JP2917292B2 - Light source light amount adjustment device for endoscope - Google Patents

Light source light amount adjustment device for endoscope

Info

Publication number
JP2917292B2
JP2917292B2 JP1105881A JP10588189A JP2917292B2 JP 2917292 B2 JP2917292 B2 JP 2917292B2 JP 1105881 A JP1105881 A JP 1105881A JP 10588189 A JP10588189 A JP 10588189A JP 2917292 B2 JP2917292 B2 JP 2917292B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aperture
target
light amount
light
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1105881A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02285317A (en
Inventor
陽一 山足
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujinon Corp filed Critical Fujinon Corp
Priority to JP1105881A priority Critical patent/JP2917292B2/en
Publication of JPH02285317A publication Critical patent/JPH02285317A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2917292B2 publication Critical patent/JP2917292B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、医療用または工業用として用いられる内視
鏡、特に電子内視鏡において、被写体の色再現性が良好
となるように、照明光の光量を調整する内視鏡の照明光
量調整装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an endoscope used for medical or industrial use, particularly an electronic endoscope, which is designed to improve the color reproducibility of a subject. The present invention relates to an illumination light amount adjusting device for an endoscope that adjusts the light amount of light.

[従来の技術] 内視鏡は、患者の体内,機械装置の内部等に挿入され
て、検査,観察等を行うために用いられるものであっ
て、体内等に挿入される挿入部の先端には、観察を行う
部位を照明するための照明窓及び、このようにして照明
された部位を観察するための観察窓が設けられている。
そして、電子内視鏡にあっては、この観察窓に入射され
る被写体像を電気信号に変換してプロセッサに伝送し、
該プロセッサにより所定の信号処理を行った上で、モニ
タ画面上に表示するようにしている。
[Related Art] An endoscope is inserted into a patient's body, inside a mechanical device, or the like, and is used for inspection, observation, and the like. Are provided with an illumination window for illuminating the site to be observed and an observation window for observing the site illuminated in this way.
In the case of an electronic endoscope, the subject image incident on the observation window is converted into an electric signal and transmitted to a processor.
After a predetermined signal processing is performed by the processor, the signal is displayed on a monitor screen.

ここで、被写体像をモニタ画面上において鮮明に表示
するには、この被写体に向けて適正な光量で照明光を照
射しなければならない。照明光量が不足している場合に
は、被写体からの反射して固体撮像素子に入射される光
量が弱くなり、モニタ画面上に表示される画像が鮮明度
を欠くことになる。また、照明光量が過大で、被写体か
らの反射光量が強過ぎる場合には、ハレーションが起き
る等により、やはりモニタ画面に表示される画像の画質
が悪くなる。
Here, in order to clearly display the subject image on the monitor screen, it is necessary to irradiate the subject with illumination light with an appropriate amount of light. When the illumination light amount is insufficient, the light amount reflected from the subject and incident on the solid-state imaging device becomes weak, and the image displayed on the monitor screen lacks sharpness. If the amount of illumination is too large and the amount of light reflected from the subject is too strong, the image quality of the image displayed on the monitor screen also deteriorates due to halation and the like.

然るに、被写体に対して照明される照明光の光量が一
定であっても、挿入部の先端から被写体までの間の距離
が異なる場合や、被写体における光の反射率の相違等か
ら、該被写体からの反射光量は一様ではない。従って、
実際に観察を行う際には、照明光量を適正な状態に保つ
ために、光源と、この光源から照明光を伝送するライト
ガイドとの間に絞り部材を介在させ、被写体の距離や反
射率等に応じてこの絞り部材を適宜操作することによ
り、照明光量を調整するように構成している。そこで、
第1図に従来技術による光源光量調整装置を示す。
However, even if the amount of illumination light illuminated on the subject is constant, the distance from the tip of the insertion section to the subject is different, or the reflectance of the subject is different, and so on. Is not uniform. Therefore,
When actually observing, in order to keep the illumination light amount in an appropriate state, an aperture member is interposed between the light source and the light guide that transmits the illumination light from this light source, and the distance and reflectance of the subject, etc. The illuminating light amount is adjusted by appropriately operating the aperture member in accordance with the above. Therefore,
FIG. 1 shows a conventional light source light amount adjusting device.

図中において、1はライトガイドを示し、該ライトガ
イド1の一端1aは照明光の入射端で、この入射端1aはプ
ロセッサにおける光源部L内に臨み、光源2から照射さ
れる照明光はコンデンサレンズ3及び回転式のカラーフ
ィルタ4を順次介してこのライトガイド1の入射端1aに
入射されるようになっている。また、ライトガイド1の
他端は照明光の出射端1bで、この出射端1bは内視鏡Sの
挿入部における先端部に設けた照明窓に臨んでいる。さ
らに、この挿入部の先端部には、対物レンズ5を備えた
観察窓が設けられ、この対物レンズ5の結像位置にはCC
D等からなる固体撮像素子6が設置されている。この固
体撮像素子6によって、観察対象部の光学像を光電変換
して画像信号を形成することができる構成となってい
る。
In the drawing, reference numeral 1 denotes a light guide, one end 1a of the light guide 1 is an incident end of illumination light, the incident end 1a faces a light source portion L in a processor, and the illumination light emitted from the light source 2 is a condenser. The light is incident on an incident end 1a of the light guide 1 via a lens 3 and a rotary color filter 4 sequentially. The other end of the light guide 1 is an emission end 1b of the illumination light, and the emission end 1b faces an illumination window provided at a distal end of the insertion section of the endoscope S. Further, an observation window provided with an objective lens 5 is provided at a distal end portion of the insertion portion.
A solid-state imaging device 6 made of D or the like is provided. The solid-state imaging device 6 is configured to be able to form an image signal by photoelectrically converting an optical image of the observation target portion.

