JPS63273811A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は体外照明及び体内照明とによる生体組織の観察
手段を設けた内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を挿入することによって、挿入部先
端側に設けた観察手段を用いて切開を必要とすることな
く生体内を観察したり、必要に応じ処置具を用いて治療
処置のできる内視鏡が広く用いられるようになった。

また最近、ファイババンドルによるイメージガイドを用
いることなく対物レンズにより固体撮像素子の撮像面に
光学像を結び、光電変換した映像信号を信号ケーブルに
て信号処理手段に導くようにした電子式の内視鏡（以下
電子内視鏡又は電子スコープと記す。）が実用化される
状況にある。

従来の電子内視鏡は、特開昭５３−９０６８５号に示す
がごとく、光源ランプからの照明光に順次Ｒ，Ｇ、Ｂの
色透過フィルタを通し、３色の照明光の下で順次撮影を
行ない、Ｒ，Ｇ、Ｂの３色の成分画像を求め、各画素毎
に３色の成分信号を合成してカラー画像信号を生成して
いた。

また特公昭５４−２１６７８号においては、体外から照
明して組織内を透過した光を利用して観察することが提
案されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来性われていた体内照明による反ｍ画像では、休腔壁
の表面の凹凸とか色調差などが検出されるものの粘膜下
の病変の浸潤範囲とか深部面管走行については検出が不
可能であり、体外照明による透過画像では、体内照明画
像とは逆に粘膜下の病変の浸潤範囲とか深部血管走行は
検出されるものの体腔壁の表面の凹凸とか色調差につい
ては検出が困難であった。

本発明は上述しＩＣ点にかんがみてなされたもので、体
腔壁の表面の凹凸とか色調差等を検出できると共に、粘
膜下の病変等についても検出できる画像を得ることので
きる内視鏡装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用コ 本発明では１画像の形成単位期間内に体内照明を時系列
的に照射して生体内壁の反射画像を得ると共に、体外か
らの照明も前記体内照明と同期して行い、生体の透過画
像も得られるようにして、体内の凹凸とか色調等の画仲
情報と共に、体表面深部の画像情報も得られるようにし
ている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構成を示し、第２図は回転フィルタを
示し、第３図は動作説明用のタイミングヂＶ−トを示す
。

第１図に示すように第１実施例の内視鏡装置は、電子内
視鏡２と、この電子内視鏡２の後端側が接続され、体内
用光源部３及び信号処理部４とを内臓すると共に、体外
用光源部５を設けた内視鏡制御装置６ど、この（内視鏡
）制御装置６から出力される映像信号が入力され、内視
鏡画像を表示するモニタ７とから構成される。

上記電子内視鏡２は、生体８内に挿入できるように細長
の挿入部を有し、この挿入部内には照明光を伝送して先
端面から出用するライトガイド１１が挿通されている。

このライトガイド１１の手元側の入射端面には体内用光
源部３から体内照明用の光が供給される。

この体内用光源部３は、電源部１２からランプ１３に電
力を供給して、このランプ１３を発光させ、このランプ
１３の白色照明光はｔ−タ１４によって回転駆動される
回転フィルタ１５を経て赤。

緑、青の色順次照明光にされた後ライトガイド１１の入
射端面に集光照射される。

上記回転フィルタ１５は、第２図に示−４ように遮光性
の円板の周方向の３箇所に扇状の開口を設【ノて光透過
フィルタ１７Ｒ１緑透過フィルタ１７Ｇ、青透過フィル
タ１７’Ｂを取付けである。しかして隣接する赤（Ｒ）
透過フィルタ（以下、Ｒフィルタと略記する。他のフィ
ルタについても同様。）１７ＲとＧフィルタ１７Ｇ、Ｇ
フィルタ１７ＧとＢフィルタ１７Ｂ、Ｂフィルタ１７Ｂ
とＲフィルタ１７Ｒとの間にはそれぞれ遮光部１８゜１
９．２０が形成されている。これら色フィルタ１７Ｒ，
１７Ｇ、１７Ｂを通すことによって、ライトガイド１１
の入射端面には赤、緑、青の照明光が供給され、この照
明光はライトガイド１１で伝送され、先端面から生体内
を赤、緑、青で順次照明する。尚、Ｂフィルタ１’７Ｂ
とＲフィルタ１７Ｒとの間の遮光部２０の長さは、他の
遮光部１８．１９の約２倍にしてあり、この遮光部２０
によって遮光された期間の中央で、体外用光源部５はフ
ラッシュ発光するようにしである。

