JP4606838B2

JP4606838B2 - 電子内視鏡装置

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Publication number: JP4606838B2
Application number: JP2004305038A
Authority: JP
Inventors: 一則阿部; 義文堂之前
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: US20060082666A1; EP1650981A2; JP2006115963A; US7898699B2; EP1650981B1; EP1650981A3

Description

本発明は、カラーフィルタを透過した光を受光して撮像する撮像素子を有するスコープ部により被観察体の像を撮像してカラー画像信号を取得する電子内視鏡装置に関するものである。

従来、カラーフィルタが設けられた撮像素子を有するスコープ部により被観察体の像を撮像してカラー画像信号を取得し、その取得したカラー画像信号に基づいてカラー画像を表示する電子内視鏡装置が種々提案されている。

そして、上記のような電子内視鏡装置として、たとえば、１つのＣＣＤ（撮像素子）を用いてＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分からなるカラー画像信号を取得する、いわゆる単板式の電子内視鏡装置が提案されている。

そして、上記のような単板式の電子内視鏡装置に用いられるカラーフィルタには、Ｒ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のフィルタからなる原色フィルタや、Ｃｙ成分、Ｙｅ成分、Ｍｇ成分、およびＧ成分のフィルタからなる補色フィルタなどがある。

そして、上記のようなカラーフィルタの設けられたＣＣＤにより取得されたカラー画像信号に基づいてモニタなどにカラー画像を表示する際には、上記カラー画像信号にビデオ信号変換処理が施されるが、このビデオ信号変換処理の方法は、カラーフィルタの種類によってそれぞれ異なる。たとえば、原色フィルタの設けられたＣＣＤによりＲ、Ｇ、Ｂ成分のカラー画像信号を取得した場合には、そのＲ、Ｇ、Ｂ成分のカラー画像信号がそのまま用いられて輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙが算出され、この信号がビデオ信号として利用される。

また、たとえば、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ成分の補色フィルタの設けられたＣＣＤによりカラー画像信号を取得した場合には、一般的には、これらの成分のカラー画像信号が用いられて輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが算出され、さらにその輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが用いられてＲ、Ｇ、Ｂ信号が算出され、その算出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号が用いられて輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙが算出され、この信号がビデオ信号として利用される。

ここで、補色フィルタの設けられたＣＣＤによりカラー画像信号を取得する際には、２画素を混合する読出しを行うことが既知の技術として確立している。

特開昭６１−１７９１２９号公報

しかしながら、上記のように画素混合によって得られる信号成分から導き出されるＲ、Ｇ、Ｂ成分は画素情報からの計算ではなく、混合信号からの計算であるのでＲ、Ｇ、Ｂ成分が混合された状態となる。また、上記のようにしてビデオ信号を算出する際、ハードウェア構成では限られた範囲内での計算、すなわち有限数値によって算出されることになるので、小数点以下の数値が丸めこまれることになり、原色フィルタの設けられたＣＣＤにより取得されたカラー画像信号に基づくビデオ信号により再現できる色と、補色フィルタの設けられたＣＣＤにより取得されたカラー画像信号に基づくビデオ信号とは異なる色を再現することになってしまう。

したがって、色空間内の再現に関しても、同じ色を撮像しても、たとえば、フィルタの違いによって再現できる空間上の点は違うところを示すことになる。

したがって、たとえば、ＲＧＢ各色が２５６段階で表現できるように設定された色空間で表示画像を表示させる際、上記のような異なる種類のカラーフィルタが設けられたスコープ部をそれぞれ接続して使用するような場合、使用するスコープ部によって表示画像の色が異なることになる。

電子内視鏡装置により表示されるカラー画像は、粘膜の色や染色した粘膜の色などを観察する画像診断に提供されるが、上記のようにＣＣＤに設けられたカラーフィルタの種類によって再現される色空間の点が異なってしまっては常に正しい画像診断を行うことは困難である。

なお、たとえば、特許文献１には、スコープ部に設けられたＣＣＤの感度に応じてホワイトバランスを調整することが示されているが、カラーフィルタの種類の相違まで考慮したものではない。

