JP2000023183A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

電子内視鏡装置

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JP2000023183A
JP2000023183A JP10183093A JP18309398A JP2000023183A JP 2000023183 A JP2000023183 A JP 2000023183A JP 10183093 A JP10183093 A JP 10183093A JP 18309398 A JP18309398 A JP 18309398A JP 2000023183 A JP2000023183 A JP 2000023183A
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武道 本多
Yasuhiro Yoshizawa
靖宏 吉沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイナミックレンジの拡大を行った場合で
も、患部等の被写体の色調をより診断し易い色調で表示
ができる電子内視鏡装置を提供する。 【解決手段】 ダイナミックレンジ拡大ON/OFFス
イッチ29をONすると、CCDドライバ15によりC
CD3から異なる露光時間で撮像されたA,Bフィール
ドの信号が出力され、プリアンプ16で増幅などがされ
てRGB信号となり、スイッチ23を経てDレンジ拡大
回路24でダイナミックレンジ拡大処理されたRGB信
号は色補正回路25Aにより色を濃くする色強調の処理
がされた後、モニタ6にて表示され、ダイナミックレン
ジの拡大処理の際に伴う色調の低下を補正して、診断な
どがし易い十分な色調を持った画像をモニタ画面に表示
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は2つ以上の露光時間
にて撮像した画像を合成することによりダイナミックレ
ンジの拡大処理を行う電子内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分
野で広く用いられるようになった。また、撮像手段を内
蔵或いは外付けした電子内視鏡装置も用いられるように
なった。
【0003】電子式内視鏡や内視鏡外付けカメラ装着方
式の内視鏡では、CCD等の固体撮像素子のダイナミッ
クレンジが十分広くないため、照明が明るすぎてはハレ
ーションを起こし、また、暗すぎては観察が困難にな
る。
【0004】このため、例えば特開平5−30424号
公報では、2種類の異なる撮像時間で撮像した撮像信号
を合成し、固体撮像素子の撮像信号のダイナミックレン
ジを拡大する撮像装置が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように異なる撮像時間で撮像した画像を合成して
ダイナミックレンジの拡大を行うと、得られる画像は色
が薄くなり、のっぺりとした画像になってしまう欠点が
あった。
【0006】このため、医療用分野での内視鏡検査のよ
うに患部等を観察画像の色調で診断しようとするような
場合には、正確な診断を行い難くなってしまう。
【0007】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、ダイナミックレンジの拡大を行った場合でも、患
部等の被写体の色調をより診断し易い色調で表示ができ
る電子内視鏡装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】異なる2つ以上の露光時
間にて撮像した画像を合成することによりダイナミック
レンジの拡大処理を行う電子内視鏡装置において、ダイ
ナミックレンジの拡大処理時には色を濃くする色強調処
理手段を設けたことにより、色強調を行わない場合より
も患部等の被写体の色調をより診断し易い色調を持つ画
像が得られるようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 (第1の実施の形態)図1ないし図6は本発明の第1の
実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の電子内視
鏡装置の構成を示す構成図、図2は図1のR用Dレンジ
拡大回路の構成を示す構成図、図3は図2のによるダイ
ナミックレンジ拡大の説明図、図4は色補正回路の構成
図、図5は図4の第1の変形例の色補正回路の構成図、
図6は図4の第2の変形例の色補正回路の構成図であ
る。
【0010】図1に示すように、本発明の第1の実施の
形態の電子内視鏡装置1Aは、体腔内に挿入し被写体を
観察する内視鏡2と、内視鏡2の接眼部に着脱自在に接
続され内視鏡2により得られた被写体像を撮像する単板
カラー撮像素子であるCCD3を備えた外付けTVカメ
ラ4と、外付けTVカメラ4のCCD3を駆動制御する
と共にCCD3からの撮像信号に対する信号処理を行う
カメラコントロールユニット(以下、CCUと記す)5
と、このCCU5から出力される映像信号が入力され、
映像信号に対応する被写体像を表示するモニタ6と、内
視鏡2に着脱自在に接続されるライトガイドケーブル1
0が接続される光源装置7とから構成される。この光源
装置7はランプ8を内蔵し、このランプ8の照明光をコ
ンデンサランプ9で集光してライトガイドケーブル10
を介して内視鏡2に供給する。
【0011】CCU5は、基準信号を発生する同期信号
発生回路(以下、SSGと記す)13と、SSG13か
らの基準信号を入力しCCD3の駆動信号等を生成する
タイミングジェネレータ14と、タイミングジェネレー
タ14からの駆動信号によりCCD3を駆動するCCD
ドライバ15と有している。
【0012】また、CCU5は、CCD3からの撮像信
