(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内の画像を取得するファイバースコープとしての電子内視鏡であって、
前記体内に挿入される中空状の挿入部本体と、
前記挿入部本体の前記体内に挿入される側の端部に設けられ前記体内を観察する画像取得装置と、を備え、
前記画像取得装置は、
透光性を有する中空状の外周側壁部と、
前記外周側壁部の軸線方向において前記挿入部本体側と反対側に設けられる第１のレンズ部と、
前記外周側壁部の内側において前記第１のレンズ部より前記挿入部本体側に設けられると共に、前記第１のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第１の撮像手段と、
前記外周側壁部の内側において前記第１の撮像手段より前記挿入部本体側に設けられると共に、前記第１のレンズ部側が開放されているミラー部であって、前記挿入部本体側の外面が鏡面である前記ミラー部と、
前記外周側壁部の内側において前記ミラー部より前記挿入部本体側に設けられると共に、前記外面に対向しており、前記外面によって反射された光を集光する第２のレンズ部と、
前記外周側壁部の内側において前記第２のレンズ部より前記挿入部本体側に設けられていると共に、前記第２のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第２の撮像手段と、
前記ミラー部に対して前記第１のレンズ部側に設けられると共に、前記ミラー部の開放側に向けて光を出力する第１の照明手段と、
前記ミラー部より前記挿入部本体側に前記ミラー部に向かって設けられると共に、前記外周側壁部を透過して外部を照明する光を出力する第２の照明手段と、を備え、
前記第１のレンズ部は、広角レンズ部である、ことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記第１のレンズ部の画角が１６０度以上であり、
前記第２のレンズ部が、画角が１６０度以上である広角レンズ部である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記外周側壁部の軸線方向において前記挿入部本体側の前記外周側壁部の第１の端部に取り付けられる第１の端面部材と、
前記外周側壁部の軸線方向において前記第１の端部と反対側の前記外周側壁部の第２の端部に取り付けられる透光性を有する第２の端面部材と、を備え、
前記第２の撮像手段、前記第２のレンズ部、前記ミラー部、前記第１の撮像手段は、前記第１の端面部材と前記第２の端面部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記第１の端面部材および前記第２の端面部材は板状部材である、請求項３に記載の電子内視鏡。
【請求項５】
前記第２の端面部材は透光性を有しており、
前記第１のレンズ部は、前記第２の端面部材より前記第１の端面部材側に配置されている、ことを特徴とする請求項３又は４記載の電子内視鏡。
【請求項６】
前記第１及び第２のレンズ部は、前記第１及び第２のレンズ部の光軸が一致するように配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項７】
前記ミラー部の形状が半球形状、円錐形状又は円錐台形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電子内視鏡。
【請求項８】
前記画像取得装置は、前記第１及び第２の撮像手段で取得した画像をそれぞれ体外に無線で送信するための無線送信手段を備える請求項１〜７の何れか一項記載の電子内視鏡。
【請求項９】
ファイバースコープとしての電子内視鏡が有する挿入部の先端部であり体内を撮像する撮像部及び前記挿入部の前方の照明用の光を出力する照明手段が設けられた前記先端部に取り付けられる内視鏡用アタッチメントであって、
透光性を有しており前記先端部に取り付けられる外周側壁部と、
前記外周側壁部の軸線方向において前記挿入部側と反対側に設けられており、広角レンズ部である第１のレンズ部と、
前記外周側壁部の内側において前記第１のレンズ部に対して前記挿入部側に設けられると共に、前記第１のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第１の撮像手段と、
前記外周側壁部の内側において前記第１の撮像手段に対して前記挿入部側に設けられると共に、前記第１のレンズ部側が開放されているミラー部であって、前記挿入部側の外面が鏡面である前記ミラー部と、を備えることを特徴とする内視鏡用アタッチメント。
【請求項１０】
ファイバースコープとしての電子内視鏡が有する挿入部本体の端部に取り付けられる内視鏡用アタッチメントであって、
透光性を有する外周側壁部を含んでおり前記端部に取り付けられる筐体と、
前記筐体の軸線方向において前記端部側に位置しており前記筐体の第１の端部を構成する第１の端面部材と、
前記筐体の軸線方向において前記第１の端部と反対側に位置しており前記筐体の第２の端部を構成する第２の端面部材と、
前記第２の端面部材より前方からの光を集光する第１のレンズ部と、
前記筐体内に設けられており、前記第１のレンズ部により集光された光により形成される像を撮像する第１の撮像手段と、
前記筐体内において前記第１の撮像手段より前記第１の端面部材側に設けられると共に、前記第２の端面部材側が開放されているミラー部であって、前記第１の端面部材側の外面が鏡面である前記ミラー部と、
前記筐体内において前記ミラー部より前記第１の端面部材側に設けられると共に、前記外面に対向しており、前記外面によって反射された光を集光する第２のレンズ部と、
前記筐体内において前記第２のレンズ部より前記第１の端面部材側に設けられていると共に、前記第２のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第２の撮像手段と、
前記筐体内において、前記ミラー部に対して前記第１のレンズ部側に設けられると共に、前記ミラー部の開放側に向けて光を出力する第１の照明手段と、
前記筐体内において、前記ミラー部より前記挿入部本体側に前記ミラー部に向かって設けられると共に、前記外周側壁部を透過して外部を照明する光を出力する第２の照明手段と、を備え、
前記第１のレンズ部が広角レンズ部である、ことを特徴とする内視鏡用アタッチメント。
【請求項１１】
前記第１のレンズ部の画角が１６０度以上であり、
前記第２のレンズ部が、画角が１６０度以上の広角レンズ部である、ことを特徴とする請求項１０記載の内視鏡用アタッチメント。
【請求項１２】
請求項１〜８の何れか一項に記載の電子内視鏡と、
前記電子内視鏡が有する前記第１及び第２の撮像手段からの画像データを画像処理して画像を形成する画像処理装置と、を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
前記画像処理装置は、前記第１及び第２の撮像手段それぞれからの画像データに対して、その画像データに対応する画像と、透視変換のための画像処理領域とを相対的に移動させながら前記画像処理領域内の画像を透視変換する透視変換部を有する、請求項１２記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記透視変換部は、前記画像処理領域に対して、透視変換するための前記画像データに対応する画像をその画像の中心回りに所定の角度で回転させながら前記画像処理領域内の画像を透視変換する、請求項１３記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡、内視鏡用アタッチメント、内視鏡装置及び画像取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
体内への内視鏡やカテーテル（医療用チューブ）の挿入によって患部の検査や治療を行う内視鏡による低侵襲医療は、人体を大きく切開する通常の外科手術に比べて患者の身体的負担、精神的負担を大幅に低減できることから、その有用性は広く認知されるようになってきた。このような低侵襲医療の実現を支援するために、体内、例えば、消化器孔内の観察に使用される内視鏡を高機能化する新たな治療システムの開発が必要となっている。
【０００３】
例えば、その一つの例として，従来の内視鏡の広視野化が挙げられる。日本では大腸がんによる死者は死因の約１３％を占めると推定されており、今後もますますその割合が増加する傾向にある。大腸がんによる死者を低減するためには、内視鏡を活用した早期発見および早期治療がもっとも効果的である。しかし、大腸の内視鏡検査に用いられる従来の内視鏡の多くは、画角が１４０度程度であって前方視野のみを撮影対象とするものがほとんどである。ハウストラと呼ばれるひだを有する腸壁を観察し、病変を高精度に認識するには，前方視野のみを有する従来の内視鏡では発見が困難な場合があった。
【０００４】
従前より、このような問題を解決する一つの方法として、特許文献１に示すように、腸管内に内視鏡を挿入したときに良好な視野を得るための電子内視鏡に関する発明がある。
【０００５】
