JPH03153208A - 内視鏡の調光装置 - 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、固体撮像素子を用いて撮像された内祝鏡像の
明るさを制御する内視鏡の調光装置に閏７る。

［従来の技術］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル
内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視
鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体１１１１ｉ１素
子を用い、内視鏡を撮像しビデオ画像として表示できる
ようにした内視鏡装置も開発されている。

このような内視ｌｌ装置では、例えば照明光量の調整に
よって、画面の明るさが一定になるように自動調光を行
っている。照明光この２１！Ｉ整は、例えば特開昭６１
−３７２２６号公報に示されるように、通常、光源の絞
りのみで行われている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、照明光Ｇの調整を光源の絞りのみで行う
場合、被写体との距離が還すぎると絞り開放でも光量が
足りなくなり、適切な画像評価ができなくなる。また、
反対に被写体との距離が近すぎると、絞りが限界となり
、光２が多ずぎてしまう。固体Ｉ１ｍ素子を用いた場合
、撮像面の受光素子に入射される光量が多１ぎると過大
な電流（電？ｊ＋　）が周辺に漏れ、画面上ぐはにじん
でブルーミング現象が生じ、その部分の像は忠実に再生
されなくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絞り
等による先口調整が可能な範囲外ぐム、画像の明るさを
調整できるようにした内視鏡の調光装置を捉供すること
を［１的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内視鏡の調光装置は、内祝鏡像を賑像する固体
１ｌｉｉ像素了に入射する発出を調整可能な光量調整手
段と、前記固体にａｔ素子の電荷＃Ｚ　ｍ　ｕ、′ｉ問
を可変υ制御可能な囚体藏像素子駆動手段と、前記光「
ａ調整ｆ段と前記固体藏ｆ％ｌ累了駆動手段とを用い、
少なくとも前記光恒調整手段の調整可能範囲外では前記
固体ｆｌｆ３ＢＩ素了駆動手段により前記固体Ｉｌｌ像
素了のｒ＠荷蓄積時間を変えることによって、固体撮８
１累了の出力レベルを制ｔｅａする制御手段とを備えた
ものである。

［作用］ 本発明では、光量調整手段のｗ４整可渣範囲内では、少
なくとも光量調整手段により固体陽像素子に人！１）１
　’Ｊる光Ｍを調整りることによって固体撮像素子の出
力レベルが制御され、光か調整手段の調整可能範囲外で
は、固体撮像原子駆動手段により囚体起像素子のｆｆｆ
ｖＪ蓄積峙闇を変えることによって固体ＹＱ　Ｉ’ａ　
ｍ了の出力レベルが制ｍ＋される。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明Ｊる。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図ｔよ内視鏡装置の構成を承り説明図、第２図は被写体
との距離ど輝度の関係を示′１１４！ｉ性図、第３図は
内視鏡装首の全体を承り側面図（・ある。

第３図に示づように、本実施例におｔ）る内視鏡製餡Ｇ
、ｌ、電子内視鏡１を備えている。この電子内視１１１
は、細長で例えば可撓性の挿入部２を有し、この挿入部
２の後端に大径の操作部３が連設されている。前記操作
部３の後端部からは側方に可撓性のユニバーリルコード
４が延設され、この１−バー号ルコード４の先端部に一
１ネクタ５が設番ノられている。このコネクタ５は光源
装置６に接続されるようにな・〕でいる。前記二′１ネ
クタ５からは信号ケーブル７が延設され、この信号ケー
ブル７の端部に設りられた信号コネクタ８は、カメラニ
嘗ントＯ−ルコニット（以下、ＣＣＵと記す。）９に接
続されるようになっている。更に、前記ＣＣＵ９には、
モニタ１０が接続されるようになっている。

前配挿入部２の先端側には、硬性の先端部１１が設けら
れ、この先端部１１に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲
部１２が設けられている。また、前記操作部３には、湾
曲操作ノブ１３が設りられ、この湾曲操作ノブ１３を回
動操作することにより、前記湾曲部１２を上下／左右方
向に湾曲でさるようになっている。また、前記操作部３
には、前記挿入部２内に設りられた処首貝チＶンネルに
連通する挿入［Ｊ１４が設けられている。

