JPH09224904A

JPH09224904A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH09224904A
Application number: JP8041295A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nakamura; 和彦中村; Shuta Fujiwara; 周太藤原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】対物レンズを通して得られた光学像を撮像素子
で電気変換し、その画像信号情報により、主に被検体の
体腔内を観察する内視鏡装置において、光源からの出射
照明光の光ファイバへの入射光量の制御を高価で加制御
の困難な機械部品を極力減らして、低コストでかつ制御
そのものが単純に実現でき、しかも、場所もほとんど取
らず、さらに、光源からの出射照明光を制御する際、無
駄となる電力が極力少なく済むような内視鏡装置を提供
することを目的とする。【解決手段】光源９と、対物レンズ１を通して得られた
光学像を電気変換し、その電気変換された信号電荷を蓄
積し、順次出力する撮像素子（ＣＣＤ）２と、撮像素子
（ＣＣＤ）２からの画像信号を信号処理し、光量制御信
号を出力する画像処理・機器制御部４と、画像処理・機
器制御部４から出力された光量制御信号により光源９へ
の供給電力を制御する手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に被検体の体腔
内を観察する内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、医用内視鏡の分野においては、
患者の体腔内の撮像を観察することにより診断に供する
ため、良質な画像を得ることが望まれる。その一手法と
して、画像の明度を適化するための光量制御の改善があ
げられる。

【０００３】一般的な内視鏡装置においては、体腔内を
照明してその反射光（体腔内の光学像）をＣＣＤ等の撮
像素子で影像化（電子内視鏡）したり、いわゆる光学内
視鏡の場合では体腔内の光学像を光ファイバ等を介して
外付けの撮像装置を用いて影像化することがある。その
場合に体腔内の形状や被写体までの距離が常に一定では
ないため、照明光の光量が一定であると画像の明るさが
一定ではなくなる。

【０００４】そこで、従来の内視鏡装置における画像の
明るさの適正化のためにとられる一般的な方法は、絞り
等の遮光体の開口経等を制御することにより内視鏡スコ
ープ（導中管）の先端部から体腔内に出射する照明光の
光量を制御するというものである。

【０００５】図３を参照しながらスコープ導中管の先端
から出射させる照明光の出射光量を制御するための従来
の技術を説明する。光源９はある一定の明るさの照明光
を出射したままの状態にしておく。そのうえで、スコー
プ導中管の先端に埋め込まれた対物レンズ１を通して得
られた光学像は撮像素子２で電気変換され、その電気変
換された信号電荷は撮像素子２において蓄積された後順
次出力される。出力された画像信号は画像処理・機器制
御部４で受信される。その画像処理・機器制御部４では
あらかじめ基準値を設けておき、受信した画像信号を比
較する。その結果、画像信号が基準値よりも低ければ照
射光量を増加させるための光量制御信号を、画像信号が
基準値よりも高ければ照射光量を減少させるための光量
制御信号をそれぞれ出力する（即ち、出力する光量制御
信号はプラスとマイナスの場合の２種類の信号）。出力
された光量制御信号は遮光体駆動回路１４に送信され、
それをもとに駆動信号が遮光体駆動モータ１５に送信さ
れ、その駆動信号により光源９とファイバ入射端１０と
の間に設置された遮光体１６を開閉させる。このように
して、照明光の光ファイバ１１への入射光量を制御する
ことでスコープ導中管の先端からの出射光量を制御す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮光体
と、遮光体自身の動作を制御するための遮光体駆動回
路、及び遮光体駆動モータは、機械部品としては高価で
あり、また、遮光体自身の動作制御には大変複雑な制御
が必要であり、機械部品としての応答性の問題もある。

