JP2009273687A - 光軸調子可能な内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸調整を確実に行い、適切な照明によって撮影画像を得る。
【解決手段】対物レンズ１３の光軸調整の場合、外部光源の照明によって得られるリアルタイム画像から輝度等高線を作成し、モニタ５５に表示する。そして、輝度等高線の輝度最大位置が画面中心と一致し、輝度等高線が画面中心に対して対称的な分布曲線となるように、対物レンズ１３の位置をＸ’、Ｙ’軸に沿って調整する。一方、集光レンズ２６の光軸調整の場合、白色チャートを撮影し、リアルタイム画像から輝度等高線をモニタ５５に表示する。そして、対物レンズ２６の位置をＸ、Ｙ軸方向およびＸ軸、Ｙ軸周りに調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、体内器官などを観察、処置可能な内視鏡装置に関し、特に、光源に起因する色むらの検出に関する。

内視鏡装置では、キセノンランプなどの光源から放射される光が集光レンズを介してライトガイドに入射し、スコープ先端部から被写体に向けて照射される。被写体からの反射光は、スコープ先端部に設けられた撮影光学系によって結像し、被写体像が撮像素子に形成される。そして、撮像素子から読み出された画像信号に基づいてカラー画像が生成され、モニタに表示される。

光源、集光レンズ、ライトガイドの入射端がそれぞれ正確に位置決めされていないと、ライトガイドに入射する光量が減少し、適正な照明光が得られない。光源からの光を無駄なく利用するため、集光レンズの光軸位置を調整する方法が知られている（特許文献１、２参照）。

特許文献１では、集光レンズを駆動するモータを配置し、互いに対向する測光用ファイバ、あるいは赤外線センサに光を入射させ、入射光量の差に基づいて光軸の位置ずれを検出する。光軸のずれが生じている場合、モータの駆動によって集光レンズ位置を変動させ、光軸を一致させる。また、特許文献２では、光軸方向に沿って集光レンズを移動可能にし、最大輝度値が得られる位置に集光レンズを移動させる。
特開平７−１８１３９９号公報 特開２０００−２４９９３５号公報

特許文献１では、一次元的な光量分布によって光軸ずれを検出する。そのため、輝度分布が光軸あるいはそれに該当する位置を中心として均等に分布しているのか検出できない。すなわち、平面上での２次元輝度分布が適正な分布であるのか否か判断できず、光軸調整が限定的なものになっている。

本発明の内視鏡装置は、二次元的な輝度等高線を表示可能であって、照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、画像信号に基づいて輝度等高線を画面に表示する等高線表示手段とを備え、輝度等高線が画面の基準位置を中心にして対称となるように、照明光学系および撮影光学系の少なくともいずれかの光軸が調整されることを特徴とする。

画面上に輝度等高線図が表示されることによって、２次元輝度分布が明らかになる。例えば、画面中心を光軸中心に対応させ、スコープ先端部中心から光が射出するスコープが用意された場合、集光レンズに光軸ずれが生じていなければ、画面中心が輝度等高線の中心、すなわち輝度最大位置となり、画面中心周りに対称性のある輝度等高線が表示される。オペレータは、輝度等高線の平面上分布を見ながら光軸調整を行うことが可能である。光軸調整方法として、モータによって照明光学系あるいは撮影光学系を移動させてもよく、あるいは、手で組み付け位置を調整してもよい。

本発明の他の特徴による内視鏡装置は、自動的に光軸調整可能であって、照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、画像信号に基づいて輝度等高線を取得する等高線取得手段と、輝度等高線が基準位置を中心にして対称となるように、照明光学系および撮影光学系の少なくともいずれかの光軸を調整する光軸調整手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の他の特徴による内視鏡装置は、スコープの照射特性に合わせた光軸調整が可能であり、照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、画像信号に基づいて輝度等高線を取得する等高線取得手段と、接続されるスコープに応じた輝度等高線データに基づき、輝度等高線が基準位置に対して対象となるように、照明光学系および撮影光学系の少なくともいずれかの光軸を調整する光軸調整手段とを備えたことを特徴とする。スコープ先端面の光学系配置特性によってスコープ機種毎に輝度等高線データが異なる状況において、接続されるスコープに応じた輝度等高線データを参照することによって、光軸調整が行われる。例えばメモリにスコープ機種に応じた一連の輝度等高線データを格納して接続スコープのデータを選択してもよく、あるいは接続されたスコープから輝度等高線データを取得してもよい。

