JP2010068859A - 内視鏡装置及びその調光制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得る。
【解決手段】映像処理＆制御部３４は、映像信号処理部３４１、輝度計測部３４２、調光制御部３４３、メイン照明調光部３４４及びサブ照明調光部３４５を備えて構成される。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２が計測した領域毎の輝度データの総量を所定の閾値と比較して、例えばＣＣＤのダイナミックレンジを超えたハレーション領域の発生あるいは観察に不適な暗い領域の発生を画像領域毎に判定し、メイン照明調光部３４４及びサブ照明調光部３４５を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は内視鏡装置に係り、特に観察画像の明るさ制御を行う照明光の光量制御部分に特徴のある内視鏡装置及びその調光制御方法に関する。

従来、医療用や工業用として用いられる電子内視鏡装置は、スコープ部と、プロセッサと、モニタ装置とを備え、スコープ部における挿入部を体腔等の内部に挿入して、プロセッサに内蔵もしくは独立した光源装置から観察対象部に向けて照明光を照射し、当該観察対象部からの反射像をＣＣＤ等の固体撮像素子によって光電変換することにより映像信号を形成し、このようにして得た映像信号を撮像素子から読み出してプロセッサに伝送し、該プロセッサにおいて信号処理を行った上でモニタ装置にカラー表示するようにしている。

一般にこの種の電子内視鏡装置における光量制御は、固体撮像素子から得られる映像信号の輝度の平均値を検出し、この平均値が所定の基準値になるように、照明装置から観察対象部に向けて照射される照明光の光量を制御するようにしている。

ところが、上記電子内視鏡装置において適正光量にして体腔内の例えば胃内を観察すると、通常の部分は良い映像が得られるが、胃角の部分のようにスコープ先端が体腔内壁に近接して観察対象部に輝度の高い部分が発生すると、その輝度の高い部分を入射する固体撮像素子のフォトセルが飽和してしまい映像が見えなくなる（ハレーションが発生する）という問題がある。

そこで、通常の部分での光量と胃角の部分のような特殊な部分での光量とを切り替えることで、ハレーションが起きた場合に光量を下げて、そのハレーション部を簡単な操作で容易に確認することのできる電子内視鏡装置が提案されている（特許文献１）。

また、ハレーション発生時に光量を調整する絞りを制御することのできる自動調光装置が提案されている（特許文献２）。

さらに、２つの内視鏡装置を使用して同一患部を処置する内視鏡システムにおいて、それぞれの内視鏡装置の照明光の光量を制御してハレーションの発生を抑制するシステムも提案されている（特許文献３）。
特開平４−２３５５１９号公報 特開平１１−７６１５７号公報 特開２００５−２７９２５２号公報

しかしながら、ハレーション発生時に光量を調整する上記従来技術においては、いずれも単に光源の光量を減少させるため、画像全体でのハレーションの発生を抑制することができても、ハレーションを起こしていない領域が暗くなり、観察に不適な画像になる恐れがある。つまり、従来技術では、局所的なハレーションの発生の抑制と、ハレーションを起こしていない領域の適正な輝度の確保ができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得ることのできる内視鏡装置及びその調光制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の内視鏡装置は、管腔内の被写体に照明光を照射し前記被写体を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記被写体の撮像信号を信号処理して被写体画像を生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置において、前記内視鏡が撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光の第１の照明光を照射する第１の照明光照射手段と、前記撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域のそれぞれに前記照明光の複数の第２の照明光を照射する第２の照明光照射手段と、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記被写体を撮像する撮像手段とを備え、前記信号処理装置が前記被写体画像上において前記局所的領域毎の輝度を計測する輝度計測手段と、前記輝度の計測結果に基づき前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御する調光制御手段をと備えて構成される。

この請求項１に記載の内視鏡装置では、調光制御手段が輝度計測手段による輝度の計測結果に基づき第１の照明光照射手段及び／または第２の照明光照射手段の出射光量を制御することで、局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得ることを可能とする。

