JP5528360B2 - ホワイトバランス調整方法及び電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホワイトバランス調整方法及び電子内視鏡装置に関し、特に、工場内に設置された基準のプロセッサに接続されてホワイトバランス調整が行われた電子内視鏡と、基準の電子内視鏡に接続されてホワイトバランス調整が行われたプロセッサとを備えた電子内視鏡装置において、演算によって自動的にホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整方法及びこのホワイトバランス調整方法を実行する電子内視鏡装置に関する。

内視鏡の挿入管の先端部に対物光学系及び撮像素子を内蔵した電子内視鏡と、該電子内視鏡から出力される映像信号を処理してモニタに表示可能なビデオ信号を生成する電子内視鏡用プロセッサとを備えた電子内視鏡装置が、体腔内の診断等に広く利用されている。

電子内視鏡は、電子内視鏡用プロセッサに対して着脱自在に接続される。電子内視鏡には、観察する部位に応じた種々のタイプのものがあり、ユーザは、観察する部位に適した電子内視鏡を選択し、電子内視鏡用プロセッサに接続して使用する。そして、電子内視鏡装置による検査、観察等を行う際には、電子内視鏡における撮像素子の分光感度特性のバラツキ、電子内視鏡用プロセッサに内蔵される光源装置のフィルタ、レンズ等の光学的特性のバラツキを調整するため、検査等に先立ってホワイトバランス調整が行われる。具体的には、電子内視鏡で白色の被写体を撮像し、この時撮像素子から読み出されるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の画像信号の比が、１：１：１となるようにＲゲイン値及びＢゲイン値を調整することにより、ホワイトバランス調整が行われる（例えば、特許文献１）。

特開平６−１４２０３８号公報

電子内視鏡を使用する度毎にホワイトバランス調整を行うことにより、電子内視鏡と電子内視鏡用プロセッサとの組み合わせが異なったとしても、適正な色バランスの画像をモニタ上に再現することが可能となる。しかしながら、電子内視鏡を使用する度にホワイトバランスの調整を行うことは、ユーザにとっては煩わしく、面倒な作業である。

従って、本発明は、電子内視鏡を使用する時に行われる面倒なホワイトバランス調整を必要としないホワイトバランス調整方法及び電子内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のホワイトバランス調整方法は、第１の撮像素子と第１のメモリを有する第１の電子内視鏡と、第２のメモリを有する第１のプロセッサとを接続した状態で、第１の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第１のホワイトバランス値を第１のメモリ及び第２のメモリに記憶させる第１工程と、第２の撮像素子と第３のメモリを有する第２の電子内視鏡と、第１のプロセッサとを接続した状態で、第２の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第２のホワイトバランス値を第３のメモリに記憶させる第２工程と、第１の電子内視鏡と、第４のメモリを有する第２のプロセッサとを接続した状態で、第１の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第３のホワイトバランス値を第４のメモリに記憶させる第３工程と、第２工程又は第３工程において、第２のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値を第３のメモリに記憶させる、又は、第１のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値を第４のメモリに記憶させる第４工程と、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した状態で、第２の電子内視鏡又は第２のプロセッサのいずれか一方が、第３のメモリ又は第４のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値、第２のホワイトバランス値及び第３のホワイトバランス値に基づいて第４のホワイトバランス値を算出する第５工程と、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した状態で、第２の電子内視鏡が、第４のホワイトバランス値に応じて第２の撮像素子から読み出される画像信号を増幅する第６工程とを有する。

このような構成により、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した時に第４のホワイトバランス値が自動で算出されるため、従来のようにホワイトバランス調整を行う必要がなくなる。

また、第５工程は、第１のホワイトバランス値と第３のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を得る第７工程と、第１のホワイトバランス値と第２のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を得る第８工程と、第１のホワイトバランス値と、プロセッサ側補正値と、電子内視鏡側補正値とを加算することによって第４のホワイトバランス値を算出する第９工程とを有する構成としてもよい。

