JPS6076714A

JPS6076714A - 偏光フイルタを用いた内視鏡

Info

Publication number: JPS6076714A
Application number: JP58184687A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Fujimori; 弘善藤森; Tatsuo Nagasaki; 達夫長崎
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1983-10-03
Publication date: 1985-05-01
Also published as: JPH0374367B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明はハイライト部分からの受光量を減らしてブルー
ミングを防止可能とする偏光フィルタを用いた内視鏡に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点］近年、固体ｌｆｆ１像素子を搬像手段に用いた内？Ｊｉ
’鏡が種々提案されている。

上記固体撮像素子を用いた場合には、そのＷ１仰面（受
光面）に過度の強い光が入射されると、過度に入射され
た受光部の周辺側にその受光した先組に対応した電荷が
漏れてしＪｚい、その部分周辺は撮像不能となるいわゆ
るブルーミング現象が生じ、表示画面上においても白い
部分となって現われ、本来の像を表示することができな
くなってしまう。

このため、上記ブルーミングを防止するために、素子に
拡散ドレインとイオン注入層を形成したものがある。こ
れは、ポテンシャル井戸とその隣接するポテンシャル井
戸との間にポテンシャルバリヤどＰ形イオン注入層を形
成し、一定レベル以上の電荷を吸収させたものである。

しかしながら、上記の場合、素子の面積が大きくなり、
内視鏡のように非常に小型の素子が要求される分野には
適さない。

又、ブルーミングとかハレーションを防止するために、
自動調光を利用したものが考えられる。

こｔ口ｊ１、信ｑレベルによって、自動的に絞り雫を調
整して入射光量を制御ｌするものであるが、入射光ｍが
一様にＩＩＩ　ｔｉｌｌされるため、ハイライ］・部分
に対するハレーションどか、ブルーミングを防止できる
が、局所的に入射光量の少い部分があると、この部分に
対してはさらに入射光量が落ちて、ＳＮ比が低下してし
まい、不鮮明な像になってしまうという欠点がある。

［発明の目的］本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、固体
搬像素子を大きくすることなく、且つ局所的に低いレベ
ルの入射光同部分が存在プる被写体に対しても、ハイラ
イト部分の入射光量を適量に低下してハレーションとか
ブルーミングを除去可能とする偏光フィルタを用いた内
視鏡をＩＰ供することを目的とする。

［発明の概要］本発明は、照明手段側に偏光子、Ｗ４鍮手段側に検光子
等を設；ブ、前記偏光子及び検光子との一方を、他方に
対して回動可能に取ｒ＝ｌ　ｌノ、　１ｌｔｌ像手段の
出力信号に基づいて、回動をＩｌｉ！Ｉ　ＩＰＩｌｌる
ことにより、特にハイライ１一部分で反射されて入射さ
れる光量を効率的に制御する等して、ブルーミング等を
防止するように形成されている。

［発明の実施例〕以下１図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は第１実施例の内視鏡を示す。

第１図に示でように内視１！１は体腔内等に挿入可能と
なる細径で可撓性の挿入部２の前端側に硬性の先端（構
成）部が連設され、該先端部にはｍｌ像手段が形成され
ている。

即ち、先端部に形成した開口部には結像用の対物レンズ
３が配設され、該対物レンズ３の焦点面にそのｍ像面（
受光面）が位置するように固体搬像素子４が配設されて
いる。

上記対物レンズ３と固体搬像素子４との間の光路上で、
例えば対物レンズ３の瞳位置には検光子（Ｂ光子）５が
配設され、被写体からの反射光は、該検光子５を介して
ｍ像面に入射されるようになっている。この検光子５は
、回転駆動部６にて略９０度の角度範囲内を回動できる
ようになっている。

上記ｍ像面に結像された被写体像は、該被写体像に対応
した映像信号に変換されて、手元側のＴＶ信号変１？！
部７に入力されるようになっている。

このＴＶ信号変換部において、ＲＧＢａ色ＴＶ信号に変
換されて、カラーＴＶモニタ８のＲＧ　Ｂ　端子に印加
され、被写体像を表示するようにしである。

一方、上記撮像手段の他に、挿入部２内には光学ｍ１ｔ
１束（ファイババンドル）で形成された照明光伝達用の
ライトガイド９が挿通され、該ライトガイド９の後端は
光源装Ｍ１０に着脱自在で装着できるようになっており
、該後端面には照明ランプ１１の照明光が反射鎖１２の
凹面で反射され、さらにコンデンサレンズ１３によって
集光されて照射されるようになっている。

