JP2006166940A - 内視鏡照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可視光帯域での観察用の他に、蛍光観察や狭帯域観察に対応できる内視鏡照明装置を提供する。
【解決手段】 電子内視鏡２の先端部には、４色で発光するＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ２，１１Ｂ１を備えたＬＥＤユニット９が配置され、外部に設けたＬＥＤユニット３のＬＥＤ駆動制御回路１９による制御下でＬＥＤ１１Ｒ等の発光が制御され、可視光帯域用のＲＧＢモードではＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１が順次発光し，狭帯域モードではＬＥＤ１１Ｇ，１１Ｂ１が順次発光し、蛍光モードではＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１と１１Ｂ２とが順次発光する。そして、可視光帯域での通常観察の他に、蛍光観察と狭帯域観察を行うことができるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は発光素子を用いて内視鏡検査の照明に使用される内視鏡照明装置に関する。

近年、内視鏡は医療用分野その他において、光学的な検査や診断等に広く用いられるようになった。内視鏡による光学的な検査（観察）を行うために、光源装置或いは照明装置が必要になる。
一般には、キセノンランプ等の大きな電力を必要とする光源装置が採用されるが、例えば第１の従来例としての特開平１１−２２５９５３号公報には、発光ダイオード（ＬＥＤと略記）を用いて小型化等を実現できる内視鏡装置が開示されている。
この従来例においては、内視鏡挿入部の先端部に可視光帯域内の赤、緑、青の波長でそれぞれ発光するＬＥＤを設け、被写体を撮像する状態に応じて面順次と同時式を切り替えることにより、ぶれの少ない画像を安定して得るようにしている。

また、第２の従来例としての特開２００２−１１２９６１号公報には、可視光用に赤、緑、青の波長でそれぞれ発光する可視光用ＬＥＤと、赤外光の波長で発光する赤外光用ＬＥＤとを有する光源装置が設けてあり、可視光観察と赤外光観察を行えるようにしている。
第１の従来例においては、通常の可視光帯域での観察像しか得られない欠点がある。これに対して、第２の従来例によれば、通常の可視光帯域での観察像と赤外光による観察像とが可能になる。
特開平１１−２２５９５３号公報 特開２００２−１１２９６１号公報

しかし、第２の従来例においても、蛍光観察像や狭帯域観察像を得ることができない欠点がある。このように従来例では、ＬＥＤを用いた内視鏡照明装置が開示されているが、蛍光観察や狭帯域観察に対応できない欠点があった。

（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、可視光帯域での通常観察と、蛍光観察や狭帯域観察に対応できる内視鏡照明装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡照明装置は、内視鏡に設けられた光学的観察手段による光学的観察のために照明を行う内視鏡照明装置において、
赤及び緑それぞれの波長帯域内と、青の波長帯域内における互いに異なる２つの狭帯域の第１青及び第２青とで発光する４色発光ダイオードと、
前記４色発光ダイオードの発光を制御し、可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行う照明制御手段と、
を具備したことを特徴とする。
上記構成により、４色発光ダイオードを用いて可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行えると共に、ランプの場合よりも小型化し易いようにしている。

本発明によれば、可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行える。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図６は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の構成を示し、図２はＬＥＤユニットの発光波長領域等を示し、図３は各観察モードにおける照明と撮像のタイミング動作を示し、図４は狭帯域モード及び蛍光モード時における画像処理回路の構成例を示し、図５は第１変形例を備えた内視鏡装置の構成を示し、図６第２変形例を備えたカプセル型医療装置の構成を示す。
図１に示す本発明の実施例１を備えた内視鏡装置１は、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に内蔵された照明手段の駆動制御を行うＬＥＤ制御ユニット３と、通常観察画像（通常画像）、狭帯域観察画像（狭帯域画像）及び蛍光観察画像（蛍光画像）を構築する信号処理を行うプロセッサ４と、通常画像、狭帯域画像及び蛍光画像を選択的に表示するモニタ５とにより構成される。

電子内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７を有し、この挿入部７の先端部８の照明窓には照明手段として、４色発光ダイオードを形成するＬＥＤユニット９が設けてある。
このＬＥＤユニット９は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、長波長側の青（Ｂ１）、短波長側青（Ｂ２）の波長でそれぞれ狭帯域で発光する４色の発光ダイオード（ＬＥＤと略記）１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１，１１Ｂ２と、各ＬＥＤ１１Ｊ（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ１，Ｂ２）の光を集光する照明レンズ１２とを有する。
図２は、ＬＥＤユニット９を構成する各ＬＥＤ１１Ｊが発光する波長領域を示す。ＬＥＤ１１Ｒは、６１０ｎｍ付近を中心波長とし、ＬＥＤ１１Ｇは、５５０ｎｍ付近を中心波長とし、ＬＥＤ１１Ｂ１は、４７０ｎｍ付近を中心波長とし、ＬＥＤ１１Ｂ２は、４１５ｎｍ付近を中心波長として、それぞれ発光する。また、各ＬＥＤ１１Ｊの発光する波長の半値幅は、２０〜３０ｎｍ程度であり、狭帯域の発光特性を有する。

