JPH0879581A - 像強化した目視鏡 - Google Patents
像強化した目視鏡Info
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- JPH0879581A JPH0879581A JP7115734A JP11573495A JPH0879581A JP H0879581 A JPH0879581 A JP H0879581A JP 7115734 A JP7115734 A JP 7115734A JP 11573495 A JP11573495 A JP 11573495A JP H0879581 A JPH0879581 A JP H0879581A
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- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/045—Control thereof
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- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0655—Control therefor
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ほのかに照らされた低レベルの対象物の照明
で高質のカラー像を形成するための目視鏡を提供する。 【構成】 光源１４が、調時され、パターン化された異
なる波長の光の配列で、対象物２０を照らす。対象物か
ら反射された光が、目視鏡１０を通って像増倍管４１及
びビデオ信号を発生させるためのビデオカメラ４２へと
伝動する。光源と同期化されたビデオプロセッサ２５
が、ビデオ信号を、別個の波長各々で反射された光に対
応する別個の像フレームに変換する。プロセッサ内の像
記憶装置が、モニター２６に観察する対象物のカラー表
示を形成するカラービデオ信号に変換するため、各フレ
ームを保存する。
で高質のカラー像を形成するための目視鏡を提供する。 【構成】 光源１４が、調時され、パターン化された異
なる波長の光の配列で、対象物２０を照らす。対象物か
ら反射された光が、目視鏡１０を通って像増倍管４１及
びビデオ信号を発生させるためのビデオカメラ４２へと
伝動する。光源と同期化されたビデオプロセッサ２５
が、ビデオ信号を、別個の波長各々で反射された光に対
応する別個の像フレームに変換する。プロセッサ内の像
記憶装置が、モニター２６に観察する対象物のカラー表
示を形成するカラービデオ信号に変換するため、各フレ
ームを保存する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、医療及び工業の用途に
おいて、遠隔位置から像を得るための目視鏡に関する。
より詳細には、本発明は、ほのかに照らされた対象物の
カラー像を得ることのできる改良された目視鏡に関す
る。
おいて、遠隔位置から像を得るための目視鏡に関する。
より詳細には、本発明は、ほのかに照らされた対象物の
カラー像を得ることのできる改良された目視鏡に関す
る。
【０００２】
【先行技術】遠隔のチャンバーの内部を人が見られるよ
うにする目視鏡が、本技術分野で周知である。工業的な
環境では、遠隔のチャンバーが、ジェットエンジン等の
機械の内部を構成していることがある。斯かる用途に用
いられる目視鏡は、「ボアスコープ」と呼ばれている。
医療用途では、遠隔のチャンバーは、身体内の通路を構
成することがある。一般に、斯かる医療用途のための目
視鏡は、「内視鏡」と呼ばれている。しばしば、内視鏡
は、それらの意図する用途に由来する別の名称を有して
いる。「腹腔鏡」及び「気管支鏡」が、その例である。
以下の説明では、「目視鏡」の語は、（１）ボアスコー
プと（２）腹腔鏡、気管支鏡及び他の医療用目視鏡を含
むあらゆる形態の内視鏡との両方を含むものである。斯
かる目視鏡の各々は、特定の用途のための目視システム
として用いられる長細く、管状の光学器具であり、この
用途が、目視鏡の長さ及び直径の両方を決定する。各目
視鏡は、目視鏡の遠位端に対物レンズを、近位端に接眼
レンズを有しているのが一般的である。対物レンズは、
視界内における対象物の対物レンズ像平面に実像を形成
する。接眼レンズは、接眼レンズ像平面における像を見
ることができるようにする。接眼レンズは、通常、人間
の目或いはテレビ又は写真用カメラに、この像を直接搬
送する。
うにする目視鏡が、本技術分野で周知である。工業的な
環境では、遠隔のチャンバーが、ジェットエンジン等の
機械の内部を構成していることがある。斯かる用途に用
いられる目視鏡は、「ボアスコープ」と呼ばれている。
医療用途では、遠隔のチャンバーは、身体内の通路を構
成することがある。一般に、斯かる医療用途のための目
視鏡は、「内視鏡」と呼ばれている。しばしば、内視鏡
は、それらの意図する用途に由来する別の名称を有して
いる。「腹腔鏡」及び「気管支鏡」が、その例である。
以下の説明では、「目視鏡」の語は、（１）ボアスコー
プと（２）腹腔鏡、気管支鏡及び他の医療用目視鏡を含
むあらゆる形態の内視鏡との両方を含むものである。斯
かる目視鏡の各々は、特定の用途のための目視システム
として用いられる長細く、管状の光学器具であり、この
用途が、目視鏡の長さ及び直径の両方を決定する。各目
視鏡は、目視鏡の遠位端に対物レンズを、近位端に接眼
レンズを有しているのが一般的である。対物レンズは、
視界内における対象物の対物レンズ像平面に実像を形成
する。接眼レンズは、接眼レンズ像平面における像を見
ることができるようにする。接眼レンズは、通常、人間
の目或いはテレビ又は写真用カメラに、この像を直接搬
送する。
【０００３】通常、対物レンズと接眼レンズとは、必要
な稼働長さを提供するため、間隔をおいて配置されるの
で、対物レンズ像平面と接眼レンズ像平面との間には、
所定の距離がある。そのため、ハウジングも、対物レン
ズ像平面における像とほぼ同様の明度、空間解像度及び
コントラスト解像度を有する像を接眼レンズ像平面にも
たらすための像伝送装置を担持している。像伝送装置
は、（１）光ファイバー、（２）ロッドレンズ、又は
（３）リレーレンズとフィールドレンズとの組み合せの
使用に基づく三つの形態のうちの一つを採るのが一般的
である。三つの形態のうちの何れの像伝送装置の設計方
法にも、多くのファクターの考慮が含まれる。明度、空
間解像度及びコントラスト解像度が、主要な設計ファク
ターである。他のファクターには、像面湾曲、非点収差
及び色彩等の収差がある。しかしながら、像伝送装置が
良好に設計されているならば、対物レンズ及び／又は接
眼レンズは、像伝送装置が招くことのある如何なる収差
も補償することができる。多くの用途において、目視鏡
の設計目的と目視鏡が含んでいる光学系の設計目的と
は、対照をなすものである。通常、光学系は、光学系の
有効径を大きくすること又は照明光のレベルを制御する
こと又はその両方によって、最高の明度、空間及びコン
トラスト解像度並びに真の演色の目的を達成している。
しかしながら、目視鏡、特に、医療用途のための目視鏡
の設計目的は、目視鏡の全体の直径を最小限の寸法に維
持すること、及び目視鏡の遠位端における装置の作動を
可能にする稼働チャンネルを収容するため、光学系が占
める断面積を最小限にすることを要するのが通常であ
る。この制約は、有効径の大きさに関する実用上の制限
になる。
な稼働長さを提供するため、間隔をおいて配置されるの
で、対物レンズ像平面と接眼レンズ像平面との間には、
所定の距離がある。そのため、ハウジングも、対物レン
ズ像平面における像とほぼ同様の明度、空間解像度及び
コントラスト解像度を有する像を接眼レンズ像平面にも
たらすための像伝送装置を担持している。像伝送装置
は、（１）光ファイバー、（２）ロッドレンズ、又は
（３）リレーレンズとフィールドレンズとの組み合せの
使用に基づく三つの形態のうちの一つを採るのが一般的
である。三つの形態のうちの何れの像伝送装置の設計方
法にも、多くのファクターの考慮が含まれる。明度、空
間解像度及びコントラスト解像度が、主要な設計ファク
ターである。他のファクターには、像面湾曲、非点収差
