JP2000083190A

JP2000083190A - 電子内視鏡

Info

Publication number: JP2000083190A
Application number: JP11174203A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takahashi; 正高橋; Satoru Ozawa; 了小澤
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: JP4246320B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一フレーム分の画素信号について得られたヒ
ストグラムに基づいて絞り開度を制御する際にその応答
性をできるだけ高めて再現画像の輝度の適正化を迅速に
行い得るようになった電子内視鏡を提供する。【解決手段】電子内視鏡はスコープ１０と、これを着
脱自在に接続させる画像信号処理ユニット１２とから成
る。画像信号処理ユニット内に光源１８が設けられ、そ
こからの射出光がスコープに導かれてその前方を照明す
る。スコープの先端側には撮像センサ１４が設けられ、
そこから得られる一フレーム分もしくは一フィールド分
の輝度画素信号に基づいてヒストグラムがヒストグラム
抽出手段６４で展開される。光源からスコープに導かれ
る光の光量を調節する絞り２０が設けられ、その光量調
節はヒストグラムの全データからの間引きデータに基づ
いて求められた平均輝度値に応じて行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可撓性導管からなる
スコープと、このスコープを着脱自在に接続する画像信
号処理ユニット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、スコープの先端部には固体撮像素子例えばＣＣ
Ｄ（charge coupled device)イメージセンサが設けら
れ、このＣＣＤイメージセンサは対物レンズ系と組み合
わされる。また、かかる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該スコープの照明用光ガイドの先
端部端面から射出させられる照明光で照明され、これに
より光学的被写体像はＣＣＤイメージセンサの受光面に
結像させられてそこで画素信号として光電変換される。
ＣＣＤイメージセンサで得られた画素信号は画像信号処
理ユニットに送られ、そこでビデオ信号がかかる画素信
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ＴＶモニタ装置に対して出力され、
そこで光学的被写体像がＴＶモニタ装置上で再現され
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、光学的被写体像を適当な輝度で
常に再現するためには、照明用光ガイドの遠位端から射
出される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
察する際には光量を最低レベルまで低下させ、該患部か
らスコープの遠位端が次第に遠ざかるつれて光量を次第
に増大させることが必要である。

【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般的には光源に組み込ま
れた絞りの開度を一フレーム分の画素信号の平均輝度レ
ベルに基づいて制御することにより行われる。詳述する
と、一フレーム分の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を展開し、このヒストグラムから一
フレーム分の画素信号の平均輝度レベルが演算され、そ
の演算結果に基づいて絞り開度を制御することにより、
再現画像の輝度が適正に維持され得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＶ映像再
現方式としてＰＡＬ方式が採用されている場合には、一
フレーム分の画素信号の平均輝度レベルの演算について
は1/25sec 毎に繰り返さなければならず、またＴＶ映像
再現方式としてＮＴＳＣ方式が採用されれいる場合に
は、一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルの演算に
ついては1/30sec 毎に繰り返さなければならない。

【０００７】従って、一フレーム分の画素信号の平均輝
度レベルに対する絞り開度の制御の応答性をできるだけ
高めるためには、即ち再現画像の全体の輝度レベルの適
正化を迅速に行うためには、かかる平均輝度レベルの演
算をできるだけ速やかに行うことが必要がある。しかし
ながら、従来にあっては、平均輝度レベルの演算につい
ては、ヒストグラムの全画素信号、即ち一フレーム分の
画素信号の全てを対象としているために、その演算に比
較的長い時間が掛かり、再現画像の輝度の適正化を迅速
に行い得ないということが問題点として指摘されてい
る。

【０００８】従って、本発明の目的は、一フレーム分の
画素信号についてヒストグラム抽出回路で展開されたヒ
ストグラムに基づいて絞り開度を制御する際にその応答
性をできるだけ高めて再現画像の輝度の適正化を迅速に
行い得るようになった電子内視鏡を提供することであ
る。

【０００９】一方、上述したような従来の電子内視鏡シ
ステムにあっては、特にホワイトバランス処理が適正に
行い得ないという問題も指摘されている。詳述すると、
個々のスコープが工場から出荷されるとき、各スコープ
はマスタ画像信号処理ユニットと呼ばれる基準画像信号
処理ユニットに接続され、そこでホワイトバランス処理
用の補正係数の設定が行われ、その補正係数データがス
コープに内蔵された不揮発性メモリに書き込まれる。ス
コープがユーザ側の画像信号処理ユニットに接続される
と、該補正係数データが画像信号処理ユニット側に読み
出され、そこでスコープの撮像センサから得られた画素
信号がかかる補正係数データに基づいてホワイトバラン
ス処理されることになる。ところが、ユーザ側の画像信
号処理ユニットと基準画像信号処理ユニットとの間で光
学的特性等は必ずしも一致するわけではなく、個々のス
コープの補正係数データに基づいてユーザ側の画像信号
処理ユニットでホワイトバランス処理を行ったとして
も、そのホワイトバランス処理が最適なものとは限らな
い。

【００１０】また、ホワイトバランス処理用の補正係数
は特に個々の画像信号処理ユニットの光源ランプの色温
度特性に深く関係するものであるが、しかし該光源ラン
プの色温度特性自体はその劣化に伴って経時的に変化す
るという問題もある。

【００１１】要するに、適正なホワイトバランス処理が
常に適正に行われるためには、ホワイトバランス処理用
の補正係数設定をユーザ側の個々の画像信号処理ユニッ
トについて定期的に行って更新することが必要となる。

【００１２】従って、本発明の別の目的は、上述したよ
うなタイプの電子内視鏡であって、絞り開度の制御に用
いられるヒストグラム抽出回路を利用してホワイトバラ
ンス設定を必要に応じて行い得るようになった電子内視
鏡を提供することである。

【００１３】

【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、このスコープを着脱自在に接続させるよ
うになった画像信号処理ユニットとから成るものであっ
て、該画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備
し、この光源からの射出光がスコープに導かれてその前
方を照明するようになっている。本発明による電子内視
鏡は、更に、スコープの先端側に設けられた固体撮像手
段と、この固体撮像手段から得られる一フレーム分もし
くは一フィールド分の輝度画素信号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と、このヒストグ
ラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて光源
からスコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手
段とを具備して成る。本発明による電子内視鏡において
は、ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの
全データからの間引きデータに基づいて平均輝度値が求
められ、この平均輝度値に応じて光量調節手段による光
量調節が行われることが特徴とされる。

