(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共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にハレーションが発生しているか否かを検出するハレーション検出手段と、
前記代表輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照輝度値とを比較し、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも大きい場合には前記絞りを閉じ、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい場合には前記絞りを開けることによって、被写体像の明るさが一定となるよう所定時間間隔毎に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、
ハレーション検出手段においてハレーションが検出された場合、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、前記絞りを閉じて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強制光量減少手段を有し、
前記光量調整手段が、前記ハレーション強制光量減少手段に基づいて光量を減少させた後、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、一定期間絞りを開けず光量を増加させず、
前記一定期間が、およそ２秒間から９秒間のうちのいずれかの期間であることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記光量調整手段が、前記一定期間が経過すると、前記代表輝度値と前記参照輝度値とを比較して明るさ調整処理を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３】
前記一定期間が、およそ７秒間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４】
前記光量調整手段が、前記代表輝度値が被写体像の観察に障害をきたすほどの輝度値である場合、前記一定期間内であっても、前記絞りを開けて光量を増加させ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５】
前記光量調整手段が、前記代表輝度値が輝度値の値域のおよそ３割の値以下である場合、前記絞りを開けることを特徴とする請求項４に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
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をさらに有し、
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、前記表示装置に表示される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、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７】
前記所定輝度値が輝度値の値域のおよそ８割の値であり、前記所定の割合がおよそ７パーセントであることを特徴とする請求項６に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
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９】
前記所定時間間隔が、前記表示装置のカラーテレビジョン方式に対応してい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】
前記参照輝度値が、輝度値の値域の４割から６割の間のいずれかの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１１】
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共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にハレーションが発生しているか否かを検出するハレーション検出手段と、
前記代表輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照輝度値とを比較し、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも大きい場合には前記絞りを閉じ、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい場合には前記絞りを開けることによって、被写体像の明るさが一定となるよう所定時間間隔毎に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、
ハレーション検出手段においてハレーションが検出された場合、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、前記絞りを閉じて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強制光量減少手段を有し、
前記光量調整手段が、前記ハレーション強制光量減少手段に基づいて光量を減少させた後、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、一定期間絞りを開けず光量を増加させず、
前記一定期間が、およそ２秒間から９秒間のうちのいずれかの期間であ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１２】
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共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、
被写体へ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にハレーションが発生しているか否かを検出するハレーション検出手段と、
前記代表輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照輝度値とを比較し、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも大きい場合には前記光源に与える電流量を減少させ、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい場合には前記光源に与える電流量を増加させることによって、被写体像の明るさが一定となるよう所定時間間隔毎に前記発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、