特許文献１では、電子内視鏡が有する挿入部の先端部に取り付けられるアダプタであって、対物光学系の観察方向が内視鏡の軸と平行な前方向を向いた直視撮像光学系と、対物光学系の観察方向が内視鏡の挿入部の軸方向に対して直角方向を向いた側視光学系とを備えた先端光学アダプタが開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、上記先端光学アダプタを用いることで、体内において、挿入部の軸方向に対して平行な直視方向及び上記軸方向に対して直角方向である側視方向を観察することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３１３４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、直視方向とそれに直交する側視方向を観察することは可能であるが、挿入部の先端周囲を一度に観察することはできない。挿入部の先端周囲のうち例えば直視方向に対して直交する一つの側視方向と反対側を観察するためには、電子内視鏡の挿入部の先端部側をひねったり回したりする必要が生じる。例えば大腸はＳ字状にくねっていたり内面に襞があったりしているため、上記のように挿入部先端側を観察のためにひねったりすることは困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、体内に挿入される挿入部の体内側の端部の周囲の画像を一度に取得可能な電子内視鏡、内視鏡用アタッチメント、内視鏡装置及び画像取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子内視鏡は、体内の画像を取得する電子内視鏡であって、体内に挿入される中空状の挿入部本体と、挿入部本体の体内に挿入される側の端部に設けられ体内を観察する画像取得装置と、を備える。上記画像取得装置は、透光性を有する中空状の外周側壁部と、外周側壁部の軸線方向において挿入部本体側と反対側に設けられる第１のレンズ部と、外周側壁部の内側において第１のレンズ部より挿入部本体側に設けられると共に、第１のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第１の撮像手段と、外周側壁部の内側において第１の撮像手段より挿入部本体側に設けられると共に、第１のレンズ部側が開放されているミラー部であって、挿入部本体側の外面が鏡面であるミラー部と、外周側壁部の内側においてミラー部より挿入部本体側に設けられると共に、上記外面に対向しており、その外面によって反射された光を集光する第２のレンズ部と、外周側壁部の内側において第２のレンズ部より挿入部本体側に設けられていると共に、第２のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第２の撮像手段と、を備え、第１のレンズ部は、広角レンズ部であることを特徴とする。
【００１１】
上記構成では、挿入部本体側から順に第２の撮像手段、第２のレンズ部、ミラー部、第１の撮像手段及び第１のレンズ部が配置される。よって、第１のレンズ部と第１の撮像手段とにより、挿入部の体内への挿入方向に対して前方、すなわち、画像取得装置からみて挿入部本体と反対側の体内を観察することができる。この際、第１のレンズ部が広角レンズ部であるため、より広い視野を観察できる。また、ミラー部の挿入部本体側の外面が鏡面であり、外周側壁部が透光性を有するので、ミラー部の外面には、画像取得装置の側方及び後方（すなわち、画像取得装置からみて挿入部本体側）が写ることになる。第２のレンズ部は、ミラー部の外面に対向して設けられているので、第２のレンズ部と第２の撮像手段とによって、ミラー部の外面に写った画像取得装置の側方及び後方を観察することができる。そのため、画像取得装置によって、挿入部本体の体内挿入側の端部側をひねらなくても、画像取得装置からみて前方、側方及び後方、換言すれば、画像取得装置の周囲を同時に観察することが可能である。
【００１２】
本発明に係る電子内視鏡では、第１のレンズ部の画角が１６０度以上であり、第２のレンズ部が、画角が１６０度以上の広角レンズ部であるとすることができる。第１及び第２のレンズ部の画角がいずれも１６０度以上であることによって、一度により広い範囲を効率的に観察することが可能である。また、第２のレンズ部の画角が１６０度以上であることによって、ミラー部と第２のレンズ部との間の距離を短くすることができる。その結果、外周側壁部の軸線方向における画像取得装置の長さをより短くすることが可能となり、画像取得装置の小型化を図ることが可能である。
【００１３】
本発明に係る電子内視鏡では、ミラー部に対して第１のレンズ部側に設けられると共に、ミラー部の開放側に向けて光を出力する第１の照明手段と、ミラー部より挿入部本体側に設けられると共に、外周側壁部を透過して外部を照明する光を出力する第２の照明手段と、を備えることができる。
【００１４】
この構成では、第１の照明手段により、画像取得装置の前方を照明することができる。更に、第２の照明手段は、ミラー部より挿入部本体側に設けられていることから、第２の照明手段から光を出力すると、出力された光は例えば直接又はミラー部の外面で反射されて外周側壁部を透過して画像取得装置の外部に出力される。ミラー部の鏡面としての外面は挿入部本体側に向いているので、ミラー部の外面で反射されて外周側壁部を透過した光は、画像取得装置の側方及び後方を照明する。その結果、より確実に体内を観察可能である。
【００１５】
本発明に係る電子内視鏡では、外周側壁部の軸線方向において挿入部本体側の外周側壁部の第１の端部に取り付けられる第１の端面部材と、外周側壁部の軸線方向において第１の端部と反対側の外周側壁部の第２の端部に取り付けられる透光性を有する第２の端面部材と、を備え、第２の撮像手段、第２のレンズ部、ミラー部、第１の撮像手段は、第１の端面部材と第２の端面部材との間に配置されている、としてもよい。
【００１６】
この場合、第２の端面部材は透光性を有しており、第１のレンズ部は、第２の端面部材より第１の端面部材側に配置されている、とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る電子内視鏡では、第１及び第２のレンズ部は、第１及び第２のレンズ部の光軸が一致するように配置されているとすることができる。この場合、取得した画像データの画像処理が容易になる。
【００１８】
本発明に係る電子内視鏡では、上記ミラー部の形状は、半球形状、円錐形状又は円錐台形状であるとすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る電子内視鏡では、上記画像取得装置は、第１及び第２の撮像手段で取得した画像をそれぞれ体外に無線で送信するための無線送信手段を備えることもできる。これにより、第１及び第２の撮像手段で取得した画像を体外に送信するために、例えば挿入部本体内に導線を配線する必要がない。
【００２０】
また、本発明は、電子内視鏡が有する挿入部の先端部であり体内を撮像する撮像部が設けられた先端部に取り付けられる内視鏡用アタッチメントであって、透光性を有しており先端部に取り付けられる外周側壁部と、外周側壁部の軸線方向において挿入部側と反対側に設けられる広角レンズ部である第１のレンズ部と、外周側壁部の内側において第１のレンズ部に対して挿入部側に設けられると共に、第１のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第１の撮像手段と、外周側壁部の内側において第１の撮像手段に対して挿入部側に設けられると共に、第１のレンズ部側が開放されているミラー部であって、挿入部側の外面が鏡面であるミラー部と、を備える内視鏡用アタッチメントにも係る。
【００２１】
上記構成の内視鏡用アタッチメントが電子内視鏡の上記先端部に取り付けられると、挿入部の先端部に設けられた撮像部の前方に、ミラー部、第１の撮像手段及び第１のレンズ部が配置されることになる。よって、第１のレンズ部と第１の撮像手段とにより、挿入部の体内への挿入方向に対して電子内視鏡用アタッチメントの前方、すなわち、電子内視鏡用アタッチメントからみて挿入部と反対側の体内を観察することができる。この際、第１のレンズ部が広角レンズ部であるため、より広い視野を観察できる。また、ミラー部の挿入部側の外面が鏡面であり、外周側壁部が透光性を有するので、ミラー部の外面には、内視鏡用アタッチメントの側方及び後方（すなわち、内視鏡用アタッチメントからみて挿入部側）が写ることになる。ミラー部は、撮像部の前方に位置しているので、電子内視鏡用アタッチメントが取り付けられる側の電子内視鏡の撮像部によって、ミラー部の外面に写った電子内視鏡用アタッチメントの側方及び後方を観察することができる。そのため、電子内視鏡用アタッチメントを取り付けた電子内視鏡によって、挿入部の体内挿入側の端部をひねらなくても、電子内視鏡用アタッチメントからみて前方、側方及び後方、換言すれば、電子内視鏡用アタッチメントの周囲を同時に観察することが可能である。
【００２２】
