(57)【要約】【課題】  焦点距離可変の対物光学系を用いた場合において、近点側での被写体の詳細観察をしながら処置具での処置が可能な電子内視鏡を提供する。【解決手段】  挿入部の先端部１１には、光軸Ｏ方向に移動される焦点距離可変の接合レンズ１７ｄを含む対物レンズ系１７と、その結像される像を受光して撮像するＣＣＤ１８とが設けてある。解像力が高い物体距離ｄに配置した３５μｍのピッチの白黒の帯（ストライプ）６０を識別可能とする条件を満たし、対物レンズ系１７に隣接するチャンネルの先端開口２６から処置具２８の先端側を突出させることにより、その処置具２８の先端側の像がＣＣＤ１８に結像され、処置を円滑に行うことを可能とした。【選択図】  図８
2006288432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画素数を備えた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に結像させる所定の視野角を備えた対物光学系と、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる画像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体に対する輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体での輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した時、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した被写体を前記対物光学系の近点側で所定値以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系を構成する少なくとも一部のレンズを駆動し、前記対物光学系の焦点距離を被写界深度が一部重複するように変化させる焦点位置可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時の視野角内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記焦点位置可変手段は、前記対物光学系が、近点側で白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体をほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有し、かつ遠点側で挿入部先端からの距離が５０ｍｍの位置に０．５ｍｍの被写体を撮像した際にほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有する、前記対物光学系を構成する少なくとも１つのレンズを連続的に変化可能にした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】
前記焦点位置可変手段は、前記対物光学系が、近点側で白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体をほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有し、かつ遠点側で挿入部先端からの距離が５０ｍｍの位置に０．５ｍｍの被写体を撮像した際にほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有する、前記対物光学系を構成する少なくとも１つのレンズを、前記近点側及び前記遠点側の２つの位置に設定可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記焦点位置可変手段は、さらに前記近点側及び前記遠点側の２つの位置の間となる第３の位置に、前記対物光学系を構成する少なくとも１つのレンズを設定可能にしたことを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
【請求項５】
前記対物光学系の先端レンズ面での光線高Ｌｈ、前記処置具挿通チャンネルの先端開口の半径Ｒ、前記対物光学系の光軸と前記先端開口の中心との距離Ｄ、前記対物光学系による前記固体撮像素子に結像可能な画角θ、前記被写体までの距離をｄとした場合、
Ｄ≦ｄ／ｔａｎ（９０°−θ／２）＋Ｌｈ−Ｒ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項６】
前記焦点可変手段により焦点位置が近景になっている時の前記対物光学系及び前記固体撮像素子を含む撮像装置の視野角が、１００°以上で、前記固体撮像素子は、モニタ表示に有効な画素数が６０万画素以上のモザイクカラーフィルタを有す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７】
前記焦点可変手段により焦点位置が近景になっている時の前記対物光学系及び前記固体撮像素子を含む撮像装置の視野角が、１００°以上で、前記固体撮像素子は、モニタ表示に有効な画素数が２５万画素以上の白黒の固体撮像素子を有す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８】
被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、前記対物光学系の結像する位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを挿入部に有する電子内視鏡と、前記固体撮像素子からの画像信号をモニタに表示するための映像信号に変換する画像処理装置と、
を備えた電子内視鏡システムにおいて、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる映像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体を撮像した時に得られる輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体に対する輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した際に、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した被写体を前記対物光学系の近点側で所定以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系の焦点距離を変化させる焦点距離可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時のモニタ上の視野範囲内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記焦点位置可変手段は、前記対物光学系が、近点側で白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体をほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有し、かつ遠点側で挿入部先端からの距離が５０ｍｍの位置に０．５ｍｍの被写体を撮像した際にほぼ１０％以上の前記コントラストＩで捉えることができる被写界深度を有する、前記対物光学系を構成する少なくとも１つのレンズを移動させることを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
前記固体撮像素子の出力信号に基づいて前記焦点距離可変手段を制御する制御信号を発生し、前記対物光学系を合焦状態に設定するフォーカス制御手段を有することを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１１】
前記対物光学系の先端レンズ面での光線高Ｌｈ、前記処置具挿通チャンネルの先端開口の半径Ｒ、前記対物光学系の光軸と前記先端開口の中心との距離Ｄ、前記対物光学系による前記固体撮像素子に結像可能な画角θ、前記被写体までの距離をｄとした場合、
Ｄ≦ｄ／ｔａｎ（９０°−θ／２）＋Ｌｈ−Ｒ
を満たすことを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１２】
前記チャンネルの先端開口は、前記モニタ上における前記固体撮像素子により撮像された光学像を表示する表示エリアにおける表示エリアの広い方向に対向するように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１３】
前記焦点可変手段により焦点位置が近景になっている時の前記対物光学系及び前記固体撮像素子を含む撮像装置の視野角が、１００°以上で、前記固体撮像素子は、モニタ表示に有効な画素数が６０万画素以上のモザイクカラーフィルタを有することを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１４】
前記焦点可変手段により焦点位置が近景になっている時の前記対物光学系及び前記固体撮像素子を含む撮像装置の視野角が、１００°以上で、前記固体撮像素子は、モニタ表示に有効な画素数が２５万画素以上の白黒の固体撮像素子を有することを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を備え、さまざまな処置具と共に使用可能な電子内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、周知の通り、直接目視できない生体内等を観察することができ、医療分野を中心に診断、治療に広く使用されている。そして、被写体像をＣＣＤ等の固体撮像素子によって電気信号に変換し、モニタにて観察可能とした電子内視鏡が普及している。さらに近年、被写体の詳細な観察をすべく、ズーム光学系を採用した電子内視鏡や、多画素な固体撮像素子を用いた高解像内視鏡が普及してきている。  
