JP4804062B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

この発明は、内視鏡システム、詳しくは内視鏡挿入部の先端部に対してＬＥＤ照明内蔵型の複数の光学アダプタのうちから用途に応じた光学アダプタを着脱自在に構成した内視鏡システムに関するものである。

近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することによって、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置をおこない得るように構成される内視鏡システムが一般に実用化されている。

また、工業用分野においては、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラント等の内部の傷や腐食等の観察や検査（画像計測処理）等をおこなう際に、同様の工業用の内視鏡システムが広く用いられている。

このような従来の内視鏡システムにおいては、光学像を受けて画像を表わす電気信号（画像信号という）に光電変換する光電変換素子、例えばＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等の撮像素子を、内視鏡挿入部の先端部に具備して構成される電子式の内視鏡を含む内視鏡システムがある。

このような電子式の内視鏡（以下、単に内視鏡という）を含む内視鏡システムにおいては、撮像素子の光電変換面に結像させた被写体の光学像（観察像）に基づいて生成した画像信号についての各種の信号処理を施した後、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）等のモニタ装置に出力することで、内視鏡画像を表示させ観察をおこなうことができるようになっている。

特に、工業用の内視鏡システムでは、検査箇所に応じて適切な観察や画像計測処理等をおこなうことができるように、内視鏡挿入部の先端部に対して配設する光学アダプタを着脱自在となるように構成したものがある。そして、複数種類の光学アダプタのうちから所望の用途に応じた光学アダプタを選択し、その選択した光学アダプタを内視鏡挿入部の先端部に装着することで、所望の観察や画像計測処理等を伴う検査等をおこない得るように構成されるものが実用化されている。

内視鏡挿入部の先端部に対して着脱自在に配設される光学アダプタの種類としては、例えば直視観察用や側視観察用のもの、太径管用や細径管用のもの、近点観察用や遠点観察用のもの等のほかに、二つの観察光学系（ステレオ光学系という）を備えた立体観察用及び画像計測処理用のもの、特殊用途として赤外観察をおこない得るようにしたもの等がある。

このうち、例えば近点観察用の光学アダプタでは、深い被写界深度を得るために絞り値（ＦＮｏ．；エフナンバー）を大きく設定する一方、遠点観察用の光学アダプタでは、少ない照明光量であっても観察し得るように絞り値を小さく設定するようにしている。また、例えば計測用の光学アダプタとしてステレオ光学系を備えたものでは、絞り値を大きな設定としているのが普通である。このように、内視鏡挿入部の先端部に対して着脱自在に構成される光学アダプタは、その用途に応じた絞り値が設定された絞り手段を備えている。

また、複数種類の光学アダプタを用意し、所望の用途に応じた光学アダプタを適宜選択して使用する従来の内視鏡システムにおいては、内視鏡挿入部の先端部に装着される光学アダプタの種類によって、異なる制御が必要になる場合がある。

そこで、内視鏡挿入部の先端部に装着された光学アダプタの種類を検出し得るようにした内視鏡システムについての提案が、例えば特開２００４−３３４８７号公報等によってなされている。

上記特開２００４−３３４８７号公報等によって開示されている内視鏡システムは、内視鏡挿入部の先端部に対して着脱自在に構成される光学アダプタに、その光学アダプタの種類を識別する識別部を設けると共に、内視鏡本体の制御部に、装着されている光学アダプタの識別部を検出しその種類を判定する判定部と、この判定部による判定結果を使用者に告知する告知手段、または判定部による判定結果に基づいて予め光学アダプタの種類毎に登録されているアダプタ情報の中から装着されている光学アダプタに対応するアダプタ情報を読み込み設定するアダプタ情報設定部を備えて構成している。

このような構成によって当該公報の内視鏡システムにおいては、内視鏡本体の制御部は内視鏡挿入部の先端部に装着された光学アダプタの識別部を判定部によって検出し、当該装着された光学アダプタの種類を判定し、その判定結果を使用者に告知したり、または判定結果に基づいて必要なアダプタ情報を読み込み設定するというものである。

これによれば、使用者は、所望の光学アダプタが内視鏡挿入部の先端部に装着されていることを容易に確認することができると共に、光学アダプタの装着ミスを防ぐことができるというものである。

