JPH01276983A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH01276983A
JPH01276983A JP63105971A JP10597188A JPH01276983A JP H01276983 A JPH01276983 A JP H01276983A JP 63105971 A JP63105971 A JP 63105971A JP 10597188 A JP10597188 A JP 10597188A JP H01276983 A JPH01276983 A JP H01276983A
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lights
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lighting
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子内視鏡に適し、容易に照明光の組合せを
変更できるようにした面順次式のII像装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]近年、電
荷結合素子(COD)等の固体撮像素子を撮像手段に用
いた電子内視鏡装置が種々提案されている。
この電子内視鏡装置は、ファイバスコープに比べて解像
度が高く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、
拡大や2画像の比較等の画像処理が容易である等の利点
を有する。
ところで、前記電子内視鏡装置のカラー画像の撮像方式
には、大別して照明光をR(赤)、G(緑)、B(青)
等に順次切換える面順次式と、固体撮像素子の前面にR
,G、B等の色光をそれぞれ透過する色フィルタをモザ
イク状等に配列したフィルタアレイを設けた同時式とが
ある。
前記面順次式の電子内視鏡装置は、例えば、特開昭61
−50546号公報、特開昭61−2121号公報、特
開昭55−54933号公報に示されている。これらの
従来例では、いずれも色の3原色であるR、G、Bの色
光をそれぞれ透過するフィルタを有する回転フィルタを
、照明光の光路中に設け、この回転フィルタを回転する
ことによって時系列的にR,G、B、R,・・・の光で
照明し、それぞれの照明光による映像を合成するもので
あり、なるべく忠実な色再現を得ようとするものである
。そのため、R,G、Bの各フィルタの分光透過率は、
第5図に示すように、合成したときに比視感度特性にな
るように選ぶのが一般的である。
ところで、−収約なテレビシステムでは、忠実な色再現
を得ることが大切であるが、内視鏡装置においては、病
変部を見つけやすくすることも大切である。しかしなが
ら、体内は、はとんど赤であり、極端に言えば、赤の輝
度の違い、彩度の違いしかないと言っても良く、上記従
来例では、忠実な色再現は得られるが、皮下を走行する
微細内管等は、周囲とわずかに輝度、彩度の違うのみで
、見落しがちであった。
これに対処するに、例えば特開昭56−3033号公報
には、胃、壁と血液とでは、赤外波長領域で反射率(あ
るいは吸収係数)が大きく違うことを利用して、例えば
、緑、青、赤外の3光でそれぞれ照明して、疑似カラー
表示する技術が開示されている。この従来例によれば、
赤外波長領域で得られる不可視情報を可視情報に変換す
ることができ、例えば病変部と正常部の識別を迅速、容
易に行うことが可能になる。
しかしながら、上記従来例では、照明光の組合せ、すな
わち、観察波長が固定されており(例えば、緑、青、赤
外であれば、その組合せで固定されている。)、照明光
の組合せを簡単に変えることはできなかった。すなわち
、照明光の組合せをいろいろ変えて観察する場合、その
都度回転フィルタを交換したりする必要がある。更に、
全ての病変部について緑、青、赤外の組合せが有効とは
限らない。つまり、ある患部では、胃壁と比較し、赤外
光よりも長波長側の波長領域での吸収係数が大きく遠う
ということは充分考えられる。
このような可視領域以外での特殊光観察についての医学
的研究は、まだ充分にはなされておらず、これから本格