撮影光学系、照明光学系の光軸に垂直な方向に沿ったずれを検出するため、輝度等高線の輝度最大位置が基準位置に基づく許容エリア内にあるか否かを判断するのが望ましい。例えば、画面中心位置を基準位置と定め、輝度等高線の輝度最大位置が画面中心もしくはその中心周りに規定される許容エリア内に収まるかを判断する。

スコープ先端中心から外れて光が射出するスコープの場合、輝度等高線の輝度最大位置は画面中心から外れる。そのため、光軸調整手段は、接続されるスコープの先端面光射出特性に従って定められる許容エリア内に輝度最大位置があるか否かを判断するのがよい。

一方、輝度等高線の対称性をもつか否かを自動的に判断するため、光軸調整手段は、輝度最大位置に対する輝度等高線周辺部分の輝度減光割合に基づいて判断するのがよい。光軸調整手段が、基準位置を中心として輝度等高線が対称性をもっていない場合、照明光学系および撮影光学系の少なくともいずれか一方の傾きを調整すればよい。

本発明の内視鏡用光軸ずれ検出方法は、照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出させ、撮影光学系を通った光によって得られる画像信号に基づいて輝度等高線を取得し、輝度等高線が画面の基準位置を中心にして対称性をもつか否かを判断することを特徴とする。

本発明によれば、光軸調整を確実に行うことができ、適切な照明によって撮影画像を得ることができる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。

電子内視鏡装置は、ビデオスコープ１０とプロセッサ２０とを備え、プロセッサ２０には、キーボード３５、モニタ４０およびコンピュータ５０が接続される。ビデオスコープ１０は、プロセッサ２０に着脱自在に接続される。

キセノンランプ２４が点灯すると、ランプ２４から放射された光は、絞り（図示せず）、集光レンズ２６を介してライトガイド１２の入射端１２Ａに入射する。ライトガイド１２に入射した光はスコープ先端部側に進み、配光レンズ１１を介してスコープ先端部から射出する。これにより、観察部位が照明光によって照射される。

観察部位において反射した光は、対物レンズ１３を通り、ＣＣＤ１４の受光面に到達する。その結果、被写体像がＣＣＤ１４に形成され、被写体像に応じた画像信号が生成される。画像信号はＣＣＤ１４から一定の時間間隔で読み出され、初期回路１５を経てプロセッサ２０の画像信号処理回路２２へ送られる。

画像信号処理回路２２では、ホワイトバランス調整、ガンマ補正など画像信号に対して様々な処理が施され、輝度Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒが生成される。生成された輝度、色差信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒは、映像信号処理回路２３を介してモニタ４０へ出力される。これにより、フルカラー画像がモニタ４０に表示される。

ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むシステムコントロール回路２１は、プロセッサ２０の動作を制御し、画像信号処理回路２２などの回路へ制御信号を出力する。システムコントロール回路２１のＲＯＭには、動作制御に関するプログラムが格納されている。メモリ２９には、スコープおよび光軸調整に関するデータが格納され、必要に応じて読み出される。

コンピュータ５０は、画像を取り込むグラバーボードを内蔵し、リアルタイム画像を取り込んで２次元輝度分布を計算する。そして、輝度情報に基づいた輝度等高線をコンピュータ用モニタ５５に表示する。

集光レンズ２６は、モータ２７によって位置制御される。ここでは、集光レンズ２６の光軸Ｄを基準の光軸Ｅと一致させる光軸調整が行われる。光軸Ｅは、ランプ２４およびライトガイド１２の入射端１２Ａによって規定されている。キーボード３５の操作によって軸調整制御コマンドがシステムコントロール回路２１に送信され、システムコントロール回路はコマンドに応じてモータ２７を駆動する。

図２は、集光レンズ２６の概略図である。

集光レンズ２６は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に沿ってシフト可能であり、また、Ｘ軸、Ｙ軸周りの傾斜可能である。Ｘ軸、Ｙ軸は、光軸Ｅに垂直な平面上に規定される２軸であり、互いに直交する。Ｚ軸は光軸に沿った軸である。

