JP2002159445A - 電子内視鏡装置および電子内視鏡装置のスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スコープ先端部の構成が簡素化されるととも
に、観察部位の形状に応じて光を部位に照射し、画面に
表示される被写体像の明るさを適切にする。 【解決手段】 ビデオスコープ４０内にライトガイド５
０を設ける。ライトガイド５０を２つの光ファイババン
ドル５０Ａ、５０ＢによってＹ字型に形成し、ライトガ
イド５０の入射端５２を光ファイババンドル５０Ａ、５
０Ｂそれぞれの入射端５２Ａ、５２Ｂで分岐し、ライト
ガイド５０の出射端５１を光ファイババンドル５０Ａ、
５０Ｂそれぞれの入射端５１Ａ、５１Ｂを同心円状に配
置することによって形成する。入射端５２Ａ、５２Ｂに
対応するように、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、
１５Ｂを設ける。そして、第１および第２ＬＥＤランプ
１５Ａ、１５Ｂから放射される光を第１および第２ラン
プドライバ１４Ａ、１４Ｂによって別々に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子を有する
ビデオスコープと、撮像素子から読み出される画像信号
を処理してモニタへ映像信号を出力するプロセッサとを
備えた電子内視鏡装置に関し、特に、スコープ先端へ伝
達される光を放射する光源の発光制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、撮像素子を有するビデオスコープ
内には、プロセッサ内の光源から放射された光を観察部
位側のスコープ先端部へ伝達するライトガイド（光ファ
イババンドル）が設けられており、光源から放射され、
ライトガイドを通って先端部側の端面であるライトガイ
ドの出射端から出射した光は、配光レンズを介して観察
部位に照射する。配光レンズは光を拡散させる拡散レン
ズであり、ライトガイドの出射端から出射した光は拡散
しながら観察部位へ到達する。配光レンズにより観察部
位全体に光が照射することでモニタの画面に映し出され
る被写体像では、自動調光機能を働かせることにより、
画面の中央部と周辺部両方とも適切な明るさが得られ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、観察対
象が大腸などの管腔部の場合、画面周辺部が明る過ぎて
中央部の明るさが低下し、また、観察対象が胃壁などの
平面部である場合、中央部付近が極端に明る過ぎてハレ
ーションが生じる恐れがある。このように、観察対象の
形状の違いによって画面に映し出される被写体像の明る
さに偏りが生じると、患部の観察や処置が困難となる。

【０００４】このような問題点を解決するため、例え
ば、観察部位の周辺部と中央部を別々に照射するため、
開口数の異なる光ファイバーバンドルを組み合わせたラ
イトガイドをＹ字型に構成し、分岐される２つの出射端
から周辺部と中央部へ向けて光を照射させる方法が知ら
れている（特開平９−６６０２０号参照）。光量調整に
関しては、２つの出射端から出射する光の強度を別々に
調整するため、ライトガイドの入射端と光源との間に移
動可能な遮蔽板を設けている。しかしながら、このよう
な方法では配光レンズを２つ設ける必要があり、先端部
のサイズが大きくなってしまう。また、遮蔽板を使った
光量調整では観察部位に到達する総光量が変化してしま
うととともに、遮蔽された光の分だけランプの光利用効
率低下によるパワーロスが生じる。

【０００５】そこで本発明では、スコープ先端部の構成
が簡素化されるとともに、観察部位の形状に応じて光を
部位に照射し、画面に表示される被写体像の明るさを適
切にすることができる電子内視鏡装置を得ることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
は、被写体像が形成される撮像素子と、撮像素子のある
先端部へ光を伝達するライトガイドとを有するスコープ
と、映像を表示する表示装置が接続されるともにスコー
プが着脱自在に接続されるプロセッサであって、撮像素
子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映像信
号に変換して表示装置へ出力するプロセッサとを備え
る。ライトガイドは、少なくとも２つの光ファイバー束
により構成されるとともに、プロセッサ側にある光ライ
トガイドの入射端が該少なくとも２つの光ファイバー束
の入射端毎に分岐される一方、少なくとも２つの光ファ
イバー束が束ねられることによってスコープの先端側に
あるライトガイドの出射端が１つの出射端として形成さ
れたことを特徴とするライトガイドである。そして、プ
ロセッサは、光源用のランプであって、少なくとも２つ
の光ファイバー束の入射端それぞれに対応するように配
置され、少なくとも２つの光ファイバー束の入射端へそ
れぞれ光を放射するランプと、ランプの出力を制御し
て、ライトガイドの入射端に入射する光の光量を少なく
とも２つの光ファイバー束毎に調整する光量制御手段と
を有することを特徴とする。

【０００７】ライトガイドの入射端が少なくとも２つに
分岐され、各入射端に応じてランプの出力が制御される
ことにより、単一の光源による光の放射に比べ、ライト
ガイドの出射端から出射する光の輝度分布（強度分布）
を一様でない分布とすることができる。したがって、観
察部位の形状に応じて少なくとも２つの光ファイバー束
毎に入射する光の光量を定めることで、画面に映し出さ
れる被写体像は画面全体で適切な明るさに維持される。
また、ライトガイドの出射端が１つであるため、配光レ
ンズは１つだけで済み、スコープ先端の構成が簡素化さ
れる。光源のサイズを小型化し、ライトガイドの入射端
へ効率良く光を放射すため、ランプは発光ダイオードか
らなることが望ましい。

【０００８】観察部位の出射方向に沿った中心部とその
周辺部に照射する光の強度をそれぞれ別々に調整するた
め、ライトガイドの出射端は、少なくとも２つの光ファ
イバー束それぞれの出射端が同心円状に配置されること
によって形成されていることが望ましい。

【０００９】好ましくは、ライトガイドは、第１および
第２の光ファイバー束によって構成される。この場合、
第１の光ファイバー束の出射端である第１出射端と第２
の光ファイバー束の出射端である第２出射端によって形
成されるライトガイドの出射端は、第１出射端がライト
ガイドの出射端の中心部となり、第２出射端が第１出射
端を囲うように第１および第２出射端が同心円状に配置
されることによって形成されることが望ましい。それに
応じて、ランプは、第１の光ファイバー束の入射端であ
る第１入射端と第２の光ファイバー束の入射端である第
２入射端それぞれに対応するように配置される第１およ
び第２の発光ダイオードランプとを有することが望まし
く、光量制御手段は、第１および第２の発光ダイオード
ランプの出力をそれぞれ別々に調整する。

【００１０】画面に映し出される被写体像の明るさが全
体的に均一な明るさとするため、発光量御手段は、ライ
トガイドの出射端から出射した後被写体に反射して撮像
素子の撮像面（受光面）に到達する光の照度分布がほぼ
一様な分布となるように、第１および第２の発光ダイオ
ードランプの出力を調整することが望ましい。ただし、
撮像素子の撮像面に到達する光の照度分布は、撮像素子
から読み出される画像信号の電圧レベル（蓄積電荷量の
分布）分布を意味する。通常、スコープは、ライトガイ
ドの出射端および撮像素子の先端部側にそれぞれ配置さ
れるとともに、それぞれ固有の照度分布特性をそれぞれ
有する配光レンズと対物レンズとを有する。ただし、配
光レンズの光の照度分布特性は、一様な輝度分布の光が
配光レンズ４３に入射したときの被写体の照射面上にお
ける照度分布の特性を表し、対物レンズの光の照度分布
特性は、一様な輝度分布の光が対物レンズに入射したと
きの撮像素子の撮像面に到達する光の照度分布の特性を
表す。この場合、配光レンズ、対物レンズの照度分布特
性を考慮して、光量制御手段は、ライトガイドの出射端
から出射して配光レンズを介して被写体に照射した光が
反射して対物レンズを介して撮像素子に到達するときの
撮像素子の撮像面における光の照度分布がほぼ一様な分
布となるように、第１および第２の発光ダイオードラン
プの出力を調整することが望ましい。

