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技術 電子内視鏡および電子内視鏡システム

出願人 HOYA株式会社
発明者 高橋正
出願日 2004年4月30日 (15年6ヶ月経過) 出願番号 2004-135099
公開日 2005年11月10日 (14年0ヶ月経過) 公開番号 2005-312713
状態 未査定
技術分野 孔内観察装置 内視鏡 スタジオ装置 スタジオ装置 内視鏡
主要キーワード 補正基準値 ビット数値 補正輝度値 補正基準 輝度係数 ピーク輝度値 フィールド経過 基準輝度値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年11月10日)のものです。
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図面 (11)

課題

電子内視鏡用の光源装置に接続する電子内視鏡を変更した場合においても、自動的にTVモニタに映し出される映像の明るさを一定にする。

解決手段

電子内視鏡用の光源装置は、複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡のうちの1つと接続する。各電子内視鏡は、CCD20、映像信号処理IC22、CPU23、EEPROM24等を有する。CCD20は、被写体像を捉え、その被写体像を画像信号に変換し、その画像信号を映像信号処理IC22を介してTVモニタに出力する。EEPROM24は、各電子内視鏡に応じた輝度係数を有する。CPU23は、画像信号の輝度値に、輝度係数を乗じ、補正輝度値を求める。CPU23は、その補正輝度値に基づいて、画像信号の輝度値を調整し、モニタに出力される画像の明るさを調整する。

概要

背景

電子内視鏡電子スコープ)は、その先端部に固体撮像素子を有し、固体撮像素子で捉えられた被写体像は、画像信号に変換され、この画像信号は、電子内視鏡内で所定の信号処理が施された後、プロセッサに入力される。プロセッサで、画像信号はさらに所定の画像処理等が施され、TVモニタに送られて映像として映し出される。

従来、TVモニタに映し出される映像の明るさを一定にするために、例えば特許文献1に記載されるように、電子シャッタ機能を備えた固体撮像素子における電子シャッタースピード調整または光源装置絞り調整により照明光量を調整し、画像信号の出力値輝度値)を基準値一定値)にすることが知られている。
特開平7−39514号公報

概要

電子内視鏡用の光源装置に接続する電子内視鏡を変更した場合においても、自動的にTVモニタに映し出される映像の明るさを一定にする。 電子内視鏡用の光源装置は、複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡のうちの1つと接続する。各電子内視鏡は、CCD20、映像信号処理IC22、CPU23、EEPROM24等を有する。CCD20は、被写体像を捉え、その被写体像を画像信号に変換し、その画像信号を映像信号処理IC22を介してTVモニタに出力する。EEPROM24は、各電子内視鏡に応じた輝度係数を有する。CPU23は、画像信号の輝度値に、輝度係数を乗じ、補正輝度値を求める。CPU23は、その補正輝度値に基づいて、画像信号の輝度値を調整し、モニタに出力される画像の明るさを調整する。

目的

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて成されたものであり、接続される電子内視鏡が変更されても、基準値を手動により変更する必要がない電子内視鏡および電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

効果

実績

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請求項1

それぞれが固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成する複数の電子内視鏡と、前記複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡に含まれる1つの電子内視鏡が接続される電子内視鏡用の光源装置と、前記接続された電子内視鏡で生成された前記画像信号をモニタに出力する出力手段とを備え、前記各電子内視鏡は、固有補正値を有し、前記画像信号の輝度値に、前記補正値を、加減乗除演算により作用させて補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、前記モニタに出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする電子内視鏡システム

請求項2

前記出力手段は、前記被写体像が時系列的に変換された少なくとも第1および第2の画像信号を順次前記モニタに出力し、前記接続される各電子内視鏡は、前記第1の画像信号の輝度値に、前記補正値を、加減乗除の少なくともいずれか1つの演算により作用させ、補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、前記第2の画像信号の輝度値を調整することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項3

前記電子内視鏡の固体撮像素子は電子シャッタ機能を備え、前記各電子内視鏡は、前記固体撮像素子のシャッタースピードを調整することにより、前記第2の画像信号の輝度値を調整することを特徴とする請求項2に記載の電子内視鏡システム。

請求項4

前記各電子内視鏡は、前記補正輝度値が所定の基準値に一致するように前記輝度値を調整することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項5

前記固有の補正値は、前記各電子内視鏡に備えられたメモリに記憶されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項6

前記固有の補正値は、前記各電子内視鏡が有する所定値に所定の定数が除せられて算出されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項7

前記所定値は、前記電子内視鏡に備えられたメモリに記憶されることを特徴とする請求項6に記載の電子内視鏡システム。

請求項8

前記固有の補正値は、各電子内視鏡毎に異なることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項9

前記各電子内視鏡は、それぞれ複数の光源装置に接続可能であり、前記各電子内視鏡は、前記固有の補正値を複数有し、前記輝度値に作用される前記固有の補正値は、前記各電子内視鏡に接続される光源装置に応じて変更されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項10

前記画像信号の輝度値は、少なくとも2以上の異なる方法から選択された1つの方法によって、前記固体撮像素子の各画素の輝度値から求められた輝度値であって、前記補正値は前記選択された方法に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項11