【００１４】本発明の好ましい実施形態にあっては、ヒ
ストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全デー
タからの間引きデータは該全データからｍ（整数）個置
きの輝度レベルに含まれる輝度画素信号から成る。

【００１５】また、本発明の好ましい実施形態にあって
は、ヒストグラム抽出手段で展開された前回のヒストグ
ラムの最小輝度レベル及び最大輝度レベルが記憶され、
次回のヒストグラムに基づいて平均輝度値を求める際に
最小輝度レベル及び最大輝度レベルを含む拡張範囲の全
データからの間引きデータが利用される。

【００１６】更に、本発明の好ましい実施形態にあって
は、ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの
全データに基づいて平均輝度値とそのときの最小輝度レ
ベル及び最大輝度レベルとが定期的に求められ、このヒ
ストグラムの全データに基づく平均輝度値に応じて光量
調節手段による光量調節が行われる。

【００１７】更にまた、本発明の好ましい実施形態にあ
っては、固体撮像手段は三原色の画素信号を出力し、か
つスコープはそれ自身に特有なホワイトバランス処理用
の三原色の各色の補正係数データを格納する格納手段を
有し、ホワイトバランス設定時に三原色のそれぞれの色
の一フレーム分もしくは一フィールド分の画素信号に基
づくヒストグラムがヒストグラム抽出手段に展開され、
各色のヒストグラムの全データから該当色の平均値が求
められ、これら三原色のいずれか１つの平均値を基準に
してその他の２つの色の補正係数データが再設定され
る。

【００１８】

【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。

【００１９】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ＣＣ
Ｄ(charge-coupled device) 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にはそのＣＣＤ
撮像素子と組み合わされた対物レンズ系が包含される。

【００２０】また、スコープ１０内には光ファイバー束
からなる光ガイド１６が挿通させられ、この光ガイド１
６の遠位端はスコープ１０の遠位端まで延び、該光ガイ
ド１６の遠位端の端面には照明用レンズが（図示されな
い）が組み合わされる。光ガイド１６の近位端は画像信
号処理ユニット１２へのスコープ１０の連結時に該画像
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。

【００２１】本実施形態では、カラー映像を再現するた
めに面順次方式が採用されるので、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
フィルタとして回転式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、回転式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はそれぞの半径方向の中心が120 °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。

【００２２】図３に図示するように、回転式三原色カラ
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。回転式
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、回転式ＲＧ
Ｂカラーフィルタ２４の回転周波数は25Hzであり、ＮＴ
ＳＣ方式が採用されれいる場合には、その回転周波数は
30Hzとなる。

【００２３】例えば、回転式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約33ms(1/30sec) と
なり、各色フィルタによる照明時間はほぼ33/6msとな
る。光ガイド１６の遠位端の端面からは赤色光、緑色光
及び青色光が毎33ms(1/30sec) 間にほぼ33/6msだけ順次
射出させられて、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、その各色の光学的被写体像が撮像
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光学的被写
体像を一フレーム分のアナログ画素信号に光電変換し、
その各色の一フレーム分のアナログ画素信号は各色の照
明時間(33/6ms)に続く次の遮光時間(33/6ms)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。

【００２４】なお、厳密に言うと、カラーフィルタ２４
Ｒ、２４Ｇ及び２４Ｂからのそれぞれの色の出力パワー
及びＣＣＤイメージセンサ１４の分光感度特性が異なる
ために、赤色光、緑色光及び青色光による照明時間はそ
れぞれ多少異なったものとされるが、しかしＣＣＤイメ
ージセンサ１４からのそれぞれの色の一フレーム分のア
ナログ画素信号の読出しは同じ態様で遮光時間内で行わ
れる。

【００２５】図１から明らかように、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（ＲＯ
Ｍ）、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）から成り、電子内視鏡の作動全般を
制御する。

【００２６】スコープ１０が画像信号処理ユニット１２
に接続されると、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
とシステムコントローラ３０と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、ＣＣ
Ｄ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の制御下で行われる。

【００２７】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
のデジタル画像信号が同時に順次読み出され、このとき
各色の読出しデジタル画像信号には水平同期信号及び垂
直同期信号等が付加される。即ち、一フレーム分の三原
色のデジタル画像信号はフレームメモリ３６からカラー
デジタルビデオ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）として順次出力され
てビデオプロセス回路３８に送られる。

【００２８】ビデオプロセス回路３８には、各色のカラ
ーデジタルビデオ信号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
一フレーム分のカラーデジタルビデオ信号は一フレーム
分のカラーアナログビデオ信号に変換され、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ＴＶモニ
タ装置４０に送られ、そこで光学的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で
は、カラーデジタルビデオ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に基づい
て、コンポーネントビデオ信号が作成され、そのコンポ
ーネントビデオ信号は別のＴＶ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
してビデオプロセス回路３８から外部に出力されるよう
になっている。

【００２９】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４
２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のため
にブレード要素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。

【００３０】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４２
Ａ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）によって適宜摺動自
在に保持される。駆動モータ５８が回転されると、駆動
板５２と共にカムピン５０が上下動し、これによりブレ
ード要素４２及び４４の開度が調節される。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。

【００３１】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。

【００３２】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はスイッチ（ＳＷ）回路
６６を介してフレームメモリ３６及びビデオプロセス回
路３８のいずれかに選択的に接続されるようになってい
る。スイッチ回路６６の切換はシステムコントローラ３
０によって制御され、ヒストグラム抽出回路６４は通常
はビデオプロセス回路３８に接続され、そこからコンポ
ーネントビデオ信号のうち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ようになっている。ヒ
ストグラム抽出回路６４がスイッチ回路６６によってフ
レームメモリ３６に接続されると、一フレーム分の三原
色のデジタル画素信号がヒストグラム抽出回路６４に入
力される。

