JP2010142288A - 内視鏡装置及びこの内視鏡装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤ及びＬＥＤの周囲の温度を検知し、検知結果に基づき光源の光量制御を行うことを可能にして、画像ノイズの発生を抑制して良好な内視鏡観察画像を得ること。
【解決手段】本発明の内視鏡装置１は、挿入部４の先端部５に設けて被写体の光学像を撮像するＣＣＤ６と、ＣＣＤ６により光電変換された電気信号をもとに各種画像処理を施す画像処理部（１１、１３〜１５）と、先端部５に設けて前記被写体に光を照射するＬＥＤ８と、ＬＥＤ８の出射光量を調整する調光制御部１８と、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲に設けてＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲の温度を検知して検知結果を出力するサーミスタ７と、サーミスタ７からの検知結果に基づいて、ＬＥＤ８の温度が一定になるように調光制御部１８によるＬＥＤ８の出射光量を制御するＣＰＵ１７と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置及びこの内視鏡装置の制御方法に関する。

近年、内視鏡装置は、例えば体腔内臓器の観察を行い、必要に応じて処置具を用いて治療処置を行う医療分野、また、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の内部の傷、腐食等の観察、検査を行う工業分野、において幅広く用いられている。

このような内視鏡装置は、特に光の届かない暗い環境下で観察することが多い機種においては、観察するのに十分な明るさを得るために、内視鏡挿入部の先端部にＬＥＤ等の光源を配置したものがある。

また、ＬＥＤ等の光源の光量調節を可能とする従来の内視鏡装置としては、例えば特許文献１に記載の内視鏡装置がある。

この特許文献１には、従来のライトガイド方式の構成に起因する照明光の光量ロスを無くすために、固体撮像素子（以下、ＣＣＤと称す）からの出力信号を映像化する映像信号処理回路によってＣＣＤにより撮像した画像の出力輝度をもとに最適な出射光となるようにＬＥＤの光量調節を行う内視鏡装置に関する技術が開示されている。
特開平１１−２２５９５２号公報

しかしながら、先端部にＬＥＤ等の光源を有する従来の内視鏡装置は、ＣＣＤの直近に発熱源である光源が配置される構造であることから、光源の発熱によってＣＣＤの温度が上昇し、ＣＣＤに流れる暗電流が増加してしまうため、画像ノイズの発生及び増加を招く虞があり、内視鏡観察画像に影響を及ぼしてしまうといった問題点があった。

特に、光量をより必要とする暗い場所での観察においては、光源の出射光量を上げる必要が生じるため、それに比例して画像ノイズがより顕著になる傾向があった。

また、解像度を上げるために、高画素のＣＣＤを内視鏡に搭載した内視鏡装置では、同じ画面サイズで画素数を増やし解像度を高めようとすると、１画素の面積が減少するために、画素に入射する光量が低下し感度が低下することになる。つまり、このような方法は、ＣＣＤの感度としては不利な方向に作用してしまう。このため、従来の内視鏡装置は、光源の光量を上げてＣＣＤへの入射光量を上げる方法を行わざるを得ず、前述した画像ノイズの増加を招く結果となっていた。

また、特許文献１に開示されているような従来の調光制御を採用している内視鏡装置では、再現する内視鏡観察画像の明るさに主眼を置いているため、画像ノイズの増加より明るさが優先される。特に暗い被写体を撮像している場合や、高画素のＣＣＤを搭載した内視鏡装置による観察の場合には、画像ノイズが顕著になる傾向があった。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、ＣＣＤ及びＬＥＤの周囲の温度を検知し、検知結果に基づき光源の光量制御を行うことを可能にして、画像ノイズの発生を抑制して良好な内視鏡観察画像を得ることができる内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法を提供することを目的とする。

本実施態様に係る内視鏡装置は、挿入部の先端部に設けられ、被写体の光学像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を駆動するための撮像素子駆動部と、前記撮像素子により光電変換された電気信号をもとに各種画像処理を施す画像処理部と、前記先端部に設けられ、前記被写体に光を照射する光源と、前記光源の出射光量を調整する調光制御部と、前記先端部の前記撮像素子及び前記光源の周囲に設けられ、前記撮像素子及び前記光源の周囲の温度を検知して検知結果を出力する温度検出部と、前記温度検出部からの検知結果に基づいて、前記光源の温度が一定に近づくように前記調光制御部による前記光源の出射光量を制御する制御部と、を有している。

また、本発明の内視鏡装置の制御方法は、挿入部の先端部に設けられた、被写体の光学像を撮像する撮像素子により光電変換された電気信号をもとに各種画像処理を施す画像処理ステップと、前記先端部に設けられた、前記被写体に光を照射する光源の出射光量を調整する調光制御ステップと、前記先端部の前記撮像素子及び前記光源の周囲に温度検出部を設けて、前記温度検出部により前記撮像素子及び前記光源の周囲の温度を検知して検知結果を出力する温度検出ステップと、前記温度検出ステップによる検知結果に基づいて、前記光源の温度が一定になるように前記調光制御ステップによる前記出射光量を制御する制御ステップと、を有している。

