(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部を中途に有する管状部材からなり、対物光学系を先端部に配設して挿入部の外装として形成された長尺の第１の管状部材と、
前記第１の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第１の管状部材の先端側に光軸を中心として回転自在に保持された状態で配設され、前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を固定する第２の管状部材と、
前記第２の管状部材の基端部に該第２の管状部材を後方から回転させるために接続された半剛性を有する筒状材料からなり、前記第１の管状部材に挿通されて前記屈曲部を通り後方へ延出され、該後方から該第２の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させる回転機構と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子で撮像した内視鏡像をモニタで表示する電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察する医療用内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
このような内視鏡から映像信号を形成する方法としては、主に以下の２種類の方法がある。
【０００４】
１つ目の方法は、ファイバスコープによる内視鏡を用いた方法である。この１つ目の方法では、内視鏡の先端に配置された対物レンズにより結像した被写体の像をイメージファイババンドルを用いて接眼部まで伝送し、接眼部に着脱自在のカメラを取り付け、接眼部の像をカメラ内の撮像素子に再結像させ、その出力信号から映像信号を作成する。
【０００５】
２つ目は、電子内視鏡を用いた方法である。電子内視鏡は、内視鏡先端部の対物レンズの後方に固体撮像素子を配設し、前記対物レンズにより結像した被写体画像を前記固体撮像素子が電気信号に変換し、この電気信号を電気コードを介してカメラコントロールユニットのビデオプロセッサに導く。このビデオプロセッサは、前記固体撮像素子からの電気信号を映像信号処理して映像信号を作成し、テレビジョンモニタ（以下ＴＶモニタと呼ぶ）に内視鏡画像として表示させる。
【０００６】
また、電子内視鏡としては、特開平６−３１９６９７号公報に記載の電子式内視鏡装置のように、内視鏡の操作中、内視鏡本体を光軸回りに回転しても、モニタ上での像の回転を補正でき、そのオリエンテーションの把握が容易で、手技の操作をやり易くしたものが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平６−３１９６９７号公報に記載の電子式内視鏡装置では、対物レンズやＣＣＤを回転させるのではなく、イメージローテーターと呼ばれる像回転手段を対物レンズとＣＣＤの間に設置し、このイメージローテーターを回転させることによって観察像を回転させるようになっているため、構造が複雑になりコストアップにつながっていた。
【０００８】
また、特開平６−３１９６９７号公報に記載の電子式内視鏡装置では、イメージローテーターを回す具体的手段は、硬性の円筒管を手元で回すというものであり、内視鏡の挿入部が屈曲したものでは採用できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、内視鏡の挿入部に硬性で屈曲したものを用いた場合にも画像の回転が可能な電子内視鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載の電子内視鏡は、所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部を中途に有する管状部材からなり、対物光学系を先端部に配設して挿入部の外装として形成された長尺の第１の管状部材と、前記第１の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第１の管状部材の先端側に光軸を中心として回転自在に保持された状態で配設され、前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を固定する第２の管状部材と、前記第２の管状部材の基端部に該第２の管状部材を後方から回転させるために接続された半剛性を有する筒状材料からなり、前記第１の管状部材に挿通されて前記屈曲部を通り後方へ延出され、該後方から該第２の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させる回転機構とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施の形態）
図１乃至図３は本発明の実施の形態に係り、図１は電子内視鏡の外観図、図２は挿入部先端の断面図、図３は操作部の断面図である。
【００１２】
（構成）
まず、図１を用いて電子内視鏡の全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施の形態の電子内視鏡１は、挿入部２、操作部３、ケーブル４、ビデオコネクタ５及びライトガイドコネクタ６より構成されている。
【００１３】
電子内視鏡１は、ビデオコネクタ５を図示しないTVカメラコントロールユニット(図示しない)に接続することで、図示しないTVモニタに内視鏡画像を表示する。また、電子内視鏡１は、ライトガイドコネクタ６を図示しない光源装置に接続することで照明光を出射するようになっている。
【００１４】
電子内視鏡１の挿入部２は、クランク状に屈折した中空の硬性パイプ７を外装として構成されている。
