JP2010063485A - Illumination optical system for endoscope and endoscope - Google Patents
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Abstract
【課題】挿入部の大径化を招くことなく観察対象の大きさを非接触で測定できるようにする。
【解決手段】
内視鏡は、挿入部の先端部に複数の照明窓が設けられている。先端部内には、各照明窓に対応した複数の照明光学系が設けられている。各照明光学系は、第1レンズ66、第2レンズ68からなる照射レンズ60を有している。第1レンズ66は、半球面状に窪んだ凹面66bを有している。第2レンズ68は、曲面に形成された背面68bを有している。第1レンズ66は、入射した光を凹面66bで拡散させ、照明光として照明窓から照射させる。第2レンズ68は、入射した光を背面68bで平行光束に変換し、センシング光として照明窓から照射させる。このように、照射レンズ60で照明光とセンシング光とを生成することで、非接触で測定を行う場合にも、挿入部の大径化が防止される。
【選択図】図5An object of the present invention is to measure the size of an observation object in a non-contact manner without causing an increase in diameter of an insertion portion.
[Solution]
The endoscope is provided with a plurality of illumination windows at the distal end portion of the insertion portion. A plurality of illumination optical systems corresponding to the respective illumination windows are provided in the distal end portion. Each illumination optical system has an irradiation lens 60 including a first lens 66 and a second lens 68. The first lens 66 has a concave surface 66b that is recessed in a hemispherical shape. The second lens 68 has a back surface 68b formed in a curved surface. The first lens 66 diffuses incident light at the concave surface 66b and irradiates it from the illumination window as illumination light. The second lens 68 converts the incident light into a parallel light beam at the back surface 68b and irradiates it from the illumination window as sensing light. As described above, the illumination lens 60 generates the illumination light and the sensing light, so that the diameter of the insertion portion can be prevented from increasing even when the measurement is performed without contact.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、観察対象を照明するための照明光を生成する照明光学系、及びこの照明光学系を用いた内視鏡に関する。 The present invention relates to an illumination optical system that generates illumination light for illuminating an observation target, and an endoscope using the illumination optical system.
近年、医療現場において、患者の体腔内を観察する内視鏡が普及している。内視鏡では、観察中に腫瘍や潰瘍などといった特定の観察対象を発見した場合に、これらの大きさを測定できるようにしたいという要望がある。こうした要望に応えるため、特許文献1記載の内視鏡では、長さの指標となる測長子を挿入部の先端から突出させられるようにしている。こうすれば、測長子と観察対象とを内視鏡画像上で比較することで、観察対象の大きさを概略的に測定することができる。 In recent years, endoscopes for observing a patient's body cavity have been widely used in medical practice. In endoscopes, there is a demand to be able to measure the size of a specific observation target such as a tumor or an ulcer during observation. In order to meet such a demand, in the endoscope described in Patent Document 1, a length measuring element serving as a length index is projected from the distal end of the insertion portion. In this way, the size of the observation target can be roughly measured by comparing the length measuring element and the observation target on the endoscopic image.
ところで、上記の方法で測定を行う際に、測長子と観察対象とが離れていると、当然手前側に映る測長子の方が大きく見えてしまう。従って、上記の方法で正確に大きさを測定するためには、測長子を観察対象に接触させる必要がある。しかしながら、棒状の突起物である測長子を観察対象に接触させようとすると、この際に、誤って体腔内を傷付けてしまう危険性がある。 By the way, when measuring by the above method, if the length measuring element and the observation target are separated from each other, the length measuring element reflected on the near side will naturally appear larger. Therefore, in order to accurately measure the size by the above method, it is necessary to bring the length measuring element into contact with the observation object. However, if the measuring element, which is a rod-shaped protrusion, is brought into contact with the observation target, there is a risk that the inside of the body cavity may be accidentally damaged.
これを防止するため、特許文献2記載の内視鏡では、照明用の光ファイバとは別に測定用の光ファイバを複数設け、各測定用の光ファイバから平行光束を照射するようにしている。この内視鏡では、各測定用の光ファイバから照射された平行光束により、観察対象に光スポットが形成される。そして、各光スポットの中心間距離は、各測定用の光ファイバの中心間距離と同一であるので、各光スポットの中心間距離と観察対象とを内視鏡画像上で比較することによって、観察対象の大きさを非接触で測定することができる。 In order to prevent this, in the endoscope described in Patent Document 2, a plurality of measurement optical fibers are provided separately from the illumination optical fiber, and a parallel light flux is irradiated from each measurement optical fiber. In this endoscope, a light spot is formed on the observation target by the parallel light beam irradiated from each measurement optical fiber. And since the center-to-center distance of each light spot is the same as the center-to-center distance of each measurement optical fiber, by comparing the center-to-center distance of each light spot and the observation object on the endoscopic image, The size of the observation object can be measured without contact.
このように、特許文献2記載の内視鏡では、観察対象の大きさを非接触で測定することができるので、体腔内を傷付けてしまう危険性がない。また、測長子を突出及び収納するための機構などを必要としないので、内視鏡の構成を簡便にすることもできる。
ところが、特許文献2記載の内視鏡のように測定用の光ファイバを別途設けると、この分だけ挿入部の径が太くなってしまうという問題が生じる。医療用の内視鏡では、観察対象の大きさを測定できるようにしたいという要望の他に、患者への負担を抑えるため、挿入部の径を極力細くしたいという要望もある。このため、内視鏡では、挿入部の径を太くすることなく観察対象の大きさを非接触で測定できるようにすることが望まれている。 However, when an optical fiber for measurement is separately provided as in the endoscope described in Patent Document 2, there arises a problem that the diameter of the insertion portion is increased by this amount. In medical endoscopes, in addition to the desire to be able to measure the size of the observation target, there is also a desire to reduce the diameter of the insertion portion as much as possible in order to reduce the burden on the patient. For this reason, in an endoscope, it is desired to be able to measure the size of an observation object in a non-contact manner without increasing the diameter of the insertion portion.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、内視鏡において、挿入部の大径化を招くことなく観察対象の大きさを非接触で測定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to allow an endoscope to measure the size of an observation object in a non-contact manner without increasing the diameter of an insertion portion.
上記目的を達成するため、本発明は、所定の広がり角を持って入射する入射光から観察対象を照明するための照明光を生成し、挿入部の先端に設けられた照明窓から照射する内視鏡用照明光学系において、前記入射光の中央部分が入射するように円盤状に形成され、入射した光を拡散させることによって前記照明光を生成する第1曲面と、前記第1曲面の直径より大きい直径を持ち、かつ前記入射光の外周部分が入射するように環状又は円盤状に形成され、入射した光を略平行光束に変換することにより、前記観察対象の大きさを測定するためのセンシング光を生成する第2曲面とを有し、前記照明光と前記センシング光との双方を前記照明窓から照射させる照射レンズを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention generates illumination light for illuminating an observation object from incident light incident with a predetermined divergence angle, and irradiates it from an illumination window provided at the distal end of the insertion portion. In the endoscope illumination optical system, a first curved surface that is formed in a disc shape so that a central portion of the incident light is incident thereon and generates the illumination light by diffusing the incident light, and a diameter of the first curved surface It has a larger diameter and is formed in an annular shape or a disk shape so that the outer peripheral portion of the incident light is incident. By converting the incident light into a substantially parallel light beam, the size of the observation object is measured. It has a 2nd curved surface which produces | generates sensing light, The irradiation lens which irradiates both the said illumination light and the said sensing light from the said illumination window was provided.
