JPH11234662A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハレーションを起こすことなく遠点に渡るま
での体腔内の内視鏡画像を所望の輝度により観察する。 【解決手段】 ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦス
イッチ３４がＯＮされと、ＣＰＵ３５は、スイッチ２３
をａ側からｂ側に切り換え、ｋｎｅｅ＆γ回路２２から
のＲＧＢのデジタル信号を各々のＤレンジ拡大回路２５
Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂに出力させると共に、タイミングジ
ェネレータ１４を制御する。また、ＣＰＵ３５がスイッ
チ３１をｃ側からｄ側に切り換えることにより、オペア
ンプ３３の出力である調光信号が光源装置７内の絞りを
開口状態にするようなレベル信号となり、これにより内
視鏡２のライトガイドの入射端には、最大光量の照明光
が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像信号のダイナ
ミックレンジの拡大をより有効に行えるようにした内視
鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】体腔内の観察には、医療用の内視鏡が用
いられているが、体腔内は暗いため、この暗い体腔内に
照明光を供給する照明装置が必要である。一方、電子式
内視鏡や内視鏡外付けカメラを用いた内視鏡装置では、
ＣＣＤ等の固体撮像素子のダイナミックレンジのため、
照明が明る過ぎるとハレーションを起こし、また、逆に
暗過ぎると観察が困難である。

【０００３】一般に、テレビカメラ等の撮像装置では、
その有効撮像輝度域は、撮像装置である例えば固体撮像
素子の光電変換特性により一義的に定まる。つまり、固
体撮像素子の出力レベルの下限は、ノズルレベルで限定
される。一方、前記出力レベルの上限は、飽和レベルで
限定される使用可能な動作レンジが定まる。また、固体
撮像素子は、その出力レベル特性の傾きが一定の値を有
しているので、結果として固体撮像素子の有効撮像輝度
は一義的に定まる。

【０００４】そこで、従来、例えば特開昭５７−３９６
７３号公報では、２種類の異なる輝度での撮像信号を合
成し、固体撮像素子の撮像信号のダイナミックレンジを
拡大する撮像装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内視鏡
による撮像においては、観察する体腔内には照明が必要
であって、この体腔内は濡れた状態であり、しかも凹凸
が非常に多い被写体であるため、ダイナミックレンジが
狭いと上述したように近点においては照明が明るすぎて
ハレーションを起こし、また、遠点においては暗すぎて
撮像が不能となる。従って、単に前記従来例のように２
種類の異なる輝度での撮像信号を合成し、固体撮像素子
の撮像信号のダイナミックレンジを拡大するだけの装置
を、前記電子式内視鏡や、内視鏡外付けカメラを用いた
内視鏡装置に用いても、この従来の装置では被写体を照
明する照明装置に関しての考慮がないので、ダイナミッ
クレンジを拡大しても、特に遠点における被写体は光量
が不足して像を撮像することができないといった問題が
ある。

【０００６】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、近点においてはハレーションを起こさず、遠点
においては光量不足を起こすことなく、近点から遠点に
到るまでの体腔内の内視鏡画像を所望の輝度により観察
することのできる内視鏡装置を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明による内視鏡装置は、体腔内に挿入する一方、こ
の体腔内の被写体を撮像する撮像装置を内蔵し、または
外付けで設ける内視鏡と、前記内視鏡に照明光を供給す
る光源装置と、前記内視鏡の撮像装置からの撮像信号を
信号処理するとともに、異なる露光時間で撮像した各々
の画像を合成してダイナミックレンジの拡大を行う信号
処理装置と、前記信号処理装置がダイナミックレンジを
拡大する時において、前記光源装置から撮像装置への入
射光量を、通常時と比較して増加する状態とする調光信
号を生成する調光信号生成装置と、前記調光信号生成装
置からの調光信号によって前記光源装置からの照明光量
を制御する光量制御装置を具備して構成される。

【０００８】本発明の内視鏡装置では、前記信号処理装
置の前記調光信号生成手段が、前記ダイナミックレンジ
の拡大時において、前記撮像装置への光量を増大するよ
う調光信号を生成することで、ハレーションを起こすこ
となく遠点に渡るまでの体腔内の内視鏡画像を所望の輝
度により観察することを可能とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１０】図１ないし図７は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は内視鏡装置の構成を示す構成図、図
２は図１のＲ用Ｄレンジ拡大回路の構成を示す構成図、
図３は図２の第１ＬＵＴ及び第２ＬＵＴのマッピングを
示す図、図４は図１の光源装置の構成を示す構成図、図
５は図２のＲ用Ｄレンジ拡大回路の各信号のタイミング
を示すタイミングチャート、図６は図２のＲ用Ｄレンジ
拡大回路の作用を説明する説明図、図７は図１の内視鏡
装置の変形例の構成を示す構成図である。

