(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
光を放射する光源と、
前記電子スコープ内に形成され、前記光源からの光を前記電子スコープのプロセッサ側から前記撮像素子のある先端側へ導くファイバーバンドルと、
前記光源からの光が入射する前記ファイバーバンドルの入射端と前記光源との間に介在し、該入射端に入射する光量を増減させる絞りと、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記絞りを開閉させて前記入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記ヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、観察対象によって異なる前記電子スコープの種類および前記絞りの開度に応じて前記絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ前記絞りを閉じることにより前記ファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの開度が全開時を基準とした時の半分の開度以上である場合、半分の開度に近い開度ほど略全開である場合に比べて前記目標変動量が小さくなるように、前記絞りの開度に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記ハレーション光量減少手段が、前記ハレーションの割合が大きいほど前記目標変動量が大きくなるように、前記ハレーションの割合の大きさに応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記ハレーション光量減少手段が、ハレーション割合が６０パーセント以上である場合、前記絞りの開度に関わらず、前記電子スコープの種類に応じて前記目標移動量を設定することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの半分の開度から全開までの範囲を第１および第２の範囲に分け、前記絞りの開度が半分の開度を含む前記第１の範囲内にある場合、前記絞りの開度が全開を含む前記第２の範囲内にある場合に比べて前記目標変動量を小さい値に定めることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記ハレーション光量減少手段が、前記電子スコープの最大出射光量が小さいほど前記目標変動量が小さくなるように、前記電子スコープの出射光量の特性に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記ハレーション光量減少手段が、前記プロセッサに接続されている前記電子スコープの径の細い方が該径の太いのに比べて前記目標変動量が小さくなるように、前記電子スコープの径の太さに応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの開度が大きいほど前記目標変動量がおおきくなるように、前記絞りの開度に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
前記ハレーション検出手段が、前記ヒストグラムに基づいて、前記被写体像の全画素数に対する所定輝度値以上の値をとる画素数の割合を算出し、算出された該割合を前記ハレーションの割合と定め、前記ハレーションの割合が所定の割合以上である場合にハレーションが生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記絞りが、前記光源からの光を遮蔽するための遮蔽部と前記遮蔽部から延びる平板状の支持アームとを有し、前記遮蔽部の位置に従って前記出射光量が変化するように、前記支持アームの軸を中心として回転する絞りであって、
前記目標変動量が、前記絞りの移動回転角度であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記ハレーション光量減少手段が、前記目標変動量を整数演算によって算出することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記代表輝度値が、１フレーム分もしくは１フィールド分のいずれかの被写体像の明るさの平均値を示す輝度平均値であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１２】
被写体像が形成される撮像素子と光を伝達するファイバーバンドルとを有する電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換し、該映像信号を前記表示装置へ出力する電子内視鏡装置のプロセッサであって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光が入射する前記ファイバーバンドルの入射端と前記光源との間に介在し、該入射端に入射する光量を増減させる絞りと、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記絞りを開閉させて前記入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記ヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、観察対象によって異なる前記電子スコープの種類および前記絞りの開度に応じて前記絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ前記絞りを閉じることにより前記ファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの開度が全開時を基準とした時の半分の開度以上である場合、半分の開度に近い開度ほど略全開である場合に比べて前記目標変動量が小さくなるように、前記絞りの開度に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置のプロセッサ。
【請求項１３】
前記ハレーション光量減少手段が、前記電子スコープ内の対物レンズのＦ値に応じて前記目標移動量を設定することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１４】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
光を放射する光源と、
前記電子スコープ内に形成され、前記光源からの光を前記電子スコープのプロセッサ側から前記撮像素子のある先端側へ導くファイバーバンドルと、
前記光源からの光が入射する前記ファイバーバンドルの入射端と前記光源との間に介在し、該入射端に入射する光量を増減させる絞りと、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記絞りを開閉させて前記入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記ヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、前記絞りの開度に応じて前記絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ前記絞りを閉じることにより前記ファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの開度が全開時を基準とした時の半分の開度以上である場合、半分の開度に近い開度ほど略全開である場合に比べて前記目標変動量が小さくなるように、前記絞りの開度に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１５】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
光を放射する光源と、
前記電子スコープ内に形成され、前記光源からの光を前記電子スコープのプロセッサ側から前記撮像素子のある先端側へ導くファイバーバンドルと、
前記光源からの光が入射する前記ファイバーバンドルの入射端と前記光源との間に介在し、該入射端に入射する光量を調整する絞りと、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記絞りを開閉させて前記入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記代表輝度値に基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記代表輝度値の大きさとともに、観察対象によって異なる前記電子スコープの種類および前記絞りの開度に応じて前記絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ前記絞りを閉じることにより前記ファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記絞りの開度が全開時を基準とした時の半分の開度以上である場合、半分の開度に近い開度ほど略全開である場合に比べて前記目標変動量が小さくなるように、前記絞りの開度に応じて前記目標変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１６】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
