(57)【要約】【課題】黒つぶれや白飛びの少ない画質の良い画像を得ることができるカプセル型内視鏡装置を提供する。【解決手段】カプセル型内視鏡装置に設けた照明手段４は電流を可変できる定電流源３１の電流をＯＮ／ＯＦＦするＯＮ／ＯＦＦ手段３２を経て白色ＬＥＤ１７をパルス発光させる。この場合、定電流源３１の電流値を発光量可変手段１０により可変して、異なる発光量Ｌ１とＬ２で、同じ発光時間ｔａ、ｔｂ発光させた状態で撮像手段で撮像することにより、異なる照明光量の状態で撮像した複数の画像を得るようにし、複数の画像から黒つぶれや白飛びの少ない画質の良い画像を選択できるようにした。【選択図】  図３
2004321605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切り替えた時、前記撮像手段により得られる画像データを無線で送信する前記無線手段と、
を具備したカプセル型内視鏡装置。
【請求項２】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切替えた時、前記撮像手段により得られる２つ以上の画像データの中からダイナミックレンジの広い画像を抽出する選択手段と、
選択手段により選ばれた画像データを無線で送信する前記無線手段と、
を具備したカプセル型内視鏡装置。
【請求項３】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切替えた時、前記撮像手段により得られる２つ以上の画像データを前記無線手段で送信し、送信された２つ以上の画像データの中からダイナミックレンジの広い画像を抽出する選択手段と、
選択手段により選ばれた画像データを記録する記録手段と、
を具備したカプセル型内視鏡装置。
【請求項４】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切替えた時、前記撮像手段により得られる２つ以上の画像データを無線で送信する無線手段と、
２つ以上の画像データからダイナミックレンジを拡大した１枚の合成画像を生成する画像処理手段と、
合成画像を蓄積するメモリ手段と、
合成画像を表示する表示手段と、
からなるカプセル型内視鏡システム。
【請求項５】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切替えた時、撮像手段により得られる２つ以上の画像データからダイナミックレンジを拡大した１枚の合成画像を生成する画像処理手段と、
合成画像を無線で送信する無線手段と、
からなるカプセル型内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は体腔内を撮像するカプセル型内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体内を観察する装置或いはシステムの従来例として、例えばＵＳＰ５，６０４，５３１号がある。この従来例は撮像ユニットで撮像した画像を無線で体外に送信し、体外の装置で受信し、蓄積して蓄積した画像を表示したり、撮像ユニットの位置を表示できるようにしている。
【０００３】
また、図１９に示すような従来例のカプセル型内視鏡システム８１がある。この従来例のカプセル型内視鏡システム８１は患者が飲み込むことにより体腔内を撮像するカプセル型内視鏡装置８２と、患者の体外に配置される体外装置８３とからなる。
【０００４】
カプセル型内視鏡装置８２はカプセル状の容器内に照明手段８４と、結像する対物レンズ８５及びその結像位置に配置され、撮像を行う撮像手段８６と、この撮像手段８６により撮像された画像信号を無線で送信する無線手段８７とを有する。  また、体外装置８２は、カプセル型内視鏡８２の無線手段８７から無線で送信される画像信号を受ける無線手段８８と、この無線手段８８により復調した画像信号を記録する記録手段８９とを有する。
【０００５】
この従来例では、照明手段８４は例えば図２０（Ａ）に示すように、定電流源９１から電気的なスイッチ９２を介して白色ＬＥＤ９３が一定間隔でＯＮ／ＯＦＦされることにより、図２０（Ｂ）に示すように発光される。
【０００６】
この場合、発光量Ｌと発光時間ｔが一定であり、その周期が撮像期間Ｔとなっている。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許５，６０４，５３１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図示した従来例では、例えば体腔内を撮像する場合、カプセル型内視鏡８２から観察対象である例えば消化管の内壁までの距離が部位により異なることが発生する。
【０００９】
この場合、パルス点灯する照明手段８４の発光値が一定であると、近づきすぎると白飛びが起こり、離れすぎると黒つぶれが起こる。
また管腔の場合は１つの観察画像の中にも遠近が発生する場合も少なからずある。
【００１０】
最悪の場合は遠い部分は黒つぶれしてしまい、近い部分は白飛びして検査不可能な画像データとなってしまう可能性が起こりうる。
