JPS63281114A

JPS63281114A - 内視鏡撮像装置

Info

Publication number: JPS63281114A
Application number: JP62116407A
Authority: JP
Inventors: Masahide Sugano; 菅野　正秀; Yuji Ikuno; 勇二生野; Atsushi Kidawara; 貴俵　厚; Takeaki Nakamura; 剛明中村; Toshiaki Nishigori; 錦織　俊明; Hisao Yabe; 久雄矢部; Shinichi Kato; 伸一加藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JP2871680B2

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］本発明は不必要とされる照明期間に撮像した信号の掃き
出し手段を設けた内視鏡撮像装置に関する。

［従来の技術］近年、細長の挿入部を挿入することによって、挿入部先
端側に設けた観察手段を用いて切開を必要とすることな
く生体内を観察したり、必要に応じ処置具を用いて治療
処置のできる内視鏡が広く用いられるようになった。

また最近、ファイババンドルによるイメージガイドを用
いる上記内視ｌ！！（ファイバスコープとも呼ぶ）に対
し、対物レンズによる固体撮像素子の撮像面に光学像を
結び、光電変換した映像信号を信号ケーブルにて信号処
理手段に導くようにした電子式の内視鏡（以下電子内視
鏡又は電子スコープと記す。）が実用化される状況にあ
る。

従来の電子内視鏡は、特開昭５３−９０６８５号に示す
がごとく、光源ランプからの照明光に順次Ｒ，Ｇ、Ｂの
色透過フィルタを通し、３色の照明光の下で順次撮像を
行ない、Ｒ，Ｇ、Ｂの３色の成分画像を求め、各画素毎
に３色の成分信号を合成してカラー画像信号を生成して
いた。

しかし、ファイバスコープを使用する場合には白色光が
必要になるため、上記色透過フィルタを取付けた回転フ
ィルタを退避できるようにしたものがある。この回転フ
ィルタを退避させるためには、退避機構が必要となり光
源装置の構造が複雑になる。このため、例えば第６図に
示すように回転駆動される回転フィルタ１０１に赤透過
フィルタ１０２Ｒ１緑透過フィルタ１０２Ｇ、青透過フ
ィルタ１０２Ｂの他に、開口１０３を設けて、電子スコ
ープ使用時には光路中に間口１０３が臨む状態のタイミ
ングにおいて、光源ランプを消灯し、一方フアイバスコ
ープ使用時には、回転フィルタ１０１を停止させると共
に、この停止状態では開口１０３が光路中に介装される
ように停止制御機栴で制御するものが提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］この方式は、回転フィルタの退避機槙が不必要になるが
、電子スコープ使用時に、開口１０３が光路中に介装さ
れるたびにランプを消灯しなければならず、点灯／消灯
制御回路が必要になると共に、ランプを点滅させるため
寿命が低下し易くなるという欠点がある。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、ラン
プを点滅させることを必要としない内視鏡撮像装置を提
供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決する手段及び作用］この発明では第１図（＾）に示すように赤透過フィルタ
１Ｒ１緑透過フィルタ１Ｇ、青透過フィルタ１Ｂと、開
口２とからなる回転フィルタ３を用いた面順次式のカラ
ー撮像装置において、隣接するフィルタ（例えばＩＲ，
ＩＧ）の間の遮光期間に対しては同図（Ｂ）における（
ａ）、（ｂ）のように固体搬像素子（ＳＩＤとも記す。

）電荷読み出しのための垂直（転送）パルスφｐ及び水
平（転送）パルスφＳをＳＩＤに印加して後段の信号処
理回路側に電荷転送を行う。一方、上記間口２と隣接す
る例えば赤透過フィルタ１Ｒとの遮光期間では、第１図
（Ｂ）における（Ｃ）で示すように、例えば垂直パルス
φｐのみをＳＩＤに印加して電荷転送を行わないで開口
２を通した照明光のもとで撮像した電荷を掃き出Ｊこと
により、ランプを開口２が光路上に介装されるタイミン
グで消灯しなくて済むようにしている。