本実施態様の内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法によれば、ＣＣＤ、又は光源の一例としてＬＥＤの周囲の温度を検知し、検知結果に基づき光源の光量制御を行うことを可能にして、画像ノイズの発生を抑制し、以って良好な内視鏡観察画像を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１から図３は本実施態様に係る内視鏡装置の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図２及び図３は内視鏡装置の作用を説明するためのもので、図２は時間と検出温度、及び時間とＬＥＤ電流値の関係を示すタイミングチャート、図３は図１の制御部の制御例を示すフローチャートである。

図１に示すように、第１の実施の形態の内視鏡装置１は、内視鏡２と、本体部３と、リモコン２２と、画像表示部２３とを有して構成され、この本体部３にはメイン電源２１からの電力が供給されている。

内視鏡２は、細長の挿入部４を有している。この挿入部４の基端部は本体部３に接続されている。また、本体部３には、画像表示部２３が接続されている。

内視鏡２の挿入部４は、先端部５と、この先端部５に連接される可撓管部とを有して構成される。尚、図示はしないが、挿入部４は、先端部５を上下及び左右方向に湾曲させるための湾曲部を有している。

そして、挿入部４の先端部５には、ＣＣＤ６と、温度検出部を構成するサーミスタ７と、光源としてのＬＥＤ８とが設けられている。
ＣＣＤ６は、被写体の光学像を撮像し光電変換して得た電気信号を信号ケーブルを介して本体部３に出力する。このＣＣＤ６は、本体部３内の図示しないＣＣＤ駆動回路によって駆動される。

サーミスタ７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲に配設される。このサーミスタ７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲の温度を検知して検知結果を信号ケーブルを介して本体部３に出力する。
尚、温度検出部としてサーミスタ７を用いて構成したが、これに限定されることはなく、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲の温度を検知することができるものであれば他の温度センサを用いても良い。また、サーミスタ７は、少なくともＬＥＤ８の周囲の温度のみを検出するものでも良いが、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周囲の温度を検知するように配置することが望ましい。

ＬＥＤ８は、被写体に光を照射するもので、後述する本体部３内のＬＥＤ駆動回路によって駆動される。尚、ＬＥＤ８は、例えば複数のＬＥＤ８を設けて構成しても良い。

次に、本体部３の構成について説明する。
図１に示すように、本体部３は、プリアンプ９と、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと称す）１０と、画像処理部を構成するＡＧＣ回路（以下、ＡＧＣと称す）１１、Ａ／Ｄコンバータ（以下、ＡＤと称す）１２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor ）１３、ノイズリダクション回路（以下、ノイズリダクションと称す）１４、及びワイドダイナミックレンジ回路（以下、ワイドダイナミックレンジと称す）１５と、ビデオデコーダ１６と、制御部を構成するＣＰＵ１７と、調光制御部を構成するＬＥＤ調光制御部１８と、ＬＥＤ駆動回路１９と、を有して構成される。

また、本体部３には、メイン電源２１からの電力が供給されている。また、本体部３の制御部１７には、調光操作部を構成するリモコン２２から、例えば赤外線などの無線にて送信された操作信号が供給される。また、ケーブル等の有線であってもよい。

プリアンプ９は、ＣＣＤ６から伝送された電気信号である撮像信号を増幅しＣＤＳ１０に出力する。ＣＤＳ１０は、その増幅された撮像信号に含まれるノイズを除去又は低減させて、画像処理部を構成するＡＧＣ１１に出力する。

ＡＧＣ１１は、ＣＤＳ１０からの撮像信号に対し信号のゲインを設定する。そして、ＡＤ１２は、このＡＧＣ１１の出力信号をデジタルの撮像信号に変換し、ＤＳＰ１３に出力する。

ＤＳＰ１３は、ＡＤ１２からのデジタルの撮像信号を、ＹＵＶ信号（輝度信号（Ｙ）と、輝度信号と青色成分の差（Ｕ）、輝度信号と赤色成分の差（Ｖ）の３つの情報で色を表す形式の信号）に変換して映像信号としてノイズリダクション１４に出力する。

尚、ＤＳＰ１３は、色ゲイン回路及び輪郭強調回路を構成するもので、入力撮像信号をＹＵＶ信号に変換する場合に、色ゲイン処理及び輪郭強調処理を行うことができる。

ノイズリダクション１４は、ＤＳＰ１３からのＹＵＶ信号のノイズ低減処理を行い、ワイドダイナミックレンジ１５に出力する。尚、ノイズリダクション１４は、ノイズリダクション回路を構成している。

ワイドダイナミックレンジ１５は、ノイズリダクション１４からのＹＵＶ信号に対して、ダイナミックレンジ拡大処理を行い、ビデオデコーダ１６に出力する。尚、ワイドダイナミックレンジ１５は、ワイドダイナミックレンジ回路を構成している。

ビデオデコーダ１６は、ワイドダイナミックレンジ１５からのＹＵＶ信号をビデオ信号に変換し、画像表示部２３に出力してこのビデオ信号に基づく画像を表示させる。

尚、このような画像処理部を構成するＡＧＣ１１、ＤＳＰ１３、ノイズリダクション１４及びワイドダイナミックレンジ１５は、ＣＰＵ１７によって制御される。

ＬＥＤ駆動回路１９は、ＬＥＤ調光制御部１８の制御によってＬＥＤ８を駆動させる。ＬＥＤ調光制御部１８は、ＣＰＵ１７の制御に基づきＬＥＤ駆動回路１９を制御することで、ＬＥＤ８の出射光量を調整制御する。尚、ＬＥＤ調光制御部１８及びＬＥＤ駆動回路１９は、調光制御部を構成している。

