JP2003102675A - Electronic endoscope apparatus having optical variable power function - Google Patents

Electronic endoscope apparatus having optical variable power function

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JP2003102675A
JP2003102675A JP2001299227A JP2001299227A JP2003102675A JP 2003102675 A JP2003102675 A JP 2003102675A JP 2001299227 A JP2001299227 A JP 2001299227A JP 2001299227 A JP2001299227 A JP 2001299227A JP 2003102675 A JP2003102675 A JP 2003102675A
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Mitsuru Higuchi
充 樋口
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大輔 綾目
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a reddish picture in an area where is not illuminated directly by eliminating the influence of luminous intensity distribution in photographing of a magnified image so as to obtain the picture of uniform brightness. SOLUTION: In an electronic endoscope which picks up an image magnified by driving of a movable lens 16 of an optical variable power mechanism by a CCD 26 and monitor-displays a picture of a body to be observed, an averaging circuit 34 averages the luminance signal of 32 pixel units, e.g. a coefficient calculation circuit 36 compares these average values with each horizontal line and calculates a coefficient by which these are equalized, and a multiplier 39 multiplies this coefficient to a chrominance signal. Thus, influence of luminous intensity distribution varying in the case of magnifying photographing is eliminated to obtain a picture of uniform brightness. By providing a red component cut filter 46 for cutting the long wave length side of the red zone of the illumination light, reddishness is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学的変倍機構を備
えた電子内視鏡装置、特に可動レンズを駆動しながらス
コープ先端部を被観察体に近接させ、拡大像の撮影を行
う電子内視鏡の画像処理に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic endoscope apparatus equipped with an optical zooming mechanism, and more particularly to an electronic endoscope apparatus in which a scope distal end is brought close to an object to be observed while driving a movable lens to capture an enlarged image. Image processing of an endoscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子内視鏡装置は、照明光を照射して対
物光学系を介して捉えられた被観察体像を、CCD(Ch
arge Coupled Device)等の撮像素子で撮像し、この被
観察体像をモニタ等に表示するものであるが、近年、こ
の種の電子内視鏡装置では、上記対物光学系に可動レン
ズ(バリフォーカル系)を組み込み、この可動レンズを
変倍機構により前後移動させ、被観察体像を光学的に拡
大することが行われる。そして、この拡大像は画像処理
されてモニタ等に表示されており、この拡大画像によっ
て注目部位の細部を良好に観察することが可能となる。
2. Description of the Related Art An electronic endoscope apparatus irradiates illumination light and captures an image of an object to be observed captured through an objective optical system.
An image pickup device such as an arge coupled device is used to display an image of the observed object on a monitor. In recent years, however, in this type of electronic endoscope apparatus, a movable lens (varifocal) is used in the objective optical system. The movable lens is moved back and forth by a variable power mechanism to optically magnify the image of the body to be observed. The magnified image is image-processed and displayed on a monitor or the like, and the magnified image enables good observation of the details of the region of interest.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
変倍機構を有する電子内視鏡装置では、拡大像を得るた
めの近接撮影において、変化する配光分布によって均一
な明るさの画像が得られないという問題があった。即
ち、図6には、スコープ先端部を被観察体に近接させた
ときの状態が示されており、図6(A)に示されるよう
に、被観察体1を撮像するスコープ先端部2には、ライ
トガイド3で導かれた光を照射する照明窓(レンズ)4
a,4b、対物光学系5の観察窓(レンズ)6が配置さ
れる。
However, in the electronic endoscope apparatus having the optical variable power mechanism, an image having a uniform brightness can be obtained due to the changing light distribution in close-up photography for obtaining a magnified image. There was a problem of not having. That is, FIG. 6 shows a state in which the scope distal end portion is brought close to the object to be observed, and as shown in FIG. Is an illumination window (lens) 4 that emits the light guided by the light guide 3.
a, 4b, and an observation window (lens) 6 of the objective optical system 5 are arranged.

【0004】そして、上記の変倍機能を用いない距離で
は、照明窓4a,4bからの光S1,S2が重なる状態で
被観察体1に照射されるが、図6(A)に示される近接
距離Daに先端部2がセットされた状態においては、照
明窓4a,4bからの光S 1,S2が重ならず、図6
(B)に示されるように、被観察体1では光が直接照射
されない場所z(点線で示す領域)が生じる。
At a distance that does not use the above-mentioned scaling function.
Is the light S from the illumination windows 4a and 4b.1, S2With overlapping
The object 1 to be observed is irradiated, but the proximity shown in FIG.
When the tip 2 is set to the distance Da,
Light S from the bright windows 4a and 4b 1, S26 does not overlap,
As shown in (B), the object to be observed 1 is directly irradiated with light.
A place z (a region indicated by a dotted line) not to be generated occurs.

