JPH0560984A

JPH0560984A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0560984A
Application number: JP4029144A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Nagasaki; 達夫長崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792553B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、内視鏡の径を大きくすることなく、
被写体を高解像度で撮像する内視鏡装置を提供すること
を目的とする。【構成】特定波長特性を有するスポット光を２次元走査
しながら被写体を照明する光源（４４，６０）と、被写
体からの反射光を光電変換する受光素子（１２）と、受
光素子の光電変換出力がスポット光の走査に同期して書
き込まれるフレームメモリ（３２−１、３２−２，３２
−３）とを具備することにより、被写体を撮像素子を用
いて撮像した場合と同様な被写体上の反射強度の２次元
分布、すなわち、光学像がフレームメモリ（３２−１、
３２−２，３２−３）に書き込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内視鏡装置に係り、特に
被写体を撮像する内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、例えば実公昭５９
−３１２１２号に示されているように、内視鏡内にイメ
ージガイドを設ける代りに内視鏡先端に固体撮像素子を
挿入し、被写体を撮像して画像信号を内視鏡内を介して
外部のモニタに供給して表示する内視鏡装置がある。こ
のような内視鏡装置の性能は固体撮像素子の性能に委ね
られている。特に、その画素数が多いことが望まれてい
る。しかしながら、内視鏡は狭い管状部材の中や体腔内
に挿入されることが多いので、その先端の径は大きくで
きないという事情もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
においては、内視鏡先端に内蔵される固体撮像素子に対
して大画素数、小形状という相反する要求が課せられて
いた。

【０００４】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、内視鏡の径を大きくすることなく、被写体
を高解像度で撮像する内視鏡装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
によれば、特定波長特性を有するスポット光を被写体に
２次元走査しながら照射する手段と、被写体からの反射
光を光電変換する手段が設けられている。

【０００６】

【作用】本発明による内視鏡装置によれば、特定波長特
性を有するスポット光を２次元走査しながら被写体を照
明し、被写体からの反射光を受光素子により光電変換
し、光電変換出力をスポット光の走査に対応して記憶手
段に書き込むことにより、被写体を撮像素子を用いて撮
像した場合と同様な被写体上の反射強度の２次元分布、
すなわち、光学像が求められる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による内視鏡装
置の一実施例を説明する。図１は第１実施例の構成を示
すブロック図である。内視鏡本体１０に光源ユニット１
９、ビデオプロセッサ２２が接続される。光源ユニット
２０は電子銃４４と蛍光板５２を有し、電子銃４４から
の電子線４６が電子レンズ４８で収束された後、偏向コ
イル５０で蛍光板５２上を２次元的にラスタ走査され
る。電子線４６が照射されることにより、蛍光板５２か
ら発生されたスポット光が結像レンズ５４により面５６
で結像され、その後、回転色フィルタ６０を介してセル
フォックファイバレンズ１８に入射される。結像レンズ
５４はセルフォックファイバレンズ１８への入射光量を
増加するためのリレーレンズの役目とセルフォックファ
イバレンズ１８の色収差を補正する役目を持っている。
回転色フィルタ６０は図２に示すようにＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３原色の透過色フィルタが円板の円
周に沿って順次配列されてなる。各色のフィルタは電子
線の１回のラスタ走査が終了した時点の休み時間にモー
タ５８により切り換わるようになっている。

【０００８】セルフォックファイバレンズ１８に入射さ
れたスポット光は内視鏡先端の拡大用レンズ１６により
必要な配光角に応じて拡大され被写体２０上に投影さ
れ、被写体が照明される。このため、電子線のラスタ走
査に応じてスポット光が被写体２０を走査する。また、
このスポット光は回転色フィルタ６０により１回の走査
毎にそれぞれ特定波長を有するＲ、Ｇ、Ｂの３原色に切
り換えられている。被写体２０からの反射光が内視鏡１
２の先端に内蔵された受光素子１２で光電変換される。
内視鏡により撮影される箇所は体腔内等の自然光が全く
あるいは殆ど無い箇所であるので、スポット光が照射さ
れた部分の反射光のみが受光素子１２に入射される。こ
こで、スポット光がラスタ走査されているので、受光素
子１２からは被写体２０上の反射強度の２次元分布情報
が時系列的に出力される。これにより、受光素子１２が
撮像走査しなくても、すなわち、１画素しかなくても実
質的に被写体が撮像走査されることになる。

