JP3235832B2 - Endoscope device - Google Patents
Endoscope deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、内視鏡装置、詳
しくは被写体に照射する照明光による熱傷に対する対策
を講じた内視鏡装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscope apparatus, and more particularly, to an endoscope apparatus which takes measures against burns caused by illumination light applied to a subject.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、体腔内に細長な挿入部を挿入する
ことにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、
処置具チャンネル内に挿入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用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, by inserting an elongated insertion portion into a body cavity, it is possible to observe an organ in the body cavity, and if necessary,
2. Description of the Related Art An endoscope capable of performing various medical treatments using a treatment tool inserted into a treatment tool channel is widely used.
【0003】また、ボイラー・ガスタービンエンジン・
化学プラント等の配管・自動車エンジン等の内部の傷や
腐蝕等の観察や検査等に、工業用内視鏡が広く利用され
ている。[0003] Boilers, gas turbine engines,
2. Description of the Related Art Industrial endoscopes are widely used for observing and inspecting internal scratches and corrosion of pipes of chemical plants and the like and automobile engines and the like.
【0004】さらに、電荷結合素子(CCD)などの固
体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡も各種用いら
れている。Further, various types of electronic endoscopes using a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD) as an imaging means have been used.
【0005】前記電子内視鏡装置は、光ファイバを画像
伝送手段として用いる従来の光学式ファイバ内視鏡に比
べ、ファイバの折損による画質劣化がないこと、画像記
録が容易であること等により、固体撮像素子の性能向上
に伴って広く用いられる状況にある。[0005] The electronic endoscope apparatus has the following advantages over conventional optical fiber endoscopes, which use optical fibers as image transmission means, because there is no deterioration in image quality due to fiber breakage, and image recording is easy. It is in a situation where it is widely used as the performance of solid-state imaging devices is improved.
【0006】電子内視鏡を用いた電子内視鏡装置におい
ては、観察画像の明るさを最適に制御するため、測光手
段及び露光量制御手段が設けられているものがある。す
なわち、この装置は、測光手段で検出された画像の明る
さが常に一定となるように撮像素子の露光量を制御して
いる。Some electronic endoscope apparatuses using an electronic endoscope are provided with a photometric unit and an exposure amount control unit in order to optimally control the brightness of an observed image. That is, this apparatus controls the exposure amount of the image sensor so that the brightness of the image detected by the photometric means is always constant.
【0007】また、露光量の調節とは別に、撮像手段に
入射される光量が適正レベルとなるように自動的に制御
する自動調光回路を設けた装置も提案されている。この
装置は、撮像手段に入射される光量を適正に保ち、得ら
れる画像の画質が低下することを防止している。例え
ば、特開昭62−140564号公報やこれを改良し応
答性を良くした特開平3−118022号公報に記載の
技術がある。これらの技術では、撮像手段である固体撮
像素子の出力を用いて調光信号を生成し、光源側絞りの
開閉量を制御し、光源装置の光源から発する照明光量を
適正に制御している。これにより、撮像手段に入射され
る光量が適正レベルに維持される。In addition to the adjustment of the exposure amount, there has been proposed an apparatus provided with an automatic dimming circuit for automatically controlling the amount of light incident on the image pickup means to an appropriate level. This device keeps the amount of light incident on the image pickup means properly, and prevents the image quality of the obtained image from deteriorating. For example, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-140564 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-118022 in which the response is improved by improving the technology. In these techniques, a dimming signal is generated by using an output of a solid-state imaging device that is an imaging unit, an opening / closing amount of a light source side aperture is controlled, and an illumination light amount emitted from a light source of the light source device is appropriately controlled. As a result, the amount of light incident on the imaging means is maintained at an appropriate level.
【0008】一方、電子内視鏡またはファイバ式内視鏡
を用いた内視鏡装置において、観察部位に多量の照明光
が照射され、この熱のために観察部位が傷損することを
防止する技術が提案されている。この技術は、特開平3
−21219号公報において提案されている特殊な構成
の装置である。すなわち、内視鏡先端部より出射される
照明光のうち、体外へ透過する光の増大いわゆるトラン
スイルミネーションによって、内視鏡先端部の位置を確
認できる構成であり、体外観察モードが選択されると時
間設定手段により一定時間経過後に同モードを解除する
ようになっている。このようにトランスイルミネーショ
ンによる光の増大は、自動的に解除されるので観察光に
よる火傷の発生が防止できる。On the other hand, in an endoscope apparatus using an electronic endoscope or a fiber type endoscope, a technique for preventing a large amount of illumination light from irradiating an observation site and preventing the observation site from being damaged due to the heat. Has been proposed. This technology is disclosed in
This is a device having a special configuration proposed in JP-A-212219. That is, of the illumination light emitted from the endoscope distal end portion, the position of the endoscope distal end portion can be confirmed by so-called transillumination, which is an increase in light transmitted outside the body, and when the extracorporeal observation mode is selected. The mode is canceled by a time setting means after a predetermined time has elapsed. As described above, the increase in light due to the transillumination is automatically canceled, so that the occurrence of burns due to observation light can be prevented.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の電子内視鏡装置
においては、光源の照明光量を制御する自動調光にあた
り、固体撮像素子にて受光される全光量で制御してい
た。しかし、十分な撮像光量を得るために照射光量を上
げすぎると、トランスイルミネーション程ではないにし
ても、照射光の光エネルギーによって生体組織が熱変性
(熱傷)をおこす可能性があった。In a conventional electronic endoscope apparatus, the automatic light control for controlling the illumination light amount of the light source is controlled by the total light amount received by the solid-state imaging device. However, if the irradiation light amount is excessively increased to obtain a sufficient imaging light amount, there is a possibility that the living tissue may be thermally denatured (burned) by the light energy of the irradiation light even though it is not as high as transillumination.
