JPH11137517A

JPH11137517A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH11137517A
Application number: JP9312987A
Authority: JP
Inventors: Takuo Shimada; 拓生嶋田; Kazuya Kondo; 和也近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-05-25
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JP3370912B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、撮像装置、特に口腔内などを撮像
する医療用カメラに関するものであり、先端部を薄型化
したまま、ハンドピースとつながる重く扱いづらいケー
ブルの取り扱い性を向上させることである。【解決手段】表面実装型の発光ダイオード素子によっ
て被写体を光照射する光源手段２を携帯型筐体の先端側
方部に配置したので、先端部を薄型化して、狭く入りく
んだ被写体の側面を容易に観察できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関する
ものであり、特に歯科、皮膚科、耳鼻咽喉科、整形外科
などにおいて口腔内や耳孔、頭皮をはじめとする人体表
面を近接撮影する医療用撮像装置に有益なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、患者本人へのインフォームドコン
セントを図り円滑な治療をすすめるための装置として、
光源を搭載し体表面の患部を近接して拡大撮影する医療
用ＣＣＤカメラが用いられるようになってきている。こ
のような装置の代表的な構成としては、特開平４−１７
６４３６号公報のように光源手段を有する本体からハン
ドピースへ照明光を光ファイバーにて導光するものがあ
る。被写体を光照射する光源手段は５０Ｗ程度以上の電
力を消費するハロゲンランプであり、この照明光や撮像
手段へ供給する電源手段、光源手段及びカメラ信号処理
回路は据え置き型の本体に収納されている。またハンド
ピースにはＣＣＤ撮像素子と４〜６枚程度の非球面レン
ズ、プリズムなどの撮像部と本体の光源手段からの入射
光を先端部まで導く光ファイバーとを内蔵している。こ
の本体とハンドピースは光ファイバーおよび多芯の撮像
信号線とからなる直径１０数ｍｍのケーブルで接続され
ている。

【０００３】一方、工業用のミクロ型検査撮影機では実
用新案登録番号第３０２３４１９号のように光源光を先
端部に配置し、光ファイバーを用いずに被写体を直接光
照射する構成も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の医
療用カメラでは、自由に持ち運びが出来ない。据え置き
型の本体とハンドピースとは、照明光を導く光ファイバ
ーと多芯の信号線を内蔵した太いケーブルで接続されて
いるため重く扱いづらいという課題を有していた。

【０００５】また光源光を先端部に配置した構成では筐
体前方の被写体しか撮像することが出来ず、例えばハン
ドピースを口腔内に入れ、奥歯を側方から観察すること
は不可能であった。さらに撮像先端部は太くならざるを
得なかった。

【０００６】また単に光源光を先端部に配置しただけで
は先端部での発熱が大きく、人体が直接接触する場合の
安全対策が必要であった。患者の体外から近接撮影する
ことを主目的とする医療用カメラはＪＩＳ−Ｔ１００１
等の規格に準拠し、例えば先端部の温度は「正常な使用
時に患者が短時間だけ接触する可能性がある部分」とし
て５０℃を超えないものとしなければならない。一方、
耐久性や衛生面から考えると先端部の防水性は必須要件
となり、ハンドピースの筐体は外気に直接放熱しづらい
密閉構造をとらざるを得ないとうい難点があった。特に
光源光を先端部に配置した場合、光照射回路の故障時や
密閉状態で長時間連続使用された場合の過熱保護がなく
患者に対する安全上の問題があった。

【０００７】またハンドピースを安価な樹脂ケースで覆
う場合、ＣＣＤ撮像素子など電気回路部品に対する静電
気や電磁波障害対策が打たれていなかった。

【０００８】また光源に単色光を基準とする白色発光ダ
イオードなどを用いる場合、発光スペクトルが自然光と
異なるため近接撮影時と遠方撮影時の被写体の色が異な
るという問題があった。これは近接撮影時はほとんど本
装置の光源光のみによって被写体が照射されるのに対
し、遠方撮影時は室内光など他の波長スペクトルを有す
る光によって被写体が照射されるためである。

【０００９】同様に本装置と被写体との距離によって被
写体照度も変化するが、ＣＣＤからの入力信号を増幅さ
せるだけではＳ／Ｎ比は向上せず画質が劣化するという
問題があった。

【００１０】さらにまた、本装置と被写体との距離を直
接検出する手段がない場合、光源手段から被写体への照
射光により与えられている被写体照度が不明であり、最
適な光源照射を行うことができないという課題もあっ
た。特に近接撮影時に必要以上の光照射を行った場合
は、映像信号が飽和（ハレーション）を起こしたり、無
駄な電力を消費することになる。

【００１１】その上、光源手段の発光素子は使用積算時
間によって輝度が落ちる特性を有しているので、長期間
使用しているうちに得られる画像が徐々に暗くなるとい
う課題もあった。

【００１２】また光源手段や撮像手段の故障や特性劣化
が発生してもその内容や対処法がわからないという課題
もあった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の撮像装置は、被写体を光照射する光
源手段と、光方向変更手段を介して前記被写体を撮像し
映像信号に変換する撮像手段と、前記光源手段および前
記撮像手段を内蔵する筐体とを備え、前記光源手段を前
記筐体の先端側方部に配置してなるものである。

