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JPH0646265B2 - Endoscopic device for visible / infrared light - Google Patents
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JPH0646265B2 - Endoscopic device for visible / infrared light - Google Patents

Endoscopic device for visible / infrared light

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Publication number
JPH0646265B2
JPH0646265B2 JP58163591A JP16359183A JPH0646265B2 JP H0646265 B2 JPH0646265 B2 JP H0646265B2 JP 58163591 A JP58163591 A JP 58163591A JP 16359183 A JP16359183 A JP 16359183A JP H0646265 B2 JPH0646265 B2 JP H0646265B2
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JP
Japan
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light
filter
image pickup
illumination
visible light
Prior art date
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JP58163591A
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Japanese (ja)
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JPS6053922A (en
Inventor
弘善 藤森
達夫 長崎
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0646265B2 publication Critical patent/JPH0646265B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、可視光のみならず赤外光に対しても撮像可能
とする可視光・赤外光用内視鏡装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a visible light / infrared light endoscope apparatus capable of imaging not only visible light but also infrared light.

[発明の技術的背景及びその問題点] 近年、内視鏡においても固体撮像素子を用いた撮像装置
が実現化する状況にある。
[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In recent years, an imaging apparatus using a solid-state imaging device is being realized even in an endoscope.

しかしながら、固体撮像素子を用いた従来の内視鏡にお
いては、可視領域の光に対して撮像可能であるが、患部
の状態あるいは症状をより詳しく診断することのできる
内視鏡が望まれている。
However, in a conventional endoscope using a solid-state image sensor, an endoscope capable of imaging light in the visible region, but capable of diagnosing a condition or symptom of an affected area in more detail is desired. .

上記患部の状態あるいは症状を診断するには、患部の発
熱の状態、つまり温度分布地図を調べることが、その有
力な手段となる。
For diagnosing the condition or symptom of the affected area, examining the state of fever of the affected area, that is, the temperature distribution map is an effective means.

上記温度分布は、患部等の発熱体が放射する赤外領域の
光を受光することによって、知ることができる。
The temperature distribution can be known by receiving the light in the infrared region emitted by the heating element such as the affected area.

従って、可視光で観察あるいは診断可能であると共に、
赤外光でも観察あるいは診断できる内視鏡が望まれる
が、特開昭58−46929号公報に開示されている従
来例は、赤外光での像が一定のレベルでの輪郭として表
示できるものであり、より詳しい情報を得るには不充分
である。
Therefore, it is possible to observe or diagnose with visible light,
An endoscope capable of observing or diagnosing with infrared light is desired, but the conventional example disclosed in JP-A-58-46929 is one in which an image with infrared light can be displayed as a contour at a constant level. And is not enough to get more information.

又、特開昭58−42022号公報に開示されている従
来例は、(近)赤外光で用いることもできるが、固体撮
像素子を電磁的あるいは機械的に回転させなければなら
ず、挿入部先端側が嵩ばったり、複雑になる。又複数の
固体撮像素子を用いるため、コストが高くなる。又、複
数の撮像手段を併設した従来例も開示されているが、こ
の場合も上述のように嵩ばったり、コストが高くなる。
Further, the conventional example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-42222 can be used with (near) infrared light, but the solid-state image pickup device must be rotated electromagnetically or mechanically, The tip side of the part becomes bulky or complicated. Further, since a plurality of solid-state image pickup elements are used, the cost becomes high. Further, a conventional example in which a plurality of image pickup means are provided together is also disclosed, but in this case as well, it is bulky and costly as described above.

[発明の目的] 本発明は上述した点にかんがみてなれさたもので、可視
光のみならず、赤外光でも撮像可能で、且つ嵩ばること
なく、低コストで実現できる可視光・赤外光用内視鏡装
置を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and visible light / infrared light that can be imaged not only by visible light but also by infrared light, and can be realized at low cost without being bulky. An object is to provide an endoscope apparatus for light.

[発明の概要] 本発明は、可視光を透過するフィルタ部分と、赤外光を
透過するフィルタ部分とを形成してそれぞれのフィルタ
を経て受光素子から出力される信号を処理して可視光像
はもとより、赤外光像も撮像できるようになっている。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a visible light image is formed by forming a filter portion that transmits visible light and a filter portion that transmits infrared light, processing a signal output from a light receiving element through each filter. Of course, infrared light images can also be taken.

[発明の実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。Embodiments of the Invention Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図ないし第5図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例の内視鏡を示し、第2図は固体撮像素子
の撮像面の各受光素子の配列を示し、第3図は撮像面の
前に配設されるフィルタを示し、第4図は3原色フィル
タを示し、第5図は液晶フィルタを示す。
1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention.
The figure shows the endoscope of the first embodiment, FIG. 2 shows the arrangement of the light receiving elements on the image pickup surface of the solid-state image pickup element, and FIG. 3 shows the filter arranged in front of the image pickup surface. FIG. 4 shows a three primary color filter, and FIG. 5 shows a liquid crystal filter.

