JP2021069861A - 電子内視鏡及び電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】生体組織を照明する光源と、照明された生体組織を撮像する撮像素子と、を備えた電子内視鏡において、光源の光強度が目標の強度に対して不足するような場合でも、撮像される画像の光量不足を解消する。【解決手段】電子内視鏡は、前記電子内視鏡の先端部に設けられた第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源を駆動するための駆動電力を出力する、前記第１光源に対応した第１駆動電源及び前記第２光源に対応した第２駆動電源と、前記第１駆動電源及び前記第２駆動電源のそれぞれの駆動電力を制御する光源制御ユニットと、を備える。前記光源制御ユニットは、前記第１光源の光強度の低下に応じて、前記低下を補充する光を前記第２光源が照射するように前記第２駆動電源の前記駆動電力を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、生体組織を照明する光源と、照明された生体組織を撮像する撮像素子と、を備えた電子内視鏡、及び電子内視鏡とプロセッサとを備える電子内視鏡システムに関する。

電子内視鏡システムは、照明光で生体組織を撮像する撮像素子を備えた電子内視鏡と、撮像された生体組織の画像を処理して表示用画像を作成するように構成された画像処理部を有するプロセッサと、を備える。照明光を出射する光源を備える光源装置は、電子内視鏡とは別体として設けられ、例えばプロセッサ内に設けられる。光源から出射した光は、光ファイバの束であるライトガイドケーブルを通して電子内視鏡の先端部から照明光として出射する。

一方、電子内視鏡のライトガイドケーブルを含む、体腔内に挿入される挿入部の太さの縮小化及び装置構成の簡略化の点から、先端部に光源を設けることが提案されている。
先端部には、光源、光源を駆動する駆動電力を出力する電源、及び駆動電力を制御する光源制御ユニットと、が設けられる。光源は、サイズ縮小の点から、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源やＬＤ（半導体レーザ）光源が用いられる。
光源が先端部に設けられた内視鏡が体腔内に挿入された時点で、光源が不調になって照明光が照射されない場合、電子内視鏡による検査や手技を中止して、挿入部を体腔内から取り出さなければならない。検査や手技の中止は、患者に余分な負担をかけるため、検査や手技等の中止を可能な限り避けなければならない。

このような問題に対して、電子内視鏡使用時にメインランプが消えた場合、予備の光源に切り代える技術が知られている（特許文献１）。
当該技術の電子内視鏡は、第１光源と、第１光源とは駆動電力が異なる第２光源と、第１光源と第２光源に共通の単一の光源用電源と、光源用電源の出力を第１光源と第２光源とに切り換える光源出力電力切換手段と、第１光源が断線状態にあるか否かの判定された際に、光源用電源からの出力を第１光源から第２光源に切り換える制御手段と、を備える。

特許第３７９０９０９号公報

上記電子内視鏡では、第１光源から照明光が照射されない場合、第２光源から照明光を照射するので、電子内視鏡による検査や手技を中止する必要がない。
しかし、上記電子内視鏡では、第１の光の照射される間、光強度の低下により、撮像される画像の光量不足が生じた場合、光量不足を解消することはできない。この場合、正確な検査や手技を適切に行うことができない。

そこで、本発明は、生体組織を照明する光源と、照明された生体組織を撮像する撮像素子と、を備えた電子内視鏡であって、光源の光強度が目標の強度に対して不足するような場合でも、撮像される画像の光量不足を解消することができる電子内視鏡及び電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、生体組織を照明する光源と、照明された前記生体組織を撮像する撮像素子と、を備えた電子内視鏡である。当該電子内視鏡は、
前記電子内視鏡の先端部に設けられた第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源を駆動するための駆動電力を出力する、前記第１光源に対応した第１駆動電源及び前記第２光源に対応した第２駆動電源と、
前記第１駆動電源及び前記第２駆動電源のそれぞれの駆動電力を制御する光源制御ユニットと、を備える。
前記光源制御ユニットは、前記第１光源の光強度の低下に応じて、前記低下を補充する光を前記第２光源が照射するように前記第２駆動電源の前記駆動電力を調整する。