なお、前記照射レンズは、前記第1曲面が形成された第1レンズと、前記第2曲面が形成された第2レンズとからなることが好ましい。 In addition, it is preferable that the said irradiation lens consists of a 1st lens in which the said 1st curved surface was formed, and a 2nd lens in which the said 2nd curved surface was formed.
また、前記入射光の外周部分が前記第2曲面に入射することを防止する位置と、入射することを許容する位置との間で移動する遮光部材を有し、この遮光部材を移動させて前記第2曲面に光を入射させたり遮光したりすることにより、前記センシング光の照射/非照射を切り替えるセンシング光照射切替手段を設けると、より好適である。 A light-shielding member that moves between a position that prevents the outer peripheral portion of the incident light from entering the second curved surface and a position that allows the incidence of the light; It is more preferable to provide sensing light irradiation switching means for switching irradiation / non-irradiation of the sensing light by making light incident on or shielding from the second curved surface.
また、前記照射レンズから照射される前記照明光の光量を調節する光量調節手段を設けると、さらに好適である。 It is more preferable to provide a light amount adjusting means for adjusting the light amount of the illumination light irradiated from the irradiation lens.
さらに、本発明は、挿入部の先端に設けられた複数の照明窓と、前記各照明窓のそれぞれに対応して複数設けられ、所定の広がり角を持って入射する入射光から観察対象を照明するための照明光を生成し、対応する前記照明窓から照射する照明光学系とを有するとともに、前記挿入部の先端から略平行光束のセンシング光を複数照射し、前記各センシング光によって前記観察対象に形成される複数の光スポットの中心間距離と前記観察対象とを内視鏡画像上で比較することにより、前記観察対象の大きさを非接触で測定できるようにした内視鏡において、前記入射光の中央部分が入射するように円盤状に形成され、入射した光を拡散させることによって前記照明光を生成する第1曲面と、前記第1曲面の直径より大きい直径を持ち、かつ前記入射光の外周部分が入射するように環状又は円盤状に形成され、入射した光を略平行光束に変換することによって前記センシング光を生成する第2曲面とを有し、前記照明光と前記センシング光との双方を対応する前記照明窓から照射させる照射レンズを前記各照明光学系に設けたことを特徴とする。 Furthermore, the present invention illuminates an observation target from a plurality of illumination windows provided at the distal end of the insertion portion and a plurality of illumination windows corresponding to each of the illumination windows and incident light having a predetermined spread angle. And an illumination optical system that irradiates from the corresponding illumination window, and irradiates a plurality of substantially parallel luminous flux sensing lights from the distal end of the insertion portion, and the observation object is obtained by each sensing light. In the endoscope in which the size of the observation object can be measured in a non-contact manner by comparing the distance between the centers of the plurality of light spots formed on the endoscope and the observation object on the endoscope image. A first curved surface that is formed in a disc shape so that a central portion of the incident light is incident thereon, generates the illumination light by diffusing the incident light, and has a diameter larger than a diameter of the first curved surface; and A second curved surface that is formed in an annular shape or a disk shape so that an outer peripheral portion of the incident light is incident thereon, and generates the sensing light by converting the incident light into a substantially parallel light beam, and the illumination light and the sensing light Each illumination optical system is provided with an irradiation lens that irradiates both from the corresponding illumination window.
本発明では、照明光を生成する第1曲面と、センシング光を生成する第2曲面とを有する照射レンズを照明光学系に設け、照明窓から照明光とセンシング光との双方が照射されるようにした。これにより、挿入部の先端から複数のセンシング光を照射して観察対象の大きさを非接触で測定する際にも、センシング光用のライトガイドや光源を別途設ける必要が無くなるので、挿入部の大径化を招くことなく観察対象の大きさを非接触で測定できる。 In the present invention, an illumination lens having a first curved surface that generates illumination light and a second curved surface that generates sensing light is provided in the illumination optical system so that both illumination light and sensing light are irradiated from the illumination window. I made it. This eliminates the need to separately provide a light guide or light source for sensing light when irradiating a plurality of sensing lights from the tip of the insertion part and measuring the size of the observation object in a non-contact manner. The size of the observation object can be measured in a non-contact manner without causing an increase in diameter.
図1に示すように、内視鏡システム2は、患者の体腔内を撮影する電子内視鏡10と、内視鏡画像を生成するプロセッサ装置12と、内視鏡画像を表示するモニタ14と、体腔内に送り込む水を貯留する送水タンク16とからなる。プロセッサ装置12は、内視鏡画像を生成する機能に加えて、体腔内を照明するための光を供給する光源としての機能と、送気送水用の空気を供給するポンプとしての機能とを有している。
As shown in FIG. 1, an endoscope system 2 includes an
電子内視鏡10は、患者の体腔内に挿入される挿入部20と、挿入部20の基端部分に連設され、医師や技師などの術者が手元で操作を行なう操作部22と、操作部22から延びるユニバーサルコード24とからなる。
The
また、この電子内視鏡10は、プロセッサ装置12から供給される光を照明光として挿入部20の先端から照射することにより体腔内の観察を行う通常観察モードと、プロセッサ装置12から供給される光の一部から観察対象の大きさを測定するためのセンシング光を生成して照明光と一緒に照射することにより前記測定を非接触で行う第1センシングモードと、第1センシングモードの状態から照明光の光量を低下させることによってセンシング光をより際立たせる第2センシングモードとの3つの撮影モードを有している。
The
第1センシングモードでは、通常観察モードと同じ光量で観察及び測定を行うことができる反面、挿入部20の先端が観察対象から離れると光が拡散してセンシング光が読み取り難くなってしまう。これに対し、第2センシングモードでは、照明光の光量を低下させているため相対的にセンシング光が明るくなり、第1センシングモードよりも挿入部20の先端を観察対象から離すことができる。この反面、第2センシングモードでは、第1センシングモードよりも遠景が暗くなり、周囲の状況が把握し辛くなる。 In the first sensing mode, observation and measurement can be performed with the same amount of light as in the normal observation mode, but when the distal end of the insertion portion 20 moves away from the observation target, the light diffuses and the sensing light becomes difficult to read. On the other hand, in the second sensing mode, the amount of illumination light is reduced, so that the sensing light becomes relatively brighter, and the distal end of the insertion portion 20 can be separated from the observation target than in the first sensing mode. On the other hand, in the second sensing mode, the distant view is darker than in the first sensing mode, and it is difficult to grasp the surrounding situation.
