JPH0640174B2

JPH0640174B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0640174B2
Application number: JP63178935A
Authority: JP
Inventors: 正関口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0229612A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、フィルタ透過光の透過成分を面順次で切替え
ながらフィルタ透過光を被写体へ照射し、その被写体を
撮像する面順次方式の内視鏡装置に関し、特に光源から
発生される光の放射前方に配置されるフィルタ部の改良
に関する。

（従来の技術）従来、この種の内視鏡装置として、赤色（以下Ｒとい
う）光，緑色（以下Ｇという）光，青色（以下Ｂとい
う）を透過させる３枚のフィルタを円周方向に配列して
装着した円板フィルタを回転させながら、光源から発生
される光をその回転フィルタを通して被写体へ照射する
一方、その被写体をＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像する
ことによりＲ，Ｇ，Ｂの３枚の画像を収集し、この３枚
の画像を合成して１枚のカラー画像を作り出す内視鏡装
置が提案され、実用に供されている。

更に、このような面順次方式の内視鏡装置の特徴を生か
して、例えば粘膜下のヘモグロビン濃度が示される機能
情報画像を撮影するために、透過中心波長がそれぞれ異
なる各干渉フィルタを円周方向に配列して装着した機能
情報撮影用の円板フィルタを用いることが提案された。

しかし、通常画像撮影と機能情報画像撮影とを別の内視
鏡装置で実行するのは事情にそぐわないから、その通常
画像撮影と機能情報画像撮影とを同一の内視鏡装置で実
行することが要求される。

そこで、先に、通常画像撮影から機能情報画像撮影へと
移行することができる内視鏡装置が提案された。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、通常画像撮影から機能情報画像撮影へと
移行することができる従来のこの種の内視鏡装置を構成
する場合においては、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを円周方向
に配列して装着した円板フィルタの他に、上記の各干渉
フィルタを円周方向に配列して装着した円板フィルタが
必要となり、更に、これらの各円板フィルタを駆動する
めたにモータ，伝達機構を複雑に組合わせたフィルタ選
択機構が必要となった。

この場合、フィルタ部及びフィルタ選択機構が著しく大
型化されることになり、しかもその従来構成において通
常画像撮影から機能情報画像撮影へスムーズに移り変る
ための改良を未だ完成させることができない状況にあ
る。また、通常画像撮影にて得られる信号出力と機能情
報画像撮影にて得られる信号出力の各出力レベルが一定
でないので各画像間での比較診断が困難であり、更に
は、各画像間での信号レベルの違いによる診断ミスを引
き起こすという欠点がある。

本発明は、係る課題に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、通常画像撮影から機能情報画像撮影へ
とスムーズに移行することができるとともに、フィルタ
部及びフィルタ選択機構が小型化され、かつ、各画像の
出力レベルを同一とし得る内視鏡装置を提供することに
ある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、フィルタ透過光の
透過成分を面順次で切換えながらフィルタ透過光を被写
体へ照射し、この照射光の照射下で被写体を固体撮像素
子にて撮像して得られる画像信号に基づいて、画像表示
を行う内視鏡装置において、光を発生する光源手段と、
面順次配列される光フィルタ群を異種系統並列に複数並
べて装着するフィルタ手段と、前記光源手段に対して前
記複数の光フィルタ群相互がなす並列方向へ前記フィル
タ手段を相対移動させることにより前記複数の光フィル
タ群のいずれかを前記光源手段からの光を透過させる光
フィルタ群として択一的に選択するフィルタ選択手段
と、前記固体撮像素子にて被写体を撮像して得られる画
像信号の信号出力が前記フィルタ選択手段による各光フ
ィルタ群の選択毎に同レベルとなるよう前記光源の光量
を前記フィルタ選択手段により選択される各光フィルタ
群に対応させて変化させる光量制御手段とを有すること
が特徴である。

（作用）本発明による内視鏡装置であれば、異種系統並列に並べ
られる一系統の光フィルタ群がＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタ
による三原色画像用フィルタ群であり、他の一系統の光
フィルタ群が相互に透過中心波長がそれぞれ異なる各干
渉フィルタによる機能情報画像撮影用フィルタ群である
円板フィルタを構成することができる。

