JP2823561B2

JP2823561B2 - 内視鏡用自動調光制御装置

Info

Publication number: JP2823561B2
Application number: JP63044703A
Authority: JP
Inventors: 加藤　　正
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JPH01217412A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、絞り等の光量制御手段とAGC回路等の自動
利得制御手段とを備えた内視鏡用自動調光制御装置に関
する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

ところで、前記電子内視鏡の自動調光制御手段とし
て、照明光量を制御する絞り制御と映像信号出力を制御
する自動利得制御の両方を用いたものがある。この自動
調光制御手段の動作を、被写体距離と映像信号出力レベ
ルの関係を示す第６図及び第７図を参照して説明する。

第６図において実線で示すように、絞り制御のみの場
合には、ある距離までは絞りにより出力レベルが一定に
保たれるが、遠点では絞りが全開となり、出力が低下す
る。これに対し、出力を一定にする自動利得制御回路
（AGC）による自動利得制御を併用すると、第６図にお
いて破線で示すように、絞り全開後もしばらくはAGCの
働きにより出力が一定に保たれる。

第７図は、絞り制御に対する明るさ設定値を変化させ
た場合を示している。０を標準として、＋１は明るく、
−１は暗くなるように設定されている。実線で示すよう
に、絞りの動作は、第６図に示す場合と同様である。と
ころが、絞い全開後にAGCを作動させると、AGCは、出力
を標準値となるように動作するため、破線で示すよう
に、明るさ設定値を−１に設定している場合には、絞り
全開点で急に出力が増大し画像が明るくなってしまう。
また、明るさ設定値を＋１に設定している場合には、絞
り全開点で急に出力が低下し画像が暗くなってしまう。

このように、従来の自動調光制御手段では、絞りが全
開した時点からAGCを動作させた場合、絞りが全開とな
るまでの絞り制御による出力レベルと、絞り全開後のAG
Cによる出力レベルとに差があり、絞り全開点付近で画
像が急に明るくなったり、あるいは暗くなったりするこ
とがあった。これは、内視鏡使用時に、単に見苦しいの
みならず、医師の疲労、さらには、病変部の見落とし等
を生じる虞がある。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、明
るさの設定を変えた場合にも、絞り制御等の光量制御手
段の制御限界点近傍における映像信号出力レベルの変動
がなく、画像の明るさを一定に保つことのできる内視鏡
用自動調光制御装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明による内視鏡用自動調光制御装置は、被写体を
照明する照明光を発生する光源と、前記光源から発生さ
れる前記照明光の光量を調整する照明光量調整手段と、
前記撮像手段から出力された出力信号の信号レベルを調
節する信号レベル調節回路と、前記信号レベル調節回路
の出力信号に基づいて表示手段に表示される被写体像の
明るさを設定する明るさ設定手段と、この明るさ設定手
段で設定された明るさ設定値に基づき、前記照明光の光
量を制御する照明光量用設定値信号および前記撮像手段
の出力信号の利得を制御する利得制御用設定値信号を出
力する設定値信号出力手段と、前記撮像手段の出力信号
に基づき得られた前記被写体像の明るさ情報を含む信号
と前記照明光量用設定値信号とに応じて前記照明光量調
整手段の動作を制御する制御手段と、前記信号レベル調
節回路の出力信号と前記利得制御用設定値信号とを比較
し、該比較結果に基づき前記信号レベル調整回路の動作
を制御する比較制御手段と、を備えたことを特徴とす
る。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１
図は自動調光制御手段を示すブロック図、第２図はAGC
回路を示す回路図、第３図は内視鏡装置の構成を示す説
明図、第４図は内視鏡装置の全体を示す側面図、第５図
は自動調光制御手段の動作を示す説明図である。

第４図に示すように、内視鏡装置は、電子内視鏡１
と、この電子内視鏡１が接続される光源装置５及び信号
処理を行うビデオプロセッサ６と、信号コード15を介し
て前記ビデオプロセッサ６に接続されるモニタ７とを備
えている。前記光源装置５とビデオプロセッサ６とは、
信号コード16を介して接続されるようになっている。

前記電子内視鏡１は、細長で例えば可撓性の挿入部２
を備え、この挿入部２の後端に太径の操作部３が連設さ
れている。前記操作部３からは、側方に可撓性のユニバ
ーサルコード４が延設され、このユニバーサルコード４
の先端に、前記光源装置５に接続可能な光源用コネクタ
12が設けられている。前記光源用コネクタ12からは、信
号コード13が延設され、この信号コード13の先端に、前
記ビデオプロセッサ６に接続可能な信号用コネクタ14が
設けられている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３には、湾曲操作ノ
ブ11が設けられ、この湾曲操作ノブ11を回動操作するこ
とにより、前記湾曲部10を上下／左右方向に湾曲できる
ようになっている。

