JP2002102163A

JP2002102163A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2002102163A
Application number: JP2000304680A
Authority: JP
Inventors: Motoko Kawamura; 素子川村; Kazushige Tanaka; 千成田中; Hiroshi Sano; 浩佐野; Kunikiyo Kaneko; 邦清金子
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-09
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: JP4520010B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被観察体像の状態に応じた照明光の適切な光
量調節を簡易な構成で行なう。【解決手段】保持板２３１のライトガイド１２に対向
する側に、それぞれ異なる曲率中心を有する球面部２３
１Ａ、２３１Ｂを形成する。球面部２３１Ａは、曲率中
心がファイバーバンドル１２１の入射端側の端面の中心
に略一致する球面の内壁面の一部であり、球面部２３１
Ｂは、曲率中心がファイバーバンドル１２２の入射端側
の端面の中心に略一致する球面の内壁面の一部である。
球面部２３１Ａに第１のＬＥＤグループ２３Ａに属する
複数の白色ＬＥＤ２３２を取り付け、球面部２３１Ｂに
第２のＬＥＤグループ２３Ｂに属する複数の白色ＬＥＤ
２３２を取り付ける。第１及び第２のＬＥＤグループ２
３Ａ、２３Ｂ毎に独立して白色ＬＥＤ２３２の駆動電流
を制御し、ファイバーバンドル１２１、１２２の出射光
の光量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、スコープと画像信
号処理ユニットから成る電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子内視鏡装置において、電子内
視鏡（電子スコープ）の先端側にはＣＣＤ（charge cou
pled device ）イメージセンサ等の固体撮像素子が対物
レンズと組み合わされた撮像部が設けられている。スコ
ープ内には光ファイバー束から成る照明用のライトガイ
ドが挿通されている。スコープが画像信号処理ユニット
に接続されると、ライトガイドは画像信号処理ユニット
内に設けられた照明用光源と光学的に接続される。照明
用光源から射出された光はライトガイドによりスコープ
の先端に導かれ、ライトガイドの出射端近傍に設けられ
た配光レンズ（例えば凹レンズ等の発散光学系）を介し
て、スコープよりＣＣＤイメージセンサ受光面の前方の
被観察体像に照射される。さらに、あるスコープでは、
ＣＣＤイメージセンサの前方を一様に照明するために、
出射端を複数に分割しＣＣＤイメージセンサの周囲に配
設すると共に、画像信号処理ユニット側、即ち入射端を
１本にまとめたライトガイドが配設されている。

【０００３】スコープの先端部が患者の体腔内に挿入さ
れると、ライトガイドにより照射された観察部位が対物
レンズによりＣＣＤイメージセンサの受光面に結像さ
れ、画素信号として光電変換される。ＣＣＤイメージセ
ンサにより得られた画素信号は画像信号処理ユニットに
送られ、画像信号処理ユニット内で画素信号に基づいて
ビデオ信号が作成される。ビデオ信号は画像信号処理ユ
ニットからＴＶモニタに出力され、光学的被観察像がＴ
Ｖモニタ装置に表示される。

【０００４】通常、このような電子内視鏡装置におい
て、ＣＣＤイメージセンサの画素信号から抽出される輝
度情報に基づいて被観察部位の照明光の光量が調節され
る。光源として例えばキセノンランプやハロゲンランプ
等の放電管が用いられる場合、光源とライトガイドの入
射端との間に介在させられる絞りを駆動することにより
光量が調節される。また、光源としてＬＥＤ（Light Em
itting Diode）、即ち半導体発光素子が用いられる場
合、ＬＥＤの駆動電流を調節することにより光量が調節
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の出射
端が分割されたライトガイドは、その入射端が１本にま
とめられているため、複数に分割されたライトガイドの
出射端のそれぞれから照射される照明光の光量は常時、
同一である。一方、スコープ先端に設けられる対物レン
ズは被写界深度の深いものが用いられる。体腔内の病巣
等の患部を発見するため、患部を含む広い領域全体を観
察する必要があるからである。従って、撮像部からの距
離が近い部位と遠い部位が混在した視界において、被写
界深度の深い対物レンズにより撮影する際、例えばＣＣ
Ｄイメージセンサに近い観察部位に合わせて照明光の光
量を調節すると、ＣＣＤイメージセンサから遠い観察部
位は光量が十分でないためＴＶモニタ上での再現性が悪
く、逆にＣＣＤイメージセンサから遠い観察部位に合わ
せて光量を調節すると、ＣＣＤイメージセンサに近い観
察部位は、ＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジ
の上限を超えてしまい、ＴＶモニタ上でハレーションを
起こしてしまうという問題がある。

【０００６】また、被観察体において輝度レベルの異な
る部位が混在する場合も、同様の問題が生じる。即ち、
輝度レベルの低い部位にあわせて光源の光量を増量すれ
ば輝度レベルの高い部位はＴＶモニタ上でハレーション
を起こし、輝度レベルの高い部位に合わせて光源の光量
を減らせば、輝度レベルの低い部位のＴＶモニタにおけ
る再現性が悪くなる。

【０００７】このような問題に対処するため、複数のラ
イトガイドを設けることが考えられるが、各ライトガイ
ドごとに光量調節をするための機構を設けなければなら
ないため、部品点数が増加し装置全体が大型化すると共
に、光量調節の回路系統の制御も複雑化するという問題
点がある。

