JPH0646977B2 - 計測用内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、被観察物体の大きさや凹凸状態等の情報を得
るようにした計測用内視鏡に関するものである。

従来技術 従来、このような計測用内視鏡としては、例えば特開昭
５８−６７２３０号公報によるものが知られており、こ
れは、被観察物体の大きさを測定するために観察光学系
の周囲に二個の半導体レーザーを配設してこの半導体レ
ーザーから観察光学系の光軸に平行に被観察物体上に二
つのスポツト像を投影することによりこのスポツト像の
間隔に基づいて該物体の大きさを測定するようにしてい
るが、この方式においては通常観察時にも被観察物体の
観察像にスポツト像が重なつているために、通常の観察
を行なう場合スポット像が観察の妨げになるという欠点
があつた。

目的 本発明は、以上の点に鑑み、通常の観察を行なう場合に
観察の妨げにならないようにした計測用内視鏡を提供す
ることを目的としている。

概要 この目的は、単一の撮像光学系を有する内視鏡におい
て、観察用撮像と計測用撮像が時分割して行なわれ、観
察用画像信号がメモリに記憶せしめられ、計測用撮像期
間はメモリに記憶された観察用画像信号がモニタ等に入
力されることにより、通常の観察画像が連続的に表示さ
れるように構成したことを特徴とする、計測用内視鏡に
より解決される。

実施例 以下図面に示した実施例に基づき本発明を説明すれば、
第１図において、１は内視鏡本体、２は観察用照明光
源、３は観察用ライトガイド、４は観察用照明レンズ、
５は被観察物体、６は対物レンズ、７はＣＣＤ等の固体
撮像素子、８は照明光源２とライトガイド３の間にモー
タ９により回転せしめられるように配設されていて且つ
第２図に示されたように赤色光透過部８ａ，緑色光透過
部８ｂ、青色光透過部８ｃ及び不透過部８ｄから成る回
転フイルター、１０は測定用照明光源、１１は測定用ラ
イトガイド、１２は測定用投影レンズである。１３は同
期回路、１４は同期回路１３からの制御信号に基づき回
転フイルター８を回転せしめるモータ９の駆動を行なう
モータ駆動回路、１５は同期回路１３からの制御信号に
基づき固体撮像素子７を作動せしめる駆動回路、１６は
固体撮像素子７の出力信号を増幅するプリアンプ、１７
はプロセス回路、１８はマルチプレクサ、１９乃至２２
は各々回転フイルター８の回転に同期して赤色光，緑色
光，青色光及び測定光による照明に対応する信号がマル
チプレクサ１８によつて振分けて入力されるメモリ、２
３はカラーエンコーダ、２４はカラーエンコーダ２３の
出力を複合映像信号に変換する映像処理回路、２５はモ
ニタとして使用されるカラーデイスプレイ、２６はメモ
リ２２に記憶された信号を処理する測定処理回路、２７
は測定処理回路２６の出力を複合映像信号に変換する映
像処理回路、２８は映像処理回路２７からの信号により
測定処理回路２６における測定結果を表示するカラーデ
イスプレイである。