第３図に示すように、前記先端部９には、配光レンズ
21と、結像光学系22とが配設されている。前記配光レン
ズ21の後端側には、ファイババンドルからなるライトガ
イド23が連設され、このライトガイド23は、前記挿入部
2,操作部3,ユニバーサルコード４内に挿通され、前記光
源用コネクタ12に接続されている。そして、このコネク
タ12を前記光源装置５に接続することにより、光源装置
５から出射される照明光が、前記ライトガイド23の入射
端に入射されるようになっている。この照明光は、前記
ライトガイド23によって先端部９に導かれて先端面から
出射され、配光レンズ21を通って、被写体に照射される
ようになっている。

一方、前記結像光学系22の結像位置には、固体撮像素
子、例えばCCD26が配設されている。尚、カラー撮像方
式として同時式を用いた場合には、前記CCD26の前面
に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）等の各色透過フィル
タをモザイク状等に配列したカラーフィルタアレイが設
けられる。前記CCD26には、信号線27が接続され、この
信号線27は、前記挿入部2,操作部3,ユニバーサルコード
4,信号コード13内に挿通され、前記信号用コネクタ14に
接続されている。そして、前記照明光によって照明され
た被検査部位の被写体像が、前記結像光学系22により結
像され、前記CCD26により電気信号に変換されるように
なっている。このCCD26の出力信号は、前記信号線27を
介して、前記ビデオプロセッサ６に入力されるようにな
っている。そして、このビデオプロセッサ６からの映像
信号が、前記モニタ７に入力され、このモニタ７に被写
体像が表示されるようになっている。

第３図に示すように、前記光源装置５は、ランプ31を
備え、このランプ31から出射された光が、レンズ32で集
光され、絞り33の光量調整され、前記ライトガイド23の
入射端に入射されるようになっている。また、前記光源
装置５には、操作パネル34が設けられ、この操作パネル
34によって入力される各種の指示信号は、コントロール
回路35に入力されるようになっている。前記操作パネル
35には、モニタ７に表示される画像の明るさを可変設定
する明るさ設定手段が設けられている。そして、前記コ
ントロール回路35は、前記操作パネル34からの指示信号
に応じて、前記絞り33等の各種の制御を行うようになっ
ている。

一方、前記ビデオプロセッサ６に入力されたCCD26の
出力信号は、第１図に示すように、前段の信号処理回路
36に入力され、映像信号成分が抽出され、γ補正等の信
号処理が施された後、自動利得制御回路（以下、AGC回
路と記す。）61によって明るさの制御が行われ、後段の
信号処理回路37に入力されるようになっている。そし
て、この信号処理回路37で、輪郭補正等の信号処理が施
された映像信号が、前記モニタ７に出力されるようにな
っている。

本実施例における自動調光制御手段は、第１図に示す
ように構成されている。

この自動調光制御手段は、前記光源層５内に設けられ
た光源側制御部50と、前記ビデオプロセッサ６内に設け
られたビデオプロセッサ側制御部60とで構成されてい
る。

前記光源側制御部50は、前記コントロール回路35内に
設けられたCPU51を備え、このCPU51には、前記操作パネ
ル34に設けられた明るさ設定手段からの明るさ設定値が
取り込まれるようになっている。このCPU51に取り込ま
れた明るさ設定値は、絞り33を制御する絞り制御部52に
送られるようになっている。また、この絞り制御部52に
は、前記ビデオプロセッサ６内の前段の信号処理回路36
からの映像信号出力が入力され、この絞り制御部52は、
明るさ設定値と信号処理回路36の出力レベルとを比較
し、常に、前記信号処理回路36の出力信号のレベル（す
なわち、明るさ）が一定になるように、絞り33を制御す
る。従って、明るさ設定値を変えた場合には、この明る
さ設定値に対応して、絞り制御部52の動作レベル、すな
わち、この絞り制御部52によって一定に保たれる映像信
号レベルが変化する。また、前記CPU51に取り込まれた
明るさ設定値は、例えば、F/V変換回路53を介して、前
記ビデオプロセッサ６内のAGC回路61に送られるように
なっている。尚、前記光源装置５とビデオプロセッサ６
との間の信号の送受は、信号コード16を介して行われ
る。前記F/V変換回路53は、CPU51より出力される明るさ
設定値に対応して、周波数信号を電圧信号に変換する。

一方、前記ビデオプロセッサ側制御部60では、前記AG
C回路61が、前記F/V変換回路53を介して送られてくる明
るさ設定値に対応した信号レベル（すなわち、明るさ）
を保つように作動する。

