JP4394373B2 - Sidescope - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿入管の半径方向に位置する生体を観察する側視鏡であって、内蔵されたCCDによって生体観察画像を撮像可能なものに関する。
【0002】
【特許文献1】
特開平11−137512号
【従来の技術】
電子内視鏡の種類には大きく分けて直視鏡と、側視鏡の2種類があることが知られている。直視鏡は内視鏡の挿入管の長手方向端面に対物光学系が配置されており、挿入管の軸方向に位置する生体を観察する(直視する)ものである。一方、側視鏡は、挿入管の側面に対物光学系が配置されており、挿入管の半径方向に位置する生体を観察する(側視する)ものである。
【0003】
また、側視鏡の対物光学系の脇には処置具起上台(エレベータ)が設置されている。エレベータは内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通され、挿入管の側面より導出される処置具の導出方向を調整するために使用される。側視鏡は、例えば十二指腸のファータ乳頭にステンツを挿入する等の処置に使用される。
【0004】
このように、側視鏡においては、挿入管の半径方向(側視方向)に位置する生体しか観察できない。換言すれば、特許文献1に記載されているもののような従来の側視鏡を使用する場合は、挿入管先端の軸方向すなわち内視鏡の挿入管の挿入方向(直視方向)にある生体を観察することができなかった。従って、側視鏡の術者は、挿入管の挿入方向の状態を確認できないまま、側視鏡の挿入管先端を患部まで挿入しなければならなかった。このため、側視鏡の挿入管先端を患部まで挿入するためには、熟練した技術が必要とされた。
【0005】
従って、側視鏡においても、特許文献1に示されるような直視方向の生体を観察するための対物光学系が備えられていることが望まれる。しかし、特許文献1に示される内視鏡装置では、直視用対物レンズからの光と側視用対物レンズからの光を切り換えて固体撮像素子に入射させるために、直視画像と側視画像とを同時に観察することはできず、また、光切り換え用ミラーの存在により側視側の光路が長くなって挿入管先端が太くなってしまう。さらに、直視方向と側視方向とでは、視野が異なるため、直視方向と側視方向とで撮像画像の明るさを変える構成が望まれる。例えば、側視鏡が直視方向を照明する照明光を伝送する第1のライトガイドと側視方向を照明する照明光を伝送する第2のライトガイドを備え、照明光を生成する光源装置が第1のライトガイドと第2のライトガイドとに異なる明るさの照明光を入射させる構成である。
【0006】
しかしながら、上記構成の側視鏡を利用するためには、第1のライトガイドと、第2のライトガイドとに、異なる明るさの照明光を入射させることが可能な光源装置を必要とする。すなわち、上記構成の側視鏡は専用の光源装置を必要とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題を解決するため、本発明は、単一のライトガイドに照明光を入射させるのみである従来型の光源装置に接続可能であり、直視画像と側視画像とを同時に観察可能かつ直視方向と側視方向とで撮像画像の明るさを変えることが可能な側視鏡を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の側視鏡は、第1撮像エリアと第2の撮像エリアとが第1の方向に並列に配置されたものであって、第1の方向が内視鏡挿入管の軸方向に平行となるように内視鏡挿入管内に設置されたCCDと、内視鏡先端挿入管の長手方向端面に設置された第1の対物光学系と、第1の対物光学系による像が前記第1撮像エリア上で結像するように第1の対物光学系に入射した光束を屈曲させる反射手段と、内視鏡先端挿入管の側面に設置された第2の対物光学系であってそこに入射した光束が第2の撮像エリア上で結像するように配置されているものと、第1撮像エリアと第1の対物光学系の間に配置され第1の対物光学系に入射した光束を通過/遮断可能な第1のシャッタと、第2撮像エリアと第2の対物光学系の間に配置され第2の対物光学系に入射した光束を通過/遮断可能な第2のシャッタと、第1のシャッタおよび第2のシャッタによる光束の通過/遮断動作を制御し第1撮像エリア及び第2撮像エリアに光束が入射する時間を制御する制御手段と、を有する。
【0009】
本発明によれば、第1の光学系によって直視画像が第1撮像エリア上に結像し、第2の光学系によって側視画像が第2撮像エリア上に結像する。従って、1つのCCDで直視画像と側視画像の両方を撮像可能となる。また、本発明によれば、第1および第2のシャッタが光束を通過させる時間を制御可能となるので、第1撮像エリア上に結像した像の画像と、第2撮像エリア上に結像した像の画像との明るさを別箇に設定可能となる。
【0010】
また、本発明の側視鏡は、第1撮像エリアと第2の撮像エリアとが第1の方向に並列に配置されたものであって第1の方向が内視鏡先端挿入管の軸方向に平行となるように内視鏡先端挿入管内に設置されたCCDと、内視鏡先端挿入管の長手方向端面に設置された第1の対物光学系と、第1の対物光学系による像が前記第1撮像エリア上で結像するように第1の対物光学系に入射した光束を屈曲させる反射手段と、内視鏡先端挿入管の側面に設置された第2の対物光学系であってそこに入射した光束が前記第2の撮像エリア上で結像するように配置されているものと、第1の対物光学系の周囲を照明するための第1の照明光が伝送される第1のライトガイドと、第2の対物光学系の周囲を照明するための第2の照明光が伝送される第2のライトガイドと、側視鏡の外部から供給される照明光を分光して第1のライトガイドと第2のライトガイドに入射させる光学分配器と、第1の照明光と前記第2の照明光の光量を調整する光量調整手段と、を有する。
【0011】
上記構成においては、直視方向と側視方向とで照明光の明るさを別箇に制御可能となる。従って、本構成においても、第1撮像エリア上に結像した像の画像と、第2撮像エリア上に結像した像の画像との明るさを別箇に設定可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の側視鏡システムを模式的に示したものである。本実施形態の側視鏡システム500は、側視型電子内視鏡(以下、側視鏡)100と、電子内視鏡用プロセッサ200と、モニタ300とを有する。側視鏡100は、直視用対物光学系110と、側視用対物光学系120と、ライトガイド130と、直角プリズム140と、CCDユニット150と、コネクタ部170と、切換スイッチ180と、を有する。また、コネクタ部170には、ROM176が内蔵されている。電子内視鏡用プロセッサ200は、光源ユニット220と、タイミング回路230と、初段信号処理回路250と、メモリ260と、スキャンコンバータ270と、後段信号処理回路280と、システムコントローラ290とを有する。
【0013】
光源ユニット220は、側視鏡100の観察対象である生体401及び/または402を照射する為の照明光を生成する。光源ユニット220は、ランプ221と、集光レンズ222と、回転フィルタ223と、絞り224とを有する。ランプ221は、キセノンランプ等の白色光源である。集光レンズ222は、ライトガイド130の入射端であるライトガイド基端131にランプ221からの光を集光する。回転フィルタ223は、ライトガイド基端131と集光レンズ222との間に配置されている。回転フィルタ223は所謂面順次方式によって、ライトガイド基端131に入射する光の波長帯を周期的に切り換える。すなわち、光源ユニット220は、赤色光(R)と、緑色光(G)と、青色光(B)と、を所定時間おきに切り換えてライトガイド基端131に入射させる。なお、光源ユニット220が光の波長帯を切り換える周期は、タイミング回路230によって制御される。
【0014】
照明光は、絞り224を介してライトガイド130のライトガイド基端131に入射する。絞りは、ライトガイド基端133に入射する照明光の光量を制御する。絞り224の開口度は、システムコントローラ290によって設定される
【0015】
ライトガイド基端131に入射した照明光は、ライトガイド130及び側視鏡100の先端側におけるその側視側分岐130a、直視側分岐130bを通って、ライトガイド130の側視側遠位端132および直視側遠位端133から放射される。ライトガイド130の直視側遠位端133は、側視鏡100の挿入管160の挿入管先端161の長手方向端面に配置されている。従って、挿入管先端161の長手方向端面近傍の生体401は照明光によって照射される。また、ライトガイド130の側視側遠位端132は、側視鏡100の挿入管160の挿入管先端161の側面に配置されている。従って、挿入管先端161の側面近傍の生体402は照明光によって照射される。
【0016】
CCDユニット150は、CCD受光面151を有する。CCD受光面151は略長方形状の部材である。CCDユニット150は、CCD受光面151の長手方向が挿入管160の軸方向に略平行になるように、挿入管先端161内に固定されている。また、CCD受光面151の挿入管先端側には第1撮像エリア151aが、また、CCD受光面151の挿入管基端側には第2の撮像エリア151bが、それぞれ定義されている。
【0017】
生体401の映像は、直視用対物光学系110、直角プリズム140、CCDユニット150によって撮像される。直視用対物光学系110に入射した光束は、直角プリズム140に向かって進み、そこで90度屈曲して第1撮像エリア151a上で結像する。
【0018】
また、生体402の映像は、側視用対物光学系120、CCDユニット150によって撮像される。側視用対物光学系120に入射した光束は、第2の撮像エリア151b上で結像する。
【0019】
側視鏡100のコネクタ部170内に配置されたドライバ回路171(後述)がCCDユニット150に制御パルスを送信することによって、上記撮像が行なわれるタイミングは制御される。また、タイミング回路230は、ドライバ回路171による制御パルス送信のタイミングを制御する。すなわち、CCDユニット150による撮像のタイミングはタイミング回路230によって制御される。なお、CCDユニット150による撮像方法については後述する。
【0020】
