(57)【要約】【課題】カラー撮像素子や内視鏡に対応して、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることを可能とする光源装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤ１７を内蔵したビデオスコープ２Ａが接続して使用される光源装置３はランプ２３で発生した照明光を回転自在の回転フィルタ３２に取り付けられた複数のフィルタ３３ａ等における１つを透過してライトガイド１２が挿通されたコネクタ１５の端面に供給されるようにしてあり、ＣＣＤ判別回路２６による判別信号によりフィルタ制御回路３６はモータ３５を介して照明光路上に配置されるフィルタを挿脱制御することにより、実際に使用されるＣＣＤ１７の分光特性に最適な分光特性の照明光をビデオスコープ２Ａに供給し、Ｓ／Ｎの良い画像を撮像できるようにしている。【選択図】　図１
2004121486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光特性が異なる複数種のカラー撮像手段とともに使用される光源装置において、
前記複数種のカラー撮像手段のそれぞれに対応した複数種の光学フィルタと、
照明光を発生可能な光源ランプの光軸上に前記複数種の光学フィルタを選択的に挿脱可能なフィルタ挿脱手段と、
使用される前記カラー撮像手段を判別する判別手段の判別結果に基づいて、前記フィルタ挿脱手段を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数種の光学フィルタはカラー撮像手段や内視鏡の種類に応じ特性を変えたものであることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
分光特性が異なる複数種のカラー撮像手段とともに使用される光源装置において、
前記複数種のカラー撮像手段のそれぞれに対応した複数種の光学フィルタと、
照明光を発生可能な光源ランプの光軸上に前記複数種の光学フィルタを選択的に挿脱可能なフィルタ挿脱手段と、
使用される前記カラー撮像手段を判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に基づいて、前記フィルタ挿脱手段を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数種類の光学フィルタを備えた光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例として特開昭６３−２３４９３８号公報と特開平５−１７６８８１号公報に開示された光源装置がある。
特開昭６３−２３４９３８号公報では、１つの信号処理装置で種々の内視鏡に対応して、色調調整を自動的に行うものを開示している。
また、特開平５−１７６８８１号公報では、内視鏡を判別して、内視鏡に対応して、それに内蔵された撮像素子としてのＣＣＤを判別し、ＣＣＤに対応した信号処理回路を選択するものを開示している。
【０００３】
これらの従来例ではＣＣＤの種類に応じた色補正は電気的に行っていた。しかし、電気的補正を行うと、ノイズも同時に持ち上げられるため、Ｓ／Ｎの悪い画像になるときがあった。
また、内視鏡（スコープ）に応じた分光強度や配光に関しては、特にフィルタで補正をかけていなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−２３４９３８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平５−１７６８８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来例ではＣＣＤの種類に応じて電気的に色補正を行うものを開示しているが、ＣＣＤ等に対応して照明光の分光強度等を適切にするものでないため、Ｓ／Ｎの良い最適ないしは良好な画像を得る観点から改善すべき欠点を含むものである。
【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、カラー撮像素子や内視鏡に対応して、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることを可能とする光源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】
