JPH07184109A - 調光回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像手段と光源手段との組み合わせが限定さ
れず、無調整でハンチングが生じない、動作が円滑かつ
応答性に優れた調光回路が実現する。 【構成】 操作者が外部メモリ１５への書き込みを指示
すると、ＣＰＵ１４は絞りはね１２を一定刻みでステッ
プ動作させて、その時の被写体照度に比例した信号を順
次入力して、順次入力する信号の隣合う信号で差分を求
め、その差分値に所定の演算を行い、外部メモリ１５に
絞りはね１２の絞り位置又は開度をアドレスとして書き
込む。全絞り位置又は開度に対するデータの書き込みが
完了すると、書き込みを禁止して、随時絞り位置又は開
度に応じたデータを読み出して、データに応じてループ
ゲインを補正し、その後、位相補正回路１０で位相補正
し絞りはね駆動部１８を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像する被写体に供給
される照明光を調光する調光回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等の発展はめざまし
く、ビデオカメラ等に用いられる撮像手段においては、
被写体からの光に基づき露光を調節することで被写体像
を確実に撮像する撮像装置が種々提案されている。これ
らの撮像装置においては光源装置を設けることで、被写
体に対して適正な照明光を照射して、撮像するものがあ
る。このような光源装置では、撮像手段が撮像する被写
体に対して供給する照明光を調光する調光回路を設けて
いた。

【０００３】従来の上記調光回路は、被写体光量に比例
した映像信号を積分した信号を基準信号と比較して差分
を求め、その差分に応じて絞りを駆動して基準信号と映
像信号を積分した信号が一致するように動作すると共
に、位相補償回路によりハンチングを抑制している。

【０００４】又、例えば応答性を改善するために、特開
平２−２６６７６９号公報に示されるように絞りの位
置、又は開度に応じてループゲインを可変したり、被写
体照度に応じてループゲイン又は応答速度を可変する方
法がとられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来構成では、ビデオカメラ等からの撮像信号を信号処
理するＣＣＵと被写体に照明光を供給する光源との組み
合わせ設定が限られおり、ＣＣＵと光源との組み合わせ
が所定の組み合わせでしか、調光動作を適正に行うこと
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、撮像手段と光源手段との組み合わせが限定され
ず、無調整でハンチングが生じない、動作が円滑かつ応
答性に優れた調光回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の調光
回路は、照明光を供給する照明光供給手段と、前記照明
光供給手段により供給される前記照明光を被写体に照射
する照射手段と、前記照射手段により照射された前記被
写体からの戻り光の光量を検出する光量検出手段と、前
記光量検出手段が検出する前記戻り光の光量に基づき、
前記照明光供給手段が供給する前記照明光の光量を制御
する光量制御手段と、前記照射手段の各絞り位置での絞
りのゲインに基づいて、前記光量制御手段の応答性を補
正する補正値を算出する算出手段と、前記算出手段が算
出した前記補正値を記憶する補正値記憶手段とを備え、
前記光量制御手段は、前記補正値記憶手段に記憶された
前記補正値に基づき、前記光量制御手段の応答性を補正
することで、撮像手段と光源手段との組み合わせが限定
されず、無調整でハンチングが生じない、動作が円滑か
つ応答性に優れた調光回路の実現を可能とする。

【０００８】

【実施例】図１乃至図１４は本発明の第１実施例に係わ
り、図１は調光回路の第１実施例としての光源装置を備
えた内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の光源
装置の外観を示す外観図、図３は図２の光源装置のダク
ト本体の拡大図、図４は図２の光源装置のダクト本体の
変形例の拡大図、図５は図４の細バネと筐体の突起の拡
大図、図６は図１のランプからの照明光の光学系の構成
を示す構成図、図７は図６の光学系に用いられる絞りは
ねの一例の構成を示す構成図、図８は図７の絞りはねの
透光孔の構造を説明する説明図、図９は図６の光学系に
用いられる絞りはねの第１の変形例の構成を示す構成
図、図１０は図６の光学系に用いられる絞りはねの第２
の変形例の構成を示す構成図、図１１は図１０の絞りは
ねの第２の変形例の詳細な構成を示す断面図、図１２は
図１の光源装置による絞りはねの絞り位置と絞り量及び
絞り率の関係を示す特性図、図１３は図１の電子内視鏡
の入射光に対するＣＣＤの出力の特性を示す特性図、図
１４は図１の光源装置のＣＰＵによる調光のループゲイ
ンの補正を説明する説明図である。

【０００９】第１実施例の内視鏡装置は、図１に示すよ
うに、体腔内に挿入される電子内視鏡１と、前記電子内
視鏡１の出力信号を入力してビデオ信号を出力するカメ
ラコントロールユニット２（以下ＣＣＵと記す）と、前
記電子内視鏡１へ光を供給する光源装置３とで構成さ
れ、前記ＣＣＵ２は前記電子内視鏡１内の被写体像を電
気信号に変換する固体撮像素子４ｂの出力信号を増幅す
るプリアンプ５と、前記プリアンプ５の出力信号を任意
の時定数で平滑する直流化回路６と、図示しないビデオ
処理回路で構成される。