【０００８】本発明は、以上の問題を解決するものであ
り、被観察体の観察可能な範囲において対物レンズから
の物体距離が異なる場合でも、常時、良好な光学的被観
察像が得られる電子内視鏡装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子内視鏡
装置は、光学的に独立した複数のファイバーバンドルを
有するライトガイドが設けられたスコープと、スコープ
が着脱自在に接続される画像信号処理ユニットと、画像
信号処理ユニットに設けられる光源ユニットとを備え、
光源ユニットは、複数のファイバーバンドルの入射端に
対応する複数のグループに分けられる複数の半導体発光
素子を有し、複数の半導体発光素子は、出射光が複数の
グループに対応する複数のファイバーバンドルの入射端
に入射するよう配設されると共に、複数のグループ毎に
独立して光量が調節されることを特徴とする。

【００１０】好ましくは、光源ユニットは、複数の半導
体発光素子を保持するための保持部材を有し、保持部材
は、複数のファイバーバンドルのそれぞれの入射端に曲
率中心が一致する球面の内壁面の一部である複数の取付
面を有し、複数の半導体発光素子は、グループ毎に、複
数の取り付け面のそれぞれに配設される。

【００１１】好ましくは、光源ユニットは、複数の半導
体発光素子を保持するための保持部材を備え、保持部材
には、直交する直線が複数のファイバーバンドルの入射
端に交差するよう形成された傾斜面を有する複数の段部
が形成され、複数の半導体発光素子は、グループ毎に、
複数の段部の傾斜面に取り付けられる。

【００１２】好ましくは、光源ユニットは、複数の半導
体発光素子を保持するための保持部材を備え、保持部材
は所定の曲率中心を有する球面の内壁面の一部である単
一の取付面を有し、複数の半導体発光素子は、出射光の
集光点が単一の取付面の曲率中心と一致するよう単一の
取付面に取り付けられ、保持部材は、取付面の中心軸線
がライトガイドの中心を通るよう設けられる。

【００１３】複数のファイバーバンドルは、例えば、そ
れぞれの出射端において、配光角度の異なる配光光学系
を備える。

【００１４】好ましくは，複数のファイバーバンドル
は、入射端において、端面が略真円を呈するよう束ねら
れる。

【００１５】複数のファイバーバンドルは入射端におい
て端面が真円を呈するよう束ねられ、好ましくは、集光
点からライトガイド端面までの距離と、真円の直径と、
取付面において複数の半導体発光素子のうちの中心軸線
から最も離れた位置に配設される半導体発光素子の射出
光の中心軸と中心軸線の成す狭角とが、以下の関係を満
たす。｜Ｘ｜≧｜Φ／２ｔａｎΘ｜（ただし、Ｘ：集光点からライトガイド端面までの距離 Φ：真円の直径 Θ：取付面において複数の半導体発光素子のうちの中心
軸線から最も離れた位置に配設される半導体発光素子の
射出光の中心軸と中心軸線の成す狭角）

【００１６】好ましくは、スコープの先端部本体に設け
られる固体撮像素子と複数のファイバーバンドルとの相
対的位置関係に基づいて、固体撮像素子の撮像領域を分
割し、複数のライトガイドに対応する分割撮像領域毎の
平均輝度値を算出する輝度算出手段と、各分割撮像領域
毎の平均輝度値が所定の輝度参照値にそれぞれ実質的に
一致するよう、複数のファイバーバンドルに対応する複
数のグループに属する複数の半導体発光素子の光量を調
節する、光量調節手段とを備える。

【００１７】本発明によれば、光学的に独立した複数の
ファイバーバンドルを設け、光源としての複数の半導体
発光素子を複数のファイバーバンドルのそれぞれに対応
してグループ分けし、各グループ毎に独立して半導体発
光素子の光量が調節される。従って、被観察体に輝度レ
ベルの異なる部分が混在していても、画像信号処理ユニ
ットに接続されたＴＶモニタ等に再現される被観察体像
において、画面全体に良好な照度が得られる。

【００１８】保持部材に複数のファイバーバンドルに対
応して曲率中心の異なる複数の取付面を形成したり、あ
るいは、複数の段部を形成することにより、複数の半導
体発光素子を単一の保持部材に保持したまま、複数のフ
ァイバーバンドルに対応してグループ分けすることがで
きる。従って、部品点数が増加することがなく経済的で
ある。

【００１９】複数のファイバーバンドルの出射端に、配
光角度の異なる配光光学系を配設し、それぞれのファイ
バーバンドルに対応するグループに属する半導体発光素
子の出射光の光量をグループ毎に独立して調節すること
により、スコープの先端部近傍において広い範囲を照射
する場合にも、細長い体腔内を照射する場合にも、適切
な光量で照射することができる。

【００２０】保持部材に所定の曲率中心を有する球面を
呈する取付面を形成し、複数の半導体発光素子を出射光
の集光位置が取付面の曲率中心と一致するよう取付面に
配設し、上述の式を満たすよう保持部材とライトガイド
を位置決めすることにより、取付面の中心軸線から最も
離れた位置に配設される半導体発光素子の出射光が、フ
ァイバーバンドルの入射端面に入射される。従って、複
数の半導体発光素子の出射光を効率よくファイバーバン
ドルの入射端面に入射させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る第１実施形
態が適用される電子内視鏡のブロック図である。スコー
プ１０は可撓性導管（可撓管）を有し、画像信号処理ユ
ニット２０に着脱自在に接続される。スコープ１０の先
端側には撮像センサ１１が設けられる。撮像センサ１１
は、対物レンズ１１０、カラーチップフィルタを備える
ＣＣＤイメージセンサ１１１、対物レンズ１１０とＣＣ
Ｄイメージセンサ１１１との間に介在する絞り１１２を
備える。スコープ１０内にはライトガイド１２が挿通さ
れており、その出射端は、スコープ１０の先端まで延び
ている。

【００２２】画像信号処理ユニット２０のシステムコン
トローラ２１は電子内視鏡装置を全体的に制御するマイ
クロコンピュータである。即ち、システムコントローラ
２１は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを
実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し専
用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込
み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）から成る。

