JP4864528B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に電子内視鏡への入射光量を調整する装置に関する。

従来、過度の照明光による悪影響を防止するため、電子内視鏡に入射する光の光量を調整する装置が提案されている。

特許文献１は、電子内視鏡からの調光信号に基づいて絞り動作を制限する内視鏡装置を開示する。
特開２０００−７５２２０号公報

しかし、特許文献１の装置は、撮像により得られた情報に基づいて光量調整するが、電子内視鏡の入射光量の特性などについては考慮されていない。

したがって本発明の目的は、電子内視鏡の入射光量に関する特性を考慮した光量調整が可能な内視鏡装置を提供することである。

本発明に係る内視鏡装置は、電子内視鏡を備え、光源と、電子内視鏡に入射可能な光量の相対値を示す内視鏡特性と光源から電子内視鏡に出射する光量の相対値を示す光源総合特性との比較に基づいて、電子内視鏡に入射される光量を調整する調光装置を有する光源装置（ビデオプロセッサ）を備える。ここで、入射可能な光量とは、過度の照明光による悪影響を防止する範囲内での最大光量の意味である。

好ましくは、光源総合特性は、光源装置の種類ごとの出射光量の相対値を示す光源装置特性、光源の使用時間に対応して変化する出射光量の相対値や同じ種類の光源におけるばらつき度合いを示すランプ特性、接続される電子内視鏡との組み合わせによる光量の伝達効率を示す組み合わせ特性、及び接続される電子内視鏡に対して与える熱影響を示す熱的特性のうち少なくとも１つであるか、または少なくとも２つを掛け合わせたものである。

さらに好ましくは、組み合わせ特性は、接続される電子内視鏡ごとに、光源装置に記録される。

また、好ましくは、ランプ特性は、光源の使用時間に対応して変化する。

また、好ましくは、内視鏡特性は、電子内視鏡に記録され、電子内視鏡が光源装置に接続されると読み出しされ、光源総合特性は、光源装置に記録される。

また、好ましくは、内視鏡特性、及び光源総合特性は、光源装置に記録される。

また、好ましくは、内視鏡特性が、光源総合特性よりも小さい場合に、調光装置は、電子内視鏡に入射される光量の最大値を、内視鏡特性と光源総合特性の比率に応じて調整する。

さらに好ましくは、調光装置は、絞りの開度を調整することにより、比率に応じた調整を行う。

さらに好ましくは、電子内視鏡と光源装置により得られる画像の明るさの調整は、電子内視鏡の撮像素子が有する電子シャッタにより行われる。

また、さらに好ましくは、電子内視鏡と光源装置により得られる画像の明るさの調整は、画像の輝度信号に基づいて、電子内視鏡に入射される光量の最大値を超えない範囲で絞りの開度を調整することによって行われる。

また、さらに好ましくは、電子内視鏡と光源装置により得られる画像の明るさの調整は、電子内視鏡に入射される光量の最大値を超えない範囲で設定可能な手動操作により行われる。

また、好ましくは、調光装置は、光源に供給する電流量を調整することにより、比率に応じた調整を行う。

以上のように本発明によれば、電子内視鏡の入射光量に関する特性を考慮した光量調整が可能な内視鏡装置を提供することができる。

以下、第１の実施形態について、図を用いて説明する。第１の実施形態にかかる内視鏡装置１は、電子内視鏡１０、ビデオプロセッサ３０、キーボード５０、及びＴＶモニタ７０を備える電子内視鏡装置である（図１参照）。

電子内視鏡１０は、先端部に対物光学系（不図示）と撮像素子１１などを内蔵し、被写体である体内などを撮像する。

電子内視鏡１０は、ＣＣＤなどの撮像素子１１、ＡＧＣ（オートゲインコントローラ）、映像信号処理ＩＣ、第１ＣＰＵ１５、及び第１メモリを有する。電子内視鏡１０は、ビデオプロセッサ３０と接続される。

撮像素子１１において撮像により得られた画像信号は、ＡＧＣを介して映像信号処理ＩＣに入力され、各種の信号処理が行われる。信号処理された画像信号は、ビデオプロセッサ３０に出力される。映像信号処理ＩＣは、第１ＣＰＵ１５によって制御される。映像信号処理ＩＣと第１ＣＰＵ１５は、データの送受信のために、シリアル通信接続される。映像信号処理ＩＣは、撮像素子１１を駆動するＣＣＤ駆動信号を出力する。

