JP2001224015A - 内視鏡装置及び光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な操作によりカラー撮像に必要な光スペ
クトル分布による照明にて所望のカラーバランスの内視
鏡像を得る。 【解決手段】 光源装置３は、集光レンズ２５の出射光
を検出するセンサ ４１と、センサ ４１が検出した出射
光の色成分を検出する色検出回路４２と、予め所望の色
設定が可能な色設定回路４３と、予め設定された色と検
出した色成分とを比較する色比較回路４４と、色比較回
路４４の比較結果に基づいてＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１
６ｂを制御するための駆動パターンを発生する駆動パタ
ーン発生回路４５と、ＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂを
駆動パターンに基づいて駆動する液晶駆動回路４６と、
駆動パターン発生回路４５における駆動パターンの発生
のタイミングを制御するタイミング同期回路４７とを備
えて面順次出力光制御部を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内視鏡装置及び光源
装置、更に詳しくは撮像手段により内視鏡像を撮像する
際の照明光の供給制御部分に特徴のある内視鏡装置及び
光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像素子であるＣＣＤにより
観察部位を撮像し観察する内視鏡装置が広く用いられる
ようになってきた。この種の内視鏡装置では、ＣＣＤを
挿入部先端に配置した電子内視鏡あるいは接眼部にＣＣ
Ｄを内蔵したＴＶカメラヘッドを着脱自在に取り付けた
硬性鏡等が用いられ、光源装置からの照明光を観察部位
に照射してＣＣＤにより撮像する。

【０００３】また、上記の観察部位をカラー撮像する方
式として、照明光をＲＧＢに時分割して観察部位に順次
照射する面順次式カラー撮像方式と、ＣＣＤの撮像面に
単板カラーフィルタを配置し観察部位に白色の照明光を
照射する同時式カラー撮像方式とがある。

【０００４】面順次式カラー撮像方式は、例えば特開昭
６０−７６７１７号公報のように、ＲＧＢ回転フィルタ
を用いて一定速度で回転させ、照明光をこの回転フィル
タを透過させることにより面順次光を得、ＣＣＤをこの
面順次光に同期させて駆動することでカラー撮像を行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面順次
カラー撮像方式の場合には、ＲＧＢ回転フィルタの各色
フィルタを光束が通過する時間によって各色の出射時間
が決まってしまうために、カラーバランスを変更しよう
としても変更することができないといった問題がある。

【０００６】一方、同時式カラー撮像方式では、光源装
置による出射光のカラーバランスをとる課題に対して、
ＣＣＤの撮像信号を信号処理する映像信号処理回路のカ
ラーマトリックスの定数をランプ毎に用意する方法が、
例えば特開平６−９０９００号公報に提案されている
が、光源装置に併せて映像信号処理回路の設定を変更し
なければならず、操作が煩雑化するといった問題があ
る。

【０００７】また、例えば特開平４−２９７２２５号公
報及び特開平１１−１０１９４４号公報では、光源から
照射される光を各波長成分毎に空間的に分散させ、空間
フィルタによって各波長毎に透過率を制御し、空間フィ
ルタを透過した光を混合する方式により任意のスペクト
ル分布を得るようにした例が提案されている。

【０００８】しかし、この方式では各波長成分毎に空間
に分散したスペクトルと空間フィルタの関係が不明確と
なる、つまり空間に分散されたスペクトルと空間フィル
タの透過させる窓とが一致しないため、窓の透過率を変
化させても所望の光スペクトルを得ることが難しい。

【０００９】実際には、光スペクトルは連続的な分布と
なるが、空間フィルタとして液晶パネルを使用した際に
は液晶の各セルまたは縦方向に並んだセルは不連続とな
り、関係が一致するものではない。従って、各波長成分
に確実に分光し、各波長領域における分光強度を確実に
制御して、所望のスペクトル分布を得る必要があった。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な操作によりカラー撮像に必要な光スペク
トル分布による照明にて所望のカラーバランスの内視鏡
像を得ることのできる内視鏡装置及び光源装置を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の内視鏡装
置は、被写体を撮像する撮像素子と、前記被写体に照明
光を供給する光源ランプとを有する内視鏡装置におい
て、内視鏡先端に前記照明光を導光するライトガイド
と、前記照明光を複数の色成分に分離し色成分毎に光軸
を複数分割する光分割手段と、複数に分割された前記色
成分の光を前記ライトガイドの端部に集光させる光学系
と、複数に分割された前記色成分の光の光路に各々設け
られ独立して各前記色成分の光を制限する複数の光変調
デバイスとを備えて構成される。

