WO2003037173A1

WO2003037173A1 - Procede de reglage d'un systeme endoscopique

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Publication number: WO2003037173A1
Application number: PCT/JP2002/011091
Authority: WO
Inventors: Tomoya Takahashi
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2003-05-08
Also published as: US7232410B2; US20040122291A1; JP2003135393A; DE10297184B4; DE10297184T5

Description

明細書内視鏡システムの調整方法技術分野

本発明は、面順次画像生成方式を用い、光源から投射される照明光に対するホワイトバランスおよび照明光量の調整を行う内視鏡システムの調整方法に関する

背景技術

電子内視鏡システムには、被写体に赤（R ) 、緑（G ) 、青（B ) の照明色光を投射させて、それぞれの色光毎の被写体からの反射光によって、固体撮像素子で映像信号を生成し、その色光毎の映像信号を合成して、カラー映像信号を生成する面順次方式と、被写体から反射された白色光を色フィルタで、前記 R , G , Bの被写体像に分離して、それぞれの被写体像を R , G . B毎に設けられた固体撮像素子で映像信号を生成し、それぞれの被写体映像信号を合成して、カラー映像信号を生成する同時方式とのいずれかが用いられている。

内視鏡においては、体腔内に挿入する挿入部を細径化する必要性と撮像生成された映像信号の高解像度が求められことから、前記面順次方式が採用されることが多い。

この面順次方式を採用した電子内視鏡装置は、例えば、日本国特許第 3 0 6 1 2 3号公報に開示されている。光源ランプから投射された照明光は、回転フィルタと集光レンズを介してライトガイドに入射され、そのライトガイドで案内された照明光を被写体に投射させ、その被写体からの反射光を固体撮像素子上に結像させるようになつている。

前記回転フィルタは、モータで所定の回転数で回転駆動させ、周方向に 3つの扇状の開口部に取り付けられた R , G , Bの各透過フィルタを透過させることで、 R , G , Bの色光照明を被写体に投射されるようになっている。

この回転フィルタを透過生成された R , G , Bの各色光による被写体反射光により、前記固体撮像素子に結像した R, G, Bそれぞれの被写体像から R, G, Bの映像信号を生成し、その R, G, Bの映像信号を合成して、カラー映像信号を生成している。

前記回転フィルタには、前記開口部の開口期間を検出するフォトセンサがその周方向に 1箇所設けられており、このフォトセンサで前記開口部の開口期間中を示す検出パルス信号が検出される。この検出パルス信号を用いて、前記光源ランプを点灯するパルス電流を生成している。

つまり、所定定電流で点灯している光源ランプに、前記回転フィルタの R, G , Bの各透過フィルタが設けられた開口部の開口期間にパルス電流が重畳供給されるようになっている。

このように、光源ランプをパルス電流点灯させると、前記パルス電流のデューティまたは電流値を制御することで、光源装置のホワイ卜バランスを取ることが容易となる。

従来の電子内視鏡においては、前記光源ランプから投射された照明光を回転フィルタの R, G, Bの透過フィルタで R, G, B各色光の照明光に変換し、その R, G, Bの各色光の照明をライトガイドを介して、被写体に順次投射し、その被写体から反射され、固体撮像素子に結像した R, G, Bの各色光の被写体像を光電変換して、 R, G, B毎の被写体映像信号を生成する。

この R, G, Bの被写体映像信号を合成して、テレビ映像信号を生成するが、このテレビ映像信号を合成生成する際に、前記 R, G, Bの被写体映像信号を所定の比率で合成するホワイトバランス調整が必要となる。

このホワイトバランス調整は、前述した回転フィルタの開口部に設けられた R , G, Bの透過フィルタ毎に光源ランプの点灯電流を調整制御する方法と、前記固体撮像素子で生成された R, G. Bの各被写体映像信号を電気的に合成処理する際に調整する方法がある。

また、前記ホワイトパランス調整以外に、前記光源ランプからの照明光を前記回転フィルタとライ卜ガイドを介して、被写体に投射される照明光量を適正な値に調整する絞りの駆動調整を行う必要がある。

これらホワイトバランスのための前記光源ランプの点灯電流の調整と、被写体への投射光量を制御する絞りの駆動調整は、所定の調整冶具を用いて前記電子内視鏡システムの製造過程で習熟した作業員によって調整されている。また、前記電子内視鏡システムの光源ランプの寿命交換時、あるいは、修理補修時には、再度前記ホワイトバランスと観察画像の明るさ調整のための絞りの調整が必要となリ、前記調整冶具を用いて再調整が実施されている。

このように、特に光源ランプの交換時や修理補修時のホワイトバランスと観察画像の明るさの再調整時には、修理補修用の器具として、前記調整用冶具が必要となり、かつ、ホワイトバランスや観察画像の明るさ調整に習熟した作業員が多くの時間をかけて再調整することが必要になる欠点があった。

従って、本発明は、前記調整冶具を用いることなく、ホワイトバランス調整と照明光量の調整を短時間にかつ確実に実行できる内視鏡システムの調整方法を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の内視鏡システムの調整方法は、

被写体から反射された照明光の第 1、第 2 , および第 3の波長領域毎の映像信号を相互に比較し、光源ランプのランプ電流を調整設定する第 1の調整工程と、前記光源ランプから被写体に投射される光量を制御する絞りを調整設定する第 2の調光調整工程と、

前記第 1と第 2の調整工程で調整設定されたランプ電流と、絞り値を記憶装置に記憶する記憶工程と、

を有する。図面の簡単な説明

図 1は本発明に係る 1実施の形態の内視鏡システムを示すブロック図であり、図 2 Aは内視鏡システムのホワイトバランス調整の際の C C D出力信号を示す説明図であり、

図 2 Bは図 2 Aのピーク値を調整するトリマ抵抗の設定に応じて R G B照明光を発生することになる光源ランプへのパルス電流のデューティが変化する説明図であり、

