JPH11290268A - 電子内視鏡装置及び電子内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像素子の撮影範囲に反射率の高い部分と反射
率の低い部分とが同時に入る場合でも、全体的に安定し
たコントラストを有する画像を得ることができる電子内
視鏡装置を提供すること。 【解決手段】撮像素子１０から輝度信号が出力される
と、光量配分制御部５３が、ライトガイド８側の撮像領
域の平均輝度とライトガイド９側の撮像面の平均輝度と
を検出し、両者の差分を検出して輝度が高い方の撮像領
域を特定する。このとき、ライトガイド８側の撮像領域
の輝度が高い場合には、光量配分調整部２２は、ライト
ガイド８に入射される照明光を遮光し、ライトガイド８
側の撮像領域の輝度のみを下げる。一方、ライトガイド
９側の撮像領域の輝度が高い場合には、光量配分調整部
２２は、ライトガイド８に入射される照明光を遮光し、
ライトガイド８側の撮像領域の輝度のみを下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の先端部に
撮像素子と複数個のライトガイドの出射端面とが設けら
れた電子内視鏡装置及び電子内視鏡用光源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として患者の体腔内，例えば消
化管や血管内の様子を撮影する電子内視鏡装置の一つに
は、電子内視鏡の先端部に撮像素子とライトガイドの出
射端面とが設けられ、単一の光源からライトガイドの入
射端面に入射された照明光を出射端面から出射すること
によって撮影対象を照明し、照明された撮影対象を撮像
素子によって撮影するものがある。

【０００３】この種の電子内視鏡装置では、撮像素子に
は固体撮像素子(ＣＣＤ)が多く用いられ、その撮像面は
ライトガイドの出射端面とほぼ平行に配置され、これら
は撮影対象とほぼ同じ角度で対向する。また、電子内視
鏡装置には、複数のライトガイドの出射端面を撮像素子
の周囲に距離をおいて配置し、撮影対象の凹凸による影
の影響を低減させたものもある。

【０００４】ところで、近年におけるＣＣＤのパッケー
ジ外形は小形化の傾向にあり、これに伴って電子内視鏡
の先端部は細くなっている。このため、電子内視鏡装置
を用いて診察される患者の負担が軽減されてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た電子内視鏡装置には以下の問題があった。即ち、電子
内視鏡装置によって消化管等の管内の様子を撮影する場
合、撮像素子と近い位置関係にある物体(近接部：例え
ば管壁)からの光束と、撮像素子と遠い位置関係にある
物体(遠景部：例えば管空)からの光束とが共に撮像素子
に入射する。この場合、遠景部の照度が近接部の照度よ
りも低くなる。このため、遠景部に対する照度が不足
し、遠景部の輝度情報の階調の変化が検知不可能とな
り、遠景部の画像が黒くつぶれることがあった。

【０００６】そこで、遠景部の照度を高めるべく、各ラ
イトガイドの入射端面に入射される光量を多くすると、
近接部に照明光が強く当たるので、近接部の輝度情報が
ＣＣＤによって得られる画像の有効範囲(ダイナミック
レンジ)を超えてしまい、近接部の画像にハレーション
が生じることがあった。

【０００７】また、上記した電子内視鏡装置では、ＣＣ
Ｄの小形化に伴って各画素の電荷蓄積素子の容量が小さ
くなり、ダイナミックレンジが小さくなっている。この
ことに鑑み、各画素の電荷量が容易にオーバーフローし
ないように照明光の光量を低下させる傾向にある。従っ
て、遠景部が照度不足となって遠景部と近接部との間の
コントラストが高くなり、観察しにくい画像となる場合
が多くあった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、撮像素子の撮像範囲に反射率の高い部分と反射率
の低い部分とが同時に入る場合でも、全体的に安定した
コントラストを有する画像を得ることができる電子内視
鏡装置及び電子内視鏡用光源装置を提供することを課題
とする。

【０００９】

【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、電子内視鏡装置であり、内視鏡の先端
部に照明光の出射端面が配置された複数個のライトガイ
ドと、前記各出射端面の近傍に配置された撮像素子と、
前記各ライトガイドの入射端面に照明光を供給する光源
と、前記撮像素子によって得られた輝度信号に基づい
て、前記撮像素子の撮像領域のうち、最も高い輝度を検
出した領域を特定する輝度検出部と、前記輝度検出部に
よって特定された領域の受光量に最も大きい影響を与え
るライトガイドの入射端面に前記光源から供給される光
量を減少させる光量配分調整部とを備えたことを特徴と
する。

【００１０】請求項１の発明によると、撮像素子が例え
ば反射率の高い部分と反射率の低い部分とが一度に撮影
した場合には、撮像素子の撮像領域のうち、反射率の高
い部分を撮影する領域の輝度が他の領域の輝度より高く
なる。すると、光量配分調整部が、反射率の高い部分を
最も強く照らしているライトガイドの入射端面に入射さ
れる光量を減少させる。

【００１１】これによって、反射率の高い部分に照射さ
れる照明光の光量が低下し、その部分を撮影する領域の
輝度が低下する。従って、反射率の高い部分の画像に生
じるハレーションの発生防止，或いは発生したハレーシ
ョンの除去を図ることができる。また、光量配分調整部
によって撮像素子の各領域の受光量をほぼ均等にできる
ので、コントラストが全体的に安定した画像を得ること
ができる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の電子内
視鏡装置が、前記光源と前記各ライトガイドの入射端面
との間に配置され、前記光量配分調整部によって何れか
のライトガイドの入射端面に供給される光量が低下した
場合に、前記各ライトガイドの入射端面に入射される光
量を均等に増加させる光量調整部をさらに備えたことで
特定したものである。