撮像された映像の画像信号は、CCDユニット150から初段信号処理回路250に送られる。なお、本実施形態においては、1フィールドの画像の撮像が単一種類の照明光が照射されている間に行なわれる。すなわち、CCDユニット150からは、赤色光によって照射された生体を撮像した時の画像信号と、緑色光によって照射された生体を撮像した時の画像信号と、青色光によって照射された生体を撮像した時の画像信号とが順番に出力される。
【0021】
初段信号処理回路250は、CCDユニット150からの画像信号をデジタル画像データに変換する。初段信号処理回路250によって変換されたデジタル画像データは、メモリ260に送られる。
【0022】
メモリ260は、第1の領域261と、第2の領域262とを有する。また、第1の領域261は第1Rプレーン261R、第1Gプレーン261G、第1Bプレーン261Bを有する。同様に、第2の領域262は第2Rプレーン262R、第2Gプレーン262G、第2Bプレーン262Bを有する。
【0023】
電子内視鏡が内視鏡用プロセッサ200に接続されると、内視鏡用プロセッサ200のシステムコントローラ290は、ROM176の内容を読み取る。ROM176には、電子内視鏡の仕様が記憶されている。システムコントローラ290は、ROM176の内容から接続されている電子内視鏡が本実施形態の側視鏡100であるかどうかの判定を行なう。
【0024】
内視鏡用プロセッサ200に接続されている電子内視鏡が本実施形態の側視鏡100であるならば、初段信号処理回路250は、CCDユニット150からの画像信号が撮像された時に照射されていた照明光の種類、および画像信号がどちらの撮像エリアで撮像されたのかを判別する。赤色光によって照射された時に第1撮像エリア151a上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第1Rプレーン261Rに記憶される。緑色光によって照射された時に第1撮像エリア151a上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第1Gプレーン261Gに記憶される。青色光によって照射された時に第1撮像エリア151a上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第1Bプレーン261Bに記憶される。赤色光によって照射された時に第2の撮像エリア151b上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第2Rプレーン262Rに記憶される。緑色光によって照射された時に第2の撮像エリア151b上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第2Gプレーン262Gに記憶される。青色光によって照射された時に第2の撮像エリア151b上で結像した像による画像信号は、デジタル化されて第2Bプレーン262Bに記憶される。なお、メモリ260への各画像データの記憶及び読み出し(後述)のそれぞれのタイミングは、タイミング回路230によって制御される。
【0025】
スキャンコンバータ270は、メモリ260に記憶された画像データを読み出して1枚のカラー画像データを生成する。スキャンコンバータ270がどのような画像データを生成するかは、切換スイッチ180の設定内容によって決まる。スイッチ180の設定内容はタイミング回路230に送信され、タイミング回路230は、スイッチ180の設定内容から、どのような画像を表示するのかを決定し、直視画像のみ、側視画像のみ、或いは直視画像と側視画像の双方が含まれる画像データを生成するよう、スキャンコンバータ270を制御する。
【0026】
すなわち、切換スイッチ180が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、スキャンコンバータ270は、第1の領域261に記憶されたデジタル画像データのみを用いてカラー画像データを生成する。この結果、第1撮像エリア上で結像した像、すなわち直視画像のみを含んだカラー画像データが生成される。また、切換スイッチ180が「側視画像のみ表示」に設定されている場合は、スキャンコンバータ270は、第2の領域262に記憶されたデジタル画像データのみを用いてカラー画像データを生成する。この結果、第2の撮像エリア上で結像した像、すなわち側視画像のみを含んだカラー画像データが生成される。また、切換スイッチ180が「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、スキャンコンバータ270は、第1の領域261と第2の領域に記憶されたデジタル画像データの両方を用いてカラー画像データを生成する。この結果、直視画像と側視画像が並んで表示されるカラー画像データが生成される。
【0027】
スキャンコンバータ270によって生成されたカラー画像データは、後段信号処理回路280に送られる。後段信号処理回路280は、カラー画像データをNTSC信号等のビデオ信号に変換し、出力する。モニタ300は、このビデオ信号をカラー画像として表示する。
【0028】
また、絞り224は、絞りの開度を全開に設定する。本実施形態においては、側視鏡100が内視鏡用プロセッサ200に接続された時の撮像画像の明るさの調整は、側視鏡100によって行なわれる。側視鏡100による撮像画像の明るさの調整方法については、後述する。
【0029】
以上のプロセスによって、側視鏡100のCCDユニット150によって撮像された映像がモニタ300上に表示されるようになる。なお、システムコントローラ290は、光源ユニット220、タイミング回路230、初段信号処理回路250、スキャンコンバータ270及び後段信号処理回路280に対して、所定の制御信号を出力してタイミング以外の制御を行う。
【0030】
一方、システムコントローラ290が、内視鏡用プロセッサ200に接続されている電子内視鏡が本実施形態の側視鏡100でないと判定した場合は、初段信号処理回路250は、CCDユニット150からの画像信号が撮像された時に照射されていた照明光の種類を判別する。赤色光によって照射された時の画像信号は、デジタル化されて第1Rプレーン261Rに記憶される。緑色光によって照射された時の画像信号は、デジタル化されて第1Gプレーン261Gに記憶される。青色光によって照射された時の画像信号は、デジタル化されて第1Bプレーン261Bに記憶される。
【0031】
スキャンコンバータ270は、メモリ260に記憶された画像データを読み出して1枚のカラー画像データを生成する。
【0032】
スキャンコンバータ270によって生成されたカラー画像データは、後段信号処理回路280に送られる。後段信号処理回路280は、カラー画像データをNTSC信号等のビデオ信号に変換し、出力する。モニタ300は、このビデオ信号をカラー画像として表示する。
【0033】
なお、本実施形態の側視鏡100とは異なる電子内視鏡が内視鏡用プロセッサ200に接続されている場合は、絞り224は、初段信号処理回路250からの輝度出力結果を用いて、カラー画像の明るさが適切なものとなるように、絞りの開度を設定する。
【0034】
以上のプロセスによって、本実施形態の側視鏡100とは異なる電子内視鏡が内視鏡用プロセッサ200に接続されている場合であっても、その電子内視鏡のCCDユニットによって撮像された映像がモニタ300上に表示されるようになる。
【0035】
本実施形態のCCDユニット150の構造を図2に示す。本実施形態のCCDユニット150はフルフレーム型CCDを用いている。本実施形態のCCDユニット150は、受光面151と、水平CCD(HCCD)154と、第1シャッタ手段158aと、第2シャッタ手段158bと、電荷検出アンプ(FDA)156と、第1垂直転送パルス入力端子IV1と、第2垂直転送パルス入力端子IV2と、水平転送パルス入力端子IHと、を有する。
【0036】
受光面151の第1撮像エリア151aには第1受光セル152aが垂直方向(図2X方向)M行、水平方向(図2Y方向)N列の格子状に配列されている。第2撮像エリア151bには第2受光セル152bが垂直方向M行、水平方向N列の格子状に配列されている。HCCD154は、第1撮像エリア151aの水平方向に延びる一辺153a(図2中下端)および第2撮像エリア151bの水平方向に延びる一辺153b(図2中下端)に隣接して形成されている。HCCD154のうち、第1撮像エリア151aの水平方向に延びる一辺153aに隣接する部分を第1HCCD154aと定義する。また、HCCD154のうち、第2撮像エリア151bの水平方向に延びる一辺153bに隣接する部分を第2HCCD154bと定義する。
【0037】
HCCD154には、2×N個の水平転送セルが水平方向に1列に並んでいる。第1HCCD154aおよび第2HCCD154bにはそれぞれN個の水平転送セルが含まれる。第1HCCD154aに含まれる水平転送セルを第1水平転送セル155a、第2HCCD154bに含まれる水平転送セルを第2水平転送セル155bと定義する。第1水平転送セル155aのそれぞれは、第1撮像エリア151aの一辺153a上に並ぶ第1受光セル152aのそれぞれと1対1の関係で隣接している。第2水平転送セル155bのそれぞれは、第2撮像エリア151bの一辺153b上に並ぶ第2受光セル152bのそれぞれと1対1の関係で隣接している。また、第2HCCD154bの一端157(図2中右端)に隣接する第2水平転送セル155bは、電荷検出アンプ156と接続されている。
【0038】
第1垂直転送パルス入力端子IV1、第2垂直転送パルス入力端子IV2、水平転送パルス入力端子IHには、コネクタ部170内に配置されたドライバ回路171(後述)からの転送パルスが送信される。第1垂直転送パルス入力端子IV1は第1受光セル152aのそれぞれと、第2垂直転送パルス入力端子IV2は第2受光セル152bのそれぞれと接続されている。また、水平転送パルス入力端子IHは、第1水平転送セル155aおよび第2水平転送セル155bのそれぞれと接続されている。
【0039】
図2に示したCCDユニット150において、第1垂直転送パルス入力端子IV1に垂直転送パルスが送られると、第1受光セル152aのそれぞれに蓄積された電荷は、その第1受光セル152aからHCCD154に向かう垂直方向(X方向)に隣接する第1受光セル152aまたは第1水平転送セル155aに移動する。すなわち、第1受光セル152aの一辺153a上に並ぶ第1受光セル152aに蓄積された電荷は、X方向に隣接する第1水平転送セル155aに移動する。それ以外の第1受光セル152aに蓄積された電荷は、X方向に隣接する第1受光セル152aに移動する。
【0040】
