JP4246320B2

JP4246320B2 - 電子内視鏡

Info

Publication number: JP4246320B2
Application number: JP17420399A
Authority: JP
Inventors: 正高橋; 了小澤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: JP2000083190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可撓性導管からなるスコープと、このスコープを着脱自在に接続する画像信号処理ユニットとから成る電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述したようなタイプの電子内視鏡にあっては、スコープの先端部には固体撮像素子例えばＣＣＤ（charge coupled device)イメージセンサが設けられ、このＣＣＤイメージセンサは対物レンズ系と組み合わされる。また、かかるスコープ内には光ファイバー束からなる照明用光ガイドが挿通させられ、その遠位端の端面は照明用レンズと組み合わされる。
【０００３】
画像信号処理ユニット内には照明用光源例えばハロゲンランプやキセノンランプが設けられ、スコープと画像信号処理ユニットとの接続時に照明用光ガイドの近位端は照明用光源に光学的に接続される。かくして、患者の体腔内へのスコープの挿入時、その遠位端の対物レンズ系の前方が該スコープの照明用光ガイドの先端部端面から射出させられる照明光で照明され、これにより光学的被写体像はＣＣＤイメージセンサの受光面に結像させられてそこで画素信号として光電変換される。ＣＣＤイメージセンサで得られた画素信号は画像信号処理ユニットに送られ、そこでビデオ信号がかかる画素信号に基づいて作成される。次いで、ビデオ信号は画像信号処理ユニットからＴＶモニタ装置に対して出力され、そこで光学的被写体像がＴＶモニタ装置上で再現される。
【０００４】
ところで、一般的に、電子内視鏡のスコープの対物レンズ系の焦点深度は比較的深くされる。というのは、スコープの遠位端を病巣等の患部に接近させて観察するだけでなく、病巣等の患部を見つけ出す際には該患部を含む広い領域全体を観察することが必要であるからである。この場合、光学的被写体像を適当な輝度で常に再現するためには、照明用光ガイドの遠位端から射出される光の光量を適宜調整することが必要となる。即ち、スコープの遠位端を病巣等の患部に最接近させて観察する際には光量を最低レベルまで低下させ、該患部からスコープの遠位端が次第に遠ざかるつれて光量を次第に増大させることが必要である。
【０００５】
上述したような光量調節は自動調光と呼ばれ、この自動調光については一般的には光源に組み込まれた絞りの開度を一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルに基づいて制御することにより行われる。詳述すると、一フレーム分の画素信号についてヒストグラム抽出回路でヒストグラムを展開し、このヒストグラムから一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルが演算され、その演算結果に基づいて絞り開度を制御することにより、再現画像の輝度が適正に維持され得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＶ映像再現方式としてＰＡＬ方式が採用されている場合には、一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルの演算については1/25sec 毎に繰り返さなければならず、またＴＶ映像再現方式としてＮＴＳＣ方式が採用されれいる場合には、一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルの演算については1/30sec 毎に繰り返さなければならない。
【０００７】
従って、一フレーム分の画素信号の平均輝度レベルに対する絞り開度の制御の応答性をできるだけ高めるためには、即ち再現画像の全体の輝度レベルの適正化を迅速に行うためには、かかる平均輝度レベルの演算をできるだけ速やかに行うことが必要がある。しかしながら、従来にあっては、平均輝度レベルの演算については、ヒストグラムの全画素信号、即ち一フレーム分の画素信号の全てを対象としているために、その演算に比較的長い時間が掛かり、再現画像の輝度の適正化を迅速に行い得ないということが問題点として指摘されている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、一フレーム分の画素信号についてヒストグラム抽出回路で展開されたヒストグラムに基づいて絞り開度を制御する際にその応答性をできるだけ高めて再現画像の輝度の適正化を迅速に行い得るようになった電子内視鏡を提供することである。
【０００９】
一方、上述したような従来の電子内視鏡システムにあっては、特にホワイトバランス処理が適正に行い得ないという問題も指摘されている。詳述すると、個々のスコープが工場から出荷されるとき、各スコープはマスタ画像信号処理ユニットと呼ばれる基準画像信号処理ユニットに接続され、そこでホワイトバランス処理用の補正係数の設定が行われ、その補正係数データがスコープに内蔵された不揮発性メモリに書き込まれる。スコープがユーザ側の画像信号処理ユニットに接続されると、該補正係数データが画像信号処理ユニット側に読み出され、そこでスコープの撮像センサから得られた画素信号がかかる補正係数データに基づいてホワイトバランス処理されることになる。ところが、ユーザ側の画像信号処理ユニットと基準画像信号処理ユニットとの間で光学的特性等は必ずしも一致するわけではなく、個々のスコープの補正係数データに基づいてユーザ側の画像信号処理ユニットでホワイトバランス処理を行ったとしても、そのホワイトバランス処理が最適なものとは限らない。
【００１０】
また、ホワイトバランス処理用の補正係数は特に個々の画像信号処理ユニットの光源ランプの色温度特性に深く関係するものであるが、しかし該光源ランプの色温度特性自体はその劣化に伴って経時的に変化するという問題もある。
【００１１】
要するに、適正なホワイトバランス処理が常に適正に行われるためには、ホワイトバランス処理用の補正係数設定をユーザ側の個々の画像信号処理ユニットについて定期的に行って更新することが必要となる。
【００１２】
従って、本発明の別の目的は、上述したようなタイプの電子内視鏡であって、絞り開度の制御に用いられるヒストグラム抽出回路を利用してホワイトバランス設定を必要に応じて行い得るようになった電子内視鏡を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子内視鏡はスコープと、このスコープを着脱自在に接続させるようになった画像信号処理ユニットとから成るものであって、該画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備し、この光源からの射出光がスコープに導かれてその前方を照明するようになっている。本発明による電子内視鏡は、更に、スコープの先端側に設けられた固体撮像手段と、この固体撮像手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて光源からスコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備して成る。本発明による電子内視鏡においては、ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データからの間引きデータに基づいて平均輝度値が求められ、この平均輝度値に応じて光量調節手段による光量調節が行われることが特徴とされる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態にあっては、ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データからの間引きデータは該全データからｍ（整数）個置きの輝度レベルに含まれる輝度画素信号から成る。