図 3は内視鏡システムのホワイトバランス調整の動作を説明するフローチヤ一トであり、

図 4は内視鏡システムの調光調整の動作を説明するフローチヤ一トであり、図 5は第 2の実施の形態に係る内視鏡システムの製造過程における調光調整の動作を説明するフローチヤ一卜である。発明を実施するための最良の形態

以下、図 1ないし図 4を参照して本発明の第 1の実施の形態について詳細に説明する。

図 1に示すように本発明の第 1の実施の形態に係る内視鏡システム 1は、内視鏡（以下、スコープと称する） 1 1、ビデオプロセッサ 1 2、光源装置 1 3、およびモニター 1 4とから構成されている。

スコープ 1 1は、体腔内に挿入される挿入部とその挿入部の基端に設けられた操作部とからなリ、操作部から揷入部先端にかけて、光源装置 1 3からの照明光を案内するライトガイド 1 5が配置され、そのライトガイド 1 5の先端から被写体 1 6に対して、照明光が投射されるようになっている。

前記挿入部の先端には、前記被写体 1 6から反射された光の基で、被写体像を結像する対物レンズ 3 9と、その結像位置に配置される固体撮像素子として電荷結合素子（以下、 C C Dと称する） 1 7とが設けてある。

この C C D 1 7は、結像された被写体像を光電変換して、被写体映像信号（撮像信号ともいう）を生成するものである。前記 C C D 1 7には、駆動制御信号や、光電変換された被写体映像信号を取り込む撮像信号線 4 0が接続され、その撮像信号線 4 0は、前記挿入部から操作部内に敷設され、操作部の基端に設けられたコネクタ 1 8に接続されている。

なお、前記ライトガイド 1 5は、ライトガイドファイババンドルを結束したもので、ライ卜ガイドケーブルを介してその端部のライトガイドコネクタが光源装置 1 3に接続される。

前記スコープ 1 1のコネクタ 1 8は、前記撮像信号線 4 0に接続される電気信号線を内蔵した電気ケーブル（E Lケーブル） 1 9を介して、前記ビデオプロセッサ 1 2のコネクタ 20に接続されるようになっている。

前記ビデオプロセッサ 1 2は、前記 CCD 1 7を駆動制御させる駆動信号と、前記 CCD 1 7で変換生成された被写体映像信号を取り込み、その取り込んだ被写体映像信号に対して映像信号生成の処理をして、テレビ映像信号を生成し、そのテレビ映像信号を基に、モニター 1 4に表示する被写体映像の表示信号や、前記光源装置 1 3を駆動制御する輝度信号や同期信号等を生成するようになっている。

前記ビデオプロセッサ 1 2には、コネクタ 21が設けられ、このコネクタ 21 から通信ケーブル 22を介して、前記モニター 1 4に被写体を表示する映像表示の RGB信号を供給し、また前記光源装置 1 3に輝度信号や同期信号等を供給するようになっている。なお、この輝度信号は後述する紋リ 31の調整に利用される。

前記光源装置 1 3は、前記通信ケーブル 22が接続されるコネクタ 23を有し、制御部 24、バッファ 25、紋リ制御回路 26、光源ランプ 27、特殊フィルタ 28、フィルタ制御回路 29、絞り 30、絞りモータ 31、 RG Bフィルタ 3 2、集光レンズ 33、パルス点灯回路 42等を備えている。

前記制御部 24は、マイクロプロセッサ（CPU) 24 aと、電気的に書き替え可能な不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ（FRAM) 24 bとを有し、 FRAM24 bに各種動作制御用のシーケンスと、そのシーケンスに必要なデータゃ設定値のデータが記憶されており、 CPU24 aは、前記 FRAM24 b に記憶されている動作制御シーケンスとデータを読み出し展開して、その読み出し展開した動作制御シーケンスとデータの基で、絞り制御回路 26、光源ランプ 27、およびフィルタ制御回路 29を駆動制御するようになっている。

前記バッファ 25は、前記ビデオプロセッサ 1 2からの輝度信号が入力されることによリエレクトリックアイ信号（EE信号）を前記制御部 24に供給するものである。

前記絞り制御回路 26は、前記制御部 24からの制御の基で、絞りモータ 31 を駆動制御するものである。また、光源装置 1 3のコネクタ 23を経て制御部 24を構成する CPU 24 a には、ホワイトバランス調整を行うための例えば RGB信号が入力される。この RGB信号は、同時化された RGB 3原色信号でも良いし、 RGB面順次信号でも良い。また、ビデオプロセッサ 1 2から直接入力されても良いし、モニター 1 4側に供給された RGB信号を入力させるようにしても良い。

前記光源ランプ 27は、キセノンランプ等を用いた白色光を照射するランプで、この光源ランプ 27は、パルス点灯回路 42によりパルス電流を重畳した点灯電力で点灯されるようになっている。

前記特殊フィルタ 28は、前記光源ランプ 27から照射された照明光を何ら減衰せず透過させる通常フィルタ、所定の光量に減衰させる減衰フィルタ、および赤外光のみを透過させる赤外線フィルタからなっていて、これら各フィルタは、前記フィルタ制御回路 29により、前記光源ランプ 27から照射された照明光の光路上に出退自在となっている。

前記フィルタ制御回路 29は、前記制御部 24の駆動制御の基で、前記特殊フィルタ 28を光路上から出退駆動させると共に、モータ 41を回転駆動して、このモータ 41の回転軸に取り付けられた RGBフィルタ 32を回転する。

前記 RGBフィルタ 32は、円板状のベースの周方向に 3つの扇形の開口部が設けられ、各開口部には R、 G、 Bの各波長の光をそれぞれ透過する色透過フィルタが取り付けられており、その円板状のベースは、前記フィルタ制御回路 29 の駆動制御の基で、モータ 41により所定の回転速度で回転駆動されるようになつている。

この RGBフィルタ 32を回転駆動して、それぞれの RGB透過フィルタが前記光源ランプ 27から照射された照明光の光路上に位置した際に、 RGBそれぞれの色光、つまり RGBの照明光が順次、出力される。この RGBフィルタ 32 を透過したそれぞれの RGBの色光は、集光レンズ 33で集光されて、前記スコープ 1 1のライトガイド 1 5の基端に入射されようになつている。

