JP4231147B2

JP4231147B2 - 内視鏡用光源装置及びその調光方法

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Publication number: JP4231147B2
Application number: JP10199099A
Authority: JP
Inventors: 正高橋
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000002840A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置に関し、特に、内視鏡に供給する照明光の光量の調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置(以下、「光源装置」という)が知られている。図７は、従来における光源装置１の一つを示す構成図である。図７において、光源装置１は、光源２と絞り装置３とを有している。光源２から発せられた照明光は、絞り装置３によって光量を調整された後、内視鏡(電子スコープ)４に供給される。その後、照明光は、電子スコープ４の先端部から出射されることによって撮影対象を照明し、この際における撮影対象が、電子スコープ４の先端部に設けられた固体撮像素子(ＣＣＤ)５によって撮影される。すると、ＣＣＤ５の出力信号が、光源装置１の信号処理回路６ａに入力され、信号処理回路６ａ,６ｂがＣＣＤ５の出力信号に基づく画像信号を生成する。そして、モニタ９が画像信号に基づく画像を表示する。
一方、信号処理回路６ａは、ＣＣＤ５の各画素の輝度信号をピーク値検波回路７に入力する。ピーク値検波回路７は、各画素の輝度信号のうち、最も高い輝度を持つ輝度信号(最大値：ピーク値)を抽出し、絞り制御回路８に入力する。絞り制御回路８は、ピーク値を参照値(適正な輝度)と比較し、その結果をもって絞り装置３の動作を制御する。即ち、絞り制御装置８は、ピーク値が参照値より大きい場合には、電子スコープ４に供給される照明光の光量が低下するように絞り装置３を動作させ、ピーク値が参照値より小さい場合には、電子スコープ４に供給される照明光の光量が増加するように絞り装置３を動作させる。このようなフィードバックループによって、画像の最も明るい領域の輝度が参照値と同じ値になるように、電子スコープ４から出射される照明光の光量が調整されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示した光源装置１には以下の問題があった。即ち、図７に示した光源装置１は、参照値と比較する値をピーク値とするので、モニタ９に表示される画像は、ピーク値の輝度を検出した画素に対応する領域が適正な明るさとなる。ところが、ピーク値の輝度を検出した画素と他の画素の検出した輝度との差が大きい場合に、ピーク値の輝度を基準として画像全体の明るさを調整すると、他の画素に対応する領域の明るさが必要以上に抑えられてしまい、当該領域が暗くなってしまうことがあった。特に、ピーク値の輝度を持つ画素が少ない場合には、画像全体が暗いものとなってしまうことがあった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、内視鏡に供給される照明光の光量を従来に比べて適正に調整することができ、明るさの適正な画像を得ることができる内視鏡用光源装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した問題を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請求項１の発明は、撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置である。この内視鏡用光源装置は、前記内視鏡によって撮影された被写体の画像における各画素の輝度データを、所定数の階調の何れかに振り分け、各階調に属する輝度データの個数をヒストグラムデータとして求めるヒストグラム作成部と、前記ヒストグラム作成部によって得られたヒストグラムデータに基づいて、最高階調から下位へ向けて各階調に属する輝度データの個数を累計し、この累計値が所定値に至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する比較値特定部と、前記比較値特定部によって特定された比較値とこの比較値に属する各画素が検出すべき輝度を示す参照値とを対比する比較部と、前記比較値が前記参照値を上回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を低下させ、前記比較値が前記参照値を下回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を増加させる光量調整部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によると、比較値を持つ画素の輝度が参照値と等しい輝度となるように各画素の輝度(明るさ)が調整される。即ち、比較値を持つ画素の輝度を基準として他の画素の輝度が決定される。ここで、比較値は最高階調よりも低い階調であるので、比較値が下がるように光量を調整した際に内視鏡に供給される光量の下げ幅が従来に比べて小さくなり、他の画素の輝度の下げ幅が従来よりも小さくなる。従って、画像を全体的に明るく表示することができる。
