JPH0723769Y2

JPH0723769Y2 - 光源装置

Info

Publication number: JPH0723769Y2
Application number: JP1987090141U
Authority: JP
Inventors: 豊高橋
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2002-06-11
Also published as: JPS63198017U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、面順次式の撮像手段を備えた内視鏡に適合す
る照明光を供給できる光源装置に関する。

［従来の技術と考案が解決しようとする問題点］近年、体腔内に細長の挿入部を挿通することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡（スコープまたはファイバスコープとも呼ぶ。）が
広く用いられている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像手
段に用いた電子スコープも種々提案されている。

この電子内視鏡は、ファイバスコープに比べて解像度が
高く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、拡大
や２画像の比較等の画像処理が容易である等の利点を有
する。

前記電子内視鏡は、適合する照明光を供給する光源装置
に接続して用いられる。

このとき、面順次式の電子内視鏡は、例えば１例として
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）等に順次切換わる照明光
を必要とする。

このため、特開昭60-208726において開示されているよ
うな第１の従来例がある。

この第１の従来例は、第11図において示すようにライト
ガイド10を、光源装置で３本に分岐して、それぞれに照
明光を出射するランプ11a,11b,11cを設け、このランプ1
1a,11b,11cと前記ライトガイド10の３本に分岐された各
端面とを結ぶ光路上にそれぞれ照明光を集光するレンズ
と赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）とに照明光を透過する
波長特性を有するフィルタとを備えたレンズフィルタユ
ニット12a,12b,12cを介装した構成になっていて、前記
ランプ11a,11b,11cを順次点灯させることにより、ライ
トガイド10に時系列的に赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
の照明光が得られるようになっている。

しかし、この第１の従来例においては、レンズフィルタ
ユニット12a,12b,12cの観察画像のホワイトバランスに
影響する分光透過率のバラツキを補正する方法について
説明がなされていない。

また特開昭59-174084および特開昭61-150488において開
示されているような第２の従来例がある。

この第２の従来例は、ビデオカメラに関するもので第12
図において示すように内視鏡の挿入部の先端側に、観察
光学系15aと、固体撮像素子16とが配設され、これらに
並設して観察光学系15bと、光源装置より出射された照
明光の色温度を検出する光センサ17とがあり、更に光源
装置側にこの光センサ17とにより色温度信号を発生する
色温度信号発生回路18と、この色温度検出出力により固
体撮像素子16の映像信号のレベル比を制御する映像信号
利得制御回路19とによって構成され、自動的に観察画像
のホワイトバランスが得られるようになっている。

しかし、この第２の従来例においては、観察光学系15a
と固体撮像素子16とに並設して、観察光学系15bと色温
度測定用の光センサ17とが内視鏡の挿入部における先端
側にあるため、この挿入部が太径化してしまい、例えば
体内臓器等に口腔等から挿入して臓器の内壁を観察する
ような際に患者の負担が大きくなる等の不具合を生じ
る。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、挿入
部が太径することなく観察画像のホワイトバランスに影
響する各波長領域透過フィルタの光透過率のバラツキを
補正することができるようにして、面順次方式の電子内
視鏡に適用できる光源装置を提供することを目的として
いる。

［問題点を解決するための手段および作用］本考案による光源装置は、光源から出射された白色光に
よる照明光を、回転フィルタに設けられて面順次方式に
適用できる複数の異なる波長の照明光に変換する各波長
領域透過フィルタのそれぞれに除去可能な複数の照明光
をしゃへいできる部材を設けたものである。この構成に
より、遮光部材が照明光を遮して分光透過率を小さくで
きるようにしたものである。

［実施例］以下、図面を参照して本考案を具体的に説明する。

第１図ないし第８図は本考案における第１実施例に係
り、第１図は細幅の遮光部材が配設された波長領域透過
フィルタを周方向に有する回転フィルタの正面図、第２
図は電子内視鏡の一部と光源装置の構成を示すブロック
図、第３図は回転フィルタの側面図、第４図は回転フィ
ルタ本体の正面図、第５図は各波長領域透過フィルタを
回転フィルタ本体に固着した状態を説明する正面図、第
６図は回転フィルタ本体に固着される薄板の正面図、第
７図は赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の波長領域におけ
る分光透過特性を示す説明図、第８図は青（Ｂ）の波長
領域透過フィルタの分光透過率が赤（Ｒ），緑（Ｇ）の
各波長領域透過フィルタより大きい場合に青（Ｂ）の波
長領域透過フィルタに照明光を遮光する細幅部材を残し
た状態を示す説明図である。