モータ２７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動およびＺ、Ｙ軸周りの位置変動用ステッピングモータ２７Ａ〜２７Ｅによって構成される。集光レンズ２６は、図示しない保持部材によって保持され、モータ２７Ａ〜２７Ｅがそれぞれ保持部材に接続される。

ステッピングモータ２７Ａ〜２７Ｅは、システムコントロール回路２１からの制御信号に基づき所定の回転数だけ回転する。集光レンズ２６は、ステッピングモータ２７Ａ〜２７Ｅの駆動によってＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿って移動し、あるいはＸ、Ｙ軸周りに回転する。集光レンズ２６の保持機構は従来周知の構成を適用すればよく、ここでは詳しい説明を省略する。

なお、対物レンズ１３においても光軸調整可能であり、対物レンズ１３の光軸Ｌを基準の光軸Ｍと一致させるように、対物レンズ１３の組み付け位置を製造時に調整する。基準となる光軸Ｍは、ＣＣＤ１４の受光面位置に従って規定される。対物レンズ１３’は、光軸Ｍに直交するＸ’軸、Ｙ’軸およびＸ’軸、Ｙ’軸周りの傾きに関して位置調整される。

図３は、対物レンズ１３、集光レンズ２６に関する輝度等高線を示した図である。図３を用いて、対物レンズ１３、集光レンズ２６の光軸調整について説明する。対物レンズ１３、集光レンズ２６の光軸調整は、電子内視鏡装置の出荷時あるいはメンテナンス時に行われる。

まず、対物レンズ１３の光軸調整について説明する。電子内視鏡装置の出荷時、ＬＥＤなどの外部光源をスコープ先端部前方に配置し、外部光源を点灯させる。ＬＥＤなど外部光源は、一様な輝度分布の面光源であり、スコープ先端部に密着して取り付けられることによって、スコープ先端面の中心部ほど高輝度の光が入射される。外部光源を装着後、リアルタイム画像をコンピュータ５０に取り込ませる。このとき、プロセッサ２０のランプ２４は点灯させない。

コンピュータ５０では、リアルタイム画像から輝度分布データが生成され、輝度分布から輝度等高線ＳＬが生成される。輝度等高線の作成は、従来周知の計算方法によって行われる。生成された輝度等高線ＳＬは、モニタ５５に表示される。画面中心で交差するｘ−ｙ座標系は、集光レンズ２６のＸ−Ｙ座標系および対物レンズ１３におけるＸ’−Ｙ’座標系に対応し、画面全体の表示領域はＣＣＤ１４のマスク領域に相当する。ここでは、輝度レベル１０毎に等高線が描かれている。

オペレータは、表示されている輝度等高線ＳＬを見ながら、対物レンズ１３の光軸Ｌが基準光軸Ｍと実質的に一致しているか否かを判断する。図３では、輝度等高線ＳＬの中で最大輝度値の画素位置Ｐを中心として対称性をもつ輝度等高線が描かれていて、輝度最大位置Ｐはモニタ５５の画面中心Ｏから外れている。

光軸ずれが生じていない場合、画面中心Ｏを中心にして対称性ある輝度等高線が表示される。一方、Ｘ’、Ｙ’軸方向に沿って光軸ずれが生じている場合、輝度最大位置Ｐが画面中心Ｏと一致しない。また、Ｘ軸、Ｙ軸周りの傾斜に起因して光軸ずれが生じると、等高線輝度分布の曲線に対し、ｘ方向あるいはｙ方向に沿った偏り（楕円状曲線）が生じ、非対称的な輝度分布が表示される。

図３の輝度等高線ＳＬの場合、輝度最大位置Ｐは画面中心Ｏに一致せず、一方で輝度等高線ＳＬは輝度最大位置Ｐを中心として対称的な分布曲線になっている。したがって、対物レンズ１３の光軸Ｌがライトガイド１２の基準光軸Ｍに対してＸ’、Ｙ’軸方向にずれていると判断される。

光軸ずれが明らかになると、オペレータは、スコープ１０の対物レンズ１３を位置変動させる。すなわち、画面中心Ｏを輝度最大位置Ｐとして対称性をもつ輝度等高線を表示させるまで、対物レンズ１３の位置、傾きを微調整する。図３の輝度等高線ＳＬの場合、Ｘ’、Ｙ’軸方向に沿って対物レンズ１３をシフトさせる。

