JPS63228117A - 内視鏡用光源装置 - 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、面順次式の撮像手段を備えたスコープ、同時
式の撮像手段を備えたスコープ、およびファイバスコー
プに適合する照明光を供給できる内視鏡用光源装置に関
する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、
体腔内に細長の挿入部を挿通ずることにより、体腔内臓
器等を観察したり、必要に応じて処置具チＶンネル内に
挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視鏡（
スコープまたはファイバスコープとも呼ぶ。）が広く用
いられている。

また、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体搬像素子を撮像
手段に用いた電子スコープも種々提案されている。この
電子スコープは、ファイバスコープに比べて解像度が高
く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、画像の
拡大や２画像の比較等の画像処理が容易である等の利点
を有する。

前記電子スコープのカラー画像の搬像方式には、例えば
、特開昭６１−８２７３１　弓公報に示されるように、
照明光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等に順次切換え
る面順次式と、例えば、特開昭６０−７６８８８号公報
に示されるように、固体搬像素子の前面にＲ，Ｇ、Ｂ等
の色光をそれぞれ透過する色フィルタをモザイク状等に
配列したフィルタアレイを設けた同時式とがある。面順
次式は、同時式に比べて画素数を少なくできるという利
点を有し、一方、同時式は、色ずれを生じないという利
点を有する。

また、前記電子スコープは、その使用目的により、多種
化している。例えば、上部あるいは下部消化器用では、
挿入部の外径が１０φ履前後のものが用いられている。

これに対し、例えば、気管支用では、通常外径５φｍ前
後以下のものが必要とされる。このように、挿入部の外
径が広範囲にわたる種々の電子スコープに対して、同−
秤のＭ１像素子及び同一種の撮像方式を用いることは、
物理的、性能的に無理がある。すなわち、例えば、気管
支用（Ｉｔ径）の電子スコープを実現さゼるためには、
画素数の少ないＷ＆像素子を用いることにならざるを得
ない。

このように画素数が少ない場合には、解像度の低下を防
ぐために、カラーモザイクフィルタを用いた同時式の撮
像方式よりも、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長の光で面順次方式に
照明し、その照明のもとで面順次撮像し、これらを合成
してカラー表示する面順次式のカラー撮像方式が有利で
ある。

一方、外径１０φ■前後のものに対しては、画素数を多
くし、搬像方式を同時式とすることが、画質向上のため
に有利である。

ところで、前記ファイバスコープあるいは電子スコープ
は、一般に、各スコープに適合する照明光を供給する光
源装置に接続して用いられる。

前記ファイバスコープ、面順次式の電子スコープ、同時
式の電子スコープでは、照明方法が異なる。すなわち、
ファイバスコープと同時式の電子スコープでは白色光を
必要とし、面順次式の電子スコープではＲ，Ｇ、Ｂ等に
順次切換ねる光を必要とする。しかしながら、従来の光
源装置は、面順次式の電子スコープと、同時式の電子ス
コープあるいはファイバスコープとのどちらか一方に対
応する照明光しか出力できず、そのため、使用音は、ス
コープの種類によって、それぞれ異なる光源装置を用意
し、異なる操作を行なう必要があり、経済性、効率が悪
かった。

尚、特開昭６０−２４３６２５号公報には、面順次式の
光源装置を備えた電子スコープの制御装置に、像伝達用
の光学繊維束を備えたファイバスコープにカメラを接続
してモニタテレビ等の表示画面で観察することができる
ようにした接続システムが開示されている。しかしなが
ら、このシステムでは、同時式の電子スコープを用いる
こと、及びファイバスコープを用いて肉眼観察すること
はできない。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一つ
の光源によって面順次式の撮像手段を備えたスコープ、
同時式の撮像手段を備えたスコープ、及び肉眼観察が可
能なファイバスコープに適合する照明光を供給できる内
視鏡用光源装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、白
色光を出射する光源装置において、この光源と被写体と
の間に面順次の各色光を順次透過するフィルタを機械的
に選択挿脱する挿脱手段とを設け、同時式の撮像手段を
備えたスコープ及びファイバスコープに適合する白色光
も出力できるようにしたものである。