前記画像信号の輝度値は、前記固体撮像素子の各画素の輝度値の平均値、前記固体撮像素子の中央付近の画素の輝度値の平均値、および前記固体撮像素子の各画素の輝度値のうち最も高い輝度値のうちから選択されたいずれかであって、前記補正値は前記選択された輝度値に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。

請求項12

それぞれが固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成する複数の電子内視鏡と、前記複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡に含まれる1つの電子内視鏡が接続される電子内視鏡用の光源装置と、前記接続された電子内視鏡で生成された前記画像信号をモニタに出力する出力手段とを備え、前記各電子内視鏡は、固有の補正値を有し、所定の基準値に、前記固有の補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正基準値を求め、前記画像信号の輝度値が、前記補正基準値に一致するように、前記モニタに出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする電子内視鏡システム。

請求項13

固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成すると共に、少なくとも1つの電子内視鏡用の光源装置に接続可能な電子内視鏡であって、固有の補正値を有し、前記画像信号の輝度値に、前記補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、前記光源装置に出力される前記画像信号の輝度値を調整することを特徴とする電子内視鏡。

請求項14

固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成すると共に、少なくとも1つの電子内視鏡用の光源装置に接続可能な電子内視鏡であって、固有の補正値を有し、所定の基準値に、前記固有の補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正基準値を求め、前記画像信号の輝度値が、前記補正基準値に一致するように、前記光源装置に出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする電子内視鏡。

技術分野

0001

本発明は、複数の電子内視鏡と、その複数の電子内視鏡に接続可能な光源装置とを有する電子内視鏡システムに関する。

背景技術

0002

電子内視鏡(電子スコープ)は、その先端部に固体撮像素子を有し、固体撮像素子で捉えられた被写体像は、画像信号に変換され、この画像信号は、電子内視鏡内で所定の信号処理が施された後、プロセッサに入力される。プロセッサで、画像信号はさらに所定の画像処理等が施され、TVモニタに送られて映像として映し出される。

0003

従来、TVモニタに映し出される映像の明るさを一定にするために、例えば特許文献1に記載されるように、電子シャッタ機能を備えた固体撮像素子における電子シャッタースピード調整または光源装置の絞り調整により照明光量を調整し、画像信号の出力値輝度値)を基準値一定値)にすることが知られている。
特開平7−39514号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、電子内視鏡は、その種類が多岐に亘り、例えば気管支用、下部消化管用、十二指腸用、上部消化管用等種々用いられ、プロセッサは、このような複数の種類の電子内視鏡に接続可能である。

0005

しかし、電子内視鏡は、その種類の違いにより、レンズ色フィルタ視野角観察深度等が異なり、TVモニタに映し出される映像の見え方は、光源装置に接続される電子内視鏡によって異なる場合がある。すなわち、TVモニタに出力される画像信号の出力値(輝度値)を基準値(一定値)にしたところで、必ずしも映像の見かけ上の明るさが同一になるとは限らない。

0006

また、電子内視鏡の種類が同一(すなわち、電子内視鏡が有するレンズ等が同一)であって、画像信号の出力値(輝度値)を基準値(一定値)に設定した場合においても、明るさの感じ方は人それぞれであるため、使用者医師)によっては見かけ上の明るさが異なると感じる場合もある。

0007

したがってプロセッサに複数の電子内視鏡を接続するとき、このような見かけ上の明るさを同一にするためには、プロセッサにおいて手動により輝度値の基準値を変更する必要がある。しかし、プロセッサに接続される電子内視鏡の種類を変更する毎に、輝度値の基準値を手動により変更することは煩雑である。

0008

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて成されたものであり、接続される電子内視鏡が変更されても、基準値を手動により変更する必要がない電子内視鏡および電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明に係る電子内視鏡システムは、それぞれが固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成する複数の電子内視鏡と、複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡に含まれる電子内視鏡が接続される電子内視鏡用の光源装置と、接続された電子内視鏡で生成された画像信号をモニタに出力する出力手段とを備え、各電子内視鏡は、固有補正値を有し、画像信号の輝度値に、補正値を、加減乗除演算により作用させて補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、モニタに出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする。

0010

出力手段は、被写体像が時系列的に変換された少なくとも第1および第2の画像信号を順次モニタに出力する場合、各電子内視鏡は、第1の画像信号の輝度値に、補正値を、加減乗除の少なくともいずれか1つの演算により作用させ、補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、第2の画像信号の輝度値を調整する。好ましくは、電子内視鏡の固体撮像素子は電子シャッタ機能を備え、各電子内視鏡は、固体撮像素子のシャッタースピードを調整することにより、第2の画像信号の輝度値を調整する。

0011

各電子内視鏡は、補正輝度値が所定の基準値に一致するように輝度値を調整することが好ましい。固有の補正値は、各電子内視鏡に備えられたメモリに記憶されることが好ましい。

0012

固有の補正値は、各電子内視鏡が有する所定値に所定の定数が除せられて算出されることが好ましく、さらにその所定値は、電子内視鏡に備えられたメモリに記憶されることが好ましい。また、固有の補正値は、各電子内視鏡毎に異なることが好ましい。

0013

各電子内視鏡は、それぞれ複数の光源装置に接続可能であり、各電子内視鏡は、固有の補正値を複数有し、輝度値に作用される固有の補正値は、各電子内視鏡に接続される光源装置に応じて変更されることが好ましい。

