JPH0247619A - 電子内視鏡の画像装置 - 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、電子内視鏡において、観察対象部の像をディ
スプレイ装置に表示するに際して、赤外光に基づく画像
を表示することかできるようにした電子内視鏡の画像装
置に関するものである。

［従来の技術］ 医療用等として用いられる内視鏡は、近年、その挿入部
の先端にＣＣＤ等の固体撮像素子を設けてなる電子内視
鏡が用いられるようになっている。ここで、内視鏡の挿
入部は可及的に細径化させる必要があることから、該挿
入部の先端には１枚の固体撮像素子しか設けることがで
きず、しかもこの１枚の素子で鮮明な画像を得るために
、赤、青、緑の各色画像の情報を面順次方式で取り出す
ようにしている。従って、この面順次方式の固体撮像素
子を備えた電子内視鏡における光源部においては、赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長領域を透過させる回
転色フィルタを用い、この回転色フィルタを光源からの
光路に介在させて、それを回転させることによって、前
述した各波長領域の光を順次照射させるようにしている
。

そして、これらＲ，Ｇ、Ｂの各色の画像信号に基づいて
画像弧理を行うことにより、ディスプレイ装置にｖｉ寮
対象部のカラー画像を表示させるようにしたものは従来
から用いられている。また、このＲ，Ｇ、Ｂの各色の画
像データの外に、赤外光（ＩＲ）の画像データを形成し
て、このＩＲ両画像ディスプレイ装置に表示するように
したものも知られている。このようにＩＲ両画像表示す
ることによって、病変部の位置や形状に関する情報が得
られるのて、内視鏡を用いて検査・診断を行う上で極め
て有利である。

［発明か解決しようとする問題点］ ところで、前述した従来技術にあっては、ＩＦｔ画像を
表示する際には、このＩＲ両画像けが表示されるように
なり、観察対象部のカラー画像とＩＲ両画像を同時に表
示することができないようになっており、このために、
病変部の映像と病変部の位置、形状とを対比することが
できないという問題点があった。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、観察対象部の画像と赤外光による
ＩＲ両画像を同時にディスプレイ装置上に表示すること
ができるようにした電子内視鏡の撮像装置を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段１ 前述した目的を達成するために、本発明の特徴の−とし
ては、観察対象部に向けて、赤、緑、青及び赤外光の各
波長領域の照明光を順次時系列的に照射する光源手段と
、面順次方式によって赤。

緑、青の各色画像データと共に、赤外画像データを形成
する撮像手段と、これら各色画像データと赤外画像デー
タとを二画面化処理する信号処理手段と、前記観察対象
部のカラー画像と赤外画像とを並列的に表示するディス
プレイ装置とから構成したことにある。

また、本発明の他の特徴としては、観察対象部に向けて
、赤、緑、青及び赤外光の各波長領域の照明光を順次時
系列的に照射する光源手段と、面順次方式によって赤、
緑、青の各色画像データと共に、赤外画像データを形成
する撮像手段と、この赤外画像データに基づいて赤外光
の輪郭二値化画像を形成するための信号処理手段と、前
記ｗｉ寮対象部のカラー画像に輪郭二値化画像を重ね合
せて表示するディスプレイ装置とから構成したことにあ
る。

［作用］ 前述のように構成することにより、！８１察対象部の画
像と、赤外光に基づく病変部等に関するデータとをディ
スプレイ装置上に同時に表示することができるようにな
り、検査・診断をより効率化することができるようにな
る。

［実施例１ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、第２図に内視鏡装置の全体構成を示す。

図中において、１はプロセッサ、２は内視鏡をそれぞれ
示し、制御装置１には、光源部３と画像処理プロセッサ
部４とを有し、該画像処理プロセッサ部４はテレビモニ
タ等からなるディスプレイ装置５に接続されている。

制御装置１における光源部３には、可視領域と共に赤外
領域の波長で発光するランプ等からなる光源ｌＯが内蔵
されている。そして、この光源１０からの照明光はライ
トガイド１１を介して内視鏡２の挿入部２ａの先端まで
伝送されて、観察対象部に向けて照明するようになって
いる。

ここで、ａ察対象部の撮像手段としては、後述する如く
、面順次方式でＣＣＤを用いる関係から、光源部３にお
いては、赤、緑、青の各波長領域の光を時系列的に順次
発生させるようになし、しかも赤外画像も形成する必要
があるので、赤外光の波長領域の光も発生させることか
できるようになっている。このために、第３図に示した
ように、光源１０とライトガイド１１との間には、フィ
ルタ装置２０が介装されている。このフィルタ装置２０
は、２枚のディスク状に形成した回転色フィルタ２１、
２２を備え、これら各回転色フィルタ２１．２２は、モ
ータ２３によって回転駆動せしめられるようになってい
る。ここで、回転色フィルタ２１．２２は、第４図（ａ
）、（ｂ）に示したような構成となっている。