【００２３】スコープ１０を画像信号処理ユニット２０
に接続すると、撮像センサ１１はスコープ１０内に設け
られたＣＣＤ回路（図示せず）を介して映像信号処理回
路２２に接続される。また、ライトガイド１２の入射端
は画像信号処理ユニット２０内に設けられた光源ユニッ
ト２３に光学的に接続される。

【００２４】画像信号処理ユニット２０にはフロントパ
ネル２４が設けられ、このフロントパネル２４には種々
の表示灯や種々のスイッチが設けられる。電源スイッチ
（ＳＷ）２４１により画像信号処理ユニット２０の主電
源（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦが切替えられ、ランプス
イッチ（ＳＷ）２４２により光源ユニット２３の点灯が
制御される。

【００２５】光源ユニット２３はそれぞれ複数の白色Ｌ
ＥＤを有する第１のＬＥＤグループ２３Ａと第２のＬＥ
Ｄグループ２３Ｂを備える。本明細書では、第１及び第
２のＬＥＤグループ２３Ａ、２３Ｂを合わせた、光源と
しての単一ユニットを「ランプ」と呼ぶ。尚、光源ユニ
ット２３の詳細は後述する。

【００２６】ランプＳＷ２４２はトグル式のスイッチで
あり、押されるたびにＯＮ、ＯＦＦがサイクリックに切
り替わる。光源ユニット２３のランプが点灯していない
状態でランプＳＷ２４２が押されると、光源ＯＮの信号
がシステムコントローラ２１に伝達され、システムコン
トローラ２１は第１のＬＥＤ駆動回路２５、第２のＬＥ
Ｄ駆動回路２６に駆動開始を示す制御信号を出力する。
システムコントローラ２１からの制御信号に従い、第１
及び第２のＬＥＤ駆動回路２５、２６により光源ユニッ
ト２３への給電が開始される。光源ユニット２３への給
電が開始されると、後述するように白色光が発光され、
ライトガイド１２を介して被観察体に照射される。ま
た、給電開始後、ランプＳＷ２４２が再び押されるまで
のシステムコントローラ２１による第１及び第２のＬＥ
Ｄ駆動回路２５、２６の制御は、それぞれ独立して行な
われる。

【００２７】撮像センサ１１から読み出された画像信号
はスコープ１０内の伝送用のバッファ（図示せず）を介
して映像信号処理回路２２に送られる。映像信号処理回
路２２では、プロセス回路ブロック２２１で、サンプリ
ング、クランプ、ブランキング、増幅等の処理が施さ
れ、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）が作
成される。輝度信号と色差信号は、それぞれガンマ補正
等の所定の画像処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２２２でデ
ジタル画像信号に変換され、それぞれ画像メモリ２２４
に格納される。

【００２８】デジタル化された輝度信号、色差信号は、
画像メモリ２２４から読み出され、画像信号処理回路２
２３で、拡大、縮小、ノイズリダクション等の処理が施
された後、Ｄ／Ａ変換器２２５によりアナログ信号に変
換される。輝度信号、色差信号のアナログ信号は、ＲＧ
Ｂデコーダ２２７により３原色である赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に応じたＲＧＢビデオ信号に
デコードされる一方、エンコーダ２２６により輝度信号
（Ｙ）、色信号（Ｃ）にエンコードされてＳビデオ信号
（Ｙ／Ｃ）が生成される。これらＲＧＢビデオ信号、Ｓ
ビデオ信号は水平同期信号及び垂直同期信号が付加さ
れ、画像信号処理ユニット２０に接続された外部のＴＶ
モニタ（図示せず）に送られる。ＴＶモニタでは伝送さ
れたＳビデオ信号若しくはＲＧＢ信号に基づいて、画面
上に画像が表示される。

【００２９】尚、Ａ／Ｄ変換器２２２、Ｄ／Ａ変換器２
２５における変換のタイミング、水平同期信号、垂直同
期信号の生成等はタイミングコントローラ２７により制
御される。

【００３０】図２は、スコープ１０内に配設されるライ
トガイド１２を示す図である。ライトガイド１２は、複
数の光ファイバーが束ねられた第１のファイバーバンド
ル１２１、第２のファイバーバンドル１２２を有する。
第１及び第２のファイバーバンドル１２１、１２２はス
コープ１０の先端側において分岐し、ライトガイド１２
の中央部分で束ねられ、光源側に至っている。

【００３１】図３は、スコープ１０の先端部本体の端面
を示す正面図である。スコープ１０の操作部（図示せ
ず）の送水ボタン・送気ボタンを操作することにより、
送水ノズル１３１及び送気ノズル１３２から洗浄水、圧
縮空気がそれぞれ噴出され、対物レンズ１１０を保護す
る観察窓の曇りの除去や、洗浄が行なわれる。吸引・鉗
子チャンネル１３３からは生検鉗子や処置具が突出し、
患部の組織片の切り取り等が行なわれる。また、操作部
の吸引ボタンを操作することにより吸引・鉗子チャンネ
ル１３３を介して汚物の吸引等が行なわれる。スコープ
１０の先端部本体において、第１及び第２のファイバー
バンドル１２１、１２２は対物レンズ１１０を挟んで略
対称な位置に設けられる。第１及び第２のファイバーバ
ンドル１２１、１２２の出射端には、後述するように配
光レンズがそれぞれ設けられる。

【００３２】一方、光源ユニット２３側における第１及
び第２のファイバーバンドル１２１、１２２の端面の形
状は、図４に示されるようにそれぞれ半円であり、各々
の直線部が近接したまま平行に延びている。換言すれ
ば、ライトガイド１２の光源ユニット２３側において、
ファイバーバンドル１２１、１２２の端面は全体として
円形を呈する。

