JP2004121298A

JP2004121298A - 遮光部材を含む内視鏡用色調整器具

Info

Publication number: JP2004121298A
Application number: JP2002285822A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takami; 高見　敏; Haruo Sudo; 須藤　晴夫; Minoru Kano; 鹿野　稔
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4217451B2

Abstract

【課題】作業効率を低下させることなく適正に色調整を行う。
【解決手段】ビデオスコープ３０の先端部３０Ａを支持台１０の上に載せ、遮光部材１４が一体化されたスコープ固定部材１６によって先端部３０Ａを固定する。先端部３０Ａの先端面３０Ｓを支持台１０に取り付けられた回転式チャート支持台２０に貼り付けられたテストチャートＲＣに向け、光源ランプ４２からの光をテストチャートＲＣに照射させる。ビデオスコープ３０およびビデオプロセッサ４０により得られるテストチャートＲＣの映像信号をベクトルスコープ５０に送り、色調整を行う。
【選択図】　　　　図１

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色調整（カラーバランス調整）に関し、特に、テスト用カラーチャートを用いて色調整するときに使用される内視鏡用色調整器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来では、電子内視鏡装置によって得られる被写体のカラー画像に対し、被写体の色をできるたけ忠実に再現するため色調整が行われる。まず、Ｒ，Ｇ，Ｂなど所定の色によるテストチャートが用意され、ビデオスコープ先端部がテストチャートに向けられる。内視鏡用光源ランプの光がビデオスコープの先端部からテストチャートへ向けて照射されると、被写体がビデオスコープによって撮像され、映像信号がモニタやベクトルスコープなどに出力される。そして、表示される被写体像に対して実測値と計算値とを比較しながら色調整が行われる（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および非特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２４０８２４号公報（第１図、第３図）
【特許文献２】
特開平３−１６５７３３号公報（第１図、第４図）
【特許文献３】
特許第２６４８４７８号公報（第１図、第２図）
【非特許文献１】
鈴木　茂夫著「ＣＣＤと応用技術」工学図書出版、平成１０年８月１０日、ｐ．１１２−１１６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
テストチャートが、ビデオスコープ先端部から射出される光以外の外乱光（例えば、室内の照明ランプなど）を浴びると、実際の内視鏡観察における照明とは異なる状況で色調整が行われ、被写体像の色を適正に再現することができない。しかしながら、外部からの光を遮断するためテストチャートと色調整器具全体を遮光箱等で遮光した場合、テストチャートの交換等が煩雑となり、色調整時の作業効率が低下する。さらに、テストチャートおよびスコープ先端部のサイズはｍｍオーダであることから、テストチャートを覆うようにして遮光した場合、チャート表面をはっきり目視することができない。そのため、テストチャートの表面状態、汚れ、傷などを確認することができず、色調整を適正に行うことができない恐れがある。
【０００５】
そこで本発明では、作業効率を低下させることなく適正に色調整を行うことができる内視鏡用色調整器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡用色調整器具は、ビデオスコープを適用することで電子内視鏡装置用光源から放射される光をビデオスコープ先端部から被写体に向けて照射させるとともに被写体を撮像し、その結果表示装置に表示される被写体像のカラーバランスを調整するための内視鏡用色調整器具である。内視鏡用色調整器具は、所定の色が付されたテストチャートを支持するチャート支持部材と、対物光学系および撮像素子を設けたビデオスコープの先端部を、テストチャートと対面するように支持するスコープ支持部材と、内視鏡用光源以外による外乱光を、ビデオスコープの先端部の先端面へ到達しないように遮断する遮光部材とを備える。例えば、チャート支持部材は、先端部の先端面に沿って回転可能である回転式支持部材でもよく、あるいはテストチャートをスライドさせることが可能なスライド式支持部材でもよい。
