JPH10305004A - Fluorescent observation device for living body - Google Patents

Fluorescent observation device for living body

Info

Publication number
JPH10305004A
JPH10305004A JP10055593A JP5559398A JPH10305004A JP H10305004 A JPH10305004 A JP H10305004A JP 10055593 A JP10055593 A JP 10055593A JP 5559398 A JP5559398 A JP 5559398A JP H10305004 A JPH10305004 A JP H10305004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
light
living body
image
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10055593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Furusawa
宏一 古澤
Atsumi Kaneko
敦美 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP10055593A priority Critical patent/JPH10305004A/en
Publication of JPH10305004A publication Critical patent/JPH10305004A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a distance between an endoscope and a living body proper and to miniaturize an image pickup part by introducing a wavelength selecting optical element to the endoscope, taking prescribed wavelength light out of fluorescent light led from the living body, picking up its image and amplifying the image pickup output with an amplification factor corresponding to that output. SOLUTION: The top end of endoscope 10 is arranged near a fluorescent observation part in the living body, and the tissue of living body is irradiated with white light from a light source lamp 21. Thus, the observed image of living body is formed through an observation window 18 by an objective optical system 15 and led into an image pickup part 30. This image is displayed through a CCD camera 31 and a video switcher 40 onto a monitor 50. Next, a filter 22 for exciting light is set, the tissue of living body is irradiated with exciting light and the fluorescent light from the tissue of living body at that time is captured by a CCD camera 41, amplified and outputted through the video switcher 40 onto the monitor 50. The amplification factor inside the CCD camera 41 at such a time is controlled corresponding to the image pickup output so that the proper fluorescent observation of living body tissue is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は生体の蛍光観察装置
に関し、特に、内視鏡の先端部から励起光を照射するこ
とによってこの内視鏡の先端部から入射した生体の蛍光
観察像を撮像して表示装置に表示する生体の蛍光観察装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for observing fluorescence of a living body, and more particularly, to irradiating excitation light from the end of an endoscope to capture a fluorescence observation image of the living body incident from the end of the endoscope. The present invention relates to a fluorescent observation apparatus for a living body, which displays on a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体組織に420nm〜480nmの波長の
光を照射すると、生体組織内の蛍光物質(例えば、NA
DH,FMN,等)により蛍光が発生することが知られ
ている。また、近年では、生体組織より発生する蛍光と
疾患との相互関係が明らかになってきている。すなわ
ち、生体組織の正常部位は、赤色(R)領域の蛍光に比し
てかなり強い緑色(G)の蛍光を発し、生体組織の腫瘍部
位(異常部位)は、正常部位に対してGの蛍光強度が低下
することがわかってきている。これらの事実より、内視
鏡,光源部,及び撮像部を備える蛍光観察装置を用いて
生体組織の蛍光観察を行うことにより疾患の有無を判定
する診察が、しばしば実施されている。
2. Description of the Related Art When a living tissue is irradiated with light having a wavelength of 420 to 480 nm, a fluorescent substance (for example, NA) in the living tissue is irradiated.
DH, FMN, etc.). In recent years, the correlation between fluorescence generated from living tissue and disease has been clarified. That is, the normal part of the living tissue emits green (G) fluorescence which is considerably stronger than the fluorescence of the red (R) region, and the tumor part (abnormal part) of the living tissue has G fluorescence relative to the normal part. It has been found that the strength decreases. Based on these facts, medical examinations are often performed to determine the presence or absence of a disease by performing fluorescence observation of a living tissue using a fluorescence observation device including an endoscope, a light source unit, and an imaging unit.

【0003】生体組織の蛍光観察にあたっては、内視鏡
の先端部を生体内に挿入し、先端部から励起光を生体組
織に対して照射する。すると、そのときの生体の像は、
内視鏡の先端部に設けられた対物光学系によって結像さ
れ、接眼部に接続された撮像部内に導入され、フィルタ
によってGの蛍光成分のみが抽出された後に、撮像部内
のCCDカメラによって撮像されてモニタの画面上に表
示される。
In fluorescence observation of a living tissue, a distal end of an endoscope is inserted into a living body, and excitation light is applied to the living tissue from the distal end. Then, the image of the living body at that time is
An image is formed by an objective optical system provided at the distal end of the endoscope, introduced into an imaging unit connected to an eyepiece, and only G fluorescent components are extracted by a filter. The image is taken and displayed on the screen of the monitor.

【0004】但し、このような蛍光観察装置の構成で
は、内視鏡の先端部と生体との間の距離(観察距離)が変
化すると、対物光学系に入射する生体からの蛍光の強度
が変化してしまうので、蛍光の強度に基づく疾患の有無
の判定を適正に行うことが困難である。
However, in such a configuration of the fluorescence observation apparatus, when the distance (observation distance) between the end of the endoscope and the living body changes, the intensity of the fluorescence from the living body incident on the objective optical system changes. Therefore, it is difficult to properly determine the presence or absence of a disease based on the intensity of the fluorescence.

【0005】そこで、図10に示された構成を備える蛍
光観察装置が提案されている。図10において、蛍光観
察装置の撮像部30内には、接眼レンズ16の光軸上に
通常観察用の第1CCDカメラ31が設置されており、
この第1CCDカメラ31と並べて蛍光観察用の第2C
CDカメラ5と第3CCDカメラ6とが設置されてい
る。また、接眼レンズ16と第1CCDカメラ31との
間には、反射ミラー32が接眼レンズ16の光軸に対し
て挿脱自在に設けられている。この反射ミラー32は、
蛍光観察時には接眼レンズ16の光軸に対して45゜の
角度で交わり、接眼レンズ16からの光を90゜の角度
で反射する。
[0005] Therefore, a fluorescence observation apparatus having the configuration shown in FIG. 10 has been proposed. In FIG. 10, a first CCD camera 31 for normal observation is provided on the optical axis of the eyepiece 16 in the imaging unit 30 of the fluorescence observation apparatus.
A second C for fluorescence observation is arranged alongside the first CCD camera 31.
A CD camera 5 and a third CCD camera 6 are provided. A reflection mirror 32 is provided between the eyepiece 16 and the first CCD camera 31 so as to be freely inserted into and removed from the optical axis of the eyepiece 16. This reflecting mirror 32
At the time of fluorescence observation, the light intersects the optical axis of the eyepiece 16 at an angle of 45 ° and reflects the light from the eyepiece 16 at an angle of 90 °.

【0006】反射ミラー32によって反射された光の光
軸上には、その光軸に対して45゜の角度でダイクロイ
ックミラー1が設置されている。ダイクロイックミラー
1は、緑色光(G光)のみを反射し、それ以外の波長の光
を透過する。また、ダイクロイックミラー1を透過した
光の光路上には、ダイクロイックミラー2が設置されて
いる。このダイクロイックミラー2は、赤色光(R光)の
みを反射し、それ以外の波長の光を透過する。
On the optical axis of the light reflected by the reflecting mirror 32, the dichroic mirror 1 is installed at an angle of 45 ° with respect to the optical axis. The dichroic mirror 1 reflects only green light (G light) and transmits light of other wavelengths. A dichroic mirror 2 is provided on an optical path of light transmitted through the dichroic mirror 1. The dichroic mirror 2 reflects only red light (R light) and transmits light of other wavelengths.

【0007】ダイクロイックミラー1によって反射され
た光は、ダイクロイックミラー1と第2CCDカメラ5
との間に設置されたイメージインテンシファイア(以
下、「I.I.」という)34aによって増幅され、第2
CCDカメラ5に導入される。一方、ダイクロイックミ
ラー2によって反射された光は、ダイクロイックミラー
2と第3CCDカメラ6との間に設置されたI.I.34
bによって増幅され、第3CCDカメラ6に導入され
る。従って、第2CCDカメラ5は、蛍光観察像のG光
成分を撮像し、第3CCDカメラ6は、蛍光観察像のR
光成分を撮像する。
[0007] The light reflected by the dichroic mirror 1 is transmitted to the dichroic mirror 1 and the second CCD camera 5.
Amplified by an image intensifier (hereinafter, referred to as “II”) 34a installed between
It is introduced into the CCD camera 5. On the other hand, the light reflected by the dichroic mirror 2 is an I.I.34 set between the dichroic mirror 2 and the third CCD camera 6.
b, and is introduced into the third CCD camera 6. Accordingly, the second CCD camera 5 captures the G light component of the fluorescence observation image, and the third CCD camera 6 captures the R light component of the fluorescence observation image.
The light component is imaged.

【0008】第2CCDカメラ5及び第3CCDカメラ
6は、R・G比処理装置7にケーブルを介して接続され
ており、R・G比処理装置7は、ビデオ切替装置40を
介してモニタ50に接続されている。第2CCDカメラ
5の各画素と第3CCDカメラ6の各画素とは、それぞ
れ対応づけられている。これらの第2CCDカメラ5及
び第3CCDカメラ6は、個々の画素の出力をR・G比
処理装置7に対して入力する。
The second CCD camera 5 and the third CCD camera 6 are connected to an R / G ratio processor 7 via a cable, and the R / G ratio processor 7 is connected to a monitor 50 via a video switching device 40. It is connected. Each pixel of the second CCD camera 5 and each pixel of the third CCD camera 6 are associated with each other. The second CCD camera 5 and the third CCD camera 6 input the output of each pixel to the R / G ratio processing device 7.

【0009】R・G比処理装置7は、第2CCDカメラ
5の出力及び第3CCDカメラ6の出力に基づいて、以
下の手法によって蛍光画像データの距離補正を行う。こ
こに、図11は、蛍光観察像に含まれる各波長成分の分
布を示すグラフである(但し、図11の縦軸は、各波長
成分の強度に対応するCCDの出力を示している)。図
11には、生体組織の正常部位の蛍光観察像に含まれる
蛍光分布と生体組織の異常部位の蛍光観察像に含まれる
蛍光分布の例が示されている。これらの正常部位の蛍光
分布と異常分布の蛍光分布とは、ともにG光帯域におけ
る強度がR光帯域における強度より大きい特性を有して
いる。但し、G光帯域における強度のR光帯域における
強度に対する比は、正常部位の方が異常部位よりも大き
い。例えば、図11において、G光帯域における任意の
波長αのときの強度とR光帯域における任意の波長βの
ときの強度との比を、正常部位と異常部位とについてそ
れぞれ見てみると、正常部位については、α:β=4:
1程度となるのに対し、異常部位については、α:β=
2:1程度となる。一方、この比の大小関係は、内視鏡
10の先端部と生体組織との距離によっては変化しな
い。これらの点について鑑みると、G光(帯域)の強度と
R光(帯域)の強度との比が大きい場合には、正常部位と
判定し、比が小さい場合には異常部位と判定することが
可能である。
The R / G ratio processor 7 corrects the distance of the fluorescent image data based on the output of the second CCD camera 5 and the output of the third CCD camera 6 by the following method. Here, FIG. 11 is a graph showing the distribution of each wavelength component included in the fluorescence observation image (however, the vertical axis in FIG. 11 shows the output of the CCD corresponding to the intensity of each wavelength component). FIG. 11 shows an example of a fluorescence distribution included in a fluorescence observation image of a normal portion of a living tissue and a fluorescence distribution included in a fluorescence observation image of an abnormal portion of the living tissue. Both the fluorescence distribution of the normal region and the fluorescence distribution of the abnormal distribution have a characteristic that the intensity in the G light band is larger than the intensity in the R light band. However, the ratio of the intensity in the G light band to the intensity in the R light band is larger in the normal part than in the abnormal part. For example, in FIG. 11, the ratio between the intensity at an arbitrary wavelength α in the G light band and the intensity at an arbitrary wavelength β in the R light band is shown for a normal part and an abnormal part, respectively. For the site, α: β = 4:
On the other hand, for an abnormal site, α: β =
It is about 2: 1. On the other hand, the magnitude relationship of the ratio does not change depending on the distance between the distal end portion of the endoscope 10 and the living tissue. Considering these points, when the ratio between the intensity of the G light (band) and the intensity of the R light (band) is large, it is determined that the region is normal, and when the ratio is small, it is determined that the region is abnormal. It is possible.

【0010】R・G比処理装置7は、上述した点に鑑
み、第2CCDカメラ5の画素の出力(G光成分)とこの
画素の出力に対応する第3CCDカメラ6の画素の出力
(R光成分)とを受け取ると、両者の比(G/R比)をと
る。そして、G/R比が大きい場合には、これらの画素
に対応するモニタ50の画素の表示色を緑(G)と判定す
る。一方、G/R比が小さい場合には、これらの画素に
対応するモニタ50の画素の表示色を赤(R)と判定す
る。このようにして、R・G比処理装置7は、第2CC
Dカメラ5及び第3CCDカメラ6の各画素に対してG
かRかの判定を行い、これらの判定結果に基づいて画像
データを生成し、ビデオ信号に変換し、ビデオ切替装置
40を介してモニタ50に入力する。これによって、モ
ニタ50の画面には、距離補正がなされた生体の蛍光観
察像が表示される。
In view of the above, the R / G ratio processing device 7 outputs the pixel output (G light component) of the second CCD camera 5 and the pixel output of the third CCD camera 6 corresponding to the output of this pixel.
(R light component), the ratio between them (G / R ratio) is calculated. When the G / R ratio is large, the display color of the pixel of the monitor 50 corresponding to these pixels is determined to be green (G). On the other hand, when the G / R ratio is small, the display color of the pixel of the monitor 50 corresponding to these pixels is determined to be red (R). In this way, the R / G ratio processing device 7
G for each pixel of the D camera 5 and the third CCD camera 6
The image data is generated based on these determination results, converted into a video signal, and input to the monitor 50 via the video switching device 40. Thereby, the fluorescence observation image of the living body whose distance has been corrected is displayed on the screen of the monitor 50.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
蛍光観察装置には以下の問題があった。すなわち、従来
の蛍光観察装置は、蛍光観察のため、撮像部30内に二
つのI.I.34a及びI.I.34bを設置し、且つ第2
CCDカメラ5及び第3CCDカメラ6を設置する構成
が採られている。このため、撮像部30が大型化且つ重
量化し、内視鏡10の操作性が低下してしまう問題があ
った。また、蛍光観察装置の部品点数の増加より、蛍光
観察装置のコストが上昇してしまう問題もあった。
However, the conventional fluorescence observation apparatus has the following problems. In other words, the conventional fluorescence observation apparatus installs two II.34a and II.34b in the imaging unit 30 for fluorescence observation, and
The configuration in which the CCD camera 5 and the third CCD camera 6 are installed is adopted. For this reason, there has been a problem that the imaging unit 30 is increased in size and weight, and the operability of the endoscope 10 is reduced. In addition, there is a problem that the cost of the fluorescence observation apparatus increases due to an increase in the number of components of the fluorescence observation apparatus.