術者は、通常観察モードで体腔内の観察を行う。そして、腫瘍や潰瘍などの観察対象を発見した場合に、第1センシングモードもしくは第2センシングモードに撮影モードを切り替え、その観察対象の大きさを測定する。この際、状況に応じて各センシングモードを使い分けることにより、観察対象の大きさの測定を効率よく行うことができる。 The surgeon observes the body cavity in the normal observation mode. When an observation target such as a tumor or ulcer is found, the imaging mode is switched to the first sensing mode or the second sensing mode, and the size of the observation target is measured. At this time, by appropriately using each sensing mode according to the situation, the size of the observation target can be efficiently measured.
挿入部20は、直径約10mmの細管状に形成されており、先端から順に、先端部26、湾曲部27、及び可撓管部28で構成されている。先端部26は、硬質な樹脂材料で形成されている。この先端部26の先端面26aには、観察対象からの像光を取り込むための観察窓40(図2参照)が設けられている。可撓管部28は、細径かつ長尺な管状に形成されるとともに、可撓性を有しており、操作部22と湾曲部27とを接続する。
The insertion portion 20 is formed in a narrow tube having a diameter of about 10 mm, and is composed of a
湾曲部27は、操作部22に設けられた上下用操作ノブ30及び左右用操作ノブ31の回転操作に応じて上下左右に湾曲するように構成されている。操作部22の内部には、上下用操作ノブ30の回転操作に従動して回転するプーリと、左右用操作ノブ31の回転操作に従動して回転するプーリとが設けられている。各プーリには、ワイヤが巻き掛けられている。各ワイヤは、その両端部が湾曲部27に接続されており、各ノブ30、31の回転操作にともなう各プーリの回転に従動して湾曲部27を押し引きする。
The
これにより、上下用操作ノブ30を回転操作すると、湾曲部27が上下方向に湾曲し、左右用操作ノブ31を回転操作すると、湾曲部27が左右方向に湾曲する。術者は、各ノブ30、31を回転操作して湾曲部27を湾曲させ、先端面26aに設けられた観察窓40を任意の方向に向けることにより、体腔内の観察を行う。
Thereby, when the up / down
操作部22には、各ノブ30、31の他に、鉗子やスネアなどといった処置具を挿入するための処置具挿入口32、送気送水を行うための送気送水ボタン33、及び電子内視鏡10の3つの撮影モードを切り替えるためのモード切替ボタン34などが設けられている。モード切替ボタン34は、2段階押しのボタンになっている。モード切替ボタン34を操作していない状態では、電子内視鏡10の撮影モードが通常観察モードに設定されている。そして、モード切替ボタン34を1段階押下操作すると、通常観察モードから第1センシングモードに撮影モードが切り替えられ、モード切替ボタン34を2段階押下操作すると、第1センシングモードから第2センシングモードに撮影モードが切り替えられる。
In addition to the
ユニバーサルコード24の操作部22と反対側の端部には、プロセッサ装置12から供給される光及び空気を取り込むための第1コネクタ36と、電源や各種の制御信号の伝送に用いられる第2コネクタ37とが設けられている。電子内視鏡10は、これらの各コネクタ36、37を介してプロセッサ装置12に着脱自在に接続される。
The end of the
第1コネクタ36には、送気送水チューブ38が着脱自在に接続されるジョイントが設けられている。送水タンク16は、この送気送水チューブ38を介して第1コネクタ36に接続される。プロセッサ装置12から供給される空気は、第1コネクタ36を介して電子内視鏡10内に形成された送気チャンネルに送り込まれるとともに、送気送水チューブ38に送り込まれる。送気送水チューブ38には、プロセッサ装置12から供給される空気を送水タンク16に送り込んで送水タンク16内に圧力を加える送気用の管路と、加えられた圧力によって押し出される送水タンク16内の水を送り出す送水用の管路とが形成されている。この送水用の管路は、第1コネクタ36で電子内視鏡10内に形成された送水チャンネルに接続される。
The
電子内視鏡10の送気チャンネル、及び送水チャンネルは、送気送水ボタン33の押下操作に連動するバルブによって閉塞されている。送気送水ボタン33は、2段階押しのボタンになっている。バルブは、送気送水ボタン33の押下操作に応じて各チャンネルの閉塞及び開通を切り替える。送気送水ボタン33を1段階押下操作すると、送気チャンネルが開通し、プロセッサ装置12から供給された空気が先端部26から吐出される。そして、送気送水ボタン33を2段階押下操作すると、送気チャンネルが閉塞して送水チャンネルが開通し、送水タンク16から送り出された水が先端部26から吐出される。
The air supply channel and the water supply channel of the
図2に示すように、先端部26の先端面26aには、観察対象からの像光を取り込むための観察窓40と、照明光及びセンシング光を照射するための第1及び第2の2つの照明窓42、44と、処置具挿入口32に挿入した処置具の先端を露呈させる処置具出口46と、送気送水ボタン33の押下操作に応じて空気又は水を吐出する送気送水ノズル48とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
観察窓40、及び各照明窓42、44は、略円形に形成された開口である。これらの各窓40、42、44には、それぞれ先端面26aと略面一になるように透光性を有するカバーガラス40a、42a、44aが嵌め込まれている。
The
各照明窓42、44は、観察窓40を挟み、かつ観察窓40に対して略対称となるように配置されている。このように2つの照明窓42、44を配置し、ほぼ等しい光量の照明光を各照明窓42、44から照射することにより、観察窓40の観察領域の全体に亘って均一に照明し、観察領域内に照明ムラが生じることを抑えることができる。また、各照明窓42、44の中心間距離d1は、約6mmになっている。
The
送気送水ノズル48は、吐出する空気又は水が観察窓40に向かうように形成されている。これにより、送気送水ノズル48から吐出される水によって観察窓40が洗浄され、観察窓40に付着した血液や粘液などを洗い流すことができる。
The air /
図3は、図2のA−a線(各照明窓42、44の中心を通る線)で切断した先端部26の断面を概略的に示す断面図である。図3に示すように、観察窓40に嵌め込まれたカバーガラス40aの奥には、観察光学系50と、イメージセンサ52とが設けられている。観察光学系50は、複数枚のレンズを組み合わせて構成され、観察窓40を介して入射した像光をイメージセンサ52の撮像面に結像させる。イメージセンサ52は、観察光学系50が結像した像光を撮像し、その像光に応じた撮像信号を出力する。このイメージセンサ52は、配線を介して第2コネクタ37と電気的に接続されている。そして、イメージセンサ52は、第2コネクタ37を介してプロセッサ装置12と電気的に接続される。
3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the
プロセッサ装置12は、イメージセンサ52から出力される撮像信号に対して画像処理を行うとともに、コンポジット信号やコンポーネント信号などの映像信号にエンコードし、その映像信号をモニタ14に出力する。これにより、患者の体腔内などを撮影した内視鏡画像70(図6参照)がモニタ14に表示される。なお、イメージセンサ52には、例えば、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサが用いられる。
The processor device 12 performs image processing on the imaging signal output from the
