JP2634944B2

JP2634944B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP2634944B2
Application number: JP2298450A
Authority: JP
Inventors: 一成中村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH03242133A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、通常の白色光画像と、単色光照明にもとず
く機能情報画像との撮影が可能な内視鏡装置に関する。

［従来の技術］近年、生体体腔内や機械的構成部品等の空洞内等に細
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利用さ
れている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

ところで、前記電子内視鏡を用いて、被観察体を観察
する場合、特に生体内では患部と正常部とを見分ける場
合、微妙な色調の差を検知（認識）する必要がある。と
ころが、観察部位の色調の変化が微妙である場合、この
微妙な差を検知するには高度な知識と経験が必要とさ
れ、その上検知するまでに長時間を必要とし、また、検
知の間注意力を集中しても常に適正な判断をするのは困
難であった。

これに対処するに、従来は、例えば特開昭56−3033号
公報に示されるように、赤外域における生体の特異性、
例えば赤外域では色調の変化が大きくなるものもあるこ
とを利用し、固体撮像素子前面に、可視光域から赤外光
域における色分離フィルタを設け、可視光域のみでは検
知が困難であった病変部位の検出を可能としていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、前記従来例では、生体の赤外域光域に
おける変化に注目しているので、肉眼との対応のつく可
視光域の画像の観察が困難である。

また、可視光域における色分離フィルタに赤外光域に
おけるフィルタを組合せると、可視光域画像と赤外光域
画像の各々の画素の低下、すなわち解像度の低下を招く
という問題点があり、また、時系列的に異なる波長領域
の光を入射させてカラー画像を得る画順次方式におい
て、可視光域から赤外光域にかけて多数のフィルタを設
けると、各々の開口率が低下するため、光量が低下し感
度が低下するという問題点がある。

前記光量の低下を補償するべく光量を増大させると、
同時に撮影される白色光画像と単色光画像の撮像素子か
らの出力信号に著しい差が生じ、不適切な露出となると
いう問題点がある。

［発明の目的］本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、通
常の観察を同時方式の電子内視鏡で映像化可能にすると
共に、映像用の画素数をほとんど低下させることなく非
可視光像又は生体機能画像に必要とされる波長領域の画
像を得ることを特殊な挿入部を用いることなく実現で
き、その結果通常カラー画像では得ることが困難な例え
ば粘膜下情報等生体機能情報を容易に得ることができ、
また通常画像と生体機能情報画像との照明光量を調光で
きて双方の露出を適正にできるようにした内視鏡装置を
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］本発明による内視鏡装置は、波長透過域のうち少なく
とも一部が共通の波長域の光を透過し各々が異なる波長
域通過特性である複数種類のフィルタを所定の順序でモ
ザイク状に配列した第１のフィルタ手段と、結像面側に
前記第１のフィルタ手段が設けられ該第１のフィルタ手
段を介して被写体像を撮像する撮像手段と、少なくとも
前記第１のフィルタ手段の複数種類のフィルタが共通に
透過可能な波長域内で各々が異なる波長域通過特性であ
る複数種類のフィルタを有する第２のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段を透過する光の波長域を制限す
る波長域制限位置に前記第２のフィルタ手段を選択的に
移動可能なフィルタ移動手段と、前記第２のフィルタ手
段が前記波長域制限位置に位置するとき前記第２のフィ
ルタ手段に設けられた複数種類のフィルタによって前記
第１のフィルタ手段を透過する光の波長域を順次制限さ
せるフィルタ順次手段と、を具備したことを特徴とす
る。

［作用］本発明は、フィルタ移動手段で、前記第１のフィルタ
手段を透過する光の波長域を制限する波長域制限位置に
前記第２のフィルタ手段を選択的に移動可能とし、フィ
ルタ順次手段で、前記第２のフィルタ手段が前記波長域
制限位置に位置するとき、前記第２のフィルタ手段に設
けられた複数種類のフィルタによって前記第１のフィル
タ手段を透過する光の波長域を順次制限させる。

［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７図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図
は電子内視鏡装置の全体を示す側面図、第３図は色分離
フィルタのレイアウトの一例を示す説明図、第４図は色
分離フィルタの分光透過特性の一例を示す説明図、第５
図は色分離フィルタの分光透過特性の他の例を示す説明
図、第６図は回転フィルタを示す説明図、第７図は回転
フィルタの分光透過特性を示す説明図である。

