CN101505651A - 内窥镜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的内窥镜装置(1)具有：CCD(12)；对该CCD(12)的摄像视野范围进行照明的多个LED(11a～11d)；以及调光电路(9)，其根据由CCD(12)获得的影像信号分别检测多个各LED(11a～11d)的照明区域上的亮度，根据该检测结果对每个上述各LED(11a～11d)进行调光，上述LED(11a～11d)相对于CCD(12)设置在通过上述调光电路(9)的区域调光部(17)检测多个LED(11a～11d)的照明区域上的亮度时与各LED(11a～11d)的照明区域(分割画面(16a～16d))对应的位置上。

Description

内窥镜装置
技术领域
本发明涉及在插入到体腔内的内窥镜插入部的前端部上组装有照明单元的内窥镜装置。
背景技术
通常，在现有的内窥镜装置中大多独立于内窥镜设有光源装置。进而，例如在内窥镜内部配设有光纤等光导。而且该光导的基端部与光源装置连接，将来自光源装置的照明光通过光导而引导至内窥镜插入部的前端部，由光导的前端部向内窥镜的外部进行照射，从而对内窥镜的观察方向上的视野进行照明。
在这种内窥镜装置中，由于将来自光源装置的照明光引导到光导的前端部时的光路长度较长，因此来自光源装置的照明光会在被引导至光导的前端部的光路途中产生光量损耗，并且需要采取针对光源装置内产生的热的散热措施。
于是，最近鉴于这种情况，为了消除照明光的损耗，并减少光源装置内的散热措施，提出了很多有关在内窥镜插入部的前端部组装例如LED(发光二级管)等照明单元的内窥镜装置的方案。
例如在日本特开平11-225952号公报中公开了与一种内窥镜装置有关的技术，该内窥镜装置具有设置于内窥镜插入部的前端部的观察窗附近的九个LED和调节这九个LED的光量的自动调光电路，通过该自动调光电路，根据将监视器画面分割为与九个LED数量相同的各分割画面的亮度信号来分别检测亮度，基于这些检测结果来控制LED驱动电路，以分别对九个LED的光量进行调整。
另外，例如在日本特开2005-288191号公报中公开了如下有关胶囊型的活体内摄像器的技术，该胶囊型活体内摄像器是在内窥镜插入部的前端部的观察窗周围配设了多个LED等光源和光检测装置，根据由该光检测装置所检测到的光量来控制多个光源的光量和照射时间等。
但是，如上所述，在前端部组装有LED等照明单元的内窥镜装置中，如果欲对从LED照射来的照明光的光量进行调节，则需要同时转换提供给所有LED的电源电压值，对多个LED整体进行光量调节。因此，由于只能同时调节内窥镜的观察视野整体的照明光的光量，因而在为内窥镜的观察视野整体中的一部分存在局部明暗的内窥镜观察像的情况下，有时无法进行适当的调光。
另外，在日本特开平11-225952号公报所公开的内窥镜装置中，由于九个LED配置在前端面的摄像单元的一个方向侧，因而光量在被摄体上的平衡较差，另外，被分割为与九个LED数量相同的监视器画面的每个分割画面也未必与摄像单元所拍摄的被摄体区域的位置关系一致。因此其结果是，在为内窥镜的观察视野整体中的一部分存在局部明暗的内窥镜观察像的情况下，有时无法与上述同样地进行适当的调光。
另外，在日本特开2005-288191号公报所公开的活体内摄像器中，构成为光检测装置配置于观察窗附近的周围，然而与上述同样，该光检测装置对被摄体上的光量的检测位置未必与摄像单元所拍摄的被摄体区域的位置关系有关，致使无法解决上述现象。另外，对于在根据光检测装置所检测到的光量控制了多个光源的光量之后进行调光控制，以使手术人员易于观察监视器画面整体的亮度的调光方法以及装置，没有进行任何描述，而对多个光源的光量进行了控制之后进行调光控制，以使手术人员易于观察监视器画面整体的亮度的技术也正是被期望的。
发明内容
于是，鉴于上述情况，本发明的目的在于提供如下内窥镜装置：即使是在内窥镜的观察视野整体中的一部分上具有局部明暗的内窥镜观察像的情况，也对每个照明单元进行合适的调光，并且调光成易于观察监视器画面整体的亮度。
本发明的内窥镜装置的特征在于，具有：对上述摄像单元的摄像视野范围进行照明的多个照明单元；以及调光控制部，其根据由上述摄像单元获得的影像信号分别检测上述多个各照明单元的照明区域上的亮度，基于该检测结果对每个上述各照明单元进行调光，上述多个照明单元相对于上述摄像单元设置在通过上述调光控制部检测上述多个各照明单元的照明区域上的亮度时与上述各照明单元的照明区域对应的位置上。
附图说明
图1是表示本发明实施例1所涉及的内窥镜装置的系统整体的概要构成的构成图。
图2是表示图1的内窥镜插入部的前端部的概要构成的构成图。
图3是表示图2的前端部的前端面上的观察窗和多个LED的配置构成的立体图。
图4是表示图3的摄像单元以及与多个LED的配置位置对应的监视器画面的分割区域的构成图。
图5是表示图1的调光电路的具体构成的框图。
图6是表示图5的区域调光部的具体构成的框图。
图7是表示图5的画面亮度控制部的具体构成的框图。
图8是表示图1所示的内窥镜装置整体的电路构成的构成图。
图9A用于说明实施例1的作用，是说明各种调光信号的说明图。
图9B与图9A一并说明实施例1的作用，是说明对各种调光信号进行的处理内容的说明图。
图10是表示现有的调光状态的说明图。
图11是表示通过图10所示的调光而显示的监视器画面的显示例的图。
