JPH0785135B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

内視鏡装置

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JPH0785135B2
JPH0785135B2 JP58163586A JP16358683A JPH0785135B2 JP H0785135 B2 JPH0785135 B2 JP H0785135B2 JP 58163586 A JP58163586 A JP 58163586A JP 16358683 A JP16358683 A JP 16358683A JP H0785135 B2 JPH0785135 B2 JP H0785135B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は内視鏡装置に係り、特に光源からの光を異なっ
た複数の波長領域の光に分光して被観察体へ照射すると
共に撮像素子にて得られた撮像信号の分光補正を行って
被観察体の波長領域に応じた画像及び分光分析された波
形像を表示できるようにした内視鏡装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、内視鏡は生体体腔内または機械的構成部品等の
空洞内を観察するために使用されている。
従来、このような内視鏡においては、光学式ファイバ束
により被観察体の像を生体体腔外或いは空洞外に導き出
し、光学式ファイバの出射端面に結像された光学像を、
接眼レンズ系を介して観察している。また、これとは別
に、上記光学式ファイバの代りに内視鏡の軸の先端位置
に電荷結合素子（以下CCDという）のような撮像素子を
設置し、この撮像素子の受光面に結像された光学像を電
気信号に変換し信号線にて生体体腔外或いは空洞外に導
き出し、必要な信号処理を行った後テレビジョンモニタ
上に映し出す装置が既に開発されている。このような内
視鏡では、通常被観察体を照明するための光源位置は外
部に設置されこの装置からの光を内視鏡の光源接続部及
びライトガイドを通して内視鏡挿入部先端に導き照射す
るように構成している。
しかしながら、上述した内視鏡では、光源装置よりライ
トガイドを通して照射される光は400〜3000nmの異なっ
た波長領域の光が混在しているために被観察体から得ら
れる情報もこれら種々の波長領域に対応したものとな
り、特定波長領域に限定して観察することはできない。
すなわち、前者の光学的観察の場合、光学系レンズを通
して直接肉眼で観察するので得られる情報は照明光の内
当然可視光波長領域の範囲に対応したものとなり、後者
の撮像素子を用いた画像観察の場合、撮像素子は赤外線
波長領域等の可視光波長以外の領域にも感光可能であ
り、得られる情報は可視光波長外をも含めた波長領域の
範囲に対応したものとなる。
ところで、観察部位が人間の臓器である場合、例えば胃
である場合と血液である場合とでは、照射される光の各
波長領域に対して反射或いは吸収されるエネルギーが異
なっている。例えば、胃の中に血液に似たような組織或
いは血液を多量に含んだ部位を認知しようとした場合、
近赤外波長領域で比較した方がその差がはっきりし、そ
の効果が著しいことは明らかである。
したがって、従来のように可視光波長領域を含む広い波
長範囲で観察を行う内視鏡では、特に生体内について患
部と正常部との差異を観察される像によって判別するに
は高度な知識と経験が必要とされ、その上認知するのに
多大な時間と労力を要していた。
［発明の目的］ 本発明は上述した点に鑑み、種々の波長領域の分光光を
順次被観察体へ照射し、その波長領域に応じた像情報や
分光分析された波形像を表示することができ、この結果
例えば生体内の観察において患部と正常部の差異を容易
に判断し得る情報を表示できる内視鏡装置を提供するこ
とを目的としている。
［発明の概要］ 本発明の内視鏡装置は、被観察体を所定の波長領域の光
で順次に照射し、反射した光の像を撮像素子にて受光
し、電気信号に変換し、得られた信号の分光特性補正を
行った後、各波長領域ごとに信号処理することにより、
特定の色信号で各波長領域の画像及びその合成像や特定
箇所の分光分析波形をモニタ画面上に表示するものであ
る。
［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明に係る内視鏡装置の構成図である。
この図において、内視鏡装置は光源ランプ１からの光を
分光器２にて分光した後分光された各波長領域の光を収
束レンズ３を用いて収束し、光学ファイバ束等のライト
ガイド４及び内視鏡挿入部先端の照射レンズ５を通して
被観察体へ照射する。分光器２は光源ランプ１から放射
される赤外線から可視光線までの波長光を分光すること
が可能で、フレーム切換信号ｆに同期して分光された各
波長領域の光を切り換えて出力できるように構成されて
いる。次に、分光された波長領域の光で照明した被観察
体からの反射光を内視鏡挿入部先端の投影レンズ６を通
して撮像素子７の受光面に結像し、電気信号に変換して
可変利得増幅器（乗算器）８へ導く。この増幅器８はそ
の利得が分光特性補正用信号によって自動的に変えられ
るものであって、光源１の状態によって分光された各波
長領域の光量（振幅）が違うのを補正して一定の照明光
量で分光分析が行えるようにしている。すなわち、分光
器２にて分光された各波長領域の光（単スペクトル光）
を撮像素子７と同じ特性の受光素子９で受光し、これを
増幅器10で増幅後サンプルホールド回路11にてサンプル
ホールドし得られたサンプルホールド信号に基づいて分
光特性補正部12にてライトガイドや光学レンズ系等に対
する補正量も加味した分光特性補正用信号を作成し、こ