【0005】また、上記光S1,S2の照明領域では、光
スポットの中心から周辺へ向けて光強度が小さくなり、
上記場所zにおいても、照明位置から遠ざかるにつれて
光量が少なくなり、被観察体への配光の分布が生じる。
しかも、変倍機能を用いた場合、倍率に応じてピントの
合う合焦距離が変化することから、被観察体1での照明
光の強度が変わり、同時に配光分布も変化する。通常の
撮影と異なり、変倍機構を用いて近接撮影を行う場合
は、上記の配光分布の存在が大きく影響し、均一な明る
さの画像を得難い場合があるという問題があった。
Further, in the illumination area of the lights S 1 and S 2 , the light intensity decreases from the center of the light spot toward the periphery,
Even at the location z, the amount of light decreases as the distance from the illumination position increases, and a distribution of light distribution to the observed object occurs.
In addition, when the variable magnification function is used, the in-focus distance changes depending on the magnification, so that the intensity of the illumination light on the observed object 1 changes and the light distribution distribution also changes at the same time. Unlike normal photography, when performing close-up photography using a variable power mechanism, there is a problem that the existence of the above-mentioned light distribution has a great influence, and it may be difficult to obtain an image of uniform brightness.

【0006】更に、可動レンズを例えば拡大端(Nea
r端)へ駆動し、図6(A)のようにスコープ先端部2
を被観察体1に極めて近づけたとき、図6(B)の被観
察体1の光が直接照射されない場所zでは、両側の光S
1,S2が被観察体1の内部(例えば粘膜層内)で拡散す
ることになり、生体内を被観察体とする電子内視鏡の撮
像では、赤っぽい画像が形成されるという問題がある。
Further, the movable lens is, for example, a magnifying end (Nea).
drive to the r end), and the scope tip 2 as shown in FIG.
When the light is extremely close to the object to be observed 1, the light S on both sides at the position z where the light of the object to be observed 1 in FIG.
1 and S 2 are diffused inside the observed body 1 (for example, in the mucous membrane layer), and a reddish image is formed by imaging with an electronic endoscope in which the living body is the observed body. There is.

【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、拡大像の撮影において、配光分布
の影響をなくして均一な明るさの画像を得ることがで
き、また直接照明されない領域の赤っぽい画像を改善す
ることができる光学的変倍機構を備えた電子内視鏡装置
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain an image of uniform brightness without taking the influence of the light distribution distribution in photographing a magnified image. An object of the present invention is to provide an electronic endoscope apparatus having an optical zooming mechanism capable of improving a reddish image in an unilluminated area.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光学的変倍機構を備えた電子内視鏡装
置は、対物光学系に可動レンズを組み込み、この可動レ
ンズの駆動により光学的に像拡大を行うための変倍機構
と、上記対物光学系を介して撮像素子から出力された信
号に基づき、輝度信号と色信号を形成する信号形成回路
と、この信号形成回路から出力された所定数画素の輝度
信号を平均化し、この所定数画素単位の平均値を水平ラ
イン毎に比較し、照明光の配光分布による画像の明るさ
の不均一を解消するための係数を算出する係数算出回路
と、この係数算出回路からの係数を上記信号形成回路か
ら出力された色信号に乗算する乗算器と、を含んでなる
ことを特徴とする。請求項2記載の発明は、被観察体を
照明する照明光の供給ラインに配置され、この照明光の
赤帯域の長波長側をカットする赤成分カットフィルタを
設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electronic endoscope apparatus equipped with an optical variable magnification mechanism according to the present invention incorporates a movable lens in an objective optical system and drives the movable lens. A variable power mechanism for optically enlarging an image by means of a signal forming circuit for forming a luminance signal and a color signal on the basis of a signal output from the image pickup device via the objective optical system, and a signal forming circuit The output luminance signals of a predetermined number of pixels are averaged, and the average value of the predetermined number of pixels is compared for each horizontal line, and the coefficient for eliminating the unevenness of the image brightness due to the distribution of illumination light is calculated. It is characterized by including a coefficient calculating circuit for calculating and a multiplier for multiplying the color signal output from the signal forming circuit by the coefficient from the coefficient calculating circuit. The invention according to claim 2 is characterized in that a red component cut filter which is arranged on a supply line of illumination light for illuminating an object to be observed and cuts a long wavelength side of a red band of the illumination light is provided.

【0009】上記の構成によれば、水平ラインの所定数
画素単位の平均値が求められる共に、これらの平均値を
水平ラインにおいて一定(均一)にするための係数が上
記所定数画素単位で算出される。そして、この係数は、
各色信号、即ちR,G,B信号(或いは輝度信号、色差
信号)に対し乗算され、これによって、拡大率で異なる
配光分布となることに起因する照明光の不均一が解消さ
れる。
According to the above arrangement, the average value of a predetermined number of pixels in the horizontal line is obtained, and the coefficient for making these average values constant (uniform) in the horizontal line is calculated in the unit of the predetermined number of pixels. To be done. And this coefficient is
The respective color signals, that is, the R, G, and B signals (or the luminance signal and the color difference signal) are multiplied, thereby eliminating the unevenness of the illumination light caused by the different light distributions at different magnifications.

