JP4503931B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動調光可能な電子内視鏡装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、挿入部先端に固体撮像素子（ＣＣＤ）を搭載し、ＣＣＤを用いて撮像した観察像をビデオプロセッサからテレビモニターに映出する電子内視鏡装置が普及している。電子内視鏡装置においては、体腔内を観察すると共に処置を行うことを容易とするために、被写体を明るく観察できるようにするための光源装置と、被写体に照射する光量を自動的に調整する（自動調光）機能は必要不可欠である。
【０００３】
自動調光機能を達成するために、従来の電子内視鏡装置において、被写体の明るさを算出する測光回路が内蔵されいる。この測光回路で算出した明るさに応じて、光源装置の絞りを制御して自動的に光量の調整を行っている。
【０００４】
従来、測光方式としては、例えば特公平７−１０８２７８号公報に平均測光方式とピーク測光方式とが示されている。平均測光方式は、被写体からの反射光の平均値に基づいて被写体に照射する光量を調整するものであり、これに対してピーク測光方式は被写体からの反射光のピーク値に基づいて被写体に照射する光量を調整するものである。
【０００５】
平均測光は、撮像素子からの出力を積分して反射光の平均値を得ており、被写体の輝度分布が一様な場合に有利な方式である。また、平均測光方式においては処置具等の高輝度で小面積の物体によって、関心領域が暗くなってしまうことを避けることができるように、所定レベル以上の映像信号をクリップするためのクリップ回路が設けられる。
【０００６】
しかし、胃角などの突出した高輝度な被写体を観察する場合に平均測光方式を採用すると、ハレーションが発生してしまう。そこで、このような場合には、ピーク測光方式が採用される。
【０００７】
ピーク測光は、撮像素子からの出力のピーク値を検出して光量を制御するものであり、被写体の輝度差が大きい場合等に用いられる。しかし、ピーク測光方式採用時に処置具を使用すると、画面全体が暗くなり関心領域の観察が困難となる。
【０００８】
つまり、ピーク測光方式では輝度差が大きい被写体の高輝度部分に注目領域がある場合に有効であり、平均測光方式は輝度分布が一様な場合や、処置具を用いた観察時に有効である。
【０００９】
また、関連技術としては、特開２０００−３３３９０１号公報に中央部がピーク測光で、周辺部が平均測光である測光方式をもつ電子内視鏡が示されている。
【００１０】
この提案の電子内視鏡では、測光手段によって、領域指定信号出力手段から出力される、撮像範囲の中央部と周辺部とを指定するための第１及び第２の領域指定信号に基づき、撮像範囲の中央部と周辺部とで測光方式を切り換えることで、周辺部の測光結果による悪影響及び中央部の測光結果による悪影響を緩和した測光結果を得、調光レベル制御手段により、該測光結果に基づいて被写体像の調光レベルを制御するように構成したことが特徴である。
【００１１】
これにより、観察者がピーク測光と平均測光とを切り換え操作することなく、常に最適な調光状態で観察が行える電子内視鏡装置の実現を達成しようとしている。
【００１２】
【特許文献１】
特公平７−１０８２７８号公報（第３頁ー第７頁、第１図）
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−３３３９０１号公報（第５頁ー第１２頁、第１図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電子内視鏡装置においては、観察者は、観察場面に応じて、平均測光方式とピーク測光方式とを切換えながら観察を行わなければならなかったので、使い勝手が悪いという問題があった。
【００１５】
また、従来の電子内視鏡装置における平均測光方式では、積分結果は平均値であるので積分回路入力レベルのおよそ５０％ぐらいに設定されており、また、ピーク測光方式では、積分結果は約１００％ぐらいに設定されている。そのため輝度分布が一様な被写体が写された場合に、平均測光、ピーク測光の被写体の明るさが同じになるように、平均測光では積分結果に約２倍のゲインをかけている。よって、従来の平均測光方式ではこのゲインで、測光結果が大きくなるため、光源装置の絞りが絞られ光量が抑えられることになる。
【００１６】
しかしながら、前述した特開２０００−３３３９０１号公報に記載の電子内視鏡装置においては、単に周辺部を平均測光の時定数、中央部をピーク測光の時定数で積分し、測光結果を従来の方式の値と同じレベルにする、すなわち、平均測光領域に従来の平均測光のゲインでしか乗じられていないために、例えば管腔状の被写体で平均測光領域にのみ被写体が写る場合にはハレーションが起きやすくなり、これを抑制することが望まれている。
【００１７】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、観察者がピーク測光と平均測光とを切換え操作することなく、常に最適な調光状態で観察を行えるとともに、平均測光を行う場合にはハーレーションの発生を抑制できる電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の電子内視鏡装置は、被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、前記被写体を照明するための光源装置と、前記撮像範囲の中央部領域と当該撮像範囲の周辺部領域とに応じた領域指定信号を発生し出力する領域指定信号発生手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号であって表示手段に表示するための映像信号を生成するための信号処理回路に供給する撮像信号と同じ信号を測光用撮像信号