JP2002065581A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内視鏡装置において、内視鏡先端から被写体
までの距離に影響されずに被写体の大きさや被写体表面
の状態等を観察できるようにする。また、蛍光観察時に
おいては、被写体の蛍光発光量を計測することを可能に
する。 【解決手段】 遠距離用照明レンズ１０５からの照明と
近距離用照明レンズ１０７からの照明をほぼ同時に発光
させ、おのおのの発光のタイミングに合わせて撮像素子
１０２でそれぞれの光の反射光を撮影する。コンピュー
タ１４０で撮影された２枚の画像の各画素の輝度の比に
基づく演算を行うことにより、各画素ごとに距離を算出
する。算出された距離に基づいて被写体の大きさや表面
の状態等を補正し、モニタ１２０に可視画像として表示
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内視鏡装置に関し、
特に被写体の反射光像を撮像する手段を備えた内視鏡装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処
置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処
置のできる内視鏡が広く用いられている。また、工業分
野においても、ボイラー、タービン、エンジン、化学プ
ラント等の内部のキズ，腐食等の観察、検査に工業用内
視鏡が広く用いられている。

【０００３】また、生体内在色素の励起光波長領域にあ
る励起光を生体組織に照射した場合に、正常組織と病変
組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生
体組織に所定波長領域の励起光を照射し、生体内在色素
が発する蛍光を受光することにより病変組織の局在、浸
潤範囲を蛍光画像として表示する蛍光内視鏡装置も提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内視鏡
装置においては、被測定対象が体腔内等であり奥行きを
有するものであるため、内視鏡先端から被写体各部まで
の距離が一定しておらず大きな範囲に亘っている。

【０００５】そのため内視鏡先端と被写体の距離によっ
てモニター上での被写体各部の見かけの大きさや表面の
状態が変わってしまうため、実際の大きさや色等の被写
体表面の状態が把握しづらい等の問題点がある。また、
蛍光観察時においては、被写体までの距離によってモニ
ター上での蛍光の明るさが異なるため、実際の蛍光発光
量を把握するのが困難である。そのため、蛍光内視鏡で
は蛍光発行量を規格化して、距離による影響をなくした
測定方法が提案されているが、目視の際には距離による
影響をなくすことはできない。したがって、内視鏡から
被写体各部までの距離を測定し、その測定された距離に
応じて上記見かけ上の大きさや被写体表面の状態および
蛍光情報等の観察情報を補正する装置が望まれている。

【０００６】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みて、内視鏡装置において、内視鏡先端から被写体ま
での距離に影響されずに被写体の大きさや被写体表面の
状態等を、また、蛍光観察時においては、距離に影響さ
れずに被写体の蛍光強度を計測することが可能な内視鏡
装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、被写体までの発散照射距離の異なる複数の発光位置
からほぼ同時に光を照射可能な照射手段と、照射手段の
各発光位置からの光による被写体の反射光像を独立に撮
影可能な撮像手段と、独立に撮影された各反射光像の対
応する各部の反射強度の比に基づく演算により各部の発
光位置からの距離を算出する演算手段と、演算手段によ
り算出された距離に応じて被写体の観察情報を補正する
補正手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】すなわち、被写体までの発散照射距離の異
なる複数の発光位置からほぼ同時に照射された光による
被写体の反射光像を各別に撮影し、それら撮影された反
射光像の各部の反射強度の比に基づいて被写体各部まで
の距離を算出し、算出された距離に応じて被写体の観察
情報を補正するようにしたものである。上記距離の算出
方法については後述する。

【０００９】ここで、発散照射距離とは、単位照射面積
当りの照度が距離の２乗に反比例するように、光が発散
して進む距離を意味し、平行ビームとして進む距離や、
光ファイバー内を進む距離は含まない。また、ほぼ同時
とは、同時または被写体に動きが認められない程度の時
間差を意味する。

【００１０】また、観察情報とは、被写体の反射光像各
部の距離による見かけの大きさ、被写体の反射光像各部
の分光反射率、色、表面テクスチャ等の表面反射率、被
写体各部における蛍光発光量等、内視鏡により観察され
る各種情報を意味し、特に内視鏡先端から被写体までの
距離によって観察状態の異なるものを意味する。

【００１１】本発明による内視鏡装置は、前記補正手段
により補正された前記被写体各部の観察情報を補正情報
として出力する出力手段をさらに備えたものとすること
ができる。

【００１２】ここで、図２に示す原理図をもとに距離の
算出方法について説明する。被写体からの距離の異なる
２つの点光源２０、および２１から被写体１に光を照射
する。このときの、被写体から近い点光源２０の輝度を
既知の値Ｌ_１、被写体から遠い点光源２１の輝度を既知
の値Ｌ_２、両点光源２０、２１間の距離を既知の値Ｌ、
点光源２０から被写体までの距離をＲ_１、点光源２１か
ら被写体までの距離をＲ_２、被写体の各点光源２０，２
１から発せられる光に対する分光反射率をＲｆとする
と、各素子の位置関係より Ｒ_１＋Ｌ＝Ｒ_２（１） となり、点光源２０からの光の被写体１による反射光強
度をＬｒ_１とすると、 Ｌｒ_１＝Ｒｆ・Ｌ_１／４πＲ_１ ^２（２） となり、点光源２１からの光の被写体１による反射光強
度をＬｒ_２とすると、 Ｌｒ_２＝Ｒｆ・Ｌ_２／４πＲ_２ ^２（３） となる。