及び色彩等の収差がある。しかしながら、像伝送装置が
良好に設計されているならば、対物レンズ及び／又は接
眼レンズは、像伝送装置が招くことのある如何なる収差
も補償することができる。多くの用途において、目視鏡
の設計目的と目視鏡が含んでいる光学系の設計目的と
は、対照をなすものである。通常、光学系は、光学系の
有効径を大きくすること又は照明光のレベルを制御する
こと又はその両方によって、最高の明度、空間及びコン
トラスト解像度並びに真の演色の目的を達成している。
しかしながら、目視鏡、特に、医療用途のための目視鏡
の設計目的は、目視鏡の全体の直径を最小限の寸法に維
持すること、及び目視鏡の遠位端における装置の作動を
可能にする稼働チャンネルを収容するため、光学系が占
める断面積を最小限にすることを要するのが通常であ
る。この制約は、有効径の大きさに関する実用上の制限
になる。
【０００４】公知のように、光学系からの有効光は、径
の平方によって変化するため、系の有効径を制限又は縮
小することが、遠隔の対象物への照明光のレベルの著し
い増加を要することがある。このことは、光源の高めた
明度に起因する局部加熱の増加につながるものである。
多くの用途、特に医療用途、においては、斯かる局部加
熱の増加は、許容できないことである。そのため、特定
の目視鏡の設計は、これらの相対抗する設計目的の間の
妥協を要するものである。或る状況では、斯かる妥協に
は、単色像の表示を甘受することまでも含まれることが
ある。目視鏡が、三次元の目視像の能力を備えていると
すれば、それも望ましいことである。しかしながら、斯
かる能力は、別個の光学チャンネルを要し、目視鏡の大
きさ、有効径及び光源の明度の相反する基準をめぐって
納得のゆく妥協に到達するのに更に困難を増やすもので
ある。多くの状況では、妥協は不可能であり、そのた
め、目視鏡は、平面的な像のみを提供している。目視鏡
の設計に課せられた制限を克服するための試みにおい
て、幾つかの先行技術の目視鏡システムが、目視鏡の遠
位端にある対象物の良好なカラービデオ像を得るため、
カラースイッチング装置を利用している。以下の米国特
許は、斯かる先行技術のシステムを開示している。
の平方によって変化するため、系の有効径を制限又は縮
小することが、遠隔の対象物への照明光のレベルの著し
い増加を要することがある。このことは、光源の高めた
明度に起因する局部加熱の増加につながるものである。
多くの用途、特に医療用途、においては、斯かる局部加
熱の増加は、許容できないことである。そのため、特定
の目視鏡の設計は、これらの相対抗する設計目的の間の
妥協を要するものである。或る状況では、斯かる妥協に
は、単色像の表示を甘受することまでも含まれることが
ある。目視鏡が、三次元の目視像の能力を備えていると
すれば、それも望ましいことである。しかしながら、斯
かる能力は、別個の光学チャンネルを要し、目視鏡の大
きさ、有効径及び光源の明度の相反する基準をめぐって
納得のゆく妥協に到達するのに更に困難を増やすもので
ある。多くの状況では、妥協は不可能であり、そのた
め、目視鏡は、平面的な像のみを提供している。目視鏡
の設計に課せられた制限を克服するための試みにおい
て、幾つかの先行技術の目視鏡システムが、目視鏡の遠
位端にある対象物の良好なカラービデオ像を得るため、
カラースイッチング装置を利用している。以下の米国特
許は、斯かる先行技術のシステムを開示している。
【０００５】 米国特許第４，７１３，６８３号（１９８７年）Ｆｕｊ
ｉｍｏｒｉ等 米国特許第４，７３６，７３４号（１９８８年）Ｍａｔ
ｓｕｕｒａ等 米国特許第４，７４２，３８８号（１９８８年）Ｃｏｏ
ｐｅｒ等 米国特許第４，８００，４２４号（１９８９年）Ｎｏｇ
ｕｃｈｉ 米国特許第４，８１６，９０９号（１９８９年）Ｋｉｍ
ｕｒａ等 米国特許第４，８２１，１１６号（１９８９年）Ｎａｇ
ａｓａｋｉ等 米国特許第４，８８６，５２６号（１９８９年）Ａｍｓ
等 米国特許第４，８７８，１１３号（１９８９年）Ｎａｋ
ａｍｕｒａ 米国特許第４，９５１，１３３号（１９９０年）Ｏｎｏ
ｄａ 米国特許第４，９７４，９３６号（１９９０年）Ａｍｓ
等 米国特許第４，９８７，８８４号（１９９１年）Ｎｉｓ
ｈｉｏｋａ等 米国特許第５，０７８，１５０号（１９９２年）Ｈａｒ
ａ等 米国特許証第４，７１３，６８３号は、内視鏡から得た
カラー像を、ビデオモニターに表示するための装置を開
示している。対象物と光源との間に配置された回転カラ
ーディスクが、対象物を照らすための異なる波長の単色
光の配列を発生させる。回転カラーディスクは、対応す
る単色が対象物を照らす間に得られた連続するフレーム
を各々が記録する像記憶装置と同期に作動する。
ｉｍｏｒｉ等 米国特許第４，７３６，７３４号（１９８８年）Ｍａｔ
ｓｕｕｒａ等 米国特許第４，７４２，３８８号（１９８８年）Ｃｏｏ
ｐｅｒ等 米国特許第４，８００，４２４号（１９８９年）Ｎｏｇ
ｕｃｈｉ 米国特許第４，８１６，９０９号（１９８９年）Ｋｉｍ
ｕｒａ等 米国特許第４，８２１，１１６号（１９８９年）Ｎａｇ
ａｓａｋｉ等 米国特許第４，８８６，５２６号（１９８９年）Ａｍｓ
等 米国特許第４，８７８，１１３号（１９８９年）Ｎａｋ
ａｍｕｒａ 米国特許第４，９５１，１３３号（１９９０年）Ｏｎｏ
ｄａ 米国特許第４，９７４，９３６号（１９９０年）Ａｍｓ
等 米国特許第４，９８７，８８４号（１９９１年）Ｎｉｓ
ｈｉｏｋａ等 米国特許第５，０７８，１５０号（１９９２年）Ｈａｒ
ａ等 米国特許証第４，７１３，６８３号は、内視鏡から得た
カラー像を、ビデオモニターに表示するための装置を開
示している。対象物と光源との間に配置された回転カラ
ーディスクが、対象物を照らすための異なる波長の単色
光の配列を発生させる。回転カラーディスクは、対応す
る単色が対象物を照らす間に得られた連続するフレーム
を各々が記録する像記憶装置と同期に作動する。
【０００６】斯かるシステムの更に別の開発も着手され
ている。例えば、米国特許証第４，７３６，７３４号
は、光学システムの視角を変化させる追加の能力と、そ
れぞれ水平及び垂直方向に像を拡大する二つのフレーム
記憶装置を備えた像拡大プロセッサとを有する類縁シス
テムを開示している。米国特許証第４，７４２，３８８
号では、光源が、赤、緑及び青の光の順になったフィー
ルドを腔内に送る。ビデオプロセッサが、像センサから
の信号を、複合ビデオ信号に変換し、複数のカラーフィ
ルターが、モニターに表われる像の真のカラーを変化さ
せる。米国特許証第４，８００，４２４号では、別個の
カラーフィルターを備えた回転フィルターからの彩色さ
れた光の放射光量を制御するため、光源が、フラッシュ
するランプを含んでいる。米国特許証第４，８１６，９
０９号は、カラー結像装置と、カラー信号の利得を制御
する信号プロセッサとを備えた内視鏡を開示している。
加えて、信号プロセッサは、検知された像に多数の画素
を用いて最終像を得ている。米国特許証第４，８２１，
１１６号の内視鏡は、固体ピックアップ要素と、信号が
固体ピックアップ要素から読み取られる各間隔の間、光
を消す液晶フィルターの形態の光制御要素とを含んでい
る。
ている。例えば、米国特許証第４，７３６，７３４号
は、光学システムの視角を変化させる追加の能力と、そ
れぞれ水平及び垂直方向に像を拡大する二つのフレーム
記憶装置を備えた像拡大プロセッサとを有する類縁シス
テムを開示している。米国特許証第４，７４２，３８８
号では、光源が、赤、緑及び青の光の順になったフィー
ルドを腔内に送る。ビデオプロセッサが、像センサから
の信号を、複合ビデオ信号に変換し、複数のカラーフィ
ルターが、モニターに表われる像の真のカラーを変化さ
せる。米国特許証第４，８００，４２４号では、別個の
カラーフィルターを備えた回転フィルターからの彩色さ
れた光の放射光量を制御するため、光源が、フラッシュ
するランプを含んでいる。米国特許証第４，８１６，９
０９号は、カラー結像装置と、カラー信号の利得を制御
する信号プロセッサとを備えた内視鏡を開示している。
加えて、信号プロセッサは、検知された像に多数の画素
を用いて最終像を得ている。米国特許証第４，８２１，
１１６号の内視鏡は、固体ピックアップ要素と、信号が
固体ピックアップ要素から読み取られる各間隔の間、光
を消す液晶フィルターの形態の光制御要素とを含んでい
