JP6049945B2 - 撮像装置および処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の画素を有する撮像素子を備えた撮像装置、および該撮像装置と接続する処理装置に関する。

従来、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、例えば先端に撮像素子が設けられ、被検体の体腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、内視鏡の先端から出射する照明光を発生する光源装置と、撮像素子が生成した撮像信号に応じた体内画像の画像処理を行って、体内画像を表示部等に表示させる処理装置と、を備える。

近年、画像のホワイトバランスを照明光により調整する技術として、赤色の波長帯域の光を出射する赤色ＬＥＤ光源、緑色の波長帯域の光を出射する緑色ＬＥＤ光源および青色の波長帯域の光を出射する青色ＬＥＤ光源からなる光源部を備えた撮影システムが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、赤外光により被写体を照明して、該照明により得られた画像に対してＲＧＢ信号のバランスを調整し、該バランスに応じて赤色ＬＥＤ光源、緑色ＬＥＤ光源および青色ＬＥＤ光源が出射する光強度（光量）を個別に変更して、可視光により得られる画像のホワイトバランスを調整している。

特開２０１２−２９７２８号公報

ところで、観察中に着目した色をさらに明瞭化した画像を得るためには、着目する色の信号のゲイン調整、または光量調整を行って対応することとなる。ゲイン調整ではノイズ成分も増大するため、着目する色成分の光量（輝度）を上げることが好ましい。しかしながら、特許文献１が開示する技術は、観察前にホワイトバランス調整を行って各色の光源の光強度を調整するのみであり、ＲＧＢ信号のバランスを維持しながら照明光量を上げることとなるため、着目色以外の色の光源の光強度も増大し、光源部における発熱量が余計に増大してしまうおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光源部の発熱量を抑制して着目する色成分の光量を増大することができる撮像装置および処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、撮像対象を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、互いに異なる複数の色の光をそれぞれ出射する複数の光源を有する照明部と、前記撮像信号を前記複数の色に応じた複数の信号に分離する色分離部と、着目する色を着目色として設定する着目色設定部と、前記色分離部が分離した信号をもとに、前記着目色設定部により設定された前記着目色に応じた光源の光量を大きくして、前記複数の光源による発光バランスを制御する発光バランス制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記複数の色は、赤色、緑色および青色であることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記発光バランスに応じて各色の信号のゲインを調整するための発光バランス係数にかかる第１の閾値、および前記色の信号値にかかる第２の閾値を記憶する記憶部をさらに備え、前記発光バランス制御部は、前記着目色設定部によって設定された色について発光バランス係数の演算を行う発光バランス係数演算部と、前記色の信号値を取得して、撮像信号中の着目色と他の色との存在比を比較する色成分比較部と、前記発光バランス係数演算部による演算結果および前記色成分比較部による判断結果と、前記記憶部が記憶する前記第１および第２の閾値とに応じて、前記発光バランスの変更制御を行う発光バランス変更部と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、レーザー光を出射可能なレーザー装置から前記レーザー光が出射されたことを検知するレーザー検知部と、前記レーザー検知部による検知結果に基づいて観察モードを変更する観察モード変更部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる処理装置は、撮像対象を撮像して撮像信号を出力する撮像部を有する撮像装置、および互いに異なる複数の色の光をそれぞれ出射する複数の光源を有する光源装置とそれぞれ接続し、該撮像装置および該光源装置との間で信号の送受信が可能な処理装置であって、着目する色を着目色として設定する着目色設定部と、前記撮像信号を前記複数の色に応じて分離した分離信号をもとに、前記着目色設定部により設定された前記着目色に応じた光源の光量を大きくして、前記複数の光源による発光バランスを制御する発光バランス制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、発熱量を抑制して着目する色成分の光量を増大することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムが行う発光制御処理を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比算出処理を説明する図である。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比算出処理を説明する図である。 図７は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の検波値比較処理を説明する図である。 図８は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の検波値比較処理を説明する図である。 図９は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比ダウン処理を説明する図である。 図１０は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の発光バランスアップ処理を説明する図である。 図１１は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明にかかる撮像装置および処理装置を含むシステムの一例として、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。