一方、近年においては、観察をおこなう対象物に対して照明光を照射する光源手段として、従来より利用されているメタルハライドランプ等に代えて、小型かつ低電力で駆動し得る発光ダイオード（ＬＥＤ）を光学アダプタに内蔵させるようにしたＬＥＤ照明内蔵型の内視鏡システムについての提案が種々なされている。
特開２００４−３３４８７号公報

ところが、上記特開２００４−３３４８７号公報によって開示されている手段においては、使用者が、所望の光学アダプタを内視鏡挿入部の先端部に装着した後、所望の操作をおこなうことによって、内視鏡挿入部の先端部に装着されている光学アダプタの種類の判別を本体側の制御部がおこなうようになっている。この場合、装着された光学アダプタの種類の判別を自動的におこなわれるようになっていれば、さらに至便であると考えられる。

一方、光源手段として発光ダイオードを用い、これを光学アダプタに内蔵させたものでは、例えば近点観察用の光学アダプタの場合、上述したように絞り値は大きくなるように設定されているので、広い空間における観察をおこなう場合には、比較的遠方にある対象物に対して光量が不足気味になってしまうことがある。したがって、このような場合に得られる画像信号に基づいて表示される画像は暗くなってしまう傾向がある。

また、例えば遠点観察用等の光学アダプタの場合には、上述したように絞り値は小さくなるように設定されているので、比較的近距離にある対象物の観察をおこなう際には、光量が過多気味になってしまうことがある。したがって、このような場合に得られる画像信号に基づいて表示される画像の一部には、いわゆる白トビ現象等が生じてしまう場合がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内視鏡挿入部の先端部に装着される光学アダプタの種類を自動的に検出し得ると共に、装着された光学アダプタに応じて適切な画像信号処理が施されるように信号処理制御をおこなうことで、観察や計測等の用途に応じた良好な画像を生成し表示させることのできる内視鏡システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一形態による内視鏡システムは、挿入部の先端部に撮像素子を備えた内視鏡システムにおいて、前記撮像素子からの画像信号に対して所定の画像信号処理を施す画像処理部と、結像光学系手段と絞り手段とアダプタ判別手段とＬＥＤ照明手段とを備え、前記挿入部の先端部に対して着脱自在にかつ選択的に設けられるＬＥＤ照明内蔵型の複数の光学アダプタと、前記撮像素子からの画像信号を受けて明るさ設定及び色補正の少なくとも１つの信号処理を施す画像信号処理部と前記光学アダプタの前記アダプタ判別手段を検出するアダプタ検出部とシステム全体を制御する制御手段とを備えた装置本体部と、を具備し、前記制御手段は、前記内視鏡スコープ部の先端部に装着される前記光学アダプタが計測用のものである場合には、計測精度の劣化を抑止し得る画像とするための信号処理制御をおこなう。

本発明によれば、内視鏡挿入部の先端部に装着される光学アダプタの種類を自動的に検出し得ると共に、装着された光学アダプタに応じて適切な画像信号処理が施されるように信号処理制御をおこなうことで、観察や計測等の用途に応じた良好な画像を生成し表示させることのできる内視鏡システムを提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１〜図１７は、本発明の一実施形態の内視鏡システムを示す図である。このうち、図１は、本実施形態の内視鏡システムにおいて主に電気的な回路構成の概略を示すブロック構成図である。図２は、図１の内視鏡システムにおける回路構成と信号伝達経路を示すブロック構成図である。図３は、図１の内視鏡システムの構成部材のうち光学アダプタの一部（ＬＥＤ照明手段）とＬＥＤ駆動制御回路とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図４は、図１の内視鏡システムの構成部材のうち光学アダプタの一部（アダプタ判別手段）とアダプタ検出部とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図５は、図１の内視鏡システムの構成部材のうちＧＣＡ回路とＡＰＬ回路とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図６は、図５のＧＣＡ回路によるＡＧＣ処理をおこなう際のゲイン幅を説明する図である。図７は、図５のＧＣＡ回路によるゲイン曲線の選択条件を説明する図である。図８は、図１の内視鏡システムの構成部材のうちガンマ（γ）補正部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図９は、図８のガンマ（γ）補正部におけるγ補正処理の入出力特性を説明する図である。図１０は、図１の内視鏡システムの構成部材のうちワイドダイナミックレンジ回路を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図１１〜図１３は、図１０のワイドダイナミックレンジ回路において施されるプリヒストグラム処理の結果信号の例を示す図である。このうち、図１１は暗い画像のときの輝度分布信号の例示である。図１２は標準的な明るさの画像のときの輝度分布信号の例示である。図１３は明るい画像のときの輝度分布信号の例示である。図１４は、図１０のワイドダイナミックレンジ回路の作用を説明する図である。図１５は、図１の内視鏡システムの構成部材のうち信号処理部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図１６は、図１の内視鏡システムの構成部材のうち画像処理部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。図１７は、図１の内視鏡システムの構成部材のうちエンコーダー部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図である。