【0010】また、撮像手段側のアイリスを自動的に制
御するオートアイリス付内視鏡では、オートアイリスと
光源の絞りを関連させて制御するのは回路規模が大きく
なり、技術的にも困難なためオートアイリス優先の制御
となっていた。すなわち、従来は、オートアイリスと光
源絞りの検波時定数を変えて制御しており、撮像側アイ
リスの時定数を小さくして優先化を図っている。従っ
て、光源が最大光量付近で使用されることが多く、体内
での熱傷に対する対策を講じる必要がある。In an endoscope with an automatic iris for automatically controlling the iris on the image pickup means side, controlling the auto iris in association with the aperture of the light source requires a large circuit scale and is technically difficult. It was a priority control. That is, conventionally, control is performed by changing the detection time constant of the auto iris and the light source aperture, and the time constant of the imaging side iris is reduced to prioritize. Therefore, the light source is often used in the vicinity of the maximum light quantity, and it is necessary to take measures against burns in the body.
【0011】本発明は前記事情にかんがみてなされたも
ので、照明光の熱により被写体である生体組織が熱傷を
負わないように制御する内視鏡装置を提供することを目
的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus which controls a living tissue as a subject so as not to be burned by heat of illumination light.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、被写体を照明する照明光を発する光源手段と、前記
被写体の被写体像を結像する対物光学系と、前記対物光
学系が結像する前記被写体像を撮像する固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の出力信号から輝度成分を検出す
る光量検波回路と、前記光量検波回路により検出された
輝度成分に基づき、前記固体撮像素子の露光期間を制御
する駆動信号を前記固体撮像素子へ送出する固体撮像素
子駆動回路と、前記固体撮像素子駆動回路により制御さ
れる前記撮像素子の前記露光期間を制御する前記駆動信
号に同期して前記光源手段を点滅させる光源発光期間制
御手段と、前記固体撮像素子の前面に配置され、前記光
量検波回路により検出された輝度成分に基づき開口量が
制御される撮像側絞り手段と、前記撮像側絞り手段の前
記開口量に応じて、前記光源手段が発する前記照明光の
強度を制御する調光制御回路とを具備したことを特徴と
する。An endoscope apparatus according to the present invention comprises: a light source for emitting illumination light for illuminating a subject; an objective optical system for forming an image of the subject on the subject; A solid-state imaging device that captures the subject image to be imaged; a light amount detection circuit that detects a luminance component from an output signal of the solid-state imaging device; and an exposure of the solid-state imaging device based on the luminance component detected by the light amount detection circuit. Solid-state imaging device for sending a drive signal for controlling a period to the solid-state imaging device
And a drive signal for controlling the exposure period of the image sensor controlled by the solid-state image sensor drive circuit.
Light source emission period control means for blinking the light source means in synchronization with a signal, and
The aperture amount is determined based on the luminance component detected by the mass detection circuit.
An imaging-side throttle means controlled, prior to the imaging-side throttle means
Depending on the opening amount, the illumination light emitted by the light source means
And a dimming control circuit for controlling the intensity .
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図を参照して本発明の実施の形態
について、以下に説明する。図1は、本発明の適用され
る内視鏡装置の全体的な構成図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus to which the present invention is applied.
