JP2004159924A - Endoscope - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an endoscope constituted so as not only to variably set the magnification of an endoscopic image but also to perform the focal adjustment of a co-focal image. <P>SOLUTION: An image pickup unit 36 having an optical system for endoscopic observation and an optical system 37 for microscopic observation for microscopically observing the observation region of a subject are mounted in the distal end part 18 of a zoom endoscope 1. A second lens group 36b, which functions as the zoom optical system of the optical system for endoscopic observation, and a mirror frame 37d, which holds the object optical system 37c of the optical system 37 for microscopic observation, are moved by a linear actuator moving member 40 for focal adjustment and a linear actuator moving member 41 for adjusting an image angle both of which use piezoelectric actuators or the like arranged on the same axis before and behind as drive sources. Since both linear actuator moving members 40 and 41 are arranged on the same axis before and behind, the space saving of the distal end part 18 of the endoscope can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡観察機能と顕微観察機能との２つの機能を有する内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体組織を診断するに際し、低干渉性光を用いて被検体に対する断層像を得る干渉型ＯＣＴ（オプチカル・コヒーレント・トモグラフィ）や、共焦点画像による観察が種々提案されている。
【０００３】
一般に、干渉型ＯＣＴや共焦点画像を用いた観察では、通常の内視鏡観察を併用して行う場合が多い。そのため、本出願人は、例えば特開２０００ー１３１２２１号公報において、内視鏡に設けた処置具挿通チャンネルに光走査プローブを挿通して、内視鏡観察と光走査プローブとの双方で観察を行えるようにした技術を提案した。
【０００４】
すなわち、図９に示すように、上述した公報に開示されているシステム１０１は、可視光の波長領域での観察像を得る撮像素子を内蔵した内視鏡１０２と、この内視鏡１０２に設けられている処置具挿通チャンネル内に挿通して使用可能な、共焦点関係に設定した状態で光を２次元に走査する共焦点光走査プローブ１０３、及び低干渉光により光断層情報を得る光断層イメージプローブ１０４と、この内視鏡１０２と、共焦点光走査プローブ１０３、及び光断層イメージプローブ１０４とを着脱自在に接続する光走査／内視鏡制御装置１０５とを備えている。
【０００５】
このシステム１０１を用いて異常な場所、例えば医療においては病変部等の関心部位を観察しようとする場合、先ず、内視鏡１０２の操作部１０６から延出するユニバーサルケーブル１０７の先端に固設されているコネクタ１０７ａを光走査／内視鏡制御装置１０５に設けられている内視鏡用ソケット１０５ａに接続し、通常の内視鏡観察を行う。
【０００６】
そして、異常な場所等が発見された場合は、その場所を観察するに最適な光走査プローブを選択して、更に詳しく観察する。例えば、光走査プローブとして共焦点光走査プローブ１０３を選択する場合は、共焦点光走査プローブ１０３を内視鏡１０２に設けられている処置具挿通チャンネルに挿通し、又、この共焦点光走査プローブ１０３のコネクタ１０３ａを光走査／内視鏡制御装置１０５に設けられているプローブ接続用のソケット１０５ｂに接続し、この共焦点光走査プローブ１０３を用いて関心部位の微細構造を共焦点画像により拡大して観察を行う。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００ー１３１２２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した公報に開示されている技術では、内視鏡１０２から得られる通常の内視鏡画像と、共焦点光走査プローブ１０３から得られる共焦点画像とは、視野範囲（拡大倍率）が大きく異なっているため、中間倍率の画像が得られず、共焦点光走査プローブ１０３からの画像に基づいて観察すべき場所を確認することが困難となる場合がある。
【０００９】
又、共焦点光走査プローブ１０３より得られる共焦点画像は、被写界深度が非常に小さいため、正確な被写体のピントを得るためには、焦点調整機能を備えていることが望ましいが、処置具挿通チャンネルに挿通するような共焦点光走査プローブ１０３においては、直径を細くする必要性から、スペース的に焦点調整機能をプローブ内に設けることが困難である。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡画像の拡大倍率を可変設定することが可能で、且つ、共焦点画像の焦点調整を行なうことの可能な内視鏡を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、被検体内に挿通可能な挿入部の先端内部に内視鏡観察用光学系と、上記被検体の観察部位を顕微観察する顕微観察光学系と、上記内視鏡観察用光学系の一部を移動させて画角を変化させる画角調整用移動機構と、上記顕微観察光学系の被写体側焦点位置を移動させる焦点調整機構とを備える内視鏡であって、上記画角調整用移動機構及び上記焦点調整機構が上記挿入部に対して同一軸上の前後に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この場合、好ましくは、上記画角調整用移動機構及び上記焦点調整機構が個別に設けられ、或いは上記画角調整用移動機構と上記焦点調整機構が一体に設けてられていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
【００１４】
（第１実施の形態）
図１〜図４は本発明の第１実施の形態を示し、図１は内視鏡装置のシステム構成図、図２はズーム内視鏡の先端部の正面図、図３はズーム内視鏡の先端部の断面図、図４はリニアアクチュエータの拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態で採用する内視鏡装置は、内視鏡としてのズーム内視鏡１と、ビデオプロセッサ２と、光源装置３と、後述するズーム内視鏡１の先端部１８に設けられたズーム倍率及び顕微観察光学系３７（図３参照）の焦点をコントロールするズーム・フォーカスコントローラ４と、ビデオプロセッサ２に接続されて観察画像を表示する内視鏡観察モニタ５とを備えている。
【００１６】
更に、内視鏡装置には、顕微観察光学系３７に設けられているスキャナ３７ｂを駆動するスキャン制御装置６と、顕微観察光学系３７に光を供給すると共に顕微観察光学系３７からの光学像を検出して電気信号にする光学ユニット７と、光学ユニット７からの信号を特定の周波数成分だけ通過させるフィルタ装置８と、フィルタ装置８からの電気信号を画像化する画像化装置９と、画像化装置９からの映像信号を表示する顕微観察画像モニタ１０と、スキャナ３７ｂを駆動する駆動波形の基準となるクロックを発生させる外部クロック発生器１１とを備えている。
【００１７】
一方、ズーム内視鏡１は、挿入部１４と、挿入部１４の後端に連設されている操作部１５と、コネクタ部１６と、操作部１５とコネクタ部１６とを接続する接続コード１７とを備えている。挿入部１４は、先端側から先端部１８と、湾曲自在な湾曲部１９と、柔軟な可撓管部２０とを備えている。更に、図２に示すように、ズーム内視鏡１の先端部（以下「内視鏡先端部」と称する）１８の先端面には、内視鏡観察用照明窓２１、処置具チャンネル開口部２２、内視鏡観察窓２３、及び顕微観察窓２４が各々配設されている。
【００１８】
一方、光学ユニット７は、４つの端部２５ａ〜２５ｄを有する４端子カプラ２５と、光源としてのレーザダイオード（以下「顕微観察用ＬＤ」と称する）２６と、フォトマルチプライアチューブ（以下「ＰＭＴ」と略称）ユニット２７とを備えている。
【００１９】
４端子カプラ２５の第１の端部２５ａが光ファイバ２８にコネクタ７ａを介して光学的に接続され、第２の端部２５ｂが顕微観察用ＬＤ２６に光学的に接続されており、更に、第３の端部２５ｃが光ファイバ終端２５ｅにより終端され、第４の端部２５ｄがＰＭＴユニット２７に光学的に接続されている。又、このＰＭＴユニット２７がコネクタ７ｂ、信号線８ａを介してフィルタ装置８に電気的に接続されている。
【００２０】
４端子カプラ２５は、第２、第４の端部２５ｂ，２５ｄから入った光がそれぞれ分岐されて第１、第３の端部２５ａ，２５ｃに伝達され、逆に、第１、第３の端部２５ａ，２５ｃから入った光がそれぞれ分岐されて、第２、第４の端部２５ｂ，２５ｄに伝達される構成を有している。従って、顕微観察用ＬＤ２６で発生するレーザ光は、第２の端部２５ｂ、４端子カプラ２５、第１の端部２５ａを経てズーム内視鏡１のコネクタ部１６側へ出力される。
