JP2715383B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
内視鏡装置Info
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- JP2715383B2 JP2715383B2 JP61277336A JP27733686A JP2715383B2 JP 2715383 B2 JP2715383 B2 JP 2715383B2 JP 61277336 A JP61277336 A JP 61277336A JP 27733686 A JP27733686 A JP 27733686A JP 2715383 B2 JP2715383 B2 JP 2715383B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は可変配光機能を持つ照明装置を具備する内
視鏡装置に関する。 〔従来の技術〕 一般に、内視鏡は体腔内や細い管状部材の内部を観察
するのに用いられているので、光源が必要である。通常
は外部に設けられた光源ユニットからの照明光が内視鏡
内のライトガイドを介して内視鏡先端の照明用の光学系
まで伝達され、この光学系により対象物に照明光が照射
される。 ここで、内視鏡で観察される被写体は大きくわける
と、内臓壁等のほぼ平坦な被写体と、食道や腸等の管内
のように周辺部が近距離で中央部が遠距離の被写体とに
分類される。そのため、照明光の配光が均一であるとす
ると、後者の場合は、近距離である周辺部の輝度が高
く、遠距離である中央部が低くなってしまう。しかし、
照明光量を増加して中央部が適正の明るさになるように
すると、逆に、周辺部の輝度が高くなりすぎてしまう。 この問題を解決するために、本願出願人は先に特願昭
60−153573号で、照明光の集光レンズを移動させて、照
明範囲を可変するという提案を行なった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、この従来装置では、内視鏡先端に設け
られた集光レンズを内視鏡の手元操作部に設けられたレ
バーを操作することにより光軸方向に移動するという手
動操作により配光特性を可変している。そのため、被写
体毎にいちいち手動操作を必要とする等の不便があっ
た。 この発明は上述した事情に対処すべくなされたもの
で、この目的は撮像信号から被写体の平坦状態を検知
し、照明光の配光特性を被写体に適した特性に自動的に
設定する内視鏡装置を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による内視鏡装置は被写体を照明し、配光特
性が可変の光源22,32,34と、被写体の中央部と周辺部の
輝度差を検出する減算器48と、この輝度差に応じて光源
22,32,34の配光特性を変化させる駆動回路50とを具備す
る。 〔作用〕 この発明による内視鏡装置によれば、被写体の状態に
応じて、照明配光を自動的に可変でき、被写体に応じた
最適な照明が行なえる。 〔実施例〕 以下図面を参照してこの発明にいよる内視鏡装置の一
実施例を説明する。第１図は第１実施例のブロック図で
ある。第１実施例は内視鏡10と光源ユニット12から構成
されている。内視鏡10の先端に内蔵された固体撮像素子
としての電荷結合素子（CCD）20の出力が光源ユニット1
2内の映像処理回路30に入力される。 一方、光源ユニット12内の光源ランプ32からの照明光
が内視鏡10内のライトガイドファイバ34を介して内視鏡
先端に導かれ、集光レンズ22を介して被写体に照射され
る。集光レンズ22は光軸に沿って摺動自在となってい
て、照明光の照明角度が可変となっている。これによ
り、照明配光の指向性を可変できるようになっている。 映像処理回路30の映像出力が図示しない表示装置に供
給されるとともに、ブランキング回路36,38を介してロ
ーパスフィルタ（LPF）40,42に供給される。ブランキン
グ回路36,38は入力映像信号の一部をブランキングする
（出力を０にする）。このブランキング期間はエリア発
生器43の出力a,bにより決定されている。 このエリア発生器43の出力a,bはそれぞれ第２図
（ａ），（ｂ）に斜線で示すように周辺部、中央部とい
うように相補的なブランキングエリアを指定している。
この結果、ブランキング回路36,38からはそれぞれ中央
部と、周辺部の映像信号のみが出力される。 LPF40,42は映像信号を積分し、それぞれ画面の中央
部、周辺部の輝度を求める。LPF40,42で得られた輝度信
号が加算器44を介して調光回路46に入力される。このた
め、調光回路46は１画面全体の輝度に応じてランプ32の
発光を制御する。 LPF40,42の出力は減算器48を介して駆動回路50にも入
力される。減算器48は画面の中央部と周辺部との輝度差
を求める。駆動回路50はモータ52を介してワイヤ駆動部
材54を回転する。ワイヤ駆動部材54はワイヤ56の一端に
接続され、ワイヤ56の他端は内視鏡先端の集光レンズ22
に接続される。これにより、ワイヤ56を介して集光レン
ズ22の光軸方向の位置が可変できる。 第１実施例の動作を説明する。先ず、駆動回路50は照
明光の指向性を広指向性とし、被写体全面を均一に照明
するように制御する。この時の状態を第３図（ａ）に示
す。集光レンズ22のうちの最も手前側のレンズ22aの枠6
0がワイヤ56の先端に接続される。ここで、被写体が食