次に、集光レンズ２６の光軸調整について説明する。電子内視鏡装置の出荷時もしくはメンテナンス時、白色被写体であるチャートを撮影し、リアルタイム画像をコンピュータ５０に取り込む。ただし、集光レンズ２６の光軸調整は、スコープ（対物レンズ）の調整後に行われる。コンピュータ５０では、輝度信号Ｙに基づいて輝度分布が計算され、輝度等高線ＭＬが得られる（図３参照）。

光軸ずれが生じていない場合、輝度等高線は画面中心Ｏを中心にして対称性をもつ。図３に示す輝度等高線ＭＬから、集光レンズ２６の光軸Ｅがライトガイド１２の光軸Ｄに対してずれていることがわかる。ただし、スコープ先端面の中心付近から被写体に向けて光が射出するビデオスコープが接続されているものとする。

オペレータは、キーボード３５を操作してステッピングモータ２７Ａ〜２７Ｅを駆動させ、光軸ずれを解消する。画面中心Ｏを輝度最大位置Ｐとして対称性をもつ輝度等高線が表示されるまで、集光レンズ２６の位置、傾きを微調整する。図３の輝度等高線ＭＬの場合、Ｘ、Ｙ軸方向に沿って集光レンズ２６をシフトさせ、光軸ずれを解消する。また、集光レンズ２６の光軸調整では、集光レンズ２６をＺ軸、すなわち光軸Ｅの方向に沿ってシフトさせ、輝度最大位置Ｐでの最大輝度値が最も高くなる地点に位置決めする。

このように本実施形態によれば、コンピュータ５０が電子内視鏡装置のプロセッサ２０に接続され、電子内視鏡装置の出荷時あるいはメンテナンス時に光軸調整が行われる。対物レンズ１３の光軸調整の場合、外部光源の照明によって得られるリアルタイム画像から輝度等高線ＳＬを作成し、モニタ５５に表示する。そして、輝度等高線ＳＬの輝度最大位置Ｐが画面中心Ｏと一致し、輝度等高線ＳＬが画面中心Ｏに対して対称的な分布曲線となるように、対物レンズ１３の位置をＸ’、Ｙ’軸に沿って調整する。

一方、集光レンズ２６の光軸調整の場合、白色チャートを撮影し、リアルタイム画像から輝度等高線ＭＬをモニタ５５に表示する。そして、輝度等高線ＳＬの輝度最大位置Ｐが画面中心Ｏと一致し、輝度等高線ＭＬが画面中心Ｏに対して対称的な分布曲線となるように、対物レンズ１３の位置をＸ，Ｙ軸方向およびＸ軸、Ｙ軸周りに調整する。また、最大輝度値を得るように、集光レンズ２６の位置をＺ軸に対して調整する。

輝度分布を２次元分布で表示するため、光軸がどの程度ずれているのかはっきりと視認される。これによって、光軸調整を精度よく、かつ迅速に行うことができる。なお、光軸調整に関しては、対物レンズ１３の代わりにＣＣＤ１４の位置を相対的に調整してもよく、また、集光レンズ２６の代わりにライトガイドの入射端位置を調整してもよい。

次に、図４〜図７を用いて、第２の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、集光レンズの光軸調整を自動的に行う。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。

図４は、第２の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。

コンピュータ５０は、プロセッサ２０のシステムコントロール回路２１と接続され、データが相互に通信可能である。集光レンズ２６の光軸調整を行う場合、コンピュータ５０は、リアルタイム画像を取り込んで輝度等高線を生成する。そして、光軸ずれが生じているか否かを判断し、光軸調整のためシステムコントロール回路２１へ制御信号を出力する。

システムコントロール回路２１は、コンピュータ５０から送られてくる制御信号に基づき、モータ２７を駆動する。モータ２７は、集光レンズ２６をＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿って移動させ、あるいはＸ軸、Ｙ軸周りの傾きを調整する。

図５は、コンピュータ５０およびプロセッサ２０によって実行される集光レンズ２６の光軸調整処理を示したフローチャートである。白色被写体のチャートを撮影することによって開始される。

ステップＳ１０１では、リアルタイム画像に基づいて輝度等高線ＴＬが求められる。ステップＳ１０２では、輝度最大位置が画面中心Ｏであって、かつ、周辺減光割合が輝度等高線の周辺に沿ってほぼ同じであるか否かが判断される。

