JP3343278B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子内視鏡装置、特に被
観察体内への照射光を供給する光源ランプの劣化に伴う
光量調整に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージセンサとしての固体撮像素子、
即ちＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いた電子内
視鏡装置が周知であり、この電子内視鏡装置では被観察
体内を照明するために光源装置が用いられる。図３に
は、従来の電子内視鏡装置の概略構成が示されており、
図示されるように、電子内視鏡装置はスコープである電
子内視鏡１、外部プロセッサ装置２、光源装置３から構
成される。上記電子内視鏡１には、光学系部材４を介し
てＣＣＤ５が配置されると共に、ライトガイド６が光源
装置３から配設されている。

【０００３】また、外部プロセッサ装置２には、アンプ
７を介してビデオ信号処理回路８が設けられ、このビデ
オ信号処理回路８にてガンマ補正、ホワイトバランス等
の各種の処理が実行される。このビデオ信号処理回路８
には、出力部（エンコーダ等）９を介してモニタ１０が
接続される。更に、光源装置３には、例えばキセノンラ
ンプ１１が設けられると共に、絞り１２、絞り駆動回路
１３が配置される。

【０００４】このような構成によれば、キセノンランプ
１１からの光は絞り１２で光量調整された後にライトガ
イド６へ供給され、観察光として電子内視鏡１の先端か
ら被観察体内へ照射される。一方、被観察体内の画像は
光学系部材４を介してＣＣＤ５で捉えられ、ＣＣＤ５か
ら出力されるビデオ信号はアンプ７を介してビデオ信号
処理回路８へ供給され、ここで画像処理されることによ
って、被観察体内の画像がモニタ１０へ表示される。

【０００５】このとき、上記アンプ７の出力は、絞り駆
動回路１３へ供給されており、アンプ７の出力からビデ
オ信号の輝度（光量）を判定し、光量不足の場合には絞
り１２の開口を大きくするように、光量過多の場合は絞
り１２の開口を小さくするように光量制御（ＡＬＣ）さ
れる。これによれば、電子シャッタ制御によって、露出
不足（画素信号レベルのバラツキ）が生じる場合でも、
画像の明るさが良好に調整され、モニタ１０には最適な
明るさの画像が表示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電子内視鏡用光源装置では、図３に示されたキセノンラ
ンプ１１等の光量が経時変化を起こし、光源出力が変化
するという問題がある。即ち、図４に示されるように、
キセノンランプ１１等の光源ランプは最初に比較的大き
なカーブで照度（単位ルクス）が低下し、その後緩やか
なカーブで低下する特性を有しており、時間と共に出力
光量は低下することとなる。そして、この光源ランプの
劣化による光量低下は、上記の絞り１２による光量制御
によって同時に解消されていた。しかし、この光量制御
はアナログ制御であるから、絞り１２の駆動制御を含め
た全体の制御が複雑となる。しかも、この光源ランプの
経時変化は別個に補正すれば、他の制御が行い易くなる
ということができる。

【０００７】また、本出願人は上記絞り１２において、
光量が十分な場合は絞り１２を絞るようにデジタル的な
数段階の簡単な制御をし、例えば電子内視鏡の先端部が
過熱しないようにすることを提案している。また、上記
光量制御（ＡＬＣ）において、電子シャッタ速度に対応
させ露出不足を解消するように、デジタル的な数段階の
簡単な制御とすることもできる。しかし、これらの場合
には上記光源ランプの経時変化を補償することができ
ず、時間が経つにつれて明るさが低下するという問題が
ある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、光源ランプの経時変化に対応させ
て光源の出力光量を良好に保った上で、電子シャッタ制
御及び光量制御を良好に行うことができる電子内視鏡装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１請求項記載の発明は、被観察体内へ観察光を供
給するための光源装置と、固体撮像素子の出力信号を処
理する画像処理プロセス回路を有する電子内視鏡装置に
おいて、上記画像処理プロセス回路内に、上記固体撮像
素子の電荷蓄積時間を電子シャッタ速度として制御する
電子シャッタ駆動回路を設けると共に、上記光源装置
に、光源ランプから発せられた光の出力状態を検出する
光センサと、上記電子シャッタ速度に応じて絞りを複数
段階に駆動し、かつ出力光量の変化を調整するために上
記光センサの検出値に基づいて上記絞りを駆動する絞り
駆動回路を設けたことを特徴とする。第２請求項記載の
発明は、上記光源装置における電子内視鏡側光コネクタ
のライトガイドを受ける受け部材を白色樹脂材料で形成
し、この受け部材内に上記光センサを埋め込むようにし
たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、光源ランプの出力光が光
センサにて直接的に検出され、経時変化により光源ラン
プが劣化した場合には、絞りを微調整することによって
光源装置の出力光量が増加する。従って、光源ランプの
劣化が補償された状態で、十分な光がライトガイドを介
して被観察体内へ照射される。