請求項２の発明は、請求項１記載の比較値特定部が、内視鏡用光源装置に接続されている内視鏡の種類に応じて前記所定値を決定することで特定したものである。このようにすれば、内視鏡の種類に応じた明るさの画像を自動的に得ることができる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１記載の比較値特定部が、外部からの入力信号に従って前記所定値を決定することで特定したものである。このようにすれば、内視鏡用光源装置の操作者の好みに応じた明るさの画像を得ることができる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載の比較部が、外部からの入力信号に従って前記比較値と対比すべき参照値を決定することで特定したものである。このようにしても、操作者の好みに応じた明るさの画像を得ることができる。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１記載の比較値特定部が、前記被写体の画像における全画素数に対して前記累計値が所定の比率をなすに至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定することで特定したものである。
【００１０】
請求項６の発明は、撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置の調光方法であって、前記内視鏡によって撮影された被写体の画像における各画素の輝度データを、所定数の階調の何れかに振り分け、各階調に属する輝度データの個数をヒストグラムデータとして求める第１のステップと、前記第１のステップによって得られたヒストグラムデータに基づいて、最高階調から下位へ向けて各階調に属する輝度データの個数を累計し、この累計値が所定値に至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する第２のステップと、前記第２のステップによって特定された比較値とこの比較値に属する各画素が検出すべき輝度を示す参照値とを対比する第３のステップと、前記比較値が前記参照値を上回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を低下させ、前記比較値が前記参照値を下回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を増加させる第４のステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６記載の調光方法が、内視鏡用光源装置に接続されている内視鏡の種類に応じて前記所定値を決定するステップをさらに含むことで特定したものである。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項６記載の調光方法が、外部からの入力信号に従って前記所定値を決定するステップをさらに含むことで特定したものである。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項６記載の調光方法が、外部からの入力信号に従って前記比較値と対比すべき参照値を決定するステップをさらに含むことで特定したものである。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項６記載の第２のステップでは、前記被写体の画像における全画素数に対して前記累計値が所定の比率をなすに至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定することで特定したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
〔内視鏡システムの構成〕
図１は、本発明の実施形態による内視鏡システムの構成図である。図１において、内視鏡システムは、電子スコープ１０と、電子スコープ１０と接続された内視鏡用光源装置兼ビデオプロセッサ(以下、「光源装置」という)２０と、光源装置２０に接続されたテレビモニタ３０とからなる。
