(57)【要約】【目的】挿入部先端内の温度上昇を抑制可能なオートフォーカス電子内視鏡を得る。【構成】挿入部先端に設け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；挿入部先端に設けられ、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駆動モータ；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駆動モータを駆動させ、焦点調節レンズの位置を調節するモータ制御手段；及びこのモータ制御手段によるＡＦ動作時間を制限する制限手段；を備えたオートフォーカス電子内視鏡。【選択図】　図１
2004054109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部先端に設け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；
挿入部先端に設けられ、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駆動モータ；
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前記駆動モータを駆動させ、前記焦点調節レンズの位置を調節するモータ制御手段；及び
このモータ制御手段によるＡＦ動作時間を制限する制限手段；
を備えた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、前記モータ制御手段を動作させて前記焦点調節レンズの位置を調節するＡＦモードと、前記焦点調節レンズを通常観察位置に固定する固定フォーカスモードとを切り替えるＡＦ切替部材；を備え、
前記制限手段は、前記ＡＦ切替部材によりＡＦモードが設定されたときから所定のタイマ時間が経過したときに、前記モータ制御手段によるＡＦ動作を停止させ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３】
請求項１または２記載のオートフォーカス電子内視鏡において、前記駆動モータの周囲温度を検出する温度センサを備え、
前記制限手段は、この温度センサにより検出された周囲温度に応じて前記モータ制御手段によるＡＦ動作時間を変更するオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項４】
請求項３記載のオートフォーカス電子内視鏡において、前記制限手段は、前記温度センサにより検出された周囲温度が第１の温度に達したときに、前記モータ制御手段によるＡＦ動作を停止するオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項５】
請求項４記載のオートフォーカス電子内視鏡において、前記制限手段は、前記温度センサにより検出された周囲温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度未満となるまで、前記モータ制御手段によるＡＦ動作を停止するオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項６】
請求項１ないし５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、前記モータ制御手段は、前記制限手段によりＡＦ動作を停止されるとき、前記焦点調節レンズを通常観察位置に戻してから前記駆動モータを停止させるオートフォーカス電子内視鏡。
【請求項７】
請求項１ないし６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、ＡＦ動作中であるか否かのＡＦ動作情報を内視鏡画像と共に表示するＴＶモニタ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、内視鏡の挿入部先端の位置に応じて、焦点調節レンズの位置が自動調節されるオートフォーカス（ＡＦ）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ＡＦ電子内視鏡では、観察範囲内に送水又は送気が行なわれると最適ピント位置を検出しづらくなることから、ＡＦ動作中は送気・送水動作が一時中断されている。しかしながら、ＡＦ動作時間が長くなると、焦点調節レンズを移動させる駆動モータの駆動時間も長くなるため、駆動モータからの発熱により挿入部先端内の温度が上昇してしまう問題があった。この温度上昇は、駆動モータの駆動特性を劣化させるだけでなく、駆動モータの近傍に配置されているＣＣＤにも影響を及ぼし、暗電流や白点傷の増加及びＣＣＤ出力電圧の低下を招いて内視鏡画質を劣化させてしまう。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、挿入部先端内の温度上昇を抑制可能なオートフォーカス電子内視鏡を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明によるオートフォーカス電子内視鏡は、挿入部先端に設け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；挿入部先端に設けられ、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駆動モータ；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駆動モータを駆動させ、焦点調節レンズの位置を調節するモータ制御手段；及びこのモータ制御手段によるＡＦ動作時間を制限する制限手段；を備えたことを特徴としている。
【０００５】
上記構成によれば、駆動モータからの発熱により挿入部先端内の温度が過度に上昇してしまう前に、駆動モータの駆動を停止することができる。これにより、駆動モータの近傍に配置されたＣＣＤの動作に悪影響を及ぼすことがなく、良質な内視鏡画像で観察及び検査を進めることができる。
