(57)【要約】【課題】２方向からの光を同時に観察することが可能な光学装置を提供する。【解決手段】内視鏡装置は、入射光を平行光にする第１対物光学系（直使用対物レンズ１１ａ）を備える。第１対物光学系とは異なる光軸を有し、入射光を平行光にする第２対物光学系（側視用対物光学系１１ｂ）を備える。スリット状の透過領域と遮蔽領域が交互に並べられて構成される遮蔽部１５を備える。遮蔽部１５を通過した光の光路を所定方向に偏向する回折格子１７を備える。第１対物光学系を介して入射された光の一部は、透過領域を通過し、残りは、遮蔽領域で遮光され、第２対物光学系を介して入射された光の一部は、透過領域を通過し、残りは遮蔽領域で遮光される。【選択図】図２
2009053304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を平行光にする第１光学系と、
前記第１光学系とは異なる光軸を有し、入射光を平行光にする第２光学系と、
スリット状の透過領域と遮蔽領域が交互に並べられて構成される遮蔽部と、
前記遮蔽部を通過した光の光路を所定方向に偏向する回折格子とを備え、
前記第１光学系を介して入射された光の一部は、前記透過領域を通過し、残りは、前記遮蔽領域で遮光され、前記第２光学系を介して入射された光の一部は、前記透過領域を通過し、残りは前記遮蔽領域で遮光されることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記回折格子を介して、前記所定方向に偏向された光を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子における前記第１光学系、前記透過領域、及び前記回折格子を介した第１入射光を受光した第１受光領域で得られた第１画像信号に基づく第１画像と、前記撮像素子における前記第２光学系、前記透過領域、及び前記回折格子を介した第２入射光を受光した第２受光領域で得られた第２画像信号に基づく第２画像を得るための画像処理を行う映像信号処理部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第１受光領域、前記第２受光領域それぞれの１つの領域の、前記第１受光領域と前記第２受光領域の並び方向の幅内に、前記撮像素子が前記並び方向に同じ数ずつ配置されることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関し、特に同時に２方向からの光の観察が可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２方向からの光のうち、いずれか一方を切り替えて観察可能な装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、視野方向を切り替え可能な撮像装置を開示する。
【特許文献１】特開２００５−３１４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の装置は、２方向からの光の両方を同時に観察することは出来ない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、２方向からの光を同時に観察することが可能な光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光学装置は、入射光を平行光にする第１光学系と、第１光学系とは異なる光軸を有し、入射光を平行光にする第２光学系と、スリット状の透過領域と遮蔽領域が交互に並べられて構成される遮蔽部と、遮蔽部を通過した光の光路を所定方向に偏向する回折格子とを備え、第１光学系を介して入射された光の一部は、透過領域を通過し、残りは、遮蔽領域で遮光され、第２光学系を介して入射された光の一部は、透過領域を通過し、残りは遮蔽領域で遮光される。
【０００７】
好ましくは、回折格子を介して、所定方向に偏向された光を撮像する撮像素子と、撮像素子における第１光学系、透過領域、及び回折格子を介した第１入射光を受光した第１受光領域で得られた第１画像信号に基づく第１画像と、撮像素子における第２光学系、透過領域、及び回折格子を介した第２入射光を受光した第２受光領域で得られた第２画像信号に基づく第２画像を得るための画像処理を行う映像信号処理部とをさらに備える。
【０００８】
