JPH0430831A - 計測用内視鏡装置 - 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、被写体に計測のための測定光を照射し、被写
体の距離等を計測できる計測内視鏡装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、医療用分野及び工業用分野において、内視鏡が広
く使用されるようになってきている。

ところで、視差のある複数の光学系によって得られる複
数の画像において、被写体上の同一点に対応する点が、
互いにどの位ずれているがを検知することにより、三角
測量の原理で被写体までの距離を算出できることが知ら
れている。この原理を応用して、内視鏡による被写体上
の任意の点の３次元的な位置情報を得ることも提案され
ている。

一方、二次元の一定間隔のスポット光を被写体に照射し
、そのスポット光同士の間隔がスポット光照射源と被写
体までの距離に応じて変化することを応用して、被写体
までの距離等を計測する内視鏡も提案されている。

上述の各計測原理による計測を行える内視鏡にあっては
、計測用のスポット光を照射し、これを基に計測を行う
機能の他に、観察用照明光を出射する光源が付設されて
通常観察を行う機能が備えられているものが一般的であ
る。

しかしながら、被写体にスポット光が投射されていると
きに、観察用照明光が同時に照射される。

と、その反射成分のために類似スポット光が生じたり、
またスポット光が生体組織に当たってにじんだ場合等に
はスポット光が投射されている部位と他の部位との輝度
差があまりなくなり、スポット同士のつながり等が生じ
て各スポットの正確な中心位置をもとめることが困難に
なり、正確な計測を行うことが難しくなる場合があると
いう問題点があった。

このような問題点を解消するために、特開昭６３−２４
２２３２号公報には、スコープ先端部に装着されレーザ
光源からのレーザ光を回折して被測定対象に所要の回折
パターンを投影させる透過形ファイバ回折格子と、前記
スコープ先端側に前記透過形回折格子とは所定の間隔を
おいて装着され前記被測定対象上に生じる回折パターン
の投影像を撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力から
前記レーザ光源からのレーザ光に特有の色情報を抽出す
る色情報抽出手段と、該色情報抽出手段で抽出された色
情報により前記被測定対象上に投影された回折パターン
を認識して当該被測定対象の所要の計測をする処理手段
とを有する内視鏡装置が提案されている。

この内視鏡によれば、レーザ光に特有な色情報を抽出し
ているので、上述の問題を解消することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、レーザ光特有の色情報を抽出し強調する
上記従来の内視鏡においては、生体粘膜等の被写体が赤
色調を呈している場合、赤色（Ｒ）のレーザ光を使用す
ると、被写体からの反射光が非常に多くなって、観察像
と計測用のパターン像の分離が困難となるという問題点
があった。さらに、上記内視鏡にあっては、被写体が赤
色調を呈している場合に、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）系の
レーザ光にて計測用パターンを投影した場合、被写体で
の吸収が非常に多いため、遠点のパターン投影位置の検
出が困難になるという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、計測用の
パターンを明瞭に検出することができて確度良く計測を
行うことのできる計測用内視鏡装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の計測内視鏡装置は、被写体に観察光を照射する
観察照射手段と、被写体に計測のため測定光を照射する
測定光照射手段とを備えた内視鏡計測装置において、前
記観察照射手段による被写体像を複数の色情報に分離す
るとともに、前記測定光照射手段により照射される照明
光を、前記被写体を色分離した複数の色情報のうち、少
なくとも被写体における反射率の低い波長領域の色信号
を含む色信号に変換して色分離を行う色分離手段と、前
記観察照射手段により照射された被写体及び色分離手段
により色分離された被写体像を撮像する撮像手段と１、
前記撮像手段にて得られた、色情報により前記被写体像
上の測定光位置に関連した計測演算を行う演算手段とを
備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、被写体形状の計測するに当たり、使用する
計測光の波長を被写体の吸収の少ない波長にて照明し、
得られた計測光を生体の吸収の大きい波長における画像
と同様の処理を行いことにより色分離を行い、明瞭な計
測光を得られるようにし、もって精度の良い形状データ
を得るようにしている。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡計測装置の構成を示すブロック図、第２図は
観察光とレーザ光の照射タイミングを示すタイミングチ
ャート、第３図はＣＣＤ上のスポット像を示す説明図、
第４図及び第５図は測距の原理を示す説明図である。

第１図に示すように、この実施例の内視鏡計測装置は、
面順次式の撮像方式を用いており、電子内視鏡１と、こ
の電子内視鏡１に接続されるコントロールユニット２０
と、このコントロールユニット２０に接続されるテレビ
モニタ２９Ｒ１２９Ｌと、前記コントロールユニット２
０に接続されるパーソナルコンピュータ（以下、パソコ
ンと記す、）３０と、このパソコン３０に接続されるパ
ソコンモニタ３１とを備えている。

