WO2024176602A1 - 内視鏡システム及びインタフェースアダプタ - Google Patents

内視鏡システム及びインタフェースアダプタ Download PDF

Info

Publication number
WO2024176602A1
WO2024176602A1 PCT/JP2023/045789 JP2023045789W WO2024176602A1 WO 2024176602 A1 WO2024176602 A1 WO 2024176602A1 JP 2023045789 W JP2023045789 W JP 2023045789W WO 2024176602 A1 WO2024176602 A1 WO 2024176602A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
interface adapter
imaging
information terminal
portable information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/045789
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲平 八巻
崇弘 三島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2025502137A priority Critical patent/JPWO2024176602A1/ja
Priority to CN202380094171.2A priority patent/CN120693097A/zh
Priority to DE112023005845.8T priority patent/DE112023005845T5/de
Publication of WO2024176602A1 publication Critical patent/WO2024176602A1/ja
Priority to US19/300,687 priority patent/US20250375094A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A61B1/000095—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope for image enhancement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/0002—Operational features of endoscopes provided with data storages
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00039—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user
    • A61B1/0004—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user for electronic operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A61B1/00048—Constructional features of the display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • A61B1/00121—Connectors, fasteners and adapters, e.g. on the endoscope handle
    • A61B1/00124—Connectors, fasteners and adapters, e.g. on the endoscope handle electrical, e.g. electrical plug-and-socket connection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0655—Control therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0676—Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/90—Dynamic range modification of images or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00186—Optical arrangements with imaging filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/267—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the respiratory tract, e.g. laryngoscopes, bronchoscopes
    • A61B1/2676—Bronchoscopes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10068—Endoscopic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20172—Image enhancement details

