(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に設けられた対物レンズにより結像された対象物の像をイメージガイドファイバーにより搬送し、該イメージファイバーから射出される光束を２つに分割すると共に、分割された一方の光束を第１の観察光学系に導き、他方の光束を第２の観察光学系に導く内視鏡装置において、
前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系は、それぞれ、対象物の画像を肉眼で観察するためのアイピースレンズと、前記アイピースレンズを介して観察される前記対象物の画像を含む観察視野内に所定の情報を表示させるための表示手段と、を有し、
前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系の少なくともいずれか一方は、アイピースレンズを介して観察する観察者が注視している方向を検出する視線検出手段を備え、
前記視線検出手段による検出結果に基づいて、前記第１、第２の観察光学系の表示手段に同一の情報を表示させる制御手段を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
先端部に設けられた対物レンズにより結像された対象物の像をイメージガイドファイバーにより搬送し、該イメージファイバーから射出される光束を２つに分割すると共に、分割された一方の光束を第１の観察光学系に導き、他方の光束を第２の観察光学系に導く内視鏡装置において、
前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系は、それぞれ、対象物の画像を肉眼で観察するためのアイピースレンズと、前記アイピースレンズを介して観察される前記対象物の画像を含む観察視野内に所定の情報を表示させるための表示手段と、前記アイピースレンズを介して観察する観察者が注視している方向を検出する視線検出手段を備え、
前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系が持つ各視線検出手段による検出結果に基づいて、前記第１、第２の観察光学系の表示手段の表示制御を行う制御手段を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内視鏡装置において、
前記制御手段は、前記第１および第２の観察光学系の一方の視線検出手段による検出結果に基づいて、前記第１および第２の観察光学系の表示手段に同一の情報を表示させることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内視鏡装置において、
前記制御手段は、前記第１の観察光学系の視線検出手段による検出結果に基づいて前記第２の観察光学系の表示手段に情報を表示し、前記第２の観察光学系の視線検出手段による検出結果に基づいて前記第１の観察光学系の表示手段に情報を表示することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項２に記載の内視鏡装置において、
前記制御手段は、前記第１の観察光学系の視線検出手段による検出結果に基づいて前記第１、第２の観察光学系の表示手段に情報を表示し、または前記第２の観察光学系の視線検出手段による検出結果に基づいて前記第１、第２の観察光学系の表示手段に情報を表示することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれかに記載の内視鏡装置において、
前記制御手段の表示制御を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項３に記載の内視鏡装置において、
前記第１の観察光学系の表示手段と前記第２の観察光学系の表示手段は、共通であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内視鏡装置において、
前記制御手段は、前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系によって注視されている方向が重複している場合には、いずれか一方を非表示とすることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の内視鏡装置において、
前記表示手段は、前記第１の観察光学系と前記第２の観察光学系によって注視されている方向を異なる色により識別することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の内視鏡装置において、
前記情報は、患者に関する文字情報を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対象物の像をイメージガイドファイバーを利用して観察部に導くファイバースコープ型の内視鏡を含み、少なくとも２つの観察部を有する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバースコープ型の内視鏡は、挿入部の先端に設けられた対物レンズにより対象物の像を形成し、この像をイメージガイドファイバーを介して搬送すると共に、アイピースレンズを介して観察する。ファイバースコープ型の内視鏡は、可撓性を生かして医療用では胃腸等の体腔内の深く湾曲した部分を観察する場合に利用される。
