JP2958065B2

JP2958065B2 - 内視鏡用撮影システムの露光制御装置

Info

Publication number: JP2958065B2
Application number: JP2200055A
Authority: JP
Inventors: 勝彦古谷; 雅章中島; 貴之榎本; 正高橋
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0483218A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、露光時間を自動制御するようにした内視
鏡用撮影システムの露光制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内視鏡は一般に、体腔内の観察を行うだけでなく、写
真撮影も行うことができるようになっている。この写真
撮影時の露光時間は、光源によって照明される被写体か
らの反射光を受光する受光素子の出力を積分し、その積
分電圧が設定電圧に達したとき、光源装置内の照明光路
中に設けた機械式のシャッタを閉じることによって制御
されている。

しかし、機械式のシャッタは、閉じるための信号を受
けてから実際に閉じ終わるまでに時間を要するので、そ
の遅れの分だけ露光過多になってしまう。この露光過多
となる分の露光時間ΔＴは、その時の全露光時間Ｔの長
さとは無関係に一定である。したがって、全露光時間Ｔ
が短いとき、即ち近接撮影時などのように被写体が明る
いときには、ΔＴの及ぼす影響が大きくなって著しい露
光過多となる。

そこで従来は、受光素子の出力を積分した積分状態値
の出力の立ち上がりを微分検出し、この微分出力値が基
準値以上のときには、光源装置から内視鏡に供給される
照明光の明るさを観察状態レベルに低減させて全露光時
間Ｔを長くし、ΔＴの及ぼす影響度を低減させていた
（特公昭61−36928号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

内視鏡の撮影システムにおいては、露光時間が短いと
きには上述のように露光過多となるが、被写体が絶え間
なく運動をする生体であるため、露光時間が少々長くな
るとブレの問題が発生する。したがって、露光過多もブ
レも共に少ない理想的な露光時間は非常に狭い範囲にあ
る。

しかし上述のように、従来の内視鏡用撮影システムの
露光制御装置においては、露光時間が著しく短くなると
きに、単に光源装置から内視鏡に供給される照明光の明
るさを観察状態のレベルに低減させて露光時間を延ばし
ていただけだったので、露光時間を具体的に一定範囲に
なるように制御しているわけではない。したがって、露
光時間が理想範囲に入ることがあったとしてもそれは偶
然であり、露光過多又はブレの発生する場合が少なくな
かった。

この発明は、そのような従来の欠点を解消し、露光過
多もブレも共に少ない理想的な露光時間制御を行うこと
ができる内視鏡用撮影システムの露光制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡用撮影シ
ステムの露光制御装置は、第１図に示されるように、被
写体を照明する照明光を内視鏡に対して供給する光源
と、上記被写体で反射された後に撮影装置の撮影面に露
光される光の明るさを、電気信号に変換する光電変換手
段と、観察状態のときに上記光電変換手段からの出力信
号を短い周期でくり返し積分してその積分状態値を出力
する積分手段と、撮影の直前に上記積分手段から出力さ
れた積分状態値から撮影時の照明光の明るさと露光時間
とを算出して、撮影時に上記光源から上記内視鏡に供給
される照明光の明るさと露光時間とを上記算出値に合わ
せて制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

撮影面に露光される光の明るさは光電変換手段で電気
信号に変換され、その出力が積分手段で積分されて積分
状態値が出力される。そして、制御手段において、撮影
の直前に上記積分手段から出力された積分状態値から撮
影時の照明光の明るさと露光時間とが算出され、撮影時
に光源から内視鏡に供給される照明光の明るさと露光時
間とが上記算出値に合わせて制御される。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第２図は内視鏡の撮影システムを示している。１は内
視鏡であり、その接眼部14に、アダプタ３を介してカメ
ラ（撮影装置）２が着脱自在に取り付けられている。

４は光源装置であり、内視鏡１のコネクタ11が着脱自
在に接続されている。そして、光源（ランプ）40から出
射された照明光が、集光レンズ41によって集光して、内
視鏡のライトガイドファイバ12に供給される。

光源40とライトガイドファイバ12との間の照明光路中
には、照明光路を全開又は全閉にする開閉自在なシャッ
タ（光源シャッタ）42と、照明光の通過面積を可変する
絞り43とが設けられている。

