JP2004033334A - Electronic endoscope - Google Patents
Electronic endoscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004033334A JP2004033334A JP2002191709A JP2002191709A JP2004033334A JP 2004033334 A JP2004033334 A JP 2004033334A JP 2002191709 A JP2002191709 A JP 2002191709A JP 2002191709 A JP2002191709 A JP 2002191709A JP 2004033334 A JP2004033334 A JP 2004033334A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- white balance
- image signal
- unit
- balance adjustment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡装置におけるホワイトバランスの調整に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子内視鏡(電子スコープ)を用いた診療では、用途毎に異なる電子スコープが用いられる。したがって、病院等の施設では複数の電子スコープを常備しなくてはならない。ところで電子スコープは、外光が遮断された管腔内で用いられるため、管腔内を照明する光源が必要である。しかし、電子スコープ毎に光源を設けることは場所的にも経済的にも無駄が多い。したがって、光源部は、電子スコープとは独立したユニットとして構成され、用途に応じてそれぞれの電子スコープが光源部に装着される。このとき光源部は、例えば独立した光源装置として、あるいは映像信号処理回路等とともに一体的な映像信号処理ユニット(プロセッサユニット)として構成される。
【0003】
光源部に用いられるランプは、使用条件に合わせて様々な種類が用いられる。ランプのスペクトルはランプの種類毎に異なり、同種のランプであっても製品毎にスペクトルにバラツキがある。また、同一ランプであっても経時的にそのスペクトルは変化する。同様に、電子スコープに搭載された撮像素子の分光感度特性も、種類の違いや、製造過程において発生する製品毎のバラツキ、色フィルタアレイの経時変化等により影響される。また、光源部からの光は光ファイバを介して電子スコープの先端にまで伝送されるが、光ファイバの分光透過率特性は全ての波長に対して一様でないため、電子スコープの挿入部の長さが異なり、光ファイバの長さが異なると、電子スコープの先端から照射される照明光のスペクトルも異なることとなる。更に、ランプから光ファイバへ供給される光は、絞り装置によりその光量が調整されるが、光ファイバに供給される光のスペクトルは、絞りの駆動状態に影響される。
【0004】
電子スコープの分光感度特性や、照明光のスペクトルは上記様々な要因に影響されるため、電子スコープで得られる画像の色調は、電子スコープと光源部の組み合わせや、ランプの使用時間に影響される。これらによる撮影画像の色調のズレを調整するためには、電子スコープを光源部に装着した状態でホワイトバランス調整を行なう必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ホワイトバランスの調整は、電子スコープの先端を内側が白色に着色された筒状の冶具に挿入し、プロセッサユニット等に接続されたキーボード等のスイッチを操作することにより行われる。これらホワイトバランス調整は、ユーザ(使用者)自身がその都度行なわなければならないが、電子スコープを光源部に装着する度にユーザがこのような操作を行なうことは極めて煩雑である。
【0006】
本発明は、ホワイトバランス調整を簡便に行なうことができる電子内視鏡を得ることすることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡は、照明光を挿入部の先端まで伝送する光伝送手段と、照明光により挿入部の先端の画像を撮像する第1の撮像素子とを備える電子内視鏡であって、ホワイトバランス調整の基準となる白色部材と、光伝送手段により伝送される光の一部を白色部材に照射し、この白色部材からの反射光のスペクトルに対応する色信号を検出する色信号検出手段と、この色信号に基づいて、第1の撮像素子により検出される画像信号の各色成分に対応する第1のゲインを調整するホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
例えば、ホワイトバランス調整手段は、色成分毎の画像信号の出力比が均一となるように第1のゲインを調整する。より正確にホワイトバラス調整を行なうには、色信号検出手段はホワイトバランス調整用の第2の撮像素子を備え、色信号は第2の撮像素子の画像信号から生成されること好ましい。
【0009】
また、電子内視鏡は、例えば第1又は第2の撮像素子の画像信号を処理可能な画像信号処理手段と、第1又は第2の撮像素子の一方を択一的に選択して画像信号処理手段に接続する切換手段とを備える。このとき、色信号は画像信号処理手段により生成され、第1のゲインは画像信号処理手段において調整される。このような構成によれば、画像信号処理手段を第1及び第2の撮像素子で兼用することができるので、より低コストに製造することが可能となる。
【0010】
またこのような構成において更に、電子内視鏡の電源投入時、切換手段により第2の撮像素子が画像信号処理手段に接続されるとともに、ホワイトバランス調整手段が駆動され、ホワイトバランス調整手段による第1のゲインの調整が終了すると切換手段により第1の撮像素子が画像信号処理手段に接続されるように構成すれば、使用者にホワイトバランス調整作業を意識させることなく自動的にホワイトバランス調整を行なうことができる。
【0011】
また例えば、電子内視鏡は、第1の撮像素子の画像信号を処理する第1の画像信号処理手段と、第2の撮像素子の画像信号を処理するとともに上記色信号を生成する第2の画像信号処理手段と、各色信号の出力比が所定の値となるように、第2の画像信号処理手段における各色信号の第2のゲインを調整するゲイン調整手段とを備える。このとき、ホワイトバランス調整手段は、第2のゲインに基づいて第1のゲインを調整する。このような構成によれば、ホワイトバランス調整を第1の撮像素子による内視鏡観察のための撮像動作に対して独立して行なうことができ、観察画像をモニタに表示している間においても、ホワイトバランス調整を行なうことができる。
【0012】