第２図に示すように、電子内視鏡１は、細長で例えば
可撓性の挿入部２を備え、この挿入部２の後端に太径の
操作部３が連設されている。前記操作部３の後端部から
は、側方に可撓性のユニバーサルコード４が延設され、
このユニバーサルコード４の先端にコネクタ５が設けら
れている。このコネクタ５は、光源装置及び信号処理回
路が内蔵されたビデオプロセッサ６のコネクタ受け８に
接続されるようになっている。また、前記ビデオプロセ
ッサ６には、表示手段としてのカラーモニタ７が接続さ
れるようになっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３には、湾曲操作ノ
ブ11が設けられ、この湾曲操作ノブ11を回動操作するこ
とによって、前記湾曲部10を上下／左右方向に湾曲でき
るようになっている。また、前記操作部３には、挿入部
２内に設けられた処置具チャンネルに連通する挿入口12
が設けられている。

前記先端部９には、対物レンズ等からなる結像光学系
21が設けられ、この結像光学系21の結像位置に、撮像手
段としての固体撮像素子22が配設されている。この固体
撮像素子22の前面には、第１の波長領域分離手段として
の色分離フィルタ23が設けられている。この色分離フィ
ルタ23は、例えば、第３図に示すように、シアン（C
y），緑（Ｇ），黄（Ye）の各色光を透過する色フィル
タをモザイク状に配列したものである。本実施例では、
前記色分離フィルタ23の各色フィルタは、第４図に示す
ように、それぞれ、シアン（Cy），緑（Ｇ），黄（Ye）
の各色光を透過すると共に、赤外波長領域の光も透過す
るような分光透過特性を有している。尚、前記色分離フ
ィルタ23は、第３図及び第４図に示すものに限らず、例
えば、第５図に示すように、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の各色光を透過すると共に、赤外波長領域の光も
透過する色フィルタをモザイク状等に配列したものでも
良い。

また、固体撮像素子22は、可視光域から赤外光域に至
る波長領域で感度を有している。前記固体撮像素子22
は、前記挿入部２及びユニバーサルコード４内に挿通さ
れコネクタ５に接続された信号線を介して、前記ビデオ
プロセッサ６内の映像信号処理回路に接続されるように
なっている。

また、前記挿入部２及びユニバーサルコード４内に
は、ライトガイド24が挿通されている。このライトガイ
ド24の先端面は、先端部９の先端に配置され、基端部
は、コネクタ８に接続されている。そして、前記ビデオ
プロセッサ６内の光源装置からの照明光が、前記ライト
ガイド24の基端部の入射端面に入射し、このライトガイ
ド24によって先端部９に導かれて、先端面から出射さ
れ、被観察体25に照射されるようになっている。

前記ビデオプロセッサ６内の光源装置は、電源回路30
によって電力が供給され、観察用の可視光域から赤外光
域までの波長領域の光を発光するランプ31を備えてい
る。このランプ31と前記ライトガイド24の入射端面の間
には、ランプ31の発光波長のうち可視光域の波長のみを
透過し、赤外光域の波長を吸収または反射する赤外カッ
トフィルタ32と、モータ33によって回転駆動される第２
の波長領域分離手段としての回転フィルタ34と、光路内
の光束の量を調整する絞り35と、光束を集光して前記ラ
イトガイド24の入射端面に入射させるレンズ36とが、順
次配設されている。

前記回転フィルタ34は、第７図に示すように、赤外光
域を３分割した波長領域IR1,IR2,IR3の光を透過するフ
ィルタ34a,34b,34cを、第６図に示すように、回転方向
に配列して構成されている。

また、前記赤外カットフィルタ32は、赤外カットフィ
ルタ駆動装置38によって、照明光路から挿脱されるよう
になっており、回転フィルタ34は、回転フィルタ移動装
置39によって、照明光路から挿脱されるようになってい
る。また、前記モータ33は、モータドライバ40によって
駆動及び制御されるようになっている。また、前記絞り
35は、露出制御回路41によって、制御されるようになっ
ている。