图12是表示实施例1中的调光状态的说明图。
图13是表示通过图11所示的调光而显示的监视器画面的显示例的图。
图14是表示本发明实施例2所涉及的内窥镜装置整体的电路构成的构成图。
图15是表示在图1的内窥镜2的连接部A上使用的连接机构的构成的立体分解图。
图16是固定后的连接机构的剖面图。
图17是用于说明内窥镜的插入部基端部与靠前侧端部之间的连接部B上的连接机构的构成的立体图。
图18是将内窥镜构成为自行旋转式内窥镜，且在前端部的前方设置了引导部的插入部前端部的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1至图13涉及本发明实施例1。图1是表示实施例1所涉及的内窥镜装置的系统整体的概要构成的构成图。图2是表示图1的内窥镜插入部的前端部的概要构成的构成图。图3是表示图2的前端部的前端面上的观察窗和多个LED的配置构成的立体图。图4是表示图3的摄像单元以及与多个LED的配置位置对应的监视器画面的分割区域的构成图。图5是表示图1的调光电路的具体构成的框图。图6是表示图5的区域调光部的具体构成的框图。图7是表示图5的画面亮度控制部的具体构成的框图。图8是表示图1所示的内窥镜装置整体电路构成的构成图。
另外，图9A至图13用于说明实施例1的作用。图9A是用于说明各种调光信号的说明图。图9B是说明对各种调光信号进行的处理内容的说明图。图10是表示现有的调光状态的说明图。图11是表示通过图10所示的调光而显示的监视器画面的显示例的图。图12是表示实施例1中的调光状态的说明图。图13是表示通过图11所示的调光而显示的监视器画面的显示例的图。
如图1所示，实施例1的内窥镜装置1具有内窥镜2、作为图像处理器的CCU(相机控制单元)3。
内窥镜2设有插入到体腔内的插入部4以及与该插入部4的基端部连接的靠前侧端部6。另外，在插入部4的前端部5上设有具备照明装置11和摄像装置12的摄像单元7。并且，靠前侧端部6或CCU 3构成为操作部。
下面说明摄像单元7和前端部5的构成。
如图2所示，摄像单元7具有：作为产生照明光的照明装置11的多个、例如四个LED(白色LED、半导体发光元件)11a～11d；作为观察用的摄像装置12的CCD(固体摄像元件)12；以及用于驱动该CCD 12的CCD驱动器13。并且，CCD驱动器13也可以构成为设置于后述的CCU 3内。
四个LED 11a～11d分别通过连接线7a与图1所示的LED驱动电路10电连接。另外，CCD 12的前表面上配设有未图示的物镜光学系统，观察窗14配设在前端部5的前端面5A上以覆盖该物镜光学系统(参见图3)。进而，CCD驱动器13通过连接线7b电连接到图1所示的影像信号处理电路8上。
在本实施例中，如图3所示，四个LED 11a～11d配置在CCD 12的前表面上所配设的观察窗14的周围，例如配置在与以观察窗14为中心的前端面5A内所形成的长方形的四角相对应的四个地方。这种情况下，四个LED 11a～11d与CCD 12之间的位置关系与分别检测后述的四个照明区域的亮度的亮度检测区域对应。
也就是说，将通过CCD 12拍摄的观察像、即图4所示的监视器15的画面16分割为与四个LED 11a～11d数量上等同的四个画面，以对应于所分割的各画面16a～16d的方式，使用影像信号，根据经过了伪装处理后的各画面16a～16d的亮度信号检测出亮度。因此，各画面16a～16d成为与四个LED 11a～11d对应的亮度检测区域。
这种情况下，例如图3和图4所示，第一个LED 11a(前端面5A的左上方)的照明区域与监视器画面16的第一画面16a(监视器画面16的右上方)对应；第二个LED 11b(前端面5A的左下方)的照明区域与监视器画面16的第二画面16b(监视器画面16的右下方)对应。另外，第三个LED 11c(前端面5A的右下方)的照明区域与监视器画面16的第三画面16c(监视器画面16的左下方)对应；第四个LED 11d(前端面5A的右上方)的照明区域与监视器画面16的第四画面16d(监视器画面16的左上方)对应。
并且，本实施例中设置四个LED 11a～11d作为照明装置11，然而并不限定于此，也可以构成为设置四个以上LED 11。其中，所设置的四个以上的LED 11与CCD 12之间的配置关系与上述相同，对应于与四个以上的多个LED数量等同设置的各照明区域(检测区域)的各画面16a～16n。
另外，如图1所示，内窥镜2的靠前侧端部6以可以拆装的方式连接在CCU 3的指示器连接部上。
该CCU 3具有：影像信号处理电路8，其通过连接线7b分别与摄像单元7内的CCD驱动器13以及CCD 12的输出侧电连接；作为调光控制部的调光电路9，其提供有来自该影像信号处理电路8的影像信号，基于该影像信号设定照明装置11的光量值；以及LED驱动电路10，其与摄像单元7内的各LED 11a～11d电连接，基于来自调光电路9的调光信号驱动各LED 11a～11d。
并且，连接线7b是通过未图示的输入侧连接线与输出侧连接线构成的，其中该输入侧连接线用于将来自影像信号处理电路8的驱动信号提供给CCD驱动器13，该输出侧连接线用于将来自CCD 12的输出信号输出到影像信号处理电路8。
影像信号处理电路8上通过输出端子3a电连接于图4所示的监视器15。而且在使用内窥镜2的时候，通过CCD驱动器13使CCD 12驱动。此时，内窥镜2的观察像在被CCD 12转换为电信号的状态下被输出。进而，来自该CCD 12的输出信号被输入到影像信号处理电路8中转换为影像信号，之后，来自该影像信号处理电路8的影像信号输出通过输出端子3a被输入到监视器15，在监视器15的画面16上显示内窥镜2的观察像。