固体撮像素子6を駆動するために、該固体撮像素子6
には駆動回路7が接続されており、この駆動回路7から
の駆動信号に基づいて固体撮像素子6が駆動されて、カ
ラーフィルタ4の回転に伴なって該固体撮像素子6にお
いて形成されたR,G,Bの各色画像信号が出力されるよう
になっている。このようにして出力された各色画像信号
は、ビデオ信号検出回路8を介してプロセスアンプ9に
入力されてそれぞれ所定の増幅率で増幅された上で、A/
D変換器10から順次メモリ11に格納されるようになって
いる。そして、R,G,Bの各色画像信号がメモリ11に取り
込まれたときに、これらの色画像信号がメモリ11から同
時に読み出されて、D/A変換器12を介してエンコーダ13
に入力されて、コンポジット映像信号として出力される
ようになっている。この駆動回路7及びメモリ11,エン
コーダ13に対してタイミング信号を入力するために、タ
イミング信号発生回路14が設けられるようになってい
る。
In order to drive the solid-state imaging device 6, the solid-state imaging device 6
Is connected to a drive circuit 7. The solid-state image sensor 6 is driven based on a drive signal from the drive circuit 7, and R formed in the solid-state image sensor 6 with the rotation of the color filter 4. , G, and B color image signals are output. Each color image signal output in this manner is input to a process amplifier 9 via a video signal detection circuit 8 and is amplified at a predetermined amplification factor.
The data is sequentially stored in the memory 11 from the D converter 10. When the R, G, and B color image signals are loaded into the memory 11, these color image signals are simultaneously read out from the memory 11, and are read via the D / A converter 12 to the encoder 13.
, And output as a composite video signal. In order to input a timing signal to the drive circuit 7, the memory 11, and the encoder 13, a timing signal generation circuit 14 is provided.

また、ビデオ信号検出回路8には反射光量検出回路15
が接続されており、この反射光量検出回路15において
は、固体撮像素子6からの検出信号、または独立した反
射光量検出器によって、被写体からの反射光量を検出す
ることができるようになっている。そして、このように
して検出した反射光量の信号は減算部16に入力され、こ
の検出光量と目標値設定部17からの目標光量値との差を
演算することにより、実測光量値と目標光量値との偏差
が求められるようにしている。そして、この偏差信号に
基づいて、光源部からの照明光量が最適な値となるよう
に調整される。
The video signal detecting circuit 8 includes a reflected light amount detecting circuit 15.
The reflected light amount detection circuit 15 can detect the reflected light amount from the subject by a detection signal from the solid-state imaging device 6 or an independent reflected light amount detector. The signal of the reflected light amount detected in this way is input to the subtraction unit 16, and the difference between the detected light amount and the target light amount value from the target value setting unit 17 is calculated, whereby the actually measured light amount value and the target light amount value are calculated. And the deviation is determined. Then, based on the deviation signal, the illumination light amount from the light source unit is adjusted to an optimal value.

ここで、目標値設定部17において設定される目標光量
値は固定的なものであってもよく、またボリューム等に
より調整可能な構成とすることも可能である。さらに、
第2図に示したように、スイッチング手段により目標値
をハイ,ミドル,ローの3段階等、複数段階に切り換え
可能に構成した目標値設定部17′として構成することも
できる。
Here, the target light amount value set in the target value setting unit 17 may be a fixed value, or may be configured to be adjustable by a volume or the like. further,
As shown in FIG. 2, it is also possible to configure a target value setting section 17 'which can switch the target value to a plurality of stages such as three stages of high, middle and low by switching means.

前述した偏差信号に基づいて光源部における光量の調
整が行われるが、この光量調整を行うために、光源2と
コンデンサレンズ3との間には絞り板18が設けられてい
る。そして、この絞り板18の駆動を制御するために、絞
り駆動回路19が設けられており、前記偏差信号は、制御
動作信号として、この絞り駆動回路19に入力され、この
絞り駆動回路19によりモータ20の動作を制御して、絞り
板18を光路に対して進退させることにより、照明光が所
定の目標光量となるよう調整できるようになっている。
The light amount in the light source unit is adjusted based on the above-described deviation signal. In order to perform the light amount adjustment, an aperture plate 18 is provided between the light source 2 and the condenser lens 3. An aperture driving circuit 19 is provided to control the driving of the aperture plate 18. The deviation signal is input to the aperture driving circuit 19 as a control operation signal, and the motor is controlled by the aperture driving circuit 19. By controlling the operation of 20, the aperture plate 18 is moved forward and backward with respect to the optical path, so that the illumination light can be adjusted to have a predetermined target light amount.

次に、絞り板18による照明光の光路の絞り駆動機構を
第4図に例示する。同図から明らかなように、絞り板18
は、ガイド溝21に沿って照明光の光軸と直交する方向に
移動可能となっており、該ガイド溝21に沿って絞り板18
を変位させるために、絞り板18にはカムフォロワ22を取
り付け、該カムフォロワ22は螺旋カム23に当接されてい
る。そして、この螺旋カム23の回転軸24には従動ギヤ25
が取り付けられており、該従動ギヤ25はモータ20の出力
軸に連結した駆動ギヤ26と噛合しており、モータ20を作
動させることにより、螺旋カム23を回転させて、絞り板
18の位置調整を行うことができるようになっている。ま
た、回転軸24には、その回転角度を検出するためのポテ
ンショメータ27を装着されており、このポテンショメー
タ27により絞り位置検出手段が構成される。
Next, a diaphragm driving mechanism of the optical path of the illumination light by the diaphragm plate 18 is illustrated in FIG. As is apparent from FIG.
Is movable along the guide groove 21 in a direction orthogonal to the optical axis of the illumination light.
The cam follower 22 is attached to the aperture plate 18 in order to displace the cam follower 22, and the cam follower 22 is in contact with a spiral cam 23. A driven gear 25 is provided on a rotating shaft 24 of the spiral cam 23.
The driven gear 25 is meshed with a driving gear 26 connected to an output shaft of the motor 20. By operating the motor 20, the helical cam 23 is rotated, and the diaphragm plate is rotated.
18 positions can be adjusted. A potentiometer 27 for detecting the rotation angle is mounted on the rotating shaft 24, and the potentiometer 27 constitutes a diaphragm position detecting means.

