JP2679014B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents
電子内視鏡装置Info
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、小型化に適した電子内視鏡装置に関する。
〔従来技術〕
近年、固体撮像素子等を撮像手段に用いた電子内視鏡
装置が種々提案されている。 上記固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置は、光学繊
維束（ファイババンドル）で形成したイメージガイドを
用いた内視鏡に於けるファイバの折損によって画像の質
が低下することを防止できると共に、画像の記録等が容
易になる等の利点を有し、集積化技術による進展と共
に、益々小型化及び解像力の向上が見込まれるため、今
後広く用いられる状況にある。 この電子内視鏡装置として例えば実願昭60−44143号
のものは、内視鏡挿入部の先端構成部に配設されていて
且つ被観察物体からの光学像を受光して電気信号に変換
するライン転送方式固体撮影素子と被観察物体を照明す
るために光源からの光を入射端面で受光し内視鏡先端部
に配設された出射端面に導く光伝送体とを備えた内視鏡
と、光源と該光伝送体の入射端面との間に配設されてい
て且つ光源からの光を遮断する遮光領域と三種以上の色
光を各々透過する透過領域とを同一円周上で交互に備え
ている回転フィルタとを含んでいて、該回転フィルタを
一定速度で回転せしめることにより、前記三種以上の色
光が遮光期間をおいて順次に被観察物体を照明するよう
にし、これによって該固体撮像素子に蓄積される電荷を
前記遮光期間内に読出して電気信号に変換し、該電気信
号に基づいて被観察物体のカラー表示を行うようになっ
ていると共に、前記透過領域の両端及び前記光伝送体よ
り光源側に設けられた絞りが、前記回転フィルタが回転
しているときに異なる径の光伝送体に対して一定の遮光
領域通過時間が保持されるような形状に形成されている
ことを特徴としている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記従来の電子内視鏡装置は、専ら可視光
による観察を目的とするものであって、非可視光による
観察は不可能であった。 本発明は、上記問題点に鑑み、可視光と赤外光という
ように異なる二つ以上の波長域での観察を可能にした電
子内視鏡装置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明による電子内視鏡装置は、照明系あるいはファ
イバースコープの接眼部に接続されるTVカメラの撮影光
路中に配置され、通常カラー画像を生成するための原色
あるいは補色系の可視波長領域の光と赤外画像を生成す
るための特定の赤外波長領域の光を透過するフィルター
手段を備え、フィルター手段より透過した光を固体撮像
素子に受光してなる電子内視鏡装置において、フィルタ
ー手段とは別個に設けられ照明系あるいは撮影光路中に
位置可能な可視光を透過する可視光透過フィルターと、
フィルター手段とは別個に設けられ照明系あるいは撮影
光路中に位置可能な赤外光を透過する赤外光透過フィル
ターと、可視光透過フィルターと赤外光透過フィルター
の一方を選択的に前記照明系あるいは撮影系の光路中に
位置させる切換手段と、フィルター手段と切換手段によ
って選択されたフィルターを介して得られる画像に基づ
き通常カラー画像あるいは赤外画像を生成する映像回路
手段とを具備し、通常カラー画像と赤外画像を交互にあ
るいは同時に観察し得るようにしたものである。 ［実施例］ 以下図面に示した各実施例に基づき本発明を説明す
る。 第１図は本発明による電子内視鏡装置の第一実施例の
構成を示すブロック図で、第２図はその動作を説明する
タイミングチャートである。ここで、三種以上の色光と
しては、赤，緑，青，イエローの四色の光でもよく、ま
たシアン，イエロー，マゼンタ等の補色系の色光でもよ
い。以下の説明では赤，緑，青の三色光の場合について
説明する。 第１図において、符号１は内視鏡挿入部の先端構成部
を示していて、その先端には対物レンズ２と照明レンズ
３が並行して配設され、対物レンズ２の後方にライン転
送方式固体撮像素子４が設置され、受光された光学像を
ドライブ回路５にて映像信号Ｖに変換し、この映像信号
Ｖをプリアンプ６を経て次段回路へ送るようになってい
る。照明レンズ３の後方には光学ファイバ束等によるラ
イトガイド７が配設され、その後端面には回転フィルタ
８を介在して照明光が照明されるようになっている。照
明光は光源ランプ９よりレンズ10を通して回転フィルタ
８上に照明され、この照明光はフィルタ８に適当な遮光
期間をおいて交互に配設されたＲ（赤）,G（緑）,B
（青）用フィルタを経て前記ライトガイド７の端面に入
射される。回転フィルター８の回転軸は伝達系13を介在