図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源装置３と、内視鏡２が撮像した体内画像に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置４と、処理装置４が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置５と、を備える。

内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置３および処理装置４に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。

挿入部２１は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が２次元状に配列された撮像素子２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。

先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置３が発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４４と、を有する。

光学系２４３は、一または複数のレンズを用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。

撮像素子２４４（撮像部）は、光学系２４３からの光を光電変換して電気信号（撮像信号）を生成する。具体的には、撮像素子２４４は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサなどをそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が光学系２４３からの光を光電変換して電気信号を生成する受光部２４４ａと、受光部２４４ａの複数の画素が生成した電気信号を読み出して、撮像信号として出力する読み出し部２４４ｂと、を有する。受光部２４４ａの各画素には、カラーフィルタが設けられる。このため、各画素は、カラーフィルタが透過する波長帯域の光（例えば、赤色光、緑色光または青色光）を受光し、該受光した光に応じた電荷を蓄積する。撮像素子２４４は、処理装置４から受信した駆動信号に従って先端部２４の各種動作を制御する。撮像素子２４４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。

操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置４、光源装置３に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。

ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル２４５と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル２４５は、設定データを送受信するための信号線、撮像信号を送受信するための信号線、および撮像素子２４４を駆動するための駆動用のタイミング信号を送受信するための信号線を含む。

ユニバーサルコード２３は、光源装置３と接続するコネクタ部２３ａと、処理装置４と接続するコネクタ部２３ｂと、を有する。コネクタ部２３ｂは、ＡＦＥ部２３１と、ホワイトバランス（ＷＢ）係数記憶部２３２と、を有する。

ＡＦＥ部２３１（色分離部）は、例えば相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）法を用いてアナログの撮像信号に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減回路と、電気信号の増幅率（ゲイン）を調整して一定の出力レベルを維持するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路と、ＡＧＣ回路を介して出力された撮像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、受光部２４４ａに設けられるカラーフィルタの色成分に応じて信号を分離する色分離回路と、を有する。色分離回路では、例えばカラーフィルタが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）からなる場合、該カラーフィルタおよび画素の配置を参照して赤色（Ｒ）信号、緑色（Ｇ）信号および青色（Ｂ）信号（分離信号）に分離する。ＡＦＥ部２３１は、読み出し部２４４ｂから出力された撮像信号に対して、上述した回路により信号処理を施した後、信号処理後の撮像信号を処理装置４に出力する。

ＷＢ係数記憶部２３２は、フラッシュメモリ等を用いて実現される。ＷＢ係数記憶部２３２は、ホワイトバランスを調整するための係数であるＷＢ係数を記憶する。ＷＢ係数は、撮像素子２４４に応じて設定されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号にそれぞれ乗ずる複数の係数を含み、例えばキャリブレーション時に算出される各係数をＷＢ係数として記憶する。なお、内視鏡２にかかる識別情報（例えば、内視鏡２の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報等）を記憶していてもよい。

つぎに、光源装置３の構成について説明する。光源装置３は、照明部３１と、照明制御部３２と、を備える。

照明部３１は、照明制御部３２の制御のもと、被写体（被検体）に対して、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を順次切り替えて出射する。照明部３１は、光源部３１ａと、光源ドライバ３１ｂと、合波レンズ３１ｃと、を有する。

光源部３１ａは、赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３や一または複数のレンズ等を用いて構成され、光源ドライバ３１ｂの制御のもと、各ＬＥＤ光源がそれぞれの波長帯域の光を出射する。光源部３１ａが発生させた照明光は、ライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。具体的には、光源部３１ａは、赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３から光を出射させることにより、赤色光、緑色光および青色光の各波長帯域（例えば、赤：６００ｎｍ〜７００ｎｍ、緑：５００ｎｍ〜６００ｎｍ、青：４００ｎｍ〜５００ｎｍ）を含む光を照明光として出射する。これにより、照明部３１は、光源部３１ａにより赤色光（Ｒ照明）、緑色光（Ｇ照明）および青色光（Ｂ照明）いずれかの光を内視鏡２に順次出射（面順次方式）することができる。

