JP3583731B2 - Endoscope device and light source device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織の像を撮像し信号処理する内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、照明光を照射し体腔内の内視鏡画像を得る内視鏡装置が広く用いられている。この種の内視鏡装置では、光源装置からの照明光を体腔内にライトガイド等を用い導光しその戻り光により被写体を撮像する撮像手段を有する電子内視鏡が用いられ、ビデオプロセッサにより撮像手段からの撮像信号を信号処理することにより観察モニタに内視鏡画像を表示し患部等の観察部位を観察するようになっている。
【0003】
内視鏡装置において通常の生体組織観察を行う場合は、光源装置で可視光領域の白色光を発光し、例えばRGB等の回転フィルタを介することで面順次光を被写体に照射し、この面順次光による戻り光をビデオプロセッサで同時化し画像処理することでカラー画像を得たり、内視鏡の撮像手段の撮像面の前面にカラーチップを配し白色光による戻り光をカラーチップにてRGBに分離することで撮像しビデオプロセッサで画像処理することカラー画像を得ている。
【0004】
一方、生体組織では、照射される光の波長により光の吸収特性及び散乱特性が異なるため、近年、例えば赤外光を照明光として生体組織に照射し生体組織に深部の組織の観察が可能な赤外光内視鏡装置が種々提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生体組織の診断では、組織表面近くの深部組織情報も重要な観察対象となるが、上記の赤外光内視鏡装置では、組織表面よりも深い深部組織情報しか得ることができない。
【0006】
また、白色光を回転フィルタによりRGB面順次光として、生体組織に照射すると、その波長域が異なるために、各色の光による撮像信号は、生体組織の組織表面近くの異なる深部組織情報を有しているが、一般にはこのRGB面順次光による内視鏡画像をより自然な色画像とするため、白色光は、各波長域がオーバーラップしたRGB光に分離される。
【0007】
すなわち、オーバーラップしたRGB光では、各波長域による光の撮像信号には幅のある深部組織情報が取り込まれるため、生体組織の組織表面近くの所望の深部の組織情報を視認することが難しいといった問題がある。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生体組織の組織表面近くの所望の深部の組織情報を得ることのできる内視鏡装置及び光源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】
本発明の内視鏡装置は、可視光領域を含む照明光を供給する照明光供給手段と、前記照明光を被写体に照射し戻り光により前記被写体を撮像する撮像手段を有する内視鏡と、前記撮像手段からの撮像信号を信号処理する信号処理手段とを備えた内視鏡装置において、前記照明光供給手段から前記撮像手段に至る光路上に配置可能に配設された、当該被写体の体腔内組織の組織情報を層レベルで分離して視認可能となるように前記照明光の複数の波長領域のうち少なくとも1つの波長領域の帯域を狭めるよう制限し上記狭帯域の光より得られる被写体の離散的な分光分布のバンド像を前記撮像手段に結像させる帯域制限手段を有することを特徴とする。
本発明の光源装置は、可視光領域を含む複数の波長領域の照明光を供給する照明光供給手段と、前記照明光供給手段から供給される照明光の光路上に配置可能に配設された、前記照明光の複数の波長領域のうち少なくとも1つの波長領域の帯域を狭めるよう制限しこの狭帯域の光より得られる被写体の離散的な分光分布のバンド像を前記撮像手段に結像させる帯域制限手段と、前記照明光に基づく通常観察用の画像を得る通常観察モードと、前記帯域制限手段により得られる前記離散的な分光分布のバンド像より当該被写体の体腔内組織の組織情報を層レベルで分離して視認可能とする狭帯域観察モードと、を切り換えるモード切換指示に基づき、前記帯域制限手段による前記離散的な分光分布の光の生成を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【0011】
図1ないし図33は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は内視鏡装置の構成を示す構成図、図2は図1の回転フィルタの構成を示す構成図、図3は図2の回転フィルタの第1のフィルタ組の分光特性を示す図、図4は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の分光特性を示す図、図5は図1の内視鏡装置により観察する生体組織の層方向構造を示す図、図6は図1の内視鏡装置からの照明光の生体組織の層方向への到達状態を説明する図、図7は図3の第1のフィルタ組を透過した面順次光による各バンド画像を示す図、図8は図4の第2のフィルタ組を透過した面順次光による各バンド画像を示す図、図9は図1の調光回路による調光制御を説明する図、図10は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第1の変形例の分光特性を示す図、図11は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第2の変形例の分光特性を示す図、図12は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第3の変形例の分光特性を示す図、図13は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第3の変形例の作用を説明する図、図14は図1のキセノンランプの分光分布の第1の例を示す図、図15は図14のキセノンランプの分光分布の際の回転フィルタの第2のフィルタ組の第4の変形例の分光特性を示す図、図16は図14の第2のフィルタ組の第4の変形例による生体組織照明光の分光特性を示す図、図17は図1のキセノンランプの分光分布の第2の例を示す図、図18は図1のCCDの分光感度特性の一例を示す図、図19はキセノンランプの分光分布が第2の例でかつCCDの分光感度特性が図18の時の回転フィルタの第2のフィルタ組の第5の変形例に蒸着する減光フィルタの分光特性を示す図、図20は図19の減光フィルタを蒸着した第2のフィルタ組の第5の変形例の分光特性を示す図、図21は図1の光源装置の第1の変形例の構成を示す構成図、図22は図21の減光回転フィルタの構成を示す構成図、図23は図1の光源装置の第2の変形例の構成を示す構成図、図24は図23の減光フィルタを構成する第1の減光フィルタの減光特性を示す図、図25は図23の減光フィルタを構成する第2の減光フィルタの減光特性を示す図、図26は図23の減光フィルタの減光特性を示す図、図27は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の詳細なの分光特性を示す一例を示す図、図28は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第6の変形例の分光特性を示す図、図29は図1のビデオプロセッサの変形例の要部の構成を示す図、図30は図29のビデオプロセッサの作用を説明する第1の図、図31は図29のビデオプロセッサの作用を説明する第2の図、図32は図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第7の変形例を示す図、図33は図32の第2のフィルタ組の第7の変形例の分光特性を示す図である。
【0012】
図1に示すように、本実施の形態の内視鏡装置1は、体腔内に挿入し体腔内組織を撮像する撮像手段としてCCD2を有する電子内視鏡3と、電子内視鏡3に照明光を供給する光源装置4と、電子内視鏡3のCCD2からの撮像信号を信号処理して内視鏡画像を観察モニタ5に表示したり内視鏡画像を符号化して圧縮画像として画像ファイリング装置6に出力するビデオプロセッサ7とから構成される。
【0013】
光源装置4は、照明光を発光するキセノンランプ11と、白色光の熱線を遮断する熱線カットフィルタ12と、熱線カットフィルタ12を介した白色光の光量を制御する絞り装置13と、照明光を面順次光にする回転フィルタ14と、電子内視鏡3内に配設されたライトガイド15の入射面に回転フィルタ14を介した面順次光を集光させる集光レンズ16と、回転フィルタ14の回転を制御する制御回路17とを備えて構成される。
【0014】
回転フィルタ14は、図2に示すように、円盤状に構成され中心を回転軸とした2重構造となっており、外側の径部分には図3に示すような色再現に適したオーバーラップした分光特性の面順次光を出力するための第1のフィルタ組を構成するR1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14b1が配置され、内側の径部分には図4に示すような所望の深層組織情報が抽出可能な離散的な分光特性の狭帯域な面順次光を出力するための第2のフィルタ組を構成するR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2が配置されている。そして、回転フィルタ14は、図1に示すように、制御回路17により回転フィルタモータ18の駆動制御がなされ回転され、また径方向の移動(回転フィルタ14の光路に垂直な移動であって、回転フィルタ14の第1のフィルタ組あるいは第2のフィルタ組を選択的に光路上に移動)が後述するビデオプロセッサの7内のモード切替回路42からの制御信号によりモード切替モータ19によって行われる。
【0015】
なお、キセノンランプ11、絞り装置13、回転フィルタモータ18及びモード切替モータ19には電源部10より電力が供給される。
【0016】
図1に戻り、ビデオプロセッサ7は、CCD2を駆動するCCD駆動回路20と、対物光学系21を介してCCD2により体腔内組織を撮像した撮像信号を増幅するアンプ22と、アンプ22を介した撮像信号に対して相関2重サンプリング及びノイズ除去等を行うプロセス回路23と、プロセス回路23を経た撮像信号をデジタル信号の画像データに変換するA/D変換器24と、A/D変換器24からの画像データにホワイトバランス処理を施すホワイトバランス回路25と、回転フィルタ14による面順次光を同時化するためのセレクタ26及び同時化メモリ27、28,29と、同時化メモリ27、28,29に格納された面順次光の各画像データを読み出しガンマ補正処理、輪郭強調処理、色処理等を行う画像処理回路30と、画像処理回路30からの画像データをアナログ信号に変換するD/A回路31,32,33と、D/A回路31,32,33の出力を符号化する符号化回路34と、光源装置4の制御回路17からの回転フィルタ14の回転に同期した同期信号を入力し各種タイミング信号を上記各回路に出力するタイミングジェネレータ35とを備えて構成される。
【0017】
また、電子内視鏡2には、モード切替スイッチ41が設けられており、このモード切替スイッチ41の出力がビデオプロセッサ7内のモード切替回路42に出力されるようになっている。ビデオプロセッサ7のモード切替回路42は、制御信号を調光回路43,調光制御パラメータ切替回路44及び光源装置4のモード切替モータ19に出力するようになっている。調光制御パラメータ切替回路44は、回転フィルタ14の第1のフィルタ組あるいは第2のフィルタ組に応じた調光制御パラメータを調光回路43に出力し、調光回路43はモード切替回路42からの制御信号及び調光制御パラメータ切替回路44からの調光制御パラメータに基づき光源装置4の絞り装置13を制御し適正な明るさ制御を行うようになっている。
【0018】
次に、このように構成された本実施の形態の内視鏡装置の作用について説明する。
【0019】
図5に示すように、体腔内組織51は、例えば深さ方向に異なった血管等の吸収体分布構造を持つ場合が多い。粘膜表層付近には主に毛細血管52が多く分布し、またこの層より深い中層には毛細血管の他に毛細血管より太い血管53が分布し、さらに深層にはさらに太い血管54が分布するようになる。
【0020】
一方、光は体腔内組織51に対する光の深さ方向の深達度は、光の波長に依存しており、可視域を含む照明光は、図6に示すように、青(B)色のような波長が短い光の場合、生体組織での吸収特性及び散乱特性により表層付近までしか光は深達せず、そこまでの深さの範囲で吸収、散乱を受け、表面から出た光が観測される。また、青(B)色光より波長が長い、緑(G)色光の場合、青(B)色光が深達する範囲よりさらに深い所まで深達し、その範囲で吸収、散乱を受け、表面から出た光が観測される。さらにまた、緑(G)色光より波長が長い、赤(R)色光は、さらに深い範囲まで光が到達する。
【0021】