前者のズーム光学系を採用した電子内視鏡は、先端部の構成を大型化させない制約から複雑な構成は採用できず、１つのレンズ群を移動させ、視野角を変化させる変倍ズーム光学系が一般的である。
【０００３】
また、特開２０００−３３００１９号公報に示されるような変倍ズーム光学系では、この公報内の図１に示すように物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群１０と、明るさ絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群２０と、負の屈折力を有する第３レンズ群３０とから構成され、変倍に際し、第１レンズ群１０と第３レンズ群３０は不動であり、第２レンズ群２０が物像間距離を変化させない光軸上の異なる２点に移動することを特徴としている。なお、Ｇはフィルタ類を示す。  
これによると、変倍時に物像間距離が変化しない小型で高性能な２焦点タイプの内視鏡対物変倍光学系を得ることができ、ズーム光学系による被写体の詳細な観察ができるといった効果がある。  
また、後者の多画素な固体撮像素子を用いた高解像内視鏡では、従来よりも多画素な固体撮像素子を用いることで、被写体をより高解像に撮像することができるため、被写体の詳細な観察が可能になるといった効果がある。
【特許文献１】特開２０００−３３００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２０００−３３００１９号公報に示されるような変倍ズーム光学系を用いた内視鏡では、被写体の詳細観察をする際に撮像光学系内のレンズを移動させることによって画角を変化させ、倍率を変化させるため、倍率を上げるためには、画角を狭くする必要がある。  
一方、チャンネル先端開口より突出した処置具が、固体撮像素子を含む撮像光学系によって撮像されるためには、撮像光学系の画角と、撮像光学系と処置具との距離により決定し、撮像光学系と処置具が近ければ近いほど、また、撮像光学系の画角が広ければ広いほど、処置具は撮像光学系に早く撮像される。
【０００５】
被写体を詳細に観察するために近接し、さらに倍率を上げた場合、従来例ではチャンネル先端開口から突出させた処置具が撮像光学系で視野範囲内に撮像されなくなり、被写体の詳細観察をしながら処置具での処置といった作業は困難になるといった課題がある。    つまり、従来例では、被写体を詳細に観察するために近点側（近景）に設定し、変倍ズーム光学系の倍率を大きくした場合、画角が狭くなり、チャンネル先端開口から突出させた処置具を視野範囲内に捉えられない課題があった。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、焦点距離可変の対物光学系を用いた場合において、近点側での被写体の詳細観察をしながら処置具での処置が可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システム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】
【０００７】
本発明の電子内視鏡は、所定の画素数を備えた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に結像させる所定の視野角を備えた対物光学系と、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる画像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体に対する輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体での輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した時、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した被写体を前記対物光学系の近点側で所定値以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系を構成する少なくとも一部のレンズを駆動し、前記対物光学系の焦点距離を被写界深度が一部重複するように変化させる焦点位置可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時の視野角内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする。  
上記構成により、焦点距離可変な対物光学系を用いた場合において、近点側での被写体の詳細観察をしながら処置具での処置が可能となるようにしている。
【０００８】
また、本発明は、処置具を挿通するチャンネルと、被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、前記対物光学系の結像する位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを挿入部に有する電子内視鏡と、前記固体撮像素子からの画像信号をモニタに表示するための映像信号に変換する画像処理装置と、
を備えた電子内視鏡システムにおいて、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる映像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体を撮像した時に得られる輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体に対する輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した際に、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した被写体を前記対物光学系の近点側で所定以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系の焦点距離を変化させる焦点距離可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時のモニタ上の視野範囲内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする。  
上記構成により、焦点距離可変な対物光学系を用いた場合において、近点側での被写体の詳細観察をしながら処置具での処置が可能となるようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、焦点距離可変な対物光学系を用いた場合において、近点側での被写体の詳細観察をしながら処置具での処置が可能な電子内視鏡及び電子内視鏡システムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【００１１】
図１ないし図８は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた電子内視鏡システムの概略の構成を示す構成図、図２は撮像ユニットの断面図、図３は撮像ユニットを近景側と遠景側に設定した状態を示す説明図、図４は本実施例の電子内視鏡の挿入部先端の先端面を正面から見た正面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線の概略断面図、図６はオートフォーカス動作のフローチャートを示し、図７は処置具チャンネルに処置具を挿入し、先端開口から処置具を突出させたときの断面図、図８は本実施例の近点側での作用の説明図を示す。  
図１に示すように電子内視鏡システム１は、実施例１の電子内視鏡２と、この電子内視鏡２の照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２に内蔵した撮像手段に対する信号処理を行う画像処理装置（信号処理装置）４と、画像処理装置４から出力される標準的な映像信号が入力されることにより、内視鏡画像を表示するハイビジョンＴＶ（ＨＤＴＶと略記）方式に対応したモニタ５とから構成される。
【００１２】
本実施例の電子内視鏡２は、被検体に挿入される細長の挿入部７と、この挿入部７の後端に設けられ、術者等の操作者が把持して操作を行う操作部８と、この操作部８から延出されたケーブル部９とを有する。  
挿入部７は、その先端に硬質の先端部１１が設けられ、この先端部１１には後述する撮像ユニットなどが設けられている。  
挿入部７内には照明光を伝送するライトガイド１４が挿通されており、このライトガイド１４の後端側はケーブル部９を経てその端部に設けたライトガイドコネクタ１５に至る。このライトガイドコネクタ１５を光源装置３に接続することにより、光源装置３からライトガイド１４の後端面には、照明光が供給される。
【００１３】
光源装置３から供給された照明光は、ライトガイド１４により伝送され、先端部１１に固定された先端面からさらにこの先端面に対向して照明窓に取り付けた照明レンズ１６ａ、１６ｂ（図４参照）を経て前方に出射され、体腔内の患部等の被写体を照明する。  
先端部１１には、照明窓に隣接して観察窓（撮像窓）が設けてあり、この撮像窓には、照明された被写体の光学像を結ぶ対物レンズ系（対物光学系）１７と、この対物レンズ系１７の結像位置にその受光面（光電変換面）が配置された固体撮像素子としての例えば電荷結像素子（ＣＣＤと略記）１８とを備えた撮像ユニット１９が配置されている。  
撮像ユニット１９には、信号ケーブル２１の一端が接続され、挿入部７内に挿通された信号ケーブル２１はさらにケーブル部９内を挿通されてその後端の信号コネクタ２２にその他端が接続されている。