道や腸等の管内の場合は、周辺部と中央部とで輝度が大
きく異なり、周辺部の輝度が高く、中央部の輝度が小さ
くなる。このため、減算器48の出力が大きくなる。駆動
回路50はこれに応じて、モータ52を回転させて、ワイヤ
駆動部材54を介してワイヤ56を引張り、第３図（ｂ）に
示すように、レンズ22aの枠60を手前側に移動させる。
これにより、照明配光が挟指向性になり、中央部が集中
的に照明される。このため、中央部の輝度を高め、周辺
部の輝度を低くでき、中央部と周辺部の輝度差が小さく
なり、全体の輝度が均一になり、管内全体が観察でき
る。 胃壁等のように被写体が平坦な場合は、指向性の広い
配光照明をしても、中央部と周辺部との平行輝度レベル
に大きな差が出ないので、駆動回路50は減算器48の出力
が低レベルの場合は、広指向性の配光を行ない被写体全
体を均一に照明できるように制御する。 以上説明したように第１実施例によれば、被写体の映
像信号の中央部と周辺部との輝度差を検出することによ
り、被写体が管内か平坦かどうかの判定をして、これに
応じて自動的に照明配光特性を可変することにより、ど
のような被写体に対しても均一な明るさの画像が得られ
る。 次に、この発明の第２実施例を説明する。第２実施例
は第１実施例の映像処理回路30の変形例に関する実施例
である。第４図は第２実施例の映像処理回路30のブロッ
ク図である。CCD20の出力信号がサンプル＆ホールド
（Ｓ＆Ｈ）回路70、ローパスフィルタ（LPF）72を介し
てマルチプレクサ74に入力される。ここで、CCD20は面
順次方式のカラー撮像を行なっているとする。マルチプ
レクサ74は映像信号を１フレーム毎に第１、第２、第３
出力端子に振分ける。このため、マルチプレクサ74の第
１、第２、第３出力端子からは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の色成分信号がそれぞれ出力される。 マルチプレクサ74の第１、第２、第３端子から出力さ
れたR,G,Bの色成分信号がそれぞれA/D変換器76a,76b,76
cを介して第１フレームメモリ78a,78b,78cに書込まれ
る。第１フレームメモリ78a,78b,78cから読出された信
号はディジタルフィルタ80a,80b,80cを介して第２フレ
ームメモリ82a,82b,82cに書込まれる。第２フレームメ
モリ82a,82b,82cから読出された信号はD/A変換器84a,84
b,84c、アナログフィルタ86a,86b,86cを介して映像出力
端子に供給される。A/D変換器76a,76b,76c、第１フレー
ムメモリ78a,78b,78c、第２フレームメモリ82a,82b,82
c、D/A変換器84a,84b,84cの動作タイミングはタイミン
グコントローラ88により制御される。タイミングコント
ローラ88には減算器48の出力が供給されている。 第２実施例の動作を説明する。この実施例では配光特
性が挟指向性の場合、その照明光が集中する部分のみの
画像が拡大されて表示される。 タイミングコントロール回路88は減算器48の出力であ
る画像の拡大倍率を示す信号のうち横倍率に応じて、A/
D変換器76a,76b,76cのA/D変換タイミング信号、および
第１フレームメモリ78a,78b,78cへの書込み信号（WR）
を制御することにより、CCD20から出力された画像信号
のうちの所定の部分のみを第１フレームメモリ78a,78b,
78cに書込む。これを第５図（ａ），（ｂ）に示す。こ
こで、第５図（ａ）に示すように、全画面の中央の1/4
が拡大したい部分であるとする。第５図（ａ）に破線で
示すように、拡大したい部分に外接する円が照明光の集
中する範囲である。この時、減算器48の出力信号は縦２
倍、横２倍の拡大を指示する信号とする。これにより、
第１フレームメモリ78a,78b,78cには第５図（ｂ）に示
すように横方向に２倍に拡大された画像信号が書込まれ
る。 第１フレームメモリ78a,78b,78c内の画像信号が第２
フレームメモリ82a,82b,82cに転送される。この時も、
タイミングコントロール回路88は第１フレームメモリ78
a,78b,78cからの読出し信号（RD）、第２フレームメモ
リ82a,82b,82cへの書込み信号（WR）を縦倍率に応じて
制御することにより、画像を縦方向に拡大する。ここで
は、第５図（ｂ），（ｃ）に示すように、第１フレーム
メモリ78a,78b,78c内の画像を縦方向に２倍に拡大す
る。この結果、CCD20から読出された画像が縦２倍、横
２倍に拡大される。 このように、第２実施例によれば、照明配光が可変さ
れた時は、照明配光に応じた部分の画像が画面全体に表
示される。 この発明は上述した実施例に限定されず、発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形可変であり、照明配光の可
変の方法として他の方法を用いてもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、撮像信号から
被写体の平坦状態を検知し、照明光の配光特性を被写体
に適した特性に自動的に設定することにより、均一な輝
度の画面を得ることができる内視鏡装置が提供される。
視鏡装置に関する。 〔従来の技術〕 一般に、内視鏡は体腔内や細い管状部材の内部を観察
するのに用いられているので、光源が必要である。通常
は外部に設けられた光源ユニットからの照明光が内視鏡
内のライトガイドを介して内視鏡先端の照明用の光学系