【００２１】
コネクタ部１６は、内視鏡観察用照明光を導入する第１のコネクタ１６ａ、後述する撮像ユニット３６からの信号をビデオプロセッサ２へ伝送する第２のコネクタ１６ｂ、内視鏡先端部１８に設けられている、後述の画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１と焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０とを制御する信号を送受する第３のコネクタ１６ｃ、顕微観察光学系３７に対し、内視鏡挿入部１４に内装されている光ファイバ２９（図３参照）を介して伝送する光を入力する第４のコネクタ１６ｄと、顕微観察光学系３７のスキャナ３７ｂを制御する信号を送受する第５のコネクタ１６ｅとを備えている。
【００２２】
各コネクタ１６ａ〜１６ｄの接続関係について説明すると、第１のコネクタ１６ａが光源装置３のソケット３ａに着脱自在に接続され、第２のコネクタ１６ｂがビデオプロセッサ２のソケット２ａにカールコード等を介して着脱自在に接続される。更に、第３のコネクタ１６ｃがズーム・フォーカスコントローラ４にコードを介して着脱自在に接続され、第４のコネクタ１６ｄが光学ユニット７に光学的に接続される。又、コネクタ部１６の第５のコネクタ１６ｅはスキャン制御装置６に着脱自在に接続される。
【００２３】
顕微観察用ＬＤ２６で発生し、４端子カプラ２５の第１の端部２５ａからコネクタ７ａ、光ファイバ２８を介して、ズーム内視鏡１のコネクタ部１６に設けた第４のコネクタ１６ｄに入力されたレーザ光は、接続コード１７を介して接続されていると共にズーム内視鏡１の操作部１５から内視鏡先端部１８側へ配設されている光ファイバ２９を経て、内視鏡先端部１８に配設されている顕微観察光学系３７へ伝達される。
【００２４】
ズーム内視鏡１の操作部１５には、内視鏡観察の画角を変化させるズームスイッチ３０と、顕微観察光学系３７の焦点位置を移動させるフォーカススイッチ３１とが設けられている。尚、符号３２は湾曲部１９を任意の方向へ湾曲動作させる湾曲操作ノブである。又、両スイッチ３０，３１は、接続コード１７、コネクタ部１６から、このコネクタ部１６に設けられている第３のコネクタ１６ｃを介してズーム・フォーカスコントローラ４に接続されている。
【００２５】
次に、内視鏡先端部１８の内部構造について説明する。図３に示すように、内視鏡先端部１８内には、撮像ユニット３６、顕微観察光学系３７、リニアアクチュエータ３８が、内視鏡先端部１８の軸芯方向に沿って所定に配設されていると共に、図示しない照明用ライトガイド、処置具チャンネルが配設されている。
【００２６】
撮像ユニット３６は、内視鏡観察用光学系として、第１のレンズ群３６ａ、第２のレンズ群３６ｂ、第３のレンズ群３６ｃが内視鏡挿入部１４の先端側から順に配設され、その後方に固体撮像素子３６ｄが配設されており、第１のレンズ群３６ａが、内視鏡先端部１８の先端面に設けた内視鏡観察窓２３に固着されている。第２のレンズ群３６ｂは、第１のレンズ群３６ａと第２のレンズ群３６ｃとの間を移動自在なズーム光学系として機能しており、この第２のレンズ群３６ｂが第１のレンズ群３６ａ側に近接すると観察画角が次第に大きくなり、一方、第１のレンズ群３６ａから離間させに従い観察画角が次第に小さくなる。
【００２７】
又、顕微観察光学系３７は、光ファイバ２９の端部から出射する光を反射させる第１のミラー３７ａ、スキャナ３７ｂ、対物光学系３７ｃを備え、対物光学系３７ｃが鏡枠３７ｄに保持されている。スキャナ３７ｂは第２のミラー３７ｅと、この第２のミラー３７ｅを一定速度で回転させるモータ等の駆動手段３７ｆとを備えており、第２のミラー３７ｅの回転に伴う反射方向の変化により被検体を光軸（Ｚ軸方向）に直行する２次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に走査する。
【００２８】
そして、被検体から反射した光は、逆の経路を辿って、光学ユニット７に設けられている４端子カプラ２５へ至り、第３の端部２５ｃを経てＰＭＴユニット２７に伝送され、ここで、光信号が電気信号に変換され、光電変換された電気信号がコネクタ７ｂ、信号線８ａを経てフィルタ装置８へ伝送される。
【００２９】
又、リニアアクチュエータ３８は、撮像ユニット３６を構成する第２のレンズ群３６ｂと、顕微観察光学系３７を構成する鏡枠３７ｄとを光軸方向へ駆動させるもので、このリニアアクチュエータ３８を構成する筒状のガイド部材３９が、撮像ユニット３６と顕微観察光学系３７との間に内視鏡先端部１８の軸方向に沿って平行に配設されている。
【００３０】
このリニアアクチュエータ３８のガイド部材３９には、焦点調整機構としての焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０と、画角調整用移動機構としての画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１とが同一軸上の前後に各々配設されていると共に、ガイド部材３９の内周に対して移動自在に支持されている。
【００３１】
この両リニアアクチュエータ移動体４０，４１として、本実施の形態ではインパクト型の圧電アクチュエータ（急速変形アクチュエータ）を採用しており、図４に示すように、各リニアアクチュエータ移動体４０，４１には、圧電素子４２が各々内装されている。この各圧電素子４２は、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、磁器等のセラミックスの圧電部材が軸方向に沿って積層されており、各圧電部材に設けられている電極に駆動電力を供給するリード線４３，４４が各々接続されている。この各リード線４３，４４がズーム内視鏡１のコネクタ部１６に設けられている第３のコネクタ１６ｃまで延設され、ズーム・フォーカスケーブル４５を介してズーム・フォーカスコントローラ４に電気的に接続されている。
【００３２】
又、各リニアアクチュエータ移動体４０，４１は、図示しない摩擦部材によりガイド部材３９の内周に押接された状態で保持されており、各圧電素子４２に対してズーム・フォーカスコントローラ４から所定の波形の駆動電圧を印加すると、この各圧電素子４２は機械的な伸縮変形動作をし、そのとき伸縮変形動作によって、各リニアアクチュエータ移動体４０，４１に衝撃力を与え、その衝撃力で各リニアアクチュエータ移動体４０，４１が、摩擦部材による摩擦力にうち勝って前後運動される。
【００３３】
ガイド部材３９の中途には、切欠き部３９ａ，３９ｂが形成されており、この各切欠き部３９ａ，３９ｂから各リニアアクチュエータ移動体４０，４１が露呈されており、露呈された各リニアアクチュエータ移動体４０，４１が顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄと撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂとに対して、焦点調整用連結部材４６と画角移動用連結部材４７とを介して各々連結されている。
【００３４】
従って、顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄと撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂとは、各リニアアクチュエータ移動体４０，４１の光軸方向への進退動作に追従して同方向へ移動し、顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄの進退動作によりフォーカス調整が行なわれ、又、第２のレンズ群３６ｂの進退動作により、内視鏡観察画像の画角が変化される。
【００３５】
次に、このような構成による本実施の形態の作用について説明する。
内視鏡観察に際しては、光源装置３から出力される照明光が、ズーム内視鏡１に挿通されているライトガイド（図示せず）を通して内視鏡先端部１８の先端面に設けられている内視鏡観察用照明窓２１から出射されて被写体が照射される。
【００３６】
そして、被写体からの反射光が撮像ユニット３６の各レンズ群３６ａ，３６ｂ，３６ｃを経て入射され、固体撮像素子３６ｄの撮像面に被写体像が結像される。この撮像面に結像した被写体像は電気信号に変換されて、ビデオプロセッサ２に伝送される。ビデオプロセッサ２では、電気信号を、内蔵するプロセス回路（図示せず）で映像信号に変換し、内視鏡観察モニタ５へ出力し、この内視鏡観察モニタ５に被写体像を表示する。
【００３７】
一方、ズーム内視鏡１を用いた内視鏡観察の際に、このズーム内視鏡１の操作部１５に設けられているズームスイッチ３０を拡大側或いは広角側にＯＮさせると、対応する信号がズーム・フォーカスコントローラ４に入力される。ズーム・フォーカスコントローラ４はズームスイッチ３０からの信号に基づき、画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１に対し、リード線４４を介して駆動信号を出力する。
【００３８】
すると、画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１が、内蔵されている圧電素子４２の機械的な伸縮変形動作により発生した衝撃力で、ガイド部材３９内を進退動作する。この画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１には、画角移動用連結部材４７を介して撮像ユニット３６を構成する第２のレンズ群３６ｂが連設されているため、この第２のレンズ群３６ｂが画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１と同方向へ一体的に移動する。この場合、第２のレンズ群３６ｂが第１のレンズ群３６ａに近接方向へ移動すると観察画角が次第に大きくなり、内視鏡観察モニタ５に表示される被写体像が拡大される。一方、第２のレンズ群３６ｂが第１のレンズ群３６ａから遠ざかる方向へ移動すると、観察画角が次第に小さくなり、内視鏡観察モニタ５に表示される被写体像が広角となる。
【００３９】
そして、内視鏡観察中に病変部等の関心部位を発見したときは、顕微観察を開始する。
【００４０】
