JP5119062B2 - 内視鏡の光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内を照明する照明光を通過及び遮光するロータリーシャッタを備える内視鏡の光源装置に関するものである。

内視鏡の光源装置は、光源から照明光を発し、この照明光がライトガイドを介して内視鏡の挿入部先端へ導かれ、被検体内を照明する。照明光があてられた部位の像光を内視鏡の挿入部先端に配された撮像素子で撮像することで被検体内の画像を得、得られた画像をモニタに表示させて被検体内の様子を観察することができる。

照明光には、撮像素子で被検体内を撮像するのに十分な光量が求められるが、そのために光量を増やすと、発熱により、たとえば内視鏡先端の素材の劣化などが問題となることがある。逆に光量を減らすと、発熱は減るが、光量不足で暗くなり、撮像素子から得られる画像の画質が著しく劣化してしまう。こうした問題を解決するために、円板の一部を切り欠いたロータリーシャッタを用いる電子内視鏡の光源装置が提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１、２に記載の発明では、照明光の光路上にロータリーシャッタを回転可能に取り付け、切り欠き部分が光路内に進入したときに照明光を通過させ、その他の部分が光路内に進入したときに照明光を遮光している。そして、ロータリーシャッタの回転位置をセンサで検出し、その検出位置に基づいて、固体撮像素子の電荷蓄積期間に照明光を通過させ、それ以外の期間では照明光を遮光するように、ロータリーシャッタの回転を制御している。電荷蓄積期間以外は照明光を遮光するため、連続的に照明光をあてた場合よりも積算光量が減少し、発熱量を低下させることができる。そのうえ、固体撮像素子で被検体内を撮像するのに十分な光量を確保することができ、光量減による画質の劣化も防止することができる。
特許第３４０３５９６号 特許第３３７０８７１号

ロータリーシャッタを用いる内視鏡の光源装置では、ロータリーシャッタを回転させるモータ、またはこのモータに駆動信号を供給するドライバ回路に異常が生じた場合は、ロータリーシャッタの回転が停止する。検査中にロータリーシャッタが異常停止すると、照明光を通過させる照明期間と、照明光を遮光する遮光期間とを制御することができなくなり、照明光が照明され続ける状態、または、全く照明されない状態が続くことになってしまう。照明光が照明され続ける状態が起こると、照明光による発熱で撮像素子に熱雑音が発生して画質劣化の原因となったり、挿入部先端の素材が劣化したりする。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、検査中にロータリーシャッタの回転が異常停止したときに、照明光による発熱の影響を防ぐことができる内視鏡の光源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡の光源装置は、被検体内を照明する照明光を発する光源と、前記照明光の光路上に回転可能に取り付けられ、前記照明光を通過させる照明期間、および前記照明光を遮光する遮光期間を一定周期で交互に設けるためのロータリーシャッタと、前記照明光の光量を調節するための絞り調節手段と、前記ロータリーシャッタの動作を検出する検出手段と、前記検出手段で、ロータリーシャッタが異常停止したことが検出されたとき、前記絞り調節手段を動作させて照明光の光量を許容限界値以下にする制御手段とを備えたことを特徴とする。

前記制御手段は、ロータリーシャッタが異常停止する前後に内視鏡で得られた画像の輝度値の比較結果を元に、前記照明光の光量を制御することが好ましい。また、ロータリーシャッタの絶対的な回転位置を検出するロータリーエンコーダを備えており、前記制御手段は、ロータリーシャッタが異常停止したときの停止位置に基づいて、前記照明光の光量を制御してもよい。

また、前記制御手段は、前記検出手段でロータリーシャッタが異常停止したことが検出されてから所定時間経過後に、前記絞り調節手段を動作させてもよい。

本発明によれば、ロータリーシャッタが異常停止したことが検出されたとき、絞り調節手段を動作させて照明光の光量を許容限界値以下にする制御を行っているので、検査中にロータリーシャッタの回転が異常停止したときに、照明光による発熱の悪影響を防止することができる。