なお、図 1では Rの波長の光を透過する赤色透過フィルタ（32 R) が光源ランプ 27の照明光路上に配置された状態で示しておリ、この状態では赤の照明光がライトガイド 1 5に供給される。なお、前記 RGBフィルタ 32には、図示していないが、 RGBフィルタ 32 の回転駆動の初期位置を示す位置指標とその位置指標を検出するセンサが設けられ、このセンサの出力は、制御部 24に入力され、前記ビデオプロセッサ 1 2からの同期信号と比較されて、 RGBフィルタ 32の回転駆動を制御する信号を生成して、前記フィルタ制御回路 29を介して、 RGBフィルタ 32が前記同期信号と同期して回転駆動されるように制御されている。

このような構成の内視鏡システム 1においては、前記 RGBフィルタ 32を透過した RGBそれぞれの照明によって、被写体 1 6は照明される。つまり、被写体 1 6は面順次照明光で順次照明される。

この被写体 1 6は対物レンズ 39を介して CCD 1 7にその光学像が結像され、この CCD 1 7により光電変換されて面順次の撮像信号となり、ビデオプロセッサ 1 2に入力される。

このビデオプロセッサ 1 2に入力される RGB被写体映像信号は、白い被写体を撮像した場合、図 2Aに示すように、緑（G) 映像信号のピークを 1. 0とした際に、赤（R) の映像信号のピークは、 0. 85、青（B) は、 0. 5の状態で合成するとホワイトバランスが得られるようになつている。

つまり、この状態で白い被写体を撮像すると、白く表示できるテレビ映像信号を生成でき、このホワイトバランスした亍レビ映像信号をモニター 1 4に出力できるようになる。

この RG Bの比率は、 R : G : B= 1. 52〜0. 5 : 1. 0 : 0. 9〜0. 29の許容範囲が設定されている。

このように、 RGB映像信号のピーク値が所定の比率となるように、冶具を用いて、前記ビデオプロセッサ 1 2に設けられた各 RGB映像信号個々のピーク値調整用のトリマ抵抗を作業員が調整できるようにしている。つまり、トリマ抵抗により各 R G B映像信号に対する各アンプのゲインを可変して、各 R G B映像信号個々のピーク値を可変調整できるようにしている。

この RGBの映像信号のピーク値の調整を行うと、その調整により設定された値に応じて、図 2 Bに示すように、前記 RG Bフィルタ 32のそれぞれの RG B 透過フィルタが光路上に位置した際の前記光源ランプ 27を点灯させるパルス電流のデューティが変化し、照明光量が変化することになる。

つまり、 RG Bフィルタ 32が一定の周期、具体的には 20 H zで 1回転しているとすると、赤のトリマ抵抗 R 86によって、赤（R) 透過フィルタが光路上に位置した際に光源ランプ 27を点灯させるパルス点灯回路 42からのパルス電流のデューティが可変される。

これにより、図 2 Aの赤（R) の映像信号のピーク値が可変されることになる。このように、緑（G) 、および青（B) においても同様に点灯パルス電流のデユーティを調整するトリマ抵抗 R87, R88を調整して、前記 G、 Bの映像信号のピーク値が前述した比率内となるように調整される。

つまり、前記 RGBフィルタ 32の RGB各透過フィルタが光路上に位置した際の R G Bの各照明期間は一定であるが、各照明期間における前記光源ランプ 2 7の点灯パルス電流のデューティを設定することで、各照明期間における照明光量を可変してホワイトバランスの調整が可能となる。

このようなホワイトバランス調整に対して、本実施の形態に係る内視鏡システム 1では、トリマ抵抗をマニュアルで調整することなく、それを調整するのと同様の機能を自動的に行えるように、前記 FRAM24 bにはホワイトバランス自動調整シーケンスのプログラムが記憶されており、そのホワイトパランス自動調整シーケンスによリホワイトバランスした状態に自動調整する。

この F RAM 24 bに記憶されているホワイトバランス自動調整シーケンスを CPU24 aは読み出し、展開する。そして、ホワイトパランス調整モードに設定されると、そのホワイトバランス調整シーケンスの基で、前記ホワイトバランス調整を自動的に実行するようになっている。

この場合、図 3のフローチャートで後述する内容の概要を説明すると、 CPU 243は、 G、 Bの各照明光の基での R、 G、 Bの各映像信号のピーク値を検出して、各ピーク値を比較する。このため、図 1に示すように CPU 24 aは内部に比較機能 24 cを有する。

そして、 CPU 24 aの比較機能 24 cによる比較結果をホワイトバランスさせる条件を満たすように R, G, Bの各照明光の光量を（各照明期間におけるデユーティを）変更させて、調整する。つまり、図 2 Bの R、 G、 Bの照明期間のデューティを（パルス点灯回路 4 2 を介して）変化させて、その変化により図 2 Aのピーク値の比率の映像信号が得られる条件を満たすように前記デューティを調整する。

そして、その調整結果を（ホワイトパランスさせる発光条件の）設定値として記憶手段に記憶し、その後の照明の場合にはその設定値のデューティで発光させ、 R、 G、 Bの照明を行うようにする。

具体的には、ホワイトパランス自動調整シーケンスの実行結果の設定値を F R A M 2 4 bにおけるホワイトパランス用データ格納領域 2 4 dに書き込み、その後の動作においては、 C P U 2 4 aはその設定値を読み出し、その設定値によりパルス点灯回路 4 2による R、 G、 Bの各照明期間でのパルス電流のデューティを決定し、ホワイトバランスがとれた状態での照明を行うようにする。

このように本実施の形態では、スコープ 1 1、ビデオプロセッサ 1 2及び光源装置 1 3を使用状態に設定した内視鏡システム 1におけるホワイトバランス調整を光源装置 1 3側での照明光の光量調整で行うようにしている。