［実Ｒ例］以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第２図ないし第５図は本発明の１実施例に係り、第２図
は１実施例の構成図、第３図はファイパス」−ブの概略
の構成を示し、第４図は１実施例の動作説明用のタイミ
ングチャートを示し、第５図は１実施例に用いられる電
荷結合素子の構造を示ず。

第２図に示すように第１実施例の内視鏡撮像装置１１は
、固体撮像素子としての電荷結合素子（ＣＯＤと記ず。

）１２を内蔵した電子スコープ１３と、この電子スコー
プ１３を接続可能とするスコープ制御装置１４と、この
スコープ制御装置１４から出力される映像信号を表示す
るカラーモニタ１５とからなる。

上記スコープ制御装置１４には、上記電子スコープ１３
の代りに、第３図に示すようなファイバスコープ１６を
装着できるようにしである。

上記電子スコープ１３及びファイバスコープ１６は細長
の挿入部１７を有し、この挿入部１７の後端側には操作
部が形成され、挿入部１７の先端側を屈曲する操作等を
行えるようにしである（図示路）。

上記挿入部１７内には照明光を伝送するライトガイド１
８が挿通してあり、スコープ制御装置１４に接続するこ
とによって、ライトガイド１８の入射端面にはスコープ
制御装置１４内の光源装置１９から照明光が供給される
。このライトガイド１８の入射端面に供給された照明光
は、ライトガイド１８の先端面から出射され、被写体は
照明される。照明された被写体は対物レンズ２１により
、その焦点面に結像される。この焦点面には電子スコー
プ１３ではＣＣＤ１２が、ファイバスコープ１６では、
イメージガイド２２の先端面が臨むように配置しである
。このイメージガイド２２で伝送された光学像は、接眼
レンズ２３を介して肉眼観察することができる。

一方、電子スコープ１３では、ＣＣＤ１２ににつて光電
変換されて電荷として蓄積され、スコープ制御装置１４
内の信号処理回路２５を構成するＣＯＤ制御駆動回路２
６から出力される゛市荷転送信号により、読出され、１
１Ｇ段映像処理回路２７に入力される。この前段映像処
理回路２７は例えば輪郭エンハンス回路とかγ補正回路
等を有し、これらの映像処理等をした後、Ａ／Ｄコンバ
ータ２８に入力され、ディジタル信号に変換される。

上記ＣＯＤ制御駆動回路２６にはコントロール回路２９
から電荷転送に用いられる重訂パルスφｐ、水平パルス
φＳを生成する制御信号が印加される。また、このコン
トロール回路２っけ、前段映像処理回路２７にクランプ
信号を印加して輪郭強調等を行った信号を出力させる。

また、Ａ／Ｄコンバータ２８に対してＡ／Ｄ変換のクロ
ックを印加し、このクロックに同期してＡ／Ｄ変換を行
わせる。

上記Ａ／Ｄコンバータ２８のディジタル信号は、Ｒフレ
ームメモリ３１Ｒ，Ｇフレームメモリ３１Ｇ、Ｂフレー
ムメモリ３１Ｂに１フレ一ム分づつ記憶される。尚、こ
れらフレームメモリ３１Ｒ１３１Ｇ、３１Ｂにはコント
ロール回路２９からアドレス信号及びリードモード及び
ライトモードに応じてＲＤ／Ｗπパルスが印加される。

上記フレームメモリ３１Ｒ，３１Ｇ、３１Ｂにそれぞれ
１フレ一ム分の映像信号データが記憶されると、これら
は同時に読み出される（それぞれＲＤパルスが印加され
ると共に同一のアドレス信号が印加されて同時に読み出
される。）しかして、Ｄ／Ａコンバータ３２によってそ
れぞれアナログ信号に変換され、それぞれローパスフィ
ルタ３３を通して高調波成分を除去してそれぞれ後段映
像処理回路３４に入力される。

尚、上記各Ｄ／Ａコンバータ３２には、コントロール回
路２５からＤ／△変換を行うクロックが印加される。ま
た、後段映像処理回路３４は、輪郭強調を行う場合には
コントロール回路２５からクランプ信号が印加される。

