JP2002191554A

JP2002191554A - ３次元画像検出装置を備えた電子内視鏡

Info

Publication number: JP2002191554A
Application number: JP2000394229A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-09
Also published as: US20020082474A1; US6933962B2

Abstract

(57)【要約】【課題】３次元画像検出装置を備えた電子内視鏡にお
いて、可撓管の径を縮小する。【解決手段】電子内視鏡はハウジング１００と可撓管
２００を備える。可撓管２００の中に、送光ファイバ２
０１と受光ファイバ２０２を設ける。ハウジング１００
に、光源１０１と撮像素子１０４を設ける。光源１０１
はパルス状の測距光を出力する。測距光は送光ファイバ
２０１を伝播して被写体に照射される。測距光によって
被写体において生じた反射光は、受光ファイバ２０２を
伝播して撮像素子１０４に入射する。撮像素子１０４の
光電変換素子では、反射光を受光することにより、被写
体像に対応した電荷（すなわち３次元画像の画像信号）
が蓄積する。ＣＣＤ駆動装置１０７による撮像素子１０
４の蓄積動作の制御において、蓄積動作のタイミング
は、ファイバ２０１、２０２が長いほど遅くなるように
定められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡に関し、
より詳しくは、被写体である生体内の観察部位の３次元
画像を検出することができる３次元画像検出装置を備え
た電子内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の電子内視鏡として、生体内
に挿入される可撓管の中に一対の受光ファイバが設けら
れたものが知られている。すなわち１つの被写体の画像
が一対の受光ファイバを介して得られ、いわゆる三角測
距の原理を利用して被写体の３次元画像が検出される
（例えば「内視鏡テクノロジ−」（「ポピュラーサイエ
ンス２０４」裳華房発行、１４２頁〜１４８頁）参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電子内視鏡
において、一対の受光ファイバ間の距離が短いと、３次
元画像の立体感が弱くなり、精度の高い３次元画像を得
ることが困難になる。したがって従来、３次元画像検出
装置を備えた電子内視鏡は、各受光ファイバ間の距離を
できるだけ大きく確保することが必要であり、このため
に可撓管の径が太くなるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、３次元画像検出装置を備
えた電子内視鏡において、可撓管の径を縮小することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元画像
検出装置を備えた電子内視鏡は、ハウジングと、被写体
に照射されるパルス状の測距光を出力する測距用光源
と、被写体において生じた測距光の反射光を受光し、受
光量に応じた電荷が蓄積する複数の光電変換素子を有す
る測距用撮像素子と、ハウジングに接続され、測距光お
よび反射光の少なくとも一方が伝播する光ファイバを有
する可撓管と、測距用撮像素子における電荷の蓄積動作
を制御することにより、被写体の３次元画像に対応した
電荷が発生する３次元画像検出手段とを備えることを特
徴としている。

【０００６】測距用光源は、好ましくはハウジングに設
けられる。また測距用撮像素子も同様に、好ましくはハ
ウジングに設けられる。測距用光源あるいは測距用撮像
素子をハウジングに設けることにより、可撓管の径をさ
らに縮小することが可能になる。

【０００７】３次元画像検出手段は、光ファイバの長さ
に応じて蓄積動作のタイミングを制御することが好まし
い。３次元画像検出手段は、光ファイバの長さを示す情
報を記憶する情報記憶手段を備えていてもよい。この場
合、情報記憶手段は可撓管に設けられることが好まし
い。これにより、可撓管が交換された場合であっても、
蓄積動作のタイミングを適切に行うことができる。３次
元画像検出手段は例えば、光ファイバが長いほど蓄積動
作のタイミングが遅くなるように制御する。被写体の３
次元画像は、測距用撮像素子における電荷の蓄積動作を
制御することによって検出され、光ファイバの長さに応
じて蓄積動作のタイミングを制御することによって、３
次元画像の検出精度を向上させることができる。