被写体に向けて光を放射する光源と、
前記光源に電流を与え、前記光源から放射される光の発光量を制御する光源制御部と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記光源に与える電流量を制御することにより、被写体に照射される光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記ヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、観察対象によって異なる前記電子スコープの種類および前記電流量に応じて前記光源に対する目標電流変動量を定め、該目標電流変動量だけ前記電流量を減少させることにより被写体に照射される光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記電流量が最大電流量を基準とした時の半分の電流量以上である場合、半分の電流量に近い電流量ほど最大電流量である場合に比べて前記目標電流変動量が小さくなるように、前記電流量に応じて前記目標電流変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１７】
前記ハレーション光量減少手段が、前記目標電流変動量を整数演算によって算出することを特徴とする請求項１６に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１８】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
被写体に向けて光を放射する光源と、
前記光源に電流を与え、前記光源から放射される光の発光量を制御する光源制御部と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記光源に与える電流量を制御することにより、被写体に照射される光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記ヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、観察対象によって異なる前記電流量に応じて前記光源に対する目標電流変動量を定め、該目標電流変動量だけ前記電流量を減少させることにより被写体に照射される光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記電流量が最大電流量を基準とした時の半分の電流量以上である場合、半分の電流量に近い電流量ほど最大電流量である場合に比べて前記目標電流変動量が小さくなるように、前記電流量に応じて前記目標電流変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１９】
被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、前記電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、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を映像信号に変換して前記表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、
被写体に向けて光を放射する光源と、
前記光源に電流を与え、前記光源から放射される光の発光量を制御する光源制御部と、
前記撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、前記表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、
前記表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、前記代表輝度値に基づいて前記光源に与える電流量を制御することにより、被写体に照射される光量を調整する光量調整手段とを備え、
前記光量調整手段が、
前記表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを前記代表輝度値に基づいて検出するハレーション検出手段と、
ハレーションが発生している場合、前記代表輝度値の大きさとともに、観察対象によって異なる前記電子スコープの種類および前記電流量に応じて前記光源に対する目標電流変動量を定め、該目標電流変動量だけ前記電流量を減少させることにより被写体に照射される光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有し、
前記ハレーション光量減少手段が、前記電流量が最大電流量を基準とした時の半分の電流量以上である場合、半分の電流量に近い電流量ほど最大電流量である場合に比べて前記目標電流変動量が小さくなるように、前記電流量に応じて前記目標電流変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２０】
前記光源が発光ダイオードであって、該発光ダイオードが前記電子スコープの先端部に設けられていることを特徴とする請求項１６から請求項１９のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡（スコープ）を胃などの臓器内に挿入し、光源からの光をスコープを介して観察部位に照射し、観察部位の映像をモニタに映し出して患部を検査する電子内視鏡装置に関し、特に、被写体像の明るさが一定となるように観察部に照射される光量を調整する光量調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内視鏡装置では、観察対象である体腔内の所定の部位の映像を常に適正な明るさでモニタに表示するため、被写体像の明るさを輝度値として検出し、その輝度値に基づいてスコープと光源との間に設けられた絞りを開閉させ、被写体の明るさが一定となるように光量を調整する自動調光機能が備えられている。このような調光方式では、例えば、被写体の明るさの平均値を示す輝度平均値を算出し、この平均輝度値を被写体像の基準となる明るさを示す輝度値（参照値）と比較する。そして、平均輝度値と参照値とに差があれば、その差に基づいた絞りの目標移動量を定め、その移動量だけ絞りを開いて（もしくは閉じて）光量を調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、被写体像が表示される画面がハレーション状態（画面が白くなる状態）となった場合、単に輝度平均値と参照値との差に基づいて絞りの目標移動量を定めるだけでは、適正にハレーションを解消させることができない場合がある。あるいは逆に、画面の一部領域のみハレーションが発生した場合、必要以上に絞りを閉じてしまうことによって一時的に画面が暗くなる。このような状態は、モニタの映像を観察しているオペレータにとって障害となり、内視鏡操作を伴う作業効率が低下する。
【０００４】
そこで、本発明では、ハレーションが生じた場合においても、被写体像が適正な明るさで維持されるように光量を調整することができる電子内視鏡装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換して表示装置へ出力するプロセッサとを備える。電子内視鏡装置は、光を放射する光源と、電子スコープ内に形成され、光源からの光を電子スコープのプロセッサ側から撮像素子のある先端側へ導くファイバーバンドルと、ファイババンドルにおける光の入射する入射端と光源との間に介在するとともに入射端に入射する光量を調整する絞りと、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、代表輝度値に基づいて絞りを開閉させて入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備える。そして、光量調整手段は、表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かをヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、ハレーションが発生している場合、被写体像全体に占めるハレーションの割合および観察対象によって異なる電子スコープの種類および絞りの開度に応じて絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ絞りを閉じることによりファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有することを特徴とする。ハレーションが発生した場合、ハレーションの割合とともにスコープの種類および絞りの開度に従って目標変動量を定めるため、ハレーションの割合が小さい、接続されている電子スコープの特性が被写体像の明るさを多少低下させる特性をもつ、あるいは絞りの開度がそれほど大きくない場合には必要上に絞りを閉じることがないように絞りを制御することにより、被写体の適正な明るさが維持される。代表輝度値は、例えば、１フレーム分もしくは１フィールド分の被写体像の明るさの平均を示す輝度平均値である。なお、電子スコープの種類のみに応じて目標変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置も本発明における電子内視鏡装置であり、あるいは、絞りの開度のみに応じて目標変動量を定める電子内視鏡装置も、本発明における電子内視鏡装置の１つである。