このＬＥＤユニット９は、挿入部７及びその後端に設けられた操作部１３内を挿通された信号ケーブル１４等を経て電子内視鏡２の外部のＬＥＤ制御ユニット３に着脱自在に接続される。そして、ＬＥＤ制御ユニット３は、ＬＥＤユニット９の各ＬＥＤ１１Ｊの発光を制御する。本発明の内視鏡照明装置は、本実施例では電子内視鏡２に組み込まれたＬＥＤユニット９と、電子内視鏡２の外部に配置されたＬＥＤ制御ユニット３とにより構成されている。
このＬＥＤ制御ユニット３は、電源１６と接続された４つのスイッチ１７ａ〜１７ｄを備えたスイッチ回路１７と、スイッチ１７ｋ（ｋ＝ａ〜ｄ）と接続され、出力電流を可変制御する電流制御回路（電流規制回路）１８ｋを有する電流制御回路部１８と、スイッチ１７ｋ及び電流制御回路１８ｋを制御することによって、ＬＥＤユニット９の各ＬＥＤ１１Ｊを消灯状態から発光（点灯）させるように駆動制御したり、発光量を制御するＬＥＤ駆動制御回路１９とを有する。

この回路構成からの明らかなようにＬＥＤ駆動制御回路１９により、各ＬＥＤ１１Ｊの発光（点灯）／消灯を独立して制御することができると共に、各ＬＥＤ１１Ｊの発光量も独立して制御することができる。
本実施例では、後述するように面順次式の照明を行うように各ＬＥＤ１１Ｊは、ＬＥＤ制御ユニット３により発光駆動が制御される。
具体的には、電子内視鏡２の例えば操作部１３に設けた観察モードを選択するモードスイッチ２０の操作により、可視帯域での通常観察を行う通常画像モード（ＲＧＢモード）、狭帯域画像モード（ＮＢＩモード）、蛍光画像モード（蛍光モード）を選択することができる。そして、その選択に応じて、プロセッサ４内の制御回路２１を経てＬＥＤ駆動制御回路１９は、スイッチ１７ｋと電流制御回路１８ｋを制御する。

上記ＲＧＢモード、ＮＢＩモード及び蛍光モードにおいては、ＬＥＤユニット９は、図３（Ａ）、図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示すように面順次的に発光（照明）する。
ＬＥＤユニット９により照明された体腔内の患部組織等の被写体は、照明窓に隣接して設けられた観察窓に取り付けられた光学的観察手段としての撮像手段により撮像される。この観察窓には、対物第１レンズ２３及びズームレンズ２４からなる対物レンズ系と励起光カットフィルタ２５とが配置され、対物レンズ系による光学像の結像位置には撮像素子として例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２６が配置されている。
上記励起光カットフィルタ２５は、図２に示すようにＬＥＤ１１Ｒ、１１Ｇ及びＢ１の発光波長帯域の光を透過し、蛍光観察を行う場合の励起光として使用されるＬＥＤ１１Ｂ２の発光波長帯域の光を遮断（カット）する帯域制限を行う光学フィルタである。

上記ＣＣＤ２６は、信号ケーブルを介してプロセッサ４内のＣＣＤ駆動回路２８とプリアンプ２９に接続される。なお、ズームレンズ２４は、図示しない移動機構により光軸方向に移動自在に配置されており、例えば操作部１３に設けたズームスイッチ３０の操作によりズームレンズ２４を光軸方向に移動して、拡大観察ができるようにしている。
また、操作部１３内には、各内視鏡２に固有の識別情報（ＩＤと略記）を発生するＩＤ発生回路（図１では単にＩＤと略記）３１が設けてあり、このＩＤ発生回路３１のＩＤはプロセッサ４の制御回路２１に入力される。
この制御回路２１は、ＩＤに応じて、その内視鏡２に内蔵されたＣＣＤ２６の特性に応じた駆動制御を行うと共に、その内視鏡２に内蔵されたＬＥＤユニット９の発光特性に対応してＬＥＤ駆動制御回路１９によるＬＥＤ駆動制御を制御する。

つまり、ＩＤとしてＣＣＤ２６の特性と共に、ＬＥＤユニット９の特性或いは標準状態で発光させるための情報等を発生できるようにしてあり、そのＩＤを参照することにより、各内視鏡２に内蔵されたＬＥＤユニット９の特性が標準的なものと異なっていたり、ばらついた特性のものであっても、適切な照明及び撮像ができるように制御することができる。
なお、ＩＤ発生回路３１は、その内部にＩＤとして、ＬＥＤユニット９における各ＬＥＤ１１Ｊの発光特性に関する情報を格納したメモリ等を備えた構成にしても良い。或いはＩＤ発生回路３１は、単に識別情報のみを発生する構成にして、その識別情報に対応したＬＥＤユニット９における各ＬＥＤ１１Ｊの発光特性に関する情報を制御回路２１或いはＬＥＤ駆動制御回路１９内等、他のメモリ等に格納しても良い。

