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電子内視鏡 - 旭光学工業株式会社
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発明の名称 電子内視鏡
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2002−85345(P2002−85345A)
公開日 平成14年3月26日(2002.3.26)
出願番号 特願2001−193051(P2001−193051)
出願日 平成13年6月26日(2001.6.26)
代理人 【識別番号】100090169
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 孝
【テーマコード(参考)】
2H040
4C061
5C022
5C054
5C065
【Fターム(参考)】
2H040 BA09 BA11 CA10 GA02 GA08 
4C061 CC06 GG01 NN01 QQ09 RR02 RR15 RR22 TT06
5C022 AA08 AB15 AC42 AC69
5C054 AA04 CA04 CC02 ED02 FC16 HA12
5C065 AA04 BB41 DD02 FF05 GG17
発明者 高橋 正
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 スコープと、このスコープの先端前方を照明するための照明手段と、前記スコープの先端側に設けられた撮像手段と、この撮像手段から得られる輝度画素信号に基づいて前記照明手段による照明光量を調節する調光手段とを具備して成る電子内視鏡であって、前記調光手段が前記輝度画素信号の平均輝度値を所定の輝度参照値に実質的に一致させるように光量調節を行うように構成された電子内視鏡において、前記調光手段が前記輝度画素信号の有効最大輝度値を算出する有効最大輝度算出手段と、局部的なハレーションの発生状態を評価するために前記輝度画素信号に基づいてハレーション状態変数を算出するハレーション状態変数算出手段と、前記ハレーション状態変数に応じて前記平均輝度値を前記有効最大輝度値側に近付けるように該平均輝度値を補正する補正手段とを包含することを特徴とする電子内視鏡。
【請求項2】 請求項1に記載の電子内視鏡において、前記輝度画素信号の一フレーム分もしくは一フィールド分に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段が設けられ、前記平均輝度値、前記有効最大輝度値及び前記ハレーション状態変数が前記ヒストグラムに基づいて算出されることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項3】 請求項1または2に記載の電子内視鏡において、前記局部的なハレーションの発生状態の程度が大きくなればなる程、前記補正手段が前記平均輝度値を前記有効最大輝度値側に一層近付けるように該平均輝度値を補正することを特徴とする電子内視鏡。
【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の電子内視鏡において、前記ハレーション状態変数が前記輝度画素信号の一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数に対する所定輝度値以上の画素数の比率として定義されることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項5】 スコープと、このスコープの先端前方を照明するための照明手段と、前記スコープの先端側に設けられた撮像手段と、この撮像手段から得られる輝度画素信号に基づいて前記照明手段による照明光量を調節する調光手段とを具備して成る電子内視鏡であって、前記調光手段が前記輝度画素信号の平均輝度値を所定の輝度参照値に実質的に一致させるように光量調節を行うように構成された電子内視鏡において、前記調光手段が前記輝度画素信号の有効最大輝度値を算出する有効最大輝度算出手段と、局部的なハレーションの発生状態を評価するために前記輝度画素信号に基づいてハレーション状態変数を算出するハレーション状態変数算出手段と、前記輝度画素信号の特性に基づいて局部的なハレーションの発生の有無を検出する検出手段と、この検出手段により局部的なハレーションの発生が検出された際に前記ハレーション状態変数に基づいて前記平均輝度値を前記有効最大輝度値側に近付けるように該平均輝度値を補正する補正手段とを包含することを特徴とする電子内視鏡。
【請求項6】 請求項5に記載の電子内視鏡において、前記輝度画素信号の一フレーム分もしくは一フィールド分に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段が設けられ、前記平均輝度値、前記有効最大輝度値及び前記ハレーション状態変数が前記ヒストグラムに基づいて算出され、前記検出手段による局部的なハレーションの発生の有無が前記ヒストグラムに基づいて行われることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項7】 請求項5または6に記載の電子内視鏡において、前記局部的なハレーションの発生状態の程度が大きくなればなる程、前記補正手段が前記平均輝度値を前記有効最大輝度値側に一層近付けるように該平均輝度値を補正するようになっていることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項8】 請求項5から7までのいずれか1項に記載の電子内視鏡において、前記補正手段によって前記平均輝度値が補正された際に該平均輝度値が前記輝度参照値よりも少なくとも2回以上連続して小さくしかもその双方の値の差が所定の値よりも大きいとき、前記補正手段による前記平均輝度値の補正が停止されることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項9】 請求項5から8までのいずれか1項に記載の電子内視鏡において、前記検出手段が前記ハレーション状態変数を所定の値と比較する比較手段から成り、前記ハレーション状態変数が前記所定の値を上回った際に局部的なハレーションの発生が検出されたとすることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項10】 請求項9に記載の電子内視鏡において、前記ハレーション状態変数が前記輝度画素信号の一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数に対する所定輝度値以上の画素数の比率として定義されることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項11】 請求項10に記載の電子内視鏡において、前記ハレーション状態変数としての比率が第1の閾値比率よりも大きいときに局部的なハレーションの発生が検出されたとすることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項12】 請求項11に記載の電子内視鏡において、前記ハレーション状態変数としての比率が前記第1の閾値比率よりも大きい第2の閾値比率を上回った際に前記平均輝度値を前記有効最大輝度値に一致させられることを特徴とする電子内視鏡。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像を画像信号に光電変換するための撮像センサを持つスコープと、該画像信号を適宜処理してビデオ信号を生成する画像信号処理ユニットと、この画像信号処理ユニットで得られたビデオ信号に基づいて該被写体像を再現表示するモニタ装置とから成る電子内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】上述したようなタイプの電子内視鏡にあっては、撮像センサは固体撮像素子例えばCCD(charge coupled device)撮像素子から成り、対物レンズ系と組み合わされてスコープの先端部即ち遠位端に設けられる。また、スコープ内には光ファイバー束からなる照明用光ガイドが挿通させられ、その遠位端の端面は照明用レンズと組み合わされる。
