JP2531665B2 - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、面順次式の撮像手段を備えたスコープ、カ
ラーモザイク式の撮像手段を備えたスコープ、およびフ
ァイバスコープに適合する照明光を供給できる内視鏡用
光源装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿通することにより、
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（スコープまたはファイバスコープとも呼ぶ。）
が広く用いられている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子スコープも種々提案されている。この
電子スコープは、ファイバスコープに比べて解像度が高
く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、画像の
拡大や２画像の比較等の画像処理が容易である等の利点
を有する。

前記電子スコープのカラー画像の撮像方式には、例え
ば、特開昭61−82731号公報に示されるように、照明光
をＲ（赤）,G（緑）,B（青）等に順次切換える面順次式
と、例えば特開昭60−76888号公報に示されるように、
固体撮像素子の前面にR,G,B等の色光をそれぞれ透過す
る色フィルタをモザイク状等に配列したフィルタアレイ
を設けたカラーモザイク式（同時時とも呼ぶ。）とがあ
る。面順次式は、カラーモザイク式に比べて画素数を少
なくできるという利点を有し、一方、カラーモザイク方
式は、動きの激しい被写体に対しても色くずれを生じな
いという利点を有する。

また、前記電子スコープは、その使用目的により、多
種化している。例えば、上部あるいは下部消化器用で
は、挿入部の外径が10φmm前後のものが用いられてい
る。これに対し、例えば、気管支用では、通常外径５φ
mm前後以下のものが必要とされる。このように、挿入部
の外径が広範囲にわたる種々の電子スコープに対して、
同一種の撮像素子及び同一種の撮像方式を用いること
は、物理的、性能的に無理がある。すなわち、例えば、
気管支用（細径）の電子スコープを実現させるために
は、画素数の少ない撮像素子を用いることならざるを得
ない。

このように画素数が少ない場合には、解像度の低下を
防ぐために、カラーモザイクフィルタを用いたカラーモ
ザイク式の撮像方式よりも、例えばR,G,Bの各波長の光
で面順次方式に照明し、その照明のもとで面順次撮像
し、これらを合成してカラー表示する面順次式のカラー
撮像方式が有利である。一方、外径10φmm前後のものに
対しては、画素数を多くし、撮像方式をカラーモザイク
式とすることが、画質向上のために有利である。

ところで、前記ファイバスコープあるいは電子スコー
プは、一般に、各スコープに適合する照明光を供給する
光源装置に接続して用いられる。

前記ファイバスコープ、面順次式の電子スコープ、カ
ラーモザイク式の電子スコープでは、照明方法が異な
る。すなわち、ファイバスコープとカラーモザイク式の
電子スコープでは白色光を必要とし、面順次式の電子ス
コープではR,G,B等の面順次の各色調に順次切換わる光
を必要とする。しかしながら、従来の光源装置は、面順
次式の電子スコープと、カラーモザイク式の電子スコー
プあるいはファイバスコープとのどちらか一方に対応す
る照明光しか出力できず、そのため、使用者は、スコー
プの種類によって、それぞれ異なる光源装置を用意し、
異なる操作を行なう必要があり、経済性、効率が悪かっ
た。

尚、特開昭60−243625号公報には、面順次式の光源装
置を備えた電子スコープの制御装置に、像伝達用の光学
繊維束を備えたファイバスコープを接続してモニタテレ
ビ等の表示画面で観察することができるようにした接続
システムが開示されている。しかしながら、このシステ
ムでは、カラーモザイク式の電子スコープを用いるこ
と、及びファイバスコープを用いて肉眼観察することは
できない。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、面
順次式の撮像手段を備えたスコープ、カラーモザイク式
の撮像手段を備えたスコープ、及び肉眼観察が可能なフ
ァイバスコープに適合する照明光を供給できる内視鏡用
光源装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明による内視鏡用光源装置は、面順次式もしくは
同時式の撮像手段を備えたスコープ又はファイバスコー
プが接続可能な内視鏡用光源装置であって、 白色光を出射する光源と、面順次式の各色光を順次透
過するフィルタと、前記白色光が前記フィルタを透過し
て被写体に達する第１の光路と前記白色光が前記フィル
タを透過することなく被写体に達する第２の光路とを有
する光学系と、前記面順次式の撮像手段を備えたスコー
プ又はそれ以外のスコープのいずれが接続されたかを識
別する識別手段と、この識別手段によって、前記面順次
式の撮像手段を備えたスコープが接続されていると識別
されたときは前記白色光が前記第１の光路を通過するよ
うに選択しそれ以外のスコープが接続されていると識別
されたときは前記白色光が前記第２の光路を通過するよ
うに選択する選択手段とを有することを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第９図は本発明の第１実施例に係り、第
１図（ａ）はR,G,Bの色光を出射するときの光源装置の
構成説明図、第１図（ｂ）は白色光を出射するときの光
源装置の構成説明図、第２図（ａ）内視鏡装置の装置の
構成を示すブロック図、第２図（ｂ）はカラーモザイク
式電子スコープの構成を示す説明図、第３図は面順次式
外付けカメラ付きファイバスコープの構成を示す説明
図、第４図はモザイク式外付けカメラ付きファイバスコ
ープの構成を示すす説明図、第５図はファイバスコープ
の構成を示す説明図、第６図は内視鏡装置のシステム全
体を示す斜視図、第７図は面順次式プロセス回路の構成
を示すブロッグ図、第８図はモザイク式プロセス回路の
構成を示すブロック図、第９図は出力回路の構成を示す
説明図である。