【００３３】図１に示すように、画像信号処理ユニット
１２には更にキャラクタ処理回路６８が設けられ、この
キャラクタ処理回路６８にはビデオＲＡＭが内蔵され
る。システムコントローラ３０のＲＯＭから読み出され
る固定文字コード情報データやキーボード（図示されな
い）から入力される可変文字コード情報データはキャラ
クタ処理回路６８のビデオＲＡＭの所定アドレスに一旦
書き込まれる。キャラクタ処理回路６８では、そのビデ
オＲＡＭに書き込まれた文字コード情報データに基づい
て文字パターン信号が生成され、この文字パターン信号
はビデオプロセス回路に出力されてカラービデオ信号に
付加され、これによりＴＶモニタ装置４０上には光学的
被写体像の再現画像と共に文字情報が表示される。

【００３４】以上述べたような文字情報は患者名、診察
日時、診察寸評等の可変文字情報や再現カラー映像に関
する固定文字情報が含まれるが、本発明に特に関連した
文字情報としては、２つの固定文字情報、例えば「ホワ
イトバランスの設定が可能です」及び「ホワイトバラン
スの設定が完了しました」というような２つのメッセー
ジが挙げられる。これらメッセージ即ち固定文字情報は
上述したようにコードデータとして予めシステムコント
ローラ３０のＲＯＭ内に格納され、それらコードデータ
は必要に応じてシステムコントローラ３０のＲＯＭから
読み出されてキャラクタ処理回路６８のビデオＲＡＭに
書き込まれる。なお、上述した２つのメッセージの意味
については後述の記載で明らかにされる。

【００３５】図１に示すように、スコープ１０側には適
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）７０が設けられ、このＥＥＰＲＯ
Ｍ７０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、ＥＥＰＲＯＭ７０には、その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、更に本発明
に特に関連する情報データとしては、三原色のアナログ
画素信号に対してホワイトバランス処理を施す際に用い
られる補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINが挙げ
られる。スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に連
結されると、ＥＥＰＲＯＭ７０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
ＥＥＰＲＯＭ７０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
保持される。

【００３６】なお、ＣＣＤプロセス回路３２で行われる
ホワイトバランス補正処理は上述の補正係数データＧ
_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINに基づいて行われるが、しかし
ながらそれら補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAIN
が先に述べたように常に最適なものとは言えない。

【００３７】画像信号処理ユニット１２には操作パネル
７２が設けられ、この操作パネル７２には種々の表示灯
や種々のスイッチが設けられる。図１では、本発明に特
に関連するスイッチとして、画像信号処理ユニット１２
の主電源（図示されない）のオン／オフを切り替える電
源スイッチ（ＳＷ）、光源ランプ１８の点灯を制御する
点灯スイッチ（ＳＷ）、電子内視鏡の通常の作動モード
とホワイトバランス設定モードとを切り換えるモード切
換スイッチ（ＳＷ）及びホワイトバランス補正係数を設
定する際のホワイトバランス設定スイッチ（ＳＷ）がそ
れぞれ参照符号７４、７６、７８及び８０で示されてい
る。

【００３８】なお、上述したスイッチ回路６６はモード
切換スイッチ７８によるモード選択によって切り換えら
れ、モード切換スイッチ７８によって通常の作動モード
が選択されているときには、ヒストグラム抽出回路６４
はスイッチ回路６６によってビデオプロセス回路３８に
接続され、モード切換スイッチ７８によってホワイトバ
ランス設定モードが選択されているときには、ヒストグ
ラム抽出回路６４はスイッチ回路６６によりフレームメ
モリ３６に接続される。

【００３９】図５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で作成され
たヒストグラムが例示されている。図５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５に示すヒ
ストグラムにおいて、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はペ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。
なお、図５に示す例では、ビデオプロセス回路３８から
得られた一フレーム分の輝度画素信号には、輝度レベル
０ないし４及び輝度レベル252 ないし255 に相当する輝
度を持つ輝度画素信号は含まれない。

【００４０】図６及び図７を参照すると、システムコン
トローラ３０で実行される自動調光ルーチンのフローチ
ャートが示される。この自動調光ルーチンは電子内視鏡
のメイン作動ルーチンのサブルーチンとして機能するも
のであって、例えば電子内視鏡で映像再現方式としてＮ
ＴＳＣ方式が採用されている場合には、1/30sec 毎に実
行される割込みルーチンとされる。なお、自動調光ルー
チンの実行は操作パネル７２上の電源スイッチ７４のオ
ンによって開始される。

【００４１】ステップ６０１では、カウンタＮがカウン
タ数が“０”であるか否かが判断される。初期段階で
は、Ｎ＝０であるので、ステップ６０２に進み、ヒスト
グラム抽出回路６４で展開された第１番目のヒストグラ
ムの全データ（０≦Ｘ≦255)に基づいて平均輝度値ＡＩ
が算出される。即ち、輝度レベル０ないし255 のそれぞ
れに対応した輝度値をＬ₀ないしＬ₂₅₅とし、かつ各輝
度レベル０ないし255 のそれぞれに振り分けられた輝度
画素信号の度数（個数）をＳ₀ないしＳ₂₅₅としたと
き、平均輝度値ＡＩは以下の式によって算出される。

【００４２】

【数１】即ち、ＴＰは一フレーム分の輝度画素信号の総数であ
る。

【００４３】ステップ６０３では、算出された平均輝度
値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動
モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられ
る。次いで、ステップ６０４では、第１番目のヒストグ
ラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ
_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに
格納される。なお、図８には第１番目のヒストグラムの
一例が示され、この例から明らかなように、最小輝度レ
ベルＬ_MINよりも小さい輝度レベルに対応する輝度画素
信号は存在せず、また最大輝度レベルＬ_MAXを越える輝
度レベルに対応する輝度画素信号は存在しない。

【００４４】ステップ６０５では、カウンタＮのカウン
ト数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ
６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否か
が判断される。現段階では、Ｎは７以下、即ちＮ＝１で
あるので、本ルーチンは一旦終了する。