更に、本発明は、電子内視鏡が有する挿入部本体の端部に取り付けられる内視鏡用アタッチメントであって、透光性を有する外周側壁部を含んでおり端部に取り付けられる筐体と、筐体の軸線方向において端部側に位置しており筐体の第１の端部を構成する第１の端面部材と、筐体の軸線方向において第１の端部と反対側に位置しており筐体の第２の端部を構成する第２の端面部材と、第２の端面部材より前方からの光を集光する第１のレンズ部と、筐体内に設けられており、第１のレンズ部により集光された光により形成される像を撮像する第１の撮像手段と、筐体内において第１の撮像手段より第１の端面部材側に設けられると共に、第２の端面部材側が開放されているミラー部であって、第１の端面部材側の外面が鏡面であるミラー部と、筐体内においてミラー部より第１の端面部材側に設けられると共に、上記外面に対向しており、その外面によって反射された光を集光する第２の広角レンズ部と、筐体内において第２のレンズ部より第１の端面部材側に設けられていると共に、第２のレンズ部により集光された光によって形成される像を撮像する第２の撮像手段と、を備え、第１のレンズ部が広角レンズ部である電子内視鏡用アタッチメントにも係る。
【００２３】
上記構成では、電子内視鏡用アタッチメントが挿入部本体に取り付けられると、挿入部本体側から順に第２の撮像手段、第２のレンズ部、ミラー部、第１の撮像手段及び第１の広角レンズ部が配置される。よって、第１のレンズ部と第１の撮像手段とにより、挿入部本体の体内への挿入方向に対して前方、すなわち、電子内視鏡用アタッチメントからみて挿入部本体と反対側の体内を観察することができる。この際、第１のレンズ部が広角レンズ部であるので、より広い視野を観察できる。また、ミラー部の挿入部本体側の外面が鏡面であり、外周側壁部が透光性を有するので、ミラー部の外面には、電子内視鏡用アタッチメントの側方及び後方（すなわち、電子内視鏡用アタッチメントからみて挿入部本体側）が写ることになる。第２のレンズ部は、ミラー部の外面に対向して設けられているので、第２のレンズ部と第２の撮像手段とによって、ミラー部の外面に写った電子内視鏡用アタッチメントの側方及び後方を観察することができる。そのため、電子内視鏡用アタッチメントが取り付けられた電子内視鏡によって、挿入部本体の体内挿入側の端部側をひねらなくても、電子内視鏡用アタッチメントからみて前方、側方及び後方、換言すれば、画像取得装置の周囲を同時に観察することが可能である。
【００２４】
上記内視鏡アタッチメントにおいて、第１のレンズ部の画角が１６０度以上であり、第２のレンズ部が、画角が１６０度以上の広角レンズ部であるとしてもよい。第１及び第２のレンズ部の画角がいずれも１６０度以上であることによって、一度により広い範囲を観察することが可能である。また、第２のレンズ部の画角が１６０度以上であることによって、ミラー部と第２のレンズ部との間の距離を短くすることができる。その結果、外周側壁部の軸線方向における内視鏡用アタッチメントの長さをより短くすることが可能となり、内視鏡用アタッチメントの小型化を図ることが可能である。
【００２５】
本発明に係る内視鏡装置は、本発明に係る電子内視鏡と、電子内視鏡が有する第１及び第２の撮像手段からの画像データを画像処理して画像を形成する画像処理装置と、を備える。また、本発明に係る画像取得方法は、本発明に係る電子内視鏡を体内に挿入して体内の画像を取得する画像取得工程と、電子内視鏡が有する第１及び第２の撮像手段からの画像データを画像処理して画像を形成する画像処理工程とを備える。
【００２６】
上記本発明に係る内視鏡装置及び画像取得方法では、本発明に係る電子内視鏡を利用して体内の画像を取得しているので、本発明に係る電子内視鏡が有する画像取得装置からみて前方、側方及び後方、換言すれば、画像取得装置の周囲を同時に観察することが可能である。
【００２７】
本発明に係る内視鏡装置では、第１及び第２の撮像手段それぞれからの画像データに対して、その画像データに対応する画像と、透視変換のための画像処理領域とを相対的に移動させながら画像処理領域内の画像を透視変換する透視変換部を有することが好ましい。同様に、本発明に係る画像取得方法の画像処理工程では、第１及び第２の撮像手段それぞれからの画像データに対して、その画像データに対応する画像と、透視変換のための画像処理領域とを相対的に移動させながら画像処理領域内の画像を透視変換することが好適である。
【００２８】
この場合、電子内視鏡の操作者は、第１及び第２の撮像手段によって取得された画像データを透視画像として観察できる。その結果、上記操作者による、体内の状態の観察が容易である。また、第１及び第２の撮像手段によって取得された画像データに対応する画像を一度に透視変換せずに、透視変換領域を画像に対して相対的に移動させながら透視画像を形成しているので、一回の透視変換における計算処理量を低減できる。その結果、透視画像の形成がより容易である。
【００２９】
本発明に係る内視鏡装置が有する透視変換部では、画像処理領域に対して、透視変換するための画像データに対応する画像をその画像の中心回りに所定の角度で回転させながら画像処理領域内の画像を透視変換することが好適である。同様に、本発明に係る画像取得方法の画像処理工程では、画像処理領域に対して、透視変換するための画像データに対応する画像をその画像の中心回りに所定の角度で回転させながら画像処理領域内の画像を透視変換することが好ましい。
【００３０】
この場合、画像処理領域の移動に対して透視変換すべき画像を回転させる方がデータ処理の上で簡易であるため、透視画像を形成しやすい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、体内に挿入される挿入部の体内側の端部の周囲を一度に観察可能な電子内視鏡、内視鏡用アタッチメント、内視鏡装置及び画像取得方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子内視鏡を含む内視鏡装置の概略構成を説明するための図面である。
【図２】本実施形態の電子内視鏡の先端部の断面構成を示す図面である。
【図３】（ａ）は、図２に示した内視鏡の実験モデルの側面を示す図面である。（ｂ）は、（ａ）の実験モデルを斜め上からみた図面である。
【図４】図３（ａ）に示した実験モデルによる実験のための大腸の管腔モデルとしての円筒を示す図面である。
【図５】図３（ａ）に示した実験モデルを用いた図４に示した円筒の内周面の撮影結果を示す図面である。
【図６】図２に示した電子内視鏡との比較のために試作した他の内視鏡のモデルを示す図面である。
【図７】図２に示した先端部の他の実施形態を示す図面である。
【図８】本発明に係る電子内視鏡の他の実施形態の先端部側の概略構成を示す図面である。
【図９】本発明に係る内視鏡用アタッチメントの一実施形態を電子内視鏡の挿入部の先端に取り付けた場合の構成を模式的に示す図面である。
【図１０】ミラー部の他の例を含む先端部の概略構成を示す図面である。
【図１１】ミラー部の更に他の例の断面構成示す図面である。
【図１２】内視鏡装置の他の実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図１３】中空円筒内を魚眼カメラで撮影した図面である。
【図１４】図１３の状態における画像処理領域内を透視変換した画像を示す図面である。
【図１５】図１３の画像を９０度回転させた場合の図面である。
【図１６】図１５の状態において画像処理領域内に対して透視変換を実行した図面である。
【図１７】図１２に示した内視鏡装置を利用した画像取得方法のフローチャートである。
【図１８】実験に用いた電子内視鏡の実験モデルの側面を示す図面である。
【図１９】図１８に示した電子内視鏡の実験モデルを利用した実験方法を説明するための図面である。
【図２０】挿入量０ｍｍと挿入量１０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２１】挿入量２０ｍｍと挿入量３０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２２】挿入量４０ｍｍと挿入量５０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２３】挿入量６０ｍｍと挿入量７０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２４】挿入量８０ｍｍと挿入量９０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２５】挿入量１００ｍｍと挿入量１１０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２６】挿入量１２０ｍｍに対する電子内視鏡が有する２つのイメージセンサユニットそれぞれの撮影結果を示す図表である。
【図２７】図１８に示した電子内視鏡の実験モデルを利用した実験の実験結果における後方視野の中央部分と外周部分とを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００３４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡を含む内視鏡装置の概略構成を説明するための図面である。図１では、内視鏡装置１０の主要な構成要素を模式的に示している。  
【００３５】
