JPH0675568B2 - Light control device for endoscope - Google Patents

Light control device for endoscope

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JPH0675568B2
JPH0675568B2 JP59183083A JP18308384A JPH0675568B2 JP H0675568 B2 JPH0675568 B2 JP H0675568B2 JP 59183083 A JP59183083 A JP 59183083A JP 18308384 A JP18308384 A JP 18308384A JP H0675568 B2 JPH0675568 B2 JP H0675568B2
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light
rotary filter
filter
image sensor
solid
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達夫 長崎
弘善 藤森
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Olympus Optic Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は照明光量を可変するのに適した内視鏡の光量制
御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a light amount control device for an endoscope, which is suitable for changing the illumination light amount.

[発明の技術的背景とその問題点] 近年、内視鏡においても固体撮像素子を用いてブラウン
管等の表示装置に被写体の映像を表示可能とするものが
実現化される状況にある。
[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In recent years, there has been a realization of an endoscope that can display an image of a subject on a display device such as a cathode ray tube using a solid-state image sensor.

上記固体撮像素子を用いた電子色の内視鏡は、イメージ
ガイドファイバに光学像を結像するものに比べ、映像を
記録することも容易であるし、高集積化技術の進展と共
に、今後ますます小型にできるという利点を有する。
The electronic color endoscope using the above solid-state image sensor is easier to record images than the one that forms an optical image on the image guide fiber, and with the progress of high integration technology, it will be improved in the future. It has the advantage that it can be made smaller.

しかしながら、上記固体撮像素子を用いた場合、撮像面
の受光素子に入射される光量が大きすぎると、過大な電
荷が周辺に漏れ、再生画面上においてはにじんでブルー
ミング現象が生じ、その部分は像を忠実に再生できなく
なると共に、正規の状態に復帰するまで撮像不能になる
という問題がある。
However, in the case of using the above-mentioned solid-state image sensor, if the amount of light incident on the light-receiving element on the imaging surface is too large, excessive electric charge leaks to the periphery, causing a bleeding blooming phenomenon on the reproduction screen, and that portion is the image. There is a problem in that the image cannot be reproduced faithfully and the image cannot be captured until the normal state is restored.

上記ブルーミング現象が生じないように照明光の強度を
光源装置側で制御するための絞り装置の従来例として第
6図に示すようなものがある。この装置は例えば特開昭
58−86136号公報等に記載されている。
FIG. 6 shows a conventional example of a diaphragm device for controlling the intensity of illumination light on the light source device side so that the blooming phenomenon does not occur. This device is disclosed in
No. 58-86136.

即ち、光源としての放電ランプ41の光を凹面状の反射面
42で反射して略平行光束にし、この平行光束を集光レン
ズ43で照明光伝達手段としてのライトガイドファイバ44
の入射端に照射する光学系において、集光レンズ43とラ
イトガイドファイバ44との間の光路上に第7図に示すよ
うに円板の中心部を切欠くと共に、該円板の一部を略扇
状に切欠いた形状の絞りはね45を配設し、この絞りはね
45を(第7図では下方に)平行移動又は回転移動するこ
とによって、その移動量に応じて光束の一部を遮光して
ライトガイドファイバ44への入射光量を可変し、このラ
イトガイドファイバ44の他端から被写体側に出射される
照明光量を調整するものである。図示実線が絞りの開放
状態を示し、破線が絞った状態を示している。
That is, the light of the discharge lamp 41 as the light source is reflected by the concave reflection surface.
It is reflected by 42 to be a substantially parallel light beam, and this parallel light beam is condensed by a condenser lens 43 as a light guide fiber 44 as an illumination light transmission means.
In the optical system for irradiating the entrance end of the disc, the central portion of the disc is cut out on the optical path between the condenser lens 43 and the light guide fiber 44 as shown in FIG. A diaphragm fan 45 with a notched fan shape is provided.
By parallelly or rotationally moving 45 (downward in FIG. 7), a part of the light flux is shielded according to the amount of movement to change the amount of light incident on the light guide fiber 44. The amount of illumination light emitted from the other end to the subject side is adjusted. The solid line in the drawing shows the open state of the diaphragm, and the broken line shows the closed state.