まず、本実施形態の内視鏡システム１の構成についての概略を、図１及び図２によって、以下に説明する。

本実施形態の内視鏡システム１は、図１，図２に示すように本内視鏡システム１の全体を制御する制御手段であるＣＰＵ２１等を含む制御回路や各種の信号処理等をおこなう各信号処理回路等を内部に具備する装置本体部２と、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）３０及び挿入部３１等によって形成され上記装置本体部２に対して着脱自在に構成される内視鏡スコープ部３と、この内視鏡スコープ部３の挿入部３１の先端部に対して着脱自在に構成される複数のＬＥＤ照明内蔵型の光学アダプタ（以下、単に光学アダプタという）４と、上記装置本体部２に対して接続され内視鏡画像等を表示する表示装置５と、ＡＣ電源等に接続され本内視鏡システム１に対して駆動電力を供給するためのＡＣアダプター６（図２では図示を省略している）等によって構成されている。

装置本体部２と内視鏡スコープ部３とは、図１，図２の矢印Ａで示す点線部分にて分離し得るように別体に構成されている。これにより、装置本体部２に対して内視鏡スコープ部３は着脱自在に配設される形態となっている。

したがって、用途に応じた異なる種類の複数の内視鏡スコープ部３から所望の用途に対応した内視鏡スコープ部３を適宜選択し、この選択した内視鏡スコープ部３を装置本体部２に対して装着することで、本内視鏡システム１が構成されるようになっている。

なお、装置本体部２と内視鏡スコープ部３との着脱機構については、本発明の要旨に直接関わる部分ではないので、その詳細な説明は省略する。

装置本体部２のＣＰＵ２１は、上述したように本内視鏡システム１の全体を制御する制御手段である。また、詳細については後述するが、ＣＰＵ２１は、内視鏡スコープ部３の挿入部３１の先端部に装着された光学アダプタ４の種類をアダプタ判別手段（抵抗４３）をアダプタ検出部２４によって検出することで、その種類を判別するようになっている。そして、その判別結果に基づいてＣＰＵ２１は、装着されている光学アダプタ４の種類に対応する各種の設定制御データをＲＯＭ２９等の記憶手段から読み込むようになっている。こうして読み込まれた各種設定制御データに基づいて、ＣＰＵ２１は、所定の設定制御信号を、各回路に対して伝送することによって、光学アダプタ４のＬＥＤ照明手段（発光ダイオード４２）の駆動制御や、撮像素子３１ａによって取得した画像信号に対する各種の信号処理制御をおこなうようになっている。