本発明は、上記事情に鑑み、上記のようなカラーフィルタの設けられたスコープ部を備えた電子内視鏡装置において、上記のようなカラーフィルタの種類の相違に関わらず、同一の色を撮像した際、常に同じ色空間上の一点で表わされるカラー画像を表示させる表示用信号を生成することができる電子内視鏡装置を提供することを目的とするものである。

本発明の電子内視鏡装置は、光の照射による被観察体からの反射光を透過するカラーフィルタと、カラーフィルタを透過した反射光を受光して被観察体の像を撮像する撮像素子とを有し、撮像素子により被観察体の像を撮像してカラー画像信号を出力するスコープ部と、スコープ部の撮像素子から出力されたカラー画像信号にカラーフィルタの種類に応じた信号処理を施して所定の色成分からなる表示可能な表示用信号を生成する信号処理部とを備えた電子内視鏡装置において、スコープ部が、スコープ部に設けられたカラーフィルタの種類を示すフィルタ情報を記憶するフィルタ情報記憶手段を有し、信号処理部が、互いに異なる種類のフィルタ情報を有する複数種類のスコープ部を選択的に接続し得る接続部と、接続部に接続されたスコープ部のフィルタ記憶手段に記憶されたフィルタ情報を取得するフィルタ情報取得手段と、フィルタ情報取得手段により取得されたフィルタ情報に基づいて、複数種類のスコープ部から出力された各カラー画像信号から生成された前記各表示用信号が互いに同じ色空間上の点を表すものとなるようにカラー画像信号に色空間補正処理を施す色空間補正処理部とを有するものであることを特徴とする。

また、上記電子内視鏡装置においては、色空間補正処理部を、フィルタ情報が示すカラーフィルタの種類が原色フィルタである場合にはカラー画像信号に色空間補正処理を施さず、フィルタ情報が示すカラーフィルタの種類が補色フィルタである場合にはカラー画像信号に色空間補正処理を施すものとすることができる。

また、スコープ部を、撮像素子に被観察体の像を結像する結像光学系と、結像光学系の種類を示す光学系情報を記憶する光学系情報記憶手段とを有するものとし、信号処理部を、接続部に接続されたスコープ部の光学系情報記憶手段に記憶された光学系情報を取得する光学系情報取得手段と、光学系情報取得手段により取得された光学系情報に基づいてカラー画像信号に輝度補正処理を施す輝度補正処理部とを有するものとすることができる。

また、スコープ部を、撮像素子に被観察体の像を結像する結像光学系と、スコープ部に設けられた撮像素子の撮像面の大きさと結像光学系により撮像面上に結像される像の大きさとの関係を示すマスク情報を記憶するマスク情報記憶手段を有するものとし、信号処理部を、接続部に接続されたスコープ部のマスク情報記憶手段に記憶されたマスク情報を取得するマスク情報取得手段と、マスク情報取得手段により取得されたマスク情報に基づいてカラー画像信号にマスク処理を施すマスク処理部とを有するものとすることができる。

ここで、上記「フィルタ情報」とは、カラーフィルタの種類を直接的に示すものだけでなく、間接的に示すものも含むものとする。

また、上記「複数種類のスコープ部から出力された各カラー画像信号から生成された各表示用信号が互いに同じ色空間上の点を表すものとなるように」とは、必ずしも各表示用信号が全く同じ色空間上の点を表すものとする必要はなく、各表示用信号が表す色空間上の点が互いに近似するようにすることも含むものとする。

また、上記「光学系情報」とは、結像光学系の種類を直接的に示すものだけでなく、間接的に示すものも含むものとする。

また、上記「マスク情報」とは、撮像素子の撮像面の大きさと結像光学系により撮像面上に結像される像の大きさとの関係を直接的に示すものだけでなく、間接的に示すものも含むものとする。

また、上記「マスク処理」とは、上記撮像素子の撮像面上に結像される像の周縁部に対応するカラー画像信号を、たとえば、黒を表す信号に変換するなどして、上記周縁部の被観察体の表示画像が覆い隠されるようにする処理のことをいう。