【０００６】
好ましくは、ハレーション光量減少手段は、ハレーションの割合が大きいほど目標変動量が大きくなるように、ハレーションの割合の大きさに応じて目標変動量を定める。
【０００７】
ハレーション光量減少手段は、絞りの開度が全開時を基準とした時の半分の開度以上である場合、半分の開度に近い開度ほど略全開である場合に比べて目標変動量が小さくなるように、絞りの開度に応じて目標変動量を定めることが望ましい。絞りの開度が半分以上の場合、全開に近い開度と半分の開度に近い開度とでは出射光量に違いがある。そのため、半分の開度に近い場合には大きく絞りが閉じることがないように目標変動量が定められる。例えば、ハレーション光量減少手段は、絞りの半分の開度から全開までの範囲を第１および第２の範囲に分け、絞りの開度が半分の開度を含む第１の範囲内にある場合、絞りの開度が第２の範囲内にある場合に比べて目標変動量を小さい値に定める。
【０００８】
ハレーション光量減少手段は、電子スコープの種類に応じて目標移動量を定める場合、電子スコープの最大出射光量が小さいほど目標変動量が小さくなるように、電子スコープの出射光量の特性に応じて目標変動量を定めることが望ましい。ファイバーバンドルの径が細いことなどから出射光量が少ない場合、必要以上に絞りを閉じないようにすることによって、被写体像の明るさが適正に保たれる。例えば、ハレーション光量減少手段は、プロセッサに接続されている電子スコープの径の細い方が該径の太いのに比べて目標変動量が小さくなるように、電子スコープの径の太さに応じて目標変動量を定めることが望ましい。通常、電子スコープの径の太さに従ってファイバーバンドルの径の太さも変化することから、径の太さの違いによって出射光量が変わる。径の細い電子スコープが接続された場合、絞りを必要以上に閉じないように目標変動量が定められる。
【０００９】
ハレーション光量減少手段は、絞りの開度が大きいほど目標変動量が大きくなるように、絞りの開度に応じて目標変動量を定めることが望ましい。ハレーション検出手段は、ヒストグラムに基づいて被写体像の全画素数に対する所定輝度値以上の値をとる画素数の割合を算出し、算出された該割合をハレーションの割合と定め、ハレーションの割合が所定の割合以上である場合、ハレーションが生じていると判断することが望ましい。絞りは、例えば、光源からの光を遮蔽するための遮蔽部と遮蔽部から延びる平板状の支持アームとを有し、遮蔽部の位置に従って出射光量が変化するように、支持アームの軸を中心として回転する。この場合、目標変動量は、絞りの移動回転角度である。
【００１０】
目標変動量を算出する演算は、整数演算であることが望ましい。これにより、浮動少数演算処理を避けることができる。
【００１１】
ヒストグラム処理を必要としない本発明の電子内視鏡装置は、被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換して表示装置へ出力するプロセッサとを備える。電子内視鏡装置は、光を放射する光源と、電子スコープ内に形成され、光源からの光を電子スコープのプロセッサ側から撮像素子のある先端側へ導くファイバーバンドルと、ファイバーバンドルにおける光の入射する入射端と光源との間に介在するとともに入射端に入射する光量を調整する絞りと、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、代表輝度値に基づいて絞りを開閉させて入射端に入射する光量を調整する光量調整手段とを備える。そして、光量調整手段は、表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを代表輝度値に基づいて検出するハレーション検出手段と、ハレーションが発生している場合、代表輝度値の大きさとともに、観察対象によって異なる電子スコープの種類および絞りの開度に応じて絞りの目標変動量を定め、該目標変動量だけ絞りを閉じることによりファイバーバンドルの入射端に入射する光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、絞りを使用する代わりに光源から放射される光の光量を直接調整する本発明の電子内視鏡装置は、被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換して表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、被写体に向けて光を放射する光源と、光源に電流を与え、光源から放射される光の発光量を制御する光源制御部と、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の各画素の輝度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、代表輝度値に基づいて光源に与える電流量を制御することにより、被写体に照射される光量を調整する光量調整手段とを備える。光量調整手段は、表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かをヒストグラムに基づいて検出するハレーション検出手段と、ハレーションが発生している場合、被写体像全体に占めるハレーションの割合とともに、観察対象によって異なる電子スコープの種類および光源に与える電流量に応じて光源に対する目標電流変動量を定め、該目標電流変動量だけ該電流量を減少させることにより被写体に照射される光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有することを特徴とする。例えば、キセノンランプなどの光源から放射された光を光ファイバーバンドルによって被写体側へ伝達するようにしてもよいが、好ましくは、光源は発光ダイオードであり、また、スコープ先端部に発光ダイオードが配置されることが好ましい。なお、電子スコープの種類のみに応じて目標電流変動量を定めることを特徴とする電子内視鏡装置も本発明における電子内視鏡装置であり、あるいは、光源に与える電流量のみに応じて目標電流変動量を定める電子内視鏡装置も、本発明における電子内視鏡装置の１つである。
【００１３】
ヒストグラム処理を必要としない本発明の電子内視鏡装置は、被写体像が形成される撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープが着脱自在に接続されるとともに映像を表示するための表示装置が接続され、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換して表示装置へ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置であって、被写体に向けて光を放射する光源と、光源に電流を与え、光源から放射される光の発光量を制御する光源制御部と、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、表示装置に表示される被写体像の明るさを示す代表輝度値を算出する代表輝度値算出手段と、表示装置に表示される被写体像の明るさが一定となるように、代表輝度値に基づいて光源に与える電流量を制御することにより、被写体に照射される光量を調整する光量調整手段とを備える。光量調整手段は、表示装置に表示される被写体像にハレーションが発生しているか否かを代表輝度値に基づいて検出するハレーション検出手段と、ハレーションが発生している場合、代表輝度値の大きさとともに、観察対象によって異なる電子スコープの種類および光源に与える電流量に応じて光源に対する目標電流変動量を定め、該目標電流変動量だけ電流量を減少させることにより被写体に照射される光量を減少させるハレーション光量減少手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下では、図を参照して本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。
【００１５】
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。この電子内視鏡装置は、電子スコープであるスコープ３０を体腔内に送り込み、観察部位Ｓの映像をスコープ３０およびプロセッサ１０を介してモニタ２３に表示させる装置である。
【００１６】
