JPS63275316A - 電子内視鏡装置 - 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］ 本発明は体内照明手段及び体外照明手段を設（Ｊた電子
内視鏡装置に関Ｊ゛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？！Ａ察したり、必要に応じ処置具を用いて
治療処詔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幽面に
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祝ｖｔ（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？Ｊ２鏡は、特開昭５３−９０６８５号に
示Ｊ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Ｍ
ｉ３Ｅ２を行ない、Ｒ，ａ、６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月においては、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］ 従来行われていた体内照明による反射画像では、体腔壁
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血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。

本発明は上述した点にかんがみてなされたーしので、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
ＩＱ下の病変等についても検出できる画像を４！ｌ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１段及び作用１ 本発明では、１画像の形成単位である１フレーム又は１
フイ一ルド期間内に、体内照明及び体外照明を行うと共
に、それぞれの照明のもとで撮像した画像を読出し、生
体の透過画像と体内表面の反射画像のいずれの画像情報
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
図は本発明の第１実施例の構成図、第２図はモニタに１
画面を表示する期間内に体内照明及び体外照明を行い、
固体撮像素子から画像信２〕を出力させる動作を示す説
明図、第３図は体内又は体外照明と共に、固体撮像素子
から画像信号を出力させる動作を示す説明図である。

第１図に示づように第１実施例の内視鏡装置１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と、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
端面から出射するライトガイド１１が挿通されている。

このライトガイド１１０手元Ｑｌ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の白色照明光はモータ１４と遮光円板１５とからな
るチョッピング装置１６を経てライトガイド１１の入射
端面に照射される。

上記チョッピング装置１６を形成する遮光用板１５は、
遮光性の円板部材に放射状の切欠き溝を形成したり、円
板部材における周方向に開口を設ける等して回転と共に
遮光期間と照明期間とが形成されるようにしである。尚
、透明円板に対し、周方向に遮光塗料を塗布して遮光部
を設け、回転と共に光を遮光するものでも構成できる。

上記チョッピング用モータ１４はチョッピングドライバ
１７によって駆動される。

上記チョッピング装？”１１６によって、ライトガイド
１１の入射端面には、第２図（ａ）または第３図（ａ）
に示づような照明光で照射される。（ここでＯＮが照明
光が供給された状態を示し、ＯＦ　Ｆが遮光状態を示寸
。）この照射された光によって生体８は体内で照明され
る。

尚、第２図は１フレ一ム期間（又は１フイ一ルド期間）
に、体内照明及び体外照明とを行う体内・体外照明モー
ドであり、第３図はこの期間内に体内照明のみ又は体外
照明のみを行う体内または体外照明モードの場合である
。

また体外用光源部５は、電源部２１と、この電源部２１
から供給される電力によって例えばストロボ発光する発
光部２２とからなる。この発光部２２の照明光により生
体８は体外から照明される。

この発光部２２は、体内・体外照明モードにおいては第
２図（ｂ）に示すように同図（ａ）にお【ノる遮光期間
に発光し、一方体内または体外照明モードでは第３図（
ａ）に示すように発光する。

上記体内または体外から照明された生体８による反射光
及び透過光は、対物レンズ２４により固体！ｉ１１像素
子としての電荷結合素子（ＣＯＤと記す。）２５の１１
像面に像を結ぶ。このＣＯＤ２５はその躍像面に結ばれ
た光学像を光電変換する。

しかして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は光電変換された画
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、プロセス回路２８を
経て第１または第２メモリ２９または３０に記憶される
。

上記ＣＯＤドライバ２６に（よ、第１クロツクジエネレ
ータ３１又は第２クロツクジエネレータ３２のり［］ツ
ク信弓がスイッチ回路３３を経て入力される。このスイ
ッチ回路３３（五図示しない切換ボタン等を操作するこ
とによっ−（切換信号が印加され、この切換信号に応じ
て第１クロツクジ■ネレータ３１のクロック又は第２ク
ロツクジエネレータ３２のクロックをＣＯＤドライバ２
６に入力し、このＣＣＯドライバ２６はこれらクロック
に同期したＣＯＤドライブ信月を生成してＣＣＤ２５に
印加する。上記第１クロツクジエネレータ３１は、体内
照明モード又は体外照明モードに対応するクロックを出
力するもので、第３図（ｂ）に示Ｊように１フレーム又
は１フイールドに１回読出し転送を行うクロックを出力
する。

