JP5173120B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に、カラーバランス調整具において生じる特性バラツキに基づく補正値に基づき、カラーバランス調整を行うことのできる内視鏡装置に関するものである。
内視鏡及び光源装置等を有する内視鏡装置は、従来より、医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、ユーザが生体内の検査、観察等の処置を行うという用途において主に用いられている。医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、白色光を生体内に照射し、肉眼による観察と略同様の生体内の像を撮る通常観察の他に、特定の波長帯域を有する励起光を生体内に照射した際に生体内の生体組織が発する自家蛍光の像を撮り、該自家蛍光の像を観察することにより、生体内の正常部位および病変部位を判別することができる蛍光観察がある。
また、一般的に、内視鏡装置による検査、観察等の処置を行う際には、内視鏡における固体撮像素子の感度のバラツキ、光源装置におけるフィルタ、レンズ等の光学的の特性バラツキ、該内視鏡と該光源装置とを接続した際の色収差のバラツキ等による色再現のバラツキを調整するため、観察の種類に応じたホワイトバランス調整(以降、カラーバランス調整とも記す)が事前に行われている。例えば、特許文献1および特許文献2に提案されているような内視鏡装置を用いて検査、観察等の処置を行う場合においても、通常観察と、蛍光観察とにおいてそれぞれ異なる被写体を撮像して行うようなホワイトバランス調整が事前に行われている。
特開平11−089789号公報 特開平10−201707号公報
蛍光観察において、カラーバランス調整に用いられる被写体(以降、蛍光観察用色バランスチャートと記す)には、一般的に、光により蛍光を発する特性を有する蛍光部材が設けられている。そのため、蛍光観察用色バランスチャートは、例えば、蛍光発生部としての蛍光部材が発する、蛍光の強度のバラツキといった特性バラツキが製造時に発生し易い構成を有している。
また、蛍光観察の事前に行われるカラーバランス調整は、前述したような内視鏡装置各部の特性バラツキに加え、さらに、蛍光観察用色バランスチャートの特性バラツキが考慮された状態において行われる必要がある。
しかし、特許文献1および特許文献2には、前述したような点に対する提案はなされていない。そのため、事前にカラーバランス調整が行われた上において蛍光観察が行われる場合、特許文献1の蛍光画像装置および特許文献2の内視鏡装置により得られる蛍光観察画像の画質は、いずれも蛍光観察用色バランスチャートの特性バラツキに依存することとなる。その結果、特許文献1の蛍光画像装置および特許文献2の内視鏡装置のいずれにおいても、良好な蛍光観察画像を得ることが困難であるという課題が生じている。
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、良好な蛍光観察画像を得ることができる内視鏡装置を提供することを目的としている。
本発明における内視鏡装置は、蛍光発生部と、該蛍光発生部から発せられる蛍光の強度のバラツキを補正するための予め決定された補正値が表示された補正値表示部と、を有するカラーバランス調整具に対して励起光が照射された際に蛍光像を撮像し、前記カラーバランス調整具に対して前記励起光とは異なる所定の波長帯域の光が照射された際に反射光像を撮像して画像信号として出力可能な撮像部を具備した内視鏡と、前記内視鏡から出力される画像信号に対してカラーバランス調整を行う画像処理装置とを有する内視鏡装置において、前記画像処理装置は、前記カラーバランス調整に用いる前記所定の波長帯域の光の反射光像に対する補正値を、前記撮像部により撮像された前記蛍光像の輝度値と、前記撮像部により撮像された前記反射光像の輝度値と、前記補正値表示部に表示された補正値と、に基づいて算出する。
本発明における内視鏡装置によると、良好な蛍光観察画像を得ることができる。
以降、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本実施形態の内視鏡装置の構成の一例を示す構成図である。図2は、本実施形態の内視鏡装置の光源装置が有するRGBフィルタの帯域と透過率との相関を示す図である。図3は、本実施形態の内視鏡装置の光源装置が有する蛍光観察用フィルタの帯域と透過率との相関を示す図である。図4は、本実施形態の内視鏡装置を構成する画像処理装置に設けられた操作パネルを示す図である。図5は、本実施形態の内視鏡装置に対して用いられる、内視鏡用カラーバランス調整具の外観を示す図である。図6は、図5に示す内視鏡用カラーバランス調整具の断面図である。図7は、本実施形態の画像処理装置がモニタに表示する補正値入力画面の一例を示す図である。図8は、本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理の一例を示すフローチャートである。図9は、本実施形態の内視鏡装置において、モニタに表示されるメニュー画面の一例を示す図である。図10は、本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理において、図8に示す処理とは異なる処理を示すフローチャートである。図11は、本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理において、図8および図10に示す処理とは異なる処理を示すフローチャートである。図12は、本実施形態の画像処理装置が、図11に示す処理を行った際にモニタに表示する画像の一例を示す図である。図13は、本実施形態の画像処理装置がモニタに表示する、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うか否かをユーザに確認する旨の文字列の一例を示す図である。図14は、本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための補正値を算出する際に、サンプリングする画素の一例を示す図である。図15は、本実施形態の内視鏡装置を用いた観察を行う際に、モニタに表示される標準画像の一例を示す図である。図16は、本実施形態の内視鏡装置を用いた観察を行う際に、モニタに表示される高精細画像の一例を示す図である。
内視鏡装置1は、図1に示すように、被写体像を撮る内視鏡2と、光源装置3と、内視鏡2が撮った被写体像を表示するモニタ4と、画像処理装置5とにより要部が構成されている。
内視鏡2には、撮像部11と、ライトガイド12と、電気信号等の信号により情報の書き込みおよび読み出しが自在なメモリとして構成され、内視鏡2の機種及び後述するカラーバランス調整において用いられる補正値の工場出荷時の値等の情報が予め書き込まれた記憶部15とが内部に設けられており、また、操作スイッチ13と、図示しないケーブル等を介し、画像処理装置5のコネクタ31と着脱自在に接続されるコネクタ14とが外装表面上に設けられている。
