JP4390331B2

JP4390331B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP4390331B2
Application number: JP31558099A
Authority: JP
Inventors: 正高橋
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: JP2000201892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、胃などの体腔内にスコープ（内視鏡）を挿入し、体腔の映像をモニタに映し出す内視鏡装置に関し、特に体腔内に照射される光量を調整する光量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モニタに映し出される体腔の映像に対して明るさを調整するため、絞りの開閉により光源から体腔へ照射される光量を自動的に調整する自動調光方式を備えた内視鏡装置が知られており、映像の明るさを選択すると、選択された明るさレベルに応じて絞りの位置が調整される。このような内視鏡装置では、体腔に照射される光量を絞りの開閉により自動的に調整するため、許容以上の光量が体腔に照射されるために起こる熱傷を未然に防ぐことができる。一方、オペレータの使用状況に応じて、体腔に照射される光量をマニュアル式で調整するモードも内視鏡装置に備えられている。このマニュアル式の場合、選択された明るさレベルに応じて絞りの位置が設定されているため、画面上における映像の明るさの変化に関わらず一定の光量が体腔に照射される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、マニュアル式において体腔に照射できる最大光量に近い明るさレベルが選択されている場合、体腔とスコープの遠位端（先端）が過度に接近した状態では許容以上の光量が体腔に継続的に照射されることによって、体腔に熱傷が生じる可能性がある。特に、ライトガイドの光量伝達特性が比較的高いスコープほど、許容以上の光量が体腔に照射されやすい。
【０００４】
本発明は、マニュアル式で光量が体腔に照射される場合、許容以上の光量が照射されることによって生じる熱傷を未然に防ぐことができる内視鏡装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、被写体を照射するために光を放射する光源と、光源から放射される光を被写体に導くライトガイドを有するスコープであって、ライトガイドがスコープ全体に渡って延びているスコープと、被写体に照射される照射光量を一定にした状態で被写体に光を当てるマニュアル式において、被写体に照射する光量を設定する光量設定手段と、マニュアル式において、光量設定手段により設定された設定照射光量に基づき、照射光量を調整する光量制御手段と、マニュアル式において、照射光量が被写体に対して許容できる許容光量を超えているか否かを判別する照射光量判別手段と、マニュアル式において、照射光量が許容光量以上である場合、照射光量を減少させる減光手段とを備えたことを特徴とする。このような内視鏡装置によれば、マニュアル式において被写体熱傷を起こさせるような限度を超えた光量が被写体に照射されている場合には光量を減少させるため、熱傷が生じることがない。
【０００６】
減光手段は、許容光量以上の光量が被写体に一定時間以上照射されている場合において、照射光量を減少させることが望ましい。さらに、減光手段は、所定時間だけ照射光量を減少させた後、元の照射光量を被写体に照射させることが望ましい。
【０００７】
内視鏡装置は、被写体に照射された光が反射することによって形成される被写体像を、スコープ内において被写体側の遠位端から光源側の近接端まで伝達する被写体像伝達手段を有することが望ましい。被写体像伝達手段は、例えば、スコープの遠位端に撮像素子を有し、撮像素子に被写体像を結像させ、光電変換により発生する被写体像に応じた画像信号を撮像素子から読み出してスコープの近接端へ伝達する。このような被写体像伝達手段により、被写体像を電気信号として伝達することができる。
【０００８】
さらに、内視鏡装置は、被写体像伝達手段によりスコープの近接端へ伝達される被写体像に応じた画像信号から被写体像の輝度値を算出する輝度値算出手段を有することが望ましい。この場合、照射光量判別手段は、輝度値算出手段において算出される輝度値が許容光量に応じた許容輝度値以上であるか否かを所定時間間隔毎に判別することが望ましい。これにより、被写体に照射される照射光量を輝度値として計測し、マニュアル式において、照射光量が許容光量を超えているか常時観察される。
【０００９】
好ましくは、内視鏡装置は、光源と前記ライトガイドの近接端との間に、絞りをさらに有することが望ましい。この場合、光量設定手段は、設定照射光量に応じた絞り位置を設定し、また、光量制御手段は、設定された絞り位置まで絞りを駆動させることが望ましい。このように絞りを開閉させることによって、所定の光量が被写体に照射される。
【００１０】
絞りを有する場合、減光手段は、絞りを閉じることにより照射光量の１／４から２／３までのいずれかの光量まで減少させることが望ましい。例えば、減光手段は、被写体像の輝度値が許容輝度値以上である場合、絞りを光量設定手段により設定された絞り位置の半分の開度となる絞り位置まで駆動させる。このように絞りを閉じることによって、被写体に照射される光量が十分に減少し、熱傷を未然に防ぐことができる。さらに、減光手段は、被写体像の輝度値が一定時間以上許容輝度値以上である場合に絞りを所定時間だけ閉じ、絞りを閉じてから所定時間を超えれば、絞りを減光前の元の絞り位置まで駆動させることが望ましい。このように絞りを駆動させることにより、許容光量以上の光量が被写体に照射されていることを慎重かつ確実に判断することができ、また、絞りが閉じた後いつまでも元の照射光量が照射されない状態が回避される。
