JP2682626B2 - 経内視鏡分光診断装置 - Google Patents

経内視鏡分光診断装置

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JP2682626B2 JP62260011A JP26001187A JP2682626B2 JP 2682626 B2 JP2682626 B2 JP 2682626B2 JP 62260011 A JP62260011 A JP 62260011A JP 26001187 A JP26001187 A JP 26001187A JP 2682626 B2 JP2682626 B2 JP 2682626B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内視鏡を用いて分光的診断を行う経内視鏡分
光診断装置に関する。 [従来の技術] 内視鏡を使用して計測したデータを診断の補助手段に
利用する試みには多くの提案があり、分光データの利用
もその1つである。例えば特開昭61−107482号公報にお
いては白色光を所定位置へ導き、照明した被検体からの
反射光を通過させる半透明鏡と前記反射光のうち所望の
波長帯域のみを通過させるユニバーサルフィルタと前記
ユニバーサルフィルタから出力された複数種類の波長光
による複数種類の画像の各部の強度をそれぞれ画像とし
て測定する手段と、前記複数種類の画像の各対応部分の
強度差を得る手段により構成された光学的撮像装置が提
案されている。そこではユニバーサルフィルタから得ら
れる複数の画像を重ね合せることにより正常部と異常部
の強度差を拡大して識別し易くしようとするものであ
る。一方、特開昭60−79251号公報では内視鏡先端に光
分岐ミラーを付け、直視できない部分の分光測定を行
い、そのスペクトルを演算処理し、物体の分光分析を行
う画像観察診断装置を提案している。 [発明が解決しようとする問題点] 上記特開昭60−170482号公報のものでは正常部と異常
部の分光的違いをユニバーサルフィルタが選択的に取出
し、その複数画像を重ね合せて強度差を拡大するとして
いるが、ユニバーサルフィルタの具体的波長特性の提示
もなく、選択的波長画像をコンピュータ処理により重ね
合せて表示するとしているが、この内容を具体的に述べ
られたものではない。また、この公報のものでは選択的
波長による画像をフィルムに撮影する例が開示されてい
るが、医療診断の現場において、強度差拡大画像を得る
には使用するユニバーサルフィルタに対し、所望の異常
部であったらその画像を記録するのに際しフィルムとし
てポジ−ポジの組合わせがよいのか、ネガ−ポジの組合
わせがよいのかを決めることは、診断を第1の目的とす
る医師にとって非常に煩わしいことである。さらに、通
常の内視鏡検査においてさえ充分とは言えない光量の下
で、所望の波長域しか通過させないユニバーサルフィル
タを用い、あまつさえ、偏光フィルタを使うということ
になればその光量は極度に少なく、患者の負担を出来る
だけ少なくするために、短い臨床時間で行う内視鏡検査
において写真撮影の機会は極端に少ない。また、特開昭
60−79251号公報のものではスペクトルを演算処理して
被検体の分光分析を行うとしているが精度の高いデータ
をリアルタイムで提供する具体的開示がない。 本発明にかかる状況に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、臨床現場において患者、医師双方に
特別の負担を強いることなく、病変部診断の有力な補助
手段になるような精度の高いデータをリアルタイムで提
供する経内視鏡分光診断装置を提供することにある。 [問題点を解決するための手段および作用] 本発明は、観察部位をカラー撮像する撮像手段を有す
る生体内に挿入可能な内視鏡スコープと、前記撮像手段
からのカラー撮像信号が入力され、このカラー撮像信号
を処理してカラー映像信号に変換する信号処理手段と、
この信号処理手段から出力されるカラー映像信号を表示
するモニタ手段と、前記観察部位を照明する照明手段
と、を有し、更に前記信号処理手段は、前記撮像手段の
カラー撮像信号から色成分信号を生成する色信号生成手
段と、この色信号生成手段が生成した前記色成分信号の
平均値が無彩色の白レベルになるように、前記色成分信
号を変換して補正色成分信号として出力するオートホワ
イトバランス手段と、このオートホワイトバランス手段
から出力される前記補正色成分信号の信号レベルが予め
設定した範囲に含まれるか否かを判別するレベル検出手
段と、前記補正色成分信号のうち、前記レベル検出手段
において前記設定した範囲から逸脱していると判別され
