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JPS61140908A - Automatic focus adjusting device in endoscope - Google Patents

Automatic focus adjusting device in endoscope

Info

Publication number
JPS61140908A
JPS61140908A JP59264123A JP26412384A JPS61140908A JP S61140908 A JPS61140908 A JP S61140908A JP 59264123 A JP59264123 A JP 59264123A JP 26412384 A JP26412384 A JP 26412384A JP S61140908 A JPS61140908 A JP S61140908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
data
signal
focus
endoscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59264123A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihito Kawachi
河内 利仁
Takao Okada
孝夫 岡田
Takeaki Nakamura
剛明 中村
Kimihiko Nishioka
公彦 西岡
Hiroyuki Yamamoto
博之 山本
Hideo Tomabechi
苫米地 英夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP59264123A priority Critical patent/JPS61140908A/en
Publication of JPS61140908A publication Critical patent/JPS61140908A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To permit automatic focus adjustment without controlling mechanical movement by determining, by calculation, the modulating level of the modulation signal when the data giving the max. space frequency is obtd. CONSTITUTION:The video signal from a solid state image pickup element 17 is subjected to digital processing and the three primary color signals converted to analog signals are introduced to an adder 33. A fast Fourier transformer 34 resolves the signal to the space frequency component with the horizontal scanning line of each frame and a memory 35 accumulates these sets of the data in frame units, determines the max. space frequency data among the same by calculation and compares the calculated result with the data in the next frame period. An arithmetic circuit 36 determines the max. space frequency data obtd. in an optimum focusing position by repeating such calculation and introduces the same into a ROM37. The focusing data which determines such quantity of modulation of a driving source 40 as to set a liquid crystal lens 16 in the focusing state is read out of the ROM37. The focus is thus automatically adjusted and the focusing is executed in a short period.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は内視鏡における自動焦点調整装置に関し、特に
固体撮像素子による内視鏡において液晶レンズを用いて
合焦調整するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an automatic focus adjustment device for an endoscope, and particularly to an endoscope that uses a solid-state image sensor to adjust focus using a liquid crystal lens.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

一般に、内視鏡、カメラ、テレビカメラ等の光学観察装
置及び光学撮影装置においては、被写体を鮮明に撮影・
観察できるように、装置の撮影光学系の結像位置が合焦
であるか否かを検出する焦点検出手段を設け、この検出
手段の出力で光学系を自動的に合焦位置に移動設定する
機能を有したものがある。
In general, optical observation devices and optical photographing devices such as endoscopes, cameras, and television cameras are capable of photographing and photographing objects clearly.
To enable observation, a focus detection means is provided to detect whether the imaging position of the imaging optical system of the device is in focus, and the output of this detection means is used to automatically move and set the optical system to the focus position. There are things that have functions.

第2図は上記のような焦点検出手段の一例を原理的に示
す説明図であって、1は光源、2はピンホール3を有し
た受光素子であり、前記光源1からの光は受交素子3の
遮光面2*IfC照射され、ピンホール3を介して受光
面2b側に抜ける。この受光面2b側の所定位置には撮
影・観察レンズ4が設けられ、ピンホール3t−通過し
た光源lからの光をレンズ4yk介して図示しない被写
体に照射している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of an example of the focus detection means as described above, in which 1 is a light source, 2 is a light receiving element having a pinhole 3, and the light from the light source 1 is exchanged. The light shielding surface 2*IfC of the element 3 is irradiated and passes through the pinhole 3 to the light receiving surface 2b side. A photographic/observation lens 4 is provided at a predetermined position on the side of the light receiving surface 2b, and irradiates light from a light source 1 that has passed through the pinhole 3t onto a subject (not shown) via a lens 4yk.