化しようとしている段階であり、照明光の組合せをいろ
いろ変えて病変部を観察し、病変部の種類によりどのよ
うな照明光の組合せが周辺部との識別の上で有効か調査
し、その結果をもとに3断に応用していきたいというニ
ーズが強くある。
上記のようなニーズに対処するために本出願人によって
特願昭61−284614号、特願昭62−04736
2号、特願昭62−266060号が提案されそいる。
特願昭61−284614号では、異なる波長領域の光
を透過する複数のフィルタを有する回転フィルタを設け
ると共に、選択手段を有し、この選択手段により上記フ
ィルタと透過した波長領域のうち、1つまたは複数の波
長領域を選択できるようにしたものである。
また、特願昭62−047362号は異なる波長領域の
光を透過する複数のフィルタを右する回転フィルタとス
トロボ光源からなりストロボ光源のフラッシュタイミン
グを制御することにより照明光の種類(波長)を選択で
きるようになっている。
更にまた、特願昭62−266060号は異なる波長領
域の光を透過する複数のフィルタを有する回転フィルタ
と、このフィルタを透過して光をシャッタ手段によって
選択できるようにしたものである。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、面順次
式の撮像装置において、容易に照明光の組合せを変更で
きるようにし、且つ体腔内壁の中に存在する微妙に色の
違う部位を検出することのできる搬像装置を提供するこ
とを目的としている。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明は、面順
次式の搬像装置において、分光透過特性の異なる複数種
の透過部を有し、光源からの照明光を前記複数の透過部
を順次透過させることが可能なフィルタと、前記透過部
を透過した複数種の照明光を選択できる光遮蔽手段と、
この光遮蔽手段によって選択された各波長領域の照明光
に対応する前記撮像手段の出力信号をそれぞれ異なる色
信号に割当てて映像信号処理する映像信号処理手段とを
設け、任意の照明光の組合せで撮像できるようにしたも
のである。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2図は電
子内視鏡装置の全体を示す説明図、第3図は照明光とC
ODの読出しの動作説明タイミングチャート図、第4図
は設定スイッチを示す説明図、第5図は回転フィルタの
各フィルタの分光透過率を示す説明図、第6図は光遮蔽
板の説明図、第7図は回転フィルタの説yA図である。
本実施例は、本発明を電子内視鏡装置に適用した例であ
る。
第2図に示すように、電子内視鏡1は、細長で例えば軟
性の挿入部2の後端に太径の操作部3が連設されている
。前記挿入部2は、口腔等から人体20の体腔内部21
に挿入できるようになっている。前記操作部3の後端部
からは側方に可撓性のユニバーサルコード4が延設され
、このユニバーサルコード4の先端にコネクタ5が設け
られている。前記電子内?52ff11は、前記コネク
タ5を介して、光源装置及び映像信号処理回路が内蔵さ
れたビデオプロセッサ6に接続されるようになっている
。更に、このビデオプロセッサ6には、カラーモニタ7
が接続されるようになっている。
前記挿入部2の先端側には、硬性の先端部9及びこの先
端部9に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部3に設けられた湾曲
操作ノブ11を回動操作することによって、前記湾曲部
10を上下/左右方向に湾曲できるようになっている。
また、前記操作部3には、前記挿入部2内に設けられた
処置具チャンネルに連通ずる挿入口12が設けられてい
る。
第1図に示すように、前記ビデオプロセッサ6内には、
可視領域を含め紫外領域から赤外領域に至る広帯域の波
長の光を発光する光源25、例えば−収約にはハロゲン
ランプヤキセノンランプ等が設けられている。この光源
25の前方には、集光レンズ26と駆動部27によって
回転駆動される回転フィルタ28と駆動部13によって
回転駆動される光速光手段としての回転遮蔽板14とが
配設されており、前記光源25から出射された光は、集