号を増幅するプリアンプ16と、タイミングジェネレー
タ14からのサンプリングパルスに基づき相関二重サン
プリング(以下CDSと略記)するCDS回路17と、
CDS回路17の出力をA/D変換するA/D変換器1
8とを備え、CCD3からの出力の画像信号がプリアン
プ16で増幅された後にCDS回路17によってベース
バンド帯域に落とされ、A/D変換器18によりデジタ
ル信号に変換されるようになっている。
【0013】さらに、CCU5は、A/D変換器18で
A/D変換されたデジタル信号をRGBの3つの色信号
に分離する色分離回路19と、色分離回路19により色
分離されたデジタル信号に対してホワイトバランスの調
整を行うホワイトバランス回路20と、ホワイトバラン
ス回路20によりホワイトバランスの調整がなされたデ
ジタル信号のゲイン調整を行う自動利得制御回路(以
下、AGC回路と記す)21と、AGC回路21により
ゲイン調整されたデジタル信号に対してknee処理及
びγ補正を行うknee&γ回路22と、スイッチ23
を介してknee&γ回路22によりknee処理及び
γ補正されたRGBのデジタル信号に対してエンハンス
処理を行うエンハンス回路26と、エンハンス処理され
たデジタル信号をD/A変換し75Ωドライバ27を介
してモニタ6に出力するD/A変換器28とを備えて構
成される。
【0014】また、CCU5は、装置前面に設けられた
ダイナミックレンジの拡大を指示するダイナミックレン
ジ拡大ON/OFFスイッチ29からの入力を受けスイ
ッチ23の切換とタイミングジェネレータ14が生成す
る駆動信号等のタイミングを制御するCPU30とを備
えている。
【0015】ここで、ダイナミックレンジ拡大ON/O
FFスイッチ29がONされると、スイッチ23の各ス
イッチがb側からa側に切り換えられ、knee&γ回
路22によりknee処理及びγ補正されたRGBのデ
ジタル信号は、スイッチ23を介してダイナミックレン
ジを拡大処理するDレンジ拡大回路24に入力されるよ
うになっている。
【0016】また、Dレンジ拡大回路24でダイナミッ
クレンジが拡大されたRGBのデジタル信号に対して色
補正回路(或いは色強調回路)25で色を濃くする色補
正処理(或いは色強調処理)が行われることになり、そ
の色補正処理が行われれたRGBのデジタル信号がエン
ハンス回路(輪郭強調回路)26に入力される。
【0017】Dレンジ拡大回路24はRGBのデジタル
信号それぞれに対してダイナミックレンジ拡大処理する
R,G,B用Dレンジ拡大回路からなり、例えばR用D
レンジ拡大回路24Rの構成を図2に示す。
【0018】R用Dレンジ拡大回路24Rは、knee
&γ回路22によりknee処理及びγ補正されたR信
号の1フィールド分のデジタル信号を記憶するフィール
ドメモリ31と、フィールドメモリ31に記憶されたR
信号と現在のフィールドのR信号とをタイミングジェネ
レータ14からのフィールド判別信号により切り換えて
出力する第1セレクタ32A及び第2セレクタ32Bと
を備えており、第2セレクタ32Bはインバータ回路3
3を介することで第1セレクタ32Aが出力する現在の
フィールドのR信号と異なるフィールドのR信号を出力
するようになっている。
【0019】また、第1及び第2セレクタ32A及び3
2Bの出力信号は所定の関数値を出力する第1ルックア
ップテーブル(以下、第1LUT)34A及び第2LU
T34Bにそれぞれ入力され、第1LUT34A及び第
2LUT34Bの出力信号は加算器35でそれぞれ加算
されて色補正回路25に出力されるようになっている。
なお、G用及びB用Dレンジ拡大回路も、R用Dレンジ
拡大回路24Rと同じ回路構成であるので、その説明を
省略する。
【0020】図3はDレンジ拡大回路24の作用説明図
を示す。Dレンジ拡大時には、CCD3は2つの異なる
露光時間(撮像時間)で露光(撮像)を行う。長い撮像
時間と、短い撮像時間とで撮像を行い、長い撮像時間の
場合における入射光量に対するCCD出力信号(Dレン
ジ拡大回路24への入力信号)は図3の特性aのように
なり、短い撮像時間の場合における入射光量に対するC
CD出力信号(Dレンジ拡大回路24への入力信号)は
図3の特性bのようになる。
【0021】そして、これら2つの特性の信号に対し、
Dレンジ拡大回路24を通すことにより、特性cのDレ
ンジが拡大処理された信号を得る。
【0022】図4ないし図6は色補正回路25の具体例
を示す。図2では、色補正回路25はマトリクス回路4
1で構成されている。つまり、RGBのデジタル信号は
マトリクス回路41に入力され、色が濃くなるように色
補正されて出力される。
【0023】また、図5ではRGBのデジタル信号はマ
トリクス回路42に入力され、輝度信号Yと色差信号R
−Y、B−Yとに変換された後、色差信号R−Y、B−
Yはそれぞれ係数器43、44で1以上の所定の係数で
増倍された後、輝度信号Yと増倍された色差信号R−
Y、B−Yとは逆マトリクス回路45に入力され、RG
Bのデジタル信号に変換されて出力される。図4では色
補正により、色を濃くする補正を行うと、輝度レベルも
変化するが、図5の色補正では輝度信号Yは変化させな
いで、色成分を濃くする色補正を行うことができる特徴
がある。
【0024】図6では、図5において、輝度信号Y、色
差信号R−Y、B−Yとをそれぞれ検波する検波器4
6、47、48と、これらの検波信号が入力されること
によって、輝度判別を行う輝度判別回路49とを設け、
この輝度判別回路49の出力で係数器43、44の係数
を制御して、色を濃くする色補正を行うようにしてい
る。この他に、使用者が例えば図5の係数器43、44
の係数値の大きさを調整して、使用者が望むように色強
調を行えるようにしても良い。
【0025】このような構成による本実施の形態の電子
内視鏡装置1Aの動作を説明する。ダイナミックレンジ
