KR20080020689A - 내시경 및 내시경 장치 - Google Patents

Abstract

내시경은, 조명창 및 관찰창이 설치된 선단부를 구비한 가늘고 긴 삽입부를 갖는다. 관찰창에 부착된 대물 광학계의 결상 위치에, 그 촬상면이 배치된 단일의 고체 촬상 소자가 설치된다. 고체 촬상 소자의 촬상면 부근에, 가시 영역 내에서 광대역의 파장 투과 특성을 갖는 제1 필터 및 상기 가시 영역 내에서 협대역의 파장 투과 특성을 갖는 제2 필터가 2차원적으로 배열된 필터부가 배치된다.

제어부, 조광, 통상 화상 생성부, 협대역 화상 생성부, 램프

Description

내시경 및 내시경 장치{ENDOSCOPE AND ENDOSCOPE DEVICE}

본 발명은, 체강 내 등에 가시 영역의 조명광을 조사하여 내시경 검사하기 위한 내시경 및 내시경 장치에 관한 것이다.

종래의 내시경 장치로서는, 통상 화상을 생성하기 위해, 백색광을 조사하여, 광대역의 색 투과 특성을 갖는 복수의 색 필터를 설치한 고체 촬상 소자에 의해 촬상을 행하거나, 면 순차적으로 광대역의 R, G, B 등의 조명광을 조사함으로써 모노크롬의 고체 촬상 소자에 의해 촬상을 행하고 있었다.

한편, 생체 조직에서는, 조사되는 광의 파장에 의해 광의 흡수 특성 및 산란 특성이 다르기 때문에, 예를 들면 제1 선행예로서의 일본 특허 공개 제2002-95635호 공보에는, 가시 영역에서의 협대역의 RGB 면 순차 광을 생체 조직에 조사하고, 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 얻는 협대역 관찰용의 내시경 장치가 개시되어 있다.

또한, 제2 선행예로서의 일본 특허 공개 제2003-93336호 공보에는, 가시 영역의 조명광에 의해 얻어지는 통상 화상을 생성하는 화상 신호에 대해 신호 처리를 함으로써, 이산적인 분광 화상(혹은 협대역 화상)을 생성하고, 생체 조직에 대한 협대역의 화상 정보를 얻는 전자 내시경 장치가 개시되어 있다.

이 제2 선행예에는, 통상 화상을 생성할 수 있도록 가시 영역에서 광대역에서 색 분리하는 R, G, B 필터를 설치한 전자 내시경이 개시되어 있다.

제1 선행예에서는, 광학적으로 협대역의 밴드패스 필터를 이용하는 구성이었지만, 제2 선행예의 장치는, 광학적으로 협대역의 필터를 이용하지 않고, 신호 처리에 의해 협대역 화상 신호를 생성한다.

또한, 제3 선행예로서 일본 특허 공개 평4-357926호 공보의 내시경 장치에는, 가시 영역의 통상 화상과, 이 가시 영역 이외의 적외, 자외의 화상이 얻어지도록 한 것이 개시되어 있다.

이 제3 선행예에서는, 가시 영역에서 광대역에서 색 분리하는 시안(Cy), G, 황(Ye)의 색 필터를 갖고, 또한 이들 색 필터가 적외광을 더 투과하는 특성으로 설정된 전자 내시경이 개시되어 있다.

또한, 제4 선행예로서 일본 특허 공개 평6-315477호 공보의 내시경 장치에서의 도 14에는, 입사광을 빔 스플리터에 의해 분할하여 통상 화상용의 컬러 필터를 설치한 CCD와, 특수광용(보다 구체적으로는 혈액 정보의 취득용)에 복수의 협대역 필터를 설치한 CCD에 결상하는 전자 내시경이 개시되어 있다.

제1 선행예에서는, 통상 화상을 얻는 경우와 협대역 화상을 얻는 경우에서, 조명광을 변경할 필요가 있다.

이에 대해, 제2 선행예는, 조명광을 변경할 필요가 없어, 상시, 가시 영역의 조명광을 조사한다.

그리고, 그 조명광을 기초로 촬상된 신호로부터 협대역 화상 신호를 전기적 으로 추정 처리를 행하기 때문에, 관찰 대상물의 반사 특성 등의 영향을 쉽게 받아, 제1 선행예에 비교하면 정밀도가 좋은 협대역 화상 신호를 생성하는 것이 곤란하게 된다.

즉, 제2 선행예는, 신뢰성이 있는 협대역 화상을 생성하는 것이 곤란하게 된다.

또한, 제3 선행예는, 적외나, 자외의 화상이 얻어지도록 하는 것이며, 통상 화상을 얻는 조명 상태에서 협대역 화상 신호를 생성할 수 없다.

제4 선행예에서는, 백색광의 조명을 기초로, 통상 화상과 협대역 화상을 얻을 수 있지만, 전자 내시경의 삽입부 선단부에 통상 화상용과 협대역 화상용으로 2개의 CCD를 배치하는 구성으로 되어 있으므로, 삽입부가 굵게 되는 결점이 있다.

