撮像装置および内視鏡診断装置
【課題】辺縁部分に注目する部分が存在する場合であっても、画像の明るさを適切な明るさに調整することができ、また、マスクを複数有する場合であっても、マスクに応じて、画像の明るさを適切な明るさに調整する。
【解決手段】入力指示に応じてマスクを選択設定するマスク選択設定部と、ハレーション軽減強度を選択する強度選択部とを有し、撮影画像の中央を含む第１部分と辺縁寄りの第２部分との輝度比を求め、撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を、輝度比に応じた重み係数を用いて混合して、撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて撮影画像の明るさを調整するものであり、かつ、選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることにより前記課題を解決する。
【解決手段】入力指示に応じてマスクを選択設定するマスク選択設定部と、ハレーション軽減強度を選択する強度選択部とを有し、撮影画像の中央を含む第１部分と辺縁寄りの第２部分との輝度比を求め、撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を、輝度比に応じた重み係数を用いて混合して、撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて撮影画像の明るさを調整するものであり、かつ、選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることにより前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮影して撮影画像を得る撮像装置およびこの撮像装置を備える内視鏡診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療の分野においては、先端にＣＣＤなどが取り付けられた細長い管を被検体の体内に挿入し、被検体の体内を撮影して腫瘍や血栓などを観察する内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡診断装置によれば、被検体の体内を直接撮影することによって、被検体に外的なダメージを与えることなく、放射線画像では分かりにくい病巣の色や形状などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。
【０００３】
このような内視鏡診断装置では、被検体の体内を照らし、その照明下で撮影が行われる。ここで、撮影画像が暗過ぎる、あるいは撮影画像中にハレーションが発生している等といった照明上の不具合が生じていると、撮影画像に基づいて行われる医師の診断の大きな妨げとなってしまう。そこで、撮影画像におけるこのような不具合を回避するために、撮影画像を解析することでその撮影画像の明るさを測り、被検体の体内を照らす照明を、この得られた明るさに基づいて適切な照明に自動的に調整するという技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較する比較部と、撮影画像の平均的な明るさと、撮影画像中の高輝度部分における明るさとを、比較部での比較において、第１部分の明るさが第２部分の明るさよりも明るいほど高輝度部分の明るさに対する重みを重くして混合することで撮影画像の全体的な明るさを測る測光部と、測光部によって測られた明るさに基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整する条件調整部とを有する撮影装置が記載されている。
【０００５】
この特許文献１においては、画像中央部分での明るさと、周辺部分での明るさとを比較して、この比較結果に応じた重みを用いて、画像全体での平均輝度と高輝度とを混合することにより、医師が診断のために注目している部分、すなわち、画像中央部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、診断の目的によっては、医師が注目する部分が、画像の中央部分ではなく、辺縁部分に存在する場合もある。このような場合には、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができないおそれがある。
【０００８】
また、内視鏡診断装置での撮影は、基本的に、被検体の略筒状の体内を撮影するものであるので、被検体を撮影するＣＣＤ等と被検体との距離は、中央部分に比べて、辺縁部分が近くなる場合が多い。そのため、辺縁部分では、中央部分に比べて、被検体からの反射光が大きくなり、辺縁部分でのハレーションが発生する場合が多い。
そのため、特許文献１のように、画像中央部分の明るさが適切な明るさになるように調整した場合は、周辺部分でハレーションが発生してしまうおそれがある。医師が診断のために注目している部分が、画像の中央部分に存在する場合は、辺縁部分でハレーションが発生した場合でも、医師が診断のために注目している部分は適切な明るさに調整されている。しかしながら、辺縁部分であっても、ハレーションが発生していると、医師にとっては不快な画像となり、医師の診断の妨げとなるおそれもある。
【０００９】
また、撮像装置において、撮影した画像を表示する際には、画像の表示領域を規定するマスクを使用する場合がある。マスクを複数種類有し、いずれかを選択して使用する場合は、マスクの形状によって、表示される領域が異なる。同じ画像であっても、表示領域が異なる場合は、適切な明るさも変わってくる。例えば、ハレーションが起きやすい辺縁部分が表示されないマスクを用いる場合には、辺縁部分でハレーションが起きても問題ないので、照明による明るさがより明るくなるように調整することが好ましい。しかしながら、特許文献１のような装置では、マスクに応じて明るさを調整することができないという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、辺縁部分に注目する部分が存在する場合であっても、画像の明るさを適切な明るさに調整することができ、また、マスクを複数有する場合であっても、マスクに応じて、画像の明るさを適切な明るさに調整することができる撮像装置および内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、固体撮像素子によって画像を撮影する撮影装置であって、撮影した撮影画像を表示する際の表示領域を規定するマスクを複数有し、入力指示に応じて選択して設定するマスク選択設定部と、前記撮影画像を表示する際におけるハレーション軽減強度を選択する強度選択部と、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求める測光手段とを有し、前記測光手段は、前記撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、この第１部分に対し前記撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較し、前記第１部分と前記第２部分との輝度比を求め、前記撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を算出し、前記平均輝度と前記ピーク輝度とを、前記輝度比に応じて、前記第１部分の明るさが前記第２部分の明るさよりも明るいほど前記ピーク輝度に対する重みを重くした重み係数を用いて混合することで、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、かつ、前記選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１２】
ここで、前記マスクとして、少なくとも、固体撮像素子の撮影領域の４隅をマスキングするマスクと、固体撮像素子の対向する１つの両端部の所定領域をマスキングするマスクとを有することが好ましい。
また、前記ピーク輝度の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記ピーク輝度の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記重み係数の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記重み係数の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記第１部分の明るさが、前記第１部分でのピーク輝度であり、前記第２部分の明るさが、前記第２部分でのピーク輝度であることが好ましい。
【００１４】
また、前記撮影画像全体に対する前記第１部分の面積の比を、２５〜５０％程度とすることが好ましい。
また、撮影する領域を照明するための光源を有し、光源から撮影領域までの光路上のいずれかで、前記光路を通過する光の量を調整することにより、前記撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整することが好ましい。
また、前記目的を達成するために、本発明は、上記撮像装置を備える内視鏡診断装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
このような本発明によれば、入力指示に応じてマスクを選択して設定するマスク選択設定部と、ハレーション軽減強度を選択する強度選択部とを有し、撮影画像の中央を含んだ第１部分と辺縁寄りの第２部分との輝度比を求め、撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を、輝度比に応じた重み係数を用いて混合して、撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、かつ、選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めるので、辺縁部分に注目する部分が存在する場合であっても、画像の明るさを適切な明るさに調整することができ、また、マスクを複数有する場合であっても、マスクに応じて、画像の明るさを適切な明るさに調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。
【図２】図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の一部の構成を表すブロック図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の内視鏡診断装置に用いられるマスクの一例を概念的に示す図である。
【図５】（Ａ）は、静止画像Ｇを模式的に示す図であり、（Ｂ）は、画像中央部ヒストグラムを示す模式図であり、（Ｃ）は、画像辺縁部ヒストグラムを示す模式図であり、（Ｄ）は、画像全体ヒストグラムとを示す模式図である。
【図６】辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）と重みＷｐとの対応関係を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る撮像装置および内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示すように、内視鏡診断装置１０は、照明光を発生する光源装置１４と、光源装置１４から発せられる照明光を導光し、導光した照明光を被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して画像信号を出力する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２により撮像された画像を画像処理して照明光に対応する内視鏡画像等を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６によって画像処理して得られた内視鏡画像等を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。
【００１９】
入力装置２０は、撮影メニュー、撮影条件などを設定し、被検体の撮像を指示する部位である。入力装置２０には、撮影メニュー、撮影条件などを設定するための入力キーや、撮影の指示手段が設けられる。
