JP4311959B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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する。特に、観察部位を照射する光の光量を調整し、あるいは、撮像素子のシャッタスピードに基づく電荷蓄積量を調整すること等により、表示装置に映し出される被写体像の明るさを適正に維持するための調光処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子内視鏡装置では、被写体像に応じた画像信号がビデオスコープ内の撮像素子から読み出されると、被写体像の明るさを示す輝度値が算出される。そして、この輝度値と適正な明るさを示す参照輝度値との差に基づいて、例えば患部に照射される光の光量が絞りによって調整される。輝度値を算出する測光方式としては、被写体像全体の明るさ平均を求める平均測光や、被写体像全体の中で比較的輝度値の高い値を被写体像の明るさとするピーク測光があり、医師などのオペレータは必要に応じて測光方式を選択する。
【０００３】
従来の電子内視鏡装置では、患部とビデオスコープの先端部とが近接した場合や、鉗子などの処置具の先端部が観察画像に現われた場合、観察画像の周辺領域ではハレーションが発生しやすい。ピーク測光方式を適用している状態で周辺領域にハレーションが発生すると、画面全体としては適正な明るさであるにも関らず、照射光量が減少するように光量調整が行われる。そのため、表示装置に明瞭に映し出すことが必要な観察対象部位の位置する中心付近のエリアをピーク測光領域に設定し、周辺エリアを平均測光領域に設定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３３９０１号公報（第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
医師等のオペレータは、ビデオスコープの操作部に設けられたアングルノブを操作してスコープ挿入部の先端部を上下左右のうちの所定の湾曲方向に湾曲させながら処置、観察等を行っており、注目する部位が画面中央付近で映し出されるようにノブが回転操作される。しかしながら、スコープ先端部を湾曲させることによって観察画面周辺あるいは観察画面以外にある注目部位を画面中央に映すまでの間、オペレータが注視しているエリアに対しては平均測光が適用される。そのため、観察画像全体の中で注視部分が暗く映し出され、内視鏡操作、観察、処置等に支障を来たす。
【０００６】
そこで本発明では、ビデオスコープを操作している間、画面上で注視する部分に対して常にピーク測光をすることにより、注視する部分を表示装置に常に明瞭に映し出すことができる電子内視鏡装置、内視鏡用自動調光装置、自動調光方法、自動調光プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の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は、被写体を照明するための光源と、被写体像全体の中で、中央にピーク測光領域を定めるとともに被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、平均測光領域において平均測光を実行することにより、撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段とを備える。ビデオスコープには、先端部を湾曲させるための湾曲操作部が設けられている。
【０００８】
例えば、代表輝度値算出手段は、ピーク測光領域のピーク値と平均測光領域の平均輝度値とにそれぞれ所定の係数を掛けて加算した値を代表輝度値として算出すればよい。また、被写体像明るさ調整手段は、絞りを開閉することにより被写体への光量を調整してもよく、あるいは撮像素子の電子シャッタ機能を利用して明るさ調整してもよい。平均測光としては平均測光領域の明るさ平均を算出すればよく、各画素の輝度値の平均を算出するか、あるいはヒストグラム分布を用いて平均値を算出してもよい。なお、測光領域設定手段は、明るさ調整される被写体像、すなわち、表示すべき被写体像に対してピーク測光領域および平均測光領域を設定する。例えば、撮像素子の画素数と表示される被写体像を構成する画素の画素数とが一致しない場合、間引きあるいは補間処理により画素変換された表示用被写体像に対して領域設定をすればよい。
【０００９】
さらに本発明の電子内視鏡装置は、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、湾曲方向および湾曲変化量に従って被写体像全体の中でピーク測光領域を移動させるピーク測光領域移動手段とを備えたことを特徴とする。例えば、ビデオスコープの操作部にはスコープ先端部を互いに直交する第１および第２の方向（例えば、左右上下方向）へそれぞれ湾曲させるための湾曲操作部が設けられており、所定の操作を行うことによりスコープ先端部が所定方向に沿って湾曲する。スコープ先端部に設けられた撮像素子には、スコープ先端面の向く方向に沿って観察される被写体像が形成され、湾曲操作部、すなわち先端部が真直ぐのニュートラルの状態において、ピーク測光領域が中央に設定すればよい。そして、湾曲操作によるスコープ先端部の湾曲動作に従って、ピーク測光領域が移動する。
【００１０】
湾曲操作が開始されると、湾曲検出手段は、湾曲方向を検出するとともに、湾曲変化量を検出する。操作開始直後において湾曲変化量が生じるため、ピーク測光領域は、被写体像全体の中でその湾曲方向に沿った方向へ移動する。例えば、左方向へ湾曲すると、被写体像全体の中で左方向へ移動する。そして、湾曲操作を停止する際、湾曲操作開始時とは逆の湾曲変化量が生じるため、ピーク測光領域は元の中央付近に戻るように逆方向（例えば右方向）に沿って移動する。完全に湾曲操作が停止すると、湾曲変化量は生じないでピーク測光は中央に位置する。このように、スコープ先端部をニュートラル状態から所定角度まで湾曲させる間、ピーク測光領域は、初めに湾曲方向に応じた方向に沿って移動し、今度は逆方向に沿って移動しながら、最終的に中央位置に戻る。湾曲した状態からニュートラル状態に戻す場合においても同じである。
【００１１】
注目する部位が観察画面の中央に映し出されている場合、オペレータはスコープ先端部を湾曲させず、その注視領域はピーク測光領域に重なる。一方、観察したい部位が画面周辺、画面外にある場合、その部分を画面中央へ映しだすように、所定方向へスコープ先端部を湾曲させるが、ピーク測光領域も湾曲動作に従って移動する。スコープ先端部を湾曲させている間、注視領域が常時ピーク測光領域に重なる。したがって、観察したい部位は常にピーク測光領域が実行され、適切な光量調整、さらには適切な診断、処置が行われる。
【００１２】
湾曲操作部の操作位置とスコープ先端部の湾曲角度は、実質的に１：１の対応関係にあるとみなせる。よって、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作方向および操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する。回転ノブなどの軸回転可能な湾曲操作部が適用される場合、湾曲方向検出手段は、湾曲操作部に対する回転操作時の回転方向情報を含む角速度を検出する。検出された角速度の正負、大きさにより、湾曲方向および湾曲変化量が検出される。例えば、スコープ先端部を互いに直交する２軸方向（上下左右方向）に沿って別々に湾曲させるための軸回転可能な第１の回転操作部および第２の回転操作部が設けられた場合、湾曲方向検出手段は、第１および第２の回転操作部に対する回転操作時の角速度をそれぞれ検出する。この場合、ピーク測光領域は、第１の方向および第２の方向それぞれ別々に移動する。
【００１３】
ピーク測光領域を一定速度で移動させるようにしてもよいが、湾曲動作が大きいほど画面外に注目する部位があると考えられることから、湾曲動作に応じて移動量が変化するのが好ましい。従って、湾曲ピーク測光領域移動手段は、湾曲変化量の大きさに応じた移動量だけピーク測光領域を移動させるのがよい。例えば、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲変化量を検出し、ピーク測光領域移動手段は、操作変化量の大きさに応じた移動量だけピーク測光領域を移動させる。
【００１４】
一方、ピーク測光領域の移動量をスコープ先端部全体の湾曲量に対応させる場合、電子内視鏡装置は、スコープ先端部の連続的に所定方向へ湾曲する湾曲時間を検出する湾曲時間検出手段を備え、ピーク測光領域移動手段は、湾曲時間および湾曲変化量から求められる移動量だけピーク測光領域を移動させる。例えば、湾曲操作部に対する連続した所定方向への操作時間を検出することによりスコープ先端部の湾曲時間を検出する操作時間検出手段を備え、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲変化量を検出し、ピーク測光領域移動手段は、操作時間および操作変化量に応じた移動量だけピーク測光領域を移動させる。
【００１５】
オペレータが意識的にスコープ先端部を湾曲させようとしていなくても、内視鏡操作中には多少湾曲させてしまう。このような意識しない湾曲動作においてはピーク測光領域を移動させないのが望ましい。したがって、湾曲変化量の大きさに基づいて判断する場合、スコープ先端部の湾曲変化量の大きさが基準湾曲変化量の大きさを超えているか否かを判断する湾曲変化量大きさ判別手段を備えているのがよい。ピーク測光領域移動手段は、スコープ先端部の湾曲変化量の大きさが基準湾曲変化量の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。ピーク測光領域移動手段は、操作変化量の大きさが基準操作変化量の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。例えば、軸回転可能な湾曲操作部の場合、湾曲検出手段が、湾曲操作部に対する回転操作時の角速度を検出し、角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えているか否かを判断する角速度大きさ判別手段を備える。ピーク測光領域移動手段は、角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。
【００１６】
あるいは、連続的に湾曲している時間に基づいて、意識的にスコープ先端部を湾曲させているか判断してもよい。この場合、スコープ先端部の連続的に所定方向へ湾曲している湾曲時間が基準湾曲時間を超えているか否かを判断する湾曲時間判別手段を備え、ピーク測光領域移動手段は、湾曲時間が基準湾曲時間を超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。操作時間が基準操作時間を超えているか否かを判断する操作時間判別手段を備えればよく、ピーク測光領域移動手段は、操作時間が基準操作時間を超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。
【００１７】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整装置は、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整方法は、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定め、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出し、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持し、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出し、前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整プログラムは、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段により検出される湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段とを機能させることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。
【００２１】
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。
【００２２】
電子内視鏡装置には、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）５４を有するビデオスコープ５０と、ＣＣＤ５４から読み出される信号を処理するプロセッサ１０とが備えられており、被写体像を表示するモニタ３２およびキーボード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、検査、手術等が開始されると、ビデオスコープの挿入部６１が体内へ挿入される。
【００２３】