본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 삽입부를 세경화할 수 있어, 가시 영역의 조명광의 조명에 의해, 통상 화상과 협대역 화상의 생성 가능하게 하는 내시경 및 내시경 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 내시경은, 조명창 및 관찰창이 설치된 선단부를 구비한 가늘고 긴 삽입부와,

상기 관찰창에 부착된 대물 광학계와,

상기 대물 광학계의 결상 위치에 그 촬상면이 배치되는 단일의 고체 촬상 소자와,

상기 고체 촬상 소자의 촬상면 부근에 배치되고, 가시 영역 내에서 광대역의 파장 투과 특성을 갖는 제1 필터 및 상기 가시 영역 내에서 협대역의 파장 투과 특성을 갖는 제2 필터가 2차원적으로 배열된 필터부

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 가시 영역의 조명광의 조명에 의해, 광대역의 제1 필터에 의한 통상 화상과, 협대역의 제2 필터에 의한 협대역 화상을 생성을 가능하게 함과 함께, 단일의 고체 촬상 소자를 이용함으로써 삽입부의 세경화를 가능하게 하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 내시경 장치의 외관을 도시하는 외관도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 3A는 한쪽의 스코프에서의 색 필터부의 필터 배열 구성을 도시하는 도면.

도 3B는 다른 쪽의 스코프에서의 색 필터부의 필터 배열 구성을 도시하는 도면.

도 4는 광대역의 RGB 필터의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 5는 협대역의 λ1 필터 등의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 6A는 제1 변형예에서의 색 필터부의 필터 배열 구성을 도시하는 도면.

도 6B는 제2 변형예에서의 색 필터부의 필터 배열 구성을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

<실시예 1>

도 1 내지 도 6B를 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다.

본 실시예는, 가시 영역에서 광대역의 파장 투과 특성을 갖는 통상 화상 생성용의 복수의 필터와, 협대역의 파장 투과 특성을 갖고, 협대역 화상 생성용의 협대역 필터를, 양쪽 화상 생성의 단위 화소로 되는 필터 배열로, 단일의 고체 촬상 소자에 설치하는 구성으로 하고 있다. 이 구성에 의해, 내시경의 삽입부의 세경화를 실현한다.

또한, 구성에 의해, 통상 화상용의 백색광 혹은 이 백색광에 가까운 분광 특성을 갖는 조명광을 기초로 촬상한 경우에서도, 통상 화상은 원래보다, 정밀도가 높은 협대역 화상을 리얼타임으로 얻을 수 있게 하고 있다.

또한, 본 실시예는, 조명광의 절환을 필요로 하지 않고, 통상 화상과 협대역 화상을 동시에 표시할 수 있는 구성으로 하여, 체강 내의 생체 점막의 표층의 혈관망의 관찰, 진단에 적합한 내시경 장치를 제공한다.

도 1에 도시한 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 내시경 장치(200)는, 조명창과 관찰창(촬상창)을 구비한 전자 내시경(스코프라고 약기함)(101)과, 스코프(101)가 착탈 가능하게 접속되고, 촬상 수단에 대한 신호 처리를 행하는 내시경 장치 본 체(105)와, 이 내시경 장치 본체(105)로부터 출력되는 생체 신호를 표시 출력하는 표시 모니터(106)를 갖고 있다.

또한, 내시경 장치 본체(105)에는, 도 1에 도시한 스코프(101)와 도 2에 도시한 스코프(101B) 중 한쪽이 선택적으로 접속된다.

스코프(101)는, 환자 등의 체강 내에 삽입되는 가늘고 긴 삽입부(102)와, 이 삽입부(102)의 선단에 설치된 선단부(103)와, 이 삽입부(102)의 선단측과는 반대측의 기단측에 설치되고, 선단부(103)측의 만곡 동작 등을 지시하기 위한 도시하지 않은 앵글 조작부를 갖는 조작부(104)로부터 주로 구성되어 있다.

또한, 본 실시예에 따른 전자 내시경 장치(200)는, 스코프(101)와는 색 필터부의 구성이 서로 다른 고체 촬상 소자를 탑재한 스코프(101B)에도 대응한 내시경 장치 본체(105)가 채용되어 있다.

스코프(101)에서 취득된 피검체 내의 화상은, 내시경 장치 본체(105)에서 소정의 신호 처리가 이루어져, 표시 모니터(106)에서 처리된 화상이 표시된다.

도 2에 도시한 바와 같이 내시경 장치 본체(105)는, 가시 영역의 조명광을 발생하는 광원부(41)와, 제어를 행하는 제어부(42)를 내장한 내시경 신호 처리 장치로서의 본체 처리 장치(43)로 구성되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 1개의 유닛인 내시경 장치 본체(105) 내에 광원부(41)와 화상 처리 등을 행하는 본체 처리 장치(43)를 갖는 것으로서 설명을 행하지만, 이들은 별도의 유닛으로 한 구성으로 하여도 된다.

광원부(41)는, 스코프(101, 101B)가 커넥터(11)를 통하여 착탈 가능하게 접 속됨과 함께, 본체 처리 장치(43)의 제어부(42)와 접속되고, 제어부(42)로부터의 신호에 기초하여, 적정한 광량의 조명광을 스코프(101, 101B)에 공급한다.

이 광원부(41)는, 가시 영역의 조명광(구체적으로는 백색광)을 발생하는 광원으로서 예를 들면 크세논 램프 등의 램프(15)와, 광량을 조정하기 위한 조리개(26) 및 이 조리개(26)를 구동하고, 그 개구량을 가변하는 조리개 구동부(27)를 갖고 있다.