上記の状況はＵＳＰ５，６０４，５３１号の従来例でも同様に起こり得る。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、黒つぶれや白飛びの少ない画質の良い画像を得ることができるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間に切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切り替えた時前記撮像手段により得られる画像データを無線で送信する前記無線手段と、
を具備したことにより、発光量あるいは発光時間を順次切り替えた時の撮像手段により、異なる照明の下で複数の画像データが得られるので、選択等することにより黒つぶれや白飛びの少ない画質の良い画像を得ることができるようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図９は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システムの全体構成を示し、図２はカプセル型内視鏡装置の具体的な構成を示し、図３は照明手段の構成及び発光動作を示し、図４は白色ＬＥＤの発光特性例を示し、図５は第１変形例における照明手段の構成を示し、図６は第２変形例における照明手段の構成を示し、図７は照明手段による発光動作を示し、図８は第３変形例における撮像手段の構成を示し、図９は第４変形例における照明手段の構成を示す。
【００１４】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システム１は患者が飲み込むことにより体腔内を撮像するカプセル型内視鏡装置（以下ではカプセル型内視鏡と略記）２と、患者の体外に配置され、カプセル型内視鏡２からの画像データを受信して記録する体外装置３とからなる。
【００１５】
カプセル型内視鏡２はカプセル状の容器内に照明手段４と、結像する対物レンズ５及びその結像位置に配置され、撮像を行う撮像手段６と、この撮像手段６により撮像された画像信号を無線で送信する無線手段７とを有する。また、後述するように照明手段４には発光素子の発光量を可変設定する発光量可変手段１０を設けている
また、体外装置２は、カプセル型内視鏡２の無線手段７から無線で送信される画像信号を受ける無線手段８と、この無線手段８により復調等した画像信号を記録する記録手段９とを有する。
【００１６】
図２はカプセル型内視鏡２のより具体的な構成を示す。図２（Ａ）はカプセル型内視鏡２の縦断面を示し、図２（Ｂ）は正面図を示す。
カプセル型内視鏡２は、先端側が透明な透明ドーム（先端カバー）１２により気密に覆われ、またこの透明ドーム１２は、その後端が閉塞された略円筒状の外装ケース１３に気密に接合されて（気密に覆われた）円筒状のカプセル状の容器が形成され、その内部に上述した照明手段４を構成する発光素子としての白色ＬＥＤ１７ａ〜１７ｄ，撮像手段６を構成する撮像素子６ａ等の内蔵物が配置されている。
【００１７】
具体的に説明すると、前記カプセル型内視鏡３は、この容器の先端側の中央部に対物レンズ５が２つのレンズ枠１４ａ，１４ｂに取り付けられて配置され、この対物レンズ５の結像位置に撮像素子６ａが配置されている。
撮像素子６ａの周囲には、撮像素子６ａを駆動する撮像（＆）駆動回路１５が配置されており、撮像素子６ａと撮像駆動回路１５とにより撮像手段６が形成されている。
【００１８】
撮像駆動回路１５は（その駆動回路により）撮像素子６ａに駆動信号を印加して撮像素子６ａにより光電変換された撮像信号を出力させ、撮像駆動回路１５（の撮像回路）で増幅及びデジタル信号に変換する処理を行う。
【００１９】
この撮像駆動回路１５及び撮像素子６の背面側には、撮像駆動回路１５のデジタル信号に対して圧縮処理を行うデジタル信号処理回路１６が配置されている。このデジタル信号処理回路１６はデジタルの画像信号（画像データ）に対して圧縮処理をして、圧縮された画像データにする。このデジタル信号処理回路１６の背面側には、無線手段７を構成する無線送受信回路７ａが配置されており、圧縮された画像データを無線で送信する。
【００２０】
また、対物レンズ５の周囲には、図２（Ｂ）に示すように照明手段４を構成する発光素子として、例えば４つの白色ＬＥＤ１７ａ〜１７ｄが、例えば上下、左右に対向するように異なる位置に配置されており、透明ドーム１２を介してカプセル状のカプセル型内視鏡２の前方側を照明するようになっている。尚、照明手段４を構成する４つの白色ＬＥＤ１７ａ〜１７ｄは４つを同時に駆動するような場合には符号１７で略記する。
【００２１】
無線送受信回路７ａの背面には、バッテリ収納部１８が設けられ、このバッテリ収納部１８に例えば、２つのボタン型電池等によるバッテリ１９が収納されている。このバッテリ収納部１８の後端には、作動用スイッチ２０が設けてある。２つのバッテリ１９は直列に接続され、（−）電極が無線送受信回路７ａのＧＮＤ電極に押圧されて接続され、（＋）電極は固定板側に接続されている。この固定板に対向する可動板となる板バネ２１はバッテリ収納部１８の外周面に沿って配置されたフレキシブル基板などを経て無線送受信回路７ａの電源端等に接続されている。そして、固定板と板バネ２１とが接触すると、作動用スイッチ２０がＯＮとなり、無線送受信回路７ａ等に動作用の電力を供給する。
