プロセッサ及び電子内視鏡システム
【課題】 上記の如き電子ズーム機能を有した装置やシステムにおいて倍率設定が変化した場合であってもモニタに表示される映像の輝度を常に適正なものに設定する。
【解決手段】 電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたプロセッサを提供する。
【解決手段】 電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたプロセッサを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサ、及び、このようなプロセッサを備えた電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
その先端部に備えられた撮像素子で体腔内を撮像する電子内視鏡と、該撮像素子から出力される信号を処理してモニタに出力するプロセッサを備えた電子内視鏡システムが広く知られ実用に供されている。このような電子内視鏡システムにはズーム機能を有するものがあり、それにより術者は、例えば倍率を上げて病変部等の注視すべき部分を詳細に観察することができる。電子内視鏡システムに採用され得るズームの方式には、例えば、画像信号の一部を切り取って拡大表示する電子ズームや、電子内視鏡先端部に組み込まれた変倍光学系によって拡大／縮小像を得る光学ズーム等が挙げられる。前者のズーム方式を採用した場合、例えば先端部の細径化や小型化に有利であり、且つ、製造コストを抑えられるメリットがある。これに対して後者のズーム方式を採用した場合、例えば変倍後であっても鮮明な映像を得られるというメリットがある。前者のズーム方式を採用した電子内視鏡システムが例えば特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平９−１１３８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１に示されたような電子内視鏡システムでは、倍率設定が変化しても照明光量が変化しないため、例えば管空内の遠景箇所等の暗い部分を拡大表示した場合、モニタに表示される映像は暗いままである。また、例えば輝度信号が飽和状態に近いような部分を拡大表示した場合、その映像は、全体的に過度に明るいものとなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、上記の如き電子ズーム機能を有した装置やシステムにおいて倍率設定が変化した場合であってもモニタに表示される映像の輝度を常に適正なものに設定することができるプロセッサ、及び、電子内視鏡システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、上記プロセッサにおいて、調光制御手段が、該輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて光量調整手段を制御することができる。
【０００７】
また、上記プロセッサにおいて、光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であっても良い。
【０００８】
また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、該輝度情報及び設定された倍率に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、上記プロセッサにおいて、調光制御手段が、設定された倍率に基づいて、該輝度情報を、該表示部に表示されるべき画像情報に対応した表示輝度情報と、表示されない画像情報に対応した非表示輝度情報とに分離し、該表示輝度情報を用いて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。また、該表示輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。また、該表示輝度情報に加えて、該非表示輝度情報を用いて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。
【００１０】
また、上記の課題を解決する本発明の更に別の態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、該輝度情報及び設定された倍率、又は、抽出された画像情報に含まれる輝度情報の何れか一方に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、上記プロセッサにおいて、光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であっても良い。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡システムは、上記プロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係る電子内視鏡システムは、上記プロセッサの中で輝度情報取得手段を有したプロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えたものであり、電子内視鏡が、撮像素子の出力信号に所定の処理を施す信号処理手段と、該出力信号の中から所定の処理が施される前の段階の処理前輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段とを有し、輝度情報取得手段が、輝度信号抽出手段により抽出された処理前輝度信号を取得することを特徴とする。
【００１４】
なお、上記電子内視鏡システムで実行される該所定の処理が、プロセッサとの信号の整合性をとるための処理であっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のプロセッサ及び電子内視鏡システムでは、表示部に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて調光制御が実行される。すなわち設定された倍率が加味された輝度情報を用いて調光制御が実行されるため、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の電子内視鏡システムについて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１００の構成を示したブロック図である。電子内視鏡システム１００は、患者の体腔内を術者が観察・診断するためのシステムであり、体腔内を撮像するための電子内視鏡１０、光源装置と画像処理装置とを兼ね備えたプロセッサ３０、及び、体腔内の映像を表示可能なモニタ６０を有している。
【００１８】
電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓性を有した挿入部可撓管１を有している。電子内視鏡１０内部には、その先端部から末端部に掛けて、光の伝送路である光ファイバから成るライトガイド２が延在している。挿入部可撓管１の先端部前面には照明光を照射するための配光レンズ３が、ライトガイド２の一端（先端側）と結合するように設けられている。また、上記先端部前面には配光レンズ３の他に対物レンズ４が設けられており、その後方に固体撮像素子５が配置されている。また、複数の伝送路が束ねられた信号線６が固体撮像素子５から電子内視鏡１０の末端部に掛けて引き出されている。電子内視鏡１０の末端部にはコネクタ部７が設けられており、これにより、電子内視鏡１０はプロセッサ３０と光学的及び電気的に接続される。なお、コネクタ部７近傍には、電子内視鏡１０とプロセッサ３０との間で信号の整合性をとるため、固体撮像素子５の出力信号に所定の処理を施すＤＳＰ（Digital Signal processor）２１が配置されている。ここでいう所定の処理には、例えば、Ａ／Ｄ変換処理、信号のダイナミックレンジを所定の範囲に制限するクリッピング処理、輝度の階調特性や色再現性特性が適切になるようにγ（ガンマ）特性を補正するガンマ補正処理等が含まれる。上記出力信号は、これらの処理を施されることにより、プロセッサ３０の仕様を満たすよう変換される。
