(57)【要約】【課題】互いの入射光が混じることなく、直視と側視を切り替えて使用することができる内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡は、第１対物光学系（直視用対物レンズ１１ａ）を備える。第１対物光学系とは異なる光軸Ｌ２を有する第２対物光学系（側視用対物レンズ１１ｂ）を備える。第１、第２対物光学系を介して入射した光を受光し、第１対物光学系または第２対物光学系のいずれか一方を介して入射した光のみを選択的に通過させる電気的に透過位置を変更可能なシャッタ（液晶シャッタ１３）を備える。シャッタ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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１対物光学系と、
前記第１対物光学系とは異なる光軸を有する第２対物光学系と、
前記第１、第２対物光学系を介して入射した光を受光し、前記第１対物光学系または前記第２対物光学系のいずれか一方を介して入射した光のみを選択的に通過させる電気的に透過位置を変更可能なシャッタと、
前記シャッタ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ることを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記シャッタは、複数のセグメントを有し、前記セグメントに入射した光を通す透過モードと入射された光を通さない遮蔽モードとが切り替え駆動されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記シャッタと、前記回折格子との間には、透過領域と遮蔽領域とを有する遮蔽部材をさらに備え、
前記第１対物光学系を介して入射した光を観察する場合には、前記第１対物光学系を介して入射した光が、前記シャッタにおける前記透過モードにされたセグメントと前記透過領域を通って前記回折格子に入射され、前記第２対物光学系を介して入射した光が、前記シャッタにおける前記遮蔽モードにされたセグメントと前記遮蔽領域のいずれかで遮光され、前記第２対物光学系を介して入射した光を観察する場合には、前記第２対物光学系を介して入射した光が、前記シャッタにおける前記透過モードにされたセグメントと前記透過領域を通って前記回折格子に入射され、前記第１対物光学系を介して入射した光が、前記シャッタにおける前記遮蔽モードにされたセグメントと前記遮蔽領域のいずれかで遮光されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記第１対物光学系と前記第２対物光学系とは互いの光軸が直交する位置に配置され、前記シャッタ及び遮蔽部材は、前記第１対物光学系の光軸と前記第２対物光学系の光軸に対して４５度傾斜して配置されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記第１対物光学系は、内視鏡の先端部の正面に配置され、入射した光を平行光にして前記シャッタに出射する直視用光学系であり、
前記第２対物光学系は、内視鏡の先端部の側面に配置され、入射した光を平行光にして前記シャッタに出射する側視用光学系であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に関し、特に直視と側視を切り替えできる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、十二指腸を観察するための内視鏡が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、十二指腸を観察するため、内視鏡の先端部の側面に入射した光を観察する側視が可能な内視鏡を開示する。特許文献２は、反射率可変ミラーを使って、異なる２つの方向からの光のうち、入射する光を選択する装置を開示する。
【特許文献１】特開２００２−２３８８３８号公報
【特許文献２】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、内視鏡の先端部の正面に入射した光（挿入方向からの光）を観察する直視が出来ない。直視が出来ないと、十二指腸にまで内視鏡の先端部を到達させるための挿入行程が困難である。内視鏡の先端部分をワイヤで曲げ伸ばしすることによって直視と側視とを切り替える形態も考えられるが、ワイヤで内視鏡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。特許文献２の装置を、十二指腸用内視鏡に応用すると、異なる２方向として直視と側視とを切り替えて観察することが可能になるが、透過率を０にすることは難しく、反射率を変えて透過光だけを入射させる場合にも、一方の光路からの入射光束を完全に遮光することが出来ないため、映り込み生じるおそれがある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、互いの入射光が混じることなく、直視と側視を切り替えて使用することができる内視鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内視鏡は、第１対物光学系と、第１対物光学系とは異なる光軸を有する第２対物光学系と、第１、第２対物光学系を介して入射した光を受光し、第１対物光学系または第２対物光学系のいずれか一方を介して入射した光のみを選択的に通過させる電気的に透過位置を変更可能なシャッタと、シャッタ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る。
【０００７】
好ましくは、シャッタは、複数のセグメントを有し、セグメントに入射した光を通す透過モードと入射された光を通さない遮蔽モードとが切り替え駆動される。
【０００８】
さらに好ましくは、シャッタと、回折格子との間には、透過領域と遮蔽領域とを有する遮蔽部材をさらに備え、第１対物光学系を介して入射した光を観察する場合には、第１対物光学系を介して入射した光が、シャッタにおける透過モードにされたセグメントと透過領域を通って回折格子に入射され、第２対物光学系を介して入射した光が、シャッタにおける遮蔽モードにされたセグメントと遮蔽領域のいずれかで遮光され、第２対物光学系を介して入射した光を観察する場合には、第２対物光学系を介して入射した光が、シャッタにおける透過モードにされたセグメントと透過領域を通って回折格子に入射され、第１対物光学系を介して入射した光が、シャッタにおける遮蔽モードにされたセグメントと遮蔽領域のいずれかで遮光される。
【０００９】
さらに好ましくは、第１対物光学系と第２対物光学系とは互いの光軸が直交する位置に配置され、シャッタ及び遮蔽部材は、第１対物光学系の光軸と第２対物光学系の光軸に対して４５度傾斜して配置される。
【００１０】
また、好ましくは、第１対物光学系は、内視鏡の先端部の正面に配置され、入射した光を平行光にしてシャッタに出射する直視用光学系であり、第２対物光学系は、内視鏡の先端部の側面に配置され、入射した光を平行光にしてシャッタに出射する側視用光学系である。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、互いの入射光が混じることなく、直視と側視を切り替えて使用することができる内視鏡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】
【００１２】