【００１３】請求項１の発明では、光量配分調整部によ
って、何れかのライトガイドから出射される光量が低下
するので、撮影対象に照射される照明光の全体の光量が
低下する。このため、画面に表示される画像が暗くなる
場合がある。請求項２の発明によると、各ライトガイド
から出射される光量を均等に増加させるので、画面に表
示される画像がコントラストが安定した状態で明るく表
示される。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１記載の輝度検
出部が、前記撮像素子によって得られた輝度信号を前記
所定の複数の領域に応じて分離し、分離した輝度信号を
比較することによって最も高い輝度を検出した領域を特
定することで特定したものである。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１記載の光量配
分調整部が、前記光源と前記各ライトガイドの入射端面
との間の光路外に配置され、前記輝度検出部によって何
れかの領域が特定された場合に、当該領域の受光量に最
も大きい影響を与えるライトガイドの入射端面と前記光
源との間の光路に挿入されることで特定したものであ
る。請求項４の発明によれば、光量配分調整部が該当す
る光路に挿入されることによって照明光を遮光するの
で、該当するライトガイドの入射端面に入射される光量
が減少し、その出射端面から出射される照明光の光量が
低下する。このようにすると、光源自体から発せられる
光量が一定のままで撮像素子の撮像領域の受光量を調整
することができる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４記載の前記複
数個のライトガイドが、出射端面が前記撮像素子の撮像
領域の中心線に対して線対称に配置された第１ライトガ
イド及び第２ライトガイドからなり、前記輝度検出部
が、前記撮像素子によって得られた輝度信号に基づい
て、前記中心線を境とした第１ライトガイド側の撮像領
域の輝度と第２ライトガイド側の撮像領域の輝度とを比
較して輝度が高い方の撮像領域を特定し、前記光量配分
調整部が、前記第１ライトガイド側の撮像領域が特定さ
れた場合に前記光源と前記第１ライトガイドの入射端面
との間の光路のみに挿入され、前記第２ライトガイド側
の撮像領域が特定された場合に前記光源と前記第２ライ
トガイドの入射端面との間の光路のみに挿入されること
で特定したものである。請求項５の発明によると、一方
の撮像領域の受光量と他方の撮像領域の受光量とを均等
にすることができる。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５記載の撮像素
子が固体撮像素子であり、前記輝度検出部が、固体撮像
素子から出力された輝度信号から前記各撮像領域の平均
輝度を検出し、一方の平均輝度から他方の平均輝度を減
算し、前記光量配分調整部が、前記輝度検出部の減算結
果が負である場合に前記光源と前記第１ライトガイドの
入射端面との間の光路のみに挿入され、前記輝度検出部
の減算結果が正である場合に前記光源と前記第２ライト
ガイドの入射端面との間の光路に挿入されることで特定
したものである。

【００１８】請求項７の発明は、撮像素子と複数個のラ
イトガイドの出射端面とが先端部に設けられた電子内視
鏡に照明光を供給する電子内視鏡用光源装置であって、
前記各ライトガイドの入射端面に照明光を供給する光源
と、前記撮像素子によって得られた映像信号に基づい
て、前記撮像素子の撮像領域のうち、最も高い輝度を検
出した領域を特定する輝度検出部と、前記輝度検出部に
よって特定された領域の受光量に最も大きい影響を与え
るライトガイドの入射端面に前記光源から供給される光
量を低下させる光量配分調整部とを備えたことを特徴と
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 ［実施形態１］〔電子内視鏡装置の構成〕図１は、本発
明の実施形態１による電子内視鏡装置の構成図である。
図１には、撮像素子としてカラーＣＣＤ１０が用いられ
た電子内視鏡装置が示されている。図１において、電子
内視鏡装置は、カラーＣＣＤ１０を備えた電子内視鏡１
と、この電子内視鏡１に撮影対象の照明光を供給すると
ともに、カラーＣＣＤ１０によって撮影された撮影対象
の映像信号を生成する内視鏡用の光源装置兼ビデオプロ
セッサ２とからなり、光源装置兼ビデオプロセッサ２に
は、撮影対象の映像を表示するテレビモニタ３が接続さ
れている。 〈電子内視鏡〉図１に示すように、電子内視鏡１は、先
端が電子内視鏡１の先端部をなすコード状の挿入部４
と、挿入部４の基端に連結された操作部５と、操作部５
の外周面から延出するコード状のライトガイド連結管６
とを有している。ライトガイド連結管６の末端にはコネ
クタ７が設けられており、コネクタ７によって電子内視
鏡１と光源装置兼ビデオプロセッサ２とが着脱自在に接
続される。

【００２０】電子内視鏡１の内部には、挿入部４の先端
からコネクタ７の末端までに亘って２つのライトガイド
ファイババンドル(以下、「ＬＣＢ」という)８,９が設
けられている。各ＬＣＢ８,９の挿入部４側の端面は照
明光の出射端面をなし、コネクタ７側の端面は照明光の
入射端面をなす。

【００２１】図２(ａ)は、図１に示した各ＬＣＢ８,９
の入射端面を示す図である。図２(ａ)に示すように、各
ＬＣＢ８,９の入射端面は、一つの円形状の端面を形成
する半円状に形成されている。各ＬＣＢ８,９の入射端
面は、図１に示すように、コネクタ７が光源装置兼ビデ
オプロセッサ２に接続された際に、光源装置兼ビデオプ
ロセッサ２内に向けて配置される。

【００２２】図２(ｂ)は、図１に示したＢ−Ｂ線に沿っ
た挿入部４の切断面を示す図である。各ＬＣＢ８,９
は、電子内視鏡１内部で分かれており、各ＬＣＢ８,９
の出射端面は、図２(ｂ)に示すように円形状を有し、カ
ラーＣＣＤ１０の撮像面(撮像領域)の中心線に対して線
対称に配置されている。そして、各ＬＣＢ８,９の出射
端面の前方には、各ＬＣＢ８,９から出射された照明光
を広げる配光レンズ１１,１２が設けられている。

