JP3676633B2

JP3676633B2 - 内視鏡の絞り制御装置

Info

Publication number: JP3676633B2
Application number: JP36375499A
Authority: JP
Inventors: 正高橋
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2000253307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡（スコープ）を胃など体腔内に挿入し、体腔映像を画面に映し出して患部の状態を検査する内視鏡装置に関し、特に体腔に照射される光量を調整する絞りの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、体腔映像が映し出される画面を常に適度な明るさに保つため、絞りを開閉させることで体腔に照射される光量を自動的に調整する自動調光方式を備えた内視鏡装置が知られている。このような内視鏡装置では、輝度値を定期的に抽出して、例えば輝度平均値（１画面における各画素の輝度の平均値）を算出し、その輝度平均値と適正な明るさを示す輝度値（参照値）との差に基づいて絞りを開閉させ、光量調整を一定期間毎に行う。このような自動調光方式により、適正な光量が体腔に照射され、画面には体腔映像が適度な明るさで映し出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような自動調光方式において、輝度平均値算出のためにヒストグラム処理を適用する場合、絞りが駆動する時にはすでに新たな輝度値が抽出される。そのため、次の光量調整時には絞りが駆動された後の輝度値が反映されず、前回抽出された輝度値に基づいて絞りが駆動される。特に、絞りの移動量が大きい場合、古い輝度値に基づいて次の光量調整が行われる。そのため、体腔にはすでに適正な光量が照射されているにもかかわらず、誤って絞りを駆動させてしまい、絞りがいつまでも適正位置に収束しないハンチング（発振）が生じる恐れがある。また、この問題を解決するために光量調整を行う時間間隔を長くすると、光量が調整されるまでに時間が掛かり、画面の明るさ変化に応じて迅速な光量調整を行うことができない。
【０００４】
本発明は、常に画面を適度な明るさに保ち、画面（体腔映像）の明るさの変化に応じて、ハンチングを起こすことなく迅速に光量調整をすることができる内視鏡の絞り制御装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡の絞り制御装置は、光源からの光を絞りを介して被写体に照射することにより得られる被写体像を撮像する手段と、被写体を撮像することにより得られる画像信号に基づき、被写体像の輝度値を算出する輝度値算出手段と、輝度値に基づいて求められた目標移動量だけ絞りを駆動させることにより、被写体に照射される光量を一定期間毎に調整する絞り制御手段とを備え、絞り制御手段は、絞りが基準移動量を超えて駆動した場合、次回の光量調整時には絞りを駆動させないことを特徴とする。このような絞り制御により、絞りは現在の被写体像の明るさに応じた輝度値に基づいて制御され、ハンチングを起こすことなく迅速に光量調整を行うことができる。
【０００６】
基準移動量は、絞りに対してハンチングを生じさせない一連の移動量の中の最大移動量以下であることが望ましい。この場合、絞り制御手段は、絞りを駆動させるモータに送られるパルス数が基準移動移動量に応じた基準パルス数を超える場合、次回の光量調整時には絞りを駆動させないのが望ましい。
【０００７】
例えば、絞りは、光源からの光を遮蔽するための遮蔽部と遮蔽部から延びている平板状の支持アームとを有し、遮蔽部の位置によって被写体に照射される光量が変化するように、支持アーム上の軸を中心に回転する。この場合、絞り制御手段は、基準移動量に応じた基準移動角度を超えて絞りを回転させる場合、次回の光量調整時には絞りを駆動させないことが望ましい。
【０００８】
輝度値算出手段は、画像信号に基づいて輝度信号を生成し、輝度信号に対してヒストグラム処理を施し、ヒストグラム処理により得られるヒストグラムデータに基づいて輝度平均値を算出することが望ましい。例えば、輝度値は、１画面分の被写体像の輝度平均値である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下では、図を参照して本発明の実施形態である内視鏡装置について説明する。
