JP2013052022A - Dimmer and electronic endoscope apparatus - Google Patents

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雅之 萩原
Junji Nishio
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dimmer using a diaphragm, capable of performing appropriate dimming even if abnormality in dimming speed occurs in a diaphragm mechanism.SOLUTION: A diaphragm blade 26 to be driven by a motor 25 is disposed on an optical path of a lamp 27 and a light guide 29. The motor 25 is driven by a motor driver 23 based on a dimming signal generated from the luminance level of a captured image in a driver/signal processing part 16. A dummy signal is output as the dimming signal to measure a delay in response caused by the aging of the diaphragm blade 26. A correction gain of the dimming signal is calculated based on the delay in response, and the dimming signal is corrected with the correction gain to control the motor driver 23.

Description

本発明は、絞り羽根を用いた調光装置に関し、特にこのような調光装置を搭載した電子内視鏡装置に関する。   The present invention relates to a light control device using diaphragm blades, and more particularly to an electronic endoscope device equipped with such a light control device.

例えば電子内視鏡装置では、光源からライトガイドに至る光路上に光の一部を遮光する絞り羽根を配置し、絞り羽根の位置を調整することでライトガイドに入射される光量を調整する調光装置が知られている。光はライトガイドを通して電子内視鏡先端から照射され、その光で照明された画像が電子内視鏡先端の撮像素子において撮影される。調光装置は撮影された画像の輝度信号が適正レベルとなるように絞り羽根の位置を随時で調整する(特許文献1)。   For example, in an electronic endoscope apparatus, an aperture blade that blocks a part of light is arranged on an optical path from a light source to a light guide, and the amount of light incident on the light guide is adjusted by adjusting the position of the aperture blade. Optical devices are known. Light is emitted from the tip of the electronic endoscope through the light guide, and an image illuminated with the light is photographed by the imaging device at the tip of the electronic endoscope. The light control device adjusts the position of the aperture blade as needed so that the luminance signal of the photographed image is at an appropriate level (Patent Document 1).

特開平10−286233号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-286233

しかし、このような調光装置では、一般に経年変化により絞り羽根の軸受部の摩擦が増大する。そのため経年変化後、当初の出力で絞り羽根を駆動すると応答遅れなど調光速度異常が発生し適正な調光が行えない。   However, in such a light control device, friction of the bearing portion of the diaphragm blade generally increases due to aging. For this reason, if the diaphragm blades are driven with the initial output after aging, a dimming speed abnormality such as a response delay occurs and proper dimming cannot be performed.

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、絞りを用いた調光装置において、絞り機構に調光速度異常が発生しても適正な調光を維持することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to maintain proper dimming even when a dimming speed abnormality occurs in a diaphragm mechanism in a dimming device using a diaphragm. Yes.

本発明の調光装置は、調光用の絞りと、調光信号に基づき絞りを駆動する絞り駆動手段と、経時的に変化する絞りの応答遅れによる調光の遅れを補償するために調光信号の補正を行う調光補正手段とを備えることを特徴としている。   The light control device of the present invention includes a light control diaphragm, diaphragm drive means for driving the diaphragm based on a light control signal, and light control to compensate for a light control delay caused by a response delay of the diaphragm that changes over time. A dimming correction means for correcting the signal is provided.

また調光補正手段は、絞りの応答遅れを検出する遅れ検出手段と、応答遅れに基づく調光信号のゲインを算出するゲイン算出手段と、ゲインを記憶するゲイン記憶手段とを備えることが好ましい。遅れ検出手段は、例えば絞りを閉方向または開方向へ駆動させ、そのとき撮影される画像から調光速度を検出し、これを基準となる調光速度と比較することで応答遅れを検出する。   The dimming correction unit preferably includes a delay detection unit that detects a response delay of the diaphragm, a gain calculation unit that calculates a gain of the dimming signal based on the response delay, and a gain storage unit that stores the gain. The delay detection means detects the response delay by, for example, driving the aperture in the closing direction or the opening direction, detecting the dimming speed from the image taken at that time, and comparing this with the reference dimming speed.

調光装置は、閉方向および開方向各々に対するゲインを各々算出し記憶することが好ましい。遅れ検出手段は、調光信号のダミー信号を出力することで絞りを閉方向および開方向へ駆動する。調光速度は、例えば撮像画像の輝度レベルの変化に基づき算出される。   It is preferable that the light control device calculates and stores gains for each of the closing direction and the opening direction. The delay detection means drives the diaphragm in the closing direction and the opening direction by outputting a dummy signal of the dimming signal. The dimming speed is calculated based on, for example, a change in the brightness level of the captured image.

本発明の電子内視鏡装置は上記の調光装置を備えたことを特徴としている。   An electronic endoscope apparatus according to the present invention includes the above-described light control device.

また本発明の電子スコープは、上記調光装置を備えた電子内視鏡装置に着脱される電子スコープであって、スコープに遅れ検出手段、ゲイン算出手段、ゲイン記憶手段が設けられたことを特徴としている。   An electronic scope according to the present invention is an electronic scope that is attached to and detached from an electronic endoscope apparatus that includes the light control device, and is characterized in that the scope includes delay detection means, gain calculation means, and gain storage means. It is said.

