JPS63250616A - 電子内視鏡装置 - 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］ 本発明はカラーバランス調整手段を設けた電子内？Ｍ　
ＳＲ装ｒ；’ｌ　ｋ：　ｉ３［１する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって、
切開を必要とすることなく、体腔内の患部等を観察した
り、必要に応じ処置具を用いて治療処首のできる内視鏡
が広く用いられるようになった。

上記内視鏡には、イメージガイドを像伝送手段に用いた
光学式の内視鏡（ファイバスコープ）の他に、最近ＣＯ
Ｄ等の固体撮像手段を用いた電子式の内視鏡（以π、電
子内視鏡又は電子スコープ）が実用化されるようになっ
た。

ところで、面順次方式を用いた電子内視鏡装置において
、内？ＪＡ鏡画像画像再現性を良くするために、前もっ
て、Ｒ，Ｇ、Ｂ等のカラーバランス（ホワイトバランス
）を調整する必要がある。従来技術として、例えば、連
続光を発する光源に、第６図に示すようにＲ，Ｇ、Ｂの
各色透過フィルタＩＲ，１Ｇ、ＩＢを備えた回転フィル
タ２を用いた場合では、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色透過フィルタ
１Ｒ，１Ｇ、ＩＢの開口比率を遮光部′４Ａ３を用いて
調整する方法を用いたものがある。あらかじめ、Ｒ，Ｇ
、Ｂの各色透過フィルタの１Ｒ，ＩＧ、１Ｂの開口率を
設定しておいても、搬像素子等のバラツキによっては必
ずしも最良状態を保持できるとは言えない。この場合は
、あらかじめ設定されたフィルタの開口面に、さらに遮
光部材等を付は加えることにより、対応している。

また、閃光光源（以下、ストロボランプ）を用いた場合
では、ストロボランプに供給するエネルギーを可変する
ことにより、出射光量を調整できるので、第７図（ａ）
に示すようにＲ，Ｇ、Ｂ各色のフィルタの開口時間内に
、適正なエネルギーをストロボランプに供給し、発光づ
−ることによって、上記例と同様に、Ｒ，Ｇ、Ｂのカラ
ーバランスを調整することがでさる。

具体的に供給エネルＹ−を可変するには、第７図（ｂ）
に示寸ように各色の開口時間中にストロボ発光の回数を
可変づる方法などが採用される。

また、特開昭５９−２０５８８４号に開示されているよ
うに、エネルギーＥ＝１／２０Ｖ　　の式に表わされる
コンデンサ容量、印加型１［Ｖを調整する方法が採用さ
れる。

［発明が解決しようとづる問題点］ 上記従来例において）π続光を出射する光源と、Ｒ，Ｇ
、　Ｂの各色透過フィルタを具備した回転フィルタを用
いた場合は、各色透過フィルタの間口率をあらかじめ設
定しておいても、撮像索子等のバラツキにより再度各色
のフィルタの間口率を遮光部材を用いて再調整しなくて
はならなかった。

この場合正確なカラーバランスの調整は出来ず、遮光部
材が必要となり、かつ調整に膨大な時間がかかるという
欠点があった。

また、ストロボランプと上記回転フィルタとを組み合わ
せた場合において、各色の開口期間中にストロボランプ
の発光回数をコントロールする方法では、ストロボラン
プの発光回数を多くして、制御範囲を広げる必要があり
、ストロボランプの寿命が極度に低下してしまうという
欠点があった。

ざらに上記特開昭５９−２０５８８４号に開示されてい
るものでは、ストロボに供給するエネル１＝−をＲ，Ｇ
、Ｂの各色の開口時間中に可変させる必要゛があり、制
御回路が複雑な構成になりコス［・高になるという欠点
があった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、簡単
な構造で、容易、低コストで実現できると共に、ランプ
寿命も低下させないで高精度でカラーバランスさせるこ
とのできる面順次方式による電子内視鏡装置を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 電子内視鏡のライトガイドへ光を供給するための出射光
示可変可能な光源と、基準信号発生手段の出力信号又は
回転フィルタの回転位置検出手段によりコントロールさ
れ、前記光源より出）」された光を少なくともＲ，Ｇ、
Ｂ等の色に着色するための回転フィルタとを有し、前記
光源を発光させるだめの点灯装置と、前記信号発生手段
又は回転位置検出手段との間に各色フィルタの開口時間
と１宵記光源の発光時間とを制御するタイミングコント
ロール手段を設けることによって、簡単な構造で、高精
度にカラーバランスさせることのできる電子内視鏡装置
を実現している。