그리고, 이 램프(15)로부터의 광은, 조리개(26)를 통하여, 그 광로 상에 배치된 집광 렌즈(30)로 집광된다. 집광된 광은, 이 광원부(41)에 커넥터(11)를 통하여 착탈 가능하게 접속되는 스코프(101, 101B)에 설치된 조명광 전송 수단으로서의 라이트 가이드(14)의 입사단에 조명광으로서 입사된다.

이 라이트 가이드(14)의 입사단에 입사된 조명광은, 삽입부(102) 내를 삽통(揷通)한 라이트 가이드(14)의 선단면에 전송된다. 라이트 가이드(14)의 선단면은, 삽입부(102)의 선단부(103)에 설치된 조명창에 부착되어 있고, 이 조명창으로부터 출사되는 조명광은, 체강 내의 생체 조직 표면 등을 조명한다.

또한, 선단부(103)에서의 조명창에 인접하여 관찰광이 입사되는 관찰창이 설치되어 있고, 이 관찰창에 대물 광학계(19)가 부착되어 있다. 이 대물 광학계(19)의 결상 위치에, 고체 촬상 소자로서의 전하 결합 소자(이하, 간단히 CCD라고 기재함)(21)의 촬상면이 배치되어 있고, 결상된 광학상을 광전 변환한다.

상기 조리개 구동부(27)에는, CCD(21)에 의해 촬상된 신호에 기초하여, 조 광 회로(31)에 의해 생성된 조광 신호가 제어부(42)를 경유하여 공급되고, 이 조리 개 구동부(27)는 목표로 하는 광량에 근접하도록 조리개(26)의 개구량을 제어한다.

그리고, 이 개구량의 제어에 의해, 라이트 가이드(14)에 공급되는 조명광의 광량이 적정한 밝기에 대응하는 목표의 광량으로 되도록 자동 조광된다.

본 실시예에 이용되어 있는 CCD(21)는, 단판식(동시식 전자 내시경용으로 이용되는 CCD)이다.

그리고, CCD(21)의 촬상면에는, 광학적으로 색 분해하는 색 필터부(22, 22B)가 설치되어 있다. 색 필터부(22, 22B)는, 광대역의 투과 특성을 갖는 복수의 색 필터와 함께, 협대역의 투과 특성을 갖는 협대역 필터가 2차원적으로 배열된 것으로 되어 있는 것이 특징의 하나로 된다.

즉, 본 실시예에서는 단일의 CCD(21)에 광대역의 복수의 색 필터(보다 구체적으로는, 통상의 컬러 촬상을 행하는 3개의 색 필터)와 협대역 필터로 이루어지는 색 필터부(22, 22B)를 설치하는 구성으로 하고 있다.

이 구성에 의해, 스코프(101, 101B)는 세경의 삽입부(102)의 선단부(103)를 실현할 수 있고, 또한 동시에 통상 화상과 협대역 화상의 생성을 가능하게 한다. 또한, 단일의 CCD(21)를 설치한 스코프(101, 101B)로 함으로써, 신호 처리를 행하는 본체 처리 장치(43)의 CCD 드라이브 회로의 수를 1개로 끝내도록 하고 있다.

스코프(101)에서는, CCD(21)의 촬상면에, 도 3A에 도시한 바와 같이 광대역에서 색 분해하는 복수의 색 필터로서의 R, G, B 필터와, λ1의 협대역 필터를 구비하고 있다.

그리고, R, G, B 필터와 λ1 필터의 합계 4개로 통상 화상(가시 영역 화상) 과, 협대역 화상을 생성하는 단위 화소에 대응하는 단위 필터 배열 U가 형성되고, 이 단위 필터 배열 U를 주기로 하여 2차원적으로 배열하여 색 필터부(22)가 형성되어 있다.

R, G, B 필터의 투과 특성은, 도 4에 나타낸 바와 같이 가시 영역을 커버하도록 각각 R, G, B의 파장 대역을 광대역에서 투과하는 특성을 나타낸다.

한편, 협대역 필터로서의 λ1 필터의 분광 특성, 즉 파장에 대한 투과율 특성은, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이 청색의 단파장측, 보다 구체적으로는 중심 파장 420㎚, 반값 폭 30㎚ 정도의 협대역 특성으로 설정되어 있다.

이와 같은 색 필터부(22)를 구성으로 한 경우, R, G, B 필터로 통상 관찰 상, G 필터와 λ1 필터로, 후술하는 색 조정을 행함으로써 협대역 화상을 동시에 구축하는 것이 가능하게 된다.

한편, 스코프(101B)에서는, 도 3B에 도시한 색 필터부(22B)를 구비한 CCD(21)를 내장하고 있다. 이 색 필터부(22B)는, R, G, B 필터와 λ1 필터 외에, 또한 2개의 협대역 필터로서 λ2 필터 및 λ3 필터를 구비한 구성이다. 이 경우에는 6개의 필터로 단위 필터 배열 U가 형성되어 있고, 이 단위 필터 배열 U를 주기로 하여 종횡에 2차원적으로 배열되어 색 필터부(22B)가 형성되어 있다. 이 경우에서의 λ2, λ3 필터의 투과율 특성은, λ1 필터의 투과율 특성을 나타내는 도 5 중에 나타내고 있다. λ2, λ3 필터는, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이 중심 파장 445㎚, 500㎚, 반값 폭은 각각 30㎚ 정도의 협대역 특성으로 설정되어 있다.

