JPH03151930A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、内視鏡像を適正な明るさで観察できるように
制御する電子内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル
内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視
鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体撮像索子を１１
１１１手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

前記電子内視鏡の自動調光制御では、従来より、平均値
測光とピーク値測光とを、被写体により使い分けていた
。平均値測光は、被写体の＊ｒｉ分布が−様な場合に用
いられ、撮像素子からの出力を積分し、その積分鎗が設
定値と等しくなるように光鹸を制御している。一方、ピ
ーク値測光は、被写体の輝度差が大きい場合（例えば、
ポリープ等の観察時）において用いられ、撮像素子から
の出力のピーク値を検出し、そのピーク値が設定値と等
しくなるように光間１ＩｉｌＩ＠シていた。このように
、ピーク値測光は輝度、差の大きい被写体の、高輝度部
分に注目領域がある場合に有効な測光方式であり、平均
値測光は全体の輝度差ががあまり大きくない場合に有効
な測光方式である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、最近の内視鏡は、第７図に示すように、内視
鏡内に設けられたチャンネル１５と呼ばれる空洞内を通
して、処置具１６を挿入し、例えば胃内の細胞を採取す
る等、様々な処置具を利用することができるようになっ
ている。この処置具１６は、第７図に示すように内視鏡
先端部から突出され、このときのモニタ画面は、第９図
に示すようになる。第７図に示１ように、処置具１６は
、ライトガイド１７に近いため、特に内視鏡先端部から
離れた所を処置しようとづる場合においては、処置具の
輝度が大きくなり、平均値測光時においても注目領域で
ある処首先端部近傍が暗くなってしまう場合があった。

また、処置具の反射率は一般に人体組織の反射率よりも
高いため、処置具の領域の輝度が画面全体の輝度の大部
分を占める場合があり、注目領域が暗くなってしまう。

ずなわら、輝度差のある被写体の低輝度部分に注目領域
がある場合には、従来の平均値測光では、注目領域が暗
くなる。このような場合には、露光の設定値を高く設定
し直す必要があり、操作が煩雑になっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、処置
具使用時等、輝度差の大きい被写体の低輝度側に注目領
域がある場合にも、その注目領域を適正な明るさで観察
できるようにした電子内視鏡装置を提供することを目的
している。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の電子内視鏡装置は、被写体像を電気信号に変換
する手段からの信号のレベルを検出する検出手段と、前
記検出手段からの信すと設定値とを比較して被写体像の
明るさをｔｉＩＪＩｌｌするＩｌｌ　ｍ手段とを備えた
ものにおいて、前記検出手段への入力信号の高輝度部分
を、調整可能なクリップレベルでクリップするクリップ
手段を設けたものである。

［作用］ 本発明では、被写体像を電気信号に変換する手段からの
信号は、クリップ手段にて、調整可能なクリップレベル
で高輝度部分がクリップされた後、検出手段に入力され
、この検出手段にて入力信号のレベルが検出され、この
検出手段からの信号と設定値とを比較して明るさが制御
される。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は本実施例の概要を示すブロック図、第２図（ａ）及
び（ｂ）はクリップ回路におけるクリップレベルの設定
を説明するための波形図、第３図はクリップ回路がない
場合の平均値検出回路への入力を示す波形図、第４図（
ａ）はクリップ回路への入力を示寸波形図、第４図（ｂ
）は平均値検出回路への入力を示す波形図、第５図は本
実施例の構成を示すブロック図、第６図は内視鏡装置の
全体を示す側面図、第７図は内視鏡の先端部を示す説明
図である。

まず、第１図ないし第４図を参照して、本実施例の概要
を説明する。

本実施例における明るさ制御は、内視鏡用光源装置内の
絞り１を制ｗＪするものであり、絞り１は絞り制御装置
２によって制御されるようになっている。前記絞り制御
ｌ装置２には、明るさの設定値を発生する設定値発生回
路３と平均値検出回路４とが接続されている。被写体像
を搬像して得られた映像信号は、クリップ回路５を経て
、前記平均値検出回路４に入力されるようになっている
。また、前記設定値発生回路３は、前記クリップ回路５
でクリップするレベルも設定づるようになっている。

このような構成において、映像信号は、クリップ回路５
にて高輝度部分がクリップされる。クリップレベルは、
設定値発生回路３によって設定される。前記クリップ回
路５の出力は、平均値検出回路４に入力されて積分され
、平均値が求められる。絞り制御回路２は、設定値発生
回路３で設定された設定値と平均値検出回路４の出力が
一致するように、絞り１を制御する。これにより、内祝
鏡像が一定の明るさに保たれる。