として入力する測光回路を構成し、当該入力した測光用撮像信号を、前記領域指定信号発生手段から出力される前記領域指定信号が示す前記撮像範囲の領域の種別に応じた所定の増幅率をもって増幅する増幅手段と、前記測光回路を構成し、前記増幅手段により増幅された前記測光用撮像信号を、前記領域指定信号発生手段から出力される前記領域指定信号が示す前記撮像範囲の領域の種別に応じた時定数をもって１フィールド分積分することにより、当該測光用撮像信号を１フィールド分毎に検波する検波手段と、前記測光回路を構成し、前記検波手段により検波された前記測光用撮像信号の明るさを測光する測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第２の電子内視鏡装置は、被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、前記被写体を照明するための光源装置と、前記撮像手段から出力される映像信号の平均値を検波する第１の検波手段と、前記撮像手段から出力される映像信号のピーク値を検波する第２の検波手段と、前記第２の検波手段による検波出力に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する際の閾値を決定する閾値決定手段と、前記閾値決定手段により決定された閾値と前記第１の検波手段による検波出力とを比較し、比較結果に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する時定数を切り換え制御する比較制御手段と、前記比較制御手段により切り換えられた時定数に基づき得られた前記第１の検波手段の検波出力に基づいて、前記撮像手段からの出力される映像信号の明るさを測光する測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、胃角などの平均測光ではハレーションを起こしてしまうような被写体の観察が容易にできる自動調光が可能となり、また、鉗子などの処置具は内視鏡像周辺部に現れるが、周辺部は平均測光領域であるため、処置具に調光が影響されることはないので、観察が容易に行える自動調光が可能となる。また、周辺部にのみ被写体が写された場合も、従来の平均測光レベルのハレーションに抑えることができ、また、中央部にのみ被写体が写された場合も従来のピーク測光レベルの観察ができる。さらに、平均測光領域のハレーションを低減することができ、従来の平均測光にも適用可能で、ハレーションを低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
第１の実施の形態：
（構成）
図１乃至図３は本発明の電子内視鏡装置の第１の実施の形態を示し、図１は本実施の形態の電子内視鏡装置全体の構成を示すブロック図、図２は図１に示す測光回路の具体的な回路構成を示すブロック図、図３は図２の測光回路の作用を説明するための説明図である。なお、本発明を、光源の赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）面順次方式の内視鏡装置に適用した場合の実施の形態について後述する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の電子内視鏡装置は、電子内視鏡１とビデオプロセッサ２と光源装置３とテレビモニター４とによって構成される。
【００２４】
前記電子内視鏡１は、可撓性を有する細長の挿入部を有し、この挿入部の先端側部にはＣＣＤ６を内蔵している。前記挿入部の先端には対物レンズ５が設けられ、被写体（図示せず）からの光学像をＣＣＤ６の撮像面に結像させるようになっている。また挿入部には、鉗子等の処置具を挿通するための鉗子チャンネル８や光源装置３からの照明光を伝送して被写体へ照射するためのライトガイド９が設けられている。
【００２５】
前記光源装置３は、絞り制御回路１９，絞り２０，光源用ランプ２１，回転フィルタ２２及び明るさ制御ボタン２３を有して構成されている。
【００２６】
前記光源用ランプ２１から照射された光は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色透過フィルタが取り付けてある回転フィルタ２２を通過し、絞り２０を介してライトガイド９に導かれる。ライトガイド９は、入射した光を電子内視鏡１の先端まで伝送して、赤、緑、青の各波長の光を順次（時系列的に）図示しない被写体に向けて照射する。
【００２７】
前記ビデオプロセッサ２のＣＣＤドライバ７は、前記ＣＣＤ６を駆動するための駆動信号を出力する。この駆動信号は、挿入部に設けた信号線を介してＣＣＤ６に供給される。これにより、ＣＣＤ６は被写体からの光学像を光電変化し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各フィールドの映像信号を挿入部内の信号線を介してビデオプロセッサ２のアナログ処理回路１０に供給するようになっている。
【００２８】
前記アナログ処理回路１０は、図示はしないがＣＣＤ出力信号を増幅するためのプリアンプや、相関二重サンプリング処理を行うＣＤＳ回路（相関２重サンプリング回路）などが設けられている。このアナログ処理回路１０では、前記プリアンプによりＣＣＤ出力信号を増幅して前記ＣＤＳ回路に供給し、該ＣＤＳ回路により前記ＣＣＤ６からの読み出し信号をダブルサンプリングしてホールドした後、Ａ／Ｄ変換器１１に出力する。この場合、前記ＣＤＳ回路によって、ＣＣＤ６の出力信号に含まれる１／ｆノイズ及びリセットノイズが除去されて、Ｓ／Ｎ比を改善した信号が得られることになる。
【００２９】
前記Ａ／Ｄ変換器１１は、入力された信号をディジタル信号に変換する。前記Ａ／Ｄ変換器１２の出力は、患者回路側の測光回路１７と、アイソレーション部１３を介して二次回路側のデジタル処理回路１２とに供給される。