また、上記「マスク情報」とは、上記「マスク処理」を施す範囲を間接的に示すものである。

本発明の電子内視鏡装置によれば、スコープ部に、スコープ部に設けられたカラーフィルタの種類を示すフィルタ情報を記憶するフィルタ情報記憶手段を設け、信号処理部が、そのフィルタ記憶手段に記憶されたフィルタ情報を取得し、その取得されたフィルタ情報に基づいて色空間補正処理を施すようにしたので、スコープ部の種類、つまり、カラーフィルタの種類の相違に関わらず、同一の色を撮像した際、常に同じ色空間上の一点で表されるカラー画像を表示させるようにすることができる。

また、一般的に、上記のような電子内視鏡において、結像光学系により撮像素子の撮像面上に被観察体の像を結像するような場合には、その結像光学系の視野角が大きくなるほど、像の周縁部が暗くなってしまう。そこで、上記電子内視鏡装置において、スコープ部に、結像光学系の種類を示す光学系情報を記憶する光学系情報記憶手段を設け、信号処理部が、その光学系情報を取得し、その取得された光学系情報に基づいてカラー画像信号に輝度補正処理を施すようにした場合には、たとえば、光学系情報として視野角の情報を取得し、その視野角が大きいほど、被観察体の表示画像の周縁部が明るくなるような輝度補正処理を施すようにすれば、スコープ部の種類、つまり、結像光学系の種類の関わらず、常に同じ輝度分布で表される画像を表示させるようにすることができる。

また、上記のような電子内視鏡装置において、上記のようなマスク処理を施す場合、そのマスク処理を施す範囲は、撮像素子の撮像面の大きさと結像光学系により撮像面上に結像される像の大きさとの関係により異なってくる。そこで、上記電子内視鏡装置において、スコープ部に、撮像素子の撮像面の大きさと結像光学系により撮像面上に結像される像の大きさとの関係を示すマスク情報を記憶するマスク情報記憶手段を設け、信号処理部が、そのマスク情報を取得し、その取得されたマスク情報に基づいてカラー画像信号にマスク処理を施すようにすれば、スコープ部の種類、つまり、上記マスク情報の関わらず、常に適切な範囲にマスク処理を施すようにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の電子内視鏡装置の一実施形態について説明する。図１は、本電子内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。

本電子内視鏡装置１は、図１に示すように、体腔内などに挿入可能であり、体腔内における生体組織などの被観察体１０の像を撮像するスコープ部２と、スコープ部２により取得された信号に所定の信号処理を施し、モニタに表示するためのデジタルビデオ信号を生成する信号処理部３と、被観察体１０に照射される白色光をスコープ部２に出力する光源装置４とを備えている。

スコープ部２は、図１に示すように、被観察体１０の像を撮像するＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１により取得された信号に所定の処理を施す第１の信号処理回路２２と、各種制御処理を行うマイコン２３と、スコープ部２のスコープ機種情報を記憶する第１のメモリ２４と、光源装置４から出力された白色光をスコープ部２の先端まで導光する導光手段２５と、光源装置４から出力された白色光から所望の波長領域の照明光を取り出す光学フィルタ２６と、導光手段２５により導光された照明光Ｌを被観察体１０に照射する照射レンズ２７とが設けられている。また、スコープ部２の先端には、ＣＣＤ２１に被観察体１０の像を結像する対物光学系２１ｂが設けられている。対物光学系２１ｂは、図１に示すように２枚の凹レンズと１枚の凸レンズとから構成されている。また、スコープ部２は、信号処理部３に接続されるコネクタ部２８を備えている。

