(57)【要約】【課題】観察画像の任意のエリアに対し、画像処理することなく明るさを調整する。【解決手段】光ファイバ先端部を周期的に螺旋状に振動させることにより、照明光を時系列的に順次観察画像に照射する。そして、反射光に基づいてシーケンシャルな一連の輝度レベルを検出する。観察画像において過度な暗部、ハレーション部分の存在が所定の許容割合を超えている場合、次回の光量調整時において光量補正する。このとき、明るい輝度レベルをもつ走査位置（画素）ほど光量を減少させ、暗い輝度レベルをもつ走査位置ほど光量を減少させるように照明光量を設定し、走査位置に応じて（画素ごとに）照明光量を制御する。【選択図】図３
2010115391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を放射する光源と、
観察対象に対し、所定時間間隔で照明光を走査させる走査手段と、
観察対象からの反射光を受光し、所定時間間隔に合わせて観察画像に応じた一連の画素信号を取得する撮像手段と、
前記一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出する輝度検出手段と、
検出される一連の輝度データに基づいて、観察画像の明るさを順次調整する明るさ調整手段とを備え、
前記明るさ調整手段が、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記明るさ調整手段が、観察画像の中で相対的に暗い画素に応じた走査位置に対し照明光量を増加させ、相対的に明るい画素に応じた走査位置に対し照明光量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記明るさ調整手段が、全体的な輝度レンジを狭めるように各走査位置の照明光量を増加もしくは低減させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記明るさ調整手段が、検出された一連の時系列輝度データの中で相対的に輝度レベルの低い走査位置ほど照明光量を増加させ、相対的に輝度レベルの高い走査位置ほど照明光量を低下させることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記明るさ調整手段が、各走査位置の照明光量を、検出された輝度レベルと対応する目標輝度レベルとの差に応じた割合だけ増加もしくは減少させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記明るさ調整手段が、観察画像の中で許容上限値、許容下限値の範囲外となる輝度レベルの割合が所定割合を超えている場合、次のフレーム期間において前回の照明光量を補正しないことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記明るさ調整手段が、観察画像におけるエッジ部分に対して照明光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
照明光の光強度を制御する光源駆動部をさらに有し、
前記光源が、Ｒ，Ｇ，Ｂの光を照明光として照射する光源であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記走査手段が、走査型光ファイバと、前記走査型光ファイバの先端部を２次元的に振動させて照明光を走査させるファイバ駆動部とをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出する輝度検出手段と、
検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断する判定手段と、
明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整する明るさ調整手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡画像明るさ調整装置。
【請求項１１】
所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出する輝度検出手段と、
検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断する判定手段と、
明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整する明るさ調整手段と
を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出し、
検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断し、