【００１４】
この信号コネクタ２２を、画像処理装置４に接続することにより、画像処理装置４のＣＣＤ駆動部２３からのＣＣＤ駆動信号によりＣＣＤ１８は駆動され、ＣＣＤ１８は光電変換した画像信号（撮像信号）を出力する。  
この撮像信号は、画像処理装置４内で信号処理されて映像信号が生成され、モニタ５には、内視鏡画像が表示される。  
また、挿入部７内には様々な処置具を挿通可能とするチャンネル２５が設けてある。このチャンネル２５は、先端部１１において開口するチャンネル先端開口（先端開口或いは鉗子口ともいう）２６と、操作部８の前端付近の処置具挿入口２７と、先端開口２６及び処置具挿入口２７とを接続するチャンネルチューブ２５ａとからなる。
【００１５】
そして、この処置具挿入口２７から処置具２８を挿入することにより、この処置具２８の先端側を先端開口２６から突出させることができ、患部組織を採取したり、切除などの処置を行うことができるようにしている。  
また、本実施例においては、患部組織等の検査対象或いは処置対象とする被写体と共に、先端開口２６から突出される処置具２８の先端側を撮像ユニット１９の視野内に入れてこの突出する処置具２８をモニタ５の表示面に表示し、処置等を円滑に行うことができるようにしている。  
本実施例では、ＣＣＤ１８は、補色のモザイクカラーフィルタを備えたモザイクカラーフィルタ方式のＣＣＤであり、画素ピッチは２．５μｍであり、モニタ表示に有効な画素数は、１３０万画素のものを採用している。
【００１６】
上記撮像ユニット１９は、最大画角が例えば１２０°〜１４０°程度の焦点位置を変化させた場合に画角が殆ど変化しない可変焦点光学系により構成される対物レンズ系１７が用いられており、図２で説明するように接合レンズ１７をアクチュエータ２９により対物レンズ系１７の光軸Ｏ上を前後に移動して、図３に示すように近景（近点側）から遠景（遠点側）までを高い解像力でＣＣＤ１８に結像できるようにしている。  
この対物レンズ系１７は、光の回折限界を超えないようにＦｎｏ（Ｆナンバ）が例えば１０．０程度以下に設定されている。また、近景時の物体距離の時に最高の解像力が得られるように設定されている。  
本実施例における撮像ユニット１９の構成について、図２を用いて説明する。
【００１７】
対物レンズ系１７を構成する前段の複数のレンズ（光学素子を含む）１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、適正な面間隔と各レンズの芯出しが行なわれてレンズ枠３１に固定されている。  
図２の場合には、レンズ１７ｂと１７ｃの間の面間隔はスペーサ３２により設定されている。なお、対物レンズ系１７を構成し、先端側から順次配置された第１、第２，第３レンズ１７ａは、それぞれ平凹レンズ、両凸レンズ、赤外カットフィルタである。  
また、このレンズ枠３１に嵌合するＣＣＤ枠３３内には、接合レンズ１７ｄが保持されたレンズ保持枠部３４ａが、対物レンズ系１７の光軸Ｏ方向にスライド自在に設けてある。  
また、このＣＣＤ枠３３内には、レンズ保持枠部３４ａの後方側の位置には、平行平板レンズ１７ｅ及びＣＣＤチップ１８ｂとが固定されている。
【００１８】
ＣＣＤ１８は、封止ガラス１８ａと、この封止ガラス１８ａで受光面（撮像面）が保護されたＣＣＤチップ１８ｂと、ＣＣＤチップ１８ｂと接続されたＣＣＤ基板１８ｃと、このＣＣＤ基板１８ｃに実装されたＣＣＤ駆動用部品１８ｄとで構成されている。  
ＣＣＤチップ１８ｂには、ＣＣＤ基板１８ｃがバンプ接続等により電気的に接続されている。また、ＣＣＤ基板１８ｃ上にはカップリングコンデンサや、電流増幅用のトランジスタ等のＣＣＤ駆動用部品１８ｄが半田付けされている。ＣＣＤチップ１８ｂの受光面には、この受光面を保護するための封止ガラス１８ａが光学接着剤等にて接着固定されている。  
レンズ枠３１は、対物レンズ系１７の光軸方向に平行移動可能なように、ＣＣＤ枠３３と嵌合しており、前記対物レンズ系１７の光軸と、前記ＣＣＤチップ１８ｂの受光面が垂直となるように、ＣＣＤ枠３３にＣＣＤチップ１８ｂが接着固定されている。
【００１９】
また、本実施例では、ＣＣＤ枠３３内に配置された例えば正のパワー（屈折力）を持つ接合レンズ１７ｄは、ＣＣＤ枠３３の内周面に嵌合して移動自在となるレンズ保持枠部３４ａに保持されており、このレンズ保持枠部３４ａは、ＣＣＤ枠３３に設けた長溝３３ａ内を貫通するアーム部３４ｂを経てＣＣＤ枠３３外部のアクチュエータ連結部３４ｃと連結されている。  
上記レンズ保持枠部３４ａ、アーム部３４ｂ及びアクチュエータ連結部３４ｃにより、接合レンズ１７ｄを移動する移動レンズ枠３４が形成されている。  
また、アクチュエータ連結部３４ｃを介して移動レンズ枠３４と共に接合レンズ１７ｄを移動するアクチュエータ２９は、アクチュエータ連結部３４ｃに連結されたアクチュエータ移動部２９ａと、このアクチュエータ移動部２９ａを、対物レンズ系１７の光軸Ｏと平行な方向に移動するアクチュエータ本体２９ｂとから構成されている。このアクチュエータ本体２９ｂは、ＣＣＤ枠３３の外周側で固定されている。
【００２０】
このアクチュエータ本体２９ｂは、信号線３５を介して画像処理装置４内に設けたアクチュエータ駆動部３６（図１参照）と接続され、このアクチュエータ駆動部３６からのアクチュエータ駆動信号によりアクチュエータ本体２９ｂは動作する。  
アクチュエータ本体２９ｂは、このアクチュエータ駆動信号に応じてアクチュエータ移動部２９ａをアクチュエータ本体２９ｂ側となる後方側に移動させたり、アクチュエータ本体２９ｂから離間する前方側に移動させたりすることができるようにしている。  
このアクチュエータ駆動部３６は、画像処理装置４内に設けられたオートフォーカス部３７を構成するＣＰＵ３７ｃからの制御信号に対応したアクチュエータ駆動信号を発生（出力）する。
【００２１】
図２に示す状態では、接合レンズ１７ｄは可動範囲（移動範囲）の略中央付近に設定された状態であり、アクチュエータ駆動信号により最も前方側に移動された近景時の設定状態の場合には、図３の２点鎖線で示す位置に設定され、この状態では近点側にフォーカスした近景を被写界深度５．２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で、高い解像度でＣＣＤチップ１８ｂに結像する状態となる。  
また、アクチュエータ駆動信号により最も後方側に移動された場合には、接合レンズ１７ｄは図３の実線で示す最も後方側の位置に設定され、この状態は遠点側となる遠景時の設定状態となる。この遠景時の設定状態では、遠景にフォーカスし、遠景を所定の解像度及び被写界深度が１０ｍｍ〜１００ｍｍの大きな状態でＣＣＤチップ１８ｂに結像する状態となる。  
このように接合レンズ１７ｄは、近景の位置から遠景の位置までを可動範囲として、その可動範囲内の任意の位置に移動設定できるようにしている。なお、図３は動作説明の図であるので、一部の構成要素のみに符号を付けて示している。
【００２２】
図２に示すようにＣＣＤ基板１８ｃには信号ケーブル２１の信号線を半田付けするためのランド（図示せず）が設けられており、信号ケーブル２１の信号線が半田付けされている。ＣＣＤ枠３３からＣＣＤチップ１８ｂを経て、信号ケーブル２１のＣＣＤ基板１８ｃとの接続部にかけて、機械的に保護するＣＣＤ保護枠３８が配置されている。  
このＣＣＤ保護枠３８には、ＣＣＤチップ１８ｂの背面部付近となる位置に、切り欠き部が設けられており、この切り欠き部から挿入するように熱伝導性の良い、例えばアルミニウム合金や、銅合金で形成された放熱部材３９が配置されている。この放熱部材３９には、熱伝導性の良い金属を導体とした、放熱用ケーブル４０が半田付けや接着剤等で機械的に接続されている。  
ＣＣＤ保護枠３８内部には、封止樹脂４１が充填され、熱収縮性のあるチューブ４２にてＣＣＤチップ１８ｂ周辺は封止される。放熱用ケーブル４０は、熱容量の大きい部材、例えば挿入部７の先端部１１に半田付けされている。
【００２３】
信号ケーブル２１は、複数の同軸線と複数の単線とをより合わせた上に、フッ素樹脂製のテープを巻き、その上に、一括シールドとして銅線が巻きつけられ、さらにその上にフッ素樹脂製のテープが巻かれて、その上にテフロン（登録商標）系のシースで覆われている。  
挿入部７の先端部１１は、図４に示されるように、先端の第１レンズ１７ａの外径が例えばφ２．８ｍｍである対物レンズ系１７を含む撮像ユニット１９と、チャンネル先端開口２６と、対物レンズ系１７の外表面に送水、送気して付着した汚物を除去する送気送水ノズル４３と、光源装置３に接続されたライトガイド１４により伝送（導光）された光により被写体を照明するための照明レンズ１６ａ、１６ｂとが配設されている。  
撮像ユニット１９は、被写体を撮像し、モニタ５に表示したときのモニタ５上の上下方向が、図４に示す挿入部７の先端部１１の上下方向と一致するように、先端部１１に取り付けられている。また、本実施例におけるチャンネルチューブ２５ａは、例えばテフロン（登録商標）製の内径２．８ｍｍのチューブを用いている。
【００２４】
図５に示すように、対物レンズ系１７の光軸Ｏと、（チャンネルチューブ２５ａの先端が接続された）先端開口２６は、平行に配置されており、本実施例においては、対物レンズ系１７の中心（光軸Ｏ）と先端開口２６の中心軸の距離Ｄは、例えば６ｍｍに設定されている。この先端開口２６の半径Ｒの２倍が、チャンネルチューブ２５ａの内径と同じ２．８ｍｍである。  
図１に示すように光源装置３は、ランプ４５を有し、このランプ４５の照明光は、絞り駆動部４６により駆動される絞り４７の開口により透過光量が調整された後、集光レンズ４８を経てライトガイドコネクタ１５におけるライトガイド１４の入射端面に入射される。そして、上述のようにライトガイド１４の先端からさらに照明レンズ１６ａ、１６ｂを経て被写体側に照明光が出射される。