【0003】画像信号処理ユニット内には照明用白色光源例えばハロゲンランプやキセノンランプが設けられ、スコープと画像信号処理ユニットとの接続時に照明用光ガイドの近位端は照明用白色光源に光学的に接続される。かくして、患者の体腔内へのスコープの挿入時、その遠位端の対物レンズ系の前方が照明用光ガイドの先端部端面から射出させられた照明光で照明され、これにより被写体は撮像センサの受光面に被写体像として結像させられてそこで画素信号として光電変換される。撮像センサで得られた画素信号は画像信号処理ユニットに順次送られ、そこでビデオ信号が画素信号に基づいて作成される。次いで、ビデオ信号は画像信号処理ユニットからモニタ装置に対して出力され、そこで被写体像がモニタ装置上で再現表示される。
【0004】ところで、一般的に、電子内視鏡のスコープの対物レンズ系の焦点深度は比較的深くされる。というのは、スコープの遠位端を病巣等の患部に接近させて観察するだけでなく、病巣等の患部を見つけ出す際には該患部を含む広い領域全体を観察することが必要であるからである。この場合、被写体像を適当な明るさ(輝度)で常に再現するためには、全体的な被写体の遠近に応じて照明用光ガイドの遠位端から射出される照明光の光量を適宜調整することが必要となる。即ち、スコープの遠位端を病巣等の患部に最接近させて観察する際には照明光量は最低レベルまで低下させることが必要であり、また該患部からスコープの遠位端が次第に遠ざかるにつれて、照明光量は次第に増大させることが必要となる。
【0005】上述したような光量調節は自動調光と呼ばれ、この自動調光については、一フレーム分または一フィールド分の輝度画素信号の輝度レベルを評価し、その評価に基づいて光源に組み込まれた絞りの開度を適宜調整することにより行われる。このような自動調光には2つの調光モードが知られており、一方のモードは平均輝度値モードと呼ばれ、他方のモードはピーク値(有効最大輝度値)モードと呼ばれる。
【0006】詳述すると、平均輝度値モードでは、撮像センサから順次得られる一フレーム分または一フィールド分の輝度画素信号についてヒストグラム抽出回路でヒストグラムが展開され、このヒストグラムから一フレーム分または一フィールド分の輝度画素信号の平均輝度レベル値が算出され、その平均輝度レベル値が所定の輝度参照値に一致するように絞り開度が制御され、これにより再現画像の輝度レベルが輝度参照値に見合った適正な状態に維持される。例えば、スコープの対物レンズが被写体から次第に遠ざけられると、上述の平均輝度レベル値は一時的に輝度参照値に比べて低くなるので、このときは絞り開度が広げられて照明光量が増大させられ、これとは反対にスコープの対物レンズが被写体に接近させられると、上述の平均輝度レベルは輝度参照値に比べて高くなるので、このときは絞り開度が狭められて照明光量が減少させられ、かくして被写体の遠近に拘らずモニタ装置上の再現画像の輝度レベルは輝度参照値に見合った所定レベル値に維持される。
【0007】同様に、ピーク値(有効最大輝度値)モードでも、撮像センサから順次得られる一フレーム分または一フィールド分の輝度画素信号についてヒストグラム抽出回路でヒストグラムが展開されるが、このピーク値モードでは、該ヒストグラムから平均輝度レベルではなく有効最大輝度レベル(ピークレベル)が算出され、この有効最大輝度レベルが所定の輝度参照値に一致するように絞り開度が平均輝度値モードの場合と同様に制御され、これによりモニタ装置上の再現画像の輝度レベルが輝度参照値に見合った所定レベル値に維持される。なお、有効最大輝度レベルとは上述のヒストグラムの最大輝度レベルを含む高輝度レベル領域の総計度数が一フレーム分または一フィールド分の全画素数の例えば5%となる境界での輝度レベルとして定義されるものである。
【0008】従来の電子内視鏡では、自動調光を平均輝度値モード或いはピーク値モードのいずれのモードで行うかは任意に選択し得るようになっている。平均輝度値モードとピーク値モードとを比較した場合、平均輝度値モードでは、再現画像の明るさはピーク値モードよりも明るくなる傾向があり、一方ピーク値モードでは、再現画像の明るさが暗めになるという傾向がある。一般的に、モニタ装置の再現画像は明るめの方が観察し易く、このため多くの医師(又は術者)は平均輝度値モードを選択する傾向が強いが、しかし平均輝度値モードの場合には、局部的なハレーションの発生を回避することができないという欠点がある。一方、ピーク値モードの場合には、再現画像は全体的に暗めとなって観察し難いものとなるが、局部的なハレーションの発生は確実に回避され得るという利点がある。
【0009】ここで言うハレーションとはモニタ装置の再現画面の輝度が異常に高くなって白色化することであり、上述したように平均輝度値モードでの自動調光時に局部的なハレーションが屡々発生することになる。詳述すると、被写体に小さな突起物があって、その突起物がスコープの対物レンズに接近しているが、その突起物を除く領域が該対物レンズから遠のいているような場合、その再現画像の平均輝度レベルは比較的小さくなって輝度参照値との差が大きくなり、このため平均輝度値モードでの自動調光では、絞り開度が大きく広げられる傾向にあり、このため被写体の突起物からの反射光量が異常に大きくなって、再現画像ではその箇所にハレーションが生じ得ることになる。従って、局部的なハレーションの発生を嫌う医師(又は術者)は再現画像が多少暗めでもピーク値モードを選択することになり、また明るめの再現画像を望む医者は局部的なハレーションの発生に拘わらず平均輝度値モードを選択することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的は、上述したようなタイプの電子内視鏡であって、自動調光時での局部的なハレーションの発生を速やかにかつ確実に阻止し得ると共に再現画像の輝度レベルを可及的に適正な値に維持し得るように構成された電子内視鏡を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡は、スコープと、このスコープの先端前方を照明するための照明手段と、該スコープの先端側に設けられた撮像手段と、この撮像手段から得られるの輝度画素信号に基づいて照明手段による照明光量を調節する調光手段とを具備して成り、該調光手段により、輝度画素信号の平均輝度値を所定の輝度参照値に実質的に一致させるように光量調節が行われる。
【0012】本発明の第1の局面によれば、調光手段は輝度画素信号の有効最大輝度値を算出する有効最大輝度算出手段と、局部的なハレーションの発生状態を評価するために輝度画素信号に基づいてハレーション状態変数を算出するハレーション状態変数算出手段と、ハレーション状態変数に応じて平均輝度値を有効最大輝度値側に近付けるように該平均輝度値を補正する補正手段とを包含する。
【0013】本発明の第1の局面において、好ましくは、輝度画素信号の一フレーム分もしくは一フィールド分に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段が設けられ、平均輝度値、有効最大輝度値及びハレーション状態変数が該ヒストグラムに基づいて算出される。
【0014】本発明の第2の局面によれば、調光手段は輝度画素信号の有効最大輝度値を算出する有効最大輝度算出手段と、局部的なハレーションの発生状態を評価するために輝度画素信号に基づいてハレーション状態変数を算出するハレーション状態変数算出手段と、輝度画素信号の特性に基づいて局部的なハレーションの発生の有無を検出する検出手段と、この検出手段により局部的なハレーションの発生が検出された際にハレーション状態変数に基づいて平均輝度値を有効最大輝度値側に近付けるように該平均輝度値を補正する補正手段とを包含する。
【0015】本発明の第2の局面において、好ましくは、輝度画素信号の一フレーム分もしくは一フィールド分に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段が設けられ、平均輝度値、有効最大輝度値及びハレーション状態変数が該ヒストグラムに基づいて算出され、また検出手段による局部的なハレーションの発生の有無も該ヒストグラムに基づいて行われる。
【0016】本発明の第1の局面及び第2の局面のいずれにおいても、好ましくは、局部的なハレーションの発生状態の程度が大きくなればなる程、平均輝度値は補正手段により有効最大輝度値側に一層近付くように補正される。また、ハレーション状態変数については、輝度画素信号の一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数に対する所定輝度値以上の画素数の比率として定義され得る。
