JP2000193896A - 内視鏡の光量制御装置 - Google Patents
内視鏡の光量制御装置Info
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Abstract
かに画面を適度な明るさに戻す。 【解決手段】 内視鏡装置のプロセッサ10内におい
て、ヒストグラム処理回路16、絞り制御回路17、絞
り18、光源19、ステッピングモータ26を設け、プ
ロセッサ10の外部にモニタ23を設ける。ヒストグラ
ム処理回路16において求められるヒストグラムデータ
に基づき、モニタ23における画面の明るさを示す輝度
平均値を算出する。算出された輝度平均値を、ハレーシ
ョン状態時の輝度平均値と比較する。算出された輝度平
均値がハレーション状態時の輝度平均値を超える場合、
絞り制御回路17から所定のパルス信号をステッピング
モータ26に送り、絞り18の開度を現在の開度の6割
にすることで、光源19から被写体に導かれる光量を調
整する。
Description
プ)を胃など体腔内に挿入し、体腔映像を画面に映し出
して患部の状態を検査する内視鏡装置に関し、特に体腔
に照射する光量の調整に関する。
適度な明るさに保つため、絞りを開閉させることで体腔
に照射される光量を自動的に調整する自動調光方式を備
えた内視鏡装置が知られている。このような内視鏡装置
では、画面の明るさを示す輝度値を定期的に算出し、そ
の輝度値が適度な明るさとなる輝度値(参照値)に近づ
くように、輝度値と参照値との差に基づいて絞りを開閉
させる。このような自動調光方式により、適正な光量が
被写体に照射され、画面には体腔映像が適度な明るさで
映し出される。
ーション状態(画面が白くなる状態)になった場合、輝
度値と参照値との差が大きいため、絞りが1回で適正な
位置まで絞られず、調光処理に時間が掛かることがあ
る。そのため、体腔映像の明るさの変化に対して、光量
調整を迅速に行うことができない場合が生じる。逆に、
1回での絞りの駆動量を無条件に大きくすると、ハンチ
ングが生じやすくなり、なかなか適正光量に収束しなく
なる。
ち、画面がハレーション状態となった場合、速やかに画
面を適度な明るさに戻すことができる内視鏡の光量制御
装置を得ることを目的とする。
御装置は、内視鏡を介して光源からの光を被写体に照射
する手段と、被写体に光を照射することにより得られる
被写体像を撮像して、画面に映し出す手段と、被写体を
撮像することにより得られる画像信号に基づいて、被写
体像が映し出される画面の明るさを示す輝度値を求める
輝度値算出手段と、輝度値に基づき、被写体に照射され
る光量を調整する光量制御手段とを備え、光量制御手段
は、輝度値が所定値を超える場合、被写体に照射される
光量を所定の割合だけ減らすことを特徴とする。
場合、被写体に照射される光量をそれまでの約3割から
約5割減らすことが望ましく、光量制御手段は、輝度値
が所定値を超える場合、絞りを閉じることにより被写体
に照射される光量を調整することが望ましい。
絞りを駆動させるモータの回転位置に合わせて絞りの開
度が調整されることが望ましく、光量制御手段は、輝度
値が所定値を超えない場合、輝度値と参照値との差に基
づいて絞りを開閉させることにより、被写体に照射され
る光量を調整することが望ましい。
抽出される輝度値に対してヒストグラム処理を施し、ヒ
ストグラムデータから画面における各画素の輝度の平均
値を算出することが望ましい。また、所定値は、被写体
像が映し出される画面においてハレーションが発生する
時の輝度値であることが望ましい。
実施形態である内視鏡装置について説明する。
的回路を示したブロック図である。この内視鏡装置は、
スコープ(電子内視鏡)30を胃など体腔Sに送り込
み、体腔Sの映像をプロセッサ10を介してモニタ23
に表示させる装置である。ここでは、カラー多重化方式
としてNTSC方式を適用している。
9からの光を通すライトガイド32が設けられており、
光源19から導かれた光は、光を収束させる集光レンズ
27により、ライトガイド32の入射端32aに入射さ
れる。そしてライトガイド32を通った光は、光の配光
角を広げる配光レンズ34を介して体腔Sに照射され
る。このとき体腔Sに照射される光量は、光源19と集
光レンズ27との間に設けられた絞り18により調整さ
れ、これにより光量が増減する。絞り18は、ステッピ
ングモータ26により駆動され、ステッピングモータ2
6には、所定のパルス数が絞り制御回路17から送られ
てくる。このパルス数に応じて、絞り18が開閉する。