【００１０】前記光源装置３は、操作者のパネル操作に
より任意の明るさに設定可能な明るさに応じた信号を出
力する基準信号発生回路７と、前記直流化回路６の出力
信号を入力して前記基準信号発生回路７の出力信号と比
較して差分を出力する比較回路８と、前記比較回路８の
出力信号を外部からの制御信号に応じてゲインを切り換
えるゲインコントロールアンプ（以下ＧＣＡと記す）９
と、周波数特性を補正する位相補正回路１０と、被写体
を照明するランプ１１と、前記ランプ１１の出射光量を
絞る絞りはね１２と、前記絞りはね１２を動かす絞りは
ね駆動部１８と、前記絞りはね１２の駆動軸に連動して
軸が動くポテンショメータ１３と、前記直流化回路６の
出力と前記ポテンショメータ１３の出力を入力して所定
の演算を行うＣＰＵ１４と、前記ＣＰＵ１４に接続され
前記ポテンショメータ１３の出力に対応したアドレス信
号に応じて前記ＣＰＵ１４の演算データを記憶する外部
メモリ１５と、前記外部メモリ１５のアドレス信号に応
じたデータを前記ＣＰＵ１４で読み取り後、出力するデ
ータを入力しＧＣＡ９のゲイン切り換えの制御端子に出
力するゲイン切り換え信号発生回路１６と、前記ＣＰＵ
１４の出力と前記位相補正回路１０の出力を入力して調
光セットＳＷの出力により所定の演算を開始してから終
了するまでの間、前記ＣＰＵ１４の出力を選択する切り
換えスイッチ１７とで構成され、前記ランプ１１からの
照明光は絞りはね１２を介して前記電子内視鏡内１を挿
通するライトガイド４ａにより電子内視鏡１の先端に伝
送され先端前方に照射されるようになっている。

【００１１】前記光源装置３は、図２に示すように、光
源装置３の筐体２１には内側よりダクト本体２２が固定
されている。図３に示すように、ダクト本体２２にはダ
クト本体２２をほぼ同面積で全面覆っているカバーメッ
シュ２３がビス２５によって取り付けられている。カバ
ーメッシュ２３には４ケの板バネ２４が一体的に固定さ
れている。板バネ２４は無負荷状態では筐体２１に空い
ているダクト本体２２の取り付け穴よりも大きく広が
る。

【００１２】この構造においてダクト本体２２とカバー
メッシュ２３を合わせて外側から筐体２１の取り付け穴
に押し込むと、カバーメッシュ２３に一体化された板バ
ネ２４が筐体２１の穴を通過した時点で広がることによ
り板バネ２４の弾性力でダクト本体２２が筐体１に固定
される。このような構造にすることで、ダクト本体２２
を工具を用いず簡単にしかも短時間で筐体２１に固定す
ることを可能とする。

【００１３】なお、ダクト本体２２の変形例の構成とし
て、図４に示すような構成とすることができる。すなわ
ち、構成は図３とほぼ同じであるが、ダクト本体２２に
メッシュ２６と４ケの細バネ２７がビス２５によって固
定されている。細バネ２７は筐体２１のダクト本体２２
の取り付け面と平行に回転可能であり、筐体２１には細
バネ２７の回転円周内にそれぞれ２ケの突起２８が設け
てある。図５に細バネ７と筐体１の突起８の拡大図を示
す。

【００１４】この構成においてダクト本体２２とメッシ
ュ２６を合わせて外側から筐体２１の取り付け穴に入れ
た後、４ケの細バネ２７を回転させ対応する筐体２１の
２ケの突起２８の間に移動させる。すると４ケの細バネ
２７の弾性力によりダクト本体２２は筐体２１に固定さ
れる。このような構造であれば、図３と同様にダクト本
体２２を工具を用いず簡単にしかも短時間で筐体２１に
固定することができる。

【００１５】ここで本実施例の絞りはね１２では、従来
の絞りはねと異なる構成の絞りはねを用いることができ
る。つまり、図６及び図７に示すように、外周部にギヤ
３５が切ってある絞りはね１２が光源装置３内に設置さ
れており、その設置位置は絞りはね１２の扇の円部と同
じ回転中心を持ちかつ回転中心から一定距離の絞りはね
１２上の軌線３７が常にランプ１１、集光レンズ郡３２
の中心軸を通る光軸３１を通るよう孔３６を回転中心と
して回動自在に固定されている。

【００１６】絞りはね１２には孔３６を通り等角度で並
んでいる軌線ａ，ｂ，ｃ，…，ｍ、…上に等間隔に透光
孔３８が配置されており、透光孔３８は図９に示すよう
に軌線ａ上で絞りはね１２に対して垂直で、ｂ，ｃ，
…，ｍに進むに従って光軸３１に対して傾斜しながら開
いている。なお透光孔３８は同一線上では同一角度の孔
が開いている。さらに、絞りはね１２の外周ギヤ３５に
は絞りはね駆動部１８としてのモータ１８ａと直結して
いる平歯車が連結している。

【００１７】そして、モータ１８ａにより絞りはね１２
を回転させていくと光軸３１に対して透光孔３８は軌線
ａ上から軌線ｍ上へと変化する。透光孔３８は上記した
通り、軌線ａから軌線ｍにいくに従って光軸３１に対し
て傾斜が変化するため絞りはね１２を通るランプ光の透
過光量は変化する。