【0017】本発明の第2の局面においては、好ましくは、補正手段によって平均輝度値が補正された際に該平均輝度値が輝度参照値よりも少なくとも2回以上連続して小さくしかもその双方の値の差が所定の値よりも大きいとき、補正手段による平均輝度値の補正が停止される。
【0018】また、本発明の第2の局面では、好ましくは、検出手段はハレーション状態変数を所定の値と比較する比較手段から成り、ハレーション状態変数が所定の値を上回った際に局部的なハレーションの発生が検出されたとされる。上述したように、ハレーション状態変数が輝度画素信号の一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数に対する所定輝度値以上の画素数の比率として定義されるとき、ハレーション状態変数としての比率は第1の閾値比率と比較され、該比率が第1の閾値比率を超えたとき、局部的なハレーションの発生が検出されたとされる。
【0019】更に、本発明の第2の局面による好ましい実施形態においては、ハレーション状態変数としての比率が第1の閾値比率よりも大きい第2の閾値比率を上回った際に平均輝度値を有効最大輝度値に一致させられる。具体的には、例えば、第1の閾値比率は例えば6%程度に設定してよく、また第2の閾値比率は例えば50%程度に設定することができる【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明による電子内視鏡の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0021】図1を参照すると、本発明による電子内視鏡の一実施形態がブロック図として図示される。電子内視鏡は可撓性導管からなるスコープ10を具備し、このスコープ10はプロセッサと呼ばれる画像信号処理ユニット12に着脱自在に連結されるようになっている。スコープ10の先端即ち遠位端には固体撮像素子例えばCCD撮像素子から成る撮像センサ14が設けられ、この撮像センサ14は対物レンズ系(図示されない)が組み込まれる。
【0022】スコープ10内には光ファイバー束からなる照明用光ガイド16が挿通させられ、この照明用光ガイド16の遠位端はスコープ10の遠位端まで延び、該照明用光ガイド16の遠位端の端面には照明用レンズ(図示されない)が組み合わされる。画像信号処理ユニット12へのスコープ10の連結時、照明用光ガイド16の近位端は画像信号処理ユニット12内に設けられたキセノンランプ或いはハロゲンランプ等の白色光源18に光学的に接続される。白色光源18の光射出側には絞り20及び集光レンズ22が順次設けられ、絞り20は白色光源18からの光量を適宜調節するための光量調節手段として用いられ、また集光レンズ22は絞り20を経た光を照明用光ガイド16の近位端の端面に集光させるために用いられる。
【0023】本実施形態では、カラー画像を再現するために面順次方式が採用されるので、照明用光ガイド16の近位端の端面と集光レンズ22との間に回転式三原色カラーフィルタとしてRGBカラーフィルタ24が介在させられる。図2に示すように、RGBカラーフィルタ24は円板要素から成り、この円板要素には赤色フィルタ24R、緑色フィルタ24G及び青色フィルタ24Bが設けられ、これら色フィルタはそれぞれセクタ状の形態とされる。カラーフィルタ24R、24G及び24Bはそれぞれの半径方向の中心が120度の角度間隔となるように円板要素の円周方向に沿って配置され、互いに隣接する色フィルタ間の領域は遮光領域とされる。
【0024】図3に最もよく図示するように、RGBカラーフィルタ24はサーボモータ或いはステップモータのような駆動モータ26によって回転させられる。RGBカラーフィルタ24の回転周波数は電子内視鏡で採用されるTV映像再現方式に応じて決められる。例えば、PAL方式が採用されている場合には、RGBカラーフィルタ24の回転周波数は25Hzであり、NTSC方式が採用されている場合には、その回転周波数は30Hzとなる。
【0025】例えば、RGBカラーフィルタ24が回転周波数30Hzで回転させられるとすると(NTSC方式)、その1回転に要する時間は1/30secとなり、その間に光ガイド16の遠位端の端面からは赤色光、緑色光及び青色光が順次射出させられ、被写体は赤色光、緑色光及び青色光でもって順次照明され、このとき被写体が撮像センサ14の対物レンズ系によってそのCCD撮像素子の受光面に各色の照明で順次結像させられる。撮像センサ14はそのCCD撮像素子の受光面に結像された各色の被写体像を一フレーム分のアナログ画素信号に光電変換し、その一フレーム分のアナログ画素信号は各色の照明時間に続く遮光時間に亘って撮像センサ14から順次読み出され、このような撮像センサ14からのアナログ画素信号の読出しについてはスコープ10内に設けられたCCDドライバ28によって行われる。
【0026】図1から明らかなように、画像信号処理ユニット12にはシステムコントローラ30が設けられ、このシステムコントローラ30はマイクロコンピュータから構成される。即ち、システムコントローラ30は中央処理ユニット(CPU)、種々のルーチンを実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ(ROM)、データ等を一時的に格納する書込み/読出し自在なメモリ(RAM)、入出力インターフェース(I/O)から成り、電子内視鏡の作動全般を制御する。また、システムコントローラ30内にはタイミングジェネレータも設けられ、このタイミングジェネレータからは種々の周波数の制御クロックパルスが出力される。
【0027】画像信号処理ユニット12へのスコープ10の接続時、撮像センサ14はCCDドライバ28を介して画像信号処理ユニット12内のCCDプロセス回路32に接続される。CCDドライバ28によって撮像センサ14から読み出された各色の一フレーム分のアナログ画素信号はCCDプロセス回路32に送られ、そこで所定の画像処理例えばホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、輪郭強調処理等を受ける。なお、図1では、CCDドライバ28及びCCDプロセス回路32に対するシステムコントローラ30の接続関係についてはその複雑化を避けるために特に図示されていないが、CCDドライバ28での画素信号の読出し及びCCDプロセス回路32での画像処理についてはシステムコントローラ30内のタイミングジェネレータから出力されるクロックパルスに従って行われる。
【0028】CCDプロセス回路32で処理された各色の一フレーム分のアナログ画素信号は順次アナログ/デジタル(A/D)変換器34に送られ、そこでデジタル画素信号に変換され、次いで各色の一フレーム分のデジタル画素信号はフレームメモリ36に一旦書き込まれて格納される。フレームメモリ36には各色の一フレーム分のデジタル画素信号を格納するための3つの格納領域が設けられる。フレームメモリ36からは一フレーム分の三原色のデジタル画素信号が同時に順次読み出され、このとき例えば緑色のデジタル画素信号には水平同期信号、垂直同期信号等を含む複合同期信号が付加される。要するに、一フレーム分の三原色のデジタル画素信号はフレームメモリ36からコンポーネントビデオ信号(R、G、B)として読み出されてビデオプロセス回路38に送られる。
【0029】ビデオプロセス回路38には、コンポーネントビデオ信号の三原色カラービデオ信号成分に対応したデジタル/アナログ(D/A)及びローパスフィルタ等が設けられ、各色のビデオ信号成分はアナログビデオ信号成分に変換され、次いでローパスフィルタを経た後に適宜増幅されてカラーモニタ装置40に送られ、そこで被写体像がカラー画像として再現される。また、ビデオプロセス回路38にはカラーエンコーダが設けられ、そこでコンポーネントビデオ信号に基づいてコンポジットビデオ信号等が作成され、このコンポジットビデオ信号は別のモニタ装置、ビデオテープレコーダ、画像処理用コンピュータ等の周辺機器に対して外部に出力されるようになっている。