而して、前述したように、被写体からの反射光量に基
づいて、絞り板18を駆動することにより、照明光の光量
が目標値となるよう調整するものであるが、光源2から
ライトガイド1に入射される照明光が一定であっても、
挿入部の先端と被写体との間の距離の変化により反射光
量が変化し、また被写体における光の反射率その他の要
因によっても反射光量が変化する。これを式に表すと、 検出光量I=J(ξ,η,d)・R・G(x) ここで、J(ξ,η,d)は、第3図に示したように、
照明レンズL1と対物レンズL2及び撮像面Fからなる操作
手段の配設位置から距離dだけ離れた位置にある平面上
での立体角(ξ、η)での対物レンズから見た照明光強
度、Rは反射率(0≦R≦1)、G(x)は絞り位置x
での絞り利得(0≦G(x)≦1)をそれぞれ示す。
Thus, as described above, the diaphragm plate 18 is driven based on the amount of reflected light from the subject to adjust the amount of illumination light to a target value. Even if the illumination light incident on the
The amount of reflected light changes due to a change in the distance between the tip of the insertion section and the subject, and the amount of reflected light also changes due to the reflectance of the light in the subject and other factors. When this is expressed by an equation, the detected light amount I = J (ξ, η, d) · RG · (x) where J (ξ, η, d) is, as shown in FIG.
Illumination lens L 1 and the solid angle on a plane from the installation position of the objective lens L 2 and the operating means comprising an imaging plane F in a position spaced apart by a distance d (ξ, η) illumination light as viewed from the objective lens in Intensity, R is reflectance (0 ≦ R ≦ 1), G (x) is aperture position x
, The aperture gain (0 ≦ G (x) ≦ 1) is shown.

となる。このうち、J(ξ,η,d)・Rは被写体により
変化する値であり、J(ξ,η,d)・R=Kと置くと、
I=K・G(x)となる。
Becomes Of these, J (ξ, η, d) · R is a value that changes depending on the subject, and if J (ξ, η, d) · R = K,
I = K · G (x).

従って、Kの値が変動した場合には、絞り位置xを変
えることによって、絞り利得G(x)を変化させて、検
出光量Iが目標値設定部17で設定されている目標値IT
なるように調整する。この調整を行うためには、まず、
反射光量検出回路15から現在検出されている反射光量、
即ち検出光量Iを減算部16に入力して、これを目標値設
定部17で設定した目標値ITから減算することによって、
そのときにおける光量の偏差ΔI(=I−IT)を求める
ようにする。そして、この偏差信号を制御動作信号とし
て絞り駆動回路19に伝送して、該絞り駆動回路19におい
て、この制御動作信号に比例するように増幅した調節信
号によりモータ20を作動させる、所謂動作(P動作)を
行わせるか、またはこの制御動作信号の時間的微分値に
比例した調節信号によりモータ20を作動させる、比例+
微分動作(PD動作)を行わせることにより、絞り板18の
位置を変化させて、偏差ΔIが0となるように調整して
いる。
Therefore, when the value of K is varied by changing the aperture position x, by changing the aperture gain G (x), and the target value I T to detected light intensity I is set by the target value setting unit 17 Adjust so that To make this adjustment, first,
The reflected light amount currently detected from the reflected light amount detection circuit 15,
That is, by entering the detected light intensity I to the subtraction unit 16 by subtracting from the target value I T set by the target value setting unit 17 to this,
A deviation ΔI (= I−I T ) of the light amount at that time is obtained. Then, the deviation signal is transmitted as a control operation signal to the aperture drive circuit 19, and the aperture drive circuit 19 operates the motor 20 with an adjustment signal amplified so as to be proportional to the control operation signal, a so-called operation (P Operation) or the motor 20 is operated by an adjustment signal proportional to the time derivative of the control operation signal.
By performing the differential operation (PD operation), the position of the aperture plate 18 is changed, and the deviation ΔI is adjusted to be zero.

[発明が解決しようとする課題] ところで、絞り板18を移動させると、絞り利得が変化
するが、前述した如く、照明光路と直交する方向に変位
可能な絞り板18を用いた場合には、絞り板18の移動量x
に対する絞り利得G(x)の変化は、第5図に示した曲
線となる。そして、被写体反射率や挿入部先端から被写
体までの距離等が変化した場合における絞り位置xと検
出光量Iとの関係は、第6図に示したようになる。
[Problems to be Solved by the Invention] By moving the diaphragm plate 18, the diaphragm gain changes. However, as described above, when the diaphragm plate 18 that can be displaced in a direction perpendicular to the illumination optical path is used, Movement amount x of diaphragm plate 18
The change of the aperture gain G (x) with respect to the curve shown in FIG. FIG. 6 shows the relationship between the aperture position x and the detected light amount I when the reflectivity of the subject or the distance from the tip of the insertion section to the subject changes.