【００１１】一方、ライトガイドの出射端における同心
円状配列とは別の形状として、ライトガイドの出射端の
領域を分割するように少なくとも２つの光ファイバー束
の出射端がそれぞれ扇状に形成されていることが望まし
い。これにより、各光ファイバー束の出射端の向く方向
の被写体の領域についてそれぞれ別々に光の強度を調整
することができる。

【００１２】好ましくは、ライトガイドは、第１および
第２の光ファイバー束によって構成される。この場合、
第１の光ファイバー束の出射端である第１出射端と第２
の光ファイバー束の出射端である第２出射端によって形
成されるライトガイドの出射端が、半円状の第１出射端
および第２出射端によって形成され、ランプは、第１の
光ファイバー束の入射端である第１入射端と第２の光フ
ァイバー束の入射端である第２入射端それぞれに対応す
るように配置される第１および第２の発光ダイオードラ
ンプとを有し、光量制御手段は、第１および第２の発光
ダイオードランプの出力をそれぞれ別々に調整すること
が望ましい。

【００１３】映し出される被写体像を第１および第２の
光ファイバー束の出射端の方向にそれぞれ沿って２等分
したときに一方の領域が他方の領域との明るさに差が生
じないようにするため、光量制御手段は、表示装置に表
示される被写体像の明るさが前記撮像素子の撮像面の第
１出射端に対応する第１領域と第２出射端に対応する第
２領域に関して対称性をもつように、第１および第２の
発光ダイオードランプの出力を調整することが望まし
い。被写体の形状が非対称的な形状（一方が窪んでいる
ような形状）である場合にでも適切な明るさで被写体像
が表示される。

【００１４】常に被写体像の明るさを適正な状態にする
ため、プロセッサは、撮像素子から所定時間間隔毎に読
み出される画像信号に基づいて、第１領域の輝度値と第
２領域の輝度値とをそれぞれ算出する輝度値算出手段を
有することが望ましく、光量制御手段は、第１領域の輝
度値と第２領域の輝度値との差が所定値以上ある場合、
第１領域の輝度値と第２領域の輝度値とが実質的に等し
くなるように、第１および第２の発光ダイオードランプ
の出力を調整することが望ましい。

【００１５】本発明の電子内視鏡装置のスコープは、被
写体像が形成される撮像素子と、撮像素子のある先端部
の方向へ光を伝達するライトガイドとを有し、映像を表
示する表示装置が接続されるとともに、撮像素子から読
み出される被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換
して表示装置へ出力するプロセッサに着脱自在に接続さ
れる電子内視鏡装置のスコープある。そして、ライトガ
イドは、少なくとも２つの光ファイバー束により構成さ
れとともに、プロセッサ側にある光ライトガイドの入射
端が該少なくとも２つの光ファイバー束の入射端毎に分
岐される一方、少なくとも２つの光ファイバー束が束ね
られることによってスコープの先端側にあるライトガイ
ドの出射端が１つの出射端として形成されることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して本発明
の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。

【００１７】図１は、第１の実施形態である電子内視鏡
装置を示した正面図である。

【００１８】ビデオスコープ４０は、プロセッサ１０へ
着脱自在に接続可能であり、プロセッサ１０には観察画
像が表示されるモニタ３０が接続される。検査、手術等
が行われる間、ビデオスコープ４０の挿入部４９が体内
へ挿入される。ビデオスコープ４０のコネクタ部４６の
先端には、光源用差込口４７Ａ、４７Ｂと電気コネクタ
４６Ｂが取りつけられている。

【００１９】ビデオスコープ４０内には、プロセッサ１
０内にある光源用のランプ（ここでは図示せず）をビデ
オスコープ４０の先端部４８まで伝達するライトガイド
（ここでは図示せず）が設けられており、光源用差込口
４７Ａ、４７Ｂの端部４７ＡＴ、４７ＢＴは、それぞれ
ライトガイドの入射端となる。プロセッサ１０における
ビデオスコープ４０が装着される接続部２１には、挿入
口２２Ｂと電気ソケット２２Ａが設けられ、光源用差込
口４７Ａ、４７Ｂがプロセッサ１０の挿入口２２Ｂに指
し込まれるとともに、電気コネクタ４６Ｂが電気ソケッ
ト２２Ａに装着される。プロセッサ正面には電源スイッ
チＰＷ、パネルスイッチ１８が設けられており、パネル
スイッチ１８は自動調光時の参照値設定などを行うため
にオペレータによって操作される。

【００２０】図２は、電子内視鏡装置のブロック図であ
り、図３は、ライトガイドの出射端を概略的に示した正
面図である。

【００２１】ビデオスコープ４０内に設けられた、ビデ
オスコープ４０の先端部４８へ光を伝達するライトガイ
ド５０は、２つの光ファイババンドル５０Ａ（第１の光
ファイバー束）、光ファイババンドル（第２の光ファイ
バー束）５０Ｂによって構成され、Ｙ字型に形成されて
いる。ライトガイド５０の出射端５２は２つに分岐され
ており、光ファイババンドル５０Ａ、５０Ｂの入射端
が、それぞれライトガイドの入射端５２Ａ、５２Ｂとな
る。

【００２２】プロセッサ１０内には、ライトガイド５０
の入射端５２Ａ、５２Ｂに対応するようにランプ１５を
構成する第１ＬＥＤランプ（第１発光ダイオードラン
プ）１５Ａ、第２ＬＥＤランプ１５（第２発光ダイオー
ドランプ）Ｂがそれぞれ設けられている。第１および第
２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂは、複数の発光ダイオー
ドによって構成され、それぞれ第１ランプドライバ１４
Ａ、第２ランプドライバ１４Ｂによって点灯される。第
１ＬＥＤランプ１５Ａから放射される光はライトガイド
５０の一方の入射端５２Ａに入射し、第２ＬＥＤランプ
１５Ｂから放射される光は他方の入射端５２Ｂに入射す
る。第１ＬＥＤランプ１５Ａ、第２ＬＥＤランプから放
射される平行光は、漏れることなくほとんどすべてそラ
イトガイド５０の入射端５２Ａ、入射端５２Ｂにそれぞ
れ入射する。

【００２３】２つの光ファイババンドル５０Ａ、５０Ｂ
は、ビデオスコープ４０内の先端部４８に側において一
本のファイバーケーブルとして束ねられており、ライト
ガイド５０の出射端５１は、光ファイババンドル５０Ａ
の出射端（第１出射端）５１Ａと光ファイババンドル５
０Ｂの出射端（第２出射端）５１Ｂによって１つの出射
面として形成されている。光ファイババンドル５０Ａの
入射端５２Ａに入射した光はすべて光ファイババンドル
５０Ａ内を通って出射端５１Ａから出射する。同様に、
光ファイババンドル入射端５２Ｂに入射した光はすべて
光ファイババンドル５０Ａ内を通って出射端５１Ａから
出射する。なお、光ファイババンドル５０Ａ、５０Ｂ
は、ともにコアとクラッドにより構成される多数の極細
ファイバにより形成される。

【００２４】図３に示すように、ライトガイド５０の出
射端５１は、出射端５１Ａと出射端５１Ｂが同心円状に
配置されるように形成され、出射端５１Ａの中心部には
光ファイババンドル５０Ａの出射端５１Ａ、その周辺部
には光ファイババンドル５０Ｂの出射端５１Ｂが配置さ
れる。また、ビデオスコープ４０の先端部４８では、光
を拡散させるための配光レンズ４３がライトガイド５０
の出射端５１の前面（先端側）に配置される。第１ＬＥ
Ｄランプ１５Ａから放射されて出射端５１Ａから出射す
る光は、配光レンズ４３を通して先端部４８の中心方向
に沿って観察部位Ｓを照射する。この出射端５１Ａから
の光によって照射された部分は、モニタ３０に表示され
る被写体像の画面中心付近となる。一方、第１ＬＥＤラ
ンプ１５Ｂから放射されて出射端５１Ｂから出射する光
は、第１ＬＥＤランプ１５Ａからの光によって照射され
た観察部位Ｓの部分の周辺を照射する。この出射端５１
Ｂからの光によって照射された部分は、モニタ３０に表
示される被写体像の周辺付近となる。

