(57)【要約】【課題】被写体の形状を正確に判断することができるカプセル型内視鏡を提供すること。【解決手段】光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、照明光を出射する照明部と、被写体の形状に応じた撮像素子の受光輝度分布に基づく配光情報を記憶する配光情報記憶部と、撮像信号に基づく撮像画像を同心円状に分割した複数の測光エリアにおいて設定された複数の測光ポイントにおける代表測光値と、複数の測光エリアごとに設定される目標測光値と、の差分を算出する演算部と、差分値と、複数の測光エリアごとに設定される基準差分値とを比較し、該基準差分値を超えた差分値をカウントして、該カウントされた数と、被写体の形状を判定する形状判定値と、を比較して、被写体の形状を判定するための判定結果を生成する判定部と、判定部の判定結果に基づいて被写体の形状を判定し、該判定した被写体の形状に応じた調光設定を行う設定部と、を備えた。【選択図】図２
2016129618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を光電変換し、該変換した電気信号を撮像信号として生成する撮像素子と、
被写体に照明する照明光を出射する照明部と、
前記被写体の形状に応じた前記撮像素子の受光輝度分布に基づく配光情報を記憶する配光情報記憶部と、
前記撮像信号に基づく撮像画像を同心円状に分割した複数の測光エリアにおいて設定された複数の測光ポイントにおける代表測光値と、前記配光情報記憶部に記憶され、複数の測光エリアごとに設定される目標測光値と、の差分を算出する演算部と、
前記差分値と、前記配光情報記憶部に記憶され、複数の測光エリアごとに設定される基準差分値とを比較し、該基準差分値を超えた前記差分値をカウントして、該カウントされた数と、前記配光情報記憶部に記憶され、前記被写体の形状を判定する形状判定値と、を比較して、前記被写体の形状を判定するための判定結果を生成する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて前記被写体の形状を判定し、該判定した前記被写体の形状に応じた調光設定を行って、該調光設定にかかる制御信号を前記照明部に出力する設定部と、
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
【請求項２】
前記判定部は、前記被写体の形状を判定後、当該撮像素子が被写体の壁面と近接しているか否かを判定し、
前記設定部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記壁面と近接していない単純調光設定、または前記壁面に近接した壁面近接調光設定のいずれかを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項３】
前記代表測光値および前記目標測光値は、互いの最大値および最小値をそれぞれ同じ値とする規格化された値であることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項４】
前記被写体の形状は、平面状、球状および筒状であることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に導入され、被検体内を移動して該被検体内の情報を取得するカプセル型内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡の分野では、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の筐体内に撮像機能や無線通信機能等を内蔵したカプセル型内視鏡が知られている。このカプセル型内視鏡は、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内等の被検体内部を移動しながら、被検体内部を順次撮像して撮像信号を生成し、この撮像信号を順次無線送信する。カプセル型内視鏡は、当該カプセル型内視鏡を駆動するための電池や、イメージセンサや発光素子などを実装する撮像基板、撮像した撮像信号の信号処理を行う信号処理基板、撮像信号を無線送信するための無線アンテナなどを内包する。
【０００３】
このようなカプセル型内視鏡として、被写体の形状に応じて照明光の光量を調整する技術が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１が開示するカプセル型内視鏡によれば、画像領域において設定された複数の小領域の平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値に対して、管腔および壁面の各々の被写体の形状に応じて小領域ごとに設定された係数を乗じて各小領域の乗算値を求め、該乗算値の最大値と最小値との比を判別値とし、被写体の形状ごとの判別値の大小関係を比較して被写体の形状を判断し、判断した被写体の形状に応じて照明光の光量調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１が開示する被写体の形状の判断では、求めた乗算値の最大値と最小値とを用いて判別値を得るものであり、ハレーションや黒つぶれが生じた場合、該ハレーションや黒つぶれにより最大値および最小値が変動して、被写体の形状を正確に判断できず、被写体に対する最適な照明を行えなくなるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被写体の形状に対応して最適な照明を行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、受光した光を光電変換し、該変換した電気信号を撮像信号として生成する撮像素子と、被写体に照明する照明光を出射する照明部と、前記被写体の形状に応じた前記撮像素子の受光輝度分布に基づく配光情報を記憶する配光情報記憶部と、前記撮像信号に基づく撮像画像を同心円状に分割した複数の測光エリアにおいて設定された複数の測光ポイントにおける代表測光値と、前記配光情報記憶部に記憶され、複数の測光エリアごとに設定される目標測光値と、の差分を算出する演算部と、前記差分値と、前記配光情報記憶部に記憶され、複数の測光エリアごとに設定される基準差分値とを比較し、該基準差分値を超えた前記差分値をカウントして、該カウントされた数と、前記配光情報記憶部に記憶され、前記被写体の形状を判定する形状判定値と、を比較して、前記被写体の形状を判定するための判定結果を生成する