JP4588843B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡装置、更に詳しくは光源の明るさ制御部分に特徴のある内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、同時式及び面順次式の撮像手段を備えた電子内視鏡または外付けカメラを接眼部に設けた光学式内視鏡を使用する医療用および工業用の内視鏡システムが広く用いられるようになってきた。このような内視鏡システムでは、被写体に照射する照明光を供給する光源装置が用いられる。
【０００３】
例えば特開昭６１−５１１１９号公報では、照明光の範囲で偏りなく、全面的に均一な絞りで広範囲な明るさレベルが得られる光源装置が提案されている。また、例えば米国特許ＵＳＰ５００６９６５及び米国特許ＵＳＰ５６４２４５６では、配光に影響なく明るさを調整することのできる光源装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６１−５１１１９号公報の光源装置においては、絞り羽根の構造が複雑で大きな形状となってしまうために応答性が悪く、素早く視野を移動させた場合などに適正な明るさが得られない虞がある。
【０００５】
また、米国特許ＵＳＰ５００６９６５及び米国特許ＵＳＰ５６４２４５６の光源装置では、回転板を回す方式のため同様に応答スピードが遅いという問題があり、さらに、米国特許ＵＳＰ５６４２４５６では回転板の複数の開口部によって段階的にしか制御レベルを得ることができないといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化を可能とし、応答が早く、理想的な明るさ制御を行うことのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの論理和に基づいて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
本発明の第２の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの排他的論理和に基づいて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
本発明の第３の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンと前記配光パターンとを時系列で切換えて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１０】
第１の実施の形態：
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の液晶パネルの明るさ制御を示す図、図３は図１の液晶パネルの明るさ制御の第１の変形例を示す図、図４は図１の液晶パネルの明るさ制御の第２の変形例を示す図である。
【００１１】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、例えばトラカール等を介して生体内組織像を得る硬性鏡２と、ライトガイド３を介して硬性鏡２に照明光を供給する光源装置４と、硬性鏡２の手元側に設けられた接眼部に着脱自在に取り付けられ硬性鏡２により得られた像を撮像するＴＶカメラヘッド５と、ＴＶカメラヘッド５により撮像された撮像信号を信号処理してモニタ７に観察画像を表示させるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記す）６とを備えて構成される。
【００１２】
光源装置４の光学系は、照明光を発光する光源ランプ１１と、光源ランプ１１からの照明光の赤外成分をカットする赤外カットフィルタ１２と、赤外カットフィルタ１２を介した照明光の偏向方向をそろえる位相差板１３と、位相差板１３を介した照明光の透過光量を制限する光変調デバイスである液晶パネル１４と、液晶パネル１４により透過光量が制限された照明光を集光させる集光レンズ１５と、集光レンズ１５により集光された照明光を均一化するインテグレータ１６と、インテグレータ１６の透過光をライトガイド２に集光するレンズ１７とからなる。
【００１３】
ここで、光源ランプ１１は、放物面鏡を有し平行光が出射されるようになっており、輝度の高い高圧放電管、例えばキセノンランプ、メタルハライドランプで構成される。また、液晶パネル１４は、データプロジェクタに用いられる白黒パネルが望ましく、本例では８００×６００の２次元配列エレメント（画素）のものを使用している。
【００１４】
一方、ＴＶカメラヘッド５内にはＣＣＤ１８が設けられており、ＴＶカメラヘッド５はＣＣＵ６にコネクタ１９で接続されるようになっている。
【００１５】
ＣＣＵ６は、ＣＣＤ１８を駆動するＣＣＤ駆動回路２１と、ＣＣＤ１８からの撮像信号を信号処理し映像信号（例えばＮＴＳＣテレビ信号）をモニタ７に出力する映像信号処理回路２２と、ＣＣＤ１６の撮像タイミングと映像信号処理回路２２での信号処理を同期させるためのタイミング信号を発生するタイミング発生回路２３と、映像信号処理回路２１からの映像信号より画像の明るさを検波して明るさ信号を発生する明るさ信号発生回路２４とを備えている。
【００１６】
また、光源装置４は、明るさ設定を操作する操作パネル３１と、操作パネル３１の操作により指示された設定値に光源装置４からの出射光（照明光）の明るさを設定する明るさ設定回路３２と、基準となる明るさ設定回路３２からの設定信号とＣＣＵ６の明るさ信号発生回路２４からの明るさ信号を比較する明るさ比較回路３３と、明るさ比較回路３３での比較結果に基づき液晶パネル１４のパターンを制御する液晶制御回路３４と、ＣＣＵ６のタイミング発生回路２３からのタイミング信号に基づき液晶パネル１４の駆動タイミングを調整する調整信号を出力するタイミング調整回路３５と、タイミング調整回路３５からの調整信号に基づき液晶制御回路３４で制御されるパターンで液晶パネル１４を駆動する液晶駆動回路３６と、光源ランプ１１を点灯させるランプ電源３７とを備えて構成される。
【００１７】
（作用）
ＴＶカメラヘッド５を硬性鏡２に接続し、気腹された腹部に刺入されたトラカールに硬性鏡２を挿入して内視鏡観察を行う。内視鏡像はＣＣＤ１６によって撮像され、ＣＣＵ６にて信号処理されてモニタ７で観察が可能となる。
【００１８】
このとき、内視鏡像が暗い場合には明るさ信号発生回路２３からの信号に基づき、明るさ比較回路３３で明るさ設定回路３２からの設定信号に対して暗くなったことが比較され、比較結果が液晶制御回路３４に入力される。
【００１９】
液晶制御回路３４では、図２に示すような明るさに応じた段階的モザイク状のパターンが発生され、照明光を明るくするため、液晶パネル１４の遮光している二次元配列エレメントの数を少なくするように作用をする。これにより、光源装置４からの出射光（照明光）が明るくなり、内視鏡像が適正な明るさで観察できるようになる。
【００２０】
逆に、明るい場合には明るさ信号発生回路２３からの信号に基づき、明るさ比較回路３３で明るさ設定回路３２からの設定信号に対して暗くなったことが比較され、比較結果が液晶制御回路３４に入力される。
【００２１】
液晶制御回路３４では、液晶パネル１４の遮光している二次元配列エレメントの数を多くなるようなパターンにして、光源装置４からの照明光が暗くなるように作用させる。液晶パネル１４の応答時間は、数ｍｓから数十ｍｓとなるため、明るさの制御十分に早い応答時間となる。
【００２２】
インテグレータ１６は、液晶パネル１４によって発生したパターンを透過した照明光を光路中で均一化するようにしている。もし、このときインテグレータ１６の効果が大きい場合は、液晶パネル１４の二次元配列エレメントのパターンを図３のようにすることも可能であるり、この場合の液晶制御回路３４によるパターン発生制御を簡単にすることができる。
【００２３】
また、液晶制御回路３４によ明るさに制御範囲は、二次元配列エレメントの最小数１から最大数４８００００（８００×６００）までの非常に広い範囲（ダイナミックレンジ）で明るさ調整をすることができる。
【００２４】
本実施の形態では、パターン発生によって明るさの制御を行う例を示したが、液晶の制御は、図４に示すように、液晶パネル１４における印加電圧を変えることで、透過光量を制御するようにしてもよく、この場合にはパターンを発生させるような複雑なことを行わずとも、液晶の透過光量の可変が可能となる簡便な方式となることは言うまでもない。
【００２５】
（効果）
このように本実施の形態では、光源装置４において、応答時間が数ｍｓから数十ｍｓの液晶パネル１４により照明光の供給制御しているので、小型化が可能で、応答の早い明るさ制御を行うことができる。
【００２６】
また、明るさ調整を液晶パネル１４の二次元配列エレメントの数を制御するので、広い調整範囲（ダイナミックレンジ）で、しかもリニアな制御特性を得ることができる。さらに、インテグレータ１６により、配光の影響がない状態で明るさを制御できる。
【００２７】
第２の実施の形態：
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態に係わり、図５は内視鏡装置の構成を示す構成図、図６は図５の内視鏡装置の作用を説明する図である。
【００２８】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００２９】
（構成）
図５に示すように、本実施の形態では電子内視鏡４１を用いて、電子内視鏡４１の挿入部先端内に設けられたＣＣＤ１６からの信号線は光源装置４に接続されるコネクタ４２より延出したケーブルの先端に設けられたコネクタ１９によりＣＣＵ６に接続されるようになっている。
【００３０】
光源装置４の光源ランプ１１からの出射光（照明光）は、赤外カットフィルタ１２、位相差板１３を通過して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とよばれるプリズム４３に入射し、プリズム４３では出射光（照明光）のｐ波成分のみを反射し、反射光は液晶パネル１４ａに入射する。液晶パネル１４ａでは液晶での反射光は入射光より約９０度偏向されて出射されてｓ波となり、プリズム４３の反射面はｓ波のみを透過するので、液晶パネル１４ａからのｓ波光がプリズム４３を透過し、集光レンズ４４によってライトガイド３に入射するように構成される。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３１】
（作用）
電子内視鏡４１を体腔内の例えば上部消化管に挿入して観察を行う。図６（ａ）に示すように、ＣＣＤ１６の電子シャッタタイミングに合わせて、明るさ制御はＰＷＭによって行われる。ＰＷＭ制御信号は液晶制御回路３４によって発生し、液晶パネル１４ａの液晶による遮光時間の制御が行われ、観察に適正な明るさの制御がされる。図６（ｂ）は明るい場合のＰＷＭ制御を、図６（ｃ）は暗い場合のＰＷＭ制御を示す。本実施例では、ＰＷＭ制御としたがＰＦＭ制御でも同様の効果を得ることができる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００３２】
（効果）
このように本実施の形態においても、第１の実施の形態の効果と同様な効果を得ることができる。また、本実施の形態では、液晶パネル１４ａは反射型の液晶を用いて構成され、反射型の液晶は、透過型に比べていわゆる開口率を高くすることができるので、光源ランプ１１からの光の利用率、すなわち高い効率を得ることができる。
【００３３】
第３の実施の形態：
図７ないし図１２は本発明の第３の実施の形態に係わり、図７は内視鏡装置の構成を示す構成図、図８は図７の内視鏡装置の作用を示す第１の図、図９は図７の内視鏡装置の作用を示す第２の図、図１０は図７の内視鏡装置の作用を示す第３の図、図１１は図７の内視鏡装置の作用を示す第４の図、図１２は図７の内視鏡装置の作用を示す第５の図である。
【００３４】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３５】
（構成）
本実施の形態では、図７に示すように、光源ランプ１１からの照明光は赤外カットフィルタ１２を介して平板ミラー５９に入射され、このミラー５９での反射光は光変調デバイス６０に入射し、光変調デバイス６０の反射光は集光レンズ５８で集光されてライトガイド２に入射するようになっている。
【００３６】