【００１８】つまり、絞りのハンチング抑制等の問題で
ギヤは一定以上の減速比が必要で、そのために平歯車の
径を大きくする必要があり、絞り駆動機構部が大型化
し、機器の小型化に不利であったが、外周ギヤ３５を備
えた絞りはね１２内部に絞り調整要素としての透光孔３
８を設け、絞りはね１２が絞りの調節に必要なギヤ部以
外のギヤ部を取り除き扇形状とすることで、円形の歯車
とくらべて絞り駆動機構部の小型化、及び部品点数の削
減による組立性の向上をはかることを可能としている。

【００１９】また図９に示すように、図７で示した絞り
はね１２の変形例である絞りはね１２ａを、図７の例が
基線ａ，ｂ，ｃ，…，ｍ上に配置してある透光孔３８の
光軸３１に対する傾斜を変化させ透過光量を変化させて
いるのに対し、絞りはね１２ａでは、通過する光の光軸
３１に対する透光孔３８の傾斜はなく全て垂直である
が、軌線ａから軌線ｍにいくに従って孔の径を徐々に小
さくし、透過光量を変化させて構成することができる。

【００２０】また、図７及び図９以外の絞りはね１２、
１２ａの変形例としては次のような構成のものでも良
い。

【００２１】すなわち、光源装置の光量を調整する絞り
はね１２ｂにおいて、図１０に示すように、ＳＵＳ材等
の母材に写真腐食で大きさの変化する孔４２を開け、光
が当たる領域の開口面積を変化させることによって絞り
はねを通る透過光量を変化させ光源出射光量を調整す
る。

【００２２】ここで、光源出射光量を極限まで絞るため
に光を最も絞る領域４３の孔４２全ての総開口面積を小
さくしたいが、孔４２の数を減らすと光源出射量の配光
を損なうために孔４２の数を減らさず孔４２の径を小さ
くしなければならない。しかし、従来のＳＵＳ材等の母
材に写真腐食で孔を開ける方法では母材の板厚と同じ寸
法の径の孔を開けるのが限界で、孔の径を小さくするた
めに母材の板厚を薄くすると絞りはね１２ｂの剛性が弱
くなり、又光の熱で絞りはね１２ｂに反りが発生してし
まう。又限界以上の孔を開けると孔４２の径がまちまち
となる。

【００２３】そこで、剛性が高く、熱にも強く、配光を
損なうことなく極限まで光量を絞ることのできる絞りは
ね１２ｂでは、図１１に示すように、絞りはね１２ｂの
母材は銅層４５を２層のニッケル層４６ではさんだ３層
構造で構成する。絞りはね１２ｂの母材に孔４２を開け
る方法は、最初に外側両層のニッケル層４６だけを求め
ている孔の径４４より大きい径で腐食し、その後中間層
の銅層４５だけを腐食させる溶剤で求めている孔の径４
４を開ける。この方法で絞りはね１２ｂ自身の板厚を薄
くすることなく絞りはね１２ｂの板厚寸法より小さい銅
層４５の厚みと同等の寸法の径の孔４２を開けることが
でき、剛性が高く、熱にも強く、出射光の配光を損なわ
ずに、極限まで光量を絞ることが可能となる。

【００２４】次にこのように構成された本実施例の内視
鏡装置の作用について説明する。

【００２５】図１において、電源投入後、操作者が初期
設定のため調光セットＳＷを押すと、ＣＰＵ１４は絞り
位置に対する本調光回路のゲインを求めるための所定の
演算を開始する。又切り換えスイッチ１７はＣＰＵ１４
の出力を入力信号として選択する。ＣＰＵ１４は、ポテ
ンショメータ１３の出力が一定量毎にステップ変化する
ように絞りはね駆動部１８に出力する。

【００２６】具体的には、ＣＰＵ１４でポテンショメー
タ１３の出力をモニタし、ポテンショメータ１３の出力
が絞りはね１２が全開から閉じる方向に一定間隔で階段
状に変化するよう、同様に階段状に変化するカウンタの
値とポテンショメータ１３の出力が一致するようにＣＰ
Ｕ１４で制御する。このようにして絞りはね１２をステ
ップ動作させて、各位置での直流化回路６の出力信号レ
ベルをＣＰＵ１４は入力する。

【００２７】図１２（ａ）の絞り位置と絞り量の関係か
ら、絞りはね１２のステップ動作時の各位置での直流化
回路６の出力信号レベルＶn と現在の絞り位置の１ステ
ップ前の位置での直流化回路６の出力信号レベルＶn-1
の差信号Ｖn-1 −Ｖn と算出し、絞りはね１２が全開放
時の直流化回路６の出力レベルＶmax との比を求める。
そして、各絞り位置における直流化回路６の出力信号レ
ベルと１ステップ前の位置の直流化回路６の出力信号レ
ベルの差（Ｖn-1 −Ｖn）で、全開放時の直流化回路６
の出力信号ＶMAXで割り、定数Ａをかける。この値、す
なわち図１２（ｂ）に示す絞り率をポテションメータ１
３の出力信号に対応したアドレス信号で外部メモリ１５
に書き込む。

【００２８】絞りはね１２が全閉するまで、上記所定の
処理を行うと、ＣＰＵ１４の切り換えスイッチ制御出力
により切り換えスイッチ１７は位相補正回路１０の出力
を選択する。