本発明実施例は以上のように構成されているから、観察
用照明光源２から出た光はモータ９による回転フイルタ
ー８の回転により順次赤色光，緑色光，青色光及び不透
過に変換されてライトガイド３，照明レンズ４を介して
被観察物体５を照明するが、回転フイルター８の不透過
部８ｄが光路中に挿入されているとき同期回路１３から
の制御信号に基づき測定用照明光源１０が発光してライ
トガイド１１，測定用投影レンズ１２を介して被観察物
体５を例えば第３図にＳで示したように撮像視野Ｆ内で
スポット照明する。このようにして照明された被観察物
体５は対物レンズ６により固体撮像素子７上に結像され
る。固体撮像素子７は、同期回路１３からの制御信号に
基づき回転フイルター８の回転に同期して駆動回路１５
により作動せしめられ、赤色光，緑色光，青色光及び測
定光による物体像の信号を順次出力し、該信号はプリア
ンプ１６で増幅されプロセス回路１７で処理された後マ
ルチプレクサ１８によつて各メモリ１９乃至２２に振分
けられる。即ち赤色光による画像信号がメモリ１９へ、
緑色光による画像信号がメモリ２０へ、青色光による画
像信号がメモリ２１へそして測定光による画像信号がメ
モリ２２へ各々入力され記憶される。メモリ１９，２０
及び２１に記憶された赤色光，緑色光及び青色光による
画像信号は同時に読出されてカラーエンコーダ２３，映
像処理回路２４により複合映像信号に変換されてカラー
デイスプレイ２５上にカラー映像を表示する。またメモ
リ２２に記憶された測定光による画像信号は測定処理回
路２６により所定の測定例えば被観察物体５までの距離
等の測定処理を受けた後映像処理回路２４で複合映像信
号に変換されて例えば第４図に示したようにカラーデイ
スプレイ２５の観察像の右下に測定データとして表示さ
れる。この場合、第３図に示された測定用スポツト照明
の視野中心からの距離ｘは、撮像光学系と測定用照明光
学系とのパララツクスに基づき被観察物体５までの距離
により変化するので、該測定処理回路２６においてメモ
リ２２に記憶された測定光による画像信号から測定用ス
ポツト照明の視野中心からの距離ｘが求められ、予めデ
ータとして入力されている対物レンズ６の画角，倍率等
に基づいて被観察物体５までの距離が求められる。かく
して、赤色光，緑色光，青色光及び測定光による照明と
いう四つのフイールドを一つの周期として、各周期毎に
通常の観察と測定が平行して行なわれるため、被観察物
体の各種測定と同時に通常の観察が測定に妨げられるこ
となく連続的に行なわれ得る。尚、測定処理回路２６で
得られた測定データを映像処理回路２７を介して観察と
は別のカラーデイスプレイ２８上に表示することも可能
であり、また点線矢印で示したようにカラーデイスプレ
イ２８上に通常観察像とスポツト照明による像とを重ね
て表示するようにしてもよい。

第５図は第１図に示した内視鏡の実施例の変形例を示し
ており、この場合被観察物体５は対物レンズ６，イーメ
ジガイド３０，接眼レンズ３１により構成された通常の
観察光学系を通り、該観察光学系の後方に取付けられた
ＴＶカメラ３２の結像レンズ３３を介して該ＴＶカメラ
３２内に内蔵された固体撮像素子７上に結像することを
除いては第１図の実施例と同じ構成でありその作用も同
じである。尚、３４は内視鏡本体１に内蔵されていて且
つ好ましくはＴＶカメラ３２の内視鏡本体１への装着に
より接続され得るメモリで、測定処理に必要な観察光軸
と測定用照明光軸との間隔，対物レンズの画角，倍率等
のデータが記憶されており、ＴＶカメラ３２の装着によ
りこれらのデータが自動的に測定処理回路２６に供給さ
れるようになつている。

第６図は第５図の実施例における回転フイルター８の代
りに、ＴＶカメラ３２の結像レンズ３３の前方に同様に
図示しないモータにより回転せしめられるように配設さ
れていて且つ第７図に示されているように赤色光透過部
８′ａ，緑色光透過部８′ｂ，青色光透過部８′ｃ及び
赤外光透過部８′ｄから成る回転フイルター８′が備え
られていて、観察用照明光源２とライトガイド３との間
には赤外線カツトフイルター３５が備えられており、ま
た測定用照明光源１０が赤外光を発する光源として構成
されている変形例を示している。この構成によれば、照
明光源２及び１０は常に発光していてもよく、回転フイ
ルター８′の透過部８′ａ，８′ｂまたは８′ｃが光路
中に挿入されている場合には照明光源２により照明され
た被観察物体５が固体撮像素子７上に結像し、また回転
フイルター８′の赤外光透過部８′ｄが光路中に挿入さ
れている場合には測定用照明光源１０からの赤外光によ
りスポツト照明された被観察物体５が固体撮像素子７上
に結像し、その後は固体撮像素子７からの出力信号は第
１図の実施例と同様に処理される。