子31上に結像される。撮像素子31の上面には赤色
(R)、緑色(G)、青色(B)の色モザイクフィルタ
が設けられ、光電変換により各色に応じた画像信号が発
生する。これら画像信号は順次まとめて掃き出され、プ
ロセッサ10に送られる。
画像信号は、CCDプロセス回路11においてそれぞれ
各色(R,G,B)に応じた画像信号毎に分離され、増
幅される。増幅された画像信号は、A/D変換器12に
おいてアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号
処理回路13に送られる。
リセット雑音の除去などの処理が行われ、処理された画
像信号は信号変換回路25とホワイトバランス調整回路
14に送られる。
応じた画像信号に基づいて輝度信号Yが求められる。こ
の輝度信号Yは、ヒストグラム処理のためにヒストグラ
ム処理回路16に抽出される。
た輝度信号Yが1/30秒毎に書き込まれ、ヒストグラ
ム処理が施される。ヒストグラム処理により得られたヒ
ストグラムデータはCPU22により読み出され、CP
U22において輝度信号Yに関する輝度平均値が算出さ
れる。この輝度平均値は、1画面における各画素の輝度
の平均値である。
スイッチ操作やキーボード21の操作による信号が入力
され、これにより照射光量の設定やモニタ23における
表示画面の変更などが行われる。また、輝度信号Yに対
する輝度平均値とCPU22内のメモリ(図示せず)に
保存されている参照値を参照することで、制御信号が絞
り制御回路17に送られる。ただし、参照値は、輝度信
号Yのとりうる範囲において、適正な光量が前記撮像素
子に入射された時に得られる、中間付近の値である。
信号に基づき、絞りを開く正転のパルス信号か、もしく
は絞りを閉じる反転のパルス信号に対するパルス数が定
められ、パルス数に応じたパルス信号が、ステッピング
モータ26に送られる。パルス信号がステッピングモー
タ26に送られると、ステッピングモータ26が駆動
(回転)し、これにより絞り18が開閉する。
(R,G,B)に応じた画像信号に基づいて色温度補正
処理(ホワイトバランス調整)が施される。ここでは、
白い被写体を撮像した時に、その画像を構成するすべて
の画素におけるR,G,Bの画像信号の比が1になるよ
うに調整される。ホワイトバランス調整された画像信号
は、D/A変換器24においてアナログ信号に変換さ
れ、ビデオプロセス回路15に送られる。ビデオプロセ
ス回路15では、R,G,Bの画像信号がNTSC信号
に変換され、NTSC信号はモニタ23に送られる。そ
してモニタ23上では体腔Sの映像が映し出される。
接続されているスコープ30の特性が記憶されており、
スコープ30がプロセッサ10に接続されると、スコー
プ30の特性がCPU22によって読み出される。
タ26を、絞り18から光源19に向かう方向から見た
時の平面図である。
平行に出射する光をすべて遮蔽できるように円形状に形
成されている。絞り18の支持アーム18bには、ステ
ッピングモータ26がギア(図示せず)を介して接続さ
れており、ステッピングモータ26が回転することによ
り、絞り18は連動して円弧を描くように回転する。こ
こでは、絞り18が光源19に移動する方向を絞り18
が閉じる方向、絞り18が光源19から離れていく方向
を絞り18が開く方向とする。また、ステッピングモー
タ26に正転のパルス数が送られると絞り18は開き、
反転のパルス数が送られると絞り18は閉じる。
ほど増加し、全閉で0度、全開で30度である。したが
って、絞り18は0〜30度の範囲で移動する。ここで
は、ステッピングモータ26の位置を回転位置変数pで
表し、この回転位置変数pによって絞り18の開度およ
び絞り18の移動量を示す。ステッピングモータ26の
回転位置変数pは、0〜240の値をとり、0で全閉、
240で全開である。つまり、絞り18の回転角度aの
1度に対し、ステッピングモータの回転位置変数pは8
である。このような回転位置変数pを用いることによ
り、絞り18の開度が示される。例えば、回転位置変数
pが240(全開)から120に変わると、絞り18の
開度は半分になる。ただし、本実施形態では絞り18の
回転角度aとステッピングモータ26の回転位置変数p
とは、線形関係にある。
ス信号のパルス数vpは、回転位置変数pに対応してお
り、例えば、パルス数vpが16である正転のパルス信
号がステッピングモータ26に入力された場合、回転位
置変数pも16だけ変動し、絞り18が開く。このと
き、絞り18は、2度回転する。このように、絞り18
の移動量は、ステッピングモータ26に入力されるパル
