(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、少なくとも、対物光学系、リレー光学系、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成される硬性ビデオ内視鏡システムであって、前記リレー光学系の途中で先端挿入部側とカメラヘッド側とが取り外し可能になっており、前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、前記視野マスク、前記撮像光学系及び前記固体撮像素子が一体で移動することを特徴とする硬性ビデオ内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療分野で広く用いられているビデオ内視鏡に関するものであり、特に、外科分野で用いられる硬性ビデオ内視鏡システムとそのフォーカシング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療の外科分野において、内視鏡と専用処置具を用いた低侵襲手技が普及しつつある。従来なら開腹手術を必要とした疾病を内視鏡下で低侵襲処置をすることが可能となり、入院期間の短縮等により患者の社会的負担軽減に貢献している。
【０００３】
内視鏡下外科手術では、硬性鏡に固体撮像素子を有した外付けカメラを取り付け、硬性鏡からの画像をＴＶモニターにて観察しながら専用処置具を用いた手技を行うのが一般的である。
【０００４】
また、上記硬性鏡に外付けカメラを取り付けてＴＶモニターを通しての手技は、整形外科分野も泌尿器科分野においても行われている。
【０００５】
固体撮像素子は、近年の半導体技術の進歩に伴って小型化高密度化されている。この進歩に伴い、内視鏡の先端部に固体撮像素子を有したビデオ内視鏡が特に内科分野で普及している。
【０００６】
また、外科分野においても、従来からの硬性鏡に外付けカメラを取り付けて使用するだけでなく、硬性鏡の先端部に固体撮像素子を有した硬性ビデオ内視鏡が用いられる機会が増えている。
【０００７】
しかしながら、先端部に固体撮像素子を配置した硬性ビデオ内視鏡を実現しようとした場合、以下のマイナス面がある。
【０００８】
１）固体撮像素子の小型化、高密度化が進んだとはいえ、特に外径φ６ｍｍ以下の硬性鏡の先端部に固体撮像素子を配置しようとする場合、固体撮像素子の画素数が制限される。
【０００９】
硬性鏡においては、先端の対物レンズにより形成された光学像を、リレーレンズを用いて後側に伝送している。このため、外径が細い硬性鏡においては、硬性鏡内を伝送された光学像を、十分な画素数を有した固体撮像素子を外付けカメラを用いて撮像した方が、先端に固体撮像素子を置いた硬性ビデオ内視鏡よりも優れた画像が得られる。
【００１０】
２）硬性鏡においては、その手技の適性や術者の好みにより、異なった視野方向の硬性鏡が用意されている。
【００１１】
しかし、これと同じように異なった視野方向の硬性ビデオ内視鏡を用意しようとした場合、それは術者及び病院側にとって大変なコスト高となる。つまり、ビデオ内視鏡には固体撮像素子及びその他多くの電子部品を含んでいる。このため、各視野方向の硬性ビデオ内視鏡を用意することは、その分だけ高価な固体撮像素子及びその他電子部品等が必要となる。これは、各視野方向の硬性鏡毎に外付けカメラを用意するのと同じことである。
【００１２】
３）膝関節等で用いられる関節鏡は、シェーバーと一緒に用いられることが多く、手技中に誤ってシェーバーで関節鏡の先端部を破損してしまうことが多々ある。このような場合、元来であれば硬性鏡のみの破損であり、硬性鏡のみを取り替えればよい。しかし、先端部に固体撮像素子を置いた硬性ビデオ内視鏡では、硬性鏡のみの破損に止まらず、多くの高価な電子部品を含んだ硬性ビデオ内視鏡そのものの破損となる。このため、硬性ビデオ内視鏡の場合、病院側は維持費も多く負担する必要が生じる。
【００１３】
また、従来の硬性鏡に外付けのカメラを用いて手技を行う場合には、以下の問題点がある。
【００１４】
１）硬性鏡には視野範囲を規定する視野マスクが接眼レンズの前に配置されている。このため、硬性鏡に外付けカメラを取り付けて撮像した際、特に細径硬性鏡の場合においてはＴＶモニター上に丸い視野範囲として写し出される。しかし、多くの場合にこの視野範囲は、図１３に示すように、ＴＶモニター上で偏心して観察される。
【００１５】
また、このモニター上での偏心が大きいと見栄えが悪いだけでなく、必要な視野範囲がＴＶモニター上でケラレることがある。このような場合、シェーバー等の処置具の位置が確認できず、処置具により硬性鏡先端部を破損してしまう等の問題が起き得る。