図１において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０と、プロセッサ装置１１と、光源装置１２とから構成される。プロセッサ装置１１の前面には、プロセッサ装置１１の電源をオン／オフするための電源スイッチ１３が設けられ、光源装置１２の前面には、光源装置１２の電源をオン／オフする電源スイッチ１４、及び後述する光源３５（図２参照）を点灯／消灯するための点灯スイッチ１５が設けられている。

電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に連設された操作部１７と、プロセッサ装置１１や光源装置１２に接続されるユニバーサルコード１８とを備えている。ユニバーサルコード１８の先端には、コネクタ１９が取り付けられている。コネクタ１９は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置１１、及び光源装置１２がそれぞれ接続されている。プロセッサ装置１１は、電子内視鏡１０及び光源装置１２と電気的に接続しており、内視鏡システム２全体の動作を統括的に制御する。

挿入部１６の先端には、体腔内撮影用のＣＣＤ２４（図２参照）などが内蔵された先端部１６ａが連設されている。先端部１６ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１６ｂが設けられている。湾曲部１６ｂは、操作部１７に設けられたアングルノブ２０が操作されて、挿入部１６内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１６ａが体腔内の所望の方向に向けられる。また、挿入部１６の内部には、鉗子チャンネルが配され、先端部１６ａに設けられた鉗子出口（図示せず）まで連続している。

図２において、先端部１６ａには、観察窓２１、照明窓２２が設けられている。観察窓２１の奥には、被検体内の像光を取り込むための光学系２３が取り付けられ、さらに光学系２３の奥には、ＣＣＤ２４が取り付けられている。ＣＣＤ２４は、例えばインターライントランスファ型のＣＣＤからなる。ＣＣＤ２４には、ユニバーサルコード１８を介してプロセッサ装置１１との各種信号の遣り取りを媒介するための信号ライン２５，２６が接続されている。信号ライン２５，２６は、ユニバーサルコード１８及びコネクタ１９を介してプロセッサ装置１１に接続される。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ２４に限らず、ＣＭＯＳを用いてもよい。

一方、照明窓２２の奥には、照射レンズ２７が設けられる。この照射レンズ２７には、ライトガイド２８の出射端が面している。ライトガイド２８は、挿入部１６、操作部１７、ユニバーサルコード１８、及びコネクタ１９の内部を通っており、コネクタ１９から入射端２８ａが露呈する。ライトガイド２８は、多数の光ファイバー（例えば、石英からなる）を束ねて形成されたものである。

プロセッサ装置１１には、タイミング／ドライバ回路２９、信号処理部３０、比較回路３１、及びこれらを制御するＣＰＵ３２が設けられている。コネクタ１９がプロセッサ装置１１に接続されたとき、ＣＣＤ２４は信号ライン２５，２６を介してタイミング／ドライバ回路２９及び信号処理部３０にそれぞれ接続される。タイミング／ドライバ回路２９は、ＣＰＵ３２からの指令によって生成したタイミング信号（クロックパルス）により、ＣＣＤ２４の蓄積電荷の読み出しタイミング、ＣＣＤ２４の電子シャッタのシャッタ速度などを制御する。

ＣＣＤ２４は、所定のフレームレートで撮像信号を出力する。ＣＣＤ２４から出力された撮像信号は、信号処理部３０で増幅、Ａ／Ｄ変換、などの各種画像処理が施されて映像信号とされ、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ３３（図１も参照）に内視鏡画像として表示される。また、信号処理部３０によってデジタルデータに変換された画像は、比較回路３１内の画像メモリ３４に入力される。

ＣＰＵ３２は、画像メモリ３４に入力された画像の平均の輝度値を算出し、算出した輝度値を光源装置１２のＣＰＵ４５に出力する。光源装置１２は、プロセッサ装置１１から入力された輝度値に基づいて、光源３５の光量を絞りによって調節する。これにより、ＣＣＤ２４で取得される画像の露出が適正な露出に制御される。