【００１１】
内視鏡装置は、スコープの近接端が着脱可能に接続されるとともに前記被写体像を映し出すための画像モニタが接続されるプロセッサであって、光源、絞り、光量設定手段、光量制御手段、照射光量判別手段、減光手段、輝度値算出手段とを有し、被写体像に応じた画像信号を信号処理して画像モニタへ出力するプロセッサを有することが望ましい。これにより、被写体像が、スコープおよびプロセッサを通して画像モニタに映し出される。さらに、減光手段において照射光量を減少させた場合、被写体像の明るさが画像モニタ上において急激に変化するため、使用者は、被写体に許容以上の光量を照射させていたことに気付き、近づき過ぎていたスコープの遠位端と被写体との距離が離される。これにより、熱傷が未然に防がれる。それでもスコープの遠位端と被写体との距離が変化しない場合、減光手段において、絞りが所定時間だけ閉じた後絞りが開き、一定時間をおいて再び絞りが所定時間だけ閉じる動作が繰り返されることによって、画像モニタにおける被写体像の明るさに関して明暗が繰り返されることが望ましい。これにより、使用者は、許容以上の光量が被写体に照射されていることを完全に認識する。
【００１２】
あるいは、減光手段は、光源とライトガイドの近接端との間に設けた光量減衰部材を挿脱させることにより、照射光量を減少させてもよい。あるいは、光量制御手段は、光源から放射される放射光量を増減させることによって、照射光量を調整させてもよい。この場合、減光手段は、放射光量を減少させることによって、照射光量を減少させる。
【００１３】
光量設定手段は、例えば、被写体に照射する光量の複数のレベルとそれに応じた絞り位置との対応関係を示すテーブルを有し、マニュアル式においてテーブルを用いることにより、選択された被写体に照射する光量のレベルに応じた絞り位置を設定することが望ましい。さらに、被写体に照射する光量のレベルと絞り位置との対応関係が、光量伝達特性の違いにより分類されるスコープのタイプに応じて定められていることが望ましい。これにより、様々なスコープに応じて絞り位置を設定することが可能となる。さらに、このようにスコープのタイプに応じて絞り位置が定められている場合、好ましくは、マニュアル式において被写体への最大限の照射光量となる最大光量がスコープの光量伝達特性にかかわらず一定量以下となるように、被写体に照射する光量のレベルの中の最大レベルとそれに応じた最大絞り位置との関係が、スコープのタイプに応じて定められている。これにより、光量伝達特性の高いスコープが使用され、最大レベルが選択された場合でも、許容以上の光量が被写体に照射されることがなく、熱傷を起こすことがない。また、光量設定手段は、マニュアル式においてプロセッサに接続されるスコープの変更があった場合、接続されたスコープのタイプに応じて絞り位置を新たに設定することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態である内視鏡装置の電気回路を示したブロック図である。この内視鏡装置は、胃などの体腔Ｓ内にスコープ（内視鏡）１０を挿入し、プロセッサ２０を介してモニタ（画像モニタ）４９に体腔Ｓの映像を映し出す装置である。なお、スコープ１０の近接端は、接続部１８を介してプロセッサ２０に着脱可能に接続されている。なお、本実施形態では、カラー多重化方式としてＮＴＳＣ方式を適用する。
【００１６】
スコープ１０内には、光源となるランプ２２からの光を被写体Ｓへ導くライトガイド１４が設けられており、ライトガイド１４はスコープ１０内の全体に渡って延びている。ランプ２２から放射された光は、光を収束させる集光レンズ２４によって、ライトガイド１４の入射端１４ａ（近接端）に入射される。そして、ライトガイド１４を通った光は、光の配光角を広げる配光レンズ１５を通り、スコープ１０の遠位端から体腔Ｓへ向けて出射する。このとき、体腔Ｓに照射される光量（照射光量）は、ランプ２２とライトガイド１４の入射端１４ａとの間に設けられた絞り２５により調整される。絞り２５は、絞り制御回路２８から送られてくる信号に基づいて開閉し、これにより被写体Ｓに照射される光量が増減する。
【００１７】
被写体Ｓに光が当たることによって形成される体腔Ｓの画像（被写体像）は、レンズ１２を介してスコープ１０の遠位端に設けられた撮像素子１３に結像され、さらに、光電変換により、体腔Ｓの画像に応じた画像信号が発生する。画像信号は撮像素子１３から読み出され、コネクタ１６を介してプロセッサ２０に送られる。ＮＴＳＣ方式を適用しているため、 1画面分の画像信号は、１／３０秒毎に読み出される。
【００１８】
スコープ１０からプロセッサ２０へ送られてきた画像信号は、画像信号処理部２１に送られる。画像信号処理部２１では、画像信号がＲ，Ｇ，Ｂ各色に応じた信号毎に分離され、分離された各信号に対してガンマ補正などの処理が施される。また輝度信号への変換なども行われ、生成される輝度信号は、マイコン制御部３０に順次送られる。
【００１９】
画像信号処理部２１から出力された画像信号には、マイコン制御部から送られてくる、モニタへの文字情報などに関する信号が加えられ、モニタ４９に送られる。
【００２０】