ＣＣＤ２６は、プロセッサ４内のＣＣＤ駆動回路２８から供給されるＣＣＤ駆動信号により、光電変換した信号をプリアンプ２９に出力する。このプリアンプ２９により増幅された信号は、ＡＧＣ回路３２に入力されると共に、調光回路３３に入力される。
ＡＧＣ回路３２により増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル信号（画像データ）に変換された後、マルチプレクサ３５を介してメモリ部３６の第１メモリ３６ａ〜第４メモリ３６ｄに一時格納される。
この場合、画像データは、観察モードに対応して、制御回路２１の制御下で、第１メモリ３６ａ〜第４メモリ３６ｄそれぞれ或いはその一部のメモリに一時格納される。
また、第１メモリ３６ａ〜第４メモリ３６ｄそれぞれ或いはその一部のメモリに一時格納された画像データは、画像処理回路３７により色変換等の処理がされた後、Ｄ／Ａ変換器３８に出力される。このＤ／Ａ変換器３８は、入力されるデジタルの画像データをアナログの画像信号（映像信号）に変換した後、モニタ５に出力し、モニタ５の表示面には観察モードに対応した内視鏡画像が表示される。

上記調光回路３３は、プリアンプ２９から入力される信号を所定周期で積分して、１フレームの平均が明るさに対応する調光用信号を生成し、この調光用信号を適切な明るさに該当する基準レベルと比較して、その差分の信号を調光信号として、ＬＥＤ駆動制御回路１９に出力する。ＬＥＤ駆動制御回路１９は、調光信号が基準レベルと一致するように電流制御回路部１８による電流値を制御する。
なお、ＣＣＤ駆動回路２８、ＡＧＣ回路３２、マルチプレクサ３５、第１メモリ３６ａ〜第４メモリ３６ｄ、画像処理回路３７は、制御回路２１により、それぞれの動作が制御される。
また、電子内視鏡２には、図示しない送気送水管路、吸引管路、前方送水を行う前方送水管路、ジェット噴出するジェット管路等が設けてある。
本実施例では、モードスイッチ２０による選択に応じて、図３に示すように照明に用いられるＬＥＤ１１Ｊが異なる。

また、画像処理回路３７は、ＲＧＢモードにおいてはγ補正や輪郭強調等の通常の画像処理を行う。これに対して、ＮＢＩモードにおいては、ＲＧＢモードにおけるγ補正や輪郭強調等の通常の画像処理の他に、色変換の処理を行う。
例えば、ＮＢＩモードにおいては、図４（Ａ）示すようにメモリ部３６における第２メモリ３６ｂと第３メモリ３６ｃとが使用され、それぞれＧ及びＢ１の照明光のもとで撮像された画像データが書き込まれる。
これらの画像データＧ，Ｂ１は、同時に読み出され、画像処理回路３７内において、図４（Ａ）に示すようにＲＧＢチャンネルに、Ｇ，Ｂ１，Ｂ１の画像データが入力されるように切り替えスイッチ４１ａ、４１ｂ、４１ｃがＯＮされる。
このようにすることにより、ＮＢＩモードにより得られた画像をそのままのカラー画像から色変換して、より視認性が良いカラー画像で表示する。

また、蛍光モードにおいては、例えば図４（Ｂ）に示すような構成にして、蛍光モードにより病変部の可能性が高い画素を判定する判定手段を設け、その判別された画素付近の画像部分をＲＧＢ画像に重畳表示する構成にしている。
図４（Ｂ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ１の画像データは、それぞれ遅延回路４３により遅延された後、加算器４４ａ、４４ｂ、４４ｃに入力される。遅延回路４３は、例えば水平画素数の数ライン分の遅延量を有する。
また、蛍光画像データは、遅延回路４３を経て遅延された後、３回路のスイッチ４５を介して加算器４４ａ、４４ｂ、４４ｃに入力される。
また、Ｇ及び蛍光画像データは、判定回路４６に入力され、両画像の画素の例えばレベル差が設定された閾値以上であるか否かが判定される。蛍光画像データの画素のレベルが閾値以上と判定された場合には、タイマ回路４７を数水平ライン期間内において間欠的に起動させてスイッチ４５を間欠的にＯＮし、蛍光画像データがＲ，Ｇ，Ｂ１の画像データに加算されてこの画像処理回路３７から出力されるようにする。

このような構成による本実施例の作用を説明する。
図１に示すように電子内視鏡２をＬＥＤ制御ユニット３とプロセッサ４に接続した後、図示しない電源スイッチをＯＮにして、術者は電子内視鏡２の挿入部７を患者の体腔内に挿入する。電源スイッチがＯＮされた初期状態においては、ＬＥＤ制御ユニット３及びプロセッサ４は、通常のＲＧＢモードで動作するように設定されている。
そして、術者は、通常のＲＧＢモードで観察することができる。このＲＧＢモードの場合には、ＬＥＤユニット９は、図３（Ａ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ１の順序で面順次に発光し、それぞれ撮像された画像データは、例えばメモリ部３６の第１メモリ３６ａ、第２メモリ３６ｂ，第３メモリ３６ｃに順次格納される。これらの画像データは、同時に読み出されて同時化され、画像処理回路３７及びＤ／Ａ変換器３８を経てＲＧＢの色信号となり、モニタ５に表示される。
術者は、このＲＧＢモードにより、通常の可視帯域での内視鏡画像が得られ、通常の内視鏡検査（内視鏡観察）を行うことができる。