【0014】図1に示すように、内視鏡装置1は、撮像
手段としての固体撮像素子2を挿入部先端に配置した内
視鏡3と、この固体撮像素子2の出力を処理して標準的
な映像信号に変換して出力するCCU(カメラコントロ
ールユニット)4と、このCCU4の出力を受けて内視
鏡像を表示するモニタ5と、前記内視鏡3に照明光を供
給する光源装置6とを有している。As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 has an endoscope 3 in which a solid-state image pickup device 2 as an image pickup means is arranged at the distal end of an insertion portion, and processes an output of the solid-state image pickup device 2 to a standard. (Camera control unit) 4 that converts the output into a typical video signal and outputs the same, a monitor 5 that receives the output of the CCU 4 and displays an endoscope image, and a light source device 6 that supplies illumination light to the endoscope 3 And
【0015】前記内視鏡3は、挿入部先端であって、前
記固体撮像素子2に被写体7を結像する対物光学系8を
配置し、且つ、前記被写体7に照射するために光源装置
6からの照明光を伝達するライトガイド9を挿通してい
る。The endoscope 3 is located at the distal end of the insertion portion, and is provided with an objective optical system 8 for forming an image of a subject 7 on the solid-state image pickup device 2 and a light source device 6 for irradiating the subject 7. Through which a light guide 9 for transmitting illumination light from the light source is inserted.
【0016】前記光源装置6は、照明光を発する光源ラ
ンプ10と、前記ライトガイド9の入射端と光源ランプ
10との間に絞り11を設けている。この絞り11は、
ライトガイド9に入射する照明光の光量を調節してい
る。The light source device 6 has a light source lamp 10 for emitting illumination light, and a stop 11 provided between the incident end of the light guide 9 and the light source lamp 10. This aperture 11
The amount of illumination light incident on the light guide 9 is adjusted.
【0017】また、前記固体撮像素子2はCCU4によ
って駆動されると共に、被写体像を光電変換した電気信
号を信号線12を介して、CCU4に供給するようにな
っている。以上が本発明の適用される内視鏡装置の全体
的な構成図である。The solid-state imaging device 2 is driven by the CCU 4 and supplies an electric signal obtained by photoelectrically converting the subject image to the CCU 4 via the signal line 12. The above is the overall configuration diagram of the endoscope apparatus to which the present invention is applied.
【0018】図2及び図3は本発明の第1実施形態に係
り、図2は内視鏡装置の要部の構成図、図3は図2の内
視鏡装置の動作を示すタイミングチャ−トである。FIGS. 2 and 3 relate to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a structural view of a main part of the endoscope apparatus, and FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the endoscope apparatus of FIG. It is.
【0019】図2に示す内視鏡装置95は、生体組織が
熱傷を負わないように、照射光量を最適に制御する構成
になっている。この内視鏡装置95は、内視鏡96と、
CCU97と、光源装置98とを有している。内視鏡9
6は、固体撮像素子としてのCCD99と、このCCD
99の前方に配置したアイリス100とを有している。
CCD99の出力は、CCU97のプリアンプを介して
各種信号処理をする信号処理回路102により、標準的
な映像信号に変換されて外部に出力される。前記信号処
理回路102の処理信号うち、例えば図示しないCDS
(二重積分サンプリング回路)の出力は、光量検波回路
103により輝度成分が検出され制御信号として、アイ
リスドライバ104とCCDドライバ105に出力され
るようになっている。The endoscope device 95 shown in FIG. 2 is configured to optimally control the amount of irradiation light so that the living tissue is not burned. The endoscope device 95 includes an endoscope 96,
It has a CCU 97 and a light source device 98. Endoscope 9
Reference numeral 6 denotes a CCD 99 as a solid-state imaging device, and the CCD 99
And an iris 100 arranged in front of the iris 99.
The output of the CCD 99 is converted to a standard video signal by a signal processing circuit 102 that performs various signal processing via a preamplifier of the CCU 97, and is output to the outside. Among the processing signals of the signal processing circuit 102, for example, a CDS (not shown)
The output of the (double integration sampling circuit) is such that a luminance component is detected by the light amount detection circuit 103 and is output to the iris driver 104 and the CCD driver 105 as a control signal.
【0020】前記アイリスドライバ104は、前記制御
信号に応じて、アイリス100の開閉量を適正に制御す
る。The iris driver 104 appropriately controls the amount of opening and closing of the iris 100 according to the control signal.
【0021】一方、CCDドライバ105は、転送期間
に蓄積電荷を読み出すようにCCD99を制御すると共
に、このCCD99が電荷を蓄積する露光期間のタイミ
ングに同期した信号を光源装置98のパルス幅制御回路
127に出力するようになっている。パルス幅制御回路
127は、露光期間に同期して光源128を制御するよ
うになっている。On the other hand, the CCD driver 105 controls the CCD 99 so as to read out the accumulated charges during the transfer period, and sends a signal synchronized with the timing of the exposure period in which the CCD 99 accumulates the charges to the pulse width control circuit 127 of the light source device 98. Output. The pulse width control circuit 127 controls the light source 128 in synchronization with the exposure period.