【００１２】本発明の第２の内視鏡装置は、被写体を撮
像する撮像素子と、前記被写体に照明光を供給する光源
ランプとを有する内視鏡装置において、内視鏡先端に前
記照明光を導光するライトガイドと、前記照明光を複数
の色成分に分離し、色成分毎に複数の光束を形成する光
分割手段と、前記光分割手段と前記ライトガイドとの間
の光路上に設けられ前記照明光を制限する２次元配列さ
れたエレメントを有する光変調デバイスと、前記光変調
デバイスと前記光分割手段との間に設けられ前記光分割
手段によって分割された複数の前記光束を色成分毎に前
記光変調デバイスの所定のエレメントに集光させるマイ
クロレンズアレイとを備えて構成される。

【００１３】本発明の光源装置は、照明光を供給する光
源ランプと、前記照明光を複数の色成分に分離し色成分
毎に光軸を複数分割する光分割手段と、複数に分割され
た前記色成分の光を１つの光軸に集光させる光学系と、
複数に分割された前記色成分の光の光路に各々設けられ
独立して各前記色成分の光を制限する複数の光変調デバ
イスとを備えて構成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１５】第１の実施の形態：図１ないし図４は本発
明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の構
成を示す構成図、図２は図１の内視鏡装置の作用を説明
する第１の図、図３は図１の内視鏡装置の作用を説明す
る第２の図、図４は図１の内視鏡装置の作用を説明する
第３の図である。

【００１６】（構成）図１に示すように、本実施の形態
の内視鏡装置１は、例えば体腔内に挿入し生体内組織像
を撮像する電子内視鏡２と、電子内視鏡２に照明光を供
給する光源装置３と、電子内視鏡２により撮像された撮
像信号を信号処理してモニタ５に観察画像を表示させる
映像信号処理装置６とを備えて構成され、電子内視鏡２
には光源装置３から供給される照明光を挿入部４の先端
に伝送するための光伝達手段としてのライトガイド７が
内挿されると共に、挿入部４の先端内に観察部位を撮像
するＣＣＤ８が配置されている。

【００１７】電子内視鏡２は、ライトガイドコネクタ９
を介して光源装置３に接続されると共に、ライトガイド
コネクタ９を経由してコネクタ１０により映像信号処理
装置６に接続される。これによりＣＣＤ８からの撮像信
号はライトガイドコネクタ９を経由して映像信号処理装
置６に出力される。

【００１８】ここで、光源装置３の光学系について説明
する。照明ランプ１１より照明光が発光されると、照明
光は照明ランプ１１に設けられた放物面鏡１２により平
行光として出射される。照明ランプ１１を出射した平行
光は、赤外線カットフィルタ１３で赤外カットされ、位
相差板１４で光束をｐ波にそろえられる。

【００１９】位相差板１４を出射した光は、ビームスプ
リッタ（以下、ＢＳと記す）１５ｒに入射し、ＢＳ１５
ｒでは照明光のＲ成分のみを反射し照明光のＲ成分以外
の光を透過する。ＢＳ１５ｒで反射した光は反射型液晶
パネル（以下、ＲＬＣと記す）１６ｒに入射し、ＢＳ１
５ｒを透過した光は位相差板１７に入射し、位相差板１
７で光束がｓ波にそろえられる。

【００２０】位相差板１７を透過した光は、ＢＳ１５ｇ
に入射し、ＢＳ１５ｇでは照明光のＧ成分以上の波長の
みを反射し照明光のＧ成分以外の光を透過する。ＢＳ１
５ｇで反射した光はＲＬＣ１６ｇに入射し、ＢＳ１５ｇ
を透過した光はＢＳ１５ｂに入射し照明光のＢ成分以上
の波長のみを反射しＲＬＣ１６ｂに入射する。

【００２１】ＲＬＣ１６ｒで反射した光はｓ波に偏光さ
れてＢＳ１５ｒに入射し、ＢＳ１５ｒではｓ波を反射す
ることなく透過し、全反射ミラー２０に入射する。全反
射ミラー２０で反射した照明光のＲ成分は、ＢＳ２２に
入射しｓ波成分のため反射することなく透過する。

【００２２】ＲＬＣ１６ｇで反射した光はｐ波に偏光さ
れてＢＳ１５ｇに入射し、ＢＳ１５ｇではｐ波を反射す
ることなく透過し、ＢＳ２２に照明光のＧ成分として入
射する。ＢＳ２２ではｐ波が反射され、位相差板２３に
入射し、位相差板２３でｓ波にそろえられてＢＳ２４に
入射する。

