JP2006141435A - Electronic endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置に関し、特に、被写体像の明るさ調整処理に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope apparatus including a video scope having an image sensor, and more particularly, to a brightness adjustment process for a subject image.
電子内視鏡装置では、モニタ等に表示される被写体像を適正な明るさで維持するため、絞りの開閉制御によって被写体への照明光の光量を調整し、あるいは電子シャッタ機能を利用して被写体像の明るさ調整を行う。電子シャッタ機能を利用する場合、照明光の光量調整用に絞りが設けられる構成が知られている。例えば、光源ランプの経時変化によって光量不足になる場合、絞りを駆動させて光量を増加させる(特許文献1参照)。一方、スコープ先端部の発熱を防ぐため、所定時間継続して絞りが所定値以上開いている場合、減光処理を行う(特許文献2参照)。
スコープ先端部の発熱は、先端部に設けられた回路への影響、また、人体内部にスコープ先端部が送り込まれている特殊性を考慮すれば、できるだけ回避しなければならない。そのため、光源ランプの照明光によって最大限得られる照明光量をそのまま使用することは実際なく、所定光量以下になるように絞りや遮蔽板等が光路中に配置され、照明光量はあらかじめ抑制されている。そのため、胃内部等の内部空間の広い部位を観察、撮影する場合、照明光量が不足し、観察がし難く、撮影写真にブレが生じる。特許文献1では、ランプの寿命期間に渡る経時変化には対応できるが、スコープ先端部の位置による時間的に急激な照明光量変動(被写体輝度の変動)に対しては迅速に対応できない。
Heat generation at the distal end of the scope should be avoided as much as possible in consideration of the influence on the circuit provided at the distal end and the particularity of the scope distal end being fed into the human body. Therefore, it is not practical to use the illumination light amount that can be obtained to the maximum by the illumination light of the light source lamp, and a diaphragm, a shielding plate, etc. are arranged in the optical path so as to be less than the predetermined light amount, and the illumination light amount is suppressed in advance. . For this reason, when observing and photographing a wide part of the internal space such as the stomach, the amount of illumination is insufficient, making observation difficult and blurring in the photograph. In
本発明の電子内視鏡装置は、撮像素子を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置であって、被写体を照明する光源と、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段とを備える。例えば輝度算出手段は、テレビジョン規格などに従って撮像素子から所定時間間隔で読み出される画像信号に基づいて、輝度値を順次算出すればよい。輝度値としては、被写体像の代表的明るさを表す値であればよく、例えば輝度平均値が算出される。電子内視鏡装置は電子シャッタ機能による明るさ調整が可能であり、算出される輝度値に従って撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、表示装置などに表示される被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段を備える。輝度値はテレビジョン規格に応じた時間間隔(例えば1/60秒)で明るさ調整をすればよい。 The electronic endoscope apparatus of the present invention is an electronic endoscope apparatus including a video scope having an image sensor, based on a light source that illuminates a subject and an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor, Luminance calculating means for calculating a luminance value; For example, the luminance calculation unit may sequentially calculate the luminance value based on image signals read from the image sensor at predetermined time intervals according to the television standard or the like. The luminance value may be a value representing the representative brightness of the subject image, and for example, an average luminance value is calculated. The electronic endoscope apparatus can adjust the brightness by the electronic shutter function. The brightness of the subject image displayed on the display device or the like is set to a predetermined value by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value. Brightness adjusting means for adjusting at time intervals is provided. The brightness value may be adjusted at a time interval (for example, 1/60 second) according to the television standard.
光量が不足すると電荷蓄積時間が長くなる。本発明の電子内視鏡装置は、電荷蓄積時間が上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光の光量(照明光量)を増大させる光量制御手段を備える。上限設定値は、光量増大の必要性のある照明状態に応じた値であり、例えば光量増大の必要性のない電荷蓄積時間範囲の境界値に近い値が設定される。例えば上限設定値としては、静止画撮影にブレなど影響を与える値(例えば1/125sec=8.0msec)に設定すればよい。許容時間は例えば1秒あるいは数秒に設定される。光量が不足の状態が一定期間続くと、上限設定値が許容時間を超えていることが検出され、光量が増大する。その結果、光源の照明光量が最大限活用されながら観察部位が照射される。そして電荷蓄積時間の長い状態が続くことがないため、適時撮影してもブレが生じない。 If the amount of light is insufficient, the charge accumulation time becomes longer. The electronic endoscope apparatus according to the present invention includes light amount control means for increasing the light amount of illumination light (illumination light amount) when the charge accumulation time exceeds the upper limit set value over an allowable time. The upper limit set value is a value corresponding to an illumination state in which the light quantity needs to be increased. For example, a value close to the boundary value of the charge accumulation time range in which the light quantity need not be increased is set. For example, the upper limit setting value may be set to a value that affects still image shooting such as blurring (for example, 1/125 sec = 8.0 msec). The allowable time is set to 1 second or several seconds, for example. When the state where the amount of light is insufficient continues for a certain period, it is detected that the upper limit set value exceeds the allowable time, and the amount of light increases. As a result, the observation site is irradiated while the illumination light quantity of the light source is maximally utilized. And since the state where the charge accumulation time is long does not continue, no blur occurs even when photographing timely.