また、撮像素子６ａに隣接して、無線アンテナ２２が配置されている。
なお、カプセル型内視鏡３は、患者が容易に飲み込み可能な大きさにその容器が設定されている。
【００２２】
また、このカプセル型内視鏡３は、体腔管路内で詰まったとき、先端に磁石を設けた紐状回収具（図示せず）で回収できるようにするために永久磁石２３が作動用スイッチ２０に対向する後端に収納されている。
永久磁石２３は作動用スイッチ２０をＯＦＦからＯＮにするスイッチ駆動機構にも利用している。
【００２３】
この永久磁石２３は滑り性のよいプラスチック等で形成されたガイドレール２４ａ上を移動可能であり、また弾性ゴム等からなる付勢部材２４ｂに押圧されてガイドレール２４ａ上で移動が規制されている。
そして、外部からの図示しない永久磁石により、ガイドレール２４ａ上の一方の端部から他方の端部に移動させることができ、他方の端部に移動させると、永久磁石２３による作動用スイッチ２０に作用する磁界の大きさを小さくできるようにしている。
【００２４】
作動用スイッチ２０はバッテリ１９に導通した固定板に対向してその端部が磁化された板バネ２１が近接して配置され、この板バネ２１の端部は図２に示すように固定板に接触するように形状加工されているが、この板バネ２１に対向する位置に永久磁石２３が配置されていると、その磁界による吸引力で固定板から離間した状態にできるようにしている。つまり、板バネ２１に対向して永久磁石２３が配置されていると、作動用スイッチ２０はＯＦＦとなる。
【００２５】
そして、上述のように外部からの永久磁石等でこの永久磁石を板バネ２１の端部に対向する一方の位置から、他方の位置に移動させることにより、板バネ２１に作用する磁界を小さくして作動用スイッチ２０をＯＮにできるようにしている。つまり、図２では永久磁石２３は板バネ２１の端部に対向する一方の位置から他方の位置に移動された状態である。
【００２６】
本実施の形態では、前記カプセル状の容器は、略円形形状の一軸方向上端に断面を大きくした拡張部２５を設け、長手軸方向に対する垂直断面形状が非円形断面を形成している。そして、カプセル状の容器は、管腔前後にガスや体液等の流体を連通させる流体通路として、例えば２つの連通孔２６を前記拡張部２５に形成している。
このことにより、カプセル状の容器は、体腔管路内面に密接してこの体腔管路を塞いだときに、前記連通孔２６を介して体腔管路の前後をガスや体液等の流体が連通可能になっている。
【００２７】
また、本実施の形態では照明手段４を構成する白色ＬＥＤ１７は、ＬＥＤ駆動基板２８に取り付けられており、このＬＥＤ駆動基板２８により白色ＬＥＤをパルス発光する発光駆動回路２９（図３（Ａ）参照）を形成している。
【００２８】
この発光駆動回路２９には、発光量可変手段１０が設けてあり、４つの白色ＬＥＤ１７の発光量を図３（Ｂ）に示すように２段階の発光量Ｌ１とＬ２に変化させて発光させるように発光量の切替を順次行う切替手段を形成している。
【００２９】
図３（Ａ）は発光駆動回路２９を設けた照明手段４の構成を示す。図３（Ａ）に示すように照明手段４は定電流値を可変設定できる定電流源３１と、この定電流源３１からの電流をＯＮ／ＯＦＦするＯＮ／ＯＦＦ手段３２と、このＯＮ／ＯＦＦ手段３２を介して定電流が供給されることによりパルス発光する白色ＬＥＤ１７と、前記定電流源３１の定電流の値を可変設定することにより白色ＬＥＤ１７による発光量を可変する発光量可変手段１０とから構成される。
ここで、定電流源３１と、ＯＮ／ＯＦＦ手段３２及び発光量可変手段１０とで発光駆動回路２９が形成されている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、具体的には４つの白色ＬＥＤ１７を採用しており、従って図３（Ａ）における白色ＬＥＤ１７は４つを同時に駆動する場合において、その駆動電流を変化させている。
また、この場合における白色ＬＥＤ１７に流す順（方向）電流と発光量との関係は図４に示すようになっており、順電流が増加すると発光量が増大する領域をパルス発光に使用するようにしている。
【００３１】
本実施の形態ではこの図４に示すように発光量がＬ１となる電流Ｉ１と発光量がＬ２となる電流Ｉ２とで図３（Ｂ）に示すように交互に（順次））白色ＬＥＤ１７をパルス的に発光させるようにしている。
【００３２】
そして、異なる発光量（照明光量）により体腔内の観察対象部位側を順次照明し、その照明のもとで撮像手段６で撮像を行うことにより、異なる照明光量の状態での撮像した２つの画像を得られるようにしている。
【００３３】
つまり、本実施の形態では図３（Ｂ）に示すように発光時間ｔａ及びＴｂは一定であるが、発光量をＬ１及びＬ２とに順次変更して発光させている。また、発光量をＬ１で発光時間ｔａだけ発光させて発光を停止して、次に発光量をＬ２で発光させるまでの撮像時間Ｔａと、発光量をＬ２で発光時間ｔｂだけ発光させて発光を停止して、次に発光量をＬ１で発光させるまでの撮像時間Ｔｂとを同じにしている。
【００３４】
このように本実施の形態では、異なる照明光量の状態で撮像を行い、それぞれ撮像した画像を圧縮した画像データにして無線手段７により体外装置３の無線手段８に送信する。そして、体外装置８側では無線手段８で受け取った画像データを記録手段９に記録する。
