JPS61177418A

JPS61177418A - 内視鏡用光源装置の絞り装置

Info

Publication number: JPS61177418A
Application number: JP60018196A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Fujimori; 弘善藤森; Koichi Karaki; 幸一唐木; Otaro Ando; 安東　欧太郎; Kazuo Nakamura; 一夫中村; Kazutake Sugawara; 一健菅原; Hideo Tomabechi; 苫米地　英夫
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1986-08-09
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2862004B2

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〕本発明は照明光量を可変するのに適した内視鏡用光源装
置の絞り装置に関する。

〔・発明の技術的背景とその問題点〕

近年、内視鏡においても固体撮像素子を用いてブラウン
管等の表示装置に被写体の映像を表示可能とするものが
実現化される状況にある。

上記固体撮像素子を用いた電子式の内祝僕は、イメージ
ガイドファイバに光学像を結像するものに比べ、映像を
配分することも容易であるし、高集積化技術の進展と共
に、今後ますます小屋にできるという利点を有する。

しかしながら上記固体撮像素子を用いた場合、撮像面の
受光素子に入射される光量が大きすぎると、過大な電荷
が周辺に漏れ、再生画面上においてはにじんでブルーミ
ング現象が生じ、その部分は像を忠実に再生できなくな
ると共に、正規の状態に復帰するまで撮像不能になると
いう問題がある。

上記ブルーミング現象が生じないように照明光の強度を
光源装置側で制御するための絞り装置の従来例として第
８図に示すようなものがある。

即ち、光源としての放電ランプ８１の光を凹面状の反射
面８２で反射して略平行光束にし、この平行光束を集光
レンズ８３で照明光伝達手段としてのライトガイドファ
イバ８４の入射端に照射する光学系において、集光レン
ズ８３とライトガイドファイバ８４との間の光路上に第
９図に示すように円板の中心部を切欠くと共に、該円板
の一部を゛路用状に切欠いた形状の絞り８５を配設し、
この絞り８５を（第９図では下方に）平行移動又は回転
移動することによって、その移動量に応じて光束の一部
を遮光してライトガイドファイバ８４への入射光景を可
変し、このライトガイドファイバ８４の他端から被写体
側に出射される照明光量をｐ＋整するものである。

しかしながら、この従来例は、絞り８５で絞りこんでい
くと、光束が周辺部から遮光されるので、ライトガイド
ファイバ８４の先端面から被写体（対象物）側に出射さ
れる照明光の配光角分布が変化するため配光特性が変化
し、視野内の各部分の照明強度が不均一に変えられてし
まうことにな又、ライトガイドファイバ８４は通常伝達
可能数が波長によって異る。このため、上記従来例のよ
うに集光された光がライトガイドファイバ８４の入射端
に照射される場合におけるその途中の光路上に絞り８５
によって絞ると、波長依存性の大きい周辺部側から遮光
されるため、ライトガイドファイバ８４の出射端側から
被写体側に照射される照明光の分光特性も（絞り量によ
って）変化してしまうという欠点があった。

又、上記絞り８５を平行光束部分に配設しても、配光特
性が変化してしまうという欠点があった。

〔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、絞り
量によって被写体側に出射される照明光の配光特性及び
分光特性が変化することのない内視鏡用光源装置の絞り
装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は光源とライトガイドの入射端との光路途中に、
光束全域をカバーし、透過率又は反射率が異る複数のフ
ィルタ又は長さ方向に沿ってその透過率又は度射率が異
るフィルタを介装できるようにして照明光の配光特性及
び分光特性を変化することなくその光景を可変できるよ
うにしである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の絞り装置の構成を示し、第２図は透過
率の異るＮＤフィルタを設けた円板を示し、第３図は第
１実施例を用いて自動調光手段を形成した内祝伊を示す
。

第１図に示すように光源装置１は、光源２の光を凹面状
の反射！１３で反射して平行光束にし、第１実施例の絞
り装置４で光量調節された後、コンデンサレンズ５で集
光されてライトガイド６の入射端面に照射されるように
しである。

上記絞り装置４は、例えば３枚の円板７，８゜９を用い
て構成されている。各円板（例えば７）は、第２図に示
すように、透過率のそれぞれ異るＮＤにュートラルデン
シティ）フィルタ７Ａ、７Ｂ７Ｃ，７Ｄを例えば４個回
転中心軸の回りに設けてあり、常に光路中にはどれか１
個のフィルタが存在するようになっている。これらのフ
ィルタ７Ａ、７Ｂ。