してモータ14と連結され、モータ14に設けられた回転検
出部15からの信号にてモータ駆動部16を制御し、モータ
14の回転速度を一定にしている。又、回転フィルター８
の外周部には読出パルス、スタートパルス等を発生する
ためのタイミング検出部11,12が設けられ、固体撮像素
子４からの読出し等と回転フィルタ８の回転との同期を
とるようになっている。一方、上記プリアンプ６からの
映像信号Ｖはさらに増幅器17を通して増幅された後、マ
ルチプレクサ部18へ入力される。マルチプレクサ部18は
入力されるR,G,Bの信号に対応した三つのスイッチSW1,S
W2,SW3から成り、これらのスイッチはマルチプレクサ用
ゲート信号発生部19からの各スイッチ用ゲート信号SG1,
SG2,SG3にて所定のフレーム周期で順次切り換えられて
R,G,B用の各フレームメモリ20,21,22に各色に対応する
映像信号を供給し、各フレームメモリに蓄積された各色
信号が読出され合成されてカラーTVモニタ23でカラー表
示されるようになっている。上記において、読出パルス
検出部11は回転フィルタ８にその回転方向に配設された
R,G,B用フィルタの終端位置を検出するもので、その検
出パルス（読出パルス）Prと発振器24からの信号を用い
て読出ゲート信号Grを作成している。この読出ゲート信
号Grは固体撮像素子４に蓄積された映像信号をR,G,B光
の照射されない期間に対応した期間に読み出すための信
号で、発振器24からの信号と共にアンド回路26に入力さ
れて読出用クロック信号CKrを作成し前記ドライバ回路
５を駆動して固体撮像素子４の蓄積電荷をR,G,Bごとに
映像信号Ｖに変換する一方、読出ゲート信号Grは前記ス
タートパルス検出部12（回転フィルタ８の１回転を検出
する）からの検出パルス（スタートパルス）Psと共にマ
ルチプレクサ用ゲート信号発生部19に入力されて前記の
各スイッチ用ゲート信号SG1,SG2,SG3を作成してマルチ
プレクサ部18を切り換えR,G,Bごとに映像信号を各フレ
ームメモリ20,21,22へ入力するように構成されている。 このような構成では、第２図に示すように、回転フィ
ルタ８が１回転する毎に１つのスタートパルスPsが出力
されてマルチプレクサ用ゲート信号発生部19へ送られ、
又１回転する毎にR,G,Bフィルタに対応した３つの読出
パルスPrが出力されて読出ゲート信号発生部25へ送られ
る。読出ゲート信号発生部25では、発振器24からの信号
を用いて読出パルスPrと同一周期でしかもR,G,B光の照
射されない期間に対応した幅の読出ゲート信号Grを作成
する。この読出ゲート信号Grの期間に基づいて読出用ク
ロック信号CKr及びスイッチ用ゲート信号SG1,SG2,SG3が
作成され、カラー表示に必要なR,G,B信号を得るように
している。図示の読出ゲート信号Grにおいて、斜線部分
が夫々R,G,Bの映像信号読出期間で、各斜線部分の前の
ローレベル期間がR,G,B光の照射によって固体撮像素子
４にR,G,Bの信号電荷が蓄積される期間である。従っ
て、R,G,B用フレームメモリ20,21,22のスイッチ用ゲー
ト信号SG1,SG2,SG3は夫々R,G,Bの映像信号読出期間に対
応したゲート信号となるようになっている。 ここで、回転フィルター８は、例えば第３図に示され
ているように形成されている。即ち、第４図に示したA,
B,Cのような分光透過率を持つフィルター8a,8b,8cを同
一円周上に配設して成るものである。尚、フイルター8
a,8b,8cの各両端部の形状は光束の断面形状に合うよう
に弧状となっている。27及び28は夫々ライトガイド７の
入射端とレンズ10との間にスライド式に挿脱可能且つ変
換可能に配設された赤外光カットフイルター及び可視光
カットフイルターであって、それらの分光透過率は第５
図に示した如くである。 本発明による電子内視鏡装置は上述の如く構成されて
いるから、赤外光カットフイルター27を光路中に挿入す
れば、通常の可視光によるカラー画像が得られ、代りに
可視光カットフイルター28を光路中に挿入すれば、赤外
域を三つの波長域I1,I2,I3に分けた擬似カラーの画像が
得られる。尚、赤外及び可視光カットフイルターを用い
て紫外光による擬似カラーの画像を得るようにしても良
い。 又、赤外光カットフイルター27と可視光カットフイル
ター28の交替と連動して増巾器17の利得を変え、感度調
整を行うようにしても良い。又、増巾器17の利得は赤外
域の三つの波長ごとに変化させても良い。これは、光源
ランプ９がキノセンランプのように波長域により強さが
異なるものである場合にそれを補正するのに用いられ
る。 又、第４図の如き特性のフイルターは干渉膜の蒸着に
より作成しても良いし、或いは第６図のA1のような特性
のフイルターとA2のような特性のフイルターとを重ね合
せて第４図のＡのような特性のフイルターを作成しても