ＣＣＤ２１は、スコープ部２の先端に取り付けられ、照明光の照射により被観察体１０から発せられた反射光を光電変換することによって被観察体の像を撮像するものである。また、ＣＣＤ２１には、カラーフィルタ２１ａが設けられており、ＣＣＤ２１はカラーフィルタ２１ａを透過した光を光電変換することによりカラー画像信号を出力するものである。カラーフィルタ２１ａとしては、たとえば、Ｒ成分（赤）、Ｇ成分（緑）、Ｂ成分（青）の３色からなる原色フィルタや、Ｃｙ成分（シアン）、Ｍｇ成分（マゼンダ）、Ｙｅ（黄）、Ｇ（緑）の４色からなる補色フィルタなどがある。ＣＣＤ２１にはこれらのカラーフィルタのいずれか１種類が設けられている。また、本実施形態においては、ＣＣＤ２１とカラーフィルタ２１ａとを一体化して構成するようにしたが、これに限らず、ＣＣＤ２１とカラーフィルタ２１ａとを別個に設けるようにしてもよい。

第１の信号処理回路２２は、ＣＣＤ２１の出力信号に対し、相関２重サンプリング処理、自動利得制御およびＡ/Ｄ変換処理などの信号処理を施すものである。そして、第１の信号処理回路の動作は第１のマイコン２３により制御される。

メモリ２４には、スコープ部２のスコープ機種情報が記憶されている。このスコープ機種情報は、ＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａの種類を間接的に示すものであれば如何なる情報でもよく、スコープの機種の名称やＩＤ情報などを利用してもよい。本実施形態においては、スコープＡ、スコープＢまたはスコープＣといった機種の名称が記憶されているものとする。なお、上記スコープ機種情報は、第１のマイコン２３により読み出され、信号処理部３の第２のマイコン３６に出力されるものである。

光学フィルタ２６としては、被観察体の種類に応じて、たとえば、赤の波長領域の光を取り除くものや、黄の波長領域の光を取り除くものなどが利用される。

信号処理部３は、スコープ部２の第１の信号処理回路２２から出力された信号に基づいてデジタルビデオ信号を生成する第２の信号処理回路３１と、第２の信号処理回路３１から出力されたデジタルビデオ信号に色空間補正処理を施す色空間補正処理部３２と、輝度補正処理を施す輝度補正処理部３３と、マスク処理を施すマスク処理部３４と、Ｄ/Ａ変換を行うＤ/Ａ変換回路３５と、上記に示す種々の信号処理を制御する第２のマイコン３６と、複数種類のスコープ機種情報とフィルタ情報、光学系情報およびマスク情報とを対応付けたテーブルを記憶する第２のメモリ３７とを備えている。また、信号処理部３には、スコープ部２が接続されるコネクタ部３８が設けられており、コネクタ部３８は複数種類のスコープ部２が着脱可能に構成されている。なお、コネクタ部３８には、複数種類のスコープ部２のうちの選択されたいずれか１つのスコープ部２が接続されることになる。

第２のメモリ３７には、たとえば、以下の表に示すような、複数種類のスコープ機種情報とフィルタ情報、光学系情報およびマスク情報とを対応付けたテーブルを記憶している。

ここで、本実施形態における光学系情報とは、スコープ部２における対物光学系２１ｂの視野角を示す情報である。また、本実施形態におけるマスク情報とは、スコープ部２におけるＣＣＤ２１の撮像面２１ｃと大きさとそのＣＣＤ２１ｃの撮像面２１ｃ上に対物光学系２１ｂにより結像される像２１ｄの大きさとの関係を示す情報であり、たとえば、ＣＣＤ２１の撮像面１２ｃの短辺の長さＬ１に対する、撮像面１２ｃ上に結像される像２１ｄの直径Ｌ２の比率を利用することができる（図２参照）。そして、表１におけるマスク情報１３０％とは、たとえば、図２におけるＬ１に対するＬ４の比率およびＬ１に対するＬ３の比率がそれぞれ１５％であることを意味する。なお、マスク情報が９０％とは、ＣＣＤ２１の撮像面２１ｃの大きさより撮像面２１ｃ上に結像される像２１ｄの大きさの方が小さい場合である。