スコープ３０内には、キセノンランプなどの光源１９からの光をスコープ３０の先端側へ導くファイバーバンドルのライトガイド３２が設けられており、光源１９から放射された光は、光を収束させる集光レンズ２７を介してライトガイド３２の入射端３２ａに入射する。ライトガイド３２を通過した光は、ライトガイド３２の出射端３２ｂから出射し、光の配光角を広げる配光レンズ３４を介して体腔Ｓに照射する。観察部位Ｓに照射される光量は、光源１９と集光レンズ２７との間に設けられた絞り１８により調整され、絞り１８の開閉に従ってライトガイド３２の入射端３２ａに入射する光量が増減する。絞り１８は、ステッピングモータ２６により駆動され、パルス信号が絞り制御回路１７からステッピングモータ２６へ送られる。
【００１７】
観察部位Ｓの画像は、対物レンズＬを介してＣＣＤなどの撮像素子３１上に結像される。撮像素子３１の各画素上には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色モザイクフィルタが設けられ、光電変換により各色に応じた画像信号が発生する。発生した１フレーム分の画像信号は所定間隔毎に順次読み出され、プロセッサ１０に送られる。なお、本実施形態ではＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０秒間隔毎に画像信号が読み出される。
【００１８】
スコープ３０から送られてきた１フレーム分の画像信号は、ＣＣＤプロセス回路１１においてそれぞれ各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に応じた画像信号毎に分離され、増幅される。増幅された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１２においてアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理回路１３に送られる。
【００１９】
信号処理回路１３では、画像信号に対するリセット雑音の除去などの処理が行われ、処理された画像信号は信号変換回路２５とホワイトバランス調整回路１４に送られる。
【００２０】
信号変換回路２５では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に応じた画像信号に基づいて１フレーム分の輝度信号が求められる。この輝度信号は、ヒストグラム処理のためヒストグラム処理回路１６へ送られる。
【００２１】
ヒストグラム処理回路１６では、輝度信号に基づいてヒストグラム処理が施され、ヒストグラムデータが生成される。生成されたヒストグラムデータは、ＣＰＵ２２によって読み出される。ＣＰＵ２２では、ヒストグラムデータに基づいて１フレーム分の被写体像の明るさの平均値を示す輝度平均値が算出される。この輝度平均値は、１フレーム分の各画素の輝度の平均値である。
【００２２】
ＣＰＵ２２には、操作パネル２０におけるスイッチ操作やキーボード２１の操作による信号が入力され、これにより、自動調光時の基準輝度値となる参照値の設定やモニタ２３における表示画面の変更などが行われる。また、ステッピングモータ２６を駆動するための制御信号がＣＰＵ２２から絞り制御回路１７へ送られる。
【００２３】
絞り制御回路１７では、送られてきた制御信号に基づき、絞り１８を開く正相のパルス数か、もしくは絞り１８を閉じる逆相のパルス数のパルス信号がステッピングモータ２６に送られる。パルス信号がステッピングモータ２６に送られると、ステッピングモータ２６が駆動（回転）し、これにより絞り１８が開閉する。
【００２４】
ホワイトバランス調整回路１４では、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に応じた画像信号に基づいて色温度補正処理（ホワイトバランス調整）が施される。ここでは、白い被写体を撮像した時に、その画像を構成するすべての画素におけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号の比が１になるように調整される。ホワイトバランス調整された画像信号は、Ｄ／Ａ変換器２４においてアナログ信号に変換され、ビデオプロセス回路１５に送られる。ビデオプロセス回路１５では、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号が映像信号であるＮＴＳＣ信号に変換され、モニタ２３に送られる。これにより、モニタ２３において観察部位Ｓの映像が映し出される。
【００２５】
スコープ３０内のＥＥＰＲＯＭ３３には、接続されているスコープ３０の特性がデータとして記憶されており、スコープ３０がプロセッサ１０に接続されると、そのデータがＣＰＵ２２によって読み出される。ここでは、スコープ３０の径の太さに関するデータなどがあらかじめ記憶されている。
【００２６】
図２は、絞り１８およびステッピングモータ２６を、絞り１８から光源１９へ向かう方向から見た時の平面図である。
【００２７】
絞り１８の先端部（遮蔽部）１８ａは、光源１９から平行に出射する光をすべて遮蔽できるように円形状に形成されている。先端部１８ａから延びている平板状の支持アーム１８ｂには、ステッピングモータ２６がギア（図示せず）を介して接続されており、ステッピングモータ２６が回転すると、絞り１８はステッピングモータ２６の回転軸を中心に回転する。絞り１８が回転すると、先端部１８ａの位置に応じて、絞り１８を通過する光量、すなわち、被写体Ｓに照射される光量が変化する。ここでは、絞り１８が光源１９に移動する方向を絞り１８の閉じる方向、絞り１８が光源１９から離れていく方向を絞り１８の開く方向とする。
【００２８】
絞り１８の回転角度ａは、絞り１８が開くほど増加し、全閉で０度、全開で３０度である。すなわち、絞り１８は０〜３０度の範囲で回転（移動）する。ステッピングモータ２６の位置を示す回転位置変数ｐは、０〜２４０の値をとり、０で絞り１８は全閉、２４０で絞り１８は全開である。本実施形態では、絞り１８の回転角度ａとステッピングモータ２６の回転位置変数ｐには線形関係が成り立っており、絞り１８の回転角度ａが１度に対し、ステッピングモータの回転位置変数ｐは８となる。すなわち、ステッピングモータ２６の回転位置変数ｐは、絞り１８の位置（回転位置）を示す。そこで、本実施形態では、回転角度ａの代わりに回転位置変数ｐによって絞り１８の位置、すなわち開度を表す。例えば、回転位置変数ｐが１２０である場合、開度は全開の時を基準として半分の開度となる。
【００２９】
さらに、本実施形態では、ステッピングモータ２６に入力されるパルス数ｖｐに関し、１パルスは回転位置変数ｐを１だけ変動させる。例えば、パルス数ｖｐ＝１６のパルス信号がステッピングモータ２６へ送られた場合、回転位置変数ｐが１６だけ変動するように絞り１８が開く（閉じる）。このとき、絞り１８は２度だけ回転する。このように、パルス数ｖｐは、絞り１８の移動量（目標変動量）に対応する。
【００３０】
図３は、ＣＰＵ２２によって実行される内視鏡装置全体の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
ステップ１０１では、電源がＯＮ状態になることによって、絞り１８、制御に関する各変数、モニタ２３の文字表示などがそれぞれ初期値に設定される。また、接続されたスコープ３０のＥＥＰＲＯＭ３３からデータが読み出される。
【００３２】
ステップ１０２では、操作パネル２０におけるスイッチ操作に基づいて、光源１９の明るさ設定や自動調光時の参照値の設定などが行われる。ステップ１０３では、キーボード２１の操作に基づいて、モニタ２３への文字の入力や表示画面の変更などが行われる。ステップ１０４では、スコープ３０の接続に関する処理が施され、あらたにスコープ３０がプロセッサ１０に接続されると、接続されたスコープ３０のＥＥＰＲＯＭ３３からスコープの特性に関するデータが読み出される。
【００３３】
一般に、スコープ３０については観察対象の部位に応じて様々な種類のものが用意されており、観察対象の違いによって径の太さが異なる。本実施形態では、気管支を検査するために径が細いタイプＡのスコープ３０と大腸など下部消化管を検査するために径の太いタイプＢのスコープ３０が接続可能である。そして、ステップ１０４では、スコープ３０が新たに接続されると、スコープ３０のタイプ（ＡもしくはＢ）に関するデータがＥＥＰＲＯＭ３３から読み出される。ステップ１０５では、例えばモニタ２３上に時刻が表示される。
【００３４】
このような内視鏡装置全体の動作は、電源がＯＦＦになるまで繰り返し行われる。それぞれの各ステップにおいてサブルーチンが実行される。
【００３５】
図４は、自動調光による光量調整動作を示す割り込みルーチンである。この割り込みルーチンは、約１／３０秒ごとに実行されるルーチンであり、図３のステップ１０２〜１０５が実行されている間に割り込んで処理される。以下では、図５、図６、図７を同時に参照しながら、光量調整動作について説明する。
【００３６】
ステップ２０１では、１画面分のヒストグラムのデータがヒストグラム処理回路１６からＣＰＵ２２によって読み出される。ヒストグラムは、図５に示すように、モニタ２３に表示される被写体像の各画素の輝度値としてとりうる値（０〜２５５）を横軸とし、その横軸の各輝度値に応じた画素の個数（度数）を縦軸にとったグラフであり、被写体像の各画素の輝度分布が示される。ステップ２０１が実行されると、ステップ２０２に進む。
【００３７】