【００１０】
図１は、実施形態である内視鏡装置の電気的回路を示したブロック図である。この内視鏡装置は、スコープ（内視鏡）３０を胃など体腔Ｓに送り込み、体腔Ｓの映像をプロセッサ１０を介してモニタ２３に表示させる装置である。ここでは、カラー多重化方式としてＮＴＳＣ方式を適用している。
【００１１】
スコープ３０内には、ランプである光源１９からの光を通すライトガイド３２が設けられており、光源１９から導かれた光は、光を収束させる集光レンズ２７により、ライトガイド３２の入射端３２ａに入射される。そしてライトガイド３２を通った光は、光の配光角を広げる配光レンズ３４を介して体腔Ｓに照射される。このとき体腔Ｓに照射される光量は、光源１９と集光レンズ２７との間に設けられた絞り１８により調整され、これにより光量が増減する。絞り１８は、ステッピングモータ２６により駆動され、ステッピングモータ２６には、所定のパルス数が絞り制御回路１７から送られてくる。このパルス数に応じて、絞り１８が開閉する。
【００１２】
体腔Ｓの画像は、レンズＬを介して撮像素子３１上に結像される。撮像素子３１の上面には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色モザイクフィルタが設けられ、光電変換により各色に応じた画像信号が発生する。これら画像信号は順次まとめて掃き出され、プロセッサ１０に送られる。
【００１３】
スコープ３０から送られてきた１画面分の画像信号は、ＣＣＤプロセス回路１１においてそれぞれ各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に応じた画像信号毎に分離され、増幅される。増幅された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１２においてアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理回路１３に送られる。
【００１４】
信号処理回路１３では、画像信号に対するリセット雑音の除去などの処理が行われ、処理された画像信号は信号変換回路２５とホワイトバランス調整回路１４に送られる。
【００１５】
信号変換回路２５では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に応じた画像信号に基づいて輝度信号Ｙが求められる。この輝度信号Ｙは、ヒストグラム処理のためにヒストグラム処理回路１６に抽出される。
【００１６】
ヒストグラム処理回路１６では、抽出された輝度信号Ｙが１／３０秒毎に書き込まれ、ヒストグラム処理が施される。ヒストグラム処理により得られたヒストグラムデータはＣＰＵ２２により読み出され、ＣＰＵ２２において輝度信号Ｙに関する輝度平均値が算出される。この輝度平均値は、１画面における各画素の輝度の平均値である。
【００１７】
ＣＰＵ２２には、操作パネル２０におけるスイッチ操作やキーボード２１の操作による信号が入力され、これにより照射光量の設定やモニタ２３における表示画面の変更などが行われる。また、輝度信号Ｙに対する輝度平均値とＣＰＵ２２内のメモリ（図示せず）に保存されている参照値を参照することで、制御信号が絞り制御回路１７に送られる。ただし、参照値は、輝度信号Ｙのとりうる範囲において、適正な光量が前記撮像素子に入射された時に得られる、中間付近の値である。
【００１８】
絞り制御回路１７では、送られてきた制御信号に基づき、絞り１８を開く正転のパルス信号か、もしくは絞り１８を閉じる反転のパルス信号に対するパルス数が定められ、パルス数に応じたパルス信号が、ステッピングモータ２６に送られる。パルス信号がステッピングモータ２６に送られると、ステッピングモータ２６が駆動（回転）し、これにより絞り１８が開閉する。なお、ステッピングモータ２６は、ロジックシーケンサ、励磁回路を含んでおり、送られてくるパルス信号に応じて励磁回路から励磁電流がステッピングモータ２６に送られる。また、正転のパルス信号は、絞り１８を開く方向へ回転させるハイ（Ｈ）レベルの制御信号を伴うパルス信号を表し、反転のパルス信号は、絞り１８を閉じる方向へ回転させるロー（Ｌ）レベルの制御信号を伴うパルス信号を表す。
【００１９】