【００１３】ここで、これらの反射光強度の比をＷｒと
して求めると、 Ｗｒ＝Ｌｒ_１／Ｌｒ_２＝Ｒｆ・Ｌ_１・４πＲ_２ ^２／４πＲ_１ ^２・Ｒｆ・Ｌ_２ ＝Ｌ_１・Ｒ_２ ^２／Ｌ_２・Ｒ_１ ^２（４） となり、（４）式に（１）式を代入し、Ｒ_１のみを左辺
に移動するように変形することにより、

【数１】 となる。

【００１４】（５）式より、Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌは既知の
値、Ｗｒは撮影された２枚の画像の各画素の輝度の比か
ら求められるため、被写体までの距離Ｒ_１を得ることが
できる。

【００１５】したがってカメラ１０が撮影した被写体１
の点光源２０および点光源２１からの光による反射光像
を入力し演算するコンピュータで、撮影された画像の各
画素ごとに、すなわち被写体の各部ごとに上記演算を行
うことにより、撮影された画像の各部について距離を求
めることができる。

【００１６】距離が求められれば、被写体の大きさは距
離に反比例して小さく見え、表面反射率および蛍光発行
量は距離の２乗に反比例して小さくなるので、求められ
た距離に応じてこれらの観察情報を拡大または増大する
ことにより補正することができる。

【００１７】本発明は、距離情報によって、見かけの画
像各部の大きさや表面反射率、あるいは蛍光発光量を補
正するものである。

【００１８】

【発明の効果】上記のように構成された本発明による内
視鏡装置は、演算手段により算出された距離に応じて被
写体の観察情報を補正することができるため、被写体の
観察時に、常に距離に応じて補正された観察情報を得る
ことができ、診断等をより容易にすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第
１の実施の形態による内視鏡装置の概略構成を示す図で
ある。

【００２０】本実施の形態による内視鏡装置は、被験者
の体腔内に挿入される内視鏡挿入部１００と、その挿入
部１００先端付近内部に設けられた、被写体までの発散
照射距離の異なる２つの位置５０ａ，５０ｂから光を照
射するための２つの光源１６２、１６５を備えた照明ユ
ニット１６０と、内視鏡挿入部１００内の撮像素子１０
２が対物レンズ１０１を通して撮影した２枚の画像を基
に被写体の距離情報を算出する機能、算出された被写体
各部の距離に応じて前記画像に補正を行う機能、通常画
像信号と補正後の観察情報を出力する機能および内視鏡
装置全体を制御する機能を持ったコンピュータ１４０
と、コンピュータ１４０から映像出力信号を受けて、可
視画像として表示するモニタ１２０とから構成されてい
る。

【００２１】内視鏡挿入部１００は、内部に先端まで延
びるＣＣＤケーブル１０４、遠距離用ライトガイド１０
６、近距離用ライトガイド１０８を備えている。ＣＣＤ
ケーブル１０４の先端部には、通常画像用撮像素子１０
２が接続され、その通常画像用撮像素子１０２には、反
射用プリズム１０３が取り付けられている。反射用プリ
ズム１０３、遠距離用ライトガイド１０６および近距離
用ライトガイド１０８の先端部、即ち内視鏡挿入部１０
０の先端部には、対物レンズ１０１および遠距離用照明
レンズ１０５および近距離用照明レンズ１０７が設けら
れている。ＣＣＤケーブル１０４の基端は、コンピュー
タ１４０に接続され、遠距離用ライトガイド１０６およ
び近距離用ライトガイド１０８の基端は照明ユニット１
６０に接続されている。

【００２２】照明ユニット１６０は、遠距離用ライトガ
イド１０６を通して内視鏡挿入部１００から遠距離用照
射レンズ１０５により照射するための光源として、通常
画像用白色光を発する遠距離用白色光源１６２と、その
遠距離用白色光源１６２に電気的に接続された遠距離用
白色光源用電源１６３と、遠距離用白色光源１６２から
射出された白色光を遠距離用ライトガイド１０６の基端
に集光する遠距離用白色光用集光レンズ１６１、同じく
近距離用ライトガイド１０８を通して内視鏡挿入部１０
０から近距離用照射レンズ１０７により照射するための
光源として通常画像用白色光を発する近距離用白色光源
１６５と、その近距離用白色光源１６５に電気的に接続
された近距離用白色光源用電源１６６と、近距離用白色
光源１６５から射出された白色光を近距離用ライトガイ
ド１０８の基端に集光する近距離用白色光用集光レンズ
１６４を備えている。

【００２３】コンピュータ１４０には、内視鏡１００か
ら延びているＣＣＤケーブル１０４が接続されている。
また、必要に応じてポインティングデバイス１４１やキ
ーボード１４２等を接続することができる。