た信号部分に対して色相及び彩度の少なくとも一つを変
化させる色変換手段と、を有する [実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。 第1図ないし第3図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は本発明の第1実施例の構成を示し、第2図は電子
スコープのCCDの前面に取付けたカラーフィルタアレイ
の配列の様子を示し、第3図は正常部に対し、彩度的に
ずれが大きい部位があるとそのクロマ信号の振幅が大き
くなることを示す。 第1図に示すように第1実施例の経内視鏡分光診断装
置1は、電子スコープ2と、この電子スコープ2に照明
光を供給する光源装置3と、上記電子スコープ2に対す
る信号処理する信号処理装置4と、この信号処理装置4
の出力信号により観察部に対する映像表示を行うカラー
モニタ5とから構成される。 上記電子スコープ2内には照明光を伝送するライトガ
イド7が挿通され、このライトガイド7の入射端面を光
源装置3に装着することにより、ランプ8で発生した白
色光はレンズ9で集光してこのライトガイド7の入射端
面に供給する。 白色光で照明された被検体は、対物レンズ11により、
CCD12の撮像面に結ばれる。その際第2図に示すG,Cy,Ye
の3色カラーフィルタアレイ13によって色分離される。 上記CCD12は、ドライバ14のドライブ信号の印加によ
り読出され、信号処理装置4内のアンプ15で増幅された
後、LPF16,17及びBPF18を通される。上記LPF16,17は、
例えば3MHz、0.8MHzのカットオフ特性を示すもので、こ
れらをそれぞれ通した信号は高域の輝度信号YHと低域
の輝度信号YLに分けられてそれぞれプロセス回路18,19
にそれぞれ入力され、γ補正等が行われる。上記プロセ
ス回路18を通した高域側の輝度信号YHは、水平補正回
路21で水平輪郭補正、水平アパーチャ補正等が行われた
後、NTSCエンコーダ22に入力される。また、プロセス回
路19を通した低域側の輝度信号YLは映像表示用のマト
リクス回路23に入力されると共に補正回路24に入力さ
れ、トラッキング補正が行われる。 一方、3.58±0.5MHzの通常帯域のBPF18を通して色信
号成分が抽出され、この色信号成分は1HDL(1Hディレイ
ライン)25、加算器26及び減算器27に入力され、色信号
成分BとRとが分離抽出される。尚、この場合1HDL25の
出力は、プロセス回路19で処理し、さらに垂直補正回路
28で垂直アパーチャ補正した低減側の輝度信号YLと混
合器29で混合され、この混合出力が上記加算器26及び減
算器27に入力される。しかして、加算器26の色信号Bと
減算器27の色信号Rは、それぞれγ補正回路31,32に入
力され、補正回路24を通した低域側の輝度信号YLを用
いてγ補正され、それぞれ復調器33,34に入力され、復
調した色信号BとRにされた後、マトリクス回路23に入
力される。マトリクス回路23によって、色差信号R−Y,
B−Yが生成され、その後オートホワイトバランス回路3
5に入力され、入力される色差信号R−Y,B−Yの1フレ
ーム分に対しての平均値がホワイトバランスさせた色差
信号(R−Y)′,(B−Y)′に変換される。つま
り、1フレーム分の平均値が白レベルに設定され、この
設定により、観察部位の平均の色調を無彩色の白レベル
による色差信号(R−Y)′,(B−Y)′が出力され
る。 尚、このオートホワイトバランス回路35は、オートホ
ワイトバランスオンオフ切換回路(以下AWBオンオフ切
換回路と略記)36により、その平均値によるホワイトバ
ランスのオンオフを切換えられるようにしてある。この
AWBオンオフ切換回路36は、例えば信号処理装置4の前
面パネル(又は電子スコープ2に設けても良い。)この
スイッチでオン,オフできるようにしてある。 しかして、このオートホワイトバランス回路35を通し
た出力信号はNTSCエンコーダ22に入力され、輝度信号Y
LとYHとを混合した輝度信号にし、色差信号R−Y,B−
Yをサブキャリアで直交変調したクロマ信号が同期信号
と混合されて、NTSC複合映像信号が生成される。この映
像信号は、クロマレベル検出回路37に入力され、このク
ロマレベル検出回路37によりクロマ信号のレベルが設定
範囲から逸脱しているか否かの判別が行われ、設定範囲
から逸脱している信号部分は次段の位相反転回路38によ
り、その位相が反転されてNTSC出力端39から出力され
る。 尚、上記クロマレベル検出回路37と、位相反転回路38
は、AWBオンオフ切換回路36により、オフにされた時
は、それらの機能が働かないようにして通常のカラー表