図１に示すように、内視鏡装置１０は、消化器官（体内）、特に大腸の管腔内を観察するためのものであり、電子内視鏡１２と、電子内視鏡１２に電力を供給する電源部１４と、電子内視鏡１２で取得した画像データを処理して画像を形成する画像形成装置（画像処理装置）１６と、画像形成装置１６で形成した画像を表示する液晶モニタなどの画像表示装置１８を主に有する。画像形成装置１６は、いわゆるパーソナルコンピュータとすることができる。
【００３６】
電子内視鏡１２は、消化器官に挿入される挿入部２０の基端部（後端部）に操作部２２が連結されて主に構成されたファイバスコープである。挿入部２０は、消化器官に挿入される側の先端側から順に配置された、画像取得装置として機能する先端部２４と、上下左右に湾曲可能な中空ファイバー状の挿入部本体２６とから主に構成されている。なお、本明細書では、挿入部２０の挿入方向に対して先端部２４側を前方とも称し、先端部２４と反対側を後方とも称す。操作部２２は、操作者に把持されるものであり、挿入部本体２６の湾曲を操作する操作ノブ２２Ａや、電源部１４や画像形成装置１６との電気的な接続のためのコネクタ部（不図示）も有する。操作部２２には、その他、既存の電子内視鏡の操作部が有する送気・送液機能を制御するボタン、鉗子などの処置具を挿入部本体２６内に通すための挿入口などを設けることができる。
【００３７】
図２を参照して、電子内視鏡１２の一つの特徴を構成する先端部２４側の構成を説明する。図２は、本実施形態の電子内視鏡の先端部の断面構成を示す図面である。図２では、説明のために、挿入部本体２６、電源部１４及び画像形成装置１６も一緒に模式的に示している。
【００３８】
先端部２４は、円筒状の外周側壁部２８の両端部（第１の端部、第２の端部）に円板状の前方端面部材（第２の端面部材）３０と円板状の後方端面部材（第１の端面部材）３２とが例えば嵌合等によって取り付けられて構成される筐体３４を有する。外周側壁部２８及び前方端面部材３０の材料は、透光性を有しており、電子内視鏡等といった体内に挿入される装置に使用可能な材料であればよい。外周側壁部２８及び前方端面部材３０の材料の一例は透明アクリル樹脂又はＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）である。また、後方端面部材３２の材料は、前方端面部材３０の場合と同様に、電子内視鏡などといった体内に挿入される装置に使用可能な材料であればよい。後方端面部材３２の材料の一例もプラスチック部材（例えばアクリル樹脂）である。外周側壁部２８、前方端面部材３０及び後方端面部材３２の一部には、導線ｌを通すための貫通孔２８ａ，３０ａ，３２ａが形成されている。
【００３９】
筐体３４の内側には、前方端面部材３０側から順に、イメージセンサユニット３６、ミラー部３８及びイメージセンサユニット４０が配置されている。
【００４０】
イメージセンサユニット３６は、ミラー部３８の内側に配置された広角レンズ部（第１のレンズ部）３６Ａと撮像素子としてのイメージセンサ（第１の撮像手段）３６Ｂとを有する。
【００４１】
広角レンズ部３６Ａは、画角が９０度より大きいレンズ部である。図２では、広角レンズ部３６Ａの画角は、より広い視野を確保する観点から１２０度以上が好ましく、１４０度以上がより好ましく、１６０度以上が更に好ましい。広角レンズ部３６Ａは、広角レンズ部４０Ａの光軸が外周側壁部２８の中心軸線Ｃとほぼ一致するように配置されていることが好ましい。広角レンズ部３６Ａは、イメージセンサ３６Ｂの前方に位置しており、透光性を有する前方端面部材３０から入射する光を集光し、イメージセンサ３６Ｂの撮像面上に結像する。イメージセンサ３６Ｂは、導線ｌを介して電源部１４から電力を供給されることによって、撮像面上に結像した画像の画像データを取得する。イメージセンサ３６Ｂは、取得した画像データ（画像情報）を、導線ｌを介して画像形成装置１６に送信する。イメージセンサ３６Ｂは、ミラー部３８の内側に配置されており、連結棒４２で前方端面部材３０と連結されることによって筐体３４に対して固定されている。このように筐体３４内に設置したイメージセンサユニット３６との干渉をさけるために、図２に示した実施形態では前方端面部材３０の中央部には開口３０ｂを形成している。しかしながら、十分小さいイメージセンサユニット３６を用いれば，前方端面部材３０との干渉の問題はほとんど生じないため、開口３０ｂを設ける必要はない。
【００４２】
ミラー部３８は、外面３８ａが鏡面加工されて鏡面となっている半球状のミラーであり、イメージセンサ３６Ｂからみて広角レンズ部３６Ａと反対側、すなわち、後方に配置されている。ミラー部３８は、開放側が前方端面部材３０側に位置し、後方側に凸となるように筐体３４に内に設置されている。ミラー部３８の中心軸線は、広角レンズ部４０Ａの光軸と一致していることが好ましい。図２に示した実施形態では、ミラー部３８の開放側（開口側）の端面が前方端面部材３０に前方端面部材３０の切り欠き部３０ｃに係合するように設置して前方端面部材３０への嵌合によって前方端面部材３０と当接し、筐体３４にミラー部３８が固定される構成になっている。しかしながら、ミラー部３８を筐体３４に固定する方法はこの方法に限定されるものではない。ミラー部３８の内側に、少なくともイメージセンサ３６Ｂが収容されることになるので、ミラー部３８は、イメージセンサ３６Ｂの収容部でもある。ミラー部３８の内面には、前方方向の照明手段としての光源（第１の照明手段）４４，４４が設置されており、光源４４は、導線ｌを介して電源部１４から電力が供給されることで前方を照明する。光源４４の例は発光ダイオードである。
【００４３】
イメージセンサユニット４０は、ミラー部３８の後方に配置されている。イメージセンサユニット４０も、広角レンズ部（第２のレンズ部）４０Ａと撮像素子としてのイメージセンサ（第２の撮像手段）４０Ｂとを有する。
【００４４】
広角レンズ部４０Ａは、画角が９０度より大きいレンズ部である。広角レンズ部４０Ａの画角は、より広い視野を確保する観点から１２０度以上が好ましく、１４０度以上がより好ましく、１６０度以上が更に好ましい。広角レンズ部４０Ａは、ミラー部３８と対向するようにイメージセンサ４０Ｂの前方に位置している。広角レンズ部４０Ａは、広角レンズ部４０Ａの光軸が、外周側壁部２８の中心軸線Ｃとほぼ一致するように配置されていることが好ましい。また、広角レンズ部４０Ａは、例えば、広角レンズ部４０Ａの最大視野でミラー部３８の外面のほぼ全面をカバーするようにミラー部３８に対して配置されることができる。広角レンズ部４０Ａは、透光性を有する外周側壁部２８から入射した光及び外周側壁部２８を透過しミラー部３８の外面で反射した光を集光し、イメージセンサ４０Ｂの撮像面上に結像する。イメージセンサ４０Ｂは、導線ｌを介して電源部１４から電力を供給されることによって、撮像面上に結像した画像の画像データを取得する。イメージセンサ４０Ｂは、取得した画像データを、導線ｌを介して画像形成装置１６に送信する。イメージセンサ４０Ｂは、連結棒４６で後方端面部材３２と連結されているが、イメージセンサ４０Ｂの固定方法は、この方法に限定されるものではない。
【００４５】
後方端面部材３２上には、先端部２４の側方及び後方を照明する照明手段としての光源（第２の照明手段）４８，４８が設置されており、光源４８は、導線ｌを介して電源部１４から電力が供給されることで先端部２４の側方及び後方を照明する。具体的には、光源４８から出力された光は、直接又はミラー部３８の外面３８ａで反射されて外周側壁部２８を透過して筐体３４の外部に出力される。ミラー部３８は、後方側に凸となっており外面３８ａがミラーとして機能するので、先端部２４の側方及び後方が照明されることになる。光源４８は光源４４と同様のものとすることができ、光源４８の例は、発光ダイオードである。
【００４６】
上記構成におけるイメージセンサユニット３６，４０が有するイメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂの例はＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂは同じもの（例えばどちらもＣＣＤイメージセンサ）でもよいし、異なっていてもよい。図２中の光源４４，４８の数はそれぞれ２個であるが、筐体３４内に配置する光源４４，４８の数は、それぞれ１個でもよいし、３個以上でもよい。また、図２では、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂ及び光源４４，４８に接続されている導線を導線ｌとまとめて示しているが、これは便宜的なものである。
【００４７】
先端部２４は、イメージセンサユニット３６，４０を備えているので画像取得装置として機能する。電子内視鏡１２の作用効果について、２つのイメージセンサユニット３６，４０を含む画像取得装置としての先端部２４の作用効果を中心にして説明する。ここでは、特に断らない限り、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂ及び光源４４，４８には、電源部１４から電力が供給されているとする。
【００４８】