另外，调光电路9上分别电连接有影像信号处理电路8和LED驱动电路10。而且，来自影像信号处理电路8的影像信号输出的一部分被输入到调光电路9中，通过调光电路9，根据该来自影像信号处理电路8的输出影像信号设定照明装置11的光量值，将基于该设定的光量值的各种调光信号输出到LED驱动电路10。
虽然没有图示，然而在LED驱动电路10中具有对提供给照明装置11的四个LED 11a～11d的亮灯时间进行控制的额定电流脉冲宽度调制电路，并内置有分别单独地对LED 11a～11d的光量进行调节的个别光量调节单元。因此，LED驱动电路10基于所提供的各种调光信号，使用额定电流脉冲宽度调制单元和个别光量调节单元，分别单独地调节四个LED 11a～11d的光量。
接着参照图5至图8说明图1所示的CCU 3内的调光电路9的具体构成。
如图5所示，构成调光控制部的调光电路9具有：区域调光部17，其通过输入端子3a被输入有来自影像信号处理电路8的影像信号；以及全画面亮度控制部18，其被提供有通过该区域调光部17生成的各种调光信号。
区域调光部17将基于所输入的影像信号的观察图像、即图4所示的监视器15的画面16分割为与四个LED 11a～11d数量等同的四个画面的照射区域，使用输入影像信号，从与该所分割的各画面16a～16d的各照射区域对应的画面16a～16d的亮度信号中检测亮度。然后区域调光部17基于上述检测结果校正各光量，生成区域一用调光信号～区域四用调光信号，提供给全画面亮度控制部18。
具体而言，如图6所示，区域调光部17设有：通过输入端子17a提供影像信号，与各LED 11a～11d对应的区域一掩模部19a～区域四掩模部19d；以及被提供有这些区域一掩模部19a～区域四掩模部19d的输出信号的第一调光电路部20a～第四调光电路部20d。
区域一掩模部19a～区域四掩模部19d使用输入影像信号，从与各LED 11a～11d的照射区域对应的各画面16a～16d的亮度信号中检测亮度，将检测结果分别提供给后一级的第一调光电路部20a～第四调光电路部20d。
这种情况下，区域一掩模部19a使用输入影像信号，从与图4所示的画面16a的LED 11a的照射区域对应的亮度信号中检测亮度。区域二掩模部19b使用输入影像信号，从与图4所示的画面16b的LED 11b的照射区域对应的亮度信号中检测亮度。另外，区域三掩模部19c使用输入影像信号，从与图4所示的画面16c的LED 11c的照射区域对应的亮度信号中检测亮度。区域四掩模部19d使用输入影像信号，从与图4所示的画面16d的LED 11d的照射区域对应的亮度信号中检测亮度。
第一调光电路部20a～第四调光电路部20d将所提供的各检测结果与预先设定的基准值(作为阈值且可以自由变更)分别进行比较，将它们校正为适当的光量，从而生成与各LED 11a～11d对应的区域一用调光信号～区域四用调光信号。此后，第一调光电路部20a～第四调光电路部20d通过各输出端子21a～21d，将上述区域一用调光信号～区域四用调光信号分别提供到图5所示的全画面亮度控制部18。
由此，通过图5所示的区域调光部17分别检测各LED 11a～11d的各照射区域上的亮度，进而将各检测结果与基准值进行比较，可以获得校正为适当光量的区域一用调光信号～区域四用调光信号，
因而，如果基于该获得的区域一用调光信号～区域四用调光信号驱动各LED 11a～11d，则即使是内窥镜2的观察视野整体中的一部分上存在局部明暗的内窥镜观察像，也能进行适当的调光。
然而，即便按照这样对各LED 11a～11d分别进行了最佳的调光，也优选监视器15的画面16整体亮度成为易于观察的亮度。
于是，本实施例中，如上所述对各LED 11a～11d分别进行了最佳的调光的情况下，通过图7和图8所示的全画面亮度控制部18，可以将监视器15的画面16整体亮度控制为易于观察的亮度，例如较暗时则控制得较亮，或者较亮时控制得较暗。
也就是说，通过构成上述调光控制部的全画面亮度控制部18，可以基于在对多个各LED 11a～11d调光后取得的影像信号，将观察图像的画面16整体亮度调光控制为恒定值。
具体而言，如图7所示，全画面亮度控制部18具有：被提供有来自图6所示的区域调光部17的各区域一用调光信号～区域四用调光信号的输入端子22a～22d；分别加上了来自这些输入端22a～22d的各区域一用调光信号～区域四用调光信号的加法器23；输入来自该加法器23的输出信号再施加系数运算处理并输出系数的系数运算部24；用于对来自上述输入端子22a～22d的各区域一用调光信号～区域四用调光信号乘以来自系数运算部24的系数，从而放大各个信号电平的乘法器25a～25d；以及用于将来自这些乘法器25a～25d的输出信号分别输出到后一级的LED驱动电路10的输出端子26a～26d。
另外，图8表示全画面亮度控制部18的具体构成例。
如图8所示，全画面亮度控制部18具有：作为上述加法器23的第一加法器23a～第三加法器23c；作为上述系数运算部24的比较器24A；生成例如基准时间等基准值并向上述比较器24A的一个输入侧输出的基准值生成部25；以及基于来自上述比较器24A的比较结果对信号电平进行放大的上述乘法器25a～25d。
