(57)【要約】【課題】スコープ先端部の熱問題を生じさせることなく、内視鏡作業を煩雑な操作なしで効果的に行う。【解決手段】被写体像の輝度値Ｙに基づき、絞りを開閉することによって自動調光処理を実行する（Ｓ１０１）。絞りの全開状態が所定期間Ｔ０（３０秒）続いた場合、熱防止のため、絞りを所定開度Ｋ０まで閉じ、その状態で維持する（Ｓ１０５）。その後、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０に達した場合、自動調光処理を再開させる（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有するビデオスコープと、
前記撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づいて映像信号を生成する信号処理手段と、
前記映像信号に基づいて表示される被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、絞りを開閉させることによって被写体への光量を調整する自動調光手段と、
前記絞りが実質的に全開である状態が所定期間継続した場合、前記絞りを所定開度まで閉じる減光手段とを備え、
前記自動調光手段が、被写体像の明るさが内視鏡作業状態に対応する所定の明るさに達している場合、前記絞りを駆動させて再び光量を調整することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記自動調光手段が、前記画像信号から得られる輝度値と適正な明るさを示す参照輝度値との差に基づいて前記絞りを開閉させ、輝度値が前記所定の明るさに対応した所定輝度値に達した場合、前記絞りを駆動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】
前記所定輝度値が、前記参照輝度値であ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】
前記所定の明るさが、自動調光処理時において基準となる適正な明るさと同じであ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５】
前記所定開度が、前記絞りの全開に対しおよそ１／５〜４／５のいずれかの割合の開度であ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６】
被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整する自動調光手段と、
被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量を定められた光量まで減少させる減光手段とを備え、
前記自動調光手段が、被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供する光量に達した場合、再び光量調整を実行することを特徴とする内視鏡用自動調光装置。
【請求項７】
被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整する自動調光手段と、
被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量を定められた光量まで減少させる減光手段とを機能させ、
被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供する光量に達した場合、再び光量調整を実行するように、前記自動調光手段を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整し、
被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量を定められた光量まで減少させる減光し、
被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供する光量に達した場合、再び光量調整を実行することを特徴とする内視鏡用自動調光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体像の明るさを調整する自動調光機能を備えた内視鏡装置に関する。特に、熱防止の光量調整機能を備えた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動調光機能を備えた内視鏡装置では、モニタ等に表示される被写体像の明るさを適切な明るさで維持するため、絞りの開閉動作、あるいはランプ等光源の発光量を増減させることによって被写体へ照射される光の強度、光量を調整する。絞りを用いた自動調光処理の場合、ビデオスコープ先端部に設けられた撮像素子から読み出される画像信号に基づき、被写体像の輝度値を検出する。そして、検出された輝度値と基準の明るさを示す参照輝度値との差に基づいて絞りを開閉させ、光量を調整する。
【０００３】