このとき更に、第1の画像処理手段が駆動されている間に、第2の画像処理手段、ゲイン調整手段、ホワイトバランス調整手段が所定の間隔で繰り返し駆動されるように構成してもよい。このような構成によれば、内視鏡観察を行なっている間にホワイトバランス調整を並行して行なうことができ、点灯時において光源が安定するまでのスペクトルの変動や、絞りによる照明光のスペクトルの変動に追従してホワイトバランス調整を行なうことが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1に、本発明の第1の実施形態である電子内視鏡装置の構成を模式的に示す。
【0014】
本実施形態の電子内視鏡装置は、電子内視鏡(電子スコープ)10、映像信号処理装置(プロセッサユニット)20、キーボード30、モニタTV31から概ねなる。プロセッサユニット20、キーボード30、モニタTV31は、カート32の各段に装置され、電子スコープ10はプロセッサユニット20に装着されている。
【0015】
電子スコープ10は、体内に挿入され可撓性を有する管状の挿入部11と、操作者が握り電子スコープ10の動きを操作するための操作部12と、管状の可撓性部材からなり電子スコープ10とプロセッサユニット20との間をフレキシブルに連絡する連絡管13と、連絡管13をプロセッサユニット20に着脱自在に接続するためのコネクタ部14とから成る。なお、プロセッサユニット20には、ビデオプリンタやビデオカセットレコーダ(VCR)、コンピュータ、記憶装置(例えばMO、ハードディスク等)等の周辺装置が更に接続されていてもよい。
【0016】
図2は、図1の電子内視鏡装置の電気的及び光学的な構成を示すブロック図である。図2を参照して、本実施形態の電子内視鏡装置の電気的及び光学的な構成について説明する。
【0017】
電子スコープ10内には、超極細の光ファイバの束からなるライトガイドLが配設されている。ライトガイドLの一方の端はコネクタ部14がプロセッサユニット20に接続されるとプロセッサユニット20内の光源部に接続される。ライトガイドLの光ファイバの束は、コネクタ部14において照明用ライトガイド部Laとホワイトバランス調整用ライトガイド部Lbに2分される。照明用ライトガイド部Laは連絡管13、操作部12を介して挿入部11の先端に達し、撮影用の照明光を照射する。一方、ホワイトバランス調整用ライトガイド部Lbはコネクタ部14内に設けられたホワイトバランス調整部15に光を供給する。
【0018】
電子スコープ10の挿入部11の先端には、MOSイメージセンサやCCD等の撮像素子S1が設けられている。撮像素子S1は、スイッチ回路16を介して画像信号処理部17に接続されており、その駆動は画像信号処理部17により制御される。また、撮像素子S1で得られた画像信号は、画像信号処理部17においてカメラプロセス処理等が施された後、プロセッサユニット20内の映像信号処理回路にデジタルの画像信号として伝送される。
【0019】
スイッチ回路16は、撮像素子S1と画像信号処理部17との間の接続をホワイトバランス調整部15と画像信号処理部17との間の接続に選択的に切り換えるスイッチであり、その切り換えは制御部18により制御される。制御部18はプロセッサユニット20内のマイコンや画像信号処理部17とも接続されており、プロセッサユニット20との間の通信を行なうとともに、画像信号処理部17の駆動を制御する。また、図では省略されているが、制御部18は、操作部12に設けられた各種操作スイッチ群と接続されており、操作部12におけるスイッチ操作に対応して各種制御を行なうことができる。
【0020】
なお、本実施形態において、ホワイトバランス調整部15、スイッチ回路16、画像信号処理部17、制御部18は、電子スコープ10のコネクタ部14内に設けられ、各部のより詳細な構成に関しては図3を参照して後述する。
【0021】
電子スコープ10の画像信号処理部17からの画像信号は、プロセッサユニット20内の映像信号処理回路21においてゲイン調整等の信号処理が施された後、輝度信号(Y)、色差信号(R−Y)、(B−Y)に分離され、それぞれメモリ(Y)22、メモリ(R−Y)23、メモリ(B−Y)24に出力される。各メモリ22〜24を介したそれぞれの画像信号は、同時化されてビデオ処理回路25に入力される。メモリ22〜24の動作は、マイコン28により制御され、そのタイミングはタイミング回路27からの同期信号に基づいて制御される。すなわち、マイコン28はタイミング回路27に接続されており、マイコン28内にはタイミング回路27からの同期信号に基づいてメモリ22〜24の駆動制御を行なうためのメモリコントロール回路が内蔵されている。
【0022】
なお、操作部12のフリーズボタン(図示せず)が操作されると、メモリ22〜24の画像データが保持され、ビデオ処理回路25には、メモリ22〜24に保持された画像データが繰り返し出力される。これにより、モニタTV31にはメモリ22〜24に保持された画像が静止画像として表示される。また、電子スコープ10の画像信号処理部17が、アナログの画像信号を出力する場合には、映像信号処理回路21においてデコード処理、A/D変換処理が施され、以下同様の処理が行なわれる。
【0023】
ビデオ処理回路25では、画像信号がアナログ信号に変換され、増幅処理、クランプ処理、ブランキング処理等のプロセス処理が施され、RGB信号、あるいはY/C信号、コンポジットビデオ信号として出力端子回路(補償回路)26a、26bに出力される。出力端子回路26aは、ビデオ信号ケーブル(図示せず)を介して例えばモニタTV31に接続され、出力端子回路26bは、例えばビデオプリンタやVCR等のモニタTV31以外の装置に接続される。出力端子回路26a、26bには所定の方式でビデオ信号が伝送され、出力端子回路26a、26bでは、インピーダンス整合等が取られる。
【0024】
ビデオ処理回路25における処理のタイミングはタイミング回路27からの同期信号に基づいて制御される。また、ビデオ処理回路25は、マイコン28にも接続されており、マイコン28からの制御信号に基づいても制御される。また、マイコン28には、キーボード30が接続されている。
【0025】
映像信号処理回路21は、更にマイコン28と絞り調整回路29に接続されている。絞り調整回路29は、映像信号処理回路21からの輝度信号(Y)等に基づいて絞りAの駆動を制御し、光源LsからライトガイドLへ入射する光量を調節する。なお、光源Lsからの光は集光レンズ(図示せず)を介した後、絞りAを横切ってライトガイドLの入射端に集光される。
【0026】
次に、図3を参照して、電子スコープ10内の電気的な構成をより詳細に説明する。図3は、図2のコネクタ部14内に示された各ブロック(ホワイトバランス調整部15、スイッチ回路16、画像信号処理部17、制御部18)の構成をより詳細に示すブロック図である。