【００１９】
プロセッサ３０は、光源装置として、ランプ用電源３１、ランプ３２、絞り３３、モータ３４、モータドライバ３５、調光回路７０、及び、コンデンサレンズ３６を有している。ランプ３２は、ランプ用電源３１から供給される電圧によって点灯する、体腔内照明用の白色光の光源であり、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が想定される。なお、ランプ３２は、コリメートレンズを有しており、上記白色光を平行光に変換後に出射する。絞り３３は、ランプ３２から出射された白色光を物理的に制限するものであり、その開口径が可変し得る。モータ３４は、後述の調光制御を行う調光回路７０からの信号に基づいて作動するモータドライバ３５によって駆動制御され、絞り３３の開口形状を可変させる。これにより、白色光が適正な光量に調整されてコンデンサレンズ３６に向けて進行する。ここで、電子内視鏡１０とプロセッサ３０とが接続されているとき、ライトガイド２の他端（末端側）は、コンデンサレンズ３６前方であり、その焦点位置近傍に位置する。従ってコンデンサレンズ３６を通過した白色光は、ライトガイド２の他端近傍に収束して、その内部に入射して進行し、配光レンズ３を介して外部を照明する。これにより例えば体腔内が照明され、術者は体腔内の観察・診断或いは処置を行うことができる。
【００２０】
配光レンズ３から照射された照明光は、観察対象である生体組織を照明し、当該組織で反射される。この反射光は、対物レンズ４に入射し、そのパワーによって後方に配置された固体撮像素子５の受光面（複数の受光素子がマトリクス状に配列された面）上に観察対象（例えば体腔内の生体組織）の光学像として結像する。結像された光学像は、各受光素子においてその光量に応じた電荷として蓄積され、生体組織の像となり得る画像信号に変換される。ここで生成された画像信号は信号線６を伝送してＤＳＰ２１に入力される。なお、ＤＳＰ２１は所定のタイミングパルスを出力する同期信号発生回路を含んでおり、固体撮像素子５は、このタイミングパルスに基づいて駆動し、蓄積された電荷すなわち画像信号をＤＳＰ２１に出力する。
【００２１】
ＤＳＰ２１は、例えば本出願人により提案された特許文献２（特開平１１−１６９３３９号公報）に記載された信号処理装置と同様の機能を有しており、固体撮像素子５からの出力信号をサンプリングして色分離して色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、輝度信号ＹＩＲＩＳ、及び、輝度信号Ｙとし、プロセッサ３０に向けて出力する。なお、輝度信号ＹＩＲＩＳは、クリッピングやガンマ補正等の処理が施される前の段階の輝度信号であり、固体撮像素子５からの出力信号と互いにリニアの関係（すなわち比例関係）にある。従って調光用の信号として最適である。
【００２２】
プロセッサ３０は、画像処理を行う構成として、システムコントロールユニット５１、操作パネル５２、ズーム処理回路５３、タイミング発生器５４、メモリ５５、Ｄ／Ａ変換器５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、及び、映像信号処理回路５７を有している。ＤＳＰ２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、及び、輝度信号Ｙは、それぞれズーム処理回路５３に入力する。
【００２３】
ここで、操作パネル５２は、術者がプロセッサ３０を操作するための各種入力キーを備えている。このような入力キーの一つに、例えば観察領域の倍率を設定するものがある。操作パネル５２の操作によって倍率が変更されるとモニタ６０に表示される映像の範囲も変化する。例えば倍率を大きく設定した場合、表示中の一部の観察領域が拡大表示される。このため、例えば特定部分を詳細に観察・診断するような場合には、倍率を大きく設定することが有効である。また、例えば倍率を小さく設定した場合、表示される観察領域が広くなり、術者は例えば病変部及びその周辺を見渡すことができる。従って例えば病変部とその周辺との相関を把握したい場合、倍率を小さく設定することが有効である。
【００２４】
ズーム処理回路５３は、システムコントロールユニット５１の制御下で作動し、操作パネル５２で設定されている倍率でモニタ６０に映像が表示されるようズーム処理を実行する。例えば操作パネル５２で設定可能な倍率が段階的にある場合、ズーム処理回路５３は、それぞれの倍率に対応した領域の画素の各信号（色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、及び、輝度信号Ｙ）を、全画素中の各信号から抽出するようなデータを有している。ズーム処理回路５３は、そのデータに基づいて、表示されるべき画素の各信号のみをメモリ５５に出力する。例えば固体撮像素子５の有効画素が水平方向に６４０で垂直方向に４８０あるとし、設定されている倍率が１倍のとき、ズーム処理回路５３は、全画素の各信号をメモリ５５に出力する。これに対して倍率が２倍のとき、固体撮像素子５の受光面中心に位置する画素を中心とした水平方向に３２０、垂直方向に２４０の画素の各信号をメモリ５５に出力する。
【００２５】
メモリ５５は、複数のフレームメモリを有しており、各信号をタイミング発生器５４によって出力されるタイミングパルスに同期させてそれぞれのフレームメモリに格納する。これらの各信号は、所定のタイミングで同時に読み出しされ、Ｄ／Ａ変換器５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃによってアナログ信号に変換され、映像信号処理回路５７に出力される。
【００２６】
映像信号処理回路５７は、入力された信号を、ズーム処理回路５３で抽出された画素の数（別の言い方をすると設定倍率）に拘わらずモニタ６０に表示され得る映像が常に同一サイズとなるよう処理する。例えば設定倍率が１倍のときには固体撮像素子５における一画素がモニタ６０中で一画素で表示されるよう処理する。これに対して倍率が２倍のときには固体撮像素子５における一画素がモニタ６０では四画素（二行二列）で表示されるよう処理する。すなわち、モニタ６０の二行二列の四画素が同一の色差及び輝度信号に基づいて表示されるよう補間処理する。上記処理後、所定のフォーマットの映像信号に変換してモニタ６０に出力する。これにより、モニタ６０に例えば患者の体腔内の映像が表示される。なお、ここでいう所定のフォーマットには、例えばコンポジットビデオ信号や、Ｙ／Ｃビデオ信号、ＲＧＢビデオ信号等がある。また、上記補間処理をズーム処理回路５３で実行させるよう、プロセッサ３０中の信号処理回路を構成しても良い。
【００２７】
ここで図２に、本実施形態のプロセッサ３０が有している調光回路７０の概略構成を示す。また、図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）に、調光回路７０中の各処理段階の信号の波形を示す。図３〜図５の各波形において、縦軸が信号の出力値であり、横軸が時間である。調光回路７０は、ＤＣ再生回路７１、８２、切り出し回路７２、ＬＰＦ（Low Pass Filter）７３、７７、８３、ホールド回路７４、比較器７５、７８、８４、アンプ７６、８０、８５、微分器７９、加算器８１、及び、スイッチ回路８６を有している。
