JPH0928668A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内視鏡観察画像の中の特定の部分を常に適正な
明るさの良質な画像に維持することができて、テレビジ
ョン方式等が相違してもその影響を受けず、しかも回路
構成が小さくて済んで調整操作が簡単な電子内視鏡装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】固体撮像素子１１から得られた映像信号の
輝度信号データをヒストグラム処理するためのヒストグ
ラム処理手段２９と、ヒストグラム処理手段２９で得ら
れた結果に応答して内視鏡観察画像の明るさを制御する
ための画像明るさ制御手段３０とを設けると共に、画像
明るさ制御手段３０で制御処理に供されるデータをモニ
タ４０画面に表示される範囲の画像のデータに限定する
ためのデータ限定手段３２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内視鏡の観察画
像を固体撮像素子で撮像するようにした電子内視鏡装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の電子内視鏡装置を示してお
り、電子内視鏡５０に設けられた固体撮像素子５１で得
られた撮像信号は、まずビデオプロセッサ６０の第１の
信号処理回路６１に入力されて所定の信号処理が行われ
る。

【０００３】次いで、第１の信号処理回路６１から出力
された映像信号は、第２の信号処理回路６２に入力され
て所定の信号処理が行われると共に、ピーク値検波回路
６３又は平均値検波回路６４のいずれか一方に入力され
る。

【０００４】そして、検波回路６３，６４の一方から出
力された信号が絞り制御回路６５に送られて、光源ラン
プ６６から電子内視鏡５０のライトガイド５２に入射す
る照明光線束の面積を調整する絞り６７の動作が制御さ
れ、モニタ８０画面に映し出される内視鏡観察画像の明
るさが適正状態に制御される。

【０００５】ピーク値検波回路６３と平均値検波回路６
４との切り換えは、ＣＰＵを有する制御部６８に操作パ
ネルから手動入力される信号にしたがって行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の電
子内視鏡装置においては、ピーク値検波回路６３と平均
値検波回路６４のどちらの回路の信号で絞り６７の動作
制御を行うかを手動で選択する必要があるので、その切
り換えを行うのに手間がかかり、内視鏡操作を行う医者
や内視鏡検査を受けている患者の負担が大きくなってい
た。

【０００７】また、ＮＴＳＣやＰＡＬ等のテレビジョン
方式が異なると映像信号のフレーム周波数が相違するの
で、それに応じて各検波回路６３，６４のコンデンサの
時定数等を変えたり、或いは絞り制御回路６５等を切り
換える必要があるので、良質な画面を得るためには回路
構成が大きくなってしまうと共に、切り換え操作が煩雑
になってしまう問題があった。

【０００８】さらに、観察画像をモニタ画面に拡大表示
する場合でも、拡大によって画面に表示されなくなる画
像部分の信号をあわせて検出してしまうので、表示され
る画面に適合する明るさ制御が行われず、良質な画像が
得られない場合がある。

【０００９】また、画面の中の特定箇所の画像（例えば
患部部分の画像）を適正な明るさにしようとしても、そ
のような部分だけの明るさを指定した制御はできないの
で、診断上必要な部分の画像が見にくい場合でも修正で
きなかった。

【００１０】そこで本発明は、内視鏡観察画像の中の特
定の部分を常に適正な明るさの良質な画像に維持するこ
とができて、テレビジョン方式等が相違してもその影響
を受けず、しかも回路構成が小さくて済んで調整操作が
簡単な電子内視鏡装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子内視鏡装置は、内視鏡の観察画像を固
体撮像素子で撮像してモニタ画面に表示するようにした
電子内視鏡装置において、上記固体撮像素子から得られ
た映像信号の輝度信号データをヒストグラム処理するた
めのヒストグラム処理手段と、上記ヒストグラム処理手
段で得られた結果に応答して上記内視鏡観察画像の明る
さを制御するための画像明るさ制御手段とを設けると共
に、上記画像明るさ制御手段で制御処理に供されるデー
タを上記モニタ画面に表示される範囲の画像のデータに
限定するためのデータ限定手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図１は本発明の実施例の電子内視鏡装置
の全体的構成を示しており、電子内視鏡１０の挿入部の
先端に設けられた対物光学系（図示せず）による被写体
の結像位置に、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）からなる
固体撮像素子１１が配置されている。１２は、観察範囲
を照明する照明光を伝達するためのライトガイドファイ
ババンドルである。

【００１３】また、電子内視鏡１０には、後述する複数
のウィンドウの中から一つのウィンドウを選択するため
の信号を設定する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１３と
第１及び第２の選択スイッチ１４，１５とが設けられて
いて、それらからの出力信号がビデオプロセッサ２０に
送られる。