良い。 又、第１図において、固体撮像素子４の合焦位置を、
可視光観察と赤外光観察の切換えに同期してずらすよう
にした方が良い。即ち、一般に赤外光観察の場合可視光
観察に比べて合焦位置が後方にずれるので、赤外光観察
に切換えた時対物レンズ２と固体撮像素子４とが離れる
方向に両者の少なくとも一方をずらしてやれば良い。 第７図は第二実施例の構成を示すブロック図であっ
て、これは第９図に示した如く赤外光カットフイルター
27の特性を有するフイルター29aと可視光カットフイル
ター28の特性を有するフイルター29bを同一円周上の配
設して成る回転フイルター29を、第８図に示した如くラ
イトガイド７の入射端とレンズ10との間に配設し、回転
フイルター８の1/2の回転速度で回すようにしたもので
ある。尚、フイルター29a,29bの各両端部の形状は光束
の断面形状に合うように弧状となっている。 第７図において、11Bは回転フイルター29のための該
読出パルス検出部、13Bは回転フイルター29の回転軸を
モータ14Bと連結する伝達系、15Bはモータ14Bに設けら
れた回転検出部、16Bは回転検出部15Bからの信号により
制御されるモータ駆動部、18Bは入力されるR,G,Bの信号
に対応した三つのスイッチSW6,SW7,SW8から成るマルチ
プレクサ部、18Cは読出パルス検出部11Bに接続されたデ
ュプレクサ用ゲート信号発生部19Cからゲート信号によ
り切り換えられる二つのスイッチSW4,SW5,から成るデュ
プレクサ部であって、二つのマルチプレクサ部18,18Bは
デュプレクサ部18cにより交互に作動せしめられるよう
になっている。20B,21B,22Bは他のR,G,B用のフレームメ
モリ、23Bは他のカラーTVモニタである。 この第二実施例によれば、回転フイルター29の回転に
同期して二台のTVモニタ23,23Bに送る信号を切り換える
ことによって、二台のTVモニタ23,23Bの一方には可視光
カラー画像を他方には赤外光擬似カラー画像を同時的に
表示させることができる。 第10図は第三実施例の構成を示しており、これはファ
イバースコープ30の接眼部に面順次方式のTVカメラ31を
取り付けたものであって、TVカメラ31の中の光路中に赤
外光カットフイルター27と可視光カットフイルター28と
を交換して挿入することにより、可視光カラー画像と赤
外光擬似カラー画像を選択してTVモニタに表示させるこ
とができる。或は、両フイルター27,28の代りに回転フ
イルター29を取り付けて回転させれば、可視光カラー画
像と赤外光擬似カラー画像を二台のTVモニターに同時的
に表示させることができる。 尚、ファイバースコープ30の代わりに硬性鏡にしても
良い。又、固体撮像素子４と共に別の感光波長域を持つ
第二の固体撮像素子４′もカメラ内に配置して光路中に
交換可能に挿脱し得るようにしても良い。その場合スラ
イド式にすると便利である。 第11図は本発明の変形例の構成を示している。この例
では光源とライトガイドとの間に、第９図に示す如き可
視光と赤外光とを切換える回転フィルター29を配置する
と共に、撮像手段として入射面側に色分離モザイクフィ
ルター32を有する固体撮像素子33を用いた点順次カラー
撮像方式の電子内視鏡の例である。モザイクフィルター
32の分光透過率特性は第４図に示す如くである。17B,17
Cは増幅器、20B,20Cはメモリー、23B,23CはカラーTVモ
ニタである。回転フィルター29の回転を検出して可視光
と赤外光とが切換わるのと同期させてスイッチSW1,SW2
により二つの信号処理系統を切換えて使用することによ
り、可視光による画像と赤外光による画像とを同時にデ
ィスプレイに表示できる点は第７図のものと同様であ
る。 信号処理回路としては各系統において通常の単板カラ
ーカメラに用いられているものがそのまま利用できる。
尚、この場合のメモリーは面順次カラー方式のように順
次得られる各色の映像信号を同時化する機能はなく、単
に撮像系とCRTの間のタイミング変換及び次の映像信号
が来るまでの画像の保持の機能だけで良い。 第12図は第四実施例の構成を示しており、これは三板
式或は三管式TVカメラ35の中に第11図と同様の回転フィ
ルター29を配置したものである。36は三色分解プリズ
ム、37は固体撮像素子又は撮像管、39は接眼レンズであ
る。17A乃至17Fは各色毎の利得を可変にするために設け
た増幅器、20A乃至20Fはメモリーである。三色分解プリ
ズム36の最初のダイクロイックミラーは、第４図Ａのよ
うな反射特性を有しており、これ以外の光を透過する二
番目のダイクロイックミラーは、第４図Ｂのような反射
特性を有し、他を透過する。そして固定撮像素子37の前
には第４図Ｃのような透過特性のフィルターを置く。こ
れにより、第11図の例と同様に可視域の三原色信号，赤
外域の疑似カラー信号を得ることが可能となる。マルチ
プレクサ用ゲート信号発生部19は、回転フィルター29の