また、第３工程は、第１のホワイトバランス値と第３のホワイトバランス値との差からプロセッサ側補正値を求め、該プロセッサ側補正値を第４のメモリに記憶させる第１０工程を有し、第５工程は、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した状態で、第２の電子内視鏡又は第２のプロセッサのいずれか一方が、第３のメモリ又は第４のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値及び第２のホワイトバランス値と、第４のメモリに記憶されているプロセッサ側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出する構成としてもよい。また、この場合、第５工程は、第１のホワイトバランス値と第２のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を得る第１１工程と、第１のホワイトバランス値と、プロセッサ側補正値と、電子内視鏡側補正値とを加算することによって第４のホワイトバランス値を算出する第１２工程とを有する構成としてもよい。

また、第２工程は、第１のホワイトバランス値と第２のホワイトバランス値との差から電子内視鏡側補正値を求め、該電子内視鏡側補正値を第３のメモリに記憶させる第１３工程を有し、第５工程は、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した状態で、第２の電子内視鏡又は第２のプロセッサのいずれか一方が、第３のメモリ又は第４のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値及び第３のホワイトバランス値と、第３のメモリに記憶されている電子内視鏡側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出する構成としてもよい。また、この場合、第５工程は、第１のホワイトバランス値と第３のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を得る第１４工程と、第１のホワイトバランス値と、プロセッサ側補正値と、電子内視鏡側補正値とを加算することによって第４のホワイトバランス値を算出する第１５工程とを有する構成としてもよい。

また、第２工程は、第１のホワイトバランス値と第２のホワイトバランス値との差から電子内視鏡側補正値を求め、該電子内視鏡側補正値を第３のメモリに記憶させる第１６工程を有し、第３工程は、第１のホワイトバランス値と第３のホワイトバランス値との差からプロセッサ側補正値を求め、該プロセッサ側補正値を第４のメモリに記憶させる第１７工程を有し、第５工程は、第２の電子内視鏡と第２のプロセッサとを接続した状態で、第２の電子内視鏡又は第２のプロセッサのいずれか一方が、第３のメモリ又は第４のメモリに記憶されている第１のホワイトバランス値と、第３のメモリに記憶されている電子内視鏡側補正値と、第４のメモリに記憶されているプロセッサ側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出する構成としてもよい。また、この場合、第５工程は、第１のホワイトバランス値と、プロセッサ側補正値と、電子内視鏡側補正値とを加算することによって第４のホワイトバランス値を算出する第１８工程を有する構成としてもよい。

また別の観点からは、本発明の電子内視鏡装置は、先端部に撮像素子を有し、該撮像素子から出力される画像信号を増幅し映像信号として出力する電子内視鏡と、映像信号を処理してモニタに表示可能なビデオ信号を生成するプロセッサと、を備えた電子内視鏡装置であって、電子内視鏡は、ホワイトバランス処理に用いられる第１のホワイトバランス値を記憶する第１のメモリを有し、プロセッサは、ホワイトバランス処理に用いられる第２のホワイトバランス値を記憶する第２のメモリを有し、第１のホワイトバランス値は、電子内視鏡を基準のプロセッサに接続した状態でホワイトバランス調整を行った時のホワイトバランス値であり、第２のホワイトバランス値は、プロセッサを基準の電子内視鏡に接続した状態でホワイトバランス調整を行った時のホワイトバランス値であり、第１のメモリ又は第２のメモリの少なくとも一方は、基準の電子内視鏡と基準のプロセッサとを接続した状態でホワイトバランス調整を行った時の第３のホワイトバランス値を記憶し、電子内視鏡又はプロセッサのいずれか一方は、電子内視鏡とプロセッサとが接続されている時に、第１のホワイトバランス値、第２のホワイトバランス値及び第３のホワイトバランス値に基づいて第４のホワイトバランス値を算出し、電子内視鏡は、第４のホワイトバランス値に応じて画像信号を増幅することを特徴とする。

また、電子内視鏡又はプロセッサのいずれか一方は、第３のホワイトバランス値と第２のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を求め、第３のホワイトバランス値と第１のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を求め、第３のホワイトバランス値と、プロセッサ側補正値と、電子内視鏡側補正値とを加算することによって第４のホワイトバランス値を算出する構成としてもよい。