このような構成において、今、仮りに被写体が符号すで
示す位置の時合焦であって、それよシ近すぎたシ、それ
より速すぎたシした場合の位置をそれぞれ符号a、cで
示す。符号すの位置で反射された光は、撮影・観察レン
ズ4を経てピンホール3の位置が収束点(結儂点)とな
るので、このピンホール3周囲の光電面2bには、光が
達しない。一方、符号aの位置で反射された光は、上記
ピンホール3の後方位置が収束点となるので、図示のよ
うにピンホール3外周の光電面2bに光が達し、この光
に対する信号が出力される。同様に符号Cの位置で反射
された光は、ピンホール3の前方位置ですでに収束点と
なり、その後拡開するので、光電面2bに光が達し、受
光素子2からこの光に対する信号が出力される。
In this configuration, if the object is in focus at the position already indicated by the code, but the object is too close and the object is too fast, the positions are indicated by a and c, respectively. show. The light reflected at the position of the symbol passes through the photographic/observation lens 4 and becomes the convergence point (convergence point) at the position of the pinhole 3, so the light reaches the photocathode 2b around the pinhole 3. do not. On the other hand, the light reflected at the position a has a convergence point at the rear position of the pinhole 3, so the light reaches the photocathode 2b on the outer periphery of the pinhole 3 as shown in the figure, and a signal for this light is output. be done. Similarly, the light reflected at the position C has already converged at the position in front of the pinhole 3, and then spreads out, so the light reaches the photocathode 2b, and the light receiving element 2 outputs a signal for this light. be done.

したがって、上記受光素子2の出力に基いて観察O撮影
レンズ4を移動させれば、受光素子2と同等の位置に設
定される撮像フィルム又は接眼部に合焦された光像を結
ぶことができる訳である。
Therefore, by moving the observation/taking lens 4 based on the output of the light receiving element 2, it is possible to form a focused light image on the imaging film or eyepiece set at the same position as the light receiving element 2. It is possible.

ところで、昨今の内視鏡においては撮影フィルムやリレ
ーレンズを用いることなく、純電子的に被写体像を得る
方式の内視鏡が開発されようとしている。その有力な手
段がCOD 、MO8型イメージセンナ等の固体撮像素
子である。
Incidentally, in recent years, an endoscope is being developed that uses a purely electronic method to obtain an image of a subject without using a photographic film or a relay lens. An effective means for this purpose is a solid-state imaging device such as a COD or MO8 type image sensor.

しかして、上記のような固体撮像素子を用いた内視鏡に
おいては焦点調整手段として第2図で説明した構成は利
用することができず、従来は観察部位からの光像が頂度
固体撮儂素子の受光面で結債されるように、内視鏡の挿
入量を調整したシ、対物レンズの位置移動を手元側から
行う必要があった。しかし、内視鏡の挿入量を調整する
ことは、患者には無用な苦痛を与えるという欠点があシ
、また、手元側から対物レンズを移動することは、構造
が複雑化する欠点があった。
However, in an endoscope that uses a solid-state image sensor as described above, the configuration explained in FIG. It was necessary to adjust the insertion amount of the endoscope and move the objective lens from the proximal side so that it was connected to the light-receiving surface of the element. However, adjusting the insertion amount of the endoscope has the disadvantage of causing unnecessary pain to the patient, and moving the objective lens from the proximal side has the disadvantage of complicating the structure. .

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、固体撮像
素子を用いた内視鏡において、メカニカルな移動制御を
行うことなく、自動的に焦点調整して常に鮮明な画像を
得ることのできる内視鏡における自動焦点調整装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and it is possible to automatically adjust the focus and always obtain clear images in an endoscope using a solid-state image sensor without performing mechanical movement control. An object of the present invention is to provide an automatic focus adjustment device for an endoscope.

〔発明の概J!!] 上記目的を達成するため、本発明による自動焦点調整装
置は、内視鏡のヘッド部に設けられ、対物レンズとして
の機能を果す液晶レンズと、焦点検索時、前記液晶レン
ズに焦点掃引可変用の変調信号を印加してその焦点を掃
引する液晶駆動源と、この駆動源の信号が印加される液
晶レンズを通して被写体からの光像を受ける固体撮像素
子と、及が焦点検索時に前記固体撮像素子から得られる
映像信号が供給され、この信号を所定走査方向について
の空間周波数のスペクトラム忙分解する周波数分解手段
と、この手段からのスペクトルデータが供給され、これ
らのデータに基いてその最大空間周波数を与えるデータ
が得られるときの前記変調信号の変調レベルを演算によ
って求める変調レベル検出手段とを具備して成る自動合
焦装賦である。
[Summary of the invention J! ! ] In order to achieve the above object, an automatic focus adjustment device according to the present invention includes a liquid crystal lens that is provided in the head of an endoscope and functions as an objective lens, and a focus sweep variable function for the liquid crystal lens when searching for a focus. a liquid crystal drive source that applies a modulation signal to sweep its focal point; a solid-state image sensor that receives a light image from a subject through a liquid crystal lens to which the signal of this drive source is applied; Frequency decomposition means decomposes this signal into a spectrum of spatial frequencies in a predetermined scanning direction, spectral data from this means is supplied, and the maximum spatial frequency is determined based on these data. and a modulation level detection means for calculating the modulation level of the modulation signal when the given data is obtained.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を図示の実施例について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明に係る自動焦点調整装置の一実施例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic focus adjustment device according to the present invention.