図２に示すように、硬性パイプ７の先端部の内部には、対物レンズ群８、ＣＣＤユニット９、ライトガイドファイバ１０の先端側が内蔵されている。
前記ＣＣＤユニット９は、光学及び電子部品としてレンズ１１、ＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤと呼ぶ)１２、基板１３及び信号ケーブル１４を有して構成されている。これら光学及び電子部品はＣＣＤ枠１５及び収縮チューブ１６で覆われている。
【００１５】
ＣＣＤ枠１５及び収縮チューブ１６の内側には接着剤１７が充填されている。レンズ１１、ＣＣＤ１２、基板１３、信号ケーブル１４、ＣＣＤ枠１５及び収縮チューブ１６は接着剤１７で一体的に固められている。
また、硬性パイプ７の先端部の内部には、先端枠２０が取り付け固定されている。
【００１６】
先端枠２０は、略円筒状に形成され、レンズ枠２１および回転枠２２を同軸に保持する。レンズ枠２１は対物光学系の対物レンズ群８を収納する。
【００１７】
前記ＣＣＤユニット９のＣＣＤ枠１５は、略円筒状の回転枠２２の内側に嵌合し、接着固定されている。
これにより、前記対物レンズ群８、レンズ１１、ＣＣＤ１２、基板１３及び信号ケーブル１４の光軸及び中心軸はほぼ同軸になるように構成されている。対物レンズ群８は、レンズ１１を通じて、ＣＣＤ１２の撮像面に視野画像を結像する。
【００１８】
ＣＣＤ１２は対物レンズ群８及びレンズ１１により結像した被写体画像を電気信号の撮像信号に変換する。基板１３は、ＣＣＤ１２に電気的に接続しており、前記ＣＣＤ１２によって得た撮像信号を増幅するアンプ回路を有している。基板１３には信号ケーブル１４が接続されている。信号ケーブル１４は、基板１３のアンプ回路により増幅された撮像信号を操作部３側に導く。
【００１９】
前記回転枠２２の先端側には、外側に凸となるフランジ２３が設けられている。フランジ２３は、前記レンズ枠２１の後端面と、先端枠２０に設けられた段差部２４の間に挟持されている。ここで、レンズ枠２１は、先端枠２０の内側に嵌合し接着固定されているが、回転枠２２は先端枠２０に嵌合した状態で回転自在に保持されている。従って、回転枠２２は、先端枠２０内で光軸周りに回転することはできるが、長軸方向には移動できない。
【００２０】
前記回転枠２２の後端部には、可撓性のある中空の円筒管２５が接続されている。円筒管２５の材質としては、撚り線ワイヤーの芯線を抜いたものや、コイル(中空巻き線)、柔軟なプラスチック管、あるいはそれらの組み合わせなどを用いれば良い。特に、円筒管２５の材質としては、トルク追従性の良好な材質が適している。
【００２１】
円筒管２５は、図１に示すように、挿入部２のへの字状に屈折した部位２６を通り、操作部３内へ導かれている。また、円筒管２５の内部には、図２に示すように前記信号ケーブル１４が挿通されている。
【００２２】
図３に示すように、操作部３を形成する略円筒状のケース３１の内部には円筒状の回転操作部材３２が設けられいている。前記円筒管２５は、回転操作部材３２の先端部３３に接続されている。
【００２３】
回転操作部材３２はケース３１に回転自在に嵌入されている。これにより、先端部３３はケース３１および回転操作部材３２の中心軸と一致して設けられている。また前記硬性パイプ７とケース３１の中心軸も一致するように接続されている。
【００２４】
このような構造により、操作部３は、回転操作部材３２が回転すると円筒管２５が硬性パイプ７の中心から偏心することなく回転するように構成されている。
【００２５】
回転操作部材３２の中心には信号ケーブル１４が挿通されている。信号ケーブル１４は図１に示す前記ケーブル４を通ってビデオコネクタ５に内蔵された図示しない基板に接続されている。ビデオコネクタ５に接続されるカメラコントロールユニットは、ＣＣＤ１２の読み取り動作を制御し、その撮像信号を処理して映像信号に変換する。この映像信号はＴＶモニタに伝送される。
【００２６】
また、図２に示す前記硬性パイプ７の先端部に固定されたライトガイドファイバ１０は、挿入部２内を通り、図３に示す前記回転操作部材３２の、中心軸から外れた部分に中心軸と平行に設けられた側孔３４を通り、図１に示すケーブル４を通ってライドガイドコネクタ６内に接続されている。
【００２７】
図１及び図３に示すように、回転操作部材３２の側面には、回転操作を行うための操作レバー３５が接続されている。操作レバー３５はケース３１に設けられた円周方向に延びる貫通溝３６を通って回転操作部材３２に接続されている。貫通溝３６は図２に示すＣＣＤ１２の回転角度に応じて溝の長さが設定されている。この場合、図３に示すように、操作レバー３５には突起部３７が設けられ、回転操作部材３２には取り付け穴３８が設けられており、例えば突起部３７を取り付け穴３８に挿入して接着することにより、操作レバー３５を取り付け穴３８に取り付け固定している。
【００２８】
回転操作部材３２の取り付け穴３８の前後には溝部３９，４０が設けられている。この溝部３９，４０にはＯリング４１，４２が取り付けられている。Ｏリング４１，４２の外周は、ケース３１の内面における貫通溝３６の前後の位置に圧接している。これにより、ケース３１の内側のＯリング４１より前側及びＯリング４２の後側が防水状態になっている。
【００２９】
このような構造により、硬性パイプ７は、所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部２６を有する管状部材からなり、対物光学系（対物レンズ群８）を先端部に配設して挿入部２として形成された長尺の第１の管状部材となっている。
【００３０】
