(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光を、内視鏡を介して被写体に供給する照明光供給手段と、
前記照明光の光量を制限する絞りを駆動する絞り駆動手段と、
前記照明光供給手段により供給された照明光に基づく被写体の明るさを予め設定された時間間隔で繰り返し検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した被写体の明るさを、予め設定された目標値と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づき、前記検出手段による今回の検出値と第１の所定回数前の検出値との差が、前記目標値と前記今回の測定値との差より小さいと判断された場合は、前記絞り駆動手段の駆動速度を大きい速度とし、小さくないと判断された場合には、前記検出手段による今回の検出値と前記第１の所定回数より小さい第２の所定回数前の検出値との差が、前記目標値と前記今回の測定値との差より小さいと判断されたときは、前記絞り駆動手段の速度を小さい速度とし、小さくないと判断されたときは、前記絞り駆動手段による駆動を停止するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
【請求項２】
前記設定された目標値は、予め定められた複数の目標値の中から選択可能であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡を介して被写体に照射される照明光を観察に適した光量に自動調光する内視鏡用光源装置の自動調光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡装置の発展はめざましく、内視鏡装置に用いられる撮像手段においては、被写体からの光に基づき露光を調節することで被写体像を確実に撮像する撮像装置が種々提案されている。これらの撮像装置においては光源装置を設けることで、被写体に対して適正な照明光を照射して、撮像するものがある。このような光源装置では、撮像手段が撮像する被写体に対して供給する照明光を自動調光する自動調光制御装置を設けていた。
【０００３】
従来の上記自動調光制御装置には、特開平８−５０２５０、特開平８−６２５０９、特開平８−６２５１０のごとく、照明光を絞る為の可動絞りの駆動にステッピングモータを用いた前記自動調光制御装置が知られている。
【０００４】
この様な装置においては、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）による制御処理によって、予め設定された間隔で繰り返し被写体の明るさを検出し、その度ごとにその検出値に応じて可動絞りを開閉駆動する事によって、前記被写体の明るさを目標の明るさに、ハンチング、オーバーシュートを生じさせずに、応答性良く目標の明るさにする為に、その時検出した被写体の明るさと予め設定している目標の明るさとの差の大きさに応じて、予め駆動速度を設定する。或いは予め目標の明るさに範囲を設定する。或いは目標の明るさの大きさに応じて、予め絞り駆動速度パターンを設定する。或いは絞り位置によってその駆動速度を変更したりしていた。
【０００５】
これらの従来例に共通していることは、制御パターン（絞り駆動速度の（目標の明るさ付近での）停止或いは加減速点）が予め設定されているということである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様に制御パターンを予め設定してしまうと、システムの組み合わせが異なった場合、ランプ光量が変わった場合、絞りの遮光率が変わった場合、および絞り駆動モータの各種特性が変わった場合に応じて制御パターンの設定を変えなければならないという問題があった。
【０００７】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、複雑な制御パターンを複数必要とせずに、一つのプログラムで対応でき、且つ、オーバシュート、ハンチングを生じさせずに最適な応答時間で被写体の明るさを目標の明るさにする内視鏡用光源装置の自動調光制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による内視鏡用光源装置の自動調光制御装置は、光源からの照明光を、内視鏡を介して被写体に供給する照明光供給手段と、前記照明光の光量を制限する絞りを駆動する絞り駆動手段と、前記照明光供給手段により供給された照明光に基づく被写体の明るさを予め設定された時間間隔で繰り返し検出する検出手段と、前記検出手段により検出した被写体の明るさを、予め設定された目標値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づき、前記検出手段による今回の検出値と第１の所定回数前の検出値との差が、前記目標値と前記今回の測定値との差より小さいと判断された場合は、前記