まず、フィルタ２１は、第４図（ａ）から明らかなよう
に、中心角か９０°の扇形となった２１ａ〜２］ｄの４
つの区画部を有し、第１の区画部２１ａは赤（Ｒ）の波
長領域の光を透過させるフィルタを装着した赤フイルタ
部で、第２の区画部２１ｂは緑（Ｇ）の波長領域光を透
過させるフィルタを装着した緑フイルタ部、第３の区画
部２１ｃは青（Ｂ）の波長領域の光を透過させるフィル
タを装着した青フイルタ部となっており、第４の区画部
２１ｄはフィルタ機能を有さない非フィルタ部であって
、この部分にはガラス等が装着されたり、または空間状
態に保持されるようになっている。なお、ここで、後述
するように、赤外光を用いて照明するに当って、遠赤外
光を用いる場合には、ガラス等を装着しないようにする
。

また、フィルタ２２は、第４図（ｂ）から明らかなよう
に、赤外光（ＩＲ）をカットする赤外光カットフィルタ
部２２ａと赤外光の波長領域を透過させる赤外光フィル
タ部２２ｂとが形成されており、このフィルタ２２を９
０″の角度を持った扇形に４分割したときに、赤外光カ
ットフィルタ部２２ａかその％の部分を占め、赤外光フ
ィルタ部２２ｂはハの部分となっている。

このように構成した回転色フィルタ２１．２２をモータ
２３によって回転駆動させるに際しては、フィルタＺ１
における非フィルタ部２１ｄが、フィルタ２２の赤外光
透過フィルタ部２２ｂに対面する位置関係となす。また
、回転停止時には、フィルタ２１における非フィルタ部
２１ｄを赤外光カットフィルタ部２２ａに対面させるよ
うにして、しかもこの部位が光源１０からの光路中に位
置した状態に保持するようにする。

従って、両フィルタ２１．２２を同時に回転させること
ができると共に、一方のフィルタを他のフィルタに対し
て所定角度だけ相対回転させることができる機構を介し
てモータ２３に接続されている。

この機構としては、一方何の回転色フィルタ２２をモー
タ２３の回転軸２４に直接連結し、他方側の回転色フィ
ルタ２１を接離機構を介して回転軸２４に接離可能に接
続する構成を採用することによって達成することができ
る。

即ち、回転色フィルタ２１には従動筒体２５に取り付け
、該従動筒体２５にはばね２６を作用させて、第２図中
に矢印Ａで示した方向に押圧するようになしている。こ
の状態では、この従動筒体２５は回転軸２４に係合して
、それと一体回転させるようになっている。また、ソレ
ノイド等のアクチュエータ（図示せず）によって同図に
矢印Ｂ方向にスライドさせたときには、従動筒体２５と
回転軸２４との係合状態か解除されて、この状態でモー
タ２３を回転させることにより、回転色フィルタ２２を
回転させても、従動筒体２５及びこれに取り付けた回転
色フィルタ２１は非回転状態に保持されるようになる。

ここて１回転色フィルタ２１．２２の回転制御を行うた
めに、モータ２３はモータ駆動制御回路２７と接続され
ており、該モータ駆動制御回路ｚ７からの信号に基づい
てその駆動が制御されるようになっている。また、回転
色フィルタ２１．２２を同時に回転させた状態から停止
させる時においては、まず回転色フィルタ２１の非フィ
ルタ部２１ｄが光源１０からの光路に臨む位置となさな
ければならない。このために１回転色フィルタ２２には
、位置インデックス２８か設けられており、しかも該位
置インデックス２８の位置を検出するために、その回転
軌跡に対面するようにフィルタ回転位置の検出センサ２
９が配設されている。

これにより、モータ駆動制御回路２７からモータ２３に
対して停止信号が出力されたときにおいて、回転色フィ
ルタ２２の位置インデックス２８が検出センサ２９によ
って検出されたときに、回転色フィルタ２１．２２か停
止せしめられるようになっている。

そして、この状態で、モータ駆動制御回路２７からの信
号に基づいて、まず従動筒体２５と回転軸２４との保合
が解除され、然る後にモータ２３が作動して、回転色フ
ィルタ２２のみが９０″回転せしめられるようになって
いる。

