(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子スコープに設けられた撮像素子から送出される映像信号を所定の増幅度で増幅して出力するとともに、前記増幅度の設定を変更可能な可変増幅手段と、
前記可変増幅手段の出力信号に対してデジタル化処理を施すＡ／Ｄ変換回路と、
ホワイトバランス調整冶具を前記撮像素子で撮像した時に、前記可変増幅手段において増幅された映像信号に基づくヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記ヒストグラムに基づいて、飽和電圧に達した画素があるか否かを判定する飽和画素検知手段と、
前記飽和画素検知手段の判定に基づいて、前記可変増幅手段の出力における前記撮像素子の線形領域に対応する領域が、前記Ａ／Ｄ変換回路の入力レンジと略一致するように前記可変増幅手段の増幅度を調整する増幅度調整手段とを備え、
前記増幅度調整手段が、前記増幅度を最大増幅度から所定のステップで順次低減させるとともに、各増幅度において前記飽和画素検知手段の飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を参照し、更に
前記ヒストグラム生成手段に入力される映像信号が色差信号であり、前記ヒストグラムが前記色差信号に対するものである
ことを特徴とする電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項２】
前記ヒストグラムが、映像信号の出力範囲を複数の区間に分割し、各区間に出力値が属する画素の数を度数としたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項３】
前記飽和画素検知手段が、前記ヒストグラムの所定区間以外の区間に属する画素が存在するか否かにより飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を行なうことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項４】
前記飽和画素検知手段が、飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を、前記映像信号の中に無彩色に相当する色差信号の値以外の値を持つ画素が存在するか否かを判定することにより行なうことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項５】
前記判定により飽和電圧に達した画素があると判定されたステップの直前のステップの増幅度に前記可変増幅手段における増幅度を調整することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項６】
前記増幅度調整手段により調整された増幅度を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項７】
前記増幅度が電子スコープを特定するための情報とともに前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項６に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項８】
前記記憶手段に増幅度が記憶されているか否かを判定する記憶確認手段と、この記憶確認手段において増幅度が記憶されていないと判定された場合には、増幅度の調整処理を行なうことを促すメッセージを表示するメッセージ表示手段とを備えることを特徴とする請求項６に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電子内視鏡用増幅度自動調整装置を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記電子内視鏡装置の電子スコープに前記電子スコープを特定するための情報を格納する記憶手段が設けられており、前記増幅度調整手段において調整された増幅度が前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
電子スコープに設けられた撮像素子から送出される映像信号を所定の増幅度で増幅して出力するとともに、前記増幅度の設定を変更可能な可変増幅手段と、
前記可変増幅手段の出力信号に対して所定の処理を施す信号処理回路と、
ホワイトバランス調整冶具を前記撮像素子で撮像した時に、前記可変増幅手段において増幅された映像信号に基づくヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記ヒストグラムに基づいて、飽和電圧に達した画素があるか否かを判定する飽和画素検知手段と、