【００３０】
ビデオプロセッサ２内の二次回路側において、前記デジタル信号処理回路１２は、伝送されたデジタル映像信号に対し、ＯＢクランプ，ホワイトバランス，電子ズーム，画像強調等のデジタル信号処理を施し、同時化回路１４に供給する。この場合、該デジタル信号処理回路１２で処理された映像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの時系列の信号である。
【００３１】
そして、図示はしないが観察モニターに画像を表示するためには同時化処理を施す必要があるので、前記同時化回路１４は、デジタル信号処理回路１２の出力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂの時系列信号）に同時化処理を施す。つまり、同時化回路１４から同時に読み出された映像信号は、ＲＧＢそれぞれに対応するＤ／Ａ変換器１５に供給される。
【００３２】
前記Ｄ／Ａ変換器１５は、入力された各デジタル信号をアナログ信号にそれぞれ変換し、図示しない観察モニターに供給する。これにより、図示しない観察モニタは、入力された映像信号に基づく画像表示を行うようになっている。
【００３３】
一方、患者回路側において、前記Ａ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換された映像信号は、被写体の明るさを算出するために測光回路１７にも供給されている。この測光回路１７では、ＣＰＵ２４に制御されて、入力された信号に基づき被写体の明るさを算出し、算出結果によって光源装置３の絞り制御回路１９を制御するための調光信号を生成するようになっている。この測光回路１７で生成された調光信号は、Ｄ／Ａ変換器１８に供給される。
【００３４】
前記Ｄ／Ａ変換器１８は、この調光信号をアナログ信号に変換して光源装置３の絞り制御回路１９へ出力する。この絞り制御回路１９は、この調光信号に基づき、絞り２０を制御することによって、調光用ランプ２１から出射された後のＲ，Ｇ，Ｂの回転フィルタ２２を通過してきた光の量が調整されるようになっている。
【００３５】
この場合、絞り制御回路１９は、測光回路１７で算出した被写体の明るさと、光源装置３のフロントパネル（図示せず）に設けられている明るさ制御ボタン２３の設定値によって出力される信号とを比較して、被写体の明るさの方が大きいと判断した場合には、絞り２０を閉じて被写体へ照射する光量を減らすように制御する。一方、絞り制御回路１９は、被写体の明るさが明るさ制御ボタン２３によって出力される信号と比較して小さいと判断した場合には、絞り２０を開いて被写体へ照射する光量を増やすように制御する。
【００３６】
前記ＣＰＵ２４は、図２に示すように、処置具等の高輝度で小面積である物体の明るさを測光対象から除外するためのクリップレベル信号や、測光モードを指示する測光モード指定信号を測光回路１７へ出力している。クリップレベル信号は、前記明るさ制御ボタン２３の設定値に基づいて決定されるようになっている。つまり、この明るさ設定ボタン２３を用いて、明るく設定される場合はクリップレベルを高くし、逆に暗く設定される場合はクリップレベルを低くすることになる。
【００３７】
また、測光回路１７は、図１に示すように、ビデオプロセッサ２内の２次回路を経由して、図示はしないが第２の光源装置にも測光結果を供給するようになっている。この場合、該測光回路１７で得られた測光結果は、Ｐ／Ｓ変換器４にてＰ／Ｓ変換し、アイソレーション部１３を介して２次回路へ伝送される。そして、２次回路に伝送された測光結果は、該ビデオプロセッサ２のリアパネルの図示しないケーブルを経由して、このケーブルと接続される図示しない第２の光源装置に供給されるようになっている。
【００３８】
第２の光源装置（図示せず）側では、前記第１の光源装置３と略同様に測光結果をＤ／Ａ変換し、第２の光源装置の絞り制御回路へ入力され、上記同様に該絞り制御回路による絞りの制御により、光の調整が調整されるようになっている。
【００３９】
次に、前記測光回路１７の具体的な構成について、図２乃至図３を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図１に示す測光回路１７は、図２に示すように、ゲート信号発生回路２９，サブサンプリング回路３２，クリップ回路３３，ゲイン回路３４，検波回路３５，輝度算出回路３６及び係数出力回路３７を含んで構成されている。
【００４１】
前記サブサンプリング回路３２は、図１に示すＡ／Ｄ変換器１１からの映像出力信号が入力され、デジタル映像信号から測光に必要な画素のみ、サンプリングパルスに基づきサンプリングされてクリップ回路３３に供給する。
【００４２】
クリップ回路３３は、ゲート信号発生回路２９からのゲート信号によってクリップ動作が制御されるようになっている。このゲート信号発生回路２９は、ＣＣＤ６の撮像範囲内の位置に応じたゲート信号、例えば、撮像範囲の中央部に相当する部分（ピーク測光領域２７）にはハイレベル（以下、“Ｈ”と略記する）で、撮像範囲の周辺部に相当する部分（平均測光領域２８）にはローレベル（以下、“Ｌ”という）のゲート信号を出力する。
【００４３】
したがって、前記クリップ回路３３は、ゲート信号の“Ｌ”が出力されている期間に、クリップレベル設定信号に基づくレベルで入力された映像信号（図３に示す平均測光領域２８に対応する映像信号）をクリップしてゲイン回路３４に出力する一方、ゲート信号の“Ｈ”が出力されている期間には入力された映像信号（図３に示すピーク測光領域２７に対応する映像信号）をクリップすることなくそのままゲイン回路３４に出力するようになっている。
【００４４】
この場合、ゲート信号発生回路２９は、供給される測光モード指定信号により従来の平均測光モードが選択された場合には常に“Ｌ”のゲート信号を出力し、また、ピーク測光モードが選択された場合には常に“Ｈ”のゲート信号を出力する。