また、請求項２に記載の内視鏡装置のように、請求項１に記載の内視鏡装置であって、前記調光制御手段が前記輝度計測手段が前記被写体画像上において所定範囲外の輝度となる前記局所的領域を検出した場合、少なくとも所定範囲外の輝度となった前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御するように構成することができる。

さらに、請求項３に記載の内視鏡装置のように、請求項２に記載の内視鏡装置であって、前記調光制御手段が所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とすると共に、前記被写体画像全体の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御するように構成することができる。

さらにまた、請求項４に記載の内視鏡装置のように、請求項３に記載の内視鏡装置であって、前記第１の照明光照射手段を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第２の照明光照射手段を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とするように構成することができる。

また、請求項５に記載の内視鏡装置のように、請求項３に記載の内視鏡装置であって、前記第２の照明光照射手段を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第１の照明光照射手段を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とするように構成することができる。

前記所定範囲外の輝度は、前記被写体画像上においてハレーションが発生する輝度とすることが好ましい。

また、前記所定範囲外の輝度は、前記被写体画像上において明るさ不足が発生する輝度を含むことがより好ましい。

さらに、前記複数の第２の照明光照射手段を覆うバルーンと、前記バルーンを膨張及び収縮させるバルーン制御手段とをさらに備え、前記バルーンを前記第２の照明光が拡散透過する部材により構成することができる。

また、請求項９に記載の内視鏡装置の調光制御方法は、管腔内の被写体に照明光を照射し前記被写体を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記被写体の撮像信号を信号処理して被写体画像を生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置の調光制御方法において、撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明ステップと、前記撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域のそれぞれに前記照明光のうちの複数の第２の照明光を照射する第２の照明光照射ステップと、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記被写体を撮像する撮像ステップと、前記被写体画像上において前記局所的領域毎の輝度を計測する輝度計測ステップと、前記輝度の計測結果に基づき前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を調整する調光ステップをと備えて構成される。

この内視鏡装置の調光制御方法では、調光ステップにて輝度計測ステップによる輝度の計測結果に基づき第１の照明光及び／または第２の照明光の光量を制御することで、局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得ることを可能とする。

また、請求項１０に記載の内視鏡装置の調光制御方法のように、請求項９に記載の内視鏡装置の調光制御方法であって、前記調光ステップが前記輝度計測ステップにて前記被写体画像上において所定範囲外の輝度となる前記局所的領域を検出した場合、少なくとも所定範囲外の輝度となった前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を制御することができる。

さらに、請求項１１に記載の内視鏡装置の調光制御方法のように、請求項１０に記載の内視鏡装置の調光制御方法であって、前記調光ステップは、所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とすると共に、前記被写体画像全体の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を制御することができる。

さらにまた、請求項１２に記載の内視鏡装置の調光制御方法のように、請求項１１に記載の内視鏡装置の調光制御方法であって、前記調光ステップは、前記第１の照明光を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第２の照明光を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とすることができる。

また、請求項１３に記載の内視鏡装置の調光制御方法のように、請求項１１に記載の内視鏡装置の調光制御方法であって、前記調光ステップは、前記第２の照明光を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第１の照明光を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得ることができるという効果がある。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る内視鏡装置の好ましい実施形態について詳細に説明する。

第１の実施形態：
図１は、本実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡装置１は、内視鏡としての電子内視鏡２、信号処理装置としてのビデオプロセッサ３、光源装置４及びモニタ５を備えて構成される。

電子内視鏡２は、管腔内に挿入する挿入部２１の先端内に固体撮像素子である例えば撮像手段としてのＣＣＤ２３を備えている。また、電子内視鏡２は、挿入部２１の内部に光源装置４からの第１の照明光としての照明光を伝送するための第１の照明光照射手段としてのライトガイド２２を配設している。また、挿入部２１の先端外周には、第２の照明光としての白色光を発光する複数、例えば４つの第２の照明光照射手段としての白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられている（図１では白色ＬＥＤ２４ｂ、２４ｄは省略している）。