ステップ２０２では、得られたヒストグラムのデータに基づき、輝度平均値ｖａが算出される。具体的には、輝度平均値ｖａは、次式に示すように、図５に示すヒストグラムの横軸の各輝度値に対応する画素の数を乗じたものの総和を１フレーム分の画素数で割ることによって算出される。ただし、ｊは輝度レベルを表し、ｎj は輝度レベルｊの度数を表す。
ｖａ＝（Σｎj ×ｊ）／Σｎj   （ｊ＝０〜２５５）  ・・・（１）
また、ステップ２０２では、画面上において画面が白く映し出される現象であるハレーションが発生しているか否か、特に画面上において局所的にどの程度ハレーションが発生しているか否かを検出するため、ハレーション割合ｔｒがヒストグラムのデータに基づいて算出される。
【００３８】
通常、局所的なハレーションは、観察部位のごく小さな領域がスコープ３０の対物レンズＬに接近し、その他の部分は対物レンズＬから離れた状態において発生する。すなわち、ごく一部の領域は十分明るいが被写体像全体としての明るさは適正でないため、絞り１８が開くように制御される。これにより、モニタ２３に映し出される被写体像の一部領域にだけハレーションが発生する。
【００３９】
図５に示すヒストグラムは、ハレーションが発生している状態でのヒストグラムであり、輝度値２２０〜２５５の範囲において画素の個数が多い。そこで、本実施形態では、次式に示すように、１フレーム分の画素の総和をｆ０とし、２２０以上の値である境界輝度値ｖｈから輝度値２５５までの範囲にある画素の個数をｆｈとした場合、ｆ０に対するｆｈの比に１００を掛けた値「ｔｒ」をハレーション割合と定める。ただし、境界輝度値ｖｈは、ハレーション状態となる最小輝度値であり、ここでは「２２０」である。
ｔｒ＝１００×ｆｈ／ｆ０                  ・・・・・・（２）
ただし、ｆ０＝Σｎj （ｊ＝０〜２５５）
ｆｈ＝Σｎj （ｊ＝２２０〜２５５）
ステップ２０２においてハレーション割合ｔｒが算出されると、ステップ２０３に進む。
【００４０】
ステップ２０３では、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差（｜ｖａ−ｖｒ｜）が許容値Ｃ１よりも大きいか否かが判定される。参照値ｖｒは、観察部位Ｓに適正な光量が照射されている（画面が適度な明るさに保たれている）状態での輝度平均値であり、ここでは「１２８」である。また、許容値Ｃ１は、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差の許容差を示す値であり、ここでは「４」である。輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差が許容値Ｃ１よりも大きいと判断されると、ステップ２０４に移る。一方、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差が許容値Ｃ１よりも大きくないと判断されると、実質的に輝度平均値ｖａは参照値ｖｒと等しいとみなされ、光量制御は実行されず、割り込みルーチンが終了する。
【００４１】
ステップ２０４では、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きいか否かが判定される。輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きい場合、後述するステップ２０５〜２０９が実行され、画面を明る過ぎる状態から適正な明るさに戻すために絞り１８が閉じる。逆に、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも小さい場合、後述するステップ２１０〜２１１が実行され、画面を暗い状態から適正な明るさの状態へ戻すために絞り１８が開く。
【００４２】
ステップ２０４において、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも小さいと判断されると、ステップ２１０に進む。ステップ２１０では、図６に示す表Ｔ１を用いてパルス数ｖｐが求められる。表Ｔ１は、絞り１８の移動量に対応するパルス数ｖｐを定めるための表であり、表Ｔ１には、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差に対し、その差の範囲に応じたパルス数ｖｐが示されている。例えば、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差が３４である場合、パルス数ｖｐは「８」であり、絞り１８の移動量（回転位置変数ｐの変化量）が８に定められる。なお、表Ｔ１は、メモリ（図示せず）にあらかじめデータとして格納されている。パルス数ｖｐが求められると、ステップ２１１に移る。
【００４３】
ステップ２１１では、ステッピングモータ２６がステップ２１０において定められたパルス数ｖｐだけ開く方向へ駆動され、これにより、絞り１８は、駆動前の回転位置変数ｐにパルス数ｖｐ分を加えた回転位置変数ｐ＋ｖｐの位置まで移動する。たとえば、駆動前の回転位置変数ｐが「１００」、ステップ２１０で定められたパルス数ｖｐが「８」である場合、絞り１８は回転位置変数ｐ＝１０８の位置まで移動する。すなわち、絞り１８は１度だけ開く。ステップ２１１が実行されると、このルーチンは終了する。
【００４４】
一方、ステップ２０４において、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きいと判断されると、ステップ２０５に進む。ステップ２０５では、ハレーション割合ｔｒが１０（％）より大きいか否かが判定される。ハレーション割合ｔｒが１０（％）以下の場合、ハレーションが生じていないとみなし、通常の光量調整を実行するためにステップ２０８へ進む。ステップ２０８では、ステップ２１０と同様に、図６に示す表Ｔ１に基づいてパルス数ｖｐが定められ、ステップ２０９に進む。一方、ステップ２０５においてハレーション割合ｔｒが１０（％）より大きい場合、ステップ２０６に移る。
【００４５】
ステップ２０６では、絞り１８の現在の位置、すなわち回転位置変数ｐが１２０より大きいか否かが判定される。回転位置変数ｐが１２０より大きくない、すなわち１２０以下である場合、被写体像全体の明るさを適正にするのにそれほど多くのパルス数ｖｐが必要ないことからテップ２０８に移り、表Ｔ１に基づいてパルス数ｖｐが定められる。ステップ２０８においてパルス数ｖｐが定められると、ステップ２０９に移る。一方、ステップ２０６において回転位置変数ｐが１２０よりも大きい場合、ステップ２０７に移る。
【００４６】
ステップ２０７では、図７に示す表Ｔ２および下に示す（３）式に基づいて、パルス数ｖｐが定められる。ただし、（３）式のｄは、スコープ３０のタイプ、絞り１８の回転位置変数ｐおよびハレーション割合ｔｒに従って値が変わる定数である。
ｖｐ＝ｄ×ｐ                                  ・・・・（３）
【００４７】
表Ｔ２に示すように、定数ｄの値は、スコープ３０のタイプ（タイプＡとタイプＢ）に従って定められており、さらに、絞り１８の回転位置変数ｐの範囲を２つ（１２０〜１８０と１８０〜２４０）の範囲に分けてその２つの範囲それぞれに定数ｄの値が定められ、また、ハレーション割合ｔｒを４段階（１０〜２０、２０〜４０、４０〜６０、６０〜）に分けてその各段階毎に定数ｄの値が定められている。たとえば、タイプＡのスコープ３０がプロセッサ１０に接続された状態において、ハレーション割合ｔｒが５０、絞り１８の回転位置変数ｐが１４０である場合、定数ｄ＝０．３となる。
【００４８】
ハレーションが発生している場合、絞り１８の移動量に応じたパルス数ｖｐは、（３）式に示すように、現在の絞り１８の回転位置変数ｐおよび表Ｔ２に示された定数ｄに基づいて定められる。したがって、絞り１８の開度が大きい、すなわち、回転位置変数ｐが大きいほどパルス数ｖｐの値も大きくなり、また、定数ｄの値が大きいほどパルス数ｖｐの値が大きくなる。なお、表Ｔ２は、表Ｔ１と同じようにあらかじめデータとしてメモリに記憶されている。
【００４９】
定数ｄの値は、以下に示す次の３つの状況を考慮して定められている。
【００５０】
まず、定数ｄは、スコープ３０のタイプを考慮して定められている。タイプＡのスコープ３０のライトガイド３２は、タイプＡのスコープ３０の径が細いことから、そのライトガイド３２のファイバの径も細い。逆に、タイプＢのスコープ３０のライトガイド３２は径が太い。したがって、タイプＡのスコープは、タイプＢのスコープ３０に比べ、ライトガイド３２の出射端３２ｂから出射する光量が少ない。そこで、表Ｔ２に示すように、タイプＡのスコープ３０の定数ｄは、絞り１８の移動量（パルス数ｖｐ）が大きな値に定められることによって急激に光量が減少することを防ぐため、タイプＢのスコープ３０に比べて定数ｄが小さい値に設定されている。例えば、ハレーション割合ｔｒが２０〜４０（％）の範囲で、絞り１８の回転位置変数ｐが１２０〜１８０の範囲である場合、タイプＡのスコープでは定数ｄ＝０．２であり、タイプＢのスコープ３０では定数ｄ＝０．３である。
【００５１】