この光変調デバイス６０は、微少な６４０×４８０のミラーをシリコンチップ上に配置し、ミラーを対角線を中心に安定した２つの状態間で回転するヨーク上に保持部材により保持され、水平方向に±１０°の角度変化出来るようにした素子で、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と呼ばれる。
【００３７】
明るさ比較回路３３及び基準となる明るさ設定回路３２はＣＣＵ６に設けられており、ＣＣＵ６には明るさスイッチを備えた操作パネル６３があり、明るさスイッチの操作により明るさ設定回路３２で明るさレベルが設定される。明るさ設定回路３２の出力は明るさ比較回路３３に入力され、明るさ比較回路３３は映像信号処理回路２２の出力より明るさ信号発生回路２４で生成した明るさレベルと比較して明るさ制御信号（比較結果）を発生する。
【００３８】
明るさ比較回路３３で生成された明るさ制御信号（比較結果）は、光源装置４の明るさパターン発生回路６４に入力される。明るさパターン発生回路６４の出力は光変調デバイス６０における後述する明るさパターンを合成回路（以下、合成回路と記す）６５に出力する。
【００３９】
光源装置４の操作パネル３１に凸状または凹状の観察対象を均一に照明できるように指示する操作スイッチが設けられており、その操作スイッチにより配光パターン発生回路６６に選択信号が入力される。配光パターン発生回路６９は第７図に示すようなパターンを発生し、合成回路６５に入力する。
【００４０】
合成回路６５は、図８に示すような明るさパターンと図９に示すような配光パターンを合成し図１０に示すようなパターンとし、図１０のパターンを制御信号としてＤＭＤ制御回路６７に入力し、ＤＭＤ制御回路６７はＤＭＤ駆動回路６８を制御しＤＭＤ駆動回路６８により光変調デバイス６０の二次元配列エレメントが駆動される。
【００４１】
ここで、図８（ａ）は明るさ比較回路３３で暗いとされた場合の明るさパターンを示し、図８（ｂ）は明るさ比較回路３３で明るいとされた場合の明るさパターンを示す。また、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹状観察対象に対する配光パターン例を示す。そして、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹状観察対象に対する配光パターンに明るさパターンを合成した合成パターン例を示す。図１０（ｃ）（ｄ）は、全体を若干暗くする明るさ制御が行われたパターンであり、合成回路６５では均一性を持たせるため、集中した暗い部分には、単純加算でなく、排他論理和のような処理を行っている。また、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凸状観察対象または管腔臓器対する配光パターン例を示し、これに図８に示すような明るさパターンが合成されたパターンで光変調デバイス６０が駆動される。
【００４２】
光変調デバイス６０の二次元配列エレメントとなるマイクロミラーは、＋１０°の位置の場合にライトガイド３に入射し、−１０°の場合はライトガイド３に入射しないようになっており、パターン信号は明るくする部分が＋１０°の制御がされる。
【００４３】
なお、光変調デバイス６０に加えるパターンの変化例を図１２に示す。図１２では明るさ制御によるライトガイド３への入射光量を、光変調デバイス６０の二次元配列エレメントとなるマイクロミラーを例えばパルス駆動して中間通過光量とし、より中心部が明るくなるようにした場合のパターンを示す。図１２では、中間レベルのパターンを加えているが、このようにすることで段階的なパターンを、より微少な変化を含めた制御として行えるようになる。
【００４４】
そして、合成回路６５は、明るさパターン発生回路６４からの明るさパターンと配光パターン発生回路６６からの合成パターンを、明るさ比較回路３３から入力される明るさ信号に基き、時系列でパターン切替えを行うようにしている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４５】
（作用）
第１の実施の形態と同様であるが、光変調デバイス６０が反射方式のために透過式の液晶パネルより高い効率で光を制御することができる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。具体的に説明すると以下のようになる。
【００４６】
ＴＶカメラヘッド５５を硬性鏡５２に接続し、気腹された腹部に刺入されたトラカールに硬性鏡５２を挿入して内視鏡観察を行う。内視鏡像はＣＣＤ１１６によって撮像され、ＣＣＵ５６にて信号処理されてモニタ５７で観察が可能となる。
【００４７】
この時、明るさ信号発生回路１２３は内視鏡画像の明るさに対応した信号を出力し、明るさ比較回路１３３で明るさ設定回路１３２からの基準の設定信号に対して暗くなったこと或いは明るくなったことが比較により検出され、比較結果が明るさパターン発生回路６４に入力される。
【００４８】
明るさパターン発生回路６４では、図８に示すような明るさに応じて段階的に変化するモザイク状のパターンを発生する。また、観察対象に応じて操作パネル３１の操作スイッチを選択することにより、図９或いは図１１の配光パターンが配光パターン発生回路６６から出力され、合成回路６５により両パターンが合成されて図１０等に示すパターンが生成され、ＤＭＤ制御回路６７及びＤＭＤ駆動回路６８を介して光変調デバイス６０の二次元配列エレメントが全レベル反射或いは遮光反射状態（さらには中間レベル反射状態）に駆動される。
【００４９】
例えば、基準の設定信号に対して、比較結果で内視鏡画像が暗いと判断された場合には、その前の状態よりも照明光を明るくするパターンが生成され、光変調デバイス６０の二次元配列エレメントの全レベル反射数等を大きくするように作用をする。これにより、光源装置４からの出射光（照明光）が明るくなり、内視鏡像が適正な明るさで観察できるようになる。
【００５０】
逆に、明るすぎると判断されると、光変調デバイス６０における遮光反射状態の二次元配列エレメントの数を多くなるようなパターンにして、光源装置４からの照明光を弱く（暗く）するように作用させる。
本実施の形態によれば、光変調デバイス６０は反射方式のために光の利用率を高い状態で照明光量の制御することができる。
【００５１】
（効果）
このように本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、パターンによりＤＭＤからなる光変調デバイス６０の二次元配列エレメント数を最大限使用するまたは中間レベルを用いることにより、非常に広範囲なダイナミックレンジでの明るさ制御ができるようになる。また、光変調デバイス６０のマイクロミラーの応答性は２μＳと非常に早い応答となるので、早い明るさ制御が可能となる。
【００５２】
また、ＤＭＤは反射方式のため、液晶の透過率に比べて光の利用率を高くすることができる。
【００５３】
なお、ライトガイド３への入射光量の中間レベルは、パターンによるパルス駆動制御により得るとしたが（図１２参照）、ライトガイド３への入射光量のレベルをＰＷＭ（パルス幅制御）またはＰＦＷ（パルス周波数変調）によって連続的に可変する中間レベルを得ることも可能である。
【００５４】
第４の実施の形態：
図１３は本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【００５５】
第４の実施の形態は、第３の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５６】
（構成）
本実施の形態では、図１３に示すように、パターン発生回路６６には補正パターン発生回路７１が接続され、補正パターン発生回路７１にはシリアル通信Ｉ／Ｆ７２が外部装置７３（パソコン等）とのインターフェイスとして設けられ、外部装置７３からの補正パターンが記憶される記憶回路７４が補正パターン発生回路７１に接続されている。
【００５７】
外部装置７３では、ＣＰＵ８１がＢＵＳ８２に接続され、ＢＵＳ８２を介してＫＥＹ −Ｉ／Ｆ８３、ＤＩＳＳＰ−Ｉ／Ｆ８４の入力および出力インターフェイスを持ち映像信号処理回路２２からの映像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路８５と、光源装置４のシリアル通信Ｉ／Ｆ７２との通信を行うシリアル通信Ｉ／Ｆ８６が設けられている。なお、キーボード８７がＫＥＹ−Ｉ／Ｆ８３に、ディスプレイ８８がＤＩＳＳＰ−Ｉ／Ｆ８４に接続されて、外部装置７３の操作ができるようになっている。
【００５８】
また、光源装置４では、光源ランプ１１の照明光は赤外カットフィルタ１２を介して凹面ミラー６１に入射され、このミラー６１は集光する反射面を有し、このミラー６１での反射光は光変調デバイス６０に入射し、この光変調デバイス６０の反射光はライトガイド３に入射されるようにしている。その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【００５９】
（作用）
外部装置７３では、映像信号を基に適正な明るさおよび配光制御ができる制御パターンを作成して、そのパターンを光源装置４に読み込ませることにより、より最適な制御を可能とすることができる。
【００６０】
補正パターンは記憶回路７４に記憶されて、光源装置４の操作パネル３１の操作により補正パターンが選択されると、記憶回路７４に外部より記憶された補正パターンが、補正パターン発生回路７１より合成回路６５に出力される。合成回路６５では補正パターンと図１０のような明るさパターンが時系列で交互に選択される。選択時間は明るさレベルによって、配光と明るさの割合が決めら、観察に適当な明るさおよび配光（補正）となるように制御される。その他の作用は第３の実施の形態と同じである。
【００６１】
（効果）
このように本実施の形態では、第３の実施の形態の効果に加え、外部より明るさパターンを設定できるようにしたので、特に、工業用内視鏡においては、適用範囲が広く非破壊検査などに用いられ、あらかじめ設定した制御パターンだけでは、制御しきれないことが考えられるが、そのような場合の適用拡大が可能となる。
【００６２】
第５の実施の形態：
図１４ないし図１６は本発明の第５の実施の形態に係わり、図１４は内視鏡装置の構成を示す構成図、図１５は図１４のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す構成図、図１６は図１４の内視鏡装置の作用を説明する図である。
【００６３】
第５の実施の形態は、第３の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６４】
（構成・作用）
本実施の形態では、図１４に示すように、硬性鏡２に代わりに第２の実施の形態と同様に電子内視鏡４１を用いている。そして、光源ランプ１１からの照明光は赤外カットフィルタ１２を介して、ＲＧＢ回転フィルタ９１のフィルタを透過する光束経を絞るための光学系レンズ９２から、ＲＧＢ回転フィルタ９１を透過して光束経を元に戻す光学系レンズ９３よりミラー６１に入射している。ここで、ＲＧＢ回転フィルタ９１は図１５に示すようなＲＧＢフィルタが回転して面順次光を出射するようになっている。
【００６５】
ミラー６１で反射した光は光変調デバイス６０に入射し、光変調デバイス６０のマイクロミラーの二次元配列パターンで反射された光を集光レンズ４４によってライトガイド２の入射端面に入射させるようにしている。
【００６６】
ＲＧＢ回転フィルタ９１は、モータ９４によって回転し、回転センサ９５により回転が検出されＣＣＵ６からの撮像タイミングに同期するように回転が制御される。回転センサ９５の出力は回転検出回路９６に入力し、回転検出信号が回転制御回路９７に入力され、回転制御回路９７でタイミング調整回路３５より出力されるタイミングに同期が取れるよう駆動信号を発生し、モータ駆動回路９８に入力するようになっている。
【００６７】
ＣＣＤ１８は白黒の転送領域をもたないもので、ＲＧＢの面順次により撮像するタイプで、面順次方式の遮光期間（ＣＣＤ信号の読み取り期間）は、光変調デバイスをタイミング調整回路からの信号に基いて、撮像タイミングに合わせて設けられる。その関係を図１６に示す。配光及び明るさ制御は、第３の実施の形態と同様に行われ、面順次光の出力時に配光制御と明るさの制御が行われる。その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【００６８】
（作用）
面順次であっても、面順次の出射時に配光と明るさを制御するパターンで光変調デバイスが駆動され、観察に適した状態に制御される。その他の作用は第３の実施の形態と同じである。