【００２８】
ＤＣ再生回路７１は、ＤＳＰ２１の同期信号発生回路から出力されるクランプパルスＣＰに基づいて、図３（ａ）に示された、ＤＳＰ２１から出力される輝度信号ＹＩＲＩＳに対してクランプ処理を実行する。すなわち輝度信号ＹＩＲＩＳは、その信号レベル（例えば黒レベル）が所定の基準電圧に基づいてＤＣ再生される。ＤＣ再生後、輝度信号ＹＩＲＩＳは切り出し回路７２に出力される。
【００２９】
切り出し回路７２は、図３（ｂ）に示された、ズーム処理回路から出力されるズームパルスに基づいて、輝度信号ＹＩＲＩＳの一部を切り出す。ズームパルスはモニタ６０に表示されるべき映像の信号（別の言い方をすると、メモリ５５に出力されるべき画素情報に対応した信号）を抽出するためのものであり、「Ｈ」の期間に対応する画素がモニタ６０に表示されるべきものであり、「Ｌ」の期間に対応する画素がモニタ６０に表示されないものである。切り出し回路７２は、輝度信号ＹＩＲＩＳを、ズームパルスが「Ｈ」の期間中にはＬＰＦ７３に出力し、「Ｌ」の期間中にはＬＰＦ７７に出力する。これにより、ＬＰＦ７３には、図３（ｃ）に示された輝度信号であって、「Ｈ」の期間中は輝度信号ＹＩＲＩＳそのままの値であり、「Ｌ」の期間中は例えばクランプレベルに固定された値となるズーム内輝度信号が入力する。また、ＬＰＦ７７には、図４（ａ）に示された輝度信号であって、「Ｈ」の期間中は例えばクランプレベルに固定された値となり、「Ｌ」の期間中は輝度信号ＹＩＲＩＳそのままの値となるズーム外輝度信号が入力する。なお、観察領域の倍率を上げるに従ってモニタ６０で映像として表示される固体撮像素子５の画素が低減することから、前記の倍率と「Ｈ」の期間は互いに反比例の関係にあると言える。
【００３０】
ＬＰＦ７３は、所定の時定数に基づいてズーム内輝度信号を積分する。これによりズーム内輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図３（ｄ）参照）に変換されてホールド回路７４に出力された後、調光に不要な期間の信号の出力値を一定にするようホールド処理されて（図３（ｅ）参照）、比較器７５に出力される。
【００３１】
比較器７５には、ホールド回路７４からの上記ホールド後の輝度信号以外に、システムコントロールユニット５１からの参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。参照電圧Ｖｒｅｆは、電子内視鏡１０に供給されるべき照明光の目標光量に対応した参照値であり、モニタ６０に表示される映像の輝度を適正にするためのものである。比較器７５は、上記ホールド後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記ホールド後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出してアンプ７６に出力する。アンプ７６は、前記の差分信号を増幅して加算器８１に出力する。
【００３２】
ＬＰＦ７７は、所定の時定数に基づいてズーム外輝度信号を積分する。これによりズーム外輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図４（ｂ）参照）に変換されて比較器７８に出力される。
【００３３】
比較器７８には、ＬＰＦ７７からの上記積分後の輝度信号以外に、先と同一の参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。比較器７８は、上記積分後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記積分後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出して微分器７９に出力する。微分器７９は比較器７８から出力された前記の差分信号を微分してアンプ８０に出力し、この差分信号はアンプ８０により増幅されて加算器８１に出力される。
【００３４】
加算器８１は、アンプ７６とアンプ８０から出力された信号を加算してスイッチ回路８６に出力する。スイッチ回路８６は、所定のスイッチ信号に基づいて作動し、前記の加算信号とアンプ８５から出力される後述の信号をモータドライバ３５に択一的に出力する。なお、所定のスイッチ信号は、例えば操作パネル５２における設定に応じ、システムコントロールユニット５１から出力される。
【００３５】
モータドライバ３５は、例えば上記加算信号に基づいてモータ３４を制御し、絞り３３を適切な開口径に絞る。この結果、体腔内への照明光量が物理的に調整されて、モニタ６０に表示される映像は、その輝度が適正なものとなり、例えば画素が光量過剰で白く潰れてしまったり、光量不足で黒く潰れてしまったりすることが軽減され、術者は、鮮明な映像で診断等を行うことができるようになる。
【００３６】
ここで、アンプ７６から出力される信号は、モニタ６０に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。すなわち前記の信号では観察領域外の被写体の輝度が考慮されていないため、これを調光制御に用いた場合、観察の範囲内だけ（別の観点では倍率）を加味した照明光量の調整が行われ、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【００３７】
なお、本実施形態ではアンプ７６及びアンプ８０出力される二つの信号を加算して調光信号としているが、別の実施形態ではアンプ７６から出力される信号のみを調光信号として用いても良い。このような場合であっても倍率が加味された調光が行われ、モニタ６０に映し出される映像の輝度は安定する。
【００３８】
しかしながらアンプ８０から出力される信号をも調光信号として用いると、より優れた調光制御が実施可能となる。例えばアンプ７６から出力される信号のみで調光制御を行う場合において、体腔内観察中に映像の周辺部分に壁部等の被写体が突然映し出されたとき、当該被写体の反射によってハレーションが発生する。ハレーション発生後、調光制御により絞り３３が絞られてハレーションが抑えられるが、絞り動作の応答に掛かる期間中、ハレーションが出ている映像がモニタ６０に表示され続けてしまうことがある。ここで、アンプ８０から出力される信号も調光信号として用いた場合、ハレーションの発生を事前に防止し、又は、その量を抑えることが可能となる。
【００３９】
アンプ８０から出力される信号は、モニタ６０に表示され得る観察領域外の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。例えば固体撮像素子５で光学像として受光されているが、観察領域外であるためモニタ６０上には映し出されない被写体があるとする。このような被写体は、観察領域から僅かに外れた場所に位置するため、電子内視鏡１０の観察方向を変更したり倍率を下げたりしたときに高い確率で観察領域周辺部に現れる。ここで、切り出し回路７２において生成されたズーム外輝度信号には、このような被写体の輝度信号が例えば図４（ａ）に示されるような鋭い変化のある波形として現れる。これを微分器７９で微分することにより、鋭い変化のある部分（すなわち観察領域外の被写体の位置情報）だけを強調したような信号が生成される。アンプ８０で増幅されたこの信号をアンプ７６からの信号に加算して調光信号として用いると、モータドライバ３５は、その出力値が高い部分に対して絞り３３を速く動作させる。このため、絞り動作の応答時間が短くなり、結果として、ハレーションの発生が事前に防止され、又は、その量が抑えられる。なお、アンプ８０から出力される信号は、あくまで観察領域外の輝度情報であるため、補助的に用いられるべきである。本実施形態では、輝度が変化した際の絞り３３の初期動作時のみ、アンプ８０からの信号を用いるようにしている。