この場合において、ＣＰＵ２１から各回路に対して伝送される設定制御信号は、図２において符号ａ（ＭＡＸ），ａ（ｍｉｎ），ｂ〜ｈで示している。

ここで、設定制御信号ａ（ＭＡＸ），ａ（ｍｉｎ），ｂ〜ｈの各項目の定義について、以下に説明する。

設定制御信号ａ（ＭＡＸ）は、ＧＣＡ回路３４によるＡＧＣ（自動ゲイン制御）処理の最大ゲイン値を設定するための制御信号である。（図２，図５参照）
設定制御信号ａ（ｍｉｎ）は、ＧＣＡ回路３４によるＡＧＣ（自動ゲイン制御）処理の最小ゲイン値を設定するための制御信号である。（図２，図５参照）
設定制御信号ｂは、ＡＰＬ回路３５によるＡＰＬ（画面の明るさレベルを設定する平均画像レベル(Average of Picture Range)）制御のための明るさ（Ｂｒｉｇｈｔ）基準設定値を設定するための制御信号である。（図２，図５参照）
設定制御信号ｃは、スイッチＳＷによる電子シャッターを制御するための制御信号、即ち電子シャッター制御パルスである。（図２参照）
設定制御信号ｄは、同期信号発生器（(Synchronized Signal Generator)以下、ＳＳＧという）３２による撮像素子３１ａの駆動を制御するＣＣＤ駆動制御信号であって、撮像素子３１ａを間欠動作させて長時間露光の秒時設定をするための制御信号である。（図２参照）
設定制御信号ｅは、γ補正部３６によるγ補正補正値を設定するための制御信号である。（図２，図８参照）
設定制御信号ｆは、ワイドダイナミックレンジ回路３７による画像の明るさ補正（黒潰れ白潰れ補正）を設定するための制御信号である。（図２，図１０，図１４参照）
設定制御信号ｇは、信号処理部３８による画像の色調を制御するための制御信号である。（図２，図１５参照）
設定制御信号ｈは、画像処理部２２による画像処理制御（エンハンス処理，計測処理，メモリ蓄積加算処理等）のための各種設定値等を設定するための制御信号である。（図２，図１６参照）
設定制御信号ｉは、エンコーダー部２３によるエンコーダレベルを設定するための制御信号である。（図２，図１７参照）
設定制御信号ｊは、光学アダプタ４の発光ダイオード（ＬＥＤ）４２の駆動制御をするためのＬＥＤ駆動制御信号であって、電流量の設定をおこなう制御信号である。（図２，図３参照）
なお、このほかに、図２に示すようにアダプタ検出部２４からＣＰＵ２１に対して制御信号ｍが出力される。この制御信号ｍは、アダプタ検出部２４から挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４の抵抗４３の抵抗値を検出した指令制御信号である。

次に、光学アダプタ４の構成について、以下に詳述する。

光学アダプタ４は、上述したようにＬＥＤ照明内蔵型の光学アダプタであって、内視鏡スコープ部３の挿入部３１の先端部に対して着脱自在に構成されている。即ち、当該光学アダプタ４は、被写体からの光束を撮像素子３１ａの受光面上へと導いて被写体像を結像させるための結像光学系手段である光学レンズ４５（図１では図示せず。図２参照）と、この光学レンズ４５を透過して撮像素子３１ａへと導かれる光束の規制をおこなう絞り手段である絞り部４４（図１では図示せず。図２参照）と、少なくとも一つ若しくは複数設けられるＬＥＤ照明手段である発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）４２と、当該光学アダプタ４の種類を判別させるためのアダプタ判別手段である抵抗（Ｒｎ；ｎ＝１，２，３，…）４３と、挿入部３１の先端部に複数配設される接点部３１ｂ（後述する）に対応して設けられる複数の接点部４１等を具備して構成される。

なお、図１においては図面の煩雑化を避けるため光学アダプタ４を構成する構成部材のうち光学レンズ４５と絞り部４４の図示を省略している。また、図２では、光学アダプタ４の内部構成を示すために、複数の光学アダプタ４のうち一つのみを図示している。

ＬＥＤ照明手段であるＬＥＤ４２は、例えば通常照明用として用いる白色発光ダイオードや、特殊用途として用いられ赤外光等の特殊光を発光させる赤外発光ダイオード等が適用される。

ＬＥＤ４２の個数は、これを内蔵させる光学アダプタ４の種類によって異なる。一つの光学アダプタ４について、少なくとも一つ若しくは複数のＬＥＤ４２が内蔵配置されるようになっている。

絞り手段である絞り部４４は、各光学アダプタ４において固定の絞り値（ＦＮｏ．）を設定するための固定絞りが用いられる。つまり、複数の光学アダプタ４は、各絞り部４４と各光学レンズ４５とによってそれぞれ固有の絞り値（ＦＮｏ．）が設定されるようになっている。

そして、絞り値（ＦＮｏ．）及びＬＥＤ４２の個数，ＬＥＤ４２の種類等を、さまざまな用途に応じてそれぞれ組み合わせて設定することによって、複数種類の光学アダプタ４が構成されている。

また、抵抗４３は、複数種類の個々の光学アダプタ４に応じてそれぞれ固有の抵抗値となるように設定されている。

したがって、所定の光学アダプタ４は、挿入部３１の先端部に装着されると、装置本体部２のＣＰＵ２１がアダプタ検出部２４からの信号を受けて、装着されている光学アダプタ４の抵抗４３の抵抗値を検出するようになっている。これにより、装着された光学アダプタ４の種類が検出されるようになっている（詳細は後述する。図４参照）。

