JPH0249302A

JPH0249302A - 光源装置

Info

Publication number: JPH0249302A
Application number: JP63198099A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nishimura; 茂西村
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1990-02-19
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820610B2

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１本発明は、例えば電子内視鏡等のように、観察対象部に
向けて照明光を照射して、その光学像を撮像手段によっ
て電気信今に変換し、この信号を処理してデイスプレィ
装置に表示させる画像形成システムにおいて、照明光を
観察対象部に向けて照射するための光源装置に関するも
のである。

■従来の技術１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ＣＯＤ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装置においては、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時系列的に順次照射させるこ
とにより、Ｒ，Ｇ、Ｂの三原色の画像情報を得るように
したものは従来から用いられている。

［発明が解決しようとする問題点１ところで、内視鏡を用いて検査・診断等を行うに当って
は、例えば、病変部の位置や形状等の情報を得たり、こ
の病変部の輪郭形状の情報を得たりすることが有利てあ
り、このためには、赤外光に基づく画像情報を形成する
ことが必要となる。

また、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色フィルタを市松模様状に配列し
た、所謂モザイクフィルタを備えた固体撮像素子が内蔵
されている内視鏡を接続する場合や、モノクロでデイス
プレィ装置に観察対象部の像を表示する場合等には、白
色光による照明を行わなければならないこともある。さ
らに、挿入部の先端部分の位置が患者の体内におけるど
の位置にまで挿入されているかを確認するためには、該
挿入部先端から出射される照明光を可及的に光量を大き
くする必要かある。

然るに、前述した従来技術による光源装置にあっては、
その光源からの光路に介在される回転色フィルタとして
は、Ｒ，Ｇ、Ｂの三原色フィルタであり、赤外光を透過
させるフィルタを一体的に設けるようにしたものはなく
、従って赤外光の波長領域の照明光を前述した赤、緑、
青の三原色の順次照明とを連続させるようにして照射す
るようにしたものではないので、赤外光に基づく画像情
報を得ることが困難となっている。また、白色光による
照明を行うためには、この回転色フィルタを照明光の光
路から離脱させなければならないが、このためには、こ
の回転色フィルタの光路への挿脱を行う機構を付設しな
ければならず、光源装置の構成か複雑かつ大型化するこ
とになる等の問題点がある。

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、赤外光の波長領域の光をＲ，Ｇ、
Ｂの各色の波長の照明と共に観察対象部に照射すること
ができ、しかも白色光による照明も容易に行うことがで
きるようにした光源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、本発明は、照明光源か
らの照明光の光路に、それぞれ赤、緑。

青の各波長領域を透過させる各色透過フィルタ部及び非
フィルタ部の各区画部を有する回転色フィルタと、赤外
光の波長領域を反射させる赤外光カットフィルタ部を３
区画分と赤外光の波長領域を透過させる赤外光透過フィ
ルタ部を１区画分とを有する回転色フィルタとを臨ませ
て設け、前記両回転色フィルタを回転駆動手段によって
同時に回転させることができると共に、一方の回転色フ
ィルタを他方に対して相対回転可能となし、両回転色フ
ィルタの回転時には、赤、青、緑及び赤外の各波長領域
光を順次発生させ、回転停止時には、赤外光をカットし
た照明光を発生させる構成としたことをその特徴とする
ものである。

［作用１前述のように構成することにより、一方の回転色フィル
タにおける非フィルタ部に赤外光透過フィルタ部とを重
ね合せるようにした状１ぶで、回転駆動手段によってこ
れら両回転色フィルタを同時に回転駆動することにより
、赤、青、緑及び赤外の春光を順次時系列的に周期的に
連続発生させることができるようになる。また、一方の
回転色フィルタの回転を停止させて、その非フィルタ部
が光路に臨む位置となすと共に、この状態で他方の回転
色フィルタを所定角度回転させて、その赤外光カットフ
ィルタ部をこの光路に臨む位置となるように変位させれ
ば、赤外光が除去された光がこの回転色フィルタを透過
して、白色光で大きな光量をもっ′Ｃ照明することがで
きる。

［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１図に本発明に係る光源装置の基本構成を示す
。図中において、ｌは光源装置、２は内視鏡をそれぞれ
示し、光源装置ｌ内には、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１０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の先端にまで伝送さ
れて、観察対象部に対する照明することかてきるように
なっている。