分光特性が異なる複数種のカラー撮像手段とともに使用される光源装置において、
前記複数種のカラー撮像手段のそれぞれに対応した複数種の光学フィルタと、
照明光を発生可能な光源ランプの光軸上に前記複数種の光学フィルタを選択的に挿脱可能なフィルタ挿脱手段と、
使用される前記カラー撮像手段を判別する判別手段の判別結果に基づいて、前記フィルタ挿脱手段を制御する制御手段と、
を具備したことにより、分光特性が異なるカラー撮像手段と共に使用される場合においても、実際に使用されるカラー撮像手段の分光特性に最適ないしは適切な分光特性の光学フィルタを選択して照明光を供給でき、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることを可能とする照明光を供給できるようにしている。
【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３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図２は回転フィルタのフィルタ構成を示し、図３（Ａ）ないし図３（Ｄ）は回転フィルタに設けた第１〜第４フィルタのフィルタ特性を示す。
【００１０】
図１に示すように内視鏡検査を行うための内視鏡システム１はビデオスコープ（電子内視鏡）２Ａと、このビデオスコープ２Ａに照明光を供給する第１の実施の形態の内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置と略記）３と、ビデオスコープ２Ａに内蔵されたカラー撮像手段に対する信号処理を行うＴＶカメラ装置（或いはカメラコントロールユニット）４と、このＴＶカメラ装置４からの映像信号が入力されることにより、対応する内視鏡画像を表示するカラーモニタ５とから構成される。
【００１１】
また、このビデオスコープ２Ａとはカラー撮像特性（分光特性）が異なるカラー撮像手段を内蔵した図１の２点鎖線で示すビデオスコープ２Ｂを、ビデオスコープ２Ａの代わりに光源装置３及びＴＶカメラ装置４に接続して内視鏡検査を行うこともできる。
【００１２】
つまり、本実施の形態の光源装置３は分光特性が異なる複数種のカラー撮像手段を内蔵したビデオスコープ２Ａ、２Ｂを接続して使用できるものとなっており、各カラー撮像手段に最適な分光特性の照明光を供給できるようにしている。
【００１３】
ビデオスコープ２Ａは体腔内等に挿入される細長の挿入部１０と、この挿入部１０の後端に設けられ、術者が把持して操作を行う操作部１１と、この操作部１１の例えば後端から延出され、照明光を伝送するライトガイド１２が挿通されたライトガイドケーブル部１３と、操作部１２の側部から延出された信号ケーブル部１４とを有し、ライトガイドケーブル部１３及び信号ケーブル部１４の端部に設けたコネクタ１５，１６はそれぞれ光源装置３及びＴＶカメラ装置４に着脱自在に接続される。
【００１４】
挿入部１０は、その先端に設けられ、カラー撮像手段としての例えば電荷結像素子（ＣＣＤと略記）１７が内蔵された先端部１８と、この先端部１８の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部１９と、この湾曲部１９の後端から操作部１２の前端に至る長尺の可撓部２０とからなり、この湾曲部１９は操作部１１に設けた湾曲ノブ２１を操作することにより、湾曲部１９を所望とする方向に湾曲することができる。
【００１５】
上記挿入部１０、操作部１１の内部にはライトガイドケーブル部１３内を挿通したライトガイド１２が挿通されており、コネクタ１５を光源装置３に接続することにより、光源装置３の内部に設けたランプ２３からの照明光が供給され、その照明光は先端部１８に設けた図示しない照明窓から前方に出射され、患部等の被写体を照明する。
【００１６】
照明された被写体は照明窓に隣接して設けられた観察窓に取り付けた図示しな対物レンズによりその結像位置に像が結ばれ、その結像位置に配置されたＣＣＤ１７により光電変換される。
【００１７】