【０００８】電子内視鏡は、被写体に対して照明光を連
続的に照射する照明用光源と、照明光によって被写体に
おいて生じた反射光を受光することにより、被写体の２
次元画像を検出する２次元画像用撮像素子とを備えても
よい。この構成により、３次元画像とともに２次元画像
を検出することが可能となる。

【０００９】照明用光源はハウジングに設けられてもよ
い。また２次元画像用撮像素子も同様に、ハウジングに
設けられてもよい。照明用光源あるいは２次元画像用撮
像素子をハウジングに設けることにより、可撓管の径を
さらに縮小することが可能になる。

【００１０】光ファイバは、好ましくは、測距光および
／または照明光を照射するための送光ファイバと、被写
体において生じた反射光を受光するための受光ファイバ
とにより構成される。

【００１１】測距光と照明光を光ファイバに導く送光用
光学部材を設け、測距用光源と照明用光源を送光用光学
部材に対向するように配置してもよい。また、光ファイ
バから出力された反射光が入射するような位置に受光用
光学部材を設け、測距用撮像素子と２次元画像用撮像素
子を受光用光学部材に対向するように配置してもよい。
これらの光学部材により、電子内視鏡の構成をさらに小
型することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であ
る電子内視鏡の内部の構成を概略的に示している。

【００１３】電子内視鏡はハウジング１００と可撓管２
００を備えており、可撓管２００はハウジング１００に
接続されている。可撓管２００は、図では矩形に示され
ているが、生体内に挿入される挿入部は細長く成形さ
れ、可撓性を有している。

【００１４】可撓管２００の中には、送光ファイバ２０
１と受光ファイバ２０２が設けられる。送光ファイバ２
０１は、被写体すなわち生体内の観察部位に照射される
測距光を伝播させるために設けられ、受光ファイバ２０
２は、被写体において生じた測距光の反射光を伝播させ
るために設けられる。可撓管２００の先端側であって、
送光ファイバ２０１の出射端に対向した位置にはレンズ
２０３が配設され、また受光ファイバ２０２の出射端に
対向した位置にはレンズ２０４が配設されている。可撓
管２００の中には送光ファイバ２０１と受光ファイバ２
０２の長さや、ハウジング１００に設けられた撮像信号
処理回路１２２における画像処理等において利用される
キャリブレーション定数等の情報を記憶するためのメモ
リ（ＥＰＲＯＭ）２０５が設けられている。

【００１５】ハウジング１００には、白色光を出力する
発光ダイオードを備えた光源１０１が設けられている。
光源１０１は被写体に対して、パルス状の測距光を照射
し、あるいは連続的に発光する照明光を照射する。光源
１０１の前方には、測距光あるいは照明光を送光ファイ
バ２０１の入射端に効率良く入射させるためのレンズ１
０２が設けられている。光源１０１の発光動作は発光素
子制御回路１０３によって制御され、発光素子制御回路
１０３は、マイクロコンピュータを備えたシステムコン
トロール回路１３０から出力される指令信号に従って動
作する。

【００１６】ハウジング１００内であって受光ファイバ
２０２の軸線上には、撮像素子（ＣＣＤ）１０４が設け
られ、受光ファイバ２０２の出射端とＣＣＤ１０４の間
には、受光ファイバ２０２を介して入射した光をＣＣＤ
１０４に導くためのレンズ１０５が配設されている。Ｃ
ＣＤ１０４には例えば数１０万個の光電変換素子が設け
られている。レンズ１０５により、ＣＣＤ１０４には被
写体像が形成され、光電変換素子では、測距光によって
被写体において生じた反射光が受光されて、受光量すな
わち被写体像に対応した電荷が発生する。

【００１７】ＣＣＤ１０４とレンズ１０５の間には、円
板状の色フィルタ１１０が設けられている。色フィルタ
１１０の中心部はモータ１１１の出力軸１１２に連結さ
れ、色フィルタ１１０はモータ１１１によって回転駆動
される。モータ１１１の回転制御は、システムコントロ
ール回路１３０からの指令信号によって制御されるモー
タ駆動装置１１３によって行われる。

