JPH0658459B2 - Illumination light supply device used for electronic endoscope device - Google Patents
Illumination light supply device used for electronic endoscope deviceInfo
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- JPH0658459B2 JPH0658459B2 JP61001444A JP144486A JPH0658459B2 JP H0658459 B2 JPH0658459 B2 JP H0658459B2 JP 61001444 A JP61001444 A JP 61001444A JP 144486 A JP144486 A JP 144486A JP H0658459 B2 JPH0658459 B2 JP H0658459B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、内視鏡とモニターテレビとを接続した電子
内視鏡装置に用いられる照明光供給装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination light supply device used in an electronic endoscope device in which an endoscope and a monitor TV are connected to each other.
(従来の技術) 公知の電子内視鏡装置について詳述すると、内視鏡の挿
入部を被検者の体腔内に挿入し、この挿入部の先端に設
けられた照明窓から照明光を照射し、この照明光が体腔
内壁に反射して戻ってきた光を、挿入部の先端に設けら
れた観察窓から入光し、この反射光を観察窓の内側に配
置したCCD等の固体撮像素子の受光部で受けて光電変
換し、これによって得られた各画素の画像信号としての
電荷を一度に固体撮像素子の記憶部に転送する(転送時
間は非常に短くて0.1msec程度である)。固体撮像素子
の記憶部に記憶された各画素の画像信号を順次映像回路
に送出する。映像回路ではこの画像信号をテレビ映像信
号に変換して、モニターテレビに送り、このモニターテ
レビで体腔内の映像を表示する。(Prior Art) A publicly known electronic endoscope device will be described in detail. An insertion portion of an endoscope is inserted into a body cavity of a subject, and illumination light is emitted from an illumination window provided at a tip of the insertion portion. Then, the illumination light is reflected by the inner wall of the body cavity and returned, and enters from an observation window provided at the tip of the insertion portion, and the reflected light is arranged inside the observation window, such as a CCD solid-state image sensor. The light receiving unit receives the light and performs photoelectric conversion, and charges obtained as an image signal for each pixel are transferred at once to the storage unit of the solid-state imaging device (the transfer time is very short, about 0.1 msec). The image signal of each pixel stored in the storage unit of the solid-state image sensor is sequentially sent to the video circuit. The video circuit converts this image signal into a TV video signal and sends it to a monitor TV, which displays the image in the body cavity.
上記モニターテレビに対しては、一般のテレビ信号送受
方式と同様に飛び出し走査を行なっている。すなわち、
奇数回目および偶数回目の2回のフィールド走査で、1
フレーム走査を行なっている。まず、奇数回目のフィー
ルド走査で粗く水平走査し、偶数回目のフィールド走査
で上記水平走査線の間を水平走査する。上記飛び越し走
査では、各フィールド走査に供されるべき画像信号が固
体撮像素子から映像回路に送出され、映像回路では、上
記画像信号に基づいて奇偶のフィールド走査のためのテ
レビ映像信号を順に出力する。With respect to the above monitor television, pop-out scanning is performed as in a general television signal transmission / reception system. That is,
1 in 2 field scans, odd and even
Frame scanning is in progress. First, the odd-numbered field scanning roughly scans horizontally, and the even-numbered field scanning horizontally scans between the horizontal scanning lines. In the interlaced scanning, the image signal to be used for each field scanning is sent from the solid-state imaging device to the video circuit, and the video circuit sequentially outputs a television video signal for odd-even field scanning based on the image signal. .
(発明が解決しようとする問題点) しかし、従来の電子内視鏡装置では、照明光量が一定で
あるため、内視鏡の使用態様に応じて映像の明かるさが
大きく異なる欠点があった。詳述すると、体腔の内壁が
明色調であったり内壁を接近して観察する場合には反射
効率が高いため、固体撮像素子では多量の電荷を蓄える
ことになり、モニターテレビの映像は明かる過ぎてしま
う。他方、内壁が暗色調であったり、内壁を遠方観察す
る場合には、反射効率が低く、固体撮像素子では少量の
電荷しか蓄えないから、モニターテレビの映像は暗過ぎ
てしまう。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional electronic endoscope apparatus, since the illumination light amount is constant, there is a drawback that the brightness of the image is greatly different depending on the usage mode of the endoscope. . More specifically, when the inner wall of the body cavity has a light color tone or when the inner wall is closely observed, the reflection efficiency is high, so a large amount of charge is stored in the solid-state image sensor, and the image on the monitor TV is too bright. Will end up. On the other hand, when the inner wall has a dark color tone or when the inner wall is observed from a distance, the reflection efficiency is low and the solid-state image sensor stores a small amount of electric charge, so that the image on the monitor television is too dark.
また、従来の電子内視鏡装置では、精密な診断をする必
要がある場合、フレームメモリーで1フレーム走査分の
テレビ映像信号を記憶し、このテレビ映像信号に基づい
てモニターテレビで静止映像を映し出して観察したり、
光学ディスクに記録したり、カメラで撮影しているが、
上記静止映像が鮮明にならず、精密な診断が困難となる
場合がある。その理由として次のことが挙げられる。Further, in the conventional electronic endoscope apparatus, when it is necessary to make a precise diagnosis, a frame video memory stores a television video signal for one frame scanning, and a still image is displayed on a monitor television based on the television video signal. To observe
I'm recording on an optical disc or shooting with a camera,
The still image may not be clear, and precise diagnosis may be difficult. The reason is as follows.
照明光は、照明窓から体腔内に連続的に照射されてい
る。固体撮像素子の受光部の各画素では、1回のフィー
ルド走査時間(1/60秒)にわたって反射光を連続的
に受光し、受光量の積分値に対応する電荷が蓄えられ
る。したがって、観察対象の動きが速い場合には1フィ
ールド走査時間における観察対象の動き量が画像のブレ
となって記憶されてしまい、1フィールド走査の映像自
体の鮮明度が充分でない。この原理は、カメラのシャッ
ターの開き時間と撮影像の鮮明度との関係に似ている。
すなわち、カメラではシャッターが開いている時間にフ
ィルムに映像情報が連続して蓄積されるため、上記開き
時間が長いと動きの速い撮影対象の像が不鮮明になる。Illumination light is continuously emitted from the illumination window into the body cavity. Each pixel of the light receiving portion of the solid-state image pickup device continuously receives the reflected light for one field scanning time (1/60 seconds), and accumulates electric charges corresponding to the integrated value of the amount of received light. Therefore, when the movement of the observation target is fast, the amount of movement of the observation target in one field scanning time is stored as a blur of the image, and the sharpness of the image itself of the one field scanning is not sufficient. This principle is similar to the relationship between the shutter opening time of a camera and the sharpness of a captured image.
That is, in the camera, image information is continuously accumulated on the film during the time when the shutter is open. Therefore, if the opening time is long, the image of the fast-moving subject becomes unclear.
しかも、モニターテレビに映し出される静止映像は、2
回のフィールド走査の映像が重ね合わされて構成される
ため、結局、1フレーム走査時間(1/30秒)におけ
る観察対象の動き量がブレとなって現われてしまう。Moreover, the still image displayed on the monitor TV is 2
Since the images of the field scans of one time are overlapped and configured, the amount of movement of the observation target in one frame scanning time (1/30 seconds) eventually appears as a blur.