第1図において、符号11は内視鏡のヘッド部、12は
映像信号処理部、13は表示装置、14は本発明による
焦点自動調整部、15は照明用光源部である。
In FIG. 1, reference numeral 11 is a head section of an endoscope, 12 is a video signal processing section, 13 is a display device, 14 is an automatic focus adjustment section according to the present invention, and 15 is an illumination light source section.

内、視鏡ヘッド部11は、液晶レンズ16.COD等の
固体撮像素子17及びライトガイドテーブル18を主体
に構成されている。液晶レンズ16はカバーガラスll
aの後方忙配置されており、その焦点距離が後述する液
晶駆動源によって可変されるものである。その構造は、
中心に位置する透明板161の両側に外側の透明板16
2,163で液晶セル164,16sを封入し、各液晶
セル164,165の両側電極16s 、167.16
8.169のうち、内側電極167.16gに共通に駆
動源40からの信号を印加する一方、外側電極166.
169 f7c夫々接地点に接続しである。また、固体
撮像素子17はその受光面171を液晶レンズ16に対
面しておシ、駆動回路172からの駆動信号によって駆
動され、その出力はプリアンプ173を介して取出され
る。
Inside, the endoscope head section 11 includes a liquid crystal lens 16. It is mainly composed of a solid-state image sensor 17 such as a COD and a light guide table 18. The liquid crystal lens 16 is a cover glass ll
The lens is disposed at the rear of the lens a, and its focal length can be varied by a liquid crystal driving source, which will be described later. Its structure is
There are outer transparent plates 16 on both sides of the transparent plate 161 located in the center.
The liquid crystal cells 164, 16s are sealed with 2,163, and the electrodes 16s, 167.16 on both sides of each liquid crystal cell 164, 165 are sealed.
Among the inner electrodes 167.16g, a signal from the drive source 40 is commonly applied to the inner electrodes 167.16g, while the outer electrodes 166.8.
169 f7c are each connected to the ground point. Further, the solid-state image sensor 17 has its light-receiving surface 171 facing the liquid crystal lens 16, and is driven by a drive signal from a drive circuit 172, and its output is taken out via a preamplifier 173.

また、ライトガイドケーブル18は光源部15からの照
明光をレンズ19を介して被写体に照射する。この光源
部15は、光源20からの光を反射板21で反射し、そ
の反射光を3色板22及びレンズ23を介してライトガ
イドケーブル18の入射端に供給する色面順次照明方式
の光源であって、符号24は3色板221に回転駆動す
る回転駆動体である。これによシ、被写体は順次赤、緑
、背の原色光で照明される。
Further, the light guide cable 18 irradiates the object with illumination light from the light source section 15 via the lens 19. This light source unit 15 is a color plane sequential illumination type light source that reflects light from a light source 20 with a reflection plate 21 and supplies the reflected light to the incident end of a light guide cable 18 via a tricolor plate 22 and a lens 23. Reference numeral 24 denotes a rotational drive body that rotates the three-color plate 221. Accordingly, the subject is sequentially illuminated with red, green, and back primary color light.

映像信号処理部12は、前記プリアンプ173からの映
像信号を先ずアナログ/デジタル変換器25で受ケ、そ
のlフレーム分のデジタル信号を切換スイッチ26を介
して3つのフレームメモリ27R,28G、29B に
色面順次で読込まれる。各フレームメモリ27R,28
G、29B  は夫々デジタルアナログ変換器30B、
31G、32B  を介して表示装置13にRGB信号
を供給している。
The video signal processing section 12 first receives the video signal from the preamplifier 173 at the analog/digital converter 25, and then sends the digital signal for one frame to three frame memories 27R, 28G, and 29B via the changeover switch 26. Read in color plane sequentially. Each frame memory 27R, 28
G, 29B are digital-to-analog converters 30B,
RGB signals are supplied to the display device 13 via 31G and 32B.