ス信号のパルス数vpに従う。
視鏡装置全体の動作を示すフローチャートである。
ることで絞り18、制御に関する各変数、モニタ23の
文字表示がそれぞれ初期値に設定される。
けるスイッチ操作に基づいて、光源19の明るさ設定な
どが行われる。ステップ203では、キーボード21の
操作に基づいて、モニタ23への文字の入力や表示画面
の変更などが行われる。ステップ204では、例えば電
子内視鏡30がプロセッサ10に接続された時に電子内
視鏡30の機種名がモニタ23に表示される。
に時刻が表示される。
がOFFになるまで繰り返し行われる。それぞれの各ス
テップにおいてサブルーチンが実行される。また、ステ
ップ202〜205において各ステップが実行されるた
めの動作(例えばステップ203ではキーボード操作)
がないときは、そのステップの実質的処理は実行されず
次のステップに移る。
ルーチンのフローチャートである。この割り込みルーチ
ンは、4/1000秒ごとに実行され、図3のステップ
202〜206が実行されている間に割り込んで処理さ
れる。以下では輝度信号Yを輝度値Yと記載する。ま
た、輝度値Yのとりうる範囲は0〜255である。
がヒストグラム処理回路16からCPU22に読み出さ
れることが可能であるか否かが判定される。ヒストグラ
ム処理回路16にまだ輝度値Yが書き込まれている段階
であるか、もしくは1画面分のヒストグラムデータが得
られていないため、ヒストグラムデータがCPU22に
より読み出されないと判断された場合、一連の輝度値関
連処理は実行されず、このサブルーチンは終了する。ヒ
ストグラム処理回路16において輝度値Yに対する書き
込みが終了し、かつ1画面分のヒストグラムデータが得
られているため、ヒストグラムデータを読み出すことが
できると判断された場合、ステップ302に移る。な
お、ヒストグラムデータは1画面における各輝度値Yに
対する画素数の数との関係を示すデータである (図5参
照)。
分のヒストグラムデータをヒストグラム処理回路16か
ら入力する。
ムデータに基づき、輝度平均値Y0が算出される。輝度
平均値Y0は、各輝度値に対して対応する画素数を乗じ
たものを1画面の総画素数で割った値である。輝度平均
値Y0が算出されると、この割り込みルーチンは終了す
る。
ンのフローチャートである。この割り込みルーチンは、
1画面分を走査するのにかかる時間と対応させるために
1/30秒毎に実行され、図3のステップ202〜20
6が実行されている間に割り込んで処理される。図6を
用いて、光量制御について説明する。なお、輝度平均値
Y0が220以上の時、画面はハレーション状態にな
る。
あるか否かが判定される。この実行変数vdは、光量制
御を行うか否かを判別するための変数であり、前回の割
り込み処理で絞り18が所定の移動量を超えて移動して
いる場合、実行変数vd=1であり、前回の割り込み処
理で絞り18が所定の移動量を超えない範囲で移動して
いる場合、実行変数vd=0である。実行変数vdが0
であると判断されると、光量制御が実行されることが決
定され、ステップ402に移る。実行変数vdが1であ
ると判断された場合、光量制御は実行されず、ステップ
417において実効変数vdが0に設定され、割り込み
ルーチンが終了する。
照値vrとの差が許容値C1よりも大きいか否かが判定
される。輝度平均値Y0は、図5のステップ303で求
められた値が用いられる。参照値vrは、体腔Sに適正
な光量が照射されている(画面が適度な明るさに保たれ
ている)状態での輝度平均値Y0の値であり、ここでは
128である。この参照値vrは、操作パネル20に対
するスイッチ操作により変更される。また、許容値C1
は、輝度平均値Y0と参照値vrとの差の許容誤差を示
す値であり、ここでは4である。輝度平均値Y0と参照
値vrとの差が許容値C1よりも大きいと判断される
と、ステップ403に移る。輝度平均値Y0と参照値v
rとの差が許容値C1よりも大きくないと判断される
と、光量制御は実行されず、この割り込みルーチンは終
了する。
照値vrよりも大きいか否かが判定される。輝度平均値
Y0が参照値vrよりも大きい場合、画面が明るすぎる
ため絞り18は閉じる方向に移動し、輝度平均値Y0が
参照値vrよりも小さい場合、画面が暗いため絞り18
は開く方向に移動する。
が参照値vrよりも大きいと判断されると、ステップ4
04に移る。ステップ404では、輝度平均値Y0がハ
レーション輝度値C2よりも大きいか否かが判定され
る。このハレーション輝度値C2は、画面がハレーショ