【００１４】また、本発明の第２の撮像装置は、光源手
段を撮像光路の周囲に配したものである。

【００１５】また、本発明の第３の撮像装置は、光源手
段として光方向変更手段の周辺に複数個の発光ダイオー
ド素子を配置するとともに、筐体が前記光方向変更手段
への入射光および前記発光ダイオード素子からの出射光
を透過させる防水透明窓を有するものである。

【００１６】また、本発明の第４の撮像装置は、筐体に
内蔵された光源手段または撮像手段の一部または全部
を、所定以上の熱伝導率を有する金属ケースに接続また
は内蔵したものである。

【００１７】また、本発明の第５の撮像装置は、筐体に
内蔵された光源手段または撮像手段の一部または全部
を、所定以下の抵抗率を有する金属ケースに接続または
内蔵し、前記金属ケースを光源手段または撮像手段へ供
給する電源の電極としたものである。

【００１８】また、本発明の第６の撮像装置は、焦点位
置を調整する焦点調整手段あるいは被写体との距離を測
定する測距手段を備え、前記焦点調整手段あるいは測距
手段の出力に応じて色調整を施す色調整手段を備えたも
のである。

【００１９】また、本発明の第７の撮像装置は、焦点位
置を調整する焦点調整手段あるいは被写体との距離を測
定する測距手段を備え、前記焦点調整手段あるいは測距
手段の出力に応じて光源の輝度を制御する輝度制御手段
を備えたものである。

【００２０】また、本発明の第８の撮像装置は、撮像手
段で変換された映像信号によって被写体の照度を推定す
る照度推定手段と、前記照度推定手段の出力に応じて光
源手段の輝度を制御する輝度制御手段を備えたものであ
る。

【００２１】また、本発明の第９の撮像装置は、光源手
段の近傍に温度検出手段を備え、前記温度検出手段の出
力に応じて前記光源手段へ供給する電流または電圧を制
御する電源制御手段を備えたものである。

【００２２】また、本発明の第１０の撮像装置は、光源
手段からの光照射時間を積算する記憶手段を備え、前記
記憶手段からの出力によって光源の輝度を制御する輝度
制御手段を備えたものである。

【００２３】また、本発明の第１１の撮像装置は、光源
の輝度を制御する輝度制御手段を備え、前記輝度制御手
段の出力信号と撮像手段の出力信号とを比較し、光源手
段または前記撮像手段の異常を判定する異常判定手段
と、前記異常判定手段の出力に基づき異常報知を行う異
常報知手段を備えたものである。

【００２４】また、本発明の第１２の撮像装置は、光源
の輝度を制御する輝度制御手段を備え、被写体照射に必
要な光源輝度が前記輝度制御手段の所定制御範囲を超え
た場合、異常を判定する異常判定手段と、前記異常判定
手段の出力に基づき異常報知を行う異常報知手段を備え
たものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】上記構成により、本発明の第１の
撮像装置は、同一筐体に光源手段と撮像手段が内蔵され
ているため、簡単に持ち運ぶことが出来る。光ファイバ
ーと多芯の信号線からなるケーブルが不要となるのでコ
ストダウンとなる上に扱い易さも飛躍的に向上する。

【００２６】また、光源手段を先端側方部に配置してい
るので、薄型化を図ったまま被写体上側方より観察（側
視）できる。これは、例えば口腔内で奥歯を観察する場
合等、あまりスペースがなく、暗い上に入りくんだ部分
を観察する場合に非常に有益である。

【００２７】また、本発明の第２の撮像装置は、光源手
段を撮像光路の周囲に配したため被写体をより均一に照
射することができる。

【００２８】また、本発明の第３の撮像装置は、防水透
明窓を設けることにより体内や口腔内での使用が可能に
なるととにも耐久性にすぐれ、かつ、光方向変更手段や
発光ダイオードが防水透明窓にカバーされることとなる
ため、拭き取り掃除等を容易に行うことができ極めて衛
生的である。

【００２９】また、本発明の第４の撮像装置は、金属ケ
ースが所定以上の熱伝導率を有するために、筐体先端に
人体が接触してもやけどをする危険がない。

【００３０】また、本発明の第５の撮像装置は、金属ケ
ースが電極となるとともに所定以下の抵抗率を有するた
めに、コストアップせずに静電気や電磁波障害を防止す
ることができる。

【００３１】また、本発明の第６の撮像装置は、焦点調
整手段あるいは測距手段の出力に応じて色調整を施す色
調整手段を備えることにより、近接撮影時と遠方撮影時
の色バラツキを低減することができる。

【００３２】また、本発明の第７の撮像装置は、焦点調
整手段あるいは測距手段の出力に応じて光源の輝度を調
整する輝度制御手段を備えることにより、最適な光源照
度を提供できるので、Ｓ／Ｎ特性に優れた画像を得るこ
とができる。

【００３３】また、本発明の第８の撮像装置は、照度推
定手段の出力に応じて光源手段の輝度を制御する輝度制
御手段を備えることにより、被写体との距離を直接検出
する手段がなくとも、最適な光源照射を行うことができ
る。これにより、特に近接撮影時には光源輝度を落とす
ことができるため、無駄な電力消費を防止することがで
きる。