【００１６】
電子スコープ１０は、撮影対象を撮影するためのカラーＣＣＤ１１をその先端部に有しており、カラーＣＣＤ１１の出力信号は、信号線１２を介して光源装置２０に入力される。また、電子スコープ１０は、光源装置２０から供給される照明光を伝達するためのライトガイドファイババンドル(以下、「ＬＣＢ」という)１３を有している。光源装置２０から供給される光は、ＬＣＢ１３を通じて電子スコープ１０の先端部まで伝達され、この先端部に配置されたＬＣＢ１３の出射端面から出射され、撮影対象を照明する。
【００１７】
光源装置２０は、電子スコープ１０に供給すべき照明光を発する光源２と、光源２から発せられた照明光の光量を調整する絞り装置３と有している。絞り装置３によって調整された照明光(図１に示す光束ＬＦ参照)は、コンデンサレンズ１４によって収束され、光源装置２０内に配置されたＬＣＢ１３の入射端面に入射される。
【００１８】
また、光源装置２０は、上記した信号線１２に接続された信号処理回路２１と、信号処理回路２１に接続された信号処理回路２２及びヒストグラム処理回路２３と、ヒストグラム処理回路２３に接続されたＣＰＵ(中央処理装置)２４と、ＣＰＵ２４に接続されたキーボード２５及び操作パネル２６と、絞り制御回路２７と、モータ２８とを有している。そして、ＣＰＵ２４は、上記した絞り制御回路２７と接続されている。
【００１９】
信号処理回路２１は、カラーＣＣＤ１１の出力信号を信号線１２から受け取り、この出力信号から二つの色差信号(Ｒ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号)と輝度信号(Ｙ信号)とを生成した後、各信号をアナログ・ディジタル変換し、信号処理回路２２へ向けて出力する。
【００２０】
信号処理回路２２は、信号処理回路２１から入力された二つの色差信号及び輝度信号からビデオ信号を生成し、モニタ３０に向けて出力する。これによって、モニタ３０には、ビデオ信号に基づく撮影対象の画像が表示される。
【００２１】
ヒストグラム処理回路２３は、信号処理回路２１から輝度信号(１画面分の映像信号における内視鏡像部分をなす全画素の輝度)を受け取り、これらの輝度信号についてヒストグラム処理を施す。即ち、ヒストグラム処理回路２３は、各輝度信号の輝度(各画素の輝度)を０〜２５５の何れかの階調に分類し、各階調に属する輝度信号の個数(画素数：以下「度数」と称する)を計数する。これによって、横軸を輝度(０〜２５５)とし、縦軸を度数(画素数)とするヒストグラムのデータが作成される(図２参照)。そして、ヒストグラム処理回路２３は、作成したヒストグラムデータを図示せぬメモリに保持する。
【００２２】
ＣＰＵ２４は、図示せぬメモリに記憶されたプログラムやその実行に際して使用されるデータに従って、光源装置２０の各部を制御する。例えば、ＣＰＵ２４は、ヒストグラム処理回路２３からヒストグラムデータを読み出し、このヒストグラムデータに基づいて参照値と比較すべき値(「比較値」と称する)を算出する。
【００２３】
このとき、ＣＰＵ２４は、図２に示したヒストグラムにおいて、輝度の最大値(最高階調：２５５)から下位（最小値側）へ向かって各階調に属する度数を累計した場合に、その度数の累計値が全度数のｖ２(ｖ２＞０)％に達した際における階調の輝度を比較値として算出する。この比較値算出処理を含め、ＣＰＵ２４による処理は後述する。
【００２４】
ＣＰＵ２４は、算出された比較値に基づいて絞り装置３の制御信号を生成し、絞り制御回路２７に入力する。絞り制御回路２７は、ＣＰＵ２４から入力された制御信号に従って、制御信号に応じた動力を、モータ２８から絞り装置３に供給する。これによって、絞り装置３は、電子スコープ１０へ供給される光量を、制御信号に応じた量となるように調整する。
【００２５】
キーボード２５は、パソコンのキーボードとほぼ同じものであり、データ入力用のキー群を有している。また、操作パネル２６は、光源装置２０の操作用スイッチやツマミを複数個有している。
〔光源装置のＣＰＵによる処理〕
次に、図１に示した光源装置２０のＣＰＵ２４による処理を説明する。図３は、ＣＰＵ２４による処理を示すフローチャートであり、図４は、図３に示したキーボード処理（Ｓ２）を示すフローチャートであり、図５は、図３に示した絞り制御処理（Ｓ５）を示すフローチャートであり、図６は、図３に示した内視鏡関連処理（Ｓ６）を示すフローチャートである。
【００２６】
ＣＰＵ２４は、光源装置２０の電源投入によって起動し、最初に所定の初期設定(例えば、自己チェック)を実行する(Ｓ１)。初期設定が終了すると、ＣＰＵ２４は、キーボード処理(図４に示すサブルーチン)を実行する(Ｓ２)。即ち、図４に示すように、ＣＰＵ２４は、何れのキーも打鍵されない場合(Ｓ２０１；ＮＯ)には、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００２７】