【0030】なお、図1では、A/D変換器34、フレームメモリ36及びビデオプロセス回路38に対するシステムコントローラ30の接続関係についてはその複雑化を避けるために特に図示されていないが、A/D変換器34からのデジタル画素信号のサンプリング、フレームメモリ36に対するデジタル画素信号の書込み及び読出し並びにビデオプロセス回路でのビデオ信号の処理については、システムコントローラ30内のタイミングジェネレータから出力される種々のクロックパルスに従って行われ、また上述の複合同期信号は該タイミングジェネレータ内で生成される。
【0031】図4を参照すると、絞り20がその駆動機構と共に図示される。絞り20は一対のブレード要素42及び44から成り、各ブレード要素(42、44)からはアーム部(42A、44A)が一体的に延びる。ブレード要素42及び44は互いに交差するような態様で枢着ピン46によって枢動自在に軸支され、ブレード要素42及び44の開度に応じて白色光源18から射出される白色光の光量が適宜調節される。絞り20の駆動機構はアーム部42A及び44Aの先端の間に作用させられた引張りコイルばね48を包含し、このコイルばね48によりブレード要素42及び44はその開度を狭めるような弾性的偏倚力を常に受ける。なお、枢動ピン46は画像信号処理ユニット12の筐体に対して適宜保持される。
【0032】絞り20の駆動機構は更に一対のブレード要素42及び44の開度を調節するためにアーム部42A及び44A間に係合させられたカムピン50を包含し、このカムピン50は駆動板52の下端部に固着されて保持される。駆動板52の一方の側辺にはラック54が形成され、このラック54にはピニオン56が係合させられる。ピニオン56はサーボモータ或いはステップモータ等の適当な駆動モータ58の出力シャフト58A上に固着される。なお、駆動モータ58は画像信号処理ユニット12の筐体に対して適宜保持され、またラック54は適当なガイド手段(図示されない)によって摺動自在に適宜保持される。駆動モータ58が回転されると、駆動板52はカムピン50と共にその長手方向(即ち、図4において上下方向)に沿って移動させられ、その移動方向は駆動モータ58の回転方向に依存する。要するに、駆動モータ58の回転方向に従って、ブレード要素42及び44の開度、即ち絞り開度が調節される。
【0033】図1に示すように、駆動モータ58は駆動回路60によって駆動され、駆動回路60はシステムコントローラ30によって制御される。即ち、駆動回路60からは駆動モータ58に駆動パルスが出力され、この出力駆動パルス数を適宜制御することにより、駆動モータ58の回転量が調節され、また出力駆動パルスの相を逆相にすることにより、駆動モータ58の回転方向が逆転され、これにより絞り20の開度が調節される。勿論、駆動回路60から出力される駆動パルス数の制御及びその相の逆転制御についてはシステムコントローラ30によって行われる。
【0034】図1に示すように、画像信号処理ユニット12にはランプ電源回路62が設けられ、このランプ電源回路62によって白色光源18への給電が行われる。なお、ランプ電源回路62は図示されないプラグを介して商用電源に接続され、かつシステムコントローラ30によって適宜制御される。
【0035】また、図1に示すように、画像信号処理ユニット12にはヒストグラム抽出回路64が設けられ、このヒストグラム抽出回路64はビデオプロセス回路38に接続され、ビデオプロセス回路38内のカラーエンコーダから一フレーム分あるいは一フィールド分の輝度画素信号がヒストグラム抽出回路64に対して出力される。
【0036】スコープ10側には図1に示すように適当な不揮発性メモリ例えば再書込み可能な読出し専用メモリ(EEPROM)66が設けられ、このEEPROM66にはそのスコープ10自体の種々の情報が書き込まれる。例えば、EEPROM66には、該スコープの種別データ、例えば胃用スコープ、気管支用スコープ或いは大腸用スコープ等の種別データが格納され、またそこで用いられるCCDイメージセンサ14の画素数データ、CCDドライバ28によって読み出されたアナログ画像信号を処理する際のクロックパルスの周波数情報等が格納される。スコープ10が画像信号処理ユニット12に連結されると、EEPROM66はシステムコントローラ30に接続され、このときシステムコントローラ30はEEPROM66内の情報データを読み出し、その情報データはシステムコントローラ30内のRAM内に格納される。
【0037】図1に示すように、システムコントローラ30には更にキーボード67が接続され、このキーボード67を通して種々の指令信号や種々のデータ等が入力される。なお、本発明に関連した指令信号及びデータの入力については後の記載で明らかにする。
【0038】図5に示すように、画像信号処理ユニット12の筐体の外側壁面には操作パネル68が取り付けられ、この操作パネル68上には種々のスイッチ等が設けられる。また、図6を参照すると、操作パネル68上の種々のスイッチ等がシステムコントローラ30との関連でブロック図として示される。なお、図6では、システムコントローラ30のCPU、ROM、RAM及びI/Oがそれぞれ参照符号30A、30B、30C及び30Dで示され、これら構成要素は互いにバスで接続される。
【0039】図5において、参照符号70は主電源回路(図示されない)の主電源ON/OFFスイッチを示し、この主電源ON/OFFスイッチ70により、商用電源から画像信号処理ユニット12への給電がON/OFFされる。要するに、主電源ON/OFFスイッチ70がONされると、画像信号処理ユニット12は作動可能状態となる。図5及び図6において、参照符号72はランプ電源回路62のON/OFFスイッチを示し、このランプ電源ON/OFFスイッチ72からはシステムコントローラ30に対してON/OFF信号が出力される。即ち、ランプ電源ON/OFFスイッチ72がONされると、これにより白色光源18はランプ電源62によって給電されて点灯される。また、図5及び図6において、参照符号73は調光モード選択スイッチを示し、この調光モード選択スイッチ73により平均輝度値モード及びピーク値モードのいずれかが選択される。なお、図5において、“モードA”は平均輝度モードを表し、“モードP”はピーク値モードを表し、同図の例では、調光モード選択スイッチ73により平均輝度値モードが選択されている。
【0040】また、操作パネル68上にはモニタ装置40の画像再現画面の全体の輝度を調節するためにUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76が設けられる。図6に示すように、UPボタンスイッチ74は輝度増大パルス信号発生回路77を介してシステムコントローラ30のI/O30Dに接続され、この輝度増大パルス信号発生回路からはUPボタンスイッチ74が押下される度毎に輝度増大パルス信号がI/O30Dに対して出力され、輝度増大パルス信号の出力の度毎にモニタ装置40の画像再現画面の輝度レベルが所定値だけ段階的に増大ささせられる。また、DOWNボタンスイッチ76は輝度減少パルス信号発生回路78を介してシステムコントローラ30のI/O30Dに接続され、この輝度減少パルス信号発生回路からはDOWNボタンスイッチ76が押下される度毎に輝度減少パルス信号がI/O30Dに対して出力され、輝度減少パルス信号の出力の度毎にモニタ装置40の画像再現画面の輝度レベルが所定値だけ段階的に減少させられる。
【0041】このようにモニタ装置40の画像再現画面の全体の輝度レベルはUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の押下操作により調節されるが、電子内視鏡の操作者にとっては、該輝度レベルがどの程度であるか認識されなければならない。この目的のために、操作パネル68上に輝度レベル表示器79が設けられ、この輝度レベル表示器79は図5に示すように操作パネル68上に上下方向に整列させられた13個の表示窓から成り、各表示窓は半透明の光拡散板から形成される。13個の表示窓にはそれぞれに隣接して“−6”から“+6”までの数字が付され、中央に位置する表示窓はその他のものよりも大きく、そこには数字“0”が付される。
【0042】輝度レベル表示器79は更に各表示窓の内側に配置された電気的発光体例えば発光ダイオード(LED)80-6、80-5、…800、…80+5及び80+6を包含し、これらLEDは図6では互いに整列された小ブロックとして図示され、個々の小ブロック内には上述の表示窓と対応した数字が付されている。個々のLED80-6、80-5、…800、…80+5及び80+6はLED電源回路82から給電されて点灯させられ、どのLEDを点灯させるかについては、LED電源回路82をシステムコントローラ30で制御することによって行われる。