マイコン制御部３０には、パネルスイッチ２７およびキーボード２６の操作によって生じる信号が入力され、これにより絞り２５の開閉やモニタ４９における表示画面の変更などが行われる。パネルスイッチ２７には、アップスイッチ２７ａ、ダウンスイッチ２７ｂ、オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃなどが設けられており、アップスイッチ２７ａ，ダウンスイッチ２７ｂの操作によりモニタ４９に映し出される映像の明るさなどが調整される。また、オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃの操作により、絞り２５が所定の位置に定められて一定の光量が体腔Ｓに照射し続けられるマニュアル式か、もしくはモニタ４９における映像の明るさが一定になるように絞り２５が自動的に制御される自動調光式どちらかが選択される。
【００２１】
ランプ制御回路２３には、ランプ２２を点灯させる信号が入力され、これによりランプ２２が点灯する。なお、ランプ２２にキセノンランプなどの放電ランプを用いた場合、ランプ制御回路２３によりランプ２２から放射される放射光量を調整することもできる。
【００２２】
図２は、マイコン制御部３０に関する詳細なブロック図である。
【００２３】
マイコン制御部３０では、様々な演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）３１が備えられており、ＣＰＵ３１には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４や読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３３などがシステムバスＢを介して接続されている。
【００２４】
スコープ１０内に設けられたスコープＲＯＭ１７は、入出力ポート４３を介してシステムバスＢに接続されており、これによりスコープ１０の光量伝達特性に関する信号が読み出される。この光量伝達特性は、スコープ１０内のライトガイド１４における全長・径の太さなどに従う性質で、光源からの光をどれだけ効率よく出射することができるかを表す。すなわち、光量伝達特性の優れたスコープ１０ほど、出射することができる光量が多い。
【００２５】
ＲＯＭ３３には、スコープ１０の光量伝達特性に応じた絞り２５の位置に関するテーブルがデータとして格納されており、このデータに基づいて絞り２５の位置に関する信号が絞り制御回路２８に送られる。
【００２６】
ランプ制御回路２３、絞り制御回路２８、キーボード２６、パネルスイッチ２７は、それぞれ入出力ポート３９、４２、４０、３８を介してシステムバスＢに接続されている。画像信号処理部２１から送られてくる輝度信号は、Ａ／Ｄ変換器３６に入力される。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路３５では、標準時刻に関するデータが発生せしめられる。
【００２７】
ビデオＲＡＭ４１に格納されているモニタ４９への表示用文字データは、ＣＲＴ (モニタ）コントローラ３７を介して画像信号処理部２１から出力される画像信号と合成され、合成された画像信号はモニタ４９に送られる。
【００２８】
図３を用いて、スコープ１０の種類に応じた絞り位置の設定について説明する。
【００２９】
図３には、スコープ１０の種類によって異なる被写体Ｓに照射する光量のレベルと絞り位置ＩＰとの関係（マニュアル式に適用）あるいはモニタ４９の明るさレベルと輝度値（参照値）との関係（自動調光式に適用）を示したテーブル（表）Ｔが表されている。絞り位置ＩＰは、数値が大きいほど開いた状態であり、０で全閉、２０８で全開である。本実施形態において、スコープ１０の種類として、タイプＡ，タイプＢ，タイプＣ，タイプＤの４種類が使用可能である。タイプＡ〜タイプＤは、光量伝達特性に違いがあり、タイプＡは４種類の中で最も光量伝達特性が高く、逆にタイプＤは最も光量伝達特性が低い。
【００３０】
表Ｔに示すように、マニュアル式では、スコープ１０の種類および被写体Ｓに照射する光量のレベルに応じた絞り位置ＩＰがあらかじめ定められている。この被写体Ｓに照射する光量のレベルは、光量の程度を−５〜＋５の範囲で段階的に示したものであり、アップスイッチ２７ａ、ダウンスイッチ２７ｂの操作により選択される。例えば、レベルが０であれば、標準的な明るさで被写体Ｓの映像がモニタ４９に映し出され、レベルが＋３であれば、やや明るい映像がモニタ４９に映し出される。このように、マニュアル式の場合、表Ｔに基づいて被写体Ｓに照射する光量のレベルが選択されると、絞り位置ＩＰが設定される。ただし、被写体Ｓに照射する光量は、絞り２５を通過する光量（ライトガイド１４の入射端１４ａに入射する光量）を示す。そして、設定された絞り位置ＩＰ（設定照射光量）に基づいて絞り２５が駆動され、これにより、被写体Ｓに照射される光量（照射光量）が一定となる。なお、被写体Ｓに照射する光量のレベルの選択は、オペレータにとって、実質的にモニタ４９の明るさの調整に相当する。
【００３１】
一方、自動調光式においては、スコープ１０の種類に関係なく、モニタ４９の明るさレベルと輝度値である参照値が定められている。モニタ４９の明るさレベルは、−５〜＋５の範囲で段階的に表されており、各明るさレベルに応じて撮像素子１３上に結像される画像の輝度値が変化し、モニタ４９上の映像の明るさが変化する。この明るさレベルも、マニュアル式と同様に、アップスイッチ２７ａ、ダウンスイッチ２７ｂの操作により選択される。例えば、０であれば標準的な明るさの映像、＋３であればやや明るい映像がモニタ４９に映し出される。