(問題点を解決するための手段) この発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その要旨は、内視鏡の観察窓から入った画像を固体
撮像素子で受け、この固体撮像素子からの画像信号を、
映像回路でテレビ映像信号に変換し、このテレビ映像信
号に基づいてモニターテレビで映像を表示するようにし
た電子内視鏡装置に用いられる照明光供給装置におい
て、(イ)内視鏡の照明光伝達光学系の端部と光源との間
に配置され、照明光の光束の面積を所定範囲で無段階に
調節する絞り部材と、(ロ)上記映像の明度を検出する明
度検出手段と、(ハ)上記明度検出手段で得られる検出明
度信号に基づいて上記絞り部材を駆動する絞り駆動機構
と、(ニ)上記絞り部材および絞り駆動機構からなる絞り
系の可動部分の位置を検出し、この検出位置に基づいて
光束面積が上記絞り部材で調節すべき上記所定範囲の上
限値Lbにあること、および下限値Laにあることを検
出する絞りセンサと、(ホ)上記照明光伝達光学系の端部
と光源との間に配置され、少なくとも一つの窓を有する
チョッパと、(ヘ)チョッパの窓が照明光の光束を横切る
ようにチョッパを回転させるモータと、(ト)チョッパの
1回転当たりの照明光供給時間T1が短い第1の位置
と、チョッパの1回転当たりの照明光供給時間T2が長
い第2の位置との少なくとも2位置間でチョッパを移動
させるチョッパ移動機構と、(チ)上記チョッパが第1の
位置にある状態で上記絞りセンサから上限値が検出され
た時にチョッパを第1の位置から第2の位置へ移動さ
せ、上記チョッパが第2の位置にある状態で上記絞りセ
ンサから下限値が検出された時にチョッパを第2の位置
から第1の位置へ移動させるように、上記チョッパ移動
機構を制御するチョッパ移動制御手段と、を備え、しか
も、上記上限値と下限値の比Lb/Laはこの時の上記
照明光供給時間比T2/T1より大きいように設定され
ることを特徴とする電子内視鏡装置に用いられる照明光
供給装置にある。(Means for Solving Problems) The present invention has been made to solve the above problems, and its gist is to receive an image entered through an observation window of an endoscope by a solid-state image pickup element, Image signal from the element,
In the illumination light supply device used for the electronic endoscope device in which the image is converted into the television image signal and the image is displayed on the monitor television based on the television image signal, (a) the illumination light of the endoscope A diaphragm member disposed between the end of the transmission optical system and the light source, for continuously adjusting the area of the luminous flux of the illumination light within a predetermined range, and (b) a lightness detecting means for detecting the lightness of the image, C) A diaphragm drive mechanism for driving the diaphragm member based on the detected brightness signal obtained by the brightness detection means, and (d) detecting the position of the movable part of the diaphragm system including the diaphragm member and the diaphragm drive mechanism, A diaphragm sensor for detecting that the light flux area is at the upper limit value Lb and the lower limit value La of the predetermined range to be adjusted by the diaphragm member based on the detection position, and (e) the illumination light transmission optical system. Located between the edge and the light source A chopper having at least one window, (f) a motor for rotating the chopper so that the window of the chopper crosses the luminous flux of the illumination light, and (g) a short illumination light supply time T1 per rotation of the chopper. And a second position where the illumination light supply time T2 per rotation of the chopper is long, at least two positions; (c) a state in which the chopper is in the first position. When the upper limit value is detected by the aperture sensor, the chopper is moved from the first position to the second position, and when the lower limit value is detected by the aperture sensor while the chopper is at the second position, the chopper is moved. And chopper movement control means for controlling the chopper movement mechanism to move the chopper movement mechanism from the second position to the first position, and the ratio Lb / La between the upper limit value and the lower limit value is In the illumination light supplying device used in the electronic endoscope apparatus characterized by being set to be greater than the illumination light supply time ratio T2 / T1.
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図〜第4図を参照して説
明する。第1図中10は内視鏡であり、この内視鏡10
は、接眼部を持たない操作本体11と、この操作本体1
1の前端から延出された挿入部12とを有している。挿
入部12は長尺で柔軟性を有し、その先端側には湾曲部
12aを有し、さらにその先端側には硬性の先端構成部
12bを有している。先端構成部12bの端面には、観
察窓14および照明窓15が設けられている。先端構成
部12b内にはCCDからなる固体撮像素子16が配置
されており、この固体撮像素子16の受光部16aと観
察窓14は、凸レンズ17を介して光学的に接続されて
いる。固体撮像素子16には信号線13が接続されてい
る。上記照明窓15は光学繊維束18(照明光伝達光学
系)の一方の端部18aと光学的に接続されている。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. Reference numeral 10 in FIG. 1 denotes an endoscope.
Is an operation main body 11 having no eyepiece, and the operation main body 1
1 and the insertion part 12 extended from the front end. The insertion portion 12 is long and flexible, has a curved portion 12a on its distal end side, and further has a rigid distal end forming portion 12b on its distal end side. An observation window 14 and an illumination window 15 are provided on the end surface of the tip forming portion 12b. A solid-state image pickup device 16 composed of a CCD is arranged in the tip forming part 12b, and the light-receiving part 16a of the solid-state image pickup device 16 and the observation window 14 are optically connected via a convex lens 17. The signal line 13 is connected to the solid-state image sensor 16. The illumination window 15 is optically connected to one end portion 18a of the optical fiber bundle 18 (illumination light transmission optical system).
操作本体11の下面にはケーブル19の一端部が連結さ
れており、このケーブル19の他端部は処理ボックス
(図示しない)に連結されている。光学繊維束18およ
び信号線13は、挿入部12、操作本体11、ケーブル
19を通って処理ボックス内に至る。One end of a cable 19 is connected to the lower surface of the operation body 11, and the other end of the cable 19 is connected to a processing box (not shown). The optical fiber bundle 18 and the signal line 13 reach the inside of the processing box through the insertion portion 12, the operation body 11, and the cable 19.
処理ボックスには、照明光供給装置20が内蔵されてい
る。照明光供給装置20は、光源となる電球21を有し
ている。電球21は凹面鏡からなる笠22の中央に取り
付けられており、電球21からの照明光はこの笠22に
反射されて集光し上記光学繊維束18の他方の端部18
bに供給される。An illumination light supply device 20 is built in the processing box. The illumination light supply device 20 has a light bulb 21 as a light source. The light bulb 21 is attached to the center of a shade 22 made of a concave mirror, and the illumination light from the light bulb 21 is reflected by the shade 22 and collected to collect the other end portion 18 of the optical fiber bundle 18.
b.
また、照明光供給装置20は、上記電球21と光学繊維
束18の端部18bとの間に配置された一対の絞り部材
23と、円盤状のチョッパ30とを有している。Further, the illumination light supply device 20 has a pair of diaphragm members 23 arranged between the light bulb 21 and the end portion 18b of the optical fiber bundle 18, and a disk-shaped chopper 30.
一対の絞り部材23は、中途部を軸23aにより回動可
能に支持されており、一端に上記照明光の光束Xを遮る
幅広の遮蔽部23bが形成されており、他端にはピン2
3cが取り付けられている。このピン23cには、スプ
リング24が掛けられていて、ピン23cを互いに近付
ける方向に引っ張っている。一対の絞り部材23の遮蔽
部23bは、互いに接近したり離れたりして、光束Xの
面積を変え、照明光の単位時間当たりの通過光量を変え
るようになっている。The pair of diaphragm members 23 are rotatably supported by a shaft 23a at an intermediate portion, have a wide shield portion 23b that shields the luminous flux X of the illumination light at one end, and the pin 2 at the other end.
3c is attached. A spring 24 is hooked on the pin 23c and pulls the pins 23c in directions toward each other. The shield portions 23b of the pair of diaphragm members 23 are arranged to approach or separate from each other to change the area of the light flux X and change the amount of illumination light passing through per unit time.
上記絞り部材23を駆動するための絞り駆動機構25
は、モータ26(以下、絞り用モータと称する)と、絞
り用モータ26の出力軸26aの中途部に固定された検
出板27(可動部分)と、出力軸26aの端部に固定さ
れたカム28とを有している。カム28は、一対のカム
面28aを有しており、第2図に示すように、上記一対
の絞り部材23に設けたピン23cにそれぞれ接するよ
うになっている。A diaphragm drive mechanism 25 for driving the diaphragm member 23.
Is a motor 26 (hereinafter referred to as a diaphragm motor), a detection plate 27 (movable part) fixed to an intermediate portion of the output shaft 26a of the diaphragm motor 26, and a cam fixed to an end portion of the output shaft 26a. 28 and. The cam 28 has a pair of cam surfaces 28a, and as shown in FIG. 2, it contacts the pins 23c provided on the pair of diaphragm members 23, respectively.