【００２５】観察部位Ｓで反射した光は、対物レンズ４
１を介して撮像素子の１つであるＣＣＤ４２に到達す
る。これにより、観察部位Ｓの画像（被写体像）がＣＣ
Ｄ４２の受光面に形成される。本実施形態では、カラー
撮像方式として同時単板方式が適用されており、シアン
（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）、グリ
ーン（Ｇ）の色要素からなる補色カラーフィルタが受光
面の上に配置されている。ＣＣＤ４２では、被写体像に
応じた画像信号が光電変換によって発生する。ＣＣＤ４
２はＣＣＤドライバ５９によって駆動され、補色フィル
タを通過した色に応じた画像信号は１フレーム毎に順次
まとめて読み出され、初期回路４４へ送られる。初期回
路４４において増幅処理などが施された画像信号は、プ
ロセッサ１０内の信号処理回路１１へ出力される。な
お、ここではカラーテレビジョン規格としてＮＴＳＣ方
式が適用されており、１フレーム分の画像信号は１／３
０秒間隔毎にＣＣＤ４２から読み出される。

【００２６】信号処理回路１１では、ノイズ除去、Ａ／
Ｄ変換などの処理が送られてくる画像信号に対して施さ
れる。さらに、信号処理回路１１では、１フレーム分の
画像信号に基づいて輝度値が算出され、後述するよう
に、モニタ３０に表示される観察部位Ｓの画像の輝度信
号が求められる。デジタル化された画像信号はビデオプ
ロセス回路１２へ送られ、輝度信号はシステムコントロ
ール回路１３へ送られる。

【００２７】ビデオプロセス回路１２では、デジタル化
された画像信号に対してアナログ変換などが施され、ア
ナログ化された画像信号はＮＴＳＣコンポジット信号な
どの映像信号に変換される。映像信号がモニタ３０へ出
力されることにより、観察部位Ｓの画像がモニタ３０の
画面に映し出される。

【００２８】ＣＰＵ（図示せず）やメモリであるＲＯ
Ｍ、ＲＡＭを含むシステムコントロール回路１３は、プ
ロセッサ１０およびビデオスコープ４０を制御する。シ
ステムコントロール回路１３では、第１ランプドライバ
１４Ａ、第２ランプドライバ１４Ｂに対して制御信号が
出力され、制御信号に基づいて第１および第２ランプド
ライバ１４Ａ、１４Ｂから第１および第２ＬＥＤランプ
１５Ａ、１５Ｂへそれぞれ点灯させるための電流が流れ
る。制御信号に基づき、第１および第２ＬＥＤランプ１
５Ａ、１５Ｂから放射される光の強度（光量）が別々に
調整される。タイミングジェネレータ１７では、ＣＣＤ
ドライバ５９、初期回路４４、信号処理回路１１等の各
回路に対してクロックパルスが出力され、このクロック
パルスに応じて各回路における画像信号の処理タイミン
グが調整される。

【００２９】ＥＥＰＲＯＭ４７には、ビデオスコープ４
０に関するデータ（ビデオスコープ４０のタイプ又は名
称、ＣＣＤ４２の画素数などの電気的特性など）があら
かじめ記憶されており、ビデオスコープ４０がプロセッ
サ１０に接続されると、自動的にそのデータがＥＥＰＲ
ＯＭ４７から読み出され、システムコントロール回路１
３へ送られる。パネルスイッチ１８において自動調光の
参照輝度値が設定されると、その設定値に応じた信号が
システムコントロール回路１３へ送られる。また、シス
テムコントロール回路１３では、送られてきたビデオス
コープ４０のタイプに関するデータがスコープタイプ別
の配光レンズおよび対物レンズの照度分布特性が示され
たルックアップテーブルで照合され、接続されたビデオ
スコープ４０の配光レンズ４３および対物レンズ４１の
各照度分布特性のデータが抽出される。

【００３０】図４は、ライトガイド５０の出射端５１と
配光レンズ４３と、観察部位Ｓの断面形状を示した図で
あり、図５は、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１
５Ｂから放射された光が観察部位Ｓに照射して反射し、
その反射した光がＣＣＤ４２に到達するまでの光の照度
分布、輝度分布等を示した図である。図４、図５を用い
て、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放
射される光の輝度分布とＣＣＤ４２に到達する光の照度
分布との関係について説明する。なお、ここでは観察部
位Ｓは平面形状であり、また、第１ＬＥＤランプ１５Ａ
から放射される光の強度と第２ＬＥＤランプ１５Ｂから
放射される光の強度は等しい。また、図４では、配光レ
ンズ４３により観察部位Ｓを照射する光路と観察部位Ｓ
からの反射光の光路を便宜上重ねて描いており、その反
射光路上にここでは対物レンズ４１とＣＣＤ４２が破線
で示されている。

【００３１】第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂから放射される光の強度分布（輝度分布）、すなわち
ライトガイド５０の入射端５２Ａ、５２Ｂにそれぞれ入
射する光の輝度分布は、図５に示すように、入射端５２
Ａ、５２Ｂの中心軸に垂直な方向ｒ１、ｒ２に沿って一
様な分布である。ただし、ライトガイド５０の入射端５
２Ａ、５２Ｂにそれぞれ入射する光の輝度は入射端全域
ですべて等しく、入射端５２Ａ、５２Ｂの中心軸に垂直
な方向であれば方向ｒ１、ｒ２以外の分布も同様な一様
分布となる。以下では、第１および第２ＬＥＤランプ１
５Ａ、１５Ｂから放射される光の強度分布をそれぞれ輝
度分布Ｄ１、Ｄ２で表し、輝度の大きさをＩで表す。

【００３２】第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂから放射される光は平行光であり、ライトガイド５０
に入射した光は全反射しながら減衰せずに進行するた
め、出射端５１から出射する光の輝度分布Ｌ０は方向ｒ
に沿って一様分布となる。ただし、ライトガイド５０の
出射端５１の中心軸を通る方向ｒは、ライトガイド５０
の入射端５２Ａ、５２Ｂの中心軸を通る方向ｒ１、ｒ２
に対応する。上述したように、ライトガイド５０の出射
端５１では、第１ＬＥＤランプ１５Ａに対応する出射端
５１Ａと第２ＬＥＤランプ１５Ｂに対応する出射端５１
Ｂとが同心円状に配置されていることから、破線で示す
輝度分布Ｄ’１は輝度分布Ｄ１に対応し、輝度分布Ｄ’
１の両側の輝度分布Ｄ’２は輝度分布Ｄ２に対応する。

【００３３】図５に示す配光レンズ４３による光の照度
分布特性Ｍ０は、破線Ｍ０’で表される一様な輝度分布
の光が配光レンズ４３に入射したときの観察部位Ｓの照
射面上における照度分布を表す。観察部位Ｓの照射面上
における照度分布は、出射端５１における中心軸Ｕと観
察部位Ｓとの交点ＳＣを中心とし、方向ｒに沿ったライ
ンに沿って表された照度分布である。配光レンズ４３は
中心軸Ｕに関して回転対称性を有するレンズであり、方
向ｒ以外の照度分布特性も同様の曲線分布となる。ここ
では、照度の大きさをＩ’で表し、観察部位Ｓの照射面
上において交点ＳＣからの距離をθで表す。なお、θは
配光レンズ４３の射出面４３Ｂにおいて出射端５１の中
心軸Ｕが通る基準点ＢＲと、基準点ＢＲと求める観察部
位Ｓの照射面上の位置（例えば、位置ＳＧ）とのなす角
を表す。