可視，赤外の切換えに対応してスイッチSW1,SW2,SW5と
スイッチSW2,SW4,SW6とを切換える。増幅器17A乃至17F
は各色信号の利得を細かく調整するためのもので前述の
通りである。メモリー20A乃至20Fの役割は第11図と同じ
である。 尚、第11図のように赤外−可視切換フィルター（回転
フィルター29）を光源側に設けると被写体で発生した赤
外光はフィルターが可視の場合でも撮像素子に入射する
が、撮像側に設けた場合は完全に可視−赤外が切換わる
ので、若干効果が異なる。従って、用途に応じて使い分
けると良い。 尚、三板式或は三管式のTVカメラ35の代わりに、モザ
イクフィルターを用いた単板式或は単管式のTVカメラに
しても良い。 上記各実施例では、可視光R,G,Bと赤外光I1,I2,I3の
組合せで二種の画像に切り換えるようにしているが、こ
れに限らずR,G,I1とB,I2,I3の組合せでも良いし、R,I1,
I2とB,I3,Gの組合せでも良い。 又、血中ヘモグロビンの色のように波長λ0,λ１の如
き比較的鋭いピークを持つ特定波長の光の観察の場合に
は、回転フィルター８の特性は第13図のA2,B2,C2のよう
にし、赤外カットフィルター27の特性は第14図のように
し、可視光カットフィルター28の特性は第15図のように
すれば、赤外光カットフィルター27を用いた場合はほぼ
通常の可視光観察ができ、可視光カットフィルター28を
用いた場合には波長λ0,λ１の光による観察が可能にな
る。 〔発明の効果〕 上述の如く、本発明による電子内視鏡装置によれば、
可視光と赤外光というように異なる二つ以上の波長域で
の観察が可能になる。
装置が種々提案されている。 上記固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置は、光学繊
維束（ファイババンドル）で形成したイメージガイドを
用いた内視鏡に於けるファイバの折損によって画像の質
が低下することを防止できると共に、画像の記録等が容
易になる等の利点を有し、集積化技術による進展と共
に、益々小型化及び解像力の向上が見込まれるため、今
後広く用いられる状況にある。 この電子内視鏡装置として例えば実願昭60−44143号
のものは、内視鏡挿入部の先端構成部に配設されていて
且つ被観察物体からの光学像を受光して電気信号に変換
するライン転送方式固体撮影素子と被観察物体を照明す
るために光源からの光を入射端面で受光し内視鏡先端部
に配設された出射端面に導く光伝送体とを備えた内視鏡
と、光源と該光伝送体の入射端面との間に配設されてい
て且つ光源からの光を遮断する遮光領域と三種以上の色
光を各々透過する透過領域とを同一円周上で交互に備え
ている回転フィルタとを含んでいて、該回転フィルタを
一定速度で回転せしめることにより、前記三種以上の色
光が遮光期間をおいて順次に被観察物体を照明するよう
にし、これによって該固体撮像素子に蓄積される電荷を
前記遮光期間内に読出して電気信号に変換し、該電気信
号に基づいて被観察物体のカラー表示を行うようになっ
ていると共に、前記透過領域の両端及び前記光伝送体よ
り光源側に設けられた絞りが、前記回転フィルタが回転
しているときに異なる径の光伝送体に対して一定の遮光
領域通過時間が保持されるような形状に形成されている
ことを特徴としている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記従来の電子内視鏡装置は、専ら可視光
による観察を目的とするものであって、非可視光による
観察は不可能であった。 本発明は、上記問題点に鑑み、可視光と赤外光という
ように異なる二つ以上の波長域での観察を可能にした電
子内視鏡装置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明による電子内視鏡装置は、照明系あるいはファ
イバースコープの接眼部に接続されるTVカメラの撮影光
路中に配置され、通常カラー画像を生成するための原色
あるいは補色系の可視波長領域の光と赤外画像を生成す
るための特定の赤外波長領域の光を透過するフィルター
手段を備え、フィルター手段より透過した光を固体撮像
素子に受光してなる電子内視鏡装置において、フィルタ
ー手段とは別個に設けられ照明系あるいは撮影光路中に
位置可能な可視光を透過する可視光透過フィルターと、
フィルター手段とは別個に設けられ照明系あるいは撮影
光路中に位置可能な赤外光を透過する赤外光透過フィル
ターと、可視光透過フィルターと赤外光透過フィルター
の一方を選択的に前記照明系あるいは撮影系の光路中に
位置させる切換手段と、フィルター手段と切換手段によ
って選択されたフィルターを介して得られる画像に基づ
き通常カラー画像あるいは赤外画像を生成する映像回路
手段とを具備し、通常カラー画像と赤外画像を交互にあ
るいは同時に観察し得るようにしたものである。 ［実施例］ 以下図面に示した各実施例に基づき本発明を説明す