0014

画像信号の輝度値は、少なくとも2以上の異なる方法から選択された1つの方法によって、固体撮像素子の各画素の輝度値から求められた輝度値である場合、補正値は選択された方法に応じて異なることが好ましい。

0015

画像信号の輝度値は、固体撮像素子の各画素の輝度値の平均値、固体撮像素子の中央付近の画素の輝度値の平均値、および固体撮像素子の各画素の輝度値のうち最も高い輝度値のうちから選択されたいずれかである場合、補正値は選択された輝度値に応じて異なることが好ましい。

0016

本発明に係る第2の電子内視鏡システムは、それぞれが固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成する複数の電子内視鏡と、複数の電子内視鏡に接続可能であって、その複数の電子内視鏡に含まれる1つの電子内視鏡が接続される電子内視鏡用の光源装置と、接続された電子内視鏡で生成された画像信号をモニタに出力する出力手段とを備え、各電子内視鏡は、固有の補正値を有し、所定の基準値に、固有の補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正基準値を求め、画像信号の輝度値が、補正基準値に一致するように、モニタに出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする。

0017

本発明に係る電子内視鏡は、固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成すると共に、少なくとも1つの電子内視鏡用の光源装置に接続可能な電子内視鏡であって、固有の補正値を有し、画像信号の輝度値に、補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正輝度値を求め、この補正輝度値に基づいて、光源装置に出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする。

0018

本発明に係る第2の電子内視鏡は、固体撮像素子を有し、この固体撮像素子で捉えられた被写体像から画像信号を生成すると共に、少なくとも1つの電子内視鏡用の光源装置に接続可能な電子内視鏡であって、固有の補正値を有し、所定の基準値に、固有の補正値を、加減乗除の演算により作用させて補正基準値を求め、画像信号の輝度値が、補正基準値に一致するように、光源装置に出力される画像信号の輝度値を調整することを特徴とする。

発明の効果

0019

以上のように、本発明によれば、光源装置に接続される電子内視鏡が変更されても、モニタに出力される画像の見かけ上の明るさを一定にすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下本発明に係る実施形態を図1図10を用いて詳細に説明する。

0021

図1は、本発明の一実施形態を適用した電子内視鏡システムの模式図を示す。電子内視鏡システムは2以上の電子内視鏡(本実施形態においては模式的に第1および第2の電子内視鏡10、90を示す。)とプロセッサ(電子内視鏡用の光源装置)14とTVモニタ15を備える。第1の電子内視鏡10は、体腔内に挿入するための挿入部11と、使用者が握り第1の電子内視鏡10を操作するための操作部12を有する。操作部12には連絡管17が接続され、連絡管17の先端部には接続部13が設けられる。第1の電子内視鏡10は、接続部13を介して、プロセッサ14に接続される。なお、第2の電子内視鏡90も第1の電子内視鏡10と同様の構成を有するので、その説明を省略する。

0022

複数の電子内視鏡のうち、選択された1つの電子内視鏡(例えば図1においては第1の電子内視鏡10)がプロセッサ14に接続される。プロセッサ14は、第1の電子内視鏡10から送られてきた画像信号を処理した後、その画像信号をTVモニタ15に出力するビデオプロセッサ役割を果たすとともに、光源(図示せず)を有し光源装置としての役割も果たす。プロセッサ14には、さらにキーボード16、パネルスイッチ18が接続される。パネルスイッチ18には、例えば明るさ設定スイッチが設けられる。明るさ設定スイッチが操作されると、後述する基準輝度値(aer)が変更させられるので、TVモニタ15に映し出される映像の明るさは変更させられる。

0023

なお、本実施形態においては第1および第2の電子内視鏡10、90も、接続部13を介して、複数の種類のプロセッサ、すなわち光源装置に接続可能である(図示せず)。電子内視鏡10に接続されるプロセッサは多岐に亘り、プロセッサに備えられる光源は、例えばキセノンランプハロゲンランプ等である。

0024

図2は、本実施形態における第1の電子内視鏡10の電気的構成を示す。なお、第2の電子内視鏡90の電気的構成は第1の電子内視鏡10の構成と同一であるので説明は省略するとともに、以下同一の部材については同一の符号を付して説明する。挿入部11(図1参照)の先端部に設けられた固体撮像素子(CCD)20は、光源から挿入部11の先端部に送られた光を利用し被写体像を捉える。捉えられた被写体像は、1フィールド毎(例えば1/60秒毎)に順次第1、第2、第3、・・・、第n、・・・の画像信号に変換される。なお、固体撮像素子20は電子シャッタ機能を備えている。

0025

固体撮像素子20で変換された画像信号は、AGC(Auto Gain Controller)21を介して、映像信号処理IC22に入力される。映像信号処理IC22では、画像信号に各種信号処理が施される。信号処理が施された画像信号は、プロセッサ14を介してTVモニタ15(図1参照)に順次出力され、TVモニタ15に映像として映し出される。

0026

映像信号処理IC22は、CPU23とシリアル通信により、データの送受信を行うとともに、CPU23によって制御される。CPU23は、いわゆるワンチップマイクロコンピュータであり、ROM、RAM、SCI(Serial Communication Interface)、I/Oポートタイマー等を有する。CPU23は、シリアル通信によりプロセッサ14ともデータの送受信を行う。CPU23には、各種設定値を記憶しておくためのEEPROM不揮発性メモリ)24が接続される。