ここで、本発明に係る内視鏡診断撮影装置においては、撮影画像を表示装置１８に表示する際の、表示領域を規定するマスクを２種類有しており、いずれかを選択することができる。また、光源装置１４から発せられる照明光の光量を調整して、表示装置１８に表示される撮影画像に発生するハレーションを軽減するための、ハレーション軽減強度を選択することができる。これらの点については、後に詳述する。
入力装置２０は、このマスクおよびハレーション軽減強度を選択、設定するための指示を入力するためのものである。
入力装置２０は、入力された指示に基づいて、指示信号を制御部５２に供給する。
【００２０】
内視鏡装置１２は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部２２の先端から照明光を出射する照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１２は、内視鏡挿入部２２と、内視鏡挿入部２２の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部２４と、内視鏡装置１２を光源装置１４およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部２６Ａ，２６Ｂとを備えている。
【００２１】
内視鏡挿入部２２は、可撓性を持つ軟性部２８と、湾曲部３０と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３２とから構成されている。
【００２２】
湾曲部３０は、軟性部２８と先端部３２との間に設けられ、操作部２４に配置されたアングルノブ３４の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３０は、内視鏡装置１２が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３２の照射口３６及び撮像素子３８の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。
【００２３】
内視鏡先端部３２には、図２に示すように、被観察領域へ光を照射する照射口３６と、被観察領域からの反射光を撮像する観察窓４０が配置されている。
【００２４】
照射口３６の奥には、レンズ４６等の光学系が取り付けられ、さらにその奥に、ライトガイドとしての光ファイバ４２が収納されている。光ファイバ４２は、光源装置１４からコネクタ部２６Ａを介して内視鏡先端部３２まで敷設されている。
【００２５】
光源装置１４から発せられる光が、光ファイバ４２によって内視鏡先端部３２まで導かれ、レンズ４６を介して照射口３６から被検体の被観察領域に照射される。
このとき、光源装置１４から発せられる光は、後述するプロセッサ装置１６による測光結果に基づいて、適切な明るさに調整されている。
【００２６】
観察窓４０の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット４４等の光学系が取り付けられ、さらにその奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子３８が取り付けられている。
【００２７】
光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット４４により集光され、撮像素子３８によって白色光画像が撮像される。
【００２８】
撮像素子３８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル４８を通じてＡ／Ｄ変換器５０に入力される。Ａ／Ｄ変換器５０は、撮像素子３８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部２６Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理手段５４に入力される。
【００２９】
なお、図示はしていないが、操作部２４及び内視鏡挿入部２２の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００３０】
図３は、図１に示す内視鏡診断装置の一部の構成を表すブロック図である。
プロセッサ装置１６は、制御部５２と、画像処理手段５４と、記憶部５６とを備えている。制御部５２には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、入力装置２０から入力される指示に基づき、内視鏡装置１２から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力するとともに、画像処理手段５４の測光手段６０が算出した、画像の明るさを示す測光値に基づいて、光源装置１４を制御する。
【００３１】
制御部５２は、入力装置２０からの指示に基づいて、画像処理手段５４および光源装置１４の動作を制御する。
また、制御部５２は、撮影画像を表示装置１８に表示するように制御する。撮影画像を表示装置１８に表示する際には、マスク選択部７０から供給されるマスクに応じて、表示領域を規定（マスキング）する。
また、制御部５２は、画像処理手段５４から供給される測光値に応じて、光源装置１４の動作を制御する。
また、本実施例においては、入力装置２０において、撮影画像を表示装置１８に表示する際の、表示領域を規定するマスクと、ハレーション軽減強度とを選択する指示が入力されるので、マスクの選択指示と、ハレーション軽減強度の指示を、画像処理手段５４に供給する。
【００３２】
画像処理手段５４は、制御部５２の制御の基で、内視鏡装置１２から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理手段５４で処理された画像信号は、制御部５２に送られて、制御部５２で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示装置１８に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部５６に記憶される。
また、画像処理手段５４は、撮影された画像の明るさを測定して測光値を求める。画像処理手段５４が求めた測光値は、制御部５２に送られて、制御部５２は、測光値に応じて、光源装置１４を制御する。
【００３３】
画像処理手段５４は、画像処理部５８と、測光手段６０とを有している。
Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換された動画の画像信号が、画像処理部５８に供給される。また、Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換された動画の画像信号を構成する複数コマの静止画像の中から適宜に１つの静止画像が抽出され、測光手段６０のヒストグラム作成手段６２に供給される。
【００３４】
画像処理部５８は、供給された動画の画像信号に対して、所定の画像処理を施し、処理済みの動画の画像信号を出力する。画像処理としては、例えば、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等が含まれる。
画像処理部５８は、処理済の動画の画像信号を制御部５２に供給する。制御部５２により、処理済みの動画の画像信号が表示装置１８に表示される。
また、処理済みの動画の画像信号は、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として記憶部５６に記憶される。
【００３５】
測光手段６０は、撮影された画像の明るさを測定して測光値を求める部位である。
測光手段６０は、ヒストグラム作成手段６２、明るさ比較手段６４、測光値算出手段６６、強度設定部６８、マスク選択部７０、および、マスク記憶部７２を有している。
【００３６】
マスク記憶部７２は、表示装置１８に画像（動画）を表示する際に、表示領域を規定するためのマスクを、複数、記憶するための部位である。マスク記憶部７２が記憶するマスクは、電子的なマスキングを行なうためのものであり、表示領域以外の画像のデータが、表示装置１８に表示されないように、制御部５２において、動画の画像信号に対してマスキングを行なう。
本実施例においては、マスク記憶部７２は、図４に示す２種類のマスクを記憶している。
図４（Ａ）に概念的に示すマスクＡは、画像の１組の対向する２辺側が、円弧状に表示されるマスクである。一方、図４（Ｂ）に概念的に示すマスクＢは、画像の１組の対向する２辺側の、一定距離の領域が表示されない、矩形の表示領域を有するマスクである。
本発明の内視鏡診断装置１０において、利用されるマスクの形状には特に限定はない。また、記憶するマスクの数にも限定はなく３以上であってもよい。
【００３７】
マスク選択部７０は、制御部５２からの指示に応じて、マスク記憶部７２に記憶されているマスクを読み出して、制御部５２にマスクを供給する部位である。また、マスク選択部７０は、選択したマスクの情報を測光値算出手段６６のピーク輝度算出条件記憶部７８と測光値算出条件記憶部８０とに供給する。
【００３８】
強度設定部６８は、制御部５２からの指示に応じて、ハレーションの軽減強度を設定するための部位である。具体的には、ハレーションを軽減する割合が弱いモード（弱モード）と、ハレーションを軽減する割合が強いモード（強モード）と、これらの中間のモード（中モード）とを有し、入力装置２０による指示に応じて、いずれかのモードを選択する。
強度設定部６８は、設定したハレーション軽減強度の情報を測光値算出手段６６のピーク輝度算出条件記憶部７８と測光値算出条件記憶部８０とに供給する。
例えば、ハレーション軽減強度が強モードに設定されると、ハレーションが軽減される方向に、すなわち、光源装置１４からの照明光の光量が小さくなる方向に、測光値が算出されるように、ピーク輝度算出条件記憶部７８および測光値算出条件記憶部８０において、ピーク輝度算出条件および測光値算出条件がそれぞれ選択される。この点に関しては、後に詳述する。
【００３９】
なお、ハレーションの軽減強度のモードは３つに限定はされず、２つであってよく４以上であってもよい。
【００４０】
ヒストグラム作成手段６２は、供給された静止画像の各所の明るさについてヒストグラムを作成し、明るさ比較手段６４および測光値算出手段６６に供給するものである。
ヒストグラム作成手段６２は、中央部ヒストグラム作成部６２Ａ、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂ、全体ヒストグラム作成部６２Ｃとを有する。
【００４１】
中央部ヒストグラム作成部６２Ａは、供給された静止画像の中央を含んだ中央部分についてのヒストグラム（画像中央部ヒストグラム）を作成するものである。
また、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂは、供給された静止画像の中央部分を囲む辺縁寄りの辺縁部分についてのヒストグラム（画像辺縁部ヒストグラム）を作成するものである。
また、全体ヒストグラム作成部６２Ｃは、供給された静止画像の画像全体についてのヒストグラム（画像全体ヒストグラム）を作成するものである。
【００４２】
図５は、画像中央部ヒストグラムと画像辺縁部ヒストグラムと画像全体ヒストグラムとを示す模式図である。
図５（Ａ）には、静止画像Ｇが示され、さらに、その静止画像Ｇ中の中央を含む中央部分Ｇ１と、中央部分Ｇ１を囲む辺縁寄りの辺縁部分Ｇ２が示されている。ここで、中央部分Ｇ１が本発明にいう第１部分の一例に相当し、辺縁部分Ｇ２が本発明にいう第２部分の一例に相当する。
【００４３】
図５（Ｂ）には、中央部分Ｇ１についてのヒストグラムである画像中央部ヒストグラムＨ１が示され、図５（Ｃ）には、辺縁部分Ｇ２についてのヒストグラムである画像辺縁部ヒストグラムＨ２が示され、図５（Ｄ）には、静止画像Ｇ全体についてのヒストグラムである画像全体ヒストグラムＨ３が模式的に示されている。この図４の例では、中央部分Ｇ１における明るさの分布が、辺縁部分Ｇ２における明るさの分布よりも暗い方に偏っている。
【００４４】
中央部ヒストグラム作成部６２Ａが作成した画像中央部ヒストグラムＨ１は、明るさ比較手段６４の中央明るさ算出部７４Ａに供給される。