電源部１４からの電力供給により光源４４が光を出力すると、出力光は、前方端面部材３０を透過して、挿入部２０の前方を照明する。この照明により、消化器官内においてもイメージセンサユニット３６で前方の画像を取得できる。具体的には、前方端面部材３０から入射した光を広角レンズ部３６Ａが集光し、イメージセンサ３６Ｂ上に結像する。イメージセンサ３６Ｂは、結像された像を画像データとして取得する。イメージセンサユニット３６が広角レンズ部３６Ａを利用して光を集光し結像させているので、一度により広範囲の画像に対応する画像データを取得可能である。イメージセンサ３６Ｂは画像データを取得すると、その画像データを、導線ｌを介して画像形成装置１６に入力する。
【００４９】
また、電源部１４からの電力供給により光源４８から光を出力すると、出力光は、直接又はミラー部３８の外面で反射して透光性を有する外周側壁部２８を透過して、前述したように先端部２４近傍の側方及び後方を照明する。この照明により消化器官内でもイメージセンサユニット４０で挿入部２０の側方及び後方の画像を取得できる。具体的には、広角レンズ部４０Ａは透光性を有する外周側壁部２８から入射した光及び外周側壁部２８から入射しミラー部３８の外面で反射した光を集光し、イメージセンサ４０Ｂに結像する。ミラー部３８は後方に凸となっており、外面３８ａが鏡面となっているので、外面３８ａには、先端部２４の側方及び後方が写る。そして、広角レンズ部４０Ａは、ミラー部３８の鏡面である外面３８ａと対向しているので、イメージセンサ４０Ｂ上には、先端部２４の側方及び後方の画像が結像される。イメージセンサ４０Ｂは、結像された先端部２４の側方及び後方の画像を画像データとして取得する。この際、広角レンズ部４０Ａを利用して光を集光し結像させているので、より広範囲の画像に対応する画像データを一度に取得可能である。イメージセンサ４０Ｂは、イメージセンサ３６Ｂの場合と同様にして画像データを、画像形成装置１６に入力する。
【００５０】
画像形成装置１６にイメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂからの画像データが入力されると、画像形成装置１６は、入力された画像データを処理する。画像形成装置１６の画像処理としては、広角レンズ部３６Ａ，４０Ａで取得した結像した像の歪み補正や、広角レンズ部３６Ａ、ミラー部３８及び広角レンズ部４０Ａの配置関係（例えば、光軸や中心軸が一致しているか、ずれているか等）における画像調整や画像補正なども含む。画像形成装置１６は、処理済みの画像データを画像表示装置１８に入力し、画像表示装置１８が画像を表示する。これにより、電子内視鏡１２の操作者は消化器官内を観察することができる。
【００５１】
上記のように、イメージセンサユニット３６により先端部２４の前方の画像を取得することができる一方、ミラー部３８の後方に配置したイメージセンサユニット４０により先端部２４の側方及び後方の画像をほぼ同時に取得できる。すなわち、電子内視鏡１２は、先端部２４を中心としたほぼ全天周の画像を一度に取得可能である。そのため、電子内視鏡１２の操作者は、効率的に消化器官内、例えば、大腸の管腔内を観察できる。
【００５２】
ここで、画角６０度〜９０度程度のレンズ部を含む一つのイメージセンサユニットを先端部に備えた電子内視鏡の場合と比較して、電子内視鏡１２の作用効果について更に説明する。比較のための上記電子内視鏡を比較用電子内視鏡と称す。
【００５３】
前述したように、比較用電子内視鏡が有するイメージセンサユニットは一つであり、そのイメージユニットが有するレンズ部の画角は６０度〜９０度程度である。そのため、消化器官内において挿入部の挿入方向に対して側方の画像をとるためには、先端部を消化器官の内面に対向させるために挿入部をひねる必要がある。消化器官、例えば大腸は、Ｓ字状に曲がっており、また、孔内には多数の襞があるので、このような挿入部をひねる等の操作は困難である。
【００５４】
これに対して、先端部２４は、２つのイメージセンサユニット３６，４０を備え、イメージセンサユニット３６が前方の画像を取得し、イメージセンサユニット４０が側方及び後方の画像を取得できる。そのため、挿入部２０の向きをほぼ一定（例えば挿入方向に対してほぼ平行）にしたまま、先端部２４の周囲を一度に観察できる。その結果、電子内視鏡１２の操作が容易であると共に、電子内視鏡１２が挿入される患者や検査を受ける者(被検者）への負担が軽減される。
【００５５】
更に、先端部２４が独立した２つのイメージセンサユニット３６，４０を備えているので、イメージセンサユニット３６，４０の設計がそれぞれ独立に可能である。例えば、広角レンズ部３６Ａとイメージセンサ３６Ｂとの間の距離や広角レンズ部４０Ａとイメージセンサ４０Ｂとの間の距離をそれぞれ別々に設計できるので、先端部２４の設計の自由度が向上している。
【００５６】
更にまた、イメージセンサユニット４０は、ミラー部３８の外面３８ａに写った先端部２４の側方及び後方の画像を取得する。よって、一度により広範囲の画像を得る観点から、ミラー部３８の外面３８ａのほぼ全面がイメージセンサユニット４０の最大視野内に入っていることが好ましい。
【００５７】
本実施形態では、イメージセンサユニット４０のレンズ部として画角の広い広角レンズ部４０Ａを採用しているので、広角レンズ部４０Ａの最大視野でミラー部３８の外面のほぼ全面をカバーするように広角レンズ部４０Ａをミラー部３８に対して配置しても、ミラー部３８と広角レンズ部４０Ａとの間の距離Ｌを短くすることができる。これにより、電子内視鏡１２において硬性部である先端部２４の長さを短くすることができる。その結果、先端部２４の小型化を図れるので、患者や被検者等への負担を軽減できる。
【００５８】
また、図２に示した実施形態のように、広角レンズ部３６Ａ，４０Ａを、それらの光軸がそれぞれ外周側壁部２８の中心軸線Ｃにほぼ一致するように配置している場合には、広角レンズ部３６Ａ,４０Ａの光軸はほぼ一致している。この場合、取得した画像データの画像処理が容易になる。画像処理を更に容易にする観点では、図２に示した実施形態のように、ミラー部３８の中心軸も広角レンズ部３６Ａ，４０Ａの光軸と一致していることが好ましい。
【００５９】
次に、実験結果に基づいて電子内視鏡１２の作用効果について具体的に説明する。図３（ａ）は、図２に示した電子内視鏡１２の実験モデルの側面を示す図面である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の実験モデルを斜め上からみた図面である。図３（ａ）に示した電子内視鏡１２の実験モデルを内視鏡モデル１２Ｍ１と称す。説明の便宜のため、図２に示した電子内視鏡１２と同様の要素には同様の符号を付して説明する。
【００６０】
図３（ａ）に示した内視鏡モデル１２Ｍ１では、イメージセンサユニット３６として、株式会社秋月電子通商から販売されている「ＭＴＶ−５４Ｂ（Ｋ）ＯＮ」に搭載されているレンズを、株式会社ケイヨーテクノから販売されている「Ｍｉｎｉｌｅｎｓ  １．９」に交換したものを利用した。本モデルにおけるイメージセンサユニット３６の広角レンズ部３６Ａの画角は約１６６度である。レンズの交換に応じて、焦点距離があうように広角レンズ部３６Ａとイメージセンサ３６Ｂとの間の距離を調整した。一方、イメージセンサユニット４０としては、株式会社秋月電子通商から販売されていた「ＩＢＣ−２５Ｅ−Ｗ」を使用した。本モデルにおけるイメージセンサユニット４０の広角レンズ部４０Ａの画角は約１２０度である。イメージセンサユニット４０の前方に設置したミラー部３８は、直径１１４．３ｍｍの半球形状のものとした。図２に示した電子内視鏡１２の構造では外周側壁部２８でイメージセンサユニット３６，４０及びミラー部３８を囲う構造としたが、図３（ａ）及び図３（ｂ）は実験モデルであるため、支持棒５０でミラー部３８を支持する構造とした。また、同様の理由で前方端面部材３０及び後方端面部材３２も配置しなかった。
【００６１】
内視鏡モデル１２Ｍ１を使用した実験では、図４に示す大腸の管腔に見立てた内径１８５ｍｍの円筒５２に内視鏡モデル１２Ｍ１を挿入し、円筒５２の内周側面に印刷したパターンを撮影した。内視鏡モデル１２Ｍ１では、前方視野は鉛直上向き、後方視野は鉛直下向きとした。図５（ａ）は、内視鏡モデル１２Ｍ１を用いた円筒５２の内周面の撮影結果を示す図面である。
【００６２】
円筒５２内の９時の位置のマス目には、天井側から地面側に向けて、順に、
ｓ４→ｕ４→ｗ４→ｘ４→ａ４→ｂ４→ｃ４→ｄ４→ｅ４→ｆ４
が記載されていた。
【００６３】
そして、図５（ａ）において一点鎖線で囲んだ領域を参照すると、イメージセンサユニット３６により、前方のｓ４、ｕ４、ｗ４、ｘ４及びａ４を観察できていることがわかる。また、図５（ｂ）において一点鎖線で囲んだ領域を参照すると、イメージセンサユニット４０により側方及び後方のｂ４、ｃ４、ｄ４、ｅ４及びｆ４を観察できていることがわかる。このように、内視鏡モデル１２Ｍ１によって前方および後方視野を同時に観察できた。
【００６４】
図６は、図２に示した電子内視鏡１２との比較のために試作した他の内視鏡モデル１２Ｍ２である。内視鏡モデル１２Ｍ２のミラー部３８は、内視鏡モデル１２Ｍ１と同じものを使用した。ミラー部３８の内側に配置した前方視野用のイメージセンサは、株式会社秋月電子通商により販売されている「ＭＴＶ−５４Ｂ（Ｋ）ＯＮ」に搭載されているレンズを、株式会社ケイヨーテクノにより販売されている「Ｍｉｎｉｌｅｎｓ  １．９」に交換したものである。一方、ミラー部３８の外側に配置した側方及び後方視野用のイメージセンサとしては、ソニー株式会社が製造及び販売している「ＸＣ−ＳＴ５０」を使用した。この側方及び後方視野用のイメージセンサのレンズ部は、画角が標準的であり画角が内視鏡モデル１２Ｍ１の場合より小さいレンズ部である。