一方、前記固体撮像素子22は、ビデオプロセッサ６内
に設けられたドライバ回路42によって駆動され、被観察
体像を光電変換するようになっている。この固体撮像素
子22の出力信号は、プリアンプ43で増幅された後、前記
ビデオプロセッサ６内に設けられたプロセス回路44に入
力されるようになっている。このプロセス回路44は、前
記固体撮像素子22の出力信号に、例えば、ホワイトバラ
ンス補正、γ補正及びマトリックス補正等の信号処理を
施し、一般のビデオ信号に変換して出力するようになっ
ている。また、本実施例では、前記プロセス回路44は、
前記色分離フィルタ23によって被観察体を色分離する同
時方式と、前記回転フィルタ34によって被観察体を色分
離する面順次方式の二つの方式に対応した信号処理を行
うことができるようになっている。そして、このプロセ
ス回路44からのビデオ信号が、カラーモニタ７に入力さ
れ、このカラーモニタ７によって被観察体像がカラー表
示されるようになっている。

また、ドライバ回路42による固体撮像素子22の読出
し，転送のタイミング及びシステム全体の同期信号を発
生する同期回路46が設けられ、この同期回路46によっ
て、前記ドライバ回路42,モータドライバ40等のタイミ
ングが制御されている。

また、前記二つの方式の切換は、切り換え回路45によ
って行なわれるようになっている。この切り換え回路45
は、前記赤外カットフィルタ駆動装置38,回転フィルタ
移動装置39,露出制御回路41,プロセス回路44及び同期回
路46を制御するようになっている。そして、同時方式を
用いる場合には、赤外カットフィルタ32を照明光路に介
装すると共に、回転フィルタ34を照明光路から退避さ
せ、適正露出となるように絞り35を制御し、ドライバ回
路42及びプロセス回路44を同時方式に対応させる。一
方、面順次方式を用いる場合には、赤外カットフィルタ
32を照明光路から退避させると共に、回転フィルタ34を
照明光路に介装し、適正露出となるように絞り35を制御
し、ドライバ回路42及びプロセス回路44を面順次方式に
対応させる。尚、この場合、前記回転フィルタ34によっ
て３分割された波長領域IR1,IR2,IR3に、例えば、B,G,R
の各色が割当てられ、赤外光域の被観察体像が類似カラ
ー表示されることになる。

次に、以上の構成による本実施例の作用について説明
する。

まず、可視光域の被観察体像を観察する場合には、切
り換え回路45によって同時方式が選択され、赤外カット
フィルタ32が照明光路に介装されると共に、回転フィル
タ34が照明光路から退避される。電源回路30から供給さ
れた電力にて、可視光域から赤外光域に至る波長領域の
光が、ランプ31から発光され、この光は、赤外カットフ
ィルタ32によって赤外光域の波長がカットされ、可視光
域の光のみが赤外カットフィルタ32を透過する。この赤
外カットフィルタ32を透過した光は、光路外に退避され
た回転フィルタ34を透過せずに、絞り35に入射し、この
絞り35によって適正露出になるように光量調整された
後、レンズ36によって集光されて、ライトガイド24に入
射する。この照明光は、体腔内に挿入された電子内視鏡
１の先端部９のライトガイド34先端面から出射され、被
観察体25に照射される。

前記照明光による被観察体25、例えば粘膜面からの反
射光は、結像光学系21によって、色分離フィルタ23を透
過した後、固体撮像素子22上に結像される。尚、前記色
分離フィルタ23は、一般的な、Cy,G,Ye等に色分離する
と共に、赤外光域においては十分な透過特性を有してお
り、また、固体撮像素子22は可視光のみならず赤外光域
にも感度を有するため、正確な色再現を行うために、光
源側に赤外カットフィルタ32を設けている。また、図示
はしないが、固体撮像素子前面に挿脱自在に赤外カット
フィルタを設けても良い。

前記色分離フィルタ23を透過し、固体撮像素子22上に
結像された被観察体像は、その色調及び明るさに応じた
電気信号に光電変換される。すなわち、切り換え回路45
の切換信号によって、同期回路46が同時方式に対応した
同期信号を発生し、この同期回路46のタイミングでドラ
イバ回路42によって同時方式に対応した読み出し，転送
の各動作が繰返される。前記固体撮像素子22によって光
電変換された映像信号は、プリアンプ43で増幅され、プ
ロセス回路44に入力される。そして、このプロセス回路
44で、色分離フィルタ23の構成と読出しモードに合せた
同時方式の信号処理が行なわれ、一般のカラーモニタ７
で観察可能なビデオ信号に変換されて出力される。そし
て、カラーモニタ７に、可視光域における被観察体像が
表示される。