ＣＣＤ２３は、受光面側にカラーフィルタ（図示せず）を有し、光源装置４からの白色照明光及び白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからの白色照明光が照射された被写体像を、例えばＲＧＢのカラー画像、あるいは補色のカラー画像として撮像し、アンプを介して撮像信号をビデオプロセッサ３に伝送するようになっている。

なお、本実施形態では、ＣＣＤ２３にカラーフィルタ（図示せず）を設けてカラー画像を撮像する構成としているが、カラーフィルタを設けることなく白黒画像を得る電子内視鏡にも適用可能である。

この白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによりそれぞれ覆われている。このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、光を拡散して透過する部材により構成されており、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから発生した白色光が、このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを透過することにより拡散され、面光源状態の発光となる。

ビデオプロセッサ３は、ＣＣＤ２３を駆動するＣＣＤドライバ３２と、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを独立に駆動するＬＥＤドライバ３１と、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張／収縮させるバルーン制御部３５と、ＣＣＤ２３からの撮像信号に対して前処理を行う映像前処理部３３と、映像前処理部３３にて前処理された映像信号により画像データを生成すると共に各種制御信号を生成する映像処理＆制御部３４とを備えて構成される。

映像前処理部３３は、ＣＣＤ２３からの撮像信号を例えば相関２重サンプリング回路等によりサンプリングすると共に、ホワイトバランス処理、オートゲイン調整、Ａ／Ｄ変換処理等の各種前処理を行い、映像信号を映像処理＆制御部３４に伝送する処理部であり、詳細な構成は公知であるので説明は省略する。

映像処理＆制御部３４は、映像前処理部３３からの映像信号に対して、例えばカラー化処理（同時化処理を含む）、γ補正処理、輪郭強調処理、画像拡大・縮小処理等の各種画像処理を行って画像データを生成し、生成した画像データを、例えば標準的なＴＶ信号に変換してモニタ５に出力することで、モニタに内視鏡画像を表示させるようになっている。なお、映像処理＆制御部３４における画像処理は公知であるので詳細な説明は省略するが、本実施例の特徴的な構成である映像処理＆制御部３４の調光制御構成の詳細については後述する。

光源装置４は、例えばキセノンランプ等から構成されるランプ部４１と、ランプ部４１にて発光される白色の照明光の光量を調整し、ライトガイド２２の入射面に供給する絞り４２とを備えて構成される。

図２及び図３は図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための図であり、図２は挿入部先端の側面を示し、図３は挿入部の先端面を示している。

図２及び図３に示すように、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、挿入部２１の長手軸を中心とした放射状に挿入部の先端側面に９０度間隔で配置されており、出射光軸方向は挿入部２１の長手軸に平行に設定されている。また、各白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに覆われている。このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、挿入部２１が管腔内に挿入されて内視鏡検査が開始される際に、バルーン制御部３５により収縮状態より膨張状態となり、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの発光がバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄから拡散照明となる。

挿入部２１の先端面には、ＣＣＤ２３に像を結像させるための観察窓２７と、ライトガイド２２の出射面からの照明光を照射するための照明窓２６ａ，２６ｂと、処置具等を挿入部２１を介して先端前方に突出させるためのチャンネルの開口部２８とが設けられており、上述したように、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに覆われた白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが挿入部２１の先端側面に配置される。

図４は図１のビデオプロセッサの映像処理＆制御部の制御構成を示すブロック図である。映像処理＆制御部３４は、映像信号処理部３４１、輝度計測手段としての輝度計測部３４２、調光制御手段としての調光制御部３４３、メイン照明調光部３４４及びサブ照明調光部３４５を備えて構成される。なお、本実施形態の特徴的構成である映像処理＆制御部３４の調光制御構成は、輝度計測部３４２、調光制御部３４３、メイン照明調光部３４４、サブ照明調光部３４５よりなる。