【００２９】これから以降は通常の自動調光回路と同様
である。つまり、図１３に示すように、被写体の光量に
比例した固体撮像素子４の出力信号をプリアンプ５を介
して直流化回路６で積分される。直流化回路６の出力は
比較回路８で基準信号発生回路７の出力と比較され差分
に応じて出力する。基準信号発生回路７の出力は、操作
者の設定する調光レベルに比例する。

【００３０】そして、比較回路８の出力はＧＣＡ８で増
幅され、図１４に示すように、増幅度は通常の自動調光
回路と異なり一定ではなく、ポテンショメータ１３の出
力に応じて変わる。前記初期動作でＣＰＵ１４が演算し
て求め外部メモリ１５に記憶した補正値をポテンショメ
ータ１３の出力値に応じたアドレスで読み出してゲイン
切り換え信号発生回路１６で補正値に応じた増幅度とな
るようにＧＣＡ９へゲインの切り換え信号を出力する。

【００３１】ＧＣＡ９で増幅された差分信号は、位相補
正回路１０で位相補正され切り換えスイッチ１７を介し
て絞りはね駆動部１８に入力し、比較回路８の出力が小
さくなる方向に絞りはね１２を駆動する。

【００３２】従って、操作者が外部より記憶手段として
の外部メモリ１５への書き込みを指示すると、演算手段
としてのＣＰＵ１４は、絞りはね１２を一定刻みでステ
ップ動作させて、その時の被写体照度に比例した信号を
順次入力して、順次入力する信号の隣合う信号で差分を
求め、その差分値に所定の演算を行い、外部メモリ１５
に絞りはね１２の絞り位置又は開度をアドレスとして書
き込む。全絞り位置又は開度に対するデータの書き込み
が完了すると、書き込みを禁止して、随時絞り位置又は
開度に応じたデータを読み出して応答性制御手段として
の位相補正回路１０で位相補正し、調光手段としての絞
りはね駆動部１８を制御することで、システムの組み合
わせが変わっても、使用前に操作者がプリセットするこ
とで自動的に最適応答性を演算して設定するので、どの
ような組み合わせでもハンチングを抑えて、応答性も改
善される。

【００３３】このように、本実施例では調光セットを行
うことでトータルシステムでの絞りはね位置におけるゲ
インを求め、その値に応じた補正値を演算して記憶し、
自動調光動作時に随時絞りはね位置に応じてループゲイ
ンの補正を行うことができるので、複数のカメラコント
ロールユニットのどのカメラコントロールユニットと組
み合わせても、ハンチング等の生じない常に適正な絞り
制御を行うことができる。

【００３４】次に本発明の第２実施例を説明する。図１
５及び図１６は本発明の第２実施例に係わり、図１５は
調光回路の第２実施例である光源装置を備えた内視鏡装
置の構成を示す構成図、図１６は図１５の電子内視鏡の
先端に接続可能なアダプタを説明する説明図である。第
２実施例は第１実施例とほとんど同じであるので、異な
る構成のみ説明し同一構成には同じ符号を付け説明は省
略する。

【００３５】第２実施例の光源装置３は、操作者のパネ
ル操作により任意の明るさに設定可能な明るさに応じた
信号を出力する基準信号発生回路７と、直流化回路６の
出力信号を入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄコン
バータ５２と、前記Ａ／Ｄコンバータ５２の出力と前記
基準信号発生回路７の出力信号と比較して差分を出力す
る比較回路８と、前記比較回路８の出力信号を外部から
の制御信号とで乗算を行う乗算器５３と、周波数特性を
補正する位相補正回路１０と、前記位相補正回路１０の
出力をアナログ変換するＤ／Ａコンバータ５４と、絞り
はね１２の出射側に配置されたハーフミラー４９と、前
記ハーフミラー４９の反射方向に配置された受光素子５
０と、前記直流化回路６の出力と前記ポテンショメータ
１３の出力と前記受光素子５０の出力を入力して所定の
演算を行うＣＰＵ１４と、前記ＣＰＵ１４に接続され前
記ポテンショメータ１３の出力に対応したアドレス信号
に応じて前記ＣＰＵ１４の演算データを記憶する外部メ
モリ１５と、前記ＣＰＵ１４に接続され前記直流化回路
６の出力に対応したアドレス信号に応じて前記ＣＰＵ１
４の演算データを記憶する外部メモリ５１とを備えて構
成される。その他の構成は第１実施例と同じである。

【００３６】本実施例の作用を説明する。

【００３７】電源投入後、操作者が初期設定のため調光
セットＳＷを押すと、ハーフミラー４９が出射光路中に
入り、ＣＰＵ１４は絞り位置に対する本調光回路のゲイ
ンを求めるための所定の演算を開始する。又切り換えス
イッチ１７はＣＰＵ１４の演算が終了するまでＣＰＵ１
４の出力を入力信号として選択する。ＣＰＵ１４は、ポ
テンショメータ１３の出力が一定量毎にステップ変化す
るように絞りはね駆動部１８に出力する。

【００３８】具体的には、ＣＰＵ１４でポテンショメー
タ１３の出力をモニタし、ポテンションメータ１３の出
力が絞りはね１２が全開から閉じる方向に一定間隔で階
段状に変化するよう、同様に階段状に変化するカウンタ
の値とポテンショメータ１３の出力が一致するようにＣ
ＰＵ１４で抑制する。