第６図に示すように、内視鏡装置１には、本実施例の
光源装置と映像信号処理を行うビデオプロセッサとが収
納され、各種のスコープ（内視鏡）2A,2B,2C,2D,2Eのい
ずれをも接続可能とする制御装置1aを備えている。スコ
ープとしては、図に示すように５種類のもの、すなわ
ち、面順次式電子スコープ2A、カラーモザイクフィルタ
を使用したカラーモザイク式電子スコープ2B、面順次式
テレビカメラを外付けしたファイバスコープ（以下、面
順次式テレビカメラ付きファイバスコープと記す。）2
C、カラーモザイク式テレビカメラを外付けしたファイ
バスコープ（以下、カラーモザイク式テレビカメラ付き
ファイバスコープと記す。）2D、及びファイバスコープ
2Eがある。

前記各スコープ2A,2B,2C,2D,2Eは、それぞれ細長の挿
入部３と、この挿入部３の後端側に連設された操作部４
を有し、この操作部４からユニバーサルコード4aが延設
され、このユニバーサルコード4aの先端に、光源用コネ
クタ5A,5B,5C,5D,5Eが設けられている。また、面順次式
電子スコープ2Aと、カラーモザイク式電子スコープ2Bで
は、前記ユニバーサルコード4aの先端側に、光源用コネ
クタ5A,5Bの他に信号用コネクタ6A,6Bが設けられてい
る。また、面順次式テレビカメラ付きファイバスコープ
2Cとカラーモザイク式テレビカメラ付きファイバスコー
プ2Dは、ファイバスコープ2Eの接眼部10に面順次式テレ
ビカメラ8C、カラーモザイク式テレビカメラ8Dをそれぞ
れ装着した構成であり、各テレビカメラ8C,8Dから延出
され信号ケーブルの先端に信号用コネクタ6C,6Dが設け
られている。

前記各スコープ2A,2B,2C,2D,2E（以下、これら全ての
スコープに共通する場合には、符号２で代表する。）の
コネクタ5A,6A;5B,6B;5C,6C;5D,6D;5Eを接続して各スコ
ープ２を使用可能な状態に設定できるように、制御装置
1aの例えばハウジングの前面には、１組のコネクタ受け
が設けられている。これらコネクタ受けは、光源用コネ
クタ受け11、信号用コネクタ受け12とからなる。前記光
源用コネクタ受け11は、前記各スコープ２の互いに同一
形状の光源用コネクタ5A,5B,5C,5D,5Eを各々接続できる
形状になっている。また、光源用コネクタ受11の下側に
隣接する前記信号用コネクタ受け12は、前記各スコープ
２の互いに同一形状の信号用コネクタ6A,6B,6C,6Dを各
々接続できる形状になっている。前記ファイバスコープ
2Eを接続して使用する場合には、肉眼観察であるが、他
のスコープ2A,2B,2C,2Dを使用する場合には、制御装置1
aの信号出力端に接続したカラーモニタ13によって、撮
像した像をカラー表示できるようになっている。

尚、各スコープ２における光源用コネクタ5A,5B,5C,5
D,5Eには、本実施例では、ライトガイドコネクタと共
に、図示しない送気・送水用コネクタが設けられてお
り、コネクタ受け11もこれらを接続できる構造になって
いる。

