JPS5846926A - 固体撮像素子を用いた内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像素子を用いた内視鏡装置に関するもの
である。従来、生体腔内または機械装置の内部等の観察
、記録を行なう場合には、ファイバースコープとも呼ば
れる内視鏡を用いるのが一般的であった。ファイバース
コープと呼ばれる内視鏡は、被観察部に挿入される方の
先端部には少くとも被検物の儂をつくる結偉光学系と、
結儂光学系によって出来た光学偉を他の先端部まで伝達
するイメージガイドと呼ばれる光学繊維束の一端および
被検物を照明する照明部材としてのライトガトドと呼ば
れる光学繊維束−一端が組込まれており、イメージガイ
ドによって伝達された光学儂をルーペで拡大して観察し
たり、写真に記録した沙、テレビカメラで撮像したシす
ることによって広く用いられている。

近年半導体技術の著しい進歩によってＣＯＤ等で代表さ
れる自己走査型の固体撮像素子が実用化に入抄つつあり
、すでにこの種の固体撮像素子を用いたテレビカメラが
実用化されていｉ０従来テレビカメラで使用されていた
ビジコン等の撮像管に比べ、この種の固体撮像素子は小
型軽量に作り得る可能性を持つことなどから、内視鏡の
前記先端部に固体撮像素子を直接組込み、結像光学系に
よる被検物の儂を電気信号に変換して、受像機（ＣＲ７
表示装置）に゛テレビの、映像として表示しようという
試みがいくつかなされている。（％開昭５１−６５９６
２．特開昭４９−１１４９４０等） この場合ＣＲＴに表示するテレビの映倫をカラーにする
には、撮像側は一般に次の方式が考えられている。第１
は基本的な方式であるが、結像光学系で作られる被写体
の儂をレッド（ロ）、グリーン（ロ）、ブルー（Ｂ）の
３原色の色像に色分解し、この３原色像に対応して３ケ
の別々の固体撮像素子を用いる方式、第２は固体撮像素
子を構成する各画素に対応６して、レッド（２）、グリ
ーン（Ｇ）、ブルー゛Φ）の３原色のフィルターをモザ
イク状に配色することによって撮儂面の多重化を行なう
方式である。第３は内視鏡の構造及び使用状態の特殊性
を考えて１内視鏡の照明部材即ち前述のライトガイドと
呼ばれる光学繊維束に照明光を与える光源側に例えば、
レッド、グリーン、ブルーの３厘色フィルターを所定の
回転速度で回転させ、１ケの固体撮像素子より画像のレ
ッド、グリーン、ブルーの三原色成分画像を面順次方式
で取シ出す方式である。しかしこれ等の方式を内視鏡に
用いた場合夫々次の様な欠点が表われる。第一の方式は
最も基本的で良好な映像が得られるが、内視鏡のような
細い小さな先端部に収納することが不可能で、もし収納
した場合には、内視鏡の先端部が大きくなり、内視鏡使
用上の制約を大きく受ける。

第２の方式は形状的には、内視鏡先端部を小型にし得る
が、固体撮像素子め撮儂面をレッド、グリーン、ブルー
の三原色のモザイク状フィルターで色分割しているので
、解像力を決めるグリーン部の画素数が少なくなシ解像
力低下を招くことを避けられない。特に内視鏡先端部を
小型にした場合、固体撮像素子としてもあまり画素数の
多いものを使用することが困難になるので、この場合に
は特に解像力低下は大きな問題となる。第３の方式は１
つの固体撮像素子を面順次の臘で使用し画像゛の３原色
成分を順次取り出す丸め、比較的動きの速い被検物に対
しては３原色偉の時間的レジストレーションに問題が起
シ、画質の劣化が避けられなくなる。