【０００７】
本発明では、スコープ支持部材とチャート支持部材とが互いに対面するように配置される。この場合、実際の観察状況に従って色調整を行うため、ビデオスコープの焦点深度に対応した近接距離で先端部の先端面と対面するようにチャート支持部材がテストチャートを支持するのがよい。そして、カラーバランス調整時においてテストチャートを目視できるように、遮光部材がスコープ支持部材およびチャート支持部材両方を覆うことなく配置される。
【０００８】
本発明では遮光部材が設けられており、外乱光の影響なく色調整をすることができる。また、遮光部材はチャート支持部材およびスコープ支持部材を覆うように配置されていないため、オペレータは室内など照明光のある場所で色調整をおこなうことができ、作業効率が上がるとともに、チャートを目視することができる。
【０００９】
例えば、スコープ支持部材は、ビデオスコープを下方から支持する支持台と、先端部を支持台との間に挟んで上方から固定するスコープ固定部材とを有する。この場合、遮光部材をスコープ固定部材に設置してもよい。遮光部材を紛失させないようにするため、遮光部材がスコープ固定部材に一体化されていることが好ましい。また、スコープ先端部の先端面の位置を調整しやすくするため、スコープ固定部材が支持台から取り外し自在であるのがよい。
【００１０】
外乱光に関しては実質的に先端部内に設けられた対物光学系に入射する直線光を遮断すればよいことから、遮光部材は、対物光学系の入射画角の範囲でビデオスコープ先端部の先端面に向かって進行する外乱光を遮光するのが好ましい。この場合、遮光部材は、テストチャートに反射して対物光学系に入射する直線光と直接先端面に向かって進行する直線光を遮光すればよい。遮光部材のサイズを出来るだけ小型化して色調整器具全体をコンパクト化し、さらに遮光部材を容易に製造できるようにするため、少なくともスコープ支持部材およびチャート支持部材の一方と対面するように遮光部材を配置し、先端部の先端面に沿って延びる形状にするのがよい。
【００１１】
先端面とテストチャートとの距離が近接距離であれば、先端面に直接入射する外乱光はテストチャートあるいはチャート支持部材によって遮られる。よって、遮光部材は、先端部より上方に位置し、（テストチャートの反対側となる）先端部の後ろ上方からテストチャートに向けて進行する外乱光を遮断すればよい。この場合、遮光部材はスコープ支持部材に設置すればよく、遮光部材の高さ「Ｌ」が以下の条件式を満たせばよい。
Ｌ　≧　２ｄ・ｔａｎ（γ／２）　　　　　　・・・・・（２）
ただし、遮光部材はテストチャートと対面するようにスコープ支持部材に配置され、先端部の先端面に沿って延びる。また、遮光部材の高さＬは先端部の光軸から先端面に沿った距離として規定され、ｄはテストチャートと先端面との距離を示し、γは対物光学系の画角を示す。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態である内視鏡用色調整器具について説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態である内視鏡用色調整器具の斜視図であり、図２は、その内視鏡用色調整器具の側面図である。また、図３は、ベクトルスコープの表示画像を示した図である。本実施形態では、ビデオスコープおよびプロセッサとを備えた電子内視鏡装置にベクトルスコープを接続し、ベクトルスコープの画面に表示される色成分のベクトル表示を調整することによって色調整が行われる。
【００１４】
図１、２に示すように、内視鏡用色調整器具には支持台１０と回転式チャート支持台２０および遮光部材一体型スコープ支持部材１２とが備えられており、支持台１０の上にビデオスコープ３０の先端部３０Ａが載せられる。ビデオスコープ３０はビデオプロセッサ４０に接続され、ビデオプロセッサ４０にはキーボード（図示せず）、ＴＶモニタ５１およびベクトルスコープ５０が接続される。
【００１５】
ディスク状に形成された回転式チャート支持台２０の上には、矩形状の赤色のテストチャートＲＣと緑色のテストチャートＧＣが１８０度の間隔で貼り付けられており、中心部には支持棒２２が取り付けられている。色調整が行われる場合、支持棒２２の一端はスコープ支持台１０の軸孔１８へ回転自在に装着され、図１、２に示すように、テストチャートＲＣ（あるいはＧＣ）をスコープ先端部３０Ａと対面させるように回転式チャート支持台２０が回転させられる。回転式チャート支持台２０の表面２０Ｓとスコープ支持台１０の前面１０Ｓは互いに平行である。
【００１６】