【0010】また、請求項2の構成によれば、赤成分カ
ットフィルタにより赤の長波長側がカットされるので、
生体である被観察体の赤っぽい画像(赤みを帯びた状
態)が改善されると共に、粘膜と血管、その他の組織と
を良好に区別して表示することができる。そして、この
フィルタを用いた場合、光量不足が生じ、配光分布も変
わることになり、この光量不足(及び配光特性)が係数
乗算処理によって解消され、明るさの不均一と画像の赤
っぽさが同時に改善されるという利点がある。
According to the second aspect of the invention, since the red component cut filter cuts the red long wavelength side,
The reddish image (reddish state) of the living body to be observed is improved, and the mucous membrane, blood vessels, and other tissues can be well distinguished and displayed. When this filter is used, the light quantity becomes insufficient, and the light distribution is also changed. This light quantity shortage (and light distribution characteristics) is eliminated by the coefficient multiplication process, resulting in uneven brightness and red image. The advantage is that the porosity is improved at the same time.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1には、実施形態例に係る電子
内視鏡装置の構成が示されており、この電子内視鏡装置
は同時式とされ、スコープ10、プロセッサ装置11、
光源装置12及びモニタ14等を有している。この図1
の装置では、スコープ10の先端面に、照明窓4a,4
b、観察窓6が配置されており、この照明窓4a,4b
には光源装置12から導かれるライトガイド3が光学的
に連結される。
1 shows the configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment. This electronic endoscope apparatus is of a simultaneous type and includes a scope 10, a processor unit 11,
The light source device 12 and the monitor 14 are included. This Figure 1
In the above device, the illumination windows 4a, 4a
b, an observation window 6 is arranged, and the illumination windows 4a, 4b
A light guide 3 guided from the light source device 12 is optically connected to the.

【0012】また、上記観察窓6は対物光学系を構成す
るが、この対物光学系の一部として可動レンズ16を備
えており、この可動レンズ16は移動機構18に保持、
接続される。この移動機構18には、回転する線状伝達
部材20を介してモータ駆動部22が接続され、このモ
ータ駆動部22はマイコン24で制御される。即ち、ス
コープ10の操作部等に配置された変倍スイッチの操作
に基づき、モータ駆動部22のモータを回転させ、その
回転を線状伝達部材20を介して移動機構18に伝達
し、この移動機構18では回転運動を直線運動に変換し
て可動レンズ16を前後移動させる。この可動レンズ1
6は、Far端からNear端までの各位置(例えば2
56の制御位置)に駆動制御され、これによって光学的
変倍が実行される。
Although the observation window 6 constitutes an objective optical system, a movable lens 16 is provided as a part of the objective optical system, and the movable lens 16 is held by a moving mechanism 18.
Connected. A motor drive unit 22 is connected to the moving mechanism 18 via a rotating linear transmission member 20, and the motor drive unit 22 is controlled by a microcomputer 24. That is, the motor of the motor drive unit 22 is rotated based on the operation of the variable power switch arranged on the operation unit of the scope 10 and the rotation is transmitted to the moving mechanism 18 via the linear transmission member 20. The mechanism 18 converts the rotary motion into a linear motion to move the movable lens 16 back and forth. This movable lens 1
6 is each position from the Far end to the Near end (for example, 2
Drive control is carried out to 56 control positions), whereby optical magnification is executed.

【0013】上記可動レンズ16を含む対物光学系の後
側には、撮像素子であるCCD26が設けられ、このC
CD26では画素単位の色フィルタ[例えばMg(マゼ
ンタ),G(グリーン),Cy(シアン),Ye(イエ
ロー)]を介して被観察体像が捉えられる。即ち、上記
光源装置12からの光がライトガイド3を介してスコー
プ10の先端から被観察体に照射されることにより、こ
の被観察体がCCD26で撮像される。
On the rear side of the objective optical system including the movable lens 16, a CCD 26 which is an image pickup device is provided.
In the CD 26, the image of the object to be observed is captured through a color filter [eg, Mg (magenta), G (green), Cy (cyan), Ye (yellow)] in pixel units. That is, when the light from the light source device 12 is applied to the object to be observed from the tip of the scope 10 through the light guide 3, the object to be observed is imaged by the CCD 26.