一方、何れかのキーが打鍵された場合(Ｓ２０１；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、現在図示せぬメモリに保持されている変数ｖ１が“１”か否かを判定する(Ｓ２０２)。ここに、変数ｖ１は、ＣＰＵ２４がキーボード処理において通常処理(ｖ１＝０)と比較値設定処理(ｖ１＝１)とを区別するためのフラグである。
【００２８】
このとき、変数ｖ１が“１”でない場合(ｖ１＝０である場合：Ｓ２０２；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、比較値設定処理を行わないものとし、打鍵されたキーが第１ファンクションキー(Ｆ１キー)か否かを判定する(Ｓ２０３)。ここで、打鍵されたキーがＦ１キーである場合(Ｓ２０３；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、変数ｖ１を“１”に設定し(Ｓ２０４)、処理を図３のメインルーチンに戻す。これに対し、打鍵されたキーがＦ１キーでない場合(Ｓ２０３；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、打鍵されたキーと対応する処理を実行し(Ｓ２０５)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００２９】
一方、変数ｖ１が“１”である場合(Ｓ２０２；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、打鍵されたキーが数字“１”キーであるか否かを判定し(Ｓ２０６)、数字“１”キーである場合(Ｓ２０６；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、図示せぬメモリに保持されている変数ｖ２を“５［％］”に設定するとともに、図示せぬメモリに保持されている変数ｖ３を“１”に設定し(Ｓ２０７)、その後、変数ｖ１を“０”に設定し(Ｓ２１４)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００３０】
ここに、変数ｖ２は、上述した“ｖ２[％]”を示す値であり、変数ｖ３は、電子スコープのタイプに依る自動設定(ｖ３＝０)と内視鏡操作者による手動設定(ｖ３＝１)との何れを優先して比較値の設定条件とするかを決定するためのフラグである。
【００３１】
これに対し、打鍵されたキーが数字“１”キーでない場合(Ｓ２０６；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、打鍵されたキーが数字“２”キーであるか否かを判定し(Ｓ２０８)、数字“２”キーである場合(Ｓ２０８；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、変数ｖ２を“１０[％]”に設定するとともに変数ｖ３を“１”に設定し(Ｓ２０９)、その後、変数ｖ１を“０”に設定し(Ｓ２１４)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００３２】
これに対し、打鍵されたキーが数字“２”キーでない場合(Ｓ２０８；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、打鍵されたキーが数字“３”キーであるか否かを判定し(Ｓ２１０)、数字“３”キーである場合(Ｓ２１０；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、変数ｖ２を“２０[％]”に設定するとともに変数ｖ３を“１”に設定し(Ｓ２１１)、その後、変数ｖ１を“０”に設定し(Ｓ２１４)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００３３】
これに対し、打鍵されたキーが数字“３”キーでない場合(Ｓ２１０；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、打鍵されたキーが数字“０”キーであるか否かを判定し(Ｓ２１２)、数字“０”キーである場合(Ｓ２１２；ＹＥＳ)には、ＣＰＵ２４は、変数ｖ３を“０”に設定し(Ｓ２１３)、その後、変数ｖ１を“０”に設定し(Ｓ２１４)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００３４】
キーボード処理が終了すると、図３に示すように、ＣＰＵ２４は、操作パネル処理を実行する(Ｓ３)。即ち、操作パネル２６は、予め用意された幾つかの参照値の何れかを選択するためのスイッチ(図示せず)を有しており、電子スコープ１０の操作者が何れかのスイッチを投入することで参照値を選択可能となっている。