の補正用信号と撮像素子７からの撮像信号とを増幅器８
にて乗算して補正された信号を出力する。増幅器８から
の信号はスイッチ回路13にて切り換えられて各波長領域
ごとの像情報を複数（ｎ個）のフレームメモリM1,M2,
M3,…,Mnに順次蓄積する。スイッチ回路13の切換えは前
記分光器２の切換えと同じくフレーム切換信号ｆによっ
て同期して行われる。フレームメモリM1〜Mnの各波長領
域の像信号はメモリ単位で読み出されて信号処理部14に
て信号処理されモニタ部11へ入力される。そして、モニ
タ部11の画面上には特定の色信号により波長領域の画像
が表示される。この場合、各波長領域の画像のみを表示
するほか、各波長領域の画像を重ね合わせた状態で表示
することもでき、又、被観察体の特定箇所の反射若しく
は吸収スペクトル波形を表示するようになっている。モ
ニタ部15にはＲ（赤）,G（緑）,B（青）のカラー信号が
入力されてカラー表示されるようになっている。
なお、第２図に示すように受光素子９の配設位置を内視
鏡挿入部先端側の照射レンズ５とライトガイド４との間
とすれば、ライトガイドの分光透過特性を加味した分光
特性補正用信号を容易に得ることができる。
次に、上記の構成についてその動作を説明する。
第３図及び第４図はモニタ部15に表示される画面の一例
を示している。第３図は複数の波長領域で撮像したもの
を同一画面上に合成してカラー表示した表示例を示し、
被観察部は各部位によって各波長領域に対する反射率又
は吸収率が異なるために同一の波長領域にて撮影された
Ａ部分のほかに、これとは異なった波長領域で撮影され
たＢ部分やＣ部分を同時に重ねて表示できる。この図で
画面右側に表示されているのは分光分析波形で、上記表
示画面中のP1点,P2点における吸収スペクトルを示して
いる。また、第４図は複数の波長領域で撮像したものを
画面分割して表示した例であって、４つの波長領域ごと
に撮影されたE,F,G,Hの４つの画像を各画像別にカラー
表示している。この図で画面右側には第３図の場合と同
様に分光分析波形が表示されている。この波形は、P
3点,P4点における吸収スペクトルを示したものである。
このように、各波長領域の光で被観察体を照明して得ら
れた情報を波長領域ごとに一旦フレームメモリに蓄え、
この蓄積された情報を適宜読み出して信号処理すれば、
波長領域ごとの画像を重ね合せてカラー表示することも
できるし、又波長領域ごとの画像を画面分割して各分割
画面を異なった色で表示することもでき、画面上の特定
点の吸収スペクトルを波形表示することもできる。した
がって、これらの分光分析された情報に基づいて患部と
正常部とを判別し、病変部位等の異常箇所を容易にしか
も迅速に見つけることができる。
なお、上記実施例では、光源ランプ１は赤外部から可視
部までの広範囲の波長領域を含んだ光を放射する光源で
あるが、この光源ランプ１の代りに発光波長領域の異な
る複数の発光ダイオードを用いることもできる。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、光源からの光を複数
に細分化した波長帯域に分光し、分光された光を所定の
フレーム周囲で各波長帯域ごとに照射し、受光された撮
影像を電気信号に変え、前記照射タイミングと同一のフ
レーム周期で各波長帯域ごとに蓄積し、この蓄積された
情報を適宜取り出して信号処理することにより、波長帯
域ごとに取得された像情報を表示することもでき、また
これらを合成して表示することもでき、また画像の特定
点における反射又は吸収スペクトルを波形表示すること
もできる。この結果、例えば生体内の観察において患部
と正常部の差異を容易に判別することが可能な内視鏡装
置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る内視鏡装置の一実施例を示す構成
図、第２図は本発明の他の実施例を部分的に示す構成
図、第３図はこの装置で表示される画面の一例を示す正
面図、第４図は表示画面の他の例を示す正面図である。 １……光源ランプ、２……分光器 ３……収束レンズ、４……ライトガイド ７……撮像素子、８……可変利得増幅器 ９……受光素子、10……増幅器 11……サンプルホールド回路 12……分光特性補正部 13……スイッチ回路、14……信号処理部 15……モニタ部 M1〜Mn……フレームメモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の波長領域に分光された光を、時系列
    的に照射して被観察体を照明する照明手段と、 被観察体から反射された光を受光し、電気信号に変換す
    る撮像素子と、 この撮像素子と同じ特性を有し、複数の波長領域に分光
    された光を受光し、電気信号に変換する受光素子と、 この受光素子にて得られる電気信号をサンプルホールド
    し、分光特性の補正用信号を作成する補正信号作成回路
    と、 前記撮像素子からの電気信号を増幅すると共に、その利
    得を前記補正信号作成回路からの補正用信号を用いて制
    御する可変利得増幅回路と、 この可変利得増幅回路にて補正された電気信号を、前記
    波長領域に応じて切り換えるスイッチ回路と、 このスイッチ回路の切り換えに応じて伝送された電気信
    号を異なった波長領域毎に順次蓄積する複数の信号保持
    回路と、 前記蓄積された電気信号を適宜読み出して信号処理する
    信号処理回路と、 前記信号処理回路からの信号を用いて特定の色信号によ
    り波長領域の画像を表示したり、分光波形を表示したり
    する表示手段と、 から構成されることを特徴とする内視鏡装置。
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