JP2641653B2

JP2641653B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP2641653B2
Application number: JP3187725A
Authority: JP
Inventors: 一成中村; 明高野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH04357929A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被観察体に応じて観
察波長領域を選択することのできるようにした内視鏡装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、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が種々提案され
ている。

【０００３】この電子内視鏡は、ファイバスコ―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、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。

【０００４】ところで、前記電子内視鏡のような撮像装
置を用いて、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。

【０００５】これに対処するに、例えば特開昭５６−３
０３３号公報には、可視領域以外の領域、例えば赤外波
長領域では色調の変化が大きくなるものもあることに着
目して、少なくとも一つの赤外波長領域を持つ分光光を
時系列的に導光して被観察体を照明し、被観察体からの
反射光を固体撮像装置に結像させ電気信号に変換し、波
長領域に応じて電気信号を処理し、特定の色信号により
波長領域の画像を表示するようにした技術が開示されて
いる。この従来例によれば、赤外波長領域で得られる不
可視情報を可視情報に変換することができ、例えば患部
と正常部の識別を迅速、容易に行なうことが可能にな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、観察波長領域が固定されているため、例え
ば、赤外光を利用した場合には一般的な可視領域の画像
が得られず、両画像の比較が困難であり、また、他の波
長領域に特徴のある被観察体については効果がない等の
不具合がある。

【０００７】また、例えば特開昭５９−１３９２３７号
公報には、励起光照射に応答して生体から発生される蛍
光を複数種の帯域通過フィルタに通して、複数の画像を
撮影し、各画像の濃度階差ごとにそれぞれ相異なる色調
を割当てて、それぞれを一枚の疑似カラ―画像に構成す
る技術が開示されている。しかしながら、この関連技
術例では、濃度差を識別することはできるが、色調の差
を識別することはできない。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、被観察体に応じて最適な波長領域を選択して、
可視情報を得ることができ、一般的な可視領域の画像で
は識別が困難な被観察体の各部位の色調差の検出を容易
にすることのできる内視鏡装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、通常のカラー画像を得るために可視光領域内での異
なる波長領域の光を時系列的に照明することと、前記通
常のカラー画像とは異なる画像を得るために可視光領域
以外の波長領域の光を少なくとも一つ含んで成る異なる
波長領域の光を時系列的に照明することとを選択的に行
うことができる照明手段と、前記照明手段によって照明
された被写体像を撮像して、前記照明手段による時系列
的な照明に同期した出力信号を読み出す撮像手段を有す
る内視鏡と、前記内視鏡の撮像手段によって時系列的に
読み出された出力信号に対応する各々の画像に所望の色
を割り当ててカラー画像を得る手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１０】

【作用】前記照明手段により通常のカラー画像を得る
ための可視光領域による照明、及び、通常のカラー画像
とは異なる画像を得るための狭帯域の波長領域の光によ
る照明を行い、前記撮像光学系によって得られた画像よ
り可視カラー画像と可視カラー画像とは異なる狭帯域の
波長領域画像を得る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１ないし図４は本発明の第１実施例に係
り、図１は内視鏡装置を示すブロック図、図２は電子内
視鏡装置の全体を示す側面図、図３は各光源の発光特性
を示す説明図、図４は内視鏡装置の変形例を示すブロッ
ク図である。

【００１３】本実施例の内視鏡装置は、例えば図２に示
すような電子内視鏡１に適用される。この電子内視鏡１
は、細長で例えば可撓性の挿入部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
方に可撓性のケ―ブル４が延設され、このケ―ブル４の
先端部にコネクタ５が設けられている。前記電子内視鏡
１は、前記コネクタ５を介して、光源部及び映像信号処
理部が内蔵された制御装置６に接続されるようになって
いる。さらに、前記制御装置６には、表示手段としての
カラ―ＣＲＴモニタ７が接続されるようになっている。

【００１４】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に設
けられた湾曲操作ノブ１１を回動操作することによっ
て、前記湾曲部１０を左右方向あるいは上下方向に湾曲
できるようになっている。また、前記操作部３には、前
記挿入部２内に設けられた鉗子チャンネルに連通する挿
入口１２が設けられている。