第１図に承りように、電子内視鏡１のトｌ入部２内には
、照明光を伝達するライトガイド１６が挿通されている
。このライトガイド１６の先端面は、挿入部２の先端部
１１に配置された配光レンズ１７に対向し、この配光レ
ンズ１７を通して被写体１８に照明光を照射できるよう
になっている。また、前記ライ１〜ガイド１６の入ｍ　
ＯＨ側は、ユニバーサルコード４内を挿通されてコネク
タ５に接続されている。また、前記先端部１１には、対
物レンズ系１９が設けられ、この対物レンズ系１９の結
像位置に、ＣＯＤ等の固体撮像素子２０が配設されてい
る。尚、撮像方式として同時式を用いる場合には、この
固体撮像素子２０の前面にカラーモザイクフィルタが設
けられる。Ｉｙｉ記固体撮像累子２０に接続された信号
線は、前配挿入部２．ユニバーサルコード４．信号ケー
ブル７内を挿通されて信号コネクタ８に接続されている
。

一方、前記光源装置６内には、照明用ランプ２１が設【
）られ、このランプ２１から出射された光は、反ｏＡ鏡
２２で平行光にされ、絞り２３を通り、コンデンサレン
ズ２４で集光されて、ライトガイド１６の入射端に入射
するにうになっている。また、前記絞り２３は、絞り駆
動回路２５によって駆動されるようになっている。この
絞り駆動回路２５番よ、入力信号に応じて、絞り２３の
絞り吊を制罪するようになっている。

また、前記ＣＣＵＱ内には、前記固体撮像素子２０を駆
動りる固体撮像素子駆動回路３１が設けられている。こ
の固体に像素了駆動回路３１は、例えば特開昭６３−３
１４９８０号公報に記載されているように、＾速読み出
しにより不要電荷を掃き捨てた後に信号電荷を蓄積させ
、その信号電荷を読み山号ように固体撮像素子２０を駆
動し、不要電荷を掃き捨てる期間を変えることにより信
ｇ電荷の蓄積時間を変えることが−Ｃさるようになって
いる。前記不要電荷を掃き捨てる期間は、固体撮像素子
駆動回路３１への入力信号に応じて変えられるようにな
っている。

前記固体撮像素子駆動回路３１によって駆動されて固体
撮像素子２０から読み出された信＞３は、ＣＣＵＱ内の
イ３号処理回路３２とＦＰ度検出回路３３とに入力され
るようになっている。前記信号処理回路３２は、固体撮
像素子２ｏの出力信号を映像信号処理し、映像信号をモ
ニタ１０に出力づるようになっている。そして、このモ
ニタ１ｏに被写体像が表示されるようになっている。一
方、前記輝度検出回路３３は、固体ｆ１＠素子２ｏの出
力信号の輝度レベルを検出づ゛るようになっている。

この輝度検出回路３３の出力は、差動回路３４の−・方
の入力端に印加されるようになっている。また、フＥ］
ントパネル等からの入力により明るさの設定値を発生Ｊ
゛る設定値発生回路３５が設【ノられ、この設定値発生
回路３５の出ノＪは、前記差動回路３４の他方の入力端
に印加されるようになっ（いる。前記差動回路３４は、
２つの入力の差を求め、ぞの差はスイッチング回路３６
に入力されるように／、１っている。このスイッチング
回路３６は、光源装置６の較り２３からの情報に基づい
て、差動回路３４の出力を、絞り駆動回路２５と固体撮
像素子駆動回路３１の一方に選択的に送るようになって
いる。

次に、第２図を参照して本実施例の作用につぃＣ説明づ
る。

本実施例は、光源装置６側とＣＣＬＪ９側の両方で自動
調光を（ｊうものであり、基本的には光源装置６側の絞
り２３で調光を行い、較り２３では調光不可能な範囲に
対してはＣＣＵＱ側で固体撮像素子２０の電荷蓄積時間
を制御づることによって、画面の明るさを一定に保つよ
うに調光するムのである。

光源装置６内の絞り２３からＣＣＵ９内のスイッチング
３６へ、較り２３の状態の情報が送られる。較り２３が
動作限界に達していないときは、スイッチング回路３６
は、差動回路３４の出力を絞り駆動回路２５に送る。こ
れにより、設定値発生回路３５による設定値（最適光Ｒ
レベル）と、輝度検出回路３３の出力すなわち実際に固
体撮像素子２０に入射した光量レベルとを、差動回路３
４が取り込み、その差がスイッチング回路３６を経て絞
り駆動回路２５へ送られる。イして、この絞り駆動回路
２５により絞り２３が駆動され、照明用ランプ２１から
出射された光の光量が調整され、画面の明るさが一定に
なるように自動調光される。

