JPS63242232A - 計測内視鏡装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、体内の病変の大きさ等を認識することがで
きるＭ測内祝１１装置に関する。

（従来の技７術） 内視鏡による体内の病変等の大きさをｔ］測Ｊることが
できる従来技術としては、例えば第７図ないし第１０図
に示寸ような装置を用いたものが知られている（　Ｇ　
ａｓｔｒｏｌｔｅｒｏｌＯ（ｌｉｃａｌ　　Ｅ　ｎｄｏ
ｓｃ。

ｐＶ、Ｖｏｌ、（２５）６．Ｊｕｎ、１９８３．　ｐ、
８６８）。

第７図中、１はレーザ光源、２は透過形ファイバ回折格
子であり、透過形ファイバ回折格子２は、グラスファイ
バを平面状に並べたもの２枚を、各面のファイバ束が互
いに直交するように組合わせて構成されている。グラス
ファイバは、例えば直径２５μｍのものを一面に１００
本程度用いて正方形となるように構成しであるので、透
過形ファイバ回折格子２は、−辺が２．５ｍｍ程度とな
り、スコープ先端側に十分に装着できる大きさとされて
いる。

そして、レーＩｆ光源１からのレーザ光が透過形ファイ
バ回折格子２に垂直に入射されると、行列状に配列され
た二次元のスポット状の回折光（以下スポット光とも云
う）３が得られ、これを透過形回折格子２と平行なスク
リーン上に投影すると、行列状の二次元のスポット光パ
ターンが得られる。

第８図は、スクリーンを傾むけて、そのスクリーンの下
方からスポット光３を投影し、透過形ファイバ回折格子
２と所定間隔をおいた上方から観測した場合のスポット
光パターンの投影像を、撮像したものを示すものである
。スポット同士の間隔は、第８図の上方側のものほど人
きくなっており、その間隔は、透過形ファイバ回折格子
２からの距離に比例して大きくなる現象が観測されてい
る。

上記の従来技術は、この現象を利用して観測点と病変等
の生じている被測定対象との距離、その大きさおよび高
まりや陥凹の稈Ｉ！ｊ笠を計測するにうにしている。

第９図は、透過形ファイバ回折格子の配設点Ｇと対物レ
ンズまたは頭像素子等の配設点である観測点Δとの間に
一定の間隔をとり、上述のにうに被測定対象４に投影さ
れたスポット同士の間隔に、その被測定対＠！４の形状
に応じた変化を生じさせると、被測定対象４に関する病
変の大きさ等の所要の計測が可能となることを示してい
るものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上述のような計測内視鏡には、一般に通常照明
光を出射する白色光光源が付設されて計測の他に通常観
察を行なう機能が備えられている。

しかしながら、被測定対象である生体等にスポット光が
投！）ｌされているときに通常照明光が同時に照射され
ると、その反射成分のために擬似スポット光が生じたり
、またスポット光が生体組織に当ってにじんだ場合など
にはスポット光が投射されている部位と他の部位との輝
度差があまりなくなり、第１０図に示すようなスポット
同士のつながり５等が生じて各スポットの正確な中心位
置を求めることが困難になり、正確な計測を行なうこと
が難しくなる場合があるという問題点があった。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、回折光
によるスポットを明瞭に検出づることができて確度よく
計測を行なうことのできる計測内視鏡装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は−Ｆ記問題点を解決するために、スコープ先
端側に装着されレーザ光沢：からのレー骨ア光を回折し
て被測定対象に所要の回折パターンを投影させる透過形
回折格子と、前記スコープ先端側に前記透過形回折格子
とは所定の間隔をおいて装着され＋ｙｉ記被測定対象−
ヒに生じる回折パターンの投影像をＲ像する搬像手段と
、該搬像手段の出力から前記レーザ光源からのレーザ光
に特有の色情報を抽出する色情報抽出手段と、該色情報
抽出手段ぐ抽出された色情報により前記被測定対象上に
投影された回折パターンを認識して当該被測定対嘗の所
要の計測をする処理手段とを有することを要旨とする。

