JP4801381B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置に関し、特に、モニタに表示される被写体像の明るさを自動的に調整する明るさ調整処理に関する。

従来の電子内視鏡装置においては、モニタに表示される被写体像を適正な明るさに維持するため、電子シャッタ機能を利用して撮像素子の電荷蓄積時間を調整することにより明るさ調整処理を行うことができる。例えば、電子シャッタ動作可能な撮像素子を有するビデオスコープ（電子内視鏡）と、電子シャッタ制御部を有するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置では、ビデオスコープをプロセッサに接続させたときに電子シャッタ動作可能であることを判別し、電子シャッタ動作を電子内視鏡装置全体で実行する（特許文献１参照）。
特開平７−３９５１４号公報

電子シャッタ制御部も備えることでプロセッサと関係なく単独で電子シャッタ動作を実現可能なビデオスコープの場合、ビデオスコープの性能、機種に応じて、電子シャッタによる明るさ調整を行う必要がある。例えば、気管支、下部消化管など対象患部によって観察画像の明るさ傾向（全体的に均一的な明るさ、中心部のみ明るいなど）が異なり、接続されるビデオスコープに適した明るさ調整処理を行う必要がある。

本発明の電子内視鏡装置は、撮像素子を有し、電荷蓄積時間を調整することにより、表示される被写体像の明るさを調整可能なビデオスコープと、ビデオスコープが接続されるとともに、被写体を照明するための光源を有するプロセッサとを備える。すなわち、電子シャッタ機能を利用して明るさ調整処理がビデオスコープにおいて実行される。光源処理装置は、信号処理部と光源部とが一体化された信号処理装置（プロセッサ）を示すとともに、また、照明機能のみを備えた光源装置も含む。

光源処理装置は、明るさ設定項目を設定可能な設定手段を備える。そして、ビデオスコープは、設定された明るさ設定項目に基づいて明るさ調整処理を実行する。ここで明るさ調整項目は、ビデオスコープにおいて実行される明るさ調整処理に関し、各ビデオスコープに従って異なる設定項目を表す。ビデオスコープは、観察部位の違い、撮像素子の画素数などに基づいて分類されており、明るさ設定項目は接続されるビデオスコープごとに定められる。明るさ設定項目は、例えば、明るさ調整処理において基準となる参照輝度レベルであり、被写体像の明るさを検出する測光方式（平均測光、ピーク測光など）などでもよい。あるいは、被写体像の明るさを分割測光する場合、分割測光するために規定される複数の分割エリアに対し定められた複数の重み付け係数なども設定可能である。さらには、被写体像の明るさを分割測光するために限定される複数の分割エリアに関する分割パターンが設定可能であってもよい。

設定手段は、キーボードなどの入力部材を設けてオペレータによる操作に従って明るさ設定項目を設定してもよく、あるいは、接続されるビデオスコープの機種を判別して明るさ設定項目を設定してもよい。例えば、明るさ設定項目を設定するために操作される明るさ設定項目入力部材を設け、設定手段は、明るさ設定項目入力部材に対する操作に従って明るさ設定項目を設定する。あるいは、接続されたビデオスコープの機種を検出する検出手段と、接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目を格納可能なメモリとを設ける。設定手段は、検出されたビデオスコープの機種に応じた明るさ設定項目を選択、設定する。

本発明の光源処理装置は、撮像素子を有し、電荷蓄積時間を調整することにより表示される被写体像の明るさを調整可能なビデオスコープが接続され、被写体を照明するための光源と、ビデオスコープにおいて実行される明るさ調整処理に関し、接続されるビデオスコープに従って明るさ設定項目を設定可能な設定手段と、ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づいて明るさ調整処理を実行するように、明るさ設定項目をビデオスコープへ知らせる伝達手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の明るさ調整方法は、撮像素子を有し、電荷蓄積時間を調整することにより表示される被写体像の明るさを調整可能なビデオスコープが接続される光源処理装置における明るさ調整方法であって、ビデオスコープにおいて実行される明るさ調整処理に関し、接続されるビデオスコープに従って明るさ設定項目を設定し、ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づいて明るさ調整処理を実行するように、明るさ設定項目をビデオスコープへ知らせることを特徴とする。