前記第２光源の前記駆動電力は、予め設定された複数のレベルの１つに設定される、ことが好ましい。

本発明の他の一態様は、
前記電子内視鏡と、
前記撮像素子で撮像された画像の輝度レベルを算出し、前記輝度レベルが目標輝度レベルに近づくように前記光源制御ユニットを制御する光量調整部、及び、前記画像を処理して表示画像を生成する画像処理部、を備えるプロセッサと、を備える、ことを特徴とする電子内視鏡システムである。

前記光量調整部は、前記輝度レベルが、前記目標輝度レベルに対して設定された下限値を下回るか否かの判定を一定の時間間隔で行い、前記輝度レベルが前記下限値を下回る回数が連続して所定回数に達するとき、前記駆動電力の調整を指示する指示信号を前記光源制御ユニットに送信する、ことが好ましい。

前記第２駆動電源の前記駆動電力が許容上限値に達したとき、前記光量調整部は、前記撮像素子の露光時間を長くする調整をする、ことが好ましい。

前記露光時間は、予め設定された複数の時間長さの１つに設定され、
前記光量調整部は、前記露光時間を変更するたびに前記露光時間を長くする、ことが好ましい。

前記光量調整部は、前記露光時間の時間長さが前記複数の時間長さの最長長さに設定された状態で、前記輝度レベルが、前記目標輝度レベルに対して設定された前記下限値を下回る回数が連続して前記所定回数に達するとき、前記生体組織の撮像の中止の勧告情報を報知する、ことが好ましい。

上述の電子内視鏡及び電子内視鏡システムによれば、光源の光強度が目標の強度に対して不足するような場合でも、撮像される画像の光量不足を解消することができる。

一実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 一実施形態の電子内視鏡システムで用いる第１光源及び第２光源の制御構成の一例を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、一実施形態の電子内視鏡システムで用いる第１光源及び第２光源の制御、及び撮像素子の制御の一例を説明するタイミングチャートである。 一実施形態の電子内視鏡システムにおける光量調整のフローの一例を示す図である。 図４に示す光量調整のフローの他の一例の要部を示す図である。

以下、本発明の実施形態の電子内視鏡及び電子内視鏡システムについて図面を参照しながら説明する。

以下説明する実施形態の電子内視鏡、及び電子内視鏡システムにおける電子内視鏡は、生体組織を照明する光源と、照明された生体組織を撮像する撮像素子と、を備える。
電子内視鏡は、第１光源及び第２光源と、第１駆動電源及び第２駆動電源と、光源制御ユニットと、を備える。
第１光源及び第２光源は、電子内視鏡の先端部に設けられる。
第１駆動電源及び第２駆動電源は、第１光源及び第２光源を駆動するための駆動電力を出力する。第１駆動電源は、第１光源に対応し、第２駆動電源は、第２光源に対応する。
光源制御ユニットは、第１駆動電源及び第２駆動電源のそれぞれの駆動電力を制御するように、制御信号を生成する。
光源制御ユニットは、通常、第１光源を主光源として使用する。

このような電子内視鏡において、上述したように、第１光源及び第２光源を備える先端部が体腔内に挿入された時点で、光源の不調により、撮像される画像の光量不足が発生する場合もある。一般に、光量不足に対して、光源制御油ユニットは、第１駆動電源から第１光源へ供給する駆動電力を増大させる制御信号を第１駆動電源に送信する。しかし、第１光源の性能劣化、あるいは、第１駆動電源の性能劣化により、第１光源の出射する光の光強度が大きくならない状態になっているとき、光量不足を解消しない場合がある。
したがって、このような場合を考慮して、光源制御ユニットは、第１光源の光強度の低下に応じて、この低下を補充する光を第２光源が照射するように第２駆動電源の前動電力を調整する。低下を補充するとは、第１光源の光強度の低下分を１００％補う場合に限定されず、光強度が許容される範囲になるように、少なくとも低下分の一部分（例えば、上記低下分の７０％）を補うことを含む。
したがって、第１光源の光強度が目標の強度に対して不足するような場合でも、撮像される画像の光量不足を許容される範囲内で解消することができる。