上記コンデンサレンズ１３で集光された照明光は、ライ
Ｉ・ガイド９を経て、その前端面から配光レンズ１４を
杼て拡開されて被写体側を照明する照明手段が形成され
るようになっている。

尚、上記配光レンズ１４とライトガイド９の前端面との
間に８３ける配光レンズ１４の瞳位置には偏光子１５が
配設され、ライトガイド９の前端面から照射される照明
光を適宜の偏光波（例えばＰ波と記す）Ｐ波に停光して
被写体を照明するように構成しである。

ところで上記照明手段側に配設した偏光子１５とｆｌ像
手段側の検光子５を用いると共に、検光子５を回！ＦＪ
Ｉ　ＩＩＩ　ｆｉｌ　Ｌでブルーミング等を防止する手
段が次のように構成されている。

即ち、上記固体ｍ＠素子４から出力される映像信号は、
比較器１７の一方の入力端に印加され、該比較器１７の
他方の入力端は飽和レベル等の基準レベルＶｓに設定さ
れた電位が印加されており、映像信号が該基準レベルＶ
ｓ以上のとき、比較器１７からハイレベルの信号を出力
するようになっている。この比較器１７の出力は積分器
１８で１フレ一ム期間積分し、その積分値を増幅器１９
で増幅し、減締器２０にて積分値が０に対応するレベル
Ｖｏだけ差し引いた制卸信号にて回転駆動部６を制御す
る負帰還回路が構成されている。

上記回転駆動部６は、減詐器２０を経て入力されるシリ
卯信号（駆動１を号）のレベル値に応じて。

回転駆動力が変化し、例えば可動線輪型の電圧ｉ１のよ
うに入力される信号レベル値が大きいと、初期状態位置
に設定する力となるつる春き状ばね等に抗して回転駆動
力も大きくなり、その回転軸に取付けられたく回転され
てない状態では入射光がＰ波成分のみを通すよう設定さ
れた）検光子５を制御信号のレベルに応じた角度だけ回
動できるようになっている。この検光子５の回転角度に
応じて、ｍｓ面に入射される光量を！１１１１１できる
ようになっている。しかして、上記検光子５が大きい角
度（最大９０６）回転されると、検光子５は偏光子１５
と直交二フルに近い状態となり、偏光子７５を通して照
射されたＰ波照明光は、直交二フルに近い状態での検光
子５を通っ゛ｃｍ像面に入射される光量を充分小さくで
きるようになっている。

尚、上記固体撮像素子４の囲１９面の前面には、モザイ
ク状配列等の３原色フィルタが配設してあり、Ｉｌｌ　
ＩＩｔ面の各受光素子で受光したちのは３原色の各波長
の光の画素に対応したものとなり、ＴＶ信号変換部７内
のサンプルボールド回路で各色信号に分離され、さらに
水平及び垂直同期信号が重畳されてＲＧＢの色信号とし
て出力されるようになっている。

尚、積分器１８は、１フレ一ム期間ごとにリセットされ
るようになっている。

このように構成された第１実施例によれば、内視鏡１を
体腔内等に挿入して偏光子１５でＰ波に偏光した照明光
で被写体を照明した場合、被写体のハイライ１一部分の
反射光は、表面正反射のためＰ波成分が非常に多く含ま
れている。一方、そのハイライト部分以外は、自然光で
照明した場合にＰ波成分と該Ｐ波と！直方向のＳ波成分
とをランダムに含む反射光となるものであり、Ｐ波間上
による照明の場合にはＰ波の反射光の強度は小さい。