検出板27は、円盤状をなし、その周辺部には所定の角
度範囲において他の部位より径の大きな遮蔽部27aが
形成されている。上記検出板27の近傍には、反射型の
光電スイッチからなる絞りセンサ29a,29bが配置
されている。これら絞りセンサ29a,29bは、検出
板27の遮蔽部27aのそれぞれ異なる側縁27a′,
27a″の位置を検出するものである。The detection plate 27 has a disk shape, and a shield portion 27a having a larger diameter than other portions in a predetermined angle range is formed in the peripheral portion thereof. In the vicinity of the detection plate 27, diaphragm sensors 29a and 29b formed of reflective photoelectric switches are arranged. These diaphragm sensors 29a and 29b are provided with different side edges 27a 'of the shielding portion 27a of the detection plate 27,
The position of 27a "is detected.
絞りセンサ29a,29bのセット位置は、カム28の
回動角度範囲、換言すれば絞り部材23の絞り調節によ
る照明光の通過光量(光束面積)の調節範囲における下
限値La、および上限値Lbを決定するものである。The set positions of the aperture sensors 29a and 29b are the lower limit value La and the upper limit value Lb in the range of the rotation angle of the cam 28, in other words, the adjustment range of the passing light amount (light flux area) of the illumination light by the aperture adjustment of the aperture member 23. To decide.
上記チョッパ30の中央部は、回転用モータ38の出力
軸38aに、固定されている。第2図に示すようにチョ
ッパ30には、互いに連なる第1窓31aおよび第2窓
32aが形成されている。詳述すると、チョッパ30の
周辺部を比較的広い角度Θ2例えば180°で切り欠く
ことにより第2窓32aが形成されており、この第2窓
32aと同径をなす他の周辺部が第2遮蔽部32bとな
っている。また、第2窓32aより中心側には、この第
2窓32aと連なる第1窓31aが形成されている。こ
の第1窓31aの角度Θ1は第2窓32aより狭く例え
ば90°である。第1窓31aと同径をなす他の部位が
第1遮蔽部31bとなる。The central portion of the chopper 30 is fixed to the output shaft 38a of the rotation motor 38. As shown in FIG. 2, the chopper 30 is formed with a first window 31a and a second window 32a which are continuous with each other. More specifically, the second window 32a is formed by cutting out the peripheral portion of the chopper 30 at a relatively wide angle Θ 2, for example 180 °, and the other peripheral portion having the same diameter as the second window 32a is the first portion. It is two shielding parts 32b. Further, a first window 31a continuous with the second window 32a is formed on the center side of the second window 32a. The angle Θ 1 of the first window 31a is narrower than that of the second window 32a and is 90 °, for example. The other portion having the same diameter as the first window 31a becomes the first shielding portion 31b.
チョッパ30の各遮蔽部31b,32bの特定箇所に
は、マグネット33,34が取付けられている。また、
チョッパ30の近傍には、近接スイッチからなる位置セ
ンサ35が配置されており、チョッパ30上のマグネッ
ト33またはマグネット34の位置を検出するようにな
っている。Magnets 33 and 34 are attached to specific portions of the shields 31b and 32b of the chopper 30, respectively. Also,
A position sensor 35, which is a proximity switch, is arranged near the chopper 30 to detect the position of the magnet 33 or the magnet 34 on the chopper 30.
回転用モータ38およびチョッパ30は、移動機構40
によって、照明光の光束Xの光軸と直交する方向(第1
図中A−B方向)に移動されるようになっている。移動
機構40は、ステッピングモータ41(以下、移動用モ
ータと称する)と、移動用モータ41の出力軸41aに
固定されたピニオン42と、ピニオン42と噛み合うラ
ック43と、ラック43をその長手方向に案内するガイ
ド(図示しない)とを備えている。ラック43の一端が
上記回転用モータ38に連結されている。The rotation motor 38 and the chopper 30 have a moving mechanism 40.
By the direction (first line) orthogonal to the optical axis of the luminous flux X of the illumination light.
It is designed to be moved in the direction A-B in the figure). The moving mechanism 40 includes a stepping motor 41 (hereinafter, referred to as a moving motor), a pinion 42 fixed to an output shaft 41a of the moving motor 41, a rack 43 meshing with the pinion 42, and a rack 43 in a longitudinal direction thereof. And a guide (not shown) for guiding. One end of the rack 43 is connected to the rotation motor 38.
処理ボックス内には、第3図に示すように、映像回路5
0やその他の電気回路が内蔵されている。映像回路50
は上記信号線13を介して固体撮像素子16に接続され
ている。この映像回路50には、処理回路51を介して
フレームメモリー52が接続されるとともにモニターテ
レビ53が接続されている。これら映像回路50,処理
回路51,フレームメモリー52,モニターテレビ53
は公知であるので、詳細な説明を省略する。In the processing box, as shown in FIG.
0 and other electric circuits are built in. Video circuit 50
Is connected to the solid-state image sensor 16 via the signal line 13. A frame memory 52 and a monitor television 53 are connected to the video circuit 50 via a processing circuit 51. These video circuit 50, processing circuit 51, frame memory 52, monitor TV 53
Since it is known, detailed description will be omitted.
映像回路50には、同期回路54を介して回転用モータ
制御回路55が接続されている。この回転用モータ制御
回路55により、回転用モータ38が駆動制御されるよ
うになっている。同期回路54には、位置センサ35が
接続されている。また、回転用モータ制御回路55に
は、モータ38の出力軸38aに設けられたタコジェネ
レータ39(第3図にのみ示す)が接続されている。A rotation motor control circuit 55 is connected to the video circuit 50 via a synchronization circuit 54. The rotation motor control circuit 55 drives and controls the rotation motor 38. The position sensor 35 is connected to the synchronization circuit 54. A tacho generator 39 (only shown in FIG. 3) provided on the output shaft 38a of the motor 38 is connected to the rotation motor control circuit 55.
さらに、映像回路50には、積分回路56(明度検出手
段)が接続されており、この積分回路56には、絞り用
モータ制御回路57が接続されている。この絞り用モー
タ制御回路57により、絞り用モータ26の駆動制御が
なされる。Further, an integration circuit 56 (brightness detection means) is connected to the video circuit 50, and a diaphragm motor control circuit 57 is connected to the integration circuit 56. The diaphragm motor control circuit 57 controls the driving of the diaphragm motor 26.
前述した絞りセンサ29a,29bは、移動用モータ制
御回路58(チョッパ移動制御手段)に接続されてい
る。移動用モータ制御回路58は、移動用モータ41を
駆動制御するものである。The diaphragm sensors 29a and 29b described above are connected to a moving motor control circuit 58 (chopper movement control means). The movement motor control circuit 58 controls the movement of the movement motor 41.
上記構成をなす電子内視鏡装置の作用を説明する。術者
は内視鏡10の操作本体11を手で持ち、挿入部12を
被検者の体腔内に挿入する。例えば口から食道や胃へ挿
入する。電球21の光は光学繊維束18を通って、照明
窓15から体腔内に照射される。体腔の内壁からの反射
光は、観察窓14、凸レンズ17を通って固体撮像素子
16に達する。この結果、体腔内壁の像が固体撮像素子
16の受光部16aに結像される。The operation of the electronic endoscope apparatus having the above configuration will be described. The operator holds the operation body 11 of the endoscope 10 by hand and inserts the insertion portion 12 into the body cavity of the subject. For example, insert it through the mouth into the esophagus or stomach. The light from the light bulb 21 passes through the optical fiber bundle 18 and is emitted from the illumination window 15 into the body cavity. The reflected light from the inner wall of the body cavity reaches the solid-state image sensor 16 through the observation window 14 and the convex lens 17. As a result, the image of the inner wall of the body cavity is formed on the light receiving portion 16a of the solid-state image sensor 16.
