JPH07359A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

電子内視鏡装置

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Publication number
JPH07359A
JPH07359A JP5140957A JP14095793A JPH07359A JP H07359 A JPH07359 A JP H07359A JP 5140957 A JP5140957 A JP 5140957A JP 14095793 A JP14095793 A JP 14095793A JP H07359 A JPH07359 A JP H07359A
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JP
Japan
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light distribution
image
distribution angle
signal
circuit
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Withdrawn
Application number
JP5140957A
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English (en)
Inventor
Sachihiro Okada
祥宏 岡田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH07359A publication Critical patent/JPH07359A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 観察画像の拡大や縮小といった変化があって
も、その変化に応じて照明光の照射範囲を適切にし、視
野内を適切な明るさで高解像に観察できようにするこ
と。 【構成】 操作部15からのスタート信号を受けて、配
光制御レンズ駆動手段24が、固体撮像素子2の前面の
ズームレンズ11の駆動による被写体像の拡大または縮
小に伴った視野角の変化に連動して、配光角が狭まった
り広がったりするように照明光の配光角を変化させてい
る。被写体像の拡大または縮小、及び配光角の変化は、
判別回路22のストップ信号により停止させられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被写体に照明光を照射
して撮像すると共に、被写体像の倍率を変える変倍光学
系を有する電子内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば特公昭61−53698号公報に
示される内視鏡の対物光学装置は、内視鏡の挿入部の先
端硬性部に設けられた対物レンズ系としてのズームレン
ズ内に、一つの移動可能なレンズが配置されている。そ
して、この移動レンズには操作部側から延長された操作
ワイヤが連結されており、この操作ワイヤを光軸方向に
押し引きすることで、移動レンズが光軸方向に進退され
拡大(ワイド)及び縮小(テレ)の状態に調節できるよ
うになっている。
【0003】しかしながら、前記対物光学装置の構造で
は、操作ワイヤのたるみ等により、操作ワイヤを引きき
った位置と押しきった位置でのみ観察が可能であった。
そして、この2点を除く他の位置に移動レンズがあって
も、ピントを一致させることが困難であった。
【0004】そこで、特開平1−114814号公報で
は、移動レンズの外周にロータを配置し、且つこのロー
タの外周にステータを配置した超音波モータにより、前
記移動レンズの移動の微調整が容易なズーム機構を開示
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開平1−11481
4号公報に開示されているズーム機構を備えた内視鏡
は、単に観察画像の拡縮のみができるだけで、配光につ
いては一定であった。
【0006】従来の内視鏡では、拡大(ワイド)を行う
と視野が狭まるが、ズームを行っても配光が一定なた
め、視野以外にも観察光が照射されており無駄があっ
た。
【0007】また、仮に照明範囲が前記ワイドとテレの