７Ｃ，７Ｄの透過室は７Ａ、　７Ｂ、　７Ｃ・・・の１
式にそれぞれ例えば、１００　、８０　、６４係、・・
・のように１／３絞りに相当する段階に設定されている
ものとする。次の円板８にも同様にフィルタ８Ａ、　８
Ｂ、　８Ｃ・・・（図示してないが説明上符号を用いて
いる。）が配置され、８Ａ。

８Ｂ、８Ｃ，・・・がそれぞれ例えば透過率１００　、
５０　、２５係、・・・のように１絞りに相当する段階
に設定されている。又、もう１つの円板９にもフィルタ
９Ａ。

９Ｂ、９Ｃ−・・（図示せず）があり、それぞれ例えば
透過率１００，１２．５，１．５％、・・・のように３
絞りに相当する段階に設定されている。このように設定
された円板７，８．９を、第１図の移動可能なギヤ１０
と選択的に係合出来るようにしである。この選択的な係
合は、例えばギヤ１０が途中に取付けられた棒の一端を
コイルばね１１で一方向に付勢し、この棒の他端に鉄心
等の強硬性体又は磁石１２を取付け、該磁石１２が取付
けられた側に棒の軸方向に離間して設けた三個のソレノ
イド１３ａ　、　１３ｂ　。

１３ｃに通電する組合わせをダえ、さらに第３図に示す
回転駆動モータ１４に取付けたギヤ１５とこのギヤ１０
とを歯合させることにより、透過率１００％から、例え
ば上記の記述による場合は約０．１係迄、１／３絞りの
精度で自由に組合せを選ぶことが出来るようにしである
。

ところで、上記各円板７，８．９は、モータ１４に供給
されるパルス数で、例えば９０°の所定角度づつ回転駆
動されることにより、４個のフィルタのいずれかが光路
上に選択設定されるようにしである。又、各円板におけ
るどのフィルタが光路上に存在しているかは、例えば各
円板の外周近くで各円板を挾むようにフォトインタラプ
タを設け、且つ円板に４個所に透過光量の異る孔を設け
ておくことによって検出できる（図示略）。

上記絞り装置４は、第３図に示すように光源装置１の絞
り手段として用いることにより自動調光手段を有する内
視鏡２１を形成している。

上記内視鏡２１は、細長の挿入部２２の先端側に対物レ
ンズ２３を配設してこの対物レンズ２３の結像位置に配
設した固体撮像素子２４の撮像面に前方の対象物の像を
結像できるようにしである。

又、上記挿入部２２は、照明手段を形成するライトガイ
ド６が挿通され、該ライトガイド６の先端面（出射端面
）から配光レンズ２５を経て対物レンズ２３で結像する
範囲の対象物を照明できるようにしである。

上記固体撮像素子２４の撮像面に結像された光学僧は光
電変換され、図示しないクロックパルスで転送され、そ
の出力端からプリアンプ２６＠に出力されるようにしで
ある。このプリアンプ２６で増幅された映像信号は、ビ
デオプロセス部２７に入力され、ＲＧＢの色信号に変換
され、カラーモニタ２８でカラー映像で表示されるよう
にしである。

ところで、上記ビデオプロセス部２ＴのＲＧＢ色信号は
、以下のように自動調光信号を形成し、絞り装置４を制
御して、ライトガイド６の出射端面から対象物側を照明
する照明光の強度を撮偉又は観察に適したレベルに自動
調光するようにしである。

即ち、ＲＧＢ色信号は加算器２９で加算されて輝度信号
が形成され、この輝度信号は比較器３０で基準レベルＶ
ｚと比較され、その差の信号が１フレ一ム期間程度の積
分時定数の積分器３１で積分され、この出力を各１フレ
一ム期間ごとにサンプリングして保持するサンプルホー
ルド回路３２を経て調光駆動信号出力回路３３に入力さ
れる。

この調光駆動信号出力回路３３は、例えばＡ／Ｄコンバ
ータとデコーダ及び演算回路等を備え、入力される調光
信号をＡ／Ｄ変換してその入力レベルから円板７，８．
９におけるどの円板を回転するかのレベル検出を行い、
デコーダを介して対応するソレノイド１３ａ　、　１３
ｂ　、　１３Ｃ（のいずれか）に駆動信号を出力してギ
ヤ１０を移動して（サンプルホールド回路３２の出力レ
ベルが略０の場合には移動しない。）対応する円板とモ
ータ１４とをギヤ１０．１５を介して係合状態に設定し
、引き続いてモータ駆動回路３４に駆動信号を出力して
モータ１４を回転させて、円板を回転し光路上にあるフ
ィルタを適切な透過率のＮＤフィルタに交換する。