【００３５】
また、体外装置３を画像表示手段に接続して、記録手段９に記録された画像データに対して伸張処理して撮像手段６で撮像した画像を復元し、表示手段で表示したりする。
【００３６】
記録手段９には異なる照明光量の状態で撮像を行った画像データが記録（蓄積）され、術者等の医療スタッフはより画質の良い画像データを診断等に利用できるようにしている。
このような構成による本実施の形態の作用を説明する。
【００３７】
図１或いは図２のカプセル型内視鏡２の作動用スイッチ２０をＯＮにして、患者にカプセル型内視鏡２を飲み込んでもらう。
すると、照明手段４等にバッテリ１９から動作用の電力が供給される。そして、図３（Ａ）に示すように、照明手段４を構成する白色ＬＥＤ１７は発光駆動回路２９によりパルス発光するように駆動されると共に、発光量可変手段１０により発光量が異なる状態で交互にパルス発光する。
【００３８】
つまり、図３（Ｂ）に示すように発光量がＬ１の状態で発光してその発光量Ｌ１で時間ｔａの状態で撮像手段６により撮像される。そして、図３（Ｂ）に示す撮像期間Ｔａ内に、撮像された画像を以下のように体外装置３側に送信する。
【００３９】
撮像手段６で撮像された画像はデジタル信号処理回路１６でデジタル信号に変換され、さらに圧縮された画像データに変換された後、無線手段７に送られ、ＲＦ信号で変調されてアンテナ２２から無線で外部に送信される。
体外装置３側では送られた画像データを無線手段８により復調し、記録手段９に記録する。
【００４０】
上記撮像期間Ｔａの後に、白色ＬＥＤ１７はより大きな発光量Ｌ２でパルス発光する。そして、その場合の撮像期間Ｔｂ（＝Ｔａ）内に発光量Ｌ１のパルス発光の場合と同様に撮像された画像を体外装置３側に送信する。また、体外装置３側では受け取った画像データを記録手段９に記録する。
そして、その次には白色ＬＥＤ１７は再び小さな発光量Ｌ１の状態でパルス発光する。
このように本実施の形態では、異なる発光量の状態で順次照明を行い、それぞれ撮像された画像データを送信して、体外装置３で記録するようにしている。
【００４１】
従って、体外装置３には異なる照明光量の状態で順次撮像した画像が得られるので、例えば近点に近い状態で観察対象部位を撮像した場合には小さな発光量Ｌ１の状態で撮像した画像を診断等に利用することにより、白飛びの少ない画像を得ることができる。
【００４２】
また、遠方から観察対象部位を撮像した場合には大きな発光量Ｌ２の状態で撮像した画像を診断等に利用することにより、黒つぶれの少ない画像を得ることができる。
【００４３】
このように本実施の形態では、発光量を切り替えるようにして照明し、各照明状態で撮像することにより、照明光量が異なる状態での複数の画像を得られるようにしているので、複数の画像から選択することにより白飛びや黒つぶれの少ない画像を診断等に利用することができる。
このため、本実施の形態によれば、内視鏡検査や診断を行い画像を提供できる。なお、本実施の形態では簡単化のため、２つの異なる発光量Ｌ１及びＬ２で発光させた例で説明したが、３つ以上の異なる発光量で発光させることにより、３つ以上の異なる照明光量状態でそれぞれ撮像するようにしても良い。
また、異なる照明光量状態で撮像する条件を選択設定できるようにしても良い。
【００４４】
図５は第１変形例における照明手段４Ｂの構成を示す。図３（Ａ）では１つの定電流源を採用したが、図５では２つの定電流源３１ａ、３１ｂを採用している。
【００４５】
つまり、この照明手段４Ｂでは各定電流源３１ａ、３１ｂはそれぞれ直列のＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａ、３２ｂを経て白色ＬＥＤ１７に定電流を供給可能に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａ、３２ｂをコントロール手段３６によりＯＮ／ＯＦＦの制御を行う発光駆動回路２９Ｂを採用している。
【００４６】
例えば一方の定電流源３１ａに接続されたＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａは図３（Ｂ）の発光量Ｌ１及びＬ２の発光時間ｔａ及びｔｂの場合にＯＮされ、他方のＯＮ／ＯＦＦ手段３２ｂは図３（Ｂ）の発光量Ｌ２の発光時間ｔｂの場合にのみＯＮされる。
このようにして、上述した第１の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
また、図６に示す第２変形例における照明手段４Ｃのような構成にしても良い。図３（Ａ）及び図５では４つの白色ＬＥＤ１７を同時に駆動するようにしていたが、図６では発光する白色ＬＥＤを選択することにより、例えば２つの異なる発光量で発光させるものである。
【００４８】
具体的には、図６の照明手段４Ｃでは図５にも示したＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａに２つの白色ＬＥＤ１７ａ、１７ｂが直列に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ手段３２ｂには残りの２つの白色ＬＥＤ１７ｃ、１７ｄが直列に接続されるようにしている。