［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９図は第１実施例に係り、第１図（ａ）
は光源装置の構成説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）
の各フィルタの動きを示す表、第２図（ａ）は内視鏡装
置の構成を示すブロック図、Ｍ２図（ｂ）は同時式電子
スコープの構成を示Ｊ説明図、第３図は面順次式外付は
カメラ付きファイバスコープの構成を示す説明図、第４
図は同時式外イ４１ノカメラ付きファイバスコープの構
成を示ｔａ引回、第５図はファイバスコープの構成を示
づ説明図、第６図は内視鏡装置のシステム全体を示ず斜
視図、第７図は面順次式プロセス回路の構成を示すブロ
ック図、第８図は同時式プロセス回路の構成を示１ブロ
ック図、第９図は出力回路の構成を示Ｊブロック図であ
る。

第６図に示すように、内視鏡装置１には、本実施例の光
源装置と映像低目処理を行うビデオプロ゛セッザとが収
納され、各種のスコープ（内視鏡）２Ａ、２８．２Ｇ、
２Ｄ、２Ｅのいずれをも接続　　　　゛可能とする制御
装置１ａを備えている。スコープとしては、図に示すよ
うに５種類のもの、づなわち、面順次式電子スコープ２
Ａ、カラーモザイクフィルタを使用した同時式電子スコ
ープ２Ｂ、面順次式テレビカメラを外イ」けしたファイ
アバスコープ（以下、面順次式テレビカメラ付きファイ
バスコープと記１゜）２Ｏ２同時式テレビカメラを外付
けしたファイバスコープ（以下、同時式テレビカメラ付
きファイバスコープと記づ。）２Ｄ１及びファイバスコ
ープ２Ｅがある。

前記各スコープ２Ａ、２Ｂ、２．Ｃ，２Ｄ、２Ｅは、そ
れぞれ細長の挿入部３と、この挿入部３の後端側に連設
された操作部４を有し、この操作部４からユニバーサル
コード４ａが延設され、このユニバーサルコード４ａの
先端に、光源用コネクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｇ、５Ｄ、５Ｅ
が設けられている。また、面順次式電子スコープ２Ａと
、同時式電子スコープ２Ｂでは、前記ユニバーサルコー
ド４ａの先端側に、光源用コネクタ５’Ａ、５Ｂの他に
信号用コネクタ６Ａ、６Ｂが設けられている。

また、面順次式テレビカメラ付きファイバスコープ２Ｃ
と同時式テレビカメラ付きファイバスコープ２Ｄは、フ
ァイバスコープ２Ｅの接眼部１０に面順次式テレビカメ
ラ８Ｃ１同時式テレビカメラ８Ｄをそれぞれ装着した構
成であり、各テレビカメラ８Ｃ，８Ｄから延出され信す
ケーブルの先端に信号用コネクタ６Ｃ，６Ｄが設けられ
ている。

前記各スコープ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ、２Ｅ（以下、
これら全てのスコープに共通する場合には、符号２で代
表する。）のコネクタ５Ａ、６Ａ：５Ｂ、６Ｂ：５Ｇ、
６Ｃ：５Ｄ、６Ｄ、５Ｅを接続して各スコープ２を使用
可能な状態に設定できるように、制御装置１ａの例えば
ハウジングの前面には、１組のコネクタ受けが設けられ
ている。

これらコネクタ受けは、光源用コネクタ受け１１、信号
用コネクタ受け１２とからなる。前記光源用コネクタ受
け１１は、前記各スコープ２の互いに同一形状の光源用
コネクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ、５Ｅを各々接続でき
る形状になっている。また、光源用コネクタ受け１１の
下側に隣接づる前記信号用コネクタ受け１２は、前記各
スコープ２の互いに同一形状の信号用コネクタ６Ａ、６
Ｂ。

