JPH02106714A - 内視鏡の調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は液晶素子を用いて内視鏡の調光を行うようにし
た内視鏡の調光装置に関する。

〔従来の技術〕

内視鏡により得られる被写体像を観察、撮影或いは測定
したりする場合、照明強度を適正に制御する必要があり
、その手段として例えば、特開昭６０−５３９２１号公
報や特開昭６０−７６８８８号公報に記載されているよ
うな、液晶フィルターを用いた自動調光装置がある。こ
の装置は、固体撮像素子に入射される光量を検出して、
調光手段によって光路上に配設された液晶フィルターの
透孔部の面積の所要量を自動的に遮光部に変化せしめて
、固体撮像素子に入射される光量を撮像再生に適した大
きさに調整しようとするものであった。

ところが、液晶素子の透光部から遮光部への変化のスピ
ードは液晶素子自体の温度に応して変化する特性があり
、低温であればそのスピードが遅くなり、逆に高温にな
るとそのスピードが速くなる。この液晶素子の温度は主
に内視鏡の挿入先端部の周囲温度や照明光の熱に影響を
受ける。

〔発明が解決しようとする課題〕

そのため、内視鏡によって被写体像を肉眼で観察する分
には遮光が完了する迄待って行なえばよいが、被写体像
の瞬間的な変化等をとらえた写真撮影やリアルタイムで
の測定等が必要な場合、温度によって遮光スピードが変
化したのでは、このような撮影や測定等が困難であり、
結果的に照明強度の調光が出来ないという不具合があっ
た。又、内視鏡の光学系に液晶レンズを採用し、液晶を
駆動させることによって屈折率を調整せしめようとする
場合も、同様に液晶の温度に応してその屈折率の変化の
スピードが変動するので、液晶フィルターと同様な不具
合があった。特に内視鏡の挿入先端部の周囲温度が常温
と比較してかなり差がある場合に、問題が大きい。

本発明はこのような課題に鑑み、液晶素子の温度を可変
制御することによって、常に適正に調光された被写体像
を得られるようにした内視鏡の調光装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による内視鏡の調光装置は、調光手段を備えた液
晶素子に温度調節手段を設けて液晶素子の温度を可変制
御できるようにしたものである。

〔作　用〕

従って、内視鏡の使用時における周囲温度等に拘わらず
、温度調節手段によって液晶素子の温度を適正な駆動温
度域に制御できるから、調光手段による液晶素子の調光
スピードを適正に維持できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示す内視鏡の撮像装
置の概略構成図により説明する。図中、１はライトガイ
ド、２はライトガイド１の入射側端面に配設された光源
、３はライトガイド１の出射側端面の前方であって内視
鏡の挿入部先端面に設けられた照明レンズ、４はライト
ガイド１の出射側端面と照明レンズ３との間に配設され
ていて図示しない被写体を照射する照明光の光量を制御
する液晶フィルターであって、後述する液晶駆動手段に
よって、遮光量が調整せしめられる。５は液晶フィルタ
ー４の外周側面を覆っている断熱材からなる円筒形状の
断熱ホルダーであって、内視鏡の挿入先端部の周囲温度
やライトガイド１の照明光による熱等から液晶フィルタ
ー４を断熱保護する。又、断熱ホルダー５は夫々断熱効
果の異なる異別の断熱材からなる複数のものから成って
いて、必要に応して断熱ホルダー５を交換使用すること
によって液晶フィルター４の温度を可変制御することが
できる。６は挿入部先端面に照明レンズ３と並設された
対物レンズ、７は対物レンズ６の後方の結像位置にその
撮像面が臨むように配設されたＣＯＤ等の固体撮像素子
、８は画像処理装置９内に設けられ固体撮像素子７がら
出力される像信号を処理しＴＶモニター１０に被写体画
像を表示せしめる画像処理回路、１１は演算器１２を介
して画像処理回路８に又液晶フィルター４に接続された
液晶駆動手段であって、画像処理回路８で検出された撮
像素子７への入射光量が撮像、再生等に適した大きさに
なるよう演算器１２で計算して液晶フィルター４の遮光
量を可変制御するようになっている。

本実施例は以上のように構成されており、次にその作用
を説明する。

内視鏡の挿入先端部が被写体を観察すべく所要位置に保
持された状態で、光源２の照明光がライトガイド１及び
液晶フィルター４の遮光部を通過して被写体に照射され
、その反射光は固体撮像素子７で受光されて電気信号と
して画像処理回路８に入力され処理されて、ＴＶモニタ
ー１０に画像表示がなされる。そして同時に、固体撮像
素子７に入射される光量が大きすぎ、画像の撮像、再生
に不適切であれば、液晶駆動手段１１を駆動せしめて液
晶フィルター４の遮光部を増大せしめて被写体の照明強
度を減少させ、また光量が小さすぎれば、逆に液晶フィ
ルター４の遮光部を透光部に変換せしめて照明強度を増
大させて、画像観察に適した光量に調整する。このとき
、液晶フィルター４の温度と、内視鏡の挿入先端部の周
囲温度やライトガイド１の照明光による発熱温度との間
に温度差があっても、断熱ホルダー５によってその温度
差の液晶フィルター４への伝導を殆ど遮断出来、液晶フ
ィルター４を適正な温度範囲に維持できるから、安定し
た遮光スピードが得られる。尚、周囲温度に対して、断
熱ホルダー５を適宜交換すれば、液晶フィルター４・へ
の熱の伝導割合を変化させ、遮光スピードを可変制御す
ることができる。