通常観察時には、照明光の光路上に回転フィルタ14の第1のフィルタ組であるR1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14b1に位置するようにビデオプロセッサの7内のモード切替回路が制御信号によりモード切替モータ19を制御する。
【0022】
体腔内組織51の通常観察時におけるR1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14bは、図3に示したように各波長域がオーバーラップさせるために、B1フィルタ14b1によるCCD4で撮像される撮像信号には図7(a)に示すような浅層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像され、また、G1フィルタ14g1によるCCD4で撮像される撮像信号には図7(b)に示すような中層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像され、さらにR1フィルタ14r1によるCCD4で撮像される撮像信号には図7(c)に示すような深層での組織情報を多く含む中層及び深層組織情報を有するバンド画像が撮像される。
【0023】
そしてビデオプロセッサ7により、これらRGB撮像信号を同時化して信号処理することで、内視鏡画像としては所望あるいは自然な色再現の内視鏡画像を得ることが可能となる。
【0024】
一方、電子内視鏡3のモード切替スイッチ41が押されると、その信号がビデオプロセッサ7のモード切替回路42に入力される。モード切替回路42は、光源装置4のモード切替モータ19に制御信号を出力することで、通常観察時に光路上にあった回転フィルタ14の第1のフィルタ組を移動させ第2のフィルタ組を光路上に配置するように回転フィルタ14を光路に対して駆動する。
【0025】
第2のフィルタ組による体腔内組織51の狭帯域光観察時におけるR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2は、照明光を図4に示したように離散的な分光特性の狭帯域な面順次光とするために、B2フィルタ14b2によるCCD4で撮像される撮像信号には図8(a)に示すような浅層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、また、G2フィルタ14g2によるCCD4で撮像される撮像信号には図8(b)に示すような中層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、さらにR2フィルタ14r2によるCCD4で撮像される撮像信号には図8(c)に示すような深層での組織情報を有するバンド画像が撮像されれる。
【0026】
この時、図3及び図4から明らかなように、第1のフィルタ組による透過光量に対して第2のフィルタ組による透過光量は、その帯域が狭くなるため減少するため、調光制御パラメータ切替回路44は、回転フィルタ14の第1のフィルタ組あるいは第2のフィルタ組に応じた調光制御パラメータを調光回路43に出力することで、調光回路43は絞り装置13を制御し、図9に示すように、ビデオプロセッサ7の図示しない設定パネルでの設定値Lxに応じた通常観察時の絞り装置13による例えばリニアな絞り制御線61に対して、狭帯域光観察時では絞り装置13を制御して設定値Lxに応じた絞り制御曲線62により光量Mxを制御する。
【0027】
具体的には、第1のフィルタ組から第2のフィルタ組に変更したことに連動して、光量設定値Lxに対応する絞りレベル値が図9に示すようにMx1からMx2に変更になり、その結果、絞りが開放される方向に制御され、フィルタが狭帯域化することにより照明光量が減少することを補償するように動作する。
【0028】
これにより狭帯域光観察時においても十分 な明るさの画像データが得られる。
【0029】
このように本実施の形態では、体腔内組織51の通常観察時に、必要に応じてモード切替スイッチ41を押下することで、回転フィルタ14の第1のフィルタ組から第2のフィルタ組に切り替えて狭帯域光観察に移行でき、この狭帯域光観察においては回転フィルタ14の第2のフィルタ組により、体腔内組織51のそれぞれの層の組織情報を分離した状態で撮像信号として得ることができ、また絞り装置13を制御することで適切な光量の撮像信号を得ることができるので、診断に重要な体腔内組織51の各層の組織情報を層レベルで分離して確実に視認が可能となり、体腔内組織51の状態をより正確に診断できる。
【0030】
なお、第2のフィルタ組は、照明光の分光特性を図4に示すようなフィルタ組(R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2)としたが、これに限らず、第2のフィルタ組の第1の変形例として、照明光を例えば図10に示すようなの離散的な分光特性の狭帯域な面順次光を生じさせるフィルタ組としても良い。この第1の変形例のフィルタ組では、GフィルタとRフィルタは第1のフィルタ組のGフィルタとRフィルタと同様とし、Bフィルタのみを狭帯域化している。これは特に、生体組織表面近くの毛細血管構造等に注目し、その他のバンド画像は従来の画像と同じでよい場合に好適である。
【0031】
また、フィルタ特性は可視光域に限定されず、第2のフィルタ組の第2の変形例として、照明光を例えば図11に示すようなの離散的な分光特性の狭帯域な面順次光を生じさせるフィルタ組としても良い。この第2の変形例のフィルタ組は、生体表面の凹凸と極深層付近の吸収体を観察するために、Bを近紫外域に設定し、Rを近赤外域に設定することで、通常観察では得られない画像情報を得るのに好適である。
【0032】
さらに、第2のフィルタ組の第3の変形例として、図12に示すようにGフィルタの代わりに、B2a、B2bと短波長域で近接する2つのフィルタを備えたフィルタ組としても良い。これは、この付近の波長帯域が生体の極表層付近までしか深達しないことを利用して、吸収特性より散乱特性の微妙な差を映像化するのに好適である。すなわち、図13に示すように、生体の吸収特性が、B2a、B2bの中心波長ではほぼ等しくなるよう、散乱特性が大きく変わるような位置でフィルタを構成すると表層付近散乱特性を画像化にするのに好適である。医学上は、早期ガンなど粘膜表層付近の細胞配列の乱れを伴う疾患の識別診断に利用することが想定される。
【0033】
また、一般にキセノンランプ等は紫外光を遮断するように製造されていることが多い。図14に照明光源の分光分布の例を示す。そのため、第2のフィルタ組のB領域では、短波長側を図15のように透過域として開放特性にしても、光源の分光特性との組み合わせでは図16に示すような特性となり、結果として狭帯域照明光特性を実現することができる。また、光学フィルタを製作する場合、通常は多層干渉膜フィルタの蒸着による場合が多く、その製造方法ではその分光透過率特性を狭帯域化するのに、何層もの膜を蒸着せねばならず、そのためコスト増やフィルタの厚みが増すという問題があるが、このようにランプ特性を利用して、片側を開放特性とすることで、製造コスト、及び厚みを薄くすることができる。
【0034】
また、光源の分光分布が図17に示すような場合、またCCDの分光感度特性が図18に示すような場合、回転フィルタ14の第1のフィルタ組から第2のフィルタ組に切替ることに連動し、狭帯域化による光量減を補償するために明るめに調光が設定され、その結果B2バンド画像は適切だが、G2バンド画像、R2バンド画像は飽和気味になることが考えられる。あるいは図1のホワイトバランス回路25でホワイトバランスが調整され、その結果として、第2のフィルタ組、光源装置、CCD感度特性によって明るさレベルの低いB2バンド画像が過度に増幅され、そしてSNの悪い画像が観察されることになる。
【0035】
したがって、光源分光分布特性、CCD分光感度特性など、システム分光感度に影響を与える要素の分光分布を考慮して、帯域特性だけでなくピーク透過率特性も制御することが必要になる。
【0036】
そこで、フィルタ以外のシステム分光感度特性、及び調光特性を考慮して、第2のフィルタ組の第5の変形例として、適切な明るさの画像を得るための図19に示すような減光特性a,bを有する減光フィルタを回転フィルタ14のR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2に蒸着あるいは接着して構成しても良い。その結果、図20に示すような特性を有する狭帯域のフィルタ組をえることができる。このように、帯域特性だけでなく。その透過率特性も適切に設定することができ、各バンドで最適な明るさの画像を観察することができる。
【0037】
光源分光分布特性、CCD分光感度特性など、システム分光感度に影響を与える要素の分光分布を考慮して、帯域特性だけでなくピーク透過率特性も制御する方法としては、上記のごとく減光フィルタを回転フィルタ14のR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2に蒸着あるいは接着する以外に、図21に示すように、光源装置4の第1の変形例を回転フィルタ14と別体に光路上に減光回転フィルタ61を設けて構成しても良い。この減光回転フィルタ61は、図22に示すように、回転フィルタ14と同様な2重構造となっており(図2参照)、回転フィルタ14のR1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14b1,B2フィルタ14b2に対応する各部は透過部となっており、R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2に対応する部分のみそれぞれの帯域光を減光する減光フィルタ62,63となっている。そして、減光回転フィルタ61は回転フィルタ14と同様に制御回路17の制御信号に基づいて回転フィルタモータ64により回転駆動されると共に、モード切替回路42からの制御信号に基づいてモード切替モータ65により径方向が光路に対して垂直に移動可能で、その駆動タイミングは回転フィルタ14と同期して行われる。
【0038】
また、光源分光分布特性、CCD分光感度特性など、システム分光感度に影響を与える要素の分光分布を考慮して、帯域特性だけでなくピーク透過率特性も制御する方法としては、上記のごとく減光回転フィルタ61を設けた光源装置ではなく、図23に示すように、光源装置4の第2の変形例を複数のフィルタを組み合わせ所望の帯域透過率を有する減光フィルタ71をモード切替回路42からの制御信号に基づいてフィルタ移動モータ72により光路に対して挿入及び抜去可能で、その駆動は回転フィルタ14の第1のフィルタ時には抜去され第2のフィルタ時には挿入して行われる。この減光フィルタ71は、例えば図24に示す減光特性を有する第1の減光フィルタと図25に示す減光特性を有する第2の減光フィルタとを組み合わせることにより図26のような減光特性を持たせることで、帯域特性だけでなくピーク透過率特性も制御することを可能としている。
【0039】
なお、上記R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2の具体的な分光特性の一例としては、図27に示すように、R2フィルタ14r2は波長帯域が600nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有し、G2フィルタ14g2は波長帯域が540nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有し、さらにB2フィルタ14b2は波長帯域が420nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有する。
【0040】
図27に示したような分光特性にすると、可視光域のおける血液の吸収が大きい帯域である420nmを含む狭帯域特性を持つ照明光で観察することで、粘膜表面上の毛細血管構築の高いコントラストで再現できる上、生体粘膜中の吸収体の深さ方向の分布を異なる色で再現することができ、血管像等の吸収体の深さ方向の相対位置を概観することが可能となる。
【0041】
また、上記R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2の変形例として、図28に示すような分光特性のG’フィルタ14g’,G”フィルタ14g”,B2フィルタ14b2としてもよく、この場合のG’フィルタ14g’は波長帯域が550nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有し、G”フィルタ14g”は波長帯域が500nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有し、さらにB2フィルタ14b2は波長帯域が420nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有する。
【0042】