［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４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の全体の構成を示し、第２図は第１実施
例の動作説明用のタイミングチャートを示し、第３図は
第１実施例の主要部の具体　′的構成を示し、第４図は
第３図の動作説明用のタイミングチャートを示す。

第１図に示すように第１実施例の電子内視鏡装置１１は
、体腔内等に挿入できるように細長の沖入部１２を有す
る電子内視鏡１３と、この電子内視鏡１３でｌｌｉした
信号が入力されるビデオプロセッサ１４と、このビデオ
プロセッサ１４で信号処理された映像信号をカラー表示
覆るカラーモニタ１５とからなる。

上記ビデオプロセッサ１４内には、信号処理する（ビデ
オ）プロセス回路１６と、照明光を供給する光源部１７
とカラーバランス調整部１８とが内蔵されている。

上記電子内視鏡１３の挿入部１２内には、照明光を伝送
するライトガイド２１が挿通され、光源部１７から入射
端に供給された照明光を伝送し、出射端から出射し、配
光レンズ２２を経て拡開された照明光によって、被写体
２３を照明できるようにしている。

また照明された被写体２３は対物レンズ２４によってＣ
０Ｄ２５の撮像面に結像される。しかして、ドライバ２
６から出力される駆動信号が印加されることによって、
Ｃ０Ｄ２５は光電変換した信号を出力し、この信号はア
ンプ２７で増幅された後、信号ケーブル２８を経てビデ
オブロセッナ１／Ｉ内のプロセス回路１６に入力される
。このプロセス回路１６によって信号処理され、Ｎ　Ｔ
　Ｓ　Ｃ複合映像信号が生成され、カラーモニタ１５で
カラー表示される。

上記ごデオブＯＩ？ツナ１４内の上記光源部１７は、面
順次式のものであって、光源ランプ３１の白色光量コリ
メータレンズ３２で平行光束にされ、この平行光束にさ
れた光路上にはモータ３３で回転駆動される回転フィル
タ３４が介装され、この回転フィルタ３４を通した光量
、さらにコンデンサレンズ３５によって集光してライト
ガイド２１の入射端面に照射される。

上記回転フィルタ３４には第３図に示すように円板枠に
３つの扇状開口が形成され、赤、緑、青の色をそれぞれ
透過する色透過フィルタ３４Ｒ２３４Ｇ、３４Ｂが取付
けである。しかして、回転フィルタ３４が回転駆動され
ると、これら色（透過）フィルタ３４Ｒ，３４Ｇ、３４
Ｂが光路途中に順次介装及び退避することになる。尚、
各色フィルタ３４Ｒ，３４Ｇ、３４Ｂが光路上に介装さ
れている時間をフィルタの開口時間と記す。

上記色フィルタ３４Ｒ，３４Ｇ、３４Ｂが光路上に順次
介装されることによって、ライトガイド２１の入射端面
にはこれら色フィルタ３４Ｒ，３４Ｇ、３４Ｂを透過し
た光、つまり赤、緑、青の照明光が順次供給される。こ
のため、被写体２３は赤、縁、青の波長の光で面順次照
明が行われる。

この面順次照明状態のもとて撮像された信号がプロセス
回路１６に入力されることになる。

ところで上記面順次照明を行うためのモータ３３は、モ
ータ制御回路３６から出力される回転制御信号によって
、その回転速度が一定になるよう制御される。このモー
タ制御回路３６は基準信号発生回路３７から出力される
基準クロックＣＬＫが入力され、この基準クロックＣＬ
Ｋにｌ＋１期した回転制御信号を生成する。モータ３３
が基準クロックＣＬＫに同期して、一定速度に制御され
るため、第２図（ｂ）に示すように各色フィルタ３４Ｒ
１３４Ｇ、３４Ｂが光路上に介装される開口１間も同図
（ａ３の基準クロックＣＬＫに同期したものとなる。ま
た、上記基準信号発生回路３７は、基準クロックＣＬＫ
をタイミングコントロール回路３８にも出力する。この
タイミングコントロール回路３８は、光源ランプ３１を
点灯させる点灯装置３９に対し、第２図（Ｃ）に示すよ
うな発光タイミング信号を出力して、光源ランプ３１の
発光時間を制御する。

上記発光タイミング信号によって、光源ランプ３１の発
光時間を制御し、この発光時間とフィルタの開口時間と
の関係で、ライトガイド２１に実際に供給される供給元
旦（出射光重）を可変制御し、カラーバランス調整して
いる。

