JP3283131B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

内視鏡装置

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JP3283131B2
JP3283131B2 JP32531893A JP32531893A JP3283131B2 JP 3283131 B2 JP3283131 B2 JP 3283131B2 JP 32531893 A JP32531893 A JP 32531893A JP 32531893 A JP32531893 A JP 32531893A JP 3283131 B2 JP3283131 B2 JP 3283131B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡観察時に光量を
自動制御する調光機能を有する内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被写体の内視鏡像をモニタ上において鮮
明に表示するには、この被写体に適正な光量で照明する
必要がある。光量不足では反射光量も不足するので、表
示画像も鮮明度を欠き、光量過大では、ハレーションが
生じて結局画質が悪くなる。
【0003】そこで特開平1−105882号公報に
は、絞りの状態による光量変化の特性を規定し、検出さ
れる反射光量が目標の光量となるように絞りの状態(位
置)を自動的に変更する絞り設定手段を有する内視鏡用
光源装置が提案されている。
【0004】しかし、前記公報記載の自動調光では、光
を被写体に照射したときの反射光量を読み取り、反射光
量を設定された所望の光量にするように絞りの制御を行
っている。しかしながら、同距離から同光量を照射して
も、被写体の反射係数や色情報の違といった原因で、被
写体からの反射光量が異なることがある。この状態で
は、反射光量が一定値になるように自動調光を行うと、
最適光量にならず、被写体が明るすぎたり、暗すぎたり
して、被写体本来の色が再現できない場合がある。
【0005】また、通常の電子内視鏡装置では、体腔内
を観察する場合、最適な明るさとなるよう平均測光やピ
ーク測光等、所定の測光方式による自動調光を働かせて
観察を行なっている。
【0006】しかし、鮮明な画像を得るためには、観察
する部位や内視鏡の種類等の条件により、術者が調光レ
ベル及び平均測光、ピーク測光の切り換えを行う必要が
ある。さらに、観察部位によっては、色調の調整も行な
わなければならない。
【0007】内視鏡の種類によって明るさのレベルを変
えたり、観察部位の条件例えば壁面や管腔あるいは色合
い等、様々な要因を考慮して調整することは難しく、熟
練を要するものであった。
【0008】一方、内視鏡の挿入部を被検体に挿入する
際には、画面の様子を見ながら挿入位置や挿入方向を確
認し、患者に苦痛を与えないよう配慮すると共に、目的
部位に到達したか否かの確認をしている。
【0009】例えば、電子内視鏡を胃へ挿入する際に食
道を通過させる場合、このとき自動調光が働いていると
調光動作により画像が見ずらく感じることがある。ま
た、大腸への挿入の際も、挿入操作を行っている時は自
動調光が働いていることで見ずらく感じることがある。
【0010】自動調光は鮮明な画像を得るために必要で
ある反面、食道通過や挿入動作等を行う際には、挿入時
の内視鏡の動きが激しいので、画面が見づらくなり、挿
入作業がし難くなるという欠点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、内
視鏡装置は、内視鏡観察時に、被写体の反射係数に左右
されず、被写体本来の色が再現が良いことが望まれてい
る。
【0012】また、より良い画像を得るには、内視鏡の
種別、観察部位及び手技の内容等複数条件を考慮する必
要がある。これら複数条件の組み合わせを変えただけ
で、測光方式、色補正もしくは照明光量の調節も必要に
なり調整作業が煩雑となる。
【0013】本発明は、前記事情にかんがみてなされた
もので、自動調光制御下における内視鏡観察において、
観察部位や手技あるいは内視鏡の種類といった条件の
いに伴う調整の煩雑の解消、あるいは被写体の色再現性