본 실시예에서의 내시경 장치 본체(105)는, 도 3A의 색 필터부(22)를 구비한 도 1에 도시한 스코프(101)에도, 도 3B에 도시한 색 필터부(22B)를 구비한 스코프(101B)에도 대응할 수 있는 구성으로 하고 있다. 또한, 스코프(101)와, 스코프(101B)는, 예를 들면 색 필터부(22, 22B)의 구성만이 서로 다르다.

그리고, 각 스코프(101, 101B)는, 예를 들면 커넥터(11) 내에 식별 정보(ID)를 발생하는 ID부(44)를 갖고, 내시경 장치 본체(105) 내의 제어부(42)는, 내시경 장치 본체(105)에 접속된 스코프로부터 이 ID를 읽어냄으로써, 그 종류를 판별하여, 대응하는 신호 처리의 제어를 행한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 삽입부(102)에는, 광원부(41)로부터 조사된 광을 선단부(103)에 유도하는 라이트 가이드(14), CCD(21)에서 얻어진 피검체의 화상을 본체 처리 장치(43)에 전송하기 위한 신호선, 또한 처치를 행하는 처치구를 삽통 가능하게 하는 채널(28) 등이 구비되어 있다. 또한, 채널(28)에 처치구를 삽입하기 위한 처치구 삽입구(29)는, 조작부(104) 근방에 설치되어 있다.

또한, 본체 처리 장치(43)는, 광원부(41)와 마찬가지로 커넥터(11)를 통하여 스코프(101)에 접속된다. 본체 처리 장치(43)에는, CCD(21)를 구동하기 위한 CCD 드라이브 회로(45)가 설치되어 있다.

이 CCD 드라이브 회로(45)의 CCD 구동 신호가 인가됨으로써, CCD(21)에서 광전 변환된 신호는 본체 처리 장치(43) 내의 신호 처리계를 구성하는 샘플/홀드부(46)에 입력된다.

이 샘플/홀드부(이하 S/H부)(46)는, RGB 신호를 샘플/홀드하여 출력하는 S/H 회로(46a∼46c)와, λ1∼λ3 신호를 샘플/홀드하여 출력하는 S/H 회로(46d∼46f)를 갖는다.

본 명세서에서는, 간단화를 위해 RGB 필터가 설치된 화소에서 촬상된 신호를 RGB 신호라고 부르고, 마찬가지로 λ1∼λ3 필터가 설치된 화소에서 촬상된 신호를 λ1∼λ3 신호라고 부른다.

도 2에서는 예를 들면 스코프(101B)가 내시경 장치 본체(105)에 접속된 예를 도시하고 있고, 이 경우에는 도 2에 도시한 바와 같이 S/H 회로(46d∼46f)는, 샘플/홀드한 λ1∼λ3 신호를 출력한다.

이에 대해, 스코프(101)가 내시경 장치 본체(105)에 접속된 경우에는, S/H 회로(46d∼46f)는, 1개의 S/H 회로(46d)만이 λ1 신호를 출력한다.

이 S/H부(46)는, 제어부(42)에 의해 샘플/홀드하는 동작이 제어된다.

S/H부(46)의 출력 신호는, 색 신호 처리부(47)에 입력되고, 광대역의 RGB 신호와, 협대역의 λ1∼λ3 신호(혹은 λ1 신호)로 분리된다.

스코프(101B)가 내시경 장치 본체(105)에 접속된 경우에는, 색 신호 처리부(47)는, 광대역의 RGB 신호를 통상 화상 생성부(48)에 출력하고, 또한 협대역의 λ1∼λ3 신호를 협대역 화상 생성부(49)에 출력한다.

통상 화상 생성부(48)는, RGB 신호에 대해 γ보정 등, 통상 화상을 생성하는 처리를 행한 후, 통상 화상에 상당하는 RGB 신호를 합성/선택부(50)를 거쳐서 표시 모니터(106)의 R, G, B 채널 Rch, Gch, Bch에 출력한다.

또한, 협대역 화상 생성부(49)는, 협대역의 λ1∼λ3 신호에 대해 γ보정, 색 변환 등의 처리를 행하고, 협대역 화상에 상당하는 협대역 화상 신호 F1, F2, F3을 생성하고, 합성/선택부(50)를 거쳐서 표시 모니터(106)의 R, G, B 채널 Rch, Gch, Bch에 출력한다.

합성/선택부(50)는, 통상 화상 생성부(48)로부터 출력되는 RGB 신호와, 협대역 화상 생성부(49)로부터 출력되는 λ1∼λ3 신호를 합성 혹은 혼합(슈퍼인포즈)하는 기능과, 양 신호 중 한쪽만을 선택하여 출력하는 기능을 갖는다.

이 합성/선택부(50)에 의한 합성/선택의 기능은, 유저(조작자)가 선택할 수 있다. 예를 들면 스코프(101, 101B)에 설치된 스코프 스위치(51)로부터 합성 혹은 선택의 지시 조작을 함으로써, 그 지시 신호가 제어부(42)에 보내진다. 그리고, 제어부(42)는, 그 지시 신호를 따라, 합성/선택부(50)에 의한 합성/선택의 기능을 제어한다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이 예를 들면 통상 화상 Ia에 병치하는 형태로 협대역 화상 Ib를 표시하거나, 조작자가 절환하여 (선택된 화상을) 표시할 수도 있다.

