JPH0360626A - 赤外画像形成用電子内視鏡 - 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、人体の体腔内等を検査９診断する際に、観察
対象部の赤外画像を立体的に表示することができるよう
にした赤外画像形成用の電子内視鏡に関するものである
。 ［従来の技術］ 内視鏡を用いて人体における体内を観察するに当って、
例えば、８１０〜８０５ｎｍの波長領域からなる赤外照
明光の下で観察対象部の映像を撮像すると、粘膜下にお
ける血管の走行状態等、腫瘍の有無やその他の病変部の
発見に役立つ情報が得られることになり、検査９診断を
行う上で有利である。このために、内視鏡の挿入部を体
内に挿入して検査９診断を行う際に、前述した赤外波長
領域の照明光の照射下において、ＣＯＤ等の固体撮像素
子を用いてこの観察対象部を撮像することにより得られ
る赤外画像をモニタ画面上に表示するようにした赤外画
像形成用の電子内視鏡は従来から知られている。

【発明が解決しようとする課題１ ところで、前述した如く、赤外画像に基づいて腫瘍等の
病変部の早期発見を行うためには、血管の走行状態の微
妙な異変等を的確に把握する必要がある。ここで、粘膜
下における血管は、言うまでもなく、三次元的な分布を
有するものであるが、従来技術による電子内視鏡にあっ
ては、このような血管の分布等の情報を平面的にしか表
示することができないものであり、このために、血管の
奥行方向における分布情報が取得することができない等
、高い精度での検査、観察を行うにはなお十分な情報が
得られないのが現状であった。 本発明は畝上の点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、赤外画像を立体的に表示すること
ができるようにした赤外線電子内視鏡を提供することに
ある。 ［課題を解決するための手段１ 前述の目的を達成するために、本発明は、赤外光を照射
する光源と、この赤外照明光を伝送するライトガイドと
、該ライトガイドから照射される赤外光による照明下に
おいて、観察対象部の赤外画像を左右の両眼視差をもっ
て撮像する撮像手段とを備える構成としたことをその特
徴とするものである。 ［作用］ 前述のように構成することによって、左右ノ両眼視差を
持った２つの赤外画像データ、即ちステレオペアデータ
が得られる。この画像データを信号処理して、モニタ画
面上に表示し、このモニタ画面の映像を両眼立体視手段
を介して視認することによって、赤外画像を立体化した
状態にして目視観察を行うことができる。この結果、体
腔内における粘膜下の状態、例えば血管の集まり具合等
を立体的に把握することができるようになる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 まず、電子内視鏡装置は第４図に示した構成となってい
る。即ち、図中において、１は体腔等に挿入される挿入
部、２は本体操作部、３はユニバーサルコード、４は光
源及びプロセッサを内蔵した制御装置、５はモニタ装置
をそれぞれ示す。 そして、挿入部１の先端面には、第５図に示したように
、照明窓６が１箇所設けられており、またこの照明窓８
を挟んで両側に２箇所の観察窓７Ｌ。 ７Ｒが設けられ、さらに鉗子等の処置具を導出するため
の処置具導出口８及び送気送水口９が設けられている。 挿入部１の先端における照明窓６には、第１図に示した
ようにライトガイド１０の出射端１０ａが臨み、該ライ
トガイドＩＯは本体操作ｓ２からユニバーサルコード３
内にまで延在せしめられている。そして、このライトガ
イド１０の入射端ｔａｂは該ユニバーサルコード３の先
端に設けたコネクタ部３ａに臨んでいる。従って、この
コネクタ部３ａを制御装置４のコネクタ受は部４ａに接
続することによって、ライトガイド１０は該制御装Ｎ４
に内蔵した光源部１１からの照明光を伝送することがで
きるようになっている。 ここで、光源部１１は、可視光による照明と赤外光によ
る照明とに切り換えることができるようになっている。 即ち、この光源部１１には、光源として、可視光照射手
段としての白色ランプ１２と、赤外光照射手段としての
レーザ発振器１３とが設けられている。従って、白色ラ
ンプ１２を点灯させたときには、可視光による照明が行
われるようになる。一方、レーザ発振器１３は赤外光領
域の波長で発振するもの、例えばＧＯ２レーザ等の気体
レーザや半導体レーザ等で、連続発振するものが用いら
れ、このレーザ発振器１３を作動させると、赤外光によ