しかしながら、この従来例は、絞りはね45で絞りこんで
いくと、光束が周辺部から遮光されるので、ライトガイ
ドファイバ44の先端面から被写体(対象物)側に出射さ
れる配光角分布が変化するため配光特性が変化し、視野
内の各部分の照明強度が不均一に変えられてしまうこと
になる。又、この形状では、絞り動作の応答速度が遅く
なり、自動的に調光する場合には適さないという欠点が
あった。
However, in this conventional example, as the light is shielded from the peripheral portion when the light is narrowed down by the diaphragm 45, the light distribution angle distribution emitted from the tip end surface of the light guide fiber 44 to the subject (object) side. Changes the light distribution characteristic, and the illumination intensity of each part in the field of view changes nonuniformly. Further, this shape has a drawback that the response speed of the diaphragm operation becomes slow and it is not suitable for automatic light control.

又、ライトガイド44は通常伝達可能となる最大入射角が
波長に依存する、つまり開口数が波長によって異る。こ
のため、上記従来例のように集光された光がライトガイ
ド44の入射端に照射される場合におけるその途中の光路
上に絞りはね45によって絞ると、光路の周辺部側から遮
光され中心部を通過する光が増加するため、ライトガイ
ド44の出射端側から被写体側に照射される照明光の分光
特性も(絞り量によって)変化し、色ずれを生じてしま
うという欠点があった。
Further, the maximum incident angle of light guide 44 which can be normally transmitted depends on the wavelength, that is, the numerical aperture varies depending on the wavelength. For this reason, when the condensed light is radiated to the incident end of the light guide 44 as in the above-mentioned conventional example, if it is narrowed by the diaphragm 45 on the optical path in the middle, it is shielded from the peripheral side of the optical path and the center Since the amount of light passing through the section increases, the spectral characteristic of the illumination light emitted from the light emitting end side of the light guide 44 to the subject side also changes (depending on the diaphragm amount), which causes a color shift.

又、上記絞りはね45を平行光束部分に配設しても、配光
特性が変化してしまうという欠点があった。
Further, even if the diaphragm 45 is arranged in the parallel light flux portion, the light distribution characteristic is changed.

更に、上記絞りはね45の一端はソレノイドに連結されて
駆動されるようになっているため、絞り動作用構成部品
として絞りはねとソレノイドを要し、余分なスペースが
必要となる欠点があった。
Further, since one end of the diaphragm spring 45 is driven by being connected to a solenoid, there is a drawback that a diaphragm spring and a solenoid are required as components for diaphragm operation, and extra space is required. It was

[発明の目的] 本発明は上述した点にかんがみ、絞り量によって被写体
側に出射される照明光の配光特性が変化することなく均
一な配光強度が得られ、分光特性の劣化を生ぜず、しか
も余分なスペースを要せず、且つ応答速度も良好な内視
鏡の光量制御装置を提供することを目的としている。
[Object of the Invention] In view of the above points, the present invention provides a uniform light distribution intensity without changing the light distribution characteristic of the illumination light emitted to the subject side depending on the diaphragm amount, and does not cause deterioration of the spectral characteristic. Moreover, it is an object of the present invention to provide an endoscope light quantity control device which does not require an extra space and has a good response speed.

[発明の概要] 本発明の装置は、照明光を三色分解用回転フィルタを通
して被写体に照射し、その色光を固体撮像素子で撮像す
るように構成した内視鏡装置において、固体撮像素子に
て変換された三色の電気信号から輝度信号を得て、その
輝度信号レベルの大小に応じて回転フィルタの速度制御
部を制御する構成とし、常に輝度信号レベルが適正レベ
ルとなるように回転フィルタの回転速度を制御して被写
体への照射光量を自動的に調整し得るようにするもので
ある。
[Summary of the Invention] An apparatus of the present invention is an endoscope apparatus configured to illuminate an object with illumination light through a rotary filter for three-color separation, and to image the colored light with a solid-state image sensor. A luminance signal is obtained from the converted three-color electric signal, and the speed control unit of the rotary filter is controlled according to the magnitude of the luminance signal level, so that the luminance signal level is always at an appropriate level. The rotation speed is controlled so that the irradiation light amount on the subject can be automatically adjusted.

[発明の実施例] 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る内視鏡の光量制御装置の構成を示
す第1の実施例であり、第2図は第1図の装置に使用さ
れる回転フィルタの構成を示している。
FIG. 1 is a first embodiment showing a configuration of a light amount control device for an endoscope according to the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a rotary filter used in the device of FIG.

