JPS62201411A

JPS62201411A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPS62201411A
Application number: JP61043675A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Muranaka; 村中　勇一; Takuji Yanagisawa; 柳澤　卓司
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-05
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPH0785132B2

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】［発明の、目的］（産業上の利用分野）本発明は、固体撮像素子を用いた内視鏡装置に関するも
のである。

（従来の技術）従来、内視鏡画像をテレビモニタに写し出して観る場合
、ファイバスコープの接眼部にテレビカメラを取り付け
る方式が採られていた。しかし最近では、固体ｔｉ像素
子（例えばＣ０Ｄ）が小型化されたため、これを内視鏡
プローブの先端部に収納し、イメージファイバを経由し
ないで直接被写体の映像をテレビモニタに表示し、診断
、治療を行う方法がとられるようになった。

固体躍像素子１ａは、その構成の一例を第５図に示すよ
うに、各々独立した感光部（Ｐａｔ＞・・・（Ｐｍｎ　
）と、垂直転送部（ＣＶｔ　）−（ＣＶｍ）と、ゲート
（Ｇｏ）・・・（Ｇｍｎ　）と、水平転送部（Ｈ）とか
らなり、開口部（Ｐｌｌ）　−（Ｐｍｎ　）にフレーム
期間中に蓄えられた信号電荷が、ブランキング期間に各
感光部（Ｐａｔ＞・・・（Ｐｍｎ　）からそれぞれ対応
する垂直転送部（ＣＶｔ　）・・・（ＣＶｍ）の部位に
ゲート（Ｇｏ　）　・・・（Ｇｍｎ　）を通じて転送さ
れ、この転送が完了した時点からまた新たな信号電荷蓄
積が始まり、転送された電荷は順次テレビ方式に従って
水平転送部（Ｈ）に送られて外部に取り出されるように
なっている。

したがって固体撮像素子１ａを採用した場合の被写体へ
の光照射はパルス照射としても何ら不都合を生じない。

このため従来装置においては第４図（ａ）、（Ｃ）に示
すようにフィールド期間の始端部に対応させ且つ繰り返
し周期Ｔ１で光パルスを照射している。また、固体撮像
素子１ａから信号を取り出す方式として、インターレー
ス方式の場合、垂直方向に隣合った２つの感光部から同
時に信号を取り出す方式が残像特性上有利なため一般に
とられている。この場合１フイールド毎にすべての感光
部から信号が取り出されるため、蓄積期間は１フイ一ル
ド期間（すなわち前述のＴ１と同じ期間であり、一般に
は１７６０秒）となり、フィールド蓄積モードとして知
られている。

ところで、診断及び治療は、医師がリアルタイムで画像
を観察しながら行うが、更に客観的な診断を行い、且つ
治療経過をみるために画像を記録する必要があり、一般
には写真躍影の手段がとられている。

そこで従来のファイバスコープを用いた場合においては
、プローブの接眼部にカメラを装着し、写真躍影を行っ
ていた。この際被写体は常時動いているため、シャッタ
ー速度は１／１２５秒おるいはそれ以上とし、光量不足
をフラッシュ光源等で補っていた。

一方、固体撮像素子を用いた場合には、テレビモニタの
画像を写真撮影するため、通常画像を一時静止画像にす
る方法がとられており、その手段として、画像信号を処
理するビデオプロセッサにフレームメモリを内蔵し、１
フレームの画像をこれに記憶して、記憶した画像を何回
も取り出すことができるようにしている。

しかしながら、１フレームの画像をフレームメモリに取
り込むには、通常のテレビ方式（インターレース方式）
では２フイ一ルド期間分すなわち１／３０秒を必要とす
るため、前述のように、フィールド期間の始端部に対応
させて光パルスを照射している従来装置においては、こ
の期間（Ｔ１）の間に被写体（観察対象部位）が動いた
分だけ静止画像にボケを生じるという難点がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように従来装置においては、静止画像にボケを
生じるという問題点がある。

そこで本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり
、その目的とするところは、静止画像のボケの減少を図
った内視鏡装置を提供するところにある。

［発明の構成］（問題点を解決するだの手段）本発明に係る内視鏡装置においては、連続光を発生する
光源と、この光源から発せられた連続光より、第１フィ
ールド期間の終端部分及び第２のフィールド期間の始端
部分にて前記被写体に照射される光パルスを生成するロ
ータリシャッタとを有して光パルス発生手段を構成して
いる。

（作　用）前記光源より発生した連続光は、前記ロータリシャッタ
の回転により、第１フィールド期間の終端端部分及び第
２のフィールド期間の始端部分にてパルス状に被写体に
照射される。このため、光パルスの照射は第１．第２の
フィールド期間にまたがる最短期間内において行われる
ことになり、従来のようにフィールド期間の始端部分に
おいてのみ行うものではないから、被写体の動きに起因
する静止画像のボケを大幅に改善することができる。

