JPH0584164B2 - - Google Patents

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装置に係り、特にカラー画
像の他に赤外画像も得ることができる電子内視鏡
装置に関する。

〔従来の技術〕

１つのCCD2次元センサから順次各色の照明光
に対応した色画像を得る面順次方式は、CCD2次
元センサの個数を多くとれない場合に有効であ
り、近年医用電子内視鏡装置に応用されるつあ
る。

かかる電子内視鏡装置は、色フイルタデイスク
を介して作成される赤(R)、緑(G)、青(B)の各照明光
に対応して順次撮像した色画像を各色チヤンネル
毎のフイードメモリを介して同時式に変換し、カ
ラー画像としてカラーTVに再生できるように構
成されている。

上記カラー画像に対して、赤外画像では体腔内
患部の表面より少し内部の患部や温度変化部分等
を見ることができるため、従来からカラー画像の
他に赤外画像も得られる電子内視鏡装置がある。

この種の電子内視鏡装置としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ
及び赤外（IR）の４種類の照明光を順次通過さ
せる色フイルタデイスクを用いたものや、Ｒ、
Ｇ、IRの３種類の照明光を順次通過させる色フ
イルタデイスクを用いたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、面順次方式では各照明光に対応する
信号は１フイールドづつ遅れて順次に発生してお
り、これを同時式に変換してモニタ画像として再
生するため、被写体と内視鏡先端部間の相対的な
動きによりモニタ画像に色ずれが発生する場合が
ある。このため、上記従来のＲ、Ｇ、Ｂ、IRの
４種類の照明光を順次照射する場合には、同時式
に変換された映像信号は各色間で最大３フイール
ドの時間差が生じることになり、３種類の照明光
に比べて色ずれが発生しやすくなる。又前記回転
式色分解フイルタの各Ｒ、Ｇ、Ｂ、IRのフイル
タ面積領域が、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種に比べ狭くな
り、CCD出力の感度が低下する。

一方、Ｒ、Ｇ、Ｂ、IRの３種類の照明光を順
次照射する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が得ら
れず、このため正規なカラー画像が得られないと
いう問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、３種類の照明光を順次照射して、Ｒ、Ｇ、
Ｂ、IRの４つの映像信号を得ることができる電
気内視鏡装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は前記目的を達成するために、赤外波長
領域を含む赤、緑及び青の各照明光を内視鏡先端
部から順次被写体に照射する照明手段と、前記内
視鏡先端部に配設されその前面に赤外符号化用の
モザイクフイルタが設けられた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から得られる面順次方式の赤外
符号化信号が重畳した赤信号、緑信号及び青信号
のうち赤信号と赤外符号化信号とを分離する手段
と、前記分離した赤外符号化信号を検波して赤外
信号を得る手段と、面順次方式の赤信号、緑信
号、青信号及び赤外信号を記憶し、これらを同時
に読み出して同時式の赤信号、緑信号、青信号及
び赤外信号を得る手段と、を備えたことを特徴と
している。

〔作用〕

本発明によれば、前記照明手段によつて内視鏡
先端部から赤外波長領域を含む赤、緑、及び青の
各照明光を順次被写体に照射するようにし、一
方、内視鏡先端部の固体撮像素子の前面には赤外
除去用のモザイクフイルタを設けておく。

これにより、赤外波長領域を含む赤の照明光が
照射されると、前記固体撮像素子からは赤外符号
化信号が重畳した赤信号が得られる。そして、こ
の赤外符号化信号が重畳した赤信号から赤外符号
化信号と赤信号とを分離し、更に、赤外符号化信
号を検波することにより赤外信号を得るようにし
ている。

このようにして得た面順次方式の赤信号、緑信
号、青信号及び赤外信号を同時式に変換して４つ
の映像信号を得るようにしている。

〔実施例〕

以下添付図面に従つて本発明に係る電子内視鏡
装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る電子内視鏡装置の一実施
例を示すブロツク図である。同図において、照明
ランプ１０からの可視光波長領域と赤外波長領域
の光は、色フイルタデイスク１２及びライトガイ
ド１４を介して内視鏡先端部より被写体１６を照
明する。即ち、色フイルタデイスク１２はそれぞ
れ中心角120°の赤フイルタ、緑フイルタ及び青フ
イルタを有し、モータ１８によつて所定の回転速
度（例えば20rps）で回転させられている。これ
により、照明ランプ１０からの光は、この回転す
る色フイルタデイスク１２を介して1/60秒の周期
で順次変化する赤外波長領域を含む赤（R′）、緑
(G)、青(B)の各色の照明光となり、ライトガイド１
４を介して被写体１６に照射される。