まで伝達され、この光学系により対象物に照明光が照射
される。 ここで、内視鏡で観察される被写体は大きくわける
と、内臓壁等のほぼ平坦な被写体と、食道や腸等の管内
のように周辺部が近距離で中央部が遠距離の被写体とに
分類される。そのため、照明光の配光が均一であるとす
ると、後者の場合は、近距離である周辺部の輝度が高
く、遠距離である中央部が低くなってしまう。しかし、
照明光量を増加して中央部が適正の明るさになるように
すると、逆に、周辺部の輝度が高くなりすぎてしまう。 この問題を解決するために、本願出願人は先に特願昭
60−153573号で、照明光の集光レンズを移動させて、照
明範囲を可変するという提案を行なった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、この従来装置では、内視鏡先端に設け
られた集光レンズを内視鏡の手元操作部に設けられたレ
バーを操作することにより光軸方向に移動するという手
動操作により配光特性を可変している。そのため、被写
体毎にいちいち手動操作を必要とする等の不便があっ
た。 この発明は上述した事情に対処すべくなされたもの
で、この目的は撮像信号から被写体の平坦状態を検知
し、照明光の配光特性を被写体に適した特性に自動的に
設定する内視鏡装置を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による内視鏡装置は被写体を照明し、配光特
性が可変の光源22,32,34と、被写体の中央部と周辺部の
輝度差を検出する減算器48と、この輝度差に応じて光源
22,32,34の配光特性を変化させる駆動回路50とを具備す
る。 〔作用〕 この発明による内視鏡装置によれば、被写体の状態に
応じて、照明配光を自動的に可変でき、被写体に応じた
最適な照明が行なえる。 〔実施例〕 以下図面を参照してこの発明にいよる内視鏡装置の一
実施例を説明する。第１図は第１実施例のブロック図で
ある。第１実施例は内視鏡10と光源ユニット12から構成
されている。内視鏡10の先端に内蔵された固体撮像素子
としての電荷結合素子（CCD）20の出力が光源ユニット1
2内の映像処理回路30に入力される。 一方、光源ユニット12内の光源ランプ32からの照明光
が内視鏡10内のライトガイドファイバ34を介して内視鏡
先端に導かれ、集光レンズ22を介して被写体に照射され
る。集光レンズ22は光軸に沿って摺動自在となってい
て、照明光の照明角度が可変となっている。これによ
り、照明配光の指向性を可変できるようになっている。 映像処理回路30の映像出力が図示しない表示装置に供
給されるとともに、ブランキング回路36,38を介してロ
ーパスフィルタ（LPF）40,42に供給される。ブランキン
グ回路36,38は入力映像信号の一部をブランキングする
（出力を０にする）。このブランキング期間はエリア発
生器43の出力a,bにより決定されている。 このエリア発生器43の出力a,bはそれぞれ第２図
（ａ），（ｂ）に斜線で示すように周辺部、中央部とい
うように相補的なブランキングエリアを指定している。
この結果、ブランキング回路36,38からはそれぞれ中央
部と、周辺部の映像信号のみが出力される。 LPF40,42は映像信号を積分し、それぞれ画面の中央
部、周辺部の輝度を求める。LPF40,42で得られた輝度信
号が加算器44を介して調光回路46に入力される。このた
め、調光回路46は１画面全体の輝度に応じてランプ32の
発光を制御する。 LPF40,42の出力は減算器48を介して駆動回路50にも入
力される。減算器48は画面の中央部と周辺部との輝度差
を求める。駆動回路50はモータ52を介してワイヤ駆動部
材54を回転する。ワイヤ駆動部材54はワイヤ56の一端に
接続され、ワイヤ56の他端は内視鏡先端の集光レンズ22
に接続される。これにより、ワイヤ56を介して集光レン
ズ22の光軸方向の位置が可変できる。 第１実施例の動作を説明する。先ず、駆動回路50は照
明光の指向性を広指向性とし、被写体全面を均一に照明
するように制御する。この時の状態を第３図（ａ）に示
す。集光レンズ22のうちの最も手前側のレンズ22aの枠6
0がワイヤ56の先端に接続される。ここで、被写体が食
道や腸等の管内の場合は、周辺部と中央部とで輝度が大
きく異なり、周辺部の輝度が高く、中央部の輝度が小さ
くなる。このため、減算器48の出力が大きくなる。駆動
回路50はこれに応じて、モータ52を回転させて、ワイヤ
駆動部材54を介してワイヤ56を引張り、第３図（ｂ）に
示すように、レンズ22aの枠60を手前側に移動させる。
これにより、照明配光が挟指向性になり、中央部が集中
的に照明される。このため、中央部の輝度を高め、周辺
部の輝度を低くでき、中央部と周辺部の輝度差が小さく
なり、全体の輝度が均一になり、管内全体が観察でき
る。 胃壁等のように被写体が平坦な場合は、指向性の広い
配光照明をしても、中央部と周辺部との平行輝度レベル
に大きな差が出ないので、駆動回路50は減算器48の出力
が低レベルの場合は、広指向性の配光を行ない被写体全
体を均一に照明できるように制御する。 以上説明したように第１実施例によれば、被写体の映
像信号の中央部と周辺部との輝度差を検出することによ
り、被写体が管内か平坦かどうかの判定をして、これに
応じて自動的に照明配光特性を可変することにより、ど
のような被写体に対しても均一な明るさの画像が得られ
る。 次に、この発明の第２実施例を説明する。第２実施例