顕微観察では、先ず、スキャン制御装置６を駆動させ、このスキャン制御装置６により顕微観察光学系３７に設けられているスキャナ３７ｂを駆動させる。次いで、光学ユニット７に設けられている顕微観察用ＬＤ２６を起動する。すると、この顕微観察用ＬＤ２６からの光が関心部位の表面付近で、光軸（Ｚ軸方向）に直行する２次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に走査される。尚、このときの走査範囲は、本実施の形態では３００μｍ四方程度に設定されているが、これに限定されるものではない。
【００４１】
そして、関心部位からの反射光が光ファイバ２９を経て光学ユニット７に設けられているＰＭＴユニット２７に入射し、電気信号に変換される。このＰＭＴユニット２７で光電変換された電気信号は、ＰＭＴユニット２７の出力側にコネクタ７ｂを介して接続されている信号線８ａを経てフィルタ装置８へ伝送される。更に、このフィルタ装置８を通過した電気信号は画像化装置９に入力されて画像化された後、顕微観察画像モニタ１０に出力され、この顕微観察画像モニタ１０に関心部位の顕微観察画像が表示される。
【００４２】
そして、この顕微観察画像モニタ１０に表示されている顕微観察画像の焦点が合っていない場合、或いは、観察対象が動いて焦点がずれてしまった場合、操作者はズーム内視鏡１の操作部１５に設けられているフォーカススイッチ３１を操作すると、対応するフォーカス信号がズーム・フォーカスコントローラ４に送信される。
【００４３】
ズーム・フォーカスコントローラ４は、フォーカススイッチ３１からのフォーカス信号に基づき焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０に対し、リード線４３を介して駆動信号を出力する。すると、焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０が所定の方向へ移動し、焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０に焦点調整用連結部材４６を介して連結する顕微観察光学系３７が同方向へ移動する。それにより、関心部位に焦点を合わせることができる。
【００４４】
このように、本実施の形態では、画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１と焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０とを、１つのガイド部材３９に対して同一軸上の前後方向へ配設したので、ズーム内視鏡１の先端部１８内の径方向のスペースを小さくすることができ、先端部１８の細径化を実現することができる。
【００４５】
（第２実施の形態）
図５〜図７に本発明の第２実施の形態を示す。ここで、図５はズーム内視鏡の先端部の断面で図６のＶ−Ｖ断面図、図６はズーム内視鏡の先端部の正面図、図７は別態様による図６相当の正面図である。
【００４６】
上述した第１実施の形態では、内視鏡先端部１８の先端面が平坦であったが、本実施の形態で示す内視鏡先端部１８の先端面に、突出量Ｌを有する突出部１８ａを形成し、この突出部１８ａに顕微観察窓２４を設けたものである。
【００４７】
又、図６に示すように、内視鏡先端部１８の先端面には、突出部１８ａ（ハッチングで示す部位）に設けた顕微観察窓２４以外に、この顕微観察窓２４の位置から中心角でほぼ１８０°離れた位置に内視鏡観察用照明窓２１が配設され、又、先端側から見て左右方向に内視鏡観察窓２３と処置具チャンネル開口部２２とが各々設けられている。
【００４８】
図５に示すように、顕微観察窓２４は内視鏡観察窓２３に対して突出量Ｌだけ突出されているため、顕微観察窓２４の後方に配設されている顕微観察光学系３７は、内視鏡観察窓２３の後方に配設されている撮像ユニット３６よりも、突出量Ｌだけ前方に突出されている。
【００４９】
この突出量Ｌは、撮像ユニット３６を最大ズーム状態にしたときの被写体側の焦点位置と顕微観察窓２４の先端面とが一致するように設定されており、換言すれば、突出量Ｌは、撮像ユニット３６の最大ズーム時のＷＤ（ワーキングディスタンス）と一致するように設定されている。
【００５０】
このような構成では、内視鏡先端部１８の先端面に突出部１８ａを形成し、この突出部１８ａの突出量Ｌを撮像ユニット３６の最大ズーム時のＷＤ（ワーキングディスタンス）と一致するように設定したので、顕微観察中に、突出部１８ａの先端面を被写体に押し当てても、内視鏡観察画像の最大ズーム状態で焦点が合わせられているため、観察している位置に若干の差はあるものの、どの部分を顕微観察しているかを、内視鏡観察モニタ５に表示されている被写体像から簡単に識別することができ、使い勝手が良い。
【００５１】
又、内視鏡観察用照明窓２１を顕微観察窓２４の位置から中心角で、ほぼ１８０°離れた位置、すなわち最も遠隔位置に配置することで、内視鏡観察用照明光が顕微観察光学系３７に入射し難くなり、内視鏡観察用照明光が顕微観察光学系３７に対してノイズとなってしまうことを防止することができる。
【００５２】
尚、この場合、図７に示すように、顕微観察窓２４に対して内視鏡観察窓２３を中心角がほぼ１８０°離れた位置、すなわち、最も遠隔位置に配置し、又、先端面から見て左右方向に内視鏡観察用照明窓２１と処置具チャンネル開口部２２とを配設することで、顕微観察窓２４から出射されるレーザ光が、内視鏡観察窓２３から撮像ユニット３６に入射し難くなり、撮像ユニット３６に対してレーザ光がノイズとなってしまうことを防止することができる。
【００５３】
（第３実施の形態）
図８に本発明の第３実施の形態による図３相当の断面図を示す。上述した第１実施の形態では、ガイド部材３９に対して、焦点調整用リニアアクチュエータ移動体４０と画角調整用リニアアクチュエータ移動体４１とを個別に支持させるようにしたが、本実施の形態では、１つの画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１で、両リニアアクチュエータ移動体４０，４１と同様の動作を行なわせるようにしたものである。
【００５４】
すなわち、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１は、両リニアアクチュエータ移動体４０或いは４１と同一の構造を有しており、この画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１に接続されているリード線４８が、図１に示すズーム内視鏡１のコネクタ部１６に設けられている第３のコネクタ１６ｃまで延設されて、ズーム・フォーカスケーブル４５を介してズーム・フォーカスコントローラ４に電気的に接続されている。
【００５５】
操作者がズーム内視鏡１の操作部１５に設けられているズームスイッチ３０、或いはフォーカススイッチ３１を操作すると、対応するズーム信号或いはフォーカス信号がズーム・フォーカスコントローラ４に送信され、このズーム・フォーカスコントローラ４からリード線４８を介して画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１に駆動信号が出力される。
【００５６】
一般に、内視鏡観察において観察画角を変化させるために撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂを移動させる移動量は、顕微観察において顕微観察光学系３７の焦点を合わせるために顕微観察光学系３７を移動させる移動量に比し大きい。
【００５７】
従って、１つの画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１で、第２のレンズ群３６ｂと顕微観察光学系３７との双方を駆動しようとした場合、第２のレンズ群３６ｂの移動範囲を顕微観察光学系３７の移動範囲よりも大きく確保する必要がある。
【００５８】
そのため、本実施の形態では、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１から延出する焦点調整用連結部材４６を、顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄに直接固定せず、対向一対の圧縮ばね５２ａ，５２ｂで挟持する構成とした。このように構成することで、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１が顕微観察光学系３７の移動範囲を越えて移動した場合は、対向一対の圧縮ばね５２ａ，５２ｂの伸縮動作により、焦点調整用連結部材４６と顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとの相対移動を許容することができる。
【００５９】
すなわち、内視鏡先端部１８内には、顕微観察光学系３７に設けられている鏡枠３７ｄの移動範囲を機械的に制限する第１のストッパ４９と第２のストッパ４６とが設けられており、鏡枠３７ｄが両ストッパ４９，５０の一方に当接することで、移動範囲が規制される。尚、第１のストッパ４９と第２のストッパ５０とは、顕微観察光学系３７の移動範囲を規制するものであり、両ストッパ４９，５０によって規制されている顕微観察光学系３７の移動範囲は、第２のレンズ群３６ｂの移動範囲内に収まるように設定されている。
【００６０】
次に、このような構成による本実施の形態の作用について説明する。尚、第１実施の形態と同様に動作する部分については説明を省略する。
【００６１】
内視鏡観察中に観察画角を変化させようとするときは、ズーム内視鏡１の操作部１５（図１参照）に設けられているズームスイッチ３０を操作して、リニアアクチュエータ３８のガイド部材３９に挿通されている画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１を駆動させる。すると、この画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１に画角移動用連結部材４７を介して連結されている第２のレンズ群３６ｂが移動して内視鏡の観察画角が変化される。
【００６２】