【００２３】また、図１に示すように、カラーＣＣＤ１
０は、挿入部４の先端部内に設けられている。カラーＣ
ＣＤ１０の撮像面は、各ＬＣＢ８,９の出射端面と平行
に設けられている。カラーＣＣＤ１０の前方には、撮影
対象の像をカラーＣＣＤ１０の撮像面にて結像させる対
物レンズ１３が配置されている。そして、カラーＣＣＤ
１０は、信号線１４,１５を介してコネクタ７内に設け
られた信号処理回路１６の入力端子と接続されている。

【００２４】本実施形態では、カラーＣＣＤ１０の撮像
面の中心線を境としたＬＣＢ８側の撮像領域(各画素)
が、テレビモニタ３の画面の向かって右側に表示される
画像を撮影し、ＬＣＢ９側の撮像領域(各画素)がテレビ
モニタ３の向かって左側に表示される画像を撮影する。
また、カラーＣＣＤ１０の各画素は、撮影対象が近距離
に存する場合には、ＬＣＢ８の出射端面に近いものほど
ＬＣＢ８から出射される照明光の照明領域及び照度の影
響を受け、ＬＣＢ９の出射端面に近いものほどＬＣＢ９
から出射される照明光の照明領域及び照度の影響を受け
る。

【００２５】信号処理回路１６は、その入力端子から入
力されたカラーＣＣＤ１０の出力信号に必要な処理を施
し、輝度信号(Ｙ信号)と２つの色差信号(Ｒ−Ｙ信号及
びＢ−Ｙ信号)とをその出力端子から出力する。 〈光源装置兼ビデオプロセッサ〉光源装置兼ビデオプロ
セッサ２の内部には、各ＬＣＢ８,９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１７が
配置されている。この光源ランプ１７には、ランプ用電
源１８から発せられた電力がランプ用線材１９を介して
供給される。光源ランプ１７は、照明光として一定の光
量の白色平行光(光束ＬＦ)を各ＬＣＢ８,９の入射端面
へ向けて発する。この光束ＬＦの光軸ＯＡは、各ＬＣＢ
８,９の入射端面で形成される一つの円形端面(図２(ａ)
参照)の中心を通過するようになっている。

【００２６】光源ランプ１７と各ＬＣＢ８,９の入射端
面との間には、光源ランプ１７から発せられた光束ＬＦ
を集光するコンデンサレンズ２０が配置されている。こ
のコンデンサレンズ２０によって、光束ＬＦは、収束し
ながら各ＬＣＢ８,９の入射端面に入射される。

【００２７】コンデンサレンズ２０と光源ランプ１７と
の間には、絞り装置２１が配置されている。絞り装置２
１は、図１の紙面と直交する方向(＋Ｙ方向及び−Ｙ方
向：図２参照)から光束ＬＦを均等に遮光することによ
って、各ＬＣＢ８,９の入射端面に入射される照明光の
光量を調整する。

【００２８】絞り装置２１と光源ランプ１７との間に
は、光量配分調整部２２が配置されている。光量配分調
整部２２は、図１及び図２中の＋Ｘ方向と−Ｘ方向との
一方から光束ＬＦに挿入され光束ＬＦを遮光する。これ
によって、光量配分調整部２２は、ＬＣＢ８又はＬＣＢ
９に入射される照明光の光量を低下させる。なお、絞り
装置２１及び光量配分調整部２２の構成は後述する。

【００２９】上述した信号処理回路１６の出力端子は、
信号線２３〜２５を介してＡ／Ｄ変換器２６〜２８と接
続されている。Ａ／Ｄ変換器２６には、上記したＲ−Ｙ
信号が入力され、Ａ／Ｄ変換器２７には、上記したＲ−
Ｂ信号が入力され、Ａ／Ｄ変換器２８には、上記したＹ
信号が入力される。各Ａ／Ｄ変換器２６〜２８は、入力
された信号をアナログ−ディジタル変換する。

【００３０】各Ａ／Ｄ変換器２６〜２８は、信号線を介
してメモリ部２９と接続されている。メモリ部２９は、
Ａ／Ｄ変換器２６〜２８から入力されるＲ−Ｙ，Ｒ−Ｂ
及びＹの各ディジタル信号についてフリーズ，補間等の
処理を施す。メモリ部２９は、信号線を介してＤ／Ａ変
換器３０〜３２と接続されている。Ｄ／Ａ変換器３０〜
３２は、メモリ部２９から入力されるＲ−Ｙ，Ｒ−Ｂ,
及びＹの各ディジタル信号をアナログ信号に変換する。

【００３１】各Ｄ／Ａ変換器３０〜３２は、信号線を介
して信号処理部３３と接続されている。信号処理部３３
は、各Ｄ／Ａ変換器３０〜３２から入力されるＲ−Ｙ信
号，Ｒ−Ｂ信号，及びＹ信号からアナログＲＧＢ信号
(同期信号を含む)を生成し、テレビモニタ３に供給す
る。これによって、テレビモニタ３には、カラーＣＣＤ
１０によって撮影された対象のＲＧＢ信号に基づく画像
(映像)が表示される。

【００３２】また、上述した信号線２５には、信号線３
４が接続されている。信号線３４は、調光回路３５に接
続されており、信号処理回路１６から出力されたＹ信号
を調光回路３５に入力する。調光回路３５は、システム
コントロール部３６と信号線３７を介して接続されてい
る。システムコントロール部３６は、照明光全体の調光
用の基準電圧Ｖrefを、信号線３７を介して調光回路３
５に入力する。

【００３３】調光回路３５は、自身に入力されたＹ信号
と基準電圧Ｖrefとを用いて制御信号αを生成し、この
制御信号αをもって絞り装置２１を制御する。また、調
光回路３５は、自身に入力されたＹ信号を用いて制御信
号βを生成し、この制御信号βをもって光量配分調整部
２２を制御する。なお、この調光回路３５の詳細は後述
する。 〔絞り装置の構成〕図３(ａ)は、図１に示した絞り装置
２１の構成図であり、図３(ａ)及び図３(ｂ)は、絞り装
置２１をコンデンサレンズ２０側から見た図である。図
３(ａ)に示すように、絞り装置２１は、減光部４０と、
回転軸４１と、回転機構４２と、モータ４３とからな
る。