そして、例えば生体組織の表層の血管走行の状態をより詳しく観察したいような場合には、モードスイッチ２０を操作してＮＢＩモードに設定すると良い。このモードスイッチ２０によりＮＢＩモードを選択すると、制御回路２１は、ＬＥＤ駆動制御回路１９にＮＢＩモードでの発光駆動を行う制御信号を送り、ＬＥＤ駆動制御回路１９は、スイッチ回路１７及び電流制御回路部１８を制御して、ＬＥＤユニット９をＮＢＩモードで発光させる。
この場合には、ＬＥＤユニット９は、図３（Ｂ）に示すようにＧ，Ｂ１で交互に発光する。この場合に得られた画像データは、メモリ部３６における例えば第２メモリ３６ｂと第３メモリ３６ｃとに交互に格納される。
そして、第２メモリ３６ｂと第３メモリ３６ｃに書き込まれた画像データは、同時に読み出され、さらに画像処理回路３７において、視認性が良いカラー画像に色変換された後、Ｄ／Ａ変換器３８を経てＲＧＢの色信号となり、モニタ５に表示される。

この場合には、狭帯域で波長が短いＢ１と、構造に密接に関係するＧとの照明光により撮像した画像であるので、表面の血管の走行状態や輪郭等の情報を反映した画像が得られる。つまり、Ｒを含む場合には、深部側からの情報を含むため、表層部分と深層側とをミックスして表層の情報が不鮮明になり易くなるが、Ｒを含まないで短波長のＢ１と構造に係るＧを照明に用いているため、表層部分をより顕著に反映した画像が得られる。
また、この場合のカラー画像をそのまま対応するＧとＢの表示色チャンネルを使用して表示すると人間の視覚特性上、識別力が低い表示色となってしまうので、本実施例ではＲの表示チャンネルを使用するように色変換を行うことで、視認性が良好なカラー画像として表示する。従って、表層組織の血管の走行状態を、視認性が良好な状態で、観察することができる。
また、蛍光モードに設定して、蛍光画像情報を利用して、例えば癌組織のような病変部の可能性がある部位があればその部位を表示することを望む場合には、蛍光モードに設定すると良い。

モードスイッチ２０により蛍光モードを選択すると、制御回路２１は、ＬＥＤ駆動制御回路１９に蛍光モードの指示信号を送り、ＬＥＤ駆動制御回路１９は、スイッチ回路１７及び電流制御回路部１８を制御して、ＬＥＤユニット９を蛍光モードで発光させる。
この場合には、ＬＥＤユニット９は、図３（Ｃ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ１，Ｂ２で面順次に発光する。この場合に得られた画像データは、メモリ部３６における例えば第１メモリ３６ａ、第２メモリ３６ｂ、第３メモリ３６ｃ、第４メモリ３６ｄとに順次格納される。
つまり、ＲＧＢモードの場合と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂ１のもとで撮像された画像データは、メモリ部３６の第１メモリ３６ａ、第２メモリ３６ｂ、第３メモリ３６ｃに格納される。

また、Ｂ２の照明光を励起光として、被写体側に照射し、その際に発せられる蛍光をＣＣＤ２６により撮像する。このため、ＣＣＤ２６の前に配置された励起光カットフィルタ２５により、Ｂ２の波長域の光をカットする。そして、ＣＣＤにより撮像された画像を、例えば第４メモリ３６ｄに格納する。
そしてＲ，Ｇ，Ｂ１のもとで撮像された第１メモリ３６ａ、第２メモリ３６ｂ、第３メモリ３６ｃの画像データが同時に読み出されて、ＲＧＢモードの場合と同様にカラー画像で表示する。
また、図４（Ｂ）に示すように例えばＧの照明のもとで撮像された第２メモリ３６ｂの画像データと、蛍光画像データとして撮像された第４メモリ３６ｄの画像データは、画像処理回路３７において、判定回路４６により、同じ部位を撮像した両画素の信号レベルが比較される。

判定回路４６は、両信号レベルにおいて設定された閾値以上の差が検出された場合には、病変部の可能性があると判定し、タイマ回路４７を起動する。そして、モニタ５には、判定された画素の周囲のＲＧＢ画像に蛍光画像が重畳して表示されることになる。なお、正常組織に対し、癌組織では蛍光強度が減衰するため、この特性を利用して病変部の可能性の判定を行うことができる。
このように蛍光画像を重畳して表示することにより、術者は、病変部の可能性がある部分を知ることができ、病変部の判定の補助手段として有効利用することができる。
なお、このような表示の他に、蛍光画像とＲＧＢ画像とを並べて表示する等しても良い。

このように作用を有する本実施例によれば、電子内視鏡２の先端部８に４色で発光するＬＥＤユニット９を設けているので、通常観察用のカラー画像が得られると共に、狭帯域の照明光によるＮＢＩ画像と、蛍光画像を得ることもできる。
また、ＬＥＤユニット９は、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ２，１１Ｂ１により形成できるので、十分に小型化することができる。従って、細径の先端部８にＬＥＤユニット９を設けることができる。

また、本実施例では、ランプを用いた場合に比較して十分に小電力で済むＬＥＤ制御ユニット３を用いることができる。このため、ＬＥＤ制御ユニット３を小型かつ軽量化することができる。
図５は第１変形例の内視鏡装置１Ｂを示す。本変形例の内視鏡装置１Ｂは、電子内視鏡２Ｂと、この電子内視鏡２Ｂに照明光を供給する照明装置（光源装置）３Ｂと、プロセッサ４と、モニタ５とにより構成される。
本変形例は、実施例１の内視鏡装置１において、電子内視鏡２内に設けたＬＥＤユニット９をＬＥＤ制御ユニット３と共に、照明装置３Ｂの筐体内に設けるようにしたものである。
本変形例における電子内視鏡２Ｂは、図１の電子内視鏡２におけるＬＥＤユニット９を有しないで、照明光を伝送する照明光伝送手段としてライトガイド５１が挿通されており、操作部１３から延出されたライトガイド５１の端部のコネクタ５２は、照明装置３Ｂに着脱自在に接続される。

