(57)【要約】  内視鏡装置１は、発光部を有する白色ＬＥＤ１７と、白色ＬＥＤ１７からの光で照らされた観察部位を撮像するＣＣＤ９と、ＣＣＤ９の撮像周期毎における発光部の駆動時間を調整可能な調光回路１４と、ＣＣＤ９で撮像された観察部位を画像表示するモニタ４と、ＣＣＤ９から送信された撮像信号を、モニタ４へ表示するための画像信号に変換する映像信号処理部２３とを備える。そして、映像信号処理部２３は、発光部の駆動時間に応じた色補正パラメータを導出する色補正パラメータ導出部３１と、色補正パラメータ導出部３１で導出された色補正パラメータにより画像信号の色補正を行う色調可変部３２とを有する。
2014021022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部を有する光源部と、
前記光源部からの光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像周期毎における前記発光部の駆動時間を調整可能な光源制御部と、
前記撮像部で撮像された観察部位を画像表示する表示部と、
前記撮像部から送信された撮像信号を、前記表示部へ表示するための画像信号に変換する信号変換部と、
を備え、
前記信号変換部は、前記発光部の前記駆動時間に応じた色補正パラメータを導出する色補正パラメータ導出部と、前記色補正パラメータ導出部で導出された前記色補正パラメータにより前記画像信号の色補正を行う色補正部と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記発光部と、前記発光部から出射された出射光により励起された蛍光光を発光する蛍光体とを有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３】
前記発光部は、ＬＥＤまたはレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、光源部の駆動時間に応じた色補正を行う内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡装置は、生体の内部の被写体を撮像するＣＣＤ等の撮像素子を有した内視鏡と、被写体を照明するための照明光を内視鏡へ供給するＬＥＤ等の光源及びＣＣＤで撮像された撮像信号を映像信号に変換して出力するプロセッサを一体に備えた光源一体型プロセッサと、光源一体型プロセッサから出力される映像信号に応じた画像を表示するモニタとを備える。【０００３】
また、近年、照明光を被写体へ供給する光源として、励起光を発光する発光源と、励起光により励起されて励起光とは異なる色（波長）の蛍光光を発光する蛍光体と用いて、蛍光体からの蛍光光と、蛍光体に吸収されず透過した励起光と、を組み合わせ、所望の色の照明光を形成する光源が実用化されている。例えば、特開２０１１−６７２６７号公報には、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源と、青色レーザ光のエネルギの一部を吸収して緑色〜黄色の蛍光光を発光する蛍光体とを用いて、蛍光体による緑色〜黄色の蛍光光と、蛍光体に吸収されず透過した青色レーザ光を用いて、白色の照明光を形成する内視鏡装置が開示されている。【０００４】
このような励起光を発光する発光源と蛍光体とを用いて所望の色の照明光を形成する内視鏡装置は、発光源の使用開始からの経年変化に伴って、発光源から発せられる励起光の波長や発光強度が変化し、照明光の色バランスが崩れてしまう。そこで、この内視鏡装置は、画像信号を正しい色度に合わせる補正処理に必要な色度補正テーブルを予め記憶しておき、この色度補正テーブルに記憶されている補正用のデータに基づき、画像信号に対して色補正処理を行っている。【０００５】
ところで、このような内視鏡装置において、照明光量を調整する調光は、光源で行われており、例えば、電流値を一定に保ち、発光源へ電流を供給するパルス幅であり発光源が点灯するパルス幅（駆動時間）を可変制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）、あるいは、発光源へ供給する電流値を可変制御する電流可変によって実現されている。【０００６】
また、光源での調光を行わずに、撮像素子の電子シャッタを用いて調光を行う内視鏡装置も存在するが、電子シャッタ機能を搭載すると撮像素子の回路規模が増大する。一般的に、内視鏡装置では、内視鏡の挿入部の細径化を図るために、挿入部の先端に配置される撮像素子を小型化する必要があり、電子シャッタ機能を搭載していない撮像素子が用いられる。【０００７】
しかしながら、電子シャッタを用いずに、発光源の駆動時間により調光を行う場合、駆動時間（パルス幅）によって、蛍光体からの蛍光光と、蛍光体に照射されず透過した励起光と、の発光強度のバランス（相対比率）が異なってしまい、所望の色の照明光が得られないという問題がある。【０００８】
例えば、前述した様な、青色の励起光と、緑色〜黄色の蛍光光と、の組み合わせで白色の照明光を形成する場合、発光源の駆動時間が長いと、白色光が得られる標準の駆動時間での発光強度に対し、蛍光体に照射されず透過した青色光の発光強度の増加率が蛍光光の発光強度の増加率より高くなり、白色に対し青色が強い照明光となってしまう。そして、発光源の駆動時間が短いと、白色光が得られる標準の駆動時間での発光強度に対し、透過した青色光の発光強度の低下率が蛍光光の発光強度の低下率より低くなるため、白色に対し緑色〜黄色が強い照明光となってしまう。このように、発光源の駆動時間（パルス幅）の違いにより、蛍光体からの蛍光光の色と、蛍光体に照射されず透過した励起光の色と、の色バランスが崩れてしまい、所望の色の照明光が得られないという問題がある。【０００９】