【0022】前記構成で、CCD99の出力より照明光
の光量を検出し、アイリスドライバ104によりアイリ
ス100を制御し且つCCD素子シャッタと合わせて、
検出光量の最適な制御を行う。このとき、図3(b)に
示すCCD素子シャッタの露光期間にあわせて、図3
(a)に示すように、光源装置98の光源128をパル
ス点灯させる。このとき、CCDドライバ105から
は、図3(c)(d)に示すトリガTRIG及びタイミ
ング信号SGがパルス幅制御回路127に出力され、光
源128は、このトリガTRIGに同期して発光すると
共に、タイミング信号SGに同期して消灯する。そし
て、CCDの電子シャッタの露光時間のみ光源128が
点灯されることになる。In the above configuration, the amount of illumination light is detected from the output of the CCD 99, the iris 100 is controlled by the iris driver 104, and the iris 100 is adjusted together with the CCD element shutter.
Performs optimal control of the detected light amount. At this time, in accordance with the exposure period of the CCD element shutter shown in FIG.
As shown in (a), the light source 128 of the light source device 98 is pulse-lit. At this time, the trigger TRIG and the timing signal SG shown in FIGS. 3C and 3D are output from the CCD driver 105 to the pulse width control circuit 127, and the light source 128 emits light in synchronization with the trigger TRIG. The light turns off in synchronization with the timing signal SG. Then, the light source 128 is turned on only during the exposure time of the electronic shutter of the CCD.
【0023】本実施形態では、CCDの素子シャッタが
露光している期間のみ光源を点灯させることにより、生
体組織に照射する全光量を減少させ、生体組織が熱傷を
負わないようにすることができる。In the present embodiment, by turning on the light source only during the period in which the CCD element shutter is exposed, the total amount of light applied to the living tissue can be reduced, and the living tissue can be prevented from being burned. .
【0024】図4及び図5は本発明の第2実施形態に係
り、図4は内視鏡装置の構成図、図5は内視鏡装置の動
作を示すタイミングチャートである。FIGS. 4 and 5 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the endoscope apparatus, and FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the endoscope apparatus.
【0025】本実施形態の内視鏡装置121は、第1実
施形態の構成に加えて、CCD99側のアイリス100
の開口量に対して、光源の発光パルス幅を変化させる構
成も有している。このため、第1実施形態のCCU97
及び光源装置98に代えてCCU122及び光源装置1
23を有している。その他、第1実施形態と同様の構成
及び作用については、同じ符号を付して、その説明を省
略し、異なる点についてのみ説明する。The endoscope device 121 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the iris 100 on the CCD 99 side is provided.
There is also a configuration in which the light emission pulse width of the light source is changed with respect to the opening amount. For this reason, the CCU 97 of the first embodiment
And CCU 122 and light source device 1 in place of light source device 98
23. In addition, the same configurations and operations as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different points will be described.
【0026】前記CCU122は、前記光量検波回路1
03の出力を調光制御回路124を介して、前記CCD
ドライバ105と前記アイリスドライバ104に供給し
ている。The CCU 122 includes the light amount detection circuit 1
03 through the dimming control circuit 124 to the CCD
A driver 105 and the iris driver 104 are supplied.
【0027】前記アイリスドライバ104は、前記調光
制御回路124の出力に応じて、前記アイリス100の
開口量と、光源装置123のアイリス制御回路125に
より光源側絞り126の開口量を制御している。また、
前記CCDドライバ105は、CCD99の素子シャッ
タのスピードつまり露光時間を制御すると共に、制御信
号を光源装置123のパルス幅制御回路127に供給し
ている。このパルス幅制御回路127は、前記制御信号
により光源128をパルス発光させ、且つその発光期間
を制御している。The iris driver 104 controls the aperture of the iris 100 and the aperture of the light source side stop 126 by the iris control circuit 125 of the light source device 123 in accordance with the output of the dimming control circuit 124. . Also,
The CCD driver 105 controls the speed of the element shutter of the CCD 99, that is, the exposure time, and supplies a control signal to the pulse width control circuit 127 of the light source device 123. The pulse width control circuit 127 causes the light source 128 to emit a pulse light by the control signal, and controls the light emission period.
【0028】前記構成で、アイリスドライバ104の制
御によりアイリス100を図5(d)に示すように閉じ
る方向に駆動すると、CCD99に入射する光量が減少
する。このため、調光制御回路124の制御により、ア
イリス制御回路125が光源側絞り126を開く方向に
駆動し、図5(e)に示すように、照明パルス強度が強
くなる。逆に、アイリス100を開く方向に駆動する
と、照明パルス強度が弱くなる。つまり、本装置121
は、CCD側のアイリスの開口量に応じて、発光パルス
強度を変え、CCD画像の明るさを適正に維持するよう
に制御している。In the above configuration, when the iris 100 is driven in the closing direction as shown in FIG. 5D under the control of the iris driver 104, the amount of light incident on the CCD 99 decreases. For this reason, under the control of the dimming control circuit 124, the iris control circuit 125 drives the light source side aperture 126 in the opening direction, and the illumination pulse intensity increases as shown in FIG. Conversely, when the iris 100 is driven in the opening direction, the illumination pulse intensity becomes weak. That is, the present device 121
Controls the intensity of the light emission pulse in accordance with the opening amount of the iris on the CCD side so as to maintain the brightness of the CCD image properly.