【００３４】また、本発明の第９の撮像装置は、温度検
出手段の出力に応じて光源手段へ供給する電流または電
圧を制御する電源制御手段を備えることにより、故障時
等の過熱保護によって患者に対する安全を図ることがで
きる。

【００３５】また、本発明の第１０の撮像装置は、記憶
手段からの出力によって光源の輝度を制御する輝度制御
手段により、長時間使用しても安定した光源手段の輝度
を得ることができる。

【００３６】また、本発明の第１１の撮像装置は、輝度
制御手段の出力信号と撮像手段の出力信号とを比較し、
光源手段または撮像手段の異常を判定する異常判定手段
により、装置全体の信頼性が向上する。

【００３７】また、本発明の第１２の撮像装置は、被写
体照射に必要な光源輝度が輝度制御手段の所定制御範囲
を超えた場合、異常を判定する異常判定手段により高画
質像を得るための条件をより詳細に知ることができる。

【００３８】以下、本発明のいくつかの実施の形態につ
いて図面を用いて説明する。（実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態の医療用
カメラの使用状態を示す図である。１０１は透明ポリカ
ーボネイト樹脂からなる窓であり、１０２、１０３は非
透明のＡＢＳ樹脂からなる円筒状の筐体ケースである。
図中矢印が被写体の撮像方向である。窓１０１と筐体ケ
ース１０２は超音波融着により防水構造となっている。
筐体ケース１０２、１０３間はシリコンパッキンによっ
て防水されつつ、図中点線で示すように回転できる構造
となっている。すなわち使用者は先端部側面を任意方向
に向け、被写体１００を近接撮影することができる。図
のように窓１０１は筐体ケース１０２先端部の側面に位
置しており、この窓１０１を通じて光源手段による光照
射と撮像手段による撮像を行う。被写体１００を最も近
接かつ拡大して撮像したい場合、被写体１００と窓１０
１は接触する。

【００３９】１０４は手動で焦点位置を手動調整するた
めの遠近調整操作ボタンであり、近接方向へのボタンと
遠方方向へ移動させるボタンの２つのボタンからなる。
１０５は静止画操作ボタンであり、出力する映像信号を
動画と静止画の間で切り替える。１０６は電源装置ボタ
ンであり、本装置全体の電源を入切するためのものであ
る。遠近調整ボタン１０４、静止画操作ボタン１０５、
電源操作ボタン１０６は、全てフラットメンブレムシー
ト１０７で覆われており、防水が図られている。また操
作部分での出っ張りがないので、拭き掃除がしやすく、
ゴミや汚れが付着しにくい構造となっている。

【００４０】また本装置は電池駆動であり、ＵＨＦ帯の
電波で画像を送信するようになっている。１０８は送信
アンテナであり、別設のテレビ受像機１０９で画像をモ
ニターすることができる。電源はリチウムイオン２次電
池からなり後方キャップ１１０から着脱することができ
る。充電に関する詳細な説明は省略するが、撮像しない
時に本装置を専用充電器（図示せず）にセットすること
で装填されている電池に自動的に充電できる構成であ
る。つまり本装置は電源、光源手段、撮像手段を携帯型
筐体の中に内蔵したものであり、薄型化した先端部側面
の窓１０１を介して被写体８（すなわち患者患部）への
光照射と撮像を行う。これにより暗い上に狭く入りくん
だ被写体８の側面を容易に観察できる。また衛生面から
本装置を口腔内カメラとして使用する時は、窓１０１と
筐体ケース１０２の上に使い捨ての薄膜透明カバー（図
示せず）を被せる。

【００４１】図２は本実施の形態の医療用カメラの構成
を示すブロック図である。１はリチウムイオン２次電池
からの出力電圧を昇圧する回路や電源操作ボタン１０６
を備えた電源供給手段であり、光源手段２、撮像手段
３、静止画切替手段４、無線送信手段５、色調整手段
６、焦点調整手段７の各ブロックへ電源を供給してい
る。この電源は電源操作ボタン１０６によって全体が同
時に入切される構成である。撮像手段３は電源投入と同
時に被写体８の動画像をＣＣＤ素子によって常時検出
し、ＮＴＳＣビデオ信号に変換して静止画切替手段４に
出力する。静止画切替手段４はイメージフレームメモリ
を内蔵し、静止画操作ボタン１０５によって撮像手段３
から出力されている映像信号を静止させたり動画のまま
出力したりする。

【００４２】無線送信手段５は静止画切替手段４から出
力された映像信号をＵＨＦ帯の電波で外部のテレビ受像
機１０９に送信する。７は焦点調整手段であり、遠近調
整操作ボタン１０４によって撮像手段３内のレンズ鏡筒
とＣＣＤ素子との距離を調整する小型モーターを内蔵し
ている。６は色調整手段であり、焦点調整手段７からの
位置情報を受け、近接撮影時は赤方向（長波長）の色を
強調し、遠方撮影時は弱める補正を撮像手段３のカメラ
回路に施す。光源手段２にはピーク波長４６０ｎｍの青
色発光ダイオード素子（以下ＬＥＤと略す）チップの表
面に組成比率の異なるＹＡＧ系蛍光体を薄くコーティン
グした白色ＬＥＤを用いている。この白色ＬＥＤの発光
スペクトルを図３に示す。