また、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂが作成した画像辺縁部ヒストグラムＨ２は、明るさ比較手段６４の辺縁明るさ算出部７４Ｂに供給される。
また、全体ヒストグラム作成部６２Ｃが作成した画像全体ヒストグラムＨ３は、測光値算出手段６６の平均輝度算出部８２Ａおよびピーク輝度算出部８２Ｂに供給される。
【００４５】
なお、画像の中央部分Ｇ１の大きさには、特に限定はないが、画像全体に対する面積比を２５〜５０％程度とするのが好ましい。これにより、より好適に画像の明るさをより適切な明るさに調整することができる。
【００４６】
また、画像の辺縁部分Ｇ２の大きさにも、特に限定はないが、画像全体に対する面積比を５０〜７５％程度とするのが好ましい。これにより、より好適に画像の明るさをより適切な明るさに調整することができる。
【００４７】
また、図示例においては、第１部分および第２部分の各一例として、中央部分Ｇ１、および、この中央部分Ｇ１に隣接しかつ全周を囲む辺縁部分Ｇ２を例示したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の第１部分および第２部分は、相互間に隙間があいているものであっても良く、また、第２部分が第１部分を囲むに当たって、周囲のうちの一部を欠いた状態で囲むものであっても良い。
【００４８】
また、上記では、本発明にいう第１部分の一例として、矩形状の中央部分を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の第１部分は、例えば円形状や楕円形状であっても良く、あるいは三角形状や五角形状等といった矩形以外の多角形状等であっても良い。
【００４９】
明るさ比較手段６４は、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像中央部ヒストグラムＨ１と、画像辺縁部ヒストグラムＨ２とを用いて、静止画像の中央部での明るさと、辺縁部での明るさを比較するための部位である。
明るさ比較手段６４は、中央明るさ算出部７４Ａと、辺縁明るさ算出部７４Ｂと、比較部７６とを有している。
【００５０】
中央明るさ算出部７４Ａは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像中央部ヒストグラムＨ１を使って中央部分Ｇ１中の高輝度部分における明るさを算出するものである。
中央明るさ算出部７４Ａは、図５（Ｂ）に示す画像中央部ヒストグラムＨ１において高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（中央ピーク輝度）Ｙｃｈを、中央部分Ｇ１中の高輝度部分における明るさとして算出する。
中央明るさ算出部７４Ａは、算出した中央部分Ｇ１の明るさの情報（中央ピーク輝度Ｙｃｈ）を比較部７６に供給する。
【００５１】
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像辺縁部ヒストグラムＨ２を使って辺縁部分Ｇ２中の高輝度部分における明るさを算出するものである。
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、図５（Ｃ）に示す画像辺縁部ヒストグラムＨ２において高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（辺縁ピーク輝度）Ｙｓｈを、辺縁部分Ｇ２中の高輝度部分における明るさとして算出する。
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、算出した辺縁部分Ｇ２の明るさの情報（辺縁ピーク輝度Ｙｓｈ）を比較部７６に供給する。
【００５２】
なお、図示例においては、中央明るさ算出部７４Ａおよび辺縁明るさ算出部７４Ｂは、高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（ピーク輝度）を、中央部分Ｇ１および辺縁部分Ｇ２の明るさとして算出したが、本発明はこれに限定はされず、平均輝度を明るさとして算出してもよい。
【００５３】
比較部７６は、中央明るさ算出部７４Ａおよび辺縁明るさ算出部７４Ｂから供給された中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈを比較するための部位である。
比較部７６は、中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈの比Ｙｃｈ／Ｙｓｈを算出する。この比が大きいほど、辺縁部分Ｇ２に対して中央部分Ｇ１が明るいことを意味する。
比較部７６は、算出した比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）を測光値算出手段６６の測光値算出部８４に供給する。
【００５４】
測光値算出手段６６は、全体ヒストグラム作成部から供給された画像全体ヒストグラムＨ３、および、比較部７６から供給された比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）から測光値を算出する部位である。
測光値算出手段６６は、ピーク輝度算出条件記憶部７８、測光値算出条件記憶部８０、平均輝度算出部８２Ａ、ピーク輝度算出部８２Ｂおよび測光値算出部８４とを有する。
測光値算出手段６６は、算出した測光値を制御部５２に供給する。
【００５５】
ここで、測光値算出手段６６が測光値を算出する際の算出条件であるピーク輝度の算出条件および測光値の算出条件（混合条件）は、マスクの選択に応じて、マスクの視野角が大きいほど、測光値が高くなるように設定されている。また、ハレーション軽減強度に応じて、ハレーションの軽減強度が強いほど、測光値が高くなるように設定されている。
【００５６】
平均輝度算出部８２Ａは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像全体ヒストグラムＨ３において、この画像全体ヒストグラムＨ３の曲線で囲まれた部分の面積を等分する輝度（全体平均輝度）Ｙａを、静止画像Ｇ中の平均的な明るさとして算出する。
平均輝度算出部８２Ａは、算出した全体平均輝度Ｙａを、測光値算出部８４に供給する。
【００５７】
ピーク輝度算出部８２Ｂは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像全体ヒストグラムＨ３において、高輝度側から見て累積度数がｚ％となる輝度（全体ピーク輝度）Ｙｐを、静止画像Ｇ中の高輝度部分における明るさとして算出する。
ここで、全体ピーク輝度Ｙｐを算出する際の、累積度数ｚ％、すなわち、ピーク輝度の算出条件は、ピーク輝度算出条件記憶部７８から供給される。
ピーク輝度算出部８２Ｂは、算出した全体ピーク輝度Ｙｐを測光値算出部８４に供給する。
【００５８】
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ピーク輝度算出部８２Ｂにおいて、ピーク輝度を算出する際の算出条件、すなわち、累積度数ｚ％を設定するための部位である。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ピーク輝度を算出する際の算出条件を、ハレーション軽減強度およびマスクの種類に応じて、複数記憶している。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、強度設定部６８から供給されるハレーション軽減強度の設定情報、および、マスク選択部７０から供給されるマスクの設定情報から、ピーク輝度を算出する際の算出条件を選択する。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、選択したピーク輝度の算出条件をピーク輝度算出部８２Ｂに供給する。
【００５９】
ここで、表１にハレーション軽減強度およびマスクの種類と、累積度数ｚとの関係の一例を示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１に示すように、ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ハレーション軽減強度の設定が、強いほど、ピーク輝度が高く算出されるように、すなわち、累積度数ｚが小さい値となるように、累積度数ｚが設定されている。
ピーク輝度が高く算出されるほど、後述する測光値算出部８４において測光値が高く算出される。測光値が高い場合、制御部５２は、光源装置１４が照射する光の光量が低くなるように、光源装置１４を制御する。被検体に照射される光量が小さいほど、ハレーションが起きにくくなり、ハレーションの発生が軽減される。
【００６２】
また、図４に示すマスクＡおよびマスクＢでは、マスクＡの方が、視野角が大きく、表示領域が広い。従って、マスクＡの方がマスクＢよりも辺縁部でのハレーションが発生する可能性が高い。そのため、マスクＡを選択した場合は、マスクＢを選択した場合よりも累積度数ｚが小さい値となるように、累積度数ｚが設定されている。
【００６３】
このように、ハレーション軽減強度の設定、および、マスクの選択に応じて、測光値を求める際のピーク輝度の算出条件を変更するので、辺縁部分に注目する部分が存在した場合であっても、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができ、また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
【００６４】
測光値算出部８４は、平均輝度算出部８２Ａから供給される全体平均輝度Ｙａ、およびピーク輝度算出部８２Ｂから供給される全体ピーク輝度Ｙｐから測光値を算出する部位である。
測光値算出部８４は、明るさ比較手段６４の比較部７６から供給される中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈの比Ｙｃｈ／Ｙｓｈに応じて、全体平均輝度Ｙａと、全体ピーク輝度Ｙｐとを混合して、静止画像Ｇの全体的な明るさである測光値を算出する。
【００６５】
測光値算出部８４は、重みＷｐを用いて、全体平均輝度Ｙａと全体ピーク輝度Ｙｐとを式（１）に従って混合する。
測光値＝重みＷｐ×ピーク輝度Ｙｐ＋（１−重みＷｐ）×平均輝度Ｙａ・・・（式１）
ここで、重みＷｐは混合に占めるピーク輝度Ｙｐの割合であり、この重みＷｐが重いほど、求められた測光値が示す明るさにおいて高輝度部分の明るさが占める割合が高まり、逆に、重みＷｐが軽いほど平均的な明るさが占める割合が高まる。
【００６６】
重みＷｐは、辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）から求められるものである。
具体的には、測光値算出部８４は、図６に示すグラフから、比Ｙｃｈ／Ｙｓｈに応じた重みＷｐを求める。図６は、辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）と重みＷｐとの対応関係を表わす対応関数を有しており、その対応関数に、比較部７６から渡された比を代入することで重みを算出する。
【００６７】
この図６のグラフでは、横軸に辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）がとられており、縦軸に重みＷｐがとられている。グラフ上の折れ線Ｌから分かるように、本実施形態では、辺縁部分Ｇ２が中央部分Ｇ１よりも圧倒的に明るいことを意味する「ａ」未満の比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、重みＷｐは「ｘ」（ｘ＜１）になり、逆に、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２よりも圧倒的に明るいことを意味する「ｂ」（ａ＜ｂ）を超える比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、重みＷｐは「１．０」になる。また、「ａ」以上「ｂ」以下の比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、この比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に比例して重みＷｐは「ｘ」から「１．０」まで増加する。
【００６８】