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記被写体の形状を判定し、該判定した前記被写体の形状に応じた調光設定を行って、該調光設定にかかる制御信号を前記照明部に出力する設定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記判定部は、前記被写体の形状を判定後、当該撮像素子が被写体の壁面と近接しているか否かを判定し、前記設定部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記壁面と近接していない単純調光設定、または前記壁面に近接した壁面近接調光設定のいずれかを設定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記代表測光値および前記目標測光値は、互いの最大値および最小値をそれぞれ同じ値とする規格化された値であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記被写体の形状は、平面状、球状および筒状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被写体の形状に対応して最適な照明を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の要部の構成を示す平面図である。
【図４】図４は、図３に示すＡ−Ａ線断面を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡が行う調光処理における測光エリア設定を説明する図である。
【図６】図６は、異なる形状の被写体を撮像した際に得られる受光輝度分布を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡が行う調光処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、異なる形状の被写体を撮像した際に得られる受光輝度分布を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係るカプセル型内視鏡が行う調光処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、以下の説明において、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡から無線信号を受信して被検体の体内画像を表示する処理装置を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
まず、図１は、本実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、このカプセル型内視鏡システムは、被検体１の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡２と、被検体１の内部に導入されたカプセル型内視鏡２から送信された被検体１の体内画像を受信する受信装置３と、受信装置３が受信した被検体１の体内画像を表示する画像表示装置４と、受信装置３と画像表示装置４との間のデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体５とを備える。
【００１５】
カプセル型内視鏡２は、被検体１の口から飲込まれた後、臓器の蠕動運動等によって被検体１の臓器内部を移動しつつ、被検体１の体内画像を順次撮像する。また、カプセル型内視鏡２は、被検体１の体内画像を撮像する都度、撮像した体内画像を含む撮像情報を外部の受信装置３に対して順次無線送信する。この場合、カプセル型内視鏡２は、自身の持つ固有の機能に対応する時間間隔で被検体１の各体内画像を順次無線送信する。
【００１６】
受信装置３は、カプセル型内視鏡２が撮像した被検体１の体内画像群を受信し、受信した体内画像群を蓄積する。具体的には、受信装置３は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈを有し、臓器内部にカプセル型内視鏡２を導入する被検体１に装着（携帯）される。この受信装置３は、被検体１内部のカプセル型内視鏡２が無線送信した撮像情報を複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して順次受信し、被検体１の体内画像群を取得する。また、受信装置３は、着脱可能に挿着される携帯型記録媒体５を有し、カプセル型内視鏡２から取得した被検体１の体内画像群を携帯型記録媒体５に記録する。
【００１７】
受信アンテナ３ａ〜３ｈは、例えば被検体１の臓器内部に導入されたカプセル型内視鏡２の移動経路（すなわち被検体１の消化管）に沿って被検体１の体表上に分散配置され、上述した受信装置３に接続される。受信アンテナ３ａ〜３ｈは、被検体１内部のカプセル型内視鏡２が順次無線送信した撮像情報を捕捉し、この補足した撮像情報を受信装置３に対して順次送出する。なお、受信アンテナ３ａ〜３ｈは、被検体１に着用させるジャケット等に分散配置されてもよい。また、撮像情報を捕捉する受信アンテナは、被検体１に対して１以上配置されればよく、その配置数は、特に８つに限定されない。
【００１８】
ここで、受信装置３は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈによって受信したＲＦ信号を復調し、この復調された信号をもとに画像情報などを生成して携帯型記録媒体５に記憶する。受信装置３は、受信したＲＦ信号の受信電界強度をもとに、最も受信電界強度が高い受信アンテナ３ａ〜３ｈを選択し、この選択した受信アンテナを介して取得された画像情報を携帯型記録媒体５に記録する。受信装置３は、各種の指示情報などを入力し、あるいは出力する手段として、例えばタッチパネルなどを備えてもよい。
【００１９】
画像表示装置４は、携帯型記録媒体５を媒介して被検体１の体内画像群等の各種データを取得し、この取得した各種データをディスプレイ上に表示するワークステーション等のような構成を有する。具体的には、画像表示装置４は、被検体１の体内画像群等が記録された携帯型記録媒体５を着脱可能に挿着し、この挿着した携帯型記録媒体５から被検体１の体内画像群等を取り込む。この場合、画像表示装置４は、上述した受信装置３によってカプセル型内視鏡２固有の機能別に識別された状態の体内画像群を取得する。画像表示装置４は、このように取得した体内画像群をカプセル型内視鏡２固有の機能別に保持管理し、カプセル型内視鏡２固有の機能別に区別した態様で各体内画像を表示する。このように画像表示装置４が被検体１の各体内画像を区別して表示することによって、医師または看護師等のユーザは、容易且つ効率的に被検体１の各体内画像を観察（検査）できる。なお、ユーザは、かかる画像表示装置４が表示した被検体１の各体内画像を観察して、被検体１を診断する。
