(57)【要約】【課題】内視鏡により取得される画像に対して適切な調光処理を施す。【解決手段】内視鏡システム１０はファイバスコープ２０、ビデオモジュール３０、内視鏡プロセッサ４０を有する。ビデオモジュール３０は撮像素子３１を有する。撮像素子３１はファイバスコープ２０が取得する画像を受光して画像信号を生成する。内視鏡プロセッサ４０は光源ユニット５０、受光領域抽出部６０、システムコントローラ４３を有する。ホワイトバランス初期設定時に生成した画像信号に基づいて、受光領域抽出部６０が受光領域を判別する。通常観察時に、受光領域抽出部６０は画像信号において受光領域と判別した位置における輝度信号成分を抽出し、平均化する。システムコントローラ４３は平均化された輝度信号成分に基づいて、光源ユニット５０に調光処理を実行させる。【選択図】図１
2010207493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入管に入射する被写体の光学像を撮像して、画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子の受光面において、前記光学像を形成する光が照射される領域である受光領域と前記光学像を形成する光が照射されない領域である非受光領域とを判別する第１の領域判別処理を実行する判別部と、
前記第１の領域判別処理の終了後、前記画像信号に基づいてモニタに表示される画像の明るさを、前記受光領域における前記受光面の受光量である第１の受光量に基づいて調整する調光処理を実行する調光制御部とを備える
ことを特徴とする内視鏡調光システム。
【請求項２】
前記判別部は、前記受光面を形成する複数の小領域の受光量である第２の受光量を第１の閾値と比較し、前記第２の受光量が前記第１の閾値を超える前記小領域を前記受光領域と判別し、前記第２の受光量が前記第１の閾値未満である前記小領域を前記非受光領域と判別することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡調光システム。
【請求項３】
前記受光面上の第１の線上に並ぶ複数の前記小領域の前記第２の受光量の最大値と最小値との平均値を前記第１の閾値に定める閾値設定部を備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡調光システム。
【請求項４】
前記閾値設定部は、前記最大値と前記最小値との差が第２の閾値未満である場合に、前記第１の線と異なる第２の線上に並ぶ複数の前記小領域の前記第２の受光量を用いて前記第１の閾値を定めることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡調光システム。
【請求項５】
前記調光制御部は、前記被写体に照射する照明光の光量を調整することにより前記調光処理を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項６】
前記調光制御部は、前記画像信号に乗じるゲインを調整することにより前記調光処理を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項７】
前記第１の領域判別処理の実行指令を入力する入力部を備え、前記判別部は前記第１の領域判別処理の実行指令が入力されるときに、前記第１の領域判別処理を実行することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項８】
前記第１の領域判別処理において前記非受光領域に判別された前記小領域の受光量である第３の受光量を記憶する受光量メモリと、
前記第１の領域判別処理実行後の経過時間を測定するタイマとを備え、
前記判別部は、前記タイマの測定した経過時間が所定の時間を越えるときに、前記受光量メモリに記憶された前記第３の受光量と前記画像信号とに基づいて前記受光領域と前記非受光領域との判別を行う第２の領域判別処理を実行し、
前記調光制御部は、前記第２の判別処理の終了後、前記判別部が更新した前記第１の受光量に基づいて、前記調光処理を実行する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項９】
前記判別部は、前記第２の領域判別処理において、前記第２の受光量が前記第３の受光量に基づいて定められる第３の閾値を超える前記小領域を前記受光領域と判別し、前記第２の受光量が前記第３の閾値未満である前記小領域を前記非受光領域とは判別することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡調光システム。
【請求項１０】
前記第３の閾値は前記第３の受光量をｘ倍（１＜ｘ）した値に定められることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡調光システム。
【請求項１１】
前記第１の領域判別処理において前記非受光領域に判別された前記小領域の前記第２の受光量には調整可能な最大のゲインが乗じられ、前記第３の受光量として記憶され、
前記判別部は、前記タイマの測定した経過時間が前記所定の時間を越えるときに、調整可能な最大のゲインを前記画像信号に乗じ、前記最大のゲインが乗じられた前記画像信号に基づいて前記第２の領域判別処理を実行する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項１２】
前記タイマの測定した経過時間が前記所定の時間を越えるときに、前記撮像素子の露光時間を調整可能な最大露光時間に設定して前記画像信号を生成させる撮像素子制御部を備え、
前記判別部は、前記撮像素子制御部が前記最大露光時間に設定して生成させた前記画像信号に基づいて前記第２の領域判別処理を実行する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡調光システム。
【請求項１３】
前記撮像素子制御部が前記撮像素子の露光時間を前記最大露光時間に設定する前に生成した前記画像信号を格納する画像メモリと、
前記撮像素子が前記最大露光時間に設定された状態で前記画像信号を生成している間、前記画像メモリに格納された前記画像信号を、前記モニタに送信する送信制御部とを備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡調光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバスコープおよび硬性鏡、または電子内視鏡に対して、自動的に適切な調光を実行させる内視鏡調光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡を用いて被写体を観察するには、ハレーションや暗部の少ない画像を取得することが好ましい。例えば、電子内視鏡では、生成した画像信号に基づいて、ハレーションや暗部の生じる領域が広いときに画像処理を禁じたり、照明光量を調光することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ファイバスコープや硬性鏡であっても、アイピースにビデオカメラを取り付けてモニタで画像を観察する内視鏡システムを用いる場合に、生成した画像信号に基づいて、調光が可能である。
【０００４】
前述の画像処理実行の判断や調光処理のために、輝度が検出される。輝度の検出は、様々な種類の電子内視鏡やファイバスコープ用のビデオカメラに接続されるビデオプロセッサにおいて実行される。
【０００５】