本発明によれば、絞りを用いた調光装置において、絞り機構に調光速度異常が発生しても適正な調光を維持することができる。   According to the present invention, in a light control device using a diaphragm, proper light control can be maintained even if a light control speed abnormality occurs in the diaphragm mechanism.

本実施形態の調光装置を搭載した電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic endoscope apparatus carrying the light modulation apparatus of this embodiment. 本実施形態の絞り羽根の平面図である。It is a top view of the aperture blade of this embodiment. ドライバ/信号処理部における調光信号の生成に関わる部分の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the part in connection with the production | generation of the light control signal in a driver / signal processing part. 画像メモリに保存され、調光レベルの算出に用いられるフィールド画像と、その調光領域を範囲を例示する図である。It is a figure which illustrates the range of the field image which is preserve | saved at the image memory, and is used for calculation of a light control level, and its light control area | region. 通常の内視鏡観察時(通常動作時)の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process at the time of normal endoscope observation (at the time of normal operation | movement). 本実施形態のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャートの前半部である。It is the first half part of the flowchart which shows the flow of the calibration process of this embodiment. 本実施形態のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャートの後半部である。It is the latter half part of the flowchart which shows the flow of the calibration process of this embodiment. キャリブレーション処理において調光用ダミー信号発生器から出力される調光用ダミー信号のタイムシーケンスである。It is a time sequence of the light control dummy signal output from the light control dummy signal generator in a calibration process. ダミー信号により絞りを開閉駆動するときの輝度レベルの経時変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a time-dependent change of the luminance level when opening / closing drive of a diaphragm with a dummy signal. 補正ゲインα、βの経時的な変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of change with time of correction gains α and β.

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は、本発明の一実施形態である調光装置を搭載した電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope apparatus equipped with a light control device according to an embodiment of the present invention.

電子内視鏡装置10は、周知のように可撓管状の挿入部を備えるスコープ11と、スコープ11が着脱自在に接続されるプロセッサ装置12と、プロセッサ装置12に着脱自在に接続されるモニタ13から主に構成される。   As is well known, the electronic endoscope device 10 includes a scope 11 having a flexible tubular insertion portion, a processor device 12 to which the scope 11 is detachably connected, and a monitor 13 to which the processor device 12 is detachably connected. Consists mainly of.

スコープ11の挿入部の先端には例えばCCDなどの撮像素子14が設けられ、その駆動は例えばプロセッサ装置12内に設けられたタイミングコントローラ15からのクロック信号に基づき駆動されるスコープ11内のドライバ/信号処理部16からの駆動信号によって制御される。撮像素子14は、撮像レンズ17を通して撮影を行い、撮像素子14から出力される撮像素子出力信号は、ドライバ/信号処理部16へと送られる。   An imaging element 14 such as a CCD is provided at the distal end of the insertion portion of the scope 11, and its driving is performed based on, for example, a driver / driver in the scope 11 driven based on a clock signal from a timing controller 15 provided in the processor device 12. It is controlled by a drive signal from the signal processing unit 16. The image sensor 14 performs imaging through the imaging lens 17, and an image sensor output signal output from the image sensor 14 is sent to the driver / signal processing unit 16.

ドライバ/信号処理部16では、撮像素子出力信号に対し所定の信号処理を施し、プロセッサ装置12に設けられた前段信号処理部18へ映像信号として送出する。また、ドライバ/信号処理部16は、撮像素子出力信号に基づき、後述する調光信号を生成し、これを映像信号とともに前段信号処理部18へと送出する。   The driver / signal processing unit 16 performs predetermined signal processing on the image sensor output signal and sends it to the previous signal processing unit 18 provided in the processor device 12 as a video signal. Further, the driver / signal processing unit 16 generates a dimming signal, which will be described later, based on the image sensor output signal, and sends this to the upstream signal processing unit 18 together with the video signal.

前段信号処理部18に送られた映像信号は所定の映像信号処理が施された後、プロセッサ装置12内の画像メモリ19で一時的に保持され所定のタイミングで後段映像信号処理部20へと出力される。後段映像信号処理部20では、入力された映像信号を所定規格の映像信号へと変換し、例えばプロセッサ装置12からモニタ13へと出力する。   The video signal sent to the upstream signal processing unit 18 is subjected to predetermined video signal processing and then temporarily held in the image memory 19 in the processor device 12 and output to the subsequent video signal processing unit 20 at a predetermined timing. Is done. The post-stage video signal processing unit 20 converts the input video signal into a video signal of a predetermined standard, and outputs the video signal from the processor device 12 to the monitor 13, for example.

なお、これら前段信号処理部18、画像メモリ19、後段映像信号処理部20における一連の処理は、タイミングコントローラ15からの信号に基づいて行われ、タイミングコントローラ15は、プロセッサ装置12に設けられたシステムコントローラ21によって制御される。また、プロセッサ装置12にはフロントパネル(Fパネル)22が接続されており、システムコントローラ21は、ユーザによるフロントパネル22の操作に基づきプロセッサ装置12内全体の制御を行う。   Note that a series of processing in the upstream signal processing unit 18, the image memory 19, and the downstream video signal processing unit 20 is performed based on a signal from the timing controller 15, and the timing controller 15 is a system provided in the processor device 12. It is controlled by the controller 21. A front panel (F panel) 22 is connected to the processor device 12, and the system controller 21 controls the entire processor device 12 based on an operation of the front panel 22 by the user.