ハレーション検出手段においてハレーションが検出された場合、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、前記光源に与える電流量を減少させて前記発光量を減少させるハレーション強制光量減少手段を有し、
前記光量調整手段が、前記ハレーション強制光量減少手段に基づいて光量を減少させた後、前記代表輝度値が前記参照輝度値よりも小さい値であっても、一定期間絞りを開けず光量を増加させず、
前記一定期間が、およそ２秒間から９秒間のうちのいずれかの期間であることを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１３】
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１２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、観察部位の像の明るさを適正な明るさに維持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検出し、スコープと光源との間に設けられた絞りを開閉して被写体の明るさが一定となるように光量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、輝度平均値が参照値よりも大きければ絞りを閉じて光量を減少させ、逆に、輝度平均値が参照値よりも小さければ絞りを開いて光量を増加させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、被写体像全体の明るさが適正であるにもかかわらず、画面上の被写体像の一部領域にハレーション（画面が白くなる状態）が発生する場合がある。この場合、輝度平均値が参照値よりも小さいか等しいと絞りを閉じて光量を減少させる動作が行われないため、ハレーションがいつまでも解消されない。このことは、モニタの映像による部位の観察の障害となり、また、内視鏡操作を伴う医療行為の妨げとなる。
【０００４】
そこで、本発明では、被写体像のごく一部にハレーションが発生した場合でも、適正に光量調整を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た内視鏡装置である。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、光源からの光が入射するファイバーバンドルの入射端と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、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にハレーションが発生しているか否かを検出するハレーション検出手段と、代表輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照輝度値とを比較し、代表輝度値が参照輝度値よりも大きい場合には絞りを閉じ、代表輝度値が参照輝度値よりも小さい場合には絞りを開けることによって、被写体像の明るさをが一定となるよう所定時間間隔毎に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、ハレーション検出手段においてハレーションが検出された場合、代表輝度値が参照輝度値よりも小さい値であっても、絞りを閉じて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強制光量減少手段を有することを特徴とする。これにより、局所的にハレーションが発生しているが代表輝度値が参照輝度値よりも小さい場合でも強制的に絞りを閉じるため、ハレーションが解消される。なお、代表輝度値は、例えば、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であり、好ましくは、参照輝度値は、代表輝度値のとりうる範囲に対応する輝度値の値域の４割から６割の間のいずれかの値である。例えば、輝度値の値域が０〜２５５である場合、参照輝度値は１００から１５０のいずれかの値となる。所定時間間隔は、表示装置のカラーテレビジョン方式に対応した間隔であることが望ましい。
【０００６】
光量調整手段は、ハレーション強制光量減少手段に基づいて光量を減少させた後、代表輝度値が参照輝度値よりも小さい値であっても、一定期間絞りを開けず光量を増加させないことが望ましい。光量調整手段は所定時間間隔毎に行われており、この場合、前回の光量調整手段において強制的に絞りが閉じられると、今回の光量調整時においても絞りを開けず、さらには一定期間が過ぎるまで絞りを開けない。これにより、一度絞りを閉じても次の光量調整時において代表輝度値が参照輝度値より小さいために絞りが開いて再びハレーションが発生することがない。一定期間は、例えばおよそ７秒間である。また、光量調整手段は、代表輝度値が被写体像の観察に障害をきたすほどの輝度値である場合、一定期間内であっても、絞りを開けて光量を増加させることが望ましい。これにより、画面に映し出される被写体像が観察に支障があるほど暗い場合には、強制的に絞りが開き、被写体像が明るくなる。例えば、代表輝度値が輝度値の値域のおよそ３割の値以下である場合、絞りを開ける。
【０００７】
電子内視鏡装置は、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をさらに有することが望ましい。この場合、ハレーション検出手段は、ヒストグラムに基づいて、表示装置に表示される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、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にハレーションが生じていると判断することが望ましい。例えば、所定輝度値は輝度値の値域のおよそ８割の値であり、所定の割合がおよそ７パーセントである。
【０００８】
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共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、被写体へ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にハレーションが発生しているか否かを検出するハレーション検出手段と、代表輝度値と被写体像の適正な明るさを示す参照輝度値とを比較し、代表輝度値が参照輝度値よりも大きい場合には光源に与える電流量を減少させ、代表輝度値が参照輝度値よりも小さい場合には光源に与える電流量を増加させることによって、被写体像の明るさが一定となるよう所定時間間隔毎に発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、ハレーション検出手段においてハレーションが検出された場合、代表輝度値が参照輝度値よりも小さい値であっても、光源に与える電流量を減少させて発光量を減少させるハレーション強制光量減少手段を有することを特徴とする。