ビデオプロセッサに直接あるいは間接的に接続される内視鏡の種類によって、撮像素子の受光面における光学像の受光領域は異なっている。受光領域が接続する内視鏡によって変わる一方で、撮像素子の受光領域全体または所定の一部の範囲における輝度に基づいて、画像処理の実行の判断や調光処理が行われている。
【０００６】
このような調光処理などでは、実際に光が照射されない領域の輝度を用いたり、実際に光が照射されている領域の輝度を用いずに行う調光処理では、観察に適した画像を取得することが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２４７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明では、撮像素子の受光面において実際に光が照射される受光領域が変化しても適切な調光を実行する内視鏡調光システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内視鏡調光システムは、内視鏡の挿入管に入射する被写体の光学像を撮像して画像信号を生成する撮像素子と、撮像素子の受光面において光学像を形成する光が照射される領域である受光領域と光学像を形成する光が照射されない領域である非受光領域とを判別する第１の領域判別処理を実行する判別部と、第１の領域判別処理の終了後画像信号に基づいてモニタに表示される画像の明るさを受光領域における受光面の受光量である第１の受光量に基づいて調整する調光処理を実行する調光制御部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
なお、判別部は受光面を形成する複数の小領域の受光量である第２の受光量を第１の閾値と比較し、第２の受光量が第１の閾値を超える小領域を受光領域と判別し、第２の受光量が第１の閾値未満である小領域を非受光領域と判別することが好ましい。
【００１１】
また、受光面上の第１の線上に並ぶ複数の小領域の第２の受光量の最大値と最小値との平均値を第１の閾値に定める閾値設定部を備えることが好ましい。
【００１２】
また、閾値設定部は最大値と最小値との差が第２の閾値未満である場合に第１の線と異なる第２の線上に並ぶ複数の小領域の第２の受光量を用いて第１の閾値を定めることが好ましい。
【００１３】
また、調光制御部は被写体に照射する照明光の光量を調整することにより調光処理を実行することが好ましい。
【００１４】
また、調光制御部は、前記画像信号に乗じるゲインを調整することにより前記調光処理を実行することが好ましい。
【００１５】
また、第１の領域判別処理の実行指令を入力する入力部を備え、前記判別部は前記第１の領域判別処理の実行指令が入力されるときに、前記第１の領域判別処理を実行することが好ましい。
【００１６】
また、第１の領域判別処理において非受光領域に判別された小領域の受光量である第３の受光量を記憶する受光量メモリと、第１の領域判別処理実行後の経過時間を測定するタイマとを備え、判別部はタイマの測定した経過時間が所定の時間を越えるときに受光量メモリに記憶された第３の受光量と画像信号とに基づいて受光領域と非受光領域との判別を行う第２の領域判別処理を実行し、調光制御部は第２の判別処理の終了後判別部が更新した第１の受光量に基づいて調光処理を実行することが好ましい。
【００１７】
また、判別部は第２の領域判別処理において第２の受光量が第３の受光量に基づいて定められる第３の閾値を超える小領域を受光領域と判別し、第２の受光量が第３の閾値未満である小領域を非受光領域とは判別することが好ましい。
【００１８】
また、第３の閾値は第３の受光量をｘ倍（１＜ｘ）した値に定められることが好ましい。
【００１９】
また、第１の領域判別処理において非受光領域に判別された小領域の第２の受光量には調整可能な最大のゲインが乗じられ第３の受光量として記憶され、判別部はタイマの測定した経過時間が所定の時間を越えるときに調整可能な最大のゲインを画像信号に乗じ最大のゲインが乗じられた画像信号に基づいて第２の領域判別処理を実行することが好ましい。
【００２０】
また、タイマの測定した経過時間が所定の時間を越えるときに撮像素子の露光時間を調整可能な最大露光時間に設定して画像信号を生成させる撮像素子制御部を備え、判別部は撮像素子制御部が最大露光時間に設定して生成させた画像信号に基づいて第２の領域判別処理を実行することが好ましい。
【００２１】
また、撮像素子制御部が撮像素子の露光時間を最大露光時間に設定する前に生成した画像信号を格納する画像メモリと、撮像素子が最大露光時間に設定された状態で画像信号を生成している間画像メモリに格納された画像信号をモニタに送信する送信制御部とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、撮像素子の受光面において実際に光を受光する領域における受光量に基づく調光処理が実行可能である。したがって、受光領域が変化しても適切な調光処理が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態である内視鏡調光システムを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】撮像素子の受光面において受光領域が変わることを説明するための図である。
【図３】撮像素子の受光面における画素の配置図である。
【図４】第１の実施形態の受光領域抽出部の内部構成を示すブロック図である。
【図５】一部の行に並ぶ画素がすべて受光領域に属する状態を示す図である。
【図６】第１の実施形態において、システムコントローラにより実行されるホワイトバランス初期設定時の処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】第１の実施形態において、システムコントローラにより実行される調光処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態である内視鏡調光システムを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態の受光領域抽出部の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態において、システムコントローラにより実行されるホワイトバランス初期設定時の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態において、システムコントローラにより実行される受光領域の自動更新処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡調光システムを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００２５】
内視鏡システム１０は、ファイバスコープ２０、ビデオモジュール３０、内視鏡プロセッサ４０、およびモニタ１１によって構成される。ファイバスコープ２０が、ビデオモジュール３０と内視鏡プロセッサ４０とに光学的に接続される。内視鏡プロセッサ４０は、ビデオモジュール３０とモニタ１１とに電気的に接続される。
【００２６】
内視鏡プロセッサ４０から被写体に照射するための照明光がファイバスコープ２０に供給される。照明光がファイバスコープ２０の挿入管２１の先端まで伝達され、被写体に照射される。照明光に照らされた被写体の反射光による光学像が、挿入管２１の先端からファイバスコープ２０の操作部２２まで伝達される。
【００２７】
操作部２２に伝達された光学像はビデオモジュール３０によって撮像され、光学像に相当する画像信号が生成される。画像信号は、内視鏡プロセッサ４０に送信される。内視鏡プロセッサ４０において、画像信号に所定の信号処理が施される。所定の信号処理の施された画像信号は、モニタ１１に送信される。モニタ１１には、受信した画像信号に相当する画像が表示される。