６Ｃ，６Ｄ、を各々接続できる形状になっている。

前記ファイバスコープ２Ｆを接続して使用する場合には
、肉眼観察であるが、他のスコープ２Ａ。

２Ｂ、２Ｇ、２０を使用する場合には、掛部装置１ａの
信号出力端に接続したカラーモニタ１３によって、撮像
した像をカラー表示できるようになっている。

尚、各スコープ２におる光源用コネクタ５Ａ。

５８．５Ｃ，５Ｄ、５Ｅには、本実施例では、ライトガ
イドコネクタと共に、図示しない送気・送水用コネクタ
が設けられており、コネクタ受け１１もこれらを接続で
きる構造になっている。

前記各スコープ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２０，２Ｅの内部は
、それぞれ第２図（ａ）、第２図（ｂ）、第３図、第４
図、第５図に示ずように構成されている。

各スコープ２は、それぞれ照明光を伝送するライトガイ
ド１４が挿通され、制御装置１ａ内の光源装置１５の光
源部１５ａから入射端面に供給された照明光を出射端面
側に伝送し、この出射端面の前方に配置した配光レンズ
１６を経て、前方の被写体側を照明できるようになって
いる。

また、前記各スコープ２は、挿入部３の先端部に結像用
゛の対物レンズ１７が配設されている。この対物レンズ
１７の結像位置には、面順次式または同時式の両電子ス
コープ２Ａまたは２Ｂにおいては、ＣＯＤ等の固体撮像
索子１８が配設され、一方、ファイバスコープ２Ｅ、テ
レビカメラ８Ｃあるいは８Ｄを装置したテレビカメラ付
きファイバスコープ２Ｃまたは２Ｄでは、イメージガイ
ド１９の入射端面が臨むように配設されている。また、
前記イメージガイド１９の出射端面に対向して接眼レン
ズ２１が配設されており、ファイバスコープ２Ｅでは、
接眼部７に目を近づけて肉眼による観察を行うことがで
きるようになっている。

一方、ファイバスコープ２Ｅの接眼部７に面順次式のテ
レビカメラ８Ｃまたは同時式テレビカメラ８Ｄを装着し
たものにおいては、接眼レンズ２１に対向して図示しな
い結像用レンズを介してそれぞれ固体撮像索子２２が配
設されている。

搬像手段を構成する固体Ｉｌｉｌ素像１８または２２は
、撮像面に結像された光学像を光電変換し、プリアンプ
２４で増幅された後、信号伝送ラインを経て、信号用コ
ネクタ６　（６Ａ、６８．６０゜６Ｄを代表する。）側
に伝送し、このコネクタ６が接続された信号用コネクタ
受け１２を経て、ビデオプロセッサ２５ａまたは２５ｂ
に入力されるようになっている。また、各固体撮像素子
１８または２２には、前記ビデオプロセッサ２５ａまた
は２５ｂのドライバ２６ａまたは２６ｂから固体ｍ像素
子駆動用クロックが印加されるようになっている。

ま、た、ファイバスコープ２Ｅ以外のスコープには、ス
コープ識別用タイプ信号を出力するタイプ信号発生回路
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｇ、２７Ｄが設けらており、信号
用コネクタ６を介しで制ｍ＋装置１ｆ１ａ内の識別回路
２８で識別されるようになっている。

ところで、前記いずれのスコープ２でも接続可能な制御
装置１ａ内は、第２図（ａ）に示】ように、光源部１５
ａからなる光源装置１５と、２組のビデオプロセッサ２
５ａ、２５ｂとが収納されている。

前記光源部１５ａは、第１図（ａ）において、白色光を
出ＩＨＩる光源ランプ３１と、ライトガイド１４の入ｔ
Ｊ４端面を結ぶ光軸中心を直角に透過するように設けら
れた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の色透過フ
ィルタ３２Ｒ，３２Ｇ、３２Ｂは、各々フィルタ用レバ
ー３５の一方の端部に取付（プられている。前記フィル
タ用レバー３５は光軸と平行に設けられた軸３３が貫通
する中央部を枢支点とし、他方の端部に長円孔３６が設
けられており、前記長円孔３６には、例えば上部をＮ極
、下部をＳ極とする磁石によりシリンダ状に形成された
摺動片３８ａ、３８ｂ、３８ｃの下部に設けられたビン
３７が摺動自在に挿入されている。