【００３２】
明るさレベルもしくは被写体Ｓに照射する光量のレベルがオペレータによって選択されると、マニュアル／オート切替スイッチ２７ｃの操作によりマニュアル式が選択されている場合、スコープ１０の種類に応じて、絞り位置ＩＰが設定される。ここでは、被写体に照射する光量のレベルもしくは明るさレベル（−５〜＋５）をレベル変数ｖｂ（０〜１０）に置き換え、またスコープ１０のタイプ（Ａ〜Ｄ）をスコープ変数ｖｓ（０〜３）に置き換える。そして、絞り位置ＩＰは、レベル変数ｖｂおよびスコープ変数ｖｓを用いて次の（１）式のように表される。ただし、Ｔ〔，〕は２つの変数によって指定される表の位置である。また、自動調光式の場合、スコープ変数ｖｓを４で表し、輝度値としての参照値ＩＰ´が選択される。
【００３３】
ＩＰ＝Ｔ〔ｖｂ，ｖｓ〕・・・・・・・（１）
【００３４】
例えば、タイプＢのスコープ１０が接続された状態でレベル＋２を選択した場合、絞り位置ＩＰは（１）式より
ＩＰ＝Ｔ〔７，１〕
となり、７０に設定される。よって、絞り２５は、絞り位置ＩＰ＝７０の位置まで駆動される。また、自動調光式においてレベル＋２を選択した場合、参照値ＩＰ´は（１）式より
ＩＰ´＝Ｔ〔７，４〕
となる。よって、被写体像の輝度値が参照値ＩＰ´＝１４４となるように、絞り２５が開閉する。
【００３５】
レベル＋５が選択されると、最も多くの光量が被写体Ｓに照射される。このときの光量を最大光量とすると、最大光量が体腔Ｓを熱傷させる程度の光量を超えないようにする必要がある。本実施形態では、スコープ１０の種類（タイプＡ〜Ｄ）に応じて、レベル＋５における絞り位置ＩＰがそれぞれ定められている。これにより、光量伝達特性の異なるタイプＡ〜Ｄのどのスコープ１０を使用しても、被写体Ｓに照射される最大光量は熱傷を起こさせない程度の一定量以下の光量となる。
【００３６】
例えば、タイプＡのスコープ１０をプロセッサ２０に接続して明るさレベル＋５を選択する場合、絞り位置ＩＰは１６０であり、また、タイプＤのスコープ１０を接続して明るさレベル＋５を選択した場合、絞り位置ＩＰは２０８である。タイプＡのスコープ１０は最も光量伝達特性が高いため、絞り位置ＩＰが抑えらており、一方、タイプＤのスコープ１０は最も光量伝達特性が低いため、絞り位置ＩＰが全開に定められている。したがって、タイプＡのスコープ１０もしくはタイプＤのスコープ１０どちらを使用しても、光量伝達特性に応じて被写体Ｓに照射される。
【００３７】
このように、被写体に照射する光量のレベルが最大時（＋５）の絞りの位置ＩＰは、スコープ１０の光量伝達特性に応じて、それぞれ定められている。これにより、光量伝達特性の高いタイプＡのスコープ１０を使用しても、許容限度を超えた光量が被写体Ｓに照射されることはない。なお、各レベル（−５〜＋４）の絞り位置ＩＰも、スコープ１０の種類（Ａ〜Ｄ）に応じてそれぞれ設定されている。
【００３８】
図４〜図９は、ＣＰＵ３１で実行される内視鏡装置全体の動作に関するフローチャートである。図３、図４〜図９を用いて、内視鏡装置全体の動作について説明する。
【００３９】
図４は、内視鏡装置全体の動作に関し、全体的な流れを示すフローチャートである。ステップ２０１では、電源がＯＮ状態に定められることによりランプ２６およびモニタ４９がそれぞれ初期値に設定される。なお、被写体Ｓに照射する光量のレベル（明るさレベル）は初期値として０に設定されている。
【００４０】
ステップ２０２では、パネルスイッチ２７の操作により、明るさレベル変更などが行われる。ステップ２０３では、キーボード２６の操作に基づいてモニタ４９への文字の入力や画面変更などが行われる。
【００４１】
ステップ２０４では、プロセッサ２０に接続されたスコープ１０の種類に従って絞り２８が調整される。またステップ２０５では、例えばモニタ４９上に時刻が表示される。
【００４２】
このような内視鏡装置全体の動作は電源がＯＦＦ状態になるまで繰り返し行われ、各ステップ２０２〜ステップ２０５においてはサブルーチンが実行される。また各ステップにおいて、サブルーチンが実行されない時には次のステップに移る。以下では、ステップ２０３を除く各ステップのサブルーチンに関して詳述する。
【００４３】
図５は、光量制御に関する割り込み処理である。この割り込み処理は、ＮＴＳＣ方式に対応させるため、１／３０秒間隔毎に実行され、図４のステップ２０２〜２０５からなるループ処理の間に割り込まれる。なお、光量制御に関しては、図９において詳述する。
【００４４】
図６は、ステップ２０２において実行される、パネルスイッチ２７の操作に対する動作の手順に関するサブルーチンを示している。なお、以下では、表Ｔ〔図３参照）のマニュアル式に応じた被写体Ｓに照射する光量のレベル（＋５〜−５）に関しても、自動調光式に合わせて、明るさレベルと表すことにする。同様に、被写体Ｓに照射する光量のレベル変数ｖｂも、明るさレベル変数ｖｂと表す。
【００４５】
ステップ３０１では、パネルスイッチ２７が操作されたか否かが判定される。パネルスイッチ２７のうちどれか１つでも操作されたと判断されるとステップ３０２に移り、どのスイッチも操作されていないと判断されるとステップ３０２〜３０６は実行されず、このサブルーチンは終了する。
【００４６】
ステップ３０２では、パネルスイッチ２７の中でアップスイッチ２７ａが操作されたか否かが判定される。アップスイッチ２７ａが操作されたと判断されるとステップ３０３に移り、体腔Ｓの映像が選択されたレベルに対応するように絞り２５が駆動される。アップスイッチ２７ａが操作されていないと判断された場合、ステップ３０４に移る。なお、アップスイッチ２７ａを１回操作することにより、明るさレベルは１つ上がる。