【００１５】
また、本発明の好ましい実施形態にあっては、ヒストグラム抽出手段で展開された前回のヒストグラムの最小輝度レベル及び最大輝度レベルが記憶され、次回のヒストグラムに基づいて平均輝度値を求める際に最小輝度レベル及び最大輝度レベルを含む拡張範囲の全データからの間引きデータが利用される。
【００１６】
更に、本発明の好ましい実施形態にあっては、ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データに基づいて平均輝度値とそのときの最小輝度レベル及び最大輝度レベルとが定期的に求められ、このヒストグラムの全データに基づく平均輝度値に応じて光量調節手段による光量調節が行われる。
【００１７】
更にまた、本発明の好ましい実施形態にあっては、固体撮像手段は三原色の画素信号を出力し、かつスコープはそれ自身に特有なホワイトバランス処理用の三原色の各色の補正係数データを格納する格納手段を有し、ホワイトバランス設定時に三原色のそれぞれの色の一フレーム分もしくは一フィールド分の画素信号に基づくヒストグラムがヒストグラム抽出手段に展開され、各色のヒストグラムの全データから該当色の平均値が求められ、これら三原色のいずれか１つの平均値を基準にしてその他の２つの色の補正係数データが再設定される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電子内視鏡の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１を参照すると、本発明による電子内視鏡の一実施形態がブロック図として示される。電子内視鏡は可撓性導管からなるスコープ１０を具備し、このスコープ１０はプロセッサと呼ばれる画像信号処理ユニット１２に着脱自在に連結されるようになっている。スコープ１０の先端即ち遠位端には固体撮像素子例えばＣＣＤ(charge-coupled device) 撮像素子から成る撮像センサ１４が設けられ、この撮像センサ１４にはそのＣＣＤ撮像素子と組み合わされた対物レンズ系が包含される。
【００２０】
また、スコープ１０内には光ファイバー束からなる光ガイド１６が挿通させられ、この光ガイド１６の遠位端はスコープ１０の遠位端まで延び、該光ガイド１６の遠位端の端面には照明用レンズが（図示されない）が組み合わされる。光ガイド１６の近位端は画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の連結時に該画像信号処理ユニット１２内に設けられたキセノンランプ或いはハロゲンランプ等の白色光源１８に光学的に接続される。白色光源１８の光射出側には絞り２０及び集光レンズ２２が順次設けられ、絞り２０は白色光源１８からの光量を適宜調節するための光量調節手段として用いられ、また集光レンズ２２は絞り２０を経た光を光ガイド１６の近位端の端面に集光させるために用いられる。
【００２１】
本実施形態では、カラー映像を再現するために面順次方式が採用されるので、光ガイド１６の近位端の端面と集光レンズ２２との間に回転式三原色カラーフィルタとして回転式ＲＧＢカラーフィルタ２４が介在させられる。図２に示すように、回転式ＲＧＢカラーフィルタ２４は円板要素から成り、この円板要素には赤色フィルタ２４Ｒ、緑色フィルタ２４Ｇ及び青色フィルタ２４Ｂが設けられ、これら色フィルタはそれぞれセクタ状の形態とされる。カラーフィルタ２４Ｒ、２４Ｇ及び２４Ｂはそれぞの半径方向の中心が120 °の角度間隔となるように円板要素の円周方向に沿って配置され、互いに隣接する色フィルタ間の領域は遮光領域とされる。
【００２２】
図３に図示するように、回転式三原色カラーフィルタ２４はサーボモータ或いはステップモータのような駆動モータ２６によって回転させられる。回転式ＲＧＢカラーフィルタ２４の回転周波数は電子内視鏡で採用されるＴＶ映像再現方式に応じて決められる。例えば、ＰＡＬ方式が採用されている場合には、回転式ＲＧＢカラーフィルタ２４の回転周波数は25Hzであり、ＮＴＳＣ方式が採用されれいる場合には、その回転周波数は30Hzとなる。
【００２３】
例えば、回転式ＲＧＢカラーフィルタ２４が回転周波数30Hzで回転させられるとすると（ＮＴＳＣ方式）、その１回転に要する時間は約33ms(1/30sec) となり、各色フィルタによる照明時間はほぼ33/6msとなる。光ガイド１６の遠位端の端面からは赤色光、緑色光及び青色光が毎33ms(1/30sec) 間にほぼ33/6msだけ順次射出させられて、被写体は赤色光、緑色光及び青色光でもって順次照明され、その各色の光学的被写体像が撮像センサ１４の対物レンズ系によってそのＣＣＤ撮像素子の受光面に順次結像させられる。撮像センサ１４はそのＣＣＤ撮像素子の受光面に結像された各色の光学的被写体像を一フレーム分のアナログ画素信号に光電変換し、その各色の一フレーム分のアナログ画素信号は各色の照明時間(33/6ms)に続く次の遮光時間(33/6ms)に亘って撮像センサ１４から順次読み出され、このような撮像センサ１４からのアナログ画素信号の読出しについてはスコープ１０内に設けられたＣＣＤドライバ２８によって行われる。
【００２４】
なお、厳密に言うと、カラーフィルタ２４Ｒ、２４Ｇ及び２４Ｂからのそれぞれの色の出力パワー及びＣＣＤイメージセンサ１４の分光感度特性が異なるために、赤色光、緑色光及び青色光による照明時間はそれぞれ多少異なったものとされるが、しかしＣＣＤイメージセンサ１４からのそれぞれの色の一フレーム分のアナログ画素信号の読出しは同じ態様で遮光時間内で行われる。
【００２５】
図１から明らかように、画像信号処理ユニット１２にはシステムコントローラ３０が設けられ、このシステムコントローラはマイクロコンピュータから構成される。即ち、システムコントローラ３０は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）から成り、電子内視鏡の作動全般を制御する。
【００２６】
スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されると、撮像センサ１４はＣＣＤドライバ２８を介して画像信号処理ユニット１２内のＣＣＤプロセス回路３２に接続される。ＣＣＤドライバ２８によって撮像センサ１４から読み出された各色の一フレーム分のアナログ画素信号はＣＣＤプロセス回路３２に送られ、そこで所定の画像処理例えばホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、輪郭強調処理等を受ける。なお、図１では、ＣＣＤドライバ２８及びＣＣＤプロセス回路３２とシステムコントローラ３０との接続関係についてはその複雑化を避けるために特に図示されていないが、ＣＣＤドライバ２８での画素信号の読出し及びＣＣＤプロセス回路３２での画像処理についてはシステムコントローラ３０の制御下で行われる。
【００２７】
ＣＣＤプロセス回路３２で処理された各色の一フレーム分のアナログ画素信号は順次アナログ／デジタル変換器３４に送られ、そこでデジタル画素信号に変換され、次いで各色の一フレーム分のデジタル画素信号はフレームメモリ３６に一旦書き込まれて格納される。フレームメモリ３６には各色の一フレーム分のデジタル画素信号を格納するための３つの格納領域が設けられる。フレームメモリ３６からは一フレーム分の三原色のデジタル画像信号が同時に順次読み出され、このとき各色の読出しデジタル画像信号には水平同期信号及び垂直同期信号等が付加される。即ち、一フレーム分の三原色のデジタル画像信号はフレームメモリ３６からカラーデジタルビデオ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）として順次出力されてビデオプロセス回路３８に送られる。
