JPH0141964B2 - - Google Patents

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JPH0141964B2
JPH0141964B2 JP18570081A JP18570081A JPH0141964B2 JP H0141964 B2 JPH0141964 B2 JP H0141964B2 JP 18570081 A JP18570081 A JP 18570081A JP 18570081 A JP18570081 A JP 18570081A JP H0141964 B2 JPH0141964 B2 JP H0141964B2
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    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、視野内の明るさむらをなくした内視
鏡等の照明装置付撮像装置に関するものである。
従来の内視鏡は、例えば第１図に示した如く、
体内を観察している際に内視鏡先端部１の照明光
学系２から物体面３までの距離が視野方向によつ
てあまり変わらない場合には、ほぼ均一に照明さ
れた視野を得ることが出来た。しかし、第２図に
示した如く、腸壁のような形状をした部位を見る
場合には、視野内の方向によつて物体面３までの
距離が著しく異なるため視野の中に特に明るい部
分と暗い部分が生まれてしまい、この明るい部分
は目で観察する場合はあまり問題にはならない
が、内視鏡の観察光学系４にテレビカメラや電子
カメラ（レンズ等により被写体の像を形成し、そ
の像の光強度分布を電気信号に変換して適当な処
理を施すことにより画像情報を得る方式のカメ
ラ）を内視鏡に取付けて撮影する場合には、テレ
ビカメラや電子カメラに用いられている撮像管や
固体撮像素子等の電子的撮像手段は目に比べて露
出寛容範囲が挾いので、すぐにハレーシヨンを起
こし、観察が不可能になつてしまうという問題が
あつた。同じ問題は、イメージガイドの代わりに
CCD等の固体撮像素子を用いた内視鏡でも起こ
る。
本発明は、上記問題点に鑑み、視野内の明るさ
むらが生じず、そのための構成も簡単である内視
鏡等の照明装置付撮像装置を提供せんとするもの
である。以下第３図乃至第７図に示した一実施例
に基づきこれを説明すれば、第３図はビデオスコ
ープの構成を模式的に示したもので、５は出射端
が照明レンズ２の後方に配置されたライトガイ
ド、６は光源ランプ、７は光源ランプ６の光をラ
イトガイド５の入射端に集光せしめるための集光
レンズ、８は光源ランプ６及び集光レンズ７が一
緒に固定されていて図面の上下方向に回動可能と
なつている台、９は台８が枢着されていて図面の
垂直方向に回動可能となつている支軸、１０は台
８を図面の上下方向及び垂直方向に動かす駆動装
置である。一方、内視鏡先端部の対物レンズ４の
結像位置にはCCD等の固体撮像素子３０が設け
られており、この固体撮像素子３０から得られる
画像信号が画像信号処理装置２９に供給される。
画像処理装置２９は前記画像信号を処理して観察
用画像を表示すべく図示しないモニターテレビに
映像信号を供給すると共に、前記画像信号に基づ
いて固体撮像素子３０が受けた像の明るさ分布を
検出し、この検出信号に基づいて駆動装置１０を
制御するように構成されている。
尚、ライトガイド５は、イメージガイドのよう
にフアイバー一本一本について入射端と出射端の
位置が完全に対応していなくても良く、通常のラ
イトガイドがそうであるように概略対応していさ
えすれば良い（このようなライトガイドをTLG
と呼ぶ）。例えば、第４図に示した如く、フアイ
バーの何本かが塊となつて対応しているものでも
良い。この場合、各フアイバーの塊１と１′，２
と２′、３と３′、４と４′が夫々に対応している
が、塊１の内部に含まれる何本かのフアイバーの
相対位置が塊１′のフアイバーの相対位置と一致
しなくても良い。又、塊１の内部に含まれるフア
イバーのうちの一部が多少塊２′，３′，４′へ入
り込んでいても良い。或は、第５図に示した如