【００２８】
内視鏡プロセッサ４０には、光源ユニット５０、映像信号処理回路４１、受光領域抽出部６０、画像メモリ４２、システムコントローラ４３（送信制御部）、入力部４４などが設けられる。被写体に照射する照明光が光源ユニット５０からライトガイド２３の入射端に出射される。後述するように、映像信号処理回路４１では、画像信号に対して所定の信号処理が施される。
【００２９】
また、システムコントローラ４３により内視鏡システム１０全体の動作が制御される。キーボード（図示せず）などによって構成される入力部４４へのコマンド入力に基づいて、システムコントローラ４３は内視鏡システム１０全体の動作を制御する。
【００３０】
光源ユニット５０は、ランプ５１、集光レンズ５２、絞り５３、絞り駆動モータ５４、絞り制御回路５５によって構成される。
【００３１】
ランプ５１は、キセノンランプやハロゲンランプであって、白色光を出射する。コネクタ２４によってファイバスコープ２０を内視鏡プロセッサ４０に接続した状態において、ランプ５１とファイバスコープ２０に設けられるライトガイド２３とが光学的に接続される。
【００３２】
ランプ５１とライトガイド２３の入射端との間には、絞り５３および集光レンズ５２が設けられる。絞り５３は開口率を調整可能な開口を有し、絞り駆動モータ５４により開口率を変えることによって、ライトガイド２３への白色光の入射光量を調整することが可能である。絞り駆動モータ５４による開口率の調整は、絞り制御回路５５により実行される。絞り制御回路５５は、後述するように、画像信号に基づいて開口率を調整する。
【００３３】
絞り５３により光量を調整された白色光は集光レンズ５２によって集光され、ライトガイド２３の入射端に入射する。
【００３４】
ファイバスコープ２０は、挿入管２１、操作部２２、接眼部２５、ケーブル２６、およびコネクタ２４などによって形成される。また、ファイバスコープ２０には、ライトガイド２３、イメージガイド２７、配光レンズ２８ｄ、および対物レンズ２８ｏなどが設けられる。
【００３５】
挿入管２１の基端が操作部２２に接続される。操作部２２とコネクタ２４とがケーブル２６によって連結される。操作部２２には、接眼部２５が設けられる。
【００３６】
ライトガイド２３は、コネクタ２４、ケーブル２６、操作部２２、および挿入管２１内部を通るように設けられる。ライトガイド２３の入射端がコネクタ２４に配置され、出射端が挿入管２１の遠位端に配置される。ライトガイド２３の入射端に入射した白色光は、出射端まで伝達される。出射端から出射した光は、配光レンズ２８ｄを透過して挿入管２１の遠位端近辺に照射される。
【００３７】
イメージガイド２７は、挿入管２１および操作部２２内部を通るように設けられる。イメージガイド２７の入射端が挿入管２１の遠位端に配置され、出射端が操作部２２に配置される。白色光が照射された遠位端近辺の被写体の反射光が対物レンズ２８ｏを介して、イメージガイド２７の入射端に入射する。
【００３８】
イメージガイド２７の入射端に入射した光は、出射端まで伝達される。イメージガイド２７の出射端が接眼部２５と光学的に接続されており、イメージガイド２７により伝達された被写体の光学像が接眼部２５において観察可能である。
【００３９】
なお、接眼部２５には、接眼光学系２９が設けられる。接眼光学系２９は、複数のレンズ（図示せず）によって構成される。接眼光学系２９の一部のレンズは光軸に沿って変位させることが可能である。レンズを光軸に沿って変位させることにより、イメージガイド２７の出射端から出射される光学像の倍率を変更可能である。
【００４０】
なお、内視鏡システム１０では、接眼部２５が光学的にビデオモジュール３０に接続される。ビデオモジュール３０は、撮像素子３１、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３２（撮像素子制御部）、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３を有する。イメージガイド２７により伝達された光学像は撮像素子３１の受光面に到達する。
【００４１】
なお、内視鏡システム１０では、多様な種類のファイバスコープ２０または硬性鏡（図示せず）を用いることが可能である。撮像素子３１の受光面上において、接眼部２５から出射される光学像を形成する光が照射される領域である受光領域は、用いられるファイバスコープ２０や硬性鏡によって変わる。
【００４２】
例えば、図２に示すように、撮像素子３１の受光面全体において、第１のファイバスコープ（図示せず）を用いたときには第１の範囲（符号Ｃ１参照）が受光領域となり、第２のファイバスコープ（図示せず）を用いたときには第１の範囲より狭い第２の範囲（符号Ｃ２参照）が受光領域となる。後述するように、内視鏡システム１０では、受光領域と定められた範囲の画像に基づいて、調光処理が実行される。
【００４３】
撮像素子３１は、ＴＧ３２の駆動に基づいて、受光面に到達した光学像を撮像し、画像信号を生成する。なお、ＴＧ３２により、露光時間などを変更することが可能である。撮像素子３１により、例えば１／６０秒毎に、受光する光学像に基づいた画像信号が生成される。
【００４４】
撮像素子３１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に接続されており、生成された画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３により、画像信号にはＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３により相関二重サンプリング処理、およびオートゲインコントロール処理が施される。なお、オートゲインコントロール時に画像信号に乗じられるゲインは変更可能である。
【００４５】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３は、内視鏡プロセッサ１０の映像信号処理回路４１に接続されており、生成した画像信号は映像信号処理回路４１に送信される。
【００４６】
映像信号処理回路４１では、受信した画像信号に対してホワイトバランス調整、色補正、ガンマ補正などの所定の信号処理が施される。所定の信号処理が施された画像信号は画像メモリ４２に格納される。画像メモリ４２に格納された画像信号が、モニタ１１に送信される。前述のように、モニタ１１に画像信号に相当する画像が表示される。モニタ１１への画像信号の送信も１／６０秒毎に行われ、表示される画像を１／６０秒毎に切替えることにより、動画像が表示される。
【００４７】
なお、映像信号処理回路４１では受信した画像信号に基づいて、画像の輝度が検出される。なお、図３に示すように、撮像素子３１の受光面には複数の画素３１ｐ（小領域）が２次元状に配置されており、画素３１ｐ毎の輝度が検出される。なお、図３には、１１×１１の１２１個の画素３１ｐが配置されているが、実際には更に多数の画素３１ｐが配置される。検出された輝度はデータとして受光領域抽出部６０に送信される。
【００４８】
図４に示すように、受光領域抽出部６０には、第２のＤＲＡＭ６１ｂが設けられる。後述するホワイトバランス初期設定時に、用いられているファイバスコープ２０に対する撮像素子３１の受光領域が検出され、受光領域データが第２のＤＲＡＭ６１ｂに格納される。
【００４９】