以上のように、本発明のホワイトバランス調整方法及び電子内視鏡装置によれば、電子内視鏡を使用する度にホワイトバランス調整を行う必要がなくなる。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子内視鏡装置１のブロック図である。 図２は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００に対して行われるホワイトバランス調整の概要を示す説明図である。 図３は、図２に示される各ホワイトバランス調整を説明するフローチャートである。 図４は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００によって行われるオートホワイトバランス処理の概要を示す説明図である。 図５は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００によって行われるオートホワイトバランス処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子内視鏡装置１のブロック図である。図１に示されるように、本実施形態の電子内視鏡装置１は、電子スコープ（電子内視鏡）１００と、プロセッサ（電子内視鏡用プロセッサ）２００と、モニタ３００とを有する。なお、後述するように、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００は、それぞれ工場内に設置される基準のプロセッサ２００Ｍ及び基準の電子スコープ１００Ｍに接続され、ホワイトバランス調整が行われることにより、本実施形態の電子内視鏡装置１で実行されるオートホワイトバランス処理に必要な各パラメータが記憶される。工場内に設置される基準の電子スコープ１００Ｍ及び基準のプロセッサ２００Ｍの構成と、これらによって調整されて市販される電子スコープ１００及びプロセッサ２００の構成は同一であるため、図１においては、電子スコープ１００及びプロセッサ２００の構成について説明し、基準の電子スコープ１００Ｍ及び基準のプロセッサ２００Ｍの構成については説明を省略する。

プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４を有している。システムコントローラ２０２は、電子内視鏡装置１を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ２０４は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡装置１内の各種回路に出力する。

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、白色光を放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８から放射された照明光は、集光レンズ２１０によって集光されつつ絞り２１２を介して適正な光量に制限されて、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射する。

絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６の制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４の駆動によって開度が変化するように構成されており、ランプ２０８から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル２１８の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ２１６を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。

ＬＣＢ１０２の入射端に入射した照明光は、ＬＣＢ１０２内を全反射を繰り返すことによって伝播する。ＬＣＢ１０２内を伝播した照明光は、電子スコープ１００の先端に配されたＬＣＢ１０２の射出端から射出する。ＬＣＢ１０２の射出端から射出した照明光は、配光レンズ１０４を介して被写体を照明する。被写体からの反射光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。

固体撮像素子１０８は、ＩＲ（InfraRed）カットフィルタ１０８ａ、ベイヤ配列カラーフィルタ１０８ｂの各種フィルタが受光面前面に配置された単板式カラーＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に応じた撮像信号に変換する。変換された撮像信号は、ドライバ信号処理回路１１２に入力されＡＤ変換、信号増幅等の処理後、信号処理回路２２０に出力される。なお、別の実施形態では、固体撮像素子１０８は、ＣＭＯＳイメージセンサに限らず、ＣＣＤイメージセンサであってもよい。

ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記憶されている電子スコープ１００の固有情報には、例えば固体撮像素子１０８の画素数や感度、対応可能なレート、型番の他、後述するホワイトバランス基準値Ｒｂ、Ｂｂ、ホワイトバランス測定値Ｒ１、Ｂ１等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４から読み出した固有情報をシステムコントローラ２０２に出力すると共に、後述するオートホワイトバランス処理によって求められたＲゲイン値及びＢゲイン値に基づいて、固体撮像素子１０８から出力されるＲ、Ｂの各色に応じた撮像信号を増幅する。Ｒゲイン値及びＢゲイン値は、固体撮像素子１０８から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の比が、１：１：１となるように調整されたＲ及びＢのゲイン値（増幅率）であり、固体撮像素子１０８から出力されるＧの撮像信号と、ドライバ信号処理回路１１２によって増幅されたＲ及びＢの撮像信号によって、ホワイトバランスがとれた適正な色バランスの画像がモニタ３００（後述）上に再現される。

システムコントローラ２０２は、メモリ２０３に接続され、メモリ２０３に記憶された各種プログラムを実行することにより、電子スコープ１００の固有情報に基づいた各種演算処理、制御信号の生成等を行う。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続中の電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。また、システムコントローラ２０２は、フロントパネル２１８に接続される。フロントパネル２１８は、ユーザが各種設定を変更するためのユーザインターフェースであり、例えば、後述する画像処理のパラメータ（エンハンス処理の強調度合い）を変更できるように構成されている。なお、本実施形態においては、メモリ２０３には、後述のオートホワイトバランス処理が実行される時に使用されるホワイトバランス測定値Ｒ２、Ｂ２、及びプロセッサ側補正値Ｒｐ、Ｂｐが記憶されている。

タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給さるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。

信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２から出力されるデジタルの画像データを画像メモリ２２２に記憶する。また、信号処理回路２２０は、画像メモリ２２２に記憶された画像データを所定の（すなわち、モニタ３００の水平及び垂直同期周波数に対応した）タイミングで読み出し、読み出した画像データに所定の画像処理（例えば、エンハンス処理など）を行い、画像処理が行われた後の画像データを、所定の形式のビデオ信号（例えば、ＮＴＳＣ形式）に変換し、モニタ３００に出力する。この結果、電子スコープ１００の固体撮像素子１０８によって撮像された被写体の内視鏡画像が、モニタ３００に表示されることになる。なお、上述の信号処理回路２２０の各動作は、タイミングコントローラ２０４及びシステムコントローラ２０２の制御によって行われる。

次に、図２及び図３を参照しながら、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００に対して行われるホワイトバランス調整について説明する。ホワイトバランス調整は、工場内において、電子スコープ１００及びプロセッサ２００に対して行われる調整であり、工場内に設置された基準の電子スコープ１００Ｍ及び基準のプロセッサ２００Ｍを用いて調整される。図２は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００に対して行われるホワイトバランス調整の概要を示す説明図であり、接続される電子スコープ１００（又は１００Ｍ）とプロセッサ２００（又は２００Ｍ）との関係並びに電子スコープ１００（又は１００Ｍ）のメモリ１１４（又は１１４Ｍ）に記憶されるパラメータ及びプロセッサ２００（又は２００Ｍ）のメモリ２０３に記憶されるパラメータの内容を模式的に示している。図２（ａ）は、基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを接続して行われるホワイトバランス調整を説明する説明図である。図２（ｂ）は、電子スコープ１００と基準のプロセッサ２００Ｍとを接続して行われる電子スコープ１００のホワイトバランス調整を説明する説明図である。図２（ｃ）は、基準の電子スコープ１００Ｍとプロセッサ２００とを接続して行われるプロセッサ２００のホワイトバランス調整を説明する説明図である。また、図３は、図２に示される各ホワイトバランス調整を説明するフローチャートであり、図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、電子スコープ１００及びプロセッサ２００に対するホワイトバランス調整に先立って、先ず基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを接続してホワイトバランス調整が行われる。具体的には、基準の電子スコープ１００Ｍで白色の被写体（白色チャート）を撮像した状態で、基準のプロセッサ２００Ｍのフロントパネル２１８Ｍからホワイトバランス調整を実行するための指示を入力する。フロントパネル２１８Ｍにホワイトバランス調整のための指示が入力されると、基準のプロセッサ２００Ｍのシステムコントローラ２０２Ｍは、電子スコープ１００Ｍのドライバ信号処理回路１１２Ｍと通信し、固体撮像素子１０８Ｍから出力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の比が、１：１：１となるようにドライバ信号処理回路１１２ＭのＲゲイン値及びＢゲイン値を調整する（ステップＳ１０１）。次いで、この時のＲゲイン値及びＢゲイン値をホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂとして、基準の電子スコープ１００Ｍのメモリ１１４Ｍ及び基準のプロセッサ２００Ｍのメモリ２０３Ｍに記憶する（ステップＳ１０３）。その結果、基準の電子スコープ１００Ｍのメモリ１１４Ｍ及び基準のプロセッサ２００Ｍのメモリ２０３Ｍには、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂが記憶された状態となる（図２（ａ））。後述するように、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００は、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂが記憶された工場内の基準のプロセッサ２００Ｍ及び基準の電子スコープ１００Ｍを用いてホワイトバランス調整が行われる。