【0014】上記CCD26の後段には、CDS(Corr
elated Double Sampling−相関二重サンプリング)/A
GC(Automatic Gain Control−自動利得制御回路)2
8が配置されており、このCDS/AGC28はCCD
26の出力信号に対し相関二重サンプリングを施すと共
に、所定の増幅処理をする。このCDS/AGC28に
は、A/D(アナログ/デジタル)変換器29を介し
て、DSP(Digital Signal Processor−デジタル信号
プロセッサ)30が設けられる。
In the subsequent stage of the CCD 26, a CDS (Corr
elated Double Sampling / A
GC (Automatic Gain Control) 2
8 are arranged, and this CDS / AGC 28 is a CCD
Correlated double sampling is performed on the output signal of 26 and predetermined amplification processing is performed. The CDS / AGC 28 is provided with a DSP (Digital Signal Processor) 30 via an A / D (analog / digital) converter 29.

【0015】このDSP30の中には、ホワイトバラン
ス、ガンマ補正等の各種の処理を施す信号処理回路32
が設けられており、この信号処理回路32では、CCD
26のMg,G,Cy,Yeの各色フィルタを介して得
られた信号から色変換演算によって、Y(輝度)信号と
R(赤)−Y及びB(青)−Yの色差(C)信号が形成
される。また、この信号処理回路32から出力されたY
信号を水平ライン毎に記憶するラインメモリ33、この
ラインメモリ33から読み出された水平ライン信号の例
えば32画素(その他の画素数でもよい)毎の平均値を
順次求める平均化回路34、この平均化回路34で算出
された平均値を順に記憶するラインメモリ35、このラ
インメモリ35の平均値データを比較し、これらの平均
値のレベルを所定レベルに一致させるための係数を算出
する係数算出部36が設けられる。
The DSP 30 includes a signal processing circuit 32 for performing various processes such as white balance and gamma correction.
Is provided, and in this signal processing circuit 32, the CCD
The Y (luminance) signal and the color difference (C) signals of R (red) -Y and B (blue) -Y are calculated by color conversion from the signals obtained through the 26 color filters of Mg, G, Cy, and Ye. Is formed. In addition, Y output from the signal processing circuit 32
A line memory 33 that stores a signal for each horizontal line, an averaging circuit 34 that sequentially obtains an average value of the horizontal line signal read from the line memory 33, for example, for every 32 pixels (other pixel numbers may be used). A line memory 35 that sequentially stores the average values calculated by the digitizing circuit 34, and a coefficient calculation unit that compares the average value data of the line memory 35 and calculates a coefficient for matching the levels of these average values with a predetermined level. 36 is provided.

【0016】図2には、CCD26での平均化画素が示
されており、図2の撮像面領域26Sでは、例えば76
8画素、494ラインの画面領域が設定されるが、この
768画素の水平ラインにおいて、32画素単位でY信
号の平均値が上記平均化回路34で演算される。その結
果、24ブロックの平均値が得られることになり、この
24個の平均値が一定(均一)となる係数が上記係数算
出部36で求められる。
FIG. 2 shows the averaging pixels in the CCD 26. In the image pickup surface area 26S of FIG.
Although a screen area of 8 pixels and 494 lines is set, the average value of the Y signal is calculated by the averaging circuit 34 in units of 32 pixels in the horizontal line of 768 pixels. As a result, the average value of 24 blocks is obtained, and the coefficient calculating unit 36 obtains the coefficient with which the average value of the 24 blocks is constant (uniform).

【0017】図3(A)には、図2の水平ラインの32
画素単位の平均値が示されており、例えば図2の中央の
水平ラインLcでは図示のように中央へ行くほど低い値
を示す分布となり、この平均値分布は配光分布に対応す
るものとなる。上記係数算出部36では、これら平均値
の最大値eに合わせるための係数が求められ、図3
(B)に示されるような係数が32画素単位で得られ
る。なお、この係数算出では、上記最大値eではな
く、平均値eに一致させるための係数を求めるように
してもよい。
FIG. 3A shows the horizontal line 32 of FIG.
An average value in pixel units is shown. For example, in the horizontal line Lc at the center of FIG. 2, the distribution shows a lower value toward the center as shown in the figure, and this average value distribution corresponds to the light distribution distribution. . In the coefficient calculation unit 36, the coefficient for matching with the maximum value e 1 of these average values is calculated,
The coefficient as shown in (B) is obtained in units of 32 pixels. In this coefficient calculation, a coefficient for matching the average value e 2 instead of the maximum value e 1 may be obtained.

