(57)【要約】【課題】明るさ制御をリアルタイムに行う。【解決手段】光源装置とビデオプロセッサとは信号ケーブル６にて接続され、信号ケーブル６は、２系統の（絞り制御信号伝送用）３線式同期シリアル通信ライン１０１及び（センサ検知信号伝送用）３線式同期シリアル通信ライン１０２と、１系統の７線式非同期シリアル通信ライン１０３とからなり、３線式同期シリアル通信ライン１０１は光源装置の絞りを制御する絞り制御信号をビデオプロセッサから光源装置にリアルタイムに送信している。３線式同期シリアル通信ライン１０１は絞りの開閉位置を検知するセンサからのセンサ検知信号を光源装置からビデオプロセッサにリアルタイムに送信している。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内の被写体を撮像する内視鏡と、
前記被写体の撮像信号を信号処理して内視鏡画像を生成するビデオプロセッサと、
内蔵した調光手段により光量を調整した照明光を前記内視鏡に供給する光源装置と、
少なくとも、前記調光手段を制御する調光制御信号と前記調光手段の調光状態信号とを前記ビデオプロセッサと前記光源装置間で同期シリアル通信する信号ラインを有する信号ケーブルと
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源装置の調光を自動制御する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体腔内に内視鏡の挿入部を挿入し、体内管腔部内の被写体の観察像をモニタ等に表示し、診断及び処置等を行うことのできる内視鏡装置が広く普及している。
【０００３】
このような内視鏡装置は、例えば挿入部先端内にCCD等の撮像素子を備えた撮像ユニットを有する電子内視鏡と、この電子内視鏡に照明光を供給する光源装置と、電子内視鏡からの撮像信号を信号処理して内視鏡画像をモニタ等の表示装置に表示させるビデオプロセッサ等から構成される。
【０００４】
一般に内視鏡装置においては、被検体を適正な明るさで撮像するために、ビデオプロセッサにて画像信号より明るさ信号を抽出し、この明るさ信号に基づき光源装置に設けられている絞り等を制御している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の内視鏡装置による明るさ制御においては、ビデオプロセッサから光源装置には明るさ信号に基づく調光信号が送信され、また光源装置からビデオプロセッサには絞りの開閉状態を検知するセンサからの検知信号が送信される。さらには、ビデオプロセッサと光源装置との間では、それぞれのフロントパネル等で設定される設定情報等が送受されるのが一般的である。
【０００６】
従来は、ビデオプロセッサと光源装置との情報の送受は、例えばRS-232C等の非同期シリアル通信で行われているため、特に明るさ制御等においては、リアルタイム性が問題とっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、明るさ制御をリアルタイムに行うことのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内視鏡装置は、
体腔内の被写体を撮像する内視鏡と、
前記被写体の撮像信号を信号処理して内視鏡画像を生成するビデオプロセッサと、
内蔵した調光手段により光量を調整した照明光を前記内視鏡に供給する光源装置と、
少なくとも、前記調光手段を制御する調光制御信号と前記調光手段の調光状態信号とを前記ビデオプロセッサと前記光源装置間で同期シリアル通信する信号ラインを有する信号ケーブルと
を備えて構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、明るさ制御をリアルタイムに行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１１】
