JPH02213817A

JPH02213817A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JPH02213817A
Application number: JP1033812A
Authority: JP
Inventors: Toshio Funakoshi; 舩越　稔生
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-08-24
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0617942B2; US5111804A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ホワイトバランス調整機能を右するカラー撮
像方式の電子内視鏡装置に関し、特に静止画像撮像時の
ホワイトバランス調整機能の改良に関する。

（従来の技術）従来、この種の電子内視鏡装置には、被写体を照明する
ための光源として、動画像撮影時に直流点灯し、静止画
像撮像時には直流点灯を継続したまま発光する光強度を
撮影タイミングに同期して瞬時上昇させるパルス点灯を
行う点灯制御なされる光源を適用したものが存在する。

このように光源を点灯制御することにより動画＠撮影か
ら静止画像撮影に移行した際にカラー画像の明るさに不
自然さがなく、また静止−両像′＠影時にはアレの無い
鮮明なカラー画像を得ることができる。

方、被写体となる胃等の体腔内は赤身を帯びているため
、このことを考慮した調整処理を画像信号に施さない場
合には、カラー画像全体が赤身を帯びてしまう。

そこで、従来においても、一般にホワイトバランス調整
と称されている処理、即ち標準白色物体を撮影したとぎ
に画像信号の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各
信号値が等しくなるように定めた係数値を色成分対応で
画像信号に乗算する処理を施していた。

しかしながら、光源として通常用いているキセノンラン
プは、発光の分光スペクトルが、例えば第５図に示すよ
うに、直流点灯時とパルス点灯時とで異なる。

そのため、動画像撮影から静止画像撮影に移行した際、
カラー画像の色調が変化してしまうという不具合があっ
た。

（発明が解決しようとする課題）即ち、従来のこの種の電子内視鏡装置の場合においては
、光源発光の分光スペクトルが直流点灯時とパルス点灯
時とで異なることを考慮せずに単にホワイトバランス調
整を行なっていたため、動画像撮影から静止画県影に切
り換えた際に、カラー画像の色調が変化してしまうとい
う不具合があった。

そして、このようにノＪラー画像の色調の変化が生じた
場合には、術者の診断能を低下する虞れがある。

本発明は、係る課題に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、動画像撮影から静止画像撮影に切り換
えた際にカラー画像の色調が変化しないようにホワイト
バランス調整を行なえる電子内視鏡装置を提供すること
にある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するため、動画像撮影時に
直流点灯し、静止画像撮像時にはパルス点灯する点灯制
御がなされる光源の光により被写体を照明し、この照明
下で被写体を撮影して得られる画像信号を基に、動画像
及び静止画像をホワイトバランス処理してモニタ上にノ
Ｊラー表示する電子内視鏡装置において、前記ホワイトバランス処理がなされた動画像撮影時の前
記画像信号の各色成分値に対し、静止画像撮像時の前記
画像信号の各色成分値を色成分対応で一致させるのに必
要な各補正係数を求める演算手段と、この演算手段により求めた各補正係数を、静止画像撮像
時に色成分対応で前記画像信号に対し乗算するホワイト
バランス補正手段と、を具備することを特徴とづる。

（作用）本発明による電子内視鏡装置であれば、静止画像撮像時
に、動画像撮影時と同じ色調となるようにホワーイトバ
ランスの補正がなされるから、動画像撮影から静止画像
撮影に切り換えた際、カラー画像の色調が変化するのを
防止することができる。

（実施例）第１図は、本発明が適用された一実施例の電子内視鏡装
置の概略を示す構成図である。

この一実施例の電子内視鏡装置は、カラー撮影方式とし
て同時方式が適用されたもので、内視鏡スコープ１と装
置本体２とからなる。

内視鏡スコープ１は、スコープ先端部１ａに固体Ｒ機素
子（以下ＣＯＤという）３を搭載し、５した操作部１ｂ
にフリーズボタン４を設（）ている。

そして、ＣＣＤ３は、撮影デバイスの入光面に原色の各
色フィルタを所定の配列で貼っており、１回の撮影でカ
ラー画像に必要な情報を得るようになされている。

装置本体２は、シスデム全体の制御中枢となるシステム
コントローラ５、Ａ／Ｄ変換器６、色分離回路７、ホワ
イトバランス回路８、Ｒ，Ｇ、Ｂの各画像メモリ９〜１
１、Ｄ／Ａ変換器１２、カラーモニタ１３、光源ユニッ
ト１／Ｉを備えている。