【0012】本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、生体組織の蛍光観察を内視鏡の先端部と生体との間
の距離に関わらず適正に行うことができ、且つ従来に比
し撮像部を小型化できる生体の蛍光観察装置を提供する
ことを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and enables fluorescence observation of a living tissue to be performed properly regardless of the distance between the distal end of an endoscope and a living body. It is an object of the present invention to provide a fluorescence observation apparatus for a living body that can reduce the size of an imaging unit.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請
求項1の発明は、先端部から励起光を照射するとともに
この励起光によって励起された生体からの蛍光を前記先
端部から導入する内視鏡と、前記内視鏡に導入された前
記蛍光から所定波長の光の成分のみを取り出す波長選択
光学素子と、前記波長選択光学素子によって取り出され
た前記所定波長の光の成分からなる前記生体の像を撮像
する撮像素子と、前記撮像素子の出力を増幅する増幅器
と、前記撮像素子の出力の大きさに応じて前記増幅器の
増幅率を操作することによって前記増幅器の出力を制御
するオートゲインコントローラとを備えたことを特徴と
する生体の蛍光観察装置である。
The present invention employs the following configuration to solve the above-mentioned problems. That is, the invention according to claim 1 is an endoscope that irradiates excitation light from a distal end portion and introduces fluorescence from a living body excited by the excitation light from the distal end portion, and the endoscope introduced to the endoscope. A wavelength selection optical element that extracts only a light component of a predetermined wavelength from the fluorescence, an imaging element that captures an image of the living body including the light component of the predetermined wavelength that is extracted by the wavelength selection optical element, and an imaging element of the imaging element A fluorescent light of a living body, comprising: an amplifier for amplifying an output; and an auto gain controller for controlling an output of the amplifier by operating an amplification factor of the amplifier according to a magnitude of an output of the imaging device. Observation device.

【0014】請求項1の発明によれば、生体の蛍光観察
像は、波長選択光学素子によって所定周波数の光の成分
のみが取り出され、撮像素子によって撮像される。続い
て、撮像素子の出力は、増幅器によって増幅される。こ
のとき、オートゲインコントローラは、撮像素子の出力
に応じて増幅器の増幅率を操作し、増幅率の出力,すな
わち、増幅器によって増幅された撮像素子の出力を、予
め定められた適正値となるように制御する。これによっ
て、増幅器からは、適正値に増幅された撮像素子の出力
信号が出力される。
According to the first aspect of the present invention, the fluorescence observation image of the living body is obtained by extracting only a light component of a predetermined frequency by the wavelength selection optical element and imaging by the imaging element. Subsequently, the output of the image sensor is amplified by the amplifier. At this time, the auto gain controller operates the amplification factor of the amplifier in accordance with the output of the imaging device, and sets the output of the amplification factor, that is, the output of the imaging device amplified by the amplifier, to a predetermined appropriate value. To control. Thus, the output signal of the image sensor amplified to an appropriate value is output from the amplifier.

【0015】ここに、波長選択光学素子には、ダイクロ
イックミラーやバンドパスフィルタ等の光学フィルタが
含まれる。請求項2の発明は、請求項1記載のオートゲ
インコントローラが、前記撮像素子の出力が小さい場合
に前記増幅器の増幅率を大きくするとともに、前記撮像
素子の出力が小さい場合に前記増幅器の増幅率を小さく
することで、特定したものである。
Here, the wavelength selection optical element includes an optical filter such as a dichroic mirror or a band-pass filter. According to a second aspect of the present invention, the auto gain controller according to the first aspect increases the amplification factor of the amplifier when the output of the image sensor is small, and increases the amplification factor of the amplifier when the output of the image sensor is small. Is specified by reducing

【0016】請求項3の発明は、請求項1記載のオート
ゲインコントローラが、前記増幅器の増幅率を複数段階
で操作することで、特定したものである。この請求項3
の発明によれば、撮像素子の出力に応じて増幅器の増幅
率をリニアに操作可能となる。
According to a third aspect of the present invention, the automatic gain controller according to the first aspect specifies the gain by operating the amplification factor of the amplifier in a plurality of stages. This claim 3
According to the invention, the amplification factor of the amplifier can be linearly operated according to the output of the image sensor.

【0017】請求項4の発明は、請求項1記載のオート
ゲインコントローラが、前記撮像素子の出力のピーク値
が基準ピーク値より大きくなった場合に前記増幅器の増
幅率を操作することで、特定したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the automatic gain controller according to the first aspect operates the amplification factor of the amplifier when a peak value of an output of the image pickup device becomes larger than a reference peak value, thereby specifying the gain. It was done.

【0018】請求項5の発明は、請求項1記載のオート
ゲインコントローラが、撮像素子の1フレーム分の出力
毎に前記増幅器の増幅率を操作することで、特定したも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, the automatic gain controller according to the first aspect of the present invention specifies the gain by operating the amplification factor of the amplifier for each output of one frame of the image sensor.

【0019】請求項6の発明は、先端部から励起光を照
射するとともにこの励起光によって励起された生体から
の蛍光を前記先端部から導入する内視鏡と、前記内視鏡
に導入された前記蛍光から所定波長の光の成分のみを取
り出す波長選択光学素子と、前記波長選択光学素子によ
って取り出された所定波長の光の成分を増幅するイメー
ジインテンシファイアと、前記イメージインテンシファ
イアによって増幅された所定波長の光の成分からなる生
体の像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の出力の大
きさに応じて前記イメージインテンシファイアに対して
印加する電圧を操作し、前記イメージインテンシファイ
アの増幅率を制御する制御装置とを備えたことを特徴と
する生体の蛍光観察装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an endoscope for irradiating excitation light from a distal end portion and introducing fluorescence from a living body excited by the excitation light from the distal end portion, and the endoscope is introduced into the endoscope. A wavelength selection optical element that extracts only a light component of a predetermined wavelength from the fluorescence, an image intensifier that amplifies the light component of a predetermined wavelength that is extracted by the wavelength selection optical element, and an image intensifier that is amplified by the image intensifier An image sensor for capturing an image of a living body composed of light components having a predetermined wavelength, and a voltage applied to the image intensifier in accordance with the magnitude of the output of the image sensor. And a control device for controlling the amplification factor of the living body.

【0020】請求項6の発明によれば、制御装置がイメ
ージインテンシファイアに印加する電圧を操作すること
によって、イメージインテンシファイアの増幅率が制御
される。このため、イメージインテンシファイアの出力
が変化することとなり、撮像素子の出力が変化すること
となる。このとき、制御装置は、撮像素子の出力が距離
補正のなされた適正な範囲で収まるようにイメージイン
テンシファイアに印加する電圧を制御する。
According to the sixth aspect of the present invention, the control device controls the voltage applied to the image intensifier, whereby the amplification factor of the image intensifier is controlled. Therefore, the output of the image intensifier changes, and the output of the image sensor changes. At this time, the control device controls the voltage applied to the image intensifier so that the output of the image sensor falls within an appropriate range where the distance correction has been performed.

【0021】請求項7の発明は、請求項6記載の制御装
置が、前記撮像素子の出力が大きい場合に前記イメージ
インテンシファイアに対して印加する電圧を小さくする
ことで、特定したものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the control device according to the sixth aspect specifies the voltage applied to the image intensifier by reducing the voltage applied to the image intensifier when the output of the image sensor is large. .

【0022】請求項8の発明は、請求項6記載の制御装
置が、前記撮像素子の出力が小さい場合に前記イメージ
インテンシファイアに対して印加する電圧を大きくする
ことで、特定したものである。
According to an eighth aspect of the present invention, the control device according to the sixth aspect specifies the voltage applied to the image intensifier by increasing the voltage when the output of the image sensor is small. .

【0023】請求項9の発明は、請求項1又は6記載の
所定波長の光が、500nm〜570nmの波長の光で
あることで、特定したものである。
According to a ninth aspect of the present invention, the light having the predetermined wavelength according to the first or sixth aspect is a light having a wavelength of 500 nm to 570 nm.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】[0025]

【実施形態1】 〔蛍光観察装置の構成〕図1は、本発明の実施形態1に
よる蛍光観察装置の内部構成を示す図である。図1にお
いて、蛍光観察装置は、大略して、内視鏡10と、この
内視鏡10に被写体照射用の光を供給する光源部20
と、内視鏡10がとらえた像を撮像する撮像部30とを
備えている。そして、撮像部30には、撮像された像を
表示するモニタ50が、ビデオ切替装置40を介して接
続されている。
Embodiment 1 [Configuration of Fluorescence Observation Apparatus] FIG. 1 is a diagram showing the internal configuration of a fluorescence observation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a fluorescence observation apparatus generally includes an endoscope 10 and a light source unit 20 that supplies the endoscope 10 with light for subject irradiation.
And an imaging unit 30 that captures an image captured by the endoscope 10. A monitor 50 that displays the captured image is connected to the imaging unit 30 via the video switching device 40.

【0026】内視鏡10は、先端が内視鏡10の先端部
をなすコード状の挿入部11と、この挿入部11の基端
に一端が連結された操作部12と、この操作部12の外
周面から延出するコード状のライトガイド連結管13と
を備えている。また、操作部12の他端には接眼部12
aが設けられており、この接眼部12aによって内視鏡
10と撮像部30とが着脱自在に接続されている。ま
た、ライトガイド連結管13の末端にはコネクタ13a
が設けられており、このコネクタ13aによって内視鏡
10と光源部20とが着脱自在に接続されている。
The endoscope 10 includes a cord-shaped insertion section 11 having a distal end forming the distal end of the endoscope 10, an operation section 12 having one end connected to the base end of the insertion section 11, and an operation section 12 having And a cord-shaped light guide connecting pipe 13 extending from an outer peripheral surface of the light guide connecting pipe 13. An eyepiece 12 is provided at the other end of the operation unit 12.
The endoscope 10 and the imaging unit 30 are detachably connected by the eyepiece unit 12a. A connector 13a is provided at the end of the light guide connecting pipe 13.
The endoscope 10 and the light source unit 20 are detachably connected by the connector 13a.

【0027】内視鏡10の内部には、挿入部11の先端
から操作部12の他端に亘ってイメージガイドファイバ
バンドル14が配置されている。このイメージガイドフ
ァイババンドル14の挿入部11側の端面は入射端面で
あり、操作部12側の端面は射出端面である。また、挿
入部11の先端には、被写体の像をイメージガイドファ
イババンドル14の入射端面に結像させる対物光学系1
5,及び観察窓18が内蔵されている。一方、接眼部1
2aには、イメージガイドファイババンドル14の射出
端面より射出される像を観察するための接眼レンズ16
が内蔵されている。但し、この接眼レンズ16は、撮像
部30を接眼部12aに接続した際に、0ディオプトリ
ーの位置に移動する。以上によって、挿入部11の一端
(内視鏡10の先端部)の前方に存する被写体からの光
は、観察窓18より内視鏡内部に入り、対物光学系15
によって結像され、イメージガイドファイババンドル1
4によって接眼部12aへ伝達され、接眼レンズ16を
介して撮像部30に導入される。
An image guide fiber bundle 14 is disposed inside the endoscope 10 from the distal end of the insertion section 11 to the other end of the operation section 12. The end face of the image guide fiber bundle 14 on the insertion section 11 side is an incident end face, and the end face on the operation section 12 side is an emission end face. An objective optical system 1 for forming an image of a subject on the incident end face of the image guide fiber bundle 14 is provided at the tip of the insertion section 11.
5, and an observation window 18 are built in. On the other hand, eyepiece 1
2a, an eyepiece 16 for observing an image emitted from the exit end face of the image guide fiber bundle 14 is provided.
Is built-in. However, the eyepiece 16 moves to the position of 0 diopters when the imaging unit 30 is connected to the eyepiece 12a. As described above, one end of the insertion portion 11
Light from a subject located in front of (the end of the endoscope 10) enters the endoscope through the observation window 18 and enters the objective optical system 15
Image guide fiber bundle 1
The light is transmitted to the eyepiece section 12 a by 4 and is introduced into the imaging section 30 through the eyepiece lens 16.

【0028】また、内視鏡10の内部には、コネクタ1
3aの末端から挿入部11の先端までに亘ってライトガ
イドファイババンドル17が設けられている。このライ
トガイドファイババンドル17のコネクタ13a側の端
面は入射端面であり、挿入部11側の端面は射出端面で
ある。そして、このライトガイドファイババンドル17
の入射端面は、コネクタ13aを光源部20に接続した
際に、光源部20内に向けて配置される。一方、ライト
ガイドファイババンドル17の射出端面は、上述した対
物光学系15と平行に配置されており、この射出端面の
前方には、照明窓19が設けられている。
The connector 1 is provided inside the endoscope 10.
A light guide fiber bundle 17 is provided from the end of 3a to the tip of the insertion portion 11. The end face on the connector 13a side of the light guide fiber bundle 17 is an incident end face, and the end face on the insertion section 11 side is an emission end face. And this light guide fiber bundle 17
When the connector 13 a is connected to the light source unit 20, the incident end face is disposed toward the inside of the light source unit 20. On the other hand, the exit end face of the light guide fiber bundle 17 is arranged in parallel with the objective optical system 15 described above, and an illumination window 19 is provided in front of the exit end face.

【0029】光源部20の内部には、ライトガイドファ
イババンドル17の入射端面に対向する位置に、キセノ
ンランプを用いた光源ランプ21が配置されている。こ
れによって、光源ランプ21から照明光が照射される
と、その照明光がライトガイドファイババンドル17の
入射端面に収束して入射される。そして、照明光は、ラ
イトガイドファイババンドル17内を通じ、その射出端
面から照明窓19を介して外部に照射される。
Inside the light source unit 20, a light source lamp 21 using a xenon lamp is disposed at a position facing the incident end face of the light guide fiber bundle 17. Thus, when the illumination light is emitted from the light source lamp 21, the illumination light is converged and incident on the incident end face of the light guide fiber bundle 17. Then, the illumination light passes through the inside of the light guide fiber bundle 17 and is radiated from the exit end face thereof to the outside via the illumination window 19.

【0030】また、光源ランプ21とライトガイドファ
イババンドル17の入射端面との間の照明光路には、4
20nm〜480nmの波長領域の光(励起光:B光)のみを
透過する励起光用フィルタ22が、図示せぬソレノイド
によって照明光路に対して挿脱自在に配置されている。
すなわち、この励起光用フィルタ22は、通常観察時に
は照明光路外に退避し、蛍光観察時には照明光路内に挿
入される。これによって、蛍光観察時におけるライトガ
イドファイババンドル17の入射端面には、励起光用フ
ィルタ22を透過したB光のみが入射される。そして、
このB光が被写体となる生体組織に照射された場合に
は、生体組織の正常部位は、500nm〜570nm程度の
波長領域の蛍光(緑色光:G光)を発する。そして、この
とき発せられた蛍光が、観察窓18及び対物光学系15
を介してイメージガイドファイババンドル14の入射端
面に入射される。
The illumination light path between the light source lamp 21 and the incident end face of the light guide fiber bundle 17 is
An excitation light filter 22 that transmits only light in the wavelength range of 20 nm to 480 nm (excitation light: B light) is disposed so as to be freely inserted into and removed from the illumination light path by a solenoid (not shown).
That is, the excitation light filter 22 is retracted outside the illumination light path during normal observation, and inserted into the illumination light path during fluorescence observation. Thus, only the B light transmitted through the excitation light filter 22 is incident on the incident end face of the light guide fiber bundle 17 during the fluorescence observation. And
When the B light is applied to a living tissue as a subject, a normal portion of the living tissue emits fluorescence (green light: G light) in a wavelength region of about 500 nm to 570 nm. The fluorescence emitted at this time is transmitted to the observation window 18 and the objective optical system 15.
Is incident on the incident end face of the image guide fiber bundle 14 through the optical fiber.