る。
【０００７】更に別の変更態様が、米国特許証第４，８
６６，５２６号に示されており、この態様では、ランプ
をパルスさせ、ランプによって放射される光束を、ビデ
オ信号の振幅の実際の値の関数として制御している。米
国特許証第４，８７８，１１３号では、内視鏡装置と連
携するビデオ装置が、対象物の像を、複数の波長の像に
分けている。米国特許証第４，９５１，１３３号は、別
個の波長の照明光を順に透過させ、赤外線の透過を遮断
すること等によって、光の特性を変化させるための装置
を含む回転フィルター装置を備えた内視鏡を開示してい
る。米国特許証第４，９７４，９３６号では、回転フィ
ルター装置が、異なる波長の光の別個のパルスをもたら
すカラーホイール及びランナーホイールを含んでいる。
米国特許証第４，９８７，８８４号も、固体像ピップア
ップ装置を用いる内視鏡を開示している。この特許で
は、フィルターが、ピックアップ装置の前景に配置され
ている。このフィルターは、観察に有用でない等の波長
を有する光の成分を除去する。このフィルターは、対物
レンズの構成要素であってもよい。米国特許第５，０７
８，１５０号の内視鏡は、順次照明光源と、内視鏡から
得た像に関するスペクトル分布の計算をできるようにす
るため、スペクトルデータを記憶する記憶手段とを含ん
でいる。
６６，５２６号に示されており、この態様では、ランプ
をパルスさせ、ランプによって放射される光束を、ビデ
オ信号の振幅の実際の値の関数として制御している。米
国特許証第４，８７８，１１３号では、内視鏡装置と連
携するビデオ装置が、対象物の像を、複数の波長の像に
分けている。米国特許証第４，９５１，１３３号は、別
個の波長の照明光を順に透過させ、赤外線の透過を遮断
すること等によって、光の特性を変化させるための装置
を含む回転フィルター装置を備えた内視鏡を開示してい
る。米国特許証第４，９７４，９３６号では、回転フィ
ルター装置が、異なる波長の光の別個のパルスをもたら
すカラーホイール及びランナーホイールを含んでいる。
米国特許証第４，９８７，８８４号も、固体像ピップア
ップ装置を用いる内視鏡を開示している。この特許で
は、フィルターが、ピックアップ装置の前景に配置され
ている。このフィルターは、観察に有用でない等の波長
を有する光の成分を除去する。このフィルターは、対物
レンズの構成要素であってもよい。米国特許第５，０７
８，１５０号の内視鏡は、順次照明光源と、内視鏡から
得た像に関するスペクトル分布の計算をできるようにす
るため、スペクトルデータを記憶する記憶手段とを含ん
でいる。
【０００８】一般の光学的用途では、ほのかに照らされ
た像の明度を高めるのに、像増倍管が、しばしば用いら
れる。しかしながら、斯かる像増倍管は、本質的に単色
出力を発生させる。以下の米国特許は、目視鏡及び他の
装置における斯かる像増倍管の使用を開示している。 米国特許第３，２３１，７４６号（１９６６年）Ｇｏｏ
ｄｒｉｃｈ 米国特許第３，２６７，２８３号（１９６６年）Ｋａｐ
ａｎｙ 米国特許第４，３７４，３２５号（１９８３年）Ｈｏｗ
ｏｒｔｈ 米国特許第４，８２１，１１７号（１９８９年）Ｓｅｋ
ｉｇｕｃｈｉ 米国特許第４，９９３，４０４号（１９９１年）Ｌａｎ
ｅ 米国特許証第３，２３１，７４６号は、カラー強調をも
たらすための電子増倍管を有する像増倍管装置を開示し
ている。像増倍管の種々の部分に順に到達する反射され
た像の波長を変化させるため、回転可能なカラーホイー
ルが、像増倍管の両側に配置されている。 米国特許第
３，２６７，２８３号では、対象物からのＸ線が、異な
るエネルギーレベルに応答するシンチレータ結晶を付活
する。これらの結晶からの光は、像増倍管に入る。増強
された信号は、次いで、異なるエネルギーレベルの結晶
の位置に対応する異なる色のファイバーのクラスターに
割り振られる。そのため、この特許の装置は、Ｘ線エネ
ルギーの分布に対応するカラーパターンを表示するもの
である。
た像の明度を高めるのに、像増倍管が、しばしば用いら
れる。しかしながら、斯かる像増倍管は、本質的に単色
出力を発生させる。以下の米国特許は、目視鏡及び他の
装置における斯かる像増倍管の使用を開示している。 米国特許第３，２３１，７４６号（１９６６年）Ｇｏｏ
ｄｒｉｃｈ 米国特許第３，２６７，２８３号（１９６６年）Ｋａｐ
ａｎｙ 米国特許第４，３７４，３２５号（１９８３年）Ｈｏｗ
ｏｒｔｈ 米国特許第４，８２１，１１７号（１９８９年）Ｓｅｋ
ｉｇｕｃｈｉ 米国特許第４，９９３，４０４号（１９９１年）Ｌａｎ
ｅ 米国特許証第３，２３１，７４６号は、カラー強調をも
たらすための電子増倍管を有する像増倍管装置を開示し
ている。像増倍管の種々の部分に順に到達する反射され
た像の波長を変化させるため、回転可能なカラーホイー
ルが、像増倍管の両側に配置されている。 米国特許第
３，２６７，２８３号では、対象物からのＸ線が、異な
るエネルギーレベルに応答するシンチレータ結晶を付活
する。これらの結晶からの光は、像増倍管に入る。増強
された信号は、次いで、異なるエネルギーレベルの結晶
の位置に対応する異なる色のファイバーのクラスターに
割り振られる。そのため、この特許の装置は、Ｘ線エネ
ルギーの分布に対応するカラーパターンを表示するもの
である。
【０００９】米国特許証第４，３７４，３２５号は、カ
ラー分を損失することなしにカラー像を増強するため、
入力及び出力面にカラーフィルターを備えた像増倍管を
開示している。種々のフィルター要素が、入力及び出力
フィルターの両方に正確に整列している。米国特許証第
４，８２１，１１７号に従い、内視鏡が、蛍光被膜を有
する内部器官を観察する。光源が、その領域を断続的に
照らして対応するビデオ像を得る。交互に、レーザーが
対象物を照射し、蛍光材料を励起して像を形成する。像
増倍管が、第一の像ではなく、第二の像を受ける。第一
の像及び増強された第二の像は、同時に表示される。米
国特許証第４，９９３，４０４号は、蛍光透視鏡及び内
視鏡からの出力を観察するためのＸ線透視切り換え装置
を開示している。この装置では、患者から発生するＸ線
がビデオカメラに受像される前に、Ｘ線を受像するよう
に像増倍管が配置されている。像増倍管は、内視鏡から
の像に関しては用いられない。これら特許の各々は、像
のカラー表示を向上させるための種々のアプローチを開
示している。或る特許は、対象物に当る光の波長を変化
させている。別の特許は、対象物から反射された光の波
長を変化させている。更に別の特許は、単色目視システ
ムに関する像増倍管の使用を開示している。この先行技
術にもかかわらず、目視鏡、特に医療用内視鏡は、納得
のゆく像特性を得るためには、通常これらの用途のため
に特別に製造されるかなり明るい光源を、依然として必
要としている。更に、これらの明るい光源は、回転カラ
ーフィルター及び像処理システムを用いる装置でカラー
向上を試みる場合であっても必要とされている。更に、
斯かる目視鏡に課せられた種々の制約は、目視鏡を立体
像を形成するよう適合させるためのこれらの構造の何れ
かを用いる可能性を排除するものである。
ラー分を損失することなしにカラー像を増強するため、
入力及び出力面にカラーフィルターを備えた像増倍管を
開示している。種々のフィルター要素が、入力及び出力
フィルターの両方に正確に整列している。米国特許証第
４，８２１，１１７号に従い、内視鏡が、蛍光被膜を有
する内部器官を観察する。光源が、その領域を断続的に
照らして対応するビデオ像を得る。交互に、レーザーが
対象物を照射し、蛍光材料を励起して像を形成する。像
増倍管が、第一の像ではなく、第二の像を受ける。第一
の像及び増強された第二の像は、同時に表示される。米
国特許証第４，９９３，４０４号は、蛍光透視鏡及び内
視鏡からの出力を観察するためのＸ線透視切り換え装置
を開示している。この装置では、患者から発生するＸ線
がビデオカメラに受像される前に、Ｘ線を受像するよう
に像増倍管が配置されている。像増倍管は、内視鏡から
の像に関しては用いられない。これら特許の各々は、像
のカラー表示を向上させるための種々のアプローチを開
示している。或る特許は、対象物に当る光の波長を変化
させている。別の特許は、対象物から反射された光の波
長を変化させている。更に別の特許は、単色目視システ