内視鏡先端部に設けられた撮影レンズ２０は、
R′、Ｇ、Ｂの各照明光によつて照明された被写
体１６を撮像し、これを固体撮像素子（CCD）
２２の受光部に結像させる。

ここで、CCD２２は第２図に示すように前面
に赤外符号化用のモザイクフイルタ２２Ａを有し
ている。第２図Ｂ及びＣはそれぞれモザイクフイ
ルタ２２Ａの一例を示すもので、第２図Ｂに示す
モザイクフイルタは赤外除去部（同図の斜線部
分）がストライプ状になつており、第２図Ｃに示
すモザイクフイルタは赤外除去部が各ライン毎に
１画素づつずれた市松模様になつている。

このCCD２２は同期回路２４よりCCD駆動回
路２６を介して加えられる駆動パルスよつて駆動
される。即ち、CCD２２の受光部に入射し光電
変換された画情報は、各照明光に対応したR′、
Ｇ、Ｂの面順次カラー信号として読み出されプロ
セスアンプ２８Ａを介して分離回路３０に加えら
れる。

分離回路３０は赤外波長領域を含む赤（R′）
信号から赤外波長領域を含まない赤(R)信号と、Ｒ
信号に重畳されている赤外符号化信号とを分離す
るものである。尚、上記R′信号の周波数スペク
トルを示すと第３図に示すようになる。即ち、モ
ザイクフイルタ２２Ａの空間周波数に対応した符
号化された周波数fiR、例えば3.58MHz近傍に赤
外信号成分が、低周波領域にＲ信号成分が分布し
ている。

次に、上記分離回路３０について詳述する。

第４図は分離回路３０の一実施例を示すブロツ
ク図であり、この分離回路３０はR′分離回路３
１、ローパスフイルタ（LPF）３２、バンドパ
スフイルタ（BPF）３３、遅延線３４，３５及
び加算器３６から構成されている。

R′分離回路３１はプロセスアンプ２８Ａから
入力するR′、Ｇ、Ｂ順次信号からR′信号とＧ、
Ｂ信号とを分離するアナログスイツチング回路
で、同期回路２４から加えられるタイミング信号
に応じてR′信号の入力時にはこれをLPF３４及
びBPF３５に出力し、Ｇ、Ｂ信号の入力時には
これを遅延線３４を介して加算器３６に出力す
る。

LPF３２は入力するR′信号のうち赤外符号化
信号を含まない低周波のＲ信号成分のみを通過さ
せ、これを遅延線３５を介して加算器３６に出力
する。加算器３６は、Ｇ、Ｂ信号とＲ信号とを加
算し、Ｒ、Ｇ、Ｂ順次信号を出力する。

一方、BPF３２は、入力するR′信号のうち赤
外符号化信号（第３図に示すように例えば周波数
3.58MHz近傍の赤外信号成分）のみを通過させ
る。尚、遅延線３４及び３５は、赤外符号化信号
がBPF３２を通過するときに遅延するため、そ
の遅延時間相当だけＧ、Ｒ、Ｂ信号を遅延させ
る。

第５図は分離回路３０の他の実施例を示すブロ
ツク図で、第２図Ｃに示すモザイクフイルタを使
用した場合に適用される。尚、第４図と共通する
部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

R′分離回路３１によつて分離されたR′信号は、
直ちに加算器３８及び減算器３９に加えられると
共に、1H遅延線３７を介して１水平走査（1H）
だけ遅延されて加算器３８及び減算器３９の他の
入力に加えられる。

ところで、第２図Ｃに示すモザイクフイルタを
使用した場合、Ｒ信号に重畳した赤外符号化信号
fiRは、各水平走査ライン毎に180°位相がずれて
いる。従つて、加算器３８で隣接する水平走査ラ
イン間におけるR′信号同士を加算することによ
り、Ｒ信号のみを取り出すことができ、また、減
算器３９で隣接する水平走査ライン間における
R′信号同士の減算を行うことにより、赤外符号
化信号fiRのみを取り出すことができる。

このようにして、分離回路３０によつて分離さ
れたＲ、Ｇ、Ｂ順次信号はプロセスアンプ２８Ｂ
を介してＡ／Ｄ変換器３２に出力され、また赤外
符号化信号は検波回路３４で検波されたのち、赤
外映像信号（IR信号）としてプロセスアンプ２
８Ｂを介してＡ／Ｄ変換器３６に出力される。

Ａ／Ｄ変換器３２及び３６は同期回路２４から
所定のクロツクパルスが加えられており、これに
より入力するＲ、Ｇ、Ｂ順次信号及びIR信号
（Ｒと同相）を順次デジタル信号に変換し、これ
らのデジタル信号をＲ、Ｇ、Ｂ、IRのフイード
メモリ４０，４２，４４，４６に出力する。