【００６９】
（効果）
このように本実施の形態では、第３の実施の形態の効果に加え、面順次方式でも配光の制御と明るさの制御を行うことができ、早い応答性と広いダイナミックレンジを得ることができる。
【００７０】
明るさの制御は、観察状態に合わせたパターン出力による方式を適用したが、ＰＷＭまたはＰＦＭなどのパルス幅変調による明るさ制御でも実現可能であり、パターン制御とパルス幅制御の方式を組み合わせても目的の効果が得られる。
【００７１】
第６の実施の形態：
図１７ないし図２４は本発明の第６の実施の形態に係り、図１７は内視鏡装置の構成を示す構成図、図１８は図１７の光源装置における光学系の拡大図、図１９は光変調デバイスによる作用の説明図、図２０は光変調デバイスで反射された光が被写体側に照射される光学系を示す図、図２１はインテグレータ付近の光学系を示す図、図２２は配光パターン例を示し、図２３は配光パターンによる配光制御した場合の作用の説明図、図２４は他の配光パターン例を示す。
【００７２】
第６の実施の形態は、第１及び第３の実施の形態と類似しているので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７３】
図１７に示す本実施の形態の内視鏡装置１０１は電子内視鏡１０２と光源装置４とＣＣＵ６とモニタ７とから構成される。
【００７４】
光源装置４では図１８にも示すように光源ランプ１１の光はその光路上に配置した集光レンズ１５により、インテグレータ（ロッドレンズ）１６に入射され、このインテグレータ１６で均一化された光はコリメータレンズ１０３により平行な光束の光にされて、その照明光路上に配置された光変調デバイス６０に入射され、この光変調デバイス６０で反射された光は集光レンズ１０４により、光源装置４のライトガイドコネクタ受け４ａに装着される電子内視鏡１０２のライトガイドコネクタ１０５の端面から光伝達手段（導光手段）としてのライトガイド１０６に入射される。
（図２０で後述するように）この場合、ミラーデバイスを物点とすれば、ライトガイド１０６の端面に瞳を投影するように配置され、同心円の配光制御を可能にしている。
【００７５】
図１７に示す電子内視鏡１０２は体腔内等に挿入される挿入部１０７を有し、その後端には操作部１０８が設けてある。ライトガイド１０６に入射された光は挿入部１０７の先端部まで伝送され、その先端面から出射され、体腔内の患部などの被写体を照明する。
【００７６】
照明された被写体は対物レンズ１０９によりその結像位置に像を結ぶ。その結像位置にはＣＣＤ１１０が配置され、光電変換される。
【００７７】
このＣＣＤ１１０は信号線に接続され、この信号線は電子内視鏡１０２の後端から延出されたケーブル１１２内を挿通され、信号コネクタ１１３を介してＣＣＵ６と接続される。
【００７８】
光変調デバイス６０は図１９に示すようにシリコン基板１１５上には例えば各格子点にマイクロミラー１１６が例えば±１０度で回動自在に配置されて多数のマイクロミラー１１６を設けて受光面１１７が形成されている。そして、（光源ランプ１１）コリメータレンズ１０３側からの入射光に対し、マイクロミラー１１６が実線で示すように例えば−１０度に設定された状態では反射された反射光は集光レンズ１０４を経てライトガイド１０６に入射されるように設定されているが、点線で示すように＋１０度に設定された状態では反射された反射光はさらに大きく異なる方向に反射され、ライトガイド１０６には入射されないようになる。
【００７９】
図２０は光変調デバイス６０で反射された光が被写体側に投射される様子を示す。
光変調デバイス６０を物点と見なすと、集光レンズ１０４によりその略瞳位置または瞳位置近傍に配置されたライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに集光して入射される。この端面１０６ａに入射された光はライトガイド１０６により先端面（出射側の端面）１０６ｂに伝送され、この端面１０６ｂから出射される光は、被写体側に投影される。なお、この端面１０６ｂに対向して点線で示すように照明レンズ１１８を設けるようにしても良い。
【００８０】
また、図２１はインテグレータ１６付近の光学系を示す。
ランプ１１は図１８に示すように２つの電極の端部の間から光を発生するので、その光軸方向の電極により、光軸付近の部分では光の出射が遮られる。従って、その光を直接光変調デバイス６０に導くと、光変調デバイス６０には照明むらのある状態となってしまう。
【００８１】
本実施の形態ではこの照明むらを無くするために、図２１に示すようにランプ１１の光を集光レンズ１５によりその略瞳位置に入射端面を配置したインテグレータ１６に入射させる。
略瞳位置に配置することにより、インテグレータ１６の入射端面の照度分布は中心ほど高く、周辺に行くほど低いが、インテグレータ１６により伝送される際に全反射を繰り返すことで、出射端面上での照度分布は均一化される。
【００８２】
また、インテグレータ１６の出射配光分布を位置分布に変換するため、コリメータレンズ１０３をインテグレータ１６の出射端面とその前側焦点位置を略一致させるように配置させ、かつ光変調デバイス６０をコリメータレンズ１０３の後ろ側焦点位置より離れた位置に配置することで、図中斜線で示した遮光部分（図２１で斜線で示す部分が電極による遮光部分）の分布を均一化させ、光変調デバイス６０を均一に照明することができる。
【００８３】
また、本実施の形態では被写体（観察対象）の明暗特性に応じて、操作パネル３１には管状被写体の場合、中心部突起状被写体等を選択する複数の選択スイッチ３１ａが設けてあり、その選択スイッチ３１ａの選択操作により、配光パターン発生回路６６は対応する配光パターンを発生するようにしている。その他の構成は図７の場合と同様である。
【００８４】
（作用）
本実施の形態では、集光レンズ１０４により略瞳位置に配置した電子内視鏡１０２のライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに光変調デバイス６０で反射された光を導光し、ライトガイド１０６の先端面１０６ｂから伝送した光を出射し、患部等の被写体側を照明する。
【００８５】
被写体の形状が中央側が暗く、その周辺側が明るい管状の被写体の場合には管状被写体用の選択スイッチ３１ａを選択操作すると、例えば図２２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような配光パターンを発生する。この場合、中心部が周辺部に比べて暗い程度が小レベルの場合には図２２（ａ），中レベルでは図２２（ｂ）、大レベルの場合は図２２（ｃ）のようになる。
【００８６】
配光パターン発生回路６６で発生された配光パターンと明るさパターン発生回路６４からの明るさパターンは合成回路６５により合成され、ＤＭＤ制御回路６７を介してＤＭＤ駆動回路６８に出力され、ＤＭＤ駆動回路６８の出力信号で光変調デバイス６０が駆動される。
【００８７】
図２３は例えば図２２（ａ）の配光パターンにしたマイクロミラーを有する光変調デバイス６０で反射された光により被写体を照明した場合の様子を示す。なお、図２３では遮光反射部の状態のマイクロミラー部分を斜線で示している。
【００８８】
この場合には、光軸Ｏから距離ｄより大きい遮光反射部（斜線部分）からはライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに光が入射されない状態となり、その情報がライトガイド１０６の各ファイバによる伝送の際の反射の繰り返しにより同心円状の角度情報となり、ライトガイド１０６の先端面１０６ｂから被写体に照射された場合には同心円状部分が中央側より暗くなる。
【００８９】
具体的に説明すると、図２３において、距離ｄからｄ１までの遮光反射部により梨地で示すような角度θ部分が遮光された状態でライトガイド１０６の各ファイバの入射側の端面１０６ａに光が入射され、各ファイバで伝送され、先端面１０６ｂから出射される場合、同心円状で、その角度θ部分が中央部分より暗い状態で被写体側に光が出射される。
【００９０】
従って、光変調デバイス６０側で、例えば距離ｄからｄ１までのリング部分を全て遮光反射部の状態にすると、被写体側におけるその角度θ部分は真っ暗になる。一般的には光変調デバイス６０側での光軸Ｏからの距離におけるリング状部分の面積に対し、その面積における遮光部分の面積が大きい程、その距離に対応する同心円状の角度部分がより暗くなる。
なお、図２３では１つのファイバで入射及び出射する様子を示しているが、他のファイバでも同様の作用を行う。
【００９１】
このため、この配光パターンを採用して管状被写体を照明すると、中央側の暗い部分をより大きい強度で照明でき、均一に照明した場合よりも、得られる画像の明るさ分布はより平坦化された診断し易いものとなる。従って、簡単な明るさ補正により、診断し易い明るさの画像が得られる。
本実施の形態によれば、このように簡単な配光パターンにより、管状被写体の場合にも診断し易い照明状態に設定できる。
【００９２】
また、中心部が突起状に突出する被写体の場合には均一に照明すると、突起状部分が明るすぎるようになってしまうので、操作パネル３１に設けた中心部突起状被写体用の選択スイッチ３１ａを選択操作すると、例えば図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような配光パターンを発生する。この場合、中心部の突起物が周辺部に比べて明るい程度が小レベルの場合には図２４（ａ），中レベルでは図２４（ｂ）、大レベルの場合は図２４（ｃ）のようになる。
この場合にも簡単な配光パターンにより、中心部が突起状に突出する被写体の場合にも診断し易い照明状態に設定できる。
【００９３】
本実施の形態では略瞳位置にラントガイド１０６の入射側の端面１０６ａを配置することにより、同心円状の配光制御を行う。その他の作用は第３の実施の形態と同様である。
【００９４】
（効果）
このように本実施の形態によれば被写体の明暗分布に応じた配光パターンにより診断し易い画像が得られるような照明を行うことができる。
なお、図２０に示すようにライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａの位置が略瞳位置となるように集光レンズ１０４を設けた光学系を図１７に示す光学系とは異なる構成の光源装置に適用することもできる。
【００９５】
図２５は照明むらの発生を防止した変形例における光学系を示す。この変形例では光軸に垂直な縦置きの光源ランプ１１を採用している。
上述のように例えば図１８に示す光源ランプ１１では光軸方向に両電極が配置された横置きタイプであったが、図２５では両電極は光軸に垂直となっている。
両電極の間から前方に出射される光、及び後方に出射され球面鏡１２１で反射された光は平行光束にする集光レンズ１２２に入射されて平行な光束にされた後、赤外光と紫外光をカットするＩＲ／ＵＶカットフィルタ１２３を経て白色光成分のみが通過し、その光は光変調デバイス６０に入射する。
【００９６】
この光変調デバイス６０で反射された反射光は集光レンズ１０４により集光されて略瞳位置にその入射側の端面１０６ａが配置されたライトガイド１０６に入射されるようになっている。この場合には両電極により遮られることは光変調デバイス６０側に入射される光に影響しないので、照明むらは軽減される。
【００９７】
図２６は例えば図７のミラー６１により反射された光を光変調デバイス６０に入射させる場合に適用できる変形例を示す。
ランプ１１からの光は集光する機能を持つ凹面鏡１３１で反射されて一点で集光した後拡開して球面ミラー１３２の凹面で反射されて平行な光束にされた後、光変調デバイス６０に入射され、反射光は集光レンズ１０４によりその略瞳位置に配置されたライトガイド１０６の端面１０６ａに入射する。
【００９８】
なお、上記各実施の形態においては、ライトガイドは、非整列の光学ファイバーバンドルであっても入射光の入射角による強度分布が保存され、出射光の強度分布となるので、配光制御は有効に作用する。ライトガイドは、光学ファイバーバンドルのタイプだけでなく、液体ライトガイドのようなものでも同様に使用することができる。
【００９９】
ところで、上述の各実施の形態とは異なり、図２７に示す内視鏡装置１４１のように被写体の各位置での照明輝度を制御できるような構成にしても良い。