の向上を図ることができる内視鏡装置を提供することを
目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡装置は、
被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、前記被
検体の内視鏡像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段か
らの撮像信号を処理する信号処理手段と、前記被写体に
照射する照明光を発する照明光発生手段と、前記信号処
理手段で処理される撮像信号を用いて自動調光のための
調光信号を生成する自動調光信号生成手段と、前記自動
調光信号を基に前記被写体に照射する照明光の光量を調
節する光量調節手段と、前記自動調光信号生成手段にお
ける自動調光をどのように設定するか規定する条件とし
て、前記被写体に関する情報及び前記被写体に施す手技
の種類に関する情報を指定する指示手段と、前記指示手
段から指定された前記被写体に関する情報及び前記被写
体に施す手技の種類に関する情報に応じて、前記自動調
光信号生成手段における自動調光の条件を変更し設定す
る自動調光条件設定手段と、を備えていることを特徴と
する。
【0015】
【0016】
【0017】
【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図1及び図2は本発明の第1実施例に係
り、図1は内視鏡装置のブロック構成図、図2はビデオ
プロセッサの入力キーの正面図である。
【0018】図1に示す内視鏡装置25は、先端に撮像
手段としてのCCD2を配置した電子内視鏡1と、内視
鏡1に照明光を供給する光源装置3と、この内視鏡1の
CCD2の出力に各種処理を施すビデオプロセッサ4
と、このビデオプロセッサ4の出力を受けて画像を表示
するモニタ5とを有している。尚、電子内視鏡1に代え
て、光学式ファイバ内視鏡と前記CCD2を配置した外
付けカメラとを設けても良い。
【0019】前記電子内視鏡1の挿入部1a先端には、
対物光学系6と前記CCD2が配置されている。このC
CD2は、ビデオプロセッサ4内のCCDドライバ7で
駆動されている。前記CCD2が被写体像を光電変換し
た撮像信号は、ビデオプロセッサ4内の映像信号処理回
路8に送られ、標準的な映像信号に変換されてモニタ5
上の画像となって映し出される。また、前記映像信号処
理回路8は、CCD2の撮像信号より得た明るさ信号
(輝度信号)を自動調光信号生成手段としての自動調光
回路9に送信するようになっている。この自動調光回路
9は、前記明るさ信号を基に、前記光源装置3で発する
照明光量を自動調節するための信号を生成し、光源装置
3に出力するようになっている。前記自動調光回路9
は、指示手段としての入力キー10が接続された自動調
光条件設定回路11により、自動調光のための条件が可
変され、設定されるようになっている。
【0020】前記内視鏡1には、挿入部1a先端に出射
端が配置されたライトガイド12が挿通され、このライ
トガイド12の入射端は、前記光源装置3に接続される
ようになっている。前記光源装置3は、照明光を発する
ランプ13と、ランプ13が発した光を前記ライトガイ
ド12の入射端に集光する集光レンズ14と、ランプ1
3及び集光レンズ14の光路上に配置される光量調節手
段を構成する絞り羽根15と、この絞り羽根15の絞り
量を駆動制御する光量調節手段を構成する絞り駆動回路
16とを有している。前記絞り駆動回路16は、前記自
動調光回路9によって前記絞り羽根15の駆動が制御さ
れている。
【0021】図2にビデオプロセッサ4の入力キー10
の構成を示す。前記入力キー10は、被写体の情報とし
て、照明光の反射係数とその色情報とをそれぞれ設定で
きるスイッチを有している。反射係数設定用のスイッチ
としては、自動と手動の設定を切り換える自動/手動切
り換えスイッチ18と、手動の際に反射係数の増加/減
少を一段階毎に変更するアップ/ダウンスイッチ19
と、反射係数の値を示すLED表示部20とを有してい
る。一方、色設定用のスイッチとしては、自動と手動の
設定を切り換える自動/手動切り換えスイッチ21と、
手動の際に色情報の白系/黒系を一段階毎に変更するア
ップ/ダウンスイッチ22と、色情報つまり図では白系
