JPS63131117A - 内視鏡装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は可変配光機能を持つ照明装置を具備する内視
鏡装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、内視鏡は体腔内や細い管状部材の内部を観察す
るのに用いられているので、光源が必要である。通常は
外部に設けられた光源ユニットからの照明光が内視鏡内
のライトガイドを介して内視鏡先端の照明用の光学系ま
で伝達され、この光学系により対象物に照明光が照射さ
れる。

ここで、内視鏡で観察される被写体は大きくわけると、
内臓壁等のほぼ平坦な被写体と、食道や腸等の管内のよ
うに周辺部が近距離で中央部が遠距離の被写体とに分類
される。そのため、照明光の配光が均一であるとすると
、後者の場合は、近距離である周辺部の輝度が高く、遠
距離である中央部が低くなってしまう。しかし、照明光
量を増加して中央部が適正の明るさになるようにすると
、逆に、周辺部の輝度が高くなりすぎてしまう。

この間ｍを解決するために、本願出願人は先に特願昭６
０−１５３５７３号で、照明光の集光レンズを移動させ
て、照明範囲を可変するという提案を行なった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この従来装置では、内視鏡先端に設けら
れた集光レンズを内視鏡の手元操作部に設けられたレバ
ーを操作することにより光軸方向に移動するという手動
操作により配光特性を可変している。そのため、被写体
毎にいちいち手動操作を必要とする等の不便があった。

この発明は」二連した事情に対処すべくなされたもので
、その目的は撮像信号から被写体の平坦状態を検知し、
照明光の配光特性を被写体に適した特性に自動的に設定
する内視鏡装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明による内視鏡装置は被写体を照明し、配光特性
が可変の光源２２．３２．３４と、被写体の中央部と周
辺部の輝度差を検出する減算器４８と、この輝度差に応
じて光源２２．３２．３４の配光特性を変化させる駆動
回路５０とを具備する。

具備する。

〔作用〕

この発明による内視鏡装置によれば、被写体の状態に応
じて、照明配光を自動的に可変でき、被写体に応じた最
適な照明が行なえる。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明による内視鏡装置の一実施
例を説明する。第１図は第１実施例のブロック図である
。第１実施例は内視鏡１０と光源ユニット１２から構成
されている。内視鏡ｌＯの先端に内蔵された固体撮像素
子としての電荷結合素子（ＣＣＤ）２０の出力が光源ユ
ニット１２内の映像処理回路３０に入力される。

一方、光源ユニット１２内の光源ランプ３２からの照明
光が内視鏡ｌＯ内のライトガイドファイバ３４を介して
内視鏡先端に導かれ、集光レンズ２２を介して被写体に
照射される。集光レンズ２２は光軸に沿って摺動自在と
なっていて、照明光の照射角度が可変となっている。こ
れにより、照明配光の指向性を可変できるようになって
いる。

映像処理回路３０の映像出力が図示しない表示装置に供
給されるとともに、ブランキング回路３６゜３８を介し
てローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０．４２に供給される
。ブランキング回路３８．３８は人力映像信号の一部を
ブランキングする　（出力を０にする）。このブランキ
ング期間はエリア発生ｒＡ４３の出力ａ、ｂにより決定
されている。

このエリア発生器４３の出力ａ、ｂはそれぞれ第２図（
ａ）、（ｂ）に斜線で示すように周辺部、中央部という
ように相補的なブランキングエリアを指定している。こ
の結果、ブランキング回路３６゜３８からはそれぞれ中
央部と、周辺部の映像信号のみが出力される。

ＬＰＦ４０，４２は映像信号を積分し、それぞれ画面の
中央部、周辺部の輝度を求める。Ｌ　Ｐ　Ｆ　４０゜４
２で得られた輝度信号が加算器４４を介して調光回路４
６に入力される。このため、調光回路４６は１画面全体
の輝度に応じてランプ３２０発光を制御する。

ＬＰＦ４０．４２の出力は減算器４８を介して駆動回路
５０にも入力される。減算器４８は画面の中央部と周辺
部との輝度差を求める。駆動回路５０はモータ５２を介
してワイヤ駆動部材５４を回転する。ワイヤ駆動部材５
４はワイヤ５６の一端に接続され、ワイヤ５６の他端は
内視鏡先端の集光レンズ２２に接続される。これにより
、ワイヤ５Ｇを介して集光レンズ２２の光軸方向の位置
が可変できる。

