JP2002209840A - 測光範囲を持つ内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作者が測光範囲を変更することが可能であ
り、しかも測光範囲を表す境界線を観察対象が映し出さ
れる画面上に表示することのできる内視鏡システムを提
供する。 【解決手段】 映像信号の水平走査に同期したパルスで
あって、水平走査方向における位置及びパルス幅の異な
る複数のパルスのういち、いずれか１つが選択され、こ
の選択されたパルスによって水平走査方向における測光
範囲が定められる。この選択されたパルスに基づく測光
範囲で輝度成分信号の積分が行われ、積分結果に基づい
て照明光の光量制御が行われる。また、選択された測光
範囲の両端部において、映像に測光範囲の境界を示す境
界線が重畳されて表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子内視鏡に関
し、特に、対象物に対して照射する照明光の光量の制御
に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用或いは工業用として用いられる電子
内視鏡は、一般的に、挿入部先端に設けられた撮像素子
であるCCD（Charge Coupled Device）で対象物の光学像
を撮像し、撮像された映像を外部モニタに表示して観察
するように構成されている。特に、近年、挿入部を有す
るスコープユニットと、照明用の光源及び画像処理回路
を備えるプロセッサユニットとを着脱自在に構成し、用
途に応じて種々のスコープユニットを取り替えて用いる
ことができる電子内視鏡システムが広く用いられるに至
っている。

【０００３】このようにスコープユニットを着脱自在に
するために、スコープユニットとイメージプロセサ間で
渡される映像信号を一定の仕様に整合させる必要があ
り、このような一定の仕様を満たす信号として、例え
ば、輝度成分信号（Ｙ信号）及び色成分信号（Ｃ信号）
から成る映像信号が用いられる。したがって、スコープ
ユニットには、ＣＣＤを駆動するための駆動回路の他
に、このような映像信号を生成するための信号処理回路
がさらに搭載されている。プロセッサユニットでは、ス
コープユニットから受信したＹ信号及びＣ信号を処理し
てＮＴＳＣやＰＡＬ等の所定の規格にしたがう映像信号
を出力する。

【０００４】一方、スコープユニットには光ファイバか
ら構成されるライトガイドが設けられ、プロセッサユニ
ットの光源からの照明光はこのライトガイドを介して伝
わり対象物に照射され、ＣＣＤの受光面には対象物から
の反射光が結像光学系を介して結像される。

【０００５】内視鏡による観察では、照明光を強く反射
する部分が存在するとその部分がハレーションを起こす
など観察すべき映像に悪い影響を与えるので、このよう
な事態を避けるために、一般に、内視鏡装置には照明光
の光量を調節するための光量調節機能が設けられる。従
来の内視鏡装置において光量調節は、映像の輝度信号の
輝度の積分値を算出して映像全体の輝度を求め、該求め
られた輝度と所定の基準値を比較しこの比較結果に応じ
て光源から照射される照明光の光量を制御することによ
って行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来実現
されていた光量調節は、測光領域は画面の全体に亘る
か、或いは内視鏡装置によってある固定された測光範囲
とされており、光量調節の効果はある程度期待できるも
のの、必ずしも操作者の意図に即した光量調節が行われ
るとは限らない。加えて、外部モニタに表示されている
映像のどの部分が測光範囲であるのか、操作者が知るこ
とはできない。

【０００７】例えば、体腔内の観察において、撮影画面
周辺部に起こるハレーションによって光量を減じる制御
が行われた場合、画面中心部の観察対象が観察しにくく
なることがある。このような事態を避けるために、測光
範囲自体を例えば画面中心部に制限することができ、か
つ制限されている測光範囲の境界線が映像として操作者
が認識できるように表示されていることが、確実で迅速
な内視鏡による観察をもたらすことになる。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされ
た、すなわち本発明の目的は、操作者が測光範囲を変更
することが可能であり、しかも測光範囲を表す境界線を
観察対象が映し出される画面上に表示することのできる
内視鏡システムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１に記載
の発明は、ライトガイドを介してスコープ先端部から照
明光を照射して対象物からの光学像を撮像素子で撮像し
映像信号を生成する内視鏡システムにおいて、撮像素子
で撮像される信号に基づく映像についての水平走査方向
における所定の範囲を測光範囲とし、該測光範囲内での
み映像の輝度成分を積分し、該積分の結果に基づいて照
明光の光量を制御する光量制御手段と、光量制御手段に
対し、測光範囲の水平走査方向における位置及び幅を設
定するものであり、且つ、設定値が可変である設定手段
と、を備えることを特徴とする。映像信号の輝度成分を
積分する際の積分の範囲が、水平走査期間内における、
設定手段によって定められた位置及び幅の測光範囲に制
限される。すなわち、照明光の光量を制御する基とな
る、画面内の水平方向における測光範囲を、設定手段に
よって設定した範囲内に制限することができる。また、
設定手段において設定する測光範囲の位置と幅は変更す
ることができるので、操作者はその意図に応じて測光範
囲を変更することができる。