【００１１】（構成）図１に示すように、本実施の形態
の内視鏡装置１は、体腔内に挿入し被写体を観察する内
視鏡２と、内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続され内視
鏡２により得られた被写体像を撮像する単板カラー撮像
素子であるＣＣＤ３を備えた外付けＴＶカメラ４と、外
付けＴＶカメラ４のＣＣＤ３を駆動制御すると共にＣＣ
Ｄ３からの撮像信号を信号処理し図示しないモニタに被
写体像を表示させるカメラコントロールユニット（以
下、ＣＣＵと記す）５と、内視鏡２より延出され着脱自
在に接続されるユニバーサルケーブル６を介して内視鏡
２に照明光を供給する光源装置７とを備えて構成され
る。

【００１２】ＣＣＵ５は、基準信号を発生する同期信号
発生回路（以下、ＳＳＧと記す）１３と、ＳＳＧ１３か
らの基準信号を入力しＣＣＤ３の駆動信号等を生成する
タイミングジェネレータ１４と、タイミングジェネレー
タ１４からの駆動信号によりＣＣＤ３を駆動するＣＣＤ
ドライバ１５と有している。

【００１３】また、ＣＣＵ５は、ＣＣＤ３からの撮像信
号を増幅するプリアンプ１６と、タイミングジェネレー
タ１４からのサンプリングパルスに基づき相関二重サン
プリング（以下ＣＤＳと略記）するＣＤＳ回路１７と、
ＣＤＳ回路１７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１
８とを備え、ＣＣＤ３からの出力の画像信号がプリアン
プ１６で増幅された後にＣＤＳ回路１７によってベース
バンド帯域に落とされ、Ａ／Ｄ変換器１８によりデジタ
ル信号に変換されるようになっている。

【００１４】さらに、ＣＣＵ５は、Ａ／Ｄ変換器１８で
Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号をＲＧＢの３つの色信号
に分離する色分離回路１９と、色分離回路１９により色
分離されたデジタル信号に対してホワイトバランスの調
整を行うホワイトバランス回路２０と、ホワイトバラン
ス回路２０によりホワイトバランスの調整がなされたデ
ジタル信号のゲイン調整を行う自動利得制御回路（以
下、ＡＧＣ回路と記す）２１と、ＡＧＣ回路２１により
ゲイン調整されたデジタル信号に対してｋｎｅｅ処理及
びγ補正を行うｋｎｅｅ＆γ回路２２と、スイッチ２３
を介してｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ処理及び
γ補正されたＲＧＢのデジタル信号に対してエンハンス
処理を行うエンハンス回路２６と、エンハンス処理され
たデジタル信号をＤ／Ａ変換し７５Ωドライバ２７を介
して図示しないモニタに出力するＤ／Ａ変換器２８とを
備えて構成される。

【００１５】また、ＣＣＵ５は、ｋｎｅｅ＆γ回路２２
によりｋｎｅｅ処理及びγ補正されたＲＧＢのデジタル
信号を加算平均する加算平均回路２９と、この加算平均
回路２９の出力をローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０を介
して入力しスイッチ３１を介して入力される基準電圧Ｖ
refとの差分を増幅して内視鏡２に照明光を供給する光
源装置７に調光信号として出力するオペアンプ３３と、
装置前面に設けられたダイナミックレンジの拡大を指示
するダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４
からの入力を受けスイッチ２３及びスイッチ３１の切換
とタイミングジェネレータ１４が生成する駆動信号等の
タイミングを制御するＣＰＵ３５とを備えている。

【００１６】ここで、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ３４がＯＮされると、スイッチ２３の各ス
イッチがａ側からｂ側に切り換えられ、ｋｎｅｅ＆γ回
路２２によりｋｎｅｅ処理及びγ補正されたＲＧＢのデ
ジタル信号は、スイッチ２３を介してそれぞれのダイナ
ミックレンジを拡大処理するＲ用Ｄレンジ拡大回路２５
Ｒ、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大
回路２５Ｂに入力されるようになっている。この場合、
エンハンス回路２６は、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路１５Ｒ、
Ｇ用Ｄレンジ拡大回路１５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大回路
１５Ｂによりダイナミックレンジが拡大されたＲＧＢの
デジタル信号に対してエンハンス処理を行うことにな
る。

【００１７】Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒは、図２に示
すように、ｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ処理及
びγ補正されたＲ信号の１フィールド分のデジタル信号
を記憶するフィールドメモリ４１と、フィールドメモリ
４１に記憶されたＲ信号と現在のフィールドのＲ信号と
をタイミングジェネレータ１４からのフィールド判別信
号により切り換えて出力する第１セレクタ４２及び第２
セレクタ４３とを備えており、第２セレクタ４３はイン
バータ回路４４を介することで第１セレクタ４２が出力
する現在のフィールドのＲ信号と異なるフィールドのＲ
信号を出力するようになっている。