受光領域抽出部６０において、映像信号処理回路４１から送信される各画素３１ｐの輝度データの中から、受光領域に配置された画素３１ｐの輝度データが抽出され、平均化される。平均化された輝度データがシステムコントローラ４３に送信される。
【００５０】
システムコントローラ４３では、平均化された輝度データのデータレベルが基準値と比較される。なお、システムコントローラ４３にはＥＥＰＲＯＭ（図示せず）が設けられ、基準値データがＥＥＰＲＯＭに製造時に格納される。
【００５１】
算出された輝度の平均値が基準値より高い場合には、システムコントローラ４３は開口率を縮小させるように絞り制御回路５５を制御する。一方、算出された輝度の平均値が基準値未満である場合には、システムコントローラ４３は開口率を拡大させるように絞り駆動回路５５を制御する。
【００５２】
次に、ホワイトバランス初期設定時に行われるＲゲイン、Ｂゲインの算出および受光領域の判別について説明する。
【００５３】
前述のように、多様な種類のファイバスコープ２０を用いて、内視鏡システム１０を形成することが可能である。ファイバスコープ２０のイメージガイド２７の光学特性も、用いるファイバスコープ２０によって変化する。例えば、帯域毎の光の透過率がファイバスコープ２０の種類によって異なることがあり、同じ照明光が照射された被写体の色が用いるファイバスコープ２０によって変わることがある。
【００５４】
内視鏡システム１０では、白い被写体の色が白のままモニタ１１に表示されるようにホワイトバランス調整が行われる。ホワイトバランス調整は、画像信号のＲ信号成分およびＢ信号成分に対して、ファイバスコープ２０毎に定められるＲゲインおよびＢゲインを乗じることにより、実行される。
【００５５】
ＲゲインおよびＢゲインは、内視鏡システム１０起動時におけるホワイトバランス初期設定において算出される。ホワイトバランス初期設定時には、予め使用者により挿入管２１の遠位端にホワイトバランス調整治具（図示せず）が被せられる。
【００５６】
入力部４４にホワイトバランス初期設定実行のコマンドを入力すると、ホワイトバランス初期設定が開始される。ホワイトバランス初期設定を開始すると、システムコントローラ４３は、ランプ５１に白色光を出射させ、ホワイトバランス調整治具の内部に白色光が照射される。
【００５７】
ホワイトバランス調整治具の内部は白色であり、白色光が照射されると白色光が反射される。したがって、撮像素子３１の受光面において受光領域には白色光が照射される。ただし、前述のように、イメージガイド２７の種類により、イメージガイド２７の出射端から出射する白色光の色温度が、入射端に入射する白色光の色温度から変わることがある。
【００５８】
ホワイトバランス初期設定において、映像信号処理回路４１により出射端から出射した白色光の色温度を基準となる白色光の色温度に一致させるＲゲインおよびＢゲインが算出される。映像信号処理回路４１にはＤＲＡＭ（図示せず）が設けられ、算出されたＲゲインデータおよびＢゲインデータがＤＲＡＭに格納される。格納されたＲゲインデータおよびＢゲインデータは、通常の観察時に用いられる。
【００５９】
ホワイトバランス初期設定ではＲゲインおよびＢゲインの算出とは別に、撮像素子３１の受光面における受光領域の判別も行われる。以下に、受光領域抽出部６０の構成とともに、受光領域の判別方法について説明する。
【００６０】
受光領域抽出部６０は、第１、第２のＤＲＡＭ６１ａ、６１ｂ、検出回路６２、第１の判別回路６３ａ（閾値設定部）、第２の判別回路６３ｂ（判別部）、閾値設定回路６４（閾値設定部）、選択回路６５、および平均化回路６６によって構成される。映像信号処理回路４１は、第１のＤＲＡＭ６１ａと選択回路６５とに接続される。ホワイトバランス初期設定時には、映像信号処理回路４１から送信される各画素３１ｐの輝度データは第１のＤＲＡＭ６１ａに格納される。
【００６１】
第１のＤＲＡＭ６１ａは、検出回路６２に接続される。ホワイトバランス初期設定時には、受光面の上端から１／２の行、本実施形態では６行目（図３参照）に配置された１１個の画素３１ｐの輝度データが検出回路６２に送信される。検出回路６２において、１１個の輝度データの中からデータレベルの最大値と最小値とが検出される。
【００６２】
検出回路６２は第１の判別回路６３ａに接続され、検出された最大値データと最小値データとが第１の判別回路６３ａに送信される。第１の判別回路６３ａにおいて、最大値と最小値との差が算出される。さらに、算出された差が適正判別閾値と比較される。なお、第１の判別回路６３ａは第１のＤＲＡＭ６１ａおよび閾値設定回路６４に接続され、比較結果により、第１のＤＲＡＭ６１ａへの指令または閾値設定回路６４へのデータの送信が実行される。
【００６３】
なお、第１の判別回路６３ａはＥＥＰＲＯＭ（図示せず）に接続されており、適正判別閾値データはＥＥＰＲＯＭに格納され、ホワイトバランス初期設定時に第１の判別回路６３ａに読出される。
【００６４】
算出された差が適正判別閾値未満である場合には、第１の判別回路６３ｓは別の行に配置された１１個の画素３１ｐの輝度データを第１のＤＲＡＭ６１ａから検出回路６２に送信させる。例えば、上端から１／２の行（第１の線）に配置された画素３１ｐの輝度データの最大値と最小値との差を適正判別閾値と比較した場合には、上端から１／４の行（第２の線）に配置された画素３１ｐの輝度データを検出回路  に送信させる。あるいは、上端から３／４の行に配置された画素３１ｐの輝度データを検出回路６２に送信させる。
【００６５】
算出された差が適正判別閾値を超える場合には、第１の判別回路６３ａは最大値データと最小値データとが閾値設定回路６４に送信される。閾値設定回路６４において、最大値と最小値との平均値が算出される。算出された平均値が第１の領域判別閾値（第１の閾値）に設定される。
【００６６】
第１の領域判別閾値が設定されると、各画素３１ｐが撮像素子３１の受光面において被写体像を形成する光の照射領域である受光領域と光が照射されない領域である非受光領域とのいずれの領域に配置されているかの判別が開始される。
【００６７】
画像信号はホワイトバランス初期設定時に生成されているので、白色光を受光する受光領域に配置された画素３１ｐの輝度と、非受光領域に配置された画素３１ｐの輝度との差は大きい。それゆえ、受光領域に配置された画素３１ｐの輝度とみなせる最大値と、非受光領域に配置された画素３１ｐの輝度とみなせる最小値との平均値を各画素３１ｐの輝度と比較することにより、各画素３１ｐがいずれの領域に配置されているかを判別可能である。
【００６８】
なお、いずれの受光領域に配置されているかについて高い精度で判別するためには、輝度の最大値が受光領域に配置された画素３１ｐの輝度であって、輝度の最小値が非受光領域に配置された画素３１ｐの輝度であることが必要である。
【００６９】
通常、受光面の所定の行において中央は受光領域となって、両端部が非受光領域となる。しかし、用いるファイバスコープ２０によっては、図５に示すように、上段から１／２の行に配置されたすべての画素３１ｐが受光領域（斜線部参照）に配置されることもあり得る。このような場合には、適切な値を第１の領域判別閾値に設定することが出来なくなる。それゆえ、輝度の最大値と最小値との差が適正判別閾値を比較することにより、受光領域と非受光領域とに配置された画素３１ｐの輝度を確実に用いて、第１の領域判別閾値を設定することが可能になる。
【００７０】
第２の判別回路６３ｂは、第１のＤＲＡＭ６１ａと閾値設定回路６４に接続される。第１の領域判別閾値が設定されると、各画素３１ｐの輝度データが順番に、第１のＤＲＡＭ６１ａから第２の判別回路６３ｂに送信される。また、閾値設定回路６４から第１の領域判別閾値が第２の判別回路６３ｂに読出される。第２の判別回路６３ｂにおいて、各画素３１ｐにおける輝度と第１の領域判別閾値とが比較される。