【０００９】受光素子１２から出力された受光信号がプ
リアンプ１４を介してビデオプロセッサ２２に供給され
る。受光信号はビデオプロセッサ２２内で先ずＡＧＣ
（オートゲインコントロール）回路２４、γ補正回路２
６でＴＶ信号に必要な信号処理を受けた後、Ａ／Ｄ変換
器２８によりディジタル化される。ディジタル化された
ＴＶ信号はマルチプレクサ回路３０により、電子線の１
回のラスタ走査に同期して、すなわち、回転色フィルタ
６０の各原色が切り換えられるタイミングと同期して切
り換えられる。そして、Ｒのスポット光で照明した時の
ＴＶ信号がＲ画像用のフレームメモリ３２−１に、Ｇの
スポット光で照明した時のＴＶ信号がＧ画像用のフレー
ムメモリ３２−２に、Ｂのスポット光で照明した時のＴ
Ｖ信号がＢ画像用のフレームメモリ３２−３にそれぞれ
供給される。Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚の成分画像がフレームメ
モリ３２−１、３２−２、３２−３に書き込まれると、
各フレームメモリ３２−１、３２−２、３２−３内の信
号が並列的に読み出され、それぞれＤ／Ａ変換器３４−
１、３４−２、３４−３を介してカラーモニタ３６に供
給される。

【００１０】マルチプレクサ３０の切り換え、フレーム
メモリ３２−１、３２−２、３２−３の読み書き、カラ
ーモニタ３６の制御は光源ユニット１９内に設けられた
タイミングジェネレータ４２により制御される。タイミ
ングジェネレータ４２は電子銃４４からの電子線のラス
タ走査、回転色フィルタ６０を回転させるモータ５８も
制御している。回転色フィルタ６０の回転は円板の外周
部に対応して設けられた光学的な回転検出器６２により
検出され、回転検出器６２の出力がタイミングジェネレ
ータ４２に供給される。

【００１１】一方、ビデオプロセッサ２２内に入力され
た受光信号はローパスフィルタ３８を介して比較器４０
にも供給される。比較器４０はこの受光信号を基準電圧
と比較し、その差を電子銃４４の加速電圧に負帰還す
る。これにより、電子銃４４の加速電圧は自動的に調整
され、照明光の強度は自動調光される。

【００１２】このように第１実施例によれば、内視鏡撮
像は専用光源の下で行なわれるので撮像素子上で被写体
を走査する代りに専用光源からの特定波長特性を有する
スポット光を被写体上を２次元走査させ、受光素子から
時系列的に出力される反射光信号をスポット光の走査に
対応してメモリに書込むことにより、１画素の受光素子
により被写体の反射強度情報の２次元分布、すなわち、
光学像が得られる。このため、受光面上に被写体像を結
像させるレンズ系が不要である。この場合、撮像画像の
解像度はスポット光の径を細くする、または、走査線の
数を増加することにより向上されるので、内視鏡先端の
径を太くすることなく、高解像度で被写体を撮像できる
内視鏡装置が実現される。

【００１３】なお、第１実施例においてセルフォックフ
ァイバレンズ１８の入射端を図示矢印の方向に移動する
ことにより、被写体２０上のスポット光のラスタ走査範
囲を可変することができ、撮像する像の拡大、縮小が自
由にできる。