【００３５】
ＣＰＵ２４は、操作者によって、好みの表示画像の明るさに応じて投入されたスイッチを特定し、特定したスイッチに応じた参照値(操作者によって選択された参照値)を記憶する。これによって、ＣＰＵ２４は、自身が算出した比較値と当該参照値とを用いて、絞り装置３の制御信号を絞り制御回路２７に与える。
【００３６】
操作パネル処理が終了すると、ＣＰＵ２４は、光源関連処理を実行する(Ｓ４)。即ち、ＣＰＵ２４は、光源２を構成するランプに異常が生じていないか等、光源２の動作チェックを行う。
【００３７】
光源関連処理が終了すると、ＣＰＵ２４は、絞り制御処理(図５に示すサブルーチン)を実行する(Ｓ５)。即ち、ＣＰＵ２４は、ヒストグラム処理回路２３にヒストグラムデータが保持されているか否かを判定する(Ｓ５０１)。このとき、電子スコープ１０が光源装置２０に接続されていないこと等に因って、ヒストグラム処理回路２３がヒストグラムデータを保持していない場合(Ｓ５０１；ＮＯ)には、絞り制御処理が終了し、処理が図３に示すメインルーチンへ戻る。
【００３８】
これに対し、ヒストグラム処理回路２３がヒストグラムデータを保持している場合(Ｓ５０１；ＹＥＳ)には、ヒストグラムデータを読み出し、配列Ｓ１[２５６]として図示せぬメモリに書き込む(Ｓ５０２)。ここに、ヒストグラムデータと配列Ｓ１[２５６]との対応は以下の通りである。
【００３９】
階調０の度数(画素数) ：Ｓ１[０]と対応
階調１の度数(画素数) ：Ｓ１[１]と対応
・・
・・
階調２５５の度数(画素数)：Ｓ１[２５５]と対応
続いて、以下の(式１)によって変数Ｓｒの値を求め、変数Ｓ２を“０”に設定し、変数ｐを“２５６”に設定する(Ｓ５０３)。
【００４０】
Ｓｒ＝(Ｓ０×ｖ２)／１００・・・(式１)
ここに、変数Ｓ０は、全度数(全画素数)を示す値であり、変数Ｓｒは、全度数のｖ２％の場合における度数の個数を示す値であり、変数Ｓ２は、輝度の各階調に属する度数(画素数)を累積的に算出するための値であり、変数ｐは、最終的に求めるべき比較値となる値である。
【００４１】
続いて、ＣＰＵ２４は、現在の変数ｐの値を１減算するとともに、変数Ｓ２の値を以下の(式２)によって求める(Ｓ５０４)。
【００４２】
Ｓ２＝Ｓ２＋Ｓ１[ｐ] ・・・(式２)
最初にＳ５０４が実行される時には、変数ｐの値は“２５５”となり、変数Ｓ２の値はＳ１[２５５]の値となる。
【００４３】
続いて、ＣＰＵ２４は、変数Ｓ２が変数Ｓｒ以上となったか否かを判定する(Ｓ５０５)。このとき、変数Ｓ２が変数Ｓｒ未満である場合(Ｓ５０５；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、変数Ｓ２が変数Ｓｒ以上となったと判定される(Ｓ５０５；ＹＥＳ)までＳ５０４及びＳ５０５の処理を繰り返し行う。
【００４４】
これによって、最高階調(Ｓ１[２５５])の度数を起算点とし、ここから下位の階調へ向けて各階調に属する度数が累算される。そして、累算された度数が全度数のｖ２％以上となると、Ｓ５０５にてＹＥＳの判定がなされ、この際における変数ｐの値が、求めるべき比較値ｐとなる。以上説明したＳ５０２〜Ｓ５０５の処理が上述した比較値算出処理である。
【００４５】
その後、ＣＰＵ２４は、比較値ｐと所定の参照値(操作パネル処理(Ｓ３)にて選択された参照値)とを比較し(Ｓ５０６)、比較値ｐが参照値の許容値外か否かを判定する(Ｓ５０７)。
【００４６】
このとき、比較値ｐが参照値の許容値内である場合(Ｓ５０７；ＮＯ)には、処理が図３に示すメインルーチンに戻る。従って、絞り装置３の状態が維持され、映像信号の各画素の輝度が維持される。これに対し、比較値ｐが参照値の許容値外である場合(Ｓ５０７；ＹＥＳ)には、絞り制御回路２７は、比較値ｐが参照値を上回っているか否かを判定する(Ｓ５０８)。
【００４７】
そして、比較値ｐが参照値を上回っている場合(Ｓ５０８；ＹＥＳ)には、絞り制御回路２７は、絞り装置３が閉じる方向(光束ＬＦを絞る方向)に動作するための制御信号(パルス)をモータ２８に与え(Ｓ５０９)、その後、処理が図３に示すメインルーチンへ戻る。Ｓ５０９の処理によって、モータ２８が制御信号に従って駆動し、絞り装置３が光束ＬＦを絞り、電子スコープ１０に供給される照明光の光量を低下させる。
【００４８】
一方、比較値ｐが参照値を上回っていない場合(Ｓ５０８；ＮＯ)には、絞り制御回路２７は、絞り装置３が開く方向に動作するための制御信号(パルス)をモータ２８に与える(Ｓ５１０)。その後、処理が図３に示すメインルーチンに戻る。Ｓ５１０の処理によって、モータ２８が制御信号に従って駆動し、絞り装置３が開く方向(光束ＬＦの遮光状態を解除する方向)に動作し、電子スコープ１０に供給される照明光の光量を増加させる。このように、比較値ｐとなる輝度を持つ画素を基準とし、この画素の輝度が参照値に近づくように、電子スコープ１０に供給される光量が調整される。