【００４３】図３からわかるようにピーク波長４６０ｎ
ｍの青色の光はピークが急峻であり、蛍光体の光５５５
ｎｍをピークとするブロードなスペクトルになってい
る。これに対し、歯科医院で患者を照射する照明装置や
口腔内カメラによく用いられてきたハロゲン光は波長の
長い赤色成分比率が高い。つまり外部照明がない場合は
この白色ＬＥＤのみによって被写体が照らされるので自
然光で照らされる場合より若干被写体は青みがかること
になる。外部照明がある場合でも本装置と被写体との距
離が近い場合は、白色ＬＥＤからの光が優位になる。し
かしながら色調整手段６により近接撮影時には赤方向
（長波長）の色が強調されるので、撮像手段３から出力
される映像信号は、光源そのものの発光スペクトルに依
存しにくくなり画質が安定する。

【００４４】図４は本実施の形態の医療用カメラにおけ
る筐体ケースの内部にある光源手段と撮像手段の構成を
示す説明図である。光源手段として２１は６個の表面実
装型白色ＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板であり、フレキシ
ブルケーブル２２によって後方と配線接続されている。
一方撮像手段３として、３１は被写体像を９０°曲げる
ための透過型プリズムであり、３２はレンズ鏡筒であ
る。３３は赤外線をカットするフィルタであり、３４は
ＣＣＤ基板である。ＣＣＤ基板３４は撮像面に対し直角
に移動できるよう後方のモーターと連結棒３５によって
接続されている。３６はＣＣＤへの電源供給、パルス駆
動信号とＣＣＤ撮像信号を出力するシールドフレキシブ
ルケーブルである。

【００４５】プリズム３１、レンズ鏡筒３２、フィルタ
３３、ＣＣＤ基板３４、連結棒３５は先端部のみを残し
金属製四角筒状の内部ケース（金属ケース）３７に覆わ
れている。内部ケース３７の材質は例えばアルミニウム
であり、ＬＥＤ基板２１との接続部分にニッケルメッキ
処理が施されている。０〜１００℃においてアルミニウ
ムは体積抵抗率Ｐ＝５．５〜７．８［Ω・ｍ］、熱伝導
率Ｋ＝２３６〜２４０［Ｗ／ｍ・Ｋ］で低抵抗かつ熱伝
導性に優れた金属材料である。ＬＥＤ基板２１は電気的
かつ熱的に内部ケース３７と接続しており、ＬＥＤ基板
で発生した熱は速やかに内部ケース３７に拡散する。ま
た高周波信号が通るＣＣＤ基板３４、シールドフレキシ
ブルケーブル３６もこの内部ケース３７が覆っているの
でＥＭＣ対策も兼ねている。

【００４６】図５は本実施の形態の医療用カメラのＬＥ
Ｄ基板における６個の白色ＬＥＤの配置を示す図であ
る。この表面実装型白色ＬＥＤの発光方向は無指向性で
あり、図のようにプリズム撮像面を囲む三方に２個づつ
計６個の白色ＬＥＤをコの字型に均等配置することによ
り被写体δへの照明ムラをなくしている。尚、この白色
ＬＥＤの形状は２ｍｍ×３ｍｍ程度であり、ＬＥＤ基板
の形状は１０ｍｍ×８ｍｍ程度である。このＬＥＤ基板
２１の回路図を図６に示す。図６において６個の白色Ｌ
ＥＤはカソードコモン接続されているが、このカソード
電極が内部ケース３７そのものである。

【００４７】尚、ここでは焦点調整手段７からの位置情
報によって色調整を施す構成としたが、超音波またはレ
ーザードップラ方式の測距手段によって本装置と被写体
との距離を直接測定し、得られた距離の関数として色調
整手段６を制御するものでもよい。前述のように距離が
近い時は青色の補色の黄色を強調し、離れるにつれこの
色補正量を弱めることで、距離に左右されず被写体の色
を再現性よく写し出すことが可能となる。

【００４８】尚、ここではプリズム撮像面の周囲撮像光
路の周囲にコの字型で白色ＬＥＤを配置したが、これに
限るものではない。円状または多角形状に配置してもよ
いし、撮像面の左右または上下両側だけに配置してもよ
い。

【００４９】またここでは画像送信手段として無線を用
いたが、細い同軸線（有線）によって直接ビデオ入力端
子に接続してもよい。電源供給も例えば外部の商用電源
から有線で行ってもよい。手元操作によって静止画と動
画を切り替える構成としたが、別にフットスイッチを設
け、足の操作で動画像を止めてもよい。さらに１画面分
だけでなく、複数画面分を静止画として記憶しておき後
から呼び出せるような画像蓄積機能や、蓄積した画像を
４分割あるいは９分割して１つのモニター画面上に映し
出せる画面分割機能を搭載してもよい。

【００５０】また、内部ケース３７の材質としては体積
抵抗率Ｐ≦１０［Ω・ｍ］、熱伝導率Ｋ≧５０［Ｗ／ｍ
・Ｋ］となる金属が望ましいがアルミニウムにこだわる
ものではない。

