JPS6267977A - 内視鏡 - Google Patents

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１イ、ｉ分野］ 本発明は、固体昭鍮素子を用いた内視鏡に関する。

「発明の技術的背類とその問題点１ 生体腔内または機械装圓の内部等の観察、記録を行なう
場合に、従来ファイパースコープと呼ばれる内視鏡が用
いられていた。

近年、ＣＣｒ）　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　　
ｒ）ｅｖｉｃｅ　）等で代表される小型の固体撮像素子
を先端に配置した内視鏡が開発されている。

この種の内視鏡は、従来のファイバースコープに用いら
れていたイメージファイバーのかわりに対象物の光学像
を電気信器に変換する固体撮像素子が置きかわったもの
で、通常は電気信号をテレビ信号に変イヒする処理回路
を介してＣＲＴモニターなどの表示装置に映像として表
示するものである。

この種の内視鏡において、体腔内を観察する場合に、体
腔は一般に起伏に冨んだ形状をしているために、同一の
踊影視野内の光学像の強度において強い部分と弱い部分
の差が署しい場合が多い。

例えば体腔壁に近い部分は照明光の反用が大きいために
明るい像となり、一方体膣壁からはずれた部分は照明光
の反射が小さいために暗い像となる。

一般に、固体撮像素子（ま、その特性において入射光量
に対する動作領域が一定の幅に制限されているために、
−ヒ記したような入射光槌に大きな変化がある光学像を
固形する場合には、児たい関心領１或をかぎって、その
部分だけが適正な光量になるように、照明装置をコント
ロールする必要があった。このような場合関心領域以外
は良い映像が得られないという欠点がある。

また近年内視鏡を用いて体腔内を観察しながら病変部を
レーザーを用いて治療するという手段が用いられるよう
になっている。この場合にも、レーザーが照射している
部分とその周辺部分を同時ｔこ鮮明な映像で観察するこ
とは一ヒ記した理由により困輔であった。

［発明の目的１ 本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、固体撮像素子を用いた内視鏡において、光学像
の強度が大きく変化する場合においても鮮明に映噸化可
能どした内睨鏡を提供−４にとにある。

［発明の概要］ 前記目的を達成１−る１、：めにこのブを明は、光電変
換特性が外部信号によってｉ（変て゛ある固体照像素子
を用い、映像の状態に応じて、光電変換特性を制御する
ことにより、またｍ影条件に応じて光電変換特性が選択
できるようにすることにより、ダイナミックレンジの広
い映像を収集することが可能とするものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の一実施例を図面を参照【ノながら説明す
る。

第１図は本実施例に係る内視鏡の先端部を示す説明図で
ある。１１は先端部を覆う鞘であり、観察窓１２を通し
て入射する光学像を固体撮像素子としてＣＣＤ素子１４
の受光面１５トに結像するための光学レンズ１３と、体
腔内を照明−するためのライトガイド１７（先端部が光
源となる）から構成される。なＪ−３理解を容易とする
ために内視鏡として必要な他の要素、たとえば鉗子・処
置貝類などは図示を省略した。

第２図（ａ　）　　（ｂ　）及び第３図は、第１図中の
ＣＣＤ素子１４の動作を説明するための図であり、光電
変換特性件の制御方法として知られている１つの方法を
示している。第２図（ａ　）　　（ｂ　）においてＣＣ
Ｄ素子１４を駆動する垂直ブランキング期間中に値の異
なるパルス＼／１　、Ｖ２をイメージセンサ１４に印加
することにより第３図に示したように光電変換特性を変
更できる。図中（Ｔ）は光電変換特性を制御しない通常
の動作時におｌ−する光電変換特性でありポイントＡは
イメージセン寸自身の飽和レベルを示す。図中（Ｔ）、
（Ｉ［ｌ）が光電変換特性を制御した場合の特性図であ
り、ポイントＢ、Ｃで折れ曲りを示す。この制御方式に
よれば、折れ曲り処置は電極印加パルスＶ＋　、Ｖ２の
差で任意に変更でき、また折れ曲ったグラフの傾きの値
は、印加パルスＶ１．Ｖ２の時間間隔して変更可能であ
る。

Ｆ記に示した制御を実行するならば、ＣＣＤ素子１４に
強い光量が入射しｌこ場合、例えば図中光電変換特性を
制御しないケース（Ｔ＞において信号が飽和する光量１
ａｌメ上の光量が入射した場合においても、信号を変換
することができるだけでなく、例えば光電変換特性を制
御したケース（ＩＴ）において、折れ曲りポイント（２
）に対応する入射光ＩＩＩ以下の弱い光量が入射した場
合においては、光電変換特性を制御しないケース（Ｔ）
と同じ感度で信号を変換することが可能どなる。１なわ
ち同一の視野内に強い光量と弱い光量からなる光学像が
形成されている場合でも、ハレーションをおこすことな
く、暗い領域もＱく見える映像を得ることができる。