前記飽和画素検知手段の判定に基づいて、前記可変増幅手段の前記撮像素子の飽和領域に対応する領域の出力が、前記信号処理回路の入力レンジに入らないように前記可変増幅手段の増幅度を調整する増幅度調整手段とを備え、
前記増幅度調整手段が、前記増幅度を最大増幅度から所定のステップで順次低減させるとともに、各増幅度において前記飽和画素検知手段の飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を参照し、更に
前記ヒストグラム生成手段に入力される映像信号が色差信号であり、前記ヒストグラムが前記色差信号に対するものである
ことを特徴とする電子内視鏡用増幅度自動調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は体内や管内等を観察する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、体内や管内に挿入される管状の挿入部を備える電子内視鏡（電子スコープ）と挿入部先端に設けられたＣＣＤからの映像信号を処理する映像信号処理装置（プロセッサ）と、撮影された映像をモニタするための画像表示装置（モニタＴＶ）とから主になる。電子スコープはプロセッサに対し着脱自在であり、用途に応じた電子スコープが適宜プロセッサに装着される。電子スコープがプロセッサに装着されると、電子スコープから出力された映像信号に対してプロセッサ内で増幅した後Ａ／Ｄ変換等の信号処理が行われる。ところで、ＣＣＤにおける入射光量と出力電圧との関係には、リニアな状態を示す線形領域と飽和状態を示す飽和領域とが存在する。この線形領域と飽和領域との境界に関わる電圧値をＣＣＤの出力飽和電圧という。プロセッサ内の増幅器で増幅された映像信号の飽和領域が、後続するＡ／Ｄ変換回路等に入力しないように、電子スコープからの映像信号に対する増幅度が設定されるのが望ましい。しかし、同一種類、同一ロットで製造されたＣＣＤであっても、個々に出力飽和電圧にばらつきがあるため、装着される電子スコープ毎に、プロセッサにおける映像信号の適正な増幅度は異なる。従来、このような問題に対しては、何れの電子スコープにおいても出力不足とならないように、最も出力飽和電圧が低いＣＣＤに合わせてプロセッサの増幅度が設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最も出力飽和電圧が低いＣＣＤに合わせてプロセッサの増幅度が設定されていると、出力電圧が高いＣＣＤが搭載された電子スコープを用いた場合、不必要に高い増幅度で映像信号が増幅されることとなり、Ｓ／Ｎ比が悪化する。すなわち、高い出力で得られた映像信号であるのにもかかわらずノイズの多い画像となってしまい、その能力を十分に発揮することができない。
【０００４】
本発明は、撮像素子毎の飽和電圧特性に係わらず適正な増幅度で映像信号を増幅可能な電子内視鏡の増幅度自動調整装置を得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡用増幅度自動調整装置は、電子スコープに設けられた撮像素子から送出される映像信号を所定の増幅度で増幅して出力するとともに、増幅度の設定を変更可能な可変増幅手段と、可変増幅手段の出力信号に対してデジタル化処理を施すＡ／Ｄ変換回路と、所定の調整冶具を撮像素子で撮像した時に、可変増幅手段において増幅された映像信号に基づくヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、ヒストグラムに基づいて飽和電圧に達した画素があるか否かを判定する飽和画素検知手段と、飽和画素検知手段の判定に基づいて、可変増幅手段の出力における撮像素子の線形領域に対応する領域が、Ａ／Ｄ変換回路の入力レンジと略一致するように可変増幅手段の増幅度を調整する増幅度調整手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
ヒストグラムは、映像信号の出力範囲を複数の区間に分割し、各区間に出力値が属する画素の数を度数としたものである。
【０００７】
飽和画素検知手段は、ヒストグラムの所定区間以外の区間に属する画素が存在するか否かにより飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を行なうことにより、簡略、迅速かつ確実に飽和電圧に達した画素の有無を判定することができる。ヒストグラム生成手段に入力される映像信号は例えば輝度信号であり、ヒストグラムはこの輝度信号に対するものである。このとき飽和画素検知手段は、飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を、映像信号の中にＡ／Ｄ変換回路の入力レンジの上限に相当する度値以外の輝度値を持つ画素が存在するか否かを判定することにより簡単に行なうことができる。