【０００３】
また、イメージガイドファイバーにより搬送された像を２つの観察部で観察するため、主観察系にアタッチメントを付加して光を分岐し、分岐された光をさらにイメージガイドファイバーを介して副観察系に導くオブザーバスコープ(供覧鏡、あるいはレクチャースコープとも呼ばれる)が従来から利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のファイバースコープ型の内視鏡では、主観察系、副観察系共に観察中に観察視野内で得られる画像情報は対象物の像のみであるため、例えば患者のデータを確認したい場合には一旦観察を中止してカルテ等を確認する必要があり、検査の効率が悪いという問題がある。
また、従来の内視鏡では、主・副それぞれの観察系で観察している観察者は互いにもう一方の観察者が対象物の像の何れの位置を注視しているかを判断することができない。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、観察中に対象物の像以外の情報を得ることができるファイバースコープ型の内視鏡装置を提供することにあり、第２の目的は、少なくとも一方の観察者が注目している点を特定することができる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１にかかる内視鏡装置は、上記の目的を達成させるため、先端部に設けられた対物レンズにより結像された対象物の像をイメージガイドファイバーにより搬送し、イメージファイバーから射出される光束を２つに分割すると共に、分割された一方の光束を第１の観察光学系に導き、他方の光束を第２の観察光学系に導く内視鏡装置において、第１の観察光学系と第２の観察光学系は、それぞれ、対象物の画像を肉眼で観察するためのアイピースレンズと、アイピースレンズを介して観察される対象物の画像を含む観察視野内に所定の情報を表示させるための表示手段と、を有し、第１の観察光学系と第２の観察光学系の少なくともいずれか一方は、アイピースレンズを介して観察する観察者が注視している方向を検出する視線検出手段を備え、視線検出手段による検出結果に基づいて、第１、第２の観察光学系の表示手段に同一の情報を表示させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明の請求項２にかかる内視鏡装置は、上記の目的を達成させるため、先端部に設けられた対物レンズにより結像された対象物の像をイメージガイドファイバーにより搬送し、該イメージファイバーから射出される光束を２つに分割すると共に、分割された一方の光束を第１の観察光学系に導き、他方の光束を第２の観察光学系に導く内視鏡装置において、第１の観察光学系と第２の観察光学系は、それぞれ、対象物の画像を肉眼で観察するためのアイピースレンズと、アイピースレンズを介して観察される対象物の画像を含む観察視野内に所定の情報を表示させるための表示手段と、アイピースレンズを介して観察する観察者が注視している方向を検出する視線検出手段を備え、第１の観察光学系と第２の観察光学系が持つ各視線検出手段による検出結果に基づいて、第１、第２の観察光学系の表示手段の表示制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる内視鏡の実施形態を説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる内視鏡装置を模式的に示す説明図である。内視鏡装置は、内視鏡１０と照明・制御装置２０、そして内視鏡１０に接続されたオブザーバスコープ９０とから構成される。内視鏡１０は、体腔等の狭小な空間に挿入される可撓性の挿入部１０ａと、この挿入部１０ａに連結された第１の観察光学系(主観察系)である第１観察部１０ｂとを備えている。内視鏡１０と照明・制御装置２０とは、電気信号用のケーブル、ライトガイドファイバー等が収められた接続ケーブル１０ｃにより接続されている。
【０００９】
内視鏡１０の挿入部１０ａの先端には、対象物の像を形成する対物レンズ１１が設けられており、形成される対象物の像は、対物レンズ１１の焦点位置に入射端面１２ａを位置させるように配置されたイメージガイドファイバー１２により観察部１０ｂ側に搬送される。観察者は、観察部１０ｂ内に配置されたアイピースレンズ１３を介して、イメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂに形成される対象物の像を肉眼で観察することができる。
一方、照明・制御装置２０には、ランプ２１と集光反射鏡２２とから成る光源部が設けられており、光源部から発した照明光は、ライトガイドファイバー１７により内視鏡先端部に導かれ、照明レンズ１８を介して対象物を照明する。
【００１０】