ランプ電源スイッチ（図示せず）がＯＮになると、ランプ制御回路１１Ａを含むランプ電源部１１からランプ１２へ電源が供給され、これによりランプ１２から光が放射される。ランプ１２から放射された光は、集光レンズ１４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５１Ａに入射する。ライトガイド５１は、ランプ１２から放射される光を観察部位Ｓのあるビデオスコープ５０の先端部６０へ光を伝達する極細の光ファイバー束であり、光ファイバー束５１を通った光は出射端５１Ｂから出射する。これにより、照明用レンズである配光レンズ５２を介して被写体である観察部位Ｓに光が照射される。
【００２４】
観察部位Ｓにおいて反射した光は、対物レンズ５３を通ってＣＣＤ５４の受光領域に到達し、これにより観察部位Ｓの光学像がＣＣＤ５４の受光領域に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として同時単板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）が受光領域の各画素位置に対応するよう配置されている。そして、ＣＣＤ５４では、観察部位Ｓの光学像が補色カラーフィルタの各色要素を通る色に応じた複数の画素信号から成る画像信号に変換され、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。本実施形態では、カラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０（１／６０）秒間隔ごとに１フレーム（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５５へ送られる。
【００２５】
初期信号処理回路５５には、プリアンプ、サンプルホールド回路、画像メモリ、画像処理回路（いずれも図示せず）などが含まれており、初期信号処理回路５５に入力された画像信号は、各回路での処理後デジタル画像信号に変換され、画像メモリに一時的に格納される。画像メモリから読み出されたデジタル画像信号は画像処理回路においてホワイトバランス調整、ガンマ補正などの処理が施される。処理された画像信号はプロセッサ１０へ送られる。また、初期信号処理回路５５に入力された画像信号の輝度成分である輝度信号が生成されて所定のタイミングで調光回路２３へ送られる。ここでは、ＮＴＳＣ方式に従って１／３０（１／６０）秒間隔ごとに輝度信号が送られる。
【００２６】
プロセッサ信号処理回路２８では、初期信号処理回路５５から送られてくる画像信号に対して所定の処理が施される。処理された画像信号は、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（映像信号）としてモニタ３２へ出力され、これにより被写体像がモニタ３２に映し出される。
【００２７】
システムコントロール回路２２には、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６が設けられており、ＣＰＵ２４はプロセッサ１０全体を制御し、調光回路２３、ランプ制御回路１１Ａ、プロセッサ信号処理回路２８などの各回路に制御信号を出力する。タイミングコントロール回路３０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内の各回路に出力され、また、ビデオ信号に付随される同期信号がプロセッサ信号処理回路２８に送られる。システムコントロール回路２２内のＲＯＭ２５には、電子内視鏡装置全体を制御するためのプログラムがあらかじめ記憶されている。
【００２８】
ライトガイド５１の入射端５１Ａと集光レンズ１４との間には、被写体Ｓに照射される光の光量を調整する絞り１６が設けられており、モータ１８の駆動によって開閉する。本実施形態では、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成された調光回路２３により、絞り１６を通過する光、すなわち被写体Ｓへ照射される光の光量が調整される。さらに本実施形態では、後述するように、モニタ３２を通して表示される被写体像が複数のブロックに分割されており、ブロック毎に輝度平均値が算出される。そして、観察画像全体に対して平均測光が実行されるとともに、観察画像中央付近ではピーク測光が実行される。平均測光による輝度値とピーク測光による輝度値とに基づいて被写体像全体の明るさを示す輝度値が算出され、この輝度値に基づいて調光回路２３からモータドライバ２０へ制御信号が送られる。これにより、モータ１８がモータドライバ２０によって駆動され、その結果、絞り１６が所定の開度となるように開く（あるいは閉じる）。
【００２９】
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と、ビデオスコープ５０に関連したデータがあらかじめ記憶されたＥＥＰＲＯＭ５７とが設けられている。スコープ制御部５６は、初期信号処理回路５５を制御するとともに、ＥＥＰＲＯＭ５７からスコープ関連のデータを読み出す。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、スコープ制御部５６とシステムコントロール回路２２との間でデータが送受信される。なお、本実施形態では、ＣＣＤ５４の画素数はモニタ３２の画素数よりも少なく、ＣＣＤ５４に形成される被写体像が実質的にそのままモニタ３２に表示される画像となる。
【００３０】
ビデオスコープ５０の操作部５０Ｐにはアングルノブ５８が設けられており、医師等のオペレータがアングルノブ５８を回転操作することによってビデオスコープ５０の先端部６０が互いに直交な上下／左右方向へ湾曲する。アングルノブ５８には角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、操作ノブ５８に対する回転操作に従って角速度センサ５９Ａ、５９Ｂから回転操作に関する信号が検出され、調光回路２３へ送られる。
【００３１】
フロントパネル４６には、自動調光において基準となる参照輝度値Ｙｒの設定をするための設定スイッチ４６Ａが設けらており、オペレータがスイッチを操作すると、操作に応じた信号がシステムコントロール回路２２へ送られる。参照輝度値のデータは、ＲＡＭ２６へ一時的に格納されるとともに、必要に応じてシステムコントロール回路２２から調光回路２３へ送られる。
【００３２】
図２は、アングルノブ５８を概略的に示した図である。
【００３３】
アングルノブ５８は、先端部６０を左右方向に湾曲させるための左右ノブ５８Ａと上下方向に沿って湾曲させるための上下ノブ５８Ｂから構成されており、上下ノブ５８Ｂ、左右ノブ５８Ａには、それぞれ上下シャフト５８Ｄ，左右シャフトＣが接続されている。左右ノブ５８Ａ，もしくは上下ノブ５８Ｂが回転操作されると、その回転操作に対し連動してシャフト５８Ｃ，５８Ｄが軸回転する。上下、左右シャフト５８Ｃ，５８Ｄはそれぞれ対応するプーリ（図示せず）に接続されており、プーリ各々の周りには先端部６０まで延びるワイヤーが掛けられている。上下ノブ５８Ａ、あるいは左右ノブ５８Ｂが操作されると、操作量に応じて先端部６０が上下あるいは左右方向に湾曲する。上下シャフト５８Ａ、左右シャフト５８Ｂにはそれぞれ角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、先端部６０の湾曲操作時におけるノブの回転方向の角速度が検出される。そして、後述するように、検出された角速度に応じた信号（以下これを角速度信号とする）がプロセッサ１０の調光回路２３へ送られる。
【００３４】
図３、図４は、自動調光処理ルーチンを示した図であり、ＮＴＳＣ方式に従って１／３０（１／６０）秒毎にメインルーチン（図示せず）に割り込んで処理を実行する。図５は、複数のブロックにより構成される観察画像を示した図であり、図６は、アングルノブ５８に対する回転操作に従うピーク測光領域の移動を示した図である。また、図７は、高輝度が微小領域に発生した観察画像を示した図である。
【００３５】
ステップＳ１０１では、図５に示すように、観察画像Ａを複数のブロックＢxyに分割設定するとともに、ピーク測光領域Ａ１および平均測光領域Ａ２が設定される。
【００３６】
図５に示す観察画像Ａはモニタ３２に表示される被写体像に対応しており、８×８＝６４個のブロックＢxy（ｘ＝０〜７、ｙ＝０〜７）がマトリクス状に並ぶような状態で観察画像Ａが構成される。ここでは添字ｘはモニタ３２の画面の水平方向、添字ｙはモニタ３２の画面の垂直方向を表す。さらに、各ブロックＢxyは、８×８の画素Ｐxyij（ｉ＝０〜７、ｊ＝０〜７）によって構成されており、観察画像全体は、６４×６４（＝４０９６）個の画素によって構成されている。ただし、添字ｉはモニタ３２の画面の水平方向、添字ｊはモニタ３２の画面の垂直方向を表す。各画素Ｐxyijはそれぞれ輝度値Ｙxyijを有し、各画素Ｐxyijの輝度値に応じた輝度信号がビデオスコープ５０から調光回路２３へ送られてくる。本実施形態では、被写体像の明るさを２５６段階に分けており、輝度値は輝度レベルとして０〜２５５のいずれかの値に定められる。
【００３７】
観察画像Ａに対しては、中心周りに境界線が描かれるピーク測光領域Ａ１と観察画像全体からなる平均測光領域Ａ２とが規定されており、ピーク測光領域Ａ１ではピーク測光、平均測光領域Ａ２では平均測光が実行される。ここでは、ピーク測光領域Ａ１と平均測光領域Ａ２の面積比は約１：３である。大腸など体内器官は管状になっているため、ビデオスコープ５０の先端部６０が器官内の中心方向を向いている場合、先端部６０の周縁部が器官と近接している。言い換えれば、観察画像Ａの周辺領域に映し出される部分が、器官内において先端部６０と近接している内壁などになる。そして、オペレータは、先端部６０が注目すべき部位に近づくと、先端部６０を湾曲させて先端部６０の先端面を注目部位へ向ける。観察画像Ａ全体に対するピーク測光領域Ａ１の範囲は、注目したい部位を観察画像Ａの中央に映し出すこと、その部位全体に対してピーク測光を実行できることなどを考慮して定められる。ステップＳ１０１が実行されると、ステップＳ１０２へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０２では、左右ノブ５８Ａに対応する角速度センサ５９Ａにより検出されて送られてきた角速度信号から、角速度Ｒｈが数値データとして検出される。ここでは、先端部６０を左方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが操作された時に検出される角速度Ｒｈを正の値で示し、右方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが回転操作された時に検出される角速度Ｒｈを負の値で示す。また、角速度Ｒｈは、回転操作前の先端部６０の湾曲状態に応じた左右ノブ５８Ａの位置に基づいて検出される。そして、ステップＳ１０３では、検出された角速度Ｒｈが閾値ｒ１（＞０）より大きいか否かが判断される。すなわち、左右ノブ５８Ａの操作された回転方向が先端部６０を左方向へ湾曲させる方向（ここでは反時計周り）であるか否かが判断され、さらに、各速度Ｒｈの大きさ（｜Ｒｈ｜）が閾値ｒ１より大きいか否かが判断される。閾値ｒ１は、ピーク測光領域Ａ１を左右方向へ移動させるために最低限必要な角速度の大きさを示し、観察したい部位方向へ先端部６０を湾曲させるために左右ノブ５８Ａが意識的に操作されたか否かを判断するための基準値となる。
【００３９】
ステップＳ１０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいと判断された場合、すなわち、オペレータにより意識的に左右ノブ５８Ａが反時計周りに操作されたと判断された場合、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、検出された角速度Ｒｈの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ左方向へ移動する（図６参照）。すなわち、注目したい部位のある左方向へ先端部６０が湾曲するのに従い、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で左方向へ移動する。ステップＳ１０４が実行されると、ステップＳ１０８へ進む。
【００４０】
一方、ステップＳ１０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、角速度Ｒｈが以下の式を満たすか否かが判断される。
―ｒ１≦Ｒｈ≦ｒ１ ・・・（１）
すなわち、オペレータは意識して左右ノブ５８Ａを操作しておらず、実質的に左右ノブ５８Ａが操作されていないか否かが判断される。
【００４１】