【００１６】
２）特に斜視硬性鏡を用いた手技においては、外付けカメラを一定の方向に保ちながら斜視硬性鏡を回転させることで視野方向を変え、広い範囲を観察しながら手技を行うことがある。
【００１７】
しかしながら、斜視硬性鏡を回転させると、ＴＶモニター上で観察されるマスクが一緒にモニター上で回転することが多々ある。これでは、手技中の術者からみて非常に手技がやりづらくなる。
【００１８】
図１４に、硬性鏡及び外付けカメラを組み合わせた光学系の概略図を示す。視野範囲を規定する視野マスクは、硬性鏡側の最終リレー部と接眼レンズの間に配置されている。
【００１９】
マスク偏心の原因としては、▲１▼硬性鏡側での視野マスク位置ズレ、▲２▼外付けカメラ側の光学系の偏心、又は、▲３▼硬性鏡と外付けカメラでの取り付け部での傾き等の原因がある。
【００２０】
このため、外付けカメラ側で対策しただけでは、このマスク偏心をなくすことは不可能である。また、硬性鏡側で対策しただけでも、ＴＶモニター上でのマスク無偏心を実現することは不可能である。
【００２１】
また、ＴＶモニター上での上記マスク偏心があると、斜視硬性鏡を回転させた際に、ＴＶモニター上てマスクが動くことは容易に想像できる。
【００２２】
また、硬性鏡側でマスクの位置ズレがあり、さらに外付けカメラ側での光学系偏心がある場合に、お互いの偏心をそれぞれが打ち消しあってＴＶモニター上でのマスク偏心がなくなることがある。ただし、この際にも、硬性鏡側を回転させると、偏心を打ち消しあっていた条件が崩れ、ＴＶモニター上でマスク移動が起きる。
【００２３】
以上より、特に細径の硬性ビデオ内視鏡を実現しようとした場合には、現在の硬性鏡と外付けカメラの組み合わせに対してマイナスとなることが多い。また、硬性鏡と外付けカメラを組み合わせた現在のシステムは、多くの問題点を抱えている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、現在の硬性鏡＋外付けカメラシステムに対して、画質劣化することなく、また、システム導入費及び維持費がコスト高にならない硬性ビデオ内視鏡システムを提供することにある。また、現在の硬性鏡＋外付けカメラシステムにおいて問題となっているＴＶモニター上でのマスク偏心及びマスク移動等の問題を解決し、術者が手技に集中しやすい環境を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の硬性ビデオ内視鏡システムは、物体側から順に、少なくとも、対物光学系、リレー光学系、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成される硬性ビデオ内視鏡システムであって、前記リレー光学系の途中で先端挿入部側とカメラヘッド側とが取り外し可能になっていることを特徴とするものである。
【００２６】
この場合に、カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子が一体で移動するか、リレー光学系の一部を移動するか、あるいは、撮像光学系は前側レンズ群及び後側レンズ群からなり、フォーカシングの際に、視野マスクと前側レンズ群とが一体で移動することが望ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の硬性ビデオ内視鏡システムとそのフォーカシング方法の実施例を説明する。
【００２８】
図１に、本発明の硬性ビデオ内視鏡システムの基本構成を示す。本発明における硬性ビデオ内視鏡システムにおいては、基本構成として、対物レンズ１、リレーレンズ系２、撮像レンズ３及び固体撮像素子４から構成されており、硬性鏡と外付けカメラを組み合わせたときの光学系の構成と同じである。また、視野マスク５は、リレーレンズ２と撮像レンズ３との間に配置されている。
【００２９】
固体撮像素子４はカメラヘッド２２側に配置されており、その大きさに制限がない。このため、十分な画素数を有した固体撮像素子４を用いることができ、画質面で有利である。
【００３０】
また、先端挿入部２１側とカメラヘッド２２側とは、リレーレンズ系２の最終リレーレンズ２−３で分かれており、最終リレーレンズ２−３は前側レンズ２−３−１と後側レンズ２−３−２とからなり、その後側レンズ２−３−２と視野マスク５はカメラヘッド２２側に含まれる。なお、この最終リレーレンズ２−３の前側レンズ２−３−１と後側レンズ２−３−２は略テレセントリックに接続されており、接続部における光束は平行光束となっている。
【００３１】