第1図において、符号1は内視鏡の先端部で、この先端
部1は撮像部分Aと照明部分Bで構成されている。撮像
部分Aには被写体からの光を収束する撮像レンズ2と収
束された光像を受光する電荷結像素子(CCD)のような
固体撮像素子3とこの素子にて撮像された電気信号を増
幅するプリアンプ4が配設されている。又、照明部分B
には後述する照明手段より照明光を導くライトガイドフ
ァイバ5とその光を被写体に照明するための照明用レン
ズ6が配設されている。上記ライトガイドファイバ5は
手元側に延設されていて、その端面に照明手段7より三
色光が入射されるようになっている。照明手段7は、反
射鏡を備えた光源ランプ8より白色光を集光レンズ9,透
光板(一定径の透光孔が形成された板)10及びレンズ11
を通して平行光状態で三色分解用回転フィルタ12に照射
し、透過したR(赤),G(緑),B(青)の三色光を順次
にレンズ13を通して前記ライトガイドファイバ5の入射
端面に入射するように構成されている。回転フィルタ12
はモータ14にて回転されるようになっていて、モータ14
は回転検出部15を備えモータの回転速度が検出できるよ
うになっている。回転検出部15ではモータの回転数をパ
ルス的な電気信号として検出し、その信号はローパスフ
ィルタ回路16にて平滑されて直流電圧に変換され、その
後比較増幅器17の一方の入力端に入力されるようになっ
ている。比較増幅器17の他方の入力端には上記回転検出
側の直流電圧と比較される輝度検出側(後述する)の比
較出力が入力されるようになっている。比較増幅器17の
二つの入力の差電圧はサーボアンプ18に入力され、その
出力にてモータ14の回転速度を制御するようになってい
る。従って、回転検出部15,ローパスフィルタ回路16,比
較増幅器17及びサーボアンプ18は、速度制御部を構成し
ている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a tip portion of an endoscope, and the tip portion 1 is composed of an imaging portion A and an illumination portion B. In the imaging portion A, an imaging lens 2 that converges light from a subject, a solid-state imaging device 3 such as a charge imaging device (CCD) that receives the converged light image, and an electric signal imaged by this device are amplified. A preamplifier 4 is provided. Also, the lighting part B
A light guide fiber 5 that guides the illumination light from an illumination means described later and an illumination lens 6 for illuminating the subject with the light are provided in the. The light guide fiber 5 is extended toward the hand side, and three color lights are made incident on the end face of the light guide fiber 5 from the illumination means 7. The illuminating means 7 collects white light from a light source lamp 8 having a reflecting mirror, a light-transmitting lens 9, a light-transmitting plate (a plate having a light-transmitting hole having a constant diameter) 10 and a lens 11.
Through the lens 13 for irradiating the three-color separation rotary filter 12 in a parallel light state, and the three color lights of R (red), G (green), and B (blue) transmitted through the lens 13 to the incident end face of the light guide fiber 5 sequentially. It is configured to be incident. Rotary filter 12
Is designed to be rotated by the motor 14,
Is equipped with a rotation detector 15 so that the rotation speed of the motor can be detected. The rotation detection unit 15 detects the number of rotations of the motor as a pulse-like electric signal, the signal is smoothed by the low-pass filter circuit 16 and converted into a DC voltage, and then input to one input terminal of the comparison amplifier 17. It is like this. A comparison output on the brightness detection side (described later) that is compared with the DC voltage on the rotation detection side is input to the other input terminal of the comparison amplifier 17. The difference voltage between the two inputs of the comparison amplifier 17 is input to the servo amplifier 18, and the output thereof controls the rotation speed of the motor 14. Therefore, the rotation detection unit 15, the low-pass filter circuit 16, the comparison amplifier 17, and the servo amplifier 18 form a speed control unit.