焦点自動調整部14は、各デジタルアナログ変換器30
R,31G、32B の出力を加算器33で受け、同加
算器33で各原色信号を合成して輝度信号を作成してい
る。加算器33の出力は、高速フーリエ変換器34を介
してメモリ35に導入される。このメモリ35は、高速
フーリエ変換器34で検出される空間周波数ごとのスペ
クトルを表わすデータがフレーム順次でデジタルデータ
として書込まれ、その読出しデータを演算回路36に供
給する。この演算回路36は、前記メモリ35からの各
フレームごとの組のデータから最高空間周波数成分を表
わすデータに基いて、このデータを与えるような焦点距
離に液晶レンズ16を設定するための演算を行う、この
演算結果は、ROM37へのアドレスデータの形で供給
される。即ち、このROM37には上記焦点距離を設定
するための多数の合焦データがデジタル的に記憶されて
いる。
The automatic focus adjustment section 14 includes each digital-to-analog converter 30.
The outputs of R, 31G, and 32B are received by an adder 33, and the adder 33 combines the respective primary color signals to create a luminance signal. The output of adder 33 is introduced into memory 35 via fast Fourier transformer 34 . In this memory 35, data representing a spectrum for each spatial frequency detected by the fast Fourier transformer 34 is written as digital data in frame sequence, and the read data is supplied to an arithmetic circuit 36. This arithmetic circuit 36 performs an arithmetic operation to set the liquid crystal lens 16 at a focal length that provides this data, based on the data representing the highest spatial frequency component from the set of data for each frame from the memory 35. , this calculation result is supplied to the ROM 37 in the form of address data. That is, the ROM 37 digitally stores a large amount of focus data for setting the focal length.

を介して液晶レンズ16の駆動源40の出力信号を変調
するレベル(量)IC相当している。切換スイッチ41
は、前記デジタルアナログ変換器38からのアナログ電
圧を合焦時に選択し、及び掃引電圧発生回路39からの
掃引電圧を合焦検索時に選択している。つまり、掃引電
圧発生回路39は駆動源40をその出力電圧に応じて変
調し、これによって得られる駆動源40からの変調信号
で液晶レンズ16の焦点距離が掃引(検索)される。
This corresponds to a level (quantity) IC that modulates the output signal of the drive source 40 of the liquid crystal lens 16 via the . Changeover switch 41
The analog voltage from the digital-to-analog converter 38 is selected at the time of focusing, and the sweep voltage from the sweep voltage generation circuit 39 is selected at the time of focus search. That is, the sweep voltage generation circuit 39 modulates the drive source 40 according to its output voltage, and the focal length of the liquid crystal lens 16 is swept (searched) using the modulation signal from the drive source 40 obtained thereby.

そして、前述した最大空間周波数成分を表わすスペクト
ルデータが検出され九時点で、切換スイッチ41はデジ
タルアナログ変換器38からの電圧を駆動源40に供給
するのである。尚、切換スイッチ41の切換゛制御信号
は例えばROM36へのアドレスデータの発生に同期し
たパルス信号を用いる。
Then, when the spectrum data representing the maximum spatial frequency component described above is detected, the changeover switch 41 supplies the voltage from the digital-to-analog converter 38 to the drive source 40. The switching control signal for the changeover switch 41 uses, for example, a pulse signal synchronized with the generation of address data to the ROM 36.

本発明は以上のように構成され、次にその動作を説明す
る。本発明は、被検体からの像が固体撮像素子17の受
光面171に結偉されるように液晶レンズ16の焦点を
掃引可変して、これにより固体撮像素子17から得られ
る信号に基いて最適焦点を検出設定するものである。
The present invention is configured as described above, and its operation will be explained next. The present invention sweeps and varies the focus of the liquid crystal lens 16 so that the image from the object is focused on the light-receiving surface 171 of the solid-state image sensor 17, and thereby optimizes the focus based on the signal obtained from the solid-state image sensor 17. This is to detect and set the focus.

(1)焦点掃引 始めに、内視鏡のヘッド部、即ち、液晶レンズ16は対
被検体と所定の距離を隔てて静止される。
(1) Focus sweep At the beginning, the head portion of the endoscope, that is, the liquid crystal lens 16 is held still at a predetermined distance from the subject.