そこで、本発明は、光源の調光によって色バランスが変化した場合でも、適切な色バランスを保つことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の内視鏡装置は、発光部を有する光源部と、前記光源部からの光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像周期毎における前記発光部の駆動時間を調整可能な光源制御部と、前記撮像部で撮像された観察部位を画像表示する表示部と、前記撮像部から送信された撮像信号を、前記表示部へ表示するための画像信号に変換する信号変換部と、を備え、前記信号変換部は、前記発光部の前記駆動時間に応じた色補正パラメータを導出する色補正パラメータ導出部と、前記色補正パラメータ導出部で導出された前記色補正パラメータにより前記画像信号の色補正を行う色補正部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図２】ＰＷＭ信号のパルス幅について説明するための図である。
【図３】図２のＰＷＭ信号のパルス幅で白色ＬＥＤ１７を発光させた際の照明光のスペクトルについて説明するための図である。
【図４】映像信号処理部２３の詳細な構成を示す構成図である。
【図５】色調可変部３２の詳細な構成を示す構成図である。
【図６】ＰＷＭ信号のパルス幅とＢの補正パラメータとの関数を示すグラフである。
【図７】ＰＷＭ信号のパルス幅とＲ及びＧの補正パラメータとの関数を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。【００１３】
まず、図１に基づき、本発明の一実施の形態に係る内視鏡装置の構成について説明する。【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。【００１５】
図１に示すように、内視鏡装置１は、生体の内部の被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡２と、被写体を照明するための照明光を内視鏡２へ供給する光源及び内視鏡２から出力される撮像信号を映像信号に変換して出力するプロセッサを一体に備えた光源一体型プロセッサ（以下、単にプロセッサという）３と、プロセッサ３から出力される映像信号に応じた画像を表示するモニタ４とを有して構成されている。なお、照明光を内視鏡２へ供給する光源及び撮像信号を映像信号に変換して出力するプロセッサは別体にしてもよい。【００１６】
内視鏡２は、生体の内部に挿入可能な細長で可撓性を有する挿入部５を有する。また、内視鏡２は、挿入部５の後端に形成された図示しない操作部と、その操作部から延出したユニバーサルケーブルとを有する。そして、内視鏡２は、そのユニバーサルケーブルの端部に設けられたコネクタ６により、プロセッサ３に対して着脱可能に構成されている。【００１７】
挿入部５の内部には、ライトガイド７が挿通されている。ライトガイド７の光出射側の端面は、挿入部５の先端面に配置されている。また、ライトガイド７の光入射側の端面は、コネクタ６の内部に配置されている。【００１８】
そして、このような構成によれば、プロセッサ３から出射された照明光は、コネクタ６とプロセッサ３とが接続された際に、ライトガイド７を介して伝送され、挿入部５の先端面から前方に出射され、生体の内部の被写体を照明する。【００１９】
挿入部５の先端面には、ライトガイド７から出射された照明光により照明された被写体の光学像を結ぶ対物レンズ８が設けられている。対物レンズ８の結像位置には、撮像素子としてＣＣＤ９が設けられている。なお、本実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤ９を用いて構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＣＭＯＳ等を用いて構成してもよい。【００２０】
撮像部としてのＣＣＤ９は、後述するＣＣＤドライバ２０からのＣＣＤ駆動信号に基づき、対物レンズ８により結像された被写体からの戻り光を、光電変換して撮像信号を得る。ＣＣＤ９から出力された撮像信号は、挿入部５の内部に設けられたアンプ１０で増幅された後、後述するＣＤＳ回路２１に入力される。【００２１】
プロセッサ３は、シンクシグナルジェネレータ（以下、ＳＳＧという）１１と、タイミングコントローラ１２と、ＣＰＵ１３と、調光回路１４と、Ｄ／Ａ変換器１５と、ＬＥＤドライバ１６と、白色ＬＥＤ１７と、集光レンズ１８と、タイミングジェネレータ１９と、ＣＣＤドライバ２０と、ＣＤＳ回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、映像信号処理部２３と、Ｄ／Ａ変換器２４と、アンプ２５とを有して構成されている。なお、プロセッサ３の構成の一部あるいは全部を内視鏡２内に設けるようにしてもよい。例えば、ライトガイド７を設けずに、白色ＬＥＤ１７を内視鏡２の挿入部５の先端に設けたり、ＣＤＳ回路２１及びＡ／Ｄ変換器２２を内視鏡２内に設ける構成であってもよい。【００２２】
ＳＳＧ１１は、装置全体の同期を取るための同期信号を生成し、タイミングコントローラ１２及びタイミングジェネレータ１９に出力する。タイミングコントローラ１２は、ＳＳＧ１１からの同期信号に基づいて、ＰＷＭ制御用のタイミング信号を生成し、調光回路１４に出力する。【００２３】
ＣＰＵ１３は、タイミングコントローラ１２、調光回路１４、映像信号処理部２３に加え、装置全体の制御を行う。また、ＣＰＵ１３は、ユーザが内視鏡２あるいはプロセッサ３に設けられている図示しない操作部を操作して明るさレベルを設定すると、その設定値に応じた明るさレベルの設定信号を調光回路１４に出力する。【００２４】