ステップＳ１０５において角速度Ｒｈが（１）式を満たすと判断された場合、ステップＳ１０６へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。一方、角速度Ｒｈが（１）式を満たさない、すなわち角速度Ｒｈが−ｒ１より小さいと判断された場合、先端部６０を意識的に右方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが時計回りに回転操作されたとみなされ、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、角速度Ｒｈの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で右方向へ所定量だけ移動する。ステップＳ１０６もしくはステップＳ１０７が実行されると、ステップＳ１０８へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０８では、上下ノブ５８Ｂに対応する角速度センサ５９Ｂによって検出されて送られてきた角速度信号から、角速度Ｒｖが数値データとして検出される。ここでは、先端部６０を上方向へ湾曲させるように上下ノブ５８Ｂが操作された時に検出される角速度Ｒｖを正の値で示し、下方向へ湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが操作された時に検出される角速度Ｒｖを負の値で示す。そして、ステップＳ１０９では、検出された角速度Ｒｖが閾値ｒ２（＞０）より大きいか否かが判断される。すなわち、上下ノブ５８Ｂの操作された回転方向が先端部６０を上方向へ湾曲させる方向（ここでは反時計周り）であるか否かが判断され、さらに、各速度Ｒｖの大きさ（｜Ｒｖ｜）が閾値ｒ２より大きいか否かが判断される。閾値ｒ２は、ピーク測光領域Ａ１を上下方向へ移動させるために最低限必要な角速度の大きさを示し、観察したい部位方向へ先端部６０を湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが意識的に操作されたか否かを判断するための基準となる。
【００４３】
ステップＳ１０９において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいと判断された場合、すなわち、オペレータにより意識的に上下ノブ５８Ｂが操作されたと判断された場合、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、検出された角速度Ｒｖの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ上方向へ移動する（図６参照）。すなわち、注目したい部位のある上方向へ先端部６０が湾曲するのに従い、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で上方向へ移動する。ステップＳ１１０が実行されると、図４のステップＳ１１４へ進む。
【００４４】
一方、ステップＳ１０９において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、角速度Ｒｖが以下の式を満たすか否かが判断される。
―ｒ２≦Ｒｖ≦ｒ２ ・・・（２）
すなわち、オペレータは意識して上下ノブ５８Ｂを操作しておらず、実質的に上下ノブ５８Ｂが操作されていないか否かが判断される。
【００４５】
ステップＳ１１１において角速度Ｒｖが（２）式を満たすと判断された場合、ステップＳ１１２へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。一方、角速度Ｒｖが（２）式を満たさない、すなわち角速度Ｒｈが−ｒ２より小さいと判断された場合、先端部６０を意識的に下方向へ湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが操作されたとみなされ、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、角速度Ｒｖの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で下方向へ所定量だけ移動する。ステップＳ１１２もしくはステップＳ１１３が実行されると、図４のステップＳ１１４へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１４では、６４個のブロックＢxyそれぞれについて、輝度の平均値（以下では、ブロック輝度平均値という）ＹＢxyが算出される。
ＹＢxy＝ΣＹxyij／６４ ・・・（３）
各ブロックＢxyのブロック輝度平均値ＹＢxyが求められると、ステップＳ１１５へ進み、ピーク測光領域Ａ１に対してピーク輝度値Ｙpが算出され、平均測光領域Ａ２に対して平均輝度値Ｊaveが算出される。
【００４７】
平均輝度値Ｊaveは、平均測光領域Ａ２に属する各ブロックＢxyのブロック輝度平均値ＹＢxyに基づき、以下の式によって求められる。
Ｊave＝ΣＹＢxy／４８ ・・・（４）
（但し、Σは平均測光領域Ａ２内のｘ、ｙについてのみの和を表す。）
一方、ピーク値Ｙpの場合、ピーク測光領域Ａ１内の各ブロックＢxyの輝度平均値ＹＢxyがそれぞれ比較され、その中で最大となる輝度平均値ＹＢxyがピーク値Ｙpとして定められる。ステップＳ１１５が実行されると、ステップＳ１１６へ進む。
【００４８】
ステップＳ１１６では、自動調光処理において参照輝度値Ｙrと比較される観察画像Ａの輝度値Ｉが、以下の式に基づいて算出される。以下では、輝度値Ｉを代表輝度値という。
Ｉ＝α×Ｊave＋β×Ｙpp ・・・（５）
ただし、α、βは重み付け係数である。重み付け係数α、βの値は使用状況に合わせて設定すればよいが、ここではαはβに比べて十分小さい値に設定される。ステップＳ１１６が実行されると、ステップＳ１１７へ進む。
【００４９】
ステップＳ１１７では、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差と許容差Ｃとが比較される。参照輝度値Ｙrは、ここでは１２８に設定されている。代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容差Ｃより大きい、すなわち許容範囲外の場合、ステップＳ１１８へ進み、その差に応じた制御信号が調光回路２３からモータドライバ２０へ送られる。その結果、被写体像の明るさが適正となるように絞り１６が所定量だけ開閉駆動される。ステップＳ１１８が実行されると、処理ルーチンが終了する。一方、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容差Ｃ以下、すなわち許容範囲である場合、被写体像の明るさは実質的には適正であると判断され、そのまま処理ルーチンが終了する。
【００５０】
図７では、ピーク測光領域Ａ１内の一部の画素のみ高輝度である観察画像を示している。図７（Ａ）に示すように、注目すべき部位がピーク測光領域Ａ１内に映し出されている状態において、体内の粘膜や部位の微小な凹凸により、ブロックＢxyの中で特定の画素Ｐxyij（図７（Ａ）では、ｉ＝ｊ＝４、すなわちＰxy44）のみ高輝度の状態にある。ブロックＢxyの中で画素Ｐxy44以外の画素については参照輝度値Ｙr（＝１２８）と等しく、画素Ｐxy44のみ高輝度値（＝２５５）になっている。本実施形態では、ブロックＢxyに対するブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、他のブロックの輝度平均値ＹＢxyと比較されながらピーク値Ｙpが決定される。したがって、画素Ｐxyijの輝度値がそのままピーク値Ｙpと算出されることはない。算出されるブロック輝度平均値ＹＢxyは、高輝度の画素Ｐxyij以外の画素に基づいて実質的に算出される。
【００５１】
また、図７（Ｂ）に示すように、体内の粘膜や部位の微小な凹凸の影響により、１画素だけでなく複数の画素による微小領域ＶＳが高輝度状態にある場合においても、ブロックＢxy毎にブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、他のブロック輝度平均値ＹＢxyと比較されながらピーク値Ｙpが算出されるため、高輝度状態となった画素のある微小領域ＶＳの影響でそのままピーク値Ｙpが高輝度値に決定されることはない。
【００５２】
このように本実施形態によれば、観察画像Ａにおいてピーク測光が実行されるピーク測光領域Ａ１と平均測光が実行される平均測光領域Ａ２が設定され、ピーク測光領域Ａ１は、観察画像Ａの中で中央に設置される。一方、先端部６０を湾曲させるために回転操作される左右ノブ５８Ａ、上下ノブ５８Ｂにはそれぞれ角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、回転操作されると角速度がそれぞれ検出される。そして、ピーク測光領域Ａ１は、検出された角速度によって定められる移動方向および移動量に従い、観察画像Ａの中で所定方向へ移動する。
【００５３】
例えば、先端部６０を真直ぐに伸びるニュートラルの状態から左方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが反時計回りに回転操作された場合、ピーク測光領域Ａ１は初め左方向へ移動し、回転操作が終わるにつれて今度は反対の右方向へ移動し、元の中央付近に戻る。湾曲させた状態から先端部６０をニュートラルな状態へ戻すために左右ノブ５８Ａが時計周りに回転操作されると、ピーク測光領域Ａ１は、最初右方向へ移動するとともに、その後反対の左方向へ移動しながら元の中央付近に戻る。これにより、注視すべき部位の映し出された画像エリアは、常にピーク測光が実現される。
【００５４】
なお、代表輝度値の算出には（５）式以外の方法で算出してもよい。また、ブロック輝度平均値ＹＢxyは、輝度のヒストグラム分布を利用して算出してもよく、被写体像の明るさの平均的値を算出するように平均輝度値Ｊaveを求めればよい。ピーク測光領域Ａ１の範囲、大きさは、本実施形態の以外の範囲、大きさに設定してもよく、観察画像Ａの中央部分に位置すればよい。また、平均測光領域の範囲を、ピーク測光領域Ａ１を除いた観察画像Ａの周辺領域に設定してもよい。
【００５５】
本実施形態では、絞り１６の開閉によりモニタ３２に表示される被写体像の明るさ調整を行っているが、ＣＣＤ５４の電子シャッタ機能により読み出される電荷量を調整することにより、被写体像の明るさを調整してもよい。
【００５６】
本実施形態では、先端部６０を湾曲させるために回転操作用の左右、上下ノブ５８Ａ、５８Ｂが設けられているが、回転以外の操作により湾曲させる湾曲操作部材を適用してもよい。さらに、先端部６０の湾曲を直接検出する構成にしてもよい。
【００５７】
次に、図８を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ノブが所定方向にある一定時間以上連続して操作されている場合、注目すべき観察部位へ向けて先端部６０を意識的に湾曲させる操作が行われていると判断する。また、ノブの回転操作量に従ってピーク測光領域を移動させる。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００５８】
図８は、第２の実施形態における自動調光処理ルーチンを示した図である。
【００５９】
ステップＳ２０１では、時間変数Ｔ１、Ｔ２がそれぞれ０に設定される。時間変数Ｔ１およびＴ２は、それぞれ左右ノブ５８Ａおよび上下ノブ５８Ｂが連続的に操作されている時間をカウントするための変数である。ステップＳ２０２では、図３のステップＳ１０２同様、左右方向の湾曲に関する角速度Ｒｈが検出される。そして、ステップＳ２０３では、図３のステップＳ１０３同様、検出された角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいか否かが判断される。
【００６０】
ステップＳ２０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいと判断された場合、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいか否かが判断される。時間閾値ｔ１は、ピーク測光領域Ａ１を左右方向へ移動させるのに最低限必要な連続操作時間に対応しており、先端部６０を左方向へ湾曲させるための操作を連続的に閾値ｔ１に応じた時間以上行っているか否かが判断される。
【００６１】
ステップＳ２０４において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に左方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ１に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、左右ノブ５８Ａの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で回転操作量に応じた移動量だけ左方向へ移動する。ただし、左右ノブ５８Ａの回転移動量は、計測された角速度Ｒｈと時間変数Ｔ１とに基づいて算出される。一方、ステップＳ２０４において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２０６へ進み、時間変数Ｔ１が１だけインクリメントされる。ステップＳ２０５もしくはステップＳ２０６が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ２０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２０７へ進み、角速度Ｒｈが上記（１）式を満たすか否かが判断される。ステップＳ２０７において角速度Ｒｈが（１）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２０８へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。そして、ステップ２０９では、時間変数Ｔ１が０に設定される。ステップＳ２０９が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６３】