ないし黒系の度合いを示すLED表示部23とを有して
いる。
【0022】前記入力キー10からは、前記所定のスイ
ッチを押すことにより、被写体情報として反射係数や色
情報の条件が前記自動調光条件設定回路11へ入力でき
るようになっている。その入力情報により自動調光条件
設定回路11では、例えば反射系数が高ければ光量が増
すように、反射係数が低ければ光量が減るように元の自
動調光条件が修正され、それが自動調光回路9に例えば
反射光との比較電圧差として送られる。前記自動調光回
路9では、反射光量の電圧変換値と修正された設定条件
の比較電圧値とが等しくなるようにフィードバック制御
し、例えば両者の電圧差を光源装置3の絞り駆動回路1
6の駆動用信号として絞り羽根15に供給する。これに
より、絞り羽根15が駆動されて、被写体17に照射す
る照明光量を最適光量に調整する。
【0023】前記入力キー10のスイッチ18により手
動を選択した場合には、アップ/ダウンスイッチ19に
より設定された反射係数が設定条件となる。また、スイ
ッチ21により手動を選択した場合も、同様である。
【0024】前記構成において、キー10により被写体
情報をキー入力すると、自動調光回路9が自動調光条件
設定回路11の設定に従って、自動調光条件を変えるの
で、被写体の反射係数や色情報に合わせた光量にするこ
とができ、被写体本来の色を映し出すことができる。
【0025】尚、前記自動調光条件設定回路11では、
被写体情報が入力されないときは、平均的な反射率を自
動的に採用するようにしてもよい。そして、制御目標と
なる値のみを変化させればよいため、従来使用していた
回路構成には一切変更を加えることなく使用できる。
【0026】図3は本発明の第2実施例に係る内視鏡装
置のブロック構成図である。
【0027】図3に示す内視鏡装置26は、第1実施例
の内視鏡1及びビデオプロセッサ4に代えて、超音波セ
ンサ27を配置した内視鏡1Aと、ビデオプロセッサ4
Aとを有している。このビデオプロセッサ4Aは、図1
の自動調光条件設定回路11に代えて反射係数検出回路
28を設け、且つキー10を除いた構成となっている。
前記反射係数検出回路28は、前記映像信号処理回路8
と前記自動調光回路9との間に介装され、電気的に接続
されている。その他、第1実施例と同様の構成及び作用
については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0028】前記電子内視鏡1Aの挿入部1a先端に
は、前記超音波センサ27が配置され、この超音波セン
サ27は被写体17に超音波を出射すると共に、その反
射波を受信するようになっている。前記超音波センサ2
7が受信した反射波信号は、ビデオプロセッサ4内の距
離検知回路29により、電子内視鏡1Aと被写体17と
の距離を測定するものである。
【0029】前記距離検知回路29が検知した被写体距
離情報と、前記映像信号処理回路8からの明るさの情報
とが反射係数検出回路28に入力されるようになってい
る。前記反射係数検出回路28は、入力した前記二つの
情報から被写体の反射係数を計算し、自動調光条件を設
定して、自動調光回路9に送るようになっている。自動
調光回路9以降の構成及び動作は、第1実施例と同様な
ので省略する。
【0030】本実施例では、映像信号から得られる明る
さの情報だけでなく、被写体までの距離も加味した上で
反射係数を設定でき、この反射係数が考慮された状態で
自動的に設定された最適光量の下で観察できるので、被
写体本来の色を映し出すことができる。
【0031】図4ないし図8は本発明の第3実施例に係
り、図4は内視鏡装置のブロック構成図、図5は観察部
位に対応した設定をするための選択入力パネルの説明
図、図6は手技に対応した設定をするための選択入力パ
ネルの説明図、図7は色調変化のサンプルで示された選
択入力パネルの説明図、図8は被検体の状態のサンプル
で示された選択入力パネルの説明図である。
【0032】図4に示す内視鏡装置30は、第1実施例
の光源装置3及びビデオプロセッサ4に代えて、光源装
置3B及びビデオプロセッサ4Bを有している。このビ
デオプロセッサ4Bは、内視鏡の種類を判別するスコー
プ判別回路31と、前記映像信号処理回路8の後段に色
補正回路32とを有している。