【００１０】さらに、内視鏡システムは、設定手段によ
って設定された測光範囲と非測光範囲との境界部分近傍
において映像信号に、色、輝度の少なくとも一方が異な
る信号を重畳させる信号処理手段をさらに有することが
好ましい（請求項２）。これによって、観察対象を映し
出す映像に、測光範囲の境界を識別するための境界線が
重畳されて表示されることになる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、ライトガイドを
介してスコープ先端部から照明光を照射して対象物から
の光学像を撮像素子で撮像し映像信号を生成する内視鏡
システムにおいて、映像信号の水平走査に同期したパル
ス信号であって、映像信号の水平走査期間内における位
置及びパルス幅の少なくともいずれか一方の値がそれぞ
れ異なる複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、
信号生成手段によって生成されるそれぞれのパルス信号
のうちの１つを選択するための選択手段と、選択手段に
おいて選択されたパルス信号の位置及びパルス幅に対応
する時間幅の間映像信号についての輝度成分を積分し積
分結果に応じた信号を生成する積分手段と、積分手段か
らの信号と所定の参照値とを比較し比較結果に応じた信
号を生成する比較手段と、比較手段からの信号に基づい
て前記照明光の光量を制御する光量制御手段とを備え
る。映像信号の輝度成分を積分する際の積分範囲が、水
平走査期間内における、選択手段によって選択されたパ
ルス信号の位置及びパルス幅に対応する時間範囲内に制
限される。すなわち、照明光の光量を制御する基とな
る、画面内の水平方向における測光範囲を、操作者の意
図に従って選択した範囲内に制限することができる。

【００１２】この場合、内視鏡システムは、選択手段に
おいて選択されたパルス信号のエッジ部分で映像信号の
輝度レベルを他の輝度レベルに切り替える切替手段を備
えることが好ましい（請求項４）。これによって、観察
対象を映し出す映像に、測光範囲の境界を識別するため
の境界線が表示されることになる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、照明光で照射さ
れる対象物からの光学像を撮像する撮像素子と、該照明
光を伝送するライトガイドと、撮像素子による出力信号
を処理し所定の輝度成分信号及び色成分信号から成る第
１の映像信号を出力する第１の信号処理回路とを有する
スコープユニットと、スコープユニットのライトガイド
に照明光を供給する光源部と、スコープユニットからの
第１の映像信号に基づいて所定の第２の映像信号を出力
する第２の信号処理回路を有するプロセッサユニットと
から成る内視鏡システムにおいて、(a)スコープユニッ
トは、前記第２の映像信号に対応した水平同期信号及び
該映像の画素単位の周波数に相当する周波数のクロック
信号をプロセッサユニットに対して出力し、(b)プロセ
ッサユニットは、スコープユニットから入力される水平
同期信号に同期したパルス信号であって、該水平同期信
号の水平走査期間内における位置及びパルス幅の少なく
ともいずれか一方の値がそれぞれ異なる複数のパルス信
号を生成する信号生成手段と、信号生成手段によって生
成されるそれぞれのパルス信号のうちの１つを選択する
ための選択手段と、選択手段おいて選択されたパルス信
号の位置及びパルス幅に対応する時間幅の間スコープユ
ニットからの第１の映像信号の輝度成分信号を積分し積
分結果に応じた信号を生成する積分手段と、積分手段か
らの積分結果の信号と所定の参照値とを比較し比較結果
に応じた信号を生成する比較手段と、比較手段からの比
較結果の信号に基づいて照明光の光量を制御する光量制
御手段とを有する。プロセッサユニットにおいて、第１
の映像信号の輝度成分信号を積分して測光が行われる
が、このときの積分範囲が、水平走査期間内における、
選択手段によって選択されたパルス信号の位置及びパル
ス幅に対応する時間範囲内に制限される。すなわち、照
明光の光量を制御する基となる、画面内の水平方向にお
ける測光範囲を、操作者がプロセサユニットの選択手段
を用いて選択した範囲内に制限することができる。

【００１４】この場合において、プロセッサユニット
は、選択手段において選択されたパルス信号に基づいて
該パルス信号のエッジ部分でスコープユニットからの第
１の映像信号の輝度成分信号の電圧レベルを他の電圧レ
ベルに切り替える信号切替手段をさらに有することが好
ましい（請求項６）。これによって、観察対象を映し出
す映像に、測光範囲の境界を識別するための境界線が表
示されることになる。

【００１５】なお、信号発生手段は、映像の画素単位の
周波数に相当する周波数のクロック信号をカウントし、
且つスコープユニットからの水平同期信号によってリセ
ットされるカウンタと、カウンタのカウント値をそれぞ
れデコードし、それぞれ異なるデコード範囲でパルス信
号を出力する複数のデコーダー回路とから構成すること
ができる（請求項７）。

【００１６】また、プロセッサユニットは、選択手段に
おける選択に応じて、比較手段に入力する所定の参照値
を変化させる制御手段をさらに有することが好ましい
（請求項８）。この制御手段により、例えば、選択手段
によって選択されるパルス信号のパルス幅が狭くなった
場合に、それに応じて比較手段における基準値も小さく
なるように制御することができる。すなわち、測光範囲
の広さに応じて、基準値の値を適正化することが可能で
ある。