示を行うようにしてある。 尚、ドライバ14は同期回路41により読出しのタイミン
グが同期信号に同期するように制御される。また、この
同期信号は、パルス発生器42に入力され、各種パルスを
出力する。 この第1実施例では、撮像された1フレーム分の映像
信号に対し、オートホワイトバランス回路35によりその
平均値の色信号でホワイトバランス化する手段を設けて
あるので、平均値レベルから大きくずれた病変部等は白
レベルから大きく異なる色調になるため、病変部か否か
を診断すべき必要がある部位を見逃すことなく容易に発
見できる。 又、この第1実施例では、クロマレベル検出回路37を
設けて、その彩度が平均値から設定範囲を越えてしまう
信号を検出し、且つその逸脱する信号には位相反転を行
い、例えば補色にして色度を変えてカラー表示する手段
を設けて識別し易くしてある。 つまり第3図(a)に示すように、オートホワイトバ
ランス回路35により、正常部は白レベルに近いレベルに
設定されるため、振幅の小さいクロマ信号になるが、異
常彩度を有する部位のクロマ信号は同図(b)に示すよ
うに振幅の大きなものになるため、クロマレベル検出回
路37で設定した設定範囲のしきい値V1,V2と比較するこ
とにより、その部位の信号を検出でき、この次段の位相
反転回路38により、その部位の位相が反転された補色に
より周囲の色度と大きく異なる色でカラー表示されるこ
とになる。このため、病変部等、正常部の色度からずれ
た部分は顕著化してカラー表示されるので、病変部等を
容易に知ることができる。尚、クロマレベル検出回路37
にはNTSCエンコーダ22における同期信号を重畳する前の
クロマ信号を入力するようにして、この回路37の後段で
同期信号を重畳するようにしても良い。 第4図は本発明の第2実施例を示す。 この実施例は面順次式の診断装置80を示す。面順次式
の電子スコープ81は、体腔内等に挿入できるように細長
の挿入部82の先端側に結像レンズ83を配設し、この結像
レンズ83の焦点面にはCCD等の固体撮像素子84が配設し
て撮像手段が形成してある。又、上記挿入部82内にはラ
イトガイドファイバ85が挿通され、光源装置86の照明光
を伝送し、その先端面から配光レンズ87を経て対象物側
に照明光を照射できるようにしてある。 上記光源装置86は、光源ランプ88の照明光を凹面鏡89
で反射して平行光にされ、この反射光はコンデンサレン
ズ91を経てライトガイドケーブル内を挿通されたライト
ガイドファイバ85の入射端に集光照射される。この集光
照射される際、3原色透過フィルタの回転軸の回りに設
け、モータ92で回転駆動される回転フィルタ93を通すこ
とによって、3原色の各波長の光で照射される。従っ
て、対象物は各3原色の照明光で順次照明されるように
してある。 ところで、上記固体撮像素子84で光電変換された光学
像の画素信号は低雑音指数のプリアンプ94で増幅され、
手元側のマルチプレクサ95を介して赤,緑,青の各フレ
ームメモリ96R,96G,96Bの各色の照明のもとでの1フレ
ーム分の信号が順次記録される。これらフレームメモリ
96R,96G,96Bに記録された信号は同時に読み出され、マ
トリクス回路97を経て2つの色差信号R−Y,B−Yが取
り出される。 上記色差信号R−Y,B−Yは、オートホワイトバラン
ス回路98に入力され、1フレーム分の色差信号の平均値
が白レベルとなるようにホワイトバランスされ、このオ
ートホワイトバランス回路98の出力信号(R−Y)′,
(B−Y)′はNTSCエンコーダ99に入力される。このNT
SCエンコーダ99に入力された色差信号(R−Y)′,
(B−Y)′は、マトリクス回路101によって、輝度信
号Y′が生成されると共に、それぞれエンコーダ回路10
2,103に入力されて、90゜の位相差を有する3.58MHzの副
搬送波で平衡変調された後、加算器104で加算されてク
ロマ信号Cが生成される。 上記クロマ信号C及び輝度信号Y′は混合出力アンプ
106に入力されて多重化されると共に、モータ92と同期
した同期信号生成回路107の同期信号及びカラーバース
ト信号が付加されてNTSC方式の複合映像信号が生成され
る。 この複合映像信号は、クロマレベル検出回路108に入
力され同期信号を分離したクロマ信号が設定レベル範囲
から逸脱するか否か検出された後、位相反転回路109に
入力され、設定レベル範囲から逸脱する信号部分は例え
ば補色に色変換され、カラーモニタ110にてカラー表示
される。尚、上記オートホワイトバランスはAWBオンオ
フ切換回路111によって、オンして平均値の色レベルで
無彩色化したり、オフして測色的に正しい色再現するこ
とを切換えられるようにしてある。この第2実施例は、