【００４５】
前記ゲイン回路３４は、前記ゲート信号に基づき、前記クリップ回路３３にて所定の処理を施された映像信号に所定のゲイン定数を乗じて利得を調整する。
【００４６】
すなわち、本実施の形態においてゲイン回路３４は、ゲート信号が図３に示す平均測光領域２８に相当する“Ｌ”が出力されている期間には従来の平均測光時と同等のゲインを乗じて利得を調整する。一方、ゲート信号が図３に示すピーク測光領域２７に相当する“Ｈ”が出力されている期間には従来のピーク測光時と同等のゲインを乗じて利得を調整する。この場合、例えば従来のピーク測光時のゲイン定数が１倍ならピーク測光時についても１倍程度のゲイン定数を乗じる。
【００４７】
例えば、ゲイン回路３４により乗じられるゲイン定数は、従来の平均測光では、検波回路３５の出力が入力レベルの約５０％になるように設定されており、また、ピーク測光では、検波回路３５の出力が入力レベルの約１００％になるように設定されている。このため、平均測光モードが選択された場合、一様な被写体（例えば全画面白など）を写したときにピーク測光時、平均測光時どちらも同じ検波回路３５の出力レベルとなるように、２倍程度のゲイン定数を乗じている（ピーク測光時は１倍程度となる）。これにより、検波回路３５の出力が同じ値になるため測光結果についても同様であり、その結果、内視鏡像の明るさは同じになる。このような理由により、前記ゲイン回路３５では、平均モード測光時には、予め設定されている２倍程度のゲインを、平均測光領域２８に対応するクリップ回路３３からの映像信号に乗じるようにしている。
【００４８】
前記ゲイン回路３４の出力信号は、検波回路３５に供給される。この検波回路３５は、積分回路になっており、前記ゲート信号発生回路２９からのゲート信号及び係数出力回路３７からの係数に基づき、入力されたゲイン回路３５の出力信号を積分する。なお、前記係数出力回路３７は、前記ゲート信号発生回路２９からのゲート信号が供給されており、該ゲート信号に基づき、平均測光領域２８に相当する部分については従来の平均測光時と同等の比較的大きい時定数に対応する係数を前記検波回路に出力し、また、ピーク測光領域２７に相当する部分については従来のピーク測光時と同等の比較的小さい時定数に対応する係数を前記検波回路３５に出力する。
【００４９】
つまり、検波回路３５は、ゲート信号の“Ｌ”が出力されている期間（平均測光領域２８に相当）には従来の平均測光時と同等の比較的大きな時定数で入力された信号をＲ，Ｇ，Ｂフィールド毎に積分する。一方、ゲート信号の“Ｈ”が出力されている期間（ピーク測光領域２７に相当）には従来のピーク測光時と同等の比較的小さな時定数で入力された信号をＲ，Ｇ，Ｂフィールド毎に積分する。そして、この検波回路３５の出力は、輝度算出回路３６に供給される。
【００５０】
前記輝度算出回路３６は、検波回路３５のＲ，Ｇ，Ｂフィールド毎の積分出力に基づいて被写体の輝度を算出する。即ち、輝度算出回路３６は、Ｒ，Ｇ，Ｂフィールドの積分出力をそれぞれ０．３０倍、０．５９倍、０．１１倍した後加算して、被写体輝度を求め、その後、求めた輝度信号を、図１に示すＰ／Ｓ変換回路４及びＤ／Ａ変換器１８に供給する。こうして、該輝度算出回路３６により得られた撮像範囲中央のピーク測光結果と撮像範囲周辺の平均測光結果とに基づく調光信号が光源装置３側の絞り制御回路１７に与えられる。
【００５１】
前記光源装置３には、図示しないフロントパネル上に、明るさを複数段階に制御するための明るさ制御ボタン２３が設けられている。観察者の明るさ制御ボタン２３の操作に基づく信号はＣＰＵ２４に供給され、ＣＰＵ２４は入力された信号に基づく明るさを設定値として、絞り制御回路１９を制御するようになっている（図示省略）。
【００５２】
前記絞り制御回路１９は、ＣＰＵ２４が明るさ制御ボタン２３の操作に基づいて設定した明るさと調光信号によって示される明るさとを一致させるように絞り２０を制御する。
【００５３】
したがって、本実施の形態では、撮像範囲の周辺部に相当する部分（平均測光領域２８）については従来の平均測光と同等のゲイン定数がクリップ回路３３の出力信号に乗じられて、且つ平均測光と同等の時定数で検波されていることから、ＣＣＤ６の撮像範囲の周辺部（図３に示す平均測光領域２８）のみに被写体が写される場合も、測光結果の出力が従来の平均測光と同等の結果を得ることができ、被写体へ照射する光量が従来の平均測光時と同等のレベルになるため、ハレーションは従来の平均測光と同程度に抑えることができる。また、ＣＣＤ６の撮像範囲の中央部（図３に示すピーク測光領域２７）にのみ被写体が写される場合も、従来のピーク測光と同等のゲイン定数が乗じられて、且つ同等の時定数で検波されていることから、最適な明るさで観察することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、上述した回路ブロックにおいて、ＣＣＤ６の種類に応じて、動作を切り替えられるように構成しても良い。また、ゲイン定数や係数は、輝度信号Ｙが従来の平均測光やピーク測光と同じレベルになるように微調整するように構成しても良い。
【００５５】
（作用）
上述のように構成されている電子内視鏡装置の動作について図３を参照しながら説明する。
【００５６】
いま、図１に示す電子内視鏡装置を用いて患者の体腔内を観察するものとする。この場合、電子内視鏡１の挿入部を図示しない体腔内に挿入し、光源装置３からの照明光をライトガイド９を介して体腔内に導いて被写体を照明する。光源装置３では、例えば、前記回転フィルタ２２を３フィールド周期で１回転させて、フィールド周期（１／６０秒）でＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の照明光を出射する。
【００５７】