この方向の場合は、ビデオプロセッサ 1 2側でゲイン調整でホワイトパランスさせる方法に比べて、 S Z Nを良好にできるメリットを有する。具体的にはビデォプロセッサ 1 2側によりゲイン調整でホワイトバランスさせる方法では、特定の色の映像信号のゲインを他の色の映像信号のゲインょリ大きくすることが必要になる場合がしばしば発生するが、本実施の形態における調整方法では各色の映像信号のゲインを全て同じにした状態ででき、その状態で特定の色の照明光量を大きくすることによリホワイトバランスさせることができ、この方法の方が S Z Nを良くできる。

このホワイトバランス調整シーケンスの動作について、図 3を参照して説明する。図 1の光源装置 1 3に設けた操作パネル 4 3のホワイトバランス調整ボタンが操作されて、前記 F R A M 2 4 bからホワイトバランス調整シーケンスが読み出されて、 C P U 2 4 aに展開されて、制御部 2 4がホワイトパランス調整モードに設定される（ステップ S 1 ) 。

なお、被写体 1 6に投射される光量を一定にするために、パルス点灯回路 4 2 から光源ランプ 2 7への点灯電流は最大、また絞り 3 0は一定状態とする。また、この場合には図 1に示すようにスコープ 1 1の先端に白い被写体 1 6を対向配置し、この白い被写体 1 6を照明及び撮像するように設定する。

また、この場合にはビデオプロセッサ 1 2側のトリマ抵抗はそれぞれ同じ値、つまり、 R、 G、 Bの映像信号に対するゲインを揃えた状態に設定しておくと良い。

ステップ S 2で前記ビデオプロセッサ 1 2から通信ケーブル 22を介して、 C PU 24 aは取り込んだ RGB映像信号のうち、 G映像信号に対する R映像信号のピーク値の比率が 1. 0よりも小さいか（RZG< 1 ) 判定する。このステツプ S 2の比較の結果、 CPU 24 aにより RZG< 1と判定されると、ステップ S 3以降が実行される。

つまり、ステップ S 2の判定の結果に応じて、 R映像信号のピーク値の調整を (光源装置 1 3側で）行うことが必要か、 R映像信号の調整を行わないで、 G映像信号のピーク値の調整を（光源装置 1 3側で）行う処理に進んで良いかが決まる。

前記ステップ S 2で、 RZGが 1よりも大きい（RZG> 1 ) と判定されると、ステップ S 5で、前記 R映像信号のピーク値を調整制御する。この R映像信号のピーク値調整は、前記 RGBフィルタ 32の R透過フィルタが光路上に位置した際の前記光源ランプ 27への点灯パルス電流のデューティを調整するように C P U 24 aからパルス点灯回路 42を制御する。

このステップ S5で前記 R透過フィルタが光路上に位置した際の点灯パルス電流のデューティを調整した後、ステップ S 46で、 R/G比が、 0. 780~0 . 852の範囲（0. 780≤RZG≤0. 852 ) にあるか判定される。

このステップ S 6で、前記 RZG比率が 0. 780〜0. 852の範囲であると判定されると、ステップ S 7以降が実行され、 0. 780〜ら 0. 852の範囲でないと判定されると、前記ステップ S 45に戻り、 R Gが所定値内にあるように Rの調整が繰り返される。

前記ステップ S 2で、 RZGく 1であると判定されると、ステップ S3で、 R ZG比率が 0. 780〜ひ， 852の範囲（0. 780≤RZG≤0. 852) であるか判定される。このステップ S3で、 0. 780≤RZG≤0. 852であると判定されると、ステップ S 7以降が実行される。

前記ステップ S 3で、 RZG比率が 0. 780≤RZG≤0. 852でないと判定されると、ステップ S 4で、前記 G映^ I信号のピーク値を調整制御する。この G映像信号のピ一ク値調整は、前記 RG Bフィルタ 32の G透過フィルタが光路上に位置した際の前記光源ランプ 27の点灯パルス電流のデュー亍ィを調整するように CPU24 aからパルス点灯回路 42を制御する。

このステップ S 4で前記 G透過フィルタが光路上に位置した際の点灯パルス電流のデューティを調整した後、ステップ S 3に戻り、再度 RZG比率が 0. 78 0〜0. 852の範囲（0. 780≤R G≤0. 852 ) にあるか判定され、 RZG比率が（0. 780≤RZG≤0. 852) となるまで繰り返される。前記ステップ S7では、 BZG比率が 0. 61 5〜0. 900の範囲（0. 6 1 5≤B/G≤0. 900) であるか判定され、 BZG比率が 0. 61 5≤BZ G≤0. 900であると判定されると、ステップ S 8で、 RGBフィルタの 32 の RG B各透過フィルタが光路上に位置した際の光源ランプ 27の点灯パルス電流のデューティ値の調整を終了されると共に、それぞれのデューティ値を FRA M24 b (のホワイトバランス用データ格納領域 24 d) に書込み、記憶させる前記ステップ S 7で、 BZG比率が 0. 61 5≤BZG≤0. 900でないと判定されると、ステップ S 9で、前記 RG Bフィルタ 32の G透過フィルタが光路上に位置した際の前記光源ランプ 27の点灯パルス電流のデューティを調整するように C P U 24 aからパルス点灯回路 42を制御する。

このステップ S 9で前記 G透過フィルタが光路上に位置した際の点灯パルス電流のデューティを調整した後、ステップ S 1 0で、再度 BZG比率が 0. 61 5 〜0. 900の範囲（0. 61 5≤BZG≤0. 900 ) にあるか判定され、 B ZG比率が（0. 61 5≤BZG≤0. 900) でないと判定されると、ステツプ S 9に戻り、 BZG比率が 0. 61 5≤BZG≤0. 900となるまで繰り返される。

前記ステップ S 1 0で、 B G比率が 0. 61 5≤BZG≤0. 900であると判定されると、ステップ S 1 1で、 R G比率が 0. 780〜0. 852の範囲（0. 780≤RZG≤0. 852) であるか判定され、 0. 780≤RZG ≤0. 85であると判定されると、ステップ S 8で、 CPU24 aは RGBフィルタの 32の RG B各透過フィルタが光路上に位置した際の光源ランプ 27の点灯パルス電流のデューティ値の調整を終了されると共に、それぞれのデューティ値を F RAM 24 bに書込み、記憶させる。