拡大ON/OFFスイッチ29を操作しない場合、つま
りダイナミックレンジ拡大をOFFにした状態ではCP
U30はスイッチ23の各スイッチを接点bがONする
ように切り換える制御する。
【0026】この状態ではTG14はCCDドライバ1
5に対し、通常の撮像モードで撮像するようにタイミン
グ信号を印加する。具体的には、CCDドライバ15は
1/60秒毎にCCDドライブ信号をCCD3に印加し
て各フィールド分の撮像信号を出力させる。
【0027】そして、撮像信号はプリアンプ16で増
幅、CDS回路17でベースバンドの信号に変換、A/
Dコンバータ18でデジタル信号への変換、分離回路1
9でRGB信号への変換等が行われ、スイッチ23の接
点bを経てエンハンス回路26に入力され、輪郭強調が
行われ、さらにD/Aコンバータ27でアナログ信号に
変換されてモニタ6に出力され、モニタ画面にCCD3
で撮像された患部等の被写体画像を表示する。この場合
には、図1のDレンジ拡大回路24と色補正回路25A
はスルーされることになる。
【0028】一方、ダイナミックレンジ拡大ON/OF
Fスイッチ29を操作してダイナミックレンジ拡大をす
る指示信号をCPU30に出すと、CPU30はスイッ
チ23の各スイッチを接点aがONするように切り換え
る制御を行うと共に、TG14にも制御信号を送り、異
なる撮像時間で撮像を行うように制御する。
【0029】TG14はこの制御信号を受けて、通常の
撮像時間で撮像するようにタイミング信号をCCDドラ
イバ15に出すと共に、さらに短い撮像時間で撮像する
ようにタイミング信号をCCDドライバ15に出す。
【0030】CCDドライバ15は2種類の撮像時間の
撮像信号が得られるようにCCD3にCCDドライブ信
号を印加する。この場合、CCD3からは通常のフィー
ルド周期で交互に2種類の撮像信号が出力されるように
CCDドライバ15は短い撮像信号を得る場合には、不
要な電荷の掃き出しを行う電荷掃き出しのドライブ信号
もCCD3に印加することになる。
【0031】そして、2種類で撮像された撮像信号は通
常の撮像信号と同様に信号処理され、スイッチ23の接
点aを経てDレンジ拡大回路24に入力され、このDレ
ンジ拡大回路24によってダイナミックレンジ拡大処理
がされたRGB信号が得られ、このRGB信号は色補正
回路25Aで色を濃くする例えば彩度を大きくしたり、
明度と彩度とを大きくする等の色補正がされた後、エン
ハンス回路26に入力され、輪郭強調が行われ、さらに
D/Aコンバータ27でアナログ信号に変換されてモニ
タ6に出力され、モニタ画面にCCD3で撮像された患
部等の被写体画像を表示する。
【0032】この場合には、ダイナミックレンジ拡大処
理の際に色調が薄くなってしまうが、色補正回路25A
により、色を濃くする補正を行っているので、色補正を
行わない場合よりも、被写体の色調をより忠実に反映し
た色調にでき、診断する場合に重要な要因となる色調を
持った画像が得られるようにできる。
【0033】従って、本実施の形態によれば、ダイナミ
ックレンジ拡大処理の際に、色調の低下を改善でき、診
断に適した十分な色調を持った画像を提供できる効果が
ある。
【0034】(第2の実施の形態)次に本発明の第2の
実施の形態を図7を参照して説明する。図1の電子内視
鏡装置1Aにおいては、色補正回路25AがRGB信号
に対して色補正を行ってRGB信号で出力していたのに
対し、図7に示す本実施の形態の電子内視鏡装置1Bで
は色補正回路25AがRGB信号に対して色補正を行っ
て輝度信号Y、色差信号R−Y、B−Yで出力するよう
にしたものである。
【0035】つまり、Dレンジ拡大回路24でDレンジ
拡大されたRGB信号は色補正回路25Bに入力され、
色補正されて輝度信号Y、色差信号R−Y、B−Yで出
力され、エンハンス回路26でエンハンスされた後、エ
ンコーダ50に入力され、輝度信号Y、クロマ信号C及
びコンポジットビデオ信号VBSが生成され、75Ωドラ
イバ27を介してモニタ6側に出力される。
【0036】また、スイッチ23の各スイッチの接点b
を経て出力されるRGB信号はマトリクス回路51に入
力され、輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yに変換さ
れてエンハンス回路26に入力される。
【0037】図8は色補正回路25Bの構成例を示す。
図8では色補正回路25Bはマトリクス回路52で構成
され、RGB信号はマトリクス回路52で色補正されて
輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yに変換されて出力
される。
【0038】図9では色補正回路25Bはマトリクス回
路53に入力され、輝度信号Yと色差信号R−Y,B−
Yに変換される。輝度信号Yはこのまま色補正回路25
Bから出力され、一方、色差信号R−Y,B−Yはそれ
ぞれ係数器54、55に入力され、1より大きな係数が
乗算されて色補正されて色補正回路25Bから出力され
る。
【0039】また、図10では図9においてさらに輝度
判別を行い、係数器54、55による係数を制御するよ
うにしたものである。このため、輝度信号Yと、係数器
54、55を通した色差信号R−Y,B−Yはそれぞれ
検波器56、57、58に入力され、検波された後、輝
度判別回路59に入力され、輝度レベルの判別を行う。
そして、この輝度レベルの判別により係数器54、55
の係数制御を行う。
【0040】その他の構成は第1の実施の形態と同様で
ある。
【0041】第1の実施の形態では色補正後にもRGB
信号であったのが本実施の形態では輝度信号Yと色差信
号R−Y,B−Yに変更されていることを除いて基本的
に同じ動作となるので、その説明を省略する。また、本
実施の形態の効果も第1の実施の形態と同様のものとな
る。