第１ＣＰＵ１５は、ワンチップマイクロコンピュータであり、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＳＣＩ（シリアルコミュニケーションインターフェース）、Ｉ／Ｏポート（インプット／アウトプットポート）を有する。第１ＣＰＵ１５は、電子内視鏡１０の各部を制御し、ビデオプロセッサ３０の第２ＣＰＵ３１とシリアル通信する。

第１メモリは、電子内視鏡１０の各部の設定値を記憶しておくための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）で、第１ＣＰＵ１５と接続される。

第１メモリは、電子内視鏡１０側の特性値で、電子内視鏡１０の許容最大入射相対光量を示す内視鏡特性ｐｓを記憶する。内視鏡特性ｐｓは、電子内視鏡１０に、入射可能な光量（過度の照明光による悪影響を防止する範囲内での最大光量）の相対値で、光源３６からの出射光によってライトガイド１８の入射端が損傷される可能性、ライトガイドの出射端からの照射によって照射された部位の熱傷の可能性等に応じて、内視鏡特性ｐｓの値が、おおよそ０．１〜１０の間の値に設定される。数値が大きいと、入射可能な（入射しても熱傷の可能性が低い等）容量が大きいことを意味する。内視鏡特性ｐｓは、後述する絞り変数ｊの設定演算に用いられる。

第１実施形態では、電子内視鏡１０の第１メモリに、内視鏡特性ｐｓを記録する形態を説明するが、後述するビデオプロセッサ３０の第２メモリ３２に記録してもよい。この場合、ビデオプロセッサ３０の第２メモリ３２には、接続される電子内視鏡ごとに内視鏡特性ｐｓが記録され、接続された電子内視鏡に対応した内視鏡特性ｐｓが読み出しされ、絞り変数ｊの設定演算に用いられる。

ビデオプロセッサ３０は、第２ＣＰＵ３１、第２メモリ３２、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）３３、モータ３５、光源３６、絞り３７、信号処理回路４１、ＣＲＴＣ（ＣＲＴコントローラ）４２、及びパネルスイッチ群４３を有する（図１参照）。

ビデオプロセッサ３０は、電子内視鏡１０で撮像された被写体の画像信号を、ＴＶモニタ７０で観察可能な映像信号に変換する。また、ビデオプロセッサ３０は、電子内視鏡１０の先端部を介して被写体を照明する。光源３６からの光は、ライトガイド１８を介して先端部から被写体に照射される。

ライトガイド１８を介して先端部から被写体に照射される光量は、後述する絞り３７の絞り制御によって自動的に調整（自動調光）される。

第２ＣＰＵ３１は、ワンチップマイクロコンピュータであり、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＳＣＩ（シリアルコミュニケーションインターフェース）、Ｉ／Ｏポート（インプット／アウトプットポート）を有する。第２ＣＰＵ３１は、ビデオプロセッサ３０の各部を制御し、電子内視鏡１０の第１ＣＰＵ１５とシリアル通信する。第２ＣＰＵ３１のＲＡＭは、絞り制御演算などに使用する変数（絞り変数ｊなど）を一時記憶する。

信号処理回路４１は、電子内視鏡１０の映像信号処理ＩＣから出力される画像信号を、ＴＶモニタ７０に表示する信号に変換する。信号処理回路４１は、画像信号のうち輝度信号を第２ＣＰＵ３１に出力する。

第２ＣＰＵ３１は、ステッピングモータであるモータ３５を制御し、絞り３７の絞り具合を変え、光源３６からの出射光のうちライトガイド１８の入射端に入射される光（ライトガイド１８を介して被写体に照射される光）の光量を調整する。絞り具合は、ステッピングモータのステップを変動させることにより調整される。モータ３５のステッピングモータのステップは、ｊ＝０で絞り具合を全閉、ｊ＝２４０で絞り具合を全開と設定された絞り変数ｊと正比例対応する。更に絞り変数ｊと出射光量とは正比例の関係にあり、例えば、光源３６からの出射光のうちライトガイド１８の入射端に入射される光の光量を半分にする場合は、ｊ＝１２０に設定する。第２ＣＰＵ３１が絞り変数ｊを０から２４０の間で変化させることで、モータ３５のステッピングモータのステップが変動せしめられる。絞り変数ｊの値の設定は、後述する内視鏡特性ｐｓと、光源装置特性ｐｐ、ランプ特性ｐｌ、組み合わせ特性ｐｃ、及び熱的特性ｐｔの各値の積（出射相対光量ｐ＝ｐｐ×ｐｌ×ｐｃ×ｐｔ）との比較により行われる（図６参照）。