前記各スコープ2A,2B,2C,2D,2Eの内部は、それぞれ第
２図（ａ）、第２図（ｂ）、第３図、第４図、第５図に
示すように構成されている。

各スコープ２は、それぞれ、照明光を伝送するライト
ガイド14が挿通され、制御装置1a内の光源装置15の光源
部15aから入射端面に供給された照明光を出射端面側に
伝送し、この出射端面の前方に配置した配光レンズ16を
経て、前方の被写体側を照明できるようになっている。

また、前記各スコープ２は、挿入部３の先端部に結像
用の対物レンズ17が配設されている。この対物レンズ17
の結像位置には、面順次式またはカラーモザイク式の両
電子スコープ2Aまたは2Bにおいては、CCD等の固体撮像
素子18が配設され、一方、ファイバスコープ2E、テレビ
カメラ8Cあるいは8Dを装着したテレビカメラ付きファイ
バスコープ2Cまたは2Dでは、イメージガイド19の入射端
面が臨むように配設されている。また、前記イメージガ
イド19の出射端面に対向して接眼レンズ21が配設されて
おり、ファイバスコープ2Eでは、接眼部７に目を近づけ
て肉眼による観察を行うことができるようになってい
る。

一方、ファイバスコープ2Eの接眼部７に面順次式のテ
レビカメラ8Cまたはカラーモザイク式テレビカメラ8Dを
装着したものにおいては、接眼レンズ21に対向して図示
しない結像用レンズを介してそれぞれ固体撮像素子22が
配設されている。

撮像手段を構成する固体撮像素子18または22は、撮像
面に結像された光学像を光電変換し、プリアンプ24で増
幅された後、信号伝送ラインを経て、信号用コネクタ６
（6A,6B,6C,6Dを代表する。）側に伝送し、このコネク
タ６が接続された信号用コネクタ受け12を経て、ビデオ
プロセッサ25aまたは25bに入力されるようになってい
る。また、各固体撮像素子18または22には、前記ビデオ
プロセッサ25aまたは25bのドライバ26aまたは26bから固
体撮像素子駆動用クロック信号が印加されるようになっ
ている。

また、ファイバスコープ2E以外のスコープには、スコ
ープ識別用タイプ信号を出力するタイプ信号発生回路27
A,27B,27C,27Dが設けられており、信号用コネクタ６を
介して制御装置1a内の識別回路28で識別されるようにな
っている。

ところで、前記いずれのスコープ２でも接続可能な制
御装置1a内は、第２図（ａ）に示すように、光源部15a
からなる光源装置15と、２組のビデオプロセッサ25a,25
bとが収納されている。

前記光源部15aは、第１図（ａ）のように白色光を出
射する光源ランプ15と、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
の３原色の色透過フィルタを有しモータ32により回転駆
動される回転フィルタ33と、回転フィルタ33の色透過フ
ィルタを透過させずに光源ランプ31よりの白色光を集光
レンズ34に供給できるように光学系としての回転ミラー
150a,150bおよびミラー151a,151bとを備えている。回転
ミラー150a,150bは各々ラック152と噛合したピニオン15
3a,153bを有しており、さらにラック152は回転ミラー用
モータ154の駆動軸に設けられたピニオン155と噛合さ
れ、回転ミラー用モータ154の回転を回転ミラー150a,15
0bに伝達するように配設されている。そして、面順次式
電子スコープ2Aと面順次式外付けカメラ付きファイバス
コープ2Cの光源用コネクタ5A,5Cおよび信号用コネクタ6
A,6Cが接続されると、タイプ信号発生回路27A,27Cから
の信号により識別回路28が、接続されているスコープ２
を判断し、回転制御回路156に回転ミラー用モータ154の
回転を指令する。これにより回転ミラー150a,150bは光
源ランプ31から集光レンズ34に至る光路から退避し、白
色光を回転フィルタ33によって順次R,G,Bの各波長の照
明光とする。一方、カラーモザイク式電子スコープ2B、
カラーモザイク式外付けカメラ付きファイバスコープ2
D、ファイバスコープ2Eの光源用コネクタ5B、5D,5Eおよ
び信号用コネクタ6B,6Dが接続されているときは、タイ
プ信号回路27B,27Dからの信号により識別回路28が接続
されているスコープ２を判断し、回転制御回路156に回
転ミラー用モータ154の回転を指令する。これにより回
転ミラー150aは、白色光の入射角が45°となる位置で停
止し、回転ミラー150bは光源ランプ31と集光レンズ34を
結ぶ光路に対して反射面が45°の角度となる位置で停止
するようになっている。ミラー151a,151bは、光源ラン
プ31から集光レンズ34に至る光路に対して各々45°の角
度を持って設けられており、回転ミラー150aからの反射
光を回転ミラー150bへ45°の入射角度で入射するように
配設されており、ライトガイド14の入射端面に白色光を
供給するようになっている。