スコープ先端部が被写体に近接し、光量が必要以上にある場合、光量を元の状態に戻すのがよい。この場合、光量制御手段は、光量復元の必要性のある照明状態に応じた下限設定値を電荷蓄積時間が許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を復元させる。 When the distal end of the scope is close to the subject and the amount of light is more than necessary, the amount of light should be returned to the original state. In this case, the light quantity control means restores the illumination light quantity when the charge accumulation time exceeds the allowable time for the lower limit set value corresponding to the illumination state that needs to be restored.
照明光量の変化に応じて電荷蓄積時間が調整され、照明光量の変化量に相関して電荷蓄積時間が調整されることから、電荷蓄積時間の上限設定値および下限設定値を増加光量の割合、すなわち増加前の光量と増加後の光量の比に従って設定するのがよい。例えば、上限設定値と下限設定値とが以下の関係式を満たすように、上限設定値、下限設定値を定めればよい。
m<(ET1/ET2)
ただし、ET1は上限設定値、ET2は下限設定値、mは増大前の照明光量に対する増大後の照明光量の比を表す。急激な光量の増加は被写体像の明るさに影響を与えるため、比は1.5以下、すなわち増加前の1.5倍以下の光量増加にするのがよい。
The charge accumulation time is adjusted according to the change in the amount of illumination light, and the charge accumulation time is adjusted in correlation with the amount of change in the amount of illumination light. That is, it is preferable to set according to the ratio of the light amount before the increase and the light amount after the increase. For example, the upper limit set value and the lower limit set value may be determined so that the upper limit set value and the lower limit set value satisfy the following relational expression.
m <(ET1 / ET2)
However, ET1 is an upper limit set value, ET2 is a lower limit set value, and m is a ratio of the illumination light amount after increase to the illumination light amount before increase. Since a sudden increase in the amount of light affects the brightness of the subject image, the ratio should be 1.5 or less, that is, 1.5 times or less of the amount before the increase.
例えば輝度算出手段はビデオスコープ内に設け、ビデオスコープ内において輝度値算出、明るさ調整処理を実行するように構成すればよい。あるいは、プロセッサ、光源装置内に明るさ調整手段を設けるように構成してもよい。また、光量制御手段は、プロセッサ内部に配置すればよい。例えば光量制御手段は、照明光の光束の一部を遮る絞りと、絞りを照明光の光路中および光路外いずれかに配置する絞り駆動手段とを有する。この場合、明るさ調整手段は、ビデオスコープの接続されるプロセッサへ光量増大の指示を示す信号を伝達する伝達手段を有する。光量制御手段は、光量増大の指示を示す信号を受信すると光量を増大させる。一方、LEDなどを使用する場合、光量制御手段をビデオスコープ内に設けてもよい。 For example, the luminance calculating means may be provided in the video scope and configured to execute luminance value calculation and brightness adjustment processing in the video scope. Or you may comprise so that a brightness adjustment means may be provided in a processor and a light source device. Further, the light quantity control means may be arranged inside the processor. For example, the light quantity control means includes a stop that blocks a part of the luminous flux of the illumination light, and a stop drive means that arranges the stop either in the optical path of the illumination light or outside the optical path. In this case, the brightness adjustment means has a transmission means for transmitting a signal indicating an instruction to increase the amount of light to the processor to which the video scope is connected. The light amount control means increases the light amount when receiving a signal indicating an instruction to increase the light amount. On the other hand, when an LED or the like is used, the light amount control means may be provided in the video scope.
