JPH01136625A - 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、スーパーインポーズ装置を併用する内視鏡装
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入することによって体腔内臓
器等を観察したり、必要に応じて鉗子ヂャンネル内を挿
通した鉗子を用いて生体内組織を採取して患部を詳しく
診察したりすることのできる医療用内視＠（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。

更に、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体撮像索子を撮像
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、画像の記録および再生が容易であり、
また、画像の拡大や２画面の比較等の画像処理が容易で
ある等の利点を有する。

また、ファイバスコープにおいても上記の固体撮像索子
を用いた搬像手段の利点を生かすために接眼部に外付け
ＴＶカメラを装着したものもある。

上記の固体撮像索子を撮像手段どして用いた内視鏡にお
いて観察画像を表示する場合、その画像に対し、患者Ｉ
Ｄや患者名等の文字データをスーパーインポーズして表
示することや、表示される画面上の注目点あるいは注目
領域（例えば微小病変、細胞の変色領域等）を指定づる
ことが診断を行う上で必要となる。

従来、注目点あるいは注目領域を指定する場合、内視鏡
装置ではこのような機能を持たないためスーパーインポ
ーズ装置を内視鏡本体と表示装置との間に独立して設け
て、このスーパーインポーズ装置を操作して上記の注目
点あるいは注目領域を指定する作業を行っていた。

ところが独立したスーパーインポーズ装置を使用した場
合、スーパーインポーズ装置の操作部が内視鏡装置と別
体となるため操作を別個に行なわなければならず操作性
を著しく損うことがあった。

更に、スーパーインポーズ装置で指定された画面上の点
の座標を内視鏡側が認識できないため内視鏡装置に接続
された計算装置により指定領域に対する演算を行う等の
機能の実説が困難であった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、内
視鏡本体に画面上の座標指定機能を組込むことにより、
画面に対する座標指定操作が容易であり、且つ座標指定
操作ににり内視鏡装置の機能を制御することが可能な内
視鏡装置を提供覆ることを目的とする。

［問題点を解決するだめの手段および作用コ本発明の内
視鏡装置は、モニタ上に表示される画像の座標を指定す
る指定手段と、この指定手段によって指定された座標を
モニタ上に表示し、この指定された座標により機能を選
択実行する演算手段とを設けたものである。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明す
る。

第１図ないし第５図は実施例の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の全体の構成図、第２図は操作部後端の
斜視図、第３図は通常の使用状態におけるモニタ画面の
説明図、第４図は画素の色成分の濃度平均値を求める場
合のモニタ画面の説明図、第５図は内視鏡装置周辺機器
の制御に本機能を使用する場合の説明図である。

内視鏡装置１は、電子スコープ２と、この電子スコープ
２が接続されたカメラコントロールユニット３と、観察
画像を表示できるモニタ４とから構成されている。

前記電子スコープ２は細長で可撓性の挿入部６と、この
挿入部６の後端に連設された太径の操作部７と、この操
作部７の側部より延出されたライトガイドおよび信号用
ケーブル８とを備えており、更に、このライトガイドお
よび信号用ケーブル８の先端には、前記カメラコントロ
ールユニット３に接続されたライトガイドおよび信号用
コネクタ９が設けられている。

前記挿入部６の先端部側には、先端面に図示しない観察
窓と図示しない照明窓とを有する先端部１１が設けられ
、この先端部１１に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部
１２が設（プられている。更に、この湾曲部１２の後方
には、可撓性の軟性部１３が連設されている。前記湾曲
部１２は、前記操作部７に設けられた湾曲操作ノブ１４
を操作することにより上下／左右方向に湾曲できるよう
になっている。