固体撮像素子16の受光部16aでは、上記投影像を光
電変換し画像信号を電荷として貯える。そして、固体撮
像素子16では、映像回路50からの転送タイミング信
号により1フィールド走査分の電荷が受光部16aから
記憶部16bへ短時間で転送される。映像回路50で
は、固体撮像素子16の記憶部16aからの画像信号S
gを受け、これをNTSCテレビ映像信号Stに変換
し、モニターテレビ53に送る。この結果、モニターテ
レビ53では飛び越し走査方式で体腔内壁の映像が映し
出される。術者はモニターテレビ53を見ながら内視鏡
10を操作し、体腔内を観察する。The light receiving portion 16a of the solid-state image sensor 16 photoelectrically converts the projected image and stores the image signal as an electric charge. Then, in the solid-state imaging device 16, the charge for one field scan is transferred from the light receiving unit 16a to the storage unit 16b in a short time by the transfer timing signal from the video circuit 50. In the video circuit 50, the image signal S from the storage unit 16 a of the solid-state image sensor 16 is used.
g, it is converted into an NTSC television video signal St and sent to the monitor television 53. As a result, an image of the inner wall of the body cavity is displayed on the monitor television 53 by the interlaced scanning method. The operator operates the endoscope 10 while watching the monitor TV 53 to observe the inside of the body cavity.
ところで、前述したように体腔内壁が明色調であったり
近接観察する場合には、反射効率が高く、すなわち、照
明窓15から照射される照明光のうち内壁で反射して観
察窓14から入光する光量の割合が高いため、照明光の
供給が一定であればモニターテレビ43の映像が明かる
くなり過ぎてしまう。また、体腔内壁が暗色調であった
り遠方観察する場合には、反射効率が低く、照明窓15
から照射される照明光のうち内壁で反射して観察窓14
から入光する光量の割合が低いため、照明光が一定であ
ればモニターテレビ43の映像が暗くなり過ぎてしま
う。しかし、本発明装置では、照明光の供給を調節する
ため、このような映像の明度の著しい変動は生じず、適
正なレベルを維持できる。By the way, as described above, when the inner wall of the body cavity has a light color tone or is closely observed, the reflection efficiency is high, that is, the illumination light emitted from the illumination window 15 is reflected by the inner wall and enters from the observation window 14. Since the ratio of the amount of light emitted is high, the image on the monitor TV 43 becomes too bright if the supply of illumination light is constant. Further, when the inner wall of the body cavity has a dark color tone or is viewed from a distance, the reflection efficiency is low and the illumination window 15
Of the illumination light emitted from the inside of the observation window 14 by being reflected by the inner wall
Since the ratio of the amount of light entering from the monitor is low, the image on the monitor TV 43 becomes too dark if the illumination light is constant. However, in the device of the present invention, since the supply of the illumination light is adjusted, such a remarkable change in the brightness of the image does not occur, and an appropriate level can be maintained.
詳述すると、映像の明度は固体撮像素子16の受光部1
6aに1フィールド走査時間毎に蓄えられる電荷の量と
比例関係にあり、この蓄えられる電荷の量は、単位時間
当たりの照明光量に反射効率を乗じた値(すなわち固体
撮像素子16で受ける単位時間当たりの反射光量)を照
明光供給時間で積分して得られる。したがって、反射効
率が高い場合には、単位時間当たりの照明光量または照
明光供給時間を減らし、反射効率が低い場合には、単位
時間当たりの照明光量または照明光供給時間を増やすこ
とによって、映像の明度を適正レベルに維持することが
可能である。本発明装置では、絞り部材23で単位時間
当たりの照明光の通過光量を所定範囲にわたって無段階
に微調整し、チョッパ30の移動で照明光の供給時間を
段階的に粗調整する。絞り部材23による絞り駆動は、
映像の明度に応じて行なわれ、チョッパ30の移動は絞
り部材23の絞り度合に応じて行なわれ、両者は連携し
て調節を行なう。More specifically, the brightness of the image is determined by the light receiving unit 1 of the solid-state image sensor 16.
6a is in a proportional relationship with the amount of electric charge stored for each field scanning time, and the amount of the electric charge stored is a value obtained by multiplying the reflection efficiency by the amount of illumination light per unit time (that is, the unit time received by the solid-state image sensor 16). The amount of reflected light per hit) is integrated by the illumination light supply time. Therefore, when the reflection efficiency is high, the illumination light amount or the illumination light supply time per unit time is reduced, and when the reflection efficiency is low, the illumination light amount or the illumination light supply time per unit time is increased, thereby It is possible to maintain the brightness at an appropriate level. In the device of the present invention, the diaphragm member 23 finely adjusts the passing light amount of the illumination light per unit time over a predetermined range steplessly, and the movement time of the chopper 30 roughly adjusts the illumination light supply time stepwise. The diaphragm drive by the diaphragm member 23 is
The movement of the chopper 30 is performed according to the brightness of the image, and the movement of the chopper 30 is performed according to the aperture degree of the aperture member 23.
まず、映像の明度に基づく絞り部材23による微調節に
ついて説明する。映像回路50の映像信号が積分回路5
6で積分されて、映像の明度が検出される。この積分回
路56からの検出明度信号Smは、絞り用モータ制御回
路57に送られる。絞り用モータ制御回路57では、こ
の明度信号Smが設定レベルになるように、絞り用モー
タ26を駆動制御する。絞り用モータ26の駆動により
カム28が回ると、絞り部材23の遮蔽部23bの開き
が変わって光束Xの面積が変わり、照明光の単位時間当
たりの通過光量が、無段階で微調整される。反射効率が
高くなると、カム28が第1図中時計回り方向に回動
し、ピン23cが互いに遠ざかり遮蔽部23bが互いに
近付いて照明光の通過光量が少なくなる。反射効率が低
くなると、カム28が反時計回り方向に回動し、遮蔽部
23bが互いに離れて通過光量が増大する。この結果、
映像のレベルを一定にすることができる。First, the fine adjustment by the diaphragm member 23 based on the brightness of the image will be described. The video signal of the video circuit 50 is the integration circuit 5
The lightness of the image is detected by integrating at 6. The detected brightness signal Sm from the integrating circuit 56 is sent to the diaphragm motor control circuit 57. The diaphragm motor control circuit 57 drives and controls the diaphragm motor 26 so that the brightness signal Sm becomes a set level. When the cam 28 is rotated by the driving of the diaphragm motor 26, the opening of the shielding portion 23b of the diaphragm member 23 is changed and the area of the light flux X is changed, and the passing light amount of the illumination light per unit time is finely adjusted steplessly. . When the reflection efficiency increases, the cam 28 rotates clockwise in FIG. 1, the pins 23c move away from each other, and the shielding portions 23b approach each other, so that the amount of illumination light passing through decreases. When the reflection efficiency decreases, the cam 28 rotates in the counterclockwise direction, the shield portions 23b are separated from each other, and the passing light amount increases. As a result,
The image level can be kept constant.
次に、チョッパ30による粗調整について説明する。チ
ョッパ30は、回転用モータ38の駆動により1回のフ
レーム走査時間毎に1回転する。また、チョッパ30は
移動機構40により光束Xに対する位置関係を変えられ
る。すなわち、移動用モータ41を正逆回転させること
により、ピニオン42とラック43を介して、回転用モ
ータ38およびチョッパ30が一定量ずつ段階的に第1
図中A−B方向に移動される。Next, the rough adjustment by the chopper 30 will be described. The chopper 30 rotates once for each frame scanning time by driving the rotation motor 38. Further, the positional relationship of the chopper 30 with respect to the light flux X can be changed by the moving mechanism 40. That is, by rotating the moving motor 41 in the forward and reverse directions, the rotating motor 38 and the chopper 30 are stepped through the pinion 42 and the rack 43 by a predetermined amount in a stepwise manner.
It is moved in the AB direction in the figure.
上記移動によって、照明光の供給時間が3段階で制御さ
れる。まず、第1段階の照明光供給について説明する。
回転用モータ38およびチョッパ30が第1図において
最もA方向寄りの位置(第1の位置)にある状態では、
チョッパ30の第1窓31aと第1遮蔽部31bの回転
軌跡上に光束Xが位置し、第1遮蔽部31bが光束Xを
遮ぎっている時には、照明窓15から照明光が体腔内に
供給されず、第1窓31aが光束Xの位置にある時にの
み照明光の供給がなされる。この結果、第4図に示すよ
うに、照明光パルスが間欠的に供給されることになる。
第1窓31aは角度Θ1が90°と狭いので、照明光パ
ルスの供給時間T1(チョッパ30の1回転当たりの照
明光供給時間)は短くなる。By the movement, the supply time of the illumination light is controlled in three stages. First, the illumination light supply in the first stage will be described.