【０００７】また、遮光体と遮光体駆動回路、及び遮光
体駆動モータは、機械部品であるため設置するのにどう
してもある程度の大きさの空間を必要としてしまう。さ
らに、光源からは、ある一定の強度の明るさの照明光が
出射されたままの状態で、遮光体を制御することによっ
て、照明光の光ファイバへの入射光量を制御するので、
光源での消費電力にかなり無駄がある。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、対物レンズを通して得られた光学像を撮像素子
で電気変換し、その画像信号情報により、主に被検体の
体腔内を観察する内視鏡装置において、光源からの出射
照明光の光ファイバへの入射光量の制御を高価で加制御
の困難な機械部品を極力減らして、低コストでかつ制御
そのものが単純に実現でき、しかも、場所もほとんど取
らず、さらに、光源からの出射照明光を制御する際、無
駄となる電力が極力少なく済むような内視鏡装置を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、体腔内へ挿入するスコープ導中管
と、前記体腔内を照明するためにスコープ導中管の先端
から光を出射させる光源と、前記体腔内からの光学像を
画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段からの画
像信号に基づいて光量制御信号を出力する画像処理・機
器制御部と、前記画像処理・機器制御部から出力された
前記光量制御信号により前記光源への供給電力を制御す
る手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置を提供
する。

【００１０】上記本発明により、光源からの出射照明光
の光ファイバへの入射光量の制御を高価で加制御の困難
な機械部品を極力減らして、低コストでかつ制御そのも
のが単純に実現でき、しかも、場所もほとんど取らず、
さらに、光源からの出射照明光を制御する際、無駄とな
る電力が極力少なく済むようにすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実
施形態の内視鏡装置の概略構成図である。光源９はある
強度の明るさの初期条件の照明光を出射した状態にす
る。そのうえで、スコープ導中管の先端に埋め込まれた
対物レンズ１を通して得られた光学像は撮像素子２で電
気変換され、その電気変換された信号電荷は撮像素子２
において蓄積された後順次出力される。出力された画像
信号は画像処理・機器制御部４で受信される。その画像
処理・機器制御部４ではあらかじめ基準値を設けてお
き、受信した１フレーム分の画像信号の平均値との比を
測定する。その結果に応じて光量制御信号（図２の
（１））のデューティ（例えば、比が１の場合は５０
％）を変化させる。これらの処理はフレーム毎に繰り返
される。出力された光量制御信号はランプ点灯ユニット
内１３のアナログスイッチ５に送信される。アナログス
イッチ５は受信した光量制御信号に応じて２種類の制御
電圧Ｖｈ、Ｖｌを切り換えて出力させる。ただし、Ｖｈ
は光源に流す電流を仕様最大にする制御電圧、Ｖｌは光
源に流す電流を仕様最小にする制御電圧である。

【００１２】アナログスイッチ５が光量制御信号Ｈ（Ｈ
ｉｇｈ）を受信した場合、スイッチは制御電圧Ｖｈの方
に切り換わり、一方光量制御信号Ｌ（Ｌｏｗ）を受信し
た場合、スイッチは制御電圧Ｖｌの方に切り換わること
によりそれぞれ制御電圧Ｖｈ、Ｖｌを出力する。

【００１３】それら制御電圧Ｖｈ、Ｖｌの組み合わせか
らなる信号（図２の（２））はローパスフィルタ６にお
いて図２の（３）のように平滑化される。平滑化された
制御電圧信号のレベルは、アナログスイッチ５が制御電
圧Ｖｈを出力させている時間の長さにほぼ比例する。こ
のようにして、その平滑化された制御電圧信号は、定電
流（電圧）源７に送信され、その制御電圧信号のレベル
に応じて定電流（電圧）源７から光源９に流れる電流の
レベルが連続的に、ある一定の範囲内において制御さ
れ、それによって光源９の照射光量が電流のレベルに応
じて連続的に、ある一定の範囲内において制御される。

【００１４】上記制御電圧Ｖｈ、Ｖｌの組み合わせから
なる信号（図２の（２））は必ずしもローパスフィルタ
６を通して平滑化させる必要はなく、例えば制御電圧Ｖ
ｈ、Ｖｌの組み合わせの不連続な信号（図２の（２））
を直接定電流（電圧）源７に送信して、その制御電圧信
号のレベルに応じて定電流（電圧）源７から光源９に流
れる電流のレベルをある一定の範囲内において制御し、
それによって光源９の照射光量を電流のレベルに応じて
制御してもよい。