【００２４】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００２５】まず、内視鏡１００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、遠距離用白
色光源電源１６３が駆動され、遠距離用白色光源１６２
から白色光が射出される。白色光は、遠距離用白色光用
集光レンズ１６１を経てライトガイド１０６に入射さ
れ、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、被
写体１から遠い距離にある照明レンズ１０５により被写
体１に照射される。白色光の被写体１からの反射光は対
物レンズ１０１によって集光され、反射用プリズム１０
３により反射されて、通常画像用撮像素子１０２に結像
される。撮像素子１０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル１０４を通ってコンピュータ１４０に送られ、コンピ
ュータ１４０内のメモリに保存される。次に、遠距離用
の光源と同様に近距離用白色光源電源１６６が駆動さ
れ、近距離用白色光源１６５から白色光が射出される。
白色光は、近距離用白色光用集光レンズ１６４を経てラ
イトガイド１０８に入射され、内視鏡挿入部１００の先
端部まで導光された後、被写体１から近い距離にある照
明レンズ１０７により被写体１に照射される。白色光の
被写体１からの反射光は対物レンズ１０１によって集光
され、反射用プリズム１０３により反射されて、通常画
像用撮像素子１０２に結像される。撮像素子１０２から
の映像信号はＣＣＤケーブル１０４を通ってコンピュー
タ１４０に送られ、コンピュータ１４０内のメモリに保
存される。

【００２６】このように遠距離光源からの光の反射光像
と近距離光源からの光の反射光像の撮影は、光源の発光
の切替えに同期して独立に撮影される。

【００２７】次に撮影された２枚の画像からコンピュー
タ１４０により前述の原理に基づいて被写体各部までの
距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距離が
算出される。また撮影された２枚の画像のうちいずれか
一方は通常画像用としても用いられる。さらに算出され
た距離を基に通常画像上の被写体各部の大きさや表面の
状態等を補正し、補正された観察情報が作成される。

【００２８】距離による観察情報の補正は次のようにし
て行われる。被写体の見かけ上の大きさは距離に反比例
するから、すなわち２倍の距離であれば半分の大きさに
見えるから、上記演算手段により算出された距離に応じ
て大きさをリニアに補正する。例えば、光源の発散位置
（レンズ１０７から発散される光の発散の中心）から１
０ｍｍの位置にある被写体の一部に注目してその位置を
基準位置としたとき、その一部から離れた別の部分の見
かけ上の大きさは、その別の部分が発散位置から２０ｍ
ｍの位置にあるとしたら、前記一部の大きさに比して半
分の大きさに見える筈であるから、その部分の大きさを
２倍に見えるように補正する。すなわち、その別の部分
（距離２０ｍｍ）の見かけ上の大きさを（２０／１０＝
２）２倍に見えるように補正する。

【００２９】この補正すべき箇所は、例えばマウス等の
ポインティングデバイス１４１で、まず基準となる位置
をクリックして入力し、次いで比較して見たい場所をク
リックして指示することができ、これにより先に入力し
た部分に対して後の部分が補正された形で見えるように
することができる。実際には、見たい箇所は大きさを伴
っているので、入力された一点の周辺の領域を各点ごと
に距離に応じた補正をして表示しなければならない。

【００３０】被写体の反射率や蛍光発行量についての補
正は、これらが距離の２乗に反比例することを考慮し
て、上記の見かけ上の大きさの補正と同様に行うことが
できる。すなわち、基準位置（１０ｍｍ）に比して別の
位置（２０ｍｍ）の観察情報を距離の比の２乗、この場
合は４倍｛（２０／１０）^２＝４｝｝にして表示するよ
うにすれば、基準位置と別の位置の両方においてそのま
ま比較できる反射率や蛍光発行量が表示され、目視によ
る比較が可能になる。

【００３１】この場合は、各画素毎にその点での補正が
可能であるから、被写体の反射光像あるいは蛍光画像全
体について、距離による補正をした画像を表示すること
ができる。

【００３２】上記の様に処理された通常画像と補正され
た観察情報は、モニタ１２０に入力され、各画像が並列
して、あるいは切替え可能なものとして可視画像として
表示される。また、上記一連の動作はコンピュータ１４
０によって制御される。

【００３３】なお、上記のように観察情報を補正して示
すものに限らず、距離のみを数値等で画面上に表示する
ことも可能である。例えば、ポインティングデバイス１
４１を用いて、モニタ１２０上に表示されている通常画
像上の任意の一点を指定し、ポインティングデバイス１
４１に設置された入力ボタンを押下してコンピュータ１
４０に入力することにより、すでに算出されている指定
点の距離をモニタ１２０上に数値等の情報として表示す
ることもできるし、通常画像上の任意の一点を指定し、
ポインティングデバイス１４１に設置された入力ボタン
を押下してコンピュータ１４０に入力し、さらに別の一
点を指定してポインティングデバイス１４１に設置され
た入力ボタンを押下してコンピュータ１４０に入力する
ことにより、コンピュータ１４０で２点間の距離を演算
してモニタ１２０上に数値等で表示することもできる。
また、上記２点間をポインティングデバイス１４１でド
ラッグすることによって２点間の距離を演算してモニタ
１２０上に数値等で表示するようにしてもよい。

【００３４】ここで、図１２、図１３を基に前記２点間
の距離の演算方法について説明する。まず、通常画像の
表示例を図１２に示す。通常画像上で任意の点１ａおよ
び１ｂを指定したものと想定し、そのときの２点間の距
離Ｄの算出方法について説明する。

