JP2009000344A - Endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は、被検体の内部に挿入して内部を照明し、観察する内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus that is inserted into a subject to illuminate and observe the inside.
近年、レーザ光は、被検体の加工、測定、観察など様々な用途に利用されている。例えば、医療用の内視鏡装置としては、レーザ光源から被検体にレーザ光を照射して、患部を自家蛍光させ、その強度分布によって患部を観察するものがある。しかしながら、レーザ光は、連続照射時間及び累積照射時間が長時間となる場合に、患部に対して物理的に影響を及ぼしてしまうおそれがある。このため、レーザ光の照射時間を管理、制御する手段を備えた内視鏡装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, laser light has been used for various purposes such as processing, measurement, and observation of a subject. For example, as a medical endoscope apparatus, there is an apparatus that irradiates a subject with laser light from a laser light source, causes the affected part to be self-fluorescent, and observes the affected part by its intensity distribution. However, the laser beam may physically affect the affected area when the continuous irradiation time and the cumulative irradiation time are long. For this reason, an endoscope apparatus provided with means for managing and controlling the irradiation time of laser light has been proposed (for example, see Patent Document 1).
また、被検体の内部を観察する内視鏡装置としては、ランプ光源などを有する照明手段から白色光の照明光を被検体に照明して観察するものが一般的に利用されているが、レーザ光を利用して白色の照明光を被検体に照明する照明手段を備えたものが近年注目されてきている(例えば、特許文献2参照)。より具体的には、このような照明手段は、レーザ光源と、蛍光部材とを備え、レーザ光源から発せられるレーザ光を励起光として、蛍光部材から白色の照明光を射出させることが可能となっていて、レーザ光を利用することで、蛍光部材から省電力で、高出力の白色の照明光を照射させることができる。
しかしながら、特許文献2の内視鏡装置では、通常時には照明手段から白色の照明光を照射して好適に被検体を観察することができるものの、照明手段に不具合、例えば蛍光部材に損傷が発生してしまった場合などでは、レーザ光源からのレーザ光が蛍光部材を透過して直接被検体に照射されてしまう問題があった。このようにレーザ光が直接被検体に照射されてしまうと、その強度、照射時間によっては被検体に物理的に影響を及ぼしてしまうおそれがあり、速やかに検知し、照明を停止させるなど迅速な対応をする必要があった。
However, although the endoscope apparatus of
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、照明手段によって照射される照明光の異常を容易かつ速やかに検知することが可能な内視鏡装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an endoscope apparatus that can easily and quickly detect an abnormality in illumination light irradiated by an illumination unit.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、被検体の内部に挿入される挿入部と、前記被検体に照明光を照射する照明手段と、該照明光によって照明された前記被検体の内部を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、該画像信号から映像信号を生成する映像信号処理部とを備え、該映像信号処理部は、前記画像信号から色信号を生成する色分離手段と、該色分離手段から出力された前記色信号の色温度を演算し、該色温度が、前記照明光の異常状態と対応して予め設定された異常照明領域内かどうか判断する異常検知手段とを有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention provides an insertion portion that is inserted into a subject, illumination means that irradiates the subject with illumination light, and images the inside of the subject illuminated with the illumination light and outputs an image signal An image pickup device and a video signal processing unit that generates a video signal from the image signal, the video signal processing unit output a color separation unit that generates a color signal from the image signal, and the color separation unit And an abnormality detection unit that calculates a color temperature of the color signal and determines whether the color temperature is within a preset abnormal illumination region corresponding to the abnormal state of the illumination light.
この発明に係る内視鏡装置によれば、照明手段によって被検体に照明光を照射することで、その反射光を利用して撮像素子によって被検体を撮像し、映像信号処理部によって映像信号を生成して映像を出力することができ、これにより被検体を好適に観察することができる。また、映像信号処理部では、撮像素子によって入力される画像信号から、色分離手段によって色信号を生成し、さらに異常検知手段によって該色信号の色温度を演算している。ここで、撮像素子から出力される画像信号は、照明光の反射光によって得られるものであり、照明光の色温度の変化によって対応する色信号の色温度も変化する。このため、異常検知手段によって色信号の色温度が予め設定された異常照明領域内かどうか判断することで、照明光が異常状態かどうかを容易かつ正確に判断することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, by illuminating the subject with illumination light by the illumination means, the subject is imaged by the imaging device using the reflected light, and the video signal is processed by the video signal processing unit. It is possible to generate and output an image so that the subject can be suitably observed. In the video signal processing unit, a color signal is generated by a color separation unit from an image signal input by an image sensor, and a color temperature of the color signal is calculated by an abnormality detection unit. Here, the image signal output from the image sensor is obtained by the reflected light of the illumination light, and the color temperature of the corresponding color signal also changes according to the change of the color temperature of the illumination light. For this reason, it is possible to easily and accurately determine whether or not the illumination light is in an abnormal state by determining whether or not the color temperature of the color signal is within a preset abnormal illumination region by the abnormality detection means.
また、上記の内視鏡装置において、前記映像信号処理部は、画像の色温度を演算する色温度解析手段を内蔵し、該色温度解析手段による演算結果に基づいて、入力される前記画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス処理回路を有していることがより好ましいとされている。 In the endoscope apparatus, the video signal processing unit includes color temperature analysis means for calculating the color temperature of the image, and the image signal input based on the calculation result by the color temperature analysis means. It is more preferable to have a white balance processing circuit for adjusting the white balance.