図６は、第２の実施形態における輝度等高線を示した図である。輝度最大位置Ｐは、画面中心Ｏから（ｘ_０、ｙ_０）だけ外れている。ステップＳ１０２では、輝度最大位置Ｐでの輝度値Ｐｍが検出されるとともに、画面周辺部における４つの周辺画素の輝度値Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１、Ｐｙ２が検出される。

輝度値Ｐｘ１、Ｐｘ２は、輝度最大位置Ｐを通るｘ方向に沿った直線Ｌ１と画面端部（マスク領域周辺）との交点における輝度値を表し、輝度値Ｐｙ１、Ｐｙ２は、輝度最大位置Ｐを通るｙ方向に沿った直線Ｌ２と画面端部との交点における輝度値を示す。

ステップＳ１０２では、光軸ずれの判断として、輝度最大位置Ｐ（ｘ０、ｙ０）が画面中心Ｏに一致している、もしくは画面中心Ｏの周りに規定される許容エリア内に属するか否かが判断される。輝度最大位置Ｐ（ｘ０、ｙ０）が許容エリア外にある場合、集光レンズ２６はＸ軸、Ｙ軸について軸ずれが生じている。

さらにステップＳ１０２では、光軸ずれの判断として、以下の式によって求められる減光割合ＭＬ、ＭＲ、および減光割合ＭＡ、ＭＢの値が、それぞれ一致する、あるいはその差が所定の許容範囲内であるか否かが判断される。

ＭＲ＝（１−Ｐｒｘ１／Ｐｒｍ）×１００ ・・・・（１）
ＭＬ＝（１−Ｐｒｘ２／Ｐｒｍ）×１００ ・・・・（２）
ＭＡ＝（１−Ｐｒｙ１／Ｐｒｍ）×１００ ・・・・（３）
ＭＢ＝（１−Ｐｒｙ２／Ｐｒｍ）×１００ ・・・・（４）

ただし、Ｐｒｘ１、Ｐｒｘ２、Ｐｒｙ１、Ｐｒｙ２は、輝度最大位置Ｐでの輝度値Ｐｍを正規化することによって定められる値であり、例えば輝度値Ｐｍが１６８の場合、Ｐｒｍを１００として正規化し、Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１、Ｐｙ２に対してそれぞれ１００／１６８を乗じることによってＰｒｘ１、Ｐｒｘ２、Ｐｒｙ１、Ｐｒｙ２が求められる。

上述したように、集光レンズ２６がＸ軸周りに傾斜して光軸ずれが発生している場合、輝度等高線はｘ方向に関して偏りが生じ、非対称的になる。本実施形態では、減光割合ＭＬ、ＭＲが一致しない、あるいはその差が所定の許容範囲内に収まらない場合、輝度等高線はｘ方向に関して偏りが生じている、すなわちＸ軸周りの傾斜に起因して光軸ずれが生じていると判断する。

Ｙ軸周りの光軸ずれについても同様に判断される。すなわち、減光割合ＭＬ、ＭＲが一致しない場合、あるいはその差が所定の許容範囲内に収まらない場合、Ｙ軸周りに関して光軸ずれが生じていると判断される。

輝度最大位置Ｐ（ｘ０、ｙ０）が画面中心Ｏに一致している、もしくは許容エリア内に属する場合、輝度等高線ＴＬは輝度最大位置Ｐを中心とする分布曲線であると判断する。さらに、光割合ＭＬ、ＭＲ、および減光割合ＭＡ、ＭＢの値が、それぞれ一致する、あるいはその差が所定の許容範囲内に収まる場合、輝度等高線ＴＬは輝度最大位置Ｐ（画面中心Ｏ）周りに対称性をもつ分布曲線であると判断する。すなわち、光軸ずれが生じていないと判断する（Ｓ１０３）。

一方、輝度最大位置Ｐ（ｘ０、ｙ０）が許容エリア外にある、あるいは、光割合ＭＬ、ＭＲ、あるいは減光割合ＭＡ、ＭＢの差が許容範囲を超えている場合、集光レンズ２６に光軸ずれが生じていると判断される（Ｓ１０４）。そして、ステップＳ１０５では、Ｘ、Ｙ軸に関する光軸調整処理が行われる。光軸調整処理は、コンピュータ５０からの制御信号に基づいて行われる。