【００４０】
また、本実施形態の調光回路７０は、図５（ａ）に示された、ズーム処理回路５３でズーム処理された後の輝度信号に基づいて調光信号を生成することもできる。ズーム処理後の輝度信号は、ＤＣ再生回路７１と同様の機能を有するＤＣ再生回路８２に出力され、これによりクランプ処理されてＬＰＦ８３に出力される。
【００４１】
ＬＰＦ８３は、所定の時定数に基づいてズーム処理後の輝度信号を積分する。これによりズーム処理後の輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図５（ｂ）参照）に変換されて比較器８４に出力される。
【００４２】
比較器８４には、ＬＰＦ８３からの上記積分後の輝度信号以外に、先と同一の参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。比較器８４は、上記積分後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記積分後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出してアンプ８５に出力する。アンプ８５は、前記の差分信号を増幅してスイッチ回路８６に出力する。スイッチ回路８６は、アンプ８５からの信号を出力するよう設定されているとき、当該信号をモータドライバ３５に出力する。モータドライバ３５は、例えばこの信号に基づいてモータ３４を制御し、絞り３３を適切な開口径に絞る。この結果、体腔内への照明光量が物理的に調整されて、モニタ６０に表示される映像は、その輝度が適正なものとなり、例えば画素が光量過剰で白く潰れてしまったり、光量不足で黒く潰れてしまったりすることが軽減され、術者は、鮮明な映像で診断等を行うことができるようになる。
【００４３】
アンプ８５から出力される信号は、アンプ７６から出力される信号と同様に、モニタ６０に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。従ってこれを調光制御に用いた場合でも、観察の範囲内だけ（別の観点では倍率）を加味した照明光量の調整が行われ、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【００４４】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【００４５】
なお、本実施形態では輝度信号ＹＩＲＩＳに基づいて生成された信号と、ズーム処理後の輝度信号に基づいて生成された信号とを調光信号として択一的に用いているが、別の実施形態では何れか一方の信号を生成して調光信号として用いるようプロセッサを構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の電子内視鏡システムの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態のプロセッサが有している調光回路の構成を示したブロック図である。
【図３】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【図４】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【図５】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 電子内視鏡
３０ プロセッサ
５３ ズーム処理回路
６０ モニタ
７０ 調光回路
７２ 切り出し回路
１００ 電子内視鏡システム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサ、及び、このようなプロセッサを備えた電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
その先端部に備えられた撮像素子で体腔内を撮像する電子内視鏡と、該撮像素子から出力される信号を処理してモニタに出力するプロセッサを備えた電子内視鏡システムが広く知られ実用に供されている。このような電子内視鏡システムにはズーム機能を有するものがあり、それにより術者は、例えば倍率を上げて病変部等の注視すべき部分を詳細に観察することができる。電子内視鏡システムに採用され得るズームの方式には、例えば、画像信号の一部を切り取って拡大表示する電子ズームや、電子内視鏡先端部に組み込まれた変倍光学系によって拡大／縮小像を得る光学ズーム等が挙げられる。前者のズーム方式を採用した場合、例えば先端部の細径化や小型化に有利であり、且つ、製造コストを抑えられるメリットがある。これに対して後者のズーム方式を採用した場合、例えば変倍後であっても鮮明な映像を得られるというメリットがある。前者のズーム方式を採用した電子内視鏡システムが例えば特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平９−１１３８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１に示されたような電子内視鏡システムでは、倍率設定が変化しても照明光量が変化しないため、例えば管空内の遠景箇所等の暗い部分を拡大表示した場合、モニタに表示される映像は暗いままである。また、例えば輝度信号が飽和状態に近いような部分を拡大表示した場合、その映像は、全体的に過度に明るいものとなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、上記の如き電子ズーム機能を有した装置やシステムにおいて倍率設定が変化した場合であってもモニタに表示される映像の輝度を常に適正なものに設定することができるプロセッサ、及び、電子内視鏡システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、上記プロセッサにおいて、調光制御手段が、該輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて光量調整手段を制御することができる。
【０００７】
また、上記プロセッサにおいて、光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であっても良い。
【０００８】
また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、該輝度情報及び設定された倍率に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、上記プロセッサにおいて、調光制御手段が、設定された倍率に基づいて、該輝度情報を、該表示部に表示されるべき画像情報に対応した表示輝度情報と、表示されない画像情報に対応した非表示輝度情報とに分離し、該表示輝度情報を用いて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。また、該表示輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。また、該表示輝度情報に加えて、該非表示輝度情報を用いて光量調整手段を制御するよう構成されていても良い。
【００１０】