本発明のプログラムは、撮像素子を有し、電荷蓄積時間を調整することにより表示される被写体像の明るさを調整可能なビデオスコープが接続される光源処理装置におけるプログラムであって、ビデオスコープにおいて実行される明るさ調整処理に関し、接続されるビデオスコープに従って明るさ設定項目を設定可能な設定手段と、ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づいて明るさ調整処理を実行するように、明るさ設定項目をビデオスコープへ知らせる伝達手段とを機能させることを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、接続される各ビデオスコープに対して明るさ調整処理の仕様を詳細に設定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

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。

電子内視鏡装置は、撮像素子であるＣＣＤ５４を有するビデオスコープ５０と、ＣＣＤ５４から読み出される画像信号を処理するプロセッサ１０とを備え、処理された画像信号に基づいて被写体像を表示するモニタ３２、キーボード３４がプロセッサ１０に接続される。ビデオスコープ５０はプロセッサ１０に着脱自在に接続され、必要に応じて接続、取り外される。

ランプ点灯スイッチ（図示せず）がＯＮになると、光源１２が発光し、光源１２から放射された光が、集光レンズ（図示せず）を介してビデオスコープ５０内に設けられたライトガイド５１の入射端に入射する。ライトガイド５１は、入射端に入射した光をビデオスコープ５０の先端側へ伝達する光ファイバー束であり、ライトガイド５１を通った光は出射端から出射する。その結果、拡散レンズである配光レンズ（図示せず）を介して観察部位Ｓに光が照射される。

光が照射された観察部位Ｓにおいて反射した光がビデオスコープ５０の対物レンズ５３を通ることにより、観察部位Ｓの被写体像がＣＣＤ５４の受光面に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、ＣＣＤの受光面上にはイエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）の色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタ（図示せず）が受光面の各画素に対応するよう配置されている。ＣＣＤ５４では、補色カラーフィルタを通る色に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生する。そして、所定時間間隔ごとに１フレームもしくは１フィールド分の画像信号が、色差線順次方式に従って順次読み出される。カラーテレビジョン方式として例えばＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０秒間隔ごとに１フレーム（１／６０秒間隔ごとに１フィールド）分の画像信号が順次読み出され、初期信号処理回路５８へ送られる。

初期信号処理回路５８では、入力された画像信号に対して増幅処理、ホワイトバランス処理、ガンマ補正など様々な処理が施され、これにより映像信号が生成される。生成された映像信号は、プロセッサ１０の信号処理回路１３へ伝送され、所定の信号処理が施される。信号処理が施された映像信号は、ＮＴＳＣコンポジット信号、Ｙ／Ｃ分離信号（Ｓビデオ信号）、ＲＧＢ分離信号などのビデオ信号としてモニタ３２へ出力され、被写体像がモニタ３２に表示される。

ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５及びＲＡＭ２６を含むシステムコントロール回路２２はプロセッサ１０全体を制御し、信号処理回路１３など各回路に制御信号を出力する。ＲＯＭ２５にはプロセッサ１０を動作させるプログラムが記憶されており、ＲＡＭ２６には、ビデオスコープ５０から送られてくるデータが記憶される。タイミングコントロール回路（図示せず）では、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ１０内の各回路へ出力され、また、映像信号に付随される同期信号が信号処理回路１３に送られる。

プロセッサ１０のＣＲＴＣ２９は、システムコントロール回路２２からの制御信号に基づき、キャラクタ信号を出力する。キャラクタ信号は所定のタイミングで信号処理回路１３から出力される映像信号にスーパーインポーズされ、これにより文字情報が被写体像とともにモニタ３２へ表示される。

ビデオスコープ５０内には、ビデオスコープ５０全体を制御するスコープ制御部５６、データ書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ５７が設けられている。スコープ制御部５６はＥＥＰＲＯＭ５７からデータを読み出し、プロセッサ１０のシステムコントロール回路２２との間でデータを送受信する。ＥＥＰＲＯＭ５７には、スコープの特性（ＣＣＤ５４の画素数など）や、観察対象の機種（タイプ）を示すデータが格納されている。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、システムコントロール回路２２においてスコープの接続が検出される。