上記第1実施例がカラーモザイクフィルタ内蔵式の電子
スコープであつたのを面順次照明による面順次カラー撮
像方式に適用したものであり、第1実施例と同様の効果
を有する。 又、ファイバスコープにカラーフィルタ内蔵式のTVカ
メラ又は面順次カラー撮像方式のTVカメラを外付けした
場合にも同様に適用できる。 尚、正常部、異常部、不定部等の判断領域は可変して
設定できるようにすることができる。 又、例えば第1,第2実施例において、異常と見なされ
る場合にはその部分を極度御にゲインアップしてカラー
表示しても良い。又、正常部を基準にして色相強調とか
彩度強調を行い、正常部からのずれを顕著化してカラー
表示するようにしても良い。 [発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、観察部位の色成分
信号が設定レベル範囲から逸脱することを検出すること
ができるので、異常部位等を容易に知ることができる。
そして、上記色成分信号は、オートホワイトバランス手
段により平均値が無彩色の色レベルになるよう調整され
た後のものが用いられるので、平均値レベルから大きく
ずれた病変部等は白レベルから大きく異なる色調にな
り、異常部位等の検出を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図ないし第3図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例の構成図、第2図はカラーフィルタアレ
イの配列を示す説明図、第3図は第1実施例により正常
図と異常部とが判別できる様子を示す説明図、第4図は
本発明の第2実施例を示す構成図である。 1……経内視鏡分光診断装置 2……電子スコープ、3……光源装置 4……信号処理装置、5……カラーモニタ 12……CCD 22……NTSCエンコーダ 23……マトリクス回路 35……オートホワイトバランス回路 37……クロマレベル検出回路 38……位相反転回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 此村 優 東京都渋谷区幡ケ谷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 高野 明 東京都渋谷区幡ケ谷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 原 忠義 東京都渋谷区幡ケ谷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 小川 元嗣 東京都渋谷区幡ケ谷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 南出 剛紀 東京都渋谷区幡ケ谷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 鈴木 博雅 東京都渋谷区幡ケ谷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 西岡 公彦 東京都渋谷区幡ケ谷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62−266030(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.観察部位をカラー撮像する撮像手段を有する生体内
    に挿入可能な内視鏡スコープと、 前記撮像手段からのカラー撮像信号が入力され、このカ
    ラー撮像信号を処理してカラー映像信号に変換する信号
    処理手段と、 この信号処理手段から出力されるカラー映像信号を表示
    するモニタ手段と、 前記観察部位を照明する照明手段と、を有し、更に前記
    信号処理手段は、 前記撮像手段のカラー撮像信号から色成分信号を生成す
    る色信号生成手段と、 この色信号生成手段が生成した前記色成分信号の平均値
    が無彩色の白レベルになるように、前記色成分信号を変
    換して補正色成分信号として出力するオートホワイトバ
    ランス手段と、 このオートホワイトバランス手段から出力される前記補
    正色成分信号の信号レベルが予め設定した範囲に含まれ
    るか否かを判別するレベル検出手段と、 前記補正色成分信号のうち、前記レベル検出手段におい
    て前記設定した範囲から逸脱していると判別された信号
    部分に対して色相及び彩度の少なくとも一つを変化させ
    る色変換手段と、 を有することを特徴とする経内視鏡分光診断装置。
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