JP4459643B2

JP4459643B2 - 側視型電子内視鏡及び電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP4459643B2
Application number: JP2004028727A
Authority: JP
Inventors: 貴司澤井
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005218594A

Description

この発明は、体腔内の管状の内壁部を観察する為に使用される側視型電子内視鏡及び該内視鏡を備えた電子内視鏡装置であって、特にマスク処理を施した画像を出力する為の側視型電子内視鏡及び該内視鏡を備えた電子内視鏡装置に関する。

一般的に、体腔内を観察する為に使用される電子内視鏡装置は、光源部や画像処理部を備えるプロセッサと、被検者の体内に挿入され該体腔内を照明すると同時に先端に設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子によって撮像を行う電子内視鏡と、モニタ等の表示装置から構成されている。

上述の如き電子内視鏡装置では、電子内視鏡に備えられた撮像素子によって体腔内の観察対象を撮像し、プロセッサに備えられた画像処理部によって所定の画像処理を施された画像を表示装置に出力する。術者は、モニタを観察することにより、病変部の発見や検査等を行う。

ここで、表示装置の画像表示領域と、撮像素子の形状や撮像素子の前方に配設される対物光学系の形状等が必ずしも一致しない。そこで、電子内視鏡装置ではモニタに表示される画像の外周の輪郭を明確化させて、観察を容易にする為に、画像の一部を暗転させる処理（マスク処理）を行っている（例えば特許文献１）。なお本明細書では、説明の便宜上、撮像素子の形状や、該撮像素子の前方に配設される対物光学系の形状、電子内視鏡のタイプ（ここでは直視タイプであるか側視タイプであるか）等を電子内視鏡の仕様と総称する。
特開平１０−１５５７３７号公報

上記特許文献１で図示されているマスクの形状は、正方形であるか或いはモニタの形状に合わせて横長になっている。説明を加えると、正方形のマスク形状は全方向を同様に観察したい場合に有効な形状であり、横長のマスク形状はモニタの形状を十分に利用して可能な限りの領域を観察したい場合に有効な形状であるといえる。

ここで、体腔内を観察する為の電子内視鏡には、その用途に応じて様々な形態のものが存在する。例えば、胃などの比較的広い空間を有する臓器を観察する為のものには、その先端部の前面に対物光学系が配置された所謂直視型電子内視鏡がある。また、十二指腸などの比較的細長い空間を有する臓器を観察する為のものには、その先端部の側面に対物光学系が配置された所謂側視型電子内視鏡がある。

直視型電子内視鏡と側視型電子内視鏡とでは観察対象が異なる為、その観察領域も異なっている。しかしながら上述の如きマスク形状は、直視型電子内視鏡における観察領域を想定した形状であり、側視型電子内視鏡における観察領域を想定した形状ではない。従って、側視型電子内視鏡により取得した画像に上述の如き形状のマスク処理を施すと、側視型電子内視鏡の特徴を活かした観察を実施することができず、観察対象を画面内に捉え難くなってしまう。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、観察対象を画面内で捉え易くする為のマスクの信号を生成することができる側視型電子内視鏡、及び該内視鏡を備えた電子内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る側視型電子内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部長手方向の側面部分に配置された対物光学系と、該対物光学系により結像された光束を受光して画像信号に変換する撮像手段と、該長手方向の視野角を該長手方向と直交する方向の視野角より広くさせるマスクの信号を生成するマスク信号生成手段とを備えたものである。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る側視型電子内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部長手方向の側面部分に配置された対物光学系と、該対物光学系により結像された光束を受光して画像信号に変換する撮像手段と、該画像信号から得られた画像に重ねられるマスクの信号を生成するマスク信号生成手段とを備えたものであり、該画像の視野角であって、該長手方向の視野角をθ_１、該長手方向と直交する方向の視野角をθ_２としたとき、該マスク信号生成手段は、θ_１＞θ_２を満たすようなマスクの信号を生成する。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る側視型電子内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部先端の側面部分に配置された対物光学系と、該対物光学系により結像された光束を受光して画像信号に変換する撮像手段とを備え、体腔内の管状の内壁部を観察する為に使用されるものであり、管内において該挿入部先端を移動させる移動方向の視野角を、該移動方向と直交する方向の視野角より広くさせるマスクの信号を生成するマスク信号生成手段をさらに備えたものである。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡装置は、上述したいずれかの側視型電子内視鏡と、該側視型電子内視鏡から出力された画像信号に所定の処理を施す画像処理手段と、マスク信号生成手段により生成されたマスクの信号に基づいて該処理が施された画像信号にマスク処理を施すマスク処理手段とを備えたものである。