【００３４】照度分布特性Ｍ０からわかるように、配光
レンズ４３の中心から離れた位置を通過した光の輝度は
配光レンズ４３による拡散の影響によって小さくなる。
ここでは出射端５１から出射する光の輝度分布Ｌ０は一
様であることから、配光レンズ４３を通過した光が観察
部位Ｓに照射した時の照度分布Ｚ０は、中心ＳＣ付近の
照度が大きく、周辺部分の照度が小さい分布曲線とな
る。

【００３５】図５に示す対物レンズ４１の光の照度分布
特性Ｊ０は、破線Ｊ０’で表される一様な輝度分布の光
が対物レンズ４１に入射したときのＣＣＤ４２の受光面
における照度分布の特性を表す。ここでの照度分布は、
ＣＣＤ４２から読み出される画像信号の電圧レベル（す
なわち、所定時間における蓄積電荷量）分布を示し、そ
の大きさをＩ”で表す。照度分布特性Ｊ０は、ＣＣＤ４
２の受光面の中心を通り方向ｒに沿った方向Ｘに沿った
分布曲線である。ただし、対物レンズ４１、ＣＣＤ４２
の中心を通る軸Ｕ’がライトガイド５０の出射端５１に
おける中心軸Ｕと平行となるように、対物レンズ４１、
ＣＣＤ４２が配置されているものとする。対物レンズ４
１の照度分布特性Ｊ０は、配光レンズ４３の照度分布特
性Ｍ０と同じ傾向のものであり、観察部位Ｓの平面で反
射した光の照度分布が一様である場合に、その光がＣＣ
Ｄ４２に到達すると、受光面の中心Ｘ０から離れた周辺
部分の照度が低下する。照度分布Ｚ０で表される光がＣ
ＣＤ４２の受光面に到達することから、ＣＣＤ４２の受
光面における光の照度分布Ｐ０は、図５に示すように、
受光面の中心Ｘから離れた受光面の両端付近で極端に照
度が小さい分布曲線となる。

【００３６】このように第１および第２ＬＥＤランプ１
５Ａ，１５Ｂから放射される光の輝度分布を等しくする
と、配光レンズ４３、対物レンズ４１の照度分布特性に
より、ＣＣＤ４２の受光面に到達する光の照度分布が一
様とならない。その結果、モニタ３０の画面上では、画
面の周辺部と画面中央付近の明るさが異なる映像が映し
出される。さらに、観察部位Ｓの形状が、球面状であ
り、あるいは管腔状（管状）である場合、ＬＥＤランプ
１５Ａ、１５Ｂから同じ輝度分布の光を放射するだけで
は所望する明るさ分布となる映像を得ることができな
い。

【００３７】本実施形態では、ＣＣＤ４２の受光面にお
ける光の照度分布、すなわちＣＣＤ４２から読み出され
る画像信号の電圧レベル分布の積分値が一様となるよう
に、観察対象の形状に応じてＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂから放射される光の強度がそれぞれ別々に適宜調整さ
れる。

【００３８】図６〜図１１を用いて、ＬＥＤランプ１５
Ａ、１５Ｂからそれぞれ放射される光の強度について説
明する。本実施形態では、観察部位Ｓの形状として、平
面状、球面状、および管腔形状が考慮され、それぞれの
形状に対応するようにＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂの発
光強度、すなわち出力が調整される。

【００３９】通常、観察対象に応じてビデオスコープは
使い分けられており、これらのビデオスコープに搭載さ
れる光学系としては、主に大腸などの管腔形状の部位を
観察するのに適した光学系や、おもに胃などの平面状あ
るいは球面状の部位を観察するのに適した光学系があ
る。すなわち、観察部位の形状に応じて配光レンズ、対
物レンズの照度分布特性も対応させるのが望まれる。以
下では、胃などの上部消化管を観察するためのスコープ
をタイプＡのビデオスコープ４０、上部消化管、下部消
化管以外の部位を観察するスコープをタイプＢのビデオ
スコープ４０、大腸などの下部消化管を観察するための
スコープをタイプＣのビデオスコープ４０と表し、それ
ぞれの形状に対応して駆動制御されるＬＥＤランプ１５
Ａ、１５Ｂから放射される光によるＣＣＤの受光面での
照度分布について説明する。

【００４０】図６は、タイプＡのビデオスコープ４０と
胃内部などの球面形状である観察部位Ｓを示した図であ
り、図７は、球面形状に対応して第１および第２ＬＥＤ
ランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度分布、球
面における照度分布、ＣＣＤ４２における受光面の照度
分布を示した図である。

【００４１】図６に示すように、観察部位Ｓが球面状で
ある場合、タイプＡのビデオスコープ４０内にある配光
レンズ４３Ａの射出面４３ＡＢの基準点ＢＲから中心軸
Ｕに沿った観察部位Ｓの中心ＳＣまでの距離と、出射面
４３Ｂから観察部位Ｓの中心ＳＣから離れた周辺部まで
の距離とは略等しい。このような球面形状により、タイ
プＡのビデオスコープ４０内に設けられた配光レンズ４
３Ａ、対物レンズ４１Ａの照度分布特性は、図７に示す
ような照度分布Ｍ１およびＪ１に定められる。

【００４２】第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂの輝度分布Ｅ１、Ｅ２からわかるように（図７参
照）、第１ＬＥＤランプ１５Ａの輝度ＩＥ１は、第２Ｌ
ＥＤランプ１５Ｂの輝度ＩＥ２に比べて小さい。したが
って、ライトガイド５０の出射端５１での輝度分布Ｌ１
は、出射面５１の中心部の輝度が小さく、出射面５１の
周上付近の輝度が大きい輝度分布となる。出射端５１か
ら出射した光が照度分布特性Ｍ１の配光レンズ４３Ａを
通過すると、球面状の観察部位Ｓの照度分布Ｚ１は、図
７に示すような曲線分布となる。そして、観察部位Ｓの
球面において反射し、対物レンズ４１Ａを通ってＣＣＤ
４２の受光面に到達した光の照度分布Ｐ１は、ほぼ一様
な分布となる。

【００４３】このように球面状の観察部位Ｓに対応する
タイプＡのビデオスコープ４０を使用する場合、第１Ｌ
ＥＤランプ１５Ａに比べて第２ＬＥＤランプ１５Ｂから
放射される光の輝度が大きくなるように、第１および第
２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂが制御される。換言する
と、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放
射される光の輝度の大きさＩＥ１、ＩＥ２は、ＣＣＤ４
２の受光面での輝度分布がほぼ一様分布となるような輝
度に定められる。

【００４４】図８は、上部消化管、下部消化管以外の観
察部位のうちで平面形状である観察部位Ｓを示した図で
あり、図９は、平面形状に対する第１および第２ＬＥＤ
ランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度分布、平
面における照度分布、ＣＣＤ４２における受光面の照度
分布を示した図である。

【００４５】図８に示すように、観察部位Ｓの形状が照
射光軸（中心軸Ｕ）方向にほぼ垂直な方向に沿って平面
形状である場合、タイプＢのビデオスコープ４０に設け
られた配光レンズ４３Ｂの射出面４３ＢＢの基準点ＢＲ
から中心軸Ｕに沿った観察部位Ｓの中心ＳＣまでの距離
と比べ、基準点ＢＲから観察部位Ｓの中心ＳＣから離れ
た位置（ここでは、位置ＳＲで表す）までの距離が長
い。そして、タイプＢのビデオスコープ４０内に設けら
れる配光レンズ４３Ｂ、対物レンズ４１Ｂは、平面形状
を考慮して図９に示すような照度分布特性Ｍ２、Ｊ２を
それぞれ有する。