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system and an interface adapter.
  • Patent Document 1 describes an endoscope in which an image signal is transmitted from the endoscope's camera to a control operation unit, and the image signal is sent from the control operation unit to a video display via an electric wire.
  • Patent Document 2 describes a laparoscope system in which a laparoscope communicates with a dongle, which then transmits image data to a television display.
  • the objective of this disclosure is to build a low-cost system that can display images based on imaging signals obtained by a scope on a general-purpose portable information terminal.
  • An interface adapter includes a first communication interface for communicating with a scope including an imaging sensor and a light source device that generates illumination light for imaging by the imaging sensor, a second communication interface for communicating with a portable information terminal, and a processor, and the processor causes the imaging sensor to capture an image while controlling the amount of illumination light to be constant, converts an image signal obtained by the imaging sensor into image data that can be displayed by the portable information terminal, transmits the image data to the portable information terminal, derives the brightness of the image data based on the imaging image signal, and controls the imaging sensitivity of the imaging sensor and the exposure time of the imaging sensor based on the brightness.
  • This disclosure makes it possible to build a system at low cost that can display images based on imaging signals obtained by a scope on a general-purpose portable information terminal.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an endoscope system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an interface adaptor 4 (part 1).
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an interface adapter 4 (part 2).
  • 1 is a diagram (part 1) showing an example of a state before an interface adapter 4 and a portable information terminal 7 are accommodated in a frame 8.
  • FIG. 13 is a diagram (part 2) showing an example of the state before the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 are accommodated in the frame 8.
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) showing an example of a state in which an interface adaptor 4 and a portable information terminal 7 are attached to a rear case 82.
  • FIG. 13 is a diagram (part 2) showing an example of a state in which the interface adaptor 4 and the portable information terminal 7 are attached to the rear case 82.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram (part 1) showing an example of a state in which a front cover 81 is attached to a rear case 82.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) showing an example of a state in which the front cover 81 is attached to the rear case 82.
  • 2 is a diagram showing an example of the internal configuration of a scope 1 and an interface adapter 4.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a portable information terminal 7. 4 is a flowchart for explaining a detailed example of photometry processing and exposure control performed by a system control unit 44.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the relationship between the magnitude of the exposure change amount ⁇ EV [Log] and the exposure time SS and the amplification factor DG.
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram for explaining gamma correction processing.
  • 7 is a schematic diagram showing an example of an image displayed on the display unit 7a when the scope 1 is a bronchial endoscope.
  • FIG. 5 is a diagram showing a display example of image data that has been gamma-corrected so as to have the output gradation characteristics shown by the solid line in graph 53.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a gain correction table.
  • Fig. 1 is a diagram showing an example of an endoscope system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the endoscope system 100 includes a scope 1, an interface adapter 4 connected to the scope 1, and a frame 8 that houses a portable information terminal 7 connected to the interface adapter 4. Note that the interface adapter 4 is located behind the portable information terminal 7 and covered by the frame 8 in Fig. 1, and is therefore not visible.
  • the endoscope system 100 may further include the portable information terminal 7.
  • the scope 1 is an endoscope that includes an insertion section 10, which is a tubular member extending in one direction and is inserted into a subject, and an operation section 11 that is provided at the base end of the insertion section 10 and is used to perform various operations on the scope 1.
  • the operation section 11 includes, for example, an angle knob that bends the insertion section 10 by a rotation operation.
  • the operation section 11 may also include operation members for performing operations such as switching the observation mode of the scope 1, image capture and recording operations, forceps operations, air and water supply operations, and suction operations.
  • the scope 1 is connected to the interface adapter 4 via the communication cable 13.
  • the scope 1 is also detachable from the interface adapter 4 via the communication cable 13, and can be used once (i.e., disposable).
  • the communication cable 13 may be detachable from the interface adapter 4, or the scope 1 may be detachable from the communication cable 13.
  • various channels such as a forceps hole for inserting forceps to collect biological tissue such as cells or polyps, channels for supplying air and water, and a suction channel may be provided inside the operation unit 11 and the insertion unit 10.
  • the insertion section 10 is composed of a flexible soft section 10A, a bending section 10B provided at the tip of the flexible section 10A, and a rigid tip section 10C provided at the tip of the bending section 10B.
  • the bending section 10B is configured to be freely bent by operating the operating section 11 (e.g., an angle knob). This bending section 10B can be bent in any direction and at any angle depending on the part of the subject on which the scope 1 is used, etc., and the tip section 10C can be pointed in the desired direction.
  • the interface adapter 4 connects the scope 1 and the portable information terminal 7. Specifically, the interface adapter 4 is communicatively connected to the scope 1 via, for example, a communication cable 13. The interface adapter 4 is also communicatively connected to the portable information terminal 7 via a wired or wireless connection.
  • the interface adapter 4 also receives from the scope 1 an imaging signal obtained by imaging the inside of the subject using the imaging sensor of the scope 1, and converts the received imaging signal into image data that can be displayed by the portable information terminal 7. The interface adapter 4 then transmits the converted image data to the portable information terminal.
  • the portable information terminal 7 is a general-purpose portable information terminal such as a tablet terminal or a smartphone.
  • the portable information terminal 7 has a display unit 7a that can display images based on image data.
  • the portable information terminal 7 receives captured images obtained by imaging the inside of the subject with the scope 1 from the interface adapter 4, and displays the received captured images on the display unit 7a.
  • the display unit 7a has a display surface on which display pixels are arranged two-dimensionally, and pixel data constituting image data is drawn on each display pixel of this display surface, thereby displaying an image based on this image data.
  • the portable information terminal 7 also serves as a user interface that controls the interface adapter 4.
  • Figures 2 and 3 are diagrams showing an example of the interface adapter 4.
  • Figures 2 and 3 show the interface adapter 4 viewed from different directions.
  • the interface adapter 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape and has a video input terminal 4a and a video output terminal 4b.
  • Each of the video input terminal 4a and the video output terminal 4b can be a terminal of various communication standards capable of transmitting video signals, such as USB (Universal Serial Bus), HDMI (High-Definition Multimedia Interface), and DVI (Digital Visual Interface).
  • USB Universal Serial Bus
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • DVI Digital Visual Interface
  • Video input terminal 4a is a terminal for connecting to scope 1 so as to be able to communicate with it.
  • video input terminal 4a is an HDMI terminal
  • scope 1 is also provided with an HDMI terminal.
  • communication cable 13 is an HDMI cable, and video input terminal 4a and the HDMI terminal of scope 1 are connected by communication cable 13.
  • connection between the interface adapter 4 and the scope 1 is not limited to an HDMI connection, and may be a wired connection other than HDMI, such as USB or DVI, or a wireless connection such as Bluetooth or short-range wireless communication. Bluetooth is a registered trademark.
  • the connection between the interface adapter 4 and the scope 1 may also be made via a conversion adapter that converts communication standards.
  • the video output terminal 4b is a terminal for connecting to the portable information terminal 7 so as to be able to communicate with it.
  • the video output terminal 4b is a USB terminal
  • the portable information terminal 7 is also provided with a USB terminal.
  • the video output terminal 4b and the USB terminal of the portable information terminal 7 are connected by a USB cable.
  • connection between the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 is not limited to a USB connection, and may be a wired connection other than USB, such as HDMI or DVI, or a wireless connection such as Bluetooth or short-range wireless communication.
  • the connection between the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 may also be made via a conversion adapter that converts communication standards.
  • the interface adapter 4 Inside the interface adapter 4, there is provided a circuit that controls the scope 1 and converts the image signal from the scope 1 into image data that can be displayed by the portable information terminal 7.
  • the internal configuration of the interface adapter 4 will be described later (see, for example, FIG. 10).
  • FIGState of the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 before being accommodated in the frame 8 are diagrams showing an example of the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 before they are housed in the frame 8.
  • Figures 4 and 5 show the interface adapter 4, the portable information terminal 7, and the frame 8 viewed from different directions.
  • the frame 8 includes a front cover 81 and a rear case 82.
  • the front cover 81 is a member that protects the front surface of the portable information terminal 7.
  • the front cover 81 has an opening 81a for exposing the display unit 7a (touch panel) of the portable information terminal 7 from the front cover 81 so that display on the display unit 7a and touch operation on the display unit 7a are possible.
  • the rear case 82 is a member that protects the rear surface of the portable information terminal 7.
  • the rear case 82 is also provided with a cable insertion hole (not shown) so that a communication cable 13 can be connected from outside the frame 8 to the video input terminal 4a of the interface adapter 4 housed in the frame 8, and the rear case 82 is provided with a cable insertion hole cover 82a that covers this cable insertion hole.
  • the rear case 82 is also provided with a notation viewing hole 82b so that notations such as standard compliance on the housing of the interface adapter 4 can be viewed from outside the frame 8.
  • the interface adapter 4 is housed in the frame 8 together with the portable information terminal 7, thereby fixing the interface adapter 4 to the frame 8.
  • the interface adapter 4 is attached to the back surface of the portable information terminal 7 fixed by the frame 8, and is thereby fixed to the frame 8 via the portable information terminal 7.
  • the interface adapter 4 is attached to the portable information terminal 7, for example, by screwing into screw holes provided on the back of the portable information terminal 7.
  • the interface adapter 4 may also be attached to the portable information terminal 7 via a metal plate or the like formed to match the shape of the back of the interface adapter 4.
  • the interface adapter 4 is not limited to being fixed to the frame 8 via the portable information terminal 7, and may be attached directly to the frame 8.
  • the interface adapter 4 may be attached to the rear case 82 of the frame 8.
  • a stand 82c may also be provided on the outside of the rear case 82.
  • the stand 82c is provided on the rear case 82 via a hinge, for example, and by pulling out a portion of the stand 82c from the rear case 82, the frame 8 can be placed upright on a horizontal surface such as a table top.
  • the rear case 82 may be provided with screw holes that can be used to attach the frame 8 to a wall mount, arm, stand, or the like. These screw holes may be compliant with, for example, the VESA (Video Electronics Standards Association) standard.
  • VESA Video Electronics Standards Association
  • the video output terminal 4b of the interface adapter 4 and the portable information terminal 7 are connected via a communication cable (e.g., a USB cable).
  • a communication cable e.g., a USB cable
  • Figures 6 and 7 are diagrams showing an example of the interface adapter 4 and portable information terminal 7 attached to the rear case 82.
  • Figures 6 and 7 show the interface adapter 4, portable information terminal 7, and frame 8 viewed from different directions.
  • the portable information terminal 7 and the interface adapter 4 are attached to the inside of the rear case 82 as shown in Figures 6 and 7. This exposes the markings on the housing of the interface adapter 4, such as standard compliance, from the marking viewing hole 82b.
  • the video input terminal 4a of the interface adapter 4 is exposed from the cable insertion hole of the rear case 82.
  • FIG. 8 and 9 are diagrams showing an example of a state in which the front cover 81 is attached to the rear case 82.
  • Fig. 8 and Fig. 9 show the frame 8 and the like as viewed from different directions.
  • the front cover 81 is attached to the rear case 82 as shown in Figures 8 and 9. This causes the portable information terminal 7 and interface adapter 4 to be housed in the frame 8.
  • the frame 8 has a waterproof structure to prevent the intrusion of water, dust, and the like from the outside.
  • a packing is provided between the front cover 81 and the rear case 82 to fill the seam between the front cover 81 and the rear case 82.
  • the frame of the opening 81a of the front cover 81 is sealed so as to be in close contact with the display unit 7a of the portable information terminal 7, and the opening 81a is blocked by the display unit 7a.
  • the frame of the notation viewing hole 82b of the rear case 82 is sealed so as to fit closely with the housing of the interface adapter 4, and the notation viewing hole 82b is blocked by the housing of the interface adapter 4.
  • the frame of the cable insertion hole of the rear case 82 is sealed so as to fit closely with the housing of the interface adapter 4, and when the cable insertion hole cover 82a is removed from the rear case 82, the cable insertion hole of the rear case 82 is blocked by the housing of the interface adapter 4. Furthermore, when the cable insertion hole cover 82a is removed from the rear case 82, the periphery of the cable insertion hole of the rear case 82 is sealed so that the cable insertion hole of the rear case 82 is blocked by the communication cable 13 inserted from the cable insertion hole of the rear case 82.
  • the frame 8 has a waterproof structure that prevents water, dust, etc. from entering the inside of the frame 8 by utilizing the interface adapter 4 and portable information terminal 7 that it accommodates.
  • the portable information terminal 7, interface adapter 4, and frame 8 are used in an outdoor environment, it is possible to prevent water, dust, etc. from entering the inside of the frame 8 and protect the interface adapter 4 and portable information terminal 7.
  • the endoscope system 100 is configured such that the interface adapter 4, which converts the image signal obtained by the imaging sensor 23 of the scope 1 into image data that can be displayed by the portable information terminal 7, is fixed to the frame 8 that houses the portable information terminal 7.
  • the interface adapter 4 converts the image signal obtained by the imaging sensor 23 of the scope 1 into image data, so the portable information terminal 7 can be a general-purpose portable information terminal such as a tablet terminal. This makes it easy to procure, replace, update, etc. the portable information terminal 7.
  • the interface adapter 4 is fixed to the frame 8 that houses the portable information terminal 7, the portable information terminal 7 and the interface adapter 4 are integrated by the frame 8. This makes it easier to handle the scope 1 when operating it while observing, on the portable information terminal 7, an image based on an imaging signal obtained by the imaging sensor 23 of the scope 1.
  • a user of the endoscope system 100 can operate the scope 1 while observing an image, without having to worry about the position of the interface adapter 4 between the scope 1 and the portable information terminal 7.
  • a user of the endoscope system 100 e.g., a doctor, etc.
  • can operate the scope 1 while observing an image without having to worry about the position of the interface adapter 4 between the scope 1 and the portable information terminal 7.