【００１５】本実施例の内視鏡装置は、図１に示すよう
に構成されている。

【００１６】前記先端部９に設けられた対物レンズ系３
５の結像位置には、撮像手段としての固体撮像素子３６
が配設されている。

【００１７】前記制御装置６内には複数の光源４５ａ、
４５ｂ、４５ｃ、……、４５ｄが設けられている。前記
複数の光源４５ａ〜４５ｄには、レ―ザ等の狭帯域の光
源が用いられる。コントロ―ル部２５は、前記複数の光
源４５ａ〜４５ｄの中から、１ないし３個の光源を選択
し、この選択した光源を固体撮像素子３６の読み出しの
タイミングと同期して時系列的に発光させる。そして、
選択された３波長領域の光が時系列的に被観察体に照射
される。

【００１８】前記複数の光源４５ａ〜４５ｄは、それぞ
れ図３に示すような発光特性を有している。すなわち、
例えば、光源４５ａは赤（Ｒ）の発光特性を有し、光源
４５ｂは第一の紫外光（ＵＶ１）の発光特性を有し、
光源４５ｃは第一の赤外光（ＩＲ１）の発光特性を有
し、……、光源４５ｄは第三の赤外光（ＩＲ３）を有し
ていて、その他の図示しない光源が、緑（Ｇ）、第二の
紫外光（ＵＶ２）、第二の赤外光（ＩＲ２）、青
（Ｂ）、第三の紫外光（ＵＶ３）、第三の赤外光（ＩＲ
３）の発光特性を有している。尚、前記第一ないし第三
の赤外光は、互いに波長領域が異なり、ＩＲ１、ＩＲ
２、ＩＲ３の順に中心波長が長くなっている。同様に、
前記第一ないし第三の紫外光は、互いに波長領域が異な
り、ＵＶ１、ＵＶ２、ＵＶ３の順に中心波長が長くなっ
ている。

【００１９】前記複数の光源４５ａ〜４５ｄから出射さ
れた光は、前記ケ―ブル４及び挿入部２内に挿通された
ライトガイド３３に入射され、このライトガイド３３を
介して先端部９に導かれ、この先端部９に設けられた配
光レンズ系３４から出射されて、被観察体を照明するよ
うになっている。

【００２０】前記固体撮像素子３６に結像された被観察
体の像は、光電変換され、この固体撮像素子３６の各画
素に対応した信号は、コントロ―ル部２５によって制御
されるドライバ３７によって、照明光の切換に同期して
時系列的に読み出される。この固体撮像素子３６の出力
信号は、それぞれコントロ―ル部２５によって制御され
るプロセス回路３８、マトリクス回路３９、エンコ―ダ
４０からなる映像信号処理部４１に入力される。前記固
体撮像素子３６の出力信号は、まずプロセス回路３８に
入力される。このプロセス回路３８では、各波長領域の
照明光に対応した出力信号に、それぞれ任意に赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色が割当てられて、
Ｒ、Ｇ、Ｂ色信号が生成される。

【００２１】前記プロセス回路３８のからのＲ、Ｇ、Ｂ
色信号は、マトリクス回路３９に入力され、このマトリ
クス回路３９で前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色信号から例えばＮＴＳ
Ｃ方式の輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが生成さ
れる。さらに、このマトリクス回路３９の出力は、エン
コ―ダ４０に入力され、このエンコ―ダ４０によってＮ
ＴＳＣ方式の映像信号が生成される。そして、この映像
信号が、前記カラ―ＣＲＴモニタ７に入力され、被観察
体がカラ―表示されるようになっている。

【００２２】前記複数の光源４５ａ〜４５ｄから選択的
に出射される光を一つのライトガイド３３に入射させる
手段として、例えば、一つの光源４５ａを、この光源４
５ａから出射された光が直接ライトガイド３３に入射す
る位置に配置すると共に、他の光源４５ｂ〜４５ｄから
出射された光は、それぞれ、ミラー４６ｂ〜４６ｄと、
前記光源４５ａとライトガイド３３との間に配設された
回動可能なミラー４７ｂ〜４７ｄとを介して、前記ライ
トガイド３３に入射させるようにする。そして、光源４
５ａから出射された光をライトガイド３３に入射させる
場合には、前記ミラー４７ｂ〜４７ｄを全て光源４５ａ
の照明光路から退避させる。また、他の光源４５ｂ〜４
５ｄから出射された光をライトガイド３３に入射させる
場合には、前記ミラー４７ｂ〜４７ｄのうち、発光され
る光源に対応するミラーのみを光源４５ａの照明光路に
介装する。