このライトガイド５１の端面には、照明装置３Ｂ内に設けたＬＥＤユニット９により照明光が供給され、供給された照明光をライトガイド５１により伝送して先端部８の照明窓に取り付けられたライトガイド５１の先端面から照明光を出射し、体腔内の検査対象組織側を照明する。
また、本変形例においては、電子内視鏡２内に設けられたＩＤ発生回路３１は、ＬＥＤユニット９が内蔵された照明装置３Ｂ内に設けてあり、ＬＥＤ駆動制御回路１９は、このＩＤによりＬＥＤユニット９のバラツキを補正するように各ＬＥＤ１１Ｊの発光駆動を制御する。つまり、基準となる発光量となるように、ＬＥＤ１１Ｊの駆動電流値をバラツキ或いは固体差を補正するように制御する。
その他は、実施例１と同様の構成である。本変形例では、照明装置３Ｂは、既存の内視鏡用光源装置と同様にライトガイド５１のコネクタ５２が着脱自在に接続される構造であり、接続されたライトガイドの入射端面にＬＥＤユニット９による照明光を供給することができる。

つまり、本変形例によれば、既存の内視鏡用光源装置の代わりに用いることができる。その他は実施例１と同様の作用効果を有する。
図６は、第２変形例のカプセル型内視鏡装置６１を示す。このカプセル型内視鏡装置６１は、患者が飲み込むことができるようにカプセル形状にされたカプセル型内視鏡６２と、体外に配置され、このカプセル型内視鏡６２により撮像された信号に対する信号処理を行う信号処理装置６３と、この信号処理装置６３により信号処理され、カプセル型内視鏡６２により撮像した画像を表示するモニタ６４とから構成される。
カプセル型内視鏡６２は、カプセル状の収納ケース６５における一方の開口端が略半球形状の透明カバー６６で密閉されている。この透明カバー６６の内部の中央付近には、対物光学系６７が配置され、この対物光学系６７により、励起光カットフィルタ２５を経て結像位置に配置されたＣＣＤ６８に結像する。

また、この対物光学系６７の周囲における例えば４箇所には、ＬＥＤユニット９が、固定リング６９を介して配置されている。このＬＥＤユニット９は、バッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０により、発光駆動の制御が行われる。バッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０は、バッテリによる電力で駆動されることを除いて、図１のＬＥＤ制御ユニット３とほぼ同じ構成である。
なお、図６では２つのＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｂ２とを示しているが、紙面垂直な上方と下方に図示しないＬＥＤ１１Ｇと１１Ｂ１とが配置されている。
また、ＣＣＤ６８は、映像信号処理回路７１と接続され、映像信号処理回路７１内部の駆動回路により駆動されると共に、撮像された信号は、映像信号処理回路７１により信号成分が抽出されると共に、Ａ／Ｄ変換された後、圧縮処理等の信号処理が行われる。
この映像信号処理回路７１の出力信号は、バッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０をスルーして無線部７２に送られる。無線部７２は、映像信号処理回路７１から入力される信号を、高周波信号で変調して、アンテナ７２ａからカプセル型内視鏡６２の外部に電波で放射する。

無線部７２のアンテナ７２ａから放射された電波は、信号処理装置６３に設けたアンテナ７３により受信され、無線部７４に送られる。無線部７４は、入力された高周波信号を復調し、信号処理回路７５に出力する。
この信号処理回路７５は、図１におけるマルチプレクサ３５、メモリ部３６、画像処理回路３７及びＤ／Ａ変換器３８を有する。また、マルチプレクサ３５、メモリ部３６、画像処理回路３７は、実施例１とほぼ同様に制御回路２１により制御される。
この信号処理装置６３のフロントパネル等にはモードスイッチ２０が設けてあり、このモードスイッチ２０を操作してＲＧＢモード、ＮＢＩモード及び蛍光観察モードの選択指示をすることができる。

この選択指示の信号は、制御回路２１に入力され、この制御回路２１はモード指示信号を無線部７４に送る。無線部７４は、このモード指示信号を変調してアンテナ７３から周囲に電波として放射する。
カプセル型内視鏡６２の無線部７２は、アンテナ７２ａで受信した電波を復調して、モード指示信号を生成し、バッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０に送る。このバッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０は、その内部のメモリなどに、各種のコマンド（命令）がコマンドコードと対応付けられて予め格納されており、無線部７２により復調された信号のコードが入力されると、例えばそのコードをアドレス信号としてメモリから対応するコマンドを読み出す。