例えば、サンプルホールド回路３２から出力される調光
信号が正の場合、そのＡ／Ｄ変換レベルが現在光路上に
あるＮＤフィルタの組合わせ（この組合わせはＮＤフィ
ルタの検出手段により検出される。）に対し、どれだけ
透過光量・を減少させれば良いかを演算し、この演算に
よりとのＮＤフィルタを光路上に介装すれば良いかを求
め、対応する円板を回転駆動して照明光の適正化を行う
。

このように自動調光手段によって、照明光の強度が撮儂
又は観察に適したレベルに自動的に設定される。尚、適
正なレベルに達すると、調光信号は略０レベルとなる。

上記第１実施例においては、光束全体にわたって、該光
束の透過光景を均一に変化させるよう←しているので、
ライトガイド６の入射端面への入射光の配光角及び入射
光の入射角に関する相対的強度分布は変化しないので、
ライトガイド６の出対端から出射される照明光の配光特
性及び分光特性も変化しない。つまり絞り量によって、
視野内のコントラストが部分的に変化することもないし
、色調が変化することもないので、一般に微妙な色あい
の変化で患部の症状を診断する手掛りとする内祝鋺にお
ける絞り装置に用いた場合、非常に好都合のものとなる
。

第４図は本発明の第２実施例の一部を示す。

第１図の第１実施例では複数枚のＮＤフィルタが円板７
，８．９にそれぞれ設けられていたが、この第２実施例
では多数の羽根４１，４２．・・・に開口を設けてそれ
ぞれＮＤフィルタ４１Ａ　、　４２Ａが１枚づつ設けら
れている。これら羽根４１，４２゜・・・は外周にギヤ
が設けられた基部側が例えば上部側となる状態で回動自
在に支持され、例えば第１実施例のようにソレノイドに
より移動されるギヤ５１と歯合する状態で、モータ５２
を回転駆動することによって、第４図に示すようにギヤ
５１と歯合する羽根（図示では符号４２）を回動して、
羽根のＮＤフィルタを光路上に介装できるようにしであ
る。

多敬の羽根４１　、４２　、・・・を幾組かに分け、各
組のＮＤフィルタごとに透過率のステップ幅を異らせる
ようにすると共に、各組ごとにそれぞれギヤ５１で光路
上に介装可箭にする（つまり組の数だけギヤ５１を設け
る）ことによって、第１実施例と同様に光量制御を高精
度で行い得るようにすることができる。

この第２実施例における羽根４１．４２．・・・を用い
た場合にも、光束全体にわたって、各部分での透過光量
を等量づつ変化できるようにしであるので、絞り量によ
って照明光の分光特性及び配光特性が変化することがな
い。

第５図は本発明の第３実施例を示す。

弯讐斗ＩらこのＭ３実施例の絞り装置６１は　　　　透過率を有す
る楔形状のＮＤフィルタ６２Ａ　、　６２Ｂを用いてい
る。各ＮＤフィルタ６２Ａ　、　６２Ｂを連結して移動
できるように各ＮＤフィルタ６２Ａ　、　６２Ｂに、例
えば楔形の透明部材６３．６３を貼着し、ベルト（又は
ワイヤ）６４．６４でループ状に連結し、各ベルト６４
．６４はそれぞれプーリ６５Ａ　、　６５Ｂに掛けわた
し、その一方のプーリ６５Ｂはモータ６６の回転軸に連
結しである。

上記第３実施例を用いて自動調光する場合には、第３図
における符号２２ないし符号３２までは同一構成で、サ
ンプルホールド回路３２の出力がモータ駆動回路３４を
経てモータ６６を駆動するように構成されている。

第５図に示される状態は開放状態であり、この状態にお
いて、光源２の光は反射鏡３で平行な光束にされた該光
束全体を、各ＮＤフィルタ６２Ａ。

６２Ｂがカバーし、１対の該ＮＤフィルタ６２Ａ、　６
２Ｂできるようにしである。

しかして、図示の状態で照明光量が大きすぎる場合、そ
の大きさに応じた角度分モータ６６が矢印で示すように
回転駆動される。この場合、　ＮＤフィルタ６２Ａは上
部側に、ＮＤフィルタ６２Ｂは下方に連動して移動し、
光束の各部において両ＮＤフィルタ６２Ａ　、　６２Ｂ
のｉ３靴等しくなる。従って、透過光骨を均一に制御で
き、コンデンサレンズ５を経てライトガイド６の入射端
面には常に等しい配光角で入射されると共に、入射角に
対する相対的な強度分布は均一に保持される。故に、ラ
イトガイド６の出射端から対象物側に出射される照明光
の配光特性及び分光特性も絞り量によって変化すること
がない。