この状態で焦点掃引を行う。焦点掃引は、駆動源40を
掃引電圧発生回路39で制御する。この制御方法は、駆
動源40として交流信号発生器を用いた場合は、掃引電
圧発生回路39からの電圧で駆動源40の出力信号をA
M変調するものである。
Focus sweep is performed in this state. The focus sweep is performed by controlling the drive source 40 by the sweep voltage generation circuit 39. In this control method, when an AC signal generator is used as the drive source 40, the output signal of the drive source 40 is controlled by the voltage from the sweep voltage generation circuit 39.
It is modulated by M.

また、駆動源40として周波数信号発生器を用いた場合
は、掃引電圧発生回路39からの電圧で駆動源40の出
力信号をFM変調するものである。
Further, when a frequency signal generator is used as the drive source 40, the output signal of the drive source 40 is subjected to FM modulation with the voltage from the sweep voltage generation circuit 39.

このような駆動源40からの駆動信号が液晶レンズ16
の各電極167.168および16g 、169間に印
加されることで、液晶レンズ16の焦点が所定の範囲で
掃引可変され、固体撮像素子17には焦点距離が掃引可
変される状態の液晶レンズ16を通した被写体像光線が
入射される訳である。したがって、固体撮像素子17は
焦点がずれた状態から順次合焦状態に変化するフレーム
毎に異る像を受ける。
Such a drive signal from the drive source 40 is transmitted to the liquid crystal lens 16.
By applying voltage between each electrode 167, 168 and 16g, 169, the focus of the liquid crystal lens 16 is swept variable within a predetermined range, and the liquid crystal lens 16 whose focal length is sweep variable is applied to the solid-state image sensor 17. This means that the subject image rays that have passed through the lens are incident. Therefore, the solid-state image sensor 17 receives a different image for each frame that sequentially changes from an out-of-focus state to an in-focus state.

(2)合焦状態の検出 こうして固体撮像素子17で得られる映像信号は、映像
信号処理回路12によるデジタル処理を受け、その出力
端からアナログ信号に変換された3原色信号が加算器3
3に導入される。これら原色信号を合成すると加算器3
3からは輝度信号が得られ、その出力は高速フーリエ変
換器34に供給される。高速フーリエ変換器34は、各
フレームごとの映像信号の例えば特定の一水平走査線に
ついての空間周波数成分に分解し、そのスペクトルデー
タをフレームごとに出力する。メモリ35は、これらの
データをフレーム態位で蓄積し、そのフレーム期間に得
られたデータのうちの最大空間周波数データを演算で求
め、求めた結果を一時的な基準データとして次のフレー
ム期間に得られるデータを待つ。そして、このフレーム
期間のデータに対しても同様の演算を行い、その結果と
前のフレーム期間に得られた最大空間周波数データとを
比較する。演算回路36は、このような演算を繰り返す
ことで最適合焦位置において得られる最大空間層波数デ
ータを求め、例えばそのデータを蓄積したメモリ35の
アドレス内容をROM37に導入する。これによシ、R
OM37からは液晶レンズ16を合焦状態に設定するよ
うな駆動源40の変調量を決定する合焦データが読み出
される。
(2) Detection of focus state The video signal thus obtained by the solid-state image sensor 17 undergoes digital processing by the video signal processing circuit 12, and the three primary color signals converted to analog signals from the output terminal are sent to the adder 3.
3 will be introduced. When these primary color signals are combined, the adder 3
3 provides a luminance signal, the output of which is supplied to a fast Fourier transformer 34. The fast Fourier transformer 34 decomposes the video signal for each frame into spatial frequency components for, for example, one specific horizontal scanning line, and outputs the spectrum data for each frame. The memory 35 stores these data in a frame manner, calculates the maximum spatial frequency data among the data obtained in the frame period, and uses the obtained result as temporary reference data in the next frame period. Wait for the data to be obtained. Similar calculations are then performed on the data in this frame period, and the results are compared with the maximum spatial frequency data obtained in the previous frame period. The arithmetic circuit 36 repeats such arithmetic operations to obtain the maximum spatial layer wave number data obtained at the optimal focus position, and introduces, for example, the address content of the memory 35 in which the data is stored into the ROM 37. In this case, R
Focusing data that determines the amount of modulation of the drive source 40 that sets the liquid crystal lens 16 in a focused state is read out from the OM 37.