ビデオプロセッサ４０内には光源ランプ４２が設けられており、光源ランプ４２から放射された光は、ビデオスコープ３０内に設けられたライトガイド（図示せず）を通ってビデオスコープ３０の先端部３０Ａから射出する。先端部３０Ａから射出した光がテストチャートＲＣ上で反射すると、反射光がスコープ先端部３０Ａ内の対物レンズ３２を介してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子３４に到達し、その結果被写体像が撮像素子３４において形成される。光電変換により被写体像に応じた画像信号が撮像素子３４において発生すると、画像信号が撮像素子３４から順次読み出され、ビデオプロセッサ４０へ送られる。ビデオプロセッサ４０では、画像信号に対して様々な処理が施され、輝度信号および色差信号から成る映像信号（ＮＴＳＣ信号など）が生成される。生成された映像信号は、ＴＶモニタ５１およびベクトルスコープ５０に送られる。
【００１７】
色調整時においてビデオプロセッサ４０に接続されるベクトルスコープ５０の表示画面には、ベクトル目盛りに合わせて色成分がベクトル表示される。オペレータは必要に応じてキーボードを操作し、図３に示すように、対象となっているテストチャートの色に応じたベクトル成分を所定の位置（方向）に表示させる。赤色のテストチャートＲＣに対する色調整が終了すると、次に緑色のテストチャートＧＣを被写体とするため、回転式チャート支持台２０が回転させられる。さらに、青、マゼンタなど他の色成分のテストチャートを被写体とする場合、それらテストチャートが貼り付けられた回転式チャート支持台（図示せず）が代わりに支持台１０に取り付けられ、色調整が順次実行される。
【００１８】
遮光部材一体型スコープ支持部材１２は、遮光部材１４とスコープ固定部材１６により構成されており、遮光部材１４はスコープ固定部材１６と一体化されている。スコープ固定部材１６は、ビデオスコープ３０の先端部３０Ａを支持台１０に固定させるための部材であり、先端部３０Ａはスコープ固定部材１６の下方に形成されたＶ字型溝Ｖと支持台１０と間に挟まれ、動かないよう固定される。スコープ固定部材１６のＶ字型溝Ｖは支持棒２２（軸孔１８）の軸Ｅに沿って形成されており、先端部３０Ａは支持棒２２の軸Ｅに沿って延びるように固定される。そして図２に示すように、ビデオスコープ３０の先端面３０Ｓは、支持台１０の前面１０Ｓに沿うように位置決めされる。
【００１９】
支持台１０の軸孔１８は、ビデオスコープ３０の先端面３０ＳとテストチャートＲＣとが対面するように形成されており、固定された先端部３０Ａの中心軸ＡＡは、回転式チャート支持台２０の表面２０Ｓと直交する。回転式チャート支持台２０の表面２０Ｓとスコープ支持台１０の前面１０Ｓの距離ｄは、実際の内視鏡観察時におけるビデオスコープ３０の焦点距離、すなわち焦点深度に対応しており、約１ｃｍ以下に設定される。ただし、テストチャートＲＣ（ＧＣ）の厚さは、距離ｄに対し無視できる程度の厚さである。
【００２０】
遮光部材１４は、断面形状がＬ字型となるようにプレート状に形成され、その一面がスコープ支持台１０の前面１０Ｓ、すなわち先端面３０Ｓに沿って延びるようにスコープ固定部材１６に取り付けられている。遮光部材１４は、室内に設置された照明ランプ６０（図２参照）からの光を遮断し、テストチャートＲＣ，ＧＣに光源ランプ４２以外の光（外乱光）ＧＬが照射されることを防ぐ。
【００２１】
図４は、遮光部材１４の配置された部分を拡大して示した側面図である。
【００２２】
回転式チャート支持台２０の表面２０Ｓとスコープ支持台１０の前面１０Ｓとは非常に接近しており、また、回転式チャート支持台２０の鉛直方向に沿った最高点の位置ＰＫは、ビデオスコープ先端部３０Ａの鉛直方向に沿った位置（軸ＡＡ）よりも十分高い。さらに、外乱光ＧＬの中で錯乱光、拡散光など直線光以外の光による影響は無視することができる。したがって、先端部３０Ａの後方、すなわち回転式チャート支持台２０の反対側からテストチャートＲＣ（ＧＣ）に向かって進行し、テストチャートＲＣ（ＧＣ）上で正反射して先端部３０Ａに入射する直進光線を外乱光ＧＫとみなせばよい。本実施形態では、遮光部材１４の高さＬは、テストチャートＲＣ（ＧＣ）に外乱光が当たらないように定められており、具体的には、テストチャートＲＣ（ＧＣ）において正反射する光のうち先端部３０Ａの中心軸ＡＡに向かう光を遮断するように高さＬが定められている。ただし、先端部３０Ａの中心軸ＡＡからの鉛直方向に沿った距離を遮光部材１４の高さＬとして規定する。また、ここでは対物レンズ３２の光軸が先端部３０Ａの中心軸ＡＡと一致するものとする。
【００２３】