【００２３】また、前記複数の光源４５ａ〜４５ｄから
選択的に出射される光を一つのライトガイド３３に入射
させる他の手段としては、例えば、図４に示すように、
複数の光源４５ａ〜４５ｄを一体的に移動可能とし、発
光される光源を選択的にライトガイド３３の入射端に対
向させるようにしても良い。

【００２４】尚、図１または図４に示す光源４５ａ〜４
５ｄに使用するランプとしては、波長を限定し発光する
ものとして、レーザやＬＥＤ等が上げられ、また、キセ
ノンランプ、ハロゲンランプ、ストロボランプ等の広帯
域な光を発光するランプの出射口に、色素を混入した吸
収型のフィルタまたは蒸着型のフィルタを設けて出力波
長を限定しても良い。

【００２５】以上のように構成された本実施例では、固
体撮像素子３６が感度を有する波長域が光源４５ａ〜４
５ｄからの９つの波長領域ＵＶ１〜ＩＲ３は、ミラー４
７ｂ〜４７ｄによって、３波長領域が選択される。この
３波長領域の組合せは、第一ないし第三の紫外光ＵＶ１
〜ＵＶ３、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色光、ま
たは、第一ないし第三の赤外光ＩＲ１〜ＩＲ３である。
そして、この選択された３波長領域の光が時系列的に被
観察体に照射される。

【００２６】選択された３波長領域の各照明光に対応し
た被観察体の反射光は、固体撮像素子３６で光電変換さ
れ、照明光の切換に同期して時系列的に読み出される。

【００２７】そして、前記固体撮像素子３６の各照明光
に対応した出力信号は、映像信号処理部４１で、それぞ
れ任意に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色が割当て
られて映像信号処理される。

【００２８】そして、割当てられた各色によって、被観
察体がカラ―表示される。すなわち、ミラー４７ｂ〜４
７ｄによって紫外帯域または赤外帯域が選択された場合
には、被観察体が疑似カラ―表示されることになる。

【００２９】このように、本実施例によれば、紫外、可
視、赤外の任意の帯域を選択して、任意の色の割当て
で、被観察体をカラ―表示することができ、被観察体に
応じて最適な観察波長帯域を選択することかできる。従
って、一般的な可視領域の画像では識別が困難な被観察
体の各部位の色調差の検出が容易になる。

【００３０】尚、本実施例では、電子内視鏡１を用いた
が、これに限らず、例えば、一般的に使用されているフ
ァイバスコープを用いても、可視光域以外を含む波長領
域において任意の波長領域を選択して観察可能となる。

【００３１】また、被観察体の反射光を受光するものに
限らず、被観察体を透過した光を受光するものであって
も良い。

【００３２】図５ないし図６は本発明の第２実施例に係
り、図５は内視鏡装置の構成を示すブロック図、図６は
回転フィルタを示す説明図、図７は回転フィルタの各フ
ィルタの透過特性を示す説明図である。

【００３３】図５に示すように、電子内視鏡１の挿入部
２内には、照明光を伝達するライトガイド１１４が挿通
されている。このライトガイド１１４の先端面は、挿入
部２の先端部９に配置され、この先端部９から照明光を
出射できるようになっている。また、前記ライトガイド
１１４の入射端側は、ユニバーサルコード４内に挿通さ
れてコネクタ５に接続されている。また、前記先端部９
には、対物レンズ系１１５が設けられ、この対物レンズ
系１１５の結像位置に、固体撮像素子１１６が配設され
ている。この固体撮像素子１１６は、可視領域を含め紫
外領域から赤外領域に至る広い波長域で感度を有してい
る。前記固体撮像素子１１６には、信号線１２６、１２
７が接続され、これら信号線１２６、１２７は、前記挿
入部２及びユニバーサルコード４内に挿通されて前記コ
ネクタ５に接続されている。