【００３９】このようにして絞りはね１２をステップ動
作させて、各位置での直流化回路６の出力信号レベル及
び受光素子５０の出力信号レベルをＣＰＵ１４は入力す
る。ＣＰＵ１４は、絞りはね１２が全開放時の受光素子
５０の出力信号レベルに対する、絞りはね１２のステッ
プ動作時の各位置での受光素子５０の出力信号レベル間
の差との比を求め、絞りはね１２の絞りはね位置におけ
るゲインに比例する値を求める。

【００４０】又、絞りはね１２のステップ動作時の各位
置での直流化回路６の出力信号と受光素子２０の出力よ
り出射光に対するＣＣＵ２のゲインに相当する値を求め
る。ＣＰＵ１４は、各絞り位置における受光素子５０の
出力信号レベルと現絞り位置のワンステップ前の受光素
子２０の出力信号レベルとの差分を求め、差分を絞り全
開位置における受光素子５０の出力信号レベルで割り、
この値をポテンショメータ１３の出力信号に対応したア
ドレス信号で外部メモリ１５に書き込む。

【００４１】又ＣＰＵ１４は、絞りはね１２のステップ
動作時に受光素子５０と直流化回路６の出力信号を入力
し、現在絞り位置の１ステップ前の受光素子２０と直流
化回路６の出力信号とから、現絞り位置での受光素子５
０の出力と１ステップ前の時の受光素子５０の出力との
差、及び現絞り位置での直流化回路６の出力と１ステッ
プ前の時の直流化回路６の出力との差をとり、直流化回
路６の差信号を受光信号５０の差信号で割る。この値
を、直流化回路６の出力信号に対応したアドレス信号で
外部メモリ５１に書き込む。

【００４２】絞りはね１２が全閉するまで上記所定の処
理を行うと、ＣＰＵ１４の切り換えスイッチ制御出力に
より切り換えスイッチ１７は位相補正回路１０の出力を
選択する。又、ハーフミラー４９は光路中から退去す
る。

【００４３】これから以降は通常の自動調光回路と同様
である。被写体の光量に比例した固体撮像素子４の出力
信号をプリアンプ５を介して直流化回路６で積分され
る。直流化回路６の出力は比較回路８で基準信号発生回
路７の出力と比較され差分に応じて出力する。基準信号
発生回路７の出力は、操作者の設定する調光レベルに比
例する。

【００４４】比較回路８の出力は乗算器５３でＣＰＵ１
４の出力と乗算される。前記初期動作でＣＰＵ１４が演
算して求め外部メモリ１５に記憶した絞り位置における
絞りはね１２のゲインに相当する値をポテンショメータ
１３の出力値に応じたアドレスで読み出す。又、外部メ
モリ５１に記憶した出射光に応じたＣＣＵ２のゲインに
相当する値を、直流化回路６の出力値に応じたアドレス
で読み出す。外部メモリ１５、外部メモリ５１から読み
出されたデータをＣＰＵ１４は掛け合わせて逆数をと
り、基準値と逆数を掛け合わせて乗算器５３に乗数とし
て出力する。

【００４５】乗算器５３でＣＰＵ１４のデータと乗算さ
れた差分信号は、位相補正回路１０で位相補正されＤ／
Ａコンバータ５４でアナログ信号に変換後、切り換えス
イッチ１７を介して絞りはね駆動部１８に入力し、比較
回路８の出力が小さくなる方向に絞りはね１２を駆動す
る。

【００４６】このように、本実施例では調光セットを行
うことで絞りはね位置における絞りはねのゲイン、及び
カメラコントロールユニットの出力信号即ち固体撮像素
子への入射光量に応じたカメラコントロールユニットの
ゲインを求め、その値に応じた補正値を演算して記憶
し、自動調光動作時に随時絞りはね位置、及び固体撮像
素子の入射光量に応じてループゲインの補正を行うこと
ができるので、複数のカメラコントロールユニットのど
のカメラコントロールユニットと組み合わせても、ハン
チング等の生じない常に適正な絞り制御を行うことがで
きる。

【００４７】又、図１６のような、内面に均一な反射率
の塗料を塗ったキャップ状のアダプタ６１を電子内視鏡
１の先端にかぶせて調光セットを行えば、絞りのステッ
プ動作における演算中にＣＣＵ２の出力が飽和すること
もなく、再現性の良い演算が行える。さらにこの方法を
使用すれば、ホワイトバランスも調光セットと同時に行
うことができる。

【００４８】次に第３実施例について説明する。図１７
乃至図２０は第３実施例に係わり、図１７は位相補正回
路の構成を示す構成図、図１８は図１７の位相補正回路
の演算用ＣＰＵの作用を説明するフローチャート、図１
９は図１７の位相補正回路の変形例の構成を示す構成
図、図２０は図１９の位相補正回路の演算用ＣＰＵの作
用を説明するフローチャートである。第３実施例は、位
相補正回路の構成が異なるだけで第２実施例とほとんど
同じであるので、異なる構成のみ説明する。