ビデオスコープ５０では、ＣＣＤ５４の電子シャッタ機能を利用して被写体像の明るさ調整処理を実行することが可能であり、初期信号処理回路５８においてＣＣＤ５４から読み出される画像信号に基づいて被写体像の明るさを示す輝度信号が生成され、スコープ制御部５６へ送られる。そして、検出された輝度信号に基づき、電子シャッタ速度等を制御する制御信号がＣＣＤ駆動回路５９へ送られる。ＣＣＤ駆動回路５９では、その制御信号に基づいて被写体像の明るさを一定に維持するように、電荷蓄積時間を調整する駆動信号がＣＣＤ５４へ出力される。

プロセッサ１０のフロントパネル９６には、明るさレベル設定スイッチ９６Ａ、調光設定スイッチ９６Ｂなど一連のパネルスイッチが設けられており、オペレータによって操作されると、操作を検知する信号がシステムコントロール回路２２へ送られる。明るさレベルは、被写体像の明るさを調整するときに基準となる明るさ（参照輝度レベル）を示し、−５から＋５の１１段階によって設定可能である。調光設定スイッチ９６Ｂは、明るさを検出する場合の測光方式を選択するスイッチであり、ここでは平均測光もしくはピーク測光のいずれかが選択される。平均測光では、被写体像全体の平均的な明るさが検出される。ピーク測光では、被写体像全体の中で比較的高輝度な部分を基準として明るさが検出される。

また、被写体像の明るさを検出するため分割測光が適用されており、分割エリアに応じた重み付け係数の値が、キーボード３４による操作によって設定可能である。

図２は、プロセッサ１０のシステムコントロール回路２２によって実行されるプロセッサ全体の処理を示したフローチャートである。プロセッサ１０の電源がＯＮ状態になると、処理が開始される。

ステップＳ１０１では、各信号処理回路、変数等が初期設定される。ステップＳ１０２では、ビデオスコープ５０の接続に関する処理が実行される。ステップＳ１０３では、ビデオスコープとの間でデータ通信が実行され、ステップＳ１０４では、キーボード３４への入力操作に対する処理が実行される。そして、ステップＳ１０５では、パネルスイッチへの操作に対する処理が実行され、ステップＳ１０６では、時刻表示などその他の処理が実行される。プロセッサ１０の電源がＯＦＦ状態になるまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６が繰り返し実行される。

図３は、図２のステップＳ１０２のサブルーチンであるスコープ処理を示した図である。

ステップＳ２０１では、新たにビデオスコープがプロセッサ１０に接続されたか否かが判断される。新たにビデオスコープが接続されたと判断された場合、ステップＳ２０２へ進み、すでにプロセッサ１０において設定されている、明るさレベル、測光方式（平均測光／ピーク測光）、重み付け係数のデータがビデオスコープ５０へ送信される。このステップＳ２０２の処理は、新たにビデオスコープの接続が検出された時に一度だけ実行される処理である。ビデオスコープ５０では、送られてきたデータに基づいて電子シャッタ機能による明るさ調整処理が実行される。

図４は、図２のステップＳ１０４のサブルーチンであるキーボート３４の操作に関連する処理を示した図である。図５は、分割設定された被写体像を示した図である。図６は、重み付け係数の設定画面を示した図である。

ステップＳ３０１では、キーボード３４のいずれかのキーが操作されたか判断される。いずれのキーも操作されていないと判断された場合、このままサブルーチンは終了する。一方、いずれかのキーが操作されたと判断された場合、ステップＳ３０２に進み、キーボード３４の「Ｆ４」キーが操作されたか否かが判断される。Ｆ４キーは、ここでは重み付け係数を設定するモードへ切り替えるために使用される。重み付け係数設定変数ｋｗは、キー入力が通常の入力状態か、あるいは重み付け係数設定状態であるかを示す変数であり、通常入力状態である場合にはｋｗ＝０、重み付け係数設定状態である場合にはｋｗ＝１に定められる。