視野マスク５は、撮像レンズ３により固体撮像素子４上に投影される。したがって、視野マスク５の像が撮像素子４の中心位置にくるように、視野マスク５は光軸に対して垂直方向に位置調整できる機構を持っている。
【００３２】
このため、マスク像は常にＴＶモニターの中心位置となるように、組み立て時に位置調整されている。また、カメラヘッド２２側に対して先端挿入部２１を回転させた際にも、固体撮像素子４に対して視野マスク５の位置は変わらない。したがって、ＴＶモニター上でのマスク偏心はなく、また、先端挿入部２１を回転させた際にも、マスク位置がＴＶモニター上で移動することはない。
【００３３】
先端挿入部２１は取り替えが容易であり、手技及び術者の好みに合わせて先端視野方向を取り替えることができる。
【００３４】
ただし、本発明における硬性ビデオ内視鏡システムにおいては、リレーレンズ系２を用いて像を複数回伝送している。このため、各レンズ及び機械的部品の公差バラツキにより、視野マスク５位置での像位置ズレが起きやすい。
【００３５】
本発明における硬性ビデオ内視鏡システムにおいては、先端挿入部２１は取り替え可能であり、ある一本の先端挿入部の像位置ズレに対してカメラヘッド２２側で調整するだけでは、他の先端挿入部に取り替えた際には像位置ズレが起きる。このため、本発明における硬性ビデオ内視鏡システムにおいては、カメラヘッド２２側にて以下のようなフォーカシング機能を有している。
【００３６】
図２に示すように、先端挿入部２１内をリレーレンズ系２にて伝送されてきた像は、個々のレンズ及び機械的部品の交差バラツキにより正規の位置からズレる。また、その位置ズレ量は個々の先端部により様々であるため、その位置ズレ量を十分に補うだけのフォーカス範囲をカメラヘッド２２側で有している。
【００３７】
このフォーカシングの際には、視野マスク５、撮像光学系３及び固体撮像素子４は一体で移動する。また、視野マスク５は撮像光学系３を通して固体撮像素子４上に無偏心で投影されるように調整されているため、フォーカシング位置を変更してもＴＶモニター上で常にマスク像はシャープに写し出され、また、マスク像はＴＶモニター上で常に中心位置にあり、ＴＶモニター上でのマスク位置はフォーカシング及び先端挿入部２１の回転に伴って移動することはない。
【００３８】
また、視野マスク５、撮像光学系３及び固体撮像素子４は一体で動くため、個々の先端挿入部２１の像位置ズレに対してフォーカシングした際にも、視野マスク５の大きさがＴＶモニター上で変動することはない。
【００３９】
なお、硬性鏡と外付けカメラを組み合わせた際に、物点側ベスト位置から近点及び遠点にフォーカシングした際にはＴＶモニター上でマスク像はボケる。これは硬性鏡側でのマスク位置は物点ベスト位置の際に合わせてあるためである。
【００４０】
これに対して、本発明における硬性ビデオ内視鏡システムにおいては、近点及び遠点側にフォーカス位置を変えた際にも、常にＴＶモニター上でのマスク像はシャープに写し出され、この点におていも、現システムに対して優位である。
【００４１】
また、他のフォーカシング方法を図３、図４に示す。図３におけるフォーカシング方法では、カメラヘッド２２側にある最終リレーレンズ２−３の後側レンズ２−３−２を動かすことでフォーカシングを行っている。この際、視野マスク位置に像位置をフォーカスするように後側レンズ２−３−２を動かしている。
【００４２】
なお、最終リレーレンズ２−３の接続部での光束は平行光束となっており、後側レンズ２−３−２を動かしても結像倍率が変動することなく、結像位置のみを動かすことが可能である。
【００４３】
また、上述したように、視野マスク５は撮像光学系３を通して固体撮像素子４に対して無偏心で結像するように調整されている。
【００４４】
したがって、視野マスク５位置に先端挿入部２１を伝送してきた像をフォーカスすれば、撮像光学系３を通して固体撮像素子４上に撮像され、フォーカシングによって倍率変動及びマスク像ボケ等の問題が起きることはない。
【００４５】
また、図４に示すように、視野マスク５及び撮像光学系３の一部３−１を移動させてもよい。この際、撮像光学系３は前側レンズ群３−１と後側レンズ群３−２とから構成されており、視野マスク５はこの前側レンズ群３−１の略前側焦点位置に配置されている。また、前側レンズ群３−１と後側レンズ群３−２の間は略平行光束となっており、固体撮像素子４は後側レンズ群３−２の略後側焦点位置に配置されている。
【００４６】
したがって、フォーカシングの際にも、視野マスク５は常に一定の倍率で固体撮像素子４上に投影され、マスク像がＴＶモニター上でボケることはない。
【００４７】