第２ＣＰＵ３１は、キーボード５０のキー、及びパネルスイッチ群４３のスイッチが操作された時に、それに対応する処理を行う。

第２ＣＰＵ３１は、ＲＴＣ３３から日時を読み出し、ＣＲＴＣ４２を介してＴＶモニタ７０に表示する。第２ＣＰＵ３１は、患者名、年齢、性別、医師名などの各種文字情報を、ＣＲＴＣ４２を介してＴＶモニタ７０に表示する。

第２メモリ３２は、ビデオプロセッサ３０の各部の設定値を記憶しておくための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）で、第２ＣＰＵ３１と接続される。

第２メモリ３２は、光源装置特性ｐｐ、ランプ特性ｐｌ、組み合わせ特性ｐｃ、熱的特性ｐｔを記憶する。

光源装置特性ｐｐは、光源装置（ビデオプロセッサ３０）側の特性値で、光源装置の種類ごとの出射光量の相対値を示す。本実施形態では、ビデオプロセッサ３０に取り付けられる光源３６のうちで、標準に設定された光源（ランプ）の使用時間Ｔｃ経過後の時点での光源３６からの出射光量を１とし、光源３６や光源３６が取り付けられたビデオプロセッサ３０の特性に応じて、光源装置特性ｐｐの値が、おおよそ０．１〜１０の間の値に設定される。なお、光源装置特性ｐｐの値を設定する際の標準の光源とは、種類の異なる光源のうちの１つの光源を標準の光源とする意である。光源装置特性ｐｐの値が大きいと、光源装置（ビデオプロセッサ３０）から出射される光量が大きいことを示す。

ランプ特性ｐｌは、光源装置（ビデオプロセッサ３０）側の特性値で、光源３６の使用時間ｔによる出射光量の変化（減少度合い）を示し、使用時間ｔにより変化する。また、同一種類の光源（ランプ）における出射光量のばらつきもランプ特性ｐｌの値に反映される。光源３６のうちで、標準に設定された光源の使用時間Ｔｃ経過後の時点での光源３６からの出射光量を１とする。ランプ特性ｐｌは、同一種類の光源（ランプ）間での出射光量の相対値を示し、おおよそ０．３〜４の間の値に設定される。なお、ランプ特性ｐｌの値を設定する際の標準の光源とは、同一種類の光源（ランプ）のうちの平均的な出射光量を示す光源を標準の光源とする意である。ランプ特性ｐｌの値が大きいと、光源３６から出射される光量が大きいことを示す。

なお、光源３６の使用時間Ｔｃは、光源３６の使用開始後から減少し続ける出射光量が略一定に安定するまでの経過時間をいい、光源（ランプ）の種類によって異なる。

組み合わせ特性ｐｃは、光源装置（ビデオプロセッサ３０）と、それに接続される電子内視鏡１０の組み合わせによる光量の伝達の効率を表す。ビデオプロセッサ３０の集光光学系や、ライトガイド１８の入射端側の形状及び光学繊維（ファイバ）の本数などにより、光量の伝達割合がそれぞれの組み合わせで異なる。特定のビデオプロセッサ３０と特定の電子内視鏡１０の組み合わせの場合の値を１とし、組み合わせ特性ｐｃの値は、おおよそ０．２〜６の間の値に設定される。組み合わせ特性ｐｃの値は、ビデオプロセッサ３０に取り付けられる電子内視鏡１０ごとに設定され、接続された電子内視鏡に対応した組み合わせ特性ｐｃの値が読み出しされ演算に用いられる。組み合わせ特性ｐｃの値が大きいと、ビデオプロセッサ３０から電子内視鏡１０への光の伝達効率が高いことを示す。

第１実施形態では、組み合わせ特性ｐｃの値が、ビデオプロセッサ３０の第２メモリ３２に記録される形態を説明したが、電子内視鏡１０の第１メモリに記録されてもよい。この場合、組み合わせ特性ｐｃの値は、電子内視鏡１０が取り付けられるビデオプロセッサ３０ごとに設定される。

熱的特性ｐｔは、光源装置（ビデオプロセッサ３０）側の特性値で、ビデオプロセッサ３０の出射光が電子内視鏡１０に対して熱としての影響をどの程度与えるかの度合いを示す。熱的特性ｐｔは、光源３６の分光特性や、赤外カットフィルタの性能などにより異なる。特定の種類のビデオプロセッサ３０の熱的特性ｐｔを標準の１とし、熱的特性ｐｔの値は、おおよそ０．５から２の間の値に設定される。熱的特性ｐｔの値が大きいと、熱による影響が大きい、熱による温度が上がりやすいなどを示す。