一方、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１には、焦点調整用連結部材４６を介して顕微観察光学系３７が連結されている。焦点調整用連結部材４６は、顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄに対し、一対の圧縮ばね５２ａ，５２ｂに挟持された状態で支持されているため、鏡枠３７ｄの前端或いは後端が第１のストッパ４９或いは第２のストッパ５０に当接しておらず、移動が許容されている領域では、焦点調整用連結部材４６は両圧縮ばね５２ａ，５２ｂにて中立状態が維持されているため、顕微観察光学系３７は第２のレンズ群３６ｂに同期して同方向へ移動する。
【００６３】
その後、鏡枠３７ｄの前端或いは後端が、第１のストッパ４９或いは第２のストッパ５０に当接すると、鏡枠３７ｄの移動は停止するが、焦点調整用連結部材４６は、一対の圧縮ばね５２ａ，５２ｂの伸縮動作により移動が許容されて、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１と一体に移動する。
【００６４】
尚、この両圧縮ばね５２ａ，５２ｂの変位量、第１のストッパ４９と鏡枠３７ｄの先端との間隔、及び第２のストッパ５０と鏡枠３７ｄの後端との間隔は、鏡枠３７ｄが第１のストッパ４９或いは第２のストッパ５０に当接した後も、第２のレンズ群３６ｂの移動が最大移動範囲まで支障なく動作するような値に設定されている。
【００６５】
次に、内視鏡観察から顕微観察へ切換えて観察を行なうに際し、顕微観察光学系３７の焦点を調整しようとする場合は、ズーム内視鏡１の操作部１５に設けられているフォーカススイッチ３１を操作する。
【００６６】
すると、画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１がガイド部材３９に沿って移動し、この画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１から延出する焦点調整用連結部材４６が、この焦点調整用連結部材４６を中立状態で保持する一対の圧縮ばね５２ａ，５２ｂを介して鏡枠３７ｄを移動させる。このとき、鏡枠３７ｄの移動範囲は、第１のストッパ４９と第２のストッパ５０との何れにも当接しない領域に設定されているため、鏡枠３７ｄは画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１に追従した状態で移動される。尚、その際、第２のレンズ群３６ｂも追従動作することは云うまでもない。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、１つの画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１で、撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂと、顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとの双方を駆動させるようにしたので、部品点数の削減、及び省スペース化を実現することができる。
【００６８】
（第４実施の形態）
図９に本発明の第４実施の形態による図３相当の断面図を示す。上述した第３実施の形態では、圧電素子を用いた画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１によって撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂと顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとを移動させるようにしているが、本実施の形態では、回転送りねじ機構によって、撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂと顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとを移動させるようにしたものである。尚、本実施形態は第３実施の形態の変形例であるため、第３実施の形態と同一構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
内視鏡先端部１８内には、ガイド部材６１が、撮像ユニット３６と顕微観察光学系３７との間で、且つ内視鏡先端部１８の軸方向に沿って平行に配設されている。このガイド部材６１に、直動部材６２がスプライン係合等により進退動作のみが許容された状態で挿通されており、この直動部材６２に焦点調整用連結部材４６と画角移動用連結部材４７とが固設されている。
【００７０】
更に、直動部材６２に送りねじ６３が螺入されており、この送りねじ６２の後端にフレキシブルシャフト６４の先端が固設されている。このフレキシブルシャフト６４は、ズーム内視鏡１の挿入部１４（図１参照）に挿通されており、その後端が、ズーム内視鏡１の操作部１５（図１参照）の近傍に配設されている回転モータ（図示せず）に連設されている。
【００７１】
操作部１５に設けられているズームスイッチ３０或いはフォーカススイッチ３１（図１参照）を操作して、回転モータを駆動させると、この回転モータのスピンドルの回転がフレキシブルシャフト６４を介して、送りねじ６３に伝達される。
【００７２】
この送りねじ６３は直動部材６２に螺入されており、この直動部材６２がガイド部材６１に対してスプライン係合等により進退方向のみの移動が許容された状態で挿通されているため、送りねじ６３の回転により直動部材６２が進退動作する。
【００７３】
その結果、この直動部材６２が、上述した第３実施の形態における画角焦点調整用リニアアクチュエータ移動体５１と同様に進退動作して、撮像ユニット３６のズーム動作、或いは顕微観察光学系３７の焦点調整動作が行なわれる。
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、駆動源である回転モータをズーム内視鏡１の操作部１５側に設けたので、容量の大きな回転モータを採用することが可能となり、大きな駆動力を容易に得ることができる。又、内視鏡先端部１８に送りねじ機構を配設し、この送りねじ機構により撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂと顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとを移動させるようにしたので、内視鏡先端部１８にアクチュエータを配設する必要がなくなり、アクチュエータに対する発熱対策を講じる必要がなくなるので構造の簡素化を実現することができる。
【００７５】
尚、本実施の形態では、送りねじ機構を用いて撮像ユニット３６の第２のレンズ群３６ｂと顕微観察光学系３７の鏡枠３７ｄとを移動させるようにしているが、この送りねじ機構は、カムリンク機構等、回転運動を直線運動に変換する機構で代用することも可能であり、回転モータも回転力を発生させるものであれば、回転モータ以外のアクチュエータを採用することも可能である。
【００７６】
［付記］以上詳述したように、本発明によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００７７】
（１）被検体内に挿通可能な挿入部の先端内部に、
内視鏡観察用光学系と、上記被検体の観察部位を顕微観察する顕微観察光学系と、上記内視鏡観察用光学系の一部を移動させて画角を変化させる画角調整用移動機構と、上記顕微観察光学系の被写体側焦点位置を移動させる焦点調整機構と、
を備える内視鏡であって、
上記画角調整用移動機構及び上記焦点調整機構が上記挿入部に対して同一軸上の前後に配置されていることを特徴とする。
【００７８】
（２） （１）において、
上記画角調整用移動機構と上記焦点調整機構とが上記挿入部に内蔵されているリニアアクチュエータを有することを特徴とする。
【００７９】
（３） （１）において、
上記画角調整用移動機構と上記焦点調整機構とが内視鏡先端部以外の部位に設けたアクチュエータと、該アクチュエータの動きを上記内視鏡先端部まで伝達するリンク部材とを有することを特徴とする。
【００８０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、１つの内視鏡に内視鏡観察用光学系と顕微観察光学系と、内視鏡観察用光学系の一部を移動させて画角を変化させる画角調整用移動機構と顕微観察光学系の被写体側焦点位置を移動させる焦点調整機構とを内蔵し、更に、画角調整用移動機構と焦点調整機構とを挿入部に対して同一軸上の前後に配置したので、挿入部先端内の省スペース化を実現しつつ、１つの内視鏡で内視鏡画像の拡大倍率の可変設定と共焦点画像の焦点調整との双方を行なうことが可能となる。
【００８１】
又、１つの内視鏡で内視鏡観察と顕微観察とを切換えて操作することができるため、顕微観察の焦点位置調節を高精度に行うことが可能となり、観察対象が移動した場合であっても容易に顕微観察画像を得ることができ、使い勝手が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による内視鏡装置のシステム構成図
【図２】同、ズーム内視鏡の先端部の正面図
【図３】同、ズーム内視鏡の先端部の断面図
【図４】同、リニアアクチュエータの拡大断面図
【図５】第２実施の形態によるズーム内視鏡の先端部の断面で図６のＶ−Ｖ断面図
【図６】同、ズーム内視鏡の先端部の正面図
【図７】同、別態様による図６相当の正面図である。
【図８】第３実施の形態による図３相当の断面図
【図９】第４実施の形態による図３相当の断面図
【図１０】従来の内視鏡ユニットの概略構成図
【符号の説明】
１ ズーム内視鏡
１４ 内視鏡挿入部
１８ 内視鏡先端部
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 内視鏡観察用光学系
３７ 顕微観察光学系
４０ 焦点調整用リニアアクチュエータ移動体（焦点調整機構）
４１ 画角調整用リニアアクチュエータ移動体（画角調整用移動機構）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope having two functions of an endoscope observation function and a microscopic observation function.