【0031】撮像部30の内部には、接眼レンズ16と
ともにリレー光学系を構成する結像光学系30aが配置
されており、結像光学系30aからの光束が結像する位
置に、通常観察用のCCDカメラ31が配置されてい
る。また、このCCDカメラ31と平行に蛍光観察用の
CCDカメラ41が配置されている。これらのCCDカ
メラ31及びCCDカメラ41は、モニタ50に接続さ
れたビデオ切替装置40にそれぞれ接続されており、C
CDカメラ31から出力されたビデオ信号及びCCDカ
メラ41から出力されたビデオ信号の何れか一方が、ビ
デオ切替装置40によってモニタ50に供給される。こ
れらのCCDカメラ31とCCDカメラ41とは同じ構
成を有している。
An imaging optical system 30a, which constitutes a relay optical system together with the eyepiece lens 16, is disposed inside the image pickup section 30, and a light beam from the imaging optical system 30a forms an image for normal observation at a position where an image is formed. CCD camera 31 is disposed. Further, a CCD camera 41 for fluorescence observation is arranged in parallel with the CCD camera 31. The CCD camera 31 and the CCD camera 41 are connected to a video switching device 40 connected to a monitor 50, respectively.
One of the video signal output from the CD camera 31 and the video signal output from the CCD camera 41 is supplied to the monitor 50 by the video switching device 40. The CCD camera 31 and the CCD camera 41 have the same configuration.

【0032】通常観察用のCCDカメラ31と接眼レン
ズ16との間には、接眼レンズ16の光軸上に挿入され
ることにより接眼レンズ16の光軸を折り曲げる反射ミ
ラー32が、挿脱自在に設置されている。この反射ミラ
ー32は、通常観察時には、接眼レンズ16と結像光学
系30aとの間の光路から退避した状態にあり、蛍光観
察時には接眼レンズ16側の縁に設けられた回動軸を中
心に所定の角度回動して、接眼レンズ16の光軸に対し
て45゜の角度で交わり、接眼レンズ16の光軸を90
゜の角度で折り曲げる。
Between the CCD camera 31 for normal observation and the eyepiece 16, a reflecting mirror 32 which is inserted on the optical axis of the eyepiece 16 to bend the optical axis of the eyepiece 16 is detachably inserted. is set up. The reflection mirror 32 is retracted from the optical path between the eyepiece lens 16 and the imaging optical system 30a during normal observation, and is centered on a rotation axis provided at the edge on the eyepiece lens 16 side during fluorescence observation. It rotates by a predetermined angle and intersects the optical axis of the eyepiece 16 at an angle of 45 °, and the optical axis of the eyepiece 16
Bend at an angle of ゜.

【0033】また、反射ミラー32によって折り曲げら
れた光軸上には、その光軸に対して45゜の角度をなす
状態でダイクロイックミラー33が、配置されている。
このダイクロイックミラー33は、本発明の波長選択光
学素子をなすものであり、500nm〜570nm程度の波
長領域の光(G光)のみを反射し、その他の波長領域の光
を透過する。
On the optical axis bent by the reflecting mirror 32, a dichroic mirror 33 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis.
The dichroic mirror 33 constitutes the wavelength selection optical element of the present invention, and reflects only light (G light) in a wavelength region of about 500 nm to 570 nm and transmits light in other wavelength regions.

【0034】ダイクロイックミラー33によって反射さ
れた光の光路上には、結像光学系33aが配置されてお
り、この結像光学系33aによって光束が収束される位
置には、イメージインテンシファイア(以下、「I.
I.」という)34が、設置されている。このI.I.34
は、ダイクロイックミラー33によって反射された光を
大幅に増幅するものである。なお、接眼レンズ16から
CCDカメラ31までの光路長と接眼レンズ16から
I.I.34までの光路長は同じ長さに設定されている。
An image forming optical system 33a is arranged on the optical path of the light reflected by the dichroic mirror 33, and an image intensifier (hereinafter referred to as an image intensifier) is provided at a position where the light beam is converged by the image forming optical system 33a. , "I.
I. ") 34 is installed. This II.34
Is to greatly amplify the light reflected by the dichroic mirror 33. The optical path length from the eyepiece 16 to the CCD camera 31 and the optical path length from the eyepiece 16 to II.34 are set to the same length.

【0035】図2は、I.I.34の構成図である。図2
において、I.I.34は、光電面35aを有する第1フ
ァイバプレート35と、マイクロチャンネルプレート
(以下、「MCP」という)36と、蛍光面37aを有す
る第2ファイバプレート37とを備えている。このI.
I.34によれば、結像光学系33aによって第1ファ
イバプレート35の表面上に生体の像が結像されると、
第1ファイバプレート35は、この像を画素に分解して
光電面35aに伝達する。光電面35aは、伝達された
像,すなわち光学像を電子像に変換する。MCP36の
両端面には図示せぬ電極が設けられ、この電極間には所
定の電圧が印加されている。これによって、光電面35
aにて変換された電子像は、MCP36を通過する際に
増幅されて蛍光面37aに当たり、再び光学像に変換さ
れる。そして、この光学像は、第2ファイバプレート3
7の反対側面に伝達される。このようにしてI.I.34
によって増幅された蛍光観察像は、I.I.34の射出側
に配置された結像光学系39によって蛍光観察用のCC
Dカメラ41にリレーされる。
FIG. 2 is a block diagram of the II.34. FIG.
In the first embodiment, II.34 includes a first fiber plate 35 having a photocathode 35a and a microchannel plate.
(Hereinafter, referred to as “MCP”) 36 and a second fiber plate 37 having a fluorescent screen 37a. This I.
According to I.34, when an image of a living body is formed on the surface of the first fiber plate 35 by the imaging optical system 33a,
The first fiber plate 35 decomposes this image into pixels and transmits it to the photocathode 35a. The photoelectric surface 35a converts the transmitted image, that is, the optical image into an electronic image. Electrodes (not shown) are provided on both end surfaces of the MCP 36, and a predetermined voltage is applied between the electrodes. Thereby, the photocathode 35
The electronic image converted at a is amplified when passing through the MCP 36, hits the fluorescent screen 37a, and is again converted to an optical image. Then, this optical image is displayed on the second fiber plate 3.
7 to the opposite side. In this way, II.34
The fluorescence observation image amplified by the I.I.34 is subjected to a fluorescence observation CC by an imaging optical system 39 arranged on the exit side of II.34.
It is relayed to the D camera 41.

【0036】〔CCDカメラの構成〕図3は、CCDカ
メラ41の機能ブロック図である。図3において、CC
Dカメラ41は、CCD(撮像素子に相当)51と、CC
D51からの出力を増幅するアンプ53と、アンプ53
の増幅率を制御するオートゲインコントローラ(以下、
「AGC」という)54と、アンプ53の出力をビデオ
信号に変換するビデオ信号変換回路55とからなる。
[Configuration of CCD Camera] FIG. 3 is a functional block diagram of the CCD camera 41. In FIG. 3, CC
The D camera 41 includes a CCD (corresponding to an image sensor) 51 and a CC
An amplifier 53 for amplifying the output from D51;
Auto gain controller that controls the amplification factor
AGC 54), and a video signal conversion circuit 55 for converting the output of the amplifier 53 into a video signal.

【0037】CCD51は、イメージガイドファイババ
ンドル14の射出端面の像を撮像するエリアセンサであ
り、結像光学系39の光軸に対して略垂直な状態で配置
されている。これによって、結像光学系39によってC
CDカメラ41の撮像面に結像した光学像をなす光は、
各画素(撮像用画素)に入射し、電荷として蓄えられる。
続いて、各画素に蓄積された電荷は、水平方向,又は垂
直方向に適宜転送され、CCD51の出力信号として出
力され、アンプ53に入力される。このCCD51の出
力信号は、図5(a)に示されるように、電源電圧+Vccを
基準として受光光量に応じて低くなる特性を有してい
る。
The CCD 51 is an area sensor for picking up an image of the exit end face of the image guide fiber bundle 14, and is arranged substantially perpendicular to the optical axis of the imaging optical system 39. Thus, the imaging optical system 39 allows C
The light that forms an optical image formed on the imaging surface of the CD camera 41 is
The light enters each pixel (image pickup pixel) and is stored as a charge.
Subsequently, the electric charge accumulated in each pixel is appropriately transferred in a horizontal direction or a vertical direction, output as an output signal of the CCD 51, and input to the amplifier 53. As shown in FIG. 5A, the output signal of the CCD 51 has such a characteristic that it becomes lower in accordance with the amount of received light with reference to the power supply voltage + Vcc.

【0038】アンプ53は、CCD51からの入力を所
定の増幅率によって増幅し、ビデオ信号変換回路55に
入力する。AGC54は、CCD51の出力信号の大き
さに応じてアンプ53の増幅率を操作し、アンプ53の
出力レベルを一定にする。すなわち、AGC54は、C
CD51からの入力レベルが所定の基準値よりも大きい
場合(内視鏡10の先端部と観察すべき生体組織との距
離が適正距離より近い場合,又は、生体組織に照射され
る励起光の量が適正量より多い場合)には、アンプ53
の増幅率を小さくする。一方、CCD51からの入力レ
ベルが所定の基準値よりも小さい場合(内視鏡10の先
端部と観察すべき生体組織との距離が適正距離より遠い
場合,又は、生体組織に照射される励起光の量が適正量
より少ない場合)には、アンプ53の増幅率を大きくす
る。
The amplifier 53 amplifies the input from the CCD 51 at a predetermined amplification rate and inputs the amplified signal to the video signal conversion circuit 55. The AGC 54 controls the amplification factor of the amplifier 53 in accordance with the magnitude of the output signal of the CCD 51 to make the output level of the amplifier 53 constant. That is, the AGC 54
When the input level from the CD 51 is larger than a predetermined reference value (when the distance between the tip of the endoscope 10 and the living tissue to be observed is shorter than an appropriate distance, or the amount of excitation light applied to the living tissue) Is larger than the appropriate amount), the amplifier 53
To reduce the amplification factor. On the other hand, when the input level from the CCD 51 is smaller than a predetermined reference value (when the distance between the distal end portion of the endoscope 10 and the living tissue to be observed is longer than an appropriate distance, or when the excitation light is applied to the living tissue). Is smaller than the appropriate amount), the amplification factor of the amplifier 53 is increased.

【0039】ビデオ信号変換回路55は、アンプ53の
出力を受け取り、その出力をビデオ信号(NTSC信号)
に変換してビデオ切替装置40に転送する。図4は、上
記したアンプ53及びAGC54の具体的回路構成を示
す回路図である。図4に示すように、アンプ53は、一
対のオペアンプU1B及びU2Bと、出力制御回路53
a,出力制御回路53b,並びに、その他の回路素子か
ら構成されている。
The video signal conversion circuit 55 receives the output of the amplifier 53 and converts the output to a video signal (NTSC signal).
And transfer it to the video switching device 40. FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of the amplifier 53 and the AGC 54 described above. As shown in FIG. 4, the amplifier 53 includes a pair of operational amplifiers U1B and U2B and an output control circuit 53.
a, an output control circuit 53b, and other circuit elements.

【0040】そして、このオペアンプU1Bの反転入力
端子には、CCD51からの出力電圧が、抵抗R10を
介して印可される。一方、このオペアンプU1Bの非反
転入力端子には、電源電圧+Vccを可変抵抗R17によっ
て分圧することによって生成された参照電圧Vref1が、
抵抗R14を介して印可されている。また、オペアンプ
U1Bの出力端子と反転入力端子との間には、帰還抵抗
R9が接続されている。以上のようにして構成される反
転増幅器は、CCD51からの入力電圧Vinに対して下
記式(1)によって表される関係にある出力電圧Vzを、
オペアンプU1Bの出力端子に出力する。
The output voltage from the CCD 51 is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier U1B via the resistor R10. On the other hand, a reference voltage Vref1 generated by dividing the power supply voltage + Vcc by the variable resistor R17 is supplied to a non-inverting input terminal of the operational amplifier U1B.
It is applied via a resistor R14. Further, a feedback resistor R9 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier U1B. The inverting amplifier configured as described above outputs an output voltage Vz having a relationship represented by the following equation (1) with respect to an input voltage Vin from the CCD 51:
Output to the output terminal of the operational amplifier U1B.

【0041】 Vz=Vref1(1+R9/R10)−R9/R10・Vin …(1) オペアンプU1Bの出力端子と帰還抵抗R9との接続点Z
は、コンデンサC1と放電用抵抗R16とのCR直列回
路を介して、接地されている。このCR直列回路は、オ
ペアンプU1Bの出力電圧Vzを微分して、その振幅の中
心を0Vにシフトさせた信号電圧Vxを、放電用抵抗R1
6との接続点Xに生じさせる。
Vz = V ref1 (1 + R9 / R10) −R9 / R10 · Vin (1) A connection point Z between the output terminal of the operational amplifier U1B and the feedback resistor R9.
Are grounded via a CR series circuit of the capacitor C1 and the discharging resistor R16. This CR series circuit differentiates the output voltage Vz of the operational amplifier U1B and outputs a signal voltage Vx whose center of amplitude is shifted to 0 V to a discharge resistor R1.
6 at the connection point X.

【0042】この信号電圧Vxを生じている接続点Xは、
抵抗R11を介してオペアンプU2Bの反転入力端子に
接続されているとともに、出力制御回路53aをなすオ
ペアンプU1Aの反転入力端子に対して抵抗R4を介し
て接続され、出力制御回路53bをなすオペアンプU2
Aの反転入力端子に対して抵抗R12を介して接続され
ている。接続点Xは、さらに、AGC54の正側回路を
なすバッファU3Bのプラス側入力端子に接続されてい
るとともに、AGC54の負側回路をなすバッファU5
Aのプラス側入力端子に接続されている。
The connection point X generating the signal voltage Vx is:
The operational amplifier U2B is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier U2B via the resistor R11, and is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier U1A constituting the output control circuit 53a via the resistor R4, and constitutes the output control circuit 53b.
It is connected to the inverting input terminal of A via a resistor R12. The connection point X is further connected to a positive input terminal of a buffer U3B forming a positive circuit of the AGC 54, and a buffer U5 forming a negative circuit of the AGC 54.
A is connected to the positive input terminal of A.