【００１８】色フィルタ１１０において、中心部の周り
にはレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）
の色フィルタ要素領域１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ
と、透過領域１１０Ｔとが設けられている。色フィルタ
１１０は、領域１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、１１０
Ｔの１つが選択的に、ＣＣＤ１０４とレンズ１０５の間
に位置するように制御される。例えばＲの色フィルタ要
素領域１１０ＲがＣＣＤ１０４とレンズ１０５の間に位
置しているとき、ＣＣＤ１０４にはＲのカラー画像に対
応した電荷すなわち画像信号が発生する。

【００１９】色フィルタ１１０の近傍には、どの領域が
ＣＣＤ１０４に対向した位置に定められているかを検出
するための位置センサ１０６が設けられており、位置セ
ンサ１０６の出力信号はシステムコントロール回路１３
０に入力される。

【００２０】ＣＣＤ１０４における電荷の蓄積動作、電
荷の読出動作等の動作はＣＣＤ駆動装置１０７によって
制御される。ＣＣＤ１０４から読み出された画像信号は
アンプ１２０において増幅され、Ａ／Ｄ変換器１２１に
おいてアナログ信号からデジタル信号に変換される。デ
ジタルの画像信号は撮像信号処理回路１２２においてガ
ンマ補正等の処理を施され、画像メモリ１２３に一時的
に格納される。

【００２１】画像信号は画像メモリ１２３から読み出さ
れ、ＴＶ信号エンコーダ１２４に送られ、ビデオ端子
（図示せず）を介してモニタ装置（図示せず）に伝送可
能である。システムコントロール回路１３０はインター
フェース回路１２５に接続され、インターフェース回路
１２５はインターフェースコネクタ（図示せず）に接続
されている。したがって、画像メモリ１２３から読み出
された画像信号は、インターフェースコネクタに接続さ
れたコンピュータ（図示せず）に伝送可能である。また
システムコントロール回路１３０は、記憶媒体制御回路
１２６を介して画像記録装置１２７に接続されている。
したがって画像メモリ１２３から読み出された画像信
号、画像記録記憶装置１２７に装着されたＩＣメモリカ
ード等の記憶媒体Ｍに記録可能である。

【００２２】システムコントロール回路１３０には、レ
リーズスイッチ等から構成されるスイッチ群１２８と、
液晶表示パネル（表示素子）１２９とが接続されてい
る。

【００２３】上述したように色フィルタ１１０は、Ｒ、
ＧおよびＢの色フィルタ要素領域１１０Ｒ、１１０Ｇ、
１１０Ｂと、透過領域１１０Ｔとのいずれか１つが、Ｃ
ＣＤ１０４とレンズ１０５の間に位置するように制御さ
れる。色フィルタ要素領域１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０
Ｂが選択されているとき、光源１０１は照明光を連続的
に照射するように制御され、これによりＣＣＤ１０４に
は色フィルタ要素領域の色に対応した２次元画像の画像
信号が発生する。２次元画像の検出動作は従来公知であ
るので説明を省略する。

【００２４】一方、透過領域１１０Ｔが選択されている
とき、光源１０１はパルス状の測距光を照射するように
制御され、次に述べるように、ＣＣＤ１０４には被写体
の表面形状を示す３次元画像の画像信号が発生する。

【００２５】図２および図３を参照して、被写体の３次
元画像の検出の原理を説明する。図３において横軸は時
間ｔである。

【００２６】距離測定装置Ｄから出力された測距光は被
写体Ｓにおいて反射し、図示しないＣＣＤによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Ｈを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Ｓからの反射光も、同じパ
ルス幅Ｈを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりより
も時間δ・ｔ（δは遅延係数）だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Ｄと被写体Ｓの間の２倍の距離ｒを
進んだことになるから、その距離ｒはｒ＝δ・ｔ・Ｃ／２により得られる。ただしＣは光速である。