光源ドライバ３１ｂは、照明制御部３２の制御のもと、光源部３１ａの赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３に対して電流を供給することにより、光源部３１ａに照明光を出射させる。

合波レンズ３１ｃは、赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３から出射された各波長帯域の光を集光し、これらの波長帯域の光を合波して照明光（例えば、白色光）として出射する。

照明制御部３２は、光源ドライバ３１ｂを制御して光源部３１ａの赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３をオンオフ動作させることによって、照明部３１により出射される照明光の波長帯域や光量を制御する。照明制御部３２は、処理装置４からの信号に基づいて、光源ドライバ３１ｂが光源部３１ａ（各ＬＥＤ光源）に供給する電力量を制御するとともに、光源ドライバ３１ｂが光源部３１ａを駆動する駆動タイミング（発光期間）を制御する。

次に、処理装置４の構成について説明する。処理装置４は、ホワイトバランス（ＷＢ）処理部４０１と、検波部４０２と、画像処理部４０３と、入力部４０４と、記憶部４０５と、着目色設定部４０６と、発光バランス制御部４０７と、制御部４０８と、を備える。

ＷＢ処理部４０１は、内視鏡２（ＡＦＥ部２３１）から出力された撮像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号に対して、ホワイトバランス調整を行って、該ホワイトバランス調整後の撮像信号（Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号）を検波部４０２に出力する。具体的には、ＷＢ処理部４０１は、発光バランス制御部４０７またはＷＢ係数記憶部２３２から各色成分の信号にかかるホワイトバランス係数を取得し、各色成分の信号にそれぞれ係数を乗じてホワイトバランス調整を行う。

検波部４０２は、ＷＢ処理部４０１から入力されるＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号から、ホワイトバランス調整後の信号値（各画素の輝度値）を検波し、各色成分の信号値を検波値として出力する。また、検波部４０２は、ＷＢ処理部４０１から出力されたホワイトバランス調整後の撮像信号（Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号）を画像処理部４０３に出力する。なお、検波部４０２は、同一の色成分のうち、輝度値の平均値を検波値として出力するものであってもよいし、最大値または最小値、最頻値等を検波値として出力するものであってもよい。

画像処理部４０３は、検波部４０２から入力された撮像信号をもとに、表示装置５が表示する体内画像を生成する。画像処理部４０３は、撮像信号に対して、所定の画像処理を実行して体内画像を含む体内画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、同時化処理、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理、複数の画像データを合成する合成処理およびフォーマット変換処理等である。

入力部４０４は、内視鏡システム１の動作を指示する指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。

記憶部４０５は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部４０５は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメーター等を含むデータを記憶する。また、記憶部４０５は、処理装置４の識別情報を記憶する。ここで、識別情報には、処理装置４の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報、伝送方式および伝送レート等が含まれる。

また、記憶部４０５は、各色成分のホワイトバランス係数の比の閾値であるＷＢゲイン閾値（第１の閾値）や、検波部４０２による検波値の検波閾値（各色の信号値の比の閾値：第２の閾値）を記憶する発光バランス制御パラメーター記憶部４０５ａを有する。ＷＢゲイン閾値および検波閾値は、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の色成分ごとに設定されており、発光バランス制御パラメーター記憶部４０５ａに記憶されている。

着目色設定部４０６は、入力部４０４が受け付けた指示信号に基づいて、着目する色の設定を行う。具体的には、着目色設定部４０６は、赤色を着目色とする旨の指示信号が入力部４０４を介して入力されると、着目色を赤色に設定する。

発光バランス制御部４０７は、光源部３１ａの各ＬＥＤ光源を駆動させるための制御信号を生成して照明制御部３２に出力する。発光バランス制御部４０７は、ＷＢ係数演算部４０７ａと、色成分比較部４０７ｂと、発光バランス変更部４０７ｃと、を有する。