被写体からの反射光は、挿入部の先端に設けた対物レンズ５を介してＣＣＤ６の撮像面に結像する。これにより、ＣＣＤ６ではビデオプロセッサ２のＣＣＤドライバ７に制御されて、撮像面に結像した被写体の光学像を面順次に取込んで光電変換する。
【００５８】
前記ＣＣＤ６からの映像信号は、ビデオプロセッサ２のアナログ処理回路１０に与えられ、このアナログ処理回路１０にて、プリアンプにより増幅された後、内部のＣＤＳ回路によりダブルサンプリングしてホールドし、Ａ／Ｄ変換器１１に出力される。そして、アナログ信号処理回路１０の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１１によってディジタル信号に変換された後、アイソレーション部１３を介してデジタル処理回路１２に供給される。
【００５９】
前記デジタル処理回路１２に入力された映像信号は、ＯＢクランプ，ホワイトバランス，電子ズーム，画像強調等の所定のデジタル信号処理が施された後、同時化回路１４にてＲＧＢ同時化処理が施され、その後、Ｄ／Ａ変換器１５によって元のアナログ信号に戻される。このＤ／Ａ変換器１５の出力は、図示しない観察モニタに出力される。
【００６０】
前記観察モニタ（図示せず）の表示画面に表示される内視鏡像の明るさは、明るさ制御ボタン２３の操作に応じて、測光回路１７の測光結果に基づいて自動調光される。
【００６１】
この場合、測光回路１７内のゲート信号発生回路２９は、撮像範囲の中央部でピーク測光を行い、周辺部で平均測光を行うためのゲート信号を発生する。
【００６２】
即ち、ゲート信号発生回路２９は、図３に示す観察モニタの表示画面上に表示される内視鏡像２６を得るＣＣＤ６の撮像範囲のうち、中央部（ピーク測光領域２７）は“Ｈ”のゲート信号を出力し、周辺部（平均測光領域２８）は“Ｌ”のゲート信号を出力する。前記ゲート信号は、クリップ回路２７，ゲイン回路３４及び係数出力回路３７に供給される。
【００６３】
前記クリップ回路３３では、ゲート信号の“Ｌ”が出力されている期間に、クリップレベル設定信号に基づくレベルで入力された映像信号（図３に示す平均測光領域２８に対応する映像信号）をクリップしてゲイン回路３４に出力する一方、ゲート信号の“Ｈ”が出力されている期間には入力された映像信号（図３に示すピーク測光領域２７に対応する映像信号）をクリップすることなくそのままゲイン回路３４に出力する。これにより、たとえ撮像範囲周辺で鉗子（図示せず）が撮像された場合でも、この鉗子（図示せず）によるＣＤＳ出力信号の高輝度部分はクリップされ、調光に影響を与えない。
【００６４】
さらに、本実施の形態においては、ゲイン回路３４は、ゲート信号が図３に示す平均測光領域２８に相当する“Ｌ”が出力されている期間には従来の平均測光時と同等のゲインを乗じて利得を調整する。一方、ゲート信号が図３に示すピーク測光領域２７に相当する“Ｈ”が出力されている期間には従来のピーク測光時と同等のゲインを乗じて利得を調整する。即ち、前記ゲイン回路３５では、平均モード測光時には、平均測光領域２８に対応するクリップ回路３３からの映像信号に対し、予め設定されている２倍程度のゲインを乗じるようにしている。
【００６５】
前記ゲイン回路３４の出力信号は、検波回路３５に供給され、該検波回路３５によって、ゲート信号の“Ｌ”が出力されている期間（平均測光領域２８に相当）には従来の平均測光時と同等の比較的大きな時定数で入力された信号をＲ，Ｇ，Ｂフィールド毎に積分する。一方、ゲート信号の“Ｈ”が出力されている期間（ピーク測光領域２７に相当）には従来のピーク測光時と同等の比較的小さな時定数で入力された信号をＲ，Ｇ，Ｂフィールド毎に積分する。そして、この検波回路３５の出力は、輝度算出回路３６に供給されて、被写体の輝度が算出される。この輝度算出回路３６は、算出結果を調光信号として前記光源装置３の絞り制御回路１９に出力する。
【００６６】
一方、観察者は、光源装置３に設けられた明るさ制御ボタン２３を操作して、内視鏡像２６の明るさを所望の明るさに設定する。明るさ制御ボタン２３の操作に基づく信号はＣＰＵ２４に供給され、ＣＰＵ２４は入力された信号に基づく明るさを絞り制御回路１９に設定する。
【００６７】
絞り制御回路１９は、測光回路１７から調光信号が与えられており、調光信号に基づく明るさがＣＰＵ２４に設定された明るさに一致するように、絞り２０を制御する。即ち、絞り制御回路１９は、調光信号によって与えられる被写体の明るさの方が設定された明るさよりも明るい場合には、絞り２０を閉じて被写体に照射する光量を減らし、調光信号によって与えられる被写体の明るさが設定された明るさよりも暗い場合には、絞り２０を開いて被写体に照射する光量を増加させる。
【００６８】
これにより、被写体の明るさは、観察者の明るさ制御ボタン２３の操作に基づく明るさに自動調光される。
【００６９】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、撮像範囲の周辺部に相当する部分（平均測光領域２８）については従来の平均測光と同等のゲイン定数がクリップ回路３３の出力信号に乗じられて、且つ平均測光と同等の時定数で検波されていることから、ＣＣＤ６の撮像範囲の周辺部（図３に示す平均測光領域２８）のみに被写体が写される場合も、測光結果の出力が従来の平均測光と同等の結果を得ることができ、被写体へ照射する光量が従来の平均測光時と同等のレベルになるため、ハレーションは従来の平均測光と同程度に抑えることができる。
【００７０】
また、ＣＣＤ６の撮像範囲の中央部（図３に示すピーク測光領域２７）にのみ被写体が写される場合も、従来のピーク測光と同等のゲイン定数が乗じられて、且つ同等の時定数で検波されていることから、最適な明るさで観察することができる。
【００７１】
第２の実施の形態：
（構成）