前記摺動片３８ａ、３８ｂ、３８ｃ＄、ｔ、上部に電磁
コイル３９ａ、３９ｂ、３９ｃが設けられており、電磁
コイル３９ｂに電流Ｉｂが通電されたとき、摺動片３８
ｂが反発力を受けてフィルタ用レバー３５の一方を押し
下げ、色透過フィルタ３２Ｇを光軸上へ挿入するように
なっている。この時、色透過フィルタ３２Ｒ，３２Ｂに
ついては電磁コイル３９ａ、３９ｃに電ＩＩａが通電さ
れ吸引力により摺動片３゛８ａ、３８Ｃを引上げ、色透
過フィルタ３２Ｒ，３２Ｂを光軸上から仮数るようにな
っている。

第１図（ｂ）はＲ，Ｇ、Ｂの各色光を出射するときのフ
ィルタ用レバー３５の上下の位置を示した表であり、例
えば面順次式のスコープを使用する場合、光質がＲであ
るときフィルタ位置は、Ｒが上、Ｇが下、Ｂが下となる
。また同時式のスコープを使用する場合、Ｒ，Ｇ、Ｂの
各色透過フィルタ３２Ｒ，３２Ｇ、３２Ｂは下の位置に
なる。

なお、前記電磁コイル３９ａ、３９ｂ、３９ｃは、第２
図（ａ）に示すようにドライバ１６１により制御が行な
われる。つまり、面順次式のスコープ２を光源用コネク
タ受け１１と信号用コネクタ受け１２に接続した場合、
識別回路２８により、接続されたスコープ２が識別され
ドライバ１６１により各電磁コイル３９ａ、３９ｂ、３
９ｃに流れる電流の方向をＩａ、Ｉｂのように順次変化
させ、フィルタ用レバー３５を上下させることにより、
Ｒ，Ｇ、Ｂの各色光を出力できるようになっている。一
方、同時式のスコープ２を光源用コネクタ受け１１と信
号用コネクタ受け１２に接続した場合、識別回路２８に
より接続されたスコープ２が識別され、各電磁コイル３
９ａ、３９ｂ、３９Ｃへ電流１ａが通電されるようにな
っている。

ところで、一方のビデオプロセッサ２５ａは、面順次式
信号処理用のものであって、面順次式信号用コネクタ受
け１２の信号入力用端子に入力された信号は、面順次式
プロセス回路４１ａに入力され、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長の
照明光のもとでそれぞれｍｓされた信号を色信号Ｒ，Ｇ
、Ｂとして出力するようになっている。この各色信号Ｒ
，Ｇ。

Ｂは、出力回路８０により３原色出力端４３から３原色
信号ＲＧＢとして出力される。また、前記色信号Ｒ，Ｇ
、ＢはＮＴＳＣ方式の複合ビデオ信号に変換され、ＮＴ
ＳＣ出力端４６から出力される。

前記面順次式プロセス回路４１ａは、例えば第７図に示
すように構成されている。

すなわち、プリアンプを経て入力される信号は、サンプ
ルホールド回路５４に入力され、サンプルホールドされ
た後、γ補正回路５５でγ補正されてＡ／Ｄコンバータ
５６でディジタル信号に変換される。そして、前記タイ
ミングジェネレータ５２の信号で切換えられるマルチプ
レクサ５７を経てＲ，Ｇ、Ｂの面順次照明のもとで搬像
された信号は、Ｒフレームメモリ５８Ｒ，Ｇフレームメ
モリ５８Ｇ、Ｂフレームメモリ５８Ｂに書込まれる。