る。 第１図は本発明による電子内視鏡装置の第一実施例の
構成を示すブロック図で、第２図はその動作を説明する
タイミングチャートである。ここで、三種以上の色光と
しては、赤，緑，青，イエローの四色の光でもよく、ま
たシアン，イエロー，マゼンタ等の補色系の色光でもよ
い。以下の説明では赤，緑，青の三色光の場合について
説明する。 第１図において、符号１は内視鏡挿入部の先端構成部
を示していて、その先端には対物レンズ２と照明レンズ
３が並行して配設され、対物レンズ２の後方にライン転
送方式固体撮像素子４が設置され、受光された光学像を
ドライブ回路５にて映像信号Ｖに変換し、この映像信号
Ｖをプリアンプ６を経て次段回路へ送るようになってい
る。照明レンズ３の後方には光学ファイバ束等によるラ
イトガイド７が配設され、その後端面には回転フィルタ
８を介在して照明光が照明されるようになっている。照
明光は光源ランプ９よりレンズ10を通して回転フィルタ
８上に照明され、この照明光はフィルタ８に適当な遮光
期間をおいて交互に配設されたＲ（赤）,G（緑）,B
（青）用フィルタを経て前記ライトガイド７の端面に入
射される。回転フィルター８の回転軸は伝達系13を介在
してモータ14と連結され、モータ14に設けられた回転検
出部15からの信号にてモータ駆動部16を制御し、モータ
14の回転速度を一定にしている。又、回転フィルター８
の外周部には読出パルス、スタートパルス等を発生する
ためのタイミング検出部11,12が設けられ、固体撮像素
子４からの読出し等と回転フィルタ８の回転との同期を
とるようになっている。一方、上記プリアンプ６からの
映像信号Ｖはさらに増幅器17を通して増幅された後、マ
ルチプレクサ部18へ入力される。マルチプレクサ部18は
入力されるR,G,Bの信号に対応した三つのスイッチSW1,S
W2,SW3から成り、これらのスイッチはマルチプレクサ用
ゲート信号発生部19からの各スイッチ用ゲート信号SG1,
SG2,SG3にて所定のフレーム周期で順次切り換えられて
R,G,B用の各フレームメモリ20,21,22に各色に対応する
映像信号を供給し、各フレームメモリに蓄積された各色
信号が読出され合成されてカラーTVモニタ23でカラー表
示されるようになっている。上記において、読出パルス
検出部11は回転フィルタ８にその回転方向に配設された
R,G,B用フィルタの終端位置を検出するもので、その検
出パルス（読出パルス）Prと発振器24からの信号を用い
て読出ゲート信号Grを作成している。この読出ゲート信
号Grは固体撮像素子４に蓄積された映像信号をR,G,B光
の照射されない期間に対応した期間に読み出すための信
号で、発振器24からの信号と共にアンド回路26に入力さ
れて読出用クロック信号CKrを作成し前記ドライバ回路
５を駆動して固体撮像素子４の蓄積電荷をR,G,Bごとに
映像信号Ｖに変換する一方、読出ゲート信号Grは前記ス
タートパルス検出部12（回転フィルタ８の１回転を検出
する）からの検出パルス（スタートパルス）Psと共にマ
ルチプレクサ用ゲート信号発生部19に入力されて前記の
各スイッチ用ゲート信号SG1,SG2,SG3を作成してマルチ
プレクサ部18を切り換えR,G,Bごとに映像信号を各フレ
ームメモリ20,21,22へ入力するように構成されている。 このような構成では、第２図に示すように、回転フィ
ルタ８が１回転する毎に１つのスタートパルスPsが出力
されてマルチプレクサ用ゲート信号発生部19へ送られ、
又１回転する毎にR,G,Bフィルタに対応した３つの読出
パルスPrが出力されて読出ゲート信号発生部25へ送られ
る。読出ゲート信号発生部25では、発振器24からの信号
を用いて読出パルスPrと同一周期でしかもR,G,B光の照
射されない期間に対応した幅の読出ゲート信号Grを作成
する。この読出ゲート信号Grの期間に基づいて読出用ク
ロック信号CKr及びスイッチ用ゲート信号SG1,SG2,SG3が
作成され、カラー表示に必要なR,G,B信号を得るように
している。図示の読出ゲート信号Grにおいて、斜線部分
が夫々R,G,Bの映像信号読出期間で、各斜線部分の前の
ローレベル期間がR,G,B光の照射によって固体撮像素子
４にR,G,Bの信号電荷が蓄積される期間である。従っ
て、R,G,B用フレームメモリ20,21,22のスイッチ用ゲー
ト信号SG1,SG2,SG3は夫々R,G,Bの映像信号読出期間に対
応したゲート信号となるようになっている。 ここで、回転フィルター８は、例えば第３図に示され
ているように形成されている。即ち、第４図に示したA,
B,Cのような分光透過率を持つフィルター8a,8b,8cを同
一円周上に配設して成るものである。尚、フイルター8
a,8b,8cの各両端部の形状は光束の断面形状に合うよう
に弧状となっている。27及び28は夫々ライトガイド７の
入射端とレンズ10との間にスライド式に挿脱可能且つ変