図４及び図５は本発明の電子内視鏡装置の第２の実施の形態を示し、図４は本実施の形態の電子内視鏡装置内の測光回路の具体的な回路構成を示すブロック図、図５は図４の検波回路の１フィールドに対応する出力特性例を表す特性図である。なお、図４は、前記第１の実施の形態の電子内視鏡装置と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００７２】
本実施の形態の電子内視鏡装置では、前記第１の実施の形態の電子内視鏡装置の測光回路１７において、さらに第２の検波回路３８，閾値決定回路３９及び比較回路４０を設けて測光回路１７Ａとして構成したことが前記第１の実施の形態と異なる点である。
【００７３】
ここで、説明を簡略化するために、平均測光時に関し説明する。
【００７４】
前記測光回路１７Ａにおいて、例えば測光モードが平均測光を示すもので、該平均測光が実行された場合、ゲート信号発生回路２９から出力されるゲート信号は常に“Ｌ”である。測光回路１７Ａへの入力からサブサンプリング回路３２の出力までは、前記第１の実施の形態と同様に動作する。
【００７５】
本実施の形態では、サブサンプリング回路３２の出力信号は、クリップ回路３３，及び第２の検波回路３８に供給される。なお、前記クリップ回路３３から輝度算出回路３６までの信号処理動作は、前記第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
前記第２の検波回路３８は、入力されたサンプリングされた映像信号に対し、被写体の高輝度部分を検出するために略ピーク測光の特性に等しい検波特性でＲフィールド，Ｇフィールド，Ｂフィールドごとに検波し、閾値決定手段としての閾値決定回路３９に供給する。
【００７７】
前記閾値決定回路３９は、第２の検波回路３８からの検波結果に基づき、検波回路（本実施の形態では第１の検波回路と称す）３５の閾値を、ＲＧＢ各フィールド毎に算出し、算出結果を比較制御手段としての比較回路４０に供給する。
【００７８】
前記比較回路４０は、前記第１の検波回路３５のＲＧＢ毎に検波された検波結果も入力され、該検波結果と前記閾値決定回路３９からの閾値とをＲＧＢ各フィールド毎に比較する。即ち、この比較する閾値は、ＲＧＢそれぞれの前のフィールドで求めた閾値である。
【００７９】
例えば、本実施の形態において前記比較回路４０は、比較結果が、第１の検波回路３５の検波結果が前記閾値以下の場合と判断した場合には、比較的小さい時定数に対応する係数（例えばピーク測光と平均測光の中間値）が、比較回路４０の制御によって係数出力回路４１から検波回路３５に供給されるようになっている。また、第１の検波回路３５の検波結果が閾値以上になったと判断した場合には、比較的大きい時定数に対応する係数（例えば平均測光の係数より少し大きい値）が、比較回路４０の制御によって係数出力回路４１から第１の検波回路３５に供給されるようになっている。
【００８０】
本実施の形態における前記第１の検波回路３５の１フィールドに対応する出力特性例が図５に示されている。なお、図５において、縦軸は入力映像信号レベルを示し、横軸は検波開始から終了までの検波回路に入力される画素数を示し、符号５０は第１の検波回路の出力特性を示すグラフで、符号１００は従来の検波回路の出力特性を示すグラフをそれぞれ示している。
【００８１】
図５に示すように、本実施の形態の電子内視鏡装置においては、前記第１の検波回路３５と前記第２の検波回路３８に、映像信号レベルが“１００”である映像信号が入力されるものする。
【００８２】
この場合、前記第２の検波回路３８の特性を略ピーク測光であるとし、該第２の検波回路３８の出力映像信号レベルがおよそ“１００”で、この場合の該第２の検波回路３８の出力の１／１０を、前記係数出力回路４１にて係数を切り換える閾値とすると、前記閾値決定回路３９は閾値をこの“１０”に設定する。
【００８３】
その後、前記第１の検波回路３５の出力（検波結果）と“１０”であるこの閾値とを前記比較回路４０により比較して、この比較結果が、前記第１の検波波回路３５の検波結果が“１０”の閾値になる比較結果となるまで、前記係数出力回路４１が比較的小さい時定数に対応する係数を出力するように、前記比較回路４０は制御信号を前記係数出力回路４１に供給して係数の出力を制御する（図５中に示す（ａ）の期間）。
【００８４】
そして、前記比較回路４０による比較結果が、前記第１の検波回路３５の出力（検波結果）が“１０”の閾値以上となる比較結果になった際には、前記係数出力回路４１が比較的大きい時定数に対応する係数を出力するように、前記比較回路４０は制御信号を前記係数出力回路４１に供給して係数の出力を制御する（図５中に示す（ｂ）の期間）。
【００８５】
ここで、本実施の形態では、前記係数出力回路４１は、前記第１の検波回路３５による１フイールドの検波結果が従来の平均測光と同じになるように、図５中に示す（ｂ）の期間については、従来の平均測光より時定数がやや大きめとなる時定数に対応する係数を出力するように設定されている。
図５中に示す横軸は前記第１の検波回路３５に入力される画素数を示しているが、例えば検波開始から検波終了までに前記第１の検波回路３５に入力される全画素数の内、１／３だけ“１００”の映像信号レベルである映像信号が、前記第１の検波回路３５に入力された場合（図５中に示す１／３と記載している箇所）、本実施の形態の第１の検波回路３５による検波結果（符号５０）は、従来の平均測光の検波結果（符号１００）より大きくなる。
【００８６】
即ち、前記第１の検波回路３５による検波結果が大きいため、前記輝度算出回路３６により算出する輝度信号も大きくなり、その結果、光源装置３の絞り制御回路１９は絞り２０を絞る方向に駆動制御する。
【００８７】
その他の構成は、前記第１の実施の形態と略同様である。
【００８８】
