JPS63213812A

JPS63213812A - 内視鏡用撮像装置

Info

Publication number: JPS63213812A
Application number: JP62047362A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takahashi; 豊高橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1988-09-06
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JP2607506B2

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】Ｅｆｔ業上０利用分野］本発明は、電子内視鏡に適し、容易に照明光の組合せを
変更できるようにした面順次式の囮像装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、
電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体搬像素子を撮像手段に
用いた電子内視鏡装置が種々提案されている。

この電子内視鏡装置は、ファイパス］−ブに比べて解像
度が高く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、
拡大や２画像の比較等力画像処理が容易である等の利点
を有する。

ところで、前記電子内視鏡装置のカラー画像の搬像方式
には、大別して照明光をＲ（ム）　、　Ｇ（緑）、Ｂ（
青）等に順次切換える面順次式と、固体撮像素子の前面
にＲ，Ｇ、Ｂ等の色光をそれぞれ透過する色フィルタを
モヂイク状等に配列したフィルタアレイを設けた同時式
とがある。

前記面順次式の電子内視鏡装置は、例えば、特開昭６１
−５０５４６号公報、特開昭６１−２１２１号公報、特
開昭５５−５／１９３３弓公報に示されている。これら
の従来例では、いずれも色の３原色であるＲ、Ｇ、Ｂの
色光をそれぞれ透過するフィルタを有する回転フィルタ
を、照明光の光路中に設け、この回転フィルタを回転す
ることによって時系列的にＲ，Ｇ、Ｂ、Ｒ，・・・の光
で照明し、それぞれの照明光による映像を合成するもの
であり、なるべく忠実な色再現を得ようとするものであ
る。そのため、Ｒ，Ｇ、Ｂの各フィルタの分光透過率は
、第５図に示づように、合成したときに比視感度特性に
なるように選ぶのが一般的である。

ところで、一般的なテレビシステムでは、忠実な色再現
を得ることが大切であるが、内視鏡装置においては、病
変部を見つけやすくづることも大切である。しかしなが
ら、体内は、はとんど赤であり、８ｉ端に言えば、赤の
輝度の違い、彩度の違いしかないと言っても良く、上記
従来例では、忠実な色再現は得られるが、皮下を走行づ
る微細血管等は、周囲とわずかに輝度、彩変の違うのみ
で、見落しがちであった。

これに対処するに、例えば特開昭５６−３０３３号公報
には、胃壁と血液とでは、第６図に示づように、４外波
長領域で反射率（あるいは吸収係数）が大きく違うこと
を利用して、例えば、緑。

青、赤外（第５図おけるＩｎ２）の３光でそれぞれ照明
して、疑似カラー表示する技術が開示されている。この
従来例によれば、赤外波長領域で１ｑられる不可視情報
を可視情報に変換づることができ、例えば病変部と正常
部の識別を迅速、容易に行うことが可能になる。

しかしながら、上記従来例ぐは、照明光の組合せ、すな
わら、観察波長が固定されてｄ３す（例えば、緑、青、
赤外であれば、その組合せで固定されている。）、照明
光の組合せを簡単に変えることはできなかった。すなわ
ち、照明光の組合Ｕをいろいろ変えてｖＡ察する場合、
その都度回転フィルタを交換したりする必要がある。と
ころが、全ての病変部について緑、青、赤外（Ｉｎ２）
の組合Ｕがイｉ効とは限らない。つまり、ある患部では
、四壁と比較し、第５図に示す赤外光ＩＲ２よりも長波
長側の波長領域での吸収係数が大きく違うということは
充分考えられる。