【００４６】第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂから放射される光の輝度分布Ｆ１、Ｆ２からわかるよ
うに（図９参照）、第１ＬＥＤランプ１５Ａから放射さ
れる光の輝度ＩＦ１は、第２ＬＥＤランプ１５Ｂから放
射される光の輝度ＩＦ２よりも小さい。この輝度の差Δ
Ｄは、観察部位Ｓが球面状である場合の輝度差よりも大
きい（図７、図９参照）。このとき、ライトガイド５０
の出射端５１における輝度分布Ｌ２が出射端５１の中心
付近が極端に小さく、周上付近で大きくなるように、第
１および第２ランプ１５Ａ、１５Ｂが制御される。この
ような輝度分布Ｌ２による光が配光レンズ４３Ｂを通っ
て観察部位Ｓに照射すると、その平面の照度分布Ｚ２
は、図９に示すような曲線分布となる。そして、ＣＣＤ
４２の受光面における光の照度分布Ｐ２は、実質的にほ
ぼ一様な分布となる。

【００４７】図１０は、大腸内部などの管腔形状である
観察部位Ｓを示した図であり、図１１は、管腔形状に対
するＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝
度分布、管腔における照度分布、ＣＣＤ４２における受
光面の照度分布を示した図である。

【００４８】図１０に示すように、観察部位Ｓが管腔状
である場合、出射端５１から出射した光は観察部位Ｓの
内壁に反射する一方、出射端５１の中心軸Ｕに沿って進
行する光はほとんど反射しない。このような観察部位Ｓ
の形状に応じて、タイプＣのビデオスコープ４０内に設
けられる配光レンズ４３Ｃおよび対物レンズ４１Ｃは、
図１０に示すような照度分布特性Ｍ３、Ｊ３をそれぞれ
有する。

【００４９】第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂから放射される光の輝度分布Ｇ１、Ｇ２からわかるよ
うに（図１１参照）、第１ＬＥＤランプ１５Ｂから放射
される光の輝度ＩＧ１は、第１ＬＥＤランプ１５Ａから
放射される光の輝度ＩＧ２よりも大きくなるように調整
される。そのため、ライトガイド５０の出射端５１にお
ける光の輝度分布Ｌ３は、中心軸Ｕ付近では輝度が大き
く、周上付近では輝度が小さくなる。輝度分布Ｌ３の光
が配光レンズ４３Ｃを介して管腔状の観察部位Ｓに照射
されたときの照度分布Ｚ３は、中心軸Ｕに沿った中心位
置ＳＣ付近で照度が大きく、観察部位Ｓの内壁付近の周
辺部で照度が小さい。そして、ＣＣＤ４２の受光面にお
ける光の照度分布Ｐ３は、実質的にほぼ一様な分布とな
る。

【００５０】図１２は、プロセッサ全体の動作を示すメ
インルーチンである。プロセッサ１０の電源がＯＮ状態
になると、メインルーチンが実行開始される。

【００５１】ステップ１０１では、絞りやＬＥＤランプ
１５Ａ、１５Ｂなどが初期値に設定される。ステップ１
０２では、後述するスコープ関連の処理が実行される。
ステップ１０３では、その他の処理、たとえば日付表示
処理などが実行される。電源がＯＦＦ状態になるまで、
繰り返しステップ１０２、１０３が実行される。

【００５２】図１３は、スコープ接続にしたがって第１
および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される
光の強度を調整する発光調整動作を示したステップ１０
２のサブルーチンである。ここでは、先に示したタイプ
Ａ、Ｂ、Ｃのビデオスコープ４０がプロセッサ１０に適
宜接続される。

【００５３】ステップ２０１では、ビデオスコープ４０
が取り外されているか否かが判定される。すなわち、観
察部位を変更して新たなタイプのビデオスコープ４０へ
交換するため今まで接続されていたビデオスコープ４０
が取り外されたか否かが判定される。ビデオスコープ４
０が取り外されていると判断されると、ステップ２０２
に進む。一方、ビデオスコープ４０が取り外されておら
ず、接続されたままであると判断された場合、このルー
チンは終了する。

【００５４】ステップ２０２では、ビデオスコープ４０
が新たに接続されたか否かが判定される。すなわち、ビ
デオスコープ４０がプロセッサ１０から取り外された状
態から新たにビデオスコープ４０が接続されたか否かが
判定される。新たにビデオスコープ４０が接続されたと
判断されると、ステップ２０３へ進む。一方、取り外さ
れた後ビデオスコープ４０はまだプロセッサ１０に接続
されていないと判断された場合、接続されるまで繰り返
しステップ１０２が実行される。

【００５５】ステップ２０３では、接続されたビデオス
コープ４０内のＥＥＰＲＯＭ４７からスコープのタイプ
の情報が含まれたデータが読み出され、システムコント
ロール回路１３へ送られる。そして、ステップ２０４で
は、接続されたビデオスコープ４０がタイプＡであるか
否かが判定される。

【００５６】ステップ２０４において接続されたビデオ
スコープ４０がタイプＡであると判断された場合、ステ
ップ２０８に移る。ステップ２０８では、第１および第
２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度
分布の初期設定がそれぞれ図７に示す輝度分布Ｅ１、Ｅ
２となるように、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、
１５Ｂの出力が調整される。このとき、第１および第２
ＬＥＤランプ１４Ａ、１４Ｂから第１および第２ＬＥＤ
ランプ１５Ａ、１５Ｂへ送られる電流が輝度分布Ｅ１、
Ｅ２に応じた値に設定される。ステップ２０８が実行さ
れると、このサブルーチンは終了し、図１２のステップ
１０２へ戻る。一方、ステップ２０４において接続され
たビデオスコープ４０がタイプＡではないと判断された
場合、ステップ２０５に移る。ステップ２０５では、接
続されたビデオスコープ４０がタイプＢであるか否かが
判定される。

【００５７】ステップ２０６において接続されたビデオ
スコープ４０がタイプＢであると判断された場合、ステ
ップ２０６に移る。ステップ２０６では、第１および第
２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度
分布の初期設定がそれぞれ輝度分布Ｆ１、Ｆ２（図９参
照）となるように、第１および第２ＬＥＤランプ１５
Ａ、１５Ｂの出力が調整される。ステップ２０６が実行
されると、このサブルーチンは終了し、図１２のステッ
プ１０２へ戻る。一方、ステップ２０６において、接続
されたビデオスコープ４０がタイプＢではないと判断さ
れた場合、ステップ２０７に移る。

【００５８】ステップ２０７では、第１および第２ＬＥ
Ｄランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度分布の
初期設定がそれぞれ輝度分布Ｇ１、Ｇ２（図１１参照）
となるように、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１
５Ｂの出力が調整される。ステップ２０７が実行される
と、このサブルーチンは終了し、図１２のステップ１０
２へ戻る。

【００５９】一度スコープが接続されると、スコープが
取り外されない限り、スコープが接続された時に実行さ
れた第１ＬＥＤランプ１５Ａ，第２ＬＥＤランプ１５Ｂ
の発光の設定が維持される。

【００６０】図１４は、自動調光を実行する割り込みル
ーチンである。この割り込みルーチンは、ＮＴＳＣ方式
の場合には、１／３０秒間隔毎に図１２のメインルーチ
ンに割り込んで実行される。

【００６１】ステップ３０１では、ＬＥＤランプ１５
Ａ、１５Ｂが点灯しているか否かが判定される。ＬＥＤ
ランプ１５Ａ，１５Ｂが点灯されていると判断された場
合、ビデオスコープ４０がプロセッサ１０に接続され、
ＣＣＤ４２から画像信号が読み出されているとみなさ
れ、ステップ３０２に進む。一方、第１および第２ＬＥ
Ｄランプ１５Ａ，１５Ｂが点灯されていないと判断され
た場合、ビデオスコープ４０がプロセッサ１０に接続さ
れておらず、ＣＣＤ４２から画像信号が読み出し不可能
とみなされ、この割り込みルーチンは終了する。