また、本実施の形態の電子内視鏡装置では、ＣＣＤ６の撮像範囲の中央部（図３に示すピーク測光領域２７）をピーク測光、周辺部（図３に示す平均測光領域２８）を平均測光とする測光方式（前記第１の実施の形態と同様）の測光領域にも、本実施の形態における測光回路１７Ａは適用することができ、その結果、ハレーションを低減でき、前記第１の実施の形態と同様の効果を得られる。
【００８９】
なお、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態例と同様に上述した回路ブロックにおいて、ＣＣＤ６の種類に応じて、動作を切り替えられるように構成しても良い。
【００９０】
（作用）
本実施の形態の電子内視鏡装置において、前記第１の実施の形態の電子内視鏡装置と略同様に動作する他に、上記構成により、高輝度で面積の比較的少ないハレーションを起こすような被写体では、第１の検波回路３５の検波出力が従来の平均測光の結果より大きくなり、測光回路１７Ａの出力が大きくなる。これにより、光源装置３の絞り２０が、被写体へ照射する光量を絞るため、従来の平均測光のハレーションを低減させることができる。
【００９１】
また、中央部をピーク測光、周辺部を平均測光とする測光方式においても、上記と同様の作用により周辺部のハレーションを低減させることができる。
【００９２】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果が得られる他に、高輝度で面積の比較的少ないハレーションを起こすような被写体であっても、従来の平均測光時に生じるハレーションを低減させることができ、また、中央部をピーク測光、周辺部を平均測光とする測光方式においても、同様に周辺部のハレーションを低減させることができるので、最適な明るさで観察することができる。
【００９３】
なお、本発明は前記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、前記第１及び第２の実施の形態の組み合わせや応用も本発明に適用される。
【００９４】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００９５】
（付記項１） 被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、
前記被写体を照明するための光源装置と、
前記撮像範囲の中央部及び周辺部を指定する領域指定信号を発生させる領域指定信号発生手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力される映像信号を所定の時定数をもって１フィールド分積分する積分手段と、
前記領域指定信号に応じて前記増幅手段で増幅する増幅率及び前記積分手段で積分する時定数を切り換えながら、前記積分手段から出力される映像信号を１フィールド分毎に検波する検波手段と、
前記検波手段の検波出力に基づき、前記撮像手段からの出力される映像信号の明るさを測光する測光手段と、
前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００９６】
（付記項２） 被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、
前記被写体を照明するための光源装置と、
前記撮像手段から出力される映像信号の平均値を検波する第１の検波手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号のピーク値を検波する第２の検波手段と、
前記第２の検波手段による検波出力に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する際の閾値を決定する閾値決定手段と、
前記閾値決定手段により決定された閾値と前記第１の検波手段による検波出力とを比較し、比較結果に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する時定数を切り換え制御する比較制御手段と、
前記比較制御手段により切り換えられた時定数に基づき得られた前記第１の検波手段の検波出力に基づいて、前記撮像手段からの出力される映像信号の明るさを測光する測光手段と、
前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００９７】
（付記項３） 被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、
前記被写体を照明するための光源装置と、
前記撮像範囲の中央部に対応する第１の領域指定信号と、前記撮像範囲の周辺部に対応する第２の領域指定信号とを出力する領域指定信号発生手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力される映像信号を所定の時定数をもって１フィールド分積分する積分手段と、
前記第１及び第２の領域指定信号に応じて前記増幅手段で増幅する増幅率及び前記積分手段で積分する時定数を切り換えながら、前記積分手段から出力される映像信号を１フィールド分毎に検波する検波手段と、
前記第１及び第２の領域指定信号に基づいて測光方式をピーク測光方式と平均測光方式とで切り換えながら、前記検波手段の検波出力に基づき、前記撮像手段からの出力される映像信号の明るさを測光する測光手段と、
前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、
を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００９８】
（付記項４） 前記検波手段は、前記撮像範囲の周辺部を指定する前記領域指定信号が出力している期間は平均測光時と同等の増幅率を前記増幅手段に供給して増幅させ、前記撮像範囲の中央部を指定する前記領域指定信号が出力されている期間はピーク測光時と同等の増幅率を前記増幅手段に供給して増幅させることを特徴とする付記項１に記載の電子内視鏡装置。