前記ステップ S 1 1で、 RZG比率が 0. 780≤RZG≤0. 85でないと判定されると、ステップ S 1 2で、前記 R透過フィルタが光路上に位置した際の点灯パルス電流のデューティを調整した後、ステップ S 1 1で、再度 RZG比率が 0. 780~0. 852の範囲（0. 780≤RZG≤0. 852) にあるか判定され、 RZG比率が 0. 780≤RZG≤0. 852となるまで繰り返される。

なお、前記 RZG比率の範囲 0. 780〜0. 852は、前記 RZG比率の許容範囲値 1. 52〜0. 5と、前記 BZG比率の範囲 0. 61 5〜0. 900は、前記 BZG比率の許容範囲値 0. 92〜0. 29とは操作者が設定した値で、その許容範囲は、自由に設定可能である。

以上説明したように、光源装置 1 3の制御部 24にホワイトバランス調整シーケンス手段を設けたことにより、操作パネル 43のホワイトバランス調整ポタンを操作することで、光源ランプ 27の交換時等で、光源ランプ 27の点灯パルス電流のデューティが容易に調整でき、ホワイトバランス調整が冶具を用いた習熟者でなくても可能となる。

前記光源ランプ 27から照射され前記 RGBフィルタ 32やライトガイド 1 5 を介して、スコープ 1 1の挿入部先端から被写体 1 6に投射され、かつ、被写体 1 6から反射されて前記 CCD 1 7に結像される反射被写体像の明るさを、所定の明るさにする必要がある。

このために、前記絞りモータ 31を駆動して、観察画像の明るさを絞り 30により所定の明るさにするための照明光量が前記 RGBフィルタ 32に入射されるように、絞り 30の開口量（絞り値）を設定調整する必要がある。

この絞り 30による光量制御の調整について、図 4を用いて説明する。操作パネル 43の光量調整ボタンが操作されると、 C P U 24 aはその指示を受けて、前記 F RAM 24 bから光量調整シーケンスのプログラムデータを読み出す。その光量調整シーケンスのプログラムデータは CPU 24 aにより展開されて

、制御部 24は光量調整モードに設定される（ステップ S 21 ) 。

すると、ステップ S 22で絞り 30を、ほぼ中央あたりの絞り値、例えばインデックス値 3に設定する。このインデックス値とは、例えば、明から暗へ 8段階で光量を変化させるように設定した場合、その各段階での絞り値をインデックス値と称している。

すなわち、ステップ S 22で調光調整のために、インデックス値 3を設定し、このインデックス値 3の基で撮像された映像信号の輝度信号成分を 1 O b i t s のデジタルの輝度情報値 e Θ 0 = 78が得られるものとしている。

つまり、絞り 30を前記絞り制御回路 26を介して、紋リモータ 31を駆動させてインデックス値 3になるように駆動させる。

さらに、このステップ S 22で、図示していないフロントパネルに設けられている調光状態を示す複数の LED (以下、調光バーと称する）を点灯させる。この調光状態を示す調光バーは、例えば、 20個の LEDを用い、その LEDの点灯個数により、選択されているインデックス値（本調整では、インデックス値 3 に設定しているので、 3個の LEDが点灯）を示すようになつており、このステップ S 22で調光調整値として設定したインデックス値 3を示す個数の LEDを点灯させて、調光調整モードであることを示すようになつている。

次に、ステップ S 23で、前記ステップ S 22で設定されたインデックス値 3 になるように駆動させた絞り 30の絞り羽根の角度 a n g I θ d a t aが 1 03 ≤a n g l e d a t a≤81 9であるか判定する。この絞り羽根の角度 a n g I e d a t aは、絞り 30に設けられている図示していない紋リ羽根角度検出センサにより検出し、その角度検出信号を 1 0 b i t sのデータに変換したものである。この角度 a n g I Θ d a t aが 0の時は、絞り 30が全閉状態で、角度 a n g I e d a t aが 1 023の時は、絞り 30が全開状態であることを示しているつまり、絞リ羽根の角度が 1 03≤a n g I Θ d a t a≤81 9の条件であるか判定し、絞リ羽根の角度が 1 03≤a n g I Θ d a t a≤81 9でない場合は、前記絞り 3 0が全開または全閉であると判定されて、前記ステップ S 2に戻り、同様な動作が繰り返される。

前記ステツプ S 2 3で、前記絞リ 3 0の絞リ羽根角度が 1 0 3≤_{a n g} I e d a t a≤8 1 9であると判定されると、ステップ S 2 4で、前記 L E Dを点滅点灯させて、調光調整開始が可能であることを告知させる。

つまり、ステップ S 2 2と S 2 3により、調光調整モードを起動し、絞り 3 0 を調整開始する初期状態であるインデックス値 3に設定させる。この初期状態に所定時間内に設定できない場合は、例えば、所定時間経過してもステップ S 2 4 の L E Dの全点滅にならない場合、前記絞り制御回路 2 6、絞りモータ 3 1、および絞り 3 0等の絞り系統の不動作状態と判断する。なお、この絞り系統の不動作状態と判断された際に、図示していない絞リ異常表示 L E Dや発音手段を駆動させて告知させることも可能である。

前記ステップ S 2 4の調光バーの全点滅を確認するとステップ S 2 5で、図示していないフロントパネルに設けられたフィルタ切換ポタンを操作して、照明光を減衰させないフィルタを前記光源ランプ 2 7の光路上に位置するように駆動制御する。これにより、前記 C P U 2 4 aは、実際の調光調整動作を開始する。なお、この通常フィルタの光路上への配置は、前記ステップ S 2 4の L E Dの点滅によリ作業者が操作するようになっている。