このＣＣＤ１７は挿入部１０等の内部を挿通された信号線を介してコネクタ１６の電気接点に接続され、コネクタ１６をＴＶカメラ装置４に接続することにより、ＴＶカメラ装置４内部の映像信号処理回路２４と接続され、ＣＣＤ１７の出力信号は映像信号処理回路２４によって映像信号に変換される。この映像信号はカラーモニタに入力され、その表示面にはＣＣＤ１７により撮像された被写体像が内視鏡画像としてカラー表示される。
【００１８】
また、例えばコネクタ１６の内部には、電気接点部或いはＲＯＭにより、ＣＣＤ１７の種類のＣＣＤ情報を判別できるようにするＣＣＤ情報発生部２５が設けてあり、コネクタ１６をＴＶカメラ装置４に接続することにより、ＣＣＤ情報発生部２５とＣＣＤ判別回路２６が電気的に接続し、ＣＣＤ情報発生部２５による情報はＴＶカメラ装置４内部に設けたＣＣＤ判別回路２６により読み取る（判別する）ことができるようにしている。
【００１９】
このＣＣＤ判別回路２６により判別された信号は、接続ケーブル２７を介して光源装置３側に送られ、フィルタ制御回路３６に入力され、光源装置３は接続されたビデオスコープ２Ａに内蔵されたＣＣＤ１７に適した照明光をビデオスコープ２Ａのライトガイド１２に供給することができるようにしている。
【００２０】
本実施の形態の光源装置３は、ランプ２３で発生された照明光はその光路上に配置された第１レンズ３１により平行な光束にされた後、回転フィルタ３２に設けた光学フィルタ（以下では単にフィルタと略記）３３ａ〜３３ｄを経て第２レンズ３４に入射され、この第２レンズ３４により集光されてライトガイドの端面に照明光が供給される。
【００２１】
上記回転フィルタ３２は、図２に示すように円板状の枠体における周方向に設けた４つの開口にそれぞれ特性が異なるフィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが取り付けてあり、その中心がモータ３５の回転軸に取り付けられ、このモータ３５に駆動信号を印加して回転角を変更することにより光路上に（挿脱する如くに）配置されるフィルタ３３ｉ（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を選択設定できるようにしている。
【００２２】
このモータ３５は、ＣＣＤ判別回路２６から判別された判別信号が入力されるフィルタ制御回路３６からの制御信号によりその回転が制御される。つまり、フィルタ制御回路３６は、判別信号により判別されたＣＣＤ１７に最適なフィルタが光路上に配置されるようにモータ３５の回転を制御する。
【００２３】
図３（Ａ）ないし図３（Ｄ）はフィルタ３３ａ〜３３ｄの特性例を示す。
フィルタ３３ａは図３（Ａ）に示すように可視光（約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍ）を全て平坦に透過するフィルタである。
【００２４】
また、フィルタ３３ｂ〜３３ｄは図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すようにＣＣＤ１７の分光特性の異なるものに対応したフィルタであり、具体的には図３（Ｂ）のものは特に青（約３８０ｎｍ〜約５００ｎｍ）の領域で透過率が高い特性を持つフィルタであり、図３（Ｃ）のものは特に緑（約５００ｎｍ〜約５８０ｎｍ）の領域で透過率が高いフィルターであり、図３（Ｄ）のものは特に赤（約５８０ｎｍ〜約７８０ｎｍ）の領域で透過率が高いフィルターである。
【００２５】
そして、これらのフィルタ３３ｂ〜３３ｄはＣＣＤ判別回路２６からの信号により照明光路上に挿脱する如くに配置されるフィルタが選択されるようになっている。
具体的には、例えばＣＣＤ１７の分光特性が（赤や緑の領域と比較して）青の領域で感度が低いものである場合には、その種類のＣＣＤをＣＣＤ判別回路２６で判別し、その判別信号によりフィルタ３３ｂが照明光路上に配置されるように制御する。
【００２６】
また、ＣＣＤ１７の分光特性が緑或いは赤の領域で感度が低いものである場合には、それぞれフィルタ３３ｃ、３３ｄが照明光路上に配置されるように制御する。また、ＣＣＤ１７の分光特性が可視領域で平坦な特性を持つものである場合にはフィルタ３３ａが照明光路上に配置されるように制御する。