図28に示したような分光特性にすると、可視光域のおける血液の吸収が大きい帯域である420nmを含む狭帯域特性を持つ照明光で観察することで、粘膜表面上の毛細血管構築の高いコントラストで再現できる上、隣接する波長帯域として500nm付近のバンドパス光を備えることで、粘膜表面の構造に特化した画像再現が実現できる。
【0043】
なお、第1のフィルタ組から第2のフィルタ組に変更したことに連動して、光量設定値Lxに対応する絞りレベル値が図9に示したようにMx1からMx2に変更になり、その結果、絞りが開放される方向に制御され、フィルタが狭帯域化することにより照明光量が減少することを補償するように動作するとしたが、露光時間を延長して照射光量を上げてもよい。
【0044】
ただし、被写体となる生体は必ずしも静止しているわけではなく蠕動や拍動を伴うため、画像観察中にフリーズ動作を行うと、画像がCCDへの露光中に動くことになり、このような露光時間の延長による照射光量の増加では、画像のぶれが大きくなるといった問題が生じる。
【0045】
そこで、ビデオプロセッサ7の変形例として、図29に示すように、常に数フレーム分の画像を記録するプリフリーズ用のメモリ200,201、202を同時化メモリ27,28,29の後段に設けると共に、同時化メモリ27,28,29の出力信号とセレクタ26の入力信号によりフィールド間で画像データを比較し動きを検出する動き検出回路210を設ける。
【0046】
このように構成することで、電子内視鏡3に設けられたモード切替指示スイッチ41が押下されると、モード切替回路42がタイミングジェネレータ35を制御し光源装置4の制御回路17によりに露光時間を通常観察時の2倍(回転フィルタ14の第2のフィルタ組での回転速度を第1フィルタ組での回転速度の半分)とするように回転フィルタ14の回転を制御する。
【0047】
また、電子内視鏡3に設けられたフリーズスイッチ205が押下された場合は、例えば通常観察時では図30のタイミングで、また狭帯域観察時には図31のタイミングで、動き検出回路210によりフィールド間での画像データを比較して動きを検出し、メモリ200,201、202に記録する画像データの更新を制御する。
【0048】
具体的には、図30の通常観察時を例に説明すると、例えば動き検出回路210により同時化メモリ27に記憶された1フィールド期間の画像データR0とセレクタ26に入力される1フィールド期間の画像データG0を比較し(第1の比較)、さらに同時化メモリ28に記憶された1フィールド期間の画像データG0とセレクタ26に入力される1フィールド期間の画像データB0を比較し(第2の比較)、共に動きがないと判断すると、モード切替回路42がタイミングジェネレータ35を制御し、次のフィールド期間(図中の*期間)でメモリ200,201、202に同時化メモリ27,28,29に記憶されている画像データR0,G0,B0を書き込む。
【0049】
また、動き検出回路210により上記第2の比較した結果、動きがないと判断された後、同時化メモリ29に記憶された1フィールド期間の画像データB0とセレクタ26に入力される1フィールド期間の画像データR1を比較し(第3の比較)し、第3の比較の結果においても動きがないと判断されると、モード切替回路42がタイミングジェネレータ35を制御し、次のフィールド期間(図中の☆期間)でメモリ200,201、202が更新され、同時化メモリ27,28,29に記憶されている画像データR1,G0,B0が上書きされる
なお、第3の比較の結果、動きがあると判断されると、上記の☆期間では、更新されず、メモリ200,201、202には上記の*期間で記録されたデータが保持される。
【0050】
このようにしてメモリ200,201、202の更新が順次、次段のフィールドでなされる。なお、狭帯域観察時も露光時間が2倍となるだけで、図31に示すように、メモリ200,201、202に対して同様な更新がなされる。
【0051】
そして、電子内視鏡3に設けられたフリーズスイッチ205が押下されると、モード切替回路42がタイミングジェネレータ35を制御し、同時化メモリ27,28,29からの読み出しを停止し、メモリ200,201、202から読み出した画像データを画像処理回路30に出力する。
【0052】
ただし、メモリ200,201、202に画像データがない場合、またはモード切替指示スイッチ41が押下され回転フィルタ14の第2のフィルタ組に切り替えられた直後は、動き検出回路210により動きが検出されるまでは、フリーズスイッチ205が押下されても、同時化メモリ27,28,29からの読み出しを継続し、動きが検出されて始めて同時化メモリ27,28,29からの読み出しを停止する。
【0053】
図29のようにメモリ200,201、202及び動き検出回路210を設けることで、狭帯域観察時に露光時間を延長した際に、フリーズをかけても、画像のぶれを最小限に抑えた画像を得ることができる。
【0054】
ところで、一般的に励起光による生体組織の蛍光画像は、粘膜表面の微細な構造を反映しないが、可視光では発見し難い病変の存在を明らかにする。一方、毛細血管構築像など粘膜表面の微細構造は、病変の鑑別診断などに重要な情報となることが知られている。そこで、この2つの情報を組み合わせて画像として表示することで、診断能を向上させるようにしてもよい。
【0055】
具体的には、R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2のかわりに、図32に示すように、励起光用のFフィルタ14fと、G2フィルタ14g2及びB2フィルタ14b2により回転フィルタの第2のフィルタ組を構成する。ここで、励起光用のFフィルタ14fの分光特性は、図33に示すような特性となっている。
【0056】
Fフィルタ14fによる狭帯域の励起光を生体組織に照射すると、図33に示すような波長の蛍光が生体組織より発光される。従って、上記の実施の形態の如く広帯域特性を持つ色再現特性を重視した通常観察と、蛍光と狭帯域光を重ねた画像による高機能観察を切り替えて適用することが可能となる。
【0057】
このように蛍光観察による可視光では発見が困難な病変の観察と、狭帯域光による粘膜表面の詳細な観察とが行えるので、診断能を向上させることができる。
【0058】
図34ないし図36は本発明の第2の実施の形態に係わり、図34は内視鏡装置の構成を示す構成図、図35は図34の回転フィルタの構成を示す構成図、図36は図34のカラーチップの分光特性を示す図である。
【0059】
第2の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0060】
図34に示すように、本実施の形態の電子内視鏡3ではCCD2の前面にカラーチップ81を配置しカラーCCD2aを構成して、通常観察時において同時式の内視鏡装置1を構成している。カラーCCD2aからのカラー撮像信号はA/D変換器24でカラー画像データに変換された後、色分離回路82で色分離された後、ホワイトバランス回路25に入力され、セレクタ26を介してメモリ83,84,85に格納された後、画像処理回路30で補間処理等がなされた後所望の画像処理がなされるようになっている。
【0061】
光源装置4の回転フィルタ86は、図35に示すように、第1の実施の形態の第2のフィルタ組と同様な分光特性であるR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2からなり、制御回路17の制御信号に基づいて回転フィルタモータ18により回転駆動され、電子内視鏡3に設けられたモード切替スイッチ41の指示信号を受けたモード切替回路42からの制御信号に基づいてフィルタ移動モータ87により光路に対して挿入及び抜去されるようになっている。
【0062】
このように構成された本実施の形態では、通常観察時には回転フィルタ86は光路上より抜去され、白色光が生体組織に照射される。そして、この白色光による生体組織像がカラーCCD2aにより撮像される。このときCCD2の前面にカラーチップ81の分光特性を図36に示す。
【0063】
一方、狭帯域光観察時には、回転フィルタ86は光路上に挿入され、R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2による面順次光が生体組織に照射される。そして、この面順次光による生体組織像がカラーCCD2aにより撮像される。
【0064】
したがって、狭帯域光観察時にはR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2による離散的な狭帯域分光特性を有した面順光が生体組織に照射されるので、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0065】
図37ないし図46は本発明の第3の実施の形態に係わり、図37は内視鏡装置の構成を示す構成図、図38は図37の帯域制限フィルタのバンドパス特性を示す図、図39は図38の帯域制限フィルタによる離散的な狭帯域の面順次光の分光特性を示す図、図40は図37の帯域制限フィルタの第1の変形例のバンドパス特性を示す図、図41は図40の帯域制限フィルタによる離散的な狭帯域の面順次光の分光特性を示す図、図42は図37の帯域制限フィルタの第2の変形例のバンドパス特性を示す図、図43は図37のキセノンランプの分光特性の一例を示す図、図44はキセノンランプの分光特性が図43の際の図37の帯域制限フィルタの第3の変形例のバンドパス特性を示す図、図45は図37の光源装置の変形例の構成を示す構成図、図46は図45の減光回転フィルタの構成を示す図である。
【0066】
第3の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0067】
本実施の形態の光源装置4は、図37に示すように、R1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14b1が配置された回転フィルタ91と、透過光の帯域を制限する図38に示すような多峰性のバンドパス特性(R2バンド、G2バンド、B2バンド)を有する帯域制限フィルタ92とを備え、回転フィルタ91は制御回路17の制御信号に基づいて回転フィルタモータ18により回転駆動され、帯域制限フィルタ92はモード切替スイッチ41の指示信号を受けたモード切替回路42からの制御信号に基づいてフィルタ移動モータ87により光路に対して挿入及び抜去されるようになっている。
【0068】
このように構成された本実施の形態では、帯域制限フィルタ92が光路に挿入されることで、回転フィルタ91を透過した面順次光は、図39に示すように、離散的な狭帯域の面順次光となり、この狭帯域の面順次光が生体組織に照射されるので、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0069】
なお、本実施の形態では、帯域制限フィルタ92は図38に示したようにRGB3つのバンドでの狭帯域特性を有するように構成したが、これに限らず、生体表面構造だけの観察能を向上させたいという場合には、3つのバンドすべてを狭帯域化する必要ななく、Bバンドのみを狭帯域にすればよいので、図40に示すように、変形的な多峰性のバンドパス特性を有する帯域制限フィルタを用いても良く、このような帯域制限フィルタをRGBの回転フィルタ91と組み合わせることにより、図41に示すようなBバンドのみ狭帯域特性をもつ面順次光を生体組織に照射できる。
【0070】
Bバンドのみ狭帯域特性を持たせるために、帯域制限フィルタ92を図42に示すようにRGB光をB’のみの光とするのような帯域制限フィルタとしてもよく、このB’のみの狭帯域特性の具体例としては、長帯域が420nmを含み半値幅20〜40nmのバンドパス特性を有する。
【0071】
図42に示したような分光特性にすると、可視光域のおける血液の吸収が大きい帯域である420nmを含む狭帯域特性を持つ照明光で観察することで、粘膜表面上の毛細血管構築の高いコントラストで再現できる。
【0072】
また、図43に示すようにキセノンランプの分光特性が短波長域で減衰している特性など有する場合等、回転フィルタ91の短波長域側の遮断特性を利用できる場合には、図44に示すように、短波長側がバンドパス特性ではなく開放特性を有するに示すように帯域制限フィルタを用いても良い。
【0073】
また、ランプが短波長域でエネルギが低下することと、さらにCCD分光感度特性がこの領域で感度低下することを考慮すると、ホワイトバランス等の色調整処理を行った結果、B2バンド画像はゲインが過度に増大され、非常にノイズの多い画像となる。
【0074】
そこで、光源装置の変形例として、図45に示すように、光路上に減光回転フィルタフィルタ95を抜去可能に挿入することで、ランプ、CCD等のフィルタ以外の分光特性を考慮してホワイトバランスを取ったあとも、各バンド画像が適切なSN特性を有するように、光源側で各バンドの光量を調整する。
【0075】