さらに好ましくは、第１受光領域、第２受光領域それぞれの１つの領域の、第１受光領域と第２受光領域の並び方向の幅内に、撮像素子が並び方向に同じ数ずつ配置される。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、２方向からの光を同時に観察することが可能な光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態にかかる内視鏡装置１は、電子スコープ１０、画像処理プロセッサ３０、及びモニタ５０を備える。電子スコープ１０の撮像部２２で撮像されて得られた画像信号は、画像処理プロセッサ３０の映像信号処理部３１において画像処理が施され、モニタ５０に表示される。
【００１１】
内視鏡装置１は、電子スコープ１０の先端部の正面に入射した光（挿入方向からの光）を観察する直視と、電子スコープ１０の先端部の側面に入射した光を観察する側視とを同時に行うことが可能な内視鏡装置である。なお、方向を説明するために、電子スコープ１０の撮像に関する先端部分において、直視用対物レンズ（第１光学系）１１ａの光軸Ｌ１と直交する水平方向が第１方向ｘ（側視用対物レンズ（第２光学系）１１ｂの光軸Ｌ２と平行）、光軸Ｌ１と直交する鉛直方向が第２方向ｙ、光軸Ｌ１と平行な水平方向が第３方向ｚであるとして説明する。
【００１２】
電子スコープ１０の撮像に関する部分は、直視用対物レンズ１１ａ、側視用対物レンズ１１ｂ、遮蔽板１５、回折格子１７、プリズム１９、集光レンズ２１、及びＣＣＤなどの撮像部２２を備える。
【００１３】
電子スコープ１０の先端部分は、照明部（ライトガイド、不図示）によって照らされた被写体である体内などを、直視用対物レンズ１１ａ、側視用対物レンズ１１ｂ及び集光レンズ２１を介して撮像部２２で撮像する。
【００１４】
直視用対物レンズ１１ａは、電子スコープ１０の先端部分の正面に取り付けられ、直視における入射光を平行光にするコリメータレンズである。側視用対物レンズ１１ｂは、電子スコープ１の先端部分の側面に取り付けられ、側視における入射光を平行光にするコリメータレンズである。遮蔽板１５の入射面（出射面）は、直視用対物レンズ１１ａの光軸Ｌ１と側視用対物レンズ１１ｂの光軸Ｌ２とが直交し、且つ両対物レンズまでの光学的距離が等価な位置であって、第１方向ｘ及び第３方向ｚと４５度をなす位置関係に配置される。本実施形態においては、直視用対物レンズ１１ａ、側視用対物レンズ１１ｂとも同一の光学特性を有するものとし、観察像の倍率などを統一している。
【００１５】
遮蔽板１５は、第２方向ｙに平行なスリット状の透過領域と遮蔽領域が交互に並べられて構成される。図３では、直視用対物レンズ１１ａを介して正面から見える部分を実線で、見えない部分を点線で示す。
【００１６】
直視用対物レンズ１１ａを介して入射された光の一部は、遮蔽板１５の透過領域を通って回折格子１７の第１入射面１７ａに入射され（直視、図２の二重実線参照）、残りは、遮蔽板１５の遮蔽領域で遮光されて回折格子１７に入射されない。側視用対物レンズ１１ｂを介して入射された光の一部は、遮蔽板１５の透過領域を通って回折格子１７の第２入射面１７ｂに入射され（側視、図２の二重破線参照）、残りは、遮蔽板１５の遮蔽領域で遮光されて回折格子１７に入射されない。
【００１７】
遮蔽板１５の遮蔽領域の遮光により、回折格子１７の同じ箇所に、直視用対物レンズ１１ａを介して入射された光と、側視用対物レンズ１１ｂを介して入射された光の両方が入射されること（入射光の干渉）を回避することが可能になる。
【００１８】
回折格子１７は、直視用対物レンズ１１ａに対向する第１入射面１７ａ、及び側視用対物レンズ１１ｂに対向する第２入射面１７ｂを有し、遮蔽板１５の透過領域を通過した光の光路を所定方向に偏向する。具体的には、回折格子１７は、第１方向ｘ及び第３方向ｚと略４５度をなす位置関係（直視用対物レンズ１１ａの光軸Ｌ１及び側視用対物レンズ１１ｂの光軸Ｌ２と略４５度をなす位置関係）に配置され、直視用対物レンズ１１ａ、及び遮蔽板１５を介して回折格子１７の第１入射面１７ａに入射された光、及び側視用対物レンズ１１ｂ、及び遮蔽板１５を介して回折格子１７の第２入射面１７ｂに入射された光を、共に所定方向として遮蔽板１５の入射面と直交する方向に出射する。
【００１９】
図５は、第１入射面１７ａ、第２入射面１７ｂ、直視用対物レンズ１１ａ、及び側視用対物レンズ１１ｂの位置関係を示すために、他の部材を省略している。
【００２０】
回折格子１７から出射された光は、プリズム１９を介して光路が曲げられ、集光レンズ２１で集光されて、撮像部２２の撮像面に入射される。
【００２１】