【００２５】
なお、ライトガイド１４は、挿入部７内において、２本に分岐され、図４に示すように先端部１１では２箇所に配置された照明レンズ１６ａ、１６ｂから照明光がそれぞれ出射される。  
図１に示すように画像処理装置４には、ＣＣＤ１８からの画像信号が入力されるＣＤＳ回路４９を有し、このＣＤＳ回路４９により信号成分が抽出された後、Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換される。  
このＡ／Ｄ変換器５０により変換されたデジタルの画像信号は、輝度信号と色信号からなる映像信号を生成する信号変換部５１に入力される。この信号変換部５１により、生成された映像信号は、γ補正等、様々の画像処理を行う画像処理部５２に入力される。この画像処理部５２の出力信号は、Ｄ／Ａ変換器５３に入力され、アナログのＨＤＴＶ方式に対応した映像信号に変換された後、モニタ５に出力される。
【００２６】
また、信号変換部５１からの輝度信号は、自動調光信号を生成する自動調光部５４に入力され、この自動調光部５４により自動調光信号が生成される。この自動調光部５４は、処置具を検出する処置具検出部５４ａと、この処置具検出部５４ａから入力される輝度信号の平均レベルを検出する輝度検出部５４ｂと、検出された輝度信号の平均レベルを基準となる基準値とを比較して基準値からの差信号を自動調光信号として出力する調光信号生成部５４ｃとからなる。  
処置具検出部５４ａは、例えば処置具の反射光量や色によって、処置具が撮像ユニット１９の視野内に入ったこと（換言するとＣＣＤ１８の受光面上に処置具の画像が結像されること）を検出する。  
また、輝度検出部５４ｂは、処置具検出部５４ａにて処置具を検出した場合には、処置具の像が結像される領域付近におけるピーク輝度（光量）や、この領域付近での平均輝度（光量）を検出する。
【００２７】
また、この輝度検出部５４ｂは、処置具検出部５４ａにて処置具が検出されない場合には、画面全体でのピーク輝度や平均輝度を検出する。  
また調光信号生成部５４ｃは、輝度検出部５４ｂからのピーク輝度や平均輝度の信号により適正な明るさの信号が得られるように光源装置３の照明光量を調整する自動調光信号を生成し、光源装置３の絞り駆動部４６に出力する。  
自動調光部５４の自動調光信号は、光源装置３の絞り駆動部４６に入力され、自動調光信号に応じて絞り駆動部４６は絞り４７の開口量を自動調整して、調光信号生成部５４ｃの基準値に相当する観察に適した明るさの画像が得られるように制御する。  
また、信号検出部５１の輝度信号は、オートフォーカス部３７を構成する明るさ検出部３７ａに入力され、明るさ検出部３７ａにより画像の明るさが検出される。
【００２８】
また、画像処理部５２の出力信号は、オートフォーカス部３７を構成するコントラスト検出部３７ｂに入力され、コントラスト検出部３７ｂにより出力信号のコントラストが検出される。  
明るさ検出部３７ａにより検出された明るさ情報と、コントラスト検出部３７ｂにより検出されたコントラスト情報は、ＣＰＵ３７ｃに入力され、このＣＰＵ３７ｃは、明るさ情報及びコントラスト情報により、例えば山登り方式のオートフォーカス制御を行う。
【００２９】
本実施例の電子内視鏡２は、対物レンズ系１７における一部の接合レンズ１７ｄを光軸Ｏ方向に移動自在に配置して、近景時の位置から遠景時の位置までの範囲を連続的に移動可能にして、その移動に応じて画角が殆ど変化せずに焦点距離が変化する可変焦点光学系を採用している。
【００３０】
そして、この接合レンズ１７ｄをオートフォーカス部３７によりフォーカス制御し、常時、近景から遠景までの範囲でフォーカス状態に設定して高い解像度及び所定の被写界深度を保持した状態で撮像できるようにしている。  
また、本実施例では、以下に説明するように、近景に設定した場合においても、広い視野角（画角）を確保し、処置具を使用した場合にもチャンネル２５の先端開口２６から突出された処置具の先端側を視野内に入れて詳細な処置を行い易い構成にしている。
【００３１】
具体的には、本実施例では、チャンネル２５内に挿通した処置具２８の先端側を先端開口２６から突出した場合、例えば３５μｍピッチの白黒を識別可能とする高い解像力（解像度）が得られる近景側の物体距離（被写体距離）において、処置具２８の先端側が撮像ユニット１９の視野内に入る、換言するとＣＣＤ１８の受光面に処置具２８の先端側の像が結像されるようにしている。  
このような構成による本実施例の作用を以下に説明する。  
図１に示すように電子内視鏡２のライトガイドコネクタ１５を光源装置３に接続し、また信号コネクタ２２を画像処理装置４に接続する。また、この画像処理装置４の映像出力端にモニタ５のケーブルを接続して、内視鏡検査を行える状態にする。
【００３２】
そして、図示しない電源スイッチをＯＮにして、光源装置３からの照明光をライトガイド１４に供給し、ライトガイド１４を介して照明光を照明レンズ１６ａ、１６ｂから出射し、撮像ユニット１９により撮像する被写体を照明できる状態にする。また、撮像ユニット１９のＣＣＤ１８により撮像した画像が、画像処理装置４を介してモニタ５に表示される状態になる。  
次に、電子内視鏡２の挿入部７を患者の体腔内に挿入し、挿入部７の先端部１１を体腔内における患部等の内視鏡検査を行おうとする部位の被写体を観察できる状態にする。    この場合、先端部１１に設けた撮像ユニット１９における対物レンズ系１７は、被写体をＣＣＤ１８の受光面上に結像する。ＣＣＤ１８の受光面上に結像された像は、光電変換されて画像信号に変換される。
【００３３】
この画像信号は、信号ケーブル２１、信号コネクタ２２を介して、画像処理装置４のＣＤＳ回路４９に入力される。この画像信号には、信号成分以外のリセットノイズ等を含む波形であり、ＣＤＳ回路４９により、信号成分が抽出されたベースバンドの信号になる。  このＣＤＳ回路４９の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器５０に入力され、Ａ／Ｄ変換器５０は、アナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画像信号は、信号変換部５１により映像信号に変換される。  
この場合、本実施例ではＣＣＤ１８として補色のモザイクカラーフィルタを採用しているので、この信号変換部５１は、例えば隣接する４種類のカラーフィルタの画素の信号出力から平均をとった輝度信号や、各色の画素信号出力の差分により得られる色差信号といった映像信号に変換される。
【００３４】
この映像信号は、画像処理部５２によりモニタ表示に適切なコントラスト調整や色調整、表示サイズ調整等が行なわれる。  
その後、Ｄ／Ａ変換器５３によりモニタ５に表示可能なアナログのＨＤＴＶ方式に対応した映像信号に変換される。モニタ５は、入力されるＨＤＴＶ方式の映像信号に対応したＣＣＤ１８による撮像された被写体の画像をモニタ画面５ａに表示する。  
まず、自動調光の機能について説明する。  
自動調光部５４は、処置具２８が撮像ユニット１９の視野内に入っていない場合は、輝度検出部５４ｂにより、画面全体の明るさ（具体的にはピーク輝度或いは平均輝度）を検知し、調光信号生成部５４ｃに出力する。この調光信号生成部５４ｃは、画面が暗いときは光源装置３に増光するように制御信号、具体的には自動調光信号を出力する。また、画面が明るすぎる場合は減光するように光源装置３を制御する制御信号としての自動調光信号を出力する。
【００３５】
この自動調光信号により、光源装置３内の絞り駆動部４６は、絞り４７を駆動し、ランプ４５から絞り４７を経てライトガイド１４の後端に入射される照明光量を適正な光量となるように調整する。  
次に撮像ユニット１９による内視鏡検査により、患部等の被写体に対して治療のための組織採取や病変部の切除するために処置具２８が使用された場合における自動調光の作用について説明する。  
処置具２８をチャンネル２５に挿入して処置具２８を挿入部７の先端部１１の先端開口２６を経てその先端面から突出させることにより、撮像ユニット１９の視野内に処置具が入ることになる。  
この場合は、例えば処置具２８の色や、処置具２８の反射光等から、処置具検出部５４ａは処置具２８が視野内に入ったことを検知し、前記処置具２８を中心とした一定の領域のピーク輝度や平均輝度による明るさを検知する。前記処置具２８付近の明るさが明るすぎる場合は光源装置３を減光し、暗すぎる場合は光源装置３を増光するよう、調光信号生成部５４ｃは制御信号としての自動調光信号を出力する。
【００３６】
そして、自動調光信号により、光源装置３内の絞り駆動部４６は、絞り４７を駆動し、ランプ４５から絞り４７を経てライトガイド１４の後端に入射される照明光量を調整する。この自動調光信号により、処置具２８が撮像ユニット１９における視野内に入る領域付近の明るさを観察に適した明るさとなるように自動調光できる。  
次に、撮像ユニット１９に配置した放熱部材３９、並びに放熱用ケーブル４０の作用について説明する。  
ＣＣＤ１８を駆動すると、ＣＣＤチップ１８ｂや、電流アンプ等のＣＣＤ駆動用部品１８ｄが発熱する。一般に、画素数が多くなるほど駆動周波数が高くなり、消費電力も増えＣＣＤは発熱する。放熱部材３９は、ＣＣＤチップ１８ｂ及びＣＣＤ基板１８ｃに隣接して配置されているため、ＣＣＤチップ１８ｂの熱は、放熱部材３９に伝導し、その後放熱用ケーブル４０に伝導する。
【００３７】
さらに放熱用ケーブル４０が接続されている挿入部７の先端部材に熱が伝わり、ＣＣＤチップ１８ｂで発生する熱は放熱され、ＣＣＤチップ１８ｂの極度の発熱を防ぐことができる。  