【0042】(第3の実施の形態)次に本発明の第3の
実施の形態を図11を参照して説明する。第1及び第2
の実施の形態ではDレンジ拡大回路24の直後で色補正
を行うようにしていたが、本実施の形態ではより後段側
で色補正を行うようにした電子内視鏡装置1Cである。
【0043】例えば、図1において、Dレンジ拡大回路
24の直後の色補正回路25Aを取り去り、D/Aコン
バータ27の出力信号をエンコーダ61に入力して、輝
度信号Yとクロマ信号Cに変換し、輝度信号Yを75Ω
ドライバ27を介してモニタ6側に出力し、クロマ信号
Cをスイッチ62の共通接点に印加する。
【0044】そして、このスイッチ62の接点aが選択
された場合にはクロマ信号Cは色補正回路25Cを通し
て75Ωドライバ27に出力され、接点bが選択された
場合にはクロマ信号Cは色補正回路25Cを通さないで
スルーして75Ωドライバ27に出力されるようにして
いる。
【0045】図12は色補正回路25Cの構成例を示
す。図12では色補正回路25Cは増幅器65で構成さ
れ、クロマ信号Cを増幅して出力する。
【0046】また、図13では図12における増幅器6
5の増幅を輝度判別で制御するようにしたものであり、
輝度信号Yとクロマ信号Cはそれぞれ検波器66、67
により検波されて、その検波出力が輝度判別回路68に
入力され、輝度レベルが判別される。そして、この輝度
判別回路68による輝度レベルの判別により、増幅器6
5の増幅を制御するようにしている。その他の構成は第
1の実施の形態と同様の構成である。
【0047】本実施の形態の動作は第1の実施の形態と
基本的に色補正する場所が異なるのみで同様となる。ま
た、本実施の形態の効果は第1の実施の形態と同様であ
る。
【0048】(第4の実施の形態)次に本発明の第4の
実施の形態を図14を参照して説明する。図14に示す
第4の実施の形態の電子内視鏡装置71は電子内視鏡7
2と、この電子内視鏡72のライトガイド73に照明光
を供給する光源装置74と、電子内視鏡72に内蔵され
たCCD75に対する信号処理を行うビデオプロセッサ
76と、図示しないモニタとからなる。
【0049】光源装置74はランプ77の光を絞り制御
回路78で開口量が制御される絞り79を経てライトガ
イド73に照明光を供給し、このライトガイド73で伝
送された照明光はその先端面から出射され、体腔内の患
部等の被写体を照明する。
【0050】照明された被写体は対物レンズ81により
CCD75に結像する。このCCD75にはビデオプロ
セッサ76内のCCDドライバ82からのCCD駆動信
号が印加され、光電変換された撮像信号がプリアンプ8
3に入力され、増幅された後、CDS回路84によりリ
セットノイズ等が除去されてベースバンドの信号に変換
された後、A/Dコンバータ85に入力され、デジタル
の信号に変換された後、Dレンジ拡大回路86に入力さ
れる。
【0051】このDレンジ拡大回路86でDレンジ拡大
された後、色補正回路87に入力され、色を濃くする色
補正(色強調)がされた後、プロセス回路88でエンハ
ンス等の処理がされた後、D/Aコンバータ89を経て
モニタ側に出力される。
【0052】また、Dレンジ拡大回路86でDレンジ拡
大された輝度信号Y(G信号でも良い。図17及び図1
8でも同様)は検波回路91Aに入力され、検波されて
調光信号が生成され、この調光信号は光源装置74の絞
り制御回路78に入力され、この調光信号により絞り7
9を観察に適した照明光量に自動制御する。
【0053】図15は検波回路91Aの構成を示す。入
力信号は切換スイッチ93を経て平均値を算出するよう
に積分する積分回路(平均値算出回路)94に入力さ
れ、積分された後、D/Aコンバータ95に入力され、
アナログの調光信号に変換されて光源装置74の絞り制
御回路78に出力される。
【0054】切換スイッチ93はマスク信号により、映
像信号期間のみ、接点aがONするように切換られ、映
像信号期間以外ではグランドに接続された接点bがON
するように切換られノイズが除去される。
【0055】図16はこの検波回路91Aの作用の説明
図を示す。切換スイッチ93の接点aには図16(A)
に示すA点の入力信号が入力され、この入力信号は図1
6(B)に示すマスク信号で映像信号期間のみ接点aが
ONするように切換られ、ノイズ等が除去されて図16
(C)に示すB点の信号が積分回路94に入力される。
【0056】この信号は積分回路94で積分されて図1
6(D)に示すC点の信号となり、各フィールドA,B
の平均値の信号となり、D/Aコンバータ95でアナロ
グ信号に変換されて調光信号となり、光源装置74に入
力される。
【0057】本実施の形態によれば、ダイナミックレン
ジを拡大した信号から照明光量を制御する調光信号を生
成しているので、ダイナミックレンジを拡大した場合に
も、そのダイナミックレンジ拡大処理された信号の場合
に適した照明光量に自動的に設定できる。
【0058】従って、診断に適した適正な明るさの画像
が得られる。また、ダイナミックレンジを拡大した場合
における色調の低下を色補正回路87により、色を濃く
する処理を行うので、診断し易い色調を持った画像が得
られる。
【0059】(第5の実施の形態)次に本発明の第5の
実施の形態を図17を参照して説明する。図17は第5
の実施の形態の電子内視鏡装置の主要部を示す。本実施
の形態は、図14のビデオプロセッサ76において、C
DS回路84の出力信号をAGC回路97に入力し、こ
のAGC回路97の出力信号をA/Dコンバータ85に
入力するようにすると共に、検波回路91Aの出力信号
をAGC回路97のゲイン制御端に印加してゲイン制御
を行うようにしたビデオプロセッサ76Bにしている。
【0060】つまり、本実施の形態では検波回路91の
出力信号はゲイン制御信号として、AGC回路97のゲ
イン制御端に印加してゲイン制御を行う。