【０００８】
また、例えばヒストグラム生成手段に入力される映像信号は色差信号であり、ヒストグラムはこの色差信号に対するものである。この場合には、飽和画素検知手段は、飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を、映像信号の中に無彩色に相当する色差信号の値以外の値を持つ画素が存在するか否かを判定することにより簡単に行なうことができる。また色差信号を用いると、増幅度の調整中にホワイトバランス冶具の汚れや、冶具に設けられた黒い挿入部保持部材が画面の一部において撮影されたとしても、適正に増幅度を調整することができる。
【０００９】
例えば増幅度調整手段は、増幅度を最大増幅度から所定のステップで順次低減させるとともに、各増幅度において飽和画素検知手段の飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を参照し、この判定により飽和電圧に達した画素があると判定されたステップの直前のステップの増幅度に可変増幅手段における増幅度を調整する。このように、増幅度を最大増幅度から低減させるほうが、一般に適正増幅度に到達するまでのステップ数を少なくすることが可能である。
【００１０】
また例えば増幅度調整手段は、増幅度を所定の増幅度から所定のステップで順次増大させるとともに、各増幅度において飽和画素検知手段の飽和電圧に達した画素があるか否かの判定を参照し、この判定により飽和電圧に達した画素がないと判定されたときのステップの増幅度に可変増幅手段における増幅度を調整する。このように、増幅度の下限がある程度知られているならば、所定の増幅度から漸次増幅度を増大させることも可能である。
【００１１】
増幅度自動調整装置は、増幅度調整手段により調整された増幅度を記憶する記憶手段を備えることにより、何度も増幅度調整を行なわずに済む。更に増幅度は、電子スコープを特定するための情報とともにこの記憶手段に記憶される。これにより、２度目からは、電子スコープの装着と連動して自動的に適正な増幅度を設定することが可能となる。
【００１２】
また、増幅度自動調整装置は、記憶手段に増幅度が記憶されているか否かを判定する記憶確認手段と、この記憶確認手段において増幅度が記憶されていないと判定された場合に、増幅度の調整処理を行なうことを促すメッセージを表示するメッセージ表示手段とを備えることが好ましい。これにより増幅度の調整処理のやり忘れを防止することができる。更に簡便には、増幅度調整手段は、ホワイトバランス調整を行なう際に駆動される。
【００１３】
また、本発明の電子内視鏡装置は、上記増幅度自動調整装置を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この電子内視鏡装置の電子スコープには、電子スコープを特定するための情報を格納する記憶手段が設けられていることが好ましく、増幅度調整手段において調整された増幅度は、この記憶手段に記憶される。これにより、適正増幅度は各々電子スコープが保持することとなり、映像信号処理装置のメモリの負担や無駄を軽減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である電子内視鏡装置の構成を概略示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態の電子内視鏡装置は、電子内視鏡（電子スコープ）１０、映像信号処理装置（プロセッサ）２０、モニタＴＶ５０から概略なる。電子スコープ１０は、プロセッサ２０に着脱自在に接続され、モニタＴＶ５０はビデオ信号用のケーブルを介してプロセッサ２０のビデオ出力端子に接続される。なお本実施形態では、周辺装置としてＴＶモニタ５０のみが示されているが、例えばビデオプリンタやＶＣＲ、コンピュータ等の周辺装置が同時に接続されていてもよい。
【００１７】
電子スコープ１０は、細長で可撓性を有する挿入部を備え、その先端には撮像素子（例えばＣＣＤ）１１が設けられており、ＣＣＤ１１は対物レンズ１２を介して体内や管内等の映像を撮影する。ＣＣＤ１１による撮影には、電子スコープ１０内に配設された、超極細の光ファイバーの束からなるライトガイド（ＬＣＢ）１３が用いられる。また、電子スコープ１０内にはメモリ１４が設けられている。なお、メモリ１４は不揮発性のメモリであり、例えば電子スコープを特定するためのモデル名やシリアル番号等が記憶されている。
【００１８】