ステップＳ１０６では、集光レンズ２６のＺ軸に対する光軸調整処理が行われる。すなわち、ステッピングモータ２７Ｅによって段階的に集光レンズ２６を移動させ、輝度最大位置Ｐにおける輝度値Ｐｍが最も大きな値になる集光レンズ２６の位置を求める。

図７は、図５のステップＳ１０５のサブルーチンである。

ステップＳ２０１では、図５のステップＳ１０２の判断において、輝度最大位置Ｐが画面ｘ方向に沿って画面中心Ｏからずれていたか、すなわちＸ軸に沿って集光レンズ２６の光軸ずれが生じていたかが判断される。画面ｘ方向に沿って位置ずれが生じていた場合、ステップＳ２０５へ進み、光軸ずれを解消するように集光レンズ２６をＸ軸方向に移動させる。ここでは、従来周知の山登り方法によって光軸ずれを解消させる位置を求める。

同様に、ステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４において、画面ｙ方向のずれ、ｘ方向に関する輝度等高線の偏り、ｙ方向に関する輝度等高線の偏りがあったか判断される。そして、光軸ずれが生じている場合、ステップＳ２０６、Ｓ２０７、Ｓ２０８において、集光レンズ２６のＹ軸方向移動、Ｘ軸周りの傾斜、Ｙ軸周り傾斜が調整される。

このように第２の実施形態によれば、自動的に光軸調整が行われる。光軸調整に関しては、モニタに輝度等高線分布をモニタ５５に表示せずに光軸調整を行ってもよい。また、プロセッサ本体で光軸調整を行ってもよい。さらに、対物レンズ１３についても自動的に光軸調整する構成にしてもよい。

また、光軸ずれだけを自動判断し、光軸調整については第１実施形態のようにオペレータが調整するように構成してもよい。

次に、図８〜図１０を用いて、第３の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第３の実施形態では、スコープの機種に合わせて光軸調整を行う。それ以外の構成については、第２の実施形態と同じである。

図８は、第３の実施形態における光軸調整処理を示したフローチャートである。

ビデオスコープ１０がプロセッサ２０に接続されると、スコープ機種情報がビデオスコープ１０からプロセッサ２０へ送信され、メモリ２９に格納される。ステップＳ３０１では、ビデオスコープ１０の機種情報がプロセッサ２０からコンピュータ５０へ送信される。

ステップＳ３０２では、ビデオスコープ１０に応じた輝度等高線データがプロセッサ２０からコンピュータ５０へ送信される。スコープ機種情報と同様、ビデオスコープ１０がプロセッサ２０に接続さると輝度等高線データがメモリ２９に格納される。

ステップＳ３０３では、リアルタイム画像から輝度等高線が生成され、輝度等高線に基づいて、輝度最大位置Ｐにおける最大輝度値Ｐｍおよび減光割合ＭＲ、ＭＬ、ＭＡ、ＭＢが算出される。そして、ステップＳ３０４では、輝度最大位置Ｐと減光割合ＭＲ、ＭＬ、ＭＡ、ＭＢが、設計仕様を満たすか否かが判断される。

図９は、ビデオスコープ先端部の正面図を示した図である。スコープ先端面１０Ｓにおける配光レンズの位置、すなわちライトガイド射出端の位置は、ビデオスコープの機種によって異なる。図９に示すタイプＡのビデオスコープでは、スコープの対物レンズ１３に対して非対称的な位置に配光レンズ１１が配置されている。この場合、光軸ずれが生じていないとき、輝度最大位置Ｐは画面中心Ｏに位置しない。一方、タイプＢのビデオスコープの場合、対物レンズ１３に関して対称的な位置に配光レンズ１１が配置されている。したがって、光軸ずれが生じていないとき、輝度最大位置Ｐは画面中心Ｏと一致する。

プロセッサ２０のメモリ２９には、接続ビデオスコープの輝度等高線分布に基づく輝度最大位置と減光割合がデータとして格納されている。ステップＳ３０４では、輝度最大位置Ｐが接続スコープに従った許容範囲Ｋ内にあるか否かが判断される。そして、算出された減光割合ＭＲ、ＭＬ、ＭＡ、ＭＢが、減光割合データと一致するか、もしくはその差が許容範囲内にあるか判断される。