図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、市販される電子スコープ１００に対するホワイトバランス調整を示している。電子スコープ１００と基準のプロセッサ２００Ｍとを接続し、電子スコープ１００で白色の被写体（白色チャート）を撮像した状態で、基準のプロセッサ２００Ｍのフロントパネル２１８Ｍからホワイトバランス調整を実行するための指示を入力する。フロントパネル２１８Ｍにホワイトバランス調整のための指示が入力されると、基準のプロセッサ２００Ｍのシステムコントローラ２０２Ｍは、電子スコープ１００のドライバ信号処理回路１１２と通信し、固体撮像素子１０８から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の比が、１：１：１となるようにドライバ信号処理回路１１２のＲゲイン値及びＢゲイン値を調整する（ステップＳ２０１）。そして、この時のＲゲイン値及びＢゲイン値をホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１として電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶すると共に、基準のプロセッサ２００Ｍのメモリ２０３Ｍに記憶されているホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂを電子スコープ１００のメモリ１１４にコピーして記憶する（ステップＳ２０３）。その結果、市販される電子スコープ１００のメモリ１１４には、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１並びにホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂが記憶された状態となる（図２（ｂ））。上述したように、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１は、市販される電子スコープ１００と基準のプロセッサ２００Ｍとを組み合わせた時のＲゲイン値及びＢゲイン値であり、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂは、基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを組み合わせた時のＲゲイン値及びＢゲイン値である。従って、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂとホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１との差は、ホワイトバランス調整が行われた電子スコープ１００の分光感度特性と基準の電子スコープ１００Ｍの分光感度特性の差を表すこととなる。本実施形態においては、後述するオートホワイトバランス処理によって、電子スコープ１００を使用する時に、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂとホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１との差（すなわち、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓ）を求め、ホワイトバランス調整が行われた電子スコープ１００の分光感度特性が基準の電子スコープ１００Ｍの分光感度特性と一致するように補正される。

図２（ｃ）及び図３（ｃ）は、市販されるプロセッサ２００に対するホワイトバランス調整を示している。プロセッサ２００と基準の電子スコープ１００Ｍとを接続し、基準の電子スコープ１００Ｍで白色の被写体（白色チャート）を撮像した状態で、プロセッサ２００のフロントパネル２１８からホワイトバランス調整のための指示を入力する。フロントパネル２１８にホワイトバランス調整のための指示が入力されると、プロセッサ２００のシステムコントローラ２０２は、基準の電子スコープ１００Ｍのドライバ信号処理回路１１２Ｍと通信し、固体撮像素子１０８Ｍから出力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の比が、１：１：１となるようにドライバ信号処理回路１１２ＭのＲゲイン値及びＢゲイン値を調整する（ステップＳ３０１）。そして、この時のＲゲイン値及びＢゲイン値をホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２として取得し、また基準の電子スコープ１００Ｍのメモリ１１４Ｍに記憶されているホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂを取得し、次いで、以下の式（１）及び（２）により、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐを求める（ステップＳ３０３）。
Ｒｐ＝Ｒｂ−Ｒ２・・・（１）
Ｂｐ＝Ｂｂ−Ｂ２・・・（２）
そして、求められたプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐ、並びにホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２は、プロセッサ２００のメモリ２０３に記憶される（ステップＳ３０５）。その結果、市販されるプロセッサ２００のメモリ２０３には、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２並びにプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐが記憶された状態となる（図２（ｃ））。上述したように、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２は、市販されるプロセッサ２００と基準の電子スコープ１００Ｍとを組み合わせた時のＲゲイン値及びＢゲイン値であり、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂは、基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを組み合わせた時のＲゲイン値及びＢゲイン値である。従って、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂとホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２との差（すなわち、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐ）は、ホワイトバランス調整が行われたプロセッサ２００の光学的特性と基準のプロセッサ２００Ｍの光学的特性の差を表すこととなる。本実施形態においては、後述するオートホワイトバランス処理によって、プロセッサ２００を使用する時に、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓにより、ホワイトバランス調整が行われたプロセッサ２００の光学的特性が基準のプロセッサ２００Ｍの光学的特性と一致するように補正される。

上述のように、市販される電子スコープ１００は、基準のプロセッサ２００Ｍと接続されてホワイトバランス調整が行われることにより、電子スコープ１００のメモリ１１４には、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１並びにホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂが記憶される。また、市販されるプロセッサ２００は、基準の電子スコープ１００Ｍと接続されてホワイトバランス調整が行われることにより、プロセッサ２００のメモリ２０３には、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２並びにプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐが記憶される。そして、これら電子スコープ１００とプロセッサ２００とが接続されて使用される時、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂ、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐを用いて、以下に説明するオートホワイトバランス処理が実行される。