【００２３】ＲＬＣ１６ｂで反射した光はｐ波に偏光さ
れてＢＳ１５ｂに入射し、ＢＳ１５ｂではｐ波を反射す
ることなく透過し、ＢＳ２４に照明光のＢ成分として入
射し、ＢＳ２４ではｐ波が反射される。

【００２４】このようにして照明光のＲ成分、Ｇ成分及
びＢ成分が独立の光学系を経由して集光レンズ２５に入
射し、集光レンズ２５によってライトガイド７の入射端
面に集光されるようになっている。

【００２５】以下、ＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂを光
変調デバイスとよび、液晶セルで構成された二次元配列
エレメントを有する。

【００２６】なお、照明ランプ１１はショートワークの
キセノン放電管、メタルハライドランプなどの高輝度の
ランプが適している。

【００２７】映像信号処理装置６は、ＣＣＤ８を駆動す
るＣＣＤ駆動回路３１と、ＣＣＤ８からの撮像信号を信
号処理し映像信号（例えばＮＴＳＣテレビ信号）をモニ
タ６に出力する映像信号処理回路３２と、ＣＣＤ８の撮
像タイミングと映像信号処理回路３２での信号処理を同
期させるためのタイミング信号を発生するタイミング発
生回路３３と、タイミング発生回路３３のタイミング信
号と同期したタイミング同期信号を出力するタイミング
同期信号発生回路３４とを備えている。

【００２８】また、光源装置３は、集光レンズ２５の出
射光を検出するセンサ ４１と、センサ ４１が検出した
出射光の色成分を検出する色検出回路４２と、予め所望
の色設定が可能な色設定回路４３と、色設定回路４３に
より予め設定された色と色検出回路４２が検出した色成
分とを比較する色比較回路４４と、色比較回路４４の比
較結果に基づいてＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ（光変
調デバイス）を制御するための駆動パターンを発生する
駆動パターン発生回路４５と、ＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、
１６ｂを駆動パターンに基づいて駆動する液晶駆動回路
４６と、駆動パターン発生回路４５における駆動パター
ンの発生のタイミングをタイミング同期信号発生回路３
４からのタイミング同期信号に基づいて制御するタイミ
ング同期回路４７と、照明ランプ１１を点灯させるラン
プ電源４８とを備えて面順次出力光制御部を構成する。

【００２９】（作用）光源装置３では、センサ４１によ
り出射光の検出が行われ、検出された出射光の色成分が
色検出回路１８によって検出される。色比較回路４４に
より検出された出射光の色成分が予め設定される色設定
回路４３の出力と比較され、比較結果に基づいてＲＬＣ
１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ（光変調デバイス）を制御する
ための駆動パターンを発生する駆動パターン発生回路４
５に色の制御信号が出力される。

【００３０】駆動パターン発生回路４５では、面順次の
各色の出力時に出力レベルを決定する駆動パターンが液
晶駆動回路４６に出力される。液晶駆動回路４６は、二
次元配列エレメントが決定された駆動パターンとなるよ
うにＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂ（光変調デバイス）
を駆動する。

【００３１】光源装置３の面順次出力光制御部は、後述
するＣＣＤ８の撮像タイミングと同期をとるタイミング
同期回路４７のタイミングによってそれぞれのＲＬＣ１
６ｒ、１６ｇ、１６ｂが面順次光出射タイミングに合わ
せて透過／遮断する。

【００３２】面順次の出力タイミングは、図２に示すよ
うに、ＲＧＢ光を順次照射するタイミングであって、図
３に示すように、ＲＬＣ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂを面順
次光出射タイミングに合わせて駆動パターンにより透過
／遮断することで、ＲＧＢの各色の出射光のレベルを変
える。これにより、カラーバランスを、例えば図４に示
すようなＲ：Ｇ：Ｂ＝８：７：９とすることができる。
すなわち、駆動パターン発生回路４５では、各色の出力
光を制御するために、図４に示したような二次元配列エ
レメントの光量制御パターンを使用して出射光のレベル
を変えるようにしている。

【００３３】（効果）このように本実施の形態では、映
像信号処理装置６の設定をしなくとも、光源装置３側で
自動的に光源により供給される照明光のカラーバランス
を適正化することにより、適正な色再現で内視鏡像の観
察を行うことができる。また、各色に光変調デバイスを
用いることで、面順次回転フィルタを用いることなく制
御が可能となり、同時に、各色の光量レベルを調節する
こともできる。

【００３４】第２の実施の形態：図５は本発明の第２の
実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図であ
る。

【００３５】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００３６】（構成・作用）本実施の形態では、図５に
示すように、照明ランプ１１からの出射光は赤外カット
フィルタ１３を介してダイクロイックミラー５１、５２
に入射する。ダイクロイックミラー５２の透過光が全反
射ミラー５３に入射する。