絞り駆動手段の駆動速度を大きい速度とし、小さくないと判断された場合には、前記検出手段による今回の検出値と前記第１の所定回数より小さい第２の所定回数前の検出値との差が、前記目標値と前記今回の測定値との差より小さいと判断されたときは、前記絞り駆動手段の速度を小さい速度とし、小さくないと判断されたときは、前記絞り駆動手段による駆動を停止するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とし、前記設定された目標値は、予め定められた複数の目標値の中から選択可能であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の構成を示し、図２は絞り駆動回路の構成を示し、図３はＭＰＵの構成を示し、図４は目標の明るさレベルに対応する目標の明るさ値を示し、図５は電源オンによる光源装置の処理フローを示し、図６は割り込み処理のフローを示し、図７は図６による動作の説明図を示し、図８及び図９は図７の部分Ｒａでの代表例を示し、図１０及び図１１は図７の部分Ｒｂでの代表例を示し、図１２は目標の明るさ付近での動作例を示す。
【００１０】
図１に示す内視鏡装置１は、体腔内に挿入される電子内視鏡２と、この電子内視鏡１に照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２に設けた撮像手段に対する信号処理を行うカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと記す）４と、ＣＣＵ４から出力されるビデオ信号を表示するモニタ５とから構成される。
【００１１】
電子内視鏡２は、体腔内等に挿入される細長の挿入部６を有し、この挿入部６内には照明光を伝送するライトガイド７が挿通され、このライトガイド７の後端は光源装置３に着脱自在で接続される。
【００１２】
光源装置３内のランプ８の光は集光する集光レンズ９及びステッピングモータ１１により開口量が調整される絞り１２を経てライトガイド７の後端面に入射される。
、ライトガイド７はその光を伝送して先端面からさらに照明窓に取り付けた照明レンズ１３を経て体腔内の患部等の被写体に照射し、被写体を照明する。
【００１３】
照明された被写体は照明窓に隣接する観察窓に取り付けた対物レンズ１４によりその結像位置に配置された固体撮像素子１５の撮像面に光学像を結び、その光学像は固体撮像素子１５により光電変換され、ＣＣＵ４からのドライブ信号の印加により、読み出されてＣＣＵ４のプリアンプ１６に入力される。
【００１４】
このプリアンプ１６で増幅された後、ビデオ処理回路１７と直流化回路１８とに入力される。ビデオ処理回路１７ではビデオ信号を生成して、ビデオ信号をモニタ５に出力し、モニタ５の表示面には固体撮像素子１５に結像された像が表示される。
【００１５】
また、直流化回路１８では、プリアンプ１６の出力信号をローパスフィルタを通したり、任意の時定数で積分する等して平滑して直流に近い被写体の明るさ信号を生成し、光源装置３内のマイクロコンピュータ（ＭＰＵと略記）２１に出力する。
【００１６】
ＭＰＵ２１ではその内部のＡ／Ｄ変換器２９（図３参照）でディジタル値に変換して、このディジタル値を繰り返しＣＰＵ２５が取り込み、その度ごとにそのディジタル値に対して後述する図６の処理を行う。この処理を行うためのプログラムはＲＯＭ２６に格納されている。
また、明るさ信号の電圧をある周波数帯に変換してＣＰＵに取り込み、ある決められた期間に取り込んだカウント値を用いても良い。
【００１７】
ＭＰＵ２１は直流化回路１８から被写体の明るさに対応した入力信号に対し、後述する図６の処理を行うことにより、絞り駆動回路２２に信号を送り、絞り駆動回路２２を介してステッピングモータ１１の回転動作を制御して、このステッピングモータ１１により絞り１２の開口量を調整してライトガイド７に供給される照明光量を適正な光量に調整（調光）する。
【００１８】
図２に示すように絞り駆動回路２２は、ステッピングモータ９を駆動するモータ駆動回路部２３と、パルス制御回路部２４とからなり、ＭＰＵ２１はパルス制御回路部２４を介して前記絞り１２の開閉を指示する信号を前記モータ駆動回路部２３に入力することで絞り１２の開閉動作を制御する。
【００１９】
前記パルス制御回路部２４はＭＰＵ２１内の後述する中央演算装置（ＣＰＵ）２５から絞りの駆動速度を指示する速度信号を受け、この速度信号を周波数変換した駆動パルスにし、前記モータ駆動回路部２３に前記周波数変換した駆動パルスを出力することで前記絞り駆動速度を変更できるようになっている。
なお、パルス制御回路部２４は図２の点線で示すように前記ＭＰＵ２１に含まれていても良い。
【００２０】