光レンズ26を通って、前記回転フィルタ28に入射し
、照明光を各波長帯域に分離された後に回転遮蔽板14
を通過する。
前記回転フィルタ28は、第7図に示すように構成され
ている。
すなわち、円周方向に6等分に分割さており、更に6分
割された一つの部位は2等分に分割されて、この2分割
された各部には、第5図に示すような分光透過特性を有
する第1の赤色光R1,第2の赤色光R2を透過するフ
ィルタ28a、28bが設けられている。そして、残゛
−りの5つの部位にはフィルタ28a、28bに隣接し
て光を遮蔽する遮蔽部16.16が設けられ、この遮光
部16.16に隣接して第5図に示すような分光透過特
性を有する青色光Bを透過するフィルタ28Cと緑色光
Gを透過するフィルタ28dとが設けられ、更に、フィ
ルタ28cとフィルタdとの間には光を遮蔽する遮光部
16が設けられている。
第5図に示すように、第1の赤色光R1と第2の赤色光
R2と合成すると通常の赤色光Rであり、この赤色光R
1緑色光G、青色光Bは、合成すると比視感度特性にな
るような分光透過率になっている。
また、前記回転フィルタ28の各フィルタ288〜28
dの内周側には、半径の異なる5つの同心円上であって
各フィルタ28a〜28dの回転方向の前方に、どのフ
ィルタが光路上にあるかを検知するための回転角読取り
マーク29a〜29eが設けられている。また、第1図
に示すように、前記回転角読取りマーク29a〜29e
に対向して、この回転角読取りマーク29a〜29eを
読取るセンサ31が設けられている。
なお、前記回転角読取りマーク29a〜29eは透孔や
他の部分と反射率の異なる部分として形成し、前記セン
サ31は前記回転フィルタ28を挟んでまたは回転フィ
ルタ28の同一側に配設された発光素子と受光素子を有
する光学的センサとしても良いし、あるいは、前記回転
角読取りマーク29a〜29eは磁性材で形成し、前記
センサ31はホール素子等の磁気センサとしても良い。
そして、前記センサ31によって、回転フィルタ28の
位相、すなわち、どのフィルタが光路上にきているかを
検知し、この位相情報は、前記タイミングコントロール
回路30に入力されるようになっている。
尚、第7図において矢印61は、回転フィルタ28の回
転方向を示している。
また、前記駆動部27は、例えば駆動モータとモータド
ライバとからなり、前記タイミングコントロール回路3
0によって回転が11111されるようになっている。
第6図において、前記回転遮蔽板14は回転フィルタ2
8と同一の外径寸法であり、回転遮蔽板14の周方向に
は透過する光の波長帯域を間服しない同心円状の素通し
フィルタ18を有しており、この素通しフィルタ18の
一部には遮光部17が設けられている。この遮光部17
は前記回転フィルタ28に設けられた遮光部16と同一
形状と9うている。この遮光部17の内周側には半径の
異なる2つの同心円のそれぞれに回転角読取りマーク1
9a、19bが遮光部17の位置を検出するために設け
られている。また、第1図に示すように回転角読取りマ
ーク19a、19bに対向して、この回転角読取りマー
ク19a、19bを読取るセンサ22が設けられている
なお、前記回転角読取りマーク19a、19bは透孔や
他の部分と反射率の異なる部分として形成し、前記セン
サ22は前記回転遮蔽板14を挟んで、または回転遮蔽
板14の同一側に配設された発光素子と受光素子を有す
る光学的センサとしても良いし、あるいは、前記回転角
読取りマーク19a、19bは磁性材で形成し、前記セ
ンサ22はホール素子等の磁気センサとしても良い。そ
して、前記センサ22によって、遮光部17が光路上に
きているかを検知し、この位相情報は、前記タイミング
コントロール回路30に入力されるようになっている。
尚、第6図において矢印62は、回転遮蔽板14の回転
方向を示している。
また、前記駆動部13は、例えば駆動モータとモータド
ライバとからなり、前記タイミングコントロール回路3
0によって回転が制御されるようになっている。
また、本★施例では、前記ビデオプロセッサ6の例えば
操作パネルに、前記タイミングコントロール回路30に
対して照明光の組合せを指定する設定スイッチ60が設
けられている。この設定スイッチ60は、第4図に示す
