JP4073726B2 - オートフォーカス電子内視鏡 - Google Patents
オートフォーカス電子内視鏡 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4073726B2 JP4073726B2 JP2002202687A JP2002202687A JP4073726B2 JP 4073726 B2 JP4073726 B2 JP 4073726B2 JP 2002202687 A JP2002202687 A JP 2002202687A JP 2002202687 A JP2002202687 A JP 2002202687A JP 4073726 B2 JP4073726 B2 JP 4073726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observation position
- lens
- focus
- autofocus
- observation
- 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
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
【発明の技術分野】
本発明は、拡大観察に連動して焦点距離が自動調整されるオートフォーカス電子内視鏡に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
近年では、内視鏡の体内挿入部の先端位置に応じてピント位置が自動調整されるオートフォーカス機能を備えた電子内視鏡が種々提案されている。このようなオートフォーカス電子内視鏡は、例えば臨床検査において、次のように使用される。先ず、電子内視鏡の体内挿入部を被検者の体腔内へ導入し、モニタ画面による観察で病変部があるか否かを判断する。そして病変部が見つかった場合には、オートフォーカス機能を有効にした状態で、体内挿入部先端を病変部に近づけていき、病変部を拡大して観察及び判断する。
【0003】
上記拡大観察では、体内挿入部の先端が病変部に近づくにつれてモニタ画面に映し出される観察範囲が狭くなるため、病変部をより詳細に観察できる反面、体内挿入部の先端位置がぶれると病変部を見失ってしまうという欠点がある。病変部を見失った場合には、体内挿入部の先端を病変部から一旦遠ざけて観察範囲を広げ、再度、病変部の拡大観察を行なわなければならない。このため、拡大観察時の内視鏡操作は煩雑となり、好ましくなかった。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、拡大観察時の操作性に優れたオートフォーカス電子内視鏡を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】
本発明は、挿入部先端に備えられた光軸に沿って可動可能な焦点調節レンズ;この焦点調節レンズを、画角が広い通常観察位置と画角の狭い拡大観察位置との間で移動させるレンズ駆動手段;観察物体の焦点状態を検出する焦点検出手段;この焦点検出手段により検出された焦点状態に基づき、上記挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定する判定手段;及び上記判定手段により上記挿入部先端が観察物体に近づいていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させ、上記判定手段により上記挿入部先端が観察物体から遠ざかっていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを通常観察位置方向へ移動させる制御手段;を備え、上記制御手段は、上記焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときの移動速度を、上記通常観察位置方向へ移動させるときの移動速度よりも低速に制御することを特徴としている。
【0006】
上記構成によれば、挿入部先端を観察物体(病変部)に近づけていくときは低速でオートフォーカス動作されるので、挿入部先端の位置が多少ぶれても観察物体を見失いづらく、拡大観察を良好に行なうことができる。一方、挿入部先端を観察物体から遠ざけるときは高速でオートフォーカス動作されるので、即座に観察物体全体を観察することができ、病変部を見落とす虞もなくなる。
【0007】
レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えることができる。この場合に制御手段は、上記モータに与える駆動電圧または駆動パルス周波数を変化させることで、焦点調節レンズの移動速度を制御することができる。具体的には、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときにモータへ与える第1駆動電圧(絶対値)又は第1駆動パルス周波数を、通常観察位置方向へ移動させるときにモータへ与える第2駆動電圧(絶対値)又は第2駆動パルス周波数よりも小さく設定することが好ましい。
【0008】
以上のオートフォーカス電子内視鏡には、焦点調節レンズを通常観察位置で固定して行なう通常観察と、判定手段の判定に応じて焦点調節レンズを通常観察位置から拡大観察位置まで移動させて行なう拡大観察とを切り替えるオートフォーカス切替部材を備えることができる。オートフォーカス切替部材により拡大観察から通常観察に切り替えられると、焦点調節レンズは高速で通常観察位置に戻される。
判定手段は、焦点検出手段が検出した現最適ピント位置情報と前回検出した最適ピント位置情報とを比較し、この比較結果から挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明を適用したオートフォーカス電子内視鏡1の全体構成を示すブロック図である。オートフォーカス電子内視鏡1は、被検者の体腔内を撮像する電子内視鏡本体10と、電子内視鏡本体10が撮像した内視鏡画像を処理するプロセッサ20と、プロセッサ20が処理した内視鏡画像を表示するTVモニタ40とを備えている。
【0010】
電子内視鏡本体10は、可撓性を有する体内挿入部11と、操作者が把持する把持操作部12と、把持操作部12から延設されたユニバーサルチューブ13と、ユニバーサルチューブ13の先端に設けた、プロセッサ20に着脱可能なコネクタ部14とを有している。