【００３４】図３(ａ)に示すように、減光部４０は、同
一の長方形の平面形状を有する平行平板状の遮光板４０
ａ,４０ｂの側縁同士を連結板４０ｃで連結したコの字
状に形成されている。遮光板４０ａと遮光板４０ｂとは
平行に配置され、これらの中心軸線は同一直線上に配置
されている。連結板４０ｃも長方形の平面形状を有する
平行平板状に形成されている。

【００３５】回転軸４１は、連結板４０ｃの中心軸と同
軸で連結板４０ｃに固着されている。これによって、減
光部４０は回転軸４１と同軸で回転する。回転機構４２
は、モータ４３と接続されており、モータ４３の駆動に
連動して回転軸４１を回転させる。モータ４３は、図１
に示した調光回路３５から制御信号αを受け取るように
なっており、この制御信号αに応じた動力を回転機構４
２に与える。

【００３６】図３(ｂ)に示すように、絞り装置２１は、
その回転軸４１が図１に示した光束ＬＦの光軸ＯＡと同
一平面上に存する状態で配置され、各遮光板４０ａ,４
０ｂの中心と光軸ＯＡとの各距離が、回転軸４１の回転
に拘わらず常に等距離を維持する。絞り装置２１は、図
３(ｂ)に示すように、各遮光板４０ａ,４０ｂと光軸Ｏ
Ａとが平行な状態を初期状態とし、この初期状態の場合
に各ＬＣＢ８,９の入射端面に入射される照明光の光量
が最大となる。

【００３７】その後、モータ４３に制御信号αが与えら
れ、モータ４３の駆動によって回転軸４１が回転する
と、図３(ｃ)に示すように、各遮光板４０ａ,４０ｂ
は、光束ＬＦをほぼ均等に遮光する。これによって、各
ＬＣＢ８,９の入射端面(図１参照)に入射される光量が
ほぼ均等に減少する。このように、絞り装置２１は、そ
の初期状態からの回転角度の大きさによって、各ＬＣＢ
８,９の出射端面から出射される光量を調整する。 〔光量配分調整部の構成〕図４は、図１に示した光量配
分調整部２２の構成図である。図４に示すように、光量
配分調整部２２は、遮光部４５を有している。遮光部４
５は、光軸ＯＡに対して４５゜の角度で光源ランプ１７
側に傾いた遮光板４５ａと、光軸ＯＡに対して４５゜の
角度で絞り装置２１側に傾いた遮光板４５ｂと、図２に
示したＸ方向に沿って配置され、一端側(＋Ｘ側)で遮光
板４５ａを支持し、他端側(−Ｘ側)で遮光板４５ｂを支
持するステー４５ｃ,４５ｃとからなる。

【００３８】遮光部４５は、図示せぬ支持部材によっ
て、Ｘ方向に沿って移動可能な状態で支持されている。
また、ステー４５ｃの一方の外側面にはラック４６が刻
まれており、このラック４６と噛み合いながら回転する
ピニオン４７が設けられている。ピニオン４７からは回
転軸４８が延出しており、回転軸４８は回転機構４９に
接続されている。そして、回転機構４９は、モータ５０
に接続されている。

【００３９】モータ５０は、図１に示した調光回路３５
から制御信号βを受け取る。すると、モータ５０は、こ
の制御信号βに従った動力を回転機構４９に与え、回転
機構４９は、回転軸４８を回転させる。これによって、
ピニオン４７がラック４６と噛み合いながら回転するこ
とで、遮光部４５が＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ移動する。

【００４０】図５は、遮光部４５を側方から見た図であ
り、図６は、遮光部４５を光源ランプ１７側から見た図
である。図５(ａ)及び図６(ａ)に示すように、モニタ３
の画像にハレーションが生じていない場合には、光源ラ
ンプ１７から発せられた光束ＬＦは、遮光部４５の遮光
板４５ａと遮光板４５ｂとの間を遮光されることなく通
過する。この状態は、例えば反射率が一様な平面状の撮
影対象を各ＬＣＢ８,９が等距離から照明した場合の状
態である。この状態を光量配分調整部２２の初期状態と
する。

【００４１】これに対し、図５(ｂ)及び図６(ｂ)に示す
ように、カラーＣＣＤ１０のＬＣＢ８側の撮像領域にて
撮影された画像にハレーションが生じる場合には、遮光
部４５が−Ｘ方向に移動し、遮光板４５ａが−Ｘ方向か
ら光束ＬＦを遮光する。これによって、図５(ｂ)に示す
斜線部分の光束ＬＦが遮光される。この結果、ＬＣＢ８
の入射端面に入射される照明光の光量のみが減少し、Ｌ
ＣＢ８の出射端面から出射される光量が、ＬＣＢ９の出
射端面から出射される光量より減少する。従って、ＬＣ
Ｂ８側の領域に受光される光量が低下し、ハレーション
が除去される。

【００４２】一方、図５(ｃ)及び図６(ｃ)に示すよう
に、カラーＣＣＤ１０のＬＣＢ９側の撮像領域にて撮影
された画像にハレーションが生じる場合には、遮光部４
５が＋Ｘ方向に移動し、遮光板４５ｂが＋Ｘ方向から光
束ＬＦを遮光する。これによって、図５(ｃ)に示す斜線
部分の光束ＬＦが遮光され、ＬＣＢ９の入射端面に入力
される照明光の光量のみが減少する。この結果、ＬＣＢ
９の出射端面から出射される光量が、ＬＣＢ８の出射端
面から出射される光量より減少する。従って、ＬＣＢ９
側の撮像領域に受光される光量が低下し、ハレーション
が除去される。 〔調光回路の構成〕図７は、図１に示した調光回路３５
の構成図である。図７に示すように、調光回路１７は、
上述した絞り装置２１を制御する光量制御部５２と、光
量配分調整部２２を制御する光量配分制御部５３とから
なる。 〈光量制御部〉光量制御部５２は、アンプ５４と、検波
回路５５と、差動増幅器５６と、モータドライバ５７と
からなる。アンプ５４の入力端子は、図１に示した信号
線３４が接続されており、アンプ５４の出力端子は、検
波回路５５の入力端子と接続されている。検波回路５５
の出力端子は、差動増幅器５６の反転入力端子と接続さ
れており、差動増幅器５６の非反転入力端子は、図１に
示した信号線３７と接続されている。差動増幅器５６の
出力端子は、モータドライバ５７の入力端子に接続され
ている。モータドライバ５７は、その出力端子から上記
した制御信号αを出力し、制御信号αは、絞り装置２１
のモータ４３(図３参照)に与えられる。