く、幾つかのライトガイドを束ねたものでも良
い。この場合、１，２，……，９は夫々一つのラ
イトガイドである。
本発明による撮像装置は上述の如く構成されて
いるから、例えば第２図のような明るさのむらが
生ずる状況になつたとすれば、第６図に示すよう
に固体撮像素子３０上に対物レンズ４により形成
された像（視野）２０内の明るさ分布の情報を含
む画像信号が固体撮像素子３０から画像処理装置
２９に供給される。画像処理装置２９はこの信号
から明るさ分布を検知して駆動装置１０に制御信
号を送るので、該駆動装置１０により台８が回動
せしめられ、その結果光源ランプ６を発した光の
集光レンズ７による集光点Ｐの位置はライトガイ
ド５の入射端面上で変化する。集光点Ｐの位置が
ライトガイド５の入射端面上で変化すると、後述
の原理により照明光学系２から出る光の配光が変
化するので、明るさのむらをなくす方向に台８を
回動せしめれば内視鏡の明るさのむらがなくな
り、良好な像が得られる。尚、台８は駆動装置１
０によらず手動で動かしても良い。
次に、集光点Ｐの位置がライトガイド５の入射
端面上で変化すると照明光学系２から出る光の配
光が変化する原理について詳述する。第７図に示
した如く、ライトガイド５の内部が三つの部分
Ａ，Ｂ，Ｃに分かれていて、夫々入射端と出射端
の対応がついているものとする。一般にライトガ
イドから出射される光の内ライトガイドの軸に平
行な光が最大の強度を持ち、これを主光線と呼
ぶ。この三つの部分Ａ，Ｂ，Ｃから出射される主
光線は、照明光学系（この場合は凹レンズ）２で
屈折されて光線ａ，ｂ，ｃとなり、光線ａ，ｂ，
ｃはその進行方向が異なるため内視鏡視野の異な
る部分を照明する。第７図に示したことく集光点
Ｐが部分Ｂの入射端面にあれば光線ｂが強くなつ
て視野中央が明るくなり、集光点Ｐが部分Ａの入
射端面に来れば光線ａが強くなつて視野の上方が
明るくなり、集光点Ｐが部分Ｃの入射端面に来れ
ば光線ｃが強くなつて視野の下方が明るくなる。
かくして、照明光学系２からの出射光の配光が変
化する。この場合、集光点Ｐには広がりがあるの
で、集光点Ｐが部分Ａの入射端面にある場合でも
部分Ｂ，Ｃへ光を入れることが可能である。
尚、画像処理装置２９は、ライトガイド５の入
射端と出射端の対応関係がわかつている場合に
は、明るさむらを減じる方向に台８を動かす信号
を駆動装置１０に送れば良いし、該対応関係がわ
からない場合（わかつている場合でも良いが）に
は、台８を多少動かしてみてその結果明るさむら
が減つたか増したかを計算し、もし明るさむらが
減るならその方向に台８を動かし続け、もし逆に
増えたなら逆方向に台８を動かすような信号を送
れば良い。
次に、他の照明装置の例を示せば、第８図は光
源ランプ６及び集光レンズ７が固定された台８を
ライトガイド５の入射端面に平行に移動させるこ
とによつて集光点Ｐの位置を変える例を示してい
る。第９図は、集光レンズ７だけをライトガイド
５の入射端面に平行に移動させることによつて集
光点Ｐの位置を変える例を示している。尚、集光
レンズ７を固定して光源ランプ６を平行移動させ
るか、或は光源ランプ６と集光レンズ７を独立し
て動かすことにより集光点Ｐの位置を変えても良
い。第１０図は集光レンズ７とライトガイド５の
入射端面との間に厚いガラス板２２を配置し、該
ガラス板２２を光軸Ｏに対して傾けることによつ
て集光点Ｐを移動させる例を示している。この場
合、ガラス板２２を熱線吸収ガラスにしておけ
ば、ライトガイド５の入射端面の温度上昇を押さ
える効果も得られる。第１１図は光源６及び集光
レンズ７を固定してライトガイド５の入射端を動
かすようにした例を示している。第１２図は輝点
（フイラメント）の大きな光源ランプ２３を用い
た例を示しており、これはライトガイド５の入射
端面に一様に結像した輝点の像を該入射端面と集
光レンズ７との間に挿入されたシヤツター２４に
より部分的にカツトすることにより配光を変える
ようにしたものである。この場合、シヤツター２
４は光源ランプ２３と集光レンズ７との間に挿入
しても良いし、二枚以上用いても良い。
第１３図はライトガイドの他の例を示してお