ＷＢ係数演算部４０７ａは、着目色設定部４０６によって設定された色成分について、発光バランス制御パラメーター記憶部４０５ａに記憶されているＷＢゲイン閾値を参照して、ＷＢ係数の演算を行う。具体的には、ＷＢ係数演算部４０７ａは、各色のＷＢ係数に基づきゲイン比を算出し、ＷＢゲイン閾値と比較して、着目色のゲイン比がＷＢゲイン閾値より大きい場合にゲイン比を下げる。ＷＢ係数演算部４０７ａは、減算後のゲイン比に基づいて、ＷＢ係数を演算する。これにより、着目色のホワイトバランスにかかる係数が変更される。ＷＢ係数演算部４０７ａは、演算後のＷＢ係数をＷＢ係数記憶部２３２およびＷＢ処理部４０１に出力する。

色成分比較部４０７ｂは、検波部４０２からＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の検波値を取得して、被写体（撮像信号）中の着目色の成分と他の色の成分との存在比を比較する。具体的には、色成分比較部４０７ｂは、取得した検波値から検波値比を算出し、発光バランス制御パラメーター記憶部４０５ａから着目色の検波閾値を取得して、着目色の検波値比が検波閾値より大きいか否かを判断する。色成分比較部４０７ｂは、着目色の検波値比に関する判断結果を発光バランス変更部４０７ｃに出力する。

発光バランス変更部４０７ｃは、ＷＢ係数演算部４０７ａの演算結果および色成分比較部４０７ｂの判断結果に応じて、発光バランスの変更制御を行う。発光バランス変更部４０７ｃは、演算結果および判断結果により発光バランスを変更すると判断した場合、着目色に応じたＬＥＤ光源の光量を変更する。発光バランス変更部４０７ｃは、変更後の発光バランスで照明光を出射する旨の制御信号を照明制御部３２に出力する。

制御部４０８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、内視鏡２および光源装置３を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部４０８は、記憶部４０５に記憶されている撮像制御のための設定データ（例えば、撮像タイミングなど）を、集合ケーブル２４５に含まれる所定の信号線を介して撮像素子２４４へ送信する。

表示装置５は、映像ケーブルを介して処理装置４が生成した体内画像信号に対応する体内画像を受信して表示する。表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）を用いて構成される。

なお、本実施の形態１では、撮像素子２４４、ＡＦＥ部２３１、照明部３１、照明制御部３２、着目色設定部４０６および発光バランス制御部４０７を用いて撮像装置を構成する。

次に、内視鏡システム１が行う発光制御について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムが行う発光制御処理を示すフローチャートである。まず、発光バランス制御部４０７は、照明制御部３２を制御して、初期発光バランスでの照明光の点灯を行う（ステップＳ１０１）。ここでいう初期発光バランスとは、着目色設定部４０６による着目色設定のない状態、例えば白色となるように調整された通常のホワイトバランスである。照明制御部３２は、該通常のホワイトバランスに応じて白色の照明光となるように各ＬＥＤ光源からの出射光量を制御し、照明光を合波レンズ３１ｃから出射させる。

その後、発光バランス制御部４０７は、着目色設定部４０６により着目色が設定されたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。発光バランス制御部４０７は、着目色設定部４０６により着目色が設定されていない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、通常のホワイトバランスによる照明光の出射制御を行う。

一方、発光バランス制御部４０７は、着目色設定部４０６により着目色の設定がある場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、着目色に応じた発光バランス制御パラメーター（ＷＢゲイン閾値および検波閾値）を読み出す（ステップＳ１０３）。

発光バランス制御部４０７は、発光バランス制御パラメーターを読み出すと、該読み出した発光バランス制御パラメーターに基づいて発光バランスを変更し、該変更した発光バランスで照明光を出射するよう、照明制御部３２を制御する（ステップＳ１０４）。

続いて、内視鏡システム１が行う発光バランス制御について、図４〜図１０を参照して説明する。図４は、本実施の形態１にかかる発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理を示すフローチャートである。