【００４３】アンプ５４には、信号線３４からＹ信号
(輝度信号)が入力される。図８(ａ)にアンプ５４への入
力信号波形を示す。アンプ５４は、自身に入力されたＹ
信号を増幅し、検波回路５５へ向けて出力する。検波回
路５５は、アンプ５４から入力された輝度信号を積分す
ることによって、輝度信号の平均電圧レベルを示す信号
を出力する。図８(ｂ)に検波回路５５の出力信号波形を
示す。差動増幅器５６は、検波回路５５から入力された
信号と信号線３７から入力された基準電圧Ｖrefとの差
分電圧を増幅して出力する。

【００４４】モータドライバ５７は、差動増幅器５６か
ら入力された差分電圧信号が正である間(Ｙ信号の平均
電圧レベルが基準電圧Ｖrefを上回る間)、各ＬＣＢ８,
９の入射端面に入射される光量(撮影対象を照明する光
量全体)が多すぎるものとして、絞り装置２１を閉じる
ための制御信号αをモータ４３に与える。これによっ
て、図３(ｃ)に示すように、遮光部４０が遮光板４０
ａ,４０ｂによって光束ＬＦを遮光する方向に回転し、
各ＬＣＢ８,９の入射端面に入射される光量を減少させ
る。

【００４５】一方、モータドライバ５７は、差動増幅器
５６から入力された差分電圧信号が負である間(Ｙ信号
の平均電圧レベルが基準電圧Ｖrefを下回る間)、各ＬＣ
Ｂ８,９の入射端面に入射される光量が不足しているも
のとして、絞り装置２１を開くための制御信号αをモー
タ４３に与える。これによって、遮光部４０が初期状態
に戻る方向に回転し、各ＬＣＢ８,９の入射端面に入射
される光量を増加させる。

【００４６】このように、モータドライバ５７は、差動
増幅器５６から入力される信号に基づく制御信号αをモ
ータ４３に与え、差動増幅器５６からの差分電圧信号が
零となるように、絞り装置２１をフィードバック制御す
る(図８(ｃ)参照)。以上の構成によって、光量制御部５
２は、絞り装置２１を制御し、各ＬＣＢ８,９に入射さ
れる光量を調整する。 〈光量配分制御部〉図７に示すように、光量配分制御部
５３は、信号除去回路５９,６０と、アンプ６１,６２
と、検波回路６３,６４と、差動増幅器６５と、モータ
ドライバ６７とからなる。各信号除去回路５９,６０の
入力端子は、信号線３４と接続されている。信号除去回
路５９の出力端子は、アンプ６１の入力端子と接続され
ており、信号除去回路６０の出力端子は、アンプ６２の
入力端子と接続されている。アンプ６１の出力端子は、
検波回路６３の入力端子と接続されており、アンプ６１
の出力端子は、検波回路６４の入力端子と接続されてい
る。

【００４７】また、検波回路６３の出力端子は、差動増
幅器６５の反転入力端子と接続されており、検波回路６
４の出力端子は、差動増幅器６５の非反転入力端子と接
続されている。差動増幅器６５の出力端子は、積分回路
６６の入力端子に接続されており、積分回路６６の出力
端子は、モータドライバ６７の入力端子に接続されてい
る。モータドライバ６７は、その出力端子から上述した
制御信号βを出力し、制御信号βは、光量配分調整部２
２のモータ５０(図４参照)に与えられる。

【００４８】各信号除去回路５９,６０には、Ｙ信号が
入力される。図９(ａ)に各信号除去回路５９,６０への
入力信号波形を示す。図９(ａ)に示すＹ信号の一周期の
うち、前半部分は、カラーＣＣＤ１０のＬＣＢ８側の撮
像領域によって得られた輝度を示し、後半部分は、カラ
ーＣＣＤ１０のＬＣＢ９側の撮像領域によって得られた
輝度を示す。

【００４９】信号除去回路５９は、入力されたＹ信号の
一周期のうちの後半部分を除去した信号(ＬＣＢ８側の
輝度を示す信号)をアンプ６１に入力する。図９(ｂ)に
信号除去回路５９の出力信号波形を示す。一方、信号除
去回路６０は、入力されたＹ信号の一周期のうちの前半
部分を除去した信号(ＬＣＢ９側の輝度を示す信号)をア
ンプ６２に入力する。図９(ｃ)に信号除去回路５９の出
力信号波形を示す。アンプ６１は、信号除去回路５９の
出力信号を増幅し、検波回路６３に入力する。一方、ア
ンプ６２は、信号除去回路６０の出力信号を増幅し、検
波回路６４に入力する。検波回路６３は、アンプ６１の
出力信号を積分し、差動増幅器６５に入力する。図９
(ｄ)に検波回路６３の出力信号波形を示す。一方、検波
回路６４は、アンプ６２の出力信号を積分し、差動増幅
器６５に入力する。図９(ｄ)に検波回路６４の出力信号
波形を示す。