電子スコープ１０は、不図示のコネクタを介してプロセッサ２０に接続され、これによりライトガイド１３はプロセッサ２０内に設けられた光源部４０と光学的に接続される。なお、光源部４０はランプ４１、絞り４２、集光レンズ４３、絞り駆動モータ４４等から構成され、ランプ４１から照射された光は絞り４２及び集光レンズ４３を介してライトガイド１３に供給される。絞り４２は、ランプ４１からライトガイド１３に供給される光の量を調整するためのものであり、絞り駆動モータ４４によって駆動される。絞り駆動モータ４４及びランプは、ＣＰＵ２８によって制御される。また、面順次方式の電子内視鏡装置では、絞り装置とともにＲＧＢ等の回転カラーフィルタなども光路上に設けられる。
【００１９】
ＣＣＤ１１はプロセッサ２０内のＣＣＤ駆動回路２１及びＣＣＤプロセス回路２２に電気的に接続される。すなわち、ＣＣＤ１１はＣＣＤ駆動回路２１からの駆動信号に基づいて制御され、光源部４０からライトガイド１３を介して伝送された光を照明光として挿入部先端の画像を撮像する。撮像素子１１において撮像された画像はアナログの映像信号としてＣＣＤプロセス回路２２に送られ、所定の増幅度で増幅された後、例えば従来周知のブランキング、クランプ、色分離処理等の信号処理（例えばマトリクス回路等による輝度色差信号への変換）が施され、Ａ／Ｄ変換回路２３に出力される。Ａ／Ｄ変換回路２３においてデジタル信号に変換された映像信号は、ガンマ補正回路２４及びヒストグラム回路２５に出力される。ガンマ補正回路２４では映像信号に対しガンマ補正が施され、映像信号処理回路２６に出力される。映像信号処理装置２６では、ホワイトバランス等の従来周知の信号処理やデコーディング処理が映像信号に施され、Ｄ／Ａ変換回路２７に出力される。Ｄ／Ａ変換回路２７では映像信号がアナログ信号に変換され例えばＮＴＳＣ等の規格に準じたビデオ信号としてモニタＴＶ５０に出力される。なお、映像信号処理回路２６におけるホワイトバランスはＣＰＵ２８によって制御される。
【００２０】
ヒストグラム回路２５においては、輝度信号（Ｙ）に対してヒストグラムが求められＣＰＵ２８に出力される。すなわち、デジタル化された輝度信号（Ｙ）の各出力値に対する度数（画素数）が例えば画面毎に求められる。ＣＰＵ２８は、輝度信号（Ｙ）のヒストグラムに基づいてＣＣＤプロセス回路２２の増幅度を調整することができる。
【００２１】
ＣＰＵ２８には、更にＣＣＤ駆動回路２１、不揮発性のメモリ２９、及び電子スコープ内のメモリ１４が接続されており、ＣＰＵ２８からの信号指令に基づいて制御される。また、ＣＰＵ２８には各種スイッチ類・表示装置が設けられたフロントパネル３０が接続されており、フロントパネル３０上に設けられたスイッチ類の操作に連動して接続された各回路を制御する。
【００２２】
次に図２〜図５を参照してＣＣＤ１１の出力とＣＣＤプロセス回路２２での増幅度との関係を説明する。
【００２３】
図２、図３は、ＣＣＤ１１への入射光量（横軸）とＣＣＤ出力を増幅した後Ａ／Ｄ変換回路へ入力される映像信号の電圧値（縦軸）との関係を表すグラフであり、図２はＣＣＤ１１の出力に対してＣＣＤプロセス回路２２での増幅度が不足している場合、図３は、増幅度が適正に設定されている場合の関係を示す。一方、図４、図５は、それぞれ図２、図３の状態に対応するモニタ画面の出力結果を模式的に表している。
【００２４】
ＣＣＤ１１の出力は、始め入射光量の増大に略比例して増大する（線形領域）。しかし、入射光量が一定の値を超えるとＣＣＤ１１のフォトダイオードが飽和状態に達し、入射光量が増大してもＣＣＤ１１からの出力は殆ど増大しなくなる（飽和領域）。したがって、図２、図３に示すように増幅後の映像信号の電圧値も飽和領域に達すると略横ばいとなる。フォトダイオードが飽和状態に達する光量はフォトダイオード毎にばらつきがあるため、増幅度が不足していることにより図２のようにＡ／Ｄ変換回路の入力範囲（入力レンジ）内に増幅後の映像信号の飽和領域の一部が含まれると、ＣＣＤ１１からの出力が高いとき飽和状態に達した画素が図４に示されるように暗い点となって表れる。一方、図３のように、Ａ／Ｄ変換回路の入力範囲が増幅後の映像信号の線形領域と略一致するように増幅度が設定されているときには、図５のようにＣＣＤ１１からの出力が高いときにも、モニタ画面に黒い点が現れることはない。
【００２５】
次に図１及び図６を参照して、第１の実施形態のＣＰＵ２８において実行される増幅度自動調整処理について説明する。図６は、第１の実施形態における増幅度自動調整処理のフローチャートであり、増幅度自動調整処理は、予めスコープ１０の先端を例えばホワイトバランス調整用の内側が白色で塗られたカップ状の冶具６０に挿入して行なわれる。
【００２６】
ステップ１０１では、増幅度自動設定スイッチの状態（ＳＷ）を示す電圧値等がデータとしてＣＰＵ２８に読み込まれる。増幅度自動設定スイッチは例えばフロントパネル３０に設けられている。ステップ１０２では、ステップ１０１で読み込まれた増幅度自動設定スイッチの状態がＯＮ状態であるか否かが判定される。ＯＮ状態にない場合には、処理はステップ１０１に戻り上記処理を繰り返す。なお、ステップ１０１、１０２は、例えばシステム全体の割り込み処理の一部として行なわれる。