内視鏡2の先端部に設けられた撮像部11は、(図1には)図示しないCCD(固体撮像素子)等の撮像素子と、(図1には)図示しないレンズ等の対物光学系とを有し、被写体像を撮り、撮った該被写体像を画像信号として出力する。
内視鏡2の内部を挿通するように設けられ、一端が内視鏡2の先端部に配置され、他端が光源装置3に接続されるように配置されたライトガイド12は、石英ファイバ等から形成され、光源装置3から出射される光を内視鏡2の先端部に導く。
操作スイッチ13は、ユーザにより操作されると、画像処理装置5を介し、例えば、内視鏡2の撮像部11に対して、被写体の撮像を開始および停止するための指示を信号として出力する。
光源装置3には、白色光を出射する、キセノンランプ等の光源からなる光源部21と、RGBフィルタ22と、蛍光観察用フィルタ23と、光源部21から出射された照射光をライトガイド12の入射端面に集光させる集光レンズ24と、RGBフィルタ22および蛍光観察用フィルタ23の駆動制御を行うフィルタ制御部25と、電気信号等の信号により情報の書き込みおよび読み出しが自在なメモリとして構成され、光源装置3の機種、シリアルナンバー等の情報が予め書き込まれた記憶部27とが内部に設けられており、また、操作パネル26と、図示しないケーブル等を介し、画像処理装置5のコネクタ43と着脱自在に接続されるコネクタ28とが外装表面上に設けられている。
RGBフィルタ22には、赤色の波長帯域を有する光を透過するRフィルタと、緑色の波長帯域を有する光を透過するGフィルタと、青色の波長帯域を有する光を透過するBフィルタとが設けられており、これら3種のフィルタは、波長帯域と透過率との相関が図2に示すようなものとなるように形成されている。また、RGBフィルタ22は、フィルタ制御部25により、光源部21の照射光路上に配置されると、Rフィルタと、Gフィルタと、Bフィルタとが、該照射光路上に略連続的に介挿されるような構成を有している。そして、RGBフィルタ22が有する前記構成により、光源装置3は、通常観察が行われる際には、赤色の波長帯域を有する光と、緑色の波長帯域を有する光と、青色の波長帯域を有する光とを面順次式に照射する、第1の照射光である通常観察用照射光を出射する。
蛍光観察用フィルタ23には、青色の波長帯域のうち、被写体に蛍光を励起させるような所定の波長帯域を有する光を透過するExフィルタと、緑色の波長帯域のうち、一部の波長帯域を有する光を透過するref1フィルタと、赤色の波長帯域のうち、一部の波長帯域を有する光を透過するref2フィルタとが設けられており、これら3種のフィルタは、波長帯域と透過率との相関が図3に示すようなものとなるように形成されている。また、蛍光観察用フィルタ23は、フィルタ制御部25により、光源部21の照射光路上に配置されると、Exフィルタと、ref1フィルタと、ref2フィルタとが該照射光路上に略連続的に介挿されるような構成を有している。そして、蛍光観察用フィルタ23が有する前記構成により、光源装置3は、蛍光観察が行われる際には、被写体に蛍光を励起させるような所定の波長帯域を有する光である励起光と、緑色の波長帯域のうち、一部の波長帯域を有する光であるref1光と、赤色の波長帯域のうち、一部の波長帯域を有する光であるref2光とを面順次式に照射する、第2の照射光である蛍光観察用照射光を出射する。
フィルタ制御部25は、RGBフィルタ22および蛍光観察用フィルタ23に対し、例えば、これら2つのフィルタのうち、いずれか一方のフィルタを光源部21の照射光路上に配置した後、該フィルタを回転駆動させるといったような制御を行う。そして、フィルタ制御部25によりこのような制御が行われると、光源装置3からは、通常観察用照射光または蛍光観察用照射光のいずれか一方の照射光が出射される。
操作パネル26は、光源装置3から出射される照射光を通常観察用照射光とする、図示しない通常観察モードスイッチと、光源装置3から出射される照射光を蛍光観察用照射光とする、図示しない蛍光観察モードスイッチとを有しており、ユーザによりこれらのスイッチの切替操作が行われると、フィルタ制御部25に対し、光源部21の照射光路上に配置されるフィルタの変更を行う旨の制御指示を有する信号が出力される。また、前記制御指示を有する信号は、フィルタ制御部25を介して画像処理装置5に対しても出力される。これにより、画像処理装置5は、光源装置3から出射される照射光が、通常観察用照射光または蛍光観察用照射光のどちらであるかを検知することができる。
なお、光源装置3は、照射光として、通常観察用照射光および蛍光観察用照射光の2種類の照射光のみを出射するものに限るものではない。光源装置3は、例えば、前記2種類の照射光に加え、近赤外の波長帯域を有する赤外観察用照射光、および赤色の狭帯域光と、緑色の狭帯域光と、青色の狭帯域光とからなる狭帯域観察用照射光のうち、いずれか一方または両方を出射するものであっても良い。
第1の画像処理装置である画像処理装置5には、撮像部11に設けられた(図1には)図示しないCCDを駆動するための駆動回路であるCCD駆動部32と、画像信号入力部33と、ホワイトバランス処理部34と、画像信号出力部35と、CPU(中央処理装置)等からなる制御回路であり、内視鏡2、光源装置3および画像処理装置5の各部に対して制御を行う画像処理装置制御部42とが内部に設けられており、また、図示しないケーブル等を介し、内視鏡2のコネクタ14と着脱自在に接続されるコネクタ31と、操作パネル41と、図示しないケーブル等を介し、光源装置3のコネクタ28と着脱自在に接続されるコネクタ43とが外装表面上に設けられている。
画像信号入力部33は、図示しないA/D(アナログ/デジタル)コンバータ等の回路から構成され、内視鏡2の撮像部11から出力された被写体像の画像信号に対し、ノイズ除去、A/D変換等の処理を行った後、該処理を行った後の画像信号を出力する。
ホワイトバランス処理部34は、内視鏡装置1において、カラーバランス調整としてのホワイトバランス調整が行われる際に、画像信号入力部33から出力された画像信号に対し、該ホワイトバランス調整に基づく輝度の補正を行い、該処理を行った後の画像信号を出力する。
画像信号出力部35は、図示しないRGBマルチプレクサ、D/A(デジタル/アナログ)コンバータ等の回路を有している。このような構成を有する画像信号出力部35は、ホワイトバランス処理部34から出力された画像信号に対し、該画像信号を構成する信号成分のR(赤色)、G(緑色)およびB(青色)の3つの色チャンネルに対する割り当て、D/A変換等の処理を行った後、これら3つの色チャンネルに割り当てられた画像信号を、同時化されたRGB画像信号として出力する。そして、モニタ4は、画像信号出力部35から出力されたRGB画像信号に基づき、撮像部11が撮った被写体像のカラー表示を行う。また、画像信号出力部35は、前述した回路に加え、画像処理装置制御部42からの制御信号に基づき、例えば、内視鏡装置1のシステムメニュー画面の画像、後述する補正値入力画面の画像等を生成するための図示しない画像生成回路を有する。