比較回路３１は、ロータリーシャッタ３７が異常停止したときに、照明光の光量を制御するための輝度値比率Ｄを算出する。比較回路３１内の画像メモリ３４は、例えば、２フレーム分の画像のデータの格納領域を有する。ロータリーシャッタ３７が正常に回転している間は、画像メモリ３４内のデータが最新の画像のデータに順次更新されていく。ロータリーシャッタ３７が異常停止した場合には、光源装置１２からプロセッサ装置１１に対して、ロータリーシャッタ３７が異常停止したことを知らせる異常停止信号が通知される。プロセッサ装置１１は、異常停止信号を受けると、画像メモリ３４の更新を停止する。

更新が停止されたときに、画像メモリ３４に格納された画像は、異常停止の直前の画像と異常停止の直後の画像の２フレーム分の画像となる。比較回路３１は、画像メモリ３４内の異常停止の直前の画像と異常停止の直後の画像のそれぞれの平均輝度値を求め、両者を比較して、その比較結果として、輝度値比率Ｄ（異常停止直後の画像の平均輝度値／異常停止の直前の画像の平均輝度値）をＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２は、この輝度値比率Ｄを光源装置１２のＣＰＵ４５に出力する。光源装置１２は、輝度値比率Ｄを元にロータリーシャッタ３７の停止位置を判定し、停止位置に応じた、絞りによる光源３５の光量調節を行う。

また、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３２は、ＣＣＤ２４の蓄積電荷の読み出しタイミングを規定する読み出しパルスに同期した同期パルスを光源装置１２のＣＰＵ４５に送信する。

光源装置１２は、照明光を発する光源３５、集光レンズ３６、ロータリーシャッタ３７、モータ３８、モータドライバ３９、回転検出センサ４０、絞り調節機構４１、絞り駆動ドライバ４２、点灯回路４３、ＲＯＭ４４、及び光源装置１２を統括的に制御するＣＰＵ４５を備える。光源３５から発せられる光は、集光レンズ３６によって集光されてライトガイド２８の入射端２８ａに導かれる。光源装置１２に用いられる光源３５としては、キセノンランプが用いられる。なお、これに限らず、ハロゲンランプなど他のランプを用いてもよい。

ＣＰＵ４５は、電源スイッチ１３がオンされ、電源から駆動電力が供給されると起動する。ＣＰＵ４５の起動後、点灯スイッチ１５がオンされると、ＣＰＵ４５は、モータドライバ３９へ駆動制御信号を入力するとともに、点灯回路４３へ点灯指示信号を入力する。

点灯回路４３は、電源電圧を変圧し、ＣＰＵ４５から入力される点灯指示信号に応じて光源３５にトリガ電圧（例えば３０ＫＶ）を印加して、アーク放電による発光を開始させた後、トリガ電圧より低い定常電圧（例えば１２Ｖ）を印加して発光電流を流す。

モータドライバ３９は、デジタルの駆動パルスを出力するデジタル回路で、このモータドライバ３９からの駆動パルスによってモータ３８を駆動して、ロータリーシャッタ３７を回転させる。モータドライバ３９は、ＣＰＵ４５からの駆動制御信号が入力されると、駆動パルスを出力する。

ロータリーシャッタ３７は、図３に示すように、円板形状で一部が扇形に切り欠かれている。符号３７ａ，３７ｂは、切り欠き部分が光通過部３７ｂ、残りの部分が遮光部３７ａとなっている。

このロータリーシャッタ３７は、光源３５の光軸と平行に配されたモータ３８の回転軸３８ａに接続され、モータ３８の回転によって遮光部３７ａと光通過部３７ｂとが交互に、光源３５からの照明光の光路Ｐ（図２参照）内に進入する。光通過部３７ｂが光路Ｐ内に進入すると、ライトガイド２８、照射レンズ２７及び照明窓２２を通して被検体内へ照明光が照明される照明期間となり（図３（Ａ）に示す状態）、遮光部３７ａが光路Ｐ内に進入すると、被検体内への照明光が遮光される遮光期間となる（図３（Ｂ）に示す状態）。モータ３８はパルスモータからなり、モータドライバ３９から供給される駆動パルスにより回転する。