また、第2垂直転送パルス入力端子IV2に垂直転送パルスが送られると、第2受光セル152bのそれぞれに蓄積された電荷は、その第2受光セル152bからHCCD154に向かう垂直方向(X方向)に隣接する第2受光セル152bまたは第2水平転送セル155bに移動する。即ち、第2受光セル152bの一辺153b上に並ぶ第2受光セル152bに蓄積された電荷は、X方向に隣接する第2水平転送セル155bに移動する。それ以外の第2受光セル152bに蓄積された電荷は、X方向に隣接する第2受光セル152bに移動する。
【0041】
また、水平転送パルス入力端子IHに水平転送パルスが送られると、HCCD154の水平転送セル155aおよび155bのそれぞれに蓄積された電荷は、その水平転送セルと電荷検出アンプ156向き(Y方向)に隣接する水平転送セルまたは電荷検出アンプ156に移動する。即ち、HCCD154の一端(図2で右端)の水平転送セル155bに蓄積された電荷は、電荷検出アンプ156に移動する。それ以外の水平転送セルに蓄積された電荷は、水平転送セルに移動する。
【0042】
電荷検出アンプ156に移動した電荷は、電圧変動に変換されて、画像信号として初段信号処理回路250(図1)に送られる。
【0043】
第1シャッタ手段158aは第1撮像エリア151aと直角プリズム140の間に配置されている。第1シャッタ手段158aは、例えば液晶シャッタであり、直視用対物光学系110に入射して第1撮像エリア151aに向かう光束を遮蔽可能である。すなわち、第1シャッタ手段158aが「開」になっている時は、直視用対物光学系110に入射した光束は、直角プリズム140を介して第1撮像エリア151a上で結像する。一方、第1シャッタ手段158aが「閉」になっている時は、第1撮像エリア151aは遮蔽され、直視用対物光学系110に入射した光束は第1撮像エリア151aに入射しない。
【0044】
第2シャッタ手段158bは第2撮像エリア151bと側視用対物光学系120の間に配置されている。第2シャッタ手段158bは、上記同様例えば液晶シャッタであり、側視用対物光学系120に入射して第2撮像エリア151bに向かう光束を遮蔽可能である。すなわち、第2シャッタ手段158bが「開」になっている時は、側視用対物光学系120に入射した光束は第2撮像エリア151b上で結像する。一方、第2シャッタ手段158bが「閉」になっている時は、第2撮像エリア151bは遮蔽され、側視用対物光学系120に入射した光束は第2撮像エリア151bに入射しない。
【0045】
図3は、側視鏡100のコネクタ部170のブロック図である。コネクタ部170は、ドライバ回路171、信号振り分け回路172、第1信号レベル検出回路173a、第2信号レベル検出回路173b、第1比較器174a、第2比較器174b、第1パルス幅コントロール175a、第2パルス幅コントロール175b、ROM176、を有する。
【0046】
ドライバ回路171は、タイミング回路230から送られるクロックを用いて、第1垂直転送パルス入力端子IV1に送られる垂直転送パルス、第2垂直転送パルス入力端子IV2に送られる垂直転送パルス、及び水平転送パルス入力端子IHに送られる水平転送パルスを生成する。
【0047】
CCDユニット150からの画像信号は、初段信号処理回路250及び信号振り分け回路172に送られる。
【0048】
信号振り分け回路172は、タイミング回路230から送られるクロックを用いて画像信号を第1撮像エリア151aによるものと第2撮像エリア151bによるものとに切り分ける。第1撮像エリア151a上で結像した像に相当する画像信号は第1信号レベル検出回路173aに送られる。第2撮像エリア151b上で結像した像に相当する画像信号は第2信号レベル検出回路173bに送られる。
【0049】
第1信号レベル検出回路173aは、入力された画像信号を1フィールド分加算し、1フィールド分の画像信号の輝度レベル(すなわち第1撮像エリア151a上で結像した像の明るさのレベル)を検出する。1フィールド分の画像信号が送られる時間はタイミング回路230の生成するクロックから判断される。検出された輝度レベルは第1比較器174aに送られる。
【0050】
第1比較器174aは、第1信号レベル検出回路173aから送られた輝度レベルと、システムコントローラ290(図1)から送られる直視画像用リファレンスレベルとを比較する。比較結果は、第1パルス幅コントロール175aに送られる。なお、直視画像用リファレンスレベルは可変である。
【0051】
第1パルス幅コントロール175aは、第1比較器174aから送られた比較結果から、第1シャッタ158aの開放時間(すなわち第1撮像エリア151aの露光時間)を決定するパルス幅を有するパルス信号を生成する。この開放時間は、1フィールド分の画像信号の輝度直視画像用レベルとリファレンスレベルとの差が少なくなるような時間にフィードバック制御される。この結果、1フィールド分の画像信号の輝度レベルが略一定となるように開放時間が設定される。言い換えると、直視画像用リファレンスレベルを適宜変更することにより、直視画像の明るさを調整することができる。第1パルス幅コントロール175aは、切換スイッチ180が「直視画像のみ表示」および「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、第1シャッタの開放時間だけ信号レベルがHighとなるようなパルスを生成し、第1シャッタ158aに送る。第1シャッタ158aは、入力される信号レベルがHighである間は「開」となり、Lowである間は「閉」となる。このパルスを第1シャッタ158aに送るタイミングは、タイミング回路230の生成するクロックによって決定される。すなわち、1フィールド分の撮像が開始されるタイミングでこのパルスは第1シャッタ158aに送られる。従って、一方、切換スイッチ180が「側視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1パルス幅コントロール175aはパルス信号を生成しない。
【0052】
以上のような機構によって所定のパルス幅のパルス信号が周期的に第1シャッタ158aに送られ続けることにより、切換スイッチ180が「直視画像のみ表示」および「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、第1撮像エリア151a上で撮像された画像信号の輝度レベルは略一定に保たれる。また、切換スイッチ180が「側視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1撮像エリア151aは第1シャッタ158aによって光学的にマスクされる。
【0053】
第2信号レベル検出回路173bは、入力された画像信号を1フィールド分加算し、1フィールド分の画像信号の輝度レベル(すなわち第2撮像エリア151b上で結像した像の明るさのレベル)を検出する。1フィールド分の画像信号が送られる時間はタイミング回路230の生成するクロックから判断される。検出された輝度レベルは第2比較器174bに送られる。
【0054】
第2比較器174bは、第2信号レベル検出回路173bから送られた輝度レベルと、システムコントローラ290(図1)から送られる側視画像用リファレンスレベルとを比較する。比較結果は、第2パルス幅コントロール175bに送られる。なお、側視画像用リファレンスレベルは可変である。
【0055】
第2パルス幅コントロール175bは、第2比較器174bから送られた比較結果から、第2シャッタ158bの開放時間(すなわち第2撮像エリア151bの露光時間)を決定するパルス幅を有するパルス信号を生成する。この開放時間は、1フィールド分の画像信号の輝度レベルと側視画像用リファレンスレベルとの差が少なくなるような時間にフィードバック制御される。この結果、1フィールド分の画像信号の輝度レベルが略一定となるように開放時間が設定される。言い換えると、側視画像用リファレンスレベルを適宜変更することにより、側視画像の明るさを調整することができる。第2パルス幅コントロール175bは、切換スイッチ180が「側視画像のみ表示」および「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、第2シャッタの開放時間だけ信号レベルがHighとなるようなパルスを生成し、第2シャッタ158bに送る。このパルスを第2シャッタ158bに送るタイミングは、タイミング回路230の生成するクロックによって決定される。すなわち、1フィールド分の撮像が開始されるタイミングでこのパルスは第2シャッタ158bに送られる。一方、切換スイッチ180が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、第2パルス幅コントロール175bはパルス信号を生成しない。
【0056】
以上のような機構によって所定のパルス幅のパルス信号が周期的に第2シャッタ158bに送られ続けることにより、切換スイッチ180が「側視画像のみ表示」および「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、第2撮像エリア151b上で撮像された画像信号の輝度レベルは略一定に保たれる。また、切換スイッチ180が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、第2撮像エリア151bは第2シャッタ158bによって光学的にマスクされる。
【0057】
図4は、切換スイッチ180(図1)が「直視画像のみ表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【0058】
SVaは、第1垂直転送パルス入力端子IV1に送られる垂直転送パルスである。SVbは、第2垂直転送パルス入力端子IV2に送られる垂直転送パルスである。SHは、水平転送パルス入力端子IHに送られる水平転送パルスである。
【0059】
図4に示されるように、切換スイッチ180(図1)が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1垂直転送パルス入力端子IV1に1回パルスを送り、次いで水平転送パルス入力端子IHにパルスを複数回(2×N回)送る。第1垂直転送パルス入力端子IV1に1回パルスを送ることにより、第1受光セル152aのそれぞれに蓄積された電荷は1段第1HCCD154aに向かって移動する。また、水平転送パルス入力端子IHにパルスを2×N回送ることにより、HCCD154に蓄積された電荷は、全て電荷検出アンプ156に順次送られる。このようなタイミングで転送パルスを送ることにより、第1撮像エリア151a上で結像した像の画像信号のみが電荷検出アンプ156から出力される。