第１実施例の動作を説明する。先ず、駆動回路５０は照
明光の指向性を広指向性とし、被写体全面を均一に照明
するように制御する。この時の状態を第３図（ａ）に示
す。集光レンズ２２のうちの最も手前側のレンズ２２ａ
の枠６０がワイヤ５６の先端に接続される。ここで、被
写体が食道や腸等の管内の場合は、周辺部と中央部とで
輝度が大きく異なり、周辺部の輝度が高く、中央部の輝
度が小さくなる。このため、減算器４８の出力が大きく
なる。

駆動回路５０はこれに応じて、モータ５２を回転させて
、ワイヤ駆動部材５４を介してワイヤ６０を引張り、第
３図（ｂ）に示すように、レンズ２２ａの枠６０を手前
側に移動させる。これにより、照明配光か挟指向性にな
り、中央部が集中的に照明される。このため、中央部の
輝度を高め、周辺部の輝度を低くでき、中央部と周辺部
の輝度差が小さくなり、全体の輝度が均一になり、管内
全体が観察できる。

胃壁等のように被写体が平坦な場合は、指向性の広い配
光照明をしても、中央部と周辺部との平均輝度レベルに
大きな差が出ないので、駆動回路５０は減算器４８の出
力が低レベルの場合は、広指向性の配光を行ない被写体
全体を均一に照明できるように制御する。

以上説明したように第１実施例によれば、被写体の映像
信号の中央部と周辺部との輝度差を検出することにより
、被写体が管内か甲坦かどうかの判定をして、これに応
じて自動的に照明配光特性を可変することにより、どの
ような被写体に対しても均一な明るさの画像か得られる
。

次に、この発明の第２実施例を説明する。第２実施例は
第１実施例の映像処理回路３０の変形例に関する実施例
である。第４図は第２実施例の映像処理回路３０のブロ
ック図である。ＣＣＤ２０の出力信号がサンプル＆ホー
ルド（Ｓ＆Ｈ）回路７０、ローパスフィルタ（Ｌ、ＰＦ
）７２を介してマルチプレクサ７４に入力される。ここ
で、ＣＣＤ２０は面順次方式のカラー撮像を行なってい
るとする。マルチプレクサ７４は映像信号を１フレーム
毎に第１、第２、第３出力端子に振分ける。このため、
マルチプレクサ７４の第１、第２、第３出力端子からは
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色成分信号がそれぞれ
出力される。

マルチプレクサ７４の第１、第２、第３端子がら出力さ
れたＲ、Ｇ、Ｂの色成分信号がそれぞれＡ／Ｄ変換器７
８ａ　、　７６ｂ　、　７６ｃを介して第１フレームメ
モリ７８ａ　、　７８ｂ　、　７８ｃに書込まれる。第
１フレームメモリ７８ａ　、　７８ｂ　、　７８ｃから
読出された信号はディジタルフィルタ８０ａ　、　８０
ｂ　、　８０ｃを介して第２フレームメモリ８２ａ　、
　８２ｂ　、　８２ｃに書込まれる。第２フレームメモ
リ８２ａ　、　８２ｂ　、　８２ｃから読出された信号
はＤ／Ａ変換器８４ａ　、　８４ｂ　、　８４ｅ　。

アナログフィルタ８６ａ　、　８６ｂ　、　８６ｃを介
して映像出力端子に供給される。Ａ／Ｄ変換器７６ａ　
、　７８ｂ　。

７６ｃ１第１フレームメモリ７８ａ　、　７８ｂ　、　
７８ｃ　、第２フレームメモリ８２ａ　、　８２ｂ　、
　８２ｃ　％Ｄ／　Ａ変換器８４ａ　、　８４ｂ　、　
８４ｃの動作タイミングはタイミングコントローラ８８
により制御される。タイミングコントローラ８８には減
算器４８の出力が供給されている。