この後段映像処理回路３４を通したＲ、Ｇ、Ｂの色信号
は図示しない同期信号と共に、モニタ１５に入力され、
カラー表示される。

ところで、ライトガイド１８に照明光を供給する光源装
置１９は、電源４１から供給される電力により発光する
ランプ４２の白色光を集光レンズ４３で集光し、さらに
回転フィルタ３を通してライトガイド１８の入ｒＡ端面
に照射する。

上記回転フィルタ３は、モータ４４によって回転駆動さ
れる。このモータ４４は回転フィルタ駆動回路４５によ
り、回転駆動信号が印加される。

この回転フィルタ駆動回路４５は、モータ４４の回転を
制御すると共に、この回転に同期したタイミング信号を
コントロール回路２９に送り、回転フィルタ３の回転に
同期して信号処理回路２５の制御を行うようにしている
。

尚、上記モータ４４は、回転フィルタ静止回路４６によ
ってモータ４４が静止される位置が制御される。つまり
、回転フィルタ３が回転を停止した静止状態では、開口
２が光路中に介装される状態となるように静止位置が制
御され、この状態においてはファイバスコープ１６を接
続した場合、開口２を通して白色照明光を供給できる。

ところで、上記モータ４４の回転により回転フィルタ３
が回転駆動されると、光路中に赤透過フィルタ（Ｒフィ
ルタと略記する。他のものについても同様。）ＩＲ，Ｇ
フィルタＩＧ、Ｂフィルタ１Ｂ、開口２が順次介装され
ることになり、従って、ライトガイド１８の入ｏ４端而
には第４図（ａ）に示すようにＲ，Ｇ、Ｂ、Ｗ（白色）
、Ｒ９・・・の各波長の光が照射される。

上記各波長の光で照明された被写体は、対物レンズ２１
によりＣＣ：Ｄ１２のイメージエリア（第５図参照）５
１に像が結ばれ、光電変換され、各照明期間において第
４図（ｂ）に示すように電荷として蓄積される。しかし
て、回転フィルタ３のフィルタ枠で遮光された期間に、
蓄積された電荷は、第４図（Ｃ）に示すように電荷転送
を行う転送モードになる。この転送モードは、Ｒ，Ｇ、
Ｂ照明のものに対して行われるが、開口２による白色照
明のもとで蓄積された電荷は、これに続く遮光期間に第
４図（ｄ）に示１ｙように掃き出しモードにより掃き出
され、信号処理回路２５側には入力されないで帰き出し
除去されることがこの１実施例の特徴となっている。

この掃き出しが行われるＣＣＤ１２は、例えば第５図に
示すような構造をしている。

イメージエリア５１は、水平方向に２００画素、垂直方
向に１５０画素からなり、このイメージエリア５１に垂
直パルスφｐを印加することによって、各水平方向の１
ライン分の２００画素は１ライン下側に転送される。こ
の場合、最も下の水平画素はシリアル転送レジスタ５２
に転送され、またこのシリアル転送レジスタ５２に垂直
パルスφｐが印加されると、ＤＵＭＰドレイン５３に撞
き出される。

上記シリアル転送レジスタ５２は、水平（転送）パルス
φＳが印加されると、水平方向に１画素分づつ移動し、
最も左側の画素はアンプ５４に入力され、このアンプ５
４で増幅された後、信号処理回路２５側に出力される。

上記ＣＣＤ１２は、Ｒ，Ｇ、Ｂ照明期間が終了して遮光
期間になると、各照明期間で蓄積した電荷を、第４図（
Ｃ）に示すような転送モードにより信号処理回路２５側
に出力する。

即ち、転送モード期間になると、垂直パルスφｐがＣＣ
Ｄ１２に印加されて垂直方向に１ラインシフトさせ、こ
の垂直パルスφｐに引き続いて２００個の水平パルスφ
Ｓがシリアル転送レジスタ５２に印加されることによっ
て、アンプ５４を経て１水平ライン分の２００画素の信
号がＣＣＤ　１２から出力される。

この２００（ｉの水平パルスが印加されると、引き続い
て垂直パルスφｐが印加され、このパルスφｐに引き続
いて２００個の水平パルスφＳが印加され、上記水平ラ
インに隣接する水平ラインの。