【００３５】このときの状態を図１３に示す。照明レン
ズ１０７から点１ａまでの距離であるＲ_１１は前述の原
理により求められ、さらに照明レンズ１０７と対物レン
ズ１０１の位置関係は既知であり、対物レンズ１０１の
レンズ光軸Ａと対物レンズ１０１から点１ａを結ぶ直線
との角度θ_１は前記通常画像上の距離ｒ_１と対物レンズ
１０１の特性から求まるので、照明レンズ１０７を中心
とした半径Ｒ_１１の球面を表す式と、対物レンズ１０１
から点１ａを結ぶ直線を表す式を連立することにより、
該球面と該直線の交点である点１ａの３次元の座標が求
められる。同様にして点１ｂの座標も求められるので、
点１ａおよび点１ｂのそれぞれの３次元の座標を基に２
点間の距離Ｄが求められる。

【００３６】また、キーボード１４２上に配置されたカ
ーソルキーを用いて通常画像上の任意の一点、または２
点を指定しキーボード１４２上のＥｎｔｅｒキーを押下
してコンピュータ１４０に入力することによっても、上
記と同等の結果を得ることができる。

【００３７】なお、言うまでもなく、ポインティングデ
バイス１４１やキーボード１４２等は、コンピュータ１
４０に対する制御命令の入力等にも用いることもでき
る。

【００３８】上記のように構成された本発明による内視
鏡装置によれば、演算手段により算出された距離に応じ
て補正手段により被写体の観察情報を補正することがで
きるため、被写体各部までの距離の相違に拘らず被写体
の各種観察情報を補正して観察することができる。

【００３９】上記実施形態では、被写体からの距離が遠
い照明を用いた撮影を先に行ったが、被写体からの距離
が近い照明を用いた撮影を先に行ってもよい。また、照
明に用いる光源として白色光を採用したが、本発明の目
的を達成し得る光源であれば、単波長光等を採用するこ
ともできる。

【００４０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図３は、本発明による内視鏡の本実施の形態
の概略構成を示す図である。なお、図１に示す第１の実
施形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない
限り省略する。

【００４１】本実施形態による内視鏡装置は、挿入部２
００が、内部に先端まで延びるＣＣＤケーブル２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、遠距離用ライトガイド２０
６、近距離用ライトガイド２０８を備えている。ＣＣＤ
ケーブル２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの先端部には、
それぞれ通常画像用撮像素子２０２ａ、２０２ｂ、２０
２ｃが接続され、それらの通常画像用撮像素子２０２
ａ、２０２ｂ、２０２ｃには、分光用プリズム２０３が
取り付けられている。分光用プリズム２０３、遠距離用
ライトガイド２０６および近距離用ライトガイド２０８
の先端部、即ち内視鏡挿入部２００の先端部には、対物
レンズ２０１および遠距離用照明レンズ２０５および近
距離用照明レンズ２０７が設けられている。ＣＣＤケー
ブル２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの基端は、コンピュ
ータ２４０に接続され、遠距離用ライトガイド２０６お
よび近距離用ライトガイド２０８の基端は照明ユニット
２６０に接続されている。

【００４２】照明ユニット２６０は、遠距離用ライトガ
イド２０６を通して内視鏡挿入部２００から遠距離用照
射レンズにより照射するための光源として、第１の波長
λ_Ａの単波長光を発する単波長光源２６２と、その単波
長光源２６２に電気的に接続された単波長光源用電源２
６３と、単波長光源２６２から射出された単波長光を集
光する単波長光用集光レンズ２６１を備えている。同じ
く近距離用ライトガイド２０８を通して内視鏡挿入部２
００から近距離用照射レンズにより照射するための光源
として前記第１の波長λ_Ａと異なる波長λ_Ｂの単波長光
を発する単波長光源２６５と、その単波長光源２６５に
電気的に接続された単波長光源用電源２６６および第
１、第２の波長とさらに異なる波長λ_Ｃの単波長光を発
する単波長光源２６７と、その単波長光源２６７に電気
的に接続された単波長光源用電源２６８があり、単波長
光源２６５の前面には第２の波長λ_Ｂの光は透過し、第
３の波長λ_Ｃの光は反射するダイクロイックミラー２６
９を、単波長光源２６７の前面にはミラー２７０を設置
することによって、単波長光源２６５と単波長光源２６
７の２つの光源から射出される単波長光を単波長光用集
光レンズ２６４に入射させている。

【００４３】これら３つの波長（λ_Ａ、λ_Ｂ、λ_Ｃ）
は、物体の分光特性が線形と見なすことができる範囲内
で選択する。

【００４４】コンピュータ２４０には内視鏡２００から
延びているＣＣＤケーブル２０４ａ、２０４ｂ、２０４
ｃが接続されている。また、第１実施形態と同様、必要
に応じてポインティングデバイス１４１やキーボード１
４２等を接続することができる。

【００４５】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００４６】まず、内視鏡２００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、遠距離用単
波長光源電源２６３が駆動され、遠距離用単波長光源２
６２から第１の波長λ_Ａの単波長光が射出される。単波
長光は、遠距離用単波長光用集光レンズ２６１を経てラ
イトガイド２０６に入射され、内視鏡挿入部２００の先
端部まで導光された後、被写体１から遠い距離にある照
明レンズ２０５により被写体１へ照射される。

【００４７】同時に近距離用単波長光源電源２６６およ
び近距離用単波長光源電源２６８が駆動され、近距離用
単波長光源２６５および近距離用単波長光源２６７から
第２、第３の波長のλ_Ｂ、λ_Ｃの単波長光が射出され
る。単波長光は、ダイクロイックミラー２６９により合
成され近距離用単波長光用集光レンズ２６４を経てライ
トガイド２０８に入射され、内視鏡挿入部２００の先端
部まで導光された後、被写体１から近い距離にある照明
レンズ２０７により被写体１へ照射される。