第1照明窓42に嵌め込まれたカバーガラス42aの奥には、第1照明光学系54と、第1ライトガイド55とが設けられている。同様に、第2照明窓44に嵌め込まれたカバーガラス44aの奥には、第2照明光学系56と、第2ライトガイド57とが設けられている。各ライトガイド55、57は、可撓性を有する光ファイバを多数束ねることによって形成されている。各ライトガイド55、57は、一方の端面を各照明光学系54、56と対面させ、挿入部20、操作部22、及びユニバーサルコード24の内部を通って、他方の端面を第1コネクタ36から露呈させている。そして、各ライトガイド55、57は、第1コネクタ36がプロセッサ装置12に接続された際に、プロセッサ装置12内に設けられた光出射面に前記他方の端面を対面させる。
A first illumination
これにより、プロセッサ装置12から供給された光が各ライトガイド55、57によって案内され、各照明光学系54、56に入射する。この際、各ライトガイド55、57から供給される光は、光軸を中心に±30度程度の広がり角を持つ。各照明光学系54、56は、各ライトガイド55、57から入射する光を基に照明光及びセンシング光を生成するとともに、モード切替ボタン34の押下操作にともなう電子内視鏡10の撮影モードの設定に応じて各光を各照明窓42、44から照射する。
As a result, the light supplied from the processor device 12 is guided by the light guides 55 and 57 and enters the illumination
図4及び図5に示すように、第1照明光学系54は、照明光及びセンシング光を生成して第1照明窓42に照射するための照射レンズ60と、この照射レンズ60から照射される照明光の光量を調節するための透過型液晶モジュール(光量調節手段)62と、センシング光の照射/非照射を切り替えるための絞り機構(センシング光照射切換手段)64とで構成されている。これらの各部は、それぞれの光学中心が第1ライトガイド55の光軸と一致するように配置される。なお、第2照明光学系56の構成は、第1照明光学系54の構成と同じであるので、第2照明光学系56の構成の説明は省略する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first illumination
照射レンズ60は、第1レンズ66と第2レンズ68との2枚のレンズを組み合わせて構成されている。第1レンズ66は、円板状に形成されている。第1ライトガイド55から供給される光が入射する第1レンズ66の背面66aには、その中心に略半球面状に窪んだ凹面(第1曲面)66bが形成されている。凹面66bは、光軸方向から見た際に円盤状の外形をなしており、第1レンズ66は、この凹面66bによって平凹レンズになっている。
The
第2レンズ68は、円板の中央に略円形の貫通孔68aを設けたリング状に形成されている。第2レンズ68の外径は、第1レンズ66の直径と略同一に形成されている。第2レンズ68の内径(貫通孔68aの直径)は、凹面66bの直径よりも僅かに大きく形成されている。第1レンズ66と対面する第2レンズ68の前面は、平面に形成されている。一方、第1ライトガイド55から供給される光が入射する第2レンズ68の背面(第2曲面)68bは、所定の曲率で曲げられた曲面に形成されている。背面68bは、光軸方向から見た際に円環状の外形をなしており、第2レンズ68は、この曲面の背面68bによってリング状の平凸レンズになっている。
The
各レンズ66、68は、第1レンズ66の背面66aと第2レンズ68の前面とが接触し、かつ第1レンズ66の光軸と第2レンズ68の光軸とがほぼ同軸となるように組み合わされる。これにより、貫通孔68aを介して凹面66bが露呈され、背面68bによって凹面66bが囲まれる。
In each of the
また、照射レンズ60は、所定の広がり角を持って第1ライトガイド55から供給される光の中心部分が貫通孔68aを介して凹面66bに入射し、外周部分が背面68bに入射するように、第1ライトガイド55からの距離、及び各レンズ66、68の外径が決められている(図5(b)参照)。
The
凹面66bは、第1ライトガイド55からの光が入射すると、その光の広がり角を大きくして拡散させる。第1レンズ66は、凹面66bによって拡散された光を照明光として第1照明窓42に入射させる。一方、背面68bは、第1ライトガイド55からの光が入射すると、その光を平行光束に変換する。第2レンズ68は、背面68bによって平行光束に変換された光をセンシング光とし、第1レンズ66を介して第1照明窓42に入射させる。この際、センシング光は、平面である背面66aに入射するので、凹面66bで拡散することなく第1レンズ66内を直進する。
When the light from the
図5の実施形態における物理量を下表1、2に示す。なお、凹面66b、及び背面68bの曲率は、第1ライトガイド55からの距離や第1ライトガイド55から供給される光の広がり角などに応じて適宜設計すればよい。
The physical quantities in the embodiment of FIG. The curvatures of the
また、背面66aでのセンシング光の屈折や反射を防止するため、各レンズ66、68には、屈折率及び分散が略同一の光学ガラスや光学プラスチックを用いることが好ましく、同一の材料を用いることが最も好適である。
Further, in order to prevent refraction and reflection of the sensing light on the
透過型液晶モジュール62は、円板状に形成されている。透過型液晶モジュール62の外径は、第2レンズ68の貫通孔68aの径と略一致している。また、透過型液晶モジュール62の厚みは、第2レンズ68の厚みと略一致している。これにより、透過型液晶モジュール62は、貫通孔68aに嵌入するように第2レンズ68に組み込まれる。
The transmissive
透過型液晶モジュール62は、液晶分子の配向方向を変えることによって透過率を任意に変化させる機能を有している。この透過型液晶モジュール62は、透過率を変化させて凹面66bに入射する光の光量を変化させることにより、第1レンズ66から照射される照明光の光量を調節する。
The transmissive
絞り機構64は、複数の絞り羽根(遮光部材)64aを有しており、各絞り羽根64aを駆動することによって中心部に設けられた開口64bの面積を変化させる。この絞り機構64は、第1ライトガイド55と照射レンズ60との間に配置される。各絞り羽根64aは、絞り機構64の駆動に応じて、第1ライトガイド55からの光が第2レンズ68に入射することを防止する第1位置(図5(a)に示す位置)と、第1ライトガイド55からの光が第2レンズ68に入射することを許容する第2位置(図5(b)に示す位置)との間で移動する。絞り機構64は、各絞り羽根64aを各位置に移動させ、第1ライトガイド55からの光を第2レンズ68に入射させたり遮光したりすることにより、センシング光の照射/非照射を切り替える。
The
透過型液晶モジュール62は、モード切替ボタン34と電気的に接続されており、モード切替ボタン34の押下操作に応じて透過率を変化させる。同様に、絞り機構64もモード切替ボタン34と電気的に接続されている。絞り機構64は、モード切替ボタン34の押下操作に応じて各絞り羽根64aを各位置に移動させる。なお、透過型液晶モジュール62と絞り機構64とは、モード切替ボタン34と直接接続してもよいし、CPUなどの制御手段を介して接続してもよい。
The transmissive
透過型液晶モジュール62は、モード切替ボタン34が押下操作されていない場合、及びモード切替ボタン34が1段階押下操作された場合に、透過率をほぼ100%にし、モード切替ボタン34が2段階押下操作された場合に、100%以下の任意の透過率に変化させる。
The transmissive
また、絞り機構64は、モード切替ボタン34が押下操作されていない場合に、各絞り羽根64aを第1位置に移動させ、モード切替ボタン34が1段階押下操作された場合、及びモード切替ボタン34が2段階押下操作された場合に、各絞り羽根64aを第2位置に移動させる。
Further, the
これにより、モード切替ボタン34が押下操作されていない場合には、ほぼ100%の透過率で透過型液晶モジュール62を透過した光を基に生成された照明光のみが第1照明窓42から照射されるようになるので、前述のように電子内視鏡10の撮影モードが通常観察モードに設定される。
Accordingly, when the
そして、モード切替ボタン34が1段階押下操作された場合には、センシング光と通常観察モードと同じ光量の照明光とが第1照明窓42から照射されるようになるので、前述のように電子内視鏡10の撮影モードが第1センシングモードに設定される。
