(57)【要約】【目的】拡大観察時の操作性に優れたオートフォーカス電子内視鏡を得る。【構成】挿入部先端１１ａに備えられた対物レンズ１５の光軸に沿って可動可能な焦点調節レンズ１７；焦点調節レンズ１７を通常観察位置と拡大観察位置との間で移動させるモータＭ及びモータ駆動回路３４；観察物体の焦点状態を検出する焦点情報検出回路３２；該検出された焦点状態に基づき挿入部先端１１ａが観察物体に近づいているか否かを判定し、挿入部先端１１ａが観察物体に近づいている場合はモータ駆動回路３４及びモータＭを介して焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向へ移動させ、挿入部先端１１ａが観察物体に近づいている場合はモータ駆動回路３４及びモータＭを介して焦点調節レンズ１７を通常観察位置方向へ移動させるモータ制御回路３３を備えたオートフォーカス内視鏡において、モータ制御回路３３はさらに、焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向へ移動させるときの移動速度を、通常観察位置方向へ移動させるときの移動速度よりも低速に制御する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部先端に備えられた対物光学系の光軸に沿って可動可能な焦点調節レンズ；
この焦点調節レンズを、画角が広い通常観察位置と画角の狭い拡大観察位置との間で移動させるレンズ駆動手段；
観察物体の焦点状態を検出する焦点検出手段；
この焦点検出手段により検出された焦点状態に基づき、上記挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定する判定手段；及び
挿入部先端が観察物体に近づいていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させ、挿入部先端が観察物体から遠ざかっていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを通常観察位置方向へ移動させる制御手段；を備え、
さらに、上記制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときの移動速度を、通常観察位置方向へ移動させるときの移動速度よりも低速に制御することを特徴とするオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項２】
請求項１記載のオートフォーカス電子内視鏡において、レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えており、
制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ印加する駆動電圧の絶対値を、通常観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ印加する駆動電圧の絶対値よりも小さく設定するオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項３】
請求項１記載のオートフォーカス電子内視鏡において、レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えており、
制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ与える駆動パルス周波数を、通常観察位置方向へ移動させるときに上記モータへ与える駆動パルス周波数よりも小さく設定するオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のオートフォーカス電子内視鏡において、焦点調節レンズを通常観察位置で固定して行なう通常観察と、焦点調節レンズを通常観察位置と拡大観察位置との間で移動させる拡大観察とを切り替えるオートフォーカス切替手段を備えたオートフォーカス電子内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、拡大観察に連動して焦点距離が自動調整されるオートフォーカス電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
近年では、内視鏡の体内挿入部の先端位置に応じてピント位置が自動調整されるオートフォーカス機能を備えた電子内視鏡が種々提案されている。このようなオートフォーカス電子内視鏡は、例えば臨床検査において、次のように使用される。先ず、電子内視鏡の体内挿入部を被検者の体腔内へ導入し、モニタ画面による観察で病変部があるか否かを判断する。そして病変部が見つかった場合には、オートフォーカス機能を有効にした状態で、体内挿入部先端を病変部に近づけていき、病変部を拡大して観察及び判断する。