【００４８】図４に拡大して示すように、遠距離用照明
レンズ２０５からは第１の波長λ_Ａの単波長光が被写体
１に向けて照射され、短距離用照明レンズ２０７からは
第２、第３の波長λ_Ｂ、λ_Ｃの単波長光が被写体１に向
けて照射される。３つの単波長光が合成された光の反射
光は対物レンズ２０１によって集光され、分光用プリズ
ム２０３で各波長ごとに分光され、通常画像用撮像素子
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにそれぞれ結像される。
撮像素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃからの映像信号
はＣＣＤケーブル２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃを通っ
てコンピュータ２４０に送られ、それぞれの画像がコン
ピュータ２４０内のメモリに保存される。

【００４９】このように遠距離光源からの光の反射光像
と近距離光源からの光の反射光像の撮影は、同時に発光
された両光源からの反射光をプリズムにより波長分割す
ることにより独立に撮影される。

【００５０】次に、図５のフローチャートに示すよう
に、画像メモリｂ２９２、画像メモリｃ２９３に保存さ
れた近距離から照射した単波長λ_Ｂの光による反射光像
および単波長λ_Ｃの光による反射光像を基に、単波長λ
_Ａ、単波長λ_Ｂ、単波長λ_Ｃの分光特性が線形であるた
め、単波長λ_Ｂ、単波長λ_Ｃの波長差と、各波長の光強
度から、線形方程式により単波長λ_Ａに相当する光によ
る反射光を推定する。

【００５１】画像メモリａ２９１に保存された遠距離か
ら照射した単波長λ_Ａの光による反射光像と、前述の方
法により推定した、近距離から照射した単波長λ_Ａに相
当する光による反射光像とで前述の距離算出の原理に基
づいて演算を行い、さらに算出された距離分布を基に通
常画像上の被写体の大きさや表面の状態等を補正するこ
とにより、上記のように構成された本実施形態による内
視鏡装置でも、第１実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００５２】本実施形態では、照明に用いる光源として
単波長光を採用したが、本発明の目的を達成し得る光源
であれば、単波長光以外の光源を採用することもでき
る。

【００５３】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図６は、その概略構成を示す図である。な
お、第１、第２実施形態と同等の要素の説明は特に必要
のない限り省略する。

【００５４】本実施形態による内視鏡装置は、挿入部３
００が、内部に先端まで延びるＣＣＤケーブル３０４
ａ、３０４ｂ、遠距離用ライトガイド３０６、近距離用
ライトガイド３０８を備えている。ＣＣＤケーブル３０
４ａ、３０４ｂの先端部には、それぞれ通常画像用撮像
素子３０２ａ、３０２ｂが接続され、それらの通常画像
用撮像素子３０２ａ、３０２ｂには、分光用プリズム３
０３が取り付けられている。分光用プリズム３０３、遠
距離用ライトガイド３０６および近距離用ライトガイド
３０８の先端部、即ち内視鏡挿入部３００の先端部に
は、対物レンズ３０１および遠距離用照明レンズ３０５
および近距離用照明レンズ３０７を備えている。ＣＣＤ
ケーブル３０４ａ、３０４ｂの基端は、コンピュータ３
４０に接続され、遠距離用ライトガイド３０６および近
距離用ライトガイド３０８の基端は照明ユニット３６０
に接続されている。

【００５５】本実施形態では、物体の分光特性が線形と
見なすことができる範囲で、均等な間隔で設定された３
つの波長（λ_Ｂ＜λ_Ａ＜λ_Ｃ）を用いる。

【００５６】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００５７】まず、内視鏡３００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、遠距離用単
波長光源電源３６３が駆動され、遠距離用単波長光源３
６２から単波長光が射出される。単波長光は、遠距離用
単波長光用集光レンズ３６１を経てライトガイド３０６
に入射され、内視鏡挿入部３００の先端部まで導光され
た後、被写体１から遠い距離にある照明レンズ３０５に
より被写体１へ照射される。

【００５８】同時に近距離用単波長光源電源３６６およ
び近距離用単波長光源電源３６８が駆動され、近距離用
単波長光源３６５および近距離用単波長光源３６７から
単波長光が射出される。単波長光は、ダイクロイックミ
ラー３６９により合成され近距離用単波長光用集光レン
ズ３６４を経てライトガイド３０８に入射され、内視鏡
挿入部３００の先端部まで導光された後、被写体１から
近い距離にある照明レンズ３０７により被写体１へ照射
される。

【００５９】図７に示すように、３つの単波長光が合成
された光の反射光は対物レンズ３０１によって集光さ
れ、プリズム３０３のダイクロイックフィルタによりλ
_Ａと、λ_Ｂ、λ_Ｃに分離され、通常画像用撮像素子３０
２ａ、３０２ｂにそれぞれ結像される。撮像素子３０２
ａ、３０２ｂからの映像信号はＣＣＤケーブル３０４
ａ、３０４ｂを導通させコンピュータ３４０に送られ、
それぞれの画像がコンピュータ３４０内のメモリに保存
される。