[0002]
[Prior art]
In recent years, when diagnosing a living tissue, various types of interference type OCT (optical coherent tomography) for obtaining a tomographic image of a subject using low coherence light and observation using a confocal image have been proposed.
[0003]
In general, observation using interference OCT or confocal images is often performed in combination with normal endoscopic observation. For this reason, the present applicant discloses, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131221 that an optical scanning probe is inserted into a treatment tool insertion channel provided in an endoscope, and observation is performed by both the endoscope observation and the optical scanning probe. We have proposed a technology that can be used.
[0004]
That is, as shown in FIG. 9, thesystem 101 disclosed in the above-mentioned publication includes anendoscope 102 having a built-in image sensor for obtaining an observation image in a visible light wavelength region, and anendoscope 102 provided in theendoscope 102. A confocaloptical scanning probe 103 that scans light two-dimensionally in a confocal relationship and that can be used by being inserted into a treatment instrument insertion channel that is used, and an optical tomogram that obtains optical tomographic information by low interference light Animage probe 104, anendoscope 102, a confocaloptical scanning probe 103, and an optical scanning /endoscope control device 105 for detachably connecting the opticaltomographic image probe 104 are provided.
[0005]
When trying to observe an abnormal place, for example, a site of interest such as a lesion in medical treatment, using thesystem 101, first, thesystem 101 is fixed to the distal end of auniversal cable 107 extending from theoperation unit 106 of theendoscope 102. The connectedconnector 107a is connected to anendoscope socket 105a provided in the optical scanning /endoscope control device 105 to perform normal endoscope observation.
[0006]
Then, when an abnormal place or the like is found, an optimal optical scanning probe for observing the place is selected and observed in more detail. For example, when selecting the confocaloptical scanning probe 103 as the optical scanning probe, the confocaloptical scanning probe 103 is inserted into the treatment instrument insertion channel provided in theendoscope 102, and the confocal optical scanning probe is Theconnector 103 a of 103 is connected to aprobe connection socket 105 b provided in the optical scanning /endoscope control device 105, and the fine structure of the region of interest is enlarged by a confocal image using the confocaloptical scanning probe 103. And observe.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-131221 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the technique disclosed in the above-mentioned publication, a normal endoscope image obtained from theendoscope 102 and a confocal image obtained from the confocaloptical scanning probe 103 have a visual field range (magnification magnification). Due to such a large difference, an image at an intermediate magnification cannot be obtained, and it may be difficult to confirm a place to be observed based on an image from the confocaloptical scanning probe 103.
[0009]
Further, since the confocal image obtained from the confocaloptical scanning probe 103 has a very small depth of field, it is desirable that the confocal image be provided with a focus adjustment function in order to obtain an accurate subject focus. In the confocaloptical scanning probe 103 that is inserted through the tool insertion channel, it is difficult to provide a focus adjustment function in the probe spatially because of the necessity of reducing the diameter.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an endoscope capable of variably setting an enlargement magnification of an endoscope image and performing focus adjustment of a confocal image. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an endoscope observation optical system inside a distal end of an insertion portion that can be inserted into a subject, a microscopic observation optical system for microscopically observing an observation site of the subject, An endoscope comprising: an angle-of-view adjustment moving mechanism that moves a part of the endoscope observation optical system to change the angle of view; and a focus adjustment mechanism that moves a subject-side focal position of the microscopic observation optical system. The angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are arranged on the same axis with respect to the insertion section.
[0012]
In this case, preferably, the view angle adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are separately provided, or the view angle adjustment movement mechanism and the focus adjustment mechanism are integrally provided. .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
(1st Embodiment)
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a system configuration diagram of an endoscope apparatus, FIG. 2 is a front view of a distal end portion of a zoom endoscope, and FIG. 3 is a zoom endoscope. 4 is an enlarged sectional view of the linear actuator.
[0015]
As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus employed in the present embodiment includes a zoom endoscope 1 as an endoscope, avideo processor 2, a light source device 3, and a zoom endoscope 1 described later. A zoom / focus controller 4 for controlling the zoom magnification and the focus of a microscopic observation optical system 37 (see FIG. 3) provided at thedistal end portion 18, and anendoscope observation monitor 5 connected to thevideo processor 2 and displaying an observation image. And
[0016]
Further, the endoscope apparatus includes ascan control device 6 for driving ascanner 37 b provided in the microscopic observationoptical system 37, a light source for supplying light to the microscopic observationoptical system 37, and an optical image from the microscopic observationoptical system 37. An optical unit 7 for detecting an electric signal to generate an electric signal, a filter device 8 for passing a signal from the optical unit 7 by a specific frequency component, animaging device 9 for imaging the electric signal from the filter device 8, A microscopicobservation image monitor 10 for displaying a video signal from thedigitizing device 9 and anexternal clock generator 11 for generating a clock which is a reference of a drive waveform for driving thescanner 37b.
[0017]
On the other hand, the zoom endoscope 1 includes aninsertion portion 14, anoperation portion 15 continuously provided at a rear end of theinsertion portion 14, aconnector portion 16, and aconnection cord 17 for connecting theoperation portion 15 and theconnector portion 16. And Theinsertion portion 14 includes adistal end portion 18 from the distal end side, abendable bending portion 19, and aflexible tube portion 20. Further, as shown in FIG. 2, an endoscopeobservation illumination window 21 and a treatment tool channel opening are provided on the end surface of the end portion (hereinafter referred to as “endoscope end portion”) 18 of the zoom endoscope 1. 22, anendoscope observation window 23, and amicroscopic observation window 24 are provided.
[0018]
On the other hand, the optical unit 7 includes a four-terminal coupler 25 having fourends 25a to 25d, a laser diode (hereinafter, referred to as “LD for microscopic observation”) 26 as a light source, and a photomultiplier tube (hereinafter, “PMT”). Unit 27).
[0019]
Afirst end 25a of the four-terminal coupler 25 is optically connected to theoptical fiber 28 via theconnector 7a, asecond end 25b is optically connected to themicroscopic observation LD 26, and Thethird end 25c is terminated by anoptical fiber end 25e, and thefourth end 25d is optically connected to thePMT unit 27. ThePMT unit 27 is electrically connected to the filter device 8 via theconnector 7b and the signal line 8a.
[0020]
The four-terminal coupler 25 splits light entering from the second andfourth ends 25b and 25d and transmits the split light to the first andthird ends 25a and 25c, and conversely, the first and third ends. Light entering from theends 25a and 25c is branched and transmitted to the second and fourth ends 25b and 25d. Therefore, the laser light generated by themicroscopic LD 26 is output to theconnector 16 of the zoom endoscope 1 through thesecond end 25b, the four-terminal coupler 25, and thefirst end 25a.
[0021]
Theconnector section 16 is provided on afirst connector 16a for introducing illumination light for endoscopic observation, asecond connector 16b for transmitting a signal from animaging unit 36 described later to thevideo processor 2, and an endoscopedistal end section 18. An endoscope is inserted into thethird connector 16c for transmitting and receiving signals for controlling the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 and the focus adjusting linearactuator moving body 40, which will be described later, and the microscopic observationoptical system 37. Afourth connector 16d for inputting light transmitted through an optical fiber 29 (see FIG. 3) contained in theunit 14, and a fifth connector for transmitting and receiving a signal for controlling ascanner 37b of the microscopic observationoptical system 37. 16e.
[0022]
The connection relationship between theconnectors 16a to 16d will be described. Thefirst connector 16a is detachably connected to thesocket 3a of the light source device 3, and thesecond connector 16b is connected to thesocket 2a of thevideo processor 2 via a curl cord or the like. Removably connected. Further, athird connector 16c is detachably connected to the zoom / focus controller 4 via a cord, and afourth connector 16d is optically connected to the optical unit 7. Further, thefifth connector 16 e of theconnector section 16 is detachably connected to thescan control device 6.