【００６５】
ミラー部３８は同じものを使用しているので、ミラー部３８の直径を基準にして図３（ａ）と図６とを比較すると、図３（ａ）では、ミラー部３８の外面３８ａに対向して設置するレンズ部の画角の増大によってイメージセンサユニット４０とミラー部３８との距離Ｌを小さくできることがわかる。
【００６６】
以上から、前方視野像を形成するイメージセンサユニット３６と、側方及び後方視野の光を反射するミラー部３８と、ミラー部３８で反射した光を取り込んで側方及び後方視野像を形成するイメージセンサユニット４０を有する電子内視鏡１２において、イメージセンサユニット４０のレンズ部に画角のより広い広角レンズ部４０Ａを採用することによって、先端部２４の小型化を図ることに寄与していることがわかる。従って、広角レンズ部４０Ａの画角としては、１２０度以上が好ましく、１６０度以上が更に好ましい。
【００６７】
本実施形態では、図１及び図２に示したように、電子内視鏡１２の外部に電源部１４があるとして説明した。しかしながら、図７に示すように先端部２４内に、イメージセンサ３６Ｂ及び光源４４用の小型の電源部５４と共に、イメージセンサ４０Ｂ及び光源４８用の小型の電源部５６を設けてもよい。更に、図７に示すように、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂで取得した画像データを体外の画像形成装置１６に無線で送信する小型の無線送信手段５８，６０を設けることもできる。
【００６８】
電源部５４，５６や無線送信手段５８，６０は、例えばカプセル型の内視鏡に使用されているものを採用することができる。このように先端部２４内に電源部５４，５６並びに無線送信手段５８，６０を設けることで、外部の電源部（図２参照）１４や画像形成装置（図２参照）１６に対する配線が不要になるので、電子内視鏡１２の構成をより簡易にすることができる。また、この場合には、図２に示した貫通孔２８ａ、３０ａ，３２ａも形成しなくてよい。
【００６９】
ここでは、先端部２４内に２つの電源部５４，５６及び２つの無線送信手段５８，６０の両方を設けるとして説明したが、電源部５４，５６のみを設けてもよいし、逆に、無線送信手段５８，６０のみを設けるようにしてもよい。更に、電源部５４，５６は一つの電源としてもよいし、無線送信手段５８，６０は一つの無線送信手段としてもよい。
【００７０】
これまでの説明では、電子内視鏡１２の特徴を明確にするために、一実施形態として鉗子などの処置具や水噴射用のノズルなどを配置するための構成を備えていない構成について説明した。しかしながら、電子内視鏡では、鉗子などの処置具や水噴射用のノズル等を備えているものもある。このような鉗子などの処置具を備える場合の一実施形態を第２の実施形態として図８を用いて説明する。
【００７１】
（第２の実施形態）
図８は、処置具などを設置可能な電子内視鏡の一実施形態の先端部側の構成を示す概略構成図である。図８に示した電子内視鏡６２の構成は、挿入部２０の一部を構成する挿入部本体２６の先端に位置する先端部（画像取得装置）６４の筐体６６の構成が異なる点以外は、図２に示した電子内視鏡１２の構成と同様である。そのため、筐体６６の構成を中心に説明し、重複する説明を省略する。
【００７２】
本実施形態では、処置具や水噴射用ノズル等は、中空の挿入部本体２６の内部を通って先端部６４まで延びている。電子内視鏡６２の構成では、筐体６６の後方端面部材３２、外周側壁部２８及び前方端面部材３０に鉗子を通すための処置具用ガイド６８及び水噴射用ノズルを通すためのノズル用ガイド７０が先端部２４の中心軸線Ｃ方向に延在して形成されている。処置具用ガイド６８及びノズル用ガイド７０は、それぞれ筐体６６を中心軸線Ｃ方向に貫通する貫通孔とすることができる。処置具用ガイド６８及びノズル用ガイド７０に、挿入部本体２６の内部を通って先端部２４まで延びてきている鉗子や水噴射用ノズルを通すことで、先端部２４から鉗子により例えば細胞の採取ができたり、水噴射用ノズルよる先端部６４の周囲や広角レンズ部３６Ａの表面の洗浄などが可能となる。また、外周側壁部２８及び前方端面部材３０には貫通孔２８ａに連通する導線ｌを通すための貫通孔としての導線ガイド７２を設けてもよい。
【００７３】
図８に示した電子内視鏡６２では、筐体６６に貫通孔を形成して鉗子等の処置具及び水噴射用ノズルを配置する構成を例示した。しかしながら、図２に示した電子内視鏡１２の構成において、先端部２４の外周の一部に先端部２４の中心軸線Ｃ方向に延びる管状部材であって鉗子及び噴射ノズルを通すためのチャネルとしての管状部材を設けてもよい。この場合には、挿入部本体２６の先端部２４との境界部近傍から鉗子等の処置具及び水噴射用ノズルを外部に引き出し、管状部材に通すようにすればよい。また、図２に示した電子内視鏡１２の構成において、挿入部２０の外側に鉗子等の処置具を通すチューブ（例えば鉗子孔）を挿入部２０に沿って延在させ、一定間隔（例えば１０〜２０ｃｍ間隔）で固定させることで、挿入部２０に外付けしてもよい。水噴射用ノズルについても同様の形態とすることもできる。
【００７４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明に係る内視鏡用アタッチメントの一実施形態を電子内視鏡の挿入部の先端に取り付けた場合の構成を模式的に示す図面である。図９では、内視鏡用アタッチメント７４の断面構成を模式的に示している。内視鏡用アタッチメント７４は、既存の電子内視鏡７６の挿入部７８の先端に取り付けるための付属部品である。
【００７５】
内視鏡用アタッチメント７４が取り付けられる電子内視鏡７６は、既存の電子内視鏡７６とすることができる。電子内視鏡７６としては、先端部に付属部品としてのアタッチメント（例えば株式会社トップ製自然開口向け単回使用内視鏡用非能動処置具エラスティック・タッチ）が取り付けられるように構成されているものが、内視鏡用アタッチメント７４の取付けの容易性の観点から好ましい。電子内視鏡７６は、挿入部７８の先端部に、レンズ部８０Ａとレンズ部８０Ａにより集光され結像された像を撮像するイメージセンサ８０Ｂを有するイメージセンサユニット（撮像部）８０と、挿入部７８の前方の照明用の光を出力する照明手段としての光源８２，８２とを備える。
【００７６】
内視鏡用アタッチメント７４は、図２に示した先端部２４のうち、外周側壁部２８、前方端面部材３０、イメージセンサユニット３６及びミラー部３８を含んで構成されている。内視鏡用アタッチメント７４の外周側壁部２８の前方端面部材３０と反対側の端部は、例えば嵌合や螺合等により電子内視鏡７６の挿入部７８の端部に着脱自在となるように構成しておけばよい。図９に示すように、外周側壁部２８、前方端面部材３０、イメージセンサユニット３６及びミラー部３８の配置関係は、第１の実施形態の場合と同様である。また、内視鏡用アタッチメント７４は、ミラー部３８の内側に光源４４、４４を備えることができる。電子内視鏡７６との配線との関係から、内視鏡用アタッチメント７４は、図７を利用して説明したように、電源部５４及び無線送信手段５８を備えることが好ましい。
【００７７】
図９に示すように、内視鏡用アタッチメント７４を挿入部７８の先端に取り付けると、挿入部７８に設けられていたイメージセンサユニット８０の前方に、ミラー部３８及びイメージセンサユニット３６が配置されることになる。この構成では、イメージセンサユニット８０及び光源８２が、第１の実施形態におけるイメージセンサユニット４０及び光源４４に対応する。また、内視鏡用アタッチメント７４におけるミラー部３８及びミラー部３８の内側に配置されたイメージセンサユニット３６及び光源４４の構成は第１の実施形態と同様である。
【００７８】
従って、内視鏡用アタッチメント７４を挿入部７８の先端に取り付けることにより、第１の実施形態の場合と同様に、内視鏡用アタッチメント７４が装着された電子内視鏡７６では、消化器官の孔内を撮影する際に、例えば、挿入部７８の先端をひねらなくても前方、側方及び後方をほぼ同時に観察可能である。
【００７９】
なお、レンズ部８０Ａが取り替え可能である場合には、レンズ部８０Ａを画角が９０度より大きい広角レンズ部とすることが観察範囲を広げる観点から好適である。この場合、広角レンズ部の画角は１２０度以上が好ましく、１４０度以上がより好ましく、１６０度以上が更に好ましい。また、先端部にアタッチメントが取り付けられる電子内視鏡７６では、鉗子などの処置具は外付けされている傾向にあるので、内視鏡用アタッチメント７４を取り付けた場合も、その外付けされた処置具を利用すればよい。水噴射用ノズルについても同様である。
【００８０】
ここでは、内視鏡用アタッチメント７４は、既存の電子内視鏡７６に取り付けるものとして説明したが、内視鏡用アタッチメント７４が有する外周側壁部２８を、第１の実施形態の後方端面部材３２に着脱自在なものとし、第１の実施形態で説明した電子内視鏡１２の先端部２４の一部を取り替えるための内視鏡用アタッチメント７４とすることもできる。
【００８１】