  • the user operates the scope 1 while observing an image it is possible to prevent accidents such as the interface adapter 4 between the scope 1 and the portable information terminal 7 falling and pulling the scope 1.
  • an interface adapter 4 between the scope 1 and the portable information terminal 7 it is not necessary to provide the scope 1 with an image processing circuit (e.g., a signal processing unit 42) that converts the image signal obtained by the imaging sensor 23 of the scope 1 into image data, which reduces the manufacturing cost of the scope 1 and makes it easier to operate the scope 1 for single use.
  • an image processing circuit e.g., a signal processing unit 42
  • Fig. 10 is a diagram showing an example of the internal configuration of the scope 1 and the interface adapter 4.
  • the tip portion 10C of the scope 1 is provided with an imaging optical system including an objective lens 21 and a lens group 22, an imaging sensor 23 that images a subject through the imaging optical system, a memory 25 such as a RAM (Random Access Memory), a communication interface (I/F) 26, an imaging drive unit 27, a light source device 5, and an illumination lens 50.
  • an imaging optical system including an objective lens 21 and a lens group 22, an imaging sensor 23 that images a subject through the imaging optical system, a memory 25 such as a RAM (Random Access Memory), a communication interface (I/F) 26, an imaging drive unit 27, a light source device 5, and an illumination lens 50.
  • the imaging sensor 23 a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or the like is used.
  • the imaging sensor 23 may be one that performs imaging using a rolling shutter method or one that performs imaging using a global shutter method.
  • the imaging sensor 23 has a light-receiving surface on which multiple pixels are arranged two-dimensionally, and converts the optical image formed on this light-receiving surface by the imaging optical system into an electrical signal (imaging signal) at each pixel.
  • the imaging sensor 23 then converts the converted imaging signal from an analog signal to a digital signal with a predetermined number of bits, and outputs the digitally converted imaging signal to the memory 25.
  • the imaging sensor 23 used is one equipped with color filters of primary colors or complementary colors, for example.
  • the collection of imaging signals output from each pixel on the light-receiving surface of the imaging sensor 23 is called an imaging image signal.
  • the memory 25 temporarily records the digital imaging signal output from the imaging sensor 23.
  • the communication interface (I/F) 26 is connected to the first communication interface (I/F) 41 of the interface adapter 4.
  • the communication interface 26 transmits the imaging signal recorded in the memory 25 to the interface adapter 4 through a signal line in the communication cable 13.
  • the imaging driver 27 is connected to the system controller 44 of the interface adapter 4 via the communication interface 26.
  • the imaging driver 27 drives the imaging sensor 23 and memory 25 based on commands from the system controller 44 received via the communication interface 26.
  • the light source device 5 can emit, as illumination light, normal light, such as white light, having an emission spectrum suitable for recognition by a human being, such as a doctor. Furthermore, the light source device 5 can emit, as illumination light, special light, which has an emission spectrum different from that of normal light and has an emission spectrum suitable for image analysis by a computer, such as IEE (Image-Enhanced Endoscopy). As the light source of the light source device 5, for example, a semiconductor light source is used.
  • the light source device 5 is connected to the system control unit 44 of the interface adapter 4 via the communication interface 26.
  • the light source device 5 emits illumination light based on commands from the system control unit 44 received via the communication interface 26.
  • the illumination lens 50 irradiates the illumination light emitted from the light source device 5 toward the object to be imaged by the imaging sensor 23 and the imaging optical system (e.g., inside the subject).
  • An aperture may be included between the illumination lens 50 and the light source device 5 or in the imaging optical system, but from the viewpoint of reducing the manufacturing costs of the scope 1, it is preferable that an aperture is not included.
  • the exposure control of the scope 1 can be simplified, and the manufacturing costs of the interface adapter 4 can also be reduced.
  • the interface adapter 4 includes a first communication interface 41 that is connected to the communication interface 26 of the scope 1 via a communication cable 13, a signal processing unit 42, a second communication interface (I/F) 43, and a system control unit 44.
  • the first communication interface 41 is for communicating with the scope 1, and has, for example, the video input terminal 4a shown in Figures 2 and 3, and receives the imaging signal transmitted from the communication interface 26 of the scope 1 via the communication cable 13 and transmits it to the signal processing unit 42.
  • the signal processing unit 42 has a built-in memory such as a RAM that temporarily records the digital imaging signal received from the first communication interface 41, and processes the imaging image signal, which is a collection of imaging signals recorded in the memory (image processing such as amplification processing that amplifies each imaging signal, demosaic processing, white balance processing, or gamma correction processing), to generate image data in a format that can be displayed on the portable information terminal 7, which is a general-purpose terminal.
  • the white balance gain may be written to a memory mounted on the scope 1 during manufacture so that the white balance processing can be set for each imaging sensor, and the white balance gain may be read out from this memory and used during white balance processing. From the standpoint of reducing manufacturing costs, a fixed white balance gain may be used in white balance processing.
  • the second communication interface 43 is for communicating with the portable information terminal 7, and has, for example, the video output terminal 4b shown in FIG. 3, etc., and transmits image data generated by the signal processing unit 42 to the portable information terminal 7.
  • the system control unit 44 controls each part of the interface adapter 4, sends commands to the scope 1, and generally controls the entire endoscope system 100.
  • the system control unit 44 is an example of a control unit of the image sensor 23 that controls imaging by the image sensor 23 via the imaging drive unit 27.
  • the system control unit 44 is also an example of a control unit of the light source device 5 that controls the irradiation of illumination light by the light source device 5.
  • the system control unit 44 causes the image sensor 23 to perform imaging while controlling the amount of illumination light irradiated from the light source device 5 to be constant.
  • the system control unit 44 also performs photometry processing to derive a photometric value (hereinafter referred to as brightness Y) indicating the brightness of the image data based on the captured image signal obtained by the imaging sensor 23, and exposure control to control the imaging sensitivity of the imaging sensor 23 (specifically, the amplification factor of the imaging signal in the above-mentioned amplification processing) and the exposure time of the imaging sensor 23 based on the brightness Y obtained by the photometry processing.
  • a photometric value hereinafter referred to as brightness Y
  • exposure control to control the imaging sensitivity of the imaging sensor 23 (specifically, the amplification factor of the imaging signal in the above-mentioned amplification processing) and the exposure time of the imaging sensor 23 based on the brightness Y obtained by the photometry processing.
  • the system control unit 44 derives the brightness YA of the captured image signal based on the captured image signal before the amplification processing by the signal processing unit 42, amplifies this brightness YA by the amplification factor used in the amplification processing to derive the brightness Y, and controls the imaging sensitivity of the imaging sensor 23 and the exposure time of the imaging sensor 23 so that the brightness Y approaches a brightness suitable for recognition by a person such as a doctor (hereinafter referred to as target brightness Yt).
  • target brightness Yt a brightness suitable for recognition by a person such as a doctor
  • the signal processing unit 42 and the system control unit 44 each include various processors that execute programs to perform processing, a RAM, and a ROM (Read Only Memory).
  • the various processors include a CPU (Central Processing Unit), which is a general-purpose processor that executes programs to perform various processing, a programmable logic device (PLD), which is a processor whose circuit configuration can be changed after manufacture such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a dedicated electric circuit, which is a processor with a circuit configuration designed specifically to perform specific processing such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). More specifically, the structure of these various processors is an electric circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
  • a CPU Central Processing Unit
  • PLD programmable logic device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the signal processing unit 42 and the system control unit 44 may be configured with one of various processors, or may be configured with a combination of two or more processors of the same or different types (for example, a combination of multiple FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). From the viewpoint of reducing the cost and size of the interface adapter 4, it is preferable that the signal processing unit 42 and the system control unit 44 are configured with only FPGAs.
  • Fig. 11 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a portable information terminal 7.
  • the portable information terminal 7 can be realized, for example, by a general-purpose information terminal 110 shown in Fig. 11.
  • the information terminal 110 includes a processor 111, a memory 112, a communication interface 113, and a user interface 114.
  • the processor 111, the memory 112, the communication interface 113, and the user interface 114 are connected by, for example, a bus 119.
  • the processor 111 is a circuit that performs signal processing, and is, for example, a CPU (Central Processing Unit) that controls the entire information terminal 110.
  • the processor 111 may be realized by other digital circuits such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the processor 111 may also be realized by combining multiple digital circuits.
  • Memory 112 includes, for example, a main memory and an auxiliary memory.
  • the main memory is, for example, a RAM.
  • the main memory is used as a work area for processor 111.
  • the auxiliary memory is a non-volatile memory such as a magnetic disk, optical disk, or flash memory.
  • Various programs that operate the information terminal 110 are stored in the auxiliary memory.
  • the programs stored in the auxiliary memory are loaded into the main memory and executed by the processor 111.
  • the auxiliary memory may also include a portable memory that is removable from the information terminal 110.
  • Portable memories include USB flash drives and memory cards such as SD (Secure Digital) memory cards.
  • the communication interface 113 is a communication interface that communicates with the outside of the information terminal 110 (e.g., the interface adapter 4).
  • the communication interface 113 is a wired communication interface that has a terminal that can be connected to the video output terminal 4b of the interface adapter 4 via a communication cable.
  • the communication interface 113 may be a wireless communication interface that can perform wireless communication with the interface adapter 4.
  • the communication interface 113 is controlled by the processor 111.
  • the user interface 114 includes, for example, an input device that accepts operational input from the user, and an output device that outputs information to the user.
  • the input device and the output device are realized by the display unit 7a configured as a touch panel.
  • the user interface 114 may also include keys, a remote control, etc. as input devices.
  • the user interface 114 may also include a speaker, a vibrator, etc. as output devices.
  • the user interface 114 is controlled by the processor 111.
  • the touch panel included in the user interface 114 displays image data received from the interface adapter 4 via the communication interface 113. This makes it possible to display an image based on the imaging signal obtained by the imaging sensor 23 of the scope 1 to a user such as a doctor.
  • the touch panel included in the user interface 114 receives, through user operation, instructions for imaging by the imaging sensor 23 of the scope 1 and instructions for irradiating illumination light by the light source device 5 of the scope 1.
  • a control signal indicating the user operation received by the user interface 114 is transmitted to the system control unit 44 of the interface adapter 4 via the communication interface 113. Based on the received control signal, the system control unit 44 controls imaging by the imaging sensor 23 of the scope 1 and controls irradiating illumination light by the light source device 5 of the scope 1.
  • (Detailed example of photometry processing and exposure control) 12 is a flowchart for explaining a detailed example of the photometry process and exposure control performed by the system control unit 44. In the following, a detailed example of the photometry process and exposure control will be explained assuming that the system control unit 44 is composed of only an FPGA.
  • a value obtained by converting each of a plurality of exposure times that can be set in the image sensor 23 into information in logarithmic space by a logarithmic conversion lookup table (hereinafter referred to as the first LUT) is described as an exposure time SS, and a value obtained by converting each of a plurality of settable amplification factors (digital gains) used in the amplification process performed by the signal processing unit 42 into information in logarithmic space by the first LUT is described as an amplification factor DG.
  • the system control unit 44 When the system control unit 44 acquires the captured image signal before it is amplified by the signal processing unit 42 (step S1), it performs a photometric calculation on the captured image signal using a predetermined photometric method to derive the brightness YA, and multiplies the brightness YA by the amplification rate currently set for the above-mentioned amplification process to derive the brightness Y (step S2).
  • the photometric method is not particularly limited, but in the case of an endoscope, for example, a method of obtaining a photometric value by changing the weighting between the center and periphery of the captured image signal can be preferably used. In this case, the following formula (1) is calculated to derive the image features required to derive the photometric value.
  • Image feature amount ⁇ central luminance value+(100 ⁇ ) ⁇ peripheral luminance value ⁇ 100 (1)
  • ⁇ is a coefficient for changing the weighting of the central and peripheral areas, and may be a fixed value determined by the system, or may be a variable value selected from multiple values depending on the imaging mode, user preference, etc.
  • the division formula shown in formula (1) can be replaced with an arithmetic formula that does not include division, as in formula (2) below, by utilizing a bit shift operation.
  • ⁇ is a coefficient corresponding to ⁇ .
  • Image feature value ⁇ center luminance value+(256 ⁇ ) ⁇ periphery luminance value ⁇ >>8 (2) If ⁇ in equation (1) is, for example, 20, then ⁇ in equation (2) becomes 51. If ⁇ in equation (1) is, for example, 40, then ⁇ in equation (2) becomes 102. If ⁇ in equation (1) is, for example, 60, then ⁇ in equation (2) becomes 154. If ⁇ in equation (1) is, for example, 80, then ⁇ in equation (2) becomes 205.
  • the system control unit 44 may derive the image feature quantity using either equation (1) or equation (2), but if the system control unit 44 is configured only with an FPGA, it is preferable to derive the image feature quantity in step S2 using the calculation shown in equation (2) and use the image feature quantity to derive the brightness Y (photometric value).
  • the calculation shown in equation (2) does not include division, and is performed using only addition and multiplication. This makes it possible to reduce the circuit size of the FPGA and improve the calculation speed by the FPGA.
  • the system control unit 44 derives the exposure change amount ⁇ EV required to bring the image data to the target brightness Yt based on the brightness Y (step S3).
  • the exposure change amount ⁇ EV can be derived, for example, by calculating the following formula (3).
  • Exposure change ⁇ EV target brightness Yt ⁇ brightness Y (3)
  • equation (3) By converting the target brightness Yt and brightness Y into logarithmic space information, equation (3) can be replaced with an arithmetic expression that does not include division, as in equation (4) below. [Log] indicates that the information is in logarithmic space.
  • Exposure change amount ⁇ EV [Log] target brightness Yt [Log] - brightness Y [Log] (4)
  • Target brightness Yt [Log] is the value obtained by converting target brightness Yt into information in logarithmic space using the first LUT.
  • Brightness Y [Log] is the value obtained by converting brightness Y into information in logarithmic space using the first LUT.