【0027】
ホワイトバランス調整部15内には、白色に着色されたホワイトバランス調整用の被写体(白色部材)Wと、ホワイトバランス調整用の撮像素子S2が配置されているとともに、ホワイトバランス調整用ライトガイドLbの先端(射出端)が配設されている。ライトガイドLbの射出端からは、光源Lsから伝送された光が被写体Wに向けて射出される。撮像素子S2は被写体Wの向けて配置されており、ホワイトバランス調整用ライトガイドLbからの光により照明された被写体Wの画像を撮像可能である。
【0028】
スイッチ回路16は、例えば3つのスイッチ161、162、163から構成されている。スイッチ161〜163各々に設けられた選択可能な2つの接点のうちの一方の接点は挿入部11の先端に設けられた撮像素子S1の電源端子、駆動信号入力端子、映像信号出力端子にそれぞれ接続されている。一方、スイッチ161〜163のもう一方の選択可能な接点は、ホワイトバランス調整部15内に設けられた撮像素子S2の電源端子、駆動信号入力端子、映像信号出力端子にそれぞれ接続されている。また、スイッチ161〜163各々における共通電極は、それぞれ画像信号処理部17内の電源回路171、撮像素子駆動回路172、A/D変換IC173に接続されている。各スイッチ161〜163の切り換え動作は、制御部18内のマイコン181によって制御される。マイコン181は、撮像素子S1、S2のうちの一方を選択し、スイッチ161〜163の各接点は、選択された撮像素子に接続された接点にそれぞれ接続される。
【0029】
電源回路171は、選択された撮像素子S1、S2へ電力を供給するための回路であり、プロセッサユニット20内の電源部と連結される(なお、図2において、プロセッサユニット20内の電源部は省略されている)。撮像素子駆動回路172は、撮像素子S1又はS2に駆動信号を供給する回路であり、画像信号処理部17内のDSP(digital signal processor)174により制御される。A/D変換IC173では、撮像素子S1又はS2からの画像信号をサンプルホールドするとともにアナログ信号からデジタル信号に変換し、DSP174に送出する。DSP174では、画像信号に対してブランキング、クランプ、ホワイトバランス、γ補正等のカメラプロセス処理が施され、プロセッサユニット20の映像信号処理回路21に送出される。
【0030】
画像信号処理部17のDSP174は制御部18のマイコン181によって制御される。一方、マイコン181は、DSP174からのデータに基づいてホワイトバランス計算や露出計算等を行い、DSP174における、ホワイトバランス調整や撮像素子S1における電子シャッターの制御を行なう。また、マイコン181は、プロセッサユニット20内のマイコン28や制御部18内の不揮発性のメモリ182に接続されている。マイコン28は、例えば操作部12(図1参照)に設けられたフリーズボタン等の操作スイッチ(図示せず)の操作を検知し、プロセッサユニット20のマイコン28に通知する。また例えばメモリ182には、個々の電子スコープを識別するためのシリアル番号や、個々の電子スコープ特有の設定値等が記録されており、これらのデータもマイコン181を介してマイコン28に送信することができる。
【0031】
次に図4を参照して第1の実施形態におけるホワイトバランス調整処理動作について説明する。図4は。第1の実施形態におけるホワイトバランス調整処理のフローチャートである。
【0032】
電子スコープ10のコネクタ部14がプロセッサユニット20に装着された状態でプロセッサユニット20の電源が投入され、電子スコープ10に電力が供給されると、マイコン181は、まずスイッチ回路16の選択を撮像素子S2に切り換え、図4のホワイトバランス調整処理を開始する。
【0033】
ステップS101では、ライトガイドLbからの光で照明された白色の被写体Wの画像が撮像素子S2により撮像されるとともに、DSP174において例えば1フレーム分のRGBの画像信号がそれぞれ積分(あるいは平均)され、その値がマイコン181に通知される。ステップS102では、積分されたRGBの出力比が比較される。本実施形態では、R、Bの出力値とGの出力値がそれぞれ等しいか否かが判定される。R又はBの値の何れかがGの値と等しくないと判定されると、ステップS103において、DSP174におけるR、G、Bのゲインが調整される。例えば、検出されたRGB信号の比がrR:rG:rBのときR、G、Bの各ゲインは、現在設定されている値のそれぞれ1/rR倍、1/rG倍、1/rB倍に設定される。また、G信号のゲインを一定に保つ場合には、R、Bの各ゲインをrG/rR倍、rG/rB倍に設定する。各信号のゲインの変更が終了するとステップS102において変更されたそれぞれのゲインで増幅されたRGBの出力比が比較される。ステップS102、ステップS103の処理はステップS102においてGの出力値がR及びBの出力値と等しいと判定されるまで繰り返される。
【0034】
ステップS102において、G=R、G=B(又はR:G:B=1:1:1)と判定されると処理はステップS104に移り、電子スコープ10内のメモリ182に、調整されたRGBゲインの値が格納される。これにより、第1の実施形態のホワイトバランス調整処理は終了し、マイコン181によりスイッチ回路16の選択が撮像素子S1に切り換えられる。すなわち、電子スコープ10の通常の撮影動作が開始され、撮像素子S1で撮像された画像の画像信号がプロセッサユニット20に送出され、モニタTV31に表示される。
【0035】
なお、以上の説明では、撮像素子S1と撮像素子S2の分光感度特性が等しく、ライトガイドLaから射出される光とライトガイドLbから射出される光のスペクトルが等しいことを前提としているが、一般にはこれらは等しくない。このような場合、例えば撮像素子S1の分光感度特性と撮像素子S2分光感度特性とが等しくなるように、撮像素子の前にフィルタを設けてもよいし、あるいはライトガイドLaから射出される光のスペクトルとライトガイドLbの射出端から射出される光のスペクトルとが等しくなるように射出端の前にフィルタを設けてもよい。また、別の方法としては、予め所定の光源を用いてライトガイドLaからの光により照明された白色の被写体を撮像素子S1で撮像し、このときの撮像素子S1によるRGBの画像信号の比と、ライトガイドLbからの光により照明された白色の被写体を撮像素子S2で撮像したときの撮像素子S2によるRGBの画像信号の比との関係を求めておき、RGB各々に対する画像信号のゲインに重み付けをしておくことも可能である。例えば、撮像素子S1、S2の分光感度特性は等しいが、ライトガイドLbからの光はライトガイドLaからの光よりも青色成分のみが他の色成分に対して1.2倍強い場合、DSP174におけるRGB各々に対する画像信号のゲインは1:1:1.2となるように設定される。