また、実施形態の内視鏡装置では、アイピースレンズ１３を介して観察される対象物の画像を含む観察視野内に所定の情報を表示させるための表示手段として、液晶表示装置１４が、観察部１０ｂ内であって、イメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂとアイピースレンズ１３との間の光路外に配置されている。この液晶表示装置１４から発した表示光は、投影レンズ１５を介してイメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂとアイピースレンズ１３との間の光路中に配置されたハーフミラー１６に入射する。ハーフミラー１６は、イメージガイドファイバー１２から射出した光束と液晶表示装置１４からの光束とを合成してアイピースレンズ１３に入射させる光束合成素子として機能する。
【００１１】
液晶表示装置１４の表示面は、投影レンズ１５を介してイメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂと光学的にほぼ共役な位置にある。液晶表示装置１４は、イメージガイドファイバー１２に搬送されてアイピースレンズ１３を介して観察される像の範囲の外側の領域に情報を表示するよう文字または図形のパターンを電気的に表示する。
【００１２】
液晶表示装置１４は、バックライト１４ｂと液晶表示パネル１４ａとから構成され、この液晶表示パネル１４ａは、バックライト１４ｂ側から、第１の偏光板と、ＴＮ(Twisted Nematic)型の液晶セルと、第１の偏光板を透過する直線偏光の電界ベクトルの振動方向に対して透過軸が直交するよう配置された第２の偏光板とを組み合わせて構成されている。
【００１３】
液晶セルは、内側に複数のセグメントを有する透明電極の間に液晶が充填されて構成されるが、この例では、少なくとも情報を表示する部分にマトリクス状のセグメント、あるいは数値表示のためのセグメントを必要な桁分並べた透明電極が形成されている。対象物の像と重なる部分も含めて液晶表示パネルの全域に情報を表示する場合には、液晶表示パネルの全域にマトリクス状の透明電極を形成しておけばよい。他方、対象物の像が観察される領域と重複しない外側部分にのみ情報を表示させるためには、イメージガイドファイバーの射出端面と重複しないリング状の領域にのみセグメントを有する透明電極を形成すればよい。
【００１４】
上記の構成によると、電極間に電圧が印加されていないセグメントは入射する直線偏光を９０度旋光させるため、この部分を透過した光は偏光板を透過し、電圧が印加されているセグメントは旋光性を持たないため、この部分を透過した光は偏光板により遮断される。したがって、電圧が印加されない部分はバックライト１４ｂにより明るくなり、電圧が印加されたセグメントのみが暗く表示されることとなる。なお、背景と文字情報との明暗は、実施形態とは逆に背景を暗く、文字情報を明るく表示してもよい。
【００１５】
さらに、実施形態の内視鏡装置には、アイピースレンズ１３を覗く観察者が注視している方向を検出するための視線検出手段が設けられている。視線検出手段は、入力手段としてアイピースレンズを覗く観察者の目に赤外光を観察光路外から照射する一対の赤外発光ダイオード６１ａ，６１ｂと、アイピースレンズ１３の眼側に配置されて眼から反射される赤外光を観察光路から分離する赤外反射ミラー６２と、反射光路中に配置された結像レンズ６３及びイメージセンサ６４とを備えている。
【００１６】
オブザーバスコープ９０は、可撓性の画像搬送部９０ａと、この搬送部により搬送された画像を肉眼で観察するための第２の観察光学系(副観察系)としての第２観察部９０ｂとを備えている。画像搬送部９０ａは、第１観察部１０ｂ内のイメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂと表示用のハーフミラー１６との間に配置されてイメージガイドファイバー１２から射出される光束を２つに分割するビームスプリッター９１と、分割された光束を再結像させる結像レンズ９２と、再結像された画像を第２観察部９０ｂに導くためのイメージガイドファイバー９３とを備えている。
【００１７】
オブザーバスコープ９０のイメージガイドファイバー９３により搬送された画像は、アイピースレンズ９４を介して肉眼で観察可能である。また、第２観察部９０ｂには、第１観察部１０ｂにおけるのと同様に液晶表示装置９５、結像レンズ９６、ハーフミラー９７とから構成される表示手段と、赤外発光ダイオード１０１ａ，１０１ｂ、赤外反射ミラー１０４、結像レンズ１０３及びイメージセンサ１０２から構成される視線検出装置の入力部とが設けられている。液晶表示装置９５は、バックライト９５ｂと液晶表示パネル９５ａとから構成されている。
【００１８】
照明・制御装置２０には、前述の光源部の他に、液晶表示装置１４，９５の表示を制御する表示制御回路２３と、視線検出手段のイメージセンサ６４，１０２の出力信号を受けて視線の方向を決定する視線検出回路２５とが設けられている。表示制御回路２３には、患者のデータ等を入力するためのコンピュータが入力手段２４として接続されていると共に、第１、第２観察部１０ｂ，９０ｂの液晶表示装置１４，９５に表示する内容を切り換える切換回路２９が接続されている。コンピュータは、図示せぬキーボードから入力されるデータ、カルテに添付されたバーコードから読み込まれたデータ、あるいは、記憶装置に登録されたデータベースから検索されたデータを表示制御回路２３へ出力する。
【００１９】