る照明が行われる。また、このように、光源部１１では
可視光による照明だけでなく、赤外光による照明も行わ
れるものであるから、この照明光を伝送するライトガイ
ド１０としては、赤外光を透過させる水晶系のものが用
いられる。 そして、白色ランプ１２からライトガイド１０の入社＠
１ｏｂに至る光路には、該白色ランプ１２からの照明光
を集光させる凹面鏡１４がそれ対向して設けられると共
に、カラーフィルタ１５．コンデンサレンズ１６及びア
イリス調整手段１７が配設されているが、これら各部材
については従来から周知であるので、その説明は省略す
る。 一方、レーザ発振器１３は、白色ランプ１２からの光路
と直交する方向に向けて配設されており、このレーザ発
振器１３からの赤外光をライトガイドｉ。 の入射端面１０ｂに向くように曲折するために１反射ミ
ラー１８が設けられている。そして、この反射ミラー１
８は軸１９を中心として図示しないミラー駆動手段によ
って回動可能となっている。従って、この反射ミラー１
Ｂを第１図に実線で示したように白色ランプ１２の光路
から退避させると、白色ランプ１２からの照明光をライ
トガイド１０に入射させることができ、また同図に仮想
線で示した如く、ライトガイド１０の入射端面ｔｏｂに
対して４５°の角度を持った位置に変位させれば、レー
ザ発振器１３からの照明光をライトガイドｌＯに入射さ
せることができるようになる。そして、この光源部１１
における可視光照射モードと赤外光照射モードとの切り
換えは、例えば制御装置４にスイッチ等のモード切換手
段２０を設け、このモード切換手段を手動で切換操作す
ることにより行うことができる。 前述した如く、光源ｆｉＢｌｌから照射される照明光を
照明窓６から照射した状態で、観察対象部の像を撮像す
るために、観察窓７Ｌ　、　７Ｈには対物レンズ２１Ｌ
　、　２１Ｒが設けられており、該各対物レンズ２１Ｌ
　、　２１Ｈの結像位置にはＣＯＤ等からなる固体撮像
素子２２Ｌ　、　２２Ｒ（左方に位置する固体撮像素子
を２２Ｌとし、右方に位置する固体撮像素子を２２Ｒと
する）が装着されている。これら各固体撮像素子２２Ｌ
　、　２２Ｈによって、観察対象部の像を所定の視差を
持たせた状態で撮像することができるようになっている
。 このように、左右の固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒか
ち得られる赤外画像のステレオペアデータに基づく映像
をモニタ装置５のモニタ画面５ａ上に表示するために、
第３図に示したような回路構成が用いられる。 同図において、２３は固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒ
の駆動信号を発生する駆動回路を示し、該駆動回路２３
は切換手段２４を介して固体撮像素子２２Ｌ　、　２２
Ｈに接続されている。また、この駆動回路２３の駆動信
号に基づいて固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒが駆動さ
れて、信号の読み出されて、この出力信号は画像信号処
理回路２５に入力されるようになっている。 この画像信号処理回路２５は、周知のプロセスアンプ、
ホフイトバランス機構、γ補正手段等を含むもので、該
画像信号処理回路２５からの出力画像信号はＡ／Ｄ変換
器２Ｂから切換手段２７を介して固体撮像素子２２Ｌか
らの出力信号はＬメモリ２８Ｌに、また固体撮像素子２
２Ｈの出力信号はＲメモリ２８Ｈにそれぞれ記録するこ
とができるようになっている。そして、このようにして
各メモリ２８Ｌ　、　２８Ｒに記録された映像信号は切
換手段２８により交互に読み出されて、Ｄ／Ａ変換器３
０によりアナログ信号に変換されて、モニタ装置５によ
り表示することができるようになっている。 而して、前述した各切換手段２４　、２７　、２９の切
り換え制御はＬＲ切換コントローラ３１により行われる
ようになっており、このＬＲ切換コントローラ３１によ
って、モニタ装置５におけるモニタ画面５ａには、固体
撮像素子２２Ｌからの画像と固体撮像素子２２Ｒからの
画像とが、例えばｌ／８０秒毎に交互に切り換え表示さ
れるようになっている。また、モニタ装置５におけるモ
ニタ画面５ａの前面には、両眼立体視手段を構成する、
液晶シャッタ３２が設けられている。この液晶シャッタ
３２は、９０°の位相差を持った偏光フィルタと液晶板
とから構成されるもので、該液晶シャッタ３２も前記Ｌ
Ｒ切換コントローラ３１からの信号に基づいて作動して
、Ｌ、Ｈの画像を分離して表示されるようになっている