특히, 통상 화상과 협대역 화상을 동시에 표시 가능으로 한 경우에는, 일반적으로 관찰을 행하고 있는 통상 화상과 협대역 화상을 간단하게 대비할 수 있고, 각각의 특징을 가미한 뒤에, 관찰할 수 있어, 진단상 매우 유용하다.

구체적으로는, 통상 화상의 특징은, 그 색조가 통상의 육안의 관찰에 가까워 관찰하기 쉽다. 협대역 화상의 특징은, 통상 화상에서는 관찰할 수 없는 소정의 혈관 등의 관찰을 가능하게 한다.

또한, 제어부(42)는, 협대역 화상 생성부(49)에 설치된 색 조정부(49a)를 제 어한다. 이 색 조정부(49a)는, 표시 모니터(106)에서 협대역 화상 Ib를 컬러 표시하는 경우의 색조를 조정(결정)한다.

유저는, 스코프 스위치(51) 혹은 본체 처리 장치(43)에 설치된 도시하지 않은 조작 패널에서의 색 조정 조작부로부터 지시 조작함으로써, 제어부(42)를 거쳐서 색 조정부(49a)에 의한 색 조정의 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 시인하기 쉬운 표시 색조로 협대역 화상 Ib를 표시 모니터(106)에 표시시킬 수 있다.

또한, 도 2에서, 스코프(101)가 내시경 장치 본체(105)에 접속된 경우에는, 색 신호 처리부(47)는 협대역 화상 생성부(49)에, G 신호와 λ1 신호를 출력한다.

그리고, 협대역 화상 생성부(49)는, 이 2개의 신호로부터 표시 모니터(106)의 R, G, B 채널 Rch, Gch, Bch에 출력하는 협대역 화상 신호 F1, F2, F3을 생성한다.

협대역 화상 생성부(49)는, 입력 신호가 λ1∼λ3 신호인 경우에는, 색 조정을 행하지 않고, 예를 들면 λ1→Bch, λ2→Gch, λ3→Rch에 할당하는(출력하는) 협대역 화상 신호 F1, F2, F3을 생성할 수 있다.

또한, 협대역 화상 생성부(49)는, 입력 신호가 G, λ1 신호인 경우에는, 예를 들면 G→Gch, λ1→Bch에 할당한 협대역 화상 신호 F2, F3을 출력한다. 이 경우, F1은 출력되지 않는다. 혹은 협대역 화상 생성부(49)는, λ1→Gch, λ1→Bch에 할당한 협대역 화상 신호 F2, F3을 출력하도록 하여도 된다.

또한, 스코프 스위치(51) 등으로부터 제어부(42)를 거쳐서 협대역 화상 생성부(49)의 색 조정부(49a)에 지시 신호를 보내고, 유저의 기호 등에 따른 색 조정을 행하도록 할 수도 있다.

이 경우에는, 색 조정부(49a)는, 입력 신호가 λ1∼λ3 신호인 경우에는, 예를 들면 계수 k1, k2로서 λ1→Bch, k1×λ1+k2×λ2→Gch, λ3→Rch에 할당한 협대역 화상 신호 F1, F2, F3을 생성할 수 있다.

그리고, 계수 k1, k2의 크기의 변경에 의해, 표시되는 경우의 색조를 변경할 수 있다. 이 이외의 색 조정을 행하도록 하여도 된다. 또한, 입력 신호가 G, λ1 신호인 경우에도, 예를 들면 k1×G+k2×λ1→Gch, λ1→Bch와 같이 색 조정하여도 된다.

이와 같은 구성에 의한 본 실시예에 의한 동작을 설명한다.

시술자 등의 유저는, 내시경 검사에 사용하는 스코프를 내시경 장치 본체(105)에 접속한다. 예를 들면, 점막 표면의 상태를 상세하게 관찰하는 것을 바라는 경우에는, 도 3B에 도시한 바와 같이 색 필터부(22B)를 구비한 CCD(21)를 탑재한 스코프(101B)를 이용한다.

스코프(101B)를 내시경 장치 본체(105)에 접속하면, ID부(44)의 ID가 제어부(42)에 읽어들여, 제어부(42)는 내시경 장치 본체(105)에 접속된 스코프가 색 필터부(22B)를 구비한 CCD(21)를 탑재한 것을 식별한다.

그리고, 제어부(42)는 S/H부(46)를 제어하고, 색 신호 처리부(47)에는 S/H부(46)로부터 RGB 신호와 협대역의 λ1∼λ3 신호가 입력된다.

이 색 신호 처리부(47)는, 입력되는 RGB 신호와 협대역의 λ1∼λ3 신호를 예를 들면 내부에서 증폭 등으로 하여 광대역의 RGB 신호를 통상 화상 생성부(48) 에, 협대역의 λ1∼λ3 신호를 협대역 화상 생성부(49)에, 각각 출력한다.

통상 화상 생성부(48)는, 예를 들면 입력 신호를 A/D 변환하여 메모리에 일시 저장한다. 그리고, RGB 신호를 동시에 읽어내어, γ보정 등을 행한 후, D/A 변환하여 통상 화상 표시용의 RGB 신호로서, 합성/선택부(50)를 거쳐서 표시 모니터(106)에 출력한다. 그리고, 표시 모니터(106)에는, 통상 화상 Ia가 표시된다.