【００３３】図５は、第１実施形態の光源ユニット２３
とライトガイド１２の相対的位置関係を模式的に示す図
であり、一部が断面で示される。平板状の保持板２３１
においてライトガイド１２に対向する側には、それぞれ
異なる曲率中心を有する球面部２３１Ａ、２３１Ｂが形
成される。球面部２３１Ａは、その曲率中心がファイバ
ーバンドル１２１の入射端側の端面の中心に略一致する
球面の内壁面の一部であり、球面部２３１Ｂは、その曲
率中心がファイバーバンドル１２２の入射端側の端面の
中心に略一致する球面の内壁面の一部である。球面部２
３１Ａには第１のＬＥＤグループ２３Ａに属する複数の
白色ＬＥＤ２３２（発光素子）が取り付けられ、球面部
２３１Ｂには、第２のＬＥＤグループ２３Ｂに属する複
数の白色ＬＥＤ２３２が取り付けられる。尚、保持板２
３１の構成を明示するため図５において一部の白色ＬＥ
Ｄ２３２は省略されているが、実際には各球面部２３１
Ａ、２３１Ｂの略全域にわたって取り付けられる。即
ち、図５において、球面部２３１Ａ、２３１Ｂの境界線
２３１Ｌ（破線で図示）に交差する各球面部の中心に配
設された白色ＬＥＤ２３２のみが図示されている。

【００３４】各白色ＬＥＤ２３２は、例えば半田付けに
より保持板２３１への取付られる。白色ＬＥＤ２３２の
リード線（図示せず）は保持板２３１を挿通させられ、
球面部２３１Ａ、２３１Ｂの反対側の面に設けられる、
導体パターンが形成された基板に電気的に接続される。
導体パターンは上述の第１及び第２のＬＥＤ駆動回路２
５、２６に接続される。従って、上述のように、システ
ムコントローラ２１の制御信号にもとづき、第１及び第
２のＬＥＤ駆動回路２５、２６を介して、各白色ＬＥＤ
２３２の駆動電流が制御される。

【００３５】上述のように、球面部２３１Ａ、２３１Ｂ
の曲率中心はそれぞれファイバーバンドル１２１、１２
２の端面の中心に略一致する。従って、球面部２３１Ａ
に取り付けられる第１のＬＥＤグループ２３Ａの複数の
白色ＬＥＤ２３２の射出光は、境界線２３１Ｌから最も
遠い周縁部に配設される白色ＬＥＤ２３２Ａと、境界線
２３１Ｌの最も近くに配設される白色ＬＥＤ２３２Ｂに
より代表的に示されるように、ファイバーバンドル１２
１の入射端面に集光する。同様に、球面部２３１Ｂに取
り付けられる第２のＬＥＤグループ２３Ｂの複数の白色
ＬＥＤ２３２の射出光は、境界線２３１Ｌから最も遠い
周縁部に配設される白色ＬＥＤ２３２Ｄと、境界線２３
１Ｌの最も近くに配設される白色ＬＥＤ２３２Ｃにより
代表的に示されるように、ファイバーバンドル１２２の
入射端面に集光する。

【００３６】一方、ファイバーバンドル１２１、１２２
の出射側には、それぞれ配光レンズ２３３、２３４が配
設される。即ち、各白色ＬＥＤ２３２から射出され、フ
ァイバーバンドル１２１、１２２を介してスコープ１０
の先端に導かれた光束は、配光レンズ２３３、２３４を
介して被観察体に照射される。第１実施形態において、
配光レンズ２３３の配光角度は配光レンズ２３４の配光
角度より小さい。従って、ファイバーバンドル１２２か
ら配光レンズ２３４を介して照射される照明光は、胃壁
のようにスコープ１０の先端部近傍において広い範囲を
照射するのに適し、ファイバーバンドル１２１から配光
レンズ２３３を介して照射される照明光は、食道のよう
に細長い体腔内を照射するのに適する。

【００３７】ここで、図６〜９を用いて、第１実施形態
における光量調節の処理手順について説明する。図６
は、画像信号処理ユニット２０に電源が投入されると、
開始されるループ処理の手順を示すフローチャートであ
る。ステップＳ１００で、以降の処理で用いられる各種
変数、フラグ等の初期設定が行なわれると、次いでステ
ップＳ１０２で、パネル２４が操作されたかチェックさ
れ、ステップＳ１０４で、画像信号処理ユニット２０に
接続されたキーボードからコマンド投入があったか否か
がチェックされ、ステップＳ１０６でランプ関連処理が
行なわれる。さらに、ステップＳ１０８で、スコープ１
０から送信されるスコープ１０やＣＣＤイメージセンサ
１１１の種別等の情報の取り込み、日付、時刻の表示処
理、その他の処理が行なわれる。ステップＳ１０２〜Ｓ
１０８の処理は、約１ｍｓ（ミリ秒）のサイクルで繰り
返し実行される。

【００３８】図７は、ランプＳＷ２４２の操作に関連し
て実行される処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２００でパネル２４に設けられたいずれかの
スイッチが押されたか否かがチェックされる。パネル２
４のいずれかのスイッチが押されたことが確認された場
合、ステップＳ２０２へ進み、その押されたスイッチが
ランプＳＷ２４２であるか否かがチェックされる。ラン
プＳＷ２４２が押されたことが確認された場合、ステッ
プＳ２０４へ進み、ランプが消灯中か否かがチェックさ
れる。ランプが消灯中、即ち第１及び第２のＬＥＤグル
ープ２３Ａ、２３Ｂが駆動されていない場合、ステップ
Ｓ２０６へ進む。ステップＳ２０６では、ランプの点灯
処理が行なわれる。システムコントローラ２１から、第
１及び第２のＬＥＤ駆動回路２５、２６に制御信号が送
られ、第１及び第２のＬＥＤグループ２３Ａ、２３Ｂに
属する白色ＬＥＤ２３２に駆動電流が供給され、各白色
ＬＥＤ２３２から白色光が出射される。さらに、ランプ
が点灯していることを示すフラグＶに「１」がセットさ
れる。