【００２７】例えば測距光のパルスの立ち上がりから反
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Ｔを設けると、この反射光検知期
間Ｔにおける受光量Ａは距離ｒの関数である。すなわち
受光量Ａは、距離ｒが大きくなるほど（時間δ・ｔが大
きくなるほど）小さくなる。

【００２８】上述した原理を利用して、ＣＣＤ１０４の
複数の光電変換素子においてそれぞれ受光量Ａに対応し
た画素信号（電荷）を検出することにより、ＣＣＤ１０
４から被写体Ｓの表面の各点までの距離が測定される。
また画素信号の検出動作では、測距光のパルスが一定周
期で繰り返し出力され、各光電変換素子において発生し
た電荷が積分される。なお、この検出動作は特開２００
０−８３２６０号公報に記載されているものと基本的に
同じであり、被写体表面の反射率あるいは外光等の外乱
による誤差の補正も必要に応じて行われる。

【００２９】さて本実施形態では、図４および図５を参
照して次に説明するように、送光ファイバ２０１と受光
ファイバ２０２の長さに起因して生じる３次元画像の検
出誤差を除去している。

【００３０】ファイバ２０１、２０２の長さをＬｆと
し、ファイバ２０１、２０２の先端から被写体Ｓまでの
距離をＬｓとする。光源１０１（図１）から出力され、
被写体Ｓにおいて反射してＣＣＤ１０４（図１）により
受光される測距光が進んだ距離は、送光ファイバ２０１
と受光ファイバ２０２の長さ（２×Ｌｆ）と、被写体Ｓ
までの往復距離（２×Ｌｓ）の和である。したがってＣ
ＣＤ１０４において受光される測距光は、本来測定すべ
き距離と比較して、ファイバの長さ（２×Ｌｆ）分だけ
余計に進んだことになり、これが３次元画像の検出誤差
となる。すなわち測距光は、光速をＣとすると、ファイ
バ２０１、２０２が存在することによって、（２×Ｌ
ｆ）／Ｃだけ遅れてＣＣＤ１０４に到達する。

【００３１】そこで本実施形態では、ファイバの長さに
よって生じる検出誤差を除去すべく、調整時間Ｊを設け
ている。Ｊ＝（２×Ｌｆ）／ＣすなわちＣＣＤ駆動装置１０７によるＣＣＤ１０４の制
御において、光電変換素子における電荷の蓄積動作のタ
イミングは、ファイバ２０１、２０２が長いほど遅くな
るように定められている。

【００３２】したがって、ファイバ長を考慮しない反射
光検知期間を用いて検出される受光量Ａ１（図３のＡと
同じ）に対して、ファイバ長を考慮した反射光検知期間
を用いて検出される受光量Ａ２は、調整時間Ｊに対応し
た分だけ多くなる。上述したように受光量は被写体まで
の距離が大きくなるほど少なくなり、受光量Ａ２は、フ
ァイバ長に対応した誤差が除去されて受光量Ａ１よりも
少ない。

【００３３】以上のように本実施形態では受光ファイバ
２０２が１本であり、２本の受光ファイバを用いて三角
測距の原理により被写体の３次元画像を検出する装置と
比較し、可撓管２００の径を縮小することができる。ま
た本実施形態では、光源１０１とＣＣＤ１０４がともに
ハウジング１００内に配置されているので、可撓管２０
０の径をより縮小することができる。

【００３４】さらに本実施形態では、送光ファイバ２０
１と受光ファイバ２０２の長さに応じてＣＣＤ１０４の
蓄積動作のタイミングを制御するので、これらのファイ
バ２０１、２０２の長さに起因して生じる３次元画像の
検出誤差を除去することができ、検出精度を向上させる
ことができる。また、メモリ２０５に、送光ファイバ２
０１と受光ファイバ２０２の長さを示す情報が記憶され
ているので、可撓管２００が交換された場合であって
も、その長さに応じてＣＣＤ１０４の蓄積動作のタイミ
ングを変更し、３次元画像の検出誤差を除去することが
できる。