ここで、被写体の光反射率が高い場合や、観察窓と被
写体との間の距離が短い場合、即ちKの値が大きい場合
には、検出光量は絞り位置に応じて曲線で示したよう
に変化することになり、また被写体の反射率が低い場合
や、被写体が観察窓から離れている場合のように、Kの
値が小さい場合には、検出光量は曲線のような変化を
示すことになる。この結果、同じ検出光量偏差ΔIであ
っても、曲線の状態における絞り板18の必要移動量x1
と、曲線の状態での絞り板18の必要移動量x2とは異な
ってくる。即ち、検出光が強い場合(曲線の場合)に
は、絞り板18の移動量に対する光量変化率は大きくな
り、これとは反対に検出光が弱い場合に(曲線の場
合)は、絞り板18の移動量に対する光量変化率が小さく
なる。
Here, when the light reflectance of the subject is high, or when the distance between the observation window and the subject is short, that is, when the value of K is large, the detected light amount is represented by a curve according to the aperture position as shown by a curve. When the value of K is small, for example, when the reflectance of the subject is low or when the subject is far from the observation window, the detected light amount changes like a curve. Become. As a result, even if the detected light amount deviation ΔI is the same, the necessary movement amount x 1 of the diaphragm plate 18 in the state of the curve is obtained.
If, differs from the required amount of movement x 2 stop plate 18 in the state of the curve. That is, when the detection light is strong (in the case of a curved line), the rate of change in the amount of light with respect to the moving amount of the aperture plate 18 is large. Conversely, when the detection light is weak (in the case of a curved line), The rate of change in the amount of light with respect to the amount of movement becomes smaller.

前述したことから、例えば観察視界を変えて、挿入部
の先端と被写体との間の距離が変わり、検出光量が変化
したときに、検出光量を所定の値となるように調整する
ためには、曲線で示したように、被写体からの反射光
量が大きい側、例えば挿入部の先端を被写体に近づけた
場合には、絞り板18の動きに対する絞り利得が過大とな
って、目標値付近でハンチングが生じて絞り板18の動作
が安定しなくなる。また、曲線で示したように、被写
体からの反射光量が小さい側、例えば挿入部の先端を被
写体から遠ざけたときには、絞り板18の動きに対する絞
り利得が過小となって、この絞り板18の応答性が悪くな
るだけでなく、絞り板18の移動時における摩擦やギヤ2
4,25のバックラッシュ等から、該絞り板18の静止精度が
悪くなったり、目標値に到達させるのが不可能となる
等、絞り機構の制御性に難点がある。特に、目標光量を
可変にする構成とした時には、目標設定値に応じて絞り
利得が変化することになるから、この目標設定値に応じ
てさらに絞り機構の制御性が悪くなる。
From the above, for example, by changing the observation field of view, the distance between the tip of the insertion portion and the subject changes, and when the detected light amount changes, in order to adjust the detected light amount to a predetermined value, As shown by the curve, when the amount of reflected light from the subject is large, for example, when the tip of the insertion portion is close to the subject, the aperture gain for the movement of the aperture plate 18 becomes excessive, and hunting occurs near the target value. As a result, the operation of the diaphragm plate 18 becomes unstable. Also, as shown by the curve, when the amount of reflected light from the subject is small, for example, when the distal end of the insertion section is moved away from the subject, the aperture gain with respect to the movement of the aperture plate 18 becomes too small, and the response of the aperture plate 18 becomes small. In addition to the poor performance, friction and gear 2
Due to the backlash of 4, 25, etc., there is a difficulty in controllability of the diaphragm mechanism, for example, the stopping accuracy of the diaphragm plate 18 is deteriorated or it is impossible to reach the target value. In particular, when the configuration is such that the target light quantity is variable, the aperture gain changes according to the target set value, so that the controllability of the aperture mechanism further deteriorates according to the target set value.

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、検出光量が変化したときに、迅
速かつ確実に目標光量となるように調整することができ
るようにした内視鏡用光源光量調整装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to quickly and surely adjust a target light quantity when a detected light quantity changes. An object of the present invention is to provide an endoscope light source light amount adjusting device.

[課題を解決するための手段] 前述した目的を達成するために、本発明は、内視鏡に
おける照明用光源からの光路に介在され、その位置によ
り開口面積がほぼ指数関数的に変化する光路絞り部材
と、この絞り部材の作動を制御する絞り制御手段と、目
標とする照明光量の設定を行う目標値設定手段と、被写
体からの反射光量を検出する反射光量検出手段とを有
し、この反射光量検出手段による検出光量と前記目標値
設定手段による目標とする照明光量とを比較して、その
偏差信号を制御動作信号として前記絞り制御手段に伝送
して、前記絞り部材の作動を制御する内視鏡用光源光量
調整装置であって、前記目標値設定手段による目標光量
を可変となし、この目標光量を変化させたときに、それ
ぞれの目標光量時にサンプリングした偏差信号に対して
所定の補正信号により補正した制御信号を前記絞り制御
手段に与える構成としたことをその特徴とするものであ
る。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-described object, the present invention provides an optical path interposed in an optical path from an illumination light source in an endoscope, and an opening area of the optical path changes almost exponentially depending on the position. An aperture member, aperture control means for controlling the operation of the aperture member, target value setting means for setting a target illumination light quantity, and reflected light quantity detection means for detecting the quantity of reflected light from the subject; The amount of reflected light detected by the reflected light amount detector is compared with the amount of illumination light targeted by the target value setting unit, and a deviation signal is transmitted to the aperture control unit as a control operation signal to control the operation of the aperture member. An endoscope light source light quantity adjusting device, wherein a target light quantity by the target value setting means is variable, and when the target light quantity is changed, a deviation signal sampled at each target light quantity is calculated. In contrast, a control signal corrected by a predetermined correction signal is provided to the aperture control means.