前記電子内視鏡１は、細長で可視性を有する挿入部２と
、この挿入部２の後端に連設された操作部３と、この操
作部３の側部から延設されたユニバーサルコード４とを
備えている。前記ユニバーサルコード４の端部には、前
記コントロールユニット２０に接続されるコネクタ５が
設けられている。前記挿入部２の先端部には、視差を有
する２つの位置に対物レンズ６Ｒ，６Ｌが設けられてい
る。この対物レンズ６Ｒ，６Ｌの各結像位置には、それ
ぞれｑｃＤ７Ｒ，７Ｌが配設されている。また、挿入部
２の先端部には、測定光を出射するレーザダイオード８
が設けられている。このレーザダイオード８は例えば赤
色光を出射し、この光を集光レンズ９によって集光し、
スポット光として被写体１０に投影されるようになって
いる。前記ＣＣＤＤ７Ｒ，７Ｌ、及びレーザダイード８
に接続された信号線は、挿入部２、操作部３及びユニバ
ーサルコード４内を挿通されてコネクタ５に接続されて
いる。また、挿入部２の先端部には、ライトガイド１２
の先端面が配置されている。このライトガイド１２は、
挿入部２、操作部３及びユニバーサルコード４内を挿通
され、入射端部をコネクタ５に接続している。

前記コントロールユニット２０内には、観察光を出射す
るランプ２１が設けられ、このランプ２１と前記ライト
ガイド１２の入射端との間の光路上に、ランプ２１側か
ら順に、集光レンズ２２、回転フィルタ２３が配設され
ている。前記回転フィルタ２３は、周方向に沿って配列
された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長領域の光
を透過するフィルタを有し、モータ２４によって回転さ
れて、前記各フィルタが順次照明光路中に介装されるよ
うになっている。

また、コントロールユニット２０内には、前記ＣＣＤ７
Ｒ，７Ｌに接続されるビデオ回路２６Ｒ１２６Ｌと、レ
ーザダイオード８に接続されるレーザ駆動回路２８が設
けられている。レーザ駆動図８２８は、その発振タイミ
ングをタイミングコントローラ２５に同期して発信する
モードを発振を行わないモードのいずれかにモード切替
え信号ＭＳにて切替え可能となっている。

前記ビデオ回路２６Ｒ，２６Ｌは、それぞれＣＣＤ７Ｒ
，７Ｌを駆動するとともに、ＣＣＤ７Ｒ。

７Ｌの出力信号を映像処理するようになっている。

また、ビデオ回路２６Ｒにはフレームメモリ２７Ｒが接
続され、ビデオ回路２６Ｌにはフレームメモリ２７Ｌが
接続されている。

フレームメモリ２７Ｒは、パソコン３０及びテレビモニ
タ２９Ｒが接続され、フレームメモリ２７Ｌは、パソコ
ン３０及びテレビモニタ２９Ｌが接続されている。

また、レーザ駆動回路２８、フレームメモリ２７Ｒ，２
７Ｌは、タイミングコントローラ２５によってタイミン
グが制御されている。

ここで、色分離手段は、被写体からの反射が多い波長の
レーザ光を出力できるレーザダイオード８を選択し、か
つ回転フィルタ２３を通して得た観察用照明光が被写体
に吸収され易い波長の光のときに、前記レーザダイオー
ド８からスポット光を出力することにより、被写体に吸
収され易い波長のスポット反射光が得られるようにした
ものである。

次に、第２図ないし第５図を参照して本実施例の作用に
ついて説明する。

ランプ２１から出射された光は集光レンズ２２で集光さ
れ、回転フィルタ２３の各フィルタを透過することによ
り、Ｒ，Ｇ、Ｈの各波長領域の光に時系列的に分離され
る。この時系列的にＲ，Ｇ。

Ｂに分離された観察用照明光は、電子内視鏡１のライ１
〜ガイド１２の入射端に入射し、電子内視鏡１の挿入部
２の先端部から被写体１０に向けて照射される。

一方、レーザ駆動回路２８は、モード切替え信号ＭＳに
より、計測モードと観察モードに切替え可能となってい
る。

ここで、観察モードが選択されている場合は、レーザダ
イオード８は、第２図に示すように発振は行わず、通常
の観察を行う、この場合、ＣＣＤ７Ｒ，７Ｌで得た映像
信号は、ビデオ回路２６Ｒ１２６Ｌで処理されてフレー
ムメモリ２７Ｒ，２７Ｌに格納される。フレームメモリ
２７Ｒ，２７Ｌからのデータは、テレビモニタ２９Ｒ１
２９Ｌで映像化される。

モード切替え信号ＭＳにより、第２図（ｃ）のように時
刻ｔで計測モードが選択されたばあいは、タイミングコ
ントローラ２５に同期して、第２図（ａ）に示すように
観察光がＢ色の照明のタイミングにて、レーザ駆動回路
２８がレーザダイオード８を駆動し、スポット光を被写
体１０に照明する。