また、上述したように、視野マスク５は撮像光学系３を通して固体撮像素子４上に無偏心で投影されるように調整されており、ＴＶモニター上でマスク像が偏心することはない。また、カメラヘッド２２側に視野マスク５は配置されており、先端挿入部２１を回転させた際にマスク像がＴＶモニター上で移動することはない。
【００４８】
次に、具体的な光学系の実施例を基に本発明の硬性ビデオ内視鏡システムを説明する。
【００４９】
まず、１実施例の光学系のレンズデータを以下に示す。
0004647839.tif 000002
0004647839.tif 000003
【００５０】
ただし、ｒ１、ｒ２…はレンズ各面の曲率半径、ｄ１、ｄ２…は各レンズの肉厚及びレンズ間隔、ｎ１、ｎ３…は各レンズの屈折率、ν１、ν３…は各レンズのアッベ数である。
【００５１】
本実施例は、図５に各光学系を分離して断面を示す通り、対物光学系（Ａ）、リレー光学系（Ｂ）（３つの部分に分離して図示）、撮像光学系（Ｃ）、固体撮像素子（Ｄ）から構成されており、実際には、対物光学系、リレー光学系、撮像光学系、固体撮像素子は光軸を中心に直列に接続されている。
【００５２】
本実施例におけるリレーレンズ径はφ２．８ｍｍであり、先端挿入部外径がφ４ｍｍを想定している。このため、リレー光学系を用いて先端挿入部内で光学像を伝送し、外径に余裕のある位置にて十分な画素数を有した固体撮像素子にて撮像している。
【００５３】
本実施例における硬性ビデオ内視鏡では、先端挿入部はカメラヘッド側から取り外し可能な構成となっている（取り外し位置はｒ３４である。）。この取り外し位置は最終リレー部内にあり、最終リレーの半分（ｒ３５〜ｒ４０）はカメラヘッド側に含まれる。また、カメラヘッド内のリレー部（ｒ３５〜ｒ４０）と撮像光学系（Ｃ）との間には視野マスクｒ４１が配置され、対物光学系（Ａ）により形成され、リレー光学系（Ｂ）により伝送された光学像の視野範囲を規定している。
【００５４】
先端挿入部は各種の視野方向を有しており、面ｒ５〜ｒ６の平凸レンズは、各種目的に応じて図６に示すような斜視プリズム形状となる。図６（ａ）の場合は、３０°視野方向を得るための斜視プリズム形状であり、図６（ｂ）の場合は、７０°視野方向を得るための斜視プリズム形状である。
【００５５】
また、本実施例における硬性ビデオ内視鏡システムでは、先端挿入部はカメラヘッドに対して回転可能である。このため、斜視先端挿入部を用いた際に、カメラヘッド側を一定方向に保ちながら視野方向を変えて広い範囲を観察できる。
【００５６】
また、最終リレー部における取り外し部分での光束は略平行光束となっている。このため、図７に示すように、先端挿入部側の光軸とカメラヘッド側の光軸が偏心した際にも、視野マスク位置での像ズレ等の問題は起きない。
【００５７】
なお、先端挿入部は取り外しが可能であり、視野方向別の先端挿入部等、１つのカメラヘッドに対して多くの先端挿入部が交換可能に取り付けられる。このため、取り付けられる先端挿入部のバラツキにより、カメラヘッド内に形成される像位置は異なる。
【００５８】
そのため、図８に示すように、カメラヘッド側では、視野マスクｒ４１、撮像光学系（Ｃ）及び固体撮像素子（Ｄ）が一体となって動くフォーカシング機構を備えている。このため、先端挿入部の違いによって起こる像位置ズレ量に対して視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子を一体で動かして固体撮像素子で撮像している。
【００５９】
本実施例における撮像光学系（Ｃ）は、図５に示すように、ｒ４２〜ｒ４４の正パワーの接合レンズ、及び、ｒ４５〜ｒ５０の正・負・正のトリプレットレンズから構成されており、撮像光学系のみで良好な収差補正がされている。このため、先端挿入部側では単独の収差補正を行えばよく、撮像光学系側の収差を考慮して収差補正をする必要はない。このため、先端挿入部側のシステム拡張性に優れているものである。
【００６０】
なお、この実施例において、視野マスクは常にベストフォーカス状態で固体撮像素子に投影されるため、図８のように視野マスクも一体に動かすことで、マスク像は常にシャープな状態でフォーカシングが可能である。また、固体撮像素子に対する視野マスクの位置は常に一定であり、フォーカシングの際にマスク像の大きさが変化する等の不具合はない。
【００６１】
さらに、この視野マスクは撮像レンズを通して固体撮像素子上に無偏心状態で投影されるように、視野マスク位置は光軸に対して垂直方向に位置調整されている。なお、この位置調整に関しては、固体撮像素子側を光軸に対して垂直方向に位置調整するようにしてもよい。
【００６２】