ステップＳ３０２においてＦ４キーが操作されたと判断されると、ステップＳ３０８へ進み、重み付け設定変数“ｋｗ”が１に設定される。そしてステップＳ３０９では、重み付け係数を設定する画面が表示される。図５に示すように、明るさ検出のため、被写体像は９つのエリアＥＡ１〜ＥＡ９に分割され、各分割エリア内の各画素からの画像信号に基づいて各分割エリアの輝度値が算出され、すべての分割エリアの輝度値に基づき、被写体像全体の輝度値が算出される。なお、分割エリアＥＡ１〜ＥＡ９には、それぞれ重み付け係数Ｗ１〜Ｗ９が定められており、各エリアの輝度値に各分割エリアに対応する重み付け係数を乗じた演算をすることにより、被写体像全体の輝度値が算出される。輝度値は、明るさレベルを２５６段階で表した輝度レベルによって表され、０〜２５５のいずれかの値をもつ。

キーボード３４の数字「１」〜「９」がラベルされたキーは、重み付け係数Ｗ１〜Ｗ９を設定するためのキーとして機能し、図６に示すように、各キーに応じて重み付け係数Ｗ１〜Ｗ９の値が異なる。例えば、「１」のキーが操作された場合、中心エリアＥＡ５の重み付け係数Ｗ５が２に定められ、それ以外の重み付け係数Ｗ１〜Ｗ４，Ｗ６〜Ｗ９が１に定められる。オペレータは、接続されているビデオスコープの機種、特性に合わせて重み付け係数Ｗ１〜Ｗ９の組合せを選択、設定する。ステップＳ３０９において、重み付け係数を設定する画面が表示されると、サブルーチンは終了する。

一方、ステップＳ３０２においてＦ４キーが操作されていないと判断された場合、ステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３では、「１」〜「９」のキーのいずれかが操作されたか否かが判断される。「１」〜「９」のいずれのキーでもないと判断された場合、ステップＳ３０７へ進み、操作されたキーに対応する処理が実行される。一方、「１」〜「９」のいずれのキーが操作されたと判断された場合、ステップＳ３０４へ進み、重み付け設定変数ｋｗ＝１であるか、すなわち重み付け設定モード状態であるか否かが判断される。

ステップＳ３０４において重み付け設定モード状態ではないと判断された場合、ステップＳ３０６へ進み、操作されたキーに対応する処理が実行される。一方、重み付け設定モード状態であると判断された場合、ステップＳ３０５へ進み、操作されたキーに応じた重み付け係数Ｗ１〜Ｗ９の値が設定され、データとしてビデオスコープ５０へ送信される。また、重み付け設定変数ｋｗは、ｋｗ＝０にリセットされ、表示画面も通常表示に戻る。

図７は、図２のステップＳ１０５のサブルーチンであるパネルスイッチ処理を示した図である。

ステップＳ４０１では、いずれかのパネルスイッチが操作されたか否かが判断される。いずれかのパネルスイッチが操作されたと判断された場合、ステップＳ４０２へ進み、明るさレベル設定スイッチ９６Ａが操作されたか否かが判断される。明るさレベル設定スイッチ９６Ａが操作されたと判断された場合、ステップＳ４０６へ進み、操作に応じた明るさレベル（参照輝度レベル）が設定され、データとしてビデオスコープ５０へ送信される。一方、明るさレベル設定スイッチ９６Ａは操作されていないと判断された場合、ステップＳ４０３へ進み、調光設定スイッチ９６Ｂが操作されたか否かが判断される。

ステップＳ４０３において調光設定スイッチ９６Ｂが操作されたと判断された場合、ステップＳ４０５へ進み、操作に応じて平均測光、ピーク測光いずれかが設定され、データとしてビデオスコープ５０へ送信される。一方、調光設定スイッチ９６Ｂが操作されていないと判断された場合、ステップＳ４０４へ進み、他の操作されたスイッチに応じた処理が実行される。

このように本実施形態によれば、電子シャッタ機能による明るさ調整処理を実行可能なビデオスコープ５０をプロセッサ１０に接続した場合、明るさレベル設定スイッチ９６Ａ、調光設定スイッチ９６Ｂ、キーボード３４の「１」〜「９」のキーが操作されると、明るさ調整処理に関して基準となる明るさレベル（−５〜＋５）、測光方式（平均測光／ピーク測光）、重み付け係数（Ｗ１〜Ｗ９）が設定され、ビデオスコープ５０へデータとして送信される（Ｓ３０５、Ｓ４０５、Ｓ４０６）。ビデオスコープ５０では、送られてきたデータに基づき輝度値を算出し、更にＣＣＤ５４の電荷蓄積時間が調整され、被写体像の明るさを適正な明るさに維持するようにＣＣＤ５４が駆動される。また、新たにビデオスコープ５０が接続された場合、明るさ調整処理に関するデータがビデオスコープ５０へ送信される（Ｓ２０２）。