【００３５】図６は、本発明の第２実施形態である電子
内視鏡の内部の構成を概略的に示している。図１に示す
第１実施形態の電子内視鏡の構成と異なる部分について
説明する。

【００３６】ハウジング１００には、被写体に照射され
るパルス状の測距光を出力する測距用光源１５１に加え
て、被写体に対して照明光を連続的に照射する照明用光
源１５２が設けられている。測距用光源１５１は、測距
光である赤外光を出力する発光ダイオードを備えてお
り、その発光動作は発光素子制御回路１５３によって制
御される。照明用光源１５２は白色光を出力する発光ダ
イオードを備えており、その発光動作は発光素子制御回
路１５４によって制御される。発光素子制御回路１５
３、１５４は、システムコントロール回路１３０から出
力される指令信号に従って動作する。

【００３７】測距用光源１５１と照明用光源１５２は、
これらの光軸が相互に直交するように配置されており、
送光用光学部材１５５に対向している。照明用光源１５
２の近傍にはレンズ１０２が設けられている。送光用光
学部材１５５は、測距用光源１５１から出力された赤外
光（測距光）を反射してレンズ１０２側へ導き、照明用
光源１５２から出力された白色光（照明光）を透過させ
てレンズ１０２側へ導くように構成されている。

【００３８】レンズ１０２は、可撓管２００の送光ファ
イバ２０１の入射端に対向しており、測距光と照明光は
送光ファイバ２０１を伝播して被写体に照射される。測
距光と照明光は被写体において反射し、反射光は受光フ
ァイバ２０２に入射する。そして反射光は受光ファイバ
２０２を伝播し、ハウジング１００のレンズ１０５に入
射する。

【００３９】レンズ１０５の近傍には、受光用光学部材
１６１が設けられている。測距用撮像素子（ＣＣＤ）１
６２と2次元画像用撮像素子（ＣＣＤ）１６３は受光用
光学部材１６１に対向して配設されている。ＣＣＤ１６
２は測距光の反射光を受光し、ＣＣＤ１６３は照明光の
反射光を受光する。すなわち、受光用光学部材１６１
は、赤外光（測距光の反射光）を反射してＣＣＤ１６１
側へ導き、白色光（照明光の反射光）を透過させてＣＣ
Ｄ１６３側へ導くように構成されている。

【００４０】ＣＣＤ１６２は第１実施形態のＣＣＤ１０
４と同様に、被写体の３次元画像を検出するために設け
られている。これに対してＣＣＤ１６３は、被写体の２
次元画像を検出するために設けられている。受光用光学
部材１６１とＣＣＤ１６３の間には、円板状の色フィル
タ１７０が設けられている。色フィルタ１７０の中心部
はモータ１７１の出力軸１７２に連結され、色フィルタ
１７０はモータ１７１によって回転駆動される。モータ
１７１の回転制御は、システムコントロール回路１３０
からの指令信号によって制御されるモータ駆動装置１７
３によって行われる。

【００４１】色フィルタ１７０は、第１実施形態の色フ
ィルタ１１０（図１）と異なり、Ｒ、ＧおよびＢの色フ
ィルタ要素領域１７０Ｒ、１７０Ｇ、１７０Ｂを有して
いるが、透過領域は形成されていない。色フィルタ１７
０は、領域１７０Ｒ、１７０Ｇ、１７０Ｂの１つが選択
的に、ＣＣＤ１６３と受光用光学部材１６１の間に位置
するように制御される。

【００４２】ＣＣＤ１６２における電荷の蓄積動作、電
荷の読出動作等の動作はＣＣＤ駆動装置１６４によって
制御される。ＣＣＤ１６２から読み出された画像信号は
アンプ１６５において増幅され、Ａ／Ｄ変換器１６６に
おいてデジタル信号に変換される。同様に、ＣＣＤ１６
３の動作はＣＣＤ駆動装置１６７によって制御され、Ｃ
ＣＤ１６３から読み出された画像信号はアンプ１６８に
おいて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１６９においてデジタル
信号に変換される。