【００４９】図１７に示すように、本実施例の位相補正
回路１０Ａでは、乗算器５３からの差分信号データを入
力するためのＰＩＯ１０ａは、データバス１０ｂを介し
て演算専用ＣＰＵ１０ｄに接続されている。さらに、こ
のデータバス１０ｂには、演算専用ＣＰＵ１０ｄ、制御
プログラムが記憶されたＲＯＭ１０ｈ、差分信号データ
を位相補正した演算データをＤ／Ａに出力するためのＰ
ＩＯ１０ｃがそれぞれ接続されている。又、演算用ＣＰ
Ｕ１０ｄからのアドレスデータに応じてチップセレクト
信号１０ｇを発生するデコーダ１０ｅは、演算用ＣＰＵ
１０ｄ及びＲＯＭ１０ｈにアドレスバス１０ｆを介して
接続されている。さらに図示はされていないが、演算用
ＣＰＵ１０ｄから出力される制御信号を伝送する制御バ
スがＰＩＯ１０ａ，１０ｃ，ＲＯＭ１０ｅにそれぞれ接
続されている。

【００５０】次に作用について説明する。電源が投入さ
れると、演算用ＣＰＵ１０ｄはＲＯＭ１０ｈから制御プ
ログラムをロードし、ＰＩＯ１０ａ，１０ｃを初期化し
た後に、演算処理を開始する。この演算処理の内容を図
５のフォローチャートに示す。まずステップＳ１で、Ｐ
ＩＯ１０ａから乗算器５３によって出力された差分信号
データＤINを取り込む。次に制御系の持つループ特性を
最適にするために、差分信号データの大きさに基づい
て、ステップＳ２で補正ゲインＧを、ステップＳ３で補
正位相ａを算出する。これらの算出データによりステッ
プＳ４で入力された差分信号データを補正し、ＰＩＯ１
０ｃを介してＤ／Ａに出力する。

【００５１】従って第３実施例では、差分信号を補正す
るための補正係数をハードウェアに合わせて変更するこ
とができ、汎用性を高くすることができる。さらに、一
つのハードウェアの補正係数についても、差分信号の変
化領域に合わせて複数の関数データテーブルを持たせる
ことによって制御の正確さを高めることができる。

【００５２】なお、図１７の構成の位相補正回路の変形
例として、図１９に示すように、基準信号発生回路７か
ら操作者の設定する調光レベルに対応したデータを取り
込むためのＰＩＯ１０ｉを加えた構成の位相補正回路１
０Ｂとしても良い。

【００５３】この位相補正回路１０Ｂの作用について
も、図１７の位相補正回路１０Ａとほぼ同様であり、図
２０のフローチャートに示すように、まずステップＳ１
１で、ＰＩＯ１０ａから乗算器５３によって出力された
差分信号データＤINを取り込んだ後に、ステップＳ１２
で基準信号データを取り込む。次に制御系の持つループ
特性を最適にするために、差分信号データの大きさに基
づいて、ステップＳ１３で補正ゲインＧを、ステップＳ
１４で補正位相ａを算出する。これらの算出データによ
りステップＳ１５で入力された差分信号データを補正
し、ＰＩＯ１０ｃを介してＤ／Ａに出力する。つまり、
補正係数の計算に調光レベルの基準値も考慮するように
している。

【００５４】この変形例では、差分信号の大きさだけで
なく、操作者の設定した調光レベルの値も補正係数の算
出に反映されるため、図１７の位相補正回路による第３
実施例の効果に加え、さらに細かい使用条件に適合した
制御が可能となる。

【００５５】上記各実施例では、電子内視鏡を用いて調
光を行う調光回路としての光源装置について説明した
が、これに限らず、光学式の内視鏡に外付けカメラを付
けた構成でも同様な効果が得られる。

【００５６】ところで、空洞内の観察をする内視鏡（以
下、スコープという）には、先端に固定撮像素子（以
下、ＣＣＤという）を内蔵した電子スコープや接眼部に
撮影用カメラを直接接続できるファイバースコープ等が
ある。これらのスコープは、照明光を取り入れるために
光源装置と接続する着脱部に電気的な接続を持つための
接点を持っている。又光源装置には、前記のスコープ接
点と接触し電気的な接続を保つための接点バネがスコー
プ保持部に設けられている。

【００５７】しかし、スコープの着脱部と光源装置のス
コープ保持部との間には、着脱自在にするために、多少
のガタツキがあり、スコープを光源装置に接続して使用
する時のストレスによって、前記の接点バネが変形・摩
耗等の劣化を起こしてしまい、電気接点部の接触不良の
原因となっている。これによって電子内視鏡の映像信号
が乱れたり、撮影用カメラで撮影ができなくなってしま
い、使いづらい。

【００５８】そこで、図２１に示すように、内視鏡の光
源装置１０３において、スコープの着脱部１０１がスコ
ープ保持部に確実に挿入されたことを検出するスコープ
接続検出手段１０５と、スコープの着脱部を固定するス
コープ固定手段１０４と、前記スコープ接続検出手段１
０５からの検出信号によって前記スコープ固定手段１０
４が所定の強さでスコープの着脱部１０１を固定するよ
うに制御するスコープ固定制御手段１０６とを設ける。