次に、図８、図９を用いて第２の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、接続されるビデオスコープの機種を判別して、明るさレベル（参照輝度レベル）、測光方式、重み付け係数が設定される。

図８は、第２の実施形態における図２のステップＳ１０２のサブルーチンであるスコープ処理を示した図である。図９は、ビデオスコープの機種に応じて定められた明るさレベル、測光方式、重み付け係数を示した図である。

ステップＳ５０１では、ビデオスコープが新たに接続されているか否かが判断される。新たにビデオスコープが接続されたと判断された場合、ステップＳ５０２へ進み、ビデオスコープの機種が判別される。

図９に示すように、ここでは観察部位に応じて４つの機種のビデオスコープが接続可能であり、気管支用ビデオスコープを“ＥＢ”、下部消化管用ビデオスコープを“ＥＣ”、十二指腸用ビデオスコープを“ＥＤ”、上部消化管用ビデオスコープを“ＥＧ”で表す。

気管支では多くの管が分岐しているため、被写体像の一部が高輝度になり被写体像の一部が白く映し出されるハレーションが起こりやすい。そのため、気管支用ビデオスコープＥＢに対し、測光方式はピーク測光に定められる。ピーク測光の時には平均測光と比べて被写体像全体の明るさが低下する傾向にあることから、明るさレベルは「＋１」に定められる。そして、ハレーションが被写体像中心付近に発生することを防ぐため、分割エリアの重み付け係数Ｗ５が他のエリアに比べて大きい値に定められる。

下部消化管を観察する場合、被写体像全体を隈なく観察する必要がある。そのため、下部消化管用ビデオスコープＥＣが接続された場合、測光方式は平均測光に定められる。そして、明るさレベルは「０」に定められ、重み付け係数Ｗ５が他のエリアに比べて大きい値に定められる。

十二指腸を観察する場合、ハレーションが起こりにくい。そのため、十二指腸用ビデオスコープＥＤに対し、測光方式は平均測光に定められ、明るさレベルは「０」に定められる。また、鉗子が術中に使用される頻度が高いことから、鉗子が画面上に現われる分割エリアＥＡ２、ＥＡ３、ＥＡ６に応じた重み付け係数Ｗ２、Ｗ３、Ｗ６の値が他のエリアに比べて小さい値に定められる。

胃など上部消化管を観察する場合、胃角観察におけるハレーションの発生を防ぐ必要がある。そのため、上部消化管用ビデオスコープＥＧに対し、測光方式はピーク測光に定められ、明るさレベルは「＋１」に設定される。分割エリアＥＡ５に対応した重み付け係数Ｗ５の値は、中心付近のハレーション発生を防ぐために他のエリアに比べて大きい値に定められ、四隅の分割エリアＥＡ１、ＥＡ３、ＥＡ７、ＥＡ９に応じた重み付け係数Ｗ１、Ｗ３、Ｗ７、Ｗ９の値は相対的に小さい値に定められる。

ステップＳ５０２において接続されたビデオスコープの機種が判別されると、ステップＳ５０３に進み、ビデオスコープの機種に応じた明るさレベル（参照輝度レベル）、測光方式、重み付け係数が設定され、データとしてビデオスコープ５０へ送信される。

次に、図１０、図１１を用いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態と異なり、明るさ調整処理に関する設定項目として、分割パターン（面積比）が設定可能に構成されている。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。

図１０は、第３の実施形態におけるキーボード３４の操作に関連する処理を示した図である。図１１は、第３の実施形態において設定可能な複数の分割パターンを示した図である。