明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整することを特徴とする内視鏡画像明るさ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象に対して光を走査させながら撮影する内視鏡装置に関し、特に、観察画像の明るさ調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置として、ＣＣＤなどのイメージセンサの代わりに走査型光ファイバを備えた内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。そこでは、シングルモード型光ファイバなどの走査型光ファイバがスコープ内に設けられ、その先端部分は、圧電素子などのアクチュエータによって保持される。圧電アクチュエータは、振動振幅の変調および増幅を行いながらファイバ先端部を螺旋状に振動させる（共振させる）。これにより、光ファイバを通った照明光は、観察部位へ向けて螺旋状に放射される。
【０００３】
観察部位で反射した光は、イメージファイバを経由してプロセッサに伝送される。プロセッサにはフォトセンサが設けられており、フォトセンサによって画素信号が検出されると、映像信号が生成される。螺旋状の光走査は所定のフレームレートで周期的に行われ、１画面分の画素信号がフレームレートに合わせて順次読み出される。
【特許文献１】米国特許第６，２９４，７７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１フレーム期間における照明光量が観察エリア全体に対して一様である場合、観察画像の一部に、暗部やハレーションといった不適切な明るさ状態が生じやすい。例えば、内視鏡先端部を消化管などの器官内部に沿って撮影すると、奥行きのある器官中心付近の映像が過度に暗くなる一方で周辺部分が過度に明るくなり、ハレーションが発生する。１フレーム期間内での照明光量は観察エリア全体に対して一様であるため、部分的に不適切な明るさ状態を解消するのに全体的な光量調整を行わなければならない。
【０００５】
また、一様な照明光によって観察すると、輪郭強調などの明るさ補正は、画像処理によって行う必要がある。そのため、信号処理による画質低下を招く恐れがあり、観察画像の高画質維持を妨げる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡装置は、照明光量の調整によって観察画像のエリアに応じて調整可能な内視鏡装置であり、照明光を放射する光源と、観察対象に対し、所定時間間隔で照明光を走査させる走査手段と、観察対象からの反射光を受光し、所定時間間隔に合わせて観察画像に応じた一連の画素信号を取得する撮像手段とを備える。
【０００７】
例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの光を照明光として照射するレーザーが光源として設けられ、照明光の出力値を制御する光源駆動部が設けられる。Ｒ，Ｇ，Ｂを同時発光にすることによって白色光を照射すればよい。また、走査手段として、走査型光ファイバと、走査型光ファイバの先端部を２次元的に振動させて照明光を走査させるファイバ駆動部を設ければよい。反射光の検出は、例えばスコープ先端部で受光するように構成する。
【０００８】
本発明の内視鏡装置は、所定時間間隔に合わせて得られる一連の画素信号から順次検出される一連の時系列的な輝度データに基づき、観察画像の明るさを順次調整する明るさ調整手段を備える。例えば、所定のフレームレートに合わせて得られる一連の輝度データに基づき、順次明るさを調整し、輝度データにおいて明るさ調整が必要と判断した場合、次のフレーム期間（走査期間）において照明光量を調整する。
【０００９】
そして、本発明の明るさ調整手段は、照明光の走査位置（スポット位置）に応じて観察対象に対する照明光量、光強度を調整することを特徴とする。すなわち、走査期間において、照明光量を一様にするだけでなく、時系列的に照明光量を変化させることが可能である。照明光量の調整方法としては、光源からの光の強度を制御し、あるいは絞りなどを設けて時系列的に制御してもよい。
【００１０】
１フレーム／フィールド分の観察画像を得る走査期間において、照明光量をスポット位置に応じて変更可能であり、観察画像の画素ごとに明るさを調整することができる。このような構成により、画像信号処理を行うことなく、観察画像の一部について明るさ補正することができる。
【００１１】
明るさ調整については、ハレーションなどのノイズ除去、特徴抽出など様々な目的に応じて明るさ調整を行えばよい。あるいは、輪郭強調を行うため、観察画像におけるエッジ部分に対して照明光量を調整してもよい。
【００１２】