向上述比较器24A的另一个输入端提供通过上述第一加法器23a～第三加法器23c相加后的相加结果。然后，比较器24A将该相加结果与例如基准时间等基准值进行比较，比较结果例如为相加结果是基准时间的2倍，则以1/2这个比较结果作为系数提供给上述乘法器25a～25d。
并且，在图8所示的构成例之中，作为来自上述各乘法器25a～25d的输出信号的各区域一用调光信号～区域四用调光信号，被提供到与构成LED驱动电路10的各LED 11a～11d对应的LED1驱动电路10a～LED4驱动电路10d。
而且，各LED 1驱动电路10a～LED4驱动电路10d分别基于所提供的各区域一用调光信号～区域四用调光信号，可以获得校正为适当光量的区域一用调光信号～区域四用调光信号。因此，如果基于该获得的区域一用调光信号～区域四用调光信号驱动各LED 11a～11d，则即使对内窥镜2的观察视野整体中的一部分上存在局部明暗的内窥镜观察像，也能进行适当的调光。
并且，图8所示的LED 1调光掩模部20A构成为具有图6所示的区域一掩模部19a和第一调光电路部20a。另外，剩余的LED 2调光掩模部20B到LED 4调光掩模部20D也与LED 1调光掩模部20A同样地构成为分别具有与LED 11b～11d对应的图6所示的区域二掩模部19b～区域四掩模部19d和第二调光电路部20b～第四调光电路部20d。
此处，参照图9A和图9B说明全画面亮度控制部18的具体控制例。例如图9A中的A到D所示，提供给全画面亮度控制部18的区域一用调光信号～区域四用调光信号是由本实施例的调光电路9内的区域调光部17，使用输入影像信号并按照各LED 11a～11d的照明区域(图4中所示的各画面16a～16d)校正为适当的光量的区域一用调光信号～区域四用调光信号。
并且，通常在调光电路9进行的光量校正处理中，如图9A的A到D所示，在各种调光信号中，通过调整1帧中的脉冲宽度P1，能够调节对应的LED的光量。
这样，图9A中的A到D就表示出了通过区域调光部17校正为各自的脉冲宽度P1的区域一用调光信号～区域四用调光信号的一个例子。另外，图9所示的E表示通过上述加法器23(图8中的第一加法器23a～第三加法器23c)相加后的区域一用调光信号～区域四用调光信号的脉冲宽度P1的相乘时间tL，图9B所示的F表示作为系数运算部24内应用的基准值的基准时间(图8中是作为来自基准值生成部25的基准值的基准时间)tO。
而且，例如，系数运算部24检测所提供的各区域一用调光信号～区域四用调光信号的各脉冲宽度P1的相乘时间为图9B中的E所示的相乘时间tL。此后，系数运算部24获得相乘时间tL相比基准时间tO大约是其2倍这样的比较结果，将其作为上述相乘时间tL与基准时间tO的比较结果。因此，系数运算部24将1/2作为系数，将该系数提供给各乘法器25a～25d。
即，由于监视器15的画面16整体亮度为基准值的2倍，因而将1/2设定为系数，使用该作为系数的1/2，通过各乘法器25a～25d与各区域一用调光信号～区域四用调光信号相乘，从而可以将各信号电平分别减小为1/2倍。
由此，全画面亮度控制部18的输出信号的各脉冲宽度P1的相乘时间例如在图9B中G所示，成为与基准时间tO大致相同的相乘时间tO1。即，基于如此校正处理后的区域一用调光信号～区域四用调光信号，通过LED驱动电路10(LED1驱动电路10a～LED4驱动电路10d)来驱动各LED 11a～11d，从而可以将监视器15的画面16整体亮度减暗到最开始调光时的1/2左右。也就是说，通过将各LED 11a～11d的驱动控制为监视器15的画面16的亮度为大致与基准时间tO相同的亮度，从而监视器15的画面16整体亮度变得易于观察。
并且，可以自由设定上述系数运算部24的系数或者基准值生成部25中的基准值，也可以由用户从外部进行设定。
下面参照图10至图13来说明上述构成的作用。
使用本实施例的内窥镜装置1的时候，驱动CCU 3的LED驱动电路10和CCD驱动器13。而且，通过CCU 3的LED驱动电路10来驱动内窥镜2的LED 11a～11d，这些LED 11a～11d被点亮，照明光由插入部4的前端部5的摄像单元7向内窥镜2的观察视野方向照射。
另外，当CCU 3的CCD驱动器13对内窥镜2的CCD 12进行驱动时，内窥镜2的观察像在通过CCD 12转换为电信号的状态下被输出。而且，该来自CCD 12的输出信号被输入到影像信号处理电路8而转换为影像信号之后，来自该影像信号处理电路8的影像信号输出被输入到监视器15，在监视器15的画面16上显示内窥镜2的观察像。
此时，在内窥镜2的观察之中，例如图10所示那样，例如在插入部4的前端部5的观察视野方向内的前端面5A附近，作为障碍物配置有被检体30，该被检体30阻碍向配置于前端部5的前端面5A处的下部的LED11b、11c的前方进行照射。
在这种情况下，在现有的调光控制中，由于只能同时调节内窥镜2的观察视野整体的照明光的光量，因而会将配置在被检体30附近的前端面5A下部的LED 11b、11d调光为过于明亮的光量，同时会以相同的光量对其他前端面5A上部的LED 11a、11d进行调光。其结果是，如图11所示，显示在监视器15的画面16上的观察像成为被检体30过于明亮、并且成为其他体腔内的光量不足而变暗的观察像。