このような重みＷｐが上記の算出式に用いられることで、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほど重みＷｐが重くなり、測光値算出部８４において算出式で求められる測光値が示す明るさに占める、静止画像Ｇ中の高輝度部分、即ち、明るさが集中している中央部分Ｇ１の明るさの割合が高まる。逆に、辺縁部分Ｇ２が中央部分Ｇ１に対して明るいほど重みＷｐは軽くなり、静止画像Ｇの平均的な明るさが占める割合が高まる。
【００６９】
ここで、本発明においては、強度設定部６８から供給されるハレーション軽減強度の設定情報、および、マスク選択部７０から供給されるマスクの設定情報に基づいて、図６に示す、重みＷｐを求める際の折れ線Ｌの形状を変更する。
具体的には、図６のグラフに示す「ｘ」、「ａ」、および、「ｂ」の値を変更することにより、重みＷｐを求めるための折れ線Ｌの形状を変更する。
【００７０】
表２にハレーション軽減強度およびマスクの種類と、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」との関係の一例を示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２に示すように、測光値算出条件記憶部８０は、ハレーション軽減強度の設定が、強いほど、重みＷｐが大きい値となるように、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」が設定されている。
式１からわかるように、重みＷｐの値が大きいほど、ピーク輝度Ｙｐの寄与が大きくなり、測光値が高く算出される。測光値が高い場合、制御部５２は、光源装置１４が照射する光の光量が低くなるように、光源装置１４を制御する。被検体に照射される光量が小さいほど、ハレーションが起きにくくなり、ハレーションの発生が軽減される。
【００７３】
また、図４に示すマスクＡおよびマスクＢでは、マスクＡの方が、視野角が大きく、表示領域が広い。従って、マスクＡの方がマスクＢよりも辺縁部でのハレーションが発生する可能性が高い。そのため、マスクＡを選択した場合は、マスクＢを選択した場合よりも重みＷｐが大きい値となるように、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」が設定されている。
【００７４】
このように、測光値算出手段６６が測光値を算出する際の算出条件である測光値の算出条件（重みＷｐ）は、マスクの選択に応じて、マスクの視野角が大きいほど、測光値が高くなるように設定されている。また、ハレーション軽減強度に応じて、ハレーションの軽減強度が強いほど、測光値が高くなるように設定されている。
ハレーション軽減強度の設定、および、マスクの選択に応じて、測光値を求める際の重みＷｐの算出条件を変更するので、辺縁部分に注目する部分が存在した場合であっても、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができ、また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
【００７５】
なお、重みＷｐを求める際の折れ線Ｌの形状は、図６に示す形状に限定はされず、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほど重みＷｐが重くなるように、重みＷｐが決定されればよい。
【００７６】
測光値算出部８４は、求めた測光値を、制御部５２に、静止画像Ｇの全体的な明るさとして渡す。
【００７７】
光源装置１４は、被検体に照明光を照射するための部位である。
光源装置１４は、光源８６と、明るさ調整手段８８とを備えている。
光源８６から照射された光は、内視鏡装置１２の光ファイバ４２の入射端に入射される。
【００７８】
光源８６には、特に限定はなく、例えば、キセノンランプや、蛍光灯、水銀灯などの白色灯、レーザ、ＬＥＤなどの半導体光源等を使用することができる。
【００７９】
明るさ調整手段８８は、被検体に照射される照明光の光量を制御するための部位である。
明るさ調整手段８８は、制御部５２の制御により、測光値算出手段６６が算出した測光値に応じて、光源８６の出力を制御して、被検体に照射される照明光の光量を調整する。
なお、明るさ調整手段８８による光量の調整方法には特に限定はなく、光源８６から照射口３６までの光路上に、光の一部を物理的に遮る絞りを配置し、この絞りが遮る光の量を制御することに照明光の光量を調整してもよい。あるいは、ＣＣＤにおける電子シャッタのシャッタスピードを調整するものであっても良い。
【００８０】
光源装置１４が照射する光を、測光値に応じた光量となるように制御することにより、被検体に対する照明が適宜に調整されて、表示装置１８上に表示される動画の明るさが、好ましい範囲内の明るさに維持され、ハレーションが発生したり、医師が注目する部分が暗くなりすぎてしまうことが抑制される。
【００８１】
ここで、測光値算出部８４から渡される明るさでは、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほどその中央部分Ｇ１の明るさが多くを占めるようになる。これにより、表示装置１８に表示される動画において医師の関心が集まる中央部分が明る過ぎハレーションが発生しそうなときは、その中央部分の明るさが多く反映された制御が照明について行われて、その中央部分におけるハレーション発生が回避される。一方、辺縁部分が明る過ぎた場合には、照明については、その辺縁部分の明るさよりも画像の平均的な明るさが多く反映された制御が行われるので、照明を絞り過ぎて肝心の中央部分が暗くなり過ぎてしまうといった不具合が回避される。また、医師が注目する部分が、辺縁部分に存在する場合は、ハレーション軽減強度を設定することにより、辺縁部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができる。また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
このように、本実施形態の内視鏡診断装置１０によれば、照明上の不具合が良好に抑制された撮影を行うことができる。
【００８２】
次に、内視鏡診断装置１０の動作を説明する。
【００８３】
ハレーション軽減強度やマスクの選択等の指示が、入力装置２０からプロセッサ装置１６の制御部５２に入力される。そして、制御部５２により、画像処理手段５４および光源装置１４が制御される。
【００８４】
光源装置１４からは白色光が発せられる。
【００８５】
内視鏡装置１２では、光源装置１４から発せられた白色光が、光ファイバ４２により導光され、レンズ４６を介して照射口３６から被検体の被観察領域に照射される。そして、被観察領域からの反射光が対物レンズユニット４４により集光され、撮像素子３８により光電変換されて撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００８６】
撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器５０により画像信号（デジタル信号）に変換され、画像処理部５８により所定の画像処理が施され、処理済の画像信号が出力される。
【００８７】
選択したマスクに従って、表示領域が決定され、処理済の画像信号が表示装置１８に出力され、画像が表示装置１８上に表示される。
【００８８】
同時に、測光手段６０には、画像信号（動画）を構成する複数の静止画像の中から適宜に抽出された１つの静止画像が供給される。測光手段６０は、供給された静止画像の明るさを表す測光値を算出する。測光手段６０は、算出した測光値を制御部５２に供給する。制御部５２は、供給された測光値に応じて、光源装置１４を制御し、被検体を照らす照明光の明るさを制御する。
【００８９】
測光手段６０において測光を行なうタイミングには特に限定はなく、例えば、所定の時間間隔ごとに行なってもよく、あるいは、入力装置２０から測光を行なうタイミングを指示するようにして、指示があったときに測光を行なうようにしてもよい。
【００９０】
観察が終了すると、内視鏡挿入部２２が被検体の体腔内から取り出され、各装置の電源がオフとされる。
【００９１】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００９２】
例えば、通常の白色光撮影のみならず、照明光として狭帯域光や近赤外光を用いる特殊光撮影にも利用可能である。
また、本発明を内視鏡診断装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明は、被写体に対する照明を適宜に調整しながら撮影を行う撮影装置一般に適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 内視鏡装置
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 内視鏡挿入部
２４ 操作部
２６Ａ、２６Ｂ コネクタ部
２８ 軟性部
３０ 湾曲部
３２ 先端部
３４ アングルノブ
３６ 照射口
３８ 撮像素子
４０ 観察窓
４２ 光ファイバ
４４ 対物レンズユニット
４６ レンズ
４８ スコープケーブル
５０ Ａ／Ｄ変換器
５２ 制御部
５４ 画像処理手段
５６ 記憶部
５８ 画像処理部
６０ 測光手段
６２ ヒストグラム作成手段
６２Ａ 中央部ヒストグラム作成部
６２Ｂ 辺縁部ヒストグラム作成部
６２Ｃ 全体ヒストグラム作成部
６４ 明るさ比較手段
６６ 測光値算出手段
６８ 強度設定部
７０ マスク選択部
７２ マスク記憶部
７４Ａ 中央明るさ算出部
７４Ｂ 辺縁明るさ算出部
７６ 比較部
７８ ピーク輝度算出条件記憶部
８０ 測光値算出条件記憶部
８２Ａ 平均輝度算出部
８２Ｂ ピーク輝度算出部
８４ 測光値算出部
８６ 光源
８８ 明るさ調整手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮影して撮影画像を得る撮像装置およびこの撮像装置を備える内視鏡診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療の分野においては、先端にＣＣＤなどが取り付けられた細長い管を被検体の体内に挿入し、被検体の体内を撮影して腫瘍や血栓などを観察する内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡診断装置によれば、被検体の体内を直接撮影することによって、被検体に外的なダメージを与えることなく、放射線画像では分かりにくい病巣の色や形状などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。
【０００３】
このような内視鏡診断装置では、被検体の体内を照らし、その照明下で撮影が行われる。ここで、撮影画像が暗過ぎる、あるいは撮影画像中にハレーションが発生している等といった照明上の不具合が生じていると、撮影画像に基づいて行われる医師の診断の大きな妨げとなってしまう。そこで、撮影画像におけるこのような不具合を回避するために、撮影画像を解析することでその撮影画像の明るさを測り、被検体の体内を照らす照明を、この得られた明るさに基づいて適切な照明に自動的に調整するという技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較する比較部と、撮影画像の平均的な明るさと、撮影画像中の高輝度部分における明るさとを、比較部での比較において、第１部分の明るさが第２部分の明るさよりも明るいほど高輝度部分の明るさに対する重みを重くして混合することで撮影画像の全体的な明るさを測る測光部と、測光部によって測られた明るさに基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整する条件調整部とを有する撮影装置が記載されている。
【０００５】
この特許文献１においては、画像中央部分での明るさと、周辺部分での明るさとを比較して、この比較結果に応じた重みを用いて、画像全体での平均輝度と高輝度とを混合することにより、医師が診断のために注目している部分、すなわち、画像中央部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、診断の目的によっては、医師が注目する部分が、画像の中央部分ではなく、辺縁部分に存在する場合もある。このような場合には、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができないおそれがある。