【００５１】このように、本実施の形態は、例えば表面
実装型の発光ダイオード素子によって被写体を光照射す
る光源手段２と、プリズム３１を介し筐体先端側方部の
被写体を撮像しＮＴＳＣのコンポジット信号などのビデ
オ映像信号に変換する撮像手段３とを筐体ケース１０
２、１０３とからなるハンドピース形状の筐体に内蔵し
たものであり、この筐体の先端側方部は例えば透明ポリ
カーボネイト樹脂窓１０１などからなり、光源光の出射
部とプリズム３１を近接配置することにより、例えば口
腔内の奥歯を側視する構成としたものである。筐体全体
は防水構造となっており嵌合部はパッキン等で封止され
ているので、外部から水が進入することはない。

【００５２】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態の医療用カメラは同一筐体に光源手段２と撮像手段
３が内蔵されているため、簡単に持ち運ぶことが出来
る。また、光ファイバーと多芯の信号線からなるケーブ
ルが不要となるのでコストダウンとなる上に扱い易さも
飛躍的に向上する。特に光源手段２の出射口、撮像手段
３の撮像窓はハンドピース筐体（１０２、１０３）先端
側方部に近接配置し、両者を防水透明窓１０１で覆って
いるため、ハンドピースを例えば口腔内に入れ、暗い上
に入りくんだ奥歯を側方から観察（側視）することが出
来る。また、光源手段２として表面実装型の発光ダイオ
ード素子を用いているので先端部を薄型化でき、違和感
なく使用できる。さらに、発熱量も少なく、省エネルギ
ーにもなる。

【００５３】また、光源手段２の出射口は撮像手段３の
撮像窓を囲むようにハンドピース筐体（１０２、１０
３）先端側方部に配置し、両者を防水透明窓で覆ってい
るため、筐体は防水構造となり耐久性に優れる上、拭き
取り掃除ができるなど衛生的でもある。

【００５４】また光源手段２または撮像手段３の一部ま
たは全部を、所定以上の熱伝導率を有する金属ケース３
７に接続または内蔵することにより、筐体先端部に取り
付けられた光源手段２からの発熱は熱伝導率の低い防水
透明樹脂窓１０１側ではなく筐体内部の金属ケース３７
側に放熱されるので、筐体先端部に人体が直接接触して
もやけどをする危険性がない。この医療用カメラは口腔
内観察用途を考慮し、筐体内部は密閉すなわち防水構造
となっている。金属ケース３７は光源手段２から発生し
た熱を筐体内部全体に拡散させる効果を有し、筐体先端
部だけ熱くなることはなくなる。

【００５５】また、光源手段２または撮像手段３の一部
または全部を、所定以下の抵抗率を有する金属ケース３
７に接続または内蔵し、前記金属ケース３７を光源手段
２または撮像手段３へ供給する電源の電極とすることに
より、ハンドピースを安価な樹脂ケースとする場合、金
属ケース３７で光源手段２または撮像手段３を覆うこと
となり、ＣＣＤ撮像素子など電気回路部品に対する静電
気や電磁波障害対策が打たれる。これは強電界地区にお
ける誤動作回避にも、本装置が近隣にいる人体や他の電
子機器、医療機器へ及ぼす悪影響を回避するためにも有
効である。なお、既述のように、この金属ケース３７は
放熱用途を兼ねている。

【００５６】さらに、焦点調整手段１７あるいは測距手
段の出力に応じて色調整を施す色調整手段６を備えるこ
とにより、白色発光ダイオードと自然光または室内光と
の波長スペクトルの差に基づく、色のバラツキを低減で
きる。

【００５７】すなわち、例えば光源に単色光を基準とす
る白色発光ダイオードを用いた場合、発光スペクトルが
自然光や室内光と大きく異なる。近接撮影時はほとんど
この光源光のみによって被写体が照射されるのに対し、
遠方撮影時は室内光など他の波長スペクトルを有する光
によって被写体が照射されるため、近接撮影時と遠方撮
影時の被写体の色が異なる。そこで焦点位置を調整する
焦点調整手段１７あるいは被写体との距離を測定する測
距手段の出力に応じて色調整を施すのである。

【００５８】（実施の形態２）図７は本発明の第２の実
施の形態の医療用カメラの構成を示すブロック図であ
る。第１の実施の形態と同一機能を有するブロックには
同一番号を付与し、説明を省略する。本実施の形態にお
いて実施の形態と異なるのは撮像手段３の焦点が固定焦
点であるため焦点調整手段を有さず、被写体８との距離
を例えば超音波で測定する測距手段９を設けた点と、こ
の測距手段９の出力に基づき光源手段２の光源輝度を変
化させる輝度制御手段１０を設けた点である。輝度制御
手段１０は光源手段２における各白色ＬＥＤへ供給する
順電流Ｉｆ（ｍＡ）を５〜２０ｍＡの間で制御する。被
写体距離Ｉ（ｍｍ）と各白色ＬＥＤへ供給する順電流Ｉ
ｆ（ｍＡ）の関係は例えば図８のように定義すること
で、近接撮影時に必要以上の照度を被写体に与えること
はなくなり、最適な光源照度による画像を得ることがで
きる上、省電力にもなる。