この発明に係る内視鏡装置によれば、映像信号処理部がホワイトバランス処理回路を有していることで、色温度解析手段によって画像の色温度を演算し、演算結果に基づいてホワイトバランスを調整して映像を出力することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, since the video signal processing unit has the white balance processing circuit, the color temperature of the image is calculated by the color temperature analysis unit, and the white balance is calculated based on the calculation result. You can adjust and output video.
さらに、上記の内視鏡装置において、前記ホワイトバランス処理回路の前記色温度解析手段は、前記異常検知手段として、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内かどうかの判断も行うことがより好ましいとされている。 Furthermore, in the above endoscope apparatus, the color temperature analysis unit of the white balance processing circuit may also determine whether the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region as the abnormality detection unit. It is preferred.
この発明に係る内視鏡装置によれば、異常検知手段として、ホワイトバランス回路が有する色温度解析手段の色温度解析機能を利用することで、構成及び演算処理の簡略化を図ることができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, the configuration and the arithmetic processing can be simplified by using the color temperature analysis function of the color temperature analysis unit included in the white balance circuit as the abnormality detection unit.
さらに、上記の内視鏡装置において、前記映像信号処理部のホワイトバランス処理回路は、ホワイトバランスの調整値が予め設定されていて、該調整値に基づいて前記画像信号のホワイトバランスを順次調整するオートホワイトバランス機能を有し、前記画像信号のホワイトバランスの調整とともに、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内かどうかの判断も順次行うことがより好ましいとされている。 Further, in the endoscope apparatus, the white balance processing circuit of the video signal processing unit has a white balance adjustment value set in advance, and sequentially adjusts the white balance of the image signal based on the adjustment value. It is more preferable to have an auto white balance function and to sequentially determine whether or not the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination area as well as adjusting the white balance of the image signal.
この発明に係る内視鏡装置によれば、映像信号処理部のホワイトバランス処理回路が、オートホワイトバランス機能を有することで、予め設定された調整値に基づいて順次ホワイトバランスを調整することができるとともに、照明光の異常状態の検知を順次行うことができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, the white balance processing circuit of the video signal processing unit has the auto white balance function, so that the white balance can be sequentially adjusted based on the preset adjustment value. At the same time, the abnormal state of the illumination light can be detected sequentially.
また、上記の内視鏡装置において、前記照明手段は、供給される電流に応じて励起光を発する光源部と、該励起光によって励起されて前記照明光を射出する蛍光部材とを有することがより好ましいとされている。 In the endoscope apparatus, the illumination unit may include a light source unit that emits excitation light according to a supplied current, and a fluorescent member that is excited by the excitation light and emits the illumination light. More preferred.
この発明に係る内視鏡装置によれば、光源部から発せられる励起光を蛍光部材に照射することで、蛍光部材は、励起されて照明光を射出し、被検体を好適に照明することができる。そして、光源部や蛍光部材に異常が発生して、例えば励起光が外部へ直接照射されたとしても、異常検知手段による検知結果に基づいて、容易かつ速やかに異常の発生を検知することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, by irradiating the fluorescent member with the excitation light emitted from the light source unit, the fluorescent member is excited and emits illumination light, thereby suitably illuminating the subject. it can. Even if an abnormality occurs in the light source unit or the fluorescent member and, for example, the excitation light is directly irradiated to the outside, the occurrence of the abnormality can be detected easily and quickly based on the detection result by the abnormality detection means. .
また、上記の内視鏡装置において、前記照明手段、前記撮像素子、及び、前記映像信号処理部に電力を供給する電源部を備え、前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記電源部からの電力の供給を停止させることがより好ましいとされている。 The endoscope apparatus may further include a power supply unit that supplies power to the illumination unit, the imaging element, and the video signal processing unit, and the abnormality detection unit may detect that the color temperature of the color signal is the abnormality. It is more preferable to stop the supply of electric power from the power supply unit when it is determined that it is within the illumination area.
この発明に係る内視鏡装置によれば、異常検知手段によって色信号の色温度が異常照明領域内であると判断した場合に電源部からの電力の供給を停止させることで、照明光が異常な状態で照明されつづけるのを防止することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, when the color temperature of the color signal is determined to be within the abnormal illumination area by the abnormality detection unit, the supply of power from the power supply unit is stopped, whereby the illumination light is abnormal. It is possible to prevent the lighting from being continued in a certain state.
また、上記の内視鏡装置において、前記照明手段は、前記光源部に電流を供給する光源駆動部を備え、前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記光源駆動部から前記照明手段の前記光源部への電流の供給を停止させるものとしても良い。 In the endoscope apparatus, the illumination unit includes a light source driving unit that supplies a current to the light source unit, and the abnormality detection unit has a color temperature of the color signal in the abnormal illumination region. When it is determined, the supply of current from the light source driving unit to the light source unit of the illumination unit may be stopped.
この発明に係る内視鏡装置によれば、異常検知手段によって色信号の色温度が異常照明領域内であると判断した場合に光源駆動部から光源部への電流の供給を停止させることで、照明光が異常な状態で照明されつづけるのを防止することができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, when the abnormality detection means determines that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region, by stopping the supply of current from the light source driving unit to the light source unit, It is possible to prevent the illumination light from being continuously illuminated in an abnormal state.