次に、定数ｄは、絞り１８の開度を考慮して定められている。絞り１８の回転位置変数ｐが１２０〜１８０の範囲内である、すなわち、絞り１８の開度が１／２〜３／４の開度である場合、ハレーションが局所的に発生していたとしても絞り１８は全開付近の開度に比べればそれほど開いた状態ではなく、パルス数ｖｐが大きな値に設定されると、必要以上に光量が減少されてしまう。そのため、回転位置変数ｐが１２０〜１８０の範囲である場合の定数ｄは、回転位置変数ｐが１８０〜２４０の範囲にある場合に比べて小さい値に設定される。例えば、ハレーション割合ｔｒが２０〜４０（％）でタイプＡのスコープ３０が使用されている場合、回転位置変数ｐが１２０〜１８０の範囲では定数ｄ＝０．２であり、回転位置変数ｐが１８０〜２４０の範囲では定数ｄ＝０．３である。
【００５２】
また、定数ｄは、ハレーション割合ｔｒを考慮して定められている。ハレーション割合ｔｒが小さい場合、被写体像全体の明るさを考慮すれば極端に明るくはない。そのため、絞り１８が必要以上に閉じないように定数ｄは小さい値に定められている。一方、ハレーション割合ｔｒが大きい場合、光量をある程度減少させる必要があるため、定数ｄは大きな値に設定されている。なお、ハレーション割合ｔｒが６０（％）以上である場合、絞り１８の開度に関わらずスコープ３０のタイプごとに定数ｄの値は同じである。
【００５３】
したがって、ステップ２０７では、今回のルーチンにおいて検出されるハレーション割合ｔｒ、回転位置変数ｐおよびスコープのタイプ（ＡもしくはＢ）に基づいて、定数ｄが定められる。そして、（３）式に定数ｄが代入されることにより、パルス数ｖｐが算出される。パルス数ｖｐが算出されると、ステップ２０９に移る。
【００５４】
ステップ２０９では、絞り１８が表Ｔ１もしくは表Ｔ２に基づいて定められたパルス数ｖｐ分だけ閉じる方向へ駆動される。これにより、観察部位Ｓに照射される光量が減少する。ステップ２０９が実行されると、このルーチンは終了する。
【００５５】
このように第１の実施形態によれば、ステップ２０５においてハレーションが発生していることが検出されると、ステップ２０７において、（３）式および表Ｔ２に基づいて絞り１８の移動量に応じたパルス数ｖｐが求められる。絞り１８が算出されたパルス数ｖｐだけ閉じることにより、観察部位Ｓに照射される光量が減少し、ハレーションが解消する。
【００５６】
前述したように、定数ｄは、スコープ３０のタイプ、すなわち径の太さによって異なり、また、絞り１８の開度が半分（回転位置変数ｐが１２０）以上である場合には絞り１８の開度によって異なる。すなわち、ライトガイド３２から出射する光の出射光量に関係するライトガイド３２の径の太さおよび絞り１８の開度に基づいてパルス数ｖｐ（絞り１８の移動量）が定められている。これは、ハレーションが発生している場合でも、ライトガイド３２の出射端３２ｂから出射する光量が多い状態においては絞り１８の移動量を大きくし、出射する光量が少ない状態においては絞り１８の移動量を抑えるためである。これにより、被写体像の明るさが必要以上に低下することなくハレーションを解消することができ、部位の観察の障害となるものがなく、作業効率が上がる。
【００５７】
電子スコープ３０の種類によっては、径が太くてもライトガイド３２のファイバの径が太くなく、出射光量がそれほど多くないものもある。その場合、電子スコープ３０の最大出射光量、すなわちライトガイド３２のファイバの径の太さに従ったライトガイド３２が伝達できる最大の光量を考慮し、最大出射光量の少ないスコープのパルス数ｖｐは最大出射光量の多いスコープに比べて少ない値に定められる。さらに、電子スコープ３０内の対物レンズＬのＦ値の違いによってもモニタ２３に表示される被写体像の明るさが異なることなどを考慮し、ライトガイド３２の径、対物レンズのＦ値その他の被写体像の明るさに関係するスコープのすべての特性に応じてパルス数ｖｐを定めてもよい。この場合、被写体像の明るさを低下させる特性のあるスコープにはパルス数ｖｐを小さい値に定める。なお、絞り１８の開度に関しては、回転位置変数ｐの１２０〜２４０の範囲を複数（３つ以上）の範囲に分けて定数ｄを定めてもよい。この場合、半分の開度に近い開度ほどパルス数ｖｐが小さい値となる。
【００５８】
輝度平均値ｖａの代わりに、画面の各画素の輝度値の中央値である中央輝度値や１画面の中の最大値であるピーク値を参照値ｖｒと比較して自動調光を行ってもよい。また、１フィールド分の被写体像の明るさを輝度平均値としてもよい。
【００５９】
本実施形態では、パルス数ｖｐと回転位置変数ｐとが線形関係にあり、また、回転位置変数ｐと回転角度ａとが線形関係にあるが、回転位置変数ｐとパルス数ｖｐおよび回転位置変数ｐと回転角度ａとが線形関係でない場合、回転位置変数ｐとパルス数ｖｐおよび回転角度ａと回転位置変数ｐとを満たす関係式（例えば、ｐ＝ｆ（ｖｐ）、ａ＝ｇ（ｐ））に基づいて絞り１８の移動量、すなわちパルス数ｖｐを定めればよい。また、絞り１８は、図２に示すような軸支周りに回転する絞りに限定されず、他の構成の絞り（例えば、Ｕ字型絞り、スリット状の絞りなど）であってもよい。
【００６０】
次に、図８〜図１０を用いて、第２の実施形態の電子内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、ハレーションが生じた場合にはＣＰＵ２２の処理に適した方法でパルス数ｖｐの値が算出される。その他の構成に付いては、第１の実施形態と同じである。
【００６１】
図８は、第２の実施形態における光量調整動作を示したルーチンである。ステップ３０７を除くステップ３０１〜３１１の実行は、図４のステップ２０７を除くステップ２０１〜２１１の実行と同じである。
【００６２】
ステップ３０７では、（３）式に代わりに次式が適用され、また、図７の表Ｔ２の代わりに図９に示す表Ｔ３が適用される。ただし、定数ｄの値は、第２の実施形態において常に１／２であり、定数ｂは、図９に示す表Ｔ３によって定められる。ただし、表Ｔ３は、あらかじめデータとしてメモリに格納されている。
ｖｐ＝ｄ×（ｐ−ｂ）                          ・・・（４）
【００６３】
（４）式は、ＣＰＵ２２において浮動小数点演算をするのを避けるため（３）式を改善した式であり、定数ｂは、上述した３つの状況を考慮して定められている。（４）式を使用すると、演算はすべて整数となる。
【００６４】
図１０は、定数ｂが表Ｔ３に示す値それぞれについて、絞り１８の開度（回転位置変数ｐ）と絞り１８の開度の変化を表すｖｐ／ｐとの関係を示したグラフである。図１０に示すように、絞り１８の開度（回転位置変数ｐ）が大きいほど絞り１８の開度変化（ｖｐ／ｐ）が大きく、絞り１８の開度が小さいほど絞り１８の開度変化は小さくなる。したがって、（４）式は（３）式と実質的に等価な式である。また、図１０に示すように、定数ｂの値が小さいほど絞り１８の開度変化は大きい。ただし、ｄ＝ｍ／ｎ（ｍ，ｎ＝１，２，３，・・・）の値である。
【００６５】
このように、第２の実施形態によれば、パルス数ｖｐを算出する場合、（３）式の代わりに（４）式を用いるため、演算は整数のみで行うことができ、ＣＰＵ２２の処理が容易になる。なお、定数ｄは１／２以外の値であってもよい。
【００６６】
次に、図１１、図１２を用いて、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態と異なり、ヒストグラムを用いてハレーションの検出を行わず、算出される輝度平均値ｖａからハレーション発生を検出する。したがって、図１に示すヒストグラム処理回路１６を設けずに、信号変換回路２５から直接ＣＰＵ２２に１フレーム分の輝度信号が送られ、ＣＰＵ２２において輝度平均値ｖａが算出される。その他の構成に関しては、第１の実施形態と同じである。
【００６７】
図１１は、第３の実施形態における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【００６８】
ステップ４０１では、ＣＰＵ２２において直接輝度平均値ｖａが算出される。ステップ４０４、４０５を除いたステップ４０２〜４０３およびステップ４０６〜４０９の実行は、図４のステップ２０３〜２０４およびステップ２０８〜２１１の実行と同じである。
【００６９】
ハレーションの発生と被写体像全体の明るさ、すなわち輝度平均値ｖａには正の相関関係がある。そこで、ステップ４０４では、算出された輝度平均値ｖａが、ハレーションが発生する時の輝度平均値であるハレーション輝度値Ｃ９より大きいか否かが判定される。ここでは、ハレーション輝度値Ｃ９＝２００である。輝度平均値ｖａがハレーション輝度値Ｃ９より大きい場合、ステップ４０５に進む。
【００７０】
ステップ４０５では、図１２に示す表Ｔ４に基づいて、（４）式の定数ｂが求められる。表Ｔ４では、表Ｔ３に示すハレーションの割合ｔｒの代わりに、輝度平均値ｖａの値に応じて定数ｂが定められている。すなわち、輝度平均値ｖａの値が大きいほど、ハレーションの割合が大きいとみなす。
【００７１】
このように第３の実施形態によれば、ヒストグラムを生成せずに輝度平均値ｖａを求め、ハレーション輝度値Ｃ９を基準としてハレーション発生を検出する。したがって、ヒストグラム処理機能をもたないプロセッサにおいても、ハレーションを適切に解消することができる。
【００７２】