于是，在本实施例中，如上所述，通过图5所示的区域调光部17将基于所输入的影像信号的观察像、即图4所示的监视器15的画面16分割为与四个LED 11a～11d数量等同的四个画面的照射区域，使用输入影像信号，从与该所分割的各画面16a～16d的各照射区域对应的画面16a～16d的亮度信号中检测亮度，基于检测结果校正各光量，生成区域一用调光信号～区域四用调光信号，提供给全画面亮度控制部18。
具体而言，区域调光部17的区域一掩模部19a～区域四掩模部19d(参见图6)使用输入影像信号，从与各LED 11a～11d的照射区域对应的各画面16a～16d的亮度信号中检测亮度，将检测结果分别提供给后一级的第一调光电路部20a～第四调光电路部20d。然后，第一调光电路部20a～第四调光电路部20d分别对所提供的各检测结果与预先设定的基准值进行比较，校正为适当的光量，从而生成与各LED 11a～11d对应的区域一用调光信号～区域四用调光信号。此后，第一调光电路部20a～第四调光电路部20d通过各输出端子21a～21d分别将信号提供给图5所示的全画面亮度控制部18。
由此，通过图5所示的区域调光部17来分别检测各LED 11a～11d的各照射区域上的亮度，进而比较各检测结果与基准值，可以获得校正为适当的光量的区域一用调光信号～区域四用调光信号。
之后，在本实施例中通过图5、图7和图8所示的全画面亮度控制部18实施校正处理，使得监视器15的画面16整体亮度为易于观察的亮度。
这种情况下，在全画面亮度控制部18中，系数运算部24检测到例如加法器23提供的各区域一用调光信号～区域四用调光信号的各脉冲宽度P1的相乘时间为图9B中的E所示的相乘时间tL。此后系数运算部24获得相乘时间tL相比基准时间tO大约是其2倍这样的比较结果，将其作为上述相乘时间tL与基准时间tO的比较结果。因此，系数运算部24将1/2作为系数，将该系数提供给各乘法器25a～25d。
即，由于监视器15的画面16整体亮度为基准值的2倍，因而将1/2设定为系数，使用该作为系数的1/2通过各乘法器25a～25d与各区域一用～区域四用调光信号相乘，从而可以将各信号电平分别减小为1/2。
由此，全画面亮度控制部18的输出信号的各脉冲宽度P1的相乘时间例如在图9B中G所示，成为与基准时间tO大致相同的相乘时间tO1。即，基于如此校正处理后的区域一用调光信号～区域四用调光信号，通过LED驱动电路10(LED 1驱动电路10a～LED4驱动电路10d)来驱动各LED 11a～11d，从而可以将监视器15的画面16整体亮度减暗到最开始调光时的1/2左右。也就是说，通过将各LED 11a～11d的驱动控制为监视器15的画面16整体亮度为大致与基准时间tO相同的亮度，从而监视器15的画面16整体亮度变得易于观察。
例如，根据本实施例，如图12所示，用与图10所示的现有例相比较暗的光量对配置于被检体30附近的前端面5A下部的LED 11b、11d进行调光，同时用与现有例相比较亮的光量对其他前端面5A上部的LED11a、11d进行调光。然后通过全画面亮度控制部18进行校正处理，使得监视器15的画面16整体亮度为易于观察的亮度。
其结果是，如图13所示，显示于监视器15的画面16上的观察像为如下观察像：被检体30处于易于观察的亮度且易于识别，并且在其他体腔内，因光量变大而成为易于观察的亮度。
因此，根据实施例1，即使是内窥镜2的观察视野整体中的一部分上存在局部明暗的内窥镜观察像的情况下，也能对每个LED 11a～11d进行合适的调光，并且可以调光为监视器15的画面16整体为易于观察的亮度。
另外，由于可以通过调光电路9按照各LED的照射区域的亮度单独控制摄像单元7的各LED 11a～11d，因而可以始终使内窥镜2的观察像的各分割画面16a～16d为最佳光量。
并且，在实施例1中，也可以通过对提供给各LED 11a～11d电流进行控制从而对摄像单元7的各LED 11a～11d的光量进行光量调整。
(实施例2)
图14是表示本发明实施例2所涉及的内窥镜装置整体的电路构成的构成图。
如图14所示，实施例2的内窥镜装置1构成为，在全画面亮度控制部18内设置全画面调光部26来代替实施例1中使用的基准值生成部25。
该全画面调光部26基于输入影像信号生成使图4所示的监视器15的画面16整体亮度均匀的系数，输出到构成系数运算部24的比较器24A的一个输入端。即，全画面调光部26生成使包括图4所示的画面16的分割画面16a～16d在内的全画面整体亮度始终均匀的系数进行输出。
并且，也可以使该全画面调光部26与设置在CCU 3或者靠前侧端部6上的没有图示的操作部电连接，通过对该操作部进行操作来按照多个调光模式自动地对由上述全画面调光部26生成的系数进行变更和设定。这种情况下，只要在全画面调光部26内设置存储部即可，其中该存储部存储有预先按照调光模式而设定的系数。
因此，在这种构成下的全画面亮度控制部18中，来自全画面亮度调光部26的系数与实施例1相同地被提供到作为系数运算部24的比较器24A的一个输入端。然后比较器24A例如比较所提供的各区域一用调光信号～区域四用调光信号的各脉冲宽度P1的相乘时间与作为系数的基准时间，并且与实施例1相同地，当相乘时间tL大约为基准时间tO的2倍时，将作为系数的1/2提供给各乘法器25a～25d。