【００２０】
携帯型記録媒体５は、可搬型の記録媒体であり、上述した受信装置３と画像表示装置４との間のデータの受け渡しを行うためのものである。具体的には、携帯型記録媒体５は、受信装置３および画像表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時にデータの出力および記録が可能な構造を有する。このような携帯型記録媒体５は、受信装置３に挿着された場合、受信装置３がカプセル型内視鏡２から受信した被検体１の体内画像群等を記録し、画像表示装置４に挿着された場合、被検体１の体内画像群等の記録データを画像表示装置４に送出する。
【００２１】
なお、携帯型記録媒体５が記録する各種データは、例えば、被検体１の体内画像群、これら体内画像群内の各体内画像の時間情報（撮像時刻、受信時刻等）、被検体１の患者情報、被検体１の検査情報、撮像情報等である。ここで、被検体１の患者情報は、被検体１を特定する特定情報であり、例えば、被検体１の患者名、患者ＩＤ、生年月日、性別、年齢等である。また、被検体１の検査情報は、被検体１に対して実施されるカプセル型内視鏡検査（臓器内部にカプセル型内視鏡２を導入して臓器内部を観察するための検査）を特定する特定情報であり、例えば、検査ＩＤ、検査日等である。また、撮像情報とは、後述する撮像対象が、平面調光設定の照明光により撮像されたものであるか、筒状調光設定の照明光により撮像されたものであるかなどの撮像時の調光設定を示す情報である。
【００２２】
図２は、本実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。カプセル型内視鏡２は、筐体に覆われる。筐体は、被検体１の内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、筒状のケース本体１０ａと光学ドーム１０ｂとによって形成される（図４参照）。ケース本体１０ａは、一端が開口し且つ他端がドーム状に閉じた筒状構造を有するケース部材である。光学ドーム１０ｂは、ドーム状に形成された透明な光学部材であり、ケース本体１０ａの一端である開口端を閉じる態様でケース本体１０ａに取り付けられる。かかるケース本体１０ａと光学ドーム１０ｂとによって形成される筐体は、カプセル型内視鏡２の各構成部を液密に収容する。
【００２３】
カプセル型内視鏡２は、撮像素子２０、画像信号処理回路２１、送信部２２、送信アンテナ２３、撮像素子駆動部２４、発光素子２５、発光素子駆動部２６、調光制御部２７、電源回路２８、バッテリ２９、制御部３０、記憶部３１を有する。本発明にかかる照明部は、発光素子２５および発光素子駆動部２６により構成される。
【００２４】
撮像素子２０は、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて実現される。撮像素子２０は、撮像視野からの反射光を、撮像面を介して受光し、この受光した光を光電変換処理して、この撮像視野の被写体画像、すなわち被検体１の体内画像を撮像する。また、撮像素子２０の受光面側には、レンズ２０ａが設けられている（図３、４参照）。
【００２５】
画像信号処理回路２１は、画像信号を生成する信号処理機能を有する。画像信号処理回路２１は、撮像素子２０から体内画像データを取得し、その都度、この体内画像データに対して所定の信号処理を行って、体内画像データを含む画像信号を生成する。
【００２６】
送信部２２は、画像信号処理回路２１から出力された画像信号を含む撮像情報に対して変調処理等を行って、この画像信号を変調した無線信号を生成し、送信アンテナ２３を介して、該生成した無線信号を外部に出力する。
【００２７】
撮像素子駆動部２４は、制御部３０からの駆動信号に基づいて、撮像素子２０の駆動を制御する。撮像素子２０、画像信号処理回路２１および撮像素子駆動部２４は撮像部として機能する。
【００２８】
ここで、照明部および撮像部の詳細構成について説明する。図３は、本実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の要部の構成を示す平面図であって、カプセル型内視鏡内の発光素子２５の配列状態を光学ドーム側からみた図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ線断面を示す部分断面図であって、照明部および撮像部が配置される近傍の縦断面図である。図３に示すように、発光素子２５は、撮像素子２０およびレンズ２０ａの周りに、複数の発光素子が等間隔で配列される。発光素子２５は、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４からなる４つの発光素子を有し、光源基板２５ａ上に配置される。ここで、第１発光素子ＬＡ１は第３発光素子ＬＡ３とレンズ２０ａを介して対向し、第２発光素子ＬＡ２は第４発光素子ＬＡ４とレンズ２０ａを介して対向している。
【００２９】
第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４は、白色の照明光を発光する白色光源である。なお、発光素子ごとにピーク波長が異なるものとしてもよいし、出射する照明光の波長帯域が異なるものとしてもよい。
【００３０】
第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４は、撮像素子２０の撮像視野の中心が最も明るくなるように向きなどが調整されている。このため、撮像素子２０により平面の被写体を撮像すると、得られる測光値（輝度値）は画像の中心の測光値が最も大きくなる。
【００３１】
レンズ２０ａは、鏡筒２０ｂ内であって撮像素子２０の上部に配置される。レンズ２０ａは、発光素子２５から照射され、被写体から反射した光を集光し、撮像素子２０上に結像させる。鏡筒２０ｂおよび撮像素子２０は、撮像基板２０ｃ上に配置固定される。
【００３２】
発光素子駆動部２６は、調光制御部２７からの制御信号に基づいて発光素子２５を駆動する。具体的には、発光素子駆動部２６は、制御信号に基づいて第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４に供給する電力を制御して、各発光素子が発する光量や発光時間などを制御する。