次に、図１３から図２１を用いて、第４、第５、第６の実施形態について説明する。第４〜第６の実施形態では、絞りを用いた光量調整の代わりに光源から放射される光の光量（以下、発光量という）を調整する。まず、図１３〜図１６を用いて、第４の実施形態について説明する。
【００７３】
図１３は、第４の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。なお、第１の実施形態の電子内視鏡装置と同じ構成部分は、そのまま同じ符号で参照される。
【００７４】
スコープ３０内には発光ダイオード（Light Emitting Diode）１１２が設けられており、プロセッサ１０内には電流制御回路１１１が設けられている。スコープ３０がプロセッサ１０に接続されると、発光ダイオード１１２と電流制御回路１１１は電気的に接続される。スコープ３０の先端部に設けられた発光ダイオード１１２は、白色光を発光し、発光ダイオード１１２から発光した光は配光レンズ３４を介して被写体Ｓに照射する。このとき、発光ダイオード１１２の発光量は、電流制御回路１１１によって制御される。電流制御回路１１１はＣＰＵ２２と接続されており、ＣＰＵ２２から送られてくる制御信号に基いて、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉを調整する。この電流量Ｉの値に従って発光量が変化し、被写体Ｓに照射する光の光量もそれに従って変化する。
【００７５】
図１４は、第４の実施形態における光量調整動作を示す割り込みルーチンである。図１５、図１６では、輝度平均値と参照値との差と変動させる電流量を示す変数との関係を示す表が示されている。
【００７６】
第１の実施形態では、絞り１８のパルス数ｖｐに応じて絞り１８を移動させることによって光量調整を行っていたが、第４の実施形態では、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉを以下の式に従って変動させることにより、光量調整を行う。
ΔＩ＝Ｉｕ  ×  ｋｐ                          ・・・  （５）
ただし、ΔＩは増加あるいは減少させる電流量を表し、「Ｉｕ」は電流変化の単位量を示す。「Ｉｕ」は、ここでは０．２ｍＡである。ｋｐは、第１の実施形態におけるパルス数ｖｐに対応した変数であり、以下では電流変動変数という。この電流変動変数ｋｐの値に従って、変動させる電流量ΔＩが決まる。
【００７７】
ステップ５０１〜５０３の実行は、第１の実施形態における図４のステップ２０１〜２０３の実行と同じである。すなわち、ヒストグラムデータを読み出し、輝度平均値ｖａおよびハレーション割合ｔｒを算出し、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差が、許容値Ｃ１より小さいか判定される。また、ステップ５０４では、第１の実施形態のステップ２０４と同様に、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きいか否かが判定される。輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きい場合、後述するステップ５０５〜５０９が実行され、画面を明る過ぎる状態から適正な明るさに戻るように発光ダイオード１１２に与えられる電流量Ｉが減少される。逆に、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも小さい場合、後述するステップ５１０〜５１１が実行され、画面を暗い状態から適正な明るさの状態へ戻すために電流量Ｉが増加される。
【００７８】
ステップ５０４において、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも小さいと判断されると、ステップ５１０に進む。ステップ５１０では、図１５に示す表Ｔ５を用いて電流変動変数ｋｐが求められる。表Ｔ５には、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差に対し、その差の範囲に応じた電流変動変数ｋｐが示されている。第４の実施形態では、電流変動変数ｋｐの値は、第１の実施形態における表Ｔ１（図６参照）に示された値と等しく、第１の実施形態で示したパルス数ｖｐに従って変化する被写体Ｓへの光量と、電流変動変数ｋｐの値に従って変化する被写体Ｓへの光量は、光量変化の割合において、実質的に等しい。なお、表Ｔ５は、メモリにあらかじめデータとして格納されている。電流変動変数ｋｐが求められると、ステップ５１１に移る。
【００７９】
ステップ５１１では、求められた電流変動変数ｋｐから（５）式により変動させる電流量ΔＩが求められる。そして、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉが（５）式で示したΔＩだけ増加するように、ＣＰＵ２２から電流制御回路１１１へ制御信号が送られる。例えば、発光ダイオード１１２に与えられている電流量Ｉが１０ｍＡであって、電流変動変数ｋｐが「８」に定められた場合、ΔＩ＝０．２×８＝１．６ｍＡであることから、電流量Ｉは１１．６ｍＡまで増加する。これにより、被写体Ｓに照射される光の光量が増加する。ステップ５１１が実行されると、このルーチンは終了する。
【００８０】
一方、ステップ５０４において、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒよりも大きいと判断されると、ステップ５０５に進む。ステップ５０５では、第１の実施形態におけるステップ２０５と同様に、ハレーション割合ｔｒが１０（％）より大きいか否かが判定される。ハレーション割合ｔｒが１０（％）以下の場合、ハレーションが生じていないとみなし、通常の光量調整を実行するためにステップ５０８へ進む。ステップ５０８では、ステップ５１０と同様に、図１５に示す表Ｔ５に基づいて電流変動変数ｋｐが定められ、ステップ５０９に進む。一方、ステップ５０５においてハレーション割合ｔｒが１０（％）より大きい場合、ステップ５０６に移る。
【００８１】
ステップ５０６では、電流量変数ｚが１２０より大きいか否かが判断される。電流量変数ｚは、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉを示す変数であり、第１の実施形態における絞り１８の回転位置変数ｐに対応する。発光ダイオード１１２に与えられる電流量の最小（＝０ｍｍＡ）を０、最大（ここでは、４８ｍＡ）を２４０と設定すると、電流量変数ｚは０〜２４０の範囲内のいずれかの値をとる。本実施形態では、電流量変数ｚと電流変動変数ｋｐとは線形関係にあり、また電流量変数ｚと電流量Ｉも線形関係にある。この電流量変数ｚにより、発光ダイオード１１２に与えられている電流量が示される。
【００８２】
ステップ５０６において電流量変数ｚが１２０を超えていると判断されると、ステップ５０７に進む。ステップ５０７では、図１６に示す表Ｔ６および下に示す（６）式に基づいて、電流変動変数ｋｐ定められる。
ｋｐ＝ｄ×ｚ                                  ・・・・（６）
【００８３】
表Ｔ６は、第１の実施形態における表Ｔ２（図７参照）に対応した表であり、回転位置変数ｐの代わりに電流量変数ｚが表されている。また、定数ｄの値は、スコープ３０のタイプ、電流量Ｉ、ハレーション割合ｔｒを考慮して定められている。回転位置変数ｐの代わりに電流量変数ｚが用いられている以外については、第１の実施形態における定数ｄの設定条件と同じである。電流量変数ｚが１２０〜１８０の範囲内、すなわち電流量が最大電流量の１／２〜３／４である場合、ハレーションが局所的に発生していても被写体Ｓに照射される光量が多すぎる状態とは言えず、電流変動変数ｋｐが大きな値に設定されると、必要以上に発光量が抑えられてしまう。そのため、電流量変数ｚが１２０〜１８０の範囲内である場合、定数ｄは、電流量変数ｚが１８０〜２４０の範囲内にある場合に比べて小さい値に設定される。
【００８４】
（６）式に示すように、第４の実施形態では、ハレーションが発生している場合、電流変動変数ｋｐは、現在の電流量Ｉに応じた電流量変数ｚと表Ｔ６の定数ｄに基いて定められる。したがって、発光量が多い、すなわち電流量変数ｚが大きいほど電流変動変数ｋｐも大きくなり、また、定数ｄの値が大きいほど電流変動変数ｋｐの値が大きくなる。なお、表Ｔ６は、あらかじめデータとしてメモリに記憶されている。
【００８５】
ステップ５０７において電流変動変数ｋｐが定められると、ステップ５０９に移る。ステップ５０９では、発光ダイオード１１２に与えられる電流量ＩがΔＩ（＝Ｉｕ×ｋｐ）だけ減少するように、ＣＰＵ２２から電流制御回路１１１へ制御信号が送られる。これにより、被写体Ｓに照射される光の光量が減少する。ステップ５０９が実行されると、このルーチンは終了する。
【００８６】