【０００８】
また、内視鏡診断装置での撮影は、基本的に、被検体の略筒状の体内を撮影するものであるので、被検体を撮影するＣＣＤ等と被検体との距離は、中央部分に比べて、辺縁部分が近くなる場合が多い。そのため、辺縁部分では、中央部分に比べて、被検体からの反射光が大きくなり、辺縁部分でのハレーションが発生する場合が多い。
そのため、特許文献１のように、画像中央部分の明るさが適切な明るさになるように調整した場合は、周辺部分でハレーションが発生してしまうおそれがある。医師が診断のために注目している部分が、画像の中央部分に存在する場合は、辺縁部分でハレーションが発生した場合でも、医師が診断のために注目している部分は適切な明るさに調整されている。しかしながら、辺縁部分であっても、ハレーションが発生していると、医師にとっては不快な画像となり、医師の診断の妨げとなるおそれもある。
【０００９】
また、撮像装置において、撮影した画像を表示する際には、画像の表示領域を規定するマスクを使用する場合がある。マスクを複数種類有し、いずれかを選択して使用する場合は、マスクの形状によって、表示される領域が異なる。同じ画像であっても、表示領域が異なる場合は、適切な明るさも変わってくる。例えば、ハレーションが起きやすい辺縁部分が表示されないマスクを用いる場合には、辺縁部分でハレーションが起きても問題ないので、照明による明るさがより明るくなるように調整することが好ましい。しかしながら、特許文献１のような装置では、マスクに応じて明るさを調整することができないという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、辺縁部分に注目する部分が存在する場合であっても、画像の明るさを適切な明るさに調整することができ、また、マスクを複数有する場合であっても、マスクに応じて、画像の明るさを適切な明るさに調整することができる撮像装置および内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、固体撮像素子によって画像を撮影する撮影装置であって、撮影した撮影画像を表示する際の表示領域を規定するマスクを複数有し、入力指示に応じて選択して設定するマスク選択設定部と、前記撮影画像を表示する際におけるハレーション軽減強度を選択する強度選択部と、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求める測光手段とを有し、前記測光手段は、前記撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、この第１部分に対し前記撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較し、前記第１部分と前記第２部分との輝度比を求め、前記撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を算出し、前記平均輝度と前記ピーク輝度とを、前記輝度比に応じて、前記第１部分の明るさが前記第２部分の明るさよりも明るいほど前記ピーク輝度に対する重みを重くした重み係数を用いて混合することで、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、かつ、前記選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１２】
ここで、前記マスクとして、少なくとも、固体撮像素子の撮影領域の４隅をマスキングするマスクと、固体撮像素子の対向する１つの両端部の所定領域をマスキングするマスクとを有することが好ましい。
また、前記ピーク輝度の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記ピーク輝度の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記重み係数の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記重み係数の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されていることが好ましい。
また、前記第１部分の明るさが、前記第１部分でのピーク輝度であり、前記第２部分の明るさが、前記第２部分でのピーク輝度であることが好ましい。
【００１４】
また、前記撮影画像全体に対する前記第１部分の面積の比を、２５〜５０％程度とすることが好ましい。
また、撮影する領域を照明するための光源を有し、光源から撮影領域までの光路上のいずれかで、前記光路を通過する光の量を調整することにより、前記撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整することが好ましい。
また、前記目的を達成するために、本発明は、上記撮像装置を備える内視鏡診断装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
このような本発明によれば、入力指示に応じてマスクを選択して設定するマスク選択設定部と、ハレーション軽減強度を選択する強度選択部とを有し、撮影画像の中央を含んだ第１部分と辺縁寄りの第２部分との輝度比を求め、撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を、輝度比に応じた重み係数を用いて混合して、撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、かつ、選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めるので、辺縁部分に注目する部分が存在する場合であっても、画像の明るさを適切な明るさに調整することができ、また、マスクを複数有する場合であっても、マスクに応じて、画像の明るさを適切な明るさに調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。
【図２】図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の一部の構成を表すブロック図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の内視鏡診断装置に用いられるマスクの一例を概念的に示す図である。
【図５】（Ａ）は、静止画像Ｇを模式的に示す図であり、（Ｂ）は、画像中央部ヒストグラムを示す模式図であり、（Ｃ）は、画像辺縁部ヒストグラムを示す模式図であり、（Ｄ）は、画像全体ヒストグラムとを示す模式図である。
【図６】辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）と重みＷｐとの対応関係を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る撮像装置および内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示すように、内視鏡診断装置１０は、照明光を発生する光源装置１４と、光源装置１４から発せられる照明光を導光し、導光した照明光を被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して画像信号を出力する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２により撮像された画像を画像処理して照明光に対応する内視鏡画像等を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６によって画像処理して得られた内視鏡画像等を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。
【００１９】
入力装置２０は、撮影メニュー、撮影条件などを設定し、被検体の撮像を指示する部位である。入力装置２０には、撮影メニュー、撮影条件などを設定するための入力キーや、撮影の指示手段が設けられる。
ここで、本発明に係る内視鏡診断撮影装置においては、撮影画像を表示装置１８に表示する際の、表示領域を規定するマスクを２種類有しており、いずれかを選択することができる。また、光源装置１４から発せられる照明光の光量を調整して、表示装置１８に表示される撮影画像に発生するハレーションを軽減するための、ハレーション軽減強度を選択することができる。これらの点については、後に詳述する。
入力装置２０は、このマスクおよびハレーション軽減強度を選択、設定するための指示を入力するためのものである。
入力装置２０は、入力された指示に基づいて、指示信号を制御部５２に供給する。
【００２０】
内視鏡装置１２は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部２２の先端から照明光を出射する照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１２は、内視鏡挿入部２２と、内視鏡挿入部２２の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部２４と、内視鏡装置１２を光源装置１４およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部２６Ａ，２６Ｂとを備えている。
【００２１】
内視鏡挿入部２２は、可撓性を持つ軟性部２８と、湾曲部３０と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３２とから構成されている。
【００２２】
湾曲部３０は、軟性部２８と先端部３２との間に設けられ、操作部２４に配置されたアングルノブ３４の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３０は、内視鏡装置１２が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３２の照射口３６及び撮像素子３８の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。
【００２３】
内視鏡先端部３２には、図２に示すように、被観察領域へ光を照射する照射口３６と、被観察領域からの反射光を撮像する観察窓４０が配置されている。
【００２４】
照射口３６の奥には、レンズ４６等の光学系が取り付けられ、さらにその奥に、ライトガイドとしての光ファイバ４２が収納されている。光ファイバ４２は、光源装置１４からコネクタ部２６Ａを介して内視鏡先端部３２まで敷設されている。
【００２５】
光源装置１４から発せられる光が、光ファイバ４２によって内視鏡先端部３２まで導かれ、レンズ４６を介して照射口３６から被検体の被観察領域に照射される。
このとき、光源装置１４から発せられる光は、後述するプロセッサ装置１６による測光結果に基づいて、適切な明るさに調整されている。
【００２６】
観察窓４０の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット４４等の光学系が取り付けられ、さらにその奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子３８が取り付けられている。
【００２７】
光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット４４により集光され、撮像素子３８によって白色光画像が撮像される。
【００２８】
撮像素子３８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル４８を通じてＡ／Ｄ変換器５０に入力される。Ａ／Ｄ変換器５０は、撮像素子３８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部２６Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理手段５４に入力される。
【００２９】
なお、図示はしていないが、操作部２４及び内視鏡挿入部２２の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００３０】