【００２７】
このようにＣＣＤ１７の分光特性に応じて、ＣＣＤ１７で撮像する被写体側を実際に照明する照明光の分光特性を最適化することにより、電気的に補正する場合よりもＳ／Ｎの良い状態で補正することができる。
【００２８】
補足説明すると、照明側及び撮像側とを考慮した場合に、本実施の形態によると最適な分光特性状態に設定して照明＆撮像環境に設定できる。
つまり、撮像側の分光特性は実際に使用されるＣＣＤにより決定されてしまうので、自然な色調の撮像画像を得るためには照明側或いは撮像された信号で補正を行うことが必要になるが、照明側でＣＣＤの特性を補償するような適切な照明光を供給することにより、撮像された信号に対して色補正を行う場合よりもＳ／Ｎの良い良好な画像を得ることが可能となる。
【００２９】
例えば、ＣＣＤ１７の分光特性が（赤や緑の領域と比較して）青の領域で感度が低いものである場合には、フィルタ３３ｂを光路上に配置することになり、従来例ではこの場合にはフィルタ３３ａのような特性のままのものが使用され、撮像された信号に対して色補正で青の領域の信号のゲインを大きくする。
【００３０】
これに対して、照明側で照明光量における青の照明強度を大きくすることにより、撮像された信号に対して青の領域の信号のゲインを大きくすることなく自然な色調にできる、つまりホワイトバランスさせることができ、Ｓ／Ｎをより大きくできる。
【００３１】
従って、本実施の形態によれば、カラー撮像手段としてのＣＣＤ１７の特性が異なるビデオスコープ２Ａ或いは２Ｂを接続して内視鏡検査を行う場合、カラー撮像手段を判別した信号により、照明光路上に配置するフィルタを実際に使用されるカラー撮像手段の分光特性を補正して最適な分光特性の照明光を供給できるように選択設定でき、電気的に色のバランスをとらないため、Ｓ／Ｎが優れた最適な画像を得ることを可能とする。
【００３２】
なお、この第１の実施形態において、図１に示すように光源装置３に選択スイッチ３７を設け、その選択信号によりフィルタ制御回路３６を介して照明光路上に配置されるフィルタを制御できるような変形例のようにしても良い。
【００３３】
より具体的には、ユーザはこの選択スイッチ３７で選択操作するにより選択信号が発生し、その選択信号はフィルタ制御回路３６に入力され、フィルタ制御回路３６はこの選択スイッチ３７による選択信号に応じて照明光路上に配置されるフィルタを制御する。
【００３４】
つまり、ＣＣＤ判別回路２６の判別信号で照明光路上に配置されるフィルタを制御することもできると共に、例えばＣＣＤ情報発生部２５を有しない（例えば古い）ビデオスコープを使用するような場合には、ユーザはそのビデオスコープに内蔵されたＣＣＤの分光特性を調べてその分光特性に最適なフィルタを照明光路上に配置するように選択スイッチ３７を操作すれば良い。
【００３５】
（第２の実施の形態）
次に図４ないし図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図４に示す内視鏡システム４１は、ビデオスコープ４２Ａと、このビデオスコープ４２Ａに照明光を供給する第２の実施の形態の光源装置４３と、ビデオスコープ４２Ａに内蔵されたカラー撮像手段に対する信号処理を行うＴＶカメラ装置４４と、このＴＶカメラ装置４４からの映像信号が入力されることにより、対応する内視鏡画像を表示するカラーモニタ５とから構成される。
【００３６】
また、このビデオスコープ４２Ａとはカラー撮像特性が異なるカラー撮像手段を内蔵した図４の２点鎖線で示すビデオスコープ４２Ｂを、ビデオスコープ４２Ａの代わりに光源装置４３及びＴＶカメラ装置４４に接続して内視鏡検査を行うこともできる。
【００３７】
以下では、図１の内視鏡システム１と類似した構成であるため、異なる部分のみを説明する。
この内視鏡システム４１におけるビデオスコープ４２Ａは、そのコネクタ１６には図１のＣＣＤ情報発生部２５の代わりに、ＣＣＤ情報と共にビデオスコープ２Ａの種類を判別できるようにするＣＣＤ＆スコープ情報発生部２５′を内蔵している。
【００３８】
これに対応して、ＴＶカメラ装置４４は、図１のＣＣＤ判別回路２６の代わりにＣＣＤ＆スコープ判別回路４６を内蔵し、このＣＣＤ＆スコープ判別回路４６′により判別された信号は光源装置４３のフィルタ制御回路３６′に入力される。