ン状態に変わるときの輝度平均値Y0であり、ここでは
220とする。画面がハレーション状態であれば、絞り
18は特別な方法で制御され、画面がハレーション状態
でなければ、通常の絞り18の制御が行われる。
ハレーション輝度値C2よりも大きいと判断されると、
ステップ405に移る。ステップ405では、ステッピ
ングモータ26に与える反転パルス信号のパルス数vp
が、次の式で定められる。ただし、C3は減光係数であ
り、pはステッピングモータ26の回転位置変数であ
る。 vp=C3×p (0.3≦C3≦0.5) ・・・・・・(1) 図2を用いて説明したように、ステッピングモータ26
の回転位置変数pとパルス数vpは対応しており、パル
ス数vpは絞り18の移動量を示す。これを絞り18の
開度の観点で見てみると、現在の絞り18の開度(回転
位置変数p)が、減光係数C3で示される割合の開度だ
け小さくなる。ただし、減光係数C3は、ここでは0.
4(4割)である。すなわち、絞り18の開度は、現在
の絞り18の開度の6割の開度となる。ただし、絞り1
8の角度aとステッピングモータ26の回転位置変数p
との関係は、線形関係にある。ステッピングモータ26
のステップ数vpが定められると、ステップ406に移
る。
26の回転位置変数pが、ステップ405の実行により
求められたパルス数vpにしたがって定められる。すな
わち、回転位置変数pからステップ数vpが引かれた値
が、新たな回転位置変数pとなる。例えば、回転位置変
数vpが200であるとき、パルス数pは80であり、
新たな回転位置変数pは、120となる。このとき、絞
り18の開度は、120/200=0.6であることか
ら、回転前の開度の6割となる。新たな回転位置変数p
が定められると、ステップ409に移る。
がハレーション輝度値C2よりも小さいと判断される
と、ステップ407に移る。ステップ407では、図7
を用いてパルス数vpが求められる。図7には、輝度平
均値Y0と参照値vrとの差に対し、その差の範囲に応
じたパルス数vpが示されており、この表に示されたデ
ータは、CPU22のメモリ(図示せず)に格納されて
いる。。パルス数vpが求められると、ステップ408
に移る。ステップ408では、ステップ406と同様
に、ステッピングモータ26の回転位置変数pからパル
ス数vpが引かれた値が、新たな回転位置変数pとされ
る。新たな回転位置変数pが定められると、ステップ4
09に移る。
を満たすか否かが判定される。ただし、C4は限界移動
変数であり、パルス数vpに関する値である。 vp>C4 ・・・・・・・(2) (2)式は、ステップ405もしくはステップ407で
定められたパルス数vpが所定量より大きいことを示し
ており、このステップでは絞り18の移動量が所定の移
動量を超えているか否かが判定される。限界移動変数C
4を32とすると、絞り18が4度を超えて回転(移
動)する場合、絞り18の移動量は所定の移動量を超え
る。パルス数vpが限界移動変数C4(=32)を超え
ていると判断されると、ステップ410に移り、実行変
数vdが1に設定される。すなわち、次回の光量制御は
実行されない。実行変数vdが1に設定されると、ステ
ップ411に移る。ステップ409において、パルス数
vpが限界移動変数C4(=32)を超えていないと判
断された場合、ステップ410はスキップされて、ステ
ップ411に移る。
くはステップ407において求められたパルス数vpだ
けステッピングモータ26が回転し、それに応じて絞り
18が閉じる。このとき、ステッピングモータ26は、
ステップ406もしくはステップ408で求められた回
転位置変数pに対応した位置まで回転する。絞り18が
閉じると、一連の光量制御は終了する。
が参照値vrより小さいと判断されると、ステップ41
2に移る。ステップ412では、ステッピングモータ2
6のパルス数vpが、図8の表にしたがって定められ
る。パルス数vpが定められると、ステップ413に移
る。
26の回転位置pが、ステップ412の実行により求め
られたパルス数vpにしたがって定められる。すなわ
ち、回転位置変数pにステップ数vpが加算された値
が、新たな回転位置変数pとなる。あらたな回転位置変
数pが求められると、ステップ414に移る。
プ409〜410の実行と同じである。ステップ414
とステップ415が実行されると、ステップ416に移
る。
いて求められたパルス数vpだけステッピングモータ2
6が回転し、それに応じて絞り18が開く。このとき、
ステッピングモータ26は、ステップ412で求められ
た回転位置変数pに対応した位置まで回転する。絞り1