（実施例）以下、図面に示した実施例により本発明を具体的に説明
する。

第１図のブロック図において、１は一般的な内視鏡のス
コープで、その先端部には照明光照射口手段、ｌＲ影（
撮像）用光学系（共に図示せず）及び固体Ｒ機素子１ａ
が、適宜の手段により設けられている。２はその一端が
該スコープ１内の照明光照射口手段に連接されたフレキ
シブルなライトガイド、３は内視鏡装置を作動状態にし
た際に、それと連動してＯＮされる例えば白色光の光源
（ランプ）、４は光源３からの連続光を前記ライトガイ
ド２の他端面２ａに集光せしめる如く配設されたコンデ
ンサレンズ、５は連続光軸Ｏ上に挿設された赤外線カッ
トフィルタ、６はモータ７の回転軸７ａに固着された回
転遮蔽板（以下、シャッタブレードという）で、装置本
体に対して該モータ７と一体的に変位可能に設けられて
いる。尚、このシャッタブレードの形状については後述
する。

８は該モータ７を矢印Ａ−Ａ一方向く光軸Ｏと直交する
方向）に変位させるためのスクリュウネジで、その一端
はギア９が固設しておる。１０及び１１はそれぞれの駆
動ギア１０ａ、１１ａを介してスクリュウネジ・ギア９
（即らスクリュウネジ８）を正逆方向に回転せしめるた
めの変位駆動モータで、その一方は正・転用、他方は逆
転用として設けられている。この場合、正転時、逆転時
の両モータ間の機械的干渉を避けるために、それぞれの
モータ軸とそれぞれの変位駆動ギア１０ａ。

１１ａとの間に適宜の一方向回転伝達クラッチ（図示せ
ず）を設けるものとする。これら両モータ１０，１１は
１個の可逆転モータで置き換え得ることもできる。

尚、前記シャッタブレード６、モータ７．１０゜１１、
スクリュウネジ８．スクリュウネジ・ギア９、駆動ギア
１０ａ、１１ａより、第１のフィールド期間の終端部分
及び第２のフィールド期間の始端部分にて被写体（図示
せず）に照射される光パルスを生成するロータリシャッ
タ１５が構成され、このロータリシャッタ１５と、光源
３．フィルタ５．コンデンサレンズ４．モータ制御回路
１３とを有して光パルス発生手段１５が構成される。

また、１２は、前記スコープ１内に具備された撮像用光
学系の結像面に適宜配置された固体撮像素子１ａからの
フィールド画像信号に基づいてフレーム画像を形成する
ビデオプロセッサで、前記撮像素子１ａからのフィール
ド画像信号に基づいて対象部位の光量の最適値をも検出
し得る機能を備え、更に、該光量最適値信号に基づいた
光量制御信号とビデオのフレームレート信号とを後述の
モータ制御回路１３に出力し得る如く、予め構成されて
いる。該モータ制御回路１３は、これらの信号を受けて
前記３個のモータ７．１０，１１の作動を制御するため
の回路で、ビデオプロセッサ１２からのビデオフレーム
レート信号を受けることによりシャッタブレード・モー
タ７の回転周期をビデオフレームレートと同期させ、光
量制御信号に基づいて変位駆動モータ１０，１１の回転
量を制御するものである。１４は前記ビデオプロセッサ
１２に接続された表示装置である。

次に第２図を基に前記シャッタブレード６について説明
する。シャッタブレード６は、前記光源３よりの連続光
を遮蔽することにより前記光パルスを生成するものであ
り、第２図に示すように、第１．第２の露光開口部１６
．１７を設けて成る。

１８は第１の露光遮断部、１つは第２の露光遮断部であ
る。この第２の露光遮断部１９は角度θで形成されてい
る。３６０°に対する角度θの割合を、撮像系の固体瞳
像素子におけるフィールド間の光不感時間の割合よりも
若干大きくするとよい。

このようにすると、シャッタブレード６の回転ムラや同
期ずれが多少生じたとしても、第１．第２のフィールド
期間内における照射光量をそれぞれ一定に保つことがで
きるからでおる。

而して、シャッタブレード６の形状は、光１ｒＩＩＩＯ
に対するシャッタブレード回転軸７ａの位置が変化した
際、即ち、両軸０，７８間の間隔が変化した際に、光源
３からの連続光の該ブレード透過時間を変え得るように
設計しである。即ち、第１゜第２の露光開口部’１６．
１７における一方の開口端縁の切欠角度を、回転軸７ａ
に近づくに従って小さくしである。

さて、スコープ１を生体腔内に挿入し光？Ｉ！３を点灯
すると、そこからの照明光がフィルタ５．コンデンサレ
ンズ４．シャッタブレード６、ライトガイド２を介して
スコープ１の先端から対象部位（被写体）に向ってパル
ス状に照射される。そして、対象部位からの反射光（像
光）はスコープ１内の撮像素子１ａに入射し、該素子１
ａからのフィールド画像信号がビデオプロセッサ１２内
においてビデオ信号に変換されて表示装置１４に至り、
画像として表示される。