そして、システム−１ントローラ５は、従来から知られ
ているようにホワイトバランス係数を求める処理と、静
止画像撮像時に色補正を行うための各補正係数を求める
処理とを実行する演算手段としての機能を有する。

即ち、システムコントローラ５における上記演停手段と
しての機能は、まず動画像撮影時に標準白色物体を撮影
したとき、画像信号のＲ，Ｇ、Ｂの各信号値Ｒ＋　、Ｇ
＋　、Ｂ＋が互いに等しくなるＲ＋　＝Ｇ＋　＝Ｂ＋　
の関係が得られるホワイトバランス係数を求め、この係
数値を７Ｊ＼ワイ［〜バランス回路８の係数乗算器１５
にセットすることができる。

また、静止画像撮影により標準白色物体を撮影したとき
の画像信号のＲ，Ｇ、Ｂの各信号値Ｒ２゜Ｇ２　　、　
　Ｂ２　　がＫｒ　　Ｒ２＝Ｒ＋　　、Ｋ（Ｉ　　Ｇ２
　　＝Ｇ＋Ｋｂ　Ｂ２　＝Ｂ＋　どなるようにする各補
正係数Ｋｒ。

ＫＯ、Ｋｂを求め、この各補正係数値をホワイトバラン
ス回路８の補正係数乗算器１６〜１８にそれぞれセット
することができる。

ホワイトバランス回路８は、］二配係数乗算器１５と上
記補正係数乗算器１６〜１８との他に、連動スイッチ１
つを備えており、動画撮影時には、係数乗算器１５の出
ツノを画像メモリ９〜１１へ直接加えるように連動スイ
ッチ１つが作動され、また静止画像撮像時には、係数乗
算器１５の出力を補正係数乗算器１６〜１８を通して画
像メモリ９〜１１へ加えるように連動スイッチ１つが作
動される。

光源ユニット１４は、動画像撮影時に直流点灯し、静止
画像撮像時には直流点灯を継続したまま発光する光強度
を撮影タイミングに同期して瞬時上昇させるパルス点灯
を行う点灯制御がなされるキセノンランプ（不図示）を
要部としてなる。そして、この光源ユニツ１〜１４から
内視鏡スコープ１のスコープ先端部１ａまで図示しない
ライトガイドにより照明光が送出される。

また、動画像撮影を行っている際、内視鏡スコア１のフ
リーズボタン４を押ず操作がなされると、これに応答し
てシスデムコントＬ１−ラ５から各部へフリーズ指示を
示す信号が送出され、光腺ユニット１４．連動スイッチ
１９９画像メモリ９〜１１等が静止画像撮像時に対応す
るように切換制御される。

次に、本実施例についてその作用を説明すると、動画像
撮影時は、光源ユニット１４から内視鏡スコープ１のス
コープ先端部１ａまで導びかれる直流点灯光により体腔
内が照明される。この照明下の体腔壁で反射された光は
、図示しないレンズを通してＣＣＤ３に結像する。この
ＣＣＤ３の光電変換出力が図示しないカメラコントロー
ルユニット（以下ＣＣＵという）により画像信号となり
装置本体２へ送出される。

そして、装置本体２において、Ａ／Ｄ変換器６により画
像信号がディジタル化され、色分離回路７に送られるこ
とによりＲ，Ｇ、Ｂの３成分に分離される。このＲ，Ｇ
、Ｂ信号は、ホワイトバランス回路８の係数定数器１５
に送られることにより、システムコンローラ５の演算に
より得られた所定のホワイ［ヘパランス係数がかけられ
て動画像撮影時のホワイトバランス処理がなされたもの
となる。このホワイトバランス処理を経たＲ、Ｇ。

Ｂ信号は、連動スイッチ１９を介してＲ画像メモリ１９
，０画像メモリ１０，８画像メモリ１に同時に書ぎ込ま
れ、また同時に読み出される。この書き込み読み出し制
御はシステムコントローラ５により実行される。