【００４９】
そして、ＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａ及び３２ｂを図５で説明した場合と同様にコントロール手段３６で駆動することにより図７に模式的に示すような発光動作となる。
【００５０】
つまり、発光時間ｔａでは白色ＬＥＤ１７ａ、１７ｂを発光させるようにＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａをＯＮにする。
【００５１】
またこの発光時間ｔａを含む撮像時間Ｔａの後、発光時間ｔｂでは白色ＬＥＤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを発光させるようにＯＮ／ＯＦＦ手段３２ａ及び３２ｂをＯＮにする。
【００５２】
この場合には、白色ＬＥＤ１７ａ、１７ｂを定電流源３１ａの定電流で発光させた場合の発光量が例えば図３（Ｂ）の発光量Ｌ１に相当し、白色ＬＥＤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを定電流源３１ａ及び３１ｂの定電流で同時に発光させた場合の発光量が例えば図３（Ｂ）の発光量Ｌ２に相当する。
この場合の作用効果は上述した第１の形態とほぼ同様のものとなる。
【００５３】
図８は第３変形例における撮像手段６Ｂの概略の構成を示す。本変形例においては、撮像手段６Ｂとして、撮像を行う撮像素子６ａと、この撮像素子６ａの出力信号を増幅する増幅回路３８と、この増幅回路３８で増幅された信号をデジタル信号に変換するＡＤ回路３９とを有する。
【００５４】
そして、本変形例では、例えば図３（Ａ）の発光量可変手段１０は発光量の変化と同期して増幅回路３８の増幅率を可変制御する。
具体的には発光量Ｌ１の時には増幅率を小さくし、発光量Ｌ２の時には増幅率を大きくする。このように発光に同期して増幅率の可変制御をすることにより、発光量を変化させた場合の機能をより高めることができる。
【００５５】
この場合、体外装置３側からカプセル２に制御信号を送り、その制御信号で増幅率の値を可変制御するようにしても良い。例えば、図１６に示す体外装置３Ｃのように表示手段５９により、カプセル２側から送信された画像を表示させて、その画像の観察により、術者等はその状態よりもより良い画像に設定するべく、体外装置側からカプセル型内視鏡に増幅率の値等を制御する制御信号を送るようにしても良い。
【００５６】
図９は第４変形例における照明手段４Ｄの構成を示す。この照明手段４Ｄは図３（Ａ）に示す照明手段４において、さらに発光量可変手段１０により切替設定される発光量を設定する発光量設定手段として、その発光量を決定する情報を記憶するメモリ等の記憶手段４０を設けた発光駆動回路２９Ｃにしている。
【００５７】
そして、この照明手段４Ｄを内蔵したカプセル型内視鏡を使用する検査対象部位に応じて、発光量可変手段１０で発光させる発光量を決定する情報を記憶手段４０に予め記憶させておくことにより、より適切な発光量で発光させる照明状態に設定できるようにしている。
このため、記憶手段４０は、例えば電気的に書き替え可能なフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成しても良い。
【００５８】
また、体外装置３側から無線手段８を経てこの照明手段４Ｄを内蔵したカプセル型内視鏡の無線手段７に発光量可変手段１０による発光量制御の情報を無線で送信し、このカプセル型内視鏡は無線手段７を経て受け取った発光量制御の情報を記憶手段４０に記憶し、この記憶手段４０に記憶した情報に従って発光量可変手段１０は発光量制御を行うようにすることもできる。この場合にはカプセル型内視鏡の無線手段７は送受信する機能を持つ。
【００５９】
また、上述したように異なる発光量（例えばＬ１，Ｌ２，…）で発光させる場合の数Ｎを記憶手段４０に記憶して、検査対象部位に応じて、異なる照明光量で撮像する場合の画像数を多くしたり、少なくしたりしても良い。また、体外から画像をモニタし、検査対象部位に近い状態では上記の数Ｎを多くするなどの制御を行えるようにしても良い。
【００６０】
本変形例によれば、検査対象に応じてより適切な発光量で発光させることができ、より白飛びや黒つぶれの少ない画像を得ることが可能になる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は第２の実施の形態におけるカプセル型内視鏡２Ｂの概略の構成を示す。本実施の形態は照明光量が異なる状態で撮像した２つの画像におけるいずれの画像がより診断等に適したダイナミックレンジがより広い画像かを判断して、その判断された画像を選択して体外装置３に送信するようにしたものである。
【００６２】
このカプセル型内視鏡２Ｂは、図１のカプセル型内視鏡２において、さらに選択手段４１を有する。この選択手段４１は、例えば撮像手段６により得られた画像をデジタル信号に変換して、一時メモリに格納する場合、その輝度レベルの概略の分布を検出或いは評価する輝度分布検出手段（輝度分布評価手段）４２を内蔵している。