  • the calculation shown in formula (4) does not include division, but is performed only by subtraction. In other words, the calculation shown in formula (4) is performed only by subtraction out of division and subtraction. Therefore, when the system control unit 44 is configured only by an FPGA, it is possible to reduce the circuit size of the FPGA and improve the calculation speed by the FPGA.
  • step S3 the system control unit 44 converts the brightness Y to brightness Y[Log] using the first LUT, converts the target brightness Yt to target brightness Yt[Log], and subtracts the brightness Y[Log] from the target brightness Yt[Log] to derive the exposure change amount ⁇ EV[Log].
  • the system control unit 44 selects one of the multiple exposure times SS depending on the magnitude of the exposure change amount ⁇ EV[Log] (step S4). For example, the system control unit 44 divides the exposure change amount ⁇ EV[Log] that is equal to or greater than zero into multiple ranges depending on its magnitude.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the relationship between the magnitude of the exposure change amount ⁇ EV [Log] and the exposure time SS and amplification factor DG.
  • FIG. 13 shows an example in which six exposure times SS can be set. Note that, as an example, it is preferable to set the upper limit of the exposure time SS to (1/38) seconds and the lower limit to (1/800) seconds so that the observed image composed of image data acquired continuously appears natural.
  • ranges RG1, RG2, RG3, RG4, RG5, RG6, and RG7 are set in order of the smallest exposure change amount ⁇ EV[Log].
  • step S4 if the exposure change amount ⁇ EV[Log] belongs to ranges RG1 and RG2, the system control unit 44 selects the smallest value (lower limit value) of the six exposure times SS. If the exposure change amount ⁇ EV[Log] belongs to range RG3, the system control unit 44 selects the second smallest value of the six exposure times SS. If the exposure change amount ⁇ EV[Log] belongs to range RG4, the system control unit 44 selects the third smallest value of the six exposure times SS.
  • the system control unit 44 selects the fourth smallest value of the six exposure times SS. If the exposure change amount ⁇ EV[Log] falls within range RG6, the system control unit 44 selects the fifth smallest value among the six exposure times SS. If the exposure change amount ⁇ EV[Log] falls within range RG7, the system control unit 44 selects the maximum value among the six exposure times SS (the upper limit value of the exposure time SS).
  • the range RG1 shown in FIG. 13 is the range in which exposure cannot be reduced any further, and is the range in which the generated image data is brighter than or equal to the target brightness Yt.
  • the exposure change amount ⁇ EV[Log] falls within range RG1
  • the lower limit value is selected for the exposure time SS, and a reference value (e.g., 1x) is selected for the amplification factor DG.
  • step S5 the system control unit 44 derives the amplification factor DG by the calculation of the following equation (5) (step S5).
  • Amplification rate DG exposure change amount ⁇ EV [Log] ⁇ exposure time SS (5)
  • Amplification factor DG [real number] Exposure change amount ⁇ EV [real number] ⁇ Exposure time SS [real number] (6)
  • the amount of illumination light is constant and the exposure value is determined by multiplying the amplification factor and exposure time, so the above formula (6) holds.
  • formula (5) holds. Therefore, the amplification factor DG can be found by calculating formula (5). In this way, in step S5 as well, of the division and subtraction, only subtraction is performed. This makes it possible to reduce the circuit scale of the system control unit 44 and improve the speed at which the amplification factor DG is derived.
  • the system control unit 44 determines a larger value for the amplification factor DG as the exposure change amount ⁇ EV [Log] is larger. Furthermore, in ranges RG2 to RG6, the amplification factor DG is changed within a range from a reference value to a preset value that is smaller than the upper limit value of the amplification factor DG. Furthermore, in ranges RG2 to RG6, the closer to range RG1 the range is, the larger the fluctuation range of the amplification factor DG (the difference between the reference value and the above-mentioned preset value). Meanwhile, in range RG7, the amplification factor DG is changed between the reference value and the upper limit value.
  • the system control unit 44 After deriving the amplification factor DG in step S5, the system control unit 44 converts the exposure time SS selected in step S4 into a setting value for the image sensor 23 using a lookup table, and sets the setting value in the register of the image sensor 23 (step S6). As a result, in the next imaging frame, the exposure time of the image sensor 23 becomes a value equivalent to the exposure time SS selected in step S4.
  • the system control unit 44 also converts the amplification factor DG derived in step S5 into a setting value for the signal processing unit 42 using a lookup table, and sets the setting value in the register of the signal processing unit 42 (step S7). As a result, in the next imaging frame, the amplification factor of the imaging signal during the amplification process becomes a value equivalent to the amplification factor DG derived in step S5.
  • the exposure time of the image sensor 23 is changed discretely based on the brightness Y of the image data, and the amplification factor during the amplification process is changed continuously based on the brightness Y of the image data.
  • the cost of the image sensor 23 and its control costs can be reduced.
  • the brightness of the image data can be finely adjusted, and the quality of the image displayed on the portable information terminal 7 can be improved.
  • the maximum value of the amplification factor DG decreases as the exposure change amount ⁇ EV[Log] moves from range RG2 to range RG6.
  • the exposure change amount ⁇ EV[Log] is in range RG6
  • the image data is dark and increasing the amplification factor may cause noticeable noise. Therefore, in such a situation, the signal-to-noise ratio can be improved by reducing the change range of the amplification factor.
  • the exposure change amount ⁇ EV[Log] is in range RG7
  • the exposure time SS has reached its upper limit, and the only way to increase the exposure is to increase the amplification factor DG. Therefore, by changing the amplification factor DG between the reference value and the upper limit, the image data can be brought closer to the target brightness even in a very dark imaging environment.
  • the amplification factor DG changes depending on the magnitude of the exposure change amount ⁇ EV[Log] in each of the ranges RG2 to RG6, but this is not limited to the above.
  • the amplification factor DG may remain at a reference value (equivalent to 1x) in each of the ranges RG2 to RG6. In this case, the signal-to-noise ratio can be improved in a wide range from range RG1 to range RG6.
  • the signal processing unit 42 performs the above-mentioned gamma correction processing to generate image data so that when a pixel value equal to or less than the first threshold value TH1 is input to the display unit 7a, the output value of the display unit 7a is greater than the pixel value, and when a pixel value exceeding the first threshold value TH1 is input to the display unit 7a, the output value of the display unit 7a matches the pixel value.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining gamma correction processing.
  • the dashed straight line in graph 51 shows the ideal characteristic where the input and output are in a directly proportional relationship.
  • the gamma characteristic of graph 51 is taken into consideration and gamma correction is performed on the image data before correction using correction data C1 shown in graph 52 so that when the pixel value of the corrected image data is input to the display unit 7a, the pixel value matches the output value (display luminance value) of that pixel value.
  • gamma correction is performed on the image data before correction using the correction data C2 shown in graph 52.
  • Graph 53 shows the relationship between the pixel value (input value) of the image data obtained by gamma correction according to the correction data C2 and the output value of the display unit 7a when that pixel value is input to the display unit 7a.
  • the output gradation characteristics of the image data after gamma correction are approximately consistent with the straight line of the ideal characteristics in the range where the pixel values exceed the first threshold value TH1, and are shifted higher than the straight line of the ideal characteristics in the range where the pixel values are equal to or less than the first threshold value TH1.
  • the output value of the display unit 7a is greater than that pixel value
  • the output value of the display unit 7a is equal to that pixel value.
  • the difference between the output value of the display unit 7a when pixel values in the second range R2 are input to the display unit 7a and that pixel value is greater than the difference between the output value of the display unit 7a when pixel values in the first range R1 are input to the display unit 7a and that pixel value.
  • the slightly darker area is displayed relatively brighter.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of an image displayed on the display unit 7a when the scope 1 is a bronchial endoscope.
  • FIG. 15 shows an example in which the output gradation characteristics of image data after gamma correction are ideal characteristics.
  • Display image 70 shows a thick tube 73, a thin tube 71, and a branch tube 72 inside thin tube 71.
  • Thin tube 71 is brighter than branch tube 72, but the difference in brightness between the two is extremely slight.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the display of image data that has been gamma-corrected to achieve the output gradation characteristics of the solid line shown in graph 53. Between the thin tube 71 and the branch tube 72, the relatively bright thin tube 71 is displayed brighter. As a result, the state of the branch tube 72 visible within the thin tube 71 is easier to see compared to FIG. 15.
  • the signal processing unit 42 does not have to use the correction data C2 of graph 52 to generate image data having the output gradation characteristics shown by the solid line of graph 53.
  • the output gradation characteristics shown in graph 53 may be obtained by performing gamma correction using the correction data C1, and then applying a gain greater than 1 to small pixel values according to the gain correction table shown in FIG. 17. More preferably, the output gradation characteristics shown in graph 53 may be obtained by performing gamma correction using the correction data C1, converting the pixel values to luminance values, and then applying a gain greater than 1 to luminance values smaller than a predetermined value according to the gain correction table shown in FIG. 17.
  • the imaging sensitivity of the imaging sensor 23 is changed by changing the amplification factor used in the amplification process performed by the signal processing unit 42.
  • the imaging sensitivity may be changed by changing the amplification factor of an amplifier that amplifies an analog signal contained in the imaging sensor 23.
  • first communication interface 41 for communicating with a scope (scope 1) including an imaging sensor (imaging sensor 23) and a light source device (light source device 5) for generating illumination light for imaging by the imaging sensor; a second communication interface (second communication interface 43) for communicating with a portable information terminal;
  • a processor (a system control unit 44 and a signal processing unit 42), The processor is Executing an image capture by the image sensor while controlling the amount of light of the illumination light to a constant level; converting the captured image signal obtained by the imaging sensor into image data that can be displayed by the portable information terminal, and transmitting the image data to the portable information terminal; Deriving brightness of the image data based on the captured image signal; an interface adapter that controls the imaging sensitivity of the imaging sensor and the exposure time of the imaging sensor based on the brightness;
  • exposure control is performed by adjusting two parameters, imaging sensitivity and exposure time, while the amount of illumination light is constant. Since the number of adjustments required for exposure control is narrowed down to two, advanced processor capabilities are not required. As a result, a system can be realized at low cost that can display and check images captured by a scope using a general-purpose portable information terminal connected via the second communications interface. It also becomes possible to make the interface adapter smaller and lighter.
  • the interface adapter controls the exposure time to an upper limit value (when the exposure change amount ⁇ EV[Log] is in the range R7), and increases the range of fluctuation of the imaging sensitivity compared to when the exposure time is controlled to less than the upper limit value (when the exposure change amount ⁇ EV[Log] is in the range RG2 to RG6).
  • the fluctuation range of the imaging sensitivity is small until the exposure time reaches the upper limit, so the signal-to-noise ratio of the imaging signal can be improved.
  • the fluctuation range of the imaging sensitivity can be increased, so that a dark subject can be captured brightly.
  • An interface adapter according to any one of (1) to (4), the processor performs an amplification process for amplifying the digital captured image signal output from the image sensor;
  • the imaging sensitivity is an amplification factor set in the amplification process.
  • the brightness of the image data can be controlled by amplifying the digital signal, so exposure control can be performed with higher precision than when controlling the amplification rate when amplifying an analog signal inside the imaging sensor.
  • the manufacturing costs of the scope can be reduced.
  • the processor is a programmable logic device.
  • An interface adapter according to (6), The processor performs only the subtraction out of division and subtraction as a calculation process required to determine the combination of the imaging sensitivity and the exposure time to bring the brightness (brightness Y) closer to a target brightness (target brightness Yt), an interface adapter.
  • An interface adapter A value obtained by logarithmically converting each of a plurality of exposure times that can be set in the image sensor is defined as an exposure time logarithm value (exposure time SS),
  • the processor is subtracting the logarithmic transformation value of the brightness (brightness Y[Log]) from the logarithmic transformation value of the target brightness (target brightness Yt[Log]) to derive a first subtraction value (exposure change amount ⁇ EV[Log]); selecting one from a plurality of the exposure time logarithm values according to a magnitude of the first subtraction value; subtracting the selected logarithmic value of the exposure time from the first subtraction value to derive a second subtraction value (amplification factor DG[Log]); an interface adapter that converts the selected logarithmic value of the exposure time into a setting value of the exposure time using a conversion table (lookup table), and converts the second subtraction value into a setting value of the imaging sensitivity using a conversion table (lookup table
  • division processing is no longer necessary to determine brightness, making it possible to reduce the processor circuit scale and calculation time.
  • the processor is As a process for converting the captured image signal into the image data, a gamma correction process based on the gamma characteristic of a display unit (display unit 7a) of the portable information terminal is performed;
  • the interface adapter In the gamma correction process, the interface adapter generates image data such that when a pixel value that is equal to or less than a first threshold value (first threshold value TH1) is input to the display unit, the output value of the display unit is greater than the pixel value, and when a pixel value that exceeds the first threshold value is input to the display unit, the output value of the display unit matches the pixel value.
  • first threshold value TH1 a first threshold value
  • the interface adapter Among the pixel values of the image data, a range from a minimum value to a second threshold value (second threshold value TH2) smaller than the first threshold value is defined as a first range (first range R1), and a range from a third threshold value (third threshold value TH3) between the first threshold value and the second threshold value to the second threshold value is defined as a second range (second range R2);
  • the processor generates the image data in the gamma correction process such that the difference between the output value of the display unit and the pixel value when pixel values in the second range are input to the display unit is greater than the difference between the output value of the display unit and the pixel value when pixel values in the first range are input to the display unit.
  • An interface adapter according to any one of (1) to (11), An interface adapter is fixed to a frame (frame 8) capable of housing the portable information terminal.
  • An interface adapter according to any one of (1) to (11); A frame (frame 8) capable of housing the portable information terminal; The above-mentioned scope, An endoscope system (endoscope system 100) in which the interface adaptor is fixed to the frame.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