換可能に配設された赤外光カットフイルター及び可視光
カットフイルターであって、それらの分光透過率は第５
図に示した如くである。 本発明による電子内視鏡装置は上述の如く構成されて
いるから、赤外光カットフイルター27を光路中に挿入す
れば、通常の可視光によるカラー画像が得られ、代りに
可視光カットフイルター28を光路中に挿入すれば、赤外
域を三つの波長域I1,I2,I3に分けた擬似カラーの画像が
得られる。尚、赤外及び可視光カットフイルターを用い
て紫外光による擬似カラーの画像を得るようにしても良
い。 又、赤外光カットフイルター27と可視光カットフイル
ター28の交替と連動して増巾器17の利得を変え、感度調
整を行うようにしても良い。又、増巾器17の利得は赤外
域の三つの波長ごとに変化させても良い。これは、光源
ランプ９がキノセンランプのように波長域により強さが
異なるものである場合にそれを補正するのに用いられ
る。 又、第４図の如き特性のフイルターは干渉膜の蒸着に
より作成しても良いし、或いは第６図のA1のような特性
のフイルターとA2のような特性のフイルターとを重ね合
せて第４図のＡのような特性のフイルターを作成しても
良い。 又、第１図において、固体撮像素子４の合焦位置を、
可視光観察と赤外光観察の切換えに同期してずらすよう
にした方が良い。即ち、一般に赤外光観察の場合可視光
観察に比べて合焦位置が後方にずれるので、赤外光観察
に切換えた時対物レンズ２と固体撮像素子４とが離れる
方向に両者の少なくとも一方をずらしてやれば良い。 第７図は第二実施例の構成を示すブロック図であっ
て、これは第９図に示した如く赤外光カットフイルター
27の特性を有するフイルター29aと可視光カットフイル
ター28の特性を有するフイルター29bを同一円周上の配
設して成る回転フイルター29を、第８図に示した如くラ
イトガイド７の入射端とレンズ10との間に配設し、回転
フイルター８の1/2の回転速度で回すようにしたもので
ある。尚、フイルター29a,29bの各両端部の形状は光束
の断面形状に合うように弧状となっている。 第７図において、11Bは回転フイルター29のための該
読出パルス検出部、13Bは回転フイルター29の回転軸を
モータ14Bと連結する伝達系、15Bはモータ14Bに設けら
れた回転検出部、16Bは回転検出部15Bからの信号により
制御されるモータ駆動部、18Bは入力されるR,G,Bの信号
に対応した三つのスイッチSW6,SW7,SW8から成るマルチ
プレクサ部、18Cは読出パルス検出部11Bに接続されたデ
ュプレクサ用ゲート信号発生部19Cからゲート信号によ
り切り換えられる二つのスイッチSW4,SW5,から成るデュ
プレクサ部であって、二つのマルチプレクサ部18,18Bは
デュプレクサ部18cにより交互に作動せしめられるよう
になっている。20B,21B,22Bは他のR,G,B用のフレームメ
モリ、23Bは他のカラーTVモニタである。 この第二実施例によれば、回転フイルター29の回転に
同期して二台のTVモニタ23,23Bに送る信号を切り換える
ことによって、二台のTVモニタ23,23Bの一方には可視光
カラー画像を他方には赤外光擬似カラー画像を同時的に
表示させることができる。 第10図は第三実施例の構成を示しており、これはファ
イバースコープ30の接眼部に面順次方式のTVカメラ31を
取り付けたものであって、TVカメラ31の中の光路中に赤
外光カットフイルター27と可視光カットフイルター28と
を交換して挿入することにより、可視光カラー画像と赤
外光擬似カラー画像を選択してTVモニタに表示させるこ
とができる。或は、両フイルター27,28の代りに回転フ
イルター29を取り付けて回転させれば、可視光カラー画
像と赤外光擬似カラー画像を二台のTVモニターに同時的
に表示させることができる。 尚、ファイバースコープ30の代わりに硬性鏡にしても
良い。又、固体撮像素子４と共に別の感光波長域を持つ
第二の固体撮像素子４′もカメラ内に配置して光路中に
交換可能に挿脱し得るようにしても良い。その場合スラ
イド式にすると便利である。 第11図は本発明の変形例の構成を示している。この例
では光源とライトガイドとの間に、第９図に示す如き可
視光と赤外光とを切換える回転フィルター29を配置する
と共に、撮像手段として入射面側に色分離モザイクフィ
ルター32を有する固体撮像素子33を用いた点順次カラー
撮像方式の電子内視鏡の例である。モザイクフィルター
32の分光透過率特性は第４図に示す如くである。17B,17
Cは増幅器、20B,20Cはメモリー、23B,23CはカラーTVモ
ニタである。回転フィルター29の回転を検出して可視光
と赤外光とが切換わるのと同期させてスイッチSW1,SW2
により二つの信号処理系統を切換えて使用することによ
り、可視光による画像と赤外光による画像とを同時にデ
ィスプレイに表示できる点は第７図のものと同様であ