光源３６の出射光量は、使用時間ｔと共に略直線的に減少し、一定時間経過後は、略一定値となる（キセノンランプの場合、図２参照）。従って、第１実施形態では、光源３６の出射光量は、初期値の光量Ｑ０から使用時間ｔと共に略直線的に減少し、一定時間Ｔｃ経過後は、一定値Ｑｃとなるものとして説明する（図３、図４参照）。図３は、光源（ランプ）のばらつきの例として、出射光量が大きい光源Ｌｌと典型的な光源Ｌｔと出射光量が小さい光源Ｌｓの出射光量の時間的変化を示す。図４は、種類の異なる光源（キセノンランプＬ１、Ｌ２、ハロンゲンランプＬ３）の出射光量の時間的変化を示す。

［表１］は、種類の異なるビデオプロセッサ３０（３０Ａ、３０Ｂ）それぞれの各特性ｐｐ、ｐｌ、ｐｃ、ｐｔの値の一例を示す。

光源総合特性としての出射相対光量ｐは、光源装置特性ｐｐ、ランプ特性ｐｌ、組み合わせ特性ｐｃ、及び熱的特性ｐｔの各値の積であり（ｐ＝ｐｐ×ｐｌ×ｐｃ×ｐｔ）、熱の観点から見た電子内視鏡１０への入射光量の相対値を示す。ビデオプロセッサ３０Ｂ１とビデオプロセッサ３０Ｂ２は同じ種類のビデオプロセッサ３０Ｂであり、ビデオプロセッサ３０Ｂ１は、光源３６の使用時間が一定時間Ｔｃよりも長い状態を示し、ビデオプロセッサ３０Ｂ２は、光源３６の使用開始直後の状態を示す。

［表２］は、種類の異なる６機種の電子内視鏡１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ）の組み合わせ特性ｐｃ、及び内視鏡特性ｐｓの値の一例を示す。

電子内視鏡１０ａ、１０ｂは、上部消化管用内視鏡ｅｇである。電子内視鏡１０ｃ、１０ｄは、下部消化管用内視鏡ｅｃである。電子内視鏡１０ｅ、１０ｆは、気管支用内視鏡ｅｂである。組み合わせ特性ｐｃの値は、ビデオプロセッサ３０Ｂと電子内視鏡１０ａとの組み合わせを基準の組み合わせとしてｐｃ＝１と定め、他の組み合わせの特性値を定める。

第１実施形態では、ビデオプロセッサ３０に電子内視鏡１０が取り付けられると、第２ＣＰＵ３１は、第１ＣＰＵ１５を介して、第１メモリに記録された内視鏡特性ｐｓを読み出し、これと光源装置特性ｐｐ、ランプ特性ｐｌ、組み合わせ特性ｐｃ、及び熱的特性ｐｔの各値の積（出射相対光量ｐ＝ｐｐ×ｐｌ×ｐｃ×ｐｔ）とを比較し、最適の絞り具合（絞り変数ｊの値）を設定する。これにより、接続される電子内視鏡１０の特性を考慮した光量調整が行われるため、電子内視鏡１０を介して照射された観察部位の熱傷の心配や、ライトガイド１８の入射端の熱による損傷の心配が無い範囲内で、最も多くの光を電子内視鏡１０に供給することが可能になる。電子内視鏡１０に供給された光が観察部位に照射され、電子内視鏡１０の撮像素子１１の電子シャッタのシャッタ速度を可変させることにより、内視鏡装置１で得られる画像の明るさは制御される（自動調光処理）。

図５、図６のフローチャートを用いて、ビデオプロセッサ３０の第２ＣＰＵ３１が実行するメインプログラム全体の手順を説明する。ステップＳ５１で、第２ＣＰＵ３１のメインプログラムの処理が開始されると、ステップＳ５２で、第２ＣＰＵ３１の初期設定処理が行われる。初期設定処理は、第２ＣＰＵ３１の各レジスタの設定、周辺ＩＣの各レジスタの設定、さらに各種変数の設定などが行われる。ビデオプロセッサ３０に取り付けられた光源３６に対応する光源装置特性ｐｐ、ランプ特性ｐｌ、及び熱的特性ｐｔの値が、第２メモリ３２から読み出しされ、それぞれの変数ｐｐ、ｐｌ、ｐｔの値として設定される。変数ｐｐ、ｐｌ、ｐｔは、出射相対光量ｐを求める演算に用いられ、第２ＣＰＵ３１のＲＡＭに一時記憶される。