キセノンランプ等の光源から放射される光を光ファイバーバンドルで電子スコープ先端まで伝達し、光源から放射される光の光量を調整してもよいが、好ましくは、光源は発光ダイオードであり、発光ダイオードが電子スコープ先端部に設けられていることが好ましい。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、本実施形態ではカラーテレビジョン方式として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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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との間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。また、回転位置変数ｐは絞り１８の開度を示し、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。ステップ１０５では、その他の処理、例えばモニタ２３上に時刻が表示される。
【００２８】
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。
【００２９】
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、ＮＴＳＣ方式に従って約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。
【００３０】
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。
【００３１】
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ｖｈがヒストグラムのデータに基づいて算出される。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
ステップ２０３では、ハレーション割合ｔｒが基準割合Ｃ２よりも小さいか否かが判定される。この基準割合Ｃ２は、ハレーション発生を検出するための基準となる割合で、ここでは基準割合Ｃ２＝７（％）である。すなわち、ハレーション割合ｔｒが７（％）以上の場合、実質的に被写体像にハレーションが発生しているとみなし、以下で述べるステップ２１７、２１８の実行によってハレーションを解消するための処理が行われる。一方、ハレーション割合ｔｒが基準割合Ｃ２よりも小さいと判断された場合、以下で述べるステップ２０５〜２０８の実行によって従来と同じ光量調整が施される。また、ハレーションを解消するために一定期間絞り１８を駆動させないための処理が、以下に述べるように、ステップ２０９〜２１６において実行される。
【００３５】
ステップ２０３において、ハレーション割合ｔｒが基準割合Ｃ２以上であると判断された場合、ステップ２１７に進む。図６に示す表Ｔ１では、ハレーション割合ｔｒに応じたパルス数ｖｐが表示されており、ハレーション割合ｔｒが大きいほど、パルス数ｖｐも大きい。そして、ステップ２１７においてパルス数ｖｐが表Ｔ１に基づいて定められると、パルス数ｖｐだけ絞り１８が閉じる方向へ回転するように絞り１８が制御される。これにより、観察部位Ｓに照射される光量が減少する。絞り１８が駆動されると、ステップ２１８に進む。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。
【００３６】
ステップ２１８では、処理状態変数ｖｉ、ハレーションカウント変数ｖｃ１、例外輝度差カウント変数ｖｃ２が、それぞれｖｉ＝１、ｖｃ１＝０、ｖｃ２＝０に定められる。処理状態変数ｖｉは、割り込みルーチンの処理状態が、ハレーション解消のための処理を行うハレーション処理状態であるか、それとも通常の光量調整を行う通常処理状態であるか示す変数であり、ハレーション処理状態である場合には処理状態変数ｖｉ＝１、通常処理状態である場合には処理状態変数ｖｉ＝０に設定されている。ハレーションカウント変数ｖｃ１は、ハレーション処理を一定期間おこなう場合にその期間（以下では、処理期間という）をカウントするためのカウンタである。また、例外輝度差カウント変数ｖｃ２は、ハレーション処理が一定期間行われている間において、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒの差が必要以上に大きい場合にその状態をカウントするためのカウンタである。処理状態変数ｖｉ、ハレーションカウント変数ｖｃ１、例外輝度差カウント変数ｖｃ２がそれぞれ所定の値に設定されると、このルーチンは終了する。
【００３７】
一方、ステップ２０３において、ハレーション割合ｔｒが基準割合Ｃ２よりも小さい場合、すなわち、被写体像にハレーションが発生していないとみなせる場合、ステップ２０４に移る。ステップ２０４では、処理状態変数ｖｉが０であるか否かが判定される。すなわち、今回のルーチンにおいてハレーション処理を行うか否かが判定される。
【００３８】
ステップ２０４において、処理状態変数ｖｉが０でない、すなわち１である場合、ステップ２０９に移る。ステップ２０９では、ハレーションカウント変数ｖｃ１に１が加算され、ハレーション処理の処理期間が計測される。ハレーションカウント変数ｖｃ１に１が加算されると、ステップ２１０に移る。
【００３９】
ステップ２１０では、ハレーションカウント変数ｖｃ１がカウント終了定数Ｃ６より大きいか否かが判定される。カウント終了定数Ｃ６は、ハレーション処理の処理期間終了の判断基準となる定数であり、処理期間はカウント終了定数Ｃ６に従う。ここでは、カウント終了変数Ｃ６＝２００に設定されており、この割り込みルーチンが１／３０秒間隔で実行されていることから、本実施形態では、ハレーション処理の処理期間は約７秒となる。
【００４０】
ステップ２１０において、ハレーションカウント変数ｖｃ１がカウント終了定数Ｃ６（＝２００）より大きいと判断された場合、ステップ２１６に移る。そして、ステップ２１６では、処理状態変数ｖｉが０に設定される。これにより、次回の割り込みルーチンでは通常の光量調整が施される。ステップ２１６が実行されると、この割り込みルーチンは終了する。
【００４１】
一方、ステップ２１０において、ハレーションカウント変数ｖｃ１がカウント終了定数Ｃ６（＝２００）より大きくないと判断された場合、すなわち、まだ処理期間を経過していないと判断された場合、ステップ２１１に移る。ステップ２１１では、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が限界輝度差Ｃ７より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、１００〜１５０のいずれかの値である。一方、限界輝度差Ｃ７は、ハレーション処理が実行される処理期間の間であっても、被写体像が観察に支障をきたすほど暗くなっているかを判別するための定数であり、ここでは限界輝度差Ｃ７＝５０である。すなわち、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０より大きいか否かが判定される。ここでは、参照値ｖｒは１２８である。