【００２８】
ビデオプロセス回路３８には、各色のカラーデジタルビデオ信号に対応したデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）及びローパスフィルタ等が設けられ、各色の一フレーム分のカラーデジタルビデオ信号は一フレーム分のカラーアナログビデオ信号に変換され、次いでローパスフィルタを経た後に適宜増幅されてカラーＴＶモニタ装置４０に送られ、そこで光学的被写体像がカラー画像として再現される。また、ビデオプロセス回路３８では、カラーデジタルビデオ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に基づいて、コンポーネントビデオ信号が作成され、そのコンポーネントビデオ信号は別のＴＶモニタ装置、ビデオテープレコーダ、画像処理用コンピュータ等の周辺機器に対してビデオプロセス回路３８から外部に出力されるようになっている。
【００２９】
図４を参照すると、絞り２０がその駆動機構と共に図示される。絞り２０は一対のブレード要素４２及び４４から成り、各ブレード要素４２、４４からはアーム部４２Ａ、４４Ａが一体的に延びる。ブレード要素４２及び４４は互いに交差するような態様で枢着ピン４６によって枢動自在に軸支され、ブレード要素４２及び４４の開度に応じて白色光源１８から射出される白色光の光量が適宜調節される。絞り２０の駆動機構はアーム部４２Ａ及び４４Ａの先端の間に作用させられた引張りコイルばね４８を包含し、このコイルばね４８のためにブレード要素４２及び４４はその開度を狭めるような弾性的偏倚力を常に受ける。なお、枢動ピン４６は画像信号処理ユニット１２の筐体に対して適宜保持される。
【００３０】
絞り２０の駆動機構は更に一対のブレード要素４２及び４４の開度を調節するためにアーム部４２Ａ及び４４Ａ間に係合させられたカムピン５０を包含し、このカムピン５０は駆動板５２の下端部に固着保持される。駆動板５２の一方の側辺にはラック５４が形成され、このラック５４にはピニオン５６が係合させられる。ピニオン５６はサーボモータ或いはステップモータ等の適当な駆動モータ５８の出力シャフト５８Ａ上に固着される。なお、駆動モータ５８は画像信号処理ユニット１２の筐体に対して適宜保持され、またラック５４は適当なガイド手段（図示されない）によって適宜摺動自在に保持される。駆動モータ５８が回転されると、駆動板５２と共にカムピン５０が上下動し、これによりブレード要素４２及び４４の開度が調節される。図１に示すように、駆動モータ５８は駆動回路６０によって駆動され、駆動回路６０はシステムコントローラ３０によって制御される。
【００３１】
図１に示すように、画像信号処理ユニット１２にはランプ電源回路６２が設けられ、このランプ電源回路６２によって白色光源１８への給電が行われる。なお、ランプ電源回路６２は図示されないプラグを介して商用電源に接続され、かつシステムコントローラ３０によって適宜制御される。
【００３２】
また、図１に示すように、画像信号処理ユニット１２にはヒストグラム抽出回路６４が設けられ、このヒストグラム抽出回路６４はスイッチ（ＳＷ）回路６６を介してフレームメモリ３６及びビデオプロセス回路３８のいずれかに選択的に接続されるようになっている。スイッチ回路６６の切換はシステムコントローラ３０によって制御され、ヒストグラム抽出回路６４は通常はビデオプロセス回路３８に接続され、そこからコンポーネントビデオ信号のうち輝度画素信号がヒストグラム抽出回路６４に対して出力されるようになっている。ヒストグラム抽出回路６４がスイッチ回路６６によってフレームメモリ３６に接続されると、一フレーム分の三原色のデジタル画素信号がヒストグラム抽出回路６４に入力される。
【００３３】
図１に示すように、画像信号処理ユニット１２には更にキャラクタ処理回路６８が設けられ、このキャラクタ処理回路６８にはビデオＲＡＭが内蔵される。システムコントローラ３０のＲＯＭから読み出される固定文字コード情報データやキーボード（図示されない）から入力される可変文字コード情報データはキャラクタ処理回路６８のビデオＲＡＭの所定アドレスに一旦書き込まれる。キャラクタ処理回路６８では、そのビデオＲＡＭに書き込まれた文字コード情報データに基づいて文字パターン信号が生成され、この文字パターン信号はビデオプロセス回路に出力されてカラービデオ信号に付加され、これによりＴＶモニタ装置４０上には光学的被写体像の再現画像と共に文字情報が表示される。
【００３４】
以上述べたような文字情報は患者名、診察日時、診察寸評等の可変文字情報や再現カラー映像に関する固定文字情報が含まれるが、本発明に特に関連した文字情報としては、２つの固定文字情報、例えば「ホワイトバランスの設定が可能です」及び「ホワイトバランスの設定が完了しました」というような２つのメッセージが挙げられる。これらメッセージ即ち固定文字情報は上述したようにコードデータとして予めシステムコントローラ３０のＲＯＭ内に格納され、それらコードデータは必要に応じてシステムコントローラ３０のＲＯＭから読み出されてキャラクタ処理回路６８のビデオＲＡＭに書き込まれる。なお、上述した２つのメッセージの意味については後述の記載で明らかにされる。
【００３５】
図１に示すように、スコープ１０側には適当な不揮発性メモリ例えば再書込み可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）７０が設けられ、このＥＥＰＲＯＭ７０にはそのスコープ１０自体の種々の情報が書き込まれる。例えば、ＥＥＰＲＯＭ７０には、そのＣＣＤイメージセンサ１４の画素数データ、ＣＣＤドライバ２８によって読み出されたアナログ画像信号を処理する際のクロックパルスの周波数情報等が格納され、更に本発明に特に関連する情報データとしては、三原色のアナログ画素信号に対してホワイトバランス処理を施す際に用いられる補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINが挙げられる。スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に連結されると、ＥＥＰＲＯＭ７０はシステムコントローラ３０に接続され、このときシステムコントローラ３０はＥＥＰＲＯＭ７０内の情報データを読み出し、その情報データはシステムコントローラ３０内のＲＡＭ内に格納保持される。
【００３６】
なお、ＣＣＤプロセス回路３２で行われるホワイトバランス補正処理は上述の補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINに基づいて行われるが、しかしながらそれら補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINが先に述べたように常に最適なものとは言えない。
【００３７】
画像信号処理ユニット１２には操作パネル７２が設けられ、この操作パネル７２には種々の表示灯や種々のスイッチが設けられる。図１では、本発明に特に関連するスイッチとして、画像信号処理ユニット１２の主電源（図示されない）のオン／オフを切り替える電源スイッチ（ＳＷ）、光源ランプ１８の点灯を制御する点灯スイッチ（ＳＷ）、電子内視鏡の通常の作動モードとホワイトバランス設定モードとを切り換えるモード切換スイッチ（ＳＷ）及びホワイトバランス補正係数を設定する際のホワイトバランス設定スイッチ（ＳＷ）がそれぞれ参照符号７４、７６、７８及び８０で示されている。
【００３８】
なお、上述したスイッチ回路６６はモード切換スイッチ７８によるモード選択によって切り換えられ、モード切換スイッチ７８によって通常の作動モードが選択されているときには、ヒストグラム抽出回路６４はスイッチ回路６６によってビデオプロセス回路３８に接続され、モード切換スイッチ７８によってホワイトバランス設定モードが選択されているときには、ヒストグラム抽出回路６４はスイッチ回路６６によりフレームメモリ３６に接続される。