（電子内視鏡システムの説明）
図１は、本発明の一実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ（電子内視鏡）１００、電子内視鏡用プロセッサ２００、モニタ３００及びプリンタ４００を備えている。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０６を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２０４に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１の全体を統括的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２０８に入力されるユーザ（術者又は補助者）による指示に応じて電子内視鏡システム１の各種設定を変更する。タイミングコントローラ２０６は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、さらに、メモリ２０４、画像処理ユニット２２０、操作パネル２０８、及び光量調整ユニット（光量調整部）２３０を備える。メモリ２０４、画像処理ユニット２２０、操作パネル２０８、及び光量調整ユニット（光量調整部）２３０については後述する。

電子スコープ１００は、主に、光源部１０２及び撮像素子１０８を備える。光源部１０２及び撮像素子１０８は、電子スコープ１００の可撓管の先端に設けられた先端部に設けられる。光源部１０２から出射した照明光は、配光レンズ１０４を介して被写体である器官内部の生体組織を照明する。生体組織からの反射光は、対物レンズ１０６を介して撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

光源部１０２は、第１光源１０２ａ、第２光源１０２ｂ、第１駆動電源及１０３ａ、及び第２駆動電源１０３ｂを備える。
第１駆動電源及１０３ａは、第１光源１０２ａに駆動電力を供給し、第２駆動電源及び１０３ｂは、第２光源１０２ｂに駆動電力を供給する。第１駆動電源及１０３ａ及び第２駆動電源及１０３ｂは、後述する光源制御回路（光源制御ユニット）１１６から制御信号を受けて、制御信号に従った駆動電力を出力する。図１中、第１駆動電源及１０３ａ及び第２駆動電源及１０３ｂは、先端部に設けられるが、電子スコープ１００の、電子内視鏡用プロセッサ２００と接続するコネクタに設けられてもよい。
第１光源１０２ａは、電子スコープ１００が生体組織を撮像するための照明光を出射する主光源として機能する。すなわち、第１光源１０２ａが正常に動作する限り、例えば、第１光源１０２ａの光量を目標とする光量設定値に調整することができる限りにおいて、第２光源１０２ｂを駆動させない（第２光源から照明光を出射させない）。

第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂは、例えば、所定の色の波長帯域の光を出射する発光ダイオードを備える。発光ダイオードに代えてレーザーダイオードを用いることもできる。

撮像素子１０８は、例えば、ＩＲ（Infrared）カットフィルタ１０８ａ、ベイヤ配列のカラーフィルタ１０８ｂの各種フィルタが受光面に配置された単板式カラーＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上で結像した光学像に応じたＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各原色信号を生成する。単板式カラーＣＣＤイメージセンサの代わりに、単板式カラーＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いることもできる。ＣＭＯＳイメージセンサは、一般に、ＣＣＤイメージセンサと比較して画像が全体的に暗くなる傾向にある。このように、電子スコープ１００は、撮像素子１０８を用いて、器官内部の生体組織を撮像し、動画を生成する。

電子スコープ１００の、電子内視鏡用プロセッサ２００と接続するコネクタには、ドライバ信号処理回路１１２及び光源制御回路（光源制御ユニット）１１６を備える。
ドライバ信号処理回路１１２は、撮像素子１０８より入力される原色信号に対して色補間、マトリックス演算等の所定の信号処理を施して画像信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ）を生成し、生成された画像信号を電子内視鏡用プロセッサ２００の画像処理ユニット２２０に出力する。また、ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。

光源制御回路１１６は、第１駆動電源１０３ａ及び第２駆動電源１０３ｂのそれぞれの駆動電力を制御する。駆動電力のレベルや駆動のＯＮ，ＯＦＦは、後述する電子内視鏡用プロセッサ２００内の光量調整ユニット２３０からの指示により行われる。第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂに対して別々に、第１駆動電源１０３ａ及び第２駆動電源１０３ｂを設けるのは、第１駆動電源１０３ａが不調になって、撮像した画像の輝度レベルが目標と輝度レベルにならない場合に、第２駆動電源１０３ｂと第２光源１０２ｂの照明光を用いて画像の輝度レベルを目標輝度レベルにするためである。