【0060】
図5は、切換スイッチ180(図1)が「側視画像のみ表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【0061】
図5に示されるように、切換スイッチ180(図1)が「側視画像のみ表示」に設定されている場合は、第2垂直転送パルス入力端子IV2に1回パルスを送り、次いで水平転送パルス入力端子IHにパルスを複数回(N回)送る。第2垂直転送パルス入力端子IV2に1回パルスを送ることにより、第2受光セル152bのそれぞれに蓄積された電荷は1段第2HCCD154bに向かって移動する。また、水平転送パルス入力端子IHにパルスをN回送ることにより、HCCD154に蓄積された電荷は、全て電荷検出アンプ156に順次送られる。このようなタイミングで転送パルスを送ることにより、第2撮像エリア151b上で結像した像の画像信号のみが電荷検出アンプ156から出力される。
【0062】
図6は、切換スイッチ180(図1)が「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【0063】
図6に示されるように、切換スイッチ180(図1)が「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合は、第1垂直転送パルス入力端子IV1と第2垂直転送パルス入力端子IV2に1回ずつパルスを送り、次いで水平転送パルス入力端子IHにパルスを複数回(2×N回)送る。第1垂直転送パルス入力端子IV1に1回パルスを送ることにより、第1受光セル152aのそれぞれに蓄積された電荷は1第1HCCD154aに向かって移動する。第2垂直転送パルス入力端子IV2に1回パルスを送ることにより、第2受光セル152bのそれぞれに蓄積された電荷は1段第2HCCD154bに向かって移動する。また、水平転送パルス入力端子IHにパルスを2×N回送ることにより、HCCD154に蓄積された電荷は、全て電荷検出アンプ156に順次送られる。このようなタイミングで転送パルスを送ることにより、第1撮像エリア151a上で結像した像の画像信号と、第2撮像エリア151b上で結像した像の画像信号の双方が、電荷検出アンプ156から出力される。
【0064】
図7および図8はそれぞれ、本実施形態のCCDユニット150のCCD受光面151における撮像状態を模式的に示す斜視図及び平面図である。図9は、図7および8のCCDユニット150から出力される画像信号に基づいて、メモリ260の各領域の各プレーンに記憶される画像データを模式的に示す図である。
【0065】
図7に示すように、生体401の観察対象を模した文字「F」からの光束は直視用対物光学系110を介して左右・上下反転されて直角プリズム140に投影されてそこで90度屈曲して第1撮像エリア151aへ向かい、生体402の観察対象を模した文字「F」からの光束は側視用対物光学系1120を介して左右・上下反転されて第2の撮像エリア151bに向かい、図8に示すように、それぞれの光束は第1撮像エリア151a、第2の撮像エリア151bに結像する。CCDユニット150はこれら結像した映像に対応した画像信号を初段信号処理回路250(図1)に送信する。初段信号処理回路250は、送信された画像信号をデジタル画像データに変換してメモリ260に送信する。
【0066】
メモリ260に送信されたデジタル画像データは、図9に示すようにメモリ260の各領域の各プレーンに記憶される。即ち、CCDユニット150の第1撮像エリア151aに結像した映像に対応したデジタル画像データは図9(B)に示す形態で第1の領域261の所定のプレーンに記憶され、第2撮像エリア151bに結像した映像に対応したデジタル画像データは図9(C)に示す形態で第2の領域262の所定のプレーンに記憶される。各撮像エリアに結像した映像が電荷転送方向に対して正像であれば、該デジタル画像データは図9(A)に示す形態で記憶され、読み出し時のアドレス制御は記憶時のアドレス制御と同一であるが、実際は、第1撮像エリア151a及び第2撮像エリア151bに結像した映像は正像とはならないので、読み出し時のアドレス制御は記憶時のアドレス制御と変えなければならない。即ち、図9(B)の場合は、左下隅のアドレスを起点として矢印方向にアドレスを変えて読み出し、上隅のアドレスによる読み出しが終了したら白抜き矢印方向に1ライン分移行して下隅から再度矢印方向にアドレスを変えて読み出す動作を繰り返す。図9(C)の場合は、左上隅のアドレスを起点として矢印方向にアドレスを変えて読み出し、下隅のアドレスによる読み出しが終了したら白抜き矢印方向に1ライン分移行して上隅から再度矢印方向にアドレスを変えて読み出す動作を繰り返す。メモリ260に対してこの様な読み出し動作を行えば、モニタ300上において、直視画像と側視画像共に正像が表示される。
【0067】
以上のように、本実施形態によれば、直視画像と側視画像の両方を撮像可能であり、かつ、直視画像と側視画像の明るさを別箇に調整することができる。
【0068】
本実施形態は、第1のシャッタ158aおよび第2のシャッタ158bの開放時間を制御することにより、直視画像と側視画像の明るさを別箇に調整する構成としているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。すなわち、直視側のライトガイドから放射される照明光の光量と、側視側のライトガイドから放射される照明光の光量とを別箇に制御可能な構成としても良い。以下に示す本発明の第2の実施形態は、このような構成の側視鏡システムである。
【0069】
図10は、本発明の第2の実施形態の側視鏡システムを模式的に示したものである。本実施形態の側視鏡システム1500は、側視型電子内視鏡(以下、側視鏡)1100と、電子内視鏡用プロセッサ200と、モニタ300と、を有する。本実施形態の側視鏡1100は、直視用対物光学系110と、側視用対物光学系120と、基端側ライトガイド1300と、直視側ライトガイド1301と、側視側ライトガイド1302と、直角プリズム140と、CCDユニット150と、コネクタ部1170と、切換スイッチ180と、を有する。また、コネクタ部1170には、ROM1176が内蔵されている。
【0070】
電子内視鏡用プロセッサ200およびモニタ300の構成は、本発明の第1の実施形態と同一であるため、説明は省略する。
【0071】
本実施形態においては、光源ユニット220によって生成された照明光は、基端側ライトガイド1300のライトガイド基端1303に入射する。ライトガイド基端1303に入射した照明光は、基端側ライトガイド1300を通って、コネクタ部1170内の光学分配器(後述)によって直視側ライトガイド1301に向かう直視用照明光と、側視側ライトガイド1302に向かう側視用照明光とに分配される。直視用照明光は、直視側ライトガイド1301のライトガイド遠位端(直視側)1310から放射される。また、側視用照明光は、側視側ライトガイド1302のライトガイド遠位端(側視側)1320から放射される。ライトガイド遠位端(直視側)1310は、側視鏡1100の挿入管160の挿入管先端161の長手方向端面に配置されている。従って、挿入管先端161の長手方向端面近傍の生体401は照明光によって照射される。また、ライトガイド遠位端(側視側)1320は、側視鏡1100の挿入管160の挿入管先端161の側面に配置されている。従って、挿入管先端161の側面近傍の生体402は照明光によって照射される。
【0072】
直視用対物光学系110と、側視用対物光学系120と、直角プリズム140と、CCDユニット150と、コネクタ部1170と、切換スイッチ180の構成は、本発明の第1の実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0073】
図11は、側視鏡1100のコネクタ部1170のブロック図である。コネクタ部1170は、ドライバ回路1171、信号振り分け回路1172、第1信号レベル検出回路1173a、第2信号レベル検出回路1173b、第1比較器1174a、第2比較器1174b、光学分配器1175、第1調光器1177a、第2調光器1177b、シャッタ制御回路1178、ROM1176、を有する。ROM1176は、第1の実施形態におけるROM176と同等の内容が記憶され、第1の実施形態と同様にシステムコントローラ290によって読み出される。
【0074】
基端側ライトガイド1300のライトガイド先端1304は、光学分配器1175に接続されている。光学分配器1175は、基端側ライトガイド1300を介して伝送された照明光を第1調光器1177aと第2調光器1177bに分配する。
【0075】
ドライバ回路1171は、タイミング回路230から送られるクロックを用いて、第1垂直転送パルス入力端子IV1に送られる垂直転送パルス信号、第2垂直転送パルス入力端子IV2に送られる垂直転送パルス信号、及び水平転送パルス入力端子IHに送られる水平転送パルス信号を生成する。
【0076】
CCDユニット150の電荷検出アンプ156からの画像信号は、初段信号処理回路250及び調光制御回路1172に送られる。
【0077】
信号振り分け回路1172は、タイミング回路230から送られるクロックを用いて画像信号を第1撮像エリア151aによるものと第2撮像エリア151bによるものとに切り分ける。第1撮像エリア151a上で結像した像に相当する画像信号は第1信号レベル検出回路1173aに送られる。第2撮像エリア151b上で結像した像に相当する画像信号は第2信号レベル検出回路1173bに送られる。
【0078】
第1信号レベル検出回路1173aは、入力された画像信号を1フィールド分加算し、1フィールド分の画像信号の輝度レベル(すなわち第1撮像エリア151a上で結像した像の明るさのレベル)を検出する。1フィールド分の画像信号が送られる時間はタイミング回路230の生成するクロックから判断される。検出された輝度レベルは第1比較器1174aに送られる。
【0079】
第1比較器1174aは、第1信号レベル検出回路1173aから送られた輝度レベルと、システムコントローラ290(図1)から送られる直視画像用リファレンスレベルとを比較する。比較結果は、第1調光器1177aに送られる。なお、直視画像用リファレンスレベルは可変である。
【0080】