【００１８】また、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒは、第
２セレクタ４３が出力するＲ信号に対して画素レートで
の出力レベルに対して後述する所定の関数値を出力する
第１ルックアップテーブル（以下、第１ＬＵＴ）４５及
び第２ルックアップテーブル（以下、第２ＬＵＴ）４６
と、前記第１セレクタ４２が出力するＲ信号に対して画
素レートでの出力と第１ＬＵＴ４５の出力とを乗算する
第１乗算器４７と、第２セレクタ４３が出力するＲ信号
に対して画素レートでの出力と第２ＬＵＴ４５の出力と
を乗算する第２乗算器４８と、第１乗算器４７の出力及
び第２乗算器４８の出力を加算して前記エンハンス回路
２６に出力する加算器４９とを備えて構成されている。

【００１９】なお、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ
用Ｄレンジ拡大回路２５Ｂは、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２
５Ｒと同じ回路構成であるので、説明は省略する。

【００２０】上述した第１ＬＵＴ４５及び第２ＬＵＴ４
６は、図３に示すようなマッピングをしており、Ｒ信号
の画素レートでの出力レベルをｘとしたとき、第１ＬＵ
Ｔ４５はｃｏｓ²（ｐｘ）を出力し、第２ＬＵＴ４６は
ｓｉｎ²（ｐｘ）を出力するようになっている。なお、
ｐは補正係数であり、例えばｐ＝（２π／４×４）であ
る。

【００２１】光源装置７は、図４に示すように、照明光
を発生するランプ５１と、ランプ５１を駆動するランプ
駆動回路５２と、ランプ５１からの照明光を絞り５３を
介してユニバーサルケーブル６に内挿され内視鏡２の先
端に照明光を伝送するライトガイド５４の入射端に集光
させるレンズ５５と、絞り５３を駆動するモータ５６
と、オペアンプ３３からの調光信号を入力しモータ５６
により絞り５３を制御する調光回路５７とを備えて構成
される。

【００２２】（作用）次に、このように構成された本実
施の形態の内視鏡装置１の作用について説明する。

【００２３】ＣＣＵ５において、ＳＳＧ１３からの基準
信号に基づきタイミングジェネレータ１４で生成された
駆動信号でＣＣＤドライバ１５が外付けＴＶカメラ４の
ＣＣＤ３を駆動する。そして、ＣＣＤ３で撮像された被
写体の光電変換信号はプリアンプ１６で増幅された後に
ＣＤＳ回路１７によってベースバンド帯域に落とされ、
Ａ／Ｄ変換器１８によりデジタル信号に変換される。

【００２４】その後、色分離回路１９によりＡ／Ｄ変換
されたデジタル信号をＲＧＢの３つの色信号に分離さ
れ、ホワイトバランス回路２０、ＡＧＣ回路２１及びｋ
ｎｅｅ＆γ回路２２によりホワイトバランス調整、ゲイ
ン調整及びｋｎｅｅ処理及びγ補正がなされた後、スイ
ッチ２３を介してエンハンス回路２６でエンハンス処理
され、Ｄ／Ａ変換器２８によりＤ／Ａ変換され７５Ωド
ライバ２７を介して図示しないモニタに出力される。

【００２５】ｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ処理
及びγ補正されたＲＧＢのデジタル信号は加算平均回路
２９で加算平均され、ＬＰＦ３０を介してオペアンプ３
３に入力される。そして、オペアンプ３３でスイッチ３
１を介して入力される基準電圧Ｖrefとの差分が増幅さ
れ光源装置７の調光回路５７に調光信号として出力され
る。

【００２６】ここで、装置前面に設けられたダイナミッ
クレンジの拡大を指示するダイナミックレンジ拡大ＯＮ
／ＯＦＦスイッチ３４がＯＮされ、ダイナミックレンジ
の拡大指示がＣＰＵ３５になされると、ＣＰＵ３５は、
スイッチ２３内の各スイッチをａ側からｂ側に切り換
え、ｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ処理及びγ補
正されたＲＧＢのデジタル信号をＲ用Ｄレンジ拡大回路
２５Ｒ、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ
拡大回路２５Ｂに出力させると共に、タイミングジェネ
レータ１４を制御し、スイッチ３１をｃ側からｄ側に切
り換える。