In the state where the rotation motor 38 and the chopper 30 are at the positions closest to the A direction (first position) in FIG. 1,
When the light flux X is located on the rotation loci of the first window 31a and the first shield portion 31b of the chopper 30 and the first shield portion 31b shields the light flux X, the illumination light is supplied from the illumination window 15 into the body cavity. Instead, the illumination light is supplied only when the first window 31a is at the position of the light flux X. As a result, illumination light pulses are intermittently supplied as shown in FIG.
Since the angle Θ 1 of the first window 31a is as narrow as 90 °, the illumination light pulse supply time T1 (illumination light supply time per one rotation of the chopper 30) becomes short.
次に、第2段階の照明光供給について説明する。回転用
モータ38およびチョッパ30が中間位置(第2の位
置)にある状態では、ちょうど第2図に示すようにチョ
ッパ30の第2窓32aと第2遮蔽部32bの回転軌跡
上に光束Xが位置し、第2遮蔽部32bが光束Xを遮ぎ
っている時には、照明窓15から照明光が体腔内に供給
されず、第2窓32aが光束Xの位置にある時にのみ照
明光の供給がなされる。この結果、第2図に示すよう
に、照明光パルスが間欠的に供給されることになる。第
2窓32aは角度Θ2が180°と広いので、照明光パ
ルスの供給時間T2は比較的長くちょうど第1段階の2
倍である。Next, the illumination light supply in the second stage will be described. When the rotation motor 38 and the chopper 30 are in the intermediate position (second position), the light flux X is on the rotation locus of the second window 32a and the second shielding portion 32b of the chopper 30 as shown in FIG. When the second shielding portion 32b is located and blocks the light flux X, the illumination light is not supplied from the illumination window 15 into the body cavity, and the illumination light is supplied only when the second window 32a is at the position of the light flux X. Done. As a result, illumination light pulses are intermittently supplied as shown in FIG. Since the angle Θ 2 of the second window 32a is as wide as 180 °, the illumination light pulse supply time T2 is relatively long, which is exactly the same as in the first stage, 2
Double.
次に第3段階の照明光供給について説明する。回転用モ
ータ38およびチョッパ30が第1図中最もB方向寄り
に位置する状態(第3の位置)では、チョッパ30の回
転軌跡から光束Xが外れており、この結果、第4図に示
すように、照明光はパルスとならず、連続して供給され
る。この段階では、角度Θ3=360°の窓が光束Xを
通過するものと考えることができ、したがって、第2段
階の2倍の照明光供給時間T3となる。Next, the illumination light supply in the third stage will be described. In the state where the rotation motor 38 and the chopper 30 are located closest to the B direction in FIG. 1 (the third position), the light flux X deviates from the rotation locus of the chopper 30, and as a result, as shown in FIG. In addition, the illumination light is not pulsed and is continuously supplied. At this stage, it can be considered that the window with the angle Θ 3 = 360 ° passes through the light flux X, and therefore the illumination light supply time T3 is twice as long as that in the second stage.
次に、絞り部材23の絞りによる微調整と、チョッパ3
0の移動による粗調整との関係について説明する。前述
したように、絞り部材を通過する光量を少なくするよう
にカム28が時計回りに回動して、通過光量が下限値L
aに達した時、カム28と連動する検出板27の遮蔽部
27aの一側縁27a′が絞りセンサ29aによって検
出される。この下限値検出信号Skは、移動用モータ制
御回路58に送られ、これによって、移動用モータ41
が一定量正回転し、回転用モータ26及びチョッパ30
を第1図の矢印A方向に移動させ、照明光の供給時間が
半減するように粗調整する。Next, the fine adjustment by the diaphragm of the diaphragm member 23 and the chopper 3
The relationship with coarse adjustment by moving 0 will be described. As described above, the cam 28 rotates clockwise so as to reduce the amount of light that passes through the diaphragm member, and the amount of light that passes through is the lower limit value L.
When it reaches a, the one side edge 27a 'of the shield portion 27a of the detection plate 27 which is interlocked with the cam 28 is detected by the diaphragm sensor 29a. This lower limit value detection signal Sk is sent to the movement motor control circuit 58, whereby the movement motor 41 is moved.
Rotates a certain amount forward, and the rotation motor 26 and the chopper 30
Is moved in the direction of arrow A in FIG. 1 to roughly adjust the illumination light supply time by half.
また、通過光量を多くするようにカム28が時計回りに
回動して、通過光量の上限値Lbに達した時、検出板2
7の遮蔽部27aの他側縁27a″が絞りセンサ29b
によって検出される。この上限値検出信号Sjは、移動
用モータ制御回路58に送られ、これによって、移動用
モータ41が一定量逆回転し、回転用モータ26及びチ
ョッパ30を第1図の矢印B方向に移動させ、照明光の
供給時間が倍になるように粗調整する。Further, when the cam 28 rotates clockwise to increase the passing light amount and reaches the upper limit value Lb of the passing light amount, the detection plate 2
The other side edge 27a ″ of the shield portion 27a of No. 7 is the diaphragm sensor 29b.
Detected by. This upper limit value detection signal Sj is sent to the movement motor control circuit 58, whereby the movement motor 41 is reversely rotated by a certain amount, and the rotation motor 26 and the chopper 30 are moved in the direction of arrow B in FIG. , Roughly adjust so that the illumination light supply time is doubled.
次に、上記調節をより具体的に説明する。例えば、チョ
ッパ30が第2段階の照明光供給を実行している状態す
なわち、第2窓32aと第2遮蔽部32bとが光束Xを
通過する状態にあるとき、内視鏡10の観察窓14が内
壁に接近すると、反射効率が増大し、これに対応して絞
り部材23が閉じ方向に作動する。そいて、通過光量が
下限値Laになった時に、チョッパ30がA方向に移動
して、第1段階の照明光供給に移行し、第1窓31aと
第1遮蔽部31bが光束Xを通過する状態となる。この
移動直後に、照明光供給時間が窓31a,32aの角度
比Θ1/Θ2に応じて半減するので、固体撮像素子16で
蓄えられる電荷が半減し、明度信号Smの明度レベルも
一時的に半減する。この時、絞り用モータ制御回路57
がこの明度信号Smに応じて絞り用モータ38を制御す
ることにより、絞り部材23を開いて、通過光量を増大
させ、映像明度を適正レベルに復帰させる。したがっ
て、通過光量は、上記角度比Θ1/Θ2の逆数に対応して
増大し、チョッパ30の移動直前に比べて2倍となる。Next, the above adjustment will be described more specifically. For example, when the chopper 30 is performing the second-stage illumination light supply, that is, when the second window 32a and the second shielding portion 32b pass the light flux X, the observation window 14 of the endoscope 10 is used. When the arrow approaches the inner wall, the reflection efficiency increases, and the diaphragm member 23 correspondingly operates in the closing direction. Then, when the amount of passing light reaches the lower limit value La, the chopper 30 moves in the A direction and shifts to the illumination light supply of the first stage, and the first window 31a and the first shielding portion 31b pass the light flux X. Ready to go. Immediately after this movement, the illumination light supply time is halved in accordance with the angle ratio Θ 1 / Θ 2 of the windows 31a and 32a, so the charge stored in the solid-state image sensor 16 is halved, and the brightness level of the brightness signal Sm is also temporarily reduced. Halves to. At this time, the diaphragm motor control circuit 57
Controls the diaphragm motor 38 according to the brightness signal Sm to open the diaphragm member 23, increase the amount of light passing therethrough, and restore the image brightness to an appropriate level. Therefore, the amount of passing light increases corresponding to the reciprocal of the angle ratio Θ 1 / Θ 2 and becomes twice as much as immediately before the movement of the chopper 30.