【００１１】また、上記において、光センサは白色樹脂
材料の受け部材に埋め込み配置することができ、これに
よれば、受け部材により波長積分効果、減光効果等を得
ることができ、光源ランプの出力光量を効率よく検出す
ることができる。

【００１２】

【実施例】図１には、実施例に係る電子内視鏡装置の構
成が示されており、図に示されたＣＣＤ１４はスコープ
である電子内視鏡の先端部に配設される。このＣＣＤ１
４には、アンプ１５、画像処理プロセス回路１６が接続
され、この画像処理プロセス回路１６にて電子シャッタ
制御が実行されると同時に、ビデオ信号はガンマ補正、
ホワイトバランス等の処理がされる。また、画像処理プ
ロセス回路１６ではビデオ信号をメモリに記憶すること
等が行われており、この画像処理プロセス回路１６の出
力はモニタへ供給される。更に、電子内視鏡内には先端
部までライトガイド１７が配設され、このライトガイド
１７は光コネクタ１８によって光源装置１９へ光学的に
接続される。

【００１３】上記光源装置１９内には、光源電源部２
０、キセノンランプ（又はハロゲンランプでもよい）２
１、フィルタ等を有する光学系部材２２、絞り２３が設
けられ、面順次式の装置ではこの絞り２３の前段にＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタディスク
が設けられるが、この絞り２３にその開口量を可変する
絞り駆動回路２４が接続されている。実施例では、この
絞り駆動回路２４に画像処理プロセス回路１６から例え
ば２段階（３段階或いはリニアな多段階でもよい）で光
量制御するデジタル制御信号が供給されており、このデ
ジタル制御信号は例えば電子シャッタ制御の状態によっ
て形成される。即ち、照射光による先端部の過熱を防ぐ
場合には、電子シャッタが極めて速いときに絞り２３を
絞るようにするデジタル制御信号が形成できる。また、
電子シャッタは、被写体の動き、ホワイトバランス、色
温度等の相違を調整するために用いられ、この際には電
子シャッタ速度が変化することによって光量（ＣＣＤの
蓄積電荷）が不足するので、これらの動作に連動して光
源側の光量を段階的に制御してもよい。

【００１４】そして、上記光コネクタ１８を着脱する際
に、上記ライトガイド１７を受ける受け部材２６が設け
られ、この受け部材２６は白色樹脂材料（ポリアセター
ル等）からなり、この受け部材２６に開けられた穴に光
センサ（フォトダイオード、フォトトランジスタ等）２
７が埋め込まれている。従って、この光センサ２７は、
絞り２３からライトガイド１７へ向けて出射される直接
の光ではなく、白色樹脂製の受け部材２６を介して到達
した光を検出することになる。これによれば、受け部材
２６が波長積分、拡散及び減光のためのフィルタの役目
をすることになり、キセノンランプ２１の光の出力状態
を正確に検出できることになる。

【００１５】上記光センサ２７には、光量検出部２８が
接続され、この光量検出部２８では単位時間当りの光量
を検出することによって経時変化を測定しており、測定
された光量信号は絞り駆動回路２４へ供給される。この
絞り駆動回路２４では、上記検出光量信号に基づいて、
上記画像信号プロセス回路１６からの光量制御信号の制
御とは別個に、絞り１２の開口量を制御することにな
る。

【００１６】実施例は以上の構成からなり、図１の光源
電源部２０の制御によってキセノンランプ２１が点灯す
ると、キセノンランプ２１の光は光学系部材２２、絞り
２３を介してライトガイド１７に供給される。このライ
トガイド１７に導入された光は、電子内視鏡の先端から
被観察体内へ照射され、これによって現れる被観察体内
の被写体はＣＣＤ１４で捉えられる。このＣＣＤ１４で
は、画像処理プロセス回路１６内の電子シャッタ駆動回
路によってシャッタ制御され、シャッタ速度が速い場合
は短い時間で蓄積された電荷、シャッタ速度が遅い場合
は長い時間で蓄積された電荷が読み出されることによっ
て、ビデオ信号が形成される。そして、このビデオ信号
はアンプ１５を介して画像処理プロセス回路１６へ供給
されており、ここで所定の画像処理が施されることによ
つてモニタへ被観察体内の画像が表示される。