【００４３】図７は、電子内視鏡の光学系の主要な構成
を示しており、測距用光源１５１、照明用光源１５２、
レンズ１０２、１０５およびＣＣＤ１６２、１６３は省
略されている。送光用光学部材１５５と受光用光学部材
１６１は、それぞれプリズムであり、その内部に赤外光
を反射し、それ以外の光を透過させるミラー面１５５
ａ、１６１ａが形成されている。

【００４４】本実施形態の動作を説明する。色フィルタ
１１０は、例えばＲの色フィルタ要素領域１１０ＲがＣ
ＣＤ１０４とレンズ１０５の間に位置するように制御さ
れる。測距用光源１５１はパルス状の測距光（赤外光）
を出力し、照明用光源１５２は照明光（白色光）を連続
的に出力する。測距光は送光用光学部材１５５において
反射して送光ファイバ２０１に導かれ、被写体に照射さ
れる。照明光は送光用光学部材１５５を透過して送光フ
ァイバ２０１に導かれ、被写体に照射される。

【００４５】被写体において生じた測距光の反射光は受
光ファイバ２０２を通り、受光用光学部材１６１におい
て反射してＣＣＤ１６２に入射する。これに対し、被写
体において生じた照明光の反射光は受光ファイバ２０２
を通り、受光用光学部材１６１を透過してＣＣＤ１６３
に入射する。ＣＣＤ１６２では、被写体の３次元画像の
画像信号が発生し、ＣＣＤ１６３では被写体の２次元画
像のＲの画像信号が発生する。

【００４６】３次元画像の画像信号はアンプ１６５、Ａ
／Ｄ変換器１６６を介してシステムコントロール回路１
３０に入力され、撮像信号処理回路１２２において所定
の処理を施され、画像メモリ１２３に格納される。２次
元画像のＲの画像信号はアンプ１６８、Ａ／Ｄ変換器１
６９を介して撮像信号処理回路１２２に入力され、所定
の処理を施されて画像メモリ１２３に格納される。

【００４７】次いで、色フィルタ１１０は、Ｇの色フィ
ルタ要素領域１１０ＧがＣＣＤ１０４とレンズ１０５の
間に位置決めされる。測距用光源１５１は動作を停止
し、照明用光源１５２のみが駆動される。照明光は照明
光用光学部材１５５を透過して送光ファイバ２０１に導
かれ、被写体に照射される。

【００４８】被写体において生じた照明光の反射光は、
上述したように、ＣＣＤ１６３に導かれ、ＣＣＤ１６３
では被写体の２次元画像のＧの画像信号が発生する。Ｇ
の画像信号は撮像信号処理回路１２２において所定の処
理を施され、画像メモリ１２３に格納される。

【００４９】その後、同様にして、Ｂの色フィルタ要素
領域１１０ＢがＣＣＤ１０４とレンズ１０５の間に位置
決めされ、照明用光源１５２のみが駆動されて照明光が
被写体に照射される。被写体において生じた照明光の反
射光は、ＣＣＤ１６３に導かれ、ＣＣＤ１６３ではＢの
画像信号が発生する。Ｂの画像信号は撮像信号処理回路
１２２において所定の処理を施され、画像メモリ１２３
に格納される。

【００５０】２次元画像の画像信号は、画像メモリ１２
３から読み出されて、例えばＴＶエンコーダ１２４を介
してモニタ装置に伝送され、モニタ装置によってカラー
画像が表示される。一方、３次元画像の画像信号は、画
像メモリ１２３から読み出されて、例えばインターフェ
ース回路１２５を介してコンピュータに伝送され、コン
ピュータのディスプレイ装置の画面に被写体の２次元画
像が表示される。また２次元および３次元画像の画像信
号は画像記憶媒体Ｍに記録することもできる。

【００５１】以上のように本実施形態によれば、２次元
画像と３次元画像を同時に検出するができる。したがっ
て、使用者は２次元画像を観察しながら３次元画像のデ
ータを解析できるので、より適切なデータ解析が可能に
なる。