本発明の撮像素子を有する電子内視鏡装置のビデオスコープは、被写体を照明することにより撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、算出される輝度値に従って撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる手段とを備えたことを特徴とする。光源が外部にある場合、増大させる信号を出力する伝達手段を備える。また本発明の電子内視鏡装置のプロセッサ(あるいは光源装置)は、被写体を照明する光源と、撮像素子における電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段とを備え、ビデオスコープから照明光量を増大させる信号を受信した場合、照明光量を増大させることを特徴とする。 The video scope of the electronic endoscope apparatus having the image sensor of the present invention is calculated by luminance calculation means for calculating a luminance value based on an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor by illuminating the subject. Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the brightness value, and the charge accumulation time according to the lighting condition in which the light quantity needs to be increased And a means for increasing the amount of illumination light when the upper limit set value is exceeded for an allowable time or longer. When the light source is outside, a transmission means for outputting a signal to be increased is provided. Further, the processor (or light source device) of the electronic endoscope apparatus of the present invention allows the upper limit set value according to the illumination state in which the light source for illuminating the subject and the charge accumulation time in the image sensor need to increase the amount of light. A light amount control means for increasing the amount of illumination light is provided when exceeding the time, and the amount of illumination light is increased when a signal for increasing the amount of illumination light is received from the videoscope.
本発明の内視鏡用明るさ調整処理装置は、被写体を照明することにより、ビデオスコープの撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、算出される輝度値に従って撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段とを備えたことを特徴とする。また、本発明のプログラムは、撮像素子を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置のプログラムであって、被写体を照明することにより、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、算出される輝度値に従って撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段とを機能させることを特徴とする。 The endoscope brightness adjustment processing device of the present invention illuminates a subject, and calculates a luminance value based on an image signal corresponding to the subject image read from the imaging device of the videoscope, and a calculation Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor in accordance with the luminance value to be obtained, and the charge accumulation time in an illumination state in which the light amount needs to be increased. And a light amount control means for increasing the illumination light amount when the corresponding upper limit set value is exceeded for an allowable time or more. The program of the present invention is a program for an electronic endoscope apparatus provided with a video scope having an image sensor, and based on an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor by illuminating the subject, Brightness calculating means for calculating a brightness value; brightness adjusting means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge storage time in the image sensor according to the calculated brightness value; and the charge storage time When the upper limit set value corresponding to the illumination state in which the light quantity needs to be increased exceeds the allowable time, the light quantity control means for increasing the illumination light quantity is made to function.
本発明によれば、電子シャッタ機能を利用して被写体像の明るさを調整する場合においても、照明光量が不足する事態が生じず、患部を適切に観察、撮影することができる。 According to the present invention, even when the brightness of the subject image is adjusted using the electronic shutter function, a situation where the amount of illumination light is insufficient does not occur, and the affected part can be appropriately observed and photographed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。 Hereinafter, an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to this embodiment.
電子内視鏡装置では、CCD54を有するビデオスコープ50と、CCD54から読み出される画像信号を処理するプロセッサ10とが備えられ、被写体像を表示するモニタ32やキーボード34がプロセッサ10に接続される。ビデオスコープ50は、プロセッサ10に着脱自在に接続される。
The electronic endoscope apparatus includes a