【００３９】
図５を参照すると、そこにはビデオプロセス回路３８から得られる一フレーム分のデジタル輝度画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で作成されたヒストグラムが例示されている。図５に示すように、本実施形態にあっては、ヒストグラム抽出回路６４では、一フレーム分のデジタル輝度画素信号が256 通りの輝度レベルに振り分けられる。要するに、図５に示すヒストグラムにおいて、その横軸Ｘに沿って256 通りの輝度レベルが示され、その縦軸Ｙには各輝度レベルに対応したデジタル輝度画素信号の個数即ち度数が示される。輝度レベル０はペデスタルレベルに対応するものであり、また輝度レベル255 は最大輝度レベルに対応する。なお、図５に示す例では、ビデオプロセス回路３８から得られた一フレーム分の輝度画素信号には、輝度レベル０ないし４及び輝度レベル252 ないし255 に相当する輝度を持つ輝度画素信号は含まれない。
【００４０】
図６及び図７を参照すると、システムコントローラ３０で実行される自動調光ルーチンのフローチャートが示される。この自動調光ルーチンは電子内視鏡のメイン作動ルーチンのサブルーチンとして機能するものであって、例えば電子内視鏡で映像再現方式としてＮＴＳＣ方式が採用されている場合には、1/30sec 毎に実行される割込みルーチンとされる。なお、自動調光ルーチンの実行は操作パネル７２上の電源スイッチ７４のオンによって開始される。
【００４１】
ステップ６０１では、カウンタＮがカウンタ数が“０”であるか否かが判断される。初期段階では、Ｎ＝０であるので、ステップ６０２に進み、ヒストグラム抽出回路６４で展開された第１番目のヒストグラムの全データ（０≦Ｘ≦255)に基づいて平均輝度値ＡＩが算出される。即ち、輝度レベル０ないし255 のそれぞれに対応した輝度値をＬ₀ないしＬ₂₅₅とし、かつ各輝度レベル０ないし255 のそれぞれに振り分けられた輝度画素信号の度数（個数）をＳ₀ないしＳ₂₅₅としたとき、平均輝度値ＡＩは以下の式によって算出される。
【００４２】
【数１】

即ち、ＴＰは一フレーム分の輝度画素信号の総数である。
【００４３】
ステップ６０３では、算出された平均輝度値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次いで、ステップ６０４では、第１番目のヒストグラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。なお、図８には第１番目のヒストグラムの一例が示され、この例から明らかなように、最小輝度レベルＬ_MINよりも小さい輝度レベルに対応する輝度画素信号は存在せず、また最大輝度レベルＬ_MAXを越える輝度レベルに対応する輝度画素信号は存在しない。
【００４４】
ステップ６０５では、カウンタＮのカウント数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否かが判断される。現段階では、Ｎは７以下、即ちＮ＝１であるので、本ルーチンは一旦終了する。
【００４５】
1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行されるが、このときヒストグラム抽出回路６４には図９に示すような第２番目のヒストグラムが展開されているものとする。現段階では、Ｎ＝１であるので、ステップ６０１からステップ６０７に進み、そこで第１番目の最小輝度レベルＬ_MINが輝度レベル８以上であるか否かが判断される。もしＬ_MIN≧８であれば、ステップ６０８に進み、そこで第１番目の最大輝度レベルＬ_MAXが輝度レベル247 以下であるか否かが判断される。もしＬ_MAX≦247 であれば、ステップ６０９に進む。
【００４６】
ステップ６０９では、第２番目のヒストグラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒストグラムの最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲よりもその両側で８輝度レベル分だけ拡張された範囲（図９で破線矢印で示す範囲）の全データのうちから一つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。
【００４７】
【数２】

なお、［ｘ］はガウス記号であり、ｘを越えない最大整数を表す。
【００４８】
要するに、２つの連続したフレームの輝度画素信号のヒストグラム、即ち第１番目のヒストグラム（図８）及び第２番目のヒストグラム（図９）については一般的には互いに似たものとなる可能性が高いので（というのは、スコープ１０による患部の観察時でのスコープの動きは少ないからである）、前回の最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲をそれぞれの境界側でヒストグラム定義域（０≦Ｘ≦255)の例えば３ないし５％分だけ拡張すれば（本実施形態では８輝度レベル分）、その拡大範囲内に第２番目のヒストグラムの実体部分が含まれ得ると仮定することができる。従って、第２番目のヒストグラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算範囲はＬ_MIN−８≦Ｘ≦Ｌ_MAX＋８と狭まり、しかもその演算は一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。
【００４９】
ステップ６０９で第２番目のヒストグラムの平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６０９からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次いで、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。
【００５０】
ステップ６０５では、カウンタＮのカウント数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否かが判断される。現段階でも、Ｎは７以下、即ちＮ＝２であるので、本ルーチンは一旦終了する。
【００５１】
ステップ６０７でもしＬ_MIN＜８であれば、即ち第１番目のヒストグラムが図１０に示すようなものであれば、ステップ６０７からステップ６１０に進み、そこで第１番目の最大輝度レベルＬ_MAXが輝度レベル247 以下であるか否かが判断される。もしＬ_MAX≦247 であれば、ステップ６１１に進む。なお、上述した場合と同様な理由により、第１番目のヒストグラムが図１０に示すようなものであれば、第２番目のヒストグラムはそれと類似したもの、即ち図１１に示すようなものと仮定し得る。
【００５２】
ステップ６１１では、図１１に示す第２番目のヒストグラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒストグラムの最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲よりも最小輝度レベルＬ_MIN側で輝度レベル０まで拡張されかつ最大輝度レベルＬ_MAX側で８輝度レベル分だけ拡張された範囲（図１１で破線矢印で示す範囲）の全データのうちから一つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。
【００５３】
【数３】

【００５４】
上述の場合と同様に、第２番目のヒストグラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算範囲は０≦Ｘ≦Ｌ_MAX＋８と狭まり、しかもその演算は一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。
【００５５】