（作用） スコープ先端側に透過形回折格子と搬像手段とが所定の
間隔をおいて装着され、レーザ光源からのレーデ光が透
過形回折格子で回折されて被測定対象に計測用の所要の
回折パターンが投影され、この投影像が搬像手段で撮像
される。撮像された回折パターンの画像は、被測定対象
の形状に応じて変化する。

搬像手段の出力により得られた投影像の画像情報から色
情報抽出手段によりシー１１光源からのレーザ光に特有
の色情報が抽出される。レーデ光に特有の色情報とじＣ
は、例えば色のあざやかさの度合を示す彩度等の通常照
明光のそれと比べると特に高い値を示す情報が選ばれる
。

次いで処理手段により、上記の抽出された色情報により
被測定対象上に投影された回折パターンが確度よく認識
され、この回折パターンに所要の演ｑ処理が施されて搬
像手段と被測定対象との距離、その大きさおよび高まり
や陥凹の程度等の計測が行なわれる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明づる。

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。

なお、第１図および第２図において前記第７図における
機器または部材等と同一ないし均等のものは、前記と同
一符号を以って示し、ｆｆｌ複しだ説明を省略する。

まず、第１図および第２図を用いてＪｌ側内視鏡装置の
構成を説明すると、レーザ光源１からのレーザ光ガイド
用の図示省略の光ファイバ、白色光光源６からの通常照
明光ガイド用の図示省略の光ファイバおよび次に述べる
固体撮像素子に接続された信号線等が一体に束ねられて
体内に挿入されるスコープ７が構成されている。

そして、スコープ先端側に透過形ファイバ回折格子２が
装着されている。８は通常照明光を照明するための照明
レンズ、９はｌ１ｉｌ像手段としてのＣＯＤからなる固
体撮像素子であり、固体搬像索子９は、透過形ファイバ
回折格子２に対して？４１差に対応した所定の間隔をＪ
３いて装着されている。上記の透過形フフイバ回折格子
２、照明レンズ８および固体撮像素子９は、第２図に示
づ“ように、スコープ先端側におけるスコープ７の側部
に配列されており、この実施例における内視鏡は、側視
形内視鏡として構成されている。

また、固体撮像素子９の出力信号線には、カメラコント
ロールユニット１１、デコーダ１２、Ａ／Ｄコンバータ
１３、Ｒ（赤）、Ｇ（縁）、Ｂ（青）の各色成分情報記
憶用のフレームメモリ１４、Ｄ／Ａコンバータ１５およ
び第１のモニタ１６が順次接続されている。さらに、デ
コーダ１２の出力線路が分岐され、その分岐路には、色
情報抽出手段としての１１８１変換器１７、比較演ｎ部
１８、処理手段を構成するスポット座標検出部２１、メ
モリ２２Ｊ３よび第２のモニタ２３が順次接続されてい
る。

次に第３図のフローチャートおよび第４図を用いて作用
を説明する。

スコープ７が体内の所要部位に挿入され、透過形ファイ
バ回折８子２からのスポット光３および照明レンズ８か
らの通常照明光が被測定対象４に照射され、その投影像
が固体石像素子９により撮像される。

固体撮像素子９から出力された画像信号は、カメラコン
トロールユニット１１に入力されて、そのカラープロセ
ス回路によりｒ４１１１信号Ｅｙおよび色差信号Ｅｉ、
Ｅｑｈ（得られ、さらに、これらの信号は、デコーダ１
２でＲ，ＧｌＢの各色成分情報とされたのち、Ａ／Ｄコ
ンバータ１３でＡ／Ｄ変換されてフレームメモリ１４に
それぞれ記録される。そしてフレームメモリ１４がら、
テレビ信号が例えばＮＴＳＣ方式の標ｒ！Ｉ−信号とし
て出力され、Ａ／ＤＩンバータ１５でＤ／△変換された
のら、第１のモニタ１６にカラー画像が表示されて被測
定対象４の通常観察が行なわれる。

一方、被測定対象の計測は、次のようにして行なわれる
。即ら、まずデコーダ１２で得られたＲｌＧ、８の各色
成分情報がｌ−１８１変換器１７に導びかれ、この［セ
、Ｇ、Ｂの色成分情報が１１（色相）、Ｓ（彩痘）、Ｉ
（強度）空間の色情報に変換される。なおこの変換技術
は公知である（ＩＢＭ　　Ｊ。