【００１５】図４は、本発明の第２の実施形態の内視鏡
装置の概略構成図である。光源９はある強度の明るさの
初期条件の照明光を出射した状態にする。そのうえで本
発明の第一の実施形態と同様に、スコープ導中管の先端
に埋め込まれた対物レンズ１を通して得られた光学像は
撮像素子２で電気変換され、その電気変換された信号電
荷は撮像素子２において蓄積された後順次出力される。
出力された画像信号は画像処理・機器制御部４で受信さ
れる。その画像処理・機器制御部４ではあらかじめ基準
値を設けておき、受信した１フレーム分の画像信号の平
均値との比を測定する。その結果の応じて光量制御信号
（図２の（１））のデューティを変化させる。これらの
処理はフレーム毎に繰り返される。

【００１６】出力された光量制御信号はランプ点灯ユニ
ット１３内のＤ／Ａ変換部１７に送信されアナログ信号
に変換される。そのアナログ信号は定電流（電圧）源７
に送信され、そのアナログ信号（制御電圧信号）のレベ
ルに応じて定電流（電圧）源７から光源９に流れる電流
のレベルが制御され、それによって光源９の照射光量が
電流のレベルに応じて制御される。

【００１７】もちろん、光量制御信号のアナログ信号へ
の変換までを画像処理・機器制御部４内で行ってもよ
い。また、上記光量制御信号は直接アナログ信号でもよ
い。

【００１８】本願発明は以上の実施形態に限定されるも
のではなく、種々変形して実施することができる。例え
ば、以上の実施例においては主に固体撮像素子等を用い
た電子内視鏡に関するものについて説明しているが、本
発明は光学内視鏡に撮像装置を接続してＴＶモニタに内
視鏡画像を表示するものにも適用することができる。ま
た、光量制御は１フレーム分の画像の平均値に基づいて
いるが、これを画像１フレームのヒストグラムを基に高
輝度成分の例えば１０％位置を基準値に近づくよう制御
するようにしてもよく種々変形可能である。更に、画像
処理・機器制御部からの出力はデューティに限らず周波
数可変のパルスを用いてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光源から
の出射照明光の光ファイバへの入射光量の制御を高価で
加制御の困難な機械部品を極力減らして、低コストでか
つ制御そのものが単純に実現でき、しかも、場所もほと
んど取らず、さらに、光源からの出射照明光を制御する
際、無駄となる電力が極力少なく済むようにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態の内視鏡装置の概略構
成を示す図。

【図２】本発明の第一の実施形態の内視鏡装置における
光量制御を説明するたの図。

【図３】従来の内視鏡装置の概略構成を示す図。

【図４】本発明の第二の実施形態の内視鏡装置の概略構
成を示す図。

【符号の説明】

１対物レンズ２撮像素子（ＣＣＤ）３スコープ操作部４画像処理・機器制御部５アナログスイッチ６ローパスフィルタ７定電流（電圧）源８放電パルス発生器９光源１０光ファイバ入射端１１光ファイバ１２内視鏡ユニット１３ランプ点灯ユニット１４遮光体駆動回路１５遮光体駆動モータ１６遮光体１７Ｄ／Ａ変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体腔内へ挿入するスコープ導中管と、前記
体腔内を照明するためにスコープ導中管の先端から光を
出射させる光源と、前記体腔内からの光学像を画像信号
に変換する撮像手段と、前記撮像手段からの画像信号に
基づいて光量制御信号を出力する画像処理・機器制御部
と、前記画像処理・機器制御部から出力された前記光量
制御信号により前記光源への供給電力を制御する手段と
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】前記光源への供給電力を制御する手段は、
前記光源に流れる電流を制御する手段であることを特徴
とする請求項１記載の内視鏡装置。
【請求項３】体腔内へ挿入するスコープ導中管と、前記
体腔内を照明するためにスコープ導中管の先端から光を
出射させる光源と、前記体腔内からの光学像を画像信号
に変換する撮像手段と、前記撮像手段からの画像信号に
基づいて光量制御信号を出力する画像処理・機器制御部
と、前記画像処理・機器制御部から出力された前記光量
制御信号に応じて、出力する制御電圧を変換させる手段
と、前記制御電圧に応じて前記光源に流れる電流を制御
する手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】前記出力する制御電圧を変換させる手段
は、制御電圧をスイッチにより、強さの違う複数の電源
の中から前記光量制御信号に応じて選択することである
ことを特徴とする請求項３記載の内視鏡装置。