中間に合わせてあったとしても、縮小(テレ)にする
と、周辺部が暗くなってしまうことになる。
【0008】本発明は前記事情にかんがみてなされたも
のであり、観察画像の拡大や縮小といった変化があって
も、その変化に応じて照明光の照射範囲を適切にし、視
野内を適切な明るさで高解像に観察できる電子内視鏡装
置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、被写体に照明
光を供給する照明光供給手段と、前記照明光が照射され
た被写体の像を撮像して電気信号に変換する撮像手段
と、前記撮像手段の前方に配置されて前記被写体像を拡
大及び縮小する変倍光学系と、前記被写体像の拡大及び
縮小を制御するため前記変倍光学系を駆動する変倍光学
系駆動手段とを有している電子内視鏡装置において、前
記被写体に照明光を照射する際、この照明光の配光角度
を可変できる配光角変更光学系と、前記変倍光学系の駆
動によって被写体像を拡大及び縮小に連動するように、
前記配光角変更光学系を駆動して、前記照明光の配光角
を可変する配光角変更光学系駆動手段とを有している。
【0010】
【作用】本発明の構成では、配光角変更光学系駆動手段
により、撮像手段の前面の変倍光学系の駆動による被写
体像の拡大または縮小に連動するように、配光角変更光
学系を駆動し、配光角が狭まったり広がったりするよう
に照明光の配光角を変化させる。
【0011】
【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。以下、この発明における第1実施例を図1
ないし図5を参照して説明する。
【0012】本実施例の電子内視鏡装置1は、撮像手段
としての固体撮像素子2を有する内視鏡3と、この内視
鏡3内を挿通されたライトガイド4に照明光を供給する
光源部5と、前記固体撮像素子2の出力信号を処理して
標準的な映像信号に変換するプロセッサ部6と、モニタ
7とを備えている。
【0013】前記光源部5は、照明ランプ8と、この照
明ランプ8の発した照明光を集光する集光レンズ9とを
備え、前記ライトガイド4の入射端側に照明光を供給す
るようになっている。前記ライトガイド4は、観察像を
照射するための照明光を伝達するものである。
【0014】前記内視鏡3は、ライトガイド4の出射端
の前方に、前記照明光の配光角を狭めたり広げたり制御
する配光角変更光学系としての配光制御レンズ10を配
置している。
【0015】また、前記内視鏡3は、被写体の観察像を
電気信号に変換する固体撮像素子2と、前記固体撮像素
子2の前面に配置され、且つ観察する観察画像を拡縮す
る変倍光学系としてのズームレンズ11とを有してい
る。
【0016】前記プロセッサ部6は、前記固体撮像素子
2の出力信号を入力し映像信号に変換するプロセス回路
12と、前記プロセス回路12の出力信号をデジタル信
号に変換するA/Dコンバータ13と、前記A/Dコン
バータ13の出力を記憶するメモリ回路14とを有して
いる。
【0017】また、前記プロセッサ部6は、観察画像の
拡大、縮小を操作者のキー操作で入力により拡大/縮小
の範囲に応じた拡/縮範囲信号、及び拡大か縮小かに応
じたスタート信号を出力する操作部15と、前記操作部
15の拡大/縮小の範囲に応じた拡/縮範囲信号及び拡
大/縮小のスタート信号を入力して、拡大/縮小の範囲
を指定する信号を出力するエリア指定回路16とを有し
ている。
【0018】尚、図2に示す操作部15の構成例では、
拡大キー31、及び縮小キー32が配置され、各キーを
押すことにより、LED(発光ダイオード)が点灯する
ようになっている。また、操作部15は、内視鏡3の操
作部に設けても良い。
【0019】さらに、前記プロセッサ部6は、前記エリ
ア指定回路16の出力に応じて前記メモリ回路14の出
力が指定された大きさに拡大または縮小されるよう、読
みだしアドレスを制御するアドレス制御回路17と、前
記エリア指定回路16の出力に応じて拡大、縮小の範囲
を表す枠の画像信号を作成するキャラクタ作成回路18
とを有している。
【0020】また、前記プロセッサ部6は、前記A/D
コンバータ13の出力信号を入力して、アナログ信号に
変換するD/Aコンバータ19と、前記D/Aコンバー
タ19が出力する観察画像信号に、前記キャラクタ作成
回路18が出力する指定範囲枠の信号を加算する加算回
路20と、前記加算回路20の出力をコンポジットビデ
オ信号に変換してモニタ7に出力するエンコーダ21と