【００３７】ここで、ダイクロイックミラー５１は、Ｒ
の光を反射し、それ以外は透過する。また、ダイクロイ
ックミラー５２は、Ｂの光を反射し、それ以外は透過す
るようになっている。

【００３８】ダイクロイックミラー５１の反射光は、光
変調デバイス５４に入射し、光変調デバイス５４での反
射光は全反射ミラー５５に入射する。同様にダイクロイ
ックミラー５２の反射光は光変調デバイス５６に入射し
光変調デバイス５６での反射光はダイクロイックミラー
５７に入射し、全反射ミラー５３の反射光はＧ成分とな
って光変調デバイス５８に入射し光変調デバイス５８で
の反射光はダイクロイックミラー５９に入射する。

【００３９】全反射ミラー５５の反射光（Ｒ）はダイク
ロイックミラー５７を透過し、ダイクロイックミラー５
７を透過した光は、ダイクロイックミラー５９に入射
し、集光レンズ２５によってライトガイド７の入射端面
に集光される。

【００４０】ダイクロイックミラー５７を反射した光
（Ｂ）は、ダイクロイックミラー５９に入射し、ダイク
ロイックミラー５９を透過し、集光レンズ２５でライト
ガイド７の入射端面に集光される。ダイクロイックミラ
ー５９を反射した光（Ｇ）は、集光レンズ２５によって
ライトガイド７の入射端面に集光される。

【００４１】光変調デバイス５４、５６、５８によって
制御された光は、第１の実施の形態で説明した図２のよ
うに、面順次光となって光源装置３より出射する。

【００４２】光変調デバイス５４、５６、５８は、微少
な６４０×４８０のマイクロミラーをシリコンチップ上
に配置し、ミラーを対角線を中心に安定した２つの状態
間で回転するヨーク上に保持部材により保持され、水平
方向に±１０°の角度変化出来るようにした素子で、Ｄ
ＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と呼ばれ、Ｄ
ＭＤ駆動回路６０により駆動パターン発生回路４５から
の駆動パターンに基づいて駆動され、マイクロミラー
（二次元配列エレメント）が−１０°の時に反射光が光
源より出力するように配置されている。また、ＣＣＤ８
の遮光期間のタイミングは、光変調デバイス５４、５
６、５８のマイクロミラー（二次元配列エレメント）を
＋１０°に制御した時に遮光することによって得られる
ようになっている。

【００４３】ＲＧＢの各出射期間における出射光のレベ
ルを変えてカラーバランスをとるには、第１の実施の形
態で説明した図３のように、各色で光量制御パターンに
より各光変調デバイス５４、５６、５８をそれぞれのタ
イミングの時に出射光のレベルを可変するようにしてい
る。

【００４４】（効果）このように本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができ
る。

【００４５】第３の実施の形態：図６及び図７は本発明
の第３の実施の形態に係わり、図６は内視鏡装置の構成
を示す構成図、図７は図６の内視鏡装置の変形例の構成
を示す構成図である。

【００４６】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００４７】（構成・作用）本実施の形態では、図６に
示すように、光源装置３にＲＧＢに分割し、各色のレベ
ルをコントロールする透過型液晶パネルからなる光変調
デバイス６１、６２，６３が３つ設けられている。

【００４８】照明ランプ１１からの光は、赤外カットフ
ィルタ１３を通過し、ダイクロイックミラー６４に入射
する。ダイクロイックミラー６４の反射光はＧ＋Ｂ成分
となり、ダイクロイックミラー６５に入射する。

【００４９】ダイクロイックミラー６５の通過光はＢ成
分となり、リレーレンズ６６を介して全反射ミラー６７
に入射する。ダイクロイックミラー６４の通過光はＲ成
分となり、光変調デバイス６１に入射する。

【００５０】光変調デバイス６１の出射光は、全反射ミ
ラー６８によって反射し、合成プリズム６９に入射す
る。ダイクロイックミラー６５の反射光はＧ成分とな
り、光変調デバイス６２に入射する。光変調デバイス６
２の通過光は、合成プリズム６９に入射する。

【００５１】全反射ミラー６７の反射光は、リレーレン
ズ７０を介して光変調デバイス６３に入射し、光変調デ
バイス６３の通過光は、全反射ミラー７１で反射され、
合成プリズム６９に入射する。

【００５２】そして、合成プリズム６９の出射光は、集
光レンズ２５によってライトガイド７の入射端面に集光
される。合成プリズム６９では、反射面Ｓ０でＲ成分が
反射され、反射面Ｓ１でＢ成分が反射され、Ｇ成分は反
射面Ｓ０及びＳ１を通過し、合成プリズム６９より出射
されるようになっている。