フイードメモリ４０，４２，４４，４６はデー
タの書き込み及び読み出しがメモリ制御回路４８
によつて制御される。即ち、メモリ制御回路４８
は、同期回路３０から各色チヤンネルに同期した
信号を入力しており、各色チヤンネルに対応した
Ｒ、Ｇ、Ｂ、IR信号をその色に対応したフイー
ドメモリ４０，４２，４４，４６に順次書き込む
べく書き込み信号を出力し、各フイールドメモリ
の記憶内容を更新させる。また、これらのフイー
ルドメモリ４０，４２，４４，４６に記憶された
信号を同時に読み出すべく読み出し信号を出力す
る。

このようにしてフイールドメモリ４０，４２，
４４，４６を介して同時式に変換されたＲ、Ｇ、
Ｂ、IR信号はそれぞれＤ／Ａ変換器５０，５２，
５４，５６でアナログ信号に変換されたのちエン
コーダ５８に出力される。

エンコーダ５８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて
カラー映像信号を作成すると共に、IR信号に基
づいて白黒表示又は公知の擬似カラー表示するた
めの赤外映像信号を作成し、これらを合成した複
合カラー映像信号を出力する。従つて、この複合
カラー映像信号をカラーTVに加えると、カラー
画像に赤外画像が重畳して再生される。

尚、図示しない表示選択スイツチ等によつてエ
ンコーダ５８からカラー画像のみを再生させるた
めの複合カラー映像信号と、赤外画像のみを再生
させるための複合映像信号とを選択的に出力させ
るようにしてもよい。

また、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号から作成される輝度(Y)信
号に基づく白黒画像に擬似カラー色の赤外画像を
重畳すべく複合映像信号を作成するようにしても
よく、更にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙの少なくとも１つ以上
の画像に白黒又は擬似カラー色の赤外画像を重畳
すべく映像信号を作成するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る電子内視鏡装
置によれば、赤外波長領域を含む赤、緑、青の３
種類の照明光を被写体に順次照射して赤、緑、青
及び赤外の４つの映像信号を得ることができ、カ
ラー画像の他に赤外画像も表示することができ
る。また、従来の赤、緑、青及び赤外の４種類の
照明光を被写体に順次照射するものに比べて、同
時式に変換されたのち映像信号の各色間の最大時
間差を小さくすることができ、このため動画に対
して色ずれが生じにくい映像信号を作成すること
ができ、又色分解フイルタの各フイルタの面積を
広くし感度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子内視鏡装置の一実施
例を示すブロツク図、第２図Ａは第１図に示した
CCDの詳細を示す側面図、第２図Ｂ及びＣはそ
れぞれ第２図Ａに示したモザイクフイルタの一例
を示す正面図、第３図は第１図のCCDから得ら
れる赤外波長領域を含む赤信号の周波数スペクト
ルを示すグラフ、第４図及び第５図はそれぞれ第
１図に示した分離回路の詳細例を示すブロツク図
である。 １０……照明ランプ、１２……色フイルタデイ
スク、２２……固体撮像素子（CCD）、２２Ａ…
…モザイクフイルタ、２８Ａ，２８Ｂ……プロセ
スアンプ、３０……分離回路、３１……R′分離
回路、３２……ローパスフイルタ、３３……バン
ドパスフイルタ、３７……1H遅延線、４０，４
２，４４，４６……フイールドメモリ、５８……
エンコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 赤外波長領域を含む赤、緑及び青の各照明光
   を内視鏡先端部から順次被写体に照射する照明手
   段と、 前記内視鏡先端部に配設されその前面に赤外符
   号化用のモザイクフイルタが設けられた固体撮像
   素子と、 前記固体撮像素子から得られる面順次方式の赤
   外符号化信号が重畳した赤信号、緑信号及び青信
   号のうち赤信号と赤外符号化信号とを分離する手
   段と、 前記分離した赤外符号化信号を検波して赤外信
   号を得る手段と、 面順次方式の赤信号、緑信号、青信号及び赤外
   信号を記憶し、これらを同時に読み出して同時式
   の赤信号、緑信号、青信号及び赤外信号を得る手
   段と、 を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。 ２ 前記同時式の赤信号、緑信号、青信号及び赤
   外信号を入力し、赤外画像を白黒又は擬似カラー
   色で単独に、若しくは赤信号、緑信号、青信号及
   びこれらの信号から作成される輝度信号及び複合
   カラー映像信号のうち少なくもと１つ以上に重畳
   して表示する手段を備えたことを特徴とする請求
   項１記載の電子内視鏡装置。