8が開くと、一連の光量制御は終了する。
404〜405の実行により、画面がハレーション状態
にある時(Y0>C2=220)、絞り18の開度が現
在の6割の開度となるように、パルス数vpおよび回転
位置変数pが定められ、新たな回転位置変数pまでステ
ッピングモータ26が回転し、それに応じて絞り18が
所定の位置まで閉じる。画面がハレーション状態である
時のステッピングモータ26の回転位置変数pが200
以上の値であることが多いことを考慮すれば、定められ
るパルス数vpは、図7に示された最大パルス数vp
(=48)よりも大きい値となり、これにより絞り18
が一度に大きく閉じる(回転する)。したがって、画面
がハレーション状態になっても、速やかに画面が適度な
明るさに戻る。
い時にハレーション状態になった場合でも、その時の絞
り18の開度に応じた割合で絞り18が回転されるの
で、絞り過ぎにより体腔Sの映像が暗くなり過ぎること
がない。
テップ414〜415の実行により、絞り18が4度
(パルス数vpが32)を超える場合、次回の割り込み
処理(光量制御)時には絞り18を開閉させない。これ
により、画面をハレーション状態やブラックアウト状態
(画面が真っ暗になる状態)から適度な明るさに戻すた
め、絞り18の移動量を多くする(パルス数vpが大き
な値に定められる)場合、ヒストグラム処理を行っても
絞り18のハンチングを起こすことなく、迅速に光量制
御が行われる。
ることで体腔Sに照射される光量を調整しているが、絞
り18を開閉させる代わりに、光源19から出射される
光量を調整してもよい。あるいは、両方を併用する方法
でもよい。また、NTSC方式の代わりにPAL(Phas
e Alternation by Line )方式のテレビを適用する場
合、割り込み処理の時間間隔は1/25秒間とする。
は、スコープ30の種類や光源19の種類に対応させる
ため、(0.2≦C3≦0.8)と設定してもよい。
めに、絞り18の回転角度aとステッピングモータ26
の回転位置変数pとの関係が線形関係にあるとしたが、
より高精度な光量制御を考慮し、絞り18の回転角度a
と回転位置変数p、また光量qと回転位置変数pが非線
形な関係である場合における光量制御も行うことができ
る。以下では、絞り18の回転角度aと回転位置変数
p、また光量qと回転位置変数pが非線形な関係である
時の光量制御について述べる。
ングモータ26の回転位置変数pとの関係を示す図であ
る。
タ26の回転位置変数pが次式を満たす場合、両者は線
形関係にある。 a=mp (mは定数) ・・・・・・・・・・(3) 一方、回転角度aと回転位置変数pが非線形の関係にあ
る場合、関係式を次式であらわす。 a=f(p) ・・・・・・・・・・(4)
≦C3≦0.5)の割合で減らし、現在の絞り18の開
度を(1−C3)の割合の開度に変更する。絞り18の
開度が変更された後の絞りの回転角度をa1とすると、
回転角度aと回転角度a1との関係は、次式で表すこと
ができる。 a1=(1−C3)×a ・・・・・・・・・・(5) 絞り18の開度が変更された時のステッピングモータ2
6の回転位置変数をp1とし、p1を求めると、(4)
式より p1=f-1(a1) ・・・・・・・・・・(6) ここで、f-1はfの逆関数である。したがって、回転角
度aである絞り18を回転角度a1の位置まで回転させ
る時、ステッピングモータ26に与えるパルス数vp
は、(4)〜(6)式より、次式で求められる。 vp=p−p1 =f-1(a)−f-1(a1) =f-1(a)−f-1((1−C3)×a)・・・・・・(7) よって、絞り18の回転角度aとステッピングモータ2
6の回転位置変数pが非線形な関係にある場合、図6の
割り込み処理のステップ405において、(1)式の代
わりに(7)式が適用される。
置変数pと体腔Sに照射される光量qとの関係を示した
図である。回転位置変数pと光量qとの関係は、次式の
関係式で表される。 q=g(p) ・・・・・・・・・(8) 絞り18が駆動されることで、被写体に照射される光量
qが光量q1(q1<q)になるとする。このとき、図
6の割り込み処理のステップ405において、(1)式
の代わりに(7)式の場合と同様にして次の(9)式が
適用される。ここで、g-1は、gの逆関数である。 vp=p−p1 =g-1(q)−g-1(q1) =g-1(q)−g-1((1−C3)×q) ・・・・・(9) 減光係数C3のとりうる範囲を考慮すれば、被写体に照
射される光量は、図9で示されるように、それまでの約
3割〜約5割減少する。