【0029】また、調光制御回路124はCCD画像の
明るさに応じて、CCD99のシャッタスピードを可変
し、適正な露光で撮像しようとする。このとき、CCD
99のシャッタスピードが図5(a)に示すように、速
くなった場合、図5(b)に示すトリガTRIGに対し
て図5(c)に示すタイミング信号SGの発生するタイ
ミングが速くなり、発光期間も短くなる。すなわち、本
装置121は、CCD99の露光期間に照明光の発光期
間が同期するように制御している。The dimming control circuit 124 varies the shutter speed of the CCD 99 in accordance with the brightness of the CCD image, and attempts to capture an image with proper exposure. At this time, CCD
When the shutter speed of the shutter 99 increases as shown in FIG. 5A, the timing at which the timing signal SG shown in FIG. 5C is generated with respect to the trigger TRIG shown in FIG. The light emission period also becomes shorter. That is, the present apparatus 121 controls the emission period of the illumination light to be synchronized with the exposure period of the CCD 99.
【0030】前記調光制御回路124は、光量検波回路
103の出力を基に前記制御を行っており、つまりシャ
ッタスピード、アイリスの開口量及び照明パルスの発光
期間等は、照明光が照射される被写体(撮像対象)の明
るさに応じて制御される。The dimming control circuit 124 performs the control based on the output of the light amount detection circuit 103. That is, illumination light is emitted during the shutter speed, the iris aperture, the light emission period of the illumination pulse, and the like. Control is performed according to the brightness of the subject (imaging target).
【0031】本実施形態では、CCDの素子シャッタが
露光している期間のみ光源を点灯させることにより、生
体組織に照射する全光量を減少させ、生体組織が熱傷を
負わないようにすることができる。そして本実施の形態
では、CCD素子シャッタの露光期間は撮像対象の明る
さに応じて可変され、対象が変わっても画質を良好に維
持することができる。In the present embodiment, by turning on the light source only during the period in which the CCD element shutter is exposed, the total amount of light irradiated to the living tissue can be reduced, and the living tissue can be prevented from being burned. . In the present embodiment, the exposure period of the CCD element shutter is changed according to the brightness of the imaging target, and good image quality can be maintained even when the target changes.
【0032】図6及び図7は本発明の第3実施形態に係
り、図6は内視鏡装置の構成図、図7は内視鏡装置の動
作を説明するための波形図である。FIGS. 6 and 7 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of the endoscope apparatus, and FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the endoscope apparatus.
【0033】本実施形態の内視鏡装置131は、CCD
99側のアイリス100の開口量に対して、光源の発光
パルス波形を変化させる構成になっている。このため、
第2実施形態のCCU122及び光源装置123に代え
てCCU132及び光源装置133を有している。その
他、第2実施形態と同様の構成及び作用については、同
じ符号を付して、その説明を省略し、異なる点について
のみ説明する。The endoscope device 131 of this embodiment is a CCD
The light emitting pulse waveform of the light source is changed with respect to the opening amount of the iris 100 on the 99 side. For this reason,
A CCU 132 and a light source device 133 are provided instead of the CCU 122 and the light source device 123 of the second embodiment. In addition, the same components and operations as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different points will be described.
【0034】図6に示すCCU132は、前記調光制御
回路124に代えて、光源装置133を制御する調光制
御回路134を有している。また、光源装置133は、
パルス幅制御回路127及びアイリス制御回路125に
代えて、パルス幅制御回路135及びパルス強度制御回
路136を有している。The CCU 132 shown in FIG. 6 has a dimming control circuit 134 for controlling the light source device 133, instead of the dimming control circuit 124. Further, the light source device 133 includes
A pulse width control circuit 135 and a pulse intensity control circuit 136 are provided instead of the pulse width control circuit 127 and the iris control circuit 125.
【0035】前記調光制御回路134は、前記CCDド
ライバ105及びアイリスドライバ104の制御に加え
て、光源装置133のパルス幅制御回路135及びパル
ス強度制御回路136を制御するようになっている。そ
して、調光制御回路134は、光量検波回路103の検
波信号に基づき、CCD素子シャッタ、カメラアイリ
ス、光源による調光のバランスを管理し制御している。The dimming control circuit 134 controls the pulse width control circuit 135 and the pulse intensity control circuit 136 of the light source device 133 in addition to the control of the CCD driver 105 and the iris driver 104. The dimming control circuit 134 manages and controls the balance of dimming by the CCD shutter, the camera iris, and the light source based on the detection signal of the light amount detection circuit 103.