【０００３】
上記拡大観察では、体内挿入部の先端が病変部に近づくにつれてモニタ画面に映し出される観察範囲が狭くなるため、病変部をより詳細に観察できる反面、体内挿入部の先端位置がぶれると病変部を見失ってしまうという欠点がある。病変部を見失った場合には、体内挿入部の先端を病変部から一旦遠ざけて観察範囲を広げ、再度、病変部の拡大観察を行なわなければならない。このため、拡大観察時の内視鏡操作は煩雑となり、好ましくなかった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、拡大観察時の操作性に優れたオートフォーカス電子内視鏡を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、挿入部先端に備えられた光軸に沿って可動可能な焦点調節レンズ；この焦点調節レンズを、画角が広い通常観察位置と画角の狭い拡大観察位置との間で移動させるレンズ駆動手段；観察物体の焦点状態を検出する焦点検出手段；この焦点検出手段により検出された焦点状態に基づき、上記挿入部先端が観察物体に近づいているか遠ざかっているかを判定する判定手段；及び挿入部先端が観察物体に近づいていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させ、挿入部先端が観察物体から遠ざかっていると判定されたときは、上記レンズ駆動手段を介して焦点調節レンズを通常観察位置方向へ移動させる制御手段；を備え、さらに、上記制御手段は、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときの移動速度を、通常観察位置方向へ移動させるときの移動速度よりも低速に制御することを特徴としている。
【０００６】
上記構成によれば、挿入部先端を観察物体（病変部）に近づけていくときは低速でオートフォーカス動作されるので、挿入部先端の位置が多少ぶれても観察物体を見失いづらく、拡大観察を良好に行なうことができる。一方、挿入部先端を観察物体から遠ざけるときは高速でオートフォーカス動作されるので、即座に観察物体全体を観察することができ、病変部を見落とす虞もなくなる。
【０００７】
レンズ駆動手段は、正逆回転により焦点調節レンズを拡大観察位置方向または通常観察位置方向へ移動させるモータを備えることができる。この場合に制御手段は、上記モータに与える駆動電圧または駆動パルス周波数を変化させることで、焦点調節レンズの移動速度を制御することができる。具体的には、焦点調節レンズを拡大観察位置方向へ移動させるときにモータへ与える第１駆動電圧（絶対値）又は第１駆動パルス周波数を、通常観察位置方向へ移動させるときにモータへ与える第２駆動電圧（絶対値）又は第２駆動パルス周波数よりも小さく設定することが好ましい。
【０００８】
以上のオートフォーカス電子内視鏡には、焦点調節レンズを通常観察位置で固定して行なう通常観察と、焦点調節レンズを通常観察位置から拡大観察位置まで移動させて行なう拡大観察とを切り替えるオートフォーカス切替部材を備えることができる。オートフォーカス切替部材により拡大観察から通常観察に切り替えられると、焦点調節レンズは高速で通常観察位置に戻される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用したオートフォーカス電子内視鏡１の全体構成を示すブロック図である。オートフォーカス電子内視鏡１は、被検者の体腔内を撮像する電子内視鏡本体１０と、電子内視鏡本体１０が撮像した内視鏡画像を処理するプロセッサ２０と、プロセッサ２０が処理した内視鏡画像を表示するＴＶモニタ４０とを備えている。
【００１０】
電子内視鏡本体１０は、可撓性を有する体内挿入部１１と、操作者が把持する把持操作部１２と、把持操作部１２から延設されたユニバーサルチューブ１３と、ユニバーサルチューブ１３の先端に設けた、プロセッサ２０に着脱可能なコネクタ部１４とを有している。
【００１１】
体内挿入部１１の先端部１１ａには、図２に示すように対物レンズ１５及び第１照明用レンズ１６が配置され、対物レンズ１５の後方には、対物レンズ１５の光軸に沿って移動可能な焦点調節レンズ１７及びＣＣＤ１８が配置されている。
焦点調節レンズ１７は、モータＭの正逆回転により駆動され、最小焦点距離（最大画角）となる通常観察位置と、最大焦点距離（最小画角）となる拡大観察位置との間を移動することができる。対物レンズ１５及び焦点調節レンズ１７によって結像された画像は、ＣＣＤ１８によって電子画像化され、プロセッサ２０を介してＴＶモニタ４０上で観察することができる。第１照明用レンズ１６の後方には、コネクタ部１４からユニバーサルチューブ１３、把持操作部１２及び体内挿入部１１内を通るライトガイド１９を介して、プロセッサ２０が備えたランプ３０からの照明光が与えられる。