次に、ステップ S 2 6で、絞り制御回路 2 6とモータ 3 1を介して、紋リ 3 0 をインデックス値 3の光量に保持させるための補正値 E E— B I A Sを 4に設定 ( E E— B I A S = 4 + n、ただし n = 0 ) ) して、前記紋リ制御回路 2 6を介して絞りモータ 3 1を駆動させる。なお、 nは定数である。

このステップ S 2 6で設定された E E— B I A S = 4 + n ( n = 0 ) で紋リ制御回路 2 6を介して、絞りモータ 3 1を駆動させた後、ステップ 2 7で約 3秒間待機する。このステップ S 2 7の 3秒間待機は、紋リモータ 3 1によリ絞リ 3 0 を駆動させて保持状態が安定するまでの待機時間である。

前記ステップ S 2 7の 3秒の待機時間が経過すると、ステップ S 2 8で、前記ステップ S 2 7で設定したインデックス値 3の状態の絞り 3 0から出射された光量の基で、前記 C C D 1 7で撮像され、前記ビデオプロセッサ 1 2で生成されたテレビ映像信号の輝度情報値 e e i nを前記 C P U 24 aで前記ステツプ S 22 で設定したインデックス値 3の際の輝度情報値 e Θ 0 = 78 (77≤Θ e i n≤ 79) であるか判定する。

なお、このステップ S 28の C P U 24 aに入力される輝度情報値 e e i nの判定の際に、複数回、例えば、 1 0回程度前記ビデオプロセッサ 1 2からの輝度情報値 e e i nを読み取り、その平均値がインデックス値 3の輝度情報置 e e i η (77≤Θ Θ i n≤79) となっているか判定すると判定精度が向上する。前記ステップ S 28の判定の結果、前記ビデオプロセッサ 1 2からの輝度情報値 e e i nがインデックス値 3であると判定されると、ステップ 29で、絞り 3 0の絞り羽根角度を検出し、その絞り羽根の角度 a n g l e d a t aが 1 03≤ a n g I Θ d a t a≤ 81 9であるか判定する。

つまり、絞り 30が全開または全閉でないことが確認される。なお、この絞り角度の判定は、判定精度を向上させるために、複数回、例えば 1 0回程度繰り返し判定し、その平均値が所定の角度 a n g I Θ d a t aになっているか判定することもできる。

このステップ S 30で、絞り 30の絞り羽根の角度 a n g I Θ d a t aが所定値であると判定されると、前記調光バーの全点滅を終了させて、全点灯させたり、あるいは、図示していない、スコープ 1 1温度を監視している温度スィッチブザ一を駆動させたりして作業員に調光調整終了を告知すると共に、前記紋リ 30 の保持電位である EE— B I ASを FRAM24 bに書込み、記憶させる。前記ステツプ S 29で、前記紋リ 30の絞リ羽根の角度 a n g l e d a t aが所定値でないと判定されると、前記ステップ 22へ戻り、再度調光調整を実行する。

前記ステップ S 28で、前記 CPU 24 aにビデオプロセッサ 1 2から入力される輝度情報値 β e ί ηがインデックス値 3の輝度情報値（77≤e e i n≤7 9) でないと判定されると、ステップ S31で、前記絞り 30を保持する EE— B I ASが上限値である、例えば 1 5以上（1 5<EE— B I AS) か判定し、上限値（1 5<EE_B I AS) であると判定されると、絞り系統の異状と判定して、ステップ S 33で、前記調光バーの全点滅を消灯させたり、あるいは、温度スィッチブザーを駆動させて、絞り系統の異常を告知する。

前記ステップ S 3 1で、 E E— B I A Sが上限値以下（1 5 > E E— B I A S ) であると判定されると、すなわち、インデックス値 3に設定された光量の基で撮像された映像信号の輝度情報値 β e i nは、インデックス値 3の明るさよりも明るいと判定されることになる。このため、ステップ S 3 2で、前記ステップ S 2 6で設定した E E— B I A S = 4 + nを変更するために n = n + 1に設定し、前記ステップ S 2 6に戻り、再度ステップ S 2 6の絞り補正値 E E— B I A S = 4 + n = 5として絞り 3 0を絞り込む。

つまり、本実施の形態における調光自動調整は、ビデオプロセッサ 1 2で生成するテレビ映像信号の輝度情報値が所定の値となるように紋リ 3 0のインデックス値を所定の値に設定し、その所定の輝度情報値が得られるように絞り 3 0の駆動の補正値となるように調整可能となり、精度の高い調光調整が可能となる。また、本実施の形態によれば、操作パネル 4 3からホワイトパランス調整ボタンを押してホワイトパランス調整の指示操作を行うことにより、光源装置 1 3からの R、 G、 Bの面順次の照明光の光量を自動的に調整してホワイトパランスさせるので、実際に接続して使用されるスコープ 1 1や、ビデオプロセッサ 1 2の特性が異なる場合にもホワイトバランスさせることができ、内視鏡検査を行い易い環境を提供できる。

また、ホワイトパランス調整した設定値は電気的に書き替え可能な不揮発性のメモリとしての F R A M 2 4 bに書き込む（記憶）するようにしているので、長期間の使用で光源ランプ 2 7の特性が変化したリ、光源ランプを交換等した場合にも、新たな設定値に更新することが簡単にできる。つまり、メンテナンスも行い易い。

次に、内視鏡システム 1の調光自動調整の第 2の実施形態を図 5を参照して説明する。この調光自動調整は、内視鏡システム 1を製造過程において、絞り 3 0 を調整するものである。この製造過程で紋リ 3 0の調光調整は、一般に、調光調整用のチェッカが用いられ、そのチェッカは、前記ビデオプロセッサ 1 2と光源装置 1 3との間に配置され、かつ、調光調整用の制御信号を生成出力するものである。前記チ Iッカを前記ビデオプロセッサ 1 2と光源装置 1 3とを接続する通信ケ一ブル 22の間に接続配置し、ビデオプロセッサ 1 2、光源装置 1 3、およびチエツ力の駆動電源をオンする（ステップ S 41 ) 。前記ステップ S 41の駆動電源オンされると、ステップ S 42でチェッカは、光源装置 1 3の制御部 24に対して、被写体の明るさインデックス値 3 (被写体を 8段階に区分した場合の調整所定光量）に設定する制御信号を CPU 24 aに供給すると共に、光源ランプ 2 7を点灯オンさせ、さらに、前記ビデオプロセッサ 1 2の自動利得制御回路（A GC) をオフとする制御信号を生成供給する。