【0033】前記ビデオプロセッサ4Bは、図1の自動
調光条件設定回路11及び入力キー10に代えて、自動
調光条件設定回路11B及び入力キー36を有してい
る。前記自動調光条件設定回路11Bは、前記入力キー
36からの設定と共にスコープ判別回路31からの判別
情報に従って、前記色補正回路32の色補正の条件を変
えている。前記自動調光回路9は、前記映像信号処理回
路8の出力を基に、前記自動調光条件設定回路11Bの
設定条件に従って、前記光源装置3Bの絞り駆動回路1
6を制御し、自動調光を行うようになっている。
【0034】さらに、前記光源装置3Bは、ランプ13
に代えてキセノン(Xe)ランプ33を備え、このXe
ランプ33の発光光量は、前記自動調光条件設定回路1
1Bにより設定される条件に従って点灯回路34により
制御されている。
【0035】その他、第1実施例と同様の構成及び作用
については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0036】前記構成で、光源装置3BのXeランプ3
3より出射された光は、絞り羽根15により適切な光量
に減光された後、集光レンズ14によって集光されてラ
イトガイド12に入り、内視鏡1の挿入部1a先端に配
置された出射端から出射され被検体17に照射される。
前記被検体17からの反射光をCCD2が受け、バッフ
ァ35により増幅された後、映像信号処理回路8に供給
される。
【0037】前記映像信号処理回路8では、CCD2か
らの撮像信号をモニタ出力用の信号に変換を行うと共
に、さらに輝度信号が分離され自動調光回路9に明るさ
の信号として入力される。
【0038】前記ビデオプロセッサ4Bのフロントパネ
ルには前記入力キー36が設けられており、この入力条
件としては、一例として以下のものがある。すなわち、
前記フロントパネルは、図5に示すような観察部位の選
択入力パネル及び、図6に示すような手技選択入力パネ
ルを有している。
【0039】図5に示す観察部位の選択入力パネル、ま
たは図6に示す手技選択入力パネルからの選択信号は、
自動調光条件設定回路11Bに入力される。
【0040】前記スコープ判別回路31は、例えばスコ
ープコネクタ部の形状をスコープ種別により変えてお
き、接続時コネククの形状からスコープ種別を判別する
ようになっている。あるいは、前記スコープコネクタ部
に、抵抗器や複数接点等の被判別情報手段を設け、この
情報手段の違いにより判別するようにしても良い。この
スコープ判別回路31は、スコープ種別の信号も自動調
光条件設定回路11Bに入力される。
【0041】前記自動調光条件設定回路11Bでは、ス
コープ種別、観察部位の違い、手技条件の組み合わせに
応じて、以下の条件設定を変えるようになっている。す
なわち、その条件とは、測光方式(例えばピーク測光/
平均測光/最低値測光)、調光レベルを比較するための
参照電圧値、Xeランプ33の光量を制御するための点
灯回路34の出力レベルの設定、前記色補正回路32に
おける映像信号出力の色補正条件であり、これらの条件
が選択されその選択された条件に従って制御がなされる
ことになる。
【0042】前記光源装置3Bにおける絞り羽根15の
制御では、前記自動調光条件設定回路11Bにより選択
された条件に対応する最適光量値を目標に、絞り駆動回
路16が絞り羽根15を動作させ、最適光量となるよう
に制御する。
【0043】前記入力キー36の選択入力として、図7
に示すように、何段階かに色調を変化させた被検体をサ
ンプル表示したモニタ上に形成されたパネルスイッチを
設け、このパネルスイッチを選択して入力を与えるよう
にしてもよい。
【0044】また、図8に示すよに、被検体の状態(
・壁面・連なった突起部・突起部)が表示された前記
同様のパネルスイッチを選択入力とさせることもでき
る。
【0045】次に、設定条件に関する具体例を数例、以
下に示す。例えば、観察一般で胃角部や管腔など小面積
で明るい部位が存在する場合、測光は、ピーク測光に切
り換える。また、胃壁等の平らな面に対しては、平均測
光に設定する。インジゴカルミンなど薬剤散布により画
像が暗くなる場合、絞り羽根15を駆動して光量を増加
させる。気管支など白っぽい部位を観察する場合、光量
を低下させると共に、赤レベルを増加させる。内視鏡の