【００７１】
輝度が第１の領域判別閾値未満である画素３１ｐは、非受光領域に配置された画素３１ｐと判別される。一方、輝度が第１の領域判別閾値を越える画素３１ｐは、受光領域に配置された画素３１ｐであると判別される。
【００７２】
第２の判別回路６３ｂは第２のＤＲＡＭ６１ｂに接続されており、各画素３１ｂに対する判別結果が第２のＤＲＡＭ６１ｂに格納される。全画素３１ｐに対する判別が終わると、ホワイトバランス初期設定における受光領域の判別が終了する。
【００７３】
通常観察時には、映像信号処理回路４１から送信される各画素３１ｐの輝度データは選択回路６５に送信される。選択回路６５では、第２のＤＲＡＭ６１ｂに格納された判別結果に基づいて、受信した輝度データに対応する画素３１ｐが受光領域および非受光領域のいずれに配置されているかを判別する。
【００７４】
選択回路６５は平均化回路６６に接続されており、受光領域に配置された画素３１ｐに対応する輝度データである場合には、輝度データを平均化回路６６に送信する。一方、非受光領域に配置された画素３１ｐに対応する輝度データである場合には、平均化回路６６に送信すること無く破棄される。
【００７５】
１フィールドの画像信号を構成するすべての画素の輝度データの選択回路６５による選択が終了すると、平均化回路６６では受信した輝度データのデータレベルの平均値が算出される。算出された平均値データが前述のように、システムコントローラ４３に送信され、絞り５３の開口率の調整のために用いられる。
【００７６】
次に、システムコントローラ４３によって実行されるホワイトバランス初期設定の処理を図６のフローチャートを用いて説明する。ホワイトバランス初期設定の処理は、入力部４４にホワイトバランス初期設定実行のコマンドを入力するときに開始される。
【００７７】
ステップＳ１００において、システムコントローラ４３はランプ５１に白色光を出射させる。また、絞り５３の開口率が最大となるように、絞り制御回路５５に絞り５３を駆動させる。白色光を光源ユニット５０から出射させると、ステップＳ１０１に進む。
【００７８】
ステップＳ１０１では、システムコントローラ４３は撮像素子３１に１フィールドの画像信号を生成させる。生成された画像信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３を介して映像信号処理回路４１に送信させる。画像信号を映像信号処理回路４１に送信すると、ステップＳ１０２に進む。
【００７９】
ステップＳ１０２において、システムコントローラ４３は映像信号処理回路４１に画像信号のＲＧＢ信号成分の分離を実行させる。ＲＧＢ信号成分を分離させると、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＲＧＢ信号成分に基づいて、ＲゲインおよびＢゲインを算出させる。ＲゲインおよびＢゲインの算出を終えるとステップＳ１０４に進み、ＲゲインおよびＢゲインをＤＲＡＭに格納させる。ＲゲインおよびＢゲインの格納後、ステップＳ１０５に進む。
【００８０】
ステップＳ１０５では、システムコントローラ４３は映像信号処理回路４１に輝度を算出させる。輝度は、分離されたＲＧＢ信号成分に基づいて画素３１ｐ毎に産出される。システムコントローラ４３は、算出した輝度を輝度データとして受光領域抽出部６０に送信させる。輝度データを送信すると、ステップＳ１０６に進む。
【００８１】
ステップＳ１０６では、システムコントローラ４３は輝度データを第１のＤＲＡＭ６１ａに格納させる。１フィールドの画像信号における全画素３１ｐの輝度データを格納させると、ステップＳ１０７に進む。
【００８２】
ステップＳ１０７では、システムコントローラ４３は所定の行に配置された全画素３１ｐの輝度データを第１のＤＲＡＭ６１ａから検出回路６２に送信させる。なお、最初は上段から１／２の行に配置された全画素３１ｐの輝度データが送信される。検出回路６２への送信を終えると、ステップＳ１０８に進む。
【００８３】
ステップＳ１０８では、システムコントローラ４３は、検出回路６２に受信した輝度データの中におけるデータレベルの最大値と最小値とを検出させる。システムコントローラ４３は、最大値データと最小値データとを第１の判別回路６３ａに送信させ、ステップＳ１０９に進む。
【００８４】
ステップＳ１０９において、システムコントローラ４３は、第１の判別回路６３ａに最大値と最小値との差を算出させる。さらに、算出した差が適正判別閾値を超えるか否かを判別させる。算出した差が適正判別閾値以下である場合には、ステップＳ１１０に進む。算出した差が適正判別閾値を超える場合には、ステップＳ１１１に進む。
【００８５】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７において送信された輝度データに対応する画素３１ａの行と異なる行を、輝度データを送信する行に変更する。行の変更後、ステップＳ１０７に戻り、ステップＳ１０９において算出した差が適正判別閾値を超えるまで、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の処理を繰返す。
【００８６】
ステップＳ１１１において、システムコントローラ４３は、最大値データと最小値データとを閾値設定回路６４に送信させる。さらに、システムコントローラ４３は、閾値設定回路６４に最大値と最小値との平均値を算出させ、第１の領域判別閾値として設定させる。第１の領域判別閾値を設定すると、ステップＳ１１２に進む。
【００８７】
ステップＳ１１２において、システムコントローラ４３は、第１のＤＲＡＭ６１ａから第２の判別回路６３ｂに各画素３１ｐの輝度データを順番に送信させる。輝度データを送信すると、ステップＳ１１３に進む。
【００８８】
ステップＳ１１３において、システムコントローラ４３は、第２の判別回路６３ｂに閾値設定回路６４において設定された第１の領域判別閾値を読出させる。さらに、第２の判別回路６３ｂに輝度と第１の領域判別閾値を比較させる。輝度が第１の領域判別閾値を超える場合には、ステップＳ１１４に進む。一方、輝度が第１の領域判別閾値未満である場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００８９】
ステップＳ１１４において、比較している輝度に対応する画素  は受光領域に配置されていると判別する。一方、ステップＳ１１５において、比較している輝度に対応する画素３１ｐは非受光領域に配置されていると判別する。判別後、ステップＳ１１６に進む。
【００９０】
ステップＳ１１６において、システムコントローラ４３は、各画素３１ｐが受光領域および非受光領域のいずれに配置されているかの判別結果を、第２のＤＲＡＭ６１ｂに格納させる。判別結果を格納すると、ホワイトバランスの初期設定が終了する。
【００９１】
次に、通常観察時にシステムコントローラ４３により実行される調光処理を図７のフローチャートを用いて説明する。調光処理は、通常観察の開始時に開始される。また、調光処理は、通常観察の終了、例えば内視鏡システム１０の電源をＯＦＦにするときや、内視鏡システム１０を通常観察とは異なる動作モードに切替えられるときに終了する。
【００９２】
ステップＳ２００において、システムコントローラ４３は撮像素子３１に１フィールドの画像信号を生成させる。画像信号の生成後、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１ではステップＳ１０５と同様にして、システムコントローラ４３は映像信号処理回路４１に画素３１ｐ毎に輝度を算出させる。輝度を算出すると、ステップＳ２０２に進む。