【０００６】
制限手段は、モータ制御手段を動作させて焦点調節レンズの位置を調節するＡＦモードと、焦点調節レンズを通常観察位置に固定する固定フォーカスモードとを切り替えるＡＦ切替部材が備えられている場合、このＡＦ切替部材によりＡＦモードが設定されたときから所定のタイマ時間が経過したときに、モータ制御手段によるＡＦ動作を停止させることが好ましい。
【０００７】
また制限手段は、駆動モータの周囲温度を検出する温度センサが備えられている場合、この温度センサにより検出された周囲温度に応じてモータ制御手段によるＡＦ動作時間を変更することが好ましい。あるいは、温度センサにより検出された周囲温度が第１の温度に達したらモータ制御手段によるＡＦ動作を停止することが好ましく、さらに周囲温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度未満となるまでモータ制御手段によるＡＦ動作を停止させることも可能である。
【０００８】
モータ制御手段は、制限手段によりＡＦ動作を停止されるとき、焦点調節レンズを通常観察位置に戻してから駆動モータを停止させることが好ましい。すなわち、ＡＦ動作停止中は固定フォーカスモードとなる。
【０００９】
以上のオートフォーカス電子内視鏡には、ＡＦ動作中であるか否かのＡＦ動作情報を内視鏡画像と共に表示するＴＶモニタが備えることができる。
【００１０】
【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（ＡＦ）電子内視鏡１の全体構成を示すブロック図である。ＡＦ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。
【００１１】
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。
【００１２】
体内挿入部１１の挿入部先端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。この対物レンズ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。
【００１３】
焦点調節レンズ１７は、駆動モータ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）となる最大拡大観察位置との間を移動することができる。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駆動モータ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駆動モータＭの回転方向を逆転という。この駆動モータＭの近傍には、挿入部先端１１ａ内の温度（モータＭの周囲温度）を検出する温度センサＳが設けられている。
【００１４】
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。
【００１５】
把持操作部１２には、ＡＦ機能の有無を切り替えるＡＦ切替スイッチ１２ａが設けられている。すなわち、このＡＦ切替スイッチ１２ａのオン／オフにより、挿入部先端１１ａの位置に応じて焦点調節レンズ１７の位置が自動調節されるＡＦモード（拡大観察モード）と、焦点調節レンズ１７が通常観察位置に固定された固定フォーカスモード（通常観察モード）とが切り替えられる。
【００１６】
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、ＯＳＤ（文字情報表示回路）３５にてモータ制御回路３３から出力されたＡＦ動作情報と組み合わせられ、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。
【００１７】
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。
【００１８】
焦点情報検出回路３２及びモータ制御回路３３は、ＡＦ切替スイッチ１２ａによりＡＦ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情報に基づきモータ駆動回路３４を動作させ、駆動モータＭを介して焦点調節レンズ１７を移動させる。このモータ制御回路３３には、挿入部先端１１ａに設けた温度センサＳが接続されているほか、ＡＦ切替スイッチ１２ａがオンされた時（モータ制御回路３３が動作開始した時点）から所定のタイマ時間Ｔが経過する時までを計測する内蔵タイマ３３ａを備えている。またモータ制御回路３３は、ＡＦ動作中であるか否かをＴＶモニタ４０に表示するためのＡＦ動作情報をＯＳＤ３５に出力する。
【００１９】
上記構成のＡＦ電子内視鏡１は、挿入部先端１１ａの温度上昇を抑制するため、モータ制御回路３３によるＡＦ動作時間を制限することを特徴としている。具体的には、図３のタイミングチャートに示すように、ＡＦ切替スイッチ１２ａのオンにてＡＦモードが設定された時点ｔ１から所定のタイマ時間Ｔが経過する時点ｔ２まで、モータ制御回路３３がモータ駆動回路３４を介して駆動モータＭを駆動可能な状態、即ちＡＦ動作を実行可能な状態となる。そしてタイマ時間Ｔが経過した時（ｔ２）は、モータ制御回路３３により駆動モータＭの駆動が停止され、次にＡＦ切替スイッチ１２ａのオンを検出する時点ｔ３までの間はＡＦ動作が実行されない。さらにＡＦ電子内視鏡１は、温度センサＳの出力により駆動モータＭの周囲温度を常時モニタリングし、ＡＦ動作可能なタイマ時間Ｔ内であっても温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１に達した時（ｔ４）は、モータ制御回路３３がモータ駆動回路３４を介して駆動モータＭを停止させる。そして、温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１よりも低い第２の規定値Ｐ２を下回る時（ｔ５）までＡＦ動作を実行させない。