第1実施例の内視鏡1は、細径の挿入部2の先端側に結
像用の対物レンズ3が配設され、該対物レンズ3の結像
位置にその撮像面が臨むようにCCD(電荷結像素子)
等の固体撮像素子4が配設されて撮像光学系が形成され
ている。この固体撮像素子4の撮像面には第2図に示す
ように、例えば正方形状の受光素子5が規則正しく配列
され、これら受光素子5,…,5の前面にフィルタ6が
配列されている。
In the endoscope 1 of the first embodiment, an objective lens 3 for image formation is arranged on the tip side of a small-diameter insertion portion 2, and a CCD is formed so that its image pickup surface faces the image formation position of the objective lens 3. (Charge imaging device)
An image pickup optical system is formed by disposing solid-state image pickup elements 4 such as. As shown in FIG. 2, for example, square light receiving elements 5 are regularly arranged on the image pickup surface of the solid-state image pickup element 4, and filters 6 are arranged in front of these light receiving elements 5 ,.

上記フィルタ6は、第3図に示すように受光素子5,
…,5の配列における奇数行を覆う部分は可視光に対し
て透明(赤外光のみを遮光する)な可視光透過フィルタ
6a部分で、偶数行を覆う部分は可視光を遮光し、赤外
光を透過する赤外光透過フィルタ6b(梨地状部分)と
で形成されている。
As shown in FIG. 3, the filter 6 includes a light receiving element 5,
The portion covering the odd rows in the array of ..., 5 is the visible light transmitting filter 6a which is transparent to visible light (shields only infrared light), and the portion covering the even rows shields visible light and It is formed of an infrared light transmitting filter 6b (a satin-like portion) that transmits light.

しかして、上記固体撮像素子4に印加されるクロック信
号によって各画素に対応した信号が順次出力されるよう
になっており、該信号は低雑音指数の前置増幅器(プリ
アンプ)7が増幅され、信号ケーブル8を経て、マルチ
プレクサ9で導通される色増幅器10R,10G,10
Bでさらに充分増幅されるようになっている。
Then, a signal corresponding to each pixel is sequentially output by the clock signal applied to the solid-state image sensor 4, and the signal is amplified by the preamplifier 7 having a low noise figure. Color amplifiers 10R, 10G, 10 which are conducted by a multiplexer 9 via a signal cable 8.
In B, it is further amplified sufficiently.

上記固体撮像素子4に、受光されて各画素に対応する信
号読み取り用に印加されるクロック信号は、信号読取り
回路11から出力され、該クロック信号は基準発振機器
12に基準信号によって形成されるようになっている。
A clock signal received by the solid-state imaging device 4 and applied to read a signal corresponding to each pixel is output from the signal reading circuit 11, and the clock signal is formed by the reference oscillation device 12 by the reference signal. It has become.

又、上記基準信号は、水平偏向回路13及び垂直偏向回
路14にそれぞれ入力されて、水平及び垂直偏向信号が
それぞれ形成され、カラーブラウン管15のX及びY偏
向端子に印加されるようになっており、通常の可視撮像
モードにおいては各色増幅器10R,10G,10Bか
ら出力される赤,緑及び青の各色信号R,G,Bを水平
及び垂直に掃引しながらカラーブラウン管15に表示す
るように構成されている。
The reference signal is input to the horizontal deflection circuit 13 and the vertical deflection circuit 14 to form horizontal and vertical deflection signals, which are applied to the X and Y deflection terminals of the color cathode ray tube 15. In the normal visible image pickup mode, the red, green and blue color signals R, G and B output from the color amplifiers 10R, 10G and 10B are displayed on the color cathode-ray tube 15 while being swept horizontally and vertically. ing.

上記マルチプレクサ9は、信号読取り回路11から出力
されるクロック信号を分周する等して形成された切換信
号を出力する切換回路16の該切換信号によって、可視
撮像モード時には3つの端子が順次切換えられるように
なっている。
In the multiplexer 9, three terminals are sequentially switched in the visible image pickup mode by the switching signal of the switching circuit 16 which outputs a switching signal formed by dividing the clock signal output from the signal reading circuit 11. It is like this.

ところで、上記挿入部2内には照明光伝達手段としてフ
ァイババンドルで形成されたライトガイド17が挿通さ
れ、該ライトガイド17は、その後端が光源装置18に
着脱自在で装着され、その前端が照明光を出射し、配光
レンズ19を経て対物レンズ3で観察可能になる範囲の
被写体側を照明できるように構成されている。
By the way, a light guide 17 formed of a fiber bundle is inserted into the insertion portion 2 as an illumination light transmission means, the rear end of the light guide 17 is detachably attached to the light source device 18, and the front end thereof is illuminated. It is configured so as to emit light and illuminate the subject side in a range that can be observed by the objective lens 3 via the light distribution lens 19.

上記光源装置18内には照明ランプ21が配設され、該
照明ランプ21の照明光は後方の反射鏡22で反射され
て前方のコンデンサレンズ23側に導き、該コンデンサ
レンズ23によって集光されてライトガイド17の後端
面、つまり入射端面を照射するように構成されている。
An illumination lamp 21 is provided in the light source device 18, and the illumination light of the illumination lamp 21 is reflected by a rear reflecting mirror 22 and guided to the front condenser lens 23 side, and is condensed by the condenser lens 23. The rear end face of the light guide 17, that is, the incident end face is irradiated.

上記照明ランプ21とコンデンサレンズ23との間の光
路上で、例えばコンデンサレンズ23の瞳位置に、液晶
フィルタ(液晶板)24及び3原色フィルタ25とが配
設されている。
On the optical path between the illumination lamp 21 and the condenser lens 23, for example, a liquid crystal filter (liquid crystal plate) 24 and a three primary color filter 25 are arranged at the pupil position of the condenser lens 23.