また、上記の内視鏡装置において、操作者に異常の発生を報知する報知手段を備え、前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記報知手段を駆動させるものとしても良い。 Further, in the above-described endoscope device, the endoscope apparatus includes a notification unit that notifies the operator of the occurrence of abnormality, and the abnormality detection unit, when determining that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region, The notification means may be driven.
この発明に係る内視鏡装置によれば、異常検知手段によって色信号の色温度が異常照明領域内であると判断した場合に報知手段を駆動させることで、報知手段によって操作者に照明光が異常状態であることを報知することができ、操作者によって照明の停止等の処置を速やかに図ることができる。 According to the endoscope apparatus according to the present invention, when the abnormality detection unit determines that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region, the notification unit is driven so that the notification unit emits illumination light to the operator. An abnormal state can be notified, and an operator can quickly take measures such as stopping the lighting.
本発明の内視鏡装置によれば、映像信号処理部に異常検知手段を有することで、撮像素子による被検体の撮像を行いながら、照明手段によって照射される照明光の異常を容易かつ速やかに検知することができる。 According to the endoscope apparatus of the present invention, the abnormality detection unit is included in the video signal processing unit, so that the abnormality of the illumination light irradiated by the illumination unit can be easily and quickly performed while the subject is imaged by the imaging device. Can be detected.
本発明に係る実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る内視鏡装置1は、被検体の内部に挿入される細長の挿入部2と、挿入部2の基端側に設けられた装置本体部3と、装置本体部3に接続された画像表示装置4とを備える。挿入部2は、例えば可撓性を有する軟性タイプで、先端から順に硬質の先端部2aと、操作部5による操作によって湾曲自在な湾曲部2bと、被検体の形状に応じて湾曲可能な可撓性を有する可撓管部2cとを有する。なお、挿入部2は、可撓管部2cに代えて一定の形状を保持する硬性管とした硬性タイプとしても良い。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an
図2は、内視鏡装置1の内部構成の詳細を示している。図2に示すように、内視鏡装置1は、挿入部2の先端部2aに設けられて、先端側に位置する被検体の対象部位を撮像する撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device)6と、該対象部位を照明する照明手段7と、装置本体部3に内蔵された映像信号処理部20及び電源部であるメイン電源8とを備える。CCD6は、図示しない対物レンズによって結像する観察像を電気変換して画像信号として出力することが可能である。また、CCD6から出力された画像信号は、挿入部2内に配設された信号線6aによって基端側へ伝送されて、プリアンプ9、相関二重サンプリング(CDS)回路10、自動ゲイン制御(AGC)回路11、ADコンバータ12を経由して映像信号処理部20に入力される。プリアンプ9は、入力された画像信号を増幅し、また、相関二重サンプリング回路10は、増幅した画像信号のノイズを除去、低減させる。自動ゲイン制御回路11は、画像信号に対して信号ゲインを設定し、また、ADコンバータ12は、入力された画像信号をAD変換して映像信号処理部20へ出力する。そして、映像信号処理部20は、入力された画像信号から映像信号を生成して画像表示装置4へ出力し、これにより画像表示装置4に映像を表示させることが可能である。映像信号処理部20の詳細については後述する。
FIG. 2 shows details of the internal configuration of the
また、照明手段7は、装置本体部3に内蔵されていて励起光としてレーザ光を発する光源部であるレーザダイオード13と、レーザダイオード13に電流を供給する光源駆動部14と、挿入部2に基端側から先端側へ配設された光伝送部材であるライトガイド15と、挿入部2内に設けられた蛍光部材16とを備える。レーザダイオード13は、供給される電流量に応じた光量で特定波長のレーザ光を発することが可能であり、本実施形態では、例えば青色レーザ光を発することが可能である。また、レーザダイオード13は、ライトガイド15の基端と接続されていて、これによりレーザダイオード13から発せられるレーザ光は、ライトガイド15の基端に入光し、ライトガイド15の先端、すなわち挿入部2の先端側まで導光される。また、蛍光部材16は、ライトガイド15の先端に接続されていて、ライトガイド15によって導光されたレーザ光は、蛍光部材16に照射される。これにより蛍光部材16は励起されて、レーザ光の光量に応じた光量の白色光を生成し、これを照明光として射出し、外部の被検体を照明することが可能となる。
The illuminating means 7 includes a
次に、映像信号処理部20の詳細について説明する。映像信号処理部20は、第一の処理部20aと、第二の処理部20bとで構成されている。第一の処理部20aは、AD変換された画像信号がそれぞれ入力される輝度信号処理回路21及び第一の色分離手段22と、ゲインコントローラ23と、色信号処理回路24とを有する。輝度信号処理回路21は、入力される画像信号に基づいてデジタル輝度信号DYを出力することが可能であり、出力されたデジタル輝度信号DYは、DAコンバータ21aによってアナログ輝度信号YにDA変換される。
Next, details of the video
また、第一の色分離手段22は、入力された画像信号に基づいて原色信号として赤色信号R、緑色信号G、青色信号B(以下、原色信号R、G、Bと記載する)を出力するもので、色分離回路22aと、積算部22bと、RGB演算部22cとを有する。色分離回路22aは、ADコンバータ12からの画像信号が入力され、デジタル輝度信号DYと、色合成信号Cr、Cbを生成し出力する。そして、色分離回路22aから出力されたデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbは、積算部22bによってそれぞれ積算されて、RGB演算部22cに入力される。RGB演算部22cは、積算部22bで積算されたデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbに基づいて色信号として原色信号R、G、Bを生成する。