また、図９に示すようなフォーカシング方法を用いても、同様な効果が得られる。前述したように、先端挿入部とカメラヘッドとの取り外し位置では光束は平行光束となっている。このため、この取り外し位置において、先端挿入部側の半リレーレンズｒ２８〜ｒ３３とカメラヘッド側の半リレーレンズｒ３５〜ｒ４０の間隔を変えても、倍率の変化及び軸上収差の変化はない。
【００６３】
なお、軸外収差に関しては、瞳位置が変化するために若干の収差変化が起こり得る。図１０に、カメラヘッド側の半リレーレンズｒ３５〜ｒ４０を固体撮像素子側に１ｍｍ動かす前（ａ）と後（ｂ）での、非点収差、コマ収差、倍率色収差を示すが、収差変化はほとんどないことが分かる。このため、フォーカシングの際に画質が劣化することはない。
【００６４】
したがって、上記フォーカシング方式を用いることで、近軸量及び収差を略変化させることなく、像位置のみを視野マスク位置に合わせることが可能となる。また、視野マスクは撮像光学系を通して固体撮像素子に無偏心、かつ、ベストフォーカスで投影されるため、ＴＶモニター上におけるマスク像は常にシャープ、かつ、無偏心状態で観察される。
【００６５】
また、図１１に、さらに別のフォーカシング方式を示す。なお、この際の撮像光学系（Ｃ）のレンズデータは以下の通りである。ｒ１〜ｒ４１の視野マスクまでの光学系は、図５の光学系と同様である。
【００６６】
0004647839.tif 000004
【００６７】
ただし、ｒ４１、ｒ４２…はレンズ各面の曲率半径、ｄ４１、ｄ４２…は各レンズの肉厚及びレンズ間隔、ｎ４２、ｎ４３…は各レンズの屈折率、ν４２、ν４３…は各レンズのアッベ数である。
【００６８】
この撮像光学系（Ｃ）は、ｒ４２〜ｒ４４の前側レンズ群、ｒ４５〜ｒ５０の後側レンズ群から構成されており、前側レンズ群と後側レンズ群との間は略平行光束となっている。また、前側レンズ群の略前側焦点位置に視野マスクが、後側レンズ群の略後側焦点位置に固体撮像素子（Ｄ）が配置されている。
【００６９】
この実施例においては、フォーカシング時においては、視野マスクと前側レンズ群が一体で動くことで、視野マスク位置に像位置が合うようにフォーカスを行っている。この際、前側レンズ群と後側レンズ群との間は略平行光束となっており、フォーカシングによって固体撮像素子位置での結像位置がずれることはない。また、撮像光学系（Ｃ）全体での倍率変動はなく、マスク像は常に一定の大きさである。
【００７０】
また、このフォーカシングの際には、図１０と同様に、軸上収差の変化はなく、また、軸外収差の変化も小さいため、画質が劣化することはない。
【００７１】
したがって、上記フォーカシング方式を用いることで、近軸量及び収差を略変化させることなく、像位置のみを視野マスク位置に合わせることが可能となる。また、視野マスクは撮像光学系を通して固体撮像素子に無偏心、かつ、ベストフォーカスで投影されるため、ＴＶモニター上におけるマスク像は常にシャープ、かつ、無偏心状態で観察される。
【００７２】
なお、本発明は硬性ビデオ内視鏡に関するものであり、視野範囲を決める視野マスクは、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）側の電気的な処理にてＴＶモニター上に写し出すことも可能である（以後、電気マスク）。この際、上記実施例にて述べた視野マスクは不要となる。
【００７３】
電気マスク方式を用いる際には、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すような様々なマスク形状をＴＶモニター上に作ることが容易である。また、この際には、視野マスクの位置調整は不要となり、組み立て面からも有利である。
【００７４】
なお、電気マスク方式を用いる際には、マスクのフォーカシングを考慮する必要はないが、上記実施例にて説明したフォーカス方式を用いることは有効である。上記実施例のフォーカシング方法では、撮像光学系による倍率変動及び収差の崩れ等がなく、電気マスク方式と共に用いることも有効である。
【００７５】
以上の説明より、本発明による硬性ビデオ内視鏡システムは、以下の〔１〕〜〔２１〕に示す特徴を備えているものである。
【００７６】
〔１〕  物体側から順に、少なくとも、対物光学系、リレー光学系、撮像光学系及び固体撮像素子から構成される硬性ビデオ内視鏡システムであって、前記リレー光学系の途中で先端挿入部側とカメラヘッド側とが取り外し可能になっていることを特徴とする硬性ビデオ内視鏡システム。
【００７７】
〔２〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、前記視野マスク、前記撮像光学系及び前記固体撮像素子が一体で移動することを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００７８】