【００５９】具体的には、図２２に示すように、光源装
置のスコープ保持部１０２，１０３の間に着脱可能なス
コープのライトガイド部１０１ａが挿入されていくと、
前記ライトガイド部１０１ａによって検出棒１０５ａが
押し下げられ、スコープが確実に接続されると図２２の
ようになる。この検出棒１０５ａは、黒色等の光を反射
しにくい色で着色されていて、一部に反射面１０５ｂが
露出している。この反射面１０５ｂは、スコープが確実
に接続された時にホトリフレクタ１０５ｃが動作する位
置に設けられている。このホトリフレクタ１０５ｃは、
スコープ接続検出手段１０５によって駆動されていて、
ホトリフレクタ１０５ｃが動作するとスコープ接続検出
手段１０５から検出信号が送出され、スコープ固定制御
手段１０６がこの検出信号を受けとる。この時スコープ
固定制御手段１０６は、油圧ポンプ１１９により油室１
２１内の圧力が所定の値に保たれるように制御する。タ
ンク１２０の油がポンプ１１９を通して油室１２１に送
られると、押圧パッド１０４ａが固定パッド１０４ｂに
向けて押し出される。バネ１０５ｄ，１０４ｄは、それ
ぞれ検出棒１０５ａ、押圧パッド１０４ａを元の位置に
戻すための復元力を発生する。

【００６０】このような光源装置では、まず、スコープ
を光源装置に接続するために、ライトガイド部１０１ａ
をスコープ保持部１０２，１０３の間に挿入する。この
時押圧パッド１０４ａは、ライトガイド部１０１ａの挿
入の妨げにならない位置まで上がっているので、ライト
ガイド部１０１ａは、ある位置から検出棒１０５ａに当
たり、検出棒１０５ａを押し下げ始める。そして確実に
スコープが接続されると、検出棒１０５ａの反射面１０
５ｂによってホトリフレクタ１０５ｃが動作状態にな
る。これによりスコープ接続検出手段１０５から検出信
号がスコープ固定制御手段１０６に送られて、ポンプ１
１９が作動し始める。この時点からスコープ固定制御手
段１０６は、油室１２１内の圧力を監視し、所定の圧力
になるまで加圧を続ける。所定値になった後は、その状
態を保持するように制御する。前記の加圧の過程におい
て、押圧パッド１０４ａはライトガイド部１０１ａを固
定パッド１０４ｂに向けて移動させ、さらに押し付け
る。その後、一定圧力でライトガイド部１０１ａを押さ
え続ける。これによって、スコープはガタツキのない状
態で保持されることになる。

【００６１】こうしてスコープの使用が終了すると、図
示していない固定解除スイッチを押すことにより、スコ
ープ固定制御手段１０６が油室１２１内の圧力をスコー
プ接続前の状態に戻し、押圧パッド１０４ａを初期の位
置に戻し、スコープを抜ける状態になる。

【００６２】従って、ライトガイド部１０１ａをガタツ
キのないように固定するために、使用中に生じるスコー
プの引っ張りやよじれ等のストレスによる電気接点部の
摩耗や離脱をなくすことができる。

【００６３】又、図２３のような内視鏡の光源装置にお
いては、スコープの着脱部１０１がスコープ保持部に確
実に挿入されたことを検出するスコープ接続検出手段１
０５と、接点バネをスコープの接点１３１に押し付ける
接点バネ押圧手段１３２と、前記スコープ接続検出手段
１０５からの検出信号により前記接点バネ押圧手段１３
２が所定の圧力で接点バネを押圧するように制御する接
点バネ押圧制御手段１３３とを設ける。

【００６４】具体的には、図２４に示すように、光源装
置のスコープ保持部１０２，１０３の間に着脱可能なス
コープのライトガイド部１０１ａが挿入されていくと、
前記ライトガイド部１０１ａによって検出棒１０５ａが
押し下げられ、スコープが確実に接続されると図２４の
ようになる。この検出棒１０５ａは、黒色等の光を反射
しにくい色で着色されていて、一部に反射面１０５ｂが
露出している。この反射面１０５ｂは、スコープが確実
に接続された時にホトリフレクタ１０５ｃが動作する位
置に設けられている。このホトリフレクタ１０５ｃは、
スコープ接続検出手段１０５によって駆動されていて、
ホトリフレクタ１０５ｃが動作するとスコープ接続検出
手段１０５から検出信号が送出され、接点バネ押圧制御
手段１３３がこの検出信号を受けとる。この時接点バネ
押圧制御手段１３３は、油圧ポンプを油室１２１内の圧
力が所定の値に保たれるように制御する。タンク１２０
の油がポンプ１１９を通して油室１２１に送られると、
押圧棒１３２ａがスコープの接点ピン１３１に向けて押
し出される。バネ１０５ｄ，１３２ｂは、それぞれ検出
棒１０５ａ、押圧棒１３２ａを元の位置に戻すための復
元力を発生する。

【００６５】このような光源装置では、まず、スコープ
を光源装置に接続するために、ライトガイド部１０１ａ
をスコープ保持部１０２，１０３の間に挿入する。この
時押圧棒１３２ａ及び接点バネ１３２ｃは、接点ピン１
３１の挿入の妨げにならない位置まで上がっている。挿
入されたライトガイド部１０１ａは、ある位置から検出
棒１０５ａに当たり、検出棒１０５ａを押し下げ始め
る。そして確実にスコープが接続されると、検出棒１０
５ａの反射面１０５ｂによってホトリフレクタ１０５ｃ
が動作状態になる。これによりスコープ接続検出手段１
０５から検出信号が接点バネ押圧制御手段１３３に送ら
れて、ポンプ１１９が作動し始める。この時点から接点
バネ押圧制御手段１３３は、油室１２１内の圧力を監視
し、所定の圧力になるまで加圧を続ける。所定値になっ
た後は、その状態を保持するように制御する。前記の加
圧の過程において、押圧棒１３２ａは接点バネ１３２ｃ
を接点ピン１３１に向けて移動させ、さらに押し付け
る。その後、一定圧力で接点バネ１３２ｃを押さえ続け
る。これによって、接点バネ１３２ｃはつねに接点ピン
１３１と接触した状態を保持することになる。