ステップ６１１で第２番目のヒストグラムの平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１１からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次いで、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。
【００５６】
ステップ６０５では、カウンタＮのカウント数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否かが判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルーチンは一旦終了する。
【００５７】
ステップ６０８でもしＬ_MAX＞247 であれば、即ち第１番目のヒストグラムが図１２に示すようなものであれば、ステップ６０８からステップ６１２に進む。なお、上述した場合と同様な理由により、第１番目のヒストグラムが図１２に示すようなものであれば、第２番目のヒストグラムはそれと類似したもの、即ち図１３に示すようなものと仮定し得る。
【００５８】
ステップ６１２では、図１３に示す第２番目のヒストグラムの特定の範囲、即ち第１番目のヒストグラムの最小輝度レベルＬ_MINと最大輝度レベルＬ_MAXとの間の範囲よりも最小輝度レベルＬ_MIN側で８輝度レベル分だけ拡張されかつ最大輝度レベルＬ_MAX側で輝度レベル255 まで拡張された範囲（図１３で破線矢印で示す範囲）の全データのうちから一つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。
【００５９】
【数４】

【００６０】
上述の場合と同様に、第２番目のヒストグラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算範囲はＬ_MIN−８≦Ｘ≦255 と狭まり、しかもその演算は一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。
【００６１】
ステップ６１２で第２番目のヒストグラムの平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１２からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次いで、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。
【００６２】
ステップ６０５では、カウンタＮのカウント数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否かが判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルーチンは一旦終了する。
【００６３】
ステップ６１０でもしＬ_MAX＞247 であれば、即ち第１番目のヒストグラムが図１４に示すようなものであれば、ステップ６１０からステップ６１３に進む。なお、上述した場合と同様な理由により、第１番目のヒストグラムが図１４に示すようなものであれば、第２番目のヒストグラムはそれと類似したもの、即ち図１５に示すようなものと仮定し得る。
【００６４】
ステップ６１３では、図１５に示す第２番目のヒストグラムの全定義域の範囲（図１５で破線矢印で示す範囲、即ち０≦Ｘ≦255 ）の全データのうちから一つ置きに間引いたデータに基づいて平均輝度レベルＡＩが算出される。即ち、平均輝度レベルＡＩは以下の式によって算出される。
【００６５】
【数５】

【００６６】
この場合には、第２番目のヒストグラムについての平均輝度レベルＡＩを算出する際の演算範囲は全定義域（０≦Ｘ≦255 ）となるが、しかしその演算は一つ置きの間引きデータに基づくものとなるので、平均輝度レベルＡＩの算出時間は大幅に短縮され得る。
【００６７】
ステップ６１３で第２番目のヒストグラムの平均輝度レベルＡＩが算出されると、ステップ６１３からステップ６０３に進み、そこで該平均輝度値ＡＩに対応した絞り開度を絞り２０に与えるべく駆動モータ５８が駆動回路６０によって回転駆動させられる。次いで、ステップ６０４では、第２番目のヒストグラムから最小輝度レベルＬ_MIN及び最大輝度レベルＬ_MAXが求められてシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。
【００６８】
ステップ６０５では、カウンタＮのカウント数が“１”だけカウントアップされ、次いでステップ６０６ではカウンタＮのカウント数が７に等しいか否かが判断される。現段階では、Ｎ＝２であるので、本ルーチンは一旦終了する。
【００６９】
続いて、第３番目ないし第８番目のヒストグラムについても以上で述べたいずれかの態様（ステップ６０９、６１１、６１２、６１３）でその平均輝度ＡＩが算出され、それに応じて絞り２０の開度が適宜調整される。第８番目のヒストグラムから得られた平均輝度ＡＩに基づく絞り２０の開度の調整後、カウンタＮのカウント数は７に到達する（ステップ６０５）。従って、ステップ６０６からステップ６１４に進み、そこでカウンタＮはリセットされ、本ルーチンは一旦終了する。
【００７０】
1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行されるが、このときＮ＝０となっているので、ステップ６０２に進み、ヒストグラム抽出回路６４で展開された第９番目のヒストグラムの全データ（０≦Ｘ≦255)に基づいて平均輝度値ＡＩが算出され、このとき用いられる演算式は上述の数式１となる。
【００７１】
このとき、ヒストグラムの全データを読み出した上での、最小輝度レベルと最大輝度レベルが求められることになる。従って、例えば、スコープ１０の動きにより内視鏡像の明るさが急激に変化して画像データの存在する範囲が急に異なった場合、或いは画像データの存在する範囲が広がったり狭まったりした場合でも、八回目毎に平均輝度値ＡＩの算出にはヒストグラムの全データ（０≦Ｘ≦255)が用いられるので、適正な平均輝度値が得られ、かくして絞り２０の開度も適正に調整され得る。
【００７２】
図１６ないし図１８を参照すると、システムコントローラ３０で実行されるホワイトバランス設定ルーチンのフローチャートが示される。このホワイトバランス設定ルーチンも電子内視鏡のメイン作動ルーチンのサブルーチンとして機能するものであって、例えば電子内視鏡で映像再現方式としてＮＴＳＣ方式が採用されている場合には、1/30sec 毎に実行される割込みルーチンとされる。また、ホワイトバランス設定ルーチンの実行開始は電源スイッチ７４をオンした後にモード切換スイッチ７８でホワイトバランス設定モードを選択することによって行われる。
【００７３】
なお、ホワイトバランスの設定については、例えば本発明による電子内視鏡が複数のスコープ（１０）と共に病院等の医療機関等に新規に納入されたような場合、本発明による電子内視鏡の納入後に新たなスコープが追加されたような場合、更には既に使用されているスコープについてホワイトバランスの補正係数データを再設定するような場合に行われる。
【００７４】
ステップ１６０１ないしステップ１６０４では、フラグＦ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４が“０”であるか否かが順次判断される。初期段階では、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４＝０であるので、ステップ１６０５に進み、そこでスイッチ回路６６の接続がフレームメモリ３６側に切り換えられる。従って、ヒストグラム抽出回路６４はスイッチ回路６６を介してフレームメモリ３６に接続される。
【００７５】
ステップ１６０６では、点灯スイッチ７６のオンにより光源ランプ１８が点灯されたか否かが判断される。光源ランプ１８が点灯されていないとき、本ルーチンは一旦終了する。1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行されるが、しかし光源ランプ１８が点灯されない限り、何等の進展もない。