スコープにより得られた撮像信号に基づく画像を汎用の携帯型情報端末で表示可能とするシステムの構築コストを下げることのできるインタフェースアダプタとこれを含む内視鏡システムを提供する。インタフェースアダプタ（４）は、撮像センサ（２３）及び光源装置（５）を含むスコープ（１）と通信するための第１通信インタフェース（４１）と、携帯型情報端末（７）と通信するための第２通信インタフェース（４３）と、プロセッサ（信号処理部（４２）及びシステム制御部（４４））と、を備え、上記プロセッサは、スコープ（１）の照明光の光量を一定に制御した状態で撮像センサ（２３）により撮像を実行させ、撮像により得られた撮像信号に基づいて判定した撮像対象部位の明るさに基づいて、撮像センサ（２３）による撮像感度と露光時間を制御し、撮像信号を携帯型情報端末（７）が表示可能な画像データに変換して携帯型情報端末（７）へ送信する。

Description

内視鏡システム及びインタフェースアダプタ
　本発明は、内視鏡システム及びインタフェースアダプタに関する。
　近年、単回使用により衛生上安全に使用できるディスポーザブル内視鏡が注目されている。特許文献１には、内視鏡のカメラから制御操作部へ画像信号を伝送し、制御操作部から画像信号が電線を介してビデオディスプレイへ送られる内視鏡が記載されている。特許文献２には、腹腔鏡がドングルと通信し、そのドングルがテレビディスプレイに画像データを送信する腹腔鏡システムが記載されている。
日本国特表２０１２－５１１３５７号公報 日本国特開２０２０－１８８７６号公報
　本開示は、スコープにより得られた撮像信号に基づく画像を汎用の携帯型情報端末で表示可能なシステムを低コストで構築することを目的とする。
　本開示の一態様のインタフェースアダプタは、撮像センサ及び上記撮像センサによる撮像のための照明光を生成する光源装置を含むスコープと通信するための第１通信インタフェースと、携帯型情報端末と通信するための第２通信インタフェースと、プロセッサと、を備え、上記プロセッサは、上記照明光の光量を一定に制御した状態で上記撮像センサにより撮像を実行させ、上記撮像センサにより得られた撮像画像信号を上記携帯型情報端末が表示可能な画像データに変換し、上記画像データを上記携帯型情報端末へ送信し、上記撮像画像信号に基づいて上記画像データの明るさを導出し、上記明るさに基づいて、上記撮像センサによる撮像感度と上記撮像センサの露光時間を制御する、ものである。
　本開示によれば、スコープにより得られた撮像信号に基づく画像を汎用の携帯型情報端末で表示可能とするシステムを低コストで構築できる。
本発明の一実施形態である内視鏡システム１００の一例を示す図である。 インタフェースアダプタ４の一例を示す図（その１）である。 インタフェースアダプタ４の一例を示す図（その２）である。 インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７のフレーム８への収容前の状態の一例を示す図（その１）である。 インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７のフレーム８への収容前の状態の一例を示す図（その２）である。 インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７をリアケース８２に取り付けた状態の一例を示す図（その１）である。 インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７をリアケース８２に取り付けた状態の一例を示す図（その２）である。 リアケース８２にフロントカバー８１を取り付けた状態の一例を示す図（その１）である。 リアケース８２にフロントカバー８１を取り付けた状態の一例を示す図（その２）である。 スコープ１及びインタフェースアダプタ４の内部構成の一例を示す図である。 携帯型情報端末７のハードウェア構成の一例を示す図である。 システム制御部４４が行う測光処理及び露出制御の詳細例を説明するためのフローチャートである。 露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］の大きさと、露光時間ＳＳ及び増幅率ＤＧとの関係を説明する模式図である。 ガンマ補正処理を説明するための模式図である。 スコープ１が気管支用内視鏡である場合に表示部７ａに表示される画像の一例を示す模式図である。 グラフ５３に示す実線の出力階調特性となるようガンマ補正された画像データの表示例を示す図である。 ゲイン補正テーブルの例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜本発明の一実施形態である内視鏡システム１００＞
　図１は、本発明の一実施形態である内視鏡システム１００の一例を示す図である。内視鏡システム１００は、スコープ１と、スコープ１と接続されるインタフェースアダプタ４と、インタフェースアダプタ４と接続される携帯型情報端末７を収容するフレーム８と、を含む。なお、インタフェースアダプタ４は、図１においては携帯型情報端末７の裏側にありフレーム８で覆われているため見えない状態である。内視鏡システム１００は、さらに携帯型情報端末７を含んでもよい。
　スコープ１は、一方向に延びる管状部材であって被検体内に挿入される挿入部１０と、挿入部１０の基端部に設けられ、スコープ１の各種操作を行うための操作部１１と、を含む内視鏡である。操作部１１には、例えば、回動操作により挿入部１０を湾曲させるアングルノブが含まれる。また、操作部１１には、スコープ１の観察モード切替操作、撮像記録操作、鉗子操作、送気送水操作、及び吸引操作等を行うための操作部材等が含まれてもよい。
　スコープ１は、通信ケーブル１３を介してインタフェースアダプタ４と接続されている。また、スコープ１は、通信ケーブル１３を介してインタフェースアダプタ４に対して着脱可能であり、単回使用（すなわち使い捨て）が可能である。例えば、通信ケーブル１３がインタフェースアダプタ４に対して着脱可能であってもよいし、スコープ１が通信ケーブル１３に対して着脱可能であってもよい。
　なお、図１では省略されているが、操作部１１及び挿入部１０の内部には、細胞又はポリープ等の生体組織を採取するための鉗子を挿入する鉗子孔、送気及び送水用のチャンネル、吸引用のチャンネル等の各種のチャンネルが設けられていてもよい。
　挿入部１０は、可撓性を有する軟性部１０Ａと、軟性部１０Ａの先端に設けられた湾曲部１０Ｂと、湾曲部１０Ｂの先端に設けられた硬質の先端部１０Ｃと、から構成される。湾曲部１０Ｂは、操作部１１（例えばアングルノブ）の操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部１０Ｂは、スコープ１が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向及び任意の角度に湾曲でき、先端部１０Ｃを所望の方向に向けることができる。
　インタフェースアダプタ４は、スコープ１と携帯型情報端末７とを接続する。具体的には、インタフェースアダプタ４は、例えば通信ケーブル１３を介してスコープ１と通信可能に接続する。また、インタフェースアダプタ４は、有線又は無線により携帯型情報端末７と通信可能に接続する。
　また、インタフェースアダプタ４は、スコープ１の撮像センサにより被検体内を撮像して得られた撮像信号をスコープ１から受信し、受信した撮像信号を、携帯型情報端末７が表示可能な画像データに変換する。そして、インタフェースアダプタ４は、変換した画像データを携帯型情報端末へ送信する。
　携帯型情報端末７は、タブレット端末やスマートフォン等の汎用の携帯型情報端末である。携帯型情報端末７は、画像データに基づく画像を表示可能な表示部７ａを有する。携帯型情報端末７は、スコープ１によって被検体内を撮像して得られる撮像画像等をインタフェースアダプタ４から受信し、受信した撮像画像を表示部７ａにより表示する。表示部７ａは、表示画素が二次元状に配列された表示面を有し、この表示面の各表示画素に、画像データを構成する画素データが描画されることで、この画像データに基づく画像の表示が行われる。また、携帯型情報端末７は、インタフェースアダプタ４を制御するユーザインタフェースも兼ねる。
＜インタフェースアダプタ４＞
　図２及び図３は、インタフェースアダプタ４の一例を示す図である。図２，図３は、それぞれ異なる方向からインタフェースアダプタ４を見た図になっている。図２，図３に示すように、インタフェースアダプタ４は、略直方体形状であり、映像入力端子４ａ及び映像出力端子４ｂを有する。
　映像入力端子４ａ及び映像出力端子４ｂのそれぞれは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）など、映像信号を伝送可能な各種の通信規格の端子とすることができる。ＨＤＭＩは登録商標である。
　映像入力端子４ａは、スコープ１と通信可能に接続するための端子である。例えば、映像入力端子４ａはＨＤＭＩ端子であり、スコープ１にもＨＤＭＩ端子が設けられている。そして、通信ケーブル１３がＨＤＭＩケーブルであり、映像入力端子４ａとスコープ１のＨＤＭＩ端子とが通信ケーブル１３によって接続される。
　ただし、インタフェースアダプタ４とスコープ１との接続は、ＨＤＭＩによる接続に限らず、ＵＳＢやＤＶＩ等のＨＤＭＩ以外の有線接続であってもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや近距離無線通信等による無線接続であってもよい。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは登録商標である。また、インタフェースアダプタ４とスコープ１との接続は、通信規格の変換を行う変換アダプタを介して行われてもよい。
　映像出力端子４ｂは、携帯型情報端末７と通信可能に接続するための端子である。例えば、映像出力端子４ｂはＵＳＢ端子であり、携帯型情報端末７にもＵＳＢ端子が設けられている。そして、映像出力端子４ｂと携帯型情報端末７のＵＳＢ端子とがＵＳＢケーブルによって接続される。
　ただし、インタフェースアダプタ４と携帯型情報端末７との接続は、ＵＳＢによる接続に限らず、ＨＤＭＩやＤＶＩ等のＵＳＢ以外の有線接続であってもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや近距離無線通信等による無線接続であってもよい。また、インタフェースアダプタ４と携帯型情報端末７との接続は、通信規格の変換を行う変換アダプタを介して行われてもよい。
　また、インタフェースアダプタ４の内部には、スコープ１を制御したり、スコープ１からの撮像信号を携帯型情報端末７が表示可能な画像データに変換したりする回路が設けられる。インタフェースアダプタ４の内部構成については後述する（例えば図１０参照）。
＜インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７のフレーム８への収容前の状態＞
　図４及び図５は、インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７のフレーム８への収容前の状態の一例を示す図である。図４，図５は、それぞれ異なる方向からインタフェースアダプタ４、携帯型情報端末７、及びフレーム８を見た図になっている。図４，図５に示すように、フレーム８は、フロントカバー８１と、リアケース８２と、を含む。
　フロントカバー８１は、携帯型情報端末７の前面を保護する部材である。フロントカバー８１は、携帯型情報端末７の表示部７ａ（タッチパネル）による表示や表示部７ａに対するタッチ操作が可能なように、フロントカバー８１から表示部７ａを露出させるための開口部８１ａを有する。
　リアケース８２は、携帯型情報端末７の背面を保護する部材である。また、リアケース８２には、フレーム８に収容されるインタフェースアダプタ４の映像入力端子４ａに対してフレーム８の外部から通信ケーブル１３を接続可能なようにケーブル差込孔（不図示）が設けられており、リアケース８２にはこのケーブル差込孔を塞ぐケーブル差込孔蓋８２ａが設けられている。また、リアケース８２には、インタフェースアダプタ４の筐体における基準適合等の表記をフレーム８の外部から視認可能なように表記視認孔８２ｂが設けられている。
　インタフェースアダプタ４は携帯型情報端末７とともにフレーム８に収容され、それによってインタフェースアダプタ４はフレーム８に固定される。図４，図５の例では、インタフェースアダプタ４は、フレーム８によって固定される携帯型情報端末７の裏面に対して取り付けられることにより、携帯型情報端末７を介してフレーム８に固定される。
　インタフェースアダプタ４の携帯型情報端末７への取り付けは、例えば携帯型情報端末７の裏面に設けられたネジ穴を用いたネジ止めによって行われる。また、インタフェースアダプタ４の携帯型情報端末７への取り付けは、インタフェースアダプタ４の裏面の形状に合わせて形成された板金等を介して行われてもよい。
　また、インタフェースアダプタ４が携帯型情報端末７を介してフレーム８に固定される構成に限らず、インタフェースアダプタ４は、フレーム８に対して直接取り付けられてもよい。例えば、インタフェースアダプタ４は、フレーム８のリアケース８２に取り付けられてもよい。
　また、リアケース８２の外側にはスタンド８２ｃが設けられていてもよい。スタンド８２ｃは、例えばヒンジを介してリアケース８２に設けられており、スタンド８２ｃの一部をリアケース８２から引き出すことにより、テーブルの天板等の水平な場所にフレーム８を立てることが可能になっている。
　また、リアケース８２には、スタンド８２ｃに加えて、又はスタンド８２ｃに代えて、壁掛け金具、アーム、スタンドなどにフレーム８を取り付ける際に使用可能なネジ穴が設けられていてもよい。このネジ穴は、例えばＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格等に対応したものとすることができる。
　図４，図５の状態において、インタフェースアダプタ４の映像出力端子４ｂと携帯型情報端末７とが、通信ケーブル（例えばＵＳＢケーブル）を介して接続される。
＜インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７をリアケース８２に取り付けた状態＞　図６及び図７は、インタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７をリアケース８２に取り付けた状態の一例を示す図である。図６，図７は、それぞれ異なる方向からインタフェースアダプタ４、携帯型情報端末７、及びフレーム８を見た図になっている。
　図４，図５に示したように携帯型情報端末７の裏面にインタフェースアダプタ４を取り付けた状態にて、図６，図７に示すように携帯型情報端末７とインタフェースアダプタ４がリアケース８２の内側に取り付けられる。これにより、インタフェースアダプタ４の筐体における基準適合等の表記が表記視認孔８２ｂから露出する。また、ケーブル差込孔蓋８２ａを外すことにより、リアケース８２のケーブル差込孔からインタフェースアダプタ４の映像入力端子４ａが露出する状態となる。
＜リアケース８２にフロントカバー８１を取り付けた状態＞
　図８及び図９は、リアケース８２にフロントカバー８１を取り付けた状態の一例を示す図である。図８，図９は、それぞれ異なる方向からフレーム８等を見た図になっている。
　図６，図７に示したように携帯型情報端末７とインタフェースアダプタ４がリアケース８２に取り付けた状態にて、図８，図９に示すようにリアケース８２にフロントカバー８１が取り付けられる。これにより、携帯型情報端末７及びインタフェースアダプタ４がフレーム８に収容される。
　フレーム８は、図８，図９に示す状態において、外部からの水や塵等の浸入を防止するように防水構造を有する。例えば、フロントカバー８１とリアケース８２との間には、フロントカバー８１とリアケース８２との間の継ぎ目部分を埋めるパッキンが設けられる。また、フロントカバー８１の開口部８１ａの枠部は、携帯型情報端末７の表示部７ａと密着するようにシーリングされ、開口部８１ａが表示部７ａによって塞がれる。
　また、リアケース８２の表記視認孔８２ｂの枠部は、インタフェースアダプタ４の筐体と密着するようにシーリングされ、表記視認孔８２ｂがインタフェースアダプタ４の筐体によって塞がれる。
　また、リアケース８２のケーブル差込孔の枠部は、インタフェースアダプタ４の筐体と密着するようにシーリングされ、リアケース８２からケーブル差込孔蓋８２ａを外した際には、リアケース８２のケーブル差込孔がインタフェースアダプタ４の筐体によって塞がれる。さらに、リアケース８２からケーブル差込孔蓋８２ａを外した際に、リアケース８２のケーブル差込孔から挿入された通信ケーブル１３によってリアケース８２のケーブル差込孔が塞がれるように、リアケース８２のケーブル差込孔の周辺がシーリングされる。
　すなわち、フレーム８は、収容するインタフェースアダプタ４及び携帯型情報端末７を利用して、フレーム８の内部への水や塵等の浸入を防止するように防水構造を有する。これにより、携帯型情報端末７、インタフェースアダプタ４及びフレーム８を屋外等の環境で用いても、フレーム８の内部への水や塵等の浸入を防止し、インタフェースアダプタ４や携帯型情報端末７を保護することができる。
　このように、内視鏡システム１００は、スコープ１の撮像センサ２３により得られた撮像信号を携帯型情報端末７が表示可能な画像データに変換するインタフェースアダプタ４が、携帯型情報端末７を収容するフレーム８に固定される構成である。
　これにより、スコープ１の撮像センサ２３により得られた撮像信号を画像データに変換する処理がインタフェースアダプタ４によって行われるため、携帯型情報端末７をタブレット端末等の汎用の携帯型情報端末とすることができる。このため、携帯型情報端末７の調達、交換、更新等が容易になる。
　また、インタフェースアダプタ４が携帯型情報端末７を収容するフレーム８に固定されるため、携帯型情報端末７及びインタフェースアダプタ４がフレーム８によって一体化する。このため、スコープ１の撮像センサ２３により得られた撮像信号に基づく画像を携帯型情報端末７により観察しながらスコープ１を操作する際の取り回しを容易にすることができる。
　例えば、内視鏡システム１００のユーザ（例えば医師等）は、スコープ１と携帯型情報端末７との間のインタフェースアダプタ４の位置を気にすることなく、画像を観察しながらスコープ１を操作することができる。また、ユーザが画像を観察しながらスコープ１を操作する際に、スコープ１と携帯型情報端末７との間のインタフェースアダプタ４が落下してスコープ１が引っ張られる等の事故を防止することができる。
　また、スコープ１と携帯型情報端末７との間にインタフェースアダプタ４を設けることで、スコープ１の撮像センサ２３により得られた撮像信号を画像データに変換する画像処理回路（例えば信号処理部４２）をスコープ１に設けなくてもよいため、スコープ１の製造コストを低減し、スコープ１の単回使用での運用が容易になる。
＜スコープ１及びインタフェースアダプタ４の内部構成＞
　図１０は、スコープ１及びインタフェースアダプタ４の内部構成の一例を示す図である。図１０に示すように、スコープ１の先端部１０Ｃには、対物レンズ２１及びレンズ群２２を含む撮像光学系と、この撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像センサ２３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ２５と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６と、撮像駆動部２７と、光源装置５と、照明用レンズ５０と、が設けられている。