ここで、被写体として生体粘膜を計測している場合、生
体に含まれる色素により被写体は赤色調を呈している。

このことは、Ｂ、Ｇ色の反射に比較してＲ色の反射が大
きい事を意味し、逆にＢ、Ｇ色の波長領域の照明光はＲ
色に比較して吸収が大きいことを意味している。したが
って、レーザダイオード８の発振波長を一般的な赤色、
または赤外領域などの長波長に選択することにより、生
体粘膜への吸収が少なく発振強度が微弱であっても十分
な光量の計測用のスポット光が得られることになる。

一方、観察用の照明光であるＲ、Ｇ、Ｈの各照明光のう
ち、Ｂの照明光は上記の理由によりその反射光がきわめ
て微弱である。そこで、タイミングコントローラ２５に
より、観察光のＢ色の照明タイミングにおいて、生体粘
膜による吸収が少ない長波長のレーザダイオード８にて
スボ・ント光を照明することにより、遠景においても明
瞭な計測用のスポット光が得られることになる。

観察光及びレーザ光にて生体粘膜等の被写体は、対物レ
ンズ６Ｒ，６Ｌにて結像されＣＣＤ７Ｒ。

７Ｌにて光電変換された後、ビデオ回路２６Ｒ２２６Ｌ
にて生体粘膜のカラー画像及びレーザダイオード８によ
る計測用スポット光が映像化される。

ここで、上記実施例では、レーザダイオード８の発振波
長は生体に吸収されにくい長波長の光を発振しているも
のの、観察光がＢ色の照明のタイミングにて照射されて
いるため、Ｂ色の画像として処理される。

処理された画像はフレームメモリ２７Ｒ，２７Ｌに記憶
され、テレビモニタ２９Ｒ１２９Ｌで画像として表示さ
れる。また、前記フレームメモリ２７Ｒ，２７Ｌに記憶
されたスポット光像は、パソコン３０に入力され、電子
内視鏡１の先端から被写体上のスポット光までの距離が
計算されることになる。

尚、メチレンブルー、コンゴーレッドなどにより染色を
観察時に行った場合に、被写体の分光特性が変化するこ
とで観察画像のＧ成分、またはＲ成分に比較してレベル
が小さくなった場合は、タイミングコン！・ローラ２５
によるレーザ光源３４の発光タイミングをＢ色から、Ｇ
色またはＲ色に変更しても良い、上記の変更は、観察画
像の各ＧＢのうち最も低い画像の照明光の発光タイミン
グに自動的に変更しても良い。

また、上記実施例は、第２図（ｄ）に示すように、生体
の反射の多いＲ色と、生体の反射の少ないＢ色のタイミ
ングにて、レーザダイオード８から計測光を照射するこ
とにより、計測光がＭｇ（マゼンタ）に発色するので、
これにより計測光を照明光より分離しても良い。

次に、第３図ないし第５図を参照して前記パソコン３０
における測距の原理について説明する。

尚、説明を簡単にするため、第４図及び第５図は、対物
レンズ６Ｒ１６Ｌの光軸を含む平面で切断した図として
いる。

第４図に示すように、被写体上の点Ｐから発せられた光
は、対物レンズ６Ｒ，６Ｌによって、ＣＣＤ７Ｒ，７Ｌ
上の点Ａ、Ｂに結像する。対物レンズ６Ｒ，６Ｌの中心
Ｃと点Ａを結ぶ線分を平行移動し、対物レンズ６Ｒの中
心に０点を重ねる。

このとき点Ａは、ＣＣＤＴＲ上の点Ａ′に位置すること
になる。ＣＣＤ７Ｌ上の点Ａ、ＣＣＤ７Ｒ上の点Ｂ、Ａ
’の一例を、それぞれ第３６（ａ）、（ｂ）に示す、第
４図に示すように、三角形ＰＣＤと、三角形ＤＡ’　Ｂ
は相似であり、その高さｈ、ｆは、以下の関係にある。

ｈ：ｆ＝ＣＤ：Ａ’Ｂ ゆえに、　ｈ＝ｆｌ／ｄ　　　　　　・・・（１）尚、
ｈは点Ｐとレンズ６Ｒ，６Ｌの中心を結ぶ線との距離で
あり、ｆは対物レンズ６Ｒ，６ＬとＣＣＤ７Ｒ，７Ｌと
の距離であり、１は対物レンズ６Ｒ，６Ｌの中心間の距
離であり、ｄはＡ’Ｂである。