[0023]
It is generated by theLD 26 for microscopic observation, and is input from thefirst end 25a of the four-terminal coupler 25 to thefourth connector 16d provided in theconnector 16 of the zoom endoscope 1 via theconnector 7a and theoptical fiber 28. The laser beam is connected via theconnection cord 17 and passes through theoptical fiber 29 provided from theoperation unit 15 of the zoom endoscope 1 to the endoscopedistal end 18 side, and then passes through the endoscope distal end. The transmitted light is transmitted to a microscopic observationoptical system 37 provided at 18.
[0024]
Theoperation unit 15 of the zoom endoscope 1 is provided with azoom switch 30 for changing the angle of view for endoscopic observation and afocus switch 31 for moving the focal position of the microscopic observationoptical system 37.Reference numeral 32 denotes a bending operation knob for bending the bendingportion 19 in an arbitrary direction. Theswitches 30 and 31 are connected to the zoom / focus controller 4 from theconnection cord 17 and theconnector 16 via athird connector 16c provided in theconnector 16.
[0025]
Next, the internal structure of the endoscopedistal end portion 18 will be described. As shown in FIG. 3, animaging unit 36, a microscopic observationoptical system 37, and alinear actuator 38 are provided in the endoscopedistal end portion 18 in a predetermined direction along the axis of the endoscopedistal end portion 18. In addition, an illumination light guide and a treatment tool channel (not shown) are provided.
[0026]
Theimaging unit 36 includes, as an endoscope observation optical system, afirst lens group 36a, asecond lens group 36b, and athird lens group 36c arranged in this order from the distal end side of theendoscope insertion unit 14. A solid-state imaging device 36d is provided at the rear, and thefirst lens group 36a is fixed to theendoscope observation window 23 provided on the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18. Thesecond lens group 36b functions as a zoom optical system that is movable between thefirst lens group 36a and thesecond lens group 36c, and thesecond lens group 36b is a first lens group. When approaching the 36a side, the observation angle of view gradually increases. On the other hand, the observation angle of view gradually decreases as the distance from thefirst lens group 36a increases.
[0027]
The microscopic observationoptical system 37 includes afirst mirror 37a for reflecting light emitted from the end of theoptical fiber 29, ascanner 37b, and an objectiveoptical system 37c. The objectiveoptical system 37c is held by amirror frame 37d. I have. Thescanner 37b includes asecond mirror 37e and driving means 37f such as a motor for rotating thesecond mirror 37e at a constant speed. Is scanned in a two-dimensional direction (X-axis, Y-axis direction) orthogonal to the optical axis (Z-axis direction).
[0028]
Then, the light reflected from the subject follows the reverse path, reaches the four-terminal coupler 25 provided in the optical unit 7, and is transmitted to thePMT unit 27 via thethird end 25c, where The optical signal is converted into an electric signal, and the electric signal obtained by the photoelectric conversion is transmitted to the filter device 8 via theconnector 7b and the signal line 8a.
[0029]
Thelinear actuator 38 drives thesecond lens group 36b constituting theimaging unit 36 and thelens frame 37d constituting the microscopic observationoptical system 37 in the optical axis direction, and constitutes thelinear actuator 38. Acylindrical guide member 39 is disposed between theimaging unit 36 and the microscopic observationoptical system 37 in parallel along the axial direction of the endoscopedistal end portion 18.
[0030]
Aguide member 39 of thelinear actuator 38 includes a focus adjusting linearactuator moving body 40 as a focus adjusting mechanism and a view angle adjusting linearactuator moving body 41 as a view angle adjusting moving mechanism. And is movably supported with respect to the inner periphery of theguide member 39.
[0031]
In this embodiment, an impact-type piezoelectric actuator (rapid deformation actuator) is employed as the two linearactuator moving bodies 40 and 41. As shown in FIG. Each of thepiezoelectric elements 42 is provided therein. Eachpiezoelectric element 42 is formed by laminating ceramic piezoelectric members such as barium titanate, lead zirconate titanate, and porcelain along the axial direction, and supplies driving power to electrodes provided on each piezoelectric member. Leadwires 43 and 44 are connected to each other. Thelead wires 43 and 44 extend to athird connector 16 c provided on theconnector section 16 of the zoom endoscope 1, and are electrically connected to the zoom / focus controller 4 via a zoom /focus cable 45. Have been.
[0032]
Each of the linearactuator moving bodies 40 and 41 is held in a state of being pressed against the inner periphery of theguide member 39 by a friction member (not shown). When a drive voltage having a waveform is applied, eachpiezoelectric element 42 mechanically expands and contracts, and at that time, an impact force is applied to each of the linearactuator moving bodies 40 and 41 by the elastic deformation operation, and each linear actuator is moved by the impact force. Theactuator moving bodies 40 and 41 are moved back and forth by overcoming the frictional force of the friction member.
[0033]
Notch portions 39a and 39b are formed in the middle of theguide member 39, and the linearactuator moving bodies 40 and 41 are exposed from thenotch portions 39a and 39b, respectively. Thebodies 40 and 41 are respectively connected to themirror frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 and thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 via the focusadjustment connecting member 46 and the view angle moving connectingmember 47. Have been.
[0034]
Accordingly, thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 and thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 move in the same direction following the movement of each linearactuator moving body 40, 41 in the optical axis direction. The focus is adjusted by moving themirror frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 forward and backward, and the angle of view of the endoscope observation image is changed by moving thesecond lens group 36b forward and backward.
[0035]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
At the time of endoscopic observation, illumination light output from the light source device 3 is provided on the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18 through a light guide (not shown) inserted through the zoom endoscope 1. The light is emitted from theillumination window 21 for endoscopic observation and illuminates the subject.
[0036]
Then, the reflected light from the subject enters through thelens groups 36a, 36b, and 36c of theimaging unit 36, and the subject image is formed on the imaging surface of the solid-state imaging device 36d. The subject image formed on the imaging surface is converted into an electric signal and transmitted to thevideo processor 2. In thevideo processor 2, the electric signal is converted into a video signal by a built-in process circuit (not shown), output to theendoscope observation monitor 5, and a subject image is displayed on theendoscope observation monitor 5.
[0037]
On the other hand, at the time of endoscopic observation using the zoom endoscope 1, when thezoom switch 30 provided on theoperation unit 15 of the zoom endoscope 1 is turned on to the enlargement side or the wide angle side, a corresponding signal is output. Is input to the zoom / focus controller 4. The zoom / focus controller 4 outputs a drive signal to the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 via alead wire 44 based on a signal from thezoom switch 30.
[0038]
Then, the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 moves in and out of theguide member 39 by the impact force generated by the mechanical expansion and contraction of the built-inpiezoelectric element 42. Since thesecond lens group 36b constituting theimaging unit 36 is connected to the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 via the angle-of-view moving connectingmember 47, thesecond lens group 36b Move integrally with the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 in the same direction. In this case, when thesecond lens group 36b moves in the direction approaching thefirst lens group 36a, the observation angle of view gradually increases, and the subject image displayed on the endoscope observation monitor 5 is enlarged. On the other hand, when thesecond lens group 36b moves away from thefirst lens group 36a, the observation angle of view gradually decreases, and the subject image displayed on the endoscope observation monitor 5 becomes a wide angle.
[0039]
When a site of interest such as a lesion is found during endoscopic observation, microscopic observation is started.
[0040]
In the microscopic observation, first, thescan control device 6 is driven, and thescanner 37b provided in the microscopic observationoptical system 37 is driven by thescan control device 6. Next, themicroscopic observation LD 26 provided in the optical unit 7 is activated. Then, the light from themicroscopic observation LD 26 is scanned in the two-dimensional direction (X-axis, Y-axis direction) orthogonal to the optical axis (Z-axis direction) near the surface of the site of interest. The scanning range at this time is set to about 300 μm square in the present embodiment, but is not limited to this.
[0041]
Then, the reflected light from the region of interest enters thePMT unit 27 provided in the optical unit 7 via theoptical fiber 29, and is converted into an electric signal. The electric signal photoelectrically converted by thePMT unit 27 is transmitted to the filter device 8 via the signal line 8a connected to the output side of thePMT unit 27 via theconnector 7b. Further, the electric signal that has passed through the filter device 8 is input to theimaging device 9 to be imaged, and then output to the microscopicobservation image monitor 10, where the microscopic observation image of the region of interest is displayed. Is done.