【００２７】
ステップ１０２において状態（ＳＷ）がＯＮ状態であると判定されるとステップ１０３においてランプ４１がＯＮ状態に設定されるとともにステップ１０４において絞り４２が全開とされる。その後ステップ１０５において、ＣＣＤプロセス回路２２内に設けられた可変増幅器の増幅度が最大に設定される。すなわち、ＣＣＤ１１では絞り全開、増幅度最大の状態で、カップ状の冶具６０の底面の画像が撮影される。なお、ＣＣＤプロセス回路２２内の可変増幅器はＣＰＵ２８の制御によりステップ的に増幅度が増減可能となっている。
【００２８】
ステップ１０６では、ＣＣＤ１１から出力され、ＣＣＤプロセス回路２２の可変増幅器で増幅された輝度信号（Ｙ）のヒストグラムの読み取りが行なわれる。ステップ１０７では、ＣＣＤ１１から得られた全画素において輝度信号（Ｙ）の出力が最大値であるか否かが判定される。例えばＡ／Ｄ変換回路２３が輝度信号を８ビットデータに変換し、その輝度の最大値が２５５の場合には、全画素の値が２５５であるか否かが判定される。全画素における輝度信号（Ｙ）の値が最大値（２５５）の場合にはステップ１０８において可変増幅器の増幅度が１ステップ下げられ、処理はステップ１０６に戻る。すなわち、ステップ１０６〜ステップ１０８の処理は、輝度信号（Ｙ）の値が最大（２５５）でない画素が少なくとも１つ現れるまで繰り返される。
【００２９】
ステップ１０７において、全画素のうち１つでも輝度信号（Ｙ）が最大値でないと判定されると、ステップ１０９において可変増幅器の増幅度が１ステップ上げられる。これにより、増幅後の映像信号の線形領域とＡ／Ｄ変換回路２３の入力範囲とが略一致させられる。ステップ１１０では、ステップ１０９で設定された増幅度が、メモリ２９に電子スコープのモデル名やシリアル番号とともに記憶され、同時に電子スコープ１０のメモリ１４に記憶される。以上で第１の実施形態の増幅度自動調整処理のプログラムは終了する。
【００３０】
上記増幅度自動調整処理は、ホワイトバランス調整と一緒に行なうことも可能である。図６、図７のフローチャートを参照して増幅度自動調整処理をホワイトバランス調整と一緒に行なった場合の変形例について説明する。
【００３１】
ホワイトバランス・増幅度自動調整処理は、図６の増幅度自動調整処理と同様にスコープ１０の先端をホワイトバランス調整用の冶具６０に挿入した状態で行なわれる。ステップ２０１では、例えばフロントパネル３０に設けられたホワイトバランス設定スイッチの状態（ＳＷ）がＣＰＵ２８に読み込まれる。ステップ２０２では、ホワイトバランス設定スイッチの状態がＯＮ状態であるか否かが判定される。ＯＮ状態にない場合には、処理はステップ２０１に戻り上記処理を繰り返す。ステップ２０２でホワイトバランス設定スイッチの状態がＯＮ状態であると判定された場合には、ステップ２０３に進む。なお、ステップ２０１、２０２は、例えばシステム全体の割り込み処理の一部として行なわれる。
【００３２】
ステップ２０３では、ホワイトバランス調整処理が行なわれる。すなわち、図１の映像信号処理回路２６において、例えばＲ、Ｂ信号のＧ信号に対する相対的なゲインがフロントパネルに設けられた操作スイッチの操作に応じて調整される。ホワイトバランス調整処理が終了すると、ステップ２０４において増幅度自動調整処理が行なわれる。すなわち、図６のフローチャートに示される処理がステップ２０４において実行される。
【００３３】
なお、上記ホワイトバランス・増幅度自動調整処理に先立ち、メモリ１４やメモリ２９に増幅度が未記録であるか否かを判定し、未記録の場合には、図８のようにホワイトバランス・増幅度自動調整処理を行なうことを促すメッセージ（例えば「ホワイトバランススイッチを押してください」等）をモニタＴＶ５０に表示してもよい。また、一度、電子スコープに対し増幅度自動調整処理が行なわれ、メモリ１４、２９等に適正な増幅度が記憶されている場合には、ＣＣＤプロセス回路２２の可変増幅器の増幅度は、メモリ１４、２９等から読み出された増幅度に設定される。
【００３４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、電子スコープ毎に搭載された撮像素子の飽和電圧に合わせて、プロセッサでの映像信号の増幅度を自動的に調整することができる。すなわち、撮像素子毎にばらつきがある飽和電圧の各々に合わせて映像信号の増幅度を必要最低限の値に自動設定することができる。これにより、使用される電子スコープに係らず、映像信号のＳ／Ｎ比を最高にすることができるので、ノイズの少ない高画質の画像を得ることができ、内視鏡検査で重要な病変部の発見、確認が容易になる。また、本実施形態によれば、増幅度は飽和電圧に合わせてホワイトバランス調整等と一緒に自動で行なうことができるので、ユーザの負担となることなく簡便に行なうことができる。