種類として細径の内視鏡を使用する場合には、光量が不
足する可能性のあるので、光量を増加させる。レーザ照
射のガイド光を見やすくするため、調光レベルは低下さ
せる。
【0046】図9及び図10は本発明の第4実施例に係
り、図9は内視鏡装置のブロック構成図、図10は硬性
鏡の分野に対応した選択入力キーの説明図である。
【0047】本実施例は、硬性鏡に適用させた構成例で
ある。図9に示す内視鏡装置40は、図4に示す電子内
視鏡1に代えて、硬性鏡41と、この硬性鏡41の接眼
部42に接続される外付けカメラ43とを有している。
【0048】前記硬性鏡41への照明観察光はライトガ
イド44を通して先端に導かれて被検体17に照射され
る。前記被検体17からの反射光像は、硬性鏡41の図
示しないのリレーレンズ系を通して、接眼部42の図示
しない光学系により結像される。前記接眼部42の光学
系により結像された像は、外付けカメラ43の対物光学
系45により結像されCCD46に入射する。CCD4
6は、前記CCDドライバ7により駆動されると共に、
光電変換した信号を前記映像信号処理回路8に供給する
ようになっている。
【0049】本実施例では、第3実施例のようにスコー
プ種別の認識は行えないため、スコープ種別を入力キー
により入力する。その他、第3実施例と同様の構成及び
作用については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0050】前記入力キー36の例としては、硬性鏡分
野の観察部位である図10に示す部位が一例としてあげ
られる。
【0051】本実施例では、術者が内視鏡をビデオプロ
セッサに接続し、観察部位、手技等の条件を入力するだ
けで、調光方式、調光レベル、出射光量、色調の調整が
自動的に行われ、熟練を要さずとも適正な観察条件の設
定が行なえる。
【0052】図11ないし図16は本発明の第5実施例
に係り、図11は内視鏡装置のブロック構成図、図12
は内視鏡のリングコイルと検出コイルとの関係を示す説
明図、図13はマグネットの外観図、図14はリングコ
イルの外観図、図15はマウスピースの外観図、図16
はスライディングチューブの外観図である。
【0053】本実施例の内視鏡装置50は、体内におけ
る電子内視鏡51の移動量を検出する移動量検出手段を
有し、移動量が規定の値より大きい場合には自動調光動
作を停止し、再び移動量が規定値以下となった場合に
は、自動調光動作を働かせて観察を行うようになってい
る。その他、第1実施例と同様の構成及び作用について
は、同じ符号を付して説明を省略する。
【0054】前記電子内視鏡51の挿入部52の先端に
は、前記CCD2が設けられている。このCCD2によ
る被写体の撮像信号は、ビデオプロセッサ4Cの前記映
像信号処理回路8に送られ、モニタ出力用の信号に変換
されて、モニタ5上に画像となって写し出される。
【0055】前記映像信号処理回路8からの明るさの信
号は、前記自動調光回路9に送られ、自動調光回路9で
は規定の明るさとなるよう前記絞り駆動回路16に信号
を送り、前記絞り羽根15を駆動して最適の光量を得
る。
【0056】一方、内視鏡51の移動量の検出は、図1
2示すように内視鏡51の挿入部52に、等間隔に複数
配置された図14に示すリング状のマグネット53が用
いられる。これらマグネット53は、ビデオプロセッサ
4Cの図示しないコイルドライバにより駆動され電磁波
を発するようになっている。
【0057】また、患者が内視鏡を咬んでしまうことを
防止するための図15に示すマウスピース54には、そ
の管路外周に、図13に示すリング状の検出コイル55
を配置してある。複数配置されたマグネット53の移動
によって発生する前記検出コイル55からの信号は、ビ
デオプロセッサ4Cのスコープ移動量判別回路56に入
力される。このスコープ移動量判別回路56は、前記検
出コイル55が検出した信号を基に、移動量を検出する
ようになっている。そして、前記スコープ移動量判別回
路56では、内視鏡挿入時に移動量が規定値以上ある場
合は、自動調光回路9に信号を送り、光量変化のための
絞りの駆動を停止させる。
【0058】挿入部52が観察目的の部位まで挿入さ
れ、前記スコープ移動量判別回路56において移動量が
規定値以下と判別されれば、再び自動調光回路9に開始