【0018】一方、上記信号処理回路32から出力され
た色差信号をR(赤),G(緑),B(青)の信号に変
換するRGBマトリクス回路38、このRGBマトリク
ス回路38から出力されたR,G,B信号に対し上記係
数算出部36から出力された係数を乗算する乗算器3
9、この乗算器39から出力されるR,G,B信号をR
−Y,B−Yの色差信号に戻す色変換回路40が設けら
れる。即ち、上記乗算器39にて、R,G,B信号毎に
水平ラインの32画素単位で、Y信号から得られた係数
が乗算され、これにより配光分布の影響をなくすことが
できる。
On the other hand, an RGB matrix circuit 38 which converts the color difference signals output from the signal processing circuit 32 into R (red), G (green) and B (blue) signals, and is output from this RGB matrix circuit 38. Multiplier 3 for multiplying the R, G, B signals by the coefficient output from the coefficient calculating section 36.
9, R, G, B signals output from the multiplier 39
A color conversion circuit 40 for returning the -Y and BY color difference signals is provided. That is, the multiplier 39 multiplies the R, G, B signals by the coefficient obtained from the Y signal in units of 32 pixels on the horizontal line, thereby eliminating the influence of the light distribution.

【0019】また、プロセッサ装置11には、上記DS
P30から出力されたY信号と色差C信号を入力する信
号処理回路42及びD/A変換器43が設けられてお
り、この信号処理回路42ではモニタ14へ出力するた
めの各種の信号処理を施す。
Further, the processor unit 11 is provided with the above DS.
A signal processing circuit 42 for inputting the Y signal and the color difference C signal output from P30 and a D / A converter 43 are provided. The signal processing circuit 42 performs various signal processing for outputting to the monitor 14. .

【0020】更に、光源装置12では、ランプ45、赤
成分カットフィルタ46、光量絞り47、集光レンズ4
8が設けられ、この集光レンズ48から出力された光が
上記ライトガイド3へ供給される。図4には、上記赤成
分カットフィルタ46の分光透過率特性が示されてお
り、このフィルタ46は、例えば分光透過率が630n
m(±10nm)で半値、670nmで0となる特性を
有する。この赤成分カットフィルタ46によれば、図4
に示されるように、ランプ45からの出力光の中の63
0nm以上の波長成分について半分以上がカットされ
る。
Further, in the light source device 12, the lamp 45, the red component cut filter 46, the light amount diaphragm 47, and the condenser lens 4 are provided.
8 is provided, and the light output from the condenser lens 48 is supplied to the light guide 3. FIG. 4 shows the spectral transmittance characteristic of the red component cut filter 46. The filter 46 has a spectral transmittance of 630 n, for example.
It has a characteristic such that it has a half value at m (± 10 nm) and 0 at 670 nm. According to this red component cut filter 46, as shown in FIG.
As shown in FIG.
Half or more of the wavelength component of 0 nm or more is cut.

【0021】実施形態例は以上の構成からなり、以下に
その作用を説明する。まず、上述した光学的変倍機構に
よれば、スコープ10の操作部等に設けられた変倍スイ
ッチを操作することにより、可動レンズ16が前後移動
し、光学的に拡大した像を得ることができる。ここで、
この可動レンズ16をFar端からNear位置へ向け
て移動させるに伴ってピントの合う合焦位置は近接側へ
シフトし、スコープの先端部が被観察体へ近接する。そ
して、この被観察体には光源装置12から出力された光
がライトガイド3を介して照射されるが、この被観察体
の照明光は上記可動レンズ16の位置、即ち合焦距離で
配光分布が相違することになる。
The embodiment has the above-mentioned structure, and its operation will be described below. First, according to the above-described optical variable power mechanism, the movable lens 16 is moved back and forth by operating the variable power switch provided on the operation unit of the scope 10 and the like, and an optically enlarged image can be obtained. it can. here,
As the movable lens 16 is moved from the Far end toward the Near position, the in-focus position shifts toward the near side, and the tip of the scope approaches the observed object. Then, the light output from the light source device 12 is applied to the observed object through the light guide 3, and the illumination light of the observed object is distributed at the position of the movable lens 16, that is, the focusing distance. The distribution will be different.

【0022】一方、光照明された被観察体はCCD26
で撮像され、このCCD26からの出力信号は、CDS
/AGC28でサンプリングされると共に増幅され、A
/D変換器29を介してDSP30へ供給される。この
DSP30では、信号処理回路32によりビデオ信号の
各種の画像処理が施され、Y(輝度)信号とR−Y及び
B−YのC(色差)信号が形成される。
On the other hand, the object to be observed illuminated by light is the CCD 26.
The output signal from the CCD 26 is captured by the CDS
/ AGC28 sampled and amplified, A
It is supplied to the DSP 30 via the / D converter 29. In the DSP 30, the signal processing circuit 32 performs various kinds of image processing on the video signal to form a Y (luminance) signal and C (color difference) signals of RY and BY.