ホワイトバランス調整回路１４では、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に応じた画像信号に基づいて色温度補正処理（ホワイトバランス調整）が施される。ここでは、白い被写体を撮像した時に、その画像を構成するすべての画素におけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号の比が１になるように調整される。ホワイトバランス調整された画像信号は、Ｄ／Ａ変換器２４においてアナログ信号に変換され、ビデオプロセス回路１５に送られる。ビデオプロセス回路１５では、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号が映像信号であるＮＴＳＣ信号に変換され、ＮＴＳＣ信号はモニタ２３に送られる。そしてモニタ２３上では体腔Ｓの映像が映し出される。
【００２０】
スコープ３０内のＥＥＰＲＯＭ３３には、接続されているスコープ３０の特性が記憶されており、スコープ３０がプロセッサ１０に接続されると、スコープ３０の特性がＣＰＵ２２によって読み出される。
【００２１】
図２は、絞り１８およびステッピングモータ２６を、絞り１８から光源１９に向かう方向から見た時の平面図である。
【００２２】
絞り１８の先端部（遮蔽部）１８ａは、光源１９から平行に出射する光をすべて遮蔽できるように円形状に形成されている。先端部１８ａから延びている平板状の支持アーム１８ｂには、ステッピングモータ２６がギア（図示せず）を介して接続されており、ステッピングモータ２６が回転すると、絞り１８は支持アーム１８ｂ上の軸を中心に回転する。絞り１８が回転すると、先端部１８ａの位置に応じて、絞り１８を通過する光量、すなわち、被写体Ｓに照射される光量が変化する。ここでは、絞り１８が光源１９に移動する方向を絞り１８が閉じる方向、絞り１８が光源１９から離れていく方向を絞り１８が開く方向とする。また、ステッピングモータ２６に正転のパルス数が送られると絞り１８は開き、反転のパルス数が送られると絞り１８は閉じる。
【００２３】
絞り１８の回転角度ａは、絞り１８が開くほど増加し、全閉で０度、全開で３０度である。したがって、絞り１８は０〜３０度の範囲で回転（移動）する。ここでは、ステッピングモータ２６の位置を回転位置変数ｐで表し、この回転位置変数ｐによって絞り１８の開度および絞り１８の移動量を示す。ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐは、０〜２４０の値をとり、０で全閉、２４０で全開である。つまり、絞り１８の回転角度ａの１度に対し、ステッピングモータの回転位置変数ｐは８である。このような回転位置変数ｐを用いることにより、絞り１８の開度が示される。例えば、回転位置変数ｐが２４０（全開）から１２０に変わると、絞り１８の開度は全開の時と比べて半分になる。ただし、本実施形態では絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐとは、線形関係にある。
【００２４】
ステッピングモータ２６に入力されるパルス信号のパルス数ｖｐにおいて、１パルスは回転位置変数「１」に対応しており、例えば、パルス数ｖｐが１６である正転のパルス信号がステッピングモータ２６に入力された場合、回転位置変数ｐも１６だけ変動し、絞り１８が開く。このとき、絞り１８は、２度回転する。このように、絞り１８の移動量は、ステッピングモータ２６に入力されるパルス信号のパルス数ｖｐに従う。
【００２５】
図３は、ＣＰＵ２２によって実行される内視鏡装置全体の動作を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップ２０１では、電源がＯＮ状態になることで絞り１８、制御に関する各変数、モニタ２３の文字表示がそれぞれ初期値に設定される。
【００２７】
ステップ２０２では、操作パネル２０におけるスイッチ操作に基づいて、光源１９の明るさ設定などが行われる。ステップ２０３では、キーボード２１の操作に基づいて、モニタ２３への文字の入力や表示画面の変更などが行われる。ステップ２０４では、例えば電子内視鏡３０がプロセッサ１０に接続された時に電子内視鏡３０の機種名がモニタ２３に表示される。
【００２８】
ステップ２０５では、例えばモニタ２３上に時刻が表示される。
【００２９】