【００３９】ステップＳ２００でパネル２４のスイッチ
が押されていないことが確認された場合、図８のステッ
プＳ３００へ進む。また、ステップＳ２０２で、押され
たのがランプＳＷ２４２以外のスイッチであることが確
認された場合、ステップＳ２０８へ進み、その押された
スイッチに関連する処理を実行し、図８のステップＳ３
００へ進む。

【００４０】ステップＳ２０４でランプが消灯中ではな
いことが確認された場合、即ち、ランプが点灯している
状態でランプＳＷ２４２が押されたことが確認された場
合、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、
システムコントローラ２１から第１及び第２の駆動回路
２５、２６へ、白色ＬＥＤ２３２の駆動電流の供給停止
の制御信号が送られ、その結果、第１及び第２のＬＥＤ
グループ２３Ａ、２３Ｂの各白色ＬＥＤ２３２からの白
色光の出射が停止される。以上のランプ消灯処理が行な
われた後、フラグＶに「０」がセットされ、図８のステ
ップＳ３００へ進む。

【００４１】図８は、第１のＬＥＤグループ２３Ａの光
量調節の処理手順を示すフローチャートである。ステッ
プＳ３００で、フラグＶの値がチェックされる。フラグ
Ｖに「１」がセットされていない場合とは、画像信号処
理ユニット２０に電源投入後、ランプＳＷ２４２がまだ
押されていないか、若しくはランプ点灯中にランプＳＷ
２４２が押され消灯処理が行なわれた場合である。従っ
て、ステップＳ３０２へ進み、ランプが点灯していない
旨の警告をパネル上に表示し、処理を終了する。

【００４２】ステップＳ３００で、フラグＶに「１」が
セットされていることが確認され、ランプが点灯中であ
ることが確認されたら、ステップＳ３０４へ進み、光量
データＹ１の入力処理が行なわれる。

【００４３】光量データとは、スコープ１０の先端にお
けるＣＣＤイメージセンサ１１１（図１参照）と第１及
び第２のファイバーバンドル１２１、１２２の相対的位
置関係に応じてＣＣＤイメージセンサ１１１の撮像領域
を分割し、分割された各領域毎に画素信号から算出され
る平均輝度情報であり、０〜２５５のレベルで表され
る。第１実施形態では、スコープ１０の先端部において
第１及び第２のファイバーバンドル１２１、１２２は対
物レンズ１１０を挟んで略対称な位置に配設されている
（図３参照）。即ち、対物レンズ１１０の後方に配設さ
れるＣＣＤイメージセンサ１１１の左右に第１及び第２
のファイバーバンドル１２１、１２２が位置している。
従って、第１実施形態では，ＣＣＤイメージセンサ１１
１の撮像領域を左右に分割し、それぞれの領域の平均輝
度情報が算出される。光量データＹ１には、第１のファ
イバーバンドル１２１に対応する撮像領域の平均輝度情
報が格納される。

【００４４】次いでステップＳ３０６へ進み、光量デー
タＹ１の許容値判断が行なわれる。即ち、光量データＹ
１と参照輝度値Ｙｒｅｆとの差分を算出し、その差分が
許容幅の範囲内にあるかが判断される。第１実施形態に
おいて、参照輝度値Ｙｒｅｆは上述の輝度レベルの１２
８に設定され、許容幅は輝度レベルの４レベル分に設定
される。

【００４５】光量データＹ１と参照輝度値Ｙｒｅｆとの
差分が許容幅の範囲内にない場合はステップＳ３０８〜
Ｓ３１２において、光量調整のための処理が行なわれ
る。ステップＳ３０８で光量データＹ１と参照輝度値Ｙ
ｒｅｆとの大小が比較される。光量データＹ１が参照輝
度値Ｙｒｅｆよりも大きい場合、ステップＳ３１０で光
量データＹ１から参照輝度値Ｙｒｅｆを減算し、その結
果に基づいて、第１のＬＥＤグループ２３Ａに属する白
色ＬＥＤ２３２の駆動電流値を決定する。即ち、第１の
ＬＥＤグループ２３Ａの白色ＬＥＤ２３２の駆動電流は
減少させられる。従って、第１のＬＥＤグループ２３Ａ
の白色ＬＥＤ２３２の光量は低減され、参照輝度値Ｙｒ
ｅｆと一致する。光量データＹ１が参照輝度値Ｙｒｅｆ
よりも小さい場合、ステップＳ３１２で参照輝度値Ｙｒ
ｅｆから光量データＹ１を減算し、その結果に基づい
て、第１のＬＥＤグループ２３Ａに属する白色ＬＥＤ２
３２の駆動電流値を決定する。即ち、第１のＬＥＤグル
ープ２３Ａの白色ＬＥＤ２３２の駆動電流は増加させら
れる。従って、第１のＬＥＤグループ２３Ａの白色ＬＥ
Ｄ２３２の光量は増加され、参照輝度値Ｙｒｅｆと一致
する。ステップＳ３１０若しくはＳ３１２の処理が実行
されたら図９のステップＳ４００へ進む。

【００４６】一方、ステップＳ３０６において、光量デ
ータＹ１と参照輝度値Ｙｒｅｆとの差分が許容幅の範囲
内にあると確認された場合は、第１のＬＥＤグループ２
３Ａの白色ＬＥＤ２３２の光量を調節する必要はないた
め、駆動電流値の変更処理は行なわず、図９のステップ
Ｓ４００へ進む。