パルス数vpではなく、絞り18の回転角度aで判別す
る場合には、次のようになる。絞り18が、回転角度a
から回転角度a1の位置に移動した場合、絞り18の移
動量は|a−a1|である。よって、図6の割り込み処
理のステップ409およびステップ414において、
(2)式の代わりに次の(10)式が適用される。ただ
し、C5は、限度移動角度であり、C5=4(度)であ
る。 |aーa1|>C5 ・・・・・(10)
を適度な明るさに保ち、画面がハレーション状態となっ
た場合、速やかに画面を適度な明るさに戻すことができ
る。
たブロック図である。
図である。
ャートである。
ローチャートである。
ャートである。
示した表である。
置との関係を示した図である。
出射される光量との関係を示した図である。
20)
御装置は、内視鏡を介して光源からの光を被写体に照射
する手段と、被写体に光を照射することにより得られる
被写体像を撮像して、画面に映し出す手段と、被写体像
を撮像することにより得られる画像信号に基づいて、被
写体像が映し出される明るさを示す輝度値を求める輝度
値算出手段と、輝度値と参照値との差に基づき、被写体
に照射される光量を調整する光量制御手段とを備え、光
量制御手段は、輝度値が所定値を超える場合、被写体に
照射される光量を輝度値と参照値との差にかかわらず所
定の割合だけ減らすことを特徴とする。この場合、光量
制御手段は、輝度値が所定値を超える場合、被写体に照
射される光量をそれまでの約3割から約5割減らすこと
が望ましい。
照射される光量を調整するための絞りを有することが望
ましい。この場合、光量制御手段は、輝度値が所定値を
超える場合、絞りを閉じることにより被写体に照射され
る光量をそれまでの3割から5割減少させることが望ま
しい。例えば、絞りは、光源からの光を遮蔽する先端部
と支持アームとを有するとともに円弧を描くように回転
することによって開閉する。これにより、被写体に照射
される光量が絞りの開閉により調整される。この場合、
光量制御手段は、輝度値が所定値を超える場合、絞りの
開度がいままでの5割から7割の開度となるように絞り
を閉じることが望ましい。
い場合、輝度値と参照値との差に応じた移動量だけ絞り
を駆動させることにより、被写体に照射される光量を調
整することが望ましい。
とが望ましい。この場合、輝度値算出手段は、画像信号
から輝度信号を生成し、輝度信号に対してヒストグラム
処理を施すことによってヒストグラムデータを生成し、
ヒストグラムデータから輝度平均値を算出することが望
ましい。また、所定値は、被写体像が映し出される画面
においてハレーションが発生する時の輝度値であること
が望ましい。さらには、参照値は、輝度値のとりうる範
囲の中間付近の値であることが望ましい。
平行に出射する光をすべて遮蔽できるように円形状に形
成されている。絞り18の支持アーム18bには、ステ
ッピングモータ26がギア(図示せず)を介して接続さ
れており、ステッピングモータ26が回転することによ
り、絞り18は連動して円弧を描くように回転する。こ
こでは、絞り18が光源19に移動する方向を絞り18
が閉じる方向、絞り18が光源19から離れていく方向
を絞り18が開く方向とする。また、ステッピングモー
タ26に正転のパルス数が送られると絞り18は開き、
反転のパルス数が送られると絞り18は閉じる。
がヒストグラム処理回路16からCPU22に読み出さ
れることが可能であるか否かが判定される。ヒストグラ
ム処理回路16にまだ輝度値Yが書き込まれている段階
であるか、もしくは1画面分のヒストグラムデータが得
られていないため、ヒストグラムデータがCPU22に
より読み出されないと判断された場合、一連の輝度値関
連処理は実行されず、この割り込みルーチンは終了す
る。ヒストグラム処理回路16において輝度値Yに対す
る書き込みが終了し、かつ1画面分のヒストグラムデー
タが得られているため、ヒストグラムデータを読み出す
ことができると判断された場合、ステップ302に移
る。なお、ヒストグラムデータは1画面における各輝度
値Yに対する画素数の数との関係を示すデータである
(図5参照)。
ンのフローチャートである。この割り込みルーチンは、
1画面分を走査するのにかかる時間と対応させるために
1/30秒毎に実行され、図3のステップ202〜20
5が実行されている間に割り込んで処理される。図6を
用いて、光量制御について説明する。なお、輝度平均値
Y0が220以上の時、画面はハレーション状態にな
る。
あるか否かが判定される。この実行変数vdは、光量制