従って、両光源部３，５による生体８への照明は、第３
図に示寸ようになる。

モータ１４が１回転される１フレ一ム期間（又は１フイ
一ルド期間）においてＲ，Ｇ、Ｂフィルタ１７Ｒ，１７
Ｇ、１７Ｂと、これらフィルタの隣接する遮光部１８．
１９．２０とで第３図に示すようにＲ光熱明期間、Ｇ光
熱明期間、Ｂ光熱明期間それぞれが遮光期間と交互に形
成され（ＯＮ。

ＯＦＦで示しである）、またＢ光熱明期間とＲ光熱明期
間との間の遮光期間の中央でフラッシュ発光するように
して、Ｒ，Ｇ、Ｂ照明による体内照明と、体外からのフ
ラッシュ発光とで生体８に対し、体内照明及び体外照明
を行うようにしている。

上記体外用光源部５は、フラッシュ発光させる電力を供
給する電源部２１と、この電力によりフラッシュ発光す
る発光部２２とからなる。

上記体内照明及び体外照明された生体８による反射光及
び透過光は、対物レンズ２４により固体陽像素子どして
の電荷結合素子（ＣＯＤと記す。）２５の撮像面に像を
結ぶ。このＣＣＤ２５は、その撮像面に結ばれた光学像
を光電変換する１、シかしてＣＯＤドライバ２６からＣ
ＣＤドライブ信号が印加されることによって、Ｃ０Ｄ２
５は光電変換されｌ〔画像信号を出力する。このＣＣＤ
２５から出力された信号は信号レベル検出回路２７、選
択回路２８を経て第１〜第４メモリ２９，３０゜３１．
３２に記憶される。

上記ＣＣＩ）ドライバ２６には、システム全体のタイミ
ング信号を発生する同期信号発生回路３３からＣＣＤド
ライブ信号を出力づるタイミングを決定する制御信号が
印加される。この同期信号発生回路３３はモータ１４に
モータドライブ信号を印加するモータドライバ３４に対
し、モータ１４を回転するタイミングを決定する制御信
号を印加する。しかして、モータ１４はこの制御信号に
同期して回転する。また、この回転に同期した制御信号
が両電源部１２．２１に印加される。モータ１／Ｉの回
転と共に、体内照明及び体外照明は第３図（ａ）及び（
ｂ）に示′？ｌにうに同期して行われ、これらの各照明
期間が同図（Ｃ）に示すにうにＣＯＤの電荷蓄積期間と
なり、この電荷蓄積期間の終了と共に転送期間となら、
この転送期間の前縁のタイミングにおいて同期信号発生
回路３３はＣＯＤドライバ２６に対し、ＣＣＤドライブ
信号を出力させる制御信号が印加される。この制御信号
によりＣ０Ｄ２５にはＣＯＤドラブ信号が印加され、Ｃ
０Ｄ２５から信号が読み出される。

上記第１ないし第４メモリ２９．３０．３１゜３２にお
ける第１ないし第３メモリ２９．３０゜３１には、体内
照明のもとて銀像した画像信号がＡ／Ｄ変換して記憶さ
れ、第４メモリ３２には体外照明による生体８を透過照
明した際に撮像した画像信号が記憶される。