When the
さらに、モード切替ボタン34が2段階押下操作された場合には、センシング光と透過型液晶モジュール62によって減光された照明光とが第1照明窓42から照射されるようになるので、前述のように電子内視鏡10の撮影モードが第2センシングモードに設定される。
Further, when the
図6に、モニタ14に表示される内視鏡画像70の一例を示す。内視鏡画像70には、イメージセンサ52によって撮像された画像を表示する画像表示領域70aと、撮像された画像の余分な部分を覆い隠すマスク領域70bとが設けられている。
FIG. 6 shows an example of an
電子内視鏡10の撮影モードが通常観察モードに設定されている場合には、照明光が各照明窓42、44のそれぞれから照射される。照明光は、凹面66bによって拡散され、観察窓40の観察領域の全体を均一に照明する。これにより、通常観察モードでは、図6(a)に示すように、画像表示領域70aの全体に亘って照明ムラのない内視鏡画像70が取得される。
When the photographing mode of the
電子内視鏡10の撮影モードが第1センシングモードに設定されている場合には、センシング光と通常観察モードと同じ光量の照明光とが各照明窓42、44のそれぞれから照射される。センシング光は、背面68bによって平行光束にされ、ほとんど拡散することなく直進するため、観察対象のセンシング光が照射された部分は、照明光のみが照射された部分よりも輝度が高くなる。これにより、第1センシングモードでは、図6(b)に示すように、第1照明窓42からのセンシング光による第1光スポット72と、第2照明窓44からのセンシング光による第2光スポット74とが画像表示領域70a内に設けられた内視鏡画像70が取得される。
When the photographing mode of the
各光スポット72、74の中心間距離d2は、各照明窓42、44の中心間距離d1と同一(本例では、6mm)である。従って、各光スポット72、74の中心間距離d2と観察対象とを内視鏡画像70上で比較することで、観察対象の大きさを概略的に測定することができる。
The distance d2 between the centers of the light spots 72 and 74 is the same as the distance d1 between the centers of the illumination windows 42 and 44 (in this example, 6 mm). Therefore, by comparing the distance d2 between the centers of the light spots 72 and 74 and the observation target on the
また、電子内視鏡10の撮影モードが第2センシングモードに設定されている場合には、センシング光と減光された照明光とが各照明窓42、44のそれぞれから照射される。これにより、第2センシングモードでは、第1センシングモードで取得される内視鏡画像70よりも遠景が暗くなり、各光スポット72、74が強調された内視鏡画像70が取得される。
When the photographing mode of the
図7は、各光スポット72、74の中心を結ぶ線上(図6(b)にB−bで示す線上)の位置を横軸に、その線上の輝度を縦軸に取った輝度分布グラフである。また、図7は、先端面26aと観察対象との距離を5mmに設定し、その観察対象を第1センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフを示している。
FIG. 7 is a luminance distribution graph in which the position on the line connecting the centers of the light spots 72 and 74 (on the line indicated by B-b in FIG. 6B) is plotted on the horizontal axis and the luminance on the line is plotted on the vertical axis. is there. FIG. 7 shows a luminance distribution graph of the
輝度分布グラフには、第1光スポット72に対応する第1輝度ピークP1、第2光スポット74に対応する第2輝度ピークP2が生じる。各ピークP1、P2と、これらの間に生じる谷部Vとの輝度差が小さいと、各光スポット72、74の中心が判別し難くなり、各光スポット72、74の中心間距離d2の測定が難しくなってしまう。このため、各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定するためには、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が2倍以上であることが好ましい。
In the luminance distribution graph, a first luminance peak P1 corresponding to the
図7では、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が約2倍になっている。従って、先端面26aと観察対象との距離が5mmである場合には、第1センシングモードで各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することができる。
In FIG. 7, the luminance difference between the peaks P1 and P2 and the valley V is approximately doubled. Therefore, when the distance between the
図8は、先端面26aと観察対象との距離を10mmに設定し、その観察対象を第1センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。図8では、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が狭まって2倍以下になっている。従って、先端面26aと観察対象との距離が10mmである場合には、第1センシングモードで各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することは難しい。
FIG. 8 is a luminance distribution graph of the
図9は、先端面26aと観察対象との距離を10mmに設定したまま、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。この時、透過型液晶モジュール62の透過率を20%とした。図9では、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が再び2倍以上になっている。従って、第2センシングモードでは、先端面26aと観察対象との距離が10mmである場合でも、各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することができる。
FIG. 9 is a luminance distribution graph of the
また、図8、図9から明らかなように、照明光の光量を減光させた第2センシングモードでは、第1センシングモード時に比べて全体的に輝度が低下している。このように、第2センシングモードでは、第1センシングモード時に比べて周囲が暗くなるため、周囲の状況が把握し辛くなる。 In addition, as apparent from FIGS. 8 and 9, in the second sensing mode in which the amount of illumination light is reduced, the overall luminance is lower than in the first sensing mode. Thus, in the second sensing mode, the surroundings are darker than in the first sensing mode, so it is difficult to grasp the surrounding situation.