【００４５】1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行さ
れるが、このときヒストグラム抽出回路６４には図９に
示すような第２番目のヒストグラムが展開されているも
のとする。現段階では、Ｎ＝１であるので、ステップ６
０１からステップ６０７に進み、そこで第１番目の最小
輝度レベルＬ_MINが輝度レベル８以上であるか否かが判
断される。もしＬ_MIN≧８であれば、ステップ６０８に
進み、そこで第１番目の最大輝度レベルＬ_MAXが輝度レ
ベル247 以下であるか否かが判断される。もしＬ_MAX≦
247 であれば、ステップ６０９に進む。

【００４６】ステップ６０９では、第２番目のヒストグ
ラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒストグラムの最小
輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲
よりもその両側で８輝度レベル分だけ拡張された範囲
（図９で破線矢印で示す範囲）の全データのうちから一
つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡＩ
が算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式に
よって算出される。

【００４７】

【数２】なお、［ｘ］はガウス記号であり、ｘを越えない最大整
数を表す。

【００４８】要するに、２つの連続したフレームの輝度
画素信号のヒストグラム、即ち第１番目のヒストグラム
（図８）及び第２番目のヒストグラム（図９）について
は一般的には互いに似たものとなる可能性が高いので
（というのは、スコープ１０による患部の観察時でのス
コープの動きは少ないからである）、前回の最小輝度レ
ベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲をそれ
ぞれの境界側でヒストグラム定義域（０≦Ｘ≦255)の例
えば３ないし５％分だけ拡張すれば（本実施形態では８
輝度レベル分）、その拡大範囲内に第２番目のヒストグ
ラムの実体部分が含まれ得ると仮定することができる。
従って、第２番目のヒストグラムについての平均輝度レ
ベルＡＩを算出する際の演算範囲はＬ_MIN−８≦Ｘ≦Ｌ
_MAX＋８と狭まり、しかもその演算は一つ置きの間引き
データに基づくものとなるので、平均輝度レベルＡＩの
算出時間は大幅に短縮され得る。

【００４９】ステップ６０９で第２番目のヒストグラム
の平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６０９
からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに
対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５
８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次い
で、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから
最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求め
られてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納され
る。

【００５０】ステップ６０５では、カウンタＮのカウン
ト数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ
６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否か
が判断される。現段階でも、Ｎは７以下、即ちＮ＝２で
あるので、本ルーチンは一旦終了する。

【００５１】ステップ６０７でもしＬ_MIN＜８であれ
ば、即ち第１番目のヒストグラムが図１０に示すような
ものであれば、ステップ６０７からステップ６１０に進
み、そこで第１番目の最大輝度レベルＬ_MAXが輝度レベ
ル247 以下であるか否かが判断される。もしＬ_MAX≦24
7 であれば、ステップ６１１に進む。なお、上述した場
合と同様な理由により、第１番目のヒストグラムが図１
０に示すようなものであれば、第２番目のヒストグラム
はそれと類似したもの、即ち図１１に示すようなものと
仮定し得る。

【００５２】ステップ６１１では、図１１に示す第２番
目のヒストグラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒスト
グラムの最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAX
との間の範囲よりも最小輝度レベルＬ_MIN側で輝度レベ
ル０まで拡張されかつ最大輝度レベルＬ_MAX側で８輝度
レベル分だけ拡張された範囲（図１１で破線矢印で示す
範囲）の全データのうちから一つ置きに間引いたデータ
に基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、平
均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。

【００５３】

【数３】

【００５４】上述の場合と同様に、第２番目のヒストグ
ラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算
範囲は０≦Ｘ≦Ｌ_MAX＋８と狭まり、しかもその演算は
一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均
輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。

【００５５】ステップ６１１で第２番目のヒストグラム
の平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１１
からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに
対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５
８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次い
で、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから
最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求め
られてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納され
る。

【００５６】ステップ６０５では、カウンタＮのカウン
ト数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ
６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否か
が判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルー
チンは一旦終了する。

【００５７】ステップ６０８でもしＬ_MAX＞247 であれ
ば、即ち第１番目のヒストグラムが図１２に示すような
ものであれば、ステップ６０８からステップ６１２に進
む。なお、上述した場合と同様な理由により、第１番目
のヒストグラムが図１２に示すようなものであれば、第
２番目のヒストグラムはそれと類似したもの、即ち図１
３に示すようなものと仮定し得る。

【００５８】ステップ６１２では、図１３に示す第２番
目のヒストグラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒスト
グラムの最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAX
との間の範囲よりも最小輝度レベルＬ_MIN側で８輝度レ
ベル分だけ拡張されかつ最大輝度レベルＬ_MAX側で輝度
レベル255 まで拡張された範囲（図１３で破線矢印で示
す範囲）の全データのうちから一つ置きに間引いたデー
タに基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、
平均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。

【００５９】

【数４】

【００６０】上述の場合と同様に、第２番目のヒストグ
ラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算
範囲はＬ_MIN−８≦Ｘ≦255 と狭まり、しかもその演算
は一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平
均輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。

【００６１】ステップ６１２で第２番目のヒストグラム
の平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１２
からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに
対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５
８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次い
で、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから
最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求め
られてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納され
る。

【００６２】ステップ６０５では、カウンタＮのカウン
ト数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ
６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否か
が判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルー
チンは一旦終了する。

【００６３】ステップ６１０でもしＬ_MAX＞247 であれ
ば、即ち第１番目のヒストグラムが図１４に示すような
ものであれば、ステップ６１０からステップ６１３に進
む。なお、上述した場合と同様な理由により、第１番目
のヒストグラムが図１４に示すようなものであれば、第
２番目のヒストグラムはそれと類似したもの、即ち図１
５に示すようなものと仮定し得る。

【００６４】ステップ６１３では、図１５に示す第２番
目のヒストグラムの全定義域の範囲（図１５で破線矢印
で示す範囲、即ち０≦Ｘ≦255 ）の全データのうちから
一つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡ
Ｉが算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式
によって算出される。

【００６５】

【数５】

【００６６】この場合には、第２番目のヒストグラムに
ついての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算範囲は
全定義域（０≦Ｘ≦255 ）となるが、しかしその演算は
一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均
輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。

【００６７】ステップ６１３で第２番目のヒストグラム
の平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１３
からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに
対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５
８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次い
で、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから
最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求め
られてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納され
る。