このような内視鏡装置全体の動作は、電源がＯＦＦになるまで繰り返し行われる。それぞれの各ステップにおいてサブルーチンが実行される。また、ステップ２０２〜２０５において各ステップが実行されるための動作（例えばステップ２０３ではキーボード操作）がないときは、そのステップの実質的処理は実行されず次のステップに移る。
【００３０】
図４は、輝度値関連処理に関する割り込みルーチンのフローチャートである。この割り込みルーチンは、４／１０００秒ごとに実行され、図３のステップ２０２〜２０６が実行されている間に割り込んで処理される。以下では輝度信号Ｙを輝度値Ｙと記載する。また、輝度値Ｙのとりうる範囲は０〜２５５である。
【００３１】
ステップ３０１では、ヒストグラムデータがヒストグラム処理回路１６からＣＰＵ２２に読み出されることが可能であるか否かが判定される。ヒストグラム処理回路１６にまだ輝度値Ｙが書き込まれている段階であるか、もしくは１画面分のヒストグラムデータが得られていないため、ヒストグラムデータがＣＰＵ２２により読み出されないと判断された場合、一連の輝度値関連処理は実行されず、この割り込みルーチンは終了する。ヒストグラム処理回路１６において輝度値Ｙに対する書き込みが終了し、かつ１画面分のヒストグラムデータが得られているため、ヒストグラムデータを読み出すことができると判断された場合、ステップ３０２に移る。なお、ヒストグラムデータは１画面における各輝度値Ｙに対する画素数の数との関係を示すデータである (図５参照）。
【００３２】
ステップ３０２では、ＣＰＵ２２が１画面分のヒストグラムデータをヒストグラム処理回路１６から入力する。
【００３３】
ステップ３０３では、得られたヒストグラムデータに基づき、輝度平均値Ｙ０が算出される。輝度平均値Ｙ０は、各輝度値に対して対応する画素数を乗じたものを１画面の総画素数で割ることによって求められる値である。輝度平均値Ｙ０が算出されると、この割り込みルーチンは終了する。
【００３４】
図６は、光量制御に関する割り込みルーチンのフローチャートである。この割り込みルーチンは、１画面分を走査するのにかかる時間と対応させるために１／３０秒毎に実行され、図３のステップ２０２〜２０５が実行されている間に割り込んで処理される。図６を用いて、光量制御について説明する。なお、輝度平均値Ｙ０が２２０以上の時、画面はハレーション状態になる。
【００３５】
ステップ４０１では、実行変数ｖｄが０であるか否かが判定される。この実行変数ｖｄは、光量制御を行うか否かを判別するための変数であり、前回の割り込み処理で絞り１８が所定の移動量を超えて移動している場合、実行変数ｖｄ＝１であり、前回の割り込み処理で絞り１８が所定の移動量を超えない範囲で移動している場合、実行変数ｖｄ＝０である。実行変数ｖｄが０であると判断されると、光量制御が実行されることが決定され、ステップ４０２に移る。実行変数ｖｄが１であると判断された場合、光量制御は実行されず、ステップ４１７において、次回は光量制御を行うようにするために実行変数ｖｄが０に設定され、割り込みルーチンが終了する。
【００３６】
ステップ４０２では、輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒとの差が許容値Ｃ１よりも大きいか否かが判定される。輝度平均値Ｙ０は、図４のステップ３０３で求められた値が用いられる。参照値ｖｒは、体腔Ｓに適正な光量が照射されている（画面が適度な明るさに保たれている）状態での輝度平均値Ｙ０の値であり、ここでは１２８である。この参照値ｖｒは、操作パネル２０に対するスイッチ操作により変更される。また、許容値Ｃ１は、輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒとの差の許容誤差を示す値であり、ここでは４である。輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒとの差が許容値Ｃ１よりも大きいと判断されると、ステップ４０３に移る。輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒとの差が許容値Ｃ１よりも大きくないと判断されると、光量制御は実行されず、この割り込みルーチンは終了する。
【００３７】
ステップ４０３では、輝度平均値Ｙ０が参照値ｖｒよりも大きいか否かが判定される。輝度平均値Ｙ０が参照値ｖｒよりも大きい場合、画面が明るすぎるため絞り１８は閉じる方向に移動し、輝度平均値Ｙ０が参照値ｖｒよりも小さい場合、画面が暗いため絞り１８は開く方向に移動する。