【0011】
体内挿入部11の先端部11aには、図2に示すように対物レンズ15及び第1照明用レンズ16が配置され、対物レンズ15の後方には、対物レンズ15の光軸に沿って移動可能な焦点調節レンズ17及びCCD18が配置されている。焦点調節レンズ17は、モータMの正逆回転により駆動され、最小焦点距離(最大画角)となる通常観察位置と、最大焦点距離(最小画角)となる拡大観察位置との間を移動することができる。対物レンズ15及び焦点調節レンズ17によって結像された画像は、CCD18によって電子画像化され、プロセッサ20を介してTVモニタ40上で観察することができる。第1照明用レンズ16の後方には、コネクタ部14からユニバーサルチューブ13、把持操作部12及び体内挿入部11内を通るライトガイド19を介して、プロセッサ20が備えたランプ30からの照明光が与えられる。
【0012】
把持操作部12には、焦点調節レンズ17を通常観察位置に固定した通常観察モード(ノンオートフォーカスモード)と、焦点調節レンズ17を通常観察位置から拡大観察位置までの間で移動させる拡大観察モード(オートフォーカスモード)とを切り替えるオートフォーカス切替スイッチ12aが設けられている。本実施形態では、オートフォーカス切替スイッチ12aのオン状態で拡大観察モードが設定され、オフ状態で通常観察モードが設定される。
【0013】
プロセッサ20には、CCD18及びCCDプロセス回路22に同期信号を出力し、この同期信号に基づいてCCD18を走査させるCCD駆動回路21が備えられている。CCDプロセス回路22は、CCD駆動回路21から入力した同期信号に同期して、CCD18の出力信号を読み込み、該読み込んだ信号を前処理(信号増幅処理やノイズ除去処理など)する回路である。このCCDプロセス回路22から出力された信号は、A/D変換回路23にてデジタル信号に変換され、ガンマ補正回路24にて各画素のガンマ特性が補正された後、映像信号処理回路25で各種の画像処理が施され、D/A変換回路26にてアナログ信号に変換されてTVモニタ40へ出力される。つまり、CCD18の出力信号は、CCDプロセス回路22、A/D変換回路23、ガンマ補正回路24、映像信号処理回路25及びD/A変換回路26を介して、TVモニタ40上に表示される。
【0014】
またCCD18の出力信号は、上述のCCDプロセス回路22及びA/D変換回路23を介して、測光回路27及び焦点情報検出回路32にもそれぞれ入力される。測光回路27は、入力信号から輝度情報を求め、この輝度情報に基づき絞り駆動パルス数を算出し、該算出した絞り駆動パルス数だけ絞り駆動モータ28を駆動させて絞り29を開閉動作させる。ランプ30から射出された照明光は、絞り29により最適光量に調整された後、第2照明用レンズ31及びライトガイド19を介して第1照明用レンズ16に供給される。
【0015】
焦点情報検出回路32は、オートフォーカス切替スイッチ12aにより拡大観察モードが設定されているときに動作する回路である。この焦点情報検出回路32は、入力信号からコントラスト情報を求め、該コントラスト情報に基づき最適ピント位置情報を算出してモータ制御回路33へ出力する。モータ制御回路33は、焦点情報検出回路32から入力した最適ピント位置情報に基づきモータ駆動回路34を動作させ、モータMを介して焦点調節レンズ17を移動させる。本実施形態では、焦点調節レンズ17を拡大観察位置方向(望遠方向)に移動させるときのモータMの回転方向を正転といい、焦点調節レンズ17を通常観察位置方向(広角方向)に移動させるときのモータMの回転方向を逆転という。
【0016】
上記構成のオートフォーカス電子内視鏡1は、図3に示すように、オートフォーカス切替スイッチ12aがオンされているとき、焦点調節レンズ17の移動方向に応じて焦点調節レンズ17の移動速度を変化させることを特徴としている。より具体的には、焦点調節レンズ17を拡大観察位置方向(望遠方向)に移動させる場合は、モータ制御回路33がモータMの駆動電圧を正の低速駆動電圧V1に設定してモータMを正転させ、焦点調節レンズ17を低速で移動させる。一方、焦点調節レンズ17を通常観察位置方向(広角方向)に移動させる場合は、モータ制御回路33がモータMの駆動電圧を低速駆動電圧V1よりも絶対値が大きい負の高速駆動電圧V2(|V1|<|V2|)に設定してモータMを逆転させ、焦点調節レンズ17を高速で移動させる。
【0017】
以下では、図4を参照し、オートフォーカス電子内視鏡1のオートフォーカス動作の流れについてより詳細に説明する。このオートフォーカス動作では先ず、オートフォーカス切替スイッチ12aがオンしているか否かがチェックされる(S11)。オートフォーカス切替スイッチ12aがオンしていれば(S11;Y)、焦点情報検出回路32が起動し、A/D変換回路23から入力した信号に基づいて最適ピント位置情報を検出する(S13、S15)。
【0018】
最適ピント位置情報が検出されると、モータ制御回路33が、該検出された最適ピント位置情報と前回検出した最適ピント位置情報とを比較し、この比較結果から体内挿入部11の先端部11aが観察物体に近づいているか否かを判定する(S17)。本実施形態では、前回検出した最適ピント位置情報がないとき、すなわち、オートフォーカス切替スイッチ12aがオンしてから1回目にS17を行なうときは、焦点調節レンズ17が通常観察位置にあるので、体内挿入部11の先端部11aが観察物体に近づいていると判定する。
【0019】
そしてモータ制御回路33は、体内挿入部11の先端部11aが観察物体に近づいていると判定した場合(S17;Y)、モータMの駆動電圧に低速駆動電圧V1を設定し、モータ駆動回路34を介して該低速駆動電圧V1をモータMに所定時間印加して、焦点調節レンズ17を拡大観察位置方向(望遠方向)の最適ピント位置まで移動させる(S19、S23)。一方、体内挿入部11の先端部11aが観察物体から遠ざかっていると判定した場合(S17;N)、モータMの駆動電圧に高速駆動電圧V2を設定し、モータ駆動回路34を介して該高速駆動電圧V2をモータMに所定時間印加して、焦点調節レンズ17を通常観察位置方向(広角方向)の最適ピント位置まで移動させる(S21、S23)。
【0020】