ところで、ビデオプロセッサ25aは、面順次式信号処
理用のものであって、面順次式信号用コネクタ受け12の
信号入力用端子に入力された信号は、面順次式プロセス
回路41aに入力され、R,G,Bの各波長の照明光のもとでそ
れぞれ撮像された信号を色信号R,G,Bとして出力するよ
うになっている。この各色信号R,G,Bは、出力回路80に
より３原色出力端43から３原色信号RGBとして出力され
る。また、前記色信号R,G,BはNTSC方式の複合ビデオ信
号に変換され、NTSC出力端46から出力される。

尚、前記光源部15aの回転フィルタ33の外周の１箇所
には、回転位置を検出する回転位置センサ51が設けられ
ており、この回転位置センサ51の出力でタイミングジェ
ネレータ52のクロックのタイミングを回転フィルタ33の
回転に同期させ、且つこのタイミングジェネレータ52の
出力は面順次式プロセス回路41aのタイミングを制御す
るようになっている。

前記面順次式プロセス回路41aは、例えば第７図に示
すように構成されている。

すなわち、プリアンプを経て入力される信号は、サン
プルホールド回路54に入力され、サンプルホールドされ
た後、γ補正回路55でγ補正されてA/Dコンバータ56で
ディジタル信号に変換される。そして、前記タイミング
ジェネレータ52の信号で切換えられるマルチプレクサ57
を経てR,G,Bの面順次照明のもとで撮像された信号は、
Ｒフレームメモリ58R、Ｇフレームメモリ58G、Ｂフレー
ムメモリ58Bに書込まれる。これら各フレームメモリ58
R,58G,58Bに書込まれた信号データは同時に読出され、
それぞれD/Aコンバータ59でアナログ色信号R,G,Bに変換
され、出力回路80に出力される。

一方、カラーモザイク式電子スコープ2B、モザイク式
外付けカメラ付きファイバスコープ2Eの固体撮像素子18
または22で撮像された信号は、カラーモザイク式プロセ
ス回路41bに入力され、輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Y,B−
Ｙが出力される。そして、この信号は出力回路80に入力
され、NTSC方式の複合ビデオ信号に変換され、NTSC出力
端46から出力される。また、前記輝度信号Ｙ、色差信号
Ｒ−Y,B−Ｙは、前記出力回路80により色信号R,G,Bに変
換され、３原色信号出力端43から３原色信号RGBが出力
される。

尚、前記カラーモザイク式プロセス回路41bは、例え
ば、第８図に示すように構成されている。

すなわち、プリアンプ24で増幅された固体撮像素子18
または22からの信号は、輝度信号処理回路61を経て輝度
信号Ｙが生成される。また、色信号再生回路62に入力さ
れ、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが１水平ラインごとに時系列
的に生成され、ホワイトバランス回路63でホワイトバラ
ンス補償され、一方はアナログスイッチ64に直接、もう
一方は1Hディレイライン63aで１水平ライン遅延されて
アナログスイッチ64aに入力され、タイミングジェネレ
ータ52の切換信号によって、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが得
られる。

尚、タイミングジェネレータ52は、それぞれドライバ
26a,26b及び図示しないNTSCエンコーダに信号を印加
し、固体撮像素子18または22から信号読出しに用いる駆
動パルスに周期した信号処理を行うように制御する。こ
の場合、面順次式のビデオプロセッサ25aにおいては、
前記タイミングジェネレータ52は位置センサ51の出力に
よって、回転フィルタ33に同期させている。

ところで、タイプ信号発生回路27A,27B,27C,27Dは、
例えば２つの端子間にそれぞれ異なる抵抗値の抵抗等を
接続して形成され、一方、識別回路28は、２つの端子間
の抵抗値をコンパレータ等を用いていずれの抵抗値のス
コープが接続されたかを識別できるようにしている。

前記識別回路28は、両ドライバ26a,26bを制御する他
に、切換スイッチ103の切換を制御する。例えば面順次
式スコープ2A又は2Cが接続されると、面順次側に切換え
られ、ドライバ26aの駆動パルスがコネクタを経て固体
撮像素子18に印加されると共に、固体撮像素子18から読
出された信号は面順次式プロセス回路41aに入力され
る。