上記3原色フィルタ25は、第4図に示すように赤の色
(波長)の光のみを透過する赤透過フィルタ25R,緑
の色の光のみを透過する緑透過フィルタ25G、青の色
の光のみを透過する青透過フィルタ25Bとがストライ
プ状で、これら各透過フィルタ25R,25G,25B
の順にストライプ模様を繰り返すように形成してある。
The three primary color filters 25 are, as shown in FIG. 4, a red transmission filter 25R that transmits only light of red color (wavelength), a green transmission filter 25G that transmits only light of green color, and light of blue color. The blue transmission filter 25B that transmits only the light and the blue transmission filter 25B have a stripe shape, and these transmission filters 25R, 25G, and 25B.
The stripe pattern is formed so as to be repeated in this order.

又、上記液晶フィルタ24は一方の面は全面が電極が形
成され、他方の面は第5図に示すように、上記3原色フ
ィルタ25の各色のストライプに接する部分にストライ
プ形状の電極が形成され、同色の各色フィルタ25R,
25G,25B部分に接する電極は導通されて全体とし
て3個の電極24a,24b,24cが形成されてい
る。しかして、電圧を印加することによって、その電極
間の液晶部分が光を通す透光部となり、印加されると電
極間の液晶部分が光を遮光する遮光部となるようにして
ある(勿論逆であっても良い)。
Further, electrodes are formed on the entire surface of one side of the liquid crystal filter 24, and stripe-shaped electrodes are formed on the other side of the surface of the other side, as shown in FIG. , Each color filter 25R of the same color,
The electrodes in contact with the 25G and 25B portions are electrically connected to form three electrodes 24a, 24b and 24c as a whole. Then, when a voltage is applied, the liquid crystal portion between the electrodes serves as a light-transmitting portion that allows light to pass therethrough, and when applied, the liquid crystal portion between the electrodes serves as a light-shielding portion that shields light (reversely, of course). May be).

上記3個の電極24a,24b,24cにはリード線を
介してマルチプレクサ26の各共通端子に接続され、電
池27の電圧を印加できるようにしてある。
The three electrodes 24a, 24b, 24c are connected to respective common terminals of the multiplexer 26 via lead wires so that the voltage of the battery 27 can be applied.

上記マルチプレクサ26は、切換回路16によって、電
極24a,24b,24cが1個ずつ電圧が印加される
ように順次切換えられ、残りの2個はアースと導通する
ように切換えられるようになっている。
The multiplexer 26 is sequentially switched by the switching circuit 16 so that a voltage is applied to each of the electrodes 24a, 24b, 24c one by one, and the other two are switched so as to be electrically connected to the ground.

尚、上記マルチプレクサ9及び26については、可視光
で撮像する場合にはマルチプレクサ26によって、電極
24a,24b,24cに順次電圧が印加され、3原色
フィルタ25R,25G,25Bを透過した赤,緑及び
青の照明光で順次照明され、各色で照明された期間各受
光素子5,…,5で受光された信号は第3図に示す奇数
行の配列ラインごとに2回繰り返して順次読み出される
撮像手段が形成されており、読み出された(取り込まれ
た)信号は、色増幅器10R,10G,10Bで順次増
幅されてカラーブラウン管15に水平及び垂直偏向信号
で掃引されながら表示される。
Regarding the multiplexers 9 and 26, in the case of imaging with visible light, a voltage is sequentially applied to the electrodes 24a, 24b, 24c by the multiplexer 26, and the red, green, and green light transmitted through the three primary color filters 25R, 25G, 25B are transmitted. An image pickup means in which the signals received by the respective light receiving elements 5, ..., 5 are sequentially read twice for each odd-numbered array line shown in FIG. 3 while being sequentially illuminated with blue illumination light and illuminated with each color. And the read (acquired) signal is sequentially amplified by the color amplifiers 10R, 10G, and 10B and displayed on the color cathode-ray tube 15 while being swept by the horizontal and vertical deflection signals.

一方、赤外光での撮像が(図示しないスイッチ操作等
で)選択されると、マルチプレクサ26は液晶フィルタ
24の各電極24a,24b,24cが接地されて遮光
されるか、照明ランプ21が消灯される。しかして、マ
ルチプレクサ9は、全ての色増幅器10R,10G,1
0Bと導通され、第3図に示す赤外光透過フィルタ6b
を通して偶数行の受光素子5,…,5で受光された信号
を(表示可能なように)順次読み出し(撮像し)、読み
出された信号は増幅され、2回繰り返して2フィールド
を1フレームとして(インターレース走査)カラーブラ
ウン管15に白黒の画像として表示される(赤外光で
の)撮像手段及び撮像した像のモニタ用表示手段が形成
されている。尚、上記色増幅器10R,10G,10B
全てと導通させるには、例えば図示しないアナログスイ
ッチ等をマルチプレクサ9の共通端と、各色増幅器10
R,10G,10Bの入力端とをそれぞれオンさせるこ
とにより可能になる。
On the other hand, when imaging with infrared light is selected (by switch operation (not shown) or the like), in the multiplexer 26, the electrodes 24a, 24b, and 24c of the liquid crystal filter 24 are grounded and shielded, or the illumination lamp 21 is turned off. To be done. Then, the multiplexer 9 includes all the color amplifiers 10R, 10G, 1
The infrared light transmitting filter 6b shown in FIG.
, 5 are sequentially read out (captured so that they can be displayed), and the read out signals are amplified and repeated twice to form 2 fields as 1 frame. The (interlaced scanning) color cathode-ray tube 15 is provided with image pickup means (infrared light) displayed as a black-and-white image and display means for monitoring the picked-up image. Incidentally, the color amplifiers 10R, 10G, 10B
In order to make all of them conductive, for example, an analog switch (not shown) or the like is connected to the common end of the multiplexer 9 and each color amplifier 10
This is possible by turning on the input terminals of R, 10G, and 10B, respectively.