한편, 협대역 화상 생성부(49)는, 입력되는 협대역의 λ1∼λ3 신호를 A/D 변환하여 메모리에 일시 저장한다. 그리고, 저장된 λ1∼λ3 신호를 동시에 읽어내어, γ보정 등을 행한 후, D/A 변환하여 협대역 화상 표시용의 F1∼F3 신호로서, 합성/선택부(50)를 거쳐서 표시 모니터(106)에 출력한다. 그리고, 유저가 협대역 화상의 표시를 선택하는 지시를 행한 경우에는, 표시 모니터(106)에는 협대역 화상 Ib도 표시된다.

이 경우, 색 조정부(49a)에 의한 색 조정을 행함으로써, 시인하기 쉬운 색조로 협대역 화상이 표시되게 된다.

유저는, 도 2에 도시한 바와 같이 표시 모니터(106)에 통상 화상 Ia와 협대역 화상 Ib를 동시에 표시시킬 수도 있다. 또한, 이 경우에는 협대역 화상 Ib는, 리얼타임으로 표시되는 동화상으로 할 수 있음과 함께, 체강 내의 점막 조직 등의 관찰 대상물로부터의 반사광을 협대역의 λ1∼λ3 필터를 거쳐서 촬상한 신호에 기초하여 생성된 것으로 된다. 이 때문에, 제2 선행예와 같이 광대역의 신호로부터 신호 처리(화상 처리)에 의해 간접적으로 생성하는 방법이 아니라, 협대역에서 촬상한 신호로부터 직접적으로 협대역 화상을 생성하기 때문에, 신뢰성이 높은 협대 역 화상을 생성할 수 있다.

또한, 단일의 CCD(21)에 RGB 필터와 λ1∼λ3 필터를 2차원적으로 배열한 것을 이용하고 있으므로, 제4 선행예에 비교하여 세경의 삽입부(102)를 확보할 수 있어, 삽입 사용, 즉 내시경 검사를 할 수 있는 부위를 넓힐 수 있다. 또한, 제4 선행예에 비교하여 삽입 작업이 보다 용이하게 된다.

또한, 본 실시예에 따르면, 관찰 대상물의 반사 특성이 변화하도록 하는 경우에도, 통상 화상 Ia와 협대역 화상 Ib를 동시에 얻을 수 있어, 체강 내의 표층에서의 혈관망의 관찰, 진단에 유효하게 된다.

또한, 도 3A에 도시한 색 필터부(22)를 이용한 스코프(101)를 이용하여 내시경 검사를 행하도록 하여도 된다.

이 경우에는, 색 필터부(22B)의 경우보다도 상이한 파장 영역의 협대역 필터수가 적기 때문에, 얻어지는 협대역 화상 정보는 적어지지만, 가시 영역의 가장 단파장에 가까운 λ1 필터를 갖기 때문에, 이 스코프(101)의 경우에서도 조기암 등의 스크리닝에 유효한 생체 점막의 표층 부분의 혈관 주행 상태를 선명하게 나타내는 협대역 화상을 얻을 수 있다.

또한, 이 스코프(101)의 경우에서는, 협대역의 λ1 필터는, 1 종류로 끝나기 때문에, 단위 화소 사이즈가 기존의 통상 화상용 필터(즉 R, G, B 필터를 배열한 것) 사이즈와 동일한 정도로 되어, 스코프(101B)의 경우보다도 세경화하는 것도 가능하게 된다.

또한, 제4 선행예에서는, 헤모글로빈의 산소 포화도의 변화에 의해, 혈액의 흡광도가 변화하는 파장과 변화가 적은 파장의 복수의 협대역 파장에서 각각 촬상한 정보를 전제로 하여 혈액 정보를 산출하는 것을 개시하고 있다. 이에 대해, 본 실시예에서는 이와 같이 1개의 협대역 파장의 것으로 소원하는 화상 정보를 얻을 수 있는 메리트가 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 세경의 삽입부를 확보하여, 통상 화상과 협대역 화상을 얻는 데에 적합한 전자 내시경을 제공할 수 있다.

또한, 도 3A에 도시한 색 필터부(22) 대신에, 도 6A에 도시한 색 필터부(22C)를 이용하여도 된다. 이 색 필터부(22C)는, 도 3A의 색 필터부(22)에서, λ1 필터 대신에, 예를 들면 G 필터와 λ1 필터의 투과 특성을 가진 (G+λ1) 필터(도 6A에서는 G+λ1이라고 표기)를 채용하고 있다.

이 색 필터부(22C)를 채용한 경우에는, (G+λ1) 필터를 이용하여 촬상한 신호로부터 G 신호와 λ1 신호를 얻는 경우에는, 도 2의 본체 처리 장치(43)에서의 S/H부(46)와 색 신호 처리부(47) 사이에 예를 들면 1H 지연선을 설정하여, 이하와 같이 처리한다.

(G+λ1) 필터를 이용하여 촬상한 신호가, 본체 처리 장치(43)의 S/H부(46)에 입력되는 타이밍에서, S/H 회로(46b)와 S/H 회로(46d)를 샘플/홀드시킨다. S/H 회로(46b)에 의해, 샘플/홀드된 (G+λ1) 신호는, G 신호로 간주하여 색 신호 처리부(47)에 입력시킨다.