第２のマイコン３６は、スコープ部２の第１のマイコン２３からスコープ機種情報を受け取り、その受け取ったスコープ機種情報に基づいて上記テーブルを参照し、そのスコープ機種情報に応じたフィルタ情報、光学系情報およびマスク情報を取得するものである。そして、その取得したフィルタ情報、光学系情報およびマスク情報の内容に応じて後述する種々の処理の制御信号を第２の信号処理回路３１、空間補正処理部３２、輝度補正処理部３３およびマスク処理部３４に出力するものである。

第２の信号処理回路３１は、スコープ部２の第１の信号処理回路２２から出力された信号がＲ、Ｇ、Ｂ信号である場合、つまり、ＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが原色フィルタである場合には、そのＲ、Ｇ、Ｂ信号に利用して輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを生成して色空間補正処理部３２に出力し、スコープ部２の第１の信号処理回路２２から出力された信号がＣｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ信号である場合、つまり、ＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが補色フィルタである場合には、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂに変換し、さらにその輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、ＣｂからＲ、Ｇ、Ｂ信号を算出し、その算出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を色空間補正処理部３２に出力するものである。

なお、第２のマイコン３６は、スコープ部２のＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが原色フィルタである場合には、第２の信号処理回路が上記のように輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを生成して出力するように制御信号を第２の信号処理回路３１に出力し、スコープ部２のＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが補色フィルタである場合には、第２の信号処理回路が上記のようにＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成して出力するように制御信号を第２の信号処理回路３１に出力するものである。

色空間補正処理部３２は、カラーフィルタ２１ａとして原色フィルタが設けられたスコープ部２から出力された信号が表す色空間上の一点と、補色フィルタが設けられたスコープ部２から出力された信号が表す色空間上の一点との相違が少なくなるような処理をスコープ部２から出力された信号に施すものである。上記のような色空間補正処理を施すことにより、信号処理部３に接続されたスコープ部２の機種の相違に影響されることなく、同一の色を撮像した際、常に同等の色空間上の一点を表す信号を取得することができる。色空間補正処理部３２は、具体的には、スコープ部２から出力された信号が、原色フィルタが設けられたＣＣＤ２１により取得された信号である場合、つまりＲ、Ｇ、Ｂ信号である場合には、何も処理を行わず、第２の信号処理回路２２から出力さえた輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙをそのまま輝度補正処理部３３に出力する。

一方、スコープ部２から出力された信号が、補色フィルタが設けられたＣＣＤ２１により取得された信号である場合、つまりＣｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ信号である場合には、第１の信号処理回路２２から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号に色空間補正処理を施す。色空間補正処理とは、第１の信号処理回路２２から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号が、たとえば、８ビットで表されるものである場合には、図３に示すように、８ビットの信号を上位方向に２ビットシフトし、１０ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。そして、この１０ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号に対応する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号を算出し、その算出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を利用して輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを算出し、その輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを輝度補正処理部３３に出力するものである。

１０ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号に対応する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の算出の方法としては、たとえば、予め上記のような１０ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の値に対応する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の値をテーブルとして設定しておき、そのテーブルを参照して８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の値を求め、８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号を取得するようにしてもよいし、予め求められた関数を設定しておき、その関数を利用して１０ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の値に対応する８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号の値を求め、８ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号を取得するようにしてもよい。

ここで、図４のＣＩＥ色度表上の色空間において色空間上の一点（たとえば赤）に注目すると、補色フィルタが設けられたスコープ部２から出力された信号が表わす赤は赤_０、原色フィルタが設けられたスコープ部２から出力された信号が示す赤は赤_１となり、色空間において存在する位置（座標点）に差が生じてしまう。そこで、本発明においては、たとえば、補色フィルタによる色空間上の赤（赤_０）の座標点を原色フィルタによる色空間上の赤（赤_１）の座標点に合わせるように色空間補正処理を施すようにしている。つまり、補色フィルタによる色空間上の一点の座標点（Ｘ_０，Ｙ_０）を原色フィルタによる色空間上の一点の座標点（Ｘ_１，Ｙ_１）に合わせるように色空間補正処理を行っている。