【００３３】
調光制御部２７は、撮像素子２０により得られた体内画像データの演算結果をもとに、撮像した画像が、胃壁などの平面の被写体を撮像したものであるか、管腔（例えば小腸）などの筒状の被写体を撮像したものであるかを判定し、判定した被写体の形状に応じた照明光の調光モードを設定し、該調光モードを含む制御信号を発光素子駆動部２６に出力する。
【００３４】
調光制御部２７は、演算部２７ａ、判定部２７ｂおよび設定部２７ｃを有する。演算部２７ａは、体内画像データの画像表示領域において設定された複数の測光エリアにおける複数の測光ポイントの測光値（輝度値）を規格化した規格化測光値を算出し、複数の規格化測光値の平均値を算出して測光エリアの代表規格化測光値を演算する。
【００３５】
図５は、本実施の形態１に係るカプセル型内視鏡が行う調光処理における測光エリア設定を説明する図である。本実施の形態では、図５に示す画像表示領域１００に対し、同心円状の測光エリアである円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４が設定されるとともに、各円周エリアにおいて、複数の測光ポイントがそれぞれ等間隔に設定されている。具体的には、円周エリアＥｃ１は、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ１８が設定されている。円周エリアＥｃ２は、測光ポイントＥｐ２１〜Ｅｐ２８が設定されている。円周エリアＥｃ３は、測光ポイントＥｐ３１〜Ｅｐ３８が設定されている。円周エリアＥｃ４は、測光ポイントＥｐ４１〜Ｅｐ４８が設定されている。
【００３６】
演算部２７ａは、得られた体内画像データをもとに、各測光ポイントの測光値を規格化して規格化測光値として算出し、円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに複数の規格化測光値の平均値を求めて、該平均値を代表規格化測光値として出力する。その後、演算部２７ａは、記憶部３１に記憶されている円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとの平面調光目標値と、代表規格化測光値との差分値を算出する。なお、規格化測光値は、各測光ポイントの互いの最大値および最小値をそれぞれ同じ値とする規格化された値である。
【００３７】
判定部２７ｂは、円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４の各測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８の測光値に基づく値と、第１閾値記憶部３２ａおよび第２閾値記憶部３２ｂに記憶されている閾値とをもとに、撮像された被写体に対して平面調光および筒状調光のいずれを行うかを判定する。また、判定部２７ｂは、平面調光および筒状調光の各設定において、壁面が近接していない単純調光を行うか、壁面が近接している壁面近接調光を行うかを判定する。
【００３８】
設定部２７ｃは、判定部２７ｂの判定結果に基づいて調光モードを設定し、該調光モードで発光素子２５が駆動するための制御信号を生成し、発光素子駆動部２６に出力する。
【００３９】
バッテリ２９は、電池などによって実現される。電源回路２８は、このバッテリ２９を用いて各構成部に電源を供給する。
【００４０】
制御部３０は、カプセル型内視鏡２の構成部の各動作を制御し、かつ、かかる各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部３０は、被写体の画像を撮像素子２０に撮像させる制御を行う。また、制御部３０は、画像信号処理回路２１から出力された画像信号を含む撮像情報を時系列に沿って外部に順次無線送信するように送信部２２を制御する。
【００４１】
記憶部３１は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ等によって実現される。記憶部３１は、制御部３０が記憶指示した各種情報を記憶し、記憶した各種情報の中から制御部３０が読み出し指示した情報を制御部３０に送出する。なお、かかる記憶部３１が記憶する各種情報として、例えば、カプセル型内視鏡２が動作するためのプログラムや、カプセル型内視鏡２による撮像条件（例えばフレームレート）、照明光の調光モードにかかる情報などが挙げられる。
【００４２】
また、記憶部３１は、配光情報を記憶する配光情報記憶部３２を有する。配光情報は、予め胃壁などに対応する平面の被写体を撮像して得られた測光値、および予め管腔（例えば小腸）などに対応する筒状の被写体を撮像して得られた測光値を含むチャート（受光輝度分布）、平面調光の目標値を円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに設定した平面調光目標値、ならびに筒状調光の目標値を円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに設定した筒状調光目標値を含む。例えば、平面調光目標値は、平面の被写体を撮像した際の円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとの明るさに応じた値であって規格化された値である。調光目標値は、実測値を用いて求めてもよいし、設計値を用いて求めてもよい。
【００４３】
配光情報記憶部３２は、上述したチャートに基づいて設定された閾値を記憶する第１閾値記憶部３２ａおよび第２閾値記憶部３２ｂを有する。第１閾値記憶部３２ａは、平面の被写体を撮像して得られたチャートに基づいて設定された各種閾値を記憶する。また、第２閾値記憶部３２ｂは、筒状の被写体を撮像して得られたチャートに基づいて設定された閾値を記憶する。
【００４４】
図６は、異なる形状の被写体を撮像した際に得られる受光輝度分布を説明する図である。図６に示すグラフは、撮像中心を通過する直線上の位置と、異なる被写体を撮像して得られた輝度の最大値が等しくなるように輝度曲線を規格化した規格化輝度との関係を示す。図６において、曲線Ｌｐは平面状の被写体により得られた輝度曲線を示し、曲線Ｌｒは筒状の被写体により得られた輝度曲線を示す。
【００４５】
図６に示すように、平面状および筒状の被写体により得られた各輝度曲線は、ピーク位置（撮像中心位置）から離れるにしたがって、輝度値が低下する。ここで、平面状の被写体による受光輝度分布は、筒状の被写体による受光輝度分布に比べて、撮像中心位置の輝度と、撮像中心位置から離れた位置での輝度との差が大きい。図６に示すように、円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとにみると、撮像中心位置に近い円周エリア（例えば円周エリアＥｃ１）よりも、撮像中心から離れた円周エリア（例えば円周エリアＥｃ４）の方が、平面状の輝度と筒状の輝度との差が大きい。