【００１７】請求項９に記載の発明は、照明光で照射さ
れる対象物からの光学像を撮像する撮像素子と、該照明
光を伝送するライトガイドと、撮像素子による出力信号
を処理し所定の輝度成分信号及び色成分信号から成る第
１の映像信号を出力する第１の信号処理回路とを有する
スコープユニットと、スコープユニットのライトガイド
に照明光を供給する光源部と、スコープユニットからの
第１の映像信号に基づいて所定の第２の映像信号を出力
する第２の信号処理回路を有するプロセッサユニットと
から成る内視鏡システムにおいて、(a)スコープユニッ
トは、前記第２の映像信号に対応した水平同期信号及び
該映像の画素単位の周波数に相当する周波数のクロック
信号に基づいて、水平同期信号に同期したパルス信号で
あって、水平同期信号の水平走査期間内における位置及
びパルス幅の少なくともいずれか一方の値がそれぞれ異
なる複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、信号
生成手段によって生成されるそれぞれのパルス信号のう
ちの１つを選択するための選択手段と、選択手段おいて
選択されたパルス信号の位置及びパルス幅に対応する時
間幅の間輝度成分信号を積分し積分結果に応じた信号を
生成する積分手段と、積分手段からの信号と所定の参照
値とを比較し比較結果に応じた信号を生成し該生成した
信号をプロセッサユニットに対して出力する比較手段と
を有し、(b)プロセッサユニットは、スコープユニット
内の比較手段から入力される比較結果の信号に基づいて
照明光の光量を制御する光量制御手段を有する。スコー
プユニットにおいて、第１の映像信号の輝度成分信号を
積分して測光が行われるが、このときの積分範囲が、水
平走査期間内における、選択手段によって選択されたパ
ルス信号の位置及びパルス幅に対応する時間範囲内に制
限される。すなわち、照明光の光量を制御する基とな
る、画面内の水平方向における測光範囲を、操作者がス
コープユニットの選択手段を操作して選択した範囲内に
制限することができる。

【００１８】この場合において、スコープユニットは、
選択手段において選択されたパルス信号に基づいて該パ
ルス信号のエッジ部分で輝度成分信号の電圧レベルを他
の電圧レベルに切り替える信号切替手段をさらに有する
ことが好ましい（請求項１０）。これによって、観察対
象を映し出す映像に、測光範囲の境界を識別するための
境界線が表示されることになる。

【００１９】なお、信号発生手段は、クロック信号をカ
ウントし且つ前記水平同期信号によってリセットされる
カウンタと、カウンタのカウント値をそれぞれデコード
し、それぞれ異なるデコード範囲でパルス信号を出力す
る複数のデコーダー回路とから構成することができる
（請求項１１）。

【００２０】また、スコープユニットは、選択手段にお
ける選択に応じて、比較手段に入力する所定の参照値を
変化させる制御手段をさらに有することが好ましい（請
求項１２）。この制御手段により、例えば、選択手段に
よって選択されるパルス信号のパルス幅が狭くなった場
合に、それに応じて比較手段における基準値も小さくな
るように制御することができる。すなわち、測光範囲の
広さに応じて、基準値の値を適正化することが可能であ
る。

【００２１】また、スコープユニットは、プロッセユニ
ットに対して出力する第１の映像信号として、輝度成分
信号と色成分信号を合成した信号として出力するための
合成手段をさらに有していてもよい（請求項１３）。こ
の場合、輝度成分信号と色成分信号が合成された１つの
信号が、スコープユニットからプロセッサユニットに対
して出力される。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、ライトガイド
を介してスコープ先端部から照明光を照射して対象物か
らの光学像を撮像素子で撮像し映像信号を生成するもの
であって、且つ、撮像素子で撮像される信号に基づく映
像についての水平走査方向における所定の範囲を測光範
囲とし、該測光範囲内でのみ映像の輝度成分を積分し、
該積分の結果に基づいて照明光の光量を制御する光量制
御手段を有する内視鏡システムにおいて、水平走査方向
における測光範囲と、該測光範囲以外の非測光範囲との
境界部分近傍において映像信号に、色、輝度の少なくと
も一方が異なる信号を重畳させる信号処理手段を有する
ことを特徴とする。この場合、この内視鏡システムによ
って映し出される映像の水平方向における測光範囲の両
端部近傍において、測光範囲と非測光範囲の境界を示
す、輝度又は色の異なる、垂直方向の境界線が重畳され
て表示される。したがって操作者は、映像を見ること
で、測光範囲を認識した上で内視鏡システムの操作を行
うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第１の実施形態で
ある、内視鏡システム１００のブロック図を示す。図１
に示すように内視鏡システム１００は、身体への挿入部
であるスコープユニット１０、スコープユニット１０へ
の照明光の供給や信号処理を行うプロセッサユニット５
０、及びプロセッサユニット５０から出力される映像を
表示するモニタ７０から構成される。

【００２４】なお、図１の内視鏡システム１００は、ス
コープユニット１０とプロセッサユニット５０とは着脱
自在に構成されている。したがって、内視鏡システムの
使用目的に応じて様々なタイプのスコープユニットをプ
ロッセサユニットに装着して使用することができる。そ
のため、スコープユニット１０からプロセッサユニット
５０への映像信号は、一定の仕様に統一される。本実施
形態においては、映像のうちの輝度成分を表す輝度成分
信号（Ｙ信号）及び、色成分を表す色成分信号（Ｃ信
号）の２つの分離された映像信号による信号伝送形態が
スコープユニットとプロセッサユニット間で使用される
ものとする。

【００２５】プロセッサユニット５０とモニタ７０とは
信号ケーブルで接続され、プロセッサユニット５０から
は、例えば、ＮＴＳＣやＰＡＬなどの規格の映像信号が
出力される。