ムに関する像増倍管の使用を開示している。この先行技
術にもかかわらず、目視鏡、特に医療用内視鏡は、納得
のゆく像特性を得るためには、通常これらの用途のため
に特別に製造されるかなり明るい光源を、依然として必
要としている。更に、これらの明るい光源は、回転カラ
ーフィルター及び像処理システムを用いる装置でカラー
向上を試みる場合であっても必要とされている。更に、
斯かる目視鏡に課せられた種々の制約は、目視鏡を立体
像を形成するよう適合させるためのこれらの構造の何れ
かを用いる可能性を排除するものである。
【００１０】
【発明の概要】したがって、本発明の目的は、ほのかに
照らされた対象物に関して良好な特性を有するカラー像
をもたらす目視鏡を提供することである。本発明の別の
目的は、ほのかに照らされた対象物に関し、良好な明
度、空間及びコントラスト解像度並びに演色の像を形成
する目視鏡を提供することである。本発明の更に別の目
的は、内視鏡によって得た像のカラー表示をもたらすた
めの光学システムを提供することである。本発明の尚別
の目的は、内視鏡によって得た像の立体カラー表示をも
たらすための光学システムを提供することである。本発
明の更に尚別の目的は、内視鏡によって得た像のカラー
表示をもたらすための光学システムであって、光学シス
テム専用の内視鏡の体積を最小限にする光学システムを
提供することである。本発明の更に尚別の目的は、低レ
ベルの照明を用いて、対象物の高質カラー像を形成する
ことのできる内視鏡を提供することである。本発明の一
つの特徴に従い、目視装置が、反復する調時され、パタ
ーン化された異なる波長の光の配列を、対象物に送るた
めの光伝送手段と、前記光伝送手段からの光に応答し
て、近位端に対象物の像を形成するための結像装置とを
含んでいる。単色像増倍が、前記結像装置からの像を、
対象物を照らすパターンの光の各波長に関して、単色像
に変換する。像プロセッサが、対象物の統合されたカラ
ー像を目視スクリーンに形成するため、各パターン反復
の間に構成された一連の像フレームを統合する。
照らされた対象物に関して良好な特性を有するカラー像
をもたらす目視鏡を提供することである。本発明の別の
目的は、ほのかに照らされた対象物に関し、良好な明
度、空間及びコントラスト解像度並びに演色の像を形成
する目視鏡を提供することである。本発明の更に別の目
的は、内視鏡によって得た像のカラー表示をもたらすた
めの光学システムを提供することである。本発明の尚別
の目的は、内視鏡によって得た像の立体カラー表示をも
たらすための光学システムを提供することである。本発
明の更に尚別の目的は、内視鏡によって得た像のカラー
表示をもたらすための光学システムであって、光学シス
テム専用の内視鏡の体積を最小限にする光学システムを
提供することである。本発明の更に尚別の目的は、低レ
ベルの照明を用いて、対象物の高質カラー像を形成する
ことのできる内視鏡を提供することである。本発明の一
つの特徴に従い、目視装置が、反復する調時され、パタ
ーン化された異なる波長の光の配列を、対象物に送るた
めの光伝送手段と、前記光伝送手段からの光に応答し
て、近位端に対象物の像を形成するための結像装置とを
含んでいる。単色像増倍が、前記結像装置からの像を、
対象物を照らすパターンの光の各波長に関して、単色像
に変換する。像プロセッサが、対象物の統合されたカラ
ー像を目視スクリーンに形成するため、各パターン反復
の間に構成された一連の像フレームを統合する。
【００１１】本発明の他の特徴に従い、近位端から人の
身体内に配置された遠位端にある対象物を目視するため
の内視検査用目視装置が、近位端と遠位端との間を延び
る管状ハウジングを含んでいる。ハウジングは、反復す
る調時され、パターン化された異なる波長の光の配列
を、前記ハウジングの遠位端にある対象物に送るための
光伝送手段を担持している。ハウジングの前記遠位端に
ある対物レンズ手段が、前記光伝送手段からの光に応答
して像を形成し、ハウジング内にある像伝送装置が、こ
の像を、単色像増倍管に合焦する。単色像増倍管は、対
象物を照らすパターンの光の各波長に関して強められた
単色像の配列を形成する。像増倍管に接続されたビデオ
カメラ及びビデオカメラに接続されたビデオプロセッサ
が、目視装置の遠位端にある対象物の統合されたカラー
像を形成するため、各パターン反復の間に構成された一
連の像フレームを統合する。本明細書の特許請求の範囲
は、本発明の主題事項を、綿密に指摘し、明瞭に権利請
求するものである。本発明の種々の目的、利点及び新規
な特徴は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読解
することでより十分に明らかとなろう。添付図面におい
ては、同様の参照番号が、同様の部分を示している。
身体内に配置された遠位端にある対象物を目視するため
の内視検査用目視装置が、近位端と遠位端との間を延び
る管状ハウジングを含んでいる。ハウジングは、反復す
る調時され、パターン化された異なる波長の光の配列
を、前記ハウジングの遠位端にある対象物に送るための
光伝送手段を担持している。ハウジングの前記遠位端に
ある対物レンズ手段が、前記光伝送手段からの光に応答
して像を形成し、ハウジング内にある像伝送装置が、こ
の像を、単色像増倍管に合焦する。単色像増倍管は、対
象物を照らすパターンの光の各波長に関して強められた
単色像の配列を形成する。像増倍管に接続されたビデオ
カメラ及びビデオカメラに接続されたビデオプロセッサ
が、目視装置の遠位端にある対象物の統合されたカラー
像を形成するため、各パターン反復の間に構成された一
連の像フレームを統合する。本明細書の特許請求の範囲
は、本発明の主題事項を、綿密に指摘し、明瞭に権利請
求するものである。本発明の種々の目的、利点及び新規
な特徴は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読解
することでより十分に明らかとなろう。添付図面におい
ては、同様の参照番号が、同様の部分を示している。
【００１２】
【実施例】図１では、目視鏡１０、例えば、医療用の内
視鏡が、目視鏡１０を使用する人に関して「近位」及び
「遠位」を用いると、近位端１２を起点とする近位部分
と遠位端１３を終点とする遠位部分との間を延びる本体
部分１１を含んでいる。光源１４が、光導波路、例え
ば、ハウジング１７内の光ファイバー導波路１６に接続
された光ファイバー導波路１５を通じて可視スペクトル
の光を伝送する。ハウジング１７は、本体部分１１の外
面を構成している。目視鏡１０が、所定の位置、即ち、
医療用の内視鏡の場合であれば患者の身体の血管内に配
置された後、光ファイバー導波路１６からの光が、遠位
端１３から出て対象物２０を照らす。対物レンズ２１
が、対象物２０から反射された光を捕捉し、像伝送導波
路２２が近位端１２にある接眼レンズ２３に伝送する像
を形成する。像導路２２は、光ファイバーケーブル又は
従来のレンズの何れを備えていてもよい。光ファイバー
ケーブルは、可撓性の目視鏡に用いるのに特に適してお
り、一方、従来のレンズは、腹腔鏡のような硬質の目視
鏡に用いるのに適している。接眼レンズ２３は、像導路
２２から受けた像を、ビデオプロセッサ２５への入力を
発生させるビデオシステム２４に合焦する。ビデオプロ
セッサ２５は、ビデオモニター２６の目視スクリーンに
像を形成する。
視鏡が、目視鏡１０を使用する人に関して「近位」及び
「遠位」を用いると、近位端１２を起点とする近位部分
と遠位端１３を終点とする遠位部分との間を延びる本体
部分１１を含んでいる。光源１４が、光導波路、例え
ば、ハウジング１７内の光ファイバー導波路１６に接続
された光ファイバー導波路１５を通じて可視スペクトル
の光を伝送する。ハウジング１７は、本体部分１１の外
面を構成している。目視鏡１０が、所定の位置、即ち、
医療用の内視鏡の場合であれば患者の身体の血管内に配
置された後、光ファイバー導波路１６からの光が、遠位
端１３から出て対象物２０を照らす。対物レンズ２１
が、対象物２０から反射された光を捕捉し、像伝送導波
路２２が近位端１２にある接眼レンズ２３に伝送する像
を形成する。像導路２２は、光ファイバーケーブル又は
従来のレンズの何れを備えていてもよい。光ファイバー
ケーブルは、可撓性の目視鏡に用いるのに特に適してお