図10は、先端面26aと観察対象との距離を15mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。図10では、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が2倍以上になっている。従って、先端面26aと観察対象との距離が15mmである場合には、第2センシングモードで各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することができる。
FIG. 10 is a luminance distribution graph of the
図11は、先端面26aと観察対象との距離を20mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。図11では、各ピークP1、P2と、谷部Vとの輝度差が狭まって2倍以下になっている。従って、先端面26aと観察対象との距離が20mm以上である場合には、第2センシングモードに設定したとしても、各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することは難しい。
FIG. 11 is a luminance distribution graph of the
すなわち、本実施形態の電子内視鏡10では、先端面26aと観察対象との距離が5〜15mmの範囲にある場合に、各光スポット72、74の中心間距離d2を正確に測定することができる。そして、照明光とセンシング光とを生成する照射レンズ60を各照明光学系54、56に設け、各照明窓42、44から照明光とセンシング光との双方が照射されるようにしたので、センシング光用のライトガイドや光源を別途設ける必要が無い。従って、本実施形態によれば、挿入部20の大径化を招くことなく観察対象の大きさを非接触で測定することができる。
That is, in the
また、本実施形態では、透過型液晶モジュール62と絞り機構64とを各照明光学系54、56に設け、通常観察モードと第1センシングモードと第2センシングモードとの3つの撮影モードに切り替えられるようにしたので、各撮影モードを使い分けることにより、観察対象の観察、及び観察対象の大きさの測定を効率よく行うことができる。
In the present embodiment, the transmissive
上記実施形態では、貫通孔68aを有するリング状の第2レンズ68を示したが、第2レンズ68の形状は、これに限ることなく、例えば、図12に示す照射レンズ80のように構成してもよい。照射レンズ80の第2レンズ82は、第1レンズ66と略同一の外径を有する円板状に形成されている。第1レンズ66と対面する第2レンズ82の前面は、平面に形成されている。一方、第1ライトガイド55から供給される光が入射する第2レンズ82の背面は、前面と略平行な平面に形成された平面部82aと、この平面部82aの外周に形成された曲面部82bとからなる。平面部82aは、凹面66bと略同一の直径を有する円形に形成されている。
In the above embodiment, the ring-shaped
この第2レンズ82は、所定の広がり角を持って各ライトガイド55、57から供給される光の外周部分が曲面部82bに入射するように配置される。これにより、各ライトガイド55、57から第2レンズ82に供給される光の中心部分は、曲率を持たない平面部82aを透過して第1レンズ66の凹面66bに入射する。そして、各ライトガイド55、57から第2レンズ82に供給される光の外周部分は、曲面部82bによって平行光束に変換され、第1レンズ66を透過してセンシング光として各照明窓42、44に入射する。従って、円板状の第2レンズ82を用いた場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
The
上記実施形態では、第1レンズ66と第2レンズ68との2枚のレンズからなる照射レンズ60を示したが、これに限ることなく、図13に示すように、1枚構成の照射レンズ84としてもよい。照射レンズ84は、上記実施形態の各レンズ66、68を一体にした形状に形成されており、略半球面状に窪んだ第1曲面84aと、背面を所定の曲率で曲げた第2曲面84bとを有している。
In the above embodiment, the
このように、1枚構成の照射レンズ84とすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、複数のレンズを組み合わせる手間が省けるため、組立工程の簡素化、及びこれにともなう組立コストの低減を図ることができる。但し、各曲面84a、84bを有する1枚構成の照射レンズ84とすると、形状が複雑になり、照射レンズ84の製造コストが増加してしまう恐れがある。従って、照射レンズを1枚構成とするか複数枚構成とするかは、総合的なコストや組立性などを考慮して適宜決定すればよい。
In this way, if the
上記実施形態では、平凹レンズ状の第1レンズ66と平凸レンズ状の第2レンズ68とからなる照射レンズ60を示したが、照射レンズ60のレンズ構成は、これに限定されるものではなく、例えば、図14に示す照射レンズ86のように構成してもよい。
In the above embodiment, the
照射レンズ86は、平凸レンズ状の第1レンズ87と、平凸レンズ状の第2レンズ88とからなる。第1レンズ87は、略砲弾型に形成されており、第1ライトガイド55と対面する面に半球面状に突出した第1曲面87aを有している。第1レンズ87は、この第1曲面87aによって平凸レンズになる。第2レンズ88は、略円筒形に形成されており、上記実施形態の第2レンズ68と同様、第1ライトガイド55と対面する面に所定の曲率で曲げられた第2曲面88aを有している。第2レンズ88は、この第2曲面88aによって平凸レンズになる。
The
第2レンズ88の内径は、第1レンズ87の外径と略同一に形成されている。照射レンズ86は、第1レンズ87を第2レンズ88内に挿通することによって組み合わされる。また、これにより、第2レンズ88は、第1レンズ87に対して同心になる。そして、照射レンズ86は、第1ライトガイド55と中心軸(光軸)が一致するとともに、第1ライトガイド55から供給される光の中心部分が第1レンズ87に入射し、外周部分が第2レンズ88に入射するように配置される。
The inner diameter of the
上記のように配置されることにより、第1レンズ87は、第1ライトガイド55から供給される光の中心部分を第1曲面87aで拡散させ、照明光として第1照明窓42に照射する。そして、第2レンズ88は、第1ライトガイド55から供給される光の外周部分を第2曲面88aで平行光束に変換し、センシング光として第1照明窓42に照射する。
With the arrangement as described above, the
図14の実施形態における物理量を下表3、4に示す。また、第1曲面87aの非球面は、下式1で表される。
The physical quantities in the embodiment of FIG. 14 are shown in Tables 3 and 4 below. The aspherical surface of the first
非球面係数は、P=0.2394、E=−0.67356×10−1、F=0.3223×10−1、f=1で表される。但し、x、hは、光軸をx軸とし物体側を負の方向にとりh軸を非球面と光軸との交点を原点としてx軸に直交する方向にとった時の座標値、Cは光軸近傍で非球面と接する円の曲率半径の逆数、Pは円錐定数、E、F、G・・・はそれぞれ4次、6次、8次・・・の非球面係数、fは光軸近傍で非球面と接する円の曲率の光学系の焦点距離である。なお、照射レンズ86を用いる場合には、平面状に形成された第1レンズ87の前面と接するように透過型液晶モジュール62を配置することが好ましい。
The aspheric coefficient is represented by P = 0.2394, E = −0.67356 × 10 −1 , F = 0.3223 × 10 −1 , and f = 1. Where x and h are coordinate values when the optical axis is the x axis, the object side is in the negative direction, and the h axis is the direction perpendicular to the x axis with the intersection of the aspherical surface and the optical axis as the origin. The reciprocal of the radius of curvature of the circle in contact with the aspherical surface in the vicinity of the optical axis, P is the conic constant, E, F, G... Are aspherical coefficients of the 4th order, 6th order, 8th order,. This is the focal length of an optical system having a curvature of a circle in contact with an aspheric surface in the vicinity. When the
照射レンズ86を用いて各照明窓42、44からセンシング光を照射した場合には、図15に示すように、第1照明窓42からのセンシング光による第1光スポット90と、第2照明窓44からのセンシング光による第2光スポット92とが、ドーナツ状になる。このようなドーナツ状のスポットであっても各光スポット90、92の中心間距離d3は、各照明窓42、44の中心間距離d1と同一(本例では、6mm)である。従って、各光スポット90、92の中心間距離d3と観察対象とを内視鏡画像70上で比較することで、観察対象の大きさを概略的に測定することができる。
When the illumination light is emitted from the
図16は、各光スポット90、92の中心を結ぶ線上(図15にC−cで示す線上)の輝度分布グラフである。また、図16は、先端面26aと観察対象との距離を10mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフを示している。