は第１実施例の映像処理回路30の変形例に関する実施例
である。第４図は第２実施例の映像処理回路30のブロッ
ク図である。CCD20の出力信号がサンプル＆ホールド
（Ｓ＆Ｈ）回路70、ローパスフィルタ（LPF）72を介し
てマルチプレクサ74に入力される。ここで、CCD20は面
順次方式のカラー撮像を行なっているとする。マルチプ
レクサ74は映像信号を１フレーム毎に第１、第２、第３
出力端子に振分ける。このため、マルチプレクサ74の第
１、第２、第３出力端子からは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の色成分信号がそれぞれ出力される。 マルチプレクサ74の第１、第２、第３端子から出力さ
れたR,G,Bの色成分信号がそれぞれA/D変換器76a,76b,76
cを介して第１フレームメモリ78a,78b,78cに書込まれ
る。第１フレームメモリ78a,78b,78cから読出された信
号はディジタルフィルタ80a,80b,80cを介して第２フレ
ームメモリ82a,82b,82cに書込まれる。第２フレームメ
モリ82a,82b,82cから読出された信号はD/A変換器84a,84
b,84c、アナログフィルタ86a,86b,86cを介して映像出力
端子に供給される。A/D変換器76a,76b,76c、第１フレー
ムメモリ78a,78b,78c、第２フレームメモリ82a,82b,82
c、D/A変換器84a,84b,84cの動作タイミングはタイミン
グコントローラ88により制御される。タイミングコント
ローラ88には減算器48の出力が供給されている。 第２実施例の動作を説明する。この実施例では配光特
性が挟指向性の場合、その照明光が集中する部分のみの
画像が拡大されて表示される。 タイミングコントロール回路88は減算器48の出力であ
る画像の拡大倍率を示す信号のうち横倍率に応じて、A/
D変換器76a,76b,76cのA/D変換タイミング信号、および
第１フレームメモリ78a,78b,78cへの書込み信号（WR）
を制御することにより、CCD20から出力された画像信号
のうちの所定の部分のみを第１フレームメモリ78a,78b,
78cに書込む。これを第５図（ａ），（ｂ）に示す。こ
こで、第５図（ａ）に示すように、全画面の中央の1/4
が拡大したい部分であるとする。第５図（ａ）に破線で
示すように、拡大したい部分に外接する円が照明光の集
中する範囲である。この時、減算器48の出力信号は縦２
倍、横２倍の拡大を指示する信号とする。これにより、
第１フレームメモリ78a,78b,78cには第５図（ｂ）に示
すように横方向に２倍に拡大された画像信号が書込まれ
る。 第１フレームメモリ78a,78b,78c内の画像信号が第２
フレームメモリ82a,82b,82cに転送される。この時も、
タイミングコントロール回路88は第１フレームメモリ78
a,78b,78cからの読出し信号（RD）、第２フレームメモ
リ82a,82b,82cへの書込み信号（WR）を縦倍率に応じて
制御することにより、画像を縦方向に拡大する。ここで
は、第５図（ｂ），（ｃ）に示すように、第１フレーム
メモリ78a,78b,78c内の画像を縦方向に２倍に拡大す
る。この結果、CCD20から読出された画像が縦２倍、横
２倍に拡大される。 このように、第２実施例によれば、照明配光が可変さ
れた時は、照明配光に応じた部分の画像が画面全体に表
示される。 この発明は上述した実施例に限定されず、発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形可変であり、照明配光の可
変の方法として他の方法を用いてもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、撮像信号から
被写体の平坦状態を検知し、照明光の配光特性を被写体
に適した特性に自動的に設定することにより、均一な輝
度の画面を得ることができる内視鏡装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による内視鏡装置の第１実施例の構成
を示すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は第１実施例
のエリア発生器の出力、第３図（ａ），（ｂ）は照明配
光の変化を示す図、第４図はこの発明による内視鏡装置
の第２実施例の映像処理回路の構成を示すブロック図、
第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第２実施例の画像拡大
の様子を示す図である。 20……固体撮像素子 22……集光レンズ 30……映像処理回路 32……光源ランプ 36,38……ブランキング回路 40,42……ローパスフィルタ 43……エリア発生器 48……減算器 50……駆動回路
を示すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は第１実施例
のエリア発生器の出力、第３図（ａ），（ｂ）は照明配
光の変化を示す図、第４図はこの発明による内視鏡装置
の第２実施例の映像処理回路の構成を示すブロック図、
第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第２実施例の画像拡大
の様子を示す図である。 20……固体撮像素子 22……集光レンズ 30……映像処理回路 32……光源ランプ 36,38……ブランキング回路 40,42……ローパスフィルタ 43……エリア発生器 48……減算器 50……駆動回路
