JPH0324848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、撮像手段を用いた内視鏡装置に関す
る。

（従来の技術） 体腔内の診断、治療を行なう内視鏡において、
近年CCD等で代表される小型の固体撮像素子を
先端に配置した内視鏡が開発されている。この種
の内視鏡は、従来のフアイバースコープに用いら
れていたイメージフアイバーの代わりに、対象物
の光学像を電気信号に変換する固体撮像素子を用
いたもので、この電気信号をテレビ信号に変換す
る処理回路を介して対象物をCRTモニターなど
の表示装置に映像として表示するものである。こ
の映像は一般にカラー画像であり、対象物の構造
と色あいが診断情報を与えるようになつている。
カラー画像は通常Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
種類値（又は、その変換された値）によつて構成
されており、このＲ、Ｇ、Ｂは物理的には対象物
の分光反射スペクトルを人間の色知覚の特性で決
められる３種類の光学フイルターを用いて積分し
た量である。このためカラー画像を得るには、光
源として上記光学フイルターを透過した照明光を
用いて撮像する方法や、CCDチツプ上に上記光
学フイルターをマトリツクス配列した撮像素子で
撮像する方法が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが以上のようなカラー画像は、対象物の
分光反射スペクトルを広いスペクトル領域で平均
化した値を色として表示しているために、対象物
の分光反射スペクトルの局所的な変化を感度良く
表示することが困難であつた。例えば胃粘膜の正
常部分と病変部分の微妙な色の変化や、血液の存
在の有無による色の差を検出することが困難な場
合があつた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、撮像手段を用いた内視鏡において、対象物の
分光反射スペクトルの局所的な変化を感度良く検
出し、２次元的画像として表示することの出来る
内視鏡装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、中心波長が異なる複数種の狭バンド
スペクトルの光を切り換えることにより、各バン
ドスペクトル光毎の複数種の被写体像を前記撮像
手段上に結像させる結像手段と、前記撮像手段か
らの信号に基づき前記複数種の被写体像を記憶す
る画像メモリと、複数種の画像間で対応する各領
域毎の画像データを比較し、この比較値に基づ
き、該領域の強調方法を決定する演算手段とを設
けて内視鏡装置を構成している。

（作用） 結像手段は、中心周波数が異なる複数種の狭バ
ンドスペクトルの光を切り換え、この各バンドス
ペクトル光毎の複数種の被写体像を撮像手段に結
像させる。そして、これらの複数種の被写体像は
画像メモリに一旦記憶され、演算手段によつて画
像間の対応する各領域の画像データを比較するこ
とになる。演算手段は各画像データの比較値に基
づき、例えば画像データが高い方の画像収集に使
用された波長に基づき該画像データの表示色を決
定する。一例として、青系統、赤系統にそれぞれ
バンドスペクトルを有する光で撮影し、青系統の
光による被写体像の画像データが高い場合には、
この領域の表示色として青系統の色を分り当て
る。尚、この表示色の決定は必ずしも色相による
ものに限らず、彩度で表示してもよい。

即ち、本発明によれば狭バンドスペクトルの光
により対象物における局所的な色情報を得ること
ができ、この色情報をメモリに記憶し、更にこれ
を演算手段でデータ処理することにより対象物の
分光反射スペクトルの局所的な変化を感度良く２
次元的画像として表示することができる。従つて
本発明によれば、内視鏡診断において体腔内壁の
分光反射スペクトの局所的変化を検出し、表示す
ることにより、通常のカラー画像では不可能であ
つた内壁の微妙な色の変化を診断情報として提供
することができ、例えば胃粘膜の正常部分と病変
部分の微妙な色の変化や、血液の存在の有無によ
る色の差を検出し、的確な診断に寄与することが
できる。

（実施例） 以下図示の実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。

１は先端部に固体撮像素子１２を有する内視鏡
スコープであり、照明光を導くライトガイド１１
及び反射光を前記固体撮像素子１２上に集光する
レンズ１３を有している。

２は光源ユニツトであり、２１は複数枚の干渉
光学フイルターからなる回転円板、２２は回転円
板２１の駆動部、２３は駆動部２２をコントロー
ルする制御部、２４は光源例えばXeランプ、２
５は光源制御部である。尚、前記光源ユニツト
２，ライトガイド１１及びレンズ１３で結像手段
を構成している。

３は画像プロセツサ本体であり、３１はTVカ
メラ制御部、３２はＡ／Ｄ変換器、３３は画像メ
モリー、３４は演算部、３５はＤ／Ａ変換器、３
６はシステムコントローラ部である。４は表示用
モニターである。

第２図は前記干渉光学フイルター回転円板２１
の一例を示す正面図であつて、図示のものは６枚
の異なる光学フイルターＲ，Ｇ，Ｂ及びＦ１，Ｆ
２，Ｆ３を具備しており、これら光学フイルター
の透過スペクトル特性は第３図に示すようになつ
ている。

次に以上のように構成された本実施例装置の作
用について説明する。

通常のカラー画像撮影においては、回転円板２
１のＲ、Ｇ、Ｂのフイルターが順次選択され、ラ
イトガイド１１によつて照明された対象物の光学
像が固体撮像素子１２により撮像され、TVカメ
ラ制御部３１で順次Ｒ、Ｇ、Ｂビデオ信号に変換
される。次いでこのＲ、Ｇ、Ｂビデオ信号はＡ／
Ｄ変換器３２でデジタル化され、順次画像メモリ
３３に記憶される。この間のシーケンスは、シス
テムコントロール部３６により同期化されるよう
になつている。すなわちテレビ走査に同期して、
回転円板２１のＲ、Ｇ、Ｂフイルターが回転移動
し、この回転は回転制御部２３によつて制御され
る駆動部２２によつて実行されるようになつてい
る。