り、このライトガイド２５は出射端で中央にある
フアイバーが入射端では周辺の一部に来ているも
のである。これを第１４図に示した如く用いれ
ば、集光点Ｐの位置を動かすことにより視野の中
央を明るくしたり周辺を明るくしたりすることが
出来る。第１５図はライトガイド２５を用いた他
の照明装置の例を示しており、集光レンズ７を光
軸に沿つて動かすことによりライトガイド２５の
入射端面上の集光点をぼかして大きくしたり或は
集光させて小さくしたりすることにより配光を変
えるようにしたものである。
第１６図はライトガイドの更に他の例を示して
おり、このライトガイド２６は出射端で中央にあ
るフアイバーが入射端では周辺に来ており且つ出
射端で周辺にあるフアイバーが入射端では中央に
来ているものである。これを第１７図に示した如
く用いれば、集光点Ｐがライトガイド２６の入射
端面の中央に来ている時は視野周辺が明るく照ら
され、集光点Ｐがライトガイド２６の入射端面の
周辺に来ている時は視野中央が明るく照らされ
る。尚、集光レンズ７は光軸Ｏに垂直な方向ばか
りでなく、光軸Ｏと平行に動かすようにしても良
い。即ち、光軸Ｏと平行に動かして集光点Ｐをラ
イトガイド２６の入射端面上でぼかしてやれば、
入射端面の中央と周辺が両方とも照明されるの
で、視野内を均一に照明することが出来る。
第１８図は入射端が二股に分かれたライトガイ
ド２７を用いた他の照明装置の例を示しており、
二股に分かれた入射端に対応するように二つの光
源ランプ６及び二つの集光レンズ７を配置したも
のである。この場合、二つの光源ランプ６の光量
比を自動調整することによつて明るさむらを取る
ようになつている。尚、ライトガイド２７の入射
端を三つ以上に分けて夫々に対応する光源ランプ
６及び集光レンズ７を設けるようにしても良い。
又、光源ランプ６を明るさを変えるには例えば電
源電流を変えても良いし、シヤツター２４を用い
ても良いし、シヤツター２４の代わりにフイルタ
ー（図示されていない）を用いても良い。
第１９図は異なる方向を照明する二本の照明系
を用いた他の照明装置の例を示しており、二つの
光源ランプ６の光量比を調整することで明るさの
むらをなくすことが出来る。第２０図は第１８図
に示したライトガイド２７の入射端と出射端とを
逆にして用いた例を示しており、光源ランプ６及
び集光レンズ７とライトガイド２７の入射端との
位置関係を変えることによりライトガイド２７の
入射端面上の集光点Ｐの位置を変えることにより
視野内の明るさのむらをなくすことが出来る。第
２１図は通常のライトガイド５を用いると共に、
光源ランプ６と集光レンズ７がほぼライトガイド
５の入射端を中心に回動するようになつている例
を示しており、ライトガイド５の軸ｌと集光レン
ズ７の軸ｍとのなす角αが大きい程ライトガイド
５の出射端からの光の出射角ωが大きくなるの
で、画面の明るさのむらに応じて角度αを変える
ことにより配光の調節を行えば、明るさのむらの
ない画面が得られる。
次に、本発明による撮像装置の他の実施例につ
いて説明すれば、第２２図は内視鏡にテレビカメ
ラを取付けた例を示している。この実施例では、
内視鏡が対物レンズ４により形成された物体像を
入射端で受けこれを接眼部まで伝達するイメージ
ガイド１２と、イメージガイド１２の射出端に現
れた像を観察する接眼レンズ１３とを備えてお
り、所謂フアイバーフコープと呼ばれているもの
である。この内視鏡の接眼レンズ１３の後方に撮
像管又は固体撮像素子３０を内蔵したテレビカメ
ラ２８を装着して成る内視鏡用テレビ撮像システ
ムが本実施例である。第１図と同じ符号を付した
ものの機能は第１図の実施例と同じである。固体
撮像素子３０から得られる画像信号は画像処理装
置２９に供給される。そして、画像処理装置２９
により明るさむらを検出し、明るさむらをなくす
ように台８を動かす信号を駆動装置１０に入力せ
しめることによつて自動調光が可能となる。
これらの実施例からも明らかなように、本発明
による照明装置付撮像装置において、観察用画像
信号を得るために設けられた固体撮像素子等の電
子的撮像手段から得られる画像信号を電気的に処