ステップＳ６０１の実行は第１の実施形態におけるステップＳ３０１（図４）と同じであり、いずれかのキーが操作されたか判断される。いずれかのキーが操作されたと判断された場合、ステップＳ６０２へ進み、キーボード３４の「Ｆ５」キーが操作されたか否かが判断される。Ｆ５キーは、ここでは明るさ検出する際の被写体像に対する分割パターンを切替設定するために使用される。分割パターン変数ｔｗは、キー入力が通常の入力状態か、あるいは分割パターンを設定する状態かを示す変数であり、通常入力状態である場合にはｔｗ＝０、分割パターン設定状態ではｔｗ＝１に定められる。

ステップＳ６０２においてＦ５キーが操作されたと判断されると、ステップＳ６０８へ進み、分割パターン設定変数ｔｗが１に設定される。そしてステップＳ６０９では、分割パターンを設定する画面が表示される。あらかじめ９つの分割パターンＤＰ１〜ＤＰ９が用意されており、図１１ではそのうち４つの分割パターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ８、ＤＰ９が示されている。分割パターンＤＰ１は、中心部の分割エリアのサイズが相対的に大きくなる一方、４隅の面積が相対的に小さくなっている。分割パターンＤＰ２は、被写体像が等分割されたパターンである。また、分割パターンＤＰ８、ＤＰ９は、特に上部消化管用ビデオスコープの測光に適用される分割パターンであり、中心部にある被写体を重視して測光する場合に選択される。キーボード３４の数字「１」〜「９」がラベルされたキーは、分割パターンＤＰ１〜ＤＰ９を設定するためのキーとして機能する。

ステップＳ６０２においてＦ５キーが操作されていないと判断された場合、ステップＳ６０３へ進み、「１」〜「９」いずれかのキーが操作されたか否かが判断される。操作されたキーが「１」〜「９」のいずれでもない場合、ステップＳ６０７へ進み、操作されたキーに対応する処理が実行される。一方、「１」〜「９」のいずれかのキーが操作されたと判断された場合、ステップＳ６０４へ進み、分割パターン変数ｔｗ＝１であるか、すなわち分割パターン設定モード状態であるか否かが判断される。

ステップＳ６０４において分割パターン設定モード状態ではないと判断された場合、ステップＳ６０６へ進み、操作されたキーに対応する処理が実行される。一方、分割パターン設定モード状態であると判断された場合、ステップＳ６０５へ進み、操作キーに対応する分割パターンが設定され、データとして送信される。これにより、ビデオスコープでは、送信されたデータに基づき輝度値が計算され、更に電荷蓄積時間が調整される。また、分割パターン変数ｔｗは０にリセットされ、表示画面も通常表示に戻る。

ここで、明るさ調整処理に関する設定項目に基づいて実行される明るさ調整処理について、具体的に説明する。例えば、測光方式が平均測光に定められ、図１１に示す分割パターンＤＰ１が設定された場合、以下の式によって輝度値が求められる。

ｙ＝Σｕｊ／ｎ＝（Σｙｊ×ｓｊ×（ｎ／Ｓｔ）×ｗｊ×（ｎ／Ｗｔ））／ｎ
＝ｎ×（Σｙｊ×ｓｊ×ｗｊ）／（Ｓｔ×Ｗｔ）
（１）

ただし、各分割エリアの重み付け係数を「ｗｊ」（ｊ＝１〜９）、分割パターンＤＰ１による各分割エリアの面積比を「ｓｊ」、重み付け係数の総和を「Ｗｔ」、面積比の総和をＳｔ、各エリアの輝度値を「ｙｊ」、エリア分割数を「ｎ」（ここでは９）、各分割エリアの重み付け係数、面積比によって補正された輝度値を「ｕｊ」とする。

そして、設定された明るさレベルに基づき、参照輝度値（輝度レベル）は以下の式によって求められる。

ｙｒ＝１２８＋８×ｍ （２）

ただし、参照輝度値を「ｙｒ」、明るさレベルを「ｍ」（ｍ＝−５〜＋５）とする。

ここで、電子シャッタ機能における電荷掃き捨てパルス数を「ｎｓｕｂ」、そのパルス数ｎｓｕｂの値域を「０〜２６３」と定め、また、電荷蓄積時間を「ｔ」とする。この場合、電荷蓄積時間ｔと電荷掃き捨てパルス数ｎｓｕｂとは、以下の関係式を満たす。