映像信号処理部３４１は、上述したように、映像前処理部３３からの処理信号に対して、例えばカラー化処理（同時化処理を含む）、γ補正処理、輪郭強調処理、画像拡大・縮小処理等の各種画像処理を行って画像データを生成し、生成した画像データを、例えば標準的なＴＶ信号に変換してモニタ５に出力する、公知の映像信号処理を行う処理部である。

輝度計測部３４２は、映像信号処理部３４１における画像化処理において生成された画像データの輝度を計測する計測部である。図５は図４の輝度計測部が計測する輝度を説明するための図であって、輝度計測部３４２は、図５に示すように、全画像領域５Ａを複数の領域、例えば４つの計測領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）に分割して、領域毎の輝度データの平均値（あるいは総量）を計測（算出）する。

なお、ライトガイド２２の出射面からの照明光を照射するための照明窓２６ａ，２６ｂから出射したライトガイド２２を介した光源装置４からの照明光（以下、メイン照明光と記す）は、この４つの計測領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）の全域に照射されることになるが、各白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからの各照明光（以下、サブ照明光と記す）の照明領域は、この４つの計測領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）に対応した領域となる。この照明領域がＣＣＤ２３の撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域となる。

なお、本実施形態では、白色ＬＥＤを４つとして説明しているが、これに限らず、ＣＣＤ２３の撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域のそれぞれに照射するように複数の白色ＬＥＤを設ければよく、白色ＬＥＤの数は４つに限らない。この場合、白色ＬＥＤの照明領域、すなわち局所的領域に対応して、輝度計測部３４２は、全画像領域５Ａを複数の計測領域に分割して、計測領域毎の輝度データの平均値（あるいは総量）を計測（算出）する。

調光制御部３４３は、輝度計測部３４２が計測した領域毎の輝度データの平均値（あるいは総量）を所定の閾値と比較して、例えばＣＣＤ２３のダイナミックレンジを超えたハレーション領域の発生あるいは観察に不適な暗い領域の発生を上記の領域毎に判定し、メイン照明調光部３４４及びサブ照明調光部３４５を制御するものである。

メイン照明調光部３４４は、調光制御部３４３の制御に基づき、光源装置４の絞り４２を制御し、メイン照明光の光量（以下、メイン照明光量と記す）を調整する。また、サブ照明調光部３４５は、調光制御部３４３の制御に基づき、ＬＥＤドライバ３１を制御し、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによるサブ照明光の光量（以下、サブ照明光量と記す）を調整する。

このように構成された本実施形態の作用を図６のフローチャートに基づいて説明する。図６は図４の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャートである。

術者が内視鏡装置１の各部の電源をオンすると、図６に示すように、調光制御部３４３は、メイン照明調光部３４４及びサブ照明調光部３４５を制御して、メイン照明光量及びサブ照明光量を所定のデフォルト値に設定する（ステップＳ１）。

そして、バルーン制御部３５がバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張させた状態で、術者が挿入部２１を患者の体腔内へ挿入することで、体腔内の撮像が開始される（ステップＳ２）。なお、挿入中および観察部位におけるバルーンは、その膨張度合いを連続的に制御できることはいうまでもない。この段階では体腔内は、メイン照明光により視野の全領域が照明され、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによる各サブ照明光により視野の４つの領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）のそれぞれが照明されることとなる。

撮像が開始されると、輝度計測部３４２は、図５で説明した領域毎の撮像画像の輝度を計測し、計測結果を調光制御部３４３に出力する（ステップＳ３）。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と所定の第１の閾値とを比較し、各領域でのハレーション発生の有無を判定する（ステップＳ４）。ハレーションの発生領域があると判断すると、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、サブ照明調光部３４５がハレーション領域に対応したサブ照明光量を低下させる（ステップＳ５）。なお、調光制御部３４３がハレーションの発生領域がないと判断すると、処理は後述するステップＳ８に移行する。