【００２６】以下、図１を参照して内視鏡システム１０
０の動作の詳細を説明する。スコープユニット１０先端
にはカラー撮像素子であるＣＣＤ２が設けられており、
またＣＣＤ２前方には対物レンズ（図示しない）が設け
られており、この対物レンズによってＣＣＤ２の受光面
上に観察対象物の光学像が形成される。スコープユニッ
ト１０にはまた光ファイバから構成されるライトガイド
７が設けられており、その一端はプロッセッサユニット
５０との接続部に配置され、もう一方の端部はスコープ
ユニット先端部に配置される。スコープユニット１０が
プロセッサユニット５０に接続された状態で、プロセッ
サユニット５０内部のランプ３４からの照明光が、プロ
セッサユニット５０内部のライトガイド３２からスコー
プユニット内のライトガイド７に伝わり、スコープユニ
ット１０先端から観察対象に向けて照射される。

【００２７】ＣＣＤ２受光面に結像された光学像は、光
電変換され電圧信号として取り出され、ＣＤＳ／ＡＧＣ
回路３に対して出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３は、
ＣＣＤ２からの出力信号に基づいて、相関二重サンプリ
ング法（Correlated Doublesampling; CDS）によるノイ
ズ低減動作、利得を適正な状態に自動的に調整するＡＧ
Ｃ（Auto Gain Control）動作などを行い、信号処理回
路６に対して信号の出力を行う。

【００２８】パルス発生器５で生成されるクロック信号
に基づいて、パルス回路４によって、ＣＣＤ２を駆動す
るための各種の駆動信号、また、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３
において必要なサンプルパルス等がつくられる。ＣＣＤ
２の駆動信号には、φＲ信号等が含まれる。なお、φＲ
は、読み出される画素単位の周期に対応する周期を持つ
クロック信号である。また、パルス回路４では水平同期
信号もつくられており、この水平同期信号とφＲは、ス
コープユニット１０内で用いられるだけでなく、スコー
プユニット１０がプロセッサユニット５０に接続された
状態において、電気的に接続される接点を介してプロッ
セサユニット５０にも供給される構成になっている。

【００２９】信号処理回路６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３
からの信号に基づいて、映像の輝度成分であるＹ信号
と、色成分であるＣ信号をつくる。このＹ信号及びＣ信
号も、スコープユニット１０とプロセッサユニットが接
続された状態で、電気的に接続される接点を介して、プ
ロセッサユニット５０に出力されるように構成されてい
る。

【００３０】プロセッサユニット５０において切替回路
１１は、通常、入力端子１１ａが選択されており、スコ
ープユニット１０からの映像信号（Ｙ信号及びＣ信号）
は、デコード回路２６によって合成され、画像信号処理
回路３５で信号処理された後、一般の規格に則った映像
信号、例えばＮＴＳＣ信号としてインタフェースコネク
タ（図示せず）から出力される。モニタ７０は、信号ケ
ーブルを介してプロセッサユニ５０と接続される。そし
て、プロセッサユニット５０からの映像信号によってモ
ニタ７０上に観察対象の映像が映し出される。画像信号
処理回路３５は、モニタ７０に対して出力する映像信号
対して様々な効果を与えるための信号処理を行う。

【００３１】スコープユニット１０からのφＲと水平同
期信号HSYNCは、カウンタ２１に入力される。カウンタ
２１、デコードＲＯＭ１（符号２３）、デコードＲＯＭ
２（符号２４）、デコードＲＯＭ３（符号２５）、及び
スイッチ１２によって、測光範囲を定めるためのパルス
が作られる。

【００３２】すなわち、クロック２１は、水平同期信号
HSYNCによってリセットされ、φＲのカウントアップを
開始する。デコードＲＯＭ１−３は、それぞれカウンタ
２１のカウント値をデコードし、１水平走査期間中に１
パルスの信号をそれぞれ出力する。デコードＲＯＭ１−
３のデコード範囲を、それぞれ、Ｎ１〜Ｎ１＋Ｍ１、Ｎ
２〜Ｎ２＋Ｍ２、Ｎ３〜Ｎ３＋Ｍ３とする。それによっ
て、ＲＯＭ１−３は、１水平走査期間中においてカウン
タ２１のカウント値が、それぞれ、Ｎ１〜Ｎ１＋Ｍ１、
Ｎ２〜Ｎ２＋Ｍ２、Ｎ３〜Ｎ３＋Ｍ３である期間にパル
スを生成する。すなわち、例えば、カウンタ２１のカウ
ント値をアドレスとして、それぞれＮ１〜Ｎ１＋Ｍ１、
Ｎ２〜Ｎ２＋Ｍ２、Ｎ３〜Ｎ３＋Ｍ３のアドレス範囲に
て、パルスに相当する連続データが出力されるようデコ
ードＲＯＭ１−３のデータが設定されている。この場合
には、水平走査期間の開始時点からの、位置、パルス幅
がそれぞれ異なる３種類のパルスが生成されることにな
る。なお、デコードＲＯＭ１−３で生成されるパルス
は、有効なレベルがＨＩＧＨレベルである信号として生
成されるものとしている。

【００３３】プロセッサユニット５０に設けられたスイ
ッチ１２によって、３種類のパルスのいずれかが選択さ
れる（以下、選択されたパルスをデコードＲＯＭ出力パ
ルスという）。したがって、操作者はその意図に従って
プロセッサユニット５０に設けられているスイッチ１２
を操作し、目的のパルスが得られるように選択を行うこ
とができる。スイッチ１２によって選択されたいずれか
１つのパルスは切替回路１３に対して出力される。な
お、スイッチ１２として、ロータリスイッチ、電子スイ
ッチ等を用いることができる。