内視鏡作業中の観察画像の明るさ特性を考慮すると、中心付近などの過度に暗い部分の存在、あるいは周辺部分など過度に明るい部分の存在を解消するのが望ましい。そのため、観察画像の中で相対的に暗い画素に応じた走査位置に対し照明光量を増加させ、相対的に明るい画素に応じた走査位置に対し照明光量を低下させるように構成すればよい。
【００１３】
特に、観察画像全体のグレースケールがあまり変化しないように明るさ補正することが望ましく、明るさ調整手段が、全体的輝度レンジを狭めるように各走査位置の照明光量を増加もしくは低減させるのが好ましい。
【００１４】
また、観察画像全体の明暗の程度を滑らかにするため、観察画像の中でより明るい／暗いエリアほど大きく補正し、全体的に明暗の差が滑らかになるように構成すればよい。例えば、明るさ調整手段は、検出された一連の時系列輝度データの中で相対的に輝度レベルの低い走査位置ほど照明光量を増加させ、相対的に輝度レベルの高い走査位置ほど照明光量を低下させるのがよい。
【００１５】
このような照明光量補正を行うため、各走査位置の照明光量を、検出された輝度レベルと対応する目標輝度レベルとの差に応じた割合だけ増加もしくは減少させるように構成してもよい。
【００１６】
観察画像の明暗が許容できる場合、光量補正しないのが望ましい。この場合、明るさ調整手段は、観察画像の中で許容上限値、許容下限値の範囲外となる輝度レベルの割合が所定割合を超えている場合、次のフレーム期間において前回の照明光量を補正しないようにすればよい。
【００１７】
本発明の内視鏡明るさ調整装置は、所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出する輝度検出手段と、検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断する判定手段と、明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整する明るさ調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明のプログラムは、所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出する輝度検出手段と、検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断する判定手段と、明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整する明るさ調整手段とを機能させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の内視鏡明るさ調整方法は、所定時間間隔で照明光を観察対象に対して走査させたときの反射光から得られる一連の画素信号に基づいて、観察画像に応じた一連の輝度データを順次検出し、検出される一連の輝度データに基づいて、明るさ補正を必要とする輝度状態であるか否かを判断し、明るさ補正を必要とする場合、照明光の走査位置に応じて観察対象に対する照明光量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、観察画像の任意のエリアに対し、画像処理することなく明るさ調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、第１の実施形態である内視鏡装置のブロック図である。図２は、走査光ファイバを模式的に示した図である。
【００２３】
内視鏡装置は、スコープ１０とプロセッサ３０とを備え、スコープ１０には、照明用の光ファイバ（以下、走査型光ファイバという）１７と観察対象からの反射光を伝送する光ファイバ（以下、イメージファイバという）１４が設けられている。イメージファイバ１４の先端部は分岐しており、光学レンズ１９の周囲に配置されている。スコープ１０はプロセッサ３０に着脱自在に接続され、また、プロセッサ３０にはモニタ６０が接続される。
【００２４】
プロセッサ３０には、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ発光するレーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂが設けられ、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂによって駆動される。レーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０ＢからＲ，Ｇ，Ｂの光が同時発光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの光はハーフミラー群２４、集光レンズ２５によって集光され、白色光として走査型光ファイバ１７に入射する。入射した光は、走査型光ファイバ１７を通ってスコープ先端部１０Ｔへ送られる。