操作パネル41は、図4に示すように、ホワイトバランススイッチ101を有している。そして、ユーザによりホワイトバランススイッチ101の操作が行われた場合、内視鏡装置1において、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための制御指示を有する指示信号が画像処理装置制御部42に対して出力される。さらに、操作パネル41は、図4に示すように、ホワイトバランスが未設定であることを示すためのホワイトバランス未設定表示部102と、ホワイトバランスが設定済であることを示すためのホワイトバランス設定完了表示部103とを有している。
告知部としてのホワイトバランス未設定表示部102およびホワイトバランス設定完了表示部103は、例えば、ホワイトバランスの設定状態に応じて互いにLEDの点灯状態を逆にすることにより、ホワイトバランス調整が行われたか否かを示す。
蛍光観察用色バランスチャートとしての内視鏡用カラーバランス調整具201は、例えば、図5に示すように、外周面が金属、高分子系の樹脂等の遮光部材により形成され、一端が閉じた構造を有する略円筒形状の管体として構成されており、内視鏡2の先端部が挿入可能な内径を有する開口部201aと、開口部201aに連通する内部空間201bとを有する。また、内部空間201bを形成する、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面は、少なくとも端面部201cが白色塗料等の蛍光部材により形成された蛍光発生部を有し、さらに、該内周面により、開口部201a以外の部分が覆われるような構成を有している。換言すると、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面に設けられた蛍光発生部は、撮像部11により撮像される該内周面の像の少なくとも一部に含まれるように設けられている。
また、内視鏡用カラーバランス調整具201の外表面上には、図5に示すように、後述するカラーバランス調整において用いられる補正値WBCAFが示された、補正値表示部201dが設けられている。なお、補正値WBCAFは、基準となる内視鏡用カラーバランス調整具の内周面から発せされる蛍光の強度を「1.0」とした場合の、相対的な値として、製造時、工場出荷時等において決定される値である。
なお、内視鏡用カラーバランス調整具201の開口部201aから内部空間201bに対して内視鏡2の先端部を挿入したときの状態は、図6に示すような状態となる。このような状態において、ライトガイド12から励起光が出射されると、撮像部11の対物光学系11aは、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面の蛍光部材から発せされる蛍光を集光する。そして、対物光学系11aの結像位置に設けられた撮像部11の撮像素子11bは、対物光学系11aが得た内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面の像を撮った後、画像信号に変換して出力する。
次に、本実施形態の内視鏡装置1の作用についての説明を行う。
まず、ユーザは、内視鏡2と、光源装置3と、モニタ4と、画像処理装置5とを要部の構成として有する内視鏡装置1の各部を接続した後、内視鏡装置1の各部の電源を投入して起動させる。このような状態において、CCD駆動部32は、撮像部11に設けられた(図1には)図示しないCCDを駆動させる。また、この状態において、画像処理装置制御部42は、内視鏡2の記憶部15および光源装置3の記憶部27に各々書き込まれた、内視鏡2および光源装置3の機種情報を読み込み、内視鏡2および光源装置3がどのような観察モードに対応しているかを検知する。
次に、ユーザは、蛍光観察用照射光が光源装置3から出射されるようにするため、光源装置3の蛍光観察モードスイッチをオンする。そして、ユーザは、光源装置3の蛍光観察モードスイッチをオンした後、例えば、内視鏡2の先端部が、内視鏡用カラーバランス調整具201の内部空間201bにおいて、図6に示すような位置に配置されるように、内視鏡用カラーバランス調整具201の開口部201aから内部空間201bに対して内視鏡2の先端部を挿入する。
光源装置3の操作パネル26において、蛍光観察モードスイッチがオンされると、モード切替信号が、フィルタ制御部25およびコネクタ28を介し、画像処理装置制御部42に対して出力される。画像処理装置制御部42は、操作パネル26から出力されたモード切替信号に基づき、画像処理装置5の各部を蛍光観察モードに切り替える。
そして、ユーザが前述したような操作を行うことにより、内視鏡2の撮像部11は、蛍光観察用照射光の励起光により、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面の蛍光部材が発する蛍光と、ref1光の反射光と、ref2光の反射光とからなる像を撮り、撮った像を画像信号として出力する。このような状態において、例えば、ユーザにより操作パネル41のホワイトバランススイッチ101が操作されると、画像処理装置5の各部は、以降に記すような方法により蛍光観察の際の(蛍光観察モードにおける)カラーバランス調整を行う。なお、以降に記す処理が行われる以前の状態としての初期状態は、ホワイトバランススイッチ101が操作される直前の状態であるとする。
ユーザによりホワイトバランススイッチ101が操作され、ホワイトバランススイッチ101からホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための指示信号が出力されると(図8のステップS1)、画像処理装置制御部42は、該指示信号に基づき、画像信号出力部35に対し、例えば、図7に示すような補正値入力画面をモニタ4に表示させるための制御信号を出力する。画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、図7に示すような補正値入力画面を生成してモニタ4に表示する(図8のステップS2)。
なお、画像処理装置制御部42は、図8のステップS1に示す処理が行われてから、図8のステップS2に示す処理が行われるまでの間において、例えば、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うか否かをユーザに確認する旨の文字列等をモニタ4に表示させるように、画像信号出力部35に対して制御を行うものであっても良い。