第1調光器1177aは一種の絞りであり、第1調光器1177aに送られた照明光の光量を低減させて直視側ライトガイド1301の入射端に入射させる。直視側ライトガイド1301の入射端に入射させる照明光の光量はこの絞りの開度によって決まる。第1調光器1177aは、第1比較器1174aから送られた比較結果から、この絞りの開度を決定する。この開度は、1フィールド分の画像信号の輝度レベルと直視画像用リファレンスレベルとの差が少なくなるような開度にフィードバック制御される。この結果、1フィールド分の画像信号の輝度レベルが略一定となるように絞りの開度が設定される。
【0081】
以上のような機構によって第1調光器1177aの絞りの開度が制御されることにより、第1撮像エリア151a上で撮像された画像信号の輝度レベルは略一定に保たれる。言い換えると、直視画像用リファレンスレベルを適宜変更することにより、直視画像の明るさを調整することができる。
【0082】
第2信号レベル検出回路1173bは、入力された画像信号を1フィールド分加算し、1フィールド分の画像信号の輝度レベル(すなわち第2撮像エリア151b上で結像した像の明るさのレベル)を検出する。1フィールド分の画像信号が送られる時間はタイミング回路230の生成するクロックから判断される。検出された輝度レベルは第2比較器1174bに送られる。
【0083】
第2比較器1174bは、第2信号レベル検出回路1173bから送られた輝度レベルと、システムコントローラ290(図1)から送られる側視画像用リファレンスレベルとを比較する。比較結果は、第2調光器1177bに送られる。なお、側視画像用リファレンスレベルは可変である。
【0084】
第2調光器1177bは一種の絞りであり、第2調光器1177bに送られた照明光の光量を低減させて側視側ライトガイド1302の入射端に入射させる。側視側ライトガイド1302の入射端に入射させる照明光の光量はこの絞りの開度によって決まる。第2調光器1177bは、第2比較器1174bから送られた比較結果から、この絞りの開度を決定する。この開度は、1フィールド分の画像信号の輝度レベルと側視画像用リファレンスレベルとの差が少なくなるような開度にフィードバック制御される。この結果、1フィールド分の画像信号の輝度レベルが略一定となるように絞りの開度が設定される。
【0085】
以上のような機構によって第2調光器1177bの絞りの開度が制御されることにより、第2撮像エリア151b上で撮像された画像信号の輝度レベルは略一定に保たれる。言い換えると、側視画像用リファレンスレベルを適宜変更することにより、側視画像の明るさを調整することができる。
【0086】
シャッタ制御回路1178は、切換スイッチ180の設定内容に応じて第1シャッタ158aおよび第2シャッタ158bを制御する。すなわち、切換スイッチ180(図10)が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1マスク158a(図2)は「開」に、また、第2マスク158bは「閉」となり、直視用対物光学系110に入射した光束のみが受光面151上で結像するようになっている。切換スイッチ180(図10)が「側視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1マスク158a(図2)は「閉」に、また、第2マスク158bは「開」となり、側視用対物光学系120に入射した光束のみが受光面151上で結像するようになっている。また、切換スイッチ180(図10)が「直視画像のみ表示」に設定されている場合は、第1マスク158a(図2)、第2マスク158b共に「開」となり、直視用対物光学系110に入射した光束と側視用対物光学系120に入射した光束の両方が受光面151上で結像するようになっている。
【0087】
以上のように、本実施形態においても、直視画像と側視画像の両方を撮像可能であり、かつ、直視画像と側視画像の明るさを別箇に調整することができる。
【0088】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、単一のライトガイドに照明光を入射させるのみである従来型の光源装置に接続可能であり、直視画像と側視画像とを同時に観察可能かつ直視方向と側視方向とで撮像画像の明るさを変えることが可能な側視鏡が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の本実施形態の側視鏡システムを模式的に示したものである。
【図2】本発明の第1の実施形態のCCDユニットのブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施形態のコネクタ部のブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施形態において、切換スイッチが「直視画像のみ表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【図5】本発明の第1の実施形態において、切換スイッチが「側視画像のみ表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【図6】本発明の第1の実施形態において、切換スイッチが「直視画像と側視画像を表示」に設定されている場合の、垂直転送パルスおよび水平転送パルスの入力タイミングを示すタイムチャートである。
【図7】本実施形態のCCDユニット150のCCD受光面151における撮像状態を模式的に示す斜視図である。
【図8】本実施形態のCCDユニット150のCCD受光面151における撮像状態を模式的に示す平面図である。
【図9】図7および8のCCDユニット150から出力される画像信号に基づいて、メモリ260の各領域の各プレーンに記憶される画像データを模式的に示す図である。
【図10】本発明の第2の実施形態の本実施形態の側視鏡システムを模式的に示したものである。
【図11】本発明の第2の実施形態のコネクタ部のブロック図である。
【符合の説明】
100 側視鏡
110 直視用対物光学系
120 側視用対物光学系
130 ライトガイド
140 直角プリズム
150 CCDユニット
151 受光面
151a 第1撮像エリア
151b 第2撮像エリア
152a 第1受光セル
152b 第2受光セル
154 水平CCD
154a 第1HCCD
154b 第2HCCD
155a 第1水平転送セル
155b 第2水平転送セル
156 電荷検出アンプ(FDA)
158a 第1シャッタ手段
158b 第2シャッタ手段
170 コネクタ部
171 ドライバ回路
172 信号振り分け回路
173a 第1信号レベル検出回路
173b 第2信号レベル検出回路
174a 第1比較器
174b 第2比較器
175a 第1パルス幅コントロール
175b 第2パルス幅コントロール
176 ROM
180 切換スイッチ
200 電子内視鏡用プロセッサ
220 光源ユニット
230 タイミング回路
250 初段信号処理回路
260 メモリ
270 スキャンコンバータ
280 後段信号処理回路
290 システムコントローラ
300 モニタ
500 側視鏡システム
1100 側視鏡
1300 基端側ライトガイド
1301 直視側ライトガイド
1302 側視側ライトガイド
1170 コネクタ部
1171 ドライバ回路
1172 信号振り分け回路
1173a 第1信号レベル検出回路
1173b 第2信号レベル検出回路
1174a 第1比較器
1174b 第2比較器
1175 光学分配器
1176 ROM
1177a 第1調光器
1177b 第2調光器
1178 シャッタ制御回路
1500 側視鏡システム
IV1 第1垂直パルス入力端子
IV2 第2垂直パルス入力端子
IH 水平パルス入力端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a side view for observing a living body positioned in the radial direction of an insertion tube, and capable of capturing a living body observation image with a built-in CCD.
[0002]
[Patent Document 1]
JP-A-11-137512
[Prior art]
It is known that there are two types of electronic endoscopes: a direct endoscope and a side endoscope. The direct endoscope has an objective optical system disposed on the end face in the longitudinal direction of the insertion tube of the endoscope, and observes (directly views) a living body positioned in the axial direction of the insertion tube. On the other hand, the side endoscope has an objective optical system arranged on the side surface of the insertion tube, and observes (side-views) a living body located in the radial direction of the insertion tube.
[0003]
A treatment instrument elevator (elevator) is installed beside the objective optical system of the side endoscope. The elevator is inserted into the treatment instrument insertion channel of the endoscope, and is used to adjust the direction in which the treatment instrument is led out from the side surface of the insertion tube. The side endoscope is used for a treatment such as inserting a stent into a duodenal papilla.