ｔ＝Ｔ×（２６３−ｎｓｕｂ）／２６３ （３）

ただし、画素信号読み出し時間間隔（＝１フィールド）を「Ｔ」とし、ここではＴ＝１／６０（ｓｅｃ）である。

そして、算出された輝度値ｙと参照輝度値ｙｒとの大小が判別され、電荷掃き捨てパルス数ｎｓｕｂは、以下の式に基づいて増減される。

ｎｓｕｂ＝ｎｓｕｂ＋Δｋ （ｙ＞ｙｒ） （４）

ｎｓｕｂ＝ｎｓｕｂ−Δｋ （ｙ＜ｙｒ） （５）

ただし、パルス数の増減値を「±Δｋ」とし、Δｋは、輝度値ｙと参照輝度値ｙｒとの差、および輝度値ｙの値に基づいて、１〜１６のいずれかの値をとる。

輝度値ｙが参照輝度値ｙｒより大きい場合、電荷掃き捨てパルス数ｎｓｕｂはΔｋだけ増加させる。その結果、（３）式から明らかなように、電荷蓄積時間ｔは短くなり、被写体像の明るさを低下させるように電子シャッタが動作する。逆に、輝度値ｙが参照輝度値ｙｒより小さい場合、電荷掃き捨てパルス数ｎｓｕｂはΔｋだけ減少させる。その結果、電荷蓄積時間ｔは長くなり、被写体像の明るさを上げるように電子シャッタが動作する。

明るさ調整処理に関する設定項目としては、明るさレベル（参照輝度レベル）、測光方式、重み付け係数、分割パターン以外の設定項目を変更できるようにしてもよい。光源と信号処理部両方を備えたプロセッサの代わりに、信号処理部と光源部とをそれぞれ独立した装置として構成してもよい。また、スコープ機種を判別して明るさ設定項目を設定するだけでなく、接続される各ビデオスコープに従って設定項目を設定するように構成してもよい。

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。 プロセッサのシステムコントロール回路によって実行されるプロセッサ全体の処理を示したフローチャートである。 図２のステップＳ１０２のサブルーチンであるスコープ処理を示した図である。 図２のステップＳ１０４のサブルーチンであるキーボード処理を示した図である。 分割設定された被写体像を示した図である。 重み付け係数の設定画面を示した図である。 図２のステップＳ１０５のサブルーチンであるパネルスイッチ処理を示した図である。 第２の実施形態におけるスコープ処理を示した図である。 ビデオスコープの機種に応じて定められた明るさレベル、測光方式、重み付け係数を示した図である。 第３の実施形態におけるキーボードの操作に関連する処理を示した図である。 第３の実施形態において設定可能な複数の分割パターンを示した図である。

符号の説明

１０ プロセッサ
２２ システムコントロール回路
２５ ＲＯＭ
２６ ＲＡＭ
３４ キーボード
５０ ビデオスコープ
５４ ＣＣＤ（撮像素子）
５６ スコープ制御部
５８ 初期信号処理回路
５９ ＣＣＤ駆動回路
９６Ａ 明るさレベル設定スイッチ
９６Ｂ 調光設定スイッチ

Claims (10)