【００３８】
ステップ４０３において、輝度平均値Ｙ０が参照値ｖｒよりも大きいと判断されると、ステップ４０４に移る。ステップ４０４では、輝度平均値Ｙ０がハレーション輝度値Ｃ２よりも大きいか否かが判定される。このハレーション輝度値Ｃ２は、画面がハレーション状態に変わるときの輝度平均値Ｙ０であり、ここでは２２０とする。画面がハレーション状態であれば、絞り１８は特別な方法で制御され、画面がハレーション状態でなければ、通常の絞り１８の制御が行われる。
【００３９】
ステップ４０４において輝度平均値Ｙ０がハレーション輝度値Ｃ２よりも大きいと判断されると、ステップ４０５に移る。ステップ４０５では、ステッピングモータ２６に与える反転パルス信号のパルス数ｖｐが、次の式で定められる。ただし、Ｃ３は減光係数であり、ｐはステッピングモータ２６の回転位置変数である。
ｖｐ＝Ｃ３×ｐ（０．３≦Ｃ３≦０．５）・・・・・・（１）
図２を用いて説明したように、ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐとパルス数ｖｐは対応しており、パルス数ｖｐは絞り１８の移動量を示す。これを絞り１８の開度の観点で見てみると、現在の絞り１８の開度（回転位置変数ｐ）が、減光係数Ｃ３で示される割合の開度だけ小さくなる。ただし、減光係数Ｃ３は、ここでは０．４（４割）である。すなわち、絞り１８の開度は、現在の絞り１８の開度の６割の開度となる。ただし、絞り１８の角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐとの関係は、線形関係にある。ステッピングモータ２６のパルス数ｖｐが定められると、ステップ４０６に移る。
【００４０】
ステップ４０６では、ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐが、ステップ４０５の実行により求められたパルス数ｖｐにしたがって定められる。すなわち、回転位置変数ｐからパルス数ｖｐが引かれた値が、新たな回転位置変数ｐとなる。例えば、回転位置変数ｐが２００であるとき、パルス数ｖｐは８０であり、新たな回転位置変数ｐは、１２０となる。このとき、絞り１８の開度は、１２０／２００＝０．６であることから、回転前の開度の６割となる。新たな回転位置変数ｐが定められると、ステップ４０９に移る。
【００４１】
ステップ４０４において、輝度平均値Ｙ０がハレーション輝度値Ｃ２よりも小さいと判断されると、ステップ４０７に移る。ステップ４０７では、図７を用いてパルス数ｖｐが求められる。図７には、輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒとの差に対し、その差の範囲に応じたパルス数ｖｐが示されており、この表に示されたデータは、ＣＰＵ２２のメモリ（図示せず）に格納されている。。パルス数ｖｐが求められると、ステップ４０８に移る。ステップ４０８では、ステップ４０６と同様に、ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐからパルス数ｖｐが引かれた値が、新たな回転位置変数ｐとされる。新たな回転位置変数ｐが定められると、ステップ４０９に移る。
【００４２】
ステップ４０９では、パルス数ｖｐが次式を満たすか否かが判定される。ただし、Ｃ４は限界移動定数（基準パルス数）であり、パルス数ｖｐに関する値である。
ｖｐ＞Ｃ４・・・・・・・（２）
（２）式は、ステップ４０５もしくはステップ４０７で定められたパルス数ｖｐが所定のパルス数（基準パルス数）より大きいことを示しており、このステップでは、駆動される絞り１８の移動量が所定の移動量（基準移動量）を超えているか否かが判定される。ただし、所定の移動量は、ハンチングを生じさせない範囲にある一連の絞り１８の移動量のうちの最大移動量以下である。本実施形態では、限界移動定数Ｃ４を３２と設定しており、絞り１８が４度（基準移動角度）を超えて回転する場合、絞り１８の移動量は所定の移動量を超える。パルス数ｖｐが限界移動定数Ｃ４（＝３２）を超えていると判断されると、ステップ４１０に移り、実行変数ｖｄが１に設定される。すなわち、次回の光量制御は実行されない。実行変数ｖｄが１に設定されると、ステップ４１１に移る。ステップ４０９において、パルス数ｖｐが限界移動定数Ｃ４（＝３２）を超えていないと判断された場合、ステップ４１０はスキップされて、ステップ４１１に移る。
