JPH03116111A - 調光回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は垂直同期信号等の同期信号に回期して調光信号
のリセットを行うようにした調光回路に関する。

［従来技術］ 近年、医療分野に限らず工業用分野においても内視鏡が
広く用いられる様になった。

又、集積化技術の進展により、ＣＯＤ等の固体撮像素子
が小型化されるに伴い、固体撮像素子を撮像手段に用い
た電子内視鏡も実用化された。

上記電子内視鏡のように固体撮像素子を撮像手段に用い
た撮像装置では、光学式の場合よりし、現状ではダイナ
ミックレンジが狭いので、入用光量が適正レベルからず
れると、得られる画像の質が低下する。このため、撮像
手段に入射される光量が適正レベルとなるように自動的
に制御する自動調光装置を設けたものがある。

例えば特開昭６２−１４０５６４号公報に開示された従
来例では撮像素子からの撮像信号を積分する積分手段と
、前記撮像素子と積分手段との間に設けられ、前記撮像
素子から撮像信号が出力されない期間は非導通にされる
ゲート手段と、前記積分手段の出力に応じて絞りを調整
覆る調光手段とで自動調光装置を構成している。

この装置では、撮像素子の出力がないブランキング期間
、ゲート手段を非導通にして、積分手段への入力をオー
ブンとし、該積分手段でのブランキング期間内の放電を
禁止し、フレーム間の調光信ｒ３の変動を抑えるように
しζいる。又、積分手段以降の回路は、撮像素子の出力
を積分し、調光信号として出力し、絞りを制御している
だけである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例では、撮像素子の出力を積分し、調光信号を
生成する為に、調光信号が生成され終るまでの時間（以
下、反応時間と記す。）は積分手段の時定数に依存する
。

従って搬像素子の出力が急激に変動しても、調光信号は
積分手段の時定数で定められる反応時間より早くは追従
できない。

上記反応時間を早くする為に、単に積分手段の時定数を
短くすると、撮像素子の観察部位の小さな面積に調光信
号が反応してしまい、１フイ一ルド分又は１フレームの
面積等観察部位の希望の面積の明るさを調光できない。

本発明は上述した点にかんがみてなされたｂので、１フ
イールド／フレーム等観察部位の希望とする面積の明る
さを調光でき、且つ短い時間で調光信号を生成できる調
光回路を提供することを目的とり゛る。

［問題点を解決づる手段及び作用］ 本発明の調光回路１は、第１図の概念図に示づように、
１ｌｉｌ累子２の出力信号を積分づる積分回路３と、識
積分回路３の出力信号をタイミングジェネレータ４より
出力される垂直同明信号等の同朋信丹に同期したリセツ
１〜パルスでリセットＪるリセット手段５と、該リセッ
ト手段５の出ノｊをリヒット１ｉｉｊ前のタイミングで
前記タイミングジェネレータ４より出力されるザンブル
ボールドパルスでナンブルホールドするボールド回路６
とから構成され、該ボールド回路６の調光出力で前記顕
像素子２前面等に位置し、入）」光量を制御Ｊる絞り７
を駆動する。上記リセット手段５は、積分１３号を垂直
同明信号等に回期してリセットする弔で積分時定数に無
関係に調光信号は１フイールド毎で反応できるようにし
ている。

し実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第２図及び第３図は本発明の第１実施例に係り、第２図
は第１実施例の調光回路の具体的構成を示し、第３図は
動作説明図である。

第２図において、搬像素子１１の出力信号は、第１実施
例の調光回路１２を構成する積分回路１３に入力される
。この積分回路１３は上記撮像素子の出力信号が入力さ
れる入力端に一端が接続された抵抗１４と、この抵抗１
４の他端に、一端が接続され、この積分回路１６の出力
端となると共に、他端が接地されたコンデン１す１５と
から構成される。

上記積分回路１３の出力端は、リセット回路１６を構成
するトランジスタ１７のコレクタに接続されると共に、
サンプルホールド回路１８を構成する入力側バッファと
しての差動アンプ１つの入力端に接続される。

上記トランジスタ１７のエミッタは接地され、そのベー
スは抵抗２０を介してワンショットマルチバイブレータ
（以下Ｏ８Ｍと略記する。）２１の出力端に接続されて
いる。

上記差動アンプ１９はその非反転入力端がリセット回路
１６の出力端に接続され、反転入力端がその出力端に接
続され、入力インピーダンスを低い出力インピーダンス
に変換して出力する。この差動アンプ１９の出力端はス
イッチ２２を介してホールド用コンデンサ２３の一端に
接続されると共に、出力側バッファとしての差動アンプ
２４の非反転入力端に接続される。