このように本実施形態によれば、遮光部材１４をスコープ固定部材１６の上に一体的に設けることにより、外乱光が先端面３０Ａに入射することを防ぐことができる。その結果、室内を暗くすることなく色調整を行うことができる。また、遮光部材１４は回転式チャート支持台２０および支持台１０を覆うように構成されてなく、プレート状に形成された遮光部材１４を単に支持台１０の前面に沿って配置するだけで遮光が実現される。したがって、オペレータは先端面３０Ａの側面方向（軸Ｅに垂直な方向）からテストチャートＲＣ（ＧＣ）を傍で目視することができる。
【００２４】
次に、図５を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、遮光部材の高さが条件式に基づいて定められる。それ以外の構成については、第１の実施形態と実質的に同じである。
【００２５】
図５は、第２の実施形における遮光部材の配置された部分を拡大した平面図である。
【００２６】
テストチャートＲＣ（ＧＣ）上で反射してスコープ先端部３０Ａの入射端Ｃ１に入射する光の中で、対物レンズ３２の画角γの半分（γ／２）の角度で入射する光の軌跡ＬＡを考える。ただし、外乱光が先端面３０Ｓの一点に入射するとみなしており、対物レンズ３２の光軸と一致する先端部３０Ａの中心軸ＡＡと先端面３０Ｓとの交点（入射点）を入射点Ｃ１と規定し、入射点Ｃ１を基準として対物レンズの画角γが規定される。また、上述したように、外乱光は直線光線によって先端面３０Ｓに到達するものとみなす。
【００２７】
中心軸ＡＡに対し角度γ／２で入射する光は、テストチャートＲＣ（ＧＣ）上の点（反射点）Ｂ１において反射する。中心軸ＡＡと平行であって反射点Ｂ１を通る軸を「ＢＢ」で表し、軸ＢＢと光の軌跡ＬＡとの角度をθ１（＝γ／２）と表した場合、外乱光はテストチャートＲＣ（ＧＣ）上で正反射することから、外乱光のうち軸ＢＢに対し角度θ１をもってテストチャートＲＣ（ＧＣ）へ進行する光が反射点Ｂ１で反射する。
【００２８】
ここで、支持台１０の前面１０Ｓに沿った平面と光の軌跡ＬＡとの交点を「Ａ１」で表し、交点Ａ１を遮光部材１４Ａの最も高い位置（端点）と規定した場合、角度θ１以下で反射点Ｂ１に当たる外乱光は、遮光部材１４によって遮光される。また、画角の半分γ／２以下で入射する、すなわち反射点Ｂ１より下方において反射するように照明ランプ６０からテストチャートＲＣ（ＧＣ）へ向かって進行する外乱光も、遮光部材１４Ａによって当然遮光される。画角の半分γ／２（θ１）以上の角度で入射点Ｃ１に入射する光はケラレるため、色調整に影響を与えない。
【００２９】
一方、軸ＢＢに対して角度θ１以上で反射点Ｂ１に向かう外乱光は、その外乱光の軌跡ＬＢで示すように、テストチャートＲＣ（ＧＣ）上で反射すると先端面３０Ａ以外の方向へ向かって進む。角度θ１以上で反射点以外の場所で反射する外乱光も、当然に入射点Ｃ１に入射しない。
【００３０】
したがって、中心軸ＡＡからの鉛直方向に沿った距離として規定される遮光部材１４Ａの高さＬを、スコープ先端部３０Ａの中心軸ＡＡから交点Ａ１までの距離Ｌ１以上に定めれば、テストチャートＲＣ（ＧＣ）に反射光して先端部３０Ａに入射しようとする外乱光を実質的にすべて遮断することができる。ここで、交点Ａ１、反射点Ｂ１、入射点Ｃ１を結ぶことによって三角形ΔＫを規定すると、三角形ΔＫは軸ＢＢに関して対称性をもつ二等辺三角形となる。中心軸ＡＡと軸ＢＢとの距離（反射距離）をＭ１とした場合、三角形ΔＫが二等辺三角形であることから、遮光部材１４Ａの高さＬ１は、反射距離Ｍ１の２倍になる。反射距離Ｍ１＝ｄ・ｔａｎ（γ／２）であることから、遮光部材１４Ａの高さＬは、以下の条件式を満たせばよい。
Ｌ　≧　Ｌ１　＝　２ｄ・ｔａｎ（γ／２）　　・・・（３）
【００３１】
このように第２の実施形態によれば、必要最小限のサイズで遮光部材１４Ａを形成することができ、効果的に遮光することができる。なお、対物レンズ３２の光軸が先端部３０Ａの中心軸ＡＡと一致しない場合、遮光部材１４Ａの高さＬは、光軸からの距離として規定される。
【００３２】
第１、第２の実施形態では鉛直方向に沿って遮光部材の形状、高さが定められているが、横方向（先端部３０Ａの側面方向）における外乱光を考慮し、横方向に沿っても同様の遮光部材を設けてもよい。
【００３３】
チャート支持台の構成としては、回転式チャート支持台２０に限定されず、例えばスライド式支持台を適用してもよい。第１、第２実施形態では回転式チャート支持台２０の配置によって前方から直接先端面３０Ａに向かって進む直線光は遮られるが、回転式チャート支持台２０の形状に起因して外乱光を遮ることが出来ない場合、遮光部材をチャート支持台側にさらに設置し、その高さＬ”をＬ２＝ｄ・ｔａｎ（γ／２）以下に定めればよい。ただし、高さＬ”は中心軸ＡＡからの距離によって規定され、遮光部材は、回転式チャート支持台２０の表面２０Ｓに沿って延びるように配置される。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、作業効率を低下させることなく適正に色調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態である内視鏡用色調整器具の斜視図である。