内視鏡用プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０６の他に、メモリ２０４、操作パネル２０８、画像処理ユニット（画像処理部）２２０、及び光量調整ユニット（光量調整部）２３０を備える。

システムコントローラ２０２は、メモリ２０４に記憶された情報及び電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、電子内視鏡用プロセッサ２００に接続中の電子スコープ１００に適した処理がなされるように電子内視鏡用プロセッサ２００内の各回路の動作やタイミングを制御する。

タイミングコントローラ２０６は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２、画像処理ユニット２２０、及び光量調整ユニット２３０にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０６から供給されるクロックパルスに従って、撮像素子１０８を電子内視鏡用プロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。

画像処理ユニット２２０は、ドライバ信号処理回路１１２から出力された画像信号により形成される画像に所定の処理を施こして表示画像を生成する。すなわち、画像処理ユニット２２０は、モニタ３００に動画として画像を再現するための動画信号を生成する。また、画像処理ユニット２２０は、操作パネル２０８を介した術者の指示により、動画の１フレーム画像を静止画として取得したメモリ２０４に記憶保持させることもできる。
画像処理部２２０は、メモリ２０４に記憶保持した静止画を呼び出して、画像内の被写体の病変の程度を評価する。
モニタ３００は、動画を画面表示する他、メモリ２０４に記憶保持した静止画を取得した場合、この静止画も画像表示を行い、また、画像内の病変の程度を評価した場合、その評価結果を画面表示する。また、プリンタ４００は、術者の指示に応じて、静止画、及び病変の評価結果を出力する。

光量調整部２３０は、撮像素子１０８で撮像された画像の輝度レベルを算出し、輝度レベルが目標輝度レベルに近づくように光源制御回路（光源制御ユニット）１１６を制御する。
例えば、撮像された画像の輝度レベルが、目標輝度レベルよりも低い場合、光源１０２ａ，１０２ｂの光強度を増加するように制御し、撮像された画像の輝度レベルが、目標輝度レベルよりも高い場合、光源１０２ａ，１０２ｂの光強度を低下するように制御する制御信号を光源制御回路１１６が生成するように制御する。また、光量調整部２３０は、場合によっては、システムコントローラ２０２及びドライバ信号処理回路１１２を介して、撮像素子１０８の露光時間を調整する。この場合、露光時間を調整することにより、動画として得られるフレームレートが変更する。
このような光量調整部２３０の動作により、光源制御回路１１６は、第１光源１０２ａの光強度の低下に応じて、この低下を補充する光を第２光源１０２ｂが照射するように第２駆動電源１０３ｂの駆動電力を調整することができる。

図２は、第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂの制御構成の一例を説明する図である。
光量調整ユニット２３０からの制御により光源制御回路１１６は、電流制御信号、及びＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する。
電流制御信号は、第１駆動電源１０３ａ及び第２駆動電源及１０３ｂに出力する、駆動電流Ｉ_１，Ｉ_２を生成する他、第１光源１０２ａ，第２光源１０２ｂの（点灯の）ＯＮ／ＯＦＦの制御信号を生成する。第１光源１０２ａ，第２光源１０２ｂがＬＥＤ光源あるいはＬＤ光源である場合、電流制御信号には、例えばパルス幅変調信号が用いられる。

図３（ａ），（ｂ）は、第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂの制御と、撮像素子１０８の制御の一例を説明するタイミングチャートである。

図３（ａ）に示すように、第１光源１０２ａの出射する照明光の光強度Ｐ１が、第１光源１０２ａあるいは第１駆動電源１０３ａの不調により、使用する時間経過に伴って徐々に低下する場合、撮像素子１０８で撮像された画像の輝度レベルが目標輝度レベルに対して低くなる。輝度レベルは、光量調整ユニット２３０で算出される。画像の輝度レベルが目標輝度レベルに対して低い場合、光量調整ユニット２３０は、画像の輝度レベルが目標輝度レベルに近づくように、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１が設定した強度になるように、光量調整ユニット２３０及び光源制御回路１１６は光量調整を行う。ここで、画像の輝度レベルが目標輝度レベルに達するか否かは、輝度レベルが、目標輝度レベルに設定された許容下限値〜許容上限値内に入ることをいう。

しかし、光量調整において、撮像素子１０８で撮像された画像の輝度レベルが目標輝度レベルに達しない場合、光量調整ユニット２３０は、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１では、画像の輝度レベルが目標輝度レベルに達しないと判断し、時刻Ｔ１において、光源制御回路１１６を制御して、第２光源１０２ｂの点灯を行い、第１光源１０２ａの光強度の低下に応じて、低下を補充する光を第２光源１０２ｂが照射するように第２駆動電源１０３ｂの駆動電力を調整する。図３（ａ）に示すように、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１が依然として時間と共に低下する場合、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２は徐々に増大する。
しかし、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２が予め定めた強度に達すると、これ以上、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２で、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１の低下を補填できないと判断して、光量調整ユニット２３０は、時刻Ｔ２において、撮像素子１０８の露光時間Ｔｅを長くするように調整する。露光時間Ｔｅは、動画のフレームレートに対応するので、変更可能な動画のフレームレートに対応して複数の時間が用意されていることが好ましい。この場合、調整する露光時間Ｔｅは、用意された複数の時間から１つが選択される。

さらに、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１の低下が続き、第２光源１０２ｂの光の補填をしても、画像の輝度レベルが目標輝度レベルに達さず、設定されている露光時間Ｔｅも用意されている時間の最長時間（上限値）である場合、これ以上、電子スコープ１００による観察や手技が困難であるとして、光量調整ユニット２３０は、システムコントローラ２０２を介して、生体組織の撮像の中止の勧告情報を報知する。中止の勧告情報は、操作パネル２０８に表示され、あるいは、モニタ３００に表示される。

このように、光量調整ユニット２３０は動作するので、第１光源１０２ａの光強度が目標の強度に対して不足するような場合でも、撮像される画像の光量不足を解消することができる。

一実施形態によれば、第２光源１０２ｂの駆動電力は、予め設定された複数のレベルの１つに設定される、ことが好ましい。駆動電力を、第１光源１０２ａの光強度の低下分を１００％補填するように設定しなくてもよいので、光量調整は、第１光源１０２ａのみ点灯する場合の光量調整と同様に、画像の輝度レベルが目標輝度レベルに設定された許容下限値と許容上限値の間に含まれるか否かにより判断することができる。したがって、第２光源１０２ｂを点灯させたときの光量調整のための判定を変更する必要がない。

また、上述したように、光量調整ユニット２３０は、撮像素子１０８で撮像された画像の輝度レベルを算出し、輝度レベルが目標輝度レベルに近づくように光源制御回路１１６を制御するので、第１光源１０２ａ、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ１，Ｐ２のみならず、露光時間を含めて、画像の光量調整を行うことができる。

一実施形態によれば、光量調整ユニット２３０は、画像の輝度レベルが、目標輝度レベルに対して設定された許容下限値を下回るか否かの判定を一定の時間間隔で行い、輝度レベルが許容下限値を下回る回数が連続して所定回数に達するとき、駆動電力の調整を指示する指示信号を光源制御回路１１６に送信する、ことが好ましい。このような光量調整における判定は、光量調整におけるタイムラグを考慮して行われるので、画像の輝度レベルの目標輝度レベルに対する光量調整のオーバシュートを抑制することができ、安定した光量調整を実現する。

上述したように、第２駆動電源１０２ｂの駆動電力（駆動電流Ｉ_２）が許容上限値に達したとき、光量調整ユニット２３０は、撮像素子１０８の露光時間を長くする調整をする。これにより、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２により光量調整ができない場合でも、画像の輝度レベルを、目標輝度レベルに近づけることができる。

一実施形態によれば、露光時間Ｔｅは、予め設定された複数の時間長さの１つに設定され、光量調整ユニット２３０は、露光時間を変更するたびに露光時間Ｔｅを長くする、ことが好ましい。複数の時間長さは、調整可能な動画の複数のフレームレートに対応させて設定することができるので、調整可能な動画のフレームレートの範囲内で、輝度レベルを目標輝度レベルに近づけた動画を生成させることができる。

上述したように、光量調整ユニット２３０は、露光時間Ｔｅの時間長さが複数の時間長さの最長長さに設定された状態で、画像の輝度レベルが、目標輝度レベルに対して設定された許容下限値を下回る回数が連続して所定回数に達するとき、生体組織の撮像の中止の勧告情報を報知する、ことが好ましい。これにより、術者は、第１光源１０２ａにより、光量調整ができないことを知ることができるので、術者は、電子スコープ１００による観察及び施術を停止することができる。

図４は、一実施形態の電子内視鏡システム１における光量調整のフローの一例を示す図である。図４では、電子内視鏡システム１の電源オンから手技継続許容あるいは手技中止勧告報知までのフローを示している。
図４に示すように、電子内視鏡システム１の電源がオンとなり、電子内視鏡シスステム１が立ち上がる（ステップＳ１０）。これにより、電子内視鏡システム１の動作により、システムの初期化が行われた後、第１光源１０２ａは、予め設定された光量設定値に従がった光強度Ｐ１で照明光を出射する。このとき、光量調整ユニット２３０は、光量調整ユニット２３０で用いる内部変数であるＮＧ回数をゼロにリセットする（ステップＳ１２）。さらに、撮像素子１０８は、予め設定された露光時間Ｔｅで被写体を撮像する。

撮像された画像の画像信号は、ドライバ信号処理回路１１２で所定の信号処理が行われた後、電子内視鏡用プロセッサ２００に供給される。供給された画像信号は，光量調整ユニット２３０において、画像の輝度レベルが算出され、目標輝度レベルの許容下限値及び許容上限値と比較される。この比較結果に基づいて、光量調整ユニット２３０は、輝度レベルが目標輝度レベルに近づくような輝度レベルを設定し、第１光源１０２ａの照明光を、設定した輝度レベルに基づいて調整する（ステップＳ１４）。具体的には、第１光源１０２ａの照明光の光源強度Ｐ１を制御する。

次に、調整された第１光源１０２ａの光強度Ｐ１で照明された生体組織を撮像し、光量調整ユニット２３０は、撮像した画像の輝度レベルが、設定した輝度レベルに対して定められた許容範囲内である（許容下限値以上であり、許容上限値以下である）か、否かを判定する（ステップＳ１６）。判定の結果、輝度レベルが許容範囲内にある場合（ＹＥＳの場合）、光量調整ユニット２３０は、ＮＧ回数をゼロにリセットし（ステップＳ１８）、第１光源１０２ａの光量調整が機能しているので、術者による電シスコープ１００を用いた手技（あるいは手技と観察）の継続を許容する（ステップＳ２０）。こうして、輝度レベルの判定後の経過時間が閾値Ｔｔｈ以上となったか否かを判定（ステップＳ２２）し、この判定が肯定になる（ＹＥＳになる）まで、光量調整ユニット２３０は、手技の継続を許容する。判定が肯定になると、ステップＳ１６に戻り、新たに撮像した画像の輝度レベルは許容範囲内か、否かを判定し、ステップＳ１８〜Ｓ２２を繰り返す。

一方、ステップＳ１６における判定が否定（ＮＯ）である場合、光量調整ユニット２３０において、ＮＧ回数は１加算される（ステップＳ２４）。この後、光量調整ユニット２３０は、ＮＧ回数が閾値Ｎｔｈに達したか否かを判定する（ステップＳ２６）。この判定が否定（ＮＯ）の場合、ステップＳ１４に戻り、撮像した画像の輝度レベルを目標輝度レベルにするための光量調整が繰り返される。ステップＳ２６の判定が肯定（ＹＥＳ）である場合、光量調整ユニット２３０は、第１光源１０２ａの光強度Ｐ１で、設定された画像の輝度レベルに達しない、と判断し、第２光源１０２ｂのオン（ＯＮ、点灯）となるように制御する（ステップＳ２８）。光量調整ユニット２３０は、第２光源１０２ｂのＯＮ直前の第１光源１０２ａによる照明のみを行ったときの画像の輝度レベルに対する増加すべき輝度レベルを求め、この輝度レベルを達成するように、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２を設定し、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２を制御する。

こうして、第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂで照明された生体組織の画像の輝度レベルが許容範囲内にあるか、否かを、光量調整ユニット２３０は判定する（ステップＳ３０）。この判定が肯定（ＹＥＳ）である場合、光量調整ユニット２３０は、第２光源１０２ｂの光量の補填が機能しているので、術者による電子スコープ１００を用いた手技（あるいは手技と観察）の継続を許容する（ステップＳ３２）。一方、ステップＳ３０の判定が否定である場合、光量調整ユニット２３０は、撮像素子１０８の露光時間Ｔｅが、予め設定された時間長さの上限値であるか、否かを判定する（ステップＳ３４）。上限値は、例えば、予め設定された複数の時間長さの１つを選択する場合、複数の時間長さの最長長さである。

露光時間Ｔｅが、設定された時間長さの上限値であるとき、光量調整ユニット２３０は、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２を高めても、露光時間Ｔｅを長くしても、画像の輝度レベルは目標輝度レベルに近づけることができず、撮像される画像は暗い状態であると判断し、電子スコープ１００を用いた手技（あるいは手技と観察）の中止勧告の情報を報知する（ステップＳ３６）。中止勧告の情報の報知は、例えば、モニタ３００の画面表示すること、操作パネル２０８の表示することを含む。
ステップＳ３４の判定が否定（ＮＯ）である場合、光量調整ユニット２３０は、露光時間Ｔｅを増大させ（ステップＳ３８）、撮像素子１０８による長い露光時間Ｔｅで画像を取得し、ステップＳ３０の判定を繰り返す。

このように、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２で輝度レベルを目標輝度レベルに近づけることができない場合、露光時間Ｔｅを長くする。露光時間Ｔｅを光量調整の最終手段に用いるのは、露光時間を長くすることにより、生体組織の画像にぶれを生じさせ易くなり、画像の品質が低下するためである。

なお、図４に示すフローでは、第２光源１０２ｂが点灯（ＯＮ）した場合、第２光源１０２ｂの点灯後に最初に撮像した画像の輝度レベルが目標輝度レベルの許容範囲内にあるか否かを、光量調整ユニット２３０が判定し、判定が否定（ＮＯ）の場合、露光時間Ｔｅの調整を行うが、図５に示すように、ステップＳ２６以降のフローを変更してもよい。図５は、図４に示す光量調整のフローの他の一例の要部を示す図である。図５では、第２電源１０２ｂのオン（点灯）から手技継続許容あるいは手技中止勧告報知までのフローを示している。

ステップＳ２６の判定が肯定（ＹＥＳ）である場合、光量調整ユニット２３０は、第２光源１０２ｂがオン（点灯）となるように制御し、さらに、内部パラメータである繰り返し回数をゼロにセットする（ステップＳ２８^＊）。その後、光量調整ユニット２３０は、図４に示すステップＳ３０と同じ判定を行う。判定が肯定（ＹＥＳ）である場合、図４に示すフロート同様に、電子スコープ１００を用いた手技（あるいは手技と観察）の継続を許容する（ステップＳ３２）。一方、判定が否定（ＮＯ）である場合、光量調整ユニット２３０は、繰り返し回数を１増加させ（ステップＳ３１）、その後、繰り返し回数が、予め設定した所定回数に達したか否かを判定する（ステップＳ３３）。この判定が否定（ＮＯ）の場合、輝度レベルと目標輝度レベルの差に基づいて、第２光源１０２ｂの光強度Ｐ２を予め設定された複数の光強度のうち１つの光強度に設定することにより、光量調整を行う（ステップＳ３５）。こうして、輝度レベルは許容範囲内にあるか、否かの判定、及び、繰り返し回数は所定回に達したか、否かの判定を繰り返す。
ステップＳ３３の判定が肯定（ＹＥＳ）である場合、図４に示すステップＳ３４，Ｓ３８と同様のフローを行う。

このように、第２光源１０２ｂの光量調整において、輝度レベルと目標輝度レベルの差に基づいて、予め設定された複数の光強度の中から１つの光強度レベルを設定することにより行う光量調整の繰り返し回数を所定回数繰り返し行うことにより、第２光源１０２ｂの光量調整において、オーバシュートを抑制することができ、安定した光量調整を実現する。

以上、本発明の電子内視鏡及び電子内視鏡システムについて詳細に説明したが、本発明の電子内視鏡及び電子内視鏡システムは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ１０２ 光源部
１０２ａ 第１光源
１０２ｂ 第２光源
１０３ａ 第１駆動電源
１０３ｂ 第２駆動電源
１０４ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
１０８ａ ＩＲカットフィルタ
１０８ｂ カラーフィルタ
１１２ ドライバ信号処理回路
１１４ メモリ
１１６ 光源制御回路
２００ 電子内視鏡用プロセッサ
２０９ キーボード
２２０ 画像処理ユニット
２３０ 光量調整ユニット
３００ モニタ
４００ プリンタ

Claims (7)

1. 生体組織を照明する光源と、照明された前記生体組織を撮像する撮像素子と、を備えた電子内視鏡であって、
   前記電子内視鏡の先端部に設けられた第１光源及び第２光源と、
   前記第１光源及び前記第２光源を駆動するための駆動電力を出力する、前記第１光源に対応した第１駆動電源及び前記第２光源に対応した第２駆動電源と、
   前記第１駆動電源及び前記第２駆動電源のそれぞれの駆動電力を制御する光源制御ユニットと、を備え、
   前記光源制御ユニットは、前記第１光源の光強度の低下に応じて、前記低下を補充する光を前記第２光源が照射するように前記第２駆動電源の前記駆動電力を調整する、
   ことを特徴とする電子内視鏡。
2. 前記第２光源の前記駆動電力は、予め設定された複数のレベルの１つに設定される、請求項１に記載の電子内視鏡。
3. 請求項１または２に記載の電子内視鏡と、
   前記撮像素子で撮像された画像の輝度レベルを算出し、前記輝度レベルが目標輝度レベルに近づくように前記光源制御ユニットを制御する光量調整部、及び、前記画像を処理して表示画像を生成する画像処理部、を備えるプロセッサと、を備える、
   ことを特徴とする電子内視鏡システム。
4. 前記光量調整部は、前記輝度レベルが、前記目標輝度レベルに対して設定された下限値を下回るか否かの判定を一定の時間間隔で行い、前記輝度レベルが前記下限値を下回る回数が連続して所定回数に達するとき、前記駆動電力の調整を指示する指示信号を前記光源制御ユニットに送信する、請求項３に記載の電子内視鏡システム。
5. 前記第２駆動電源の前記駆動電力が許容上限値に達したとき、前記光量調整部は、前記撮像素子の露光時間を長くする調整を開始する、請求項３または４に記載の電子内視鏡システム。
6. 前記露光時間は、予め設定された複数の時間長さの１つに設定され、
   前記光量調整部は、前記露光時間を変更するたびに前記露光時間を長くする、請求項５に記載の電子内視鏡システム。
7. 前記光量調整部は、前記露光時間の時間長さが前記複数の時間長さの最長長さに設定された状態で、前記輝度レベルが、前記目標輝度レベルに対して設定された前記下限値を下回る回数が連続して前記所定回数に達するとき、前記生体組織の撮像の中止の勧告情報を報知する、請求項６に記載の電子内視鏡システム。

Images