絞りが全開もしくは全開に近い状態では、スコープ先端部からの射出光の光量が多く、スコープ先端部が熱をもつことによって回路等に不具合が生じる。これを防ぐため、絞りが全開状態である期間が所定時間継続した場合、絞りを全閉位置あるいはそれに近い開度まで絞り込む減光処理を行う。内視鏡作業を再開する場合、フロントパネルに設けられた操作スイッチが操作され、これによって減光処理が解除される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スコープ使用前の待機状態では、被写体とスコープ先端部との距離が離れているため絞りが全開状態になり、その結果、減光処理が実行される。待機状態から内視鏡作業へ移行する場合、操作スイッチを押してから作業開始しなければならず、臨機応変に内視鏡作業に移行することができない。また、内視鏡作業を一時的に中断した場合にも操作スイッチを押して作業再開しなければならず、効率よく内視鏡作業を進行できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内視鏡装置は、自動調光処理可能な内視鏡装置であって、撮像素子を有するビデオスコープと、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号に基づいて映像信号を生成する信号処理手段と、映像信号に基づいて表示される被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、絞りを開閉させることによって被写体への光量を調整する自動調光手段と、絞りが実質的に全開である状態が所定期間継続した場合、絞りを所定開度まで閉じる減光手段とを備える。ここで実質的に全開状態であるとは、全開もしくは全開に近い状態であることを意味し、絞りが全開に近い所定開度以上の状態が継続されている場合も含む。例えば、自動調光手段は、画像信号から得られる輝度値と適正な明るさを示す参照輝度値との差に基づいて絞りを開閉させればよい。
【０００６】
本発明の内視鏡装置では、自動調光手段が、被写体像の明るさが内視鏡作業状態に対応する所定の明るさに達している場合、減光手段が動作している状態から、再び絞りを駆動させて光量を調整する。ここで、内視鏡作業状態に対応する所定の明るさとは、内視鏡作業中に通常得られる観察画像の一般的な明るさ範囲内に収まる明るさを意味する。例えば、内視鏡作業前の待機状態においてビデオスコープをホルダなどに立て掛けた場合、減光手段によって絞りが閉じた状態が維持される。その状態から内視鏡作業に移行すると、スコープ先端部と被写体、すなわち体腔内部との距離が接近し、通常観察時において得られる被写体像の明るさまで復帰する。そのような明るさに達すると、自動調光処理が自動的に再開する。
【０００７】
内視鏡作業状態に対応する所定の明るさは使用環境に応じて適宜設定すればよく、光量が過多に成る前に自動調光が再開可能であって、また、観察状態に移行していないにもかかわらず自動調光処理を再開させる恐れがないような明るさに設定すればよい。例えば、自動調光処理時における基準となる明るさと同じに設定すればよい。輝度値に基づいて自動調光処理を実行する場合、輝度値が所定の明るさに対応した所定輝度値に達した場合、絞りを駆動させればよく、例えば、所定輝度値を参照輝度値に設定すればよい。
【０００８】
自動調光処理を迅速に再開させるため、ある程度被写体へ光を照射させて実際の被写体像の明るさの変化を検知する必要がある。そのため、減光処理における絞りの開度は、全閉付近ではなく、自動調光処理時において頻繁に開閉する範囲に定めればよい。例えば、絞りの全開に対しおよそ１／４〜３／４のいずれかの割合の開度に定めればよい。
【０００９】
本発明の内視鏡用自動調光装置は、電子内視鏡装置あるいはファイバスコープ用の光源装置に適用可能であり、被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整する自動調光手段を備える。自動調光手段は、例えば絞りの開閉動作あるいはランプなどの光源による発光量調整によって被写体への光量を調整する。そして本発明の内視鏡装置は、被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量をあらかじめ定められた光量まで減少させる減光手段を備える。あらかじめ定められた光量は、スコープ先端部に熱問題を生じさせないような光量として定められる。そして、自動調光手段が、被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供するような光量に達した場合、再び光量調整を実行することを特徴とする。
【００１０】
本発明のプログラムは、被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整する自動調光手段と、被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量を定められた光量まで減少させる減光手段とを機能させ、被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供する光量に達した場合、再び光量調整を実行するように、自動調光手段を機能させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の内視鏡用自動調光方法は、被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、被写体への光量を調整し、被写体への光量が所定光量を超える状態が所定期間継続した場合、被写体への光量を定められた光量まで減少させる減光し、被写体への光量が内視鏡作業状態に対応する被写体像の明るさを提供する光量に達した場合、再び光量調整を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スコープ先端部の熱問題を生じさせることなく、内視鏡作業を煩雑な操作なしで効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、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。