【００５０】差動増幅器６５は、検波回路６３の出力信
号と検波回路６４の出力信号との差分(ＬＣＢ８側の輝
度とＬＣＢ９側の輝度との差分)を増幅し、積分回路６
６に入力する。図９(ｅ)に差動増幅器６５の出力信号波
形を示す。積分回路６６は、差動増幅器６５の出力信号
を積分することによって、ＬＣＢ８側の輝度とＬＣＢ９
側の輝度との差分の平均電圧レベルを示す信号を生成
し、モータドライバ６７に入力する。図９(ｆ)に積分回
路６６の出力信号波形を示す。モータドライバ６７は、
積分回路６６から入力された信号が負である間(ＬＣＢ
８側の輝度がＬＣＢ９側の輝度を上回る間)、ＬＣＢ８
(右側のライトガイド)に入射される光量が多すぎるもの
として、ＬＣＢ８に入射される光量を減少するための制
御信号βを図４に示すモータ５０に与える。すると、モ
ータ５０の駆動によってピニオン４７が回転し、遮光部
４５が−Ｘ方向へ移動する。これによって、図５(ｂ)及
び図６(ｂ)に示すように、遮光板４５ａが光束ＬＦの一
部を遮光し、ＬＣＢ８に入射される光量が減少する。

【００５１】一方、モータドライバ６７は、積分回路６
６から入力された信号が正である間(ＬＣＢ９側の輝度
がＬＣＢ８側の輝度を上回る間)、ＬＣＢ９(左側のライ
トガイド)に入射される光量が多すぎるものとして、Ｌ
ＣＢ９に入射される光量を減少するための制御信号βを
モータ５０に与える。すると、モータ５０の駆動によっ
てピニオン４７が回転し、遮光部４５が＋Ｘ方向へ移動
する。これによって、図５(ｃ)及び図６(ｃ)に示すよう
に、遮光板４５ｂが光束ＬＦの一部を遮光し、ＬＣＢ９
に入射される光量が減少する。

【００５２】このように、モータドライバ６７は、積分
回路６６から入力される差動増幅信号に基づく制御信号
部βをモータ５０に与え、積分回路６６からの差動増幅
信号が零となるように、光量配分調整部２２をフィード
バック制御する(図９(ｇ)参照)。

【００５３】以上の構成によって、光量配分制御部５３
は、ＬＣＢ８側の輝度がＬＣＢ９側の輝度よりも高い場
合には、ＬＣＢ８に入射される光量を減少させる。即
ち、ＬＣＢ９の光量配分をＬＣＢ８よりも高くする。一
方、ＬＣＢ９側の輝度がＬＣＢ８側の輝度よりも高い場
合には、ＬＣＢ９に入射される光量を減少させる。即
ち、ＬＣＢ８の光量配分をＬＣＢ９よりも高くする。

【００５４】このようにして、光量配分制御部５３は、
ＬＣＢ８側の撮像領域の輝度(受光量)とＬＣＢ９側の撮
像領域の輝度(受光量)との均等化を図る。そして、両者
の輝度の均等化が図られた場合(両者の差分が零となっ
た場合)には、信号処理回路１６からの出力信号波形
が、図９(ｈ)に示すように、前半部分と後半部分とがほ
ぼ均等となる。 〔電子内視鏡装置の動作〕次に、上述した電子内視鏡装
置の動作を説明する。ここでは、例として消化管内に電
子内視鏡１の挿入部４(図１参照)が挿入されている場合
の動作を説明する。前提として、光源装置兼ビデオプロ
セッサ２及びテレビモニタ３の電源が投入されており、
絞り装置２１が図３(ｃ)に示す状態にあり、且つ光量配
分調整部２２が上述した初期状態にあるものとする。

【００５５】図１に示した光源装置兼ビデオプロセッサ
２の電源が投入されると、ランプ用電源１８から光源ラ
ンプ１７に電力が供給される。すると、光源ランプ１７
が、各ＬＣＢ８,９の入射端面へ向けて照明光(光束Ｌ
Ｆ)を発する。このとき、光量配分調整部２２が初期状
態にあるので、光束ＬＦは遮光板４５ａ,４５ｂによっ
て遮光されることなく光量配分調整部２２を通過する
(図５(ａ)参照)。

【００５６】一方、絞り装置２１は光束ＬＦを絞る状態
にあるので、光束ＬＦはその一部を遮光板４０ａ,４０
ｂによって均等に遮光されつつ絞り装置２１を通過する
(図３(ｃ)参照)。その後、光束ＬＦは、コンデンサレン
ズ２０を透過し、収束しながら各ＬＣＢ８,９の入射端
面に入射される。

【００５７】各ＬＣＢ８,９に入射した照明光は、その
出射端面から出射され、配光レンズ１１,１２を介して
撮影対象を照明する。すると、カラーＣＣＤ１０が、対
物レンズ１３によって結像された撮影対象の像を撮影す
る。このとき、カラーＣＣＤ１０のＬＣＢ９側の撮像領
域が、撮影対象の近接部(例えば、消化管壁)を撮影し、
ＬＣＢ８側の撮像領域が、遠景部(例えば、消化管の奥
の様子(管空))を撮影していたとする。

【００５８】この場合、近接部には照明光が強く当た
り、遠景部には照明光が殆ど届かないので、ＬＣＢ９側
の撮像領域が、撮影対象からの光をＬＣＢ８側の撮像領
域よりも多く受光する。このため、ＬＣＢ９側の撮像領
域によって得られるＹ信号は、ＬＣＢ８側の撮像領域に
よって得られるＹ信号よりも高くなる(図８(ａ),図９
(ａ)参照)。このようなＹ信号が、カラーＣＣＤ１０か
ら出力され、信号線１５を介して信号処理回路１６に入
力される。