FIG. 16 is a luminance distribution graph on the line connecting the centers of the light spots 90 and 92 (on the line indicated by Cc in FIG. 15). FIG. 16 shows a luminance distribution graph of the
各光スポット90、92がドーナツ状になっているため、輝度分布グラフには、第1光スポット90に対応して2つの輝度ピークP1a、P1b、及び谷部V1が生じるとともに、第2光スポット92に対応して2つの輝度ピークP2a、P2b、及び谷部V2が生じる。この場合には、各谷部V1、V2の距離によって中心間距離d3を測定することができる。
Since each of the light spots 90 and 92 has a donut shape, the luminance distribution graph has two luminance peaks P1a and P1b and a valley V1 corresponding to the
なお、円形の光スポット72、74の場合と同様に、中心間距離d3を正確に測定するためには、各ピークP1a、P1bと谷部V1、及び各ピークP2a、P2bと谷部V2との輝度差がそれぞれ2倍以上であることが好ましい。図16では、それぞれの輝度差が約2倍になっている。従って、先端面26aと観察対象との距離が10mmである場合には、中心間距離d3を正確に測定することができる。
As in the case of the circular light spots 72 and 74, in order to accurately measure the center-to-center distance d3, each peak P1a, P1b and valley V1 and each peak P2a, P2b and valley V2 It is preferable that the difference in luminance is 2 times or more. In FIG. 16, the respective luminance differences are approximately doubled. Therefore, when the distance between the
図17は、先端面26aと観察対象との距離を20mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。図17では、光の拡散によって輝度ピークP1bとP2aとが重なった形になっているが、各輝度ピークと各谷部V1、V2との輝度差は、2倍以上に保たれている。従って、本例では、先端面26aと観察対象との距離が20mmである場合にも、中心間距離d3を正確に測定することができる。このように、平凸レンズ状の第1レンズ87と平凸レンズ状の第2レンズ88とからなる照射レンズ86であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 17 is a luminance distribution graph of the
上記実施形態では、透過型液晶モジュール62を光量調節手段として備えた照明光学系54、56を示したが、これに限ることなく、図18に示す照明光学系100のように構成してもよい。照明光学系100は、照射レンズ102と、光量調節部材104と、絞り機構106とで構成されている。
In the above embodiment, the illumination
照射レンズ102は、第1レンズ108と第2レンズ110との2枚のレンズからなる。第1レンズ108は、上記実施形態の第1レンズ66と同様に、背面108aに略半球面状の凹面108bが形成された平凹レンズになっている。第2レンズ110は、背面110aが曲面状に膨らんでいる。背面110aは、光軸方向から見た際に円盤状の外形をなしており、第2レンズ110は、この背面110aによって平凸レンズになっている。各レンズ108、110は、所定の間隔を開けて配置される。
The irradiation lens 102 includes two lenses, a
絞り機構106は、複数の絞り羽根106aを有し、各絞り羽根106aを駆動することによって中心部に設けられた開口106bの面積を変化させる。なお、この絞り機構106の構成は、上記実施形態の絞り機構64と同一であるので、詳細な説明は省略する。
The
光量調節部材104は、略扇形の薄板に形成された本体部112を有している。この本体部112の幅狭側の端部には、丸棒状の揺動軸114が設けられている。また、本体部112は、遮光性を有する材料で成形されるか、あるいは遮光性の塗料で塗装されることにより、光を通さないようになっている。揺動軸114は、本体部112に対して略直交するように取り付けられている。光量調節部材104は、この揺動軸114を介して揺動自在に保持される。
The light
本体部112には、第1及び第2の2つの透光部116、118が設けられている。各透光部116、118は、各レンズ108、110と略同一の直径を有する円形に形成され、揺動軸114を中心とする同一円上に、それぞれの中心が位置するように配置されている。第1透光部116は、ほぼ100%の透過率を有しており、入射した光をそのまま透過させる。
The
一方、第2透光部118には、ほぼ100%の透過率を有する透光領域118aと、約20%の透過率を有する減光領域118bとが設けられている。減光領域118bは、いわゆるNDフィルタであり、第2透光部118は、透光領域118aに入射した光はそのまま透過させ、減光領域118bに入射した光は減光させる。減光領域118bは、第1レンズ108の凹面108bと略同一の直径を有し、かつ第2透光部118と同軸な円形に形成されている。
On the other hand, the second
光量調節部材104は、本体部112が各レンズ108、110に挟まれ、かつ揺動軸114を中心に揺動した際に、各透光部116、118が各レンズ108、110の光軸上に位置するように配置される。従って、各レンズ108、110の間隔は、間で揺動する光量調節部材104と干渉しない程度にしておけばよく、光量調節部材104と各レンズ108、110との間に生じる隙間を、それぞれ約0.15mmとすることが好適である。
When the
図18における実施形態の物理量を下表5、6に示す。なお、各透光部116、118に異なる材料を用いると、それぞれを各レンズ108、110の光軸上に配置した際に、光路長が変化してしまうことが懸念される。従って、各透光部116、118には、光路長が変化しないように同一の材料を用いることが好ましい。
The physical quantities of the embodiment in FIG. 18 are shown in Tables 5 and 6 below. If different materials are used for the
揺動軸114には、光量調節部材104を揺動させるための揺動機構120が接続されている。揺動機構120は、揺動軸114を中心に光量調節部材104を揺動させることにより、第1透光部116が各レンズ108、110の光軸上に位置する第1位置(図19(a)参照)と、第2透光部118が各レンズ108、110の光軸上に位置する第2位置(図19(b)参照)との間で光量調節部材104を移動させる。なお、揺動機構120には、モータやギアなどからなる周知の機構を用いればよい。
A swing mechanism 120 for swinging the light
揺動機構120は、モード切替ボタン34と電気的に接続されている。揺動機構120は、モード切替ボタン34が押下操作されていない場合、及びモード切替ボタン34が1段階押下操作された場合に、光量調節部材104を第1位置に移動させ、モード切替ボタン34が2段階押下操作された場合に、光量調節部材104を第2位置に移動させる。
The swing mechanism 120 is electrically connected to the
光量調節部材104が第1位置にある場合には、各レンズ108、110の間に第1透光部116が配置され、ライトガイドから供給される光がそのまま第1レンズ108の背面108aの全体に入射する。一方、光量調節部材104が第2位置にある場合には、各レンズ108、110の間に第2透光部118が配置され、減光領域118bによって凹面108bに入射する光が減光される。
When the light
これにより、上記実施形態と同様に、モード切替ボタン34が押下操作されていない場合に、撮影モードが通常観察モードに設定され、モード切替ボタン34が1段階押下操作された場合に、撮影モードが第1センシングモードに設定され、モード切替ボタン34が2段階押下操作された場合に、撮影モードが第2センシングモードに設定される。
Thus, as in the above embodiment, when the
上記照明光学系100を用いて各照明窓42、44からセンシング光を照射した場合には、各センシング光による光スポットが、ドーナツ状になる(図15参照)。図20は、照明光学系100を用いた場合の各光スポットの中心を結ぶ線上の輝度分布グラフである。また、図20は、先端面26aと観察対象との距離を5mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフを示している。
When the illumination light is irradiated from each
各光スポットがドーナツ状になっているため、輝度分布グラフには、第1光スポットに対応して2つの輝度ピークP1a、P1b、及び谷部V1が生じるとともに、第2光スポットに対応して2つの輝度ピークP2a、P2b、及び谷部V2が生じる。この場合には、各谷部V1、V2の距離によって中心間距離を測定することができる。 Since each light spot has a donut shape, the luminance distribution graph has two luminance peaks P1a, P1b and a valley V1 corresponding to the first light spot, and also corresponds to the second light spot. Two luminance peaks P2a and P2b and a valley V2 are generated. In this case, the center-to-center distance can be measured by the distance between the valleys V1 and V2.