　撮像センサ２３としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等が用いられる。撮像センサ２３は、ローリングシャッタ方式の撮像を行うものであってもよいし、グローバルシャッタ方式の撮像を行うものであってもよい。
　撮像センサ２３は、複数の画素が二次元状に配置された受光面を有し、上記の撮像光学系によってこの受光面に結像された光学像を各画素において電気信号（撮像信号）に変換する。そして、撮像センサ２３は、変換した撮像信号をアナログ信号から所定のビット数のデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した撮像信号をメモリ２５に出力する。撮像センサ２３は、例えば原色又は補色等のカラーフィルタを搭載するものが用いられる。撮像センサ２３の受光面の各画素から出力される撮像信号の集合を撮像画像信号という。
　メモリ２５は、撮像センサ２３から出力されたデジタルの撮像信号を一時的に記録する。通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６は、インタフェースアダプタ４の第１通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４１と接続される。通信インタフェース２６は、メモリ２５に記録された撮像信号を、通信ケーブル１３内の信号線を通してインタフェースアダプタ４に伝送する。
　撮像駆動部２７は、通信インタフェース２６を介してインタフェースアダプタ４のシステム制御部４４と接続されている。撮像駆動部２７は、通信インタフェース２６で受信されるシステム制御部４４からの指令に基づいて、撮像センサ２３及びメモリ２５を駆動する。
　光源装置５は、照明光として、例えば白色光等の、医師等の人間による認識に適した発光スペクトルを有する通常光を出射可能である。さらに、光源装置５は、照明光として、通常光とは発光スペクトルが異なる、ＩＥＥ（Ｉｍａｇｅ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ：画像強調観察）等のコンピュータによる画像解析に適した発光スペクトルを有する特殊光を出射可能であってもよい。光源装置５の光源としては、例えば半導体光源が用いられる。
　光源装置５は、通信インタフェース２６を介してインタフェースアダプタ４のシステム制御部４４と接続されている。光源装置５は、通信インタフェース２６で受信されるシステム制御部４４からの指令に基づいて照明光を出射する。
　照明用レンズ５０は、光源装置５から出射された照明光を、撮像センサ２３及び撮像光学系による撮像対象（例えば被検体内）に向けて照射する。照明用レンズ５０と光源装置５の間や撮像光学系には絞りが含まれていてもよいが、スコープ１の製造コストを低減する観点からは、絞りが含まれていないことが好ましい。スコープ１に絞りが含まれないことで、スコープ１の露出制御を簡易化することができるため、インタフェースアダプタ４の製造コストも低減できる。
　インタフェースアダプタ４は、通信ケーブル１３によってスコープ１の通信インタフェース２６と接続される第１通信インタフェース４１と、信号処理部４２と、第２通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４３と、システム制御部４４と、を備える。
　第１通信インタフェース４１は、スコープ１と通信を行うためのものであり、例えば図２，図３等に示した映像入力端子４ａを有し、スコープ１の通信インタフェース２６から通信ケーブル１３を介して伝送されてきた撮像信号を受信して信号処理部４２に伝達する。
　信号処理部４２は、第１通信インタフェース４１から受けたデジタルの撮像信号を一時記録するＲＡＭ等のメモリを内蔵しており、メモリに記録された撮像信号の集合である撮像画像信号を処理（各撮像信号を増幅する増幅処理、デモザイク処理、ホワイトバランス処理、又はガンマ補正処理等の画像処理）して、汎用端末である携帯型情報端末７が表示可能な形式の画像データを生成する。ホワイトバランス処理は撮像センサごとに設定できるように、スコープ１に搭載のメモリに、ホワイトバランスゲインを製造時に書込み、ホワイトバランス処理時には、このメモリからホワイトバランスゲインを読み出して用いるようにしてもよい。製造コスト低減の観点から、ホワイトバランス処理では、固定のホワイトバランスゲインを用いてもよい。
　第２通信インタフェース４３は、携帯型情報端末７と通信するためのものであり、例えば図３等に示した映像出力端子４ｂを有し、信号処理部４２によって生成された画像データを携帯型情報端末７へ送信する。
　システム制御部４４は、インタフェースアダプタ４の各部を制御するとともに、スコープ１に指令を送り、内視鏡システム１００の全体を統括制御する。例えば、システム制御部４４は、撮像駆動部２７を介して撮像センサ２３による撮像を制御する、撮像センサ２３の制御部の一例である。また、システム制御部４４は、光源装置５による照明光の照射を制御する、光源装置５の制御部の一例である。本形態では、システム制御部４４は、光源装置５から照射させる照明光の光量を一定に制御した状態で、撮像センサ２３に撮像を実行させる。
　また、システム制御部４４は、撮像センサ２３により得られた撮像画像信号に基づいて、画像データの明るさを示す測光値（以下、明るさＹと記載）を導出する測光処理と、測光処理で得た明るさＹに基づいて、撮像センサ２３による撮像感度（具体的には、上記の増幅処理における撮像信号の増幅率）と撮像センサ２３の露光時間を制御する露出制御と、を行う。例えば、システム制御部４４は、信号処理部４２による増幅処理前の撮像画像信号に基づいて、その撮像画像信号の明るさＹＡを導出し、この明るさＹＡを増幅処理で用いる増幅率で増幅して明るさＹを導出し、その明るさＹが、医師等の人間による認識に適した明るさ（以下、目標明るさＹｔと記載）に近づくように、撮像センサ２３による撮像感度と撮像センサ２３の露光時間を制御する。
　信号処理部４２とシステム制御部４４は、それぞれ、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
　信号処理部４２とシステム制御部４４は、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。信号処理部４２とシステム制御部４４は、ＦＰＧＡのみで構成されていることが、インタフェースアダプタ４のコスト低減や小型化の観点から好ましい。
＜携帯型情報端末７のハードウェア構成＞
　図１１は、携帯型情報端末７のハードウェア構成の一例を示す図である。携帯型情報端末７は、例えば図１１に示す汎用の情報端末１１０により実現することができる。情報端末１１０は、プロセッサ１１１と、メモリ１１２と、通信インタフェース１１３と、ユーザインタフェース１１４と、を備える。プロセッサ１１１、メモリ１１２、通信インタフェース１１３、及びユーザインタフェース１１４は、例えばバス１１９によって接続される。
　プロセッサ１１１は、信号処理を行う回路であり、例えば情報端末１１０の全体の制御を司るＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）である。なお、プロセッサ１１１は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの他のデジタル回路により実現されてもよい。また、プロセッサ１１１は、複数のデジタル回路を組み合わせて実現されてもよい。
　メモリ１１２には、例えばメインメモリ及び補助メモリが含まれる。メインメモリは、例えばＲＡＭである。メインメモリは、プロセッサ１１１のワークエリアとして使用される。
　補助メモリは、例えば磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。補助メモリには、情報端末１１０を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてプロセッサ１１１によって実行される。
　また、補助メモリは、情報端末１１０から取り外し可能な可搬型のメモリを含んでもよい。可搬型のメモリには、ＵＳＢフラッシュドライブやＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカードなどのメモリカードなどがある。
　通信インタフェース１１３は、情報端末１１０の外部（例えばインタフェースアダプタ４）との間で通信を行う通信インタフェースである。例えば、通信インタフェース１１３は、インタフェースアダプタ４の映像出力端子４ｂと通信ケーブルを介して接続可能な端子を有する有線通信インタフェースである。又は、通信インタフェース１１３は、インタフェースアダプタ４との間で無線通信が可能な無線通信インタフェースであってもよい。通信インタフェース１１３は、プロセッサ１１１によって制御される。
　ユーザインタフェース１１４は、例えば、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスや、ユーザへ情報を出力する出力デバイス等を含む。例えば、入力デバイス及び出力デバイスは、タッチパネルとして構成された表示部７ａにより実現される。また、ユーザインタフェース１１４は、入力デバイスとして、キーやリモコン等を含んでもよい。また、ユーザインタフェース１１４は、出力デバイスとして、スピーカやバイブレータ等を含んでもよい。ユーザインタフェース１１４は、プロセッサ１１１によって制御される。
　例えば、ユーザインタフェース１１４に含まれるタッチパネルは、インタフェースアダプタ４から通信インタフェース１１３を介して受信した画像データを表示する。これにより、スコープ１の撮像センサ２３により得られた撮像信号に基づく画像を、医師等のユーザに対して表示することができる。
　また、ユーザインタフェース１１４に含まれるタッチパネルは、スコープ１の撮像センサ２３による撮像の指示や、スコープ１の光源装置５による照明光の照射の指示をユーザ操作により受け付ける。ユーザインタフェース１１４が受け付けたユーザ操作を示す制御信号は、通信インタフェース１１３を介してインタフェースアダプタ４のシステム制御部４４へ送信される。システム制御部４４は、受信した制御信号に基づいて、スコープ１の撮像センサ２３による撮像の制御や、スコープ１の光源装置５による照明光の照射の制御を行う。
（測光処理及び露出制御の詳細例）
　図１２は、システム制御部４４が行う測光処理及び露出制御の詳細例を説明するためのフローチャートである。以下では、システム制御部４４がＦＰＧＡのみで構成される場合を想定して、測光処理及び露出制御の詳細例を説明する。また、以下では、撮像センサ２３に設定可能な複数の露光時間のそれぞれを、対数変換ルックアップテーブル（以下、第１ＬＵＴと記載）によって対数空間の情報に変換した値を露光時間ＳＳと記載し、信号処理部４２により行われる増幅処理で用いる設定可能な複数の増幅率（デジタルゲイン）のそれぞれを、第１ＬＵＴによって対数空間の情報に変換した値を増幅率ＤＧと記載する。第１ＬＵＴは、例えば、ｙ＝Ｌｏｇ（ｘ）×ａの式にしたがって生成されている。この式において、ａは所定の係数、ｘは変換前の数値、ｙは変換後の数値である。
　システム制御部４４は、信号処理部４２により増幅処理される前の撮像画像信号を取得すると（ステップＳ１）、その撮像画像信号に対して所定の測光方式により測光演算を行って明るさＹＡを導出し、その明るさＹＡに現在設定されている上記増幅処理時の増幅率を乗じることで、明るさＹを導出する（ステップＳ２）。測光方式は、特に限定されるものではないが、内視鏡の場合には、例えば、撮像画像信号の中央部と周辺部とで重み付けを変えて測光値を得る方式を好ましく用いることができる。この場合には、測光値の導出に必要な画像特徴量の導出のために、以下の式（１）の演算が行われる。
　画像特徴量
＝｛α×中央部輝度値＋（１００－α）×周辺部輝度値｝÷１００　・・（１）
　式（１）のαは、中央部と周辺部の重み付けを変えるための係数であり、システム側で決められる固定値でもよいし、撮像モードやユーザの好み等によって複数の値から選択される可変値であってもよい。
　式（１）に示す除算式は、ビットシフト演算を活用することで、以下の式（２）のように、除算を含まない演算式に置換できる。βは、αに対応した係数である。
　画像特徴量
＝｛β×中央部輝度値＋（２５６－β）×周辺部輝度値｝＞＞８　・・（２）
　式（１）のαが例えば２０であれば、式（２）のβは５１となる。
　式（１）のαが例えば４０であれば、式（２）のβは１０２となる。
　式（１）のαが例えば６０であれば、式（２）のβは１５４となる。
　式（１）のαが例えば８０であれば、式（２）のβは２０５となる。
　システム制御部４４は式（１）と式（２）のどちらによって画像特徴量を導出してもよいが、システム制御部４４をＦＰＧＡのみで構成する場合には、ステップＳ２において、式（２）に示す演算によって画像特徴量を導出し、その画像特徴量を用いて、明るさＹ（測光値）を導出することが好ましい。式（２）に示す演算は、除算を含まず、加算と乗算のみで行われる。このため、ＦＰＧＡの回路規模を削減したり、ＦＰＧＡによる演算速度を向上させたりすることができる。
　ステップＳ２で明るさＹを導出した後、システム制御部４４は、その明るさＹに基づいて、画像データを目標明るさＹｔにするために必要な露出変化量ΔＥＶを導出する（ステップＳ３）。露出変化量ΔＥＶの導出は、例えば以下の式（３）の演算により導出できる。
　露出変化量ΔＥＶ＝目標明るさＹｔ÷明るさＹ　・・（３）
　式（３）は、目標明るさＹｔと明るさＹをそれぞれ対数空間の情報に変換することで、以下の式（４）のように、除算を含まない演算式に置換できる。［Ｌｏｇ］は、対数空間の情報であることを示す。
　露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］
＝目標明るさＹｔ［Ｌｏｇ］－明るさＹ［Ｌｏｇ］　・・（４）
　目標明るさＹｔ［Ｌｏｇ］は、目標明るさＹｔを第１ＬＵＴによって対数空間の情報に変換した値である。明るさＹ［Ｌｏｇ］は、明るさＹを第１ＬＵＴによって対数空間の情報に変換した値である。
　式（４）に示す演算は、除算を含まず、減算のみで行われる。換言すると、式（４）に示す演算は、除算と減算のうちの減算のみで行われる。このため、システム制御部４４をＦＰＧＡのみで構成する場合に、ＦＰＧＡの回路規模を削減したり、ＦＰＧＡによる演算速度を向上させたりすることができる。
　ここでは、システム制御部４４がＦＰＧＡのみで構成されることを想定しているため、ステップＳ３において、システム制御部４４は、第１ＬＵＴにより、明るさＹを明るさＹ［Ｌｏｇ］に変換し、目標明るさＹｔを目標明るさＹｔ［Ｌｏｇ］に変換し、目標明るさＹｔ［Ｌｏｇ］から明るさＹ［Ｌｏｇ］を減算して、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］を導出する。露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］は、その値が大きいほど、画像データが目標明るさＹｔに対してより暗いことを意味する。
　次に、システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］の大きさに応じて、複数の露光時間ＳＳの中から１つを選択する（ステップＳ４）。例えば、システム制御部４４は、ゼロ以上の露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］をその大きさによって複数の範囲に分割する。
　図１３は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］の大きさと、露光時間ＳＳ及び増幅率ＤＧとの関係を説明する模式図である。図１３の各グラフは縦軸で上にいくほど数値が大きいことを表す。図１３では、露光時間ＳＳを６つ設定可能な場合の例を示している。なお、連続して取得される画像データにより構成される観察画像が自然なものとなるように、一例として、露光時間ＳＳの上限値は（１／３８）秒とし、下限値は（１／８００）秒とすることが好ましい。
　図１３の例では、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］の小さい方から順に、範囲ＲＧ１、範囲ＲＧ２、範囲ＲＧ３、範囲ＲＧ４、範囲ＲＧ５、範囲ＲＧ６、及び範囲ＲＧ７が設定されている。ステップＳ４において、システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ１及び範囲ＲＧ２に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの最も小さい値（下限値）を選択する。システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ３に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの２番目に小さい値を選択する。システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ４に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの３番目に小さい値を選択する。システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ５に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの４番目に小さい値を選択する。システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ６に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの５番目に小さい値を選択する。システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ７に属する場合には、６つの露光時間ＳＳのうちの最大値（露光時間ＳＳの上限値）を選択する。
　図１３に示す範囲ＲＧ１は、これ以上露出を減らすことができない範囲であり、生成されている画像データが目標明るさＹｔ以上の明るさとなっている範囲である。露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ１に属している場合には、露光時間ＳＳは下限値が選択され、増幅率ＤＧは基準値（例えば１倍相当）が選択される。
　ステップＳ４にて露光時間ＳＳを選択後、システム制御部４４は、下記の式（５）の演算により、増幅率ＤＧを導出する（ステップＳ５）。
　増幅率ＤＧ＝露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］－露光時間ＳＳ　・・（５）
　なお、式（５）の各数値を対数空間の情報から実数空間の情報に変換すると、下記式（６）が得られる。
　増幅率ＤＧ［実数］
＝露出変化量ΔＥＶ［実数］÷露光時間ＳＳ［実数］　・・（６）