上記体内照明又は体外照明モードにａ３いては、プロレ
ス回路２８を経て色調が整えられ、Ａ／Ｄ変換して出力
される画像信号は（体内用の）第１メ［す２９又は（体
外用の）第２メモリ３０に記憶される。しかして、これ
ら両メモリ２９．３０の画像信号は演算処理部３４に取
込まれることによって、これら２任類の画像のコン１−
ラスト差、色差、エツジ成分の差等の演算処理が行われ
テレビ信号として出力され、モニタ７で表示される。

尚、この演算処理部３４は切換信号によって上記コント
ラスト差、色差等の画像処理を選択でさるし、また画像
処理しないで一方のメモリ２９又は３０のみの画像を表
示することもできるようにしである。

ところで、切換信号によりスイッチ回路３３を杼で第２
クロツクジエネレータ３２のクロックをＣＯＤドライバ
２６に入力する側が選択されると、このクロックは第２
図（Ｃ）に示１ようなタイミングで出力される。

つまり第２図（ａ）に丞すように体内発光（体内照明）
が間欠的に行われ、この体内発光の停止期間に同期して
同図（ｂ）に示づように体外発光が行われる。このよう
に一方の発光が停止されているＩ’ｌｌ聞に使方の発光
が行われるようにして時分割的イ１発光が行われる。こ
の場合体内発光の停止は、ランプ１３が常時点灯してい
る状態のもとで、チョッピング装置１６によるランプ１
３の照明光をチョッピングして遮光させることにより（
体内発光の停止期間が）生じる。このブ］ツビング装２
７１６による照明光のチョッピングはスイッチ回路３３
を経てブーヨッピングドライバ１７に人力される第２ク
ロツクジｌネレータ３２のクロックに同期したものと仕
る。

またこの第２クロツクジＬネレータ３２のクロックは、
スイッチ回路３３を経て体外用光源部５の電源部２１に
入力され、上記チョッピング装置１６によるランプ１３
の照明光を遮光した期間に同期して発光部２２を形成す
るスＩ−ロボランプをフラッシュ発光して短り間に大量
の光エネルギを放出し、第２図（ｂ）に示すような体外
発光タイミングで発光する。

しかして、体内発光及び体外発光が終了したタイミング
で第２図（Ｃ）に示すように第２クロツクジエネレータ
３２はドライバ２６に読出し及び転送を行うクロックを
出力する。ドライバ２６からＣ０Ｄ２５に印加されるＣ
ＯＤドライブ信号によって、それぞれ体内照明非及び体
外照明のもとでＣ０Ｄ２５で撮像された画像信号がプロ
ヒス回路２８に入力され、このプロセス回路２８を経て
第１メモリ２９及び第２メモリ３０に体内照明のもと′
Ｃ撮像された画像信号と体外照明のもとで画像された画
像信号が１画像の形成単位である１フレーム又は１フ・
イールド期間にそれぞれ１両面づつ記憶される。°つま
り、１秒間に例えば３０フレーム又は６０フイ一ルド分
の各画像がイれぞれ得られる。

尚、第２図に示す体内・体外照明モードにおけるクロッ
クジェネレータ出力は第３図に示Ｊ体内照明モード又は
体外照明モードにおけるクロックジェネレータ出力とは
異り、１フレーム又は１フイ一ルド期間内に体内照明光
画像と体外照明光画像との２種類の異った画像を読出し
、転送を行ってメモリ２９及び３０にそれぞれ記憶する
。（従って、この場合のクロックジェネレータ３２の出
力は第１クロツクジエネレータ３１の出力よりもその周
波数が２イ８以上であり、短時間に読出し及び転送を終
了する。）しかして、これらメモリ２９．３０から演算
処理部３４にて病変検出に最適となるコントラスｔ−Ｘ
、色差、エツジ成分強調などの画像処理を行った後、テ
レビ信号としてモニタ７に出力し、画像表示するように
しである。

尚、上記レベル検出回路２７は、Ｃ０Ｄ２５から出力さ
れる画像信号におけるピーク値とか、平均値レベルを検
出し、検出した出力レベルに応じた制御信号を電源部１
２と２１とに印加し、ランプ１３及び発光部２２の発光
出力を可変制御し、適！ｉ）な光量に調光する。