一方、絞り２３が動作限界に達すると、絞り２３からの
情報により、スイッチング回路３６は、差動回路３４の
出力を固体撮像素子駆動回路３１に送る。これにより、
設定値発生回路３５による設定値と輝度検出回路３３の
出力とを差動回路３４が取り込み、イの差がスイッチン
グ回路３６を経て固体撮像素子駆動回路３１へ送られる
。そして、この固体撮像素子駆動回路３１により、固体
撮像素子２０の電荷蓄積時間が制御され、画面の明るさ
が一定になるように自動調光される。ずなわら、絞り２
３が絞り切ったとき、つまり固体撮像素子２ｏの受ける
光量が多ずぎるときは電荷蓄積動作の時間を短くする。

これにより固体撮像素子２０の露光ωが少なくなる。反
対に、較り２３が開放し切ったとき、つまり固体撮像素
子２０の受りる先回が足りないときは電荷蓄ｆ＋ｌＪ作
の時間を長くする。これにより固体撮像素子２０の露光
量が多くなる。このようにして、固体Ｂ像素子２Ｏから
の出力が一定のレベルになるようにりる。

第２図に、被写体との距離と画面上の輝度の関係を示づ
。絞り動作可能範囲外にお）Ｊる実線は絞りのみで調光
を（ｊつだ場合（対策前）示し、破線は固体鉛急系子２
０の電荷蓄積時間ａ−制御による調光を０１用した場合
（対策後）を示す。この図に示されるように、対策前、
対策後のいずれの場合し、絞り動作可能範囲においては
光源装置Ｆ？６内の絞り２３によって、最適光量に保た
れる。−ｈ、絞り動作可能範囲外では、対策前では絞り
２３が絞り切った後及び開放し切った後は画面上のｉｆ
度が最適光量から外れるのに対し、対ｖＡ後は較り２３
が絞り切った後及び開放し切った後も画面上の評麿が最
適光量に保たれる。

このように本実施例によれば、絞り２３による光量調整
が可能な範囲外でも、画像の明るさを常に１ｉ１適どな
るように自動調光（゛さる。

第４図及び第５図は本発明の第２実施例に係り、第４図
は内視鏡装２の構成を示Ｊ説明図、第５図は被写体どの
距離と輝度の関係を承り特性図で゛ある。

本実施例では、第１実施例の差動回路３４とスイップン
グ回路３６の代りに、ＣＰｔＪ４１が設けられている。

このＣＰＵ４１には、輝度検出回路３３の出力と設定値
発生回路３５の出力とが人力されるようになっている。

また、このＣＩ）　Ｕ　４１の出力は、絞り駆動回路２
５と固体顕像素子駆動回路３１に入力されるようになっ
ている。また、前記ＣＰＵ　４１には、絞り２３の状態
の情報が人力されるようになっている。

第１実施例では、ＣＣＵ９側で調光を行う時期は、光源
Ｖｔ２’ｆ６側の絞り２３が動作限界に達した後゛Ｃあ
ったが、本実施例ぐは、光源製品６側からＣＣＵＱ側へ
スムーズに調光手段を移りという目的から、光源装置６
側の絞り２３が初伯限界に達する少し手前から、ＣＣｔ
ＪＱ側でも調光を行うようにしている。

りなわら、第５図において斜線で示すように、較り２３
が動作限界に達する少し手前から動作限界までの領域で
は、ＣＰＬＪ４１は、設定値発生回路３５による設定値
とｌｌｉ！度検出回路３３の出力とを取り込み、イの差
に基づいて、絞り駆動回路２５と固体１ｃｍｇ子駆動回
路３１の両方を同時に＆ｌＩ御して、２つの調光手段に
より同時に調光する。