また、スコープ11内のドライバ/信号処理部16から出力され、前段信号処理部18に入力された調光信号は、プロセッサ装置12のモータドライバ23へ出力される。モータドライバ23では、調光信号(電圧)を基準電圧回路24から出力される基準電圧と比較し、その差に対応した分モータ25を駆動して絞り羽根26を回動する。絞り羽根26は、ランプ27から集光レンズ28を通してライトガイド29へ到る光路を遮るように配置され、モータ25の回転によりその位置が調整される。すなわち、絞り羽根26の回動位置によりライトガイド29に入射される光量が調整される。   The dimming signal output from the driver / signal processing unit 16 in the scope 11 and input to the previous signal processing unit 18 is output to the motor driver 23 of the processor device 12. The motor driver 23 compares the dimming signal (voltage) with the reference voltage output from the reference voltage circuit 24, drives the motor 25 corresponding to the difference, and rotates the diaphragm blade 26. The diaphragm blades 26 are arranged so as to block the optical path from the lamp 27 to the light guide 29 through the condenser lens 28, and the position thereof is adjusted by the rotation of the motor 25. That is, the amount of light incident on the light guide 29 is adjusted by the rotational position of the aperture blade 26.

絞り羽根26を介してライトガイド29に入射した光は、スコープ11内に配設されたライトガイド29内を伝送され、挿入部先端から照明レンズ30を通して照射される。すなわち、絞り羽根26の位置を制御して画像の明るさが一定となるように調光される。なお、ランプ27にはランプ電源31から電力が供給され、ランプ電源31は、システムコントローラ21によって制御される。   Light that has entered the light guide 29 via the diaphragm blades 26 is transmitted through the light guide 29 disposed in the scope 11 and is irradiated through the illumination lens 30 from the distal end of the insertion portion. That is, the position of the aperture blade 26 is controlled so that the brightness of the image is constant. Note that power is supplied to the lamp 27 from the lamp power supply 31, and the lamp power supply 31 is controlled by the system controller 21.

図2に絞り羽根26と光束の位置関係を示す。図2は、ランプ27、集光レンズ28、ライトガイド29を結ぶ光軸方向に絞り羽根26を見た平面図であり、絞り羽根26の位置における光束の断面が破線Lで示される。   FIG. 2 shows the positional relationship between the diaphragm blades 26 and the luminous flux. FIG. 2 is a plan view of the diaphragm blade 26 viewed in the optical axis direction connecting the lamp 27, the condenser lens 28, and the light guide 29. A cross section of the light beam at the position of the diaphragm blade 26 is indicated by a broken line L. FIG.

絞り羽根26は略扇形状を呈する平板から形成され、モータ25により頂点Aを中心に回動される。扇形の一辺には扇の円弧に沿って湾曲する楔形の切り欠き32が設けられ、切り欠き32は、絞り羽根26の回動により光束Lを横切る位置に配置される。すなわち、光は切り欠き32を通してライトガイド29へと導かれ、切り欠き32と光束Lの位置関係により遮光される光量が制御される。図2では、絞り羽根26の左辺に切り欠き32が設けられ、絞り羽根26が頂点Aを中心に時計回りに回動されるときに絞りが閉じられ光量が低減され、反時計回りに回動されるときに絞りが開かれ光量が増大される。   The diaphragm blade 26 is formed of a flat plate having a substantially fan shape, and is rotated about the vertex A by the motor 25. A wedge-shaped notch 32 that is curved along the arc of the fan is provided on one side of the fan shape, and the notch 32 is disposed at a position that crosses the light beam L by the rotation of the aperture blade 26. That is, light is guided to the light guide 29 through the notch 32, and the amount of light to be blocked is controlled by the positional relationship between the notch 32 and the light flux L. In FIG. 2, a notch 32 is provided on the left side of the diaphragm blade 26, and when the diaphragm blade 26 is rotated clockwise around the apex A, the diaphragm is closed to reduce the amount of light and rotate counterclockwise. The aperture is opened and the amount of light is increased.

図3は、図1のドライバ/信号処理部16における調光信号の生成に関わる部分の電気的な構成を示すブロック図である。図3、図4を参照して本実施形態の調光信号の補正・キャリブレーション処理について説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a portion related to generation of a dimming signal in the driver / signal processing unit 16 of FIG. The dimming signal correction / calibration process of this embodiment will be described with reference to FIGS.

撮像素子14からの撮像素子出力信号(アナログ画像信号)は、まずA/D変換器33においてデジタル変換され、前段信号処理回路34に入力される。前段信号処理回路34では、図4に示される映像領域A1の略中央を占める調光領域A2内の輝度信号から調光信号が生成され調光信号生成回路35へ出力されるとともに、調光領域A2の画像が順次画像メモリ37へ出力され保持される。また、前段信号処理回路34からは、映像領域A1を取り囲むマスク領域A3を含む映像信号が映像信号処理回路36へ出力される。なお、調光信号には、例えば調光領域A2の平均輝度値など、画像の明るさに応じた信号が用いられる。   An image sensor output signal (analog image signal) from the image sensor 14 is first digitally converted by the A / D converter 33 and input to the pre-stage signal processing circuit 34. In the pre-stage signal processing circuit 34, a dimming signal is generated from the luminance signal in the dimming area A2 that occupies the approximate center of the video area A1 shown in FIG. 4 and is output to the dimming signal generation circuit 35. The A2 images are sequentially output to the image memory 37 and held. In addition, a video signal including a mask area A3 surrounding the video area A1 is output from the pre-stage signal processing circuit 34 to the video signal processing circuit 36. For the dimming signal, for example, a signal corresponding to the brightness of the image such as an average luminance value of the dimming area A2 is used.