以上のように本実施例によれば、液晶フィルタ４の外周
側面に温度調節手段である断熱ホルダー５を配設するこ
とによって、液晶フィルター４の温度を制御できてその
遮光スピードを調整することができ、必要に応した適正
な調光ができる。

次に本発明の第二実施例を、第２図に示す内視鏡の撮像
装置における挿入先端部の概略構成図により説明する。

図中、第一実施例と同一部分には同一符号が付されてお
り、１３は対物レンズ６と固体撮像素子７との間の光路
上に配置され液晶駆動用ケーブルを介して図示しない液
晶駆動手段に接続されている液晶レンズであって、液晶
駆動手段によって液晶レンズ１３の屈折率を変化させ、
可変焦点用の多焦点レンズとして用いられる。１４は液
晶レンズ１３の外周側面に装着されたホルダー　１５は
内視鏡の図示しない操作部に供給口を挿入先端面に排出
口＋５３を夫々備え途中で屈曲して液晶レンズ１３の前
面及び後面に密着して両面を覆うように配置された透明
な送気送水用管路であって、その内部に所定温度の気体
又は液体を給送せしめて周囲温度やライトガイド１等の
発熱の伝導を断熱して液晶レンズ１３の温度を調整し得
るようになっている。１６ａ、１６ｂは光路に直交する
送気送水用管路１５の外側表面に夫々設けられた透明窓
であって、夫々管路１５との接触面には水滴が付着しな
いように表面張力を低下させるコーティングがなされて
いる。

本実施例は以上のように構成されているので、図示しな
い液晶駆動手段によって液晶レンズ１３を駆動せしめて
その屈折率を変化させれば、所要の焦点距離に変更でき
る。このとき、液晶レンズ１３の温度と、周囲温度やラ
イトガイド１等の照明光による発熱温度等との間に温度
差があっても、送気送水用管路１５から給送される温度
制御された液体又は気体によって液晶レンズ１３への温
度差の伝導を遮断でき、液晶レンズ１３を適正な温度範
囲に維持できるから、屈折率の変化スピードを安定させ
ることができる。又、送気送水用管路１５内の液体又は
気体の温度を変化させることによって、液晶レンズ１３
の屈折率の変化スピードを制御卸することもできる。

尚、送気送水用管路１５内の液体又は気体は排出口１５
ａから排出されるが、排気排水用管路を接続して操作部
で排出するようにしてよく、また閉ループを形成して循
環させてもよい。

又、液晶レンズ１３に第一実施例の液晶フィルターを接
続して照明強度を調節できるようにしてもよい。

以上のように本第二実施例によれば、液晶レンズ１３に
温度調節手段である送気送水用管路１５を密着配置させ
るごとによって、液晶レンズ１３の温度を制御できて、
その屈折率の変化スピードを調整することができる。

次に本発明の第三実施例を、第３図に示す内視鏡の撮像
装置における挿入先端部と駆動系統の概略構成図に基づ
いて説明する。図中、第一実施例と同一部分には同一符
号が付されており、１７は内視鏡の挿入先端面に配置さ
れていて挿入先端部の周囲温度を測定する温度センサー
、１８は対物レンズ６と固体撮像素子７との間の光路上
に配設された液晶絞り、１９は液晶絞りＩ８の外周側面
に配設されていてヒータ又はベルチェ素子等の温度調節
部材を内蔵したホルダー、２０は光路外のホルダー１９
に取付けられていて液晶絞り１８の温度を測定するため
の液晶温度センサー　２１は温度センサー１フ、ボルダ
−１９及び液晶温度センサー２０に夫々接続されている
サーモスタットであって、液晶絞り］８の基準温度が設
定されていて、温度センサー１７で周囲温度が測定され
ると、図示しない演算回路を介してホルダー１９内の温
度調節部材が作動して液晶絞り１８の温度が上下動せし
められ、液晶温度センサー２０で測定される温度が基準
温度からずれないように、周囲温度との差に基づく液晶
絞り１８の温度変化を事前に調整し、液晶絞り１８の温
度が常に適正温度範囲内に維持されるようになっている
。