【００６２】ステップ３０２では、ＣＣＤ４２から読み
出される画像信号に基づいて求められた１フレーム分の
輝度データから、代表輝度値が算出される。輝度データ
は、モニタ３０に表示される被写体像を構成する各画素
の１フレーム分の輝度レベルが表されたデータである。
ただし、輝度レベルの範囲は０〜２５５であり、各画素
の輝度値は２５６段階に分類されている。そして、この
輝度データに基づいて、代表輝度値Ｙｓが算出される。
ここでの代表輝度値は、各画素の輝度レベルの平均値で
ある。代表輝度値Ｙｓが算出されると、ステップ３０３
に進む。

【００６３】ステップ３０３では、代表輝度値Ｙｓと参
照輝度値Ｙｒとの差｜Ｙｓ−Ｙｒ｜が許容値Ｃ０（ここ
では、許容値Ｃ０＝５）よりも小さいか否かが判定され
る。ここでの参照輝度値Ｙｒは１２８である。代表輝度
値Ｙｓと参照輝度値Ｙｒとの差｜Ｙｓ−Ｙｒ｜が許容値
Ｃ０よりも小さい、すなわち実質的に代表輝度値Ｙｓと
参照輝度値Ｙｒとが等しいと判断された場合、割り込み
ルーチンは終了する。一方、代表輝度値Ｙｓと参照輝度
値Ｙｒとの差｜Ｙｓ−Ｙｒ｜が許容値Ｃよりも小さくな
いと判断されると、ステップ３０４へ進む。ステップ３
０４では、代表輝度値Ｙｒが参照輝度値Ｙｓよりも大き
いか否かが判定される。

【００６４】ステップ３０４において代表輝度値Ｙｒが
参照輝度値Ｙｓよりも大きいと判断された場合、ステッ
プ３０５に進む。ステップ３０５では、代表輝度値Ｙｒ
と参照輝度値Ｙｓとの差の分だけ第１および第２ＬＥＤ
ランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度が下がる
ように（暗くなるように）、第１および第２ランプドラ
イバ１４Ａ、１４Ｂから第１および第２ＬＥＤランプ１
５Ａ、１５Ｂへ送られる電流の値が調整される。ステッ
プ３０５が実行されると、割り込みルーチンは終了す
る。一方、ステップ３０４において代表輝度値Ｙｒが参
照輝度値Ｙｓよりも大きくないと判断された場合、ステ
ップ３０６に進む。ステップ３０６では、代表輝度値Ｙ
ｒと参照輝度値Ｙｓとの差の分だけ第１および第２ＬＥ
Ｄランプ１５Ａ、１５Ｂから放射される光の輝度が下が
るように（暗くなるように）、第１および第２ランプド
ライバ１４Ａ、１４Ｂから第１および第２ＬＥＤランプ
１５Ａ、１５Ｂへ送られる電流の値が調整される。ステ
ップ３０６が実行されると、割り込みルーチンは終了す
る。

【００６５】このように第１の実施形態によれば、ライ
トガイド５０が２つの光ファイババンドル５０Ａ、５０
Ｂによって構成されており、ライトガイド５０の入射端
５２が２つの入射端５２Ａ、５２Ｂに分岐される一方、
２つの光ファイババンドルライトガイド５０Ａ、５０Ｂ
を束ねることでライトガイド５０の出射端５１が１つの
出射面として形成される。そして、第１および第２ＬＥ
Ｄランプ１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ入射端５２Ａ、５２
Ｂに対応するように配置され、光ファイババンドル５０
Ａの出射端５１Ａから出射し、画面で観察される観察部
位Ｓの画像の中心付近を照らす光の照度（強度）と、光
ファイババンドル５０Ｂの出射端５１Ｂから出射し、モ
ニタ３０の画面で観察される観察部位Ｓの画像の周辺近
を照らす光の照度（強度）とがそれぞれ別々に調整され
る。これにより、観察部位Ｓの形状、すなわちビデオス
コープ４０のタイプにかかわらず、適正な明るさの被写
体像がモニタ３０で観察される。

【００６６】なお、ライトガイド５０は、３本以上の光
ファイババンドルで構成してもよい。この場合、ライト
ガイド５０の入射端は、ファイババンドルの数だけ設け
られ、各入射端に対応するようにＬＥＤランプが配置さ
れる。

【００６７】次に、図１５〜１９を用いて、第２の実施
形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実
施形態と異なり、ライトガイドの出射端はそれぞれ半円
状に２分割され、被写体像の明るさを所定時間間隔毎に
検出して明るさを調整する。それ以外の構成で第１の実
施形態と同じ構成要素については、同一の符号が伏され
ている。

【００６８】図１５は、第２の実施形態におけるライト
ガイドを示した図であり、図１６はライトガイドの出射
端を示した図である。

【００６９】ライトガイド１５０は、２つの光ファイバ
ーバンドル１５０Ａ、１５０Ｂによって構成されてお
り、第１の実施形態と同じようにＹ字型形状である。ラ
イトガイド１５０の２つの入射端１５２Ａ、１５２Ｂに
は、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放
射された光がそれぞれ入射する。ライトガイド１５０
は、出射端１５１の側で１つに束ねられており、光ファ
イババンドル１５０Ａ、１５０Ｂの出射端１５１Ａ、１
５１Ｂによって１つの出射端１５１が形成される。

【００７０】図１６に示すように、光ファイババンドル
１５０Ａ、１５０Ｂの出射端１５１Ａ、１５１Ｂはそれ
ぞれ半円状に形成され、円状の出射端５１は中心を通る
軸ＡＵに沿って２分割されている。このように出射端１
５１が形成されることにより、光ファイババンドル１５
０Ａの出射端１５１Ａ、光ファイババンドル１５０Ｂの
出射端１５１Ｂの向く観察部位Ｓ上の方向をそれぞれが
別々に照射することができる。

【００７１】図１７は、第２の実施形態における観察部
位Ｓの形状の一例を示した図であり、図１８は、図１７
に示す形状に対するＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放
射される光の輝度分布、照度分布、ＣＣＤ４２における
受光面の照度分布を示した図である。ライトガイド１５
１、配光レンズ１４３、対物レンズ１４１等を有するビ
デオスコープ４０を、ここではタイプＤのスコープとし
て表す。なお、タイプＤのビデオスコープ４０は、タイ
プＡと同じ上部消化管を観察するスコープである。

【００７２】上部消化管観察において観察部位Ｓが図１
７に示すような形状である場合、すなわち、出射端１５
１の中心軸Ｕと観察部位Ｓとの交点ＳＣを境として左右
非対称な形状で、光ファイババンドル１５０Ａに対応す
る観察部位Ｓの部位面Ｓ１の方が、光ファイババンドル
１５０Ｂに対応する観察部位Ｓの部位面Ｓ２に比べて、
配光レンズ１４３（ビデオスコープ４０の先端部４９）
からの距離が長い。

【００７３】図１８に示すように、タイプＤのビデオス
コープ４０における配光レンズ１４３、対物レンズ１４
１の照度分布特性Ｍ４、Ｊ４は、タイプＡのビデオスコ
ープ４０の照度分布特性Ｍ１、Ｊ１と同じである。（図
７参照）。観察部位Ｓの形状が図１７に示す非対称形状
である場合、第１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５
Ｂの輝度分布がそれぞれ輝度分布Ｈ１と輝度分布Ｈ２
（図１８参照）となるように、第１および第２ＬＥＤラ
ンプ１５Ａ、１５Ｂの出力が調整される。輝度分布Ｈ
１、Ｈ２からわかるように、部位面Ｓ２に対応する第２
ＬＥＤランプ１５Ｂから放射される光の輝度ＩＨ２に比
べ、配光レンズ１４３からの距離が遠い部位面Ｓ１に対
応する第１ＬＥＤランプ１５Ａから放射される光の輝度
ＩＨ１が大きい。その結果、ライトガイド１５１の出射
端１５１から出射する光の輝度分布Ｌ４は、図１８に示
すような輝度分布となる。