【００９９】
（付記項５） 前記検波手段は、前記撮像範囲の周辺部を指定する前記領域指定信号が出力している期間は平均測光時と同等の比較的大きい時定数に対応する係数を前記積分手段に供給して積分させ、前記撮像範囲の中央部を指定する前記領域指定信号が出力されている期間はピーク測光時と同等の比較的小さい時定数に対応する係数を前記積分手段に供給して積分させることを特徴とする付記項１に記載の電子内視鏡装置。
【０１００】
（付記項６） 前記測光手段は、前記領域指定信号発生手段，前記増幅手段，前記積分手段及び前記検波手段を含んで構成されたことを特徴とする付記項１に記載の電子内視鏡装置。
【０１０１】
（付記項７） 前記測光手段は、前記積分手段の積分結果に対する演算によって撮像信号の輝度を算出して前記測光結果として出力する輝度算出手段を含んで構成されたことを特徴とする付記項６に記載の電子内視鏡装置。
【０１０２】
（付記項８） 前記光量制御手段は、観察者の操作に基づいて設定された明るさと前記測光結果に基づく明るさとを一致させることによって調光を行う付記項１に記載の電子内視鏡装置。
【０１０３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、観察場面に応じて測光方式を切り換える必要がなくなり、従来の平均測光、ピーク測光の欠点を補える最適な調光が行えるという効果が得られる。また、従来の平均測光においてもハレーションを低減し、観察しやすい調光が行えるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子内視鏡装置の第１の実施の形態を示し、本実施の形態の電子内視鏡装置全体の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す測光回路の具体的な回路構成を示すブロック図。
【図３】図２の測光回路の作用を説明するための説明図。
【図４】本発明の電子内視鏡装置の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の測光回路の具体的な回路構成を示すブロック図。
【図５】図４の検波回路の１フィールドに対応する出力特性例を表す特性図。
【符号の説明】
１…電子内視鏡、
２…ビデオプロセッサ、
３…光源装置、
６…ＣＣＤ、
８…鉗子チャンネル、
９…ライトガイド、
１０…アナログ処理回路、
１１…Ａ／Ｄ変換器、
１２…デジタル処理回路、
１３…アイソレーション部、
１４…同時化回路、
１５，１８…Ｄ／Ａ変換器、
１７，１７Ａ…測光回路、
１９…絞り制御回路、
２０…絞り、
２１…光源用ランプ、
２２…回転フィルタ、
２３…明るさ制御ボタン
２４…ＣＰＵ、
２９…ゲート信号発生回路、
３２…サブサンプリング回路子、
３３…クリップ回路、
３４…ゲイン回路、
３５…検波回路（第１の検波回路）、
３６…輝度算出回路、
３７，４１…係数出力回路、
３８…第２の検波回路、
３９…閾値決定回路、
４０…比較回路。

Claims (2)

1. 被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、
   前記被写体を照明するための光源装置と、
   前記撮像範囲の中央部領域と当該撮像範囲の周辺部領域とに応じた領域指定信号を発生し出力する領域指定信号発生手段と、
   前記撮像手段から出力される撮像信号であって表示手段に表示するための映像信号を生成するための信号処理回路に供給する撮像信号と同じ信号を測光用撮像信号として入力する測光回路を構成し、当該入力した測光用撮像信号を、前記領域指定信号発生手段から出力される前記領域指定信号が示す前記撮像範囲の領域の種別に応じた所定の増幅率をもって増幅する増幅手段と、
   前記測光回路を構成し、前記増幅手段により増幅された前記測光用撮像信号を、前記領域指定信号発生手段から出力される前記領域指定信号が示す前記撮像範囲の領域の種別に応じた時定数をもって１フィールド分積分することにより、当該測光用撮像信号を１フィールド分毎に検波する検波手段と、
   前記測光回路を構成し、前記検波手段により検波された前記測光用撮像信号の明るさを測光する測光手段と、
   前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、
   を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 被写体を所定の撮像範囲で撮像するための撮像手段を備えた電子内視鏡と、
   前記被写体を照明するための光源装置と、
   前記撮像手段から出力される映像信号の平均値を検波する第１の検波手段と、
   前記撮像手段から出力される映像信号のピーク値を検波する第２の検波手段と、
   前記第２の検波手段による検波出力に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する際の閾値を決定する閾値決定手段と、
   前記閾値決定手段により決定された閾値と前記第１の検波手段による検波出力とを比較し、比較結果に基づき、前記第１の検波手段により検波処理する時定数を切り換え制御する比較制御手段と、
   前記比較制御手段により切り換えられた時定数に基づき得られた前記第１の検波手段の検波出力に基づいて、前記撮像手段からの出力される映像信号の明るさを測光する測光手段と、
   前記測光手段の測光結果に基づき、前記光源装置による前記被写体を照明する光量を制御する光量制御手段と、
   を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。

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