ところで、上記回転フィルタ12は第2図に示すように円
形状の遮光板19に三つの窓部を形成し、各窓部にRフィ
ルタ20,Gフィルタ21及びBフィルタ22の三色フィタを、
等しい遮光間隔lを隔てて同一円周上に略円環状に配置
した構成となっている。R,G,Bの各色フィルタ20,21,22
の両端部は照明光の透過及び遮光の立上り,立下りを良
くするため内側に凹んだ円弧状に形成されている。又、
R,G,Bフィルタ20,21,22の透光領域は固体撮像素子3例
えばCCDの分光感度特性を補償するためにBフィルタ22
の領域を最大としRフィルタ20の領域を最小とするよう
に構成されている。即ち、CCDの受光感度は波長領域に
よって異なり特に青波長領域において感度が落ちるのを
補正することにより、CCDを用いて撮像を行う場合、
赤,緑,青色に相当する光像の電気信号の出力(CCD出
力)がほぼ同レベルとなるようにしている。又、回転フ
ィルタ12にはその外周辺の付近における同一円周上に三
つのリードパルス検出用ホールH1,H2,H3が形成され、さ
らに外周に近い所には回転フィルタ12の一回転を検出す
るスタートパルス検出用ホールHsが形成されている。こ
れらのホールH1〜H3やホールHsは第1図に示すように回
転フィルタ12の外周辺縁部近傍に配設されたホール検出
用フォトインタラプタ23にて検出されるようになってい
る。フォトインタラプタ23は第2図に示すようにリード
パルス検出用のフォトインタラプタ23aとスタートパル
ス検出用のフォトインタラプタ23bで構成され、これら
のフォトインタラプタには例えばフォトカプラが使用さ
れる。ホール検出によって得られたリードパルス及びス
タートパルスは第1図に示すようにタインミングジェネ
レータ部24に入力され、このタイミングジェネレータ部
2にて固体撮像素子3の読出し期間を設定するタイミグ
信号が作成されるようになっている。タイミングジェネ
レータ部24は基準クロック発生部25からのクロック信号
を用いてタイミング信号を作成するようになっている。
By the way, as shown in FIG. 2, the rotary filter 12 has three windows formed on a circular light-shielding plate 19, and three-color filters of an R filter 20, a G filter 21, and a B filter 22 are provided on each window.
It is configured such that they are arranged in a substantially annular shape on the same circumference with an equal light-shielding interval l. R, G, B color filters 20, 21, 22
Both ends of are formed in an arc shape that is recessed inward to improve the rise and fall of the transmission and blocking of the illumination light. or,
The light-transmitting regions of the R, G, B filters 20, 21, 22 are B filters 22 for compensating the spectral sensitivity characteristic of the solid-state image sensor 3, for example, CCD.
Of the R filter 20 and the region of the R filter 20 are minimized. That is, the light receiving sensitivity of the CCD varies depending on the wavelength region, and by correcting the decrease in sensitivity particularly in the blue wavelength region, when performing imaging using the CCD,
The electrical signal outputs (CCD output) of the optical images corresponding to red, green, and blue are made to have almost the same level. Further, the rotary filter 12 has three read pulse detection holes H 1 , H 2 , and H 3 formed on the same circumference in the vicinity of the outer periphery of the rotary filter 12, and one rotation of the rotary filter 12 near the outer circumference. A start pulse detecting hole Hs for detecting the is formed. The holes H 1 to H 3 and the holes Hs are detected by a hole detecting photointerrupter 23 provided near the outer peripheral edge of the rotary filter 12, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the photo interrupter 23 is composed of a photo interrupter 23a for detecting a read pulse and a photo interrupter 23b for detecting a start pulse. For these photo interrupters, for example, photo couplers are used. The read pulse and start pulse obtained by the hole detection are input to the timing generator unit 24 as shown in FIG. 1, and the timing generator unit 2 generates a timing signal for setting the read period of the solid-state image sensor 3. It has become so. The timing generator 24 uses the clock signal from the reference clock generator 25 to generate a timing signal.