【0043】図7を参照すると、そこにはビデオプロセス回路38から得られる一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路64で展開されたヒストグラムの一例がグラフとして示される。同図に示すように、本実施形態にあっては、ヒストグラム抽出回路64では、一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号が256通りの輝度レベルに振り分けられる。要するに、図7のヒストグラムにおいては、その横軸Xに沿って256通りの輝度レベルが示され、その縦軸Yには各輝度レベルに対応したデジタル輝度画素信号の個数即ち度数が示される。輝度レベル0はぺデスタルレベルに対応するものであり、また輝度レベル255は最大輝度レベルに対応する。
【0044】平均輝度値モード(モードA)下での自動調光は、各フレーム毎或いは各フィールド毎のデジタル輝度画素信号の平均輝度値vaに基づいて行われ、この平均輝度値vaは各フレーム毎或いは各フィールド毎のデジタル輝度画素信号のヒストグラムから以下のような演算により求められる。
va=[Σ(bi*ni)]/(Σni)
ここで、i=0〜255上記式中、biは各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値を示し、本実施形態では、その輝度値として、輝度レベルを表す数値が用いられる。即ち、輝度レベル0ないし255に対応した輝度値のそれぞれは0ないし255とされる。また、niは各輝度レベル(0から255)に振り分けられたデジタル輝度画素信号の度数(画素数)を示し、勿論、Σniは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号の総和を示す。
【0045】平均輝度値モードでは、システムコントローラ30により、以上のように算出された平均輝度値vaが輝度参照値vrと一致するように絞り20の開度調節が行われる。即ち、平均輝度値vaが輝度参照値vrよりも大きければ、絞り20の開度が小さくなるように駆動モータ58が駆動され、これとは反対に平均輝度値vaが輝度参照値vrよりも小さければ、絞り20の開度が大きくなるように駆動モータ58が駆動される。輝度参照値vrについては、UPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の操作によって段階的に変えることが可能であり、これによりモニタ装置40の画像再現画面の全体の輝度レベルが電子内視鏡を使用する医師(又は術者)の好みに応じて適宜調節される。勿論、輝度参照値vrが増大させられると、画像再現画面の輝度レベルが上げられ、輝度参照値vrが減少させられると、画像再現画面の輝度レベルが下げられる。
【0046】一方、ピーク値モード(モードP)下での自動調光は、各フレーム毎或いは各フィールド毎のデジタル輝度画素信号の有効最大輝度値vpに基づいて行われる。本実施形態では、有効最大輝度値vpについては、ヒストグラムの最大輝度値を含む高輝度レベル領域の総計度数が一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数の5%となる境界での輝度値として定義される。具体的に述べると、一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号のヒストグラムが図8に示すようなものであるとき、有効最大輝度値vpは最大輝度値(図8の例では255)を含む高輝度レベル領域(斜線領域)の境界での輝度値とされ、この高輝度レベル領域はそこに含まれる総計度数(画素数)が一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数の5%となる領域である。
【0047】ピーク値モードでは、システムコントローラ30により、以上のように算出された有効最大輝度値vpが輝度参照値vrと一致するように絞り20の開度調節が行われる。即ち、有効最大輝度値vpが輝度参照値vrよりも大きければ、絞り20の開度が小さくなるように駆動モータ58が駆動され、これとは反対に有効最大輝度値vpが輝度参照値vrよりも小さければ、絞り20の開度が大きくなるように駆動モータ58が駆動される。平均輝度値モードの場合と同様に、輝度参照値vrについては、UPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の操作によって段階的に変えることが可能であり、これによりモニタ装置40の画像再現画面の全体の輝度レベルが電子内視鏡を使用する医師(又術者)の好みに応じて適宜調節される。勿論、輝度参照値vrが増大させられると、画像再現画面の輝度レベルが上げられ、輝度参照値vrが減少させられると、画像再現画面の輝度レベルが下げられる。
【0048】本実施形態においては、輝度参照値vrは例えば80と200との間で変えられ、その基準値は140とされる。輝度参照値vrが基準値140とされているとき、LED800(図6)が点灯させられる。UPボタンスイッチ74の押下操作が行われる度に輝度参照値vr(140)に10が順次加算されると共にLED(80+1、80+2、…80+6)の点灯も上方に向かってシフトさせられる。即ち、例えば、vr=140のとき、UPボタンスイッチ74が一回押下されると、輝度参照値vrは150とされ、このときLED800は消灯されてLED80+1が点灯される。このようにUPボタンスイッチ74を押下することにより、輝度参照値vrは最大値200まで増大させられる。一方、DOWNボタンスイッチ76の押下操作が行われる度に輝度参照値vr(140)から10が順次減算されると共にLED(80-1、80-2、…80-6)の点灯も下方に向かってシフトさせられる。即ち、例えば、vr=140のとき、DOWNボタンスイッチ76が一回押下されると、輝度参照値vrは130とされ、このときLED800は消灯されてLED80-1が点灯される。このようにDOWNボタンスイッチ76を押下することにより、輝度参照値vrは最小値80まで減少させられる。
【0049】以上に述べた平均輝度値モードによる自動調光及びピーク値モードによる自動調光は共に従来から提案されているものと同様であり、いずれの調光モードを選択するかは上述したように調光モード選択スイッチ73の切換操作によって行われる。
【0050】本発明によれば、平均輝度値モードによる自動調光時にハレーション状態変数vhが導入され、このハレーション状態変数vhで平均輝度値vaを処理することにより、平均輝度モードによる自動調光時での局部的なハレーションの発生が回避される。
【0051】詳述すると、本実施形態では、ハレーション状態変数vhは以下のように定義される。
vh=(100*x)/(Σni)
ここで、i=0〜255上記式中、xは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号のうちの輝度値220以上の画素数であり、またΣniは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号の総和を示す。要するに、ハレーション状態変数vhは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号の総和に対する輝度値220以上の画素数の百分率として定義される。勿論、ハレーション状態変数vhが大きくなればなる程、局部的なハレーションの発生の可能性が高くなる。
【0052】本発明によれば、ハレーション状態変数vhの大きさに応じた補正値vadが平均輝度値vaに加算され、これにより絞り20の開度が抑えられて局部的なハレーションの発生が回避される。本実施形態では、補正値vadは以下のように定義される。
vad=|vp−va|*(vh/100)【0053】以上の式から明らかなように、補正値vadは平均輝度値vaと有効最大輝度値vpとの差にハレーション状態変数vh(百分率)を乗じたものである。従って、補正値vadの大きさはハレーション状態変数vhが大きくなればなる程大きな値となる。換言すれば、平均輝度値vaに補正値vadを加算して、平均輝度値vaを有効最大輝度値vp寄りに補正し、これにより絞り20の開度が抑えられて、局部的なハレーションの発生が未然に回避されるということになる。