図１ないし図１９は本発明の実施例１に係わり、図１は内視鏡装置１の構成を示す構成図、図２は図１の光源装置とビデオプロセッサの構成を示す構成図、図３は図２の照明フィルタの構成を示す構成図、図４は図２の信号ケーブルの信号ライン構成を示す図、図５は図４の同期シリアル通信ラインの信号タイミングを示す図、図６は図１のビデオプロセッサの背面構成を示す図、図７は図２のビデオプロセッサのフロントパネルを示す図、図８は図２の光源装置のフロントパネルを示す図、図９は図７の光量設定部の第１の表示形態を示す図、図１０は図８の光量設定部の第１の表示形態を示す図、図１１は図７の光量設定部の第２の表示形態を示す図、図１２は図８の光量設定部の第２の表示形態を示す図、図１３は図２の検波回路における平均測光を説明する図、図１４は図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第１の図、図１５は図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第２の図、図１６は図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第３の図、図１７は図２のDSPの電子ズーム処理を行う電子ズーム機能の構成を示す図、図１８は図１７の電子ズーム機能の作用を示す第１の図、図１９は図１７の電子ズーム機能の作用を示す第２の図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施例の内視鏡装置１は、挿入部先端内にCCD等の撮像素子を備えた撮像ユニットを有する電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２からの撮像信号を信号処理して内視鏡画像をモニタ４に表示させるビデオプロセッサ５とから構成され、光源装置３とビデオプロセッサ５とが信号ケーブル６にて接続されている。
【００１３】
図２に示すように、ビデオプロセッサ５は、患者回路８とこの患者回路８と電気的にアイソレーションされた２次回路９とからなる。
【００１４】
電子内視鏡２からの撮像信号を前処理するプリプロセス部１１と、プリプロセス部１１で前処理された撮像信号をデジタル信号に変換し画像データとして出力するA/D変換部１２と、患者回路８から２次回路９に信号伝送を行うLVSD(Low Voltage Differential Signaling)信号伝送部を構成するLVSDドライバ１３、パルストランス１４、LVSDレシーバ１５と、LVSDレシーバ１５から出力される画像データを信号処理するFPGAから構成される信号処理部１６と、信号処理部１６で信号処理された画像データをアナログ信号に変換し映像信号として出力するD/A変換部１７と、D/A変換部１７からの映像信号をモニタ４に表示するためにアナログ処理するポストプロセス部１８と、各部を制御するCPU１９とを備えている。
【００１５】
信号処理部１６では、画像データに対して色分離処理、ホワイトバランス処理、測光処理、γ補正処理、輪郭強調処理、電子ズーム（拡大）処理等を行うDSPブロック２１と、DSPブロック２１での画像データより明るさ信号を検波して調光信号を出力する検波ブロック２２と、検波ブロック２２から調光信号を同期シリアル信号に変換して絞り制御信号として光源装置３に出力するP/S変換ブロック２３と、光源装置３からの後述する絞りの開閉状態を示す同期シリアル信号であるセンサ検知信号をパラレル信号に変換して検波ブロック２２に出力するS/P変換ブロック２４と、２次回路９での各種制御信号を生成するSSGブロック２５とをFPGAにより構成している。
【００１６】
また、SSG２５からは、電子内視鏡２の撮像ユニットの駆動を制御する駆動制御信号が出力され、この駆動制御信号は、フォトカプラ２６を介して２次回路９から患者回路８のタイミングジェネレータ(TG)２７に出力され、TG２７よりドライバ２８に駆動タイミング信号が出力されることで、ドライバ２８がCCD駆動信号を生成し電子内視鏡２の撮像ユニットを駆動するようになっている。
【００１７】
なお、ビデオプロセッサ５の前面には各種データ表示及び設定情報入力が可能なフロントパネル２９が設けられ、CPU１９により制御されるようになっている。
【００１８】
一方、光源装置３は、電子内視鏡２内を挿通しているライトガイドが装着可能なライトガイド受け部３１を有する患者回路３２と、この患者回路３２と物理的に離された２次回路３３とから構成されている。２次回路３３は、発光源であるランプ３４と、このランプ３４からの光を所望の帯域の照明光に変換する照明フィルタ３５と、照明フィルタ３５を介した照明光の光量を制御する絞り３６と、ランプ３４を発光させるランプ駆動部３７と、絞り４６の開閉駆動を行う絞り駆動部３８と、絞り３６の開閉状態を検知するセンサ３９と、ビデオプロセッサ５のP/S変換回路２３からの同期シリアル信号である絞り制御信号をパラレル信号に変換するS/P変換回路４０と、S/P変換回路４０からの信号をアナログ信号に変換し絞り駆動部３８に出力するD/A変換部４１と、センサ３９からの検知信号をデジタル信号に変換するA/D変換部４２と、A/D変換部４２からの信号を同期シリアル信号に変換してセンサ検知信号としてビデオプロセッサ５のS/P変換回路２４に出力するP/S変換回路４３と、各部を制御するCPU４４とを備えて構成される。
【００１９】
なお、光源装置３の前面には各種データ表示及び設定情報入力が可能なフロントパネル４５が設けられ、CPU４４により制御されるようになっている。
【００２０】
また、ビデオプロセッサ５のCPU１９と光源装置３のCPU４４は、例えばRS-232C等の非同期シリアル通信でデータの送受を行っており、ビデオプロセッサ５と光源装置３とで必要な情報の共有が行われている。
【００２１】
光源装置３の照明フィルタ３５は、図３に示すように、円盤形状に形成され回転可能であって、可視光観察用の通常光フィルタ部５１と、蛍光観察用のＰＤＤフィルタ部５２と、近赤外光観察用のＩＲフィルタ部５３と、狭帯域観察用のＮＢＩフィルタ部５４と、減光フィルタ部５５とを有している。
【００２２】
ビデオプロセッサ５と光源装置３間の同期あるいは非同期の通信は、前記信号ケーブル６（図１参照）を介して行われる。
【００２３】
ここで、図４を用いて信号ケーブル６内の信号ラインについて説明する。図４に示すように、信号ケーブル６は、２系統の（絞り制御信号伝送用）３線式同期シリアル通信ライン１０１及び（センサ検知信号伝送用）３線式同期シリアル通信ライン１０２と、１系統の７線式非同期シリアル通信ライン１０３とからなる。
【００２４】
３線式同期シリアル通信ライン１０１は、VP-STB（ストローブ）、VP-CLK（クロック）、VP-DAT（データ）の３本の信号線を用いて光源装置３の絞り３６を制御する絞り制御信号をビデオプロセッサ５から光源装置３に、例えば１画面期間に１回といったように定期的な間隔でリアルタイムに送信している。
【００２５】
また、３線式同期シリアル通信ライン１０２は、LS-STB（ストローブ）、LS-CLK（クロック）、LS-DAT（データ）の３本の信号線を用いて絞り３６の開閉位置を検知するセンサ３９からのセンサ検知信号を光源装置３からビデオプロセッサ５に、例えば１画面期間に１回といったように定期的な間隔でリアルタイムに送信している。
【００２６】
３線式同期シリアル通信ライン１０１、１０２のストローブ、クロック、データのタイミングを図５に示す。
【００２７】
７線式非同期シリアル通信ライン１０３については、RS-232C等の公知の非同期シリアル通信と同じであるのでタイミング等の説明は省略するが、７線式非同期シリアル通信ライン１０３で送受される信号について説明する。
【００２８】
７線式非同期シリアル通信ライン１０３では、以下の（１）〜（６）の信号が少なくともビデオプロセッサ５のCPU１９と光源装置３のCPU４４間で送受される。
【００２９】
（１）インデックス：明るさ調整の目標値の設定（双方向）
（２）AUTO/MAMUAL：自動調光／手動調光の切り替え／通知
切り替え指示信号＝ビデオプロセッサ５→光源装置３
切り替え通知信号＝光源装置３→ビデオプロセッサ５
（３）ランプOFF：ランプ３４の点灯／消灯の切り替え／通知
切り替え指示信号＝ビデオプロセッサ５→光源装置３
切り替え通知信号＝光源装置３→ビデオプロセッサ５
（４）特殊光観察：照明フィルタ３５の切り替え／通知
切り替え指示信号＝ビデオプロセッサ５→光源装置３
切り替え通知信号＝光源装置３→ビデオプロセッサ５
（５）ランプの種別：ランプ３４の種別（キセノン、ハロゲン等）の通知
通知信号＝光源装置３→ビデオプロセッサ５
（６）機器ID：光源装置３、ビデオプロセッサ５の機器情報の通知（双方向）
なお、図６に示すように、ビデオプロセッサ５の背面には、前記信号ケーブル６を接続するデジタル調光接続部１１０の他に、検波回路２２からのアナログの検波信号を従来のアナログ調光を行う光源装置に出力するためのケーブルを接続するアナログ調光接続部１１１を設けるようにしてもよく、これにより本実施例の光源装置３だけでなく、従来のアナログ調光を行う光源装置に対してもビデオプロセッサ５からの調光信号で照明光の光量制御が可能となる。
【００３０】
また、ビデオプロセッサ５のフロントパネル２９は図７に示すように構成され、光源装置３のフロントパネル４５は図８に示すように構成される。
【００３１】
ビデオプロセッサ５のフロントパネル２９及び光源装置３のフロントパネル４５にも、図７及び図８に示すように、照明光の光量を設定する光量設定部１２１ａ、１２１ｂが設けられており、光量設定部１２１ａ、１２１ｂは共に、光量を増減させる増減ボタン１２２ａ、１２２ｂ及び設定した光量を表示するLED等からなるインジケータ部１２３ａ、１２３ｂを備えている。
【００３２】
また、フロントパネル４５の光量設定部１２１ｂには、さらに照明光の光量調整を自動設定するのか、手動設定するのかをトグル的に設定するAUTO/MAN設定ボタン１２４が設けられており、AUTO/MAN設定ボタン１２４の選択情報がビデオプロセッサ５に通知され、自動設定の場合にはビデオプロセッサ５が予め設定されている光量に自動設定し照明光の光量調整を行い、手動設定の場合にはビデオプロセッサ５が光量を増減させる増減ボタン１２２ａ、１２２ｂによる光量の手動設定を許可して照明光の光量調整を行う。
【００３３】
本実施例では、光量調整が自動設定の場合は、図９及び図１０に示すように、インジケータ部１２３ａ、１２３ｂの表示は、例えば設定された光量調整値を示す部分のLEDのみを点灯する。また、光量調整が手動設定の場合は、図１１及び図１２に示すように、インジケータ部１２３ａ、１２３ｂの表示は、例えば設定された光量調整値を示す部分のLEDまでを点灯する。
【００３４】
これにより光源装置３、ビデオプロセッサ５のいずれからでも照明光の光量調整が可能となると共に、光量調整の設定状態が自動設定なのか手動設定なのかがインジケータ部１２３ａ、１２３ｂの表示形態を確認するだけで容易に把握することが可能となる。
【００３５】
また、ビデオプロセッサ５のフロントパネル２９には、図７に示すように、検波回路２２における測光方法を設定するためのIRISボタン１３０が設けられている。このIRISボタン１３０により測光を平均測光モード(AUTO)で測光するのかピーク測光モード(PEAK)で測光するのかが設定される。
【００３６】
本実施例では、平均測光モード(AUTO)として、内視鏡画像を複数のエリアに分割して単純に平均化して平均の明るさを測光する平均測光(AVE)と、内視鏡画像を複数のエリアに分割し領域毎に重み付けを行って測光を行う２種類の重み付け測光(AUTO1,AUTO2)とが適用される。
【００３７】
平均測光(AVE)とは、図１３に示すように、例えば内視鏡画像１５０を中央エリアＢ１５１と、その外周エリアＡ１５２に分割し、以下の演算を行い算出される。
【００３８】
平均測光(AVE)＝（Ａの明るさ合計＋Ｂの明るさ合計）／（Ａの画素数＋Ｂの画素数）
また、重み付け測光(AUTO1,AUTO2)は、以下の演算を行い算出される。
【００３９】
重み付け測光(AUTO1,AUTO2)＝（Ａの明るさ合計／Ａの画素数）×Ｋ1
＋（Ｂの明るさ合計／Ｂの画素数）×Ｋ2
ここで、Ｋ1＋Ｋ2＝１、かつＫ1＞０、Ｋ2＞０
IRISボタン１３０の上部には、図１４に示すように、平均測光モード(AUTO)かピーク測光モード(PEAK)かを示す表示部１３１、１３２が設けられている。そして、平均測光モード(AUTO)の場合には、図１５に示すように、AUTO表示からなる表示部１３１が点灯し、PEAK表示からなる表示部１３２が消灯する。また、ピーク測光モード(PEAK)の場合には、図１６に示すように、PEAK表示からなる表示部１３２が点灯し、AUTO表示からなる表示部１３１が消灯する。
【００４０】
上述したように、ビデオプロセッサ５のDSP２１は、電子ズーム処理を行う電子ズーム機能を有しており、その機能ブロックは、図１７に示すように、色分離モジュール１７０、測光モジュール１７１、拡大モジュール１７２、SUB CPU１７３、ROM１７４とから構成される。
【００４１】
内視鏡装置では、適切な明るさの観察画像を得るために、観察範囲の特定領域を測光して得た値から算出した補正値により露出補正を自動的に行っている。しかし、観察範囲を電子的に変更した場合、測光範囲が一定の場合、観察範囲と一致せず、適切な明るさの画像が得られない場合がある。