図３は、図１に示す内視鏡診断装置の一部の構成を表すブロック図である。
プロセッサ装置１６は、制御部５２と、画像処理手段５４と、記憶部５６とを備えている。制御部５２には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、入力装置２０から入力される指示に基づき、内視鏡装置１２から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力するとともに、画像処理手段５４の測光手段６０が算出した、画像の明るさを示す測光値に基づいて、光源装置１４を制御する。
【００３１】
制御部５２は、入力装置２０からの指示に基づいて、画像処理手段５４および光源装置１４の動作を制御する。
また、制御部５２は、撮影画像を表示装置１８に表示するように制御する。撮影画像を表示装置１８に表示する際には、マスク選択部７０から供給されるマスクに応じて、表示領域を規定（マスキング）する。
また、制御部５２は、画像処理手段５４から供給される測光値に応じて、光源装置１４の動作を制御する。
また、本実施例においては、入力装置２０において、撮影画像を表示装置１８に表示する際の、表示領域を規定するマスクと、ハレーション軽減強度とを選択する指示が入力されるので、マスクの選択指示と、ハレーション軽減強度の指示を、画像処理手段５４に供給する。
【００３２】
画像処理手段５４は、制御部５２の制御の基で、内視鏡装置１２から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理手段５４で処理された画像信号は、制御部５２に送られて、制御部５２で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示装置１８に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部５６に記憶される。
また、画像処理手段５４は、撮影された画像の明るさを測定して測光値を求める。画像処理手段５４が求めた測光値は、制御部５２に送られて、制御部５２は、測光値に応じて、光源装置１４を制御する。
【００３３】
画像処理手段５４は、画像処理部５８と、測光手段６０とを有している。
Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換された動画の画像信号が、画像処理部５８に供給される。また、Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換された動画の画像信号を構成する複数コマの静止画像の中から適宜に１つの静止画像が抽出され、測光手段６０のヒストグラム作成手段６２に供給される。
【００３４】
画像処理部５８は、供給された動画の画像信号に対して、所定の画像処理を施し、処理済みの動画の画像信号を出力する。画像処理としては、例えば、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等が含まれる。
画像処理部５８は、処理済の動画の画像信号を制御部５２に供給する。制御部５２により、処理済みの動画の画像信号が表示装置１８に表示される。
また、処理済みの動画の画像信号は、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として記憶部５６に記憶される。
【００３５】
測光手段６０は、撮影された画像の明るさを測定して測光値を求める部位である。
測光手段６０は、ヒストグラム作成手段６２、明るさ比較手段６４、測光値算出手段６６、強度設定部６８、マスク選択部７０、および、マスク記憶部７２を有している。
【００３６】
マスク記憶部７２は、表示装置１８に画像（動画）を表示する際に、表示領域を規定するためのマスクを、複数、記憶するための部位である。マスク記憶部７２が記憶するマスクは、電子的なマスキングを行なうためのものであり、表示領域以外の画像のデータが、表示装置１８に表示されないように、制御部５２において、動画の画像信号に対してマスキングを行なう。
本実施例においては、マスク記憶部７２は、図４に示す２種類のマスクを記憶している。
図４（Ａ）に概念的に示すマスクＡは、画像の１組の対向する２辺側が、円弧状に表示されるマスクである。一方、図４（Ｂ）に概念的に示すマスクＢは、画像の１組の対向する２辺側の、一定距離の領域が表示されない、矩形の表示領域を有するマスクである。
本発明の内視鏡診断装置１０において、利用されるマスクの形状には特に限定はない。また、記憶するマスクの数にも限定はなく３以上であってもよい。
【００３７】
マスク選択部７０は、制御部５２からの指示に応じて、マスク記憶部７２に記憶されているマスクを読み出して、制御部５２にマスクを供給する部位である。また、マスク選択部７０は、選択したマスクの情報を測光値算出手段６６のピーク輝度算出条件記憶部７８と測光値算出条件記憶部８０とに供給する。
【００３８】
強度設定部６８は、制御部５２からの指示に応じて、ハレーションの軽減強度を設定するための部位である。具体的には、ハレーションを軽減する割合が弱いモード（弱モード）と、ハレーションを軽減する割合が強いモード（強モード）と、これらの中間のモード（中モード）とを有し、入力装置２０による指示に応じて、いずれかのモードを選択する。
強度設定部６８は、設定したハレーション軽減強度の情報を測光値算出手段６６のピーク輝度算出条件記憶部７８と測光値算出条件記憶部８０とに供給する。
例えば、ハレーション軽減強度が強モードに設定されると、ハレーションが軽減される方向に、すなわち、光源装置１４からの照明光の光量が小さくなる方向に、測光値が算出されるように、ピーク輝度算出条件記憶部７８および測光値算出条件記憶部８０において、ピーク輝度算出条件および測光値算出条件がそれぞれ選択される。この点に関しては、後に詳述する。
【００３９】
なお、ハレーションの軽減強度のモードは３つに限定はされず、２つであってよく４以上であってもよい。
【００４０】
ヒストグラム作成手段６２は、供給された静止画像の各所の明るさについてヒストグラムを作成し、明るさ比較手段６４および測光値算出手段６６に供給するものである。
ヒストグラム作成手段６２は、中央部ヒストグラム作成部６２Ａ、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂ、全体ヒストグラム作成部６２Ｃとを有する。
【００４１】
中央部ヒストグラム作成部６２Ａは、供給された静止画像の中央を含んだ中央部分についてのヒストグラム（画像中央部ヒストグラム）を作成するものである。
また、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂは、供給された静止画像の中央部分を囲む辺縁寄りの辺縁部分についてのヒストグラム（画像辺縁部ヒストグラム）を作成するものである。
また、全体ヒストグラム作成部６２Ｃは、供給された静止画像の画像全体についてのヒストグラム（画像全体ヒストグラム）を作成するものである。
【００４２】
図５は、画像中央部ヒストグラムと画像辺縁部ヒストグラムと画像全体ヒストグラムとを示す模式図である。
図５（Ａ）には、静止画像Ｇが示され、さらに、その静止画像Ｇ中の中央を含む中央部分Ｇ１と、中央部分Ｇ１を囲む辺縁寄りの辺縁部分Ｇ２が示されている。ここで、中央部分Ｇ１が本発明にいう第１部分の一例に相当し、辺縁部分Ｇ２が本発明にいう第２部分の一例に相当する。
【００４３】
図５（Ｂ）には、中央部分Ｇ１についてのヒストグラムである画像中央部ヒストグラムＨ１が示され、図５（Ｃ）には、辺縁部分Ｇ２についてのヒストグラムである画像辺縁部ヒストグラムＨ２が示され、図５（Ｄ）には、静止画像Ｇ全体についてのヒストグラムである画像全体ヒストグラムＨ３が模式的に示されている。この図４の例では、中央部分Ｇ１における明るさの分布が、辺縁部分Ｇ２における明るさの分布よりも暗い方に偏っている。
【００４４】
中央部ヒストグラム作成部６２Ａが作成した画像中央部ヒストグラムＨ１は、明るさ比較手段６４の中央明るさ算出部７４Ａに供給される。
また、辺縁部ヒストグラム作成部６２Ｂが作成した画像辺縁部ヒストグラムＨ２は、明るさ比較手段６４の辺縁明るさ算出部７４Ｂに供給される。
また、全体ヒストグラム作成部６２Ｃが作成した画像全体ヒストグラムＨ３は、測光値算出手段６６の平均輝度算出部８２Ａおよびピーク輝度算出部８２Ｂに供給される。
【００４５】
なお、画像の中央部分Ｇ１の大きさには、特に限定はないが、画像全体に対する面積比を２５〜５０％程度とするのが好ましい。これにより、より好適に画像の明るさをより適切な明るさに調整することができる。
【００４６】
また、画像の辺縁部分Ｇ２の大きさにも、特に限定はないが、画像全体に対する面積比を５０〜７５％程度とするのが好ましい。これにより、より好適に画像の明るさをより適切な明るさに調整することができる。
【００４７】
また、図示例においては、第１部分および第２部分の各一例として、中央部分Ｇ１、および、この中央部分Ｇ１に隣接しかつ全周を囲む辺縁部分Ｇ２を例示したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の第１部分および第２部分は、相互間に隙間があいているものであっても良く、また、第２部分が第１部分を囲むに当たって、周囲のうちの一部を欠いた状態で囲むものであっても良い。
【００４８】
また、上記では、本発明にいう第１部分の一例として、矩形状の中央部分を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の第１部分は、例えば円形状や楕円形状であっても良く、あるいは三角形状や五角形状等といった矩形以外の多角形状等であっても良い。
【００４９】
明るさ比較手段６４は、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像中央部ヒストグラムＨ１と、画像辺縁部ヒストグラムＨ２とを用いて、静止画像の中央部での明るさと、辺縁部での明るさを比較するための部位である。
明るさ比較手段６４は、中央明るさ算出部７４Ａと、辺縁明るさ算出部７４Ｂと、比較部７６とを有している。
【００５０】
中央明るさ算出部７４Ａは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像中央部ヒストグラムＨ１を使って中央部分Ｇ１中の高輝度部分における明るさを算出するものである。
中央明るさ算出部７４Ａは、図５（Ｂ）に示す画像中央部ヒストグラムＨ１において高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（中央ピーク輝度）Ｙｃｈを、中央部分Ｇ１中の高輝度部分における明るさとして算出する。
中央明るさ算出部７４Ａは、算出した中央部分Ｇ１の明るさの情報（中央ピーク輝度Ｙｃｈ）を比較部７６に供給する。
【００５１】
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像辺縁部ヒストグラムＨ２を使って辺縁部分Ｇ２中の高輝度部分における明るさを算出するものである。
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、図５（Ｃ）に示す画像辺縁部ヒストグラムＨ２において高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（辺縁ピーク輝度）Ｙｓｈを、辺縁部分Ｇ２中の高輝度部分における明るさとして算出する。
辺縁明るさ算出部７４Ｂは、算出した辺縁部分Ｇ２の明るさの情報（辺縁ピーク輝度Ｙｓｈ）を比較部７６に供給する。
【００５２】
なお、図示例においては、中央明るさ算出部７４Ａおよび辺縁明るさ算出部７４Ｂは、高輝度側から見て累積度数が１０％となる輝度（ピーク輝度）を、中央部分Ｇ１および辺縁部分Ｇ２の明るさとして算出したが、本発明はこれに限定はされず、平均輝度を明るさとして算出してもよい。
【００５３】
比較部７６は、中央明るさ算出部７４Ａおよび辺縁明るさ算出部７４Ｂから供給された中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈを比較するための部位である。