【００２７】スイッチ３１のｃ側からｄ側への切り換え
により、オペアンプ３３の＋側入力がグランドレベルと
なり、オペアンプ３３の出力である調光信号は、光源装
置７内の絞り５３を開口状態にするようなレベル信号と
なり、この調光信号を光源装置７内の調光回路５７が入
力することにより、調光回路５７はモータ５６を駆動制
御し絞り５３を開口状態にする。これにより内視鏡２の
ライトガイド５４の入射端には、最大光量のランプ５１
からの照明光がレンズ５５を介して供給されることとな
る。

【００２８】また、タイミングジェネレータ１４ではＣ
ＰＵ３５の制御に基づき駆動信号を生成し、タイミング
ジェネレータ１４で生成された駆動信号によりＣＣＤド
ライバ１５は、フィールド単位で異なる時間のシャッタ
時間、例えば第１のシャッタ時間を１／６０ｓｅｃとし
て被写体を撮像すると共に、第２のシャッタ時間を例え
ば第１のシャッタ時間の１／４（１／２４０ｓｅｃ）と
して高速シャッタで被写体を撮像するようにＣＣＤ３を
駆動する。すなわち、Ａフィールドの被写体像は上記の
第１のシャッタ時間で撮像され、Ｂフィールドの被写体
像は上記の第２のシャッタ時間で撮像される。そして、
後述するように、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒ、Ｇ用Ｄ
レンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｂ
で、この異なるシャッタ時間での被写体の撮像信号によ
りダイナミックレンジを拡大する。

【００２９】次に、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒ、Ｇ用
Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大回路２５
Ｂにおけるダイナミックレンジの拡大処理の詳細につい
て、図５のタイミングチャートを参照し、Ｒ用Ｄレンジ
拡大回路２５Ｒを例に説明する。

【００３０】ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイ
ッチ３４がＯＮされ、絞り５３が開口状態となって内視
鏡２のライトガイド５４の入射端に最大光量の照明光が
供給された状態でｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ
処理及びγ補正されたＲＧＢのデジタル信号がスイッチ
２３を介してＲ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒに出力され
る。

【００３１】Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒでは、タイミ
ングジェネレータ１４から映像信号ＶＤ（図５（ａ））
に同期したフィールド判別信号（図５（ｂ））がＲ用Ｄ
レンジ拡大回路２５Ｒの第１セレクタ４２及びインバー
タ回路４４を介して第２セレクタ４３に出力される。

【００３２】また、ｋｎｅｅ＆γ回路４２のＲ出力は、
Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒのフィードメモリ４１（図
５（ｃ））と第１セレクタ４２及び第２セレクタ４３の
一方の入力端に入力され、フィードメモリ４１の出力
（図５（ｄ））が第１セレクタ４２及び第２セレクタ４
３の他方の入力端に入力される。

【００３３】これにより、フィールド判別信号に基づ
き、第１セレクタ４２からは第１のシャッタ時間（１／
６０ｓｅｃ）で撮像されたＡフィールドの画像のデジタ
ル信号が出力され、第２セレクタ４３からは第２のシャ
ッタ時間（１／２４０ｓｅｃ）で撮像されたＢフィール
ドの画像のデジタル信号が出力されることになる。

【００３４】そして、第１セレクタ４２からのＡフィー
ルドの画像のデジタル信号が第１乗算器４７を経て加算
器４９に出力される。一方、第２セレクタ４３からのＢ
フィールドの画像のデジタル信号が第１ＬＵＴ（図５
（ｅ））、第２ＬＵＴ４６（図５（ｆ））及び第２乗算
器４８に出力される。

【００３５】このとき、第１ＬＵＴ４５からは、Ｂフィ
ールドの画像のデジタル信号の画素レートでの出力値ｘ
に対してｃｏｓ²（ｐｘ）が第１乗算器４７に出力さ
れ、第１乗算器４７で画素レートでＡフィールドの画像
のデジタル信号と前記ｃｏｓ²（ｐｘ）が乗算される
（図５（ｇ））。また、前記第２ＬＵＴ４６からは、Ｂ
フィールドの画像のデジタル信号の画素レートでの出力
値ｘに対してｓｉｎ²（ｐｘ）が第２乗算器４８に出力
される。この第２乗算器４８では、Ｂフィールドの画像
のデジタル信号と前記ｓｉｎ²（ｐｘ）が乗算される
（図５（ｈ））。そして、前記加算器４９にて、第１乗
算器４７の出力と第２乗算器４８の出力が加算される
（図５（ｉ））。

【００３６】図５においては、簡単なためにＡnフィー
ルドの各画素の出力をＡnで、また、Ｂnフィールドの各
画素の出力をＢnで代表させて図示しているが、本実施
の形態でのダイナミックレンジの拡大処理では、上述し
たように、画素レートで処理を行っているため、正確に
は、Ａフィールドの画像のデジタル信号の画素レートで
の各出力値をｘ、Ｂフィールドの画像のデジタル信号の
画素レートでの各出力値をｕとすると、加算器４９によ
りＭ＝ｘｃｏｓ²（ｐｘ）＋ｕｓｉｎ²（ｐｘ）が得られ
ることになる。