【００４３】
ステップ４１１では、ステップ４０５もしくはステップ４０７において求められたパルス数ｖｐ分のパルス信号が、ステッピングモータ２６に送られる。これにより、ステッピングモータ２６が回転し、それに応じて絞り１８が閉じる。このとき、ステッピングモータ２６は、ステップ４０６もしくはステップ４０８で求められた回転位置変数ｐに対応した位置まで回転する。パルス信号が送られると、一連の光量制御は終了する。
【００４４】
ステップ４０３において、輝度平均値Ｙ０が参照値ｖｒより小さいと判断されると、ステップ４１２に移る。ステップ４１２では、ステッピングモータ２６のパルス数ｖｐが、図７の表にしたがって定められる。パルス数ｖｐが定められると、ステップ４１３に移る。
【００４５】
ステップ４１３では、ステッピングモータ２６の回転位置ｐが、ステップ４１２の実行により求められたパルス数ｖｐにしたがって定められる。すなわち、回転位置変数ｐにパルス数ｖｐが加算された値が、新たな回転位置変数ｐとなる。あらたな回転位置変数ｐが求められると、ステップ４１４に移る。
【００４６】
ステップ４１４〜４１５の実行は、ステップ４０９〜４１０の実行と同じである。ステップ４１４とステップ４１５が実行されると、ステップ４１６に移る。
【００４７】
ステップ４１６では、ステップ４１２において求められたパルス数ｖｐ分のパルス信号がステッピングモータ２６に送られる。これにより、ステッピングモータ２６が回転し、それに応じて絞り１８が開く。このとき、ステッピングモータ２６は、ステップ４１３で求められた回転位置変数ｐに対応した位置まで回転する。パルス信号がステッピングモータ２６に送られると、一連の光量制御は終了する。
【００４８】
このように本実施形態によれば、ステップ４０４〜４０５の実行により、画面がハレーション状態にある時（Ｙ０＞Ｃ２＝２２０）、絞り１８の開度が現在の６割の開度となるように、パルス数ｖｐおよび回転位置変数ｐが定められ、新たな回転位置変数ｐまでステッピングモータ２６が回転し、それに応じて絞り１８が所定の位置まで閉じる。画面がハレーション状態である時のステッピングモータ２６の回転位置変数ｐが２００以上の値であることが多いことを考慮すれば、定められるパルス数ｖｐは、図７に示された最大パルス数ｖｐ（＝４８）よりも大きい値となり、これにより絞り１８が一度に大きく閉じる（回転する）。したがって、画面がハレーション状態になっても、速やかに画面が適度な明るさに戻る。
【００４９】
さらに、絞り１８の開度がさほど大きくない時にハレーション状態になった場合でも、その時の絞り１８の開度に応じた割合で絞り１８が回転されるので、絞り過ぎにより体腔Ｓの映像が暗くなり過ぎることがない。
【００５０】
また、ステップ４０９〜４１０もしくはステップ４１４〜４１５の実行により、絞り１８が４度（パルス数ｖｐが３２）を超える場合、次回の割り込み処理（光量制御）時には絞り１８を開閉させない。絞り１８の駆動が停止されている間、図５のステップ３０３では、輝度平均値Ｙ０が、新たに算出されている。絞り１８の駆動停止が終了されると、図６のステップ４０３では、現在の被写体像の明るさに応じた輝度平均値Ｙ０と参照値ｖｒが比較される。したがって、例えば、画面をハレーション状態やブラックアウト状態（画面が真っ暗になる状態）から適度な明るさに戻すため、絞り１８の移動量を多くする（パルス数ｖｐが大きな値に定められる）場合、ヒストグラム処理を行っても絞り１８のハンチングを起こすことなく、迅速に光量制御が行われる。
【００５１】
絞り１８の駆動時間が１画面の走査時間（１／３０秒間）よりだいぶ長く、複数の画面走査時間にわたって絞り１８が駆動する場合、次回の光量調整時だけなく、数回の光量調整時において絞りを駆動させないようにしてもよい。このとき、図６のステップ４０９、４１４の判別において、ステッピングモータに与えられたパルス数ｖｐの値に応じて場合分けをし、そのパルス数ｖｐに相応した調光処理を行わない回数を求める。そして、ステップ４１７において変数ｖｄを０にするタイミングを調整する。例えば、０〜３のいずれかの値をもつカウンタ変数が、ステップ４０５、４０７、４１２で定められたパルス数ｖｐに応じて、ステップ４１０、４１５において定められる。そして、ステップ４１７において絞り１８の制御の停止回数がカウントされる。すなわち、カウンタ変数が１ずつ減じられる。そして、ステップ４１７においてカウンタ変数が０になると、次回の光量制御において、絞り１８が駆動される。