また、チョッパ30が上記と同様に第2段階の照明光供
給を実行している状態で内視鏡10の観察窓14が内壁
から離れると、反射効率が低くなり、これに対応して絞
り部材23が開き方向に作動する。そして、通過光量が
上限値Lbとなった時に、チョッパ30がB方向に移動
して、第3段階の照明光供給に移行する。この移動直後
に、照明光供給時間が角度比Θ3/Θ2に応じて2倍にな
り、明度信号Smの明度レベルも一時的に2倍になる。
この時、絞り部材23を閉じて通過光量を減少させ、映
像明度を適正レベルに復帰させる。したがって、通過光
量は上記角度比Θ3/Θ2の逆数に対応して減少し、チョ
ッパ30の移動直前に比べて半分となる。Further, if the observation window 14 of the endoscope 10 separates from the inner wall while the chopper 30 is performing the second-stage illumination light supply in the same manner as described above, the reflection efficiency decreases, and the diaphragm member correspondingly. 23 operates in the opening direction. Then, when the passing light amount reaches the upper limit value Lb, the chopper 30 moves in the B direction and shifts to the third stage illumination light supply. Immediately after this movement, the illumination light supply time doubles according to the angle ratio Θ 3 / Θ 2, and the brightness level of the brightness signal Sm also doubles temporarily.
At this time, the diaphragm member 23 is closed to reduce the amount of light passing therethrough and restore the image brightness to an appropriate level. Therefore, the amount of light passing through decreases in accordance with the reciprocal of the angle ratio Θ 3 / Θ 2 and becomes half of that immediately before the movement of the chopper 30.
以上の動作において、通過比量比Lb/Laを角度比Θ
2/Θ1、Θ3/Θ2より大きくして(換言すれば通過比量
比Lb/Laを照明光供給時間比T2/T1、T3/T
2より大きくして)、いわゆるヒステリシス特性を持た
せる必要がある。なぜなら、Lb/Laが上記角度比と
等しいか小さいと、絞り部材23による絞りが、チョッ
パ30の移動による明度レベルの変化に対応できず、ハ
ンティングを生じる。すなわち、チョッパ30がA方向
に移動した時、絞り部材23での通過比量は下限値La
から上限値Lbに達してしまう。そこで、再びチョッパ
30がB方向に移動し、これを際限なく繰り返してしま
う。なお、Lb/Laを上記角度比に対して過度に大き
くすると、チョッパ30の作用効果が薄れる。また、両
者の値を近付けると、わずかな反射効率の変化たとえ
ば、心臓の拍動あるいは呼吸等の影響で頻繁にチョッパ
30が往復移動してしまう。したがって、Lb/Laを
上記角度比より大きい範囲で適宜選択する。なお、Lb
/Laとの関係を維持するため、各段階の角度比は常に
一定であるのが好ましい。この実施例では角度比は1対
2であるが、これは任意に選択できる。In the above operation, the passage ratio amount ratio Lb / La is changed to the angle ratio Θ.
2 / Θ 1 , Θ 3 / Θ 2 (in other words, the passing ratio amount ratio Lb / La is set to the illumination light supply time ratios T2 / T1, T3 / T).
It is necessary to have a so-called hysteresis characteristic (greater than 2). This is because, if Lb / La is equal to or smaller than the above angle ratio, the diaphragm by the diaphragm member 23 cannot cope with the change in the brightness level due to the movement of the chopper 30, and hunting occurs. That is, when the chopper 30 moves in the A direction, the passage ratio amount at the diaphragm member 23 is the lower limit value La.
Reaches the upper limit value Lb. Then, the chopper 30 again moves in the B direction, and this is repeated endlessly. If Lb / La is excessively increased with respect to the above angle ratio, the action and effect of the chopper 30 will be weakened. When the two values are brought close to each other, the chopper 30 frequently reciprocates due to a slight change in the reflection efficiency, for example, the pulsation of the heart or the respiration. Therefore, Lb / La is appropriately selected within a range larger than the above angle ratio. Note that Lb
In order to maintain the relationship with / La, it is preferable that the angle ratio at each stage is always constant. In this embodiment, the angle ratio is 1: 2, but this can be arbitrarily selected.
上記のようにして、使用態様によって異なる反射効率に
応じて、照明光パルスの供給時間および単位時間当たり
の比量を調節でき、映像の明るさを適度なレベルに維持
することができる。As described above, the supply time of the illumination light pulse and the specific amount per unit time can be adjusted according to the reflection efficiency that varies depending on the usage mode, and the brightness of the image can be maintained at an appropriate level.
また、絞り部材23は無段階に調節されるので、反射効
率の微少の変動に対処できる。Further, since the diaphragm member 23 is adjusted steplessly, it is possible to cope with a slight variation in the reflection efficiency.
さらに、絞り部材23による通過光量の調節は、光束X
の周辺を中央部より多く遮蔽することによって行なうの
で、モニターテレビ53での映像において、周辺部が暗
くなる。このため、絞り範囲に制約があるが、上記のよ
うにチョッパ30によって、照明光の供給時間を大きく
変化させることによって、反射効率の大きな変動に対処
できる。Further, the adjustment of the passing light amount by the diaphragm member 23 is performed by the light flux X.
Since it is performed by shielding more of the surrounding area than the central area, the peripheral area in the image on the monitor TV 53 becomes dark. Therefore, although there is a restriction on the diaphragm range, a large change in the reflection efficiency can be dealt with by largely changing the illumination light supply time by the chopper 30 as described above.
なお、第1段階での照明光供給において、反射効率がさ
らに上昇した場合、絞り部材による通過光量は下限値L
aよりもさらに少なくなる。同様に、第3段階において
反射効率がさらに低下した場合、通過光量は上限値Lb
も多くなり、絞り部材23が全開になることもある。When the reflection efficiency is further increased in the illumination light supply in the first stage, the amount of light passing through the diaphragm member is the lower limit value L.
It is even smaller than a. Similarly, when the reflection efficiency further decreases in the third stage, the amount of passing light is the upper limit value Lb.
However, the aperture member 23 may be fully opened.
ところで、精密検査を必要とする時は、上記テレビ映像
信号Stの1フレーム走査分を処理回路51の指令でフ
レームメモリー52に記憶し、処理回路51で繰り返し
読み出してモニターテレビ53に送ることにより、モニ
ターテレビ53に静止映像を映し出す。この静止映像
は、照明光供給が第1段階または第2段階にあるときに
は、照明光がパルスとなるので従来に比べてブレが少な
い。以下、その理由と、照明光パルスの供給タイミング
について説明する。By the way, when a precise inspection is required, one frame scanning portion of the television video signal St is stored in the frame memory 52 according to a command from the processing circuit 51, repeatedly read by the processing circuit 51, and sent to the monitor television 53. A still image is displayed on the monitor TV 53. When the illumination light supply is in the first stage or the second stage, this still image has less blur than the conventional one because the illumination light becomes a pulse. Hereinafter, the reason and the supply timing of the illumination light pulse will be described.