　本形態においては、照明光の光量が一定であり、露出値は増幅率と露光時間の掛け算で決まるため、上記式（６）が成り立つ。そして、この式（６）の各値を対数空間の情報に変換すると、式（５）が成り立つ。したがって、式（５）の演算により、増幅率ＤＧを求めることができる。このように、ステップＳ５においても、除算と減算のうち減算のみが行われる。このため、システム制御部４４の回路規模削減と増幅率ＤＧの導出速度の向上が可能になる。
　図１３の例では、システム制御部４４は、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ７の各範囲にある場合には、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が大きいほど、増幅率ＤＧを大きい値に決定する。また、範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６においては、増幅率ＤＧは、基準値から、増幅率ＤＧの上限値よりも小さい既定値までの範囲で変更される。さらに、範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６においては、範囲ＲＧ１に近い範囲ほど、増幅率ＤＧの変動幅（基準値と上記既定値の差）が大きくなっている。一方、範囲ＲＧ７においては、増幅率ＤＧは、基準値と上限値の間で変更される。
　ステップＳ５にて増幅率ＤＧを導出した後、システム制御部４４は、ステップＳ４にて選択した露光時間ＳＳを、ルックアップテーブルを用いて、撮像センサ２３の設定値に変換し、その設定値を撮像センサ２３のレジスタに設定する（ステップＳ６）。これにより、次の撮像フレームにおいては、撮像センサ２３の露光時間が、ステップＳ４で選択された露光時間ＳＳに相当する値となる。
　また、システム制御部４４は、ステップＳ５にて導出した増幅率ＤＧを、ルックアップテーブルを用いて、信号処理部４２の設定値に変換し、その設定値を信号処理部４２のレジスタに設定する（ステップＳ７）。これにより、次の撮像フレームにおいては、増幅処理時の撮像信号の増幅率が、ステップＳ５で導出された増幅率ＤＧに相当する値となる。
　図１３に示したように、撮像センサ２３の露光時間は、画像データの明るさＹに基づいて離散的に変更され、増幅処理時の増幅率は、画像データの明るさＹに基づいて連続的に変更される。露光時間が離散的に変更されることで、撮像センサ２３のコストやその制御コストを下げることができる。一方、増幅率については連続的に変更可能なことで、画像データの明るさを細かく調整でき、携帯型情報端末７に表示される画像の品質を高めることができる。
　また、図１３の例では、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６に向かうにしたがって、増幅率ＤＧの最大値が小さくなっている。例えば、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ６である場合には、画像データが暗く、増幅率を高めるとノイズが目立つ可能性がある。したがって、このような状況では、増幅率の変更幅を小さくすることで、信号対雑音比を向上できる。露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ７にある場合には、露光時間ＳＳが上限値に達しているため、増幅率ＤＧを増加させる以外に露出増加が不可能であるため、増幅率ＤＧを基準値から上限値までの間で変化させることで、非常に暗い撮像環境であっても、画像データを目標明るさに近づけることができる。
　なお、図１３の例では、範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６のそれぞれにおいて、露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］の大きさに応じて増幅率ＤＧが変化するものとしているが、これに限らない。例えば、範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６のそれぞれにおいて、増幅率ＤＧは基準値（１倍相当）のままとしてもよい。このようにした場合には、範囲ＲＧ１から範囲ＲＧ６までの広い範囲において、信号対雑音比を向上させることができる。
　（画像処理の好ましい形態）
　信号処理部４２は、第１閾値ＴＨ１以下となる画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値がその画素値よりも大きくなり、第１閾値ＴＨ１を超える画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値がその画素値と一致する状態となるように、上述したガンマ補正処理を行って画像データを生成することが好ましい。
　図１４は、ガンマ補正処理を説明するための模式図である。グラフ５１は、表示部７ａのガンマ特性（例えばγ＝２．２）を示すものである。グラフ５１における破線で示す直線は、入力と出力が正比例の関係となる理想特性を示している。一般に、ガンマ補正を行う場合には、グラフ５１のガンマ特性を考慮して、補正後の画像データの画素値を表示部７ａに入力したときに、その画素値と、その画素値の出力値（表示輝度値）とが一致するように、グラフ５２に示した補正データＣ１を用いて、補正前の画像データにガンマ補正を行う。
　本形態では、例えば、グラフ５２に示した補正データＣ２を用いて補正前の画像データにガンマ補正を行う。グラフ５３は、補正データＣ２にしたがってガンマ補正して得た画像データの画素値（入力値）と、その画素値を表示部７ａに入力した場合の表示部７ａの出力値との関係を示すものである。
　グラフ５３に示すように、ガンマ補正後の画像データの出力階調特性は、画素値が第１閾値ＴＨ１を超える範囲では理想特性の直線と略一致し、画素値が第１閾値ＴＨ１以下の範囲では理想特性の直線よりも高い側にずれている。つまり、ガンマ補正後の画像データにおいて、第１閾値ＴＨ１以下となる画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値はその画素値よりも大きくなり、第１閾値ＴＨ１を超える画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値は、その画素値と一致する状態となっている。
　グラフ５３には、ガンマ補正後の画像データの画素値のうち、最小値（＝０）から第１閾値ＴＨ１よりも小さい第２閾値ＴＨ２までの範囲を第１範囲Ｒ１とし、第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２の間の第３閾値ＴＨ３から第２閾値ＴＨ２までの範囲を第２範囲Ｒ２として、これら閾値と範囲が示されている。
　ガンマ補正後の画像データは、第２範囲Ｒ２の画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値とその画素値との差が、第１範囲Ｒ１の画素値を表示部７ａに入力したときの表示部７ａの出力値とその画素値との差よりも大きくなっている。つまり、ガンマ補正後の画像データは、画素値が非常に小さく、非常に暗い領域（画素値が第１範囲Ｒ１の領域）と、画素値が少し小さく、少し暗い領域（画素値が第２範囲Ｒ２の領域）と、では、少し暗い領域が相対的に明るく表示されることになる。
　図１５は、スコープ１が気管支用内視鏡である場合に表示部７ａに表示される画像の一例を示す模式図である。図１５は、ガンマ補正後の画像データの出力階調特性が理想特性である場合の例を示す。表示画像７０には、太管７３と、細管７１と、細管７１の内側の分岐管７２と、が示されている。細管７１の明るさは、分岐管７２よりは明るいが、２つの明るさの差は極僅かとなっている。
　図１６は、グラフ５３に示す実線の出力階調特性となるようガンマ補正された画像データの表示例を示す図である。細管７１と分岐管７２では、相対的に明るい細管７１の方がより明るく表示される。この結果、細管７１内に見える分岐管７２の状態を、図１５と比較して視認しやすくなる。
　なお、信号処理部４２は、グラフ５３の実線で示す出力階調特性となる画像データを生成するために、グラフ５２の補正データＣ２を用いなくてもよい。例えば、補正データＣ１によってガンマ補正し、更に、図１７に示すゲイン補正テーブルにしたがって、小さい画素値に対して１倍よりも大きなゲインをかけることで、グラフ５３に示した出力階調特性が得られるようにしてもよい。より好ましくは、補正データＣ１によってガンマ補正し、更に、画素値を輝度値に変換し、図１７に示すゲイン補正テーブルにしたがって、所定の値より小さな輝度値に対して１倍よりも大きなゲインをかけることで、グラフ５３に示した出力階調特性が得られるようにしてもよい。
　以上の説明では、信号処理部４２が行う増幅処理に用いる増幅率を変更することで、撮像センサ２３による撮像感度を変更するものとしたが、例えば、撮像センサ２３に含まれるアナログ信号を増幅する増幅器の増幅率を変更して撮像感度を変更する構成としてもよい。
　以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１）
　撮像センサ（撮像センサ２３）及び上記撮像センサによる撮像のための照明光を生成する光源装置（光源装置５）を含むスコープ（スコープ１）と通信するための第１通信インタフェース（第１通信インタフェース４１）と、
　携帯型情報端末と通信するための第２通信インタフェース（第２通信インタフェース４３）と、
　プロセッサ（システム制御部４４及び信号処理部４２）と、を備え、
　上記プロセッサは、
　上記照明光の光量を一定に制御した状態で上記撮像センサにより撮像を実行させ、
　上記撮像センサにより得られた撮像画像信号を上記携帯型情報端末が表示可能な画像データに変換し、上記画像データを上記携帯型情報端末へ送信し、
　上記撮像画像信号に基づいて上記画像データの明るさを導出し、
　上記明るさに基づいて、上記撮像センサによる撮像感度と上記撮像センサの露光時間を制御する、インタフェースアダプタ。
　（１）によれば、照明光の光量が一定の状態で、撮像感度と露光時間の２つのパラメータの調整によって露出制御が行われる。露出制御のための調整対象が２つに絞られるため、プロセッサに高度な能力が不要となる。この結果、第２通信インタフェースによって接続した汎用の携帯型情報端末によって、スコープで撮像して得られる画像を表示して確認できるシステムを低コストで実現できる。また、インタフェースアダプタの小型軽量化も可能となる。
（２）
　（１）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記露光時間を上限値に制御する場合（露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲Ｒ７の場合）には、上記露光時間を上記上限値未満に制御する場合（露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ２から範囲ＲＧ６の場合）と比べて、上記撮像感度の変動幅を大きくする、インタフェースアダプタ。
　（２）によれば、露光時間が上限値に達するまでは、撮像感度の変動幅が小さくなるため、撮像信号の信号対雑音比を向上させることができる。一方で、露光時間が上限値に達してからは、撮像感度の変動幅を大きくできるため、暗い被写体を明るく撮像できる。
（３）
　（２）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記露光時間を離散的に変化させ、上記撮像感度を連続的に変化させる、インタフェースアダプタ。
　（３）によれば、撮像センサとして能力の高いもの（露光時間の制御が細かく実施できるもの）が不要となるため、スコープの製造コスト低減や、スコープの制御内容の簡素化によるインタフェースアダプタの製造コスト低減が可能となり、システムの構築コストを低減できる。
（４）
　（２）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記明るさの複数の範囲（露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］が範囲ＲＧ２からＲＧ７となる明るさの各範囲）毎に上記露光時間を異なる値に設定し、上記露光時間を上記上限値未満に制御する状態では、上記明るさに応じて、上記撮像感度を基準値（増幅率ＤＧ＝１倍）から上記撮像感度の上限値よりも低い値の間で変化させる、インタフェースアダプタ。
　（４）によれば、撮像センサとして能力の高いもの（露光時間の制御が細かく実施できるもの）が不要となるため、スコープの製造コスト低減や、スコープの制御内容の簡素化によるインタフェースアダプタの製造コスト低減が可能となり、システムの構築コストを低減できる。また、任意の露光時間が設定されている状態でも、撮像感度を変化させることで、被写体に合わせて露出を細かく調整でき、画像データの品質を向上できる。
（５）
　（１）から（４）のいずれかに記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記撮像センサから出力されるデジタルの上記撮像画像信号を増幅する増幅処理を行い、
　上記撮像感度は、上記増幅処理で設定される増幅率である、インタフェースアダプタ。
　（５）によれば、画像データの明るさをデジタル信号の増幅によって制御できるため、撮像センサ内部でアナログの信号を増幅する際の増幅率を制御する場合と比べると、露出制御を高精度に行うことができる。また、アナログ信号の増幅性能の高い撮像センサが不要となるため、スコープの製造コストを低減できる。
（６）
　（１）から（５）のいずれかに記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスである、インタフェースアダプタ。
　（６）によれば、インタフェースアダプタのコストを低減して、システムの構築コストを低減できる。
（７）
　（６）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記明るさ（明るさＹ）を目標明るさ（目標明るさＹｔ）に近づけるための上記撮像感度と上記露光時間の組み合わせの決定に必要な演算処理として、除算と減算のうち上記減算のみを行う、インタフェースアダプタ。
　（７）によれば、撮像感度と露光時間の決定のために除算が行われないため、プロセッサの回路規模削減や演算時間削減が可能となる。この結果、インタフェースアダプタの製造コストを低減できる。
（８）
　（７）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記撮像センサに設定可能な複数の露光時間のそれぞれを対数変換した値を露光時間対数値（露光時間ＳＳ）とし、
　上記プロセッサは、
　上記目標明るさの対数変換値（目標明るさＹｔ［Ｌｏｇ］）から上記明るさの対数変換値（明るさＹ［Ｌｏｇ］）を減算して第１減算値（露出変化量ΔＥＶ［Ｌｏｇ］）を導出し、
　上記第１減算値の大きさに応じて複数の上記露光時間対数値から１つを選択し、
　上記第１減算値から、上記選択した上記露光時間対数値を減算して第２減算値（増幅率ＤＧ［Ｌｏｇ］）を導出し、
　上記選択した上記露光時間対数値を、変換テーブル（ルックアップテーブル）を用いて上記露光時間の設定値に変換し、上記第２減算値を、変換テーブル（ルックアップテーブル）を用いて上記撮像感度の設定値に変換する、インタフェースアダプタ。
　（８）によれば、撮像感度と露光時間の決定のために除算処理が行われないため、プロセッサの回路規模削減や演算時間削減が可能となる。
（９）
　（６）から（８）のいずれかに記載のインタフェースアダプタであって、
　上記プロセッサは、上記明るさの判定に必要な演算をビットシフト演算によって行う、インタフェースアダプタ。
　（９）によれば、明るさの判定のために除算処理が不要となるため、プロセッサの回路規模削減や演算時間削減が可能となる。
（１０）
　（１）から（９）のいずれかに記載のアダプタであって、
　上記プロセッサは、
　上記撮像画像信号を上記画像データに変換する処理として、上記携帯型情報端末の表示部（表示部７ａ）のガンマ特性に基づくガンマ補正処理を行い、
　上記ガンマ補正処理においては、第１閾値（第１閾値ＴＨ１）以下となる画素値を上記表示部に入力したときの上記表示部の出力値がその画素値よりも大きくなり、上記第１閾値を超える画素値を上記表示部に入力したときの上記表示部の出力値がその画素値と一致する状態となる上記画像データを生成する、インタフェースアダプタ。
　（１０）によれば、撮像センサにより撮像された画像の特定部位が暗い場合に、例えばその暗い部分を表示装置の階調特性によらずに明るくすることが可能となる。このため、スコープを用いた検査を効率よく、高精度に実施できる。
（１１）
　（１０）に記載のインタフェースアダプタであって、
　上記画像データの画素値のうち、最小値から上記第１閾値よりも小さい第２閾値（第２閾値ＴＨ２）までの範囲を第１範囲（第１範囲Ｒ１）とし、上記第１閾値と上記第２閾値の間の第３閾値（第３閾値ＴＨ３）から上記第２閾値までの範囲を第２範囲（第２範囲Ｒ２）とし、
　上記プロセッサは、上記ガンマ補正処理においては、上記第２範囲の画素値を上記表示部に入力したときの上記表示部の出力値とその画素値との差が、上記第１範囲の画素値を上記表示部に入力したときの上記表示部の出力値とその画素値との差よりも大きくなる上記画像データを生成する、インタフェースアダプタ。
　（１１）によれば、画像データにおける暗い領域であって明暗差が僅かにあるような複数の領域が存在している場合に、この複数の領域のうち、より明るい領域が明るく表示されるようになるため、この複数の領域の境界が視認しやすくなる。例えば、気管支用のスコープを用いる場合に、前方で気管が２つに枝分かれしている場合に、この２つの分岐箇所を明確に視認できるようになる。
（１２）
　（１）から（１１）のいずれかに記載のインタフェースアダプタであって、
　上記携帯型情報端末を収容可能なフレーム（フレーム８）に固定される、インタフェースアダプタ。
（１３）
　（１）から（１１）のいずれかに記載のインタフェースアダプタと、
　上記携帯型情報端末を収容可能なフレーム（フレーム８）と、
　上記スコープと、を備え、
　上記フレームに上記インタフェースアダプタが固定される、内視鏡システム（内視鏡システム１００）。
　以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２３年２月２２日出願の日本特許出願（特願２０２３－０２５９２４）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　１　スコープ
　４　インタフェースアダプタ
　４ａ　映像入力端子
　４ｂ　映像出力端子
　５　光源装置
　７　携帯型情報端末
　７ａ　表示部
　８　フレーム
　１０　挿入部
　１０Ａ　軟性部
　１０Ｂ　湾曲部
　１０Ｃ　先端部
　１１　操作部
　１３　通信ケーブル
　２２　レンズ群
　２３　撮像センサ
　２５，１１２　メモリ
　２６，１１３　通信インタフェース
　４１　第１通信インタフェース
　２７　撮像駆動部
　４２　信号処理部
　４３　第２通信インタフェース
　４４　システム制御部　５０　照明用レンズ
　８１　フロントカバー
　８１ａ　開口部
　８２　リアケース
　８２ａ　ケーブル差込孔蓋
　８２ｂ　表記視認孔
　８２ｃ　スタンド
　１００　内視鏡システム
　１１０　情報端末
　１１１　プロセッサ
　１１４　ユーザインタフェース
　１１９　バス
　ＲＧ１～ＲＧ７　範囲
　５１、５２、５３　グラフ
　Ｃ１、Ｃ２　補正データ
　Ｒ１　第１範囲
　Ｒ２　第２範囲
　７０　表示画像
　７１　細管
　７２　分岐管
　７３　太管