、従って、モニタ画面５ａを目視すると、固体撮像素子
２２Ｌから送られるＬ画像が表示されると、左眼で観察
することができ、また固体撮像素子２２Ｒから送られる
Ｒ画像が表示されると、右眼により観察することができ
るようになり、この結果、モニタ画面５ａに表示される
映像を立体的に視認することができるようになる。 本発明は以上のように構成されるもので１次にその作動
について説明する。なお、以下の説明においては、医療
用として用いた場合について説明するが、工業用として
、例えば機械装置の内部における発熱部の分布状態等の
情報を立体的に表示することによる検査を行うため等と
しても用いることができることはいうまでもない。 而して、挿入部１を体内に挿入して、食道、十二指腸、
品等所定の観察対象部に導く際においては、モニタ画面
５ａには通常のカラー画像が表示されるようになってい
る方が好ましい、そこで、光源部１１を可視光照射モー
ドとなし、反射ミラー１８を第１図の実線位置に保持し
て、白色ランプ１２を点灯させると共に、レーザ発振器
１３を発振させない状態におく、これによって、白色ラ
ンプ１２から照射される照明光はカラーフィルタ１５を
介することによって、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長光による照明
が順次時系列的に行われて、ライトガイド１０を介して
体内に照射されることになる。従って、駆動回路２３か
らの駆動信号を固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒに入力
すると、Ｒ，Ｇ、Ｈの各画像信号が画像信号処理回路２
５に取り込まれることになり、この画像信号処理回路２
５から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各色画像信号が多重化さ
れて、コンポジット映像信号としてモニタ装置５に入力
されて、該モニタ装置５におＬするモニタ画面５ａには
カラー画像が表示される。 そして、挿入部ｌの先端部が所定の観察対象部にまで導
かれると１周知のアングル操作を行うことによって、こ
の挿入部ｌを所望の方向に向けてその観察を行うことが
できる。ここで、光源部１１を可視光照射モードに保持
しておくと、モニタ画面５ａにはカラー画像が表示され
るので、体腔内壁の状態の検査を行うことができる。 一方、光源部１１における反射ミラー１８を第１図に仮
想線で示した状態に変位させて、白色ランプ１２を消灯
させ、レーザ発振器１３を作動させると、赤外光照射モ
ードに切り換わり、ライトガイド１０を介して観察対象
部に赤外光による照明光が照射される。この結果、固体
撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｈにより赤外画像を得ること
ができるようになる。この赤外画像によれば、粘膜下に
おける血管の走行状態に関する情報等が得られるので１
例えばこの血管の走行具合により腫瘍の有無等の検査に
役立つ、なお、この赤外画像を撮像するに当って、工Ｇ
Ｃ（インドシアニングリーン）を静注すれば、血管の状
態のより明確な画像が得られる。 ここで、モニタ画面５ａに表示される映像としては、通
常のカラー映像及び赤外映像の双方を立体的に表示する
ことができるようになっている。そこで、以下において
、この立体映像の形ｔについて説明する。 即ち、挿入部ｌの先端には、左右一対の固体撮像素子２
２Ｌ　、　２２Ｒが設けられているので、これら各固体
撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒによって観察対象部の像を
所定の視差を持った状態で撮像することができる。そこ
で、ＬＲ切換コントローラ３１からの切り換え信号を切
換手段２４に入力すると、該切換手段２４により固体撮
像素子の駆動信号が固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｈに
交互に入力されることになるので、固体撮像素子２２Ｌ
　、　２２Ｒからフレーム毎に信号の読み出しが行われ
る。 このようにして固体撮像素子２２Ｌ　、　２２Ｒから読
み出された信号は画像信号処理回路２５に入力されて、
所定の信号処理が行われることによって、ステレオペア
データが得られる。そして、これらの画像信号は、ＬＲ
切換コントローラ３１からノ切換信号に基づいて作動す
る切換手段２７によって、Ｌメモリ２８ＬまたはＲメモ
リ２８Ｒにそれぞれ取り込まれる。即ち、左側に位置す