【0036】
以上のように、第1の実施形態によれば、ホワイトバランス調整が自動的に行なわれるので、使用者はホワイトバランス調整作業に煩わされることがない。また、本実施形態では、ホワイトバランス調整用の冶具等を必要としないので、冶具の保管や準備に煩わされることもない。更に本実施形態では、電源投入時に自動的にホワイトバランス調整が行なわれるので、使用者はホワイトバランス調整そのものを意識する必要がない。
【0037】
なお、第1の実施形態において、ホワイトバランス調整処理は電源投入時に自動的に行なわれたが、使用者が調整の必要と感じたときに所定のスイッチ、例えばプロセッサユニットに接続されたキーボード等を操作することによりホワイトバランス調整処理を開始するようにしてもよい。
【0038】
次に図5、図6を参照して本発明が適用された第2の実施形態の電子内視鏡装置について説明する。第2の実施形態の電子内視鏡装置では、電子スコープの構成が第1の実施形態と異なるが、プロセッサユニットの構成は第1の実施形態と同様である。以下第1の実施形態と構成が異なる部分についてのみ説明する。また、第1の実施形態に共通な構成に関しては同一参照符号を用いる。
【0039】
図5は、第2の実施形態における電子スコープ10’の構成を示すブロック図である。図5の、画像信号処理部17’は、第1の実施形態における画像信号処理部17と制御部18とを略合わせたものであり、電源回路171、撮像素子駆動回路172、A/D変換IC173、DSP174、マイコン181、メモリ182から構成される。第1の実施形態では、画像信号処理部17を電子スコープ10の撮像素子S1とホワイトバランス調整部15の撮像素子S2とで共有し、その選択はスイッチ回路16を用いて行なわれていた。これに対して第2の実施形態のホワイトバランス調整部15’では、画像処理回路151、RGBゲイン調整回路152、メモリ153とを画像信号処理部17とは独立に備えている。
【0040】
撮像素子S2は、ライトガイドLbからの光を照射した白色の被写体(白色部材)Wを撮像する。このときホワイトバランス調整部15’の画像処理回路151は、撮像素子S2からの画像信号をサンプルホールドするとともA/D変換し、RGBの画像信号に分離する。また、画像処理回路151は、撮像素子S2の駆動を制御する。RGBゲイン調整回路152は、RGB毎に1フィールド分の画像信号を積分(あるいは平均)し、積分されたRGB毎の画像信号の値に基づいて、適正なRGBゲインを算出するとともに算出されたRGBゲインの値に基づいて、画像処理回路151内のRGBゲインを調整する。また、算出されたRGBゲインの値は読み書き可能な不揮発性のメモリ153に格納されるとともに、画像信号処理部17’のマイコン181に出力される。なお、RGBゲイン調整回路は、マイコン181からの信号に基づいて、画像処理回路151の駆動タイミング等を制御することが可能である。また、本実施形態では、積分を1フィールドに対して行なうが、1フレームに対して行なってもよいし、1フィールド画像のうちの一部の領域に対して行なってもよい。
【0041】
図6は、第2の実施形態におけるホワイトバランス調整処理のフローチャートである。第2の実施形態において、ホワイトバランス調整処理は、画像信号処理部17’における通常の内視鏡観察用の画像処理と並行して行なわれる。すなわち、モニタTV31に撮像素子S1で撮像された観察部位の画像が表示されている間、図6のホワイトバランス調整処理が所定の間隔で実行される。なお、ホワイトバランス調整処理の実行は、例えば割込み処理等を利用して行なわれる。
【0042】
第2の実施形態のホワイトバランス調整処理では、まず、ステップS201において、ライトガイドLbからの光で照明された白色の被写体Wの画像が撮像素子S2により撮像され、画像処理回路152においてメモリ153に記録されたRGBゲインの値に基づいて増幅されたRGB画像信号が、それぞれ1フレーム分積分(あるいは平均)される。
【0043】
ステップS202では、積分されたRGBの出力比がRGBゲイン調整回路152において比較される。すなわち、R、Bの値とGの値がそれぞれ等しいか否かが判定される。R又はBの値の何れかがGの値と等しくないと判定されると、ステップS203において、画像処理回路151におけるR、G、Bのゲインが調整される。例えば、検出されたRGB信号の比がrR:rG:rBのときR、G、Bの各ゲインは、現在設定されている値のそれぞれ1/rR倍、1/rG倍、1/rB倍に設定される。また、G信号のゲインを一定に保つ場合には、R、Bの各ゲインをrG/rR倍、rG/rB倍に設定する。RGB信号のゲインが変更されると再び処理はステップS202に戻り、変更後のゲインで増幅されたRGB画像信号の出力比が比較される。ステップS202、ステップS203の処理はステップS202においてG=RかつG=Bと判定されるまで繰り返される。
【0044】
ステップS202において、G=R、G=B(又はR:G:B=1:1:1)と判定されるとステップS204において、ホワイトバランス調整部15’内のメモリ153に、調整されたRGBゲインの値が記録されるとともに、画像信号処理部17’のマイコン181にRGBゲインの値が出力される。ステップS205では、マイコン181が入力されたRGBゲインの値に基づいてDSP174内のRGBゲインを設定する。これにより、第2の実施形態のホワイトバランス調整処理は終了する。
【0045】
なお、撮像素子S1、S2の分光感度特性や、ライトガイドLa、Lbから照射される光のスペクトルが異なる場合には、第1の実施形態と同様に、フィルタを設けたり、予めキャリブレーションを行なうことによりRGBの重み付けを行なう。
【0046】
以上のように、本発明の第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。第2の実施形態では、ホワイトバランス調整部が独立した画像信号処理系を備えているので、電子スコープで内視鏡観察用の撮影を行いながらホワイトバランス調整を行なうことができる。更に第2の実施形態では、所定の間隔で繰り返しホワイトバランス調整が行なわれているので、光源が点灯されてからその出力が安定するまでの間、光源のスペクトルが変動しても、これに追従してホワイトバランス調整を行なうことができる。また、照明光のスペクトルは、絞りの影響も受けるので、内視鏡観察中に光量が変更されると、ホワイトバランスが崩れる可能性があるが、第2の実施形態では、繰り返しホワイトバランス調整が行なわれるのでこれに対応することができる。
【0047】