上記第1段階および第2段階における照明光パルスの供
給のタイミングは次のようにして制御される。すなわ
ち、同期回路54では、映像回路50からのテレビ映像
信号Stの内、1フレーム走査時間当たり1回生じるフ
レーム同期信号、例えば奇数回目のフィールド走査が開
始される前に発生する垂直同期信号を検出する。一方、
位置センサ35では、回転しているチョッパ30のマグ
ネット33または34を検出し、検出位置信号Spoを同
期回路54に送出する。なお、第1段階の照明光供給の
際には、外側のマグネット34の回転軌跡上に位置セン
サ35が配置されて、このマグネット34の位置を検出
でき、第2段階の照明光供給の際には、内側のマグネッ
ト33の回転軌跡上に位置センサ35が配置されて、こ
のマグネット33の位置を検出できる。同期回路54で
は、上記フレーム同期信号と、位置センサ35からの検
出位置信号Spoとを比較してその位相差を検出し、これ
を設定位相差と比較して、位相差偏差信号Sreを回転用
モータ制御回路55に送出する。回転用モータ制御回路
55では、タコジェネレータ39からの検出速度信号S
vと,上記位相差偏差信号Sreに基づいて、回転用モー
タ38を制御し、チョッパ30の回転速度を制御する。The timing of supplying the illumination light pulse in the first stage and the second stage is controlled as follows. That is, the synchronizing circuit 54 detects a frame synchronizing signal that occurs once per frame scanning time, for example, a vertical synchronizing signal that occurs before the odd-numbered field scanning is started, in the television image signal St from the image circuit 50. To do. on the other hand,
The position sensor 35 detects the magnet 33 or 34 of the rotating chopper 30 and sends the detected position signal Spo to the synchronizing circuit 54. In addition, at the time of supplying the illumination light in the first stage, the position sensor 35 is arranged on the rotation locus of the magnet 34 on the outer side so that the position of the magnet 34 can be detected, and at the time of supplying the illumination light in the second stage. The position sensor 35 is arranged on the rotation locus of the magnet 33 on the inside so that the position of the magnet 33 can be detected. The synchronization circuit 54 compares the frame synchronization signal with the detected position signal Spo from the position sensor 35 to detect the phase difference, compares this with the set phase difference, and rotates the phase difference deviation signal Sre. It is sent to the motor control circuit 55. In the rotation motor control circuit 55, the detected speed signal S from the tacho generator 39
The rotation motor 38 is controlled based on v and the phase difference deviation signal Sre to control the rotation speed of the chopper 30.
この結果、第4図に示すように、チョッパ30の窓部3
1a,31aの中央部が光束Xの中央部を通過する時点
を、奇数フィールド走査に供すべき画像信号の転送時点
と一致させる。換言すれば、この転送時点を境にして照
明光パルスの供給時間を半分に分ける。As a result, as shown in FIG. 4, the window portion 3 of the chopper 30 is
The time when the central portions of 1a and 31a pass through the central portion of the light flux X is made to coincide with the time when the image signal to be subjected to the odd field scanning is transferred. In other words, the supply time of the illumination light pulse is divided in half at this transfer point.
上記のようなタイミングで照明光パルスを供給した場
合、固体撮像素子16の受光部16aでは、各フィール
ド走査期間において照明光パルスが供給されない時は暗
視野となるため電荷(すなわち画像信号)を貯えること
なく、照明光パルスの供給時間の半分の期間だけの受光
量に対応する電荷を貯えることになる。また、奇数フィ
ールド走査に供されるべき画像信号の蓄積期間と、その
後の偶数フィールド走査に供されるべき画像信号の蓄積
期間とが隣接している。この結果、モニターテレビ53
に映し出された1フィールド走査分の静止映像は、照明
光パルス供給時間の各半分の時間で蓄積された奇偶フィ
ールド走査分の映像の重ね合わせによって構成される。When the illumination light pulse is supplied at the above timing, the light receiving portion 16a of the solid-state image sensor 16 stores a charge (that is, an image signal) because it becomes a dark field when the illumination light pulse is not supplied in each field scanning period. The electric charge corresponding to the amount of received light is stored for only a half of the supply time of the illumination light pulse. Further, the accumulation period of the image signal to be used for the odd field scanning is adjacent to the accumulation period of the image signal to be used for the subsequent even field scanning. As a result, the monitor TV 53
The still image for one field scan shown in Fig. 1 is composed by superimposing the images for the odd and even field scans accumulated in each half of the illumination light pulse supply time.
したがって、前述した第1段階および第2段階の照明光
供給において、静止映像は、照明光パルスの供給時間に
蓄積された画像情報に基づくものであり、従来のような
1フレーム走査期間に蓄積された画像情報に基づく映像
に比べて、ブレが少なく、鮮明にすることができる。Therefore, in the above-described first-stage and second-stage illumination light supply, the still image is based on the image information accumulated during the illumination light pulse supply time, and is accumulated during one frame scanning period as in the conventional case. Compared with the video based on the image information, it has less blurring and can be made clear.
本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能であ
る。光量絞り範囲の境界値を検出する絞りセンサは、絞
り駆動機構の他の可動部分たとえばカムの特定位置を検
出するようにしてもよいし、絞り部材の特定位置を検出
してもよい。また、絞り用モータの出力軸やカム軸に絞
りセンサとしてポテンショメータを設けて境界値信号を
得てもよい。さらに、絞り部材は任意の形状を採用する
ことができる。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and various modes are possible. The diaphragm sensor that detects the boundary value of the light amount diaphragm range may detect a specific position of another movable part of the diaphragm driving mechanism, for example, a cam, or may detect a specific position of the diaphragm member. Further, a potentiometer may be provided as an aperture sensor on the output shaft or cam shaft of the aperture motor to obtain the boundary value signal. Further, the diaphragm member can adopt any shape.
また、窓の中央部に狭い遮蔽部を設けてもよい。この遮
蔽部により、照明光供給パルスが短い時間間隔をおいて
2分割される。したがって、この照明光供給のない短い
時間間隔の範囲で、回転用モータの同期にずれがあって
も、各フィールド走査毎に均等に照明光を供給できる。Also, a narrow shield may be provided in the center of the window. The shielding light splits the illumination light supply pulse into two at short time intervals. Therefore, the illumination light can be evenly supplied for each field scan within the range of the short time interval in which the illumination light is not supplied even if the rotation motors are out of synchronization.
明度検出手段として、サンプリングによる明度検出を行
なうものでもよい。The lightness detecting means may be one that detects lightness by sampling.
1つの窓だけ形成したチョッパを2段階で移動するよう
にしてもよい。この場合、第1段階では、窓と遮蔽部が
交互に照明光の光束を横切って照明光パルスが得られる
が、第2段階では、チョッパの回転軌跡から光束が外
れ、照明光は連続的に供給される。The chopper having only one window may be moved in two steps. In this case, in the first stage, the window and the shielding portion alternately cross the light flux of the illumination light to obtain the illumination light pulse, but in the second stage, the light flux deviates from the rotation trajectory of the chopper, and the illumination light is continuously emitted. Supplied.
チョッパの位置センサは近接スイッチに限らず、光電ス
イッチ等であってもよい。The position sensor of the chopper is not limited to the proximity switch, but may be a photoelectric switch or the like.
チョッパの窓は、同径の部位において等角度間隔をなし
て複数あってもよい。この場合、チョッパが1回転する
際に、窓の数のフレーム走査を行なう。There may be a plurality of windows of the chopper at equal angular intervals in the same diameter region. In this case, when the chopper makes one rotation, frame scanning is performed by the number of windows.
また、接眼部を備えた従来の内視鏡を用いて、観察窓か
ら入射した光を光学繊維束やレンズを介して接眼部に送
り、この接眼部にモニターテレビ用のテレビカメラを装
着いてもよい。Also, using a conventional endoscope equipped with an eyepiece, the light incident from the observation window is sent to the eyepiece through an optical fiber bundle or a lens, and a television camera for a monitor TV is attached to this eyepiece. You may wear it.
モニターテレビの静止映像を光学ディスクで記録した
り、フード付きカメラで撮影してもよい。また、フレー
ムメモリーを用いずに、モニターテレビに映し出された
動映像のうち1フレーム走査分をフード付きカメラで撮
影してもよい。You may record a still image on a monitor TV on an optical disc or shoot it with a hooded camera. Alternatively, one frame scanning portion of the moving image displayed on the monitor TV may be photographed by the hooded camera without using the frame memory.
本発明の電子内視鏡装置は工業用の検査にも適用でき
る。The electronic endoscope apparatus of the present invention can be applied to industrial inspection.