0027

固体撮像素子20の電気的駆動例えば、電子シャッタの駆動は、CCD駆動回路25により制御される。固体撮像素子20の制御に関するタイミングチャート図3に示す。CCD駆動回路25には1/60秒毎に垂直同期信号VDが映像信号処理IC22から入力されるとともに、パルスAも入力される。パルスAは、1フィールドにおいて、映像信号処理IC22で算出された電荷蓄積時間(シャッタースピード)に対応する間、OFFからONに反転している信号であって、1フィールドの終了とともにOFFに反転する信号である。

0028

CCD駆動回路25においては、パルスP1およびパルスP2を有するパルスBが生成される。パルスP1は、垂直同期信号VDに同期して生成され、パルスP2はパルスAがOFFからONに反転するときに生成される。固体撮像素子20では、被写体像に応じた電荷蓄積され、パルスP1からP2の間に蓄積された電荷は不要電荷として排出されるとともに、パルスP2からP1の間に蓄積された電荷は画像信号として出力させられる。以上により、シャッタースピード(s1、s2、・・・、sn、・・・)に基づいて、1フィールド毎に順次蓄積された第1、第2、・・・、第n、・・・の蓄積電荷は、順次第1、第2、・・・、第n、・・・の画像信号となる。

0029

シャッタースピード(電荷蓄積時間)の決定方法を第(n+1)の画像信号を例に説明する。第nの蓄積電荷は上述したように第nの画像信号となり、映像信号処理IC22に入力される。映像信号処理IC22では、入力された第nの画像信号の輝度値(aeyn)が算出される。輝度値(aeyn)は、輝度係数P(固有の補正値)が乗ぜられ補正輝度値(paeyn)に変換される。補正輝度値(paeyn)は、基準輝度値(aer)と比較され、第(n+1)の画像信号を生成するときのシャッタースピードsn+1は式(1)により決定される。なお、輝度値(aeyn)は、第nの画像信号における固定撮像素子20の各画素の輝度値の平均値(以下、平均輝度値という)、固体撮像素子20の中央付近の画素の輝度値の平均値(以下、中央重点輝度値という)、または固体撮像素子20の各画素の輝度値のうち最も高い輝度値(以下、ピーク輝度値という)のうちのいずれかである。いずれの輝度値が選択されるかは、使用者によって、上述したパネルスイッチ18において選択される。

0030

sn+1=sn×(aer/paeyn)・・・・(1)
ただし、paeyn=P×aeyn
なお、paeyn=第nの画像信号における補正輝度値
sn=第nの画像信号を生成したときのシャッタースピード

0031

輝度値は8ビット(0〜255)の数値で設定される。一方、基準輝度値は、補正輝度値が一致させられるべき値であって、例えば8ビットの数値の中心値である128に設定される。ここで、補正輝度値が基準輝度値と同一であるならば、式(1)に示すようにシャッタースピードは特に調整される必要はないので、シャッタースピードsn+1は、第nの画像信号を生成するときのシャッタースピードsnと同一のままである。しかし、例えば補正輝度値が基準輝度値(128)より小さくなると、式(1)においてaer/paeynは1より大きくなり、シャッタースピードは長くなる。一方、補正輝度値が基準輝度値より大きくなると、シャッタースピードは短くなる。すなわち、それぞれの画像信号の出力値は、その補正輝度値が基準輝度値に一致するように調整される。

0032

固体撮像素子20で出力値が調整された第1、第2、・・・、第n、・・・の画像信号は、順次モニタに出力される。ここで、それぞれの画像信号は、例えば固体撮像素子20で捉えられた画像信号の輝度値(aeyn)が、基準輝度値(aer)に一致するように調整されれば、本来、TVモニタに出力される映像の見かけ上の輝度(明るさ)は適正になるはずである。すなわち、シャッタースピードは式(1’)により調整されれば良いはずである。
sn+1=sn×(aer/aeyn)・・・・・(1’)

0033

しかし、プロセッサ14には、複数の電子内視鏡が接続され、この複数の電子内視鏡は、その種類が異なれば、その種類に応じて例えば用いられるレンズ、色フィルタ等が異なる。したがって、プロセッサ14に接続される電子内視鏡が変更されると、その変更される毎にTVモニタ15に表示される映像の見かけ上の明るさも変動し、輝度値を基準輝度値に一致させたとしても、TVモニタに表示される映像は、明るく感じたり、暗く感じたりする。さらに、第1の電子内視鏡10には、同様に複数の種類の光源装置(プロセッサ)が接続される。そして、光源装置から発する光は、その種類に応じて例えば色温度が大きく異なる。したがって、電子内視鏡に接続される光源装置が変更されると、TVモニタに表示される映像の見かけ上の明るさは変動し、TVモニタに表示される映像は、必ずしも同じ明るさに見えるとは限らない。

0034

すなわち、電子内視鏡と光源装置(プロセッサ)の接続される組み合わせが替わる毎に、TVモニタに表示される映像は、明るく感じられたり、暗く感じられたりする。また、使用者である各医師の明るさに対する感じ方も様々であり、組み合わせが同じであっても、医師によってその見かけ上の明るさが同一でないと判断する場合もある。