すなわち、図46に示すように、減光回転フィルタフィルタ95を回転フィルタ91のB1フィルタ14b1に対応する各部は透過部とし、R1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1に対応する部分をそれぞれの帯域光を減光する減光フィルタとして構成する。そして、減光回転フィルタ95は回転フィルタ91と同様に制御回路17の制御信号に基づいて回転フィルタモータ96により回転駆動されると共に、モード切替回路42からの制御信号に基づいてモード切替モータ97により径方向が光路に対して垂直に移動可能で、その駆動タイミングは回転フィルタ91と同期して行われる。
【0076】
図47ないし図50は本発明の第4の実施の形態に係わり、図47は内視鏡装置の構成を示す構成図、図48は図47の通常観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図、図49は図47の電源部による各バンドの照明タイミングとそのときの光量制御タイミングを示す図、図50は図47の電源部による狭帯域観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図である。
【0077】
第4の実施の形態は、第3の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0078】
本実施の形態の光源装置は、図47に示すように、電源部10が調光回路43からの制御信号を受けキセノンランプ11の駆動電圧を可変できるようになっている。
【0079】
ランプの特性を考慮して、実際の光源装置から照射される光の分光分布は図48のようになる。ランプが短波長域でエネルギが低下することと、さらにCCD分光感度特性がこの領域で感度低下することを考慮すると、ホワイトバランス等の色調整処理を行った結果、B2バンド画像はゲインが過度に増大され、非常にノイズの多い画像となる。
【0080】
そこで、本実施の形態では、ランプ、CCD等のフィルタ以外の分光特性を考慮してホワイトバランスを取ったあとも、各バンド画像が適切なSN特性を有するように、光源側で各バンドの光量を調整する。なお、帯域制限フィルタ92では、図44に示した分光特性を有するとする。
【0081】
図49に各バンドの照明タイミングと、そのときの光量制御タイミングを示す。帯域制限フィルタ92が光路上に挿入されていない通常観察時では、図49(a)に示す照明タイミングに対して、電源部10は調光回路43からの制御信号を受けキセノンランプ11の駆動電圧の電圧レベルを制御し図49(b)に示すような光量制御を行う。なお、遮光期間に光量を低下させるのは、ランプから発生する熱を軽減するためである。
【0082】
一方、帯域制限フィルタ92が光路上に挿入されている狭帯域光観察時では、図49(c)に示す照明タイミングに対して、電源部10は調光回路43からの制御信号を受けキセノンランプ11の駆動電圧の電圧レベルを制御し図49(d)に示すような光量制御を行う。
【0083】
このように本実施の形態では、第3の実施の形態の効果に加え、キセノンランプ11の駆動電圧の電圧レベルを制御しない場合の光源から照射される光の分光分布(図48参照)が、図50に示すような分光特性となり、各バンド画像が適切なSN特性を有する光量制御が実現できる。
【0084】
図51は本発明の第5の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【0085】
第5の実施の形態は、第3の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0086】
図51に示すように、本実施の形態の電子内視鏡3ではCCD2の前面にカラーチップ101を配置しカラーCCD2aを構成して、同時式の内視鏡装置1を構成している。カラーCCD2aからのカラー撮像信号はA/D変換器24でカラー画像データに変換された後、色分離回路102で色分離された後、ホワイトバランス回路25に入力され、セレクタ26を介してメモリ103に格納された後、画像処理回路30で補間処理等がなされた後所望の画像処理がなされるようになっている。
【0087】
光源装置4は、多峰性のバンドパス特性(図38、図40、図44参照)を有する帯域制限フィルタ92とを備え、帯域制限フィルタ92はモード切替スイッチ41の指示信号を受けたモード切替回路42からの制御信号に基づいてフィルタ移動モータ87により光路に対して挿入及び抜去されるようになっている。
【0088】
このように構成された本実施の形態では、帯域制限フィルタ92が光路に挿入されることで、カラーチップ101を介したCCD2で撮像される像の分光特性は離散的な狭帯域バンド像(図39参照)となり、この狭帯域バンド像を画像処理することにより、本実施の形態でも第3の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0089】
図52は本発明の第6の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【0090】
第6の実施の形態は、第5の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0091】
本実施の形態では、図52に示すように、通常観察用の光源装置111の他に狭帯域観察用の光源装置112を別体に設けている。
【0092】
光源装置111は、照明光発光手段としてキセノンランプ11を有し、キセノンランプ11からの白色光は絞り装置13を介してカラーCCD2aを備えた電子内視鏡3のライトガイド15の入射面に入射されるようになっている。
【0093】
また、光源装置112は、照明光発光手段として超高圧水銀ランプ113を備え、超高圧水銀ランプ113からの光は絞り装置13で調光され、帯域制限フィルタ92を介して電子内視鏡3の処置具チャンネル(図示せず)に挿通される照明プローブ114の入射面に入射されるようになっている。
【0094】
ここで、光源装置111,112のそれぞれの絞り装置13は、調光回路43によりモード切替回路42からの制御信号及び調光制御パラメータ切替回路44からの調光制御パラメータに基づき制御されるようになっている。
【0095】
本実施の形態では、通常観察時には、光源装置111の絞り装置13が明るめに設定されると共に、光源装置112の絞り装置13が暗めに設定あるいは遮断される。
【0096】
また、狭帯域光観察時には、光源装置112の絞り装置13が明るめに設定されると共に、光源装置111の絞り装置13が暗めに設定あるいは遮断される。
【0097】
このようにそれぞれの絞り装置13を設定することで、狭帯域光観察時には照明プローブ114の出射面から狭帯域光が照射されるので、本実施の形態でも第5の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0098】
図53ないし図57は本発明の第7の実施の形態に係わり、図53は内視鏡装置の構成を示す構成図、図54は図53のキセノンランプの分光分布の一例を示す図、図55は図53の超高圧水銀ランプの分光分布の一例を示す図、図56は図53の光混合部の構成を示す構成図、図57は図56の光混合部による狭帯域観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図である。
【0099】
第7の実施の形態は、第3の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0100】
本実施の形態の光源装置3では、図53に示すように、2つのランプ、図54に示すような比較的ブロードな分光分布を有するキセノンランプ11と、キセノンランプ11の光路と直交した光路上に設けられた図55に示すような複数の輝線スペクトルを有する超高圧水銀ランプ113とを備え、このキセノンランプ11と超高圧水銀ランプ113からのそれぞれの光を混合する光混合部121を有して構成される。そして、光混合部121で混合された光は絞り装置13及び回転フィルタ91を介して電子内視鏡3に供給される。
【0101】
光混合部121は、図56に示すように、キセノンランプ11からの光の光量を調整する絞り122と、超高圧水銀ランプ113からの光量を調整する絞り123と、絞り122及び絞り123を介した光を合成し絞り装置13及び回転フィルタ91の光路上に出力するハーフミラー124と、モード切替回路42からの制御信号に基づき絞り122及び絞り123を制御する絞り制御回路125とから構成される。
【0102】
狭帯域観察時は、絞り制御回路125によりキセノンランプ11前面の絞り122を閉じ、超高圧水銀ランプ113前面の絞り123を開放することで、光混合部121から出射される照明光は超高圧水銀ランプ113と同等の分光特性を持つ光となる。そしてこの光をR1G1B1の回転フィルタ91を透過させることで、図57に示すようなRGBの狭帯域面順次光を生体組織に照射する。
【0103】
一方、通常観察時には、絞り制御回路125により超高圧水銀ランプ113前面の絞り122を閉じ、キセノンランプ11前面の絞り123を開放することで、自然な色再現を可能とするRGBの面順次光を生体組織に照射する。
【0104】
このように本実施の形態でも第3の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0105】
なお、キセノンランプ11及び超高圧水銀ランプ113の中間的な照明光を得るときは、両ランプ前面の絞りの開放率を調整することで、両ランプ特性が絞りの開放比率に応じた割合で混合され、両ランプとは異なる分光特性を有する照明光を得ることができる。
【0106】
また、モード切替に応じて、調光制御パラメータが調光テーブルを変更するなどして、調光回路43の動作を変更し、照明光分光分布が変化したことでの照明光量の変化を補償する。その結果、粘膜表面構造を詳細に観察するなど、その目的に応じた照明光分光分布に切り替える場合でも、常に適切な明るさの映像を観察することができる。
【0107】
図58は本発明の第8の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【0108】
第8の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0109】
本実施の形態は、図58に示すように、狭帯域面順次光を電子内視鏡3に供給する専用の狭帯域用光源装置131と、電子内視鏡3で撮像された狭帯域面順次光を処理する専用の狭帯域用ビデオプロセッサ132とを有する、狭帯域観察内視鏡装置である。
【0110】
光源装置131に設けられた狭帯域回転フィルタ133は、狭帯域RGB面順次光を生成するためにR2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2(図4参照)からなる。
【0111】
このように本実施の形態でも狭帯域面順次光による狭帯域観察が可能となる。
【0112】
また、狭帯域回転フィルタ133を有する狭帯域用光源装置131が狭帯域用ビデオプロセッサ132に接続されると、狭帯域用光源装置131の制御回路17から狭帯域用光源装置131の照明光分光特性の種別に関する情報が識別信号として調光制御パラメータ切替回路44に出力される。調光制御パラメータ切替回路44には、予め識別信号と制御パラメータの対応は対応表の形式で記録されており、この対応表に基づいて適切な制御信号が調光回路43に出力され、その結果、照明光分光特性に応じた調光制御が可能となる。
【0113】
図59及び図60は本発明の第9の実施の形態に係わり、図59は内視鏡装置の構成を示す構成図、図60は図59の電子内視鏡の先端に装着可能な帯域制限フィルタを有するアダプタを示す図である。
【0114】
第9の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0115】
本実施の形態は、図59に示すように、通常観察用の電子内視鏡151、通常観察用の面順次光を電子内視鏡151に供給する光源装置152及び電子内視鏡151からの撮像信号を信号処理するビデオプロセッサ153とからなる内視鏡装置154と、この内視鏡装置154とは別体に狭帯域光観察用内視鏡装置155を備えて構成される。ここで、光源装置152は、キセノンランプ11及び絞り装置13と、R1フィルタ14r1,G1フィルタ14g1,B1フィルタ14b1が配置された回転フィルタ91とを有している。
【0116】
狭帯域光観察用内視鏡装置155は、電子内視鏡151の処置具チャンネルに挿通される細径電子内視鏡156、狭帯域面順次光を細径電子内視鏡156に供給する光源装置157及び細径電子内視鏡156からの撮像信号を信号処理するビデオプロセッサ158とから構成される。光源装置152は、超高圧水銀ランプ113及び絞り装置13と、R2フィルタ14r2,G2フィルタ14g2,B2フィルタ14b2が配置された回転フィルタ160とを有している。