また、この円板フィルタを光源に対し相対移動させるこ
とで上記三原色画像用フィルタ群と機能情報画像撮影用
フィルタ群とを択一的に選択するフィルタ選択機構を構
成することができる。

そして、この円板フィルタとフィルタ選択機構との組合
せは簡単な機構である一方、フィルタ選択機構による光
フィルタ群の選択動作に応答して、通常画像撮影から機
能情報画像撮影への以降をスムーズに実行することを容
易に実現し得る。また、被写体を撮像して得られる画像
信号の信号出力がフィルタ群（ＲＧＢ，λ_１λ_２λ
_３等）毎に同レベルとなるように光源の光量が制御され
るので各画像間での診断者の比較診断が容易となり、ま
た、各画像間での信号レベルの違いによる診断の誤りを
防止することができる。

（実施例）第１図は、本発明が適用された一実施例の内視鏡装置の
要部概略を示す構成図である。

この一実施例の内視鏡装置は、キセノンランプ１，反射
ミラー２，集光レンズ３等からなる光源４と、送光用フ
ァイバ５の入射端との間に、円板フィルタ６を配設して
いる。

円板フィルタ６は、第２図に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各フィルタが面順次配列される三原色画像用フィルタ群
７と、透過中心波長がそれぞれ異なる干渉フィルタ
λ_１，同λ_２，同λ_３が面順次配列される機能情報撮影
用フィルタ群８とを２つ並列に並べて同心円状に装着し
ている。なお、ここでは三原色画像用フィルタ群７が内
側で機能情報画像撮影フィルタ群８が外側であるが逆の
関係とすることもできる。

そして、円板フィルタ６の回転中心部を軸着しているモ
ータユニット９は、円板フィルタ６を一定速度で回転駆
動するモータ９ａと、このモータ９ａをＡ−Ａ′方向へ
移動させるために、Ａ−Ａ′方向に沿って配設され、且
つモータ９ａが螺合されているスクリュー軸９ｂと、こ
のスクリュー軸９ｂに固設されたギア９ｃと、このギア
９ｃを正逆方向に回転せしめるために駆動ギア９ｄ，同
９ｅをそれぞれ介して設けたモータ９ｆ，同９ｇとを備
えている。

そのため、モータユニット９は、円板フィルタ６を一定
速度で回転させることができるとともに、三原色画像用
フィルタ群７及び機能情報画像撮影用フィルタ群８の相
互がなす並列方向へ光源４に対し円板フィルタ６を相対
移動させることができる。なお、モータ９ｆ，同９ｇは
１個の可逆転モータで置き換えることもできる。

一方、光源４は、光源コントローラ１０により光量制御
されるようになされている。

また、モータユニット９及び光源コントローラ１０は、
システム全体の制御中枢となるコントローラ１１によっ
て制御動作されるものである。なお、コントローラ１１
には、機能画像スイッチ１２が付設されている。

前述した構成各部において、本発明の中心をなすのは円
板フィルタ６であり、この円板フィルタ６について更に
詳述する。

第２図中、干渉フィルタλ_１，同λ_２，同λ_３は、具体
的にはλ_１，λ_２，λ_３をそれぞれ透過中心波長とした
狭帯域バンドパスフィルタであって、機能情報として例
えば粘膜下のヘモグロビン濃度の画像を得る場合には、
それぞれ透過中心波長として５６９nm，５７７nm，６５
０nmが選択される。

このような干渉フィルタλ_１〜λ_３からなる機能情報画
像撮影用フィルタ群８を用いる場合、円板フィルタ６の
回転速度は、例えば干渉フィルタλ_１〜λ_３の各開口時
間が１／６０秒つまりＴＶモニタの１フィールドの時間
となり、また各干渉フィルタ間の移動時間が１／６０秒
となるものにする。

また、三原色撮影用フィルタ群７と機能情報撮影用フィ
ルタ群８とは、同心円状に配置され、且つ、各フィルタ
群のフィルタ枚数がそれぞれ３枚であるため、モータユ
ニット９による円板フィルタ６の回速速度は、Ｒ，Ｇ，
Ｂの通常画像を得る場合、及び機能情報画像を得る場合
ともに同一の一定速度でよいことになる。