上記コンデンサ２３の他端は接地されている。

又、差動アンプ２４はその反転入力端が出力端に接続さ
れ、コンデンサ２３の端子間電圧を低インピーダンスで
出力する。この差動アンプ２４の出力端は調光信号生成
回路２５を構成する差動アン７２６の非反転入力端に接
続され、この差動アンプ２６の反転入力端には基準電圧
■ｒが印加されている。

上記スイッチ２３の制御端子は、上記０８Ｍ２１の反転
入力螺入及び０８Ｍ２７の出力端Ｑに接続され、該０８
Ｍ２７の入力端Ｂには垂直プランキング期間″［ビ′と
なるパルスＶＤが入力される。

上記０８Ｍ２７は、第３図（ａ＞に示すパルスＶＤの立
上がりエツジで、同図（ｂ）に示ずようにこのパルスＶ
ＤＪ、り知い幅の量サンプルホールドパルスＳ／ｌ−（
を出力する。又、他方の０８Ｍ２１は、この０８Ｍ２７
のサンプルホールドパルスＳ／１」のＸ′Ｌ下がりエツ
ジで、第３図（Ｃ）に示すように上記パルスＶＤのパル
ス期間内て−”　ｌ−１”となるリセットパルスＲＰを
出力するように設定しである。

上記１ナシプルホールドパルスＳ／１」が印加されるス
イッチ２３は、その制御端子への入力信号、つまりサン
プルホールドパルスＳ　／　ｌ−１がＨ″の時、導通づ
るようにしである。

このように構成された第１実浦例の動作を以下に説明す
る。

Ｉｎ素子１１の出力信号は、抵抗１４及びコンデンサ１
５による積分回路１３で積分される。この抵抗１４及び
コンデンサ１５の値は、上記撮像素子１１の出力を希望
する期間積分する（ここでは１フイ一ルド期間の信号出
力を積分づる）時定数となるように決定されている。

上記抵抗１４、コンデンサ１５で積分された信号は、リ
セット回路１６を構成するトランジスタ１７のＯＮ、Ｏ
ＦＦでリセット、積分が制御される。第３図に示すよう
に、上記０３Ｍ２７．２１の出力つまり、サンプルホー
ルドパルスＳ／１」、リセットパルスＲＰは以下の様な
タイミングとなる。

パルスＶＤは、０８Ｍ２７の立上がりでトリガする入力
ＯＨＢに入力される。従って、このＯＳ　ｆｖ１２７の
出力はパルスＶＤの立上がりに同期して立上がり、適宜
の期間パルスＳ　／　ｌ−１を出力する。この０８Ｍ２
７の出力パルスＳ　／　ｌ−１は、上記０８Ｍ２１の立
下がりＣトリガする反転入力端入に入力する。

この０８Ｍ２１は、サンプルホールドパルスＳ／上１の
立下がりに同期して立上がり、適宜の期間ｉｔ　ＨＩＩ
のリセットパルスＲＰを出力する。

このリセットパルスＲＰ及びサンプルホールドパルスＳ
／Ｈが“ＨＩＴの期間は、パルスＶＤがｒＬ　Ｈ１１の
期間、つまり垂直帰線期間内となるように０８Ｍ２１．
２７の出力パルス幅は調整される。

積分回路１３で積分された映像信号は、サンプルホール
ドパルスＳ　／　Ｉ−１の立下がり詩、即ち、サンプル
ホールド期間の後、トランジスタ１７のベースが“１１
′″となり、コレクタ・丁ミッタ間が導通する事でリセ
ットされる。

このようにして、１フイールド毎にリセットを繰り返す
積分信号は、インピーダンスを変換する差動アンプ１９
により、低インピーダンスにされた後、スイッチ２２に
入力される。このスイッチ２２は、リセットパルスより
前で、パルスＶＤの立上がりに同期してＨ゛′となるサ
ンプルホールドパルスＳ／１」により導通し、１フイー
ルド毎にリセットを繰り返す積分信号のリセット直前の
積分信号をホールド用コンデンサ２３で充電保持する。