本発明の側視型電子内視鏡及び電子内視鏡装置を採用すると、挿入部の進行方向に広い視野を確保したマスク処理を実行できる為、細長い管内における観察対象が画面内で捉え易くなる。

本発明の実施形態の電子内視鏡装置は、その特徴的な構成として、観察対象をモニタなどの画面内で捉え易くする為のマスクの信号を生成することができる側視型電子内視鏡を備えたものである。本実施形態の電子内視鏡装置を採用すると、側視型電子内視鏡によって細長い管内を撮像したときに、モニタに、術者が観察し易い画像を表示させることができる。

図１は本発明の実施形態の電子内視鏡装置１００の概略構成図である。電子内視鏡装置１００は、側視型電子内視鏡１００ａとプロセッサ１００ｂとを有する。側視型電子内視鏡１００ａは、主に十二指腸などの細長い管状の内壁部を観察する為のものであり、その長手方向の側面部分に観察用の対物光学系を有している。すなわち側視型電子内視鏡１００ａでは、その先端部の側面側に位置した像を観察することができる。

側視型電子内視鏡１００ａは、プロセッサ１００ｂに接続されるコネクタ部１と被検者の体腔内に挿入される挿入部と、各種操作を行う為の操作部及び連結可撓管から成るスコープ部２から構成されている。コネクタ部１内には、マスク生成回路３と同期信号生成回路４が設けられている。スコープ部２の先端には、当該スコープ部２の長手方向の側面部に配置された対物レンズ２ｂと、該対物レンズ２ｂの像側焦点面上に受光面が配置されたＣＣＤ２ｃとを備えた先端部２ａが設けられている。プロセッサ１００ｂは、制御部５、画像信号処理回路６、及びマスク処理回路７を有している。

内視鏡による観察中、プロセッサ１００ｂの光源部（不図示）から発光された照明光は、先端部２ａの側面部から照射され、体腔内の観察部位を照明する。観察部位において反射された反射光は、先端部２ａに設けられた対物レンズ２ｂに入射され、ＣＣＤ２ｃの受光面上で結像されて当該受光面に受光される。ＣＣＤ２ｃは、受光面に形成された観察部位の光学像に対応する電荷を蓄積し、該蓄積電荷に基づく電圧値を画像信号として出力する。画像信号は、コネクタ部１のアンプＡによって所定量増幅された後、第一伝送路Ｌ１を介してプロセッサ１００ｂの画像信号処理回路６に伝送される。

コネクタ部１内のマスク信号生成回路３は、本実施形態の特徴的な情報であり、側視型電子内視鏡１００ａによって撮像された観察部位の画像に側視型電子内視鏡１００ａの仕様、すなわちＣＣＤ２ｃのサイズや、ＣＣＤ２ｃの前方に配設される対物レンズ２ｂの形状、電子内視鏡のタイプ等に対応したマスクパターン情報（詳しくは後述）を備えている。そして、術者によって側視型電子内視鏡１００ａがプロセッサ１００ｂに接続されると、このマスク信号生成回路３は、マスクパターン情報に対応したマスク信号を生成し、そのマスク信号を第二伝送路Ｌ２を介してプロセッサ１００ｂのマスク処理回路７に伝送する。

同期信号生成回路４は、側視型電子内視鏡１００ａの撮像タイミングとプロセッサ１００ｂの画像処理タイミングとを合わせる（同期させる）為の同期信号を生成する。同期信号生成回路４によって生成される同期信号は、各伝送路Ｌ１、Ｌ２と別個独立に配設される第三伝送路Ｌ３を介して、プロセッサ１００ｂの制御部５に入力される。