画素が読み出される。このようにして１５０個分の垂直
パルスφｐ及び各垂直パルスφｐに引き続く水平パルス
φＳがそれぞれ２００個印加することによって、イメー
ジエリア５１の１画面分の画像が読み出され、信号処理
回路２５内のフレームメモリ３１Ｒ，３１Ｇ、３１Ｂの
１つ（Ｒ照明の場合には３１Ｒ）に記憶される。

一方、開口２を通した白色（Ｗ）照明のもとで蓄積され
た電荷は、この照明期間後の遮光期間において、第４図
（ｄ）に示すように掃き出しモードとなり、ＣＣＤ１２
から掃き出される。

即ち、ＣＣＤ１２には垂直パルスφｐのみが高速度で１
５０個印加され（垂直パルスφｐに引き続いて通常出力
される水平パルスφＳを印加しない）、イメージエリア
５１の１画面分の電荷は排出される。（尚、シリアル転
送レジスタ５３に１ライン分残る場合にはリセットパル
スを印加したり、垂直パルスφｐを印加すれば良い。）
このようにして、開口２を通して白色照明の際にＣＣＤ
１２に蓄積された電荷を撞き出すようにしているので、
ランプ４２を点滅させることを必要とせず、ランプ４２
を長寿命化できる。

また、掃き出しを短時間で行うことができる。

尚、上記１実施例ではイメージエリア５１が例えば１５
０Ｘ２００画素の場合に対して、Ｒ，Ｇ。

Ｂの各照明期間が５．５ｍｓ、電荷転送期間がそれぞれ
４．５ｍｓとし、開口２による照明期間を３ｍｓ、ｎき
出し期間を０．３ｍｓにして１フレ一ム分で３３．３ｍ
Ｓにしであるが、他の画素数の場合等にも同様に適用で
きる。

尚、本発明は面順次式電子スコープに限らず、ファイバ
スコープの接眼部にＣＯＤ等を内蔵した面順次方式のテ
レビカメラを装着した場合にも適用できる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、開口を通した白色照
明のもとで固体撮像素子に蓄積された電荷を撞き出す手
段を設けであるので、面順次式スコープを使用する場合
にもランプを点滅することを必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の１実施例に係り、第１図
は本発明の詳細な説明図、第２図は１実施例の構成図、
第３図はファイバスコープの概略構成図、第４図は１実
施例の動作説明用タイミングチャート図、第５図は１実
施例に用いられる電荷結合素子の概略の構造を示す説明
図、第６図は従来例で用いられる回転フィルタを示す正
面図である。１Ｒ，ＩＧ、１Ｂ・・・色透過フィルタ２・・・開口　
　　　　　　３・・・回転フィルタ１１・・・内視ｖ１
撮像装置　１２・・・ＣＣＤ１３・・・電子スコープ１４・・・（スコープ）制御装置１５・・・カラーモニタ１６・・・ファイバスコープ１８・・・ライトガイド　　１９・・・光源装置２１・
・・対物レンズ　　　２２・・・イメージガイド２５・
・・信号処理回路２６・・・ＣＯＤ駆動制御回路５１・・・イメージガイド５２・・・シリアル転送レジスタ手続ネｍ正書（自発）昭和６３年１月２６日１、事件の表示　　　昭和６２年特許願第１１６４０７
号２、発明の名称　　　内視鏡撮像装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　　所　　　東京都渋谷区幅ケ谷二丁目４３番２号名
　　称　　（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表
者　　下　　山　　敏　　部４、代理人５、補正命令の日付　　く自　発）６、補正の対象　　　明ｍ書の「発明の詳細な説明」の
欄１、明細書の第１３ページの第７行目に「・・・レジ
スタ５３・・・」とあるのを「・・・レジスタ５２・・
・」に訂正します。

Claims

【特許請求の範囲】

特定の波長域の光をそれぞれ通す複数のフィルタと、入
射光をそのまま通す開口とが設けられた回転フィルタを
用いた照明手段により面順次方式でカラー撮像可能とす
る内視鏡撮像装置において、前記開口を通した照明光の
もとで撮像した信号を掃き出す掃き出し手段を設けたこ
とを特徴とする内視鏡撮像装置。