このように、１フイールド毎にリセット直前の積分信号
のホールドを繰り返し、１フイールドの映像信号に相当
する直流信号に変換づる。

上記コンデンサ２３にボールドされた信号は、低インピ
ーダンスに変換する差動アンプ２４を介して調光信号生
成回路２５を構成する差動アンプ２６に入力され、基準
電圧Ｖｒとの差信号が調光信号として出力され、絞りを
駆動し、この差動アンプ２６の両入力端の端子間・電位
差が零となるように前記絞りを制御し、撮像素子１１へ
の入射光量が適ｍとなるように調光する。

この第１実施例によれば、積分信号を１フイールド毎に
垂直帰線期間内でリセットし、リセット直前の信号をサ
ンプルホールドする事で、１フイールドの映像信号を積
分する時定数に関係なく、１フイールド毎の映像信号の
変動に調光信号が応答可能となる。

尚、第１実施例において、パルスＶＤを１／２に分周す
ることにより、１フレ一ム期間ごとに調光を行うように
できる。

又、第３図において、パルスＲＰの出力タイミングを右
側にずらし、且つパルスＳ／ＨもこのパルスＲＰより後
に出力するように調整すれば、バルスＲＰからパルスＳ
　／　Ｈまでの期間に対応づる画面の中央範囲等、所望
とする面積部分に対して調光Ｊることができる。

第４図は本発明の第２実施例を備えた電子内視鏡装置５
１を示す。

この電子内視ＶＬ装置５１は、搬像手段を内蔵した゛電
子内祝ｖＬ５２と、この電子内視鏡５２に照明光を供給
Ｊる光源部５３及び信号処理部５４を内蔵したビデオプ
ロセッサ５５と、このビデオプロセッサ５５から出力さ
れる標準的な映像信号を表示りるカラーモニタ５６とか
ら構成される。

上記電子内視鏡５２は細長で例えば可撓性の挿入部５７
を右し、この挿入部５７の後端に大径の操作部５８が連
設されている。この操作部５８から側方に可撓性のケー
ブル５９が延設され、このケーブル５９の先端部にコネ
クタ６１が設けられている。この電子内視鏡５２は、上
記コネクタ６１を介してビデオプロセッサ５５に接続で
きるようにしである。

上記挿入部５７の先端側には、硬性の先端部６２及びこ
の先端部６２に隣接する後方側には湾曲可能な湾曲部が
順次設置ノられている。また、上記操作部５８に設けら
れた図示しない湾曲操作ノブを回動操作することによっ
−Ｃ１上記湾曲部を左右方向あるいは上下方向に湾曲で
きるようになっている。この電子内祝ｖＬ５２の挿入部
５７内には、照明光を伝送するライトガイド６４が挿通
されている。このライトガイド６４は、ざらにケーブル
５つ内を挿通され、ビデオプロセッサ５５に接続覆るこ
とにより、このライトガイド６４の入１．ｌ＝１側とな
る端面には光源部５３からＲ，Ｇ、Ｂの各波長域の照明
光が供給される。

即ら、電源６５から供給される電力によって発光Ｊるラ
ンプ６６の照明光は、絞り６７によって先爪が制御され
、モータ６８によって回転駆動される回転カラーフィル
タ６９を通りことにより、Ｒ，Ｇ、Ｂの色透過フィルタ
７０Ｒ，７０Ｇ、７０ＢでＲ，Ｇ、Ｂの色光とされ、コ
ンデンリーレンズ７１によってライトガイド６４に集光
照射される。尚、モータ６８はモータサーボ回路７２に
よって、その回転速度が一定となるように制御される。

上記ライトガイド６４によって伝送され、挿入部５７の
先端側の出射端面から前方の被写体側に出射される。

照明された被写体は、先端部６２に取付けた対物レンズ
７７によってその焦点面に配設した固体搬像素子として
のＣ０Ｄ７８の囮像面に結像され、光電変換される。

上記Ｃ０Ｄ７８は信号ケーブルを介して、ビデオプロセ
ッサ５５内のドライブ回路８１がらのドライブ信号が印
加され、このドライブ信号の印加により、信号電荷は読
み出され、この画像信ｇは信号ケーブルを介して信号処
理回路８２に入力され、標準的な映像信号に変換され、
カラーモニタ５６にて被写体像がカラー表示される。

上記Ｃ０Ｄ７８から読み出された画像信号は、第２実施
例の調光回路８３にも入力される。

上記信号処理回路８２に入力された信号は、Δ／Ｄコン
バータ８４でディジタル信号に変換された後、切換スイ
ッチ８５を介してＲ用、Ｇ用、Ｂ用フレームメモリ８６
Ｒ，８６Ｇ、８６Ｂに記憶される。Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用フ
レームメモリ８６Ｒ１８６Ｇ、８６Ｂは同時に読み出さ
れ、それぞれＤ／ＡＤンバータ８７ａ、８７ｂ、８７ｃ
でアナログの色信ｇ１で、Ｇ、８に変換され、出力Ｑ席
からカラーモニタ５６に出力される。