上記ハイライ１〜部分で反射された光をｍｅ面で受光し
、読出した際に、その映像信号のレベルが基準レベルＶ
ｓ以上になると、比較器１７の出力はハイレベルとなり
、（＾分器１８で積分され、さらに増幅後積分圃がＯに
対応するレベルＶｏだけ差し引いた出力にて回転駆動部
６を駆動して検光子５をｔｉ分値に応じた角度だけ回転
させる。この回転によってハイライト部分におけるＰ波
成分の多い反射光は、他の部分の反射光よりも検光子５
を透過するｍが急激に低下され、ハイライト部分からの
反射光の受光量は適舒となるように調節されることにな
る。この状態が１フレ一ム期間保持された後、検光子５
は初期状態に戻され、再び上述の動作を繰り返す。

このようにしてハイライト部分からの反射光を強調して
その受光量を調節しているので、ブルーミングとかハレ
ーションを防止できると共に、ハイライト部分以外から
の反射光の受光間はあまり低下させることなく受光でき
るので、ハイライト部分以外の部分が暗くなって識別し
にくくなることを防止できる。

第２図は本発明の第２実ｍ例における挿入部先端側を示
す。

この実施例においては、検光子５は固定され、一方偏光
子１５は回転駆動部６にて回転駆動されるようになって
いる。

その他は上記第１実施例と同様の構成であり、その作用
効果も略同様のものとなる。

負〕３図は本発明の第３実施例を示す。

この実施例においては、検光子５は上記第２実施例と同
様に固定されている。一方、偏光子１５は、光源装置１
０内のコンデンリレンス１３と照明ランフ１１との間で
、コンデンサレンズ１３の師１ぐ置に配設され、該偏光
子１５は回転駆動部６にて回転駆動されるようになって
いる。又、この実施例においては、ライトガイド９が偏
波面保存ファイバを用いて形成されている。

上記第３実施例によれば、偏光子１５と共に、回転駆動
部６を（内視鏡側に収納しないで、）光源装置１０内に
収納する侶造になっているため１、偏光子１５及び回転
駆動部６の大きさ等に殆／ｖど制約を受（プないし、又
実装も容易になる。

第４図は本発明の第４実施例を示す。

この実施例においては、結１粂用の対物レンズ３の後側
にハーフプリズム２１を配設して、該ハーフプリズム２
１で直角方向に反射した光軸上に検光子５を介装して焦
点位置には固体撮像素子４が配設されている。又、ハー
フプリズム２１を透過した後面側には偏光子１５を介装
してライトガイド９の前端が臨むように配設されている
。

上記偏光子１５は回転駆動部６にて回転駆動されるよう
になっている。

この他は、上記第１実施例と同様の構成であり、その作
用効果も略同様のものとなる。

上記第４実施例によれば、撮像手段の受光窓と、照明窓
とを共用すると共に、レンズも共用しているので、先端
部を小型化できる利点を有する。

第５図は本発明の第５実施例を示す。

この実施例は、上記第４実施例において、偏光子１５を
回転駆動部６にて駆動する代りに、検光子５を駆動する
構成にしたものであり、その他は上記第４実施例と同様
の構成である。

尚、上記第４及び第５実施例に３３いて、ライトガイド
９の代りに、ランプとか発光グイオート等の他の光源を
用いることもできる。

第６０は本発明の第６実施例である。

この実施例においては、上記第４実施例において、ハー
フプリズム２１を偏光プリズム３１にすると共に、検光
子５と偏光子１５と回転駆動部６と、該回転駆動部６を
制御する負帰還回路系と、を取除いた構成になっている
。

上記第６実施例においては、１ｑ光プリズム３１を用い
ているため、第１ないし第５実施例におＩＪる偏光子１
５と検光子５との角度が９０度の場合の効果のみ１りら
れる。

尚、上述の各実施例に対して、回転駆動部６を制御する
負帰還回路として第７図に示すような構成にすることも
できる。

即ち、Ｊ１幅ＰＡｉｉ１９で増幅した後、この増幅レベ
ル値から減紳器２０−で積分値がＯに対応するレベルＶ
ｏを差し引き、（この場合レベルＶｏを反転器３２で反
転した餡を加算器３３で加算して差し引いている。）、
この差し引いた信号をＡＤ変換器３４でｆイジタルＭに
変換し、該ディジタル量を値の異る抵抗群３５を介して
加算器３６で加算し、その加算レベルにて適宜ビッヂの
間隔でその加算レベルに応じた角度だけ回転駆動部６を
回転するものである。