る固体撮像素子２２Ｌからの信号が出力されているとき
には、Ｌメモリ２８Ｌに記録され、右側の固体撮像素子
２２Ｒが駆動されているときには、その出力信号はＲメ
モリ２８Ｈに記録されることになる。そして、一方のメ
モリによって１フレ一ム分の画像データが記録されると
、切換手段２８によりこのメモリから画像データの読み
出しが行われ、このときに他方のメモリには画像データ
の蓄積が行われる。これを繰り返すことによって、左右
の画像データがそれぞれｌ／３０秒ずつモニタ画面５ａ
に表示されることになる。 モニタ画面５ａの前面には両眼立体視手段としての液晶
シャッタ３２が設けられており、この液晶シャッタ３２
もＬＲ切換コントローラ３１からの信号に基づいて作動
して、Ｌメモリ２８Ｌからの左側の画像データがモニタ
画面５ａに表示されたときには、画面を目視したときに
左眼で見えるように。 またＲメモリ２８Ｒからの右側の画像データがモニタ画
面５ａに表示されたときには、画面を目視する右眼で見
えるように切り換わることになる。この結果、視差を持
たせた２種類の画像が左右の眼により交互に見ることが
できるようになり、モニタ画面５ａには立体的な映像が
表示されることになる。 前述したＬＲ切換コントローラ３１による切換手段２４
，２７．２９及び液晶シャッタ３１の切り換え動作タイ
ミングは、第３図に示したようになる。 このように、通常のカラー画像と、赤外画像をも立体的
に表示することによって、体腔内の状態を外観的に立体
化した状態で観察することができると共に、粘膜下の状
態、例えば血管の走行状態等をも立体的に把握すること
ができるようになり、この赤外画像を平面的にしか表示
できない従来のものと比較して、血管の奥行方向の走行
状態も検出することができるようになり、その微妙な変
化や異常等を検出することができるようになり、検査９
診断の精度が著しく良好となる。 なお、前述の実施例においては、固体撮像素子を２個設
けるように構成したものを示したが、単一の固体撮像素
子を用いて左右の両眼視差を持たせた映像を交互にモニ
タ画面５ａに表示することができるようになる。また、
光源部としては、赤外光を含む照明光を照射するように
なし、可視光照射モードにおいては、カラーフィルタと
共に赤外線カットフィルタを配設し、赤外光照射モード
においでは、カラーフィルタ及び赤外線カットフィルタ
を光路から除去して、赤外線透過フィルタをこの光路に
臨ませればよい、さらに、両眼立体視手段としては、モ
ニタ画面の前面に液晶シャッタを配設する構成としたが
、この液晶シャッタに代えて、例えば液晶メガネ等を用
いるようにしてもよく、またモニタ画面を左右の画像を
それぞれ個別的に表示する２つの領域に分けて、左右の
両眼をそれぞれ各表示領域のみを目視することができる
、所謂のぞき式のものとしてもよい、さらにまた、観察
窓７Ｌ　、　７Ｒの位置では十分に視差を出せない場合
には、画像処理手段により視差補正を行うようにすれば
よい。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明においては、観察対象部に
おける赤外像を左右の両眼視差をもって撮像するように
構成したので、体皮下における血管の走行状態その他の
情報を立体的に表示することができるようになり、検査
９診断を高精度に行うことかできるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は内視鏡
の撮像システムの構成説明図、第２図は画像信号処理を
行う回路構成図、第３図はＬＲの切り換え動作のタイミ
ングチャート図、第４図は内視鏡装置の構成説明図、第
５図は挿入部の先端部分の外観図である。 ｌ　：挿入部、２：本体操作部、４：制御装置、５　：
モニタ装置、５ａ：モニタ画面、１０ニライトガイド、
１１：光源部、１２：白色ランプ、１３：レーザ発振器
、２２Ｌ　、　２２Ｒ：固体撮像素子、２３：駆動回路
、２４　、２７　、２９　：切換手段、２５：画像信号
処理回路、２８Ｌ　、　２８Ｒ：メモリ、３１：ＬＲ切
換コントローラ、３２：液晶シャッタ。 第 図 弔 図 Ｌ″３％”９ＲＬ　　ＲＬ　　ＲＬ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤外光を照射する光源と、この赤外照明光を伝送するラ
   イトガイドと、該ライトガイドから照射される赤外光に
   よる照明下において、観察対象部の赤外画像を左右の両
   眼視差をもって撮像する撮像手段とを備えたことを特徴
   とする赤外画像形成用電子内視鏡。