The first
第一の色分離手段22のRGB演算部22cによって生成された原色信号R、G、Bは、ゲインコントローラ23で後述する制御値Rc、Bcによってゲイン制御され、これによりホワイトバランスが調整された後に色信号処理回路24へ出力される。なお、ゲインコントローラ23には手動調整部23aが接続されていて、手動調整部23aによる手動調整によっても制御値Rc、Bcを決定してホワイトバランスの調整を行うことが可能となっている。色信号処理回路24は、ゲイン制御後の色信号に基づいてデジタル色信号DCを生成し出力する。出力されたデジタル色信号DCは、DAコンバータ24aによってDA変換されてアナログ色信号Cとして出力され、DAコンバータ21aから出力されたアナログ輝度信号Yとによって映像信号として画像表示装置4へ出力され、これにより画像表示装置4に対応する映像が出力される。
After the primary color signals R, G, and B generated by the
また、映像信号処理部20において、第二の処理部20bは、第二の色分離手段25と、色温度解析手段26と、制御値演算手段27とによって構成されている。第二の色分離手段25は、第一の色分離手段22と同様の構成であり、色分離回路25a、積算部25b及びRGB演算部25cを有し、入力される画像信号に基づいて色信号として原色信号R、G、Bを出力する。また、色温度解析手段26は、演算部26aと、記憶部26bと、判断部26cとで構成され、第二の色分離手段25から出力される原色信号R、G、Bに基づいて、対応する画像の色温度を解析するものであり、さらに、本実施形態においては、色異常検知手段として照明手段7による照明光が異常状態かどうか判断するものである。
In the video
より詳しくは、演算部26aは、入力される原色信号R、G、Bから、原色信号R、Bをそれぞれ原色信号Gで除し、色温度を表すR/G値及びB/G値を算出する。また、図3に示すように、記憶部26bには、原色信号R、G、Bの関係を表わすグラフMが記憶されている。図3に示すように、グラフMにおいて、原点Oは、予め設定されたホワイトバランスの調整値を表していて、色温度検出領域P、Qは、ホワイトバランスを自動調整可能な領域を表している。また、色温度検出領域P、Q外である手動調整領域R、S、及び異常照明領域Tは、自動調整不可能な領域を表していて、特に異常照明領域Tは、照明手段7においてレーザダイオード13から発せられるレーザ光の色温度と対応して照明光が異常状態となっている領域を表している。ここで、閾値αは、蛍光部材16が損傷することなどによってレーザ光が外部へ漏れ出して照射された時の青色信号Bの出力について、赤色信号R及び緑色信号Gの出力に対する相対的な大きさを表している。そして、判断部26cは、演算部26aによる演算結果がグラフMにおいて色温度検出領域P、Q、手動調整領域R、S、または、異常照明領域Tのいずれかの領域に存在しているかに基づいて、制御値演算手段27、画像表示装置4、または、光源駆動部14のいずれかに判断結果を出力する。
More specifically, the
また、制御値演算手段27は、色温度解析手段26の判断部26cによる判断結果が入力された場合には、画像信号と対応するR/G値及びB/G値が原点Oに位置するよう調整する制御値として赤色制御値Rc、青色制御値Bc(以下、制御値Rc、Bcと記載する)を演算し、第一の処理部20aのゲインコントローラ23に入力することが可能である。これにより、ゲインコントローラ23においては、第一の処理部20aの第一の色分離手段22から順次入力される原色信号R、G、Bと、第二の処理部20bの制御値演算手段27から対応して順次入力される制御値Rc、Bcとに基づいて、ホワイトバランスを順次調整して色信号処理回路24に出力することが可能であり、すなわち、ゲインコントローラ23と、第二の色分離手段25と、色温度解析手段26と、制御値演算手段27とによってオートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス処理回路30を構成している。
次に、図2から図4に基づいて、この実施形態の内視鏡装置1の作用、及び、色温度解析手段26の判断部26cにおける制御フローの詳細について説明する。
Further, when the determination result by the
Next, based on FIGS. 2 to 4, the operation of the
まず、図2に示すように、内視鏡装置1において、メイン電源8をオンとすることにより、照明手段7の光源駆動部14からレーザダイオード13には電流が供給される。これにより、レーザダイオード13から所定光量のレーザ光が発せられ、蛍光部材16は、励起されてレーザ光の光量と対応する光量の照明光が射出されることなり、被検体を照明することが可能となる。このため、CCD6は、照明光が被検体に反射して入光する反射光によって被検体の観察像が結像され、これを電気変換して画像信号として、プリアンプ9、相関二重サンプリング回路10、自動ゲイン制御回路11、ADコンバータ12を介して、映像信号処理部20の第一の処理部20a及び第二の処理部20bへ順次出力していく。そして、第一の処理部20aでは、第一の色分離手段22によって画像信号と対応する原色信号R、G、Bをゲインコントローラ23へ入力していく。また、第二の処理部20bでは、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックそれぞれについて、第二の色分離手段25によって画像信号と対応する原色信号R、G、Bを生成し、色温度解析手段26へ出力していく。
First, as shown in FIG. 2, in the
次に、色温度解析手段26では、入力される原色信号R、G、Bに基づいて、画像信号と対応する画像の色温度を解析していく。すなわち、図4に示すように、色温度解析手段26において、演算部26aは、第二の色分離手段26から原色信号R、G、Bが入力されると、画像の各ブロックのそれぞれについて、R/G値及びB/G値をそれぞれ演算して(ステップS1)、判断部26cに入力していく。判断部26cでは、入力されたR/G値及びB/G値の平均値を算出し、記憶部26bに記憶されたグラフMに当て嵌めていく(ステップS2、S3)。そして、R/G値及びB/G値の平均値に基づいて、対応する画像信号がグラフMの色温度検出領域P、Qの領域に含まれている場合には、色温度解析手段26の判断部26cは、R/G値及びB/G値の平均値を制御値演算手段27へ出力する。制御値演算手段27では、R/G値及びB/G値の平均値が、調整後において、グラフMの原点Oとなるような制御値Rc、Bcを算出する(ステップS21)。より具体的には、グラフMの色温度検出領域Pに含まれている場合、すなわちR/G値よりもB/G値が小さい場合には、緑色信号Gを基準として、赤色信号Rより青色信号Bの出力の方が小さく色温度が低いことを意味するので、赤色制御値Rcが1よりも小さい値に算出されるとともに、青色制御値Bcが1より大きい値に算出されることとなる。一方、グラフMの色温度検出領域Qに含まれる場合、すなわちR/G値よりもB/G値が大きい場合には、緑色信号Gを基準として、赤色信号Rより青色信号Bの出力の方が大きく色温度が高いことを意味するので、赤色制御値Rcが1より大きい値に算出されるとともに、青色制御値Bcが1よりも小さい値に算出されることとなる。