つまり、第３図（ａ）に示す発光照明、Ｇ光熱明。

８光照明のもとてそれぞれ銀像した画像信号（データ）
が第１．第２．第３メモリ２９．３０．３１にそれぞれ
記憶され、一方透過照明のもとて銀像した画像信号（デ
ータ）が第４メモリ３２に記憶される。

同期信号発生回路３３は、転送モードになるタイミング
で選択回路２８の入力端と出力端とを選択的に切換え、
第１メモリ２９ないし第４メモリ３２を順次導通させて
、画像データを記憶させる。

上記第１ないし第４メモリ２９ないし３２に記憶された
画像データは画像処理回路３５を通すことによって、色
差強調、エツジ強調、ノイズリダクシフン、サブトラク
ト等の画像処理したり、画像処理しないで直接プロセス
回路３６に入力してテレビ信号に変換し、モニタ７に表
示する。尚、画像処理回路３５は切換スイッチ等の操作
によって、第１〜第３メモリ２９〜３４の画像データに
対する画像処理と、第４メモリ３２の画像データに対す
る画像処理との選択を行ったり、画像処理を行わないで
直接プロセス回路３６側に出力できるようにしである。

尚、上記レベル検出回路２７はＣ０Ｄ２５から出力され
る信号を取込み、積分回路により平均値レベルとか、ピ
ーク検出器でピーク値を求める等の信号レベルの検出を
行い、この検出した信号レベルを体内用光源部３の電源
部１２と体外用光源部５の電源部２１とに発光レベルを
制御り−る発光制御信号を送り、体内照明及び体外照明
にお（プる発光量を制御してＣ０Ｄ２５に入力される各
露光量を適正な値に制御する。

このように構成された第１実施例の作用を以下に説明す
る。

ランプ１３により発光した光は、第２図に示す回転フィ
ルタ１５のＲフィルタ１７Ｒ，Ｇフィルタ１７Ｇ、Ｂフ
ィルタ１７Ｂをそれぞれ透過させることににって第３図
（ａ）に示ツＪ：うに発光、Ｇ光、Ｂ光となりライ］・
ガイド１１の入射端面に照射される。しかしてこのライ
トガイド１１によりその先端面から生体内壁面に照射さ
れる。体腔内に照射された光は、反射光像どしてＣ０Ｄ
２５の銀像面に結ばれ、第３図（Ｃ）に示すように同図
（ａ）の照明期間と同期して蓄積される。

また、Ｂ光と発光との間の遮光期間には、その期間のほ
ぼ中央時刻において体外に設けた発光部２２がフラッシ
ュ光し、このフラッシュ光における生体８を透過した光
は、対物レンズ２４によってＣ０Ｄ２５の撮像面に光学
像を結ぶ。

尚、発光、Ｇ光、Ｂ光、フラッシュ光の照明は１フレー
ム（又は１フイールド）期間内に行われるようにしであ
る。

しかして、発光、Ｇ光２日光、フラッシュ光のもとてＣ
０Ｄ２５に結ばれた光学像は光電変換され、それぞれの
遮光期間にＣＯＤドライバ２６からＣＯＤドライブ信号
が印加されることによって、Ｃ０Ｄ２５から読み出され
、信号レベル検出回路２７を通り、蓄積モードから転送
モードに切換えるたびに同期信号発生回路２９の切換信
号で切換えられる選択回路２８を経て第１メモリ２９〜
第４メモリ３２に記憶される。

上記信号レベル検出回路２７により、発光、Ｇ光、Ｂ光
で形成される体内照明光と、体外照明による透過照明光
とによるＣ０Ｄ２５への輝度レベルが検出され、このレ
ベル検出によりランプ１３及び発光部２２の発光量が調
整される。この発光足の調整により各フレーム期間では
、体内反射光及び体外透過光に対し、最適となる露光量
状態でＣ０Ｄ２５から画像信号が出力され、選択回路２
８を経て各メモリ２９ないし３２に順次記憶される。