【0117】
通常観察時は内視鏡装置154を用いて行い、狭帯域光観察時は狭帯域光観察用内視鏡装置155を用いて行う。
【0118】
本実施の形態でも第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【0119】
なお、狭帯域光観察用内視鏡装置155は、通常の内視鏡を接続することができる。
【0120】
また、上記電子内視鏡151の先端に、図58に示すような帯域制限フィルタ170を有するアダプタ171を装着しても良い。これにより内視鏡装置154を用いても狭帯域光観察を行うことができる。
【0121】
なお、図60では対物光学系21の前面に帯域制限フィルタ170を貼ったアダプタ171を装着した例であるが、照明レンズ172前面に帯域制限フィルタ170を装着するようにしても良い。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、生体組織の組織表面近くの所望の深部の組織情報を得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】本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図2】図1の回転フィルタの構成を示す構成図
【図3】図2の回転フィルタの第1のフィルタ組の分光特性を示す図
【図4】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の分光特性を示す図
【図5】図1の内視鏡装置により観察する生体組織の層方向構造を示す図
【図6】図1の内視鏡装置からの照明光の生体組織の層方向への到達状態を説明する図
【図7】図3の第1のフィルタ組を透過した面順次光による各バンド画像を示す図
【図8】図4の第2のフィルタ組を透過した面順次光による各バンド画像を示す図
【図9】図1の調光回路による調光制御を説明する図
【図10】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第1の変形例の分光特性を示す図、
【図11】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第2の変形例の分光特性を示す図
【図12】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第3の変形例の分光特性を示す図
【図13】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第4の変形例の分光特性を示す図
【図14】図1のキセノンランプの分光分布の第1の例を示す図
【図15】図14のキセノンランプの分光分布の際の回転フィルタの第2のフィルタ組の第4の変形例の分光特性を示す図
【図16】図14の第2のフィルタ組の第4の変形例による生体組織照明光の分光特性を示す図
【図17】図1のキセノンランプの分光分布の第2の例を示す図
【図18】図1のCCDの分光感度特性の一例を示す図
【図19】キセノンランプの分光分布が第2の例でかつCCDの分光感度特性が図18の時の回転フィルタの第2のフィルタ組の第5の変形例に蒸着する減光フィルタの分光特性を示す図
【図20】図19の減光フィルタを蒸着した第2のフィルタ組の第5の変形例の分光特性を示す図
【図21】図1の光源装置の第1の変形例の構成を示す構成図
【図22】図21の減光回転フィルタの構成を示す構成図
【図23】図1の光源装置の第2の変形例の構成を示す構成図
【図24】図23の減光フィルタを構成する第1の減光フィルタの減光特性を示す図
【図25】図23の減光フィルタを構成する第2の減光フィルタの減光特性を示す図
【図26】図23の減光フィルタの減光特性を示す図
【図27】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の詳細なの分光特性を示す一例を示す図
【図28】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第6の変形例の分光特性を示す図
【図29】図1のビデオプロセッサの変形例の要部の構成を示す図
【図30】図29のビデオプロセッサの作用を説明する第1の図
【図31】図29のビデオプロセッサの作用を説明する第2の図
【図32】図2の回転フィルタの第2のフィルタ組の第7の変形例を示す図
【図33】図32の第2のフィルタ組の第7の変形例の分光特性を示す図
【図34】本発明の第2の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図35】図34の回転フィルタの構成を示す構成図
【図36】図34のカラーチップの分光特性を示す図
【図37】本発明の第3の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図38】図37の帯域制限フィルタのバンドパス特性を示す図
【図39】図38の帯域制限フィルタによる離散的な狭帯域の面順次光の分光特性を示す図
【図40】図37の帯域制限フィルタの第1の変形例のバンドパス特性を示す図
【図41】図40の帯域制限フィルタによる離散的な狭帯域の面順次光の分光特性を示す図
【図42】図37の帯域制限フィルタの第2の変形例のバンドパス特性を示す図
【図43】図37のキセノンランプの分光特性の一例を示す
【図44】キセノンランプの分光特性が図43の際の図37の帯域制限フィルタの第3の変形例のバンドパス特性を示す図
【図45】図37の光源装置の変形例の構成を示す構成図
【図46】図45の減光回転フィルタの構成を示す図
【図47】本発明の第4の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図48】図47の通常観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図
【図49】図47の電源部による各バンドの照明タイミングとそのときの光量制御タイミングを示す図
【図50】図47の電源部による狭帯域観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図
【図51】本発明の第5の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図52】本発明の第6の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図53】本発明の第7の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図54】図53のキセノンランプの分光分布の一例を示す図
【図55】図53の超高圧水銀ランプの分光分布の一例を示す図
【図56】図53の光混合部の構成を示す構成図
【図57】図56の光混合部による狭帯域観察時の光源装置から照射される光の分光分布を一例を示す図
【図58】本発明の第8の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図59】本発明の第9の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図60】図59の電子内視鏡の先端に装着可能な帯域制限フィルタを有するアダプタを示す図
【符号の説明】
1…内視鏡装置
2…CCD
3…電子内視鏡
4…光源装置
5…観察モニタ
6…画像ファイリング装置
7…ビデオプロセッサ
10…電源部
11…キセノンランプ
12…熱線カットフィルタ
13…絞り装置
14…回転フィルタ
15…ライトガイド
16…集光レンズ
17…制御回路
18…回転フィルタモータ
19…モード切替モータ19
20…CCD駆動回路
21…対物光学系
22…アンプ
23…プロセス回路
24…A/D変換器
25…ホワイトバランス回路
26…セレクタ
27、28,29…同時化メモリ
30…画像処理回路
31,32,33…D/A回路
34…符号化回路
35…タイミングジェネレータ
41…モード切替スイッチ
42…モード切替回路
43…調光回路
44…調光制御パラメータ切替回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope apparatus that captures an image of a living tissue and performs signal processing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an endoscope apparatus that irradiates illumination light to obtain an endoscopic image in a body cavity has been widely used. In this type of endoscope device, an electronic endoscope having imaging means for guiding illumination light from a light source device into a body cavity by using a light guide or the like and capturing an image of a subject by return light thereof is used. An endoscope image is displayed on an observation monitor by performing signal processing on an imaging signal from an imaging unit, and an observation site such as an affected part is observed.
[0003]
When performing normal living tissue observation with an endoscope device, the light source device emits white light in the visible light region, and irradiates the subject with light in a sequential manner through a rotating filter such as RGB. A color image is obtained by synchronizing the return light by light with a video processor and performing image processing, or a color chip is arranged in front of the imaging surface of the imaging means of the endoscope, and the return light by white light is converted into RGB by the color chip. A color image is obtained by taking an image by separating and processing the image by a video processor.
[0004]
On the other hand, in living tissue, light absorption characteristics and scattering characteristics are different depending on the wavelength of light to be irradiated. In recent years, for example, it is possible to irradiate living tissue with infrared light as illumination light and observe deep tissue in the living tissue. Various infrared endoscope devices have been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the diagnosis of a living tissue, deep tissue information near the tissue surface is also an important observation target, but the infrared endoscope apparatus described above can only obtain deep tissue information deeper than the tissue surface.