【0023】次に、上記Y信号は水平ライン毎にライン
メモリ33へ格納され、後段の平均化回路34では、図
2で説明したように、水平ラインのY信号データが32
画素単位で平均化される。その後、24ブロック分(7
68画素分)の24個の平均値がラインメモリ35へ記
憶され、これらの平均値は後段の係数算出部36で比較
され、例えば図3(A)の最大値eに一致させるため
の係数が算出される。この係数算出では、各ブロックで
の平均値の差がある程度(しきい値)以上のときに行わ
れ、例えば図3(B)に示すような係数が算出される。
そして、これらの係数は乗算器39へ与えられる。
Next, the Y signal is stored in the line memory 33 for each horizontal line, and in the averaging circuit 34 in the subsequent stage, as described with reference to FIG.
It is averaged in pixel units. After that, 24 blocks (7
Twenty-four average values (of 68 pixels) are stored in the line memory 35, and these average values are compared by the coefficient calculation unit 36 in the subsequent stage, and, for example, a coefficient for matching the maximum value e 1 of FIG. Is calculated. This coefficient calculation is performed when the difference between the average values of the blocks is greater than or equal to a certain value (threshold value), and for example, a coefficient as shown in FIG. 3B is calculated.
Then, these coefficients are given to the multiplier 39.

【0024】一方、信号処理回路32から出力されたC
信号はRGBマトリクス38にてR,G,B信号へ変換
された後、乗算器39へ供給されており、この乗算器3
9で上記の係数がR,G,B信号のそれぞれに対し乗算
される。即ち、図2は、近接撮影時において照明光
,Sが重ならず、その中間部分には直接光が当た
っていない状態を示しており、図2の中央のラインLc
では、図3(A)に示す配光分布となる。この配光分布
において、各平均値を最大値eに合わせるための係数
が図示のように、32画素単位で、1.00、1.00、1.10、
1.10、1.15、1.20、1.25…となり、これら係数がR,
G,B信号に乗算される。これによって、図3(A)の
配光分布による照明光のばらつきの影響が解消される。
On the other hand, C output from the signal processing circuit 32
The signal is converted into R, G, B signals by the RGB matrix 38 and then supplied to the multiplier 39.
At 9, the above coefficients are multiplied for each of the R, G, B signals. That is, FIG. 2 shows a state in which the illumination lights S 1 and S 2 do not overlap each other at the time of close-up photography, and the middle part thereof is not directly exposed to light, and the center line Lc of FIG.
Then, the light distribution shown in FIG. In this light distribution, the coefficients for matching each average value to the maximum value e 1 are 1.00, 1.00, 1.10, in units of 32 pixels, as shown in the figure.
1.10, 1.15, 1.20, 1.25 ... and these coefficients are R,
The G and B signals are multiplied. This eliminates the influence of variations in illumination light due to the light distribution shown in FIG.

【0025】上記乗算器39から出力されたR,G,B
信号は、色変換回路40でC信号へ戻され、信号処理回
路42へ供給される。この信号処理回路42では、その
他の処理及び出力処理が施されることにより、D/A変
換器43を介してモニタ14に被観察体の画像が表示さ
れる。この結果、変倍機構によって拡大された画像にお
いて、合焦距離(倍率)で変化する配光分布により生じ
る光照明の不均一が解消される。
R, G, B output from the multiplier 39
The signal is converted back into a C signal by the color conversion circuit 40 and supplied to the signal processing circuit 42. In this signal processing circuit 42, an image of the observed object is displayed on the monitor 14 via the D / A converter 43 by performing other processing and output processing. As a result, in the image magnified by the magnification changing mechanism, the non-uniformity of the light illumination caused by the light distribution changing with the focusing distance (magnification) is eliminated.

【0026】また、上記マイコン24では、上記係数の
算出及び乗算の処理を、変倍機構において可動レンズ1
6がFar端にあるときには実行せず、このFar端か
らNear端へ向けて駆動されたときのレンズ位置、或
いは所定のレンズ位置(例えば中間レンズ位置)から開
始するように制御する。即ち、当該例では、変倍動作時
の近接撮影において照明光の配光分布が画面の明るさに
与える影響を解消している。
Further, in the microcomputer 24, the process of calculating the coefficient and the multiplication is performed by the movable lens 1 in the variable power mechanism.
When 6 is at the Far end, the process is not executed, but is controlled to start from the lens position when driven from the Far end to the Near end or a predetermined lens position (for example, an intermediate lens position). That is, in this example, the influence of the light distribution of the illumination light on the brightness of the screen in close-up photography during zooming is eliminated.