例えば、図１の符号４Ａ，４Ｂ，４Ｃで示すような形態にて、複数種類の光学アダプタ４をそれぞれ構成することができる。

具体的には、例えば図１における光学アダプタ４Ａは、ＬＥＤ４２を１個有し、抵抗４３は抵抗値Ｒ１で構成されるものである。光学アダプタ４Ｂは、ＬＥＤ４２を２個有し、抵抗４３は抵抗値Ｒ２で構成されるものである。光学アダプタ４Ｃは、ＬＥＤ４２を３個有し、抵抗４３は抵抗値Ｒ３で構成されるものである。

光学アダプタ４の種類として、より具体的な例を次の表１に示す。

次に、内視鏡スコープ部３の構成について、以下に詳述する。

内視鏡スコープ部３は、上述したようにカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記する）３０と、挿入部３１等によって主に構成されている。

挿入部３１は、細長形状からなる可撓管部（フレキシブルチューブ）と、この可撓管部の先端側に連設され上下左右に湾曲自在に形成される湾曲部とが一体に形成されてなるものである。その構造は、従来の一般的な内視鏡スコープと同様であるので、その詳細構成についての説明は省略する。

挿入部３１の先端部近傍には、光電変換素子であって、例えばＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等の撮像素子３１ａと、光学アダプタ４の複数の接点部４１に対して接触することで当該挿入部３１と光学アダプタ４との電気的な接続を確保する複数の接点部３１ｂ等を具備している。

ＣＣＵ３０は、撮像素子３１ａを駆動するための信号を発生させるＳＳＧ３２と、撮像素子３１ａからの信号を受けるプリアンプ（ＰｒｅＡｍｐ．）３３と、このプリアンプ３３からの出力信号を受けて所定の信号処理をおこなうゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）回路３４と、このＧＣＡ回路３４からの出力信号（ＹＵＶ信号）を受けて所定の信号処理をおこなうＡＰＬ（Average of Picture Range；平均画像レベル）回路３５と、ＧＣＡ回路３４からの出力信号（ＹＵＶ信号）をＡ／Ｄ変換器を介して受信して所定の信号処理をおこなうガンマ（γ）補正部３６と、このγ補正部３６からの出力信号（Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号）を受けて所定の信号処理をワイドダイナミックレンジ回路（図においてはワイドＤレンジと表記している）３７と、ワイドダイナミックレンジ回路３７からの出力信号（Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号）を受けて所定の信号処理を施しＲＧＢ信号を出力する信号処理部３８と、光学アダプタ４のＬＥＤ４２を発光させるためのＬＥＤ駆動制御回路である定電流回路３９等を内部に具備して構成されている。

ＬＥＤ駆動制御回路である定電流回路３９は、図２，図３に示すようにＶｄ電圧を電流値に変換して定電流制御をおこなう標準的な電圧電流変換回路によって構成されている。この定電流回路３９は、オペアンプから入力される定電圧の電位にしたがって接続されるトランジスタが定電流Ｉｏ（数式１参照）を引き込むような回路構成となっている。

ＳＳＧ３２は、図２に示すようにＣＰＵ２１からの設定制御信号であるＣＣＤ駆動制御信号ｄを受けて撮像素子３１ａの駆動信号である水平駆動パルスＨ，垂直駆動パルスＶ，リセットパルスＲを発生させ、これらの駆動信号（Ｈ，Ｖ，Ｒ）を撮像素子３１ａへと伝送するものである。

ＣＣＤ駆動制御信号ｄは、撮像素子３１ａの駆動制御を行なうための設定制御信号であって、撮像素子３１ａの読み出し動作を一時的に停止させることにより、１／６０秒よりも長時間の露光動作制御をおこなうものである。

また、ＣＰＵ２１からは、撮像素子３１ａの電子シャッターを制御する設定制御信号である電子シャッター制御パルスｃがスイッチＳＷを介して撮像素子３１ａへと伝送されるようになっている。このスイッチＳＷは、ＣＰＵ２１からの電子シャッター制御パルスｃによってオンオフ制御及びその秒時制御がなされることで、撮像素子３１ａの電子シャッター機能を作用させるようになっている。なお、ＳＷがオン（ＯＮ）の時には、電子シャッター制御パルスｃによる電子シャッター機能は、１／６０秒よりも高速秒時の制御をおこなうものである。