【００３４】一方、制御装置６内には、紫外光から赤外
光に至る広帯域の光を発光するランプ１２１が設けられ
ている。このランプ１２１としては、一般的なキセノン
ランプやストロボランプ等を用いることができる。前記
キセノンランプやストロボランプは、可視光のみならず
紫外光及び赤外光を大量に発光する。このランプ１２１
は、電源部１２２によって電力が供給されるようになっ
ている。前記ランプ１２１の前方には、モード１２３に
よって回転駆動される回転フィルタ４５０が配設されて
いる。この回転フィルタ４５０は、図６に示すように、
外周側には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂを透過するフィルタ４
５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃが、周方向に沿って配列さ
れ、内周側には、それぞれ紫外光域ＵＶ 1を透過するフ
ィルタ４５０ｄ、８０５ｎｍを中心とする狭帯域ＩＲ１
のバンドパス特性を有するフィルタ４５０ｅ、及び９０
０ｎｍ以上の赤外光ＩＲ２を透過させるフィルタ４５０
ｆが、周方向に沿って配列されている。尚、前記各フィ
ルタ４５０ａ〜４５０ｆの透過特性は、図７に示す。

【００３５】また、前記モータ１２３は、モータドライ
バ１２５によって回転が制御されて駆動されるようにな
っている。

【００３６】本第２実施例では、切換え回路１４３によ
って制御されるフィルタ切換装置４５１が設けられてい
る。このフィルタ切換装置４５１は、前記回転フィルタ
４５０の外周側と内周側のどちらか一方が、ランプ１２
１とライトガイド１１４入射端との間の照明光路に介装
されるように、前記回転フィルタ４５０及びモータ１２
３を移動するようになっている。

【００３７】前記回転フィルタ４５０を透過した光は、
前記ライトガイド１１４の入射端に入射され、このライ
トガイド１１４を介して先端部９に導かれ、この先端部
９から出射されて、観察部位を照明するようになってい
る。

【００３８】この照明光による観察部位からの戻り光は
対物レンズ系１１５によって、固体撮像素子１１６上に
結像され、光電変換されるようになっている。この固体
撮像素子１１６には、前記信号線１２６を介して、前記
制御装置６内のドライバ回路１７８からの駆動パルスが
印加され、この駆動パルスによって読み出し、転送が行
われるようになっている。この固体撮像素子１１６から
読み出された映像信号は、前記信号線１２７を介して、
前記制御装置６内または電子内視鏡１内に設けられたプ
リアンプ１３２に入力されるようになっている。このプ
リアンプ１３２で増幅された映像信号は、プロセス回路
１３３に入力され、γ補正及びホワイトバランス等の信
号処理を施され、Ａ／Ｄコンバータ１３４によって、デ
ジタル信号に変換されるようになっている。このデジタ
ルの映像信号は、前記切換回路１４３によって制御され
るセレクト回路１３５によって、例えば赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応する３つのメモリ（１）
１３６ａ、メモリ（２）１３６ｂ、メモリ（３）１３６
ｃに選択的に記憶されるようになっている。前記メモリ
（１）１３６ａ、メモリ（２）１３６ｂ、メモリ（３）
１３６ｃは、同時に読み出され、Ｄ／Ａコンバータ１３
７によって、アナログ信号に変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂ色信
号として出力されると共に、エンコーダ１３８に入力さ
れ、このエンコーダ１３８からＮＴＳＣコンポジット信
号として出力されるようになっている。

【００３９】そして、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ色信号または、Ｎ
ＴＳＣコンポジット信号が、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、観察部位がカラー表
示されるようになっている。

【００４０】また、前記制御装置６内には、システム全
体のタイミングをつくるタイミングジェネレータ１４２
が設けられ、このタイミングジェネレータ１４２によっ
て、モータドライバ１２５、ドライバ回路１７８等の各
回路間の同期が取られている。