なお、第２のマイコン３６は、スコープ部２のＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが原色フィルタである場合には、色空間補正処理部３２が上記のような色空間補正処理を行うことなく、第２の信号処理回路２２から出力された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙをそのまま輝度補正処理部３３に出力するように色空間補正処理部３２に制御信号を出力するものであり、スコープ部２のＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａが補色フィルタである場合には、色空間補正処理部３２が上記のような色空間補正処理を行い、その結果得られた輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを輝度補正処理部３３に出力するように色空間補正処理部３２に制御信号を出力するものである。

輝度補正処理部３３は、光学系情報の内容に基づいて色空間補正処理部３２から出力された信号に輝度補正処理を施すものである。

ここで、光学系情報（対物光学系２１ｂの視野角）が１４０°である場合と、光学系情報が９０°である場合とにおける、ＣＣＤ２上に結像される像の輝度分布は、たとえば、図５に示すようになる。したがって、光学系情報が１４０°である方が像の周縁部が暗くなることになる。輝度補正処理部３３は、複数種類のスコープ部２の視野角の相違による上記のような像の周縁部の明るさの相違が少なくなるような輝度補正処理を施すものである。具体的には、輝度補正処理部３３は、光学系情報の値が大きいほど、ＣＣＤ２１に結像された像の周縁部の部分に対応する信号の輝度が高くなるような処理を施すものである。より具体的には、第２のマイコン３６には、光学系情報の内容と、輝度の変更を行う範囲および輝度変更の度合いとを対応付けたテーブルが予め設定されている。そして、第２のマイコン３６は、スコープ機種情報に基づいて光学系情報を求め、その光学系情報に応じた輝度の変更を行う範囲および輝度変更の度合いを上記テーブルを参照して求め、その情報を輝度補正処理部３３に出力する。そして、輝度補正処理部３３は、上記情報に応じた輝度補正処理を施す。なお、輝度補正処理の具体的な演算方法については、如何なる既知の演算方法を採用してもよく、たとえば、ボケ画像を利用した演算方法などを採用するようにしてもよい。

マスク処理部３４は、ＣＣＤ２１により撮像された信号にマスク処理を施すものであるが、本実施形態におけるマスク処理とは、ＣＣＤ２１により撮像された像の周縁部に対応する信号とそれより外側の範囲に対応する信号を、黒を表す信号に変換する処理である。ＣＣＤ２１により撮像された像の周縁部に対応する信号を、黒を表す信号に変換するのは、ＣＣＤ２１により撮像された像の周縁部には、生体組織の像でなく対物光学系の鏡胴などの像が写りこんでしまうため、これを隠すためである。また、ＣＣＤ２１により撮像された像の周縁部より外側の範囲に対応する信号を黒を表す信号に変換するのは、生体組織の画像をより明確に表示させるためである。

ここで、上記のようなマスク処理を施すには、そのマスク処理を施す範囲の情報が必要であるが、その範囲はＣＣＤ２１の撮像面の大きさと撮像面に結像される像の大きさとの関係によって異なってくる。マスク処理部３４は、上記関係を考慮したマスク処理を施すものである。具体的には、第２のマイコン３６には、マスク情報の内容と、マスク処理を施す範囲とを対応付けたテーブルが予め設定されている。そして、第２のマイコン３６は、スコープ機種情報に基づいてマスク情報を求め、そのマスク情報に応じたマスク処理を施す範囲を上記テーブルを参照して求め、その情報をマスク処理部３４に出力する。そして、マスク処理部３４は、上記情報に応じたマスク処理を施す。図６（Ａ）〜（Ｃ）に、ＣＣＤ２１の撮像面２１ｃの大きさと撮像面２１ｃに結像される像２１ｄの大きさとの関係と、その関係によって決定されるマスク処理を施す範囲を示したものである。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）における丸実線で囲まれる範囲が撮像面２１ｃ上に結像される像の範囲であり、斜点線の範囲がマスク処理を施す範囲である。図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、マスク処理を施す範囲はマスク情報の値が大きいほど狭くなる。