より具体的には、画像処理装置制御部42は、ホワイトバランススイッチ101から出力される指示信号を検出すると、例えば、「ホワイトバランスノセッテイヲシマスカ」という文字列と、「Yes:Enter」という文字列と、「No:Esc」という文字列とをモニタ4に表示させるように、画像信号出力部35に対して制御を行う。画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42の制御内容に基づき、図13に示すような画面を生成してモニタ4に表示する。
その後、画像処理装置制御部42は、例えば、画像処理装置5に接続された、図示しないキーボードの「Esc」キーが押下されたことを検出すると、画像処理装置5の各部をホワイトバランススイッチ101が操作される直前の状態とする。また、画像処理装置制御部42は、例えば、画像処理装置5に接続された、図示しないキーボードの「Enter」キーが押下されたことを検出すると、画像信号出力部35に対し、例えば、図7に示すような補正値入力画面をモニタ4に表示させるための制御信号を出力する。そして、画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、図7に示すような補正値入力画面を生成してモニタ4に表示する。
図7に示すような補正値入力画面がモニタ4に表示された状態において、ユーザは、例えば、画像処理装置5に接続された図示しないキーボード等を用い、内視鏡用カラーバランス調整具201の補正値表示部201dに表示されている補正値WBCAFを、補正値入力部301に入力する。また、モニタ4の下端部にあたる部分には、図7に示すような補正値入力画面においてユーザが行うことのできる操作の一覧を示すための、操作案内部301Aが表示される。なお、図7に示すような補正値入力画面においては、補正値入力部301に補正値WBCAFを入力する場合に必要な操作の準備を促すためのメッセージとして、例えば、「AFIホワイトバランスキャップ ヲ ジュンビシテクダサイ」及び「キャップノホセイチ ヲ ニュウリョクシテクダサイ」という文字列が、補正値入力部301及び操作案内部301Aに併せて表示される。
図7に示す補正値入力画面の補正値入力部301は、画像処理装置5に接続された、図示しないキーボードの「←」キーおよび「→」キーがユーザに操作されることにより、表示される値が順次変更されるような構成を有している。例えば、ユーザにより、図示しないキーボードの「←」キーおよび「→」キーが押下されると、補正値入力部301には、「0.5」、「0.6」、「0.7」、「0.8」、「0.9」、「1.0」、「−」、「1.0」、「1.1」、「1.2」、「1.3」、「1.4」および「1.5」という補正値が順次表示される。なお、初期状態においては、補正値入力部301には「−」が表示されているものとする。また、補正値として前述した値については、図示しないキーボードの「←」キーおよび「→」キーにより選択されるものに限らず、例えば、図示しないキーボードの数字キーにより、補正値入力部301に直接入力されるものであっても良い。
その後、画像処理装置制御部42は、補正値入力部301に補正値WBCAFが入力されたか否かを判定する。
例えば、図示しないキーボードの「Esc」キーが押下された場合、または、補正値入力部301に「−」が表示された状態において図示しないキーボードの「Enter」キーが押下された場合、画像処理装置制御部42は、補正値入力部301に補正値WBCAFが入力されていないと判定する(図8のステップS3)。そして、画像処理装置制御部42は、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の処理を中断すると共に、各部を初期状態とし、ユーザにより再びホワイトバランススイッチ101が操作されるまでは、初期状態を維持する(図8のステップS1)。
また、例えば、図示しないキーボードの「←」キーおよび「→」キーにより(「−」以外の)いずれかの補正値が選択された後、「Enter」キーが押下された場合、画像処理装置制御部42は、補正値入力部301に補正値WBCAFが入力されたと判定する(図8のステップS3)。
なお、補正値WBCAFは、画像処理装置制御部42が以降の処理を行う際に設定する測光モード及び調光レベルに関連付けられたものであっても良い。その場合、画像処理装置制御部42は、選択された補正値WBCAFの値に基づき、画像処理出力部35に対し、測光モード及び画面全体の明るさとしての調光レベルを所定の状態とするような制御を行う。
より具体的には、画像処理装置制御部42は、例えば、補正値WBCAFとして「1.0」が選択された場合、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面から発せられる蛍光の強度が、基準となる蛍光の強度と略同一の強度であると判断し、測光モードをオート、調光レベル値を「0」とするように、画像処理出力部35に対して制御を行う。また、画像処理装置制御部42は、例えば、補正値WBCAFとして「1.3」が選択された場合、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面から発せられる蛍光の強度が、基準となる蛍光の強度に比べて小さいと判断し、測光モードをオート、調光レベル値を「+3」とするように、画像処理出力部35に対して制御を行う。なお、画像処理装置制御部42は、画像処理出力部35に対して前述したような処理を行う場合においては、ユーザが予め設定した測光モード及び調光レベル値を一時的に保持しつつ無効とする。また、画像処理装置制御部42は、画像処理出力部35に対して前述したような処理を行った後においては、保持しているユーザが予め設定した測光モード及び調光レベル値を再び有効とする。
その後、画像処理装置制御部42は、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面の蛍光部材が発する蛍光の像において、1画面分の輝度値の平均値WBAFを算出する(図8のステップS4)。また、画像処理装置制御部42は、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面の、ref2光の反射光の像において、1画面分の輝度値の平均値WBRを算出する(図8のステップS4)。
そして、画像処理装置制御部42は、蛍光の像における1画面分の輝度値の平均値WBAFと、反射光の像における1画面分の輝度値の平均値WBRと、ユーザにより入力された補正値WBCAFとに基づき、下記数式(1)および数式(2)を用い、蛍光の像に対する補正値WBKAFと、ref2光の反射光の像に対する補正値WBKRとを算出する(図8のステップS5)。

WBKAF=1 ・・・(1)
WBKR=WBAF/(WBR×WBCAF) ・・・(2)

そして、画像処理装置制御部42は、算出した、蛍光の像に対する補正値WBKAFと、ref2光の反射光の像に対する補正値WBKRとを、ホワイトバランス処理部34に対して出力する。