一方、赤外光域の被観察体像を観察する場合には、切
り換え回路45によって面順次方式が選択され、赤外カッ
トフィルタ32が照明光路から退避されると共に、回転フ
ィルタ34が照明光路に介装される。ランプ31から可視光
域から赤外光域に至る波長領域の光が発光され、この光
は、赤外カットフィルタ32を透過せずに、回転フィルタ
34に入射する。そして、この回転フィルタ34によって、
順次IR1,IR2,IR3の波長領域の光にされる。そして、絞
り35に入射し、この絞り35によって適正露出になるよう
に光量調整された後、レンズ36によって集光されて、ラ
イトガイド24に入射する。尚、露出制御回路41は、光路
中に回転フィルタ34が挿脱される際に絞り35が不要な動
きを行なわないように、予め切り換え回路45からの切換
信号が入力された時点で絞り35を制御する。

前記IR1,IR2,IR3の波長領域の照明光は、ライトガイ
ド34先端面から出射され、被観察体25に時系列的に照射
される。この照明光による被観察体25からの反射光は、
結像光学系21によって、色分離フィルタ23を透過した
後、固体撮像素子22上に結像される。ここで、色分離フ
ィルタ23の各色フィルタは、それぞれ赤外光域において
十分な透過特性を有し、また、回転フィルタ34は赤外光
域において、時系列的に色分離しているので、前記色分
離フィルタ23は、色分離フィルタとしては機能しない。
従って、固体撮像素子22には、回転フィルタ34によって
時系列的に色分離された光により照明した光学画像が順
次結像される。

切り換え回路45の切換信号によって、同期回路46が面
順次方式に対応した同期信号を発生し、この同期回路46
のタイミングでドライバ回路42によって、面順次方式に
対応した固体撮像素子22の読み出し，転送が行なわれ、
この固体撮像素子22の映像信号は、プリアンプ43で増幅
され、プロセス回路44に入力される。このプロセス回路
44では、時系列的に読出されるIR1,IR2,IR3に対応した
各信号のレベル調整を行った後、IR1,IR2,IR3に例えば
B,R,Gの各色を割当てて合成し、一般のカラーモニタ７
で観察可能なビデオ信号に変換して出力する。そして、
カラーモニタ７に、赤外光域における被観察体像が類似
カラー表示される。

このように、本実施例によれば、可視光域と赤外光域
における被観察体を観察できるので、生体の体腔内観察
を行った場合、可視光域による生体粘膜表面の凹凸の変
化及び色調の違いによる一般的な内視鏡観察に加え、赤
外光域により、可視光域では検出することが不可能であ
った粘膜下の血管走行の状態及び病変の浸潤範囲の観察
が可能になる。

また、本実施例によれば、観察波長領域の異なる２種
類の観察が可能であると共に、固体撮像素子前面に設け
た色分離フィルタに可視カラー用，赤外カラー用の専用
のフィルタを設けた場合に比較して、解像度が低下しな
い。

また、回転フィルタに、同様に可視カラー用，赤外カ
ラー用のフィルタを設けた場合に比較して、開口率が変
化しないため、感度の低下がない。

また、可視カラー観察用の電子内視鏡の固体撮像素子
前面に設けられる色分離フィルタを、本実施例で用いた
色分離フィルタ23のように赤外光域も透過する透過特性
とすることにより、赤外カットフィルタが使用されてい
る一般的な光源により使用可能な電子内視鏡を、本実施
例のシステムと組合せる。すなわち、本実施例のビデオ
プロセッサ６に接続することにより、一般的な可視カラ
ー画像と、赤外光域におけるカラー画像の観察が可能に
なる。

尚、色分離フィルタ23を、それぞれ、IR1,IR2,IR3の
各赤外波長領域を透過すると共に、可視光域も透過する
色フィルタをモザイク状等に配列して構成し、一方、回
転フィルタ34を、R,G,B等の可視光域を色分離するフィ
ルタとすることにより、同時方式にて赤外光域のカラー
画像を、面順次方式にて可視光域のカラー画像を得るよ
うにしても良い。尚、同時方式にて赤外光域のカラー画
像を得る場合には、可視カットフィルタにて照明光の可
視光域をカットする。