次に、本実施形態の電子内視鏡装置の作用について説明する。

まず、検査の種類などに応じて、複数種類のスコープ部２の中からいずれか１種類のスコープ部２が選択され、その選択されたスコープ部２のコネクタ部２８が、信号処理部３のコネクタ部３８に接続される。すると、スコープ部２の第１のマイコン２３が第１のメモリ２４に記憶されたスコープ機種情報を読み出し、その読み出したスコープ機種情報を信号処理部３の第２のマイコン３６に出力する。信号処理部３の第２のマイコン３６は、上記表１に示すテーブルを参照して、入力されたスコープ機種情報に応じたフィルタ情報、光学系情報およびマスク情報を取得する。そして、第２のマイコン３６はその取得したフィルタ情報に基づいて第２の信号処理回路３１および色空間補正処理部３２に、上述したような制御信号を出力するとともに、取得した光学系情報に基づいて、その光学系情報に応じた輝度の変更を行う範囲および輝度変更の度合いを求めて輝度補正処理部３３に出力し、また、取得したマスク情報に基づいて、マスク処理を施す範囲を求めてマスク処理部３４に出力する。

一方、上記のようにスコープ部２が信号処理部３に接続された後、スコープ部２の先端が体腔内に挿入される。そして、光源装置４から発せられた白色光が導光手段２５により光学フィルタ２６まで導光され、光学フィルタ２６において所望の波長領域だけ取り出された照明光が照射レンズ２７から射出され、被観察体１０に照射される。

そして、被観察体１０から反射された光が対物光学系２１ｂによりＣＣＤ２１の撮像面上に結像される。なお、このときＣＣＤ２１に設けられたカラーフィルタ２１ａを透過した光がＣＣＤ２１の撮像面上に結像される。そして、ＣＣＤ２１の撮像面上に結像された像はＣＣＤ２１により光電変換され、その光電変換された信号が第１の信号処理回路２２に出力される。

そして、第１の信号処理回路２２において、入力された信号に相関２重サンプリング処理、自動利得制御およびＡ/Ｄ変換処理などが施され、デジタル画像信号が出力される。第１の信号処理回路２２から出力されたデジタル画像信号は、コネクタ部２８，３８を介して信号処理部３の第２の信号処理回路３１に入力される。

そして、第２の信号処理回路３１においては、第２のマイコン３６において取得されたフィルタ情報が原色フィルタである場合には、上記のようにして輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙとが算出され、色空間補正処理部３２に出力される。そして、その輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙとは色空間補正処理３２おいては何も処理が施されることなく輝度補正処理部３３に出力される。

一方、第２のマイコン３６において取得されたフィルタ情報が補色フィルタである場合には、第２の信号処理回路３１においては、上記のようにしてＲ、Ｇ、Ｂ信号が算出され、そのＲ、Ｇ、Ｂ信号は色空間補正処理部３２に出力される。そして、その色空間補正処理部３２において、そのＲ、Ｇ、Ｂ信号に上述した色空間補正処理が施され、その色空間補正処理の施されたＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ―Ｙとが算出され、輝度補正処理部３３に出力される。

そして、輝度補正処理部３３においては、第２のマイコン３６から出力された、輝度の変更を行う範囲および輝度変更の度合いに基づいて、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ―Ｙとに輝度補正処理が施される。

そして、輝度補正処理の施された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ―Ｙとは、マスク処理部３４に出力され、マスク処理部３４においては、第２のマイコン３６から出力された、マスク処理を施す範囲に基づいて、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ―Ｙとにマスク処理が施される。

そして、マスク処理の施された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹおよびＢ―Ｙとは、Ｄ/Ａ変換回路３５に出力され、アナログ信号に変換された後、信号処理部３に接続されたモニタに出力され、そのモニタにおいて、上記アナログ信号に基づいてカラー画像が表示される。

なお、上記実施形態の電子内視鏡装置においては、スコープ部２のカラーフィルタ２１ａの種類、対物光学系２１ｂの視野角、およびＣＣＤ２１の撮像面の大きさとその撮像面に結像される像の大きさとの関係を間接的に示す情報として、スコープ機種情報を信号処理部３に出力するようにしたが、これに限らず、これらを直接的に示す情報をスコープ部２から信号処理部２に出力するようにしてもよい。