由此，与实施例1同样地，使用该作为系数的1/2，通过各乘法器25a～25d与各区域一用调光信号～区域四用调光信号相乘，从而可以将各信号电平分别减小到1/2倍。而且，基于如上进行了校正处理的区域一用调光信号～区域四用调光信号，通过LED驱动电路10(LED1驱动电路10a～LED 4驱动电路10d)来驱动各LED 11a～LED11d。即，将各LED 11a～LED 11d的驱动控制为使得监视器15的画面16亮度大致成为基于预先设定的系数下的亮度，从而监视器15的画面16的整体亮度变得易于观察。
因此，根据实施例2可以获得与实施例1相同的效果。
然而，针对本发明的内窥镜装置1，考虑到将内窥镜2的插入部4作为一次性用具构成的情况，研讨了可以降低制造成本的技术。下面参照图15至图17来说明在这样的本发明所涉及的内窥镜装置1上所应用的技术。
图15和图16用于说明内窥镜前端部的摄像单元与连接线之间的连接部A上的构成。图15是表示用于连接部A上的连接机构的构成的立体分解图。图16是固定后的连接机构的剖面图。
通常，从小型化和设计自由度的方面考虑，大多使用挠性基板对内窥镜2前端部5内的摄像单元7进行电连接。
于是，在本发明涉及的内窥镜装置1中，使用图15所示的构成连接机构的上盖32和电缆基座33，将从摄像单元7延伸出来的挠性基板31与配置在插入部4内的电缆即连接线7a(7b)进行电气固定。
如图15所示，上盖32具有收容槽32A，该收容槽32A用于在内周侧分别收容连接线7a(7b)，并且与电缆基座33嵌合。另外，如图16所示，在该收容槽32A的基端侧上设有贯穿刃34，该贯穿刃34向电缆基座33方向突出，并且通过导电性部件形成为前端部锐利的形状。
并且，也可以使用导电性部件将上盖32和贯穿刃34构成为一体，或者仅使贯穿刃34用导电性部件构成。
而且，电缆基座33构成为具有：用于承载并保持上述连接线7a的第一支撑部33a；以及用于承载并保持来自摄像单元7的挠性基板31的第二支撑部33b。
在将来自摄像单元7的挠性基板31和连接线7a(7b)电连接进行固定的情况下，作业人员首先将挠性基板31承载在电缆基座33的第二支撑部33b上，之后将连接线7a(7b)承载在电缆基座33的第一支撑部33a上。此时，如图16所示，连接线7a(7b)的前端部配置为与挠性基板31的前端部重叠。
之后，作业人员从该状态下的电缆基座33的上面盖上上盖32。此时，电缆基座33可靠地收容在上盖32的收容槽32A中，进而从该上盖32的上方用力推压，使上盖32嵌合于电缆基座33中。
于是，如图16所示，上盖32的贯穿刃34在贯穿了连接线7a(7b)的状态下与配置在下侧的挠性基板31抵接或者扎穿挠性基板31。即，通过由导电性部件形成的贯穿刃34将连接线7a(7b)和挠性基板31电连接起来，并同时保持该状态。进而，通过上盖31与电缆基座33的嵌合可以进一步加强该固定状态。
因此，通过设置这种连接机构，能够容易且可靠地进行来自前端部5内的摄像单元7的挠性基板31与连接线7a(7b)之间的电连接，还可以在保持该电连接状态的同时进行牢固的固定。
由此，可以获得极大地有助于降低制造成本的效果。进而，由于可以将上述连接机构构成得较小，因而能够在节约空间的状态下配置于前端部5内，由此还可以极大有利于前端部5的小型化和插入部4的直径变细。
另外，图17是用于说明内窥镜插入部基端部与靠前侧端部之间的连接部B的连接机构的构成的立体图。
在将内窥镜2的插入部4构成为一次性用具的情况下，需要以可自由拆装的方式构成在作为操作部的靠前侧端部6上。
于是，如图16所示，在本发明的内窥镜装置1中，使用构成连接机构的电缆基端部40和电缆支撑部6A将来自插入部4的基端侧的连接线7a、7b和配置在靠前侧端部6侧的未图示的连接线电连接并固定起来。
具体而言，如图16所示，在插入部4的基端侧设有作为构成连接机构的连接器的电缆基端部40。在该电缆基端部40上，例如，使用树脂等材料将在插入部4内插穿的包含连接线7a、7b在内的连接电缆41形成为例如圆柱形状。
这种情况下，不特别限定电缆基端部40内的连接电缆41的定位方法。例如也可以使电缆基端部40预先形成供连接电缆41插穿的插穿孔，之后再熔敷树脂，由此进行连接电缆41的定位。
进而，在电缆基端部40的基端面40A处露出的多个连接电缆41部分分别设有多个金属端子。
另一方面，设置在靠前侧端部6上的作为连接器支撑部的电缆支撑部6A形成为与上述电缆基端部40的形状对应的形状。也就是说，电缆支撑部6A形成圆柱形状的收容槽，该收容槽凹陷成供电缆基端部40嵌入。
而且，在该电缆支撑部6A内的抵接面6B上设有多个电端子42，该多个电端子42用于与上述电缆基端部40的基端面40A的电端子接触而进行电连接。
并且，为了可靠地进行电缆基端部40的各电端子与电缆支撑部6A的各电端子的定位，也可以例如在电缆基端部40的基端面40A的外周一部分上设置突起部，在电缆支撑部6A的内周一部分上设置与上述突起部卡合的卡合槽来进行各种电端子的定位。当然也可以应用除此之外的方法。
当将插入部4的电缆基端部40与靠前侧端部6的电缆支撑部6A电连接起来进行固定的情况下，如果设置了上述那样的突起部等定位单元(未图示)，则作业人员首先将电缆基端部40嵌入到电缆支撑部6A中，使得该突起部与卡合槽卡合。
这种情况下，作业人员进行按压，使得电缆基端部40的基端面40A与电缆支撑部6A的抵接面6B抵接。
因此，通过使电缆基端部40的基端面40A与电缆支撑部6A的抵接面6B抵接，从而电缆基端部40的各电端子与电缆支撑部6A的各电端子接触而电导通，同时电缆基端部40可靠地嵌入在电缆支撑部6A的收容槽中，因而可以在保持该电导通状态的同时进行牢固的固定。