[作用] このような構成を採用することにより、光路絞り部材
を移動させたときにおいて、目標とする光量近傍におけ
る絞り利得が、被写体の位置や状態等によって変化する
ことがなく、ほぼ一定となる。従って、実測光量と目標
光量との偏差に基づく制御動作信号を光路絞り部材の作
動を制御する絞り制御手段に与えて、この光路絞り部材
の作動を制御する際に、この制御動作信号に対する増幅
率を目標光量近傍において安定するようなものに設定し
ておくことにより、該光路絞り部材の動作に対する制御
性が良好となり、ハンチングや、作動遅れ等を生じる不
都合を確実に防止することができることになる。
[Operation] By adopting such a configuration, when the optical path stop member is moved, the stop gain near the target light amount does not change depending on the position or state of the subject and becomes substantially constant. . Therefore, when a control operation signal based on the deviation between the actually measured light amount and the target light amount is given to diaphragm control means for controlling the operation of the optical path diaphragm member, when controlling the operation of the optical path diaphragm member, an amplification factor for the control operation signal is given. Is set so as to be stable in the vicinity of the target light amount, the controllability of the operation of the optical path stop member is improved, and hunting, an operation delay, and other inconveniences can be reliably prevented. .

また、目標光量を変化させることができるように構成
されているが、この場合には、目標設定値に応じて絞り
利得が変化することになるので、これにより絞り機構の
制御性が悪化するのを防止するには、それぞれの目標値
に応じて、偏差信号に所定の補正信号を加えるようにす
ればよい。ここで、絞り利得がほぼ指数関数的に変化す
るようになっているので、この補正信号としては、目標
設定値に対して反比例するものが最も好ましい。
The target light amount can be changed. In this case, however, the aperture gain changes in accordance with the target set value, which deteriorates the controllability of the aperture mechanism. In order to prevent this, a predetermined correction signal may be added to the deviation signal according to each target value. Here, since the aperture gain changes almost exponentially, it is most preferable that the correction signal be inversely proportional to the target set value.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施例において、前述した従来技術で示した構成部
材と同一または均等な部材については、同一の符号を付
して、その説明を省略するものとする。
In the present embodiment, the same or equivalent members as the constituent members shown in the above-described related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

而して、本実施例においては、前述した従来技術と同
様、例えば反射光量検出回路15により被写体からの反射
光量を検出して、この検出光量と、目標値設定部17にお
いて設定した目標光量とを減算器16により減算処理し、
その間の偏差を求め、この偏差信号を絞り駆動回路19に
制御動作信号として入力することにより、絞り量を可変
ならしめる構造となっている。
Thus, in the present embodiment, similarly to the above-described prior art, for example, the reflected light amount detecting circuit 15 detects the reflected light amount from the subject, and the detected light amount and the target light amount set in the target value setting unit 17 are compared. Is subtracted by the subtractor 16,
A deviation between them is obtained, and the deviation signal is input to the aperture driving circuit 19 as a control operation signal, thereby making the aperture amount variable.

然るに、本発明の特徴とするところは、光量絞り部材
として、従来技術の絞り板18とは異なり、第7図に示し
たように、可撓性を有するベルト状の絞り帯片30が用い
られ、この絞り帯片30には、その長手方向に向けて複数
の円形の絞り開口31が複数列形成されており、これら各
列の絞り開口31は図中において左側から右側に向かうに
応じて直径が大きくなっている。該各絞り開口31におけ
る開口面積は、その長手方向における一方側から他方側
に向けてほぼ指数関数的に増大するようになっている。
そして、この絞り帯片30は、第8図に示したように、光
源2とコンデンサレンズ3との間の位置において、上下
のモータ32a,32bに連結した巻取軸33a,33bに巻回して設
けられている。
However, a feature of the present invention is that, unlike the conventional diaphragm plate 18, a flexible belt-shaped diaphragm strip 30 is used as the light amount diaphragm member, as shown in FIG. A plurality of rows of a plurality of circular aperture openings 31 are formed in the aperture strip 30 in the longitudinal direction, and the apertures 31 of each row have a diameter that varies from left to right in the drawing. Is getting bigger. The opening area of each of the aperture openings 31 increases substantially exponentially from one side to the other side in the longitudinal direction.
Then, as shown in FIG. 8, the stop strip 30 is wound around winding shafts 33a and 33b connected to upper and lower motors 32a and 32b at a position between the light source 2 and the condenser lens 3. Is provided.

従って、モータ32a,32bを駆動することにより、絞り
帯片30における絞り開口31の光源2からの光路に臨む部
位の開口面積が変化するが、この変化は、第9図に示し
たように、全閉状態から全開状態に至るまでほぼ指数関
数的に変化することになる。従って、この絞り帯片30に
よる絞り特性をG(x)とすると、G(x)=exp(−
αx)となる(ここで、x>0であり、αは0より大き
な定数である)。そこで、絞り位置xに対する反射光量
Iの変化の割合は、 dI/dx=K・dG/dx =−α・K・exp(−αx)=−αI となり、目標光量の近傍では、 となる。この式から明らかなように、絞り位置による光
量の偏差から、被写体の位置や状態等により変化する要
素K、即ちJ(ξ,η,d)・Rを除くことができるよう
になり、被写体の反射率,距離等が変化しても、絞り位
置による光量変化がほぼ一定となる。
Accordingly, by driving the motors 32a and 32b, the aperture area of the aperture strip 31 in the aperture strip 31 facing the optical path from the light source 2 changes, and as shown in FIG. It changes almost exponentially from the fully closed state to the fully open state. Therefore, assuming that the aperture characteristic of the aperture strip 30 is G (x), G (x) = exp (−
αx) (where x> 0, and α is a constant greater than 0). Therefore, the rate of change of the reflected light amount I with respect to the aperture position x is dI / dx = K · dG / dx = −α · K · exp (−αx) = − αI. Becomes As is apparent from this equation, the element K, ie, J (ξ, η, d) · R, which changes depending on the position or state of the subject can be removed from the deviation of the light amount due to the aperture position, and the subject can be removed. Even if the reflectance, the distance, and the like change, the change in the amount of light depending on the aperture position becomes substantially constant.