〔３〕  前記視野マスクは光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記視野マスクは位置調整されていることを特徴とする〔２〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００７９】
〔４〕  前記固体撮像素子は光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記固体撮像素子は位置調整されていることを特徴とする〔２〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８０】
〔５〕  前記撮像光学系は、少なくとも正パワーを持った１つの接合レンズと２つの正レンズ及び１つの負レンズから構成されていることを特徴とする〔２〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８１】
〔６〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、前記リレー光学系の一部を移動することを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８２】
〔７〕  前記視野マスクは光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記視野マスクは位置調整されていることを特徴とする〔６〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８３】
〔８〕  前記固体撮像素子は光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記固体撮像素子は位置調整されていることを特徴とする〔６〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８４】
〔９〕  前記撮像光学系は、少なくとも正パワーを持った１つの接合レンズと２つの正レンズ及び１つの負レンズから構成されていることを特徴とする〔６〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８５】
〔１０〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、視野マスク、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、前記撮像光学系は前側レンズ群及び後側レンズ群からなり、フォーカシングの際に、前記視野マスクと前記前側レンズ群とが一体で移動することを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８６】
〔１１〕  前記視野マスクは前記前側レンズ群の略前側焦点位置に配置されていることを特徴とする〔１０〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８７】
〔１２〕  前記視野マスクは光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記視野マスクは位置調整されていることを特徴とする〔１０〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８８】
〔１３〕  前記固体撮像素子は光軸に対して垂直方向に位置調整可能であり、前記視野マスクが前記撮像光学系を通して前記固体撮像素子に無偏心で結像するように、前記固体撮像素子は位置調整されていることを特徴とする〔１０〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００８９】
〔１４〕  前記撮像光学系は、少なくとも正パワーを持った１つの接合レンズと２つの正レンズ及び１つの負レンズから構成されていることを特徴とする〔１０〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９０】
〔１５〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、前記撮像光学系及び前記固体撮像素子が一体で移動し、かつ、電気マスク機能を備えていることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９１】