次に、光源ＩＯ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２１．２
２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２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２図（ａ）から明らかなよう
に、中心角が８０°の扇形となった２１ａ〜２１ｄ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占って、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２［Ｍ（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
９０″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３区画分、即ち％の部分
を占め、赤外光フィルタ部２２ｂは残りの１区画分、即
ちイ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２１
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
１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２ｔ、　２２は、これらを同時に回
転させることがてきると共に、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、一方側の回転色フィルタ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２Ｇを作用させて、第１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うまた、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を回転させると、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。

ここで、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２７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＠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、回転色フィルタ２２には
、位置インデックス２８が設けられており、この位置イ
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２９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
対して停止信号か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か検出センサ２９によ
って検出されたときに、回転色フィルタ２１．２２が停
止上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との係合
か解除され、然る後にモータ２３が作動して、回転色フ
ィルタ２２のみか９０″回転せしめられるようになって
いる。

本発明に係る光源装置は前述のように構成されるもので
あって次にその作動を説明する。

まず、回転色フィルタ２１における非フィルタ部か回転
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２Ｊａ〜２Ｌｃ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２３
を作動させる。

これによって、第３図に示したように、赤フイルタ部２
１ａか光源１０からの光路に位置したときには、（ｃ）
に示したように、４照明光のうちの赤色の波長成分たり
を有する光か透過して、ライトガイド１２に送り込まれ
る。次に、緑フイルタ部２１ｂ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。これによって、三原
色による順次照明を行うことができるようになる。しか
も、フィルタ２１におけるこれら各フィルタ部２１．ａ
〜２１ｃにはフィルタ２２における赤外光カットフィル
タ部２２ａが対面しているので、赤外光を多く含む光を
照射しても、確実に赤外光をカットすることができ、そ
の透過光の波長特性が極めて良好となる。これに加えて
、フィルタ２１における非フィルタ部２１ｄか光源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かこの光路に位置することになっ
て、（ｄ）に示したように、赤外光の波長成分だけを有
する光か透過させることができることになる。

従って、ライトガイド１１には、赤（Ｒ）、Ｍ（Ｇ）、
青（Ｂ）、赤外光（ＩＲ）による照明光を順次一定の時
間間隔ずつ周期的に照射することができるようになる。

そして、フィルタ装置２０における回転色フィルタ２１
．２２の回転を停止トさせるには、モータ駆動制御回路
２７からモータ２３に作動停止Ｆ信号か出力される。こ
れに基づいて、検出センサ２９が作動して、フィルタ２
２に設けた位置インデックス２８を検出したときに、フ
ィルタ２１．２２か停止せしめられることになる。これ
によって、回転色フィルタ２１のうち非フィルタ部２１
ｄか光源１０からの光路に臨む位置て停止することにな
る。然る後において、ばね２６の付勢力に抗して従動筒
体２５が第１図の矢印Ｂ方向に摺動変位して、該従動筒
体２５と回転軸２４との間の係合か離脱せしめられるよ
うになる。この状態で、再びモータ２３か起動して１回
転色フィルタ２またけを９０６回転させることによって
、フィルタ２１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を対面させるようにする
ことかてきる。

これによって、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ができる。ここで、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。

次に、前述したような光源装置によって、観察対象部に
照明を行った状態で、当該観察対象部の画像を形成する
ための画像形成システムの一例について、第４図を参照
して説明する。

同図において、３０はＣＣＤ等の固体撮像素子。

３１はプロセッサ、３２はデイスプレィ装置をそれぞれ
示し、固体撮像素子３０からの画像信号は、プロセッサ
３１に伝送されて、該プロセッサ３１によって所定の信
号処理を行ったとで、デイスプレィ装置３２に表示され
るようになっている。

即ち、固体撮像素子３０により光電変換されて得られた
観察対象部の画像信号は、切換手段３３によって面順次
処理部３４と非面順次処理部３５とのいずれかに選択的
に入力されるようになっているつここて、この面順次処
理部３４と非面順次処理部３５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。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３４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３５が選択され
る。

而して、固体撮像素子３０によって時分割的に得られた
Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの各色画像信号は、該固体撮像素子３
０にクロックペルスを印加して、その駆動を行うことに
よって、面順次処理部３４に順次入力されるようになっ
ており、これら各色画像信号はＡ／Ｄ変換器３６に入力
されて、これらの色画像信号のデジタル化されるように
なっている。そして、この信号はスイッチング手段３７
により選択されて、フレームメモリに各色画像のデータ
の書き込みが行われる。ここで、フレームメモリは、Ｒ
，Ｇ、Ｂ、ＩＲの各色画像信号をそれぞれ格納するため
に、３８Ｒ、３８Ｇ　、　：１８Ｂ　、　３８Ｉ　Ｒの
４つのメモリ領域を崩し、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ずろためのＤ
／Ａ変換器３９が接続されている。そして、フレームメ
モリ３８Ｒ，３８Ｇ、　：Ｉ８ＢからのＲ，Ｇ。