ＧＣＡ回路３４は、撮像素子３１ａによって取得されプリアンプ３３を介して伝送される画像信号を受けて、当該信号に対する増幅制御又は抑圧制御等の自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）処理をおこなう回路である。このＡＧＣ処理をおこなう際には、図２，図５に示すようにＣＰＵ２１からの設定制御信号ａ（ＭＡＸ）及びａ（ｍｉｎ）によってＡＧＣ最大ゲイン値とＡＧＣ最小ゲイン値とが設定されるようになっている。そして、ＧＣＡ回路３４にて処理された信号は、ＹＵＶ信号としてＡＰＬ回路３５及び（Ａ／Ｄ変換器を介して）γ補正部３６へと出力されるようになっている。

ＡＰＬ回路３５は、図１，図２，図５に示すようにＧＣＡ回路３４からの出力信号（ＹＵＶ信号）を受けて、これをＬＰＦ（ローパスフイルター）で平滑化処理してＤＣレベルにした後、これを増幅処理するようになっている。そして、この信号と、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｂを受けてブライト（ＢＴ）により設定される明るさ基準設定値（Ｂｒｉｇｈｔ）の設定信号とが加算器にて加算処理されるようになっている。こうして加算処理された信号は、ＧＣＡ回路３４の可変ゲイン（Ｇａｉｎ）へと出力されてフィードバック処理がおこなわれるようになっている。これを受けてＧＣＡ回路３４は、可変ゲインの設定値を設定する処理をおこなうことになる。

つまり、ＧＣＡ回路３４とＡＰＬ回路３５とは互いに協働することにより、撮像素子３１ａによって取得されプリアンプ３３介してＧＣＡ回路３４に入力される画像信号に対して、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４に応じたレベル補正処理をおこなうものである。

ここで、ＧＣＡ回路３４によるＡＧＣ処理におけるゲイン幅について、図６によって説明する。

図６において、縦軸はＧＣＡ回路３４による増幅率を示している。ここで、プラス（＋）方向は増幅方向，マイナス（−）は抑圧方向を示している。なお、０ｄｂは倍率１倍の場合を示すものとする。

一方、図６において、横軸はＡＰＬ回路３５による明るさレベルを示している。この場合において、ＡＰＬが小である程、画像全体の明るさレベルは暗い傾向となる。一方、ＡＰＬが大である程、画像全体の明るさレベルは明るい傾向となる。

図６において、ＭＡＸ＿Ｇａｉｎ設定値の曲線及びｍｉｎ＿Ｇａｉｎ設定値の曲線は、それぞれをＧＣＡ回路３４に設定することができるようになっている。その設定は、ＣＰＵ２１による設定制御信号ａ（ＭＡＸ）及びａ（ｍｉｎ）に基づいておこなわれる。つまり、装着されている光学アダプタ４に応じてＣＰＵ２１がＲＯＭ２９から読み込んだ設定制御データの設定値に基づいておこなわれる。

ＧＣＡ回路３４は、撮像素子３１ａにより取得された画像信号に基づく画像の明るさ条件に応じて設定された最大ゲイン値と最小ゲイン値とによって規定されるＧａｉｎ変化幅の範囲内にて、増幅レベル又は抑圧レベルを変化させる処理をおこなう。

したがって、画像信号のＡＰＬが小である（暗い画像である）場合、ＧＣＡ回路３４は、信号の増幅をおこなう必要があることから、最大ゲイン値を大きめに設定することになる。一方、画像信号のＡＰＬが大である（明るい画像である）場合、ＧＣＡ回路３４は、大幅な信号の増幅をおこなう必要はないので、最大ゲイン値を小さめに設定することになる。こうして設定された最大ゲイン値に応じて所定のゲイン変化幅をもつように最小ゲイン値が設定されることになる。

また、ＧＣＡ回路３４によるゲイン曲線は、図７に示す例のように複数のＭＡＸゲイン設定曲線とｍｉｎゲイン設定曲線のうちから装着されている光学アダプタ４に応じて選択される。

γ補正部３６は、図８に示すようにルックアップテーブル（ＬＵＴ）回路３６ａと、ルックアップデータ切り換え部３６ｂ等によって構成されている。

そして、γ補正部３６においては、ＧＣＡ回路３４からの信号（ＹＵＶ信号）が入力されるとＬＵＴ３６ａが参照されて、装着された光学アダプタ４に対応する信号変換処理がなされる。その処理後の出力信号（Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号）は、ワイドダイナミックレンジ回路３７へと出力されるようになっている。