【００１５】
電子内視鏡装置は、ビデオスコープ１０とプロセッサ２０とを備え、プロセッサ２０には、モニタ３０が接続される。ビデオスコープ１０は、プロセッサ２０に着脱自在に接続される。
【００１６】
プロセッサ２０内のランプ２４が点灯すると、ランプ２４から放射された光は、絞り２６、集光レンズ（図示せず）を介してライトガイド１２の入射端１２Ａに入射する。ライトガイド１２はランプ２４の光をスコープ先端部へ伝達し、ライトガイド１２を通った光は、配光レンズ（図示せず）を介してスコープ先端部から射出する。これにより、観察部位が照明される。
【００１７】
観察部位において反射した光は、対物レンズ（図示せず）を通り、ＣＣＤ１４の受光面に到達する。その結果、被写体像がＣＣＤ１４に形成され、被写体像に応じた画像信号が生成される。画像信号はＣＣＤ１４から一定の時間間隔で読み出され、プロセッサ２０の信号処理回路２２へ送られる。ＣＣＤ１４からの画像信号読み出しは、信号処理回路２２内部に設けられたＣＣＤドライバによって制御され、ここでは、ビデオ規格としてＮＴＳＣ方式に従い、１フィールド分の画像信号が１／６０秒間隔で読み出される。
【００１８】
信号処理回路２２では、ホワイトバランス調整、ガンマ補正など画像信号に対して様々な処理が施され、所定のビデオ規格に従った映像信号が生成される。生成された映像信号はモニタ３０へ出力され、これにより、観察画像がモニタ３０に表示される。また、信号処理回路２２では、画像信号に基づいて輝度信号が生成される。
【００１９】
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むシステムコントロール回路２１は、プロセッサ２０の動作を制御し、信号処理回路など各回路へ制御信号を出力する。ＲＯＭには動作制御に関するプログラムが格納されている。プロセッサ２０に設けられた解除ボタン２５は、後述する減光処理を解除するボタンであり、オペレータの操作によって自動調光処理を再開可能にする。
【００２０】
絞り２６は、ランプ２４からの照明光の光量を調整するため開閉し、モータなどの駆動部（図示せず）によって駆動される。調光回路２３は、自動調光処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、プログラマブルな回路として構成される。調光回路２３は、信号処理回路２２から送られてくる輝度データに基づき、モニタ３０に表示される被写体像が適正な明るさで維持されるように、絞り２６の開閉動作を制御する。すなわち、検出される被写体像の輝度と参照輝度との差に基づき、駆動部へ制御信号を出力し、絞り２６の開度を調整する。
【００２１】
絞り２６は、プレート状の軸回転可能な絞りとして構成されており、絞り２６の回転角度に応じて被写体への光量が変化する。絞り２６の開度は、２４０段階に分けられ、０〜２４０の範囲のいずれかの値に定められる。全開状態の開度を２４０、全閉状態の開度を０とし、通常の自動調光処理において、絞り２６の開度は６０〜２００の間で変位する。
【００２２】
図２は、調光回路２３によって実行される自動調光処理を示すフローチャートである。図３は、輝度値、絞り開度を時系列的に示したグラフである。
【００２３】
ステップＳ１０１では、自動調光処理が実行される。具体的には、輝度データに基づく被写体像の輝度値Ｙとあらかじめ設定された参照輝度値Ｙ０との差（輝度差）が算出され、輝度差が許容範囲を超えている場合、輝度値を参照輝度値Ｙ０と一致させるように絞り２６が開閉する。被写体像の輝度値は、ここでは２５６段階に分けられた輝度レベルによって表され、０〜２５５の範囲のいずれかの値に定められる。被写体像の代表的輝度値として、例えば、１フレームまたは１フィールド分の画像信号の平均輝度が算出される。参照輝度値は、被写体像の適正な明るさを示す輝度値を表し、例えば輝度値Ｙ０は１２８に定められる。
【００２４】
ステップＳ１０２では、絞り２６が実質的に全開状態であるか否かが判断される。図３に示すように、自動調光処理を実行している状態において（区間Ｓ１）、内視鏡作業が中断されるとスコープ先端部と被写体との距離が離れ、輝度値Ｙと参照輝度値Ｙ０とに大きな差が生じ、その結果、絞り２６が全開まで開く。あるいは、プロセッサ２０を電源ＯＮ状態にして内視鏡作業の開始前、ビデオスコープ１０はホルダ等によって保持されており、必然的に絞り２６が全開まで開く。絞り２６が実質的に全開状態ではないと判断されると、ステップＳ１０８においてタイマーが初期化され、ステップＳ１０１へ戻る。一方、絞り２６が実質的に全開状態であると判断されると、ステップＳ１０３へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０３では、絞り２６の全開状態が継続される期間がカウントされる。具体的にはカウンタ変数に１がインクリメントされ、ステップＳ１０３が繰り返し実行されるたびにカウンタ変数が積算され、絞り２６の全開継続時間が計測される。そして、ステップＳ１０４では、積算されたカウンタ変数に基づき、全開状態の継続時間が所定時間Ｔ０秒超えているか否かが判断される。ここでは、所定時間Ｔ０は３０秒に設定されている。