第２図において、光源装置20に装着される電子内視鏡１
は、細長で例えば可撓性の挿入部２の後端に図示しない
太径の操作部が連設されている。そして、この電子内視
鏡１には、照明光を導光するライトガイド３が光源装置
の装着部から電子内視鏡１の先端部まで内装され、この
電子内視鏡１の先端部には、観察像光を受光する観察光
学系４と、該観察光学系４によって結像された観察像光
を光電変換して電気信号にする固体撮像素子５が配設さ
れている。また、光源装置20は、光源部21と制御部22と
を備えている。

ここで、光源部21は、白色光を出射する光源ランプ23
と、コントロール部35によって制御されるランプ駆動回
路24と、後述する回転フィルタ25と、この回転フィルタ
25を回転駆動するモータ26と、このモータ26を駆動制御
してコントロール部35によって制御されるモータ駆動回
路31とから構成されるようになっている。

前記光源ランプ23は、一般的なハロゲンランプ、キセノ
ンランプまたはストロボランプ等を用いることができ
る。

また、制御部22は、それぞれコントロール部35によって
制御されていて、各波長領域の照明光に対応した固体撮
像素子５からの出力信号にそれぞれ任意に赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の各色を割当ててR,G,B色信号を生成
するプロセス回路27と、このR,G,B色信号から例えばNTS
C方式の輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを生成するマ
トリクス回路28と、更に前記マトリクス回路28の出力か
らNTSC方式の映像信号を生成するエンコーダ回路29とに
よって構成されている。

前記NTSC方式の映像信号は、光源装置20の外部より前記
エンコーダ回路29に接続する図示しないカラーTVモニタ
に入力されて、観察部位がカラー画像として観察される
ようになっている。

ところで前記光源部21において、モータ26の回転軸に嵌
脱自在に設けられた回転フィルタ25は、第１図に示すよ
うに、後述する波長領域透過フィルタ37a,37b,37cに細
幅の遮光部材39a,39b,39cが設けられた構成になってい
る。

第１図において示した回転フィルタ25は、例えば第４図
ないし第６図に示すようにして構成される。

第４図において回転フィルタ25の枠本体をなす回転フィ
ルタ本体36は、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の
それぞれの波長領域に透過特性を有する波長領域透過フ
ィルタ37a,37b,37cが接着される円弧状開孔38a,38b,38c
を周方向に切欠いて形勢されるようになっている。

この回転フィルタ25における円弧状開孔38a,38b,38cに
は、第５図の破線で示すようにそれぞれ赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の波長領域透過フィルタ板37a,37b,37
cを、例えば接着剤等によって裏面に接着し固定するよ
うになっている。

そして回転フィルタ本体36の前面に接着固定される薄板
41は、第６図に示すように赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の波長領域透過フィルタ37a,37b,37c上に介装さ
れるように細幅の遮光部39a,39b,39cが設けられて、周
方向に円弧状開孔40a,40b,40cが切欠いて設けられてい
る。

ここで、上記薄板41は、照明光を遮光できハサミやナイ
フで容易に前記細幅の遮光部を除去できる材質なら何で
も良く、例えば薄いアルミ板等が使用できる。したがっ
て、回転フィルタ25は、第３図において示すように前記
波長領域透過フィルタ37a,37b,37cを接着して固定した
回転フィルタ本体36と、前記薄板38とを、例えば接着剤
等によって接着することにより構成されるようになって
いる。