0035

そこで、本実施形態においては、各電子内視鏡10、90は、固有の輝度係数P(補正値)を有し、その輝度係数Pが各輝度値(aeyn)に乗ぜられ補正輝度値(paeyn)が求められる。そして、その補正輝度値と基準輝度値が一致するように、シャッタースピードが調整される。

0036

ここで、輝度係数Pは見かけ上の明るさに応じて決定させられる。特定のプロセッサと特定の電子内視鏡の組み合わせにおいて、例えば画像信号の出力値が基準輝度値と同じであるにも拘わらず、TVモニタに映る見かけ上の明るさが明るい場合は、画像信号の出力値が抑制されるために、その輝度係数Pは1以上に設定される。一方、見かけ上の明るさが暗い場合は、画像信号の出力値を増大させるために、その輝度係数Pは1以下に設定される。これにより、本実施形態においては、電子内視鏡とプロセッサ(光源装置)の接続される組み合わせの違いに起因する見かけ上の明るさを適正に保つことができ、使用者はパネルスイッチ18の明るさ設定スイッチを自ら操作することなく、適正な明るさの映像を観察することができる。

0037

図4図5を用いて、輝度係数Pの設定方法を詳述する。図4は第1の電子内視鏡10内のEEPROM24に記憶されたテーブルを示す図である。図5は第2の電子内視鏡90内のEEPROM24に記憶されたテーブルを示す図である。

0038

第1または第2の電子内視鏡10、90がプロセッサ14に接続されると、プロセッサ14からはそのプロセッサを判別する情報、すなわちシリアルナンバーがCPU23に送られる。一方、図4、5に示すようにEEPROM24には、プロセッサのシリアルナンバーとともに、そのシリアルナンバーそれぞれに対応した輝度変数(aec)に設定する値が記憶されている。なお、本実施形態においては、図4、5に示すように輝度値が平均輝度値、ピーク輝度値または中央重点輝度値のいずれかが選択されたかによって輝度変数(aec)用の値は異なる。

0039

プロセッサ14から送られてきたシリアルナンバーは、EEPROM24に記憶されたシリアルナンバーと比較され、第1および第2の電子内視鏡10、90に接続されたプロセッサ14が判別されるとともに、その判別されたプロセッサに対応する輝度変数がEEPROM24から読み出される。すなわち、同一の電子内視鏡に異なるプロセッサが接続されると、その接続されたプロセッサに応じて輝度変数(aec)の値が設定される。

0040

さらに、本実施形態においては、第2の電子内視鏡90に記憶される輝度変数(aec)の値は、同一のシリアルナンバーに対応する第1の電子内視鏡10に記憶される輝度変数(aec)の値と異なる。すなわち、図4、5に示すように、シリアルナンバーがp20975と同一であっても(つまりプロセッサが同一であっても)、第1の電子内視鏡10に記憶される輝度変数(aec)の値(例えば平均輝度値モードにおいては128)と、第2の電子内視鏡90に記憶される輝度変数(aec)の値(例えば平均輝度値モードにおいては120)とは異なる。つまり、本実施形態においては、同一のプロセッサに接続される電子内視鏡が変更されれば、輝度変数(aec)は変更させられる。したがって、同一のプロセッサに異なる電子内視鏡が接続されると、その接続された電子内視鏡に応じて輝度変数(aec)の値が設定される。

0041

輝度変数は、光源装置および電子内視鏡の特性に応じて、65〜255に設定される。また、EEPROM24には輝度変数を除するための定数であってビットの中心値である128が記憶されている。ここで、輝度変数はこの定数128によって除せられ輝度係数Pとなる。すなわち、P=aec/128である。したがって、第1および第2の電子内視鏡は、実質的に固有の輝度係数P(固有の補正値)を有すこととなり、実質的に輝度係数PはEEPROM24に記憶されている。

0042

例えば画像信号の輝度値が基準輝度値(例えば128)と一致しているにも拘わらず、TVモニタに映し出される画像の見かけ上の明るさが明るすぎる場合、その電子内視鏡とプロセッサの組み合わせにおいては、輝度変数は128より大きく設定されている。一方、画像信号の輝度値が基準輝度値と一致しているにも拘わらず、TVモニタに映し出される画像の見かけ上の明るさが暗すぎる場合、その電子内視鏡とプロセッサの組み合わせにおいては、輝度変数は128より小さく設定されている。

0043

したがって、例えば輝度値を基準輝度値(128)に設定しているにも拘わらず、TVモニタに映し出される映像の見かけ上の明るさが明るすぎる場合、輝度係数Pは1以上となり、これにより補正輝度値の大きさは本来の画像信号の輝度値に比べて大きくなるので、画像信号の出力値は抑制され、TVモニタに映し出される画像の明るさも抑制される。一方、見かけ上の明るさが暗すぎる場合、輝度係数Pは1以下に設定される。

0044

図6は、第1の電子内視鏡10が有するCPU23(図2参照)において実行されるプログラムを示す。本プログラムにおいては、初期設定処理(ステップS200)、電子内視鏡スイッチ処理(ステップS300)、第1の通信処理(ステップS400)、第2の通信処理(ステップS500)、その他処理(ステップS600)、自動調光処理(ステップS700)が実行される。自動調光処理が終了すると、本プログラムにおいては、ステップS300に戻る。