【００３７】なお、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ
用Ｄレンジ拡大回路２５Ｂは、Ｒ用Ｄレンジ拡大回路２
５Ｒと同様に作用するので、説明は省略する。

【００３８】（効果）従って、本実施の形態によれば、
体腔内の観察部位の通常観察から詳細観察に移行におい
て、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４
をＯＮすると、絞り５３が開口状態となって内視鏡２の
ライトガイド５４の入射端に最大光量の照明光が供給さ
れた状態でｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋｎｅｅ処理及
びγ補正されたＲＧＢのデジタル信号がスイッチ２３を
介してＲ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒに出力され、図６に
示すように、第１のシャッタ時間（１／６０ｓｅｃ）で
撮像されたＡフィールドの画像のデジタル信号ｙ1及び
第２のシャッタ時間（１／２４０ｓｅｃ）で撮像された
Ｂフィールドの画像のデジタル信号ｙ²に対して、Ｒ用
Ｄレンジ拡大回路１５Ｒより出力される上記出力Ｍは、
低輝度域では、ｃｏｓ²（ｐｘ）による重み付けによっ
て主に第１のシャッタ時間（１／６０ｓｅｃ）で撮像さ
れたＡフィールドの画像のデジタル信号となり、高輝度
域では逆にｓｉｎ²（ｐｘ）による重み付けによって主
に第２のシャッタ時間（１／２４０ｓｅｃ）で撮像され
たＢフィールドの画像のデジタル信号となるため、Ｓ／
Ｎを低輝度域で劣化させることなくダイナミックレンジ
を拡大することができ、かつ、最大光量の照明光の供給
及び上記ダイナミックレンジの拡大により、ハレーショ
ンを起こすことなく遠点に渡るまでの体腔内の内視鏡画
像を所望の輝度により観察することができる。

【００３９】また、出力Ｍはｘに対してｐを適切に設定
することにより、第２のシャッタ時間で撮像した信号が
飽和するまでの明るさの範囲で、連続した単調増加関数
にしているので、得られる画像は一様となり、違和感の
ない画像を得ることができる。

【００４０】ここで、補正係数ｐをｐ＝（２π／４×
４）としたが、これに限らず、補正係数ｐはＣＣＤの特
性に応じて少なくとも上記出力Ｍがｘに対して単調増加
関数となるように選択することが可能である。また、出
力Ｍは上記関数、すなわち、 ｘｃｏｓ²（ｐｘ）＋ｕｓｉｎ²（ｐｘ） に限らず、少なくとも、低輝度領域では低速シャッタ時
間で撮像した信号を主とし、高輝度領域では高速シャッ
タ時間で撮像した信号を主とする関数であればよい。

【００４１】なお、本実施の形態では、色分離回路９に
よりＲＧＢに色分離してそれぞれのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ
信号に対してＲ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒ、Ｇ用Ｄレン
ジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｂによ
りダイナミックレンジを拡大するとしたが、これに限ら
ず、色分離回路で輝度信号と色差信号に分離し、輝度信
号と色差信号の両方あるいは輝度信号のみに対してダイ
ナミックレンジを拡大するように構成してもよい。

【００４２】なお、図７に示すように、ＣＣＤ３の撮像
面の前段に入射光量を制御するアイリス装置６１が設け
られた外付けＴＶカメラ４ａにおいては、ダイナミック
レンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４がＯＮされた際
に、ＣＰＵ３５がアイリス装置６１を開口状態に制御す
ることで、本実施の形態と同等の作用・効果を得ること
ができる。

【００４３】また、本実施の形態では、内視鏡２の接眼
部に着脱自在に接続される外付けＴＶカメラ４により被
写体を撮像するとしたが、これに限らず、例えば挿入部
の先端部内にＣＣＤを備えた電子内視鏡により被写体を
撮像する場合にも本実施例を適用することができること
は言うまでもない。

【００４４】図８ないし図１０は本発明の第２の実施の
形態に係わり、図８は内視鏡装置の構成を示す構成図、
図９は図８の検波回路の構成を示す構成図、図１０は図
９の検波回路の作用を説明する説明図である。

【００４５】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００４６】（構成）図８に示すように、本実施の形態
では、加算平均回路２９の出力が検波回路８０に出力さ
れる。検波回路８０は、図９に示すように、加算平均回
路２９の出力をＤ／Ａ変換器８１でＤ／Ａ変換し、ＣＰ
Ｕ３５により制御されるスイッチ８２を介して平均化回
路８３で平均化されオペアンプ８４により基準電圧Ｖre
fとの差分が増幅されて、光源装置７の調光回路５７に
調光信号として出力される。