ランプ点灯スイッチ(図示せず)が操作されてONになると、ランプ制御部11Aを含むランプ電源11から光源ランプ12へ電源が供給される。光源ランプ12から放射された光は、集光レンズ14を介してビデオスコープ50内に設けられたライトガイド51の入射端51Aに入射する。ライトガイド51は、光源ランプ12から放射される光をビデオスコープ50の先端側へ伝達する光ファイバー束であり、ライトガイド51を通った光は出射端51Bから出射し、拡散レンズである配光レンズ52を介して観察部位Sに光が照射される。
When a lamp lighting switch (not shown) is operated and turned on, power is supplied from the
観察部位Sにおいて反射した光は対物レンズ53を通ってCCD54に到達し、これにより観察部位Sの被写体像がCCD54の受光面に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、CCDの受光面上にはイエロー(Ye)、シアン(Cy)、マゼンタ(Mg)、グリーン(G)の色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタ(図示せず)が受光面の各画素に対応するよう配置されている。CCD54では、補色カラーフィルタを透過する色に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生し、所定時間間隔ごとに1フレームもしくは1フィールド分の画像信号が、色差線順次方式に従って順次読み出される。カラーテレビジョン方式として例えばNTSC方式が適用されており、1/30秒間隔ごとに1フレーム(1/60秒間隔ごとに1フィールド)分の画像信号が順次読み出され、ゲイン調整用のAGC(Auto Gain Control、ここでは図示せず)を介して信号処理回路55へ送られる。
The light reflected at the observation site S passes through the
信号処理回路55では、増幅処理、輝度信号と色信号に分離する分離処理、R,G,B信号を生成するマトリクス演算、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、輝度、色差信号生成処理などが実行される。信号処理回路55に入力される画像信号に対しこれら様々な処理が施されることにより映像信号が生成され、プロセッサ10に送られる。一方、入力される画像信号に基づいて被写体像の明るさを示す輝度値が算出され、スコープ制御部56へ送られる。また、CCD54を駆動するため、駆動信号を所定のタイミングで出力するCCD駆動回路が設けられている。
In the
プロセッサ信号処理回路28では、信号処理回路55から送られてくる映像信号に対して所定の処理が施される。処理された映像信号は、NTSCコンポジット信号、Y/C分離信号(Sビデオ信号)、RGB分離信号などのビデオ信号としてモニタ32へ出力され、これにより被写体像がモニタ32に映し出される。
In the processor
CPU24を含むシステムコントロール回路22はプロセッサ10全体を制御し、ランプ電源11のランプ制御部11A、モータドライバ20、プロセッサ信号処理回路28などの各回路に制御信号を出力する。タイミングコントロール回路30では、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ10内の各回路に出力され、また、ビデオ信号に付随される同期信号がプロセッサ信号処理回路28に送られる。ROM25にはプロセッサの制御に関するプログラムがあらかじめ格納されており、RAM26には、ビデオスコープ50から送られてくるデータが記憶される。
A
ビデオスコープ50内には、ビデオスコープ50全体を制御するスコープ制御部56、データ書き換え可能なEEPROM57が設けられており、スコープ制御に関するプログラムがスコープ制御部56内のROM58に記憶されている。スコープ制御部56はEEPROM57からデータを読み出すとともに、信号処理回路55を制御する。ビデオスコープ50がプロセッサ10に接続されると、スコープ制御部56とシステムコントロール回路22との間で適時データが送受信され、必要に応じてスコープ制御部56からシステムコントロール回路22へ、あるいはシステムコントロール回路22からスコープ制御部56へデータが送信される。
In the
ビデオスコープ50では、電子シャッタ機能を利用して被写体像の明るさ調整処理を実行することが可能であり、信号処理回路55において被写体像の明るさを示す輝度値が画像信号に基づいて生成され、スコープ制御部56へ送られる。そして、検出された輝度値と適正な明るさを示す参照値とに基づき電子シャッタ速度を制御するため、スコープ制御部56から信号処理回路55へ制御信号が送られる。この制御信号に基づき、CCD54における電荷蓄積時間を定める駆動信号が信号処理回路55からCCD54へ出力される。
The
光源ランプ12とライトガイド51の入射端51Aとの間には、照明光量を2段階で調整する絞り16が設けられている。絞り16は遮光板として機能し、観察部位の熱傷を防ぐため、通常は光量を一定量以下に制限するように光路中に配置され、観察部位がビデオスコープ50の先端部から十分離れて熱傷の心配がなく且つ光量を増大する条件になると光路から退避する。絞り16はモータ18によって駆動され、モータドライバ20からの駆動信号に基づいて絞り16の位置が光路中から退避位置へ、あるいはその逆に切り替えられる。ライトガイド51の入射端51Aに入射する光量について、絞り16が光路中に配置される場合の光量をQ2、退避した位置に配置される場合の光量をQ1とした場合、光量Q1が光量Q2の1.5倍になるように絞り16が調整されている。
Between the
図2は、プロセッサ10のシステムコントロール回路22によって実行される全体制御処理を示したフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing overall control processing executed by the
ステップS101では絞り位置や変数などが初期設定される。ここで絞り16は、光路中に配置され、光量はQ2となる。また光量変数qはq=2と設定される。ステップS102ではビデオスコープ50の接続に関連する処理が実行される。ステップS103ではビデオスコープ50との通信処理が実行され、ステップS104ではキーボード34に関連する処理が実行される。そして、ステップS105ではプロセッサ10のフロントパネル上のパネルスイッチに対する処理が実行され、ステップS106ではその他の処理が実行される。プロセッサ10の電源がON状態である間、ステップS102〜S106が繰り返し実行される。
In step S101, the aperture position and variables are initialized. Here, the
図3は、ビデオスコープ50のスコープ制御部56によって実行される明るさ調整処理を示したフローチャートである。ここではNTSC方式に従い、1/60秒間隔で実行される割り込み処理である。
FIG. 3 is a flowchart showing brightness adjustment processing executed by the
ステップS201では、信号処理回路55から被写体像の明るさを示す輝度値が入力される。そして、ステップS202では、輝度値と適正な被写体像の明るさを示す参照値とが比較され、露光時間、すなわち電荷蓄積時間etが設定される。被写体像の輝度値は、平均輝度値として算出され、被写体像の明るさを256段階の輝度レベルで表すように、輝度値は0〜255のいずれかの整数値に定められる。また、ここでは電荷蓄積時間etは0〜17msec(=1/60sec)の範囲に定められている。輝度値が参照値より大きい場合、電荷蓄積時間を短くするため、電荷蓄積時間etが所定の変動時間Δt(>0)だけ減じられる。一方、輝度値が参照値より小さい場合、電荷蓄積時間を長くするため、電荷蓄積時間etに所定の変動時間Δtが加算される。ステップS203では、設定された電荷蓄積時間etが信号処理回路55へ送信される。そして、送信された電荷蓄積時間etに基づいてCCD54へクロックパルスが出力される。
In step S <b> 201, a luminance value indicating the brightness of the subject image is input from the
ステップS204では、電荷蓄積時間etが上限設定値ET1より大きいか否かが判断される。上限設定値ET1は光量増大の必要性のない蓄積時間範囲の上限値であり、ここでは像ぶれ等を考慮して8.0msec(=1/125sec)に定められている。 In step S204, it is determined whether the charge accumulation time et is longer than the upper limit set value ET1. The upper limit set value ET1 is the upper limit value of the accumulation time range where there is no need to increase the amount of light, and here is set to 8.0 msec (= 1/125 sec) in consideration of image blurring and the like.