【0043】上述のオペアンプU2Bの反転入力端子に
は、接続点Xに繋がる抵抗R11の他、出力制御回路5
3aをなす抵抗R6,及び、出力制御回路53bをなす
抵抗R20が接続されている。また、このオペアンプU
2Bの非反転入力端子には、接地抵抗R15が接続され
ている。また、オペアンプU2Bの出力端子と反転入力
端子との間には、帰還抵抗R7が接続されている。そし
て、オペアンプU2Bの出力端子と帰還抵抗R7との接
続点Cは、ビデオ信号変換回路55に接続されている。
The inverting input terminal of the above-described operational amplifier U2B has an output control circuit 5 in addition to the resistor R11 connected to the connection point X.
A resistor R6 forming 3a and a resistor R20 forming an output control circuit 53b are connected. Also, this operational amplifier U
The ground resistor R15 is connected to the non-inverting input terminal 2B. Further, a feedback resistor R7 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier U2B. The connection point C between the output terminal of the operational amplifier U2B and the feedback resistor R7 is connected to the video signal conversion circuit 55.

【0044】オペアンプU2Bの非反転入力端子は接地
されているので、これとイマジナリショートの関係にあ
る反転入力端子の電位を0Vとするような電圧が、オペ
アンプU2Bの出力端子に生じる。
Since the non-inverting input terminal of the operational amplifier U2B is grounded, a voltage is generated at the output terminal of the operational amplifier U2B such that the potential of the inverting input terminal, which has an imaginary short circuit with the non-inverting input terminal, becomes 0V.

【0045】そこで、両出力制御回路53a、53bが
非作動の時点(即ち、抵抗R6を介して出力制御回路5
3aに流れ込む電流Iαが零であり、且つ、抵抗20を
介して出力制御回路53bから流れ込む電流Iβが零で
ある時点)について考えてみると、接続点Xとオペアン
プU2Bの反転入力端子との電位差によって生じる電流
Iγは、下記式(2)によって表される。
Therefore, when both output control circuits 53a and 53b are inactive (that is, output control circuit 5 via resistor R6).
3a, the current Iα flowing into the output control circuit 53b via the resistor 20 is zero, and the potential difference between the connection point X and the inverting input terminal of the operational amplifier U2B is considered. Current caused by
Iγ is represented by the following equation (2).

【0046】 Iγ=Vx/R11=IR7γ=−VC2/R7 …(2) 但し、IR7γはVxに起因して帰還抵抗R7に流れる電流
であり、VC2はVxに起因してオペアンプU2Bの出力端
子に生じる電圧である。なお、Iγ,IR7γの極性は、図
4の左から右へ流れる場合(Vxが正の場合)が正であ
り、右から左へ流れる場合(Vxが負の場合)が負であ
る。
Iγ = Vx / R11 = I R7 γ = −V C2 / R7 (2) where I R7 γ is a current flowing through the feedback resistor R7 due to Vx, and V C2 is a current due to Vx. This is a voltage generated at the output terminal of the operational amplifier U2B. Incidentally, i?, The polarity of I R7 gamma, when flowing from the left of FIG. 4 to the right (when Vx positive) is positive is, when flowing from right to left (if Vx is negative) is negative.

【0047】従って、この時点における接続点Cの電位
(ビデオ信号変換回路55への入力電圧)VCは、下記式
(3)に示すようにVxを反転増幅したものとなる。 VC=VC2=−R7/R11・Vx …(3) 一方、出力制御回路53aは、予め定めた負の基準値を
超えて接続点Cの電位が低下しようとする際に、その低
下の率を抑える(増幅器53の増幅率を下げる)ための
回路である。この出力制御回路53aは、上述した抵抗
R4及びオペアンプU1A,このオペアンプU1Aの非
反転入力端子に接続された接地抵抗R8,オペアンプU
1Aの反転入力端子に一端が接続された抵抗R2,電源
電圧-Vccを分圧して基準電圧-VR2を抵抗R2の他端に供
給する可変抵抗R1,オペアンプU1Aの反転入力端子
と出力端子との間に直列接続された帰還抵抗R3と整流
用の(即ち、帰還抵抗R3を流れる電流の向きを反転入
力端子から出力端子へ向かう方向に規制する)ダイオー
ドD2,これら帰還抵抗R3及びダイオードD2と並列
に接続された整流用の(即ち、出力端子から反転入力端
子に向かう方向にのみ電流を流す)ダイオードD1,ダ
イオードD2のアノードとオペアンプU2Bの反転入力
端子との間に直列接続された抵抗R5と抵抗R6,及
び、抵抗R5に対してそのソース−ドレインが並列接続
されたバイパス用FETQ1から、構成される。なお、抵
抗R2及びR4の抵抗値は同一である。
Therefore, the potential of the connection point C (input voltage to the video signal conversion circuit 55) V C at this point is obtained by inverting and amplifying Vx as shown in the following equation (3). V C = V C2 = −R7 / R11 · Vx (3) On the other hand, when the output control circuit 53a attempts to lower the potential at the connection point C beyond a predetermined negative reference value, the output control circuit 53a determines the decrease. This is a circuit for suppressing the rate (lowering the amplification rate of the amplifier 53). The output control circuit 53a includes the resistor R4 and the operational amplifier U1A, the ground resistor R8 connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier U1A, and the operational amplifier U1.
Inverting one end to the input terminal is connected resistors 1A R2, supplies a reference voltage -V R2 to the other end of the resistor R2 to the power supply voltage -Vcc divide variable resistor R1, the inverting input terminal of the operational amplifier U1A and an output terminal And a feedback resistor R3 connected in series with a diode D2 for rectification (that is, the direction of the current flowing through the feedback resistor R3 is regulated in a direction from the inverting input terminal to the output terminal). A resistor R5 connected in series between the anodes of the diodes D1 and D2 for rectification (that is, a current flows only in the direction from the output terminal to the inverting input terminal) and the inverting input terminal of the operational amplifier U2B are connected in parallel. And a resistor R6 and a bypass FET Q1 whose source and drain are connected in parallel to the resistor R5. Note that the resistance values of the resistors R2 and R4 are the same.

【0048】ここで、オペアンプの反転入力端子には電
流は流れないので、抵抗R4を流れる電流Iδ,抵抗R
2を流れる電流Iε,ダイオードD1を流れる電流Iη,
抵抗R3を流れる電流Iθの総和は零である。よって、
もしも接続点Xの電位Vxが+VR 2であるならば、電流Iδ
及び電流Iεは互いに逆方向且つ同量となるので、電流I
η及び電流Iθには共に零となる。従って、オペアンプ
U1Aの出力端子の電位V Y1は、接地されている非反転
入力端子に対してイマジナリショートの関係にある反転
入力端子の電位と同じ0Vとなる。また、接続点Xの電
位Vxが+VR2より低くくなれば、電流Iδの絶対値は電流I
εの絶対値よりも小さくなるので、その差分と同量の電
流IηがオペアンプU1Aの出力端子から流れ出すよう
になる。但し、この場合でも、電流に対して順方向に接
続されているダイオードD1においては電圧降下は生じ
ないので、オペアンプU1Aの出力端子の電位VY1は0
Vのままである。以上のように、オペアンプU1Aの出
力端子の電位VY1が0Vであると、抵抗R6に流れる電
流Iαは零のままであり、接続点Cの電位には影響を生
じない。
Here, a voltage is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier.
Since no current flows, the current Iδ flowing through the resistor R4 and the resistance R
2, the current Iε flowing through the diode D1,
The sum of the currents Iθ flowing through the resistor R3 is zero. Therefore,
If the potential Vx at the connection point X is + VR Two, The current Iδ
And the current Iε are in opposite directions and have the same amount, the current Iε
Both η and the current Iθ become zero. Therefore, the operational amplifier
The potential V of the output terminal of U1A Y1Is grounded, non-inverted
Inversion that has an imaginary short relation to the input terminal
It becomes 0V which is the same as the potential of the input terminal. In addition, the power
Vx is + VR2At lower levels, the absolute value of the current Iδ becomes
is smaller than the absolute value of ε.
So that the current Iη flows out of the output terminal of the operational amplifier U1A
become. However, even in this case, the forward
A voltage drop occurs in the connected diode D1.
Because there is no, the potential V of the output terminal of the operational amplifier U1AY1Is 0
V. As described above, the output of the operational amplifier U1A
Input terminal potential VY1Is 0V, the voltage flowing through the resistor R6
The current Iα remains at zero, affecting the potential at node C.
I do not.

【0049】これに対して、接続点Xの電位Vxが+VR2
り大きくなれば、電流Iδの絶対値は電流Iεの絶対値よ
りも大きくなるので、下記式(4)に示す電流Iθが抵
抗R3及びダイオードD2を介してオペアンプU1Aの
出力端子に流れ込むようになる。
[0049] On the contrary, if larger than the connection point X of the potential Vx is + V R2, the absolute value of the current Iδ is greater than the absolute value of the current Aiipushiron, current Iθ represented by the following formula (4) The current flows into the output terminal of the operational amplifier U1A via the resistor R3 and the diode D2.

【0050】 Iθ=Iδ−Iε=Vx/R4−VR2/R2 …(4) 従って、下記式(5)に示すように、反転入力端子の電
位0Vから抵抗R3での電圧降下分VR3だけ低くした値
の電圧VY1が、オペアンプU1Aの出力端子に生じる。
[0050] Iθ = Iδ-Iε = Vx / R4-V R2 / R2 ... (4) Therefore, as shown in the following formula (5), only the voltage drop V R3 at the potential 0V of the inverting input terminal resistor R3 A reduced voltage V Y1 is generated at the output terminal of the operational amplifier U1A.

【0051】 VY1=−VR3=−(Vx/R4−VR2/R2)・R3 …(5) このようにしてダイオードD2と抵抗R5との接続点Y
1の電位VY1が0Vよりも低くなると、抵抗R6には、
バイパス用FETQ1がOFFである限り、下記式(6)
に示す電流Iαが図4の右側から左側へ向けて流れるよ
うになる。
[0051] V Y1 = -V R3 = - ( Vx / R4-V R2 / R2) · R3 ... (5) connection point of the thus with diode D2 and the resistor R5 Y
When the potential V Y1 of 1 becomes lower than 0 V, the resistance R6
As long as the bypass FET Q1 is OFF, the following equation (6)
4 flows from the right side to the left side in FIG.

【0052】 Iα=VY1/(R5+R6)=−(Vx/R4−VR2/R2)・R3/(R5+R6)…(6) この時点ではVxの極性は正であり、接続点Xとオペアン
プU2Bの反転入力端子との電位差に起因して抵抗R7
を流れる電流IR7γは、上記式(3)によって表される
値にて図4の左側から右側へ向けて流れる。この電流I
R7γに重畳した形で、電流Iαと同量の電流IR7αが、抵
抗R7の右側から左側に向けて流れることになる。この
電流IR7αによる抵抗R7での電圧降下分を補ってオペ
アンプU2Bの電位を0Vに維持するには、オペアンプ
U2Bの出力端子には下記式(7)によって示される電
圧VC1が、重畳して発生されなければならない。
Iα = V Y1 / (R5 + R6) = − (Vx / R4− VR2 / R2) · R3 / (R5 + R6) (6) At this point, the polarity of Vx is positive, and the connection point X and the operational amplifier U2B Of the resistor R7 due to the potential difference between the
The current I R7 gamma flowing, flows from the left side of FIG. 4 at the value represented by the above formula (3) to the right. This current I
The current I R7 α having the same amount as the current I α flows from the right side to the left side of the resistor R7 in a form superimposed on R7 γ. To maintain the potential of the operational amplifier U2B at 0 V by compensating for the voltage drop at the resistor R7 due to the current I R7 α, the voltage V C1 represented by the following equation (7) is superimposed on the output terminal of the operational amplifier U2B. Must be generated.

【0053】 VC1=−R7/(R5+R6)・VY1 =(Vx/R4−VR2/R2)・R3・R7/(R5+R6) …(7) 結局、この時点における接続点Cの電位(ビデオ信号変
換回路55への入力電圧)VCは、下記式(8)に示すよ
うに、上記電圧VC2に電圧VC1を重畳したものとなる。
[0053] V C1 = -R7 / (R5 + R6) · V Y1 = (Vx / R4-V R2 / R2) · R3 · R7 / (R5 + R6) ... (7) After all, the potential of the connection point C at this point (video The input voltage to the signal conversion circuit 55) V C is obtained by superimposing the voltage V C1 on the voltage V C2 as shown in the following equation (8).

【0054】 VC=VC1+VC2 =−R7/(R5+R6)・VY1−R7/R11・Vx =(Vx/R4−VR2/R2)・R3・R7/(R5+R6)−R7/R11・Vx …(8) この式(8)は、Vxが+VR2を超えた時には、出力制御回
路53aがアンプ53の増幅率を減少させ、ビデオ信号
変換回路55への入力電圧の負側への増加を抑えること
を、表している。
[0054] V C = V C1 + V C2 = -R7 / (R5 + R6) · V Y1 -R7 / R11 · Vx = (Vx / R4-V R2 / R2) · R3 · R7 / (R5 + R6) -R7 / R11 · Vx ... 8 this equation (8), when Vx exceeds + V R2, the output control circuit 53a reduces the amplification factor of the amplifier 53, to the negative side of the input voltage to the video signal conversion circuit 55 It means to suppress the increase.

【0055】なお、この出力制御回路53aでは、可変
抵抗R1の調整によって基準電圧+V R2をある程度自由に
設定できるので、出力制御回路53aの動作開始点(ア
ンプ53の増幅率が変化する電圧VC)をある程度自由に
設定することができる。
In this output control circuit 53a, the variable
Reference voltage + V by adjusting resistor R1 R2Some freedom
Since it can be set, the operation start point (A
The voltage V at which the amplification factor of the amplifier 53 changesC) To some extent
Can be set.

【0056】他方、出力制御回路53bは、予め定めた
正の基準値を超えて接続点Cの電位が上昇しようとする
際に、その上昇の率を抑える(増幅器53の増幅率を下
げる)ための回路である。この出力制御回路53bは、
上述した抵抗R12及びオペアンプU2A,このオペア
ンプU2Aの非反転入力端子に接続された接地抵抗R2
2,オペアンプU2Aの反転入力端子に一端が接続され
た抵抗R18,電源電圧+Vccを分圧して基準電圧+VR2
抵抗R18の他端に供給する可変抵抗R21,オペアン
プU2Aの反転入力端子と出力端子との間に直列接続さ
れた帰還抵抗R13と整流用の(即ち、帰還抵抗R13
を流れる電流の向きを出力端子から反転入力端子へ向か
う方向に規制する)ダイオードD4,これら帰還抵抗R
13及びダイオードD4と並列に接続された整流用の
(即ち、反転入力端子から出力端子へ向けて電流を流
す)ダイオードD3,ダイオードD4のカソードとオペ
アンプU2Bの反転入力端子との間に直列接続された抵
抗R19と抵抗R20,及び、抵抗R19に対してその
ソース−ドレインが並列接続されたバイパス用FETQ2
から、構成される。なお、抵抗R12及びR18の抵抗
値は同一である。
On the other hand, the output control circuit 53b suppresses the rate of increase (decreases the amplification rate of the amplifier 53) when the potential of the connection point C exceeds the predetermined positive reference value. Circuit. This output control circuit 53b
The resistor R12 and the operational amplifier U2A described above, and the ground resistor R2 connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier U2A.
2, reversing resistance R18 having one end connected to the input terminal, the power supply voltage + Vcc to divide supplies a reference voltage + V R2 to the other end of the resistor R18 variable resistor R21 of the operational amplifier U2A, an inverting input terminal of the operational amplifier U2A A feedback resistor R13 connected in series with the output terminal and a rectifier (that is, feedback resistor R13)
The direction of the current flowing through the feedback resistor R is regulated in the direction from the output terminal to the inverting input terminal.
13 and a diode D3 for rectification (that is, a current flows from the inverting input terminal to the output terminal) connected in parallel with the diode D4 and connected in series between the cathode of the diode D4 and the inverting input terminal of the operational amplifier U2B. Resistor R19 and resistor R20, and a bypass FET Q2 whose source and drain are connected in parallel to the resistor R19.
Is composed of Note that the resistance values of the resistors R12 and R18 are the same.