【００６８】ステップ６０５では、カウンタＮのカウン
ト数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ
６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否か
が判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルー
チンは一旦終了する。

【００６９】続いて、第３番目ないし第８番目のヒスト
グラムについても以上で述べたいずれかの態様（ステッ
プ６０９、６１１、６１２、６１３）でその平均輝度Ａ
Ｉが算出され、それに応じて絞り２０の開度が適宜調整
される。第８番目のヒストグラムから得られた平均輝度
ＡＩに基づく絞り２０の開度の調整後、カウンタＮのカ
ウント数は７に到達する（ステップ６０５）。従って、
ステップ６０６からステップ６１４に進み、そこでカウ
ンタＮはリセットされ、本ルーチンは一旦終了する。

【００７０】1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行さ
れるが、このときＮ＝０となっているので、ステップ６
０２に進み、ヒストグラム抽出回路６４で展開された第
９番目のヒストグラムの全データ（０≦Ｘ≦255)に基づ
いて平均輝度値ＡＩが算出され、このとき用いられる演
算式は上述の数式１となる。

【００７１】このとき、ヒストグラムの全データを読み
出した上での、最小輝度レベルと最大輝度レベルが求め
られることになる。従って、例えば、スコープ１０の動
きにより内視鏡像の明るさが急激に変化して画像データ
の存在する範囲が急に異なった場合、或いは画像データ
の存在する範囲が広がったり狭まったりした場合でも、
八回目毎に平均輝度値ＡＩの算出にはヒストグラムの全
データ（０≦Ｘ≦255)が用いられるので、適正な平均輝
度値が得られ、かくして絞り２０の開度も適正に調整さ
れ得る。

【００７２】図１６ないし図１８を参照すると、システ
ムコントローラ３０で実行されるホワイトバランス設定
ルーチンのフローチャートが示される。このホワイトバ
ランス設定ルーチンも電子内視鏡のメイン作動ルーチン
のサブルーチンとして機能するものであって、例えば電
子内視鏡で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 毎に実行される割込みルーチ
ンとされる。また、ホワイトバランス設定ルーチンの実
行開始は電源スイッチ７４をオンした後にモード切換ス
イッチ７８でホワイトバランス設定モードを選択するこ
とによって行われる。

【００７３】なお、ホワイトバランスの設定について
は、例えば本発明による電子内視鏡が複数のスコープ
（１０）と共に病院等の医療機関等に新規に納入された
ような場合、本発明による電子内視鏡の納入後に新たな
スコープが追加されたような場合、更には既に使用され
ているスコープについてホワイトバランスの補正係数デ
ータを再設定するような場合に行われる。

【００７４】ステップ１６０１ないしステップ１６０４
では、フラグＦ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４が“０”である
か否かが順次判断される。初期段階では、Ｆ１、Ｆ２、
Ｆ３及びＦ４＝０であるので、ステップ１６０５に進
み、そこでスイッチ回路６６の接続がフレームメモリ３
６側に切り換えられる。従って、ヒストグラム抽出回路
６４はスイッチ回路６６を介してフレームメモリ３６に
接続される。

【００７５】ステップ１６０６では、点灯スイッチ７６
のオンにより光源ランプ１８が点灯されたか否かが判断
される。光源ランプ１８が点灯されていないとき、本ル
ーチンは一旦終了する。1/30sec 経過後、本ルーチンは
再び実行されるが、しかし光源ランプ１８が点灯されな
い限り、何等の進展もない。

【００７６】ステップ１６０６で光源ランプ１８の点灯
が確認されると、ステップ１６０７に進み、そこで光源
ランプ１８を点灯した後に所定の時間が経過したか否か
が判断される。本ルーチンの実行は1/30sec 毎に繰り返
されるが、しかし所定時間が経過するまでは、何等の進
展もない。即ち、光源ランプ１８の発光状態が安定する
まで待機状態となる。所定時間が経過して光源ランプ１
８の発光状態が安定すると、ステップ１６０８に進み、
そこでホワイトバランスの設定が可能である旨のメッセ
ージ、例えば「ホワイトバランスの設定が可能です」と
いうようなメッセージがＴＶモニタ装置４０に表示され
る。なお、かかるメッセージの表示がシステムコントロ
ーラ３０のＲＯＭ内に予め格納された固定文字情報コー
ドデータを読み出してキャラクタ処理回路６８のビデオ
ＲＡＭに書き込んで文字パターン信号としてビデオプロ
セス回路３８に出力することにより行われることは先に
述べた通りである。

【００７７】ステップ１６０９では、ホワイトバランス
設定の対象となるスコープ（１０）が画像信号処理ユニ
ット１２に接続されたか否かが判断される。スコープが
接続されていないときは、ステップ１６１０に進み、そ
こでフラグＦ４が“０”から“１”に書き替えられた
後、本ルーチンは一旦終了する。1/30sec 経過後、本ル
ーチンは再び実行されるが、このときＦ４＝１であるの
で、ステップ１６０５ないしステップ１６０８はスキッ
プされる。その後、本ルーチンの実行は1/30sec毎に繰
り返されるが、スコープが画像信号処理ユニット１２に
接続されない限り、何等の進展もない。

【００７８】ステップ１６０９でスコープの接続が確認
されると、ステップ１６０９からステップ１６１１に進
み、そこで該スコープのＥＥＰＲＯＭ７０から補正係数
データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINが読み出され、これら
補正係数データはシステムコントローラ３０のＲＡＭに
格納される。次いで、ステップ１６１２では、フラグＦ
３が“０”から“１”に書き替えられ、続いてステップ
１６１３でホワイトバランス設定スイッチ８０がオンさ
れたか否かが判断される。ホワイトバランス設定スイッ
チ８０はホワイトバランスの設定準備の完了後にオペレ
ータの手動操作によってオンされる。

【００７９】ここで、ホワイトバランスの設定準備につ
いて簡単に説明すると、ホワイトバランス設定時には基
準白色を持つ包囲体が用いられる。即ち、該包囲体の内
側壁には所定の基準白色が塗布されており、その包囲体
内にスコープ（１０）の先端を挿入することにより、ホ
ワイトバランスの設定準備が完了することになる。な
お、電子内視鏡でのホワイトバランスの設定自体は周知
のことである。