一方、ステップＳ２０７において角速度Ｒｈが（１）式を満たさないと判断された場合、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０４同様、ステップＳ２１０では、時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいか否かが判断される。時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に右方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ１に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２１１へ進み、左右ノブ５８Ａの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ右方向へ移動する。一方、ステップＳ２１０において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１２へ進み、時間変数Ｔ１が１だけインクリメントされる。ステップＳ２１１もしくはステップＳ２１２が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６４】
ステップＳ２１３では、図３のステップＳ１０８同様、上下方向の湾曲に関する角速度Ｒｖが検出される。そして、ステップＳ２１４では、図３のステップＳ１０９同様、検出された角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいか否かが判断される。
【００６５】
ステップＳ２１４において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいと判断された場合、ステップＳ２１５へ進む。ステップＳ２１５では、時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいか否かが判断される。時間閾値ｔ２は、ピーク測光領域Ａ１を上下方向へ移動させるのに最低限必要な連続操作時間に対応しており、先端部６０を左方向へ湾曲させるための操作を連続的に閾値ｔ２に応じた時間以上行っているか否かが判断される。
【００６６】
ステップＳ２１５において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に上方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ２に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２１６へ進む。ステップＳ２１６では、上下ノブ５８Ｂの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ上方向へ移動する。上下ノブ５８Ｂの回転移動量は、計測された角速度Ｒｖと時間変数Ｔ２とに基づいて算出される。一方、ステップＳ２１５において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１７へ進み、時間変数Ｔ２が１だけインクリメントされる。ステップＳ２１６もしくはステップＳ２１７が実行されると、ステップＳ２２４へ進む。一方、ステップＳ２１４において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１８へ進み、角速度Ｒｖが上記（２）式を満たすか否かが判断される。
【００６７】
ステップＳ２１８において角速度Ｒｖが（２）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２１９へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。そして、ステップ２２０では、時間変数Ｔ２が０に設定される。ステップＳ２２０が実行されると、ステップＳ２２４へ進む。
【００６８】
一方、ステップＳ２１８において角速度Ｒｖが（２）式を満たさないと判断された場合、ステップＳ２２１へ進む。ステップＳ２１０同様、ステップＳ２２１では、時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいか否かが判断される。時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に下方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ２に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２２２へ進み、上下ノブ５８Ｂの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ下方向へ移動する。一方、ステップＳ２２１において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２２３へ進み、時間変数Ｔ２が１だけインクリメントされる。ステップＳ２２２もしくはステップＳ２２３が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６９】
ステップＳ２２４〜２２８の実行は、図４のステップ１１４〜１１８の実行と同じである。すなわち、ブロック毎にブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、ピーク測光領域Ａ１、平均測光領域Ａ２に対してそれぞれピーク輝度値Ｙp、平均輝度値Ｊaveが算出される。そして、（５）式に基づいて代表輝度値Ｉが算出され、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容範囲であるか否かが判断される。許容範囲外の場合、絞り１６が開閉駆動される。ステップＳ２２８が実行されると、ステップＳ２０２に戻る。
【００７０】
なお、第１、第２の実施形態では観察画像Ａは複数のブロックＢxyに分割されているが、分割することなくピーク測光、平均測光を実行してもよい。
【００７１】
図９は、第３の実施形態である電子内視鏡装置の観察画像を示した図である。第３の実施形態では、ピーク測光領域Ａ１を構成する全ての画素の輝度値をそのまま比較してピーク値Ｙpが決定されるピーク測光が行われ、ピーク測光領域Ａ２内にある全ての画素の輝度値を一律に平均して平均輝度値Ｊaveを決定するに平均測光が行われる。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、電子内視鏡装置において、ビデオスコープを操作している間、画面上で注視する部分に対して常にピーク測光をすることにより、注視する部分を表示装置に常に明瞭に映し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】アングルノブを概略的に示した図である。
【図３】第１の実施形態における自動調光処理ルーチンの前段部分を示した図である。
【図４】第１の実施形態における自動調光処理ルーチンの後段部分を示した図である。
【図５】複数のブロックにより構成される観察画像を示した図である。
【図６】ノブに対する操作に従うピーク測光領域の移動を示した図である。
【図７】高輝度が微小領域に発生した観察画像を示した図である。
【図８】第２の実施形態における自動調光処理ルーチンを示した図である。
【図９】第３の実施形態における観察画像を示した図である。
【符号の説明】
１０ プロセッサ
１６ 絞り
２２ システムコントロール回路
２３ 調光回路
３２ モニタ
５０ ビデオスコープ
５４ ＣＣＤ（撮像素子）
５８ アングルノブ（湾曲操作部）
５８Ａ 左右ノブ（第１の回転操作部）
５８Ｂ 上下ノブ（第２の回転操作部）
５９Ａ、５９Ｂ 角速度センサ
６０ 先端部（スコープ先端部）
Ｒｖ、Ｒｈ 角速度（湾曲方向、湾曲変化量）
ｒ１、ｒ２ 閾値（基準湾曲変化量の大きさ）
ｔ１、ｔ２ 時間閾値（基準操作時間）
Ａ１ ピーク測光領域
Ａ２ 平均測光領域
Ｉ 代表輝度値
【発明の属する技術分野】
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する。特に、観察部位を照射する光の光量を調整し、あるいは、撮像素子のシャッタスピードに基づく電荷蓄積量を調整すること等により、表示装置に映し出される被写体像の明るさを適正に維持するための調光処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子内視鏡装置では、被写体像に応じた画像信号がビデオスコープ内の撮像素子から読み出されると、被写体像の明るさを示す輝度値が算出される。そして、この輝度値と適正な明るさを示す参照輝度値との差に基づいて、例えば患部に照射される光の光量が絞りによって調整される。輝度値を算出する測光方式としては、被写体像全体の明るさ平均を求める平均測光や、被写体像全体の中で比較的輝度値の高い値を被写体像の明るさとするピーク測光があり、医師などのオペレータは必要に応じて測光方式を選択する。
【０００３】
従来の電子内視鏡装置では、患部とビデオスコープの先端部とが近接した場合や、鉗子などの処置具の先端部が観察画像に現われた場合、観察画像の周辺領域ではハレーションが発生しやすい。ピーク測光方式を適用している状態で周辺領域にハレーションが発生すると、画面全体としては適正な明るさであるにも関らず、照射光量が減少するように光量調整が行われる。そのため、表示装置に明瞭に映し出すことが必要な観察対象部位の位置する中心付近のエリアをピーク測光領域に設定し、周辺エリアを平均測光領域に設定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３３９０１号公報（第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
医師等のオペレータは、ビデオスコープの操作部に設けられたアングルノブを操作してスコープ挿入部の先端部を上下左右のうちの所定の湾曲方向に湾曲させながら処置、観察等を行っており、注目する部位が画面中央付近で映し出されるようにノブが回転操作される。しかしながら、スコープ先端部を湾曲させることによって観察画面周辺あるいは観察画面以外にある注目部位を画面中央に映すまでの間、オペレータが注視しているエリアに対しては平均測光が適用される。そのため、観察画像全体の中で注視部分が暗く映し出され、内視鏡操作、観察、処置等に支障を来たす。
【０００６】
そこで本発明では、ビデオスコープを操作している間、画面上で注視する部分に対して常にピーク測光をすることにより、注視する部分を表示装置に常に明瞭に映し出すことができる電子内視鏡装置、内視鏡用自動調光装置、自動調光方法、自動調光プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の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は、被写体を照明するための光源と、被写体像全体の中で、中央にピーク測光領域を定めるとともに被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、平均測光領域において平均測光を実行することにより、撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段とを備える。ビデオスコープには、先端部を湾曲させるための湾曲操作部が設けられている。
【０００８】
例えば、代表輝度値算出手段は、ピーク測光領域のピーク値と平均測光領域の平均輝度値とにそれぞれ所定の係数を掛けて加算した値を代表輝度値として算出すればよい。また、被写体像明るさ調整手段は、絞りを開閉することにより被写体への光量を調整してもよく、あるいは撮像素子の電子シャッタ機能を利用して明るさ調整してもよい。平均測光としては平均測光領域の明るさ平均を算出すればよく、各画素の輝度値の平均を算出するか、あるいはヒストグラム分布を用いて平均値を算出してもよい。なお、測光領域設定手段は、明るさ調整される被写体像、すなわち、表示すべき被写体像に対してピーク測光領域および平均測光領域を設定する。例えば、撮像素子の画素数と表示される被写体像を構成する画素の画素数とが一致しない場合、間引きあるいは補間処理により画素変換された表示用被写体像に対して領域設定をすればよい。
【０００９】
さらに本発明の電子内視鏡装置は、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、湾曲方向および湾曲変化量に従って被写体像全体の中でピーク測光領域を移動させるピーク測光領域移動手段とを備えたことを特徴とする。例えば、ビデオスコープの操作部にはスコープ先端部を互いに直交する第１および第２の方向（例えば、左右上下方向）へそれぞれ湾曲させるための湾曲操作部が設けられており、所定の操作を行うことによりスコープ先端部が所定方向に沿って湾曲する。スコープ先端部に設けられた撮像素子には、スコープ先端面の向く方向に沿って観察される被写体像が形成され、湾曲操作部、すなわち先端部が真直ぐのニュートラルの状態において、ピーク測光領域が中央に設定すればよい。そして、湾曲操作によるスコープ先端部の湾曲動作に従って、ピーク測光領域が移動する。