本実施の形態では、サーミスタ７からの検知結果がＣＰＵ１７に供給されており、ＣＰＵ１７は、この供給された検知結果に基づき、ＬＥＤ８の温度が一定になるようにＬＥＤ調光制御部１８によるＬＥＤ８の出射光量を制御すると同時に、前記画像処理部を構成する各種ブロック（１１、１３〜１５）による画像処理を制御する。

ＣＰＵ１７は、図示しないメモリを有し、この図示しないメモリには、サーミスタ７からの検知結果に基づきＬＥＤ８の光量制御を行うのに必要な第１の閾値（ａ℃：図２参照）及び第２の閾値（ｂ℃：図２参照）が格納されている。

さらに、このメモリには、サーミスタ７からの検知結果に基づき前記画像処理部を構成する各種ブロック（１１〜１５）による画像処理を行うのに必要な複数の制御パターン情報から構成される複数のテーブル（後述する表１参照）が格納されている。

ＣＰＵ１７は、図示しないメモリ内の複数のテーブル内、サーミスタ７からの検知結果に応じた何れかのテーブルを選択し、このテーブルに基づく制御パターン情報（レジスタ設定情報ともいう）に基づき、画像処理部（１１、１３〜１５）の画像処理、及び調光制御部１８によるＬＥＤ８の出射光量の調整制御を行う。

この場合、画像処理部において、ＡＧＣ１１は、供給された制御パターン情報に基づいて、ＣＤＳ１０の出力信号の強弱に応じてゲインを自動的に変更し、ＣＣＤ撮像信号量を安定させた状態で出力する。

また、ＤＳＰ１３は、供給された制御パターン情報に基づいて、色分離処理（色ゲイン処理）、ガンマ補正処理、輪郭強調処理、電子ズーム処理、及び露光処理を行う。

また、ノイズリダクション１４は、供給された制御パターン情報に基づいて、ＤＳＰ１３からのＹＵＶ信号にノイズ低減処理を施す。
また、ワイドダイナミックレンジ１５は、供給された制御パターン情報に基づいて、ノイズリダクション１４からのＹＵＶ信号にダイナミックレンジ拡大処理を施す。

従って、このような構成により、本実施の形態の内視鏡装置１は、サーミスタ７からの温度検知結果に基づき、自動でＬＥＤ８の光量制御及び取得画像の画像処理を行うことが可能となる。

尚、画像処理部として、ＡＧＣ１１、ＤＳＰ１３、ノイズリダクション１４、及びワイドダイナミックレンジ１５を用いて構成したが、これに限定されるものではく、他の画像処理を行う回路をさらに設けて前記画像処理部を構成しても良い。

次に、本実施の形態の内視鏡装置の作用について、表１及び図２を用いて説明する。
まず、内視鏡装置の画像処理について表１を用いて説明する。
本実施の形態の内視鏡装置１は、サーミスタ７からの検知結果（ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度）が常時ＣＰＵ１７に供給されている。

ここで、ＣＰＵ１７内の図示しないメモリには、前記したように、画像処理部（１１、１３〜１５）による画像処理及びＬＥＤ９の光量制御を行うのに必要な複数の制御パターン情報から構成される複数のテーブルが格納されている。
この複数のテーブル（ｔａｂｌｅ）の一例を、下記の表１に示す

尚、表１において、複数の制御パターン情報は、例えば、サーミスタ７からの検知温度に応じた、画像処理部を構成する各種ブロック（１１、１３〜１５）の設定レベル、及びＬＥＤ調光制御部１８の設定レベルを示している。

この場合、表１に示すように、ＬＥＤ８の出射光レベル、ＤＳＰ１３による輪郭強調レベル及び色ゲインレベル、ノイズリダクションレベルについては、ＭＩＮ、ＬＯＷ、ＭＩＤ、ＨＩＧＨ、ＭＡＸの４段階としている。
また、ＡＧＣゲインについては、１〜１０（ＭＡＸ値）の１０段階としている。尚、表１に示した前記設定レベルは、４段階及び１０段階に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更設定可能である。

そして、ＣＰＵ１７は、供給されたサーミスタ７からの検知結果に基づき、図示しないメモリに格納された前記表１に示す複数のテーブルから、前記検知結果に応じたテーブルを選択し、このテーブルに基づく制御パターン情報を画像処理部に供給する。

すると、画像処理部の各種画像処理回路（１１、１３〜１５）は、供給された制御パターン情報に基づく各種設定を行うとともに、設定に基づく画像処理を行う。

具体的には、画像処理部において、ＡＧＣ１１は、供給された制御パターン情報に基づいて、ＣＤＳ１０からの出力信号の強弱に応じてゲインを自動的に変更し、ＣＣＤ撮像信号量を安定させた状態で出力する。

つまり、ＡＧＣ１１による画像処理を行うことによって、映像の輝度変化を抑制し、視覚的に明るさの変化が少なく、かつ、輝度ランダムノイズが少ない映像にすることができる。即ち、Ｓ／Ｎを向上させた画像を得ることができる。