【0057】ここで、出力制御回路53aの場合と同様
に、接続点Xの電位Vxが-VR2であるならば、オペアンプ
U2Aの出力端子の電位VY2は0Vとなる。また、接続
点Xの電位Vxが-VR2を上回れば、ダイオードD3に電流
が流れるが、ダイオードD1においては電圧降下は生じ
ないので、オペアンプU2Aの出力端子の電位VY2は0
Vのままである。以上のように、オペアンプU1Aの出
力端子の電位VY2が0Vであると、抵抗R20に流れる
電流Iβは零のままであり、接続点Cの電位には影響を
生じない。
[0057] Here, as in the case of the output control circuit 53a, if the potential Vx of the node X is -V R2, potential V Y2 of the output terminal of the operational amplifier U2A becomes 0V. Further, when the potential Vx of the node X is exceeds the -V R2, a current flows to the diode D3, so no voltage drop in the diode D1, the potential V Y2 of the output terminal of the operational amplifier U2A is 0
V. As described above, when the potential VY2 of the output terminal of the operational amplifier U1A is 0 V, the current Iβ flowing through the resistor R20 remains zero, and the potential of the connection point C is not affected.

【0058】これに対して、接続点Xの電位Vxが−VR2
を下回れば、ダイオードD4及びR13を介してオペア
ンプU1Aの出力端子から接続点Xへ向けて電流が流れ
るようになるので、下記式(9)に示すように、反転入
力端子の電位0Vから抵抗R13での電圧降下分VR3
け高い値の電圧VY2が、オペアンプU2Aの出力端子に
生じる。
On the other hand, the potential Vx at the connection point X is -V R2
, A current flows from the output terminal of the operational amplifier U1A to the connection point X via the diodes D4 and R13, and as shown in the following equation (9), the potential of the inverting input terminal becomes 0 V and the resistance R13 voltage drop V R3 higher by the value of the voltage V Y2 in is at the output terminal of the operational amplifier U2A.

【0059】 VY2=VR3=(Vx/R12−VR2/R18)・R13 …(9) このようにしてダイオードD4と抵抗R19との接続点
Y2の電位VY2が0Vよりも高くなると、抵抗R20に
は、バイパス用FETQ2がOFFである限り、下記式
(10)に示す電流Iβが図4の左側から右側へ向けて
流れるようになる。
V Y2 = V R3 = (Vx / R12−V R2 / R18) · R13 (9) In this way, when the potential V Y2 at the connection point Y2 between the diode D4 and the resistor R19 becomes higher than 0V, As long as the bypass FET Q2 is OFF, the current Iβ shown in the following equation (10) flows through the resistor R20 from the left side to the right side in FIG.

【0060】 Iβ=VY2/(R19+R20) =(Vx/R12−VR2/R18)・R13/(R19+R20) …(10) この時点ではVxの極性は負であり、接続点Xとオペアン
プU2Bの反転入力端子との電位差に起因して抵抗R7
を流れる電流IR7γは、上記式(3)によって表される
値にて図4の右側から左側へ向けて流れる。この電流I
R7γに重畳した形で、電流Iβと同量の電流IR7βが、抵
抗R7の左側から右側に向けて流れることになる。この
電流IR7βによる抵抗R7の電圧降下を補ってオペアン
プU2Bの反転入力端子の電位を0Vに維持するには、
オペアンプU2Bの出力端子には下記式(11)によっ
て示される電圧VC3が、重畳して発生されなければなら
ない。
[0060] polar Iβ = V Y2 / (R19 + R20) = (Vx / R12-V R2 / R18) · R13 / (R19 + R20) ... (10) Vx at this time is negative, the connection point X and the operational amplifier U2B Due to the potential difference between the inverting input terminal and the resistor R7
The current I R7 gamma flowing, flows from the right side of FIG. 4 at the value represented by the above formula (3) to the left. This current I
A current I R7 β of the same amount as the current I β flows from the left side to the right side of the resistor R7 in a form superimposed on R7 γ. To compensate for the voltage drop of the resistor R7 due to the current I R7 β and maintain the potential of the inverting input terminal of the operational amplifier U2B at 0 V,
The voltage V C3 represented by the following equation (11) must be generated in a superimposed manner at the output terminal of the operational amplifier U2B.

【0061】 VC3=−R7/(R19+R20)・VY2 =−(Vx/R12−VR2/R18)・R13・R7/(R19+R20) …(11) 結局、この時点における接続点Cの電位(ビデオ信号変
換回路55への入力電圧)VCは、下記式(12)に示す
ように、上記電圧VC3に電圧VC1を重畳したものとなる。
[0061] V C3 = -R7 / (R19 + R20) · V Y2 = - (Vx / R12-V R2 / R18) · R13 · R7 / (R19 + R20) ... (11) Finally, the potential of the connection point C at this point ( The input voltage to the video signal conversion circuit 55) V C is obtained by superimposing the voltage V C1 on the voltage V C3 as shown in the following equation (12).

【0062】 VC=VC2+VC3 =−R7/(R19+R20)・VY2−R7/R11・Vx =−(Vx/R12−VR2/R18)・R13・R7/(R19+R20)−R7/R11・Vx …(12) この式(12)は、Vxが-VR2を下回った時には、出力制
御回路53bがアンプ53の増幅率を減少させ、ビデオ
信号変換回路55への入力電圧の正側への増加を抑える
ことを、表している。
[0062] V C = V C2 + V C3 = -R7 / (R19 + R20) · V Y2 -R7 / R11 · Vx = - (Vx / R12-V R2 / R18) · R13 · R7 / (R19 + R20) -R7 / R11 · Vx ... (12) equation (12), when Vx falls below -V R2 is an output control circuit 53b reduces the amplification factor of the amplifier 53, the input voltage to the video signal conversion circuit 55 to the positive side Means to suppress the increase in

【0063】なお、この出力制御回路53bでは、可変
抵抗R1の調整によって基準電圧-V R2をある程度自由に
設定できるので、出力制御回路53bの動作開始点(ア
ンプ53の増幅率が変化する電圧VC点)をある程度自由
に設定することができる。
In this output control circuit 53b, a variable
Reference voltage -V by adjusting resistance R1 R2Some freedom
Since it can be set, the operation start point (A
The voltage V at which the amplification factor of the amplifier 53 changesCSome freedom)
Can be set to

【0064】AGC54の正側回路は、増幅器53の出
力電圧(接続点Cの電位),即ち、ビデオ信号変換回路
55への入力電圧のピーク値が予め定めた基準値(オペ
アンプU1Aが作動するときの電圧値よりも更に低い
値)を下回った場合に出力制御回路53aのバイパス用
FETQ1をONすることによって増幅器53の増幅率を
更に下げるための回路である。同様に、AGC54の負
側回路は、増幅器53の出力電圧(接続点Cの電位),
即ち、ビデオ信号変換回路55への入力電圧のピーク値
が予め定めた基準値(オペアンプU2Aが作動するとき
の電圧値よりも更に高い値)を超えた場合に出力制御回
路53bのバイパス用FETQ2をONすることによって
増幅器53の増幅率を更に下げるための回路である。こ
れらの正側回路と負側回路とは、ほぼ同じ構成を有して
いるため、例として正側回路を説明し、負側回路につい
ては、正側回路との相違点を説明する。
The positive side circuit of the AGC 54 is configured so that the output voltage of the amplifier 53 (potential at the connection point C), that is, the peak value of the input voltage to the video signal conversion circuit 55 is a predetermined reference value (when the operational amplifier U1A operates). This is a circuit for further lowering the amplification factor of the amplifier 53 by turning on the bypass FET Q1 of the output control circuit 53a when the voltage falls below the voltage value of the output control circuit 53a. Similarly, the negative circuit of the AGC 54 includes an output voltage of the amplifier 53 (potential of the connection point C),
That is, when the peak value of the input voltage to the video signal conversion circuit 55 exceeds a predetermined reference value (a value higher than the voltage value when the operational amplifier U2A operates), the bypass FET Q2 of the output control circuit 53b is turned off. This is a circuit for further reducing the amplification factor of the amplifier 53 by turning it on. Since the positive side circuit and the negative side circuit have almost the same configuration, the positive side circuit will be described as an example, and the difference between the negative side circuit and the positive side circuit will be described.

【0065】正側回路のバッファU3Bのプラス側入力
端子は、上述した通り、接続点Xに接続されており、バ
ッファU3Bの出力端子は、ダイオードD5のアノード
に接続されている。ダイオードD5のカソードは、信号
線を介してバッファU3Aのプラス側入力端子に接続さ
れており、その間を結ぶ信号線には、接地されたコンデ
ンサC2及び抵抗R25からなる時定数回路の一端がそ
れぞれ接続されている。そして、バッファU3Bのマイ
ナス側入力端子,バッファU3Aのマイナス側入力端
子,及びバッファU3Aの出力端子が、信号線によって
相互に接続されている。さらに、バッファU3Aの出力
端子は、抵抗R23を介して比較器(例えば、ジャンク
ションFET)U4Aのマイナス側入力端子に接続され
ている。この比較器U4Aのプラス側入力端子は、抵抗
R24及び可変抵抗R26を介して定電圧源に接続され
ており、比較器U4Aの出力端子は、上述したバイパス
用FETQ1のゲートに接続されている。
As described above, the positive input terminal of the buffer U3B of the positive circuit is connected to the connection point X, and the output terminal of the buffer U3B is connected to the anode of the diode D5. The cathode of the diode D5 is connected to the positive input terminal of the buffer U3A via a signal line, and one end of a time constant circuit composed of a grounded capacitor C2 and a resistor R25 is connected to a signal line connecting them. Have been. The negative input terminal of the buffer U3B, the negative input terminal of the buffer U3A, and the output terminal of the buffer U3A are connected to each other by a signal line. Further, an output terminal of the buffer U3A is connected to a negative input terminal of a comparator (for example, a junction FET) U4A via a resistor R23. The positive input terminal of the comparator U4A is connected to a constant voltage source via a resistor R24 and a variable resistor R26, and the output terminal of the comparator U4A is connected to the gate of the bypass FET Q1.

【0066】このような正側回路によれば、接続点Xの
電位Vxの極性が正である場合、この電位VxがバッファU
3Bに入力されると、コンデンサC2は、正の電荷を蓄
積し始め、最終的には、接続点Xの電位Vxの正のピーク
値をホールドする。これによって、接続点Xの電位Vxの
正のピーク値が、バッファU3A,抵抗23を介して比
較器U4Aに入力される。一方、比較器U4Aのプラス
側入力端には、定電圧源,可変抵抗R26,及び抵抗2
4を介して正の基準電圧が入力されるようになってい
る。その結果、比較器U4Aは、接続点Xの電位Vxの正
のピーク値が正の基準電圧よりも大きい場合にのみ、Hi
gh信号を出力する。
According to such a positive side circuit, when the polarity of the potential Vx at the connection point X is positive, the potential Vx
When the voltage is input to 3B, the capacitor C2 starts accumulating a positive charge, and finally holds a positive peak value of the potential Vx at the connection point X. Accordingly, the positive peak value of the potential Vx at the connection point X is input to the comparator U4A via the buffer U3A and the resistor 23. On the other hand, a constant voltage source, a variable resistor R26, and a resistor 2 are connected to the positive input terminal of the comparator U4A.
4, a positive reference voltage is input. As a result, the comparator U4A outputs Hi only when the positive peak value of the potential Vx at the connection point X is larger than the positive reference voltage.
Output gh signal.

【0067】上述したバイパス用FETQ1は、比較器U
4AからのHigh信号がゲートに印加されると、ON状態
となり、抵抗R5の両端間を短絡する。その結果、上記
式(6)からR5が消え、抵抗R5に流れる電流Iα
は、下記式(6’)によって示されるように増加する。
The above-described bypass FET Q1 is connected to the comparator U
When the High signal from 4A is applied to the gate, the gate is turned on, and the both ends of the resistor R5 are short-circuited. As a result, R5 disappears from the above equation (6) and the current Iα flowing through the resistor R5
Increases as shown by the following equation (6 ′).

【0068】 Iα=VY1/R6=−(Vx/R4−VR2/R2)・R3/R6 …(6’) この影響で、上述の電圧VC1は、下記式(7’)によっ
て示されるように変化する。 VC1=−R7/R6・VY1=(Vx/R4−VR2/R2)・R3・R7/R6 …(7’) 結局、この時点における接続点Cの電位(ビデオ信号変
換回路55への入力電圧)VCは、下記式(8’)に示す
ように、バイパス用FETQ1のOFF時よりも減少して
現れるのである。
Iα = V Y1 / R6 = − (Vx / R4− VR2 / R2) · R3 / R6 (6 ′) Under the influence, the above-described voltage V C1 is represented by the following equation (7 ′). To change. V C1 = -R7 / R6 · V Y1 = (Vx / R4-V R2 / R2) · R3 · R7 / R6 ... (7 ') after all, the connection point C at this point potential (to video signal conversion circuit 55 input voltage) V C, as shown in the following formula (8 '), appear to decrease than during OFF of the bypass FET Q1.

【0069】 VC=VC1+VC2 =−R7/R6・VY1−R7/R11・Vx =(Vx/R4−VR2/R2)・R3・R7/R6−R7/R11・Vx …(8’) この結果、増幅器53の増幅率がさらに低下し、ビデオ
信号変換回路55への入力電圧の負側への増加が更に抑
えられる。
[0069] V C = V C1 + V C2 = -R7 / R6 · V Y1 -R7 / R11 · Vx = (Vx / R4-V R2 / R2) · R3 · R7 / R6-R7 / R11 · Vx ... (8 ') As a result, the amplification factor of the amplifier 53 further decreases, and the increase of the input voltage to the video signal conversion circuit 55 on the negative side is further suppressed.