映像信号処理回路36では、例えば輪郭強調処理、ガンマ補正など必要に応じた画像処理が適宜映像信号に施され、プロセッサ装置12の前段信号処理部18へと出力される。調光信号生成回路35には、前段信号処理回路34から入力される調光信号の他、本調光システムのキャリブレーションに用いられるダミー信号が調光用ダミー信号発生器38から入力可能である。調光信号生成回路35は、システムコントローラ39からの指令に基づき、調光システムのキャリブレーションを行う際、前段信号処理回路34から入力される本来の調光信号に替えて、ダミー信号を調光信号としてプロセッサ装置12の前段信号処理部18へ出力する。   In the video signal processing circuit 36, image processing as necessary, such as contour enhancement processing and gamma correction, is appropriately performed on the video signal, and the video signal processing circuit 36 outputs the video signal to the upstream signal processing unit 18 of the processor device 12. In addition to the dimming signal input from the pre-stage signal processing circuit 34, a dummy signal used for calibration of the dimming system can be input from the dimming dummy signal generator 38 to the dimming signal generation circuit 35. . The dimming signal generation circuit 35 dims the dummy signal in place of the original dimming signal input from the pre-stage signal processing circuit 34 when calibrating the dimming system based on a command from the system controller 39. The signal is output as a signal to the previous signal processing unit 18 of the processor device 12.

また、本実施形態において、調光信号生成回路35は、前段信号処理回路34から入力される調光信号を補正する機能を備え、通常の内視鏡観察時、補正係数出力回路40から入力されるゲイン(後述)に基づいて調光信号に対して補正を行う。調光信号の補正は、例えば絞り羽根26の駆動機構の経時的な劣化(例えば経年劣化による回転摩擦力の増大)に対し行われる。   In the present embodiment, the dimming signal generation circuit 35 has a function of correcting the dimming signal input from the pre-stage signal processing circuit 34 and is input from the correction coefficient output circuit 40 during normal endoscope observation. The dimming signal is corrected based on the gain (described later). The dimming signal is corrected, for example, for deterioration over time of the drive mechanism of the diaphragm blade 26 (for example, increase in rotational frictional force due to deterioration over time).

通常の内視鏡観察時(通常動作時)には、補正係数出力回路40は、画像メモリ37に保存された最新のフィールドと過去のフィールドにおける調光領域A2の輝度レベルの変化に基づき、絞りを閉じる方向に回動されるか、開く方向に回動されるかを検出して回動方向に対応する補正ゲイン(αまたはβ)をメモリ41から読み出し、調光信号生成回路35へ出力する。調光信号生成回路35では、前段信号処理回路34から入力される調光信号に、閉方向に制御するときにはゲインαを、開方向に制御するときにはゲインβを掛けて調光信号を補正し、プロセッサ装置12の前段信号処理部18、モータドライバ23へと出力する。   During normal endoscope observation (during normal operation), the correction coefficient output circuit 40 determines the aperture based on the latest field stored in the image memory 37 and the change in the luminance level of the dimming area A2 in the past field. Is detected to be rotated in the closing direction or in the opening direction, and the correction gain (α or β) corresponding to the rotation direction is read from the memory 41 and output to the dimming signal generation circuit 35. . The dimming signal generation circuit 35 corrects the dimming signal by multiplying the dimming signal input from the previous stage signal processing circuit 34 by a gain α when controlling in the closing direction and a gain β when controlling in the opening direction, The data is output to the front signal processing unit 18 and the motor driver 23 of the processor device 12.

ここで補正ゲインα、βは、上述した調光システムのキャリブレーションにおいて算出され、メモリ41に保存されている。すなわちキャリブレーション実行時、輝度レベル算出回路42では、画像メモリ37に保存された複数のフィールドの画像に対して調光領域A2の輝度レベルの時間変化が調光速度として閉方向、開方向の両方で求められ、これらがメモリ44に記憶された基準調光速度Vと比較される。そしてゲイン算出回路45において、閉方向、開方向へ駆動する際の調光信号の補正ゲインα、βが求められメモリ41に保存される。 Here, the correction gains α and β are calculated in the calibration of the dimming system and stored in the memory 41. That is, at the time of calibration execution, the luminance level calculation circuit 42 changes the luminance level of the dimming area A2 with respect to the images of a plurality of fields stored in the image memory 37 as dimming speeds in both the closing direction and the opening direction. And these are compared with the reference dimming speed V S stored in the memory 44. Then, the gain calculation circuit 45 obtains correction gains α and β of the dimming signal when driving in the closing direction and the opening direction, and is stored in the memory 41.