Ｒｅｓ、　１）ｅｖｅｌｏｐ、　Ｖｏｌ、　２７．　？
＆、４．　Ｊｕｌｙ　　１９８３）。

そしてＨ８Ｉ変換器１７で変換された色情報のうち、彩
度Ｓの情報、即ちＳ画像のみが抽出される（第３図ステ
ップ２５）。

抽出された彩度Ｓのレベルは、次式０表わされる。

ここに Ｂ−Ｂ　（青）信号 Ｒ：Ｒ（赤）信号 Ｙ：Ｉｉｉ度信号 レーザ光に関する上記（１）式で求められる彩度Ｓのレ
ベルは、白色光光源６から出射される通常照明光の彩度
と比べると極めて高い。このようにしてレーザ光に特有
の色情報である彩度Ｓの情報が抽出され、以下これによ
り被測定対象４．１：に投影されたスポット光パターン
の検出が行なわれる。

即ち、ステップ２６でノイズ処理が行なわれたのち、比
較演算部１８において基準レベル発生部１９から導かれ
た基準の同値レベル゛「１１と比較され、この同値レベ
ルＴｈよりも大なるレベル部分のみが取出される（ステ
ップ２７）。次いで座標検出部２１において、同値レベ
ルＴｈよりも大なるレベル部分は「１」、小なる部分は
ｒＯＪとして２値化処理が行なわれる（ステップ２８）
。スポラ］・光３の照射されている部位は彩浪Ｓが高い
ため「１」となり、他の部分は「０」となって通常照明
光が照射されていてもスポラ１〜光３の照射部位が明瞭
に検出される（第４図（ａ））。ステップ２９では、上
記のようにして得られたスポットに細線化処理が行なわ
れてスポット光３の各中心点、即ち各ビクセルが得られ
る（第４図（Ｌｉ）　）。得られたスポット光パターン
の画像は、行、列状のスポットの間隔が被測定対象の形
状に応じて変化している。次いで得られたスポット光パ
ターンの画備により、ステップ３０で透過形回折格子２
と固体詞像索子９との間に設定された所定の間隔に対応
した視差方向の０次項の座標検出、このＯ次項の座標を
中心とした各スポットの中心座標の番地付け、固体搬像
素子９の配設点である観察系の面から各次項のスポット
までの距離演算等が行％われ、被測定対象の形状に応じ
た変位量曲線等が求められる。求められた各スポットの
座標データ、即ら変位量曲線のデータは、一旦メモリ２
２に格納される（ステップ３１）。

そして格納された変位量曲線等のデータが適宜読み出さ
れて第２のモニタ２３に表示され、観測点（固体！ｌｌ
ｉ像素子の配置点）と病変等の生じている被１１１１１
定対象間の距離、その大きざおよび変位量曲線からその
高まりや陥凹の程度等が認識される。

次に、第５図おＪ：び第６図には、この発明の他の実施
例を示す。

この実施例は、レーザ光源１から出射されるレーザ光に
特有の色情報として、そのレーザ光の波長に対応した赤
、緑、青の三原色情報の何れかが用いられたものである
。

例えば、レーザ光としてＡｒレーザ（波長４８８ｎｍ）
が使用されたときはＢ（青）成分の色情報、ＹＡＧレー
ザ（波Ｅｘ　５３０　ｎ　ｒｎ　）が使用されたときは
Ｇ（縁）成分の色情報、Ｈｅ　−Ｎ　ｅｌレーザ（波長
６３３ｎｍ）が使用されたときはＲ（赤）成分の色情報
が、被測定対象に投影されたスポット光パターン検出の
ための画像情報としでそれぞれ用いられる。

第５図および第６図は、レーザ光としてｌ−１ｅ　−Ｎ
ｅレーザが用いられて、スポット光パターン検出のため
の画像情報としてＲ（赤）成分の色情報が用いられた例
を示している。