ＣＰＵ４５は、回転検出センサ４０からの出力信号及びプロセッサ装置１１のＣＰＵ３２からの同期パルスに基づいて、ＣＣＤ２４の電荷蓄積期間に照明光を通過させ、それ以外の期間では照明光を遮光するように、モータ３８を制御する同期処理を行う。よって、ロータリーシャッタ３７は、照明期間と、遮光期間との比率が、ＣＣＤ２４の電荷蓄積期間と電荷の読み出し期間の比率に合うように、ロータリーシャッタ３７の周方向における光通過部３７ｂの長さＬ１、及び遮光部３７ａの長さＬ２が決定されている（図３（A）参照）。

本実施形態では、Ｌ１；Ｌ２＝４０；６０の比率となっており、ロータリーシャッタ３７が１回転する間に照明期間の占める割合が４０％となる。このため、遮光期間を設けずに、連続的に照明光を照射している場合の照明光の積算光量を１００％とすると、ロータリーシャッタ３７が正常に回転しているときの積算光量は４０％となる。なお、本例の照明期間と遮光期間の割合は、１例であり、５０；５０など、光源３５の性能、ＣＣＤ２４の仕様等によって適宜決められる。

回転検出センサ４０は、例えば反射型のフォトセンサなどから構成され、ロータリーシャッタ３７の外周近傍に配される。この回転検出センサ４０は、遮光部３７ａが通過するときはｈｉｇｈ信号を、光通過部３７ｂが通過するときはｌｏｗ信号を、ＣＰＵ４５へ出力する。ＣＰＵ４５は、モータドライバ３９へ駆動制御信号を出力し、モータ３８を回転させている間、回転検出センサ４０の信号出力と、プロセッサ装置１１から入力される同期パルス（ＣＣＤ２４の読み出しパルス）に基づいてロータリーシャッタ３７の回転を制御する。

図４は、回転検出センサ４０からの信号出力を示す。図４（Ａ）に示すように、ロータリーシャッタ３７が正常に回転しているときは、遮光部３７ａ、光通過部３７ｂが交互に光路Ｐを通過するので、回転検出センサ４０は一定の周期でｌｏｗ信号とｈｉｇｈ信号の出力を繰り返す。同期パルス（ＣＣＤ２４の読み出しパルス）は、回転検出センサ４０の信号出力がｈｉｇｈ信号に立ち上がるタイミング、すなわち、ロータリーシャッタ３７の遮光期間が開始されるタイミングとほぼ一致するタイミングで、発生する。

ロータリーシャッタ３７が異常停止すると、ロータリーシャッタ３７の停止位置に応じて、ｈｉｇｈ信号又はｌｏｗ信号の出力が続き、信号の出力変化がなくなる。ＣＰＵ４５は、これにより、ロータリーシャッタ３７が異常停止したことを検出することができる。図４（Ｂ）は、ロータリーシャッタ３７が異常停止して、回転検出センサ４０のｌｏｗ信号の出力が継続している状態を示している。

ＣＰＵ４５は、１個の同期パルスを受信してから、次の同期パルスが発生するまでの間に、ｈｉｇｈ信号からｌｏｗ信号、あるいは、ｌｏｗ信号からｈｉｇｈ信号への出力変化が無い場合には、ロータリーシャッタ３７が異常停止したことを検出する。

ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７が異常停止した場合には、絞り調節によって、照明光の積算光量が許容限界値を超えないように制御する。ここで、許容限界値は、ロータリーシャッタ３７が正常回転しているときの照明光の積算光量に設定される。上述のとおり、遮光期間がなく、照明光が連続的に照射されている場合の照明光の積算光量を基準（１００％）とすると、本例においては、ロータリーシャッタ３７が正常回転しているときの照明光の積算光量は４０％である。許容限界値は、ロータリーシャッタ３７による照明期間及び遮光期間の比率に応じて変更される。