【００１０】
湾曲操作が開始されると、湾曲検出手段は、湾曲方向を検出するとともに、湾曲変化量を検出する。操作開始直後において湾曲変化量が生じるため、ピーク測光領域は、被写体像全体の中でその湾曲方向に沿った方向へ移動する。例えば、左方向へ湾曲すると、被写体像全体の中で左方向へ移動する。そして、湾曲操作を停止する際、湾曲操作開始時とは逆の湾曲変化量が生じるため、ピーク測光領域は元の中央付近に戻るように逆方向（例えば右方向）に沿って移動する。完全に湾曲操作が停止すると、湾曲変化量は生じないでピーク測光は中央に位置する。このように、スコープ先端部をニュートラル状態から所定角度まで湾曲させる間、ピーク測光領域は、初めに湾曲方向に応じた方向に沿って移動し、今度は逆方向に沿って移動しながら、最終的に中央位置に戻る。湾曲した状態からニュートラル状態に戻す場合においても同じである。
【００１１】
注目する部位が観察画面の中央に映し出されている場合、オペレータはスコープ先端部を湾曲させず、その注視領域はピーク測光領域に重なる。一方、観察したい部位が画面周辺、画面外にある場合、その部分を画面中央へ映しだすように、所定方向へスコープ先端部を湾曲させるが、ピーク測光領域も湾曲動作に従って移動する。スコープ先端部を湾曲させている間、注視領域が常時ピーク測光領域に重なる。したがって、観察したい部位は常にピーク測光領域が実行され、適切な光量調整、さらには適切な診断、処置が行われる。
【００１２】
湾曲操作部の操作位置とスコープ先端部の湾曲角度は、実質的に１：１の対応関係にあるとみなせる。よって、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作方向および操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する。回転ノブなどの軸回転可能な湾曲操作部が適用される場合、湾曲方向検出手段は、湾曲操作部に対する回転操作時の回転方向情報を含む角速度を検出する。検出された角速度の正負、大きさにより、湾曲方向および湾曲変化量が検出される。例えば、スコープ先端部を互いに直交する２軸方向（上下左右方向）に沿って別々に湾曲させるための軸回転可能な第１の回転操作部および第２の回転操作部が設けられた場合、湾曲方向検出手段は、第１および第２の回転操作部に対する回転操作時の角速度をそれぞれ検出する。この場合、ピーク測光領域は、第１の方向および第２の方向それぞれ別々に移動する。
【００１３】
ピーク測光領域を一定速度で移動させるようにしてもよいが、湾曲動作が大きいほど画面外に注目する部位があると考えられることから、湾曲動作に応じて移動量が変化するのが好ましい。従って、湾曲ピーク測光領域移動手段は、湾曲変化量の大きさに応じた移動量だけピーク測光領域を移動させるのがよい。例えば、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲変化量を検出し、ピーク測光領域移動手段は、操作変化量の大きさに応じた移動量だけピーク測光領域を移動させる。
【００１４】
一方、ピーク測光領域の移動量をスコープ先端部全体の湾曲量に対応させる場合、電子内視鏡装置は、スコープ先端部の連続的に所定方向へ湾曲する湾曲時間を検出する湾曲時間検出手段を備え、ピーク測光領域移動手段は、湾曲時間および湾曲変化量から求められる移動量だけピーク測光領域を移動させる。例えば、湾曲操作部に対する連続した所定方向への操作時間を検出することによりスコープ先端部の湾曲時間を検出する操作時間検出手段を備え、湾曲検出手段は、湾曲操作部の操作変化量を検出することによりスコープ先端部の湾曲変化量を検出し、ピーク測光領域移動手段は、操作時間および操作変化量に応じた移動量だけピーク測光領域を移動させる。
【００１５】
オペレータが意識的にスコープ先端部を湾曲させようとしていなくても、内視鏡操作中には多少湾曲させてしまう。このような意識しない湾曲動作においてはピーク測光領域を移動させないのが望ましい。したがって、湾曲変化量の大きさに基づいて判断する場合、スコープ先端部の湾曲変化量の大きさが基準湾曲変化量の大きさを超えているか否かを判断する湾曲変化量大きさ判別手段を備えているのがよい。ピーク測光領域移動手段は、スコープ先端部の湾曲変化量の大きさが基準湾曲変化量の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。ピーク測光領域移動手段は、操作変化量の大きさが基準操作変化量の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。例えば、軸回転可能な湾曲操作部の場合、湾曲検出手段が、湾曲操作部に対する回転操作時の角速度を検出し、角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えているか否かを判断する角速度大きさ判別手段を備える。ピーク測光領域移動手段は、角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。
【００１６】
あるいは、連続的に湾曲している時間に基づいて、意識的にスコープ先端部を湾曲させているか判断してもよい。この場合、スコープ先端部の連続的に所定方向へ湾曲している湾曲時間が基準湾曲時間を超えているか否かを判断する湾曲時間判別手段を備え、ピーク測光領域移動手段は、湾曲時間が基準湾曲時間を超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。操作時間が基準操作時間を超えているか否かを判断する操作時間判別手段を備えればよく、ピーク測光領域移動手段は、操作時間が基準操作時間を超えていない場合、ピーク測光領域を移動させない。
【００１７】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整装置は、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整方法は、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定め、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出し、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持し、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出し、前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整プログラムは、光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、スコープ先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段により検出される湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段とを機能させることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。
【００２１】
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。
【００２２】
電子内視鏡装置には、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）５４を有するビデオスコープ５０と、ＣＣＤ５４から読み出される信号を処理するプロセッサ１０とが備えられており、被写体像を表示するモニタ３２およびキーボード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、検査、手術等が開始されると、ビデオスコープの挿入部６１が体内へ挿入される。
【００２３】
ランプ電源スイッチ（図示せず）がＯＮになると、ランプ制御回路１１Ａを含むランプ電源部１１からランプ１２へ電源が供給され、これによりランプ１２から光が放射される。ランプ１２から放射された光は、集光レンズ１４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５１Ａに入射する。ライトガイド５１は、ランプ１２から放射される光を観察部位Ｓのあるビデオスコープ５０の先端部６０へ光を伝達する極細の光ファイバー束であり、光ファイバー束５１を通った光は出射端５１Ｂから出射する。これにより、照明用レンズである配光レンズ５２を介して被写体である観察部位Ｓに光が照射される。
【００２４】
観察部位Ｓにおいて反射した光は、対物レンズ５３を通ってＣＣＤ５４の受光領域に到達し、これにより観察部位Ｓの光学像がＣＣＤ５４の受光領域に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として同時単板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）が受光領域の各画素位置に対応するよう配置されている。そして、ＣＣＤ５４では、観察部位Ｓの光学像が補色カラーフィルタの各色要素を通る色に応じた複数の画素信号から成る画像信号に変換され、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。本実施形態では、カラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０（１／６０）秒間隔ごとに１フレーム（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５５へ送られる。
【００２５】
初期信号処理回路５５には、プリアンプ、サンプルホールド回路、画像メモリ、画像処理回路（いずれも図示せず）などが含まれており、初期信号処理回路５５に入力された画像信号は、各回路での処理後デジタル画像信号に変換され、画像メモリに一時的に格納される。画像メモリから読み出されたデジタル画像信号は画像処理回路においてホワイトバランス調整、ガンマ補正などの処理が施される。処理された画像信号はプロセッサ１０へ送られる。また、初期信号処理回路５５に入力された画像信号の輝度成分である輝度信号が生成されて所定のタイミングで調光回路２３へ送られる。ここでは、ＮＴＳＣ方式に従って１／３０（１／６０）秒間隔ごとに輝度信号が送られる。
【００２６】
プロセッサ信号処理回路２８では、初期信号処理回路５５から送られてくる画像信号に対して所定の処理が施される。処理された画像信号は、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（映像信号）としてモニタ３２へ出力され、これにより被写体像がモニタ３２に映し出される。
【００２７】
システムコントロール回路２２には、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６が設けられており、ＣＰＵ２４はプロセッサ１０全体を制御し、調光回路２３、ランプ制御回路１１Ａ、プロセッサ信号処理回路２８などの各回路に制御信号を出力する。タイミングコントロール回路３０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内の各回路に出力され、また、ビデオ信号に付随される同期信号がプロセッサ信号処理回路２８に送られる。システムコントロール回路２２内のＲＯＭ２５には、電子内視鏡装置全体を制御するためのプログラムがあらかじめ記憶されている。
【００２８】
ライトガイド５１の入射端５１Ａと集光レンズ１４との間には、被写体Ｓに照射される光の光量を調整する絞り１６が設けられており、モータ１８の駆動によって開閉する。本実施形態では、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成された調光回路２３により、絞り１６を通過する光、すなわち被写体Ｓへ照射される光の光量が調整される。さらに本実施形態では、後述するように、モニタ３２を通して表示される被写体像が複数のブロックに分割されており、ブロック毎に輝度平均値が算出される。そして、観察画像全体に対して平均測光が実行されるとともに、観察画像中央付近ではピーク測光が実行される。平均測光による輝度値とピーク測光による輝度値とに基づいて被写体像全体の明るさを示す輝度値が算出され、この輝度値に基づいて調光回路２３からモータドライバ２０へ制御信号が送られる。これにより、モータ１８がモータドライバ２０によって駆動され、その結果、絞り１６が所定の開度となるように開く（あるいは閉じる）。
【００２９】
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と、ビデオスコープ５０に関連したデータがあらかじめ記憶されたＥＥＰＲＯＭ５７とが設けられている。スコープ制御部５６は、初期信号処理回路５５を制御するとともに、ＥＥＰＲＯＭ５７からスコープ関連のデータを読み出す。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、スコープ制御部５６とシステムコントロール回路２２との間でデータが送受信される。なお、本実施形態では、ＣＣＤ５４の画素数はモニタ３２の画素数よりも少なく、ＣＣＤ５４に形成される被写体像が実質的にそのままモニタ３２に表示される画像となる。