図２７に示す内視鏡装置１４１は例えば図１７の内視鏡装置１０１において、電子内視鏡１０２のライトガイド１０６の代わりに像伝送機能を持つイメージガイド１４２を用いた電子内視鏡１０２′が採用されている。このイメージガイドの入射側の端面１４２ａは集光レンズ１０４の代わりに配置した結像レンズ１４３の結像位置に配置されている。
また、イメージガイド１４２の出射側の端面１４２ｂに対向して投影レンズ１４４が配置され、端面１４２ｂから出射される光を被写体側に投影する。
【０１００】
また、光源装置４の操作パネル３１にはモニタ７に表示される内視鏡画像の任意の位置を指定する位置指定パネル３１ｂと、指定された部分の輝度を上げ／下げするアップ／ダウンスイッチ３１ｃとが設けてある。
【０１０１】
また、図１７等では明るさパターン発生回路６４は図８に示すようなパターンを発生していたが、本実施の形態では１フィールドの時間内で全レベル反射と遮光反射との割合を時間的に制御するような明るさパターンの信号を出力する。
【０１０２】
例えば明るさ比較回路３３により、平均的な明るさが検出された部分に対する照明制御の場合には明るさパターン発生回路６４は図２８（ａ）に示すように全レベル反射にする例えば“Ｈ”レベルと遮光反射させる“Ｌ”レベルとが１フィールド期間中に検出された明るさの程度に応じてそれらの割合が変化するような明るさパターン信号を出力する。
【０１０３】
また、操作パネル３１の位置指定パネル３１ｂを操作し、例えばアップ／ダウンスイッチ３１ｃのアップスイッチを操作した場合には指定された位置でアップさせる指示信号が合成回路６５に入力される。
【０１０４】
例えば図２８（ａ）の明るさが検出された部分に対してその部分をアップさせる指示を行った場合には、合成回路６５では指定された位置に対応する明るさパターン信号における“Ｈ”レベルの割合を一定量、次のフィールド以降ではアップさせるように合成した図２８（ｂ）に示すような合成パターン信号を生成してＤＭＤ制御回路６７側に出力して照明輝度の制御を行うようにする。
【０１０５】
ダウンスイッチを操作した場合には指定された位置に対応する明るさパターン信号における“Ｈ”レベルの割合を一定量、次のフィールド以降ではダウンさせるようにして照明輝度の制御を行うようにする。
【０１０６】
図２９は光変調デバイス６０以降の光学系の基本的な構成を示す。
光変調デバイス６０の各位置（各マイクロミラー位置）は結像レンズ１４３によりその結像位置に配置されたイメージガイド１４２の入射側の端面１４２ａに結像され、このイメージガイド１４２の各ファイバにより先端側の端面１４２ｂにその像の情報が伝送される。
【０１０７】
そして、先端側の端面１４２ｂから出射される光は投影レンズ１４４により被写体側に投影される。この場合、被写体側にはイメージガイド１４２の入射側の端面１４２ａにおける輝度分布をその先端面１４２ｂに伝送してその輝度分布を被写体面に投影する。
【０１０８】
従って、被写体面の位置が結像位置になるように投影レンズ１４４を配置することが望ましいが、イメージガイド１４２による網目模様が投影されないように結像位置からデフォーカスされた位置でも良い。また、投射レンズ１４４の構成要素中に、ローパスフィルタ等を入れても良い。
【０１０９】
その他は図７の構成と同様である。本実施の形態の内視鏡装置１４１においても操作パネル６３の明るさスイッチにより設定された明るさになるように、光変調デバイス６０の明るさパターンが設定されるが、さらにユーザがさらに所望とする部分をより明るく照明したり、暗くする等して観察することが位置指定パネル３１ｂの操作で行うことができる。
【０１１０】
従ってこの内視鏡装置１４１によれば、被写体の任意の位置部分の照明強度を大きくしてＳ／Ｎの良い観察画像を得る等することができる。
【０１１１】
また、図２７の構成では操作パネル６３の操作により設定された明るさと映像信号の明るさとを比較した比較結果の信号で光変調デバイス６０の駆動パターンを時間的に制御する構成にしているが、この制御を行わない構成の場合にも適用できる。
【０１１２】
この構成の場合には明るすぎる部分や暗すぎる部分が存在したら、光源装置４の操作パネル３１の操作によりその部分の照明強度を小さくしたり、大きくしたりして診断し易い内視鏡画像が得られるようにすることもできる。
【０１１３】
なお、光源ランプは、タングステンランプでもよいが、高輝度のキセノン、メタルハライド、水銀ランプなどの放電管タイプであることが望ましい。
さらに、各実施の形態では内視鏡として硬性鏡２あるいは電子内視鏡４１等を用いて説明しているが、照明光が光源装置より供給され先端より観察部位に照射する内視鏡ならばいかなる構成の内視鏡（硬性鏡、光学式軟性鏡、電子内視鏡、側視型内視鏡、ステレオ式内視鏡等）でも本発明の各実施の形態が適用可能であることは言うまでもない。
【０１１４】
［付記］
（付記項１） 前記光変調デバイスは、デジタルミラーデバイスあるいは液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１５】
（付記項２） 前記光変調デバイスと前記光伝達手段の端部との間の光路上に設けられ、前記光変調デバイスを介した前記照明光を平滑する光平滑手段
を備えたことを特徴とする請求項１または４に記載の内視鏡装置。
【０１１６】
（付記項３） 前記制御手段は、前記撮像素子の撮像タイミングに同期して前記光学素子を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１７】
（付記項４） 前記検波手段は、前記映像信号の平均輝度レベルを検波信号として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１８】
（付記項５）前記検波手段は、前記映像信号のピークレベルを検波信号として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１９】
（付記項６） 前記制御手段は、前記第１のパターン信号と前記第２のパターン信号との論理和にて前記光学素子を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【０１２０】
（付記項７） 前記光学素子を選択する選択情報を入力する指示手段と、
前記指示手段で得られた前記選択情報を格納する記憶手段と、
前記記憶手段を制御するメモリ制御手段と
を備え、
前記メモリ制御手段にて前記記憶手段で読み出された前記選択情報を前記第２のパターン信号とする
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【０１２１】
（付記項８） 照明光を発生する光源ランプと、前記照明光を被写体に導光するための光伝送手段を有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、
前記照明光の光路上に配置され、前記照明光の受光面側に所定軸に対して所定の角度範囲で回動可能な複数のミラーを格子状に配したミラーデバイスと、
前記複数のミラーを独立に駆動するマルチミラー駆動手段と、
前記マルチミラー駆動手段により前記複数のミラーを所定の角度位置に固定した時に、前記複数のミラーが反射した複数の光束を前記光伝送手段の入射端面に導光し、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを光学的な位置関係を形成する光学系と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【０１２２】
（付記項９） 前記光学系が前記ミラーデバイスを物点と見なした時に、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを概略結像位置関係にすることを特徴とする付記項８記載の内視鏡装置。
（付記項１０） 前記光学系が前記ミラーデバイスを物点と見なした時に、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを略瞳位置関係にすることを特徴とする付記項８記載の内視鏡装置。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型化を可能とし、応答が早く、理想的な明るさ制御を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係う内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２】図１の液晶パネルの明るさ制御を示す図
【図３】図１の液晶パネルの明るさ制御の第１の変形例を示す図
【図４】図１の液晶パネルの明るさ制御の第２の変形例を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図６】図５の内視鏡装置の作用を説明する図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図８】図７の内視鏡装置の作用を示す第１の図
【図９】図７の内視鏡装置の作用を示す第２の図
【図１０】図７の内視鏡装置の作用を示す第３の図
【図１１】図７の内視鏡装置の作用を示す第４の図
【図１２】図７の内視鏡装置の作用を示す第５の図
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１５】図１４のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す構成図
【図１６】図１４の内視鏡装置の作用を説明する図
【図１７】本発明の第６の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１８】図１７の光源装置における光学系の拡大図
【図１９】光変調デバイスによる作用の説明図
【図２０】光変調デバイスで反射された光が被写体側に照射される光学系を示す図
【図２１】インテグレータ付近の光学系を示す図
【図２２】配光パターン例を示す図。
【図２３】配光パターンによる配光制御した照明の作用の説明図
【図２４】他の配光パターン例を示す図。
【図２５】図１８の変形例の光学系を示す図
【図２６】さらに他の変形例の光学系を示す図
【図２７】内視鏡装置の構成図
【図２８】明るさパターン信号等の信号波形を示す図。
【図２９】図２７の光源装置の光学系の主要部を示す図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…硬性鏡
３…ライトガイド
４…光源装置
５…ＴＶカメラヘッド
６…ＣＣＵ
７…モニタ
１１…光源ランプ
１２…赤外カットフィルタ
１３…位相差板
１４…液晶パネル
１５…集光レンズ
１６…インテグレータ
１７…レンズ
１８…ＣＣＤ
１９…コネクタ
２１…ＣＣＤ駆動回路
２２…映像信号処理回路
２３…タイミング発生回路
２４…明るさ信号発生回路
３１…操作パネル
３２…明るさ設定回路
３３…明るさ比較回路
３４…液晶制御回路
３５…タイミング調整回路
３６…液晶駆動回路
３７…ランプ電源
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡装置、更に詳しくは光源の明るさ制御部分に特徴のある内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、同時式及び面順次式の撮像手段を備えた電子内視鏡または外付けカメラを接眼部に設けた光学式内視鏡を使用する医療用および工業用の内視鏡システムが広く用いられるようになってきた。このような内視鏡システムでは、被写体に照射する照明光を供給する光源装置が用いられる。
【０００３】
例えば特開昭６１−５１１１９号公報では、照明光の範囲で偏りなく、全面的に均一な絞りで広範囲な明るさレベルが得られる光源装置が提案されている。また、例えば米国特許ＵＳＰ５００６９６５及び米国特許ＵＳＰ５６４２４５６では、配光に影響なく明るさを調整することのできる光源装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６１−５１１１９号公報の光源装置においては、絞り羽根の構造が複雑で大きな形状となってしまうために応答性が悪く、素早く視野を移動させた場合などに適正な明るさが得られない虞がある。
【０００５】