【0036】前記パルス幅制御回路135及びパルス強
度制御回路136は、調光制御回路134が出力するC
CD出力の検波し求めた光量である受光光量情報と、ア
イリスドライバ104が指示するアイリス100の開口
量である開口情報とを用いて、照明光のパルス幅とパル
ス強度を制御している。尚、パルス幅制御回路135
は、第2実施形態と同様に、CCD素子シャッタに同期
して、光源128を点滅させている。The pulse width control circuit 135 and the pulse intensity control circuit 136 generate the C
The pulse width and the pulse intensity of the illumination light are controlled using the received light amount information which is the light amount obtained by detecting the CD output and the opening information which is the opening amount of the iris 100 instructed by the iris driver 104. The pulse width control circuit 135
, The light source 128 is turned on and off in synchronization with the CCD element shutter, as in the second embodiment.
【0037】前記構成において、CCD側のアイリス1
00は、被写界深度を設定するために設けられており、
アイリス優先で制御するため、アイリス100の開口量
に合わせて照明光量を調整する。アイリス優先とするこ
とで、以下の利点が得られる。すなわち、アイリス10
0をできるだけ絞った状態で、適正な明るさを得ること
によって、深い観察領域を得ることができ、被写体の距
離が変化しても焦点調整の必要がなくなるので、操作性
が向上する。In the above configuration, the iris 1 on the CCD side
00 is provided for setting the depth of field,
In order to control the iris with priority, the amount of illumination is adjusted according to the opening amount of the iris 100. The following advantages are obtained by giving priority to iris. That is, the iris 10
By obtaining an appropriate brightness in a state where 0 is reduced as much as possible, a deep observation region can be obtained, and focus adjustment is not required even if the distance of the subject changes, so that operability is improved.
【0038】まず、アイリス100が閉じている(開口
量が小さい)場合で、且つCCDの受光光量が少ないと
きは、光源光量を増加させるため、図7(a)に示すよ
うにパルス幅を狭くし且つ照明光のパルス強度を上げ
る。これにより、光量不足による画質の劣化を防止して
いる。First, when the iris 100 is closed (opening amount is small) and the amount of light received by the CCD is small, the pulse width is narrowed as shown in FIG. And increase the pulse intensity of the illumination light. This prevents the image quality from deteriorating due to insufficient light quantity.
【0039】一方、アイリスが開いている(開口量が大
きい)場合で、且つCCDの受光量が大きすぎる場合に
は、図7(b)に示すように、パルス幅を広くし、且つ
照明光のパルス強度を下げる。これにより、光量過多に
よる画像の白飛びを防止している。On the other hand, when the iris is open (the aperture is large) and the amount of light received by the CCD is too large, the pulse width is increased and the illumination light is increased as shown in FIG. Lower the pulse intensity. This prevents overexposure of the image due to excessive light quantity.
【0040】以上の制御において、パルス幅とパルス強
度の両者は、発光パルスの光エネルギーの総量が同一に
なるように制御される。In the above control, both the pulse width and the pulse intensity are controlled so that the total amount of light energy of the light emission pulse is the same.
【0041】本実施形態では、照明光をCCD素子シャ
ッタに同期させて点滅しており、さらにアイリスの開閉
に応じてパルス波形を変化させる、つまり発光パルスの
総エネルギー量が一定になるように制御するので、照明
光による熱傷を防ぐことができる。In the present embodiment, the illumination light blinks in synchronization with the CCD element shutter, and the pulse waveform is changed in accordance with the opening and closing of the iris, that is, control is performed so that the total energy amount of the emission pulse is constant. Therefore, burns due to illumination light can be prevented.
【0042】[付記1] 請求項1記載の内視鏡装置で
あって、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する手
段を有し、前記光量検波回路は、前記固体撮像素子の出
力のうち画像の明るさ成分を検波して制御信号を生成す
る手段であり、前記固体撮像素子駆動手段は、前記固体
撮像素子を所望の露光時間で駆動し信号の読み出しの制
御をすると共に、前記生成する手段の出力する調光信号
に応じて前記固体撮像素子の露光期間を可変する駆動手
段と、前記駆動手段が出力するタイミング信号によって
前記露光期間に合わせて前記光源手段から照明光を発光
させ、それ以外の期間では消灯させる光源発光期間制御
手段とを有している。[Supplementary Note 1] The endoscope apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling the amount of light incident on the solid-state imaging device, wherein the light-amount detection circuit includes an output of the solid-state imaging device. Means for detecting a brightness component of an image to generate a control signal, wherein the solid-state image sensor driving means drives the solid-state image sensor at a desired exposure time, controls reading of a signal, and generates the control signal. A driving unit that varies an exposure period of the solid-state imaging device in accordance with a dimming signal output by the unit; and a light source that emits illumination light in accordance with the exposure period by a timing signal output by the driving unit. And a light source emission period control unit for turning off the light during periods other than the above.