視線検出回路２５における視線検出の原理自体は、例えば特開平２−５号公報等に開示される公知の原理を利用できる。例えば、プルキンエ像と瞳孔中心との相対的な位置関係に基づいて眼球の回旋角を演算により求めることにより、視線の方向を決定する。
【００２０】
図２は、イメージガイドファイバー１２，９３から射出した像形成用の光束と、液晶表示装置１４，９５から発した表示光とが、ハーフミラー１６，９７により合成された状態をアイピースレンズを介して観察した際の視野の一例を示す。視野範囲Ｒ0の中央にイメージガイドファイバー１２により搬送される対象物の像が形成される画像領域Ｒ1が位置し、この画像領域Ｒ1の周辺に複数の情報が液晶表示装置１４からの表示光により観察される。
【００２１】
この例では、何れの観察部の視野にも、第１の情報Ｉ1として患者のイニシャル「Ｔ．Ｙ」、第２の情報Ｉ2として患者の性別・年齢「F, 34」、そして第３の情報として第１の観察系１０ｂを介して観察している観察者の注視している点が矢印ＡＭにより表示される。ただし、切換手段２９を切り換えることにより、第２の観察系９０ｂを観察している観察者の注視している点を表示することもできるし、互いに第１観察部１０ｂを観察している観察者の注視点を第２観察部９０ｂに表示させ、第２観察部９０ｂを観察している観察者の注視点を第１観察部１０ｂに表示するようにすることもできる。
【００２２】
したがって、図１の構成によれば、第１、第２観察部を介して観察する二人の観察者に患者データに関する同一の情報を知らせると共に、設定に応じて一方の観察者が何れの点を注視しているかを他方の観察者に知らせることができ、例えば二人の観察者が会話しながら観察する場合に、観察視野内に病変部が複数存在する場合にも自分が意見を述べている病変部を「現在注視している病変部」として容易に相手に確認させることができる。
【００２３】
図３は、この発明の第２の実施形態を示す図１と同様の説明図である。この例では、第１観察部１０ｂに視線検出装置が設けられると共に、ビデオカメラを備えるオブザーバスコープ１１０が取り付けられている。挿入部１０ａ、照明・制御装置２０、視線検出手段等の構成は図１に示される第１の実施形態と同一である。オブザーバスコープ１１０は、イメージガイドファイバー１２を射出した光束を分割するハーフミラー９１、分離された光束を再結像させる結像レンズ９２、結像された画像を読み取るイメージセンサ１１１とを備えると共に、このイメージセンサ１１１の出力と照明・制御装置２０に設けられた表示制御回路２３の出力とが入力される画像処理回路１１２が設けられている。
【００２４】
画像処理装置１１２は、イメージセンサ１１１からの出力信号を動画としてビデオモニタ１２０上に表示させると共に、表示制御回路２３からの信号に基づいて患者に関する情報と第１観察部１０ｂを介して観察する観察者の注視点とを図２に示される例と同様にモニタディスプレイ１２０に表示させる。図２の構成では、実際に内視鏡を肉眼で観察して操作する術者以外に、複数の観察者が同時に対象物の画像を観察することができ、かつ、術者が何れの点に注目しているかをビデオモニタ１２０上の表示から知ることが可能である。
【００２５】
図４は、この発明の第３の実施形態を示す観察部部分の拡大図である。この例は、イメージガイドファイバー１２とアイピースレンズ１３０とを含む単眼視内視鏡Ａに、複数人での観察が可能な供覧鏡Ｂを接続して構成されている。図４の例では、各観察部において表示素子として円板状の液晶表示パネル３０，３２が用いられている。視線検出装置、および図示されない部分の構成は図１に示される構成と同一である。イメージガイドファイバー１２から射出した対象物の画像情報を含む光束は、単眼視内視鏡Ａのアイピースレンズ１３０および結像レンズ１４０を透過して偏光ビームスプリッター１３１で２つの直線偏光成分に分離される。偏光ビームスプリッター１３１を透過したＰ偏光成分は、結像レンズ１４０を介してイメージガイドファイバー１２の射出端面とほぼ共役な面内に配置された液晶表示パネル３０に入射する。一方、偏光ビームスプリッター１３１で反射されたＳ偏光成分は、イメージガイドファイバー１２の射出端面と共役な位置に入射端面を位置させるイメージガイドファイバー９３に入射して搬送される。液晶表示パネル３２は、その表示面がイメージガイドファイバー９３の射出端面とほぼ同一の面内に配置されるよう射出端面に密着して配置されている。液晶表示パネル３０，３２の外側の領域には、それぞれリング状のバックライト３１，３３がアイピースレンズ１３，９４側から見て裏面に密着して配置されている。
【００２６】
液晶表示パネル３０は、偏光ビームスプリッター１３１側から、ＴＮ型の液晶セルと、偏光ビームスプリッター１３１を透過する直線偏光の電界ベクトルの振動方向に対して透過軸が直交するよう配置された偏光板とを組み合わせて構成されている。液晶表示パネル３２は、偏光ビームスプリッター１３１側から、ＴＮ型の液晶セルと、偏光ビームスプリッター１３１で反射された直線偏光の電界ベクトルの振動方向に対して透過軸が直交するよう配置された偏光板とを組み合わせて構成されている。液晶表示パネルによる表示原理は第１の実施形態と同様であり、イメージガイドファイバー１２，９３の射出端面と重複する部分では電圧が印加されない場合に対象物の像を観察することができ、重複しない周囲の部分では電圧が印加されない部分はバックライト３１，３３により明るくなり、電圧が印加されたセグメントのみが暗く表示されることとなる。アイピースレンズ１３，９４を介して観察される視野は、例えば図２と同様であり、中央に対象物の像が観察され、その周囲に複数の文字情報がバックライトによる明るい背景内に暗いパターンとして観察される。