【００６０】次に、遠距離から照射した単波長λ_Ａの光
による反射光像と、近距離から照射した単波長λ_Ｂの光
による反射光像および単波長λ_Ｃの光による反射光像か
ら、（６）式の通り加算平均により算出した近距離から
照射した単波長λ_Ａに相当する光による反射光像とで前
述と同様の演算を行い、さらに算出された距離を基に通
常画像上の被写体の大きさや表面の状態等を補正するこ
とにより、上記のように構成された本実施形態による内
視鏡装置でも、第１実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００６１】λ_Ａ＝（λ_Ｂ＋λ_Ｃ）／２（６） 本実施形態では、遠距離用光源にλ_Ａ、近距離光源にλ
_Ｂおよびλ_Ｃを用いたが、遠距離用光源にλ_Ｂおよびλ
_Ｃ、近距離光源にλ_Ａを用いることもできる。

【００６２】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図８は、その概略構成を示す図である。な
お、第１、第２および第３実施形態と同等の要素につい
ての説明は、特に必要のない限り省略する。

【００６３】本実施形態では、物体の分光特性が線形と
見なすことができる範囲で、均等な間隔で設定された３
つの赤外波長（λ_Ｂ＜λ_Ａ＜λ_Ｃ）および可視光を用い
る。照明ユニット４６０は、遠距離用ライトガイド４０
６を通して内視鏡挿入部４００から遠距離用照射レンズ
４０５により照射するための光源として、波長λ_Ａの単
波長光を発する単波長光源４６２と、その単波長光源４
６２に電気的に接続された単波長光源用電源４６３およ
び可視光を発する可視光源４６４と、その単波長光源４
６４に電気的に接続された単波長光源用電源４６５があ
り、単波長光源４６２の前面には波長λ_Ａの光は透過
し、可視光は反射するダイクロイックミラー４６６を、
可視光源４６４の前面にはミラー４６７を設置すること
によって、単波長光源４６２と可視光源４６４の２つの
光源から射出される単波長光を単波長光用集光レンズ４
６１に入射させている。

【００６４】同じく近距離用ライトガイド４０８を通し
て内視鏡挿入部４００から近距離用照射レンズ４０７に
より照射するための光源として波長λ_Ｂの単波長光を発
する単波長光源４６９と、その単波長光源４６９に電気
的に接続された単波長光源用電源４７０および波長λ_Ｃ
の単波長光を発する単波長光源４７１と、その単波長光
源４７１に電気的に接続された単波長光源用電源４７２
があり、単波長光源４６９の前面には波長λ_Ｂの光は透
過し、波長λ_Ｃの光は反射するダイクロイックミラー４
７３を、単波長光源４７１の前面にはミラー４７４を設
置することによって、単波長光源４６９と単波長光源４
７１の２つの光源から射出される単波長光を単波長光用
集光レンズ４６８に入射させている。

【００６５】コンピュータ４４０には内視鏡４００から
延びているＣＣＤケーブル４０４ａ、４０４ｂ、４０４
ｃが接続されている。また、第１実施形態と同様、必要
に応じてポインティングデバイス１４１やキーボード１
４２等を接続することができる。

【００６６】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００６７】まず、内視鏡４００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、遠距離用単
波長光源電源４６３および遠距離用可視光源電源４６５
が駆動され、遠距離用単波長光源４６２および遠距離用
可視光源４６４から単波長光および可視光が射出され
る。波長λ_Ａの単波長光と可視光は、ダイクロイックミ
ラー４６６により合成され遠距離用集光レンズ４６１を
経てライトガイド４０６に入射され、内視鏡挿入部４０
０の先端部まで導光された後、被写体１から遠い距離に
ある照明レンズ４０５により被写体１へ照射される。

【００６８】同時に近距離用単波長光源電源４７０およ
び近距離用単波長光源電源４７２が駆動され、近距離用
単波長光源４６９および近距離用単波長光源４７１から
波長λ_Ｂとλ_Ｃの単波長光が射出される。単波長光は、
ダイクロイックミラー４７３により合成され近距離用単
波長光用集光レンズ４６８を経てライトガイド４０８に
入射され、内視鏡挿入部４００の先端部まで導光された
後、被写体１から近い距離にある照明レンズ４０７によ
り被写体１へ照射される。

【００６９】図９に示すように、３つの単波長光と可視
光が合成された光の反射光は対物レンズ４０１によって
集光され、分光用プリズム４０３で各波長ごとに分光し
て、通常画像用撮像素子４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ
にそれぞれ結像される。撮像素子４０２ａ、４０２ｂ、
４０２ｃからの映像信号はＣＣＤケーブル４０４ａ、４
０４ｂ、４０４ｃを導通させコンピュータ４４０に送ら
れ、それぞれの画像がコンピュータ４４０内のメモリに
保存される。

【００７０】次に、可視光による反射光像は通常画像と
して、遠距離から照射した単波長λ _Ａの光による反射光
像と、近距離から照射した単波長λ_Ｂの光による反射光
像および単波長λ_Ｃの光による反射光像から加算平均に
より算出した近距離から照射した単波長λ_Ａに相当する
光による反射光像とで演算を行い、さらに算出された距
離を基に通常画像上の被写体の大きさや表面の状態等を
補正することにより、上記のように構成された本実施形
態による内視鏡装置でも、第１実施形態と同様の効果を
得ることができる。

【００７１】本実施形態では、遠距離用光源に可視光λ
_Ａ、近距離光源にλ_Ｂおよびλ_Ｃを用いたが、遠距離用
光源にλ_Ｂおよびλ_Ｃ、近距離光源にλ_Ａを用いること
もできる。