【００４２】
ステップ２１１において、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０より大きい場合、ステップ２１２に進む。ステップ２１２では、例外輝度差カウント変数ｖｃ２に１が加算される。これにより、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０より大きい状態が続く期間が計測される。ステップ２１２が実行されると、ステップ２１４に進む。
【００４３】
ステップ２１４では、例外輝度差カウント変数ｖｃ２が強制終了定数Ｃ８よりも大きいか否かが判定される。強制終了定数Ｃ８は、ハレーション処理を強制的に終了させるための判断基準となる定数であり、ここでは、強制終了定数Ｃ８＝４である。すなわち、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０より大きい状態が５回続いた場合、処理期間の途中でもハレーション処理を強制的に終了させる。例外輝度差カウント変数ｖｃ２が強制終了定数Ｃ８より大きいと判断されると、ステップ２１５に進む。ステップ２１５では、処理状態変数ｖｉが０に設定され、これにより、次回の割り込みルーチンでは通常の光量調整が施される。一方、例外輝度差カウント変数ｖｃ２が強制終了定数Ｃ８以下であると判断されると、ルーチンは終了する。
【００４４】
一方、ステップ２１１において、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０以下の場合、ステップ２１３に移り、例外輝度差カウント変数ｖｃ２が０に設定される（リセットされる）。これは、参照値ｖｒと輝度平均値ｖａとの差が５０より大きい状態が続く場合にのみ例外輝度差カウント変数ｖｃが加算されるようにするための処理である。ステップ２１３が実行されると、状態処理変数ｖｉが「１」の状態でルーチンが終了する。
【００４５】
ステップ２０４において状態処理変数ｖｉが０であると判断された場合、ステップ２０５に移る。ステップ２０５では、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差（｜ｖｒ−ｖａ｜）が許容値Ｃ１よりも大きいか否かが判定される。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２０６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。
【００４６】
ステップ２０６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より大きいと判断されると、ステップ２０７に進む。ステップ２０７では、図７に示す表Ｔ２を用いてパルス数ｖｐが求められる。表Ｔ２は、絞り１８の移動量に対応するパルス数ｖｐを定めた表であり、表Ｔ２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。表Ｔ２も、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。
【００４７】
そして、パルス数ｖｐが求められると、定められたパルス数ｖｐだけ絞り１８の閉じる方向に駆動され、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分を引いた回転位置変数ｐー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」、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＝９２の位置まで移動する。すなわち、絞り１８は１度だけ閉じる。ステップ２０７が実行されると、このルーチンは終了する。
【００４８】
一方、ステップ２０６において、輝度平均値ｖａが参照値ｖｒ以下であると判断された場合、ステップ２０８に進む。ステップ２０８では、ステップ２０７と同じように、図７の表Ｔ２に基づいてパルス数ｖｐが定められる。パルス数ｖｐが定められると、定められたパルス数ｖｐだけ絞り１８の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を加算した回転位置変数ｐ＋ｖｐの位置まで移動する。ステップ２０８が実行されると、このルーチンは終了する。
【００４９】
このように第１の実施形態によれば、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとを比較するステップ２０６の実行の前に、ステップ２０３においてハレーション割合ｔｒが基準割合Ｃ２（＝７％）以上である場合、ハレーションの発生を検出し、ステップ２１７において強制的に絞り１８を閉じる。輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの大小の差を考慮せずに絞り１８を閉じるため、特に、局所的にハレーションが発生しているにも関わらず輝度平均値ｖａが参照値ｖｒ以下である場合においても、適切にハレーションを解消することができる。また、ステップ２１７の実行によって一度絞り１８が閉じられた後、ステップ２０４、２０９、２１０の実行により、処理期間である約７秒間は、ハレーション処理のために絞り１８が開く向きには駆動されない。すなわち、ハレーションが確実に解消されるまで、絞り１８の開く向きの駆動が禁止される。
【００５０】
さらに、ステップ２１０〜２１５の実行により、ハレーションの処理期間においても、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差が限界輝度差Ｃ７（＝５０）よい大きい場合、被写体像の明るさが観察に支障をきたすようになるため、ステップ２１５において処理状態変数ｖｉを０に設定する。これにより、次回の割り込みルーチンでは、通常の光量調整が行われ、絞り１８が開くように制御される。
【００５１】
なお、輝度平均値ｖａの代わりに、１フレームの中の最大輝度値であるピーク値や、１フレームの各画素の輝度値の中央値である中央値を参照値ｖｒと比較してもよい。また、輝度平均値ｖａは、１フィールド分の明るさの平均値としてもよい。
【００５２】
基準割合Ｃ２は、７％以外の値でもよい。また、ヒストグラム処理回路１６によってヒストグラムを生成せず、輝度平均値ｖａとハレーション発生の基準となる輝度値（例えば、輝度値２２０）とを比較してハレーション発生を検出してもよい。
【００５３】
本実施形態では、ＮＴＳＣ方式が適用されているが、ＰＡＬ方式を適用してもよい。この場合、約１／２５秒間隔で図４の割り込みルーチンが実行される。
【００５４】
図４のルーチンにおいて実行されるハレーション処理の処理期間は、７秒に限定されず、およそ２秒から９秒のいずれかの期間であればよい。
【００５５】