このような可視領域以外での特殊光ｖＡ察についての医
学的研究は、まだ充分にはなされておらず、これから本
格化しようとしている段階であり、照明光の組合せをい
ろいろ変えて病変部を１１察し、病変部の種類によりど
のような照明光の組合せが周辺部との識別の上で有効か
調査し、その結果をらとに診断に応用していぎたいとい
うニーズが強くある。しかし、上述したように、従来は
、照明光の組合せを簡単に切換える手段がなかった。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、面順次
式の撮像装置において、容易に照明光の組合Ｕを変更で
きるようにした撮像装置を提供することを目的としてい
る。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、面
順次式の撮像装置において、間欠的に照明光を出射可能
な光源装置と、この光源装置と被観察体との間に設けら
れ、分光透過特性の異なる複数枝の透過部を有し、前記
光源装置からの照明光を前記複数の透過部を順次透過さ
せることが可能なフィルタと、前記フィルタの任意の異
なる分光透過率を有する透過部を選択的に透過りるよう
に前記光源装置の照明光の出０４タイミングを制御ＩＩ
する制御手段と、前記フィルタの異なる分透過特性を有
する透過部を選択的に透過した照明光による前記搬像手
段の出力信号をそれぞれ異なる色信号に割当てて映像信
シー）処理する映像信号処理手段とを設番ノ、任意の照
明光の組合Ｖで搬像できるようにしたものである。

［実施例〕以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電子内視鏡装置の構成を示Ｊブ［１ツク図、第２図は
電子内視鏡Ｖｉ置の全体を示市側面図、第３図は回転フ
ィルタを示す説明図、第４図は設定スイッチを示す説明
図、第５図は回転フィルタの各フィルタの分光透過率を
示ｉＪ説明図である。

本実施例は、本発明を電子内視鏡装置に適用した例であ
る。

第２図に示づように、電子内祝Ｉ’ｌｌは、細長で例え
ば軟性の挿入部２の後端に大径の操作部３が連設されて
いる。前記挿入部２は、口腔等から人体２０の体腔内部
２１に挿入できるようになっている。前記操作部３の後
端部からは側方に可撓性のユニパーザルー」−ド４が延
設され、このユニバー１ノルコード４の先端にコネクタ
５が設【プられている。前記電子内視鏡１は、前記コネ
クタ５を介して、光源装置及び映像信号処理回路が内蔵
されたビデオプロセッサ６に接続されるようになってい
る。更に、このビデオプロセッサ６には、カラーモニタ
７が接続されるようになっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの先
端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部１０が順次
設けられている。また、前記操作部３に設けられた湾曲
操作ノブ１１を回動操作することによって、前記湾曲部
１０を上下／左右方向に湾曲できるようになっている。

また、前記操作部３には、前記挿入部２内に設けられた
処置貝ブヤンネルに連通ずる挿入口１２が設【ノられて
いる。

第１図に示すように、前記ビデオブロセツ１ノ°６内に
は、間欠的に照明光を出射可能な光源装置としてのスト
１］ボ光１２５がＦＡＵられている。このストロボ光源
２５は、可視領域から赤外領域に至る広帯域の波長の光
を発光づるようになつ（いる。

また、このストロボ光源２５は、照明光の出射タイミン
グをＩ！、１１　ｍりる！、ＩＩ御手段上手段のタイミ
ングコントロール回路３０によって、点灯のタイミング
が制御されるようになっている。前記ストロボ光源２５
の前方には、集光レンズ２６、及び駆動部２７によって
回転駆動される回転フィルタ２８が配設されており、前
記ストロボ光源２５から出射された光は、前記レンズ２
６を通って、前記回転フィルタ２８に入射するようにな
っている。

前記回転フィルタ２８は、第３図に示づように構成され
ている。

づなわら、円周方向に９分割さており、この分割された
各部には、それぞれ第５図に示すような分光透過特性を
有する第１の赤色光Ｒ１，第２の赤色光Ｒ２，第３の赤
色光Ｒ３，第４の赤色光Ｒ４、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、第
１の赤外光ＩＲ１゜第２の赤外光ＩＲ２，第３の赤外光
ＩＲ３を透過りるフィルタ２８ａ〜２８１がこの順に配
列されている。