第４図は本発明の一実施例の電気的なブロック図であり
、ＣＣＤ素子１４の光電変換特性を制御するものである
。第１図と同じ構成要素に対しては同じ符号を付した。

３１はＣＣＯ素子１４の信号出力を増幅するプリアンプ
、３２はプリアンプ３１の出力に同期信号を付加してど
デ′Ａ信号に変換するプロセス部、３３は８挿の同期信
号発生部、３４はビデオ信号を表示するための表示装置
例えばＣＲＴモニターである。３５はプロセス部３２の
どデＡ信号の愉を入力して、その埴に応じて光電変換制
器用のパルスを発生する制御部である。

次に、以上のように構成された本実施例装置の作用につ
いて説明する。

ＣＣＶ）素子１４に入射した光学像は、電気信号に変換
され、プリアンプ３１によって増幅された後、信号プロ
セス部３２でビデオ信号の形式に処理される。制御部３
５はビデオ信号の最大値を検出してその最大値があらか
じめ決めた値に一致するように、光電変換特性を制御す
るパルスを発生するフィードバック系を構成する。ビデ
オ信号の最大値がイメージセンサの飽和ビデオ信号の例
えば８割にするようにＣＣｒ）素子１４の電極印加パル
スＶ１を発生するようなフィードバック回路を構成する
。この場合、Ｖ２．ｌ’には固定とした。また別の制御
として、Ｖ＋　、Ｖ２を固定としてパルス間隔ｔＫを］
ン］〜ロールし、特性の折れ曲りの傾きを変えるように
してもよい。

第５図は、本発明の第２の実施例に関する説明図である
。第３図と同一の構成要素については同一の番号を付し
た。４１は図示しないレーザー発生部のレーザー制御部
である。この構成の作用は、レーザーが照射されていな
い状態においては、第１の実施例と同一作用を実行する
が、レーザーが照射されている期間は、あらかじめ設定
した光電変換特性を実現する。すなわち、レーザー制御
部４１からレーザー照射期間の信号が制御部３５に送ら
れると、制御部３５にあらかじめ廿ツ］〜されている電
極印加パルスがＣＯＤ素子１４に送信される。

以上、説明した実施例の他に、例λば制皿部３５の機能
として、を記説明したフィードバック制御ではなく、あ
らかじめ設定した電極印加パルスを内視鏡の使用目的に
応じて外部から選択することも実施可能である。また、
光電変換特性が制御できる固体撮像素子としては本実施
例で示したＣＯＤ素子の他に、例えばＳ　Ｉ　Ｔ　（Ｓ
ｔａｔｉｃＩｎｄｌｌＯｔｌＯｎ　　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ　）素子を用いてもよい。

このＳＩＴ素子は感度が高いことから、光源の容量が小
さいもので済む。

［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、光電変換特性が外部信号
によって可変である固体撮像素子を用い、映像の状態に
応じて光電変換特性を制御することにより、また撮像条
件に応じて光電変換特性が選択できるようにすることに
より、ダイナミックレンジの広い映像を収集することが
でき、よって同−視野内で光強度が大きく変化している
光学像でも鮮明に映像化することが可能な内視鏡が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内視鏡の一実施例の先端部の構成
図、第２図及び第３図は固体撮像素子の光電変換特性制
御の説明図、第４図及び第５図は本発明の実施例のブロ
ック図である。 １１・・・内視鏡先端保護部、１２・・・観察窓、１３
・・・光学レンズ、１４・・・固体撮像素子、１５・・
・受光部、１６・・・信号ケーブル、１７・・・ライト
ガイド、３１・・・プリアンプ、３２・・・プロセス回
路、３３・・・同期信号発生部、３４・・・ＣＲＴモニ
タ、３５・・・制御部、４１・・・レーザ制御部。 出願人代理人　弁理士　鈴汀武彦 ロ）　　　　　　　　　− 」 ］ １鷲 Ｔ／劇σ甥○つ○

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬像光学系と、該光学系により結像された被写体
   の光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、この素
   子からの出力信号をテレビ信号に変換する処理回路から
   なる内視鏡において、光電変換特性が制御できる固体撮
   像素子を用い、該固体撮像素子の光電変換特性を制御す
   る制御部を具備した内視鏡。
2. （２）制御部は、光電変換特性が固体撮像素子の出力信
   号値に応じて制御する構成である特許請求の範囲第１項
   に記載の内視鏡。
3. （３）制御部は、光電変換特性が２種類以上に変更可能
   である構成の特許請求の範囲第１項記載の内視鏡。