また、信号ケーブル２１は、一括シールドとシースの間にテープが巻かれているため、例えば信号ケーブル２１に捻れの機械的ストレスがかかった際に、シースの捻れと一括シールドとのねじれ方の違いによる一括シールドとシース間での摩擦や、シースによる一括シールドへの引張り力が、一括シールドとシース間のテープにより緩和されるために、捻れ耐性がアップするといった効果がある。  
また、本実施例においては、オートフォーカス部３７により、対物レンズ系１７を構成する接合レンズ１７ｄは、常時ＣＣＤ１８の受光面に被写体像がフォーカス状態で結像されるように制御する。
【００３８】
この場合、オートフォーカス部３７の明るさ検出部３７ａは、信号処理部５１からの輝度信号から各フレームの平均の明るさを検出して、ＣＰＵ３７ｃに出力する。また、コントラスト検出部３７ｂは、画像処理部５２の出力信号における高域側の輝度信号から各フレームにおけるコントラストを検出し、ＣＰＵ３７ｃに出力する。  
ＣＰＵ３７ｃは、明るさ検出部３７ａにより検出された明るさが所定値以上か否かを判定し、所定値を超える状態の場合には、コントラスト検出部３７ｂから検出される高域側の輝度信号によるコントラスト情報により、山登り方式でフォーカス状態を検出し、接合レンズ１７ｄをフォーカス状態の位置に設定する。  
図６は山登り方式のオートフォーカス（図６ではＡＦと略記）する処理内容を示す。
【００３９】
まず、最初のステップＳ１においてＣＰＵ３７ｃは、レンズ移動方向の判断を行う。図２や図３に示すように、この山登り方式のオートフォーカスを行う際のスタートのレンズ位置でどちらの方向が山登り方向（コントラストが大きくなる方向）になるかの判断処理を行う。  
具体的には、ＣＰＵ３７ｃは、アクチュエータ駆動部３６を制御し、アクチュエータ２９を介して接合レンズ１７ｄを一方に移動し、その際に移動前後においてコントラスト検出部３７ｂから出力さえるコントラスト情報が大きくなるかの判断を行う。そして、ＣＰＵ３７ｃは、コントラストが大きくなる方向がレンズ移動方向と判定し、その方向に接合レンズ１７ｄを移動させる。
【００４０】
そして、次のステップＳ２においてＣＰＵ３７ｃは、コントラストが大きくなる方向に接合レンズ１７ｄを移動した場合におけるコントラストのピーク値を検出する。コントラストが大きくなる山上り方向に移動し、フォーカス位置（合焦位置）を過ぎると、ピーク値より小さくなる。  
このため、ピーク値を僅かに過ぎた位置まで接合レンズ１７ｄを移動することにより、ピーク値を検出することができる。  
次のステップＳ３においてＣＰＵ３７ｃは、ピーク値に対応する位置まで接合レンズ１７ｄを戻すようにアクチュエータ駆動部３６を制御する。このようにして接合レンズ１７ｄをフォーカス位置に設定することができる。
【００４１】
そして、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返す。このようにして、常時フォーカス状態に保持でき、被写体までの距離が変化した場合にも、その被写体を所定の被写界深度を保持して高い解像度でＣＣＤ１８に結像する。そして、モニタ５には、そのＣＣＤ１８に結像された状態の被写体の画像、つまり所定の被写界深度を保持した状態の高い解像度の画像が表示される。  
次に、チャンネル２５に処置具を挿入して処置する場合について説明する。操作者は、操作部８付近に設けられた処置具挿入口２７に、使用する処置具を挿入する。処置具挿入口２７から挿入された処置具は、挿入部７内のチャンネルチューブ２５ａのチャンネル２５内を通り、挿入部７の先端部１１側に誘導される。操作者が更にその処置具２８を深部側に挿入すると、先端部１１のチャンネル先端開口２６より処置具２８の先端が突出する。
【００４２】
突出した処置具２８が撮像ユニット１９によって撮像されるために必要な条件は、挿入部７の先端部１１の先端面からの処置具２８の最小の突出量Ｈｍｉｎとして、図７に示すように、処置具２８が最も撮像ユニット１９側にシフトしている場合、撮像ユニット１９の先端レンズ面での光線高Ｌｈ＝１．２ｍｍ、先端開口２６の半径Ｒ＝１．４ｍｍ、撮像ユニット１９の画角θを例えばθ＝１３８°とし、撮像ユニット１９の光軸Ｏと先端開口２６の中心との距離Ｄ＝６ｍｍとから、以下の式１に示すように導出される。  
Ｈｍｉｎ＝（Ｄ−Ｌｈ−Ｒ）×ｔａｎ（９０°−θ／２）＝  １．３８ｍｍ  （式１）
一方、処置具２８が最も撮像ユニット１９より離れた方向に位置した場合に、処置具２８が突出されて、処置具２８の先端全体が撮像ユニット１９によって撮像されるために必要な条件は、挿入部７の先端部１１の先端面からの処置具２８の突出量Ｈａｌｌとして、式２に示すように導出される。
【００４３】
Ｈａｌｌ＝（Ｄ−Ｌｈ＋Ｒ）×ｔａｎ（９０°−θ／２）＝  ２．４５ｍｍ  （式２）
式１，式２に示されるように、処置具２８は、先端部１１の先端面からの突出量が１．３８ｍｍ以上から撮像ユニット１９の視野内に入り始め、２．４５ｍｍ突出された時に、処置具２８の先端のほぼ全体が視野内に入る。  
以上により、本実施例における撮像ユニット１９の近点側に設定された状態では、被写界深度は５．２ｍｍ〜１０ｍｍとなり、処置具２８の先端側は、確実に撮像ユニット１９の視野内に入り、モニタ５上でも視認可能となる。  
次に、図８を参照して撮像ユニット１９により、近点側に設定した状態で、白黒ペアの帯が３５μｍピッチの被写体等を撮像したときの作用について説明する。
【００４４】
図８は本実施例の電子内視鏡２の挿入部７を体腔内に挿入し、先端部１１に設けた撮像ユニット１９により、体腔内の処置対象部位側を撮像すると共に、処置具２８を先端開口２６から突出させて処置を行う場合の概略図を示す。  
この場合、処置がし易い条件としては、処置対象とする患部等に対しては、詳細に観察できることが望まれると共に、先端開口２６から突出される処置具２８の先端側も詳細に観察できることが望まれる。  
本実施例においては、以下のようにしてこれらを満たすようにしている。まず、説明をより明確にするために以下のように輝度コントラストＧ（ＭＴＦ）を定義する。
【００４５】
同じ幅の白と黒の帯（ストライブ）の被写体を対物レンズ系１７により、ＣＣＤ１８受光面上に結像させた際に、前記白の被写体による輝度の最大値をＧｍａｘ、前記黒の被写体による輝度の最小値をＧｍｉｎとし、輝度コントラストＧ＝（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）／（Ｇｍａｘ＋Ｇｍｉｎ）と定義する。  
このように輝度コントラストＧを定義した場合、前記のように構成された撮像ユニット１９では、近点に設定された状態において、物体距離５．２ｍｍから６．８ｍｍの時に、白黒ペアの帯６０のピッチが３５μｍの被写体を撮像した際、ＣＣＤ受光面上に結像された白の帯と黒の帯の輝度コントラストＧは、１０％以上となる。  
上記対物レンズ系１７によってＣＣＤ１８の受光面上に結像したピッチ３５μｍの白黒ペアの帯の被写体の像は、白帯が結像された画素から出力される画像信号と、黒帯が結像された画素から出力される画像信号の差は、略１０％以上となる。
【００４６】
前記画像信号は、ＣＤＳ回路４９、Ａ／Ｄ変換器５０、信号変換部５１を介して、画像処理部５２に入力され、例えば、モニタ５に適したガンマ処理やノイズを除去するローパスフィルタ処理等が施される。  
そして、前記白の被写体により得られた輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体により得られた輝度信号の最小値をＩｍｉｎとし、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した場合、（上記白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体を撮像した際には）コントラストＩが１０％以上になるように出力される。以上により、撮像ユニット１９で撮像された３５μｍピッチの白黒ペアの帯は、モニタ５上で白黒ペアの帯として視認可能となる。このようにコントラストＩが１０％以上になると識別し易い状態で観察できることになる。
【００４７】
図８においては、近点側に設定した状態で物体距離６．８ｍｍをｄとして、その位置に３５μｍピッチの白黒ペアの帯（ストライプ）６０を配置した場合には、ＣＣＤ１８により光電変換され、例えば信号変換部５１から出力される映像信号を形成する輝度信号におけるコントラストＩが上記のように１０％以上になることにより、３５μｍピッチの白黒ペアの帯６０をモニタ５上で視認できることになる。  
図８においても、チャンネルの先端開口２６から処置具２８を突出した様子を示し、撮像ユニット１９の視野内に処置具２８の先端が入った後、さらに前方に突出させることにより処置具２８の先端は、３５μｍピッチの白黒ペアの帯６０を視認できる物体距離ｄの状態になる。この状態では、物体距離ｄは、式２のＨａｌｌより大きいので、式２から
ｄ≧（Ｄ−Ｌｈ＋Ｒ）×ｔａｎ（９０°−θ／２）                      （式５）  の条件を満たす状態となる。なお、式５は書き換えると、
Ｄ≦ｄ／ｔａｎ（９０°−θ／２）＋Ｌｈ−Ｒ
となる。
【００４８】
このため、本実施例によれば、焦点距離を可変の光学系を用いた場合において、処置具２８により処置を行おうとする患部等の被写体を高詳細に観察できると共に、その付近に突出された処置具２８の先端の状態も高詳細に観察でき、処置がし易い。またこの状態においても、所定の被写界深度を有しているので、処置しようとする部位の周囲の広範囲の状態の把握もでき、処置を円滑に行うことができる。  
本実施例は以下の効果を有する。  
本実施例では、撮像ユニット１９を構成する対物レンズ系１７として焦点位置を可変させたとき画角が殆ど変化しない可変焦点光学系を採用しているために、単焦点光学系の場合と比較して近景側から遠景側まで高い解像度の内視鏡画像を得ることができる。