発光バランス制御処理では、まず、ＷＢ係数演算部４０７ａが、ＷＢ係数（ゲイン）を取得して、各色のＷＢ係数に基づきゲイン比（ＷＢゲイン比）を算出する（ステップＳ２０１）。具体的には、例えば、緑色の信号値（Ｇ信号）のＷＢ係数を基準（例えば１）として、他の色のＷＢ係数の比を算出する。ＷＢ係数演算部４０７ａは、ＷＢゲイン比を算出後、着目色のＷＢゲイン比およびＷＢゲイン閾値を比較して、ＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

図５は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比算出処理を説明する図である。ＷＢ係数演算部４０７ａは、例えば、着目色が赤色（Ｒ）であり、ステップＳ２０１により図５に示すＷＢゲイン比が得られた場合、Ｒのゲイン比ＷＢ＿ＲがＷＢゲイン閾値ＷＢ＿ＴＨ＿Ｒよりも大きいと判断する。着目色のＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値以上である場合は、着目色の感度が低いと判断することができる。ＷＢ 係数演算部４０７ａにより着目色のＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値以上であると判断された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、発光バランス制御部４０７は、色成分比較部４０７ｂに検波値比の比較処理を行わせる（ステップＳ２０３）。

図６は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比算出処理を説明する図である。ＷＢ係数演算部４０７ａは、例えば、着目色が赤色（Ｒ）であり、ステップＳ２０１により図６に示すＷＢゲイン比が得られた場合、Ｒのゲイン比ＷＢ＿ＲがＷＢゲイン閾値ＷＢ＿ＴＨ＿Ｒよりも小さいと判断する。ＷＢ係数演算部４０７ａにより着目色のＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値より小さい場合は、着目色の感度が高いと判断することができる。ＷＢ係数演算部４０７ａは、ＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値より小さいと判断した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。

図７は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の検波値比較処理を説明する図である。ステップＳ２０３では、色成分比較部４０７ｂが、検波部４０２からＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の検波値を取得して、該取得した検波値から検波値比を算出し、着目色の検波値比が検波閾値より大きいか否かを判断する。色成分比較部４０７ｂは、例えば、着目色が赤色（Ｒ）であり、図７に示す検波値比が得られた場合、Ｒの検波値比Ｙ＿Ｒが検波閾値Ｙ＿ＴＨ＿Ｒよりも大きいと判断する。着目色の検波値比が検波閾値以上である場合は、被写体における着目色の存在比が高いと判断することができる。色成分比較部４０７ｂは、着目色の検波値比が検波閾値以上であると判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、発光バランス制御部４０７は、ＷＢ係数演算部４０７ａに着目色のＷＢゲイン比の変更処理を行わせる（ステップＳ２０４）。

図８は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の検波値比較処理を説明する図である。色成分比較部４０７ｂは、例えば、着目色が赤色（Ｒ）であり、図８に示す検波値比が得られた場合、Ｒの検波値比Ｙ＿Ｒが検波閾値Ｙ＿ＴＨ＿Ｒよりも小さいと判断する。着目色の検波値比が検波閾値よりも小さい場合は、被写体における着目色の存在比が低いと判断することができる。色成分比較部４０７ｂは、着目色の検波値比が検波閾値より小さいと判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。

図４のフローチャートに戻り、着目色のＷＢゲイン比がＷＢゲイン閾値以上であり、かつ着目色の検波値比が検波閾値以上であると判断された場合、すなわち、着目色の感度が低く、被写体における着目色の存在比が高いと判断される場合、ＷＢ係数演算部４０７ａが、着目色のＷＢゲイン比の変更処理（ＷＢゲイン比ダウン処理）を行う（ステップＳ２０４）。

図９は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理のＷＢゲイン比ダウン処理を説明する図である。ＷＢ係数演算部４０７ａは、着目色のゲイン比ＷＢ＿Ｒが、ＷＢゲイン閾値ＷＢ＿ＴＨ＿ＲとなるようにＷＢゲイン比を下げる。なお、ＷＢ係数演算部４０７ａは、減算後のゲイン比に基づいて、ＷＢ係数を演算する。

