴量の位置を検出するアルゴリズムを有するスコープの映像情報処理回路である付記項３１に記載のスコープ装置。
【０２６５】
（付記項３３）  前記位置情報の検出手段が、臓器の位置を検出する位置検出センサである付記項３１に記載のスコープ装置。
【０２６６】
（付記項３４）  体腔内を観察可能なスコープと、スコープの観察像の一部または全部を撮像するＴＶカメラと、一部または全部の移動によりＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、術者の頭部の位置情報を検出する検出手段と、この検出手段により検出された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する制御手段とを具備したことを特徴とするスコープ装置。
【０２６７】
（付記項３４の目的）  術者の頭部の位置に従って、術者の処置作業を妨げることなく、スコープの視野を制御するスコープ装置を提供することである。
【０２６８】
（付記項３４の作用）  術者の頭部の位置に従って撮像光学系ユニットの一部又は全部が移動し、スコープの視野方向が変更される。
【０２６９】
（付記項３５）  頭部の位置を検出する手段が、磁気センサである付記項３４に記載のスコープ装置。
【０２７０】
（付記項３６）  頭部の位置を検出する手段が、加速度センサである付記項３４に記載のスコープ装置。
【０２７１】
（付記項３７）  頭部の位置を検出する手段が、ジャイロである付記項３４に記載のスコープ装置。
【０２７２】
（付記項３８）  頭部の位置を検出する手段が、関節アームである付記項３４に記載のスコープ装置。
【０２７３】
（付記項３９）  位置検出手段が、ＨＭＤ（頭部装着型ディスプレー）に設けられている付記項３４に記載のスコープ装置。
【０２７４】
（付記項４０）  体腔内を観察可能なスコープと、スコープの観察像の一部または全部を撮像するＴＶカメラと、一部または全部の移動によりＴＶカメラの撮像範囲を変更する撮像光学系ユニットと、前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、術者の音声を認識する音声認識手段と、この音声認識手段により指示された位置情報に基づいて前記撮像光学系ユニットの一部又は全部を移動する制御手段とを具備したことを特徴とするスコープ装置。
【０２７５】
（付記項４０の目的）  術者の音声による指示に従って、術者の処置作業を妨げることなく、スコープの視野を制御するスコープ装置を提供することである。
【０２７６】
（付記項４０の作用）  術者の音声による指示に従って撮像光学系ユニットの一部又は全部が移動し、スコープの視野方向が変更される。
【０２７７】
（付記項４１）  体腔内を観察可能なスコープと、スコープの観察像の一部を撮像するＴＶカメラと、ＴＶカメラ部に内蔵され一部または全部の移動によりＴＶカメラの撮像中心位置を変更する撮像光学系ユニットとを有することを特徴とするスコープ装置。
【０２７８】
（付記項４１の従来技術）  実開昭４９−８９９９１号公報には先端プリズムの回動によるスコープ視野変更装置が示されている。この装置は電磁力で駆動されるようになっている。また、実開昭６１−５６６１６号公報には先端ミラーの形状記憶合金による駆動で視野方向を切換えるファイバースコープが示されている。さらに、特開昭５７−２０３３７７号公報には撮像装置へ光を入射させるミラーを駆動する撮像方向変更装置が示されている。
【０２７９】
（付記項４１の技術課題）  実開昭４９−８９９９１号公報や、実開昭６１−５６６１６号公報では体腔内への挿入部がオートクレーブ等の滅菌に適さない。また、特開昭５７−２０３３７７号公報では体腔内の観察ではない。
【０２８０】
（付記項４１の目的）  体腔内への挿入部が滅菌可能であり、体腔内でスコープの視野方向を変更するスコープ装置を提供することである。
【０２８１】
（付記項４１の作用）  カメラ内の撮像光学系ユニットの一部又は全部が移動し、スコープの視野方向が変更される。
【０２８２】
（付記項４２）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が、スコープとカメラの間に接続されたアダプタに内蔵されることを特徴とする付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８３】
（付記項４３）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が固体撮像素子である付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８４】
（付記項４４）  前記光学素子がズームレンズである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８５】
（付記項４５）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部が固体撮像素子とズームレンズである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８６】
（付記項４６）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がレンズである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８７】
（付記項４７）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部がプリスムである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８８】
（付記項４８）  前記スコープが直視スコープである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２８９】
（付記項４９）  前記スコープが斜視スコープである付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２９０】
（付記項５０）  前記撮像光学系ユニットの一部又は全部の移動が少なくとも２自由度である付記項４１に記載のスコープ装置。
【０２９１】
（付記項５１）  前記撮像光学系において、前記撮像素子に結像する間に少なくとも１つ、中間像を持つ事を特徴とする付記項４１に記載の撮像光学ユニット。
【０２９２】