なお、本実施形態ではオンチップカラーフィルタを搭載した単板式同時撮像方式を例に説明を行なったが、面順次式の撮像方式においても本発明を適用することが可能である。また、本実施形態では、ホワイトバランス調整部に撮像素子を用いたが、ゲイン調整を行なうためにライトガイドからの光のスペクトルを検出可能なセンサ(受光素子)であればよく、撮像素子に限定されるものではない。例えば、RGBのフィルタを備えた3以上のフォトダイオードの組からなる色センサを用いてもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電子内視鏡におけるホワイトバランス調整を簡便に実行可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された第1の実施形態の電子内視鏡装置の構成を示す模式図である。
【図2】図1に示した第1の実施形態である電子内視鏡装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【図3】第1の実施形態における電子スコープの回路構成を示すブロック図である。
【図4】第1の実施形態のホワイトバランス調整処理のフローチャートである。
【図5】第2の実施形態における電子スコープの回路構成を示すブロック図である。
【図6】第2の実施形態のホワイトバランス調整処理のフローチャートである。
【符号の説明】
10 電子スコープ
11 挿入部
15 ホワイトバランス調整部
16 スイッチ回路
17 画像信号処理部
151 画像処理回路
152 RGBゲイン調整回路
174 DSP
S1、S2 撮像素子
W 白い被写体
L、La、Lb ライトガイド
Ls ランプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to white balance adjustment in an electronic endoscope device.
[0002]
[Prior art]
In medical treatment using an electronic endoscope (electronic scope), a different electronic scope is used for each application. Therefore, in a facility such as a hospital, a plurality of electronic scopes must be constantly provided. Meanwhile, since the electronic scope is used in a lumen where external light is blocked, a light source for illuminating the inside of the lumen is required. However, providing a light source for each electronic scope is wasteful both locally and economically. Therefore, the light source unit is configured as a unit independent of the electronic scope, and each electronic scope is mounted on the light source unit according to the application. At this time, the light source unit is configured as, for example, an independent light source device or an integrated video signal processing unit (processor unit) together with a video signal processing circuit and the like.
[0003]
Various types of lamps are used for the light source unit according to use conditions. The spectrum of a lamp differs for each type of lamp, and even for the same type of lamp, the spectrum varies from product to product. Even with the same lamp, the spectrum changes over time. Similarly, the spectral sensitivity characteristics of the imaging device mounted on the electronic scope are also affected by differences in types, variations among products that occur during the manufacturing process, changes over time in the color filter array, and the like. The light from the light source is transmitted to the tip of the electronic scope via the optical fiber. However, since the spectral transmittance characteristics of the optical fiber are not uniform for all wavelengths, the length of the insertion part of the electronic scope is long. However, if the length of the optical fiber is different, the spectrum of the illumination light emitted from the tip of the electronic scope will also be different. Further, the amount of light supplied from the lamp to the optical fiber is adjusted by a diaphragm device, but the spectrum of the light supplied to the optical fiber is affected by the driving state of the diaphragm.