このように構成された第１実施例の動作を以下に説明す
る。

ランプ駆動回路24によって電力を供給されて光源ランプ
23が白色光による照明光を出射する。

この照明光は、モータ26によって回転駆動されている回
転フィルタ25に入射する。そして、前記回転フィルタ25
における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の波長領域透過
フィルタ37a,37b,37cによって順次それぞれの波長領域
に変換されて、ライトガイド３の入射端面に入射する。
このそれぞれの波長領域に変換された照明光は、ライト
ガイド３を時系列的に導光し、このライトガイド３の出
射端面より出射し、図示しない生体体腔内等の観察部位
を照明する。各照明光に対応した観察部位からの観察像
光は、観察光学系４を介して、固体撮像素子５で光電変
換され、各波長領域における画像情報を含んだ電気信号
として、時系列的に光源装置20の制御部22に出力する。
このとき、固体撮像素子５は、コントロール部35によっ
て制御されるCCD駆動回路30によって駆動される。

そして、前記各波長領域における画像情報を含んだ電気
信号は、制御部22により、それぞれ任意に赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の各色の割当てられて映像信号処理さ
れる。

更に、この映像信号処理された各波長領域における画像
情報を含んだ電気信号は、図示しないカラーテレビモニ
タにより画像として出力する。

このとき、例えば青（Ｂ）の波長領域透過フィルタ37c
の分光透過率が第７図における破線で示すように赤
（Ｒ）および緑（Ｇ）の波長領域透過フィルタ37a,37b
の分光透過率より高い場合は、カラーテレビモニタより
出力される画像のホワイトバランスが適正でなくなり、
画像が青（Ｂ）みを帯びるようになる。

このために、回転フィルタ25の細幅の遮光部39a,39b,39
cを、例えば第８図に示すように赤（Ｒ）および緑
（Ｇ）の波長領域透過フィルタ37a,37bの開口率を上げ
るために前部除去して、青（Ｂ）の波長領域透過フィル
タ37cにおける細幅の遮光部39cを分光透過率のバラツキ
に相応して除去することにより、画像のホワイトバラン
スが適正となるように調整する。

このように本実施例によると、回転フィルタ25に設けら
れた細幅の遮光部39a,39b,39cの除去によって赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域透過フィルタ
37a,37b,37cの分光透過率の補正ができ、回転フィルタ2
5の交換時等に制御部22におけるコントロール部35を調
整することなく出力画像のホワイトバランスを適正にで
きるようになる。

尚、回転フィルタ25における細幅の遮光部39a,39b,39c
の除去における各波長領域透過フィルタ37a,37b,37cの
補正は、まとめて工場で行なうことができる。

また、第１実施例における光源装置20を第９図に示すよ
うな構成にしても良い。

第９図において示される光源装置45は、光源部46と制御
部47とを備えている。

光源部46は、前記回転フィルタ25を回転駆動するモータ
26と、このモータ26を駆動制御するモータ駆動回路48
と、白色光による照明光を出射する光源ランプ23と、こ
の光源ランプ23に電力を供給するランプ駆動回路24と、
前記回転フィルタ25の回転速度と位相を検出するセンサ
49とから構成されている。

制御部47は、前記固体撮像素子５からの画像情報を含ん
だ電気信号を増幅する図示しないプリアンプ回路とクラ
ンプ回路などからなる前置映像処理回路と、この増幅さ
れた電気信号をディジタル信号に変換するA/D変換器52
と、後述するコントロール回路50によって制御される切
換スイッチ53と、この切換スイッチ53を順次切換ること
によって前記ディジタル信号が記憶されるフレームメモ
リ54a,54b,54cと、同じくフレームメモリ55a,55b,55c
と、コントロール回路50によって制御される切換スイッ
チ56と、この切換スイッチ56によって順次出力されるデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換回路57
と、前記センサ49からの信号を検知して前記切換スイッ
チ53,56およびフレームメモリ54a,54b,54c,55a,55b,55c
を制御するコントロール回路50と、前記モータ駆動回路
48およびコントロール回路50に同期信号を供給すると共
にSYNC信号を発生するTV同期信号発生回路51とより構成
されている。

このように構成された光源装置45の動作を第10図を参照
しながら説明する。

モータ駆動回路48は、TV同期信号発生回路51からの同期
信号と回転フィルタ25に近接して設けられ、この回転フ
ィルタ25の回転速度と位相を検出するセンサ49からの信
号を比較して、これらの信号が同期するようにモータ26
を制御する。

