JPH0228966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内視鏡装置の画像の改良、特にモアレ
縞の発生防止及び各光学繊維のコア間の隙間によ
り生ずる光学繊維の網目模様の低減に関する。

元来、内視鏡はその使用目的よりして鮮明な被
観察体表面像（患部像）を映し出すことが望まれ
る。しかし、内視鏡のイメージガイドは高屈折率
材料よりなるコアとコアの囲りを低屈折材料で被
覆したクラツド層とからなる光学繊維を規則的に
配列したものであり、被観察体の表面像はコアを
通る光のみで伝送されクラツド層及各クラツド層
間の隙間には光が通らずその部分は画面上黒い網
目模様となつてしまう。この網目模様部分の占め
る面積の割り合い多いと観察像が像として認識さ
れにくくなり、適正な治療の妨げになる。さら
に、観察像を撮像素子を介して映像信号化して
CRT等の表示装置に映し出すビデオ装置付内視
鏡装置においては上記問題とともにモアレ縞の発
生防止が重要な課題になつてくる。モアレ縞が発
生すると表示装置上の患部像が不鮮明になり、観
察者にとつて適正な治療の妨げになり、さらには
患者の生命の危険に及ぶものといえる。従つて、
内視鏡装置においては、各繊維間の隙間により生
ずる黒い網目模様部分を低減し、かつモアレ縞の
発生を防止することが強く要請されている。そし
て、上記問題点の解決方法としてイメージガイド
から伝送される画像を接眼レンズを介して直接観
察する光学フアインダー方式の内視鏡においては
接眼レンズを光軸方向に微小振動する方法が提案
されているが、ビデオ装置付内視鏡装置において
は上記方法を採用することができず、またモアレ
防止対策としても大きな効果を奏することができ
ない。

そこで、本発明は上述した事情を鑑み、ビデオ
装置付き内視鏡装置において患部像を光電変換す
る撮像素子を光軸方向に微小振動させ上記問題点
を一挙に解決せんとするものである。

以下、本発明の好適実施例を図示する図面を参
照し説明する。第１図は本発明の一実施例を示す
構成図であるが、図中、１はコアとその囲りのク
ラツド層よりなる光学繊維を規則的に配列したイ
メージガイド、２はイメージガイドから伝送され
る光学像を二分割するためのハーフミラー、３は
接眼レンズ、４はハーフミラー２で二分割された
画像の一方の患部像を撮像素子５上に結像するた
めの結像レンズ、５は複数の光検出器がマトリツ
クス状に配置されていて患部像を電気信号に変換
する受光部と受光部からの電気信号を走査する走
査回路を有する撮像素子、６は撮像素子５を保持
するためのマウント、７は二枚の圧電性材料より
なる平板７ａと圧電性平板７ａを各々挾んでいる
３枚の平板状電極７ｂとからなるバイモルフ板、
８はバイモルフ板７の端部を固定するマウント、
９はバイモルフ板７を所定の振動数で振動させる
ための交流電源を各々示している。イメージガイ
ド１を介して伝送される患部像はハーフミラー２
により二分割され、一方の光線束は接眼レンズ３
を介して観察者により観察される。他方の光像束
は結像レンズ４を通り撮像素子５の受光面上に結
像され、光電変換された後増巾器、制御回路、符
号器を介して映像信号化される。そしてCRT、
LCD等の表示装置に映し出され電子像として観
察される。本構成においては、観察者は接眼レン
ズ３を介して直接患部像を観察することもでき、
表示装置に映像される電子像を観察することもで
き、又は光学像及び電子像ともに同時に観察する
ことができる。バイモルフ板７はチタン酸バリユ
ーム等の圧電性材料からできている２枚の平板７
ａを各々挾むように３枚の平板状の電極７ｂが配
置されていて、両端の２枚の電極には同一極性の
電圧が、中間の電極にはこれを逆極性の電圧が印
加されるように構成されている。交流電源９より
一定の周波数及び一定の電圧が印加されると周波
数に従い電界の向きが交互に変化する電界が２枚
の圧電性平板７ａに印加される。これにより圧電
性平板７ａは電界の向きと直角方向に機械ひずみ
を生ずる圧電性平板７ａの両端が固定されている
ためひずみ方向に変化することができず電界方向
に上下にひずむことになる。そして印加される電
界が周波数に応じて変化するためバイモルフ板７
は電界方向すなわち光軸方向に振動することにな
る。この振動はマウント６を介してバイモルフ板
に取り付けられている撮像素子５に伝えられ、撮
像素子５が光軸方向に振動することになる。振動
数は交流電源９の周波数、印加電圧、圧電性平板
の厚み等により任意の周波数を得ることが可能で
あり、振巾も印加電圧、圧電性平板の厚み等より
任意の振巾を得ることができる。振動の中心点位
置を結像レンズ４の結像位置に合致させると、撮
像素子５はピントが合致した位置を中心にして光
軸方向に振動を繰り返し、ピント位置及びこれに
前後する位置で患部像を連続的に撮像することに
なり、時系列的にある時はピント位置で撮影し、
ある時はピント位置より若干づれた位置で撮影す
ることになる。この動作が連続的に行なわれるた
めピントが合つた状態とピントがづれた状態がほ
ぼ交互に発生するため観察者の眼にはほぼピント
のづれを感じさせない。一方光学繊維の網目模様
はピントがづれることによりそのコントラストが
低くなり相対的な強度が弱められる。これにより
画面の鮮明度を低下することなく光学繊維の網目
模様を目立たなくすることが可能になる。モアレ
縞に対してもピントがづれた状態で撮像された像
はモアレ縞の強度が低下し、観察者の眼に対して
点滅する刺激が弱まり画面の鮮明度を低下するこ
となくモアレ縞を弱めることができる。