図１０は、第３の実施形態における輝度等高線を示した図である。ここで使用されるビデオスコープは、スコープ先端面中心から外れた位置で光を射出する。そのため、図１０に示すように、輝度最大位置Ｐの許容範囲Ｋは画面中心Ｏから外れている。ステップＳ３０４では、検出された輝度最大位置Ｐおよび減光割合が、設計仕様を満足する減光割合、輝度最大位置であるかが判断される。すなわち、輝度最大位置Ｐが使用するビデオスコープの光射出特性に応じた許容範囲Ｋ内に位置し、かつ輝度等高線ＴＬが輝度最大位置Ｐを中心として対称性をもっているか否かが判断される。

輝度最大位置Ｐが許容範囲Ｋ内にあり、算出された減光割合ＭＲ、ＭＬ、ＭＡ、ＭＢが、減光割合データと一致するか、もしくはその差が許容範囲内にある場合、光軸ずれが生じていないと判断する（Ｓ３０５）。一方、そうでない場合、光軸ずれが生じていると判断し（Ｓ３０６）、Ｘ、Ｙ軸に関して光軸調整処理が行われる（Ｓ３０７）。そして、ステップＳ３０８では、Ｚ軸に関する光軸調整処理が行われる。

第１、第２の実施形態においても、第３の実施形態と同様、スコープ先端面の輝度分布特性に応じて設計仕様範囲を設定してもよい。

本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。 集光レンズの概略図である。 対物レンズ、集光レンズに関する輝度等高線を示した図である。 第２の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。 コンピュータおよびプロセッサによって実行される集光レンズの光軸調整処理を示したフローチャートである。 第２の実施形態における輝度等高線を示した図である。 図５のステップＳ１０５のサブルーチンである。 第３の実施形態における光軸調整処理を示したフローチャートである。 ビデオスコープ先端部の正面図を示した図である。 第３の実施形態における輝度等高線を示した図である。

符号の説明

１０ ビデオスコープ
１２ ライトガイド
１３ 対物レンズ（撮影光学系）
１４ ＣＣＤ
２０ プロセッサ
２１ システムコントロール回路
２４ ランプ
２６ 集光レンズ
２７ モータ
５０ コンピュータ
ＳＬ、ＭＬ、ＴＬ、ＫＬ 輝度等高線
Ｐ 輝度最大位置

Claims (8)

1. 照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、
   撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、
   画像信号に基づいて輝度等高線を画面に表示する等高線表示手段とを備え、
   輝度等高線が画面の基準位置を中心にして対称となるように、前記照明光学系および前記撮影光学系の少なくともいずれかの光軸が調整されることを特徴とする内視鏡装置。
2. 照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、
   撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、
   画像信号に基づいて輝度等高線を取得する等高線取得手段と、
   輝度等高線が基準位置を中心にして対称となるように、前記照明光学系および前記撮影光学系の少なくともいずれかの光軸を調整する光軸調整手段と
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
3. 照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出する照明手段と、
   撮影光学系を通った光によって得られる画像信号からカラー画像を生成する撮像手段と、
   画像信号に基づいて輝度等高線を取得する等高線取得手段と、
   接続されるスコープに応じた輝度等高線データに基づき、輝度等高線が基準位置を中心にして対称となるように、前記照明光学系および前記撮影光学系の少なくともいずれかの光軸を調整する光軸調整手段と
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
4. 前記光軸調整手段が、輝度等高線の輝度最大位置が基準位置に基づく許容エリア内にあるか否かを判断することを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の内視鏡装置。
5. 前記光軸調整手段が、接続されるスコープの先端面光射出特性に従って定められる許容エリア内に輝度最大位置があるか否かを判断することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
6. 前記光軸調整手段が、輝度最大位置に対する輝度等高線周辺部分の輝度減光割合に基づいて輝度等高線の対称性を判断することを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の内視鏡装置。
7. 前記光軸調整手段が、基準位置を中心として輝度等高線が対称性をもっていない場合、前記照明光学系および前記撮影光学系の少なくともいずれか一方の傾きを調整することを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の内視鏡装置。
8. 照明光学系を経由して光源からの光をスコープ先端部から射出させ、
   撮影光学系を通った光によって得られる画像信号に基づいて輝度等高線を取得し、
   輝度等高線が画面の基準位置を中心にして対称性をもつか否かを判断することを特徴とする内視鏡用光軸ずれ検出方法。
   
   

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