また、ＤＳＰ１３は、供給された制御パターン情報に基づいて、色分離処理（色ゲイン処理）、ガンマ補正処理、輪郭強調処理、電子ズーム処理、及び露光処理を行う。

つまり、ＤＳＰ１３による色ゲイン処理を行うことによって、色のコントラスト変化を抑制し、視覚的に色の変化が少なく、かつ、色ランダムノイズが少ない映像にすることができる。即ち、Ｓ／Ｎを向上させた画像を得ることができる。

また、ＤＳＰ１３による輪郭強調処理を行うことによって、画像の輪郭部位の輝度差レベルを調整することができる。これにより、輪郭強調レベルに応じて輝度ランダムノイズが生じやすい輪郭部位において、ノイズ量を低減することができ、その結果、画像の輪郭部位が正確に表現され、Ｓ／Ｎを向上させた画像となる。

また、ノイズリダクション１４は、供給された制御パターン情報に基づいて、ＤＳＰ１３からのＹＵＶ信号にノイズ低減処理を施す。
つまり、ノイズリダクション１４によるノイズ低減処理を行うことによって、フレーム間の画像を比較して、温度起因によるノイズ部位、及びＬＥＤ８からの出射光量の変換に起因して増減するノイズ部位を特定し、除去することができる。これにより、ノイズを低減し、Ｓ／Ｎを向上させた画像を得ることができる。

また、ワイドダイナミックレンジ１５は、供給された制御パターン情報に基づいて、ノイズリダクション１４からのＹＵＶ信号にダイナミックレンジ拡大処理を施す。

つまり、ワイドダイナミックレンジ１５によるダイナミックレンジ拡大処理を行うことによって、映像の輝度変化を抑制し、視覚的に明るさの変化が少なく、かつ、輝度ランダムノイズが少ない映像にすることができる。即ち、Ｓ／Ｎを向上させた画像を得ることができる。

例えば、サーミスタ７の検知結果、即ちＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が１００℃に達した場合、ＣＰＵ１７は、表１中のｔａｂｌｅ１（テーブル１）を選択し、このｔａｂｌｅ１の制御パターン情報（レジスタ設定情報）を画像処理部を構成する各回路ブロック（１１、１３〜１５）に夫々出力する。そして、前記画像処理部の各回路ブロック（１１、１３〜１５）は、供給された制御パターン情報に基づく画像処理を行う。

具体的には、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が非常に高く、画像ノイズの発生・増加を招くため、ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨからＭＩＤに下げるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御することで温度上昇を抑制する。

また、画像ノイズを軽減する画像処理を、前記したようにＡＧＣ１０、ＤＳＰ１３、ノイズリダクション１４、ワイドダイナミックレンジ１５によって行う。
この場合、ＡＧＣ１０は、ＡＧＣゲイン（ＭＡＸ値）が“４”となるように制限する。また、ＤＳＰ１３は、色ゲインレベル及び輪郭強調レベルをＭＩＤからＬＯＷに落して各処理を行う。

ＡＧＣゲイン（ＭＡＸ値）及び輪郭強調レベルを下げることにより、高周波ノイズや色・輝度成分のランダムノイズを軽減することができ、また、色ゲインを落とすことにより、色ランダムノイズを軽減することができる。

ノイズリダクションは、ＮＲレベルをＭＩＤからＨＩＧＨに設定変更し、ノイズ成分の抑制強度を強くする。また、画像ノイズが目立つ長時間露光は、ＤＳＰ１３に対してＯＮを停止し、ＯＦＦさせる。

また、ＬＥＤ８の出射光量をＨＩＧＨからＬＯＷに下げたことにより、内視鏡観察画像が暗くなる、このため、ワイドダイナミックレンジ１５によるダイナミックレンジ拡大処理を行う。

尚、本実施の形態において、前記表１に示す複数のｔａｂｌｅに基づく各種制御パターン（レジスタ設定情報）は、通常、ユーザによりその設定レベルが自在に変更可能である。しかしながら、ＣＰＵ１７は、サーミスタ７による検出結果が１００℃の場合には、ｔａｂｌｅ１の制御パターン情報についてはユーザによる設定変更を停止するように制御する。

次に、内視鏡装置１のＬＥＤ８の光量制御について図２及び図３を用いて説明する。
いま、図１に示す内視鏡装置１のメイン電源２１をオンして電源の投入後、観察を行っているものとする。
すると、本体部３のＣＰＵ１７は、図示しないメモリに格納された図３に示すプログラムを読み出して起動する。
まず、ＣＰＵ１７は、ステップ１の処理により、初期状態として、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨに仮定して設定する。

すると、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨとなるＬＥＤ８電流値（第２の光量設定レベルを構成する、例えば図２に示す最大電流値：Ｘ１ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。

次に、ＣＰＵ１７は、続くステップ２の判断処理により、サーミスタ７からの検出結果、即ち、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が、図示しないメモリに記憶された第１の閾値ａ℃（図２参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃を超えたと判定した場合には処理をステップ３に移行し、ＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以下と判定した場合には処理をステップ１に戻して常時ステップ２による判定を行う。

ステップ３の処理では、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨからＬＯＷに落とすように変更する。
この場合、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＬ０ＷのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＬＯＷとなるＬＥＤ８電流値（第１の光量設定レベルを構成する、例えば、図２に示す最小電流値：Ｘ２ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。