ステップS204において電荷蓄積時間etが上限設定値ET1より大きいと判断されると、ステップS205へ進む。ステップS205では、第1カウント変数c1に1がインクリメントされ、第2カウント変数c2が0に設定される。第1カウント変数c1は、電荷蓄積時間etが上限設定値ET1より大きい状態である時間をカウントするための変数である。一方、第2カウント変数c2は、電荷蓄積時間etが(後述する)設定値ET2より小さい状態である時間をカウントするための変数である。 If it is determined in step S204 that the charge accumulation time et is greater than the upper limit set value ET1, the process proceeds to step S205. In step S205, 1 is incremented to the first count variable c1, and the second count variable c2 is set to 0. The first count variable c1 is a variable for counting the time during which the charge accumulation time et is in a state larger than the upper limit set value ET1. On the other hand, the second count variable c2 is a variable for counting a time during which the charge accumulation time et is in a state smaller than a set value ET2 (described later).
ステップS206では、第1カウント変数c1が第1カウント定数CN1を超えているか、すなわち、電荷荷蓄積時間etが上限設定値ET1より大きい状態が所定時間続いたか否かが判断される。ここでは、第1カウント定数CN1が60に定められており、電荷蓄積時間etが上限設定値ET1より大きい状態が1秒間続いたか否かが判断される。 In step S206, it is determined whether or not the first count variable c1 exceeds the first count constant CN1, that is, whether or not the state in which the charge accumulation time et is longer than the upper limit set value ET1 has continued for a predetermined time. Here, the first count constant CN1 is set to 60, and it is determined whether or not the state in which the charge accumulation time et is longer than the upper limit set value ET1 has continued for 1 second.
ステップS206において、第1カウント変数c1が所定カウント定数CN1を超えていないと判断された場合、このまま割り込みルーチンは終了する。一方、ステップS206において第1カウント変数c1が所定カウント定数CN1を超えていると判断された場合、光量増加を指示する制御信号(コマンドデータCD1)がプロセッサ10へ送信される。そしてステップS208では、第1カウント変数c1が0にリセットされる。
If it is determined in step S206 that the first count variable c1 does not exceed the predetermined count constant CN1, the interrupt routine ends as it is. On the other hand, when it is determined in step S206 that the first count variable c1 exceeds the predetermined count constant CN1, a control signal (command data CD1) instructing an increase in the amount of light is transmitted to the
一方、ステップS204において、電荷蓄積時間etが上限設定値ET1以下であると判断された場合、ステップS209へ移る。ステップS209では、電荷蓄積時間etが下限設定値ET2以上であるか否か、すなわち電荷蓄積時間etが下限設定値ET2から上限設定値ET1の範囲内であるか否かが判断される。下限設定値ET2は電荷蓄積時間etにおいて光量減少させる必要のない範囲の下限値であり、スコープ先端部の熱等を考慮し、ここでは4.0msec(1/250sec)に設定されている。 On the other hand, if it is determined in step S204 that the charge accumulation time et is equal to or shorter than the upper limit set value ET1, the process proceeds to step S209. In step S209, it is determined whether or not the charge accumulation time et is equal to or longer than the lower limit set value ET2, that is, whether or not the charge accumulation time et is within the range of the lower limit set value ET2 to the upper limit set value ET1. The lower limit set value ET2 is a lower limit value in a range where it is not necessary to reduce the light amount during the charge accumulation time et, and is set to 4.0 msec (1/250 sec) here in consideration of the heat of the scope tip.