また、米国特許ＵＳＰ５００６９６５及び米国特許ＵＳＰ５６４２４５６の光源装置では、回転板を回す方式のため同様に応答スピードが遅いという問題があり、さらに、米国特許ＵＳＰ５６４２４５６では回転板の複数の開口部によって段階的にしか制御レベルを得ることができないといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化を可能とし、応答が早く、理想的な明るさ制御を行うことのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの論理和に基づいて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
本発明の第２の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの排他的論理和に基づいて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
本発明の第３の内視鏡装置は、照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、を具備し、前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンと前記配光パターンとを時系列で切換えて前記合成パターンを生成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１０】
第１の実施の形態：
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の液晶パネルの明るさ制御を示す図、図３は図１の液晶パネルの明るさ制御の第１の変形例を示す図、図４は図１の液晶パネルの明るさ制御の第２の変形例を示す図である。
【００１１】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、例えばトラカール等を介して生体内組織像を得る硬性鏡２と、ライトガイド３を介して硬性鏡２に照明光を供給する光源装置４と、硬性鏡２の手元側に設けられた接眼部に着脱自在に取り付けられ硬性鏡２により得られた像を撮像するＴＶカメラヘッド５と、ＴＶカメラヘッド５により撮像された撮像信号を信号処理してモニタ７に観察画像を表示させるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記す）６とを備えて構成される。
【００１２】
光源装置４の光学系は、照明光を発光する光源ランプ１１と、光源ランプ１１からの照明光の赤外成分をカットする赤外カットフィルタ１２と、赤外カットフィルタ１２を介した照明光の偏向方向をそろえる位相差板１３と、位相差板１３を介した照明光の透過光量を制限する光変調デバイスである液晶パネル１４と、液晶パネル１４により透過光量が制限された照明光を集光させる集光レンズ１５と、集光レンズ１５により集光された照明光を均一化するインテグレータ１６と、インテグレータ１６の透過光をライトガイド２に集光するレンズ１７とからなる。
【００１３】
ここで、光源ランプ１１は、放物面鏡を有し平行光が出射されるようになっており、輝度の高い高圧放電管、例えばキセノンランプ、メタルハライドランプで構成される。また、液晶パネル１４は、データプロジェクタに用いられる白黒パネルが望ましく、本例では８００×６００の２次元配列エレメント（画素）のものを使用している。
【００１４】
一方、ＴＶカメラヘッド５内にはＣＣＤ１８が設けられており、ＴＶカメラヘッド５はＣＣＵ６にコネクタ１９で接続されるようになっている。
【００１５】
ＣＣＵ６は、ＣＣＤ１８を駆動するＣＣＤ駆動回路２１と、ＣＣＤ１８からの撮像信号を信号処理し映像信号（例えばＮＴＳＣテレビ信号）をモニタ７に出力する映像信号処理回路２２と、ＣＣＤ１６の撮像タイミングと映像信号処理回路２２での信号処理を同期させるためのタイミング信号を発生するタイミング発生回路２３と、映像信号処理回路２１からの映像信号より画像の明るさを検波して明るさ信号を発生する明るさ信号発生回路２４とを備えている。
【００１６】
また、光源装置４は、明るさ設定を操作する操作パネル３１と、操作パネル３１の操作により指示された設定値に光源装置４からの出射光（照明光）の明るさを設定する明るさ設定回路３２と、基準となる明るさ設定回路３２からの設定信号とＣＣＵ６の明るさ信号発生回路２４からの明るさ信号を比較する明るさ比較回路３３と、明るさ比較回路３３での比較結果に基づき液晶パネル１４のパターンを制御する液晶制御回路３４と、ＣＣＵ６のタイミング発生回路２３からのタイミング信号に基づき液晶パネル１４の駆動タイミングを調整する調整信号を出力するタイミング調整回路３５と、タイミング調整回路３５からの調整信号に基づき液晶制御回路３４で制御されるパターンで液晶パネル１４を駆動する液晶駆動回路３６と、光源ランプ１１を点灯させるランプ電源３７とを備えて構成される。
【００１７】
（作用）
ＴＶカメラヘッド５を硬性鏡２に接続し、気腹された腹部に刺入されたトラカールに硬性鏡２を挿入して内視鏡観察を行う。内視鏡像はＣＣＤ１６によって撮像され、ＣＣＵ６にて信号処理されてモニタ７で観察が可能となる。
【００１８】
このとき、内視鏡像が暗い場合には明るさ信号発生回路２３からの信号に基づき、明るさ比較回路３３で明るさ設定回路３２からの設定信号に対して暗くなったことが比較され、比較結果が液晶制御回路３４に入力される。
【００１９】
液晶制御回路３４では、図２に示すような明るさに応じた段階的モザイク状のパターンが発生され、照明光を明るくするため、液晶パネル１４の遮光している二次元配列エレメントの数を少なくするように作用をする。これにより、光源装置４からの出射光（照明光）が明るくなり、内視鏡像が適正な明るさで観察できるようになる。
【００２０】
逆に、明るい場合には明るさ信号発生回路２３からの信号に基づき、明るさ比較回路３３で明るさ設定回路３２からの設定信号に対して暗くなったことが比較され、比較結果が液晶制御回路３４に入力される。
【００２１】
液晶制御回路３４では、液晶パネル１４の遮光している二次元配列エレメントの数を多くなるようなパターンにして、光源装置４からの照明光が暗くなるように作用させる。液晶パネル１４の応答時間は、数ｍｓから数十ｍｓとなるため、明るさの制御十分に早い応答時間となる。
【００２２】
インテグレータ１６は、液晶パネル１４によって発生したパターンを透過した照明光を光路中で均一化するようにしている。もし、このときインテグレータ１６の効果が大きい場合は、液晶パネル１４の二次元配列エレメントのパターンを図３のようにすることも可能であるり、この場合の液晶制御回路３４によるパターン発生制御を簡単にすることができる。
【００２３】
また、液晶制御回路３４によ明るさに制御範囲は、二次元配列エレメントの最小数１から最大数４８００００（８００×６００）までの非常に広い範囲（ダイナミックレンジ）で明るさ調整をすることができる。
【００２４】
本実施の形態では、パターン発生によって明るさの制御を行う例を示したが、液晶の制御は、図４に示すように、液晶パネル１４における印加電圧を変えることで、透過光量を制御するようにしてもよく、この場合にはパターンを発生させるような複雑なことを行わずとも、液晶の透過光量の可変が可能となる簡便な方式となることは言うまでもない。
【００２５】
（効果）
このように本実施の形態では、光源装置４において、応答時間が数ｍｓから数十ｍｓの液晶パネル１４により照明光の供給制御しているので、小型化が可能で、応答の早い明るさ制御を行うことができる。
【００２６】
また、明るさ調整を液晶パネル１４の二次元配列エレメントの数を制御するので、広い調整範囲（ダイナミックレンジ）で、しかもリニアな制御特性を得ることができる。さらに、インテグレータ１６により、配光の影響がない状態で明るさを制御できる。
【００２７】
第２の実施の形態：
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態に係わり、図５は内視鏡装置の構成を示す構成図、図６は図５の内視鏡装置の作用を説明する図である。
【００２８】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００２９】
（構成）
図５に示すように、本実施の形態では電子内視鏡４１を用いて、電子内視鏡４１の挿入部先端内に設けられたＣＣＤ１６からの信号線は光源装置４に接続されるコネクタ４２より延出したケーブルの先端に設けられたコネクタ１９によりＣＣＵ６に接続されるようになっている。
【００３０】
光源装置４の光源ランプ１１からの出射光（照明光）は、赤外カットフィルタ１２、位相差板１３を通過して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）とよばれるプリズム４３に入射し、プリズム４３では出射光（照明光）のｐ波成分のみを反射し、反射光は液晶パネル１４ａに入射する。液晶パネル１４ａでは液晶での反射光は入射光より約９０度偏向されて出射されてｓ波となり、プリズム４３の反射面はｓ波のみを透過するので、液晶パネル１４ａからのｓ波光がプリズム４３を透過し、集光レンズ４４によってライトガイド３に入射するように構成される。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３１】
（作用）
電子内視鏡４１を体腔内の例えば上部消化管に挿入して観察を行う。図６（ａ）に示すように、ＣＣＤ１６の電子シャッタタイミングに合わせて、明るさ制御はＰＷＭによって行われる。ＰＷＭ制御信号は液晶制御回路３４によって発生し、液晶パネル１４ａの液晶による遮光時間の制御が行われ、観察に適正な明るさの制御がされる。図６（ｂ）は明るい場合のＰＷＭ制御を、図６（ｃ）は暗い場合のＰＷＭ制御を示す。本実施例では、ＰＷＭ制御としたがＰＦＭ制御でも同様の効果を得ることができる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００３２】
（効果）
このように本実施の形態においても、第１の実施の形態の効果と同様な効果を得ることができる。また、本実施の形態では、液晶パネル１４ａは反射型の液晶を用いて構成され、反射型の液晶は、透過型に比べていわゆる開口率を高くすることができるので、光源ランプ１１からの光の利用率、すなわち高い効率を得ることができる。
【００３３】
第３の実施の形態：
図７ないし図１２は本発明の第３の実施の形態に係わり、図７は内視鏡装置の構成を示す構成図、図８は図７の内視鏡装置の作用を示す第１の図、図９は図７の内視鏡装置の作用を示す第２の図、図１０は図７の内視鏡装置の作用を示す第３の図、図１１は図７の内視鏡装置の作用を示す第４の図、図１２は図７の内視鏡装置の作用を示す第５の図である。
【００３４】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３５】
（構成）
本実施の形態では、図７に示すように、光源ランプ１１からの照明光は赤外カットフィルタ１２を介して平板ミラー５９に入射され、このミラー５９での反射光は光変調デバイス６０に入射し、光変調デバイス６０の反射光は集光レンズ５８で集光されてライトガイド２に入射するようになっている。
【００３６】
この光変調デバイス６０は、微少な６４０×４８０のミラーをシリコンチップ上に配置し、ミラーを対角線を中心に安定した２つの状態間で回転するヨーク上に保持部材により保持され、水平方向に±１０°の角度変化出来るようにした素子で、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と呼ばれる。
【００３７】
明るさ比較回路３３及び基準となる明るさ設定回路３２はＣＣＵ６に設けられており、ＣＣＵ６には明るさスイッチを備えた操作パネル６３があり、明るさスイッチの操作により明るさ設定回路３２で明るさレベルが設定される。明るさ設定回路３２の出力は明るさ比較回路３３に入力され、明るさ比較回路３３は映像信号処理回路２２の出力より明るさ信号発生回路２４で生成した明るさレベルと比較して明るさ制御信号（比較結果）を発生する。
【００３８】
明るさ比較回路３３で生成された明るさ制御信号（比較結果）は、光源装置４の明るさパターン発生回路６４に入力される。明るさパターン発生回路６４の出力は光変調デバイス６０における後述する明るさパターンを合成回路（以下、合成回路と記す）６５に出力する。
【００３９】
光源装置４の操作パネル３１に凸状または凹状の観察対象を均一に照明できるように指示する操作スイッチが設けられており、その操作スイッチにより配光パターン発生回路６６に選択信号が入力される。配光パターン発生回路６９は第７図に示すようなパターンを発生し、合成回路６５に入力する。
【００４０】