【００１７】この画像処理動作中には、画像処理プロセ
ス回路１６から電子シャッタ制御に応じて、実施例では
２段階のデジタル信号が絞り駆動回路２４へ供給され
る。そうすると、この駆動回路２４では、例えば図２に
示されるように、開口１００を変化させるように絞り２
３が位置Ａ1 ，Ａ2 へ駆動されることになる。これによ
って、照射光による過熱を防止することができ、また電
子シャッタ駆動によって生じる光量不足を補うこともで
き、この場合は明るさを補填することができる。

【００１８】このとき、同時に受け部材２６内の光セン
サ２７では、上記図４で示した経時変化を検出してお
り、光量検出部２８の出力は絞り駆動回路２４に供給さ
れる。そして、上記光量検出部２８で検出光量が低下し
た場合には、図２に示されるように、開口１００を少し
広げるように絞り２３が点線の位置Ｂ1 ，Ｂ2 へ駆動さ
れる。従って、キセノンランプ２１に経時変化があって
も、光源装置１９からの出力光量は常に一定となる。

【００１９】上記実施例では、絞り２３の駆動によって
経時変化による光量不足を補うようにしたが、この光量
調整は光源電源部２０によって実行することもできる。
即ち、上記光量検出部２８の検出信号を光源電源部２０
へ供給し、経時変化により検出信号が低下するのに連動
して光源電源２０の電圧を上昇させれば、キセノンラン
プ２１自体の光量が増加する。従って、この場合もキセ
ノンランプ２１の経年劣化を補償することができる。

【００２０】また、上記実施例では、画像処理プロセス
回路１６から絞り駆動回路２４へデジタル信号を供給す
るようにしたが、アナログ信号を供給する場合にも、本
発明を適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像処理プロセス回路内に、電子シャッタ駆動回路を設
けると共に、光源装置に、光源ランプの出力状態を検出
する光センサと、電子シャッタ速度に応じて絞りを複数
段階に駆動しかつ出力光量の変化を調整するために上記
光センサの検出値に基づいて絞りを駆動する絞り駆動回
路を設けたので、光源ランプに経時変化があった場合で
も光源の出力光量が良好に維持され、電子シャッタの制
御及び光量制御が良好に実行できるという利点がある。

【００２２】上記において、ライトガイドを受ける受け
部材を白色樹脂材料で形成し、この受け部材内に上記光
センサを埋め込むようにすることができ、これによれ
ば、受け部材が波長積分、拡散及び減光のためのフィル
タの役目をし、正確な検出が可能となると共に、検出の
ための特別な構成が不要で、簡単な構成になるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】実施例の絞り駆動の状態を示す概念図である。

【図３】従来の電子内視鏡装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】光源ランプの経時変化を示すグラフ図である。

【符号の説明】 ５，１４ … ＣＣＤ、 ６，１７ … ライトガイド、 ３，１９ … 光源装置、 １２，２３ … 絞り、 １３，２４ … 絞り駆動回路、 ２０ … 光源電源部、 ２１ … キセノンランプ、 ２６ … 受け部材、 ２７ … 光センサ、 ２８ … 光量検出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−341231（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−193633（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−165047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−17014（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−291073（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179433（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−218273（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−172771（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 23/26 A61B 1/04 372 A61B 1/06 H04N 5/235 H04N 5/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被観察体内へ観察光を供給するための光
   源装置と、固体撮像素子の出力信号を処理する画像処理
   プロセス回路を有する電子内視鏡装置において、上記画像処理プロセス回路内に、上記固体撮像素子の電
   荷蓄積時間を電子シャッタ速度として制御する電子シャ
   ッタ駆動回路を設けると共に、 上記光源装置に、 光源ランプから発せられた光の出力状
   態を検出する光センサと、上記電子シャッタ速度に応じ
   て絞りを複数段階に駆動し、かつ出力光量の変化を調整
   するために上記光センサの検出値に基づいて上記絞りを
   駆動する絞り駆動回路を設けたことを特徴とする電子内
   視鏡装置。
2. 【請求項２】 上記光源装置における電子内視鏡側光コ
   ネクタのライトガイドを受ける受け部材を白色樹脂材料
   で形成し、この受け部材内に上記光センサを埋め込むよ
   うにしたことを特徴とする上記第１請求項記載の電子内
   視鏡装置。