を有している。
【0021】さらにまた、前記プロセッサ部6は判別回
路22を有している。一方、前記内視鏡3は、変倍光学
系駆動手段としてのズームレンズ駆動手段23と、配光
角変更光学系駆動手段としての配光制御レンズ駆動手段
24とを有している。
【0022】前記判別回路22は、前記操作部15の出
力するスタート信号を入力すると動作を開始し、前記A
/Dコンバータ13と前記メモリ回路14の出力を比較
して一致すると比較動作をストップすると共に、ストッ
プ信号を出力して前記キャラクタ作成回路18の回路動
作をストップさせ、且つ前記エリア指定回路16をリセ
ットするものである。
【0023】前記ズームレンズ駆動手段23は、前記操
作部15のスタート信号に重畳された拡大か縮小かの指
示信号を検知するようになっている。このズームレンズ
駆動手段23は、拡大の場合、前記ズームレンズ11を
観察画像が拡大する方向に駆動する一方、縮小の場合、
前記ズームレンズ11を観察画像が縮小する方向に駆動
するようになっている。また、ズームレンズ駆動手段2
3は、前記判別回路22からストップ信号が入力される
と、前記ズームレンズ11の拡大及び縮小動作を停止す
るようになっている。
【0024】前記配光制御レンズ駆動手段24は、前記
操作部15のスタート信号に重畳された拡大か縮小かの
指示信号を検知するようになっている。この配光制御レ
ンズ駆動手段24は、拡大の場合、前記配光制御レンズ
10を配光角が狭まる方向に駆動する一方、縮小の場
合、前記配光制御レンズ10を配光角が広がる方向に駆
動するようになっている。そして、前記配光制御レンズ
駆動手段24は、前記判別回路22からストップ信号が
入力されると、前記配光制御レンズ10の駆動を停止す
るようになっている。
【0025】前記ズームレンズ駆動手段23、及び配光
制御レンズ駆動手段24は、例えば、特開平1−114
814号公報に記載された超音波モータと、このモータ
の制御回路とで構成することができる。
【0026】次に、本実施例の作用について説明する。
操作者が観察画面を拡大しようとすると、まず、図2に
示すように操作部15の観察画像の拡大キー31を押す
と、操作部15から図3(a)に示すように拡大キー3
1の押圧のタイミングに同期して、同図(b)に示す拡
大スタート信号が出力される。
【0027】前記拡大スタート信号は、前記エリア指定
回路16、判別回路22、ズームレンズ駆動手段23、
及び配光制御レンズ駆動手段24に供給される。
【0028】前記判別回路22は、拡大スタート信号を
入力すると所定時間後、A/Dコンバータ13、及びメ
モリ回路14の各出力の比較を開始する。ここで、所定
時間とは、操作者が拡大キー31を押し始めてから、モ
ニタ7に拡大の範囲を表す枠の画像が最大拡大範囲まで
表示されるのに要する時間である。このため、前記判別
回路22、ズームレンズ駆動手段23、及び配光制御レ
ンズ駆動手段24は、前記所定時間、前記スタート信号
を遅延する図示しない遅延回路を内部に有している。
【0029】但し、ズームレンズ駆動手段23、及び配
光制御レンズ駆動手段24の遅延回路は、スタート信号
が図3(b)に示す拡大スタート信号の時のみ動作し
て、図3(d)に示す縮小スタート信号の時は、スター
ト信号の遅延は行わないようになっている。
【0030】前記スタート信号の判別は、図3に示すよ
うにスタート信号に重畳されている高周波パルスの有無
で判別し、このパルスの有無は、ハイパスフィルタにス
タート信号を入力して出力信号のレベルを判別して行
う。尚、前記エリア指定回路16は遅延回路を有してい
ない。
【0031】前記操作部15は拡大キー31が押されて
いる間、図3(e)に示すように、拡/縮範囲信号、こ
の場合、拡大範囲信号を出力し続ける。
【0032】前記エリア指定回路16は拡大スタート信
号を入力すると、拡大範囲信号のパルス数をカウント
し、このカウント値に比例した画像信号の垂直同期信号
の一周期の範囲(以降垂直ラインと表記)に治まる幅の
パルスを出力する。
【0033】前記アドレス制御回路17は、エリア指定
回路16の出力するパルスを受けて、垂直ラインに対す
るパルス幅の比に等しい水平ラインでの範囲を求めて、
水平垂直のそれぞれの範囲内の画像信号を全画面表示す
るように、メモリ回路14のアドレスを制御する。
【0034】前記アドレスの制御法は、エリア指定回路