また、第５図に示すように、対物レンズ６Ｌの中心から
光軸を引き、この光軸とＣＣＤ７Ｌが交差する点をＭ、
点Ｐから光軸に垂直に下ろしたとこの交点をＱとする。

三角形ＰＱＣと三角形ＡＭＣは相似であり、その高さり
、ｆは、以下の関係にある。

ｈ：ｆ＝ＰＱ：ＡＭ ゆえに、　　Ｗ＝ｅｈ／ｆ 尚、Ｗは点Ｐから対物レンズ６Ｌの光軸までの距離（点
ＰＱ間の距離）、ｅは点ＡＭ間の距離である。

上式に式（１）を代入すると、次の式（２）が得られる
。

Ｗ＝ｅｌ／ｄ　　　　　　　　　　　　・・・（２）第
３図（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザスポット光像
４５として点Ａ、Ｈに結像しているとすれば、ＣＣＤ上
における左右画像のずれｄ、及びＣＣＤ７Ｌ上のスポッ
ト光像４５の一光軸からの距離ｅは、パソコン３０で容
易に計算できる。

また、対物レンズ６Ｒ，６ＬとＣＣＤ７Ｒ，７Ｌの位置
関係からｆが導かれ、対物レンズ６Ｒ。

６Ｌの間隔すなわち視差１は既知である。

従って、パソコン３０で、前記距離ｄ及びｅを求め、前
記式（１）、式（２）に代入することにより、ｈとＷが
計算される。すなわち、対物レンズ６Ｌの中心と被写体
上のスポット光との位置関係が求められる。その結果、
対物レンズ６Ｌの中心と被写体上のスポット光Ｐの距離
ＰＣは、ＰＣ＝　（Ｗ２　＋ｈ２　）　１／２ として求められる。同様にして、対物レンズ６Ｒと被写
体上のスポット光Ｐの距離も求めることができる。

尚、測距の結果は、パソコンモニタ３１に表示される。

また、必要に応じてスポット光像もパソコンモニタ３１
に表示しても良い。

このように上記第１実施例は、上述のように、ランプ２
１、集光レンズ２２、回転フィルタ２３、モータ２４、
タイミングコントローラ２５からなる観察光照射手段で
被写体像を複数の色情報に分離し、レーザ駆動回路２８
、レーザダイオード８からなる測定光照射手段により照
射される照明光（スポット光）を、前記色分離した複数
の色情報のうちで被写体における反射率の低い波長領域
での色信号とすることにより色分離を行い、色分離手段
により色分離された被写体像を撮像することにより、計
測用のスポット光を明瞭に検出することを可能とした。

これにより、撮像手段から得られた色情報を基に前記被
写体上の測定光の位置に関連した計測演算を精度良く演
算することができる。

第６図は本発明の第２実施例におけるＣＣＤ上のスポッ
ト像を示す説明図である。

第１実施例では、レーザスポットは１個のみであったが
、本実施例ではレーザダイオード８を２個用いたり、レ
ーザ光をガラスファイバ等で分割してすすることにより
、被写体上にスボッＩ・光を２個照射するようにしたも
のである。

このように被写体上にスボッ）・光を２個照射すると、
ＣＣＤ７Ｒ，７Ｌ上でのスポット光像は、それぞれ第６
図（ａ＞、（ｂ）に示すようになる。

尚、図中、点Ｊと点Ｓ、点にと点Ｒと、それぞれ被写体
上の同一のスボッＩ・に対応している。また、点Ｊ’、
に′は、ＣＣＤ７Ｌ上の点Ｊ、Ｋに対応するＣＣＤ７Ｒ
上の点である。

第１実施例と同様の原理により、各スポットに対応する
ＣＣＤ上における左右画像のずれ及びＣＣＤ７Ｌ上のス
ポット光像の光軸からのずれ、すなわち、第６図中のｅ
ｙｌ、ｅｙ２．ｅｘｌ、ｅｘ２．ｄｘｌ、ｄｘ２．ｄｙ
ｌ、ｄｙ２を基に、対物レンズ６Ｌの中心と被写体上の
２つのスポット光の位置関係が求められる。その結果、
被写体上の２つのスポット光間の距離を算出することが
できる。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第７図ないし第１０図は本発明の第３実施例に係り、第
７図は本発明の第３実施例の計測内視鏡装置の構成を示
すブロック図、第８図は同実施例の内視鏡の先端構成部
を示す説明図、第９図はＣＯＤにおける光フィルタの特
性を示す説明図、第１０図は同実施例の処理を説明する
ためのフローチャートである。

まず、第７図及び第８図を用いて計測内視鏡装置の構成
を説明すると、レーザ光源３４からのレーザ光をガイド
するライトガイド３５と、白色光光源３６からの観察光
をガイドするライトガイド３７とが束ねられており、か
つ先端構成部に、透過型ファイバ解析格子３８と、観察
光照明用レンズ３９と、ＣＣＤ４０と、被写体像を色情
報に分離する光フィルタ４１と、対物レンズ４２とを設
けて、電子内視鏡４３が構成されている。