上記調光回路８３は、第２図に示す第１実施例において
、単一のスイッチ２２、コンデン１す２３及びバッファ
用差動アンプ２４を３組のホールド回路９１Ｒ，９１Ｇ
、９１Ｂで構成している。

各ホールド回路９１Ｒ，９１Ｇ、９１Ｂｉよ同一構成で
あり、例えばホールド回路９１Ｒにａ３ける差動アンプ
２４の出ノＪ喘には分圧抵抗９３Ｒ，９／ＩＲが設けて
あり、その分圧出力は加算器９５で加算された後、調光
信号生成回路２５により調光信号が生成され、この調光
信号で絞り駆動モータ９６を介して較り６７を駆動する
。

尚、スイッチ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｉ３は順次に２２通
されるオン／Ａフスイッヂであり、タイミングジェネレ
ータ９７の第１の出力端Ｑ１からの出力でデコーダ９８
を介してそのオン／オフが制御される。

つまり、タイミングジェネレータ９７は、回転カラーフ
ィルタ６′９の色フィルり７０１’（，７０Ｇ。

７０Ｂがそれぞれ照明光路中に介装されたタイミングで
第１の出力端Ｑ１からパルスを出力し、該パルスはリン
グカウンタ等によるデコーダ９８により、各スイッチ２
２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂを順次オンするサンプルホールド
パルスＳ／ＨＲ，Ｓ／ト（Ｇ、Ｓ／トＩＢとなる。

又、上記出力ｙＨＱ１からのパルスの立下がりエツジで
、タイミングジェネレータ９５は第２の出力０ａＱ２か
らり廿ットパルスを出力し、抵抗２゜を介してトランジ
スタ１７をオンし、リゼッ１へする。

各ホールド回路９１　Ｉ　（Ｉ＝Ｒ，Ｇ、Ｂ）の出力は
分圧抵抗９３１．９４１により、分圧されて加粋器９５
で加算されることにより、積分（された）輝度信号が生
成されるように分圧比が設定してあり、この積分輝度信
号と差動アンプ２６で基（１＃−電圧Ｖｒとの差分信号
で調光信号が生成される。

尚、上記回転カラーフィルタ６９の色透過フィルタ７０
Ｒ，７０Ｇ、７０Ｂが光路中に介装されるタイミングは
、図示しないセンサにより検出され、そのセンサ出力が
タイミングジェネレータ９７に入力され、この人力信号
によって勺ンブルボルドするパルスとリセットパルスを
生成する。

この第２実施例では、面順次方式の搬像を行っているの
で、各波長域での照明（電荷蓄積）及び読み出し期間の
周期、つまり回像周期に同期してリセットを行っている
。映像表示の周期との関係ぐ（よ、カラー映像１フレー
ム期間で３回すレッ１〜を行うものに相当している。

この第２実施例の作用効果は、第１実施例が１フイ一ル
ド期間でリセットを行っているのに対し、カラ−１フレ
ーム期間で３回リセット（各色成分画像に対しては１フ
レーム期間に１回リセット）行っていることを除（プば
第１実施例とほぼ同様の作用効果を有する。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、搬像された信号の雇
像周朋あるいは映像表示周期に同期して積分信号をリセ
ットして調光信号を生成するようにしているので、積分
手段の積分時定数に依存づることなく調光信号の応答を
早くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示す概念図、第２図及び
第３図は本発明の第１実施例に係り、第２図は第１実施
例の具体的構成図、第３図は動作説明図、第４図は本発
明の第２実施例を備えた°重子内視鏡装置の構成図であ
る。 １・・・調光回路　　　　　２・・・搬像素子３・・・
積分手段 ４・・・タイミングジェネレータ ５・・・リセット手段　　　６・・・ホールド手段７・
・・絞り 手続？ｒ−１７正書（自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像素子からの出力信号を積分する積分回路と、該積分
   回路の出力信号を調光信号として前記撮像素子に入射さ
   れる光量を制御する調光回路において、 前記調光信号を前記撮像素子の撮像周期又は映像表示周
   期に同期してリセットするリセット手段を設けたことを
   特徴とする調光回路。