以上のS11〜23の動作は、オートフォーカス切替スイッチ12aがオンしている間、繰り返し実行される。そしてオートフォーカス切替スイッチ12aがオフしたときは(S11;N)、焦点情報検出回路32がオフ状態となり(S25)、モータ制御回路33及びモータ駆動回路34によりモータMに高速駆動電圧V2が印加され、焦点調節レンズ17は高速で通常観察位置まで戻される(S27)。
【0021】
以上の本実施形態によれば、体内挿入部11の先端部11aを病変部に近づける場合と遠ざける場合とで焦点調節レンズ17の移動速度(オートフォーカス動作速度)が低速と高速とに切り替わるので、先端部11aを近づけていく場合は先端部11aの位置が多少ぶれても病変部を見失わずに観察することができ、先端部11aを遠ざけていく場合は即座に病変部全体を把握することができる。よって、拡大観察モード時の内視鏡操作が従来よりも容易となり、病変部を見落とす虞もなくなる。
【0022】
以上の本実施形態では、モータMの駆動電圧を切り替えて焦点調節レンズ17の移動速度を変化させているが、モータMの駆動パルス周波数を切り替える構成によっても焦点調節レンズ17の移動速度を変化させることができる。具体的には、焦点調節レンズ17を拡大観察位置方向(近距離焦点方向)に移動させる場合の第1駆動パルス周波数f1を、通常観察位置方向(遠距離焦点方向)に移動させる場合の第2駆動パルス周波数f2よりも小さく設定すればよい(f1<f2)。なお、図5では視覚的に容易に理解できるように、正転時及び逆転時の駆動パルスを正の電圧及び負の電圧で示してあり、駆動パルス周波数f1、f2を周期t1、t2(t1=1/f1、t2=1/f2;t1>t2)に変換して示してある。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、体内挿入部の先端部を病変部に近づける場合は、該先端部を病変部から遠ざける場合よりも低速でオートフォーカス動作が行なわれるため、病変部を見失わずに観察することができ、拡大観察時における内視鏡の操作性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したオートフォーカス電子内視鏡の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す電子内視鏡本体の体内挿入部の先端部構造を示す部分断面図である。
【図3】オートフォーカス動作のタイミングチャートである。
【図4】オートフォーカス動作の流れを示すフローチャートである。
【図5】図3とは別態様のオートフォーカス動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 オートフォーカス電子内視鏡
10 電子内視鏡本体
11 体内挿入部
12 把持操作部
12a オートフォーカス切替スイッチ
13 ユニバーサルチューブ
14 コネクタ部
15 対物レンズ
16 第1照明用レンズ
17 焦点調節レンズ
18 CCD
19 ライトガイド
20 プロセッサ
21 CCD駆動回路
22 CCDプロセス回路
23 A/D変換回路
24 ガンマ補正回路
25 映像信号処理回路
26 D/A変換回路
27 測光回路
28 絞り駆動モータ
29 絞り
30 ランプ
31 第2照明用レンズ
32 焦点情報検出回路
33 モータ制御回路
34 モータ駆動回路
40 TVモニタ
Claims (5)
- 挿入部先端に備えられた対物光学系の光軸に沿って可動可能な焦点調節レンズ;
この焦点調節レンズを、画角が広い通常観察位置と画角の狭い拡大観察位置との間で移動させるレンズ駆動手段;
観察物体の焦点状態を検出する焦点検出手段;
この焦点検出手段により検出された焦点状態に基づき、上記挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定する判定手段;及び
上記判定手段により上記挿入部先端が観察物体に近づいていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させ、上記判定手段により上記挿入部先端が観察物体から遠ざかっていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを通常観察位置方向へ移動させる制御手段;を備え、
上記制御手段は、上記焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときの移動速度を、上記通常観察位置方向へ移動させるときの移動速度よりも低速に制御することを特徴とするオートフォーカス電子内視鏡。 - 請求項1記載のオートフォーカス電子内視鏡において、レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えており、
制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ印加する駆動電圧の絶対値を、通常観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ印加する駆動電圧の絶対値よりも小さく設定するオートフォーカス電子内視鏡。 - 請求項1記載のオートフォーカス電子内視鏡において、レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えており、
制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ与える駆動パルス周波数を、通常観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ与える駆動パルス周波数よりも小さく設定するオートフォーカス電子内視鏡。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のオートフォーカス電子内視鏡において、焦点調節レンズを通常観察位置で固定して行なう通常観察と、判定手段の判定に応じて焦点調節レンズを通常観察位置と拡大観察位置との間で移動させる拡大観察とを切り替えるオートフォーカス切替手段を備えたオートフォーカス電子内視鏡。