理することにより視野の明るさむらを検知するよ
うにしているので、明るさむら検知用の受光素子
等を別に設ける必要がなく、極めて簡単な構成で
照明の均一化を達成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は従来の内視鏡による照明状
態を示す断面図、第３図は本発明による照明装置
付撮像装置の一実施例を示す断面図、第４図及び
第５図は夫々上記実施例に用いられるライトガイ
ドの例を示す斜視図、第６図は上記実施例に用い
られる受像素子の例を示す正面図、第７図は上記
実施例の照明装置の配光を変化させる原理を示す
図、第８図乃至第１２図は夫々他の照明装置の例
を示す図、第１３図は他のライトガイドの例を示
す斜視図、第１４図及び第１５図は上記他のライ
トガイドを用いた他の照明装置の例を示す図、第
１６図は更に他のライトガイドの例を示す図、第
１７図は上記他のライトガイドを用いた他の照明
装置の例を示す図、第１８図乃至第２１図は夫々
他の照明装置の例を示す図、第２２図は本発明に
よる照明装置付撮像装置の実施例を示す図であ
る。 １……内視鏡先端部、２……照明光学系、３…
…物体面、４……観察光学系、５……ライトガイ
ド、６……光源ランプ、７……集光レンズ、８…
…台、９……支軸、１０……駆動装置、２０……
像（視野）、２２……ガラス板、２３……光源ラ
ンプ、２４……シヤツター、２５，２６，２７…
…ライトガイド、２８……テレビカメラ、２９…
…画像処理装置、３０……固体撮像素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 物体を照明する照明装置と、該照明装置によ
    り照明された物体の像を形成する結像光学系と、
    該結像光学系により形成された像を受ける電子的
    撮像手段と、該電子的撮像手段より出力される観
    察用画像信号を受けて前記物体の明るさ分布を検
    出する画像信号処理装置と、該画像信号処理装置
    の出力により前記照明装置から物体に照射される
    照明光の明るさ分布を制御する制御装置とを備え
    た照明装置付撮像装置。 ２ 前記照明装置が光源と、光源からの光を入射
    端面で受けて射出端面まで伝達する光学繊維束か
    ら成るライトガイドと、該ライトガイドからの射
    出光を物体に向けて照射させる照明レンズとを備
    えており、前記光学繊維束は各光学繊維の前記入
    射端面における位置と前記射出端面における位置
    とが所定の関係を有するものであることを特徴と
    する特許請求の範囲１に記載の照明装置付撮像装
    置。 ３ 前記結像光学系が内視鏡先端部に設けられて
    おり、前記電子的撮像手段が内視鏡先端部に設け
    られた固体撮像素子であることを特徴とする特許
    請求の範囲１に記載の照明装置付撮像装置。
JP56185700A 1981-11-19 1981-11-19 照明装置付撮像装置 Granted JPS5887523A (ja)

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JP56185700A JPS5887523A (ja) 1981-11-19 1981-11-19 照明装置付撮像装置
DE3249613A DE3249613C2 (de) 1981-11-19 1982-11-19 Optisches Bildbeobachtungsgerät
DE3242716A DE3242716C2 (de) 1981-11-19 1982-11-19 Optisches Bildbeobachtungsgerät

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JPS5887523A JPS5887523A (ja) 1983-05-25
JPH0141964B2 true JPH0141964B2 (ja) 1989-09-08

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