従って、絞り駆動回路19に入力される制御動作信号に
基づいてP動作させたり、PD動作を行わせるために、絞
り駆動回路19から出力される調節信号の制御動作信号に
対する増幅率、即ち比例ゲインを、前述した目標光量近
傍で絞り帯片30を駆動するモータ32a,32bを安定的に作
動するように設定しておくことにより、光量絞り機構の
動作制御性が著しく良好となり、ハンチングや応答遅れ
等が生じたりすることなく、円滑かつ確実で、しかも迅
速に光量の調整を行うことができる。
Therefore, in order to perform the P operation or the PD operation based on the control operation signal input to the aperture drive circuit 19, the amplification factor of the adjustment signal output from the aperture drive circuit 19 with respect to the control operation signal, that is, the proportional gain Is set so that the motors 32a and 32b for driving the aperture strip 30 in the vicinity of the above-mentioned target light quantity are stably operated, so that the operation controllability of the light quantity aperture mechanism is remarkably improved, and hunting and response delay are caused. The light amount can be adjusted smoothly, reliably, and quickly without causing any problems.

ところで、目標設定手段により設定される目標光量が
固定されている場合には、制御動作信号と調節信号との
間の増幅率を一定にしておけば良いが、目標光量を変化
させるように構成した場合においては、第11図に示した
ように、目標光量がIT1のときとIT2のときとでは、目標
値近傍における光量偏差に対する絞り位置の変化量が
x1,x2というように異なってくる。従って、絞り帯片30
の動作をより安定させて、その制御性を良好にするため
には、それぞれの目標値に対して所定の補正を行うよう
にするのが好ましい。
By the way, when the target light amount set by the target setting means is fixed, the amplification factor between the control operation signal and the adjustment signal may be kept constant, but the target light amount is changed. in case, as shown in FIG. 11, at the when the target light quantity is time and I T2 of I T1, the change amount of the throttle position with respect to the amount of light deviation in the target value near the
x 1 , x 2 and so on. Therefore, the aperture strip 30
In order to further stabilize the operation and improve the controllability, it is preferable to perform a predetermined correction for each target value.

このために、第11図に示したように、減衰器16の出力
側に電圧制御型アテネータ,D/A変換器等からなる減衰回
路40が介装され、この減衰回路40により検出光量と目標
光量との偏差ΔIに対して、絞り利得G(x)における
目標光量に相当する絞り位置に相当する信号電圧xによ
り減衰させることにより補正して、ΔI/xの制御動作信
号を絞り駆動回路19に入力する構成としている。
To this end, as shown in FIG. 11, an attenuating circuit 40 including a voltage-controlled attenuator, a D / A converter, and the like is interposed on the output side of the attenuator 16, and the amount of light detected and the target The deviation ΔI from the light amount is corrected by attenuating the signal voltage x corresponding to the stop position corresponding to the target light amount in the aperture gain G (x), and the control operation signal of ΔI / x is corrected. Is input.

これにより、低い目標光量の場合には、制御動作信号
に対する増幅率が大きくなり、また目標光量が高い場合
には、制御動作信号に対する増幅率が小さくなるように
補正される。しかも、この補正信号は目標光量に応じて
反比例するようにしているので、指数関数的に変化する
絞り利得G(x)の補正に極めて効果的である。この結
果、設定される目標値によりモータ32a,32bの絞り帯片3
0の駆動動作が不安定となるおそれはない。
As a result, when the target light quantity is low, the amplification factor for the control operation signal is increased, and when the target light quantity is high, the amplification factor for the control operation signal is corrected to be small. In addition, since this correction signal is inversely proportional to the target light amount, it is extremely effective for correcting the aperture gain G (x) that changes exponentially. As a result, the throttle strip 3 of the motors 32a and 32b is set according to the set target value.
There is no possibility that the driving operation of 0 becomes unstable.

また、目標設定値をハイ,ミドル,ローの3段階等、
複数段階に切り換えることができるようにした目標値設
定部17′を用いる場合には、その目標光量に対する補正
値としては、第12図に示したように、減算器16から出力
される偏差信号に各目標値に対して反比例する減衰信号
を与える切換手段41を用い、この切換手段41を目標設定
部17′の切り換えに連動して切り換わるように設定すれ
ばよい。
In addition, the target set value is high, middle, low, etc.
When using the target value setting unit 17 'which can be switched to a plurality of stages, the correction value for the target light amount is, as shown in FIG. 12, a deviation signal output from the subtractor 16 as shown in FIG. Switching means 41 for providing an attenuation signal in inverse proportion to each target value may be used, and the switching means 41 may be set to be switched in conjunction with the switching of the target setting unit 17 '.