次に、図４及び図５を参照しながら、本実施形態の電子スコープ１００とプロセッサ２００とを接続して行われるオートホワイトバランス処理について説明する。オートホワイトバランス処理は、市販された電子スコープ１００とプロセッサ２００とが接続されて使用される場合に自動で行われる演算処理であるが、後述するように、オートホワイトバランス処理が行われることによってホワイトバランスがとれた状態となるため、一種のホワイトバランス調整ということができる。図４は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００によって行われるオートホワイトバランス処理の概要を示す説明図であり、電子スコープ１００のメモリ１１４とプロセッサ２００のメモリ２０３に記憶されるパラメータの内容を模式的に示している。また、図５は、本実施形態の電子スコープ１００及びプロセッサ２００によって行われるオートホワイトバランス処理を説明するフローチャートである。

図４に示すように、本実施形態の電子スコープ１００とプロセッサ２００とが接続されて使用される場合、電子スコープ１００のメモリ１１４には、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１並びにホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂが記憶されており、プロセッサ２００のメモリ２０３には、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２並びにプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐが記憶されている。そして、この状態で電源が投入されることによって、オートホワイトバランス処理が実行される。

図５に示すように、オートホワイトバランス処理が実行されると、ドライバ信号処理回路１１２とシステムコントローラ２０２との間で通信が行われる。具体的には、先ず、ドライバ信号処理回路１１２は、システムコントローラ２０２を介してプロセッサ２００のメモリ２０３に記憶されたプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐを取得する（ステップＳ４０１）。そして、ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４に記憶されたホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１並びにホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂを用い、以下の式（３）及び（４）から、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓを求める（ステップＳ４０３）。
Ｒｓ＝Ｒｂ−Ｒ１・・・（３）
Ｂｓ＝Ｂｂ−Ｂ１・・・（４）

次いで、ドライバ信号処理回路１１２は、以下の式（５）及び（６）から、Ｒゲイン値及びＢゲイン値を求める（ステップＳ４０５）。
Ｒ＝Ｒｓ＋Ｒｐ＋Ｒｂ・・・（５）
Ｂ＝Ｂｓ＋Ｂｐ＋Ｂｂ・・・（６）
その結果、固体撮像素子１０８から出力されるＲ、Ｂの各撮像信号は、式（５）及び（６）によって求められたＲゲイン値及びＢゲイン値に基づいて増幅されることとなる。

上述したように、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓは、ホワイトバランス調整が行われた電子スコープ１００の分光感度特性と基準の電子スコープ１００Ｍの分光感度特性の差を表し、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐは、ホワイトバランス調整が行われたプロセッサ２００の光学的特性と基準のプロセッサ２００Ｍの光学的特性の差を表している。従って、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂに、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓ、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐを加算して得られるＲゲイン値及びＢゲイン値（すなわち、式（５）及び（６））は、電子スコープ１００とプロセッサ２００とを組み合わせて従来のホワイトバランス調整を行った時に得られるＲゲイン値及びＢゲイン値を基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを接続して得られたホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂに規格化することに他ならない。すなわち、式（５）及び（６）によって求められるＲゲイン値及びＢゲイン値によって増幅されたＲ、Ｂの各撮像信号は、基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを接続した時に得られるＲ、Ｂの各撮像信号と等しいこととなり、モニタ３００上にはホワイトバランスがとれた適正な色バランスの画像が再現されることとなる。

以上のように、本実施形態の電子スコープ１００とプロセッサ２００とを接続して行われるオートホワイトバランス処理によれば、従来のように白色の被写体（白色チャート）を撮像してホワイトバランス調整を行うことなく、電子スコープ１００のメモリ１１４及びプロセッサ２００のメモリ２０３に記憶されているパラメータ（ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂ、ホワイトバランス測定値Ｒ１及びＢ１、ホワイトバランス測定値Ｒ２及びＢ２）を用いて、基準の電子スコープ１００Ｍと基準のプロセッサ２００Ｍとを接続した時のホワイトバランスが自動で設定される。すなわち、本実施形態の電子スコープ１００とプロセッサ２００によれば、電子スコープ１００を使用する度毎に面倒なホワイトバランス調整を行う必要のない電子内視鏡装置１が実現される。

以上が、本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、市販されるプロセッサ２００のメモリ２０３にプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐが記憶される構成としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐに代えて、プロセッサ２００のメモリ２０３にホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂを記憶し、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓと同様、オートホワイトバランス処理においてプロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐを求める構成としてもよい。