また、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ８の光量レベルをＬＯＷに設定した時点（図２に示す時刻ｔ１）から、ユーザによりＬＥＤ８の光量レベルをＨＩＧＨに変更することを停止する。これにより、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度の上昇を抑制できると同時に、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度を下げることができる。

その後においても、サーミスタ７からの検知結果は、ＣＰＵ１７に常時供給されており、ＣＰＵ１７は、この検知結果に基づきＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度を監視している。

そして、ＣＰＵ１７は、続くステップ４の判断処理により、再度、サーミスタ７からの検出結果（ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度）が、図示しないメモリに記憶された第１の閾値ａ℃（図２参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃を超えたと判定した場合には前記ステップ３に処理を戻し、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以下と判定した場合には処理をステップ５に移行する。

前記ステップＳ３の処理により、ＬＥＤ８の光量レベルがＬＯＷに設定されたことで、図２に示すように、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度は下がることになる。

ＣＰＵ１７は、ステップ５の判断処理により、サーミスタ７からの検出結果（ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度）が、図示しないメモリに記憶された第２の閾値ｂ℃（前記第１の閾値ａ℃より低いもので、図２参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第２の閾値ｂ℃以上を超えたと判定した場合には前記ステップ３に処理を戻し、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第２の閾値ｂ以下と判定した場合には処理をステップ６に移行する。

ステップ６の処理では、ＣＰＵ１７は、内部に設けられた図示しないカウンタ等のタイマーにより、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が第２の閾値ｂ℃以下になった時刻ｔ２（図２参照）から予め設定された所定時間ｄｓｅｃを計測する。

そして、ＣＰＵ１７は、時刻ｔ２から予め設定された所定時間ｄｓｅｃ経過後の時刻ｔ３において、処理をステップ１に戻し、再度、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨに設定する。

すると、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＨＩＧＨのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨとなるＬＥＤ８電流値（例えば、図２に示す最大電流値：Ｘ１ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。このことにより、ＬＥＤ８は、ＨＩＧＨとなる出射光量で再度動作することになる。

尚、前記タイマーによる予め設定された所定時間ｄｓｅｃは、適宜変更可能である。また、この所定時間ｄｓｅｃを含む時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、ユーザのＬＥＤ８の光量レベルのＨＩＧＨへの変更操作が停止した期間となる。

従って、第１の実施の形態によれば、ＣＣＤ６の周囲（ＬＥＤ８の周囲も含む）の温度を検知し、検知結果に基づきＬＥＤ８の光量制御を自動で行うことが可能となる。これにより、ＬＥＤ８の発熱によってＣＣＤ６の温度が上昇した場合に、ＬＥＤ８の光量レベルを下げる光量制御を行うことで、ＣＣＤ６に流れる暗電流が増加することなく、かつ、画像ノイズの発生及び増加を招くことなく、良好な内視鏡観察画像を得ることが可能となる。

また、ＣＣＤ６の周囲（ＬＥＤ８の周囲も含む）の温度を検知し、検知結果に基づき、画像処理部を構成するＡＧＣ１１、ＤＳＰ１３、ノイズリダクション１４、及びワイドダイナミックレンジ１５の各画像処理を自動で行うことができるので、良好な内視鏡観察画像を得ることが可能となる。

（第２の実施の形態）
前記表１及び後述する表２は本実施態様に係る内視鏡装置の第２の実施の形態に係り、表２は図示しないメモリに格納されたテーブルの制御パターン情報を示している。

第２の実施の形態の内視鏡装置１は、前記第１の実施の形態の内視鏡装置と略同様に構成されているが、ＣＰＵ１７内の図示しないメモリには、さらに、ユーザによる変更操作により各種制御パターンの設定変更が可能なテーブル（後述する表２に示すｔａｂｌｅ５）が設けられている。

つまり、第２の実施の形態の内視鏡装置１は、前記第１の実施の形態における表１の複数のｔａｂｌｅ１〜４を用いた各種設定を自動調光・自動画質調整モードとし、さらに、表２に示す任意に変更可能な各種設定を通常モードとして、これらのモードをユーザ操作によって選択可能に構成している。

前記通常モードを実行するためのテーブル（ｔａｂｌｅ）の一例を下記の表２に示す。

尚、表２において、複数の制御パターン情報は、前記第１の実施の形態と同様に、例えば、サーミスタ７からの検知温度に応じた、画像処理部を構成する各種ブロック（１１、１３〜１５）の設定レベル、及びＬＥＤ調光制御部１８の設定レベルを示しているが、例えばリモコン２２のよる操作によって、各種の設定内容が任意に変更設定可能である。

但し、この通常モードは、前記表１の自動調光・自動画質調整モードとは異なり、ＬＥＤ８の出射光量レベルがどのようなサーミスタ７からの検知結果であっても全てＨＩＧＨとなるようにＬＥＤ８の明るさを優先するモードとなる。

即ち、通常モードは、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度によらず、ＬＥＤ８の出射光量を一定とし、ＡＧＣ１１によるＡＧＣゲイン（ＭＡＸ値）、ＤＳＰ１３による輪郭強調レベル、色ゲインレベル及び長時間露光、ノイズリダクション１４によるＮＲレベル、ワイドダイナミックレンジ１５によるワイドダイナミックレンジ拡大処理等の各種設定レベルが、例えばリモコン２２により変更設定されたレベルのまま保持される。