【００２０】
以下では、図４を参照し、ＡＦ電子内視鏡１のＡＦ動作の流れについてより詳細に説明する。このＡＦ動作は、ＡＦ切替スイッチ１２ａのオン割り込みにより開始される。ＡＦ動作に入ると、先ず、温度センサＳの出力が第２の規定値Ｐ２未満であるか否かが判定される（Ｓ１１）。温度センサＳの出力が第２の規定値Ｐ２未満でなければ、ＡＦ動作を行なわない（Ｓ１１；Ｎ）。第２の規定値Ｐ２には、ＡＦ動作を中断させる第１の規定値Ｐ１よりも小さい値（低い温度）が設定されている。
【００２１】
温度センサＳの出力が第２の規定値Ｐ２未満であれば（Ｓ１１；Ｙ）、焦点情報検出回路３２及びモータ制御回路３３が起動されてＡＦ動作が開始され（Ｓ１３）、内蔵タイマ３３ａによるタイマ時間Ｔの計測が開始される（Ｓ１５）。続いて、図５のようにＡＦ動作中である旨を示すＡＦ動作情報４１が内視鏡画像４２と共にＴＶモニタ４０に表示される（Ｓ１７）。ＡＦ動作では、焦点情報検出回路３２が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を検出し、この最適ピント位置情報に基づきモータ制御回路３３がモータ駆動回路３４を介して駆動モータＭを駆動させ、通常観察位置から拡大観察位置の間で焦点調節レンズ１７の位置を調節する。
【００２２】
上記ＡＦ動作中、モータ制御回路３３は、温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１以下であるか否かを判定し（Ｓ１９）、第１の規定値Ｐ１以下であれば内蔵タイマ３３ａがタイムアップしたか否かを判定する（Ｓ１９；Ｙ、Ｓ２１）。タイムアップしていなければ、Ｓ１９へ戻り、ＡＦ動作を実行しながらＳ１９及びＳ２１の判定を繰り返す（Ｓ２１；Ｎ）。
【００２３】
そして、温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１を超えたとき（Ｓ１９；Ｎ）、または内蔵タイマ３３ａがタイムアップしたとき（Ｓ２１；Ｙ）は、モータ制御回路３３が駆動モータＭを逆転させて焦点調節レンズ１７を通常観察位置まで戻してから駆動モータＭを停止させ（Ｓ２３）、ＡＦ動作情報４１をＴＶモニタ４０から消す（Ｓ２５）。Ｓ２３の処理後は、Ｓ１１へ戻り、Ｓ１１から再度実行される。
【００２４】
以上の本実施形態によれば、ＡＦ切替スイッチ１２ａにてＡＦモードが設定されても、ＡＦ動作開始時からタイマ時間Ｔが経過した時点あるいは温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１に達した時点で、ＡＦ動作は停止される。つまり、駆動モータＭの周囲温度が過剰上昇する前に、駆動モータＭの駆動が停止される。
これにより、挿入部先端１１ａの温度上昇は抑制され、ＣＣＤ１８が良好に動作する結果、良質な内視鏡画像で観察及び検査を進めることができる。また本実施形態によれば、切替スイッチ１２ａをオンしてもＡＦ動作が実際に行なわれるとは限らないが、ＴＶモニタ４０にＡＦ動作中であるか否かが表示されるので、内視鏡操作者はＡＦ動作状況を容易に確認することができる。さらに本実施形態によれば、長時間駆動による駆動モータＭへの負担が減ることから、駆動モータＭの寿命が延びるという利点もある。
【００２５】
また本実施形態では、ＡＦ動作の実行可能なタイマ時間Ｔを一定とし、該タイマ時間Ｔ内に温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１に達したらＡＦ動作を停止させる態様としているが、種々の変形が可能である。例えば、ＡＦ動作開始前に温度センサＳの出力に応じてタイマ時間Ｔを設定する態様としてもよく、また、温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１に達したら残りのタイマ時間を短縮する態様としてもよい。
【００２６】
さらに本実施形態では、温度センサＳの出力が第２の規定値Ｐ２未満になるまでＡＦ動作を停止させているが、温度センサＳの出力が第１の規定値Ｐ１に達していなければＡＦ動作を再開させる態様としてもよい。
【００２７】
なお、本実施形態では、温度センサＳを駆動モータＭの近傍に配置して駆動モータＭの周囲温度を検出しているが、ＣＣＤ１８の周囲温度を検知できるようにＣＣＤ１８近傍に配置してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のオートフォーカス電子内視鏡によれば、駆動モータの周囲温度が過度上昇する前にオートフォーカス動作が停止されるので、挿入部先端内の温度上昇を抑制することができ、良質な内視鏡画像で観察及び検査を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＡＦ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】ＡＦ動作のタイミングチャートである。
【図４】ＡＦ動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】ＴＶモニタに映し出されるモニタ画像の一例である。
【符号の説明】
１　　ＡＦ電子内視鏡
１０　　電子内視鏡本体
１１ａ　挿入部先端
１２ａ　ＡＦ切替スイッチ
１５　　対物レンズ
１７　　焦点調節レンズ
１８　　ＣＣＤ
２０　　プロセッサ
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
４１　　ＡＦ動作情報
４２　　内視鏡画像
Ｍ　　駆動モータ
Ｓ　　温度センサ
【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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