Next, the color temperature analyzing means 26 analyzes the color temperature of the image corresponding to the image signal based on the input primary color signals R, G, and B. That is, as shown in FIG. 4, in the color
そして、制御値演算手段27は、算出した制御値Rc、Bcをゲインコントローラ23へ出力する(ステップS22)。ゲインコントローラ23では、対応する原色信号R、G、Bに、この制御値Rc、Bcを乗じたものを色信号処理回路24へ出力する。このため、色信号処理回路24から出力されるデジタル色信号DCは、グラフMの原点Oと対応する調整値でホワイトバランスが調整された状態で出力され、DAコンバータ24aでアナログ色信号CにDA変換された後に、アナログ輝度信号Yとともに映像信号として画像表示装置4へ出力されることとなる。以上のように、画像信号がグラフMの色温度検出領域P、Qの範囲に含まれている場合には、図4に示すステップS1からステップS22までのフローが繰り返し行われ、これにより、画像表示装置4にホワイトバランスがグラフMの原点Oと対応する調整値に自動調整された映像を常に表示することができる。
Then, the control value calculating means 27 outputs the calculated control values Rc and Bc to the gain controller 23 (step S22). The
一方、図4において、色温度検出領域P、Qに含まれない場合、すなわち基準となる原点Oに対して、原色信号R、G、Bのいずれかが極端に大きい場合には、色温度解析手段26(異常検知手段)の判断部26cは、さらに、照明手段7のレーザダイオード13から発せられるレーザ光の色温度と対応、すなわち青色信号Bの出力が極端に大きい異常照明領域Tに含まれるかどうかを判断する(ステップS3)。ここで、異常照明領域Tに含まれる場合とは、具体的には、照明手段7において、蛍光部材16が損傷したなどの原因によってレーザダイオード13からのレーザ光が外部に直接照射されたことに起因する。レーザ光が外部に直接照射されると、レーザ光が青色であることから、照明光自体も色温度が高くなり、これによりCCD6が受光して得られる画像は全体が青色系に偏ったものとなる。そして、R/G値及びB/G値の平均値に基づいて、画像信号が異常照明領域Tに含まれると判断した場合には、色温度解析手段26の判断部26cは、光源駆動部14へ停止信号を出力し、光源駆動部14の駆動を停止させる(ステップS31)。これにより、光源駆動部14からレーザダイオード13への電流の供給が停止されることとなり、レーザダイオード13から外部へのレーザ光の照射を速やかに停止することができる。さらに、色温度解析手段26の判断部26cは、警告表示信号を出力し、画像表示装置4に警告表示をさせる(ステップS32)。これにより、操作者は、照明手段7の異常によってこれ以上照明して観察することができなくなってしまったことを認識することができる。
On the other hand, in FIG. 4, when not included in the color temperature detection areas P and Q, that is, when any of the primary color signals R, G, and B is extremely larger than the reference origin O, the color temperature analysis is performed. The
一方、初期状態のホワイトバランスの設定値がずれているなどに起因して異常照明領域Tに含まれないと判断した場合、すなわち手動調整領域R、Sに含まれている場合には、色温度解析手段26の判断部26cは、調整指示信号を出力し、画像表示装置4に調整指示を表示させる(ステップS41)。このため、色温度検出領域P、Qに含まれず、自動調整不可能であったとしても、レーザ光が外部へ照射されていない安全な手動調整領域R、Sでは、操作者が手動調整部23aを手動で調整し(ステップS43)、制御値Rc、Bcを入力する(ステップS42)ことで、ホワイトバランスを調整することができる。
On the other hand, when it is determined that the white balance setting value in the initial state is not included in the abnormal illumination area T due to a deviation or the like, that is, when it is included in the manual adjustment areas R and S, the color temperature The
以上のように、本実施形態の内視鏡装置1では、色温度解析手段26が異常検知手段として、撮像される画像の色温度が異常照明領域T内かどうか判断することで、CCD6による被検体の撮像を行いながら、照明手段7によって照射される照明光の異常を容易かつ速やかに検知することができる。また、異常が認められた場合には、速やかに照明手段7による照明を停止させて、異常な状態で被検体を照明しつづけることを防止することができる。ここで、本実施形態では、内視鏡装置1は、オートホワイトバランス機能を有するホワイトバランス処理回路30を有していることから、予め設定された調整値に基づいて順次ホワイトバランスを調整して映像を出力することができる。さらに、異常検知手段を構成する色温度解析手段26が、ホワイトバランス処理回路30に内蔵された構成を利用するものであることから、構成及び処理の簡略化を図りつつ、ホワイトバランスの調整及び照明光の異常の検知を行うことができる。
As described above, in the
なお、上記においては、入力される画像信号が異常照明領域Tに含まれると判断した場合に、色温度解析手段26の判断部26cは、光源駆動部14の駆動を停止するものとしたが、これに限るものでは無い。図5は、この実施形態の第1の変形例である。図5に示すように、この変形例の内視鏡装置40では、色温度解析手段26の判断部26cは、メイン電源8と接続されている。そして、入力される画像信号が異常照明領域Tに含まれると判断した場合に、色温度解析手段26の判断部26cによってメイン電源8から各構成への電力の供給を停止させるような構成としている。このようにメイン電源8からの電力供給を停止させるものとしても、レーザダイオード13からのレーザ光の照射を停止させることができ、同様の効果を期待することができる。なお、上記においては、いずれも自動的にレーザダイオード13からのレーザ光の照射を停止させるものとしたが、手動によって停止させるものとしても良い。すなわち、上記のように画像表示装置4に異常照明であることを表示し、あるいは、警報装置を有して警報音を鳴らしたりと、照明光が異常状態の時には、操作者に異常の発生を報知する報知手段を駆動させて、これに基づいて操作者の手動によって照明手段7による照明を停止させるものとしても良い。
In the above description, when it is determined that the input image signal is included in the abnormal illumination region T, the
また、図6は、この実施形態の第2の変形例を示している。図6に示すように、この変形例の内視鏡装置50において、映像信号処理部51は、第一の色分離手段22を省略して、第二の色分離手段25のみの構成としている。すなわち、第二の色分離手段25の演算部25cは、演算した原色信号R、G、Bを、色温度解析手段26へ出力するとともに、ゲインコントローラ23へも出力している。そして、色温度解析手段26による判断結果に基づいて制御値演算手段27によって算出された制御値Rc、Bcでゲイン制御することで、同様に自動的にホワイトバランスが調整された映像を画像表示装置4で出力することができるとともに、色温度解析手段26の判断部26cで、照明光の異常を検知することができる。