【００７４】部位面Ｓ１が部位面Ｓ２に比べて配光レン
ズ１４３から離れた距離にあるため、非対称形状の観察
部位Ｓにおける照度分布Ｚ４は、図１８に示すように出
射端１５１の中心軸Ｕに関して対称な分布となる。そし
て、ＣＣＤ４２の受光面における光の照度分布Ｐ２も、
受光面の中心Ｘ０に関して対称な分布となる。

【００７５】図１９は、第２の実施形態において自動調
光を実行する割り込みルーチンである。この割り込みル
ーチンは、ＮＴＳＣ方式に従って、１／３０秒間隔毎に
メインルーチンに割り込んで実行される。

【００７６】ステップ４０１の実行は、図１４のステッ
プ３０１の実行と同じである。すなわちランプ１５の点
灯検出により画像信号が読み出されているとみなし、そ
の場合ステップ４０２に進む。

【００７７】ステップ４０１では、代表輝度値Ｙｓとと
もに、部位面Ｓ１に対応する被写体像の領域の第１領域
代表輝度値Ｙｓａと、部位面Ｓ１に対応する被写体像の
領域の第２領域代表輝度値Ｙｓｂが算出される。ここで
は、モニタ３０の画面の左側半分の領域の平均輝度値が
代表輝度値Ｙｓａとして、画面の右側半分の領域の平均
輝度値が代表輝度値Ｙｓｂとして算出される。

【００７８】ステップ４０３の実行は、図１４のステッ
プ３０３の実行と同じであり、参照輝度値Ｙｒと代表輝
度値Ｙｓとの差｜Ｙｓ−Ｙｒ｜が許容値Ｃ０以下である
か否かが判定される。許容値Ｃ０以下であると判断され
ると、ステップ４０４に移る。

【００７９】ステップ４０４では、第１および第２領域
代表輝度値Ｙｓａ，Ｙｓｂとの差｜Ｙｓａ−Ｙｓｂ｜が
領域差許容値Ｃ１以下であるか否かが判定される。第１
および第２領域代表輝度値Ｙｓａ，Ｙｓｂとの差が領域
差許容値Ｃ１以下である、すなわち部位面Ｓ１に対応す
る明るさと部位面Ｓ２に対応する明るさが実質的に同じ
であると判断された場合、このまま割り込みルーチンは
終了する。一方。第１および第２領域代表輝度値Ｙｓ
ａ，Ｙｓｂとの差が領域差許容値Ｃ１以下でない、すな
わち部位面Ｓ１に対応する明るさと部位面Ｓ２に対応す
る明るさとの差が大きいと判断された場合、ステップ４
０５へ進む。

【００８０】ステップ４０５では、第１領域代表輝度値
Ｙｓａが第２領域代表輝度値Ｙｓｂよりも小さいか否か
が判定される。第１領域代表輝度値Ｙｓａが第２領域代
表輝度値Ｙｓｂよりも小さいと判断されると、ステップ
４０６へ移り、第１および第２領域代表輝度値Ｙｓａ，
Ｙｓｂとの差の分だけ第１ＬＥＤランプ１５Ａの出力が
増加される。一方、第１領域代表輝度値Ｙｓａが第２領
域代表輝度値Ｙｓｂよりも小さくない、すなわち大きい
と判断されると、ステップ４０７へ移り、第１および第
２領域代表輝度値Ｙｓａ，Ｙｓｂとの差の分だけ第２Ｌ
ＥＤランプ１５Ｂの出力が増加される。ステップ４０６
もしくはステップ４０７が実行されると、この割り込み
ルーチンは終了する。

【００８１】一方、ステップ４０３において参照輝度値
Ｙｒと代表輝度値Ｙｓとの差｜Ｙｓ−Ｙｒ｜が許容値Ｃ
０以下ではないと判断されると、ステップ４０８へ進
む。ステップ４０８〜４１０の実行は、図１４のステッ
プ３０４から３０６の実行と同じであり、参照輝度値Ｙ
ｒと代表輝度値Ｙｓとの差の分だけ、第１および第２Ｌ
ＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂの出力が増加、もしくは減少
される。ステップ４０９もしくは４１０が実行される
と、割り込みルーチンは終了する。

【００８２】このように第２の実施形態によれば、ライ
トガイド１５０の出射端１５１がそれぞれ半円状に形成
された光ファイババンドル１５０Ａの出射端１５１Ａと
光ファイババンドル１５０Ｂの出射端１５１Ｂによって
形成され、出射端１５１Ａの向く観察部位Ｓの領域と出
射端１５１Ｂの向く観察部位Ｓの領域には、それぞれ第
１および第２ＬＥＤランプ１５Ａ、１５Ｂから放射され
る光が照射される。そして、第１領域代表輝度値Ｙｓａ
と第２領域代表輝度値Ｙｓｂが算出され、その差が大き
い場合には差がなくなるように第１および第２ＬＥＤラ
ンプ１５Ａ、１５Ｂの出力が調整される。このような構
成により、非対称的な形状の観察部位Ｓにおいても、画
面上において適切な明るさの被写体像を検出することが
できる。

【００８３】タイプＤのビデオスコープ４０は、上部消
化管に対応するスコープであるが、管腔形状に対応する
スコープに対してもライトガイド１５０を設けてもよ
い。

【００８４】ライトガイド１５０は、３つ以上の光ファ
イババンドルによって構成されてもよい。この場合、ラ
イトガイド１５０の出射端は、光ファイババンドルの数
だけある扇状の各光ファイババンドルの出射端により構
成される。すなわち、ライトガイド１５０の出射端の領
域を扇状に分割した出射端によって１つの出射端面が形
成される。この場合、代表輝度値算出に関しては、モニ
タ３０の画面上の領域を光ファイババンドルの数だけ分
割して各領域毎に代表輝度値を算出すればよい。

【００８５】なお、光源として２組のＬＥＤではなく、
２個のキセノンやハロゲンランプで構成し、２つのライ
トガイド入射端に入射される光の強さを２個の絞りなど
で個別にコントロールするようにしてもよい。

【００８６】

【発明の効果】このように本発明によれば、スコープ先
端部の構成が簡素化されるとともに、観察部位の形状に
応じて光を部位に照射し、画面に表示される被写体像の
明るさを適切にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態である電子内視鏡装置を示した
正面図である。