【0027】図5には、光源装置12に赤成分カットフ
ィルタ46を配置した場合の粘膜と血液の分光反射率が
示されており、当該例では、赤成分カットフィルタ46
によって赤っぽい画像が良好に解消される。図5におい
て、正常胃粘膜の分光反射率曲線はC(実線)、血液
の分光反射率曲線はC(点線)で表され、この血液の
分光反射率曲線Cは、波長600nm以上で非常に大
きくなる。ここで、波長400nmから600nm手前
の曲線CとCで囲まれた領域Sは、粘膜と血液や
その他の組織のコントラストに寄与する成分であり、波
長600nm手前からそれ以上の曲線CとCで囲ま
れた領域Sは、粘膜下層での光散乱を招き、むしろ粘
膜と血液等とのコントラストの低下をもたらす成分とな
る。
FIG. 5 shows the spectral reflectances of the mucous membrane and blood when the red component cut filter 46 is arranged in the light source device 12. In this example, the red component cut filter 46 is shown.
The reddish image is resolved satisfactorily. In FIG. 5, the spectral reflectance curve of normal gastric mucosa is represented by C 1 (solid line), the spectral reflectance curve of blood is represented by C 2 (dotted line), and the spectral reflectance curve C 2 of blood has a wavelength of 600 nm or more. Grows very large. Here, the region S 1 surrounded by the curves C 1 and C 2 at wavelengths from 400 nm to 600 nm is a component that contributes to the contrast between the mucous membrane and blood or other tissues, and the curve C 1 from wavelengths before 600 nm to wavelengths longer than 600 nm. The region S 2 surrounded by C 2 and C 2 is a component that causes light scattering in the submucosa and rather lowers the contrast between the mucous membrane and blood or the like.

【0028】当該例では、赤成分カットフィルタ46を
設けることにより、波長670nm手前からそれ以上の
波長帯域が除去され、上記の領域Sを領域Sまで小
さくすることができる。これによって、画像中の赤成分
を減らすだけでなく、粘膜と血液等のコントラスト低下
を招く波長成分を除去し、これらを良好なコントラスト
で表示できるという利点がある。また、この赤成分カッ
トフィルタ46を用いた場合には、光量不足が生じ、配
光特性も変わることになるが、この光量不足(及び配光
特性)が上記係数乗算によって解消され、明るさの不均
一と画像の赤っぽさが同時に改善される。
In this example, by providing the red component cut filter 46, the wavelength band of 670 nm or shorter can be removed and the region S 2 can be reduced to the region S 3 . This has the advantage that not only the red component in the image is reduced, but also the wavelength component that causes a decrease in contrast between the mucous membrane and blood is removed, and these can be displayed with good contrast. Further, when the red component cut filter 46 is used, the light amount becomes insufficient and the light distribution characteristic changes, but the light amount insufficient (and the light distribution characteristic) is eliminated by the coefficient multiplication, and the brightness is reduced. The unevenness and the reddishness of the image are simultaneously improved.

【0029】なお、上記実施形態例では、RGBマトリ
クス回路38で形成したR,G,Bの信号に係数を乗算
したが、信号処理回路32から出力された色差信号(R
−Y及びB−Y)に対して係数を乗算することによって
も、同様に配光分布の影響を改善することができる。
In the above embodiment, the R, G, B signals formed by the RGB matrix circuit 38 are multiplied by the coefficient, but the color difference signal (R
By multiplying -Y and BY) by a coefficient, the influence of the light distribution can be similarly improved.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、所定数画素単位の輝度信号を平均化し、この各
平均値を水平ライン毎に比較し、これらが均一となる係
数を算出し、この所定数画素単位の係数を色信号に乗算
するようにしたので、拡大撮影時に変化する配光分布の
影響をなくし、均一な明るさの画像を得ることができ
る。
As described above, according to the invention of claim 1, luminance signals of a predetermined number of pixels are averaged, each average value is compared for each horizontal line, and a coefficient that makes them uniform is determined. Since the color signal is calculated and the color signal is multiplied by the predetermined number of pixels, it is possible to eliminate the influence of the light distribution distribution that changes at the time of magnified photography and obtain an image of uniform brightness.

【0031】また、請求項2の発明のように、照明光の
赤帯域の長波長側をカットする赤成分カットフィルタを
設けた場合は、この赤成分カットフィルタによる光量不
足(及びそのときの配光特性)も解消されると共に、直
接照明されない領域の赤っぽい画像を良好に改善するこ
とが可能となる。しかも、粘膜と血液等のコントラスト
低下を招く波長成分が除去され、これらを良好なコント
ラストで表示し、観察しやすい拡大画像を得ることがで
きる。
When a red component cut filter for cutting the long wavelength side of the red band of the illumination light is provided as in the second aspect of the invention, the light amount due to this red component cut filter is insufficient (and the distribution at that time is reduced). (Light characteristics) is also eliminated, and a reddish image in a region that is not directly illuminated can be favorably improved. In addition, the wavelength components that cause a decrease in the contrast between the mucous membrane and blood are removed, and these are displayed with good contrast, and a magnified image that is easy to observe can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の主
要構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態例の撮像素子撮像面での光照射状態と
係数算出の単位となる画素数を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a light irradiation state on an image pickup surface of an image pickup element according to an embodiment and a pixel number as a unit of coefficient calculation.