0045

初期設定処理では、CPU23、映像信号処理IC22の各レジスタの設定、その他各種変数が設定される。内規鏡スイッチ処理では、電子内視鏡10に設けられた各スイッチに関連する処理が行われる。すなわち、ステップS300では、各スイッチが押された場合、それらのスイッチに関する情報がCPU23を介してプロセッサ14(図1参照)に送られる。

0046

第1の通信処理では、ステップS300で行われた処理以外の処理に関するデータがプロセッサ14とCPU23間で送受信される。第2の通信処理では、各種制御データが映像信号処理IC22とCPU23間で送受信される。ここでは、主にCPU23が映像信号処理IC22を制御するための制御データが映像信号処理IC22に送られる。ステップS600では、その他様々な処理が行われ、ステップS700では画像信号の輝度値を一定にするための自動調光が行われる。

0047

図7を用いて初期設定処理についてさらに詳述する。初期設定処理が開始されると、ステップS202でまずCPU23のレジスタの設定が行われる。次に、ステップS204では、映像信号処理IC22等のその他周辺回路のレジスタが設定される。ステップS206では、各変数が初期値に設定される。ステップS208では、CPU23はプロセッサ14に対して、シリアルナンバーを送信するように要求する。ステップS209では、基準輝度値と、輝度算出モードがいずれのモードに設定されているかをプロセッサ14に対して送信するように要求する。すなわち、輝度値(aeyn)が上述した平均輝度値、ピーク輝度値、または中央重点輝度値のいずれの輝度値であるか送信するように要求する。ステップS210では、その要求に応じてプロセッサ14からシリアルナンバー、基準輝度値、および輝度算出モードがCPU23に送られ、CPU23がそのデータを受信する。ここで基準輝度値とは、プロセッサ14が設定している明るさレベルブライトネスレベル)に対する参照値のことである。

0048

ステップS212では、プロセッサ14から送信されたシリアルナンバーと同一のシリアルナンバーがEEPROM24に記憶されているか否かが判定される。ステップS212で同一のシリアルナンバーが記憶されていると判定されると、ステップS214に進み、ステップS214では、そのシリアルナンバーと、設定されている輝度算出モードに応じて図4に示すテーブルに従って輝度変数の値が読み出される。したがって、例えばシリアルナンバーがq20087であって輝度算出モードが平均輝度値モードである場合、輝度変数が154に設定される(図4参照)。輝度変数が設定されると、初期設定処理が終了する。

0049

一方、シリアルナンバーと同一のシリアルナンバーがEEPROM24に記憶されていない場合、ステップS220では、電子内視鏡10に接続されたプロセッサのシリアルナンバーがEEPROM24に記憶されるとともに、そのシリアルナンバーに対応する輝度変数用の値は8ビット数値の中心値である128に一旦設定される。ステップS222では、CPU23は、プロセッサ14に対して輝度変数用の値を設定するように要求する。要求し終えると、初期設定処理は終了する。プロセッサ14では、輝度変数用の値を設定するように要求されると、図8に示す輝度変数設定処理が開始される。

0050

輝度変数設定処理では、まず図8に示すように、プロセッサ14は、輝度変数(aec)の設定要求が電子内視鏡10から送信されたことをステップS252においてTVモニタ15上に表示させるともに、輝度変数用の値をステップS254でTVモニタ上に表示させ、使用者に輝度変数用の値の設定要求があったことおよび輝度変数用の値を知らしめる。輝度変数用の値は、最初128に設定されているので、TVモニタ上には、例えばaec=128と表示される。なお、輝度変数設定処理においては、平均輝度値モード、ピーク輝度値モード、および中央重点輝度値モードにおける輝度変数用の値が順に設定される。したがって、ステップS254では現在設定されている輝度変数用の値が平均輝度値モードにおける値であることも表示される。

0051

使用者は、TVモニタ15上の表示を見ながら、輝度変数用の値を設定する。したがって、ステップS256ではキーボード16の上キーが押されたか否かが判定され、上キーが押されたと判定されると、ステップS260で輝度変数(aec)用の値に1が加算され、その値が電子内視鏡10へ送信される。その加算された輝度変数用の値はステップS254でTVモニタ15上に表示される。

0052

ステップS256で上キーが押されていないと判定されると、ステップS258に進み、ステップS258では、下キーが押されたか否かが判定され、下キーが押されたと判定されると、ステップS262においてaecの値に1が減ぜられ、その値が電子内視鏡10へ送信される。ステップS254でその減ぜられたaecの値はTVモニタ上に表示される。

0053

ステップS258で下キーが押されていないと判定されると、ステップS264に進み、ステップS264では、キーボード16のenterキーが押されたか否かが判定される。enterキーが押されていないと判定されると、ステップS254に戻る。一方、enterキーが押されたと判定されると、ステップS266において、上下キーで変更された値(TVモニタ上に表示された値)が平均輝度値モードにおける輝度変数(aec)の値として確定される。その確定された値は、EEPROM24へ記憶される値なので、プロセッサからCPU23にEEPROM24へ記憶することを指示するコマンドが送信される。ステップS270では、ピーク輝度値モードにおける輝度変数用の値がステップS254〜S266と同様に設定される。ステップS280でも、同様に、中央重点輝度値モードにおける輝度変数用の値が設定される。なお、輝度変数設定処理は、新しい種類の光源装置(プロセッサ)または電子内視鏡が使用者に納品されたときに設定されるので、通常サービスマンによって設定される。サービスマンは、通常各光源装置(プロサッサ)の特性を充分に理解しているので、容易に輝度変数の値を設定することができる。