【図２】電子内視鏡装置のブロック図である。

【図３】ライトガイドの出射端を概略的に示した正面図
である。

【図４】ライトガイドの出射端と配光レンズと、観察部
位の断面形状を示した図である。

【図５】第１および第２ＬＥＤランプから放射された光
がＣＣＤに到達するまでの光の照度分布、輝度分布、Ｃ
ＣＤの受光面における照度分布を示した図である。

【図６】球面形状である観察部位と、球面形状に対応す
るビデオスコープを示した図である。

【図７】球面形状に対する光の輝度分布、照度分布、Ｃ
ＣＤの受光面における照度分布を示した図である。

【図８】平面形状である観察部位と、平面形状に対応す
るビデオスコープを示した図である。

【図９】平面形状に対する光の輝度分布、照度分布、Ｃ
ＣＤの受光面における照度分布を示した図である。

【図１０】管腔形状である観察部位と、管腔形状に対応
するビデオスコープを示した図である。

【図１１】管腔形状に対する光の輝度分布、照度分布、
ＣＣＤの受光面における照度分布を示した図である。

【図１２】プロセッサ全体の動作を示すメインルーチン
である。

【図１３】スコープ接続にしたがった発光調整動作を示
すサブルーチンである

【図１４】自動調光動作を示す割り込みルーチンであ
る。

【図１５】第２の実施形態におけるライトガイドを示し
た図である。

【図１６】ライトガイドの出射端を示した図である。

【図１７】第２の実施形態における観察部位の形状の一
例を示した図である。

【図１８】第２の実施形態における観察部位の形状に対
する光の輝度分布、照度分布、ＣＣＤの受光面における
照度分布を示した図である。

【図１９】第２の実施形態における自動調光動作を示す
割り込みルーチンである。

【符号の説明】

１０ プロセッサ １３ システムコントロール回路 １４Ａ 第１ランプドライバ １４Ｂ 第２ランプドライバ １５ ＬＥＤランプ（ランプ） １５Ａ 第１ＬＥＤランプ（第１発光ダイオードラン
プ） １５Ｂ 第２ＬＥＤランプ（第２発光ダイオードラン
プ） ３０ モニタ（表示装置） ４０ ビデオスコープ ４１、４１A、４１B、４１C、１４１ 対物レンズ ４２ ＣＣＤ（撮像素子） ４３、４３A、４３B、４３C 配光レンズ ５０、１５０ ライトガイド ５０Ａ、１５０Ａ 光ファイババンドル（第１の光フ
ァイバー束） ５０Ｂ、１５０Ｂ 光ファイババンドル（第２の光フ
ァイバー束） ５１ 出射端 ５１Ａ、１５１Ａ 第１出射端 ５１Ｂ、１５１Ｂ 第２出射端 ５２ 入射端 ５２Ａ 入射端（第１入射端） ５２Ｂ 入射端（第２入射端）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｄ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ (72)発明者 佐野 浩 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 金子 邦清 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA09 CA04 CA06 CA11 CA12 CA23 DA18 GA02 GA11 2H046 AA02 AA39 AB08 AD01 4C061 CC06 GG01 JJ06 LL01 NN01 QQ07 RR02 RR22 5C054 AA05 CA04 CC07 CH07 FC12 FF02 HA12

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像が形成される撮像素子と、前記
   撮像素子のある先端部へ光を伝達するライトガイドとを
   有するスコープと、 映像を表示する表示装置が接続されるともに前記スコー
   プが着脱自在に接続されるプロセッサであって、前記撮
   像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映
   像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサと
   を備え、 前記ライトガイドが、少なくとも２つの光ファイバー束
   により構成されるとともに、前記プロセッサ側にある前
   記光ライトガイドの入射端が該少なくとも２つの光ファ
   イバー束の入射端毎に分岐される一方、前記少なくとも
   ２つの光ファイバー束が束ねられることによって前記ス
   コープの先端側にある前記ライトガイドの出射端が１つ
   の出射端として形成され、 前記プロセッサが、 光源用のランプであって、前記少なくとも２つの光ファ
   イバー束の入射端それぞれに対応するように配置され、
   前記少なくとも２つの光ファイバー束の入射端へそれぞ
   れ光を放射するランプと、 前記ランプの出力を制御して、前記ライトガイドの入射
   端に入射する光の光量を前記少なくとも２つの光ファイ
   バー束毎に調整する光量制御手段とを有することを特徴
   とする電子内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記ランプが、発光ダイオードからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
3. 【請求項３】 前記ライトガイドの出射端が、前記少な
   くとも２つの光ファイバー束それぞれの出射端が同心円
   状に配置されることによって形成されていることを特徴
   とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
4. 【請求項４】 前記ライトガイドが第１および第２の光
   ファイバー束によって構成されるとともに、前記第１の
   光ファイバー束の出射端である第１出射端と前記第２の
   光ファイバー束の出射端である第２出射端によって形成
   される前記ライトガイドの出射端が、前記第１出射端が
   前記ライトガイドの出射端の中心部となり、前記第２出
   射端が前記第１出射端を囲うように前記第１および第２
   出射端が同心円状に配置されることによって形成され、 前記ランプが、前記第１の光ファイバー束の入射端であ
   る第１入射端と前記第２の光ファイバー束の入射端であ
   る第２入射端それぞれに対応するように配置される第１
   および第２の発光ダイオードランプとを有し、 前記光量制御手段が、前記第１および第２の発光ダイオ
   ードランプの出力をそれぞれ別々に調整することを特徴
   とする請求項３に記載の電子内視鏡装置。
5. 【請求項５】 前記光量制御手段が、前記ライトガイド
   の出射端から出射した後被写体に反射して前記撮像素子
   の撮像面に到達する光の照度分布がほぼ一様な分布とな
   るように、前記第１および第２の発光ダイオードランプ
   の出力を調整することを特徴とする請求項４に記載の電
   子内視鏡装置。
6. 【請求項６】 前記スコープが、前記ライトガイドの出
   射端の前面に配置される所定の配光照度分布特性をもつ
   配光レンズと、前記撮像素子の撮像面の前面に配置され
   る所定の配光照度分布特性をもつ対物レンズとを有し、 前記光量制御手段が、前記ライトガイドの出射端から出
   射して前記配光レンズを介して被写体に照射した光が反
   射して前記対物レンズを介して前記撮像素子に到達する
   ときの前記撮像素子の撮像面における光の照度分布がほ
   ぼ一様な分布となるように、前記第１および第２の発光
   ダイオードランプの出力を調整することを特徴とする請
   求項５に記載の電子内視鏡装置。
7. 【請求項７】 前記ライトガイドの出射端の領域を分割
   するように前記少なくとも２つの光ファイバー束の出射
   端がそれぞれ扇状に形成されていることを特徴とする請
   求項２に記載の電子内視鏡装置。
8. 【請求項８】 前記ライトガイドが第１および第２の光
   ファイバー束によって構成されるとともに、前記第１の
   光ファイバー束の出射端である第１出射端と前記第２の
   光ファイバー束の出射端である第２出射端によって形成
   される前記ライトガイドの出射端が、半円状の前記第１
   出射端および第２出射端によって形成され、 前記ランプが、前記第１の光ファイバー束の入射端であ
   る第１入射端と前記第２の光ファイバー束の入射端であ
   る第２入射端それぞれに対応するように配置される第１
   および第２の発光ダイオードランプとを有し、 前記光量制御手段が、前記第１および第２の発光ダイオ
   ードランプの出力をそれぞれ別々に調整することを特徴
   とする請求項７に記載の電子内視鏡装置。
9. 【請求項９】 前記光量制御手段が、前記表示装置に表
   示される被写体像の明るさが前記撮像素子の撮像面の第
   １出射端に対応する第１領域と第２出射端に対応する第
   ２領域に関して対称性をもつように、前記第１および第
   ２の発光ダイオードランプの出力を調整することを特徴
   とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。
10. 【請求項１０】前記撮像素子から所定時間間隔毎に読み
    出される画像信号に基づいて、前記第１領域の輝度値と
    前記第２領域の輝度値とをそれぞれ算出する輝度値算出
    手段をさらに有し、 前記光量制御手段が、前記第１領域の輝度値と前記第２
    領域の輝度値との差が所定値以上ある場合、前記第１領
    域の輝度値と前記第２領域の輝度値とが実質的に等しく
    なるように、記第１および第２の発光ダイオードランプ
    の出力を調整することを特徴とする請求項９に記載の電
    子内視鏡装置。
11. 【請求項１１】 被写体像が形成される撮像素子と、前
    記撮像素子のある先端部の方向へ光を伝達するライトガ
    イドとを有し、映像を表示する表示装置が接続されると
    ともに、前記撮像素子から読み出される被写体像に応じ
    た画像信号を映像信号に変換して前記表示装置へ出力す
    るプロセッサに着脱自在に接続される電子内視鏡装置の
    スコープであって、 前記ライトガイドが、少なくとも２つの光ファイバー束
    により構成されとともに、前記プロセッサ側にある前記
    光ライトガイドの入射端が該少なくとも２つの光ファイ
    バー束の入射端毎に分岐される一方、前記少なくとも２
    つの光ファイバー束が束ねられることによって前記スコ
    ープの先端側にある前記ライトガイドの出射端が１つの
    出射端として形成されることを特徴とする電子内視鏡装
    置のスコープ。