ＣＰＵ４５は、照明光の積算光量を、ロータリーシャッタ３７が正常回転しているときの照明光の積算光量以下に抑えるように、絞りを調節する。こうすれば、ロータリーシャッタ３７が異常停止した場合でも、挿入部先端の発熱に起因する悪影響（先端の素材の劣化など）を防止することができる。

照明光の積算光量を許容限界値以下にするための絞り調節の方法としては、絞り調節機構４１の開度の最大値を全開の開度を基準として、その４０％に設定することにより達成される。しかし、無条件に絞りの開度を全開時の４０％に調節すると、ロータリーシャッタ３７の停止位置によっては、暗くなりすぎてしまう場合がある。例えば、ロータリーシャッタ３７の遮光部３７ａによって、光路Ｐが４０％以上遮光されている場合には、さらに、絞りの開度を４０％に制限すると、遮光部３７ａによって遮光されている分、照明光の積算光量が許容限界値を、４０％以上下回ってしまう。

そのため、ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７が異常停止した場合には、プロセッサ装置１１に対して異常停止信号を通知し、プロセッサ装置１１から、異常停止の直前と直後の画像の輝度値比率Ｄを取得する。そして、輝度値比率Ｄに応じて、絞りの開度の最大値を設定する。

具体的には、まず、輝度値比率Ｄが「Ｄ＝１」、すなわち、異常停止の直後の画像と直前の画像の平均輝度値が同じ場合には、ロータリーシャッタ３７の遮光部３７ａによって、照明光の光路Ｐの６０％が遮断されている半遮光位置と推定される。この停止位置では、絞りの開度を全開にしても、照明光の積算光量は許容限界値以下になるので、ＣＰＵ４５は、絞りの開度の最大値の規制は行わない。

次に、輝度値比率Ｄが「Ｄ＞１」、すなわち、異常停止の直後の画像の平均輝度値が直前の画像の平均輝度値を上回っている場合には、ロータリーシャッタ３７の遮光部３７ａによって光路Ｐが遮断されている割合が６０％以下の半遮光位置か、あるいは、遮光部３７ａによって光路Ｐが遮断されていない光通過位置であると推定される。この停止位置では、絞りの開度を全開にすると、照明光の積算光量が許容限界値を超えてしまうので、ＣＰＵ４５は、照明光の積算光量が許容限界値以下になるように、輝度値比率Ｄの値に応じて、絞りの開度の最大値が規制される。絞りの開度の最大値は、最大で、全開時の６０％分減光されるように調節される。

そして、輝度値比率Ｄが「Ｄ＜１」、すなわち、異常停止の直後の画像の平均輝度値が直前の画像の平均輝度値を下回っている場合には、ロータリーシャッタ３７の遮光部３７ａによって光路Ｐが遮断されている割合が６０％を超えている半遮光位置か、あるいは、遮光部３７ａによって光路Ｐが完全に遮光されている全遮光位置であると推定される。この場合には、絞りの開度を全開にしても、照明光の積算光量が許容限界値以下に抑えられるので、ＣＰＵ４５は、輝度値比率Ｄが「Ｄ＝１」の場合と同様に、絞りの開度の最大値の規制は行わない。

ＲＯＭ４４には、輝度値比率Ｄの値と、絞りの開度の最大値との対応関係を記録したテーブルデータが格納されている。ＣＰＵ４５は、このテーブルデータに基づいて、異常停止したときの光量制御を行う。

上記のとおり、輝度値比率Ｄに応じて、絞りの開度の最大値が規制されるが、絞り調節機構４１は、開度の最大値が制限されるのみなので、それ以下の範囲内において、露出制御のための動作は可能である。

また、ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７が異常停止したときに、警告表示を行う。警告表示の方法としては、ＣＰＵ４５がプロセッサ装置１１に通知する異常停止信号に基づいて、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３２にモニタ３３の画面にメッセージを表示させてもよいし、光源装置１２のフロントパネル等に警告ランプを設けておき、これを点灯させることで報せてもよい。