このようにしてＲ画像メモリ９．０画像メモリ１０．８
画像メモリ１１から読み出された各画像信号は、Ｄ／Ａ
変換器１２によりアブログ信号に戻されてカラーモニタ
１３へ加わる。従って、動画像撮影時にはホワイ［−バ
ランス回路８の係数乗算器１５のホワイトバランス係数
に応じてホワイトバランスされたカラー画像がカラーモ
ニタ１３に画像表示されることになる。

一方、内視鏡スコープ１のフリーズボタン４を押す操作
に応答してシステムコント［コーラ５から光源ユニット
１４．連動スイッチ１９１画像メｔ９９〜１１等にフリ
ーズ指示を示す信号が送られる静止画像時には、内？＃
Ｉスコープ１から出射されるパルス点灯光により体腔内
が照明される。この照明下でＣＣＤ３の光電変換出力が
ＣＣＵにより画像信号となり装置本体２に送出され、色
分離回路７によりＲ，Ｇ、Ｂ信号に分離される。このＲ
，Ｇ、Ｂ信号は、ワホイトバランス回路８の係数乗算器
１５によりホワイトバランス処理された後、連動スイッ
チ１９を介して補正係数乗算器１６〜１８を通してホワ
イトバランスの補正処理がなされＲ画像メモリ’＋９．
Ｇ画像メモリ１０，８画像メモリ１１に同時に書き込ま
れてフリーズ期間保持される。そして、この保持された
各画像信号はシステムコントローラ５による読み出し制
御に従ってＤ／△変換器１２に送られてアナログ信号に
戻されてカラーモニタ１３へ加わる。

このように、静止画像撮像時には、ホワイトバランス回
路８の係数乗算器１５のホワイトバランス係数に応じて
ホワイトバランスされ、更に同じホワイトバランス回路
８の補正係数乗算器１６〜１８にＪ：リホワイトバラン
スが補正されるため、照明光の分光スペクトルが異なる
のにかがわらず、カラーモニタ１３」二では動画像及び
静止画像が同一色調に維持されることなる。

また、前述の本発明の一実施例では、装置本体例でホワ
イトバランスをとるが、ホワイトバランスを内視鏡スコ
ープのカメラ回路でとる構成の電子内視鏡装置に対して
も本発明を適用することができる。

第２図は、本発明が適用された他実施例の電子内視鏡装
置の概略を示す構成図である。

この他実施例の電子内視ＦＡ装置は、Ｃ（Ｊ）、　ＣＣ
Ｕを含むカメラ回路２０で直流点灯光に合せでホワイト
バランスをとる内視鏡スニ］−１２１と、装置本体２２
とからなる。

装置本体２２は、カメラ回路２０によりの画像信号を色
分離してディジタル化ＪるＡ／Ｄ変換器２３と、補正乗
数設定器１６−１８及び連動スイッチ１つを有するホワ
イトバランス補正回路２／１との他に、第１図の一実茄
例装冒同様に、システムコントローラ５、画像メモリ９
〜１　’Ｉ　、Ｄ〜△変換器１２、カラーモニタ１３、
光源コニツ１へ１４を備えている。

そして、システムコントローラ５は、前述の実施例同様
に静止画像撮像時に色神Ｔを行うための各補正係数Ｋｒ
、Ｋｏ、Ｋｂで求め、この各補正係数値をホワイトバラ
ンス補正回路２４の補正係数乗算器１６〜１８にそれぞ
れセラ１へすることができる演算手段としての機能を有
する。

また、ホワイトバランス補正回路２４は、動画像撮影時
には、Ａ／Ｄ変換器２３の出力を画像メモリ９〜１１へ
直接加えるように連動スイッチ１９が動作され、また静
止画像撮像時には、Ａ／Ｄ変換器２３の出力を補正係数
乗算器１６〜１８を通して画像メモリ９〜１１へ加える
ように連動スイッチ１つが作動される。