[0004]
As described above, in the side endoscope, only a living body located in the radial direction (side view direction) of the insertion tube can be observed. In other words, when a conventional endoscope such as that described in Patent Document 1 is used, a living body that is in the axial direction of the distal end of the insertion tube, that is, in the insertion direction (direct viewing direction) of the insertion tube of the endoscope. Could not be observed. Therefore, the operator of the endoscope has to insert the distal end of the insertion tube of the endoscope into the affected part without confirming the state of the insertion tube in the insertion direction. For this reason, a skillful technique is required to insert the distal end of the insertion tube of the side endoscope into the affected area.
[0005]
Therefore, it is desirable that the side endoscope also includes an objective optical system for observing a living body in a direct viewing direction as disclosed in Patent Document 1. However, in the endoscope apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to switch the light from the direct-view objective lens and the light from the side-view objective lens and enter the solid-state image sensor, the direct-view image and the side-view image are displayed. It is impossible to observe at the same time, and the presence of the light switching mirror lengthens the side view side optical path, resulting in a thickened insertion tube tip. Furthermore, since the visual field is different between the direct viewing direction and the side viewing direction, a configuration in which the brightness of the captured image is changed between the direct viewing direction and the side viewing direction is desired. For example, a light source device that includes a first light guide that transmits illumination light that illuminates the direct viewing direction and a second light guide that transmits illumination light that illuminates the side viewing direction, and that generates illumination light is a first light guide device. In this configuration, illumination light having different brightness is incident on the first light guide and the second light guide.
[0006]
However, in order to use the endoscope having the above-described configuration, a light source device capable of making illumination light with different brightness incident on the first light guide and the second light guide is required. That is, the endoscope having the above configuration requires a dedicated light source device.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above problems, the present invention can be connected to a conventional light source device that only allows illumination light to enter a single light guide, and can directly and directly view a direct-view image and a side-view image. An object of the present invention is to provide a side endoscope that can change the brightness of a captured image depending on the direction and the side viewing direction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the endoscope according to the present invention includes a first imaging area and a second imaging area arranged in parallel in a first direction, and the first direction is an endoscope. A CCD installed in the endoscope insertion tube so as to be parallel to the axial direction of the endoscope insertion tube, a first objective optical system installed on the longitudinal end surface of the endoscope tip insertion tube, and a first objective Reflecting means for bending a light beam incident on the first objective optical system so that an image by the optical system is formed on the first imaging area, and a second objective installed on the side surface of the endoscope distal end insertion tube An optical system that is arranged so that a light beam incident thereon is imaged on the second imaging area, and a first objective that is arranged between the first imaging area and the first objective optical system. A first shutter capable of passing / blocking a light beam incident on the optical system, and a second objective optical system disposed between the second imaging area and the second objective optical system The second shutter capable of passing / blocking the incident light beam, and the passage / blocking operation of the light beam by the first shutter and the second shutter are controlled to control the time during which the light beam enters the first imaging area and the second imaging area. Control means for controlling.