因此，在通过设置这种连接机构而将插入部4构成为一次性用具的情况下，虽然需要以可自由拆装的方式将插入部4设置在靠前侧端部6上，然而也可以在不使用昂贵的连接器等部件的情况下，用简单的结构且容易地进行插入部4与靠前侧端部6之间的电连接。由此，可获得极大有利于降低制造成本的效果。
此外，本发明所涉及的内窥镜装置1还采取了用于实现插入性提高和观察性能提高的方式。
参照图18说明应用于这样的本发明所涉及的内窥镜装置1中的技术。
图18是将内窥镜构成为自行旋转式内窥镜，并在前端部的前方设置引导部的插入部前端部的剖面图。
在现有的内窥镜装置中，为了使内窥镜插入部顺畅地到达体腔内的目的部位，需要熟练的操作。另外，一般进行的插入部的插入方法是利用由送气引起的管道扩大和使大肠呈直线来进行的，而送气或有意识改变肠道形状都可能为患者带来痛苦。
于是本发明的内窥镜装置进行了如下改进，其能自动插入内窥镜的插入部，不依赖现有的插入操作，而通过设置在内窥镜前端部的引导部的弹力，在不较大地改变肠道形状的情况下顺畅地将插入部插入。
具体而言，内窥镜2A构成为例如自行旋转式内窥镜。即，如图18所示，内窥镜2A的插入部4A构成为一次性用具，具有未图示的插入部主体和旋转筒体4A。
并且，虽然没有图示出来，然而插入部主体内配设有内层管、连接线7a、7b、送气、送水管道和构成处理工具管道等的各种管等。
旋转筒体4A例如构成为可以绕各自的轴(例如图18中的箭头C方向)转动，这里没有图示出来，但旋转筒体4A是将剖面形状加工成凹凸状且具有活体适应性的金属板部件卷折为螺旋状而成的，是具有挠性的筒体。该旋转筒体4A大致没有间隙地卡合上述凹凸，在其外周面上形成有作为螺旋状凸部(或者是螺旋状凹部，再或者是沿着螺旋连续地突出设置的凸部等)的螺旋形状部(未图示)。
而且，在该旋转筒体4A转动时，则外周面的螺旋形状部(未图示)会与被检体的体腔内壁接触而产生推力，旋转筒体4A本身将要向插入方向行进。
此时，包含前端部5在内的插入部4整体被赋予朝体腔内的深处前进的推进力。并且，旋转筒体4A例如通过配设于靠前侧端部6内的电动机(未图示)来施加旋转驱动力。
在这种自行旋转式内窥镜2A中，前端部5的前端面5A的送气、送水开口部(未图示)上设有作为插入辅助器具的引导部52。该引导部52是通过设置于前端面5A的送气管道开口部(未图示)上的第一连接部54、基座部件53和第二连接部52b进行安装的。
并且，引导部52设置成由上述第一连接部54封闭送气管道开口部(未图示)，然而不限于此，例如也可以形成为具有覆盖前端部5整体这样的前端部52a的罩形状。
另外，引导部52的前端部52a的形状形成为不伤害肠壁的圆弧形状或者圆锥形状。另外，为了不影响观察窗14的视野角θ，还可以将引导部52整体的形状构成为从基端侧向前端部52a逐渐变细的圆锥形状。并且，引导部52和前端部52a的形状不限于此，只要是不伤害肠壁的形状或是不影响观察窗14的视野角θ的形状，就可以为任意形状。
第二连接部52d是使用弹性部件构成的。因此，当插入部4插入体腔内的时候，与该第二连接部52d连接的引导部52通过第二连接部52d的弹性作用而向上下左右弯曲，同时可在不伤肠壁的情况下展开肠壁。
另外，第一连接部54例如在使前端部5到达了盲肠等目的部位的情况下，通过向设置于前端部5、插入部4内的送气管道(处理工具管道)51送入的空压，可以容易地从前端部5分离。即，当对目的部位的观察或治疗处理结束的情况下，使用上述第一连接部54分离引导部52。
并且，通过上述第一连接部对引导部52进行的分离中，也可以将处理工具在送气管道(处理工具管道)51中插穿，通过该插穿的处理工具来进行分离。
其他构成与实施例1和实施例2相同。另外，在前端部5内的CCD 12的前侧设有构成物镜光学系统的透镜12A，在该透镜12A的前侧与实施例1同样地设有观察窗14(参见图3)。
并且，内窥镜2A的透镜12A和观察窗14的视野范围为图18所示的视野角θ，然而，能够在即使设置引导部52也不会影响观察的视野角θ下进行观察和处理。
下面说明这种内窥镜2A的作用。并且，在下面的说明中，以大肠内窥镜检查为例进行说明。
这里使用内窥镜装置1例如进行大肠检查。此时，手术人员例如从躺在床上的患者肛门处插入未图示的插入辅助器具。然后，手术人员通过插入辅助器具将图18所示的插入部4从肛门插入直肠内，在该状态下握住靠前侧端部6的把持部，同时通过对未图示的脚踏开关进行脚动操作或者对设置在靠前侧端部6或CCU 3上的未图示的进退开关进行手动操作，从而使插入部4的旋转筒体(螺旋形状部)4A绕轴长度方向旋转。
于是，在旋转筒体4A上从基端部分向前端侧传递旋转力，旋转筒体4A整体绕图18的箭头C所示的轴朝向预定方向旋转，获得推进力。插入部4通过该旋转筒体4A的推进力向大肠内的深处前进。
手术人员并不是握住插入部4将其推进，而是轻轻握住未图示的插入辅助器具，仅凭旋转筒体4A的推进力使插入部4向大肠内的深处前进。
此时，旋转筒体4A的未图示的螺旋形状部与肠壁的褶皱之间的接触状态成为内外螺纹间的关系。螺旋形状部通过由于其与肠壁的褶皱之间的接触而产生的推进力等而顺利前进，其结果是插入部4A从直肠向S字形状的结肠前进。
此后，通过插入部4中未图示的弯曲部的弯曲操作等，插入部4顺利地通过S字形状的结肠，然后沿着S字形状的结肠与可动性较差的下行结肠之间的界线即弯曲部、下行结肠与可动性较好的横行结肠的界线即脾弯曲、以及横行结肠与上行结肠的界线即肝弯曲的壁顺利前进，在不改变大肠的行进状态的情况下，到达例如作为目的部位的盲肠附近。