つまり、発光タイミング信号を、フィルタの開口時間と
一致させると、色フィルタ３４Ｒ，３４Ｇ、３４Ｂが光
路上に介装されるタイミングと、光源ランプ３１が発光
するタイミングが一致するため、ライトガイド２１への
出射光ωが大きくなる。一方、このフィルタの開口時間
から第２図（Ｃ）に示すように発光タイミング時間をず
らすことによって、第２図（ｄ）に示すように発光時間
がずれ発光波形もずれたものになる。しかして、開口時
間と重なる発光期間だけ、実際にライトガイド２１に出
力光が供給されることになり、この出力光期間を第２図
（ｅ）に示す。

このように、発光タイミング信号を出力するタイミング
を制御してライトガイド２１への出射光間を可変制御し
てカラーバランス調整を行うようにしている。

第２図を参照して第１図の動作を以下に説明する。

第２図（ａ）の如く、基準信号発生回路３７により基準
クロックが発振され、モータ制御回路３６とタイミング
コントロール回路３８へ基準クロックが入力される。モ
ータ３３に取り付けられている回転フィルタ３４は基準
クロックに同期した信号によって、モータ制御回路３６
により、一定速度に制御され回転している。従って、第
２図（ｂ）の如く、基準クロック信号に同期した各色の
フィルタの開口時間と、タイミングが決定される。ここ
でＴ１はＲ（赤色）の開口時間、Ｔ２はＧ（緑）、Ｔ３
はＢ（青色）の開口時間を示している。また、タイミン
グコントロール回路３８からは第２図（Ｃ）の如く、前
記開口時間と同様に基準クロックに同期した発光タイミ
ング信号が出力される。Ｒの開口時間の立ら上りに対し
ては時間ｔ＋、Ｇの開口時間の立ち上りに対しては時間
ｔ２、Ｂの開口時間の立ち上りに対しては時間ｔ３ｄ延
した信号が出力されたものを示している。第２図（Ｃ）
に示ず信号は光源ランプ３１を点灯制御するだめの点灯
装置３９に入力される。光源ランプ３１は前記発光タイ
ミング信号に同期して発光される。第２図（ｄ）、（（
りは直流アーク放電灯のような、連続点灯のランプの供
給電流を制御した例である。

尚、低いレベルで出力される出力光量残光を示す。

本例では発光タイミング信号に同期してランプの電流を
制御して、出射光を制御している。

第２図に示すようにフィルタの開口時間丁１（又はＴ２
　、　Ｔａ　）のタイミングに対してｔｌ（又は１：２
．Ｔ３）の時間だけ遅れて光源が発光（光ｍが増加）す
るため、回転フィルタ３４の遮光期間中にまで発光が続
く。つまり、フィルタの開口時間と発光タイミングとが
近延なく同時であれば出射光量ｔＲ（又はｔＧ、ｊｅ＞
の期間中全て出射し、光ｍｉ　ｏｏ％の出力光となるが
、ｔｌ（又はｔｚ、Ｔ３）の遅延時間を設けることによ
り、１１　（あるいはｔｚ、Ｔ３）の時間分遅れた発光
になり、１＋　　（又はｔｚ、Ｔ３）時間分の出射光分
だけ前記光Ｍ１００％の状態に比べて暗くなることにな
る。本願はこの点を利用してカラーバランス調整を行な
うものである。上記ｔｌ、ｔ２、Ｔ３を独立して任意に
コントロールすることにより、各色に着色された出射光
の量を可変できるので非常に簡単にかつ正確にカラーバ
ランスを調整することができる。例えばｔｌ、ｔｚ、Ｔ
３を最適に設定した後に、映像信号の輝度レベルと追従
するようにｔｌ、ｔｚ、Ｔ３を同比率で可変すれば調光
も可能である。

第２図Ｃｆ１．　（（Ｊ）はストロボランプを用いた場
合の例である。この場合の相異点は光源ランプ３１の発
光方式の違いである。

前記直流アーク放電灯の場合は、消灯後すぐに点灯でき
ないという特性があるため、発光タイミングに同期して
発光させる場合、ランプ電流を増減するという方法を用
いる。この場合、第２図（ｅ）に承り残光が発生する。

それに対してストロボランプの場合は、完全に光を０Ｎ
−ＯＦＦできるため短時間に連続発光が可能で、さらに
閃光時間も短いので、撮像時間が短くなり、よりシャー
プな像が得られるという利点がある。