[0006]
Further, when white light is radiated on living tissue as RGB plane sequential light by a rotation filter, since the wavelength range is different, an imaging signal by light of each color has different deep tissue information near the tissue surface of the living tissue. However, in order to make the endoscope image by the RGB plane sequential light into a more natural color image, white light is generally separated into RGB light whose wavelength ranges overlap each other.
[0007]
That is, in the overlapped RGB light, a wide depth of tissue information is captured in the imaging signal of light in each wavelength range, so that it is difficult to visually recognize desired deep tissue information near the tissue surface of the living tissue. There's a problem.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus and a light source apparatus that can obtain tissue information at a desired deep portion near a tissue surface of a living tissue.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An endoscope apparatus according to the present invention includes an illumination light supply unit that supplies illumination light including a visible light region, an endoscope having an imaging unit that irradiates the illumination light onto a subject and captures the subject with return light, An endoscope apparatus comprising: a signal processing unit that performs signal processing on an imaging signal from the imaging unit.A plurality of the illumination lights are arranged so as to be arranged on an optical path from the illumination light supply means to the imaging means, and the tissue information of the tissue in the body cavity of the subject is separated at a layer level and can be visually recognized. A band limiting unit that limits a band of at least one wavelength region in the wavelength region to be narrow, and forms a band image of a discrete spectral distribution of a subject obtained from the narrow band light on the imaging unit. And
The light source device of the present invention is provided such that illumination light supply means for supplying illumination light in a plurality of wavelength regions including a visible light region, and to be arranged on an optical path of illumination light supplied from the illumination light supply means. A band in which the band of at least one wavelength region of the plurality of wavelength regions of the illumination light is limited to be narrowed, and a band image of a discrete spectral distribution of a subject obtained from the narrow band light is formed on the imaging unit. Limiting means, a normal observation mode for obtaining an image for normal observation based on the illumination light, and tissue information of a tissue in a body cavity of the subject from the band image of the discrete spectral distribution obtained by the band limiting means at a layer level. And control means for controlling the generation of the light having the discrete spectral distribution by the band limiting means based on a mode switching instruction for switching between a narrow band observation mode and a narrow band observation mode that can be visually recognized separately. The features.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
1 to 33 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope device, FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a rotary filter of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing spectral characteristics of a first filter set of the rotary filter of FIG. 2; FIG. 4 is a diagram showing spectral characteristics of a second filter set of the rotary filter of FIG. 2; FIG. 6 is a diagram illustrating a layered structure of a living tissue to be observed, FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which illumination light from the endoscope apparatus in FIG. 1 reaches a layered direction of the living tissue, and FIG. 7 is a first diagram in FIG. FIG. 8 is a diagram showing each band image by plane-sequential light transmitted through the second filter set of FIG. 4, and FIG. 9 is a diagram showing each band image by plane-sequential light transmitted through the filter set. FIG. 10 is a diagram for explaining dimming control according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 shows spectral characteristics of a first modification of the second filter set of the rotary filter in FIG. FIG. 11 is a diagram showing spectral characteristics of a second modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. 2; FIG. 12 is a third modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. FIG. 13 is a view for explaining the operation of the third modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. 2, and FIG. 14 is a first example of the spectral distribution of the xenon lamp of FIG. FIG. 15 is a diagram showing a spectral characteristic of a fourth modified example of the second filter set of the rotating filter at the time of the spectral distribution of the xenon lamp of FIG. 14, and FIG. 16 is a second filter set of FIG. FIG. 17 is a diagram showing a spectral characteristic of living tissue illumination light according to a fourth modified example of FIG. 17, FIG. 17 is a diagram showing a second example of the spectral distribution of the xenon lamp of FIG. 1, and FIG. FIG. 19 is a view showing an example, and FIG. FIG. 20 is a diagram showing the spectral characteristics of the neutral density filter deposited on the fifth modified example of the second filter set of the rotary filter when the characteristic is shown in FIG. 18. FIG. 20 is a second filter on which the neutral density filter of FIG. 19 is deposited. FIG. 21 is a diagram showing the spectral characteristics of a fifth modification of the set, FIG. 21 is a configuration diagram showing the configuration of a first modification of the light source device of FIG. 1, and FIG. 22 is a configuration showing the configuration of the dimming rotation filter of FIG. FIG. 23 is a configuration diagram showing a configuration of a second modified example of the light source device of FIG. 1, and FIG. 24 is a diagram showing a dimming characteristic of a first dimming filter constituting the dimming filter of FIG. 25 is a diagram showing the dimming characteristics of the second dimming filter constituting the dimming filter of FIG. 23, FIG. 26 is a diagram showing the dimming characteristics of the dimming filter of FIG. 23, and FIG. 27 is a rotary filter of FIG. FIG. 28 is a diagram showing an example showing detailed spectral characteristics of the second filter set of FIG. FIG. 29 is a diagram illustrating spectral characteristics of a sixth modification of the second filter set, FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a modification of the video processor in FIG. 1, and FIG. 30 is a diagram illustrating the operation of the video processor in FIG. FIG. 31 is a second diagram for explaining the operation of the video processor of FIG. 29, FIG. 32 is a diagram showing a seventh modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. 2, and FIG. FIG. 33 is a diagram illustrating spectral characteristics of a seventh modification of the second filter set in FIG. 32.
[0012]
As shown in FIG. 1, an
[0013]
The light source device 4 includes a
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
Power is supplied from the
[0016]
Returning to FIG. 1, the
[0017]
Further, the
[0018]
Next, the operation of the thus configured endoscope apparatus of the present embodiment will be described.
[0019]
As shown in FIG. 5, the
[0020]
On the other hand, the depth of the light in the depth direction of the light with respect to the
[0021]
At the time of normal observation, the mode switching circuit in the
[0022]
As shown in FIG. 3, the R1 filter 14r1, the G1 filter 14g1, and the B1 filter 14b at the time of normal observation of the
[0023]
Then, by synchronizing the RGB image signals with the
[0024]
On the other hand, when the
[0025]
The R2 filter 14r2, the G2 filter 14g2, and the B2 filter 14b2 at the time of narrow-band light observation of the
[0026]
At this time, as is apparent from FIGS. 3 and 4, the transmitted light amount by the second filter set is smaller than the transmitted light amount by the first filter set because the band becomes narrower. The
[0027]
Specifically, in conjunction with the change from the first filter set to the second filter set, the aperture level value corresponding to the light amount set value Lx is changed from Mx1 to Mx2 as shown in FIG. As a result, the aperture is controlled in the opening direction, and the filter operates so as to compensate for a decrease in the illumination light amount due to the narrow band of the filter.
[0028]
As a result, image data with sufficient brightness can be obtained even during narrowband light observation.
[0029]
As described above, in the present embodiment, at the time of normal observation of the
[0030]
The second filter set is a filter set (R2 filter 14r2, G2 filter 14g2, B2 filter 14b2) as shown in FIG. 4 for the spectral characteristics of the illumination light, but is not limited to this. As a first modification of the first embodiment, a filter set that generates narrow band plane-sequential light having discrete spectral characteristics as shown in FIG. In the filter set of the first modification, the G filter and the R filter are the same as the G filter and the R filter of the first filter set, and only the B filter is narrowed. This is particularly suitable when attention is paid to a capillary structure or the like near the surface of a living tissue, and other band images may be the same as conventional images.
[0031]
The filter characteristics are not limited to the visible light range. As a second modified example of the second filter set, the illumination light is converted into narrow band plane sequential light having discrete spectral characteristics as shown in FIG. A filter set may be used. The filter set according to the second modified example sets B in the near-ultraviolet region and R in the near-infrared region in order to observe irregularities on the surface of the living body and the absorber near the extremely deep layer. This is suitable for obtaining image information that cannot be obtained.
[0032]
Further, as a third modification of the second filter set, as shown in FIG. 12, instead of the G filter, a filter set including two filters that are close to B2a and B2b in a short wavelength range may be used. This is suitable for imaging a subtle difference in scattering characteristics rather than absorption characteristics by utilizing the fact that the wavelength band in the vicinity extends only to the vicinity of the very surface layer of the living body. In other words, as shown in FIG. 13, if a filter is formed at a position where the scattering characteristics change greatly so that the absorption characteristics of the living body become substantially equal at the center wavelengths of B2a and B2b, the near-surface scattering characteristics can be imaged. It is suitable for. Medically, it is supposed that the present invention is used for discriminating and diagnosing diseases such as early cancer, which have disordered cell arrangement near the mucosal surface layer.
[0033]
Generally, a xenon lamp or the like is often manufactured so as to block ultraviolet light. FIG. 14 shows an example of the spectral distribution of the illumination light source. Therefore, in the B region of the second filter set, even if the short wavelength side is set as an open characteristic as a transmission region as shown in FIG. 15, the characteristic as shown in FIG. Band illumination light characteristics can be realized. In addition, in the case of manufacturing an optical filter, it is often the case that a multilayer interference film filter is usually deposited, and in the manufacturing method, in order to narrow the spectral transmittance characteristic, a number of layers must be deposited, Therefore, there is a problem that the cost is increased and the thickness of the filter is increased. However, by using the lamp characteristics to make one side open, the manufacturing cost and the thickness can be reduced.
[0034]
When the spectral distribution of the light source is as shown in FIG. 17 and the spectral sensitivity characteristic of the CCD is as shown in FIG. 18, the
[0035]
Therefore, it is necessary to control not only the band characteristic but also the peak transmittance characteristic in consideration of the spectral distribution of elements that affect the system spectral sensitivity, such as the light source spectral distribution characteristic and the CCD spectral sensitivity characteristic.