ステップS209において電荷蓄積時間etが下限設定値ET2以上であると判断された場合、ステップS210へ進み、適正な光量であることから第1カウント変数c1、第2カウント変数c2がともに0にリセットされる。一方、ステップS209において電荷蓄積時間etが下限設定値ET2より小さいと判断された場合、ステップS211へ進む。ステップS211では、第2カウント変数c2に1がインクリメントされ、第1カウント変数c1が0に設定される。ステップS211が実行されると、ステップS212へ進む。 If it is determined in step S209 that the charge accumulation time et is equal to or longer than the lower limit set value ET2, the process proceeds to step S210, and the first count variable c1 and the second count variable c2 are both reset to 0 because the light amount is appropriate. The On the other hand, if it is determined in step S209 that the charge accumulation time et is smaller than the lower limit set value ET2, the process proceeds to step S211. In step S211, 1 is incremented to the second count variable c2, and the first count variable c1 is set to 0. When step S211 is executed, the process proceeds to step S212.
ステップS212では、第2カウント変数c2が第2カウント定数CN2を超えているか否かが判断される。すなわち、電荷荷蓄積時間etが下限設定値ET2より小さい状態が所定時間続いたか否かが判断される。ここでは、第2カウント定数CN2が60に定められており、電荷蓄積時間etが下限設定値ET2より小さい状態が1秒間続いたか否かが判断される。 In step S212, it is determined whether or not the second count variable c2 exceeds the second count constant CN2. That is, it is determined whether or not the state in which the charge accumulation time et is smaller than the lower limit set value ET2 has continued for a predetermined time. Here, the second count constant CN2 is set to 60, and it is determined whether or not the state in which the charge accumulation time et is smaller than the lower limit set value ET2 has continued for one second.
ステップS212において、第2カウント変数c2が第2カウント定数CN2を超えていないと判断されると、このまま割り込みルーチンは終了する。一方、第2カウント変数c2が第2カウント定数CN2を超えていると判断された場合、ステップS213へ進み、光量減少を指示する制御信号(コマンドデータCD2)がプロセッサ10へ送信される。そしてステップS214では、第2カウント変数c2が0にリセットされる。
If it is determined in step S212 that the second count variable c2 does not exceed the second count constant CN2, the interrupt routine ends. On the other hand, when it is determined that the second count variable c2 exceeds the second count constant CN2, the process proceeds to step S213, and a control signal (command data CD2) instructing a light amount reduction is transmitted to the
図4は、図2のステップS103のサブルーチンである。 FIG. 4 is a subroutine of step S103 in FIG.
ステップS301では、ビデオスコープ50からコマンドデータが送られてきているか否かが判断される。ビデオスコープ50からコマンドデータが送られてきていると判断されると、ステップS302へ進み、コマンドデータが照明光量を光量Q1に設定するための光量増加の指示を示すコマンドデータCD1であるか否かが判断される。
In step S301, it is determined whether or not command data is sent from the
ステップS302において、コマンドデータが光量増加の指示を示すコマンドデータCD1であると判断されると、ステップS303へ進み、光量変数qの値が「1」ではなく「2」であるか否かが判断される。光量変数qは、設定されている照明光量を示す変数であり、光量Q1(光路から絞り16を退避)である場合には「1」、光量Q2(絞り16を光路中に配置)である場合には「2」に定められる。
If it is determined in step S302 that the command data is command data CD1 indicating an instruction to increase the amount of light, the process proceeds to step S303, and it is determined whether or not the value of the light amount variable q is “2” instead of “1”. Is done. The light quantity variable q is a variable indicating the set illumination light quantity, and is “1” when the light quantity is Q1 (with the
ステップS303において、光量変数qが1であると判断された場合、すでに光量増加処理が行われているため、そのままサブルーチンは終了する。一方、ステップS303において、光量変数qの値が「1」ではなく「2」であると判断された場合、光量Q1に設定するため、絞り16を光路中から退避させるように制御信号が出力される。そして、ステップS305では、光量変数qの値が「1」に設定される。
If it is determined in step S303 that the light quantity variable q is 1, since the light quantity increasing process has already been performed, the subroutine ends as it is. On the other hand, if it is determined in step S303 that the value of the light quantity variable q is “2” instead of “1”, a control signal is output so as to retract the
一方、ステップS302において、コマンドデータが光量増加の指示を示すコマンドデータCD1ではないと判断された場合、ステップS306へ進む。ステップS306では、コマンドデータが、光量増加の状態から絞り16を光路中に復元させて光量を元に戻す指示を表すコマンドデータCD2であるか否かが判断される。コマンドデータが光量復元(光量減少)を示すコマンドデータCD2ではないと判断された場合、ステップS310へ進み、他のコマンドデータに対する処理が実行される。一方、コマンドデータが光量復元(光量減少)を示すコマンドデータCD2であると判断された場合、ステップS307へ進む。
On the other hand, if it is determined in step S302 that the command data is not command data CD1 indicating an instruction to increase the amount of light, the process proceeds to step S306. In step S306, it is determined whether or not the command data is command data CD2 indicating an instruction to restore the light amount by restoring the