ように、それぞれ、B、G、Rの各色光による照明を行
う押しボタンスイッチ60aと、B、G、R1の各照明
光による照明を行う押しボタンスイッチ60bとB、G
R2の各照明光による照明を行う押しボタンスイッチ6
0Cを有し、この押しボタンスイッチ60a〜60Gの
うちの任意のボタンを押すことにより、任意の照明光の
組合せを選択できるようになっている。そして、前記タ
イミングコントロールn路30は、センサ31で回転角
読取りマーク29a〜29eを読取って得られる位相情
報と、前記回転遮蔽板14に設けられた回転角読取りマ
ーク19a、19bをセンサ22で読取って得られる位
相情報と、前記設定スイッチ60で選択された照明光の
組合せの情報とにより、タイミングコントロール回路3
0は回転フィルタ28と回転遮蔽板14との回転位相を
制御するようになっている。
前記回転フィルタ28および回転遮蔽板14を透過した
照明光は、集光レンズ33で集光されて、コネクタ5を
介して接続された電子内視鏡1のユニバーサルコード4
及び挿入部2内に挿通されたライトガイド35に入射す
るようになっている。
そして、この照明光は、ライトガイド35を介して先端
部9に導かれ、このライトガイド35の先端面から出射
され、先端部9に設けられた配光レンズ36を通って、
被写体、例えばR1図に示すように体腔内部21の病変
部23に向けて出射されるようになっている。
前記先端部9には、対物レンズ系41が設けられ、この
対物レンズ系41の結像位置には、撮像手段としての固
体撮像素子42が配設されている。
この固体搬像素子42は、可視領域から赤外領域に至る
広い波長域で感度を有している。
また、前記ビデオプロセッサ6内には、タイミングコン
トロール回路30によって制御されるドライバ43が設
けられ、このドライバ43からの駆動信号が前記ユニバ
ーサルコード4及び挿入部2内に挿通された信@線44
aを介して、前記固体II!iWI素子42に供給され
、この固体ll1I素子42が駆動されるようになって
いる。そして、この固体撮像素子42は、照明光の切換
に同期して時系列的に読出され、この読出された信号は
、前記挿入部、2及びユニバーサルコード4内に挿通さ
れた信号線44bを介して、前記ビデオプロセッサ6内
に設けられたブリプロセス回路45に入力されるように
なっている。そして、このブリプロセス回路45で、例
えばサンプルホールド回路によって映像信号が抽出され
、γ補正回路でγ補正されるようになっている。このブ
リプロセス回路45の出力信号は、A/Dコンバータ4
6でデジタル信号に変換され、前記タイミングコントロ
ール回路30によって切換が制御されるマルチプレクサ
47によって、面順次の照明に同期して切換えられて、
順次赤、緑、青の各色に対応したフレームメモリ48.
49.50に記憶されるようになっている。このフレー
ムメモリ48.49.50は、モニタ7等の表示装置に
マツチングした速度で同時に読出され、ぞれぞれD/A
コンバータ51.52.53でアナログ信号に変換され
て、RlG、B色信号が生成されるようになっている。
このように、本実施例では、前記設定スイッチ60で選
択された3つのモードに対応した固体am素子42の出
力信号に、それぞれ任意にR,G、Bの各色が割当てら
れて、R,G、B色信号が生成されるようになっている
このR,G、B色信号は、RGB出力端55から出力さ
れると共に、NTSCエンコーダ56に入力され、NT
SC信号に変換されて、NTSC出力端57から出力さ
れるようになっている。前記RGB出力端55には、3
原色対応のカラーモニタ7が接続でき、一方、前記NT
SC出力端57には、NTSC方式のビデオ信号が入力
されるカラーモニタ7が接続できるようになっており、
いずれの方式のモニタ7でも用いることができるように
なっている。そして、このモニタ7に被写体がカラー表
゛示されるようになっている。
なお、前記RGB出力端55には、タイミングコントロ
ール回路30からの同期信号5YNC。
を出力できる端子が併設され、前記3原色対応のカラー
モニタ7には、前記R,G、B色信号とと共に、前記同
期信号5YNC,が入力されるようになっている。
次に、以上の構成による実施例の作用について説明する