本発明は内視鏡の構造及び使用状態の特殊性を考えて、
これら上記欠点を改善した、固体撮像素子を用いた内視
鏡に最適な撮像方式を持った内積鏡装置に関するもので
、先端部には少くとも被検物の儂をつくる結像光学系と
、結像光学系による儂を電気信号に変換する自己走査型
の固体撮像素子と、被検物を照明する照明手段を有し、
前記固体撮像素子には、固体撮像素子を構成する各画素
に対応して、シアンとイ゛エローの色フ゛イルターを交
互に配色し、前記照明手段によジグリーンの色光を照明
した時には固体撮像素子の全画素より被検物のグリーン
成分に和尚する画像信号をとシ出し、前記照明手段によ
シ白色光を照明した時には前記固体撮像素子のシアンの
色フィルターが配置されている画素よシは被検物のシア
ン成分に相当する画像信号をとり出し、イエローの色フ
ィルターが配置されている画素よりは被検物のイエロー
成分に相当する画像信号をと）出し、これ等の画像信号
を画像信号処理装置で電気的に処理することによシカラ
ー画偉信号としＣＲ７表示装置の様なディ°スプレー装
置にカラー画像を表示することを特徴とした固体撮儂素
子を用いた内視鏡装置を提示するものである。

以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による内視鏡装置の概略構成を示すもの
で、図中１は内視鏡本体、２は光源装置、３は同期回路
、４は画像信号処理装置、５はＣＲＴ等の画像ディスプ
レイ装置を示している。内視鏡本体１の被観察部に挿入
される先端部には、少くとも被検物の儂をつくる結像光
学系１２とＣＣＤ等で代表される自己走査飄の固体撮儂
素子１３、及び被検物を照明する照明部材としてのライ
トガイド１４の先端部１５が組込まれており、固体撮像
素子１３には固体撮儂素子を構成する各画素に対応して
第２図に示す様なシアン（Ｃｙ）とイエロー（７）の色
ツーイルターがモザイク状に配色されている。なお第１
図中に示す内視鏡本体１の先端部には窓ガラス１１が設
けられてお勤、結儂レンズ１２はこの窓ガラス１１儂面
に結偉しており、ライトガイド１４の先端部１５よシ射
出される照明光は窓ガラス１１を通して被検物を照明す
ゐ様になっており、固体撮儂素子１３よシの画像の電気
信号ノ はリード線束ＩＩによって画像信号処理装置４に伝えら
れディスプレイ装置５によって画ノ 偉として表示される。ここでリード線束＃ｌには固体撮
偉素子を駆動させるためのクロック信号等を供給するリ
ード線等が含まれ、これ等り四ツク信号等のＣＯＤ駆動
の丸めの回路は画像信号処理装置４に含まれる゛ものと
する。

一方光源装置２は高速で交互に点滅出来る２グのフラッ
シュランプ２５．２６を持ちフラッシュランプの一方２
５には色温度補正フィルター２４を配置し、他のフラッ
シュランプにはタリンフィルター２３を配置し、これ等
の光源よシのプリン光、白色光は、ノさ一７ミラー１．
Ｒカットフィルター２１を介してコンデンサーレンズ２
１でライトガイド１４の一端面１６上に集光されている
。この光源装置のフラッシュランプ２５．２６ｔｉ？に
一示十同期回Ａ、画像の１フイー〜ドに同期して交互に
点５＃Ｒする様に構成されているが、この図ではフラッ
シュランプ２５．２６を点燈するパワーソース社省略し
て示してい危い。