【００４７】
ステップ３０４では、パネルスイッチ２７の中でダウンスイッチ２７ｂが操作されたか否かが判定される。ダウンスイッチ２７ｂが操作されたと判断されるとステップ３０５に移り、体腔Ｓの映像が選択された明るさレベルになるように絞り２５が駆動される。ダウンスイッチ２７ｂが操作されていないと判断された場合、ステップ３０６に移る。なお、ダウンスイッチ２７ｂを１回操作することにより、明るさレベルは１つ下がる。
【００４８】
ステップ３０６では、オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃなど他のスイッチの操作に応じた処理が実行される。オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃが操作されることにより、光量調整に関してマニュアル式、もしくは自動調光式どちらかが選択される。
【００４９】
図７は、図６のステップ３０３において実行されるサブルーチンである。図３、図７を用いて、明るさレベルを上げたときの処理を説明する。
【００５０】
ステップ４０１では、明るさレベル変数ｖｂが、最大１０であるか否かが判定される。明るさレベル変数ｖｂが１０であると判断されると、ステップ４０２〜４０６は実行されず、このサブルーチン終了する。明るさレベル変数ｖｂが１０でないと判断されると、ステップ４０２に移る。
【００５１】
ステップ４０２では、明るさレベル変数ｖｂに１が加算される。明るさレベル変数ｖｂに１が加算されるとステップ４０３に移り、マニュアル式がオート／マニュアル切替スイッチ２７ｃの操作で選択されているか否かが判定される。
【００５２】
ステップ４０３において、マニュアル式が選択されていると判断されるとステップ４０４に移る。ステップ４０４では、絞り位置ＩＰが表Ｔに基づいてＴ〔ｖｂ，ｖｓ〕に決定される。ただし、スコープ変数ｖｓは初期値として０（タイプＡ）に設定されている。そしてステップ４０５では、絞り２５がステップ４０４で求められた絞り位置ＩＰに調整され、このサブルーチンは終了する。
【００５３】
ステップ４０３において、マニュアル式ではなく自動調光式が選択されていると判断されるとステップ４０６に移る。ステップ４０６では、参照値ＩＰ´が表Ｔに基づいてＴ〔ｖｂ，４〕に決定される。
【００５４】
なお、ステップ３０５における明るさレベルを１つ下げた時の処理も、同じようにステップ４０１〜４０６と同様の手順で処理される。ただし、ステップ４０１における最大変数１０の代わりに最小変数０、ステップ４０２における１の加算の代わりに１の減算が適用される。
【００５５】
図８は、図４のステップ２０４において実行されるサブルーチンである。図３、図８を用いて、スコープ１０が接続されたときの処理について説明する。
【００５６】
ステップ５０１では、スコープ１０が新たに接続されたか否かが判定される。スコープ１０が新たに接続されていると判断されると、ステップ５０２に移る。スコープ１０が新たに接続されていないと判断された場合、ステップ５０２〜５１３は実行されず、このサブルーチンは終了する。
【００５７】
ステップ５０２では、スコープ１０がタイプＡであるか否かが判定される。スコープ１０がタイプＡであると判断されると、ステップ５０３においてスコープ変数ｖｓが０と定められ、ステップ５１０に移る。スコープ１０がタイプＡでないと判断されると、ステップ５０４に移る。
【００５８】
ステップ５０４では、スコープ１０がタイプＢであるか否かが判定される。スコープ１０がタイプＢであると判断されると、ステップ５０５においてスコープ変数ｖｓが１と定められ、ステップ５１０に移る。スコープ１０がタイプＢでないと判断されると、ステップ５０６に移る。
【００５９】
ステップ５０６では、スコープ１０がタイプＣであるか否かが判定される。スコープ１０がタイプＣであると判断されると、ステップ５０７においてスコープ変数ｖｓが２と定められ、ステップ５１０に移る。スコープ１０がタイプＣでないと判断されると、ステップ５０８に移る。
【００６０】
ステップ５０８では、スコープ１０がタイプＤであるか否かが判定される。スコープ１０がタイプＤであると判断されると、ステップ５０９においてスコープ変数ｖｓが３と定められ、ステップ５１０に移る。スコープ１０がタイプＤでないと判断されると、そのままステップ５１０に移る。
【００６１】
ステップ５１０では、オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃの操作によりマニュアル式が選択されているか否かが判定される。
【００６２】
ステップ５１０においてマニュアル式が選択されていると判断されると、ステップ５１１に移る。ステップ５１１では、絞り位置ＩＰが、表Ｔに基づいてＴ〔ｖｂ，ｖｓ〕に決定される。そしてステップ５１２では、絞り２５がステップ５１１で決定された絞り位置ＩＰに調整され、サブルーチンは終了する。
【００６３】
ステップ５１０において、マニュアル式ではなく自動調光式が選択されていると判断された場合、ステップ５１３に移る。ステップ５１３では、参照値ＩＰ´が表Ｔに基づいてＴ〔ｖｂ，４〕に決定される。
【００６４】
図９は、図５の光量制御に関する割り込みルーチンを詳しく示したフローチャートである。図３、図９を用いて光量制御の処理手順について説明する。
【００６５】