【0054】図9を参照すると、本発明の第1の実施形態による絞り制御ルーチンのフローチャートが示される。この絞り制御ルーチンはシステムコントローラ30で実行されるものであって、例えば映像再現方式としてNTSC方式が採用されている場合には1/30sec毎に実行される時間割込みルーチンとされる。なお、絞り制御ルーチンの実行開始は主電源ON/OFFスイッチ70がONされてシステムコントローラ30で所定の初期化処理が行われた後とされる。
【0055】先ず、ステップ901では、ヒストグラムの全データがシステムコントローラ30に取り込まれる。次いでステップ902では、ヒストグラムの全データから平均輝度値vaが以下の演算式に基づいて求められる。
va=[Σ(bi*ni)]/(Σni)
ここで、i=0〜255既に述べたように、上記式中、biは各輝度レベル(0から255)に対応した輝度値を示し、niは各輝度レベル(0から255)に振り分けられたデジタル輝度画素信号の度数(画素数)を示し、Σniは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号の総和を示す。
【0056】ステップ903では、有効最大輝度値vpが算出される。既に述べたように、有効最大輝度値vpの算出はヒストグラムの最大輝度値を含む高輝度レベル領域の総計度数が一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数の5%となる境界での輝度値として定義される。なお、有効最大輝度値vpの算出については、図11に示す有効最大輝度値算出ルーチンを参照して後で詳しく説明する。
【0057】ステップ904では、ハレーション状態変数vhが算出される。既に述べたように、ハレーション状態変数vhは一フレーム分或いは一フィールド分のデジタル輝度画素信号の総和に対する輝度値220以上の画素数の百分率として定義されるものであって、その値vhが大きくなればなる程、局部的なハレーションの発生の可能性が高くなる。なお、ハレーション状態変数vhの算出については図12に示すハレーション状態変数算出ルーチンを参照して後で詳しく説明する。
【0058】ステップ905では、モード設定変数vmが0であるか1であるかが判断される。このモード設定変数vmはモード設定フラグとして機能するものであり、調光モード選択スイッチ73によって平均輝度値モードが選択されているとき、モード設定変数vmには0が与えられ、調光モード選択スイッチ73によってピーク値モードが選択されているとき、モード設定変数vmには1が与えられる。
【0059】vm=0のとき、即ち平均輝度値モードが選択されているとき、ステップ906に進み、そこで補正値vadが以下の演算式に基づいて算出される。vad=|vp−va|*(vh/100)上述したように、補正値vadは平均輝度値vaと有効最大輝度値vpとの差にハレーション状態変数vh(百分率)を乗じたものとして定義されるので、補正値vadの大きさはハレーション状態変数vhが大きくなればなる程大きな値となる。
【0060】ステップ907では、平均輝度値vaに上述の補正値vadが加算され、次いでステップ908では、その補正された平均輝度値vaが調光変数vyに与えられる(平均輝度値モード)。一方、ステップ905でvm=1であるとき、即ちピーク値モードが選択されているとき、ステップ905からステップ909に進み、そこで調光変数vyに有効最大輝度値vpが与えられる。
【0061】いずれにしても、ステップ910では、差|vy−vr|が例えば許容値4より大きいか否かが判断される。既に述べたように、変数vrはモニタ装置40の画像再現画面の明るさを表す輝度参照値であり、この輝度参照値vrはUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の押下操作によって80と200との間で任意に設定される値である。要するに、差|vy−vr|が許容値4以下であれば、調光変数vyと輝度参照値vrとは互いに実質的に一致するものとして判断され、このとき本ルーチンは一旦終了する。その後、本ルーチンは1/30sec毎に繰り返し実行されるが、差|vy−vr|が許容値4以下である限り、絞り20の開度調整が行われることはない。
【0062】一方、差|vy−vr|が許容値4を上回る場合には、調光変数vyと輝度参照値vrとを互いに実質的に一致させるべく、ステップ911ないし914で絞り20の開度調整が行われる。
【0063】詳しく述べると、先ず、ステップ911で調光変数vyが輝度参照値vrよりも大きいか否かが判断される。もしvy>vrであれば、モニタ装置40の画像再現画面は輝度参照値vrよりも明る過ぎることになり、この場合にはステップ912に進み、そこで変数vdに0が与えられる。これとは反対に、もしvy<vrであれば、モニタ装置40の画像再現画面は輝度参照値vrよりも暗過ぎることになり、この場合にはステップ913に進み、そこで変数vdに1が与えられる。変数vdは絞り20の駆動モータ58の回転方向を設定するための駆動方向設定フラグであり、vd=0のとき、駆動モータ58は絞り20の開度を狭める方向に駆動させられることになり、vd=1のとき、駆動モータ58は絞り20の開度を広げる方向に駆動させられることになる。
【0064】いずれにしても、ステップ914では、差|vy−vr|の大きさに応じた数の駆動パルスが駆動回路60から駆動モータ58に対して出力され、これにより絞り20の開度調整が行われる。差|vy−vr|の大きさと駆動パルス数との関係は図10の表に示す通りである。同表に示すように、差|vy−vr|が大きければ大きい程、即ちモニタ装置40の画像再現画面の明るさを表す調光変数vyが輝度参照値vrから乖離すればする程、駆動回路60から駆動モータ58に対して出力されるべき駆動パルス数は増大させられ、このためモニタ装置40の画像再現画面の明るさを輝度参照値vrに速やかに一致させることが可能となる。
【0065】上述した第1の実施形態では、平均輝度値モードの選択時(vm=0)、局部的ハレーションを引き起こす高輝度値(220以上)を持つ画素数が0であるか若しくは無視し得る程少なければ、ハレーション状態変数vhは0若しくは実質的に0となり、このとき補正値vadも0若しくは実質的に0となる。従って、平均輝度値vaはステップ902で算出された儘とされ、この場合には平均輝度値モードによる自動調光は従来の場合と同様な態様で行われる。しかしながら、局部的ハレーションを引き起こし得る高輝度値(220以上)を持つ画素数が増大するにつれ、補正値vadも次第に大きくなって、平均輝度値vaは有効最大輝度値vpに近づけられ、これにより局部的ハレーションの発生は未然に防止されることになる。かくして、本発明にあっては、平均輝度値モードによる自動調光下での局部的ハレーションの発生はほぼ完璧に回避され得ることとなる。
【0066】図11を参照すると、図9の絞り制御ルーチンのステップ903で実行される有効最大輝度値算出ルーチンのフローチャートが示される。また、図12を参照すると、ヒストグラム抽出回路64からシステムコントローラ30のRAM30Cに取り込まれたヒストグラムデータがアドレスとの関係で模式的に示されている。同図に示すように、アドレス[000]には最低輝度値の度数データY[000]が格納され、アドレスが1ずつ増える毎にそのアドレスには最低輝度値から1ずつ増大した輝度値の度数データY[i]が格納され、アドレス[255]には最大輝度値の度数データY[255]が格納される。有効最大輝度値vpの算出については図12に示すようなヒストグラムデータに基づいて行われる。
【0067】ステップ1101では、先ず、変数iに数値255が与えられ、次いでステップ1102では、度数カウンタcnがリセットされる。続いて、ステップ1103では、閾値THが以下の演算により求められる。
TH←0.05*Σni即ち、一フレーム分或いは一フィールド分の全画素数Σniの5%に相当する画素数が閾値THとして設定される。
【0068】ステップ1104では、度数カウンタcnに最大輝度値255の度数データY[255]が与えられる。次いで、ステップ1105では、度数カウンタcnのカウント値が閾値THと比較される。もし度数カウンタcnのカウント値が閾値THよりも小さければ(cn<TH)、ステップ1106に進み、そこで変数iは1だけ減算され、その数値は最大輝度値255よりも1だけ小さい値254とされる。