本実施例では、クリップ回路５でクリップするレベルは
、−様な被写体を搬像した場合に得られる第２図（ａ）
に示すような映像信号のピーク値ｙの１〜２倍の値に設
定される。尚、第２図ないし第４図は、１水平走査期間
の映像信号を示している。従って、−様な被写体を撮像
した場合の映像信号がクリップ回路５を経て平均値検出
回路４に入力される場合、第２図（ｂ）に示すように、
平均値検出回路４の入力は、クリップ回路５の入力と同
じになる。

ここで、第３図に、クリップ回路５がない場合の平均値
検出四路４への入力信号の一例を示す。

また、第４図（ａ＞に、クリップ回路５へ入力される高
輝度部分を有する映像信号を示し、第４図（ｂ）に、そ
の信号がクリップ回路５を経て平均値検出回路４へ入力
されるとぎの信号を示す。第３図と第４図（ｂ）の信号
は、どちらも積分値は同じであるが、低輝度部分の輝度
が、第３図に比べて第４図（ｂ）の方が高くなっている
。第４図（ｂ）の状態では、高輝度部分はハレーション
となって観察不能となるが、注目領域である低輝度部分
が明るくなり、観察可能となφ。

次に、第５図ないし第７図を用いて本実施例について詳
細に説明する。

第６図に示ずように、内視鏡装置は電子内視鏡３１を備
えている。この電子内祝１１３１は、細長で例えば可撓
性の挿入部３２を有し、この挿入部３２の後端に太径の
操作部３３が連設されている。

前記操作部３３の後端部からは側方に可撓性のユニバー
サルコード３４が延設され、このユニバーサルコード３
４の先端部にコネクタ３５が設けられている≦前記電子
内祝１１３１は、前記コネクタ３５を介して、光源装置
及び信号処理回路が内蔵されたビデオプロセッサ３６に
接続されるようになっている。更に、前記ビデオプロセ
ッサ３６には、モニタ３７が接続されるようになってい
る。

前記挿入部３２の先端側には、硬性の先端部３９が設け
られ、この先端部３９に隣接する後方側に、湾曲可能な
湾曲部４０が設けられている。また、前記操作部３３に
は、湾曲操作ノブ４１が設けられ、この湾曲操作ノブ４
１を回動操作することにより、前記湾曲部４０を上下／
左右方向に湾曲できるようになっている。また、前記操
作部３３には、前記挿入部３２内に設けられた処置具チ
ャンネルに連通する挿入口４２が設けられている。

第７図に示すように、電子内視！１１４１の挿入部３２
内には、照明光を伝達するライトガイド１７が挿通され
ている。このライトガイド１７の先端面は、挿入部３２
の先端部３９に設けられた配光レンズ１８に対向してお
り、この配光レンズ１８を通して、先端部３９から照明
光を出射できるようになっている。また、前記ライトガ
イド１７の入射端側は、ユニバーサルコード３４内を挿
通されてコネクタ３５に接続されている。また、前記先
端部３９には、対物レンズ系１９が設けられ、この対物
レンズ系１９の結像位置に、ＣＯＤ等の固体１ｌｉｌＩ
！素子を用いた撮像素子８が配設されている。尚、カラ
ーＮ像方式として同時式を用いた場合には、前記撮像索
子８の前面にカラーフィルタアレイが設けられる。前記
撮像索子８には、信号ケーブル２０が接続され、この信
号ケーブル２０は、前記挿入部３２及びユニバーサルコ
ード３４内を挿通されて前記コネクタ３５に接続されて
いる。

また、挿入部３２内には、処置具１６を挿通可能な処置
具チャンネル１５が設けられている。

一方、第５図に示すように、前記ビデオプロセッサ３６
内には、ランプ２１が設けられ、このランプ２１から出
射された照明光は、レンズ２２で集光され、絞り１で光
曇調節され、前記ライトガイド１７の入射端に入射され
るようになっている。

また、前記撮像索子８の出力信号は、内祝＆１１３１内
の信号ケーブル２０を通して、ビデオプロセッサ３６内
の信号処理回路（１）９に入力されるようになっている
。この信号処理回路（１）９では、ＩＩ素子８の出力の
キャリア除去、輝度信号１色付号の分離等が行われる。