【００３４】さらに、デコードＲＯＭ出力パルスは、エ
ッジ検出回路２７に出力される。エッジ検出回路２７
は、デコードＲＯＭ出力パルスの立ち上がりエッジ及び
立下りエッジの部分でそれぞれパルス（エッジ検出パル
ス）を出力する、エッジ検出動作を行う。エッジ検出回
路２７からパルスが出力されるとき、切替回路１１の入
力端子１１ｂが選択され、切替回路１１の選択出力（Ｙ
信号伝送ライン）が輝度信号（Ｙ信号）からＧＮＤレベ
ルに切り替えられる。すなわち、このときＹ信号が一時
的に最低輝度レベルにされる。したがって、モニタ７０
に表示される撮影対象の映像に関し、測光範囲の境界を
識別するための垂直方向の黒い線が重畳されることにな
る。なお、スイッチ１５を切り替えてＯＦＦにし、デコ
ードＲＯＭ出力パルスがエッジ検出回路２７に入力され
ないようにすると、エッジ検出回路２７からはパルスが
出力されなくなるので、切替回路１１の選択は入力１１
ａ側に固定される。この場合は、Ｙ信号の切替が行われ
ず、表示画面に対して測光範囲を識別するための垂直方
向の境界線は表示されない。すなわち、操作者が境界線
を映すかどうかを、スイッチ１５によって切り替えるこ
とができる。

【００３５】スイッチ１２からのデコードＲＯＭ出力パ
ルスは、切替回路１３の２つの入力端子１３ａ、１３ｂ
の選択を切り替えるためにも用いられる。デコードＲＯ
Ｍ出力パルスが出力されているとき、入力端子１３ａが
選択され、デコードＲＯＭ出力パルスが出力されていな
いとき、入力端子１３ｂが選択される。したがって、デ
コードＲＯＭ出力パルスが出力されているときは、スコ
ープユニット１０からの輝度信号（Ｙ信号）が切替回路
１１及び切替回路１３を介して積分回路３０に入る。一
方、デコードＲＯＭ出力パルスが出力されていない間
は、切替回路１３の出力はＧＮＤレベルとなる。したが
って、デコードＲＯＭ出力パルスが出力されていない間
は、積分回路３０にＹ信号が入力されないことになる。
デコードＲＯＭ出力パルスが出力されている間のＹ信号
のみが、積分回路３０における積分に反映される。

【００３６】積分回路３０では、デコードＲＯＭ出力パ
ルスが出力されている間のＹ信号が積分されると共に、
ホールド動作が行われる。積分回路３０からの出力信号
は比較器３１の一方の入力端子３１ａに入る。一方、比
較器３１のもう一方の入力端子には、入力３１ａに入力
される電圧と比較するための基準電圧が入力されてい
る。比較器３１は、積分回路３０からの入力される積分
結果と基準電圧（入力３１ｂ）を比較し、比較結果に応
じた信号を絞り制御部３３に対して出力する。絞り制御
部３３は、比較器３１からの比較結果の信号に応じて絞
りを制御し、ランプ３４からライトガイド３２へ供給す
る照明光の光量を制御する。したがって、デコードＲＯ
Ｍ出力パルスで定められる時間範囲の積分結果（すなわ
ち測光結果）に応じて、撮影対象物に照射する光量が制
御される。なお、安定した動作を行うために、比較器３
１は、入力電圧に対するヒステリシスを持つタイプのも
の、或いはある入力電圧範囲を無感帯として持つウイン
ドウコンパレータであることが好ましい。

【００３７】図１に示すように比較器３１の入力３１ｂ
に入力される基準電圧は、切替回路１４によって、３つ
の基準電圧ＶＲ１、ＶＲ２、及びＶＲ３の中から選択さ
れるようになっている。なお、切替回路１４における選
択は、スイッチ１２における選択に応じて行われるよう
になっている。すなわち、基準電圧ＶＲ１、ＶＲ２，Ｖ
Ｒ３の選択は、スイッチ１２によって選択されるデコー
ドＲＯＭ出力パルスのパルス幅の大きさに比例した大き
さの値のものが選択される。すなわち、デコードＲＯＭ
出力パルスのパルス幅が変わった場合であっても、基準
電圧がそれに応じて変わり、デコードＲＯＭ出力パルス
の幅の変化によらず、より整合の取れた光量制御が行わ
れることになる。

【００３８】以上説明した動作のタイミグチャートを図
２に示す。図２には、理解しやすいように、ＣＣＤ２か
らの出力信号も同時に示す。なお、図２では、ＲＯＭ１
が選択されている場合の例を示している。図２に示すよ
うに、カウンタ２１がφＲをカウントし、カウント値が
Ｎ１〜Ｎ１＋Ｍ１である間にデコードＲＯＭ出力パルス
５１が出力される。デコードＲＯＭ出力パルス５１が出
力されている間、積分回路３０による積分が行われ、積
分回路出力５２は図のように次第にレベルが高くなる。
積分結果のレベルが比較器３１の基準電圧を超えると、
比較器３１の出力はＨＩＧＨレベルになる。絞り制御部
３３は、比較器３３からの信号を受けると絞り機構を駆
動する。絞り羽やモータから成る絞り機構の応答は、水
平走査周期よりもかなり遅く、１０ｍｓオーダーである
ため、絞り制御動作の応答５４として示すように、絞り
機構は徐々に反応する。そして、エッジ検出回路２７に
よって、デコードＲＯＭ出力パルス５１の両エッジ部分
で、パルス５５ａ、５５ｂが生成される。