このように構成された第１実施例の動作を以下に説明す
る。

生体８の体腔内をライトガイド１１にて照明し、その反
射光を対物レンズ２４にて光学画像としてＣＣＤ２５に
結像し、このＣ０Ｄ２５にて光電変換したのちレベル検
出回路２７に信号を伝送し最適露出となる様に体内照明
用ランプ１３と電源１２を制御するとともに、体外照明
用光源の発光部２２と電源部２１を制御する。

次に画像信号はプロセス回路２８にて色調をととのえ、
Ａ／Ｄ変換され、体内照明光は第１メモリ２９に、体外
照明光は第２メモリ３０に記憶され、演算処理部３４に
て２種類の画像のコントラスト差、色差、エツジ成分の
差などを演ζフ処理されＴＶ（ｉ号として出力される。

一方体腔内に挿入された電子内視鏡２のＣＣＤ２５はド
ライバ２６にてスイッチ回路３３により選択したクロッ
クジェネレータ３１又は３２に同期して読み出し及び転
送を行なう。

第１クロツクジエネレータ３１は体内照明時のみ又は体
外照明時のみの場合に１フイールド又は１フレームに１
＠一般的な読出し転送を第３図（ｂ）のごとく行ない体
内照明又は体外照明による画像を得る。

次に切換信号によりスイッチ回路３３にて第２クロツク
ジエネレータ３２を選択した場合、第２図（ａ）の発光
タイミングで体内照明と第２図（ｂ）に示す発光タイミ
ングで体外照明とが時分割して行われる。この時、体内
照明光を高速でオン、オフさせるためにランプ１３の前
面に船首され、第２クロツクジ１ネレータ３２に同期し
たヂ４ツビングドライバ１７により駆ｉＪＪされるチコ
ツビング装″？１１６にて体内照明光ｔよ第２図（ａ）
の発光タイミングで発光する。

一方、体外照明の発光部２２はストロボランプを使用し
、短詩１ｊｚに大４１の光エネルＡ゛を放射するにうに
発光し、第２図（ｂ）の発光タイミングとなる。

この様に発光部２２とランプ１３の発光により得られた
画像を第２クロツクジエネレータ３２は第２図（Ｃ１に
示すように一般の読出し転送とは異り、１フレーム又は
１フイ一ルド期間内に体外照明光画像と体内照明光画像
の２種類の安なった画像を読出し転送を行ない、上述の
ようにレベル検出回路２７、プロセス回路２８を経てメ
モリ２つ３０に記憶する。これらメモリ２９．３０の画
像データは読出され、演算処理部３４にで病変検出に最
適なるコントラスト差、色差、エツジ成分強調等の処理
を行った後テレビ信号としてモニタ７に出力され、この
モニタ７で表示される。

このように構成及び動作の第１実施例によれば、体内照
明による反射画像と体外照明による透過照明画像という
２秤のまったく異なった画像を１フレ一ム期間又は１フ
イ一ルド期間というＴＶ信弓の最小の画面構成時間にて
読出すことが可能どなる。

すなわら、体内照明光では体腔壁の表面の凹凸とか色調
差とかごく表面の血管走行の程爪から病変を検出し、一
方体外照明光による透過照明では。

各部位の波長による透過度の違いにより粘膜下の病変の
浸ｒ８範囲とか深部血管走行から病変を検出するという
それぞれ異なる長所を一〇つ画像が最小の両面構成時間
にて両面構成時間でｉ＋７られることにより、従来と同
様な自然な動きでかつ病変部の検出能の高い画像を１７
ることが可能となる。

第４図は本発明の第２実施例の電子内視ｖＬ装置４１の
主要部を示１ノ。

この第２実施例では体内用光源部４２におけるランプ１
３の前面に、フィルタ挿脱回路４３にＪ。

リランプ１３の光路中に赤外カッ１〜フイルタ４４を介
装及び退避でさるようにしている。又、体外発光部４５
においては発光部２２の前面にフィルタ挿脱回路４６に
Ｊ、り可視光カットフィルタ／１７を配置したり、退避
できるようにしである。これらフィルタ４４．４７は図
示しない選択ボタン等をオン、Ａフすることににリフィ
ルタ沖脱回路４３．４６を介して光路中に介装したり、
退避させたりできるようにしである。