[0042]
When the microscopic observation image displayed on the microscopic observation image monitor 10 is out of focus, or when the observation target moves and defocuses, the operator operates the operation unit of the zoom endoscope 1. When thefocus switch 31 provided on the 15 is operated, a corresponding focus signal is transmitted to the zoom / focus controller 4.
[0043]
The zoom / focus controller 4 outputs a drive signal to the focus adjustment linearactuator moving body 40 via alead wire 43 based on the focus signal from thefocus switch 31. Then, the focus adjusting linearactuator moving body 40 moves in a predetermined direction, and the microscopic observationoptical system 37 connected to the focus adjusting linearactuator moving body 40 via the focus adjusting connectingmember 46 moves in the same direction. Thereby, it is possible to focus on the region of interest.
[0044]
As described above, in the present embodiment, the linearactuator moving body 41 for angle of view adjustment and the linearactuator moving body 40 for focus adjustment are arranged in the front-back direction on the same axis with respect to oneguide member 39. Thus, the radial space in thedistal end portion 18 of the zoom endoscope 1 can be reduced, and the diameter of thedistal end portion 18 can be reduced.
[0045]
(2nd Embodiment)
5 to 7 show a second embodiment of the present invention. Here, FIG. 5 is a cross-sectional view of the distal end portion of the zoom endoscope, taken along line VV in FIG. 6, FIG. 6 is a front view of the distal end portion of the zoom endoscope, and FIG. FIG.
[0046]
In the above-described first embodiment, the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18 is flat, but the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18 shown in the present embodiment has a protrusion 18a having a protrusion amount L. Are formed, and amicroscopic observation window 24 is provided in the protruding portion 18a.
[0047]
As shown in FIG. 6, the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18 has a central angle from the position of themicroscopic observation window 24, in addition to themicroscopic observation window 24 provided at the protruding portion 18a (a portion shown by hatching). Anillumination window 21 for endoscope observation is disposed at a position approximately 180 ° apart from the other, and anendoscope observation window 23 and a treatmentinstrument channel opening 22 are provided in the left-right direction when viewed from the distal end side. I have.
[0048]
As shown in FIG. 5, since themicroscopic observation window 24 protrudes from theendoscope observation window 23 by the projection amount L, the microscopic observationoptical system 37 disposed behind themicroscopic observation window 24 includes: It protrudes forward by an amount of protrusion L from theimaging unit 36 disposed behind theendoscope observation window 23.
[0049]
The protrusion amount L is set so that the focal position on the subject side when theimaging unit 36 is in the maximum zoom state and the distal end surface of themicroscopic observation window 24 match. In other words, the protrusion amount L is The WD (working distance) at the time of the maximum zoom of theimaging unit 36 is set to match.
[0050]
In such a configuration, a projection 18a is formed on the distal end surface of the endoscopedistal end portion 18 so that the projection amount L of the projection 18a matches the WD (working distance) of theimaging unit 36 at the time of maximum zooming. Even if the distal end surface of the protruding portion 18a is pressed against the subject during microscopic observation, since the image is focused in the maximum zoom state of the endoscopic observation image, there is a slight difference in the observation position. However, it is possible to easily identify which part is microscopically observed from the subject image displayed on theendoscope observation monitor 5, and it is convenient to use.
[0051]
Further, by arranging the endoscopeobservation illumination window 21 at a position at a center angle of about 180 ° from the position of themicroscopic observation window 24, that is, at the most remote position, the illumination light for endoscope observation is transmitted to the microscopic observation optical system. This makes it difficult for the illumination light for endoscope observation to become noise with respect to the microscopic observationoptical system 37.
[0052]
In this case, as shown in FIG. 7, theendoscope observation window 23 is disposed at a position where the center angle is substantially 180 ° away from themicroscopic observation window 24, that is, at the most remote position, By arranging the endoscopeobservation illumination window 21 and the treatmentinstrument channel opening 22 in the left and right directions when viewed, the laser light emitted from themicroscopic observation window 24 can be transmitted from theendoscope observation window 23 to theimaging unit 36. And it is possible to prevent the laser light from becoming noise on theimaging unit 36.
[0053]
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a sectional view corresponding to FIG. 3 according to the third embodiment of the present invention. In the above-described first embodiment, the focus adjustment linearactuator moving body 40 and the angle-of-view adjustment linearactuator moving body 41 are individually supported by theguide member 39. The same operation as the two linearactuator moving bodies 40 and 41 is performed by a single angle-of-view focus adjusting linearactuator moving body 51.
[0054]
That is, the linearactuator moving body 51 for angle-of-view focus adjustment has the same structure as the linearactuator moving bodies 40 or 41, and the lead wire connected to the linearactuator moving body 51 for angle-of-view focus adjustment 48 extends to athird connector 16 c provided on theconnector section 16 of the zoom endoscope 1 shown in FIG. 1 and is electrically connected to the zoom / focus controller 4 via a zoom /focus cable 45. Have been.
[0055]
When the operator operates thezoom switch 30 or thefocus switch 31 provided on theoperation unit 15 of the zoom endoscope 1, a corresponding zoom signal or focus signal is transmitted to the zoom / focus controller 4, and the zoom / focus A drive signal is output from the controller 4 to the linearactuator moving body 51 for angle of view adjustment via the lead wire 48.
[0056]
In general, the amount of movement for moving thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 to change the observation field angle in endoscope observation is determined by the microscopic observationoptical system 37 for focusing the microscopic observationoptical system 37 in microscopic observation. It is larger than the moving amount of moving the 37.
[0057]
Therefore, when it is attempted to drive both thesecond lens group 36b and the microscopic observationoptical system 37 with a single angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51, the moving range of thesecond lens group 36b is microscopically observed. It is necessary to ensure that it is larger than the moving range of theoptical system 37.
[0058]
For this reason, in the present embodiment, the focusadjustment connecting member 46 extending from the angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51 is not directly fixed to thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37, and a pair of opposed compression springs is used. 52a and 52b. With this configuration, when the angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51 moves beyond the moving range of the microscopic observationoptical system 37, the focus adjustment is performed by the expansion and contraction operation of the pair of opposed compression springs 52a and 52b. Relative movement between the connectingmember 46 for use and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 can be permitted.
[0059]
That is, a first stopper 49 and asecond stopper 46 that mechanically limit the moving range of thelens frame 37d provided in the microscopic observationoptical system 37 are provided in the endoscopedistal end portion 18. Since thelens frame 37d contacts one of the stoppers 49 and 50, the movement range is restricted. Note that the first stopper 49 and the second stopper 50 regulate the moving range of the microscopic observationoptical system 37. The moving range of the microscopic observationoptical system 37 regulated by the stoppers 49 and 50 is as follows. , Are set within the moving range of thesecond lens group 36b.
[0060]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described. The description of the parts that operate in the same manner as in the first embodiment is omitted.
[0061]
To change the observation angle of view during endoscopic observation, the user operates thezoom switch 30 provided on the operation unit 15 (see FIG. 1) of the zoom endoscope 1 to guide thelinear actuator 38. The angle-of-view focus adjusting linearactuator moving body 51 inserted into themember 39 is driven. Then, thesecond lens group 36b connected to the angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51 via the angle-of-view moving connectingmember 47 moves to change the observation angle of view of the endoscope.
[0062]
On the other hand, the microscopic observationoptical system 37 is connected to the view angle focus adjustment linearactuator moving body 51 via the focusadjustment connection member 46. The focusadjustment connecting member 46 is supported by thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 while being sandwiched between the pair of compression springs 52a and 52b, so that the front end or the rear end of thelens frame 37d is the first end. In a region in which the movable member is not in contact with the stopper 49 or the second stopper 50 and is allowed to move, the focus adjusting connectingmember 46 is maintained in a neutral state by the compression springs 52a and 52b. The observationoptical system 37 moves in the same direction in synchronization with thesecond lens group 36b.
[0063]
Thereafter, when the front end or the rear end of thelens frame 37d comes into contact with the first stopper 49 or the second stopper 50, the movement of thelens frame 37d is stopped, but the focus adjusting connectingmember 46 includes a pair of compression springs. Movement is permitted by the expansion and contraction operations of 52a and 52b, and moves integrally with the angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51.