ステップ６０１では、画像信号の輝度値ｙｃ（０〜２５５）が抽出される。なお、本実施形態では、輝度値ｙｃは、１／３０秒毎に画像信号処理部２１から送られてくる１画面分の輝度信号における輝度平均値を表す。
【００６６】
ステップ６０２では、オート／マニュアル切替スイッチ２７ｃの操作によりマニュアル式が選択されているか否かが判定される。マニュアル式が選択されていると判断されると、ステップ６０３に移る。ステップ６０２において、マニュアル式ではなく自動調光式が選択されていると判断されるとステップ６１６に移り、輝度値が参照値ＩＰ´と等しくなるように体腔Ｓに照射される光量が調整される。すなわち、体腔Ｓの映像がモニタ４９に同じ明るさで映し出されるように、絞り２５が制御される。
【００６７】
ステップ６０３では、体腔Ｓに照射される光量が減少しているか否かが判定される。ここでは、減少していることを変数ｖｒ＝１で表し、減少していないことを変数ｖｒ＝０で表す。減少しているか否かの判断は、絞り２５が閉じる動作をしているか否かによって判断される。
【００６８】
ステップ６０３において、光量が減少していない（ｖｒ＝０）と判断された場合、ステップ６０４に移る。ステップ６０４では、ステップ６０１で求められた輝度値ｙｃが、許容輝度値ＣＹを超えているか否かが判定される。すなわち、体腔Ｓに対して、熱傷を生じさせる恐れのある許容以上の光量が照射されているか否かが判定される。スコープ１０の遠位端と体腔Ｓとの距離が変化しない場合、表Ｔにより設定された光量レベル（絞り位置ＩＰ）に基づいて一定の照射光量が被写体Ｓに照射し続けられる。しかしながら、この距離がスコープ１０の変動により近づく場合、ライトガイド１４の出射端から出射する光は拡散されず集中的に体腔Ｓに照射するようになる。すなわち、体腔Ｓに照射される光量が必要以上に多くなる。このとき、熱傷を生じさせる恐れのある許容光量以上の光量が被写体Ｓに照射されないようにする必要がある。一般に、許容光量以上の光量が被写体Ｓに照射される場合、モニタ４９では、所定の明るさを超えた体腔Ｓの映像が映し出される。そこで、本実施形態では、モニタ４９の映像の明るさを示す輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹ以上であるか否かを判断することによって、許容光量を超えた光量が被写体Ｓに照射されているか否かを判断する。ただし、許容光量に対応する許容輝度値ＣＹは、ここでは２３０とする。輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹを超えていないと判断された場合、ステップ６０６においてカウンタｖｃ１が０と設定され、光量制御に関する処理は終了する。輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹを超えていると判断された場合、ステップ６０５においてカウンタｖｃ１に１が加算され、ステップ６０７に移る。カウンタｖｃ１は、輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹを超えている時間を計測するためのカウンタである。
【００６９】
ステップ６０７では、カウンタｖｃ１が３０以上であるか否かが判定される。すなわち、輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹを超えている時間が１秒以上であるか判定される。ここでは割り込み処理の実行間隔が１／３０秒なので、カウンタｖｃ１が３０となる時間は１秒である。カウンタｖｃ１が許容回数３０以上であると判断されると、ステップ６０８に移る。カウンタｖｃ１が許容回数３０よりも小さいと判断された場合、光量制御に関する処理は終了する。
【００７０】
ステップ６０８では、次回の割り込み処理において減光中であることを示すために変数ｖｒ＝１となり、またカウンタｖｃ１およびカウンタｖｃ２は、０に設定される。なお、ｖｃ２は、減光中の時間を計測するためのカウンタである。
【００７１】
ステップ６０９では、絞り位置ＩＰが、ＩＰ／２に決定される。すなわち、絞り位置ＩＰは、減光前の半分の光量となる絞り位置ＩＰ／２に設定される。
【００７２】
ステップ６１０では、絞り２５が、ステップ６０９で設定された絞り位置ＩＰ／２まで駆動される。
【００７３】
ステップ６０３において、光量が減少している（ｖｒ＝１）、すなわち減光を実行していると判断されると、ステップ６１１に移る。ステップ６１１では、カウンタｖｃ２に１が加算される。カウンタｖｃ２に１が加算されると、ステップ６１２に移る。
【００７４】
ステップ６１２では、カウンタｖｃ２が４５以上であるか否かが判定される。すなわち、ステップ６１２では減光している時間が１．５秒以上であるか否かが判定される。ここでは、割り込み処理の実行間隔が１／３０秒であるため、カウンタｖｃ２が４５となる時間は１．５秒である。カウンタｖｃ２が４５以上であると判断されると、ステップ６１３に移る。カウンタｖｃ２が４５未満であると判断された場合、光量制御に関する処理は終了する。
【００７５】
ステップ６１３では、まず次回の割り込み処理において減光されていないことを示すため、ｖｒを０に設定する。そして、ステップ６１４では、絞り位置ＩＰが、表Ｔに基づいて元のＴ〔ｖｂ，ｖｓ〕に相当する位置に再び設定され、ステップ６１５では、絞り２５が、ステップ６１４において設定された絞り位置ＩＰまで駆動される。
【００７６】