前記ライトガイドおよび信号用コネクタ９の先端部には
、ライトガイド入射端面１６が設けられており、このラ
イトガイド入射端面１６には、カメラコントロールユニ
ット３内に設けられた光源部１７を構成づる光源ランプ
１８より出射された照明光が集光レンズ１９によって集
光されて入射されるＪ：うになっている。この入射され
た照明光は、ライトガイドおよび信号用ケーブル８と操
作部７と挿入部６とを挿通された図示しないライトガイ
ドによって前記図示しない照明窓より出射されるように
なっている。また、ライトガイドおよび信号用コネクタ
９は、前記図示しない観察窓の後方に設（プられた変換
手段としての図示しない固体撮像素子とカメラコントロ
ールユニット３内に設りられた信号処理手段としての映
像処理装置２０に接続できるようになっている。この映
像信号処理装置２０では図示しない固体撮像素子より出
力される画像信号をγ補正等の補正を行い、映像信号を
生成するようになっている。この映像信号処理装置２０
は、Ａ／Ｄ変換器２１に接続されており、映像信号をデ
ジタル化して画像メモリ２２に入力するＪ：うになって
いる。

一方、電子スコープ２の操作部７の後端部には、第２図
に示されるように指定手段としての座標指定ボタン２３
と選択ボタン２４とが設けられている。この座標指定ボ
タン２３の内部には図示しない４個の電気スイッチが設
けられており、この電気スイッチは座標指定ボタン２３
の上辺、左辺。

下辺、右辺に配置され、座標指定ボタン２３の上辺を押
すことにより上辺のスイッチがＯＮとなり、離ツーこと
によりＯＦＦとなるようになっている。

（左辺、下辺、右辺についても同様である。）これらの
スイッチの０Ｎ１０ＦＦは、前記座標指定操作の終了を
指示する前記選択ボタン２４の０Ｎ１０ＦＦと共に操作
装置２６を介してカメラコントロールユニット３内に設
りられた制御装置２７に出力されるように接続されてい
る。

前記モニタ４の画面上には、第３図に示すＪ：うに座標
を示すカーソルイメージ２８が表示されており、カーソ
ルイメージ２８の現在の座標は主記憶装置２９上に格納
されるようになっている。この座標はモニタ４の画面の
左上を原点として横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸として画
面の画素を単位として表現される。

前記制御装置２７は、内部に設けられたタイマの指示に
より間歇的に（例えば１／１０秒毎に）操作装置２６か
らの情報の取込みを行うようになっており、この場合、
例えば座標指定ボタン２３上辺のスイッチがＯＮになっ
たとき計算装置３１によって主記憶装置２９上の縦方向
の座標値を１減じ、カーソルイメージメモリ３２上のカ
ーソルイメージ２８が縦方向に１画素シフトされるＪ：
うになっている。（左辺、下辺、右辺についても同様で
ある。）更に、１減じられた座標値は、主記憶装置２つ
に書き込まれるようになっている。

前記カーソルイメージメモリ３２は、モニタ４の画面上
のカーソルイメージ２８を保存しているビットメモリで
あり、モニタ４の画面上の１画素に対してカーソルイメ
ージメモリ３２の１ビツトが対応する。

前記画像メモリ２２に記録されたデジタル画像と、カー
ソルイメージメモリ３２上のビットは同期して順次読み
出されて加算器３３に入力されるようになっている。こ
の加算器３３によってカーソルイメージ２８が重畳され
た画像データはＤ／Ａ変換器３４によりアナログ信号に
変換され、モニタ４により画像として表示されるにうに
なっている。

前記画像メモリ２２上の画像は、制御装置２７の指示に
より画像ファイルインターフェイス３６を介して図示し
ない画像ファイル装置に出力可能どなっている。

なお、制御装置２７と主記憶装置２９と計算装置３１と
カーソルイメージメモリ３２とは演紳手段を構成してい
る。

上記のように構成された内視鏡装置１の作用を説明づる
。

電子スコープ２の挿入部６は体腔内に挿入されている。

この挿入部６の先端部１１に設りられた図示しない照明
窓からは体腔内を照明する照明光が出射されている。こ
の照明光はカメラコントロ＝　９− 一ルユニット３内に設【ブられた光源部１７から出射さ
れ、集光レンズ１９によって集光されてライトガイド入
射端面１６に入射する。そして、ライトガイドおよび信
号用ケーブル８と操作部７との内部を挿通された図示し
ないライトガイドによって照明窓に伝達される。照明さ
れた観察部位は、図示しない固体撮像素子によって画像
信号に変換されて映像信号処理装置２０に入力される。