【００３５】
次に図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、輝度信号（Ｙ）のヒストグラムを求めて、増幅度の調整を行なったが、第２の実施形態では、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）を用いて増幅度の調整を行なう。なお、その他の構成に関しては第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００３６】
ステップ３０１では、増幅度自動設定スイッチの状態（ＳＷ）を示す電圧値等がデータとしてＣＰＵ２８に読み込まれる。ステップ３０２では、増幅度自動設定スイッチの状態がＯＮ状態であるか否かが判定される。ＯＮ状態にない場合には、処理はステップ３０１に戻り上記処理を繰り返す。
【００３７】
ステップ３０２において状態（ＳＷ）がＯＮ状態であると判定されるとステップ３０３においてランプ４１がＯＮ状態に設定されるとともにステップ３０４において絞り４２が全開にされる。その後ステップ３０５において、ＣＣＤプロセス回路２２内に設けられた可変増幅器の増幅度が最大に設定される。すなわち、ＣＣＤ１１では絞り全開、増幅度最大の状態で、ホワイトバランス調整用の冶具６０の底面の画像が撮影される。
【００３８】
ステップ３０６では、ＣＣＤ１１から出力され、ＣＣＤプロセス回路２２の可変増幅器で増幅された色差信号（Ｒ−Ｙ）のヒストグラムの読み取りが行なわれ、ステップ３０７では色差信号（Ｂ−Ｙ）のヒストグラムの読み取が行なわれる。ステップ３０８では、全画素において色差信号（Ｒ−Ｙ）及び色差信号（Ｂ−Ｙ）の出力が例えば中央値にあるか否かが判定される。例えばＡ／Ｄ変換回路２３が色差信号を８ビットデータに変換し、その最大値が２５５の場合には、全画素の値が１２８であるか否かが判定される。
【００３９】
色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の出力は、白色（無彩色）のとき中央値にあり、中央値よりも高出力あるいは低出力のときには彩色されている。また、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の出力の増大、あるいは減少に伴い色は濃くなる。例えば、電子スコープ１０の挿入部先端が冶具６０に適切に挿入されておらず、挿入部先端を保持する黒い保持部材の一部が画面内に入った場合や、冶具内部が汚れており、黒あるいは灰色の部分がある場合、輝度信号（Ｙ）を用いた第１の実施形態では、飽和状態に達していない画素においても輝度信号（Ｙ）が最大でないことがあるので、増幅度が誤った値に設定されてしまう可能性がある。一方、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）は、被写体が無彩色であれば、その階調に係らず出力は中央値（１２８）である。ＣＣＤ１１の飽和電圧はフォトダイオード毎にばらつきを持つので、あるフォトダイオードが飽和していると、そのフォトダイオードを含む画素の色は、何れかの色に偏ることとなり、色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の値の何れかが１２８から偏倚する。したがって、これを検知することにより、ＣＣＤ１１の飽和電圧をモニタすることができる。
【００４０】
ステップ３０８において、全画素に対して色差信号（Ｒ−Ｙ）、及び色差信号（Ｂ−Ｙ）が中央値（１２８）にあると判定された場合には、ステップ３０９において可変増幅器の増幅度が１ステップ下げられ、処理はステップ３０６に戻る。すなわち、ステップ３０６〜ステップ３０９の処理は、色差信号（Ｒ−Ｙ）、あるいは色差信号（Ｂ−Ｙ）の中に中央値（１２８）でない画素が少なくとも１つ現れるまで繰り返される。
【００４１】
ステップ３０８において、全画素の中に色差信号（Ｒ−Ｙ）又は色差信号（Ｂ−Ｙ）が中央値ではない画素があると判定されると、ステップ３１０において可変増幅器の増幅度が１ステップ上げられる。これにより、増幅後の映像信号の線形領域とＡ／Ｄ変換回路２３の入力範囲とが略一致させられる。ステップ３１１では、ステップ３１０で設定された増幅度が、メモリ２９に電子スコープのモデル名やシリアル番号とともに記憶され、同時に電子スコープ１０のメモリ１４に記憶される。以上で第２の実施形態の増幅度自動調整処理のプログラムは終了する。
【００４２】