また、上記の課題を解決する本発明の更に別の態様に係るプロセッサは、電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのものであり、該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、その光量を調整可能な光量調整手段と、該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、該倍率を設定する倍率設定手段と、設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、該輝度情報及び設定された倍率、又は、抽出された画像情報に含まれる輝度情報の何れか一方に基づいて光量調整手段を制御する調光制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、上記プロセッサにおいて、光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であっても良い。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡システムは、上記プロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係る電子内視鏡システムは、上記プロセッサの中で輝度情報取得手段を有したプロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えたものであり、電子内視鏡が、撮像素子の出力信号に所定の処理を施す信号処理手段と、該出力信号の中から所定の処理が施される前の段階の処理前輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段とを有し、輝度情報取得手段が、輝度信号抽出手段により抽出された処理前輝度信号を取得することを特徴とする。
【００１４】
なお、上記電子内視鏡システムで実行される該所定の処理が、プロセッサとの信号の整合性をとるための処理であっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のプロセッサ及び電子内視鏡システムでは、表示部に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて調光制御が実行される。すなわち設定された倍率が加味された輝度情報を用いて調光制御が実行されるため、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の電子内視鏡システムについて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１００の構成を示したブロック図である。電子内視鏡システム１００は、患者の体腔内を術者が観察・診断するためのシステムであり、体腔内を撮像するための電子内視鏡１０、光源装置と画像処理装置とを兼ね備えたプロセッサ３０、及び、体腔内の映像を表示可能なモニタ６０を有している。
【００１８】
電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓性を有した挿入部可撓管１を有している。電子内視鏡１０内部には、その先端部から末端部に掛けて、光の伝送路である光ファイバから成るライトガイド２が延在している。挿入部可撓管１の先端部前面には照明光を照射するための配光レンズ３が、ライトガイド２の一端（先端側）と結合するように設けられている。また、上記先端部前面には配光レンズ３の他に対物レンズ４が設けられており、その後方に固体撮像素子５が配置されている。また、複数の伝送路が束ねられた信号線６が固体撮像素子５から電子内視鏡１０の末端部に掛けて引き出されている。電子内視鏡１０の末端部にはコネクタ部７が設けられており、これにより、電子内視鏡１０はプロセッサ３０と光学的及び電気的に接続される。なお、コネクタ部７近傍には、電子内視鏡１０とプロセッサ３０との間で信号の整合性をとるため、固体撮像素子５の出力信号に所定の処理を施すＤＳＰ（Digital Signal processor）２１が配置されている。ここでいう所定の処理には、例えば、Ａ／Ｄ変換処理、信号のダイナミックレンジを所定の範囲に制限するクリッピング処理、輝度の階調特性や色再現性特性が適切になるようにγ（ガンマ）特性を補正するガンマ補正処理等が含まれる。上記出力信号は、これらの処理を施されることにより、プロセッサ３０の仕様を満たすよう変換される。
【００１９】
プロセッサ３０は、光源装置として、ランプ用電源３１、ランプ３２、絞り３３、モータ３４、モータドライバ３５、調光回路７０、及び、コンデンサレンズ３６を有している。ランプ３２は、ランプ用電源３１から供給される電圧によって点灯する、体腔内照明用の白色光の光源であり、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が想定される。なお、ランプ３２は、コリメートレンズを有しており、上記白色光を平行光に変換後に出射する。絞り３３は、ランプ３２から出射された白色光を物理的に制限するものであり、その開口径が可変し得る。モータ３４は、後述の調光制御を行う調光回路７０からの信号に基づいて作動するモータドライバ３５によって駆動制御され、絞り３３の開口形状を可変させる。これにより、白色光が適正な光量に調整されてコンデンサレンズ３６に向けて進行する。ここで、電子内視鏡１０とプロセッサ３０とが接続されているとき、ライトガイド２の他端（末端側）は、コンデンサレンズ３６前方であり、その焦点位置近傍に位置する。従ってコンデンサレンズ３６を通過した白色光は、ライトガイド２の他端近傍に収束して、その内部に入射して進行し、配光レンズ３を介して外部を照明する。これにより例えば体腔内が照明され、術者は体腔内の観察・診断或いは処置を行うことができる。
【００２０】
配光レンズ３から照射された照明光は、観察対象である生体組織を照明し、当該組織で反射される。この反射光は、対物レンズ４に入射し、そのパワーによって後方に配置された固体撮像素子５の受光面（複数の受光素子がマトリクス状に配列された面）上に観察対象（例えば体腔内の生体組織）の光学像として結像する。結像された光学像は、各受光素子においてその光量に応じた電荷として蓄積され、生体組織の像となり得る画像信号に変換される。ここで生成された画像信号は信号線６を伝送してＤＳＰ２１に入力される。なお、ＤＳＰ２１は所定のタイミングパルスを出力する同期信号発生回路を含んでおり、固体撮像素子５は、このタイミングパルスに基づいて駆動し、蓄積された電荷すなわち画像信号をＤＳＰ２１に出力する。
【００２１】
ＤＳＰ２１は、例えば本出願人により提案された特許文献２（特開平１１−１６９３３９号公報）に記載された信号処理装置と同様の機能を有しており、固体撮像素子５からの出力信号をサンプリングして色分離して色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、輝度信号ＹＩＲＩＳ、及び、輝度信号Ｙとし、プロセッサ３０に向けて出力する。なお、輝度信号ＹＩＲＩＳは、クリッピングやガンマ補正等の処理が施される前の段階の輝度信号であり、固体撮像素子５からの出力信号と互いにリニアの関係（すなわち比例関係）にある。従って調光用の信号として最適である。
【００２２】
プロセッサ３０は、画像処理を行う構成として、システムコントロールユニット５１、操作パネル５２、ズーム処理回路５３、タイミング発生器５４、メモリ５５、Ｄ／Ａ変換器５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、及び、映像信号処理回路５７を有している。ＤＳＰ２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、及び、輝度信号Ｙは、それぞれズーム処理回路５３に入力する。
【００２３】