また、本実施形態においては、スコープ側補正値Ｒｓ及びＢｓがオートホワイトバランス処理によって求められる構成としたが、プロセッサ側補正値Ｒｐ及びＢｐと同様、予め演算されて電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶される構成としてもよい。

また、本実施形態においては、ホワイトバランス基準値Ｒｂ及びＢｂは、電子スコープ１００のメモリ１１４に記憶されるとして説明したが、プロセッサ２００のメモリ２０３に記憶される構成としてもよい。

また、本実施形態のオートホワイトバランス処理においては、ドライバ信号処理回路１１２によって各種演算を行う構成としたが、システムコントローラ２０２によって各種演算を行う構成としてもよい。一般的に、電子スコープ１００のドライバ信号処理回路１１２の処理能力よりもプロセッサ２００のシステムコントローラ２０２の処理能力の方が高いため、このような構成とすることによって、オートホワイトバランス処理を高速に行うことが可能となる。

１ 電子内視鏡装置
１００、１００Ｍ 電子スコープ
１０４ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８、１０８Ｍ 固体撮像素子
１１２、１１２Ｍ ドライバ信号処理回路
１１４、１１４Ｍ、２０３、２０３Ｍ メモリ
２００、２００Ｍ プロセッサ
２０２、２０２Ｍ システムコントローラ
２０４ タイミングコントローラ
２０６ ランプ電源イグナイタ
２０８ ランプ
２１０ 集光レンズ
２１２ 絞り
２１４ モータ
２１６ ドライバ
２１８、２１８Ｍ フロントパネル
２２０ 信号処理回路
２２２ 画像メモリ
３００ モニタ

Claims (10)