御を行うか否かを判別するための変数であり、前回の割
り込み処理で絞り18が所定の移動量を超えて移動して
いる場合、実行変数vd=1であり、前回の割り込み処
理で絞り18が所定の移動量を超えない範囲で移動して
いる場合、実行変数vd=0である。実行変数vdが0
であると判断されると、光量制御が実行されることが決
定され、ステップ402に移る。実行変数vdが1であ
ると判断された場合、光量制御は実行されず、ステップ
417において、次回は光量制御を行うようにするため
に実効変数vdが0に設定され、割り込みルーチンが終
了する。
照値vrとの差が許容値C1よりも大きいか否かが判定
される。輝度平均値Y0は、図4のステップ303で求
められた値が用いられる。参照値vrは、体腔Sに適正
な光量が照射されている(画面が適度な明るさに保たれ
ている)状態での輝度平均値Y0の値であり、ここでは
128である。この参照値vrは、操作パネル20に対
するスイッチ操作により変更される。また、許容値C1
は、輝度平均値Y0と参照値vrとの差の許容誤差を示
す値であり、ここでは4である。輝度平均値Y0と参照
値vrとの差が許容値C1よりも大きいと判断される
と、ステップ403に移る。輝度平均値Y0と参照値v
rとの差が許容値C1よりも大きくないと判断される
と、光量制御は実行されず、この割り込みルーチンは終
了する。
ハレーション輝度値C2よりも大きいと判断されると、
ステップ405に移る。ステップ405では、ステッピ
ングモータ26に与える反転パルス信号のパルス数vp
が、次の式で定められる。ただし、C3は減光係数であ
り、pはステッピングモータ26の回転位置変数であ
る。 vp=C3×p (0.3≦C3≦0.5) ・・・・・・(1) 図2を用いて説明したように、ステッピングモータ26
の回転位置変数pとパルス数vpは対応しており、パル
ス数vpは絞り18の移動量を示す。これを絞り18の
開度の観点で見てみると、現在の絞り18の開度(回転
位置変数p)が、減光係数C3で示される割合の開度だ
け小さくなる。ただし、減光係数C3は、ここでは0.
4(4割)である。すなわち、絞り18の開度は、現在
の絞り18の開度の6割の開度となる。ただし、絞り1
8の角度aとステッピングモータ26の回転位置変数p
との関係は、線形関係にある。ステッピングモータ26
のパルス数vpが定められると、ステップ406に移
る。
26の回転位置変数pが、ステップ405の実行により
求められたパルス数vpにしたがって定められる。すな
わち、回転位置変数pからパルス数vpが引かれた値
が、新たな回転位置変数pとなる。例えば、回転位置変
数vpが200であるとき、パルス数vpは80であ
り、新たな回転位置変数pは、120となる。このと
き、絞り18の開度は、120/200=0.6である
ことから、回転前の開度の6割となる。新たな回転位置
変数pが定められると、ステップ409に移る。
が参照値vrより小さいと判断されると、ステップ41
2に移る。ステップ412では、ステッピングモータ2
6のパルス数vpが、図7の表にしたがって定められ
る。パルス数vpが定められると、ステップ413に移
る。
26の回転位置pが、ステップ412の実行により求め
られたパルス数vpにしたがって定められる。すなわ
ち、回転位置変数pにパルス数vpが加算された値が、
新たな回転位置変数pとなる。あらたな回転位置変数p
が求められると、ステップ414に移る。
いて求められたパルス数vpだけステッピングモータ2
6が回転し、それに応じて絞り18が開く。このとき、
ステッピングモータ26は、ステップ413で求められ
た回転位置変数pに対応した位置まで回転する。絞り1
8が開くと、一連の光量制御は終了する。
≦C3≦0.5)の割合で減らし、現在の絞り18の開
度を(1−C3)の割合の開度に変更する。絞り18の
開度が変更された後の絞りの回転角度をa1とすると、
現在の回転角度aと回転角度a1との関係は、次式で表
すことができる。 a1=(1−C3)×a ・・・・・・・・・・(5) 絞り18の開度が変更された時のステッピングモータ2
6の回転位置変数をp1とし、p1を求めると、(4)
式より p1=f-1(a1) ・・・・・・・・・・(6) ここで、f-1はfの逆関数である。したがって、回転角
度aである絞り18を回転角度a1の位置まで回転させ
る時、ステッピングモータ26に与えるパルス数vp
は、(4)〜(6)式より、次式で求められる。 vp=p−p1 =f-1(a)−f-1(a1) =f-1(a)−f-1((1−C3)×a)・・・・・・(7) よって、絞り18の回転角度aとステッピングモータ2