【００７２】また、可視光源を遠距離用光源としてだけ
でなく、近距離用光源とする、またはその両方とするこ
ともできる。

【００７３】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。本実施形態は第１実施形態の要素に蛍光内視
鏡を組み合わせたものである。図１１は、本実施形態に
よる内視鏡の概略構成を示す図である。なお、第１から
第４実施形態と同等の要素についての説明は、特に必要
のない限り省略する。

【００７４】本実施形態による内視鏡装置は、挿入部５
００が、内部に先端まで延びるＣＣＤケーブル５０４、
遠距離用ライトガイド５０６、近距離用ライトガイド５
０８を備えている。ＣＣＤケーブル５０４の先端部に
は、通常画像用撮像素子５０２が接続され、その通常画
像用撮像素子５０２には、分光用プリズム５０３が取り
付けられている。分光用プリズム５０３、遠距離用ライ
トガイド５０６および近距離用ライトガイド５０８の先
端部、即ち内視鏡挿入部５００の先端部には、対物レン
ズ５０１および遠距離用照明レンズ５０５および近距離
用照明レンズ５０７を備えている。ＣＣＤケーブル５０
４の基端は、コンピュータ５４０に接続され、遠距離用
ライトガイド５０６および近距離用ライトガイド５０８
の基端は照明ユニット５６０に接続されている。

【００７５】照明ユニット５６０は、遠距離用ライトガ
イド５０６を通して内視鏡挿入部５００から遠距離用照
射レンズにより照射するための光源として、白色光を発
する白色光源５６２と、その白色光源５６２に電気的に
接続された白色光源用電源５６３と、白色光源５６２か
ら射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ２６
１がある。

【００７６】同じく近距離用ライトガイド５０８を通し
て内視鏡挿入部５００から近距離用照射レンズにより照
射するための光源として白色光を発する白色光源５６５
と、その白色光源５６５に電気的に接続された白色光源
用電源５６６および蛍光画像用励起光を発する励起光源
５６７と、その励起光源５６７に電気的に接続された励
起光源用電源５６８があり、白色光源５６５の前面には
白色の光は透過し励起光は反射するダイクロイックミラ
ー５６９を、励起光源５６７の前面にはミラー５７０を
設置することによって、白色光源５６５と励起光源５６
７の２つの光源から射出される白色光および励起光を、
集光レンズ５６４に入射させている。

【００７７】蛍光画像検出ユニット５８０ には、イメ
ージファイバ５１０が接続され、イメージファイバ５１
０により伝搬された蛍光像を結像系に導く蛍光用コリメ
ートレンズ５８１、自家蛍光像から励起光近傍付近の波
長をカットする励起光カットフィルタ５８２、その励起
光カットフィルタ５８２を透過した自家蛍光像から所望
の波長帯域を切り出す光学透過フィルタ５８３、その光
学透過フィルタ５８３を回転させるフィルタ回転装置５
８４、その光学透過フィルタ５８３を透過した自家蛍光
像を結像させる蛍光用集光レンズ５８５、蛍光用集光レ
ンズ５８５により結像された自家蛍光像を撮像する蛍光
画像用高感度撮像素子５８６を備えている。蛍光画像用
高感度撮像素子５８６が撮影した蛍光画像は、ＣＣＤケ
ーブル５８７によりコンピュータ５４０に接続されてい
る。

【００７８】コンピュータ５４０には内視鏡５００から
延びているＣＣＤケーブル５０４および蛍光画像検出ユ
ニット５８０から延びているＣＣＤケーブル５８７が接
続されている。また、第１実施形態と同様、必要に応じ
てポインティングデバイス５４１やキーボード５４２等
を接続することができる。

【００７９】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。

【００８０】まず、内視鏡５００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、遠距離用白
色光源電源５６３が駆動され、遠距離用白色光源５６２
から白色光が射出される。白色光は、遠距離用白色光用
集光レンズ５６１を経てライトガイド５０６に入射さ
れ、内視鏡挿入部５００の先端部まで導光された後、被
写体１から遠い距離にある照明レンズ５０５により被写
体１へ照射される。

【００８１】同時に近距離用白色光源電源５６６および
近距離用励起光源電源５６８が駆動され、近距離用白色
光源５６５および近距離用励起光源５６７から白色光お
よび励起光が射出される。白色光および励起光は、ダイ
クロイックミラー５６９により合成され、近距離用集光
レンズ５６４を経てライトガイド５０８に入射され、内
視鏡挿入部５００の先端部まで導光された後、被写体１
から近い距離にある照明レンズ５０７により被写体１へ
照射される。

【００８２】ここで、遠距離用白色光源電源５６３と近
距離用白色光源電源５６６を交互に駆動し、遠距離用白
色光と近距離用白色光を交互に切替えて照射し、その切
替えに同期してそれぞれの光の反射光像を時分割するこ
とにより両反射光像を独立に撮影し、前述の原理に基づ
いて演算を行い、さらに算出された距離を基に通常画像
上の被写体の大きさや表面の状態等を補正することによ
り、上記のように構成された本実施形態による内視鏡装
置でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００８３】さらに、本実施形態では、距離の取得と同
時に蛍光画像を撮影することができる。以下に蛍光画像
撮影時の作用について説明する。