0054

以上のように、輝度変数の値は、プロセッサ毎(シリアルナンバー毎)に、電子内視鏡10内に記憶され、これにより、輝度変数の値は、光源装置が変更されると、変更させられる。

0055

図9は、第1の通信処理(ステップS400)の詳細を示す。第1の通信処理においては、まずステップS402でプロセッサ14からCPU23に対してデータが送信されたか否かが判定される。ここで、プロセッサ14からデータが送られてこない場合には、第1の通信処理は終了する。プロセッサ14からデータが送信されると、ステップS404では、その送られたデータがAEデータか否かが判定される。ここで、AEデータとは自動調光するときに使用されるデータを言い、具体的には先述した基準輝度値(aer)と輝度変数(aec)を含む。

0056

すなわち、後述するステップS408とS410では、上述したようにパネルスイッチ18の明るさ設定スイッチが操作された場合、プロセッサ14から基準輝度値に関する情報が送信されるので、CPU23でその情報についての処理が行われる。一方、ステップS412以下では、上述したステップS260、S262、S266で輝度変数用の値が設定されると、プロセッサ14から輝度変数用の値に関する情報が送信されるので、CPU23でその情報についての処理が行われる。

0057

プロセッサ14から送られてくるデータは、2バイトで構成され、さらに各バイトは8ビットで構成される。送られてくるデータの1バイト目は、そのデータの種類を判別するためのデータである。そして、2バイト目には、そのデータに関する数値が書き込まれている。ここで、基準輝度値のデータは1バイト目がa3h、輝度変数のデータは1バイト目がafhと決められている。したがって、1バイト目がafhまたはa3hのデータである場合には、送られてきたデータはAEデータと判断され、ステップS408に進む。AEデータではないと判断された場合、ステップS406において、送られてきたデータは自動調光に関するデータ以外のデータであるので、そのデータに対応した処理が行われ、第1の通信処理は終了する。

0058

ステップS408では、第1バイトがa3hか否か否かが判定され、a3hである場合、ステップS410では、基準輝度値(aer)が受信したデータの2バイト目の値に設定され、第1の画像処理は終了する。

0059

ステップS408で第1バイトがa3hでない場合、ステップS412に進み、ステップS412では第1バイトがafhか否かが判定され、afhでない場合には、第1の通信処理は終了する。また、第1のバイトがafhである場合、ステップS414に進む。ステップS414では、輝度変数設定モードで設定された輝度変数用の値が平均輝度値モードの輝度変数用の値であると判定した場合、ステップS416に進む。ステップS416では、プロセッサ14のシリアルナンバーに対応し、かつ平均輝度値モードに対応する項に、そのデータの2バイト目の値が輝度変数の値のデータとして記憶され、第1の通信処理は終了する。ステップS418で輝度算出モードがピーク輝度値モードである判定された場合、ステップS420ではステップS416と同様にピーク輝度値モードに対応する項に、輝度変数の値のデータとして記憶される。ステップS422およびステップS424においても同様である。

0060

図10は自動調光処理(ステップS700)の処理を詳細に示す。自動調光処理が開始されると、ステップS702では1フィールド終了したか否かが判定され、ステップS702で1フィールド終了していないと判定されると、具体的な自動調光処理は行われずに、本処理は終了する。すなわち、自動調光(シャッタの調整)は、本実施形態では、1フィールド毎に行われる。1フィールド経過したと判定されると、ステップS704〜ステップS710において自動調光が行われる。

0061

自動調光処理において、ステップS704ではまず第nの画像信号の輝度値(aeyn)が映像信号処理IC22からCPU23に入力される。ステップS706では、画像信号の補正輝度値(paeyn)が算出される。ここで、補正輝度値は、画像信号の輝度値に輝度係数Pが乗ぜられて算出される。ステップS708では、その補正輝度値(paeyn)と第nの画像信号のシャッタースピード(sn)に基づいて、式(1)により第(n+1)の画像信号のシャッタースピード(sn+1)が算出される。

0062

ステップS710ではシャッタースピード(sn+1)が映像信号処理IC22に送られ、映像信号処理IC22の該当レジスタに記憶される。映像信号処理IC22は、その記憶されたシャッタースピード(sn+1)に基づいてパルスA、パルスBをCCD駆動回路25に送り、CCD駆動回路25ではそのシャッタースピード(sn+1)に基づき、第(n+1)の画像信号が生成されるときの固体撮像素子20のシャッタが制御される。