図３は、ＭＰＵ２１の構成を示しており、ＭＰＵ２１はＣＰＵ２５と、このＣＰＵ２５に接続され、ＣＰＵ２５による自動調光等の制御動作を行うプログラム等が格納されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２６、ＣＰＵ２５による制御動作を行う際の作業エリアに利用されたり、直流化回路１８から出力される明るさに対応する信号を一時記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２７、割り込みを発生する時間等の計時動作を行うＲＴＣ（リアルタイムクロック）２８、入力されるアナログの信号をディジタルの信号に変換するアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器と略記）２９等で構成されている。
【００２１】
また、図１に示すように光源装置３には、操作者がモニタ５に表示される被写体像を観察する際にその被写体表示画面（観察画面ともいう）の明るさを任意に設定できる明るさ切換スイッチや、設定された目標明るさに自動的に調整（調光）するいわゆる自動調光、マニュアルによる手動調光を切り換えるための自／手（オート／マニュアル）切換スイッチなどのパネルスイッチ３０が配置され、それらを操作した場合の対応する操作信号或いは選択信号がＭＰＵ２１に入力される。
前記直流化回路６の出力信号はＡ／Ｄ変換器２９において例えば０〜２５５の範囲でディジタル信号に変換されてＣＰＵ２５に入力される。
【００２２】
図４はパネルスイッチ３０の操作により調整される観察画面の目標の明るさレベルを示し、具体的には使用者（ユーザ）は５段階に目標の明るさレベルＬ１〜Ｌ５を設定でき、その場合の明るさレベルＬ１〜Ｌ５に対応する具体的な目標の明るさ値は例えば２５５、１２８、６４、３２、１６であり、この対応情報がＲＯＭ２６に格納されている。
【００２３】
そして、使用者がパネルスイッチ３０により５段階の目標の明るさレベルＬＩ（Ｉ＝１〜５）を設定する操作を行うと、その操作信号或いは選択信号がＭＰＵ２１内のＣＰＵ２５に入力され、ＣＰＵ２５はその信号に対応する値をＲＯＭ２６から読み出し、２５５、１２８、６４、３２、１６中の対応する値を目標の明るさ値（後述するＱt）とする。使用者が例えば明るさレベルＬ３を選んだら、ＭＰＵ２１ではＱt＝６４とする。
【００２４】
なお、目標の明るさレベルＬ１〜Ｌ５から１つを選択した場合に、ＭＰＵ２１（内のＣＰＵ２５）はその選択の信号を受けてその目標の明るさレベルＬＩの付近に設けたＬＥＤを点灯させて、使用者にどの明るさレベルＬＩが目標のレベルとして選択されていることを知らせる。
【００２５】
このような構成の内視鏡装置１では光源装置３、ＣＣＵ４等の電源がオンされると、図５に示すような処理を行う。つまり、電源がオンされると、ステップＳ１の初期設定の処理を行い、例えば前回電源をオフにした状態の情報のロード或いはその状態への設定、図１のように光源装置３、ＣＣＵ４が正常か否かの確認、電子内視鏡２が接続されているかの確認等の処理を行う。
【００２６】
次に、ＣＰＵ２５はステップＳ２のランプ関連処理を行う。例えばＣＰＵ２５は図示しないランプ点灯回路に点灯指示信号を出力して、ランプ８を点灯させる。また、メインランプと非常灯とがある場合には、どちらを点灯するかの確認も行う。
【００２７】
次にＣＰＵ２５はステップＳ３ａのパネル関連処理と、ステップＳ３ｂの他の処理を行う。例えば、パネル関連処理では、自動調光、手動調光の設定、被写体の明るさレベルの設定、図示しない送気・送水ポンプの駆動と、その強中弱のレベルの設定を行う。
【００２８】
また、他の処理を行い、ステップＳ３ａのパネル関連処理に戻る。他の処理で自動調光が選択された場合には、所定の時間間隔で割り込みが発生し、ＭＰＵ２１は図６に示すような制御動作を行う。
【００２９】
図６は被写体の明るさを、自動的にパネルスイッチ３０により設定した目標の明るさ範囲に収束させるために、ＭＰＵ２１により絞り１２を開閉駆動するステッピングモータ１１を制御する制御フローを示す。
【００３０】
この制御処理は、例えば１ｍｓｅｃに一回の間隔で繰り返えされる割り込み処理により実行され、一回の制御処理によってステッピングモータ１１に与える駆動パルスは例えば１パルスである。
【００３１】
もっとも、周波数変換して例えば低い周波数の駆動パルスにされた場合には、周波数変換前の駆動パルスの場合よりも、駆動パルスが出力されるレートが低くなり、絞り１２の駆動速度が遅く変化する。
【００３２】
割り込みが発生すると、ステップＳ１１に示すように、被写体の明るさ値（アナログ値）がＭＰＵ２１に入力される。
つまり、直流化回路１８の出力信号である被写体の明るさ値がＭＰＵ２１のＡ／Ｄ変換器２９でＡ／Ｄ変換されてディジタル値となり、ＣＰＵ２５に入力される。このディジタル値は同時にＲＡＭ２７に書き込まれる。
【００３３】
ＲＡＭ２７はｍ回前に書き込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）までを記憶している。つまり、その書き込まれた被写体の明るさ値（ディジタル値）が、ｍ＋１回前に取り込んだデータになり次第、クリアあるいはｍ回前に取り込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）に上書きされる。