読み出されたコマンドがＲＧＢモード、ＮＢＩモード及び蛍光観察モードのいずれかのコマンドであると、バッテリ＆ＬＥＤ駆動制御部７０はそのコマンドに対応してＬＥＤユニット９の発光及びＣＣＤ６８の撮像を制御する。
そして、カプセル型内視鏡６２は、指示された観察モードで発光及び撮像を行うようになる。
また、本変形例では、信号処理装置６３には撮像開始／停止の指示スイッチ７６が設けてあり、この指示スイッチ７６を操作して撮像を開始させたり、停止させることもできるようにしている。
術者等が、例えば撮像開始の指示をすると、発動開始の指示信号が、上記モード指示信号の場合と同様にカプセル型内視鏡６２に送信される。そして、カプセル型内視鏡６２側において、復調され、その復調された信号から撮像開始のコマンドとして判定されるとカプセル型内視鏡６２は撮像を開始することになる。
本変形例によれば、カプセル型内視鏡の場合においても通常のカラー画像が得られると共に、狭帯域の照明の下でのＮＢＩ画像や蛍光画像が得られる。

次に本発明の実施例２を図７から図９を参照して説明する。図７は、本発明の実施例２を備えた内視鏡装置１Ｃを示す。この内視鏡装置１Ｃは、電子内視鏡２Ｃと、この電子内視鏡２Ｃに内蔵されたＬＥＤユニット９の駆動制御を行うＬＥＤ制御ユニット３Ｃと、通常観察画像及び狭帯域観察画像を構築する信号処理を行うプロセッサ４Ｃと、通常観察画像或いは狭帯域観察画像を選択的に表示するモニタ５とにより構成される。
本実施例では、上記のように通常観察と狭帯域観察とを行う機能を備えた内視鏡装置である。
このため、本実施例における電子内視鏡２Ｃは、実施例１の電子内視鏡２において、励起光カットフィルタ２５を用いる代わりにＬＥＤユニット９による発光領域全体を通す特性を有する光学フィルタ２５Ｂを用いている。

この場合における光学フィルタ２５Ｂの透過特性は、図８に示すようにＬＥＤ１１Ｊの全ての発光波長帯域を透過するように設定している。なお、各ＬＥＤ１１Ｊの発光特性は、実施例１の場合と同様である。
また、モードスイッチ２０には、通常モード（ＲＧＢモード）と狭帯域モード（ＮＢＩモード）を選択するスイッチとなっている。そして、モードスイッチ２０の選択に応じて、ＲＧＢモード或いはＮＢＩモードでＬＥＤユニット９は発光すると共に、対応した撮像処理を行う。
ＬＥＤ制御ユニット３Ｃは、その構成は実施例１の照明装置３と同様の構成であるが、ＲＧＢモードの場合におけるＬＥＤユニット９を駆動する制御が若干異なる。

ＲＧＢモードの場合には、図９に示すように青色の波長帯域で発光する２つのＬＥＤ１１Ｂ１、１１Ｂ２を同時に発光させるように制御する。
また、本実施例では、ＲＧＢモード及びＮＢＩモードに対応できるようにプロセッサ４Ｃは、メモリ部３６が第１〜第３メモリ３６ａ〜３６ｃを備えた構成となっている。
その他の構成は実施例１と同様の構成である。
本実施例は、実施例１の場合におけるＲＧＢモード及びＮＢＩモードでの作用と、殆ど同じ作用となるが、特にＲＧＢモードにおいてＬＥＤ１１Ｂ１と１１Ｂ２とを同時に発光させることにより、通常は光量が低くなり易い青色における照明光量を改善できる。
本実施例においても、通常の可視領域でのカラー観察画像が得られると共に、狭帯域での観察画像が得られる。また、コンパクトな内視鏡装置１Ｃを実現できる。

次に本発明の実施例３を図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、本発明の実施例３を備えた内視鏡装置１Ｄを示す。
この内視鏡装置１Ｄは、同時式の電子内視鏡２Ｄと、この電子内視鏡２Ｄに内蔵されたＬＥＤユニット９の駆動制御を行うＬＥＤ制御ユニット３Ｄと、通常モード（ＲＧＢモード）の通常画像及びＮＢＩ画像を構築する信号処理を行うプロセッサ４Ｄと、通常画像或いはＮＢＩ画像を選択的に表示するモニタ５とにより構成される。
本実施例では、上記のように通常画像とＮＢＩ画像とを得る機能を備えた内視鏡装置であると共に、同時式の照明及び撮像を行う。つまり、実施例１及び実施例２においては、ＲＧＢモード或いはＮＢＩモードを面順次式に行っていたが、本実施例では同時式で行う。

このため、本実施例における電子内視鏡２Ｄは、例えば実施例１の電子内視鏡２において、ＣＣＤ２６の撮像面の直前に各画素単位で光学的に色分離する色分離フィルタ８１が設けてある。なお、本実施例では蛍光観察を行わないので、実施例１における励起光カットフィルタ２５は設けてない。
図１１は、このＣＣＤ２６の撮像面に設けられた補色系の色分離フィルタ８１が各画素単位で取り付けてある。
この補色系の色分離フィルタ８１は、各画素の前に、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロ（Ｙｅ）の４色のカラーチップが、水平方向には、ＭｇとＧとが交互に配置され、縦方向には、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｍｇ、ＹｅとＧ、Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙとの配列順で、それぞれ配置されている。