ホワイトバランス処理部34は、蛍光の像に対する補正値WBKAFと、ref2光の反射光の像に対する補正値WBKRと、画像信号入力部33から入力される画像信号とに基づき、蛍光の像およびref2光の反射光の像に対して輝度の補正を行う(図8のステップS6)。そして、ホワイトバランス処理部34は、補正値WBKAFおよび補正値WBKRに基づく輝度の補正を行った後、該補正を行った後の画像信号を画像信号出力部35に対して出力する。なお、ホワイトバランス処理部34は、画像処理装置制御部42から新たな補正値が出力されるまでは、前記補正値WBKAFおよび前記補正値WBKRを保持しつつ、これら2つの補正値に基づき、画像信号入力部33から入力される画像信号に対する輝度の補正を行うものとする。
画像信号出力部35は、ホワイトバランス処理部34から出力される画像信号に基づき、
蛍光の像の画像信号をGチャンネルに対して割り当て、ref1光の反射光の像の画像信号をRチャンネルに対して割り当て、ref2光の反射光の像の画像信号をBチャンネルに対して割り当てた後、これら3つの色チャンネルに割り当てられた画像信号を、同時化されたRGB画像信号として出力する(図8のステップS7)。
そして、モニタ4は、画像信号出力部35から出力されたRGB画像信号に基づき、撮像部11が撮った蛍光画像のカラー表示を行う。
なお、補正値の入力が行われる補正値入力画面は、ホワイトバランススイッチ101が操作されて初めて表示されるような、図7に示すものに限るものではなく、例えば、図9に示すような、内視鏡装置1のシステムメニュー画面の一部として補正値入力部301aが表示されるものであっても良い。これにより、ユーザは、内視鏡装置1におけるホワイトバランス(カラーバランス)調整を行う前に、内視鏡用カラーバランス調整具201の補正値表示部201dに表示されている値を予め入力することができる。その結果、ユーザは、ホワイトバランス(カラーバランス)調整において行われる作業の負荷を分散することができる。
また、以上に述べた処理において、ユーザが図示しないキーボードを用いて行う操作の一覧は、図7に示すような補正値入力画面の一部として、例えば、操作案内部301Aに表示されている。そのため、ユーザは、操作案内部301Aに表示される操作方法を参照しつつ、モニタ4から目を離すことなく、ホワイトバランス(カラーバランス)調整において用いられる補正値WBCAFの入力を行うことができる。
さらに、蛍光観察モードにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整を行う場合に、画像処理装置5は、内視鏡2から出力されるref1光の反射光の像の画像信号のうち、例えば、該画像信号に基づく画像の中央部に近い部分の画素を重点的にサンプリングした後、サンプリングした所定の画素数の画素の輝度値に基づいて、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための補正値を算出するものであっても良い。
より具体的には、まず、画像処理装置5の画像処理装置制御部42は、内視鏡2から出力される画像信号に基づく画像において、例えば、図14に示すように、前記所定の画素数の8割を中央部501から、前記所定の画素数の2割を周辺部502からサンプリングする。その後、画像処理装置制御部42は、サンプリングした各々の画素の輝度値を、前記所定の画素数分検出して保持する。そして、画像処理装置制御部42は、保持している前記所定の画素数分の輝度値のうち、210以上の輝度値を有する画素と、15以下の輝度値を有する画素とを特定して、以降に行う処理から除外する。画像処理装置制御部42は、除外されずに残った画素が有する輝度値の平均値を算出した後、該平均値に基づいてホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための補正値を算出する。
なお、前述した処理において、画像処理装置制御部42は、輝度値が210以上である画素及び輝度値が15以下である画素を特定して除外した際に、除外されずに残った画素数が前記所定の画素数の3割以下である場合、ホワイトバランス処理に失敗した旨の文字列等をモニタ4に表示させるように、画像信号出力部35に対して制御を行うと共に、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための補正値の更新を行わない。
以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置1は、内視鏡用カラーバランス調整具201において生じる特性バラツキのうち、内視鏡用カラーバランス調整具201の内周面に設けられた蛍光物質の蛍光強度のバラツキに基づく補正値WBCAFに基づいたホワイトバランス調整を行うことができる。そのため、本実施形態の内視鏡装置1は、ユーザにより蛍光観察が行われる際に、良好な蛍光観察画像を得ることができる。
なお、以上に述べた画像処理装置5が行う処理は、光源装置3が通常観察用照射光および蛍光観察用照射光の2種類の照射光のみを出射する機能を有する場合に行われる処理として説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、光源装置3が、例えば、前記2種類の照射光に加え、赤外観察モードに対応した赤外観察用照射光および狭帯域観察モードに対応した狭帯域観察用照射光を出射する機能をさらに有する場合、画像処理装置5は、ホワイトバランス(カラーバランス)調整において、以降に記すような処理を行うものであっても良い。なお、以降に記す画像処理装置5の各部の処理は、同一の内視鏡用カラーバランス調整具を用い、複数の観察モードに対して順次かつ連続してホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われる場合の処理であるものとする。
起動後の初期動作において、画像処理装置5の画像処理装置制御部42は、内視鏡2の記憶部15から、接続される光源装置3に対応付けられた3種の観察モード、すなわち、通常観察モード、狭帯域観察モードおよび赤外観察モードの各々のホワイトバランス(カラーバランス)調整において用いられる補正値を読み込む。その後、画像処理装置制御部42は、前記3種の観察モード各々における補正値の値をホワイトバランス処理部34に保持させるような制御を行う。ホワイトバランス処理部34は、画像処理装置制御部42が行う制御に基づき、前記3種の観察モード各々における補正値の値を保持する(図10のステップS11)。なお、画像処理装置制御部42は、内視鏡2の記憶部15に接続される光源装置3に対応付けられた、前記3種の観察モード各々における補正値が無いことを検知した場合、ホワイトバランス処理部34が保持する補正値を初期値として定めるものであっても良い。