まず、通常の色再現の忠実なカラー画像を得る場合には
、設定スイッチ60で、R,G、Bの各照明光に対応す
る押しボタンスイッチ60aを押す。タイミングコント
ロール回路3oは、センサ22.31t’回転角読取り
v−り19a、19b。
29a〜29eを読取って得られる位相情報と、前記設
定スイッチ60で選択された照明光の組合せの情報とに
より、回転角読取りマーク29b。
19aが同相となって回転するように駆動部13゜27
を制御し、回転フィルタ28と回転遮蔽板14とを上記
のような位相で同速度で回転させる。
そして、この各フィルタ28a〜28dを透過した(R
1+R2)、G、Bの色光が、時系列的に被写体に照射
される。この(R1+R2)、G。
Bの各照明光に対応した被写体の反射光は、固体mm素
子42で光電変換され、照明光の切換えに同期して時系
列的に読出される。
前記固体撮像素子42から読出され、プリプロセス回路
45.A/Dコンバータ46を経た、各照明光(R1+
R2)、G、Bに対応した映像信号は、それぞれ(R1
+R2)、G、Bに対応するフレームメモリ48,49
.50に記憶される。
そして、このフレームメモリ48.49.50が読出さ
れて、R,G、B色信号と、NTSC信号とが生成され
、カラーモニタ7に被写体像がカラー表示される。
一方、通常照明と異なるモードを選択した場合には下記
のようになる。
例えば、設定スイッチ60で、R1、G、Bの各色光に
対応した押しボタンスイッチ60bを押す。タイミング
コントロール回路30は、センサ22.31で回転角読
取りマーク19a、19b。
29a〜29eを読取って得られる位相情報と、前記設
定スイッチ60で選択された照明光の組合せの情報とに
より、回転角読取りマーク29a。
19aが同相となって回転するように駆動部13゜27
を制御し、回転フィルタ28と回転遮蔽板14とを上記
のような位相で同速度で回転させる。
そして、この各フィルタ28a、28c、28dを透過
したR1 、G、Bの色光が、時系列的に被写体に照射
される。このR1、G、Bの各照明光に対応した被写体
の反射光は、固体撮像素子42で光電変換され、照明光
の切換に同期して時系列的に読出される。
各照明光R1、G、Bに対応した映像信号は、それぞれ
R,G、Bに対応するフレームメモリ48.49.50
に記憶される。その他の動作は上述の場合と同様である
従って、照明光R1による映像信号は通常の赤として扱
われ、被写体が疑似カラー表示されることになる。
また、通常照明と異なるもうひとつのモードを選択した
場合には下記のようになる。
設定スイッチ60で、R2、G、Bの各色光に対応した
押しボタンスイッチ60Cを押す。タイミングコントロ
ール回路30は、センサ22,31で回転角読取りマー
ク19a、19b、29a〜29eを読取って得られる
位相情報と、前記設定スイッチ60で選択された照明光
の組合せの情報とにより、回転角読取りマーク29a、
19bが同相となって回転するように駆動部13.27
をII Ill L/ 、回転フィルタ28と回転遮蔽
板14とを上記のような位相で同速度で回転させる。
なお、第3図において固体撮像素子42からの画像信号
の読出しは通常照明のモードを押しボタンスイチ60a
によって選択した場合は、第3図(a)および(b)の
ように照明光がフィルタ28a、28bとを透過して(
R1+R2)(7)色光が照射された後に読出しが行な
われる。
また、通常照明と異なるモードを押しボタンスイッチ6
0bによって選択した場合には、第3図(C)および(
d)のように遮光部17によってフィルタ28bを透過
したR2の色光が遮光された後にR1の読出しが行なわ
れる。
更に、通常照明と異なるもうひとつのモードを押しボタ
ンスイッチ60Cによって選択した場合には、第3図(
e)および(f)のように、遮光部17によってフィル
ター288を透過したR1の色光が遮光された後にフィ
ルタ28bを透過したR2の色光が照射され、この後に
R2の読出しが行なわれる。
このように本実施例によれば、例えば胃内の赤い体壁の
中に存在する微妙に色の違う発赤を色光R1、R2を別
個に照射することによって検出することができる。