これら各フレームメモリ５８Ｒ，５８Ｇ、５８Ｂに書込
まれた信号データは同時に読出され、それぞれＤ／Ａコ
ンバータ５９でアナログ色信号Ｒ１Ｇ、Ｂに変換され、
出力回路８０に出力される。

一方、同時式電子スコープ２Ｂ、同時式外付はカメライ
・」きファイバスコープ２Ｅの固体撮像素子１８または
２２で撮像された信号は、同時式ブＯセス回路４１ｂに
入力され、輝度信号Ｙ１色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが出力
される。そして、この信号は出力回路８０に入力され、
ＮＴＳＣ方式の複合ビデオ信号に変換され、ＮＴＳＣ出
力端４６から出力される。また、前記輝度信号Ｙ１色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、前記出力回路８０により色信号
Ｒ，Ｇ、Ｂに変換され、３原色信号出力端４３から３原
色信号ＲＧＢが出力される。

尚、前記同時式ブＯセス回路４１ｂは、例えば、第８図
に示すように構成されている。

すなわち、プリアンプ２４で増幅された固体撮像素子１
８または２２からの信号は、輝度信号処理回路６１を経
て輝度信号Ｙが生成される。また、色信号再生回路６２
に入力され、色差信号Ｒ−Ｙ。

Ｂ−Ｙが１水平ラインごとに時系列的に生成され、ホワ
イトバランス回路６３でホワイトバランス補償され、一
方はアナログスイッチ６４に直接、もう一方は１Ｈデイ
レイライン６３ａで１水平ライン遅延されてアナログス
イッチ６４ａに入力され、タイミングジェネレータ５２
の切換信号によって、色差信号Ｒ−Ｙ、［３−Ｙ／Ｊ（
得られる。

尚、タイミングジェネレータ５２は、それぞれドライバ
２６ａ、２６ｂ及び図示しないＮＴＳＣエンコーダに信
号を印加し、固体撮像素子１８または２２から信号読出
しに用いる駆動パルスに同期した信号処理を行うように
制御する。この場合、面順次式のビデオプロセッザ２５
ａにおいて、前記タイミングジェネレータ５２はドライ
バ１６１の出力によって、色透過フィルタ３２Ｒ，３２
Ｇ。

３２Ｂの挿脱に同期させている。

ところで、タイプ信号発生回路２７Ａ、２７Ｂ。

２７Ｇ、２７Ｄは、例えば２つの端子間にそれぞれ異な
る抵抗値の抵抗等を接続して形成され、一方、識別回路
２８は、２つの端子間の抵抗値をコンパレータ等を用い
ていずれの抵抗値のスコープが接続されたかを識別でき
るようにしている。

前記識別回路２８は、両ドライバ２６ａ、２６ｂを制御
する他に、切換スイッチ１０３の切換を制御する。例え
ば、面順次式スコープ２Ａ又は２Ｃが接続されると、面
順次側に切換えられ、ドライバ２６ａの駆動パルスがコ
ネクタを経て固体撮像素子１８に印加されると共に、固
体撮像素子１８から読出された信号は面順次式プロセス
回路４１ａに入力される。

一方、面順次式スコープ２Ａ、２Ｇが接続されてないと
、同時式プロセス回路側が選択されるようになっている
。尚、同時式スコープ２Ｂ又は２Ｄの場合を検出して、
切換スイッチ１０３を同時式側に切換えるようにしても
良い。

上記識別回路２８は、タイミングジェネレータ５２にも
制御信号を送り、いずれの方式にも対処できるようにし
ている。

また、第９図に示すように出力回路８０は、７１〜リッ
クス回路４４８の出力端とＮＴＳＣエンコーダ４５との
間に３回路２接点の切換スイッチ８１を設け、且つ逆マ
トリックス回路４４ｂの出力端とドライバを形成するバ
ッファ４２との間にも３回路２接点の切換スイッチ８２
が設けである。