その後、画像処理装置制御部42は、ホワイトバランススイッチ101が押下され続けることにより、指示信号が連続して出力された時間Tが時間T1以上であることを検知すると(図10のステップS12)、通常観察モードにおける1画面分の輝度値の平均値を取得し、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の補正値を算出した後、該補正値を保持する(図10のステップS13)。
また、画像処理装置制御部42は、ホワイトバランススイッチ101が押下され続けることにより、指示信号が連続して出力された時間Tが時間T2(T1<T2)以上であることを検知すると(図10のステップS14)、狭帯域観察モードにおける1画面分の輝度値の平均値を取得し、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の補正値を算出した後、該補正値を保持する(図10のステップS15)。
さらに、画像処理装置制御部42は、ホワイトバランススイッチ101が押下され続けることにより、指示信号が連続して出力された時間Tが時間T3(T2<T3)以上であることを検知すると(図10のステップS16)、赤外観察モードにおける1画面分の輝度値の平均値を取得し、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の補正値を算出した後、該補正値を保持する(図10のステップS17)。
なお、ホワイトバランススイッチ101が押下され続けることにより、指示信号が連続して出力された時間Tが時間T3より短かった場合、画像処理装置制御部42は、図10のステップS13からステップS17までの処理を行うことにより得た補正値を全て無効とした上において、ホワイトバランス処理部34が元々保持していた、前記3種の観察モード各々における補正値をホワイトバランス処理部34に保持させるような制御を行う(図10のステップS16およびステップS11)。
また、ホワイトバランススイッチ101が押下され続けることにより、指示信号が連続して出力された時間Tが時間T3以上であった場合、画像処理装置制御部42は、前述した、図10のステップS13からステップS17までの処理において新たに得た補正値を有効とする。その後、画像処理装置制御部42は、前記3種の観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための文字列をモニタ4に表示させる内容を有する制御信号を画像信号出力部35に対して出力する。画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、前述した3種の観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための文字列を生成してモニタ4に表示する(図10のステップS18)。また、画像処理装置制御部42は、図10のステップS13からステップS17までの処理において新たに得た、前記3種の観察モード各々における補正値をホワイトバランス処理部34に保持させるような制御を行う。ホワイトバランス処理部34は、画像処理装置制御部42が行う制御に基づき、前記3種の観察モード各々における補正値として、図10のステップS13からステップS17までの処理において新たに得た補正値を保持する(図10のステップS19)。
なお、前述したような、図10に示すようなホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われる場合において、画像処理装置5の画像処理装置制御部42は、例えば、内視鏡装置1が狭帯域観察モード及び赤外観察モードのいずれかのモードとして設定されている場合には、ホワイトバランススイッチ101から出力される指示信号を無効とするような制御を行うものであっても良い。これにより、ユーザは、前記3種の観察モード及び蛍光観察モードにおいて、各々異なる内視鏡用カラーバランス調整具を用いてホワイトバランス(カラーバランス)調整を行う場合に、内視鏡用カラーバランス調整具を取り違えることなく、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うことができる。
以上に述べたような処理が画像処理装置5において行われることにより、ユーザは、例えば、通常観察モード、赤外観察モードおよび狭帯域観察モードの、前述した3種の観察モードの観察が可能な機能を有する内視鏡装置1において、いずれか1つのモードのみにおいてホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われたような状態、または、いずれか1つのモードのみにおいてホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われていないような状態を回避することができる。さらに、以上に述べたような処理において、画像処理装置5は、前述した3種の観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための文字列をモニタ4に表示させるような制御を行う。そのため、ユーザは、前述した3種の観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われたことを確認した上において、前述した3種の観察モード各々における観察を行うことができる。
また、内視鏡2の記憶部15から読み込んだ補正値を用いてホワイトバランス(カラーバランス)調整を行う場合、画像処理装置5は、以降に記すような処理を行うものであっても良い。
起動後の初期動作において、画像処理装置5の画像処理装置制御部42は、内視鏡2の記憶部15から、接続される光源装置3に対応付けられた補正値の読み込みを開始する(図11のステップS21)。そして、画像処理装置制御部42は、補正値の読み込みが完了する(図11のステップS22)と、前記補正値のデータを正常に読み込むことができたか否かを判定する。また、この状態において、画像処理装置制御部42は、内視鏡2の記憶部15および光源装置3の記憶部27に各々書き込まれた、内視鏡2および光源装置3の機種情報を読み込み、内視鏡2および光源装置3がどのような観察モードに対応しているかを検知する。
画像処理装置制御部42は、前記補正値のデータを全て正常に読み込むことができたと判定すると(図11のステップS23)、読み込んだ前記補正値のデータに基づき、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モード各々において、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に用いる補正値を算出した(図11のステップS24)後、該補正値をホワイトバランス処理部34に保持させるような制御を行う。その後、画像処理装置制御部42は、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための文字列をモニタ4に表示させる内容を有する制御信号を画像信号出力部35に対して出力する。画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための文字列を生成してモニタ4に表示する(図11のステップS25)。