なお、前述の実施例においては、光路絞り部材は、帯
状の部材に円形の開口を複数列設けて、各列の開口の直
径を一方側から他方側に向けて変化させるように構成し
たが、要は帯片の長手方向に向けて開口面積が実質的に
指数関数的に変化するようになっておれば、長手方向に
向けたスリット等で形成することもできる。また、第13
図に示したように、ディスク状の絞り部材36を用い、こ
の絞り部材36の外周側に回転方向に向けてほぼ指数関数
的に開口面積が変化する多数の開口37を設けるようにな
し、この絞り部材36を単一のモータを用いて回転させる
ようにしてもよい。そして、これら光路絞り部材を構成
する絞り帯片30,35または絞り部材36による開口面積の
変化は正確に指数関数的に変化するように構成するのが
最も好ましいが、実質的に指数関数的に変化するように
なっておればよく、例えば±11%程度誤差があっても、
実用上差支えはない。
In the above-described embodiment, the optical path stop member is configured so that a plurality of rows of circular openings are provided in the band-shaped member, and the diameter of the openings in each row is changed from one side to the other side. In short, if the opening area changes substantially exponentially in the longitudinal direction of the strip, it can be formed by a slit or the like directed in the longitudinal direction. Also, the thirteenth
As shown in the figure, a disk-shaped aperture member 36 is used, and a large number of apertures 37 whose aperture area changes almost exponentially in the rotational direction are provided on the outer peripheral side of the aperture member 36, The aperture member 36 may be rotated using a single motor. It is most preferable that the change of the aperture area by the stop strips 30, 35 or the stop member 36 constituting these optical path stop members be changed exponentially, but it is substantially exponential. It should be able to change, for example, even if there is an error of about ± 11%,
There is no problem in practical use.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、絞り開口がほぼ指数
関数的に変化する光路絞り部材を用い、この絞り部材の
移動を制御する絞り制御手段と、目標とする照明光量の
設定を行う目標値設定手段と、被写体からの反射光量を
検出する反射光量検出手段とを設けて、この反射光量検
出手段による検出光量と目標値設定手段による目標とす
る照明光量とを比較して、その偏差信号を制御動作信号
として絞り制御手段に伝送して、絞り部材の作動を制御
する構成としたので、光量絞り部材を移動させたとき
に、目標とする光量近傍における絞り利得が、被写体の
位置や状態等によって変化することなくほぼ一定とな
り、しかも目標値設定手段による目標光量を可変とな
し、この目標光量を変化させたときに、それぞれの目標
光量時にサンプリングした偏差信号に対して所定の補正
信号により補正した制御信号を絞り制御手段に与えるよ
うにしているから、目標設定値を変化させたとしても絞
り利得が実質的に変化することがなくなり、実測位置と
目標光量との偏差に基づいて、この光路絞り部材の作動
を制御する際に、該光路絞り部材の動作に対する制御性
が良好となり、ハンチングや、作動遅れ等を生じる不都
合を確実に防止することができる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention uses an optical path stop member in which the stop aperture changes substantially exponentially, and uses stop control means for controlling the movement of the stop member; A target value setting means for setting and a reflected light amount detecting means for detecting the reflected light amount from the subject are provided, and the detected light amount by the reflected light amount detecting means is compared with the target illumination light amount by the target value setting means. The deviation signal is transmitted to the aperture control means as a control operation signal to control the operation of the aperture member. Therefore, when the light amount aperture member is moved, the aperture gain near the target light amount becomes smaller than the object. It is almost constant without being changed by the position or state of the target, and the target light quantity by the target value setting means is made variable. When this target light quantity is changed, the target light quantity is changed at each target light quantity. Since a control signal corrected by a predetermined correction signal with respect to the sampled deviation signal is provided to the aperture control means, even if the target set value is changed, the aperture gain does not substantially change, and the actual measurement is performed. When controlling the operation of the optical path stop member based on the deviation between the position and the target light amount, the controllability of the operation of the optical path stop member is improved, and hunting, an operation delay, and the like are reliably prevented. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は従来技術の光源光量調整装置の一例を示す構成
説明図、第2図は目標値設定手段の他の例を示す説明
図、第3図は光学的な配置関係を示す説明図、第4図は
照明光の絞り機構の構成説明図、第5図は絞り部材の絞
り特性線図、第6図は絞り位置−反射光量特性線図、第
7図乃至第10図は本発明の第1の実施例を示し、第7図
は光路絞り部材の構成説明図、第8図は絞り機構の構成
説明図、第9図は絞り部材の絞り特性線図、第10図は絞
り位置−反射光量特性線図、第11図及び第12図はそれぞ
れ本発明の第2,第3の実施例を示す制御動作信号形成回
路の構成説明図、第13図は本発明の第4の実施例を示す
光路絞り部材の構成説明図である。 1:ライトガイド、2:光源、6:固体撮像素子、15:反射光
量検出回路、17,17′:目標値設定部、18:絞り板、19:
絞り駆動回路、27:ポテンショメータ、30:絞り帯片,31:
絞り開口、32a,32b:モータ、36:絞り部材、37:開口、4
0:減衰回路、41:切換手段。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a conventional light source light amount adjusting device, FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example of target value setting means, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an optical arrangement relationship, FIG. 4 is an explanatory view of a configuration of an illumination light diaphragm mechanism, FIG. 5 is a diaphragm characteristic diagram of a diaphragm member, FIG. 6 is a diaphragm position-reflection light amount characteristic diagram, and FIGS. FIG. 7 is an explanatory view of a configuration of an optical path aperture member, FIG. 8 is an explanatory view of a configuration of an aperture mechanism, FIG. 9 is an aperture characteristic diagram of the aperture member, and FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a control operation signal forming circuit showing the second and third embodiments of the present invention, and FIG. 13 is a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of an optical path stop member showing the above. 1: light guide, 2: light source, 6: solid-state image sensor, 15: reflected light amount detection circuit, 17, 17 ': target value setting section, 18: aperture plate, 19:
Aperture drive circuit, 27: Potentiometer, 30: Aperture strip, 31:
Aperture aperture, 32a, 32b: motor, 36: aperture member, 37: aperture, 4
0: attenuation circuit, 41: switching means.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内視鏡における照明用光源からの光路に介
在され、その位置により開口面積がほぼ指数関数的に変
化する光路絞り部材と、この絞り部材の作動を制御する
絞り制御手段と、目標とする照明光量の設定を行う目標
値設定手段と、被写体からの反射光量を検出する反射光
量検出手段とを有し、この反射光量検出手段による検出
光量と前記目標値設定手段による目標とする照明光量と
を比較して、その偏差信号を制御動作信号として前記絞
り制御手段に伝送して、前記絞り部材の作動を制御する
内視鏡用光源光量調整装置において、前記目標値設定手
段による目標光量を可変となし、この目標光量を変化さ
せたときに、それぞれの目標光量時にサンプリングした
偏差信号に対して所定の補正信号により補正した制御信
号を前記絞り制御手段に与える構成としたことを特徴と
する内視鏡用光源光量調整装置。
1. An optical path stop member interposed in an optical path from an illumination light source in an endoscope and having an opening area that changes substantially exponentially according to the position thereof, stop control means for controlling the operation of the stop member, There is a target value setting means for setting a target illumination light quantity, and a reflected light quantity detecting means for detecting a reflected light quantity from a subject, and a detected light quantity by the reflected light quantity detecting means and a target by the target value setting means. In comparison with the illumination light amount, the deviation signal is transmitted to the aperture control means as a control operation signal to control the operation of the aperture member. When the light amount is made variable and the target light amount is changed, a control signal obtained by correcting a deviation signal sampled at each target light amount with a predetermined correction signal is used as the aperture control. The endoscope light source light quantity adjusting device, characterized in that a structure to be applied to stage.
【請求項2】前記偏差信号に対して、前記目標値設定手
段による各目標値に反比例する補正信号を与える構成と
したことを特徴とする請求項(1)記載の内視鏡用光源
光量調整装置。
2. An endoscope light source light amount adjustment according to claim 1, wherein a correction signal inversely proportional to each target value by said target value setting means is given to said deviation signal. apparatus.
JP1105881A 1989-04-27 1989-04-27 Light source light amount adjustment device for endoscope Expired - Fee Related JP2917292B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1105881A JP2917292B2 (en) 1989-04-27 1989-04-27 Light source light amount adjustment device for endoscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1105881A JP2917292B2 (en) 1989-04-27 1989-04-27 Light source light amount adjustment device for endoscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02285317A JPH02285317A (en) 1990-11-22
JP2917292B2 true JP2917292B2 (en) 1999-07-12