〔１６〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、フォーカシングの際に、前記リレー光学系の一部を移動し、かつ、電気マスク機能を備えていることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９２】
〔１７〕  前記カメラヘッド側は、少なくとも、リレー光学系の一部、撮像光学系及び固体撮像素子から構成され、前記撮像光学系は前側レンズ群及び後側レンズ群からなり、フォーカシングの際に、前記前側レンズ群を移動し、かつ、電気マスク機能を備えていることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９３】
〔１８〕  前記先端挿入部の外径はφ６ｍｍ以下であることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９４】
〔１９〕  前記先端挿入部は前記カメラヘッド側に対して回転可能であることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９５】
〔２０〕  前記カメラヘッドは、多種類の先端挿入部が交換可能に取り付けられることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９６】
〔２１〕  前記先端挿入部と前記カメラヘッドとの取り外し位置での光束は略平行光束であることを特徴とする〔１〕記載の硬性ビデオ内視鏡システム。
【００９７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の硬性ビデオ内視鏡システムによると、リレー光学系の途中で先端挿入部側とカメラヘッド側とが取り外し可能になっているので、視野方向別の先端挿入部等、１つのカメラヘッドに対して多くの先端挿入部を交換することができ、システム導入費及び維持費がコスト高にならない。また、その際、ＴＶモニター上でのマスク偏心及びマスク移動等の問題が起きないフォーカシング方式が適用でき、術者が手技に集中しやすい環境を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の硬性ビデオ内視鏡システムの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の硬性ビデオ内視鏡システムにおける１つのフォーカシング方式を説明するための図である。
【図３】本発明の硬性ビデオ内視鏡システムにおける別のフォーカシング方式を説明するための図である。
【図４】本発明の硬性ビデオ内視鏡システムにおけるもう１つのフォーカシング方式を説明するための図である。
【図５】本発明の硬性ビデオ内視鏡システムの１実施例における各光学系を分離して示す断面図である。
【図６】図５における先端挿入部の平凸レンズを斜視プリズム形状とする場合の具体例を示す断面図である。
【図７】図５の実施例において先端挿入部側の光軸とカメラヘッド側の光軸が偏心した際に視野マスク位置での像ズレ等が起きないことを説明するための図である。
【図８】図５の実施例において図２のフォーカシング方式を採用する場合の構成を示す図である。
【図９】図５の実施例において図３のフォーカシング方式を採用する場合の構成を示す図である。
【図１０】図５の実施例の図９によるフォーカシング前後での非点収差、コマ収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１１】図５の実施例において図４のフォーカシング方式を採用する場合の構成を示す図である。
【図１２】電気マスク方式を用いる際の様々なマスク形状を示す図である。
【図１３】従来の硬性鏡に外付けカメラを取り付けて撮像した際にＴＶモニター上に視野範囲が偏心して観察される様子を示す図である。
【図１４】硬性鏡及び外付けカメラを組み合わせた光学系の概略図である。
【符号の説明】
１…対物レンズ
２…リレーレンズ系
２−１、２−２…リレーレンズ
２−３…最終リレーレンズ
２−３−１…最終リレーレンズの前側レンズ
２−３−２…最終リレーレンズの後側レンズ
３…撮像レンズ（撮像光学系）
４…固体撮像素子
５…視野マスク
２１…先端挿入部
２２…カメラヘッド
（Ａ）…対物光学系
（Ｂ）…リレー光学系
（Ｃ）…撮像光学系
（Ｄ）…固体撮像素子
【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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