また、赤外光による照明は、体腔内に挿入されるライ
トガイド24によるものに限らず、体外から生体を透過照
明するようにしても良い。この透過照明によれば、体腔
内からの落射照明に比較して、粘膜表面の反射が抑えら
れるため、より明確に、粘膜下の血管走行及び病変の浸
潤範囲の観察を行うことができる。

第８図ないし第11図は本発明の第２実施例に係り、第
８図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第９図
は色分離フィルタの分光透過特性を示す説明図、第10図
は回転フィルタを示す説明図、第11図は回転フィルタの
分光透過特性を示す説明図である。

本実施例では、第１実施例におけるランプ31の代わり
に、紫外光域から可視光域に至る波長領域の光を発光す
るランプ51が設けられ、赤外カットフィルタ32の代わり
に、紫外光域の波長をカットする紫外カットフィルタ52
が設けられている。また、色分離フィルタ23の代わり
に、第９図に示すように、Cy,G,Yeに色分離すると共に
紫外光域において充分な透過特性を有するフィルタ53が
設けられている。また、回転フィルタ34の代わりに、第
11図に示すように、紫外光域を３分割した波長領域UV1,
UV2,UV3の光を透過するフィルタ54a,54b,54cを、第10図
に示すように、回転方向に配列して構成された回転フィ
ルタ54を設けている。また、本実施例の固体撮像素子22
は、可視光域から紫外光域に至る波長領域で感度を有し
ている。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例において、可視光域の被観察体像を観察する
場合には、切り換え回路45によって同時方式が選択さ
れ、紫外カットフィルタ52が照明光路に介装されると共
に、回転フィルタ54が照明光路から退避される。電源回
路30から供給された電力にて、可視光域から紫外光域に
至る波長領域の光が、ランプ51から発光され、この光
は、紫外カットフィルタ52によって紫外光域の波長がカ
ットされ、光路外に退避された回転フィルタ54を透過せ
ずに、絞り35に入射し、この絞り35によって適正露出に
なるように光量調整された後、レンズ36によって集光さ
れて、ライトガイド24に入射する。この照明光は、体腔
内に挿入された電子内視鏡１の先端部９のライトガイド
34先端面から出射され、被観察体25に照射される。

前記照明光による被観察体25、例えば粘膜面からの反
射光は、結像光学系21によって、色分離フィルタ53を透
過した後、固体撮像素子22上に結像される。照明光が可
視光であるため、前記色分離フィルタ53は、Cy,G,Yeに
色分離する色分離フィルタとして機能する。色分離され
た光学像は、固体撮像素子22で光電変換され、同期回路
46に同期したタイミングでドライバ回路42により画像信
号として読出される。読出された信号は、プリアンプ43
にて増幅された後、プロセス回路44により、同時方式の
信号処理が行なわれ、一般のビデオ信号に変換されて出
力される。そして、第１実施例と同様に、カラーモニタ
７に、可視光域における被観察体像がカラー表示され
る。

一方、紫外光域の被観察体像を観察する場合には、切
り換え回路45によって面順次方式が選択され、紫外カッ
トフィルタ52が照明光路から退避されると共に、回転フ
ィルタ54が照明光路に介装される。ランプ51から可視光
域から紫外光域に至る波長領域の光が発光され、この光
は、紫外カットフィルタ52を透過せずに、回転フィルタ
54に入射する。そして、この回転フィルタ54によって、
順次UV1,UV2,UV3の波長領域の光にされる。そして、絞
り35に入射し、この絞り35によって適正露出になるよう
に光量調整された後、レンズ36によって集光されて、ラ
イトガイド24に入射する。尚、露出制御回路41は、光路
中に回転フィルタ54が挿脱される際に絞り35が不要な動
きを行なわないように、予め切り換え回路45からの切換
信号が入力された時点で絞り35を制御する。