比較部７６は、中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈの比Ｙｃｈ／Ｙｓｈを算出する。この比が大きいほど、辺縁部分Ｇ２に対して中央部分Ｇ１が明るいことを意味する。
比較部７６は、算出した比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）を測光値算出手段６６の測光値算出部８４に供給する。
【００５４】
測光値算出手段６６は、全体ヒストグラム作成部から供給された画像全体ヒストグラムＨ３、および、比較部７６から供給された比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）から測光値を算出する部位である。
測光値算出手段６６は、ピーク輝度算出条件記憶部７８、測光値算出条件記憶部８０、平均輝度算出部８２Ａ、ピーク輝度算出部８２Ｂおよび測光値算出部８４とを有する。
測光値算出手段６６は、算出した測光値を制御部５２に供給する。
【００５５】
ここで、測光値算出手段６６が測光値を算出する際の算出条件であるピーク輝度の算出条件および測光値の算出条件（混合条件）は、マスクの選択に応じて、マスクの視野角が大きいほど、測光値が高くなるように設定されている。また、ハレーション軽減強度に応じて、ハレーションの軽減強度が強いほど、測光値が高くなるように設定されている。
【００５６】
平均輝度算出部８２Ａは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像全体ヒストグラムＨ３において、この画像全体ヒストグラムＨ３の曲線で囲まれた部分の面積を等分する輝度（全体平均輝度）Ｙａを、静止画像Ｇ中の平均的な明るさとして算出する。
平均輝度算出部８２Ａは、算出した全体平均輝度Ｙａを、測光値算出部８４に供給する。
【００５７】
ピーク輝度算出部８２Ｂは、ヒストグラム作成手段６２から供給された画像全体ヒストグラムＨ３において、高輝度側から見て累積度数がｚ％となる輝度（全体ピーク輝度）Ｙｐを、静止画像Ｇ中の高輝度部分における明るさとして算出する。
ここで、全体ピーク輝度Ｙｐを算出する際の、累積度数ｚ％、すなわち、ピーク輝度の算出条件は、ピーク輝度算出条件記憶部７８から供給される。
ピーク輝度算出部８２Ｂは、算出した全体ピーク輝度Ｙｐを測光値算出部８４に供給する。
【００５８】
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ピーク輝度算出部８２Ｂにおいて、ピーク輝度を算出する際の算出条件、すなわち、累積度数ｚ％を設定するための部位である。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ピーク輝度を算出する際の算出条件を、ハレーション軽減強度およびマスクの種類に応じて、複数記憶している。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、強度設定部６８から供給されるハレーション軽減強度の設定情報、および、マスク選択部７０から供給されるマスクの設定情報から、ピーク輝度を算出する際の算出条件を選択する。
ピーク輝度算出条件記憶部７８は、選択したピーク輝度の算出条件をピーク輝度算出部８２Ｂに供給する。
【００５９】
ここで、表１にハレーション軽減強度およびマスクの種類と、累積度数ｚとの関係の一例を示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１に示すように、ピーク輝度算出条件記憶部７８は、ハレーション軽減強度の設定が、強いほど、ピーク輝度が高く算出されるように、すなわち、累積度数ｚが小さい値となるように、累積度数ｚが設定されている。
ピーク輝度が高く算出されるほど、後述する測光値算出部８４において測光値が高く算出される。測光値が高い場合、制御部５２は、光源装置１４が照射する光の光量が低くなるように、光源装置１４を制御する。被検体に照射される光量が小さいほど、ハレーションが起きにくくなり、ハレーションの発生が軽減される。
【００６２】
また、図４に示すマスクＡおよびマスクＢでは、マスクＡの方が、視野角が大きく、表示領域が広い。従って、マスクＡの方がマスクＢよりも辺縁部でのハレーションが発生する可能性が高い。そのため、マスクＡを選択した場合は、マスクＢを選択した場合よりも累積度数ｚが小さい値となるように、累積度数ｚが設定されている。
【００６３】
このように、ハレーション軽減強度の設定、および、マスクの選択に応じて、測光値を求める際のピーク輝度の算出条件を変更するので、辺縁部分に注目する部分が存在した場合であっても、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができ、また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
【００６４】
測光値算出部８４は、平均輝度算出部８２Ａから供給される全体平均輝度Ｙａ、およびピーク輝度算出部８２Ｂから供給される全体ピーク輝度Ｙｐから測光値を算出する部位である。
測光値算出部８４は、明るさ比較手段６４の比較部７６から供給される中央ピーク輝度Ｙｃｈおよび辺縁ピーク輝度Ｙｓｈの比Ｙｃｈ／Ｙｓｈに応じて、全体平均輝度Ｙａと、全体ピーク輝度Ｙｐとを混合して、静止画像Ｇの全体的な明るさである測光値を算出する。
【００６５】
測光値算出部８４は、重みＷｐを用いて、全体平均輝度Ｙａと全体ピーク輝度Ｙｐとを式（１）に従って混合する。
測光値＝重みＷｐ×ピーク輝度Ｙｐ＋（１−重みＷｐ）×平均輝度Ｙａ・・・（式１）
ここで、重みＷｐは混合に占めるピーク輝度Ｙｐの割合であり、この重みＷｐが重いほど、求められた測光値が示す明るさにおいて高輝度部分の明るさが占める割合が高まり、逆に、重みＷｐが軽いほど平均的な明るさが占める割合が高まる。
【００６６】
重みＷｐは、辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）から求められるものである。
具体的には、測光値算出部８４は、図６に示すグラフから、比Ｙｃｈ／Ｙｓｈに応じた重みＷｐを求める。図６は、辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）と重みＷｐとの対応関係を表わす対応関数を有しており、その対応関数に、比較部７６から渡された比を代入することで重みを算出する。
【００６７】
この図６のグラフでは、横軸に辺縁ピーク輝度Ｙｓｈに対する中央ピーク輝度Ｙｃｈの比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）がとられており、縦軸に重みＷｐがとられている。グラフ上の折れ線Ｌから分かるように、本実施形態では、辺縁部分Ｇ２が中央部分Ｇ１よりも圧倒的に明るいことを意味する「ａ」未満の比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、重みＷｐは「ｘ」（ｘ＜１）になり、逆に、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２よりも圧倒的に明るいことを意味する「ｂ」（ａ＜ｂ）を超える比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、重みＷｐは「１．０」になる。また、「ａ」以上「ｂ」以下の比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に対しては、この比（Ｙｃｈ／Ｙｓｈ）に比例して重みＷｐは「ｘ」から「１．０」まで増加する。
【００６８】
このような重みＷｐが上記の算出式に用いられることで、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほど重みＷｐが重くなり、測光値算出部８４において算出式で求められる測光値が示す明るさに占める、静止画像Ｇ中の高輝度部分、即ち、明るさが集中している中央部分Ｇ１の明るさの割合が高まる。逆に、辺縁部分Ｇ２が中央部分Ｇ１に対して明るいほど重みＷｐは軽くなり、静止画像Ｇの平均的な明るさが占める割合が高まる。
【００６９】
ここで、本発明においては、強度設定部６８から供給されるハレーション軽減強度の設定情報、および、マスク選択部７０から供給されるマスクの設定情報に基づいて、図６に示す、重みＷｐを求める際の折れ線Ｌの形状を変更する。
具体的には、図６のグラフに示す「ｘ」、「ａ」、および、「ｂ」の値を変更することにより、重みＷｐを求めるための折れ線Ｌの形状を変更する。
【００７０】
表２にハレーション軽減強度およびマスクの種類と、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」との関係の一例を示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２に示すように、測光値算出条件記憶部８０は、ハレーション軽減強度の設定が、強いほど、重みＷｐが大きい値となるように、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」が設定されている。
式１からわかるように、重みＷｐの値が大きいほど、ピーク輝度Ｙｐの寄与が大きくなり、測光値が高く算出される。測光値が高い場合、制御部５２は、光源装置１４が照射する光の光量が低くなるように、光源装置１４を制御する。被検体に照射される光量が小さいほど、ハレーションが起きにくくなり、ハレーションの発生が軽減される。
【００７３】
また、図４に示すマスクＡおよびマスクＢでは、マスクＡの方が、視野角が大きく、表示領域が広い。従って、マスクＡの方がマスクＢよりも辺縁部でのハレーションが発生する可能性が高い。そのため、マスクＡを選択した場合は、マスクＢを選択した場合よりも重みＷｐが大きい値となるように、折れ線Ｌの形状を示す「ｘ」、「ａ」、「ｂ」が設定されている。
【００７４】
このように、測光値算出手段６６が測光値を算出する際の算出条件である測光値の算出条件（重みＷｐ）は、マスクの選択に応じて、マスクの視野角が大きいほど、測光値が高くなるように設定されている。また、ハレーション軽減強度に応じて、ハレーションの軽減強度が強いほど、測光値が高くなるように設定されている。
ハレーション軽減強度の設定、および、マスクの選択に応じて、測光値を求める際の重みＷｐの算出条件を変更するので、辺縁部分に注目する部分が存在した場合であっても、医師が診断のために注目している部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができ、また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
【００７５】
なお、重みＷｐを求める際の折れ線Ｌの形状は、図６に示す形状に限定はされず、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほど重みＷｐが重くなるように、重みＷｐが決定されればよい。
【００７６】
測光値算出部８４は、求めた測光値を、制御部５２に、静止画像Ｇの全体的な明るさとして渡す。
【００７７】
光源装置１４は、被検体に照明光を照射するための部位である。
光源装置１４は、光源８６と、明るさ調整手段８８とを備えている。
光源８６から照射された光は、内視鏡装置１２の光ファイバ４２の入射端に入射される。
【００７８】
光源８６には、特に限定はなく、例えば、キセノンランプや、蛍光灯、水銀灯などの白色灯、レーザ、ＬＥＤなどの半導体光源等を使用することができる。
【００７９】
明るさ調整手段８８は、被検体に照射される照明光の光量を制御するための部位である。
明るさ調整手段８８は、制御部５２の制御により、測光値算出手段６６が算出した測光値に応じて、光源８６の出力を制御して、被検体に照射される照明光の光量を調整する。
なお、明るさ調整手段８８による光量の調整方法には特に限定はなく、光源８６から照射口３６までの光路上に、光の一部を物理的に遮る絞りを配置し、この絞りが遮る光の量を制御することに照明光の光量を調整してもよい。あるいは、ＣＣＤにおける電子シャッタのシャッタスピードを調整するものであっても良い。
【００８０】