電子内視鏡４３において、レーザ光源３４からのレーザ
光は、ライトガイド３５を介して透過型ファイバ解析格
子３８に導かれ、透過型ファイバ解析格子３８で一定の
間隔の行列状の光スポット５５にして被写体５６に照射
される。白色光光源３６の観察光は、ライトガイド３７
で導かれレンズ３９を介して被写体５６に照射される。

観察光及びレーザ光のスポット光で照明された被写体５
６は、対物レンズ４２、光フィルタ４１を介してＣＣＤ
４０上に結像される。このＣＣＤ４０上の像は、電気信
号に変換されて、カメラコントロール４４に入力される
。カメラコン）・ロール４４で形成された映像信号は、
デコーダー４５でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色
成分の信号に変換され、Ａ／Ｄ変換コンバータ４６でデ
ジタル化される。Ａ／Ｄ変換コンバータ４６の出力は、
フレームメモリ４７に記憶される。このフレームメモリ
４７に記憶されたデータは、Ｄ／Ａ変換コンバータ４８
でアナログ信号に変換された後、モニタ４９に表示され
る。

デコーダー４５からの所定の色信号、例えばＢ信号は比
較演算部５０に入力されている。この比較演算部５０に
は、基準レベル発生部５１からの基準信号が入力されて
いる。比較演算部５０で比較された結果は、スポット座
標検出部５２でスポット座標が検出されてメモリ５３に
記憶される。

このメモリ５３のデータは、読み出してモニタ５４或い
はモニタ４９に表示できる。

次に、第９図及び第１０図を用いて作用を説明する。

まず、光フィルタ４１は、第９図に示すように、シアン
、マゼンタ、イエローの三色をモザイク状に配置したモ
ザンク状に配置したフィルタで構成されている。このマ
ゼンタのフィルタ以外を赤外光カット特性を持たせ、か
つレーザ光源３４を赤外レーザ光が出力できるものにし
ている。

このような条件で、電子内視鏡４３の先端を被写体５６
部に挿入する。そして、レーザ光源３４を動作させてレ
ーザ光は、ライトガイド３５を介して透過型ファイバ解
析格子３８に導かれ、透過型ファイバ解析格子３８で一
定の間隔の行列状の光スポット５５にして被写体５６に
照射される。

白色光光源３６の観察光は、ライトガイド３７で導かれ
レンズ３９を介して被写体５６に照射される。観察光及
びレーザ光のスボッＩ・光で照明された被写体５６は、
対物レンズ４２、第９図の特性を有した光フィルタ４１
を介してＣＣＤ４０上に結像される。ＣＣＤ４０から出
力された映像信号は、カメラコントロール４４に入力さ
れると、カメラコントロール４４内のカラー演算回路（
図示せず）により輝度信号及び色差信号が得られて、こ
れがデコーダー４５に与えられる。横デコーダー４５に
与えられた信号は、デコーダー４５によりＲ，’Ｇ、Ｂ
の各色成分情報とされて、Ａ／Ｄ変換コンバータ４６で
Ａ／Ｄ変換されてフレームメモリ４７に記憶される。フ
レームメモリ４７からのデータは、Ｄ／Ａ変換コンバー
タ４８でＤ／Ａ変換されて、モニタ４９がカラー表示さ
れる。

一方、被写体５６の計測に関しては、デコーダー４５で
得られた例えばＢ包成分情報がノイズ処理を行われた後
（ステップ５７）、比較演算部５０に導かれる。比較演
算部５０では、基準レベル発生部５１から基準レベルＴ
ｈより大きいレベル成分のみが取り出される（ステップ
５８）、この比較演算部５０からの出力は、スポット座
標検出部５２に入力されて、スポット座標検出部５２に
おいて、基準レベルＴｈより大きいレベル部分を“１”
とし、小さい部分を“０″とする２値化処理が行われる
（ステップ５９）。このようにして得たデータは、スポ
ット座標検出部５２において、さらに細線化してスポッ
トの中心点を求める細線化処理が行われる（ステップ６
０）。そして、当該スポット光パターンの画像により、
透過型ファイバ解析格子３８とＣＣＤ４０との間に設定
された所定の間隔に対応した視差方向の座標を検出し、
各光スポットの座標データが求められる（ステップ６１
）、このようにして求めた座標データは、一端メモリ５
３に記憶される（ステップ６２）。

このようしてメモリ５３に記憶されたデータは、適宜読
み出されてモニタ５４に表示される。

この第３実施例は、白色光光源３６からの観察光を被写
体５６に照射し、かつ例えば被写体で良く反射する赤色
レーザ光或いは赤外レーザ光を発光するレーザ光源３４
を選択し、観察光と計測光（レーザ光スポット）とで得
た被写体を光フィルタ４１で分離し、被写体で反射が一
番少ない色のの光フィルタ４１を通して光スポットを分
離し、これをＣＣＤ４０で撮像する。この撮像した映像
信号を処理することにより映像の距離を求めることがで
きる。