一方、固体撮像素子3の電気信号は上記プリアンプ4を
通り更に手元側のアンプ26にて増幅された後、図示しな
い信号処理部(主にR,G,B各色に対応したフレームメモ
リで構成される)に入力される一方、抵抗回路27に供給
されるようになっている。抵抗回路27はアンプ26の出力
端とアース点間に直列接続された三つの抵抗27a,27b,27
cで構成され、被写体の輝度に対応するように各色の信
号レベルを検出するようになっている。検出された各色
像の信号レベルはスイッチ回路28を通して取り出され
る。上記スイッチ回路28は前記タイミングジェネレータ
部24で作成された切換用タイミング信号を用いてR,G,B
ごとに切り換えられるようになっている。取り出された
各色の信号レベルは更にローパスフィルタ回路29を通す
ことによって被写体の輝度レベルに対応した直流電圧に
変換して比較増幅器30の一方の入力端に供給されるよう
になっている。比較増幅器30の他方の入力端には基準電
圧源31を接続して一定の直流電圧Eを供給するようにな
っている。従って、比較増幅器30では、上記電圧Eに対
応した基準の輝度信号レベルと検出された輝度信号レベ
ルとを比較してその差電圧を得て、これを前記比較増幅
器17の入力端に供給することにより、輝度信号レベルの
変化に応じて回転フィルタ12の速度制御を行えるように
している。
On the other hand, the electric signal of the solid-state image pickup device 3 passes through the preamplifier 4 and is further amplified by the amplifier 26 on the near side, and is then composed of a signal processing unit (not shown) (mainly composed of a frame memory corresponding to each color of R, G, B). Is supplied to the resistance circuit 27. The resistor circuit 27 is composed of three resistors 27a, 27b, 27 connected in series between the output terminal of the amplifier 26 and the ground point.
The signal level of each color is detected so as to correspond to the brightness of the subject. The detected signal level of each color image is taken out through the switch circuit 28. The switch circuit 28 uses the switching timing signals created by the timing generator section 24 to generate R, G, B
It can be switched every time. The extracted signal level of each color is further passed through a low-pass filter circuit 29 to be converted into a DC voltage corresponding to the brightness level of the subject and supplied to one input end of the comparison amplifier 30. A reference voltage source 31 is connected to the other input terminal of the comparison amplifier 30 to supply a constant DC voltage E. Therefore, the comparison amplifier 30 compares the reference luminance signal level corresponding to the voltage E with the detected luminance signal level to obtain the difference voltage, and supplies this to the input terminal of the comparison amplifier 17. Thus, the speed of the rotary filter 12 can be controlled according to the change in the luminance signal level.

次に、第1図及び第2図のように構成された装置の動作
を第3図のタイミングチャートを参照しながら説明す
る。第2図において、回転フィルタ12が図示矢符方向に
回転した場合、フォトインタラプタ23a,23bが夫々ホー
ルHs,H1を検出すると、第3図(a)に示すようなスタ
ートパルス及び同図(b)に示すようなリードパルスが
同時に検出される。この状態より更に遮光間隔lだけ回
転するまではライトガイドファイバ5の端面は遮光さ
れ、この期間同図(c)に示すように照明光が入射され
ない。そして、遮光間隔lを過ぎた後にRフィルタ20が
ファイバ5の前方位置に来るので、このRフィルタ期間
にR光がファイバ5に入射される。Rフィルタ20がファ
イバ5の位置を過ぎた時点ではホールH2がフォトインタ
ラプタ23bにて検出されその時同図(b)に示すように
再びリードパルスが出力される。次に、再び遮光間隔l
をおいてGフィルタ期間が到来し、その期間は同図
(c)に示すようにG光が照射される。そして、Gフィ
ルタ期間が過ぎた時点でホールH3がフォトインタラプタ
23bにて検出され同図(b)に示すように再びリードパ
ルスが出力される。同様にして、再び遮光間隔lをおい
てBフィルタ期間が到来し、その期間は同図(c)に示
すようにB光が照射される。その後、再びフォトインタ
ラプタ23a,23bにてホールHs,H1が同時に検出され再び同
図(a)及び(b)に示すようにスタートパルス及びリ
ードパルスが出力されることになる。
Next, the operation of the apparatus configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 2, if the rotary filter 12 is rotated in the illustrated arrow direction, the photo-interrupter 23a, 23b are respectively holes Hs, upon detecting the H 1, Figure 3 start pulse and FIG as shown in (a) ( The read pulse as shown in b) is simultaneously detected. Until this state is further rotated by the light-shielding interval l, the end face of the light guide fiber 5 is shielded from light, and no illumination light is incident during this period as shown in FIG. Then, since the R filter 20 comes to the front position of the fiber 5 after passing the light shielding interval l, the R light is incident on the fiber 5 during this R filter period. When the R filter 20 passes the position of the fiber 5, the hole H 2 is detected by the photo interrupter 23b, and at that time, the read pulse is output again as shown in FIG. Then, again, the light-shielding interval l
After that, the G filter period comes, and during that period, G light is emitted as shown in FIG. Then, when the G filter period has passed, the hole H 3 becomes a photo interrupter.
It is detected at 23b and the read pulse is output again as shown in FIG. Similarly, the B filter period arrives again at the light shielding interval l, and during that period, B light is emitted as shown in FIG. After that, the holes Hs and H 1 are simultaneously detected again by the photo interrupters 23a and 23b, and the start pulse and the read pulse are output again as shown in FIGS.