ここで、操作パネル５２は、術者がプロセッサ３０を操作するための各種入力キーを備えている。このような入力キーの一つに、例えば観察領域の倍率を設定するものがある。操作パネル５２の操作によって倍率が変更されるとモニタ６０に表示される映像の範囲も変化する。例えば倍率を大きく設定した場合、表示中の一部の観察領域が拡大表示される。このため、例えば特定部分を詳細に観察・診断するような場合には、倍率を大きく設定することが有効である。また、例えば倍率を小さく設定した場合、表示される観察領域が広くなり、術者は例えば病変部及びその周辺を見渡すことができる。従って例えば病変部とその周辺との相関を把握したい場合、倍率を小さく設定することが有効である。
【００２４】
ズーム処理回路５３は、システムコントロールユニット５１の制御下で作動し、操作パネル５２で設定されている倍率でモニタ６０に映像が表示されるようズーム処理を実行する。例えば操作パネル５２で設定可能な倍率が段階的にある場合、ズーム処理回路５３は、それぞれの倍率に対応した領域の画素の各信号（色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、及び、輝度信号Ｙ）を、全画素中の各信号から抽出するようなデータを有している。ズーム処理回路５３は、そのデータに基づいて、表示されるべき画素の各信号のみをメモリ５５に出力する。例えば固体撮像素子５の有効画素が水平方向に６４０で垂直方向に４８０あるとし、設定されている倍率が１倍のとき、ズーム処理回路５３は、全画素の各信号をメモリ５５に出力する。これに対して倍率が２倍のとき、固体撮像素子５の受光面中心に位置する画素を中心とした水平方向に３２０、垂直方向に２４０の画素の各信号をメモリ５５に出力する。
【００２５】
メモリ５５は、複数のフレームメモリを有しており、各信号をタイミング発生器５４によって出力されるタイミングパルスに同期させてそれぞれのフレームメモリに格納する。これらの各信号は、所定のタイミングで同時に読み出しされ、Ｄ／Ａ変換器５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃによってアナログ信号に変換され、映像信号処理回路５７に出力される。
【００２６】
映像信号処理回路５７は、入力された信号を、ズーム処理回路５３で抽出された画素の数（別の言い方をすると設定倍率）に拘わらずモニタ６０に表示され得る映像が常に同一サイズとなるよう処理する。例えば設定倍率が１倍のときには固体撮像素子５における一画素がモニタ６０中で一画素で表示されるよう処理する。これに対して倍率が２倍のときには固体撮像素子５における一画素がモニタ６０では四画素（二行二列）で表示されるよう処理する。すなわち、モニタ６０の二行二列の四画素が同一の色差及び輝度信号に基づいて表示されるよう補間処理する。上記処理後、所定のフォーマットの映像信号に変換してモニタ６０に出力する。これにより、モニタ６０に例えば患者の体腔内の映像が表示される。なお、ここでいう所定のフォーマットには、例えばコンポジットビデオ信号や、Ｙ／Ｃビデオ信号、ＲＧＢビデオ信号等がある。また、上記補間処理をズーム処理回路５３で実行させるよう、プロセッサ３０中の信号処理回路を構成しても良い。
【００２７】
ここで図２に、本実施形態のプロセッサ３０が有している調光回路７０の概略構成を示す。また、図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）に、調光回路７０中の各処理段階の信号の波形を示す。図３〜図５の各波形において、縦軸が信号の出力値であり、横軸が時間である。調光回路７０は、ＤＣ再生回路７１、８２、切り出し回路７２、ＬＰＦ（Low Pass Filter）７３、７７、８３、ホールド回路７４、比較器７５、７８、８４、アンプ７６、８０、８５、微分器７９、加算器８１、及び、スイッチ回路８６を有している。
【００２８】
ＤＣ再生回路７１は、ＤＳＰ２１の同期信号発生回路から出力されるクランプパルスＣＰに基づいて、図３（ａ）に示された、ＤＳＰ２１から出力される輝度信号ＹＩＲＩＳに対してクランプ処理を実行する。すなわち輝度信号ＹＩＲＩＳは、その信号レベル（例えば黒レベル）が所定の基準電圧に基づいてＤＣ再生される。ＤＣ再生後、輝度信号ＹＩＲＩＳは切り出し回路７２に出力される。
【００２９】
切り出し回路７２は、図３（ｂ）に示された、ズーム処理回路から出力されるズームパルスに基づいて、輝度信号ＹＩＲＩＳの一部を切り出す。ズームパルスはモニタ６０に表示されるべき映像の信号（別の言い方をすると、メモリ５５に出力されるべき画素情報に対応した信号）を抽出するためのものであり、「Ｈ」の期間に対応する画素がモニタ６０に表示されるべきものであり、「Ｌ」の期間に対応する画素がモニタ６０に表示されないものである。切り出し回路７２は、輝度信号ＹＩＲＩＳを、ズームパルスが「Ｈ」の期間中にはＬＰＦ７３に出力し、「Ｌ」の期間中にはＬＰＦ７７に出力する。これにより、ＬＰＦ７３には、図３（ｃ）に示された輝度信号であって、「Ｈ」の期間中は輝度信号ＹＩＲＩＳそのままの値であり、「Ｌ」の期間中は例えばクランプレベルに固定された値となるズーム内輝度信号が入力する。また、ＬＰＦ７７には、図４（ａ）に示された輝度信号であって、「Ｈ」の期間中は例えばクランプレベルに固定された値となり、「Ｌ」の期間中は輝度信号ＹＩＲＩＳそのままの値となるズーム外輝度信号が入力する。なお、観察領域の倍率を上げるに従ってモニタ６０で映像として表示される固体撮像素子５の画素が低減することから、前記の倍率と「Ｈ」の期間は互いに反比例の関係にあると言える。
【００３０】
ＬＰＦ７３は、所定の時定数に基づいてズーム内輝度信号を積分する。これによりズーム内輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図３（ｄ）参照）に変換されてホールド回路７４に出力された後、調光に不要な期間の信号の出力値を一定にするようホールド処理されて（図３（ｅ）参照）、比較器７５に出力される。
【００３１】
比較器７５には、ホールド回路７４からの上記ホールド後の輝度信号以外に、システムコントロールユニット５１からの参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。参照電圧Ｖｒｅｆは、電子内視鏡１０に供給されるべき照明光の目標光量に対応した参照値であり、モニタ６０に表示される映像の輝度を適正にするためのものである。比較器７５は、上記ホールド後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記ホールド後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出してアンプ７６に出力する。アンプ７６は、前記の差分信号を増幅して加算器８１に出力する。
【００３２】
ＬＰＦ７７は、所定の時定数に基づいてズーム外輝度信号を積分する。これによりズーム外輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図４（ｂ）参照）に変換されて比較器７８に出力される。
【００３３】
比較器７８には、ＬＰＦ７７からの上記積分後の輝度信号以外に、先と同一の参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。比較器７８は、上記積分後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記積分後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出して微分器７９に出力する。微分器７９は比較器７８から出力された前記の差分信号を微分してアンプ８０に出力し、この差分信号はアンプ８０により増幅されて加算器８１に出力される。
【００３４】