【００５３】３板の光変調デバイス６１、６２、６３は
液晶駆動回路７２により駆動されるようになっており、
駆動信号は制御パターンとして駆動パターン発生回路４
５により生成される。駆動パターン発生回路４５には、
面順次の受光蓄積期間と遮光期間のタイミング同期する
タイミング同期回路４７からの同期信号が入力され、色
調整回路７３からの各色出射光のレベルを決める信号が
入力されるような構成になっている。

【００５４】タイミング同期回路４７からはタイミング
信号がＣＰＵ７４に入力され、ＣＰＵ７４にてタイミン
グ信号の有無により映像信号処理装置の種類を判別する
ようにしている。面順次式の映像信号処理装置ではタイ
ミング同期回路に信号が接続されるが、同時式の場合は
信号がないのでそれを自動的に判別することができる。
判別した結果により、操作パネル７５に面順次または同
時式のモードが表示される。

【００５５】映像信号処理装置６には、色バランス設定
を行うスイッチが操作パネル７６に設けられ、スイッチ
の操作によって色バランスをとる動作をするようになっ
ている。操作パネル７６のスイッチの入力は色バランス
設定回路７７に入力され、色バランスの動作をするため
色バランス検出回路７８に検出動作を行わせ、検出結果
から各色の制御信号を色制御信号発生回路７９によって
発生させ、色調整回路７３に出力するようになってい
る。

【００５６】内視鏡を使用する前に、色バランス操作を
行うために、電子内視鏡２の先端部に白色または白いガ
ーゼなどのような観察対象を置き、視野内が白色となる
状態で操作パネル７６のスイッチを操作する。

【００５７】色バランス検出回路７８で映像信号処理回
路３２からの信号より色バランスを検出し、色バランス
設定及び色バランス検出に基づき補正すべき色の制御信
号を色制御信号発生回路７９より発生させ、その信号に
基づき光源装置３の色バランスの可変を行う。駆動パタ
ーン発生回路４５では、第１の実施の形態で説明した図
３のようなパターンを発生することで、各色の出射光レ
ベルを調整し、ＲＧＢ合成したときの色バランスが取れ
るようになっている。

【００５８】図７は、電子内視鏡２の代わりに、接眼部
にＴＶカメラヘッド８１を着脱自在に取り付けられた硬
性鏡８２を用い、ＴＶカメラヘッド８１のコネクタ１０
を映像信号処理装置６に接続し、光源装置３を同時式の
光源装置として使用した例であって、ＴＶカメラヘッド
８１に設けられているＣＣＤ８の受光面には図示しない
単板カラーフィルタが設けられ、光源装置３からライト
ガイド７に照明光が供給されるようになっている。

【００５９】この例では、映像信号処理装置６とのタイ
ミング同期をとる必要がないため、接続が省略されてい
る。光源装置３は、タイミング信号が無いことにより自
動的に同時式モードとなる。同時式の場合は、ＲＧＢの
面順次出射を行わず、同時にＲＧＢを合成して白色光と
してライトガイド７に出射する。色バランスは各ＲＧＢ
の成分のレベルを調整することにより、合成されたとき
の色バランスを、映像信号処理装置６からの制御信号に
基づき、出射することができるようになっている。

【００６０】（効果）このように本実施の形態において
も、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる
と共に、カラーバランスをとる課題に対して映像信号処
理回路３２のカラーマトリックスの定数をランプ毎に用
意しなくとも、光源装置３からの色バランスが取れるよ
うになるので、複雑な設定をしなくとも内視鏡装置の使
用が可能となる。

【００６１】従来より内視鏡で消化管の観察を行う際
に、浸潤型の腫瘍の診断を行うために、より診断能の向
上する薬剤を散布して観察を行う場合がある。この際に
使用される薬剤は、メチレンブルー、インディゴカルミ
ンなどが使用される。このとき、より観察し易くするた
め、映像信号処理装置の色設定を可変して観察すること
があるが、この場合には、色調の強調を行うとノイズが
目立ってしまうことがあった。

【００６２】本実施の形態のように、光源装置からの出
射光の色を調節することにより、ノイズが目立つことな
く観察が可能とることができる。

【００６３】なお、操作パネル７５には、メチレンブル
ー、インディゴカルミンなどに適した色が供給できるよ
うな色バランスに設定するスイッチが設けられ、そのス
イッチを操作することによりＣＰＵ７４は、駆動パター
ン発生回路４５に色バランスの設定情報を入力し、設定
された色バランスで液晶（光変調デバイス６１、６２、
６３）が制御される。スイッチの操作により、設定は直
ちに変更されるので、観察も通常／適正の切替えで容易
に観察ができるようになる。