ＷＢ係数演算部４０７ａによるＷＢゲイン比ダウン処理後、発光バランス変更部４０７ｃは、発光バランスの変更処理（発光バランスアップ処理）を行う（ステップＳ２０５）。図１０は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの発光バランス制御部が行う発光バランス制御処理の発光バランスアップ処理を説明する図である。発光バランス変更部４０７ｃは、着目色のＬＥＤ光源の発光比を変更する。例えば、着目色が赤色（Ｒ）である場合、図１０に示すように、赤色ＬＥＤ光源３１１の変更前の発光比ＢＡＬ＿Ｒから発光比ＢＡＬ＿ＮＥＷ＿Ｒに上げる。この際、発光バランス変更部４０７ｃは、予め設定された大きさで発光比を上げる。

その後、発光バランス制御部４０７は、発光バランス変更部４０７ｃにより算出された新たな発光比で照明光を出射するよう、照明制御部３２に指示する。照明制御部３２は、赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３を制御して、新たに設定された発光バランスで照明光の出射制御を行う。発光バランス制御部４０７は、新たな発光比により得られた撮像信号（Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号）を取得して、着目色の検波値比が変更前の検波値比に対して一定となっているか否かを色成分比較部４０７ｂに判断させる（ステップＳ２０６）。

色成分比較部４０７ｂは、新たな発光比により得られた撮像信号（Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号）を取得して、該取得した撮像信号に基づく検波値から検波値比を算出し、着目色の検波値比が発光比変更前の検波値比に対して一定となっているか否かを判断する。例えば、色成分比較部４０７ｂは、発光比変更後の検波値比が、図７に示す検波値比Ｙ＿Ｒと一致するか否かを判断する。ここで、色成分比較部４０７ｂにより着目色の検波値比が発光比変更前の検波値比に対して一定となっていると判断された場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、発光バランス制御部４０７は、発光バランス制御処理を終了する。

一方、色成分比較部４０７ｂにより着目色の検波値比が発光比変更前の検波値比に対して一定となっていないと判断された場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、発光バランス制御部４０７は、ステップＳ２０５に戻り、発光バランスアップ処理を繰り返す。

なお、上述した発光制御処理を行う際は、装置起動時（初回の発光制御処理時）は、ステップＳ１０１の初期発光バランス点灯を行うが、二回目以降の発光制御処理については、初期発光バランス点灯を行ってもよいし、初期発光バランス点灯を行わずに着目色設定の有無を確認し、ステップＳ１０３以降の処理を行うものであってもよい。

上述した本実施の形態１によれば、発光バランス制御部４０７が、着目色に応じた発光バランス制御パラメーター（ＷＢゲイン閾値および検波閾値）に基づいて、着目色の発光比のみを上げて発光バランスを調整するようにしたので、発熱量を抑制して着目する色成分の光量を増大することができる。

また、上述した本実施の形態１によれば、上述した発光バランス制御処理により、着目色のＷＢ係数を下げ、かつ検波値比が変更前に対して一定となるように着目色のＬＥＤ光源の光量を上げることができる。このため、ＷＢ係数が下がってノイズの増幅要因を抑制し、かつ特定の色成分のみの光の光量を増大させることが可能となる。

なお、発光バランス変更部４０７ｃは、予め設定された大きさで発光比を上げるものとして説明したが、ＷＢ係数演算部４０７ａからＷＢゲイン比の減算量を取得し、該減算量に応じて発光比を上げるものであってもよい。

また、本実施の形態１では、ＡＦＥ部２３１が色分離部の機能を有するものとして説明したが、ＡＦＥ部２３１とは独立した色分離部が設けられるものであってもよいし、該色分離部が処理装置４に設けられるものであってもよい。

また、本実施の形態１では、コネクタ部２３ｂが、ＡＦＥ部２３１およびＷＢ係数記憶部２３２を有するものとして説明したが、ユニバーサルコード２３の操作２２側の基端部分や、操作部２２に設けられるものであってもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１１は、本実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１２は、本実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。本実施の形態２にかかる内視鏡システム１ａは、上述した実施の形態１にかかる内視鏡システム１の構成に対して、処理装置４に相当する処理装置４ａが観察モード設定部４０９を有し、レーザーを出射可能なプローブ６と、プローブ６に接続し、レーザー光を該プローブ６に供給するレーザー制御装置７と、をさらに備える。プローブ６およびレーザー制御装置７によりレーザー装置を構成する。