調光回路１４には、タイミングコントローラ１２からのタイミング信号及びＣＰＵ１３からの明るさレベルの設定信号に加え、映像信号処理部２３から輝度信号が入力される。調光回路１４は、入力されたタイミング信号、明るさレベルの設定信号及び輝度信号に基づいて、白色ＬＥＤ１７を所定の明るさで発光させるための所定のパルス幅のＰＷＭ信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１５に出力する。また、調光回路１４は、このＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報を映像信号処理部２３に出力する。【００２５】
Ｄ／Ａ変換器１５は、調光回路１４からの所定のパルス幅のＰＷＭ信号をデジタル信号からアナログ信号にＤＡ変換し、ＬＥＤドライバ１６に出力する。ＬＥＤドライバ１６は、調光回路１４から出力されＤＡ変換された所定のパルス幅のＰＷＭ信号で白色ＬＥＤ１７を駆動する。【００２６】
光源部としての白色ＬＥＤ１７は、ＬＥＤドライバ１６からのＰＷＭ信号に応じて青色の光を発光する発光部としての青色ＬＥＤと、この青色ＬＥＤの光出射面側に配置された黄色の蛍光体とにより構成される。蛍光体は、青色ＬＥＤからの青色の光（励起光）により励起され、黄色の蛍光光を発光する。また、青色ＬＥＤからの青色の励起光の一部は、蛍光体のそのまま透過する。このように、白色ＬＥＤ１７では、蛍光体を透過した青色の励起光と、蛍光体から発光した黄色の蛍光光とにより白色の照明光が形成され、集光レンズ１８に出射される。なお、発光部は、青色ＬＥＤと蛍光体とにより構成される白色ＬＥＤ１７に限定されるものではなく、例えば、青色のレーザ光を発光するレーザダイオードと蛍光体とにより構成してもよい。また、光源部から出射される照明光は白色に限らず、更には、発光部からの励起光の色と、蛍光体からの蛍光光の色は、青色と黄色に限らず、被写体の観察に適した色の照明光を出射する光源部であればよい。【００２７】
集光レンズ１８は、白色ＬＥＤ１７からの白色の照明光を集光し、ライトガイド７の光入射側の端面に供給する。ライトガイド７の光入射側の端面に供給された照明光は、上述したように、ライトガイド７を介して伝送され、挿入部５の先端面から前方に出射され、生体の内部の被写体を照明する。【００２８】
なお、白色ＬＥＤ１７を、励起光を発光する発光部と、励起光により蛍光光を発光する蛍光体が設けられた蛍光体部と、の別体の構成として分離配置してもよく、更には、蛍光体部のみ内視鏡２の挿入部５の先端におけるライトガイド７の出射端の前面に設けて、ライトガイド７により発光部からの励起光を蛍光体部に伝送し、蛍光体部からの照明光により被写体を照明しても良い。【００２９】
タイミングジェネレータ１９は、ＳＳＧ１１から出力された同期信号に基づいて、ＣＣＤ９の露光期間や読み出しタイミング等を制御するためのタイミング信号を生成し、ＣＣＤドライバ２０に出力する。【００３０】
ＣＣＤドライバ２０は、タイミングジェネレータ１９から出力されるタイミング信号に応じて、ＣＣＤ９を駆動させるＣＣＤ駆動信号を生成してＣＣＤ９に出力し、ＣＣＤ９の露光期間や読み出しタイミング等を制御する。ＣＣＤドライバ２０から出力されたＣＣＤ駆動信号に応じてＣＣＤ９から読み出された撮像信号は、上述したように、アンプ１０で増幅された後、ＣＤＳ回路２１に入力される。【００３１】
ＣＤＳ回路２１は、相関二重サンプリング処理を行い、撮像信号中における信号部分を抽出し、ベースバンド信号に変換する。このベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器２２に出力される。Ａ／Ｄ変換器２２は、ＣＤＳ回路２１からのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、映像信号処理部２３に出力する。【００３２】
信号変換部としての映像信号処理部２３は、Ａ／Ｄ変換器２２からのデジタル信号に対して、例えば、ガンマ補正、エンハンス処理等の所定の映像信号処理を行い、モニタ４に表示するための映像信号に変換する。さらに、映像信号処理部２３は、調光回路１４からのＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報に基づき後述する色補正処理を行って得られた映像信号をＤ／Ａ変換器２４に出力する。【００３３】
Ｄ／Ａ変換器２４は、映像信号処理部２３からの映像信号をアナログ信号に変換し、アンプ２５に出力する。アンプ２５は、Ｄ／Ａ変換器２４によりアナログ信号に変換された映像信号を増幅し、モニタ４に出力する。これにより、表示部としてのモニタ４は、ＣＣＤ９により撮像された被写体像を画像表示する。【００３４】
ここで、ＰＷＭ信号のパルス幅と照明光との関係について説明する。【００３５】
図２は、ＰＷＭ信号のパルス幅について説明するための図であり、図３は、図２のＰＷＭ信号のパルス幅で白色ＬＥＤ１７を発光させた際の照明光のスペクトルについて説明するための図である。【００３６】
図２に示すように、光源制御部としての調光回路１４は、ＣＣＤ９の１撮像周期毎にＰＷＭ信号のパルス幅を変更、即ち、白色ＬＥＤ１７の駆動時間（ＯＮ／ＯＦＦの時間）を調整することで白色ＬＥＤ１７から出射される照明光の明るさを制御する。通常の光量で観察を行う場合、ＰＷＭ信号のパルス幅は、第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い範囲となる。ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭いパルスＰ１の場合、１撮像周期における白色ＬＥＤ１７から出射される照明光のスペクトルは、図３の実線で示すスペクトルＳＰ１となる。【００３７】