第１１図は本発明の第４実施例の計測内視鏡装置を示す
構成図である。

本実施例では、第１実施例における電子内視鏡１の代わ
りに、ファイバスコープ６３と２つのテレビカメラ６４
Ｒ，６４Ｌを用いている。また、ファイバスコープ６３
と２つのテレビカメラ６４Ｒ，６４Ｌとにより、第３実
施例の色分離手段を採用している。すなわち、第４実施
例では、観察光を白色を使用し、かつ赤色レーザ光・赤
外レーザ光を計測光としてレーザスポットを照射し、テ
レビカメラ６４Ｒ，６４Ｌの三原色分離用のフィルタに
より被写体の反射の少ない波長域の色情報を含む色信号
を取り出してレーザスポットをを確実に抽出している。

ここで、第４実施例では、前記ファイバースコープ６３
は、操作部３の後端に、右目に対応する接眼部６５Ｒと
、左目に対応する接眼部６５Ｌとが設けられている。ま
た、対物レンズ６Ｒ，６Ｌの結像位置に、ＣＣＤ７Ｒ，
７Ｌの代わりに、イメージガイド６６Ｒ，６６Ｌの先端
面が配置されている。このイメージガイド６６Ｒ，６６
Ｌの先端面が配設されている。このイメージガイド６６
Ｒ，６６Ｌは、挿入部２及び操作部３内を挿通され、後
端部は前記接眼部６５Ｒ，６５Ｌに尋かれている。そし
て、対物レンズ６Ｒ，６Ｌによって結像された各被写体
は、それぞれイメージガイド６６Ｒ，６６Ｌによって接
眼部６５Ｒ，６５Ｌに伝達され、この接眼部６５Ｒ，６
５Ｌから観察されるようになっている。また、この接眼
部６５Ｒ１６５Ｌには、それぞれ接眼部６５Ｒ，６５Ｌ
から観察される画像を撮像する超小型のテレビカメラ６
４Ｒ，６４Ｌが接続されている。このテレビカメラ６４
Ｒ，６４Ｌは、それぞれ第３実施例と同様のコントロー
ルユニット７０内のビデオ回路７ＩＲ，７１Ｌに接続さ
れている。また、本実施例では、レーザ光ライトガイド
６９が設けられている。このレーザ光ライトガイド６９
は、挿入部２内に挿通され、入射部はレーザダイオード
７２を含むレーザユニット７３に接続されている。また
、このレーザ光ライトガイド６９は、その先端部が屈曲
可能で、レーザスポットを被写体の任意の位置に投射で
きるようになっている。このレーザ光ライトガイド６９
は、その先端側に屈曲させる手段を設けても良いし、フ
ァイバスコープ６３の鉗子チャネルを通して先端部に導
入し、ファイバスコープ６３に組み込まれている鉗子起
上装置を用いて先端の方向に変えるようにしても良い。

本実施例によれば、観察像を固定したままで、測定用の
レーザスポットの位置を変えることができる。

その他の構成は、第１実施例と同様であり、その作用、
効果は第３実施例と同様である。

次に、第１２図及び第１３図は、本発明の応用例に係り
、第１２図は本発明の応用例を示すブロック図、第１３
図は先端部の構造を示す説明図である。

第１２図及び第１３図に示す応用例は、被写体に観察光
を照射する観察照射手段と、被写体に計測のため測定光
を照射する測定光照射手段とを備えた内視鏡計測装置に
おいて、前記観察照射手段及び測定光照射手段により照
射された被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に
て得られた被写体の色情報のうち、相関の高い二つの色
情報がら測定光を抽出する色分離手段と、前記被写体像
上の測定光位置に関連した計測演算を行う演算手段とを
備えており、具体的構成は以下の通りである。

すなわち、第１２図及び第１３図を用いて計測内視鏡装
置の構成を説明すると、レーザ光源７４からのレーザ光
をガイドする光ファイバ７５と、白色光光源７６からの
観察光をガイドする光ファイバ７７とが束ねられており
、かつ先端構成部に、透過型ファイバ解析格子７８と、
観察光照明用レンズ７９と、ＣＣＤ８０と、被写体像を
色情報に分離するＲ、Ｇ、Ｂをモザイク状に配置した光
フィルタ８１と、対物レンズ８２とを設けて、電子内視
鏡８３が構成されている。