【００６６】こうしてスコープの使用が終了すると、図
示していない固定解除スイッチを押すことにより、接点
バネ押圧制御手段１３３が油室１２１内の圧力をスコー
プ接続前の状態に戻し、押圧棒１３２ａを初期の位置に
戻し、接点バネ１３２ｃと接点ピン１３１を接触しない
状態にする。

【００６７】従って、スコープにガタついても接点ピン
と接点バネの接触圧を一定に保つために、使用中に生じ
るスコープの引っ張りやよじれ等のストレスによる電気
接点部の接触不良をなくすことができることである。

【００６８】つまり、図２２及び図２４の光源装置で
は、スコープを着脱自在にするために生じるスコープの
着脱部とスコープ保持部のガタツキが原因で発生する電
気接点部の摩耗や離脱を抑えることができるため、接点
部の接触不良がなくなり、電子内視鏡の映像信号の乱れ
や撮影用カメラの撮影不良をなくすことができる。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明では任意の時に絞
り位置における絞りのゲインを求め自動調光回路のルー
プゲインを補正するデータを演算し記憶する手段を設け
たので、どのような組み合わせにおいてもハンチングの
生じない無調整の自動調光回路を提供できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の調光回路に
よれば、光量制御手段は、補正値記憶手段に記憶された
補正値に基づき、光量制御手段の応答性を補正するの
で、撮像手段と光源手段との組み合わせが限定されず、
無調整でハンチングが生じない、動作が円滑かつ応答性
に優れた調光回路が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】調光回路の第１実施例としての光源装置を備え
た内視鏡装置の構成を示す構成図。

【図２】図１の光源装置の外観を示す外観図。

【図３】図２の光源装置のダクト本体の拡大図。

【図４】図２の光源装置のダクト本体の変形例の拡大
図。

【図５】図４の細バネと筐体の突起の拡大図。

【図６】図１のランプからの照明光の光学系の構成を示
す構成図。

【図７】図６の光学系に用いられる絞りはねの一例の構
成を示す構成図。

【図８】図７の絞りはねの透光孔の構造を説明する説明
図。

【図９】図６の光学系に用いられる絞りはねの第１の変
形例の構成を示す構成図。

【図１０】図６の光学系に用いられる絞りはねの第２の
変形例の構成を示す構成図。

【図１１】図１０の絞りはねの第２の変形例の詳細な構
成を示す断面図。

【図１２】図１の光源装置による絞りはねの絞り位置と
絞り量及び絞り率の関係を示す特性図。

【図１３】図１の電子内視鏡の入射光に対するＣＣＤの
出力の特性を示す特性図。

【図１４】図１の光源装置のＣＰＵによる調光のループ
ゲインの補正を説明する説明図。

【図１５】調光回路の第２実施例である光源装置を備え
た内視鏡装置の構成を示す構成図。

【図１６】図１５の電子内視鏡の先端に接続可能なアダ
プタを説明する説明図。

【図１７】第３実施例の調光回路の位相補正回路の構成
を示す構成図。

【図１８】図１７の位相補正回路の演算用ＣＰＵの作用
を説明するフローチャート。

【図１９】図１７の位相補正回路の変形例の構成を示す
構成図。

【図２０】図１９の位相補正回路の演算用ＣＰＵの作用
を説明するフローチャート。

【図２１】電気接点部の接触不良が生じにくい光源装置
の概念構成を示す構成図。

【図２２】図２１の光源装置の具体的な構成を示す構成
図。

【図２３】図２１の光源装置の変形例の構成を示す構成
図。

【図２４】図２３の光源装置の具体的な構成を示す構成
図。

【符号の説明】

１…電子内視鏡 ２…ＣＣＵ ３…光源装置 ４ａ…ライトガイド ４ｂ…固体撮像素子 ５…プリアンプ ６…直流化回路 ７…基準信号発生回路 ８…比較回路 ９…ＧＣＡ １０…位相補正回路 １１…ランプ １２…絞りはね １３…ポテンショメータ １４…ＣＰＵ １５…外部メモリ １６…ゲイン切り換え信号発生回路 １７…切り換えスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小板橋 正信 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 笹井 嗣久 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 半田 啓二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を供給する照明光供給手段と、 前記照明光供給手段により供給される前記照明光を被写
   体に照射する照射手段と、 前記照射手段により照射された前記被写体からの戻り光
   の光量を検出する光量検出手段と、 前記光量検出手段が検出する前記戻り光の光量に基づ
   き、前記照明光供給手段が供給する前記照明光の光量を
   制御する光量制御手段と、 前記照射手段の各絞り位置での絞りのゲインに基づい
   て、前記光量制御手段の応答性を補正する補正値を算出
   する算出手段と、 前記算出手段が算出した前記補正値を記憶する補正値記
   憶手段とを備えたことを特徴とする調光回路。ことを特
   徴とする調光回路。