【００５９】尚、輝度制御手段１０による制御量は各白
色ＬＥＤへの電流でなくてもよい。例えば、固定抵抗を
介して電圧制御としてもよいし、パルス電流を与え、そ
のパルスのデューティ幅などを変化させてもよい。

【００６０】尚、輝度とは光源の与えられた点における
単位面積当りの明るさであるから実際には光度あるいは
放射強度と読みかえても差しつかえない。

【００６１】また、上記では測距手段を用いたが、これ
に代えて焦点調整手段を用いても、同様の効果を得るこ
とができる。

【００６２】このように、焦点位置を調整する焦点調整
手段あるいは被写体との距離を測定する測距手段９を備
え、前記焦点調整手段あるいは測距手段９の出力に応じ
て光源の輝度を制御する輝度制御手段１０を備えること
により被写体から離した時に被写体への光源照度不足を
補ったり、近接撮影時の飽和（ハレーション）を回避し
たりできる。単にＣＣＤからの入力信号をカメラ回路で
増幅させるだけではＳ／Ｎ比は向上せず画質が劣化する
が、ここでは被写体との距離に応じて最適な光源照度を
提供できるので、Ｓ／Ｎ特性に優れた画像が得られる。

【００６３】（実施の形態３）図９は本発明の第３の実
施の形態の医療用カメラの構成を示すブロック図であ
る。なお、第１、第２の実施の形態と同一機能を有する
ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。第
１、第２の実施の形態と異なるのは照度推定手段１１
が、撮像手段３の出力から直接照度を検出し、検出され
た照度が一定になるように輝度制御手段１０に対するフ
ィードバックをかけている点である。一般のビデオカメ
ラでは、撮像手段３の内部で明るさを自動調整するオー
トゲインコントロール機能がついているが、これは画像
全体の明るさを画像処理で上下させるだけなので、Ｓ／
Ｎ向上にはならない。本装置では光源手段２による被写
体８の照度過不足を、得られた画像から推定し最適照度
になるようフィードバックをかけることができる。逆に
被写体が非常に近接している時には輝度を抑えるように
作用するので光量が強すぎてハレーションを起こすなど
の不具合もなくなる。

【００６４】このように、撮像手段３で変換された映像
信号によって光源の輝度を制御する輝度制御手段１０を
備えることにより本装置と被写体との距離を直接検出す
る手段がなくても、光源手段から被写体への照射光が推
定でき、最適な光源照射を行うことができる。特に近接
撮影時に光源輝度を必要最小限まで抑えることにより、
無駄な電力の消費を防止することになる。撮像手段で入
力した映像信号を加工するだけではＳ／Ｎの向上にはな
らないが、得られた映像信号をもとに光源手段へフィー
ドバックをかけることにより最適な輝度制御が実現す
る。

【００６５】（実施の形態４）図１０は本発明の第４の
実施の形態における医療用カメラの構成を示すブロック
図である。上記第１〜第３の実施の形態と同一機能を有
するブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。
本実施の形態が第１〜第３の実施の形態と異なるのは光
源手段２の近傍にサーミスタからなる温度検出手段１２
を設け、光源手段２近傍の温度が所定温度（例えば５０
℃）以上に上昇したときに光源手段２への電源供給を禁
止する電源制御手段１３を設けた点にある。これによ
り、光源手段２のショート故障などにより異常発熱した
場合でも被写体８すなわち患者の患部へやけどを負わせ
る危険がなくなる。また結果的に光源手段の輝度が変化
するので電源制御手段動作中状態は一目で確認すること
が出来る。尚、電源制御手段１３の動作として温度によ
って光源手段２による輝度をリニアに制御してもよい。

【００６６】（実施の形態５）図１１は本発明の第５の
実施の形態の医療用カメラの構成を示すブロック図であ
る。上記第１〜第４の実施の形態と同一機能を有するブ
ロックには同一番号を付与し、説明を省略する。第１〜
第４の実施の形態と異なるのは、電源供給手段１によっ
て通電されている積算時間を計時、記憶している記憶手
段１４を設けた点にある。白色ＬＥＤは図１２に示すよ
うに使用積算時間つまり点灯時間により徐々に相対光度
が落ちる特性をもっている。そこでこのカーブを逆補正
することにより、初期の輝度を常時保つことができる。

【００６７】尚、ここには詳述しないが輝度制御手段１
０による輝度制御範囲が限界に達すると異常であると判
定する異常判定手段とその旨をブザーやランプで報知す
る報知手段を設けることで被写体への光照射不足を使用
者に知らせ、他の光源光を被写体に当てることを促がす
構成を備えると、なおいっそう効果的である。

【００６８】このように光源手段２からの光照射時間を
積算する記憶手段１４を備え、前記記憶手段１４からの
出力によって光源の輝度を制御する輝度制御手段１０を
備えることにより使用積算時間によって輝度が落ちる光
源手段２の欠点を補い、長期間使用しても安定した光源
手段２の輝度が得られる。

【００６９】また、被写体照射に必要な光源輝度が前記
輝度制御手段１０の制御範囲を超えた場合、異常を判定
する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力に基づき
異常報知を行う異常報知手段を備えることにより、例え
ば他の外部照明が全くなく被写体との距離が離れすぎて
いる場合や、光源手段２の特性劣化の場合などによって
最大輝度にしても必要照度が不足し、高画質映像を得る
条件が整っていないといった事由を異常報知手段によっ
て知ることができる。