電子内視鏡８３において、レーザ光源７４からのレーザ
光は、光ファイバ７５を介して透過型ファイバ解析格子
７８に導かれ、透過型ファイバ解析格子７８で一定の間
隔の行列状の光スポット９５にして被写体９６に照射さ
れる。白色光光源７６の観察光は、光ファイバ７７で尋
かれレンズ７９を介して被写体９６に照射される。観察
光及びレーザスポットで照明された被写体９６は、対物
レンズ８２、光フィルタ８１を介してＣＣＤ８０上に結
像される。このＣＣＤ８０上の像は、電気信号に変換さ
れて、カメラコントロール８４に入力される。カメラコ
ントロール８４で形成された映像信号は、デコーダー８
５でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の信号に
変換され、Ａ／Ｄ変換コンバータ８６でデジタル化され
る。　Ａ／Ｄ変換コンバータ８６の出力は、フレームメ
モリ８７に記憶される。このフレームメモリ８７に記憶
されたデータは、Ｄ／Ａ変換コンバータ８８でアナログ
信号に変換された後、モニタ８９に表示される。

ここで、Ｄ／Ａ変換コンバータ８８の出力は、特に相関
の良いＧおよび８画像のレベルを合わせるオートゲイン
回路９ｏに入力される。オートゲイン回路９０では、Ｇ
Ｂ画像信号のレベルを一致させる。オートゲイン回路９
ｏでレベルが一致されたＧＢ画像信号は、差検出器９１
でレベル差を検出する。差検出器９１で検出されたレベ
ル差画像は、波形成形回路９４において、スポット光以
外のノイズ成分を除去するとともにスポット光パターン
のみの波形を出方する。この出力はパターン整形回路９
３に入力されて、このパターン整形回路９３において２
値化、細線化等の処理を行うようになっている。このよ
うにして得られたスポット光パターンは、パソコン９４
に入力されて、形状に関する情報を計算される。このパ
ソコン９４で得られた形状に関するデータは、ＴＶモ、
ニタ９７にて表示されるようになっている。

このように構成された応用例の作用を以下に説明する。

レーザ光源７４からのレーザ光は、光ファイバ７５を介
して透過型ファイバ解析格子７８に尋がれ、透過型ファ
イバ解析格子７８で一定の間隔の行列状の光スポット９
５にして被写体９６に照射される。一方、白色光光源７
６の観察光は、光ファイバ７７で尋かれレンズ７９を介
して被写体９６に照射される。このような状態にあって
、レーザ光源７３がら赤外線領域の光を照射すると、そ
のスポット光が８画像化される。ここで、生体粘膜を撮
像する内視鏡装置における各ＲＧＢ画像のうち、０８画
像は非常の相関が高いことが知られている。そこで、Ｄ
／Ａ変換コンバータ８８から出力されるＲＧＢ画像信号
のうちの相関の高いＧＢ画像信号を、オートゲイン回路
９０に入力する。

オートゲイン回路９０では、ＧＢの画像間の相関を向上
させるために、２種の画像のレベルをそろえ、差検出回
路９１に入力する。差検出回路９１は、２種の画像の差
を検出する。ここで、通常の内視鏡画像であればわずか
なノズル成分のみであるのだが、８画像において計測用
のスポット光が照射されているので、当該スポット光が
Ｂ色信号に変換されてＣＣＤ８０に入力される。したが
って、差検出回路９１により出力される画像は、スポッ
ト光が出力される。次に、差検出回路９１により出力さ
れたスポット光画像は、波形整形回路９２に入力されノ
ズル処理を行い波形を整形し、パターン整形回路９３に
おいて２値化及び細線化処理が行われる。このようにし
て得たスポット光パターンは、形状データとしてパソコ
ン９４に入力される。パソコン９４では、当該形状デー
タを演算処理を行うことで、形状データをＴＶモニタ９
７に表示することができる。

このような応用例によれば、相関の良いＧＢの画像デー
タより計測用のスポット照明光が検出されるので、観察
者は通常の画像を観察しながら被写体の形状データを得
ることが可能となる。

第１４図は、本発明の第２の応用例を示すブロック図で
ある。

この第２の応用例は、時系列的に色分離した画像を映像
化する面順次方式電子スコープ１０１と、面順次方式を
採用した計測内視鏡装置１０２と、電子スコープ１０１
にて形状データを得るために被写体にスポット光を照明
するレーザ発振装置１０３と、計測用内視備装Ｗ１０２
より出力された各ＲＧＢ画像信号のうち相関の高い２種
の画像を選択するセレクタ１０４と、セレクタ１０４に
て選択された２つの画像信号を各々デジタルデータに変
換するＡ／Ｄ変換回路１０６，１０７と、Δ／Ｄ変換回
路１０６．１０７より出力された画像データの相関を算
出し最も相関の高い２種の画像を選択するようにセレク
タ１０４をコントロールするとともに、スポット照射時
において相関の極端に悪い箇所を算出する相関演算器１
０８と、相関演算器１０８にて演算された相関の悪い箇
所のデータよりスポット光の座標を計算するスポット光
座標検出器１０９と、計算されたスポット光座標を記録
するメモリ回路１１０と、計算された座標から被写体の
形状に関するデータを計算処理するパソコン１１１と、
計算結果を表示するＴＶモニタ１１２とから構成されて
いる。