【００８０】ステップ１６１３でホワイトバランス設定
スイッチ８０のオンが確認されると、ステップ１６１４
に進み、そこで撮像センサ１４から読み出された一フレ
ーム分の緑色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路
６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）の全デー
タから緑色画素信号の平均値ＡＧが以下の数式に基づい
て算出される。

【００８１】

【数６】ここで、ＧＬ_nは一フレーム分の緑色画素信号について
の256 通りの緑色レベルを示し、ＧＳ_nは各緑色レベル
に対応した値を持つ緑色画素信号の度数即ち個数を示
し、ＴＰは上述した数式１の場合と同様に一フレーム分
の緑色画素信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム
分の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得
られた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス
処理されたものとなっている。

【００８２】ステップ１６１５では、撮像センサ１４か
ら読み出された一フレーム分の青色画素信号に基づいて
ヒストグラム抽出回路６４で展開されている青色ヒスト
グラム（Ｂ）の全データから青色画素信号の平均値ＡＢ
が以下の数式に基づいて算出される。

【００８３】

【数７】ここで、ＢＬ_nは一フレーム分の青色画素信号について
の256 通りの青色レベルを示し、ＢＳ_nは各青色レベル
に対応した値を持つ青色画素信号の度数即ち個数を示
し、ＴＰは上述の場合と同様に一フレーム分の青色画素
信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム分の青色画
素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正
係数データＢ_GAINによってホワイトバランス処理された
ものとなっている。

【００８４】ステップ１６１６では、平均値ＡＧと平均
値ＡＢとの差ΔＧＢが演算される。次いで、ステップ１
６１７では、差ΔＧＢが所定の許容値ＰＶを越えている
か否かが判断される。差ΔＧＢが許容値ＰＶを越えてい
るとき、ステップ１６１８に進み、そこで平均値ＡＢが
平均値ＡＧよりも大きいか否かが判断される。もしＡＢ
＞ＡＧであるならば、ステップ１６１９に進み、そこで
補正係数データＢ_GAINが所定値だけ減少させられ、本ル
ーチンは一旦終了する。一方、ＡＢ＜ＡＧであるなら
ば、ステップ１６２０に進み、そこで補正係数データＢ
_GAINが所定値だけ増大させられ、本ルーチンは一旦終了
させられる。

【００８５】次の割込み処理で再び本ルーチンが実行さ
れたとき、ステップ１６０１及び１６０２を経た後ステ
ップ１６０３からステップ１６１３まで直ちにスキップ
することになるが（Ｆ３＝１）、このときホワイトバラ
ンス設定スイッチ８０は既にオンとなっているので、ス
テップ１６１４に進み、そこで再びヒストグラム抽出回
路６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）から緑
色画素信号の平均値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出
される。なお、このとき緑色ヒストグラムは撮像センサ
１４から読み出された前回の一フレーム分の緑色画素信
号の次に読み出された一フレーム分の緑画素信号に基づ
くものであり、しかもその後者の一フレーム分の緑色画
素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正
係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処理された
ものとなっている。

【００８６】続いて、ステップ１６１５でも、再びヒス
トグラム抽出回路６４で展開されている青色ヒストグラ
ム（Ｂ）から青色画素信号の平均値ＡＢが上述の数式７
に基づいて算出される。なお、このとき青色ヒストグラ
ムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム
分の青色画素信号の次に読み出された一フレーム分の青
画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレ
ーム分の青色画素信号は前回の本ルーチン実行時にステ
ップ１６１９或いはステップ１６２０で所定値だけ減少
或いは増大させられた補正係数データＢ_GAINによってホ
ワイトバランス処理されたものとなっている。

【００８７】ステップ１６１６では、平均値ＡＧと平均
値ＡＢとの差ΔＧＢが再び演算されるが、その差ΔＧＢ
は前回よりも小さなものとなる。というのは、今回の一
フレーム分の青色画素信号のホワイトバランス処理が前
回の本ルーチン実行時にステップ１６１９或いはステッ
プ１６２０で所定値だけ減少或いは増大させられた補正
係数データＢ_GAINに基づいて行われているからである。
次いで、ステップ１６１７では、差ΔＧＢが所定の許容
値ＰＶを越えているか否かが再び判断される。差ΔＧＢ
が許容値ＰＶを未だ越えているとき、ステップ１６１８
に進み、そこで平均値ＡＢが平均値ＡＧよりも大きいか
否かが再び判断されるが、このときＡＢ＞ＡＧであれ
ば、ステップ１６１９に進み、そこで補正係数データＢ
_GAINが所定値だけ更に減少させられ、またＡＢ＜ＡＧで
あれば、ステップ１６２０に進み、そこで補正係数デー
タＢ_GAINが所定値だけ更に増大させられる。要するに、
補正係数データＧ_GAINを基準にして、差ΔＧＢが所定の
許容値ＰＶ内に納まるまで、以上で述べたルーチンが繰
り返される。

【００８８】ステップ１６１７で差ΔＧＢが所定の許容
値ＰＶ内に納まったとき、ステップ１６１７からステッ
プ１６２１に進み、そこでフラグＦ２が“０”から
“１”に書き替えられる。次いで、ステップ１６２２で
は、撮像センサ１４から読み出された一フレーム分の緑
色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で展開
されている緑色ヒストグラム（Ｇ）の全データから緑色
画素信号の平均値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出さ
れる。なお、上述の場合と同様に、かかる一フレーム分
の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得ら
れた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処
理されたものとなっている。

【００８９】ステップ１６２３では、撮像センサ１４か
ら読み出された一フレーム分の赤色画素信号に基づいて
ヒストグラム抽出回路６４で展開されている赤色ヒスト
グラム（Ｒ）の全データから赤色画素信号の平均値ＡＲ
が以下の数式に基づいて算出される。

【００９０】

【数８】ここで、ＲＬ_nは一フレーム分の赤色画素信号について
の256 通りの赤色輝度レベルを示し、ＲＳ_nは各赤色レ
ベルに対応した値を持つ赤色画素信号の度数即ち個数を
示し、ＴＰは先に述べた場合と同様に一フレーム分の赤
色画素信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム分の
赤色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られ
た補正係数データＲ_GAINによってホワイトバランス処理
されたものとなっている。