【００７６】
ステップ１６０６で光源ランプ１８の点灯が確認されると、ステップ１６０７に進み、そこで光源ランプ１８を点灯した後に所定の時間が経過したか否かが判断される。本ルーチンの実行は1/30sec 毎に繰り返されるが、しかし所定時間が経過するまでは、何等の進展もない。即ち、光源ランプ１８の発光状態が安定するまで待機状態となる。所定時間が経過して光源ランプ１８の発光状態が安定すると、ステップ１６０８に進み、そこでホワイトバランスの設定が可能である旨のメッセージ、例えば「ホワイトバランスの設定が可能です」というようなメッセージがＴＶモニタ装置４０に表示される。なお、かかるメッセージの表示がシステムコントローラ３０のＲＯＭ内に予め格納された固定文字情報コードデータを読み出してキャラクタ処理回路６８のビデオＲＡＭに書き込んで文字パターン信号としてビデオプロセス回路３８に出力することにより行われることは先に述べた通りである。
【００７７】
ステップ１６０９では、ホワイトバランス設定の対象となるスコープ（１０）が画像信号処理ユニット１２に接続されたか否かが判断される。スコープが接続されていないときは、ステップ１６１０に進み、そこでフラグＦ４が“０”から“１”に書き替えられた後、本ルーチンは一旦終了する。1/30sec 経過後、本ルーチンは再び実行されるが、このときＦ４＝１であるので、ステップ１６０５ないしステップ１６０８はスキップされる。その後、本ルーチンの実行は1/30sec 毎に繰り返されるが、スコープが画像信号処理ユニット１２に接続されない限り、何等の進展もない。
【００７８】
ステップ１６０９でスコープの接続が確認されると、ステップ１６０９からステップ１６１１に進み、そこで該スコープのＥＥＰＲＯＭ７０から補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINが読み出され、これら補正係数データはシステムコントローラ３０のＲＡＭに格納される。次いで、ステップ１６１２では、フラグＦ３が“０”から“１”に書き替えられ、続いてステップ１６１３でホワイトバランス設定スイッチ８０がオンされたか否かが判断される。ホワイトバランス設定スイッチ８０はホワイトバランスの設定準備の完了後にオペレータの手動操作によってオンされる。
【００７９】
ここで、ホワイトバランスの設定準備について簡単に説明すると、ホワイトバランス設定時には基準白色を持つ包囲体が用いられる。即ち、該包囲体の内側壁には所定の基準白色が塗布されており、その包囲体内にスコープ（１０）の先端を挿入することにより、ホワイトバランスの設定準備が完了することになる。なお、電子内視鏡でのホワイトバランスの設定自体は周知のことである。
【００８０】
ステップ１６１３でホワイトバランス設定スイッチ８０のオンが確認されると、ステップ１６１４に進み、そこで撮像センサ１４から読み出された一フレーム分の緑色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）の全データから緑色画素信号の平均値ＡＧが以下の数式に基づいて算出される。
【００８１】
【数６】

ここで、ＧＬ_nは一フレーム分の緑色画素信号についての256 通りの緑色レベルを示し、ＧＳ_nは各緑色レベルに対応した値を持つ緑色画素信号の度数即ち個数を示し、ＴＰは上述した数式１の場合と同様に一フレーム分の緑色画素信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム分の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００８２】
ステップ１６１５では、撮像センサ１４から読み出された一フレーム分の青色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で展開されている青色ヒストグラム（Ｂ）の全データから青色画素信号の平均値ＡＢが以下の数式に基づいて算出される。
【００８３】
【数７】

ここで、ＢＬ_nは一フレーム分の青色画素信号についての256 通りの青色レベルを示し、ＢＳ_nは各青色レベルに対応した値を持つ青色画素信号の度数即ち個数を示し、ＴＰは上述の場合と同様に一フレーム分の青色画素信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム分の青色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＢ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００８４】
ステップ１６１６では、平均値ＡＧと平均値ＡＢとの差ΔＧＢが演算される。次いで、ステップ１６１７では、差ΔＧＢが所定の許容値ＰＶを越えているか否かが判断される。差ΔＧＢが許容値ＰＶを越えているとき、ステップ１６１８に進み、そこで平均値ＡＢが平均値ＡＧよりも大きいか否かが判断される。もしＡＢ＞ＡＧであるならば、ステップ１６１９に進み、そこで補正係数データＢ_GAINが所定値だけ減少させられ、本ルーチンは一旦終了する。一方、ＡＢ＜ＡＧであるならば、ステップ１６２０に進み、そこで補正係数データＢ_GAINが所定値だけ増大させられ、本ルーチンは一旦終了させられる。
【００８５】
次の割込み処理で再び本ルーチンが実行されたとき、ステップ１６０１及び１６０２を経た後ステップ１６０３からステップ１６１３まで直ちにスキップすることになるが（Ｆ３＝１）、このときホワイトバランス設定スイッチ８０は既にオンとなっているので、ステップ１６１４に進み、そこで再びヒストグラム抽出回路６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）から緑色画素信号の平均値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出される。なお、このとき緑色ヒストグラムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム分の緑色画素信号の次に読み出された一フレーム分の緑画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレーム分の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００８６】
続いて、ステップ１６１５でも、再びヒストグラム抽出回路６４で展開されている青色ヒストグラム（Ｂ）から青色画素信号の平均値ＡＢが上述の数式７に基づいて算出される。なお、このとき青色ヒストグラムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム分の青色画素信号の次に読み出された一フレーム分の青画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレーム分の青色画素信号は前回の本ルーチン実行時にステップ１６１９或いはステップ１６２０で所定値だけ減少或いは増大させられた補正係数データＢ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００８７】
ステップ１６１６では、平均値ＡＧと平均値ＡＢとの差ΔＧＢが再び演算されるが、その差ΔＧＢは前回よりも小さなものとなる。というのは、今回の一フレーム分の青色画素信号のホワイトバランス処理が前回の本ルーチン実行時にステップ１６１９或いはステップ１６２０で所定値だけ減少或いは増大させられた補正係数データＢ_GAINに基づいて行われているからである。次いで、ステップ１６１７では、差ΔＧＢが所定の許容値ＰＶを越えているか否かが再び判断される。差ΔＧＢが許容値ＰＶを未だ越えているとき、ステップ１６１８に進み、そこで平均値ＡＢが平均値ＡＧよりも大きいか否かが再び判断されるが、このときＡＢ＞ＡＧであれば、ステップ１６１９に進み、そこで補正係数データＢ_GAINが所定値だけ更に減少させられ、またＡＢ＜ＡＧであれば、ステップ１６２０に進み、そこで補正係数データＢ_GAINが所定値だけ更に増大させられる。要するに、補正係数データＧ_GAINを基準にして、差ΔＧＢが所定の許容値ＰＶ内に納まるまで、以上で述べたルーチンが繰り返される。