これらの信号は、信号処理回路（２）１０へ送られ、Ｎ
ＴＳＣ信号への変換等が行われ、モニタ３７へ出力され
るようになっている。

また、前記信号処理回路（１）９の出力のうち、輝度信
号は、調光用信号としてクリップ回路４とピーク値検出
回路６とに入力されるようになっている。前記クリップ
回路４の出力は、平均値検出回路５に入力されるように
なっている。また、切換スイッチ２４にて、平均値検出
回路５の出力とピーク値検出回路６の出力の一方が選択
されて、絞り制御回路２に入力されるようになっている
。

そして、この絞り制御回路２にて、前記較り１がＬｌｌ
［１されるようになっている。また、明るさの設定値を
発生する設定値発生回路３が設けられ、この設定値発生
回路３は、絞り制御回路２とクリップ回路４とに設定値
を送るようになっている。また、フロントパネル７によ
って、前記切換スイッチ２４の切換と、設定値発生回路
３が発生する設定値の設定が可能になっている。

前記ピーク値検出回路６は、１フイ一ルド間の輝度信号
のピークを、次の１フイ一ルド間保持する回路である。

一方、前記クリップ回路４は、フロントパネル７による
設定に応じて設定値発生回路３で作成した信号レベルに
連動したクリップレベルを作成し、このクリップレベル
以上の信号をクリップする。例えば、フロントパネル７
の設定が、平均値測光選択で且つ設定範囲の中央のとき
設定値発生回路３の絞り制御回路２に対する出力がＸ　
［Ｖ　（ボルト）］とすると、絞りの制御可能範囲内（
光量が充分とれている範囲内）では、平均値検出回路５
の出力もｘ［Ｖ］となっている。

この状態で、輝度分布が−様な被写体を撮像した場合の
クリップ回路４への信号入力のレベルを第２図（ａ）に
示すようにｙとすると、クリップレベルはこのｙの１〜
２倍となるように設定される。

設定値発生回路３の出力Ｘとｙは比例関係にあるので、
クリップレベルもＸに比例することになり、フロントパ
ネル７による明るさの設定に連動したクリップレベルが
作成される。このことにより、フロントパネル７の設定
が明るくても暗くても、同様の効果を得ることができる
ようになっている。

次に、本実施例の動作について説明する。

ランプ２１から出射された照明光は、レンズ２２で集光
され較り１で光Ｗｉ調節され、ライトガイド１７．配光
レンズ１８を経て被写体に照射される。対物レンズ系１
９にて結像された被写体像は、撮像素子８にて光電変換
され、このｒｉｍｌｉ４子８の出力信号は、信号処理回
路（１）９．信号処理回路（２）１０にて信号処理され
てモニタ３７に出力され、このモニタ３７に被写体像が
表示される。

また、信号処理回路（１）９からの輝度信号は、クリッ
プ回路４とピーク値検出回路６とに入力される。フロン
トパネル７で平均値測光を選択した場合には、クリップ
回路４にて高輝度部分がクリップされた輝度信号が平均
値検出回路５にて積分されこの積分値が絞り制御回路２
に入力される。

ここで、輝度差の少ない被写体を撮像した場合には、ク
リップレベルを超える信号がないため、被写体の輝度全
体の積分値が設定値発生回路３の設定値Ｘと等しくなる
ように、絞り制御回路２にて絞り１が動作される。一方
、処置具１６の使用等、第４図（ａ）に示づように輝度
差の大きい被写体を撮像した場合には、クリップレベル
以下の輝度の積分値がＸと等しくなるように絞り１が動
作する。すなわち、クリップレベル以上の高輝度部分を
無視するよう動作し、クリップ回路４がない場合に比べ
て全体に明るい画像となる。そのため、低輝度部分が明
るくなり観察可能となる。

一方、フロントパネル７でピーク値測光を選択した場合
には、ピーク値検出回路６にて検出されたピーク値が設
定発生回路３の設定値と等しくなるように絞り１が動作
し、高輝匪部分が適正な明るさとなる。

以上説明したように、本実施例によれば、輝度差の少な
い被写体、及び処置具使用時等の、輝度差の大きい被写
体で且つ低輝度部分に注目領域がある被写体の場合には
、平均値測光を選択することで、明るさの設定値を変え
る等の煩雑な操作なしに、処置具先端近傍等の注目領域
について適正な明るさを得ることができる。また、１ｆ
ｉＩｆ差の大きい被写体で且つ高輝度部分に注目領域が
ある場合にはピーク値測光を選択することで注目領域に
ついて適正な明るさを得ることができる。