ここで液晶絞り１８の構造を第４図により説明すれば、
２２ａ、２２ｂは夫々前面及び後面に設けられた偏光板
、２３ａ、２３ｂは夫々偏光板２２ａ、２２ｂの内側に
設けられたガラス製の支持板、２４は両支持板２３２．
２３ｂ間に設けられた円環状のスペーサ、２５はスペー
サ２４間に設けられた円柱形状の液晶層、２６は液晶層
２５と一方の支持板２３ａとの間に設けられた液晶層２
５と同一径の円板状の第一透明電極、２７は液晶層２５
と他方の支持板２３ｂとの間に設けられ中央開口部２７
ａが穿孔されていて外径が第一透明電極２６と同一の第
二透明電極であって、第一透明電極２６と共に液晶駆動
回路１１に接続されており、液晶駆動回路１１の作動に
より第−及び第透明電極２６．２７に通電すると、第４
図（Ｂ）に示すように中央開口部２７ａを残して液晶層
２５の他の部分が透光状態から遮光状態に変化して光量
が絞り込まれ、画電極２６．２７への通電が遮断される
と同図（Ｃ）に示すように液晶層２５が全面的に透光状
態に変化せしめられる。又、第二透明電極２７を同心円
上に分割配置することによって、同図（Ｄ）、（Ｅ）に
示すように絞りの口径を３種又はそれ以上に制御できる
ようにしてもよい。

本実施例は以上のように構成されていて、固体撮像素子
７で受光された像信号が画像処理装置９で処理されてＴ
Ｖモニター１０で表示されると共に、受光された光量に
応して液晶駆動回路１１が作動せしめられ、所要の電圧
及び周波数を出力して液晶絞り１８を駆動させて遮光量
を制御する。

同時に液晶絞り１８の温度も、周囲温度やライトガイド
１の発熱温度等に拘わらず、ホルダー１９内の温度調節
部材等によって適正範囲内に制御されるので、安定した
遮光スピードが得られる。又、サーモスタット２１の基
準温度を可変制御することによって液晶絞り１８の温度
を調整することができてその遮光スピードを制御するこ
とができる。

尚、ホルダー１９．温度センサー１７．２０及びサーモ
スタット２１は温度調節手段を構成する。

以上のように本第三実施例によれば、液晶絞り１８の温
度を制御できて、その遮光部の遮光スビＦを調整するこ
とが出来、又液晶絞り１８を配置することによって絞り
機構に関して複雑な機構が不要心こなり装置の小型化を
図ることが出来、更にフィルターの場合と比較して、絞
り込むことδこよって被写界深度が広がって、合焦域即
ち観察可能範囲が拡大する。

次に本発明の第四実施例を、第５図に示す内視鏡の挿入
先端部の概略構成図により説明する。図中、他の実施例
と同一部分には同一符号が付されており、２８は図示し
ない液晶駆動回路に接続されている液晶絞り、２９は液
晶絞り２８の外周側面に設けられた第一実施例と同様な
断熱ボルダ−３０は液晶絞り２８．対物レンズ６、照明
レンズ３等を含んでいる先端部であって、一方の面に形
成された凹状の接合部３０ａの内側面に設けられた螺合
部３０ｂを、固体撮像素子７やライトガイド１を備えた
基部３１の凸状の接合部３１ａの外側面に設けられた螺
合部３１ｂに螺合させることによって、基部３１に取外
し可能に装着されている。そして、この先端部３０を複
数個備え、夫々駆動温度域の異なる液晶物質からなる液
晶絞り２８を設けて、内視鏡使用時に観察すべき部位又
は場所等の周囲温度域に合わせて適切な液晶絞り２８を
備えた先端部３０を選択して基部３１に装着することに
より、断熱ホルダー１９と共に液晶絞り２８の遮光スピ
ー１゛を調整することができる。

尚、上記各実施例は像伝送手段として固体撮像素子７が
用いられているが、これに替えでイメージガイドや他の
受光素子を採用してもよい。

又、液晶駆動回路１１．演算器１２５画像処理回路９等
は調光手段を構成するものとする。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明による内視鏡の調光装置によれば、温
度調節手段によって液晶素子の温度を可変制御できるよ
うにしたから、周囲温度等に拘わらず常に適正に調光さ
れた被写体像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す内視鏡の撮像装置の
概略構成図、第２図は本発明の第二実施例を示す内視鏡
の挿入先端部の概略構成図、第３図は本発明の第三実施
例を示す内視鏡の挿入先端部及び駆動系統を示す図、第
４図は液晶絞りを示すものであって、（Ａ）は内部構成
を示す断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は夫々異なる透孔部径を
示す縦断面図、（Ｄ）、（Ｅ）は（Ａ）乃至（Ｃ）とは
別の液晶絞りの夫々異なる透孔部径を示す縦断面図、第
５図は本発明の第四実施例を示す内視鏡の挿入先端部の
概略構成図である。 ４・・・・液晶フィルター、５．２９・・・・断熱ホル
ダー　７・・・固体撮像素子、８・・・・画像処理回路
、１１・・・・液晶駆動回路、１３・・・液晶レンズ、
１５・・・送気送水用管路、１７・・・・温度センサー
１．８．２８・・・・液晶絞り、２０・・　液晶温度セ
ンサー　２１・・・・サーモスタツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　通過する光量を可変制御し、又は通過する光の屈折率
   を可変制御する調光手段を備えた液晶素子が光路上に配
   設された内視鏡の調光装置において、前記液晶素子に温
   度調節手段を設けて前記液晶素子の温度を可変制御し得
   るようにしたことを特徴とする調光装置。