【0061】なお、本実施の形態では光源装置は例えば
マニュアルで絞りの制御を行うようにしている。その他
は図14と同様の構成であり、その説明を省略する。
【0062】本実施の形態では検波回路91Aの出力信
号はゲイン制御信号として、AGC回路97のゲイン制
御端に印加してゲイン制御を行い、ダイナミックレンジ
を拡大した場合にも、AGC回路97のゲイン制御によ
り診断或いは観察に適した明るさの画像が得られるよう
にする。
【0063】従って、本実施の形態によれば、ダイナミ
ックレンジを拡大した場合にも、そのダイナミックレン
ジ拡大処理された信号の場合に診断或いは観察に適した
明るさの画像に自動的に設定できる。
【0064】(第6の実施の形態)次に本発明の第6の
実施の形態を図18を参照して説明する。本実施の形態
は図17において、検波回路91から出力されるゲイン
制御信号をAGC回路97に印加すると共に、調光信号
を光源装置に印加する検波回路91Cを設けたビデオプ
ロセッサ76Cにしている。
【0065】図19は検波回路91Cの構成を示す。入
力信号は切換スイッチ93を経て平均値算出回路(積分
回路)94に入力され、積分された後、制御回路98に
入力され、目標値と比較された後、D/Aコンバータ9
5a,95bに入力され、アナログのゲイン制御信号と
調光信号に変換されてAGC回路97と、光源装置74
の絞り制御回路78にそれぞれ出力される。
【0066】切換スイッチ93はマスク信号により、映
像信号期間のみ、接点aがONするように切換られ、映
像信号期間以外ではグランドに接続された接点bがON
するように切換られノイズが除去される。
【0067】図20は調光制御のフローチャートを示
す。調光制御がスタートすると、制御回路98はステッ
プS1の目標値と平均値算出回路94から出力される平
均値との大小関係を判断する。
【0068】そして、目標値と平均値とが等しい場合に
はステップS1に戻り、目標値>平均値の場合には、ス
テップS2の絞りが開ききっているかの判断を行う。絞
りが開ききっている場合には、ステップS3のD/Aコ
ンバータ95aへの出力を1デクリメントしてステップ
S1に戻る。また、ステップS2の判断で、絞りが開き
きっていない場合には、ステップS4のD/Aコンバー
タ95bへの出力を1デクリメントしてステップS1に
戻る。
【0069】一方、ステップS1の判断で、目標値<平
均値の場合には、ステップS5に示すAGCゲインは最
小かの判断を行う。そして、AGCゲインが最小の場合
には、ステップS6のD/Aコンバータ95bへの出力
を1インクリメントしてステップS1に戻る。また、A
GCゲインが最小でない場合には、ステップS7のD/
Aコンバータ95aへの出力を1インクリメントしてス
テップS1に戻る。
【0070】このように調光制御を行うことにより、S
/Nの良い画像を得ることができる。その他は第5或い
は第6の実施の形態と同様の効果を有する。
【0071】(第7の実施の形態)次に本発明の第7の
実施の形態を図21を参照して説明する。図21に示す
電子内視鏡装置101では電子内視鏡のCCD102に
はビデオプロセッサ内のCCDドライバ103からCC
D駆動信号が印加される。
【0072】このCCDドライバ103には第1同期信
号発生回路(第1SSGと略記)104から同期信号が
印加され、この同期信号に同期してCCD駆動信号を発
生する。
【0073】CCD102から読み出された信号はプリ
アンプ105に入力され、増幅された後、アイソレーシ
ョン回路106を経てCDS回路107に入力され、リ
セットノイズ等を除去してベースバンドの信号に変換さ
れ、A/Dコンバータ108でデジタル信号に変換され
た後、プロセス回路109でγ補正等が行われた後、D
レンジ拡大回路110に入力され、Dレンジ拡大の処理
が行われる。
【0074】このDレンジ拡大回路110の出力信号は
色補正回路111に入力され、色を濃くする補正が行わ
れた後、D/Aコンバータ112でアナログ信号に変換
された後、図示しないモニタに出力される。なお、CD
S回路107、A/Dコンバータ108、プロセス回路
109、Dレンジ拡大回路110には第2SSG113
から同期信号が印加され、各回路はこの同期信号に同期
した処理を行う。
【0075】また、CCD102の出力信号は調光回路
114に入力され、この調光回路114により調光信号
が生成され、この調光信号により光源装置の図示しない
絞りを制御する等して照明光量を適正な値に自動制御す
る。なお、この調光回路114には第1SSG104か
らフィールド判別信号が印加され、調光回路114は一
方のフィールドに対して調光を行う。
【0076】図22はDレンジ拡大回路110の構成を
示す。入力信号は1フィールド分の信号を記憶するフィ
ールドメモリ121に入力されると共に、フィールド判
別信号により切り換えられる第1セレクタ122A及び
第2セレクタ122Bに入力される。第1セレクタ12
2A及び第2セレクタ122Bにはフィールドメモリ1
21の出力信号も入力される。
【0077】第1及び第2セレクタ122A及び122
Bの出力信号は所定の関数値を出力する第1LUT12
3A及び第2LUT123Bにそれぞれ入力され、第1
LUT123A及び第2LUT123Bの出力信号は加
算器124でそれぞれ加算されて色補正回路111に出
力されるようになっている。
【0078】図23はDレンジ拡大回路110による動
作説明図を示す。入力信号は図23(A)に示すように
Aフィールド、Bフィールドの信号が交互に入力され
る。例えば、Aフィールドの信号(例えばA1)が入力
される場合、この信号A1は第1セレクタ122A及び
第2セレクタ122Bに入力されると共に、フィールド
メモリ121から、1フールド期間前の信号B0も第1
セレクタ122A及び第2セレクタ122Bに入力され
る。