한편, S/H 회로(46d)에서 샘플/홀드된 (G+λ1) 신호로부터 1H 지연선으로 1H 지연되어 샘플/홀드된 G 신호를 감산하여 λ1 신호를 생성하여, 색 신호 처리 부(47)에 입력시킨다.

또한, 이상은 광대역 필터로서, 원색계의 RGB 필터를 이용한 경우에서 설명하였지만, 보색계의 색 필터를 이용한 경우에 적용하여도 된다.

예를 들면 도 6B는 보색계의 Mg, G, Cy, Ye 필터와 함께, λ1 필터를 이용하여 2차원적으로 배열시킨 색 필터부(22D)를 도시한다. λ1 필터를 설치하지 않으면 통상의 보색계의 필터로 된다. 이 예에서는, 도 6B에 도시한 바와 같이 홀수 필드와 짝수 필드에서 상하 방향으로 인접하는 화소를 가산하여 읽어낸다.

도 6B의 경우에서는, λ1 필터를 설치함으로써, λ1에 의한 협대역 화상 신호를 얻을 수 있도록 하고 있다.

또한, 도 6B에서는 보색계의 Mg, G, Cy, Ye 필터에, λ1 필터를 설치한 예를 도시하고 있지만, λ2 필터, λ3 필터 등을 더 설치하도록 하여도 된다. 예를 들면 λ2 필터를 설치하는 경우에는 λ1 필터의 종렬과 Mg, Cy, …의 필터열 사이에 λ2 필터열을 배치하면 된다.

또한 본 실시예에서의 λ2 필터, λ3 필터의 파장은, 도 5에 도시한 파장에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 녹색의 파장 대역의 중앙 부근이나, 보다 장파장측을 투과 대역에서 설정한 것이어도 된다.

또한, 도 2에 도시한 본체 처리 장치(43)는, 협대역의 λ1 필터를 갖지 않고, 광대역의 RGB 필터를 설치한 CCD(21)를 탑재한 기존의 스코프의 경우에도 사용할 수 있다. 이 경우에는 협대역 화상의 생성은 행하지 않는다.

본 실시예에서의(내시경용 신호 처리 장치로서의) 본체 처리 장치(43)에 의 하면, 백색광(가시 영역의 광)의 조명을 기초로 통상의 컬러 화상을 생성하는 기존의 스코프의 경우에 대응할 수 있음과 함께, 협대역 필터를 설치한 고체 촬상 소자를 더 탑재한 스코프(101, 101B)의 경우에 대응할 수 있다. 이 경우에는 상술한 바와 같이 통상 화상(컬러의 통상 화상)과 협대역 화상을 간단한 구성으로 생성할 수 있다.

<실시예 2>

도 7은, 본 발명의 실시예 2에 따른 전자 내시경 장치(200C)를 도시한다. 이 전자 내시경 장치(200B)는, 도 2의 전자 내시경 장치(200)에서, 스코프(101B) 대신에 발광 소자를 내장한 스코프(101C)를 채용하고, 또한 도 2에서의 광원부(41) 대신에 발광 소자를 구동하는 전원부(41C)를 채용한 구성으로 하고 있다.

스코프(101C)는, 도 2의 스코프(101B)에서, 라이트 가이드(14)를 갖지 않고, 선단부(103) 내에 백색광으로 발광하는 백색 발광 다이오드(LED라고 약기함)(61)가 설치되어 있다.

이 백색 LED(61)는, 삽입부(102) 내 등을 삽통한 전원선(62)을 통하여 전원부(41C) 내의 LED 전원 회로(63)와 접속되고, LED 전원 회로(63)로부터 LED 구동 전력이 공급됨으로써, 백색으로 발광한다. 그리고, 이 백색의 조명광은 조명창으로부터 출사되고, 피검체 내의 생체 조직 표면 등의 검사 대상 부위를 조명한다.

이 조명창에 인접하는 관찰창에는, 도 2의 경우와 마찬가지로 대물 광학계(19)가 부착되어 있고, 그 결상 위치에는 색 필터부(22B)를 설치한 CCD(21)가 배치되어 있다.

또한, LED 전원 회로(63)는, 제어부(42)를 통하여 조광 회로(31)와 접속되고, 조광 회로(31)로부터의 조광 신호에 의해 예를 들면 LED 구동 전력을 제어하여 조명광으로 되는 발광량이 적정한 값으로 조정된다.

그 밖의 구성은 도 2와 마찬가지이다. 본 실시예는, 삽입부(102) 내에 라이트 가이드(14)를 삽통하는 대신에 전원선(62)을 삽통하는 구성으로 하고 있으므로, 스코프(101B)보다도 삽입부(102)를 세경화하는 것이 보다 용이하게 된다.

그 밖의 작용 및 효과는 실시예 1의 경우와 마찬가지이다.

또한, 상기 백색 LED(61) 대신에 R, G, B의 광대역의 3원색으로 발광하는 3개의 LED로 하여도 되는 것은 분명하다.

또한, 상술한 각 실시예를 부분적으로 조합하는 등으로 하여 구성되는 실시예 등도 본 발명에 속한다.