【００５２】また、測距用光源１５１から出力された測
距光と照明用光源１５２から出力された照明光とは、単
一の光学部材１５５を介して送光ファイバ２０１に入射
し、受光ファイバ２０２からハウジング１００に入射し
た測距光と照明光の反射光は、単一の光学部材１６１に
おいて分離されてＣＣＤ１６２、１６３に導かれる。こ
のように、光学部材１５５、１６１を設けることによ
り、測距用光源１５１と照明用光源１５２の近傍および
ＣＣＤ１６２、１６３の近傍の構成をコンパクトにする
ことができる。

【００５３】なお第２実施形態において、第１実施形態
と同様に送光ファイバ２０１と受光ファイバ２０２の長
さに基づく３次元画像の検出誤差を除去してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、３次元画
像検出装置を備えた電子内視鏡において、可撓管の径を
縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を適用した電子内視鏡の
内部の構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】３次元画像の検出の原理を説明するための図で
ある。

【図３】測距光、反射光、反射光検知期間およびＣＣＤ
が受光する光量分布を示す図である。

【図４】送光ファイバと受光ファイバの長さに起因して
生じる３次元画像の検出誤差を説明するための図であ
る。

【図５】ファイバ長を考慮した場合と考慮しない場合に
おける３次元画像の検出動作を比較して示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態である電子内視鏡の内部
の構成を概略的に示すブロック図である。

【図７】電子内視鏡の光学系の主要な構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１００ハウジング１０１、１５１光源１５２照明用光源１０４、１６２測距用撮像素子１６３２次元画像用撮像素子２００可撓管２０１送光ファイバ２０２受光ファイバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、被写体に照射されるパル
ス状の測距光を出力する測距用光源と、前記被写体にお
いて生じた前記測距光の反射光を受光し、受光量に応じ
た電荷が蓄積する複数の光電変換素子を有する測距用撮
像素子と、前記ハウジングに接続され、前記測距光およ
び反射光の少なくとも一方が伝播する光ファイバを有す
る可撓管と、前記測距用撮像素子における電荷の蓄積動
作を制御することにより、前記被写体の３次元画像に対
応した電荷が発生する３次元画像検出手段とを備えるこ
とを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】前記測距用光源が前記ハウジングに設け
られることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】前記測距用撮像素子が前記ハウジングに
設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子内視
鏡。
【請求項４】前記３次元画像検出手段が、前記光ファ
イバの長さに応じて前記蓄積動作のタイミングを制御す
ることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項５】前記測距光と照明光を前記光ファイバに
導く送光用光学部材が設けられ、前記測距用光源と照明
用光源は前記送光用光学部材に対向するように配置され
ることを特徴とする請求項４に記載の電子内視鏡。
【請求項６】前記光ファイバから出力された前記反射
光が入射するような位置に受光用光学部材が設けられ、
前記測距用撮像素子と２次元画像用撮像素子は前記受光
用光学部材に対向するように配置されることを特徴とす
る請求項５に記載の電子内視鏡。
【請求項７】前記３次元画像検出手段が、前記光ファ
イバが長いほど前記蓄積動作のタイミングが遅くなるよ
うに制御することを特徴とする請求項４に記載の電子内
視鏡。
【請求項８】前記被写体に対して照明光を連続的に照
射する照明用光源と、前記照明光によって前記被写体に
おいて生じた反射光を受光することにより、前記被写体
の２次元画像を検出する２次元画像用撮像素子とを備え
ることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項９】前記照明用光源が前記ハウジングに設け
られることを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡。
【請求項１０】前記２次元画像用撮像素子が前記ハウ
ジングに設けられることを特徴とする請求項８に記載の
電子内視鏡。
【請求項１１】光ファイバが、前記被写体に測距光お
よび／または照明光を照射するための送光ファイバと、
前記被写体において生じた反射光を受光するための受光
ファイバとにより構成されることを特徴とする請求項８
に記載の電子内視鏡。