この時、シャッタブレード６はビデオフレームレートに
同期して一定の角速度で回転している。

従って前記光パルスは、第４図（ｂ）、（Ｃ）に示すよ
うに、一つのフィールド期間（第１フィールド期間）の
終端部分に１回、そして次に来るフィールド期間（第２
フィールド期間）の始端部分に１回照射される。

すなわち、光パルスの照射は２つのフィールド期間にま
たがる最短期間（Ｔ２）において行われたことになる。

通常、Ｔ２／Ｔ１は１／１３〜１／１５であるので、以
上のように光パルスの位相を制御することにより、１フ
イ一ルド期間である１／６０秒の１／１０程度の期間で
画像をとらえることは容易であり、この場合は、カメラ
シャッタ速度を１／６００で切った場合と等価である。

したがって、静止画像のボケを大幅に軽減することがで
きる。

また、ビデオプロセッサ１２からの光量制御信号がモー
タ制御回路１３に送られ、駆動モータ１０．１１の回転
駆動により、最適露光時間となるように光軸Ｏに対する
ブレード６の回転中心位置がシフトされる。その結果、
光源３の強度を一定に保ったまま、且つビデオフレーム
レートに同期して回転しているシャッタブレード６の角
速度を一定に保ったままで、ロータリシャッタ１５の露
光時間を最適状態に設定することができる。それ故、対
象部位の深さに起因する光量変動を適確に修正すること
ができる。

ここでシャッタブレード６の形状について更に言及する
と、その形状は第２図示のものに限定されるものではな
く、第３図ように第１．第２の露光開口部２０．２１を
有するものでもよい。この場合には、軸間距離の変更に
より最適露光時間に設定することは不可能となるが、第
１．第２の露光開口部２０．２１を有しているため、光
パルス照射は第１．第２フィールド期間にまたがる最短
期間（Ｔ２）において行われることになり、静止画像の
ボケを大幅に軽減することは可能である。

それ故、第３図に示すシャッタブレード６′を用いても
本発明の目的は十分に達成されるものである。

また、本発明を図示実施例のような形で実施した場合に
は、光強度を一定に、しかも常時点灯の状態のまま光パ
ルスの露光（照射）の制御ができるので、機器としての
耐久性乃至光源たるランプの痔命を長く保持することが
できるという利点もある。

尚、シャッタブレード６．６−の回転ムラはそのままロ
ータリシャッタ１５としての精度に影響するので、ブレ
ード自身の回転バランスを良好に保持し得る手段を考慮
する必要がある。第２図。

第３図示のように回転軸７ａに対して非対称な形状のブ
レードの場合には、ブレード各部位の厚みを変えたり、
或いは質量の不足する側にカウンタウェイト部を付設す
るなどして、ブレード自身の重心位置が回転軸７ａ上に
位置するように設計するとよい。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
れに拘束されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲での種々の変形実施が可能であることはいうまでもな
い。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、静止画像のボケの
減少を図った内視鏡装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる内視鏡装置のブロック図
、第２図はシャッタブレード（回転遮蔽板）の平面図、
第３図はシャッタブレードの他の実施例を示す平面図、
第４図（ａ＞（ｂ）、（ｃ）は光パルスと画像信号との
位相関係を示すタイミング図、第５図は固体撮像素子の
一例を示す説明図である。１ａ・・・固体ｖＲ＠素子、３・・・光源、６．６′・
・・シャッタブレード（回転遮蔽板）、１５・・・ロー
タリシャッタ、１６・・・光パルス発生手段、１６．２０・・・第１の露光開口部、１７．２１・・・第２の露光開口部。５Ｐ−２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写体に照射される光パルスを発生する光パルス
発生手段と、被写体に照射された光パルスの反射成分に
応じてこの被写体のフィールド画像信号を出力する固体
撮像素子とを備え、この固体撮像素子より連続して出力
される第１、第２のフィールド画像信号を基に前記被写
体のフレーム画像を形成する内視鏡装置において、前記
光パルス発生手段は、連続光を発生する光源と、この光
源から発せられた連続光より、第１のフィールド期間の
終端部分及び第２のフィールド期間の始端部分にて前記
被写体に照射される光パルスを生成するロータリシャッ
タとを有することを特徴とする内視鏡装置。
（２）前記ロータリシャッタは、互いに隣接して設けら
れ且つ前記光源よりの連続光をパルス状に通過させる第
１、第２の露光開口部を設けて成る回転遮蔽板を有する
特許請求の範囲第１項に記載の内視鏡装置。
（３）前記回転遮蔽板は、この回転遮蔽板の回転軸と前
記連続光軸との軸間距離の変更により前記光パルスの照
射時間を変え得る如く形成した特許請求の範囲第２項に
記載の内視鏡装置。