【００３４】
次にＣＰＵ２５はステップＳ１２の被写体の明るさ値（ディジタル値）が目標の明るさ値（ディジタル値）より大きいか否かの判断を行う。つまり、ＣＰＵ２５は入力された被写体の明るさ値が、スイッチパネル３０で選択されている目標の明るさレベルＬＩに対応する（ＲＯＭ２６に予め設定されている）目標の明るさ値より大きいか否かを判断する。なお、この判断ブログラムはＲＯＭ２６に格納されている。
【００３５】
そして、被写体の明るさ値が目標の明るさ値より大きい場合は、ステップＳ１３に示すように絞り１２を閉じる信号を絞り駆動回路２２に印加する。
つまり、ＣＰＵ２５は被写体の明るさ値が目標の明るさ値より大きいと判断した場合は、例えば第１ポートから絞り１２を閉じる指示信号を絞り駆動回路２２のモータ駆動回路部２３に出力する（この段階ではまだ、絞り駆動回路２２（のモータ駆動回路部２３）はステッピングモータ１１に、駆動パルスを出力しない。ＣＰＵ２５からの後述する第２ポートからの信号を受けて駆動パルスを出力する）。
【００３６】
ステップＳ１２の判断が上記判断に該当しない逆の場合には、ステップＳ１４に示すように絞り１２を開ける信号を絞り駆動回路２２に印加する。
つまり、ＣＰＵ２５は被写体の明るさ値が目標の明るさ値より大きくないと判断した場合は、例えば第１ポートから絞り１２を開ける指示信号を絞り駆動回路２２のモータ駆動回路部２３に出力する（この段階ではまだ、ステッピングモータ１１には、まだ駆動パルスが印加されない）。
【００３７】
ここで、本実施の形態の作用説明のために５つのディジタル変数Ｑn、Ｑn-1、Ｑdi、Ｑt、Ｑoを導入する。Ｑnは、その時（ｎ回目）にＭＰＵ２１に入力された８ビットの被写体の明るさ値。Ｑn-iは、Ｑnよりｉ回前にＭＰＵ２１に入力された８ビットの被写体の明るさ値。Ｑdiは、ｎ回目、ｎ−ｉ回目にＭＰＵ２１に入力された８ビットの被写体の明るさ値の変化量で、例えば式で表すと、Ｑdi＝｜Ｑn−Ｑn-i｜。 Ｑtは、パネルスイッチ１３の操作により調整される観察画面の８ビットの目標の明るさ値。 Ｑnは、その時（ｎ回目）にＭＰＵ２１に入力された８ビットの被写体の明るさ値Ｑnと、パネルスイッチ３０の操作により調整される観察画面の８ビットの目標の明るさ値Ｑtの差で、例えば式で表すと、Ｑo＝｜Ｑt−Ｑn｜である。
【００３８】
ステップＳ１３或いは１４の処理の後に、ステップＳ１５のＱd3−Ｑo≧０を満たすか否かの判断を行う。
つまり、今回（ｎ回目に）取り込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）Ｑnと、ＲＡＭ２７に格納されているｉ回前に取り込んだ被写体の明るさ値Ｑn-i から、その明るさ値の変化量Ｑdi＝｜Ｑn−Ｑn-i｜（たとえばi＝3としてのＱd3）を算出する（なお、ｍ＞ｉである）。
【００３９】
同時にスイッチパネル３０で選択（設定）された目標の明るさ値Ｑtと今回入力された被写体の明るさ値Ｑnとの明るさ値の変化量Ｑo＝｜Ｑt−Ｑn｜も算出する（これらの算出プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）。
そして、例えばｉ＝３としてＱd3−Ｑo≧０（つまりＱd3≧Ｑo）を満たすか否かの判断を行う。
【００４０】
このＱd3−Ｑo≧０（この比較プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）の条件を満足しない場合は、（この条件のままの駆動速度では目標の明るさ値Ｑt に収束させるのに時間がかかるため、駆動速度を大きくする処理として）ステップＳ１６のようにステッピングモータ１１に駆動パルスａ［Ｈｚ］を供給する（図中では簡単化のため、ステッピングモータ１１を単にモータと記載する）。
【００４１】
つまり、パルス制御回路部２４がｂ［Ｈｚ］からａ［Ｈｚ］（ｂ＜ａ）に大きくした駆動パルスをステッピングモータ１１に出力するようにする信号（駆動パルスのデータはＲＯＭ２６に格納されている）をＣＰＵ２５は例えば第２ポートからパルス制御回路部２４に出力する。
そして、ステッピングモータ１１には駆動速度を大きくした駆動パルスがステップＳ１２の判断結果に応じた向きに供給される。
【００４２】
例えば、ステップＳ１２の判断に該当する場合には絞り１２を閉じる方向に対し、駆動速度を大きくした駆動パルスが供給される。また、ステップＳ１２の判断に該当しない場合には絞り１２を開く方向に対し、駆動速度を大きくした駆動パルスが供給される。
【００４３】
一方、Ｑd3−Ｑo≧０を満足する場合は、すでに目標の明るさ値Ｑt にかなり接近したと判断し、次に目標の明るさ値Ｑt にオーバシュートすることなくスムーズに収束させるため、ｉ＞ｊとなるｊに対しステップＳ１７のＱdj−Ｑo≧０を満たすか否かの判断を行う。