このようにしてフォトインタラプタ23bより得られる第
3図(b)に示すようなリードパルスがタイミングジェ
ネレータ部24に入力されると、タイミングジェネレータ
部24は、固体撮像素子3の読出しに必要な所定数の基準
クロックを基準クロック発生部25より取り出して固体撮
像素子3に供給する。従って、固体撮像素子3に供給さ
れる読出し用クロック信号は第3図(d)に示すように
なり、同図(c)の遮光期間(非照射期間)内に一定周
波数のクロックが一定数固体撮像素子3に供給されるよ
うにしている。
When a read pulse as shown in FIG. 3 (b) obtained from the photo interrupter 23b is input to the timing generator unit 24 in this way, the timing generator unit 24 causes the solid-state image sensor 3 to read a predetermined number of signals. The reference clock of (1) is taken out from the reference clock generation unit 25 and supplied to the solid-state image sensor 3. Therefore, the read clock signal supplied to the solid-state image sensor 3 is as shown in FIG. 3 (d), and a fixed number of clocks having a constant frequency are generated within the light-shielding period (non-irradiation period) in FIG. 3 (c). It is supplied to the image pickup device 3.

ところで、第1図において、回転フィルタ12はその回転
数が被写体の輝度に応じて自動的に制御されるように構
成されているが、読出し用クロック信号はリードパルス
が検出された時点より一定周波数のクロック信号が所定
数、タイミグジェネレータ部24から出力されるように構
成されている。このため、回転フィルタ12の回転数が上
がると遮光間隔lに対応した期間即ち読出しに必要な遮
光期間は短くなり、回転数が下がると逆にその期間は長
くなる。そのため、間隔lを如何に設定しておくかが問
題となってくる。回転数が低い方を基準にして間隔lを
狭く定めると、回転数が高い場合、読惰しに必要な遮光
期間が短くなり過ぎて、基準クロックによる読出し期間
が終了しない内に回転撮像素子3に照明光が受光され、
所謂スミア現象を生じてしまい、固体撮像素子の読出し
能力の限界を越えることになる。反対に、回転数が高い
方を基準にして間隔lを広く定めると、非照明期間が大
きくなり、そのためにR,G,B各色フィルタ20,21,22の周
方向幅が狭くなるので照明期間が制限され、照明効率即
ち固体撮像素子3の受光率が落ちることになる。
By the way, in FIG. 1, the rotation filter 12 is configured so that its rotation speed is automatically controlled in accordance with the brightness of the object, but the read clock signal has a constant frequency from the time when the read pulse is detected. The predetermined number of clock signals are output from the timing generator unit 24. Therefore, when the rotation speed of the rotary filter 12 increases, the period corresponding to the light-shielding interval l, that is, the light-shielding period required for reading, shortens, and when the rotation speed decreases, the period conversely increases. Therefore, how to set the interval l becomes a problem. If the interval 1 is set narrower with the lower rotation speed as the reference, when the rotation speed is high, the light-shielding period necessary for reading becomes too short, and the rotation imaging element 3 is not completed before the reading period by the reference clock ends. Illumination light is received by
A so-called smear phenomenon occurs, which exceeds the limit of the read capacity of the solid-state image sensor. On the contrary, if the interval l is set wide based on the one having a higher rotation speed, the non-illumination period becomes large, and the circumferential widths of the R, G, B color filters 20, 21, 22 become narrower, so that the illumination period becomes longer. Is limited, and the illumination efficiency, that is, the light receiving rate of the solid-state image sensor 3 is reduced.

以上の点を考慮して、回転フィルタ12の遮光間隔lをあ
る程度狭くした場合でも、回転数が上昇するのに応じて
読出し用クロック信号の周波数を高くするようにクロッ
ク周波数を制御すれば、固体撮像素子からの信号読出し
が十分に行えることになる。次に、読出し用クロック信
号の周波数を回転フィルタの回転数に追従させるように
構成した装置について説明する。
In consideration of the above points, even if the light shielding interval l of the rotary filter 12 is narrowed to some extent, if the clock frequency is controlled so as to increase the frequency of the read clock signal as the rotation speed increases, the The signals can be sufficiently read from the image sensor. Next, an apparatus configured to make the frequency of the read clock signal follow the rotation speed of the rotary filter will be described.