加算器８１は、アンプ７６とアンプ８０から出力された信号を加算してスイッチ回路８６に出力する。スイッチ回路８６は、所定のスイッチ信号に基づいて作動し、前記の加算信号とアンプ８５から出力される後述の信号をモータドライバ３５に択一的に出力する。なお、所定のスイッチ信号は、例えば操作パネル５２における設定に応じ、システムコントロールユニット５１から出力される。
【００３５】
モータドライバ３５は、例えば上記加算信号に基づいてモータ３４を制御し、絞り３３を適切な開口径に絞る。この結果、体腔内への照明光量が物理的に調整されて、モニタ６０に表示される映像は、その輝度が適正なものとなり、例えば画素が光量過剰で白く潰れてしまったり、光量不足で黒く潰れてしまったりすることが軽減され、術者は、鮮明な映像で診断等を行うことができるようになる。
【００３６】
ここで、アンプ７６から出力される信号は、モニタ６０に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。すなわち前記の信号では観察領域外の被写体の輝度が考慮されていないため、これを調光制御に用いた場合、観察の範囲内だけ（別の観点では倍率）を加味した照明光量の調整が行われ、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【００３７】
なお、本実施形態ではアンプ７６及びアンプ８０出力される二つの信号を加算して調光信号としているが、別の実施形態ではアンプ７６から出力される信号のみを調光信号として用いても良い。このような場合であっても倍率が加味された調光が行われ、モニタ６０に映し出される映像の輝度は安定する。
【００３８】
しかしながらアンプ８０から出力される信号をも調光信号として用いると、より優れた調光制御が実施可能となる。例えばアンプ７６から出力される信号のみで調光制御を行う場合において、体腔内観察中に映像の周辺部分に壁部等の被写体が突然映し出されたとき、当該被写体の反射によってハレーションが発生する。ハレーション発生後、調光制御により絞り３３が絞られてハレーションが抑えられるが、絞り動作の応答に掛かる期間中、ハレーションが出ている映像がモニタ６０に表示され続けてしまうことがある。ここで、アンプ８０から出力される信号も調光信号として用いた場合、ハレーションの発生を事前に防止し、又は、その量を抑えることが可能となる。
【００３９】
アンプ８０から出力される信号は、モニタ６０に表示され得る観察領域外の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。例えば固体撮像素子５で光学像として受光されているが、観察領域外であるためモニタ６０上には映し出されない被写体があるとする。このような被写体は、観察領域から僅かに外れた場所に位置するため、電子内視鏡１０の観察方向を変更したり倍率を下げたりしたときに高い確率で観察領域周辺部に現れる。ここで、切り出し回路７２において生成されたズーム外輝度信号には、このような被写体の輝度信号が例えば図４（ａ）に示されるような鋭い変化のある波形として現れる。これを微分器７９で微分することにより、鋭い変化のある部分（すなわち観察領域外の被写体の位置情報）だけを強調したような信号が生成される。アンプ８０で増幅されたこの信号をアンプ７６からの信号に加算して調光信号として用いると、モータドライバ３５は、その出力値が高い部分に対して絞り３３を速く動作させる。このため、絞り動作の応答時間が短くなり、結果として、ハレーションの発生が事前に防止され、又は、その量が抑えられる。なお、アンプ８０から出力される信号は、あくまで観察領域外の輝度情報であるため、補助的に用いられるべきである。本実施形態では、輝度が変化した際の絞り３３の初期動作時のみ、アンプ８０からの信号を用いるようにしている。
【００４０】
また、本実施形態の調光回路７０は、図５（ａ）に示された、ズーム処理回路５３でズーム処理された後の輝度信号に基づいて調光信号を生成することもできる。ズーム処理後の輝度信号は、ＤＣ再生回路７１と同様の機能を有するＤＣ再生回路８２に出力され、これによりクランプ処理されてＬＰＦ８３に出力される。
【００４１】
ＬＰＦ８３は、所定の時定数に基づいてズーム処理後の輝度信号を積分する。これによりズーム処理後の輝度信号は、平均化された滑らかな波形の輝度信号（図５（ｂ）参照）に変換されて比較器８４に出力される。
【００４２】
比較器８４には、ＬＰＦ８３からの上記積分後の輝度信号以外に、先と同一の参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。比較器８４は、上記積分後の輝度信号と参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して、参照電圧Ｖｒｅｆに対する上記積分後の輝度信号の出力（すなわち撮像対象の輝度）の差分を算出してアンプ８５に出力する。アンプ８５は、前記の差分信号を増幅してスイッチ回路８６に出力する。スイッチ回路８６は、アンプ８５からの信号を出力するよう設定されているとき、当該信号をモータドライバ３５に出力する。モータドライバ３５は、例えばこの信号に基づいてモータ３４を制御し、絞り３３を適切な開口径に絞る。この結果、体腔内への照明光量が物理的に調整されて、モニタ６０に表示される映像は、その輝度が適正なものとなり、例えば画素が光量過剰で白く潰れてしまったり、光量不足で黒く潰れてしまったりすることが軽減され、術者は、鮮明な映像で診断等を行うことができるようになる。
【００４３】
アンプ８５から出力される信号は、アンプ７６から出力される信号と同様に、モニタ６０に表示され得る観察領域内の被写体の輝度のみに基づいて生成されている。従ってこれを調光制御に用いた場合でも、観察の範囲内だけ（別の観点では倍率）を加味した照明光量の調整が行われ、倍率の変化によって映像が明るくなり過ぎたり、又は、暗くなり過ぎたりすることがなくなる。
【００４４】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【００４５】
なお、本実施形態では輝度信号ＹＩＲＩＳに基づいて生成された信号と、ズーム処理後の輝度信号に基づいて生成された信号とを調光信号として択一的に用いているが、別の実施形態では何れか一方の信号を生成して調光信号として用いるようプロセッサを構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の電子内視鏡システムの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態のプロセッサが有している調光回路の構成を示したブロック図である。
【図３】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【図４】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【図５】調光回路における各処理段階の信号の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 電子内視鏡
３０ プロセッサ
５３ ズーム処理回路
６０ モニタ
７０ 調光回路
７２ 切り出し回路
１００ 電子内視鏡システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、
抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項２】
前記調光制御手段が、該輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項１に記載のプロセッサ。
【請求項３】