回転粋２２は、前記第１の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第１の管状部材に挿入されて前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ１２）を配設した第２の管状部材となっている。
【００３１】
円筒管２５は、前記第２の管状部材の基端部に接続された半剛性を有する筒状材料からなり、該第２の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させるための回転機構になっている。
【００３２】
(作用)
図１乃至図３に示した実施の形態において、操作レバー３５を周方向に移動させると、回転操作部材３２がケース３１内で回転し、回転操作部材３２の先端部３３に接続された円筒管２５も回転する。この場合に、円筒管２５は可撓性があるがトルク追従性もあるため、挿入部２の形状が屈曲していても円筒管２５回転力は硬性パイプ７の先端まで伝達する。そして、円筒管２５の先端にはＣＣＤ１２が固定された回転枠２２が接続されているため、円筒管２５の回転に伴いＣＣＤ１２が回転する。このとき、対物レンズ群８の光軸とＣＣＤ１２の中心軸は同軸に保持されているため、TVモニタ上の画像も、画像中心を軸として回転する。
【００３３】
(効果)
本実施の形態によれば、ＣＣＤ１２自体を回転させてTVモニタ上の画像を回すため、構造が簡易にできる。また、本実施の形態によれば、ＣＣＤ１２を回転させる円筒管２５が可撓性を有するため、電子内視鏡１の挿入部２が硬性で屈曲していても操作が可能である。さらに、本実施の形態では、円筒管２５が中空であり、その中にＣＣＤ１２からの信号ケーブル１４を収納できるため、ＣＣＤ１２の回転によって信号ケーブル１４が切れる確率を低下することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態の構成は上記に限定されるものではなく、回転操作部材３２と操作レバー３５の接続に歯車等を介することによって操作レバー３５の移動角度と回転操作部材３２の回転角度に変化を持たせるようにしてもよい。また、対物レンズ群は前方視型でなく斜視型（挿入部長手軸に対して斜め方向を観察する）でもよい。
【００３５】
また、本実施の形態のポイントとしては、あくまでも、屈曲させた硬性パイプ内で、内部のＣＣＤを屈曲部があっても力の伝達が可能なワイヤやコイルなどによって回転させるものであるが、例えば挿入部の外装には可撓性のある軟性管を用いることも可能である。
【００３６】
［付記］
以上詳述したような本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００３７】
（付記項１）  所定の内径を有するとともにクランク状に屈曲させた屈曲部を有する管状部材からなり、対物光学系を先端部に配設して挿入部として形成された長尺の第１の管状部材と、
前記第１の管状部材の内径よりも小さい外径を有する管状部材にて形成され、前記第１の管状部材に挿入されて前記対物光学系から導光される被写体像を撮像する撮像素子を配設した第２の管状部材と、
前記第２の管状部材の基端部に接続された半剛性を有する筒状材料からなり、該第２の管状部材を前記対物光学系の光軸を中心軸として回転させるための回転機構と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡。
【００３８】
（付記項２）  内視鏡本体に設けられた光学系を通じて撮像素子で内視鏡像を撮像し、この像を外部のモニタに表示する電子内視鏡において、
前記撮像素子を光軸周りに回転させる回転手段と、
この回転手段を操作する駆動機構と、
を具備し、前記回転手段は可撓性を有することを特徴とする電子内視鏡。
【００３９】
（付記項３）  前記回転手段を円筒状とし、前記撮像素子からの映像信号を伝達するための信号ケーブルを、前記回転手段の内部に収納したことを特徴とする付記項２に記載の電子内視鏡。
【００４０】
（付記項４） 挿入部が屈曲管で構成されていることを特徴とする付記項２または３に記載の電子内視鏡。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べた様に請求項１に記載の電子内視鏡によれば、撮像素子自体を回転させて画像を回すため、構造を簡易にできる。また、請求項１に記載の電子内視鏡によれば、撮像素子を回転させる第２の管状部材が可撓性を有するため、挿入部として形成された第１の管状部材が硬性で屈曲していても操作が可能である。さらに、請求項１に記載の電子内視鏡によれば、第２の管状部材が中空であり、その中に撮像素子からの信号ケーブルを収納できるため、撮像素子の回転によって信号ケーブルの切れる確率を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の外観図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部先端の断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡の操作部の断面図。
【符号の説明】
１    …電子内視鏡
２    …挿入部
３    …操作部
４    …ケーブル
５    …ビデオコネクタ
７    …硬性パイプ
８    …対物レンズ群
９    …ＣＣＤユニット
１１  …レンズ
１２  …ＣＣＤ
１３  …基板
１４  …信号ケーブル
１５  …ＣＣＤ枠
２０  …先端枠
２２  …回転枠
２５  …円筒管
３１  …ケース
３２  …回転操作部材
３５  …操作レバー
３６  …貫通溝
【図１】
0003831273.tif 000002
【図２】
0003831273.tif 000003
【図３】
0003831273.tif 000004