【００２７】
図４の構成によれば、偏光ビームスプリッター１３１を用いて光束を分離することにより、分離された光束は直線偏光となり、一般に液晶セルを挟んで両側に配置される偏光板のうちの入射側の偏光板を設けなくとも足りる。したがって、ハーフミラーのような偏光分離特性を持たない光束分割素子を用いた場合と比較すると、光量の損失を小さくすることにより、入射光量を効率よく利用することができる。
【００２８】
図５は、この発明の第４の実施形態を示す観察部部分の拡大図である。この例も上記の例と同様、単眼視内視鏡Ａに供覧鏡Ｂを接続して構成されている。図５の例は、表示装置が第１観察部１０ｂとオブザーバスコープ９０とで共用されている点が図４の例とは異なる。すなわち、図５の例では、２つの観察部の共通光路である単眼視内視鏡Ａの挿入部１０ａ内のイメージガイドファイバー１２の射出端面１２ｂに、表示装置としてカラー液晶表示パネル３４とリング状のバックライト３５とが取り付けられている。液晶表示パネル３４を透過した光束は、単眼視内視鏡Ａのアイピースレンズ１３０を介してビームスプリッター１３２に入射して分離され、分離された光束が２つの観察部にそれぞれ入射する。ビームスプリッター１３２を透過した光束は、ハーフミラー６２を透過して第１の観察者の目に入射する。他方、ビームスプリッター１３２で反射された光束は、結像レンズ１４１を介してイメージガイドファイバー９３に入射して搬送され、接眼レンズ９４、ハーフミラー１０４を透過して第２の観察者の目に入射する。
【００２９】
それぞれの観察部には、図１の例と同様に視線検出装置が設けられている。図示せぬ表示制御回路は、各観察部の視線検出装置の受光素子６４，１０２から出力される観察者の視線方向に関する信号を処理してカラー液晶表示パネル３４に２人の観察者が注視している方向をそれぞれ異なる色の矢印で表示させ、あるいは一方の観察者の注視方向のみを矢印で表示させる。２つの矢印が表示画面上で重なった場合には、対象物の像が見えにくくなるのを避けるために一方の矢印を非表示に切り換える。注視方向以外の情報については、図２に示した例と同様に視野の周辺領域に表示することができる。
【００３０】
図５の構成によれば、単一の表示手段で２人の観察者に同一の情報を提供することができるため、表示装置を複数備える図４の構成よりも装置が単純化され、コストも抑えられる。また、互いの観察者が注視する方向を異なる色で表示する構成とすれば、表示装置を単一化した場合にもそれぞれの注視方向を明確に見分けることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ファイバースコープ型の内視鏡を利用し、かつ、２つの観察部を有する装置において、アイピースレンズを介して観察される視野内に所定の情報を表示することができ、例えば観察中の患者のデータを表示することにより、内視鏡から目を離すことなく必要な情報を得ることができる。したがって、従来のように一旦観察を中止してカルテ等を確認しなくともよく、観察、撮影の効率を向上させることができる。
また、何れかの観察部により観察している観察者の視線方向を検出して他方の観察者が確認できるよう構成した場合には、一方の観察者が対象物の何れの点を注視しているかを他方の観察者に対して知らせることができ、例えば複数ある病変部の何れを現在観察しているかを注視点により確認できるため、観察中のコミュニケーションをより円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施形態にかかる内視鏡装置を示す説明図である。
【図２】  図１に示される内視鏡装置の観察視野の一例を示す説明図である。
【図３】  この発明の第２の実施形態にかかる内視鏡装置を示す説明図である。
【図４】  この発明の第３の実施形態にかかる内視鏡装置の観察部を拡大して示す説明図である。
【図５】  この発明の第４の実施形態にかかる内視鏡装置の観察部を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１０  内視鏡
１０ａ  挿入部
１０ｂ  観察部
１１  対物レンズ
１２  イメージガイドファイバー
１３  アイピースレンズ
１４  液晶表示パネル
２３  表示制御回路
２５  視線検出回路
２６  モータ制御回路
６１ａ，６１ｂ  発光ダイオード
６２  赤外反射ミラー
６３  結像レンズ
６４  イメージセンサ
９０  オブザーバスコープ
【図１】
0003814029.tif 000002
【図２】
0003814029.tif 000003
【図３】
0003814029.tif 000004
【図４】
0003814029.tif 000005
【図５】
0003814029.tif 000006