る。 信号処理回路としては各系統において通常の単板カラ
ーカメラに用いられているものがそのまま利用できる。
尚、この場合のメモリーは面順次カラー方式のように順
次得られる各色の映像信号を同時化する機能はなく、単
に撮像系とCRTの間のタイミング変換及び次の映像信号
が来るまでの画像の保持の機能だけで良い。 第12図は第四実施例の構成を示しており、これは三板
式或は三管式TVカメラ35の中に第11図と同様の回転フィ
ルター29を配置したものである。36は三色分解プリズ
ム、37は固体撮像素子又は撮像管、39は接眼レンズであ
る。17A乃至17Fは各色毎の利得を可変にするために設け
た増幅器、20A乃至20Fはメモリーである。三色分解プリ
ズム36の最初のダイクロイックミラーは、第４図Ａのよ
うな反射特性を有しており、これ以外の光を透過する二
番目のダイクロイックミラーは、第４図Ｂのような反射
特性を有し、他を透過する。そして固定撮像素子37の前
には第４図Ｃのような透過特性のフィルターを置く。こ
れにより、第11図の例と同様に可視域の三原色信号，赤
外域の疑似カラー信号を得ることが可能となる。マルチ
プレクサ用ゲート信号発生部19は、回転フィルター29の
可視，赤外の切換えに対応してスイッチSW1,SW2,SW5と
スイッチSW2,SW4,SW6とを切換える。増幅器17A乃至17F
は各色信号の利得を細かく調整するためのもので前述の
通りである。メモリー20A乃至20Fの役割は第11図と同じ
である。 尚、第11図のように赤外−可視切換フィルター（回転
フィルター29）を光源側に設けると被写体で発生した赤
外光はフィルターが可視の場合でも撮像素子に入射する
が、撮像側に設けた場合は完全に可視−赤外が切換わる
ので、若干効果が異なる。従って、用途に応じて使い分
けると良い。 尚、三板式或は三管式のTVカメラ35の代わりに、モザ
イクフィルターを用いた単板式或は単管式のTVカメラに
しても良い。 上記各実施例では、可視光R,G,Bと赤外光I1,I2,I3の
組合せで二種の画像に切り換えるようにしているが、こ
れに限らずR,G,I1とB,I2,I3の組合せでも良いし、R,I1,
I2とB,I3,Gの組合せでも良い。 又、血中ヘモグロビンの色のように波長λ0,λ１の如
き比較的鋭いピークを持つ特定波長の光の観察の場合に
は、回転フィルター８の特性は第13図のA2,B2,C2のよう
にし、赤外カットフィルター27の特性は第14図のように
し、可視光カットフィルター28の特性は第15図のように
すれば、赤外光カットフィルター27を用いた場合はほぼ
通常の可視光観察ができ、可視光カットフィルター28を
用いた場合には波長λ0,λ１の光による観察が可能にな
る。 〔発明の効果〕 上述の如く、本発明による電子内視鏡装置によれば、
可視光と赤外光というように異なる二つ以上の波長域で
の観察が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電子内視鏡装置の第一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は上記第一実施例の動作を
示すタイミングチャート、第３図は上記第一実施例の回
転フィルターの正面図、第４図は上記回転フィルターの
分光透過率を示す図、第５図は上記実施例の赤外光カッ
トフィルター及び可視光カットフィルターの分光透過率
を示す図、第６図は第４図のフィルターを重ね合せで作
成する場合の構成フィルターの分光透過率を示す図、第
７図は第二実施例の構成を示すブロック図、第８図は上
記第二実施例の要部拡大図、第９図は上記第二実施例の
回転フィルターの正面図、第10図乃至第12図は夫々第三
乃至第四実施例の構成を示す図、第13図乃至第15図は夫
々各種フィルターの分光透過率を示す図である。 １……内視鏡挿入部の先端構成部、２……対物レンズ、
３……照明レンズ、４……固体撮像素子、５……ドライ
ブ回路、６……プリアンプ、７……ライトガイド、８…
…回転フィルター、９……光源ランプ、10……レンズ、
11……読出パルス検出部、12……スタートパルス検出
部、13……伝達系、14……モータ、15……回転検出部、
16……モータ駆動部、17……増幅器、18……マルチプレ
クサ部、19……ゲート信号発生部、20,21,22……フレー
ムメモリ、23……カラーTVモニタ、24……発振器、25…
…読出ゲート信号発生部、26……アンド回路、27……赤
外カットフィルター、28……可視光カットフィルター、
29……回転フィルター。
成を示すブロック図、第２図は上記第一実施例の動作を
示すタイミングチャート、第３図は上記第一実施例の回
転フィルターの正面図、第４図は上記回転フィルターの
分光透過率を示す図、第５図は上記実施例の赤外光カッ
トフィルター及び可視光カットフィルターの分光透過率
を示す図、第６図は第４図のフィルターを重ね合せで作