【００４９】
また、前記撮像ユニット１９により撮像された３５μｍピッチの白黒ペアの帯がモニタ５上で視認できる距離において、チャンネル２５の先端開口２６から突出される処置具２８の先端側が、モニタ５上で視認可能であるため、従来のズーム光学系を用いた内視鏡では拡大観察時の画角が狭くなることによる操作性を改善できる。例えば、本実施例によれば、大腸のピットパターンといったような被写体の詳細な観察を行ないながら、処置具２８による処置を行なうことが簡単に可能になるという効果が得られる。  
また、近点側に設定した状態では３５μｍピッチの白黒ペアの帯がモニタ上で視認可能な距離が５．２ｍｍから６．８ｍｍであるため、本実施例においては、その距離よりもかなり手前の物体距離において、処置具２８の先端側を視野内に入れることができ、さらに前方側に突出させることにより最高解像力が得られる距離に達する状態になる。
【００５０】
従って、本実施例では、近点側に設定した状態の被写界深度内での距離においては、処置具２８の先端側を視野内に十分に入れることができ、処置具２８の操作が比較的容易になるといった効果も得られる。  
さらに、遠景側に設定した場合においても、所定の解像度を保持し、近景時よりも被写界深度が大きい状態で被写体像を得ることができる。
【００５１】
また、対物レンズ系１７を構成する可変焦点光学系がフォーカス状態となるようにオートフォーカス制御を行っているので、操作者は、煩雑な操作を必要とせずに遠景から近景まで、高い解像度の内視鏡画像の観察が可能となる。  
さらに、処置具２８が挿入されてその先端がモニタ５に表示される状態になると、処置具２８付近の明るさが最適となるように光源装置３による照明光量を制御する為、処置がしやすくなる。  
なお、本実施例では、ＣＣＤ１８の画素ピッチを２．５μｍ、有効画素数を１３０万画素とし、撮像ユニット１９の最大画角を１３８°、近点側の被写界深度を５．２ｍｍから１０ｍｍとし、撮像ユニット１９の光軸Ｏと先端開口２６中心との距離を６ｍｍとしたが、これに限ったものではない。
【００５２】
例えば、白黒ペアの帯６０のピッチが３５μｍの被写体を撮像したときに、前記白の被写体を撮像した画素から得られる出力信号と、前記黒の被写体を撮像した画素から得られる出力信号の差が１０％以上となるように、画素ピッチ、有効画素数、最大画角、近点側の被写界深度等を変更し、かつ、前記３５μｍの被写体を撮像したときに出力信号の差が１０％以上となる物体距離において、処置具が観察可能となるように、最大画角、及び撮像ユニット１９の光軸Ｏと先端開口２６中心との距離を変更しても、ほぼ同様の効果が得られる。
【００５３】
また、上述の説明ではＣＣＤ１８の有効画素数は、１３０万画素としたが、モザイクカラーフィルタ方式の場合には、１５０万画素程度でも同様の効果が得られ、この場合には最高の解像力が得られる距離をさらに大きくすることができるという効果が得られる。    また、本実施例では、補色のモザイクフィルタ方式のカラーＣＣＤを用いて説明したが、これに限ったものではなく、電子内視鏡では、照明光として切替式等の三原色の光を用い、順次照射した三原色の光と同期してモノクロ（白黒）のＣＣＤにて被写体像を取り込んで画像処理装置にてカラー化する方式が用いられる場合があるが、この方式においても上記条件を満たすことで、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
この方式の場合、有効画素数６５万画素程度のＣＣＤ出力信号としてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を得ることができ、輝度信号を生成せずにモニタ５に出力することも可能であるが、この場合には、最も輝度の高いＧ信号を輝度信号とみなせば良い。  
画角は、周囲の観察性を考慮した一般的な内視鏡で用いられる１００°以上の画角が好ましく、画角がより広い方が、処置具検出距離が短くなるといった効果がある。  
また、本実施例の画像処理装置４及び、モニタ５は、ＨＤＴＶ方式の映像信号に対応したもので説明したが、これに限ったものではなく、例えばＳＶＧＡやＸＧＡといった高解像のモニタに対応した表示方式を用いても良い。
【００５５】
さらに、本実施例の撮像ユニット１９では、ＣＣＤ１８の熱を放熱する手段として放熱部材３９と放熱用ケーブル４０により挿入部７の先端部材への放熱を開示しているが、放熱部材３９に放熱用ケーブル４０を設けず、放熱部材に対向する部分に挿入部７の先端部材の熱伝導性の良い部分を近接させ、熱伝導性の良い封止樹脂等を介して、放熱する構造でも良い。  
また、放熱用ケーブル４０として、信号ケーブル２１の一部を用いても良い。例えば信号ケーブル２１内に、駆動に使用しないダミーケーブルを設けても良いし、信号ケーブル２１の電磁遮蔽を目的とした外部シールドを用いても良い。また、放熱部材３５を設けずに、放熱用ケーブル４０の導体部分をＣＣＤチップ１８ｂ付近に導電性の良い封止樹脂にて固定することでも、同様の放熱効果が得られる。  
また、ＣＣＤチップ１８ｂ内部の出力段を、外部アンプとしてＣＣＤ基板１８ｃ上に配置し、ＣＣＤチップ１８ｂの消費電力を、外部基板上の部品に配分することにより、ＣＣＤチップ１８ｂの発熱を押さえることも有効である。
【実施例２】
【００５６】
次に本発明の実施例２を図９ないし図１１を参照して説明する。図９は、実施例２を備えた電子内視鏡システム１Ｂの全体構成を示す。この電子内視鏡システム１Ｂは、図１の電子内視鏡２の一部が異なる電子内視鏡２Ｂと、実施例１におけるビデオプロセッサ４におけるオートフォーカス部３７の代わりに、２段階（オート）フォーカス制御機能７１ａを持つＣＰＵ７１を備えたビデオプロセッサ４Ｂを有する。なお、光源部３及びモニタ５は、実施例１と同じ構成である。
【００５７】
本実施例の電子内視鏡２Ｂは、基本的な構成は、実施例１と同じであり、ＣＣＤの有効画素数及び対物レンズ系の一部の構成が異なると共に、撮像ユニットと処置具チャンネルの位置関係が異なる。以下、相違点に重点をおいて説明する。
【００５８】
図１０は、本実施例の電子内視鏡２Ｂにおける挿入部７の先端部１１の先端面を正面から見た正面図、図１１は図１０におけるＢ−Ｂ線断面図、図１２は処置具２８を先端部１１から突出させたときのモニタ表示映像を示す。  
本実施例における電子内視鏡２Ｂの先端部１１には、図１０或いは図１１に示す対物レンズ系７２及びＣＣＤ７３を備えた撮像ユニット１９Ｂが採用されている。  
このＣＣＤ７３は、画素ピッチ２．８μｍでモニタ表示に有効な画素数は８０万画素のものが採用されている。  
また、撮像ユニット１９Ｂは、例えば近点側（近景）に設定した状態においては、最大画角１６０°となる変倍光学系の対物レンズ系７２を有し、この対物レンズ系７２の最先端の第１レンズ７２ａとしてメニスカス形状をしたものが配置されている。
【００５９】
挿入部７の先端部１１は、図１０に示すように、第１レンズ７２ａの外径がφ２．８ｍｍで、形状がメニスカスである対物レンズ系７２を含む撮像ユニット１９Ｂと、チャンネル先端開口２６Ｂと、対物レンズ系７２先端表面に送水、送気して付着した汚物を除去する送気送水ノズル４３と、光源装置３に接続された図示しないライトガイドを通過した光により被写体を照明するための照明レンズ１６ａ、１６ｂが配設されている。  
撮像ユニット１９Ｂは、被写体を撮像し、モニタ５に表示したときのモニタ５上の上下方向が、図１０に示す挿入部先端の上下方向と一致するように、挿入部先端に取り付けられている。  
内径φ２．８ｍｍの処置具チャンネル２５は、撮像ユニット１９Ｂに対し、水平方向から若干ずれた左斜め下方向に配置されており、図１０に示すように、先端部１１の上下方向をＹ軸、左右方向をＸ軸とすると、処置具チャンネル２５の中心軸と、撮像ユニット１９Ｂの光軸Ｏを結ぶ直線は、前記Ｘ軸に対しαの角度を成している。
【００６０】
図１１に示すように、対物レンズ系７２の光軸Ｏと、先端開口２６Ｂは平行に配置されており、本実施例においては、対物レンズ系７２の中心（光軸Ｏ）と先端開口２６Ｂの中心軸の距離Ｄは、６ｍｍとしている。  
本実施例においても、図１１に示す第１レンズ７２ａ、第２レンズ７２ｂ及び第３レンズ７２ｃは第１レンズ枠３１に取り付けられており、この第１レンズ枠３１に嵌合するＣＣＤ枠３３内に実施例１と同様に接合レンズ１７ｄがレンズ保持枠により移動自在に配置され、接合レンズ１７ｄは、アクチュエータ２９を介して光軸Ｏ方向に移動される。  
また、ビデオプロセッサ４Ｂに設けたＣＰＵ７１は、基本的には実施例１における連続的にオートフォーカス制御を行う代わりに、接合レンズ１７ｄを近景位置と遠景位置との２つの位置の間で、よりフォーカスに近い状態となるようにフォーカス制御を行う。つまり２段階（オート切替による擬似）フォーカス制御を行う。
【００６１】
この場合、ＣＰＵ７１は、ビデオプロセッサ４Ｂに接続される電子内視鏡２ＢのＩＤ情報をスコープＩＤメモリ７４から読み込み、この電子内視鏡２Ｂの撮像ユニット１９Ｂの光学特性情報をＲＡＭ７１ｃに格納する。この光学特性情報は、接合レンズ１７ｄを近景時の位置に設定した場合と、遠景時の位置に設定した場合における物体距離が変化した場合の代表的なコントラストの変化の特性、或いは解像度に関する情報である。  
そして、ＣＰＵ７１は、２段階のフォーカス制御を行う場合、接合レンズ１７ｄが実際に設定されている一方の位置に設定された状態におけるコントラスト情報の変化の時間的変化を調べ、ＲＡＭ７１ｃに格納された光学特性情報を参照することにより、その変化が他方の位置に切り替えた方がより大きなコントラスト値が得られる、つまりよりフォーカス状態に近いか否かの判断を行う。
【００６２】
そして、ＣＰＵ７１は、他方の位置に切り替えた方がより大きなコントラスト値が得られると判断した場合には、アクチュエータ駆動部３６を制御して、接合レンズ１７ｄを他方の位置に設定する。  