【００４７】図９は、第２のＬＥＤグループ２３Ｂの光
量調節の処理手順を示すフローチャートである。処理手
順は図８の第１のＬＥＤグループ２３Ａの光量調節の処
理手順と同様である。ステップＳ４００で、第２のファ
イバーバンドル１２２に対応する、ＣＣＤイメージセン
サ１１１の撮像領域の平均輝度情報が算出され、光量デ
ータＹ２に格納される。

【００４８】ステップＳ４０２において、図８のステッ
プＳ３０６と同様、許容値判断が行なわれ、光量データ
Ｙ２と輝度参照値Ｙｒｅｆとの差分値がチェックされ
る。差分値が許容幅の範囲内にない場合、ステップＳ４
０４へ進み、光量データＹ２と輝度参照値Ｙｒｅｆの大
小が比較される。光量データＹ２が輝度参照値Ｙｒｅｆ
より大きい場合、ステップＳ４０６で光量データＹ２か
ら輝度参照値Ｙｒｅｆを減算し、その値に基づいて第２
のＬＥＤグループ２３Ｂに属する白色ＬＥＤ２３２の駆
動電流値が決定される。また、光量データＹ２が輝度参
照値Ｙｒｅｆより小さい場合、ステップＳ４０８へ進
み、輝度参照値Ｙｒｅｆから光量データＹ２を減算し、
その値に基づいて第２のＬＥＤグループ２３Ｂに属する
白色ＬＥＤ２３２の駆動電流値が決定される。

【００４９】ステップＳ４０２において、上述の差分値
が許容幅の範囲内にあると確認されたら、第２のＬＥＤ
グループ２３Ｂの白色ＬＥＤ２３２の光量調節を行なう
必要はないため、駆動電流値の変更は行なわず、本ルー
チンは終了する。

【００５０】以上のようにして、第１及び第２のＬＥＤ
グループ２３Ａ、２３Ｂの白色ＬＥＤ２３２の駆動電流
が各グループ単位で独立して制御され、その結果、第１
及び第２のファイバーバンドル１２１、１２２に入射す
る光量が調節される。

【００５１】図１０に第１実施形態の変形例を示す。図
５と同様、図１０には光源ユニット３００とライトガイ
ド１２の相対的位置関係が拡大して示される。この変形
例において、光源ユニット３００の保持板３０１のライ
トガイド１２に対向する側は、第１のファイバーバンド
ル１２１に対応する第１のＬＥＤグループ３００Ａに属
する複数の白色ＬＥＤ２３２が取り付けられる取付部３
０１Ａと、第２のファイバーバンドル１２２に対応する
第２のＬＥＤグループ３００Ｂに属する複数の白色ＬＥ
Ｄ２３２が取り付けられる取付部３０１Ｂを有する。

【００５２】取付部３０１Ａ、３０１Ｂにはそれぞれ複
数の段部が形成される。取付部３０１Ａの各段部は、ラ
イトガイド１２に対向する傾斜面の全域にわたって、直
交する直線が第１のファイバーバンドル１２１の入射端
面に交差するよう設けられる。さらに、各段部は正面か
らみた場合、略円弧状に形成される。従って、取付部３
０１Ａの各段部に取り付けられる白色ＬＥＤ２３２の出
射光は、第１のファイバーバンドル１２１の入射端面に
入射する。同様に、取付部３０１Ｂの各段部は、ライト
ガイド１２に対向する傾斜面の全域にわたって、直交す
る直線が第２のファイバーバンドル１２２の入射端面に
交差するよう設けられ、各段部は正面からみた場合、略
円弧状に形成される。従って、取付部３０１Ｂの各段部
に取り付けられる白色ＬＥＤ２３２の出射光は、第２の
ファイバーバンドル１２２の入射端面に入射する。尚、
保持板３０１の構成を明示するため、図１０では各段部
の断面の後方に現れる線部は省略される。また、同様の
理由から一部の白色ＬＥＤ２３２も省略されているが、
実際には各段部の上述の傾斜面の略全域にわたって取り
付けられる。

【００５３】取付部３０１Ａに取り付けられる複数の白
色ＬＥＤ２３２は、第１のＬＥＤ駆動回路２５を介して
駆動電流が制御され、取付部３０１Ｂに取り付けられる
複数の白色ＬＥＤ２３２は、第２のＬＥＤ駆動回路２６
を介して駆動電流が制御される。従って、第１及び第２
のファイバーバンドル１２１、１２２の出射光の光量が
独立して制御される。

【００５４】図１１は、本願発明に係る第２実施形態が
適用される電子内視鏡の光源ユニット４００を示す図で
ある。保持板４０１においてライトガイド４１０に対向
する側には、所定の曲率中心を有する球面の内壁面であ
る取付部４０１Ａが形成される。取付部４０１Ａには、
第１実施形態と同様の白色ＬＥＤ２３２が略全域にわた
って配設される。各白色ＬＥＤ２３２は、その射出光の
中心軸が、それぞれの取付位置における取付部４０１Ａ
の接線と直交するよう取り付けられる。従って、各白色
ＬＥＤ２３２の出射光は、図１１に示すように、取付部
４０１Ａの曲率中心４０１Ｃに集光する。尚、図の複雑
化を避けるため、図１１において一部の白色ＬＥＤ２３
２は省略されている。

【００５５】ライトガイド４１０は、第１のファイバー
バンドル４１１と第２のファイバーバンドル４１２を有
し、第１実施形態のライトガイド１２と同様、スコープ
１０に配設される。第１及び第２のファイバーバンドル
４１１、４１２の入射側の端面は、第１実施形態と同
様、それぞれ半円形であり、それぞれの直線部が接する
よう設けられ、全体として真円を形成する。