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．内視鏡挿入部の先端に設けられ、光源からの照明光
を被写体に照射し、光軸に沿って移動することにより、
照明光の配光特性を変化する光学系と、 被写体を撮像する撮像手段とを具備する内視鏡装置にお
いて、 前記撮像手段から出力される撮像信号から、前記被写体
の中央部に対応する第１の信号と前記被写体の周辺部に
対応する第２の信号とを抽出する信号抽出手段と、 前記信号抽出手段によって抽出された第１の信号及び第
２の信号に基づいて前記被写体の中央部と周辺部との輝
度差を検出する輝度差検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記光学系を移動し
照明光の配光特性を変化させる制御手段とを具備するこ
とを特徴とする内視鏡装置。 ２．前記輝度差検出手段は前記信号抽出手段によって抽
出された第１の信号及び第２の信号を積分する積分手段
と、前記積分手段によって積分された第１の信号及び第
２の信号の積分値の大小を比較する比較手段とを具備す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内視
鏡装置。 ３．前記制御手段は前記輝度差検出手段により検出され
た輝度差が所定値より大きい時は前記光学系を内視鏡挿
入部の手元端側に移動させ照射範囲を狭くし、前記輝度
差が前記所定値より小さい時は前記光学系を内視鏡挿入
部の先端側に移動させ照射範囲を広くするように配光特
性を変化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の内視鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277336A JP2715383B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277336A JP2715383B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 内視鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131117A JPS63131117A (ja) | 1988-06-03 |
| JP2715383B2 true JP2715383B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17582107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61277336A Expired - Fee Related JP2715383B2 (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 内視鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715383B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2576596Y2 (ja) * | 1990-01-29 | 1998-07-16 | 日立電子株式会社 | Ｔｖ内視鏡用光量調整装置 |
| JP2000241718A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Olympus Optical Co Ltd | 電子内視鏡及び内視鏡装置 |
| JP2012147882A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Fujifilm Corp | 内視鏡用画像撮像装置 |
| EP3437545A4 (en) | 2016-03-31 | 2019-08-21 | Sony Corporation | CONTROL DEVICE, ENDOSCOPE IMAGE CAPTURE DEVICE, CONTROL METHOD, PROGRAM, AND ENDOSCOPE SYSTEM |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5675907U (ja) * | 1979-11-15 | 1981-06-20 | ||
| JPH0644104B2 (ja) * | 1983-10-07 | 1994-06-08 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡映像システム |
| JPH0658460B2 (ja) * | 1985-02-02 | 1994-08-03 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡用光源装置 |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61277336A patent/JP2715383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63131117A (ja) | 1988-06-03 |
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