第１図において、１例どしてます画像の第１フイールド
順次第３、第５・・・の奇数フィールドは第３図に示す
様なプリン光（フラッジ各画素には第２図に示す様にシ
アン（Ｃｙ）とイエロー（至）の色フィルターが配置さ
れているので、第３図に示す様にシアンフィルターの配
置された画素からも、イエｐ−フィルターの配置された
画素からも被検物のグリン成分の信号（Ｇ）がと抄出さ
れるので、結局固体撮偉素子の全画素より被検物のグリ
ーン成分の信号がと抄出される。次に第２フイールド順
次第４、第６・・・の偶数フィールドでは・第３図に示
す白色光Ｗ（ブルー士グリーン＋レッド）（フラッシュ
ランプ２１と色温一度補正フイルターフイルター２４で
作られる）で照明されるとすると、同図から明らかな様
に、第２図のシアンフィルターの配置された画素からは
被検物のシアン成分の信号（Ｃｙ）がと抄出され、イエ
ローフィルターの配置された画素からは被検物のイエロ
ー成分（７）の信号がと抄出されることになる。即ち第
２フイールドからは被検物？シアン成分とイエロー成分
の信号が得られることになる。次にこれらグリーン、シ
アン、イエローの各成分の信号は、信号処理回路４に含
まれる記憶装置（バッツアメモリー）に一時記憶され′
、シアン（へ）グリーンによってブルー成分の信号を、
イエロー（へ）グリーンによってレッド成分の信号をつ
くり、信号処理回路でテレビの映像信号がつくられる。

この場合、被検物のブルー成分とレッド成分の信号の解
儂力はグリーン成分の信号に比べて１／２　になるが、
カラーテレビの画像は解像力はグリーン成分の信号で決
まってしまうので、前記の様な信号のとり出し方をおこ
なうことによりカラー画像の解像力を劣化させることが
なく、また２フイールドで被検物の色成分の信号が全部
得られるので、前に述べた３原色の像を順次取シ出す方
式にくらべて２／３　の時間ですむので、前述の第３の
方式で問題となった３原色偉の時間的レジストレーショ
ンの問題が改善されることになる。

オたこの実施例では、フィールドに同期して点滅するフ
ラッシュランプを光源に用い九場合について説明してち
るが、光源としてはフィールドに同期して回転するグリ
ーン、゛マゼンタのフィルターを回転させる光源を用い
ることも出来る。

この様に本発明によれば１ケの固体撮像素子を用いるの
にもかかわらず、これまでに提案されている方式に比べ
ると解像力、レジストレーションミスによる像の劣化が
著しく改るので、特に内視鏡の様な先端部の形状−大き
さに制約を受ける場合に紘非常に大きな効果を上げるこ
とが出来る。なお＼以上の実施−では、固体撮像素子の
各画素に１：１に対応し九モザイクフィルターを用いた
が、第２図の上下方向に縞の方向を有するストライプフ
ィルターに置換えても同様の画像処理が行なえることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、との発明による内視鏡装置の構成図、第２図
はモザイクフィルターの平面図、第３−図は、モザイク
フィルターを形成するシアンフィルター及びイエローフ
ィルターの分光透過率並びにこれによって取出されるグ
リーン成分光の強度を示す図である。 １・・・内視鏡、１２・・・結偉光学系、１３・・・固
体−撮像素子、１４・・・照明手段、Ｃｙ・・・シアン
フィルター、Ｙ・・イエローフィルグー。 出願人、　富士写真光根株式会社 第２図 二皮玉（Ｆｌｍ） ″！ｉＪＪ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、生体腔内または機械装置の内部等のｉ察、記録を行
   なう内視鏡において、生体腔内ま九は機械装置の内部等
   に挿入される先端部には、少くとも被検物の儂をつくる
   結儂光学系と、結儂光学系による儂を電気信号に変換す
   る自己走査型の固体撮像素子と、被検物を照明する照明
   手段を有し、前記固体撮像素子には、固体撮像素子を構
   成する各画素に対応して、シアンとイエローの色フィル
   ターを交互に配色し、前記照明手段によジグリーンの色
   光を照明し九時には固体撮像素子の全画素より被検物の
   グＩＪ　−ｙ成分に相当する画偉信号をとシ出し、前記
   照明手段によシ白色光を照明した時には前記固体撮像素
   子のシアンの色フィルターが配置されている画素よりは
   被検物のシアン成分に相当する画儂信号をと抄出し、イ
   エローの色フィルターが配置されている画素よりは被検
   物のイエロー成分に相当する画偉信号をｙり出しこれ等
   の画儂信号を電気的に処理することによ１力ラー画儂を
   形成することを特徴とじ九固体撮儂素子を用いた内視鏡
   装置。