このように構成された第1実施例によれば、可視光で撮
像を望む場合には、切換回路16によって、マルチプレ
クサ9及び26を動作させて、各色での照明のもとで、
信号読取り回路11のクロックパルスによって固体撮像
素子4の撮像面における奇数行の各受光素子5,…,5
の信号を順次読取り、2フィールド繰り返して各色増幅
器10R,10G,10Bで増幅してカラーブラウン管
15に順次各色での画像を表示することができ、各色で
の表示の周期を残像の時間より短くして繰り返し表示す
ることによりカラー画像として視覚される。
According to the first embodiment configured as described above, when it is desired to capture an image with visible light, the switching circuit 16 causes the multiplexers 9 and 26 to operate, and under illumination of each color,
By the clock pulse of the signal reading circuit 11, each light receiving element 5, ..., 5 in an odd row on the imaging surface of the solid-state imaging element 4
It is possible to sequentially read the signal of each of the two signals, repeat the two fields, and amplify by the color amplifiers 10R, 10G, and 10B to sequentially display the image of each color on the color cathode-ray tube 15, and make the display cycle of each color shorter than the afterimage time. The image is visually displayed as a color image by repeatedly displaying it.

一方、赤外光での撮像を望む場合には、各色増幅器10
R,10G,10Bの入力端をプリアンプ7の出力端と
導通させると共に、照明ランプ21の照明光を消灯ある
いは遮光し、偶数行の各受光素子5,…,5の信号出力
を読み出し、各色増幅10R,10G,10Bでそれぞ
れ増幅してカラーブラウン管15に表示することによっ
て、赤外光での患部等被写体の像を白黒のコントラスト
で表示することができる。
On the other hand, when it is desired to capture an image with infrared light, each color amplifier 10
The input ends of R, 10G, and 10B are electrically connected to the output end of the preamplifier 7, the illumination light of the illumination lamp 21 is turned off or shielded, and the signal output of each light receiving element 5, ... By amplifying by 10R, 10G, and 10B and displaying on the color cathode ray tube 15, the image of a subject such as a diseased part by infrared light can be displayed in black and white contrast.

従って、通常の可視光で撮像してカラー画像で表示でき
ると共に、赤外光でも患部等所望とする部位を簡単に撮
像して表示できるので、患部の温度分布を知ることもで
き、診断をより的確に行うことができる。
Therefore, it is possible to capture an image with normal visible light and display it as a color image, and it is also possible to easily capture and display a desired site such as an affected area even with infrared light. Can be done accurately.

尚、上記固体撮像素子4は、クロック信号によって各受
光素子5,…,5の信号が順次走査されて出力される走
査型のものとしてあり、且つ通常の走査型のもののよう
に奇数フィールドと偶数フィールドを順次切換えて出力
させることができるものとしてある。XYアドレス方式
のものであれば、Yアドレスを奇数あるいは偶数で順次
大きくしていけば、任意のものに対して適用できる。
尚、対物レンズ3によって、可視光による焦点と、赤外
光とによる焦点とが異る場合にも、上記赤外透過フィル
タ6bと、必要に応じて可視光透過フィルタ6aの屈折
率,厚さ等を選択することによって、いずれの場合にも
奇数側及び偶数側の各受光素子5,…,5に鮮明な像を
結像させることができるものである。
The solid-state image sensor 4 is of a scanning type in which the signals of the respective light receiving elements 5, ..., 5 are sequentially scanned by a clock signal and output, and like the ordinary scanning type, an odd field and an even field are used. The field can be sequentially switched and output. The XY address system can be applied to any system as long as the Y address is sequentially increased by an odd number or an even number.
Even when the focus of visible light differs from the focus of infrared light due to the objective lens 3, the refractive index and the thickness of the infrared transmission filter 6b and the visible light transmission filter 6a, if necessary, are different. In any case, a clear image can be formed on each of the odd-side and even-side light-receiving elements 5, ...

第6図は本発明の第2実施例を示す。FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.

この実施例の内視鏡31においては、固体撮像素子4の
前面には第7図に示すようなフィルタ6′が貼着する等
して配設されている。
In the endoscope 31 of this embodiment, a filter 6'as shown in FIG. 7 is attached to the front surface of the solid-state image pickup device 4, for example.

上記フィルタ6′は、偶数行の受光素子5,…,5を覆
う部分は、上記第3図に示すものと同様に赤外光透過フ
ィルタ6bで形成され、一方、奇数行の受光素子5,
…,5を覆う部分は、通常のモザイク状配列の3原色フ
ィルタで形成されている。
The portion of the filter 6'covering the light receiving elements 5, ..., 5 in the even rows is formed by the infrared light transmitting filter 6b similarly to that shown in FIG. 3, while the light receiving elements 5, 5 in the odd rows are formed.
.., 5 are formed by the three primary color filters in a normal mosaic arrangement.