また、ＣＰＵ７１は、接合レンズ１７ｄを他方の位置に設定した場合にも、時間的にその状態でのコントラスト情報を監視して、同様の動作を行うことにより、２つのレンズ位置において、よりフォーカス状態に近いレンズ位置となるように制御する。  
この場合、ＣＰＵ７１は、信号変換部５１からの輝度信号から明るさ情報を検出し、さらに画像処理部５２からコントラスト情報を検出して、所定の明るさ以上の状態において、上記のようにコントラスト情報の時間的変化を監視し、光学特性情報を参照することにより切り替えるべきか否かを判断し、その判断結果に応じて接合レンズ１７ｄを２つの位置で制御する。
【００６３】
本実施例においては、近景時と遠景時との２つの位置に切替設定された場合、両者の状態における対物レンズ系７２は、それぞれ異なる光学特性を示す。例えば近景時では最も高い解像度を有し、逆に遠景時では、近景時に比べると少し低い解像度となるが、近景特よりも大きな被写界深度を有する。具体的には、接合レンズ１７ｄが近景側に設定された状態の場合、被写界深度は４．４ｍｍから１２ｍｍとなり、遠景側に設定された状態の場合、被写界深度は９ｍｍから１００ｍｍとなるようＦナンバが調整されている。  
そして、両者の特性における解像度は、近景と遠景との中間の距離においてほぼ逆の傾向を示す状態でクロス（重なる）する部分があるため、そのクロス部分において、クロスする位置から或程度ずれた状態では、接合レンズ１７ｄをいずれの位置に設定した方が、フォーカス状態（合焦状態）により近いかを判断することができる。ＣＰＵ７１は、その判断を行い、かつその判断結果に従って、接合レンズ１７ｄの位置切替の制御を行う。    なお、本実施例では、近景と遠景に設定された状態での対物レンズ系７２における被写界深度は所定値以上の部分で連続（重なる）ように設定されており、かつ所定の値の空間周波数までの範囲において、コントラストＩも所定値以上（例えば１０％）以上を持つ部分で重なるように設定されている。
【００６４】
次に本実施例における近景時の作用を説明する。  
まず、撮像ユニット１９Ｂにより、白黒ペアの帯が３５μｍピッチの被写体を近景時において撮像したときの作用について説明する。  
本撮像ユニット１９Ｂでは、近点に設定された状態において、物体距離４．４ｍｍから５．８ｍｍの時に、白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体を撮像した際、ＣＣＤ受光面上に結像された白の帯と、黒の帯のコントラストＧは、１０％以上となる。  
前記対物レンズ系７２によってＣＣＤ７３の受光面上に結像されたピッチ３５μｍの白黒ペアの帯の被写体の像は、光電変換される。そして、白帯が結像された画素から出力される画像信号と、黒帯が結像された画素から出力される画像信号の差は、略１１．５％となる。
【００６５】
この画像信号は、ＣＤＳ回路４９、Ａ／Ｄ変換器５０、信号変換部５１を介して、画像処理部５２に入力され、例えば、モニタに適したガンマ処理や、電気的なマスク処理等が施され、白帯と黒帯のコントラストＩが、１０％以上になるようにしてモニタ５に出力される。上記のような被写体の場合に対して、コントラストＩが、１０％以上になることにより、表示された画像から白帯と黒帯を識別可能になり、十分な解像度で観察ができる。  このようにして本実施例によれば、撮像ユニット１９Ｂで撮像された３５μｍピッチの白黒ペアの帯は、モニタ上で白黒ペアの帯として視認可能となる。  
また、近景時から物体距離が大きくなると、コントラスト値が小さくなるため、ＣＰＵ７１は切り替えた方がより大きなコントラスト値が得られると判断した場合には、接合レンズ１７ｄを遠景時の位置に切り替える制御を行う。
【００６６】
このように切替制御を行うことにより、近景から遠景に観察状態を変化させた場合、２つの位置でよりフォーカス状態に近いレンズ位置の状態で内視鏡画像が得られるようになる。
【００６７】
なお、電気的なマスク処理は、モニタ５の表示画面内に、図１２に示すように縦横比が１：１．２の八角形の表示エリア５ｂを作成し、この八角形の表示エリア５ｂ内に撮像ユニット１９Ｂで撮像した被写体を表示させる。
【００６８】
前記電気的なマスク処理によって得られた表示エリア５ｂ上の画角は、図１２で示すような横長の表示エリアの場合、対角方向のＰ点が最も大きい画角（θｍａｘ）となる。対物レンズ系７２の画角１６０°が前記最大画角θｍａｘと一致するように、マスク処理は施されている。一方、マスク処理により、モニタ画面上で最も画角が狭くなるのは上下方向で、ついで左右方向の画角が狭くなる。  
また、前記最大対角となるＰ点は、Ｐ点と画面中心を結んだ直線と、モニタ画面上の水平方向とから成す角度がαとなるように設定されており、さらに、撮像ユニット１９Ｂは、図１０に示すように挿入部の先端部１１のＸ軸方向とモニタ水平方向が一致するように配置されている為、Ｘ軸に対し角度αの位置に配置されている処置具チャンネル２５の先端開口２６Ｂから突出させた処置具２８は、図１２に示すように、モニタ５上の概略で言うと水平方向、より厳密に言うと水平方向より少し下側となる左下のＰ点付近より表示エリア５ｂ内に表示される。
【００６９】
本実施例における、挿入部の先端部１１の先端開口２６Ｂより突出させた処置具２８が、撮像ユニット１９Ｂによって撮像されるために必要な条件は、先端部１１の先端面からの処置具２８の最小の突出量Ｈｍｉｎとして、処置具２８が最も撮像ユニット１９Ｂ側にシフトしている場合、撮像ユニット１９Ｂの先端レンズ面での光線高Ｌｈ＝１．３１ｍｍ、先端開口２６Ｂの半径Ｒ＝２．８ｍｍ、撮像ユニット１９Ｂの画角θ＝１６０°、撮像ユニット１９Ｂの光軸Ｏとチャンネル２５との距離Ｄ＝６ｍｍとから、式３に示すように導出される。  
Ｈｍｉｎ＝（Ｄ−Ｌｈ−Ｒ）×ｔａｎ（９０°−θ／２）＝０．５８ｍｍ    （式３）
一方、処置具２８が最も撮像ユニット１９Ｂより離れた方向に位置して場合に、処置具２８が突出されて、処置具２８の先端全体が撮像ユニット１９Ｂによって撮像されるために必要な条件は、先端部１１の先端面からの処置具２８の突出量Ｈａｌｌとして、式４に示すように導出される。
【００７０】
Ｈａｌｌ＝（Ｄ−Ｌｈ＋Ｒ）×ｔａｎ（９０°−θ／２）＝１．０７ｍｍ  （式４）
式３，式４に示されるように、処置具２８は、先端部１１の先端面からの突出量が０．５８ｍｍ以上から撮像ユニット１９Ｂの視野内に入り始め、１．０７ｍｍより突出された時に、処置具２８の先端のほぼ全体が視野内に入る。  
以上から、本実施例における撮像ユニット１９Ｂの近点側に設定した状態の３５μｍピッチの白黒ペアの帯がモニタ上で視認可能な距離４．４ｍｍから５．８ｍｍにおいては、処置具２８の先端側は撮像ユニット１９Ｂの視野内に入り、モニタ５上でも視認可能となる。  
本実施例は、以下の効果を有する。  
本実施例は、撮像ユニット１９Ｂを構成する対物光学系として焦点距離が変化する可変焦点光学系を採用しているために、単焦点光学系の場合よりも近景側から遠景側まで解像度の高い画像を得ることができる。  
ここで、本実施例では、ＣＣＤ７３の画素ピッチを２．８μｍ、有効画素数を８０万画素とし、撮像ユニット１９Ｂの最大画角を１６０°、近点側に設定した状態の被写界深度を４．４ｍｍから１２ｍｍとし、撮像ユニット１９Ｂの光軸Ｏと先端開口２６中心との距離を６ｍｍとしたが、これに限ったものではない。  
例えば、白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体を撮像したときに、前記白の被写体を撮像した画素から得られる出力信号と、前記黒の被写体を撮像した画素から得られる出力信号の差が１０％以上となるように、画素ピッチ、有効画素数、最大画角、近点側の被写界深度等を変更し、かつ、前記３５μｍの被写体を撮像したときに出力信号の差が１０％以上となる物体距離において、処置具が観察可能となるように、最大画角、及び撮像ユニット１９の光軸Ｏと先端開口２６中心との距離を変更しても、ほぼ同様の効果が得られる。
【００７１】
また、本実施例では、有効画素数を８０万画素としたが、モザイクカラーフィルタ方式の場合では６０万画素程度でも同様の効果が得られ、この場合は、近点側の被写界深度をさらに大きくし、遠点側の被写界深度との深度のクロス領域が広がるため、焦点切り替えをよりスムーズにすることができるという効果が得られる。  
また、本実施例でも、照明光として切替式等の三原色の光を用い、順次照射した三原色の光と同期してモノクロ（白黒）のＣＣＤにて被写体を取り込んで画像処理装置にてカラー化する方式を採用することができ、この場合、有効画素数２５万画素程度のＣＣＤを用いた場合に、モザイクフィルタ方式の６０万画素と同等の効果が得られる。
【００７２】
なお、本実施例においては、図１２に示すようにモニタ画面５ａの表示エリア５ｂとして、垂直方向（縦方向）よりも水平方向の表示サイズが長くした横長で八角形としていたが、この場合に限定されるものでない。  
また、より一般的に、表示エリアにおける表示エリアが広い（或いは大きい）方向に対応するように先端開口を配置することにより、この先端開口から突出された処置具２８が表示エリアが広い方向に表示されるようにしても良い。  
なお本実施例の第１変形例として、図１３に示すようにＣＰＵ７１により２段階オートフォーカス制御機能７１ａと３段階オートフォーカス制御機能７１ｂをモード切替スイッチＳＷ１により選択できるようにしても良い。
【００７３】
図１３に示す電子内視鏡システム１Ｃは、例えば図９の電子内視鏡システム１Ｂにおいて、ＣＰＵ７１は、２段階オートフォーカス制御機能７１ａの他に、３段階オートフォーカス制御機能７１ｂを持つ。  