この映像信号処理装置２０で画像信号はγ補正等の補正
が行なわれ、映像信号が生成されて、Ａ／Ｄ変換器２１
によってデジタル信号に変換されて、画像メモリ２２に
記録される。この画像メモリ２２に記録された映像信号
とカーソルイメージメモリ３２に格納されたカーソルイ
メージ２８とは、制御装置２７によって同期して読み出
されて加算器３３によって映像信号にカーソルイメージ
２８が重畳される。このカーソルイメージ２８が重畳さ
れた映像信号は、Ｄ／Ａ変換器３４によってアゾログ化
され、モニタ４に出力される。モニタ４はカーソルイメ
ージ２８が重畳された第３図のような観察画像を表示す
ることができる。

ここで、モニタ４を観察しながら術者は、操作部７に設
けられた座標指定ボタン２３の、例えば上辺を押す。こ
れによって座標指定ボタン２３内部に設けられた上辺に
対応するスイッチがＯＮとなる。このＯＮ信号を制御装
置２７は、内部に設けられたタイマにより操作装置２６
を介して間歇的に取込み、この情報を計算装置３１に入
力する。

計算装置３１は、ＯＮ信号が入力されると主記憶装置２
９に書き込まれた座標値より縦方向の座標値を１減じる
。また、座標指定ボタン２３の下辺が押された場合は、
縦方向の座標値を１加え、右辺が押された場合は、横方
向の座標値を１加え、左辺が押された場合は、横方向の
座標値が１減じられる。

なお、第３図において、カーソルイメージ２８の矢印型
の先頭位置が指示されている画面上の座標位置を示して
いる。

前記減じられた座標値は、カーソルイメージメモリ３２
に入力され、カーソルイメージ２８が移動される。これ
と同時に減じられた座標値は主記憶装置２９に新たに書
き込まれる。

カーソルイメージメモリ３２上の座標値が１つ移動した
カーソルイメージ２８は、画像メモリ２２に記録された
映像信号と共に同期して読み出され、加算器３３によっ
て重畳され、Ｄ／Ａ変換器３４によってアナログ化され
た後にモニタ４上にカーソル２８の重畳された観察画像
を表示するにうになっている。更に、座標指定ボタン２
３を押し続けると上記のような動作が行なわれカーソル
イメージ２８は移動を続ける。

第４図は、モニタ４の画面上の矩形領域３７の画像の各
画素のＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ各色成分の濃度平
均値を求めようとするものである。

この場合、最初に座標指定ボタン２３を操作してカーソ
ルイメージ２８を平均計測機能の指定エリア３８に移動
させ、選択ボタン２４を押し下げる。制御装置２７は、
選択ボタン２４のＯＮ信号によりカーソルイメージ２８
の座標が平均計測機能の指定エリア３８に対応する座標
内に入っているかを比較し、指定エリア３８内にある場
合は、矩形領域３７を指定するための座標指定ボタン２
３からの信号の入力を待機する。矩形領域３７の指定は
カーソルイメージ２８を座標指定ボタン２３により移動
させ、選択ボタン２４を押すことにより左上点３９．右
下点４１を順次指定することができる。矩形領域３７が
確定すると制御装置２７は計算装置３１に計算を指示し
、計算装置３１は画像メモリ２２から信号データを読み
出し、各色成分の濃度平均値の計算を実行する。計算結
果は、キ１７ラクタイメージとして画像メモリ２２に格
納され、加算器３３とＤ／Ａ変換器３４とを経てモニタ
４の画面上に表示される。