更に、フィルタ28a〜28dの開口面積を大きくして
いるために電子内視鏡1に供給する照明光を有効に使用
することができ、光量を大きく取ることができる。
なお、回転遮蔽板14に限らず、シャッタを設け、回転
フィルタ28の回転に同期させてシャッタをrfawl
させてもよい。また、メカニカルなシャッタに限らず電
気的に透過率を制御できる、例えば液晶板などを用いて
もよい。
また、本実施例ではRを透過するフィルタを分離したが
B、Gを分割してもよい。
更にまた、本実施例ではR1、R2、R1+R2をRに
対応させ、GをGに対応させ、BをBに対応させたがこ
れに限定されることなく、どのように対応させて疑似カ
ラー化してもよい。
また、更に、設定スイッチ60で手動で照明光を選択す
るのではなく、照明光が自動的に交互に切換わるように
して、例えば−収約な色再現の良いモードであるR、G
、B照明による映像と、特殊光観察のモードであるR1
 、G、B照明による映像とを、1つのモニタ7に2画
面表示することによって、より診断しやすくするように
しても良い。
尚、本発明は、例えば、被観察部位に照明光を照射し、
この被観察部位を透過した光を受光する撮像装置にも適
用できる。また、撮像手段としては、内視鏡先端部に設
けられた固体撮像素子に限らず、イメージガイドによっ
て観察像を伝達するファイバスコープの接眼部に取りつ
けられるテレビカメラ等であっても良い。更に、回転遮
蔽板を複数枚設けてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、面順次式の搬像装
置において、容易に照明光の組合せを変更できるように
し、且つ体腔内壁の中に存在する微妙に色の違う部位を
検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2図は電
子内視鏡装置の全体を示す説明図、第3図は照明光とC
ODの読出しの動作説明タイミングチャート図、第4図
は設定スイッチを示す説明図、第5図は回転フィルタの
各フィルタの分光透過率を示す説明図、第6図は光遮蔽
板の説明図、第7図は回転フィルタの説明図である。 1・・・電子内視鏡 7・・・カラーモニタ 14・・・回転遮蔽板 16.17・・・遮光部 22.31・・・センサ 25・・・光源 28・・・回転フィルタ 28a〜28d・・・フィルタ 29a〜29e・・・回転角読取りマーク30・・・タ
イミングコントロール回路42・・・固体撮像素子 43・・・ドライバ 45・・・ブリプロセス回路 48.49.50・・・フレームメモリ60・・・設定
スイッチ 代理人  弁理士  伊  藤   進手続ネ甫正書輸
発) 1.事件の表示   昭和63年特許願第105971
号2、発明の名称   搬像装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 代表者  下  山  敏  部 6、補正の対象   明細書の「発明の詳細な説明」の
欄1、明細8中第4ペ一ジ第17行目から第18行目に
「赤外光よりも長波長側の波長領域での吸収係数が大き
く違うということは充分考えられる。」とあるのを「赤
の内でも、より長波長側あるいは短波長側の波長領域で
の吸収係数が大きく違うことは充分考えられる。」に訂
正します。 2、明細書中箱4ページ第19行目に「可視領域以外で
の特殊光観察」とあるのを「特殊光観察」に訂正します

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 異なる波長領域の照明光毎に被観察体を撮像手段によつ
    て撮像する面順次式の撮像装置において、分光透過特性
    の異なる複数種の透過部を有し、光源からの照明光を前
    記複数の透過部を順次透過させることが可能なフィルタ
    と、 前記透過部を透過した複数種の、照明光を選択できる光
    遮蔽手段と、 前記光遮蔽手段によって選択された各波長領域の照明光
    に対応する前記撮像手段の出力信号をそれぞれ異なる色
    信号に割当てて映像信号処理する映像信号処理手段と、 を具備したことを特徴とする撮像装置。
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