本実施形態では、輝度値のとりうる範囲（輝度平均値ｖａのとりうる範囲）、すなわち値域を０〜２５５と定めているが、それ以外の値域となるようにさだめてもよい。この場合、ステップ２１１では、輝度平均値ｖａがその値域のおよそ３割の値以下になったら絞り１８を開けるようにする。例えば、輝度値の値域が０〜５１２の場合、輝度値がおよそ１５０以下になったら絞り１８を開けるようにする。また、ステップ２０２におけるハレーション割合ｔｒの算出において、境界輝度値ｖｈはその値域のおよそ８割の値に定められる。また、参照値ｖｒは、その値域の４割から６割のいずれかの値となる。例えば、輝度値の値域が１０００〜１２５５の場合、境界輝度値ｖｈはおよそ１２２０となる。
【００５６】
次に、図８から図１１を用いて、第２の実施形態について説明する。第２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。
【００５７】
図８は、第２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。
【００５８】
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。
【００５９】
図９は、第２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。また、図１０では、ハレーション割合と変動させる電流量に応じた変数との関係を示す表が示されており、図１１では、輝度平均値と参照値との差と変動させる電流に応じた変数との関係を示す表が示されている。
【００６０】
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２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（変化）させることにより、光量調整を行う。
ΔＩ＝Ｉｕ  ×  ｋｐ                          ・・・  （３）
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。
【００６１】
ステップ３０７、３０８およびステップ３１７を除くステップ３０１〜３１８の実行は、第１の実施形態における、ステップ２０７、２０８、２１７を除いたステップ２０１〜２１８の実行（図４参照）と対応する。ステップ３１７では、図１０に示す表Ｔ３を用いて電流変動変数ｋｐが求められる。表Ｔ３には、ハレーション割合ｔｒそれぞれに応じた電流変動変数ｋｐの値が示されており、表Ｔ３は、第１の実施形態における表Ｔ１（図６参照）と対応する。第２の実施形態では、電流変動変数ｋｐの値は、表Ｔ１に示された値に等しく、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へ照射される光の光量と、電流変動変数ｋｐの値に従って変化する被写体Ｓへ照射される光の光量は、光量変化の割合において、実質的に等しい。なお、表Ｔ３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、（３）式に基いて変動分の電流量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ΔＩ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に照射する光の光量が減少する。ステップ３１７が実行されると、ステップ３１８に移る。
【００６２】
一方、ステップ３０７、３０８では、図１１に示す表Ｔ４に基づいて電流変動変数ｋｐの値が定められる。表Ｔ４には、輝度平均値ｖａと参照値ｖｒとの差に応じた電流変動変数ｋｐの値が示されており、表Ｔ４は第１の実施形態における表Ｔ２（図２参照）に対応する。ここでも、表Ｔ４における電流変動変数ｋｐの値は表Ｔ２に示された値に等しく、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Ｔ４は、メモリにあらかじめデータとして格納されている。ステップ３０７では、表Ｔ４を用いて電流変動変数ｋｐが定められると、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉが（３）式で示したΔＩ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。一方、ステップ３０８では、表Ｔ４を用いて電流変動変数ｋｐが定められると、発光ダイオード１１２に与える電流量Ｉが（３）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。これにより、被写体Ｓに照射する光の光量が増加する。ステップ３０７もしくはステップ３０８が実行されると、このルーチンは終了する。
【００６３】
このように本実施形態によれば、表Ｔ３もしくは表Ｔ４を用いて電流変動変数ｋｐが設定され、この電流変動変数ｋｐに基いて発光ダイオード１１２の発光量が増減し、これにより被写体Ｓへ照射される光の光量調整が行われる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被写体像のごく一部にハレーションが発生した場合でも、適正に光量調整を行い、ハレーションを解消することができる。
【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】ハレーションの割合に従ったパルス数を示した表である。
【図７】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８】第２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９】第２の実施形態における、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１０】第２の実施形態における、ハレーション割合に従った電流変動変数を示した表である。
【図１１】第２の実施形態における、輝度平均値と参照値との差に対する電流変動変数を示した表である。
【符号の説明】
１０    プロセッサ
１９    光源
１６    ヒストグラム処理回路（ヒストグラム生成手段）
１８    絞り
２２    ＣＰＵ
２３    モニタ（表示装置）
３０    スコープ（電子スコープ）
３１    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
Ｉ      電流量
ｔｒ    ハレーション割合
ｖｐ    パルス数
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
【図１】
0004761651.tif 000002
【図２】
0004761651.tif 000003
【図３】
0004761651.tif 000004
【図４】
0004761651.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004761651.tif 000007
【図７】
0004761651.tif 000008
【図８】
0004761651.tif 000009
【図９】
0004761651.tif 000010
【図１０】
0004761651.tif 000011
【図１１】
0004761651.tif 000012