第５図に示ずように、第１の赤色光Ｒ１は、通常の赤色
光であり、この第１の赤色光Ｒ１、緑色光Ｇ、青色光［
３は、合成すると比視感度特性になるＪ、うな分光透過
率になっている。また、第３の赤色光］テ３は、前記第
１の赤色光Ｒ１と略同じ波長にピークを有するが、バン
ド幅は、第１の赤色光Ｒ１に比べ狭くなっている。また
、第２の赤色光Ｒ２は、第３の赤色光Ｒ３よりも短波長
側にピークを有し、第４の赤色光Ｒ４は、第３の赤色光
Ｒ３よりも長波長側にピークを１１し、それぞれバンド
幅は、第３の赤色光Ｒ３と略同じになっている。また、
第１ないし第３の赤外光ＩＲ１〜［Ｒ３は、ｎいに異な
る波長にピークを有し、ＩＲｌ。

ＩＲ２，ＩＲ３の順にピーク波長が艮くなっている。

尚、前記各フィルタ２８ａ〜２８ｉの各間には、遮光部
が設けられている。

また、前記回転フィルタ２８の各フィルタ２８ａ〜２８
ｉの内周側には、半径のｂｌ（ｇ　／≧６９つの同心円
上であって各フィルタ２８ａ〜２８１の回転方向の前方
に、どのフィルタが光路上にあるかを検知するための回
転角読取りマーク２９ａ〜２９１が設【〕られている。

また、第１図に示すように、前記回転角読取りマーク２
９ａ〜２９１に対向して、この回転角読取りマーク２９
ａ〜２９１を読取るヒンサ３１が設けられている。前記
回転角読取りマーク２９ａ〜２９ｉは透孔や他の部分と
反射率の異なる部分として形成し、前記センサ３１は前
記回転フィルタ２８を挟んでまたは回転フィルタ２８の
同一側に配設された発光素子と受光水子を有する光学的
センサとしてｂ良いし、あるいは、前記回転角読取りマ
ーク２９８〜２９ｉは磁性材で形成し、前記センサ３１
はホール素子等の磁気センサとしても良い。そして、前
記センサ３１によって、回転フィルタ２８の位相、すな
わち、どのフィルタが光路上にきているかを検知し、こ
の位相情報は、前記タイミングコントロール卯路３０に
入力されるようになっている。

尚、第１図及び第３図において矢印６１は、回転フィル
タ２８の回転方向を示している。

また、前記駆動部２７は、例えば駆動モータとモータド
ライバとからなり、前記タイミングコントロール回路３
０によって回転が制御されるようになっている。

また、本実施例では、前記ビデオプロセッサ６の例えば
操作パネルに、前記タイミングコントロール回路３０に
対して照明光の組合せを指定する設定スイッチ６０が設
けられている。この設定スイッチ６０は、第４図に示す
ように、それぞれ、Ｂ、Ｇ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，
ＩＲ１，ＩＲ２、ＩＲ３に対応する押しボタンスイッチ
６０ａ〜６０ｉを有し、この押しボタンスイッチ６０ａ
〜６０ｉのうらの任意の３つのボタンを押すことにＪこ
り、任意の照明光の組合せを選択でさるようになってい
る。そして、前記タイミングコント［１−ル■路３０は
、センサ３１で回転角読取りマーク２９ａ〜２９１を読
取って得られる位相情報と、前記設定スイッチ６０で選
択された照明光の組合Ｕの情報とにより、ストロボ光源
２５の発光のタイミングを制御し、このストロボ光源２
５は、前記回転フィルタ２８の各フィルタ２８ａ〜２８
１のうち前記設定スイッチ６０で選択された３つの照明
光に対応するフィルタが光路上にきたときだけ発光する
ようになっている。

前記回転イルタ２８を透過した照明光は、集光レンズ３
３で集光されて、コネクタ５を介して接続された電子内
視鏡１のユニバーサルコード４及び挿入部２内に挿通さ
れたライトガイド３５に入０４′ｇるようになっている
。そして、この照明光は、ライトガイド３５を介して先
端部９に導かれ、このライトガイド３５の先端面から出
０４され、先端部９に設けられた配光レンズ３６を通っ
て、被写体、例えば第１図に示１ように体腔内部２１の
病変部２２に向けて出射されるようになっている。