前記光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であること、を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項４】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
該輝度情報及び設定された倍率に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項５】
前記調光制御手段が、設定された倍率に基づいて、該輝度情報を、該表示部に表示されるべき画像情報に対応した表示輝度情報と、表示されない画像情報に対応した非表示輝度情報とに分離し、
該表示輝度情報を用いて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項４に記載のプロセッサ。
【請求項６】
前記調光制御手段が、該表示輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項５に記載のプロセッサ。
【請求項７】
前記調光制御手段が、該表示輝度情報に加えて、該非表示輝度情報を用いて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項４又は請求項５の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項８】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、
該輝度情報及び設定された倍率、又は、抽出された画像情報に含まれる輝度情報の何れか一方に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項９】
前記光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であること、を特徴とする請求項４から請求項８の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れかに記載のプロセッサと、
体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１１】
請求項４から請求項９の何れかに記載のプロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えた電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡が、
前記撮像素子の出力信号に所定の処理を施す信号処理手段と、
該出力信号の中から所定の処理が施される前の段階の処理前輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段と、を有し、
前記輝度情報取得手段が、前記輝度信号抽出手段により抽出された処理前輝度信号を取得すること、を特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１２】
該所定の処理が、前記プロセッサとの信号の整合性をとるための処理であること、を特徴とする請求項１１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、
抽出された画像情報に含まれる輝度情報に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項２】
前記調光制御手段が、該輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項１に記載のプロセッサ。
【請求項３】
前記光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であること、を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項４】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
該輝度情報及び設定された倍率に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項５】
前記調光制御手段が、設定された倍率に基づいて、該輝度情報を、該表示部に表示されるべき画像情報に対応した表示輝度情報と、表示されない画像情報に対応した非表示輝度情報とに分離し、
該表示輝度情報を用いて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項４に記載のプロセッサ。
【請求項６】
前記調光制御手段が、該表示輝度情報と所定の参照情報との比較結果に基づいて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項５に記載のプロセッサ。
【請求項７】
前記調光制御手段が、該表示輝度情報に加えて、該非表示輝度情報を用いて前記光量調整手段を制御すること、を特徴とする請求項４又は請求項５の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項８】
電子内視鏡により撮像された画像を設定された倍率で表示部に表示させるためのプロセッサにおいて、
該電子内視鏡に提供される照明光を出射する光源と、
その光量を調整可能な光量調整手段と、
該電子内視鏡から輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
該倍率を設定する倍率設定手段と、
設定された倍率で画像が表示されるよう当該画像の情報を抽出する画像情報抽出手段と、
該輝度情報及び設定された倍率、又は、抽出された画像情報に含まれる輝度情報の何れか一方に基づいて前記光量調整手段を制御する調光制御手段と、を備えたこと、を特徴とするプロセッサ。
【請求項９】
前記光量調整手段が、照明光量を物理的に制限し得る絞り機構であること、を特徴とする請求項４から請求項８の何れかに記載のプロセッサ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れかに記載のプロセッサと、
体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１１】
請求項４から請求項９の何れかに記載のプロセッサと、体腔内を撮像する撮像素子を有した電子内視鏡とを備えた電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡が、
前記撮像素子の出力信号に所定の処理を施す信号処理手段と、
該出力信号の中から所定の処理が施される前の段階の処理前輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段と、を有し、
前記輝度情報取得手段が、前記輝度信号抽出手段により抽出された処理前輝度信号を取得すること、を特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１２】
該所定の処理が、前記プロセッサとの信号の整合性をとるための処理であること、を特徴とする請求項１１に記載の電子内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２０７６２（Ｐ２００７−２０７６２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５２３０（Ｐ２００５−２０５２３０）
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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