【００５６】また、ライトガイド４１０の出射端側は、
図１１において省略されているが、第１実施形態と同
様、分岐している。図１３は、第２実施形態におけるス
コープ１０の先端部本体の端面を正面から示す図であ
り、図３と同一の部材には同一の符号が付されている。
図１３に示すように、スコープ１０の先端部において、
第１及び第２のファイバーバンドル４１１、４１２は、
対物レンズ１１０を挟んで略対称な位置に設けられる。
第２実施形態において、送気ノズル１３２は送水ノズル
１３１の近傍に配置され、吸引・鉗子チャンネル１３３
は、第２のファイバーバンドル４１２の近傍に配置され
る。尚、光源ユニット４００及びライトガイド４１０以
外の構成は第１実施形態と同様である。

【００５７】再び図１１を参照すると、光源ユニット４
０１とライトガイド４１０は、取付部４０１Ａの中心軸
線４０１Ｌが、第１及び第２のファイバーバンドル４１
１、４１２の境界の中心、即ち第１及び第２のファイバ
ーバンドル４１１、４１２が形成する真円の中心４１０
Ｃに交差するよう、配設される。従って、取付部４０１
Ａにおいて、図１１中、中心軸線４０１Ｌより下側に配
設される複数の白色ＬＥＤ２３２の出射光は第１のファ
イバーバンドル４１１の入射端面に入射し、中心軸線４
０１Ｌより上側に配設される複数の白色ＬＥＤ２３２の
出射光は第２のファイバーバンドル４１２の入射端面に
入射する。換言すれば、第２実施形態において、中心軸
線４０１Ｌより下側に配設される複数の白色ＬＥＤ２３
２は、第１のＬＥＤグループ４００Ａを構成し、中心軸
線４０１Ｌより上側に配設される複数の白色ＬＥＤ２３
２は、第２のＬＥＤグループ４００Ｂを構成する。

【００５８】白色ＬＥＤ２３２の出射光の集光位置（取
付部４０１Ａの曲率中心４０１Ｃ）からライトガイド４
１０の端面までの距離と、第１及び第２のファイバーバ
ンドル４１１、４１２の入射端面が形成する真円の直径
と、取付部４０１Ａの周縁部、即ち中心軸線４０１Ｌか
ら最も離れた位置に配設される白色ＬＥＤ２３２の出射
光の中心軸の中心軸線４０１Ｌに対する狭角との間の関
係は、以下の式（１）で表される。

【００５９】｜Ｘ｜≧｜Φ／２ｔａｎΘ｜・・・・・・・・・・（１）（ただし、Ｘ：白色ＬＥＤ２３２の出射光の集光位置か
らライガイド４１０の端面までの距離 Φ：第１及び第２のファイバーバンドル４１１、４１２
が形成する真円の直径 Θ：取付部４０１Ａの中心から最も離れた位置に配設さ
れる白色ＬＥＤ２３２の射出光の中心軸の中心軸線４０
１Ｌに対する角度）

【００６０】式（１）の関係を満たせば、図１２に示す
ように、曲率中心４０１Ｃがライトガイド４１０の内方
に位置するよう、光源ユニット４０１、ライトガイド４
１０を配設することも可能である。換言すれば、スコー
プ１０を接続した状態において、曲率中心４０１Ｃが図
１１に示す位置と図１２に示す位置との間に位置させら
れるよう、光源ユニット４０１は位置決めされればよ
い。

【００６１】尚、図１１のように、ライトガイド４１０
の入射端面と光源ユニット４０１との間に曲率中心４０
１Ｃが位置する場合、上述のように第１のＬＥＤグルー
プ４００Ａの出射光は第１のファイバーバンドル４１１
に入射し、第２のＬＥＤグループ４００Ｂの出射光は第
２のファイバーバンドル４１２に入射する。図１２に示
すように、曲率中心４０１Ｃと光源ユニット４０１との
間にライトガイド４１０の入射端面が位置する場合、第
１のＬＥＤグループ４００Ａの出射光は第２のファイバ
ーバンドル４１２の入射端面に入射し、第２のＬＥＤグ
ループ４００Ｂの出射光は第１のファイバーバンドル４
１１の入射端面に入射する。

【００６２】第１及び第２のＬＥＤグループ４００Ａ、
４００Ｂに属する白色ＬＥＤ２３２の駆動電流の制御は
第１実施形態と同様に行なわれ、第１及び第２のファイ
バーバンドル４１１、４１２から被観察体に照射される
出射光の光量は、それぞれ独立して自動的に調節され
る。

【００６３】上述のように、第２実施形態において、吸
引・鉗子チャンネル１３３は第２のファイバーバンドル
４１２の出射端面の近傍に配設される（図１３参照）。
従って、吸引・鉗子チャンネル１３３から生検鉗子のカ
ップ部を露出させて患部の切り取り等の手技が行なわれ
る場合、ＴＶモニタに再現される画面において、金属材
料からなる生検鉗子はハレーションを起こす危険があ
る。しかしながら、例えば図１１のように光源ユニット
４０１とライトガイド４１０を配置した場合、ＣＣＤイ
メージセンサ１１１に結像される生検鉗子の被観察体像
の輝度情報に応じて第２のＬＥＤグループ４００Ｂの駆
動電流のみＦＳが制御され、第２のファイバーバンドル
４１２の出射光の光量が自動的に調節される。従って、
生検鉗子から離れた被観察体の照明光の光量は変化させ
ずに生検鉗子のハレーションが防止され、良好な再現画
像が得られる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被観察
体の状態に応じて照明光の光量が適宜調節される。従っ
て、良好な被観察体像が常時、ＴＶモニタに再現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態が適用される電子内
視鏡装置のブロック図である。