6の回転位置変数pが非線形な関係にある場合、図6の
割り込み処理のステップ405において、(1)式の代
わりに(7)式が適用される。
置変数pと体腔Sに照射される光量qとの関係を示した
図である。回転位置変数pと光量qとの関係は、次式の
関係式で表される。 q=g(p) ・・・・・・・・・(8) 絞り18が駆動されることで、現在被写体に照射される
光量qが光量q1(q1<q)になるとする。このと
き、図6の割り込み処理のステップ405において、
(1)式の代わりに(7)式の場合と同様にして次の
(9)式が適用される。ここで、g-1は、gの逆関数で
ある。 vp=p−p1 =g-1(q)−g-1(q1) =g-1(q)−g-1((1−C3)×q) ・・・・・(9) 減光係数C3のとりうる範囲を考慮すれば、被写体に照
射される光量は、図9で示されるように、それまでの約
3割〜約5割減少する。
パルス数vpではなく、絞り18の回転角度aで判別す
る場合には、次のようになる。絞り18が、回転角度a
から回転角度a1の位置に移動した場合、絞り18の移
動量は|a−a1|である。よって、図6の割り込み処
理のステップ409およびステップ414において、
(2)式の代わりに次の(10)式が適用される。ただ
し、C5は、限度移動角度であり、C5=4(度)であ
る。 |a−a1|>C5 ・・・・・(10)
Claims (7)
- 【請求項1】 内視鏡を介して光源からの光を被写体に
照射する手段と、前記被写体に光を照射することにより
得られる被写体像を撮像して、画面に映し出す手段と、 前記被写体像を撮像することにより得られる画像信号に
基づいて、前記被写体像が映し出される前記画面の明る
さを示す輝度値を求める輝度値算出手段と、 前記輝度値に基づき、前記被写体に照射される光量を調
整する光量制御手段とを備え、 前記光量制御手段が、前記輝度値が所定値を超える場
合、前記被写体に照射される光量を所定の割合だけ減ら
すことを特徴とする内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項2】 前記光量制御手段が、前記輝度値が所定
値を超える場合、前記被写体に照射される光量をそれま
での約3割から約5割減らすことを特徴とする請求項1
に記載の内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項3】 前記光量制御手段が、前記輝度値が所定
値を超える場合、絞りを閉じることにより前記被写体に
照射される光量を調整することを特徴とする請求項2に
記載の内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項4】 前記絞りが、前記光源と前記内視鏡との
間に設けられ、前記絞りを駆動させるモータの回転位置
に合わせて前記絞りの開度が調整されることを特徴とす
る請求項3に記載の内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項5】 前記光量制御手段が、前記輝度値が前記
所定値を超えない場合、前記輝度値と参照値との差に基
づいて前記絞りを開閉させることにより、前記被写体に
照射される光量を調整することを特徴とする請求項3に
記載の内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項6】 前記輝度値算出手段が、前記画像信号か
ら定期的に抽出される輝度値に対してヒストグラム処理
を施し、ヒストグラムデータから前記画面における各画
素の輝度の平均値を算出することを特徴とする請求項1
に記載の内視鏡の光量制御装置。 - 【請求項7】 前記所定値が、前記被写体像が映し出さ
れる前記画面においてハレーションが発生する時の輝度
値であることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡の光
量制御装置。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10372511A JP2000193896A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 内視鏡の光量制御装置 |
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---|---|
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