【００２５】
図２に示すように、スコープ先端部１０Ｔには、スコープ先端部１０Ｔから射出する光を走査させるスキャナデバイス（以下、ＳＦＥスキャナという）１６が設けられている。ＳＦＥスキャナ１６は、アクチュエータ１８備え、スコープ１０内に設けられたシングルモード型の走査型ファイバ１７は、円筒状アクチュエータ１８の軸に挿通されて保持される。
【００２６】
スコープ先端部１０Ｔに固定されたアクチュエータ１８は、ピエゾ素子によるチューブ型アクチュエータであり、走査型光ファイバ１７の先端部１７Ａを二次元的に共振させる。すなわち、直交する２方向に沿って所定の共振モードでファイバ先端部１７Ａを共振させる。アクチュエータ１８によってカンチレバー状に支持されるファイバ先端部１７Ａは、共振に従って先端面１７Ｓの向きを変え、螺旋状に動く。
【００２７】
その結果、先端面１７Ｓから射出し、光学レンズ１９を通って観察部位Ｓに到達する光の軌跡ＰＴは、螺旋状走査線になる。螺旋状走査線ＰＴの径方向間隔が密であるため、観察対象Ｑ全体が順に照射されていく。
【００２８】
観察対象Ｑで反射した光は、イメージファイバ１４に入射し、プロセッサ３０へ導かれる。イメージファイバ１４からの反射光は、光学レンズ２６、ハーフミラー群２７によってＲ，Ｇ，Ｂの光に分離され、それぞれフォトセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂに入射する。フォトセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの光をＲ，Ｇ，Ｂに応じた画素信号に変換する。
【００２９】
Ｒ，Ｇ，Ｂに応じた画素信号は、Ａ／Ｄ変換器２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂにおいてデジタル画素信号に変換され、信号処理回路３２へ送られる。信号処理回路３２では、順次送られてくるＲ，Ｇ，Ｂのデジタル画素信号と照明光の走査位置とのマッピングにより、画素位置が特定され、１フレーム分のデジタル画素信号が取得される。そして、デジタル画素信号に対してホワイトバランス調整などの画像信号処理が施され、映像信号が生成される。映像信号はエンコーダ３７を介してモニタ６０に送られ、これにより観察画像がモニタ６０に表示される。
【００３０】
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコントローラ４０は、プロセッサ３０の動作を制御し、ＲＯＭには動作制御に関するプログラムが格納されている。コントローラ４０は、信号処理回路３２、タイミングコントローラ３４、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂなど各回路へ制御信号を出力する。タイミングコントローラ３４は、ドライバ３６Ａ、３６Ｂ、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、およびＳＦＥスキャナ１６に駆動信号を出力するファイバドライバ３６Ａ、３６Ｂに対して同期信号を出力し、ファイバ先端部１７Ａの振動と発光のタイミングを同期させる。
【００３１】
レーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの出力はレーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂからの駆動信号（電流量）に基づいて調整され、観察対象への照明光量（光強度）が調整される。信号処理回路３２では、デジタル画素信号に基づいて輝度信号が生成され、輝度信号がコントローラ４０へ送られる。コントローラ４０は、輝度信号に基づいて照明光量を調整するため、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに制御信号を出力する。
【００３２】
図３は、照明光量のタイミングチャートを示した図である。図４は、照明光量調整による観察画像の画面を示した図である。図３、図４を用いて、照明光量調整について説明する。
【００３３】
図３には、ファイバ先端部１７Ａの振幅に合わせてレーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂから放射される照明光の光量ＬＭ、およびそれによって検出される時系列輝度データＰＬが図示されている。１フレーム期間中の期間ＲＡでは、ファイバ先端部１７Ａの２次元振動によって１フレーム分の画素信号が検出される。ファイバ先端部１７Ａは、その後の期間ＲＢにおいて中心位置へ戻る。
【００３４】
図４（Ａ）には、内視鏡先端部を器官進行方向に沿って向けながら撮影したときの観察画面が示してあり、図３に、１つのフレーム期間（Ａ）において光量ＬＭが一定光量であるときの輝度データＰＬが時系列的に表されている。ただし、ここでは説明を簡単にするために光量ＬＭを一定としている。また、輝度値は、例えば０〜２５５の２５６段階による輝度レベルとして表す。
【００３５】
図４（Ａ）に示す観察画像ＲＩの場合、画面中心から画面周辺部分Ａ２に向けて明るさレベルが増加する。このとき、画面中心付近Ａ１では極端に暗くなる一方、画面の周囲部分Ａ２では、過度な明るさレベルとなってハレーション発生が部分的に生じている。走査線が螺旋状であることから、一連の時系列的な輝度レベルＰＬにおいて、画面中心付近Ａ１に応じた時間帯に最小輝度レベル付近の輝度値が得られ、周辺部分Ａ２に応じた時間帯では最大輝度レベル付近の輝度値が得られる（図３参照）。
【００３６】
本実施形態では、１フレーム期間に照明光を螺旋状走査させるとき、走査位置（スポット位置）に応じて照明光量を変化させ、観察画像全体の明るさを走査位置ごと、すなわち観察画像の画素ごとに調整する。図３に示すように、次のフレーム期間（Ｂ）では、照明光量ＬＭが時系列的に変化し、走査位置（スポット位置）によって異なる。具体的には、画面中心付近Ａ１で相対的に増加し、周辺部分Ａ２、すなわち輝度レベルが高かった方向に向けて照明光量ＬＭを低下させる。
【００３７】
その結果、フレーム期間（Ｂ）において検出される一連の時系列輝度データＰＬは、輝度レンジが全体的に狭められた結果、明暗の差が過度に大きくならず、観察に支障をきたす暗部、ハレーション部のない適切な明るさの観察画像が得られる。図４（Ｂ）には、フレーム期間（Ｂ）における光量調整によって得られる観察画像が表されている。
【００３８】
図５は、コントローラ４０によって実行される光量調整処理を示したフローチャートであり、照明光の走査周期に応じて所定の時間間隔で実行される。図６は、光量調整するときの検出輝度レベルと次期フレーム期間における目標輝度レベルとの関係を示した図である。図７は、光量が設定範囲を超えたときの光量調整を示した図である。図５〜図７を用いて、光量調整について説明する。
【００３９】
ステップＳ１０１では、フラグｆＨ、ｆＬが０に設定される。フラグｆＨ、ｆＬは、光量補正を次のフレーム期間において行うか否かを判断する変数であり、０もしくは１に設定される。フラグｆＨ、ｆＬがともに０の値に設定されると、ステップＳ１０２では、前回のフレーム期間における輝度データおよび照明光量データがそれぞれドライバ調整値用メモリ３３、画像用メモリ３１に格納されているか否かが判断される。データが格納されていない場合、ステップＳ１０９へ移る。
【００４０】
一方、前回のフレーム期間における輝度データおよび照明光量データが保存されていると判断されると、ステップＳ１０３に進み、フラグｆＨ、ｆＬのいずれか一方が１であるか否かが判断される。後述するように、光量調整の必要のない状況である場合、フラグｆＨ、ｆＬがともに０に設定され、それ以外の状況、すなわち次回のフレーム期間において光量調整の必要がある場合、フラグｆＨ、ｆＬのいずれか一方が１に設定される。
【００４１】
ステップＳ１０４では、レーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの照明光量が以下の式に基づいて設定される。Ｌｎ＋１は、ｎ＋１番目のフレームにおける照明光量を表し、Ｌｎは、ｎ番目のフレームにおける照明光量を表す。
Ｌｎ＋１＝Ｌｎ−Ｌｎ×（Ｙｎ−Ｙｎ＋１）／１００
ただし、Ｙｎ＞Ｙｍａｘ／２
・・・（１）
Ｌｎ＋１＝Ｌｎ＋Ｌｎ×（Ｙｎ−Ｙｎ＋１）／１００
ただし、Ｙｎ≦Ｙｍａｘ／２
・・・（２）
【００４２】
Ｙｎは、ｎ番目のフレームにおいて検出された各走査位置（画素）の輝度レベルを示す。一方、Ｙｎ＋１は、ｎ＋１番目のフレームにおける各画素の目標輝度レベルを示し、以下の式によってＹｎの関数として表される。
Ｙｎ＋１＝Ｙｎ×（３／５）＋２０                             ・・・（３）
【００４３】
図６（Ａ）には、光量調整しない場合におけるＹｎ、Ｙｎ＋１の対応関係がグラフで表されており、縦軸は、ｎ＋１番目のフレームに対する目標輝度レベルＹｎ＋１の値を表す。ただし、最大輝度レベル値を１００％としたときの割合で表している。また、横軸は実際に検出されるｎ番目の輝度レベルＹｎをパーセンテージで表している。一方、図６（Ｂ）には、光量調整する時のＹｎ、Ｙｎ＋１の対応関係が表されている。
【００４４】
光量補正しない場合、ｎ＋１番目のフレーム期間における目標輝度レベルＹｎ＋１は、各画素ともにｎ番目のフレーム期間における輝度レベルＹｎと一致する。すなわち、ｎ番目フレームの各画素の輝度レベルＹｎはそのまま目標輝度レベルＹｎ＋１となり、Ｙｎ、Ｙｎ＋１との関係は、直線ＫＬによって表される。
【００４５】
一方、光量補正を行う場合、各画素の輝度レベルＹｎに応じて次のｎ＋１番目のフレーム期間における照明光量が図６に示すように補正される。（１）、（２）式から明らかなように、輝度レベルＹｎの大きさによって光量を増加するか減少するか決定される。具体的には、輝度レベルＹｎが最大輝度レベルＹｍａｘの５０％より大きい場合に光量増加、５０％以下の場合には光量減少が実行される。
【００４６】
また、光量増加／減少の程度については、輝度レベルＹｎが高いほど光量減少量を大きくし、輝度レベルＹｎが低いほど光量増加量を大きくしている。具体的には、（１）、（２）式に示すように、輝度レベルＹｎと目標輝度レベルＹｎ＋１との差に応じた割合だけ光量を増加もしくは減少させる。
【００４７】
さらに、（１）、（２）式に基づく光量補正により、輝度レンジの範囲が狭まる。図６に示す光量補正では、ｎ＋１番目フレームにおける目標輝度レベルＹｎ＋１の範囲が２０％〜８０％の範囲に縮小し、グレースケールの具合を変えずに暗部、ハレーション発生部などのエリア発生を防いでいる。
【００４８】
光量補正は、各走査位置、すなわち各画素に対して実行され、レーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの射出光量（光強度）が走査位置に合わせて調整される。ステップＳ１０４において光量調整が行われると、ステップＳ１０５に進む。
【００４９】
ステップＳ１０５では、（１）、（２）式に基づいてステップＳ１０４で定められた照明光量が上限以下であるか否かが判断される。レーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの性能から定まる光量上限を超えた値が設定された場合、照明光量は上限値に設定される（Ｓ１０６）。また、ステップＳ１０７では、定められた照明光量が下限以上であるか否かが判断される。定められた照明光量が性能から定まる下限より小さい場合、照明光量は下限値に設定される（Ｓ１０８）。
【００５０】
図７には、設定される照明光量の変化が図示されている。初めのフレームでは照明光量が一定に定められ、次のフレームでは照明光量が単調減少となるように定められている。すなわち、観察画像の中心ほど光量を増加させるように設定される。そして、次のフレームにおいては、周辺部に向けての光量減少がより大きくなるように定められ、（３）式に基づく光量補正では、中心付近および周辺部分において上限値、下限値を超えてしまう。この場合、限界値を超える範囲においては、上限値、下限値の照明光量が設定される。
【００５１】
各走査位置における照明光量が定められると、ステップＳ１０９では、設定された照明光量に基づいてレーザー２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの出力が制御される。これにより、光ファイバ先端部の振動に合わせながら照明光の光強度が制御される。
【００５２】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０４で設定された照明光量の走査位置（画素）に応じた出力値がドライバ調整用メモリ３２に格納される。それとともに、ステップＳ１０４によって設定された照明光量に従って観察画像の各スポットが順番に照明されるのに伴い、各スポットの輝度レベルが順次検出される。検出された１フレーム分の観察画像に応じた一連の輝度レベルデータは、画像用メモリ３１に格納される。
【００５３】
ステップＳ１１１では、検出された一連の輝度レベルの中で許容上限値を超えている割合が１０％以上であるか否かが判断される。許容上限値は、観察画像の中で観察に支障を来さない明るさの上限値を表す。観察画像の中で許容上限値を超えている画素の割合が１０％以上である場合、次のフレーム期間において照明光量を補正する必要があるとみなし、フラグｆＨが１に設定される（Ｓ１１２）。一方、許容上限値を超えている画素の割合が１０％より少ない場合、次回の走査時には光量補正の必要性がないと判断し、フラグｆＨが０に設定される（Ｓ１１３）。
【００５４】
ステップＳ１１３では、検出された一連の輝度レベルの中で許容下限値を超えている割合が１０％以上であり、かつ、ステップＳ１０４で設定された照明光量について５０％以上の画素（走査位置）が上限を超えていたか否かが判断される。許容下限値は、観察画像の中で観察に支障を来さない明るさの下限値を示す。
【００５５】
観察画像の中で許容下限値を超えている画素の割合が１０％以上であり、かつ、観察画像全体の中で照明光量を補正不可能な割合（画素割合）が５０％より少ない場合、次回の走査時に光量補正する必要があると判断し、フラグｆＬが１に設定される（Ｓ１１５）。一方、許容下限値を超えている画素の割合が１０％より少なく、あるいは、照明光量を補正不可能な割合が５０％以上である場合、次回の走査時には光量補正の必要性がないと判断し、フラグｆＨが０に設定される（Ｓ１１６）。