【0079】第1セレクタ122A及び第2セレクタ1
22Bは図23(E)に示すフィールド判別信号で連動
して切り換えられるため、第1セレクタ122Aは信号
A1を選択し、この信号A1が第1LUT123Aに入
力され(図23(B)参照)、この時第2セレクタ12
2Bは信号B0を選択し、この信号B0が第2LUT1
23Bに入力される(図23(C)参照)。
【0080】そして、第1LUT123A及び第2LU
T123Bで読み出された信号A1′、B0′は加算器
124で加算されて図22(D)に示すように合成出力
A1′+B0′の信号が出力される。他のフィールドで
も同様の動作となる。
【0081】なお、図23(F)は調光回路114への
入力信号を示し、例えばAフィールドでは通常の1/6
0秒の露光時間(撮像期間)で撮像した場合の信号レベ
ルであるのに対し、Bフィールドでは例えば1/240
秒等のより短い露光時間(撮像期間)で撮像した場合の
信号レベルとなり、Aフィールドの場合よりもはるかに
低い信号レベルとなる。
【0082】図24は調光回路114の回路構成を示
す。入力信号は検波回路131で検波されると共に、露
光時間情報により乗算係数が制御される乗算器132に
入力されて乗算された後、加算器133で検波出力と乗
算出力とが加算される。
【0083】加算出力はエリア指定回路134により、
内視鏡画像エリア等の指定されたエリアの映像信号に対
してサンプルホールド回路135でサンプルホールドさ
れる。
【0084】サンプルホールドされた信号はレベル調整
回路136により、調光を行う機器側のレベルと整合す
るようにレベル調整が行われた後、フィルタ回路137
を通して位相調整され、さらに0Vクリップ回路138
により、0V以下にならないようにクリップされて調光
信号として光源装置に出力される。
【0085】なお、検波回路131、エリア指定回路1
34、サンプルホールド回路135には第1SSG10
4からフィールド判別信号が入力され、一方のフィール
ドで検波等の処理を行う。本実施の形態では、一方のフ
ィールドで調光信号を生成して光源装置の照明光量を制
御するものである。
【0086】本実施の形態によれば、図23(F)に示
すようにA,Bフィールド間で大きな輝度差が生じるダ
イナミックレンジ拡大処理される場合にも、正確な調光
制御ができる。また、色強調を行うので色調の低下を防
止できる。
【0087】(第8の実施の形態)次に本発明の第8の
実施の形態を図25を参照して説明する。図25に示す
電子内視鏡装置141は図21の電子内視鏡装置101
において、調光回路114を設けないで、代わりにCD
S回路107とA/Dコンバータ108との間にAGC
回路142を設け、このAGC回路142のゲインをA
GCコントロール回路143で制御することにより、観
察に適した明るさに自動制御するようにしている。
【0088】つまり、CDS回路107の出力信号はA
GC回路142に入力され、AGCコントロール回路1
43からのゲイン制御信号に応じたゲインで増幅して、
A/Dコンバータ108に入力される。このAGC回路
142には第2SSG113から同期信号が入力され、
その同期信号に同期した動作を行う。
【0089】また、この第2SSG113はAGCコン
トロール回路143にフィールド判別信号を送り、一方
のフィールドにおいてAGC回路142のゲイン制御を
行う。
【0090】図26はAGCコントロール回路143の
構成を示す。プロセス回路109を通したデジタルの輝
度信号はAGCコントロール電圧作成回路151に入力
される。このAGCコントロール電圧作成回路151に
は第2SSG113からフィールド判別信号も入力さ
れ、このフィールド判別信号によりどちらのフィールド
でゲイン制御を行うかをAGCコントロール電圧作成回
路151に指示する。
【0091】そして、AGCコントロール電圧作成回路
151は指示されたフィールドでAGCコントロール電
圧を作成する。この場合、図示しないCPU等により、
基準値が入力され、この基準値をAGCの目標値として
AGCコントロール電圧を作成する。この基準値は、使
用する光源装置、目標の明るさ(光源インデックス値)
毎に固有の値を持っている。
【0092】そして、AGCコントロール電圧作成回路
151は入力されるデジタルの輝度信号の指示されたフ
ィールドでの積算値或いは平均値を基準値と比較して、
不足する場合には、増加させる値のAGCコントロール
電圧(プラスゲイン)を、多き過ぎる場合には減少させ
る値のAGCコントロール電圧(ナイナスゲイン)を出
力する。
【0093】このデジタルのAGCコントロール電圧は
D/Aコンバータ152でアナログのAGCコントロー
ル電圧に変換される。なお、このD/Aコンバータ15
2にはリファレンス電圧が印加される。
【0094】このアナログのAGCコントロール電圧は
AGC ON/OFFスイッチ153の接点aを経てA
GC回路142のゲイン制御端に印加される。また、こ
のAGC ON/OFFスイッチ153の接点bには固
定値154が印加され、AGC機能をOFFした場合に
は、この固定値154がAGC回路142のゲイン制御
端に印加され、一定のゲインに固定される。
【0095】本実施の形態によれば、フィールド間で大
きな輝度差が生じるダイナミックレンジ拡大処理される
場合にも、AGCゲイン制御により観察に適した正確な
調光制御ができる。また、色強調を行うので色調の低下
を防止できる。
【0096】ところで、フリーズを行った場合、フレー
ムフリーズでは図27(B)に示すようにAフィールド
とBフィールドの画像が表示されるが、A、Bフィール
ド間の時間的なずれにより、画像がブレ易く、フィール
ドフリーズでは図27(C)に示すように両フィールド
とも一方のフィールド成分で表示を行うため、ブレは少
なくなるが、垂直解像度は半分に低下するので、図28