[0004]
Since the spectral sensitivity characteristics of the electronic scope and the spectrum of the illuminating light are affected by the various factors described above, the color tone of the image obtained by the electronic scope is affected by the combination of the electronic scope and the light source unit and the usage time of the lamp. . In order to adjust the deviation of the color tone of the captured image due to these, it is necessary to perform white balance adjustment with the electronic scope mounted on the light source unit.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The adjustment of the white balance is performed by inserting the tip of the electronic scope into a cylindrical jig whose inside is colored white and operating switches such as a keyboard connected to the processor unit and the like. The user (user) himself / herself must perform these white balance adjustments each time, but it is extremely troublesome for the user to perform such operations every time the electronic scope is mounted on the light source unit.
[0006]
An object of the present invention is to provide an electronic endoscope that can easily perform white balance adjustment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An electronic endoscope according to the present invention is an electronic endoscope that includes an optical transmission unit that transmits illumination light to a distal end of an insertion section, and a first imaging device that captures an image of the distal end of the insertion section using the illumination light. A white member as a reference for white balance adjustment, and a color signal for irradiating the white member with a part of the light transmitted by the light transmission unit and detecting a color signal corresponding to a spectrum of light reflected from the white member. It is characterized by comprising a detecting means and a white balance adjusting means for adjusting a first gain corresponding to each color component of an image signal detected by the first image sensor based on the color signal.
[0008]
For example, the white balance adjustment unit adjusts the first gain so that the output ratio of the image signal for each color component becomes uniform. For more accurate white balance adjustment, the color signal detection means preferably includes a second image sensor for white balance adjustment, and the color signal is preferably generated from an image signal of the second image sensor.
[0009]
In addition, the electronic endoscope includes, for example, an image signal processing unit that can process an image signal of the first or second image sensor, and an image signal by selectively selecting one of the first and second image sensors. Switching means connected to the processing means. At this time, the color signal is generated by the image signal processing means, and the first gain is adjusted by the image signal processing means. According to such a configuration, since the image signal processing means can be shared by the first and second image pickup devices, it is possible to manufacture at a lower cost.
[0010]
Further, in such a configuration, when the power of the electronic endoscope is turned on, the second image pickup device is connected to the image signal processing means by the switching means, and the white balance adjustment means is driven. If the first image pickup device is connected to the image signal processing means by the switching means when the gain adjustment of 1 is completed, the white balance adjustment is automatically performed without making the user aware of the white balance adjustment work. Can do it.
[0011]
Further, for example, the electronic endoscope includes a first image signal processing unit that processes an image signal of the first image sensor, and a second image signal that processes the image signal of the second image sensor and generates the color signal. An image signal processing unit; and a gain adjusting unit that adjusts a second gain of each color signal in the second image signal processing unit such that an output ratio of each color signal becomes a predetermined value. At this time, the white balance adjusting means adjusts the first gain based on the second gain. According to such a configuration, white balance adjustment can be performed independently of the imaging operation for endoscopic observation by the first imaging element, and even while the observation image is displayed on the monitor. And white balance adjustment.
[0012]
At this time, while the first image processing unit is being driven, the second image processing unit, the gain adjustment unit, and the white balance adjustment unit may be repeatedly driven at predetermined intervals. According to such a configuration, white balance adjustment can be performed in parallel during the endoscope observation, and the spectrum fluctuation until the light source becomes stable at the time of lighting and the spectrum of the illumination light due to the aperture stop. White balance adjustment according to the fluctuation of.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an electronic endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0014]
The electronic endoscope device according to the present embodiment generally includes an electronic endoscope (electronic scope) 10, a video signal processing device (processor unit) 20, a
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical and optical configuration of the electronic endoscope apparatus of FIG. The electrical and optical configuration of the electronic endoscope device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0017]
In the
[0018]
An imaging device S1 such as a MOS image sensor or a CCD is provided at the tip of the
[0019]
The
[0020]
In the present embodiment, the white
[0021]
The image signal from the image
[0022]
When a freeze button (not shown) of the
[0023]
In the video processing circuit 25, the image signal is converted into an analog signal, subjected to process processing such as amplification processing, clamping processing, blanking processing, etc., and output as an RGB signal, a Y / C signal, or a composite video signal (compensation terminal circuit). Circuit) 26a, 26b. The
[0024]
The timing of processing in the video processing circuit 25 is controlled based on a synchronization signal from the
[0025]
The video
[0026]
Next, the electrical configuration inside the
[0027]
A white balance adjustment subject (white member) W and a white balance adjustment image sensor S2 are arranged in the white
[0028]
The
[0029]
The power supply circuit 171 is a circuit for supplying power to the selected imaging elements S1 and S2, and is connected to a power supply unit in the processor unit 20 (in FIG. 2, the power supply unit in the processor unit 20 is Omitted). The image
[0030]
The
[0031]
Next, a white balance adjustment processing operation in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of a white balance adjustment process according to the first embodiment.