前記UV1,UV2,UV3の波長領域の照明光は、ライトガイ
ド34先端面から出射され、被観察体25に時系列的に照射
される。この照明光による被観察体25からの反射光は、
結像光学系21によって、色分離フィルタ54を透過した
後、固体撮像素子22上に結像される。ここで、色分離フ
ィルタ54の各色フィルタは、それぞれ紫外光域において
十分な透過特性を有し、また、回転フィルタ54は紫外光
域において、時系列的に色分離しているので、前記色分
離フィルタ54は、色分離フィルタとしては機能しない。
従って、固体撮像素子22には、回転フィルタ54によって
時系列的に色分離された光により照明した光学画像が順
次結像される。

切り換え回路45の切換信号によって、同期回路46が面
順次方式に対応した同期信号を発生し、この同期回路46
に同期したタイミングでドライバ回路42により、面順次
方式に対応した固体撮像素子22の読み出しが行なわれ、
この固体撮像素子22の映像信号は、プリアンプ43で増幅
され、プロセス回路44に入力される。このプロセス回路
44では、時系列的に読出されるUV1,UV2,UV3に対応した
各信号に例えばB,G,Rの各色を割当てて合成し、一般の
カラーモニタ７で観察可能なビデオ信号に変換して出力
する。そして、カラーモニタ７に、紫外光域における被
観察体像が類似カラー表示される。

このように、本実施例によれば、可視光域と紫外光域
における被観察体を観察できるので、可視光域による一
般的なカラー画像と、粘膜表面の微細な凹凸が観察可能
な紫外光域のカラー画像を、第１実施例と同様に解像度
及び感度を低下させずに切換えて観察可能になる。

その他の作用及び効果は、第１実施例と同様である。

第12図ないし第17図は本発明の第３実施例に係り、第
12図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第13図
は色分離フィルタの分光透過特性を示す説明図、第14図
は回転フィルタを示す説明図、第15図はヘモグロビンの
酸素飽和度の違いによる血液の散乱反射スペクトルを示
す説明図、第16図は回転フィルタの分光透過特性を示す
説明図、第17図は回転フィルタの分光透過特性の他の例
を示す説明図である。

本実施例では、色分離フィルタ23の代わりに、第13図
に示すように、Cy,G,Yeに色分離するフィルタ63が設け
られている。また、回転フィルタ34の代わりに、第16図
に示すように、緑色光域を３分割した波長領域G1,G2,G3
の光を透過するフィルタ64a,64b,64cを、第14図に示す
ように、回転方向に配列して構成された回転フィルタ64
を設けている。また、フィルタ駆動装置38は設けられ
ず、本実施例の赤外カットフィルタ32は、常に、照明光
路中に介装されている。

ところで、第15図に示すように、例えば、0.0,50.0,9
8.5（％）のヘモグロビン酸素飽和度（ヘモグロビン全
量に対する酸化ヘモグロビンの割合:SO₂）を持った血液
の散乱反射（吸収）スペクトルは、SO₂の変化に伴っ
て、第15図に示すように変化する。すなわち、SO₂の減
少に伴って、２峰性の酸化型ヘモグロビンから、569nm,
586nm等を等吸収点として、１峰性の還元型ヘモグロビ
ンのパターンへ変化する。前記回転フィルタ64の各フィ
ルタ64a,64b,64cは、それぞれ、第16図に示すように、
血液の吸光度の変化の大きい波長領域において、短波長
領域側からG1,G2,G3の光を透過するようになっている。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例において、可視光域の被観察体像を観察する
場合には、切り換え回路45によって同時方式が選択さ
れ、回転フィルタ64が照明光路から退避される。ランプ
31から発光された光は、赤外カットフィルタ32によって
赤外光域の波長がカットされ、光路外に退避された回転
フィルタ64を透過せずに、絞り35に入射し、この絞り35
によって適正露出になるように光量調整された後、レン
ズ36によって集光されて、ライトガイド24に入射する。
この照明光は、体腔内に挿入された電子内視鏡１の先端
部９のライトガイド34先端面から出射され、被観察体25
に照射される。

前記照明光による被観察体25、例えば粘膜面からの反
射光は、結像光学系21によって、色分離フィルタ63を透
過した後、固体撮像素子22上に結像される。この色分離
フィルタ63によって、Cy,G,Yeに色分離された光学像
は、固体撮像素子22で光電変換され、同期回路46に同期
したタイミングでドライバ回路42により画像信号として
読出される。読出された信号は、プリアンプ43にて増幅
された後、プロセス回路44により、同時方式の信号処理
が行なわれ、一般のビデオ信号に変換されて出力され
る。そして、第１実施例と同様に、カラーモニタ７に、
可視光域における被観察体像がカラー表示される。