【００５９】すると、信号処理回路１６は、Ｒ−Ｙ信
号，Ｂ−Ｙ信号，及びＹ信号を出力する。これらの信号
は、各Ａ／Ｄ変換器２６〜２８,メモリ部２９,Ｄ／Ａ変
換器３０〜３２,信号処理部３３による処理を経ること
によって、アナログＲＧＢ信号に変換され、テレビモニ
タ３に供給される。このとき、テレビモニタ３の画面に
表示される近接部の画像は、照明光が強く当たったこと
によりハレーションが生じたものとなる。一方、遠景部
の画像は、照度不足によって黒くつぶれたものとなる。
即ち、近接部と遠景部とでコントラストの高い画像とな
る。一方、信号処理回路１６から出力されたＹ信号は、
調光回路３５の光量制御部５２及び光量配分制御部５３
(図７参照)に入力される。すると、光量制御部５２は、
図７に示した構成によって、カラーＣＣＤ１０の撮像領
域全体から得られる輝度情報に基づいて絞り装置２１を
制御する。このとき、光量制御部５２は、輝度に偏りが
あってもその平均電圧レベルが基準電圧Ｖrefとほぼ等
しい(差分が零)である場合には、適正な光量として絞り
装置２１を動作させない。

【００６０】これに対し、光量配分制御部５２では、積
分回路から正の差分電圧が出力されるので、モータドラ
イバ６７が、ＬＣＢ９の光量を減少するための制御信号
βを光量配分調整部２２に与える。すると、モータ５
０,回転機構４９,回転軸４８,ピニオン４７(図４参照)
の動作によって、遮光部４５が＋Ｘ方向に移動し、遮光
板４５ｂが光束ＬＦの一部を遮光する(図５(ｃ)参照)。
これによって、ＬＣＢ９に入射される光量が低下し、Ｌ
ＣＢ９による照明光量が低下するので、ＬＣＢ９側の撮
像領域の受光量が低下する。

【００６１】この後、光量配分制御部５３のフィードバ
ック制御によって、遮光部４５の＋Ｘ方向への移動が継
続される。そして、カラーＣＣＤ１０から出力される輝
度信号が、ＬＣＢ８側とＬＣＢ９側とで殆ど変わらない
状態となった場合には、光量配分制御部５３が遮光部４
５をほぼ停止させる。これによって、テレビモニタ３の
画面に表示される近接部の画像からハレーションが除去
され、画面全体のコントラストの安定化が図られる。

【００６２】もっとも、ＬＣＢ９に入射される光量が減
少することに伴い、撮影対象に照射される光量の総計が
低下する。このため、テレビモニタ３に表示される画像
が全体として暗くなる。即ち、カラーＣＣＤ１０から出
力されるＹ信号の平均電圧レベルが基準電圧Ｖrefを下
回る。

【００６３】すると、光量制御部５２が、Ｙ信号の平均
電圧レベルが基準電圧Ｖrefとほぼ等しくなるまで絞り
装置２１を初期状態に戻す方向に回転させる。これによ
って、各ＬＣＢ８,９に入射される光量がほぼ均等に増
加する。従って、カラーＣＣＤ１０から出力されるＹ信
号が、基準電圧Ｖrefとほぼ等しい平均電圧レベルを持
ち、且つＬＣＢ８側の輝度とＬＣＢ９側の輝度との差分
がほぼ零となる。これによって、テレビモニタ３には、
ハレーションの発生が抑えられ、全体として明るく、コ
ントラストの安定した撮影対象の画像が表示される。 〔実施形態１の効果〕上述したように、実施形態１によ
る電子内視鏡装置によると、ＬＣＢ８側の撮像領域の輝
度とＬＣＢ９側の撮像領域の輝度との間に差が生じた場
合には、光量配分制御部５３及び光量配分調整部２２
が、輝度が高い方の撮像領域に大きな影響を与えるＬＣ
Ｂから出射される光量を抑えることによって、輝度が高
い方の撮像領域に受光される光量を低下させる。これに
よって、テレビモニタ３の画面に生じるハレーションの
防止及び画面のコントラストの安定化が図られる。

【００６４】そして、光量配分調整部２２の遮光動作に
よって撮像領域全体の受光量が低下した場合には、光量
制御部５２及び絞り装置２１が各ＬＣＢ８,９に入射さ
れる光量を増加させる。このため、明るくコントラスト
が一様に安定した画像がテレビモニタ３に表示される。
従って、電子内視鏡装置の使用者(例えば、医師)が、電
子内視鏡装置によって得られる画像(映像)を快適に利用
することができる。 [実施形態２]図１０は、本発明の実施形態２による電子
内視鏡装置の構成図である。実施形態２による電子内視
鏡装置は、モノクロＣＣＤ７０を用い、いわゆる面順次
方式によって撮影対象の色情報を取得する。即ち、図１
０に示すように、コンデンサレンズ２０と各ＬＣＢ８,
９との間の照明光の光路上に、モータ７２によって回転
するＲＧＢ回転フィルタ７１が挿入されている。このＲ
ＧＢ回転フィルタ７１の回転によって、各ＬＣＢ８,９
の入射端面には、所定時間毎に、赤色(Ｒ)光，緑色(Ｇ)
光，青色(Ｂ)光が入射される。

【００６５】これによって、モノクロＣＣＤ７０は、Ｒ
を示す輝度信号，Ｇを示す輝度信号，Ｂを示す輝度信号
を時系列で並べた信号(「時系列のＲＧＢ信号」と称す
る)を出力する。この時系列のＲＧＢ信号は、信号処理
回路１６，信号線２５，及びＡ／Ｄを経てメモリ部２９
に入力される。メモリ部２９は、自身に入力された信号
についてフリーズや補間等の処理を施した後、各Ｄ／Ａ
変換器３０〜３２へＲ信号，Ｇ信号，及びＢ信号を入力
する。その後、各Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号はディジタル
／アナログ変換され、信号処理部３３にて必要な処理が
施された後、テレビモニタ３に供給される。これによっ
て、テレビモニタ３の画面には、ＲＧＢ信号に基づく画
像(映像)が表示される。

【００６６】実施形態２による光量配分調整部２２の遮
光部４０は、図４に示した遮光部４０と異なり、図１１
に示すように、ロの字状の平行平板状に形成されてい
る。この点を除き、光量配分調整部２２は、実施形態１
の光量配分調整部２２と同様の構成及び機能を有する
(図１２参照)。