合成回路６５は、図８に示すような明るさパターンと図９に示すような配光パターンを合成し図１０に示すようなパターンとし、図１０のパターンを制御信号としてＤＭＤ制御回路６７に入力し、ＤＭＤ制御回路６７はＤＭＤ駆動回路６８を制御しＤＭＤ駆動回路６８により光変調デバイス６０の二次元配列エレメントが駆動される。
【００４１】
ここで、図８（ａ）は明るさ比較回路３３で暗いとされた場合の明るさパターンを示し、図８（ｂ）は明るさ比較回路３３で明るいとされた場合の明るさパターンを示す。また、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹状観察対象に対する配光パターン例を示す。そして、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹状観察対象に対する配光パターンに明るさパターンを合成した合成パターン例を示す。図１０（ｃ）（ｄ）は、全体を若干暗くする明るさ制御が行われたパターンであり、合成回路６５では均一性を持たせるため、集中した暗い部分には、単純加算でなく、排他論理和のような処理を行っている。また、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凸状観察対象または管腔臓器対する配光パターン例を示し、これに図８に示すような明るさパターンが合成されたパターンで光変調デバイス６０が駆動される。
【００４２】
光変調デバイス６０の二次元配列エレメントとなるマイクロミラーは、＋１０°の位置の場合にライトガイド３に入射し、−１０°の場合はライトガイド３に入射しないようになっており、パターン信号は明るくする部分が＋１０°の制御がされる。
【００４３】
なお、光変調デバイス６０に加えるパターンの変化例を図１２に示す。図１２では明るさ制御によるライトガイド３への入射光量を、光変調デバイス６０の二次元配列エレメントとなるマイクロミラーを例えばパルス駆動して中間通過光量とし、より中心部が明るくなるようにした場合のパターンを示す。図１２では、中間レベルのパターンを加えているが、このようにすることで段階的なパターンを、より微少な変化を含めた制御として行えるようになる。
【００４４】
そして、合成回路６５は、明るさパターン発生回路６４からの明るさパターンと配光パターン発生回路６６からの合成パターンを、明るさ比較回路３３から入力される明るさ信号に基き、時系列でパターン切替えを行うようにしている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４５】
（作用）
第１の実施の形態と同様であるが、光変調デバイス６０が反射方式のために透過式の液晶パネルより高い効率で光を制御することができる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。具体的に説明すると以下のようになる。
【００４６】
ＴＶカメラヘッド５５を硬性鏡５２に接続し、気腹された腹部に刺入されたトラカールに硬性鏡５２を挿入して内視鏡観察を行う。内視鏡像はＣＣＤ１１６によって撮像され、ＣＣＵ５６にて信号処理されてモニタ５７で観察が可能となる。
【００４７】
この時、明るさ信号発生回路１２３は内視鏡画像の明るさに対応した信号を出力し、明るさ比較回路１３３で明るさ設定回路１３２からの基準の設定信号に対して暗くなったこと或いは明るくなったことが比較により検出され、比較結果が明るさパターン発生回路６４に入力される。
【００４８】
明るさパターン発生回路６４では、図８に示すような明るさに応じて段階的に変化するモザイク状のパターンを発生する。また、観察対象に応じて操作パネル３１の操作スイッチを選択することにより、図９或いは図１１の配光パターンが配光パターン発生回路６６から出力され、合成回路６５により両パターンが合成されて図１０等に示すパターンが生成され、ＤＭＤ制御回路６７及びＤＭＤ駆動回路６８を介して光変調デバイス６０の二次元配列エレメントが全レベル反射或いは遮光反射状態（さらには中間レベル反射状態）に駆動される。
【００４９】
例えば、基準の設定信号に対して、比較結果で内視鏡画像が暗いと判断された場合には、その前の状態よりも照明光を明るくするパターンが生成され、光変調デバイス６０の二次元配列エレメントの全レベル反射数等を大きくするように作用をする。これにより、光源装置４からの出射光（照明光）が明るくなり、内視鏡像が適正な明るさで観察できるようになる。
【００５０】
逆に、明るすぎると判断されると、光変調デバイス６０における遮光反射状態の二次元配列エレメントの数を多くなるようなパターンにして、光源装置４からの照明光を弱く（暗く）するように作用させる。
本実施の形態によれば、光変調デバイス６０は反射方式のために光の利用率を高い状態で照明光量の制御することができる。
【００５１】
（効果）
このように本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、パターンによりＤＭＤからなる光変調デバイス６０の二次元配列エレメント数を最大限使用するまたは中間レベルを用いることにより、非常に広範囲なダイナミックレンジでの明るさ制御ができるようになる。また、光変調デバイス６０のマイクロミラーの応答性は２μＳと非常に早い応答となるので、早い明るさ制御が可能となる。
【００５２】
また、ＤＭＤは反射方式のため、液晶の透過率に比べて光の利用率を高くすることができる。
【００５３】
なお、ライトガイド３への入射光量の中間レベルは、パターンによるパルス駆動制御により得るとしたが（図１２参照）、ライトガイド３への入射光量のレベルをＰＷＭ（パルス幅制御）またはＰＦＷ（パルス周波数変調）によって連続的に可変する中間レベルを得ることも可能である。
【００５４】
第４の実施の形態：
図１３は本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【００５５】
第４の実施の形態は、第３の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５６】
（構成）
本実施の形態では、図１３に示すように、パターン発生回路６６には補正パターン発生回路７１が接続され、補正パターン発生回路７１にはシリアル通信Ｉ／Ｆ７２が外部装置７３（パソコン等）とのインターフェイスとして設けられ、外部装置７３からの補正パターンが記憶される記憶回路７４が補正パターン発生回路７１に接続されている。
【００５７】
外部装置７３では、ＣＰＵ８１がＢＵＳ８２に接続され、ＢＵＳ８２を介してＫＥＹ −Ｉ／Ｆ８３、ＤＩＳＳＰ−Ｉ／Ｆ８４の入力および出力インターフェイスを持ち映像信号処理回路２２からの映像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路８５と、光源装置４のシリアル通信Ｉ／Ｆ７２との通信を行うシリアル通信Ｉ／Ｆ８６が設けられている。なお、キーボード８７がＫＥＹ−Ｉ／Ｆ８３に、ディスプレイ８８がＤＩＳＳＰ−Ｉ／Ｆ８４に接続されて、外部装置７３の操作ができるようになっている。
【００５８】
また、光源装置４では、光源ランプ１１の照明光は赤外カットフィルタ１２を介して凹面ミラー６１に入射され、このミラー６１は集光する反射面を有し、このミラー６１での反射光は光変調デバイス６０に入射し、この光変調デバイス６０の反射光はライトガイド３に入射されるようにしている。その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【００５９】
（作用）
外部装置７３では、映像信号を基に適正な明るさおよび配光制御ができる制御パターンを作成して、そのパターンを光源装置４に読み込ませることにより、より最適な制御を可能とすることができる。
【００６０】
補正パターンは記憶回路７４に記憶されて、光源装置４の操作パネル３１の操作により補正パターンが選択されると、記憶回路７４に外部より記憶された補正パターンが、補正パターン発生回路７１より合成回路６５に出力される。合成回路６５では補正パターンと図１０のような明るさパターンが時系列で交互に選択される。選択時間は明るさレベルによって、配光と明るさの割合が決めら、観察に適当な明るさおよび配光（補正）となるように制御される。その他の作用は第３の実施の形態と同じである。
【００６１】
（効果）
このように本実施の形態では、第３の実施の形態の効果に加え、外部より明るさパターンを設定できるようにしたので、特に、工業用内視鏡においては、適用範囲が広く非破壊検査などに用いられ、あらかじめ設定した制御パターンだけでは、制御しきれないことが考えられるが、そのような場合の適用拡大が可能となる。
【００６２】
第５の実施の形態：
図１４ないし図１６は本発明の第５の実施の形態に係わり、図１４は内視鏡装置の構成を示す構成図、図１５は図１４のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す構成図、図１６は図１４の内視鏡装置の作用を説明する図である。
【００６３】
第５の実施の形態は、第３の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６４】
（構成・作用）
本実施の形態では、図１４に示すように、硬性鏡２に代わりに第２の実施の形態と同様に電子内視鏡４１を用いている。そして、光源ランプ１１からの照明光は赤外カットフィルタ１２を介して、ＲＧＢ回転フィルタ９１のフィルタを透過する光束経を絞るための光学系レンズ９２から、ＲＧＢ回転フィルタ９１を透過して光束経を元に戻す光学系レンズ９３よりミラー６１に入射している。ここで、ＲＧＢ回転フィルタ９１は図１５に示すようなＲＧＢフィルタが回転して面順次光を出射するようになっている。
【００６５】
ミラー６１で反射した光は光変調デバイス６０に入射し、光変調デバイス６０のマイクロミラーの二次元配列パターンで反射された光を集光レンズ４４によってライトガイド２の入射端面に入射させるようにしている。
【００６６】
ＲＧＢ回転フィルタ９１は、モータ９４によって回転し、回転センサ９５により回転が検出されＣＣＵ６からの撮像タイミングに同期するように回転が制御される。回転センサ９５の出力は回転検出回路９６に入力し、回転検出信号が回転制御回路９７に入力され、回転制御回路９７でタイミング調整回路３５より出力されるタイミングに同期が取れるよう駆動信号を発生し、モータ駆動回路９８に入力するようになっている。
【００６７】
ＣＣＤ１８は白黒の転送領域をもたないもので、ＲＧＢの面順次により撮像するタイプで、面順次方式の遮光期間（ＣＣＤ信号の読み取り期間）は、光変調デバイスをタイミング調整回路からの信号に基いて、撮像タイミングに合わせて設けられる。その関係を図１６に示す。配光及び明るさ制御は、第３の実施の形態と同様に行われ、面順次光の出力時に配光制御と明るさの制御が行われる。その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【００６８】
（作用）
面順次であっても、面順次の出射時に配光と明るさを制御するパターンで光変調デバイスが駆動され、観察に適した状態に制御される。その他の作用は第３の実施の形態と同じである。
【００６９】
（効果）
このように本実施の形態では、第３の実施の形態の効果に加え、面順次方式でも配光の制御と明るさの制御を行うことができ、早い応答性と広いダイナミックレンジを得ることができる。
【００７０】
明るさの制御は、観察状態に合わせたパターン出力による方式を適用したが、ＰＷＭまたはＰＦＭなどのパルス幅変調による明るさ制御でも実現可能であり、パターン制御とパルス幅制御の方式を組み合わせても目的の効果が得られる。
【００７１】
第６の実施の形態：
図１７ないし図２４は本発明の第６の実施の形態に係り、図１７は内視鏡装置の構成を示す構成図、図１８は図１７の光源装置における光学系の拡大図、図１９は光変調デバイスによる作用の説明図、図２０は光変調デバイスで反射された光が被写体側に照射される光学系を示す図、図２１はインテグレータ付近の光学系を示す図、図２２は配光パターン例を示し、図２３は配光パターンによる配光制御した場合の作用の説明図、図２４は他の配光パターン例を示す。
【００７２】
第６の実施の形態は、第１及び第３の実施の形態と類似しているので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７３】
図１７に示す本実施の形態の内視鏡装置１０１は電子内視鏡１０２と光源装置４とＣＣＵ６とモニタ７とから構成される。
【００７４】