第５図において、内視鏡装置周辺機器、例えばデジタル
画像ファイルに画像データを出力する場合は、デジタル
画像ファイルの機能指定エリア４２にカーソルイメージ
２８を移動させ、選択ボタン２４を押し下げする。制御
装置２７は、選択ボタン２７！ＩのＯＮ信号によりカー
ソルイメージ２８の座標が、デジタル画像ファイルの機
能指定エリア４２に対応する座標内に入っているかを比
較し、指定エリア４２内にある場合は、画像ファイルイ
ンターフェース３６に信号を出力し、画像メモリ２２の
内容をデジタル画像ファイルに出力させる。

なお、座標指定ボタン２３の形状は、上記実施例に限定
されず、スティック状あるいはその他の形状であっても
よい。また、座標指定ボタン２３および選択ボタン２４
の位置は、操作部７の他に、例えば光源装置パネル上に
配置されていてもよい。

この場合は光源部にコネクタを設りてデジタイザを接続
可能とし、座標指定装置として使用してもよい。

上記の実施例によれば、注目点あるいは注目領域の指定
と画像処理ど両像の記録等を内視鏡の術者が容易に行う
ことができ、迅速な診断を行うことができる。

第６図および第７図は本発明の第２実施例に係り、第６
図は、内視鏡装置の全体の構成図、第７図は使用状態に
おけるモニタ画面の説明図である。

本実施例は、測長用内視鏡に本発明を適用してものであ
る。

本実施例の内視鏡装置１は、電子スコープ４６と、制御
装置４７と、モニタ４８とから構成されている。

前記電子スコープ４６は、細長の挿入部４９とこの後端
に連設された操作部５１とを備えている。

この挿入部４９の先端面には、２つの対物レンズ系５２
ａ、５２ｂが設（プられ、この対物レンズ系５２ａ、５
２ｂの結像位置には、−枚の固体搬像素子５３が設（プ
られており、対物レンズ系５２ａ。

５２ｂによる光学像が別個に結像するようになっている
。

前記操作部５１の後端には、指定手段としてのトラック
ボール５４が設りられ、互いに直交する回転軸を有する
第１の回転子５６と第２の回転子５７とがトラックボー
ル５４と当接している。この第１の回転子５６は第１の
エンコーダ５８に、第２の回転子５７は第２のエンコー
ダ５つに連結されて４３す、トラックボール５４を回転
することにより第１のエンコーダ５８と第２のエンコー
ダ５９とを回転することができるようになっている。

更に、操作部５１の後端には、カーソル切換スイッチ６
１が設しプられている。

前記固体撮像素子５３は、制御装置４７内に設りられた
ビデオプロセス回路６２と接続されており、固体搬像素
子５３から出力された画像信号をγ補正等の補正を行い
、映像信号に変換してスーパーインポーズ回路６３に出
力するようになっている。

前記第１のエンコ一ダ５８と第２のエンコーダ５９どは
、トラックボール５４の回転量を信号に変換して制御装
置４７内に設けられたカーソル制御回路６４に人力でき
るｊ；うに接続されている。

また、前記カーソル切換スイッチ６１は、切換信号をカ
ーソル制御回路６４に入力できるように接続されている
。このカーソル制御回路６４は、距＃１８４算回路６６
と前記スーパーインポーズ回路６３とに接続されており
、距離計算回路６６には回転量を表す信号が入力できる
ようになっており、スーパーインポーズ回路６３には、
カーソルを表すカーソル信号を入力するようになってい
る。

なお、カーソル制御回路６４と距離計算回路６６とは、
演算手段を構成するようになっている。

前記距離計算回路６６は、挿入部４９の先端より観察部
位までの距離を後述する計算手順にしたがって計算し、
この計算された距離をスーパーインポーズ回路６３に入
力するようになっている。

スーパーインポーズ回路６３は、映像信号に前記カーソ
ル６７ａ、６７ｂと計算された距離を表示する距離表示
６８とを重畳してモニタ４８に出力し、モニタ４８は第
７図に示すように観察像を表示するようになっている。