このフィルタ装置２０を用いれば、回転色フィルタ２１
．２２を回転駆動している間は、Ｒ，Ｇ、Ｂ及びＩＲの
各波長領域の光を順次時系列的に発生させることができ
るようになり、またこれら回転色フィルタ２１．２２の
回転を停止させれば、赤外光を除いた白色光で照明する
ことができるようになる。このような照ＩＪ７の下で、
内視鏡２の挿入部２ａの先端に設けたＣＯＤ等からなる
固体撮像素子３０に観察対象部の像を結像させて、該固
体撮像素子３０によって光電変換され、この固体撮像素
子３０にクロックパルスを入力し、その駆動を行うこと
によって、当該観察対象部の画像信号を読み出すことが
できる。そして、このようにして読み出された画像信号
は制御装置Ｊにおける画像処理プロセッサ部４に伝送さ
れて、該画像処理プロセッサ部４によって画像処理が行
われるようになっている。

そこで、第１図に画像処理プロセッサ部４の概略構成を
示す。同図から明らかなように、固体撮像素子３０から
読み出されたｌ！察対象部の画像信号が画像処理プロセ
ッサ部４に伝送されると、切換手段３１によって面順次
処理部３２と非面順次処理部３３とのいずれかに選択的
に入力されるようになっている。ここで、この面順次処
理部３２と非面順次処理部３３との間の切り換えは、前
述した照明方式により自動的に切り換わるようになって
いる０回転色フィルタ２１．２２の回転によるＲ、Ｇ、
Ｂ。

ＩＲの順次照明が行われている場合には、面順次処理部
コ２が選択され、回転色フィルタ２１．２２の回転が停
止して、赤外光を含まないＲ＋Ｇ＋８による照明が行わ
れている場合には、非面順次処理部３３が選択される。

而して、面順次処理部３２には、固体撮像素子３゜によ
ってＲ，Ｇ、Ｂ、ＩＲの各波長成分の画像信号が順次入
力されるようになっており、これら各画像信号はＡ／Ｄ
変換器３４に入力されて、これら各波長成分における画
像信号のデジタル化されるようになつている。そして、
この信号はスイッチング手段３５により選択されて、フ
レームメモリにそれぞれの画像のデータを個別に書き込
まれるようになる。即ち、フレームメモリは、Ｒ，Ｇ。

Ｂ、ＩＲの波長成分の画像信号をそれぞれ格納するため
に、３６Ｒ，３６Ｇ、　３６Ｂ　、　３６Ｉ　Ｒの４つ
のメモリ領域を有し、これら各フレームメモリの出力側
には、このメモリ出力をアナログ変換するためのＤ／Ａ
変換器３７が接続されている。そして、フレームメモリ
３６Ｒ，３６Ｇ、　３６Ｂに１フレ一ム分のＲ，Ｇ、Ｂ
の画像信号の書き込みが完了したときに、これら各色画
像信号は同時に読み出されて、カラー複合信号発生用エ
ンコーダ３８に入力されるようになっており、このカラ
ー複合信号発生用エンコーダ３８からディスプレイ装置
５にカラー複合画像信号を出力することかできるように
なっている。また、これと共に、Ｒ，Ｇ、Ｂの画像信号
は二角面処理回路３９にも人力されるようになっている
。

一方、フレームメモリ３６ＩＲからの赤外画像データは
、そのままディスプレイ装置５に表示するか、または、
前述した各カラー画像信号と共に二角面処理回路３９に
入力されて、二画面化処理を行うことかできるようにな
っている。そして、この二角面処理回路３９で二画面化
処理出力信号をディスプレイ装置５に入力すれば、カラ
ー画像とＩＲ両画像２つの画面を並列させて表示するこ
ともできるようになっている。

さらに、前述したＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの各色画像信号はＩ
Ｒ信号アンプ４２にも入力されるようになっており、該
ＩＲ信号アンプ４２にはＩＲ区間ゲートパルスが入力さ
れて、ＩＲ画像信号だけを取り出して、ＪＲ輪郭二値化
回路４３によって、ＴＲの輪郭形状信号が得られる。そ
して、この信号をカラー複合信号発生用エンコーダ３８
に入力することによって、カラー複合画像信号にＩＲ輪
郭情報をスーパーインポーズすることができるようにな
っている。そして、このｒＲ輪郭情報の重ね合せを行う
か否かは、スイッチ４０によって選択することができる
ようになっている。

而して、ディスプレイ装置５には、前述した信号処理に
よって、観察対象部のカラー画像を表示するか、ＩＲ両
画像表示するか、またはカラー画像とＩＲ両画像の並列
画像を表示するか、さらにカラー画像にＩＲ輪郭情報を
スーパーインポーズさせて表示するかの選択を行うこと
ができるようになっている。そして、これら各画像の出
力端子とディスプレイ装置５の入力端子との間には表示
モード選択スイッチ４１が設けられており、このスイッ
チ４１によって、表示モードの選択を行うことがでさる
ようになっている。