ステップS307では、光量変数qの値が「2」ではなく「1」であるか否かが判断される。光量変数qの値が「2」であると判断された場合、すでに絞り16の位置は復元されて光量Q2に設定されているため、そのままサブルーチンが終了する。一方、光量変数qの値が「2」ではなく「1」であると判断された場合、ステップS308へ進み、絞り16を光路中に配置させるように制御信号が出力される。そして、ステップS309では、光量変数qの値が「2」に設定される。
In step S307, it is determined whether or not the value of the light quantity variable q is “1” instead of “2”. When it is determined that the value of the light quantity variable q is “2”, the position of the
このように本実施形態によれば、電荷蓄積時間etが上限設定値ET1(=1/125sec)より大きく(ステップS204、Yes)、連続して1秒以上その状態が続いている場合(ステップS206、Yes)、光量増大のために絞り16が光路から退避される(ステップS207、S304)。一方、電荷蓄積時間etが下限設定値ET2(=1/250sec)より小さく(ステップS209、No)、連続して1秒以上その状態が続いている場合(ステップS212、Yes)、光量減少のために絞り16が光路中に復元される(ステップS213、S308)。
As described above, according to the present embodiment, the charge accumulation time et is longer than the upper limit set value ET1 (= 1/125 sec) (step S204, Yes), and the state continues for one second or longer (step S206). , Yes), the
照明光量が不足している場合、照明光量を増大させるために電子シャッタ速度を短く維持することができる。そのため、静止画撮影においてスコープ先端部から被写体が離れている場合においても、ブレが生じず、また観察に支障をきたすことがない。また、照明光量を常時最大限利用せず、必要なときだけ最大光量に設定するため、スコープ先端部の発熱を抑えることができる。また、スコープ先端部から被写体が離れている場合においてのみ最大光量に設定することになるため、観察部位が熱傷を起こす心配がない。 When the illumination light quantity is insufficient, the electronic shutter speed can be kept short in order to increase the illumination light quantity. Therefore, even when the subject is away from the distal end of the scope in still image shooting, no blurring occurs and observation is not hindered. Moreover, since the illumination light quantity is not always used at the maximum, and the maximum light quantity is set only when necessary, it is possible to suppress the heat generation at the scope tip. In addition, since the maximum light amount is set only when the subject is away from the distal end of the scope, there is no fear that the observation site will be burned.
ここでは、照明光量に関して増加前の光量Q2に対して増加後の光量Q1を1.5倍に設定しているが、それ以外の比率で設定してもよい。光量増加のため絞り16を光路中に選択的に配置しているが、それ以外の構成によって光量調整してもよい。例えば、光源ランプ12自身の発光量を制御してもよい。また、明るさ調整処理をプロセッサ50内部で実行するように構成してもよい。
Here, the light quantity Q1 after the increase is set to 1.5 times the light quantity Q2 before the increase with respect to the illumination light quantity, but it may be set at a ratio other than that. The
実施形態では、照明光量の増減をプロセッサ10側で行なっているが、これはビデオスコープ50側で行なってもよい。例えば、スコープ先端部にLEDを設け、LEDの発光量を制御すればよい。この場合、図3の処理において、S207、S213のプロセッサ10へのコマンド(光量増加、減少の命令)送信の替わりに、LEDの発光量を設定するようにすればよい。こうすることで、全ての処理をビデオスコープ50単独で行なうことができる。
In the embodiment, the illumination light amount is increased or decreased on the
プロセッサ10は信号処理部と光源部とが一体となって構成されているが、別々に構成されている光源装置に絞りを設けるように構成してもよい。
Although the signal processing unit and the light source unit are integrally configured in the
10 プロセッサ
12 光源ランプ(光源)
16 絞り
18 モータ
20 モータドライバ
22 システムコントロール回路
50 ビデオスコープ
54 CCD(撮像素子)
55 信号処理回路
56 スコープ制御部
10
16
55
Claims (12)
被写体を照明する光源と、
前記撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、
算出される輝度値に従って前記撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、
前記電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。 An electronic endoscope apparatus including a video scope having an image sensor,
A light source that illuminates the subject;
Luminance calculation means for calculating a luminance value based on an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor;
Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value;
And a light amount control means for increasing the amount of illumination light when the charge accumulation time exceeds an upper limit set value according to an illumination state in which the amount of light needs to be increased over an allowable time. Electronic endoscope device.
m<(ET1/ET2)
ただし、ET1は上限設定値、ET2は下限設定値、mは増大前の照明光量に対する増大後の照明光量の比を表す。 The electronic endoscope apparatus according to claim 2, wherein the upper limit set value and the lower limit set value satisfy the following relational expression.
m <(ET1 / ET2)
However, ET1 is an upper limit set value, ET2 is a lower limit set value, and m is a ratio of the illumination light amount after increase to the illumination light amount before increase.