に示す補間回路161を設けることにより、図27
(A)に示すようにフィールドフリーズでも解像度の低
下を防止するようにしても良い。
【0097】図28に示す補間回路161は2つのA、
Bフィールドをそれぞれ記憶するAフィールドメモリ1
62Aと、Bフィールドメモリ162Bと、Aフィール
ドメモリ162Aの出力端に設けた補間用画像作成回路
163と、フィールド/フレーム選択用の切換スイッチ
164とを有する。
【0098】この切換スイッチ164により、フレーム
フリーズを選択した場合には接点bがONするように切
換えられてA、Bフィールドメモリ162A,162B
のA、Bフィールドのフィールド画像が交互に読み出さ
れて図27(B)のように表示される。
【0099】一方、フィールドフリーズを選択した場合
には接点aがONするように切換えられてAフィールド
メモリ162Aと、補間用画像作成回路163のフィー
ルド画像が交互に読み出されて図27(A)のように補
間により垂直解像度の高い画像が表示される。
【0100】また、図28の代わりに図29に示す補間
回路171のようにさらにA,Bフィールドメモリ16
2A,162Bからの両フィールド画像のブレ量をブレ
検出回路172で検出し、このブレ検出回路172の出
力で切換スイッチ164の切換を制御しても良い。
【0101】つまり、ブレ量が少ないと判断した場合に
は接点bを選択し、ブレ量が多いと判断した場合には接
点aを選択して、図27(A)のように表示するように
しても良い。なお、上述した各実施の形態を部分的等で
組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属す
る。
【0102】[付記] 1.異なる2つ以上の露光時間にて撮像した画像を合成
することによりダイナミックレンジの拡大処理を行う電
子内視鏡装置において、ダイナミックレンジの拡大処理
時には色を濃くする色強調処理手段を設けたことを特徴
とする電子内視鏡装置。 2.付記1において、色強調処理手段はダイナミックレ
ンジの拡大処理されたRGB信号に対して色強調の処理
を行うマトリクス回路を有する。
【0103】3.付記1において、色強調処理手段はダ
イナミックレンジの拡大処理されたRGB信号から輝度
信号と色差信号とに変換するマトリクス回路と、前記色
差信号に対して色強調の処理を行う係数器とを有する。 4.付記3において、さらに前記輝度信号及び係数器の
出力信号からRGB信号に変換する逆マトリクス回路を
有する。 5.付記3において、前記係数器の係数値を輝度信号の
レベルで可変制御する輝度判別回路を有する。
【0104】6.異なる2つ以上の露光時間にて撮像し
た画像を合成することによりダイナミックレンジの拡大
処理を行う電子内視鏡装置において、異なった2つ以上
の露光時間により得られた映像信号のうち、少なくとも
1つ 以上の映像信号を使用して光量調整を行うことを特徴と
する電子内視鏡装置。
【0105】(付記6の背景) (従来技術)異なった2つ以上の露光時間にて撮像した
画像をある合成関数にて合成することによるダイナミッ
クレンジ拡大を行う電子内視鏡装置では、光源からの明
るさを調整するときはフレーム単位の映像信号を使用し
て明るさを調整する信号を作っていた。ダイナミックレ
ンジ拡大を行う場合、フィールド毎に露光時間が異なる
ため、フレームとして明るさ制御信号を作成した場合、
輝度差が大きすぎて正しい明るさ制御が行えなかった。 (目的)ダイナミックレンジ拡大を行う際に効果的な光
量調整を行う。このために付記6の構成にした。
【0106】7.体腔内を照射する光量を調節するため
の絞り値制御可能な光源装置と体腔内を撮像するための
撮像手段と、前記撮像手段が先端に埋め込まれた電子内
視鏡と2つの異なる露光時間で前記撮像手段に蓄積され
た電荷を読み出すための駆動回路と、前記駆動回路によ
って読み出された露光時間の異なる2つの画像データか
ら1つの画像に合成する合成手段によってDレンジを拡
大するビデオプロセッサからなる電子内視鏡装置におい
て、前記合成手段の出力信号から前記光源装置の絞りを
可変する調光信号を生成するための検波手段を持つこと
を特徴とする電子内視鏡装置。
【0107】8.体腔内を撮像するための撮像手段と、
前記撮像手段が先端に埋め込まれた電子内視鏡と2つの
異なる露光時間で前記撮像手段に蓄積された電荷を読み
出すための駆動回路と、前記撮像手段の出力信号を増幅
するための利得可変アンプと、前記駆動回路によって読
み出された露光時間の異なる2つの画像データから1つ
の画像に合成する合成手段によってDレンジを拡大する
ビデオプロセッサからなる電子内視鏡装置において、前
記合成手段の出力信号から前記利得可変アンプのゲイン
制御信号を生成するための検波手段を持つことを特徴と
する電子内視鏡装置。
【0108】9.体腔内を照射する光量を調節するため
の絞り値制御可能な光源装置と体腔内を撮像するための
撮像手段と、前記撮像手段が先端に埋め込まれた電子内
視鏡と2つの異なる露光時間で前記撮像手段に蓄積され
た電荷を読み出すための駆動回路と、前記撮像手段の出
力信号を増幅するための利得可変アンプと、前記駆動回
路によって読み出された露光時間の異なる2つの画像デ
ータから1つの画像に合成する合成手段によってDレン
ジを拡大するビデオプロセッサからなる電子内視鏡装置
において、前記合成手段の出力信号から前記光源装置の
絞りを可変する調光信号を生成し、且つ、前記利得可変
アンプのゲイン制御信号を生成するための検波手段を持
つことを特徴とする電子内視鏡装置。
【0109】(付記7〜9の背景) (従来技術)検査時間を短縮する為には、近点から遠点
まで適切な明るさで観察する必要がある。このため、D
レンジ拡大回路を付加することは内視鏡分野において非
常に有用である。しかし、電子内視鏡装置は光源を用い
て体内を撮像する為に、調光を働かせなくてはならな