その他各部は、前述の一実施例同様に機能するものとさ
れている。

このように内視鏡スコープ２１のカメラ回路２０におい
て直流点灯光に合せてホワイトバランスがとられる構成
とした本実施例においても、静止画像撮像時には、ホワ
イトバランス補正回路２４の補正係数乗算器１６・〜１
８によりホワイトバランスが補正されるため、照明光の
分光スペクトルが異なるのにかかわらず、カラーモニタ
１３上では動画像及び静止画像が同一色調に維持される
ことになる。

このようなことから、本発明の各実施例によれば、動画
像撮影から静止画像撮影に切り換えることによって照明
光の分光スペク１〜ルが変化しても、カラーモニタ上で
は画像に色調の変化が生じる事態を防止することができ
る。

また、本発明各実施例で光源に適用されたキセノンラン
プは、第３図の発光色温度のパルス数特性に示す如く、
直流点灯（ＤＣ）とパルス点灯（ＭＯＤＵＬＡＴ　Ｉ　
ＯＮ＞との関係であった。この関係を見ても分かるよう
に、パルス数による大きな変化はみられず、また、直流
点灯時とパルス点灯時との発光色の差に大きな変化はみ
られないことから、補正係数乗算器１６〜１８にセット
される各補正係数Ｋｒ、Ｋｇ、）（ｂは一度設定すると
ほとんど変えなくて済む。

そこで、第４図に示すように内視鏡スコープ２１と標準
白色板２５との相対位置を固定し得る治具２６を用いて
、工場出荷時及び光源ランプ交換時に上記各補正係数を
演算により求め、この各係数値をセットするようにして
もよい。勿論、内視鏡撮影の直列に上記各補正係数を求
めてセットしてｂよい１、まＩｃ、１−配合補正係数を乗算する処理は、画像メ［
りとＤ／Ａ変換部との間にて実行してもよく、またディ
ジタル領域に限らずアナログ領域で実行してもよい。

Ｕ発明の効果］以上説明したように、本願が適用された電子内視鏡装置
は、動画像撮影から静止画像撮影に切り変えてもカラー
モニタ画像の色調が変化されないようにするために動画
像撮影のホワイトバランス処理に対づ゛る補正係数を色
成分対応でそれぞれ求め、その各補正係数値を乗算した
画像信号を基に、カラーモニタ表示するから、動画像撮
影時及び静止画像撮像時にかかわらず、画面の色調が安
定したものとなり、術者の診断能上極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された電子内視鏡装置の一実施例
を示す構成図、第２図は本発明が適用された電子内視鏡
ａ’Ｊｆｌの他実施例を示す構成図、第３図は光源につ
いての発光色温度のパルス数特性を示ず図、第４図はホ
ワイトバランスの補正係数を求める場合に用いる治具の
一例を示す図、第５図は光源による発光の分光スペク１
〜ル特性を示す図である。１・・・内視鏡スコープ　２・・・装置本体３・・・Ｃ
ＣＤ　　４・・・フリーズボタン５・・・シスデムコン
トローラ　６・・・Ａ／Ｄ変換器７・・・色分離回路　
８・・・ボワイ１〜バランス回路９．１０．１１・・・
変換器　１３・・・ノＪラーモニタ１４・・・光源ユニ
ット　１５・・・係数乗算器１６．１７．１８・・・補
正係数乗算器１９・・・連動スイッチ　２０・・・カメ
ラ回路２１・・・内視鏡スコープ　２２・・・装置本体
２３・・・Ａ／Ｄ変換器２４・・・ホワイトバランス補正回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）動画像撮影時に直流点灯し、静止画像撮影時には
パルス点灯する点灯制御がなされる光源からの光により
被写体を照明し、この照明下で被写体を撮像して得られ
る画像信号を基に、動画像及び静止画像をホワイトバラ
ンス処理してモニタ上にカラー表示する電子内視鏡装置
において、前記ホワイトバランス処理がなされた動画像撮影時の前
記画像信号の各色成分値に対し、静止画像撮影時の前記
画像信号の各色成分値を負成分対応で一致させるのに必
要な各補正係数を求める演算手段と、この演算手段により求めた各補正係数を、静止画像撮像
時に色成分対応で前記画像信号に対し乗算するホワイト
バランス補正手段と、を具備することを特徴とする電子
内視鏡装置。