つまり、今回取り込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）Ｑnと、ＲＡＭ２７に格納されているｊ回前に取り込んだ被写体の明るさ値Ｑn-j から、その明るさ値の変化量Ｑdj＝｜Ｑn−Ｑn-j｜（たとえばj＝1としてのＱd1）を算出する。
同時に上記したようにスイッチパネル３０で選択（設定）された目標の明るさ値Ｑtと今回入力された被写体の明るさ値Ｑnとの明るさ値の変化量Ｑo＝｜Ｑt−Ｑn｜も算出する（これらの算出プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）。
そして、例えばj＝1として、Ｑd1−Ｑo≧０（つまりＱd1≧Ｑo）を満たすか否かの判断を行う。
【００４４】
このＱd1−Ｑo≧０（この比較ブログラムはＲＯＭ２６に格納されている）を満足しない場合は、このままの駆動速度でステッピングモータ１１を駆動すると、オーバシュートする可能性があると判断して、これを防止するためにステップＳ１８のようにステッピングモータ１１に駆動パルスｂ［Ｈｚ］を供給（して駆動パルスの周波数を下げるように）する。
【００４５】
つまり、パルス制御回路部２４がａ［Ｈｚ］からｂ［Ｈｚ］（ｂ＜ａ）の駆動パルスを出力するようにする信号（駆動パルスのデータはＲＯＭ２６に格納されている）をＣＰＵ２５は例えば第２ポートからパルス制御回路部２４に出力する。そして、ステッピングモータ１１には駆動速度を小さく（減速した）駆動パルスがステップＳ１２の判断結果に応じた向きに供給される。
【００４６】
例えば、ステップＳ１２の判断に該当する場合には絞り１２を閉じる方向に対し、駆動速度を小さくした駆動パルスが供給される。また、ステップＳ１２の判断に該当しない場合には絞り１２を開く方向に対し、駆動速度を小さくした駆動パルスが供給される。
【００４７】
一方、Ｑd1−Ｑo≧０を満足する場合は、ステップＳ１９のステッピングモータ１１に駆動パルスを印加しないようにする。つまり、十分に目標の明るさ値Ｑtに近い状態に設定したとして、ステッピングモータ１１に駆動パルスを印加しないで、絞り１２の絞り状態を変化させない。
このようにして割り込みによる光量制御の動作を終了すると再びＣＰＵ２５に割り込みが発生し、割り込みが発生する度にＣＰＵ２５はステップＳ１１からステップＳ１９までの処理を行うことを繰り返す。
【００４８】
図７は図６の制御フローの代表例の動作説明図を示す。図７は、絞り駆動速度を落として、目標の明るさ範囲に絞りを収束させる様子を表している。
図７では時間的に前の部分Ｒａでは（図６のステップＳ１５の）Ｑd3−Ｑo≧Ｏを満たした場合でかつステップＳ１７のＱd1−Ｑo≧０を満足しない場合を示し、これにより絞り駆動速度を落とし、時間的に後の部分Ｒｂでは（Ｑd1―Ｑo）≧０を満たした場合には絞り駆動を止めて目標の明るさ範囲に絞りを収束させるようにする様子を示す。但し、図７中では部分ＲａとＲｂとで符号が重複しないように部分Ｒａ側でのＱをＱ′で示している。
【００４９】
また、図８および図９は、図７の絞り駆動速度を落とす部分Ｒａを本実施の形態で行った場合の代表例を示している。
【００５０】
ここでは、Ｑd3＝｜Ｑn−Ｑn-3｜としている。そして、Ｑd3−Ｑo≧Ｏを満たした場合（かつＱd1−Ｑo≧０を満足しない場合）には絞り駆動速度を落とす。即ち、駆動周波数をａ［Ｈｚ］からｂ［Ｈｚ］（ａ＞ｂ）に落とすというように制御すると、Ｑd3が大きい図８の場合は、Ｑd3が小さい図９の場合よりも目標の明るさＱtに対する被写体の明るさレベル（☆印部）が大きい。これは（本実施の形態が）その使用条件に応じて、絞り駆動速度切換を自動で設定していることを示している。
【００５１】
図１０および図１１は、図７の絞りを目標の明るさ範囲に収束させる部分Ｒｂを本実施の形態で行った場合の代表例を示している。
ここでは、Ｑd1＝｜Ｑn−Ｑn-1｜としている。そして、（Ｑd1―Ｑo）≧０を満たしたら絞り駆動を止めるというように制御すると、Ｑd1が大きい図１０の場合は、Ｑd1が小さい図１１の場合よりも目標の明るさ範囲が大きくなる。これは（本実施の形態が）その使用条件に応じた目標の明るさ範囲を自動で設定していることを示している。
【００５２】
つまり、目標の明るさ範囲は、繰り返し検出する被写体の明るさの変化量Ｑdにより自動設定され、従ってシステムの状態が異なる場合にも柔軟に対処できるようにしている。
【００５３】
また、図１２は、図１０或いは図１１の動作の結果、絞りが目標の明るさ範囲に収束している動作の様子を具体的に示している。図１２の時間Ｔａでは、（Ｑd1―Ｑo）≧０を満たしているので絞り駆動が止まる。そして再び割り込みが発生し、その処理の際の時間Ｔｂでは、Ｑd1＝｜Ｑ3−Ｑ2｜＝０なので、（Ｑd1−Ｑo）＜０となり、絞りは目標の明るさＱtに向かって駆動する。
【００５４】
時間Ｔｃでは、Ｑo＝｜Ｑt−Ｑ4｜＜Ｑd1＝｜Ｑ4−Ｑ3｜なので（Ｑd1−Ｑo）≧０となり、絞り駆動が止まる。