【００４７】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００４８】（作用）本実施の形態においては、スイッ
チ８２は、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ３４がＯＦＦの場合はＣＰＵ３５の制御により常にＯ
Ｎ状態となっており、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ３４がＯＮされると、ＣＰＵ３５はタイミ
ングジェネレータ１４から映像信号ＶＤ（図１０
（ａ））に同期したフィールド判別信号（図１０
（ｂ））に基づき、第２のシャッタ時間（１／２４０ｓ
ｅｃ）で撮像されたＢフィールド（図１０（ｃ））の画
像信号（図１０（ｄ））のみを平均化回路８３で平均化
して調光信号を生成する（図１０（ｅ））ため、フィー
ルド判別信号に同期させてスイッチ８２をＯＮ／ＯＦＦ
する。

【００４９】その他の作用は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００５０】（効果）このように本実施の形態では、第
１の実施の効果に加え、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／
ＯＦＦスイッチ３４がＯＮされた場合、高速の例えば第
２のシャッタ時間（１／２４０ｓｅｃ）で撮像されたＢ
フィールドの画像信号を平均化し、この平均化信号によ
り光源装置７の調光回路５７に対する調光信号を生成し
ているので、飽和する可能性のある低速の例えば第１の
シャッタ時間（１／６０ｓｅｃ）で撮像された画像信号
により調光することがなく、ハレーションを起こすこと
なく遠点に渡るまでの体腔内の内視鏡画像を精度の高い
調光により得ることができる。

【００５１】図１１は本発明の第３の実施の形態に係る
内視鏡装置の構成を示す構成図である。

【００５２】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００５３】（構成）第１の実施の形態では、ダイナミ
ックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４のＯＮ信号に
よるダイナミックレンジの拡大と加算平均回路２９の出
力による調光信号の生成を行うとしたが、図１１に示す
ように、本実施の形態では、加算平均回路２９の出力状
態に基づきダイナミックレンジの拡大を行うように構成
されている。そこで、ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ３４及びＣＰＵ３５は省略されている。

【００５４】詳細には、加算平均回路２９の出力をサン
プルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１０１によりサンプル
ホールドし、サンプルホールドした信号を比較器１０
２、１０３で所定の閾値と比較する。すなわち、比較器
１０２では所定の第１の閾値より大きいかどうか比較
し、比較器１０２では所定の第２の閾値より小さいかど
うか比較し、比較器１０２の比較結果が高輝度画素数カ
ウンタ１０４に、また比較器１０３の比較結果が低輝度
画素数カウンタ１０５にそれぞれ比較され、差分回路１
０６により高輝度画素数カウンタ１０４と低輝度画素数
カウンタ１０５とカウント値の差分がとられる。そし
て、差分回路１０６の結果に基づきＤレンジ切換判定回
路１０７が、第１の実施の形態のＣＰＵ３５と同様に、
スイッチ２３を切り換えると共に、タイミングジェネレ
ータ１４を制御するようになっている。

【００５５】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００５６】（作用）Ｄレンジ切換判定回路１０７で
は、高輝度画素数カウンタ１０４と低輝度画素数カウン
タ１０５とカウント値の差分が０に近い所定の値と比較
しこの所定の値より差分の絶対値が小さいかどうかによ
りスイッチ２３を切り換える。すなわち、高輝度画素数
カウンタ１０４と低輝度画素数カウンタ１０５とカウン
ト値の差分の絶対値が所定の値より小さい０に近い値の
場合は、明暗のある画像となっているので、ダイナミッ
クレンジを拡大する必要があるため、スイッチ２３をａ
側からｂ側に切り換え、ｋｎｅｅ＆γ回路２２によりｋ
ｎｅｅ処理及びγ補正されたＲＧＢのデジタル信号をＲ
用Ｄレンジ拡大回路２５Ｒ、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５
Ｇ及びＢ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｂに出力させると共
に、タイミングジェネレータ１４を制御する。

【００５７】その他の作用は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００５８】（効果）このように本実施の形態では、Ｄ
レンジ切換判定回路１０７により明暗のある画像の場
合、自動的にＲＧＢのデジタル信号をＲ用Ｄレンジ拡大
回路２５Ｒ、Ｇ用Ｄレンジ拡大回路２５Ｇ及びＢ用Ｄレ
ンジ拡大回路２５Ｂに出力させダイナミックレンジ拡大
処理を行うので、ハレーションを起こすことなく遠点に
渡るまでの体腔内の内視鏡画像を精度の高い調光により
得ることができる。