ステップＳ５３で、内視鏡接続確認処理が行われる。具体的には、電子内視鏡１０がビデオプロセッサ３０に接続されたか、または取り外しされたかを調べる。内視鏡接続確認処理の詳細については、図６のフローチャートで後述する。

ステップＳ５４で、電子内視鏡１０との通信処理が行われる。具体的には、電子内視鏡１０と、ビデオプロセッサ３０との間でコマンドのやりとりが行われる。ステップＳ５５で、キーボード５０のキー入力に対応した処理が行われる。ステップＳ５６で、パネルスイッチ群４３のスイッチ入力に対応した処理が行われる。例えば、光源３６の点灯や、ＴＶモニタ７０に表示された画像の明るさレベルの変更等の処理である。

ステップＳ５７で、時刻の表示などのその他の処理が行われる。

図５のステップＳ５３における内視鏡接続確認処理の詳細を説明する（図６参照）。ステップＳ６１で、ビデオプロセッサ３０に、新たに電子内視鏡１０が接続されたか否かが判断される。ステップＳ６１の判断で、新たに電子内視鏡１０が接続された場合には、ステップＳ６２で、変数ｖｓの値が１に設定される。変数ｖｓは、ビデオプロセッサ３０に電子内視鏡１０が取り付けられたか否かを示す変数で、取り付けられた場合には１、取り外された場合には０が設定される。変数ｖｓの値は、第２ＣＰＵ３１のＲＡＭなどに一時記憶される。また、電子内視鏡１０からシリアルナンバーや内視鏡名などのデータが読み出しされる。電子内視鏡１０の内視鏡特性ｐｓもステップＳ６２で読み出しされる。

ステップＳ６３で、読み出しされた内視鏡名から、接続された電子内視鏡１０とビデオプロセッサ３０との組み合わせ特性ｐｃが、第２メモリ３２から読み出しされ、変数ｐｃの値として設定される。変数ｐｃは、出射相対光量ｐを求める演算に用いられ、第２ＣＰＵ３１のＲＡＭなどで一時記憶される。また、出射相対光量ｐ（＝変数ｐｐ×変数ｐｌ×変数ｐｃ×変数ｐｔ）の値が求められる。

ステップＳ６４で、内視鏡特性ｐｓが、出射相対光量ｐよりも小さいか否かが判断される。小さい場合は、ステップＳ６５で、絞りを閉じる方向に絞り具合が調整される。具体的には、絞り変数ｊが、２４０×（ｐｓ÷ｐ）の値に設定され、この絞り変数ｊ（＝２４０×（ｐｓ÷ｐ）に対応して絞り具合が設定される（ステップＳ６６）。小さくない場合は、ステップＳ６７で、絞りが完全に開いた状態にされる。具体的には、絞り変数ｊが２４０に設定され、これにより絞りが全開状態にされる（ステップＳ６６）。ステップＳ６２〜Ｓ６７の処理は、ステップＳ６１の判断で、電子内視鏡１０が新たに接続されたと判断された時に１回だけ実行される。

ステップＳ６１の判断で、新たに電子内視鏡１０が接続されたと判断されない場合は、ステップＳ６８で、ビデオプロセッサ３０から電子内視鏡１０が取り外しされたか否かが判断される。取り外しされた場合は、ステップＳ６９で、変数ｖｓの値が０に設定される。取り外しされていない場合は、内視鏡接続確認処理が終了される。即ち、電子内視鏡１０が新たに接続もされず、取り外しもしない場合は、図６の内視鏡接続確認処理では、実質的に何も行われずに終了される。

次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、内視鏡装置１で得られる画像の明るさを制御する自動調光処理が電子内視鏡１０の撮像素子１１の電子シャッタのシャッタ速度を可変させることにより行われる形態を説明したが、第２実施形態では、絞り３７の絞り具合（開度）を調整することにより行われる。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第２ＣＰＵ３１は、許容最大絞り値ｊｍａｘと輝度信号に基づいて、ステッピングモータであるモータ３５を制御し、絞り３７の絞り具合を変え、光源３６からの出射光のうちライトガイド１８の入射端に入射される光（ライトガイド１８を介して被写体に照射される光）の光量を調整する（自動調光処理）。第２実施形態では、電子シャッタのシャッタ速度は一定にされる（例えば１／６０秒など）。