16の出力するパルス幅で、垂直ラインを割った値の整
数値Nを求め、アドレスを行、列共(N−1)置きに読
み出しを行うようにする。こうすることで、メモリ回路
14の出力は、行、列それぞれ1/Nデータを間引きさ
れることになり、結果、観察画像が拡大されることにな
る。
【0035】操作部15から拡大スタート信号がズーム
レンズ駆動手段23、及び配光制御レンズ駆動手段24
に出力されてから所定の時間経過後、ズームレンズ11
は観察画像を拡大する方向に、配光制御レンズ10は出
射光の配光角を狭める方向に駆動される。
【0036】観察画像が拡大されて狭まる観察範囲と、
配光角が狭まり出射光が照明する範囲は、略一致するよ
う設置されて、図4の実線から破線の如く連動して変化
する。この結果、A/Dコンバータ13の出力は、光学
的に拡大された画像信号となり、メモリ回路14で拡大
された画像信号に近づいていく。
【0037】前記判別回路22では、A/Dコンバータ
13、及びメモリ回路14の出力信号の同一アドレスの
データを複数点で比較する。各データが一致すると、判
別回路22はストップ信号をズームレンズ駆動手段2
3、及び配光制御レンズ駆動手段24に出力する。
【0038】ズームレンズ駆動手段23、配光制御レン
ズ駆動手段24はストップ信号を入力するとズームレン
ズ11、配光制御レンズ10の駆動を停止する。
【0039】前記エリア指定回路16の出力するパルス
は、キャラクタ作成回路18にも入力され、パルス幅に
等しい正方形の枠のキャラクタ信号を作成する。作成さ
れたキャラクタ信号は、D/Aコンバータ19でアナロ
グ信号に戻され、加算回路20にて、A/Dコンバータ
13が出力する映像信号に加算される。
【0040】拡大する範囲を表示する枠のキャラクタ信
号が加算された映像信号は、エンコーダ21で、同期信
号等が加えられ、コンポジットビデオ信号に変換され
て、モニタ7にて観察画像として表示される。
【0041】操作者が指示した拡大率まで観察画像が拡
大されると、判別回路22がストップ信号を出力する。
キャラクタ作成回路18はストップ信号を入力して、キ
ャラクタ信号の出力を停止する。また、エリア指定回路
16もストップ信号を入力すると、出力パルス幅はゼロ
となるようにリセットされる。
【0042】以上の様に、モニタ7に表示される画像
は、拡大キー31が押されると、画像上に拡大する範囲
を枠で表示し始め、拡大キー31を押し続けるとその枠
が広がる。すると、ズームレンズ11が画像を拡大方向
に駆動されて、表示画像は拡大し始める。その動作に連
動して配光角も狭まり、狭まった観察範囲のみを照明す
る。
【0043】指示した範囲の画像が、前記枠まで拡大表
示されると、拡大範囲を示す枠はモニタ7上から消え
る。
【0044】次に観察画像の縮小の場合の作用について
説明する。
【0045】図3(c)に示すように、操作部15の縮
小キー32を押圧すると、操作部15は図3(d)に示
す縮小スタート信号をエリア指定回路16に出力する。
【0046】図3(d)に示すように、縮小スタ一ト信
号には高周波のパルスが重畳されているので、縮小スタ
ート信号を入力すると、前記ハイパスフィルタが検波し
て高周波パルスの有無を検知し、拡大指示か縮小指示か
を判断する。ズームレンズ駆動手段23、及び配光制御
レンズ駆動手段24は、縮小スタート信号を入力すると
このスタート信号を遅延せず、縮小キー32を押した時
点からズームレンズ11は観察画像の縮小動作を、配光
制御レンズ10は配光角を広げる動作をそれぞれ開始す
る。
【0047】前記判別回路22は縮小スタート信号を遅
延回路で遅延するので、判別動作を開始しない。このた
め、ズームレンズ11及び配光制御レンズ10は駆動限
界点まで動作する。
【0048】すると、モニタ7上の観察画像は、図5
(a)から(b)のごとく、最小に縮小される。このと
き、記配光制御レンズ10も連動して、最大範囲を照射
するよう配光角は、最大となる。図5中、破線はキャラ
クタの枠である。
【0049】操作者は、自分が希望する範囲まで枠が広
がるまで縮小キー32を押し続け、希望の範囲、例えば
図5(c)に示す範囲になったところで、縮小キー32
の押圧を止める。これ以降の動作は前記拡大動作と同じ
である。
【0050】このように、本実施例では、観察画像の拡
大/縮小を行うズームレンズ11と、配光角を狭めたり
広げたりするレンズ10とを連動するようにしたこと