【００９３】
ステップＳ２０２において、システムコントローラ４３は、算出した輝度を輝度データとして受光領域抽出部６０の選択回路６５に送信させる。輝度データを送信すると、ステップＳ２０３に進む。
【００９４】
ステップＳ２０３において、システムコントローラ４３は、選択回路６５に受光領域に配置された画素３１ｐを選択させる。ホワイトバランス初期設定において受光領域に配置された画素３１ｐの位置情報などが第２のＤＲＡＭ６１ｂに格納されており、格納された位置情報などに基づいて受光領域または非受光領域に配置された画素３１ｐであるかを判別可能である。
【００９５】
受信する輝度データに対応する画素３１ｐが受光領域に配置された画素である場合にはステップＳ２０４に進み、非受光領域に配置された画素である場合にはステップＳ２０５に進む。
【００９６】
ステップＳ２０４では、システムコントローラ４３は選択回路６５から輝度データを平均化回路６６に送信させる。一方、ステップＳ２０５では、システムコントローラ４３は選択回路６５に輝度データを破棄させる。輝度データの送信または破棄後に、ステップＳ２０６に進む。
【００９７】
ステップＳ２０６において、システムコントローラ４３は全画素３１ｐに対応する輝度データを読込んでいるか否かを判別する。全画素３１ｐに対応する輝度データの読込みが終了していない場合には、ステップＳ２０２に戻る。以後、ステップＳ２０６において全画素３１ｐに対応する輝度データを読込んでいると判別されるまでステップＳ２０２〜ステップＳ２０６の処理を繰返す。
【００９８】
全画素３１ｐに対応する輝度データの読込みを終了すると、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、システムコントローラ４３は、平均化回路６６に受信したすべての輝度データのデータレベルの平均値を算出させる。平均値の算出を終えると、ステップＳ２０８に進む。
【００９９】
ステップＳ２０８において、システムコントローラ４３は算出された平均値と基準値とを比較する。平均値が基準値を超える場合には、ステップＳ２０９に進む。平均値が基準値以下である場合には、ステップＳ２１０に進む。
【０１００】
ステップＳ２０９において、システムコントローラ４３は、絞り制御回路５５に絞り５３の開口率を縮小化させる。一方、ステップＳ２１０では、システムコントローラ４３は絞り５３の開口率を拡大化させる。ステップＳ２０９またはステップＳ２１０における絞り５３の開口率の調整後、ステップＳ２００に戻る。
【０１０１】
以上のように、本発明の第１の実施形態である内視鏡調光システムによれば、実際に撮像素子３１に光が照射される領域の輝度を用いるので、用いるファイバスコープ２０や硬性鏡の種類に関わらず、適切な調光処理を行うことが可能である。
【０１０２】
次に本発明の第２の実施形態を適用した内視鏡調光システムについて説明する。第２の実施形態は、受光領域が自動的に更新される点において第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と異なる部位を中心に、第２の実施形態について説明する。なお、同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。
【０１０３】
図８に示すように、第２の実施形態において、ファイバスコープ２０、ビデオモジュール３０、およびモニタ１１の構成および機能は第１の実施形態のファイバスコープ２０、ビデオモジュール３０、およびモニタ１１と同一である。
【０１０４】
また、第２の実施形態における内視鏡プロセッサ４００の光源ユニット５０、映像信号処理回路４１、システムコントローラ４３、および入力部４４の構成および機能は、第１の実施形態と同一である。
【０１０５】
第１の実施形態と異なり、内視鏡プロセッサ４００には、タイマ４５が設けられる。また、第２の実施形態では、受光領域抽出部６００により受光領域が自動的に更新される点およびホワイトバランス初期設定時に行われる処理が第１の実施形態と異なっている。
【０１０６】
以下に、第２の実施形態で実行されるホワイトバランス初期設定時の処理および受光領域の自動更新処理について、受光領域抽出部６００の構成とともに説明する。
【０１０７】
ホワイトバランス初期設定時には、第１の実施形態と同様に、ホワイトバランス調整治具の内部の光学像に相当する１フィールドの画像信号が生成される。第１の実施形態と異なり、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３において、画像信号には設定可能な最大のゲインが乗じられる。
【０１０８】
最大のゲインが乗じられた画像信号に基づいて、第１の実施形態と同様の方法によりＲゲインおよびＢゲインが算出される。また、第１の実施形態と同様の方法により各画素３１ｐが受光領域と非受光領域とのいずれに属するかの判別も行われる。第１の実施形態と異なり、受光領域抽出部６００において非受光領域に属する画素３１ｐの輝度データが第２のＤＲＡＭ６１０ｂ（受光量メモリ）に格納される。
【０１０９】
図９に示すように、受光領域抽出部６００は、第１の実施形態と同じく、第１、第２のＤＲＡＭ６１ａ、６１０ｂ、検出回路６２、第１、第２の判別回路６３ａ、６３０ｂ、閾値設定回路６４、選択回路６５、平均化回路６６を有する。また、第１の実施形態と異なり、閾値算出回路６７が設けられる。
【０１１０】
第１のＤＲＡＭ６１ａ、検出回路６２、第１、第２の判別回路６３ａ、６３０ｂ、および閾値設定回路６４は、第１の実施形態と同一の方法により、各画素３１ｐが受光領域および非受光領域のいずれに属するかの判別を実行する。第１の実施形態と同様に、判別結果が第２のＤＲＡＭ６１０ｂに格納される。
【０１１１】
ただし、第１の実施形態と異なり、受信している輝度データに対応する画素３１ｐが非受光領域に属すると第２の判別回路６３０ｂが判別する場合に、第２の判別回路６３０ｂは輝度データを閾値算出回路６７に送信する。
【０１１２】
閾値算出回路６７は、画像信号における全画素３１ｐに対応する輝度データについての判別を終了すると、受信した複数の輝度データのデータレベルを平均化する。さらに、平均化された輝度に１．１を乗じた値が第２の領域判別閾値（第３の閾値）に定められる。
【０１１３】
第２の領域判別閾値データが、第２のＤＲＡＭ６１０ｂに送信され、格納される。第２の領域判別閾値データおよび受光領域であるか否か野判別結果を第２のＤＲＡＭ６１０ｂに格納すると、第２の実施形態におけるホワイトバランス初期設定が終了する。
【０１１４】
通常観察時には、第１の実施形態と同一の方法により受光領域における輝度に基づく調光処理が実行される。また、第２の実施形態では第１の実施形態と異なり、定期的に受光領域の再判別が実行される。
【０１１５】
タイマ４５により、受光領域の判別後の経過時間が計測される。経過時間が所定の時間を越えるときに、受光領域の再判別が実行される。受光領域の再判別における内視鏡プロセッサ４００の各部位の動作について以下に説明する。
【０１１６】
受光領域の再判別のために、システムコントローラ４３によるＴＧ３２の駆動に基づいて撮像素子３１は、調整可能な最大の露光時間で１フィールドの画像信号を生成する。生成された画像信号には、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３において設定可能な最大のゲインが乗じられる。
【０１１７】
最大のゲインが乗じられた画像信号が映像信号処理回路４１に送信される。映像信号処理回路４１では、画像信号に基づいて各画素３１ｐの輝度値が算出され輝度データとして、受光領域抽出部６００に送信される。なお、最大の露光時間で生成され、最大のゲインが乗じられた画像信号の画像メモリ４２への送信は禁じられる。代わりに画像メモリ４２から１つ前のフィールドの画像信号がモニタ１１に送信される。
【０１１８】
受光領域抽出部６００に送信される輝度データは、第１のＤＲＡＭ６１ａに受信され、格納される。１フレームの画像信号における全画素３１ｐの輝度データが第１のＤＲＡＭ６１ａに格納されると、第２の判別回路６３０ｂによって受光領域の再判別が実行される。
【０１１９】
第２の判別回路６３０ｂによって第２のＤＲＡＭ６１０ｂから第２の領域判別閾値が読出される。また、第２の判別回路６３０ｂでは、各画素３１ｐに対応する輝度データが順番に第１のＤＲＡＭ６１ａから読み出される。
【０１２０】
第２の判別回路６３０ｂにおいて、読出された輝度データと第２の領域判別閾値とが比較される。輝度値が第２の領域判別閾値を超える場合には、対応する画素３１ｐは受光領域に属する画素３１ｐであると判別される。一方、輝度値が第２の領域判別閾値以下である場合には、対応する画素３１ｐは非受光領域に則する画素３１ｐであると判別される。第２のＤＲＡＭ６３０ｂに格納された各画素３１ｐの判別結果が更新される。
【０１２１】
判別結果を更新すると、以後は更新された受光領域における輝度データに基づいて調光処理が実行される。また、判別結果を更新すると、再び、タイマ４５による経過時間の計測が開始される。
【０１２２】
次に、システムコントローラ４３によって実行されるホワイトバランス初期設定の処理を図１０のフローチャートを用いて説明する。ホワイトバランス初期設定の処理は、入力部４４にホワイトバランス初期設定実行のコマンドを入力するときに開始される。
【０１２３】
ステップＳ３００では第１の実施形態におけるステップＳ１００と同じく、システムコントローラ４３は白色光を出射させて、ステップＳ３０１に進む。
【０１２４】
ステップＳ３０１では第１の実施形態におけるステップＳ１０１と同様に、システムコントローラ４３は撮像素子３１に１フィールドの画像信号を生成させる。生成された画像信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に送信させる。送信後、ステップＳ３０２に進む。
【０１２５】
ステップＳ３０２において、システムコントローラ４３はＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に調整可能な最大のゲインにより画像信号を増幅させる。画像信号の増幅後、ステップＳ３０３に進む。
【０１２６】
ステップＳ３０３〜ステップＳ３１６において、システムコントローラ４３は第１の実施形態におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１１５と同じ処理を実行する。ステップＳ３１６において、画素３１ｐが非受光領域に配置すると判別すると、ステップＳ３１７に進む。
【０１２７】
ステップＳ３１７において、システムコントローラ４３は閾値算出回路６７に非受光領域と判別された画素３１ｐの輝度に基づいて、第２の領域判別閾値を算出させる。ステップＳ３１７の終了後、ステップＳ３１８に進む。
【０１２８】
ステップＳ３１５またはステップＳ３１７の終了後のステップＳ３１８において、システムコントローラ４３は、ステップＳ３１５またはステップＳ３１６における判別結果、およびステップＳ３１７において算出した第２の領域判別閾値を第２のＤＲＡＭ６１０ｂに格納させる。第２のＤＲＡＭ６１０ｂへの格納後、ホワイトバランスの初期設定が終了する。
【０１２９】
次に、システムコントローラ４３によって実行される受光領域の自動更新処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。受光領域の自動更新処理は、ホワイトバランス初期設定の実行後に開始される。また、受光領域の自動更新処理は、内視鏡システムの電源をＯＦＦにするときに終了する。
【０１３０】
ステップＳ４００において、システムコントローラ４３は、タイマ４５の経過時間をリセットする。リセット後、ステップＳ４０１に進む。
【０１３１】
ステップＳ４０１において、システムコントローラ４３は、タイマ４５により計測された経過時間が所定の時間を越えているか否かを判別する。所定の時間を超えていない場合には、ステップＳ４０１に戻り、所定の時間を超えるまでステップＳ４０１を繰返す。所定の時間を越えるときにステップＳ４０２に進む。
【０１３２】
ステップＳ４０２において、システムコントローラ４３は、各部位に通常観察を停止させる。通常観察の停止において、画像メモリ４２への新規な画像信号の書込みが禁止され、画像メモリ４２に最後に格納された画像信号をモニタ１１に送信させる。なお、通常観察の停止が解除されるまで、画像メモリ４２に格納された画像信号のモニタ１１への送信が続けられる。通常観察が停止されると、ステップＳ４０３に進む。
【０１３３】
ステップＳ４０３において、システムコントローラ４３は、ＴＧ３２に撮像素子３１における露光時間を調整可能な最大の露光時間に設定させる。露光時間の設定後、ステップＳ４０４に進む。
【０１３４】
ステップＳ４０４において、システムコントローラ４３は、撮像素子３１に１フィールドの画像信号を生成させる。生成された画像信号をＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に送信させる。画像信号の生成後、ステップＳ４０５に進む。
【０１３５】
ステップＳ４０５において、システムコントローラ４３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３３に調整可能な最大のゲインにより画像信号を増幅させる。画像信号の増幅後、ステップＳ４０６に進む。
【０１３６】
ステップＳ４０６において、システムコントローラ４３は、映像信号処理回路４１に画素３１ｐ毎の輝度を算出させる。算出させた輝度データを第１のＤＲＡＭ６１ａに格納させる。１フレームの画像信号における全画素３１ｐの輝度データが第１のＤＲＡＭ６１ａに格納されると、ステップＳ４０７に進む。
【０１３７】
ステップＳ４０７において、システムコントローラ４３は、第２の判別回路６３０ｂに第１のＤＲＡＭ６１ａから各画素３１ｐの輝度データを順番に、第２のＤＲＡＭ６１０ｂから第２の領域判別閾値を読出させる。輝度データおよび第２の領域判別閾値の読出しを終了すると、ステップＳ４０８に進む。
【０１３８】
ステップＳ４０８において、システムコントローラ４３は、第２の判別回路６３０ｂに輝度と第２の領域判別閾値とを比較させる。輝度が第２の領域判別閾値を超える場合にはステップＳ４０９に進む。一方、輝度が第２の領域判別閾値以下である場合にはステップＳ４１０に進む。
【０１３９】
ステップＳ４０９において、システムコントローラ４３は、第２の判別回路６３０ｂに、比較している輝度に対応する画素３１ｐが受光領域に配置されていると判別させる。一方、ステップＳ４１０において、比較している輝度に対応する画素３１ｐが非受光領域に配置されていると判別させる。判別後、ステップＳ４１１に進む。
【０１４０】
ステップＳ４１１において、システムコントローラ４３は、第２のＤＲＡＭ６１０ｂに格納された各画素３１ｐが受光領域か非受光領域のいずれに属するかの判別結果を更新させる。判別結果の更新後、ステップＳ４１２に進む。
【０１４１】