時間Ｔｄでは、Ｑd1＝｜Ｑ5―Ｑ4｜＝０なので（Ｑd1―Ｑo）＜Ｏとなり、絞りは目標の明るさＱtに向かって駆動する。このようにして、目標の明るさ範囲を維持するように絞り駆動が行われる。
【００５５】
本実施の形態によれば、被写体の明るさの変化量で調光制御を行うことで、複雑な制御パターンを複数必要とせずに、一つのプログラムで対応でき、且つ、オーバシュート、ハンチングを生じさせずに最適な応答時間で被写体の明るさを目標の明るさにする内視鏡用光源装置の自動調光制御を可能にする。
また、本実施の形態では予め（最適な）目標の明るさ範囲を設定しないで、目標の明るさ範囲を自動で設定しているので以下の効果がある。
【００５６】
従来例のように、予め目標の明るさ範囲を設定すると、あるシステムに関してはその目標の明るさ範囲が最適かも知れないが、システムの組み合わせが異なつた場合、絞り羽根の遮光率が異なる場合、繰り返し検出する被写体の明るさの変化量Ｑdが異なる場合、ランプの発光光量が異なる場合などの時に、その予め設定した目標の明るさ範囲が最適からずれてしまう。
【００５７】
つまり、予め目標の明るさ範囲を設定するのは、あるシステムに関してだけ有効である。しかし、上記のような異なる場合ごとに予め目標の明るさ範囲を設定すれば良いが、その設定作業が非常に面倒になり、非現実的である。
【００５８】
これに対し、本実施の形態では上記のシステムの状態が異なる場合であっても、最適な目標の明るさ範囲を自動で設定するので、設定作業が不用であり、かつシステムの状態が異なる場合にも柔軟に対応できる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図１３は被写体の明るさを、自動的にパネルスイッチ３０により設定した目標の明るさ範囲に収束させるために、絞り１１を駆動するステッピングモータ１１を制御するための第２の実施の形態の制御フローを示す。
【００６０】
この制御フローは図６の制御フローにおいて、ステップＳ１７とステップＳ１９との間に、ステップＳ２０の（｜Ｑn-1―Ｑ｜＋ｋ）／（｜Ｑn−Ｑt｜＋ｋ）≧１（ｋ＞０；定数）を満たすか否かの判断を行い、これを満たす場合にはステップＳ１９の処理を行い、この判断を満たさない場合にはステップＳ１８の処理を行うようにしたものである。
【００６１】
ここで、ステップＳ２０における定数ｋ（ｋ＞０）は（｜Ｑn-1―Ｑ｜）／（｜Ｑn−Ｑt｜）≧１で制御を行うと、｜Ｑn−Ｑt｜＝０のときにエラーを起こすので、これを避けるためにプログラム上で付加したものである。この代わりに、（｜Ｑn-1―Ｑ｜）≧（｜Ｑn−Ｑt｜）とした判断方法とした場合にはｋを付加する必要はないので、これを採用しても良い。
【００６２】
次に図１３を参照して、本実施の形態の作用を以下に説明する。
割り込みにより、ステップＳ１１の被写体の明るさ値をＣＰＵ２５に入力する。つまり、被写体の明るさ値（アナログ値）はＡ／Ｄされて被写体の明るさ値（ディジタル値）に変換されたものがＣＰＵ２５に入力される。同時にこの被写体の明るさ値（ディジタル値）はＲＡＭ２７に書き込まれる。
【００６３】
ＲＡＭ２７はｍ回前に書き込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）までを記憶している。つまり、その書き込まれた被写体の明るさ値（ディジタル値）が、ｍ＋１回前に取り込んだデータになり次第、クリアあるいはｍ回前に取り込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）に上書きされる。
【００６４】
次にステップＳ１２の被写体の明るさ値（ディジタル値）がＲＯＭ２６に予め設定されている目標の明るさ値より大きいか否かの判断を行う。（この判断ブログラムはＲＯＭ２６に格納されている）。
【００６５】
この判断の結果、被写体の明るさ値（ディジタル値）が目標の明るさ値より大きい場合は、ステップＳ１３の絞り１２を閉じる信号をモータ駆動回路２２に印加する。
つまり、ＣＰＵ２５は例えば第１ポートから絞り１２を閉じる信号を絞り駆動回路２２（のモータ駆動回路部２３）に出力する。
【００６６】
一方、被写体の明るさ値（ディジタル値）が目標の明るさ値より大きくない場合は、ステップＳ１４の絞り１２を開ける信号をモータ駆動回路２２に印加する。
つまり、ＣＰＵ２５は例えば第１ポートから絞り１２を開ける信号を絞り駆動回路２２（のモータ駆動回路部２３）に出力する。
【００６７】
ステップＳ１３或いはステップＳ１４の処理を行った後、ステップＳ１５の例えばi＝3としてＱd3−Ｑo≧０（つまりＱd3≧Ｑo）を満たすか否かの判断を行う。
このＱd3−Ｑo≧０（この比較プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）の条件を満足しない場合は、ステップＳ１６のようにステッピングモータ１１に駆動パルスａ［Ｈｚ］を供給する。
【００６８】