【００８８】
ステップ１６１７で差ΔＧＢが所定の許容値ＰＶ内に納まったとき、ステップ１６１７からステップ１６２１に進み、そこでフラグＦ２が“０”から“１”に書き替えられる。次いで、ステップ１６２２では、撮像センサ１４から読み出された一フレーム分の緑色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）の全データから緑色画素信号の平均値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出される。なお、上述の場合と同様に、かかる一フレーム分の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００８９】
ステップ１６２３では、撮像センサ１４から読み出された一フレーム分の赤色画素信号に基づいてヒストグラム抽出回路６４で展開されている赤色ヒストグラム（Ｒ）の全データから赤色画素信号の平均値ＡＲが以下の数式に基づいて算出される。
【００９０】
【数８】

ここで、ＲＬ_nは一フレーム分の赤色画素信号についての256 通りの赤色輝度レベルを示し、ＲＳ_nは各赤色レベルに対応した値を持つ赤色画素信号の度数即ち個数を示し、ＴＰは先に述べた場合と同様に一フレーム分の赤色画素信号の総数を示す。なお、かかる一フレーム分の赤色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＲ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００９１】
ステップ１６２４では、平均値ＡＧと平均値ＡＲとの差ΔＧＲが演算される。次いで、ステップ１６２５では、差ΔＧＲが所定の許容値ＰＶを越えているか否かが判断される。差ΔＧＲが許容値ＰＶを越えているとき、ステップ１６２６に進み、そこで平均値ＡＲが平均値ＡＧよりも大きいか否かが判断される。もしＡＲ＞ＡＧであるならば、ステップ１６２７に進み、そこで補正係数データＲ_GAINが所定値だけ減少させられ、本ルーチンは一旦終了する。一方、ＡＲ＜ＡＧであるならば、ステップ１６２８に進み、そこで補正係数データＲ_GAINが所定値だけ増大させられ、本ルーチンは一旦終了させられる。
【００９２】
次の割込み処理で再び本ルーチンが実行されたとき、ステップ１６０１を経た後ステップ１６０２からステップ１６２２まで直ちにスキップし（Ｆ２＝１）、そこで再びヒストグラム抽出回路６４で展開されている緑色ヒストグラム（Ｇ）から緑色画素信号の平均値ＡＧが上述の数式６に基づいて算出される。なお、このとき緑色ヒストグラムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム分の緑色画素信号の次に読み出された一フレーム分の緑画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレーム分の緑色画素信号はスコープのＥＥＰＲＯＭ７０から得られた補正係数データＧ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００９３】
続いて、ステップ１６２３でも、再びヒストグラム抽出回路６４で展開されている赤色ヒストグラム（Ｒ）から赤色画素信号の平均値ＡＲが上述の数式８に基づいて算出される。なお、このとき赤色ヒストグラムは撮像センサ１４から読み出された前回の一フレーム分の赤色画素信号の次に読み出された一フレーム分の赤画素信号に基づくものであり、しかもその後者の一フレーム分の赤色画素信号は前回の本ルーチン実行時にステップ１６２７或いはステップ１６２８で所定値だけ減少或いは増大させられた補正係数データＲ_GAINによってホワイトバランス処理されたものとなっている。
【００９４】
ステップ１６２４では、平均値ＡＧと平均値ＡＲとの差ΔＧＲが再び演算されるが、その差ΔＧＲは前回よりも小さなものとなる。というのは、今回の一フレーム分の赤色画素信号のホワイトバランス処理が前回の本ルーチン実行時にステップ１６２７或いはステップ１６２８で所定値だけ減少或いは増大させられた補正係数データＲ_GAINに基づいて行われているからである。次いで、ステップ１６２５では、差ΔＧＲが所定の許容値ＰＶを越えているか否かが再び判断される。差ΔＧＲが許容値ＰＶを未だ越えているとき、ステップ１６２６に進み、そこで平均値ＡＲが平均値ＡＧよりも大きいか否かが再び判断されるが、このときＡＲ＞ＡＧであれば、ステップ１６２７に進み、そこで補正係数データＲ_GAINが所定値だけ更に減少させられ、またＡＲ＜ＡＧであれば、ステップ１６２８に進み、そこで補正係数データＲ_GAINが所定値だけ更に増大させられる。要するに、補正係数データＧ_GAINを基準にして、差ΔＧＲが所定の許容値ＰＶ内に納まるまで、以上で述べたルーチンが繰り返される。
【００９５】
ステップ１６２５で差ΔＧＲが所定の許容値ＰＶ内に納まったとき、ステップ１６２５からステップ１６２９に進み、そこでホワイトバランス設定が完了した旨のメッセージ、例えば「ホワイトバランス設定が完了しました」というようなメッセージがＴＶモニタ装置４０に表示される。なお、かかるメッセージの表示がシステムコントローラ３０のＲＯＭ内に予め格納された固定文字情報コードデータを読み出してキャラクタ処理回路６８のビデオＲＡＭに書き込んで文字パターン信号としてビデオプロセス回路３８に出力することにより行われることは先に述べた通りである。
【００９６】
ステップ１６３０では、補正係数データＧ_GAIN、Ｂ_GAIN及びＲ_GAINがスコープ（１０）のＥＥＰＲＯＭ７０に書き込まれる。なお、このとき補正係数データＧ_GAINについては変えられていないので、補正係数データＢ_GAIN及びＲ_GAINだけがＥＥＰＲＯＭ７０に書き込まれてもよい。次いで、ステップ１６３１では、当該スコープ（１０）、即ちホワイトバランスの設定或いは再設定が完了したスコープが画像信号処理ユニット１２から離脱させられたか否かが判断される。当該スコープ（１０）の離脱が行われていないとき、ステップ１６３２に進み、そこでフラグＦ１が“０”から“１”に書き替えられる。その後、1/30sec 経過毎に本ルーチンは実行されるが、当該スコープ（１０）が離脱されるまで、何等の進展もない。ステップ１６３１で当該スコープ（１０）の離脱が確認されると、ステップ１６３３に進み、そこでフラグＦ１、フラグＦ２及びフラグＦ３がそれぞれ“１”から“０”に書き直され、本ルーチンは一旦完了する。
【００９７】
その後、ステップ１６０９において、別のスコープ、即ちホワイトバランスの設定或いは再設定されるべきスコープが画像信号処理ユニット１２に接続されたか否かが監視され、もしそのようなスコープが接続されると、以上で述べたルーチンが再び繰り返される。なお、モード切換スイッチ７８が通常の作動モードを選択するように切り換えられると、本ルーチンは終了する。
【００９８】
以上で説明した実施形態では、電子内視鏡は面順次カラー方式を採用したものとされているが、しかしカラー同時方式を採用した電子内視鏡、即ち微細な三原色フィルタ要素をモザイク状に配列したカラーフィルタアレイを固体撮像素子の受光面に適用した電子内視鏡についても同様な自動調光及びホワイトバランス設定を行い得ることが理解されるべきである。更に、以上の説明では、ホワイトバランス処理について、三原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のそれぞれの色のデータから、三原色の色の補正係数データを設定するようにしているが、三原色の色の補正係数データを求めるために色のデータではなく色差信号データを用いてもよい。