FIG. 6 shows a second modification of this embodiment. As shown in FIG. 6, in the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図7から図9は、本発明の第2の実施形態を示したものである。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 7 to 9 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図7及び図8に示すように、この実施形態の内視鏡装置60は、画像信号から映像信号を生成する映像信号処理部61と、画像信号から照明手段7の照明光の異常状態を検知する異常検知部62とを備えている。映像信号処理部61は、AD変換された画像信号がそれぞれ入力される輝度信号処理回路21及びホワイトバランス処理回路63を有する。図8に示すように、ホワイトバランス処理回路63は、常時ホワイトバランスの制御値を演算して調整を行うものでなく、操作者が操作部63aに入力することによって上記制御値を演算するいわゆるワンプッシュホワイトバランス機能を有するものであり、第一の色分離手段64と、色温度解析手段65と、制御値演算手段66と、第一のゲインコントローラ67と、第二のゲインコントローラ68とを有する。第一の色分離手段64は、入力された画像信号に基づいて原色信号R、G、Bを出力するもので、色分離回路64aと、積算部64bと、RGB演算部64cとを有する。色分離回路64aは、ADコンバータ12からの画像信号が入力され、デジタル輝度信号DYと、色合成信号Cr、Cbとを生成する。そして、色分離回路64aは、通常時は、生成した色合成信号Cr、Cbを第一のゲインコントローラ68へ出力するとともに、操作者によって操作部63aへの入力がなされた場合には、積算部64bにデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbを出力する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
そして、通常時においては、第一のゲインコントローラ67に入力された色合成信号Cr、Cbは、記憶部69に記憶された制御値Rc、Bcによってゲイン制御され、これによりホワイトバランスが調整された後に色信号処理回路24へ出力される。一方、操作部63aへの入力があった場合には、色分離回路64aから出力されたデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbは、積算部64bによってそれぞれ積算されて、RGB演算部64cに入力される。RGB演算部64cは、積算部64bで積算されたデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbに基づいて色信号として原色信号R、G、Bを生成する。そして、生成された原色信号R、G、Bは、第二のゲインコントローラ68及び色温度解析手段65のそれぞれへ出力される。
In normal times, the color composite signals Cr and Cb input to the
色温度解析手段65は、入力された原色信号R、G、Bに基づいて、対応する画像の色温度を解析するものであり、演算部65aと、記憶部65bと、判断部65cとで構成されている。演算部65aは、入力される原色信号R、G、Bから、原色信号R、Bをそれぞれ原色信号Gで除し、色温度を表すR/G値及びB/G値を算出し、判断部65cへ出力する。記憶部65bには、図3に示すグラフMが記憶されていて、判断部65cは、記憶部65bを参照して演算部26aによる演算結果がグラフMにおいていずれに位置しているか判断する。そして、制御値演算手段66は、判断部65cによる判断結果に基づいて、画像信号と対応するR/G値及びB/G値が原点Oに位置するよう調整する制御値Rc、Bcを演算する。演算した制御値Rc、Bcは、第二のゲインコントローラ68に入力される。このため、第一の色分離手段64から第二のゲインコントローラ68に入力された原色信号R、G、Bは、制御値演算手段66から入力された制御値Rc、Bcによってホワイトバランスが調整されて、色信号処理回路24へ出力される。
The color temperature analysis means 65 analyzes the color temperature of the corresponding image based on the input primary color signals R, G, and B, and includes a
一方、制御値演算手段66によって演算した制御値Rc、Bcは、記憶部69にも入力され、既に記憶されている制御値Rc、Bcと書き換えられる。このため、操作者が操作部63aを入力した後は、直近の操作部63a入力時に演算された制御値Rc、Bcに基づいてホワイトバランスが調整されて画像表示装置4に映像を表示することが可能である。
On the other hand, the control values Rc and Bc calculated by the control value calculating means 66 are also input to the
また、異常検知部62は、上記のように順次入力される画像信号から照明手段7の照明光の異常状態を検知するものであり、第二の色分離手段70と、異常検知手段71とを有している。第二の色分離手段70は、色分離回路70aと、積算部70bと、RGB演算部70cとを有していて、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックそれぞれについて、入力された画像信号から原色信号R、G、Bを生成し、出力することが可能である。また、異常検知手段71は、演算部71aと、記憶部71bと、判断部71cとで構成されている。
The
そして、第二の色分離手段70から原色信号R、G、Bが入力されると、まず、演算部71aが、各ブロックそれぞれについて、第二の色分離手段70から入力された原色信号R、G、BからR/G値及びB/G値を演算し、判断部71cへ出力する(ステップS5)。また、記憶部71bには、図3に示すグラフMが記憶されている。そして、判断部71cが、入力されたR/G値及びB/G値の平均値を算出し、記憶部26bに記憶されたグラフMに当て嵌めていく(ステップS6)。そして、図3において、判断部71cは、画像信号が異常照明領域Tに含まれると判断した場合には、照明手段7の光源駆動部14へ停止信号を出力し、光源駆動部14の駆動を停止させる(ステップS7)。これにより、光源駆動部14からレーザダイオード13への電流の供給が停止されることとなり、レーザダイオード13から外部へのレーザ光の照射を速やかに停止することができる。さらに、色温度解析手段26の判断部26cは、警告表示信号を出力し、画像表示装置4に警告表示をさせる(ステップS8)。これにより、操作者は、照明手段7の異常によってこれ以上照明して観察することができなくなってしまったことを認識することができる。一方、ステップS6において、判断部71cによって画像信号が異常照明領域Tに含まれていないと判断した場合には、映像信号処理部61から映像信号を出力しつつ、異常検知部62に入力される画像信号について上記フローを繰り返して、照明光が異常な状態となっていないか監視しつづける。
When the primary color signals R, G, and B are input from the second