【００６３】
この輝度分布検出手段４２は、異なる発光量で撮像した画像データにおける輝度分布検出手段４２により輝度分布を検出して、その輝度分布が良好な方の画像データを選択して無線手段７から体外装置３に送信する。
【００６４】
本実施の形態では、具体的には図３（Ｂ）に示したように発光量がＬ１とＬ２で時間ｔａ、ｔｂ（＝ｔａ）発光させた状態で撮像した画像データを２フレーム分格納するメモリも内蔵している。そして、メモリに格納する場合に輝度分布評価手段４２により輝度分布が良好な一方の画像データを選択手段４１により選択して、無線手段７で送信し、他方の画像データは送信しないで次の画像データが上書きされる。
【００６５】
輝度分布の判断としては、ガウス分布に近い分布形状のものを輝度分布が良好なもの或いは白飛びや黒つぶれの少ないダイナミックレンジが広い画像と判断しても良いし、より簡略的には例えば輝度レベルの最小値のものから最大値のものまでの輝度範囲が広い方のものを輝度分布が良好な方或いはダイナミックレンジが広い良好な画像と判断しても良い。
【００６６】
本実施の形態によれば、体外装置３に送信されて記録される画像データは、より良好な画像データのみとなるので、後から良好な画像データを残し、不用な画像データを除去する等の編集作業の手間を省けるメリットがある。その他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【００６７】
上記説明では輝度分布により画像を選択するようにしていたが、デジタル信号に変換して圧縮手段で圧縮後にメモリに一時格納する際の画像データ量を比較し、画像データ量が大きくなった方を体外装置３に送信するようにしても良い。
【００６８】
つまり、一般的にエッジ或いは輪郭が大きい画像データの場合には圧縮後のデータ量がエッジ或いは輪郭が小さい大きくなるので、このデータ量が大きい方をより画質の良い画像として体外装置３に送信するようにしても良い。
【００６９】
図１１は変形例における体外装置３Ｂを示す。図１０ではカプセル型内視鏡２Ｂ側に選択手段４１を設けていたが、図１１に示す変形例のように体外装置３Ｂ側に選択手段４１を設けるようにしても良い。この場合にはカプセル型内視鏡として図１のものを採用できる。
【００７０】
本変形例の場合には、第１の実施の形態と同様にカプセル内視鏡２は体外装置３Ｂに撮像した画像データを全て送信する。そして、体外装置３Ｂでは、受け取った画像データからより良好な画像を輝度分布検出手段４２等により輝度分布を検出し、かつ良好な輝度分布の画像側を判断して、記録手段９に記録する。
【００７１】
この場合、最初は受け取った異なる照明光量状態での画像データを一時（取りあえず）記録した後に、輝度分布が良好で無い方の画像データを記録手段９から削除するようにしても良い。このようにするとバッファ的なメモリを削減したり、その必要な容量を低減化できる。
また、体外装置３Ｂ側に設けることにより、カプセル型内視鏡２側の回路構成を簡略化できる効果があるその他は図１０の場合と同様の効果がある。
【００７２】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は第３の実施の形態における照明手段４Ｅの構成を示す。この照明手段４Ｅは図３（Ａ）において、発光量可変手段１０の代わりに時間可変手段４６を採用して発光駆動回路２９Ｃを形成している。なお、この場合には、可変の定電流源３１の代わり、一定の定電流源３１′を採用することができる。
【００７３】
上記時間可変手段４６はＯＮ／ＯＦＦ手段３２をＯＮ／ＯＦＦする時間、つまり発光時間を可変して、例えば図１３に示すように制御する。
【００７４】
図１３の場合には、定電流源３１′により白色ＬＥＤ１７は一定の発光量（例えばＬ１とする）で発光され、例えばｔａ＜ｔｂとなる発光時間ｔａと発光時間ｔｂとで交互に発光させるようにしている。また、この場合、撮像時間ＴａとＴｂとは同じにしているが、異なる時間に設定しても良い。
【００７５】
その他は第１の実施の形態と同様の構成である。本実施の形態は発光時間を変更することにより、第１の実施の形態における発光量を変化させた場合とほぼ同様の作用効果を有する。
【００７６】
この他に、撮像手段６側で撮像期間を複数に変えて撮像するようにしても良い。例えば、撮像素子６ａによる素子シャッタを機能させ、実質的に異なる撮像時間で撮像することようにしても良い。このようにすると、発光時間を変更させた場合と、実質的には同様の作用となり、ほぼ同様の効果が得られる。
【００７７】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図１４を参照して説明する。図１４は第４の実施の形態におけるカプセル型内視鏡２Ｃの概略の構成を示す。このカプセル型内視鏡２Ｃは例えば第１の実施の形態のカプセル型内視鏡２において、さらに画像処理手段５１を設けている。
【００７８】
この画像処理手段５１は撮像手段６から出力される異なる照明光量のもとで撮像された２つの画像信号を合成してダイナミックレンジ（以下Ｄレンジと略記）の広い１枚の合成画像を生成し、無線手段７により体外装置３に送信する。