【００１４】電子内視鏡１０が接続されたビデオプロセ
ッサ２０は照明光源装置を兼用しており、電子内視鏡１
０のライトガイドファイババンドル１２に対して、光源
ランプ２１から照明光が入射される。

【００１５】ライトガイドファイババンドル１２の入射
端と光源ランプ２１との間には、ライトガイドファイバ
バンドル１２に入射する照明光線束の面積を変えるため
の絞り２２が配置されている。２３は、絞り２２の開閉
動作を制御するためのステップモータである。

【００１６】固体撮像素子１１で撮像された撮像信号
は、ビデオプロセッサ２０内において、まずＣＣＤプロ
セス部２４に入力されて撮像信号からアナログの映像信
号が抽出され、その映像信号がアナログデジタル変換回
路２５においてデジタルの映像信号に変換される。

【００１７】アナログデジタル変換回路２５から出力さ
れたデジタル映像信号は、三原色の各色別に切り換えら
れて順次、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応
したフレームメモリ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに格納され
る。

【００１８】そして、各色映像信号は、各フレームメモ
リ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂから同時に読み出されて、テ
レビモニタ４０への表示画像の大きさを拡大するための
拡大処理回路３１を経てビデオプロセス部２７に入力さ
れ、そこで所定の処理が施されて得られた赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の映像信号がテレビモニタ４０
に出力される。

【００１９】拡大処理回路３１から出力される赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のデジタル映像信号
は、ビデオプロセス部２７に送られるのと同時に、輝度
信号生成回路２８に入力され、そこで輝度信号が三原色
信号から変換されて生成される。

【００２０】輝度信号生成回路２８から出力された輝度
信号は、ウィンドウ選択回路３２に入力される。ウィン
ドウ選択回路３２は、図２に例示されるように、例えば
４つのウィンドウに対応するデータ限定回路３２ａ…が
並列に配置されていて、そのうちの一つの回路が選択さ
れるようになっている。

【００２１】４つの回路は、各々固体撮像素子１１の撮
像面上において例えば図３に４種類示されるウィンドウ
の範囲のデータを指定するように設定されている。ただ
し、ウィンドウの数や各ウィンドウによって指定される
画面範囲等は、それに限定されるものではない。

【００２２】ウィンドウ選択回路３２によって指定され
た画面範囲だけのデータに限定された輝度信号は、次に
ヒストグラム処理回路２９に入力され、そこで輝度信号
に対してヒストグラム処理が行われて、その結果が、中
央演算装置（ＣＰＵ）を有する制御部３０に入力され
る。

【００２３】制御部３０においては、ヒストグラム処理
回路２９から入力される例えば図４に示されるようなヒ
ストグラムデータから、輝度信号の平均値、最大値、最
小値、中央値、分散及び標準偏差等が、次式等に基づい
て算出される。

【００２４】

【数１】

【００２５】そして、それらの値に対応して絞り動作制
御用のステップモータ２３、光源ランプ２１及びＣＣＤ
プロセス部２４に制御信号が出力されて、絞り２２の開
度、光源ランプ２１の明るさ及び撮像信号を増幅する際
のゲイン等が制御され、テレビモニタ４０の画面に映し
出される内視鏡観察画像の明るさが適正状態に制御され
て、画質が最適の状態に維持される。

【００２６】ただし、制御部３０においては、電子内視
鏡１０側のＲＯＭ１３と選択スイッチ１４，１５とから
ウィンドウの設定状態指定信号を読み取り、それに対応
して拡大処理回路３１における拡大率設定とウィンドウ
選択回路３２におけるデータ限定回路３２ａ…の選択を
行っている。また、制御のための基準となる設定値の入
力等は、ビデオプロセッサ２０のコントロールパネル３
３から制御部３０に対して行われる。

【００２７】このように構成された実施例装置において
は、ヒストグラム処理回路２９に入力される輝度信号デ
ータは、テレビモニタ４０に表示される範囲の画像のデ
ータに限定され、そのデータに基づいてステップモータ
２３、光源ランプ２１及びＣＣＤプロセス部２４等の動
作が制御される。

【００２８】図５は、制御部３０において行われる制御
処理の一部を行うためのソフトウェアのフロー図であ
り、Ｓは処理ステップを示す。ここでは、まず第１のウ
ィンドウとそれに対応するウィンドウ選択回路３２の第
１のデータ限定回路３２ａを選択する等の初期設定をし
た後（Ｓ１）、電子内視鏡１０のＲＯＭ１３に格納され
ているデータを読み込む（Ｓ２）。