【００５２】
本実施形態では、絞り１８を開閉させることで体腔Ｓに照射される光量を調整しているが、絞り１８を開閉させる代わりに、光源１９から出射される光量を調整してもよい。あるいは、両方を併用する方法でもよい。また、ＮＴＳＣ方式の代わりにＰＡＬ（Phase Alternation by Line ）方式のテレビを適用する場合、割り込み処理の時間間隔は１／２５秒間とする。
【００５３】
また、減光係数Ｃ３の値のとりうる範囲は、スコープ３０の種類や光源１９の種類に対応させるため、（０．２≦Ｃ３≦０．８）と設定してもよい。
【００５４】
本実施形態では、光量制御を簡略化するために、絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐとの関係が線形関係にあるとしたが、より高精度な光量制御を考慮し、絞り１８の回転角度ａと回転位置変数ｐ、また光量ｑが非線形な関係である場合における光量制御も行うことができる。以下では、絞り１８の回転角度ａと回転位置変数ｐ、また光量ｑが非線形な関係である時の光量制御について述べる。
【００５５】
図８は、絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐとの関係を示す図である。
【００５６】
絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐが次式を満たす場合、両者は線形関係にある。
ａ＝ｍｐ（ｍは定数）・・・・・・・・・・（３）
一方、回転角度ａと回転位置変数ｐが非線形の関係にある場合、関係式を次式であらわす。
ａ＝ｆ（ｐ）・・・・・・・・・・（４）
【００５７】
ここで、絞り１８の開度を、Ｃ３（０．３≦Ｃ３≦０．５）の割合で減らし、現在の絞り１８の開度を（１−Ｃ３）の割合の開度に変更する。絞り１８の開度が変更された後の絞りの回転角度をａ１とすると、現在の回転角度ａと回転角度ａ１との関係は、次式で表すことができる。
ａ１＝（１−Ｃ３）×ａ・・・・・・・・・・（５）
絞り１８の開度が変更された時のステッピングモータ２６の回転位置変数をｐ１とし、ｐ１を求めると、（４）式より
ｐ１＝ｆ^-1（ａ１）・・・・・・・・・・（６）
ここで、ｆ^-1はｆの逆関数である。したがって、回転角度ａである絞り１８を回転角度ａ１の位置まで回転させる時、ステッピングモータ２６に与えるパルス数ｖｐは、（４）〜（６）式より、次式で求められる。

よって、絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐが非線形な関係にある場合、図６の割り込み処理のステップ４０５において、（１）式の代わりに（７）式が適用される。
【００５８】
図９は、ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐと体腔Ｓに照射される光量ｑとの関係を示した図である。回転位置変数ｐと光量ｑとの関係は、次式の関係式で表される。
ｑ＝ｇ（ｐ）・・・・・・・・・（８）
絞り１８が駆動されることで、現在被写体に照射される光量ｑが光量ｑ１（ｑ１＜ｑ）になるとする。このとき、図６の割り込み処理のステップ４０５において、（１）式の代わりに（７）式の場合と同様にして次の（９）式が適用される。ここで、ｇ^-1は、ｇの逆関数である。

減光係数Ｃ３のとりうる範囲を考慮すれば、被写体に照射される光量は、図９で示されるように、それまでの約３割〜約５割減少する。
【００５９】
図６のステップ４０９、４１４において、パルス数ｖｐではなく、絞り１８の回転角度ａで判別する場合には、次のようになる。絞り１８が、回転角度ａから回転角度ａ１の位置に移動した場合、絞り１８の移動量は｜ａ−ａ１｜である。よって、図６の割り込み処理のステップ４０９およびステップ４１４において、（２）式の代わりに次の（１０）式が適用される。ただし、Ｃ５は、限度移動角度（基準角度）であり、Ｃ５＝４（度）である。
｜ａ−ａ１｜＞Ｃ５・・・・・（１０）
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、常に画面を適度な明るさに保ち、画面（体腔映像）の明るさの変化に応じて、ハンチングを起こすことなく迅速に光量調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態である内視鏡装置の電気回路を示したブロック図である。