（付記項５２）  前記撮像光学系において、前記撮像素子と前記撮像光学系が略テレセントリックな関係にある事を特徴とする付記項４１に記載の撮像光学ユニット。
【０２９３】
（付記項５３）  前記撮像光学系ユニットの一部または全部が、スコープと着脱自在に接続されたＴＶカメラ内に内蔵される付記項３に記載のスコープ装置。
【０２９４】
（付記項５４）  前記撮像光学系ユニットの一部または全部が、スコープとカメラの間に着脱自在に接続されたアダプタに内蔵されることを特徴とする付記項３に記載のスコープ装置。
【０２９５】
（付記項５５）  前記スコープが斜視スコープであり、斜視スコープを光軸回りに回転する制御手段とを有する付記項３に記載のスコープ装置。
【０２９６】
（付記項５６）  前記スコープが斜視スコープであり、斜視スコープを光軸回りに回転する制御手段と、前記撮像光学系における撮像光学素子を回転する制御手段とを有する付記項３に記載のスコープ装置。
【０２９７】
（付記項５７）  前記第１のＴＶカメラの撮像素子の光軸中心線と、前記第２のＴＶカメラの撮像素子の光軸中心線が略平行である付記項３０に記載のスコープ装置。
【０２９８】
（付記項５８）  前記第１のＴＶカメラの撮像素子の光軸中心線と、前記第２のＴＶカメラの撮像素子の光軸中心線が略直交する付記項３０に記載のスコープ装置。
【０２９９】
【発明の効果】
本発明によれば撮像手段の撮像光学系の一部または全部を移動させ、撮像手段の撮像範囲を変更させるアクチュエータと、処置具の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段により検出された位置情報に基づいてアクチュエータを制御して撮像手段の撮像範囲を変更する制御手段とを設けたので、内視鏡下の手術中、術者の処置作業を妨げることなく、体腔内に挿入された処置具の移動に追従して内視鏡の視野を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面を示す平面図。
【図２】（Ａ）は第１の実施の形態のスコープの接眼部に取付けられたＴＶカメラの縦断面図、（Ｂ）はＣＣＤ移動機構の概略構成図、（Ｃ）はＣＣＤに接続されたフレキシブルプリント板の配設状態を示す側面図。
【図３】鉗子追尾装置の概略構成図。
【図４】鉗子追尾装置による鉗子の先端の追尾機能動作を説明するためのフローチャート。
【図５】鉗子追尾装置による鉗子の先端の追尾機能動作の変形例を説明するためのフローチャート。
【図６】第１の実施の形態の第１の変形例を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面を示す平面図。
【図７】第１の実施の形態の第２の変形例を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面に表示される画像の回転を戻した状態を示す平面図、（Ｃ）は表示モニタの画面に表示される画像の回転状態を示す平面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は鉗子の追尾動作時の表示モニタの画面を示す平面図、（Ｃ）はズーム動作時の表示モニタの画面を示す平面図。
【図９】（Ａ）は第２の実施の形態のスコープの接眼部に取付けられたＴＶカメラの縦断面図、（Ｂ）はＣＣＤ移動機構の概略構成図、（Ｃ）はＣＣＤに接続されたフレキシブルプリント板の配設状態を示す側面図。
【図１０】第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）はスコープの接眼部に取付けられたＴＶカメラの縦断面図、（Ｂ）は移動機構の概略構成図。
【図１２】（Ａ）は第３の実施の形態の第１の変形例を示す概略構成図、（Ｂ）は第３の実施の形態の第２の変形例を示す概略構成図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面を示す平面図。
【図１４】第４の実施の形態の変形例を示す概略構成図。
【図１５】本発明の第５の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面の切換え状態を説明するための説明図。
【図１６】第５の実施の形態のスコープの撮像範囲を変更する制御手段の概略構成図。
【図１７】本発明の第６の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタに第１の切換え画面が表示された状態を示す平面図、（Ｃ）は表示モニタに第２の切換え画面が表示された状態を示す平面図。
【図１８】本発明の第７の実施の形態の内視鏡装置を示す概略構成図。
【図１９】第７の実施の形態のＣＣＤ移動機構の概略構成図。
【図２０】本発明の第８の実施の形態の内視鏡装置を示す概略構成図。
【図２１】本発明の第９の実施の形態の内視鏡装置を示す概略構成図。
【図２２】本発明の第１０の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの画面を示す平面図。
【図２３】本発明の第１１の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタに第１の切換え画面が表示された状態を示す平面図、（Ｃ）は表示モニタに第２の切換え画面が表示された状態を示す平面図。
【図２４】第１１の実施の形態の位置指令手段と視野変換部を示す斜視図。
【図２５】第１１の実施の形態の第１の変形例の要部構成を示す斜視図。
【図２６】第１１の実施の形態の第２の変形例の要部構成を示す斜視図。
【図２７】（Ａ）は第１１の実施の形態の第３の変形例の要部構成を示す平面図、（Ｂ）は第１１の実施の形態の第４の変形例の要部構成を示す斜視図。
【図２８】本発明の第１２の実施の形態を示す要部の概略構成図。
【図２９】本発明の第１３の実施の形態を示す要部の概略構成図。
【図３０】本発明の第１４の実施の形態を示す要部の概略構成図。
【図３１】本発明の第１５の実施の形態を示す要部の概略構成図。
【符号の説明】
１…スコープ（内視鏡）、１１…鉗子（処置具）、１５…ＴＶカメラ（撮像手段）、２０…ＣＣＤ（撮像光学系）、３３…アクチュエータ、４２…画像演算処理回路（位置検出手段）、４３…アクチュエータ制御回路（制御手段）、１７１ａ，１７１ｂ…移動プリズム（撮像用の光学部品）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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