第５図に承りように白色光光源６の出鋼端前面部に、通
常照明光中のＲ領域成分カット用のフィルタ１０が配設
されている。このフィルタ１０の配設により、被測定対
象４に照射される通常照明光はＲ領域成分がカットされ
たものとなり（第６図（ａ）））、被測定対象１上にレ
ーザ回折光で生じるスポット光パターンの明瞭化が図ら
れている。

この実施例では、前記第１図に示したデコーダ１２で得
られるＲ、Ｇ、Ｂの各成分の色情報からＲ成分の色情報
が抽出されて、前記と同様にノイズ処理、比較演算、２
値化処理、細線化処理等が行なわれて被測定対象上に投
影されたスポットが検出され、その座標検出等が行なわ
れる。

なお、上述の各実施例では、被測定対象に投影されたス
ポット座標を認識り−る手段として２１直化法を適用し
たが、隣接するピクセル間に複数のデータが存在すると
ぎ隣接するデータの数の少ない方の端部を消去するとい
うスポット座標の縮退を利用する方法、またはスポット
端部より平均化を行なう座標平均化法を適用することも
できる。

Ｉ発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、Ｈａ　ｆｊ！
手段の出力により得られた投影像の画像情報から色情報
抽出手段によりレーデ光に特有の色情報が抽出され、こ
の色情報により被測定対象上に投影された回折パターン
の認識がイラなねれるので、回折パターンが明瞭となっ
て正確に検出され、確度のよい計測を行なうことができ
るという利貞がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明に係る計測内視鏡装置の
一実施例を示すもので、第１図は仝体構成を示すブロッ
ク図、第２図はスコープ先端部の構成図、第３図は作用
を説明するためのフローチ＋７−　ｌ−１第４図はスポ
ット光パターンの一例を示す図、第５図はこの発明の他
の実施例を示づ要部構成図、第６図は同」ニ他の実施例
で用いられるレーザ光のスペクトラム等を示す特性図、
第７図は従来の透過形ファイバ回折格子による回折光を
示す図、第８図は同上回折光により得られるスポット光
パターンの投影像の一例を示寸図、第９図は第７図の透
過形ファイバ回折格子を用いた被測定対象の観察例を示
ず図、第１０図は従来例により得られたスポット光パタ
ーンの例を示す図である。 １：レーザ光源、 ２：透過形ファイバ回折格子、 ３：２次元のスポット状の回折光、 ７：スコープ、　９：固体Ｗｉ像素子（陽像手段）１０
：レーザ光の波長と同一波長領域の通常照明光成分をカ
ットするフィルタ、 １７　：　ｌ−１ｒ　Ｓ変換器（色情報抽出手段）、２
１ニスポット座標検出部（処理手段）。 代理人　　弁理士　　則　近　　憲　佑代理人　　弁理
士　　大　胡　　典　夫第２図 第３　図 ・　・　・・ ・　・　・　・ １１１４図（ａ）　　　　１４図（ｂ＋第５図 第６図（ａ） 一波長 萬６汰（ｂ） 第７図 ｉ９［２！　　　　　　　　第１０図 図面の浄書′ 第８図 昭和　年　月　日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スコープ先端側に装着されレーザ光源からのレー
   ザ光を回折して被測定対象に所要の回折パターンを投影
   させる透過形回折格子と、 前記スコープ先端側に前記透過形回折格子とは所定の間
   隔をおいて装着され前記被測定対象上に生じる回折パタ
   ーンの投影像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段の出力から前記レーザ光源からのレーザ光に
   特有の色情報を抽出する色情報抽出手段と、 該色情報抽出手段で抽出された色情報により前記被測定
   対象上に投影された回折パターンを認識して当該被測定
   対象の所要の計測をする処理手段と を有することを特徴とする計測内視鏡装置。
2. （２）前記色情報抽出手段は、赤、緑、青の三原色の色
   情報を色相、彩度および強度の色情報に変換したのち、
   レーザ光に特有の色情報として前記彩度の情報を抽出す
   る変換器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の計測内視鏡装置。
3. （３）前記レーザ光に特有の色情報は、前記レーザ光源
   から出射されるレーザ光の波長に対応した赤、緑、青の
   三原色情報の何れかであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の計測内視鏡装置。