一方、切り換え回路45によって面順次方式を選択する
と、回転フィルタ64が照明光路に介装される。ランプ31
からの光は、赤外カットフィルタ32を透過し、回転フィ
ルタ64に入射する。そして、この回転フィルタ64によっ
て、順次G1,G2,G3の波長領域の光にされる。そして、絞
り35に入射し、この絞り35によって適正露出になるよう
に光量調整された後、レンズ36によって集光されて、ラ
イトガイド24に入射する。尚、露出制御回路41は、光路
中に回転フィルタ64が挿脱される際に絞り35が不要な動
きを行なわないように、予め切り換え回路45からの切換
信号が入力された時点で絞り35を制御する。

前記G1,G2,G3の波長領域の照明光は、ライトガイド34
先端面から出射され、被観察体25に時系列的に照射され
る。そして、この照明光によって、SO₂の変化により、
その反射特性の変化した画像が、結像光学系21によっ
て、色分離フィルタ63を透過した後、固体撮像素子22上
に結像される。ここで、色分離フィルタ63の各色フィル
タは、第13図に示すような補色型の場合、全画素にＧの
成分が含まれるため、全画素からG1,G2,G3の各々の波長
領域の映像信号が時系列的に読出される。

切り換え回路45の切換信号によって、同期回路46が面
順次方式に対応した同期信号を発生し、この同期回路46
に同期したタイミングでドライバ回路42により、面順次
方式に対応した固体撮像素子22の読み出しが行なわれ、
この固体撮像素子22の映像信号は、プリアンプ43で増幅
され、プロセス回路44に入力される。このプロセス回路
44では、時系列的に読出されるG1,G2,G3に対応した各信
号に例えばB,G,Rの各色を割当てて合成し、一般のカラ
ーモニタ７で観察可能なビデオ信号に変換して出力す
る。そして、カラーモニタ７に、血液の吸光度の変化の
大きい波長領域における被観察体像が類似カラー表示さ
れる。すなわち、血液の酸素飽和度の変化が色調の変化
として観察される。

このように、本実施例によれば、可視光域による一般
的なカラー画像によって、粘膜における形態変化及び色
調の変化を観察できると共に、その粘膜上の血液の酸素
飽和度が高解像度で映像として観察可能となる。

尚、回転フィルタの各色フィルタとして、第17図に示
すように、血液の酸素飽和度の変化に伴い吸光度の分光
特性の変化の無いまたは少ない波長領域G0,R0を透過す
るフィルタを設け、このような分光特性の変化の無いま
たは少ない波長領域G0,R0間の差を映像化することによ
り、粘膜面の血液量を映像化することが可能になり、潰
瘍患者における潰瘍活動期，治癒期，瘢痕期の診断が可
能になる。尚、前記波長領域G0,R0の被観察体像は、例
えば第13図に示すような特性の色分離フィルタ63を用い
た場合、Yeに対応する画素から得ることができる。

第18図ないし第20図は本発明の第４実施例に係り、第
18図はヘモグロビンの酸素飽和度の違いによる血液の散
乱反射スペクトルを示す説明図、第19図は回転フィルタ
の分光透過特性を示す説明図、第20図は回転フィルタの
分光透過特性の他の例を示す説明図である。

本実施例は、第３実施例の回転フィルタ64の各色フィ
ルタを、第18図に示すように、可視の長波長側から近赤
外領域におけるSO₂変化に伴う分光特性の変化に応じ
て、この変化の大きい波長領域において、短波長領域側
からR1,R2,R3の光を透過するフィルタとしたものであ
る。

尚、色分離フィルタとしては、例えば、第４図に示す
ような赤外光域も透過する色分離フィルタ23を用いる。
すると、前記R1,R2,R3の被観察体像は、Yeに対応する画
素から得ることができる。