以上のように本実施形態によれば、マニュアル式で体腔Ｓに光量が照射される場合、ステップ６０３〜６１５の実行により、輝度値ｙｃが許容輝度値ＣＹを超えていると、被写体Ｓに照射される光量が半分まで減少するように絞り２５が絞り位置ＩＰ／２まで駆動される。これにより、マニュアル式で絞り位置ＩＰが設定された時でも、スコープ１０の遠位端の位置の変動により許容光量を超えて熱傷を起こす可能性のある光量が一定時間（１秒）被写体Ｓに照射されている場合、光量は自動的に減少する。これにより、体腔Ｓ内に熱傷が生じるのを未然に防ぐことができ、また、モニタ４９において体腔Ｓの映像の明るさが急激に変化するため、オペレータは、スコープ１０の遠位端と体腔Ｓの距離が近づき過ぎていることにすぐに気付き、スコープ１０の遠位端の位置が適切な位置へ変動させられる。そして、減少された光量が所定時間（１．５秒）を超えて照射されると、元の絞り位置ＩＰになるように絞り２５が駆動され、これにより、マニュアル式において体腔Ｓの映像の観察をそのまま続けることができる。さらに、スコープ１０の遠位端と体腔Ｓとの距離が変化しない場合、絞り２５は、絞り位置ＩＰ、絞り位置ＩＰ／２へ繰り返し移動する。これにより、モニタ４９において被写体像の明るさに関して明暗が繰り返し生じ、オペレータはスコープ１０の遠位端の位置が被写体Ｓに近づき過ぎていることに確実に気付く。
【００７７】
なお、スコープ１０の種類は、図３に示したタイプＡ〜タイプＤに限定されない。また、明るさレベルも同様に−５〜＋５に限定されない。さらに、本実施形態では、絞り位置ＩＰを半分の開度（ＩＰ／２）にすることによって、絞り２５を通過する光量、すなわち被写体Ｓに照射される光量を半分（１／２）まで減少させているが、光量減少時にモニタ４９上への被写体像が確認できる範囲で光量を減少させることを考慮して、照射光量の１／４〜２／３の光量の範囲のいずれかの光量まで減少させるように絞り２５を駆動させてもよい。
【００７８】
本実施形態では絞り２５の開閉により体腔Ｓに照射される光量を調整しているが、絞り２５の制御の代わりに、ＮＤフィルタ、金属メッシュフィルタなどを照明光路中に挿脱することで光量制御を行うように構成してもよい。また、絞り制御による一時的な減光の代わりに、光源から放射される放射光量をマイコン制御部３０によって制御することにより、被写体Ｓに照射される光量を一時的に減少させてもよい。
【００７９】
また、スコープ１０内にライトガイド１４および撮像素子１３を設けることによって体腔Ｓの画像をプロセッサ２０に伝達する画像伝達手段に限定されず、集束された光ファイバを両端面に設けたイメージ管（イメージファイバ）を用いることにより、体腔Ｓの画像をプロセッサ２０に伝達してもよい。
【００８０】
なお、本実施形態では、一時的に被写体Ｓに照射される光量を減少させる構成だけでなく、図３に示すように、スコープ１０の光量伝達特性の違いに応じて、最大光量時（明るさレベル＋５）における絞り位置ＩＰが設定される構成も備えられている。すなわち、体腔Ｓに熱傷が発生するのを未然に防ぐための十分な安全対策として、２つの熱傷防止手段が適用されている。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、マニュアル式で光量が体腔に照射される場合、許容以上の光量が照射されることによって生じる熱傷を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態である内視鏡装置の電気回路を示したブロック図である。
【図２】マイコン制御部における詳細なブロック図である。
【図３】明るさレベルとスコープの種類に応じて絞り位置を求めるための表である。
【図４】内視鏡装置全体の動作を示すフローチャートである。
【図５】光量制御に関する割り込み処理のフローチャートである。
【図６】図４におけるパネルスイッチ操作処理に関するステップのサブルーチンである。
【図７】図６の明るさレベルを上げたときの処理に関するステップのサブルーチンである。
【図８】図４のスコープが接続されたときの処理（内視鏡関連処理）に関するステップのサブルーチンである。
【図９】図５の光量制御に関する割り込み処理を詳細に示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０スコープ
１３撮像素子
１４ライトガイド
２０プロセッサ
２１画像信号処理部
２２ランプ（光源）
２３ランプ制御回路
２５絞り
２８絞り制御回路
３０マイコン制御部

Claims

被写体を照射するために光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を前記被写体に導くライトガイドを有するスコープであって、前記ライトガイドが前記スコープ全体に渡って延びている前記スコープと、
前記被写体に照射される照射光量を一定にした状態で前記被写体に光を当てるマニュアル式において、前記被写体に照射する光量を設定する光量設定手段と、前記マニュアル式において、前記光量設定手段により設定された設定照射光量に基づき前記照射光量を調整する光量制御手段と、
前記マニュアル式において、前記照射光量が前記被写体に対して許容できる許容光量を超えているか否かを判別する照射光量判別手段と、
前記マニュアル式において、前記照射光量が前記許容光量以上である場合、前記照射光量を減少させる減光手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