上記切換スイッチ８１は、一方の接点側がオンされると
、マトリックス回路４４ａの信号を共通のＮＴＳＣエン
コーダ４５に導き、このＮＴＳＣエンコーダ４５でＮＴ
ＳＣ方式のビデオ信号にざれて共通のＮＴＳＣ出力端４
６から出力する。又、他方の接点側が選択されると、同
時式プロセス回路４１ｂの信号をＮＴＳＣエンコーダ４
５に導き、共通のＮＴＳＧ出力端４６から出力する。

一方、他方の切換スイッチ８２については、面順次式側
が選択されると、面順次式プロセス回路４１ａの出り信
号がドライバを形成する共通のバッファ４２を経て共通
のＲＧＢ出力端４３から３原色信号が出力される。又、
同時式プロセス回路側が選択されると、逆マトリックス
回路４４ｂを経た３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂが共通のＲＧＢ
出力端４３から出力される。

上記切換スイッチ８１．８２は、それぞれがマニュアル
で切換えることができるし、これらを連動して切換える
ようにすることもできる。

本実施例では、摺動片３８の材料を磁石としているが、
磁性材料によっても良く、その場合は、フィルタ用レバ
ー３５の端部にばねを設け、電磁コイル３９に通電する
ことにより、前記ばねの付勢力に抗して摺動片３８を引
上げ、色透過フィルタ３２を光軸上から抜取るようにし
、色透過フィルタ３２を挿入づる詩は、＠磁コイル３９
の通電を止め、前記ばねの付勢力によりフィルタ用レバ
ー３５を引下げ、色透過フィルタ３２を挿入してもよい
。

第１０図は第２実施例を示す内視鏡装置の構成を示すブ
ロック図である。

この実施例では、フィルタ用レバー３５の先端側面に位
置検出用センサ４０を設け、各色透過フィルタ３２Ｒ，
３２Ｇ、３２Ｂの位置を信号としてタイミングジェネレ
ータ５２に出力するようになっている。

本実施例ににれば、第１実施例に比べより精度の高い信
号処理を制御できる。

なお、その他の構成については、第１実施例と同様であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、各色光を順次透過
するフィルタを機械的に選択挿脱する挿脱手段を配設し
たことにより、一つの光源によって面順次式の撮像手段
を備えたスコープ、同時式の撮像手段を備えたスコープ
、及び肉眼観察が可能なファイバスコープに適合する照
明光を供給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９図は第１実施例に係り、第１図（ａ）
は光源装置の構成説明図、第１図（Ｄ）は第１図（ａ）
の各フィルタの動きを示す表、第２図（ａ）は内視鏡装
置の構成を示すブロック図、第２図（ｂ）は同時式電子
スコープの構成を示す説明図、第３図は面順次式外付は
カメラ付きファイバスコープの構成を示ず説明図、第４
図は同時式外付はカメラ付きファイバスコープの構造を
示す説明図、第５図はファイバスコープの構成を示す説
明図、第６図は内？５２鏡装置のシステム全体を示す斜
視図、第７図は面順次式プロセス回路の構成を示すブロ
ック図、第８図は同時式プロセス回路の構成を示すブロ
ック図、第９図は出力回路の構成を示すブロック図、第
１０図は第２実施例を示す内視鏡装置の構成を示１ブロ
ック図である。 ３１・・・光源ランプ ３２Ｒ−・・・色透過フィルタ（赤） ３２Ｇ・・・色透過フィルタ（緑） ３２Ｂ・・・色透過フィルタ（青） ３３・・・軸　　　　　　３４・・・集光レンズ３５・
・・フィルタ用レバー ３８ａ・・・摺動片　　　３８ｂ・・・摺動片３８ｃ・
・・摺動片　　　３９ａ・・・電磁コイル３９ｂ・・・
電磁コイル　３９Ｃ・・・電磁コイル第１図（Ｑ） 第１図（ｂ） 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 白色光を出射する光源と、この光源と被写体との間に面
   順次の各色光を順次透過するフィルタを機械的に選択挿
   脱する挿脱手段とを設けたことを特徴とする内視鏡用光
   源装置。