この信号変換処理の際に参照されるルックアップテーブルデータは、光学アダプタ４の検出結果に基づいてＲＯＭ２９からＣＰＵ２１へと読み込まれる設定制御データである。この設定制御データは、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｅとしてγ補正部３６のルックアップデータ切り換え部３６ｂに伝送されるようになっている。この設定制御信号ｅに基づいてルックアップデータ切り換え部３６ｂはγ補正処理をおこなう。この場合におけるγ補正処理は、例えば図９に示すような入出力特性に基づいておこなわれることになる。

ワイドダイナミックレンジ回路３７は、γ補正部３６からの画像信号（Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号）を受けて、当該信号の明るさレベルの輝度分布が標準的なものとなるように補正すると共に、この補正処理後の信号に対してさらに、装着された光学アダプタ４に応じて明るさ輝度分布の明補正処理または暗補正処理を施すワイドダイナミックレンジ処理をおこなって、画像信号（Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号）を信号処理部３８へと出力する回路である。この場合において、ワイドダイナミックレンジ回路３７は、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｆとプリヒストグラム処理（図１０参照）による結果信号（図１１〜図１３参照）とに基づいてワイドダイナミックレンジ処理の制御がなされる。

このワイドダイナミックレンジ信号処理は、入力された画像信号によって形成される画像の全領域を複数のエリア（微細にはピクセル単位の分割でも可）に分割し、各分割エリアに対応する信号毎に画像の明るさレベル補正処理等のゲイン補正処理を施す処理である。ここでおこなわれるゲイン補正処理は、具体的には、例えば各分割エリアの信号毎にヒストグラム処理を施して、それぞれの輝度分布信号を生成する。この輝度分布信号に基づいて各エリア信号毎のゲイン補正値（ｋファクター）を演算により算出する処理である。

なお、ワイドダイナミックレンジ信号処理における具体的な作用の流れについての説明は後述する。また、図１０〜図１４を参照のこと。

信号処理部３８は、上述のワイドダイナミックレンジ回路３７からの画像信号（Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号）を受けて、装着されている光学アダプタ４に応じた色補正処理をおこなって、Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号からＲＧＢ信号への変換処理をおこなうものである。この場合において、信号処理部３８による色補正処理は、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｇに基づいて制御がなされる。

次に、装置本体部２の構成について、以下に詳述する。

装置本体部２は、本内視鏡システム１の全体を制御するＣＰＵ２１と、内視鏡スコープ部３から出力される画像信号を受けて所定の信号処理をおこなう画像処理部２２と、この画像処理部２２からの出力信号を受けて所定の信号処理をおこなうエンコーダー部２３と、光学アダプタ４の種類を検出するアダプタ検出回路であるアダプタ検出部２４と、生成された画像信号を一時的に記憶する画像メモリ２５と、当該装置本体部２に設けられるスロット部（特に図示せず）に対して着脱自在に構成され画像データや種々の設定データ等を記憶する外部メモリ媒体２６と、ＣＰＵ２１から設定制御信号（図２の符号ｂ〜ｉ）を発生させるための各種データ等が予め格納されている記憶手段であって例えばＥＥＰＲＯＭ等からなるロム（ＲＯＭ）２９と、当該装置本体部２に内蔵されるＤＣ電源であるＤＣバッテリー２８（図１参照）と、電源（外部ＡＣ電源やＤＣバッテリー２８等）から供給される電力を受けて本内視鏡システム１の各回路への供給制御をおこなう電源部２７（図１参照）等を内部に具備して構成されている。

なお、図２においては、電源関係を構成する構成部（ＤＣバッテリー２８，電源，電源部２７等）は、図面の煩雑化を避けるために、その図示を省略している。

画像処理部２２は、図１６に示すように内視鏡スコープ部３の信号処理部３８からの画像信号（ＲＧＢ信号）に対して、例えば画像計測処理，エンハンス処理，フィールド蓄積処理等の信号処理を施すものである。画像処理部２２の処理切換部は、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｈに基づいていずれの信号処理を施すかの切り換え制御をおこなう。