【図２】スコープに配設されるライトガイドの概観図で
ある。

【図３】スコープの先端部本体の端面の正面図である。

【図４】ライトガイドの入射端面の正面図である。

【図５】光源ユニットとライトガイドの相対的位置関係
を模式的に示す図である。

【図６】画像信号処理ユニットに電源投入後、所定のサ
イクルで繰り返されるループ処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図７】ランプスイッチの操作に関連して実行される処
理の手順を示すフローチャートである。

【図８】第１のファイバーバンドルに入射する光量の調
節の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】第２のファイバーバンドルに入射する光量の調
節の処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】第１実施形態の変形例の光源ユニットとライ
トガイドの相対的位置関係を模式的に示す図である。

【図１１】本発明に係る第２実施形態が適用される光源
ユニットとライトガイドの相対的位置関係の一例を模式
的に示す図である。

【図１２】第２実施形態の光源ユニットとライトガイド
の相対的位置関係の別の例を模式的に示す図である。

【図１３】第２実施形態が適用されるスコープの先端部
本体の端面の正面図である。

【符号の説明】

１０スコープ１２ライトガイド２０画像信号処理ユニット２１システムコントローラ２２映像信号処理回路２３光源ユニット２３Ａ第１のＬＥＤグループ２３Ｂ第２のＬＥＤグループ２４フロントパネル２５第１のＬＥＤ駆動回路２６第２のＬＥＤ駆動回路１２１、４１１第１のファイバーバンドル１２２、４１２第２のファイバーバンドル２３１、３０１、４０１保持板

フロントページの続き (72)発明者佐野浩東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者金子邦清東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H040 BA09 CA04 CA09 CA11 GA02 4C061 AA00 BB00 CC06 DD00 FF40 FF46 GG01 JJ06 LL02 MM05 NN01 QQ02 QQ07 QQ09 RR02 RR22 SS10 SS22 SS23 TT01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に独立した複数のファイバーバン
ドルを有するライトガイドが設けられたスコープと、前記スコープが着脱自在に接続される画像信号処理ユニ
ットと、前記画像信号処理ユニットに設けられる光源ユニットと
を備え、前記光源ユニットは、前記複数のファイバーバンドルの
入射端に対応する複数のグループに分けられる複数の半
導体発光素子を有し、前記複数の半導体発光素子は、出射光が前記複数のグル
ープに対応する前記複数のファイバーバンドルの入射端
に入射するよう配設されると共に、前記複数のグループ
毎に独立して光量が調節されることを特徴とする電子内
視鏡装置。
【請求項２】前記光源ユニットは、前記複数の半導体
発光素子を保持するための保持部材を有し、前記保持部材は、前記複数のファイバーバンドルのそれ
ぞれの入射端に曲率中心が一致する球面の内壁面の一部
である複数の取付面を有し、前記複数の半導体発光素子は、前記グループ毎に、前記
複数の取り付け面のそれぞれに配設されることを特徴と
する請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】前記光源ユニットは、前記複数の半導体
発光素子を保持するための保持部材を備え、前記保持部材には、直交する直線が前記複数のファイバ
ーバンドルの入射端に交差するよう形成された傾斜面を
有する複数の段部が形成され、前記複数の半導体発光素子は、前記グループ毎に、前記
複数の段部の傾斜面に取り付けられることを特徴とする
請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】前記光源ユニットは、前記複数の半導体
発光素子を保持するための保持部材を備え、前記保持部材は所定の曲率中心を有する球面の内壁面の
一部である単一の取付面を有し、前記複数の半導体発光素子は、出射光の集光点が前記曲
率中心と一致するよう前記単一の取付面に取り付けら
れ、前記保持部材は、前記取付面の中心軸線が前記ライトガ
イドの中心を通るよう設けられることを特徴とする請求
項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】前記複数のファイバーバンドルは、それ
ぞれの出射端において、配光角度の異なる配光光学系を
備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記
載の電子内視鏡装置。
【請求項６】前記複数のファイバーバンドルは入射端
において、端面が円形を呈するよう束ねられることを特
徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電子内視鏡
装置。
【請求項７】前記複数のファイバーバンドルは入射端
において端面が真円を呈するよう束ねられ、前記集光点から前記ライトガイド端面までの距離と、前
記真円の直径と、前記取付面において前記複数の半導体
発光素子のうちの前記中心軸線から最も離れた位置に配
設される半導体発光素子の射出光の中心軸と前記中心軸
線の成す狭角とが、以下の関係を満たすことを特徴とす
る請求項４に記載の電子内視鏡装置。｜Ｘ｜≧｜Φ／２ｔａｎΘ｜（ただし、Ｘ：前記集光点から前記ライトガイド端面ま
での距離 Φ：前記真円の直径 Θ：前記取付面において前記複数の半導体発光素子のう
ちの前記中心軸線から最も離れた位置に配設される半導
体発光素子の射出光の中心軸と前記中心軸線の成す狭
角）
【請求項８】前記スコープの先端部本体に設けられる
固体撮像素子と前記複数のファイバーバンドルとの相対
的位置関係に基づいて、前記固体撮像素子の撮像領域を
分割し、前記複数のライトガイドに対応する前記分割撮
像領域毎の平均輝度値を算出する輝度算出手段と、前記各分割撮像領域毎の平均輝度値が所定の輝度参照値
にそれぞれ実質的に一致するよう、前記複数のファイバ
ーバンドルに対応する前記複数のグループに属する前記
複数の半導体発光素子の光量を調節する光量調節手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡
装置。