(発明の効果) 以上説明したように、この発明では、絞り部材により照
明光の光束の面積を変えて単位時間当たりの照明光量を
無段階で微調節し、チョッパを照明光の光束と交叉する
方向に移動させることにより、照明光の供給時間を段階
的に粗調節することにより、映像の明かるさを適正レベ
ルに確実に維持できる。また、チョッパにより、1フレ
ーム走査毎に照明光パルスを供給でき、動きの激しい撮
影対象であっても、1フレーム走査分の映像を鮮明にす
ることができる。さらに、ヒステリシス特性をもたせる
ことにより絞り駆動とチョッパ移動のハンチングを防止
できる。(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, the area of the luminous flux of the illumination light is changed by the diaphragm member to finely adjust the amount of the illumination light per unit time, and the chopper crosses the luminous flux of the illumination light. By moving in the direction, the supply time of the illumination light is roughly adjusted in stages, so that the brightness of the image can be reliably maintained at an appropriate level. Further, the chopper can supply the illumination light pulse for each one-frame scanning, and the image for one-frame scanning can be made clear even for a subject to be photographed that moves rapidly. Furthermore, by providing a hysteresis characteristic, it is possible to prevent hunting between diaphragm driving and chopper movement.
第1図〜第4図は本発明の一実施例を示すものであり、
第1図は電子内視鏡装置における内視鏡と照明光供給装
置を示す一部分解斜視図、第2図は絞り部材とチョッパ
と照明光の光束の位置関係を示す正面図、第3図は電子
内視鏡装置の電気回路図、第4図はタイムチャート図で
ある。 10……内視鏡、11……操作本体、12……挿入部、
16……固体撮像素子、16a……受光部、16b……
記憶部、18……光学繊維束(照明光伝達光学系)、2
0……照明光供給装置、21……電球(光源)、23…
…絞り部材、25……絞り駆動機構、26……絞り用モ
ータ、27……検出板(可動部分)、29a,29b…
…センサ、30……チョッパ、31a,32a……窓、
31b,32b……遮蔽部、38……回転用モータ、4
0……駆動機構、50……映像回路、53……モニター
テレビ、56……積分回路(明度検出手段)、58……
移動用モータ制御回路(チョッパ移動制御手段)。1 to 4 show an embodiment of the present invention,
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing an endoscope and an illumination light supply device in an electronic endoscope apparatus, FIG. 2 is a front view showing a positional relationship between a diaphragm member, a chopper and a luminous flux of illumination light, and FIG. FIG. 4 is a time chart diagram of an electric circuit diagram of the electronic endoscope apparatus. 10 ... Endoscope, 11 ... Operation main body, 12 ... Insertion part,
16 ... Solid-state image sensor, 16a ... Light receiving part, 16b ...
Storage unit, 18 ... Optical fiber bundle (illumination light transmission optical system), 2
0 ... Illumination light supply device, 21 ... Light bulb (light source), 23 ...
... diaphragm member, 25 ... diaphragm drive mechanism, 26 ... diaphragm motor, 27 ... detection plate (movable part), 29a, 29b ...
... sensor, 30 ... chopper, 31a, 32a ... window,
31b, 32b ... shielding portion, 38 ... rotation motor, 4
0 ... Driving mechanism, 50 ... Video circuit, 53 ... Monitor TV, 56 ... Integrating circuit (brightness detecting means), 58 ...
Motor control circuit for movement (chopper movement control means).
Claims (1)
素子で受け、この固体撮像素子からの画像信号を、映像
回路でテレビ映像信号に変換し、このテレビ映像信号に
基づいてモニターテレビで映像を表示するようにした電
子内視鏡装置に用いられる照明光供給装置において、 (イ)内視鏡の照明光伝達光学系の端部と光源との間に配
置され、照明光の光束の面積を所定範囲で無段階に調節
する絞り部材と、 (ロ)上記映像の明度を検出する明度検出手段と、 (ハ)上記明度検出手段で得られる検出明度信号に基づい
て上記絞り部材を駆動する絞り駆動機構と、 (ニ)上記絞り部材および絞り駆動機構からなる絞り系の
可動部分の位置を検出して、この検出位置に基づいて光
束面積が上記絞り部材で調節すべき上記所定範囲の上限
値Lbにあること、および下限値Laにあることを検出
する絞りセンサと、 (ホ)上記照明光伝達光学系の端部と光源との間に配置さ
れ、少なくとも一つの窓を有するチョッパと、 (ヘ)チョッパの窓が照明光の光束を横切るようにチョッ
パを回転させるモータと、 (ト)チョッパの1回転当たりの照明光供給時間T1が短
い第1の位置と、チョッパの1回転当たりの照明光供給
時間T2が長い第2の位置との少なくとも2位置間でチ
ョッパを移動させるチョッパ移動機構と、 (チ)上記チョッパが第1の位置にある状態で上記絞りセ
ンサから上限値が検出された時にチョッパを第1の位置
から第2の位置へ移動させ、上記チョッパが第2の位置
にある状態で上記絞りセンサから下限値が検出された時
にチョッパを第2の位置から第1の位置へ移動させるよ
うに、上記チョッパ移動機構を制御するチョッパ移動制
御手段と、 を備え、しかも、上記上限値と下限値の比Lb/Laは
この時の上記照明光供給時間比T2/T1より大きいよ
うに設定されることを特徴とする電子内視鏡装置に用い
られる照明光供給装置。1. A solid-state imaging device receives an image entered through an observation window of an endoscope, an image signal from the solid-state imaging device is converted into a television video signal by a video circuit, and a monitor is performed based on the television video signal. In an illumination light supply device used for an electronic endoscope device configured to display an image on a television, (a) is disposed between an end of an illumination light transmission optical system of an endoscope and a light source, and A diaphragm member for continuously adjusting the area of the light flux within a predetermined range, (b) a brightness detecting means for detecting the brightness of the image, and (c) the diaphragm member based on a detected brightness signal obtained by the brightness detecting means. And (d) the position of a movable part of the diaphragm system including the diaphragm member and the diaphragm drive mechanism is detected, and the light beam area is adjusted by the diaphragm member based on the detected position. Be at the upper limit value Lb of the range, And (e) a chopper having at least one window disposed between the end of the illumination light transmission optical system and the light source, and (f) a window of the chopper. The motor that rotates the chopper so that the light beam traverses the luminous flux of the illumination light, the (1) first position where the illumination light supply time T1 per rotation of the chopper is short, and the illumination light supply time T2 per rotation of the chopper are A chopper moving mechanism for moving the chopper between at least two positions including a long second position; and (h) a first chopper when the upper limit value is detected by the aperture sensor while the chopper is at the first position. From the second position to the second position, and the chopper is moved from the second position to the first position when the lower limit value is detected by the aperture sensor in the state where the chopper is at the second position. Above A chopper movement control means for controlling the chopper movement mechanism, and the ratio Lb / La between the upper limit value and the lower limit value is set to be larger than the illumination light supply time ratio T2 / T1 at this time. An illumination light supply device used in an electronic endoscope device characterized by the above.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61001444A JPH0658459B2 (en) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | Illumination light supply device used for electronic endoscope device |
US06/927,267 US4710807A (en) | 1985-11-11 | 1986-11-04 | Illuminating light supply system in electronic endoscope apparatus |
DE3638367A DE3638367C2 (en) | 1985-11-11 | 1986-11-11 | Electronic endoscopy device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61001444A JPH0658459B2 (en) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | Illumination light supply device used for electronic endoscope device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62161338A JPS62161338A (en) | 1987-07-17 |
JPH0658459B2 true JPH0658459B2 (en) | 1994-08-03 |
Family
ID=11501608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61001444A Expired - Lifetime JPH0658459B2 (en) | 1985-11-11 | 1986-01-09 | Illumination light supply device used for electronic endoscope device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0658459B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4884134A (en) * | 1987-10-07 | 1989-11-28 | Olympus Optical Co., Ltd. | Video endoscope apparatus employing device shutter |
US9131861B2 (en) * | 2004-11-30 | 2015-09-15 | Academisch Medisch Centrum | Pulsed lighting imaging systems and methods |
JP2007020763A (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Pentax Corp | Light amount adjusting device and electronic endoscope system |
JP5269346B2 (en) * | 2007-05-10 | 2013-08-21 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Light source device and endoscope device |
JP5537645B2 (en) * | 2010-02-19 | 2014-07-02 | 富士フイルム株式会社 | Electronic endoscope system |
-
1986
- 1986-01-09 JP JP61001444A patent/JPH0658459B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62161338A (en) | 1987-07-17 |
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