JPH03264042A - 内視鏡装置 - Google Patents

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、固体撮像素子からの撮影信号に基づき被写体
像をカラー表示可能とした内視鏡装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］一般に、
内視鏡は生体体腔内または機械的構成部品等の空洞内を
観察するために使用されている。

従来、このような内視鏡においては、光学式ファイバ束
により被観察体の像を生体体腔外或いは空洞外に導き出
し、光学式ファイバの出射端面に結像された光学像を、
接眼レンズ系を介して観察している。また、これとは別
に、上記光学式ファイバの代りに内視鏡の軸の先端位置
に電荷結合素子（以下ＣＣＤという）のような撮像素子
を設置し、この撮像素子の受光面に結像された光学像を
電気信号に変換し信号線にて生体体腔外或いは空洞外に
導き出し、必要な信号処理を行った後テレビジョンモニ
タ上に映し出す装置が既に開発されている。このような
内視鏡では、通常被観察体を照明するための光源装置は
外部に設置されこの装置からの光を内視鏡の光源接続部
及びライトガイドを通して内視鏡挿入部先端に導き照射
するように構成している。

しかしながら、上述した内視鏡では、光源装置よりライ
トガイドを通して照射される光は４００〜３０００　ｎ
ｍの異なった波長領域の光が混在しているために被観察
体から得られる情報もこれら種々の波長領域に対応した
ものとなり、特定波長領域に限定して観察することはで
きない。

すなわち、前者の光学的観察の場合、光学系レンズを通
して直接肉眼で観察するので得られる情報は照明光の内
当然可視光波長領域の範囲に対応したものとなり、後者
の撮像素子を用いた画像観察の場合、撮像素子は赤外線
波長領域等の可視光波長以外の領域にも感光可能であり
、得られる情報は可視光波長外をも含めた波長領域の範
囲に対応したものとなる。

ところで、観察部位が人間の臓器である場合、例えば胃
である場合と血液である場合とでは、照射される光の各
波長領域に対して反射或いは吸収されるエネルギーが異
なっている０例えば、胃の中に血液に似たような組織或
いは血液を多量に含んだ部位を認知しようとした場合、
近赤外波長領域で比較した方がその差がはっきりし、そ
の効果が著しいことは明らかである。

したがって、従来のように可視光波長領域を含む広い波
長範囲で観察を行う内視鏡では、特に生体内について患
部と正常部との差異を観察される像によって判別するに
は高度な知識と経験が必要とされ、その上認知するのに
多大な時間と労力を要していた。

［発明の目的］ 本発明は上述した点に鑑み、種々の波長領域の分光光を
切り換えて被観察体へ照射し、その波長領域に応じた像
情報や分光分析された波形像を表示することができ、微
妙な色の変化を診断情報として得ることが可能で、この
結果例えば生体内の観察において患部と正常部の差異を
容易に判断し得る情報を表示できる内視鏡装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内視鏡装置は、固体撮像素子からの撮影信号に
基づき被写体像をカラー表示する内視鏡装置において、
中心波長が異なる複数種の狭バンドスペクトルの光を切
り換えることにより、各バンドスペクトル光毎の複数種
の被写体像を前記固体撮像素子上に結像させる結像手段
と、前記固体撮像素子からの信号に基づき前記複数種の
被写体像を記憶する画像メモリと、前記画像メモリに記
憶した複数種の画像を特定の色信号により表示する手段
とを備えている。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る内視鏡装置の構成図である。

この図において、内視鏡装置は光源ランプ１からの光を
分光器２にて分光した後分光された各波長領域の光を収
束レンズ３を用いて収束し、光学ファイバ束等のライト
ガイド４及び内視鏡挿入部先端の照射レンズ５を通して
被観察体へ照射する。

分光器２は光源ランプ１から放射される赤外線から可視
光線までの波長光を分光することが可能で、フレーム切
換信号ｆに同期して分光された各波長領域の光を切り換
えて出力できるように構成されている。次に、分光され
た波長領域の光で照明した被観察体からの反射光を内視
鏡挿入部先端の撮影レンズ６を通して撮像素子７の受光
面に結像し、電気信号に変換して可変利得増幅器（乗算
器）８へ導く。この増幅器８はその利得が分光特性補正
用信号によって自動的に変えられるものであって、光源
１の状態によって分光された各波長領域の光量（振幅）
が違うのを補正して一定の照明光量で分光分析が行える
ようにしている。すなわち、分光器２にて分光された各
波長領域の光（単スペクトル光）を撮像素子７と同じ特
性の受光素子９で受光し、これを増幅器１０で増幅後サ
ンプルホールド回路１１にてサンプルホールドし得心れ
なサンプルホールド信号に基づいて分光特性補正部１２
にてライトガイドや光学レンズ系等に対する補正量も加
味した分光特性補正用信号を作成し、この補正用信号と
撮像素子７がらの撮像信号とを増幅器８にて乗算して補
正された信号を出力する。