【0070】なお、時定数回路をなす抵抗R25は、コ
ンデンサC2に蓄積された電荷を放電するものであり、
抵抗R25とコンデンサC2とで、接続点Xにおける正
の電位Vxのピーク値をホールドする時定数が定まる。本
実施形態では、時定数は、1フレーム時間(1/30秒)
に設定されている。但し、コンデンサC2と抵抗25と
の組み合わせによって、時定数は自由に設定することが
できる。例えば、時定数を1ライン出力時間に対応させ
ても良い。また、正側回路の基準電圧は、可変抵抗R2
6の調整によってある程度自由に設定できる。これによ
って、バイパス用FETQ1がONとなる点を自由に設
定できる。
The resistor R25 forming the time constant circuit discharges the electric charge accumulated in the capacitor C2.
The time constant for holding the peak value of the positive potential Vx at the connection point X is determined by the resistor R25 and the capacitor C2. In the present embodiment, the time constant is one frame time (1/30 second)
Is set to However, the time constant can be freely set by a combination of the capacitor C2 and the resistor 25. For example, the time constant may correspond to one line output time. The reference voltage of the positive side circuit is the variable resistor R2
6 can be set freely to some extent. Thus, the point at which the bypass FET Q1 is turned on can be set freely.

【0071】AGC54の負側回路は、正側回路のダイ
オードD5に相当するダイオードD6のカソードとアノ
ードとが逆向きになっている。また、正側回路の比較器
U4Aに相当する比較器U4Bのマイナス側入力端子に
は、定電圧源,可変抵抗R30,及び抵抗R27を介し
て負の基準電圧が入力される。一方、比較器U4Bのプ
ラス側入力端子には、コンデンサC3によってホールド
された電位Vxの負のピーク値が入力される。そして、比
較器U4Bは、電位Vxの負のピーク値が負の電圧のピー
ク値よりも大きい場合のみ、High信号を出力する。
In the negative circuit of the AGC 54, the cathode and the anode of the diode D6 corresponding to the diode D5 of the positive circuit are reversed. Further, a negative reference voltage is input to the negative input terminal of the comparator U4B corresponding to the comparator U4A of the positive circuit via a constant voltage source, a variable resistor R30, and a resistor R27. On the other hand, the negative peak value of the potential Vx held by the capacitor C3 is input to the positive input terminal of the comparator U4B. Then, the comparator U4B outputs a High signal only when the negative peak value of the potential Vx is larger than the negative voltage peak value.

【0072】上述したバイパス用FETQ2は、比較器U
4BからのHigh信号がゲートに印加されると、ON状態
となり、抵抗R19の両端間を短絡する。その結果、上
記式(10)からR19が消え、抵抗R20に流れる電
流Iβは、下記式(10’)によって示されるように増
加する。
The above-described bypass FET Q2 is connected to the comparator U
When the High signal from 4B is applied to the gate, the gate is turned on, and the both ends of the resistor R19 are short-circuited. As a result, R19 disappears from the above equation (10), and the current Iβ flowing through the resistor R20 increases as shown by the following equation (10 ′).

【0073】 Iβ=VY2/R20=(Vx/R12−VR2/R18)・R13/R20 …(10’) この影響で、上述の電圧VC3は、下記式(11’)によ
って示されるように変化する。
[0073] Iβ = V Y2 / R20 = ( Vx / R12-V R2 / R18) · R13 / R20 ... (10 ') in this influence, the voltage V C3 described above, the following formula (11', as indicated by) Changes to

【0074】 VC3=−R7/R20・VY2 =−(Vx/R12−VR2/R18)・R13・R7/R20 …(11’) 結局、この時点における接続点Cの電位(ビデオ信号変
換回路55への入力電圧)VCは、下記式(12’)に示
すように、バイパス用FETQ2のOFF時よりも減少し
て現れるのである。
[0074] V C3 = -R7 / R20 · V Y2 = - (Vx / R12-V R2 / R18) · R13 · R7 / R20 ... (11 ') eventually, the potential of the connection point C at this point (video signal conversion The input voltage to the circuit 55) V C appears to be smaller than when the bypass FET Q2 is OFF, as shown in the following equation (12 ′).

【0075】 VC=VC2+VC3 =−R7/+R20・VY2−R7/R11・Vx =−(Vx/R12−VR2/R18)・R13・R7/R20−R7/R11・Vx …(12’) この結果、増幅器53の増幅率がさらに低下し、ビデオ
信号変換回路55への入力電圧の正側への増加が更に抑
えられる。
V C = V C2 + V C3 = −R7 / + R20 · V Y2 −R7 / R11 · Vx = − (Vx / R12−V R2 / R18) · R13 · R7 / R20−R7 / R11 · Vx 12 ') As a result, the amplification factor of the amplifier 53 further decreases, and the increase of the input voltage to the video signal conversion circuit 55 on the positive side is further suppressed.

【0076】なお、負側回路のコンデンサC3と抵抗R
29によって決定される時定数は、上記した1フレーム
時間に設定されている。この時定数も自由に設定可能で
ある。また、バイパス用FETQ2がONとなる点は、
可変抵抗R30の調整によって負の基準電圧を調整する
ことによりある程度自由に設定することができる。
Note that the capacitor C3 and the resistor R in the negative side circuit
The time constant determined by 29 is set to one frame time described above. This time constant can also be set freely. The point where the bypass FET Q2 is turned on is
By adjusting the negative reference voltage by adjusting the variable resistor R30, the voltage can be set to some extent freely.

【0077】図6は、CCD51からの入力信号(入力
電圧)とオペアンプU2Bの出力信号(出力電圧)との特
性を示すグラフである。図6に示されるように、グラフ
の正側での傾きは、オペアンプU2Aの動作開始点より
も入力信号が大きい範囲において小さくなり、バイパス
用FETQ2のONによりさらに小さくなる。グラフの
負側での傾きも、オペアンプU1Aの動作開始点よりも
入力信号が負側に大きい範囲において小さくなり、バイ
パス用FETQ2のONによりさらに小さくなる。すな
わち、CCD51の感度が正側と負側のそれぞれにおい
て2段階で低下する。
FIG. 6 is a graph showing characteristics of an input signal (input voltage) from the CCD 51 and an output signal (output voltage) of the operational amplifier U2B. As shown in FIG. 6, the slope on the positive side of the graph becomes smaller in a range where the input signal is larger than the operation start point of the operational amplifier U2A, and further becomes smaller by turning on the bypass FET Q2. The slope on the negative side of the graph also becomes smaller in a range where the input signal is larger on the negative side than the operation start point of the operational amplifier U1A, and further becomes smaller by turning on the bypass FET Q2. That is, the sensitivity of the CCD 51 decreases in two steps on each of the positive side and the negative side.

【0078】本実施形態では、CCD51の出力信号
は、オペアンプU1A又はオペアンプU2Aの動作開始
点までは10倍,動作開始後は5倍,バイパス用FET
Q1又はQ2のONにより3倍に増幅されるように設定され
ている。また、本実施形態では、オペアンプU2Bの増
幅率は、正側と負側のそれぞれにおいて3段階で制御さ
れているが、2段階であってもよく、4段階以上であっ
ても良い。特に、4段階以上とすると、CCD51の出
力信号に応じて増幅率をリニアに制御できる点で好まし
い。
In this embodiment, the output signal of the CCD 51 is 10 times up to the operation start point of the operational amplifier U1A or U2A, 5 times after the operation starts, and the bypass FET is used.
It is set to be amplified three times by turning on Q1 or Q2. Further, in the present embodiment, the amplification factor of the operational amplifier U2B is controlled in three steps on each of the positive side and the negative side, but may be two or four or more. In particular, it is preferable to use four or more stages because the amplification factor can be linearly controlled according to the output signal of the CCD 51.

【0079】なお、上述したオペアンプU1A,オペア
ンプU2A,及びオペアンプU2Bが、本発明の撮像素
子の出力を増幅する増幅器に相当し、出力制御回路53
a,出力制御回路53b,及びAGC54が、本発明の
撮像素子の出力の大きさに応じて増幅器の増幅率を操作
することによって増幅器の出力を制御するオートゲイン
コントローラに相当する。
The above-mentioned operational amplifier U1A, operational amplifier U2A, and operational amplifier U2B correspond to an amplifier for amplifying the output of the image pickup device of the present invention, and the output control circuit 53
a, the output control circuit 53b, and the AGC 54 correspond to an auto gain controller that controls the output of the amplifier by manipulating the amplification factor of the amplifier according to the magnitude of the output of the image sensor of the present invention.

【0080】〔蛍光観察装置の動作〕次に、蛍光観察装
置の動作を説明する。前提として、内視鏡10の先端部
(挿入部の先端)が生体内に挿入され、蛍光観察を行うべ
き生体組織の近傍に配置されており、且つ、蛍光観察装
置の光源部20,撮像部30,ビデオ切替装置40,及
びモニタ50の電源が投入されているものとする。
[Operation of Fluorescence Observation Apparatus] Next, the operation of the fluorescence observation apparatus will be described. As a premise, the distal end of the endoscope 10
(The distal end of the insertion section) is inserted into the living body, is disposed in the vicinity of the living tissue to be subjected to fluorescence observation, and has a light source section 20, an imaging section 30, a video switching apparatus 40, and a monitor 50 of the fluorescence observation apparatus. Is turned on.

【0081】最初に、通常観察時の動作を説明する。通
常観察を行う場合には、光源部20の励起光用フィルタ
22が光源ランプ21の照明光路外に退避した状態とさ
れる。また、撮像部30の反射ミラー32が接眼レンズ
16から射出されてCCDカメラ31に入射する光の光
路から退避した状態とされる。そして、光源ランプ21
から発せられた照明光(白色光)は、ライトガイドファイ
ババンドル17,照明窓19を介して生体組織に照射さ
れる。すると、生体の像(通常観察像)が、観察窓18を
介して対物光学系15にて結像され、イメージガイドフ
ァイババンドル14,接眼レンズ16を介して撮像部3
0内に導入される。そして、接眼レンズ16及び結像光
学系30aによってリレーされた通常観察像が通常観察
用のCCDカメラ31によって撮像され、ビデオ信号に
変換され、ビデオ切替装置40を介してモニタ50に伝
送される。そして、モニタ50の画面に通常観察像が表
示される。
First, the operation during normal observation will be described. When normal observation is performed, the excitation light filter 22 of the light source unit 20 is retracted outside the illumination light path of the light source lamp 21. In addition, the reflection mirror 32 of the imaging unit 30 is retracted from the optical path of the light emitted from the eyepiece 16 and incident on the CCD camera 31. And the light source lamp 21
The illumination light (white light) emitted from the light source irradiates the living tissue via the light guide fiber bundle 17 and the illumination window 19. Then, an image of the living body (a normal observation image) is formed by the objective optical system 15 through the observation window 18, and is formed through the image guide fiber bundle 14 and the eyepiece 16.
Introduced in 0. Then, the normal observation image relayed by the eyepiece 16 and the imaging optical system 30a is captured by the normal observation CCD camera 31, converted into a video signal, and transmitted to the monitor 50 via the video switching device 40. Then, the normal observation image is displayed on the screen of the monitor 50.

【0082】次に、蛍光観察時の動作を説明する。蛍光
観察を行う場合には、光源部20の励起光用フィルタ2
2が、光源ランプ21の照明光路に挿入された状態とさ
れる。また、撮像部30の反射ミラー32が、接眼レン
ズ16の光軸に対して45゜の角度で交わる状態とされ
る。そして、光源部20の光源ランプ21が照明光を発
すると、その照明光は、励起光用フィルタ22に照射さ
れる。すると、励起光用フィルタ22は、照明光のうち
B光(励起光)のみを透過させる。このB光は、ライトガ
イドファイババンドル13を通じ、照明窓19を介して
生体組織に照射される。これによって、生体組織より蛍
光が発せられる。この時の生体組織の蛍光の像(蛍光観
察像)は、観察窓18を介して対物光学系15にて結像
され、イメージガイドファイババンドル14を通じて接
眼部12aへ伝送される。そして、イメージガイドファ
イババンドル14の射出端面の各点から射出した光は、
接眼レンズ16を介して撮像部30内へ導入される。撮
像部30内では、接眼レンズ16から射出された光は、
反射ミラー32により反射され、ダイクロイックミラー
33に向けて進行する。ダイクロイックミラー33は、
入射した光のうちG光成分のみをI.I.34に向けて反
射する。そして、結像光学系33aによって、I.I.3
4の入射端面上にG光成分のみからなる蛍光観察像が結
像される。I.I.34は、このG光成分の蛍光観察像を
増幅し、結像光学系39を介してCCDカメラ41に伝
達する。CCDカメラ41内では、G光成分の蛍光観察
像がCCD51の各撮像用画素によって電気信号に変換
され、この電気信号は、暗電流補償がなされた状態の電
圧値として出力される。このCCD51の出力信号(出
力電圧)は、オペアンプU1B,オペアンプU2Bにお
いてそれぞれ所定の増幅率で反転増幅され、ビデオ信号
変換回路55に入力される。
Next, the operation at the time of fluorescence observation will be described. When performing fluorescence observation, the excitation light filter 2 of the light source unit 20 is used.
2 is inserted into the illumination light path of the light source lamp 21. In addition, the reflection mirror 32 of the imaging unit 30 is set to intersect with the optical axis of the eyepiece 16 at an angle of 45 °. When the light source lamp 21 of the light source unit 20 emits illumination light, the illumination light is applied to the excitation light filter 22. Then, the excitation light filter 22 transmits only the B light (excitation light) of the illumination light. The B light is applied to the living tissue through the light guide fiber bundle 13 and the illumination window 19. As a result, fluorescence is emitted from the living tissue. The fluorescence image (fluorescence observation image) of the living tissue at this time is formed by the objective optical system 15 through the observation window 18 and transmitted to the eyepiece 12a through the image guide fiber bundle 14. Then, the light emitted from each point of the emission end face of the image guide fiber bundle 14 is
It is introduced into the imaging unit 30 via the eyepiece 16. In the imaging unit 30, light emitted from the eyepiece 16 is
The light is reflected by the reflection mirror 32 and travels toward the dichroic mirror 33. The dichroic mirror 33 is
Of the incident light, only the G light component is reflected toward II.34. Then, I.I.3 is performed by the imaging optical system 33a.
A fluorescence observation image consisting of only the G light component is formed on the incident end face of No. 4. The I.I.34 amplifies the fluorescence observation image of the G light component and transmits it to the CCD camera 41 via the imaging optical system 39. In the CCD camera 41, the fluorescence observation image of the G light component is converted into an electric signal by each imaging pixel of the CCD 51, and this electric signal is output as a voltage value in a state where dark current compensation has been performed. The output signal (output voltage) of the CCD 51 is inverted and amplified at a predetermined amplification rate in each of an operational amplifier U1B and an operational amplifier U2B, and is input to a video signal conversion circuit 55.