以上が側視型電子内視鏡１００ａ側の説明である。側視型電子内視鏡１００ａから送信される上記の各信号を用いて、プロセッサ１００ｂは以下に説明する処理を行う。なお、以下に詳述するさまざまな処理のタイミングはすべて、第三伝送路Ｌ３を介して定期的に入力する同期信号に基づき制御部５によって制御される。

画像信号処理回路６は、初段処理部８、Ｒメモリ９Ｒ、Ｇメモリ９Ｇ、Ｂメモリ９Ｂ、及び後段処理部１０を有する。画像信号処理回路６は、入力する画像信号に対して、まず初段処理部８でフィルタ処理やＡ／Ｄ変換処理等を行う。そして、初段処理部８から出力される画像信号は、撮像時の画像データとしてＲ、Ｇ、Ｂの各メモリ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂにそれぞれ書き込まれる。各メモリ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂに書き込まれている各画像データは、制御部５の制御下、所定のタイミングで再び画像信号として後段処理部１０に読み出され、Ｄ／Ａ変換処理等を施される。後段処理部１０で所定の処理をされた画像信号は、続いてマスク処理回路７に入力する。

ここで、画像信号が伝送される第一伝送路Ｌ１とマスク信号が伝送される第二伝送路Ｌ２とは別個独立の経路である。従って画像信号処理回路６は、ＣＣＤ２ｃによって生成されたままの状態の画像信号に対して各種の画像処理を行う。つまり、画像信号処理回路６は、マスク処理をされていない画像信号についてのみ精度の高い画像処理を行うことになる。

マスク処理回路７は、第二伝送路Ｌ２を介して入力するマスク信号に基づいて、所定のタイミングで後段処理部１０から出力された画像信号にマスク処理を施す。上述したようにマスク信号は、側視型電子内視鏡１００ａの仕様に対応している為、マスク処理回路７では、その仕様に対応した最適なマスク処理が行われる。

マスク処理回路７においてマスク処理された画像信号は、ＲＧＢのビデオ信号として所定のタイミングで、プロセッサ１００ｂに接続されたモニタ２００に出力される。モニタ２００は、入力するビデオ信号に対応した観察部位のカラー画像を表示する。

モニタ２００に表示されるカラー画像は、画像処理後の画像信号に対して電子内視鏡の使用に対応するマスク処理を行ったため、マスク領域と画像領域との境界が明確になっており、かつ画像領域、つまり観察部位の画像は、高精度な画像処理を施された鮮明な状態で表示される。

ここで、本実施形態の特徴的な部分であるマスク信号生成回路３に備えられたマスクパターン情報について説明する。

本実施形態のマスク信号生成回路３は、側視タイプの電子内視鏡に設けられたものである為、側視タイプの観察形態（すなわち体腔内の細長い管内を行き来しつつその内壁部を観察する形態）に適したマスクパターン情報を備えている。このマスクパターン情報を有したマスク信号に基づいて後段処理部１０から出力された画像信号に、マスク処理回路７がマスク処理すると、図２の如きマスクが掛けられた画像がモニタ２００に表示される。

図２において、白で示された長方形の領域は、電子内視鏡装置１００から得られた観察画像を表示する領域（以下、観察画像領域と略記）２００ａであり、他の点模様で示された領域は、マスク処理が施された領域（以下、マスク領域と略記）２００ｂである。また、モニタ２００の縦方向に沿った観察画像領域２００ａの辺の長さをＬ_１とし、モニタ２００の横方向に沿った観察画像領域２００ａの辺の長さをＬ_２とする。

ここで、モニタ２００に表示される画像の縦方向は、スコープ部２の長手方向に対応している。例えば、側視型電子内視鏡１００ａによってスコープ部２の長手方向に伸長した観察対象を撮像すると、モニタ２００には、画面縦方向に伸長した観察対象が表示される。