【0043】[付記2] 付記1記載の内視鏡装置であ
って、前記制御する手段は、前記固体撮像素子と前記対
物光学系との間に配置されて前記固体撮像素子に入射す
る光量を調節するため前記生成する手段の制御信号に応
じて開口量が制御される撮像側絞り手段と、前記光源手
段が発する照明光の光量を調節するため前記生成する手
段の制御信号に応じて開口量が制御される光源側絞り手
段とを有し、前記制御信号により前記撮像側絞りの開口
量が大きなる場合に、前記光源側絞り手段の開口を絞っ
て照明光量を小さくし、前記制御信号により前記撮像側
絞りの開口量が小さくなる場合に、前記光源側絞り手段
の開口を開いて照明光量を大きくするように制御する構
成となっている。[Supplementary Note 2] In the endoscope apparatus according to Supplementary Note 1, the control means may be arranged between the solid-state imaging device and the objective optical system and measure an amount of light incident on the solid-state imaging device. An image-capturing-side diaphragm means for controlling an aperture amount according to a control signal of the generating means for adjusting; and an aperture amount according to a control signal of the generating means for adjusting the amount of illumination light emitted by the light source means Where the aperture of the imaging-side aperture is increased by the control signal to reduce the amount of illumination by reducing the aperture of the light-source-side aperture, and the control signal When the aperture of the imaging-side aperture is reduced, the aperture of the light-source-side aperture is opened to control to increase the amount of illumination.
【0044】[付記3] 付記1記載の内視鏡装置であ
って、前記光量検波回路は、前記固体撮像素子の出力の
うち画像の明るさ成分を検波して受光光量を検出する手
段であり、前記制御する手段は、前記固体撮像素子を所
定の露光時間で駆動し信号の読み出しの制御をする駆動
手段と、前記固体撮像素子と前記対物光学系との間に配
置されて前記固体撮像素子に入射する光量を調節するた
め前記検出回路が検出した受光光量に応じて開口量が制
御される撮像側絞り手段と、前記光源手段が発する照明
光をパルス点灯させるものであって、前記撮像側絞り手
段の開口量に応じて、前記照明光の発光パルス幅及び発
光パルス強度の両方を同時に可変制御する手段とを有し
ている。[Supplementary Note 3] In the endoscope apparatus according to Supplementary Note 1, the light amount detection circuit is a unit that detects a light component of an image in an output of the solid-state imaging device and detects a received light amount. A driving unit for driving the solid-state imaging device for a predetermined exposure time to control reading of a signal; and the solid-state imaging device disposed between the solid-state imaging device and the objective optical system. An imaging-side aperture unit whose aperture is controlled in accordance with the amount of received light detected by the detection circuit in order to adjust the amount of light incident on the imaging circuit; and illuminating the illumination light emitted by the light source unit in a pulsed manner. Means for simultaneously variably controlling both the light emission pulse width and the light emission pulse intensity of the illumination light in accordance with the aperture of the aperture means.
【0045】[付記4] 付記3記載の内視鏡装置であ
って、前記可変制御する手段は、前記撮像側絞り手段の
開口量が小さな場合であり且つ前記検波回路が検出した
受光光量が不足している場合には、照明光の発光パルス
幅を狭く且つ発光パルス強度を強くする一方、前記撮像
側絞りの開口量が大きな場合であり且つ前記検波回路が
検出した受光光量が多すぎる場合には、発光パルス幅を
広くし且つ発光パルス強度を弱くし、パルス発光する前
記照明光の総光量がパルス毎に一定になるように可変制
御する。[Supplementary Note 4] In the endoscope apparatus according to Supplementary Note 3, the variable control means may be configured when the aperture of the imaging-side stop means is small and the amount of received light detected by the detection circuit is insufficient. In the case where the light emission pulse width of the illumination light is narrow and the light emission pulse intensity is high, the amount of received light detected by the detection circuit is too large when the aperture of the imaging-side stop is large. Is to variably control the pulse width of the illumination light to be widened and the intensity of the light emission pulse to be weakened so that the total amount of the illumination light that emits the pulse is constant for each pulse.
【0046】[付記5] 被写体を結像する対物光学系
と、対物光学系が結像する被写体像を撮像する撮像手段
と、前記被写体に照明光を照射する光源手段とを有する
内視鏡装置において、前記撮像手段の露光期間のみ前記
光源手段の照明光と点灯する点灯制御手段を具備したこ
とを特徴とする。[Supplementary Note 5] An endoscope apparatus having an objective optical system for forming an image of a subject, imaging means for taking a subject image formed by the objective optical system, and light source means for irradiating the subject with illumination light. A lighting control unit for turning on the illumination light of the light source unit only during an exposure period of the imaging unit.