【００２６】
ステップＳ１０４において、全開状態の継続期間が所定時間Ｔ０を超えていないと判断された場合、ステップＳ１０１へ戻る。一方、全開状態の継続期間が所定時間Ｔ０を超えていると判断された場合（図３の区間Ｓ２）、ステップＳ１０５へ進み、スコープ先端部の熱防止を防ぐ一方、光量調整再開を迅速に行うため、絞り２６は、被写体像の明るさが十分検出でき、かつ熱を防止する程度の所定開度Ｋ０まで閉じる。絞り２６の開度Ｋは、上述したように０〜２４０のいずれかのレベルによって表されており、ここでの所定開度Ｋ０は、全開時の３／４の開度を表す（図３参照）。そして、ステップＳ１０６では、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０を超えたか否かが判断される。
【００２７】
内視鏡作業再開などの諸事情によって被写体とスコープ先端部との距離が通常の観察状態で想定される距離付近に戻った場合、被写体からの反射光の強度が上がり、それに伴って検出される輝度値Ｙが上昇する（区間Ｓ３）。ステップＳ１０６では、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０を超えた場合、内視鏡作業を行っていると判断し、自動調光処理が実行される（区間Ｓ４）。
【００２８】
ステップＳ１０６において、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０を超えたと判断された場合、ステップＳ１０８へ進み、カウンタ変数が０にリセットされ、ステップＳ１０１へ戻る。これにより、自動調光処理が再び開始される。一方、ステップＳ１０６において、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０を超えていないと判断された場合、ステップＳ１０７へ進み、解除ボタン２５が操作されたか否かが判断される。解除ボタン２５が操作されたと判断された場合、ステップＳ１０８においてタイマーがリセットされ、ステップＳ１０１へ戻る。一方、解除ボタン２５が操作されていないと判断されると、ステップＳ１０６へ戻る。
【００２９】
このように本実施形態によれば、被写体像の輝度値Ｙに基づき、絞り２６を開閉することによって自動調光処理が実行され（Ｓ１０１）、絞り２６の全開状態が所定期間Ｔ０（３０秒）続いた場合、熱防止のため絞りが所定開度Ｋ０まで閉じ、その状態で維持される（Ｓ１０５）。その後、輝度値Ｙが参照輝度値Ｙ０に達した場合、再び自動調光処理が再開される（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。これにより、熱防止のために絞り２６を閉じても、内視鏡作業再開に合わせて迅速に自動調光処理が実行される。
【００３０】
また、減光処理の時に絞り２６が全閉もしくはそれに近い状態まで閉じないため、被写体像の実際の明るさ、すなわち被写体への光量が減光処理中においても適切に検出され、自動調光処理が再開された時にも絞り２６の移動量が少なくて済み、明るさ調整が迅速に行われる。
【００３１】
減光処理の解除については、参照輝度値Ｙ０以外の目標輝度値を設定してもよい。例えば、先端部と被写体との接近によってハレーションが生じるときの輝度値に設定してもよい。迅速に明るさ調整を行うため、自動調光を再開した場合、最初の絞り２６の動作において、輝度差以上に絞り込むように構成してもよい。また、参照輝度値Ｙ０を超えて一定期間経過してから自動調光処理を再開するようにしてよい。減光処理時の絞り２６の開度Ｋ０は任意であり、例えば、全開時の５割〜８割のいずれかの開度に設定してもよい。あるいは、絞りの動作環境に基づき、全開時の１／５〜４／５のいずれかの開度に設定してもよい。絞りの開度と被写体への光量との対応関係、絞りの開閉動作範囲などに基づいて決定すればよく、自動調光処理を再開したときに開閉動作が発散せず収束する程度に定めればよい。また、自動調光再開時期の判断については、輝度値の代わりに輝度変化量に着目し、輝度変化量の増加が連続している場合、内視鏡作業時に得られる被写体像の明るさに達していると判断してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】調光回路によって実行される自動調光処理を示すフローチャートである。
【図３】輝度値、絞り開度を時系列的に示したグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ビデオスコープ
１４  ＣＣＤ（撮像素子）
２０  プロセッサ
２２  信号処理回路
２３  調光回路
２６  絞り
３０  モニタ
【図１】
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【図２】
2008104467.tif 000004
【図３】
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