図７は図４の調光制御部による画像上に発生したハレーション領域の特定を説明するための図である。また、図８は白色ＬＥＤを図４の領域に対応させるために白色ＬＥＤの配置を挿入部の基端側から先端側にみた図である。例えば図７に示すように、画像５Ａ上にハレーション５０が発生している場合、調光制御部３４３は、ステップＳ５にて、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、ハレーション５０の発生を認識すると共に、ハレーションが発生している領域を特定する。この図７の場合、調光制御部３４３は、画像５Ａ上にハレーション５０が、図５における第４領域に発生していることを特定する。そして、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、図８に示すように、サブ照明調光部３４５が第４領域に対応する白色ＬＥＤ２４ｂの発光光量（サブ照明光量）を低下させる。

図６に戻り、ステップＳ５の処理の後、輝度計測部３４２は、４つの領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）の各領域の輝度を計測し、計測結果を調光制御部３４３に出力する。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と前記の第１の閾値とを比較し、各領域でのハレーション発生の有無を判定し、ハレーション発生が継続しているかどうか判断する（ステップＳ６）。

ハレーション発生が継続している場合、調光制御部３４３は、メイン照明調光部３４４を制御し、メイン照明調光部３４４がメイン照明光量を低下させ、ハレーションの発生を解消する（ステップＳ７）。

なお、調光制御部３４３がステップＳ６においてハレーション発生は解消されたと判断すると、処理は次段のステップＳ８に移行する。

次に、輝度計測部３４２は、４つの領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）の各領域の輝度を計測し、計測結果を調光制御部３４３に出力する。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と所定の第２の閾値とを比較し、所定の輝度に達していない、画像が暗い低輝度領域の発生の有無を判定する（ステップＳ８）。

低輝度領域の発生があると判定すると、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、サブ照明調光部３４５がハレーション領域に対応していないサブ照明光量を増加させる（ステップＳ９）。例えば上記説明ではハレーション領域が第４領域であったため（図５及び図７参照）、低輝度領域の発生があると判定すると、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、第１領域、第２領域、第３領域に対応している白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｄ、２４ｃ（図８参照）の発光光量を増加させる。

そして、映像処理＆制御部３４は、術者による検査終了指示を確認する（ステップＳ１０）まで、上記ステップＳ３〜ステップＳ９の処理を繰り返す。

なお、上記説明では、ハレーション領域を例えば第４領域として説明したが、このようにハレーション領域が特定の領域（例えば第４領域）に限定されるとは限らず、例えば図９に示すような画像５Ａ上の位置にハレーション５０が発生した場合は、調光制御部３４３はステップＳ５において、画像５Ａ上にハレーション５０が複数の領域にわたり発生、すなわち図５における第１領域及び第４領域に発生していることを特定する。そして、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、サブ照明調光部３４５が第１領域及び第４領域に対応する白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂの発光光量（サブ照明光量）を低下させる。このとき、調光制御部３４３は、例えばハレーション５０が占める各領域の面積に基づいて、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｄそれぞれの発光光量を低下させる光量配分を決定し、サブ照明調光部３４５を制御する。また、ステップＳ８において低輝度領域の発生があると判定すると、調光制御部３４３はステップＳ９にてサブ照明調光部３４５を制御し、ハレーション領域に対応していない第２領域、第３領域に対応している白色ＬＥＤ２４ｂ、２４ｃ（図８参照）の発光光量を増加させる。

このように本実施形態の内視鏡装置では、以下のような効果を得ることができる。

（１）光源装置からの照明光をメイン照明光とし、挿入部の先端側面に設けた複数の白色ＬＥＤが発光する白色光をサブ照明光として、メイン照明光及びサブ照明光をデフォルトの光量にて被写体に照射してＣＣＤにて撮像した際に、撮像画像上に局所的なハレーションが発生した場合、サブ照明光の光量及びメイン照明光の光量を減少させるので、適切にハレーションを解消できる。