り、一方、従来のレンズは、腹腔鏡のような硬質の目視
鏡に用いるのに適している。接眼レンズ２３は、像導路
２２から受けた像を、ビデオプロセッサ２５への入力を
発生させるビデオシステム２４に合焦する。ビデオプロ
セッサ２５は、ビデオモニター２６の目視スクリーンに
像を形成する。
【００１３】本発明に従い、電源１４は、ランプ３１に
通電する電源３０を含んでいる。先行技術に用いられる
ハイパワーランプとは異なり、ランプ３１は、可視スペ
クトルにわたる光を発生させる従来の白熱電球でよい。
レンズ３２及び３３が、この光を光ファイバー導波路１
５の端３４に合焦し、シャフト３６に取り付けられたカ
ラーフィルターホイール３５を通してこの光を送る。モ
ーター３７が、シャフト３６及び取り付けられたフィル
ターホイール３５を、既知のほぼ一定した角速度で駆動
する。以下により詳細に説明する指標（indices）が、
センサ３８及び位置コード化器４０がビデオプロセッサ
２５に位置及び調時情報を提供する同期信号を発生する
ことができるようにしている。これらは、図１及び図２
のフィルター同期（FILTER SYNC）信号として識別され
る。一般に、フィルターホイール３５は、別個の角位置
に、カラーフィルターを含んでいる。通常、フィルター
は、原色から選択される。そのため、モーター３７がフ
ィルター３５を回転させると、電球３０からの白色光
は、異なる波長、通常は赤、緑及び青の光に対応する波
長の反復する調時され、パターン化された光の配列に変
換される。したがって、光ファイバー導波路１６の遠位
端１３から出る光は、同じ調時され、パターン化された
異なる波長の光の配列で、対象物２０を照らすことにな
る。更に、同じ異波長の光のパターンは、像として接眼
レンズ２３に伝えられる。
通電する電源３０を含んでいる。先行技術に用いられる
ハイパワーランプとは異なり、ランプ３１は、可視スペ
クトルにわたる光を発生させる従来の白熱電球でよい。
レンズ３２及び３３が、この光を光ファイバー導波路１
５の端３４に合焦し、シャフト３６に取り付けられたカ
ラーフィルターホイール３５を通してこの光を送る。モ
ーター３７が、シャフト３６及び取り付けられたフィル
ターホイール３５を、既知のほぼ一定した角速度で駆動
する。以下により詳細に説明する指標（indices）が、
センサ３８及び位置コード化器４０がビデオプロセッサ
２５に位置及び調時情報を提供する同期信号を発生する
ことができるようにしている。これらは、図１及び図２
のフィルター同期（FILTER SYNC）信号として識別され
る。一般に、フィルターホイール３５は、別個の角位置
に、カラーフィルターを含んでいる。通常、フィルター
は、原色から選択される。そのため、モーター３７がフ
ィルター３５を回転させると、電球３０からの白色光
は、異なる波長、通常は赤、緑及び青の光に対応する波
長の反復する調時され、パターン化された光の配列に変
換される。したがって、光ファイバー導波路１６の遠位
端１３から出る光は、同じ調時され、パターン化された
異なる波長の光の配列で、対象物２０を照らすことにな
る。更に、同じ異波長の光のパターンは、像として接眼
レンズ２３に伝えられる。
【００１４】本発明の他の特徴に従い、ビデオシステム
２４は、像増倍管４１及びビデオカメラ４２を含んでい
る。像増倍管４１は、青の波長の光に関して強められた
出力信号を発生するよう構成されているのが好ましく、
接眼レンズ２３から得られた像の明度を増加させる。し
かしながら、斯かる像増倍管の単色出力により、ビデオ
カメラ４２は、ビデオプロセッサ２５に伝送するための
単色像を発生させる。この信号は、図１及び図２の赤緑
青配列信号（RGB SEQ SIG）を表わしている。この信号
は、カラー情報を含んでいるが、フィルターホイール３
５の回転及び構成によって決定される時分割多重方式で
含んでいる。更に図１及び図２を参照すると、ビデオプ
ロセッサ２５は、ビデオカメラ４２からの赤緑青配列信
号を受信する従来のフレームグラバー回路４３を含んで
おり、光源１４からのフィルター同期信号を受信するア
ドレス発生要素４４を含んでいる。制御回路４５が、フ
ィルター同期信号を通じて、フレームグラバー回路４３
を、フィルターホイールの作動と同期化する。より具体
的には、フィルターホイールの各回転の間には、一連の
はっきり区別できる間隔があり、これらの間隔の間、光
源１４からの光は、図１の電球３０からの光を遮る赤、
緑又は青のフィルターのうちの特定の一つに対応する一
定の波長である。フィルターホイール３５の各フィルタ
ーは、この間隔が、ビデオカメラ４２が一フレームの像
情報を伝送し、フレームグラバー回路４３がそのフレー
ムに関する全ての情報を記録するのに要する時間を越え
るようなサイズになっている。そのため、斯かる情報各
々は、フィルターホイール３５のカラーフィルターのう
ちの一つによって透過された赤、緑又は青の光成分に対
応している。そのため、フレームグラバー回路４３は、
その出力において、一フレームに関するそのカラー成分
に関する全ての情報を発生させる。アドレス発生要素４
４は、各カラー成分に関し、フレーム記憶回路４６にお
けるフレームの記憶のためのアドレスを発生させる。一
つの具体的実施態様では、フィルターホイール３５は、
赤−緑−青−赤−緑−青の配列になった六つのフィルタ
ー位置を含んでいる。フレーム記憶回路４６は、六つの
フィルター位置の各々に対応する６組の記憶場所を含ん
でいる。明らかなように、制御回路４５とアドレス発生
要素４４とは、フレームグラバー回路４３の出力を、フ
レーム記憶回路４６の適当な組の記憶場所に順次つなぐ
ものである。
２４は、像増倍管４１及びビデオカメラ４２を含んでい
る。像増倍管４１は、青の波長の光に関して強められた
出力信号を発生するよう構成されているのが好ましく、
接眼レンズ２３から得られた像の明度を増加させる。し
かしながら、斯かる像増倍管の単色出力により、ビデオ
カメラ４２は、ビデオプロセッサ２５に伝送するための
単色像を発生させる。この信号は、図１及び図２の赤緑
青配列信号（RGB SEQ SIG）を表わしている。この信号
は、カラー情報を含んでいるが、フィルターホイール３
５の回転及び構成によって決定される時分割多重方式で
含んでいる。更に図１及び図２を参照すると、ビデオプ
ロセッサ２５は、ビデオカメラ４２からの赤緑青配列信
号を受信する従来のフレームグラバー回路４３を含んで
おり、光源１４からのフィルター同期信号を受信するア
ドレス発生要素４４を含んでいる。制御回路４５が、フ
ィルター同期信号を通じて、フレームグラバー回路４３
を、フィルターホイールの作動と同期化する。より具体
的には、フィルターホイールの各回転の間には、一連の
はっきり区別できる間隔があり、これらの間隔の間、光
源１４からの光は、図１の電球３０からの光を遮る赤、
緑又は青のフィルターのうちの特定の一つに対応する一
定の波長である。フィルターホイール３５の各フィルタ
ーは、この間隔が、ビデオカメラ４２が一フレームの像
情報を伝送し、フレームグラバー回路４３がそのフレー
ムに関する全ての情報を記録するのに要する時間を越え
るようなサイズになっている。そのため、斯かる情報各
々は、フィルターホイール３５のカラーフィルターのう
ちの一つによって透過された赤、緑又は青の光成分に対
応している。そのため、フレームグラバー回路４３は、
その出力において、一フレームに関するそのカラー成分
に関する全ての情報を発生させる。アドレス発生要素４
４は、各カラー成分に関し、フレーム記憶回路４６にお
けるフレームの記憶のためのアドレスを発生させる。一
つの具体的実施態様では、フィルターホイール３５は、
赤−緑−青−赤−緑−青の配列になった六つのフィルタ
ー位置を含んでいる。フレーム記憶回路４６は、六つの
フィルター位置の各々に対応する６組の記憶場所を含ん
でいる。明らかなように、制御回路４５とアドレス発生
要素４４とは、フレームグラバー回路４３の出力を、フ
レーム記憶回路４６の適当な組の記憶場所に順次つなぐ
ものである。
【００１５】六つのフィルター位置及び６組の記憶位置
の使用は、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）フィルター回