【００６４】第４の実施の形態：図８ないし図１０は本
発明の第４の実施の形態に係わり、図８は内視鏡装置の
構成を示す構成図、図９は図８の内視鏡装置の作用を説
明する第１の図、図１０は図８の内視鏡装置の作用を説
明する第２の図である。

【００６５】第４の実施の形態は、第３の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００６６】（構成・作用）本実施の形態では、図８に
示すように、電子内視鏡２の代わりに、接眼部にＴＶカ
メラヘッド８１を着脱自在に取り付けられた硬性鏡８２
を用い、照明ランプ１１からの光はＤＭＤからなる光変
調デバイス８４、８５、８６に−１０度の角度で入射さ
せ、光変調デバイス８４、８５、８６のマイクロミラー
を＋１０度の位置に制御し、光変調デバイス８４、８
５、８６からの反射光を０度で出射させて集光レンズ２
５でライトガイド７に集光させる構造とし、光変調デバ
イス８４、８５、８６に入射する光をＲＧＢに３分割す
る光学プリズム８７を備えている。

【００６７】この光学プリズム８７の構成は、ＴＶカメ
ラに用いられる３色分解プリズムの逆の考え方による５
つのプリズム９１、９２、９３、９４、９５からなる構
成であって３色分割・合成プリズムと言ってよく、照明
ランプ１１からの光を効率的に伝送し、同時にＲＧＢの
ＤＭＤのミラーの画素（二次元配列エレメント）の位置
を一致させ、効果的な制御ができるようにしたものであ
り、ＤＭＤを用いたプロジェクタの構成で周知されてい
るものである。本実施の形態では、内視鏡装置に応用す
るために照明光源としてＣＣＤ撮像と同期させてＤＭＤ
を動作させることを特長としている。

【００６８】すなわち、照明ランプ１１からの光はプリ
ズム９１に入射し、プリズム９１の反射面Ｓ0で赤外以
外を反射する。プリズム９１を透過した光はプリズム９
２の反対面に出射される。なお、プリズム９２を出射し
た光の吸収材を設けて置くことが望ましい。

【００６９】反射面Ｓ0で反射した光は、プリズム９３
に入射し、反射面Ｓ1でＢ領域が反射される。反射面Ｓ1
を通過した光はプリズム９４に入射し、反射面Ｓ2でＲ
領域が反射される。反射面Ｓ2を通過した光はＧ領域と
なりプリズム９５に入射され、プリズム９５を通過した
光は、光変調デバイス８４に入射する。

【００７０】ここで、光変調デバイス８４、８５、８６
は、略１５μｍのマイクロミラーが１０２４×７６８の
格子状に構成され、その各々の角度が−１０、＋１０度
に制御されるようになっている。その制御信号はＤＭＤ
駆動回路１０１より発生される。

【００７１】このＤＭＤ駆動回路１０１より光変調デバ
イス８４の各マイクロミラーを駆動し、−１０度に制御
されたマイクロミラーを反射した光が、角度０でプリズ
ム９５を集光レンズ２５に向かって直進する。

【００７２】反射面Ｓ2を反射したしたＲ領域の光は光
変調デバイス８５に入射する。同様に光変調デバイス８
５は光変調デバイス８４とマイクロミラーの位置関係を
一致させられており、同一のミラー位置関係にあるミラ
ーが−１０度に駆動されているので、同様に光変調デバ
イス８５で反射した光はプリズム９４で光変調デバイス
８４からのＧ領域の光と合成されて、Ｇ＋Ｒの光となっ
て集光レンズ２５に向かって進む。

【００７３】プリズム９３と光変調デバイス８６との関
係も同様で、プリズム９３でＧ＋Ｒ＋Ｂの合成がされ
て、プリズム９１を進み、プリズム９２を通過して集光
レンズ２５に入射しライトガイド７に入射する。

【００７４】光変調デバイス８４、８５、８６は駆動パ
ターン発生回路４５よりＤＭＤ駆動回路１０１によって
駆動されるが、面順次方式の場合には、駆動信号は図９
にあるようなＰＦＭ信号が入力される。なお、制御信号
はＰＷＭによってもよい。すなわち、光変調デバイス８
４、８５、８６の制御は図９に示すように、ＰＦＭ制御
されて各面順次光の出射時にＢＧＲのカラーバランスが
制御される。ＰＦＭのパルス幅を広くするようマイクロ
ミラーの反射時間を長くすれば、その波長領域の強度が
増してくるので、各々の波長で強度調節が可能となる。
制御はパルス幅を短くすれば逆方向となり、目標のカラ
ーバランスが制御できる。また、遮光期間には全ＤＭＤ
を−１０°にすることにより出射させない制御をしてい
る。