即ち、3原色フィルタ部分は、第1行目は緑及び青の色
の光のみをそれぞれ透過する緑透過フィルタ6G及び青
透過フィルタ6Bが交互に配列され第3行目については
赤透過フィルタ6R及び緑透過フィルタ6Gとが交互に
配列され、第5行目以降についてはこれらを繰り返すよ
うにした配列模様になっている。
That is, in the three-primary-color filter portion, the green transmission filters 6G and the blue transmission filters 6B that transmit only the green and blue colors respectively are alternately arranged in the first row, and the red transmission filters 6R and 6R are arranged in the third row. The green transmission filters 6G are arranged alternately, and the fifth and subsequent rows have an arrangement pattern in which these are repeated.

上記固体撮像素子4で読み出された信号は、プリアンプ
7で増幅され、サンプリングパルス発生回路32の短い
パルス幅のサンプリングパルスによって、赤,緑,青用
の(サンプル)ホールド回路33R,33G,33Bに
順次取り込まれ、取り込まれた信号はそれぞれ色増幅器
10R,10G,10Bでそれぞれ増幅された後水平及
び垂直の偏向出力で掃引されながらカラーブラウン管1
5に表示されるようになっている。
The signal read by the solid-state image sensor 4 is amplified by the preamplifier 7, and the sampling pulse of the sampling pulse generating circuit 32 has a short pulse width, and the (sample) hold circuits 33R, 33G, and 33B for red, green, and blue. Are sequentially captured by the color cathode ray tube 1 while being swept by the horizontal and vertical deflection outputs after being amplified by the color amplifiers 10R, 10G and 10B, respectively.
5 is displayed.

可視光での撮像に対しては奇数行の各受光素子5,…,
5からの信号を読み出し、各受光素子5,…,5を覆う
色透過フィルタに応じて、対応するサンプルホールド回
路33R,33G,33Bに取り込まれるようにしてあ
る。
For imaging with visible light, each light receiving element 5, ...
, 5 are read out and taken into corresponding sample hold circuits 33R, 33G, 33B according to the color transmission filters covering the respective light receiving elements 5 ,.

一方、赤外光での撮像に対しては、サンプリングパルス
発生回路32は、各サンプルホールド回路33R,33
G,33Bに同時にサンプリングパルスを出力して、各
色でのサンプルホールド回路33R,33G,33Bに
取り込ませ、それぞれ増幅してカラーブラウン管15の
各色の電子銃に印加することによって、白黒の映像とし
て表示するようにしてある。
On the other hand, for imaging with infrared light, the sampling pulse generation circuit 32 uses the sample hold circuits 33R and 33R.
A sampling pulse is output to G and 33B at the same time, captured by the sample and hold circuits 33R, 33G and 33B for each color, amplified respectively and applied to the electron gun of each color of the color CRT 15 to display as a black and white image. I am doing it.

尚、可視光及び赤外光における場合ともに、上記第1実
施例で述べたように2フィールド繰り返すことによって
1フレーム分の画像を形成するようにしてある。
In both visible light and infrared light, one frame of image is formed by repeating two fields as described in the first embodiment.

又、信号読取り用のクロックを奇数フィールドの後に偶
数フィールドで行うと共に、サンプリングパルスもこれ
に応じたサンプリングを行うことによって、可視光及び
赤外光で結像し、その像をカラーブラウン管15に重畳
して表示することもできる。
Further, the signal reading clock is applied in the even field after the odd field, and the sampling pulse is also sampled in accordance with this, thereby forming an image with visible light and infrared light, and superimposing the image on the color CRT 15. It can also be displayed.

尚、上記赤外光での信号の取り込みを3個のサンプルホ
ールド回路33R,33G,33Bで同時に取り込み、
実質的に輝度信号として表示しているが、単一のサンプ
ルホールド回路に取り込むことによって、赤,緑あるい
は青の任意の色で表示するようにすることもできる。こ
れは上記第1実施例においても同様である。
Note that the above-mentioned infrared signal capture is simultaneously captured by the three sample hold circuits 33R, 33G, and 33B.
Although it is displayed substantially as a luminance signal, it can be displayed in any color of red, green, or blue by incorporating it into a single sample and hold circuit. This also applies to the first embodiment.

上記第2実施例の作用効果は上記第1実施例と略同様の
ものとなる。
The operational effects of the second embodiment are substantially the same as those of the first embodiment.

第8図は本発明の第3実施例の内視鏡を示す。FIG. 8 shows an endoscope according to the third embodiment of the present invention.

この実施例の内視鏡41においては、固体撮像素子4の
撮像面からわずかに離間して上記第1実施例のフィルタ
6(第3図に示す)(の上下)両端が、バイモルフ振動
子42,42の前端に取付けられ、該バイモルフ振動子
42,42の各後端は固体撮像素子4と共に支持部材4
3を介して挿入部2内壁に固着されている。
In the endoscope 41 of this embodiment, both ends (upper and lower sides) of the filter 6 (shown in FIG. 3) of the first embodiment (upper and lower sides) thereof are slightly separated from the image pickup surface of the solid-state image pickup element 4 and the bimorph oscillator 42 is provided. , 42, which are attached to the front ends of the bimorph oscillators 42, 42, and the rear ends of the bimorph oscillators 42, 42 together with the solid-state imaging device 4 are provided with support members 4
It is fixed to the inner wall of the insertion portion 2 via 3.