各メモリ２９ないし３２に記憶した画像信号データは例
えば第１メモリ２９ないし第３メモリ３１を同時に読み
出し画像処理回路３５を素通りさせるとモニタ７に通常
のカラー画像が表示される。

またこれら第１メモリ２９ないし第３メ干り３１の画像
信号データを画像処理回路３５で画像処理して、色差強
調等を行ったカラー画像として表示することもて゛きる
。

また、切換スイッチをオンする等で出力される切換信号
により、透過照明で搬像した透過画像側を選択すること
もでき、この場合においても画像処理の選択ボタン等を
操作することによって、第４メモリ３２の画像信号デー
タをコントラスト差強調、色差強調、エツジ強調、２値
化等の画像処理を行った透過画像としてプロセス回路３
６を軽てモニタ７に表示したり、画像処理を行わないで
そのまま透過画像を表示したりすることもできる。

また体内照明によって得られる画像と、体外照明によっ
て得られる両画像とを重畳して表示Ｊること等もできる
。

上記体内照明により生体内壁面等の表面状態に関する画
像情報が得られ、一方、体外からの照明による透過照明
により、生体深部の画像情報が得られる。

このように作用する第１実施例によれば、１フレ一ム期
間内に通常のカラー画像信号を得ることができると共に
、粘膜下の内管走行、及び腫瘍を観察可能な透過照明画
像信号の２種が得られるため、２腫瘍の各々の特徴を生
かした画像処理が行なえるとともに、通常画像、透過画
像を個別に観察し、この差から各種病変の検出が可能と
なる。

又、各々の画像を観察する場合体外照明画像、体内照明
画像ともに秒３０枚の画像が得られるため自然な１．Ｉ
Ｊきの画像を得ることができる。尚、回転フィルタ１５
は、１フイールド、１フレームの各々のどちらのタイミ
ングで回転してもよい。

第４図は本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は第１図に示す上記第１実施例において
、体外照明の発光部２２が第５図に示す様な透過特性を
有するＲ、Ｇ、Ｂの色フィルタを備えた回転フィルタ４
１と、この回転フィルタ４１を回転駆動するモータ４２
と、同期信号発生回路３３の制御タイミングで第６図（
ａ）、（ｂ）に示すように体内照明光の各Ｒ，Ｇ、Ｂの
発光の間に、回転フィルタ４１の各色フィルタが同期し
て介装されるようにモータ４２を回転させるモータドラ
イバ４３が設けた体外用光源部４４にしである。

尚、回転フィルタ４１の色フィルタが同期して介装され
るタイミングで第６図（ｂ）に示すように発光部２２は
フラッシュ発光する。

上記体外照明をＲ，Ｇ、Ｂ光で行った場合の透過照明光
による画像情報を得ることができるように、第１図に示
す透過照明光のもとての画像信号データを記憶する第４
メモリ３２の代りに３つのメモリ、つまり第４　＜’に
いし第６メモリ４５．４６゜／４７にしである。

その他は上記第１実施例と同様の構成であり、同一要素
には同符号が付けである。

このように構成された第２実施例の作用を以下に説明り
−る。

体内照明光が時系列的にライトガイド１１からＲ，Ｇ、
Ｂの各波長帯にて発光されるのと同期して、体外からの
透過光も第６図の様なタイミングで時系列的にＲ，Ｇ、
Ｂの各波長帯の光が発光される。

しかしてＣ０Ｄ２５にて光電変換された画像信号は第１
実施例と同様に信号レベル検出回路２７を通り選択回路
２８に入力される。

選択回路２８にて体内照明光によるＲ、Ｇ、８画像は第
１メモリないし第３メモリ２９．３０゜３１各々記憶し
、体外照明光による透過Ｒ，Ｇ。

８画像は第４メモリないし第６メモリ４５，４６゜４７
に記憶し、第１実施例と同様な画像処理と各波長帯によ
る透過度の違いによる体内照明と体外照明のＲ同士、Ｇ
同士、Ｂ同士の処理を行ないプロセス回路３６にてテレ
ビ信号となり出力される。