0063

なお、本実施形態においては、第2の電子内視鏡90が有するCPU23(図2参照)においても上述したプログラムと同様のプログラムが実行される。したがって、プロセッサ14に第2の電子内視鏡90が接続されている場合においても、輝度変数用の値は同様にシリアルナンバー毎に変更させられるので、第2の電子内視鏡90においても、接続される光源装置が変更させられると、輝度変数用の値は変更させられる。また、第1および第2の電子内視鏡10、90それぞれにおいては、シリアルナンバーが同一の値であっても、輝度変数用の値は異なる値が設定可能であるので、本内視鏡システムにおいては、接続される電子内視鏡が変更されると、輝度変数を変更することができる。

0064

なお、本実施形態においては、上述したように輝度値aeynに輝度係数Pが乗ぜられ補正輝度値paeynが算出され、シャッタースピードsn+1が算出されたが、基準輝度値に輝度係数Pが除せられて補正基準輝度値(paer)が求められ、以下に示す式(2)によりシャッタースピードsn+1が算出されても良い。この場合においても、輝度係数P=aec(輝度変数)/128である。
sn+1=sn×(paer/aeyn)・・・・(2)
ただし、paer=aer/P

0065

さらに、本実施形態においては輝度値aeynに輝度係数Pが乗ぜられ、補正輝度値paeynが算出されたが、輝度値aeynに輝度定数P(固有の補正値)が加減され、補正輝度値paeynが算出されても良い。この場合、輝度変数(aec)=輝度定数Pとなり、以下に示す式(3)によりシャッタースピードsn+1が算出される。なお、この場合、輝度変数(aec)=Pの範囲は、本実施形態では、−65〜+85に設定する。
sn+1=sn×(aer/paeyn)・・・・(3)
ただし、paeyn=aeyn+aec

0066

なお、輝度値aeynに輝度定数P(aec)が加算され補正輝度値paeynが算出されるとき、TVモニタに映る見かけ上の明るさが明るい場合は、画像信号の出力値を抑制するために、その輝度係数Pは0以上に設定される。一方、見かけ上の明るさが暗い場合は、画像信号の出力値を増大させるために、その輝度定数Pは0以下に設定される。

0067

さらに、上述したように補正基準輝度値(paer)が求められる場合においても、以下に示す式(4)のように、基準輝度値に輝度定数Pが加減されて、補正基準輝度値(paer)が求められ、この補正基準輝度値paerからシャッタースピードsn+1が算出されても良い。この場合、輝度変数(aec)=輝度定数Pとなり、輝度変数(aec)=Pの範囲は、本実施形態では−65〜+85に設定する。
sn+1=sn×(paer/aeyn)・・・・(4)
ただし、paer=aer+ace

0068

式(4)の場合、TVモニタに映る見かけ上の明るさが明るい場合は、画像信号の出力値を抑制するために、その輝度定数Pは0以下に設定される。一方、見かけ上の明るさが暗い場合は、画像信号の出力値を増大させるために、その輝度定数Pは0以上に設定される。

0069

さらに、式(1)の代わりに式(5)に示すように、輝度値aeynに輝度係数Pが除せられ、補正輝度値paeynが算出されても良い。
sn+1=sn×(aer/paeyn)・・・・(5)
ただし、paeyn=aeyn/P

0070

さらに、式(2)の代わりに式(6)に示すように、基準輝度値に輝度係数Pが乗ぜられ、補正基準輝度値paerが算出されても良い。
sn+1=sn×(paer/aeyn)・・・・(6)
ただし、paer=P×aer

0071

以上のように、本実施形態においては、輝度値aeynに、補正値(輝度定数または輝度係数)を、加減乗徐いずれか1つの演算により作用させ、補正輝度値paeynを算出したが、補正輝度値paeynは、輝度値aeynに、単数もしくは複数の補正値を、加減乗徐の演算により作用させ算出しても良い。すなわち、例えば、補正輝度値は式(7)により算出されても良い。
paeyn=a×(aeyn+b)−c・・・・(7)
ただし、a、b、およびcは補正値。

0072

さらに、上述した補正基準輝度値paernも同様に式(8)により算出されても良い。
paern=a×(aern+b)−c・・・・(6)
ただし、a、b、およびcは補正値。

0073

すなわち、特許請求の範囲における「画像信号の輝度値に、補正値を加減乗除の演算により作用させ」とは、加減乗除すべての演算を用いるのではなく、少なくとも1つの加減乗除の演算により補正値を輝度値に作用させることを意味する。なお、補正値も複数であっても良い。

図面の簡単な説明

0074

本発明の実施形態に係る電子内視鏡装置を模式的に示す。
本発明の実施形態に係る電子内視鏡における電気的構成を示す。
電子内視鏡の固体撮像素子の制御に関するタイミングチャートを示す。
第1の電子内視鏡のメモリに記憶されたテーブルを示す。
第2の電子内視鏡のメモリに記憶されたテーブルを示す。
電子内視鏡に設けられたCPUが実行するプログラム全体を示す。
CPUが実行するプログラムのうち初期設定処理を詳細に示す。
プロセッサで実行される輝度変数設定処理のプログラムを示す。
CPUが実行するプログラムのうち第1の通信処理を詳細に示す。
CPUが実行するプログラムのうち自動調光処理を詳細に示す。

符号の説明

0075

10 第1の電子内視鏡
14プロセッサ(電子内視鏡用の光源装置)
15TVモニタ
20固体撮像素子(CCD)
24 EEPROM(メモリ)
90 第2の電子内視鏡

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