従って、ユーザは、第２の実施の形態の内視鏡装置１を用いる場合には、前記第１の実施の形態と同様に作用する表１に示す自動調光・自動画質調整モードか、或いは表２に示すＬＥＤ８の明るさ優先モードである通常モードかのいずれかのモードを、リモコン２２によって選択操作すればよい。

これに応じて、ＣＰＵ１７は、自動調光・自動画質調整モードが選択された場合には、前記第１の実施の形態と略同様に表１に基づく制御を行い、一方、通常モードが選択された場合には、予めユーザにより設定された表２に示す各種設定制御パターンに基づく制御を行う。勿論、ＬＥＤ８は常時ＨＩＧＨとなる出射光量で駆動される。
勿論、通常モードの実行時である場合でも、表２に示す各種設定は、リモコン２２による操作によって変更可能である。
その他の構成及び作用は第１の実施の形態と同様である。

従って、第２の実施の形態によれば、通常高温環境下で内視鏡装置を使用した場合、ＣＣＤ６への温度負荷により画像ノイズが非常に多く、観察に堪えない状況になるが、挿入部４の先端部５内のＣＣＤ６、ＬＥＤ８の周囲の温度に応じて、ＬＥＤ８の調光制御及び画像処理部（１１、１３〜１５）の各種画像処理を行うことにより、画像ノイズを軽減・抑制した状態で、観察のために必要最低限の明るさを常時、確保することができ、観察温度範囲を拡張することができる。

また、ユーザにより、自動調光・自動画質調整モードと、明るさ優先モードである通常モードとを選択可能に構成したことにより、画質よりＬＥＤ８の明るさを優先させて観察したい場合に有効であり、温度環境下によらずにユーザによる各種設定の調整が可能となる。その他の効果は第１の実施の形態と同様である。

（第３の実施の形態）
図４及び図５は本実施態様に係る内視鏡装置の第３の実施の形態に係り、図４は内視鏡装置の作用を説明するもので、時間と検出温度、及び時間とＬＥＤ電流値の関係を示すタイミングチャート、図５は第３の実施の形態の制御部の制御例を示すフローチャートである。
尚、図４及び図５は第１の実施の形態の内視鏡装置と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第３の実施の形態の内視鏡装置１は、前記第１の実施の形態の内視鏡装置１と同様に、自動でＬＥＤ８の光量制御及び画質調整処理制御を行うものであるが、ＬＥＤ８の光量制御方法について改良が施されている。

具体的には、前記内視鏡装置１のＣＰＵ１７内の図示しないメモリには、図５に示す改良が施されたプログラムが格納されており、ＣＰＵ１７は、このプログラムに基づきＬＥＤ８の光量制御を行う。
尚、第３の実施の形態の内視鏡装置１の構成は、前記第１の実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

次に、第３の実施の形態の内視鏡装置１におけるＬＥＤ８の光量制御について図４及び図５を用いて説明する。
いま、図１に示す内視鏡装置１のメイン電源２１をオンして電源の投入後、観察を行っているものとする。
すると、本体部３のＣＰＵ１７は、図示しないメモリに格納された図５に示すプログラムを読み出して起動する。
まず、ＣＰＵ１７は、ステップ１０の処理により、ユーザによるリモコン２２の操作によってＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨにする指示を受けると、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨである許可フラグを立てる。

そして、ＣＰＵ１７は、続くステップ１１の判断処理で、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨとなる前記許可フラグの確認を行う。
この場合、ＣＰＵ１７は、許可フラグが立っていると判定した場合には、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。すると、ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨとなるＬＥＤ８電流値（例えば、図４に示す最大電流値：Ｘ１ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。

一方、許可フラグが立っていないものと判定した場合には、ＣＰＵ１７は、ステップ１４の処理により、ＬＥＤ光量レベルをＭＩＤ、又はＬＯＷのみに設定可能にすると同時に、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨに変更設定することを停止してルーチンを終了する。

次に、ＣＰＵ１７は、続くステップ１２の判断処理により、サーミスタ７からの検出結果、即ち、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が、図示しないメモリに記憶された第１の閾値ａ℃（図４参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以上を超えたと判定した場合には処理をステップ１３に移行し、ＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以下であると判定した場合には処理をステップ１５に移行する。

ステップ１５の処理では、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨに設定する。その後、ＣＰＵ１７は、再度前記ステップＳ１２と同様の判断処理をステップ１６にて行い、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃を超えたと判定した場合には処理をステップ１３に移行し、ＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以下であると判定した場合には処理をステップ１５に戻す。

ステップ１３の処理では、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨからＭＩＤに落とすように設定すると同時に、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨに変更設定するのを停止する。

すると、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＭＩＤのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。すると、ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＭＩＤとなるＬＥＤ８電流値（第３の光量設定レベルを構成する、例えば、図４に示す中間電流値：Ｘ３ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。

尚、ＬＥＤ光量レベルがＭＩＤに変更された時刻ｔ１から、後述する時刻ｔ３までの間、ユーザの操作によりＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨに変更設定することが停止される。これにより、ＬＯＷの出射光量よりも大きなＬＥＤ８のＭＩＤの出射光量を確保したまま、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度の上昇を抑制できると同時に、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度を下げることができる。