一方、切換手段３１によって非面順次処理部３３が選択
されたときには、表示モード選択スイッチ４１によって
、前述した画像処理とは別の系統により処理された画像
をディスプレイ装置５に表示させることかできるように
なっている。従って、この非面順次処理部３３に、白色
光で照明することによってカラー画像信号を形成するこ
とができる他の種類の撮像素子、例えばモザイクフィル
タ内蔵型のＣＯＤからの信号処理に適した処理回路を設
けたり、またモノクロ画像を形成するのに適した処理回
路を設けたりしておけば、白色光を用いて照明するとき
において、制Ｗ装置１にモザイクフィルタ内蔵型のＣＣ
Ｄを備えた内視鏡を接続したり、またモノクロ画面によ
る観察対象部の画像表示を行うことができるようにもな
る。

而して、回転色フィルタ２１における非フィルタ部が回
転色フィルタ２２の赤外光透過フィルタ部２２ｂと対面
し、また赤、緑、青の各フィルタ部２１ａ〜２１ｃは赤
外光カットフィルタ部２２ａと対面する状態となして、
モータ駆動制御回路２７からの信号に基づいてモータ２
３を作動させる。

これによって、第５図に示したように、赤フイルタ部２
１ａが光源１０からの光路に位置したときには、（Ｃ）
に示したように、照明光のうちの赤色の波長成分だけを
有する光が透過して、ライトガイド１２に送り込まれる
。次に、緑フイルタ部ｚｔｂが光路に位置したときには
、（ｂ）に示したように、緑色の波長成分だけを有する
光が透過し、また青フイルタ部２１ｃが光路に位置した
ときに、（ａ）に示したように、青色の波長成分だけを
有する光が透過することになる。しかも、フィルタ２１
におけるこれら各フィルタ部２１ａ〜２１ｃにはフィル
タ２２における赤外光カットフィルタ部２２ａが対面し
ているのて、赤外光が完全に遮断されて、その透過光の
波長特性が極めて良好となる。

さらに、フィルタ２１における非フィルタ部２１ｄが光
源１０からの光路に位置したときには、フィルタ２２の
赤外光透過フィルタ部２２ｂがこの光路に位置すること
になるので、（ｄ）に示したように、赤外光の波長成分
だけを有する光が透過することになる。これにより、ラ
イトガイド１［には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、
赤外光（ＩＲ）による照明光を順次一定の時間間隔をも
って周期的に照射することができるようになる。

このような波長特性を有する照明光をライトガイド１１
から観察対象部に向けて照射して、固体撮像素子３０に
よって、赤、緑及び青の各色画像とＩＲ両画像の撮像が
行われることになる。そこで、この固体Ｕ＆像素子３０
にクロックパルスを印加すれば、前述した各画像信号を
制御装設１の画像処理プロセッサ部４に入力することか
できるようになる。この入力信号は、スイッチング手段
３５の作動によって、順次各フレームメモリ３６Ｒ１３
６Ｇ、　３５Ｂ、　３６１　Ｒに書き込まれる。

ここで、ディスプレイ装置５における表示モードとして
、表示モード選択スイッチ４１によってカラー画像の表
示が選択されている場合には、フレームメモリ：］５Ｒ
，３６Ｇ、３６Ｂに１フレームの画像データか読み込ま
れたときに、これら各画像データか同時に読み出されて
、Ｄ／Ａ変換器３７によってアナログ信号に変換されて
、カラー複合信号発生用エンコーダ３８によって、これ
ら各色の画像信号が複合されて、ディスプレイ装置５に
表示される。

また、ＩＲ両画像表示モートが選択されている場合には
、フレームメモリ３６ＩＲに書き込まれた画像データが
読み出されて、Ｄ／Ａ変換器３７によりアナログ信号に
変換されて、ディスプレイ装置５に表示される。

さらに、前述したカラー画像とＩＲ両画像を並列表示す
るモードの選択が行われたときには、各フレームメモリ
３６Ｒ，３６Ｇ、　３６Ｂ、　３６Ｉ　Ｒからの出力信
号は二角面処理回路３９に入力されて、両画像がディス
プレイ装置５におけるモニタ画面の左右に観察対象部の
カラー画像とＩＲ両画像が並列的に表示されることにな
る。