ステップＳ４１２において、システムコントローラ４３は、通常観察の停止を解除して、通常観察を再開させる。通常観察の再開においては、露光時間および画像信号に乗じるゲインを更新前の状態に戻し、画像メモリ４２への画像信号の書込みを再開させ、画像メモリ４２において更新される画像信号をモニタ１１に送信させる。通常観察の停止の解除後に、ステップＳ４００に戻る。
【０１４２】
以上のように、本発明の第２の実施形態である内視鏡調光システムによれば、第１の実施形態と同じく、実際に撮像素子３１に光が照射される領域の輝度を用いるので、適切な調光処理を行うことが可能である。
【０１４３】
さらに、第２の実施形態の内視鏡調光システムによれば、通常観察中にも受光領域が更新されるので、ホワイトバランス初期設定時から受光領域が変わる場合であっても、適切な調光処理を行うことが可能である。例えば、接眼光学系２９の一部のレンズを変位させて光学像の倍率を変えるときに、受光領域が変化する。このような場合であっても、適切な調光処理が実行される。
【０１４４】
なお、第１、第２の実施形態において、輝度と第１の領域判別閾値とを比較することにより受光領域と非受光領域とを判別する構成であるが、他の方法によって判別してもよい。撮像素子３１の受光面において実際に光が照射される領域の輝度に基づいて調光処理を実行すれば、適切な調光が可能である。
【０１４５】
また、第１、第２の実施形態において、ホワイトバランス初期設定時に所定の行に並ぶ画素３１ｐの輝度の最大値と最小値との平均値を計算し第１の領域判別閾値に定める構成であるが、第１の領域判別閾値は平均値でなくてもよい。例えば、最大値および／または最小値に重み付けを施した平均値を算出してもよい。さらには、最大値および最小値を用いずに固定値に定めてもよい。例えば、輝度の階調の中央値を第１の領域判別閾値に定めてもよい。
【０１４６】
また、第１、第２の実施形態において、所定の行に並ぶ画素３１ｐの輝度の最大値と最小値との差を適正判別閾値と比較する構成であるが、比較せずに第１の領域判別閾値の算出に用いてもよい。撮像素子３１の受光面が十分に広く、いずれの行においても一部の画素３１ｐに光が照射されなければ、適正判別閾値と比較しなくても受光領域の判別に適した第１の領域判別閾値を算出することは可能である。
【０１４７】
また、第１、第２の実施形態において、ホワイトバランス初期設定を実行するコマンドが入力部４４に入力されるときにホワイトバランス初期設定における受光領域の判別が実行される構成であるが、コマンド入力されずに実行開始される構成であってもよい。例えば、ホワイトバランス調整治具を装着すると自動的に受光領域の判別を実行する構成であってもよい。
【０１４８】
また、第１、第２の実施形態において、絞り５３の開口率の調整を調光処理として実行する構成であるが、受光領域における輝度に基づいて他の調光処理を実行する構成であってもよい。例えば、受光領域における輝度に基づいて画像信号に乗じるゲインを調整する構成であってもよい。
【０１４９】
また、第１、第２の実施形態において、画素３１ｐの輝度を第１の領域判別閾値と比較することにより受光領域と非受光領域とのいずれに属するかを判別する構成であるが、第１の領域判別閾値と比較するのは輝度に限られない。画素３１ｐの受光量に基づくパラメータに基づいて画素３１ｐが受光領域と非受光領域とのいずれかに属することを判別することも可能である。
【０１５０】
また、第１、第２の実施形態において、内視鏡システムにはファイバスコープ２０または硬性鏡が用いられる構成であるが、電子内視鏡を用いてもよい。
【０１５１】
また、第２の実施形態において、ホワイトバランス初期設定時および受光領域の自動更新時には、生成された画像信号には調整可能な最大のゲインが乗じられる構成であるが、ゲインが乗じられなくてもよい。ただし、以下に説明するように、最大のゲインを乗じることにより、受光領域と非受光領域との判別の正確性を向上させることが可能である。
【０１５２】
受光領域の自動更新時には、実際の受光領域においても照射される光の輝度が低いことがあり得る。ただし、そのような輝度の低い光であっても、非受光領域の輝度よりは高いことが一般的である。そこで、最大のゲインを乗じることにより、非受光領域における画素３１ｐの輝度と受光領域中の暗い光を受光した画素３１ｐの輝度の差を拡大化することにより、受光領域と非受光領域との判別の正確性が向上する。
【０１５３】
また、第２の実施形態において、受光領域の自動更新時には、撮像素子３１の露光時間を調整可能な最大の露光時間に設定して撮像させる構成であるが、露光時間を最大に設定しなくてもよい。ただし、以下に説明するように、最大の露光時間で画像信号を生成することにより、受光領域と非受光領域との判別の正確性が向上する。
【０１５４】
前述のように、受光領域の自動更新時には実際の受光領域においても照射される光の輝度が低いことがあり得る。しかし、受光領域において輝度の低い光を受光する画素３１ｐであっても、露光時間を最大化することにより輝度は高くなる。それゆえ、非受光領域における画素３１ｐの輝度と受光領域中の暗い光を受光した画素３１ｐの輝度の差が拡大化されるので、受光領域と非受光領域との判別の正確性が向上する。
【０１５５】
また、第２の実施形態において、第２の領域判別閾値はホワイトバランス初期設定時の非受光領域における画素３１ｐの輝度に１．１を係数として乗じることにより算出される構成であるが、係数は１．１に限られない。１以上の係数を乗じてもよいし、係数を乗じなくてもよい。ただし、以下に説明するように、非受光領域の画素３１ｐの輝度に適切な係数を乗じることにより、受光領域と非受光領域との判別の正確性が向上する。
【０１５６】
非受光領域の画素３１ｐの輝度そのものを第２の領域判別閾値に設定すると、以下の問題が生じ得る。受光領域の自動更新時に非受光領域に配置された画素３１ｐの一部にでも光が照射されると、実質的には非受光領域であると判別できる場合であっても受光領域と判別される。そこで、ホワイトバランス初期設定時の非受光領域における画素３１ｐの輝度に係数を乗じることにより、このような画素３１ｐを確実に非受光領域に属していると判別可能になる。
【０１５７】
また、第２の実施形態において、ホワイトバランス初期設定時の非受光領域のすべての画素３１ｐの輝度の平均値に基づいて、第２の領域判別閾値を算出する構成であるが、すべての画素３１ｐの輝度を用いなくてもよい。いずれか一つの画素３１ｐの輝度を用いて、第２の領域判別閾値を算出してもよい。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  内視鏡システム
２０  ファイバスコープ
２３  ライトガイド
２５  接眼部
２７  イメージガイド
２９  接眼光学系
３０  ビデオモジュール
３１  撮像素子
３１ｐ  画素
３２  タイミングジェネレータ（ＴＧ）
３３  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４０、４００  内視鏡プロセッサ
４２  画像メモリ
４３  システムコントローラ
４４  入力部
４５  タイマ
５３  絞り
５５  絞り制御回路
６０、６００  受光領域抽出部
６１ａ  第１のＤＲＡＭ
６１ｂ、６１０ｂ  第２のＤＲＡＭ
６２  検出回路
６３ａ  第１の判別回路
６３ｂ、６３０ｂ  第２の判別回路
６４  閾値設定回路
６５  選択回路
６６  平均化回路
６７  閾値算出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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