【００４６】
第１閾値記憶部３２ａは、平面の被写体を撮像して得られた測光値と平面調光目標値との差分の基準値を円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに定め、各々規格化した円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４の基準差分値と、差分値が基準差分値を超えた測定ポイントの数を規定した閾値であって、被写体が平面であるか否かを判断するための閾値である平面判定値と、平面調光において、壁面が近接しているか否かを判定するための第１壁面近接判定値と、を記憶する。第１壁面近接判定値は、差分値が基準差分値を超えた測定ポイントに隣接する四つの測定ポイントのうち基準差分値を超えている測定ポイントの数を規定した値である。各判定値は、例えば全測定ポイントの過半数に設定される。
【００４７】
第２閾値記憶部３２ｂは、差分値が基準差分値を超えた測定ポイントに隣接する四つの測定ポイントのうち基準差分値を超えている測定ポイントの数を規定した値であって、筒状調光において、壁面が近接しているか否かを判定するための第２壁面近接判定値を記憶する。
【００４８】
図７は、本発明の一実施の形態に係るカプセル型内視鏡の調光制御部２７が行う調光処理を示すフローチャートである。まず、調光制御部２７は、配光情報を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、調光制御部２７は、配光情報記憶部３２を参照して、上述した平面調光目標値等の配光情報を取得する。
【００４９】
続いて、調光制御部２７は、撮像素子２０により生成された撮像信号をもとに、各測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８の代表規格化測光値を取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、演算部２７ａが、各測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８にそれぞれ含まれる画素の画素値（測光値）を規格化し、平均値を求めて代表規格化測光値とする。演算部２７ａは、例えば、測光ポイントＥｐ１１に含まれる複数の画素の画素値（測光値）を規格化し、規格化された複数の規格化測光値の平均値を算出して、該算出された平均値を測光ポイントＥｐ１１の代表規格化測光値とする。同様にして、測光ポイントＥｐ１２〜Ｅｐ４８についてもそれぞれ代表規格化測光値を求める。
【００５０】
演算部２７ａは、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８ごとに算出された代表規格化測光値と、平面調光目標値との差分（差分値）を算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、演算部２７ａは、各円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４のいずれかのエリアにある測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８の代表規格化測光値と、円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに設定された平面調光目標値と、の差分値を算出する。例えば、円周エリアＥｃ１にある測光ポイントＥｐ１１と、円周エリアＥｃ１の平面調光目標値との差分を算出し、該算出した差分値を出力する。同様にして、測光ポイントＥｐ１２〜Ｅｐ４８についてもそれぞれ差分値を算出する。
【００５１】
調光制御部２７は、演算部２７ａから測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８の各差分値が出力されると、差分値と閾値（基準差分値）とを比較して、閾値を越えた差分値の数（測光ポイントの数）をカウントする（ステップＳ１０４）。具体的には、判定部２７ｂが、各差分値と基準差分値とを比較し、差分値が基準差分値を超えているか否かを判定する。判定部２７ｂは、基準差分値を超えている差分値を有する測光ポイントを抽出し、抽出した測光ポイントをカウントする。
【００５２】
その後、判定部２７ｂは、カウント数が、平面判定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、調光制御部２７は、判定部２７ｂによりカウント数が平面判定値以下であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に移行して平面調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。
【００５３】
調光制御部２７は、ステップＳ１０６に移行すると、ステップＳ１０４で抽出された測光ポイントについて、隣接する測光ポイントが基準差分値を超えているか否かを判定する。具体的には、判定部２７ｂが、抽出された測光ポイントごとに、隣接する測光ポイント（以下、隣接測光ポイントともいう）が基準差分値を超えているか否かを判定する。例えば、測光ポイントＥｐ２３が抽出された場合、判定部２７ｂは、隣接する四つの測光ポイントＥｐ１３，Ｅｐ２２，Ｅｐ２４，Ｅｐ３３について、それぞれが基準差分値を超えているか否かを判定する。
【００５４】
判定部２７ｂは、抽出された測光ポイントに隣接する隣接測光ポイントのうち、基準差分値を超えている隣接測光ポイントの数が第１壁面近接判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、第１壁面近接判定値は、平面状の被写体において壁面に近接しているか否かを判定するための隣接測光ポイント数を規定した値である。
【００５５】
判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第１壁面近接判定値以下であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、設定部２７ｃは、平面（単純平面）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ１０８）。単純平面調光設定では、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４の発光量を一定とし、被写体に対して均一な照明光が照射される。