路４７及びビデオ出力回路５０が、円滑に自然に変化す
るカラー像をモニター２６に形成することを可能にす
る。更に、適当なタイミングで、Ｄ／Ａフィルター回路
４７は、或る記憶場所、例えば、或る赤の記憶場所から
像を取り出すことができ、一方、赤のフィルターに対応
する次のフレームからの情報を、他の赤の記憶場所にロ
ードすることができる。斯くして、図１に示す目視鏡１
０は、カラー像をモニター２６において提供することが
できる。対象物を照らすための調時され、パターン化さ
れた異なる波長の光の配列、並びに像を再構成するため
の像増倍管及びビデオプロセッサの使用は、装置が非常
に低レベルの光で機能できるようにしている。例えば、
電球が３００ワット以上と高く定められることのある従
来の医療用の内視鏡とは対照的に、数ワットの電球で身
体内の血管を照らすことができる。この光の減少が、光
ファイバー導波路１６の断面積を減少させる。更に、像
増倍管は、有効明度を高めるので、像伝送導波路２２
は、より小さい有効径を有することができる。これら両
方の減少が、より大きな稼働チャンネルを有する内視鏡
の構成又は稼働チャンネルの大きさを減ずることなしに
より小さな内視鏡の構成を可能にする。
の使用は、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）フィルター回
路４７及びビデオ出力回路５０が、円滑に自然に変化す
るカラー像をモニター２６に形成することを可能にす
る。更に、適当なタイミングで、Ｄ／Ａフィルター回路
４７は、或る記憶場所、例えば、或る赤の記憶場所から
像を取り出すことができ、一方、赤のフィルターに対応
する次のフレームからの情報を、他の赤の記憶場所にロ
ードすることができる。斯くして、図１に示す目視鏡１
０は、カラー像をモニター２６において提供することが
できる。対象物を照らすための調時され、パターン化さ
れた異なる波長の光の配列、並びに像を再構成するため
の像増倍管及びビデオプロセッサの使用は、装置が非常
に低レベルの光で機能できるようにしている。例えば、
電球が３００ワット以上と高く定められることのある従
来の医療用の内視鏡とは対照的に、数ワットの電球で身
体内の血管を照らすことができる。この光の減少が、光
ファイバー導波路１６の断面積を減少させる。更に、像
増倍管は、有効明度を高めるので、像伝送導波路２２
は、より小さい有効径を有することができる。これら両
方の減少が、より大きな稼働チャンネルを有する内視鏡
の構成又は稼働チャンネルの大きさを減ずることなしに
より小さな内視鏡の構成を可能にする。
【００１６】図３及び図４は、図１に示すフィルターホ
イール３５の代りにすることのできるフィルターホイー
ル３５Ａ及び３５Ｂを示している。各ホイールは、フィ
ルターホイール３５Ａ、３５Ｂを回転させるための中心
モーター駆動シャフト３６Ａ、３６Ｂに取り付けられて
いる。各フィルターホイールは、図３においてセグメン
ト５１Ａ〜５６Ａ、図４においてセグメント５１Ｂ〜５
６Ｂとして規定される六つのセグメントに分かれてい
る。或る具体的な実施態様では、セグメント５１Ａ、５
１Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂが赤（Ｒ）フィルター、セグメ
ント５２Ａ、５２Ｂ及び５５Ａ、５５Ｂが緑（Ｇ）フィ
ルター、セグメント５３Ａ、５３Ｂ及び５６Ａ、５６Ｂ
が青（Ｂ）フィルターである。フィルターホイール３５
Ａ、３５Ｂが、矢印５７Ａ、５７Ｂ方向に時計回りに回
転すると、ホイールは、図１の電球３０からの一定の白
色光を、赤−緑−青−赤−緑−青の光パルスの配列に変
換する。隣り合うフィルターの間の放射状部分６０Ａ、
６０Ｂが、図１のレンズ３２及び３３を通る光軸を通過
する時に、連続するパルスが、遮られる。図３では、環
状のスロット６１Ａ〜６６Ｂが、図１の電球３０からの
光がセンサ３８を付活できるようにする指標を構成して
いる。そのため、センサ３８は、光線中のフィルターの
存在を示す信号を発生する。図３では、各環状スロット
は、フィルターと角度的に同じ広がりを有している。そ
のため、センサ３８の正しい位置が、フィルターホイー
ル３５Ａからの各単色光パルスの間隔に対応する調時パ
ルスをセンサが発生することができるようにしている。
イール３５の代りにすることのできるフィルターホイー
ル３５Ａ及び３５Ｂを示している。各ホイールは、フィ
ルターホイール３５Ａ、３５Ｂを回転させるための中心
モーター駆動シャフト３６Ａ、３６Ｂに取り付けられて
いる。各フィルターホイールは、図３においてセグメン
ト５１Ａ〜５６Ａ、図４においてセグメント５１Ｂ〜５
６Ｂとして規定される六つのセグメントに分かれてい
る。或る具体的な実施態様では、セグメント５１Ａ、５
１Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂが赤（Ｒ）フィルター、セグメ
ント５２Ａ、５２Ｂ及び５５Ａ、５５Ｂが緑（Ｇ）フィ
ルター、セグメント５３Ａ、５３Ｂ及び５６Ａ、５６Ｂ
が青（Ｂ）フィルターである。フィルターホイール３５
Ａ、３５Ｂが、矢印５７Ａ、５７Ｂ方向に時計回りに回
転すると、ホイールは、図１の電球３０からの一定の白
色光を、赤−緑−青−赤−緑−青の光パルスの配列に変
換する。隣り合うフィルターの間の放射状部分６０Ａ、
６０Ｂが、図１のレンズ３２及び３３を通る光軸を通過
する時に、連続するパルスが、遮られる。図３では、環
状のスロット６１Ａ〜６６Ｂが、図１の電球３０からの
光がセンサ３８を付活できるようにする指標を構成して
いる。そのため、センサ３８は、光線中のフィルターの
存在を示す信号を発生する。図３では、各環状スロット
は、フィルターと角度的に同じ広がりを有している。そ
のため、センサ３８の正しい位置が、フィルターホイー
ル３５Ａからの各単色光パルスの間隔に対応する調時パ
ルスをセンサが発生することができるようにしている。
【００１７】図４は、別の指標構成を開示しており、こ
の構成においては、環状スロット６１Ｂ〜６６Ｂが、フ
ィルターの角度範囲よりも小さい角度寸法を有してい
る。加えて、フィルターの中心への半径が、環状スロッ
トの中心への半径に先んじるよう、各環状スロットはそ
れている。これが、フィルターが各々の波長で最高の明
度の光をもたらす位置になるまで、フレームグラバー回
路４３が、その作動を開始しないことを確実にするため
の時間のずれをもたらす。典型的には、フレームグラバ
ー回路４３が、一フレームに関する情報を得るのに要す
る間隔は、フィルターが光軸を通り過ぎる時間よりも短
いため、スロット６１Ｂ等の各環状スロットの後縁は、
フィルターセグメントの対応する縁を越えて延びていて
もよい。図５は、光源１４並びに光ファイバー導波路１
５及び１６の代りに機能することのできる別の光源を示
している。より具体的には、図５は、稼働チャンネル又
はルーメン７２及び対物レンズ７３を有する目視鏡７１
の遠位端７０を示している。この構成では、光源は、発
光ダイオード７４、７５及び７６を備えており、発光ダ
イオードは、遠位端に直接配置され、逐次制御装置（se
quencer）に接続している一連の低圧用導体（図示せ
ず）を通じて近位の電源に接続されている。逐次制御装
置は、発光ダイオード７４、７５及び７６を付活し、そ
れにより、対象物を照らすための単色光パルスの配列を
発生させる。明らかなように、斯かるシステムは、フィ
ルターホイール及び関連する機構の必要性を排除する。
斯かる照明システムは、青の発光ダイオードが入手可能
になると、特に価値の高いものである。赤及び緑の発光
ダイオードは、現在入手可能である。この構成は、稼働
チャンネルの大きさの増加を可能にすること、又は、目
視鏡が別個の稼働チャンネルを追加できるようにするこ
とも明らかであろう。同じ対物レンズ７３及び関連する
像伝送導波路に関し、内視鏡全体の大きさを小さくする
ことも可能である。
の構成においては、環状スロット６１Ｂ〜６６Ｂが、フ
ィルターの角度範囲よりも小さい角度寸法を有してい
る。加えて、フィルターの中心への半径が、環状スロッ
トの中心への半径に先んじるよう、各環状スロットはそ
れている。これが、フィルターが各々の波長で最高の明
度の光をもたらす位置になるまで、フレームグラバー回
路４３が、その作動を開始しないことを確実にするため