増幅器８からの信号はスイッチ回路１３にて切り換えら
れて各波長領域ごとの像情報を複数（ｎ個）ノフレーム
メモリＭ１　、Ｍ２　、Ｍ３、−、Ｍｎに順次蓄積する
。スイッチ回路１３の切換えは前記分光器２の切換えと
同じくフレーム切換信号ｆによって同期して行われる。

フレームメモリＭ１〜Ｍｎの各波長領域の像信号はメモ
リ単位で読み出されて信号処理部１４にて信号処理され
モニタ部１１へ入力される。そして、モニタ部１１の画
面上には特定の色信号により波長領域の画像が表示され
る。この場合、各波長領域の画像のみを表示するほか、
各波長領域の画像を重ね合わせた状態で表示することも
でき、又、被観察体の特定箇所の反射若しくは吸収スペ
クトル波形を表示するようになっている。モニタ部１５
にはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラー信号が入力
されてカラー表示されるようになっている。

なお、第２図に示すように受光素子９の配設位置を内視
鏡挿入部先端側の照射レンズ５とライトガイド４との間
とすれば、ライトガイドの分光透過特性を加味した分光
特性補正用信号を容易に得ることができる。

次に、上記の構成についてその動作を説明する。

第３図及び第４図はモニタ部１５に表示される画面の一
例を示している。第３図は複数の波長領域で撮像したも
のを同一画面上に合成してカラー表示した表示例を示し
、被観察部は各部位によって各波長領域に対する反射率
又は吸収率が異なるために同一の波長領域にて撮影され
たＡ部分のほかに、これとは異なった波長領域で撮影さ
れたＢ部分やＣ部分を同時に重ねて表示できる。この図
で画面右側に表示されているのは分光分析波形で、上記
表示画面中の２１点、Ｐ２点における吸収スペクトルを
示している。また、第４図は複数の波長領域で撮像した
ものを画面分割して表示した例であって、４つの波長領
域ごとに撮影されたＥ。

Ｆ、Ｇ、Ｈの４つの画像を各画像側にカラー表示してい
る。この図で画面右側には第３図の場合と同様に分光分
析波形が表示されている。この波形は、２３点、Ｐ４点
における吸収スペクトルを示したものである。このよう
に、各波長領域の光で被観察体を照明して得られた情報
を波長領域ごとに一旦フレームメモリに蓄え、この蓄積
された情報を適宜読み出して信号処理ずれば、波長領域
ごとの画像を重ね合せてカラー表示することもできるし
、又波長領域ごとの画像を画面分割して各分割画面を異
なった色で表示することもでき、画面上の特定点の吸収
スペクトルを波形表示することもできる。したがって、
これらの分光分析された情報に基づいて患部と正常部と
を判別し、病変部位等の異常箇所を容易にしかも迅速に
見つけることができる。

なお、上記実施例では、光源ランプ１は赤外部から可視
部までの広範囲の波長領域を含んだ光を放射する光源で
あるが、この光源ランプ１の代りに発光波長領域の異な
る複数の発光ダイオードを用いることもできる。

［発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、種々の波長領域の分
光光を切り換えて被観察体へ照射し、その波長領域に応
じた像情報や分光分析された波形像を表示することがで
き、微妙な色の変化を診断情報として得ることが可能で
、この結果例えば生体内の観察において患部と正常部の
差異を容易に判断し得る情報を表示できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内視鏡装置の一実施例を示す構成
図、第２図は本発明の他の実施例を部分的に示す構成図
、第３図はこの装置で表示される画面の一例を示す正面
図、第４図は表示画面の他の例を示す正面図である。 １・・・光源ランプ　　　　２・・・分光器３・・・収
束レンズ　　　　４・・ライトガイド７・・・撮像素子
　　　　　８・・・可変利得増幅器９・・・受光素子　
　　　１ｏ・・・増幅器１１・・・サンプルホールド回
路 １２・・・分光特性補正部 １３・・・スイッチ回路　　１４・・・信号処理部１５
・・・モニタ部 Ｍ１〜Ｍｎ・・・フレームメモリ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体撮像素子からの撮影信号に基づき被写体像をカラー
   表示する内視鏡装置において、中心波長が異なる複数種
   の狭バンドスペクトルの光を切り換えることにより、各
   バンドスペクトル光毎の複数種の被写体像を前記固体撮
   像素子上に結像させる結像手段と、前記固体撮像素子か
   らの信号に基づき前記複数種の被写体像を記憶する画像
   メモリと、前記画像メモリに記憶した複数種の画像を特
   定の色信号により表示する手段とを備えたことを特徴と
   する内視鏡装置。