【００４９】
絞り制御処理が終了すると、ＣＰＵ２４は、内視鏡関連処理(図６に示すサブルーチン)を実行する(Ｓ６)。即ち、本実施形態による光源装置２０は、タイプＡ〜Ｃの３種類の電子スコープ１０を接続可能となっており、何れかのタイプの電子スコープ１０が光源装置２０に接続されると、その接続された電子スコープ１０を示す信号が発せられる。ＣＰＵ２４は、図６のＳ６０１において、この信号を検出しており且つ当該信号が前回のＳ６０１にて検出した信号と同じであるか否かを判定する。そして、前回のＳ６０１では信号を検出していなかったが今回のＳ６０１では信号を検出することができた場合，又は、前回のＳ６０１にて検出した信号とは異なる信号を今回のＳ６０１にて検出した場合には、今回検出した信号と対応する電子スコープ１０の名称をモニタ３０に表示させる(Ｓ６０２)。
【００５０】
続いて、ＣＰＵ２４は、現在の変数ｖ３の値がｖ３＝０かを判定し(Ｓ６０３)、ｖ３＝０でない場合(ｖ３＝１の場合；Ｓ６０３；ＮＯ)には、処理を図３のメインルーチンへ戻す。これに対し、ｖ３＝０の場合(Ｓ６０３；ＹＥＳ)には、今回のＳ６０１にて検出した信号がタイプＡの電子スコープ１０を示す信号かを判定し(Ｓ６０４)、そうである場合(Ｓ６０４；ＹＥＳ)には、変数ｖ２を“５[％]”に設定し(Ｓ６０５)、処理を図３のメインルーチンへ戻す。
【００５１】
これに対し、Ｓ６０１にて検出された信号がタイプＡを示すものでない場合(Ｓ６０４；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、当該信号がタイプＢの電子スコープを示す信号かを判定し(Ｓ６０６)、そうである場合(Ｓ６０６；ＹＥＳ)には、変数ｖ２を“１０[％]”に設定し(Ｓ６０７)、処理を図３のメインルーチンへ戻す。
【００５２】
これに対し、Ｓ６０１にて検出された信号がタイプＢを示すものでない場合(Ｓ６０６；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、当該信号がタイプＣの電子スコープを示す信号か否かを判定し(Ｓ６０８)、そうである場合(Ｓ６０８；ＹＥＳ)には、変数ｖ２を“２０[％]”に設定し(Ｓ６０９)、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００５３】
一方、今回のＳ６０１にて信号を検出することができなかった場合，又は、前回のＳ６０１にて検出した信号と同じ信号を今回のＳ６０１にて再度検出した場合(Ｓ６０１；ＮＯ)には、ＣＰＵ２４は、前回のＳ６０１にて信号を検出していたが今回のＳ６０１では信号を検出できなかったか否かを、チェックする（Ｓ６０１）。そして、前回のＳ６０１にて信号を検出していたが今回のＳ６０１では信号を検出できなかった場合(Ｓ６１０；ＹＥＳ)には、光源装置２０から電子スコープ１０が外されたと判定し(Ｓ６１０；ＹＥＳ)、モニタ３０から電子スコープ１０の名称を消去させ(Ｓ６１１)、処理を図３のメインルーチンへ戻す。これに対して、今回のＳ６０１でも前回のＳ６０１でも共に信号が検出できなかった場合，又は、今回のＳ６０１でも前回のＳ６０１でも共に同じ信号を検出した場合には（Ｓ６１０；ＮＯ）、そのまま、処理を図３のメインルーチンに戻す。
【００５４】
内視鏡関連処理が終了すると、ＣＰＵ２４は、他の処理を実行し(Ｓ７)、他の処理が終了すると、処理をＳ２に戻す。
【００５５】
なお、本実施形態による光源装置２０では、電源投入時における変数ｖ１及びｖ３の値は“０”となっている。このため、変数ｖ２は、一巡目のキーボード処理(Ｓ２)では設定されず、内視鏡関連処理(Ｓ６)にて光源装置２０に電子スコープ１０が接続されている場合にのみ、その電子スコープ１０のタイプに応じて設定される。その後、光源装置２０の操作者が、キーボード処理のＳ２０１にてＦ１キーを押せば(Ｓ２０３)、次のキーボード処理にて変数ｖ２の値を好みに応じて変更することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、キーボード処理にて選択可能な変数ｖ２の数は３つであったが、用意される変数ｖ２の数は増減可能である。また、内視鏡関連処理にて設定される変数ｖ２の数も、電子スコープ１０のタイプの数に応じて増減可能である。また、キーボード処理にて用意されている変数ｖ２の数と、内視鏡関連処理にて用意されている変数ｖ２の数とは異なっていても良く、両処理の間で設定されるｖ２の値は同じでなくても良い。
〔内視鏡システムの動作例〕