【００９９】
また、上述の実施形態では、ヒストグラムの作成については一フレーム分の画素信号に基づいているが、一フィールド分の画素信号に基づいてヒストグラムの作成を行うようにしてもよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明による電子内視鏡にあっては、一フレーム分の輝度画素信号についてヒストグラム抽出回路で展開されたヒストグラムに基づいて絞り開度を制御する際に該ヒストグラムからの間引きデータから平均輝度値を算出し、その平均輝度値に基づいて絞り開度を制御して自動調光を行うので、その自動調光制御の応答性を高めて再現画像の輝度の適正化を迅速に行うことが可能となる。また、本発明による電子内視鏡にあっては、かかる絞り開度の制御に用いられるヒストグラム抽出回路を利用してホワイトバランス設定を適宜行うことができ、この場合はヒストグラムデータを間引かず全データを用いるので、個々のスコープから得られる画素信号に対して常に適正なホワイトバランス処理を施すことが可能であり、電子内視鏡による内視鏡像の色再現性を高品位に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子内視鏡の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す回転式ＲＧＢカラーフィルタの正面図である。
【図３】図１に示す回転式ＲＧＢカラーフィルタをその駆動モータと共に示す側面図である。
【図４】図１に示す絞りをその駆動機構と共に示す概略正面図である。
【図５】図１に示すヒストグラム抽出回路で展開されるヒストグラムの一例を概念的に示すグラフである。
【図６】図１のシステムコントローラで実行される自動調光ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図７】図１のシステムコントローラで実行される自動調光ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【図８】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒストグラムの一例を概念的に示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図９】図８のヒストグラムに関連したヒストグラムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１０】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒストグラムの別の例を概念的に示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１１】図１０のヒストグラムに関連したヒストグラムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１２】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒストグラムの更に別の例を概念的に示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１３】図１２のヒストグラムに関連したヒストグラムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１４】一フレーム分の輝度画素信号から得られるヒストグラムの更に別の例を概念的に示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１５】図１４のヒストグラムに関連したヒストグラムを示すグラフであって、図６及び図７の自動調光ルーチンを説明するための説明図である。
【図１６】図１のシステムコントローラで実行されるホワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチャートの一部分である。
【図１７】図１のシステムコントローラで実行されるホワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチャートのその他の部分である。
【図１８】図１のシステムコントローラで実行されるホワイトバランス設定ルーチンを説明するためのフローチャートの残りの部分である。
【符号の説明】
１０スコープ
１２画像信号処理ユニット
１４撮像センサ
１６光ガイド
１８白色光源
２０絞り
２２集光レンズ
２４回転式ＲＧＢカラーフィルタ
２８ＣＣＤドライバ
３０システムコントローラ
３２ＣＣＤプロセス回路
３４アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
３６フレームメモリ
３８ビデオプロセス回路
４０ＴＶモニタ装置
６４ヒストグラム抽出回路
６６スイッチ回路
７０ＥＥＰＲＯＭ
７４電源スイッチ
７６点灯スイッチ
７８モード切換スイッチ
８０ホワイトバランス設定スイッチ

Claims

スコープと、このスコープを着脱自在に接続させるようになった画像信号処理ユニットとから成る電子内視鏡であって、
前記画像信号処理ユニット内に設けられた光源を具備し、この光源からの射出光が前記スコープに導かれてその前方を照明するようになっており、更に、前記スコープの先端側に設けられた固体撮像手段と、この固体撮像手段から得られる一フレーム分もしくは一フィールド分の輝度画素信号に基づいてヒストグラムを展開するヒストグラム抽出手段と、このヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムに基づいて前記光源から前記スコープに導かれる光の光量を調節する光量調節手段とを具備して成る電子内視鏡において、
前記ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データからの間引きデータに基づいて平均輝度値が求められ、この平均輝度値に応じて前記光量調節手段による光量調節が行われ、
前記ヒストグラム抽出手段で展開された前回のヒストグラムの最小輝度レベル及び最大輝度レベルを記憶し、前記最小輝度レベル及び最大輝度レベルをヒストグラム定義域の３から５％各々拡張して得られる拡張範囲の全データからの間引きデータが次回のヒストグラムに基づいて平均輝度値を求める際に利用されることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１に記載の電子内視鏡において、前記ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データからの間引きデータが該全データからｍ（整数）個置きの輝度レベルに含まれる輝度画素信号から成ることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１又は２に記載の電子内視鏡において、前記ヒストグラム抽出手段で展開されたヒストグラムの全データに基づいて平均輝度値とそのときの最小輝度レベル及び最大輝度レベルとが定期的に求められ、このヒストグラムの全データに基づく平均輝度値に応じて前記光量調節手段による光量調節が行われることを特徴とする電子内視鏡。
請求項１から３までのいずれか１項に記載の電子内視鏡において、前記固体撮像手段が三原色の画素信号を出力し、かつ前記スコープはそれ自身に特有なホワイトバランス処理用の三原色の各色の補正係数データを格納する格納手段を有し、ホワイトバランス設定時に前記三原色のそれぞれの色の一フレーム分もしくは一フィールド分の画素信号に基づくヒストグラムが前記ヒストグラム抽出手段に展開され、各色のヒストグラムの全データから該当色の平均値が求められ、これら三原色のいずれか１つの平均値を基準にしてその他の２つの色の補正係数データが再設定されることを特徴とする電子内視鏡。