また、その他の領域では、ＣＰｔＪ４１は、設定ｆ１発
生回路３５による設定値と輝度検出回路３３の出力とを
取り込みその差に基づいて、前記斜線で示す領域より内
側の領域すなわち絞り動作可能範囲内では絞り駆動回路
２５を＆ｌＩ　Ｉｌｌ　Ｌで調光し、前記斜線で示す領
域より外側の領域すなわら絞り動作可能範囲外では固体
撮像素子駆動回路３１を制御して調光づる。

本実施例によれば、較り２３を用いた調光と固体踊像累
了２０の電荷ＩＢ積時間のｕ制御による調光の２つの状
態がスムーズに移行する。

その他の構成、ｆｉ用及び効果は第１実施例と同様であ
る。

第６図は本発明の第３実施例における被写体との距離と
輝度の関係を示す特性図である。

本実施例の構成は、第２実施例と同様であるが、ＣＰＬ
Ｉ４１の動性が異なる。

すなわら、第２実施例では、光源装置ｆ！ｉ６側の絞り
が限界に達する少し手前からＣＣＵＱ側の調光を行っＣ
いたが、本実施例は、常に、光源装置６側とＣＣＵＱ側
の調光を同時に行うようにしたものである。この場合、
第２実施例と同様に、ＣＰＵ４１の制御により、同時調
光を行うねりであるが、第６図において斜線で示すよう
に、光源装置６側の絞りまたで調光可能な範囲内では、
光源装置側６側中心で調光を行い、ＣＣＵＱ側は、光源
装置６側の調光を補う動作を行う。例えば、光源装置６
側で絞り動作を行うに当って時間的な遅れを生じたとき
、ＣＣＵＱ側でその時間的な遅れをカバーするようにＣ
ＣＵＱ側の調光が行われるようにする。尚、前記斜線で
示す領域より外側の領域Ｊなわち絞り動作可能範囲外で
は、絞り２３による調光は不能となるので、固体戯像素
了２０の電荷蓄積時間の制御によって調光される。

その他の構成０作用及び効果は第１または第２実施例と
同様である。

尚、本発明は上記各実施例に限定されず、例えば、九〇
調整手段は、光源装置内に設けられた絞りに限らず、ラ
ンプの光量を調整するｂのや観察光学系内に設けられた
絞り等であっても良い。

また、光源装δ６とＣＣＵ９は一体になっていても良い
。

また、本発明が適用される内視鏡は、先端に固体ＭａＭ
Ａ免了を右づるタイプで乙、光学ノフイバによるイメー
ジガイドを経由して被ｖＱ京物の外部に像を導いてから
踊像累子で撮像りるタイプのいずれでも良い。また、顕
像方式としては、同時式でｂ面順次式でも良い。また、
本発明は、医療用と工業用のいずれの内視鏡にし適用す
ることができる。

［Ｔｅ明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、少なくとも光量調
整下段の調整可能範囲外Ｃは固体撮像素子の電荷蓄積１
１５闇を変えることによって固体Ｖｉ像素子の出力レベ
ルを制御するようにしたので、絞り等による光ｆｆｉ調
整が可能な範囲外で５画像の明るさを調整できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の構成を示ｔ　、ｊ２明図、第２図は被
写体との距離と輝度の関係を承り特性図、第３図は内視
鏡装置の金体を示１側面図、第４図及び第５図は本発明
の第２実施例に係り、第４図は内視鏡装置の構成を示Ｊ
説明図、第５図１１被写体との距離と輝度の関係を示す
特性図、第６図は本発明の第３実施例にＪハブる被写体
どの距離と輝度の関係を示す特性図である。 １・・・電子内ン只＄１１　　　６・・・光源装ｊ１９
・・・ＣＣＵ　　　　　　２０・・・固体九像素了２３
・・・較り　　　　　２５・・・絞り駆動回路３１・・
・固体元像素了駆動回路 ３６・・・スイップング回路 第１図 第２図 第６図 ｃｃｕ＠ａ元

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内視鏡像を撮像する固体撮像素子に入射する光量を調整
   可能な光量調整手段と、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を可変制御可能な固体
   撮像素子駆動手段と、 前記光量調整手段と前記固体撮像素子駆動手段とを用い
   、少なくとも前記光量調整手段の調整可能範囲外では前
   記固体撮像素子駆動手段により前記固体撮像素子の電荷
   蓄積時間を変えることによって、固体撮像素子の出力レ
   ベルを制御する制御手段と を備えたことを特徴とする内視鏡の調光装置。