[0036]
Therefore, in consideration of system spectral sensitivity characteristics and dimming characteristics other than the filter, as a fifth modified example of the second filter set, a dimming as shown in FIG. 19 for obtaining an image of appropriate brightness. A neutral density filter having the characteristics a and b may be formed by vapor deposition or bonding to the R2 filter 14r2 and the G2 filter 14g2 of the
[0037]
Considering the spectral distribution of factors that affect system spectral sensitivity, such as light source spectral distribution characteristics and CCD spectral sensitivity characteristics, as a method of controlling not only band characteristics but also peak transmittance characteristics, as described above, a neutral density filter is used. As shown in FIG. 21, in addition to vapor deposition or bonding to the R2 filter 14r2 and the G2 filter 14g2 of the
[0038]
As a method of controlling not only the band characteristic but also the peak transmittance characteristic in consideration of the spectral distribution of elements that affect the system spectral sensitivity, such as the light source spectral distribution characteristic and the CCD spectral sensitivity characteristic, as described above, As shown in FIG. 23, instead of the light source device provided with the
[0039]
As an example of specific spectral characteristics of the R2 filter 14r2, the G2 filter 14g2, and the B2 filter 14b2, as shown in FIG. 27, the R2 filter 14r2 has a wavelength band including 600 nm and a half-width of 20 to 40 nm. The G2 filter 14g2 has a bandpass characteristic of a wavelength band including 540 nm and a half width of 20 to 40 nm, and the B2 filter 14b2 has a wavelength band of 420 nm and a bandpass characteristic of 20 to 40 nm. .
[0040]
With the spectral characteristics as shown in FIG. 27, observation with illumination light having a narrow band characteristic including 420 nm, which is a band in which the absorption of blood in the visible light region is large, makes it possible to enhance the capillary structure on the mucosal surface. In addition to being able to reproduce in contrast, the distribution of the absorber in the biological mucosa in the depth direction can be reproduced in different colors, and it is possible to overview the relative position of the absorber in the depth direction such as a blood vessel image.
[0041]
Further, as a modified example of the R2 filter 14r2, the G2 filter 14g2, and the B2 filter 14b2, a G ′ filter 14g ′, a G ″ filter 14g ″ and a B2 filter 14b2 having spectral characteristics as shown in FIG. 28 may be used. The G ′ filter 14g ′ has a band-pass characteristic having a wavelength band including 550 nm and a half-value width of 20 to 40 nm, the G ″ filter 14g ″ has a wavelength band including 500 nm and a band-pass characteristic having a half-value width of 20 to 40 nm, Further, the B2 filter 14b2 has a bandpass characteristic of a wavelength band including 420 nm and a half width of 20 to 40 nm.
[0042]
With the spectral characteristics shown in FIG. 28, observation with illumination light having a narrow band characteristic including 420 nm, which is a band in which the absorption of blood in the visible light region is large, allows a high capillary structure on the mucosal surface to be observed. In addition to being able to reproduce with contrast, by providing band-pass light near 500 nm as an adjacent wavelength band, image reproduction specialized for the structure of the mucosal surface can be realized.
[0043]
In conjunction with the change from the first filter set to the second filter set, the aperture level value corresponding to the light amount set value Lx is changed from Mx1 to Mx2 as shown in FIG. Although the aperture is controlled in the opening direction and the filter operates so as to compensate for the decrease in illumination light amount due to the narrow band of the filter, the irradiation light amount may be increased by extending the exposure time.
[0044]
However, the living body that is the subject is not necessarily stationary, but involves peristalsis and pulsation.If a freeze operation is performed during image observation, the image will move during exposure to the CCD. Increasing the irradiation light amount by extending the time causes a problem that image blur increases.
[0045]
Therefore, as a modified example of the
[0046]
With this configuration, when the mode switching
[0047]
When the
[0048]
More specifically, for example, the case of normal observation in FIG. 30 will be described. For example, the image data R0 of one field period stored in the
[0049]
Also, as a result of the second comparison by the
As a result of the third comparison, if it is determined that there is a motion, the data is not updated in the above-mentioned * period, and the data recorded in the * period is held in the
[0050]
In this manner, the
[0051]
When the
[0052]
However, when there is no image data in the
[0053]
By providing the
[0054]
By the way, in general, a fluorescence image of a living tissue by excitation light does not reflect the fine structure of the mucous membrane surface, but reveals the presence of a lesion that is hardly detectable by visible light. On the other hand, it is known that the fine structure of the mucosal surface such as a capillary blood vessel image is important information for differential diagnosis of a lesion. Therefore, by combining these two pieces of information and displaying them as an image, the diagnostic ability may be improved.
[0055]
Specifically, instead of the R2 filter 14r2, the G2 filter 14g2, and the B2 filter 14b2, as shown in FIG. 32, an
[0056]
When the living tissue is irradiated with the excitation light in a narrow band by the
[0057]
As described above, it is possible to observe a lesion that is difficult to be detected by visible light using fluorescence observation and to perform detailed observation of the mucosal surface using narrow-band light, so that diagnostic performance can be improved.
[0058]
34 to 36 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 34 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus, FIG. 35 is a configuration diagram showing a configuration of a rotary filter of FIG. 34, and FIG. FIG. 35 is a diagram illustrating spectral characteristics of the color chip of FIG. 34.
[0059]
Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0060]
As shown in FIG. 34, in the
[0061]
As shown in FIG. 35, the
[0062]
In the present embodiment configured as described above, during normal observation, the
[0063]
On the other hand, at the time of narrowband light observation, the
[0064]
Therefore, when observing the narrow band light, the living tissue is irradiated with the surface normal light having discrete narrow band spectral characteristics by the R2 filter 14r2, the G2 filter 14g2, and the B2 filter 14b2. The same effect as in the embodiment can be obtained.
[0065]
37 to 46 relate to the third embodiment of the present invention, FIG. 37 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope device, and FIG. 38 is a diagram showing bandpass characteristics of a band limiting filter of FIG. 39 is a diagram showing the spectral characteristics of discrete narrow-band plane-sequential light by the band-limiting filter of FIG. 38, FIG. 40 is a diagram showing band-pass characteristics of a first modification of the band-limiting filter of FIG. 37, and FIG. FIG. 42 is a diagram showing spectral characteristics of discrete narrow-band plane-sequential light by the band-limiting filter of FIG. 40, FIG. 42 is a diagram showing band-pass characteristics of a second modification of the band-limiting filter of FIG. 37, and FIG. FIG. 44 is a diagram showing an example of the spectral characteristics of the xenon lamp of FIG. 37; FIG. 44 is a diagram showing the band-pass characteristics of the third modification of the band-limiting filter of FIG. 37 when the xenon lamp has the spectral characteristics of FIG. 43; Shows the configuration of a modification of the light source device of FIG. Diagram, FIG. 46 is a diagram showing a decrease in light rotating filter arrangement of Figure 45.
[0066]
Since the third embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0067]
As shown in FIG. 37, the light source device 4 of the present embodiment has a
[0068]
In the present embodiment configured as described above, the band-
[0069]
In the present embodiment, the
[0070]
In order to provide only the B band with a narrow band characteristic, the
[0071]
With the spectral characteristics as shown in FIG. 42, observation with illumination light having a narrow band characteristic including 420 nm, which is a band in which the absorption of blood in the visible light region is large, makes it possible to enhance the capillary structure on the mucosal surface. Can be reproduced with contrast.
[0072]
In addition, when the cut-off characteristic of the
[0073]
Considering that the energy of the lamp decreases in the short wavelength region and that the spectral sensitivity characteristic of the CCD decreases in this region, as a result of performing the color adjustment processing such as white balance, the gain of the B2 band image is reduced. It is overly augmented and results in a very noisy image.
[0074]
Therefore, as a modified example of the light source device, as shown in FIG. 45, a
[0075]
That is, as shown in FIG. 46, the respective components corresponding to the B1 filter 14b1 of the
[0076]
47 to 50 relate to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 47 is a configuration diagram showing a configuration of the endoscope device, and FIG. 48 is a diagram showing light emitted from the light source device during normal observation in FIG. FIG. 49 is a diagram showing an example of the spectral distribution, FIG. 49 is a diagram showing the illumination timing of each band by the power supply unit in FIG. 47 and the light amount control timing at that time, and FIG. It is a figure which shows an example of the spectral distribution of the light irradiated.
[0077]
Since the fourth embodiment is almost the same as the third embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0078]
In the light source device of the present embodiment, as shown in FIG. 47, the
[0079]
Considering the characteristics of the lamp, the spectral distribution of the light emitted from the actual light source device is as shown in FIG. In view of the fact that the energy of the lamp decreases in the short wavelength region and that the spectral sensitivity characteristics of the CCD decrease in this region, the gain of the B2 band image becomes excessive as a result of performing the color adjustment processing such as white balance. The result is an increased and very noisy image.
[0080]
Therefore, in the present embodiment, even after white balance is taken in consideration of spectral characteristics other than filters such as lamps and CCDs, the light amount of each band is adjusted on the light source side so that each band image has appropriate SN characteristics. To adjust. It is assumed that the
[0081]
FIG. 49 shows the illumination timing of each band and the light amount control timing at that time. At the time of normal observation in which the
[0082]
On the other hand, at the time of narrow-band light observation in which the band-limiting
[0083]
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, the spectral distribution of the light emitted from the light source when the voltage level of the driving voltage of the
[0084]
FIG. 51 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
[0085]
Since the fifth embodiment is almost the same as the third embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0086]
As shown in FIG. 51, in the
[0087]
The light source device 4 includes a band-limiting
[0088]
In the present embodiment configured as described above, by inserting the
[0089]
FIG. 52 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
[0090]
Since the sixth embodiment is almost the same as the fifth embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0091]
In this embodiment, as shown in FIG. 52, a
[0092]
The
[0093]
The
[0094]
Here, the
[0095]
In the present embodiment, during normal observation, the
[0096]
During narrow-band light observation, the
[0097]
By setting each of the
[0098]
53 to 57 relate to the seventh embodiment of the present invention, FIG. 53 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus, and FIG. 54 is a diagram showing an example of a spectral distribution of the xenon lamp of FIG. 55 is a diagram showing an example of the spectral distribution of the ultra-high pressure mercury lamp of FIG. 53, FIG. 56 is a configuration diagram showing the configuration of the light mixing unit of FIG. 53, and FIG. 57 is a light source for narrow band observation by the light mixing unit of FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a spectral distribution of light emitted from the device.