[0032]
When the power of the processor unit 20 is turned on while the
[0033]
In step S101, an image of the white subject W illuminated with light from the light guide Lb is captured by the image sensor S2, and, for example, one frame of RGB image signals are integrated (or averaged) in the
[0034]
If it is determined in step S102 that G = R and G = B (or R: G: B = 1: 1: 1), the process proceeds to step S104, and the adjusted RGB is stored in the
[0035]
In the above description, it is assumed that the imaging device S1 and the imaging device S2 have the same spectral sensitivity characteristics, and that the light emitted from the light guide La and the light emitted from the light guide Lb have the same spectrum. Are not equal. In such a case, for example, a filter may be provided in front of the image sensor so that the spectral sensitivity characteristics of the image sensor S1 are equal to the spectral sensitivity characteristics of the image sensor S2, or the light emitted from the light guide La may be provided. A filter may be provided in front of the light emitting end of the light guide Lb such that the spectrum of the light emitted from the light emitting end of the light guide Lb is equal to the spectrum of the light emitted from the light emitting end. Further, as another method, a white subject illuminated by light from the light guide La is imaged by the image sensor S1 using a predetermined light source in advance, and the ratio of the RGB image signal by the image sensor S1 at this time is calculated. The relationship between the ratio of the RGB image signals by the image sensor S2 when the white object illuminated by the light from the light guide Lb is captured by the image sensor S2 is obtained, and the gain of the image signal for each of RGB is weighted. It is also possible to keep For example, if the spectral sensitivity characteristics of the imaging elements S1 and S2 are equal, but the light from the light guide Lb is 1.2 times stronger than the light from the light guide La, only the blue component is 1.2 times stronger than the other color components. The gain of the image signal for each of RGB is set to be 1: 1: 1.2.
[0036]
As described above, according to the first embodiment, since the white balance adjustment is automatically performed, the user is not bothered by the white balance adjustment work. Further, in this embodiment, since a jig or the like for adjusting the white balance is not required, there is no trouble in storing and preparing the jig. Further, in the present embodiment, since the white balance adjustment is automatically performed when the power is turned on, the user does not need to be conscious of the white balance adjustment itself.
[0037]
In the first embodiment, the white balance adjustment process is automatically performed when the power is turned on. However, when the user feels that the adjustment is necessary, a predetermined switch, for example, a keyboard connected to the processor unit is used. The white balance adjustment processing may be started by performing an operation.
[0038]
Next, an electronic endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the electronic endoscope apparatus according to the second embodiment, the configuration of the electronic scope is different from that of the first embodiment, but the configuration of the processor unit is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, only a portion different from the first embodiment will be described. Further, the same reference numerals are used for configurations common to the first embodiment.
[0039]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an
[0040]
The image sensor S2 captures an image of a white subject (white member) W irradiated with light from the light guide Lb. At this time, the
[0041]
FIG. 6 is a flowchart of the white balance adjustment processing according to the second embodiment. In the second embodiment, the white balance adjustment processing is performed in parallel with the normal image processing for endoscopic observation in the image
[0042]
In the white balance adjustment processing of the second embodiment, first, in step S201, an image of a white subject W illuminated with light from the light guide Lb is captured by the image sensor S2, and is stored in the memory 153 in the
[0043]
In step S202, the integrated RGB output ratio is compared in the RGB
[0044]
If it is determined in step S202 that G = R and G = B (or R: G: B = 1: 1: 1), in step S204, the adjusted RGB is stored in the memory 153 in the white
[0045]
If the spectral sensitivity characteristics of the imaging elements S1 and S2 and the spectrum of light emitted from the light guides La and Lb are different, a filter is provided or calibration is performed in advance as in the first embodiment. In this way, RGB weighting is performed.
[0046]
As described above, also in the second embodiment of the present invention, the same effects as in the first embodiment can be obtained. In the second embodiment, since the white balance adjustment unit includes an independent image signal processing system, it is possible to perform white balance adjustment while performing shooting for endoscopic observation with an electronic scope. Furthermore, in the second embodiment, since the white balance adjustment is repeatedly performed at a predetermined interval, even if the spectrum of the light source fluctuates from the time the light source is turned on until the output becomes stable, it follows the fluctuation. To adjust the white balance. In addition, since the spectrum of the illumination light is also affected by the aperture, if the light amount is changed during endoscopic observation, the white balance may be lost. In the second embodiment, the white balance is repeatedly adjusted. Since this is done, this can be handled.
[0047]
In the present embodiment, the single-chip simultaneous imaging system equipped with an on-chip color filter has been described as an example. However, the present invention can be applied to a frame sequential imaging system. In the present embodiment, the image sensor is used for the white balance adjustment unit. However, any sensor (light receiving element) capable of detecting the spectrum of light from the light guide for performing gain adjustment may be used. It is not something to be done. For example, a color sensor including a set of three or more photodiodes having RGB filters may be used.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, white balance adjustment in an electronic endoscope can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an electronic endoscope apparatus according to a first embodiment to which the present invention has been applied.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a circuit configuration of the electronic endoscope apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the electronic scope according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a white balance adjustment process according to the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic scope according to a second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of a white balance adjustment process according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Electronic scope
11 Insertion section
15 White balance adjustment unit
16 Switch circuit
17 Image signal processing unit
151 Image processing circuit
152 RGB gain adjustment circuit
174 DSP
S1, S2 imaging device
W White subject
L, La, Lb Light guide
Ls lamp
Claims (7)
ホワイトバランス調整の基準となる白色部材と、
前記光伝送手段により伝送される光の一部を前記白色部材に照射し、前記白色部材からの反射光のスペクトルに対応する色信号を検出する色信号検出手段と、
前記色信号に基づいて、前記第1の撮像素子により検出される画像信号の各色成分に対応する第1のゲインを調整するホワイトバランス調整手段と
を備えることを特徴とする電子内視鏡。An electronic endoscope comprising: a light transmission unit configured to transmit illumination light to a distal end of an insertion unit; and a first imaging device configured to capture an image of the distal end of the insertion unit using the illumination light.