第4図は本発明の第2の実施例を示すもので、第1図の
装置で示した基準クロック発生部25に代えて、位相比較
器32,ローパルフィルタ回路33,VCO(電圧制御発振器)2
4及び分周器35から成るPLL(フェーズロックドループ)
回路を用いた構成とし、回転数に追従したクロック信号
をタイミングジェネレータ部24に供給するようにしたも
のである。即ち、位相比較器32にてフォトインタラプタ
23からのリードパルスとVCO34の出力を分周した出力と
の位相を比較し、その位相差に対応した差電圧をローパ
スルフィルタ回路33を通してVCO34に加え、VCO34より発
振されるクロック信号の周波数がリードパルスの周波数
に追従して変えられるようにしている。従って、回転フ
ィルタ12の回転数が上げれば、リードパルスの発生周期
も短くなり、VCO34から出力されるクロック信号の周波
数も上昇しこのクロック信号がタイミングジェネレータ
部24を経てリードパルスの入力ごとに所定数、固体撮像
素子の3の読出し用クロック信号として出力される。読
出し用クロック信号の周波数が上がれば、固体撮像素子
3に蓄積されている信号電荷が短時間に読み出され、ス
ミア現象を生じる虞れが解消される。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. Instead of the reference clock generator 25 shown in the apparatus of FIG. 1, a phase comparator 32, a low-pal filter circuit 33, a VCO (voltage controlled oscillator) is provided. ) 2
PLL (phase-locked loop) consisting of 4 and divider 35
A circuit is used, and a clock signal that follows the rotation speed is supplied to the timing generator unit 24. That is, the phase comparator 32 causes the photo interrupter to
The phase of the read pulse from 23 and the output obtained by dividing the output of VCO34 is compared, and the difference voltage corresponding to the phase difference is applied to VCO34 through low pass filter circuit 33, and the frequency of the clock signal oscillated by VCO34 is The frequency of the read pulse can be tracked and changed. Therefore, if the number of rotations of the rotary filter 12 is increased, the generation cycle of the read pulse is also shortened, the frequency of the clock signal output from the VCO 34 is also increased, and this clock signal passes through the timing generator section 24 and is predetermined for each input of the read pulse. , And is output as a clock signal for reading 3 of the solid-state image sensor. When the frequency of the read clock signal is increased, the signal charge accumulated in the solid-state image sensor 3 is read out in a short time, which eliminates the possibility of smearing.

第5図は本発明の第3の実施例を示すもので、第1図の
装置で示した基準クロック発生部25に代えて、VCO(電
圧制御発振器)36を用いた構成とし、第4図の場合と同
様回転数に追従したクロック信号をタイミングジェネレ
ータ部24に供給するようにしたものである。即ち、ロー
パルフィルタ回路29より出力される輝度信号レベルと基
準輝度信号レベルとを比較増幅器30にて比較して得られ
る差電圧をVCO36に加え、VCO36より発振されるクロック
信号の周波数を輝度信号レベルの変化即ち回転数の変化
に追従して変えられるようにしている。従って、回転フ
ィルタ12の回転数が上がれば、タイミングジェネレータ
部24へ出力されるリードパルスの発生周期も短くなる
が、ローパスフィルタ回路29より出力される輝度信号レ
ベルは低くなり、比較増幅器30から正の出力電圧がVCO3
6に加えられ、VCO36の発振周波数が上昇することにな
る。この結果、タイミングジェネレータ部24からは周波
数の上昇した読出し用クロック信号がリードパルスの入
力ごとに所定数出力され、回転数上昇に伴う短い遮光期
間内においても固体撮像素子3の蓄積信号を読み出すこ
とができる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which a VCO (voltage controlled oscillator) 36 is used in place of the reference clock generator 25 shown in the apparatus of FIG. A clock signal that follows the number of rotations is supplied to the timing generator unit 24 as in the case of. That is, the difference voltage obtained by comparing the luminance signal level output from the low-pass filter circuit 29 and the reference luminance signal level in the comparison amplifier 30 is added to the VCO 36, and the frequency of the clock signal oscillated by the VCO 36 is changed to the luminance signal. The change can be made in accordance with the change in level, that is, the change in the number of revolutions. Therefore, if the number of rotations of the rotary filter 12 is increased, the generation cycle of the read pulse output to the timing generator unit 24 is also shortened, but the luminance signal level output from the low pass filter circuit 29 is lowered and the comparison amplifier 30 outputs a positive signal. Output voltage is VCO3
In addition to 6, the oscillation frequency of VCO36 will rise. As a result, a predetermined number of read clock signals having an increased frequency are output from the timing generator 24 for each input of the read pulse, and the accumulated signal of the solid-state image sensor 3 can be read even within a short light-shielding period due to the increase in the rotation speed. You can