そして、照明光はライトガイドファイバ12によって伝
達され、内視鏡の挿入部先端13から被写体100に照射さ
れる。被写体100で反射された光は内視鏡１内に入射
し、図示されていないイメージガイドファイバにより伝
達されて、カメラ２のフィルム面（撮影面）25を露光す
る。カメラ２内のシャッタ（カメラシャッタ）22は、シ
ンクロスイッチ21がオンにされたときだけ、一定時間
（例えば0.25秒）開く。

15は、フィルム面25に露光される光束を電気信号に変
換するために接眼部14に設けられた受光素子であり、そ
の出力電圧は測光回路（積分回路）16によって積分され
て、積分状態値が測光回路16から出力される。この測光
回路16は光源装置４内に設けてもよいが、内視鏡１内に
設けてもよい。

45は、カメラの撮影面25に露光される露光量を決定す
る露光指数を設定するために、光源装置４表面のオペレ
ーションパネル46に設けられた露光指数設定スイッチ。
47は、観察状態のときに内視鏡に供給する照明光の明る
さを設定する明るさ設定スイッチである。

50は、マイクロコンピュータを内蔵した制御部であ
る。

第３図は実施例の電気的構成を示すブロック図であ
り、制御部50内では、中央演算装置（CPU）51に接続さ
れたシステムバス52に、ROM（読み出し専用メモリ）53
及びRAM（ランダムアクセスメモリ）54が接続されてい
る。CPU51には、シンクロスイッチ21からの出力信号が
割り込み入力する。

また、システムバス52には第１ないし第３の入出力ポ
ート56,57,58が接続されており、第１の入出力ポート56
の入力端には、露光指数設定スイッチ45と明るさ設定ス
イッチ47とが接続されている。

また、受光素子15からの出力が測光回路（積分回路）
16で積分されて、その出力である積分状態値（積分出力
電圧Ｖ）が、マルチプレクサ61からアナログディジタル
変換器17を介して、第２の入出力ポート57に入力するよ
うに接続されている。

また、測光回路16の積分出力はサンプル保持回路62に
も入力し、観察時には、積分状態値の最高値がサンプル
保持回路62からマルチプレクサ61で選択されて第２の入
出力ポート57に入力するようになっている。

システムバス52に接続されたタイマ63から出力される
クロック信号はサンプリング回路64に入力して、クロッ
クに同期してサンプリングパルスが測光回路16に出力さ
れる。そして観察時には、サンプリングパルスがローレ
ベルのときに測光回路16で積分が行われ、ハイレベルの
ときには積分出力はゼロ（即ちＶ＝０）になる。サンプ
リング周波数は、例えば500Hz程度に設定される。

第３の入出力ポート58の出力端には、光源40の発光明
るさ、光源シャッタ42の開閉及び絞り43の開度など各動
作を制御する駆動回路40a,42a,43aが接続されている。

第４図は、上記実施例の動作を示すタイムチャートで
ある。

カメラ２のシンクロスイッチ21がオンされると、カメ
ラ２のシャッタ（カメラシャッタ）22が開き、一定時間
（例えば0.25秒）経過後に閉じる。また、シンクロスイ
ッチ21のオンと同時に光源装置４内の光源シャッタ42が
一旦閉じられ、それから所定の短い時間（所期シャッタ
閉時間T₁）経過後に、光源シャッタ42が再び開く。所期
シャッタ閉時間T₁は例えば0.035秒である。

カメラ２のシンクロスイッチ21がオンされる前、即ち
観察時には、サンプリングパルスがローレベルのとき毎
に受光素子15からの出力電圧が積分され、サンプル保持
回路62を経由したピーク値がマルチプレクサ61で選択さ
れてCPU51に入力している。

そして、前記ピーク値によって、その時間変化率dV/d
tを計算し、その値によって露光時間Ｔを算出し、その
時間Ｔが経過したら光源シャッタ42が閉じられる。

サンプリングパルスによる積分実行時間をT_S、その積
分出力電圧をV_S、その時の絞り43の絞りの値をf_Sとす
る。ただし、f_Sは０より大きく１以下であり、絞り43が
全開のときはf_S＝１である。また、露光指数設定スイッ
チ45によって決められる参照電圧をV_r、理想露光時間を
T_i（例えばT_i＝0.01秒）、露光時間をＴ（絞り43を全開
とした場合）とすると、 dV/dt＝V_S/T_S Ｔ＝f_S・V_r/（dV/dt）であり、（１）Ｔ≧T_iのときは、絞り43を全開として露光時間Ｔ
は上式の値とする。