上述したように、本実施形態の側視型電子内視鏡１００ａは、先端部の側面に対物光学系を配置した側視タイプである為、主に体腔内の細長い管内に挿入される。この為、観察対象がスコープ部２の長手方向に沿って位置することになり、術者は、主にその管内を該管の長手方向に沿って先端部２ａを移動させるよう側視型電子内視鏡１００ａを操作する。従って、モニタ２００には、主に画面縦方向にスクロールされるような観察画像が表示される。すなわち本実施形態では、観察画像領域２００ａの縦方向に観察対象が位置することになる為、観察画像の表示領域であって、観察画像領域２００ａの縦方向の表示領域が横方向の表示領域より重要視される。そこで、本実施形態の電子内視鏡装置１００では、観察画像領域２００ａの縦方向の表示領域を横方向の表示領域より優先させるようなマスク処理を施している。

さらに具体的に説明すると、図２に示されたように、ｔａｎ^−１（Ｌ_１／Ｌ_２）を視野角θ_１とし、ｔａｎ^−１（Ｌ_２／Ｌ_１）を視野角θ_２としたとき、電子内視鏡装置１００により施されるマスク処理は、θ_１＞θ_２を満たしている。これら視野角θ_１及び視野角θ_２は、観察画像領域２００ａの縦方向と横方向との表示領域の比に関わる角度である。視野角θ_１は、横方向に対する縦方向の表示領域の広さを示したものであり、その値が大きければ大きいほど観察画像領域２００ａの縦方向の表示領域が広くなる傾向にある。また、視野角θ_２は、縦方向に対する横方向の表示領域の広さを示したものであり、その値が大きければ大きいほど観察画像領域２００ａの横方向の表示領域が広くなる傾向にある。

本実施形態では、上述した如くθ_１＞θ_２を満たしている為、モニタ２００の観察画像領域２００ａには、縦方向すなわちスコープ部２の長手方向に位置した観察対象が、より広い範囲で表示される。また、観察対象があまり位置しない横方向の表示領域を狭くしている為、不必要な画像を効果的に削減できる。これにより細長い管内の観察対象を捉え易くなる。その結果、側視タイプの電子内視鏡において、術者は、従来（正方形或いは横長のマスク処理が施された画像を表示するタイプ（すなわちθ_１＝θ_２或いはθ_１＜θ_２））に比べてさらに良好な診断を実施することができる。

以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

本発明の実施形態の電子内視鏡装置の概略構成を表すブロック図である。本発明の実施形態の電子内視鏡装置によりマスク処理された画像を示した図である。

符号の説明

３マスク信号生成回路
４同期信号生成回路
５制御部
６画像信号処理回路
７マスク処理回路
１００電子内視鏡装置
１００ａ電子内視鏡
１００ｂプロセッサ

Claims

体腔内に挿入される挿入部と、
該挿入部長手方向の側面部分に配置された対物光学系と、
該対物光学系により結像された光束を受光して画像信号に変換する撮像手段と、
該長手方向の視野角を該長手方向と直交する方向の視野角より広くさせるマスクの信号を生成するマスク信号生成手段と、
を備えたこと、を特徴とする側視型電子内視鏡。
体腔内に挿入される挿入部と、
該挿入部長手方向の側面部分に配置された対物光学系と、
該対物光学系により結像された光束を受光して画像信号に変換する撮像手段と、
該画像信号から得られた画像に重ねられるマスクの信号を生成するマスク信号生成手段と、
を備えた側視型電子内視鏡において、
該画像の視野角であって、該長手方向の視野角をθ_１、該長手方向と直交する方向の視野角をθ_２としたとき、
該マスク信号生成手段は、θ_１＞θ_２を満たすようなマスクの信号を生成すること、を特徴とする側視型電子内視鏡。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の側視型電子内視鏡と、
該側視型電子内視鏡から出力された画像信号に所定の処理を施す画像処理手段と、
前記マスク信号生成手段により生成されたマスクの信号に基づいて該処理が施された画像信号にマスク処理を施すマスク処理手段と、
を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡装置。