第２実施形態においては、図６に示す内視鏡接続確認処理のステップＳ６５、又はＳ６７において設定された絞り変数ｊの値が、許容最大絞り値ｊｍａｘとして使用される。輝度情報に基づく絞り調整において絞り変数ｊの値が許容最大絞り値ｊｍａｘを超えて設定されないように（許容最大絞り値ｊｍａｘに対応する絞り具合を超えて絞り３７が開かないように）絞り制御が行われる。

絞り３７が開かれるのは、観察部位と電子内視鏡１０の先端部分が離れていて内視鏡装置１で得られる画像の明るさが十分でない場合が多い。この時に、絞り３７を開くと、ライトガイド１８の入射端に入射される光量が増加するため、電子内視鏡１０の先端部分から照射される光量も増加する。照射光量が増加しても観察部位との距離が離れているため、観察部位の熱傷の可能性は低い。しかし、ライトガイド１８の入射端の熱による損傷などの恐れがある。第２実施形態では、絞り３７を開く場合に、許容最大絞り値ｊｍａｘを超えて絞り変数ｊの値を設定しないため、許容最大絞り値ｊｍａｘに対応する絞り具合を超えて絞り３７が開かれることはないので、そのような問題は生じない。

図７のフローチャートを使って、割り込み処理として実行される絞り制御処理を説明する。割り込み処理は、信号処理回路４１から出力される垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて、１フィールドに１回行われる。

ステップＳ７１で、信号処理回路４１から出力される輝度情報が第２ＣＰＵ３１に入力され、この値に基づいて輝度値変数ｙが設定される。輝度値変数ｙは輝度に対応して０（暗い）から２５５（明るい）までの値に設定され、第２ＣＰＵ３１のＲＡＭなどに一時記憶される。ステップＳ７２で、予め設定された明るさの参照値ｙｒｅｆと、変数ｙの値が比較され、その差が予め設定された許容差Ｄを超えたか否かが判断される。超えていない場合には、何もせずに絞り制御処理が終了される。明るさの参照値ｙｒｅｆは、輝度値変数ｙと比較するために０（暗い）から２５５（明るい）までの値のいずれかに予め設定される。明るさの参照値ｙｒｅｆ、及び許容差Ｄの値は、第２メモリ３２または第２ＣＰＵのＲＯＭに記録される。第２実施形態では、Ｄ＝２と設定される。

超えている場合は、ステップＳ７３で、輝度値変数ｙが参照値ｙｒｅｆよりも小さいか否かが判断される。小さい場合は、内視鏡装置１により得られる画像が暗い場合で、ステップＳ７４〜Ｓ７９の手順で、内視鏡装置１により得られる画像を明るくする処理が行われる。

ステップＳ７４で、絞り変数ｊに第１所定値ｎ１を加算した値が、２４０以下であるか否かが判断される。第１所定値ｎ１は、絞り変数ｊの値を加算する時に使われる値で、１から３０までの値が設定される。第１所定値ｎ１は、輝度値変数ｙと参照値ｙｒｅｆとの差異が小さい場合には小さい値が設定され、差異が大きい場合には大きい値が設定される。第１所定値ｎ１の値は、第２メモリ３２または第２ＣＰＵのＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ７４の判断で、絞り変数ｊに第１所定値ｎ１を加算した値が２４０以下である場合には、ステップＳ７５で、絞り変数ｊの値が、第１所定値ｎ１を加算した値に設定される。

ステップＳ７４の判断で、絞り変数ｊに第１所定値ｎ１を加算した値が２４０以下でない場合（２４０を超える場合）には、ステップＳ７６で、絞り変数ｊの値が２４０に設定される。

ステップＳ７７で、絞り変数ｊが、許容最大絞り値ｊｍａｘ以下であるか否かが判断される。許容最大絞り値ｊｍａｘ以下である場合には、ステップＳ７８で、絞り変数ｊの値に対応して絞り３７が開かれる。許容最大絞り値ｊｍａｘ以下でない（許容最大絞り値を超えた）場合は、ステップＳ７９で、絞り変数ｊの値が許容最大絞り値ｊｍａｘと同じ値に設定され、絞り変数ｊ（許容最大絞り値ｊｍａｘ）の値に対応して絞り３７が開かれる。これにより、許容最大絞り値ｊｍａｘの値に対応した絞り具合を超えて絞り３７が開かれるのを防ぐことが可能になる。