い。その為、露光時間の異なる信号から調光信号やAG
Cの制御電圧を生成すると適切な明るさのモニタ出力が
選べられなかった。 (付記7〜9の目的)Dレンジ拡大回路を付加しても適
切な調光及びAGCをかける。これを目的として、付記
7〜9の構成にした。
【0110】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
なる2つ以上の露光時間にて撮像した画像を合成するこ
とによりダイナミックレンジの拡大処理を行う電子内視
鏡装置において、ダイナミックレンジの拡大処理時には
色を濃くする色強調処理手段を設けているので、色強調
を行わない場合よりも患部等の被写体の色調をより診断
し易い色調を持つ画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の電子内視鏡装置の
構成を示す構成図。
【図2】図1のR用Dレンジ拡大回路の構成を示す構成
図。
【図3】図2のによるダイナミックレンジ拡大の説明
図。
【図4】色補正回路の構成図。
【図5】図4の第1の変形例の色補正回路の構成図。
【図6】図4の第2の変形例の色補正回路の構成図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の電子内視鏡装置の
構成を示す構成図。
【図8】色補正回路の構成図。
【図9】図8の第1の変形例の色補正回路の構成図。
【図10】図8の第2の変形例の色補正回路の構成図。
【図11】本発明の第3の実施の形態の電子内視鏡装置
の構成を示す構成図。
【図12】色補正回路の構成図。
【図13】変形例の色補正回路の構成図。
【図14】本発明の第4の実施の形態の電子内視鏡装置
の構成を示す構成図。
【図15】検波回路の構成図。
【図16】検波回路の動作説明図。
【図17】本発明の第5の実施の形態の電子内視鏡装置
の主要部の構成図。
【図18】本発明の第6の実施の形態の電子内視鏡装置
の主要部の構成図。
【図19】検波回路の構成図。
【図20】調光制御のフローチャート図。
【図21】本発明の第7の実施の形態の電子内視鏡装置
の構成を示す構成図。
【図22】Dレンジ拡大回路の構成図。
【図23】Dレンジ拡大回路の作用説明図。
【図24】調光回路の構成図。
【図25】本発明の第8の実施の形態の電子内視鏡装置
の構成を示す構成図。
【図26】AGCコントロール回路の構成図。
【図27】フィールド及びフレームフリーズによるフリ
ーズ画像を示す図。
【図28】フィールドフリーズの際に補間を行ってフリ
ーズ画像を出力する補間回路の構成図。
【図29】図28の変形例の構成図。
【符号の説明】
1A…電子内視鏡装置 2…内視鏡 3…CCD 4…外付けTVカメラ 5…CCU 6…モニタ 7…光源装置 8…ランプ 14…TG 15…CCDドライバ 23…スイッチ 24…Dレンジ拡大回路 25A…色補正回路(色強調回路) 26…エンハンス回路 29…ダイナミックレンジ拡大ON/OFFスイッチ 31…フィールドメモリ 32A,32B…セレクタ 34A,34B…LUT 35…加算器 41…マトリクス回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/335 H04N 7/18 M 5C065 7/18 9/07 A 5C066 9/07 G06F 15/64 400A (72)発明者 吉沢 靖宏 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 平井 力 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 4C061 AA00 AA29 BB02 CC06 DD00 MM02 NN05 PP12 RR30 SS03 SS08 SS11 SS23 TT03 WW04 WW07 5B047 AA17 AB04 BB04 BC11 DC13 5C022 AA09 AB12 AB15 AB20 AC31 AC42 AC54 AC69 5C024 AA03 BA03 CA15 DA01 EA02 EA08 FA01 FA11 GA11 HA07 HA10 HA14 HA17 HA19 HA25 5C054 AA01 AA05 CA04 CB02 CC07 CH02 EA01 EB02 EB05 EB07 EC01 EC03 ED02 ED04 ED09 ED12 ED13 EE04 EE09 EF01 EJ04 FA01 FB03 HA12 5C065 AA04 BB02 BB07 BB10 BB12 BB41 CC02 CC03 CC09 DD02 DD17 EE03 EE12 FF07 FF11 GG10 GG12 GG15 GG18 GG21 GG23 GG31 GG32 5C066 AA01 BA20 CA07 CA17 DA01 DA02 DA05 DA08 DB02 DC06 DD07 DD08 EA04 EA05 EA11 EA14 EC02 EC05 EE03 EE04 EE05 GA01 GA02 GA05 HA02 KA08 KA09 KA12 KB05 KD06 KE02 KE03 KE05 KE09 KE17 KE19 KE20 KF03 KG01 KG08 KM02 KM05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる2つ以上の露光時間にて撮像した
    画像を合成することによりダイナミックレンジの拡大処
    理を行う電子内視鏡装置において、 ダイナミックレンジの拡大処理時には色を濃くする色強
    調処理手段を設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。
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