さらにまた、スイッチ４０によって、ＩＲ画像データを
ＩＲ信号アンプ４２を介してＩＲ輪郭二値化回路４３に
入力するようになし、この回路４３によってＩＲの輪郭
線に関する情報が形成されて、このデータをカラー複合
信号発生用エンコーダ３８に入力した状態で、表示モー
ト選択スイッチ４１によって前述したカラー画像表示モ
ードを選択すれば、ディスプレイ装置５におけるモニタ
画面には、観察対象部の画像に［Ｒ輪郭線をスーパーイ
ボーズさせた状態での表示が行われることになる。これ
によって、ディスプレイ装置５におけるモニタ画面には
、観察対象部のカラー画像のＥに病変部の外形輪郭形状
が重ね淡された状態となるので、検査・診断をより効率
的に行うことかできるようになる。

一力、フィルタ装置２０における回転色フィルタ２１、
２２の回転を停止させると、非フィルタ部２１ｄか・光
源１０からの光路に臨む位置フィルタ２１．２２か停止
せしめられることになる。この状態で、回転色フィルタ
２２だけを９０°回転させることによって、フィルタ２
１の非フィルタ部２１ｄにフィルタ２２の赤外光カット
フィルタ部２２ａを対面させると、ライトガイド１１に
は、第３図において（ｅ）に示したように、赤外光を含
まない白色光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）による照明が行うことかで
きる。従って、モザイクフィルタを用いたＣＣＤによる
画像処理を行ったり、モノクロ画面による表示を行うた
めの画像処理が可能となる。また、この照明光の光量は
大きいので、内視鏡２の挿入部２ａを体内に挿入させた
状態において、体皮を介して漏れ出す光によって、その
先端部の位置を体外から確認することができるようにな
る。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、観察対象部に向
けて、赤、緑、青及び赤外光の各波長領域の照明光を順
次時系列的に照射する光源手段と、面順次方式によって
赤、緑、青の各色画像データと共に、赤外画像データを
形成する撮像手段とを用い、この赤外画像データな各色
画像データと共に所定の画像処理を行う画像処理手段と
から構成するようにしたので、病変部の位置や形状等の
情報を表示する赤外光に基づく画像を観察対象部におけ
るカラー画像と同時にディスプレイ装置に表示すること
ができるようになり、検査・診断をより効率的に行うこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は撮像装
置の構成説明図、第２図は内視鏡装置の構成説明図、第
３図は光源装置の構成説明図、第４図（ａ）及び（ｂ）
はそれぞれ異なる回転色フィルタの構成説明図、第５図
はフィルタ装置からの透過光の波長特性線図である。 １：プロセッサ、２：内視鏡、３：光源部、４：画像処
理プロセッサ部、５：ディスプレイ装置、１０：光源、
１１ニライトガイド、２０：フィルタ装置、２１゜２２
二回転色フィルタ、２１ａ：赤フイルタ部、２１ｂ二緑
フィルタ部、２】ｃ：青フイルタ部、２１ｄ：非フィル
タ部、２２ａ：赤外光カットフィルタ部、２２ｂ：赤外
光フィルタ部、２３：モータ、２７：モータ駆動制御回
路、３０コ固体撮像素子。 ３２：面順次処理部、３３：非面順次処理部、３５ニス
イツチング手段、３６Ｒ，３６Ｇ、　３６Ｂ、　３６Ｉ
　Ｒ：フレームメモリ、３８二力ラー複合信号発生用エ
ンコーダ、３９：二角面処理回路、４１；表示モード選
択スイッチ、４２：ＩＲ信号アンプ、４３：ＩＲ輪郭二
値化回路。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）観察対象部に向けて、赤、緑、青及び赤外光の各
   波長領域の照明光を順次時系列的に照射する光源手段と
   、面順次方式によって赤、緑、青の各色画像データと共
   に、赤外画像データを形成する撮像手段と、これら各色
   画像データと赤外画像データとを二画面化処理する信号
   処理手段と、前記観察対象部のカラー画像と赤外画像と
   を並列的に表示するディスプレイ装置とから構成したこ
   とを特徴とする電子内視鏡の画像装置。
2. （２）観察対象部に向けて、赤、緑、青及び赤外光の各
   波長領域の照明光を順次時系列的に照射する光源手段と
   、面順次方式によって赤、緑、青の各色画像データと共
   に、赤外画像データを形成する撮像手段と、この赤外画
   像データに基づいて赤外光の輪郭二値化画像を形成する
   ための信号処理手段と、前記観察対象部のカラー画像に
   輪郭二値化画像を重ね合せて表示するディスプレイ装置
   とから構成したことを特徴とする電子内視鏡の画像装置
   。