以上、本実施形態の内視鏡装置60のように、画像のホワイトバランスを調整するホワイトバランス処理回路63と、照明光の異常を検知する異常検知手段71とを別構成とするようにしても、同様に照明光の異常を容易かつ速やかに検知することができる。また、ホワイトバランスを調整するホワイトバランス回路としては、第1の実施形態のようなオートホワイトバランス機能を有するものに限らず、本実施形態のようなワンプッシュホワイトバランス機能を有するものとしても良い。
As described above, as in the
なお、本実施形態のような構成においても同様に、図10に示す内視鏡装置80のように、異常検知手段71の判断部71cで照明光の異常が判断された場合に、メイン電源8からの電源の供給を停止する構成としても良い。
Similarly in the configuration of the present embodiment, the
また、図11に示す内視鏡装置90の映像信号処理部91のように、第二の色分離手段70を省略して第一の色分離手段64のみの構成とするとともに、異常検知手段71を省略して、色温度解析手段65を異常検知手段としても機能させるものとしても良い。
Further, like the video
すなわち、AD変換されて入力される画像信号に対して、第一の色分離手段64の色分離回路64aでデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbを生成する。そして、通常時は、生成された色合成信号Cr、Cbが第二のゲインコントローラ67に入力されて、記憶部69に記憶された制御値Rc、Bcによってゲイン制御され色信号処理回路24へ出力される。さらに、生成されたデジタル輝度信号DY及び色合成信号Cr、Cbが第一の色分離手段64の積算部64bに入力されることで、RGB演算部64cで原色信号R、G、Bが生成され色温度解析手段65へ出力され、異常検知手段として判断部65cで画像信号が異常照明領域Tに含まれるかどうか判断される。これにより、CCD6から順次出力される画像信号について、ホワイトバランスを調整した映像信号を生成して画像表示装置4に映像を出力するとともに、照明光が異常状態でないかどうか監視し、異常状態である場合には照明手段7による照明を停止させることができる。
That is, the digital luminance signal DY and the color synthesis signals Cr and Cb are generated by the
一方、操作者が操作部63aを入力した場合には、第一の色分離手段64の色分離回路64aは、第二のゲインコントローラ67への出力を停止させて、積算部64bへのみ出力する。そして、色温度解析手段65の判断部65cは、画像信号が記憶部65bに記憶されたグラフMのいずれに位置しているか判断し、制御値演算手段66によって制御値Rc、Bcを演算し、第一のゲインコントローラ68及び記憶部69へ出力する。このため、操作部63aを入力した後は、新たな制御値Rc、Bcに基づいてホワイトバランスを調整した映像信号を生成して画像表示装置4に映像を出力することができる。
On the other hand, when the operator inputs the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
なお、上記各実施形態においては、照明手段7としてレーザダイオード13と、蛍光部材16とを有するものとしたが、これに限るものでは無く、様々な照明手段について照明光の異常を検知することが可能である。例えば、赤、青、緑と発光色の異なる複数のLEDを光源として白色光を生成し、これを照明光とするものとしても良い。この場合にも、いずれかのLEDが劣化、損傷することで、色温度が変化することから、検出される色温度が予め設定する異常照明領域に含まれているか判断することで、照明光の異常を検知することが可能である。
In each of the above embodiments, the illumination unit 7 includes the
1、40、50、60、80、90 内視鏡装置
2 挿入部
4 画像表示装置(報知手段)
6 CCD(撮像素子)
7 照明手段
8 メイン電源(電源部)
13 レーザダイオード(光源部)
14 光源駆動部
16 蛍光部材
20、51、61、91 映像処理部
22、64 第一の色分離手段(色分離手段)
25、70 第二の色分離手段(色分離手段)
26、65 色温度解析手段(異常検知手段)
30、63 ホワイトバランス処理回路
71 異常検知手段
T 異常照明領域
1, 40, 50, 60, 80, 90
6 CCD (imaging device)
7 Illumination means 8 Main power supply (power supply)
13 Laser diode (light source)
14 Light source drive
25, 70 Second color separation means (color separation means)
26, 65 Color temperature analysis means (abnormality detection means)
30, 63 White
Claims (8)
前記被検体に照明光を照射する照明手段と、
該照明光によって照明された前記被検体の内部を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
該画像信号から映像信号を生成する映像信号処理部とを備え、
該映像信号処理部は、前記画像信号から色信号を生成する色分離手段と、
該色分離手段から出力された前記色信号の色温度を演算し、該色温度が、前記照明光の異常状態と対応して予め設定された異常照明領域内かどうか判断する異常検知手段とを有することを特徴とする内視鏡装置。 An insertion portion to be inserted into the subject;
Illuminating means for illuminating the subject with illumination light;
An image sensor that images the inside of the subject illuminated by the illumination light and outputs an image signal;
A video signal processing unit for generating a video signal from the image signal,
The video signal processing unit includes color separation means for generating a color signal from the image signal,
An abnormality detection unit that calculates a color temperature of the color signal output from the color separation unit and determines whether the color temperature is within a preset abnormal illumination region corresponding to the abnormal state of the illumination light; An endoscope apparatus comprising the endoscope apparatus.