また、第１の実施形態における先端部２４を挿入部本体２６に着脱自在な構成としておけば、図２に示した先端部２４は、内視鏡用アタッチメントとして機能することになる。
【００８２】
（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成を示す模式図である。図１２では、内視鏡装置９０の主要な構成要素を模式的に示している。
【００８３】
内視鏡装置９０は、内視鏡装置１０の場合と同様に、消化器官（体内）、特に大腸の管腔内を観察するためのものであり、電子内視鏡１２と、電子内視鏡１２に電力を供給する電源部１４と、電子内視鏡１２で取得した画像データを処理して透視画像を形成する画像形成装置（画像処理装置）９２と、画像形成装置９２で形成した透視画像を表示する液晶モニタなどの画像表示装置１８を主に有する。
【００８４】
電子内視鏡１２、電源部１４及び画像表示装置１８の構成は内視鏡装置１０の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００８５】
画像形成装置９２は、透視画像形成部（透視変換部）９２Ａを備える点で図１に示した画像形成装置１６と相違する。透視画像形成部９２Ａは、イメージセンサ３６Ｂ,４０Ｂでそれぞれ取得された画像データに対応する画像と、透視変換のための指定領域（以下、「画像処理領域α」と称す）とを相対的に移動させながら画像処理領域α内を透視変換する。画像処理領域α内における透視変換自体は、従来の透視変換技術を利用し得る。なお、画像形成装置９２は、画像形成装置１６において例示した画像処理、すなわち、広角レンズ部３６Ａ，４０Ａで取得した結像した像の歪み補正や、広角レンズ部３６Ａ、ミラー部３８及び広角レンズ部４０Ａの配置関係における画像調整や画像補正なども行うが、これらの画像処理機能を透視画像形成部９２が含んでいてもよい。透視画像形成部９２Ａがイメージセンサユニット４０からの画像データを処理する際に、透視画像形成部９２Ａがミラー部３８を利用していることによる画像の歪みや像の反転状態などを適宜補正することは好ましい。透視画像形成部９２Ａを備えることによって、画像形成装置９２は、透視画像を形成する透視画像形成装置として機能する。また、画像形成装置９２は、パーソナルコンピュータとすることができ、透視画像形成のためのプログラムを実行することによって、透視画像形成部９２Ａの機能を実現するものとすることができる。
【００８６】
実験結果を参照して画像形成装置９２の動作についてより具体的に説明する。図１３は、画像形成装置９２の動作を説明するための図面である。具体的には、図１３は、中空円筒内を魚眼カメラで撮影した図面である。撮影対象としての中空円筒内には、格子状のパターンが印刷され、各格子に記号が付された用紙を貼り付けていた。魚眼カメラは、イメージセンサユニット３６の実験モデルであり、図１３に示した画像の取得のための魚眼カメラは魚眼レンズとＣＣＤとで構成されている。魚眼カメラの仕様は次のとおりである。
焦点距離：１．２４ｍｍ
フォーマット：φ３．２
水平画角：１９０度
絞り（Ｆ値）：２．８
また、魚眼カメラに使用したＣＣＤは、画素数が２５万画素であってサイズが１／４インチのＣＣＤを利用した。  
【００８７】
図１３中の一点鎖線で示す領域が、画像処理領域αの一例である。図１４は、図１３の状態における画像処理領域α内を透視変換した画像を示す図面である。画像形成装置９２は、前述したように、イメージセンサユニット３６に対応する魚眼カメラで取得した画像と、画像処理領域αとを相対的に移動させながら画像処理領域α内を透視変換する。このような相対移動の一例は、図１５に示すように、画像処理領域αを固定しておき、画像自体を画像の中心回りに所定角度回転させることを含む。所定角度は、９０度が例示されるが、３０度及び６０度を含んでもよい。図１５は、図１３の画像を９０度回転させた場合の図面である。図１６は、図１５の状態において画像処理領域α内に対して透視変換を実行した図面である。
【００８８】
画像形成装置９２は、図１３に対して図１５に示したように画像を回転させながら順次透視変換することによって、イメージセンサユニット３６で取得した画像（図１３〜図１６では、魚眼レンズで取得した画像）を透視変換する。ここでは、イメージセンサユニット３６で取得した画像について説明したが、イメージセンサユニット４０で取得した画像についても同様である。
【００８９】
画像処理領域αの大きさは、透視変換のための計算量や、画像と画像処理領域αの相対移動量などに基づいて設定すればよい。例えば、画像を９０度回転させながら画像処理領域α内の画像部分を透視変換する場合、４回の回転で画像の全ての領域を透視変換できるような大きさに設定すればよい。また、画像処理領域αの設定領域（例えば、大きさ及び形状等）を、イメージセンサユニット３６による画像、すなわち、前方視野の画像に応じて適宜調整することも好ましい。
【００９０】
図１７は、内視鏡装置を利用した画像取得方法のフローチャートである。内視鏡装置９０を利用して消化器官（体内）の観察する場合、電子内視鏡１２を消化器官内に挿入してイメージセンサユニット３６，４０により消化器管内の画像を取得する（画像取得工程Ｓ１）。次に、イメージセンサユニット３６，４０の各々が有するイメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂからの画像データに基づいて画像形成装置９２が前述したようにそれぞれ透視画像を形成する（透視画像形成工程（画像処理工程）Ｓ２）。その後、画像形成装置９２が、形成した透視画像を画像表示装置１８に出力する（画像出力工程Ｓ３）。
【００９１】
これにより、内視鏡装置９０の操作者は、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂによって取得された画像データを透視画像として観察できる。その結果、内視鏡装置９０の操作者による、体内の一例としての消化器官内の状態の観察が容易である。また、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂによって取得された画像データに対応する画像を一度に透視変換せずに、透視変換領域を画像に対して相対的に移動させながら透視画像を形成しているので、一回の透視変換における計算処理量を低減できる。その結果、透視画像の形成がより容易である。更に、画像処理領域αの移動に対して透視変換すべき画像を回転させる方がデータ処理の上で簡易であるため、画像を回転させながら透視変換する場合は、透視画像を形成しやすい。
【００９２】
なお、観察時において、イメージセンサユニット３６の光軸と消化器管の軸とがずれることがある。そのため、画像処理領域αの設定領域をイメージセンサユニット３６による画像に応じて適宜調整する形態では、より操作者が見やすい透視画像を得ることが可能である。
【００９３】
第４の実施形態では、画像形成装置９２に入力するための体内の画像取得のために電子内視鏡１２を用いた場合について説明した。しかしながら、電子内視鏡１２の代わりに、第２の実施形態で説明した電子内視鏡６２、すなわち、挿入部本体２６の先端に図８に示した先端部６４が配置された構成でもよいし、第３の実施形態で説明したように内視鏡用アタッチメント７４が取り付けられた電子内視鏡７６を利用して体内の画像を取得してもよい。
【００９４】
次に、これまで説明した電子内視鏡を利用した他の実験結果について説明する。
【００９５】
実験では、第１〜第４の実施形態で説明した電子内視鏡の実験モデルとして図８に示した電子内視鏡６２の構成を採用した。図１８は、実験に用いた電子内視鏡６２の実験モデルの側面を示す図面である。図１８に示した電子内視鏡６２の実験モデルを内視鏡モデル６２Ｍと称す。説明の便宜のため、図８に示した電子内視鏡６２と同様の要素には同様の符号を付して説明する。
【００９６】
図１８に示した内視鏡モデル６２Ｍでは、イメージセンサユニット３６,４０が有する広角レンズ部３６Ａ,４０Ａとして、魚眼レンズを採用した。魚眼レンズの仕様は次の通りである。
焦点距離：１．９ｍｍ
フォーマット：１／４インチ
水平画角：１６６度
絞り（Ｆ値）：２．０
【００９７】
また、イメージセンサ３６Ｂ，４０Ｂとしては、画素数が２５万画素であってサイズが１／４インチのＣＣＤを利用した。
【００９８】
イメージセンサユニット４０の前方に設置したミラー部３８は、直径５８ｍｍの半球形状のものとした。外周側壁部２８は、透明プラスチック樹脂で構成した。外周側壁部２８の長手方向の長さは７１ｍｍとすると共に、幅は５８ｍｍとした。
【００９９】
内視鏡モデル６２Ｍを、図１９に示すように、消化管に見立てた内径φ７０ｍｍの中空円筒１００内に挿入した。中空円筒１００の内面には、図３（ａ）に示した内視鏡モデル６２Ｍを利用した実験の場合と同様に、格子状のパターンが印刷されると共に各格子に記号が付された用紙を貼り付けていた。用紙に印刷された格子の一つを病変に見立ててマーキングを施した。なお、以下の説明では、中空円筒１００の内面の格子状パターンにおいて長手方向を行方向とし、周方向を列方向と見なして説明する場合もある。
【０１００】
実験では、内視鏡モデル６２Ｍを、中空円筒１００の一端から１０ｍｍずつ挿入しながら１０ｍｍ挿入する毎に中空円筒１００内の撮影を行った。
【０１０１】