前記減光手段が、前記許容光量以上の光量が前記被写体に一定時間以上照射されている場合において、前記照射光量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、所定時間だけ前記照射光量を減少させた後、元の照射光量を前記被写体に照射させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記被写体に照射された光が反射することによって形成される被写体像を、前記スコープ内において前記被写体側の遠位端から前記光源側の近接端まで伝達する被写体像伝達手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記被写体像伝達手段が、前記スコープの遠位端に撮像素子を有し、前記撮像素子に前記被写体像を結像させ、光電変換により発生する前記被写体像に応じた画像信号を前記撮像素子から読み出して前記スコープの近接端へ伝達することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
前記被写体像伝達手段により前記スコープの近接端へ伝達される前記被写体像に応じた画像信号から前記被写体像の輝度値を算出する輝度値算出手段を有することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
前記照射光量判別手段が、前記輝度値算出手段において算出される前記輝度値が前記許容光量に応じた許容輝度値以上であるか否かを所定時間間隔毎に判別することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
前記光源と前記ライトガイドの近接端との間に、絞りをさらに有することを特徴とする請求項１もしくは請求項７のいずれかに記載の内視鏡装置。
前記光量設定手段が、前記設定照射光量に応じた絞り位置を設定することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置。
前記光量制御手段が、前記設定照射光量に応じた前記絞り位置まで前記絞りを駆動させることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、前記絞りを閉じることにより前記照射光量の１／４から２／３までのいずれかの光量まで減少させることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、前記被写体像の輝度値が前記許容輝度値以上である場合、前記絞りを前記光量設定手段において設定された前記絞り位置の半分の開度となる絞り位置まで駆動させることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、前記被写体像の輝度値が一定時間以上前記許容輝度値以上である場合に前記絞りを所定時間だけ閉じ、前記絞りを閉じてから前記所定時間を超えれば、絞りを減光前の元の絞り位置まで駆動させることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置。
前記スコープの近接端が着脱可能に接続されるとともに前記被写体像を映し出すための画像モニタが接続されるプロセッサであって、前記光源、前記絞り、前記光量設定手段、前記光量制御手段、前記減光手段、前記照射光量判別手段、前記輝度値算出手段とを有し、前記被写体像に応じた画像信号を信号処理して前記画像モニタへ出力する前記プロセッサを有することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡装置。
前記減光手段において、前記絞りが前記所定時間だけ閉じた後前記絞りが開き、前記一定時間をおいて再び前記絞りが所定時間閉じる動作が繰り返されることによって、前記画像モニタにおける前記被写体像の明るさに関して明暗が繰り返されることを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、前記光源と前記ライトガイドの近接端との間に設けた光量減衰部材を挿脱させることにより、前記照射光量を減少させることを特徴とする請求項１もしくは請求項７のいずれかに記載の内視鏡装置。
前記光量制御手段が、前記光源から放射される放射光量を増減させることによって、前記照射光量を調整することを特徴とする請求項１もしくは請求項７のいずれかに記載の内視鏡装置。
前記減光手段が、前記放射光量を減少させることによって、前記照射光量を減少させることを特徴とする請求項１７に記載の内視鏡装置。
前記光量設定手段が、前記被写体に照射する光量の複数のレベルとそれに応じた前記絞り位置との対応関係を示すテーブルを有し、前記マニュアル式において前記テーブルを用いることにより、選択された前記被写体に照射する光量のレベルに応じた前記絞り位置を設定することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
前記被写体に照射する光量のレベルと前記絞り位置との対応関係が、光量伝達特性の違いにより分類される前記スコープのタイプに応じて定められていることを特徴とする請求項１９に記載の内視鏡装置。
前記マニュアル式において前記被写体への最大限の照射光量となる最大光量が前記スコープの光量伝達特性にかかわらず一定量以下となるように、前記被写体に照射する光量のレベルの中の最大レベルとそれに応じた最大絞り位置との関係が、前記スコープのタイプに応じて定められていることを特徴とする請求項２０に記載の内視鏡装置。
前記光量設定手段が、前記マニュアル式において前記プロセッサに接続される前記スコープの変更があった場合、接続された前記スコープのタイプに応じて前記絞り位置を新たに設定することを特徴とする請求項２０に記載の内視鏡装置。