一方、挿入部５の先端部が被写体に近づきすぎた場合、調光回路１４は、ＰＷＭ信号のパルス幅を狭くして、白色ＬＥＤ１７から出射される照明光の光量を下げる。ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下になったパルスＰ２の場合、１撮像周期における白色ＬＥＤ１７から出射される照明光のスペクトルは、図３の疎破線で示すスペクトルＳＰ２となる。ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下になると、パルスＰ１に対し、蛍光体に照射されず透過した青色の励起光の発光強度が減少する。これに対して、青色の励起光で励起される黄色の蛍光光の発光強度は、蛍光体に照射されず透過した青色の励起光に比べて、パルスＰ１に対する減少率が小さい。このため、１撮像周期における、蛍光体に照射されず透過した励起光と、蛍光体から出射された蛍光光と、の発光強度の相対比率が、パルスＰ１の場合とパルスＰ２の場合とで異なり、即ち、パルスＰ１とパルスＰ２との照明光のスペクトルの相似形が失われ、色バランスが崩れる。【００３８】
同様に、挿入部５の先端部が被写体から離れた場合、調光回路１４は、ＰＷＭ信号のパルス幅を広くして、白色ＬＥＤ１７から出射される照明光の光量を上げる。ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上になったパルスＰ３の場合、１撮像周期における白色ＬＥＤ１７から出射される照明光のスペクトルは、図３の破線で示すスペクトルＳＰ３となる。ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上になると、パルスＰ１に対し、蛍光体に照射されず透過した青色の励起光の発光強度が増大する。これに対して、青色の励起光で励起される黄色の蛍光光の発光強度は、蛍光体に照射されず透過した青色の励起光に比べて、パルスＰ１に対する増大率が小さい。このため、１撮像周期における、蛍光体に照射されず透過した励起光と、蛍光体から出射された蛍光光と、の発光強度の相対比率が、パルスＰ１の場合とパルスＰ３の場合とで異なり、即ち、パルスＰ１とパルスＰ３との照明光のスペクトルの相似形が失われ、色バランスが崩れる。【００３９】
このように、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下、あるいは、第２の閾値ＴＨ２以上になると、照明光の色バランスが崩れてしまうため、内視鏡装置１は、色バランスを保つために、プロセッサ３の映像信号処理部２３で映像信号に対して色補正処理を行っている。【００４０】
図４は、映像信号処理部２３の詳細な構成を示す構成図である。【００４１】
映像信号処理部２３は、色補正パラメータ導出部３１と、色調可変部３２とを有して構成される。なお、図４において、映像信号処理部２３は、色補正処理を行う色調可変部３２のみ記載しているが、例えば、ガンマ補正を行うガンマ補正部、映像信号の色信号の成分を分離する分離部、及び、エンハンス処理を行うエンハンス処理部等が色調可変部３２の前段や後段に設けられている。【００４２】
色補正パラメータ導出部３１には、調光回路１４から入力されたＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報が入力される。色補正パラメータ導出部３１は、後述するＰＷＭ信号のパルス幅と補正パラメータとの関係を示す関数を記憶している。色補正パラメータ導出部３１は、ＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報が入力されると、上述した関数に基づき、そのパルス幅の設定値、即ち、白色ＬＥＤ１７の駆動時間に応じた補正パラメータを導出する。【００４３】
より具体的には、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下、あるいは、第２の閾値ＴＨ２以上の場合、青色の励起光と黄色の蛍光光の色バランスが崩れるため、色補正パラメータ導出部３１は、青（Ｂ）の映像信号を補正するためのＢの補正パラメータ、または、黄色、即ち、赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）の映像信号を補正するためのＲ及びＧの補正パラメータを導出する。このように導出されたＢ、または、Ｒ及びＧの補正パラメータは、色調可変部３２に出力される。【００４４】
色補正部としての色調可変部３２は、色補正パラメータ導出部３１からのＢ、または、Ｒ及びＧの補正パラメータに基づき、Ｂの映像信号のゲインを変更、または、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更することで、色補正を行う。以下、色調可変部３２の詳細な構成について説明する。【００４５】
図５は、色調可変部３２の詳細な構成を示す構成図である。【００４６】
図５に示すように、色調可変部３２は、Ｒの映像信号のゲインを補正するゲインコントロールアンプ（以下、Ｒ_ＧＣＡという）３３と、Ｇの映像信号のゲインを補正するゲインコントロールアンプ（以下、Ｇ_ＧＣＡという）３４と、Ｂの映像信号のゲインを補正するゲインコントロールアンプ（以下、Ｂ_ＧＣＡという）３５とを有して構成されている。【００４７】
色調可変部３２の前段には、入力された映像信号をＲ、Ｇ、Ｂの映像信号に分離する図示しない分離部が設けられている。Ｒ_ＧＣＡ３３、Ｇ_ＧＣＡ３４及びＢ_ＧＣＡ３５には、分離部で分離されたＲの映像信号、Ｇの映像信号及びＢの映像信号がそれぞれ入力される。また、Ｒ_ＧＣＡ３３、Ｇ_ＧＣＡ３４及びＢ_ＧＣＡ３５には、色補正パラメータ導出部３１で導出されたＲの補正パラメータ、Ｇの補正パラメータ及びＢの補正パラメータがそれぞれ入力される。【００４８】
Ｒ_ＧＣＡ３３、Ｇ_ＧＣＡ３４及びＢ_ＧＣＡ３５は、Ｒの映像信号、Ｇの映像信号及びＢの映像信号をそれぞれＲの補正パラメータ、Ｇの補正パラメータ及びＢの補正パラメータのゲインで増幅または減幅する。【００４９】
例えば、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、青色の励起光の発光強度の減少率が黄色の蛍光光の減少率より大きくなっている。そのため、色調可変部３２は、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、Ｂの映像信号をＢの補正パラメータのゲインで増幅する、または、Ｒ及びＧの映像信号をＲ及びＧの補正パラメータのゲインで減幅することで色補正を行う。【００５０】
同様に、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、青色の励起光の発光強度の増加率が黄色の蛍光光の増加率より大きくなっている。そのため、色調可変部３２は、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、Ｂの映像信号をＢの補正パラメータのゲインで減幅する、または、Ｒ及びＧの映像信号をＲ及びＧの補正パラメータのゲインで増幅することで色補正を行う。【００５１】
なお、色調可変部３２は、Ｂの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４を設けなくてもよいし、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合、Ｂ_ＧＣＡ３５を設けなくてもよい。【００５２】
ここで、このように構成された映像信号処理部２３で行われる色補正処理について説明する。まず、Ｂの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合について説明する。【００５３】
図６は、ＰＷＭ信号のパルス幅とＢの補正パラメータとの関数を示すグラフである。図６の関数に示すように、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合、Ｂの補正パラメータは１となる。また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、パルス幅が狭くなるに従い、Ｂの補正パラメータは１よりも徐々に大きくなる。一方、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、パルス幅が広くなるに従い、Ｂの補正パラメータは１よりも徐々に小さくなる。【００５４】
色補正パラメータ導出部３１は、調光回路１４からＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報が入力されると、図６の関数に従い、対応するＢの補正パラメータを導出する。即ち、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合は、Ｂの補正パラメータとして１が導出される。また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合は、Ｂの補正パラメータとして１より大きい値が導出され、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合は、Ｂの補正パラメータとして１よい小さい値が導出される。このように導出されたＢの補正パラメータは色調可変部３２のＢ_ＧＣＡ３５に入力される。なお、色補正パラメータ導出部３１は、図６の関数に代わり、ＰＷＭ信号のパルス幅とＢの補正パラメータとが関係付けられたテーブルを記憶し、パルス幅に応じたＢの補正パラメータを導出するようにしてもよい。【００５５】
ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合、Ｂ_ＧＣＡ３５には、Ｂの補正パラメータとして１が入力される。Ｂ_ＧＣＡ３５は、入力されたＢの映像信号のゲインを１倍、即ち、ゲインを変更せずに、入力されたＢの映像信号をそのまま出力する。【００５６】
また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、Ｂ_ＧＣＡ３５には、１より大きい値が入力される。Ｂ_ＧＣＡ３５は、この１より大きい値に応じて入力されたＢの映像信号のゲインを増幅する。【００５７】
一方、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、Ｂ_ＧＣＡ３５には、１より小さい値が入力される。Ｂ_ＧＣＡ３５は、この１より小さい値に応じてＢの映像信号のゲインを減幅する。【００５８】
なお、Ｂの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４にＲ及びＧの補正パラメータとしてそれぞれ１を入力し、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更しないようにする。あるいは、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４自体を色調可変部３２に設けないように構成してもよい。【００５９】
次に、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合について説明する。【００６０】
図７は、ＰＷＭ信号のパルス幅とＲ及びＧの補正パラメータとの関数を示すグラフである。図７の関数に示すように、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合、Ｒ及びＧの補正パラメータは１となる。また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、パルス幅が狭くなるに従い、Ｒ及びＧの補正パラメータは１よりも徐々に小さくなる。一方、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、パルス幅が広くなるに従い、Ｒ及びＧの補正パラメータは１よりも徐々に大きくなる。【００６１】
色補正パラメータ導出部３１は、調光回路１４からＰＷＭ信号のパルス幅の設定値情報が入力されると、図７の関数に従い、対応するＲ及びＧの補正パラメータを導出する。即ち、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合は、Ｒ及びＧの補正パラメータとして１が導出される。また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合は、Ｒ及びＧの補正パラメータとして１より小さい値が導出され、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合は、Ｒ及びＧの補正パラメータとして１よい大きい値が導出される。このように導出されたＲ及びＧの補正パラメータはそれぞれ色調可変部３２のＲ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４に入力される。なお、色補正パラメータ導出部３１は、図７の関数に代わり、ＰＷＭ信号のパルス幅とＲ及びＧの補正パラメータとが関係付けられたテーブルを記憶し、パルス幅に応じたＲ及びＧの補正パラメータを導出するようにしてもよい。【００６２】
ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１より広く、第２の閾値ＴＨ２より狭い場合、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４には、Ｒ及びＧの補正パラメータとしてそれぞれ１が入力される。Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４は、それぞれ入力されたＲ及びＧの映像信号のゲインを１倍、即ち、ゲインを変更せずに、入力されたＲ及びＧの映像信号をそのまま出力する。【００６３】
また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４には、それぞれ１より小さい値が入力される。Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４は、それぞれこの１より小さい値に応じて入力されたＲ及びＧの映像信号のゲインを減幅する。【００６４】
一方、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４には、それぞれ１より大きい値が入力される。Ｒ_ＧＣＡ３３及びＧ_ＧＣＡ３４は、それぞれこの１より大きい値に応じてＲ及びＧの映像信号のゲインを増幅する。【００６５】
なお、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合、Ｂ_ＧＣＡ３５にＢの補正パラメータとして１を入力し、Ｂの映像信号のゲインを変更しないようにする。あるいは、Ｂ_ＧＣＡ３５自体を色調可変部３２に設けないように構成してもよい。【００６６】
また、本実施の形態では、Ｂの映像信号のゲインを変更する、または、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを変更して色補正を行う場合について説明したが、Ｒ、Ｇ及びＢの映像信号のゲインを変更して色補正を行うようにしてもよい。例えば、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の閾値ＴＨ１以下の場合、適切な色バランスとなるように、Ｂの映像信号のゲインを増幅し、かつ、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを減幅する色補正を行う。また、ＰＷＭ信号のパルス幅が第２の閾値ＴＨ２以上の場合、適切な色バランスとなるように、Ｂの映像信号のゲインを減幅し、かつ、Ｒ及びＧの映像信号のゲインを増幅する色補正を行う。【００６７】
以上のように、内視鏡装置１は、色補正パラメータ導出部３１において、ＰＷＭ信号のパルス幅、即ち、白色ＬＥＤ１７の駆動時間に応じた補正パラメータを導出するようにした。そして、内視鏡装置１は、白色ＬＥＤ１７の駆動時間に応じて照明光の色バランスが崩れた際に、色調可変部３２において、その駆動時間に応じた補正パラメータで映像信号の色補正を行うようにした。【００６８】
よって、本実施の形態の内視鏡装置によれば、光源の調光によって色バランスが変化した場合でも、適切な色バランスを保つことができる。【００６９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。【００７０】
本出願は、２０１２年８月１日に日本国に出願された特願２０１２−１７１３３８号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
2014021022.tif 000003
【図２】
2014021022.tif 000004
【図３】
2014021022.tif 000005
【図４】
2014021022.tif 000006
【図５】
2014021022.tif 000007
【図６】
2014021022.tif 000008
【図７】
2014021022.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月10日(2014.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様の内視鏡装置は、励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、前記撮像部が出力する撮像信号に基づき、前記観察部位の光学像の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、前記半導体光源の前記駆動時間に応じて、前記撮像部で撮像されて生成される映像信号の、前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、
前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、
前記撮像部が出力する撮像信号に基づき、前記観察部位の光学像の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、
前記半導体光源の前記駆動時間に応じて、前記撮像部で撮像されて生成される映像信号の、前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、
前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記半導体光源の駆動時間と第１の閾値とを比較する比較部を更に備え、
前記色補正パラメータ導出部は、前記半導体光源の駆動時間が前記第１の閾値よりも短い場合には、前記半導体光源の駆動時間が短くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第２の色補正パラメータを導出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３】
前記比較部は、更に前記半導体光源の駆動時間と、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値とを更に比較するものであり、
前記色補正パラメータ導出部は、前記半導体光源の駆動時間が前記第２の閾値よりも長い場合には、前記半導体光源の駆動時間が長くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第２の色補正パラメータを導出することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記半導体光源は、ＬＥＤまたはレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月7日(2014.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様の内視鏡装置は、励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、前記撮像部が出力する撮像信号を映像信号に変換する映像信号処理部と、前記映像信号処理部から出力される輝度信号に基づき、前記半導体光源を発光させるためのパルス幅の設定値情報を生成する調光回路と、前記調光回路から入力される前記設定値情報に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、を備え、前記映像信号処理部は、前記設定値情報と、前記撮像部と前記観察部位との距離に応じて予め定められた閾値とに基づいて、前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための、前記第１の色補正パラメータとは異なる第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、
前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、
前記撮像部が出力する撮像信号を映像信号に変換する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部から出力される輝度信号に基づき、前記半導体光源を発光させるためのパルス幅の設定値情報を生成する調光回路と、
前記調光回路から入力される前記設定値情報に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、
を備え、
前記映像信号処理部は、
前記設定値情報と、前記撮像部と前記観察部位との距離に応じて予め定められた閾値とに基づいて、前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための、前記第１の色補正パラメータとは異なる第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、
前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記色補正パラメータ導出部は、前期設定値情報と、前記閾値としての前記撮像部と前記観察部位とが近接している状態を表す第１の閾値とを比較し、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第１の閾値よりも短い場合には、前記半導体光源の駆動時間が短くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第２の色補正パラメータを導出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３】
前記色補正パラメータ導出部は、前記設定値情報と、前記第１の閾値よりも大きい、前記撮像部と前記観察部位とが離れている状態を表す第２の閾値とを更に比較し、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第２の閾値よりも長い場合には、前記半導体光源の駆動時間が長くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第２の色補正パラメータを導出することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記色補正パラメータ導出は、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第１の閾値よりも長く且つ前記第２の閾値よりも短い場合には、前記励起光に係る色成分信号のゲインと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインとが等しくなるように前記第１および第２の色補正パラメータを導出することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記半導体光源は、ＬＥＤまたはレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月16日(2014.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様の内視鏡装置は、励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、前記撮像部が出力する撮像信号を映像信号に変換する映像信号処理部と、前記映像信号処理部から出力される輝度信号に基づき、前記半導体光源を発光させるためのパルス幅の設定値情報を生成する調光回路と、前記調光回路から入力される前記設定値情報に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、を備え、前記映像信号処理部は、前記設定値情報と、前記半導体光源の駆動時間と照明光の色バランスとの関係に基づいて適切な色バランスが保たれる該駆動時間の限界値として予め定められた閾値とに基づいて、前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための、前記第１の色補正パラメータとは異なる第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発光する半導体光源と、該励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光体とを有し、該励起光と蛍光との合成光を照明光として出射する光源部と、
前記照明光で照らされた観察部位を撮像する撮像部と、
前記撮像部が出力する撮像信号を映像信号に変換する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部から出力される輝度信号に基づき、前記半導体光源を発光させるためのパルス幅の設定値情報を生成する調光回路と、
前記調光回路から入力される前記設定値情報に基づいて、前記撮像部の撮像周期毎における前記半導体光源の駆動時間を調整する光源制御部と、
を備え、
前記映像信号処理部は、
前記設定値情報と、前記半導体光源の駆動時間と照明光の色バランスとの関係に基づいて適切な色バランスが保たれる該駆動時間の限界値として予め定められた閾値とに基づいて、前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するための第１の色補正パラメータと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正するための、前記第１の色補正パラメータとは異なる第２の色補正パラメータとを導出する色補正パラメータ導出部と、
前記色補正パラメータ導出部で導出された前記第１の色補正パラメータにより前記映像信号の前記励起光に係る色成分信号のゲインを補正するとともに、前記第２の色補正パラメータにより前記蛍光に係る色成分信号のゲインを補正する色補正部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記色補正パラメータ導出部は、前期設定値情報と、前記閾値としての前記半導体光源の駆動時間と照明光の色バランスとの関係に基づいて適切な色バランスが保たれる該駆動時間の下限値を表す第１の閾値とを比較し、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第１の閾値よりも短い場合には、前記半導体光源の駆動時間が短くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第２の色補正パラメータを導出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３】
前記色補正パラメータ導出部は、前記設定値情報と、前記第１の閾値よりも大きい、前記半導体光源の駆動時間と照明光の色バランスとの関係に基づいて適切な色バランスが保たれる該駆動時間の上限値を表す第２の閾値とを更に比較し、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第２の閾値よりも長い場合には、前記半導体光源の駆動時間が長くなるにつれて前記励起光に係る色成分信号のゲインを小さくするよう前記第１の色補正パラメータを導出するとともに、前記蛍光に係る色成分信号のゲインを大きくするよう前記第２の色補正パラメータを導出することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記色補正パラメータ導出は、前記設定値情報により表される半導体光源の駆動時間が前記第１の閾値よりも長く且つ前記第２の閾値よりも短い場合には、前記励起光に係る色成分信号のゲインと、前記蛍光に係る色成分信号のゲインとが等しくなるように前記第１および第２の色補正パラメータを導出することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記半導体光源は、ＬＥＤまたはレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【国際調査報告】
2014021022.tif 000010
2014021022.tif 000011