【００７５】さらに本実施の形態は、第３の実施の形態
と同様に、同時式の撮像方式に対応できるが、図１０に
示すように、同時式の撮像タイミングに合わせて、各Ｒ
ＧＢ成分の出射光をそれぞれＰＦＭ制御することで色バ
ランスを取る。

【００７６】（効果）このように本実施の形態において
も、第３の実施の形態と同様な効果を得ることができ
る。

【００７７】本実施の形態では、波長成分に分光する時
にＲＧＢの光軸に分割し、分割した光軸に光変調デバイ
スを挿入して、各波長成分の制御された分光光束を得て
いるので、確実に分光された波長での制御が可能となっ
ている。また、光学フィルタを用いることにより、選択
的に波長の分光ができるので確実に急峻なフィルタ特性
によって分光領域の波長を得ることができる。また、本
実施の形態では典型的なＲＧＢ波長の分光を示したが、
フィルタの遮断波長を任意に設定することにより、可変
可能なスペクトル分布を得ることができる。

【００７８】以上、本発明を上記各実施の形態を用いて
説明したが、上述したように、所望のカラーバランスを
得るのに、高い効率で光源装置側の制御によって煩わし
い映像信号処理回路の設定を変更することなく、また、
光源装置側の制御において簡単な構造でカラーバランス
のコントロールができる。

【００７９】すなわち、カラー撮像に必要な光スペクト
ル分布による照明ができるようになったことを意味して
いる。

【００８０】また、映像信号の処理によってカラーバラ
ンスを取った場合で、Ｂ成分が弱くその分、信号を増幅
することによってカラーバランスを得ているような時
に、Ｓ／Ｎが悪くなり画面の暗い部分でノイズが目立つ
ということがあったが、光源側でカラーバランスが取る
ことで、映像信号を操作する必要がなく、Ｓ／Ｎの良い
画像が得られる。

【００８１】さらに、カラーバランスのコントロール方
式は、パターン制御による方式とＰＷＭによる方式によ
って、面順次式に限らず同時式でも同様の効果を得るこ
とができる。

【００８２】なお、上記各実施の形態において、照明ラ
ンプ１１は、高輝度のタイプがよく高圧アーク放電灯な
らば、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが適
している。また、本発明によれば、メタルハライドラン
プに経時変化があっても、出射光の検出によりカラーバ
ランスが取れ、ホワイトバランスをとることによって経
時変化の補正が可能となる。

【００８３】［付記］ （付記項１） 前記光変調デバイスは、デジタルミラー
デバイスもしくは液晶パネルであることを特徴とする請
求項１、２、３、４、５または６のいずれか１つに記載
の内視鏡装置。

【００８４】（付記項２） 前記光変調デバイスは、デ
ジタルミラーデバイスもしくは液晶パネルであることを
特徴とする請求項７に記載の光源装置。

【００８５】（付記項３） 分離された前記色成分の光
は、ＲＧＢの各波長領域の光であることを特徴とする請
求項１、２、３、４、５または６のいずれか１つに記載
の内視鏡装置。

【００８６】（付記項４） 分離された前記色成分の光
は、ＲＧＢの各波長領域の光であることを特徴とする請
求項７に記載の光源装置。

【００８７】（付記項５） 前記撮像素子によって撮像
された色情報に基づき、前記光変調デバイスを制御する
制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または６に
記載の内視鏡装置。

【００８８】（付記項６） 前記制御手段は、前記撮像
素子によって撮像された色情報に基づき、前記光変調デ
バイスを制御することを特徴とする請求項２、３、４ま
たは５のいずれか１つに記載の内視鏡装置。

【００８９】（付記項７） 前記ライトガイドの端部の
近傍に前記光変調デバイスを介した照明光の色情報を検
出するセンサを設け、前記センサの検出情報に基づき、
前記光変調デバイスを制御する制御手段を備えたことを
特徴とする請求項１または６に記載の内視鏡装置。

【００９０】（付記項８） 前記ライトガイドの端部の
近傍に前記光変調デバイスを介した照明光の色情報を検
出するセンサを設け、前記制御手段は、前記センサの検
出情報に基づき、前記光変調デバイスを制御することを
特徴とする請求項２、３、４または５のいずれか１つに
記載の内視鏡装置。