上記両バイモルフ振動子42,42には、駆動回路44
からリード線45を介してパルス状の駆動信号が供給さ
れるようになっている。この駆動信号は、基準発振器1
2の信号あるいは信号読取り回路11のクロック信号を
分周する等して形成され、1フィールド信号読取りを行
うたびにハイレベルからローレベル及びローレベルから
ハイレベルとなるパルス信号で、このパルス信号が印加
されると、両バイモルフ振動子42,42は後端を支点
として各前端側が上下方向(縦方向)に移動し、その移
動量は上下方向に隣接する受光素子5,…,5の中心間
距離d(第3図参照)だけ1フィールド期間(1垂直走
査期間)ごとに移動できるようになっている。尚、この
実施例においては、フィルタ6は例えば上部側が1ライ
ンだけ余分に形成してある(例えばこの部分は赤外光透
過フィルタ6bとする)。可視光で撮像する場合には、
奇数行の各受光素子5,…,5から信号読み取り、1フ
ィールド分終えたタイミングで、バイモルフ振動子4
2,42にハイレベルとなるパルスが供給されてフィル
タ6は下方にdだけ変位し、この状態で偶数行の各受光
素子5,…,5の信号が読み取られる。偶数行の各受光
素子5,…,5の信号読み取りを終えると、パルスがロ
ーレベルとなり、且つマルチプレクサ9及び26が切換
えられて他の色の照明のもとで同様の動作をすることに
なる。尚、読み取られた信号は増幅されて、順次カラー
ブラウン管15に表示される。
The bimorph oscillators 42, 42 are provided with a drive circuit 44.
A pulsed drive signal is supplied from the lead wire 45. This drive signal is the reference oscillator 1
The pulse signal is formed by dividing the frequency of the second signal or the clock signal of the signal reading circuit 11 and is changed from the high level to the low level and from the low level to the high level every time one field signal is read. When applied, both bimorph vibrators 42, 42 move in the vertical direction (vertical direction) on the front end side with the rear end as a fulcrum, and the amount of movement is between the centers of the light receiving elements 5, ..., 5 adjacent in the vertical direction. The distance d (see FIG. 3) can be moved every one field period (one vertical scanning period). In this embodiment, the filter 6 is formed with an extra one line, for example, on the upper side (for example, this portion is an infrared light transmitting filter 6b). When imaging with visible light,
The signal is read from each of the light receiving elements 5, ...
When a high-level pulse is supplied to 2 and 42, the filter 6 is displaced downward by d, and in this state, the signals of the light receiving elements 5, ..., 5 in the even rows are read. When the signal reading of the light receiving elements 5, ..., 5 in the even-numbered rows is completed, the pulse becomes low level, and the multiplexers 9 and 26 are switched to perform the same operation under the illumination of other colors. . The read signals are amplified and sequentially displayed on the color cathode ray tube 15.

このようにして各色について受光素子5,…,5全てを
用いて撮像するので、解像力の優れた像を得ることがで
きる。
In this way, since the image is picked up by using all the light receiving elements 5, ..., 5 for each color, an image with excellent resolution can be obtained.

一方、赤外光に対しての撮像時には、マルチプレクサ9
は各色増幅器10R,10G,10Bの各入力端と同時
に導通し、照明光は遮光ないしは消灯される。
On the other hand, when capturing an image of infrared light, the multiplexer 9
Is conducted simultaneously with the input terminals of the color amplifiers 10R, 10G and 10B, and the illumination light is blocked or turned off.

しかして、最初赤外透過フィルタ6bで覆われた偶数行
の各受光素子5,…,5を用いて信号読み取りが行われ
(と同時に表示も行われる)、1フィールド分の読み取
りが完了すると、バイモルフ振動子42,42にはハイ
レベルとなるパルスが印加され、該パルスによってフィ
ルタ6はdだけ下方に移動し、この状態で奇数行の各受
光素子5,…,5の信号読み取りが行われる。従って赤
外光に対しても解像力の優れた撮像及び再生ができるこ
とになる。
Then, signal reading is performed (display is also performed at the same time) by using each of the light receiving elements 5, ..., 5 in the even rows initially covered with the infrared transmission filter 6b, and when reading of one field is completed, A pulse having a high level is applied to the bimorph oscillators 42, 42, and the pulse moves the filter 6 downward by d. In this state, the signals of the light receiving elements 5, ..., 5 in the odd rows are read. . Therefore, it is possible to perform imaging and reproduction with excellent resolution even for infrared light.

上記第3実施例は、上述した第1実施例における固体撮
像素子4の前面に配設されたフィルタ6を振動的に変位
させることによって、解像力の優れた画像を得ることが
できるようにしたものであるが、同様に上記第2実施例
のフィルタ6′(第7図参照)を上下方向にdだけ変位
させるようにしても、解像力を増大させることができ
る。
In the third embodiment, the filter 6 disposed on the front surface of the solid-state image pickup device 4 in the first embodiment described above is oscillatingly displaced so that an image with excellent resolution can be obtained. However, similarly, the resolution can be increased by displacing the filter 6 '(see FIG. 7) of the second embodiment in the vertical direction by d.