その他は上記第１実施例と同様である。

この第２実施例の作用効果は上記第１実施例とほぼ同様
であるが、さらに照明波長域の選択を行えるので症状に
よってはよりその特徴を顕ンイ化させることができ、診
断に右利となる。

第５図ｔま本発明の第３実施例におりる。ｌｌｉ要部を
示寸。

この実施例は第１実施例において、２つのクロックジェ
ネレータ３１．３２を用いないで、第２のクロックジェ
ネレータ３２と、このクロックジェネレータ３２のクロ
ックを分周１する分周器５１とを設ＧＪ　、スイッチ回
路３３は体内・体外照明し一ドにおいては畠速駆Ｖ」と
（分周器５１を通した）低速駆動（高速駆動に比べて）
とを切換えて使用する。

つまり第６図に示すように体内照明期間は長く、この期
間では分周ｉ！！：５１を通した低速のクロックで読出
し、転送を行ない、一方短い体外照明１’ＪＩ間で（ユ
分周器５１を通さないで第２り【］ツクジ］ネレータ３
２のクロックで直接駆動する高速の駆動を行うようにし
たものである。このＪ、うにすると、低速の場合の転送
効率を上昇できる。

尚、上）木の各実施例において、体内光又は体外光のみ
の画像（つまり第１メモリ２９又は第２メモリ３０のみ
の画像）を読み出すことにより各々の照明光に対しての
画像を表示できることは明白である。また、１つの画像
のみに画像処理を行って表示覆ることもできる。

尚、体内照明用光源ランプ１３は完全なＯＮ。

ＯＦＦ可能なス（・ロボ光源を使用づればブーヨツピン
グ装冒１６及びヂ］ツピングドライバ１７を使用しイｊ
くとも良い。逆に、体外照明１’ＪＩをチョッピング装
置を用いるようにしても良い。

尚、本実施例におｔする固体’ｄ：Ｈ像素子は、フレー
ノ、転送及びインターライン転送方式のものに限らず、
ライン転送方式のＣＯＤでも実用上使用′Ｃ−さる場合
がある。また、ＣＯＤに限らず他の固体搬像索子を使用
し又も良い。

し発明の効果コ 以上述べたように本発明にＪ、れば、体外１（α明丁段
及び体内照明手段を設けるとＪｌ、に、モニタで表示す
るブレビ信号の１画面表示期間内に上記両照明手段のも
とｒ　！ｌｊ像した画像信号を固体ｌＩＪ　ＦＡ　牙：
了から出力できるようにしであるので情報の異る２種類
の画像を必要に応じ画＠処理することにＪ、って病変の
検出に適した画像を短時間で１ｑ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実副例に係り、第１
図は本発明の第１実施例の構成図、第２図はモニタに１
画面を表示する期間内に体内照明及び体外照明を行い、
固体撮像素子から画像信Ｈを出力させる動作を示１説明
図、第３図は体内又は体外照明と共に、固体囮＠素子か
ら画像’ｌｃ＝　３’Ｊを出力させる動作を示す説明図
、第４図は本発明の第２実施例の主要部を示づｔＭ構成
図第５図（，１本発明の第３実施例の主要部を示づ一構
成図、第６図は第５図の動作説明図である。 １・・・電子内視鏡装置　　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＋１＋装置７・・・モニタ
　　　　　　１１・・・ライＩ−ガイド１２．２１・・
・電源部　　１３・・・ランプ１６・・・ヂョッピング
装置 ２２・・・発光部　　　　　２６・・・ドライバ２９．
３０・・・メモリ ３１．３２・・・り［］ツクジ丁ネレータ第２図 第３図 体内〔又１’ｆ体外）牌明七−Ｈ・ Ｃス１′Ｓ／フィーＬト二ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 体内に挿入される挿入部の先端側から照明光を出射する
   体内用照明手段と、体外から照明光を出射する体外用照
   明手段と、挿入部の先端側に配設され、対物レンズによ
   り結像された像を光電変換して画像信号を出力する固体
   撮像素子と、画像表示用モニタで画像を表示する１画面
   の期間内に、前記体内用照明及び体外用照明の両方の画
   像信号の取込みをも可能とする駆動信号を前記固体撮像
   素子に印加する手段とを設けたことを特徴とする電子内
   視鏡装置。