次に、図１に示した内視鏡システムの動作例を説明する。内視鏡システムを用いて撮影対象(例えば、人の体腔内)を撮影する場合には、上述したように、操作者が光源装置２０に電子スコープ１０を接続し、光源装置２０の電源を投入する。すると、図３に示したＳ１〜Ｓ７の処理が実行され、光源装置２０の各部のチェックが行われるとともに、参照値や変数ｖ２が設定される。
【００５７】
その後、光源２のランプを発光させると、光源２から照明光(光束ＬＦ)が発せられる。この照明光は、絞り装置３によって光量が調整され、コンデンサレンズ１４にて収束され、ＬＣＢ１３の入射端面に入射される。
【００５８】
ＬＣＢ１３の入射端面に入射された照明光は、電子スコープ１０の先端部に設けられたＬＣＢ１３の出射端面から撮影対象に向けて照射され、撮影対象を照明する。カラーＣＣＤ１１は、照明された撮影対象を撮影し、その出力信号は、信号線１２を通じて信号処理回路２１に入力される。すると、各信号処理回路２１,２２が撮影対象のビデオ信号を生成し、このビデオ信号に基づく画像をモニタ３０が表示する。
【００５９】
一方、信号処理回路２１は、映像信号における内視鏡像部分をなす全画素の輝度信号を、ヒストグラム処理回路２３に入力する。その後、操作者が、電子スコープ１０の先端部を体腔内に挿入して撮影位置に配置する。ヒストグラム処理回路２３は、信号処理回路２１から受け取った輝度信号に基づいて、上記したヒストグラムデータを生成し保持する。続いて、ＣＰＵ２４が、ヒストグラム処理回路２３からヒストグラムデータを読み出し、図５に示したＳ５０２〜Ｓ５０５の処理を実行することによって、変数ｖ２に応じた比較値ｐを算出する。
【００６０】
すると、ＣＰＵ２４が、図５に示したＳ５０６〜Ｓ５１０の処理を実行し、参照値と比較値ｐとの比較結果に基づく制御信号を絞り制御回路２７に与える。このとき、比較値ｐが参照値の許容値を上回っている場合には、モニタ３０に表示される画像の明るい部分が白く飛ぶおそれがある。そこで、ＣＰＵ２４は、絞り装置３を閉じる方向に動作させるための制御信号を生成し、絞り制御回路２７に与える。これに対し、比較値ｐが参照値の許容値を下回っている場合には、モニタ３０に表示される画像の暗い部分が黒くつぶれるおそれがある。そこで、ＣＰＵ２４は、絞り装置３を開く方向に動作させるための制御信号を生成し、絞り制御回路２７に与える。
【００６１】
そして、絞り制御回路２７が、制御信号に応じてモータ２８を駆動し、絞り装置３を開閉させる。これによって、絞り装置３による光束ＬＦの絞り量が変化し、ＬＣＢ３の入射端面に入射される照明光の光量が増減する。このような絞り装置３のフィードバック制御が継続して実行され、最終的には、ＣＰＵ２４によって算出される比較値ｐが、参照値の許容値内となる。すると、モニタ３０には白く飛んだ部分や黒くつぶれた部分がなく、且つ全体的に明るい画像が表示される。
〔実施形態の作用〕
本実施形態による光源装置２０によると、最高階調の輝度(最大値)よりもやや低い階調の比較値ｐを算出し、この比較値ｐが参照値とほぼ同じになるように、絞り装置３をフィードバック制御する。即ち、比較値ｐを基準として画像全体の明るさが決定される。
【００６２】
このため、従来のように、最大値を持つ画素の輝度を基準として他の画素の輝度が決定されることによって、他の画素に対応する領域の明るさが必要以上に抑えられることがない。このため、当該領域が暗くなったり、黒くつぶれたりすることを防止できる。従って、モニタ３０には、白く飛んだ部分がなく、且つ全体として明るい画像が表示される。これによって、画像が従来に比べて観察し易いものとなるので、操作者(観察者)の疲労を軽減できるとともに、表示された画像から適正な判断を下すことが容易となる。
【００６３】
また、比較値ｐを算出するための変数ｖ２が、内視鏡関連処理(図６参照)によって、電子スコープ１０のタイプに応じて設定されるので、操作者の手間が省けるとともに、電子スコープ１０のタイプに応じた明るさの画像をモニタ３０に表示することができる。
【００６４】
さらに、変数ｖ２は、キーボード処理(図４参照)において、操作者によって設定可能となっているので、モニタ３０に表示される画像の明るさを操作者(観察者)の好みに応じて設定することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明による内視鏡用光源装置によれば、内視鏡に供給される照明光の光量を従来に比べて適正に調整することができるので、明るさのより適正な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による内視鏡システムの構成図
【図２】図１に示したヒストグラム処理回路によって得られるヒストグラムを示す図
【図３】図１に示したＣＰＵによる処理を示すフローチャート