撮像部２２の撮像面には、直視用対物レンズ１１ａ、遮蔽板１５、及び回折格子１７の第１入射面１７ａを介して入射された光（直視入射光）と、側視用対物レンズ１１ｂ、遮蔽板１５、及び回折格子１７の第２入射面１７ｂを介して入射された光（側視入射光）とが、第１方向ｘに交互に並んだ状態で入射される。
【００２２】
映像信号処理部３１は、撮像部２２の撮像素子における直視入射光を受光した領域（直視受光領域２２ａ）で得られた直視画像信号に基づく直視画像と、撮像部２２の撮像素子における側視入射光を受光した領域（側視受光領域２２ｂ）で得られた側視画像信号に基づく直視画像を得るための画像処理を行う。具体的には、直視受光領域２２ａで得られた直視画像信号だけを並べ直して直視画像を生成し、側視受光領域２２ｂで得られた側視画像信号だけを並べ直して側視画像を生成する。画像処理後、直視画像、及び側視画像は、モニタ５０に並べて表示される。
【００２３】
直視画像信号と側視画像信号とを精度よく分割できるように、直視受光領域２２ａ、側視受光領域２２ｂそれぞれの１つの領域の第１方向ｘの幅内に、撮像素子の画素が第１方向ｘにｎ個配置されるのが望ましい。ｎは１以上の整数であり、ｎの値が小さいほど精細な画像を得ることが可能になる。図４は、直視受光領域２２ａ、側視受光領域２２ｂそれぞれの１つの領域の第１方向ｘの幅内に、撮像素子の画素が第１方向ｘに１個配置される形態を示す（ｎ＝１）。
【００２４】
直視用対物レンズ１１ａの光軸Ｌ１と側視用対物レンズ１１ｂの光軸Ｌ２との交点は、遮蔽板１５と回折格子１７の近傍に位置する。回折格子１７によって切り替えられる光路は、遮蔽板１５の入射面の法線に対して対称となるため、光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交点近傍にて、遮蔽板１５、及び回折格子１７が光軸Ｌ２及び光軸Ｌ２に略４５度傾斜した状態で配置されることにより、最小の配置スペースで偏向後に撮像部２２に向かう光路方向を高精度に一致させることが可能になる。
【００２５】
本実施形態では、直視画像と側視画像とを同時に観察することが可能になる。このため、側視画像と直視画像との切り替え操作を行う必要がない。
【００２６】
また、直視と側視の切り替えは、電子スコープの先端部分をワイヤで曲げ伸ばしすることによる形態も考えられる。しかし、ワイヤで電子スコープの先端部分を曲げるため、ワイヤのテンションによる視野方向のずれが生じる上、曲げた部分だけ進入スペースを広めに確保する必要がある。
【００２７】
しかしながら、本実施形態では、直視と側視とを同時に行うことが出来るため、ワイヤなどの機構部品を使った形態に比べて構成を簡素化及び小型化することが可能になり、且つ視野方向のずれが生じることもない。
【００２８】
なお、本実施形態では、プリズム１９を使って回折格子１７から出射された光の光路を曲げ、第３方向ｚに垂直な位置関係に配置された撮像面を有する撮像部２２に入射させる形態を説明したが、他の実施形態として、プリズムを省略し、撮像部２２の撮像面を、遮蔽板１５の入射面と平行に配置する形態であってもよい（不図示）。
【００２９】
また、本実施形態では、光学装置として内視鏡装置１を使って説明したが、他の装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態における内視鏡装置の構成図である。
【図２】電子スコープの先端部分の構成を示す上面から見た図である。
【図３】電子スコープの先端部分を示す正面から見た図である。
【図４】撮像素子における直視受光領域と側視受光領域との位置関係を示す図である。
【図５】回折格子の第１、第２入射面と、直視用対物レンズと、側視用対物レンズの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  内視鏡装置
１０  電子スコープ
１１ａ  直視用対物レンズ
１１ｂ  側視用対物レンズ
１５  遮蔽板
１７  回折格子
１７ａ、１７ｂ  第１、第２入射面
１９  プリズム
２１  集光レンズ
２２  撮像部
２２ａ  直視受光領域
２２ｂ  側視受光領域
Ｌ１  直視用対物レンズの光軸
Ｌ２  側視用対物レンズの光軸
３０  画像処理プロセッサ
３１  映像信号処理部
５０  モニタ
【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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