図5は、通常の内視鏡観察時(通常動作時)の処理の流れを示すフローチャートである。図5のフローおよび図1、3を参照して、通常動作時の処理の流れについて説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing during normal endoscope observation (normal operation). With reference to the flow of FIG. 5 and FIGS. 1 and 3, the flow of processing during normal operation will be described.

通常の内視鏡観察時(通常動作時)、すなわち、ランプ27からの光を照明とした撮像素子14による撮影が開始され、撮影された内視鏡画像のモニタ13での表示が開始されると、ステップS100において、絞り羽根26が閉方向に駆動されるか、開方向に駆動されるかが補正係数出力回路40で検出され、それに合わせ補正ゲインα、βの一方が調光信号生成回路35へ出力される。絞り羽根26が閉方向に駆動されるときには、ステップS102において、前段信号処理回路34から調光信号生成回路35に入力された調光信号に補正ゲインαが掛けられ、補正された調光信号としてプロセッサ装置12の前段信号処理部18へ出力される。一方、絞り羽根26が開方向に駆動されるときには、ステップS104において、前段信号処理回路34から調光信号生成回路35に入力された調光信号に補正ゲインβが掛けられ、補正された調光信号としてプロセッサ装置12の前段信号処理部18へ出力される。以上の処理は、通常動作が継続される間繰り返され、スコープ11の先端から照射される照明光の明るさが略一定に維持される。   During normal endoscopic observation (during normal operation), that is, imaging by the imaging element 14 using the light from the lamp 27 as illumination is started, and display of the captured endoscopic image on the monitor 13 is started. In step S100, it is detected by the correction coefficient output circuit 40 whether the diaphragm blade 26 is driven in the closing direction or the opening direction, and one of the correction gains α and β is adjusted accordingly. 35. When the diaphragm blades 26 are driven in the closing direction, in step S102, the dimming signal input from the pre-stage signal processing circuit 34 to the dimming signal generation circuit 35 is multiplied by the correction gain α to obtain a corrected dimming signal. The signal is output to the previous signal processing unit 18 of the processor device 12. On the other hand, when the diaphragm blade 26 is driven in the opening direction, in step S104, the dimming signal input from the pre-stage signal processing circuit 34 to the dimming signal generation circuit 35 is multiplied by the correction gain β, and the corrected dimming is performed. The signal is output as a signal to the previous signal processing unit 18 of the processor device 12. The above process is repeated while the normal operation is continued, and the brightness of the illumination light emitted from the tip of the scope 11 is maintained substantially constant.

次に図6、7のフローチャートおよび図1、3、8を参照して本実施形態の調光システムのキャリブレーション処理の流れについて説明する。なお、図6、7はキャリブレーション処理の流れを示すフローチャートであり、図8はキャリブレーション処理において調光用ダミー信号発生器38から出力される調光用ダミー信号のタイムシーケンスである。   Next, the flow of calibration processing of the light control system of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6 and 7 and FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing the flow of the calibration process, and FIG. 8 is a time sequence of the dimming dummy signal output from the dimming dummy signal generator 38 in the calibration process.

本実施形態のキャリブレーションは、例えばユーザがフロントパネル22を操作することでホワイトバランス調整終了後に開始される。キャリブレーション処理では、まず、ステップS200において初期化処理が実行され、絞りを初期位置(例えば全開位置)にまで移動させるためのダミー信号が調光用ダミー信号発生器38において生成され、調光信号生成回路35からは、このダミー信号が調光信号として出力される。すなわち、調光用ダミー信号発生器38において、例えば最も暗い画像に対応する低レベルの調光信号をダミー信号として生成し、例えば調光用絞りの開度が最大となるまで調光信号生成回路35から出力する(図8の区間L1)。   The calibration according to the present embodiment is started after the white balance adjustment is completed by, for example, the user operating the front panel 22. In the calibration process, first, an initialization process is executed in step S200, and a dummy signal for moving the diaphragm to an initial position (for example, a fully open position) is generated in the dimming dummy signal generator 38, and the dimming signal is generated. The dummy signal is output as a dimming signal from the generation circuit 35. That is, the dimming dummy signal generator 38 generates, for example, a low-level dimming signal corresponding to the darkest image as a dummy signal, and for example, a dimming signal generation circuit until the opening of the dimming diaphragm is maximized. 35 (section L1 in FIG. 8).

調光用絞り(絞り羽根26)が初期位置に配置されると、ステップS202〜S208において、閉方向への絞りの駆動速度を計測するための処理が実行される。まずステップS202において、絞りを閉方向へ駆動するための調光用ダミー信号が調光用ダミー信号発生器38において生成され、調光信号生成回路35から出力される。例えば最も明るい画像に対応する高レベルの調光信号がダミー信号として生成され、調光信号生成回路35から出力される(図8の区間L2)。   When the light control diaphragm (diaphragm blade 26) is disposed at the initial position, processing for measuring the diaphragm driving speed in the closing direction is executed in steps S202 to S208. First, in step S <b> 202, a dimming dummy signal for driving the diaphragm in the closing direction is generated in the dimming dummy signal generator 38 and output from the dimming signal generation circuit 35. For example, a high-level dimming signal corresponding to the brightest image is generated as a dummy signal and output from the dimming signal generation circuit 35 (section L2 in FIG. 8).