【００５９】［付記］ （付記項１） 体腔内に挿入する一方、この体腔内の被
写体を撮像する撮像装置を内蔵しまたは外付けで設ける
内視鏡と、前記内視鏡に照明光を供給する光源装置と、
前記内視鏡の撮像装置からの撮像信号を信号処理すると
ともに、異なる露光時間で撮像した各々の画像を合成し
てダイナミックレンジの拡大を行う信号処理装置と、前
記信号処理装置がダイナミックレンジを拡大する時にお
いて、前記光源装置から撮像装置への入射光量と、通常
時と比較して増加する状態とする調光信号を生成する調
光信号生成装置と、前記調光信号生成装置からの調光信
号によって前記光源装置からの照明光量を制御する光量
制御装置と、を備えることを特徴とする内視鏡装置。

【００６０】（付記項２） 体腔内に挿入する一方、こ
の体腔内の被写体を撮像する撮像装置を内蔵しまたは外
付けで設ける内視鏡と、前記内視鏡に照明光を供給する
とともに調光信号によって前記内視鏡に供給する照明光
量が制御される光源装置と、前記内視鏡の撮像装置から
の撮像信号を信号処理するとともに、異なる露光時間で
撮像した各々の画像を合成してダイナミックレンジの拡
大を行う信号処理装置と、前記信号処理装置がダイナミ
ックレンジを拡大する時において、前記光源装置の撮像
装置への入射光量を、通常時と比較して増加する状態と
する調光信号を生成する調光信号生成装置と、を備える
ことを特徴とする内視鏡装置。

【００６１】（付記項３） 体腔内に挿入する一方、こ
の体腔内の被写体を撮像する撮像装置を内蔵しまたは外
付けで設ける内視鏡と、前記内視鏡に照明光を供給する
光源装置と、前記内視鏡の撮像装置からの撮像信号を信
号処理するとともに、前記被写体を第１の露光時間で撮
像した第１の撮像信号と、前記被写体を前記第１の露光
時間より短い第２の露光時間で、前記第１の撮像信号が
飽和する光量レベルより高い値で飽和する第２の撮像信
号とを得て、前記第１及び第２の撮像信号に対して夫々
飽和するまでの光量レベルの増加に関して単調減少の第
１の重み付けと単調増加の第２の重み付けを、前記第１
及び第２の重み付けの和が１となる条件の下で行う第１
及び第２の重み付け処理回路と、前記第１及び第２の重
み付け処理回路により前記第１及び第２の撮像信号に対
して夫々前記第１及び第２の重み付けがされた第１及び
第２の画像信号とを加算する加算回路とを有して、前記
第１及び第２の画像信号を加算してダイナミックレンジ
の拡大を行う信号処理装置と、前記信号処理装置がダイ
ナミックレンジを拡大する時において、前記光源装置か
ら撮像装置への入射光量を、通常時と比較して増加する
状態とする調光信号を生成する調光信号生成装置と、前
記調光信号生成装置からの調光信号によって前記光源装
置からの照明光量を制御する光量制御装置と、を備える
ことを特徴とする内視鏡装置。

【００６２】（付記項４） 請求項１または３の内視鏡
装置であって、前記光量制御装置は、絞りである。

【００６３】（付記項５） 請求項２の内視鏡装置であ
って、前記光源装置から撮像装置へに入射光量を制御す
る装置は絞りであり、前記調光信号生成装置からの調光
信号によって制御される。

【００６４】（付記項６） 請求項１または２の内視鏡
装置であって、前記信号処理装置における異なる露光時
間で撮像した各々の画像のうち一方は、高速の露光時間
により撮像されて画像であり、他方は低速の露光時間に
より撮像された画像である。

【００６５】（付記項７） 請求項１または２の内視鏡
装置であって、前記調光信号生成装置は、ダイナミック
レンジの拡大時において、前記異なる露光時間のうち高
速の露光時間により撮像された画像に基づき、前記調光
信号を生成する。

【００６６】（付記項８） 体腔内に挿入し被写体を撮
像する撮像素子を有する内視鏡と、前記内視鏡に照明光
を供給する光源装置と、前記内視鏡からの撮像信号を信
号処理すると共に２つの異なる露光時間で撮像した各々
の画像を合成しダイナミックレンジの拡大を行う信号処
理装置とを備えた内視鏡装置において、前記信号処理装
置は、前記ダイナミックレンジの拡大時において、前記
撮像素子への光量を制御する絞りを開口状態とする調光
信号を生成する調光信号生成手段を具備することを特徴
とする内視鏡装置。