一方、面順次式スコープ2A,2Cが接続されてないと、
モザイク式プロセス回路側が選択されるようになってい
る。このように構成することによりファイバスコープの
光源としても使用することができる。尚、モザイク式ス
コープ2B又は2Dの場合を検出して、切換スイッチ103を
モザイク式側に切換えるようにしても良い。

上記識別回路28は、タイミングジェネレータ52にも制
御信号を送り、いずれの方式にも対処できるようにして
いる。

また、第９図に示すように出力回路80は、マトリック
ス回路44aの出力端とNTSCエンコーダ45との間に３回路
２接点の切換スイッチ81を設け、且つ逆マトリックス回
路44bの出力端とドライバを形成するバッファ42との間
にも３回路２接点の切換スイッチ82が設けてある。

上記切換スイッチ81は、一方の接点側がオンされる
と、マトリックス回路44aの信号を共通のNTSCエンコー
ダ45に導き、このNTSCエンコーダ45でNTSC方式のビデオ
信号にされて共通のNTSC出力端46から出力する。又、他
方の接点側が選択されると、モザイク式プロセス回路41
bの信号をNTSCエンコーダ45に導き、共通のNTSC出力端4
6から出力する。

一方、他方の切換スイッチ82については、面順次式側
が選択されると、面順次式プロセス回路41aの出力信号
がドライバを形成する共通のバッファ42を経て共通のRG
B出力端43から３原色信号が出力される。又、モザイク
式プロセス回路側が選択されると、逆マトリックス回路
44bを経て３原色信号R,G,Bが共通のRGB出力端43から出
力される。

上記切換スイッチ81,82は、それぞれがマニュアルで
切換えることができるし、これらを連動して切換えるよ
うにするこもできる。

なお、本実施例では、回転ミラー150a,150bの回転を
ラック，ピニオンを組合せることにより行っているが、
ピニオン153a,153b取りつけられた回転軸に、この回転
軸を中心とする接線方向に電磁コイル内を挿脱する棒状
の磁石あるいは、磁性体部材を延設したレバーを設け、
電磁コイルの電流方向を変化させることにより、回転ミ
ラー150a,150bを回転させてもよい。また、前記回転軸
に直接モータを取付けてもよい。さらに、この時の回転
の制御は、回転制御回路156によらず、手動によって行
ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、色フィルタを迂
回する光学系を設けたことにより、面順次式の撮像手段
を備えたスコープに適合する照明光と、白色光とを出力
できるので、面順次式の撮像手段を備えたスコープ、カ
ラーモザイク式の撮像手段を備えたスコープ、及び肉眼
観察が可能なファイバスコープに適合する照明光を供給
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の第１実施例に係り、第１
図（ａ）はR,G,Bの色光を出射するときの光源装置の構
成説明図、第１図（ｂ）は白色光を出射するときの光源
装置の構成説明図、第２図（ａ）内視鏡装置の装置の構
成を示すブロック図、第２図（ｂ）はカラーモザイク式
電子スコープの構成を示す説明図、第３図は面順次式外
付けカメラ付きファイバスコープの構成を示す説明図、
第４図はモザイク式外付けカメラ付きファイバスコープ
の構成を示すす説明図、第５図はファイバスコープの構
成を示す説明図、第６図は内視鏡装置のシステム全体を
示す斜視図、第７図は面順次式プロセス回路の構成を示
すブロック図、第８図はモザイク式プロセス回路の構成
を示すブロック図、第９図は出力回路の構成を示す説明
図である。 14……ライトガイド、15……光源装置 31……光源ランプ、33……回転フィルタ 34……集光レンズ、150a……回転ミラー 150b……回転ミラー、151a……ミラー 151b……ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 幸治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 吉永 純 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 加藤 伸一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 剛明 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−2927（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】面順次式もしくは同時式の撮像手段を備え
   たスコープ又はファイバスコープが接続可能な内視鏡用
   光源装置であって、 白色光を出射する光源と、 面順次式の各色光を順次透過するフィルタと、 前記白色光が前記フィルタを透過して被写体に達する第
   １の光路と、前記白色光が前記フィルタを透過すること
   なく被写体に達する第２の光路とを有する光学系と、 前記面順次式の撮像手段を備えたスコープ又はそれ以外
   のスコープのいずれが接続されたかを識別する識別手段
   と、 この識別手段によって、前記面順次式の撮像手段を備え
   たスコープが接続されていると識別されたときは、前記
   白色光が前記第１の光路を通過するように選択し、それ
   以外のスコープが接続されていると識別されたときは、
   前記白色光が前記第２の光路を通過するように選択する
   選択手段と、 を有することを特徴とする内視鏡用光源装置。