ここで距離計算回路６６で行なわれる距離方法を説明す
る。

簡単のため２次元において説明する。

第６図において、点Ａは、観察部位の着目点。

点Ｂ２点Ｃは各々測長点指定操作によって指定された画
面上の点、すなわち、カーソル６７ａ、６７ｂに対応す
る対物レンズ系５２ａ、５２ｂの焦点面上の点である。

−１７＝ 点Ｏは対物レンズ系５２ａ、５２ｂの光軸の中線と内視
鏡先端面との交点である。

点Ａと内視鏡先端面どの距離をｄ、対物レンズ系５２ａ
、５２ｂの光軸の中線に対する点Ａの横方向のずれをＸ
とする。

対物レンズ系５２ａ、５２ｂの光軸間の距離をＰとＪる
。

対物レンズ系５２ａの光軸と点Ｂとの距離をΔ１、対物
レンズ系５２ｂの光軸と点Ｃとの距離を△２とする。

ここで三角形の相似により ｆ　（Ｐ／２−ｘ）−Δ１ ｆ　（Ｐ／２＋ｘ）−Δ２ が成立つ。これより ｄ＝ｆＰ／（Δ１＋Δ２） △１．△２．ｆ、Ｐ、は既知であるのでｄを求めること
ができる。

上記のように構成された内視鏡装置１の作用を説明する
。

図示しない照明系によって観察部位が照明されると観察
部位の点Ａで反射された光は対物レンズ系５２ａ、５２
ｂに入射し、固体撮像素子５３上に観察像を結像する。

固体撮像素子５３の出力はビデオプロセス回路６２で画
像ビデオ信号に変換され、スーパーインポーズ回路６３
を介してモニタ４８に入力される。

モニタ４８には第７図に示すように対物レンズ系５２ａ
、５２ｂによる２つの画像が表示される。

一方、全方向に回転自在なトラックボール５１１は、回
転Ｊると回転量を第１の回転子５６と第２の回転子５７
とににつて直交方向の回転成分に分離し、第１のエンコ
ーダ５８と第２のエンコーダ５９とによって、その回転
量が検知される。この第１のエンコーダ５８と第２のエ
ンコーダ５つとの出力はカーソル制御回路６４に入力さ
れ、トラックボール５４の回転に応じてモニタ４８上に
表示された２つの画像のカーソル６７ａ、６７ｂの位置
を制御する。

カーソル切換スイッチ６１はトラックボール５４で制御
するカーソル６７ａ、６７ｂのうら、どちらを移動させ
るかを選択するためのもので選択されたカーソル６７ａ
、６７ｂがトラックボール５４の動きにしたがって移動
する。

術者は、モニタ４８上の２つの画面のうち、どちらか一
方の画面上の着目点Δに対応する位置に力−ンル６７ａ
を移動させる。そして、カーソル切換スイッチ６１を切
換えて、他方のカーソル６７ｂを動かせるようにした後
、ｉ〜ラックボール５４を回転し、他方の画面上で着目
点Ａに対応する位置に他方のカーソル６７ｂを移動させ
る。この結果２つのカーソル６７ａ、６７ｂはモニタ４
８上の２つの画面上で着目点Ａの結像位置、すなわち、
点Ｂ１点Ｃに対応する位置に移動させられたことになる
。

カーソル制御回路６４は、２つのカーソル６７ａ、６７
ｂとモニタ４８上の２つの画像の中心、すなわち対物レ
ンズ系５２ａ、５２ｂの光軸が固体撮像素子５３と交わ
る点に対応する画像上の点とのずれ量Δ１．Δ２を距離
計算回路６６に出力する。この計算回路６６では、入力
されたずれ一吊Δ１．Δ２と視差Ｐと対物レンズ系５２
ａ、５２ｂの焦点距離ｆの値とから観察部位から観察部
位の点Ａまでの距離を計算する。