また、送光用ファイバ５の出射端は、内視鏡スコープの
スコープ先端部（不図示）に配置され、この送光用ファ
イバ５の出射端より面順次切換動作に同期した照明光が
被写体へ照射される。

更に、こうした被写体への照明光の照射下で被写体が固
体撮影素子により撮像され、画像再構成のための各処理
が実行され、撮像内容がＴＶモニタ上に画像表示される
ものである。

次に本発明の一実施例についてその作用を説明すると、
機能画像スイッチ１２の操作により機能画像要求信号が
コントローラ１１へ送出された場合、コントローラ１１
からモータユニット９へ機能情報画像要求信号に対応し
た移動命令信号が送出される。

すると、モータユニット９は、円板フィルタ６を光源４
に対し相対移動させることで、光源４から発生された光
が機能情報画像撮影用フィルタ群８の各干渉フィルタλ
_１〜λ_３を通して送光用ファイバ５の入射端へ収束され
る状態をつくる。なお、この際、モータユニット９によ
り円板フィルタ６が一定速度が回転される。

これと同時に、コントローラ１１から光源コントローラ
１０へ機能情報画像要求に対応する光量増加信号が送出
され、第３図に示すように、光源４の発光強度が増加さ
れる。なお、この光源４の発光強度の増加状態は、後述
するようにコントローラ１１から光源コントローラ１０
へ通常画像要求に対応する光量減少信号が送出されるま
で継続される。

つまり、この光源４による発光強度の増加は、撮像系の
画像再構成過程においてＲ，Ｇ，Ｂ画像の信号出力と、
λ_１，λ_２，λ_３画像の信号出力とが同じレベルとなる
ように行われる。これにより、各画像間での信号レベル
が同じとなるので、各画像間での診断者の比較診断が容
易となり、また、各画像間での信号レベルの違いによる
診断の誤りを防止することが可能となる。

そして、機能画像スイッチ１２の再度操作により通常画
像要求信号がコントローラ１１へ送出された場合、コン
トローラ１１からモータユニット９へ通常画像要求信号
に対応した移動命令が送出される。

すると、モータユニット９は、円板フィルタ６を光源９
に対し相対移動させることで、光源４から発生された光
が三原色画像用フィルタ群７のＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタ
を通して送光用ファィバ５の入射端へ収束される状態を
つくる。なお、この際にも機能情報画像撮影時と同様の
一定速度で円板フィルタ６が回転される。

これと同時に、コントローラ１１から光源コントローラ
１０へ通常画像要求に対応する光量減少信号が送出さ
れ、光源４の発光強度が減少される（第３図参照）。

このように、本発明の一実施例にあっては、円板フィル
タ６上に、三原色画像撮影用フィルタ群７と機能情報撮
影用フィルタ群８とが同心円状に配列されているから、
モータユニット９により円板フィルタ６が光源４に対し
相対移動されるだけで、Ｒ，Ｇ，Ｂの通常画像撮影のた
めの被写体への照明が面順次切換動作に同期して実行さ
れた後、λ_１，λ_２，λ_３の機能情報画像撮影のための
被写体への照明が面順次切換動作に同期して実行され
る。つまり、通常画像撮影から機能情報画像撮影へとス
ムーズに移行される。

しかも、上記のフィルタ部及びフィルタ選択機構は簡素
な構成で小型化が容易のものである。

第４図は、本発明が適用された他実施例の要部詳細説明
図である。

この本発明の他実施例にあっては、円板フィルタ６は図
示の如く、三原色撮影用フィルタ群７ａと機能情報撮影
用フィルタ群８ａとが同心円状に装着される。その他
は、第１図に示される如くの各部を備える。

この場合、通常画像撮影用フィルタ群７ａのＲ，Ｇ，Ｂ
の各フィルタの枚数合計が３枚であるのに対し、機能情
報画像撮影用フィルタ群８ａのλ_１〜λ_６の枚数が６枚
である。