の時間のずれをもたらす。典型的には、フレームグラバ
ー回路４３が、一フレームに関する情報を得るのに要す
る間隔は、フィルターが光軸を通り過ぎる時間よりも短
いため、スロット６１Ｂ等の各環状スロットの後縁は、
フィルターセグメントの対応する縁を越えて延びていて
もよい。図５は、光源１４並びに光ファイバー導波路１
５及び１６の代りに機能することのできる別の光源を示
している。より具体的には、図５は、稼働チャンネル又
はルーメン７２及び対物レンズ７３を有する目視鏡７１
の遠位端７０を示している。この構成では、光源は、発
光ダイオード７４、７５及び７６を備えており、発光ダ
イオードは、遠位端に直接配置され、逐次制御装置（se
quencer）に接続している一連の低圧用導体（図示せ
ず）を通じて近位の電源に接続されている。逐次制御装
置は、発光ダイオード７４、７５及び７６を付活し、そ
れにより、対象物を照らすための単色光パルスの配列を
発生させる。明らかなように、斯かるシステムは、フィ
ルターホイール及び関連する機構の必要性を排除する。
斯かる照明システムは、青の発光ダイオードが入手可能
になると、特に価値の高いものである。赤及び緑の発光
ダイオードは、現在入手可能である。この構成は、稼働
チャンネルの大きさの増加を可能にすること、又は、目
視鏡が別個の稼働チャンネルを追加できるようにするこ
とも明らかであろう。同じ対物レンズ７３及び関連する
像伝送導波路に関し、内視鏡全体の大きさを小さくする
ことも可能である。
【００１８】光学アセンブリに関する大きさの要件のこ
の減少は、この構成を立体結像にも適合させるものであ
る。図６は、図１の光源１４のような光源に接続してい
る光ファイバー導波路８１を含む内視鏡８０を、模式的
な形態で、示している。遠位端８２の対物レンズが、そ
れぞれ像伝送導波路８３及び８４のための二つの像を形
成する。内視鏡８０の近位端８７の個々の接眼レンズ８
５及び８６が、二つの別個の像を、像増倍管９０に合焦
し、次いで、ビデオカメラ９１が、これらの像を、図１
のビデオプロセッサ２５のようなビデオプロセッサに伝
送する。このシステムは、二つのずれた像をモニターに
形成する。次いで、人が、ステレオグラスの助けで又は
助けなしに、これらの像を、三次元を有するように見え
る単一の像に融合する。明らかなように、本発明は、斯
かる光学システムを、従来サイズの内視鏡に組み込むこ
とができるようにするものである。そのため、カラー
で、良好な明度、空間及びコントラスト解像度並びに演
色の平面的な又は三次元の像を形成する目視鏡を製造す
るのに、本発明を利用することができる。低い照明レベ
ルを用いて、これらの望ましい特徴を有する像が得られ
る。低い照明レベルが、あらゆる目視鏡の遠位端におけ
る局部加熱を制限し、特殊な光源の必要性を排除する。
フィルターホイールを備えた従来の電球を用いる光源、
又は目視鏡の近位又は遠位端に配置された固体光源が、
十分な照明レベルをもたらすことができる。この組み合
わせは、個々の要素、例えば、像増倍管、ビデオカメ
ラ、ビデオプロセッサ及びモニターを含んでおり、これ
らの要素は、市販のものであり、本発明の幾つか又は全
ての利点を得ながら多くの異なる構成で組み合わせるこ
とができることも明らかであろう。
の減少は、この構成を立体結像にも適合させるものであ
る。図６は、図１の光源１４のような光源に接続してい
る光ファイバー導波路８１を含む内視鏡８０を、模式的
な形態で、示している。遠位端８２の対物レンズが、そ
れぞれ像伝送導波路８３及び８４のための二つの像を形
成する。内視鏡８０の近位端８７の個々の接眼レンズ８
５及び８６が、二つの別個の像を、像増倍管９０に合焦
し、次いで、ビデオカメラ９１が、これらの像を、図１
のビデオプロセッサ２５のようなビデオプロセッサに伝
送する。このシステムは、二つのずれた像をモニターに
形成する。次いで、人が、ステレオグラスの助けで又は
助けなしに、これらの像を、三次元を有するように見え
る単一の像に融合する。明らかなように、本発明は、斯
かる光学システムを、従来サイズの内視鏡に組み込むこ
とができるようにするものである。そのため、カラー
で、良好な明度、空間及びコントラスト解像度並びに演
色の平面的な又は三次元の像を形成する目視鏡を製造す
るのに、本発明を利用することができる。低い照明レベ
ルを用いて、これらの望ましい特徴を有する像が得られ
る。低い照明レベルが、あらゆる目視鏡の遠位端におけ
る局部加熱を制限し、特殊な光源の必要性を排除する。
フィルターホイールを備えた従来の電球を用いる光源、
又は目視鏡の近位又は遠位端に配置された固体光源が、
十分な照明レベルをもたらすことができる。この組み合
わせは、個々の要素、例えば、像増倍管、ビデオカメ
ラ、ビデオプロセッサ及びモニターを含んでおり、これ
らの要素は、市販のものであり、本発明の幾つか又は全
ての利点を得ながら多くの異なる構成で組み合わせるこ
とができることも明らかであろう。
【００１９】本発明を、或る実施態様に関して開示して
きたが、本発明から逸脱することなしに、具体的に開示
された装置に多くの変更を為すことができることも明ら
かであろう。したがって、特許請求の範囲の目的は、本
発明の真の精神及び範囲内にある全ての斯かる変型及び
変更を網羅することである。
きたが、本発明から逸脱することなしに、具体的に開示
された装置に多くの変更を為すことができることも明ら
かであろう。したがって、特許請求の範囲の目的は、本
発明の真の精神及び範囲内にある全ての斯かる変型及び
変更を網羅することである。
【図１】本発明に従って構成された目視鏡装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】図１に示す目視鏡装置に用いるためのビデオプ
ロセッサのブロック図である。
ロセッサのブロック図である。
【図３】図１の目視鏡装置に関して有用なカラーフィル
ターホイールの別の実施態様を示す図である。
ターホイールの別の実施態様を示す図である。
【図４】図１の目視鏡装置に関して有用なカラーフィル
ターホイールの別の実施態様を示す図である。
ターホイールの別の実施態様を示す図である。
【図５】図１の目視鏡装置のための別の照明源を示す図
である。
である。
【図６】立体像を提供するようになっている目視鏡を、
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
１０…目視鏡 １２…近位端 １３…遠位端 １４…光源 １５、１６…光ファイバー導波路 ２０…対象物 ２１…対物レンズ ２２…像導路 ２３…接眼レンズ ２４…ビデオシステム ２５…ビデオプロセッサ ２６…モニター ３５…フィルターホイール
Claims (20)
- 【請求項１】 近位端から遠位端にある対象物を目視す
るための目視装置であって、 Ａ．反復する調時され、
パターン化された異なる波長の光の配列を、対象物に送
るための光伝送手段と、 Ｂ．対象物から反射する前記光伝送手段からの光に応答
して、近位端に像を形成するための結像手段と、 Ｃ．前記結像手段からの像を増強し、それにより、パタ
ーンの光の各波長に関して対象物の単色像を形成するた
めの単色像増倍管手段と、 Ｄ．前記目視装置の遠位端にある対象物の統合されたカ
ラー像を表示するため、各パターン反復の間に構成され
た一連の像フレームを統合するための、前記像増倍管手
段に接続された像処理手段とを、備えていることを特徴
とする目視装置。 - 【請求項２】 前記光伝送手段は、異なる色に対応する
波長の光を発生させ、前記像増倍管は、各々の波長の光
に応答するほぼ一様な出力によって特徴付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の目視装置。 - 【請求項３】 前記光伝送手段は、赤、青及び緑の光の
波長で光を発生させ、前記像増倍管は、青の光に対して
強められた応答をもたらし、それにより、ほぼ等しい明
度の赤、青及び緑の各々の波長の光に応答して、ほぼ一
様な出力信号を発生させることを特徴とする請求項１記
載の目視装置。 - 【請求項４】 前記像処理手段は、パターン化された配
列の各波長に関し、対応する波長の光で対象物を照明す
る間に、前記像増倍管手段からの像フレームを記録する