Ｂの各カラー画像信号は、カラー複合信号発生用エンコ
ーダ４０によって同時に読み出されて、表示モード選択
スイッチを経てデイスプレィ装置３２に表示されるよう
になっている。また、この各カラー画像信号は二画面処
理回路４２にも入力されるようになっている。

次に、フレームメモリ：１８ＩＲからの赤外画像データ
は、表示モード選択スイッチ４１を経てそのままデイス
プレィ装置３２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画面処理回路４２に入力されて、該
二画面処理回路４２からの出力によってデイスプレィ装
置３２には、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。ここで
、１８画像は観察対象部の熱分布に関するデータ等を表
示するものであって、これによつて病変部分の位置や形
状を表示することかできるようになっている。

さらに、前述したＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの各画像信号はＩＲ
信号アンプ４３にも人力されるようになっており、該ｒ
Ｒ信号アンプ４３にはＩＲ区間ゲートパルスか入力され
て、ＴＲ画像信号だけを取り出して、ＩＲ輪郭二値化回
路４４によって、ＩＲの輪郭形状信号か得られる。そし
て、この信号をカラー複合信号発生用エンコーダ４０に
入力することによって、前述したカラー画像に病変部の
輪郭線等のＩＲ輪郭情報をスーパーインポーズすること
かできるようになっている。なお、このＩＲ輪郭情報の
虫ね合せを行うか否かは、スイッチ４５の操作によって
選択することかできることになる。

一方、切換手段３３によって非面順次処理部３５か選択
されたときには、表示モード選択スイッチ４１によって
、デイスプレィ装置３２に表示させることがてきるよう
になっている。従って、この非面順次処理部３５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
ことかて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ＣＣ゛Ｄ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
、このプロセッサ３４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かできるようになる
。

［発明の効果１以上説明したように、本発明によれば、赤。

緑、青の各波長領域を透過させる各色透過フィルタ部及
び非フィルタ部の各区画部を有する回転色フィルタと、
３つの赤外光カットフィルタ部と１つの赤外光の波長領
域を透過させる赤外光透過フィルタ部とを有する回転色
フィルタとを用い、これらを回転駆動手段によって同時
に回転させることができると共に、一方のフィルタを他
方に対して相対回転可能となすようにしたので、両方の
回転色フィルタを回転させる時には、赤、青、緑たけで
なく、それらと共に赤外の各波長領域光を１：１ａ次発
生させることかできるようになり、回転停止時には、赤
外光をカットした照明光を発生させることかてきるのて
、回転色フィルタの光路への腫脱機構を設けることなく
、三原色による順次照明と白色光による照明との切り換
えを行うことができ、さらに三原色の順次照明を行うに
際しては、赤、緑、青の各波長を透過させるフィルタを
用い、しかもこの透過光がら赤外光をカットするフィル
タを通すようにしているので、それぞれの透過光の波長
特性か著しく良好となる等の諸効果を奏する。

【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図は光源装
置の構成説明図、第２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３図は透過光の波
長特性線図、第４図は画像形成システムの回路図である
。１：光源装置、２：内視鏡、１０：光源、１１．ライト
ガイド、２０：フィルタ装置、２１．２２：回転色フィ
ルタ、２１ａ：赤フイルタ部、２１ｂ：緑フイルタ部、
２１Ｃ：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、２４：回転軸、２５：従動筒体、２６
：ばね、２７：モータ駆動制御回路、２８：位置インデ
ックス、２９：検出センサ、３０：固体撮像素子、３１
：プロセッサ、３２：デイスプレィ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

　照明光源からの照明光の光路に、それぞれ赤、緑、青
の各波長領域を透過させる各色透過フィルタ部及び非フ
ィルタ部の各区画部を有する回転色フィルタと、赤外光
の波長領域を反射させる赤外光カットフィルタ部を３区
画分と赤外光の波長領域を透過させる赤外光透過フィル
タ部を１区画分とを有する回転色フィルタとを臨ませて
設け、前記両回転色フィルタを回転駆動手段によって同
時に回転させることができると共に、一方の回転色フィ
ルタを他方に対して相対回転可能となし、両回転色フィ
ルタの回転時には、赤、青、緑及び赤外の各波長領域光
を順次発生させ、回転停止時には、赤外光をカットした
照明光を発生させる構成としたことを特徴とする光源装
置。