【図２】内視鏡用色調整器具の側面図である。
【図３】ベクトルスコープの表示画像を示した図である。
【図４】遮光部材の配置された部分を拡大して示した側面図である。
【図５】遮光部材付近を拡大した平面図である。
【符号の説明】
１０　支持台
１２　遮光部材一体型スコープ支持部材
１４　遮光部材
１６　スコープ固定部材
２０　回転式チャート支持台（チャート支持台）
３０　ビデオスコープ
３２　対物レンズ（対物光学系）
３４　撮像素子
３０Ａ　先端部
３０Ｓ　先端面
４０　ビデオプロセッサ
４２　光源ランプ（電子内視鏡装置用光源）
５０　ベクトルスコープ（表示装置）
５１　ＴＶモニタ
ＧＬ　外乱光
ＲＣ、ＧＣ　テストチャート
γ　画角
Ｌ　遮光部材の高さ
ＡＡ　中心軸（先端部の光軸）

Claims

ビデオスコープを適用することで電子内視鏡装置用光源からの光を前記ビデオスコープの先端部から被写体へ向けて照射させるとともに被写体を撮像し、その結果表示装置に表示される被写体像のカラーバランスを調整するための内視鏡用色調整器具であって、
所定の色が付されたテストチャートを支持するチャート支持部材と、
対物光学系および撮像素子を設けた前記ビデオスコープの先端部を、前記テストチャートと対面するように支持するスコープ支持部材と、
前記電子内視鏡装置用光源以外による外乱光を、前記ビデオスコープの先端部の先端面へ到達しないように遮断する遮光部材とを備え、
前記スコープ支持部材と前記チャート支持部材とが互いに対面するように配置され、
カラーバランス調整時において前記テストチャートを目視できるように、前記遮光部材が前記スコープ支持部材および前記チャート支持部材両方を覆うことなく配置されることを特徴とする内視鏡用色調整器具。
前記スコープ支持部材が
前記ビデオスコープを下方から支持する支持台と、
前記先端部を前記支持台との間に挟んで上方から固定するスコープ固定部材とを有し、
前記遮光部材が、前記スコープ固定部材に設置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。
前記スコープ固定部材が前記支持台から取り外し自在であり、
前記遮光部材が前記スコープ固定部材に一体化されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用色調整器具。
前記遮光部材が、前記対物光学系の入射画角の範囲で前記ビデオスコープの先端部の先端面に向かって進行する外乱光を遮光することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。
前記遮光部材が少なくとも前記スコープ支持部材および前記チャート支持部材の一方と対面するように配置され、前記先端部の先端面に沿って延びることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。
前記チャート支持部材が、前記ビデオスコープの焦点深度に対応した近接距離で前記ビデオスコープの先端部の先端面と対面するように前記テストチャートを支持することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。
前記遮光部材が、前記先端部より上方に位置し、前記テストチャートの反対側となる前記先端部の後ろ上方から前記テストチャートに向けて進行する外乱光を遮断することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。
前記遮光部材が前記スコープ支持部材と対面するように配置され、前記先端部の先端面に沿って延びており、
前記遮光部材の高さ「Ｌ」が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用色調整器具。
Ｌ　≧　２ｄ・ｔａｎ（γ／２）　　　　　　・・・・・（１）
ただし、遮光部材の高さＬは前記ビデオスコープの先端部の光軸から前記先端面に沿った距離として規定され、ｄは前記テストチャートと前記先端面との距離を示し、γは前記対物光学系の画角を示す。
前記チャート支持部材が、前記ビデオスコープの先端部の先端面に沿って回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用色調整器具。