【図４】図３に示したキーボード処理を示すフローチャート
【図５】図３に示した絞り制御処理を示すフローチャート
【図６】図３に示した内視鏡関連処理を示すフローチャート
【図７】従来の内視鏡用光源装置の説明図
【符号の説明】
３絞り装置(光量調整部)
１０電子スコープ(内視鏡)
２０内視鏡用光源装置兼ビデオプロセッサ(内視鏡用光源装置)
２３ヒストグラム処理回路(ヒストグラム作成部)
２４ＣＰＵ(比較値特定部，比較部)
２７絞り制御回路

Claims

撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置において、
前記内視鏡によって撮影された被写体の画像における各画素の輝度データを、所定数の階調の何れかに振り分け、各階調に属する輝度データの個数をヒストグラムデータとして求めるヒストグラム作成部と、
前記ヒストグラム作成部によって得られたヒストグラムデータに基づいて、最高階調から下位へ向けて各階調に属する輝度データの個数を累計し、この累計値が所定値に至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する比較値特定部と、
前記比較値特定部によって特定された比較値とこの比較値に属する各画素が検出すべき輝度を示す参照値とを対比する比較部と、
前記比較値が前記参照値を上回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を低下させ、前記比較値が前記参照値を下回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を増加させる光量調整部と
を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
前記比較値特定部は、内視鏡用光源装置に接続されている内視鏡の種類に応じて前記所定値を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
前記比較値特定部は、外部からの入力信号に従って前記所定値を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
前記比較部は、外部からの入力信号に従って前記比較値と対比すべき参照値を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
前記比較値特定部は、前記被写体の画像における全画素数に対して前記累計値が所定の比率をなすに至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
撮影対象の照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置の調光方法であって、
前記内視鏡によって撮影された被写体の画像における各画素の輝度データを、所定数の階調の何れかに振り分け、各階調に属する輝度データの個数をヒストグラムデータとして求める第１のステップと、
前記第１のステップによって得られたヒストグラムデータに基づいて、最高階調から下位へ向けて各階調に属する輝度データの個数を累計し、この累計値が所定値に至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する第２のステップと、
前記第２のステップによって特定された比較値とこの比較値に属する各画素が検出すべき輝度を示す参照値とを対比する第３のステップと、
前記比較値が前記参照値を上回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を低下させ、前記比較値が前記参照値を下回っている場合に前記内視鏡に供給される照明光の光量を増加させる第４のステップと
を含むことを特徴とする内視鏡用光源装置の調光方法。
内視鏡用光源装置に接続されている内視鏡の種類に応じて前記所定値を決定するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項６記載の内視鏡用光源装置の調光方法。
外部からの入力信号に従って前記所定値を決定するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項６記載の内視鏡用光源装置の調光方法。
外部からの入力信号に従って前記比較値と対比すべき参照値を決定するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項６記載の内視鏡用光源装置の調光方法。
前記第２のステップでは、前記被写体の画像における全画素数に対して前記累計値が所定の比率をなすに至った際における最高階調以外の階調の輝度を比較値として特定する
ことを特徴とする請求項６記載の内視鏡用光源装置の調光方法。