前記先端部９には、対物レンズ系４１が設けられ、この
対物レンズ系４１の結像位置には、搬像手段としての固
体撮像素子４２が配設されている。

この固体撮ｍ素子３６は、可視領域から赤外領域に至る
広い波長域で感度を有している。

また、前記ビデオプロセッサ６内には、タイミングコン
トロール回路３０によってｔＩＩＩ　Ｉｌｌ　’ｉ：５
れるドライバ４３が設けられ、このドライバ４３からの
駆動上弓が前記ユニバーサルコード４及び挿入部２内に
挿通された信ｑ線４４ａを介して、前記固体撮像素子４
２に供給され、この固体撮像素子４２が駆動されるよう
になっている。そして、この固体線像素子４２は、照明
光の切換に同期して時系列的に読出され、この読出され
た信号は、前記挿入部２及びユニバー“す゛ルコード４
内に挿通された信号ｔｆｊ４４ｂを介して、前記ビデオ
プロセッサ６内に設けられたブリプロセス回路４５に入
力されるようになっている。そして、このブリプロセス
回路４５で、例えば畳ナンプルホールド回路によって映
像信号が抽出され、γ補正回路でγ補１１されるように
なっている。このブリプロセス回路４５の出力信号は、
Ａ／Ｄコンバータ４６でデジタル信号に変換され、前記
タイミングコント［１−ル回路３０によって切換がｔ、
ＩＩ　ＩＩＩされるマルチプレクサ４７によって、面順
次の照明に同期して切換えられて、順次赤、緑、青の各
色に対応したフレームメモリ４８，４９．５０に記憶さ
れるようになっている。このフレームメモリ４８．４９
．５０は、モニタ７等の表示装置にマツチングした速度
で同時に読出され、ぞれぞれＤ　／　Ａ　＝＋ンバータ
５１．５２．５３でアｔログ信号に変換されて、ＲｌＧ
、Ｂ色信号が生成されるようになっている。このように
、本実施例では、前記−設定スイッチ６０で選択された
３つの照明光に対応した固体撮像素子４２の出力信号に
、それぞれ任意にＲ，Ｇ、　ＩＩの各色が割当てられて
、Ｒ，Ｇ、［３色信号が（１成されるようになっている
。

このＲ，Ｇ、Ｂ色信号は、ＲＧ［３出力端５５がら出力
されると共に、ＮＴＳＣｉンコーダ５６に入力され、Ｎ
ＴＳＣ信号に変換されて、ＮＴＳＣ出力端５７から出力
されるようになっている。前記ＲＧＢ出力端５５には、
３原色対応のカラーモニタ７が接続でさ、一方、前記Ｎ
ＴＳＧ出力端５７には、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号が入
力されるカラー１ニタ７が１妄続できるようになってお
り、いずれの方式のモニタ７でら用いることがでさるよ
うになっている。そして、このモニタ７に被写体がカラ
ー表示されるようになっている。

次に、以上の構成による実施例の作用について説明する
。

まず、通常の色再現の忠実なカラー画像を得る場合には
、設定スイッチ６０で、Ｒ１，Ｇ、　Ｂの各照明光に対
応づる押しボタンスイッチ６０Ｃ２６０ｂ、６０ａを押
す。タイミングコントロール回路３０は、センｔす３１
で回転角読取りマーク２９　ａ〜２９ｉを読取って得ら
れる位相情報と、前記設定スイッチ６０で選択された照
明光の組合せの情報とにより、ストロボ光源２５の発光
のタイミングを制御し、このストロボ光源２５は、前記
回転フィルタ２８の各フィルタ２８ａ〜２８ｉのうち前
記設定スイッチ６０で選択されたＲ１．Ｇ。

Ｂの各照明光に対応するフィルタ２８ａ、２８０゜２８
ｒが光路上にきたときだけ発光する。そして、この各フ
ィルタ２８ａ、２８ｅ、２８ｆを透過したＲ　　１．　
Ｇ、　Ｂの色光が、時系列的に被写体に照射される。こ
のＲ１，Ｇ、　Ｂの各照明光に対応した被写体の反射光
は、固体ＩＩｔ：　ｍ　ｉ子４２１：光電変換され、照
明光の切換に同１１　して時系列的に読出される。