【００４２】
そこで、本実施例のDSP２１は、以下の（１）〜（３）のいずれかの方法で電子ズーム処理を実行することで、電子的に変更された観察範囲に合わせて測光範囲を変更し、常に適切な明るさの観察画像に補正している。すなわち、
（１）拡大係数に合わせた測光領域を拡大係数毎にROM１７４に格納する。
【００４３】
（２）拡大係数だけROM１７４に格納しておき、拡大係数から測光領域をSUB CPU１７３にて算出し、測光領域を測光モジュール１７１へ転送する。
【００４４】
（３）拡大係数だけをROM１７４に格納しておき、SUB CPU１７３は拡大係数のみを拡大モジュール１７２に転送し、測光領域は拡大モジュール１７２にて拡大係数から算出され、測光領域が測光モジュール１７１へ出力される。
【００４５】
本実施例のDSP２１では、図１８に示すように、CCDのイメージをそのまま出画する場合にはCCDのイメージ領域全体から測光範囲を定め、図１９に示すように、CCDのイメージを拡大して出画する場合にはCCDのイメージ領域の拡大部分（図中、斜線ハッチング部分）から測光範囲を定めて、適切な明るさの観察画像に補正している。
【００４６】
このように本実施例では、
［付記］
（付記項１）被写体を撮像する撮像手段からの撮像信号を信号処理して、少なくとも適正な明るさに補正した前記被写体の画像データを生成するの画像信号処理回路において、
前記画像データを拡大処理する画像拡大手段と、
前記画像拡大手段が拡大した拡大領域に応じて、前記画像データの明るさを測定する測光範囲を算出する測光範囲算出手段と
を備えたことを特徴とするの画像信号処理回路。
【００４７】
本発明は、上述した実施例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。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る内視鏡装置１の構成を示す構成図
【図２】図１の光源装置とビデオプロセッサの構成を示す構成図
【図３】図２の照明フィルタの構成を示す構成図
【図４】図２の信号ケーブルの信号ライン構成を示す図
【図５】図４の同期シリアル通信ラインの信号タイミングを示す図
【図６】図１のビデオプロセッサの背面構成を示す図
【図７】図２のビデオプロセッサのフロントパネルを示す図
【図８】図２の光源装置のフロントパネルを示す図
【図９】図７の光量設定部の第１の表示形態を示す図
【図１０】図８の光量設定部の第１の表示形態を示す図
【図１１】図７の光量設定部の第２の表示形態を示す図
【図１２】図８の光量設定部の第２の表示形態を示す図
【図１３】図２の検波回路における平均測光を説明する図
【図１４】図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第１の図
【図１５】図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第２の図
【図１６】図７のIRISボタン上部の表示部の表示形態を示す第３の図
【図１７】図２のDSPの電子ズーム処理を行う電子ズーム機能の構成を示す図
【図１８】図１７の電子ズーム機能の作用を示す第１の図
【図１９】図１７の電子ズーム機能の作用を示す第２の図
【符号の説明】
【００４９】
１…内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…モニタ
５…ビデオプロセッサ
６…信号ケーブル
１０１、１０２…３線式同期シリアル通信ライン
１０３…７線式非同期シリアル通信ライン
代理人    弁理士    伊藤  進
【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】
2006068322.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006068322.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006068322.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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