【００３０】
ビデオスコープ５０の操作部５０Ｐにはアングルノブ５８が設けられており、医師等のオペレータがアングルノブ５８を回転操作することによってビデオスコープ５０の先端部６０が互いに直交な上下／左右方向へ湾曲する。アングルノブ５８には角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、操作ノブ５８に対する回転操作に従って角速度センサ５９Ａ、５９Ｂから回転操作に関する信号が検出され、調光回路２３へ送られる。
【００３１】
フロントパネル４６には、自動調光において基準となる参照輝度値Ｙｒの設定をするための設定スイッチ４６Ａが設けらており、オペレータがスイッチを操作すると、操作に応じた信号がシステムコントロール回路２２へ送られる。参照輝度値のデータは、ＲＡＭ２６へ一時的に格納されるとともに、必要に応じてシステムコントロール回路２２から調光回路２３へ送られる。
【００３２】
図２は、アングルノブ５８を概略的に示した図である。
【００３３】
アングルノブ５８は、先端部６０を左右方向に湾曲させるための左右ノブ５８Ａと上下方向に沿って湾曲させるための上下ノブ５８Ｂから構成されており、上下ノブ５８Ｂ、左右ノブ５８Ａには、それぞれ上下シャフト５８Ｄ，左右シャフトＣが接続されている。左右ノブ５８Ａ，もしくは上下ノブ５８Ｂが回転操作されると、その回転操作に対し連動してシャフト５８Ｃ，５８Ｄが軸回転する。上下、左右シャフト５８Ｃ，５８Ｄはそれぞれ対応するプーリ（図示せず）に接続されており、プーリ各々の周りには先端部６０まで延びるワイヤーが掛けられている。上下ノブ５８Ａ、あるいは左右ノブ５８Ｂが操作されると、操作量に応じて先端部６０が上下あるいは左右方向に湾曲する。上下シャフト５８Ａ、左右シャフト５８Ｂにはそれぞれ角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、先端部６０の湾曲操作時におけるノブの回転方向の角速度が検出される。そして、後述するように、検出された角速度に応じた信号（以下これを角速度信号とする）がプロセッサ１０の調光回路２３へ送られる。
【００３４】
図３、図４は、自動調光処理ルーチンを示した図であり、ＮＴＳＣ方式に従って１／３０（１／６０）秒毎にメインルーチン（図示せず）に割り込んで処理を実行する。図５は、複数のブロックにより構成される観察画像を示した図であり、図６は、アングルノブ５８に対する回転操作に従うピーク測光領域の移動を示した図である。また、図７は、高輝度が微小領域に発生した観察画像を示した図である。
【００３５】
ステップＳ１０１では、図５に示すように、観察画像Ａを複数のブロックＢxyに分割設定するとともに、ピーク測光領域Ａ１および平均測光領域Ａ２が設定される。
【００３６】
図５に示す観察画像Ａはモニタ３２に表示される被写体像に対応しており、８×８＝６４個のブロックＢxy（ｘ＝０〜７、ｙ＝０〜７）がマトリクス状に並ぶような状態で観察画像Ａが構成される。ここでは添字ｘはモニタ３２の画面の水平方向、添字ｙはモニタ３２の画面の垂直方向を表す。さらに、各ブロックＢxyは、８×８の画素Ｐxyij（ｉ＝０〜７、ｊ＝０〜７）によって構成されており、観察画像全体は、６４×６４（＝４０９６）個の画素によって構成されている。ただし、添字ｉはモニタ３２の画面の水平方向、添字ｊはモニタ３２の画面の垂直方向を表す。各画素Ｐxyijはそれぞれ輝度値Ｙxyijを有し、各画素Ｐxyijの輝度値に応じた輝度信号がビデオスコープ５０から調光回路２３へ送られてくる。本実施形態では、被写体像の明るさを２５６段階に分けており、輝度値は輝度レベルとして０〜２５５のいずれかの値に定められる。
【００３７】
観察画像Ａに対しては、中心周りに境界線が描かれるピーク測光領域Ａ１と観察画像全体からなる平均測光領域Ａ２とが規定されており、ピーク測光領域Ａ１ではピーク測光、平均測光領域Ａ２では平均測光が実行される。ここでは、ピーク測光領域Ａ１と平均測光領域Ａ２の面積比は約１：３である。大腸など体内器官は管状になっているため、ビデオスコープ５０の先端部６０が器官内の中心方向を向いている場合、先端部６０の周縁部が器官と近接している。言い換えれば、観察画像Ａの周辺領域に映し出される部分が、器官内において先端部６０と近接している内壁などになる。そして、オペレータは、先端部６０が注目すべき部位に近づくと、先端部６０を湾曲させて先端部６０の先端面を注目部位へ向ける。観察画像Ａ全体に対するピーク測光領域Ａ１の範囲は、注目したい部位を観察画像Ａの中央に映し出すこと、その部位全体に対してピーク測光を実行できることなどを考慮して定められる。ステップＳ１０１が実行されると、ステップＳ１０２へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０２では、左右ノブ５８Ａに対応する角速度センサ５９Ａにより検出されて送られてきた角速度信号から、角速度Ｒｈが数値データとして検出される。ここでは、先端部６０を左方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが操作された時に検出される角速度Ｒｈを正の値で示し、右方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが回転操作された時に検出される角速度Ｒｈを負の値で示す。また、角速度Ｒｈは、回転操作前の先端部６０の湾曲状態に応じた左右ノブ５８Ａの位置に基づいて検出される。そして、ステップＳ１０３では、検出された角速度Ｒｈが閾値ｒ１（＞０）より大きいか否かが判断される。すなわち、左右ノブ５８Ａの操作された回転方向が先端部６０を左方向へ湾曲させる方向（ここでは反時計周り）であるか否かが判断され、さらに、各速度Ｒｈの大きさ（｜Ｒｈ｜）が閾値ｒ１より大きいか否かが判断される。閾値ｒ１は、ピーク測光領域Ａ１を左右方向へ移動させるために最低限必要な角速度の大きさを示し、観察したい部位方向へ先端部６０を湾曲させるために左右ノブ５８Ａが意識的に操作されたか否かを判断するための基準値となる。
【００３９】
ステップＳ１０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいと判断された場合、すなわち、オペレータにより意識的に左右ノブ５８Ａが反時計周りに操作されたと判断された場合、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、検出された角速度Ｒｈの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ左方向へ移動する（図６参照）。すなわち、注目したい部位のある左方向へ先端部６０が湾曲するのに従い、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で左方向へ移動する。ステップＳ１０４が実行されると、ステップＳ１０８へ進む。
【００４０】
一方、ステップＳ１０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、角速度Ｒｈが以下の式を満たすか否かが判断される。
―ｒ１≦Ｒｈ≦ｒ１ ・・・（１）
すなわち、オペレータは意識して左右ノブ５８Ａを操作しておらず、実質的に左右ノブ５８Ａが操作されていないか否かが判断される。
【００４１】
ステップＳ１０５において角速度Ｒｈが（１）式を満たすと判断された場合、ステップＳ１０６へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。一方、角速度Ｒｈが（１）式を満たさない、すなわち角速度Ｒｈが−ｒ１より小さいと判断された場合、先端部６０を意識的に右方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが時計回りに回転操作されたとみなされ、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、角速度Ｒｈの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で右方向へ所定量だけ移動する。ステップＳ１０６もしくはステップＳ１０７が実行されると、ステップＳ１０８へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０８では、上下ノブ５８Ｂに対応する角速度センサ５９Ｂによって検出されて送られてきた角速度信号から、角速度Ｒｖが数値データとして検出される。ここでは、先端部６０を上方向へ湾曲させるように上下ノブ５８Ｂが操作された時に検出される角速度Ｒｖを正の値で示し、下方向へ湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが操作された時に検出される角速度Ｒｖを負の値で示す。そして、ステップＳ１０９では、検出された角速度Ｒｖが閾値ｒ２（＞０）より大きいか否かが判断される。すなわち、上下ノブ５８Ｂの操作された回転方向が先端部６０を上方向へ湾曲させる方向（ここでは反時計周り）であるか否かが判断され、さらに、各速度Ｒｖの大きさ（｜Ｒｖ｜）が閾値ｒ２より大きいか否かが判断される。閾値ｒ２は、ピーク測光領域Ａ１を上下方向へ移動させるために最低限必要な角速度の大きさを示し、観察したい部位方向へ先端部６０を湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが意識的に操作されたか否かを判断するための基準となる。
【００４３】
ステップＳ１０９において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいと判断された場合、すなわち、オペレータにより意識的に上下ノブ５８Ｂが操作されたと判断された場合、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、検出された角速度Ｒｖの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ上方向へ移動する（図６参照）。すなわち、注目したい部位のある上方向へ先端部６０が湾曲するのに従い、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で上方向へ移動する。ステップＳ１１０が実行されると、図４のステップＳ１１４へ進む。
【００４４】
一方、ステップＳ１０９において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、角速度Ｒｖが以下の式を満たすか否かが判断される。
―ｒ２≦Ｒｖ≦ｒ２ ・・・（２）
すなわち、オペレータは意識して上下ノブ５８Ｂを操作しておらず、実質的に上下ノブ５８Ｂが操作されていないか否かが判断される。
【００４５】
ステップＳ１１１において角速度Ｒｖが（２）式を満たすと判断された場合、ステップＳ１１２へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。一方、角速度Ｒｖが（２）式を満たさない、すなわち角速度Ｒｈが−ｒ２より小さいと判断された場合、先端部６０を意識的に下方向へ湾曲させるために上下ノブ５８Ｂが操作されたとみなされ、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、角速度Ｒｖの大きさに従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で下方向へ所定量だけ移動する。ステップＳ１１２もしくはステップＳ１１３が実行されると、図４のステップＳ１１４へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１４では、６４個のブロックＢxyそれぞれについて、輝度の平均値（以下では、ブロック輝度平均値という）ＹＢxyが算出される。
ＹＢxy＝ΣＹxyij／６４ ・・・（３）
各ブロックＢxyのブロック輝度平均値ＹＢxyが求められると、ステップＳ１１５へ進み、ピーク測光領域Ａ１に対してピーク輝度値Ｙpが算出され、平均測光領域Ａ２に対して平均輝度値Ｊaveが算出される。
【００４７】
平均輝度値Ｊaveは、平均測光領域Ａ２に属する各ブロックＢxyのブロック輝度平均値ＹＢxyに基づき、以下の式によって求められる。
Ｊave＝ΣＹＢxy／４８ ・・・（４）
（但し、Σは平均測光領域Ａ２内のｘ、ｙについてのみの和を表す。）
一方、ピーク値Ｙpの場合、ピーク測光領域Ａ１内の各ブロックＢxyの輝度平均値ＹＢxyがそれぞれ比較され、その中で最大となる輝度平均値ＹＢxyがピーク値Ｙpとして定められる。ステップＳ１１５が実行されると、ステップＳ１１６へ進む。
【００４８】
ステップＳ１１６では、自動調光処理において参照輝度値Ｙrと比較される観察画像Ａの輝度値Ｉが、以下の式に基づいて算出される。以下では、輝度値Ｉを代表輝度値という。
Ｉ＝α×Ｊave＋β×Ｙpp ・・・（５）
ただし、α、βは重み付け係数である。重み付け係数α、βの値は使用状況に合わせて設定すればよいが、ここではαはβに比べて十分小さい値に設定される。ステップＳ１１６が実行されると、ステップＳ１１７へ進む。