信号が送られ、自動調光動作が開始される。
【0059】尚、検出コイル55は図15に示すような
マウスピースだけでなく、図16に示す下部消化管用の
スライディングチューブ57に設けることにより、下部
消化管用電子内視鏡にも適用できる。
【0060】さらに、移動量による自動調光の制御とは
別に、挿入時点から何個(回)マグネット53が通過し
たかを求めることにより、内視鏡挿入部52が挿入され
た挿入長がわかり、この情報をモニタ5上に表示するこ
とができる。このような情報は、術者にとって挿入時の
有力な情報ともなりうる。
【0061】本実施例では、挿入時には、不要な自動調
光動作が挿入動作を自動検出して停止するため、挿入時
の画像のちらつきが自動的に防止できる。また、同時に
挿入長がモニタ上に確認できるため、挿入時の情報とし
て活用できる。
【0062】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、自動
調光制御下における内視鏡観察において、観察部位や手
技あるいは内視鏡の種類といった条件の違いに伴う調整
の煩雑さの解消、あるいは被写体の色再現性の向上を図
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1及び図2は第1実施例に係り、図1は内視
鏡装置のブロック構成図。
【図2】図2はビデオプロセッサの入力キーの正面図。
【図3】図3は第2実施例に係る内視鏡装置のブロック
構成図。
【図4】図4ないし図8は第3実施例に係り、図4は内
視鏡装置のブロック構成図。
【図5】図5は観察部位に対応した設定をするための選
択入力パネルの説明図。
【図6】図6は手技に対応した設定をするための選択入
力パネルの説明図。
【図7】図7は色調変化のサンプルで示された選択入力
パネルの説明図。
【図8】図8は被検体の状態のサンプルで示された選択
入力パネルの説明図。
【図9】図9及び図10はの第4実施例に係り、図9は
内視鏡装置のブロック構成図。
【図10】図10は硬性鏡の分野に対応した選択入力キ
ーの説明図。
【図11】図11ないし図16は第5実施例に係り、図
11は内視鏡装置のブロック構成図。
【図12】図12は内視鏡のリングコイルと検出コイル
との関係を示す説明図。
【図13】図13はマグネットの外観図。
【図14】図14はリングコイルの外観図。
【図15】図15はマウスピースの外観図。
【図16】図16はスライディングチューブの外観図。
【符号の説明】
25…内視鏡装置 1…内視鏡 2…CCD 3…光源装置 13…ランプ 15…絞り羽根 16…絞り駆動回路 4…ビデオプロセッサ 8…映像新処理回路 9…自動調光回路 10…入力キー 11…自動調光条件設定回路 5…モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−60548(JP,A) 特開 平1−210916(JP,A) 特開 昭63−271217(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体内に挿入される挿入部を有する内
    視鏡と、 前記被検体の内視鏡像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段からの撮像信号を処理する信号処理手段
    と、 前記被写体に照射する照明光を発する照明光発生手段
    と、 前記信号処理手段で処理される撮像信号を用いて自動調
    光のための調光信号を生成する自動調光信号生成手段
    と、 前記自動調光信号を基に前記被写体に照射する照明光の
    光量を調節する光量調節手段と、 前記自動調光信号生成手段における自動調光をどのよう
    に設定するか規定する条件として、前記被写体に関する
    情報及び前記被写体に施す手技の種類に関する情報を
    定する指示手段と、 前記指示手段から指定された前記被写体に関する情報及
    び前記被写体に施す手技の種類に関する情報に応じて、
    前記自動調光信号生成手段における自動調光の条件を変
    更し設定する自動調光条件設定手段と、 を備えていることを特徴とする内視鏡装置。
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