観察モード設定部４０９は、レーザー制御装置７から入力される信号に応じて、観察モードを変更する。具体的には、レーザー制御装置７からの信号入力がない場合は、観察モードを通常観察モードに設定し、上述した実施の形態１にかかる構成による信号処理等を行う。これに対し、レーザー制御装置７からの信号入力があった場合は、観察モードをレーザー光観察モードに設定するとともに、上述した着目色を、レーザー光の波長帯域に対応した色成分に設定して信号処理等を行う。

プローブ６は、内視鏡２の処置具挿入部２２２に挿入され、先端部２４から表出する。プローブ６は、内部にレーザー光を導光するファイバやレンズなどが設けられ、該ファイバからレンズなどを介してレーザー光を出射するとともに、基端面でレーザー制御装置７のレーザー光出射面に接続する。プローブ６により、例えば体内の観察部位にレーザー光を照射することで、生体組織の切開、止血、凝固、蒸散等の処置を施す。

レーザー制御装置７は、レーザー光源７１と、光源ドライバ７２と、駆動制御部７３と、入力部７４と、を有する。レーザー光源７１は、固体レーザーや半導体レーザーを用いて実現される。光源ドライバ７２は、駆動制御部７３の制御のもと、レーザー光源７１に対して電流を供給することにより、レーザー光源７１にレーザー光を出射させる。駆動制御部７３は、光源ドライバ７２を制御してレーザー光源７１をオンオフ動作させることによって、レーザー制御装置７により出射されるレーザー光を制御する。駆動制御部７３は、入力部７４からの指示信号に基づいて、光源ドライバ７２のレーザー光源７１への電力供給のタイミングを制御する。入力部７４は、例えばフットスイッチを用いて実現され、フットスイッチが押下された場合に、レーザー光を出射する旨の指示入力を受け付け、該受け付けた指示入力に応じて駆動制御部７３に指示信号を出力する。

また、レーザー制御装置７は、処理装置４ａとも接続され、例えば、駆動制御部７３が光源ドライバ７２を制御してレーザー光源７１をオン動作させる際に、レーザー光源７１がオンとなる旨の信号を処理装置４ａに入力する。

処理装置４ａでは、レーザー制御装置７から信号が入力されると、観察モード設定部４０９が、観察モードを通常観察モードからレーザー光観察モードに変更する。レーザー光により処置を施す際、例えば、緑色の波長帯域に含まれる波長帯域の光からなるレーザー光を用いる場合、医師などの術者は該レーザー光の波長帯域の光をカットするゴーグルを着用する。このため、レーザー光観察モードでは、着目色をレーザー光の波長帯域に応じた色成分以外に設定したり、レーザー光の波長帯域を含む色成分を着目色に設定不可に制御したり、レーザー光の波長帯域を含む色成分に応じたＬＥＤ光源をオフに設定したりする。また、レーザー光の波長帯域に応じて、ホワイトバランス処理後に色マトリクスを変更するものであってもよい。なお、本実施の形態２では、制御部４０８が、レーザー検知部として機能する。

なお、処置装置４ａとレーザー制御装置７とが接続されていない場合は、例えば、術者が入力部７４への入力動作に応じて、内視鏡２の操作部２２などに割り付けられたスイッチを押下することにより処理装置４ａに観察モードの変更指示信号を入力し、該変更指示信号に応じて観察モード設定部４０９が観察モードを変更するものであってもよい。

上述した本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、レーザー光を使用する際に、観察モードを変更して、着目色の変更やＬＥＤ光源の動作制御を行うようにしたので、レーザー光使用時に、術者により手動で観察モードを変更する手間を省き、ゴーグルなどでカットされ得る波長帯域の光が無駄に出射されることを抑制したり、該カットされ得る波長帯域の光以外を着目色として設定したりすることで、ゴーグル着用時の観察にかかる無駄を省いてより明瞭な観察を行なうことができる。