次に、ステップ S 43で、チェッカは、ビデオプロセッサ 1 2から制御部 24 に入力される輝度信号の輝度信号値 EEの測定を開始する。このステップ S 43 で測定される輝度信号は、アナログ輝度信号である。

前記ステップ S 43で測定された輝度信号値 E Eに対して、ステップ S 44で、加算定数 iを 1に設定する（ i =1 ) 。

次に、ステップ S 45で、前記ステップ 43で測定した輝度信号値 EEに、前記ステップ S 44で加算された加算定数 iからなる輝度信号値 EE iが所定電圧値であるか判定される。このステップ S 45の判定は、前記インデックス値 3に相当する輝度信号値 E E iが 342mV以上で、かつ、 41 8mV以下（342 mV≤ E E i≤41 8mV) であるか判定される。なお、輝度信号値 E E iが 3 42 mV以下の場合は、被写体の明るさが、目標とする明るさのインデックスよリも暗く、輝度信号値 EE iが 41 8mV以上の場合は、被写体の明るさが、目標とする明るさのインデックスよりも明るいことになる。

このステップ S 45の判定の結果、輝度信号値 E E iが 342mV以上で、 4 1 8mV以下（342mV≤EE i≤41 8m V) であると判定されると、ステップ S 46で、紋リ 30の絞り羽根の角度が検出する図示していない角度検出センサの出力電圧 P O Tが 2 V〜 7 Vであるか判定される。

このステップ S 46の絞り 30の紋リ羽根角度を示す角度検出センサの出力電圧 POTが 2 V〜7 Vでないと判定されると、ステップ S 48で、前記スコープ 1 1の先端前方に設けられている光量調整用のチャート（図示していない）の位置を変えて、前記ステップ S 45以降の処理を再度実行する。前記ステップ S 46で絞り角度を示す角度検出センサの出力電圧 POTが 2 V 〜7 Vであると判定されると、ステップ S 47で絞り 30の調整を終了する。前記ステップ S 45で、 C P U 24 aに入力される前記ビデオプロセッサ 1 2 からの輝度信号値 EE iが 342mV≤EE i ≤41 8mVの条件でないと判定されると、ステップ S 49で、輝度信号値 EE iが被写体の明るさが、インデックスよりも暗い（EE i く 342mV) か判定される。

このステップ S 49の判定の結果、前記輝度信号値 EE iが 342mV以下（ EE i <342mV) と判定されると、ステップ S 50で、絞り駆動の補正値 E E— OF Fの書き換え開始し、ステップ S 51で、その書き換え絞り駆動補正値 EE— OF Fに定数 i を加算する加算絞り駆動補正値 EE— O F F + iに設定する。

次に、ステップ S 51で、この書き換え絞り駆動の補正値 E E— O F Fに定数 i を加算設定し、ステップ S 54で、定数 iに 1を加算設定（ ί = i + 1 ) し、ステップ S 55で、定数 iが 3 ( i =3) でないか判定し、定数 iが 3 ( i =3 ) でないと判定されると、その加算絞り駆動の補正値 EE— O F F+ iの基で、前記絞り 30を駆動させて、前記ステップ S 45以降の処理が実行される。前記ステップ S 55で定数 iが 3 ( i =3) であると判定されると、絞り 30に異常があるとして判定されてステップ S 56で、調光調整を終了させると共に、絞り不良の告知を行う。

つまり、被写体の明るさが、本調整で設定されているインデックス 3の明るさよりも暗い状態であると、その状態から定数 ί を 3段階に代えて駆動させて、その定数 iが 3になっても所定の絞り状態にならない場合には、紋リ 30の不良と判定される。

前記ステップ S 49で、輝度信号値 EE iが 342mV以下（EE ί <342 mV) でない、つまり、被写体の明るさがインデックス 3よりも明るい EE i > 1 8mVであると判定されると、ステップ S 52で、前記輝度信号値 E E i を全開状態の輝度信号値 EE— OF Fに書き換え開始し、ステップ S 53で、その書き換え輝度信号値 E E— O F Fに定数 i を減算する減算輝度信号値 E E—O F

F- i を設定する。次に、ステップ S 5 3で、この書き換え絞り駆動の補正値 E E— O F Fに定数 i を減算設定し、ステップ S 5 4で、定数 iに 1を設定（ i = i + 1 ) し、ステップ S 5 5で、定数 iが 3 ( i = 3 ) でないか判定し、定数 iが 3 ( i = 3 ) でないと判定されると、その減算絞り駆動の補正値 E E— O F F— iの基で、前記絞り 3 0を駆動させて、前記ステップ S 4 5以降の処理が実行される。前記ステップ S 5 5で定数 iが 3 ( i = 3 ) であると判定されると、絞り 3 0に異常があるとして判定されてステップ S 5 6で、調光調整を終了させると共に、絞り不良の告知を行う。

つまり、前記被写体の明るさが、インデックス 3よりも明るい状態であると、その全開状態から定数 i を 3段階に代えて駆動させて、その定数 ίが 3になっても所定の絞り状態にならない場合には、絞り 3 0の不良と判定される。

以上説明したように、チェッカを用いることで、絞り 3 0の適正光量の位置調整が可能となると共に、絞り 3 0の駆動不良も速やかに発見可能となる。産業上の利用可能性

以上のように本発明の内視鏡システムの調整方法は、光源ランプ交換時や保守点検時に調整冶具を用いことなく、かつ、調整作業に習熟することなく、ホワイトバランスや光量調整が速やかに調整できる使い勝手のよい内視鏡システムを提供できる。