第３図に第１実施例の主要部のより具体的構成を示す。

Ｌ１１信号発生回路３７はモータ制御回路３７とタイミ
ングコント【」−ル回路３８に基準クロックを出力する
。モータ制御回路３６は回転フィルタ３４を回転させる
ためのモータ３３に駆動信号を出力し、この実施例では
回転フィルタ３４は基準り［１ツクに同期して一定速度
に制御され回転する。

上記基準クロックが入力されるタイミングコントロール
回路３８は、次のような構成をしている。

基準信号発生回路３７より出力された基準クロックをカ
ウントするカウンタ４１と、カウンタ４１Ｊζり一定の
タイミングで出力される信号を受けて、任意の遅延時間
を持った発光タイミング信号を発生するためのＲ（赤色
）用遅延回路４２Ｒ１Ｇ（緑色）用遅延回路４２Ｇ、Ｂ
（青色）用遅延回路４２Ｂと、これらｄ迂回路４２Ｒ９
遅延回路４２Ｇ、Ｎ延回路４２［３の出力がそれぞれ入
力される３人力のゲート回路４３とから（タイミングコ
ントロール回路３８が）構成されている。

上記ゲート回路４３の出力は、点灯装置３９を形成する
出射光ｍ可変回路４４を経て点灯回路４５に入力され、
光源ランプ３１の点灯を制御する。

上記遅延回路４２Ｒ，４２Ｇ、４２Ｂは例えばそれぞれ
単安定マルチバイブレーク（ＭＳＭと記す。）で構成さ
れ、それぞれの遅延時間ｔ１．ｔ２、ｔ３を決定するた
めに抵抗Ｒ１，コンデンサＣｉ　（ｉ＝１．２．３）が
接続しである。例えば１−ランジスタ・トランジスタロ
ジック（ＴＴＬ）の７４ＬＳ２２１を用いた場合、ｔｉ
＝、０．７Ｒ１Ｃ１により遅延時間を設定できる。

上記ＴＴＬを用いた場合、カウンタ４１は色フィルタ３
７１Ｒが開口するタイミングとほぼ等しいタイミングで
Ｈ″になるパルス信号をＭＳＭ４２Ｒの入力端１３に出
力しく第４図（Ｃ）参照）、ＭＳＭ４２Ｒはその立ち上
がりで同図（ｆ）に示すようにＭＳＭ４２Ｒの反転出力
端ζから時間ｔ１だけ°゛Ｌ゛°になり、そのｆｆｌ　
ＩＩ　ＨＩＩに戻るパルスを出力する。

同様にカウンタ４１は色フィルタ３４Ｇが開口するタイ
ミングとほぼ等しいタイミングで゛トビ′になるパルス
信号をＭＳＭ４２Ｇに出力しく第４図（ｄｉ参照）、Ｍ
ＳＭ４２Ｇはカウンタ４１の出力が“ＨＩＩになる立上
がりエツジで、同図（ｇ）に示すようにその反転出力端
回から時間ｔ２だけ”Ｌ′°になるパルスを出力し、そ
の後“１４゛′に戻る。同様にＭＳＭ４２Ｂはカウンタ
４１の出力が“１１″になる立上がりエツジでその反転
出力端ζから時間ｔ３だけ“し”になるパルスを出力し
、その後１１　ＨＨに戻る（第４図（ｈ）参照）。この
ためゲート回路４３はこれらの論理積をとった発光タイ
ミング信号（第４図（ｉ）参照）を出力する。

このタイミング信号は、第２図に示すタイミング信号と
若干異るが、回転フィルタ３４を通して、ライトガイド
２１に出射される出力光に関しては等しくなる。つまり
ゲート回路４３の出力としての発光タイミング信号は、
点灯装置３９内の出射光ｍ可変回路４４を経て点灯回路
３９に発光タイミング信号が“１４″の１１１１間点灯
回路４５は光源ランプ３１を発光させる。しかして、回
転フィルタ３４を通した出力光量、第２図（ｅ）又は（
Ｉｌｌ）のようになる。

この実施例によれば、遅延回路４２Ｒ，４２Ｇ。

４２Ｂの遅延時間ｔｔ　、ｔ２．ｔ３を決定する定数と
なるＲｉ、Ｃｉの値を調整することによって、各色フィ
ルタを透過してライトガイド２１に供給される出射先組
を調整できるので、容易且つ高精度に電子内視鏡装置を
最良のカラーバランス状態に設定できる。