絞り調節機構４１は、ロータリーシャッタ３７と集光レンズ３６との間に配置され、照明光の光量を調節する。この絞り調節機構４１は、１枚の絞り板と、この絞り板を駆動するモータからなる。絞り板の光路Ｐへの進入量を調節することにより、絞りの開度を調節する。絞り駆動ドライバ４２は、ＣＰＵ４５からの絞り制御信号に基づいて、絞りの開度を調節する。

ＣＰＵ４５は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３２から送信された画像の輝度値に基づいて、露出制御量を決定し、それに応じた絞り制御信号を絞り駆動ドライバ４２に出力する。露出制御は、絞りの開度の最大値の範囲内で行われる。

上記構成の作用について、図５のフローチャートを用いて説明する。内視鏡システム２で検査を行う際には、電子内視鏡１０のコネクタ１９をプロセッサ装置１１及び光源装置１２に差し込み、プロセッサ装置１１と光源装置１２とを接続した状態でプロセッサ装置１１及び光源装置１２の電源スイッチ１３，１４、及び点灯スイッチ１５をそれぞれオンする（ｓｔ１）。

電源スイッチ１３，１４がオンされると、プロセッサ装置１１、光源装置１２の各部に電力が供給されるとともに、プロセッサ装置１１から電子内視鏡１０へ電力が供給され、ＣＣＤ２４が起動する。光源装置１２のＣＰＵ４５が起動すると、点灯回路４３へ点灯指示信号を、モータドライバ３９へ駆動制御信号を入力する。点灯指示信号が入力された点灯回路４３は、光源３５へトリガ電圧を印加して光源３５を点灯させた後、トリガ電圧より低い定常電圧を印加して発光電流を流す。駆動制御信号が入力されると、モータドライバ３９は、モータ３８へ駆動パルスを出力する。これにより、光源３５が点灯するとともに、モータ３８が駆動されてロータリーシャッタ３７が回転して、光源３５から発する照明光を通過させる照明期間と、照明光を遮光する遮光期間とが交互に繰り返される（ｓｔ２）。

ロータリーシャッタ３７が回転すると、回転検出センサ４０が一定周期でｌｏｗ信号とｈｉｇｈ信号を出力する（ｓｔ３）。このとき、プロセッサ装置１１のＣＰＵ３２から出力される同期パルスおよび、回転検出センサ４０の出力信号に基づいて、光源装置１２のＣＰＵ４５は、ＣＣＤ２４の電荷蓄積期間に照明光を通過させ、それ以外の期間では照明光を遮光するように、ロータリーシャッタ３７の回転を同期制御する。

ＣＣＤ２４が起動して被検体内の画像が撮像されると、撮像信号は信号処理部３０に入力され信号処理が施されて、モニタ３３に画像が表示される。ＣＰＵ３２は、信号処理部３０から出力される画像の輝度値を、光源装置１２に出力する。光源装置１２のＣＰＵ４５は、その輝度値に応じて、適正な露出になるように、絞り駆動ドライバ４２を介して絞り調節機構４１を動作させ、絞りの開度を調節する。これにより、照明窓２２から照射される光量が制御され、適正な露出の画像を撮像することができる。

また、比較回路３１にも、信号処理部３０からの画像のデータが取り込まれて、画像メモリ３４に格納される（ｓｔ４）。画像メモリ３４内の画像は、ロータリーシャッタ３７が正常に回転している間は、最新の画像のデータに順次更新される。

ＣＰＵ４５は、回転検出センサ４０からの信号出力と同期パルスに基づいて、ロータリーシャッタ３７が正常に回転しているか否かを監視する。回転検出センサ４０の信号出力の変化がなくなった場合には、ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７が異常停止したことを検出する（ｓｔ５）。

ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７が異常停止したことを検出すると、異常停止信号をプロセッサ装置１１に通知して、警告表示を行わせる（ｓｔ６）。また、異常停止信号を受けたプロセッサ装置１１は、画像メモリ３４の更新を停止する。比較回路３１は、異常停止の直前と直後の画像の輝度値比率Ｄを算出し、算出された輝度値比率ＤがＣＰＵ３２を介して光源装置１２のＣＰＵ４５に出力される。

輝度値比率Ｄが「Ｄ≦１」である場合には、ロータリーシャッタ３７の停止位置が、光路Ｐを６０％以上遮光する半遮光位置か、あるいは、全遮光位置と推定されるので、絞りを全開にしても、照明光の積算光量が許容限界値を上回ることはない。そのため、ＣＰＵ４５は、輝度値比率Ｄが「Ｄ≦１」である場合には、絞りの開度の最大値の規制を行わない。

一方、輝度値比率Ｄが「Ｄ＞１」である場合には、ロータリーシャッタ３７の停止位置が、光通過位置か、あるいは、遮光部３７ｂが光路Ｐの６０％未満しか遮光できていない半遮光位置であると推定される。この場合、絞りを全開にすると、照明光の積算光量が許容限界値を上回ることになるので、ＣＰＵ４５は、輝度値比率Ｄの値に応じて、照明光の積算光量が許容限界値を超えないように、絞りの開度の最大値を規制する（ｓｔ７，８）。

このように、ロータリーシャッタ３７が異常停止したときに、絞り調節によってライトガイド２８へ入射される照明光の光量を許容限界値以下に抑えるので、照明光による発熱でＣＣＤ２４に熱雑音が発生して画質劣化の原因となったり、先端部１６ａの素材が劣化したりすることを防止できる。しかも、専用の部品や機構を使用することなく、画像の露出制御に用いられる絞り調節機構４１を使用するため、製造コストの上昇の懸念も少ない。

さらに、輝度値比率Ｄの値に応じた制御をするので、必要以上に絞りの開度が規制されることがないので、輝度比率Ｄが「Ｄ＞１」の場合において、モニタ３３の画面が暗くなりすぎることはない。

また、上記実施形態では、輝度値比率Ｄの値をプロセッサ装置１１で算出する例で説明しているが、光源装置１２に比較回路を設けて、光源装置１２で輝度値比率Ｄを算出してもよい。この場合には、プロセッサ装置１１から光源装置１２に対して画像のデータを送信する必要がある。また、プロセッサ装置１１から光源装置１２に対して、画像の輝度値のみを送信するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、回転検出センサ４０に基づいてロータリーシャッタ３７の異常停止を検出しているが、ロータリーシャッタ３７の異常停止を検出する方法としては、例えば、被検体の撮像を行っているとき、ＣＣＤ２４を駆動させる駆動パルスのタイミングをずらし、ＣＣＤ２４の電荷蓄積期間と、それ以外の期間を逆にする制御を行う。このようにタイミングをずらすと、ロータリーシャッタ３７の正常回転時は、遮光期間にＣＣＤ２４の電荷蓄積期間が重なる。よって、このときに得られる画像は、真っ暗で何も映らず、この画像の輝度値は０になる。そこで、光源装置１２のＣＰＵ４５は、ＣＣＤ２４を駆動させる駆動パルスのタイミングをずらしたとき、プロセッサ装置１１で取得される画像データの輝度値が０であればロータリーシャッタ３７が正常回転で、輝度値が０を超えればロータリーシャッタ３７が異常停止したことを検出するようにすればよい。

上記施形態においては、ＣＰＵ４５は、ロータリーシャッタ３７の異常停止を検出したとき、直ぐにロータリーシャッタ３７の停止位置を検出し、停止位置に応じて絞り調節機構４１を動作させて照明光の光量を許容限界値以下にする制御を行っているが、本発明はこれに限らず、例えば、ＣＰＵ４５のタイマーで計時を行い、ロータリーシャッタ３７の異常停止を検出してから所定時間経過後に、絞り調節機構４１を動作させて照明光の光量を許容限界値にする制御を行ってもよい。