Family

ID=14419276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1105881A Expired - Fee Related JP2917292B2 (en) 1989-04-27 1989-04-27 Light source light amount adjustment device for endoscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2917292B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4791117B2 (en) * 2005-09-16 2011-10-12 株式会社日立国際電気 Light control device
US7671543B2 (en) * 2007-01-23 2010-03-02 Dymax Corporation Light exposure control device and apparatus
JP5390371B2 (en) * 2009-12-25 2014-01-15 株式会社トプコン Optical image measuring device and optical attenuator
JP5520719B2 (en) * 2010-07-08 2014-06-11 Hoya株式会社 Endoscope illumination light adjustment system and endoscope processor
CN108957734B (en) * 2018-06-04 2021-03-19 中国科学院合肥物质科学研究院 High-temperature-resistant electric diaphragm with large dynamic adjustment range

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5875523A (en) * 1981-10-31 1983-05-07 オリンパス光学工業株式会社 Endoscope
JPS60130713A (en) * 1983-12-19 1985-07-12 Olympus Optical Co Ltd Stop device of light source device for endoscope
JPS63136211A (en) * 1986-11-28 1988-06-08 Olympus Optical Co Ltd Automatic dimming device
JPS6417014A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Toshiba Corp Light source device of endoscope

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02285317A (en) 1990-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63182621A (en) Light source device for endoscope
JP2821141B2 (en) Automatic dimming control device for endoscope
JP2917292B2 (en) Light source light amount adjustment device for endoscope
CN101449962B (en) Light source apparatus and endoscope apparatus
US4870487A (en) Light source device for an endoscope which maintains a constant minimum-DC current
JPH0435855Y2 (en)
DE19720148A1 (en) Film camera with a video mirroring device
US10456020B2 (en) Endoscopic surgery device
JP3661487B2 (en) Endoscope observation device
EP1989995B1 (en) Light source device and endoscope device
JP2862004B2 (en) Aperture device of light source device for endoscope
JP2730116B2 (en) Electronic endoscope device
JP5225146B2 (en) Automatic dimming processing device for diagnostic medical device, image signal processing device for diagnostic medical device, and medical system
JPH07275192A (en) Endoscope apparatus
US6385403B1 (en) Photometric apparatus for microscope
JPH07313465A (en) Focusing detector of fundus oculi observation system
JP2786631B2 (en) Endoscope light source device
JPH11119116A (en) Light source device
JP2009022374A (en) Electronic endoscope system
JPH07136107A (en) Endoscope apparatus
JP2843374B2 (en) Light source device for endoscope
JPH01140114A (en) Light source device for endoscope
JPH02285318A (en) Illumination light quantity adjusting device for endoscope
JP2646717B2 (en) Light source light intensity adjustment device
JP4047027B2 (en) Electronic endoscope device with automatic light control function

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees