(57)【要約】【課題】光源に対する校正の必要性がなく、管理が容易な電子内視鏡ゲイン調整装置を得る。【解決手段】ビデオプロセッサ装置内に内視鏡挿入ブロック３５を設ける。ビデオプロセッサ装置のケーシングに電子内視鏡の挿入部１３の先端を挿入する開口４１を設ける。内視鏡挿入ブロック３５の底面４４をホワイトバランスまたはカラーバランス調整用のチャートとして構成する。内視鏡挿入ブロック３５内にＬＥＤ光源４３を設ける。挿入部１３の先端が内視鏡挿入ブロック３５内に挿入されたことを検知する光センサ４２を設ける。挿入部１３が挿入されている間のみＬＥＤ光源４３を点灯し底面４４のチャートを撮影し、ホワイトバランス調整のために映像信号のゲインを調整する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオプロセッサ装置に着脱される電子内視鏡スコープ本体の挿入部先端を内視鏡挿入ブロックに挿入し、前記内視鏡挿入ブロック内のチャートを撮像することで映像信号のゲイン調整を行う電子内視鏡ゲイン調整装置であって、前記内視鏡挿入ブロック内に、前記ゲイン調整時のチャート撮影に用いられる光源が設けられ、前記内視鏡挿入ブロックがビデオプロセッサ装置に設けられることを特徴とする電子内視鏡ゲイン調整装置。
【請求項２】
前記内視鏡挿入ブロックが、前記挿入部先端が挿入されたことを検知するセンサを備え、前記光源が前記挿入部先端が挿入されている間だけ点灯されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡ゲイン調整装置。
【請求項３】
前記内視鏡挿入ブロックが前記ビデオプロセッサ装置に着脱自在に構成され、前記内視鏡挿入ブロックが、前記内視鏡挿入ブロックに係る情報を保持することを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡ゲイン調整装置。
【請求項４】
前記ゲイン調整がホワイトバランス処理またはカラーバランス処理を含むことを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡ゲイン調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホワイトバランス調整など、電子内視鏡における映像信号のゲイン調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡では、出荷時あるいは使用時に、撮像素子で得られた映像信号のカラーバランスが適正であるか検査し、各色信号のゲインを調整してカラーバランスの調整が図られる。このようなカラーバランスの調整では、電子内視鏡挿入部の先端が遮光された専用の容器に挿入され、挿入部先端から照射される照明光を用いて容器内のホワイトチャートあるいはカラーチャートが撮影される。そして、撮影された画像のカラーバランスが基準値に適合するように各色信号のゲインが調整される（特許文献１参照）。また、カラーバランス調整用の容器を電子内視鏡システムのビデオプロセッサ装置に内蔵し、容器保管の面倒を解消したものも提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７７３４９８号公報
【特許文献１】特開平１０−２７６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電子内視鏡システムでは、電子内視鏡の照明光は、スコープ本体が着脱可能な独立した光源装置やビデオプロセッサに内蔵された光源部から供給されるため、照明に常に同じ光源が使用されるとは限らない。また、照明用光源の経時劣化の問題もある。したがって、カラーバランス（ホワイトバランス）調整時には、照明光の下でのチャートに対する校正が必要になる。
【０００５】
本発明は、光源に対する校正の必要性がなく、管理が容易な電子内視鏡ゲイン調整装置を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子内視鏡ゲイン調整装置は、ビデオプロセッサ装置に着脱される電子内視鏡スコープ本体の挿入部先端を内視鏡挿入ブロックに挿入し、内視鏡挿入ブロック内のチャートを撮像することで映像信号のゲイン調整を行う電子内視鏡ゲイン調整装置であって、内視鏡挿入ブロック内に、ゲイン調整時のチャート撮影に用いられる光源が設けられ、内視鏡挿入ブロックがビデオプロセッサ装置に設けられることを特徴としている。
【０００７】
内視鏡挿入ブロックは、挿入部先端が挿入されたことを検知するセンサを備え、光源は挿入部先端が挿入されている間だけ点灯される。
【０００８】
内視鏡挿入ブロックは、例えばビデオプロセッサ装置に着脱自在に構成され、内視鏡挿入ブロックが、内視鏡挿入ブロックに係る情報を保持する。また、ゲイン調整はホワイトバランス処理またはカラーバランス処理を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光源に対する校正の必要性がなく、管理が容易な電子内視鏡ゲイン調整装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態である電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】ビデオプロセッサ装置の正面レイアウトを示す模式的な正面図である。
【図３】第１実施形態の内視鏡挿入ブロック（筒）の模式的な断面図である。
【図４】ゲイン調整処理のフローチャートである。
【図５】第２実施形態の内視鏡挿入ブロック（筒）の模式的な断面図である。
【図６】第２実施形態の内視鏡挿入ブロック装着（交換）時における初期設定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるゲイン調整装置が適用された電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【００１２】
電子内視鏡システムは、一般にスコープ本体（電子内視鏡）１０と、スコープ本体１０が着脱自在に取り付けられるビデオプロセッサ装置１１と、内視鏡画像を表示するモニタ装置１２を備える。スコープ本体１０は、可撓管からなり体内や管孔内に挿入される挿入部１３と、ユーザにより把持・操作され、挿入部１３の基端部が連結される操作部（図示せず）と、プロセッサ装置１１に着脱され、スコープ本体１０とプロセッサ装置１１とを電気的、光学的に接続するコネクタ部１４と、操作部とコネクタ部１４の間を連絡するユニバーサルコード（図示せず）とから構成される。
【００１３】
ビデオプロセッサ装置１１には、キセノンランプなどの光源１５が搭載され、光源１５には、光源用電源１６から電力が供給される。スコープ本体１０には、光源１５からの照明光を挿入部先端まで伝送するライトガイドファイバ１７が配設され、コネクタ部１４がビデオプロセッサ装置１１に装着されると、その入射端が光源１５の前方に配置される。
【００１４】
光源１５からの光は集光レンズ１８を介して入射端に集光されてライトガイドファイバ１７に入射される。また、ライトガイドファイバ１７と集光レンズ１８の間には光路を横切ってシャッタ１９が配置される。シャッタ１９は、システムコントローラ２０の指示により必要な明るさが得られるようにモータ２１によって駆動され、モータ２１はモータドライバ２２を介して駆動・制御される。また、光源用電源１６のオン／オフはシステムコントローラ２０によって制御される。なお、本実施形態では光源部がビデオプロセッサ装置１１に内蔵されるが、ビデオプロセッサ装置１１とは別に光源装置を設けてもよい。
【００１５】
内視鏡観察時には、光源用電源１６がオンされるとともにシャッタ１９が駆動され、ライトガイドファイバ１７を伝送された光が挿入部１３の先端から照明レンズ２３を介して照射される。そして挿入部先端に設けられた撮像素子２４では、撮像レンズ２５を介してこの照明光による画像が撮影される。撮像素子２４で生成されたカラーの映像信号は、出力アンプ２６で増幅され、挿入部１３、操作部、ユニバーサルコードを介してコネクタ部１４に設けられたアナログ信号処理回路２７に入力される。
【００１６】
アナログ信号処理回路２７では、サンプルホールド、エンハンス処理、色変換などの処理が行われるとともに色調整処理が行われる。例えば、撮像素子２４からの映像信号がＲＧＢ信号でないときには、これらがＲＧＢ信号に変換され、ＲＧＢ信号の各ゲインが調整され、ホワイトバランスやカラーバランスの調整が行われる。なお、各ゲインは、コネクタ部１４に設けられたシステムコントローラ２８によって必要に応じて設定・変更される。
【００１７】
また、撮像素子２４の駆動は、コネクタ部１４に設けられた駆動回路２９からの駆動信号に基づいて駆動され、駆動回路２９は、コネクタ部１４のタイミングコントローラ３０からのクロックパルスに基づいて制御される。なお、アナログ信号処理回路２７の駆動もタイミングコントローラ３０のクロックパルスに基づいて制御される。また、コネクタ部１４に設けられたシステムコントローラ２８には、メモリ（複数種のメモリを含む）３１が接続され、後述するように、ホワイトバランス処理やカラーバランス処理に必要な映像信号を一時的に記憶するとともに、各処理に関わる各種パラメータを次に変更されるまで長期的に記憶・保存する。
【００１８】
アナログ信号処理回路２７から出力された映像信号は、ビデオプロセッサ装置１１に設けられた前段信号処理回路３２に送られ、デジタルの画像信号に変換されて画像メモリ３３に一時的に記憶される。画像メモリ３３に記憶された画像信号は、内視鏡観察時には、後段信号処理回路３４へと送られ、所定の映像信号に変換された後、モニタ１２等の出力機器に出力される。
【００１９】
一方、ホワイトバランス処理またはカラーバランス処理の際、画像メモリ３３に記憶された画像信号は、ビデオプロセッサ装置１１のシステムコントローラ２０を介してスコープ側のシステムコントローラ２８に送られ、メモリ３１に一時的に記憶される。
【００２０】
また、本実施形態のビデオプロセッサ装置１１には、装着されたスコープ本体１０のホワイトバランス処理やカラーバランス処理を行うための内視鏡挿入ブロック３５が設けられる。すなわち、ホワイトバランス処理またはカラーバランス処理が行われる場合、挿入部１３の先端は、後述するように内視鏡挿入ブロック３５内に挿入される。なお、ビデオプロセッサ装置１１のタイミングは、ビデオプロセッサ装置１１内に設けられたタイミングコントローラ３６によってとられ、タイミングコントローラ３６は、スコープ側のタイミングコントローラ３０と同期が取られる。また、システムコントローラ２０には各種操作スイッチやインジケータが設けられたフロントパネル３７が接続される。
【００２１】
次に図２、図３を参照して、ホワイトバランス処理またはカラーバランス処理に使用される第１実施形態の内視鏡挿入ブロック３５の構成について説明する。
【００２２】
図２は、ビデオプロセッサ装置１１の正面のレイアウトを示す模式図である。ビデオプロセッサ装置１１の正面には、スコープ本体１０のコネクタ部１４との接続に用いられるコネクタ部３８が設けられ、コネクタ部３８は、電気コネクタ３９とライトガイドファイバ挿入部４０から構成される。また、ビデオプロセッサ装置１１の正面には、各種インジケータや操作スイッチが設けられたフロントパネル３７が配置される。更に、本実施形態では、ビデオプロセッサ装置１１の正面に内視鏡挿入ブロック３５の開口４１が設けられる。
【００２３】
図３は、第１実施形態の内視鏡挿入ブロック３５の構成を模式的に示す断面図である。第１実施形態において、内視鏡挿入ブロック３５は、ビデオプロセッサ装置１１のケーシング４２に一体的に設けられる。開口４１の内径は、スコープ本体１０の挿入部１３の先端の外径よりも僅かに大きく、挿入部１３の先端は、開口４１を通して内視鏡挿入ブロック３５に挿入される。
【００２４】
内視鏡挿入ブロック３５の内側は、開口４１よりも広い外径を有し、その内部には挿入部１３の先端が挿入されたことを検知するセンサが設けられる。本実施形態では、内視鏡挿入ブロック３５の内周面にレーザ等とユニット化された光センサ４２が設けられ、挿入部１３の先端が内視鏡挿入ブロック３５の所定位置まで挿入されると挿入部１３の存在を検知し、システムコントローラ２０に検出信号を送る。なお、センサは１つであってもよいが複数設けられていてもよい。また、センサとしては機械式や磁気式のセンサを用いてもよい。
【００２５】
システムコントローラ２０は、検出信号を受けると内視鏡挿入ブロック３５の内側に設けられた光源４３が点灯される。内視鏡挿入ブロック３５の底面４４は、白色に塗りつぶされたホワイトチャートあるいは特定の色に塗りつぶされたカラーチャートとして構成され、撮像素子２４では、光源４３により照明された底面４４の映像が撮影される。なおこのとき光源用電源１６はオフ状態とされ、キセノンランプ１５は点灯されない。すなわち、ビデオプロセッサ装置１１およびスコープ本体１０では、ビデオプロセッサ装置１１に内蔵された内視鏡挿入ブロック３５の光源４３を用いたホワイトバランス処理またはカラーバランス処理が実行される。
【００２６】
なお光源４３は例えば白色光源であり、例えばＬＥＤなど劣化に強い発光素子が用いられる。また、光源４３の数は必要に応じて任意であるが、シェーディング等を考慮すると、挿入部１３の軸周りに均等に回転対称に配置されることが好ましい。なお、図３の例では、光源４３は、内視鏡挿入ブロック３５の内側において、開口４１が設けられたケーシングの内側に対応する面に、底面４４に向けて配置される。
【００２７】
次に図１〜３および図４のフローチャートを参照して、第１実施形態の内視鏡挿入ブロック３５を用いたホワイトバランス処理を例に、第１実施形態における映像信号のゲイン調整処理について説明する。なお、このホワイトバランス処理は、例えばフロントパネル３７のスイッチ操作に基づいて、システムコントローラ２０、２８において実行される。
【００２８】
ホワイトバランス処理が開始されると、ステップＳ１００において、光センサ４２による挿入部１３の検出動作が開始される。挿入部１３の先端が開口４１から内視鏡挿入ブロック３５内へ所定の位置まで挿入され、これが光センサ４２により検出されると、ステップＳ１０２において白色ＬＥＤ４３が点灯され、ステップＳ１０４においてホワイトバランス調整が開始される。
【００２９】
すなわち、白色ＬＥＤ４３の照明の下、撮像素子２４により内視鏡挿入ブロック３５内のホワイトチャートが撮影され、出力アンプ２６、アナログ信号処理回路２７、前段信号処理回路３２を経て画像メモリ３３に記憶される。画像メモリ３３に記憶されたホワイトチャートの一画面分の画像信号は、システムコントローラ２０を介してスコープ側のシステムコントローラ２８へと送られ、メモリ３１に記憶される。また、このとき、システムコントローラ２０からは、シェーディングに対する補正パラメータや、光源１５の分光特性に基づくＲＧＢ信号に対する補正パラメータがコントローラ２８へと送信される。
【００３０】
システムコントローラ２８は、メモリ３１に記憶されたホワイトチャートの１画面のデータに、上記補正パラメータによるシェーディング補正を行うとともに、ＲＧＢの各画素値に対して光源１５の分光特性に基づく補正（重み付け）を行い、基準とする白色のＲＧＢ画素値と比較を行うことで適正なＲＧＢ信号のゲイン（ＲＧＢ間のゲイン比）を算出する。そしてシステムコントローラ２８は、アナログ信号処理回路２７におけるＲＧＢ信号の各ゲインを算出された値に変更し、ステップＳ１０８において、算出されたＲＧＢゲイン、補正パラメータをメモリ３１に記憶・保持する。
【００３１】
ステップＳ１０８では、光センサ４２により挿入部１３が内視鏡挿入ブロック３５から排出されたか否かの検出動作が実行され、挿入部１３の内視鏡挿入ブロック３５からの排出が検出されるとステップＳ１１０において白色ＬＥＤ４３が消灯され、本実施形態のホワイトバランス処理は終了する。
【００３２】
以上のように、本発明の第１実施形態によれば、ホワイトバランスやカラーバランスなどの映像信号のゲイン調整を行うための内視鏡挿入ブロック（容器）がビデオプロセッサ装置に内蔵されるとともに、内視鏡挿入ブロック内の撮影に内視鏡挿入ブロック内に設けられた専用の光源が利用されるため、内視鏡観察用の照明光源の経時劣化や、変更など応じて校正の必要性がなく、また、容器を別途保管管理する必要がなくなるので管理が極めて容易になる。更に、本実施形態の内視鏡挿入ブロックには、挿入部先端が挿入されたことを検知するセンサが設けられ、これに合わせて光源の点灯、消灯が行われるので無駄に内視鏡挿入ブロック内の光源を点灯させることがない。
【００３３】
次に、図５、図６を参照して、本発明の第２実施形態の電子内視鏡ゲイン調整装置について説明する。第１実施形態では、内視鏡挿入ブロックがビデオプロセッサ装置のケーシングと一体的に構成されたが、第２実施形態の電子内視鏡ゲイン調整装置では、内視鏡挿入ブロックが、ビデオプロセッサ装置に対して着脱自在とされる。なお、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一の構成に関しては同一参照符号を用い、その説明を省略する。
【００３４】
図５は、第２実施形態の内視鏡挿入ブロック５０の模式的な断面図である。内視鏡挿入ブロック５０は概ね円筒カップ形状を呈し、カップの縁は、前板部材５１によって覆われ、前板部材５１の略中央には開口５２が設けられる。前板部材５１の内側には、複数の光源４３が例えば開口５２の周縁に沿って一様に配置される。内視鏡挿入ブロック５０の内周面には挿入部１４が所定位置まで挿入されたことを検知するためのセンサが設けられ、本実施形態では、第１実施形態と同様に光センサ４２が用いられる。