【００７０】（実施の形態６）図１３は本発明の第６の
実施の形態におけるの医療用カメラの構成を示すブロッ
ク図である。実施の形態５と同一機能を有するブロック
には同一番号を付与し、説明を省略する。実施の形態５
と異なるのは、手動で光源手段２からの光源輝度を制御
すなわち明るさを調整するための輝度操作手段１５を設
けた点と、輝度操作に伴い変化する光源手段２への輝度
制御手段１０からの制御出力信号と撮像手段３からの映
像出力信号とを比較し光源手段２または撮像手段３の故
障を検出する異常判定手段１６を備え、異常判定手段１
６において異常判定された場合、映像信号にスーパーイ
ンポーズでその事由を画像合成して報知させる異常内容
画像合成手段１７を設けた点にある。

【００７１】これにより光源手段２の断線故障など、明
るさ調整操作を行っても映像信号に反映されないことな
どが具体的にテレビ画面上で確認できるので本装置の信
頼性が向上し、メンテナンスも容易になる。

【００７２】このような異常判定、報知は本装置各ブロ
ックの機能に適用してもよい。また異常報知はテレビ画
面上にスーパーインポーズ表示させるのではなく、本装
置内部に報知音発生手段を設けたり、光源手段２を点滅
させるなどで表現してもよい。

【００７３】また、異常状態だけでなく現在のカメラ動
作状態やカレンダー情報などを同時にスーパーインポー
ズ表示させてもよい。

【００７４】また、第１〜第５の実施の形態で示した機
能を複合化させてもよいのは言うまでもない。

【００７５】なお、上記各実施の形態に示した主な効果
をまとめると以下のようになる。（１）先端部を薄型化できるので、暗い上に狭く入りく
んだ被写体の側面を容易に観察できる。

【００７６】（２）特に筐体は防水構造となっているた
め耐久性に優れる上、拭き取り掃除ができるなど衛生的
でもある。

【００７７】（３）筐体先端部に人体が直接接触しても
やけどをする危険性がない。（４）コストアップせずに静電気や電磁波障害対策が打
てる。

【００７８】（５）近接撮影時と遠方撮像時との色バラ
ツキを低減できる。（６）最適な光源照度を提供できるので、Ｓ／Ｎ特性に
優れた画像が得られる。

【００７９】（７）故障時などの過熱保護によって患者
に対する安全が図られる。（８）無駄な電力消費を抑えられる。

【００８０】（９）長期間使用しても安定した光源手段
の輝度が得られる。（１０）光源手段や撮像手段の故障を報知でき、装置全
体の信頼性が向上する。

【００８１】（１１）高画質像を得るための条件をより
詳細に知ることができる。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
第１の撮像装置は、同一筐体に光源手段と撮像手段が内
蔵されているため、簡単に持ち運ぶことが出来る。光フ
ァイバーと多芯の信号線からなるケーブルが不要となる
のでコストダウンとなる上に扱い易さも飛躍的に向上す
る。

【００８３】また、光源手段を先端側方部に配置してい
るので、薄型化を図ったまま被写体上側方より観察（側
視）できる。これは、例えば口腔内で奥歯を観察する場
合等、あまりスペースがなく、暗い上に入りくんだ部分
を観察する場合に非常に有益である。

【００８４】また、本発明の第２の撮像装置は、光源手
段を撮像光路の周囲に配したため被写体をより均一に照
射することができる。

【００８５】また、本発明の第３の撮像装置は、防水透
明窓を設けることにより体内や口腔内での使用が可能に
なるととにも耐久性にすぐれ、かつ、光方向変更手段や
発光ダイオードが防水透明窓にカバーされることとなる
ため、拭き取り掃除等を容易に行うことができ極めて衛
生的である。

【００８６】また、本発明の第４の撮像装置は、金属ケ
ースが所定以上の熱伝導率を有するために、筐体先端に
人体が接触してもやけどをする危険がない。

【００８７】また、本発明の第５の撮像装置は、金属ケ
ースが電極となるとともに所定以下の抵抗率を有するた
めに、コストアップせずに静電気や電磁波障害を防止す
ることができる。

【００８８】また、本発明の第６の撮像装置は、焦点調
整手段あるいは測距手段の出力に応じて色調整を施す色
調整手段を備えることにより、近接撮影時と遠方撮影時
の色バラツキを低減することができる。

【００８９】また、本発明の第７の撮像装置は、焦点調
整手段あるいはい測距手段の出力に応じて光源の輝度を
調整する輝度制御手段を備えることにより、最適な光源
照度を提供できるので、Ｓ／Ｎ特性に優れた画像を得る
ことができる。

【００９０】また、本発明の第８の撮像装置は、照度推
定手段の出力に応じて光源手段の輝度を制御する輝度制
御手段を備えることにより、被写体との距離を直接検出
する手段がなくとも、最適な光源照射を行うことができ
る。これにより、特に近接撮影時には光源輝度を落とす
ことができるため、無駄な電力消費を防止することがで
きる。