このデータは、デジタル・アナログ変換器3Bで電圧量
とされ、切換スイッチ41が切換わることで駆動源40
はROM37からのデータに基く変調量の駆動信号を液
晶レンズ16JC印加することができる。こうして、固
体撮像素子17からは、液晶レンズ16の合焦状態によ
る鮮明な被検体像が得られる訳である。
This data is converted into a voltage amount by the digital-to-analog converter 3B, and when the changeover switch 41 is switched, the drive source 40
can apply a drive signal having a modulation amount based on data from the ROM 37 to the liquid crystal lens 16JC. In this way, a clear image of the subject can be obtained from the solid-state image sensor 17 due to the focused state of the liquid crystal lens 16.

尚、内視鏡のヘッド部と被検体との距離条件が異る場合
でも、メモリ34には掃引電圧の変イヒに対応したアド
レス順にデータが記憶されるものである恵め、目的とす
る最大空間周波数データは、その距離条件に応じた所定
アドレス忙蓄積され、これにより得られる変調量データ
も距離の変化に応じた値を取る。
Note that even if the distance conditions between the endoscope head and the subject differ, the data is stored in the memory 34 in the order of addresses corresponding to changes in the sweep voltage. The spatial frequency data is accumulated at a predetermined address corresponding to the distance condition, and the modulation amount data obtained thereby also takes a value according to the change in distance.

また、掃引中には表示装置13の画像を一時固定して表
示し、その間に数フレーム分のスペクトルデータ検出を
行うようにすれば、映像がぼけることはない。
Furthermore, if the image on the display device 13 is temporarily fixed and displayed during the sweep, and spectral data for several frames are detected during this period, the image will not become blurred.

更に、麻酔をかけていても消化器は常に動いている上、
術者が内視鏡先端を挿入、湾曲等で移動させているとき
に、焦点合せを駆動すると偉がちらついて見にくいこと
がある。そこで、10フレーム走査毎に像を固定した上
で、その償信号の低周波成分をカットする逆フーリエ変
換することで、輪郭強調処理を行った画像をモニタ用表
示装置に出力して表示させる。一方このlOフレーム走
査問に液晶レンズは掃引電圧によって駆動され、最適合
焦1圧が検出されて、その時の電圧印加で取り込まれた
儂信号lフレーム分が、次の10フレーム間にモニタ用
表示装置に出力されるようにすると、上記ちらつきを防
ぐことができる。
Furthermore, even under anesthesia, the digestive system is constantly moving,
If the operator drives the focusing while inserting or moving the tip of the endoscope, the tip may flicker and be difficult to see. Therefore, by fixing the image every 10 frame scans and performing inverse Fourier transform to cut the low frequency components of the compensated signal, the image that has been subjected to edge enhancement processing is output to a monitor display device and displayed. On the other hand, during this 10 frame scanning period, the liquid crystal lens is driven by a sweep voltage, and when the optimum focus voltage of 1 is detected, the 1 frame of my signal captured by the voltage application at that time is displayed on the monitor during the next 10 frames. By outputting the image to the device, the above-mentioned flickering can be prevented.

上記実施例では、加算器33を経た輝度信号をスペクト
ル分解用の信号としたが、原色信号のうちの一つの信号
を用いるようにしてもよい。また、輝度信号の空間周波
数データを得る手段は、高速フーリエ変換手段に限定し
ない。
In the above embodiment, the luminance signal that has passed through the adder 33 is used as a signal for spectral decomposition, but it is also possible to use one of the primary color signals. Further, the means for obtaining the spatial frequency data of the luminance signal is not limited to the fast Fourier transform means.