前記固体撮像素子４２から読出され、プリブ０セス回路
４５．Ａ／Ｄコンバータ４６を経た、各照明光Ｒ１，Ｇ
、［３に対応した映像１９号は、それぞれＲ，Ｇ、Ｂに
対応するフレームス［す４８゜４９．５０に記憶される
。そして、このフレームメモリ４８，４９．５０が読出
されて、Ｒ，Ｇ。

Ｂ色信号と、ＮＴＳＧ信号とが生成され、カラーモニタ
７に被写体像がカラー表示される。

一方、通常と異なる照明光を選択した場合の動作も上記
の動作と略同様である。

例えば、設定スイッチ６０で、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の照明
光の組合せを選択した場合は、ストロボ光源２５は、前
記回転フィルタ２８の各フィルタ２８ａ　〜２８　ｉの
うらＲ２，Ｒ３，Ｒ４の各照明光に対応Ｊるフィルタ２
８ｂ、２８ｃ、２８ｄが光路上にさたときだけ発光する
。各照明光Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ４に対応した映像信号は、そ
れぞれＲｌＧ、１３に対応するフレームメモリ４８，４
９．５０に記憶される。イの他の動作は上述の場合と同
様である。

従って、照明光Ｒ２による映像信号は通常の赤として扱
われ、照明光Ｒ３による映像信号は通常の緑として扱わ
れ、照明光１＜４による映像信号は通常の古として扱わ
れ、被写体が疑似カラー表示されることになる。

ところで、Ｒ１，Ｇ、Ｂの照明光の組合せによる映像で
は、第５図に示す波長λ　１の赤い費目の中に、波長λ
　２の赤い病変部がある場合に、この病変部を周囲と識
別するのは困難である。これに対し、Ｒ２，Ｒ３，ＲＡ
の照明光の組合けを選択した場合には、波長λ　１の赤
い背頒は緑として、波長λ　２の赤は青として扱われ、
モニタ７に表示されるので、前記病変部を非常に識別し
やすくなる。

また、例えば、設定スイッチ６０で、ＩＲ２゜Ｇ、Ｂの
照明光の組合せを選択した場合は、ストロボ光源２５は
、前記回転フィルタ２８の各フィルタ２８ａ　〜２８ｉ
のう／３１Ｒ２，Ｇ、Ｏの各照明光に対応するフィルタ
２８ｂ、２８ｃ、２８１’が光路上にきたときだけ発光
する。各照明光ｉｔ２、Ｇ、Ｌｌに対応した映像信号は
、それぞれ）（。

Ｇ、Ｂに対応するフレームスＬす４８，４９．５０に記
憶される。その他の動作は−Ｌ述の場合と同様である。

従って、照明光ＩＲ２による映像信号は通常の赤として
扱われ、照明光Ｇによる映像信号は通常の緑として扱わ
れ、照明光Ｂによる映像信号は通常の青として扱われ、
被写体が疑似カラー表示されることになる。

ところで、第６図に示づ゛ように、血管は、胃壁に比べ
、照明光ＩＲ２での反射率が低いため、■Ｒ２，Ｇ、　
Ｂの組合せで照明した場合、胃壁を走る血管部は周囲に
比べ大幅に赤成分の少ない色となり、周囲と充分識別で
きる色になる。

尚、選択できる照明光の組合せは、上述のものに限らな
いことは？Ｆうまでもない。観察部位によっては、伏で
に述べたＲ　　１．　Ｒ２，Ｒ３やＧ、Ｂ。

ｌＲ２の組合せの照明光が効果を発揮する場合もあるし
、他の組合せ、例えばＧ、Ｂ、ＩＲｌの組合Ｕの照明光
で効果を発揮する場合もありうる。

このように、本実施例によれば、観察部位や観察目的等
に応じて、９つの照明光の内から任意の３つの照明光を
選択し、任意の色の割当てで被写体をカラー表示するこ
とができる。