で、照明光は常に観察画像の観察範囲のみを照射するの
で、観察画像の拡大/縮小に関わらず、常に画像全体が
適切な明るさで高解像度に観察できる。
【0051】次に、この発明における第2実施例につい
て、図6ないし図8を参照して説明する。
【0052】本実施例の内視鏡装置は、図6において、
第1実施例と同一構成部分は図示せず、異なる部分のみ
図示してある。その他、第1実施例と同様の構成及び作
用については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0053】図6に示すプロセッサ部は、前記A/Dコ
ンバータ13の出力を1画面分記憶するメモリ回路40
と、図7に示すように観察画像の4辺の、それぞれ隣接
する2点の明るさレベルを保持するサンプルホールド回
路41と、このサンプルホールド回路41の出力と前記
操作部15のスタート信号を入力し、配光角が適切か否
かを判断するCPU42と、このCPU42からの出力
信号を入力して配光制御レンズ10を駆動する配光制御
レンズ駆動手段43とを有している。
【0054】前記メモリ回路40、サンプルホールド回
路41、及びCPU42は、第1実施例の構成に追加さ
れたものである。従って、前記A/Dコンバータ13の
出力は、前記メモリ14及びD/Aコンバータ19へ供
給されている。また、ズームレンズ駆動手段24は、前
記判別回路22からストップ信号を入力するようになっ
ている。
【0055】本実施例の作用について説明する。観察画
像の拡大/縮小の動作は、第1実施例と同様である。
【0056】配光角の制御は、第1実施例の場合、ズー
ムレンズ11に連動して配光制御レンズ10を駆動させ
ただけであるので、組立時の調整、部品の精度で観察範
囲に対する配光角のズレが生じる。
【0057】本実施例では、図8に示すフローの如くサ
ンプルホールド回路41で保持した観察画像の4辺の端
の各2点の隣接する画像の明るさデータをCPU42で
処理するので、最低隣接する2辺の各データの明るさの
レベル比が基準値M以上、すなわち明るさの差が少なく
なり配光が適切となったと判断すると配光制御レンズ1
0の駆動を停止する。
【0058】前記CPU42は、操作部15からのスタ
ート信号が入力すると、拡大/縮小の指示に関わらず、
図8のステップS1に示すように、配光角が最も狭まる
ように配光制御レンズ駆動手段43へ出力する。
【0059】前記メモリ回路40は、前記記憶したデー
タを任意の周期(但し、ビデオ同期信号に同期した整数
倍の周期)で書き換える。
【0060】前記サンプルホールド回路41は、CPU
42が配光制御レンズ駆動手段43に指示信号を出力す
るのに同期してデータのリセット、ホールドを繰り返
す。
【0061】初期時、前記CPU42は配光角が最も狭
まるように配光制御レンズ駆動手段43に指示するの
で、観察画像は中心部のみにしか照明されない状態とな
る。従って、サンプルホールド回路41の出力の各4辺
のそれぞれのデータの明るさの差が大きく、比(A1/
A2等、図7参照)は、基準値Mより小さくなる。この
ため、前記CPU42は、配光制御レンズ10が配光角
を広げるように、ステップS2で、配光制御レンズ駆動
手段43に指示信号を出力信号を出力する。
【0062】配光角が広がった状態で、CPU42が、
サンプルホールド回路41の出力を基に、以下の比較を
行って、配光角の所定の制御を指示する。すなわち、隣
接する2辺、例えば図7に示すA1,A2の辺とB1,B2
またはC1,C2の辺の各データの比が、例えばA1/A2
≧Mというように基準値Mより大きい、すなわち明るさ
の差が小さくなったとき、CPU42は、配光が観察画
像範囲に対して適切になったと判断して、配光制御レン
ズ10の配光角を広げる動作を停止するように、前記配
光制御レンズ駆動手段43に指示する。これは、図8の
ステップS3ないしステップS8において、いずれのル
ートを経た処理であっても、全てYesの場合の動作で
あり、最終的にステップS9で、前記配光角を拡開させ
る動作を停止させる。
【0063】具体的には、ステップS3ではA1/A2≧
Mか否かの判断、ステップS4,S6ではB1/B2≧M
か否かの判断、ステップS5,S8ではC1/C2≧Mか
否かの判断、ステップS7ではD1/D2≧Mか否かの判
断をする。
【0064】ステップS3,S4のルートはA1,A2の
辺とB1,B2の辺、ステップS4,S8のルートはB