【００１４】この発明の第２実施例を図３に示す。第２
実施例は回転色フィルタで３原色の照明を切り換えるの
ではなく、３つの光源を具備し、各光源からの光を順次
照射し３原色の照明を切り換えている。Ｒ用、Ｇ用、Ｂ
用のレーザ発振器７０、７２、７４が設けられ、これら
のレーザ発振器７０、７２、７４からのレーザ光線がそ
れぞれＲ、Ｇ、Ｂのレーザ光線のみを反射するダイクロ
イックミラー７６、７８、８０を介してＸ方向の偏向用
の回転多面体ミラー（ポリゴンミラー）８２に入射さ
れ、Ｘ方向（図面の紙面の上下方向）に偏向される。こ
の回転多面体ミラー８２で反射されたＸ偏向レーザ光線
はＹ方向の偏向用の回転多面体ミラー８４に入射され、
Ｙ方向（図面の紙面に垂直な方向）に偏向される。この
回転多面体ミラー８４から出射されたＸＹ偏向レーザ光
線は結像用レンズ系８６によって面８８の位置で結像さ
れ、その後、セルフォックファイバレンズ１８に入射さ
れる。その他の構成は第１実施例と同様であるので、説
明は省略する。このような構成で、各レーザ発振器７
０、７２、

【００１５】７４は第１実施例で回転色フィルタ６０が
切り換えられるタイミングと同様なタイミングで切り換
えられ、第１実施例と同様に動作する。レーザ光線は電
子銃からの電子線に比べて径が細いので、第２実施例は
第１実施例に比べてさらに解像度を向上できる。なお、
回転多面体ミラー８２、８４を表面波を応用した光角度
変調器に置き換えてもよい。

【００１６】図４にこの発明の第３実施例を示す。この
実施例は光源ユニットは設けずに、内視鏡本体１０の先
端にレーザ発振器９２、表面波を応用した光角度変調器
９４を内蔵し、内視鏡先端でレーザ光線を走査させてい
る。

【００１７】この発明は上述した実施例に限定されず、
種々変形可能である。第１、第２実施例で３原色の色フ
ィルタは各フレーム毎に切り換えられたが、回転色フィ
ルタを高速で回転し所定画素毎にＲ、Ｇ、Ｂの照明を切
り換えてもよい。そして、従来のストライプフィルタを
使った単管式カメラや、色モザイクフィルタを全面に貼
り付けた固体撮像素子カメラと同様の信号処理を行なえ
ば、ビデオプロセッサ２２内のフレームメモリ３２−
１、３２−２、３２−３は不要になる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像素子が被写体を走査するのではなく、特定波長特性を
有するスポット光が被写体を走査するので、受光手段と
しては撮像素子を設ける必要はなく単一画素の受光素子
を設けるだけでよい。このため、撮像画像の解像度は被
写体を２次元走査するスポット光の径と走査線の数によ
り決まるので、内視鏡の径を太くすることなく、高分解
能で被写体を撮像できるとともに、照明光を全体的に照
射する場合に比べてまわりの乱反射の影響を受けにく
く、スポット光の反射情報のみを得ることができる内視
鏡装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内視鏡装置の第１実施例の構成を
示すブロック図。

【図２】第１実施例に用いられる回転色フィルタを示す
図。

【図３】本発明による内視鏡装置の第２実施例の要部を
示す図。

【図４】本発明による内視鏡装置の第３実施例の要部を
示す図。

【符号の説明】

１２…受光素子、３０…マルチプレクサ、３２−１, ３
２−２, ３２−３…フレームメモリ、３６…カラーモニ
タ、４２…タイミングジェネレータ、４４…電子銃、５
０…偏向コイル、５２…蛍光板、６０…回転色フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定波長特性を有するスポット光を被写
体に２次元走査しながら照射する手段と、被写体からの
反射光を光電変換する手段とを具備することを特徴とす
る内視鏡装置。
【請求項２】前記スポット光の走査範囲に対応する記
憶領域を有する記憶手段が前記光電変換手段の出力端に
接続され、前記光電変換手段の出力が前記スポット光の
走査と同期して前記記憶手段に書き込まれることを特徴
とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】前記照射手段は電子銃と、偏向コイル
と、前記電子銃からの電子線が照射される蛍光板からな
ることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】前記照射手段はレーザ発振器と、回転多
面体ミラーからなることを特徴とする請求項１に記載の
内視鏡装置。
【請求項５】前記照射手段はレーザ発振器と、光角度
変調器からなることを特徴とする請求項１に記載の内視
鏡装置。
【請求項６】前記照射手段はスポット光の走査範囲を
変化させる機能を有することを特徴とする請求項１に記
載の内視鏡装置。