従って、通常の可視領域の画像では識別が困難な病変部
等の識別が容易になる。

しかも、照明光の組合せをいろいろ変えて観察する場合
等に、その都痘回転フィルタを交換する等の煩雑な作業
を必要とせずに、設定スイッチ６０の操作で簡単に照明
光の組合せを変えることができる。

尚、前記回転フィルタ２８に設番ノる各フィルタの分光
透過率、配置、種類の数等は、上記実施例に限定されず
任意である。例えば、紫外領域を透過するフィルタや、
ＧやＢの領域を更に細分化したフィルタを設番ノでも良
い。

また、設定スイッチ６０で選択された３種類の照明光に
対応する映像信号を、赤、緑１　ｉ’Ｊのどの色に対応
させても良く、とのＪ、うに疑似カラー化しても良い。

また、更に、設定スイッチ６０で手動で照明光の組合Ｕ
を選択するのではなく、照明光の組合せが自動的に交ｎ
に切換わるようにして、例えば一般的な色再現の良いモ
ードであるＲ　　１．　Ｇ、　Ｑ照明による映像と、特
殊光観察のモードであるＲ　２゜Ｒ３，、Ｒ４照明によ
る映像とを、１つのモニタ７に２画面表示することによ
って、より診断しゃずくするようにしても良い。

また、間欠的に照明光を出射可能な光源装置として、ス
トロボ光源２５の代りに、常時、光を出射する光源と、
この光源の光を遮るシ１１ツタとを設け、選択された各
照明光に対応するフィルタが光路上にきたときだけ、光
源からの光を通ずようにしても良い。

尚、本発明は、例えば、被観察部位に照明光を照射し、
この被観察部位を透過した光を受光する搬像装置にも適
用できる。また、起像手段としては、内視鏡先端部に設
けられた固体１１　ｍ　Ｍ子に限らず、イメージガイド
によって観察像を伝達するファイバスコープの接眼部に
取りつけられるデレピカメラ等であっても良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、面順次式の距像装
置において、容易に照明光の組合往を変更でき、被観察
体に応じて最適な波長領域での観察が可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電子内視鏡装置の構成を示１ブロック図、第２図は電
子内視鏡装置の全体を示す側面図、第３図は回転フィル
タを示１説明図、第４図は設定スイッチを示す説明図、
第５図は回転フィルタの各フィルタの分光透過率を示１
説明図、第６図は血液と胃壁の分光反射率を示１説明図
である。１・・・電子内祝Ｗｔ　　　　　６・・・ビデオプロ上
ツリ７・・・カラーモニタ　　　２５・・・ストロボ光
源２８・・・回転フィルタ２８ａ〜２８ｉ・・・フィルタ２９ａ〜２９ｉ・・・回転角読取りマーク３０・・・タ
イミングコントロール回路３１・・・センサ　　　　　
４２・・・固体ＭＱ画像子４３・・・ドライバ４５・・・ブリプロセス回路４８．４９．５０・・・フレームメモリ６０・・・設定
スイッチ第３図第６図第５図　　　１り鉢（ｎｍ）　−一争手続ネ１１１正書（自発）昭和６２年６月２３日

Claims

【特許請求の範囲】

異なる波長領域の照明光毎に被観察体を撮像手段によっ
て撮像する面順次式の撮像装置において、間欠的に照明
光を出射可能な光源装置と、この光源装置と被観察体と
の間に設けられ、分光透過特性の異なる複数種の透過部
を有し、前記光源装置からの照明光を前記複数の透過部
を順次透過させることが可能なフィルタと、前記フィル
タの任意の異なる分光透過率を有する透過部を選択的に
透過するように前記光源装置の照明光の出射タイミング
を制御する制御手段と、前記フィルタの異なる分透過特
性を有する透過部を選択的に透過した照明光による前記
撮像手段の出力信号をそれぞれ異なる色信号に割当てて
映像信号処理する映像信号処理手段とを設けたことを特
徴とする撮像装置。