【００９１】（付記項９） 前記光学系の１つの光軸の
近傍に前記光変調デバイスを介した照明光の色情報を検
出するセンサを設け、前記センサの検出情報に基づき、
前記光変調デバイスを制御する制御手段を備えたことを
特徴とする請求項７に記載の光源装置。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な操作によりカラー撮像に必要な光スペクトル分布に
よる照明にて所望のカラーバランスの内視鏡像を得るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図２】図１の内視鏡装置の作用を説明する第１の図

【図３】図１の内視鏡装置の作用を説明する第２の図

【図４】図１の内視鏡装置の作用を説明する第３の図

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図７】図６の内視鏡装置の変形例の構成を示す構成図

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図９】図８の内視鏡装置の作用を説明する第１の図

【図１０】図８の内視鏡装置の作用を説明する第２の図

【符号の説明】

１…内視鏡装置 ２…電子内視鏡 ３…光源装置 ４…挿入部 ５…モニタ ６…映像信号処理装置 ７…ライトガイド ８…ＣＣＤ ９…ライトガイドコネクタ １０…コネクタ １１…照明ランプ １２…放物面鏡 １３…赤外線カットフィルタ １４、１７、２３…位相差板 １５ｒ、１５ｇ、１５ｂ、２１、２２、２４…ＢＳ（ビ
ームスプリッタ） １６ｒ、１６ｇ、１６ｂ…ＲＬＣ（反射型液晶パネル） ２０…全反射ミラー ３１…ＣＣＤ駆動回路 ３２…映像信号処理回路 ３３…タイミング発生回路 ３４…タイミング同期信号発生回路 ４１…センサ ４２…色検出回路 ４３…色設定回路 ４４…色比較回路 ４５…駆動パターン発生回路 ４６…液晶駆動回路 ４７…タイミング同期回路 ４８…ランプ電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA22 HA06 HA11 HA13 HA21 HA23 HA24 HA28 HA30 MA05 4C061 AA00 BB01 CC06 GG01 LL01 MM03 NN01 QQ02 QQ09 RR02 RR03 RR05 RR12 RR19 RR22 RR23 TT03 5C054 AA01 CA04 CC02 CC07 DA08 EA01 EE04 FB03 HA12 5C065 AA04 BB01 CC01 DD02 EE19 GG15 GG44

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を撮像する撮像素子と、前記被写
   体に照明光を供給する光源ランプとを有する内視鏡装置
   において、 内視鏡先端に前記照明光を導光するライトガイドと、 前記照明光を複数の色成分に分離し、色成分毎に光軸を
   複数分割する光分割手段と、 複数に分割された前記色成分の光を前記ライトガイドの
   端部に集光させる光学系と、 複数に分割された前記色成分の光の光路に各々設けられ
   独立して各前記色成分の光を制限する複数の光変調デバ
   イスとを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 【請求項２】 複数に分割された前記色成分の光毎に制
   限する時間を、前記光変調デバイスの各々に独立して制
   御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の内視鏡装置。
3. 【請求項３】 複数に分割された前記色成分の光毎に制
   限する領域を、前記光変調デバイスの各々に独立して制
   御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の内視鏡装置。
4. 【請求項４】 複数に分割された前記色成分の光毎に制
   限するレベルを、前記光変調デバイスの各々に独立して
   制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に
   記載の内視鏡装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、複数に分割された前記
   色成分の光を順次照明するように前記光変調デバイスを
   制御することを特徴とする請求項１、２、３または４の
   いずれか１つに記載の内視鏡装置。
6. 【請求項６】 被写体を撮像する撮像素子と、前記被写
   体に照明光を供給する光源ランプとを有する内視鏡装置
   において、 内視鏡先端に前記照明光を導光するライトガイドと、 前記照明光を複数の色成分に分離し、色成分毎に複数の
   光束を形成する光分割手段と、 前記光分割手段と前記ライトガイドとの間の光路上に設
   けられ、前記照明光を制限する２次元配列されたエレメ
   ントを有する光変調デバイスと、 前記光変調デバイスと前記光分割手段との間に設けら
   れ、前記光分割手段によって分割された複数の前記光束
   を色成分毎に前記光変調デバイスの所定のエレメントに
   集光させるマイクロレンズアレイとを備えたことを特徴
   とする内視鏡装置。
7. 【請求項７】 照明光を供給する光源ランプと、 前記照明光を複数の色成分に分離し、色成分毎に光軸を
   複数分割する光分割手段と、 複数に分割された前記色成分の光を１つの光軸に集光さ
   せる光学系と、 複数に分割された前記色成分の光の光路に各々設けられ
   独立して各前記色成分の光を制限する複数の光変調デバ
   イスとを備えたことを特徴とする光源装置。