ための手段と、パターンの所定の反復の間に構成された
記録された各々の像フレームを統合するための手段と、
統合された像を表示するための手段とを、備えているこ
とを特徴とする請求項１記載の目視装置。 - 【請求項５】 近位端から人の身体内に配置された遠位
端にある対象物を目視するための内視検査用目視装置で
あって、 Ａ．近位端と遠位端との間を延びる管状ハウジングと、 Ｂ．反復する調時され、パターン化された異なる波長の
光の配列を、前記ハウジングの遠位端にある対象物に送
るための光伝送手段と、 Ｃ．対象物から反射する前記光伝送手段からの光に応答
して像を形成するための、前記ハウジングの前記遠位端
にある対物レンズ手段と、 Ｄ．前記対物レンズによって形成された像を、前記ハウ
ジングの近位端に伝送するための、前記ハウジング内に
ある像伝送手段と、 Ｅ．前記像伝送手段からの像を増強し、それにより、対
象物を照らすパターンの光の各波長に関して対象物の単
色像を形成するための単色像増倍管手段と、 Ｆ．前記像増倍管手段からの出力像に応答してビデオ信
号を発生させるための、前記像増倍管手段に接続された
ビデオ手段と、 Ｇ．前記目視装置の遠位端にある対象物の統合されたカ
ラー像を表示するため、各パターン反復の間に構成され
た一連の像フレームを統合するための、前記ビデオ手段
に接続されたビデオ処理手段とを、備えていることを特
徴とする内視検査用目視装置。 - 【請求項６】 前記光伝送手段は、光源と、パターン化
された配列を反復的に生じさせるための可変フィルター
手段と、光のパターン化された配列を、前記フィルター
手段から前記ハウジングの遠位端にある対象物へと搬送
するための光ファイバー導波路とを含んでおり、前記光
源及びフィルター手段は、前記内視検査用目視装置の近
位端に配置されていることを特徴とする請求項５記載の
内視検査用目視装置。 - 【請求項７】 前記光伝送手段は、異なる単色周波数帯
の光を発生させるための複数の単色光伝送手段と、パタ
ーン化された配列において個々に前記単色光伝送手段を
反復的な態様で付活するための制御手段とを含んでお
り、前記単色光伝送手段は、前記ハウジングの遠位端に
配置されていることを特徴とする請求項６記載の内視検
査用目視装置。 - 【請求項８】 前記単色光伝送手段の各々は、発光ダイ
オードを備えていることを特徴とする請求項７記載の内
視検査用目視装置。 - 【請求項９】 前記ハウジングは、可撓性シースを備
え、前記像伝送手段は、前記増倍管手段に像を合焦させ
るための接眼レンズ手段と、遠位端から近位端へと像を
伝送するため、前記対物レンズ手段と前記接眼レンズ手
段との間に延びる光ファイバー導波路とを含んでいるこ
とを特徴とする請求項６記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項１０】 前記ハウジングは、硬質のシースを備
え、前記像伝送手段は、前記増倍管手段に像を合焦させ
るための接眼レンズ手段と、前記対物レンズ手段と前記
接眼レンズ手段との間を前記硬質のハウジングに沿って
延びる光ファイバー導波路とを含んでいることを特徴と
する請求項６記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項１１】 前記光伝送手段は、異なる色に対応す
る波長の光を発生させ、前記像増倍管は、それらの波長
各々の光に応答するほぼ一様な出力によって特徴付けら
れていることを特徴とする請求項６記載の内視検査用目
視装置。 - 【請求項１２】 前記光伝送手段は、赤、青及び緑の光
の波長で光を発生させ、前記像増倍管は、青の光に対し
て強められた応答をもたらし、それにより、ほぼ等しい
明度の赤、青及び緑の各々の波長の光に応答して、ほぼ
一様な出力信号を発生させることを特徴とする請求項６
記載の目視装置。 - 【請求項１３】 前記ビデオ処理手段は、パターン化さ
れた配列の各波長に関し、対応する波長の光で対象物を
照明する間に、前記ビデオ手段からの像フレームを記録
するための手段と、パターンの所定の反復の間に構成さ
れた記録された各々の像フレームを統合するための手段
と、統合された像を表示するための手段とを、備えてい
ることを特徴とする請求項５記載の目視装置。 - 【請求項１４】 前記光伝送手段は、複数のセグメント
に分けられていて各セグメントは原色のうちの一つに対
応するフィルターを有するフィルターホイールであっ
て、各セグメントを識別する指標を追加的に含んでいる
フィルターホイールと、フィルターホイールを軸の回り
に回転させるための駆動手段と、前記フィルターホイー
ルを通して光を送り、それにより、原色の波長のフィル
ターを通した光の反復する調時され、パターン化された
配列を生じさせるための光源と、前記フィルターホイー
ルからの光で対象物を照明するため、前記フィルターホ
イールからの出力を、前記ハウジングを通して搬送する
ための光ファイバー導波路とを含んでいることを特徴と
する請求項５記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項１５】 前記像増倍管手段は、青の増強された
像増倍管手段を備えていることを特徴とする請求項１４
記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項１６】 前記装置を同期化するための配列制御
手段を追加的に備え、前記制御手段は、前記ビデオ処理
手段を制御するため、前記フィルターホイールの前記指
標手段に応答することを特徴とする請求項１５記載の内
視検査用目視装置。 - 【請求項１７】 ビデオ処理手段は、各々の所定の原色
に関する像を記憶するための手段と、前記ビデオ手段か
ら対応する像記憶手段へと像を伝送するための、前記制
御手段に接続された多重化手段とを含んでいることを特
徴とする請求項１６記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項１８】 前記フィルター手段は、各々の原色に
関して複数のフィルターを含んでおり、前記フィルター
は、フィルターホイールにぐるりと順に配置され、それ
により、連続するフィルター部分からの光の波長が異な
ることを特徴とする請求項１４記載の内視検査用目視装
置。 - 【請求項１９】 前記像伝送手段は、前記像増倍管手段
に像を合焦させるため、ハウジングの前記近位端に、接
眼レンズ手段を追加的に含んでいることを特徴とする請
求項１４記載の内視検査用目視装置。 - 【請求項２０】 前記像伝送手段は、一対の像伝送チャ
ンネル手段と、前記像増倍管手段に合焦させるための一
対の接眼レンズとを含んでおり、前記ビデオ処理手段
は、単一の表示の部分として像を表示することを特徴と
する請求項１９記載の内視検査用目視装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US24235994A | 1994-05-13 | 1994-05-13 | |
| US08/242359 | 1994-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0879581A true JPH0879581A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=22914480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7115734A Pending JPH0879581A (ja) | 1994-05-13 | 1995-05-15 | 像強化した目視鏡 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5733246A (ja) |
| EP (1) | EP0682451B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0879581A (ja) |
| DE (1) | DE69527571T2 (ja) |
| MY (1) | MY130920A (ja) |
| TW (1) | TW387560U (ja) |
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