なお、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すための方法は、前述したものに限るものではない。例えば、画像処理装置制御部42は、操作パネル41のホワイトバランス未設定表示部102のLEDを非点灯状態とし、また、ホワイトバランス設定完了表示部103のLEDを点灯状態とするような制御を行うことにより、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モード全てにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が完了した旨を示すものであっても良い。
また、画像処理装置制御部42は、前記補正値のデータのうち、少なくとも一部を正常に読み込むことができなかったと判定すると(図11のステップS23)、正常に読み込むことができた補正値のデータに対応する観察モードと、正常に読み込むことができなかった補正値のデータに対応する観察モードとを特定する。そして、画像処理装置制御部42は、前記補正値のデータのうち、正常に読み込むことができた補正値のデータに対応する観察モードに対してのみ、ホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に用いる補正値を算出した(図11のステップS26)後、該補正値をホワイトバランス処理部34に保持させるような制御を行う。その後、画像処理装置制御部42は、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モードにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が未完了である旨を示すための文字列をモニタ4に表示させる内容と、ホワイトバランス(カラーバランス)調整が未完了である観察モードにおいて内視鏡2が撮像した被写体像をモニタ4に表示させない内容とを有する制御信号を画像信号出力部35に対して出力する。画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モードにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が未完了である旨を示すための文字列として、例えば、図12に示す、「ホワイトバランスノセッテイヲシテクダサイ」というようなを生成してモニタ4に表示する(図11のステップS27)。
なお、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モードにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が未完了である旨を示すための方法は、前述したものに限るものではない。例えば、画像処理装置制御部42は、操作パネル41のホワイトバランス未設定表示部102のLEDを点灯状態とし、また、ホワイトバランス設定完了表示部103のLEDを非点灯状態とするような制御を行うことにより、内視鏡2および光源装置3が対応している観察モードにおけるホワイトバランス(カラーバランス)調整が未完了である旨を示すものであっても良い。
また、画像信号出力部35は、画像処理装置制御部42から出力される前記制御信号に基づき、例えば、図12に示すように、モニタ4において内視鏡2が撮像した被写体像の画像が表示される領域である画像表示部302に、別の画像として、例えば、単色の画像、カラーバーの画像等を表示する(図11のステップS28)。
ところで、内視鏡装置1を用いた観察において、ユーザは、例えば、図15に示すような標準画像を、図示しないVTR及び図示しないプリンタ等の記録装置に入力させ、図16に示すような高精細画像を、モニタ4に表示させる。そして、標準画像による記録画面においては、内視鏡装置1の状態に関する文字列等が、画像表示部603の一部を覆うように、告知表示部601、602に表示される。また、高精細画像による観察画面においては、内視鏡装置1の状態に関する文字列等が、画像表示部603aのうち、前述した標準画像の場合と略同一の部分を覆うように告知表示部601a、602aに表示される。このため、ユーザは、標準画像の記録画面における画像表示部603と、高精細画像の観察画面における画像表示部603aとが、前述した文字列等により、略同様に覆われていることを認識しつつ、標準画像の画面の記録を行うことができる。
なお、告知表示部601、602、601a及び602aに表示される文字列等は、例えば、光源装置3の不調を示すような、ユーザに対して注意を喚起させるような内容のものである。そのため、告知表示部601、602、601a及び602aに表示される文字列等は、モニタ4に表示された後、所定の時間経過後に消去されるようなものであっても良い。
以上に述べた処理が画像処理装置5において行われることにより、ユーザは、ホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われた観察モードと、ホワイトバランス(カラーバランス)調整が行われていない観察モードとを明確に認識することができる。
さらに、以上に述べた処理が画像処理装置5において行われることにより、ユーザは、所望の色調とは異なる色調の被写体像の画像を見ることが無いため、例えば、病変部位を正常部位と見誤ってしまうようなことが従来よりも少ない状態において、生体内の観察を進めてゆくことができる。
[付記]
以上詳述したような本発明の前記実施形態によれば、以下のような構成を得ることができる。
(付記項1)
撮像した被写体像を画像信号として出力する撮像部を具備した内視鏡と、前記画像信号に対してカラーバランス調整を行う画像処理装置と、複数の観察モード各々に対応する照射光を出射する光源装置とを有し、
前記画像処理装置は、指示信号が連続して出力された時間に応じ、前記複数の観察モード各々に対して順次かつ連続して、前記カラーバランス調整を行うための補正値を得る内視鏡装置であって、
前記画像処理装置は、前記時間が所定の時間より短かった場合、前記時間内に取得した前記補正値を全て無効とする処理を行うことを特徴とする内視鏡装置。
(付記項2)
前記画像処理装置は、前記時間が所定の時間より短かった場合、前記補正値を全て無効とした後、さらに、前記指示信号が出力される以前に取得した補正値を有効とする処理を行うことを特徴とする付記項1に記載の内視鏡装置。
(付記項3)