そして、この補色系フィルタ８１を用いたＣＣＤ２６の場合、縦方向に隣接する２列の画素を加算して順次読み出すが、このとき奇数フィールドと偶数フィールドで画素の列をずらして読み出すようにする。そして、後段側でのＹ／Ｃ分離・同時化回路８３により、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとが生成されることになる。
また、ＬＥＤ制御ユニット３Ｄは、その構成は図１に示す実施例１と同じ構成であるが、図１２に示すように発光駆動の動作が異なる。
図１２では、例えばＲＧＢモードで内視鏡検査を行っている途中において、ＮＢＩモードに変更設定し、さらにその後にＲＧＢモードに変更した場合におけるＬＥＤユニット９の発光（点灯）の動作を示す。

また、図１０に示すように本実施例におけるプロセッサ４Ｄは、ＣＣＤ駆動回路２８によりＣＣＤ２６を駆動する。ＣＣＤ２６により光電変換されて出力される信号は、プリアンプ２９により増幅された後、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路と略記）８２により画素単位で信号成分が抽出された後、Ｙ／Ｃ分離・同時化回路８３及び調光回路８４に入力される。
このＹ／Ｃ分離・同時化回路８３は、入力された信号を輝度信号Ｙと、線順次の色差信号を生成した後、それぞれ図示しないローパスフィルタを通して所定帯域の輝度信号Ｙと線順次の色差信号にする。さらに線順次の色差信号に対しては、図示しない遅延線等を用いて同時化した色差信号Ｃｒ（＝２Ｒ−Ｇ），Ｃｂ（＝２Ｂ−Ｇ）にして、輝度信号Ｙと共にマトリクス回路８５に出力する。

なお、モードスイッチ２０の操作により、通常モードからＮＢＩモードに切り替えられた場合、制御回路２１は、Ｙ／Ｃ分離・同時化回路８３における色差信号Ｃｒ，Ｃｂを通すローパスフィルタの通過帯域を広帯域に変更して、その分解能（解像度）を高くする。 このマトリクス回路８５は、入力される輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとから色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換し、変換した色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、Ａ／Ｄ変換部８６によりデジタル信号に変換された後、メモリ部３６に格納される。
なお、マトリクス回路８５は、入力される輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂを、混色の無いＲ、Ｇ、Ｂの色信号に変換する。
なお、メモリ部３６は、蛍光モードを有しない場合であるため、実施例１における第４メモリ３６ｄを有しない構成である。

なお、本実施例においては、画像処理回路３７は、ＮＢＩモードにおいてもＲＧＢモードの場合とほぼ同様に動作するようにしている（ＮＢＩモードでの照明において、Ｒによる照明も行っているためである）。その他の構成は、実施例１と同様である。
本実施例による作用を図１２を参照して説明する。
電源を投入して、各部が動作状態になると、制御回路２１の制御下で、例えば時刻ｔ＝０の初期状態ではＲＧＢモードの動作を行う。
この場合には、ＬＥＤユニット９における全てのＬＥＤ１１Ｊが同時に発光する。そして、ＣＣＤ２６により撮像された信号は、Ｙ／Ｃ分離・同時化回路８３及びマトリクス回路８５により、ＲＧＢ信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換部８６によりデジタルの画像データに変換された後、メモリ部３６の第１メモリ３６ａ〜第３メモリ３６ｃに同時に格納される。

メモリ部３６の第１メモリ３６ａ〜第３メモリ３６ｃから同時に読み出されたＲＧＢの画像データは、画像処理回路３７によりγ補正や輪郭強調された後、アナログの映像信号に変換されてモニタ５でカラー表示される。
一方、術者が、時刻ｔ１においてモードスイッチ２０によりＮＢＩモードを選択した場合には、制御回路２１はその指示信号を受けて、ＬＥＤ駆動制御回路１９に制御信号を送り、ＮＢＩモードでＬＥＤユニット９を駆動するように制御する。また、制御回路２１は、プロセッサ４Ｄ内の各部をＮＢＩモードで動作させるように制御する。
図１２に示すように、このＮＢＩモードの場合には、ＬＥＤ駆動制御回路１９は、ＬＥＤユニット９におけるＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１を同時に発光させ、例えばＬＥＤ１１Ｂ２を発光させない。

そして、これら３つのＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１を同時に発光させた状態で撮像された信号は、色分離・同時化回路８３とマトリクス回路８５を経てＲＧＢ信号に分離され、さらにＡ／Ｄ変換部８６によりデジタルの画像データに変換された後、メモリ部３６の第１メモリ３６ａ〜第３メモリ３６ｃに同時に格納される。
メモリ部３６の第１メモリ３６ａ〜第３メモリ３６ｃから同時に読み出されたＲＧＢの画像データは、画像処理回路３７によりγ補正や輪郭強調された後、アナログの映像信号に変換されてモニタ５でカラー表示される。
さらに時刻ｔ２において、モードスイッチ２０によりＲＧＢモードが選択されると、時刻ｔ＝０の場合と同様の動作となる。
本実施例によれば、同時式の場合にも、通常モードで観察できると共に、ＮＢＩモードでも観察することができる。