【００３５】
カップ状を呈するの内視鏡挿入ブロック５０の底面５３は、ホワイトチャートやカラーチャートとして構成される。また、例えば底面５３の外側には、マイコン（図示せず）が内蔵された基板５４が設けられ、内視鏡挿入ブロック５０をビデオプロセッサ装置１１に装着した際には、ビデオプロセッサ装置１１に設けられたコネクタ５５に接続され、ビデオプロセッサ装置１１に設けられたシステムコントローラ２０に接続される。
【００３６】
基板５４に実装されたマイコンには、内視鏡挿入ブロック５０の情報（ＬＥＤ情報、チャート情報等）が記録されている。なお、ビデオプロセッサ装置１１に装着された内視鏡挿入ブロック５０は、図示しないファスナ機構を用いてビデオプロセッサ装置１１に固定される。
【００３７】
図６は、内視鏡挿入ブロック５０をビデオプロセッサ装置１１に装着したときの初期設定処理のフローチャートである。内視鏡挿入ブロック（筒）５０は、目的に応じて様々な種類が用意される。例えば、ホワイトバランス用の筒やカラーバランス用の筒が用意される。なおカラーバランスとしては、例えば体内の赤色に対応する色が用いられる。
【００３８】
図６のフローチャートは、内視鏡挿入ブロック（筒）５０を装着（交換）したときや、フロントパネル３７のスイッチ操作などによりゲイン調整処理が開始されたときに、システムコントローラ２０および基板５４のマイコンにおいて、図４のフローチャートに先立って実行される。
【００３９】
ステップＳ２００では、内視鏡挿入ブロック（筒）５０が装着（交換）されたか否かが検知される。この検知は例えばコネクタ５５などの電気的な接続に基づいて行われる。内視鏡挿入ブロック（筒）５０が装着（交換）されると、ステップＳ２０２において、その内視鏡挿入ブロック（筒）５０の備えるＬＥＤなどの光源の情報やチャート情報がシステムコントローラ２０へ伝送され、メモリ（図示せず）に記憶される。なお、光源の情報は、例えば光源の分光特性などに基づく重み係数などの補正パラメータや、シェーディング用の補正パラメータなどである。また、チャート情報は、例えば、ホワイトバランス用、カラーバランス用の筒であるかなどの情報や、ホワイトバランスであれば基準となる白色のＲＧＢ値、カラーバランスであれば基準となる色のＲＧＢ値などを含む情報である。
【００４０】
また、ステップＳ２０４では、挿入部１３を内視鏡挿入ブロック（筒）５０に挿入した際の動作が変更される。例えば、システムコントローラ２０においてゲイン調整処理が開始されたときにホワイトバランス処理を実行するか、カラーバランス処理を実行するかの設定が変更されこの初期設定処理は終了する。
【００４１】
以上のように、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態では、内視鏡挿入ブロックを交換可能にしたことで、ホワイトバランスやカラーバランスなど、様々な目的のゲイン調整に対応することが可能である。また、内視鏡挿入ブロック自身が、ブロックに固有の情報を保持しているため、装着された内視鏡挿入ブロックに対応する処理を適切に実行することができ誤操作を防止できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、スコープ本体のコネクタ部に各種回路が配置されたが、これらの一部または全部を操作部などスコープ側の他の場所に配置してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  スコープ本体（電子内視鏡）
１１  ビデオプロセッサ装置
１２  モニタ装置
１３  挿入部
１４  コネクタ部
１５  光源
１６  光源用電源
１７  ライトガイドファイバ
２０  システムコントローラ
２４  撮像素子
２７  アナログ信号処理回路
２８  システムコントローラ
３１  メモリ
３２  前段信号処理回路
３３  画像メモリ
３５、５０  内視鏡挿入ブロック
４１、５２  開口
４２  光センサ
４３  ＬＥＤ光源
４４、５３  底面
５１  前板部材
５４  基板（マイコン実装）
５５  コネクタ
【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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