【００１２】
把持操作部１２には、焦点調節レンズ１７を通常観察位置に固定した通常観察モード（ノンオートフォーカスモード）と、焦点調節レンズ１７を通常観察位置から拡大観察位置までの間で移動させる拡大観察モード（オートフォーカスモード）とを切り替えるオートフォーカス切替スイッチ１２ａが設けられている。本実施形態では、オートフォーカス切替スイッチ１２ａのオン状態で拡大観察モードが設定され、オフ状態で通常観察モードが設定される。
【００１３】
プロセッサ２０には、ＣＣＤ１８及びＣＣＤプロセス回路２２に同期信号を出力し、この同期信号に基づいてＣＣＤ１８を走査させるＣＣＤ駆動回路２１が備えられている。ＣＣＤプロセス回路２２は、ＣＣＤ駆動回路２１から入力した同期信号に同期して、ＣＣＤ１８の出力信号を読み込み、該読み込んだ信号を前処理（信号増幅処理やノイズ除去処理など）する回路である。このＣＣＤプロセス回路２２から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換回路２３にてデジタル信号に変換され、ガンマ補正回路２４にて各画素のガンマ特性が補正された後、映像信号処理回路２５で各種の画像処理が施され、Ｄ／Ａ変換回路２６にてアナログ信号に変換されてＴＶモニタ４０へ出力される。つまり、ＣＣＤ１８の出力信号は、ＣＣＤプロセス回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３、ガンマ補正回路２４、映像信号処理回路２５及びＤ／Ａ変換回路２６を介して、ＴＶモニタ４０上に表示される。
【００１４】
またＣＣＤ１８の出力信号は、上述のＣＣＤプロセス回路２２及びＡ／Ｄ変換回路２３を介して、測光回路２７及び焦点情報検出回路３２にもそれぞれ入力される。測光回路２７は、入力信号から輝度情報を求め、この輝度情報に基づき絞り駆動パルス数を算出し、該算出した絞り駆動パルス数だけ絞り駆動モータ２８を駆動させて絞り２９を開閉動作させる。ランプ３０から射出された照明光は、絞り２９により最適光量に調整された後、第２照明用レンズ３１及びライトガイド１９を介して第１照明用レンズ１６に供給される。
【００１５】
焦点情報検出回路３２は、オートフォーカス切替スイッチ１２ａにより拡大観察モードが設定されているときに動作する回路である。この焦点情報検出回路３２は、入力信号からコントラスト情報を求め、該コントラスト情報に基づき最適ピント位置情報を算出してモータ制御回路３３へ出力する。モータ制御回路３３は、焦点情報検出回路３２から入力した最適ピント位置情報に基づきモータ駆動回路３４を動作させ、モータＭを介して焦点調節レンズ１７を移動させる。本実施形態では、焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向（望遠方向）に移動させるときのモータＭの回転方向を正転といい、焦点調節レンズ１７を通常観察位置方向（広角方向）に移動させるときのモータＭの回転方向を逆転という。
【００１６】
上記構成のオートフォーカス電子内視鏡１は、図３に示すように、オートフォーカス切替スイッチ１２ａがオンされているとき、焦点調節レンズ１７の移動方向に応じて焦点調節レンズ１７の移動速度を変化させることを特徴としている。
より具体的には、焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向（望遠方向）に移動させる場合は、モータ制御回路３３がモータＭの駆動電圧を正の低速駆動電圧Ｖ１に設定してモータＭを正転させ、焦点調節レンズ１７を低速で移動させる。一方、焦点調節レンズ１７を通常観察位置方向（広角方向）に移動させる場合は、モータ制御回路３３がモータＭの駆動電圧を低速駆動電圧Ｖ１よりも絶対値が大きい負の高速駆動電圧Ｖ２（｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜）に設定してモータＭを逆転させ、焦点調節レンズ１７を高速で移動させる。
【００１７】
以下では、図４を参照し、オートフォーカス電子内視鏡１のオートフォーカス動作の流れについてより詳細に説明する。このオートフォーカス動作では先ず、オートフォーカス切替スイッチ１２ａがオンしているか否かがチェックされる（Ｓ１１）。オートフォーカス切替スイッチ１２ａがオンしていれば（Ｓ１１；Ｙ）、焦点情報検出回路３２が起動し、Ａ／Ｄ変換回路２３から入力した信号に基づいて最適ピント位置情報を検出する（Ｓ１３、Ｓ１５）。
【００１８】
最適ピント位置情報が検出されると、モータ制御回路３３が、該検出された最適ピント位置情報と前回検出した最適ピント位置情報とを比較し、この比較結果から体内挿入部１１の先端部１１ａが観察物体に近づいているか否かを判定する（Ｓ１７）。本実施形態では、前回検出した最適ピント位置情報がないとき、すなわち、オートフォーカス切替スイッチ１２ａがオンしてから１回目にＳ１７を行なうときは、焦点調節レンズ１７が通常観察位置にあるので、体内挿入部１１の先端部１１ａが観察物体に近づいていると判定する。