（２）また、本実施形態では、サブ照明光の光源である複数の白色ＬＥＤの照明領域と、ハレーションの発生領域を関連つけてサブ照明光の光量を減少させるので、効果的に局所的なハレーションを解消することができる。

（３）さらに、ハレーションの発生領域が白色ＬＥＤの複数の照明領域にまたがる際には、白色ＬＥＤの複数の照明領域におけるハレーションの発生領域の面積に応じて、サブ照明光の光量減少配分を決定するので、より効果的に局所的なハレーションを解消することができる。

（４）さらにまた、本実施形態では、局所的なハレーションを適正に解消した後に、画像に輝度不足領域が発生していると判断した場合には、光量減少させていない白色ＬＥＤの光量を増加させることで、画像全体の輝度を確保することができ、この結果、局所的なハレーションがなく適切な明るさの、観察に最適な画像を得ることが可能となる。

なお、本実施形態では、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを光を拡散して透過する部材により構成しているので、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから発生した白色光が、このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを透過することにより拡散され、面光源状態の発光となり、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが照射する領域に一様なサブ照明光を照射することができ、サブ照明光によるハレーションの発生を効果的に抑制できるという効果がある。

また、本実施形態では、メイン照明光は、光源装置４のランプ部４１からの光をライトガイド２２により伝送した照明光としたがこれに限らず、例えば照明窓２６ａ、２６ｂを介して白色光を照射するようにメイン白色ＬＥＤ（図示せず）を挿入部２１の先端に配置し、ＬＥＤドライバ３１によりこのメイン白色ＬＥＤを駆動すると共に、メイン照明調光部３４４が光源装置４の絞り４２の代わりに、ＬＥＤドライバ３１を制御するようにしても、本実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。この場合、光源装置４が不要となり、また、挿入部２１にライトガイド２２を挿通させる必要がないため、挿入部２１をより細径化できると共に、内視鏡装置１の装置構成が簡略化できるという効果がある。

なお、本実施形態では、光源装置４からの照明光であるメイン照明光及び複数の白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからの白色光であるサブ照明光を共に、挿入部２１の体腔内挿入開始時より点灯するとしたが、これに限らない。すなわち、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄをバルーン制御部３５により収縮状態に保った状態で、挿入部２１の体腔内への挿入を開始し、この開始時はメイン照明光のみ点灯し、調光制御部３４３はメイン照明光のみの発光で局所的なハレーションが発生したことを検出した場合、メイン照明調光部３４４を制御しメイン照明光の光量を減少させて局所的なハレーションの発生を回避（抑制）する。その後、調光制御部３４３はメイン照明光の光量減少により低輝度領域が生じたことを検出することにより、バルーン制御部３５によりバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張状態として、サブ照明調光部３４５を制御し対応するサブ照明光を発光させ、かつサブ照明光の光量を調光することで、画像全体の輝度を適切なレベルに保持するようにしてもよい。

第２の実施形態：
本実施形態は、第１の実施形態と構成は同じであって、映像処理＆制御部３４の処理のみが異なるので、異なる点のみ説明する。

図１０は本実施形態の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャートである。

本実施形態では、図１０に示すように、図６において説明したステップＳ１〜ステップＳ３の処理の後、映像処理＆制御部３４は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と（第１の実施形態で説明した）所定の第２の閾値とを比較し、各領域での低輝度領域の発生の有無を判定する（ステップＳ４１）。低輝度領域の発生があると判断すると、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、サブ照明調光部３４５が低輝度領域に対応したサブ照明光量を増加させる（ステップＳ５１）。なお、調光制御部３４３が低輝度領域の発生がないと判断すると、処理は後述するステップＳ８１に移行する。

その後、輝度計測部３４２は、４つの領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）の各領域の輝度を計測し、計測結果を調光制御部３４３に出力する。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と前記の第２の閾値とを比較し各領域での低輝度領域発生の有無を判定し、低輝度領域発生が継続しているかどうか判断する（ステップＳ６１）。