【００５６】
これに対し、判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第１壁面近接判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、設定部２７ｃは、平面（壁面近接）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ１０９）。壁面近接調光設定では、上述した単純平面の調光設定に対して、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４のうち、第１壁面近接判定値を超えていると判定された測光ポイントに近接する発光素子の発光量を低減することで、カプセル型内視鏡２に近接する壁面に照射される照明光の光量が低減される。なお、壁面は、ある一つの方向に存在するもののみならず、複数の方向（例えばカプセル型内視鏡２の右方向および上方向など）に壁面が存在する場合もある。
【００５７】
一方、調光制御部２７は、判定部２７ｂによりカウント数が平面判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１１０に移行して筒状調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。
【００５８】
ステップＳ１１０では、演算部２７ａが、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様に、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８ごとに算出された代表規格化測光値と、筒状調光目標値との差分（差分値）を算出し、判定部２７ｂが、差分値と閾値（基準差分値）とを比較して、閾値を越えた差分値（測光ポイント）を抽出する。
【００５９】
判定部２７ｂは、抽出された測光ポイントに隣接する隣接測光ポイントのうち、基準差分値を超えている隣接測光ポイント数が第２壁面近接判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。ここで、第２壁面近接判定値は、筒状の被写体において壁面に近接しているか否かを判定するための隣接測光ポイント数を規定した値である。
【００６０】
判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第２壁面近接判定値以下であると判定された場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、設定部２７ｃは、筒状（単純筒状）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ１１２）。単純筒状調光設定では、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４の発光量を一定とし、かつ単純平面調光設定よりも光量を小さくする。
【００６１】
これに対し、判定部２７ｂにより隣接ポイント数が第２壁面近接判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、設定部２７ｃは、筒状（壁面近接）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ１１３）。壁面近接調光設定では、上述した単純筒状の調光設定に対して、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４のうち、第２壁面近接判定値を超えていると判定された測光ポイントに対して照明光を照射する発光素子の発光量を低減することで、カプセル型内視鏡２に近接する壁面に照射される照明光の光量が低減される。
【００６２】
上述した本実施の形態１によれば、演算部２７ａが、撮像画像を同心円状に分割した複数の測光エリアにおいて設定された複数の測光ポイントにおける代表測光値と、複数の測光エリアごとに設定される目標測光値と、の差分を算出し、判定部２７ｂが、該差分と、複数の測光エリアごとに設定される閾値と、を比較し、該比較結果に基づいて被写体が平面状をなすか、筒状をなすかを判定し、設定部２７ｃが、判定部２７ｂの判定結果に基づいて、平面調光設定、または筒状調光設定のいずれかを設定し、該設定した調光設定にかかる制御信号を発光素子駆動部２６に出力するようにしたので、被写体の形状（平面状、または筒状）に対応して最適な照明を行うことができる。
【００６３】
また、上述した本実施の形態１によれば、判定部２７ｂ被写体が平面状をなすか、または筒状をなすかを判定した後に、カプセル型内視鏡２（撮像素子２０）が被写体の壁面と近接しているか否かを判定し、設定部２７ｃが、判定部２７ｂの判定結果に基づいて、壁面と近接していない単純調光設定、または壁面に近接した壁面近接調光設定のいずれかを設定するようにしたので、被写体の形状をより詳細に判定し、シーンに適した照明制御を行うことができる。
【００６４】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。図８は、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態１では、被写体の形状を平面状または筒状のいずれであるかを判定するものとして説明したが、本実施の形態２では、被写体の形状を平面状、筒状、球状のいずれであるかを判定する。なお、球状とは、半球状や楕円状を含む。
【００６５】
本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡２ａは、配光情報記憶部３２が、球状調光の目標値を円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとに設定した球状調光目標値をさらに記憶するとともに、球状の被写体を撮像して得られたチャートに基づいて設定された各種閾値を記憶する第３閾値記憶部３２ｃをさらに有する。また、第１閾値記憶部３２ａは、円周エリアのカウント数を規定した閾値であって、被写体が平面であるか否かを判断するための閾値である第２平面判定値をさらに記憶する。
【００６６】