図１５は画像処理手段５１の具体的な構成を示す。なお、以下の説明では図３（Ｂ）に示すように発光量Ｌ１、その発光時間ｔａで撮像された画像を第１画像、発光量Ｌ２、その発光時間ｔｂで撮像された画像を第２画像とする。
【００７９】
図１５に示すようにＤレンジ拡大部５１に順次入力されるデジタル変換された第１及び第２画像信号は、フレームメモリ５２に順次入力される。フレームメモリ５２に入力された画像信号はＦＩＦＯ（ファーストインファーストアウト）的に、１フィールド期間分ずれたタイミングで、第１及び第２セレクタ５３ａ，５３ｂに入力される。つまり、１フィールド期間遅延して出力されることにより、次のフィールドの信号と同期して出力される。
【００８０】
第１及び第２セレクタ５３ａ，５３ｂには、発光量可変手段１０からフィールド判別信号が前者には直接、後者には反転回路５４を介して印加される。そして、フィールド判別信号を基準として、各セレクタ５３ａ、５３ｂに入力される第１及び第２フィールドいづれかの信号が取り込まれる。
【００８１】
第１セレクタ５３ａに取り込まれた信号は、第１乗算器５５ａに出力されると共に、第１及び第２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）５６ａ，５６ｂに入力され、適宜の関数で重み付けがなされる。
【００８２】
この関数として例えば第１ＬＵＴ５６ａはｃｏｓ（ｐＢ）・ｃｏｓ（ｐＢ）、第２ＬＵＴ５６ｂはｓｉｎ（ｐＢ）・ｓｉｎ（ｐＢ）としている。ここで、関数ｃｏｓ或いはｓｉｎ内の変数ｐＢはスケール変換のパラメータｐにより被写体の明るさＢ（このＢは少ない照明光量で撮像した場合で撮像された画素の輝度レベル）を０からπ／４以内に変換する。なお、照明光量が少ない条件で撮像した場合のものを利用したのは、他方の場合にはより飽和し易い状態の信号を含む場合があり、そのような場合を避けるためである。
そして、ｃｏｓ（ｐＢ）は被写体の明るさに対して単調減少の関数で、ｓｉｎ（ｐＢ）は単調増加の関数形となる。その２乗も当然、そのような特性を示し、その場合には両者の和は１となる。
【００８３】
第１及び第２ＬＵＴ５６ａ，５６ｂにより重み付けされた信号は各々第１及び第２乗算器５５ａ，５５ｂに出力され、第１及び第２セレクタ５３ａ，５３ｂから出力された信号と乗算され、その後、第１及び第２乗算器５５ａ，５５ｂの出力を加算器５７で加算したものが、Ｄレンジ拡大処理がされた画像信号となり、この画像処理手段５１より出力される。
【００８４】
つまり、この画像処理手段５１では低輝度側では照明光量を大きくして撮像した第２画像の重み付けを大きくし、高輝度側では照明光量を小さくして撮像した第１画像の重み付けを大きくするようにして画像合成を行うようにしているので、一方の画像のみの場合よりも広いダイナミックレンジを有する画質の良い画像を生成することができるようにしている。
【００８５】
このようにして生成されたダイナミックレンジの広い画像信号は無線手段７から体外装置３に送信され、記録手段９に記録される。
本実施の形態によれば、照明光量に差のある状態でそれぞれ撮像した２枚の画像からＤレンジを拡大した画像を生成するので、一方の画像を選択した場合よりもより白飛びや黒つぶれの少ない良質の画像を得ることができる。
【００８６】
図１６は変形例における体外装置３Ｃの概略の構成を示す。上述の説明ではカプセル型内視鏡２Ｃに画像処理手段５１を設けていたが、本変形例では体外装置３Ｃ側に画像処理手段５１を設けたものである。
【００８７】
本変形例は図１の体外装置３において、体外装置３に画像処理手段５１を設けた構成にしている。また、記録手段９に記録された合成画像を表示手段５９で表示できるようにしている。
【００８８】
本変形例によれば、カプセル型内視鏡２から送信された画像データにおける第１画像及び第２画像から上述したようにＤレンジが広い１枚の画像を合成して記録手段９に記録し、記録手段９に記録された合成画像を表示手段５９で表示する。
本変形例によれば、カプセル型内視鏡２の回路規模を大きくすることなく、体外装置３Ｃ側で診断のし易い良質な画像を得ることができる。
【００８９】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図１７を参照して説明する。図１７は第５の実施の形態における照明手段４Ｆの構成を示す。この照明手段４Ｆは例えば図６の照明手段４Ｃにおいては、２つの白色ＬＥＤを単位として発光制御しているが、本実施の形態では１つの白色ＬＥＤ１７ｉ（ｉ＝ａ〜ｄ）を単位として任意に選択して発光制御できるようにすると共に、さらに図９に示す記憶手段４０も設けた発光駆動回路２９Ｅにして、記録手段４０に記憶されている情報で発光させる白色ＬＥＤ１７ｉを選択制御できるようにしている。
【００９０】
つまり、図１７では定電流源３１ｉはそれぞれＯＮ／ＯＦＦ手段３２ｉを経て白色ＬＥＤ１７ｉに接続され、各ＯＮ／ＯＦＦ手段３２ｉはコントロール手段３６によりＯＮ／ＯＦＦを制御できるようにしている。
本実施の形態では記憶手段４０の情報により、例えば図７のように発光させることはもとより、発光させる白色ＬＥＤの組み合わせを変更することにより照明光における配光特性も変更できるようにしている。
【００９１】