[0064]
The amount of displacement of the compression springs 52a and 52b, the distance between the first stopper 49 and the front end of thelens frame 37d, and the distance between the second stopper 50 and the rear end of thelens frame 37d are determined by thelens frame 37d. The value is set so that the movement of thesecond lens group 36b can be smoothly moved to the maximum movement range even after the contact with the first stopper 49 or the second stopper 50.
[0065]
Next, when the focus is to be adjusted by the microscopic observationoptical system 37 when the observation is switched from the endoscope observation to the microscopic observation, thefocus switch 31 provided in theoperation unit 15 of the zoom endoscope 1 is used. To operate.
[0066]
Then, the angle-of-view focus adjustment linearactuator moving body 51 moves along theguide member 39, and the focusadjustment connecting member 46 extending from the view angle focus-adjustment linearactuator moving body 51 is connected to the focusadjustment connection member 46. Thelens frame 37d is moved via a pair of compression springs 52a and 52b that hold themember 46 in a neutral state. At this time, since the movable range of thelens frame 37d is set in an area that does not come into contact with either the first stopper 49 or the second stopper 50, thelens frame 37d moves the linear actuator for adjusting the angle of view and focus. It is moved while following thebody 51. At this time, it goes without saying that thesecond lens group 36b also performs the following operation.
[0067]
As described above, according to the present embodiment, both thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 are controlled by onelinear actuator 51 for angle of view and focus adjustment. Is driven, so that the number of parts can be reduced and space can be saved.
[0068]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a sectional view corresponding to FIG. 3 according to the fourth embodiment of the present invention. In the third embodiment described above, thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 are moved by the linearactuator moving body 51 for adjusting the angle of view using a piezoelectric element. However, in the present embodiment, thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 are moved by the rotary feed screw mechanism. Since the present embodiment is a modification of the third embodiment, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0069]
In the endoscopedistal end portion 18, a guide member 61 is provided between theimaging unit 36 and the microscopic observationoptical system 37 and in parallel along the axial direction of the endoscopedistal end portion 18. The linear motion member 62 is inserted into the guide member 61 in a state where only the advance / retreat operation is permitted by spline engagement or the like. The focusadjustment connecting member 46 and the angle-of-view moving connectingmember 47 are inserted into the linear motion member 62. And are fixed.
[0070]
Further, a feed screw 63 is screwed into the linear motion member 62, and a front end of the flexible shaft 64 is fixed to a rear end of the feed screw 62. The flexible shaft 64 is inserted through the insertion section 14 (see FIG. 1) of the zoom endoscope 1, and its rear end is disposed near the operation section 15 (see FIG. 1) of the zoom endoscope 1. Connected to a rotating motor (not shown).
[0071]
When the rotary motor is driven by operating thezoom switch 30 or the focus switch 31 (see FIG. 1) provided on theoperation unit 15, the rotation of the spindle of this rotary motor causes the feed screw 63 to rotate via the flexible shaft 64. Is transmitted to.
[0072]
The feed screw 63 is screwed into the linear motion member 62, and the linear motion member 62 is inserted into the guide member 61 in a state where movement in only the advance / retreat direction is allowed by spline engagement or the like. The translation member 62 moves forward and backward by the rotation of the feed screw 63.
[0073]
As a result, the linear motion member 62 moves forward and backward in the same manner as the angle-of-focus adjustment linearactuator moving body 51 in the third embodiment described above, and the zoom operation of theimaging unit 36 or the microscopic observationoptical system 37 is performed. A focus adjustment operation is performed.
[0074]
As described above, according to the present embodiment, the rotary motor as the drive source is provided on theoperation unit 15 side of the zoom endoscope 1, so that a rotary motor having a large capacity can be employed, and a large driving force can be obtained. Can be easily obtained. Also, a feed screw mechanism is provided at the endoscopedistal end portion 18, and thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 are moved by the feed screw mechanism. In addition, there is no need to dispose an actuator at thedistal end portion 18 of the endoscope, and it is not necessary to take measures to generate heat for the actuator, so that the structure can be simplified.
[0075]
In the present embodiment, thesecond lens group 36b of theimaging unit 36 and thelens frame 37d of the microscopic observationoptical system 37 are moved using a feed screw mechanism. It is also possible to substitute a mechanism that converts rotational motion into linear motion, such as a cam link mechanism, and it is also possible to employ an actuator other than the rotary motor as long as the rotary motor also generates a rotational force.
[0076]
[Supplementary Notes] As described in detail above, according to the present invention, the following configuration can be obtained.
[0077]
(1) Inside the distal end of the insertion portion that can be inserted into the subject,
Endoscope observation optical system, microscopic observation optical system for microscopic observation of the observation site of the subject, and view angle adjustment movement for moving a part of the endoscope observation optical system to change the angle of view Mechanism, a focus adjustment mechanism for moving the subject-side focal position of the microscopic observation optical system,
An endoscope comprising:
The angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are arranged on the same axis with respect to the insertion section, and are disposed before and after.
[0078]
(2) In (1),
The angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism include a linear actuator built in the insertion section.
[0079]
(3) In (1),
The moving mechanism for angle of view adjustment and the focus adjusting mechanism include an actuator provided at a portion other than the endoscope end portion, and a link member for transmitting the movement of the actuator to the endoscope end portion. And
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the angle of view is changed by moving the endoscope observation optical system, the microscopic observation optical system, and a part of the endoscope observation optical system to one endoscope. A moving mechanism for adjusting the angle of view to be adjusted and a focus adjusting mechanism for moving the focal point on the subject side of the microscopic observation optical system are built-in. Before and after, it is possible to perform both the variable setting of the magnification of the endoscope image and the focus adjustment of the confocal image with one endoscope while realizing space saving in the distal end of the insertion portion. It becomes possible.
[0081]
In addition, since the operation can be performed by switching between the endoscope observation and the microscopic observation with one endoscope, it is possible to adjust the focal position of the microscopic observation with high accuracy, and it is possible to perform the operation when the observation target moves. Thus, a microscopic observation image can be easily obtained, and the usability is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an endoscope apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of the tip of the zoom endoscope.
FIG. 3 is a sectional view of the tip of the zoom endoscope.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the linear actuator.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a distal end portion of the zoom endoscope according to a second embodiment, taken along line VV of FIG. 6;
FIG. 6 is a front view of the tip of the zoom endoscope.
FIG. 7 is a front view corresponding to FIG. 6 according to another embodiment.
FIG. 8 is a sectional view corresponding to FIG. 3 according to a third embodiment;
FIG. 9 is a sectional view corresponding to FIG. 3 according to a fourth embodiment;
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional endoscope unit.
[Explanation of symbols]
1 zoom endoscope
14 Endoscope insertion section
18 Endoscope tip
36a, 36b, 36c Optical system for endoscope observation
37 Microscopic observation optical system
40 Linear actuator moving body for focus adjustment (focus adjustment mechanism)
41 Linear actuator moving body for angle of view adjustment (moving mechanism for angle of view adjustment)

Claims (3)

Translated fromJapanese

被検体内に挿通可能な挿入部の先端内部に、
内視鏡観察用光学系と、上記被検体の観察部位を顕微観察する顕微観察光学系と、上記内視鏡観察用光学系の一部を移動させて画角を変化させる画角調整用移動機構と、上記顕微観察光学系の被写体側焦点位置を移動させる焦点調整機構と、
を備える内視鏡であって、
上記画角調整用移動機構及び上記焦点調整機構が上記挿入部に対して同一軸上の前後に配置されていることを特徴とする内視鏡。Inside the distal end of the insertion portion that can be inserted into the subject,
Endoscope observation optical system, microscopic observation optical system for microscopic observation of the observation site of the subject, and view angle adjustment movement for moving a part of the endoscope observation optical system to change the angle of view Mechanism, a focus adjustment mechanism for moving the subject-side focal position of the microscopic observation optical system,
An endoscope comprising:
An endoscope, wherein the angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are disposed in front and behind on the same axis with respect to the insertion section.上記画角調整用移動機構及び上記焦点調整機構が個別に設けられていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。The endoscope according to claim 1, wherein the angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are separately provided.上記画角調整用移動機構と上記焦点調整機構が一体に設けてられていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。The endoscope according to claim 1, wherein the angle-of-view adjustment moving mechanism and the focus adjustment mechanism are provided integrally.

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