【0047】[付記6] 付記5記載の内視鏡装置にお
いて、前記撮像手段の前面に入射光量制限手段を具備
し、前記入射光量制限手段の状態によって、前記光源手
段の照明光の点灯時間を制御する点灯時間制御手段と、
前記光源手段の照明光量を制御する照明光量制御手段を
設けたことを特徴とする。[Supplementary Note 6] The endoscope apparatus according to Supplementary Note 5, further comprising an incident light amount limiting unit provided in front of the imaging unit, and a lighting time of the illumination light of the light source unit depending on a state of the incident light amount limiting unit. Lighting time control means for controlling
An illumination light quantity control means for controlling the illumination light quantity of the light source means is provided.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、光源手段が発する照明
光の光量、照明光の発光時間または固体撮像素子に入射
する光量の少なくとも一つを制御して、照明光の熱によ
り被写体である生体組織が熱傷を負わないようすること
ができるという効果がある。According to the present invention, at least one of the amount of illumination light emitted from the light source means, the emission time of the illumination light, or the amount of light incident on the solid-state image sensor is controlled, and the object is heated by the illumination light. There is an effect that the living tissue can be prevented from being burned.
【図1】内視鏡装置の全体的なブロック構成図。FIG. 1 is an overall block diagram of an endoscope apparatus.
【図2】本発明の第1実施形態に係り、内視鏡装置の要
部構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of the endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図3】図2の内視鏡装置の動作を示すタイミングチャ
−ト。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the endoscope apparatus of FIG. 2;
【図4】本発明の第2実施形態に係り、内視鏡装置の要
部構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図5】図4の内視鏡装置の動作を示すタイミングチャ
ート。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the endoscope apparatus of FIG. 4;
【図6】本発明の第3実施形態に係り、内視鏡装置の要
部構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図7】図6の内視鏡装置の動作を説明するための波形
図。FIG. 7 is a waveform chart for explaining the operation of the endoscope apparatus of FIG. 6;
1,95,121,131…内視鏡装置 2,99…固体撮像素子 3,96…内視鏡 4,97,122,132…CCU 6,98,123,133…光源装置(光源手段) 7…被写体 8…対物光学系 103…光量検波回路 105…CCDドライバ(固体撮像素子駆動手段) 127…パルス幅制御回路(光源発光期間制御手段) 1,95,121,131 endoscope device 2,99 solid-state imaging device 3,96 endoscope 4,97,122,132 CCU 6,98,123,133 light source device (light source means) 7 ... Subject 8... Objective optical system 103... Light quantity detection circuit 105..
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 信之 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小柳 秀樹 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 望田 明彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小笠原 弘太郎 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山下 真司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 舩橋 一郎 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−341231(JP,A) 特開 平2−20816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 23/26 A16B 1/06 G02B 23/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Nobuyuki Sakamoto, Inventor 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside O-Limpus Optical Co., Ltd. (72) Hideki Koyanagi 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Mochida 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. (72) Kotaro Ogasawara 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. (72) Shinji Yamashita, the inventor Shinbashi Yamashita 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. Olympus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-4-341231 (JP, A) JP-A-2-20816 (J (P, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 23/26 A16B 1/06 G02B 23/24
Claims (1)
段と、 前記被写体の被写体像を結像する対物光学系と、 前記対物光学系が結像する前記被写体像を撮像する固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子の出力信号から輝度成分を検出する光
量検波回路と、 前記光量検波回路により検出された輝度成分に基づき、
前記固体撮像素子の露光期間を制御する駆動信号を前記
固体撮像素子へ送出する固体撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子駆動回路 により制御される前記撮像素
子の前記露光期間を制御する前記駆動信号に同期して前
記光源手段を点滅させる光源発光期間制御手段と、前記固体撮像素子の前面に配置され、前記光量検波回路
により検出された輝度成分に基づき開口量が制御される
撮像側絞り手段と 、前記撮像側絞り手段の前記開口量に応じて、前記光源手
段が発する前記照明光の強度を制御する調光制御回路
と 、 を具備したことを特徴とする内視鏡装置。A light source unit that emits illumination light for illuminating a subject; an objective optical system that forms a subject image of the subject; a solid-state imaging device that captures the subject image formed by the objective optical system; A light amount detection circuit that detects a luminance component from an output signal of the solid-state imaging device, and based on the luminance component detected by the light amount detection circuit,
The drive signal for controlling the exposure period of the solid-state imaging device is
A solid-state imaging device driving circuit for sending out to the solid-state imaging device, and the light source unit flashing in synchronization with the driving signal for controlling the exposure period of the imaging device controlled by the solid-state imaging device driving circuit. A light source emission period control means for causing the light quantity detection circuit to be disposed on a front surface of the solid-state imaging device;
Aperture is controlled based on the luminance component detected by
An imaging-side aperture unit; and the light source device according to the opening amount of the imaging-side aperture unit.
Dimming control circuit for controlling the intensity of the illumination light emitted by the stage
An endoscope apparatus, comprising:
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