図２０〜図２６は、各挿入量に対するイメージセンサユニット３６，４０の撮影結果を示す図表である。図２０〜図２６中の「前方視野」はイメージセンサ３６Ｂで取得した画像であり、「後方視野」はイメージセンサ４０Ｂで取得した画像である。図２０〜図２６では、図示の都合上、上記マーキングした格子には、ハッチングを付している。
【０１０２】
図２０〜図２６に示した各挿入量に対する撮影結果に写り込んだマーキングされた格子（ハッチングが付された格子）の挙動を追っていくと、まず、前方視野により撮影され（挿入量０ｍｍ参照）、その後、一度消滅したのち、後方視野の外周部分（挿入量５０ｍｍ,６０ｍｍ参照）に現れ、次いで、後方視野の中央部分（挿入量７０ｍｍ〜１２０ｍｍ参照）に現れていることが理解される。
【０１０３】
ここで、後方視野の中央部分とは、ミラー部３８の中央部分、すなわち、イメージセンサユニット４０の真正面近傍の領域に移し込まれた撮影領域を意味する。従って、後方視野の中央部分は、内視鏡モデル６２Ｍの真後ろ及びその近傍の撮影したものに対応する。また、後方視野の外周部分は、ミラー部３８の上記中央部分より外側に移し込まれた撮影領域を意味し、後方視野の外周部分は内視鏡モデル６２Ｍの側方を撮影したものに対応する。図２７は、実験結果における後方視野の中央部分と外周部分とを示した図面である。図２７中において、破線の内側（図２７において中央部分）が上記「後方視野の中央部分」に対応し、破線の外側（周縁部分）が上記「後方視野の外周部分」に対応するである。
【０１０４】
本実験では、内視鏡モデル６２Ｍを挿入しながら病変に見立ててマーキングされた格子の挙動を追っているが、マーキングされた格子が上記のように前方視野から後方視野に移動し、更に、後方視野のうち外周部分から中央部分に移動していることから、内視鏡モデル６２Ｍによって、内視鏡モデル６２Ｍの前方、側方及び後方を撮影できることが理解され得る。
【０１０５】
なお、後方視野の中央部分と外周部分において、各格子に記載された記号の左右が反転しているのは、ミラー部３８への映り込み方に基づくものである。
【０１０６】
また、本実験結果では、挿入量に応じてマーキングされた格子が一部消失する領域が見受けられる。これは、イメージセンサユニット３６，４０及びミラー部３８の配置及び仕様を適宜最適化することにより改善され得る。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１０８】
例えば、ミラー部３８は、図１０に示すようにミラー部８４のように、後方側に凸状の円錐形状のものを採用してもよい。この場合も、ミラー部８４の外面８４ａは鏡面加工された鏡面である。ミラー部８４が円錐形状である場合、広角レンズ部４０Ａの直上が頂部に対応するため、広角レンズ部４０Ａが映り込むことが抑制される傾向にある。そして、図１０に示すように、ミラー部８４の内側に広角レンズ部３６Ａとイメージセンサ３６Ｂとの両方を配置するスペースが確保できない場合には、広角レンズ部３６Ａを、前方端面部材３０の開口３０ｂから前方側に突出するように配置することもできる。これは、図２の構成、すなわち、半球状のミラー部３８を利用した場合においても同様である。
【０１０９】
更に、ミラー部３８は、図１１に示すミラー部８６のように円錐台形状でもよい。この場合もミラー部８６の外面８６ａは、鏡面加工された鏡面である。また、ミラー部３８の外形形状は、放物形状であってもよい。更にまた、ミラー部は、円錐台部の切頭部に半球部が一体的に連結されているハイブリッド型のものでもよい。ミラー部を、側方及び後方視野用のレンズ部（第２のレンズ部）側が半球部側となるように配置することで、ミラー部の開放側の端部における側方の死角を減らせる傾向にあるからである。更にまた、ミラー部３８のうち、側方及び後方視野用のレンズ部（第２のレンズ部、例えば広角レンズ部４０Ａ）の直上の領域には穴が形成されていてもよい。側方及び後方視野用のレンズ部の直上では、主に側方及び後方視野用のイメージセンサが自身を撮影することになるからである。ここでは、ミラー部３８を例示してミラー部３８に穴が形成されていてもよいことを示したが、前述した種々のミラー部に対しても同様である。
【０１１０】
また、これまでの説明では、外周側壁部２８は、上下左右に湾曲しないものとして説明したが、挿入部本体２６と同様に上下左右に湾曲する構成としてもよい。これにより、先端部２４をひねることができるため、内視鏡を体内に挿入する際の負担を軽減することができる。なお、この場合には、体内の画像をより正確に撮影する観点から、体内への挿入を経て撮影ポイントに達したときは、図２に例示したように、２つのレンズ部３６Ａ，４０Ａの光軸が一致、より好ましくは中心軸線Ｃに一致するようにしておくことが好適である。ここでは、第１の実施形態の場合を例示して説明したが、他の実施形態でも同様である。
【０１１１】
更に、図２に示した第１の実施形態では、画像取得装置としての先端部２４と、挿入部本体２６との径はほぼ同じであるとしたが、先端部２４の径と、挿入部本体２６の径とは異なっていてもよい。この場合、段差部分に面取りを施すことが、患者や被検査者への内視鏡挿入時における消化器管内の管壁（例えば、腸壁）損傷の防止や患者や被検査者の苦痛の低減の観点から好ましい。これは、他の実施形態の場合も同様である。
【０１１２】
また、第２のレンズ部は、画角が６０度〜９０度程度の標準的なレンズ部とすることもできる。ただし、より広い視野を得るために広角レンズ部であることが好ましいことは、前述した通りである。また、上記実施形態では、観察する体内の一例として消化器を例示したが、従来の内視鏡で観察可能な器官であればよい。更に、図２等では、広角レンズ部といったレンズ部は、レンズ（広角レンズ部の場合は、複数のレンズの組み合わせとしての広角レンズ）がマウントに搭載されたものを例示したが、レンズ部は、マウントは含まないレンズ(又は複数のレンズの組み合わせとしての広角レンズ）であってもよい。
【０１１３】
更にまた、上記実施形態では、第１及び第２の照明手段として発光ダイオードといった光源４４，４８を例示して説明した。しかしながら、第１及び第２の照明手段はこれらに限定されない。例えば、第１及び第２の照明手段は、リング照明が可能な構成でもよいし、有機ＥＬ等の発光体を用いた照明手段であってもよい。更に、第１及び第２の照明手段は、発光体等の光源部に対して導光板を配置し、照明光を拡散させる構造とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、消化器官といった患者や被検者の体内を観察する電子内視鏡、電子内視鏡用のアタッチメント、内視鏡装置及び画像取得方法として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…内視鏡装置、１２…電子内視鏡、２０…挿入部、２４…先端部（画像取得装置）、２６…挿入部本体、２８…外周側壁部、３０…前方端面部材、３２…後方端面部材、３４…筐体、３６…イメージセンサユニット、３６Ａ…広角レンズ部（第１のレンズ部）、３６Ｂ…イメージセンサ（第１の撮像手段）、３８…ミラー部、３８ａ…外面、４０…イメージセンサユニット、４０Ａ…広角レンズ部（第２のレンズ部）、４０Ｂ…イメージセンサ（第２の撮像手段）、４４…光源（第１の照明手段）、４８…光源（第２の照明手段）、５８，６０…無線送信手段、６２…電子内視鏡、６４…先端部、６６…筐体、７４…内視鏡用アタッチメント、７６…電子内視鏡（内視鏡用アタッチメントが取り付けられる電子内視鏡）、７８…挿入部、８０…イメージセンサユニット（撮像部）、８４，８６…ミラー部、９０…内視鏡装置、９２…画像形成装置（画像処理装置）。
【図１】
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【図２】
0005895295.tif 000003
【図７】
0005895295.tif 000004
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005895295.tif 000008
【図１２】
0005895295.tif 000009
【図１７】
0005895295.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005895295.tif 000014
【図１３】
0005895295.tif 000015
【図１４】
0005895295.tif 000016
【図１５】
0005895295.tif 000017
【図１６】
0005895295.tif 000018
【図１８】
0005895295.tif 000019
【図１９】
0005895295.tif 000020
【図２０】
0005895295.tif 000021
【図２１】
0005895295.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
0005895295.tif 000024
【図２４】
0005895295.tif 000025
【図２５】
0005895295.tif 000026
【図２６】
0005895295.tif 000027
【図２７】
0005895295.tif 000028