ステップＳ７３の判断で、輝度値変数ｙが参照値ｙｒｅｆよりも小さくない（参照値ｙｒｅｆ以上）である場合には、内視鏡装置１により得られる画像が明るい場合で、ステップＳ８０〜Ｓ８３の手順で、内視鏡装置１により得られる画像を暗くする処理が行われる。

ステップＳ８０で、絞り変数ｊの値が、第２所定値ｎ２よりも大きいか否かが判断される。第２所定値ｎ２は、絞り変数ｊの値を減算する時に使われる値で、１から３０までの値が設定される。第２所定値ｎ２は、輝度値変数ｙと参照値ｙｒｅｆとの差異が小さい場合には小さい値が設定され、差異が大きい場合には大きい値が設定される。第２所定値ｎ２の値は、第２メモリ３２または第２ＣＰＵのＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ８０の判断で、絞り変数ｊの値が、第２所定値ｎ２よりも大きくない（第２所定値ｎ２以下である）場合には、ステップＳ８２で、絞り変数ｊの値が、３／４倍された値に新たに設定され、ステップＳ８３に進められる。なお、通常は、ｊ＞ｎ２となるのでステップＳ８２の処理はあまり実行されない。

ステップＳ８０の判断で、絞り変数ｊの値が、第２所定値ｎ２よりも大きい場合には、ステップＳ８１で、絞り変数ｊの値が、第２所定値ｎ２を減算した値に設定される。ステップＳ８３で、絞り変数ｊの値に対応して絞り３７が閉じられる。

次に、第３実施形態について説明する。第１実施形態では、内視鏡装置１で得られる画像の明るさを制御する自動調光処理が電子内視鏡１０の撮像素子１１の電子シャッタのシャッタ速度を可変させることにより行われる形態を説明し、第２実施形態では、絞り３７の絞り具合を調整することにより行われる形態を説明したが、第３実施形態では、手動による調光処理が行われる。以下、第１、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

手動による調光処理は、パネルスイッチ群４３が有する明るさアップスイッチ、及び明るさダウンスイッチ（不図示）を操作することにより行われる。第３実施形態では、明るさアップスイッチ、明るさダウンスイッチにより１０段階の明るさレベルが選択可能である。明るさレベルが１０の時の光量比を１とし、明るさレベル１〜９の時の光量比が設定され、光量比に対応する絞り変数ｊが設定される（［表３］参照）。表３のテーブルは、第２ＣＰＵ３１のＲＯＭに記憶されている。

第３実施形態においても、図５に示すメインプログラムの処理が行われ、図５のステップＳ５６におけるパネルスイッチ群操作処理において、明るさレベルの調整が行われる。明るさレベルの調整の詳細について図８のフローチャートを用いて説明する。

パネルスイッチ群４３の中で、明るさアップスイッチまたは明るさダウンスイッチが操作されると、ステップ９１で、明るさアップスイッチが操作されたか否かが判断される。明るさアップスイッチが操作されると、ステップＳ９２に進められ、明るさダウンスイッチが操作されると、ステップＳ９５に進められる。

ステップＳ９２で、明るさレベルが最大値の１０であるか否かが判断される。具体的には明るさ変数ｂｍが明るさ変数最大値ｂｍｍａｘ（＝１０）と同じであるか否かが判断される。明るさ変数ｂｍは、ライトガイド１８の入射端に入射される光の明るさレベルの値を示す変数で、１から１０までの値が設定される。明るさ変数ｂｍが１０である場合には、これ以上明るさレベルは上がらないため、何もせずに明るさレベル調整処理が終了される。１０でない場合は、ステップＳ９３で、明るさ変数ｂｍの値が１だけ加算され、ステップＳ９４で、加算された明るさ変数ｂｍの値に対応した絞り変数ｊの値が、第２CＣＰＵ３１のＲＯＭに記憶された表３のテーブルに基づいて設定される。

ステップＳ９５で、明るさレベルが最小値の１であるか否かが判断される。具体的には明るさ変数ｂｍが明るさ変数最小値ｂｍｍｉｎ（＝１）と同じであるか否かが判断される。明るさ変数ｂｍが１である場合には、これ以上明るさレベルは下がらないため、何もせずに明るさレベル調整処理が終了される。１でない場合は、ステップＳ９６で、明るさ変数ｂｍの値が１だけ減算され、ステップＳ９４で、減算された明るさ変数ｂｍの値に対応した絞り変数ｊの値が、第２ＣＰＵ３１のＲＯＭに記録された表３のテーブルに基づいて設定される。