その後、ＣＰＵ１７は、前記第１の実施の形態と同様に、続くステップ４の判断処理により、再度、サーミスタ７からの検出結果（ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度）が、図示しないメモリに記憶された第１の閾値ａ℃（図４参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃を超えたと判定した場合には前記ステップ１３に処理を戻し、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第１の閾値ａ℃以下であると判定した場合には処理をステップ５に移行する。

前記ステップＳ１３の処理により、ＬＥＤ８の光量レベルがＭＩＤに設定されたことで、図４に示すように、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度は下がることになる。

ＣＰＵ１７は、ステップ５の判断処理により、サーミスタ７からの検出結果（ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度）が、図示しないメモリに記憶された第２の閾値ｂ℃（前記第１の閾値ａ℃より低いもので、図４参照）を超えたか否かの判定を行う。

この場合、ＣＰＵ１７は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第２の閾値ｂ℃を超えたと判定した場合には前記ステップ１３に処理を戻し、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が前記第２の閾値ｂ℃以下であると判定した場合には処理をステップ６に移行する。

ステップ６の処理では、ＣＰＵ１７は、内部に設けられた図示しないカウンタ等のタイマーにより、ＣＣＤ６及びＬＥＤ８の周辺温度が第２の閾値ｂ℃以下になった時刻ｔ２（図４参照）から予め設定された所定時間ｄｓｅｃを計測する。

そして、ＣＰＵ１７は、時刻ｔ２から予め設定された所定時間ｄｓｅｃ経過後の時刻ｔ３において、ステップ１７の処理により、再度、ＬＥＤ光量レベルをＨＩＧＨに設定すると同時に、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨである許可フラグを立てる。

すると、ＣＰＵ１７は、ＬＥＤ調光制御部１８にこのＨＩＧＨのＬＥＤ光量レベルに基づく制御信号を送る。ＬＥＤ調光制御部１８は、ＬＥＤ光量レベルがＨＩＧＨとなるＬＥＤ８電流値（例えば、図４に示す最大電流値：Ｘ１ｍＡ）がＬＥＤ８に流れるようにＬＥＤ駆動回路１９を制御する。このことにより、ＬＥＤ８は、ＨＩＧＨとなる出射光量で再度動作することになる。

尚、第３の実施の形態においても、前記タイマーによる予め設定された所定時間ｄｓｅｃは、適宜変更可能である。また、この所定時間ｄｓｅｃを含む時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、ユーザのＬＥＤ８の光量レベルのＨＩＧＨへの変更操作が停止した期間となる。

尚、第３の実施の形態では、ＣＰＵ１７は、前記ＬＥＤ８の光量制御とともに、前記第１の実施の形態で説明した自動画質調整処理（表１の各種ｔａｂｌｅを用いた画像処理）を行うように制御する。

従って、第３の実施の形態によれば、通常高温環境下で内視鏡装置を使用した場合、ＣＣＤ６への温度負荷により画像ノイズが非常に多く、観察に堪えない状況になるが、挿入部４の先端部５内のＣＣＤ６、ＬＥＤ８の周囲の温度に応じて、前記したようなＬＥＤ８の調光制御及び画像処理部（１１、１３〜１５）の各種画像処理を行うことにより、画像ノイズを軽減・抑制した状態で、観察のために必要最低限の明るさを常時、確保することができ、観察温度範囲を拡張することができる。その他の効果は前記第１の実施の形態と同様である。

尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の概略構成を示すブロック図。 第１の実施の形態の内視鏡装置の作用を説明するもので、時間と検出温度、及び時間とＬＥＤ電流値の関係を示すタイミングチャート。 図１の制御部の制御例を示すフローチャート。 本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の作用を説明するもので、時間と検出温度、及び時間とＬＥＤ電流値の関係を示すタイミングチャート。 第３の実施の形態の制御部の制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…本体部
４…挿入部
５…先端部
６…ＣＣＤ
７…サーミスタ
８…ＬＥＤ
９…プリアンプ
１０…ＣＤＳ
１１…ＡＧＣ
１３…ＤＳＰ
１４…ノイズリダクション
１５…ワイドダイナミックレンジ
１６…ビデオデコーダ
１７…制御部（ＣＰＵ）
１８…ＬＥＤ調光制御部
１９…ＬＥＤ駆動回路
２１…メイン電源
２２…リモコン

Claims (20)