算出された距離は、文字ビデオ信号に変換されスーパー
インポーズ回路６３に入力され、モニタ４８に表示され
る。

本実施例では、トラックボール５４は、１つでカーソル
切換スイッチ６１を使用してカーソル６７ａ、６７ｂを
切換えているが、これに限定されず２つのトラックボー
ルを用いてカーソル切換スイッチ６１を省略しても良い
。

また、１〜ラツクボール５４の代りに、所謂ジョイステ
ィックを設【プ、ジョイスティックの倒され方によって
カーソル６７ａ、６７ｂを移動させるようにしてもよい
。更に、ボリューム等でも良く、カーソル６７ａ、６７
ｂを移動できれば良い。

また、カーソルは２つに限定されず、複数のノＪ−ツル
を使用して複数の観察像上の点を指定づるようにしても
よい。この場合カーソルの形状および色等を２′Ｍ！、
類以上用意すると良い。

カーソル６７ａ、６７’ｂを移動させる場合、モニタ４
８上の画像が静止画像になっている方がボインティング
し易い。従って、ビデオプロセス回路６２にフリーズ機
能を設けても良い。

更に、固体撮像素子５３を１枚でなく、２枚にして各々
の画像を２台のモニタに表示し、２台のモニタ上にカー
ソルを別個に表示するようにしても良い。

本実施例によれば、術者は片手でモニタ上のカーソルを
移動することができ、容易に測長機能を制御することが
できる。

上記の各実施例では、電子スコープに本発明を適用して
いるが、これに限定されるものでなくファイバスコープ
に外付りＴＶカメラを取付けた内視鏡装置に本発明を適
用してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、内視鏡本体に画面
上の座標指定機能を組込むことにより、画面に対する座
標指定操作が容易であり、且つ座標指定操作により内視
鏡装置の機能を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は実施例の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の全体の構成図、第２図は操作部後端の
斜視図、第３図は通常の使用状態におけるモニタ画面の
説明図、第４図は画素の色成分のｍ度平均値を求める場
合のモニタ画面の説明図、第５図は内視鏡装置周辺機器
の制御に本機能を使用する場合の説明図、第６図および
第７図は本発明の第２実施例に係り、第６図は内視鏡装
置の全体の構成図、第７図は使用状態におけるモニタ画
面の説明図である。 １・・・内視鏡装置　　　　２・・・電子スコープ３・
・・カメラコントロールユニット ４・・・モニタ　　　　　　２３・・・座標指定ボタン
２７・・・制御装置　　　　２９・・・主記憶装置３１
・・・計算回路 ３２・・・カーソルイメージメモリ 手続ネ甫正書（自発） 昭和６３年１月１９日 ２、発明の名称　　　内視鏡装置 ３、補正をする考 事件との関係　　特許出願人 住　　所　　　東京都渋谷区幡ケ谷二丁目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　　（自　発） １、明細書１４ペ一ジ中第２０行目に「適用して」」と
あるのを「適用した」に訂正しまず。 ２、明細書１８ペ一ジ中第１２行目にＩｆ　（Ｐ／２−
ｘ）−Δ１」とあるのをＩｆ　（Ｐ／２−ｘ）−Δ１ｄ
Ｊに訂正します。 ３、明細書１８ペ一ジ中第１３行目にＩｆ（Ｐ／２＋ｘ
）−Δ１」とあるのをｒｆ（Ｐ／２＋ｘ）＝Δ２ｄＪに
訂正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端部に設けられた対物レンズ系より取り入れられた対
   象像を電気信号に変換する変換手段と、前記電気信号を
   信号処理してモニタ上に表示する信号処理手段とを有す
   る内視鏡装置において、前記モニタ上に表示される画像
   の座標を指定する指定手段と、 前記指定手段によって指定された座標をモニタ上に表示
   し、この指定された座標により機能を選択実行する演算
   手段とを設けたことを特徴とする内視鏡装置。