1,B2の辺とC1,C2の辺、ステップS6,S7のルー
トはB1,B2の辺とD1,D2の辺の比についてそれぞれ
判断し、Yesの場合、ステップS9へ移る。また、ス
テップS4,S5のルートはB1,B2の辺とC1,C2の
辺、ステップS5,S7のルートはC1,C2の辺とD
1,D2の辺の比についてそれぞれ判断し、Yesの場
合、ステップS9へ移る。
【0065】隣接する2辺のデータの比がMより大きく
なったとき、配光が適切と判断したのは、観察部位の傾
きがあったときでも隣接する2辺の明るさが均等になれ
ば、配光は観察範囲に適切になっていると判断できるか
らである。図8のフローチャートでは、図7に示す対称
な位置にある複数の箇所のデータを基に、判断してお
り、判断が確実となるようになっている。
【0066】尚、ステップS3ないしステップS8にお
いて、いずれのルートを経た処理であっても、全てNo
の場合は、配光が不適切として、ステップS2で、前記
配光角を拡大させる動作を継続する。そして、この動作
は、隣接する2辺の明るさが均、つまり観察範囲全体で
明るさがほぼ均等になるまで続けられる。
【0067】このように、本実施例では配光角の制御を
観察画像の周辺の明るさの差を基に判断するので、部品
や調整による精度の差を生じずに観察画像の拡大/縮小
に関わらず、常に画像全体が明るく観察できる。
【0068】尚、本実施例ではサンプルホールド回路に
よるデータサンプリングのポイントを4辺としたが、精
度を上げるためそれ以上でも構わない。
【0069】
【発明の効果】本発明によれば、観察画像の拡大や縮小
といった変化に応じて、常に視野の全面を照射するよう
に照明光の配光角を制御し、視野内を適切な明るさで且
つ高解像に観察できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1実施例に係る電子内視鏡装置の全体
的なブロック図。
【図2】図2は操作部の構成図。
【図3】図3は拡縮キーの操作とその波形図。
【図4】図4はズーム及び配光角の変化を示す内視鏡先
端の構成図。
【図5】図5は観察範囲の変化の説明図。
【図6】図6は第2実施例に係る電子内視鏡装置の要部
を示すブロック図。
【図7】図7は配光角の設定・可変に関する説明図。
【図8】図8は配光角の設定・可変に関するフローチャ
ート。
【符号の説明】
1…電子内視鏡装置 2…固体撮像素子 10…配光制御レンズ 11…ズームレンズ 14…メモリ回路 15…操作部 31…拡大キー 32…縮小キー 16…エリア指定回路 18…キャラクタ作成回路 22…判別回路 23…ズームレンズ駆動手段 24…配光制御レンズ駆動手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体に照明光を供給する照明光供給手
    段と、前記照明光が照射された被写体の像を撮像して電
    気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前方に配
    置されて前記被写体像を拡大及び縮小する変倍光学系
    と、前記被写体像の拡大及び縮小を制御するため前記変
    倍光学系を駆動する変倍光学系駆動手段とを有している
    電子内視鏡装置において、 前記被写体に照明光を照射する際、この照明光の配光角
    度を可変できる配光角変更光学系と、 前記変倍光学系の駆動によって被写体像を拡大及び縮小
    に連動するように、前記配光角変更光学系を駆動して、
    前記照明光の配光角を可変する配光角変更光学系駆動手
    段と、を有している、 ことを特徴とする電子内視鏡装置。
JP5140957A 1993-06-11 1993-06-11 電子内視鏡装置 Withdrawn JPH07359A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106132274A (zh) * 2014-03-28 2016-11-16 富士胶片株式会社 内窥镜装置
WO2017168986A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 ソニー株式会社 制御装置、内視鏡撮像装置、制御方法、プログラムおよび内視鏡システム

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