1. 第１の撮像素子と第１のメモリを有する第１の電子内視鏡と、第２のメモリを有する第１のプロセッサとを接続した状態で、前記第１の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第１のホワイトバランス値を前記第１のメモリ及び前記第２のメモリに記憶させる第１工程と、
   第２の撮像素子と第３のメモリを有する第２の電子内視鏡と、前記第１のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第２のホワイトバランス値を前記第３のメモリに記憶させる第２工程と、
   前記第１の電子内視鏡と、第４のメモリを有する第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第１の撮像素子から読み出される画像信号に対してホワイトバランス調整を行い、該ホワイトバランス調整によって定められた第３のホワイトバランス値を前記第４のメモリに記憶させる第３工程と、
   前記第２工程又は第３工程において、前記第２のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値を第３のメモリに記憶させる、又は、前記第１のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値を前記第４のメモリに記憶させる第４工程と、
   前記第２の電子内視鏡と前記第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の電子内視鏡又は前記第２のプロセッサのいずれか一方が、前記第３のメモリ又は前記第４のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値、前記第２のホワイトバランス値及び前記第３のホワイトバランス値に基づいて第４のホワイトバランス値を算出する第５工程と、
   前記第２の電子内視鏡と前記第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の電子内視鏡が、前記第４のホワイトバランス値に応じて前記第２の撮像素子から読み出される画像信号を増幅する第６工程と、
   を有することを特徴とするホワイトバランス調整方法。
2. 前記第５工程は、
   前記第１のホワイトバランス値と前記第３のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を得る第７工程と、
   前記第１のホワイトバランス値と前記第２のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を得る第８工程と、
   前記第１のホワイトバランス値と、前記プロセッサ側補正値と、前記電子内視鏡側補正値とを加算することによって前記第４のホワイトバランス値を算出する第９工程と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整方法。
3. 前記第３工程は、前記第１のホワイトバランス値と前記第３のホワイトバランス値との差からプロセッサ側補正値を求め、該プロセッサ側補正値を前記第４のメモリに記憶させる第１０工程を有し、
   前記第５工程は、前記第２の電子内視鏡と前記第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の電子内視鏡又は前記第２のプロセッサのいずれか一方が、前記第３のメモリ又は前記第４のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値及び前記第２のホワイトバランス値と、前記第４のメモリに記憶されている前記プロセッサ側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整方法。
4. 前記第５工程は、
   前記第１のホワイトバランス値と前記第２のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を得る第１１工程と、
   前記第１のホワイトバランス値と、前記プロセッサ側補正値と、前記電子内視鏡側補正値とを加算することによって前記第４のホワイトバランス値を算出する第１２工程と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のホワイトバランス調整方法。
5. 前記第２工程は、前記第１のホワイトバランス値と前記第２のホワイトバランス値との差から電子内視鏡側補正値を求め、該電子内視鏡側補正値を前記第３のメモリに記憶させる第１３工程を有し、
   前記第５工程は、前記第２の電子内視鏡と前記第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の電子内視鏡又は前記第２のプロセッサのいずれか一方が、前記第３のメモリ又は前記第４のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値及び前記第３のホワイトバランス値と、前記第３のメモリに記憶されている前記電子内視鏡側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整方法。
6. 前記第５工程は、
   前記第１のホワイトバランス値と前記第３のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を得る第１４工程と、
   前記第１のホワイトバランス値と、前記プロセッサ側補正値と、前記電子内視鏡側補正値とを加算することによって前記第４のホワイトバランス値を算出する第１５工程と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のホワイトバランス調整方法。
7. 前記第２工程は、前記第１のホワイトバランス値と前記第２のホワイトバランス値との差から電子内視鏡側補正値を求め、該電子内視鏡側補正値を前記第３のメモリに記憶させる第１６工程を有し、
   前記第３工程は、前記第１のホワイトバランス値と前記第３のホワイトバランス値との差からプロセッサ側補正値を求め、該プロセッサ側補正値を前記第４のメモリに記憶させる第１７工程を有し、
   前記第５工程は、前記第２の電子内視鏡と前記第２のプロセッサとを接続した状態で、前記第２の電子内視鏡又は前記第２のプロセッサのいずれか一方が、前記第３のメモリ又は前記第４のメモリに記憶されている前記第１のホワイトバランス値と、前記第３のメモリに記憶されている前記電子内視鏡側補正値と、前記第４のメモリに記憶されている前記プロセッサ側補正値とに基づいて第４のホワイトバランス値を算出することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整方法。
8. 前記第５工程は、前記第１のホワイトバランス値と、前記プロセッサ側補正値と、前記電子内視鏡側補正値とを加算することによって前記第４のホワイトバランス値を算出する第１８工程を有することを特徴とする請求項７に記載のホワイトバランス調整方法。
9. 先端部に撮像素子を有し、該撮像素子から出力される画像信号を増幅し映像信号として出力する電子内視鏡と、前記映像信号を処理してモニタに表示可能なビデオ信号を生成するプロセッサと、を備えた電子内視鏡装置であって、
   前記電子内視鏡は、ホワイトバランス処理に用いられる第１のホワイトバランス値を記憶する第１のメモリを有し、
   前記プロセッサは、前記ホワイトバランス処理に用いられる第２のホワイトバランス値を記憶する第２のメモリを有し、
   前記第１のホワイトバランス値は、前記電子内視鏡を基準のプロセッサに接続した状態でホワイトバランス調整を行った時のホワイトバランス値であり、
   前記第２のホワイトバランス値は、前記プロセッサを基準の電子内視鏡に接続した状態でホワイトバランス調整を行った時のホワイトバランス値であり、
   前記第１のメモリ又は前記第２のメモリの少なくとも一方は、前記基準の電子内視鏡と前記基準のプロセッサとを接続した状態でホワイトバランス調整を行った時の第３のホワイトバランス値を記憶し、
   前記電子内視鏡又は前記プロセッサのいずれか一方は、前記電子内視鏡と前記プロセッサとが接続されている時に、前記第１のホワイトバランス値、前記第２のホワイトバランス値及び前記第３のホワイトバランス値に基づいて第４のホワイトバランス値を算出し、
   前記電子内視鏡は、前記第４のホワイトバランス値に応じて前記画像信号を増幅することを特徴とする電子内視鏡装置。
10. 前記電子内視鏡又は前記プロセッサのいずれか一方は、前記第３のホワイトバランス値と前記第２のホワイトバランス値との差を求めることによってプロセッサ側補正値を求め、前記第３のホワイトバランス値と前記第１のホワイトバランス値との差を求めることによって電子内視鏡側補正値を求め、前記第３のホワイトバランス値と、前記プロセッサ側補正値と、前記電子内視鏡側補正値とを加算することによって前記第４のホワイトバランス値を算出することを特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡装置。
    

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