Claims (13)

  1. 　撮像センサ及び前記撮像センサによる撮像のための照明光を生成する光源装置を含むスコープと通信するための第１通信インタフェースと、
    　携帯型情報端末と通信するための第２通信インタフェースと、
    　プロセッサと、を備え、
    　前記プロセッサは、
    　前記照明光の光量を一定に制御した状態で前記撮像センサにより撮像を実行させ、
    　前記撮像センサにより得られた撮像画像信号を前記携帯型情報端末が表示可能な画像データに変換し、前記画像データを前記携帯型情報端末へ送信し、
    　前記撮像画像信号に基づいて前記画像データの明るさを導出し、
    　前記明るさに基づいて、前記撮像センサによる撮像感度と前記撮像センサの露光時間を制御する、インタフェースアダプタ。
  2. 　請求項１に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記露光時間を上限値に制御する場合には、前記露光時間を前記上限値未満に制御する場合と比べて、前記撮像感度の変動幅を大きくする、インタフェースアダプタ。
  3. 　請求項２に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記露光時間を離散的に変化させ、前記撮像感度を連続的に変化させる、インタフェースアダプタ。
  4. 　請求項２に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記明るさの複数の範囲毎に前記露光時間を異なる値に設定し、前記露光時間が前記上限値未満に設定される状態では、前記明るさに応じて、前記撮像感度を基準値から前記撮像感度の上限値よりも低い値の間で変化させる、インタフェースアダプタ。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記撮像センサから出力されるデジタルの前記撮像画像信号を増幅する増幅処理を行い、
    　前記撮像感度は、前記増幅処理で設定される増幅率である、インタフェースアダプタ。
  6. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスである、インタフェースアダプタ。
  7. 　請求項６に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記明るさを目標明るさに近づけるための前記撮像感度と前記露光時間の組み合わせの決定に必要な演算処理として、除算と減算のうち前記減算のみを行う、インタフェースアダプタ。
  8. 　請求項７に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記撮像センサに設定可能な複数の露光時間のそれぞれを対数変換した値を露光時間対数値とし、
    　前記プロセッサは、
    　前記目標明るさの対数変換値から前記明るさの対数変換値を減算して第１減算値を導出し、
    　前記第１減算値の大きさに応じて複数の前記露光時間対数値から１つを選択し、
    　前記第１減算値から、前記選択した前記露光時間対数値を減算して第２減算値を導出し、
    　前記選択した前記露光時間対数値を、変換テーブルを用いて前記露光時間の設定値に変換し、前記第２減算値を、変換テーブルを用いて前記撮像感度の設定値に変換する、インタフェースアダプタ。
  9. 　請求項６に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記プロセッサは、前記明るさの判定に必要な演算をビットシフト演算によって行う、インタフェースアダプタ。
  10. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のアダプタであって、
    　前記プロセッサは、
    　前記撮像画像信号を前記画像データに変換する処理として、前記携帯型情報端末の表示部のガンマ特性に基づくガンマ補正処理を行い、
    　前記ガンマ補正処理においては、第１閾値以下となる画素値を前記表示部に入力したときの前記表示部の出力値が当該画素値よりも大きくなり、前記第１閾値を超える画素値を前記表示部に入力したときの前記表示部の出力値が当該画素値と一致する状態となる前記画像データを生成する、インタフェースアダプタ。
  11. 　請求項１０に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記画像データの画素値のうち、最小値から前記第１閾値よりも小さい第２閾値までの範囲を第１範囲とし、前記第１閾値と前記第２閾値の間の第３閾値から前記第２閾値までの範囲を第２範囲とし、
    　前記プロセッサは、前記ガンマ補正処理においては、前記第２範囲の画素値を前記表示部に入力したときの前記表示部の出力値と当該画素値との差が、前記第１範囲の画素値を前記表示部に入力したときの前記表示部の出力値と当該画素値との差よりも大きくなる前記画像データを生成する、インタフェースアダプタ。
  12. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のインタフェースアダプタであって、
    　前記携帯型情報端末を収容可能なフレームに固定される、インタフェースアダプタ。
  13. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のインタフェースアダプタと、
    　前記携帯型情報端末を収容可能なフレームと、
    　前記スコープと、を備え、
    　前記フレームに前記インタフェースアダプタが固定される、内視鏡システム。
PCT/JP2023/045789 2023-02-22 2023-12-20 内視鏡システム及びインタフェースアダプタ Ceased WO2024176602A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025502137A JPWO2024176602A1 (ja) 2023-02-22 2023-12-20
CN202380094171.2A CN120693097A (zh) 2023-02-22 2023-12-20 内窥镜系统及接口适配器
DE112023005845.8T DE112023005845T5 (de) 2023-02-22 2023-12-20 Endoskopsystem und schnittstellenadapter
US19/300,687 US20250375094A1 (en) 2023-02-22 2025-08-15 Endoscope system and interface adapter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-025924 2023-02-22
JP2023025924 2023-02-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US19/300,687 Continuation US20250375094A1 (en) 2023-02-22 2025-08-15 Endoscope system and interface adapter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024176602A1 true WO2024176602A1 (ja) 2024-08-29

Family

ID=92500876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/045789 Ceased WO2024176602A1 (ja) 2023-02-22 2023-12-20 内視鏡システム及びインタフェースアダプタ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250375094A1 (ja)
JP (1) JPWO2024176602A1 (ja)
CN (1) CN120693097A (ja)
DE (1) DE112023005845T5 (ja)
WO (1) WO2024176602A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000330037A (ja) * 1999-05-24 2000-11-30 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用写真撮影装置
JP2017528177A (ja) * 2014-07-02 2017-09-28 ゼノコア インコーポレイテッド ボアスコープ並びに関係する方法及びシステム
CN111948798A (zh) * 2020-08-21 2020-11-17 微创（上海）医疗机器人有限公司 内窥镜系统及用于检测内窥镜的末端与组织接触的方法
JP2021065280A (ja) * 2019-10-18 2021-04-30 Hoya株式会社 内視鏡システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000330037A (ja) * 1999-05-24 2000-11-30 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用写真撮影装置
JP2017528177A (ja) * 2014-07-02 2017-09-28 ゼノコア インコーポレイテッド ボアスコープ並びに関係する方法及びシステム
JP2021065280A (ja) * 2019-10-18 2021-04-30 Hoya株式会社 内視鏡システム
CN111948798A (zh) * 2020-08-21 2020-11-17 微创（上海）医疗机器人有限公司 内窥镜系统及用于检测内窥镜的末端与组织接触的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024176602A1 (ja) 2024-08-29
DE112023005845T5 (de) 2025-12-04
CN120693097A (zh) 2025-09-23
US20250375094A1 (en) 2025-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6109456B1 (ja) 画像処理装置および撮像システム
JP5669997B1 (ja) 撮像装置
US20170238791A1 (en) Endoscope system
JP2009104547A (ja) 画像処理装置、画像処理システムおよび画像処理プログラム
US20100201840A1 (en) Image pickup device, image processing method, and storage medium
JP5244164B2 (ja) 内視鏡装置
US10939801B2 (en) Electronic endoscope system
JP2009240531A (ja) 撮影装置
JPWO2016104386A1 (ja) 内視鏡システム
JP2018138139A (ja) 医療用撮像装置、及び医療用観察システム
WO2024176602A1 (ja) 内視鏡システム及びインタフェースアダプタ
US10462440B2 (en) Image processing apparatus
US11160443B2 (en) Electronic endoscope device for changing observation image brightness
WO2020039716A1 (ja) 医療用制御装置及び医療用観察装置
CN110168604B (zh) 图像处理装置、图像处理方法和存储介质
JP2009105844A (ja) 画像処理装置、画像処理システムおよび画像処理プログラム
JP7587991B2 (ja) 医療用制御装置及び医療用観察システム
JP2009077156A (ja) 画像表示装置、画像表示方法、及び、リモートコントローラー
JP2010051372A (ja) 内視鏡のプロセッサ装置及び内視鏡画像のマスク処理方法
WO2021171427A1 (ja) 制御装置、内視鏡および制御方法
JP5156560B2 (ja) 電子内視鏡システム
JP4827414B2 (ja) 電子内視鏡システムとファイリングシステム
WO2023021859A1 (ja) 内視鏡システム及びインタフェースアダプタ
WO2026009940A1 (ja) 医療用信号処理システム、医療用信号処理方法、及び信号処理システム
JP2005175888A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23924246

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025502137

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202380094171.2

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112023005845

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202380094171.2

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 112023005845

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23924246

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1