【００３９】図３は、図２で示される動作を長い時間に
亘って示した場合のタイムチャートである。図３に示す
ように、デコードＲＯＭ出力パルス５１が、水平走査期
間毎に出力される。そして、デコードＲＯＭ出力パルス
５１にしたがって、積分出力５２及び比較器出力５３が
水平走査期間毎に発生する。絞り制御動作の応答５４
は、図のように比較器出力５３にゆるやかに反応し、あ
る一定のレベルで維持されるようになる。

【００４０】以上述べたように、内視鏡システム１００
は、撮影画面内の水平方向における、定められた測光範
囲内でのみ測光を行い、その測光結果に基づいて光量調
節を行う。かつこの場合において、この測光範囲は複数
種類の中から選択することができる。

【００４１】内視鏡システム１００が映し出す画面の例
を図４に示す。図４に示される画面６１において、画面
中央部に対象物６２が存在する。撮影画面６１内の周辺
部の映像の輝度に引きずられて対象物６２が観察しにく
くなることを避けるために、測光範囲が図のような画面
中央部の、垂直方向の帯状の測光範囲６３に狭められて
いる。この測光範囲６３の水平方向の幅は、前述のデコ
ードＲＯＭ出力パルスのパルス幅に対応する。さらに画
面には、エッジ検出回路２７がつくるエッジパルス５５
ａ及び５５ｂの位置に対応して、測光範囲６３の境界を
表す黒い境界線６３ａ及び６３ｂが重畳されている。こ
おのように、操作者は測光範囲を明確に認識しながら観
察できることになる。

【００４２】図５は、本発明の第２の実施形態である、
内視鏡システム２００のブロック図である。図５の内視
鏡システム２００は、図１のプロセッサユニット５０内
の絞り制御部３３、ランプ３４及び画像処理回路３５以
外の全ての回路が、プロセッサユニット２５０側ではな
く、スコープユニット２１０側に内蔵されていることが
異なる。

【００４３】内視鏡システム２００は、内視鏡１００と
同様に、身体への挿入部を有するスコープユニット２１
０、スコープユニット２１０への照明光の供給や信号処
理を行うプロセッサユニット２５０、及びプロセッサユ
ニット２５０から出力される映像を表示するモニタ７０
から構成される。なお、スコープユニット２１０とプロ
セッサユニと２５０とは、着脱自在に構成されている。

【００４４】内視鏡システム１００に関して上述した光
量制御の機能と同一の機能が、内視鏡システム２００で
実行される。したがって、内視鏡システム１００におけ
る機能と同一の部分については、同一の符号を用いて表
している。図２や図３で示される光量制御の動作は、内
視鏡システム２００でも同様なので詳細な説明を省略す
る。

【００４５】スコープユニット２１０において、カラー
ＣＣＤであるＣＣＤ２で撮像され、信号処理回路６によ
って輝度成分信号（Ｙ信号）及び色成分信号（Ｃ信号）
として生成された映像信号は、デコード回路２６によっ
て合成されて、プロセッサユニット２５０に対して出力
される。また、スコープユニット２１０に設けられたス
イッチ１２を操作して定められた測光範囲にしたがっ
て、積分回路３０で積分され、比較器３１において基準
電圧と比較された結果は、プロセッサユニット２５０に
対して出力される。スコープユニット２１０をプロセッ
サユニット２５０に装着した状態で、スコープユニット
２１０とプロセッサユニット２５０は電気的に接続さ
れ、スコープユニット２１０からの信号が、プロセッサ
ユニット２５０に入力される。同時に、プロセッサユニ
ット２５０側のライトガイド３２とスコープユニット２
１０内のライトガイド７とが接続され、プロセッサユニ
ット２５０からの照明光がスコープユニット２１０内の
ライトガイド７に伝えられる。

【００４６】スコープユニット２１０内のデコード回路
２６で合成された映像信号は、画像信号処理回路３５で
処理され、例えばＮＴＳＣにしたがう映像信号としてモ
ニタ７０に対して出力される。比較器３１からの比較結
果の信号は、絞り制御部３３に対して出力され、照明光
の光量制御が行われる。

【００４７】図５で示した内視鏡システム２００は、光
量制御のための回路がスコープユニット２１０に搭載さ
れ、したがって測光範囲を切り替えるスイッチ１２もス
コープユニット２１０の操作部に設けられる。したがっ
て、操作者がスコープユニット２１０を操作しながら測
光範囲を手元で定めることができるという有利な点を持
っている。また、ＣＣＤ２による撮像から、映像信号お
よび比較結果生成までの一連の処理回路を、スコープユ
ニット２１０内にまとめて搭載することができるので、
外来ノイズに対する耐性を容易に高めることできる。

【００４８】一方、第１の実施形態である内視鏡システ
ム１００では、光量制御のための回路の多くがプロセッ
サユニット５０側に搭載されている。この場合には、ス
コープユニット１０側の部品を少なくすることができる
ので、スコープユニット１０を軽量化し易いという有利
な点を持つ。

【００４９】以上説明した実施形態では、デコードＲＯ
Ｍは３種類であり（デコードＲＯＭ１−３）、したがっ
て測光範囲として定めることができる種類も３種類であ
ったが、デコードＲＯＭの種類をさらに増加させること
で、測光範囲として設定できる種類を増加させること
で、操作者の選択の幅を増加させることができる。