以上のように第２の実施形態においても、第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。また、第２の実施形態では輝度信号に替えて色差信号を用いて撮像素子の飽和電圧をモニタして増幅度の調整を行なっているので電子スコープがホワイトバランス調整用の冶具に適切に挿入されていない場合や、冶具内部に汚れがある場合にも、適切な増幅度の設定を行なうことができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、電子スコープからの映像信号を可変増幅器で増幅した後にＡ／Ｄ変換していたが、これに限らず可変増幅器の後段に他の信号処理回路を設けた場合にも適用可能である。この場合は、その信号処理回路の入力レンジに増幅された映像信号の飽和領域が入らないように可変増幅器の増幅度が調整されることになる。また本実施形態では、ホワイトバランスをＣＣＤプロセス回路よりも後段に設けられた映像信号処理回路において行なっているが、ホワイトバランスはＣＣＤプロセス回路内において行なわれてもよいし、更に可変増幅器による増幅の前に行なわれてもよい。
【００４４】
本実施形態は、カラー単板式の撮像素子を用いた同時方式の電子内視鏡装置を前提に説明がなされたが、ＲＧＢ面順次方式の電子内視鏡の場合には、例えば、ＣＣＤからの映像信号をプロセッサの可変増幅器において増幅し、Ａ／Ｄ変換した後、ＲＧＢの画像毎に一時的にメモリに記憶する。メモリに１組のＲＧＢ画像が揃うと、これらＲＧＢ画像の映像信号は同時にマトリックス回路に送出され、輝度色差信号に変換される。この輝度色差信号をヒストグラム回路に送出し、輝度又は色差信号のヒストグラムを作成し、本実施形態と同様に増幅度が調整される。
【００４５】
また、本実施形態では、可変増幅器の増幅度を初め最大値に設定し、これを飽和領域にある画素が現れるまで１ステップずつ下げることにより適正な増幅度が探索されたが、逆に可変増幅器の増幅度を例えば所定の値から飽和領域にある画素が無くなるまで１ステップずつ上げることにより適正な増幅度を探索してもよい。この場合、飽和領域にある画素が無くなったことを検知するので第１及び第２の実施形態のステップ１０９やステップ３１０ように、１ステップ戻す必要がなく、検知されたときの増幅度が適正な増幅度となる。
【００４６】
第１の実施形態では、全画素の映像信号が最大値であるか否かにより飽和状態に達した画素があるか否かが判断され、第２の実施形態では、全画素の映像信号が中央値にあるか否かにより飽和状態に達した画素があるか否かが判断された。しかし、最大値や中央値の周りに許容される幅を多少持たせることも可能である。例えば、最大値や中央値に隣接する区間の出力の画素が存在しても飽和状態であると判断せず、この隣接区間よりも更に最大値、中央値から離れた区間の出力を持つ画素が存在する場合に初めて飽和状態に達した画素があると判断してもよい。また、この隣接区間の度数（画素数）に制限を加えることも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮像素子毎の飽和電圧特性に係わらず適正な増幅度で映像信号を増幅可能な電子内視鏡の増幅度自動調整装置を得ることことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である電子内視鏡装置の回路構成を概略示すブロック図である。
【図２】増幅度が不足しているときの入射光量（横軸）と増幅後の映像信号の出力電圧（縦軸）との関係を表すグラフでる。
【図３】増幅度が適正に設定されているときの入射光量（横軸）と増幅後の映像信号の出力電圧（縦軸）との関係を表すグラフでる。
【図４】増幅度が不足しているときにモニタＴＶに表示される画像の状態を示す図である。
【図５】増幅度が適正に設定されているときにモニタＴＶに表示される画像の状態を示す図である。
【図６】第１の実施形態における増幅度自動調整処理のプログラムのフローチャートである。
【図７】増幅度自動調整処理をホワイトバランス調整処理とともに行なう場合のプログラムのフローチャートである。
【図８】メモリに、増幅度の値が設定されていない場合に、増幅度自動調整処理を促すためにモニタＴＶに表示されるメッセージの一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態における増幅度自動調整処理のプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  電子スコープ
１１  撮像素子（ＣＣＤ）
１４、２９  メモリ
２２  ＣＣＤプロセス回路
２３  Ａ／Ｄ変換回路
２５  ヒストグラム回路
２８  ＣＰＵ
【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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