1. 撮像素子を有し、前記撮像素子から読み出される画像信号から被写体像の輝度値を算出し、輝度値に基づいて電荷蓄積時間を調整することにより、表示される被写体像の明るさを単独で調整可能なビデオスコープと、
   前記ビデオスコープが接続されるとともに、被写体を照明するための光源を有する光源処理装置とを備え、
   前記光源処理装置が、
   前記光源処理装置に接続されたビデオスコープの機種を検出する検出手段と、
   前記ビデオスコープにおいて単独で実行される明るさ調整処理に関し、前記光源処理装置に接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目のうち、接続されたビデオスコープに応じた明るさ設定項目を設定可能な設定手段と、
   設定された明るさ設定項目を前記ビデオスコープへ知らせる伝達手段とを備え、
   前記ビデオスコープが、送られてくる明るさ設定項目に基づき、被写体像の輝度値を算出するとともにその輝度値に応じて電荷蓄積時間を調整することを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 前記明るさ設定項目が、明るさ調整処理において基準となる参照輝度レベルであり、
   前記ビデオスコープが、設定された参照輝度レベルと算出される被写体像の輝度値とを大小判別して電荷蓄積時間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装置。
3. 前記明るさ設定項目が、被写体像の明るさを検出するときの測光方式であり、
   前記ビデオスコープが、設定された測光方式に基づいて被写体像の輝度値を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。
4. 前記明るさ設定項目が、被写体像の明るさを分割測光によって検出するために規定される複数の分割エリアに対し定められた複数の重み付け係数であり、
   前記ビデオスコープが、設定された重み付け係数によって被写体像の輝度値を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。
5. 前記明るさ設定項目が、被写体像の明るさを分割測光により検出するために規定される複数の分割エリアに関する分割パターンであり、
   前記ビデオスコープが、設定された分割パターンによって被写体像の輝度値を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。
6. 前記光源処理装置が、前記明るさ設定項目を設定するために操作される明るさ設定項目入力部材をさらに有し、
   前記設定手段が、前記明るさ設定項目入力部材に対する操作に従って明るさ設定項目を設定し、
   前記伝達手段が、前記明るさ設定項目入力部材に対する操作に従って設定された明るさ設定項目を、前記ビデオスコープへ伝えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
7. 前記光源処理装置が、接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目を格納可能なメモリを有し、
   前記設定手段が、新たにビデオスコープが接続されると、検出されたビデオスコープの機種に応じた明るさ設定項目を前記メモリから読み出して設定し、
   前記伝達手段が、設定された明るさ項目を前記ビデオスコープへ知ら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。
8. 撮像素子を有し、前記撮像素子から読み出される画像信号から被写体像の輝度値を算出し、輝度値に基づいて電荷蓄積時間を調整することにより、表示される被写体像の明るさを単独で調整可能なビデオスコープが接続され、
   被写体を照明するための光源と、
   接続されたビデオスコープの機種を検出する検出手段と、
   前記ビデオスコープにおいて単独で実行される明るさ調整処理に関し、接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目のうち、接続されたビデオスコープに応じた明るさ設定項目を設定可能な設定手段と、
   前記ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づき被写体像の輝度値を算出するとともにその輝度値に応じて電荷蓄積時間を調整するように、設定された明るさ設定項目を前記ビデオスコープへ知らせる伝達手段と
   を備えたことを特徴とする光源処理装置。
9. 撮像素子を有し、前記撮像素子から読み出される画像信号から被写体像の輝度値を算出し、輝度値に基づいて電荷蓄積時間を調整することにより、表示される被写体像の明るさを単独で調整可能なビデオスコープが接続される光源処理装置における明るさ調整方法であって、
   前記光源処理装置に接続されたビデオスコープの機種を検出し、
   前記ビデオスコープにおいて単独で実行される明るさ調整処理に関し、前記光源処理装置に接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目のうち、接続されたビデオスコープに応じた明るさ設定項目を設定し、
   前記ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づき被写体像の輝度値を算出するとともにその輝度値に応じて電荷蓄積時間を調整するように、設定された明るさ設定項目を前記ビデオスコープへ知らせる
   ことを特徴とする明るさ調整方法。
10. 撮像素子を有し、前記撮像素子から読み出される画像信号から被写体像の輝度値を算出し、輝度値に基づいて電荷蓄積時間を調整することにより、表示される被写体像の明るさを単独で調整可能なビデオスコープが接続される光源処理装置のプログラムであって、
    前記光源処理装置を、
    前記光源処理装置に接続されたビデオスコープの機種を検出する検出手段と、
    前記ビデオスコープにおいて単独で実行される明るさ調整処理に関し、前記光源処理装置に接続可能なビデオスコープの機種に応じてそれぞれ定められた一連の明るさ設定項目のうち、接続されたビデオスコープに応じた明るさ設定項目を設定可能な設定手段と、
    前記ビデオスコープが設定された明るさ設定項目に基づき被写体像の輝度値を算出するとともにその輝度値に応じて電荷蓄積時間を調整するように、設定された明るさ設定項目を前記ビデオスコープへ知らせる伝達手段と
    して機能させることを備えたことを特徴とするプログラム。

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