【００９１】また、本発明の第９の撮像装置は、温度検
出手段の出力に応じて光源手段へ供給する電流または電
圧を制御する電源制御手段を備えることにより、故障時
等の過熱保護によって患者に対する安全を図ることがで
きる。

【００９２】また、本発明の第１０の撮像装置は、記憶
手段からの出力によって光源の輝度を制御する輝度制御
手段により、長時間使用しても安定した光源手段の輝度
を得ることができる。

【００９３】また、本発明の第１１の撮像装置は、輝度
制御手段の出力信号と撮像手段の出力信号とを比較し、
光源手段または撮像手段の異常を判定する異常判定手段
により、装置全体の信頼性が向上する。

【００９４】また、本発明の第１２の撮像装置は、被写
体照射に必要な光源輝度が輝度制御手段の所定制御範囲
を超えた場合、異常を判定する異常判定手段により高画
質像を得るための条件をより詳細に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における医療用カメ
ラの使用状態を示す図

【図２】同医療用カメラの構成を示すブロック図

【図３】同医療用カメラにおける光源手段の発光スペク
トルを示す図

【図４】同医療用カメラにおける筐体ケースの内部にあ
る光源手段と撮像手段の構成を示す説明図

【図５】同医療用カメラのＬＥＤ基板における白色ＬＥ
Ｄの配置を示す図

【図６】同医療用カメラにおけるＬＥＤ基板回路図

【図７】本発明の第２の実施の形態における医療用カメ
ラの構成を示すブロック図

【図８】同医療用カメラにおける輝度制御手段の制御量
を示す図

【図９】本発明の第３の実施の形態における医療用カメ
ラの構成を示すブロック図

【図１０】本発明の第４の実施の形態における医療用カ
メラの構成を示すブロック図

【図１１】本発明の第５の実施の形態における医療用カ
メラの構成を示すブロック図

【図１２】同医療用カメラにおける白色ＬＥＤの相対光
度低下を示す図

【図１３】本発明の第６の実施の形態における医療用カ
メラの構成を示すブロック図

【符号の説明】

１電源供給手段２光源手段３撮像手段６色調整手段７焦点調整手段９測距手段１０輝度制御手段１１照度推定手段１２温度検出手段１３電源制御手段１４記憶手段１５輝度操作手段１６異常判定手段１７異常内容画像合成手段３１プリズム３４ＣＣＤ基板３７金属ケース（内部ケース）１０１窓１０２、１０３筐体ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を光照射する光源手段と、光方向
変更手段を介して前記被写体を撮像し映像信号に変換す
る撮像手段と、前記光源手段および前記撮像手段を内蔵
する筐体とを備え、前記光源手段を前記筐体の先端側方
部に配置してなる撮像装置。
【請求項２】光源手段を撮像光路の周囲に配した請求
項１記載の撮像装置。
【請求項３】光源手段として光方向変更手段の周辺に
複数個の発光ダイオード素子を配置するとともに、筐体
が前記光方向変更手段への入射光および前記発光ダイオ
ード素子からの出射光を透過させる防水透明窓を有する
請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】筐体に内蔵された光源手段または撮像手
段の一部または全部を、所定以上の熱伝導率を有する金
属ケースに接続または内蔵した請求項１から３のいずれ
かに記載の撮像装置。
【請求項５】筐体に内蔵された光源手段または撮像手
段の一部または全部を、所定以下の抵抗率を有する金属
ケースに接続または内蔵し、前記金属ケースを光源手段
または撮像手段へ供給する電源の電極とした請求項１か
ら４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】焦点位置を調整する焦点調整手段あるい
は被写体との距離を測定する測距手段を備え、前記焦点
調整手段あるいは測距手段の出力に応じて色調整を施す
色調整手段を備えた請求項１から５のいずれかに記載の
撮像装置。
【請求項７】焦点位置を調整する焦点調整手段あるい
は被写体との距離を測定する測距手段を備え、前記焦点
調整手段あるいは測距手段の出力に応じて光源の輝度を
制御する輝度制御手段を備えた請求項１から６のいずれ
かに記載の撮像装置。
【請求項８】撮像手段で変換された映像信号によって
被写体の照度を推定する照度推定手段と、前記照度推定
手段の出力に応じて光源手段の輝度を制御する輝度制御
手段を備えた請求項１から７のいずれかに記載の撮像装
置。
【請求項９】光源手段の近傍に温度検出手段を備え、
前記温度検出手段の出力に応じて前記光源手段へ供給す
る電流または電圧を制御する電源制御手段を備えた請求
項１から８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】光源手段からの光照射時間を積算する
記憶手段を備え、前記記憶手段からの出力によって光源
の輝度を制御する輝度制御手段を備えた請求項１から９
のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】光源の輝度を制御する輝度制御手段を
備え、前記輝度制御手段の出力信号と撮像手段の出力信
号とを比較し、光源手段または前記撮像手段の異常を判
定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力に基づ
き異常報知を行う異常報知手段を備えた請求項１から１
０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】光源の輝度を制御する輝度制御手段を
備え、被写体照射に必要な光源輝度が前記輝度制御手段
の所定制御範囲を超えた場合、異常を判定する異常判定
手段と、前記異常判定手段の出力に基づき異常報知を行
う異常報知手段を備えた請求項１から１１のいずれかに
記載の撮像装置。