Claims

請求の範囲

1 . 内視鏡システムの調整方法であって、

を有する内視鏡システムの調整方法。

2 . 前記第 1の調整工程は前記映像信号のピーク値を比較することを特徴とする請求項 1の内視鏡システムの調整方法。

3 . 前記第 1の調整工程は第 1及び第 2の波長領域毎の映像信号の比が第 1の条件を満たすか否かを判定し、前記第 1の条件を満たす場合にはさらに前記比がホワイトバランスさせるための第 2の条件を満たすように前記ランプ電流を調整することを特徴とする請求項 1の内視鏡システムの調整方法。

4 . 前記第 1、第 2 , および第 3の波長領域毎の映像信号はそれぞれ赤、緑、及び青の各波長の照明光でそれぞれ撮像されたものであることを特徴とする請求項 1の内視鏡システムの調整方法。

5 . 前記記憶工程で記憶された前記ランプ電流と、前記紋リ値は読み出されて前記光源ランプの発光と前記絞りの制御に利用されることを特徴とする請求項 1の内視鏡システムの調整方法。

6 . 前記被写体として白い被写体とした場合には、前記第 1の調整工程は前記光源ランプを発光させた場合には、前記映像信号が白色の映像信号となるように前記ランプ電流を自動的に調整設定することを特徴とする請求項 1の内視鏡システムの調整方法。

7 . 内視鏡システムの調整方法であって、

記被写体からの反射光の内、第 1、第 2 , および第 3の波長領域毎の映像信号を相互に比較する比較工程と、

前記比較工程の結果に応じて、前記第 1、第 2 , および第 3の波長領域毎の光源ランプに流れるランプ電流を調整するランプ電流調整工程と、前記ランプ電流調整工程で調整されたランプ電流を記憶させる記憶工程と、を有する内視鏡システムの調整方法。

8 . 内視鏡システムの調整方法であって、

前記被写体からの反射光量が所定の明るさか判定する明るさ判定工程と、前記明るさ判定工程に基づき、前記反射光量が所定の明るさである場合に、絞リが所定の絞リ値であるか判定する絞リ値判定工程と、

前記絞リ値判定工程の判定結果に基づいて、絞リ値が所定の値となるように設定する設定工程と、

を備えた内視鏡システムの調整方法。

9 . 前記設定工程は前記絞リ値判定工程の判定結果に基づいて絞リ値が所定の値となるように設定する場合、所定の時間経過を待つことを特徴とする請求項 8の内視鏡システムの調整方法。

1 0 . 前記設定工程は、前記所定の時間経過を待った後、前記絞り値が所定の値に設定されているかの判定をすることを特徴とする請求項 9の内視鏡システムの調整方法。

1 1 . 前記設定工程は、前記所定の時間経過を待った後、前記絞り値が所定の値に設定されているかの判定を行い、前記絞り値が所定の値に設定されていないと判定した場合には警告を行うことを特徴とする請求項 9の内視鏡システムの調整方法。

1 2 . 照明光を伝送して末端から照明光を出射するライトガイドと、

前記照明光で照明された被写体を撮像する撮像素子と、

を備えた内視鏡と；

白色光を発生する光源ランプと、

前記光源ランプを点灯させるランプ点灯電流を供給するランプ点灯回路と、前記光源ランプで発生された白色光を第 1、第 2及び第 3の波長の面順次光を、前記ライトガイドに照明光として供給する光学フィルタ装置と、

を備えた光源装置と；

前記撮像素子により光電変換された撮像信号が入力され、前記第 1、第 2及び第 3の波長の照明光の下で順次撮像された第 1、第 2及び第 3の色信号を出力する信号処理装置と；

前記光源装置に設けられ、前記第 1、第 2及び第 3の色信号の輝度レベルを比較して、前記ランプ点灯回路による前記光源ランプの発光量を前記第 1、第 2及び第 3の色信号の輝度レベルの比が所定の範囲内に収まるように光量調整の動作を行う制御部と；

前記制御部が前記光量調整の動作を実行するシーケンスデータを格納するデータ格納部と；

前記制御部が前記光量調整の動作を自動的に実行する指示操作を行う指示操作部と；

を備えたことを特徴とする内視鏡システム。

1 3 . 前記光学フィルタ装置は、前記光源ランプの照明光路上に配置され、モータにより回転される回転板の周方向に設けた 3つの開口に、前記第 1、第 2及び第 3の波長をそれぞれ透過する色透過フィルタを設けたもので構成されることを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

1 4 . 前記ランプ点灯回路はパルス状のランプ電流を前記光源ランプに供給することを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

1 5 . 前記制御部には前記信号処理装置から被写体を撮像した場合の輝度情報が入力されることを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

1 6 . 前記光源装置は、前記光源ランプの照明光路上に配置され、絞り制御回路によりその絞り値が可変駆動される絞りが配置されていることを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

1 7 . 前記制御部は被写体を撮像した場合の輝度情報が入力されることによリ前記紋リ値を所定の範囲に設定する絞り調整の制御を行うことを特徴とする請求項 1 6の内視鏡システム。

1 8 . 前記制御部により前記動作が実行され、前記光源ランプの発光量が前記第 1、第 2及び第 3の色信号の輝度レベルの比が所定の範囲内に収まるように調整された場合における前記光源ランプの発光量を決定するデータを記憶するデータ記憶部を有することを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

1 9 . 前記データ記憶部に記憶された前記データにより、前記ランプ点灯回路による前記光源ランプの発光量が決定されることを特徴とする請求項 1 8の内視鏡システム。

2 0 . 前記光学フィルタ装置は前記第 1、第 2及び第 3の波長の面順次光として赤、緑、青の各波長の照明光を、前記ライトガイドに供給することを特徴とする請求項 1 7の内視鏡システム。

2 1 . 前記制御部は前記光量調整の動作を実行したする結果を記憶部に書き込むことを特徴とする請求項 1 2の内視鏡システム。

2 2 . 前記結果が書き込まれる記憶部は電気的に書き替えが可能な不揮発性のメモリであることを特徴とする請求項 2 1の内視鏡システム。