1. 挿入部の先端部に設けられ、被写体の光学像を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子を駆動するための撮像素子駆動部と、
   前記撮像素子により光電変換された電気信号をもとに各種画像処理を施す画像処理部と、
   前記先端部に設けられ、前記被写体に光を照射する光源と、
   前記光源の出射光量を調整する調光制御部と、
   前記先端部の前記撮像素子及び前記光源の周囲に設けられ、前記撮像素子及び前記光源の周囲の温度を検知して検知結果を出力する温度検出部と、
   前記温度検出部からの検知結果に基づいて、前記光源の温度が一定に近づくように前記調光制御部による前記光源の出射光量を制御する制御部と、
   を具備したことを特徴する内視鏡装置。
2. 前記制御部は、前記温度検出部からの検知結果に基づいて、前記調光制御部を制御し、前記画像処理部による前記各種画像処理の内、予め設定された画像処理を前記電気信号に対して施すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記画像処理部の前記予め決められた画像処理は、前記画像処理部内に設けられたＡＧＣゲイン回路による画像処理であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記画像処理部の前記予め決められた画像処理は、前記画像処理部内に設けられたワイドダイナミックレンジ回路による画像処理であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 前記画像処理部の前記予め決められた画像処理は、前記画像処理部内に設けられた色ゲイン回路による画像処理であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
6. 前記画像処理部の前記予め決められた画像処理は、前記画像処理部内に設けられた輪郭強調回路による画像処理であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
7. 前記画像処理部の前記予め決められた画像処理は、前記画像処理部内に設けられたノイズリダクション回路による画像処理であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
8. 前記制御部は、前記温度検出部からの検知結果と比較を行うための閾値を有し、
   前記温度検出部からの検知結果と前記閾値との比較を行い、この比較結果に基づき、前記出射光量を変更するように前記調光制御部を制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを変更することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
9. 前記閾値は、第１の閾値とこの第１の閾値よりも小さい第２の閾値を有し、
   前記制御部は、前記温度検出部からの検知結果が前記第１の閾値を超えた場合、
   前記出射光量を第１の光量設定レベルまで下げるように前記調光制御部を制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを第１の設定レベルに変更するように前記画像処理部を制御し、
   前記温度検出部からの検知結果が前記第２の閾値以下の場合、
   前記出射光量を前記第１の光量設定レベルよりも大きい第２の光量設定レベルまで増加するように前記調光制御部を制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを第２の設定レベルとなるように前記画像処理部を制御することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置。
10. さらに、前記調光制御部により前記出射光量を調整するための操作信号を生成して前記制御部に出力する調光操作部を有し、
    前記制御部は、前記温度検出部からの検知結果が第１の閾値を超えた場合、前記調光操作部から前記出射光量を前記第２の光量設定レベル以上あげるための前記操作信号の入力があった際にはこの操作信号に基づく制御を停止し、前記出射光量を前記第２の光量設定レベルより小さい第３の光量設定レベルとなるように前記調光制御部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。
11. 挿入部の先端部に設けられた、被写体の光学像を撮像する撮像素子により光電変換された電気信号をもとに各種画像処理を施す画像処理ステップと、
    前記先端部に設けられた、前記被写体に光を照射する光源の出射光量を調整する調光制御ステップと、
    前記先端部の前記撮像素子及び前記光源の周囲に温度検出部を設けて、前記温度検出部により前記撮像素子及び前記光源の周囲の温度を検知して検知結果を出力する温度検出ステップと、
    前記温度検出ステップによる検知結果に基づいて、前記光源の温度が一定になるように前記調光制御ステップによる前記出射光量を制御する制御ステップと、
    を含むことを特徴とする内視鏡装置の制御方法。
12. 前記制御ステップは、前記温度検出ステップからの検知結果に基づいて、前記調光制御ステップを制御し、前記画像処理ステップによる前記各種画像処理の内、予め設定された画像処理を前記電気信号に対して施すように制御することを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置の制御方法。
13. 前記画像処理ステップの前記予め決められた画像処理は、前記画像処理ステップに含まれるＡＧＣゲイン回路による画像処理であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
14. 前記画像処理ステップの前記予め決められた画像処理は、前記画像処理ステップに含まれるワイドダイナミックレンジ回路による画像処理であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
15. 前記画像処理ステップの前記予め決められた画像処理は、前記画像処理ステップに含まれる色ゲイン回路による画像処理であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
16. 前記画像処理ステップの前記予め決められた画像処理は、前記画像処理ステップに含まれる輪郭強調回路による画像処理であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
17. 前記画像処理ステップの前記予め決められた画像処理は、前記画像処理ステップに含まれるノイズリダクション回路による画像処理であることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
18. 前記制御ステップは、前記温度検出ステップからの検知結果と比較を行うための閾値を有し、前記温度検出ステップからの検知結果と前記閾値との比較を行い、この比較結果に基づき、前記出射光量を変更するように前記調光制御ステップを制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを変更することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡装置の制御方法。
19. 前記閾値は、第１の閾値と、この第１の閾値よりも小さい第２の閾値と、を備え、
    前記制御ステップは、前記温度検出ステップからの検知結果が前記第１の閾値を超えた場合、
    前記出射光量を第１の光量設定レベルまで下げるように前記調光制御ステップを制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを第１の設定レベルに変更するように前記画像処理ステップを制御し、
    前記温度検出ステップからの検知結果が前記第２の閾値以下の場合、
    前記出射光量を前記第１の光量設定レベルよりも大きい第２の光量設定レベルまで増加するように前記調光制御ステップを制御し、前記予め設定された画像処理の設定レベルを第２の設定レベルに変更するように前記画像処理ステップを制御することを特徴とする請求項１８に記載の内視鏡装置の制御方法。
20. さらに、前記調光制御ステップにより前記出射光量を調整するための操作信号を生成して前記制御ステップに出力する調光操作ステップを含み、
    前記制御ステップは、前記温度検出ステップからの検知結果が前記第１の閾値以上の場合、
    前記調光操作ステップから前記出射光量を前記第２の光量設定レベル以上に増加させるための前記操作信号の入力があった際には、この操作信号に基づく制御を停止し、前記出射光量を前記第２の光量設定レベルより小さい第３の光量設定レベルとなるように前記調光制御ステップを制御することを特徴とする請求項１９に記載の内視鏡装置の制御方法。

Images