光源装置４では図１８にも示すように光源ランプ１１の光はその光路上に配置した集光レンズ１５により、インテグレータ（ロッドレンズ）１６に入射され、このインテグレータ１６で均一化された光はコリメータレンズ１０３により平行な光束の光にされて、その照明光路上に配置された光変調デバイス６０に入射され、この光変調デバイス６０で反射された光は集光レンズ１０４により、光源装置４のライトガイドコネクタ受け４ａに装着される電子内視鏡１０２のライトガイドコネクタ１０５の端面から光伝達手段（導光手段）としてのライトガイド１０６に入射される。
（図２０で後述するように）この場合、ミラーデバイスを物点とすれば、ライトガイド１０６の端面に瞳を投影するように配置され、同心円の配光制御を可能にしている。
【００７５】
図１７に示す電子内視鏡１０２は体腔内等に挿入される挿入部１０７を有し、その後端には操作部１０８が設けてある。ライトガイド１０６に入射された光は挿入部１０７の先端部まで伝送され、その先端面から出射され、体腔内の患部などの被写体を照明する。
【００７６】
照明された被写体は対物レンズ１０９によりその結像位置に像を結ぶ。その結像位置にはＣＣＤ１１０が配置され、光電変換される。
【００７７】
このＣＣＤ１１０は信号線に接続され、この信号線は電子内視鏡１０２の後端から延出されたケーブル１１２内を挿通され、信号コネクタ１１３を介してＣＣＵ６と接続される。
【００７８】
光変調デバイス６０は図１９に示すようにシリコン基板１１５上には例えば各格子点にマイクロミラー１１６が例えば±１０度で回動自在に配置されて多数のマイクロミラー１１６を設けて受光面１１７が形成されている。そして、（光源ランプ１１）コリメータレンズ１０３側からの入射光に対し、マイクロミラー１１６が実線で示すように例えば−１０度に設定された状態では反射された反射光は集光レンズ１０４を経てライトガイド１０６に入射されるように設定されているが、点線で示すように＋１０度に設定された状態では反射された反射光はさらに大きく異なる方向に反射され、ライトガイド１０６には入射されないようになる。
【００７９】
図２０は光変調デバイス６０で反射された光が被写体側に投射される様子を示す。
光変調デバイス６０を物点と見なすと、集光レンズ１０４によりその略瞳位置または瞳位置近傍に配置されたライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに集光して入射される。この端面１０６ａに入射された光はライトガイド１０６により先端面（出射側の端面）１０６ｂに伝送され、この端面１０６ｂから出射される光は、被写体側に投影される。なお、この端面１０６ｂに対向して点線で示すように照明レンズ１１８を設けるようにしても良い。
【００８０】
また、図２１はインテグレータ１６付近の光学系を示す。
ランプ１１は図１８に示すように２つの電極の端部の間から光を発生するので、その光軸方向の電極により、光軸付近の部分では光の出射が遮られる。従って、その光を直接光変調デバイス６０に導くと、光変調デバイス６０には照明むらのある状態となってしまう。
【００８１】
本実施の形態ではこの照明むらを無くするために、図２１に示すようにランプ１１の光を集光レンズ１５によりその略瞳位置に入射端面を配置したインテグレータ１６に入射させる。
略瞳位置に配置することにより、インテグレータ１６の入射端面の照度分布は中心ほど高く、周辺に行くほど低いが、インテグレータ１６により伝送される際に全反射を繰り返すことで、出射端面上での照度分布は均一化される。
【００８２】
また、インテグレータ１６の出射配光分布を位置分布に変換するため、コリメータレンズ１０３をインテグレータ１６の出射端面とその前側焦点位置を略一致させるように配置させ、かつ光変調デバイス６０をコリメータレンズ１０３の後ろ側焦点位置より離れた位置に配置することで、図中斜線で示した遮光部分（図２１で斜線で示す部分が電極による遮光部分）の分布を均一化させ、光変調デバイス６０を均一に照明することができる。
【００８３】
また、本実施の形態では被写体（観察対象）の明暗特性に応じて、操作パネル３１には管状被写体の場合、中心部突起状被写体等を選択する複数の選択スイッチ３１ａが設けてあり、その選択スイッチ３１ａの選択操作により、配光パターン発生回路６６は対応する配光パターンを発生するようにしている。その他の構成は図７の場合と同様である。
【００８４】
（作用）
本実施の形態では、集光レンズ１０４により略瞳位置に配置した電子内視鏡１０２のライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに光変調デバイス６０で反射された光を導光し、ライトガイド１０６の先端面１０６ｂから伝送した光を出射し、患部等の被写体側を照明する。
【００８５】
被写体の形状が中央側が暗く、その周辺側が明るい管状の被写体の場合には管状被写体用の選択スイッチ３１ａを選択操作すると、例えば図２２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような配光パターンを発生する。この場合、中心部が周辺部に比べて暗い程度が小レベルの場合には図２２（ａ），中レベルでは図２２（ｂ）、大レベルの場合は図２２（ｃ）のようになる。
【００８６】
配光パターン発生回路６６で発生された配光パターンと明るさパターン発生回路６４からの明るさパターンは合成回路６５により合成され、ＤＭＤ制御回路６７を介してＤＭＤ駆動回路６８に出力され、ＤＭＤ駆動回路６８の出力信号で光変調デバイス６０が駆動される。
【００８７】
図２３は例えば図２２（ａ）の配光パターンにしたマイクロミラーを有する光変調デバイス６０で反射された光により被写体を照明した場合の様子を示す。なお、図２３では遮光反射部の状態のマイクロミラー部分を斜線で示している。
【００８８】
この場合には、光軸Ｏから距離ｄより大きい遮光反射部（斜線部分）からはライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａに光が入射されない状態となり、その情報がライトガイド１０６の各ファイバによる伝送の際の反射の繰り返しにより同心円状の角度情報となり、ライトガイド１０６の先端面１０６ｂから被写体に照射された場合には同心円状部分が中央側より暗くなる。
【００８９】
具体的に説明すると、図２３において、距離ｄからｄ１までの遮光反射部により梨地で示すような角度θ部分が遮光された状態でライトガイド１０６の各ファイバの入射側の端面１０６ａに光が入射され、各ファイバで伝送され、先端面１０６ｂから出射される場合、同心円状で、その角度θ部分が中央部分より暗い状態で被写体側に光が出射される。
【００９０】
従って、光変調デバイス６０側で、例えば距離ｄからｄ１までのリング部分を全て遮光反射部の状態にすると、被写体側におけるその角度θ部分は真っ暗になる。一般的には光変調デバイス６０側での光軸Ｏからの距離におけるリング状部分の面積に対し、その面積における遮光部分の面積が大きい程、その距離に対応する同心円状の角度部分がより暗くなる。
なお、図２３では１つのファイバで入射及び出射する様子を示しているが、他のファイバでも同様の作用を行う。
【００９１】
このため、この配光パターンを採用して管状被写体を照明すると、中央側の暗い部分をより大きい強度で照明でき、均一に照明した場合よりも、得られる画像の明るさ分布はより平坦化された診断し易いものとなる。従って、簡単な明るさ補正により、診断し易い明るさの画像が得られる。
本実施の形態によれば、このように簡単な配光パターンにより、管状被写体の場合にも診断し易い照明状態に設定できる。
【００９２】
また、中心部が突起状に突出する被写体の場合には均一に照明すると、突起状部分が明るすぎるようになってしまうので、操作パネル３１に設けた中心部突起状被写体用の選択スイッチ３１ａを選択操作すると、例えば図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような配光パターンを発生する。この場合、中心部の突起物が周辺部に比べて明るい程度が小レベルの場合には図２４（ａ），中レベルでは図２４（ｂ）、大レベルの場合は図２４（ｃ）のようになる。
この場合にも簡単な配光パターンにより、中心部が突起状に突出する被写体の場合にも診断し易い照明状態に設定できる。
【００９３】
本実施の形態では略瞳位置にラントガイド１０６の入射側の端面１０６ａを配置することにより、同心円状の配光制御を行う。その他の作用は第３の実施の形態と同様である。
【００９４】
（効果）
このように本実施の形態によれば被写体の明暗分布に応じた配光パターンにより診断し易い画像が得られるような照明を行うことができる。
なお、図２０に示すようにライトガイド１０６の入射側の端面１０６ａの位置が略瞳位置となるように集光レンズ１０４を設けた光学系を図１７に示す光学系とは異なる構成の光源装置に適用することもできる。
【００９５】
図２５は照明むらの発生を防止した変形例における光学系を示す。この変形例では光軸に垂直な縦置きの光源ランプ１１を採用している。
上述のように例えば図１８に示す光源ランプ１１では光軸方向に両電極が配置された横置きタイプであったが、図２５では両電極は光軸に垂直となっている。
両電極の間から前方に出射される光、及び後方に出射され球面鏡１２１で反射された光は平行光束にする集光レンズ１２２に入射されて平行な光束にされた後、赤外光と紫外光をカットするＩＲ／ＵＶカットフィルタ１２３を経て白色光成分のみが通過し、その光は光変調デバイス６０に入射する。
【００９６】
この光変調デバイス６０で反射された反射光は集光レンズ１０４により集光されて略瞳位置にその入射側の端面１０６ａが配置されたライトガイド１０６に入射されるようになっている。この場合には両電極により遮られることは光変調デバイス６０側に入射される光に影響しないので、照明むらは軽減される。
【００９７】
図２６は例えば図７のミラー６１により反射された光を光変調デバイス６０に入射させる場合に適用できる変形例を示す。
ランプ１１からの光は集光する機能を持つ凹面鏡１３１で反射されて一点で集光した後拡開して球面ミラー１３２の凹面で反射されて平行な光束にされた後、光変調デバイス６０に入射され、反射光は集光レンズ１０４によりその略瞳位置に配置されたライトガイド１０６の端面１０６ａに入射する。
【００９８】
なお、上記各実施の形態においては、ライトガイドは、非整列の光学ファイバーバンドルであっても入射光の入射角による強度分布が保存され、出射光の強度分布となるので、配光制御は有効に作用する。ライトガイドは、光学ファイバーバンドルのタイプだけでなく、液体ライトガイドのようなものでも同様に使用することができる。
【００９９】
ところで、上述の各実施の形態とは異なり、図２７に示す内視鏡装置１４１のように被写体の各位置での照明輝度を制御できるような構成にしても良い。
図２７に示す内視鏡装置１４１は例えば図１７の内視鏡装置１０１において、電子内視鏡１０２のライトガイド１０６の代わりに像伝送機能を持つイメージガイド１４２を用いた電子内視鏡１０２′が採用されている。このイメージガイドの入射側の端面１４２ａは集光レンズ１０４の代わりに配置した結像レンズ１４３の結像位置に配置されている。
また、イメージガイド１４２の出射側の端面１４２ｂに対向して投影レンズ１４４が配置され、端面１４２ｂから出射される光を被写体側に投影する。
【０１００】
また、光源装置４の操作パネル３１にはモニタ７に表示される内視鏡画像の任意の位置を指定する位置指定パネル３１ｂと、指定された部分の輝度を上げ／下げするアップ／ダウンスイッチ３１ｃとが設けてある。
【０１０１】
また、図１７等では明るさパターン発生回路６４は図８に示すようなパターンを発生していたが、本実施の形態では１フィールドの時間内で全レベル反射と遮光反射との割合を時間的に制御するような明るさパターンの信号を出力する。
【０１０２】
例えば明るさ比較回路３３により、平均的な明るさが検出された部分に対する照明制御の場合には明るさパターン発生回路６４は図２８（ａ）に示すように全レベル反射にする例えば“Ｈ”レベルと遮光反射させる“Ｌ”レベルとが１フィールド期間中に検出された明るさの程度に応じてそれらの割合が変化するような明るさパターン信号を出力する。
【０１０３】
また、操作パネル３１の位置指定パネル３１ｂを操作し、例えばアップ／ダウンスイッチ３１ｃのアップスイッチを操作した場合には指定された位置でアップさせる指示信号が合成回路６５に入力される。
【０１０４】