撮像した被写体像を画像信号として出力する撮像部と記憶部とを具備した内視鏡と、前記画像信号に対してカラーバランス調整を行う画像処理装置と、複数の観察モード各々に対応する照射光を出射する光源装置と、前記カラーバランス調整が行われた被写体像を表示する表示装置とを有し、
前記画像処理装置は、前記記憶部に記憶された補正値のデータを読み込んで、前記複数の観察モード各々に対して前記カラーバランス調整を行う内視鏡装置であって、
前記画像処理装置は、前記補正値のデータのうち、正常に読み込むことができなかった前期補正値のデータに対応する観察モードにおいて、前記撮像部が撮像した被写体像を前記表示装置に表示させないことを特徴とする内視鏡装置。
(付記項4)
前記画像処理装置は、前記補正値のデータのうち、正常に読み込むことができなかった前期補正値のデータに対応する前記観察モードにおいて、カラーバランス調整が行われていない旨を告知するための画像または文字列のうち、少なくとも一方を前記表示装置に表示することを特徴とする付記項3に記載の内視鏡装置。
(付記項5)
撮像した被写体像を画像信号として出力する撮像部を具備した内視鏡と、
前記画像信号に対してカラーバランス調整を行う画像処理装置と、
複数の観察モード各々に対応する照射光を出射する光源装置と、
前記複数の観察モードのうち、少なくともいずれか一の観察モードにおいて前記カラーバランス調整を行うための補正値が得られていない場合、前記カラーバランス調整が未設定である旨を告知するための告知部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
本実施形態の内視鏡装置の構成の一例を示す構成図。 本実施形態の内視鏡装置の光源装置が有するRGBフィルタの帯域と透過率との相関を示す図。 本実施形態の内視鏡装置の光源装置が有する蛍光観察用フィルタの帯域と透過率との相関を示す図。 本実施形態の内視鏡装置を構成する画像処理装置に設けられた操作パネルを示す図。 本実施形態の内視鏡装置に対して用いられる、内視鏡用カラーバランス調整具の外観を示す図。 図5に示す内視鏡用カラーバランス調整具の断面図。 本実施形態の画像処理装置がモニタに表示する補正値入力画面の一例を示す図。 本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理の一例を示すフローチャート。 本実施形態の内視鏡装置において、モニタに表示されるメニュー画面の一例を示す図。 本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理において、図8に示す処理とは異なる処理を示すフローチャート。 本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整の際に行う処理において、図8および図10に示す処理とは異なる処理を示すフローチャート。 本実施形態の画像処理装置が、図11に示す処理を行った際にモニタに表示する画像の一例を示す図。 本実施形態の画像処理装置がモニタに表示する、ホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うか否かをユーザに確認する旨の文字列の一例を示す図。 本実施形態の画像処理装置がホワイトバランス(カラーバランス)調整を行うための補正値を算出する際に、サンプリングする画素の一例を示す図。 本実施形態の内視鏡装置を用いた観察を行う際に、モニタに表示される標準画像の一例を示す図。 本実施形態の内視鏡装置を用いた観察を行う際に、モニタに表示される高精細画像の一例を示す図。
符号の説明
1・・・内視鏡装置、2・・・内視鏡、3・・・光源装置、4・・・モニタ、5・・・画像処理装置、11・・・撮像部、11a・・・対物光学系、11b・・・撮像素子、12・・・ライトガイド、13・・・操作スイッチ、14,28,31,43・・・コネクタ、15,27・・・記憶部、21・・・光源部、22・・・RGBフィルタ、23・・・蛍光観察用フィルタ、24・・・集光レンズ、25・・・フィルタ制御部、26・・・操作パネル、32・・・ CCD駆動部、33・・・画像信号入力部、34・・・ホワイトバランス処理部、35・・・画像信号出力部、41・・・操作パネル、42・・・画像処理装置制御部、101・・・ホワイトバランススイッチ、102・・・ホワイトバランス未設定表示部、103・・・ホワイトバランス設定完了表示部、201・・・内視鏡用カラーバランス調整具、201a・・・開口部、201b・・・内部空間、201c・・・端面部、201d・・・補正値表示部、301,301a・・・補正値入力部、302・・・画像表示部

Claims (6)

  1. 蛍光発生部と、該蛍光発生部から発せられる蛍光の強度のバラツキを補正するための予め決定された補正値が表示された補正値表示部と、を有するカラーバランス調整具に対して励起光が照射された際に蛍光像を撮像し、前記カラーバランス調整具に対して前記励起光とは異なる所定の波長帯域の光が照射された際に反射光像を撮像して画像信号として出力可能な撮像部を具備した内視鏡と、前記内視鏡から出力される画像信号に対してカラーバランス調整を行う画像処理装置とを有する内視鏡装置において、
    前記画像処理装置は、前記カラーバランス調整に用いる前記所定の波長帯域の光の反射光像に対する補正値を、前記撮像部により撮像された前記蛍光像の輝度値と、前記撮像部により撮像された前記反射光像の輝度値と、前記補正値表示部に表示された補正値と、に基づいて算出することを特徴とする内視鏡装置。
  2. 前記カラーバランス調整具は、前記内視鏡の先端部を挿入可能な径を有する開口部が設けられた管体であることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
  3. 前記蛍光発生部は、前記管体の内周面の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする請求項に記載の内視鏡装置。
  4. 前記画像処理装置は、前記補正値表示部に表示された補正値を入力するための補正値入力部を有する補正値入力画面を表示装置に表示させるための制御を行う制御部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
  5. さらに、前記補正値入力画面は、前記補正値入力画面において実行可能な操作の一覧を示すための操作案内部と、前記補正値入力部に前記補正値表示部に表示された補正値を入力する場合に必要な操作の準備を促すためのメッセージとを有して表示される画面であることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡装置。
  6. 前記カラーバランス調整は、ホワイトバランス調整であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の内視鏡装置。
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