【００６７】また、調整回路３５の光量制御部５２及び
光量配分制御部５３は、図７に示した構成と同じ構成を
有する。但し、光量制御部５２及び光量配分制御部５３
には、Ｙ信号に代えて上記した時系列のＲＧＢ信号が入
力される(図１３(ａ)及び図１４(ａ)参照)。光量制御部
５２及び光量配分制御部５３は、自身に入力された時系
列のＲＧＢ信号を用い、実施形態１と同様の処理によっ
て、絞り装置２１及び光量配分調整部２２を制御する
(図１３及び図１４参照)。以上説明した点を除き、実施
形態２の構成,作用及び効果は、実施形態１と同様であ
る。

【００６８】

【発明の効果】本発明の電子内視鏡装置及び光源装置兼
ビデオプロセッサによると、撮像素子の撮像領域に反射
率の高い部分と反射率の低い部分とが同時に入る場合で
も、ハレーションの発生が抑えられ且つ全体的に安定し
たコントラストを有する画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１による電子内視鏡装置の構
成図

【図２】図１に示したＬＣＢの説明図

【図３】図１に示した絞り装置の構成図

【図４】図１に示した光量配分調整部の構成図

【図５】図４に示した光量配分調整部の動作説明図

【図６】図４に示した光量配分調整部の動作説明図

【図７】図１に示した調光回路の説明図

【図８】図７に示した光量制御部における出力信号波形
図

【図９】図７に示した光量配分制御部における出力信号
波形図

【図１０】本発明の実施形態２による電子内視鏡装置の
構成図

【図１１】図１０に示した光量配分調整部の構成図

【図１２】図１１に示した光量配分調整部の動作説明図

【図１３】図１０に示した光量制御部における出力信号
波形図

【図１４】図１０に示した光量配分制御部における出力
信号波形図

【符号の説明】

１ 電子内視鏡(内視鏡) ２ 光源装置兼ビデオプロセッサ(電子内視鏡用光
源装置) ８ ＬＣＢ(第１ライトガイド) ９ ＬＣＢ(第２ライトガイド) １０ カラーＣＣＤ(撮像素子) １７ 光源ランプ(光源) ２１ 絞り装置(光量調整部) ２２ 光量配分調整部 ４５ 遮光部 ５２ 光量制御部 ５３ 光量配分制御部(輝度検出部) ７０ モノクロＣＣＤ(撮像素子)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡の先端部に照明光の出射端面が配置
   された複数個のライトガイドと、 前記各出射端面の近傍に配置された撮像素子と、 前記各ライトガイドの入射端面に照明光を供給する光源
   と、 前記撮像素子によって得られた輝度信号に基づいて、前
   記撮像素子の撮像領域のうち、最も高い輝度を検出した
   領域を特定する輝度検出部と、 前記輝度検出部によって特定された領域の受光量に最も
   大きい影響を与えるライトガイドの入射端面に前記光源
   から供給される光量を減少させる光量配分調整部とを備
   えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 【請求項２】前記光源と前記各ライトガイドの入射端面
   との間に配置され、前記光量配分調整部によって何れか
   のライトガイドの入射端面に供給される光量が低下した
   場合に、前記各ライトガイドの入射端面に入射される光
   量を均等に増加させる光量調整部をさらに備えたことを
   特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
3. 【請求項３】前記輝度検出部が、前記撮像素子によって
   得られた輝度信号を所定の複数の領域に応じて分離し、
   分離した輝度信号を比較することによって最も高い輝度
   を検出した領域を特定することを特徴とする請求項１記
   載の電子内視鏡装置。
4. 【請求項４】前記光量配分調整部が、前記光源と前記各
   ライトガイドの入射端面との間の光路外に配置され、前
   記輝度検出部によって領域が特定された場合に、当該領
   域の受光量に最も大きい影響を与えるライトガイドの入
   射端面と前記光源との間の光路に挿入されることを特徴
   とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
5. 【請求項５】前記複数個のライトガイドは、出射端面が
   前記撮像素子の撮像領域の中心線に対して線対称に配置
   された第１ライトガイド及び第２ライトガイドからな
   り、 前記輝度検出部は、前記撮像素子によって得られた輝度
   信号に基づいて、前記中心線を境とした第１ライトガイ
   ド側の撮像領域の輝度と第２ライトガイド側の撮像領域
   の輝度とを比較して輝度が高い方の撮像領域を特定し、 前記光量配分調整部は、前記第１ライトガイド側の撮像
   領域が特定された場合に前記光源と前記第１ライトガイ
   ドの入射端面との間の光路のみに挿入され、前記第２ラ
   イトガイド側の撮像領域が特定された場合に前記光源と
   前記第２ライトガイドの入射端面との間の光路のみに挿
   入されることを特徴とする請求項４記載の電子内視鏡装
   置。
6. 【請求項６】前記撮像素子は、固体撮像素子であり、 前記輝度検出部は、固体撮像素子から出力された輝度信
   号から前記各撮像領域の平均輝度を検出し、一方の平均
   輝度から他方の平均輝度を減算し、 前記光量配分調整部は、前記輝度検出部の減算結果が負
   である場合に前記光源と前記第１ライトガイドの入射端
   面との間の光路のみに挿入され、前記輝度検出部の減算
   結果が正である場合に前記光源と前記第２ライトガイド
   の入射端面との間の光路のみに挿入されることを特徴と
   する請求項５記載の電子内視鏡装置。
7. 【請求項７】撮像素子と複数個のライトガイドの出射端
   面とが先端部に設けられた電子内視鏡に照明光を供給す
   る光源装置であって、 前記各ライトガイドの入射端面に照明光を供給する光源
   と、 前記撮像素子によって得られた映像信号に基づいて、前
   記撮像素子の撮像領域のうち、最も高い輝度を検出した
   領域を特定する輝度検出部と、 前記輝度検出部によって特定された領域の受光量に最も
   大きい影響を与えるライトガイドの入射端面に前記光源
   から供給される光量を低下させる光量配分調整部とを備
   えたことを特徴とする電子内視鏡用光源装置。