また、本実施の形態では例えば配光特性を変更した場合、発光量（照明光量）を同じにして複数の画像を得るようにもできる。例えば図７では照明光量が異なる状態での２つの画像を得るものを周期としているが、例えば図１８に示すように、照明光量が異なる条件では２つの画像を得る周期となるが、配光特性の変化の条件も考えると３つの画像を得るような周期にしている。
【００９２】
このように配光特性も変更できるようにして照明することにより、特に近点側に近い状態で照明を行うような場合、最も近点側となる側の白色ＬＥＤを発光させないで、特に反対側の白色ＬＥＤを発光させるような照明を行うことにより、より白飛びの少ない質の良い画像を得ることができる。
【００９３】
このため、図１８等に示すように同じ照明光量の状態でさらに発光させる白色ＬＥＤを変えて配光特性を変えた状態で複数の画像を得るように撮像し、撮像した複数の画像を第１の実施の形態のように体外装置３に送信したり、第２の実施の形態のように画質の良い画像を選択して体外装置に送信したりするなどしても良い。
【００９４】
本実施の形態によれば、配光特性も変化させて複数の画像を得るようにしているので、特に近点における白飛びの少ない質の良い画像を得ることが可能となる。
なお、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施の形態等も本発明に属する。
【００９５】
［付記］
１．請求項１において、さらに発光量或いは発光時間を設定する設定手段を有する。
２．付記１において、前記設定手段は発光量或いは発光時間を設定する情報を記憶する記憶手段である。
３．付記１において、前記設定手段を体外装置側から制御可能である。
【００９６】
４．照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
発光素子の発光による照明光量を切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の異なる照明光量で前記撮像手段によりそれぞれ得られる複数の画像データを無線で送信する前記無線手段と、
を具備したカプセル型内視鏡装置。
５．付記４において、前記照明手段は配置位置が異なる複数の発光素子を有し、前記切替手段は前記複数の発光素子における発光させる発光素子を選択して照明光の配光特性も変化させる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、照明手段及び撮像手段と無線手段から構成されるカプセル型内視鏡装置において、
２つ以上の発光量あるいは発光時間に切り替える切替手段を備えた前記照明手段と、
２つ以上の発光量あるいは発光時間を順次切り替えた時前記撮像手段により得られる画像データを無線で送信する前記無線手段と、
を具備しているので、発光量あるいは発光時間を順次切り替えた時の撮像手段により、異なる照明の下で複数の画像データが得られ、選択等することにより黒つぶれや白飛びの少ない画質の良い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡システムの全体構成図。
【図２】カプセル型内視鏡（装置）の具体的な構成を示す縦断面図。
【図３】照明手段の構成及び発光動作を示す図。
【図４】白色ＬＥＤの発光特性例を示す特性図。
【図５】第１変形例における照明手段の構成を示すブロック図。
【図６】第２変形例における照明手段の構成を示すブロック図。
【図７】照明手段による発光動作を示す説明図。
【図８】第３変形例における撮像手段の構成を示すブロック図。
【図９】第４変形例における照明手段の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるカプセル型内視鏡の概略の構成図。
【図１１】変形例における体外装置の概略の構成図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における照明手段の構成を示すブロック図。
【図１３】照明手段の発光動作の説明図。
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるカプセル型内視鏡の概略の構成図。
【図１５】画像処理手段の構成を示すブロック図。
【図１６】変形例における体外装置の概略の構成図。
【図１７】本発明の第５の実施の形態における照明手段の構成を示すブロック図。
【図１８】発光動作の説明図。
【図１９】従来例のカプセル型内視鏡装置の全体構成図。
【図２０】従来例における照明手段の構成及び発光動作の説明図。
【符号の説明】
１…カプセル形内視鏡システム
２…カプセル形内視鏡（装置）
３…体外装置
４…照明手段
５…対物レンズ
６…撮像手段
６ａ…撮像素子
７…無線手段
８…無線手段
９…記録手段
１０…発光量可変手段
１３…外装ケース
１５…撮像駆動回路
１７…白色ＬＥＤ
１９…バッテリ
２９…発光駆動回路
３１…定電流源
３２…ＯＮ／ＯＦＦ手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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