このように作用する第２実施例では第１実施例と同様な
効果とともに体外照明光を各波長域の光を時系列的に発
光Ｊ′ることにより波長ごとの透過率の違いから、体外
照明のカラー化と体内照明と体外照明の同じ波長域の差
分をとるなどすることで第１実施例に比べＪこり病変の
検出能の機能を増大することが可能となる。

尚、上記第２実施例では回転フィルタ４１の透過波長域
は第５図に示すよう（こＲ，Ｇ、Ｂどしであるが、第３
実施例の回転フィルタとして第７図に示すように紫外域
（ＵＶで示す。）、赤外域（ＩＲｌ、ＩＲ２，ＩＲ３で
示す。）について複数に分割したものとしても良い。

第８図は本発明の第４実施例の主要部を示す。

この実施例は、上記第１図に示す第１実施例において、
発光部２２の前面に第９図に示すように可視域を透過し
ないで赤外域側を透過する特性のフィルタ５１を設けた
体外用光源部５２とすることによって、まぶしくない効
率の良い体外照明光源の実現が可能となる。

また、第４図における体外照明用の発光部２２に設けた
回転フィルタ４１のかわりに、発光波長帯の異なる複数
のストロボランプ、キセノンランプを使用しても良い。

なお、第１．第２実施例共に体内照明による反射光画像
と体外照明による透過光画像を合成し、その比率を変化
させることで反射光画像にＪ：る生体粘膜上面の凹凸と
か色調差と透過光画像ににる粘膜下の血管走行や腫瘍の
浸潤範囲を比較可能となるため、粘膜の表面状態と深部
との対応から病変の的確な診断が可能となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、体内照明手段と、体
外からの透過照明手段とを設けてそれぞれ照明のもとて
内視鏡画像を１ｑることができるようにしであるので、
体内表面及び深部の画像情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係リ、第１
図は第１実施例の内視鏡装ｄの構成図、第２図は回転フ
ィルタの説明図、第３図は第１実施例の動作説明用タイ
ミングチャート図、第４図は本発明の第２実施例の内視
鏡装置の構成図、第５図は第２実施例における体外照明
に用いるフィルタの透過特性を示す特性図、第６図は第
２実施例の動作説明用タイミングチャート図、第７図は
本発明の第３実施例における体外照明に用いるフィルタ
の透過特性を示す特性図、第８図は本発明の第４実施例
における主要部を示Ｊ構成図、第９図は第４実施例の体
外照明に用いるフィルタの透過特性を示づ特性図である
。 ２・・・電子内視鏡　　　　３・・・体内用光源部４・
・・信号処理部　　　　５・・・体外用光源部６・・・
制御装置　　　　　７・・・モニタ１１・・・ライトガ
イド　　１３・・・ランプ１５・・・回転フィルタ　　
２２・・・発光部２５・・・ＣＯＤ メ８ 一春１＃♀ １■♀ 手続？市正書（自発） 昭和６３年１１１２６日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 ２、発明の名称　　　内視鏡装詔 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　所　　　東京都渋谷区幡ケ谷二丁目４３番２号名
　　称　　（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表
者　　下　　山　　敏　　部 ４、代即人 ６、補正の対象　　　明細書の「発明の詳細な説明」の
欄明細書の第１７ページの第５行目に「プを使用・・・
」とあるのを［プ、レーザ、ＬＥＤ等を使用・・・」に
訂正しまげ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子を撮像手段に用い、面順次でカラー撮像可
   能とする電子内視鏡において、 生体内照明用の第１の照明手段と、 生体外から生体を照明する第２の照明手段と、第１及び
   第２の照明手段を同期させ時系列的に発光させる同期信
   号発生手段と、 を設けたことを特徴とする内視鏡装置。