[0009]
According to the present invention, a direct-view image is formed on the first imaging area by the first optical system, and a side-view image is formed on the second imaging area by the second optical system. Therefore, both a direct-view image and a side-view image can be captured with one CCD. In addition, according to the present invention, it is possible to control the time during which the first and second shutters pass the light beam, so that an image formed on the first imaging area and an image formed on the second imaging area are formed. The brightness of the image obtained can be set separately.
[0010]
In the endoscope of the present invention, the first imaging area and the second imaging area are arranged in parallel in the first direction, and the first direction is the axial direction of the endoscope distal end insertion tube. The CCD installed in the endoscope tip insertion tube so as to be parallel to the endoscope, the first objective optical system installed on the longitudinal end surface of the endoscope tip insertion tube, and the image by the first objective optical system A reflecting means for bending a light beam incident on the first objective optical system so as to form an image on the first imaging area; and a second objective optical system installed on a side surface of the endoscope distal end insertion tube. A light beam incident thereon is arranged so as to form an image on the second imaging area, and a first illumination light for illuminating the periphery of the first objective optical system is transmitted. A light guide, a second light guide for transmitting the second illumination light for illuminating the surroundings of the second objective optical system, and the outside of the side endoscope. An optical distributor that splits the illumination light supplied from the first light guide and makes it incident on the first light guide and the second light guide, and a light amount adjusting means for adjusting the light amounts of the first illumination light and the second illumination light; Have.
[0011]
In the above configuration, the brightness of the illumination light can be separately controlled in the direct viewing direction and the side viewing direction. Therefore, also in this configuration, the brightness of the image formed on the first imaging area and the brightness of the image formed on the second imaging area can be set separately.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a endoscope system according to a first embodiment of the present invention. A side-
[0013]
The
[0014]
The illumination light is incident on the light
[0015]
The illumination light incident on the light guide base end 131 passes through the
[0016]
The
[0017]
The image of the living
[0018]
The image of the living
[0019]
A driver circuit 171 (described later) disposed in the
[0020]
The image signal of the captured video is sent from the
[0021]
The first stage
[0022]
The
[0023]
When the electronic endoscope is connected to the
[0024]
If the electronic endoscope connected to the
[0025]
The
[0026]
That is, when the
[0027]
The color image data generated by the
[0028]
The
[0029]
Through the above process, an image captured by the
[0030]
On the other hand, if the
[0031]
The
[0032]
The color image data generated by the
[0033]
When an electronic endoscope different from the
[0034]
By the above process, even when an electronic endoscope different from the
[0035]
The structure of the
[0036]
In the
[0037]
In the
[0038]
Transfer pulses from a driver circuit 171 (described later) arranged in the
[0039]
In the
[0040]
When a vertical transfer pulse is sent to the second vertical transfer pulse input terminal IV2, the charge accumulated in each of the second
[0041]
When a horizontal transfer pulse is sent to the horizontal transfer pulse input terminal IH, the charges accumulated in each of the
[0042]
The charges that have moved to the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
FIG. 3 is a block diagram of the
[0046]
The
[0047]
The image signal from the
[0048]
The
[0049]
The first signal
[0050]
The
[0051]
The first pulse width control 175a generates a pulse signal having a pulse width that determines the opening time of the
[0052]
With the mechanism as described above, a pulse signal having a predetermined pulse width is continuously sent to the
[0053]
The second signal level detection circuit 173b adds the input image signal for one field, and calculates the luminance level of the image signal for one field (that is, the brightness level of the image formed on the
[0054]
The
[0055]
The second pulse width control 175b generates a pulse signal having a pulse width that determines the opening time of the
[0056]
With the mechanism as described above, a pulse signal having a predetermined pulse width is continuously sent to the
[0057]
FIG. 4 is a time chart showing the input timing of the vertical transfer pulse and the horizontal transfer pulse when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display only a direct view image”.
[0058]
SVa is a vertical transfer pulse sent to the first vertical transfer pulse input terminal IV1. SVb is a vertical transfer pulse sent to the second vertical transfer pulse input terminal IV2. SH is a horizontal transfer pulse sent to the horizontal transfer pulse input terminal IH.
[0059]
As shown in FIG. 4, when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display only direct view image”, a pulse is sent once to the first vertical transfer pulse input terminal IV1, and then a horizontal transfer pulse is input. Send a pulse to terminal IH multiple times (2 x N times). By sending a pulse once to the first vertical transfer pulse input terminal IV1, the charge accumulated in each of the first
[0060]
FIG. 5 is a time chart showing the input timing of the vertical transfer pulse and the horizontal transfer pulse when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display only side-view image”.
[0061]
As shown in FIG. 5, when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display only side-view image”, a pulse is sent once to the second vertical transfer pulse input terminal IV2, and then the horizontal transfer pulse Send pulses to input terminal IH multiple times (N times). By sending a pulse once to the second vertical transfer pulse input terminal IV2, the charge accumulated in each of the second
[0062]
FIG. 6 is a time chart showing the input timing of the vertical transfer pulse and horizontal transfer pulse when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display direct view image and side view image”.
[0063]
As shown in FIG. 6, when the changeover switch 180 (FIG. 1) is set to “display direct view image and side view image”, the first vertical transfer pulse input terminal IV1 and the second vertical transfer pulse input terminal A pulse is sent to IV2 once, and then a pulse is sent to the horizontal transfer pulse input terminal IH multiple times (2 × N times). By sending a pulse once to the first vertical transfer pulse input terminal IV1, the charge accumulated in each of the first
[0064]
7 and 8 are a perspective view and a plan view, respectively, schematically showing an imaging state on the CCD
[0065]
As shown in FIG. 7, the light beam from the letter “F” imitating the observation target of the living
[0066]
The digital image data transmitted to the
[0067]
As described above, according to the present embodiment, both the direct-view image and the side-view image can be captured, and the brightness of the direct-view image and the side-view image can be adjusted separately.
[0068]
In the present embodiment, the brightness of the direct-view image and the side-view image is adjusted separately by controlling the opening time of the
[0069]
FIG. 10 schematically shows the endoscope system according to the second embodiment of the present invention. A
[0070]
Since the configurations of the
[0071]
In the present embodiment, the illumination light generated by the
[0072]
The configurations of the direct-view objective
[0073]
FIG. 11 is a block diagram of the
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
The image signal from the
[0077]
The signal distribution circuit 1172 uses the clock sent from the
[0078]
The first signal
[0079]
The
[0080]
The first dimmer 1177a is a kind of stop, and reduces the amount of illumination light sent to the first dimmer 1177a so as to enter the incident end of the direct-view-
[0081]
By controlling the aperture of the
[0082]
The second signal level detection circuit 1173b adds the input image signal for one field, and calculates the luminance level of the image signal for one field (that is, the brightness level of the image formed on the
[0083]
The second comparator 1174b compares the luminance level sent from the second signal level detection circuit 1173b with the side-view image reference level sent from the system controller 290 (FIG. 1). The comparison result is sent to the
[0084]
The
[0085]
By controlling the aperture of the second dimmer 1177b by the mechanism as described above, the luminance level of the image signal imaged on the
[0086]
The
[0087]
As described above, also in this embodiment, both the direct-view image and the side-view image can be captured, and the brightness of the direct-view image and the side-view image can be adjusted separately.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to connect to a conventional light source device in which illumination light is only incident on a single light guide, and a direct view image and a side view image can be observed at the same time, and a direct view direction. And a side endoscope in which the brightness of the captured image can be changed depending on the viewing direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 schematically shows a side view endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a CCD unit according to the first embodiment of this invention.