その他の構成，作用及び効果は、第３実施例と同様で
ある。

尚、回転フィルタの各フィルタとして、第20図に示す
ように、血液の酸素飽和度の変化に伴い吸光度の分光特
性の変化の無いまたは少ない波長領域R1,R3を透過する
フィルタを設け、このような分光特性の変化の無いまた
は少ない波長領域R1,R3間の差を映像化することによ
り、粘膜面の血液量を映像化することが可能になり、潰
瘍患者における潰瘍活動期，治癒期，瘢痕期の診断が可
能になる。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、
同時方式にて赤外光域や紫外光域等のカラー画像を、面
順次方式にて可視光域のカラー画像を得るようにしても
良く、この場合には、回転フィルタの各色フィルタは、
原色系でも良いし、補色系でも良い。

また、色分離フィルタの各色フィルタとして、可視光
域におけるCy,G,Ye等を透過すると共に、赤外光域及び
紫外光域にも透過特性を有するものを用い、照明光路に
挿脱自在に、赤外光域を色分離する回転フィルタと紫外
光域を色分離する回転フィルタとを設け、可視光域，赤
外光域，紫外光域を選択的に観察できるようにしても良
い。

尚、撮像手段としては、内視鏡先端部に設けられた固
体撮像素子に限らず、操作部内に設けられた固体撮像素
子や、ファイバスコープ等の接眼部に、あるいは接眼部
と交換して取付けられたテレビカメラ等であっても良
い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、通常の観察を同
時方式の電子内視鏡で映像化可能にすると共に、映像用
の画素数をほとんど低下させることなく非可視光像又は
生体機能画像に必要とされる波長領域の画像を得ること
を特殊な挿入部を用いることなく実現でき、その結果通
常カラー画像では得ることが困難な例えば粘膜下情報等
生体機能情報を容易に得ることができ、また通常画像と
生体機能情報画像との照明光量を調光できて双方の露出
を適正に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７図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図は
電子内視鏡装置の全体を示す側面図、第３図は色分離フ
ィルタのレイアウトの一例を示す説明図、第４図は色分
離フィルタの分光透過特性の一例を示す説明図、第５図
は色分離フィルタの分光透過特性の他の例を示す説明
図、第６図は回転フィルタを示す説明図、第７図は回転
フィルタの分光透過特性を示す説明図、第８図ないし第
11図は本発明の第２実施例に係り、第８図は電子内視鏡
装置の構成を示すブロック図、第９図は色分離フィルタ
の分光透過特性を示す説明図、第10図は回転フィルタを
示す説明図、第11図は回転フィルタの分光透過特性を示
す説明図、第12図ないし第17図は本発明の第３実施例に
係り、第12図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック
図、第13図は色分離フィルタの分光透過特性を示す説明
図、第14図は回転フィルタを示す説明図、第15図はヘモ
グロビンの酸素飽和度の違いによる血液の散乱反射スペ
クトルを示す説明図、第16図は回転フィルタの分光透過
特性を示す説明図、第17図は回転フィルタの分光透過特
性の他の例を示す説明図、第18図ないし第20図は本発明
の第４実施例に係り、第18図はヘモグロビンの酸素飽和
度の違いによる血液の散乱反射スペクトルを示す説明
図、第19図は回転フィルタの分光透過特性を示す説明
図、第20図は回転フィルタの分光透過特性の他の例を示
す説明図である。１……電子内視鏡、22……固体撮像素子 23……色分離フィルタ、31……ランプ 32……赤外カットフィルタ 34……回転フィルタ、42……ドライバ回路 44……プロセス回路、45……切り換え回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】波長透過域のうち少なくとも一部が共通の
波長域の光を通過し、各々が異なる波長域通過特性であ
る複数種類のフィルタを所定の順序でモザイク状に配列
した第１のフィルタ手段と、結像面側に前記第１のフィルタ手段が設けられ、該第１
のフィルタ手段を介して被写体像を撮像する撮像手段
と、少なくとも前記第１のフィルタ手段の複数種類のフィル
タが共通に透過可能な波長域内で各々が異なる波長域通
過特性である複数種類のフィルタを有する第２のフィル
タ手段と、前記第１のフィルタ手段を透過する光の波長域を制限す
る波長域制限位置に前記第２のフィルタ手段を選択的に
移動可能なフィルタ移動手段と、前記第２のフィルタ手段が前記波長域制限位置に位置す
るとき、前記第２のフィルタ手段に設けられた複数種類
のフィルタによって前記第１のフィルタ手段を透過する
光の波長域を順次制限させるフィルタ順次手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置。