つまり、パルス制御回路部２４がｂ［Ｈｚ］からこれより大きいａ［Ｈｚ］（ｂ＜ａ）の駆動パルスをステッピングモータ１１に出力するようにする信号（駆動パルスのデータはＲＯＭ２６に格納されている）をＣＰＵ２５は例えば第２ポートからパルス制御回路部２４に出力する。そして、駆動速度を大きくして、ステッピングモータ１１により絞り１２を（ステップＳ１２の判断結果に応じて）開或いは閉方向に駆動する。
【００６９】
一方、Ｑd3−Ｑo≧０を満足する場合は、ステップＳ１７のＱd1−Ｑo≧０を満たすか否かの判断を行う。
つまり、今回取り込んだ被写体の明るさ値（ディジタル値）Ｑnと、ＲＡＭ２７に格納されているｊ回前に取り込んだ被写体の明るさ値Ｑn-j から、その明るさ値の変化量Ｑdj＝｜Ｑn−Ｑn-j｜（たとえばj＝1としてのＱd1）を算出する。同時に上記したようにスイッチパネル３０で選択（設定）された目標の明るさ値Ｑtと今回入力された被写体の明るさ値Ｑnとの明るさ値の変化量Ｑo＝｜Ｑt−Ｑn｜も算出する（これらの算出プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）。
【００７０】
そして、例えばj＝1として、Ｑd1−Ｑo≧０（つまりＱd1≧Ｑo）を満たすか否かの判断を行う。
【００７１】
このＱd1−Ｑo≧０（この比較ブログラムはＲＯＭ２６に格納されている）を満足しない場合は、ステップＳ１８のようにステッピングモータ１１に駆動パルスｂ［Ｈｚ］を供給する。
【００７２】
つまり、パルス制御回路部２４がａ［Ｈｚ］からこれより小さいｂ［Ｈｚ］（ｂ＜ａ）の駆動パルスを出力するようにする信号（駆動パルスのデータはＲＯＭ２６に格納されている）をＣＰＵ２５は例えば第２ポートからパルス制御回路部２４に出力する。
【００７３】
一方、Ｑd1−Ｑo≧０を満足する場合は、ステップ２０の（｜Ｑn-1―Ｑ｜＋ｋ）／（｜Ｑn−Ｑt｜＋ｋ）≧１或いは｜Ｑn-1−Ｑt｜≧｜Ｑn−Ｑt｜の判断処理を行う。
【００７４】
このために、ＲＡＭ２７に格納されている１回前に取り込んだ被写体の明るさ値、たとえばＱn-1と目標の明るさ値Ｑtと今回取り込んだ被写体の明るさＱnから、｜Ｑn-1−Ｑt｜および｜Ｑn−Ｑt｜を算出する（算出プログラムはＲＯＭ２６に格納されている）。
【００７５】
そして、（｜Ｑn-1―Ｑ｜＋ｋ）／（｜Ｑn−Ｑt｜＋ｋ）≧１或いは｜Ｑn-1−Ｑt｜≧｜Ｑn−Ｑt｜（この比較プログラムはＲＯＭに格納されている）の判断を行い、この条件を満足しない場合は、ステップＳ１８の処理を行う。
つまり、ＣＰＵ２５はパルス制御回路部２４が周波数を下げた駆動パルスｂ［Ｈｚ］（ｂ＜ａ）を出力するような信号（データ：ＲＯＭ２６に格納されている）を例えば第２ポートから出力する。
【００７６】
一方、｜Ｑn-1−Ｑt｜≧｜Ｑn−Ｑt｜を満足する場合は、ステップＳ１９のステッピングモータ１１に駆動パルスを印加しないようにする。
つまり、ＣＰＵ２５はパルス制御回路部２４が駆動パルスを出さないような信号（データ：ＲＯＭに格納されている）を例えば第２ポートから出力する。
本実施の形態ではこのように絞り制御を行い、自動調光する。
【００７７】
本実施の形態は絞り１２を目標の明るさ値Ｑt付近に設定するまでは第１の実施の形態と同様の作用を行い、目標の明るさ値Ｑt付近に設定した場合の動作が一部異なる。
【００７８】
この場合の代表的な動作の様子を図１４に示す。
図１４は、図１０および図１１の動作の結果、（Ｑd1−Ｑo）≧０を満たし、かつ（｜Ｑn-1―Ｑ｜＋ｋ）／（｜Ｑn−Ｑt｜＋ｋ）≧１（ｋ＞０；定数）を満たしたら、絞り駆動を止めるように制御したとき、絞り１２による被写体の明るさが目標の明るさ範囲に収束している様子を表している。このように制御すると、図１２のように収束中に目標の明るさ値Ｑt 付近で上下に変動することなくに安定させることができる。
【００７９】
具体的には図１２の時間Ｔａでは図１２の場合と同様に、絞り駆動が停止し、そして再び割り込みが発生し、その処理の際の時間ＴｂではＱ2 とＱ3 とが等しい値となるので、ステップＳ２０の条件を満たし絞り駆動が停止した状態を維持する。時間Ｔｃでも同様となる。
【００８０】
なお、第１の実施の形態、第２の実施の形態共に、絞り１２の開閉の決定は、目標の明るさ値Ｑt とＭＰＵ２１にその時（ｎ回目）に入力した被写体の明るさ値Ｑn の関係が、Ｑt ＜Ｑn の場合は閉方向に絞り１２を駆動し、Ｑt ＞Ｑn の場合は開方向に絞り１２を駆動する。また、Ｑt ＝Ｑの時は、上記収束条件により、（Ｑd ―Ｑo ）＝０となるので、絞り１２は駆動されない。
【００８１】
本実施の形態においても、被写体の明るさの変化量で調光制御を行うことで、複雑な制御パターンを複数必要とせずに、一つのプログラムで対応でき、且つ、オーバシュート、ハンチングを生じさせずに最適な応答時間で被写体の明るさを目標の明るさにすることができる。
【００８２】