【0083】このとき、CCD51の出力電圧をオペア
ンプU1Bによって反転増幅して得られた接続点Xの電
位Vxが明部に相当する故に基準電圧+VR2よりも大きく
なった場合には、出力制御回路53aのオペアンプU1
Aが動作を開始し、オペアンプU2Bの増幅率を低下さ
せることによってオペアンプU2Bの出力電圧の負側へ
の増加を抑制する。一方、CCD51の出力電圧をオペ
アンプU1Bによって反転増幅して得られた接続点Xの
電位Vxが暗部に相当する故に基準電圧-VR2よりも負側
に大きくなった場合には、出力制御回路53bのオペア
ンプU2Aが動作を開始し、オペアンプU2Bの増幅率
を低下させることによってオペアンプU2Bの出力電圧
の正側への増大を抑制する。
[0083] At this time, when the potential Vx of the node X obtained by inverting amplifying the output voltage by the operational amplifier U1B of CCD51 is greater than the reference voltage + V R2 because corresponding to the bright part, the output control The operational amplifier U1 of the circuit 53a
A starts its operation, and suppresses an increase in the output voltage of the operational amplifier U2B to the negative side by reducing the amplification factor of the operational amplifier U2B. On the other hand, when the potential Vx of the node X which is obtained by inverting amplified by the operational amplifier U1B output voltage of the CCD51 is increased to the negative side than the reference voltage -V R2 because corresponding to the dark portion, the output control circuit 53b Of the operational amplifier U2A starts operating, and the amplification factor of the operational amplifier U2B is reduced, thereby suppressing an increase in the output voltage of the operational amplifier U2B to the positive side.

【0084】さらに、CCD51の出力電圧をオペアン
プU1Bによって反転増幅して得られた接続点Xの電位
Vxのピーク値が正の基準電圧以上となった場合には、A
GC54の正側回路がFETQ1をONにする。これに
よって、オペアンプU2Bの増幅率がさらに低下し、オ
ペアンプU2Bの出力電圧の負側への増大が更に抑制さ
れる。一方、CCD51の出力電圧をオペアンプU1B
によって反転増幅して得られた接続点Xの電位Vxのピー
ク値が負の基準電圧を下回った場合には、AGC54の
負側回路がFETQ2をONにする。これによって、オ
ペアンプU2Bの増幅率がさらに低下し、オペアンプU
2Bの出力電圧の正側への増大が更に抑制される。
Further, the potential at the connection point X obtained by inverting and amplifying the output voltage of the CCD 51 by the operational amplifier U1B is obtained.
If the peak value of Vx is higher than the positive reference voltage, A
The positive circuit of the GC 54 turns on the FET Q1. This further reduces the amplification factor of the operational amplifier U2B, and further suppresses the increase in the output voltage of the operational amplifier U2B to the negative side. On the other hand, the output voltage of the CCD 51 is
When the peak value of the potential Vx at the connection point X obtained by the inversion amplification is lower than the negative reference voltage, the negative circuit of the AGC 54 turns on the FET Q2. As a result, the amplification factor of the operational amplifier U2B further decreases, and the operational amplifier U2B
The increase of the output voltage of 2B to the positive side is further suppressed.

【0085】すなわち、オペアンプU2Bの出力電圧
(アンプ53によって増幅されたCCD51の出力信号)
は、内視鏡10の先端部と生体組織との距離が適正な距
離より近い場合,又は生体組織に照射される励起光の量
が適正量より多い場合には、本来の値よりも低下するこ
ととなる。また、オペアンプU2Bの出力は、内視鏡1
0の先端部と生体組織との距離が適正な距離より遠い場
合,又は生体組織に照射されるB光の量が適正量より少
ない場合には、本来の値よりも上昇することとなる。
That is, the output voltage of the operational amplifier U2B
(Output signal of CCD 51 amplified by amplifier 53)
Is lower than the original value when the distance between the distal end of the endoscope 10 and the living tissue is shorter than an appropriate distance, or when the amount of excitation light applied to the living tissue is larger than the appropriate amount. It will be. The output of the operational amplifier U2B is output from the endoscope 1
If the distance between the leading end of the zero and the living tissue is longer than the proper distance, or if the amount of B light applied to the living tissue is smaller than the proper amount, the value will be higher than the original value.

【0086】そして、上述したような制御がなされたオ
ペアンプU2Bの出力電圧(アンプ53の出力電圧)が、
ビデオ信号変換回路55に入力される。すると、ビデオ
信号変換回路55は、オペアンプU2Bの出力電圧をビ
デオ信号に変換し、ビデオ信号切替装置40に入力す
る。ビデオ信号切替装置40は、入力されたビデオ信号
をモニタ50に入力する。そして、モニタ50は、入力
されたビデオ信号に基づいて、画面に生体組織の蛍光観
察像を表示させる。そして、観察者がモニタ50に表示
された蛍光観察像を観察することによって、生体組織の
疾患の有無を判定することが可能となる。
The output voltage of the operational amplifier U2B controlled as described above (the output voltage of the amplifier 53) is
The video signal is input to the video signal conversion circuit 55. Then, the video signal conversion circuit 55 converts the output voltage of the operational amplifier U2B into a video signal, and inputs the video signal to the video signal switching device 40. The video signal switching device 40 inputs the input video signal to the monitor 50. Then, the monitor 50 displays a fluorescence observation image of the living tissue on the screen based on the input video signal. Then, by observing the fluorescence observation image displayed on the monitor 50, the observer can determine whether or not there is a disease in the living tissue.

【0087】実施形態1による生体の蛍光観察装置によ
れば、内視鏡10の先端部と観察すべき生体組織との距
離,或いは生体組織に照射される光量に応じて、CCD
カメラ41に内蔵された出力制御回路53a,出力制御
回路53b,及びAGC54が、オペアンプU2Bの増
幅率を操作してオペアンプU2Bの出力電圧(増幅され
たCCD51の出力信号)が適正範囲内に収まるように
制御する。このため、従来の蛍光観察装置において距離
補正がなされないために生じていた問題を回避すること
ができる。従って、適正な生体組織の蛍光観察像を観察
者が観察でき、疾患の有無の判定誤認等を回避すること
ができる。
According to the fluorescence observation apparatus for a living body according to the first embodiment, the CCD is controlled according to the distance between the distal end of the endoscope 10 and the living tissue to be observed or the amount of light applied to the living tissue.
The output control circuit 53a, the output control circuit 53b, and the AGC 54 incorporated in the camera 41 operate the amplification factor of the operational amplifier U2B so that the output voltage of the operational amplifier U2B (the amplified output signal of the CCD 51) falls within an appropriate range. To control. For this reason, it is possible to avoid a problem caused by the distance correction not being performed in the conventional fluorescence observation device. Therefore, the observer can observe an appropriate fluorescence observation image of the living tissue, and can avoid erroneous determination of the presence or absence of a disease.

【0088】また、実施形態1による生体の蛍光観察装
置は、蛍光観察像からG光成分のみを取り出す構成を採
っているため、従来の蛍光観察装置(図10参照)に設置
されていた蛍光観察像のR光成分を取り出すダイクロイ
ックミラー2,I.I.34b,CCDカメラ6,及びR
・G比処理装置7を省略できる。すなわち、撮像部30
を小型化及び軽量化でき、内視鏡10の操作性の向上を
図ることができる。さらに、蛍光観察装置のコストの低
減を図ることもできる。
The fluorescence observation apparatus for a living body according to the first embodiment employs a configuration in which only the G light component is extracted from the fluorescence observation image. Therefore, the fluorescence observation apparatus installed in the conventional fluorescence observation apparatus (see FIG. 10) is used. Dichroic mirror 2, II.34b, CCD camera 6, and R for extracting R light component of the image
-The G ratio processing device 7 can be omitted. That is, the imaging unit 30
Can be reduced in size and weight, and the operability of the endoscope 10 can be improved. Further, the cost of the fluorescence observation device can be reduced.

【0089】[0089]

【実施形態2】次に、実施形態2による蛍光観察装置を
説明する。図7は、実施形態2による蛍光観察装置の内
部構成が示された図である。実施形態2による蛍光観察
装置は、I.I.70,CCDカメラ71の構成が若干異
なる点,及びI.I.70の印加電圧制御部75が付加さ
れている点を除き、実施形態1による蛍光観察装置と同
じ構成を備えている。従って、共通点については説明を
省略し、相違点について説明する。
Second Embodiment Next, a fluorescence observation apparatus according to a second embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration of the fluorescence observation device according to the second embodiment. The fluorescence observation apparatus according to the second embodiment is the same as that according to the first embodiment except that the configuration of the II 70 and the CCD camera 71 is slightly different, and that an applied voltage control unit 75 of the II 70 is added. It has the same configuration as the fluorescence observation device. Therefore, the description of the common points will be omitted, and the differences will be described.

【0090】図8は、実施形態2によるCCDカメラ7
1の内部構成を示す図である。図7において、I.I.7
0は、実施形態1におけるI.I.34とほぼ同様の構成
を備えているが、MCP36の両端面に設けられた図示
せぬ両電極間に印加される電圧がI.I.制御回路72及
び印加電圧制御部75によって制御されるようになって
いる。また、CCDカメラ71は、生体の蛍光観察像を
撮像するCCD51と、CCD51の出力信号(出力電
圧)を増幅するとともに印加電圧制御部75への制御信
号を生成するI.I.制御回路72と、I.I.制御回路7
2によって増幅されたCCD51の出力信号をビデオ信
号に変換するビデオ信号変換回路55とからなる。
FIG. 8 shows a CCD camera 7 according to the second embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the first embodiment. In FIG. 7, II.7
0 has substantially the same configuration as the II.34 in the first embodiment, but the voltage applied between both electrodes (not shown) provided on both end surfaces of the MCP 36 is applied to the II. And an applied voltage control unit 75. The CCD camera 71 includes a CCD 51 that captures a fluorescence observation image of a living body, an I.I. control circuit 72 that amplifies an output signal (output voltage) of the CCD 51, and generates a control signal to an applied voltage control unit 75. , II control circuit 7
And a video signal conversion circuit 55 for converting the output signal of the CCD 51 amplified by 2 into a video signal.

【0091】図9は、I.I.制御回路72の回路構成図
である。図9に示されるように、I.I.制御回路72
は、図4に示した回路構成から出力制御部53a,出力
制御部53b,AGC54の負側回路を除くとともに、
AGC54の正側回路の比較器U4Aに変えて差動増幅
器73を設け、差動増幅器73の出力端にA/Dコンバ
ータ74を接続した構成となっている。
FIG. 9 is a circuit diagram of the II control circuit 72. As shown in FIG. As shown in FIG. 9, the II control circuit 72
Is obtained by removing the output control unit 53a, the output control unit 53b, and the negative circuit of the AGC 54 from the circuit configuration shown in FIG.
A differential amplifier 73 is provided in place of the comparator U4A of the positive side circuit of the AGC 54, and an A / D converter 74 is connected to an output terminal of the differential amplifier 73.

【0092】差動増幅器73は、接続点Xに現れた電位
Vxの正側のピーク値と正の基準電圧との差分をとり、そ
の差分を所定の増幅率で増幅してA/Dコンバータ74
に入力する。このとき、内視鏡10の先端部と観察すべ
き生体組織との距離が適正であり、且つ生体組織に照射
される光量が適正である場合には、差動増幅器73のマ
イナス側入力端に入力される接続点Xの電位Vxの正側の
ピーク値は、正の基準電圧と一致するので、差動増幅器
73の出力は零となる。これに対し、内視鏡10の先端
部と観察すべき生体組織との間の距離が適正距離より近
い場合,又は生体組織に照射される光量が適正値より多
い場合には、接続点Xの電位Vxの正側のピーク値が正の
基準電圧より大きくなるので、差動増幅器73の出力は
負電圧となる。一方、内視鏡10の先端部と生体組織と
の間の距離が適正距離より遠い場合,又は生体組織に照
射される光量が適正値より少ない場合には、接続点Xの
電位Vxの正側のピーク値は、負の基準電圧より小さくな
るので、差動増幅器73の出力は正電圧となる。
The differential amplifier 73 has the potential appearing at the connection point X.
The difference between the positive-side peak value of Vx and the positive reference voltage is obtained, and the difference is amplified at a predetermined amplification factor to obtain an A / D converter 74.
To enter. At this time, if the distance between the distal end portion of the endoscope 10 and the living tissue to be observed is appropriate, and the amount of light applied to the living tissue is appropriate, the negative input terminal of the differential amplifier 73 is connected to the negative input terminal. Since the positive peak value of the potential Vx of the input node X coincides with the positive reference voltage, the output of the differential amplifier 73 becomes zero. On the other hand, if the distance between the distal end of the endoscope 10 and the living tissue to be observed is shorter than the appropriate distance, or if the amount of light applied to the living tissue is larger than the appropriate value, the connection point X Since the positive peak value of the potential Vx becomes larger than the positive reference voltage, the output of the differential amplifier 73 becomes a negative voltage. On the other hand, when the distance between the distal end portion of the endoscope 10 and the living tissue is longer than an appropriate distance, or when the amount of light applied to the living tissue is smaller than an appropriate value, the positive side of the potential Vx of the connection point X Is smaller than the negative reference voltage, the output of the differential amplifier 73 becomes a positive voltage.

【0093】A/Dコンバータ74は、差動増幅器73
からの入力をA/D変換し、印加電圧制御部75に入力
する。印加電圧制御部75は、I.I.70のMCP36
の両電極間に電圧を印加する装置である。この印加電圧
制御部75は、A/Dコンバータ74からの入力,すな
わち、差動増幅器73の出力に応じた印加電圧をI.I.
70のMCPに印加する。すなわち、差動増幅器73が
正電圧を出力する間は、I.I.70のMCP36の両電
極間に印加する電圧を上昇させ続け、差動増幅器73が
負電圧が出力する間は、I.I.70のMCP36の両電
極間に印加する電圧を下降させ続け、差動増幅器73か
らの入力が零となった場合には、その時の電圧値を維持
する。
The A / D converter 74 includes a differential amplifier 73
Is A / D converted and input to the applied voltage control unit 75. The applied voltage control unit 75 includes the MCP 36 of II.70.
Is a device for applying a voltage between both electrodes. The applied voltage control unit 75 converts the input voltage according to the input from the A / D converter 74, that is, the applied voltage according to the output of the differential amplifier 73, into an I.I.
70 MCP. In other words, while the differential amplifier 73 outputs a positive voltage, the voltage applied between the two electrodes of the MCP 36 of II 70 continues to increase, and while the differential amplifier 73 outputs a negative voltage, The voltage applied between both electrodes of the MCP 36 of I.70 is continuously decreased, and when the input from the differential amplifier 73 becomes zero, the voltage value at that time is maintained.