ステップＳ９７で、絞り変数ｊが、許容最大絞り値ｊｍａｘより大きいか否かが判断される。許容最大絞り値ｊｍａｘより大きい場合には、ステップＳ９８で、絞り変数ｊの値が許容最大絞り値ｊｍａｘと同じ値に設定され、ステップＳ９９で、絞り変数ｊ（許容最大絞り値ｊｍａｘ）の値に対応して絞り３７の絞り具合が設定される。許容最大絞り値ｊｍａｘより大きくない（許容最大絞り値以下である）場合は、ステップＳ９８のステップが行われずに、ステップＳ９９で、絞り変数ｊの値に対応して絞り３７の絞り具合が設定される。これにより、許容最大絞り値ｊｍａｘの値に対応した絞り具合を超えて絞り３７が開かれるのを防ぐことが可能になる。

なお、第１〜第３実施形態では、絞り３７の開度（絞り具合）を調整することによる調光処理を説明したが、光源３６に供給する電流量を調整することにより、調光処理を行ってもよい。この場合、絞り変数ｊに代えて、光源３６に供給する電流量ｃに対応する発光量ｑを変数とすれば、第１〜第３実施形態と同じ調光制御を行うことが可能になる。

内視鏡装置の構成図である。 使用時間に対する実際の光源の出射光量の変化の一例を示すグラフである。 使用時間に対する同じ種類の光源であってばらつきのある３つの光源のモデル化した出射光量の変化を示すグラフである。 使用時間に対する異なる種類の光源のモデル化した出射光量の変化を示すグラフである。 第２ＣＰＵのメインプログラムの内容を示すフローチャートである。 内視鏡接続確認処理の詳細を示すフローチャートである。 絞り制御処理の詳細を示すフローチャートである。 明るさ調整処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内視鏡装置
１０ 電子内視鏡
１１ 撮像素子
１５ 第１ＣＰＵ
１８ ライトガイド
３０ ビデオプロセッサ
３１ 第２ＣＰＵ
３２ 第２メモリ
３３ ＲＴＣ
４１ 信号処理回路
４２ ＣＲＴＣ
４３ パネルスイッチ群
５０ キーボード
７０ ＴＶモニタ
ｐｓ 内視鏡特性
ｐｐ 光源装置特性
ｐｌ ランプ特性
ｐｃ 組み合わせ特性
ｐｔ 熱的特性

Claims (11)

1. 電子内視鏡と、
   光源と、前記電子内視鏡に入射可能な光量の相対値を示す内視鏡特性と前記光源から前記電子内視鏡に出射する光量の相対値を示す光源総合特性との比較に基づいて、前記電子内視鏡に入射される光量を調整する調光装置を有する光源装置とを備え、
   前記光源総合特性は、光源装置の種類ごとの出射光量の相対値を示す光源装置特性、前記光源の使用時間に対応して変化する出射光量の相対値や同じ種類の光源におけるばらつき度合いを示すランプ特性、接続される電子内視鏡との組み合わせによる光量の伝達効率を示す組み合わせ特性、及び接続される電子内視鏡に対して与える熱影響を示す熱的特性のうち少なくとも１つであるか、または少なくとも２つを掛け合わせたものであることを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記組み合わせ特性は、接続される電子内視鏡ごとに、前記光源装置に記録されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記ランプ特性は、前記光源の使用時間に対応して変化することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記内視鏡特性は、前記電子内視鏡に記録され、前記電子内視鏡が前記光源装置に接続されると読み出しされ、
   前記光源総合特性は、前記光源装置に記録されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
5. 前記内視鏡特性、及び前記光源総合特性は、前記光源装置に記録されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
6. 前記内視鏡特性が、前記光源総合特性よりも小さい場合に、前記調光装置は、前記電子内視鏡に入射される光量の最大値を、前記内視鏡特性と前記光源総合特性の比率に応じて調整することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
7. 前記調光装置は、絞りの開度を調整することにより、前記比率に応じた調整を行うことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記電子内視鏡と前記光源装置により得られる画像の明るさの調整は、前記電子内視鏡の撮像素子が有する電子シャッタにより行われることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
9. 前記電子内視鏡と前記光源装置により得られる画像の明るさの調整は、前記画像の輝度信号に基づいて、前記光量の最大値を超えない範囲で前記絞りの開度を調整することによって行われることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
10. 前記電子内視鏡と前記光源装置により得られる画像の明るさの調整は、前記光量の最大値を超えない範囲で設定可能な手動操作により行われることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
11. 前記調光装置は、前記光源に供給する電流量を調整することにより、前記比率に応じた調整を行うことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。

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