なお、上述の説明では被写体の明るさを検出して目標の明るさに向けて絞り１２を駆動して自動調光しているが、これに限定されるものでなく、例えばプリアンプ１６にオートゲインコントロール回路（ＡＧＣ回路）を設けて絞り１２の代わりにこのＡＧＣ回路のゲインを制御してモニタ５の表示画面の被写体像の明るさを制御しても良い。
【００８３】
また、絞り１２とＡＧＣ回路とを制御するようにしても良い。例えば、絞り１２を優先させて自動調光し、絞り１２が解放状態（最大に開口した最大の透過光量状態）に達した場合においても、さらに目標の明るさに達しないような場合には、ＡＧＣ回路のゲイン制御を行うようにしても良い。
【００８４】
［付記］
１．内視鏡を介して被写体に照明光を供給する照明光供給手段と、被写体の明るさを予め設定された間隔で繰り返し検出する検出手段と、前記間隔でｎ回目に検出された被写体の明るさＱn が、使用者が任意に設定した目標の明るさＱt より明るい場合は、光源装置の絞りを目標の明るさまで絞り、被写体の明るさＱn が、使用者が任意に設定した目標の明るさＱt より暗い場合は、光源装置の絞りを目標の明るさＱt まで開放する自動調光制御手段と、前記自動調光制御手段の絞りを駆動する絞り駆動手段と、を有する内視鏡用光源装置の自動調光制御装置において、
前記絞り駆動手段の駆動スピードは、上記検出手段によりｎ回目に検出される被写体の明るさＱn とｎ回目よりｉ回前に検出した被写体の明るさＱn-i との変化量Ｑd と、前記被写体の明るさＱn と目標の明るさＱt の差Ｑo を比較する比較手段による比較結果に基づいて制御することを特徴とする内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
【００８５】
２．上記絞り駆動手段は絞りを駆動するステッピングモータを有することを特徴とする付記１に記載の内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
３．上記比較手段は、ｎ回目に検出した被写体の明るさＱn とｎ−ｉ（ｉ；定数）回目に検出した被写体の明るさＱn-i の差Ｑdiと、ｎ回目に検出した被写体の明るさＱn と目標の明るさＱt の差Ｑo が（Ｑdi−Ｑo ）≧０を満たしているか否かを判定するもので、満たしているなら絞り駆動を止める或いは減速する付記１に記載の内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
【００８６】
４．上記比較手段は、さらに、ｎ−ｊ（ｊ＜ｉ；定数）回目に検出した被写体の明るさＱn-j と目標の明るさＱt の差が、その時に検出した被写体の明るさＱn と目標の明るさＱt の差と、（｜Ｑn-j−Ｑt｜）≧（｜Ｑn−Ｑt｜）を満たしているか否かを判定するもので、満たしているなら、絞り駆動を止める付記３に記載の内視鏡用光源装置の自動調光制御装置。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複雑な制御パターンを複数必要とせずに、一つのプログラムで対応でき、且つ、オーバシュート、ハンチングを生じさせずに最適な応答時間で被写体の明るさを目標の明るさにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の構成図。
【図２】絞り駆動回路の構成を示すブロック図。
【図３】ＭＰＵの構成を示す図。
【図４】目標の明るさレベルに対応する目標の明るさ値を示す図。
【図５】電源オンによる光源装置の処理手順を示すフローチャート図。
【図６】割り込み処理により自動調光制御の処理手順を示すフローチャート図。
【図７】図６による動作の説明図。
【図８】図７の部分Ｒａでの代表的な動作例を示す図。
【図９】図７の部分Ｒａでの代表的な動作例を示す図。
【図１０】図７の部分Ｒｂでの代表的な動作例を示す図。
【図１１】図７の部分Ｒｂでの代表的な動作例を示す図。
【図１２】目標の明るさ付近での動作例を示す図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における割り込み処理により自動調光制御の処理手順を示すフローチャート図。
【図１４】目標の明るさ付近での動作例を示す図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…ＣＣＵ
５…モニタ
７…ライトガイド
８…ランプ
１１…ステッピングモータ
１２…絞り
１３…照明レンズ
１４…対物レンズ
１５…固体撮像素子
１６…プリアンプ
１７…ビデオ処理回路
１８…直流化回路
２１…ＭＰＵ
２２…絞り駆動回路
２３…モータ駆動回路部
２４…周波数制御回路部
２５…ＣＰＵ
２６…ＲＯＭ
２７…ＲＡＭ
２８…ＲＴＣ
２９…Ａ／Ｄ変換器
３０…パネルスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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