成する場合の構成フィルターの分光透過率を示す図、第
７図は第二実施例の構成を示すブロック図、第８図は上
記第二実施例の要部拡大図、第９図は上記第二実施例の
回転フィルターの正面図、第10図乃至第12図は夫々第三
乃至第四実施例の構成を示す図、第13図乃至第15図は夫
々各種フィルターの分光透過率を示す図である。 １……内視鏡挿入部の先端構成部、２……対物レンズ、
３……照明レンズ、４……固体撮像素子、５……ドライ
ブ回路、６……プリアンプ、７……ライトガイド、８…
…回転フィルター、９……光源ランプ、10……レンズ、
11……読出パルス検出部、12……スタートパルス検出
部、13……伝達系、14……モータ、15……回転検出部、
16……モータ駆動部、17……増幅器、18……マルチプレ
クサ部、19……ゲート信号発生部、20,21,22……フレー
ムメモリ、23……カラーTVモニタ、24……発振器、25…
…読出ゲート信号発生部、26……アンド回路、27……赤
外カットフィルター、28……可視光カットフィルター、
29……回転フィルター。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．照明系あるいはファイバースコープの接眼部に接続
されるTVカメラの撮影光路中に配置され、通常カラー画
像を生成するための原色あるいは補色系の可視波長領域
の光と赤外画像を生成するための特定の赤外波長領域の
光を透過するフィルター手段を備え、前記フィルター手
段より透過した光を固体撮像素子に受光してなる電子内
視鏡装置において、 前記フィルター手段とは別個に設けられ前記照明系ある
いは撮影光路中に位置可能な可視光を透過する可視光透
過フィルターと、前記フィルター手段とは別個に設けら
れ前記照明系あるいは撮影光路中に位置可能な赤外光を
透過する赤外光透過フィルターと、前記可視光透過フィ
ルターと赤外光透過フィルターの一方を選択的に前記照
明系あるいは撮影系の光路中に位置させる切換手段と、
前記フィルター手段と前記切換手段によって選択された
フィルターを介して得られる画像に基づき通常カラー画
像あるいは赤外画像を生成する映像回路手段とを具備す
ることを特徴とする電子内視鏡装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61061462A JP2679014B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 電子内視鏡装置 |
| US07/028,195 US4807026A (en) | 1986-03-19 | 1987-03-19 | Electronic image pickup device for endoscopes |
| US07/658,854 USRE34411E (en) | 1986-03-19 | 1991-02-21 | Electronic image pickup device for endoscopes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61061462A JP2679014B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 電子内視鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217216A JPS62217216A (ja) | 1987-09-24 |
| JP2679014B2 true JP2679014B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=13171724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61061462A Expired - Lifetime JP2679014B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 電子内視鏡装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4807026A (ja) |
| JP (1) | JP2679014B2 (ja) |
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-
1987
- 1987-03-19 US US07/028,195 patent/US4807026A/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4807026A (en) | 1989-02-21 |
| JPS62217216A (ja) | 1987-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |