JP2843384B2

JP2843384B2 - 内視鏡撮像装置

Info

Publication number: JP2843384B2
Application number: JP1287110A
Authority: JP
Inventors: 克行斉藤; 真司山下; 雅彦佐々木; 明伸内久保; 雄大中川; 潤長谷川; 昭彦矢島; 政夫上原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH03146025A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ホワイトバランス回路を有する内視鏡撮像
装置に関する。

［従来の技術］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

面順次式の電子内視鏡を用いた内視鏡撮像装置では、
例えば、内視鏡の先端部に設けられたCCDから得られたR
GB面順次光に対応する信号をプロセッサ（信号処理装
置）内のプリプロセス回路で信号処理し、A/Dコンバー
タにてデジタル信号に変換し、メモリに記憶する。そし
て、このメモリから読み出された信号を、D/Aコンバー
タにてアナログ信号に変換し、ポストプロセス回路に
て、TVモニタ及び周辺機器への出力信号、すなわち、RG
B映像信号，コンポジット信号,Y/C信号等を作成する。

この内視鏡撮像装置では、RGB面順次光を生成する回
転フィルタやライトガイドやCCD等の分光特性のばらつ
きにより、CCDからの出力RGB信号のレベルがばらつく。
そこで、正しい白が再生されるようにRGB信号のばらつ
きを補正するために、特開昭64−43227号公報に示され
るように、前記プリプロセス回路内には、ホワイトバラ
ンス回路が設けられている。

このホワイトバランス回路の構成の一例を第６図に示
す。

CCDから得られたRGB順次信号は、乗算器31に入力さ
れ、この乗算器31の出力は後段の処理回路に出力される
と共に、ホワイトバランス回路30内のサンプルホールド
回路（以下、S/H回路と記す。）32に入力される。このS
/H回路32は、RGB順次信号を、それぞれの読み出し期間
サンプリングするS/Hクロックによりサンプル／ホール
ドし、次段の比較器33,34に出力する。この比較器33,34
は、Ｇ信号に対するＲ及びＢ信号のレベルを比較し、結
果を次段のアップダウンカウンタ（以下、U/Dカウンタ
と記す。）35に出力する。このU/Dカウンタ35は、ある
一定期間（ホワイトバランス（WB）スタート信号からホ
ワイトバランスがとられるまでの間）カウントし、例え
ば、レベルがＲ＞Ｇであればダウンカウントし、Ｒ＜Ｇ
であればアップカウントする。また、Ｂ信号に関しても
同様である。そして、Ｒ信号とＢ信号のそれぞれについ
てカウントされたデジタル信号を、D/Aコンバータ36,37
にて、Ｇ信号レベルに対するＲ及びＢ信号の差分を電圧
変換し、得られたV_R,V_B信号とＧ信号に対するリファレ
ンス電圧V_Gとを、スイッチ38にて順次コントロール信号
に応じて切換えて、前記乗算器31に出力する。そして、
このRGBの各タイミングで順次切換わるV_R,V_B,V_Gと、CCD
からのRGB順次信号とを、乗算器31にて乗算することに
より得られたRGB信号は、ホワイトバランスがとられた
状態では、白い被写体を撮像するとR:G:B＝1:1:1とな
る。このホワイトバランスの調整は、実使用前に白い被
写体を撮像しながら行われ、使用中は、調整時に得られ
たV_R,V_B,V_Gに従ってRGB各信号のレベルが補正される。

［発明が解決しようとする課題］前記ホワイトバランス回路を動作させるためのWBスタ
ート信号発生用のスイッチは、例えば、プロセッサのフ
ロントパネル等や内視鏡等に設けられるが、医者が診断
中に誤ってこのスイッチをオンすると、例えば胃の中で
ホワイトバランス調整が行われてしまい、正規の色と大
きく異なった色に設定され、診断上不都合が生じる。従
って、このような場合は、体内に挿入されている内視鏡
を一度抜去し、再びホワイトバランスをとってから、再
度挿入しなければならないため、診察の効率が悪く、ま
た、患者の苦痛が大きいという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観
察中に誤ってホワイトバランス調整を行ってしまった場
合等、ホワイトバランスが損なわれてしまった場合で
も、内視鏡を抜去することなく簡単に、ある程度ホワイ
トバランスのとれた状態が得られるようにした内視鏡撮
像装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明による内視鏡撮像装置は、ホワイトバランスの
調整開始を指示する操作部と、撮像手段にて撮像され出
力された色信号を入力し前記操作部からの指示信号を受
け前記色信号に基づき該色信号のホワイトバランスを補
正するための第１のホワイトバランス補正信号を生成す
るホワイトバランス設定手段と、前記色信号のホワイト
バランスを所定の値に補正するための第２のホワイトバ
ランス補正信号を記憶するホワイトバランス記憶手段
と、前記ホワイトバランス設定手段にて生成された前記
第１のホワイトバランス補正信号、もしくは前記ホワイ
トバランス記憶手段に記憶された前記第２のホワイトバ
ランス補正信号のどちらか一方を選択して出力する選択
手段と、前記選択手段にて選択されたホワイトバランス
補正信号に基づき前記色信号のホワイトバランスを調整
する調整手段とを有することを特徴とする。

［作用］本発明では、補正された映像信号のホワイトバランス
が損なわれた場合には、選択手段にて選択されたホワイ
トバランス補正信号に基づき、色信号のホワイトバラン
スを調整する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第
１図はホワイトバランスのための回路部を示すブロック
図、第２図は内視鏡装置の構成を示す説明図、第３図は
内視鏡装置の全体を示す側面図である。

第３図に示すように、本実施例における内視鏡装置
は、電子内視鏡１を備えている。この電子内視鏡１は、
細長で例えば可撓性の挿入部２を有し、この挿入部２の
後端に太径の操作部３が連設されている。前記操作部３
の後端部からは側方に可撓性のユニバーサルコード４が
延設され、このユニバーサルコード４の先端部にコネク
タ５が設けられている。前記電子内視鏡１は、前記コネ
クタ５を介して、光源装置及び信号処理回路が内蔵され
たプロセッサ６に接続されるようになっている。更に、
前記プロセッサ６には、TVモニタ７が接続されるように
なっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３には、湾曲操作ノ
ブ11が設けられ、この湾曲操作ノブ11を回動操作するこ
とにより、前記湾曲部10を上下／左右方向に湾曲できる
ようになっている。また、前記操作部３には、前記挿入
部２内に設けられた処置具チャンネルに連通する挿入口
12が設けられている。

第２図に示すように、電子内視鏡１の挿入部２内に
は、照明光を伝達するライトガイド14が挿通されてい
る。このライトガイド14の先端面は、挿入部２の先端部
９に配置され、この先端部９から照明光を出射できるよ
うになっている。また、前記ライトガイド14の入射端側
は、ユニバーサルコード４内を挿通されてコネクタ５に
接続されている。また、前記先端部９には、対物レンズ
系15が設けられ、この対物レンズ系15の結像位置に、固
体撮像素子、例えばCCD16が配設されている。前記CCD16
に接続された信号線は、前記挿入部２及びユニバーサル
コード４内を挿通されて前記コネクタ５に接続されてい
る。

一方、前記プロセッサ６内には、ランプ21が設けられ
ている。このランプ21の前方には、モータ22によって回
転駆動される回転フィルタ23が配設されている。この回
転フィルタ23には、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各
波長領域の光を透過するフィルタが、周方向に沿って配
列されている。前記回転フィルタ23を透過し、R,G,Bの
各波長領域の光に時系列的に分離された光は、前記ライ
トガイド14の入射端に入射され、このライトガイド14を
介して先端部９に導かれ、この先端部９から出射され
て、観察部位を照明するようになっている。

この照明光によって照明された観察部位からの光は、
対物レンズ系15によって、CCD16上に結像され、光電変
換されるようになっている。このCCD16の出力されRGB順
次信号は、プロセッサ６内のプリプロセス回路24に入力
され信号処理されるようになっている。このプリプロセ
ス回路24の出力は、A/Dコンバータ24にてデジタル信号
に変換され、メモリ26に記憶されるようになっている。
そして、このメモリ26に記憶されたRGB各信号は、同時
に読み出され、D/Aコンバータ27にてアナログ信号に変
換され、ポストプロセス回路28に入力されるようになっ
ている。そして、このポストプロセス回路28にて、TVモ
ニタ７及び周辺機器への出力信号、すなわち、RGB映像
信号，コンポジット信号,Y/C信号等が作成されるように
なっている。

前記プリプロセス回路24内には、第１図に示すような
ホワイトバランスのため回路が設けられている。

すなわち、CCD16から得られたRGB順次信号は、乗算器
31に入力され、この乗算器31の出力は後段の処理回路に
出力されると共に、ホワイトバランス回路（以下、WB回
路と記す。）30に入力されるようになっている。前記乗
算器31の出力は、このWB回路30内のS/H回路（サンプル
ホールド回路）32に入力されるようになっている。この
S/H回路32は、RGB順次信号を、それぞれの読み出し期間
サンプリングするS/Hクロックによりサンプル／ホール
ドし、次段の比較器33,34に出力するようになってい
る。一方の比較器33にはＲ信号とＧ信号が入力され、他
方の比較器34にはＢ信号とＧ信号が入力されるようにな
っている。この比較器33,34は、それぞれ、Ｇ信号に対
するＲ信号のレベル及びＧ信号に対するＢ信号のレベル
を比較し、結果を次段のU/Dカウンタ（アップダウンカ
ウンタ）35に出力するようになっている。このU/Dカウ
ンタ35は、ある一定期間、すなわちホワイトバランス
（WB）スタート信号からホワイトバランスがとられるま
での間カウントし、例えば、レベルがＲ＞Ｇであればダ
ウンカウントし、Ｒ＜Ｇであればアップカウントする。
また、Ｂ信号に関しても同様である。そして、Ｒ信号と
Ｂ信号のそれぞれについてカウントされたデジタル信号
は、それぞれ、D/Aコンバータ36,37に入力され、Ｇ信号
レベルに対するＲ及びＢ信号の差分が電圧変換され、得
られたV_R,V_B信号と、Ｇ信号に対するリファレンス電圧V
_Gとが、スイッチ38にて順次コントロール信号に応じて
切換えられて、WB補正信号として出力されるようになっ
ている。

前記WB回路30からのWB補正信号は、２入力１出力の切
換スイッチ39の一方の入力端子ａに印加されるようにな
っている。この切換スイッチ39の他方の入力端子ｂに
は、プリセット手段40が接続されている。この切換スイ
ッチ39は、切換信号によって切換られるようになってい
る。また、このスイッチ39の出力が、前記乗算器31に入
力されるようになっている。

前記プリセット手段40内には、予め求められた回転フ
ィルタ23,ライトガイド14,CCD16等の分光特性のばらつ
きの基準値に対する補正電圧Vr,Vg,Vbを発生する補正電
圧源41r,41g,41bが設けられ、これらは、３入力１出力
の切換スイッチ42の各入力端に接続されている。この切
換スイッチ42の出力端は、前記切換スイッチ39の入力端
子ｂに接続されている。前記切換スイッチ42は、順次コ
ントロール信号に応じて切換えられ、補正電圧Vr,Vg,Vb
が順次、非常WB補正信号として出力されるようになって
いる。

前記WB回路30を動作させるためのWBスタート信号発生
用のWBスイッチは、例えば、プロセッサ６のフロントパ
ネル等や内視鏡１の操作部３等に設けられ、このWBスイ
ッチをオンすると、WB回路30にてホワイトバランスの調
整が行われる。

次に、本実施例の作用について説明する。

通常観察時においては、切換スイッチ39は入力端子ａ
側が選択されており、ホワイトバランス調整時に得られ
たV_R,V_B及びV_Gが、RGBの各タイミングで順次乗算器31に
入力され、この信号とCCD16からのRGB順次信号とが乗算
される。そして、この乗算器31からのRGB信号は、ホワ
イトバランスがとられた状態では、白い被写体を撮像す
るとR:G:B＝1:1:1となる。

次に、医者が診断中に誤ってWBスイッチを押した場合
等、ホワイトバランスが損なわれてしまった場合には、
例えばプロセッサ６のフロントパネルに設けた非常WBス
イッチを押すことにより、切換スイッチ39に送られる切
換信号の論理が変わり、切換スイッチ39は、入力端子ｂ
側に切換わり、プリセット手段40からの出力信号、すな
わち非常WB補正信号が乗算器31に入力される。従って、
乗算器31にて、補正電圧Vr,Vg,VbとCCD16からのRGB順次
信号とが乗算され、非常時においてもある程度ホワイト
バランスのとれたRGB信号が得られる。

このように、本実施例によれば、医者が診断中に誤っ
てホワイトバランス調整を行ってしまった場合等、ホワ
イトバランスが損なわれてしまった場合でも、非常WBス
イッチを押すことにより、体内に挿入されている内視鏡
１を一度抜去しホワイトバランスを取り直すことなく、
ある程度ホワイトバランスのとれた状態が得られる。

尚、非常WBスイッチは、プロセッサ６のフロントパネ
ルに限らず、プロセッサ６のどこに設けても良いし、ま
た、内視鏡１の操作部３等に設けても良いし、フットス
イッチとして設けても良い。

また、従来のWBスイッチをある一定の時間以上押し続
けられると非常時であることを検知し、前記非常WBスイ
ッチ同様に作用する非常WBモードに切換わるようにして
も良い。

第４図及び第５図は本発明の第２実施例に係り、第４
図はホワイトバランスのための回路部を示すブロック
図、第５図はプロセッサのフロントパネルの一部を示す
正面図である。

本実施例におけるWB回路では、第１実施例におけるD/
Aコンバータ36,37の出力が、それぞれ、５入力１出力の
切換スイッチ49の入力端子A,Cに印加されている。ま
た、Ｇ信号に対するリファレンス電圧V_Gは前記切換スイ
ッチ49の入力端子Ｅに印加されている。

また、U/Dカウンタ35から出力されるＲ信号とＢ信号
のそれぞれについてのデジタル信号は、プリセット手段
50にも入力され、このプリセット手段50内のスイッチ51
を介して、メモリ52に記憶されるようになっている。こ
のメモリ52から読み出されたＲ信号とＢ信号について信
号は、それぞれ、D/Aコンバータ53,54にてアナログ信号
に変換されて、前記切換スイッチ49の入力端子B,Dに印
加されるようになっている。

前記切換スイッチ49は、順次コントロール信号によっ
て切換えられ、この順次コントロール信号は、切換スイ
ッチ49が通常使用時は端子Ａ→Ｃ→Ｅ→Ａ…の順に切換
わり、非常WBスイッチオン時には端子Ｂ→Ｄ→Ｅ→Ｂ…
の順に切換わるように制御される。そして、この切換ス
イッチ49の出力が、乗算器31に入力されるようになって
いる。

また、第５図に示すように、プロセッサ６のフロント
パネル61には、WBスイッチ62と、非常WBスイッチ63と、
WBメモリスイッチ64と、WBメモリ用LED65とが設けられ
ている。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、医者は、診断前に第５図に示すフロントパネル
61のWBスイッチ62をオンし、ホワイトバランスをとる。
次に、WBメモリスイッチ64をオンすることにより、プリ
セット手段50内のスイッチ51がある一定期間だけオン
し、ホワイトバランスがとられているデジタル信号をメ
モリ52に記憶する。メモリ52に記憶されると、WBメモリ
用LED65が点灯するため、ホワイトバランスの状態を記
憶したか否かを判る。

通常使用時には、切換スイッチ49は、順次コントロー
ル信号により、端子Ａ→Ｃ→Ｅ→Ａ…の順に切換わり、
ホワイトバランス調整時に得られたV_R,V_B及びV_Gに基づ
いてRGB順次信号が補正される。

一方、医者が診断中に誤ってWBスイッチ62を押した場
合等、ホワイトバランスが損なわれてしまった場合に
は、非常WBスイッチ63を押すことにより、順次コントロ
ール信号が切換わり、切換スイッチ49は、端子Ｂ→Ｄ→
Ｅ→Ｂ…の順に切換わり、WBメモリスイッチ64をオンし
たときにメモリ52に記憶されたWB補正信号がプリセット
手段50から出力され、切換スイッチ49を経て乗算器31に
入力される。これにより、前記プリセット手段50からの
信号とCCD16からのRGB順次信号とが乗算器31にて乗算さ
れ、ホワイトバランスのとれた出力RGB信号か得られ
る。

本実施例によれば、非常時にも、正確にホワイトバラ
ンスのとれた状態が得られる。

その他の構成，作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。

尚、本発明は、面順次方式に限らず、固体撮像素子の
前面に色分離のためのカラーモザイクフィルタを設け、
白色光にて照明するカラーモザイク方式（単板方式）に
対しても適用することができる。

また、本発明が適用される内視鏡は、先端に固体撮像
素子を有するタイプでも、光学ファイバによるイメージ
ガイドを経由して、被観察物の外部に像を導いてから、
撮像素子で撮像するタイプのいずれでも良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、ホワイトバラン
スが損なわれた場合には、ある一定の基準となるホワイ
トバランス状態になるように映像信号が補正されるの
で、観察中に誤ってホワイトバランス調整を行ってしま
った場合等、ホワイトバランスが損なわれてしまった場
合でも、内視鏡を抜去することなく簡単に、ある程度ホ
ワイトバランスのとれた状態が得られるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図はホワイトバランスのための回路部を示すブロック
図、第２図は内視鏡装置の構成を示す説明図、第３図は
内視鏡装置の全体を示す側面図、第４図及び第５図は本
発明の第２実施例に係り、第４図はホワイトバランスの
ための回路部を示すブロック図、第５図はプロセッサの
フロントパネルの一部を示す正面図、第６図は従来のホ
ワイトバランス回路の構成の一例を示すブロック図であ
る。１……電子内視鏡、６……プロセッサ 16……CCD、24……プリプロセス回路 30……WB回路、39……切換スイッチ 40……プリセット手段 41r,41g,41b……補正電圧源 42……切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内久保明伸東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中川雄大東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者長谷川潤東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者矢島昭彦東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者上原政夫東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭63−79631（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 23/24 A61B 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ホワイトバランスの調整開始を指示する操
作部と、撮像手段にて撮像され出力された色信号を入力し、前記
操作部からの指示信号を受け、前記色信号に基づき該色
信号のホワイトバランスを補正するための第１のホワイ
トバランス補正信号を生成するホワイトバランス設定手
段と、前記色信号のホワイトバランスを所定の値に補正するた
めの第２のホワイトバランス補正信号を記憶するホワイ
トバランス記憶手段と、前記ホワイトバランス設定手段にて生成された前記第１
のホワイトバランス補正信号、もしくは前記ホワイトバ
ランス記憶手段に記憶された前記第２のホワイトバラン
ス補正信号のどちらか一方を選択して出力する選択手段
と、前記選択手段にて選択されたホワイトバランス補正信号
に基づき、前記色信号のホワイトバランスを調整する調
整手段と、を有することを特徴とする内視鏡撮像装置。