【００９１】ステップ１６２４では、平均値ＡＧと平均
値ＡＲとの差ΔＧＲが演算される。次いで、ステップ１
６２５では、差ΔＧＲが所定の許容値ＰＶを越えている
か否かが判断される。差ΔＧＲが許容値ＰＶを越えてい
るとき、ステップ１６２６に進み、そこで平均値ＡＲが
平均値ＡＧよりも大きいか否かが判断される。もしＡＲ
＞ＡＧであるならば、ステップ１６２７に進み、そこで
補正係数データＲ_GAINが所定値だけ減少させられ、本ル
ーチンは一旦終了する。一方、ＡＲ＜ＡＧであるなら
ば、ステップ１６２８に進み、そこで補正係数データＲ
_GAINが所定値だけ増大させられ、本ルーチンは一旦終了
させられる。

【００９２】次の割込み処理で再び本ルーチンが実行さ
れたとき、ステップ１６０１を経た後ステップ１６０２
からステップ１６２２まで直ちにスキップし（Ｆ２＝
１）、そこで再びヒストグラム抽出回路６４で展開され
ている緑色ヒストグラム（Ｇ）から緑色画素信号の平均
値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出される。なお、こ
のとき緑色ヒストグラムは撮像センサ１４から読み出さ
れた前回の一フレーム分の緑色画素信号の次に読み出さ
れた一フレーム分の緑画素信号に基づくものであり、し
かもその後者の一フレーム分の緑色画素信号はスコープ
のＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＧ_GAIN
によってホワイトバランス処理されたものとなってい
る。

【００９３】続いて、ステップ１６２３でも、再びヒス
トグラム抽出回路６４で展開されている赤色ヒストグラ
ム（Ｒ）から赤色画素信号の平均値ＡＲが上述の数式８
に基づいて算出される。なお、このとき赤色ヒストグラ
ムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム
分の赤色画素信号の次に読み出された一フレーム分の赤
画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレ
ーム分の赤色画素信号は前回の本ルーチン実行時にステ
ップ１６２７或いはステップ１６２８で所定値だけ減少
或いは増大させられた補正係数データＲ_GAINによってホ
ワイトバランス処理されたものとなっている。

【００９４】ステップ１６２４では、平均値ＡＧと平均
値ＡＲとの差ΔＧＲが再び演算されるが、その差ΔＧＲ
は前回よりも小さなものとなる。というのは、今回の一
フレーム分の赤色画素信号のホワイトバランス処理が前
回の本ルーチン実行時にステップ１６２７或いはステッ
プ１６２８で所定値だけ減少或いは増大させられた補正
係数データＲ_GAINに基づいて行われているからである。
次いで、ステップ１６２５では、差ΔＧＲが所定の許容
値ＰＶを越えているか否かが再び判断される。差ΔＧＲ
が許容値ＰＶを未だ越えているとき、ステップ１６２６
に進み、そこで平均値ＡＲが平均値ＡＧよりも大きいか
否かが再び判断されるが、このときＡＲ＞ＡＧであれ
ば、ステップ１６２７に進み、そこで補正係数データＲ
_GAINが所定値だけ更に減少させられ、またＡＲ＜ＡＧで
あれば、ステップ１６２８に進み、そこで補正係数デー
タＲ_GAINが所定値だけ更に増大させられる。要するに、
補正係数データＧ_GAINを基準にして、差ΔＧＲが所定の
許容値ＰＶ内に納まるまで、以上で述べたルーチンが繰
り返される。

【００９５】ステップ１６２５で差ΔＧＲが所定の許容
値ＰＶ内に納まったとき、ステップ１６２５からステッ
プ１６２９に進み、そこでホワイトバランス設定が完了
した旨のメッセージ、例えば「ホワイトバランス設定が
完了しました」というようなメッセージがＴＶモニタ装
置４０に表示される。なお、かかるメッセージの表示が
システムコントローラ３０のＲＯＭ内に予め格納された
固定文字情報コードデータを読み出してキャラクタ処理
回路６８のビデオＲＡＭに書き込んで文字パターン信号
としてビデオプロセス回路３８に出力することにより行
われることは先に述べた通りである。

【００９６】ステップ１６３０では、補正係数データＧ
_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINがスコープ（１０）のＥＥＰＲ
ＯＭ７０に書き込まれる。なお、このとき補正係数デー
タＧ _GAINについては変えられていないので、補正係数デ
ータＢ_GAIN及びＲ_GAINだけがＥＥＰＲＯＭ７０に書き込
まれてもよい。次いで、ステップ１６３１では、当該ス
コープ（１０）、即ちホワイトバランスの設定或いは再
設定が完了したスコープが画像信号処理ユニット１２か
ら離脱させられたか否かが判断される。当該スコープ
（１０）の離脱が行われていないとき、ステップ１６３
２に進み、そこでフラグＦ１が“０”から“１”に書き
替えられる。その後、1/30sec 経過毎に本ルーチンは実
行されるが、当該スコープ（１０）が離脱されるまで、
何等の進展もない。ステップ１６３１で当該スコープ
（１０）の離脱が確認されると、ステップ１６３３に進
み、そこでフラグＦ１、フラグＦ２及びフラグＦ３がそ
れぞれ“１”から“０”に書き直され、本ルーチンは一
旦完了する。

【００９７】その後、ステップ１６０９において、別の
スコープ、即ちホワイトバランスの設定或いは再設定さ
れるべきスコープが画像信号処理ユニット１２に接続さ
れたか否かが監視され、もしそのようなスコープが接続
されると、以上で述べたルーチンが再び繰り返される。
なお、モード切換スイッチ７８が通常の作動モードを選
択するように切り換えられると、本ルーチンは終了す
る。