例えば図２８（ａ）の明るさが検出された部分に対してその部分をアップさせる指示を行った場合には、合成回路６５では指定された位置に対応する明るさパターン信号における“Ｈ”レベルの割合を一定量、次のフィールド以降ではアップさせるように合成した図２８（ｂ）に示すような合成パターン信号を生成してＤＭＤ制御回路６７側に出力して照明輝度の制御を行うようにする。
【０１０５】
ダウンスイッチを操作した場合には指定された位置に対応する明るさパターン信号における“Ｈ”レベルの割合を一定量、次のフィールド以降ではダウンさせるようにして照明輝度の制御を行うようにする。
【０１０６】
図２９は光変調デバイス６０以降の光学系の基本的な構成を示す。
光変調デバイス６０の各位置（各マイクロミラー位置）は結像レンズ１４３によりその結像位置に配置されたイメージガイド１４２の入射側の端面１４２ａに結像され、このイメージガイド１４２の各ファイバにより先端側の端面１４２ｂにその像の情報が伝送される。
【０１０７】
そして、先端側の端面１４２ｂから出射される光は投影レンズ１４４により被写体側に投影される。この場合、被写体側にはイメージガイド１４２の入射側の端面１４２ａにおける輝度分布をその先端面１４２ｂに伝送してその輝度分布を被写体面に投影する。
【０１０８】
従って、被写体面の位置が結像位置になるように投影レンズ１４４を配置することが望ましいが、イメージガイド１４２による網目模様が投影されないように結像位置からデフォーカスされた位置でも良い。また、投射レンズ１４４の構成要素中に、ローパスフィルタ等を入れても良い。
【０１０９】
その他は図７の構成と同様である。本実施の形態の内視鏡装置１４１においても操作パネル６３の明るさスイッチにより設定された明るさになるように、光変調デバイス６０の明るさパターンが設定されるが、さらにユーザがさらに所望とする部分をより明るく照明したり、暗くする等して観察することが位置指定パネル３１ｂの操作で行うことができる。
【０１１０】
従ってこの内視鏡装置１４１によれば、被写体の任意の位置部分の照明強度を大きくしてＳ／Ｎの良い観察画像を得る等することができる。
【０１１１】
また、図２７の構成では操作パネル６３の操作により設定された明るさと映像信号の明るさとを比較した比較結果の信号で光変調デバイス６０の駆動パターンを時間的に制御する構成にしているが、この制御を行わない構成の場合にも適用できる。
【０１１２】
この構成の場合には明るすぎる部分や暗すぎる部分が存在したら、光源装置４の操作パネル３１の操作によりその部分の照明強度を小さくしたり、大きくしたりして診断し易い内視鏡画像が得られるようにすることもできる。
【０１１３】
なお、光源ランプは、タングステンランプでもよいが、高輝度のキセノン、メタルハライド、水銀ランプなどの放電管タイプであることが望ましい。
さらに、各実施の形態では内視鏡として硬性鏡２あるいは電子内視鏡４１等を用いて説明しているが、照明光が光源装置より供給され先端より観察部位に照射する内視鏡ならばいかなる構成の内視鏡（硬性鏡、光学式軟性鏡、電子内視鏡、側視型内視鏡、ステレオ式内視鏡等）でも本発明の各実施の形態が適用可能であることは言うまでもない。
【０１１４】
［付記］
（付記項１） 前記光変調デバイスは、デジタルミラーデバイスあるいは液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１５】
（付記項２） 前記光変調デバイスと前記光伝達手段の端部との間の光路上に設けられ、前記光変調デバイスを介した前記照明光を平滑する光平滑手段
を備えたことを特徴とする請求項１または４に記載の内視鏡装置。
【０１１６】
（付記項３） 前記制御手段は、前記撮像素子の撮像タイミングに同期して前記光学素子を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１７】
（付記項４） 前記検波手段は、前記映像信号の平均輝度レベルを検波信号として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１８】
（付記項５）前記検波手段は、前記映像信号のピークレベルを検波信号として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【０１１９】
（付記項６） 前記制御手段は、前記第１のパターン信号と前記第２のパターン信号との論理和にて前記光学素子を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【０１２０】
（付記項７） 前記光学素子を選択する選択情報を入力する指示手段と、
前記指示手段で得られた前記選択情報を格納する記憶手段と、
前記記憶手段を制御するメモリ制御手段と
を備え、
前記メモリ制御手段にて前記記憶手段で読み出された前記選択情報を前記第２のパターン信号とする
ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【０１２１】
（付記項８） 照明光を発生する光源ランプと、前記照明光を被写体に導光するための光伝送手段を有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、
前記照明光の光路上に配置され、前記照明光の受光面側に所定軸に対して所定の角度範囲で回動可能な複数のミラーを格子状に配したミラーデバイスと、
前記複数のミラーを独立に駆動するマルチミラー駆動手段と、
前記マルチミラー駆動手段により前記複数のミラーを所定の角度位置に固定した時に、前記複数のミラーが反射した複数の光束を前記光伝送手段の入射端面に導光し、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを光学的な位置関係を形成する光学系と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【０１２２】
（付記項９） 前記光学系が前記ミラーデバイスを物点と見なした時に、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを概略結像位置関係にすることを特徴とする付記項８記載の内視鏡装置。
（付記項１０） 前記光学系が前記ミラーデバイスを物点と見なした時に、前記ミラーデバイスと前記光伝送手段の入射端面とを略瞳位置関係にすることを特徴とする付記項８記載の内視鏡装置。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型化を可能とし、応答が早く、理想的な明るさ制御を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係う内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２】図１の液晶パネルの明るさ制御を示す図
【図３】図１の液晶パネルの明るさ制御の第１の変形例を示す図
【図４】図１の液晶パネルの明るさ制御の第２の変形例を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図６】図５の内視鏡装置の作用を説明する図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図８】図７の内視鏡装置の作用を示す第１の図
【図９】図７の内視鏡装置の作用を示す第２の図
【図１０】図７の内視鏡装置の作用を示す第３の図
【図１１】図７の内視鏡装置の作用を示す第４の図
【図１２】図７の内視鏡装置の作用を示す第５の図
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１５】図１４のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す構成図
【図１６】図１４の内視鏡装置の作用を説明する図
【図１７】本発明の第６の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１８】図１７の光源装置における光学系の拡大図
【図１９】光変調デバイスによる作用の説明図
【図２０】光変調デバイスで反射された光が被写体側に照射される光学系を示す図
【図２１】インテグレータ付近の光学系を示す図
【図２２】配光パターン例を示す図。
【図２３】配光パターンによる配光制御した照明の作用の説明図
【図２４】他の配光パターン例を示す図。
【図２５】図１８の変形例の光学系を示す図
【図２６】さらに他の変形例の光学系を示す図
【図２７】内視鏡装置の構成図
【図２８】明るさパターン信号等の信号波形を示す図。
【図２９】図２７の光源装置の光学系の主要部を示す図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…硬性鏡
３…ライトガイド
４…光源装置
５…ＴＶカメラヘッド
６…ＣＣＵ
７…モニタ
１１…光源ランプ
１２…赤外カットフィルタ
１３…位相差板
１４…液晶パネル
１５…集光レンズ
１６…インテグレータ
１７…レンズ
１８…ＣＣＤ
１９…コネクタ
２１…ＣＣＤ駆動回路
２２…映像信号処理回路
２３…タイミング発生回路
２４…明るさ信号発生回路
３１…操作パネル
３２…明るさ設定回路
３３…明るさ比較回路
３４…液晶制御回路
３５…タイミング調整回路
３６…液晶駆動回路
３７…ランプ電源
Claims (3)
- 照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、
前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、
前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、
前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、
前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、
を具備し、
前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの論理和に基づいて前記合成パターンを生成する
ことを特徴とする内視鏡装置。 - 照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、
前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、
前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、
前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、
前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、
を具備し、
前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンおよび前記配光パターンの排他的論理和に基づいて前記合成パターンを生成する
ことを特徴とする内視鏡装置。 - 照明光を供給する光源ランプと、前記照明光を伝達する光伝達手段及び被写体を撮像する撮像素子とを有する内視鏡とを具備した内視鏡装置において、
前記光源ランプの光路上に設けられ、前記照明光を制限する複数の光学素子を２次元配列させた光変調デバイスと、
前記撮像素子によって得られた映像信号を検波する検波手段と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、前記検波手段の検波結果に基づいて決定された明るさを制御するための明るさパターンを生成する明るさパターン発生回路と、
前記複数の光学素子のうちの一部又は全部の光学素子を選択するためのパターンであって、観察対象を均一に照明するための所定の配光パターンを生成する配光パターン発生回路と、
前記明るさパターン発生回路により生成された前記明るさパターンと、前記配光パターン発生回路により生成された前記配光パターンとを合成して合成パターンを生成する合成パターン発生回路と、
前記合成パターン発生回路により合成される前記合成パターンに基づいて、前記複数の光学素子を制御する制御手段と、
を具備し、
前記合成パターン発生回路は、前記明るさパターンと前記配光パターンとを時系列で切換えて前記合成パターンを生成する
ことを特徴とする内視鏡装置。
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