ステップS204では、輝度レベル算出回路42において画像メモリ37に記憶された画像データに対して調光領域A2の輝度レベルが算出される。そしてステップS206では、調光速度演算回路43において、輝度レベル算出回路42で算出された連続するフィールド(画像)の輝度レベルの時間変化から、絞り羽根26が閉方向に駆動されるときの調光速度Vが算出される。ステップS208では、閉方向のキャリブレーションが終了したか否かが判定され、終了していない場合には、ステップS202以下の処理が繰り返される。なお閉方向のキャリブレーションは、例えば絞りが最も閉じた位置に達するまで行われる。 In step S204, the luminance level calculation circuit 42 calculates the luminance level of the dimming area A2 for the image data stored in the image memory 37. In step S206, the dimming speed calculation circuit 43 performs dimming when the diaphragm blades 26 are driven in the closing direction from the temporal change in the luminance level of the continuous field (image) calculated by the luminance level calculation circuit 42. A speed VA is calculated. In step S208, it is determined whether or not the calibration in the closing direction has been completed. If the calibration has not been completed, the processes in and after step S202 are repeated. Note that the calibration in the closing direction is performed, for example, until the stop reaches the most closed position.

ステップS208において閉方向のキャリブレーションが終了したと判定されると、ステップS210〜ステップS216において開方向へのキャリブレーションが実行される。すなわち、ステップS210において絞りを開方向へ駆動するための調光用ダミー信号が調光用ダミー信号発生器38において生成され、調光信号生成回路35から出力される。例えば最も暗い画像に対応する低レベルの調光信号がダミー信号として生成され、調光信号生成回路35から出力される(図8の区間L3)。   If it is determined in step S208 that the calibration in the closing direction has been completed, the calibration in the opening direction is executed in steps S210 to S216. That is, in step S210, a dimming dummy signal for driving the diaphragm in the opening direction is generated in the dimming dummy signal generator 38 and output from the dimming signal generation circuit 35. For example, a low-level dimming signal corresponding to the darkest image is generated as a dummy signal and output from the dimming signal generation circuit 35 (section L3 in FIG. 8).

次にステップS210では、輝度レベル算出回路42において画像メモリ37に記憶された画像データに対して調光領域A2の輝度レベルが算出され、調光速度演算回路43において算出された連続するフィールド(画像)の輝度レベルの時間変化から、絞り羽根26が開方向に駆動されるときの調光速度Vが算出される。そしてステップS216において、開方向のキャリブレーションが終了したか否かが判定される。開方向のキャリブレーションは、例えば絞りが最も開いた位置に達するまで行われ、それまでの間ステップS210以下の処理が繰り返される。 In step S210, the luminance level calculation circuit 42 calculates the luminance level of the dimming area A2 for the image data stored in the image memory 37, and the dimming speed calculation circuit 43 calculates the continuous field (image ), The dimming speed V B when the diaphragm blades 26 are driven in the opening direction is calculated. In step S216, it is determined whether or not the calibration in the opening direction has been completed. The calibration in the opening direction is performed until, for example, the aperture reaches the most open position, and the processes in and after step S210 are repeated until then.

開方向のキャリブレーションが終了するとステップS218において、例えば閉方向調光速度V、開方向調光速度Vの絶対値が、調光速度演算回路43において、メモリ44に保存された基準調光速度Vの絶対値と比較される。基準調光速度Vは、新品の調光システム、すなわち絞り羽根26の回動機構に経年劣化が生じる前の状態においてダミー信号が出力された場合の調光速度に対応する。 When the calibration in the opening direction is completed, in step S218, for example, the absolute values of the closing direction dimming speed V A and the opening direction dimming speed V B are converted into the reference dimming stored in the memory 44 in the dimming speed calculating circuit 43. It is compared with the absolute value of the speed V S. The reference dimming speed V S corresponds to the dimming speed when a dummy signal is output in a new dimming system, that is, in a state before the aging of the rotating mechanism of the diaphragm blade 26 occurs.

、V、Vの絶対値の何れかが異なる場合には、ステップS220において、調光速度V、Vに対応する調光信号の補正ゲインα、βが、ゲイン算出回路45において算出される。そして、ステップS222において算出された補正ゲインα、βがメモリ41に保存され、本実施形態のキャリブレーション処理は終了する。なお、ステップS218において、V、V、Vの絶対値が全て同じ場合には、調光信号に補正を加える必要がないのでキャリブレーション処理は直ちに終了し、例えばメモリ41にデフォルトで保存されたα=β=1が使用される。 If any of the absolute values of V A , V B , and V S is different, the gain calculation circuit 45 calculates the correction gains α and β of the dimming signal corresponding to the dimming speeds V A and V B in step S220. Is calculated in Then, the correction gains α and β calculated in step S222 are stored in the memory 41, and the calibration process of the present embodiment ends. In step S218, if the absolute values of V A , V B , and V S are all the same, there is no need to correct the dimming signal, so the calibration process ends immediately, and is stored in, for example, the memory 41 by default. Α = β = 1 is used.

図9は、ダミー信号により絞りを開閉駆動するときの輝度レベルの経時変化の一例を示すグラフである。図9において、実線で示される曲線S0は新品(経年劣化する前)の状態での輝度レベル変化を表し、破線で示される曲線S1は経年劣化後の輝度レベルの時間変化を表す。なお、横軸は時間tであり、縦軸は輝度レベルY、例えば図4の調光領域A2の輝度の平均値である。   FIG. 9 is a graph showing an example of a change in luminance level with time when the aperture is driven to open and close by a dummy signal. In FIG. 9, a curve S0 indicated by a solid line represents a change in luminance level in a new state (before deterioration with age), and a curve S1 indicated by a broken line represents a change in luminance level with time after deterioration over time. The horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the luminance level Y, for example, the average value of the luminance of the light control area A2 in FIG.

本実施形態において、調光速度Vは、輝度レベルYの時間変化に対応し、図9においては、曲線S0、S1の傾きに対応する。なお図9には、図4の第1〜第3フィールドの輝度レベルY1、Y2、Y3が例示される。図9に示されるように、経時劣化前の曲線S0では、閉方向、開方向ともに調光速度V、Vは略対称であり、その値は予め基準調光速度Vとして計測されている。 In the present embodiment, the dimming speed V corresponds to the time change of the luminance level Y, and corresponds to the slopes of the curves S0 and S1 in FIG. 9 illustrates the luminance levels Y1, Y2, and Y3 of the first to third fields in FIG. As shown in FIG. 9, in the curve S0 before deterioration with time, the dimming speeds V A and V B are substantially symmetric in both the closing direction and the opening direction, and the values are measured in advance as the reference dimming speed V S. Yes.

図9の場合、調光速度Vは、閉方向、開方向ともに絞りの位置により異なるので、V、V、Vとしては、例えば所定位置における値や各領域での平均値が用いられる。なおその場合、調光速度Vは、輝度レベルY1、Y2、Y3などを用いた差分(後進差分や中心差分など)から算出される。また、曲線S0、S1の近似曲線が予め与えられる場合には、その近似曲線を求めるのに必要な数の輝度レベルが使用される。なお、図9では、開方向への調光速度が遅くなった場合のみが曲線S1で示されるが、通常は閉方向の調光速度も同様に遅くなる。また、調光速度の算出は、必要な数の輝度レベルが算出されてから実際には行われる。 In the case of FIG. 9, the dimming speed V varies depending on the position of the stop in both the closing direction and the opening direction. For example, a value at a predetermined position or an average value in each region is used as V A , V B , and V S. . In this case, the dimming speed V is calculated from a difference (such as backward difference or center difference) using the luminance levels Y1, Y2, Y3, and the like. Further, when the approximate curves of the curves S0 and S1 are given in advance, the number of luminance levels necessary for obtaining the approximate curves is used. In FIG. 9, only the case where the dimming speed in the opening direction is slow is shown by the curve S1, but the dimming speed in the closing direction is usually slow as well. The light control speed is actually calculated after a necessary number of luminance levels are calculated.

経時劣化が進むと、図9の曲線S1に示されるように、同レベルの調光信号をモータドライバ23(図1)に出力したのでは、新品時よりも調光速度Vは遅く、絞り羽根26の移動が間に合わない。したがって、本実施形態では、V、VとVを比較することで、調光速度がVに維持されるような補正ゲインα、βが求められ、調光信号に掛けられる。 When the deterioration with time progresses, as shown by the curve S1 in FIG. 9, the dimming signal V of the same level is output to the motor driver 23 (FIG. 1). The movement of 26 is not in time. Therefore, in this embodiment, by comparing V A , V B and V S , correction gains α and β are obtained so that the dimming speed is maintained at V S and applied to the dimming signal.

しかし、調光信号に補正ゲインによりα倍あるいはβ倍すると、モータ25の出力が上がり、調光速度は基準調光速度Vに維持されるが、調光信号が常に本来のα倍あるいはβ倍となるので、本来の絞り位置よりも行き過ぎてしまう。このため、本実施形態では、補正ゲインα、βを図10に示されるように、経時的に1に収束させる。 However, if the dimming signal is multiplied by α or β by the correction gain, the output of the motor 25 is increased and the dimming speed is maintained at the reference dimming speed V S , but the dimming signal is always the original α times or β. Since it doubles, it will go too far from the original aperture position. Therefore, in this embodiment, the correction gains α and β are converged to 1 over time as shown in FIG.

すなわち、調光が開始されたときにはα(>1)またはβ(>1)の値を取る補正係数は、時間の経過とともに漸減し、収束時間Tが経過すると1に収束する。なお収束時間Tは、調光開始から、絞り羽根26(図1)が目標位置に到達し調光終了するまでの時間である。これにより、補正ゲインの利用により、絞り位置が目的位置を通り過ぎることが防止される。   That is, when the dimming is started, the correction coefficient that takes the value of α (> 1) or β (> 1) gradually decreases with time and converges to 1 when the convergence time T elapses. The convergence time T is the time from the start of dimming until the aperture blade 26 (FIG. 1) reaches the target position and the dimming is completed. Thus, the use of the correction gain prevents the diaphragm position from passing the target position.