このように構成した第２の応用例の作用を以下に説明す
る。

通常の観察も可能な電子内視鏡１０１にて被写体の形状
を算出するなめに、計測用の開始の信号を、フットスイ
ッチにてタイミングコントローラ１０５及び相関演算器
１０８に入力する。相関演算器１０８は、２種の画像の
相関を演算し最も相関の良い２種の画像をセレクタによ
り切替えることにより選択する。この相関演算器１０８
は、選択終了後、計測用内視鏡装置１０２内に設けた照
明装置の照明タイミングのうち相関の良い２種の画像の
照明タイミングの一方について、タイミングコントロー
ラ１０５を介してレーザ発振装置１０３を駆動する。こ
れにより、先端構成部がら計測用スポット光が照明され
る。照明されたスポット光画像は電子内視鏡１０１にて
撮像され、計測用内視鏡装置１０２にて映像化された後
、セレクタ１０４により一方が計測用のスポット光を照
明された互いに相関の良い二種の画像がセレクタにて選
択され、Ａ　／　Ｄ　＝７７バータ１０６．１０７　Ｇ
、：てデジタル信号に変換された後、相関演算器１゜８
にて２種の相関を算出する。ここで、相関の良い２種の
画像の一方に計測用のスポット光照明を照射しているの
で、相関演算器１０８より算出される相関の極端に外れ
ているポイントをスポット光として検出しスポット光座
標検出器゛１０９に出力する。相関演算器１０８にて検
出されたスポット光は、スポット光座標検出器１０９に
て各スポット光の座標を検出し、メモリ１１０にて各ス
ボット光の座標を記録する。この後、パソコン１１１に
て被写体の形状データを算出した後ＴＶモニタ１１２に
て表示する。

このように構成された応用例は、相関の良い画像をスポ
ット光照射に先立ち算出することで、通常の画像及び各
種染色画像に関しても精度良くスポット光の算出が可能
となり、被写体の各形状データの算出が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、観察光照射手段に
よる被写体像を複数の色情報に分離するとともに、測定
光照射手段により照射される照明光を、前記被写体像を
色分離した複数の色情報のうち、被写体の反射率の低い
波長領域の色信号として色分離を行い、色分離された被
写体及び測定光照射手段にて照射された被写体像を撮像
することにより、計測光光を明瞭に検出することが可能
となり、かつ色情報により前記被写体上の測定光の位置
に関連した計測演算を精度良く演算することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡計測装置の構成を示すブロック図、第２図は
観察光とレーザ光の照射タイミングを示すタイミングチ
ャート、第３図はＣＣＤ上のスポット像を示す説明図、
第４図及び第５図は測距の原理を示す説明図、第６図は
本発明の第２実施例におけるＣＣＤ上のスポット像を示
す説明図、第７図ないし第１０図は本発明の第３実施例
に係り、第７図は本発明の第３実施例の計測内視鏡装置
の構成を示すブロック図、第８図は同実施例の内視鏡の
先端構成部を示す説明図、第９図はＣＣＤにおける光フ
ィルタの特性を示す説明図、第１０図は同実施例の処理
を説明するためのフローチャート、第１１図は本発明の
第４実施例の計測内視鏡装置を示す精成図、第１２図及
び第１３図は本発明の応用例に係り、第１２図は本発明
の応用例を示すブロック図、第１３図は先端部の構造を
示す説明図、第１４図は本発明の第２の応用例を示す説
明図である。 １・・・電子内視鏡、７Ｒ，７Ｌ・・・ＣＣＤ、８・・
・レーザダイオード、２１・・・ランプ、２３・・・フ
゛イルタ、２５・・・タイミングコントローラ、３４・
・・レーザ光源、３６・・・白色光光源、３８・・・透
過型ファイバ解析格子、４０・・・ＣＣＤ、４１・・・
フィルタ、４４・・・カメラコントロール、４５・・・
デコーダー）→ ＝ミ鴫 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 第５図 第９１１１ 第１０図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体に観察光を照射する観察照射手段と、被写体に計
   測のため測定光を照射する測定光照射手段とを備えた内
   視鏡計測装置において、 前記観察照射手段による被写体像を複数の色情報に分離
   するとともに、前記測定光照射手段により照射される照
   明光を、前記被写体を色分離した複数の色情報のうち、
   少なくとも被写体における反射率の低い波長領域の色信
   号を含む色信号に変換して色分離を行う色分離手段と 前記観察照射手段により照射された被写体及び色分離手
   段により色分離された被写体像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段にて得られた、色情報により前記被写体像
   上の測定光位置に関連した計測演算を行う演算手段と を備えたことを特徴とする計測用内視鏡装置。