光源装置１４が照射する光を、測光値に応じた光量となるように制御することにより、被検体に対する照明が適宜に調整されて、表示装置１８上に表示される動画の明るさが、好ましい範囲内の明るさに維持され、ハレーションが発生したり、医師が注目する部分が暗くなりすぎてしまうことが抑制される。
【００８１】
ここで、測光値算出部８４から渡される明るさでは、中央部分Ｇ１が辺縁部分Ｇ２に対して明るいほどその中央部分Ｇ１の明るさが多くを占めるようになる。これにより、表示装置１８に表示される動画において医師の関心が集まる中央部分が明る過ぎハレーションが発生しそうなときは、その中央部分の明るさが多く反映された制御が照明について行われて、その中央部分におけるハレーション発生が回避される。一方、辺縁部分が明る過ぎた場合には、照明については、その辺縁部分の明るさよりも画像の平均的な明るさが多く反映された制御が行われるので、照明を絞り過ぎて肝心の中央部分が暗くなり過ぎてしまうといった不具合が回避される。また、医師が注目する部分が、辺縁部分に存在する場合は、ハレーション軽減強度を設定することにより、辺縁部分の明るさを適切な明るさに自動的に調整することができる。また、マスクの形状によって、適切な明るさに自動的に調整することができる。
このように、本実施形態の内視鏡診断装置１０によれば、照明上の不具合が良好に抑制された撮影を行うことができる。
【００８２】
次に、内視鏡診断装置１０の動作を説明する。
【００８３】
ハレーション軽減強度やマスクの選択等の指示が、入力装置２０からプロセッサ装置１６の制御部５２に入力される。そして、制御部５２により、画像処理手段５４および光源装置１４が制御される。
【００８４】
光源装置１４からは白色光が発せられる。
【００８５】
内視鏡装置１２では、光源装置１４から発せられた白色光が、光ファイバ４２により導光され、レンズ４６を介して照射口３６から被検体の被観察領域に照射される。そして、被観察領域からの反射光が対物レンズユニット４４により集光され、撮像素子３８により光電変換されて撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００８６】
撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器５０により画像信号（デジタル信号）に変換され、画像処理部５８により所定の画像処理が施され、処理済の画像信号が出力される。
【００８７】
選択したマスクに従って、表示領域が決定され、処理済の画像信号が表示装置１８に出力され、画像が表示装置１８上に表示される。
【００８８】
同時に、測光手段６０には、画像信号（動画）を構成する複数の静止画像の中から適宜に抽出された１つの静止画像が供給される。測光手段６０は、供給された静止画像の明るさを表す測光値を算出する。測光手段６０は、算出した測光値を制御部５２に供給する。制御部５２は、供給された測光値に応じて、光源装置１４を制御し、被検体を照らす照明光の明るさを制御する。
【００８９】
測光手段６０において測光を行なうタイミングには特に限定はなく、例えば、所定の時間間隔ごとに行なってもよく、あるいは、入力装置２０から測光を行なうタイミングを指示するようにして、指示があったときに測光を行なうようにしてもよい。
【００９０】
観察が終了すると、内視鏡挿入部２２が被検体の体腔内から取り出され、各装置の電源がオフとされる。
【００９１】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００９２】
例えば、通常の白色光撮影のみならず、照明光として狭帯域光や近赤外光を用いる特殊光撮影にも利用可能である。
また、本発明を内視鏡診断装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明は、被写体に対する照明を適宜に調整しながら撮影を行う撮影装置一般に適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 内視鏡装置
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 内視鏡挿入部
２４ 操作部
２６Ａ、２６Ｂ コネクタ部
２８ 軟性部
３０ 湾曲部
３２ 先端部
３４ アングルノブ
３６ 照射口
３８ 撮像素子
４０ 観察窓
４２ 光ファイバ
４４ 対物レンズユニット
４６ レンズ
４８ スコープケーブル
５０ Ａ／Ｄ変換器
５２ 制御部
５４ 画像処理手段
５６ 記憶部
５８ 画像処理部
６０ 測光手段
６２ ヒストグラム作成手段
６２Ａ 中央部ヒストグラム作成部
６２Ｂ 辺縁部ヒストグラム作成部
６２Ｃ 全体ヒストグラム作成部
６４ 明るさ比較手段
６６ 測光値算出手段
６８ 強度設定部
７０ マスク選択部
７２ マスク記憶部
７４Ａ 中央明るさ算出部
７４Ｂ 辺縁明るさ算出部
７６ 比較部
７８ ピーク輝度算出条件記憶部
８０ 測光値算出条件記憶部
８２Ａ 平均輝度算出部
８２Ｂ ピーク輝度算出部
８４ 測光値算出部
８６ 光源
８８ 明るさ調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子によって画像を撮影する撮影装置であって、
撮影した撮影画像を表示する際の表示領域を規定するマスクを複数有し、入力指示に応じて選択して設定するマスク選択設定部と、前記撮影画像を表示する際におけるハレーション軽減強度を選択する強度選択部と、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求める測光手段とを有し、
前記測光手段は、前記撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、この第１部分に対し前記撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較し、前記第１部分と前記第２部分との輝度比を求め、
前記撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を算出し、前記平均輝度と前記ピーク輝度とを、前記輝度比に応じて、前記第１部分の明るさが前記第２部分の明るさよりも明るいほど前記ピーク輝度に対する重みを重くした重み係数を用いて混合することで、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、
かつ、前記選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記マスクとして、少なくとも、固体撮像素子の撮影領域の４隅をマスキングするマスクと、固体撮像素子の対向する１つの両端部の所定領域をマスキングするマスクとを有する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ピーク輝度の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されている請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ピーク輝度の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記重み係数の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記重み係数の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１部分の明るさが、前記第１部分でのピーク輝度であり、前記第２部分の明るさが、前記第２部分でのピーク輝度である請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮影画像全体に対する前記第１部分の面積の比を、２５〜５０％とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
撮影する領域を照明するための光源を有し、
光源から撮影領域までの光路上のいずれかで、前記光路を通過する光の量を調整することにより、前記撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整する請求項１〜８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の撮像装置を備える内視鏡診断装置。
【請求項１】
固体撮像素子によって画像を撮影する撮影装置であって、
撮影した撮影画像を表示する際の表示領域を規定するマスクを複数有し、入力指示に応じて選択して設定するマスク選択設定部と、前記撮影画像を表示する際におけるハレーション軽減強度を選択する強度選択部と、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求める測光手段とを有し、
前記測光手段は、前記撮影画像の中央を含んだ第１部分における明るさと、この第１部分に対し前記撮影画像中で辺縁寄りの第２部分における明るさとを比較し、前記第１部分と前記第２部分との輝度比を求め、
前記撮影画像の平均輝度およびピーク輝度を算出し、前記平均輝度と前記ピーク輝度とを、前記輝度比に応じて、前記第１部分の明るさが前記第２部分の明るさよりも明るいほど前記ピーク輝度に対する重みを重くした重み係数を用いて混合することで、前記撮影画像の全体的な明るさを表す測光値を求め、この測光値に基づいて、撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整するものであり、
かつ、前記選択されたマスクとハレーション軽減強度との組み合わせに応じてあらかじめ設定された、ピーク輝度の算出条件、および、重み係数の設定条件に応じて、前記測光値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記マスクとして、少なくとも、固体撮像素子の撮影領域の４隅をマスキングするマスクと、固体撮像素子の対向する１つの両端部の所定領域をマスキングするマスクとを有する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ピーク輝度の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されている請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ピーク輝度の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度が高くなるように設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記重み係数の算出条件は、ハレーションの軽減強度が強いほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記重み係数の算出条件は、前記マスクの視野角が大きいほど、前記ピーク輝度に対する重みが重くなるように設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１部分の明るさが、前記第１部分でのピーク輝度であり、前記第２部分の明るさが、前記第２部分でのピーク輝度である請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮影画像全体に対する前記第１部分の面積の比を、２５〜５０％とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
撮影する領域を照明するための光源を有し、
光源から撮影領域までの光路上のいずれかで、前記光路を通過する光の量を調整することにより、前記撮影画像の明るさに影響する撮影条件を調整する請求項１〜８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の撮像装置を備える内視鏡診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７０３１７（Ｐ２０１２−７０３１７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５１４０（Ｐ２０１０−２１５１４０）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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