第２実施例の動作を説明する。この実施例では配光特性
が挟指向性の場合、その照明光が集中する部分のみの画
像が拡大されて表示される。

タイミングコントロール回路８８は減算器４８の出力で
ある画像の拡大倍率を示す信号のうち横倍率に応じて、
Ａ／Ｄ変換器７８ａ　、　７６ｂ　、　７６ｃのＡ／Ｄ
変換タイミング信号、および第１フレームメモリ７８ａ
　、　７８ｂ　、　７８ｃ　ヘの書込み信号（ＷＲ）を
制御することにより、ＣＣＤ２０から出力された画像信
号のうちの所定の部分のみを第１フレームメモリ７８ａ
　、　７８ｂ　、　７８ｃに書込む。これを第５図（ａ
）、（ｂ）に示す。ここで、第５図（ａ）に示すように
、全画面の中央の１／４が拡大したい部分であるとする
。第５図（ａ）に破線で示すように、拡大したい部分に
外接する円が照明光の集中する範囲である。この時、減
算器４８の出力信号は縦２倍、横２倍の拡大を指示する
信号とする。

これにより、第１フレームメモリ７８ａ　、　７８ｂ　
。

７８ｃには第５図（ｂ）に示すように横方向に２倍に拡
大された画像信号が書込まれる。

第１フレームメモリ７８ａ　、　７８ｂ　、　７８ｃ内
の画像信号が第２フレームメモリ８２ａ　、　８２ｂ　
、　８２ｃに転送される。この時も、タイミングコント
ロール回路８８は第１フレームメモリ７８ａ　、　７８
ｂ　、　７８ｃからの読出し信号（ＲＤ）　、第２フレ
ームメモリ８２ａ。

８２ｂ　、　８２ｃへの書込み信号（ＷＲ）を縦倍率に
応じて制御することにより、画像を縦方向に拡大する。

ここでは、第５図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１フ
レームメモリ７８ａ　、　７８ｂ　、　７８ｃ内の画像
を縦方向に２倍に拡大する。この結果、ＣＣＤ２０から
読出された画像が縦２倍、横２倍に拡大される。

このように、第２実施例によれば、照明配光が可変され
た時は、照明配光に応じた部分の画像が画面全体に表示
される。

この発明は上述した実施例に限定されず、発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形可能であり、照明配光の可変
の方法として他の方法を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、撮像信号から被
写体の平坦状態を検知し、照明光の配光特性を被写体に
適した特性に自動的に設定することにより、均一な輝度
の画面を得ることができる内視鏡装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内視鏡装置の第１実施例の構成
を示すブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は第１実施例
のエリア発生器の出力、第３図（ａ）、（ｂ）は照明配
光の変化を示す図、第４図はこの発明による内視鏡装置
の第２実施例の映像処理回路の構成を示すブロック図、
第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２実施例の画像拡大
の様子を示す図である。 ２０・・・固体撮像素子 ２２・・・集光レンズ ３０・・・映像処理回路 ３２・・・光源ランプ ３８、３８・・・ブランキング回路 ４０、４２・・・ローパスフィルタ ４３・・・エリア発生器 ４８・・・減算器 ５０・・・駆動回路 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 （ａ） （ｂ） 第５図 手続補正書 １、事件の表示 特願昭６１−２７７３３６号 ２、発明の名称 内視鏡装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）　　オリンパス光学工業株式会社４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容 （１）明細書第７頁、第１行目に記載の「ワイヤ６０」
を「ワイヤ５６」と訂正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体を照明し、配光特性が可変の照明手段と、
   被写体の中央部と周辺部の輝度差を検出する手段と、前
   記輝度差に応じて前記照明手段の配光特性を変化させる
   配光制御手段とを具備する内視鏡装置。
2. （２）前記検出手段は被写体を撮像する撮像手段と、前
   記撮像手段の出力から被写体の中央部に対応する第１信
   号と、被写体の周辺部に対応する第２信号を抽出する手
   段と、前記第１、第２信号を積分する積分手段と、前記
   第１、第２信号の積分値の大小を判断する比較手段とを
   具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の内視鏡装置。
3. （３）前記配光制御手段は、前記輝度差が所定値より大
   きい時は、輝度の小さい部分を集中的に照明し、前記輝
   度差が所定値より小さい時は、被写体全面を平均的に照
   明することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   内視鏡装置。