前記画像メモリ３３に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂビ
デオ信号は通常の表示用ビデオフレーム速度で読
み出され、Ｄ／Ａ変換器３５でアナログビデオ信
号に変換されて表示用モニタ４上にカラー画像と
して表示される。

次に対象物の分光反射スペクトルの微細な変化
を観察する場合には、回転円板２１中のフイルタ
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が順次（又は２種類だけでもよ
い）選択され、各フイルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３の条
件での対象物の反射スペクトルが撮像素子１２で
光／電気変換され、TVカメラ制御部３１でビデ
オ信号に成形される。次いで各フイルターＦ１，
Ｆ２，Ｆ３の条件でのビデオ信号はＡ／Ｄ変換器
３２でデジタル化され画像メモリ３３に記憶され
る。次いで画像メモリ３３上の２種類の画像デー
タ間について、例えば各ピクセル毎の比が演算部
３４で計算される。そしてこの各ピクセル毎に算
出された比の値は各ピクセルに対応する位置にお
ける対象物の反射分光スペクトルの局所的な変化
の大きさを表わすこととなる。第４図はその説明
図であり、対象物の２つの位置Ｐ１とＰ２の分光
反射スペクトルと干渉フイルターのスペクトル透
過率とを重ねて描いたグラフである。今フイルタ
Ｆ１で撮影した場合の位置Ｐ１から得られるビデ
オ信号は、フイルタＦ１のスペクトル透過率曲線
とＰ１の反射分光スペクトル曲線の重ね合わさつ
た面積S1（Ｆ１）に比例し、同様にフイルタＦ２
で撮影して得られるＰ１におけるビデオ信号は面
積S1（Ｆ２）に比例する。そしてこれらの比はS1
（Ｆ２）／S1（Ｆ１）となる。他方点P2において
も同様にフイルタＦ１とＦ２によつて得られるビ
デオ信号値の比はS2（Ｆ２）／S2（Ｆ１）と表わ
される。第４図の例では点Ｐ１における比の値は
１より小さく、点Ｐ２における比の値は１より大
きい値となる。したがつて、これら比の値を求め
ることで、対象物の各点での反射スペクトルの変
化を知ることができる。すなわち各点のスペクト
ル変化の程度を表示する方法として、前記比の値
を色相の変化で表現し、比が１より大なる場合に
はその位置の色あいが赤系統側にあると評価して
（第３図参照）赤系統の色あいを割り当て、比が
１より小さい場合にはその位置の色あいが青系統
側にあると評価して（第３図参照）青系統の色あ
いを割り当て表示する。第４図の例では、点Ｐ１
はその反射分光スペクトルが右下がりで比の値が
１より小さくなるので青で表示され、点Ｐ２はそ
の反射分光スペクトルが右上がりで比の値が１よ
り大きくなるので逆に赤で表示されることとな
る。そして以上のような各ピクセル毎の２つの光
学フイルター下でのビデオ信号値の比の計算と、
色相への割当処理は、演算部３４で実行されるよ
うになつており、その計算結果は、画像メモリ３
３に転送され、Ｄ／Ａ変換器３５でＤ／Ａ変換さ
れて表示用モニタ４に表示されるようになつてい
る。

以上本発明の一実施例について説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能で
あることは言うまでもない。

例えば上記実施例では比の値を色相で表示した
が、彩度即ち色の鮮やかさで表示してもよい。

また他の実施例として、通常のフアイバースコ
ープの接眼部の撮像素子を配置してビデオ信号を
得る内視鏡装置でも同様に実施可能である。更に
この実施例では、結像手段を構成する干渉光学フ
イルタは接眼部に配置して実施してもよい。

又、結像手段としては光源に波長可変レーザー
（例えば色素レーザー）を用いることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、内視鏡診
断において、体腔内壁の分光反射スペクトの局所
的変化を検出し、表示することにより、通常のカ
ラー画像では不可能であつた内壁の微妙な色の変
化を診断情報として提供することができる。この
結果、癌の初期診断や血液分布の描出が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は同上干渉光学フイルタの正面図、第３図は光
学フイルタの分光透過スペクタル特性図、第４図
はフイルター条件下での信号の説明図である。 ２，１１，１３……結像手段、１２……固体撮
像素子、３３……画像メモリ、３４……演算手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像手段からの撮影信号に基づき被写体像を
   カラー表示する内視鏡装置において、中心波長が
   異なる複数種の狭バンドスペクトルの光を切り換
   えることにより、各バンドスペクトル光毎の複数
   種の被写体像を前記撮像手段上に結像させる結像
   手段と前記撮像手段からの信号に基づき前記複数
   種の被写体像を記憶する画像メモリと、複数種の
   画像間で対応する各領域毎の画像データを比較
   し、この比較値に基づき、該領域の強調方法を決
   定する演算手段とを設けたことを特徴とする内視
   鏡装置。 ２ 結像手段は、光源光の出射経路に対して複数
   種の干渉光学フイルターを切り換えるものである
   特許請求の範囲第１項記載の内視鏡装置。