図21は、先端面26aと観察対象との距離を10mmに設定し、その観察対象を第2センシングモードで観察した際の内視鏡画像70の輝度分布グラフである。図21では、ドーナツ形状が崩れてしまっているが、第1光スポットに対応した輝度ピークP3、及び第2光スポットに対応した輝度ピークP4と、これらの間に生じる谷部V3との輝度差が2倍以上になっているため、各輝度ピークP3、P4の距離によって中心間距離を測定することができる。
FIG. 21 is a luminance distribution graph of the
このように、NDフィルタである減光領域118bを各レンズ108、110の光軸上に配置したり退避させたりすることによって照明光の光量を調節するようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、減光領域118bは、NDフィルタに限らず、液晶などを用いてもよい。また、減光領域118bを各レンズ108、110の光軸上に配置したり退避させたりする構成は、上記に限定されるものではない。さらに、上記各実施形態では、第2センシングモードの際に、照明光の光量を低下させるようにしたが、これに限ることなく、照明光を完全に遮光するようにしてもよい。
As described above, even if the
上記実施形態では、プロセッサ装置12から供給される光を各ライトガイド55、57を介して各照明光学系54、56に入射させる電子内視鏡10に本発明を適用した例を示したが、これに限ることなく、例えば、図22に示すように、第1照明光学系54に光を供給する第1LED130と、第2照明光学系56に光を供給する第2LED132とを備え、ライトガイドなどを介することなく各照明光学系54、56に直接光を入射させる光源内蔵型の電子内視鏡に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the
上記実施形態では、2つの照明窓42、44を有する電子内視鏡10を示したが、照明窓の数は、2つに限ることなく、3つ以上でもよい。上記実施形態では、各照明窓42、44にカバーガラス42a、44aを嵌め込み、これらの各カバーガラス42a、44aの奥に各照明光学系54、56を配置する構成としたが、これに限ることなく、例えば、各照明光学系54、56の第1レンズ66を各照明窓42、44から直接露呈させる構成としてもよい。
In the embodiment described above, the
上記実施形態では、センシング光照射切替手段として絞り機構64を示したが、センシング光照射切替手段は、これに限ることなく、例えば、各ライトガイド55、57から供給される光の中央部分のみを透過させる開口が形成されたアパーチャを光軸上に配置して第2レンズ68への光の入射を防止したり、前記アパーチャを光軸上から退避させて第2レンズ68への光の入射を許容したりすることにより、センシング光の照射/非照射を切り替えるものでもよい。
In the above-described embodiment, the
上記実施形態では、内視鏡として電子内視鏡を示したが、電子内視鏡に限ることなく、例えば、超音波内視鏡などの他の内視鏡に本発明を適用してもよい。上記実施形態では、医療用の電子内視鏡10に本発明を適用した例を示したが、本発明は、工業用の内視鏡に適用してもよい。
In the above embodiment, an electronic endoscope is shown as an endoscope. However, the present invention is not limited to an electronic endoscope, and the present invention may be applied to other endoscopes such as an ultrasonic endoscope. . In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the medical
2 内視鏡システム
10 電子内視鏡(内視鏡)
20 挿入部
42 第1照明窓
44 第2照明窓
54 第1照明光学系
56 第2照明光学系
60 照射レンズ
62 透過型液晶モジュール(光量調節手段)
64 絞り機構(センシング光照射切換手段)
64a 絞り羽根(遮光部材)
66 第1レンズ
66b 凹面(第1曲面)
68 第2レンズ
68b 背面(第2曲面)
70 内視鏡画像
72 第1光スポット
74 第2光スポット
2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Insertion part 42
64 Aperture mechanism (sensing light irradiation switching means)
64a Aperture blade (shading member)
66
68
70
Claims (5)
前記入射光の中央部分が入射するように円盤状に形成され、入射した光を拡散させることによって前記照明光を生成する第1曲面と、前記第1曲面の直径より大きい直径を持ち、かつ前記入射光の外周部分が入射するように環状又は円盤状に形成され、入射した光を略平行光束に変換することにより、前記観察対象の大きさを測定するためのセンシング光を生成する第2曲面とを有し、前記照明光と前記センシング光との双方を前記照明窓から照射させる照射レンズを備えたことを特徴とする内視鏡用照明光学系。 In an endoscope illumination optical system that generates illumination light for illuminating an observation object from incident light incident with a predetermined divergence angle, and irradiates from an illumination window provided at the distal end of the insertion portion.
A first curved surface that is formed in a disc shape so that a central portion of the incident light is incident thereon, generates the illumination light by diffusing the incident light, and has a diameter larger than the diameter of the first curved surface; A second curved surface that is formed in an annular shape or a disc shape so that the outer peripheral portion of the incident light is incident thereon, and generates sensing light for measuring the size of the observation object by converting the incident light into a substantially parallel light beam. And an illumination lens for irradiating both the illumination light and the sensing light from the illumination window.
前記各照明窓のそれぞれに対応して複数設けられ、所定の広がり角を持って入射する入射光から観察対象を照明するための照明光を生成し、対応する前記照明窓から照射する照明光学系とを有するとともに、
前記挿入部の先端から略平行光束のセンシング光を複数照射し、前記各センシング光によって前記観察対象に形成される複数の光スポットの中心間距離と前記観察対象とを内視鏡画像上で比較することにより、前記観察対象の大きさを非接触で測定できるようにした内視鏡において、
前記入射光の中央部分が入射するように円盤状に形成され、入射した光を拡散させることによって前記照明光を生成する第1曲面と、前記第1曲面の直径より大きい直径を持ち、かつ前記入射光の外周部分が入射するように環状又は円盤状に形成され、入射した光を略平行光束に変換することによって前記センシング光を生成する第2曲面とを有し、前記照明光と前記センシング光との双方を対応する前記照明窓から照射させる照射レンズを前記各照明光学系に設けたことを特徴とする内視鏡。 A plurality of illumination windows provided at the tip of the insertion portion;
A plurality of illumination optical systems provided corresponding to each of the illumination windows, generating illumination light for illuminating an observation object from incident light incident with a predetermined spread angle, and irradiating from the corresponding illumination window And having
A plurality of sensing beams of substantially parallel light beams are irradiated from the tip of the insertion portion, and the distance between centers of a plurality of light spots formed on the observation target by each sensing light is compared with the observation target on the endoscopic image. In the endoscope that can measure the size of the observation object in a non-contact manner,
A first curved surface that is formed in a disc shape so that a central portion of the incident light is incident thereon, generates the illumination light by diffusing the incident light, and has a diameter larger than the diameter of the first curved surface; A second curved surface that is formed in an annular shape or a disk shape so that an outer peripheral portion of the incident light is incident thereon, and generates the sensing light by converting the incident light into a substantially parallel light beam, and the illumination light and the sensing An endoscope characterized in that each illumination optical system is provided with an illumination lens that irradiates both the light and the corresponding illumination window.
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