また、光源ランプ23からの白色光は、回転フィルタ25に
設けられた波長領域透過フィルタ37a,37b,37cによっ
て、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長を有する照
明光に、順次、変換されて、ライトガイド３を介して観
察部位に照射する。

第10図に示すように、固体撮像素子５より順次得られる
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各画像情報を含んだ信
号をA/D変換器52によりディジタル信号にしたものを、T
V同期信号発生回路51からの同期信号に同期してコント
ロール回路50が、切換スイッチ53を切換えてフレームメ
モリ54a,54b,54cおよびフレームメモリ55a,55b,55cにそ
れぞれ書込む。

このとき、固体撮像素子５は、非常に小形なものであ
り、テレビ画面１フィールド分の画素しか有していない
ため、前記フレームメモリ54および55は、１フィールド
分のメモリ容量で良い。

そして、前記フレームメモリ54または55に記憶された信
号は、コントロール回路が同期信号に同期することで切
換スイッチ56を切換えて、D/A変換器56を介してアナロ
グ信号に変換され、TV同期信号発生回路51からのSYNC信
号と共に図示しないカラーテレビミニタに出力される。

また、第10図において、フレームメモリ54が書込み状態
にある場合、同期信号による１フレームの時間内に順
次、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の画像信号が書込ま
れる。このとき、前記同期信号による１フレームの同一
時間内にフレームメモリ55からは、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の画像信号が同時に読出される。そし
て、次の１フレームの時間内では、フレームメモリ54が
読出しとなり、フレームメモリ55が書込み状態になる。

このように、光源装置45を用いることで、内視鏡像のコ
マ飛びや上下の像のズレ等がなくなり、映像の観察性が
向上する。

また、回転フィルタ25の回転速度が１フレーム周期なの
で、安価な民生用VTR用のサーボモータ、モータICを用
いることができる。

尚、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の波長領域透過フィ
ルタを用いた実施例について説明したが、シアン、イエ
ロー、マゼンタという補色系の波長領域透過フィルタを
用いても良く、また赤外領域または紫外領域を含めて組
合せても良い。

また、波長領域透過フィルタの数は、３種類に限られる
ものではない。

［考案の効果］以上述べたように本考案によれば、波長領域透過フィル
タ部に細幅の遮光部を有する回転フィルタを用いて、各
波長領域透過フィルタの分光透過率のバラツキをこの細
幅の遮光部を除去することにより調整することにより、
回転フィルタの交換時等に制御部におけるコントロール
部等を調整することなく、出力画像のホワイトバランス
を適正にすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本考案における第１実施例に係
り、第１図は細幅の遮光部材が配設された波長領域透過
フィルタを周方向に有する回転フィルタの正面図、第２
図は電子内視鏡の一部と光源装置の構成を示すブロック
図、第３図は回転フィルタの側面図、第４図は回転フィ
ルタ本体の正面図、第５図は各波長領域透過フィルタを
回転フィルタ本体に固着した状態を説明する正面図、第
６図は回転フィルタ本体に固着される薄板の正面図、第
７図は赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の波長領域におけ
る分光透過特性を示す説明図、第８図は青（Ｂ）の波長
領域透過フィルタの分光透過率が赤（Ｒ），緑（Ｇ）の
各波長領域透過フィルタより大きい場合に青（Ｂ）の波
長領域透過フィルタに照明光を遮光する細幅部材を残し
た状態を示す説明図、また第９図は内視鏡用光源装置の
構成を示すブロック、第10図は第９図の内視鏡光源装置
の動作の説明図、第11図及び第12図は従来例を示す説明
図である。１……内視鏡、２……挿入部 20……光源装置 38a,38b,38c……円弧状開口、39a,39b,39c……細幅の遮
光部 40……円弧状、41……薄板

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】照明光を発生する光源ランプと、この光源ランプから発生された照明光のうち、特定の波
長域の光を透過させる複数の波長域透過フィルタを設け
た開口部を有する回転フィルタ本体と、前記回転フィルタ本体に固着され、前記開口部を透過す
る光の一部を遮光する除去可能な遮光部を有する板状の
遮光部材と、前記回転フィルタ本体を回転させて波長域の異なる照明
光を順次、生成する回転フィルタ駆動手段と、を具備したことを特徴とする光源装置。