また更に、未発甲の合焦設定手段は、内視鏡以外の光学
機器に適用してもよい。
Furthermore, the unfocused focus setting means may be applied to optical instruments other than endoscopes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、自動的に焦点が調
整されるため、メカニカルな構成を必要とせず内視鏡の
構造が簡素となり、モニタ映像を見ながら手動による調
整が必要でないため、焦点合せが短時間で行え、患者へ
の苦痛も軽減されるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, since the focus is automatically adjusted, the structure of the endoscope is simplified without requiring any mechanical configuration, and manual adjustment while viewing the monitor image is not required. This has the effect of enabling focusing in a short time and reducing pain for the patient.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る自動焦点調整装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は従来の焦点自動調整法の一例を
説明する説明図である。 11・・・内視鏡先端部、 12・・・映像処理回路、
13・・・表示装置、   14・・・焦点自動調整部
。 15・・・光源部、    16・・・液晶レンズ、1
7・・・固体撮儂素子  25・・・アナログデジタ3
0R,31G、32B・・・デジタルアナログ変換器、
33・・・加算器、     34・・・高速フーリエ
変換器、35・・・メモリ、    36・・・演算回
路37・・・ROM、      3g・・・デジタル
アナログ変換器、 39・・・掃引電圧発生回路、40・・・駆動源。 代理人 弁理士  伊  藤     進    ′第
1図 第2図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic focus adjustment device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a conventional automatic focus adjustment method. 11... Endoscope tip, 12... Image processing circuit,
13...Display device, 14...Automatic focus adjustment section. 15...Light source part, 16...Liquid crystal lens, 1
7...Solid-state camera element 25...Analog digital 3
0R, 31G, 32B...Digital analog converter,
33... Adder, 34... Fast Fourier transformer, 35... Memory, 36... Arithmetic circuit 37... ROM, 3g... Digital analog converter, 39... Sweep voltage generation Circuit, 40... Drive source. Agent Patent Attorney Susumu Ito 'Figure 1 Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内視鏡のヘッド部に設けられ対物レンズとしての
機能を果す液晶レンズと、焦点検索時、前記液晶レンズ
に焦点掃引可変用の変調信号を印加してその焦点を掃引
する液晶駆動源と、この駆動源の信号が印加される液晶
レンズを通して被写体からの光像を受ける固体撮像素子
と、この固体撮像素子から得られる映像信号を映像処理
して画面に表示する表示手段と、焦点検索時に前記固体
撮像素子から得られる映像信号が供給され、この信号を
所定走査方向についての空間周波数のスペクトラムに分
解する周波数分解手段と、この手段からのスペクトルデ
ータが供給され、これらのデータに基いてその最大空間
周波数を与えるデータが得られるときの前記変調信号の
変調レベルを演算によって求める変調レベル検出手段と
を具備し、この検出手段からの出力で前記液晶駆動源の
変調信号を制御して液晶レンズの焦点を調整するように
したことを特徴とする内視鏡における自動焦点調整装置
(1) A liquid crystal lens installed in the head of the endoscope and functioning as an objective lens, and a liquid crystal drive source that sweeps the focus by applying a modulation signal for variable focus sweep to the liquid crystal lens during focus search. , a solid-state image sensor that receives a light image from the subject through a liquid crystal lens to which a signal from the drive source is applied, a display means that processes the video signal obtained from the solid-state image sensor and displays it on a screen, and a focus search device. At times, a video signal obtained from the solid-state image sensor is supplied, and a frequency decomposition means for decomposing this signal into a spectrum of spatial frequencies in a predetermined scanning direction, and spectral data from this means are supplied, and based on these data, modulation level detection means for calculating the modulation level of the modulation signal when data giving the maximum spatial frequency is obtained; An automatic focus adjustment device for an endoscope, characterized in that the focus of a lens is adjusted.
(2)前記表示手段は、液晶レンズが合焦状態のときに
得られる信号を所定期間固定表示し、この期間に液晶レ
ンズの焦点掃引を行うようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の内視鏡における自動焦点調整
装置。
(2) The display means fixedly displays a signal obtained when the liquid crystal lens is in a focused state for a predetermined period, and the focus of the liquid crystal lens is swept during this period. An automatic focus adjustment device in an endoscope according to item 1.
(3)前記液晶駆動源は、前記変調レベル検出手段の出
力によって振幅変調される交流信号を発生することを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の内視鏡における
自動焦点調整装置。
(3) The automatic focus adjustment device for an endoscope according to claim 1, wherein the liquid crystal drive source generates an AC signal whose amplitude is modulated by the output of the modulation level detection means.
(4)前記液晶駆動源は、前記変調レベル検出手段の出
力によって周波数変調される交流信号を発生することを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の内視鏡におけ
る自動焦点調整装置。
(4) The automatic focus adjustment device for an endoscope according to claim 1, wherein the liquid crystal drive source generates an alternating current signal that is frequency-modulated by the output of the modulation level detection means.
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