そして、このＣＰＵ７１は、例えば電子内視鏡２Ｂの操作部８に設けたモード切替スイッチＳＷ１により選択された選択信号に応じて、２段階オートフォーカスモード或いは３段階オートフォーカスモードでフォーカス制御を行う。  
本変形例の場合も、スコープＩＤメモリ７４には、その電子内視鏡２Ｂに固有の光学特性情報が格納されている。この場合には、接合レンズ１７ｄを近点、遠点の他に近点及び遠点の間に設定した中間点に設定した場合のコントラストに関する光学特性の情報が格納されている。また、中間点の位置に接合レンズ１７ｄを駆動（移動）する情報も格納されている。
【００７４】
そして、ビデオプロセッサ４ＢのＣＰＵ７１はその光学特性情報を読み出し、例えばＲＡＭ７１ｃに格納して、実施例２における２段階のフォーカス制御或いは３段階のフォーカス制御を行う。  
３段階のフォーカス制御を行うメリットとしては、近点及び遠点の２段階のフォーカス制御では、両者の中間位置付近では両者の光学特性の谷間になるため、例えば被写界深度と解像度とをより好ましい特性を持つように改善することが困難になり易い。  
例えば、近景と遠景時では、被写界深度が所定値以上で連続し、かつコントラストＩが１０％以上の場合に対して、両者の中間点の位置にも切り替えられるようにした場合には、これらの条件よりもより大きな被写界深度の値及びコントラストＩの値で連続させることが可能となり、より改善された光学特性を実現できる。
【００７５】
このように近点と遠点の間の中間点の位置にも接合レンズ１７ｄを設定できる構成とすることにより、被写界深度と解像度とをより大きくでき、従ってより好ましい光学特性を実現することが簡単にできる。  
３段階のフォーカス制御を行う制御方法は、２段階と類似している。例えば近点に設定されている状態で、ＣＰＵ７１はその状態でのコントラスト情報の時間的変化をモニタし、その場合には近点の状態と中間点との切替を行うか否かを判断する。  
また、中間点に設定された状態においても、コントラスト情報の時間的変化をモニタして近点側に変化しているか遠点側に変化しているかに応じて、近点側或いは遠点側に切り替えるか否かを判断する。このため、実施例２の場合と類似の制御で、３段階のフォーカス制御も行うことができる。
【００７６】
図１４は第２変形例におけるＣＰＵ７１部分を示す。図１４に示すように例えばＣＰＵ７１は、モード切替スイッチＳＷ１のモード切替指示信号に応じて２段階オートフォーカス制御機能７１ａと、２段階マニュアル制御機能７１ｄとを行うようにしても良い。  
２段階オートフォーカス制御機能７１ａは、実施例２で説明したものと同様である。    モード切替スイッチＳＷ１により２段階マニュアル制御モードに設定された場合には、ＣＰＵ７１は、マニュアル操作スイッチＳＷ２における近点指示スイッチが操作された場合には、接合レンズ１７ｄを近点側に移動する。  
一方、マニュアル操作スイッチＳＷ２における遠点指示スイッチが操作された場合には、ＣＰＵ７１は、接合レンズ１７ｄを遠点側に移動する制御動作を行う。  
このようにモード選択手段を設けることにより、操作者は電子内視鏡２Ｂを用いて診断等を行う場合における観察（撮像）の選択肢が広くなり、より使い易いものを実現できる。
【００７７】
図１４では、２段階オートフォーカス制御機能７１ａと、２段階マニュアル制御機能７１ｄとを行う説明をしたが、この他に３段階オートフォーカス制御機能７１ｂと、３段階マニュアル制御機能とを行うようにしても良い。また、ＣＰＵ等を用いて、複数段階でのオートフォーカス制御機能と複数段階でのマニュアル制御機能を行うようにしても良い。  また、ＣＰＵ等を用いて、連続的なオートフォーカス制御と、複数段のフォーカス制御と、連続或いは複数段のマニュアル制御とをモード切替指示操作に応じて行うようにしても良い。  
また、本実施例の画像処理装置４及び、モニタ５は、ＨＤＴＶ方式の映像信号に対応したもので説明したが、これに限ったものではなく、例えば、ＮＴＳＣ方式や、ＰＡＬ方式といった映像信号に対応したものでも良い。また、ＶＧＡ方式や、ＳＶＧＡ方式のものを用いても良い。  
なお、上述した実施例等を部分的に変形したり、組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
【００７８】
［付記］
１．所定の画素数を備えた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に結像させる所定の視野角を備えた対物光学系と、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる画像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体に対する輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体での輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した時、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体を前記対物光学系の近点側でほぼ１０％以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系を構成する少なくとも一部のレンズを駆動し、前記対物光学系の焦点距離を被写界深度が一部重複するように変化させる焦点位置可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時の視野角内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする電子内視鏡。
【００７９】
２．被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、
前記対物光学系の結像する位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを挿入部に有する電子内視鏡と、前記固体撮像素子からの画像信号をモニタに表示するための映像信号に変換する画像処理装置と、
を備えた電子内視鏡システムにおいて、
同じ幅の白と黒の帯の被写体を撮像した時に得られる映像信号から生成された輝度信号を基に、前記白の被写体を撮像した時に得られる輝度信号の最大値をＩｍａｘ、前記黒の被写体に対する輝度信号の最小値をＩｍｉｎ、コントラストＩをＩ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）と定義した際に、
挿入部の先端から所定距離離間した位置に配置した白黒ペアの帯のピッチが３５μｍの被写体を前記対物光学系の近点側でほぼ１０％以上のコントラストＩで捉えるために、前記対物光学系の焦点距離を変化させる焦点距離可変手段と、
所定距離突出される処置具の先端を、前記焦点距離可変手段によって近点側に設定された時のモニタ上の視野範囲内に配置させるように開口した処置具挿通チャンネルと、
を具備することを特徴とする電子内視鏡システム。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
体腔内に挿入部を挿入して患部等の被写体を、近景側で高精細に観察できる状態で撮像することができると共に、変倍光学系を採用しているので、遠景側に対しても必要とされる解像力を確保でき、チャンネル内に挿通した処置具の先端側をチャンネルの先端開口から突出させて治療のための処置を円滑に行うのに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１を備えた電子内視鏡システムの概略の構成を示す構成図。
【図２】実施例１の電子内視鏡における撮像ユニットの断面図。
【図３】実施例１における挿入部の先端部の先端面を正面から見た外観図。
【図４】本実施例の電子内視鏡の挿入部先端の先端面を正面から見た正面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線の概略断面図。
【図６】オートフォーカス動作のフローチャート図。
【図７】処置具チャンネルに処置具を挿入し、先端開口から処置具を突出させたときの断面図。
【図８】本実施例の近点側での作用の説明図。
【図９】本発明の実施例２を備えた電子内視鏡システムの概略の構成を示す構成図。
【図１０】本発明の実施例２における挿入部の先端部の先端面を正面から見た外観図。
【図１１】図７におけるＢ−Ｂ線の概略断面図。
【図１２】実施例２におけるチャンネル内に挿通した処置具を先端部から突出させたときのモニタ表示映像を示す図。
【図１３】実施例２の第１変形例を備えた電子内視鏡システムの概略の構成を示す構成図。
【図１４】実施例２の第２変形例におけるＣＰＵ部分を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１…電子内視鏡システム
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…画像処理装置
５…モニタ
７…挿入部
１１…先端部
１４…ライトガイド
１６ａ、１６ｂ…照明レンズ
１７…対物レンズ系
１８…ＣＣＤ
１９…撮像ユニット
２１…信号ケーブル
２５…チャンネル
２６…チャンネル先端開口
２７…処置具挿入口
２８…処置具
３１…レンズ枠
３３…ＣＣＤ枠
３７…オートフォーカス部
３７ａ…明るさ検出部
３７ｂ…コントラスト検出部
３７ｃ…ＣＰＵ
４５…ランプ
４７…絞り
５１…信号変換部
５２…画像処理部
５４…自動調光部
５４ａ…処置具検出部
５４ｂ…輝度検出部
５４ｃ…調光信号生成部
【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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