- 請求項1ないし4のいずれか一項に記載のオートフォーカス電子内視鏡において、判定手段は、焦点検出手段が検出した現最適ピント位置情報と前回検出した最適ピント位置情報とを比較し、この比較結果から挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定するオートフォーカス電子内視鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002202687A JP4073726B2 (ja) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | オートフォーカス電子内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002202687A JP4073726B2 (ja) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | オートフォーカス電子内視鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004045725A JP2004045725A (ja) | 2004-02-12 |
JP4073726B2 true JP4073726B2 (ja) | 2008-04-09 |
Family
ID=31708808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002202687A Expired - Fee Related JP4073726B2 (ja) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | オートフォーカス電子内視鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4073726B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101383111B1 (ko) | 2013-04-15 | 2014-04-08 | (주)하이비젼시스템 | 카메라모듈의 자동 초점조정 장치 및 방법 |
CN109991714A (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 自动对焦方法、自动对焦系统以及投影设备 |
WO2021149141A1 (ja) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | オリンパス株式会社 | フォーカス制御装置、内視鏡システム及びフォーカス制御装置の作動方法 |
CN115453709A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-12-09 | 衡阳市大井医疗器械科技有限公司 | 一种双轴支撑防偏心的af医学自动对焦内窥镜镜头 |
-
2002
- 2002-07-11 JP JP2002202687A patent/JP4073726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004045725A (ja) | 2004-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8773765B2 (en) | Endoscope apparatus | |
US9485405B2 (en) | Focus control device, endoscope device, and focus control method | |
JP5973708B2 (ja) | 撮像装置及び内視鏡装置 | |
EP1769723B1 (en) | Endoscope apparatus | |
US8602979B2 (en) | Electronic endoscope having front-view and side-view image capturing | |
US9088707B2 (en) | Focus control device, endoscope apparatus, and focus control method | |
JP4856286B2 (ja) | 内視鏡システム | |
JP2011139760A (ja) | 内視鏡システム | |
US20070049795A1 (en) | Endoscope system, endoscope apparatus, and image processing apparatus | |
JP3594254B2 (ja) | 内視鏡装置 | |
JP5996218B2 (ja) | 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 | |
US20070223898A1 (en) | Endoscopic apparatus | |
JP7247702B2 (ja) | 内視鏡システム、内視鏡制御方法、及び、撮像制御装置 | |
JP3251076B2 (ja) | 内視鏡装置 | |
JP5624955B2 (ja) | 内視鏡装置 | |
JP4073726B2 (ja) | オートフォーカス電子内視鏡 | |
JP4448277B2 (ja) | 内視鏡のオートフォーカス方法 | |
JP6177387B2 (ja) | 内視鏡装置の合焦制御装置、内視鏡装置及び内視鏡制御装置の作動方法 | |
JP4142363B2 (ja) | オートフォーカス電子内視鏡 | |
JP3756598B2 (ja) | 内視鏡装置 | |
JP2001037711A (ja) | 内視鏡装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080123 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120201 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130201 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130201 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140201 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |