JPS5971024A

JPS5971024A - 内視鏡撮像装置

Info

Publication number: JPS5971024A
Application number: JP57180893A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sato; 健佐藤; Yoshiaki Horikawa; 嘉明堀川; Yutaka Yunoki; 裕柚木; Masatoshi Ida; 井田　正利
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-04-21
Also published as: JPH0542198B2

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】より伝達される体腔内部または機械的構体内部の像を固
体撮像装置を具えるカメラで撮像するようにした内視鏡
撮像装置に関するものである。

このような内視鏡撮像装置は従来公知であり、ファイバ
ースコープのイメージガイドとしては、例えば直径士数
ミクロンの円形断面のファイバーをいわゆる俵積みした
ものを用い、固体撮像・装置としてはＣ　Ｏ　Ｄ　（　
Ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄｐｅｖｉｃｅ　）　。

、Ｂ　Ｂ　Ｄ　　（　　Ｂａｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇａｄｅ
　Ｄｅｖｉｃｅ　　）、Ｓ　　Ｉ　Ｄ（　Ｓｔａｔｉｃ
　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ＤｅＶｉＣ８　）が用いられて
いる。

このような固体撮像装置では多数の受光素子が規則正し
く配列されている。したがってイメージガイドにより伝
達された像を固体撮像装置で撮像する．と、ファイバー
の配列の規則性と受光素子配列の規則性とによってモア
レ縞が生ずることになる。

このようなモアレ縞の発生の仕方はイメージガイドと固
体撮像装置との配列の仕方、すなわち光軸を中心とする
相対角度位置に依存し、成る特定の角度ではモアレ縞が
強く発生するが、他の角度では余り強く発生しないかま
たはまったく発生しない。したがってイメージガイドと
固体撮像装置との相対角度をモアレ縞が発生しないよう
な角度に固定しておけば再生画面中にモアレ縞が現われ
なくなる。しかし、実際に内視鏡を使用するに当っては
、オペレータに対する内視鏡の角度位置は一定ではなく
、シたがって内視鏡に設けられている操作部，骨白操作
部，鉗子挿入部などを操作するときにカメラが邪魔にな
ることがしばしば起つたリ、カメラのファイダーを観察
する位置も種々に変化するのでカメラは７アイパースコ
ープに対して自由に回転できるように装着する必要があ
る。

したがってカメラとファイバースコープとの相対角度位
置は任意となり、再生画面中にモアレ縞が発生すること
になる。このため、オペレータはモニタ上に映出される
画像を見ながらカメラを回転させ、モアレ縞が発生しな
いような位置を探し出す必要があった。例えば内視鏡に
より患者の体睦内を観察する場合、内視鏡を体内に留め
ておく時間はできるだけ短かくするのが望ましいが、上
述したように、画面を見ながらカメラをファイバースフ
・−プに対して回転させてモアレ縞が発生しな゛いよう
にするには相当の熟練者でも可成りの時間が必要であり
、それだけ内視鏡が′体内に留まっている時間が長くな
る欠点があった。

従来、このようなモアレ縞を軽減するために、ファイバ
ースコープと固体撮像装置との間に空間フィルタや複屈
折作用を有する水晶フィルタを挿入することが提案され
ているが、構造が複雑で、葡立が面倒となり、高価とな
ると共にモアレ縞防止効果も十分なものとはならない欠
点があった。

さらにこのようなフィルタを挿入するとモアレ縞が発生
しないような場合にも像の鮮明度が低下してしまうと云
う欠点もある。さらに、ファイバースコープは径の異な
るもの、直視型のもの、側視型のもの、長さが異なるも
の、画角が異なるものなどがあるが、被観察部位に応じ
て適切なものを選択して使用している。この場合、ファ
イバースコープを交換可能とし、カメラは総てのファイ
バースコープに対して共通に使用できるようにするのが
望ましいが、イメージガイドの構成によってモアレ縞の
発生状況が異なっているので総てのファイバースコープ
に対して１つの空間フィルタや水晶フィルタを共通に使
用してもモアレ縞を有効に除去することは困難である。

すなわち、成るファイバースコープに対してモアレ縞の
発生を有効に防止できるフィルタであっても他のファイ
バースコープと組合せて用いるとモアレ縞を有効に防止
できないと云う欠点があった。

本発明の目的は上述した欠点を除失し、モアレ縞の発生
をきわめて有効に防止することができるように構成した
内視鏡撮像装置を提供しようとするものである。

本発明は、ファイバースコープにより伝達される体腔内
部または機械的構体内部の像を固体撮像装置を有するカ
メラで撮像する内視鏡撮像装置において、前記カメラの
固体撮像装置から供給される画像信号中からモアレ縞成
分を除去するフィルタを設けたことを特徴とするもので
ある。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明内視鏡撮像装置の一例の信号処理部を除
いた構成を示す斜視図である。ファイバースコープｌは
、体腔内に挿入される挿入可撓部ｌａ、彎曲部１ｂおよ
び先端硬性部ＩＣと、体腔外に位置する操作部１ｄ、彎
曲操作部ｌｅ、鉗子挿入部１ｆ、接眼部１ｇおよびユニ
バーサルコード部１ｈより構成されている。固体撮像装
置を有するカメラ２は、接眼部１ｇに被さり、接眼部に
設けられたマウントと結合するマウントを有する筒部２
ａと、例えば固体撮像装置としてＳＩＤを有するカメラ
本体部２ｂとから構成されている。

このカメラ本体部２ｂにはビューファインダも設けられ
ている。

イメージガイドは、例えば直径１２μｍのファイバーを
俵積みし、全体の円形断面が約２．４ｔｎｍの直径を有
するものとすることができる。このようなイメージガイ
ドを先端硬性部ＩＣから、彎曲部ｌｂ、挿入可撓部１ａ
および操作部１ｄを経て接眼部１ｇまで延在させである
。一方体腔内を照明するためのライトガイドは先端硬性
部ｌＣから彎曲部１ｂ、挿入可撓部１ａおよび操作部１
ｄを経てユニバーサルコード部１ｈまで延在させてあり
、さらにユニバーサルコード部を経て光源ランプに連結
されるようになっている。一方、カメラ本体部２ｂに設
けられるＳＩＤは、例えば縦×横の寸法が１８μｍ×２
３μｍの画素を縦方向に４８０個、横方向に３８４個マ
）　ＩＪラックス状配列したものを用いることができる
。したがってＳＩＤの受光面は縦が６．６間、横が８．
８闘となる。カメラによる撮像を行なう場合には、イメ
ージガイドにより伝達される体腔内部の像を、接眼部１
ｇに設けた接眼レンズによってＳＩＤの受光面に結像す
るものであるが、このために、カメラの筒部２ａを接眼
部１ｇに結合する場合には接眼レンズを接眼部１ｇから
取除き、カメラ２に設けた撮影レンズを用いるようにし
である。この場合、イメージガイドの円形の像がＳＩＤ
の受光面の縦方向の寸法の約８０％に納まるように構成
しである。したがって撮影レンズは約２．２倍の倍率を
有している。

カメラ２へ駆動信号を伝達すると共にカメラからの映像
信号をモニタを含めた信号処理回路へ伝送するために、
ユニバーサルコード部ｌｈ内には導線を延在させ、接眼
部１ｇのマウントに設けた接点に接続する。一方、カメ
ラ２の筒部２ａの１ウントには対応する接点を設け、カ
メラ２の筒部２ａを接眼部１ｇに連結したときにこれら
の接点も接続されるようになっている。

上述した内視鏡撮像装置においては、カメラ本体部２ｂ
は接眼部１ｇに対して自由に回転できるようになってい
る。すなわちカメラ本体部２ｂは回転面３で筒部２ａに
対して回転できるようになっている。したがって、イメ
ージガイドの配列とＳＩＤの受光素子の配列との関係で
モアレ縞が発生することになる。

本発明においては、カメラ２のＳＩＤから出力される映
像信号からフィルタを用いてモアレ縞成分を選択的に除
去するものである。ここでモアレ縞の発生状況について
検討すると、第２図に示すように固体撮像装置の走査方
向を水平方向とすると、第２図の左半分に示すように縦
方向にモアレ縞が発生する場合にはモアレ縞成分は高い
周波数を有し、モアレ縞が傾斜してくるに伴ってモアレ
縞成分の周波数は徐々に低くなり、第２図の右半分に示
すようにモアレ縞が水平方向に現われるときに最も低い
周波数となることがわかる。すなわち、モアレ縞成分の
周波数はモアレ縞が発生する方向によって異なることが
わかる。このようなモアレ縞の発生方向はイメージガイ
ドと固体撮像装置との相対角度位置によって主として決
まるが、・この相対角度位置は任意に変化するので、成
る特定の周波数成分をノツチフィルタで除去しただけで
はモアレ縞を有効に除去することは困難である。

また、実際にはモアレ縞は複雑に発生し、同時にいくつ
かの方向に現われることもある。

第３図は本発明の内視鏡撮像装置の信号処理部の一例の
構成を示すものである。ファイバースコープ１に設けた
イメージガイド１０により伝送されてくる像をカメラ２
に設けた撮影レンズ１１により固体撮像装置１２の受光
面上に結像する。固体撮像装置１２では像を各画素毎に
電気信号に変換し、信号処理部へ出力する。信号処理部
では先ず固体撮像装置１２から送られてくる映像信号を
モアレ検出器１８に供給し、映像信号中に含まれるモア
レ縞を検出する。モアレ縞は画面全体に亘って規則性を
有するので、その特性を利用してモアレ縞を検出し、そ
の周波数を弁別する。このようにして検出されたモアレ
縞の周波数をフィルタ制−御回路１４に供給する。一方
、映像信号はアナログスイッチ１５にも供給される。ア
ナログスイッチ１５の出力側はそれぞれ異なる周波数成
分を選択的に除去するノツチフィルタ１６１〜１６１ｉ
？および導線１７に接続する。これらノツチフィルタ１
６Ａ〜１６Ｅおよび導線１７は第２のアナログスイッチ
１８に接続し、この第２アナログスイツチの出力側を映
像信号処理回路１９に接続し、この映像信号処理回路の
出力側をモニタ２ｏに接続する。第４図はノツチフィル
タ１６１〜１６Ｆの周波数伝達特性Ａ−Ｅを示し、それ
ぞれ特定の周波数ｆＡ−ｆＥの信号成分を選択的に除去
することができる。また、これらのノツチフィルタの特
性周波数ｆＡ’□　ｆｙ；はフィルタ制御回路１４から
の信号によって予じめ定めた範囲上Δｆに亘って調整で
きるように構成されている。第４図ではノツチフィルタ
１６Ａについてのみその特性周波数の変化の状態を示し
た。

次に本例の信号処理部の動作を説明する。今、モアレ検
出回路１８で検出されるモアレ縞成分の周波数がｆＡ±
Δｆの範囲内にあったとすると、フィルタ制御回路１４
は第１アナログスイッチ１５、へ信号を送り、映像信号
をノツチフィルタ１６Ａにだけ送出する。ノツチフィル
タ１６Ａの特性周波数はｆＡ±Δｆであるので、モアレ
縞成分は除去される。このようにしてモアレ縞成分が除
去された映像信号は第２アナログスイツチ１８を経て映
像信号処理回路１９に供給され、さらにモニタ２０へ供
給される。したがってモニタ２ｏ上ではモアレ縞のない
良好な画像が映出される。

また、モアレ検出回路１８で検出されるモアレ縞成分の
周波数がｆＡ±Δｆおよびｆ、±Δｆの二つの範囲に分
れて存在するときは映像信号は第１アナログスイツチ１
５を経てノツチフィルタ１６Ａおよび１６Ｄに並列的に
供給される。これらノツチフィルタ１６Ａおよび１６Ｄ
の特性周波数はフィルタ制御回路１４によりモアレ縞成
分の周波数に一致するように制御されるので映像信号が
らモアレ縞に分を有効に除去することができる。

このように第３図に示した実施例では映像信号中に含ま
れるモアレ縞成分を検出し、ノツチフィルタの特性周波
数を検出したモアレ縞成分の周波・数に自動的に一致さ
せるようにしたため、モアレ縞の発生状況が変化しても
、それを有効に除去することができる。

第５図は本発明の内視鏡撮像装置に用いる信号処理部の
他の例を示すブロック線図である。本例では固体撮像袋
Ｎ１２の出力映像信号を高速フーリエ変換器２１に導い
て映像信号をスペクトル成分に分解し、これをコンピュ
ータ２２に送ってモアレ成分を演算し、減算回路２３へ
供給する。一方映像信号は減算回路２８に供給し、ここ
でモアレ縞成分を相殺除去する。このようにしてモアレ
縞成分を除去した映像信号を映像信号処理回路２４を経
てモニタ２５に供給し、画像として表示する。本例では
高速フーリエ変換器２１とコンピュータ２２との組合せ
によりモアレ縞成分を正確に抽出することができるので
、映像信号中のモアレ縞成分をきわめて正確に除去する
ことができる。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変更や変形が可能である。例えば上述した例では固
体撮像装置としてＳＩＤを用いた、がＣ（３ＤやＢＢＤ
等の他の固体撮像装置を用いることもできる。また、上
述した例ではカメラ本体部の固体撮像装置とモニタを含
む外部回路との接続を接眼部１ｇと筒部２ａとを連結す
るマウント部に設けた接点およびユニバーサルコード［
１ｈを介して行なったが、カメラ本体部に直接コードを
接続してもよい。さらに上述した例ではカメラに撮影レ
ンズを設けたが、カメラを装着するときに接眼部に設け
た接眼レンズを光軸方向に移動さズとの組合せて撮影レ
ンズを構成するようにしてもよい。

上述した本発明の内視鏡撮像装置によれば、固体撮像装
置から出力される映像信号から電気的フィルタによって
モアレ縞成分を除去するため、再生画像に対するモアレ
縞の影響を有効に軽減することができる。特に映像信号
中に混入しているモアレ縞成分を検出し、これを選択的
に除去することによって、本来の映像信号が失なわれる
恐れは・殆んどなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内視鏡撮像装置の一例の構成を示す斜
視図、第２図はモアレ縞の方向と固体撮像装置での主走査方向
との関係を示す図、第３図は本発明による信号処理部の一例の構成を示すブ
ロック図、第４図は同じくそのノツチフィルタの特性を示すグラフ
、第５図は信号処理部の他の例の構成を示すブロック図で
ある。ｌ・・・ファイバースコープ、ｌａ・・・挿入可撓部、
１ｂ・・・彎曲部、１０・・・先端硬性部、１ｄ・・・
操作部、１ｅ・・・彎曲操作部、１ｆ・・・鉗子挿入部
、Ｉｇ・・・接眼部、ｌｈ・・・ユニバーサルコード部
、２・・・カメラ、２ａ・・・筒部、２ｂ・・・カメラ
本体部、３・・・回転面、１０・・・イメージガイド、
１１・・・撮影レンズ、１２・・・固体撮像装置、１３
・・・モアレ検出回路、■４・・・フィルタ制御回路、
１５．１８・・・アナログスイッチ、１６Ａ〜１６Ｅ・
・・ノツチフィルタ、１９゜２４・・・映像信号処理回
路、２０．２５・・・モニタ、２１・・・高速フーリエ
変換器、２２・・・コンピュータ、２３・・・減算回路
。特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第１図第２図 □１走ｔつ句第４図第５図ｚ３　　　　　　　　　　ｔ４

Claims

【特許請求の範囲】

Ｌ　ファイバースコープにより伝達される体腔内部また
は機械的構体内部の像を固体撮像装置を有するカメラで
撮像する内視鏡撮像装置において、前記カメラの固体撮
像装置から供給される画像信号中からモアレ縞成分を除
去するフィルタを設けたことを特徴とする内視鏡撮像装
置。