FIG. 3 is a block diagram of a connector unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a time chart showing the input timing of a vertical transfer pulse and a horizontal transfer pulse when the changeover switch is set to “display only a direct view image” in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a time chart showing the input timing of a vertical transfer pulse and a horizontal transfer pulse when the changeover switch is set to “display only side-view image” in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a time chart showing the input timing of a vertical transfer pulse and a horizontal transfer pulse when the changeover switch is set to “display direct view image and side view image” in the first embodiment of the present invention. is there.
7 is a perspective view schematically showing an imaging state on the CCD
FIG. 8 is a plan view schematically showing an imaging state on the CCD
9 is a diagram schematically showing image data stored in each plane of each area of the
FIG. 10 schematically shows a side view endoscope system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of a connector portion according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of sign]
100 Sidescope
110 Objective optical system for direct viewing
120 Objective optical system for side view
130 Light Guide
140 right angle prism
150 CCD units
151 Photosensitive surface
151a First imaging area
151b Second imaging area
152a First light receiving cell
152b Second light receiving cell
154 Horizontal CCD
154a 1st HCCD
154b 2nd HCCD
155a First horizontal transfer cell
155b Second horizontal transfer cell
156 Charge detection amplifier (FDA)
158a First shutter means
158b Second shutter means
170 Connector part
171 Driver circuit
172 Signal distribution circuit
173a First signal level detection circuit
173b Second signal level detection circuit
174a First comparator
174b Second comparator
175a First pulse width control
175b Second pulse width control
176 ROM
180 selector switch
200 Processor for electronic endoscope
220 Light source unit
230 Timing Circuit
250 First stage signal processing circuit
260 memory
270 Scan Converter
280 Post-stage signal processing circuit
290 System controller
300 monitors
500 Side endoscope system
1100 Endoscope
1300 Base light guide
1301 Direct view light guide
1302 Side view light guide
1170 Connector section
1171 Driver circuit
1172 Signal distribution circuit
1173a First signal level detection circuit
1173b Second signal level detection circuit
1174a First comparator
1174b Second comparator
1175 Optical distributor
1176 ROM
1177a 1st dimmer
1177b Second dimmer
1178 Shutter control circuit
1500 lateral endoscope system
IV1 First vertical pulse input terminal
IV2 Second vertical pulse input terminal
IH Horizontal pulse input terminal
Claims (5)
前記内視鏡先端挿入管の長手方向端面に設置された第1の対物光学系と、
前記第1の対物光学系による像が前記第1撮像エリア上で結像するように、前記第1の対物光学系に入射した光束を屈曲させる反射手段と、
前記内視鏡先端挿入管の側面に設置された第2の対物光学系であって、そこに入射した光束が前記第2の撮像エリア上で結像するように配置されているものと、
前記第1撮像エリアと前記第1の対物光学系の間に配置され、前記第1の対物光学系に入射した光束を通過又は遮断可能な第1のシャッタと、
前記第2撮像エリアと前記第2の対物光学系の間に配置され、前記第2の対物光学系に入射した光束を通過又は遮断可能な第2のシャッタと、
前記第1のシャッタおよび前記第2のシャッタによる光束の通過及び遮断動作を制御すると共に、前記第1撮像エリア及び第2撮像エリアに光束が入射する時間を制御する、制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第1撮像エリアに結像した像の輝度レベルが所定の第1リファレンスレベルに近づくように前記第1のシャッタによる前記第1撮像エリアへの光束の入射時間を制御すると共に、前記第2撮像エリアに結像した像の輝度レベルが所定の第2リファレンスレベルに近づくように前記第2のシャッタによる前記第2撮像エリアへの光束の入射時間を制御する
こと特徴とする側視鏡。An endoscope in which the first imaging area and the second imaging area are arranged in parallel in the first direction, and the first direction is parallel to the axial direction of the endoscope insertion tube. A CCD installed in the insertion tube;
A first objective optical system installed on a longitudinal end surface of the endoscope distal end insertion tube;
Reflecting means for bending a light beam incident on the first objective optical system so that an image formed by the first objective optical system is formed on the first imaging area;
A second objective optical system installed on a side surface of the endoscope distal end insertion tube, and arranged so that a light beam incident thereon is imaged on the second imaging area;
A first shutter disposed between the first imaging area and the first objective optical system and capable of passing or blocking a light beam incident on the first objective optical system;
A second shutter disposed between the second imaging area and the second objective optical system and capable of passing or blocking a light beam incident on the second objective optical system;
Control means for controlling the passage and blocking operation of the light flux by the first shutter and the second shutter, and for controlling the time during which the light flux is incident on the first imaging area and the second imaging area;
I have a,
The control means controls the incident time of the light beam to the first imaging area by the first shutter so that the luminance level of the image formed in the first imaging area approaches a predetermined first reference level. And controlling the incident time of the light beam to the second imaging area by the second shutter so that the luminance level of the image formed in the second imaging area approaches a predetermined second reference level.
A side endoscope characterized by that .
前記内視鏡先端挿入管の長手方向端面に設置された第1の対物光学系と、
前記第1の対物光学系による像が前記第1撮像エリア上で結像するように、前記第1の対物光学系に入射した光束を屈曲させる反射手段と、
前記内視鏡先端挿入管の側面に設置された第2の対物光学系であって、そこに入射した光束が前記第2の撮像エリア上で結像するように配置されているものと、
前記第1撮像エリアと前記第1の対物光学系の間に配置され、前記第1の対物光学系に入射した光束を通過又は遮断可能な第1のシャッタと、
前記第2撮像エリアと前記第2の対物光学系の間に配置され、前記第2の対物光学系に入射した光束を通過又は遮断可能な第2のシャッタと、
前記第1のシャッタおよび前記第2のシャッタによる光束の通過及び遮断動作を制御する制御手段と、
前記第1の対物光学系の周囲を照明するための第1の照明光が伝送される第1のライトガイドと、
前記第2の対物光学系の周囲を照明するための第2の照明光が伝送される第2のライトガイドと、
側視鏡の外部から供給される照明光を分光して前記第1のライトガイドと前記第2のライトガイドに入射させる光学分配器と、
前記第1の照明光と前記第2の照明光の光量を調整する、光量調整手段と、
を有し、
前記光量調整手段は、前記第1撮像エリアに結像した像の輝度レベルが所定の第1リファレンスレベルに近づくように前記第1の照明光の光量を調整すると共に、前記第2撮像エリアに結像した像の輝度レベルが所定の第2リファレンスレベルに近づくように前記第2の照明光の光量を調整する
こと特徴とする側視鏡。The first imaging area and the second imaging area are arranged in parallel in the first direction, and the endoscope is so arranged that the first direction is parallel to the axial direction of the endoscope distal end insertion tube. CCD installed in the mirror tip insertion tube,
A first objective optical system installed on a longitudinal end surface of the endoscope distal end insertion tube;
Reflecting means for bending a light beam incident on the first objective optical system so that an image formed by the first objective optical system is formed on the first imaging area;
A second objective optical system installed on a side surface of the endoscope distal end insertion tube, and arranged so that a light beam incident thereon is imaged on the second imaging area;
A first shutter disposed between the first imaging area and the first objective optical system and capable of passing or blocking a light beam incident on the first objective optical system;
A second shutter disposed between the second imaging area and the second objective optical system and capable of passing or blocking a light beam incident on the second objective optical system;
Control means for controlling light beam passage and blocking operations by the first shutter and the second shutter;
A first light guide for transmitting a first illumination light for illuminating the periphery of the first objective optical system;
A second light guide for transmitting second illumination light for illuminating the periphery of the second objective optical system;
An optical distributor that splits the illumination light supplied from the outside of the endoscope and makes it incident on the first light guide and the second light guide;
A light amount adjusting means for adjusting light amounts of the first illumination light and the second illumination light;
I have a,
The light amount adjusting means adjusts the light amount of the first illumination light so that a luminance level of an image formed in the first imaging area approaches a predetermined first reference level, and is connected to the second imaging area. The amount of the second illumination light is adjusted so that the brightness level of the image that has been imaged approaches a predetermined second reference level
A side endoscope characterized by that .
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