第５図は本発明の第２実施例におけるカラーバランス調
整手段部分を示す。

この実施例は、第３図に示す実施例において、新たに回
転フィルタ３４の回転速波を検知する検知器５１とこの
検知器５１より出力された信号を、波形整形し、カウン
タ４１に入力するための波形整形回路５２を設は基準信
号発生回路３７を削除した点にある。

上記検知器５１は、例えば回転フィルタ３４のフィルタ
枠を挾むようにして発光素子と受光素子５１ａとを配置
したものからなり、フィルタ枠の周方向に沿って一定間
隔で設けたホール３４ａ。

・・・を通して発光素子の光を受光素子５１ａが受光し
た際の光パルスを光電変換して波形整形回路５２に導く
ようにしている。

モータ制御回路３６により、回転フィルタ３４を取付け
たモータ３３は、一定速度に回転している。回転フィル
タ３４の円周の適宜位置に、回転フィルタ３４の回転速
度を検知する検知器５１が設けられており、検知器５１
より得られた信号は波形整形回路５２により波形整形さ
れる。この信号が第２図（ａ）又は第４図（ｄ）の如く
基準クロックとして作用する。

以下にこの実施例の動作を説明する。

上記波形整形回路５２により得られた基準クロックがカ
ウンタ４１により、カウントされフィルタの開口時間に
同期した信号で各ｌ延回路４２Ｒ１４２Ｇ、４２Ｂへ供
給される。従って、各遅延回路に設けられている定数、
Ｒｉ、Ｃｉにより設定された遅延時間ｔ１．ｔ２．ｔ３
をもった発光タイミング信号が第２図（Ｃ）又は第４図
（ｉ）の如く、点灯装置３９へ供給される。従って、第
１実施例同様に各色のフィルタを透過する出射光量を任
息に調整できるため、カラーバランス調整が可能である
。

この実施例では回転フィルタ３４の速度が不安定な場合
でも、常に回転速度を検知して発光タイミング信号を出
力しているため、より正確１．′ｃカラーバランスの調
整をすることができる。

尚、各色フィルタが光路上に介装されている位置の検出
手段を設けて、開口時間以外には消灯させるようにして
も良い。

上記各実施例では光源ランプの種類と問わずカラーバラ
ンスさせることができる特徴を有する。

尚、Ｒ，Ｇ、［３ランプの発光量をパルス的に発光して
出射光量を制御することもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、回転フィルタの各色
フィルタが介装される時間と同期した２延手段を介して
光源ランプの点灯を制御しているので、簡単な構成で高
精度のカラーバランス調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は本発明の第１実施例の構成図、第２図は第１実施例の
動作説明図、第３図は第１実流例の主要部の具体的構成
図、第４図は第３図の動作説明図、第５図は本発明の第
２実施例の主要部を示り構成図、第６図は従来例の回転
フィルタを示す説明図、第７図は他の従来例の動作説明
図である。 １１・・・電子内視鏡装置　１３・・・電子内視鏡１４
・・・ビデオプロセッサ １５・・・カラーモニタ　　−７・・・光源部１８・・
・カラーバランス調整部 ２５・・・ＣＣＤ　　　　　　３１・・・光源ランプ３
２．３５・・・レンズ　　３３・・・モータ３４・・・
回転フィルタ　　３６・・・モータ制御回路３７・・・
基準信号発生回路 ３８・・・タイミングコントロール回路３９・・・点灯
装置 第４図 （ｉｌ　　す−ト４３／ｌ出力 第５図 第６図 ２　　　　　　　　　　第７図 手続ネｔｉｌ正書（自発） 昭和６３年１月２０口 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第８５５２８号
２、発明の名称　　　内視鏡用光源装置３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも３色のフィルタを有する回転フィルタと
   、この回転フィルタを回転させるモータと、このモータ
   を一定速度に制御するためのモータ制御手段と、内視鏡
   本体に光を供給するための光源と、上記回転フィルタの
   各色の開口時間と、上記光源の出射光量発光時間とを制
   御するタイミングコントロール手段とを具備したことを
   特徴とする電子内視鏡装置。 ２、上記タイミングコントロール手段は、上記モータを
   一定速度に制御するための基準となる信号を発生する信
   号発生手段の信号をもとに、上記回転フィルタの各色の
   開口時間と、光源の出射光量発光時間とを制御すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子内視鏡装
   置。 ３、上記タイミングコントロール手段は、上記回転フィ
   ルタの回転速度を検知し、その検知信号をもとに、上記
   回転フィルタの各色の開口時間と、光源の出射光量発光
   時間とを制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電子内視鏡装置。