【００９８】以上で説明した実施形態では、電子内視鏡
は面順次カラー方式を採用したものとされているが、し
かしカラー同時方式を採用した電子内視鏡、即ち微細な
三原色フィルタ要素をモザイク状に配列したカラーフィ
ルタアレイを固体撮像素子の受光面に適用した電子内視
鏡についても同様な自動調光及びホワイトバランス設定
を行い得ることが理解されるべきである。更に、以上の
説明では、ホワイトバランス処理について、三原色
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のそれぞれの色のデータから、三原色の
色の補正係数データを設定するようにしているが、三原
色の色の補正係数データを求めるために色のデータでは
なく色差信号データを用いてもよい。

【００９９】また、上述の実施形態では、ヒストグラム
の作成については一フレーム分の画素信号に基づいてい
るが、一フィールド分の画素信号に基づいてヒストグラ
ムの作成を行うようにしてもよい。

【０１００】

【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、一フレーム分の輝度画素
信号についてヒストグラム抽出回路で展開されたヒスト
グラムに基づいて絞り開度を制御する際に該ヒストグラ
ムからの間引きデータから平均輝度値を算出し、その平
均輝度値に基づいて絞り開度を制御して自動調光を行う
ので、その自動調光制御の応答性を高めて再現画像の輝
度の適正化を迅速に行うことが可能となる。また、本発
明による電子内視鏡にあっては、かかる絞り開度の制御
に用いられるヒストグラム抽出回路を利用してホワイト
バランス設定を適宜行うことができ、この場合はヒスト
グラムデータを間引かず全データを用いるので、個々の
スコープから得られる画素信号に対して常に適正なホワ
イトバランス処理を施すことが可能であり、電子内視鏡
による内視鏡像の色再現性を高品位に維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子内視鏡の概略ブロック図であ
る。

【図２】図１に示す回転式ＲＧＢカラーフィルタの正面
図である。

【図３】図１に示す回転式ＲＧＢカラーフィルタをその
駆動モータと共に示す側面図である。

【図４】図１に示す絞りをその駆動機構と共に示す概略
正面図である。

【図５】図１に示すヒストグラム抽出回路で展開される
ヒストグラムの一例を概念的に示すグラフである。

【図６】図１のシステムコントローラで実行される自動
調光ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分
である。

【図７】図１のシステムコントローラで実行される自動
調光ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの
部分である。

【図８】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒス
トグラムの一例を概念的に示すグラフであって、図６及
び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図であ
る。

【図９】図８のヒストグラムに関連したヒストグラムを
示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチン
を説明するための説明図である。

【図１０】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒ
ストグラムの別の例を概念的に示すグラフであって、図
６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図
である。

【図１１】図１０のヒストグラムに関連したヒストグラ
ムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルー
チンを説明するための説明図である。

【図１２】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒ
ストグラムの更に別の例を概念的に示すグラフであっ
て、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための
説明図である。

【図１３】図１２のヒストグラムに関連したヒストグラ
ムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルー
チンを説明するための説明図である。

【図１４】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒ
ストグラムの更に別の例を概念的に示すグラフであっ
て、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための
説明図である。

【図１５】図１４のヒストグラムに関連したヒストグラ
ムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルー
チンを説明するための説明図である。

【図１６】図１のシステムコントローラで実行されるホ
ワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチ
ャートの一部分である。

【図１７】図１のシステムコントローラで実行されるホ
ワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチ
ャートのその他の部分である。

【図１８】図１のシステムコントローラで実行されるホ
ワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチ
ャートの残りの部分である。

【符号の説明】１０スコープ１２画像信号処理ユニット１４撮像センサ１６光ガイド１８白色光源２０絞り２２集光レンズ２４回転式ＲＧＢカラーフィルタ２８ＣＣＤドライバ３０システムコントローラ３２ＣＣＤプロセス回路３４アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３６フレームメモリ３８ビデオプロセス回路４０ＴＶモニタ装置６４ヒストグラム抽出回路６６スイッチ回路７０ＥＥＰＲＯＭ７４電源スイッチ７６点灯スイッチ７８モード切換スイッチ８０ホワイトバランス設定スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ 9/04 9/04 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スコープと、このスコープを着脱自在に
接続させるようになった画像信号処理ユニットとから成
る電子内視鏡であって、前記画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備
し、この光源からの射出光が前記スコープに導かれてそ
の前方を照明するようになっており、更に、前記スコー
プの先端側に設けられた固体撮像手段と、この固体撮像
手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分
の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒス
トグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開
されたヒストグラムに基づいて前記光源から前記スコー
プに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備
して成る電子内視鏡において、前記ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの
全データからの間引きデータに基づいて平均輝度値が求
められ、この平均輝度値に応じて前記光量調節手段によ
る光量調節が行われ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、
前記ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの
全データからの間引きデータが該全データからｍ（整
数）個置きの輝度レベルに含まれる輝度画素信号から成
ることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項３】請求項１又は２に記載の電子内視鏡にお
いて、前記ヒストグラム抽出手段で展開された前回のヒ
ストグラムの最小輝度レベル及び最大輝度レベルを記憶
し、次回のヒストグラムに基づいて平均輝度値を求める
際に前記最小輝度レベル及び最大輝度レベルを含む拡張
範囲の全データからの間引きデータが利用されることを
特徴とする電子内視鏡。
【請求項４】請求項１から３までのいずれか１項に記
載の電子内視鏡において、前記ヒストグラム抽出手段で
展開されたヒストグラムの全データに基づいて平均輝度
値とそのときの最小輝度レベル及び最大輝度レベルとが
定期的に求められ、このヒストグラムの全データに基づ
く平均輝度値に応じて前記光量調節手段による光量調節
が行われることを特徴とする電子内視鏡。
【請求項５】請求項１から４までのいずれか１項に記
載の電子内視鏡において、前記固体撮像手段が三原色の
画素信号を出力し、かつ前記スコープはそれ自身に特有
なホワイトバランス処理用の三原色の各色の補正係数デ
ータを格納する格納手段を有し、ホワイトバランス設定
時に前記三原色のそれぞれの色の一フレーム分もしくは
一フィールド分の画素信号に基づくヒストグラムが前記
ヒストグラム抽出手段に展開され、各色のヒストグラム
の全データから該当色の平均値が求められ、これら三原
色のいずれか１つの平均値を基準にしてその他の２つの
色の補正係数データが再設定されることを特徴とする電
子内視鏡。