【0094】従って、差動増幅器73の出力が負電圧の
ときは、MCP36の増幅率が小さくなり、I.I.70
の感度がダウンした状態となる。その結果CCD51の
出力レベルが下がり、接続点Xの電位Vxが、正側の基準
電圧に近づく。一方、差動増幅器73の出力が正電圧の
ときは、MCP36の増幅率が大きくなり、I.I.70
の感度がアップした状態となる。その結果、CCD51
の出力レベルが上がり、接続点Xの電位Vxが、正側の基
準電圧に近づく。このように、差動増幅器73の出力に
応じてI.I.70の感度(MCP36の増幅率)を変化さ
せることによって、CCD51の出力レベルが適正範囲
に収まるように制御される。
Therefore, when the output of the differential amplifier 73 is a negative voltage, the amplification factor of the MCP 36 decreases, and the I.I.
Is in a state where the sensitivity is lowered. As a result, the output level of the CCD 51 decreases, and the potential Vx at the connection point X approaches the positive-side reference voltage. On the other hand, when the output of the differential amplifier 73 is a positive voltage, the amplification factor of the MCP 36 increases and the I.I.
Is in a state where the sensitivity is increased. As a result, the CCD 51
And the potential Vx at the connection point X approaches the positive-side reference voltage. As described above, by changing the sensitivity of the I.I. 70 (the amplification factor of the MCP 36) according to the output of the differential amplifier 73, the output level of the CCD 51 is controlled so as to be within an appropriate range.

【0095】なお、上述したI.I.制御回路72と印加
電圧制御部75とが、本発明の制御装置に相当する。次
に、実施形態2による蛍光観察装置の動作を説明する。
すなわち、I.I.70,結像光学系39を経てCCDカ
メラ71に伝達された蛍光観察像は、CCD51によっ
て撮像され、CCD51の出力信号(出力電圧)は、I.
I.制御回路72に入力される。I.I.制御回路72で
は、CCD51の出力信号が増幅され、ビデオ信号変換
回路55に入力される。一方、I.I.制御回路72で
は、CCD51の出力信号のピーク値(接続点Xの電位V
xの正側のピーク値)と基準電圧との差分がとられ、印加
電圧制御部75が、この差分に応じた印加電圧をI.I.
70のMCPに印加する。これによってI.I.70の感
度が、適正な範囲に収まるようにアップまたはダウンす
る。これによって、I.I.70にて適正な範囲の感度で
増幅された蛍光観察像がCCD51に撮像されることと
なり、ビデオ信号変換回路55には、適正な範囲のオペ
アンプU2Bの出力電圧(増幅されたCCD51の出力
信号)が入力される状態となる。そして、ビデオ信号変
換回路55からビデオ信号がビデオ切替装置70に入力
される。従って、モニタ50に適正な生体組織の蛍光観
察像が表示される。
The above-described II control circuit 72 and applied voltage control unit 75 correspond to the control device of the present invention. Next, the operation of the fluorescence observation device according to the second embodiment will be described.
That is, the fluorescence observation image transmitted to the CCD camera 71 via the II 70 and the imaging optical system 39 is captured by the CCD 51, and the output signal (output voltage) of the CCD 51 is set to I.
I. Input to the control circuit 72. In the II control circuit 72, the output signal of the CCD 51 is amplified and input to the video signal conversion circuit 55. On the other hand, in the II control circuit 72, the peak value of the output signal of the CCD 51 (the potential V of the connection point X)
The difference between the positive voltage (the peak value on the positive side of x) and the reference voltage is obtained, and the applied voltage control unit 75 sets the applied voltage according to this difference to I.I.
70 MCP. This raises or lowers the sensitivity of the II.70 to fall within the proper range. As a result, the fluorescence observation image amplified with the appropriate range of sensitivity by the II 70 is captured by the CCD 51, and the video signal conversion circuit 55 supplies the output voltage (amplification) of the operational amplifier U2B within the appropriate range. The output signal of the CCD 51 is input. Then, a video signal is input from the video signal conversion circuit 55 to the video switching device 70. Therefore, an appropriate fluorescence observation image of the living tissue is displayed on the monitor 50.

【0096】実施形態2による蛍光観察装置の効果は、
実施形態1による蛍光観察装置の効果と同様である。
The effect of the fluorescence observation device according to the second embodiment is as follows.
This is the same as the effect of the fluorescence observation device according to the first embodiment.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明による生体の蛍光観察装置によれ
ば、生体組織の蛍光観察像を内視鏡の先端部と観察すべ
き生体組織の距離に拘わらず適正に観察することができ
る。また、従来に比し蛍光観察装置の撮像部を小型化す
ることができる。
According to the fluorescence observation apparatus for a living body according to the present invention, a fluorescence observation image of a living tissue can be properly observed regardless of the distance between the distal end portion of the endoscope and the living tissue to be observed. Further, the size of the imaging unit of the fluorescence observation device can be reduced as compared with the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1による生体の蛍光観察装置
の内部構成図
FIG. 1 is an internal configuration diagram of a biological fluorescence observation apparatus according to a first embodiment of the present invention;

【図2】図1に示した生体の蛍光観察装置におけるI.
I.の構成図
FIG. 2 shows a diagram of the I.F. in the biological fluorescence observation apparatus shown in FIG.
Configuration diagram of I.

【図3】図1に示したCCDカメラの機能ブロック図FIG. 3 is a functional block diagram of the CCD camera shown in FIG. 1;

【図4】図3に示したCCDカメラの回路構成図FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the CCD camera shown in FIG. 3;

【図5】図3に示したCCDの出力信号(出力電圧)を示
す図
5 is a diagram showing output signals (output voltages) of the CCD shown in FIG.

【図6】図3に示したCCDからの入力信号とアンプの
出力信号との特性を示すグラフ
6 is a graph showing characteristics of an input signal from the CCD shown in FIG. 3 and an output signal of an amplifier.

【図7】本発明の実施形態2による生体の蛍光観察装置
の内部構成図
FIG. 7 is an internal configuration diagram of a biological fluorescence observation apparatus according to a second embodiment of the present invention;

【図8】図7に示したCCDカメラの構成図FIG. 8 is a configuration diagram of the CCD camera shown in FIG. 7;

【図9】図8に示したI.I.制御回路の回路構成図FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the II control circuit shown in FIG. 8;

【図10】従来の生体の蛍光観察装置の内部構成図FIG. 10 is an internal configuration diagram of a conventional biological fluorescence observation apparatus.

【図11】生体組織の正常部位の蛍光分布と生体組織の
異常部位の蛍光分布とを示すグラフ
FIG. 11 is a graph showing the fluorescence distribution of a normal part of a living tissue and the fluorescence distribution of an abnormal part of a living tissue.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

U1A,U2A,U2B オペアンプ(増幅器) 10 内視鏡 11 挿入部 20 光源部 30 撮像部 33 ダイクロイックミラー(波長選択光学素子) 34,70 イメージインテンシファイア 41,71 CCDカメラ 51 CCD(撮像素子) 53 アンプ(増幅器) 53a,53b 出力制御回路(オートゲインコントロ
ーラ) 54 オートゲインコントローラ 72 I.I.制御部(制御装置) 75 印加電圧制御部(制御装置)
U1A, U2A, U2B Operational amplifier (amplifier) 10 Endoscope 11 Insertion unit 20 Light source unit 30 Imaging unit 33 Dichroic mirror (wavelength selection optical element) 34, 70 Image intensifier 41, 71 CCD camera 51 CCD (Imaging element) 53 Amplifier (amplifier) 53a, 53b Output control circuit (auto gain controller) 54 auto gain controller 72 II control unit (control device) 75 applied voltage control unit (control device)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】先端部から励起光を照射するとともにこの
励起光によって励起された生体からの蛍光を前記先端部
から導入する内視鏡と、 前記内視鏡に導入された前記蛍光から所定波長の光の成
分のみを取り出す波長選択光学素子と、 前記波長選択光学素子によって取り出された前記所定波
長の光の成分からなる前記生体の像を撮像する撮像素子
と、 前記撮像素子の出力を増幅する増幅器と、 前記撮像素子の出力の大きさに応じて前記増幅器の増幅
率を操作することによって前記増幅器の出力を制御する
オートゲインコントローラとを備えたことを特徴とする
生体の蛍光観察装置。
An endoscope for irradiating excitation light from a distal end portion and introducing fluorescent light from a living body excited by the excitation light from the distal end portion, and a predetermined wavelength from the fluorescent light introduced to the endoscope. A wavelength selection optical element that extracts only the light component of the light, an imaging element that captures the image of the living body including the light component of the predetermined wavelength that is extracted by the wavelength selection optical element, and amplifies an output of the imaging element. A fluorescence observation apparatus for a living body, comprising: an amplifier; and an auto gain controller that controls an output of the amplifier by operating an amplification factor of the amplifier according to a magnitude of an output of the imaging element.
【請求項2】前記オートゲインコントローラが、前記撮
像素子の出力が基準値より小さい場合に前記増幅器の増
幅率を大きくするとともに、前記撮像素子の出力が基準
値より大きい場合に前記増幅器の増幅率を小さくするこ
とを特徴とする請求項1記載の生体の蛍光観察装置。
2. The automatic gain controller increases the amplification factor of the amplifier when the output of the image sensor is smaller than a reference value, and increases the amplification factor of the amplifier when the output of the image sensor is larger than a reference value. 2. The fluorescence observation apparatus for a living body according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記オートゲインコントローラが、前記増
幅器の増幅率を複数段階で操作することを特徴とする請
求項1記載の生体の蛍光観察装置。
3. The biological fluorescence observation apparatus according to claim 1, wherein the auto gain controller operates the amplification factor of the amplifier in a plurality of stages.
【請求項4】前記オートゲインコントローラが、前記撮
像素子の出力のピーク値が基準ピーク値より大きくなっ
た場合に前記増幅器の増幅率を操作することを特徴とす
る請求項1記載の生体の蛍光観察装置。
4. The fluorescence of a living body according to claim 1, wherein the auto gain controller operates the amplification factor of the amplifier when a peak value of an output of the image sensor becomes larger than a reference peak value. Observation device.
【請求項5】前記オートゲインコントローラが、撮像素
子の1フレーム分の出力毎に前記増幅器の増幅率を操作
することを特徴とする請求項1記載の生体の蛍光観察装
置。
5. The fluorescence observation apparatus for a living body according to claim 1, wherein the auto gain controller operates an amplification factor of the amplifier for each output of one frame of the image sensor.
【請求項6】先端部から励起光を照射するとともにこの
励起光によって励起された生体からの蛍光を前記先端部
から導入する内視鏡と、 前記内視鏡に導入された前記蛍光から所定波長の光の成
分のみを取り出す波長選択光学素子と、 前記波長選択光学素子によって取り出された所定波長の
光の成分を増幅するイメージインテンシファイアと、 前記イメージインテンシファイアによって増幅された所
定波長の光の成分からなる生体の像を撮像する撮像素子
と、 前記撮像素子の出力の大きさに応じて前記イメージイン
テンシファイアに対して印加する電圧を操作し、前記イ
メージインテンシファイアの増幅率を制御する制御装置
とを備えたことを特徴とする生体の蛍光観察装置。
6. An endoscope for irradiating excitation light from a distal end portion and introducing fluorescence from a living body excited by the excitation light from the distal end portion, a predetermined wavelength from the fluorescence introduced to the endoscope. A wavelength selecting optical element for extracting only the light component of the light, an image intensifier for amplifying a light component of a predetermined wavelength extracted by the wavelength selecting optical element, and a light of a predetermined wavelength amplified by the image intensifier An imaging element that captures an image of a living body composed of the following components: and a voltage applied to the image intensifier is operated in accordance with the magnitude of an output of the imaging element to control an amplification factor of the image intensifier. A biological fluorescence observation apparatus, comprising:
【請求項7】前記制御装置が、前記撮像素子の出力が大
きい場合に前記イメージインテンシファイアに対して印
加する電圧を小さくすることを特徴とする請求項6記載
の生体の蛍光観察装置。
7. The fluorescence observation apparatus for a living body according to claim 6, wherein the control device reduces the voltage applied to the image intensifier when the output of the imaging device is large.
【請求項8】前記制御装置が、前記撮像素子の出力が小
さい場合に前記イメージインテンシファイアに対して印
加する電圧を大きくすることを特徴とする請求項6記載
の生体の蛍光観察装置。
8. An apparatus according to claim 6, wherein said controller increases the voltage applied to said image intensifier when the output of said image sensor is small.
【請求項9】前記所定周波数の光が、500nm〜57
0nmの波長の光であることを特徴とする請求項1又は
6記載の生体の蛍光観察装置。
9. The light of the predetermined frequency is 500 nm to 57 nm.
7. The living body fluorescence observation apparatus according to claim 1, wherein the light has a wavelength of 0 nm.
JP10055593A 1997-03-07 1998-03-06 Fluorescent observation device for living body Pending JPH10305004A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10055593A JPH10305004A (en) 1997-03-07 1998-03-06 Fluorescent observation device for living body

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5362297 1997-03-07
JP9-53622 1997-03-07
JP10055593A JPH10305004A (en) 1997-03-07 1998-03-06 Fluorescent observation device for living body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10305004A true JPH10305004A (en) 1998-11-17

Family

ID=26394337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10055593A Pending JPH10305004A (en) 1997-03-07 1998-03-06 Fluorescent observation device for living body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10305004A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002065584A (en) * 2000-08-31 2002-03-05 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP2002102145A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP2002102144A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP2005140981A (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Nikon Corp Microscope
JP2005214924A (en) * 2004-02-02 2005-08-11 Olympus Corp Measuring method and measuring instrument

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002065584A (en) * 2000-08-31 2002-03-05 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP4538141B2 (en) * 2000-08-31 2010-09-08 Hoya株式会社 Electronic endoscope system
JP2002102145A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP2002102144A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP4531234B2 (en) * 2000-09-28 2010-08-25 Hoya株式会社 Electronic endoscope system
JP2005140981A (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Nikon Corp Microscope
JP2005214924A (en) * 2004-02-02 2005-08-11 Olympus Corp Measuring method and measuring instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4360777B2 (en) Automatic adjustment device for amplification of electronic endoscope
JP4731248B2 (en) Electronic endoscope system
EP2656774B1 (en) Fluorescence observation apparatus
EP1712177B1 (en) Signal processing device for endoscope
US20140228638A1 (en) Electronic endoscope system
JP4285641B2 (en) Imaging device
JP2002345733A (en) Imaging device
JP4098402B2 (en) Fluorescent imaging device
JPH0239015A (en) Automatic light controller for endoscope
JP2003000537A (en) Imaging method and apparatus for endoscope
JP2003009000A (en) Image pickup device
JP2003158679A (en) Charge multiplying solid-state electronic image sensing device, and method of controlling the same
JPH10305004A (en) Fluorescent observation device for living body
JP2002136468A (en) Electronic endoscopic apparatus
JP4679013B2 (en) Endoscope image processing device
JP2003018467A (en) Charge multiplier type solid-state electronic imaging apparatus and its control method
JP3001033B2 (en) Endoscope device
JP4297471B2 (en) Electronic endoscope device
JP4504040B2 (en) Endoscope device
JPH10165363A (en) Endoscopic image pickup signal processing device
JP2002369081A (en) Charge multiplication type electronic solid-state image pickup device and method for controlling the same
JP2002330352A (en) Imaging unit
JP2004073532A (en) Imaging device
JPH0852114A (en) Ophthalmological apparatus for image pickup
JP2006006921A (en) Electronic endoscope system