가시 영역 내에서, 광대역의 투과 특성을 갖는 복수의 색 필터와 협대역의 투과 특성을 갖는 협대역 필터를 2차원적으로 배열한 단일의 고체 촬상 소자를 삽입부의 선단부에 설치함으로써, 세경의 삽입부를 실현한다. 또한, 통상의 가시 영역의 조명광을 기초로 광대역의 통상 화상과, 신뢰성이 높은 협대역 화상이 얻어지게 되어, 생체 점막의 표층의 혈관망 등의 관찰, 진단을 행하기 쉽게 된다.

본 출원은, 2005년 7월 15일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2005-207509호를 우선권 주장의 기초로서 출원하는 것이며, 상기의 개시 내용은 본원 명세서, 청구의 범위, 도면에 인용되는 것으로 한다.

Claims (20)

1. 조명창 및 관찰창이 설치된 선단부를 구비한 가늘고 긴 삽입부와,

   상기 관찰창에 부착된 대물 광학계와,

   상기 대물 광학계의 결상 위치에 그 촬상면이 배치되는 단일의 고체 촬상 소자와,

   상기 고체 촬상 소자의 촬상면 부근에 배치되고, 가시 영역 내에서 광대역의 파장 투과 특성을 갖는 제1 필터 및 상기 가시 영역 내에서 협대역의 파장 투과 특성을 갖는 제2 필터가 2차원적으로 배열된 필터부

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 내시경.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는, 가시 영역에서의 통상 화상 및 협대역 화상을 생성하는 단위의 필터 배열을 주기로 하여 2차원적으로 배열되어 상기 필터부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 필터는, 적어도 청색의 파장 영역 내에 투과 파장이 설정되는 것을 특징으로 하는 내시경.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2 필터는, 적어도 청색의 파장 영역 내에 설정된 제1 투과 파장과, 상기 제1 투과 파장과는 서로 다른 제2 투과 파장으로 설정된 복수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내시경.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제2 필터는, 청색의 파장 영역 내에서의 단파장측에 적어도 1개의 투과 파장이 설정되는 것을 특징으로 하는 내시경.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 필터는, 가시 영역을 투과 파장 대역이 각각 서로 다른 3개로 커버하는 광대역의 3원색계 필터인 것을 특징으로 하는 내시경.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제1 필터는, 가시 영역을 투과 파장 대역이 각각 서로 다른 4개로 커버하는 광대역의 보색계 필터인 것을 특징으로 하는 내시경.
8. 제1항에 있어서,

   상기 삽입부 내에 조명광을 전송하는 라이트 가이드가 삽통(揷通)되는 것을 특징으로 하는 내시경.
9. 제1항에 있어서,

   상기 선단부에는, 상기 조명창으로부터 조명광을 출사하는 발광 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 내시경.
10. 제9항에 있어서,

    상기 발광 소자는, 백색광 혹은 3원색 광을 발생하는 것을 특징으로 하는 내시경.
11. 조명창 및 관찰창이 설치된 선단부를 구비한 가늘고 긴 삽입부와, 상기 관찰창에 부착된 대물 광학계와, 상기 대물 광학계의 결상 위치에 그 촬상면이 배치되는 단일의 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자의 촬상면 부근에 배치되고, 가시 영역에서 광대역의 파장 투과 특성을 갖는 제1 필터 및 협대역의 파장 투과 특성을 갖는 제2 필터가 2차원적으로 배열된 필터부

    를 구비하는 내시경과,

    상기 고체 촬상 소자에 대한 신호 처리를 행하고, 화상을 표시하기 위한 화상 신호를 생성하는 신호 처리를 행하는 신호 처리 수단

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 신호 처리 수단은, 상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호에 대해, 상기 제1 필터를 통하여 촬상된 신호 부분으로부터 상기 가시 영역에서의 컬러의 통상 화상 신호를 생성하는 통상 화상 생성부와, 상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호에 대해, 상기 제2 필터를 통하여 촬상된 신호 부분으로부터 가시 영역 내에서의 협대역의 화상 신호를 생성하는 협대역 화상 생성부를 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 협대역 화상 생성부는, 상기 협대역의 화상 신호를 표시 수단에 의해 컬러 표시하는 경우의 색조 조정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
14. 제11항에 있어서,

    상기 화상을 표시하는 표시 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
15. 제12항에 있어서,

    상기 협대역 화상 생성부는, 상기 협대역의 화상 신호를 동화상 상태로 생성하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
16. 제12항에 있어서,

    상기 신호 처리 수단은, 상기 컬러의 통상 화상 신호와 상기 협대역의 화상 신호의 동시 출력을 포함하는 선택을 행하는 출력 선택 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
17. 제11항에 있어서,

    상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는, 가시 영역에서의 통상 화상 및 협대역 화상을 생성하는 단위의 필터 배열을 주기로 하여 2차원적으로 배열되어 상기 필터부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
18. 제11항에 있어서,

    상기 제2 필터는, 적어도 청색의 파장 영역 내에 투과 파장이 설정되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
19. 제11항에 있어서,

    상기 제2 필터는, 적어도 청색의 파장 영역 내에 설정된 제1 투과 파장과, 상기 제1 투과 파장과는 서로 다른 제2 투과 파장으로 설정된 복수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
20. 제11항에 있어서,

    상기 제1 필터는, 가시 영역을 투과 파장 대역이 각각 서로 다른 복수개로 커버하는 복수의 광대역 필터인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.

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