【００８４】近距離光源の光による反射光像撮影時、近
距離用白色光源電源５６６をＯＦＦにし、近距離用励起
光源電源５６８のみを駆動し、近距離用励起光源５６７
から励起光を射出する。励起光源５６７には波長４１０
nmのＧａＮ系半導体レーザを用いる。励起光は、ダイク
ロイックミラー５６９により反射され近距離用集光レン
ズ５６４を経てライトガイド５０８に入射され、内視鏡
挿入部５００の先端部まで導光された後、被写体１から
近い距離にある照明レンズ５０７により被写体１へ照射
される。

【００８５】励起光を照射されることにより生じる被写
体１からの自家蛍光は、集光レンズ５０９ により集光
され、イメージファイバ５１０の先端に入射され、イメ
ージファイバ５１０ を経て、励起光カットフィルタ５
８２に入射する。

【００８６】励起光カットフィルタ５８２を透過した自
家蛍光は、光学透過フィルタ５８３を通過する。なお、
励起光カットフィルタ５８２は、波長４２０ｎｍ以上の
全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励起光の
波長は４１０ｎｍであるため、被写体１で反射された励
起光は、この励起光カットフィルタ５８２でカットさ
れ、光学透過フィルタ５８３へ入射することはない。

【００８７】コンピュータ５４０により、フィルタ回転
装置５８４が駆動され、自家蛍光像は、光学フィルタ５
８３を透過した後、蛍光用集光レンズ５８５により結像
され、蛍光画像用高感度撮像素子５８６により撮像さ
れ、蛍光画像用高感度撮像素子５８６からの映像信号は
ＡＤ変換回路５８７へ入力され、デジタルデータに変換
された後、ライン５８９を通ってコンピュータ５４０に
保存される。さらに算出された距離を基に蛍光画像の強
度を補正することができる。

【００８８】上記の様に処理された通常画像および蛍光
画像は、モニタ１２０に入力され、両画像が並列して、
あるいは切替え可能なものとして可視画像として表示さ
れる。

【００８９】本実施形態では、第１実施形態の内視鏡装
置を蛍光画像撮影部と組み合わせたものであるが、第１
実施形態以外の第２から第４実施形態のいずれの内視鏡
装置も蛍光画像撮影部と組み合わせることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図２】本発明に用いる距離演算方法についての原理図

【図３】本発明の第２実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図４】特定波長の反射光強度推定を導入した距離分布
撮影法を示した図

【図５】本発明の第２実施形態による内視鏡装置の処理
フローチャート図

【図６】本発明の第３実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図７】加算平均による中間波長成分推定を導入した距
離分布撮影法を示した図

【図８】本発明の第４実施形態による内視鏡装置の概略
構成図

【図９】輝度画像（可視域）および距離画像（赤外域）
を同時取得可能とした反射光強度推定を導入した距離分
布撮影法を示した図

【図１０】本発明の第４実施形態による内視鏡装置の処
理フローチャート図

【図１１】本発明の第５実施形態による内視鏡装置の概
略構成図

【図１２】本発明の内視鏡により撮影した通常画像の例

【図１３】本発明に用いる２点間の距離の演算方法につ
いての原理図

【符号の説明】

１ 被写体 ５０ａ，５０ｂ 発散照射位置 １００、２００、３００、４００、５００ 内視鏡 １２０ モニタ １４０、２４０、３４０，４４０，５４０ コンピュ
ータ １４１ ポインティングデバイス １４２ キーボード １６０、２６０，３６０，４６０，５６０ 照明ユニ
ット ５８０ 蛍光画像検出ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/238 Ｈ０４Ｎ 5/238 Ｚ 7/18 7/18 Ｍ // Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ 11/24 11/24 Ｋ Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA51 AA60 BB05 CC16 EE05 FF42 GG06 GG13 GG22 GG23 GG24 JJ03 JJ05 JJ26 LL01 LL03 LL04 LL20 LL22 LL26 LL46 LL47 MM28 NN02 PP21 QQ00 QQ03 QQ17 QQ24 QQ26 QQ28 QQ42 SS02 SS03 SS13 2H040 AA02 AA03 AA04 BA22 CA03 CA06 CA23 CA24 GA02 GA10 4C061 CC06 HH51 QQ06 QQ07 RR03 SS21 WW11 5C022 AA09 AB15 AC42 AC69 5C054 AA01 AA05 CA03 CA04 CB03 CC07 FC03 FC15 FD07 FE09 HA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体までの発散照射距離の異なる複数
   の発光位置からほぼ同時に光を前記被写体に照射可能な
   照射手段と、該照射手段の各発光位置からの光による前
   記被写体からの反射光像を独立に撮影可能な撮像手段
   と、独立に撮影された前記各反射光像の対応する各部の
   反射強度の比に基づく演算により前記各部の発光位置か
   らの距離を算出する演算手段と、前記演算手段により算
   出された距離に応じて前記被写体の観察情報を補正する
   補正手段とからなることを特徴とする内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記観察情報が前記被写体の反射光像各
   部の距離による見かけの大きさであることを特徴とする
   請求項１記載の内視鏡装置。
3. 【請求項３】 前記観察情報が前記被写体の反射光像各
   部の表面反射率であることを特徴とする請求項１記載の
   内視鏡装置。
4. 【請求項４】 前記観察情報が前記被写体各部における
   蛍光発光量であることを特徴とする請求項１記載の内視
   鏡装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段により補正された前記被写
   体各部の観察情報を補正情報として出力する出力手段を
   さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡装
   置。