【００４９】
ステップＳ１１７では、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差と許容差Ｃとが比較される。参照輝度値Ｙrは、ここでは１２８に設定されている。代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容差Ｃより大きい、すなわち許容範囲外の場合、ステップＳ１１８へ進み、その差に応じた制御信号が調光回路２３からモータドライバ２０へ送られる。その結果、被写体像の明るさが適正となるように絞り１６が所定量だけ開閉駆動される。ステップＳ１１８が実行されると、処理ルーチンが終了する。一方、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容差Ｃ以下、すなわち許容範囲である場合、被写体像の明るさは実質的には適正であると判断され、そのまま処理ルーチンが終了する。
【００５０】
図７では、ピーク測光領域Ａ１内の一部の画素のみ高輝度である観察画像を示している。図７（Ａ）に示すように、注目すべき部位がピーク測光領域Ａ１内に映し出されている状態において、体内の粘膜や部位の微小な凹凸により、ブロックＢxyの中で特定の画素Ｐxyij（図７（Ａ）では、ｉ＝ｊ＝４、すなわちＰxy44）のみ高輝度の状態にある。ブロックＢxyの中で画素Ｐxy44以外の画素については参照輝度値Ｙr（＝１２８）と等しく、画素Ｐxy44のみ高輝度値（＝２５５）になっている。本実施形態では、ブロックＢxyに対するブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、他のブロックの輝度平均値ＹＢxyと比較されながらピーク値Ｙpが決定される。したがって、画素Ｐxyijの輝度値がそのままピーク値Ｙpと算出されることはない。算出されるブロック輝度平均値ＹＢxyは、高輝度の画素Ｐxyij以外の画素に基づいて実質的に算出される。
【００５１】
また、図７（Ｂ）に示すように、体内の粘膜や部位の微小な凹凸の影響により、１画素だけでなく複数の画素による微小領域ＶＳが高輝度状態にある場合においても、ブロックＢxy毎にブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、他のブロック輝度平均値ＹＢxyと比較されながらピーク値Ｙpが算出されるため、高輝度状態となった画素のある微小領域ＶＳの影響でそのままピーク値Ｙpが高輝度値に決定されることはない。
【００５２】
このように本実施形態によれば、観察画像Ａにおいてピーク測光が実行されるピーク測光領域Ａ１と平均測光が実行される平均測光領域Ａ２が設定され、ピーク測光領域Ａ１は、観察画像Ａの中で中央に設置される。一方、先端部６０を湾曲させるために回転操作される左右ノブ５８Ａ、上下ノブ５８Ｂにはそれぞれ角速度センサ５９Ａ、５９Ｂが接続されており、回転操作されると角速度がそれぞれ検出される。そして、ピーク測光領域Ａ１は、検出された角速度によって定められる移動方向および移動量に従い、観察画像Ａの中で所定方向へ移動する。
【００５３】
例えば、先端部６０を真直ぐに伸びるニュートラルの状態から左方向へ湾曲させるために左右ノブ５８Ａが反時計回りに回転操作された場合、ピーク測光領域Ａ１は初め左方向へ移動し、回転操作が終わるにつれて今度は反対の右方向へ移動し、元の中央付近に戻る。湾曲させた状態から先端部６０をニュートラルな状態へ戻すために左右ノブ５８Ａが時計周りに回転操作されると、ピーク測光領域Ａ１は、最初右方向へ移動するとともに、その後反対の左方向へ移動しながら元の中央付近に戻る。これにより、注視すべき部位の映し出された画像エリアは、常にピーク測光が実現される。
【００５４】
なお、代表輝度値の算出には（５）式以外の方法で算出してもよい。また、ブロック輝度平均値ＹＢxyは、輝度のヒストグラム分布を利用して算出してもよく、被写体像の明るさの平均的値を算出するように平均輝度値Ｊaveを求めればよい。ピーク測光領域Ａ１の範囲、大きさは、本実施形態の以外の範囲、大きさに設定してもよく、観察画像Ａの中央部分に位置すればよい。また、平均測光領域の範囲を、ピーク測光領域Ａ１を除いた観察画像Ａの周辺領域に設定してもよい。
【００５５】
本実施形態では、絞り１６の開閉によりモニタ３２に表示される被写体像の明るさ調整を行っているが、ＣＣＤ５４の電子シャッタ機能により読み出される電荷量を調整することにより、被写体像の明るさを調整してもよい。
【００５６】
本実施形態では、先端部６０を湾曲させるために回転操作用の左右、上下ノブ５８Ａ、５８Ｂが設けられているが、回転以外の操作により湾曲させる湾曲操作部材を適用してもよい。さらに、先端部６０の湾曲を直接検出する構成にしてもよい。
【００５７】
次に、図８を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ノブが所定方向にある一定時間以上連続して操作されている場合、注目すべき観察部位へ向けて先端部６０を意識的に湾曲させる操作が行われていると判断する。また、ノブの回転操作量に従ってピーク測光領域を移動させる。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。
【００５８】
図８は、第２の実施形態における自動調光処理ルーチンを示した図である。
【００５９】
ステップＳ２０１では、時間変数Ｔ１、Ｔ２がそれぞれ０に設定される。時間変数Ｔ１およびＴ２は、それぞれ左右ノブ５８Ａおよび上下ノブ５８Ｂが連続的に操作されている時間をカウントするための変数である。ステップＳ２０２では、図３のステップＳ１０２同様、左右方向の湾曲に関する角速度Ｒｈが検出される。そして、ステップＳ２０３では、図３のステップＳ１０３同様、検出された角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいか否かが判断される。
【００６０】
ステップＳ２０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きいと判断された場合、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいか否かが判断される。時間閾値ｔ１は、ピーク測光領域Ａ１を左右方向へ移動させるのに最低限必要な連続操作時間に対応しており、先端部６０を左方向へ湾曲させるための操作を連続的に閾値ｔ１に応じた時間以上行っているか否かが判断される。
【００６１】
ステップＳ２０４において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に左方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ１に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、左右ノブ５８Ａの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で回転操作量に応じた移動量だけ左方向へ移動する。ただし、左右ノブ５８Ａの回転移動量は、計測された角速度Ｒｈと時間変数Ｔ１とに基づいて算出される。一方、ステップＳ２０４において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２０６へ進み、時間変数Ｔ１が１だけインクリメントされる。ステップＳ２０５もしくはステップＳ２０６が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ２０３において角速度Ｒｈが閾値ｒ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２０７へ進み、角速度Ｒｈが上記（１）式を満たすか否かが判断される。ステップＳ２０７において角速度Ｒｈが（１）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２０８へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。そして、ステップ２０９では、時間変数Ｔ１が０に設定される。ステップＳ２０９が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６３】
一方、ステップＳ２０７において角速度Ｒｈが（１）式を満たさないと判断された場合、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０４同様、ステップＳ２１０では、時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいか否かが判断される。時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に右方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ１に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２１１へ進み、左右ノブ５８Ａの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ右方向へ移動する。一方、ステップＳ２１０において時間変数Ｔ１が時間閾値ｔ１より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１２へ進み、時間変数Ｔ１が１だけインクリメントされる。ステップＳ２１１もしくはステップＳ２１２が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６４】
ステップＳ２１３では、図３のステップＳ１０８同様、上下方向の湾曲に関する角速度Ｒｖが検出される。そして、ステップＳ２１４では、図３のステップＳ１０９同様、検出された角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいか否かが判断される。
【００６５】
ステップＳ２１４において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きいと判断された場合、ステップＳ２１５へ進む。ステップＳ２１５では、時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいか否かが判断される。時間閾値ｔ２は、ピーク測光領域Ａ１を上下方向へ移動させるのに最低限必要な連続操作時間に対応しており、先端部６０を左方向へ湾曲させるための操作を連続的に閾値ｔ２に応じた時間以上行っているか否かが判断される。
【００６６】
ステップＳ２１５において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に上方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ２に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２１６へ進む。ステップＳ２１６では、上下ノブ５８Ｂの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ上方向へ移動する。上下ノブ５８Ｂの回転移動量は、計測された角速度Ｒｖと時間変数Ｔ２とに基づいて算出される。一方、ステップＳ２１５において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１７へ進み、時間変数Ｔ２が１だけインクリメントされる。ステップＳ２１６もしくはステップＳ２１７が実行されると、ステップＳ２２４へ進む。一方、ステップＳ２１４において角速度Ｒｖが閾値ｒ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２１８へ進み、角速度Ｒｖが上記（２）式を満たすか否かが判断される。
【００６７】
ステップＳ２１８において角速度Ｒｖが（２）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２１９へ進み、ピーク測光領域Ａ１は移動せずに中央付近に維持される。そして、ステップ２２０では、時間変数Ｔ２が０に設定される。ステップＳ２２０が実行されると、ステップＳ２２４へ進む。
【００６８】
一方、ステップＳ２１８において角速度Ｒｖが（２）式を満たさないと判断された場合、ステップＳ２２１へ進む。ステップＳ２１０同様、ステップＳ２２１では、時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいか否かが判断される。時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きいと判断されると、先端部６０を意識的に下方向へ湾曲させるための左右ノブ５８Ａの操作が時間閾値ｔ２に相当する時間以上連続して行われたとみなされ、ステップＳ２２２へ進み、上下ノブ５８Ｂの回転移動量に従って、ピーク測光領域Ａ１が観察画像Ａ全体の中で所定量だけ下方向へ移動する。一方、ステップＳ２２１において時間変数Ｔ２が時間閾値ｔ２より大きくないと判断された場合、ステップＳ２２３へ進み、時間変数Ｔ２が１だけインクリメントされる。ステップＳ２２２もしくはステップＳ２２３が実行されると、ステップＳ２１３へ進む。