前記AGC回路61は、例えば、第２図に示すように構成
されている。AGC回路61は、掛算器62を有し、この掛算
器62の一方の入力端には、入力端63から入力される前記
信号処理回路36からの映像信号が入力されるようになっ
ている。前記掛算器62の出力は、出力端64を介して、信
号処理回路37へ出力されると共に、抵抗65を介して、帰
還回路を設けた差動増幅器66の反転入力端に入力される
ようになっている。前記反転入力端は、コンデンサ67を
介して接地されている。また、前記差動増幅器66の非反
転入力端には、入力端68を介して、前記F/V変換回路53
からの明るさ設定値信号が入力されるようになってい
る。そして、この差動増幅器66は、掛算器62の出力と明
るさ設定値信号との差を増幅するようになっている。こ
の差動増幅器66の出力は、前記掛算器62の他方の入力端
に入力されるようになっている。このような構成のAGC
回路61では、掛算器62の出力がこの掛算器62にフィード
バックされ、掛算器62の出力が一定に保たれる。また、
前記掛算器62の出力は、常に、明るさ設定値信号に一致
した出力となる。従って、前記明るさ設定値を変えた場
合には、この明るさ設定値に対応して、AGC回路61の動
作レベル、すなわち、このAGC回路61によって一定に保
たれる信号レベルが変化する。

このように、本実施例では、操作パネル34から入力さ
れる明るさ設定値に応じて、絞り制御部52によって一定
に保たれる映像信号レベルを変化させると共に、AGC回
路61の動作レベルを、前記明るさ設定値に対応して変化
するようにしている。従って、第５図に示すように、明
るさ設定値を変えた場合にも、絞り制御部52によって一
定に保たれる信号レベルと、AGC回路61によって一定に
保たれる信号レベルとが一致し、絞り全開後にAGC回路6
1が差動するようにした場合でも、映像信号出力レベ
ル、すなわち、モニタ７に表示される画像の明るさの変
動が生じない。そのため、絞り全開点で画像が急に明る
くなったり、暗くなったりすることがないので、観察し
易く、疲労が軽減され、また、病変部の見落としや誤診
を避けることができる。

尚、第５図において、実線は、絞り制御のみを行った
場合を示し、破線は、絞り制御とAGCとを併用した場合
を示す。また、明るさ設定値は、０を標準として、＋１
は明るく、−１は暗くなるように設定されている。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、CP
U51からの明るさ設定値信号がディジタル信号の場合に
は、F/V変換回路53の代わりに、D/A変換器とすることが
できる。

また、自動調光制御手段の各構成要素は、光源装置5,
ビデオプロセッサ６のいずれに設けても良い。また、光
源装置５とビデオプロセッサ６とを一体化しても良い。

また、カラー撮像方式としては、固体撮像素子に前面
にカラーフィルタアレイを設けた同時式に限らず、面順
次式でも良い。この面順次式の場合には、光源装置は、
照明光をR,G,B等に時系列的に分離する回転フィルタを
設けたものとし、ビデオプロセッサは、面順次式に対応
したものとする。

尚、本発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を有す
る電子内視鏡に限らず、ファイバスコープ等肉眼観察が
可能な内視鏡の接眼部に、あるいは、前記接眼部と交換
して、テレビカメラを接続して使用する内視鏡装置に対
しても適用することができる。

また、本発明は、被観察体の反射光を受光する内視鏡
に限らず、被観察体を透過した光を受光して観察する内
視鏡に対しても適用することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、光量制御手段及
び自動利得制御手段の動作が、明るさ設定情報に基づい
て制御されるようにしたので、明るさの設定を変えた場
合にも、絞り制御等の光量制御手段の制御限界点近傍に
おける映像信号出力レベルの変動がなく、画像の明るさ
を一定に保つことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係り、第１図
は自動調光制御手段を示すブロック図、第２図はAGC回
路を示す回路図、第３図は内視鏡装置の構成を示す説明
図、第４図は内視鏡装置の全体を示す側面図、第５図は
自動調光制御手段の動作を示す説明図、第６図及び第７
図は従来の自動調光制御手段の動作を示す説明図であ
る。１……電子内視鏡、５……光源装置６……ビデオプロセッサ、26……CCD 33……絞り、34……操作パネル 52……絞り制御部、61……AGC回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を照明する照明光を発生する光源
と、前記光源から発生される前記照明光の光量を調整する照
明光量調整手段と、前記撮像手段から出力された出力信号の信号レベルを調
節する信号レベル調節回路と、前記信号レベル調節回路の出力信号に基づいて表示手段
に表示される被写体像の明るさを設定する明るさ設定手
段と、この明るさ設定手段で設定された明るさ設定値に基づ
き、前記照明光の光量を制御する照明光量用設定値信号
および前記撮像手段の出力信号の利得を制御する利得制
御用設定値信号を出力する設定値信号出力手段と、前記撮像手段の出力信号に基づき得られた前記被写体像
の明るさ情報を含む信号と前記照明光量用設定値信号と
に応じて前記照明光量調整手段の動作を制御する制御手
段と、前記信号レベル調節回路の出力信号と前記利得制御用設
定値信号とを比較し、該比較結果に基づき前記信号レベ
ル調整回路の動作を制御する比較制御手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡用自動調光制御装置。