低輝度領域発生が継続している場合、調光制御部３４３は、メイン照明調光部３４４を制御し、メイン照明調光部３４４がメイン照明光量を増加させ、低輝度領域の発生を解消する（ステップＳ７１）。

なお、調光制御部３４３がステップＳ６１において低輝度領域発生は解消されたと判断すると、処理は次段のステップＳ８１に移行する。

次に、輝度計測部３４２は、４つの領域（第１領域、第２領域、第３領域、第４領域）の各領域の輝度を計測し、計測結果を調光制御部３４３に出力する。調光制御部３４３は、輝度計測部３４２からの計測結果に基づいて、計測した光量の平均値（あるいは総量）と（第１の実施形態で説明した）所定の第１の閾値とを比較し、ハレーションの発生の有無を判定する（ステップＳ８１）。

ハレーションの発生があると判定すると、調光制御部３４３はサブ照明調光部３４５を制御し、サブ照明調光部３４５が低輝度領域に対応していないサブ照明光量を低下させ（ステップＳ９１）、ステップＳ１０に進む。

このように本実施形態においても、低輝度領域発生とハレーション発生に対する処理の流れが第１の実施形態と異なるだけで、第１の実施形態と同様に、局所的なハレーション発生を適正に抑制すると共に、画像全体の明るさを最適に維持し、観察に最適な画像を得ることができる。

なお、上記各実施形態では、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ毎にバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを設け、かつバルーン全体を光を拡散して透過する部材により構成するとしたが、これに限らず、以下の変形例１または２のようにバルーンを構成してもよい。

（変形例１）
図１１に示すように、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを２つの部材から構成し、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの出射側の一方（前方）側の部材２５１は光を拡散して透過する部材とし、他方（後方）側の部材２５２を光を透過させない不透過部材としてもよく、この場合、バルーンの一方（前方）側のみが光を拡散透過するので、光量のロスを低減させることができる。なお、バルーンの他方（後方）側の内膜を光反射性膜とすることで、さらに光量のロスを低減させることができる。

（変形例２）
図１２に示すように、１つのバルーン２５３を用い、内部を４つに分割し（間仕切り部分は不透過部材）、分割した内部領域２５３ａ〜２５３ｄに白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが配置されるようにバルーン２５３を構成してもよい。この場合バルーン２５３は、バルーン全体を光を拡散して透過する部材により構成する、あるいは変形例１のように出射側の一方（前方）側の部材は光を拡散して透過する部材とし、他方（後方）側の部材を光を透過させない不透過部材とすることで、各実施形態または変形例１と同様な効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態では、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを設けることが好ましいが、必ずしもバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは必要としない。例えば白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの出射面に光拡散フィルタを設け、あるいは光拡散コーティングを施し、面発光状態を実現することで、上記各実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。

また、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを挿入部２１の先端側面に配置するとしたが、これに限らず、例えば白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを挿入部２１の先端側内面壁に設け、挿入部２１の先端面に第２の照明光の出射窓等を設けるようにしてもよい。

なお、上記各実施形態においては、調光制御部３４３におけるハレーション部／低輝度部の判定は、画素レベルで輝度をチェックし、その面積で判定するようにしてもよい。また、メイン照明光およびサブ照明光における光量制御において、光量調整幅を小刻みに行い、輝度が所定範囲内（ハレーション領域及び低輝度領域を発生させない輝度領域内）になるまで計測と光量制御を繰返し行うことでもよい。

以上、本発明の内視鏡装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

第１の実施形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図 図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための挿入部先端の側面を示す図 図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための挿入部の先端面を示す図 図１のビデオプロセッサの映像処理＆制御部の制御構成を示すブロック図 図４の輝度計測部が計測する輝度を説明するための図 図４の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャート 図４の調光制御部による画像上に発生したハレーション領域の特定を説明するための図 白色ＬＥＤを図４の領域に対応させるために白色ＬＥＤの配置を挿入部の基端側から先端側にみた図 図７のハレーション領域の変形例を説明する図 第２の実施形態に係る映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャート 各実施形態のバルーンの変形例１を示す図 各実施形態のバルーンの変形例２を示す図