【0069】続いて、ステップ1106からステップ1104に戻り、そこで度数カウンタcnのカウント値(最大輝度値255の度数データY[255])に輝度値254の度数データY[254]が更に加えられる。ステップ1105では、度数カウントcnのカウント値が再び閾値THと比較される。即ち、度数カウンタcnのカウント値が閾値THに到達するまで、最大輝度値255から1ずつ小さい輝度値の度数データY[i]が順次カウンタcnに加えられる。
【0070】ステップ1105でcn≧THとなったとき、ステップ1105からステップ1107に進み、そこで変数iの値が有効最大輝度値vpとされる。有効最大輝度値vpが求められた後、図9の絞り制御ルーチンのステップ903に戻る。
【0071】図13を参照すると、図9の絞り制御ルーチンのステップ904で実行されるハレーション状態変数算出ルーチンのフローチャートが示される。なお、ハレーション状態変数vhの算出についても図12に示すようなヒストグラムデータに基づいて行われる。
【0072】ステップ1301では、先ず、変数iに数値255が与えられ、次いでステップ1302では、度数カウンタcnがリセットされる。続いて、ステップ1303では、度数カウンタcnに最大輝度値255の度数データY[255]が与えられる。次いで、ステップ1304では、変数iがハレーションを引き起し得る高輝度値220に対応した数値220に到達したか否かが判断される。もしi>220であれば、ステップ1305に進み、そこで変数iは1だけ減算され、その数値は最大輝度値255よりも1だけ小さい値254とされる。
【0073】続いて、ステップ1305からステップ1303に戻り、そこで度数カウンタcnのカウント値(最大輝度値255の度数データY[255])に輝度値254の度数データY[254]が更に加えられる。ステップ1304では、変数iが数値220に到達したか否かが再び判断される。即ち、変数iが数値220に到達するまで、変数iが1ずつ減算されると共にその変数に対応した度数データY[i]が順次カウンタcnに加えられる。
【0074】ステップ1304でi=220となったとき、ステップ1304からステップ1306に進み、度数カウンタcnのカウント値がxとされる。次いで、ステップ1307では、ハレーション状態変数vhが上述した演算式に基づいて算出される。
【0075】図14及び図15を参照すると、本発明の第2の実施形態による絞り制御ルーチンのフローチャートが示される。この絞り制御ルーチンもシステムコントローラ30で実行されるものであって、例えば映像再現方式としてNTSC方式が採用されている場合には1/30sec毎に実行される時間割込みルーチンとされる。なお、上述した第1の実施形態の場合と同様に、この制御ルーチンの実行開始も主電源ON/OFFスイッチ70がONされてシステムコントローラ30で所定の初期化処理が行われた後とされる。
【0076】図14及び図15に示す絞り制御ルーチンは図9に示した絞り制御ルーチンと基本的には同様なものであり、ステップ1401ないしステップ1405は図9に示すステップ901ないしステップ905のそれぞれに対応するものである。即ち、ステップ1401でヒストグラムデータが取り込まれ、ステップ1402で平均輝度値vaが求められ、ステップ1403で有効最大輝度値vpが算出され、ステップ1404でハレーション状態変数vhが算出され、そしてステップ1405でモード設定変数(モード設定フラグ)vmが0であるか1であるかが判断される。
【0077】ステップ1405でvm=0のとき、即ち平均輝度値モードが選択されているとき、ステップ1406に進み、そこでハレーション状態変数vhが50%を上回るか否かが判断される。もしvh>50%であれば、全画素数の半分を超える画素の輝度値が220以上であることを意味し、モニタ装置40の画像再現画面上には大幅な領域にわたるハレーションが発生していると判断され、この場合には平均輝度値モードが選択されているにも拘わらず、後述するようにピーク値モードが強制的に選択させられる。
【0078】ステップ1406でvh≦50%であれば、ステップ1407に進み、そこでハレーション状態変数vhが例えば6%を上回るか否かが判断される。本実施形態では、ハレーション状態変数vhが6%を上回るとき、局部的なハレーションが発生していると判断される。即ち、ステップ1407では、局部的なハレーションが発生しているか否かが検出され、局部的なハレーションの検出が確認されると(vh>6%)、ステップ1408に進み、そこで補正値vadが図9のステップ906と同様に算出される。なお、この補正値vadはシステムコントローラ30のRAM30Cに保持される。
【0079】ステップ1409では、平均輝度値vaに上述の補正値vadが加算され、これにより補正後の平均輝度値vaは補正値vadだけ有効最大輝度値vp側に近付けられる。次いで、ステップ1410では、変数vcに初期値として3が設定される。変数vcは後述するように減算カウンタとして機能するだけでなく、変数vcには平均輝度値vaが補正値vadによって補正されたか否かを判別するための機能も与えられる。即ち、vc=0であるとき、平均輝度値vaはステップ1402で算出された儘であると判別され、vc≠0のとき、平均輝度値vaは補正されたものであると判別される。なお、電子内視鏡の作動中に調光モード切換スイッチ73によって平均輝度値モードからピーク値モードに切り換えられた際には、変数vcは0に初期化される(即ち、調光モード切換スイッチ73によるピーク値モード選択時には変数vcは常に0となる)。
【0080】ステップ1411では、補正値vadによって補正された平均輝度値va(ステップ1409)が調光変数vyに与えられる(平均輝度値モード)。一方、ステップ1405でvm=1であるとき、即ちピーク値モードが選択されているとき、ステップ1405からステップ1412に進み、そこで調光変数vyに有効最大輝度値vpが与えられる。
【0081】ステップ1406でハレーション状態変数vhが50%を上回るとき、即ちモニタ装置40の画像再現画面上に大幅な領域にわたるハレーションが発生しているとき、ステップ1406からステップ1413に進み、そこで変数vcに3が設定されると共に調光変数vyに有効最大輝度値vpが与えられ、更に補正値vadが有効最大輝度値vpと平均輝度値vaとの差として演算されRAM30Cへ記憶される。要するに、モニタ装置40の画像再現画面上に大幅な領域にわたるハレーションが発生している場合には、平均輝度値モードが選択されているにも拘わらず、調光変数vyに有効最大輝度値vpが設定されて、ピーク値モードが強制的に選択させられ、これによりハレーションの発生が速やかに抑えられるようにする。
【0082】いずれにしても、ステップ1414(図15)では、差|vy−vr|が例えば許容値4より大きいか否かが判断される。先にも述べたように、変数vrはモニタ装置40の画像再現画面の明るさを表す輝度参照値であり、この輝度参照値vrはUPボタンスイッチ74及びDOWNボタンスイッチ76の押下操作によって80と200との間で任意に設定される値である。要するに、差|vy−vr|が許容値4以下であれば、調光変数vyと輝度参照値vrとは互いに実質的に一致するものとして判断され、このとき本ルーチンは一旦終了する。その後、本ルーチンは1/30sec毎に繰り返し実行されるが、差|vy−vr|が許容値4以下である限り、絞り20の開度調整が行われることはない。
【0083】一方、ステップ1414で差|vy−vr|が許容値4を上回る場合には、ステップ1414からステップ1415に進み、そこで調光変数vyが輝度参照値vrよりも大きいか否かが判断される。
【0084】ステップ1415でもしvy>vrであるとき、即ちモニタ装置40の画像再現画面が輝度参照値vrよりも明る過ぎるとき、ステップ1416に進み、そこで変数vcが0以外の値となっているか否かが判断される。もしvc=0である場合には、即ち平均輝度値モードの選択時で平均輝度値vaが補正値vadによって補正されていない場合には、ステップ1417を迂回してステップ1418に進み、そこで変数vdに0が与えられる。一方、ステップ1416でvc≠0のとき、即ち平均輝度値vaが補正値vadによって補正されているとき、ステップ1417に進み、そこで変数vcに3が設定され、次いでステップ1418で変数vdに0が与えられる。