【図3】図2の中央ラインLcの32画素単位の平均値
[図(A)]及び32画素単位の係数[図(B)]を示
す図である。
3 is a diagram showing an average value in 32 pixel units [FIG. (A)] and a coefficient in 32 pixel units [FIG. (B)] of the center line Lc of FIG. 2;

【図4】実施形態例で用いた赤成分カットフィルタの分
光透過率を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the spectral transmittance of the red component cut filter used in the embodiment.

【図5】実施形態例で赤成分カットフィルタを用いたと
きの正常胃粘膜と血液の分光反射率特性を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing spectral reflectance characteristics of normal gastric mucosa and blood when a red component cut filter is used in the embodiment.

【図6】スコープ先端部を被観察体に近接させたときの
光照射状態[図(A)]及び図(A)の被観察体の表示
状態[図(B)]を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a light irradiation state [Figure (A)] and a display state [Figure (B)] of the observed object when the distal end of the scope is brought close to the observed object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4a,4b…照明窓、 6…観察窓、16…可動
レンズ、 18…移動機構、24…マイコン、
26…CCD、30…DSP、33,35
…ラインメモリ、 34…平均化回路、36…係数算出
部、38…RGBマトリクス、 39…乗算器、40
…色変換回路、46…赤成分カットフィルタ。
4a, 4b ... Illumination window, 6 ... Observation window, 16 ... Movable lens, 18 ... Moving mechanism, 24 ... Microcomputer,
26 ... CCD, 30 ... DSP, 33, 35
... line memory, 34 ... averaging circuit, 36 ... coefficient calculating section, 38 ... RGB matrix, 39 ... multiplier, 40
... Color conversion circuit, 46 ... Red component cut filter.

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 綾目 大輔 埼玉県さいたま市植竹町1丁目324番地 富士写真光機株式会社内 Fターム(参考) 2H040 BA03 BA13 CA22 GA02 4C061 AA00 BB02 CC06 DD00 FF40 LL02 NN01 NN05 PP12 QQ09 RR06 RR14 RR17 RR26 SS21 SS23 TT01 TT03 5C022 AA09 AB13 AB66 AC42 AC55 AC69 AC74 5C054 AA01 CA04 CC07 EA01 EJ03 FC16 HA12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) H04N 7/18 H04N 7/18 M (72) Inventor Daisuke Ayame 1-324 Uetakecho, Saitama City Saitama Prefecture Fuji Photo Optical Co., Ltd. F-term (reference) 2H040 BA03 BA13 CA22 GA02 4C061 AA00 BB02 CC06 DD00 FF40 LL02 NN01 NN05 PP12 QQ09 RR06 RR14 RR17 RR26 SS21 SS23 TT01 TT03 5C022 A04 0913 FC16 HA12

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物光学系に可動レンズを組み込み、こ
の可動レンズの駆動により光学的に像拡大を行うための
変倍機構と、 上記対物光学系を介して撮像素子から出力された信号に
基づき、輝度信号と色信号を形成する信号形成回路と、 この信号形成回路から出力された所定数画素の輝度信号
を平均化し、この所定数画素単位の平均値を水平ライン
毎に比較し、照明光の配光分布による画像の明るさの不
均一を解消するための係数を算出する係数算出回路と、 この係数算出回路からの係数を上記信号形成回路から出
力された色信号に乗算する乗算器と、を含んでなる光学
的変倍機構を備えた電子内視鏡装置。
1. A variable magnification mechanism for incorporating a movable lens into an objective optical system to optically magnify an image by driving the movable lens, and a signal output from an image pickup device via the objective optical system. , A signal forming circuit that forms a luminance signal and a color signal, and the luminance signals of a predetermined number of pixels output from this signal forming circuit are averaged, and the average value of the predetermined number of pixels is compared for each horizontal line to determine the illumination light. A coefficient calculation circuit for calculating a coefficient for eliminating uneven brightness of an image due to the light distribution of the image, and a multiplier for multiplying the color signal output from the signal forming circuit by the coefficient from the coefficient calculation circuit. An electronic endoscope apparatus provided with an optical zooming mechanism including.
【請求項2】 被観察体を照明する照明光の供給ライン
に配置され、この照明光の赤帯域の長波長側をカットす
る赤成分カットフィルタを設けたことを特徴とする上記
請求項1記載の光学的変倍機構を備えた電子内視鏡装
置。
2. The red component cut filter, which is arranged in a supply line of illumination light for illuminating an object to be observed and cuts a long wavelength side of a red band of the illumination light. Electronic endoscope device equipped with the optical zoom mechanism of.
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