前記映像信号処理部は、画像の色温度を演算する色温度解析手段を内蔵し、該色温度解析手段による演算結果に基づいて、入力される前記画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス処理回路を有していることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1, wherein
The video signal processing unit includes color temperature analysis means for calculating the color temperature of an image, and adjusts the white balance of the input image signal based on the calculation result of the color temperature analysis means. An endoscope apparatus characterized by comprising:
前記ホワイトバランス処理回路の前記色温度解析手段は、前記異常検知手段として、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内かどうかの判断も行うことを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 2, wherein
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the color temperature analysis unit of the white balance processing circuit also determines whether the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region as the abnormality detection unit.
前記映像信号処理部のホワイトバランス処理回路は、ホワイトバランスの調整値が予め設定されていて、該調整値に基づいて前記画像信号のホワイトバランスを順次調整するオートホワイトバランス機能を有し、前記画像信号のホワイトバランスの調整とともに、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内かどうかの判断も順次行うことを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 3, wherein
The white balance processing circuit of the video signal processing unit has an auto white balance function in which a white balance adjustment value is set in advance and the white balance of the image signal is sequentially adjusted based on the adjustment value. An endoscope apparatus characterized by sequentially determining whether or not the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region, as well as adjusting the white balance of the signal.
前記照明手段は、供給される電流に応じて励起光を発する光源部と、
該励起光によって励起されて前記照明光を射出する蛍光部材とを有することを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The illumination means includes a light source unit that emits excitation light according to a supplied current,
An endoscope apparatus comprising: a fluorescent member that is excited by the excitation light and emits the illumination light.
前記照明手段、前記撮像素子、及び、前記映像信号処理部に電力を供給する電源部を備え、
前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記電源部からの電力の供給を停止させることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A power supply unit that supplies power to the illumination unit, the imaging device, and the video signal processing unit;
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the abnormality detecting unit stops the supply of electric power from the power supply unit when it is determined that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region.
前記照明手段は、前記光源部に電流を供給する光源駆動部を備え、
前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記光源駆動部から前記照明手段の前記光源部への電流の供給を停止させることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 5, wherein
The illumination unit includes a light source driving unit that supplies current to the light source unit,
The abnormality detection unit stops supply of current from the light source driving unit to the light source unit of the illumination unit when it is determined that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination region. Endoscope device.
操作者に異常の発生を報知する報知手段を備え、
前記異常検知手段は、前記色信号の色温度が前記異常照明領域内であると判断した場合に、前記報知手段を駆動させることを特徴とする内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Informing means for informing the operator of the occurrence of abnormality,
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the abnormality detection unit drives the notification unit when it is determined that the color temperature of the color signal is within the abnormal illumination area.
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