这种情况下，与第二连接部52d连接的引导部52通过第二连接部52d的弹性作用向上下左右弯曲，同时在不伤肠壁的情况下使肠壁展开，既可以充分确保视野范围，又可以使插入部4的前端部5顺畅地前进。
然后，当插入部4的前端部5到达盲肠附近的情况下，手术人员向设置在前端部5、插入部4内的送气管道(处理工具管道)51送气，通过该空压使第一连接部54离开送气管道开口部(未图示)，从而分离包含基座部件53的引导部52。
由此，可以确保未图示的前端部5的前端面5A上的送气管道开口部来进行送气等，并且可以确保足够的视野角θ，因此能获得良好的大肠观察像。
之后，手术人员与插入时相反地反转旋转筒体4A，一边使插入部4向从大肠深处、盲肠附近拔出前端部5的方向后退一边进行大肠检查。在该情况下，也可以不用手接触插入部4，通过旋转筒体4A的后退力使插入部4后退。
因此，采用这种构成的内窥镜2A，可以自动插入内窥镜2A的插入部4，可以不依赖于现有的插入操作，而是通过设置于内窥镜2A的前端部5的引导部52的弹性力，能够在不会较大地改变肠道的情况下顺畅地使插入部4插入。另外，在从前端部5分离引导部52来拔出插入部4的情况下，由于可以确保足够的视野角θ，因此能够在不损害观察性能的情况下进行观察。
上述实施例所述的发明不限于该实施例，此外，可在实施阶段中不脱离该主旨的范围内进行各种变形。进而上述实施例包含各种阶段的发明，通过适当组合所公开的多个构成要件，可提取出各种发明。
例如，即便从实施例所示的所有构成要件中删除几个构成要件，但是在能够解决在发明要解决的问题部分所述的问题，获得在发明效果中所述的效果的情况下，则删除了该构成要件后的构成也可以作为发明提取出。
本申请是以2006年8月24日在日本提交申请的日本特愿2006-228197号作为优先权要求的基础而提交的，在本申请说明书、权利要求书和附图中援引了上述所公开的内容。

Claims (16)

1.一种内窥镜装置，其特征在于，该内窥镜装置具有：
摄像单元；
对上述摄像单元的摄像视野范围进行照明的多个照明单元；以及
调光控制部，其根据由上述摄像单元获得的影像信号分别检测上述多个各照明单元的照明区域上的亮度，基于该检测结果对每个上述各照明单元进行调光，
上述多个照明单元相对于上述摄像单元设置在通过上述调光控制部检测上述多个各照明单元的照明区域上的亮度时与上述各照明单元的照明区域对应的位置上。
2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于：上述多个照明单元设置成以上述摄像单元为中心配置在上述摄像单元的周围。
3.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于：上述调光控制部进行调光控制，使得基于对上述多个照明单元进行调光后获得的上述影像信号的观察图像的画面整体亮度为恒定值。
4.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于：上述调光控制部进行调光控制，使得基于对上述多个照明单元进行调光后获得的上述影像信号的观察图像的画面整体亮度为恒定值。
5.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元是固体摄像元件，上述照明单元是LED。
6.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元是固体摄像元件，上述照明单元是LED。
7.根据权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元是固体摄像元件，上述照明单元是LED。
8.根据权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元是固体摄像元件，上述照明单元是LED。
9.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
10.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上，
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
11.根据权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
12.根据权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
13.根据权利要求5所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
14.根据权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
15.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
16.根据权利要求8所述的内窥镜装置，其特征在于：上述摄像单元设置在内窥镜插入部的前端部上；
上述多个照明单元在上述前端部的前端面上以上述摄像单元为中心，分别配置在上述摄像单元的周围。
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