また、上記実施形態の電子内視鏡装置において、スコープ部２の光学フィルタ２６の種類を示す情報を色空間補正処理部３２に出力し、色空間補正処理部３２において、その光学フィルタ２６の種類に応じた色補正処理を施すようにしてもよい。具体的には、たとえば、光学フィルタ２６の種類が赤色の波長領域を取り除くものである場合には、赤色を補う色補正処理を施すようにし、光学フィルタ２６の種類が黄色の波長領域を取り除くものである場合には、黄色を補う色補正処理を施すようにすればよい。なお、色補正処理の具体的な演算方法については如何なる既知の演算方法を採用するようにしてもよい。

本発明の電子内視鏡装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図マスク情報を説明するための図図１に示す電子内視鏡装置における色空間補正処理を説明するための図色空間補正処理の効果を説明するための図図１に示す電子内視鏡装置における輝度補正処理を説明するための図図１に示す電子内視鏡装置におけるマスク処理を説明するための図

符号の説明

１電子内視鏡装置
２スコープ部
３信号処理部
１０被観察体
２１ａカラーフィルタ
２１ｂ対物光学系
２５導光手段
２７照射レンズ

Claims

光の照射による被観察体からの反射光を透過するカラーフィルタと、該カラーフィルタを透過した前記反射光を受光して前記被観察体の像を撮像する撮像素子とを有し、該撮像素子により前記被観察体の像を撮像してカラー画像信号を出力するスコープ部と、該スコープ部の撮像素子から出力されたカラー画像信号に前記カラーフィルタの種類に応じた信号処理を施して所定の色成分からなる表示可能な表示用信号を生成する信号処理部とを備えた電子内視鏡装置において、
前記スコープ部が、該スコープ部に設けられたカラーフィルタの種類を示すフィルタ情報を記憶するフィルタ情報記憶手段を有し、
前記信号処理部が、互いに異なる種類の前記フィルタ情報を有する複数種類の前記スコープ部を選択的に接続し得る接続部と、該接続部に接続されたスコープ部の前記フィルタ記憶手段に記憶されたフィルタ情報を取得するフィルタ情報取得手段と、該フィルタ情報取得手段により取得されたフィルタ情報に基づいて、前記複数種類のスコープ部から出力された前記各カラー画像信号から生成された前記各表示用信号が互いに同じ色空間上の点を表すものとなるように前記カラー画像信号に色空間補正処理を施す色空間補正処理部とを有し、
前記色空間補正処理部が、前記フィルタ情報が示すカラーフィルタの種類が原色フィルタである場合には前記カラー画像信号に前記色空間補正処理を施さず、
前記フィルタ情報が示すカラーフィルタの種類が補色フィルタである場合には前記カラー画像信号に前記色空間補正処理を施すものであることを特徴とする電子内視鏡装置。
前記スコープ部が、前記撮像素子に前記被観察体の像を結像する結像光学系と、該結像光学系の種類を示す光学系情報を記憶する光学系情報記憶手段とを有し、
前記信号処理部が、前記接続部に接続されたスコープ部の前記光学系情報記憶手段に記憶された光学系情報を取得する光学系情報取得手段と、該光学系情報取得手段により取得された光学系情報に基づいて、該光学系情報が示す光学系の視野角が大きいほど、撮像された前記像の周縁部の部分に対応する信号の輝度が高くなるような輝度補正処理を前記カラー画像信号に対して施す輝度補正処理部とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
前記スコープ部が、前記撮像素子に前記被観察体の像を結像する結像光学系と、前記スコープ部に設けられた撮像素子の撮像面の大きさと前記結像光学系により前記撮像面上に結像される像の大きさとの関係を示すマスク情報を記憶するマスク情報記憶手段を有し、
前記信号処理部が、前記接続部に接続されたスコープ部の前記マスク情報記憶手段に記憶されたマスク情報を取得するマスク情報取得手段と、該マスク情報取得手段により取得されたマスク情報に基づいて前記カラー画像信号にマスク処理を施すマスク処理部とを有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の電子内視鏡装置。