そのため、フィルタの開口時間とフィルタ間の移動時間
とについて、通常画像撮影時と機能情報画像撮影時とに
同一時間に設定するのであれば、機能情報画像撮影時の
回転フィルタ６の回転速度は、通常画像撮影時の１／２
の回転速度にする。

換言すれば、機能情報画像撮影の順序は前述の本発明の
一実施例と同じであるが、モータユニット９による円板
フィルタ６の移動に同期してモータユニット９の回転速
度を変化させることが必要となる。

この本発明の他実施例にあっても、通常画像撮影から機
能情報撮影とスムーズに移行されることになり、また、
フィルタ部及びフィルタ選択機構は簡素な構成で小型化
が容易のものである。

また、前述した本発明の各実施例は、通常画像撮影から
機能情報画像撮影への移行を行う構成のものであるが、
機能情報画像撮影用フィルタ群を複数並列に同心円状に
設置した円板フィルタを用いた構成を採用しても、本発
明に包含される。

また、円板フィルタを用いなくとも、面順次配列される
光フィルタ群を異種系統並列に複数並べてもフィルタ部
を構成することもでき、この場合にも本発明に包含され
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明が適用された内視鏡装置
は、面順次配列される光フィルタ群を異種系統並列に複
数ならべて装着したフィルタ部における光フィルタ群を
フィルタ選択機構により択一的に選択した状態下で、被
写体を面順次方式で撮影可能に照明することができる。

そのため、特に通常画像撮影から機能情報画像撮影への
移行がスムーズに行えるようにする場合に好適であり、
また光源周辺部を簡素な構造のものとすることができる
という利点が得られる。また、フィルタ選択手段により
選択される各光フィルタ群に対応させて光源から発生す
る光量を変化させる光量制限手段を有し、各光フィルタ
群毎に得られる撮像画像の信号レベルが同じとなるよう
制御しているので、各画像間での診断者の比較診断が容
易となり、また、各画像間での信号レベルの違いによる
診断の誤りを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された一実施例の内視鏡装置の要
部概略を示す構成図、第２図はその一実施例の円板フィ
ルタの要部詳細説明図、第３図はその一実施例の光量制
御のタイミングを示すタイミングチャート、第４図は本
発明の他実施例の円板フィルタの要部詳細説明図であ
る。１……キセノンランプ、２……反射ミラー３……集光レンズ、４……光源５……送光用ファイバ、６……円板フィルタ７，７ａ……三原色画像用フィルタ群８，８ａ……機能情報画像用フィルタ群９……モータユニット、１０……光源コントローラ１１……コントローラ、１２……機能画面スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルタ透過光の透過成分を面順次で切換
えながらフィルタ透過光を被写体へ照射し、この照射光
の照射下で被写体を固体撮像素子にて撮像して得られる
画像信号に基づいて、画像表示を行う内視鏡装置におい
て、光を発生する光源手段と、面順次配列される光フィルタ群を異種系統並列に複数並
べて装着するフィルタ手段と、前記光源手段に対して前記複数の光フィルタ群相互がな
す並列方向へ前記フィルタ手段を相対移動させることに
より前記複数の光フィルタ群のいずれかを前記光源手段
からの光を透過させる光フィルタ群として択一的に選択
するフィルタ選択手段と、前記固体撮像素子にて被写体を撮像して得られる画像信
号の信号出力が前記フィルタ選択手段による各光フィル
タ群の選択毎に同レベルとなるよう前記光源の光量を前
記フィルタ選択手段により選択される各光フィルタ群に
対応させて変化させる光量制御手段とを有することを特
徴とする内視鏡装置。
【請求項２】前記フィルタ手段は、面順次配列される光
フィルタ群を異種系統並列に複数並べて同心円上に装着
する円板フィルタであることを特徴とする請求項１記載
の内視鏡装置。
【請求項３】前記フィルタ手段は、前記複数の光フィル
タ群の一系統として赤色、緑色、青色の各フィルタが面
順次配列される第１の撮影用フィルタ群と、他系統とし
て前記第１の撮影用フィルタ群とは異種であり透過中心
波長がそれぞれ異なる各干渉フィルタが面順次配列され
る第２の撮影用フィルタ群とを装着することを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置。