【００３９】
また、この光源装置４３には、図１の回転フィルタ３２の代わりに図５に示す回転フィルタ３２′が採用されている。この回転フィルタ３２′は、図２に示したフィルタ３３ａ〜３３ｄの他にさらにフィルタ３３ｅ、３３ｆが設けてある。
例えばフィルタ３３ｅは図６（Ａ）に示すように透明基板５１に均一な干渉膜５２を設けたもので、例えばフィルタ３３ａとその透過特性は、ほぼ同じであり、場所に依存しない。しかし、干渉膜５２の厚みはより厚く設定され、透過強度は小さくなるように設定されている。
【００４０】
つまり、フィルタ３３ａが照明光における所定の波長範囲の光を効率良く透過するのに対して、フィルタ３３ｅを光路上に配置した場合には、フィルタ３３ａの場合よりも透過する光量は低下する。
【００４１】
従って、ライトガイド１２が細い場合には、フィルタ３３ａを採用して照明光を行うことができるようにし、ライトガイド１２が太く、十分に照明光を伝送できるものの場合には、フィルタ３３ｅを採用して、適度な照明光量での照明を行えるようにしている。
【００４２】
また、フィルタ３３ｆは図６（Ｂ）に示すように透明基板５１に、その中央部分ではその周辺側と比較してその干渉膜５２の膜厚を小さくし、中央側では入射される光を効率良く透過するように設定し、周辺側では中央側に比べてその透過率が低くなるように設定している。
【００４３】
このようにすることにより、ランプ２３による照明光の照射特性を補正できるようにしている。
ランプ２３として放電ランプが広く採用される。この放電ランプによる照明光の照射特性はその構造上、電極が照明光の出射側に配置されて照明の影となり、中心が暗くなるという配光特性をもっている。
【００４４】
つまり、図７に示すように中心付近（出射角が０°付近）では電極のために照明光の強度が低くなる特性を持ったものとなる。この照明光の場合、ビデオスコープの照明光学系によってはその影響を受けた照明光を被写体側に出射する場合がある。
【００４５】
この特性は図６（Ｂ）に示すフィルタ３３ｆを採用することにより改善することができる。図６（Ｂ）で説明したように、このフィルタ３３ｆでは干渉膜５２の中心部分の光が多く透過し、周辺は透過率が低くなり、従って図８に示すようにフラットな配光特性の照明光にできる。
【００４６】
従って、図７に示すような特性の照明光を出すランプの場合には、フィルタ３３ｆを照明光路上に配置することにより、配光特性の良好な照明光に変換でき、配光強度にむらが生じるようなことなく被写体側を均一に近い状態で照明することができるようになる。
【００４７】
本実施形態では第１の実施の形態の場合において、さらに照明光路上に配置できるフィルタを追加して、分光強度（明るさ）や配光を変化させることができるようにして、ビデオスコープの種類やＣＣＤの種類に対して最適なフィルタを選択使用することができる。
【００４８】
例えば、明るさが充分足りている太い径の（ライトガイドを用いた）ビデオスコープの場合、極端な光量は必要なく、逆に大光量による被写体へのハレーション等の弊害が出てしまう可能性がでてくる。この場合には、フィルタ３３ｅを選択使用することにより、全体の分光強度を落とし、最適な照明光量にすることができる。
【００４９】
また、上述したように図７に示すような特性の照明光を出すランプの場合には、フィルタ３３ｆを用いることにより最適な配光特性の照明光を供給することができる。
本実施の形態は以下の効果を有する。
【００５０】
カラー撮像素子の特性に合わせて複数種のフィルタを選択することにより、電気的に色バランスをとった場合よりも、Ｓ／Ｎが優れた画像を得ることを可能とする照明光を供給することができる。さらに、ビデオスコープの種類に合わせて分光強度や配光特性を変更できる複数種のフィルタを選択することにより、最適な内視鏡画像を得ることを可能とする照明光を供給することができる。
【００５１】
なお、第２の実施の形態において、例えば回転フィルタ３２′に設けたフィルタ３３ｆ等を、図示しない第２の回転フィルタ側に設けるようにしても良い。例えば、レンズ３１と３４との間に回転フィルタ３２′と共に第２の回転フィルタを配置し、第２の回転フィルタも図示しないモータ３５により回転制御できるようにする。