尚、上述の各実施例においてはメモリを用いてないが、
各色フレーム分のメモリを用意して、静止画等を表示で
きるようにすることもできる。又、ビデオテープレコー
ダ等用いれば後で再生して調べたり、診断のための資料
として保管しておくこともできる。
Although no memory is used in each of the above embodiments,
A memory for each color frame may be prepared so that a still image or the like can be displayed. If a video tape recorder or the like is used, it can be reproduced and examined later, or stored as a material for diagnosis.

尚、上述の実施例においては、光源装置18内の照明ラ
ンプ21をライトガイド17を用いて可視光での照明手
段を形成してあるが、本発明はこれに限定されるもので
なく、挿入部2の先端側にランプとか発光ダイオード等
用いて被写体を照明することもできることは明らかであ
る。
In addition, in the above-described embodiment, the illumination lamp 21 in the light source device 18 is formed with the light guide 17 to form the illumination means with visible light, but the present invention is not limited to this, and the illumination device is inserted. It is obvious that the subject can be illuminated by using a lamp, a light emitting diode or the like on the tip side of the portion 2.

又、上述の各実施例においては、赤外光での照明手段を
形成してないが、赤外光での反射強度等を調べることに
よって症状によっては有効な場合があり、これらに対し
ては赤外光での照明手段を光源装置18内あるいは挿入
部2の先端側等に設けることもでき、この場合も本発明
に属するものである。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the illumination means with infrared light is not formed, but it may be effective depending on the symptom by examining the reflection intensity etc. with infrared light. Illuminating means with infrared light may be provided in the light source device 18 or at the tip end side of the insertion portion 2 or the like, and this case also belongs to the present invention.

尚、上記実施例において、フィルタ6,6′を変位させ
る手段としてバイモルフ振動子を用いてあるが、通常の
圧電振動子とか、電磁力を使用して駆動することもでき
る。
In the above embodiment, the bimorph oscillator is used as the means for displacing the filters 6 and 6 ', but it can also be driven by using an ordinary piezoelectric oscillator or electromagnetic force.

又、上記実施例においては、フィルタ6,6′を駆動し
ているが、固体撮像素子4側を駆動しても良いことは明
らかであり、この例も本発明に属するものである。尚、
この場合には、可視光あるいは赤外光の場合とも半数の
受光素子5,…,5を変位に同期させて繰り返し用いる
ことによって、可能になる。
Although the filters 6 and 6'are driven in the above embodiment, it is clear that the solid-state image sensor 4 side may be driven, and this example also belongs to the present invention. still,
In this case, even in the case of visible light or infrared light, it is possible by repeatedly using half of the light receiving elements 5, ..., 5 in synchronization with the displacement.

上述の各実施例においては、赤外光透過フィルタ6b
は、可視光を遮光する特性を有するものとしてあるの
が、可視光での照明光を消灯あるいは液晶フィルタ25
等で遮光した場合には、可視光が全くあるいは殆んど受
光されないので、このような場合には赤外光透過フィル
タ6bとして少くとも赤外光を透過するフィルタ特性を
示すものであれば実用になる場合があり、本発明はこの
場合も含むものである。さらに赤外光のみで照明する手
段を設けたものにあっては充分実用になる。
In each of the above embodiments, the infrared light transmitting filter 6b is used.
Has a property of blocking visible light. It is possible to turn off the illumination light with visible light or the liquid crystal filter 25.
When it is shielded by, for example, visible light is not received at all, or almost no visible light is received. In such a case, the infrared light transmitting filter 6b is practically used if it has a filter characteristic of transmitting at least infrared light. However, the present invention also includes this case. Further, a device provided with a means for illuminating with only infrared light is sufficiently practical.

尚、上記赤外光透過フィルタ6bは、上述した実施例の
ような配列に限定されるものでなく、少くとも撮像面に
おける複数の受光素子5,…,5を覆うように形成され
たものは本発明に属するものである。
The infrared light transmission filter 6b is not limited to the array as in the above-described embodiment, and the infrared light transmission filter 6b formed so as to cover at least the plurality of light receiving elements 5, ... It belongs to the present invention.

又、本発明は可視光に対してはカラー撮像できるように
してあるが、モノクローム(白黒も含む)のみあるいは
カラーの他に白黒でも表示できるものについても本発明
に属するものである。
Further, although the present invention enables color imaging with respect to visible light, the present invention also relates to what can be displayed in monochrome (including black and white) or in black and white in addition to color.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、可視光を透過するフ
ィルタ部分の他に、赤外光を透過するフィルタとを設
け、これら各フィルタを透過して受光した受光素子の出
力信号を読み取れるようにしてあるので、1台の内視鏡
で可視光及び赤外光での撮像ができる。従って、通常の
可視光像の他に、赤外光像によっても診断できるので、
より的確な診断あるいは治療処置ができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in addition to a filter portion that transmits visible light, a filter that transmits infrared light is provided, and a light receiving element that receives light through these filters is provided. Since the output signal can be read, it is possible to image with visible light and infrared light with one endoscope. Therefore, in addition to the normal visible light image, it is possible to diagnose by an infrared light image,
More accurate diagnosis or therapeutic treatment can be performed.