A white member as a reference for white balance adjustment;
A color signal detection unit that irradiates a part of the light transmitted by the light transmission unit to the white member and detects a color signal corresponding to a spectrum of light reflected from the white member,
An electronic endoscope comprising: a white balance adjustment unit that adjusts a first gain corresponding to each color component of an image signal detected by the first image sensor based on the color signal.
前記第1又は第2の撮像素子の一方を択一的に選択して前記画像信号処理手段に接続する切換手段とを備え、
前記色信号が前記画像信号処理手段により生成され、前記第1のゲインが前記画像信号処理手段において調整される
ことを特徴とする請求項3に記載の電子内視鏡。Image signal processing means capable of processing an image signal of the first or second image sensor;
Switching means for selectively selecting one of the first and second imaging elements and connecting to the image signal processing means,
The electronic endoscope according to claim 3, wherein the color signal is generated by the image signal processing means, and the first gain is adjusted in the image signal processing means.
前記第2の撮像素子の画像信号を処理するとともに前記色信号を生成する第2の画像信号処理手段と、
前記各色信号の出力比が所定の値となるように、前記第2の画像信号処理手段における前記各色信号の第2のゲインを調整するゲイン調整手段とを備え、
前記ホワイトバランス調整手段が、前記第2のゲインに基づいて、前記第1のゲインを調整する
ことを特徴とする請求項3に記載の電子内視鏡。First image signal processing means for processing an image signal of the first image sensor;
Second image signal processing means for processing the image signal of the second image sensor and generating the color signal;
Gain adjustment means for adjusting a second gain of each color signal in the second image signal processing means so that an output ratio of each color signal becomes a predetermined value,
The electronic endoscope according to claim 3, wherein the white balance adjustment unit adjusts the first gain based on the second gain.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002191709A JP2004033334A (en) | 2002-07-01 | 2002-07-01 | Electronic endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002191709A JP2004033334A (en) | 2002-07-01 | 2002-07-01 | Electronic endoscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004033334A true JP2004033334A (en) | 2004-02-05 |
Family
ID=31701196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002191709A Pending JP2004033334A (en) | 2002-07-01 | 2002-07-01 | Electronic endoscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004033334A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093822A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Nikon Corp | Projector apparatus, mobile phone, and camera |
WO2008093589A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Panasonic Corporation | Head separated camera and camera head |
JP2011183099A (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Hoya Corp | Electronic endoscope apparatus |
WO2011162111A1 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope device |
US8123363B2 (en) | 2004-09-21 | 2012-02-28 | Nikon Corporation | Projector device, portable telephone and camera |
-
2002
- 2002-07-01 JP JP2002191709A patent/JP2004033334A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093822A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Nikon Corp | Projector apparatus, mobile phone, and camera |
JP4631370B2 (en) * | 2004-09-21 | 2011-02-16 | 株式会社ニコン | Projector device, mobile phone, camera |
US8123363B2 (en) | 2004-09-21 | 2012-02-28 | Nikon Corporation | Projector device, portable telephone and camera |
WO2008093589A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Panasonic Corporation | Head separated camera and camera head |
JP2008183119A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Head separation type camera and camera head |
JP2011183099A (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Hoya Corp | Electronic endoscope apparatus |
WO2011162111A1 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope device |
JP5076036B2 (en) * | 2010-06-25 | 2012-11-21 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope device |
EP2537456A1 (en) * | 2010-06-25 | 2012-12-26 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope device |
EP2537456A4 (en) * | 2010-06-25 | 2013-02-20 | Olympus Medical Systems Corp | Endoscope device |
US8564652B2 (en) | 2010-06-25 | 2013-10-22 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9029755B2 (en) | Imaging system with illumination controller to variably control illumination light | |
JP3842941B2 (en) | Electronic endoscope | |
US7232410B2 (en) | Adjusting method for endoscope systems | |
KR100972242B1 (en) | Image processing device, endoscope device, and color balance adjusting method | |
WO2013024788A1 (en) | Imaging device | |
US9961270B2 (en) | Imaging system and processing device | |
JP2996373B2 (en) | Electronic endoscope device | |
US6641529B2 (en) | Endoscope apparatus and method of controlling same | |
US9838610B2 (en) | Imaging system | |
JP2002112962A (en) | Electronic endoscope apparatus | |
JP2004033334A (en) | Electronic endoscope | |
JP2902691B2 (en) | Monitor image capture device | |
JP2003153859A (en) | Electronic endoscope | |
JPH10262922A (en) | Electronic endoscope equipment | |
JP2005169139A (en) | Electronic endoscope apparatus | |
JPH06142038A (en) | Electro-endoscope apparatus | |
JP2004040353A (en) | Electronic endoscope device and white balance adjustment method for electronic endoscope | |
JP2010279457A (en) | Electronic endoscope, electronic endoscopic system, and color adjusting method | |
JPH10165363A (en) | Endoscopic image pickup signal processing device | |
JP3607728B2 (en) | Image shooting device | |
JP2004033396A (en) | Electronic endoscopic apparatus and cart for electronic endoscopic apparatus | |
JPS60217327A (en) | Endoscope device | |
JP3065409B2 (en) | Electronic endoscope device | |
JPH11104074A (en) | Endoscope image sensing device | |
JP2000333901A (en) | Electronic endoscope apparatus |