【００６９】
ステップＳ２２４〜２２８の実行は、図４のステップ１１４〜１１８の実行と同じである。すなわち、ブロック毎にブロック輝度平均値ＹＢxyが算出され、ピーク測光領域Ａ１、平均測光領域Ａ２に対してそれぞれピーク輝度値Ｙp、平均輝度値Ｊaveが算出される。そして、（５）式に基づいて代表輝度値Ｉが算出され、代表輝度値Ｉと参照輝度値Ｙrとの差が許容範囲であるか否かが判断される。許容範囲外の場合、絞り１６が開閉駆動される。ステップＳ２２８が実行されると、ステップＳ２０２に戻る。
【００７０】
なお、第１、第２の実施形態では観察画像Ａは複数のブロックＢxyに分割されているが、分割することなくピーク測光、平均測光を実行してもよい。
【００７１】
図９は、第３の実施形態である電子内視鏡装置の観察画像を示した図である。第３の実施形態では、ピーク測光領域Ａ１を構成する全ての画素の輝度値をそのまま比較してピーク値Ｙpが決定されるピーク測光が行われ、ピーク測光領域Ａ２内にある全ての画素の輝度値を一律に平均して平均輝度値Ｊaveを決定するに平均測光が行われる。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、電子内視鏡装置において、ビデオスコープを操作している間、画面上で注視する部分に対して常にピーク測光をすることにより、注視する部分を表示装置に常に明瞭に映し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】アングルノブを概略的に示した図である。
【図３】第１の実施形態における自動調光処理ルーチンの前段部分を示した図である。
【図４】第１の実施形態における自動調光処理ルーチンの後段部分を示した図である。
【図５】複数のブロックにより構成される観察画像を示した図である。
【図６】ノブに対する操作に従うピーク測光領域の移動を示した図である。
【図７】高輝度が微小領域に発生した観察画像を示した図である。
【図８】第２の実施形態における自動調光処理ルーチンを示した図である。
【図９】第３の実施形態における観察画像を示した図である。
【符号の説明】
１０ プロセッサ
１６ 絞り
２２ システムコントロール回路
２３ 調光回路
３２ モニタ
５０ ビデオスコープ
５４ ＣＣＤ（撮像素子）
５８ アングルノブ（湾曲操作部）
５８Ａ 左右ノブ（第１の回転操作部）
５８Ｂ 上下ノブ（第２の回転操作部）
５９Ａ、５９Ｂ 角速度センサ
６０ 先端部（スコープ先端部）
Ｒｖ、Ｒｈ 角速度（湾曲方向、湾曲変化量）
ｒ１、ｒ２ 閾値（基準湾曲変化量の大きさ）
ｔ１、ｔ２ 時間閾値（基準操作時間）
Ａ１ ピーク測光領域
Ａ２ 平均測光領域
Ｉ 代表輝度値
Claims (18)
- 挿入部の先端部に被写体を撮像するための撮像素子を有し、前記挿入部以外の部分に前記先端部を湾曲させるための湾曲操作部を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置であって、
前記被写体を照明するための光源と、
被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、
前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、
前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、
前記湾曲操作部の操作方向および操作変化量を検出することにより、前記先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、
前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。 - 前記湾曲操作部が軸回転可能な湾曲操作部であり、
前記湾曲検出手段が、前記湾曲操作部に対する回転操作時における回転方向情報を含んだ角速度を検出することにより、前記先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検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。 - 前記湾曲操作部が、互いに直交する２軸方向に沿って別々に湾曲させるための軸回転可能な第１の回転操作部および第２の回転操作部により構成され、
前記湾曲検出手段が、前記第１および第２の回転操作部に対する回転操作時におけるそれぞれの前記角速度を検出することを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。 - 前記ピーク測光領域移動手段が、前記湾曲方向に対応した方向に前記湾曲変化量の大きさに応じた移動量だけ前記ピーク測光領域を移動さ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。
- 前記ピーク測光領域移動手段が、前記回転方向情報に基づく方向に前記角速度の大きさに応じた移動量だけ前記ピーク測光領域を移動させることを特徴とする請求項２乃至請求項３のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
- 前記湾曲操作部に対する所定方向への連続した操作時間を検出することにより、前記先端部の湾曲時間を検出する湾曲時間検出手段をさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記湾曲方向に対応した方向に前記操作時間および前記操作変化量に応じた移動量だけ前記ピーク測光領域を移動さ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。 - 前記湾曲操作部に対する所定方向への連続した回転操作時間を検出することにより、前記先端部の湾曲時間を検出する回転操作時間検出手段をさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記湾曲方向に対応した方向に前記操作時間および前記角速度の大きさに応じた移動量だけ前記ピーク測光領域を移動させることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。 - 前記第１および第２の回転操作部それぞれに対する所定方向への連続した回転操作時間をそれぞれ検出する第１の回転操作時間検出手段および第２の回転操作検出手段をさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記湾曲方向に対応した方向に前記回転操作時間および前記角速度の大きさに応じた移動量だけ前記ピーク測光領域を移動させることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡装置。 - 前記操作変化量の大きさが基準操作変化量の大きさを超えているか否かを判断することにより、前記先端部の湾曲変化量の大きさが基準湾曲変化量の大きさを超えているか否かを判断する湾曲変化量大きさ判別手段をさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記操作変化量の大きさが基準操作変化量の大きさを超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子内視鏡装置。 - 前記角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えているか否かを判断する角速度大きさ判別手段とをさらに有し、
前記湾曲検出手段が、前記湾曲操作部に対する回転操作時の前記角速度を検出し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。 - 前記第１の回転操作部および第２の回転操作部に応じた前記角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えているか否かを判断する角速度大きさ判別手段とをさらに有し、
前記湾曲検出手段が、前記第１および第２の回転操作部に対する回転操作時の前記角速度をそれぞれ検出し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記角速度の大きさが基準角速度の大きさを超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。 - 前記操作時間が基準操作時間を超えているか否かを判断することにより、前記スコープ先端部の所定方向へ連続的に湾曲している湾曲時間が基準湾曲時間を超えているか否かを判断する湾曲時間判別手段をさらに有し、前記ピーク測光領域移動手段が、前記湾曲時間が基準湾曲時間を超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項６に記載の電子内視鏡装置。
- 前記回転操作時間が基準回転操作時間を超えているか否かを判断する回転操作時間判別手段とをさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記回転操作時間が基準回転操作時間を超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡装置。 - 前記第１の回転操作時間検出手段および第２の回転操作検出手段により検出された前記回転操作時間が、基準回転操作時間を超えているか否かを判断する回転操作時間判別手段とをさらに有し、
前記ピーク測光領域移動手段が、前記回転操作時間が基準回転操作時間を超えていない場合、前記ピーク測光領域を移動させないことを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。 - 光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、
前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、
前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、
前記ビデオスコープの先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、
前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整装置。 - 光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定め、
前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出し、
前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持し、
前記ビデオスコープの先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出し、
前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させることを特徴とする電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整方法。 - 光源からの光で被写体を照明してビデオスコープの撮像素子により形成される被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、
前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、
前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、
前記ビデオスコープの先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段により検出される湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段と
を機能させることを特徴とする電子内視鏡装置用被写体像明るさ調整プログラム。 - 挿入部の先端部に被写体を撮像するための撮像素子を有し、前記挿入部以外の部分に前記先端部を湾曲させるための湾曲操作部を有するビデオスコープを備えた電子内視鏡装置であって、
前記被写体を照明するための光源と、
被写体像全体の中で、中央部にピーク測光領域を定めるとともに、被写体像の周辺部を少なくとも含むように平均測光領域を定める測光領域設定手段と、
前記ピーク測光領域においてピーク測光を実行し、前記平均測光領域において平均測光を実行することにより、前記撮像素子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代表輝度値を算出する輝度算出手段と、
前記代表輝度値に基づいて被写体像の明るさを適正に維持する被写体像明るさ調整手段と、
前記先端部の湾曲方向および湾曲変化量を検出する湾曲検出手段と、
前記湾曲方向および湾曲変化量に従って、前記ピーク測光領域を被写体像全体の中で移動させるピーク測光領域移動手段と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
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