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、照明光の配光特性の
劣化や分光特性の劣化を生じることがなく、自動的に調
光が行え、しかも、従来のように機械的に光量を絞るよ
うに構成されていないので、余分なスペースをとること
なく、調光に要する応答速度も早くなると共に、回転フ
ィルタの速度制御によって撮像可能な調光範囲を広げる
ことができる効果がある。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to automatically perform light control without deterioration of the light distribution characteristic of the illumination light or deterioration of the spectral characteristic, and moreover, to perform mechanical adjustment as in the conventional case. Since it is not configured to reduce the amount of light, the response speed required for dimming is increased without taking up extra space, and the dimming range that can be imaged can be expanded by the speed control of the rotary filter. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る内視鏡の光量制御装置の第1実施
例を示す構成図、第2図は第1図の装置に用いられる回
転フィルタの構成を示す正面図、第3図は第1図の装置
の動作を説明するタイミングチャート、第4図は本発明
の第2実施例を示す構成図、第5図は本発明の第3実施
例を示す構成図、第6図は従来の光源装置を示す構成
図、第7図は第6図の装置に用いられる絞りはねを部分
的に示す正面図である。 1……内視鏡先端部、3……固体撮像素子 5……ライトガイドファイバ 7……照明手段、8……光源ランプ 12……三色分解用回転フィルタ 14……駆動モータ、15……回転検出部 16,29……ローパスフィルタ回路 17,30……比較増幅器 18……サーボアンプ、20……赤色フィルタ 21……緑色フィルタ、22……青色フィルタ 23……フォトインタラプタ 24……タイミングジェネレータ部 25……基準クロック発生部 27……抵抗回路、28……スイッチ回路 31……基準電圧源
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a light amount control device for an endoscope according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing the configuration of a rotary filter used in the device of FIG. 1, and FIG. 1 is a timing chart for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a configuration diagram showing the light source device of FIG. 7, and FIG. 7 is a front view partially showing a diaphragm splash used in the device of FIG. 1 ... End of endoscope, 3 ... Solid-state image sensor 5 ... Light guide fiber 7 ... Illumination means, 8 ... Light source lamp 12 ... Rotation filter for three-color separation 14 ... Drive motor, 15 ... Rotation detector 16,29 …… Low-pass filter circuit 17,30 …… Comparison amplifier 18 …… Servo amplifier, 20 …… Red filter 21 …… Green filter, 22 …… Blue filter 23 …… Photointerrupter 24 …… Timing generator 25: Reference clock generator 27 ... Resistor circuit, 28 ... Switch circuit 31 ... Reference voltage source

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被写体を照明する光源からの光を遮光期間
において時系列的に三色分解する回転フィルタと、 この回転フィルタによって三色分解された光像を受光し
て電気信号に変換する固体撮像素子と、 この固体撮像素子からの出力より、その輝度信号レベル
を検出し基準値と比較する輝度レベルの検出手段と、 前記回転フィルタより回転速度を検出し、その検出値と
前記輝度レベルの検出手段からの比較出力とに基づいて
回転フィルタの回転速度を制御し、照明光量の調整を行
うための速度制御手段と、 を具備したことを特徴とする内視鏡の光量制御装置。
1. A rotary filter that decomposes light from a light source that illuminates an object into three colors in a time series during a light-shielding period, and a solid body that receives an optical image separated into three colors by the rotary filter and converts it into an electric signal. An image sensor, a brightness level detection unit that detects the brightness signal level from the output from the solid-state image sensor and compares it with a reference value, and a rotation speed is detected by the rotary filter, and the detected value and the brightness level are detected. A light quantity control device for an endoscope, comprising: a speed control means for controlling a rotation speed of a rotary filter based on a comparison output from a detection means to adjust an illumination light quantity.
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