【図２】絞りを光源と絞りを結ぶ方向から見た時の絞りの平面図である。
【図３】内視鏡装置全体の動作の流れを示したフローチャートである。
【図４】輝度値関連処理に関する割り込みルーチンのフローチャートである。
【図５】ヒストグラムデータを示した図である。
【図６】光量制御に関する割り込みルーチンのフローチャートである。
【図７】輝度平均値と参照値との差に対するパルス数を示した表である。
【図８】絞りの回転角度とステッピングモータの回転位置との関係を示した図である。
【図９】ステッピングモータの回転位置と光源から出射される光量との関係を示した図である。
【符号の説明】
１８絞り
１９光源
２６ステッピングモータ（モータ）
３０スコープ（内視鏡）
Ｙ０輝度平均値（輝度値）
ｖｒ参照値
Ｃ４限界移動定数（基準パルス数）

Claims

光源からの光を絞りを介して被写体に照射することにより得られた被写体像を撮像する手段と、
前記被写体像を撮像することにより得られる画像信号に基づき、前記被写体像の輝度値を定期的に算出する輝度値算出手段と、
算出される前記輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照値との差に応じて求められる目標移動量だけ前記絞りを駆動させることにより、前記被写体に照射される光量を一定期間毎に調整する絞り制御手段とを備え、
前記絞り制御手段が、
基準移動量を超えた目標移動量に従って前記絞りを駆動させる場合、少なくとも次回の光量調整時には前記絞りを駆動させず、
少なくとも次回の光量調整時における前記絞りの駆動停止が終了されると、新に算出された輝度値に従って求められる目標移動量に従って前記絞りを駆動させることを特徴とする内視鏡装置。
前記基準移動量が、前記絞りに対してハンチングを生じさせない一連の移動量の中の最大移動量以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の絞り制御装置。
前記絞りが、前記光源からの光を遮蔽するための遮蔽部と前記遮蔽部から延びている平板状の支持アームとを有し、前記遮蔽部の位置によって前記被写体に照射される光量が変化するように、前記支持アーム上の軸を中心に回転することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記絞り制御手段が、前記基準移動量に応じた基準移動角度を超えて前記絞りを回転させる場合、次回の光量調整時には前記絞りを駆動させないことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
前記絞り制御手段が、前記絞りを駆動させるモータに送られるパルス数が前記基準移動量に応じた基準パルス数を超える場合、次回の光量調整時には前記絞りを駆動させないことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
前記輝度値算出手段が、前記画像信号に基づいて輝度信号を生成し、前記輝度信号に対してヒストグラム処理を施し、前記ヒストグラム処理により得られるヒストグラムデータに基づいて前記輝度値を算出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記輝度値が、１画面分の前記被写体像の輝度平均値であることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
被写体像を撮像することにより内視鏡の撮像素子から得られる画像信号に基づき、前記被写体像の輝度値を定期的に算出する輝度値算出手段と、
算出される前記輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照値との差に応じて求められる目標移動量だけ、被写体へ照射する光の光量を調整する絞りを駆動させることにより、前記被写体に照射される光量を一定期間毎に調整する絞り制御手段とを備え、
前記絞り制御手段が、
基準移動量を超えた目標移動量に従って前記絞りを駆動させる場合、少なくとも次回の光量調整時には前記絞りを駆動させず、
少なくとも次回の光量調整時における前記絞りの駆動停止が終了されると、新に算出された輝度値に従って求められる目標移動量に従って前記絞りを駆動させることを特徴とする内視鏡装置の絞り制御装置。