【００２９】そして、そのデータが「Ａ」の場合は、拡
大処理回路３１の拡大率を２倍に設定すると共に、第２
のウィンドウとそれに対応するウィンドウ選択回路３２
の第２のデータ限定回路３２ｂを選択して次のＳ５に進
む（Ｓ４）。データが「Ａ」でない場合は、そのまま、
つまり標準状態の設定と選択のままＳ５に進む（Ｓ
３）。

【００３０】Ｓ５では、電子内視鏡１０の第１の選択ス
イッチ１４の状態を読み込み、第１の選択スイッチ１４
がオンの場合には、第３のウィンドウとそれに対応する
ウィンドウ選択回路３２の第３のデータ限定回路３２ｃ
を選択して次のＳ８に進み（Ｓ７）、スイッチがオンで
ない場合にはそのままＳ８に進む（Ｓ６）。

【００３１】Ｓ７では、電子内視鏡１０の第２の選択ス
イッチ１５の状態を読み込み、第２の選択スイッチ１５
がオンの場合には、第４のウィンドウとそれに対応する
ウィンドウ選択回路３２の第４のデータ限定回路３２ｄ
を選択して次のＳ１０に進み（Ｓ９）、スイッチがオン
でない場合にはそのままＳ１０に進む（Ｓ８）。

【００３２】Ｓ１０では、ヒストグラム処理回路２９か
らヒストグラムデータを読み込み、そのデータから平均
値を算出する（Ｓ１１）。そして、その平均値が設定値
から許容される所定の範囲の最大値より大きい場合は、
絞り２２を閉じる方向にステップモータ２３を１ステッ
プだけ回転させる（Ｓ１２，Ｓ１３）。

【００３３】平均値が設定値から許容される所定の範囲
の最小値より小さい場合は、絞り２２を開く方向にステ
ップモータ２３を１ステップだけ回転させてから（Ｓ１
４，Ｓ１５）、Ｓ２へ戻ってそこから制御処理を繰り返
す。平均値が所定範囲内にあるときは、そのままＳ２へ
戻ってそこから制御処理を繰り返す。

【００３４】なお、図５に示したのは平均値から絞り２
２の開度を制御するためのフロー図のみであるが、制御
部３０においては、ヒストグラムの各種データからビデ
オプロセッサ２０各部の動作を制御するためのソフトウ
ェアが用いられる。また、拡大率の設定やウィンドの設
定と選択なども、ソフトウェアによって自由に変えるこ
とができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子から得ら
れた映像信号の輝度信号データをヒストグラム処理し
て、そのヒストグラムデータに応答して内視鏡観察画像
の明るさを制御する画像明るさ制御手段を設けたことに
より、平均値検出、ピーク値検出その他の各種データ検
出を同一回路で行うことができるので、回路構成を小さ
くすることができて煩雑な調整等も不要となり、しかも
テレビジョン方式等の相違にも影響されずに、常に最適
な明るさの良質の内視鏡観察画像を得ることができる。

【００３６】そして、画像明るさ制御手段で制御処理に
供されるデータをモニタ画面に表示される範囲の画像の
データに限定するためのデータ限定手段を設けたので、
内視鏡観察画像の中の特定の部分を常に最適な明るさの
良質な画像に維持することができ、例えば、観察画像を
モニタ画面に拡大表示する場合には、拡大によって画面
に表示される画像部分の信号だけから画像の明るさ制御
が行われ、画面の中の患部部分等を指定してその画像を
適正な明るさで観察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回路ブロック図である。

【図２】実施例のウィンドウ選択回路の回路ブロック図
である。

【図３】実施例のウィンドウを例示する固体撮像素子撮
像面の略示図である。

【図４】実施例のヒストグラムデータを例示する図であ
る。

【図５】実施例の制御処理のソフトウェアの内容を示す
フロー図である。

【図６】従来例の回路ブロック図である。

【符号の説明】

１０ 電子内視鏡 １１ 固体撮像素子 １３ ＲＯＭ １４ スイッチ １５ スイッチ ２０ ビデオプロセッサ ２８ 輝度信号生成回路 ２９ ヒストグラム処理回路 ３０ 制御部 ３１ 拡大処理回路 ３２ ウィンドウ選択回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡の観察画像を固体撮像素子で撮像し
   てモニタ画面に表示するようにした電子内視鏡装置にお
   いて、上記固体撮像素子から得られた映像信号の輝度信
   号データをヒストグラム処理するためのヒストグラム処
   理手段と、上記ヒストグラム処理手段で得られた結果に
   応答して上記内視鏡観察画像の明るさを制御するための
   画像明るさ制御手段とを設けると共に、上記画像明るさ
   制御手段で制御処理に供されるデータを上記モニタ画面
   に表示される範囲の画像のデータに限定するためのデー
   タ限定手段を設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。