このように、光量の制御を開始するタイミングを遅らせることで、モニタ３３の画面に表示される画像の輝度値の異常な変化が明らかになるので、モニタ３３を通じて異常を知らせることができる。また、異常停止の直後に光量の制御を行わなくても、短時間であれば、発熱による悪影響はそれほど問題にならない。また、異常停止が発生してから、所定期間経過後に

上記実施形態においては、異常停止の直前と直後の画像の輝度値比率Ｄに基づいて、ロータリーシャッタ３７の停止位置を推定して、絞りの開度の最大値を調節しているが、例えば、図６に示す光源装置５０のように、ロータリーシャッタ３７の回転軸の絶対的な回転位置を検出することが可能なアブソリュート式のロータリーエンコーダ５１を用いて、絞りの開度の最大値を調節してもよい。

ロータリーエンコーダ５１は、ロータリーシャッタ３７の回転角の絶対値のデータを出力する。ロータリーシャッタ３７が異常停止したときに、光源装置５０のＣＰＵ５２は、ロータリーエンコーダ５１の出力に基づいて、ロータリーシャッタ３７の停止位置を検出することができる。ＲＯＭ４４には、ロータリーエンコーダ５１が出力する回転角の絶対値と、絞りの開度の調節量との対応関係を記録したテーブルデータが格納されている。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ４４内のテーブルデータを参照して、ロータリーシャッタ３７の停止位置に応じて、絞りの開度の最大値を適切な値に調節することができる。

また、上記実施形態においては、プロセッサ装置及び光源装置を別体にした構成を例に上げているが、本発明はこれに限らず、プロセッサ装置と光源装置とを一体型にした構成としてもよい。さらにまた、上記実施形態では、電子内視鏡１０を例示しているがこれに限らず、超音波トランスデューサが先端部１６ａに一体化された超音波内視鏡や、光学的イメージガイドを採用して被検体の状態を観察する内視鏡（ファイバースコープ）にも適用することができる。

内視鏡システムの外観図である。 内視鏡システムの電気的構成の概略を示すブロック図である。 ロータリーシャッタの平面図である。 ロータリーシャッタの正常回転時及び異常停止時のセンサ出力を示すグラフである。 光源装置の動作の流れを示すフローチャートである。 第２実施例を適用した内視鏡システムの電気的構成の概略を示すブロック図である。

符号の説明

２ 内視鏡システム
１０ 電子内視鏡
１１ プロセッサ装置
１２，５０ 光源装置
３５ 光源
３７ ロータリーシャッタ
３８ モータ
３９ モータドライバ
４１ 絞り調節機構
４２ 絞り駆動ドライバ
４５，５２ ＣＰＵ
５１ ロータリーエンコーダ

Claims (4)

1. 被検体内を照明する照明光を発する光源と、
   前記照明光の光路上に回転可能に取り付けられ、前記照明光を通過させる照明期間、および前記照明光を遮光する遮光期間を一定周期で交互に設けるためのロータリーシャッタと、
   前記照明光の光量を調節するための絞り調節手段と、
   前記ロータリーシャッタの動作を検出する検出手段と、
   前記検出手段で、ロータリーシャッタが異常停止したことが検出されたとき、前記絞り調節手段を動作させて照明光の光量を許容限界値以下にする制御手段とを備えたことを特徴とする内視鏡の光源装置。
2. 前記制御手段は、ロータリーシャッタが異常停止する前後に内視鏡で得られた画像の輝度値の比較結果を元に、前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項１記載の内視鏡の光源装置。
3. ロータリーシャッタの絶対的な回転位置を検出するロータリーエンコーダを備えており、
   前記制御手段は、ロータリーシャッタが異常停止したときの停止位置に基づいて、前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項１記載の内視鏡の光源装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段でロータリーシャッタが異常停止したことが検出されてから所定時間経過後に、前記絞り調節手段を動作させることを特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡の光源装置。

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