以下、本発明にかかる第１実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。第１実施形態にかかる内視鏡装置における電子内視鏡（スコープ）１は、電子内視鏡１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、電子内視鏡１の先端部の側面に入射した光を観察する側視が可能な電子内視鏡である。なお、方向を説明するために、電子内視鏡１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対物光学系）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対物光学系）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。
【００１３】
電子内視鏡１の撮像に関する先端部分は、直視用対物レンズ１１ａ、側視用対物レンズ１１ｂ、液晶シャッタ１３、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。
【００１４】
電子内視鏡１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。
【００１５】
直視用対物レンズ１１ａは、電子内視鏡１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。側視用対物レンズ１１ｂは、電子内視鏡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。液晶シャッタ１３の液晶面と、遮蔽板１５の遮蔽面とは、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。
【００１６】
液晶シャッタ１３は、直視用対物レンズ１１ａ、及び側視用対物レンズ１１ｂを介して入射した光を受光し、直視用対物レンズ１１ａまたは側視用対物レンズ１１ｂのいずれか一方を介して入射した光のみを選択的に通過させる。具体的には、液晶シャッタ１３は、表示領域が第２方向ｙに平行なスリット状に並べられたセグメントで構成され、オン状態（又はオフ状態）のセグメントが入射光を一定の透過率で通す透過モードに設定され、オフ状態（又はオン状態）のセグメントが入射光を通さない遮蔽モードに設定される。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。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光領域が交互に並べられて構成される。
【００１７】
直視の場合には、直視用対物レンズ１１ａを介して入射された光が、液晶シャッタ１３における透過モードにされたセグメントと遮蔽板１５の透過領域を通って回折格子１７に入射されるように、且つ側視用対物レンズ１１ｂを介して入射された光が、液晶シャッタ１３における遮蔽モードにされたセグメントと遮蔽板１５の遮蔽領域のいずれかで遮光されて回折格子１７に入射されないように、液晶シャッタ１３におけるセグメントのオンオフ状態が制御（切り替え駆動）される（図１参照）。
【００１８】
側視の場合には、側視用対物レンズ１１ｂを介して入射された光が、液晶シャッタ１３における透過モードにされたセグメントと遮蔽板１５の透過領域を通って回折格子１７に入射されるように、且つ直視用対物レンズ１１ａを介して入射された光が、液晶シャッタ１３における遮蔽モードにされたセグメントと遮蔽板１５の遮蔽領域のいずれかで遮光されて回折格子１７に入射されないように、液晶シャッタ１３におけるセグメントのオンオフ状態が制御（切り替え駆動）される（図２参照）。
【００１９】
回折格子１７は、液晶シャッタ１３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、液晶シャッタ１３、及び遮蔽板１５を介して回折格子１７に入射された光、及び側視用対物レンズ１１ｂ、液晶シャッタ１３、及び遮蔽板１５を介して回折格子１７に入射された光を、共に所定方向として液晶シャッタ１３の液晶面と直交する方向に出射する。
【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】
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、液晶シャッタ１３と回折格子１７との間の空間に位置する。液晶シャッタ１３及び回折格子１７によって切り替えられる光路は、液晶シャッタ１３の液晶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、液晶シャッタ１３、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。
【００２２】
直視と側視の切り替えは、電子内視鏡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、ワイヤで電子内視鏡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。
【００２３】
しかしながら、第１実施形態では、液晶シャッタ１３の表示領域を構成するセグメントのオンオフ状態を制御することで、直視による観察と、側視による観察とを切り替えることが可能になる。そのため、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。
【００２４】
また、遮光すべき入射光（例えば、直視の場合における側視入射光）は、液晶シャッタ１３の遮蔽モード（オフ状態）のセグメントまたは遮蔽板１５の遮蔽領域のいずれかによって遮光されるため、観察対象の入射光（例えば、直視の場合の直視入射光）に混じるおそれはない。
【００２５】
なお、第１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、第２実施形態として、プリズムを省略し、撮像部２２の撮像面を、液晶シャッタ１３の液晶面と平行に配置する形態であってもよい（図４、図５参照）。本実施形態においては、シャッタとして、加工性及び駆動制御が用意でコスト的に有利な液晶シャッタ１３を用いたが、液晶シャッタ１３に替えて、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態における直視を行う場合の電子内視鏡の先端部分の構成を示す上面から見た図である。
【図２】第１実施形態における側視を行う場合の電子内視鏡の先端部分の構成を示す上面から見た図である。
【図３】第１、第２実施形態における電子内視鏡の先端部分を示す正面から見た図である。
【図４】第２実施形態における直視を行う場合の電子内視鏡の先端部分の構成を示す上面から見た図である。
【図５】第２実施形態における側視を行う場合の電子内視鏡の先端部分の構成を示す上面から見た図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  電子内視鏡
１１ａ  直視用対物レンズ
１１ｂ  側視用対物レンズ
１３  液晶シャッタ
１５  遮蔽板
１７  回折格子
１９  プリズム
２１  集光レンズ
２２  撮像部
Ｌ１  直視用対物レンズの光軸
Ｌ２  側視用対物レンズの光軸
【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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