【００５０】また、以上説明した実施形態において、切
替回路１１に対する入力１１ｂに入力される輝度レベル
はＧＮＤレベルであり、したがって測光範囲の境界線は
黒い線とされていた。しかし、切替回路１１に対する入
力１１ｂのレベルとしてＧＮＤレベル以外の他のレベル
を設定することで、境界線の輝度レベルを例えばグレイ
レベル等にすることも可能である。或いは、この境界線
を色つきの線として表示すために、エッジ検出回路２７
の出力に応じて映像信号の色を他の色に切り替える処理
を行う、例えばＧＤＣ（グラフィック・ディスプレイ・
コントローラ）のような、信号処理回路を搭載する構成
とすることも可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
面内の水平方向における測光範囲が可変であり、しか
も、測光範囲の境界線を外部モニタの画面上で確認しな
がら操作することのできる内視鏡システムが実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態としての内視鏡システ
ムの構成を表すブロック図である。

【図２】本発明の内視鏡システムの動作を表すタイミン
グチャートである。

【図３】本発明の内視鏡システムの動作を表すタイミン
グチャートであり、図２よりも長い時間範囲における動
作を示す。

【図４】本発明の内視鏡システムによって映し出される
画像の例である。

【図５】本発明の第２の実施形態としての内視鏡システ
ムの構成を表すブロック図である。

【符号の説明】

２ ＣＣＤ ３ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路 ４ パルス回路 ６ 信号処理回路 １０ スコープユニット １１ 切替回路 １２ スイッチ １３ 切替回路 １４ 切替回路 １５ スイッチ ２１ カウンタ ２３ デコードＲＯＭ１ ２４ デコードＲＯＭ２ ２５ デコードＲＯＭ３ ２７ エッジ検出回路 ３０ 積分回路 ３１ 比較器 ３３ 絞り制御回路 ３４ ランプ ３５ 画像信号処理回路 ５０ プロセッサユニット ６３ 測光範囲 ７０ モニタ １００ 内視鏡システム