【００１９】
そしてモータ制御回路３３は、体内挿入部１１の先端部１１ａが観察物体に近づいていると判定した場合（Ｓ１７；Ｙ）、モータＭの駆動電圧に低速駆動電圧Ｖ１を設定し、モータ駆動回路３４を介して該低速駆動電圧Ｖ１をモータＭに所定時間印加して、焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向（望遠方向）の最適ピント位置まで移動させる（Ｓ１９、Ｓ２３）。一方、体内挿入部１１の先端部１１ａが観察物体から遠ざかっていると判定した場合（Ｓ１７；Ｎ）、モータＭの駆動電圧に高速駆動電圧Ｖ２を設定し、モータ駆動回路３４を介して該高速駆動電圧Ｖ２をモータＭに所定時間印加して、焦点調節レンズ１７を通常観察位置方向（広角方向）の最適ピント位置まで移動させる（Ｓ２１、Ｓ２３）。
【００２０】
以上のＳ１１〜２３の動作は、オートフォーカス切替スイッチ１２ａがオンしている間、繰り返し実行される。そしてオートフォーカス切替スイッチ１２ａがオフしたときは（Ｓ１１；Ｎ）、焦点情報検出回路３２がオフ状態となり（Ｓ２５）、モータ制御回路３３及びモータ駆動回路３４によりモータＭに高速駆動電圧Ｖ２が印加され、焦点調節レンズ１７は高速で通常観察位置まで戻される（Ｓ２７）。
【００２１】
以上の本実施形態によれば、体内挿入部１１の先端部１１ａを病変部に近づける場合と遠ざける場合とで焦点調節レンズ１７の移動速度（オートフォーカス動作速度）が低速と高速とに切り替わるので、先端部１１ａを近づけていく場合は先端部１１ａの位置が多少ぶれても病変部を見失わずに観察することができ、先端部１１ａを遠ざけていく場合は即座に病変部全体を把握することができる。よって、拡大観察モード時の内視鏡操作が従来よりも容易となり、病変部を見落とす虞もなくなる。
【００２２】
以上の本実施形態では、モータＭの駆動電圧を切り替えて焦点調節レンズ１７の移動速度を変化させているが、モータＭの駆動パルス周波数を切り替える構成によっても焦点調節レンズ１７の移動速度を変化させることができる。具体的には、焦点調節レンズ１７を拡大観察位置方向（近距離焦点方向）に移動させる場合の第１駆動パルス周波数ｆ１を、通常観察位置方向（遠距離焦点方向）に移動させる場合の第２駆動パルス周波数ｆ２よりも小さく設定すればよい（ｆ１＜ｆ２）。なお、図５では視覚的に容易に理解できるように、正転時及び逆転時の駆動パルスを正の電圧及び負の電圧で示してあり、駆動パルス周波数ｆ１、ｆ２を周期ｔ１、ｔ２（ｔ１＝１／ｆ１、ｔ２＝１／ｆ２；ｔ１＞ｔ２）に変換して示してある。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、体内挿入部の先端部を病変部に近づける場合は、該先端部を病変部から遠ざける場合よりも低速でオートフォーカス動作が行なわれるため、病変部を見失わずに観察することができ、拡大観察時における内視鏡の操作性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したオートフォーカス電子内視鏡の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子内視鏡本体の体内挿入部の先端部構造を示す部分断面図である。
【図３】オートフォーカス動作のタイミングチャートである。
【図４】オートフォーカス動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】図３とは別態様のオートフォーカス動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　　オートフォーカス電子内視鏡
１０　　電子内視鏡本体
１１　　体内挿入部
１２　　把持操作部
１２ａ　オートフォーカス切替スイッチ
１３　　ユニバーサルチューブ
１４　　コネクタ部
１５　　対物レンズ
１６　　第１照明用レンズ
１７　　焦点調節レンズ
１８　　ＣＣＤ
１９　　ライトガイド
２０　　プロセッサ
２１　　ＣＣＤ駆動回路
２２　　ＣＣＤプロセス回路
２３　　Ａ／Ｄ変換回路
２４　　ガンマ補正回路
２５　　映像信号処理回路
２６　　Ｄ／Ａ変換回路
２７　　測光回路
２８　　絞り駆動モータ
２９　　絞り
３０　　ランプ
３１　　第２照明用レンズ
３２　　焦点情報検出回路
３３　　モータ制御回路
３４　　モータ駆動回路
４０　　ＴＶモニタ
【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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