【0085】これとは反対に、ステップ1415でもしvy<vrであるとき、即ちモニタ装置40の画像再現画面が輝度参照値vrよりも暗過ぎるときには、ステップ1415からステップ1419に進み、そこで変数vcが0であるか否かが判断される。もしvc=0である場合には(即ち、平均輝度値モードの選択時で平均輝度値vaが補正値vadによって補正されていない場合)、ステップ1420に進み、そこで変数vdに1が与えられる。
【0086】図9の絞り制御ルーチンの場合と同様に、変数vdは絞り20の駆動モータ58の回転方向を設定するための駆動方向設定フラグであり、vd=0のとき、駆動モータ58は絞り20の開度を狭める方向に駆動させられることになり、vd=1のとき、駆動モータ58は絞り20の開度を広げる方向に駆動させられることになる。
【0087】いずれにしても、ステップ1421では、差|vy−vr|の大きさに応じた数の駆動パルスが駆動回路60から駆動モータ58に対して出力され、これにより絞り20の開度調整が行われる。差|vy−vr|の大きさと駆動パルス数との関係は図9の絞り制御ルーチンの場合と同様に図10の表に示す通りである。要するに、モニタ装置40の画像再現画面の明るさを表す調光変数vyが輝度参照値vrから乖離すればする程、駆動回路60から駆動モータ58に対して出力されるべき駆動パルス数は増大させられ、これによりモニタ装置40の画像再現画面の明るさを輝度参照値vrに速やかに一致させることが可能となる。
【0088】ステップ1407でハレーション状態変数vhが6%以下のとき、即ちモニタ装置40の画像再現画面に局部的なハレーションの発生が認められないか或いは局部的なハレーションの発生があったとしてもその程度が小さいとき、ステップ1407からステップ1422に進み、そこで変数vcが0以外の値となっているか否かが判断される。ステップ1422でvc≠0であるときには、2つの場合が考えられる。即ち、一方の場合は、局部的なハレーションの発生の検出後に平均輝度値vaに補正値vadを加算してその平均輝度値vaをピーク値vpに近付けることにより局部的なハレーションの発生が抑えられていると考えられる場合であり(ステップ1409)、他方の場合は、大巾なハレーションの発生後に強制的にピーク値モードが選択された結果として局部的なハレーションの発生までおさえられていると考えられる場合である(ステップ1413)。いずれの場合でも、ステップ1422からステップ1423に進み、そこで局部的なハレーションの発生時にステップ1408で或いは大幅なハレーションの発生時にステップ1413で求められた補正値vad(RAM30Cに保存)が本ルーチンの今回の実行時にステップ1402で算出された平均輝度値vaに対して加算される。次いで、ステップ1411に進み、そこで補正値vadによって補正された平均輝度値vaが調光変数vyに与えられる。要するに、局部的なハレーションの発生が検出された直後或いは大幅なハレーションの発生直後では、その発生条件が依然として変化していないとして、本ルーチンが実行される度毎にステップ1402で算出された平均輝度値vaに対して補正値vadが加算され、これにより局部的なハレーションの発生が確実に回避されるようにされる。
【0089】なお、ステップ1422でvc=0のとき、即ち平均輝度値vaがステップ1402で算出された儘とされているか、或いは切換スイッチ73によって平均輝度値モードからピーク値モードに切り換えられているとき、ステップ1423を迂回してステップ1411に進み、平均輝度値vaは補正値vadによって補正されることなく調光変数vyに与えられる。
【0090】一方、ステップ1415でvy<vrであると判断され、次いでステップ1419でvc≠0であると判断された際には、ステップ1424に進み、そこで差(vr−vy)が所定の数値例えば16を上回っているか否かが判断される。ステップ1424で差(vr−vy)が数値16を上回っているとき、ステップ1425に進み、そこで変数(減算カウンタ)vcから1が減算され、本ルーチンは一旦終了する。その後、1/30sec経過毎に本ルーチンは繰り返し実行されるが、ステップ1424で差(vr−vy)が数値16を上回っている限り、変数vcから順次1ずつ減算され、この減算は変数vcが0となるまで続く。上述したように、変数vcが0以外の値を取る限り、ステップ1422からステップ1423に進み、そこで平均輝度値vaは補正値vadが加算される。本実施形態では、変数(減算カウンタ)vcには初期値として3が設定されるので(ステップ1410、ステップ1417)、平均輝度値vaを補正値vadで補正するのを止めるのは、3回連続してvr−vy>16となったときである。
【0091】勿論、調光変数vyが3回連続してvr−vy>16となった後は変数vcは0となるが、しかし新たに局部的なハレーションの発生が検出されれば(ステップ1407)、新たな補正値vadが算出され(ステップ1408)、再び平均輝度値vaは新たな補正値vadによって補正され(ステップ1409)、次いで変数vcに初期値3が再び設定される。
【0092】上述した第2の実施形態にあっては、平均輝度値モードの選択時(vm=0)、局部的なハレーションの発生が検出されると、平均輝度値vaはその局部的なハレーションの程度に応じた補正値vadで補正されて有効最大輝度値vpに近付けられ、これにより局部的ハレーションの発生は直ちに抑えられる。かくして、平均輝度値モードによる自動調光下での局部的ハレーションの発生はほぼ完璧に回避され得ることとなる。
【0093】以上で述べた実施形態にあっては、カラー画像を再現するために面順次方式が採用されているが、カラー画像を再現するために所謂同時方式を採用してもよい。即ち、撮像センサ14として、その受光面にモザイク状のカラーフィルタを設けたものを使用してもよく、この場合にはRGBカラーフィルタ24は勿論必要とされない。
【0094】また、以上で述べた実施形態にあっては、照明光源としてキセノンランプ或いはハロゲンランプ等の白色光源を画像信号処理ユニット12内に設け、その照明光を照明用光ガイド16によってスコープ10の先端側に導く構成とされているが、しかし照明光源として発光ダイオード(LED)のような半導体発光素子を使用してもよく、このような半導体発光素子はスコープ10側に設けることが可能である。例えば、カラー画像再現のために面順次方式が採用される場合には、三原色の発光ダイオード、即ち赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを設け、これら三原色発光ダイオードを周期的に発光させることにより、被写体を赤色光、緑色光及び青色光で順次照明することができる。また、カラー画像再現のために同時方式が採用されている場合には、三原色の発光ダイオードを同時に発光させて白色光で被写体を照明してもよいし、或いは白色光発光ダイオードを用いることもできる。
【0095】発光ダイオード(LED)を照明光源として用いる場合には、絞りを排除して該発光ダイオードの通電量を制御して照明光量を制御することができる。この場合には、図9に示す絞り制御ルーチンと図14及び図15に示す絞り制御ルーチンとはそれぞれLED駆動ルーチンとされ、図9のステップ914及び図15のステップ1421のそれぞれでは、|vy−vr|の大きさに応じてLEDの駆動電流が制御される。即ち、vd=0のとき(ステップ912またはステップ1418)、LEDの駆動電流は|vy−vr|の大きさに応じて減少させられ、vd=1のとき(ステップ913またはステップ1420)、LEDの駆動電流は|vy−vr|の大きさに応じて増大させられる。
【0096】また、発光ダイオードを照明光源としてスコープ10側に設ける場合には、発光ダイオードをスコープ10の先端面に直接配置してもよいし、或いはスコープ10内に配置して光ガイドでスコープ10の先端面に導くようにすることもできる。
【0097】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明による電子内視鏡にあっては、平均輝度値モードによる自動調光による利点、即ちモニタ装置の画像再現画面を比較的明るい状態で観察し得るという利点を生かしつつ、局部的なハレーションの発生を速やかに回避し得るという作用効果が得られる。




 

 


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