なお、本実施例の変形例として、ＮＢＩモードの場合には、ＬＥＤユニット９のＬＥＤ１１Ｇと１１Ｂ１とを同時に発光させて、実施例１或いは実施例２の場合とほぼ同様のＮＢＩ画像を得るようにしても良い。
或いは、モードスイッチ２０により、図１２のＮＢＩモード（ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ１を同時に発光させる）と、第２のＮＢＩモード（ＬＥＤ１１Ｇと１１Ｂ１とを同時に発光させる）とを選択できるようにしても良い。第２のＮＢＩモードでは、画像処理回路３７においては、図４（Ａ）に示すような色変換処理を行うようにしても良い。また、第３のＮＢＩモードとして、ＬＥＤ１１Ｇ，１１Ｂ２，１１Ｂ１を発光させて、ＮＢＩ画像を得るようにしても良い。これを実施例２に適用しても良い。また、実施例１或いは実施例２において、Ｂ１とＢ２を入れ替えた発光制御を行うようにしても良い。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

［付記］
１．請求項２において、前記４色発光ダイオードは、細長の挿入部の先端部に設けられる。
２．請求項２において、前記４色発光ダイオードは、カプセル形状の内視鏡の内部に設けられる。
３．請求項１において、前記４色発光ダイオードと前記照明制御手段は、別体である。 ４．請求項１において、前記４色発光ダイオードと前記照明制御手段は、共通の筐体内に配置される。
５．請求項１において、前記照明制御手段は、前記狭帯域観察用に前記緑と、前記第１青及び第２青における短波長側の青とを順次或いは同時に発光させる。

６．請求項１において、前記照明制御手段は、可視光帯域観察用に前記赤、緑、第１青及び第２青を発光させる。
７．請求項１において、前記照明制御手段は、前記蛍光観察用に前記第１青及び第２青を励起光として発光させる。
８．付記４において、前記４色発光ダイオードにより発光された照明光は、前記内視鏡に挿通されている照明光伝送手段に供給される。
９．請求項１において、さらに前記４色発光ダイオードの発光特性に関する情報の格納手段を有する。
１０．請求項１において、前記赤及び緑も狭帯域の波長帯域である。

１１．請求項１において、前記照明制御手段は、４色発光ダイオードにおけるそれぞれの発光強度を独立的に可変制御する。

１２．体腔内に挿入され、光学的な撮像手段を備えた内視鏡と、
前記撮像手段による光学的撮像のために、赤及び緑それぞれの波長帯域内と、青の波長帯域内における互いに異なる２つの狭帯域の第１青及び第２青とで発光する照明光を発生する４色発光ダイオードと、
前記４色発光ダイオードの発光を制御し、可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行う照明制御手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
１３．付記１２において、さらに前記撮像手段に対する信号処理を行う信号処理装置とを有する。
１４．付記１２において、可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行う指示スイッチを有する。

内視鏡内部等に配置された４色の狭帯域で発光するＬＥＤユニットと、各ＬＥＤの発光を制御する制御手段とを設けることにより、通常観察を行うことができると共に、狭帯域観察或いは蛍光観察を簡単に行うことができるようになる。

本発明の実施例１を備えた内視鏡装置の構成を示すブロック図。 ＬＥＤユニットの発光波長領域等を示す特性図。 各観察モードにおける照明と撮像のタイミング動作を示す動作説明図。 狭帯域モード及び蛍光モード時における画像処理回路の構成例を示すブロック図。 第１変形例を備えた内視鏡装置の構成を示すブロック図。 第２変形例を備えたカプセル型内視鏡装置の構成を示すブロック図。 本発明の実施例２を備えた内視鏡装置の構成を示すブロック図。 ＬＥＤユニットの発光波長領域等を示す特性図。 ＲＧＢモード及びＮＢＩモード時における照明と撮像のタイミング動作を示す動作説明図。 本発明の実施例３を備えた内視鏡装置の構成を示すブロック図。 色分離フィルタにおけるフィルタ配列等を示す図。 ＲＧＢモード及びＮＢＩモード時における４色のＬＥＤが発光駆動を示す説明図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…ＬＥＤ制御ユニット
４…プロセッサ
５…モニタ
７…挿入部
８…先端部
９…ＬＥＤユニット
１１Ｒ、１１Ｇ，１１Ｂ１，１１Ｂ２…ＬＥＤ
１２…照明レンズ
１３…操作部
１４…信号ケーブル
１６…電源
１７…スイッチ回路
１８…電流制御回路部
１９…ＬＥＤ駆動制御回路
２０…モードスイッチ
２１…制御回路
２４…ズームレンズ
２５…励起光カットフィルタ
２６…ＣＣＤ
２８…ＣＣＤ駆動回路
３１…ＩＤ発生回路
３３…調光回路
３６…メモリ部
３７…画像処理回路
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 内視鏡に設けられた光学的観察手段による光学的観察のために照明を行う内視鏡照明装置において、
   赤及び緑それぞれの波長帯域内と、青の波長帯域内における互いに異なる２つの狭帯域の第１青及び第２青とで発光する４色発光ダイオードと、
   前記４色発光ダイオードの発光を制御し、可視光帯域観察用の照明と、蛍光もしくは狭帯域観察用の照明とを選択的に行う照明制御手段と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡照明装置。
2. 前記４色発光ダイオードは、内視鏡の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡照明装置。
3. 前記照明制御手段は、前記赤、緑及び第１青或いは第２青を順次或いは同時に発光させる制御を行うと共に、前記緑及び第１青或いは第２青を順次或いは同時に発光させる制御とを行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡照明装置。

Images