ハーフミラー２を矢印１０で示すようにミラー
面と直角方向に振動させることによりピント位置
を中心にしてこの前後に振動させることが可能に
なるが、振動に伴ない画像が光軸に対して左右に
振動してしまい効果的ではない。また結像レンズ
４を光軸方向に振動させる方法も考えられるが、
結像レンズは光線を通過させねばならずレンズの
周辺を保持して振動させることは機械的構造上の
問題よりして好ましくない。一方、撮像素子は光
線を受光するだけで透過する必要がないため、図
に示すように背面より容易に光軸方向に振動させ
ることが可能であり、極めて簡単な方法により振
動させることができる。

次に振動数について検討する。表示装置は１フ
レームの画面を作る時間内における光量を積分し
た値をもつて画面上に表示する。よつて、撮像素
子の振動数が表示装置の読み出し周波数より小さ
い場合には、ピントがづれた画面を連続して作り
出し好ましくない。撮像素子の振動数が表示装置
の読み出し周波数と一致する場合には、画面１フ
レームは撮像素子の振動の一周期分を積分した値
で構成される。これによりピントが合つた状態と
ピントがづれた状態がほぼ交互的に表われた画面
を積分したと同様になる。従つて、振動数は少な
くとも表示装置の読み出し周波数以上でなければ
ならない。また撮像素子の振動数を表示装置の読
み出し周波数の整数倍にすると、表示装置の画面
１フレームの周期と撮像素子の振動の整数倍の周
期とが一致して制御回路の構成が極めて簡素化す
ることができる。撮像素子の振動の振巾は、あま
り大きくするとピントのづれが大きくなりすぎ好
ましくなく、振巾が400μｍ程度の微小振動で十
分な効果を奏することが可能である。

以上説明したようにビデオ装置付き内視鏡装置
において、被観察体表面像を電気信号に変換する
撮像素子を光軸方向に微小振動させることにより
簡単な構成で光学繊維の黒い網目模様が低減さ
れ、同時にモアレ縞も低減された鮮明な画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る内視鏡装置の構成図を示して
いる。 １……イメージガイド、２……ハーフミラー、
３……接眼レンズ、４……結像レンズ、５……撮
像素子、６……撮像素子のマウント、７……バイ
モルフ板、８……バイモルフ板のマウント、９…
…交流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イメージガイドから伝送される光学像を電気
   信号に変換する撮像素子と、撮像素子からの電気
   信号を映像信号に変換する装置とを備えた内視鏡
   装置において、撮像素子を光軸方向に振動させな
   がら光学像を電気信号に変換するようにした内視
   鏡装置。 ２ 上記映像信号を電子像として表示する表示装
   置の読み出し周波数と同一又はこれ以上の周波数
   で、撮像素子を光軸方向に振動させることを特徴
   とする特許請求の範囲１に記載の内視鏡装置。 ３ 上記映像信号を電子像として表示する表示装
   置の読み出し周波数の整数倍の周波数で、撮像素
   子を光軸方向に振動させることを特徴とする特許
   請求の範囲１に記載の内視鏡装置。