【００５２】
第２の回転フィルタには例えばフィルタ３３ｆの他に少なくとも透明窓（照明光をそのまま通すもの）を設ける。そして、ランプ２３が放電タイプで図７に示すような特性を有するものの場合にはフィルタ３３ｆを照明光路上に配置する。このフィルタ３３ｆを通した光をさらに回転フィルタ３２′側に導光し、ＣＣＤ１７の分光特性に応じて照明光路上に配置するフィルタを選択するようにしても良い。また、フィルタ３３ｅを第２の回転フィルタ側に設けるようにしても良い。
また、第２の回転フィルタ等を、回転によりフィルタを照明光路上に挿脱する如くに配置するものに限定されるものでなく、プランジャ等によりフィルタを照明光路上に挿脱する機構のものを採用しても良い。
【００５３】
なお、上述した各実施の形態ではＣＣＤ判別回路２６等の判別手段をＴＶカメラ装置側に設けたが、光源装置３側に設けるようにしても良い。例えば図１のコネクタ１５にＣＣＤ情報発生部を設け、このＣＣＤ情報発生部の情報からＣＣＤ１７の種類を判別して、その判別信号をフィルタ制御回路３６に入力して、照明光路上に配置されるフィルタを制御するようにしても良い。
【００５４】
この場合、例えばコネクタ１５における光源装置３内部に挿入されるライトガイド口金部分にＣＣＤの種類等を識別可能とするバーコードを取付け、そのバーコードを光源装置３内部に設けたバーコードリーダで読み取り、バーコードリーダで読み取った信号をフィルタ制御回路３６に入力するようにしても良い。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせたものも本発明に属する。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、分光特性が異なる複数種のカラー撮像手段とともに使用される光源装置において、
前記複数種のカラー撮像手段のそれぞれに対応した複数種の光学フィルタと、
照明光を発生可能な光源ランプの光軸上に前記複数種の光学フィルタを選択的に挿脱可能なフィルタ挿脱手段と、
使用される前記カラー撮像手段を判別する判別手段の判別結果に基づいて、前記フィルタ挿脱手段を制御する制御手段と、
を具備しているので、実際に使用されるカラー撮像手段の分光特性に最適ないしは適切な分光特性の光学フィルタを選択して照明光を供給でき、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることを可能とする照明光を供給できる。
【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システムの全体構成図。
【図２】回転フィルタのフィルタ構成を示す正面図。
【図３】回転フィルタに設けた第１〜第４フィルタのフィルタ特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成図。
【図５】回転フィルタのフィルタ構成を示す正面図。
【図６】フィルタの構造を示す断面図。
【図７】放電タイプのランプに出射される照明光の特性図。
【図８】フィルタにより配光特性が改善された照明光の特性図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム
２Ａ、２Ｂ…ビデオスコープ（電子内視鏡）
３…光源装置
４…ＴＶカメラ装置（カメラコトロールユニット）
５…カラーモニタ
１０…挿入部
１２…ライトガイド
１３…ライトガイドケーブル部
１７…ＣＣＤ
１８…先端部
２３…ランプ
２５…ＣＣＤ情報発生部
２６…ＣＣＤ判別回路
３２…回転フィルタ
３３ａ〜３３ｄ…フィルタ
３５…モータ
３６…フィルタ制御回路
【図１】
2004121486.tif 000003
【図２】
2004121486.tif 000004
【図３】
2004121486.tif 000005
【図４】
2004121486.tif 000006
【図５】
2004121486.tif 000007
【図６】
2004121486.tif 000008
【図７】
2004121486.tif 000009
【図８】
2004121486.tif 000010