第６図は上記第３実施例の変形例を示す。この変形例に
おいては、上記楔形状のＮＤフィルタ６２Ａ　、　６２
Ｂの代りに長さ方向に沿って連続的にその透過率が変化
する帯状に形成したＮＤフィルタ７１Ａ　、　７１Ｂが
用いである。

上記ＮＤフィルタ７１Ａ　、　７１Ｂは、その長さ方向
に沿っての座標（第６図ではＮＤフィルタ７１Ａについ
ては上方から下方への座標、ＮＤフィルタ７１Ｂについ
ては下方から上方への座標）と共にその透過率が第７図
のように変化する透過特性を示すものが用いである。そ
の他の構成は第５図に示すものと同様である。

この変形例の作用効果は上記第３実施例と略同様のもの
となるが、よりコンパクトにできるという利点を有する
。又、ＮＤフィルタ７１Ａ　、　７１Ｂとしてフレキシ
ブルな部材で形成するとよりコンパクト化できる。

尚、上記変形例を光路の途中に複数組介装して、高精度
の光量制御を行うようにすることもできる。

又、上記各実施例においては透過率がそれぞれ異るＮＤ
フィルタ７Ａ　、　７Ｂ　、・・・；　４１Ａ　、　４
２Ａ　、・・・とか透過率が連続的に異るＮＤフィルタ
６２Ａ　、　６２Ｂ。

７１Ａ　、　７１Ｂを用いているが、透過率の代りに反
射率が異るフィルタを用いても良い。

上記反射率（又は反射型）フィルタとした場合、フィル
タ自身が吸収で発熱することを抑制することができる。

尚、本発明において絞り装置は必ずしも平行光束の光路
途上に設けなければならないものでない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、光源とライトガイド
の入射端との光路途中に、透過率又は反射率が異るフィ
ルタで、光束の全域をカバーする状態に介装できるよう
にしであるので、光束全域の各部で等号づつ可変制御で
き、配光特性及び分光特性が変化することを防止できる
。

従って、絞り量によって、色調が変化したり、コントラ
ストが不均一に変化しないので、この絞り装置を内視鏡
用光源装置に用いると、的確な診断を下すことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の絞り装置を示す構成図、第２図はフィ
ルタが取付けられた円板を示す正面図、第３図は第１実
施例を用いて自動調光手段が形成された内視鏡を示す構
成図、第４図は本発明の第２実施例の要部を示す正面図
、第５図は本発明の第３実施例を示す構成図、第６図は
本発明の第３実施例の変形例を示す構成図、第７図は上
記変形例のフィルタの長さ方向の座標における透過率を
示す特性図、第８図は従来例を示す構成図、第９図は従
来例における絞りの形状を示す正面図である。１・・・光源装置、　　　　２・・・光源、３・・・反
射炉、　　　　　４・・・絞り装置、５・・・コンデン
サレンズ、６・・・ライトガイド、７　、８　、９・Ｆ
Ｉ板、　　７Ａ、　７Ｂ、　７Ｃ，７Ｄ−Ｎ　Ｄ　−ｙ
イルタ、　　　　　　　　１ｏ・・・ギヤ、１１・・−
コイルハネ、　　　１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃ　−ツ
レ／イド・　　　　　　　　　１４・・・モータ、１５
・・・ギヤ、　　　　　　２１・・・内視鏡、２３・・
・対物レンズ、　　　２４・一固体撮像素子、２９・・
・加算器、　　　　　３１−・・積分器、３２・・・サ
ンプルホールド回路、３４・・・モータ駆動回路、　４１．４２・・・羽根、
４１Ａ、４２Ａ・・・ＮＤフィルタ、　６２Ａ、６２Ｂ
・−ＮＤフィルタ、７１Ａ、７１Ｂ・・・ＮＤフィルタ
。代理人　弁理士　　伊　　藤　　　　進第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】ライトガイドを経て対象物側に照射される照明光の強度
を調節可能とする内視鏡用光源装置の絞り装置において
、光源とライトガイドの入射端との光路上に光の透過率又
は反射率が異るフィルタを、光束全域を覆う状態に介装
してライトガイドの入射端面に照射される光量を制御可
能にしたことを特徴とする内視鏡用光源装置の絞り装置
。