【００４１】本第２実施例では、切換え回路１４３に
て、フィルタ切換装置４５１を制御し、回転フィルタ４
５０の外周側を、ランプ１２１とライトガイド１１４入
射端との間の照射光路中に介装すると、前記ランプ１２
１から出射された光は、前記回転フィルタ４５０のＲ、
Ｇ、Ｂを透過するフィルタ４５０ａ、４５０ｂ、４５０
ｃを順次透過して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長領域の光に時系
列的に分割される。そして、このＲ、Ｇ、Ｂの光が、ラ
イトガイド１１４を介して、先端部９に伝達され、被写
体に照射される。この可視帯域におけるＲ、Ｇ、Ｂの面
順次照明光による被写体からの戻り光は、対物レンズ系
１１５によって固体撮像素子４５２上に結像され、この
固体撮像素子４５２によって被写体像が撮像される。従
って、モニタ７には、通常の可視画像がカラー表示され
る。

【００４２】一方、前記切換え回路１４３にて、フィル
タ切換装置４５１を制御し、回転フィルタ４５０の内周
側を、ランプ１２１とライトガイド１１４入射端との間
の照明光路中に介装すると、前記ランプ１２１から出射
された光は、前記回転フィルタ４５０のＵＶ１、ＩＲ
１、ＩＲ２を透過するフィルタ４５０ｄ、４５０ｅ、４
５０ｆを順次透過して、ＵＶ１、ＩＲ１、ＩＲ２の各波
長領域の光に時系列的に分割される。そして、この光
が、ライトガイド１１４を介して、先端部９に伝達さ
れ、被写体に照射される。この照明光による被写体から
の戻り光は、対物レンズ系１１５によって固体撮像素子
４５２上に結像され、この固体撮像素子４５２によって
被写体像が撮像される。従って、モニタ７には、ＵＶ
１、ＩＲ１、ＩＲ２の各波長領域による紫外及び赤外光
領域の不可視領域の画像が疑似カラー表示される。尚、
メモリ１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃのうちの一つまた
は二つを選択的に読出すことにより、ＵＶ１、ＩＲ１、
ＩＲ２のうちの一つまたは二つの波長領域による画像を
得ることもできる。

【００４３】このように、本第２実施例によれば、他の
実施例と同様に、通常の可視カラー画像が得られると共
に、紫外及び赤外光領域の不可視領域の画像を得ること
ができる。

【００４４】尚、前記回転フィルタ４５０の外周側及び
内周側に設けられる各フィルタの透過波長領域は、本第
２実施例に限定されず、任意に設定することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明手段により通常のカラー画像を得るための可視光領域
による照明、及び、通常のカラー画像とは異なる画像を
得るための狭帯域の波長領域の光による照明を行い、前
記撮像光学系によって得られた画像より可視カラー画像
と可視カラー画像とは異なる狭帯域の波長領域画像を得
ることができるので、被観察体に応じて最適な波長領域
を選択して、可視情報を得ることができ、一般的な可視
領域の画像では識別が困難な被観察体の各部位の色調差
の検出を容易にすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る内視鏡装置を示すブロック
図である。

【図２】第１実施例に係る電子内視鏡装置の全体を示
す側面図である。

【図３】第１実施例に係る各光源の発光特性を示す説
明図である。

【図４】第１実施例に係る内視鏡装置の変形例を示す
ブロック図である。

【図５】第２実施例に係る内視鏡装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】第２実施例に係る回転フィルタを示す説明図
である。

【図７】第２実施例に係る回転フィルタの各フィルタ
の透過特性を示す説明図である。

【符号の説明】

１…電子内視鏡２５…コントローラ３６…固体撮像素子４５ａ〜４５ｄ…光源４６ｂ〜４６ｄ…ミラー４７ｂ〜４７ｄ…ミラー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通常のカラー画像を得るために可視光領
域内での異なる波長領域の光を時系列的に照明すること
と、前記通常のカラー画像とは異なる画像を得るために
可視光領域以外の波長領域の光を少なくとも一つ含んで
成る異なる波長領域の光を時系列的に照明することとを
選択的に行うことができる照明手段と、前記照明手段によって照明された被写体像を撮像して、
前記照明手段による時系列的な照明に同期した出力信号
を読み出す撮像手段を有する内視鏡と、前記内視鏡の撮像手段によって時系列的に読み出された
出力信号に対応する各々の画像に所望の色を割り当てて
カラー画像を得る手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡装置。