第８図は本発明の第二の実施例を示しており、４０は測
定用ライトガイド１１と投影レンズ１２との間に配設さ
れていて且つ例えばガラス等の透明板に格子線または微
小斑点を格子状に規則的に配列した光不透過部を設けた
（または不透明板にこのような形状の透過部を設けた）
格子パターン、４１は固体撮像素子７の前に設けられた
色分解フイルター、４２は各色に対して設けられた三つ
のプロセス回路、４３はマルチプレクサ、４４はメモリ
であり、照明光源２，１０は同期回路１３からの制御信
号により第９図(A)及び(C)の如く交互に発光せしめら
れ、照明光源２の発光により照明された被観察物体５の
像は固体撮像素子７上で第９図(B)のA₁，A₂…の如くま
た照明光源１０の発光により格子パターン４０を投影さ
れた被観察物体５の像は固体撮像素子７上で第９図(D)
のB₁，B₂…の如く結像し、固体撮像素子７は第９図(E)
のように各像A₁，B₁，A₂，B₂…の読出しを同期回路１３
からの制御信号に基づき各発光に同期して行ない、該固
体撮像素子７からの出力信号はプリアンプ１６により増
幅されマルチプレクサ１８で赤色光，緑色光，青色光に
よる画像信号に振分けられてプロセス回路４２によって
処理された後、照明光源２による信号A₁，A₂…はマルチ
プレクサ４３を介してカラーエンコーダ２３で複合映像
信号に変換されてメモリ４４に入力されてからカラーデ
イスプレイ２５上に表示され、また照明光源１０による
信号B₁，B₂…はマルチプレクサ４３により測定処理回路
２６に供給され被観察物体５上に投影された格子パター
ン像の歪みに基づき被観察物体５の凹凸状態等の各種測
定処理またはデータ処理を受けた後メモリ２２に入力さ
れてからカラーデイスプレイ２８上に表示される。尚、
通常観察用の撮像は１フイールドおきに行なわれるため
メモリ４４に記憶された一つの信号が２フィールド分の
表示を行なうようにすることにより、通常観察像が連続
的に表示されることになる。

第１０図は第８図の実施例の変形例を示しており、５０
は固体撮像素子７の前に設けられた色分解用のモザイク
フイルターで、その各画素は第11図に示した透過率特性
を有しており赤色光，緑色光または青色光と共に赤外光
を透過する特性である。５１はライトガイド１１の射出
端に設けられていて可視光を透過し赤外光を吸収または
反射する計測用パターン、５２は赤外線カツトフイルタ
ー、５３は可視光を吸収または反射し赤外光を透過する
フイルター、５４はフイルター５２及び５３を選択的に
光路内に挿入するためのフイルター駆動装置であり、同
期回路１３からの制御信号に基づき作動する。フイルタ
ー５２が光路中に挿入されているときは可視光がライト
ガイド１１，計測用パターン５１、照明レンズを介して
被観察物体５を照明し、かくして固体撮像素子７上に形
成された物体像はモザイクフイルター５０により色分解
されており、固体撮像素子７からの出力信号はプリアン
プ１６で増幅されマルチプレクサ１８により赤色光，緑
色光，青色光による画像信号に振分けられ各々プロセス
回路４２によつて処理された後カラーエンコーダ２３で
複合映像信号に変換されてメモリ４４に入力されてから
第８図の実施例と同様に測定時にもカラーデイスプレイ
２５上に表示され、またフイルター５３が光路中に挿入
されているときは赤外光により計測用パターン５１が被
観察物体５上に投影され、かくして固体撮像素子７上に
形成された物体像の画像信号はプリアンプ１６で増幅さ
れマルチプレクサ１８によりプロセス回路１７に入力さ
れて処理された後測定処理回路２６で各種測定処理また
はデータ処理を受けた後メモリ２２に入力されてからカ
ラーデイスプレイ２８上に表示される。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、観察用撮像と計測用
撮像を時分割して行ない、観察用画像信号をメモリに記
憶させて、計測用撮像期間はメモリに記憶された観察用
画像信号をモニタ等に入力することにより、通常の観察
画像が連続的に表示されるように構成したから、通常の
観察を行なう場合に各種計測により観察が妨げられな
い、極めて効果的な計測用内視鏡が得られる。

尚、本発明の原理は、以上の説明では内視鏡について述
べたが、これに限らず他の各種計測を行なう光学器械に
適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内視鏡の一実施例の概略図、第２
図は第１図の回転フイルターの正面図、第３図は観察視
野内でのスポツト照明を示す図、第４図は測定データの
表示例を示す図、第５図は第１図の変形例を示す概略
図、第６図は第１図の他の変形例を示す概略図、第７図
は第６図の回転フイルターの正面図、第８図は本発明の
第二の実施例を示す概略図、第９図は第８図の光源の発
光及び物体像と固体撮像素子の読出しのタイムチャー
ト、第１０図は第８図の変形例を示す概略図、第１１図
は第１０図のモザイクフイルターの透過率特性を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の撮像光学系を有する内視鏡におい
   て、観察用撮像と計測用撮像が時分割して行なわれ、観
   察用画像信号がメモリに記憶せしめられ、計測用撮像期
   間はメモリに記憶された観察用画像信号がモニタ等に入
   力されることにより、通常の観察画像が連続的に表示さ
   れるように構成したことを特徴とする、計測用内視鏡。