【００６７】（付記項９） 前記絞りは前記光源装置内
に設けられていることを特徴とする付記項１に記載の内
視鏡装置。

【００６８】（付記項１０） 前記内視鏡は接眼部に着
脱自在に接続される前記撮像素子を有する外付けＴＶカ
メラを備えた内視鏡であって、前記絞りは外付けＴＶカ
メラ内に設けられていることを特徴とする付記項１に記
載の内視鏡装置。

【００６９】（付記項１１） 前記ダイナミックレンジ
の拡大時において、前記調光信号生成手段は、前記２つ
の異なる露光時間のうち高速の露光時間により撮像され
た画像に基づき、前記調光信号を生成することを特徴と
する付記項１に記載の内視鏡装置。

【００７０】（付記項１２） 体腔内に挿入し被写体を
撮像する撮像素子を有する内視鏡と、前記内視鏡に照明
光を供給する光源装置と、前記内視鏡からの撮像信号を
信号処理すると共に２つの異なる露光時間で撮像した各
々の画像を合成しダイナミックレンジの拡大を行う信号
処理装置とを備えた内視鏡装置において、前記内視鏡か
らの撮像信号より高輝度部と低輝度部の画素数を差分を
算出する高輝度部／低輝度部差分算出手段と、前記高輝
度部／低輝度部差分算出手段の算出結果に基づき、前記
ダイナミックレンジの拡大処理を制御するダイナミック
レンジ拡大制御手段とを備えたことを特徴とする内視鏡
装置。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内視鏡装置
によれば、近点においてはハレーションを起こさず、遠
点においては光量不足を起こすことなく、近点から遠点
に到るまでの体腔内の内視鏡画像を所望の輝度により観
察することのできるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図２】図１のＲ用Ｄレンジ拡大回路の構成を示す構成
図

【図３】図２の第１ＬＵＴ及び第２ＬＵＴのマッピング
を示す図

【図４】図１の光源装置の構成を示す構成図

【図５】図２のＲ用Ｄレンジ拡大回路の各信号のタイミ
ングを示すタイミングチャート

【図６】図２のＲ用Ｄレンジ拡大回路の作用を説明する
説明図

【図７】図１の内視鏡装置の変形例の構成を示す構成図

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の
構成を示す構成図

【図９】図８の検波回路の構成を示す構成図

【図１０】図９の検波回路の作用を説明する説明図

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置
の構成を示す構成図

【符号の説明】

１…内視鏡装置 ２…内視鏡 ３…ＣＣＤ ４…外付けＴＶカメラ ５…ＣＣＵ ６…ユニバーサルケーブル ７…光源装置 １３…ＳＳＧ １４…タイミングジェネレータ １５…ＣＣＤドライバ １６…プリアンプ １７…ＣＤＳ回路 １８…Ａ／Ｄ変換器 １９…色分離回路 ２０…ホワイトバランス回路 ２１…ＡＧＣ回路 ２２…ｋｎｅｅ＆γ回路 ２３、３１…スイッチ ２５Ｒ…Ｒ用Ｄレンジ拡大回路 ２５Ｇ…Ｇ用Ｄレンジ拡大回路 ２５Ｂ…Ｂ用Ｄレンジ拡大回路 ２６…エンハンス回路 ２７…７５Ωドライバ ２８…Ｄ／Ａ変換器 ２９…加算平均回路 ３０…ＬＰＦ ３３…オペアンプ ３４…ダイナミックレンジ拡大ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ３５…ＣＰＵ ４１…フィールドメモリ ４２…第１セレクタ ４３…第２セレクタ ４４…インバータ回路 ４５…第１ＬＵＴ ４６…第２ＬＵＴ ４７…第１乗算器 ４８…第２乗算器 ４９…加算器 ５１…ランプ ５２…ランプ駆動回路 ５３…絞り ５４…ライトガイド ５５…レンズ ５６…モータ ５７…調光回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望田 明彦 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 綱川 誠 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 草村 登 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山下 真司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大野 渉 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 上 邦彰 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔内に挿入する一方、この体腔内の被
   写体を撮像する撮像装置を内蔵しまたは外付けで設ける
   内視鏡と、 前記内視鏡に照明光を供給する光源装置と、 前記内視鏡の撮像装置からの撮像信号を信号処理すると
   ともに、異なる露光時間で撮像した各々の画像を合成し
   てダイナミックレンジの拡大を行う信号処理装置と、 前記信号処理装置がダイナミックレンジを拡大する時に
   おいて、前記光源装置から撮像装置への入射光量を、通
   常時と比較して増加する状態とする調光信号を生成する
   調光信号生成装置と、 前記調光信号生成装置からの調光信号によって前記光源
   装置からの照明光量を制御する光量制御装置と、 を備えることを特徴とする内視鏡装置。