このように第４の実施形態によれば、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉを制御することによって発光量が調整される。すなわち、被写体Ｓに照射される光量調整が実行される。そして、ハレーションが発生していることが検出されると、表Ｔ６および（６）式に基いて電流変動変数ｋｐが定められる。図１３に示すように発光ダイオード１１２がスコープ３０の先端部に設けられているとハレーションが発生しやすいが、第４の実施形態によれば適切な光量調整が行われる。なお、電流量変数ｚの範囲（０〜２４０）、電流量変化の単位量Ｉｕ（０．２ｍＡ）や、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差それぞれに応じて定められる電流変動変数ｋｐの値（表Ｔ５、表Ｔ６参照）は、第４の実施形態で示した値に限定されず、使用される発光ダイオードの特性などに従って所定の値に設定すればよい。なお、本実施形態では、電流変動変数ｋｐと電流量変数ｚが線形関係にあり、また、電流量変数ｚと電流量Ｉが線形関係にあるが、これらが線形関係にない場合、電流変動変数ｋｐと電流量変数ｚおよび電流量Ｉと電流量変数ｚとの関係を満たす式（例えば、ｚ＝ｆ１（ｋｐ）、Ｉ＝ｇ１（ｚ））に基いて、電流の変化量、すなわち電流変動変数ｋｐを定めればよい。
【００８７】
次に、図１７、図１８および図１９を用いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、第４の実施形態と同様に発光ダイオードの発光量を調整することによって被写体に照射される光量を調整する。さらに、第５の実施形態は第２の実施形態と対応しており、ハレーションが発生した場合にはＣＰＵ２２の処理に適した方法で電流変動変数ｋｐが算出される。なお、電子内視鏡装置の構成は、第４の実施形態の構成と実質的に同じである。
【００８８】
図１７は、第５の実施形態における光量調整動作を示した割り込みルーチンであり、また、図１８では、電流変動変数ｋｐの算出に必要な定数を定めるための表が示されている。
【００８９】
ステップ６０７を除くステップ６０１〜６１１の実行は、第４の実施形態におけるステップ５０７を除くステップ５０１〜５１１（図１４参照）の実行と同じである。
【００９０】
ステップ６０７では、（６）式に代わりに次式を用いて電流変動変数ｋｐが算出され、また、図１６の表Ｔ６の代わりに図１８に示す表Ｔ７が適用される。ただし、定数ｄの値は、第２の実施形態と同様に１／２であり、定数ｂは、表Ｔ７によって定められる。なお、表Ｔ７は、あらかじめデータとしてメモリに格納されている。
ｋｐ＝ｄ×（ｚ−ｂ）                          ・・・（７）
【００９１】
（７）式は、第２の実施形態と同様に、ＣＰＵ２２において浮動小数点演算をするのを避けるため（６）式を改善した式であり、定数ｂは、第２の実施形態で述べた３つの状況を考慮して定められている。（７）式を使用すると、演算はすべて整数となる。
【００９２】
図１９は、表Ｔ７に示す定数ｂの値それぞれに対する、電流量変数「ｚ」と電流量Ｉの変化を示す比「ｋｐ／ｚ」との関係を示したグラフである。図１９に示すように、各定数ｂの値毎に表された電流量Ｉの変化を示す比「ｋｐ／ｚ」が描く曲線は、第２の実施形態における絞り１８の開度の変化ｖｐ／ｐ（図１０参照）に対応している。したがって、（７）式は、（６）式と実質的に等価な式である。
【００９３】
このように、第５の実施形態によれば、電流変動変数ｋｐを算出する場合、（６）式の代わりに（７）式が用いられ、演算は整数のみで行われる。
【００９４】
次に、図２０、図２１を用いて、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、第３の実施形態と同様に、ヒストグラムを用いないでハレーション発生を検出する。また、第５の実施形態と同様に、（７）式を用いて発光ダイオードの発光量を制御し、光量調整を行う。したがって、ハレーション発生検出に関する構成は第３の実施形態と同じであり、発光ダイオードに関連した構成は、第５の実施形態と同じである。
【００９５】
図２０は、第６の実施形態における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。また、図２１には、第６の実施形態における電流変動変数ｋｐの算出に必要な定数を定めるための表が示されている。
【００９６】
ステップ７０１〜７０４の実行は、第３の実施形態におけるステップ４０１〜４０４の実行（図１１参照）に対応しており、また、ステップ７０６、７０７、７０８、７０９は、それぞれ第５の実施形態におけるステップ６０８、６０９、６１０、６１１の実行（図１７参照）に対応している。
【００９７】
ステップ７０５では、図２１に示された表Ｔ８に基いて（７）式の定数ｂが求めれる。表Ｔ８は、第３の実施形態における表Ｔ４（図１２参照）に対応しており、輝度平均値ｖａの値が大きいほど、ハレーションの割合が大きいとみなす。
【００９８】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ハレーションが生じた場合においても、被写体像が適正な明るさで維持されるように光量を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】絞りを示した平面図である。
【図３】内視鏡装置全体の動作の流れを示したメインルーチンである。
【図４】自動調光による光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図５】ヒストグラムを示した図である。
【図６】輝度平均値と参照値との差に対するパルス数を示した表である。
【図７】第１の実施形態に用いられる、パルス数算出に必要な定数が定められた表である。
【図８】第２の実施形態の電子内視鏡装置における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図９】第２の実施形態に用いられる、パルス数算出に必要な定数が定められた表である。
【図１０】絞りの開度と絞りの開度変化の関係を示したグラフである。
【図１１】第３の実施形態における電子内視鏡装置における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図１２】第３の実施形態に用いられる、パルス数算出に必要な定数が定められた表である。
【図１３】第４の実施形態における電子内視鏡装置のブロック図である。
【図１４】第４の実施形態における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図１５】第４の実施形態における、輝度差に応じた電流変動変数を示した表である。
【図１６】第４の実施形態に用いられる、電流変動量算出に必要な定数が定められた表である。
【図１７】第５の実施形態における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図１８】第５の実施形態に用いられる、電流変動量算出に必要な定数が定められた表である。
【図１９】電流量と電流量変化の関係を示したグラフである。
【図２０】第６の実施形態における電子内視鏡装置における光量調整動作を示した割り込みルーチンである。
【図２１】第６の実施形態に用いられる、電流変動量算出に必要な定数が定められた表である。
【符号の説明】
１０    プロセッサ
１６    ヒストグラム処理回路（ヒストグラム生成手段）
１８    絞り
１９    光源
２２    ＣＰＵ
２３    モニタ（表示装置）
３０    スコープ（電子スコープ）
３１    ＣＣＤ（撮像素子）
３２    ライトガイド（ファイバーバンドル）
３２ａ  入射端
３２ｂ  出射端
３３    ＥＥＰＲＯＭ
１１１    電流制御回路（光源制御部）
１１２    発光ダイオード（光源）
ａ      回転角度
ｂ      定数
ｄ      定数
Ｉ      電流量
ｐ      回転位置変数
ｔｒ    ハレーション割合
ｖｐ    パルス数（目標変動量）
ｖａ    輝度平均値（代表輝度値）
ｖｒ    参照値（参照輝度値）
ｋｐ    電流変動変数（目標電流変動量）
ｚ      電流量変数
【図１】
0004708603.tif 000002
【図２】
0004708603.tif 000003
【図３】
0004708603.tif 000004
【図４】
0004708603.tif 000005
【図５】
0004708603.tif 000006
【図６】
0004708603.tif 000007
【図７】
0004708603.tif 000008
【図８】
0004708603.tif 000009
【図９】
0004708603.tif 000010
【図１０】
0004708603.tif 000011
【図１１】
0004708603.tif 000012
【図１２】
0004708603.tif 000013
【図１３】
0004708603.tif 000014
【図１４】
0004708603.tif 000015
【図１５】
0004708603.tif 000016
【図１６】
0004708603.tif 000017
【図１７】
0004708603.tif 000018
【図１８】
0004708603.tif 000019
【図１９】
0004708603.tif 000020
【図２０】
0004708603.tif 000021
【図２１】
0004708603.tif 000022