以上のように、本実施形態によれば絞りを用いた調光装置において、絞り機構に調光速度異常が発生しても適正な調光を維持することができる。   As described above, according to the present embodiment, in the light control device using the diaphragm, it is possible to maintain proper light control even if a light control speed abnormality occurs in the diaphragm mechanism.

本実施形態では、本来の調光信号に代えてダミー信号を出力してキャリブレーションを行うため、従来の構成に大きな変更を加えることなくキャリブレーションを行うことができる。   In the present embodiment, since calibration is performed by outputting a dummy signal instead of the original dimming signal, the calibration can be performed without greatly changing the conventional configuration.

なお、本実施形態では調光用絞りとして絞り羽根を用いたが、絞りの形式は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態では、スコープ側でダミー信号を生成し、補正ゲインを記憶したが、キャリブレーションに関わるスコープ側のドライバ/信号処理部の構成をプロセッサ装置側に設けることも可能である。   In the present embodiment, the diaphragm blades are used as the dimming diaphragm, but the form of the diaphragm is not limited to the present embodiment. In the present embodiment, the dummy signal is generated on the scope side and the correction gain is stored. However, the configuration of the driver / signal processing unit on the scope side related to the calibration can be provided on the processor device side.

10 電子内視鏡装置
11 スコープ
12 プロセッサ装置
13 モニタ
14 撮像素子
16 ドライバ/信号処理部
18 前段信号処理部
23 モータドライバ
24 基準電圧回路
25 モータ
26 絞り羽根
27 ランプ
29 ライトガイド
32 切り欠き
34 前段信号処理回路
35 調光信号生成回路
37 画像メモリ
38 調光用ダミー信号発生器
39 システムコントローラ
40 補正係数出力回路
41 メモリ
42 輝度レベル算出回路
43 調光速度演算回路
44 メモリ
45 ゲイン算出回路
A 頂点(回転軸)
L 光束
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic endoscope apparatus 11 Scope 12 Processor apparatus 13 Monitor 14 Image pick-up element 16 Driver / signal processing part 18 Previous stage signal processing part 23 Motor driver 24 Reference voltage circuit 25 Motor 26 Aperture blade 27 Lamp 29 Light guide 32 Notch 34 Previous stage signal Processing circuit 35 Light control signal generation circuit 37 Image memory 38 Light control dummy signal generator 39 System controller 40 Correction coefficient output circuit 41 Memory 42 Brightness level calculation circuit 43 Light control speed calculation circuit 44 Memory 45 Gain calculation circuit A Vertex (Rotation) axis)
L luminous flux

Claims (8)

調光用の絞りと、
調光信号に基づき前記絞りを駆動する絞り駆動手段と、
経時的に変化する前記絞りの応答遅れによる前記調光の遅れを補償するために前記調光信号の補正を行う調光補正手段とを備える
ことを特徴とする調光装置。
A diaphragm for dimming,
Diaphragm driving means for driving the diaphragm based on a dimming signal;
A dimming device comprising: a dimming correction unit configured to correct the dimming signal in order to compensate for the dimming delay due to the response delay of the diaphragm that changes with time.
前記調光補正手段は、前記絞りの応答遅れを検出する遅れ検出手段と、前記応答遅れに基づく前記調光信号のゲインを算出するゲイン算出手段と、前記ゲインを記憶するゲイン記憶手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の調光装置。   The dimming correction unit includes a delay detection unit that detects a response delay of the diaphragm, a gain calculation unit that calculates a gain of the dimming signal based on the response delay, and a gain storage unit that stores the gain. The light control device according to claim 1. 前記遅れ検出手段が前記絞りを閉方向または開方向へ駆動させ、そのとき撮影される画像から調光速度を検出し、これを基準となる調光速度と比較することで前記応答遅れを検出することを特徴とする請求項2に記載の調光装置。   The delay detection means drives the diaphragm in a closing direction or an opening direction, detects a dimming speed from an image captured at that time, and detects the response delay by comparing it with a reference dimming speed. The light control device according to claim 2. 前記閉方向および前記開方向各々に対する前記ゲインを各々算出し記憶することを特徴とする請求項3に記載の調光装置。   The light control device according to claim 3, wherein the gain for each of the closing direction and the opening direction is calculated and stored. 前記遅れ検出手段が、前記調光信号のダミー信号を出力することで前記絞りを前記閉方向および前記開方向へ駆動することを特徴とする請求項4に記載の調光装置。   5. The light control device according to claim 4, wherein the delay detection unit drives the diaphragm in the closing direction and the opening direction by outputting a dummy signal of the light control signal. 前記調光速度が撮像画像の輝度レベルの変化に基づき算出されることを特徴とする請求項3に記載の調光装置。   The light control device according to claim 3, wherein the light control speed is calculated based on a change in luminance level of the captured image. 請求項1に記載の調光装置を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。   An electronic endoscope apparatus comprising the light control device according to claim 1. 請求項2に記載の調光装置を備えた電子内視鏡装置に着脱される電子スコープであって、前記スコープに前記遅れ検出手段、前記ゲイン算出手段、前記ゲイン記憶手段が設けられたことを特徴とする電子スコープ。   An electronic scope that is attached to and detached from an electronic endoscope apparatus that includes the light control device according to claim 2, wherein the scope includes the delay detection unit, the gain calculation unit, and the gain storage unit. A featured electronic scope.
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