このようにして、平均値測光とピーク値測光を切換える
ことにより、全ての被写体に対して適正な明るさを得る
ことが可能となる。

また、明るさの設定に連動して、求める明るさに適した
クリップレベルが設定されるので、明るさの設定レベル
によらず同様の効果が得られ、注目領域を求める明るさ
で観察づることが可能となる。

尚、クリップレベルを、明るさの設定に連動させずに手
動に（調整可能にしても良い。

第８図は本発明の第２実施例における内視鏡装置の構成
を示すブロック図である。

本実施例は、第１実施例に対して、自動利得制ｍ＜以下
、ＡＧＣと記す。）手段５１を付加したものである。す
なわら、信号処理回路（１）９と信号処理回路（２）１
０の間に、ゲイン可変アンプ１２が設けられている。ま
た、このゲイン可変アンプ１２の出力は、クリップ回路
５４とピーク値検出回路５６とに人力されるようになっ
ている。

前記クリップ回路５４の出力は、平均値検出回路５５に
入力されるようになっている。また、切換スイッチ５２
にて、平均値検出回路５５の出力とピーク値検出回路５
６の出力の一方が選択されて、ゲイン制御信号として前
記ゲイン可変アンプ１２に入力されるようになっている
。そして、検出回路５５または５６の出力が一定になる
ようにゲイン可変アンプ１２のゲインが制御される。ま
た、設定値発生回路３から前記クリップ回路５４に設定
値が送られるようになっている。また、フロントパネル
７によって、前記切換スイッチ５２の切換が可能になっ
ている。

このＡＧＣ手段５１によれば、絞り制御と同様に、平均
値測光を選択すると、クリップレベル以上の高ｍ度部分
を無視するよう動作して、輝度差の少ない被写体及び輝
度差の大きい被写体で且つ低輝度部分に注目領域がある
被写体の場合に、注目領域について適正な明るさを得る
ことができる。

また、ピーク値測光を選択すると、輝度差の大きい被写
体で且つへｉ’ｐｍ部分に注目領域がある場合に注目領
域について適正な明るさを得ることができる。

本実施例のように絞りを制御する自動光量制御（ＡＬＣ
）とＡＧＣとを併用することにより、例えば、絞り１が
開ききって、ＡＬＣが動作限界に達した後も、ＡＧＣの
動作により明るさを一定に保つことができる。

その他の構成１作用及び効果は第１実施例と同様である
。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、被
写体像の明るさを制御−４６制御手段としてＡＧＣのみ
を有する装置にも適用することができる。

また、本発明が適用される内視鏡は、先端に固体撮像素
子を右づるタイプでも、光学ファイバによるイメージガ
イドを経由して被観察物の外部に像を導いてから撮像素
子で搬像するタイプのいずれでも良い。また、ｌ［Ｅ１
方式としては、同時式でｂ面順次式でし良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高輝度部分がクリ
ップされた後の信号のレベルと設定値とを比較して明る
さを制６０するようにしたので、処置具使用時等、輝度
差の大きい被写体の低輝度側に注目領域がある場合にも
、その注目領域を適正な明るさで観察することが可能に
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は本実施例の概要を示すブロック図、第２図（ａ）及
び（ｂ）はクリップ回路におけるクリップレベルの設定
を説明するための波形図、第３図はクリップ回路がない
場合の平均値検出回路への入力を示す波形図、第４図（
ａ）はクリップ回路への入力を示づ波形図、第４図（ｂ
）は平均値検出回路への入力を示す波形図、第５図は本
実施例の構成を示すブロック図、第６図は内視鏡装置の
全体を示す側面図、第７図は内視鏡の先端部を示−Ｊ　
、Ｗ明図、第８図は本発明の第２実施例における内視鏡
装置の構成を示すブロック図、第９図は処置具使用時の
モニタ画面を示す説明図である。 １・・・絞り　　　　　　２・・・絞り制御回路３・・
・設定値発生回路　４・・・クリップ回路５・・・平均
値検出回路　６・・・ピーク値検出回路８・・・ＩＩ像
素子 第５図 第１図 ＨＤ 第３図 ＨＤ 第７２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体像を電気信号に変換する手段からの信号のレベル
   を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号と設定
   値とを比較して被写体像の明るさを制御する制御手段と
   を備えた電子内視鏡装置において、前記検出手段への入
   力信号の高輝度部分を、調整可能なクリップレベルでク
   リップするクリップ手段を設けたことを特徴とする電子
   内視鏡装置。