前記光量制御手段が、前記プロセッサ内部に配置され、光量増大の指示を示す信号を受信すると光量を増大させることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。 The brightness adjustment means has a transmission means for transmitting a signal indicating an instruction to increase the amount of light to a processor connected to the videoscope;
The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the light amount control unit is disposed in the processor and increases the light amount when receiving a signal indicating an instruction to increase the light amount.
前記照明光の光束の一部を遮る絞りと、
前記絞りを前記照明光の光路中および光路外いずれかに配置する絞り駆動手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。 The light quantity control means is
A diaphragm for blocking a part of the luminous flux of the illumination light;
The electronic endoscope apparatus according to claim 1, further comprising: a diaphragm driving unit that arranges the diaphragm in an optical path of the illumination light or outside the optical path.
被写体を照明することにより前記撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、
算出される輝度値に従って前記撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、
前記電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置のビデオスコープ。 A video scope of an electronic endoscope apparatus having an image sensor,
Luminance calculation means for calculating a luminance value based on an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor by illuminating the subject;
Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value;
Means for increasing the amount of illumination light when the charge accumulation time exceeds the upper limit set value according to the illumination state in which the amount of light needs to be increased over an allowable time. Video scope for endoscopic equipment.
被写体を照明することにより前記撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づき、輝度値を算出する輝度算出手段と、
算出される輝度値に従って前記撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、
前記電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる信号を前記ビデオスコープ外部へ出力する伝達手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置のビデオスコープ。 A video scope of an electronic endoscope apparatus having an image sensor,
Luminance calculation means for calculating a luminance value based on an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor by illuminating the subject;
Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value;
A transmission means for outputting a signal for increasing the amount of illumination light to the outside of the video scope when the charge accumulation time exceeds an upper limit set value corresponding to an illumination state in which the amount of light needs to be increased for an allowable time or more; A video scope for an electronic endoscope apparatus, comprising:
被写体を照明する光源と、
前記撮像素子における電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段とを備え、
前記ビデオスコープから照明光量を増大させる信号を受信した場合、照明光量を増大させることを特徴とする電子内視鏡装置のプロセッサ。 A processor of an electronic endoscope apparatus to which the videoscope according to claim 9 is connected,
A light source that illuminates the subject;
When the charge accumulation time in the imaging device exceeds the upper limit set value according to the illumination state that needs to increase the light amount over an allowable time, the light amount control means for increasing the illumination light amount,
The processor of the electronic endoscope apparatus, wherein when the signal for increasing the illumination light amount is received from the video scope, the illumination light amount is increased.
算出される輝度値に従って前記撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、
前記電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡用明るさ調整処理装置。 Luminance calculation means for calculating a luminance value based on an image signal corresponding to a subject image read from an image pickup device of a videoscope by illuminating the subject;
Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value;
And a light amount control means for increasing the amount of illumination light when the charge accumulation time exceeds an upper limit set value according to an illumination state in which the amount of light needs to be increased over an allowable time. Endoscope brightness adjustment processing device.
被写体を照明することにより前記撮像素子から読み出される被写体像に応じた輝度値を算出する輝度算出手段と、
算出される輝度値に従って前記撮像素子における電荷蓄積時間を調整することにより、被写体像の明るさを所定時間間隔で調整する明るさ調整手段と、
前記電荷蓄積時間が、光量増大の必要性のある照明状態に応じた上限設定値を許容時間以上に渡って超えている場合、照明光量を増大させる光量制御手段と
を機能させることを特徴とするプログラム。
A program for an electronic endoscope apparatus having a video scope having an image sensor,
A luminance calculating means for calculating a luminance value according to a subject image read from the image sensor by illuminating the subject;
Brightness adjustment means for adjusting the brightness of the subject image at predetermined time intervals by adjusting the charge accumulation time in the image sensor according to the calculated luminance value;
When the charge accumulation time exceeds the upper limit set value according to the illumination state in which the light amount needs to be increased over the permissible time, the light amount control means for increasing the illumination light amount is caused to function. program.
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-
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