又、簡単な構成で、小さなスペース内にも収納できると
共に、固体撮像素子を兼用できるので、低コストで実現
できる。
Further, since it can be housed in a small space with a simple structure and also serves as a solid-state image pickup device, it can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第5図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例の内視鏡の構成を示す説明図、第2図は
固体撮像素子における撮像面の受光素子の配列を示す正
面図、第3図は撮像面の前面に配設されたフィルタを示
す正面図、第4図は3原色フィルタを示す正面図、第5
図は液晶フィルタを示す正面図、第6図及び第7図は本
発明の第2実施例に係り、第6図は第2実施例の内視鏡
の構成を示す説明図、第7図は撮像面の前面に配置され
たフィルタを示す正面図、第8図は本発明の第3実施例
の内視鏡の構成を示す説明図である。 1,31,41……内視鏡 2……挿入部、3……対物レンズ 4……固体撮像素子、5……受光素子 6,6′……フィルタ 6a……可視光透過フィルタ 6b……赤外光透過フィルタ 7……前置増幅器 9,26……マルチプレクサ 10R,10G,10B……色増幅器 11……信号読取り回路 15……カラーブラウン管 17……ライトガイド 18……光源装置、21……照明ランプ 23……コンデンサレンズ 24……液晶フィルタ、25……3原色フィルタ 42……バイモルフ振動子 44……駆動回路
1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of the endoscope of the first embodiment, FIG. 2 is a front view showing the arrangement of light receiving elements on the image pickup surface of a solid-state image pickup element, and FIG. 3 is arranged in front of the image pickup surface. FIG. 4 is a front view showing a filter, FIG. 4 is a front view showing a three primary color filter, and FIG.
FIG. 6 is a front view showing a liquid crystal filter, FIGS. 6 and 7 are related to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory view showing a configuration of an endoscope of the second embodiment, and FIG. FIG. 8 is a front view showing the filter arranged on the front surface of the image pickup surface, and FIG. 8 is an explanatory view showing the configuration of the endoscope of the third embodiment of the present invention. 1,31,41 …… Endoscope 2 …… Insertion part, 3 …… Objective lens 4 …… Solid-state imaging device, 5 …… Light receiving device 6,6 ′ …… Filter 6a …… Visible light transmission filter 6b …… Infrared light transmission filter 7 ... Preamplifier 9,26 ... Multiplexer 10R, 10G, 10B ... Color amplifier 11 ... Signal reading circuit 15 ... Color cathode ray tube 17 ... Light guide 18 ... Light source device, 21 ... ... Illumination lamp 23 ... Condenser lens 24 ... Liquid crystal filter, 25 ... 3 primary color filter 42 ... Bimorph oscillator 44 ... Drive circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】照明光を発生する照明ランプと、この照明
ランプの照明光を集束してライトガイドに入射する集光
レンズと、前記ライトガイドから照射された照明光に基
づき光学像を撮像する撮像素子と、この撮像素子の撮像
面上に所定の配列で配置された可視光透過フィルタおよ
び赤外光透過フィルタと、前記照明ランプと前記集光レ
ンズとの間の光路上であって、該集光レンズの瞳位置に
設けられた液晶フィルタと、この液晶フィルタに設けら
れ各々異なる波長の可視光を透過する複数の色フィルタ
を所定の配列で配置してなるフィルタ手段と、前記色フ
ィルタの配列と対応して前記液晶フィルタに設けられ電
圧の印加制御によって、該液晶フィルタに遮光部および
透光部を形成する電極手段と、この電極手段への電圧の
印加を制御すると共に、前記撮像素子の信号の読み出し
を制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、可視光による撮像が選択されたとき、
前記色フィルタに対して設けられた前記電極手段に印加
される電圧を制御して異なる波長の可視光の照明光を、
順次生成すると共に、順次照射される該照明光に応じて
前記撮像素子の前記可視光透過フィルタが配置された領
域の信号を読み出し、赤外光による撮像が選択されたと
き、前記可視光による照明光の照射を停止すると共に、
前記撮像素子の前記赤外光透過フィルタが配置された領
域の信号を読み出すように制御することを特徴とする可
視光・赤外光用内視鏡装置。
1. An illumination lamp for generating illumination light, a condenser lens for converging the illumination light of the illumination lamp to enter a light guide, and an optical image is taken based on the illumination light emitted from the light guide. An image pickup device, a visible light transmission filter and an infrared light transmission filter arranged in a predetermined arrangement on an image pickup surface of the image pickup device, and an optical path between the illumination lamp and the condenser lens, A liquid crystal filter provided at the pupil position of the condenser lens, a filter means provided in the liquid crystal filter and arranged in a predetermined arrangement with a plurality of color filters transmitting visible light of different wavelengths; By controlling the application of a voltage provided to the liquid crystal filter corresponding to the array, and controlling the application of the voltage to the electrode means for forming the light-shielding portion and the light-transmitting portion in the liquid crystal filter. To, and control means for controlling reading of the signal of the image pickup device, wherein, when the image pickup by the visible light is selected,
By controlling the voltage applied to the electrode means provided for the color filter, illumination light of visible light of different wavelengths,
The signal of the region in which the visible light transmission filter of the image sensor is arranged is read according to the illumination light that is sequentially generated and is sequentially emitted, and when the image pickup by infrared light is selected, the illumination by the visible light is performed. While stopping the irradiation of light,
An endoscope apparatus for visible light / infrared light, which is controlled so as to read out a signal in a region in which the infrared light transmitting filter of the image pickup device is arranged.
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