第３閾値記憶部３２ｃは、差分値が基準差分値を超えた測定ポイントの数を規定した閾値であって、被写体が球状であるか否かを判断するための閾値である球状判定値と、隣接測定ポイントのうち基準差分値を超えている隣接測定ポイントの数を規定した値であって、球状調光において、壁面が近接しているか否かを判定するための第３壁面近接判定値と、を記憶する。
【００６７】
図９は、異なる形状の被写体を撮像した際に得られる受光輝度分布を説明する図である。図９に示すグラフは、撮像中心を通過する直線上の位置と、異なる被写体を撮像して得られた輝度の最大値が等しくなるように輝度曲線を規格化した規格化輝度との関係を示す。図９では、上述した曲線ＬｐおよびＬｒに加え、球状の被写体により得られた輝度曲線である曲線Ｌｂを示している。
【００６８】
図９に示すように、球状の被写体により得られた輝度曲線では、ピーク位置（撮像中心位置）から離れるにしたがって、輝度値が低下する。ここで、球状の被写体による受光輝度分布は、平面状の被写体による受光輝度分布に比べて、撮像中心位置の輝度と、撮像中心位置から離れた位置での輝度との差が小さい。
【００６９】
図１０は、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡が行う調光処理を示すフローチャートである。調光制御部２７は、上述したステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様に、配光情報を取得し（ステップＳ２０１）、撮像素子２０により生成された撮像信号をもとに、各測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８の代表規格化測光値を取得する（ステップＳ２０２）。その後、演算部２７ａが、上述したステップＳ１０３〜Ｓ１０５と同様に、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８ごとに算出された代表規格化測光値と、平面調光目標値との差分（差分値）を算出し（ステップＳ２０３）、判定部２７ｂが、差分値と閾値（基準差分値）とを比較して、閾値を越えた差分値（測光ポイント）を抽出してカウントし（ステップＳ２０４）、カウント数が、平面判定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００７０】
ここで、調光制御部２７は、判定部２７ｂによりカウント数が平面判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に移行して平面調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。判定部２７ｂは、ステップＳ２０６に移行すると、ステップＳ２０４で抽出された測光ポイントについて、隣接測光ポイントが基準差分値を超えているか否かを判定する。その後、判定部２７ｂが、隣接測光ポイントのうち、基準差分値を超えている隣接測光ポイント数が第１壁面近接判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。
【００７１】
判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第１壁面近接判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、設定部２７ｃは、平面（単純平面）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２０８）。
【００７２】
これに対し、判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第１壁面近接判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、設定部２７ｃは、平面（壁面近接）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２０９）。
【００７３】
一方、調光制御部２７は、判定部２７ｂによりカウント数が平面判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２１０に移行して円周エリア判定処理を行う。
【００７４】
ステップＳ２１０では、演算部２７ａが、円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４の測光ポイントの代表規格化測光値の平均値を算出する。その後、判定部２７ｂが、この円周エリアＥｃ１〜Ｅｃ４ごとの平均値と、各円周エリアの平面調光目標値とを比較して、平面調光目標値を超えた円周エリアの数をカウントする。
【００７５】
判定部２７ｂは、カウントした円周エリア数が、第２平面判定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ここで、調光制御部２７は、判定部２７ｂにより円周エリア数が第２平面判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に移行して平面調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。
【００７６】
一方、調光制御部２７は、判定部２７ｂにより円周エリア数が第２平面判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、ステップＳ２１２に移行して放射状エリア判定処理を行う。
【００７７】
ステップＳ２１２では、演算部２７ａが、放射状エリアの測光ポイントに基づく放射状エリア判定処理を行う。演算部２７ａは、上述したステップＳ２０２〜Ｓ２０４と同様に、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８ごとに算出された代表規格化測光値と、球状調光目標値との差分値を算出し、判定部２７ｂが、差分値と基準差分値とを比較して、基準差分値を越えた差分値（測光ポイント）を抽出する。判定部２７ｂは、抽出した測光ポイントが存在する放射状エリアの数をカウントする。
【００７８】