（２）ただしＴ＜T_iのときには、絞りをf_S＝T/T_iとす
る。絞り43の開度を変えたことにより、ＴはＴ＝T_iとな
る。

そしていずれの場合にも、この露光時間Ｔの間だけ光
源シャッタ42を開いておき、露光時間Ｔが経過した光源
シャッタ42を閉じる。

次に、全動作終了時間T₂に達するまでの間は、内視鏡
に供給される照明光は光源シャッタ42で遮られ、何もな
されない時間である。そして全動作期終了時間T₂になる
と、総ての状態が元の観察状態に戻る。なお、T₂は例え
ば0.5秒である。

第５図は、上記実施例の動作を行うための制御部50に
おける処理フロー図である。ｓはステップを示す。

この処理は、観察時にカメラ２のシンクロスイッチ21
がオンされることによって割り込み開始され、まず、s1
で光源シャッタ42を閉じ、s2で、撮影直前のサンプリン
グパルスによる積分出力電圧V_Sを入力し、s3で積分出力
電圧Ｖの時間変化率dV/dtと露光時間Ｔを算出する。

そしてs4で、露光時間Ｔが理想露光時間T_i以上のとき
には、s5で絞り43を開放し、即ちｆ＝１にしてs6に進
む。s4で露光時間Ｔが理想露光時間T_iより短いときは、
s7で、絞り43をT/T_i倍、即ちｆ＝T/T_iにし、s8で露光時
間ＴにT_iを代入してs6に進む。

s6では、初期シャッタ閉時間T₁が経過するまで待っ
て、s9で光源シャッタ42を開く。そして、s10で、光源
シャッタ42の開き始めから露出時間Ｔが経過するまで待
って、s11で、光源シャッタ42を閉じる。また同時に、s
12で、絞り43を元の観察状態の絞り値ｆ＝f_Sに戻す。

次いでs13で、全動作終了時間T₂が経過するまで待っ
て、s14で、光源シャッタ42を開いて終了する。

〔発明の効果〕

本発明の内視鏡用撮影システムの露光制御装置によれ
ば、撮影時の照明光の明るさが、撮影直前にサンプリン
グされた観察光による積分状態値から算出されてその明
るさに制御されるので、撮影時の照明光の明るさを撮影
に最適の状態に極めて正確に制御することができ、しか
も、露光時間は撮影前に既に計算されているので、露光
時間の長短などに全く左右されることなく、広いレンジ
において露光時間を理想的な時間に制御して、露光過多
もブレも共に少ない鮮明で良質の撮影を行うことができ
る優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成略示図、第２図は実施例の構成略示図、第３図は実施例の回路ブロック図、第４図は実施例の動作を示すタイムチャート図、第５図は実施例の制御処理を行うソフトウェアのフロー
図である。１……内視鏡、２……カメラ（撮影装置）、４……光源装置、 12……ライトガイドファイバ、 13……挿入部先端、 15……受光素子（光電変換手段）、 16……測光回路（積分手段）、 25……撮影面、 40……光源、 50……制御部、 100……被写体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋正東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭54−132380（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−204028（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を照明するための照明光を内視鏡に
対して供給する光源と、上記被写体で反射された後に撮
影装置の撮影面に露光される光の明るさを電気信号に変
換する光電変換手段と、上記光電変換手段からの出力信
号を周期的にくり返し積分してその積分状態値を出力す
る積分手段とを有する内視鏡用撮影システムの露光制御
装置において、撮影の直前に上記積分手段から出力された積分状態値か
ら撮影時の照明光の明るさと露光時間とを算出して、撮
影時に上記光源から上記内視鏡に供給される照明光の明
るさと露光時間とを上記算出値に合わせて制御する制御
手段を設けたことを特徴とする内視鏡用撮影システムの
露光制御装置。