なお、本実施の形態１，２では、光源部３１ａとして赤色ＬＥＤ光源３１１、緑色ＬＥＤ光源３１２および青色ＬＥＤ光源３１３を用いるものとして説明したが、赤色、緑色および青色以外の波長帯域の光を出射するＬＥＤ光源を用いるものであってもよいし、レーザーダイオードを光源として用いるものであってもよい。

以上のように、本発明にかかる撮像装置および処理装置は、発熱量を抑制して着目する色成分の光量を増大するのに有用である。

１，１ａ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源装置
４，４ａ 処理装置
３１ 照明部
３１ａ 光源部
３１ｂ 光源ドライバ
３２ 照明制御部
２３１ ＡＦＥ部
２４４ 撮像素子
２４４ａ 受光部
２４４ｂ 読み出し部
２４５ 集合ケーブル
４０１ ホワイトバランス（ＷＢ）処理部
４０２ 検波部
４０３ 画像処理部
４０４ 入力部
４０５ 記憶部
４０５ａ 発光バランス制御パラメーター記憶部
４０６ 着目色設定部
４０７ 発光バランス制御部
４０８ 制御部
４０９ 観察モード設定部

Claims (5)

1. 撮像対象を撮像して撮像信号を出力する撮像部と、
   互いに波長帯域が異なる複数の色の光をそれぞれ出射する照明部と、
   前記撮像信号を前記複数の色に応じた複数の信号に分離する色分離部と、
   前記色分離部により分離された前記複数の信号に対し、係数を乗じてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス処理部と、
   着目する波長帯域に対応する色を着目色として設定する着目色設定部と、
   前記着目色の光量を制御する照明制御部と、
   前記ホワイトバランス処理部において前記係数が乗じられた前記複数の信号のうち前記着目色設定部が設定した着目色に対応する信号の検波値と、前記着目色に対応する波長帯域とは異なる波長帯域に対応する他の色の信号の検波値との比を算出する比較部と、
   前記比較部が算出した比に基づいて、前記着目色に対応する光と、前記他の色の光との発光比を変更し、かつ変更した発光比で前記複数の色の光を出射させる制御信号を前記照明制御部に出力する変更部と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記複数の色は、赤色、緑色および青色であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記発光比に応じて各色の信号のゲインを調整するための発光バランス係数にかかる第１の閾値、および前記複数の色の信号値にかかる第２の閾値を記憶する記憶部と、
   前記着目色設定部によって設定された色について発光バランス係数の演算を行う発光バランス係数演算部と、
   をさらに備え、
   前記比較部は、前記着目色設定部によって設定された色の信号値を取得して、撮像信号中の着目色と他の色との存在比を比較し、
   前記変更部は、前記発光バランス係数演算部による演算結果および前記比較部による判断結果と、前記記憶部が記憶する前記第１および第２の閾値とに応じて、前記発光バランスの変更制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. レーザー光を出射可能なレーザー装置から前記レーザー光が出射されたことを検知するレーザー検知部と、
   前記レーザー検知部による検知結果に基づいて観察モードを変更する観察モード変更部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 撮像対象を撮像して撮像信号を出力する撮像部を有する撮像装置、および互いに波長帯域が異なる複数の色の光をそれぞれ出射する光源装置とそれぞれ接続し、該撮像装置および該光源装置との間で信号の送受信が可能な処理装置であって、
   前記撮像信号を前記複数の色に応じて分離された複数の信号に対し、係数を乗じてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス処理部と、
   着目する波長帯域に対応する色を着目色として設定する着目色設定部と、
   前記ホワイトバランス処理部において前記係数が乗じられた前記複数の信号のうち前記着目色設定部が設定した着目色に対応する信号の検波値と、前記着目色に対応する波長帯域とは異なる波長帯域に対応する他の色の信号の検波値との比を算出する比較部と、
   前記比較部が算出した比に基づいて、前記着目色に対応する光と、前記他の色の光との発光比を変更し、変更した発光比で前記複数の色の光を出射させる制御信号を前記光源装置に出力する変更部と、
   を備えたことを特徴とする処理装置。

Images