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/238 Ｈ０４Ｎ 5/238 Ｚ 7/18 7/18 Ｍ Ｆターム(参考） 2H040 BA09 CA06 GA02 GA11 4C061 AA00 AA29 BB00 CC06 DD00 GG01 JJ11 JJ17 LL02 MM02 NN01 NN05 PP12 QQ09 RR02 RR06 SS17 SS23 TT08 WW02 WW13 5C022 AA09 AB06 AB15 5C054 CB02 CC07 ED02 FE12 HA12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライトガイドを介してスコープ先端部か
   ら照明光を照射して対象物からの光学像を撮像素子で撮
   像し映像信号を生成する内視鏡システムにおいて、 前記撮像素子で撮像される信号に基づく映像についての
   水平走査方向における所定の範囲を測光範囲とし、該測
   光範囲内でのみ前記映像の輝度成分を積分し、該積分の
   結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御手
   段と、 前記光量制御手段に対し、前記測光範囲の前記水平走査
   方向における位置及び幅を設定するものであり、且つ、
   設定値が可変である設定手段と、 を備えることを特徴とする内視鏡システム。
2. 【請求項２】 前記設定手段によって設定された測光範
   囲と非測光範囲との境界部分近傍において前記映像信号
   に、色、輝度の少なくとも一方が異なる信号を重畳させ
   る信号処理手段をさらに有すること、を特徴とする請求
   項１に記載の内視鏡システム。
3. 【請求項３】 ライトガイドを介してスコープ先端部か
   ら照明光を照射して対象物からの光学像を撮像素子で撮
   像し映像信号を生成する内視鏡システムにおいて、 前記映像信号の水平走査に同期したパルス信号であっ
   て、前記映像信号の水平走査期間内における位置及びパ
   ルス幅の少なくともいずれか一方の値がそれぞれ異なる
   複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、 前記信号生成手段によって生成されるそれぞれのパルス
   信号のうちの１つを選択するための選択手段と、 前記選択手段において選択されたパルス信号の位置及び
   パルス幅に対応する時間幅の間前記映像信号についての
   輝度成分を積分し積分結果に応じた信号を生成する積分
   手段と、 前記積分手段からの信号と所定の参照値とを比較し比較
   結果に応じた信号を生成する比較手段と、 前記比較手段からの信号に基づいて前記照明光の光量を
   制御する光量制御手段と、 を備えることを特徴とする内視鏡システム。
4. 【請求項４】 前記選択手段において選択されたパルス
   信号のエッジ部分で前記映像信号の輝度レベルを他の輝
   度レベルに切り替える切替手段をさらに備えること、を
   特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
5. 【請求項５】 照明光で照射される対象物からの光学像
   を撮像する撮像素子と、該照明光を伝送するライトガイ
   ドと、前記撮像素子による出力信号を処理し所定の輝度
   成分信号及び色成分信号から成る第１の映像信号を出力
   する第１の信号処理回路とを有するスコープユニット
   と、前記スコープユニットのライトガイドに照明光を供
   給する光源部と、前記スコープユニットからの第１の映
   像信号に基づいて所定の第２の映像信号を出力する第２
   の信号処理回路を有するプロセッサユニットとから成る
   内視鏡システムにおいて、 前記スコープユニットは、 前記第２の映像信号に対応した水平同期信号及び該映像
   の画素単位の周波数に相当する周波数のクロック信号を
   前記プロセッサユニットに対して出力し、 前記プロセッサユニットは、 前記スコープユニットから入力される水平同期信号に同
   期したパルス信号であって、該水平同期信号の水平走査
   期間内における位置及びパルス幅の少なくともいずれか
   一方の値がそれぞれ異なる複数のパルス信号を生成する
   信号生成手段と、 前記信号生成手段によって生成されるそれぞれのパルス
   信号のうちの１つを選択するための選択手段と、 前記選択手段おいて選択されたパルス信号の位置及びパ
   ルス幅に対応する時間幅の間前記スコープユニットから
   の第１の映像信号の輝度成分信号を積分し積分結果に応
   じた信号を生成する積分手段と、 前記積分手段からの前記積分結果の信号と所定の参照値
   とを比較し比較結果に応じた信号を生成する比較手段
   と、 前記比較手段からの前記比較結果の信号に基づいて前記
   照明光の光量を制御する光量制御手段とを有すること、 を特徴とする内視鏡システム。
6. 【請求項６】 前記プロセッサユニットは、前記選択手
   段において選択されたパルス信号に基づいて該パルス信
   号のエッジ部分で前記スコープユニットからの第１の映
   像信号の輝度成分信号の電圧レベルを他の電圧レベルに
   切り替える信号切替手段をさらに有すること、 を特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
7. 【請求項７】 前記信号発生手段は、 前記映像の画素単位の周波数に相当する周波数のクロッ
   ク信号をカウントし、且つ前記スコープユニットからの
   水平同期信号によってリセットされるカウンタと、 前記カウンタのカウント値をそれぞれデコードし、それ
   ぞれ異なるデコード範囲でパルス信号を出力する複数の
   デコーダー回路とから成ること、 を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の内視鏡シス
   テム。
8. 【請求項８】 前記プロセッサユニットは、前記選択手
   段における選択に応じて、前記比較手段に入力する所定
   の参照値を変化させる制御手段をさらに有すること、を
   特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の内
   視鏡システム。
9. 【請求項９】 照明光で照射される対象物からの光学像
   を撮像する撮像素子と、該照明光を伝送するライトガイ
   ドと、前記撮像素子による出力信号を処理し所定の輝度
   成分信号及び色成分信号から成る第１の映像信号を出力
   する第１の信号処理回路とを有するスコープユニット
   と、前記スコープユニットのライトガイドに照明光を供
   給する光源部と、前記スコープユニットからの第１の映
   像信号に基づいて所定の第２の映像信号を出力する第２
   の信号処理回路を有するプロセッサユニットとから成る
   内視鏡システムにおいて、 前記スコープユニットは、 前記第２の映像信号に対応した水平同期信号及び該映像
   の画素単位の周波数に相当する周波数のクロック信号に
   基づいて、前記水平同期信号に同期したパルス信号であ
   って、前記水平同期信号の水平走査期間内における位置
   及びパルス幅の少なくともいずれか一方の値がそれぞれ
   異なる複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、 前記信号生成手段によって生成されるそれぞれのパルス
   信号のうちの１つを選択するための選択手段と、 前記選択手段おいて選択されたパルス信号の位置及びパ
   ルス幅に対応する時間幅の間前記輝度成分信号を積分し
   積分結果に応じた信号を生成する積分手段と、 前記積分手段からの信号と所定の参照値とを比較し比較
   結果に応じた信号を生成し該生成した信号を前記プロセ
   ッサユニットに対して出力する比較手段とを有し、 前記プロセッサユニットは、 前記スコープユニット内の前記比較手段から入力される
   前記比較結果の信号に基づいて前記照明光の光量を制御
   する光量制御手段を有すること、 を特徴とする内視鏡システム。
10. 【請求項１０】 前記スコープユニットは、前記選択手
    段において選択されたパルス信号に基づいて該パルス信
    号のエッジ部分で前記輝度成分信号の電圧レベルを他の
    電圧レベルに切り替える信号切替手段をさらに有するこ
    と、を特徴とする請求項９に記載の内視鏡システム。
11. 【請求項１１】 前記信号発生手段は、 前記クロック信号をカウントし且つ前記水平同期信号に
    よってリセットされるカウンタと、 前記カウンタのカウント値をそれぞれデコードし、それ
    ぞれ異なるデコード範囲でパルス信号を出力する複数の
    デコーダー回路とから成ること、 を特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の内視鏡シ
    ステム。
12. 【請求項１２】 前記スコープユニットは、前記選択手
    段における選択に応じて、前記比較手段に入力する所定
    の参照値を変化させる制御手段をさらに有すること、を
    特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の
    内視鏡システム。
13. 【請求項１３】 前記スコープユニットは、前記プロッ
    セユニットに対して出力する第１の映像信号として、前
    記輝度成分信号と前記色成分信号を合成した信号として
    出力するための合成手段をさらに有すること、を特徴と
    する請求項９から請求項１２に記載の内視鏡システム。
14. 【請求項１４】 ライトガイドを介してスコープ先端部
    から照明光を照射して対象物からの光学像を撮像素子で
    撮像し映像信号を生成するものであって、且つ、前記撮
    像素子で撮像される信号に基づく映像についての水平走
    査方向における所定の範囲を測光範囲とし、該測光範囲
    内でのみ前記映像の輝度成分を積分し、該積分の結果に
    基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御手段を有
    する内視鏡システムにおいて、 前期水平走査方向における測光範囲と、該測光範囲以外
    の非測光範囲との境界部分近傍において前記映像信号
    に、色、輝度の少なくとも一方が異なる信号を重畳させ
    る信号処理手段を有すること、を特徴とする内視鏡シス
    テム。