【００５６】
ステップＳ１１７では、観察終了の操作が行われたか否かが判断される。観察終了と判断されると、処理が終了する。
【００５７】
このように本実施形態によれば、光ファイバ先端部１７Ａを周期的に螺旋状に振動させることにより、照明光を時系列的に順次観察画像に照射する。そして、反射光に基づいてシーケンシャルな一連の輝度レベルが検出される。観察画像において過度な暗部、ハレーション部分の存在が所定の許容割合を超えている場合（Ｓ１１１、Ｓ１１３）、次回の光量調整時において光量補正することが決定される（Ｓ１１２、Ｓ１１５）。
【００５８】
次の走査時には、明るい輝度レベルをもつ走査位置（画素）ほど光量を減少させ、暗い輝度レベルをもつ走査位置ほど光量を減少させるように照明光量が設定され（Ｓ１０４）、走査位置に応じて（画素ごとに）照明光量が制御される（Ｓ１０９）。
【００５９】
照明光量の出力値については、目標輝度レベルと検出された輝度レベルの差に応じて照明光量の増加もしくは減少量が定められる（（１）、（２）式参照）。また、観察画像に対して明るさ調整が必要な状況の場合にのみ、次回のフレーム期間において光量調整が行われる（Ｓ１０３、Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。
【００６０】
次に、図８を用いて、第２の実施形態である内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、エッジ強調処理のために照明光量が調整される。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００６１】
図８は、照明光量と輝度レベルのタイミングチャートを示した図である。
【００６２】
図８には、明暗の境界部分となるエッジ部を含む観察画像についての輝度データが表されている。観察画像は、低輝度レベルＰのエリアが中心付近に位置し、その周囲には高輝度レベルＱをもつエリアが同心状に位置する。低輝度レベルＰと高輝度レベルＱの境界となるエッジ部Ｅが検出されると、次のフレーム走査時には、輪郭強調するように照明光量が制御される。具体的には、エッジ部Ｅに応じた走査位置の前後で光量差を生じさせる。
【００６３】
その結果、エッジ部における低輝度レベルＰと高輝度レベルＱとの差がより大きくなり、観察画像の輪郭が強調される。
【００６４】
本実施形態では、フレームレートに合わせて光量調整を行っているが、２つのフレーム期間で一回の光量調整を行うようにしてもよい。具体的に言えば、第１フレーム期間において光量を一定にすることによって輝度レベルを検出し、次の第２フレーム期間において光量調整を行うように構成する。
【００６５】
明るさ補正については、上述した観察障害部分（ノイズ部）の解消、エッジ検出以外の目的に適用してもよい。また、（３）式以外の方法によって照明光量を補正してもよく、例えばハレーション部分のみ光量減少させるように対象画素（走査位置）のみ光量調整してもよい。
【００６６】
走査型光ファイバ以外の構成によって光走査を行ってもよく、例えばファイバ先端部の光学系によって光を走査させるように構成してもよい。光源は、レーザー以外のランプを使用することが可能である。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの光ごとに出力を変えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。
【図２】走査型光ファイバの概略的外観図である。
【図３】照明光量のタイミングチャートを示した図である。
【図４】照明光量調整による観察画像の画面を示した図である。
【図５】コントローラによって実行される光量調整処理を示したフローチャートである。
【図６】光量調整するときの検出輝度レベルと次期フレーム期間における目標輝度レベルとの関係を示した図である。
【図７】光量が設定範囲を超えたときの光量調整を示した図である。
【図８】照明光量と輝度レベルのタイミングチャートを示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  ビデオスコープ
１２  ＣＣＤ
１６  ＳＦＥスキャナ
１７  走査型光ファイバ
２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ  レーザー
３０  プロセッサ
４０  コントローラ
【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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