次に、判定部２７ｂは、カウントした放射状エリア数が、球状判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１３）。ここで、調光制御部２７は、判定部２７ｂにより放射状エリア数が球状判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１４に移行して球状調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。判定部２７ｂは、ステップＳ２１４に移行すると、ステップＳ２１２で抽出された測光ポイントについて、隣接する測光ポイントの差分値が基準差分値を超えているか否かを判定する。その後、判定部２７ｂが、抽出された測光ポイントに隣接する隣接測光ポイントのうち、基準差分値を超えている隣接測光ポイント数が第３壁面近接判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１５）。第３壁面近接判定値は、球状調光において、壁面が近接しているか否かを判定するための値である。
【００７９】
判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第３壁面近接判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、設定部２７ｃは、球状（単純球状）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２１６）。単純球状調光設定では、第１発光素子ＬＡ１、第２発光素子ＬＡ２、第３発光素子ＬＡ３および第４発光素子ＬＡ４の発光量を一定とするとともに、例えば、単純平面調光設定よりも光量を小さく、かつ筒状平面調光設定よりも光量を大きくする。
【００８０】
これに対し、判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第３壁面近接判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ２１５：Ｎｏ）、球状（壁面近接）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２１７）。
【００８１】
一方、調光制御部２７は、判定部２７ｂにより放射状エリア数が球状判定値より大きいと判定された場合（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、ステップＳ２１８に移行して筒状調光設定における隣接測光ポイント判定処理を行う。
【００８２】
ステップＳ２１８では、演算部２７ａが、上述したステップＳ２０２〜Ｓ２０４と同様に、測光ポイントＥｐ１１〜Ｅｐ４８ごとに算出された代表規格化測光値と、筒状調光目標値との差分を算出し、判定部２７ｂが、差分値と閾値（基準差分値）とを比較して、閾値を越えた差分値（測光ポイント）を抽出する。
【００８３】
判定部２７ｂは、抽出された測光ポイントに隣接する隣接測光ポイントのうち、基準差分値を超えている隣接測光ポイント数が第２壁面近接判定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１９）。判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第２壁面近接判定値以下であると判定された場合（ステップＳ２１９：Ｙｅｓ）、設定部２７ｃは、筒状（単純筒状）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２２０）。
【００８４】
これに対し、判定部２７ｂにより隣接測光ポイント数が第２壁面近接判定値を超えていると判定された場合（ステップＳ２１９：Ｎｏ）、設定部２７ｃは、筒状（壁面近接）調光に設定し、該設定した調光モードの制御信号を生成して発光素子駆動部２６に出力する（ステップＳ２２１）。
【００８５】
上述した本実施の形態２によれば、演算部２７ａが、撮像画像を同心円状に分割した複数の測光エリアにおいて設定された複数の測光ポイントにおける代表測光値と、複数の測光エリアごとに設定される目標測光値と、の差分を算出し、判定部２７ｂが、該差分と、複数の測光エリアごとに設定される閾値と、を比較し、該比較結果に基づいて被写体が平面状をなすか、球状をなすかを判定し、設定部２７ｃが、判定部２７ｂの判定結果に基づいて、平面調光設定、球状調光設定または筒状調光設定のいずれかを設定し、該設定した調光設定にかかる制御信号を発光素子駆動部２６に出力するようにしたので、被写体の形状（平面状、球状または筒状）に対応して最適な照明を行うことができる。
【００８６】
なお、上述した本実施の形態１，２では、平面調光を基本として判定処理を行って調光設定するものとして説明したが、筒状や球状を基本として判定処理を行うものであってもよい。
【００８７】
また、上述した本実施の形態１，２では、各形状について、一つの判定値を用いるものとして説明したが、二つ以上の判定値（例えば、平面判定値が異なる二つの閾値）を用いて、それぞれ異なる調光設定を行うものとしてもよい。例えば、筒の径が異なる場合について複数の判定値を設け、それぞれ異なる光量となるようにしてもよい。この場合、筒の径が大きいほど得られる測光値は大きくなるため、径が小さいほど光量を小さくする調光設定となる。
【００８８】
また、上述した本実施の形態１，２では、調光目標値が予め配光情報記憶部３２に記憶されているものとして説明したが、測定の都度、調光目標値を算出するものであってもよい。
【００８９】
また、上述した本実施の形態１，２では、カプセル型内視鏡２，２ａにおいて被写体の形状判定を行うものとして説明したが、受信装置３や画像処理装置４などカプセル型内視鏡の外部において形状判定処理および調光設定処理を行うものであってもよい。この場合、カプセル型内視鏡には、設定情報を出力する外部装置と無線通信を行うためのアンテナなどが設けられる。
【００９０】
以上のように、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、被写体の形状を正確に判断するのに有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  被検体
２，２ａ  カプセル型内視鏡
３  受信装置
４  画像表示装置
５  携帯型記録媒体
２０  撮像素子
２１  画像信号処理回路
２２  送信部
２３  送信アンテナ
２４  撮像素子駆動部
２５  発光素子
２６  発光素子駆動部
２７  調光制御部
２７ａ  演算部
２７ｂ  判定部
２７ｃ  設定部
２８  電源回路
２９  バッテリ
３０  制御部
３１  記憶部
３２  配光情報記憶部
３２ａ  第１閾値記憶部
３２ｂ  第２閾値記憶部
３２ｃ  第３閾値記憶部
【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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