[0099]
Since the seventh embodiment is almost the same as the third embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0100]
In the
[0101]
As shown in FIG. 56, the
[0102]
At the time of narrow-band observation, the
[0103]
On the other hand, at the time of normal observation, the
[0104]
As described above, also in the present embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
[0105]
In order to obtain intermediate illumination light between the
[0106]
Further, in response to the mode switching, the dimming control parameter changes the dimming table, for example, to change the operation of the dimming
[0107]
FIG. 58 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to the eighth embodiment of the present invention.
[0108]
Since the eighth embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0109]
In the present embodiment, as shown in FIG. 58, a dedicated narrow-band
[0110]
The narrow-
[0111]
Thus, also in the present embodiment, narrow-band observation using narrow-band surface sequential light is possible.
[0112]
When the narrow-band
[0113]
59 and 60 relate to the ninth embodiment of the present invention, FIG. 59 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus, and FIG. 60 is a band limitation that can be attached to the tip of the electronic endoscope of FIG. It is a figure showing an adapter which has a filter.
[0114]
Since the ninth embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0115]
In the present embodiment, as shown in FIG. 59, an
[0116]
The narrow-band light
[0117]
The normal observation is performed using the
[0118]
In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0119]
It should be noted that the
[0120]
Further, an
[0121]
Although FIG. 60 shows an example in which the
[0122]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that tissue information at a desired deep portion near the tissue surface of a living tissue can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a rotary filter of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating spectral characteristics of a first filter set of the rotary filter of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating spectral characteristics of a second filter set of the rotary filter of FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram showing a layered structure of a living tissue observed by the endoscope apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a view for explaining how illumination light from the endoscope apparatus shown in FIG. 1 arrives in a layer direction of a living tissue.
FIG. 7 is a view showing each band image by plane-sequential light transmitted through the first filter set of FIG. 3;
FIG. 8 is a diagram showing each band image by plane-sequential light transmitted through the second filter set of FIG. 4;
FIG. 9 is a view for explaining dimming control by the dimming circuit of FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram showing spectral characteristics of a first modification of the second filter set of the rotary filter in FIG. 2;
11 is a diagram illustrating spectral characteristics of a second modification of the second filter set of the rotary filter in FIG. 2;
FIG. 12 is a diagram illustrating spectral characteristics of a third modification of the second filter set of the rotary filter in FIG. 2;
FIG. 13 is a diagram showing spectral characteristics of a fourth modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. 2;
FIG. 14 is a diagram showing a first example of a spectral distribution of the xenon lamp of FIG.
FIG. 15 is a diagram showing the spectral characteristics of a fourth modification of the second filter set of the rotary filter in the case of the spectral distribution of the xenon lamp in FIG. 14;
FIG. 16 is a diagram illustrating spectral characteristics of living tissue illumination light according to a fourth modification of the second filter set in FIG. 14;
FIG. 17 is a diagram showing a second example of the spectral distribution of the xenon lamp of FIG.
18 is a diagram showing an example of the spectral sensitivity characteristics of the CCD shown in FIG.
FIG. 19 is a diagram illustrating a second example in which the spectral distribution of the xenon lamp is the second example and the spectral sensitivity characteristic of the CCD is that of FIG. 18; Figure showing
FIG. 20 is a diagram showing spectral characteristics of a fifth modification of the second filter set in which the neutral density filter of FIG. 19 is deposited.
FIG. 21 is a configuration diagram showing a configuration of a first modification of the light source device of FIG. 1;
FIG. 22 is a configuration diagram showing a configuration of a dimming rotation filter of FIG. 21;
FIG. 23 is a configuration diagram showing a configuration of a second modification of the light source device of FIG. 1;
FIG. 24 is a diagram showing the dimming characteristics of a first dimming filter constituting the dimming filter of FIG. 23;
FIG. 25 is a diagram showing the dimming characteristics of a second dimming filter constituting the dimming filter of FIG. 23;
FIG. 26 is a diagram showing the dimming characteristics of the dimming filter of FIG. 23;
FIG. 27 is a view showing an example showing detailed spectral characteristics of a second filter set of the rotary filter of FIG. 2;
FIG. 28 is a diagram illustrating spectral characteristics of a sixth modification of the second filter set of the rotary filter in FIG. 2;
FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a main part of a modification of the video processor of FIG. 1;
FIG. 30 is a first diagram illustrating the operation of the video processor in FIG. 29;
FIG. 31 is a second diagram illustrating the operation of the video processor in FIG. 29;
FIG. 32 is a diagram showing a seventh modification of the second filter set of the rotary filter of FIG. 2;
FIG. 33 is a view showing the spectral characteristics of a seventh modification of the second filter set shown in FIG. 32;
FIG. 34 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a configuration diagram showing the configuration of the rotary filter of FIG. 34;
FIG. 36 is a view showing the spectral characteristics of the color chip of FIG. 34;
FIG. 37 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram showing band-pass characteristics of the band-limiting filter shown in FIG. 37;
39 is a diagram showing the spectral characteristics of discrete narrow-band plane-sequential light by the band-limiting filter of FIG. 38;
FIG. 40 is a diagram showing bandpass characteristics of a first modification of the band-limiting filter shown in FIG. 37;
FIG. 41 is a diagram showing the spectral characteristics of discrete narrow-band plane-sequential light by the band-limiting filter of FIG. 40;
FIG. 42 is a diagram showing bandpass characteristics of a second modification of the bandpass filter of FIG. 37;
FIG. 43 shows an example of the spectral characteristics of the xenon lamp in FIG. 37.
FIG. 44 is a diagram showing band-pass characteristics of a third modification of the band-limiting filter shown in FIG. 37 when the xenon lamp has spectral characteristics shown in FIG. 43;
FIG. 45 is a configuration diagram showing a configuration of a modification of the light source device of FIG. 37;
FIG. 46 is a diagram showing a configuration of a dimming rotation filter of FIG. 45;
FIG. 47 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
48 is a diagram showing an example of the spectral distribution of light emitted from the light source device during normal observation in FIG. 47.
49 is a diagram showing illumination timing of each band by the power supply unit of FIG. 47 and light amount control timing at that time.
50 is a view showing an example of the spectral distribution of light emitted from the light source device during narrow-band observation by the power supply unit in FIG. 47.
FIG. 51 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 52 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 53 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a seventh embodiment of the present invention;
54 shows an example of the spectral distribution of the xenon lamp in FIG. 53.
FIG. 55 is a view showing an example of the spectral distribution of the extra-high pressure mercury lamp of FIG. 53.
FIG. 56 is a configuration diagram showing the configuration of the light mixing unit in FIG. 53;
FIG. 57 is a diagram showing an example of a spectral distribution of light emitted from the light source device at the time of narrow band observation by the light mixing unit in FIG. 56.
FIG. 58 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 59 is a configuration diagram showing a configuration of an endoscope apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
60 is a diagram showing an adapter having a band limiting filter that can be attached to the tip of the electronic endoscope in FIG. 59.
[Explanation of symbols]
1. Endoscope device
2 ... CCD
3. Electronic endoscope
4: Light source device
5. Observation monitor
6. Image filing device
7 Video processor
10 Power supply section
11 ... Xenon lamp
12: Heat ray cut filter
13 ... Aperture device
14 ... Rotary filter
15 ... Light guide
16 ... Condensing lens
17 ... Control circuit
18 ... Rotary filter motor
19:
20 ... CCD drive circuit
21 Objective optical system
22 ... Amplifier
23 Process circuit
24 ... A / D converter
25 ... White balance circuit
26 ... Selector
27, 28, 29 ... Synchronized memory
30 ... Image processing circuit
31, 32, 33 ... D / A circuit
34 ... Coding circuit
35 ... Timing generator
41… Mode switch
42 ... Mode switching circuit
43 ... Dimming circuit
44 ... Dimming control parameter switching circuit
Claims (3)
前記照明光供給手段から前記撮像手段に至る光路上に配置可能に配設された、当該被写体の体腔内組織の組織情報を層レベルで分離して視認可能となるように前記照明光の複数の波長領域のうち少なくとも1つの波長領域の帯域を狭めるよう制限し上記狭帯域の光より得られる被写体の離散的な分光分布のバンド像を前記撮像手段に結像させる帯域制限手段を有することを特徴とする内視鏡装置。An illumination light supply unit that supplies illumination light including a visible light region; an endoscope having an imaging unit that irradiates the illumination light onto the subject and captures the subject with return light; and an imaging signal from the imaging unit. An endoscope device having signal processing means for processing.
A plurality of the illumination lights are arranged so as to be arranged on an optical path from the illumination light supply means to the imaging means, and the tissue information of the tissue in the body cavity of the subject is separated and visible at a layer level. A band limiting unit configured to limit a band of at least one wavelength region among the wavelength regions so as to narrow the band and form a band image of a discrete spectral distribution of a subject obtained from the narrow band light on the imaging unit. the endoscope apparatus according to.
前記照明光供給手段から供給される照明光の光路上に配置可能に配設された、前記照明光の複数の波長領域のうち少なくとも1つの波長領域の帯域を狭めるよう制限しこの狭帯域の光より得られる被写体の離散的な分光分布のバンド像を前記撮像手段に結像させる帯域制限手段と、
前記照明光に基づく通常観察用の画像を得る通常観察モードと、前記帯域制限手段により得られる前記離散的な分光分布のバンド像より当該被写体の体腔内組織の組織情報を層レベルで分離して視認可能とする狭帯域観察モードと、を切り換えるモード切換指示に基づき、前記帯域制限手段による前記離散的な分光分布の光の生成を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光源装置。 Illumination light supply means for supplying illumination light in a plurality of wavelength regions including a visible light region,
This narrow-band light is limited by narrowing the band of at least one wavelength region of the plurality of wavelength regions of the illumination light, which is disposed on the optical path of the illumination light supplied from the illumination light supply unit. A band limiting unit that forms a band image of a discrete spectral distribution of the subject obtained on the imaging unit,
The normal observation mode for obtaining an image for normal observation based on the illumination light, and the tissue information of the tissue in the body cavity of the subject is separated at a layer level from the band image of the discrete spectral distribution obtained by the band limiting unit. Control means for controlling the generation of the light having the discrete spectral distribution by the band-limiting means, based on a mode switching instruction for switching between a narrow band observation mode to be made visible and
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