尚、上記各実施例において、自動調光手段を併設したも
のも本発明に属するものである。

即ち、第１図において、ＴＶ信号変換部７から出力され
る色信号を加算器にて加算し、さらに積分器で積分後、
色補正手段を介して（又は介さないで）照明ランプ１１
に供給される電力を負帰還的に制御するものである。こ
の場合、照明ランプ１１の前に液晶フィルタを配設して
その透過光量を制御することもできるし、ライトガイド
９の前端の前に配設して光量を制御することもできる。

この自動調光手段を併設すると、上記ブルーミング防止
手段が動作して受光用が全体的に少くなり、暗くなる場
合には照明強度を増大さゼて、暗くならないように補正
できる。

尚、上述の各実施例においては、通常の白色あるいは３
原色を含む照明照明光のもとで照明した場合に対するも
のであり、３原色の各波長の光で１フレームごとに順次
照明する場合においては、上記積分器１８は、３色によ
るフレーム照明ＷＪ間ごとにリセットされるようになっ
ており、Ｒ，Ｇ。

Ｂ全体に対してブルーミングを防止するよう構成されて
いる。

尚、上記第１実施例において、負帰還回路系における減
算器２０の代りに比較器を用いて検光子５等を回転制御
する場合も本発明に屈するものである。

［発明の効果１以上述べたように本発明によれば、偏光板あるいは貼光
プリズムを用いて被写体側のハイライト部分からの反射
光の受光ｍを有効に制指２可能とする手段を形成してい
るので、ブルーミング及びハレーションを防止できる。

又、ハイライト部分以外からの反射光の受光量はあまり
低下しないので、低光角部分の信号レベルのＳＮ比の低
下を少くして両像できる。

又、上記ブルーミング防止手段を設けることによって、
小型の固体ａ像素子を用いることができ、内視鏡の先端
部を小径にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の内視鏡の構成を示す説明
図、第２図は本発明の第２実施例の内視鏡の先端部を示
す概略断面図、第３図は本発明の第３実施例の内視鏡の
構成を示す説明図、第４図は本発明の第４実施例の内視
鏡の先端部を示す概略断面図、第５図は本発明の第５実
施例の内視鏡の先端部を示す概略断面図、第６図は本発
明の第６実施例の内ｉ′ｌ！鏡の先端部を示す概略断面
図、第７図は本発明におけるブルーミング防止用の負帰
還回路の他の実施例を示す１０ツク図である。１・・・内視鏡　２・・・挿入部３・・・対物レンズ　４・・固体Ｒ＠素子５・・・検光
子　６・・・回転駆動部７・・・ＴＶ信号変換部　８・・・ＴＶモニタ９・・・
ライトガイド　１０・・・）ｂ源装置１１・・・照明ラ
ンプ　１５・・・蘭光子１７・・・比較器　１８・・・
積分器１９・・・増幅器　２０・・・減算器２１・・・ハーフプリズム３１・・・偏光プリズム　３２・・・反転器３３．３６
・・・加界器　３４・・・ＡＤ変換器代理人　弁理士　
伊　藤　進

Claims

【特許請求の範囲】

（１）照明手段で照明された被写体を結縁光学系で固体
ｌｆｆ１像素子の撮像面に結像する撮像手段を備えた内
視鏡において、前記照明手段の照明光を偏光づるど共に
、搬像手段側で前記偏光方向からずれた入射光を受光可
能とづる偏光フィルタを設けたことを特徴とづる偏光フ
ィルタを用いた内視鏡。
（２）前記偏光フィルタは、照明手段側の偏光子と踊像
手段側の検光子とて形成されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の偏光フィルタを用いた内視鏡。
（３）前記偏光子又は検光子は、固体撮像素子の出力し
ｌ＼ルて、一方に対し、他方を９０度以内の適宜角度内
で回転制御１シたことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の偏光フィルタを用いＩＣ内視鏡。
（４）前記偏光フィルタは、偏光プリズムを用いて形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の偏光
フィルタを用いた内視鏡。
（５）前記照明手段は、固体ｖＲｆｆＯ素子の出力レベ
ルで、被写体側に照射される照明光の強度を可変制御す
る自動調光手段を具備することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の偏光フィルタを用いた内視鏡。