符号の説明

１…内視鏡装置、２…電子内視鏡（内視鏡）、３…ビデオプロセッサ（信号処理装置）、４…光源装置、５…モニタ、２１…挿入部、２２…ライトガイド（第１の照明光照射手段）、２３…ＣＣＤ（撮像手段）、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ…白色ＬＥＤ（第２の照明光照射手段）、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ…バルーン、３１…ＬＥＤドライバ、３２…ＣＣＤドライバ、３３…映像前処理部、３４…映像処理＆制御部、３５…バルーン制御部、４１…ランプ部、４２…絞り、３４１…映像信号処理部、３４２…輝度計測部（輝度計測手段）、３４３…調光制御部（調光制御手段）、３４４…メイン照明調光部、３４５…サブ照明調光部

Claims (13)

1. 管腔内の被写体に照明光を照射し前記被写体を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記被写体の撮像信号を信号処理して被写体画像を生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置において、
   前記内視鏡は、
   撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明光照射手段と、前記撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域のそれぞれに前記照明光のうちの複数の第２の照明光を照射する第２の照明光照射手段と、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記被写体を撮像する撮像手段とを備え、
   前記信号処理装置は、
   前記被写体画像上において前記局所的領域毎の輝度を計測する輝度計測手段と、前記輝度の計測結果に基づき前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御する調光制御手段をと備えた
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記調光制御手段は、前記輝度計測手段が前記被写体画像上において所定範囲外の輝度となる前記局所的領域を検出した場合、少なくとも所定範囲外の輝度となった前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記調光制御手段は、所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とすると共に、前記被写体画像全体の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光照射手段及び／または前記第２の照明光照射手段の出射光量を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記調光制御手段は、前記第１の照明光照射手段を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第２の照明光照射手段を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とする
   ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
5. 前記調光制御手段は、前記第２の照明光照射手段を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第１の照明光照射手段を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とする
   ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
6. 前記所定範囲外の輝度は、前記被写体画像上においてハレーションが発生する輝度である
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
7. 前記所定範囲外の輝度は、前記被写体画像上において明るさ不足が発生する輝度を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記複数の第２の照明光照射手段を覆うバルーンと、前記バルーンを膨張及び収縮させるバルーン制御手段とをさらに備え、
   前記バルーンは前記第２の照明光を拡散透過する部材により構成される
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
9. 管腔内の被写体に照明光を照射し前記被写体を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記被写体の撮像信号を信号処理して被写体画像を生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置の調光制御方法において、
   撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明ステップと、
   前記撮像視野の中心部から周辺部にかけて偏在する複数の局所的領域のそれぞれに前記照明光のうちの複数の第２の照明光を照射する第２の照明光照射ステップと、
   前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記被写体を撮像する撮像ステップと、
   前記被写体画像上において前記局所的領域毎の輝度を計測する輝度計測ステップと、
   前記輝度の計測結果に基づき前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を調整する調光ステップを
   と備えたことを特徴とする内視鏡装置の調光制御方法。
10. 前記調光ステップは、前記輝度計測ステップにて前記被写体画像上において所定範囲外の輝度となる前記局所的領域を検出した場合、少なくとも所定範囲外の輝度となった前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を制御する
    ことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置の調光制御方法。
11. 前記調光ステップは、所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とすると共に、前記被写体画像全体の輝度を所定範囲内の輝度とするように、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光の光量を制御する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置の調光制御方法。
12. 前記調光ステップは、前記第１の照明光を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第２の照明光を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とする
    ことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置の調光制御方法。
13. 前記調光ステップは、前記第２の照明光を調光制御して所定範囲外の輝度となる前記局所的領域の輝度を所定範囲内の輝度とし、前記第１の照明光を調光制御して前記被写体画像全体の輝度を前記所定範囲内の輝度とする
    ことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置の調光制御方法。