なお、画像計測処理としては、例えばステレオ処理等を含む信号処理である。また、エンハンス処理は、輪郭強調処理や特定色の色強調処理等である。そして、フィールド蓄積処理は、明るさ信号をフィールド画面毎の蓄積をおこなって加算処理することにより増感効果を得る信号処理である。

エンコーダー部２３は、図１７に示すように画像処理部２２からの画像信号（ＲＧＢ信号＝デジタルデータ）を受けて、ＹＵＶコンバータによってＹＵＶ信号に変換した後、これを表示装置５によって画像表示をおこなうのに適した画像信号、例えば標準的なテレビ信号であるＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号等に変換処理するものである。具体的には、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｉに基づいて設定されるエンコーダ設定部の設定制御によって、輝度信号とクロマ（色）信号のゲイン設定をおこなう。

アダプタ検出部２４は、光学アダプタ４のアダプタ判別手段（抵抗（Ｒｎ）４３）を検出することで、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４の種類を判別するアダプタ検出回路によって構成されている。このアダプタ検出部２４は、光学アダプタ４に内蔵される抵抗４３に接続されている（図１，図２，図４参照）。

ＣＰＵ２１は、抵抗４３の抵抗値を検出し、これとＲＯＭ２９に記憶されている所定のデータとに基づいて、装着されている光学アダプタ４の種類を判別するようになっている。

ＲＯＭ２９に予め格納されている各種データとしては、例えば表１に示すような複数の光学アダプタ４毎に固有の各種の設定データ等がある。

つまり、ＣＰＵ２１は、アダプタ検出部２４によって検出される光学アダプタ４の種類についての判別結果に基づいて、その時点において挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４の種類に応じた設定データをＲＯＭ２９より読み込むようになっている。そして、このＲＯＭ２９から読み込まれた設定データに基づいて、装着されている光学アダプタ４に対応した適切な設定制御信号（図２の符号ａ（ＭＡＸ），ａ（ｍｉｎ），ｂ〜ｉ）が各対応する信号処理回路等に対して適宜伝送されるようになっている。またさらに、ＲＯＭ２９から読み込まれた設定データは、ＬＥＤ駆動制御回路である定電流回路３９を設定制御信号ｊにより制御する。

表示装置５は、内視鏡画像等を表示するために設けられ液晶表示装置（ＬＣＤ）等からなるものであって、装置本体部２のエンコーダー部２３に対して電気的に接続されている。

このように構成される本実施形態の内視鏡システム１による作用を以下に説明する。

まず、内視鏡スコープ部３の挿入部３１の先端部に対して、使用する際の用途に応じた光学アダプタ４を所定の手順によって装着する。そして、装置本体部２に設けられる電源スイッチ等（特に図示せず）を操作することにより、本内視鏡システム１を起動させ、使用し得る状態にする。

本内視鏡システム１が起動すると、起動時における所定の初期化動作等が実行された後、ＣＰＵ２１は、アダプタ検出部２４から制御信号ｍを受信する。アダプタ検出部２４は、内視鏡スコープ部３の挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４の種類を判別する。

即ち、アダプタ検出部２４は、図２，図４に示すように、光学アダプタ４の抵抗４３とＶｒｅｆに接続される抵抗Ｚとの間の分圧値を電圧で検出して、その検出信号（ＶＤｅｔ）をＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ２１へと伝達する。これにより、ＣＰＵ２１は、次に示す数式２に基づいて抵抗４３の抵抗値を算出する。

そして、ＣＰＵ２１は、算出された抵抗４３の抵抗値とＲＯＭ２９に記憶されている所定のデータとに基づいて、装着されている光学アダプタ４の種類を判別する。

こうして、ＣＰＵ２１によって、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４の種類が判別されると、その判別結果に基づいて、ＣＰＵ２１は、そのとき装着されている光学アダプタ４の種類に応じた設定データをＲＯＭ２９より読み込む。

なお、複数の光学アダプタ４のうち代表的なタイプのものについての各設定制御信号（ａ（ＭＡＸ），ａ(ｍｉｎ)，ｂ〜ｊ）に関するの具体的な設定例、即ちＲＯＭ２９に予め格納されている各種の設定データの一部を次の表２に示す。

次いで、ＣＰＵ２１は、定電流回路３９に対して設定制御信号であるＬＥＤ駆動制御信号ｊを伝送し、発光ダイオード（ＬＥＤ）４２の駆動制御をおこなう。これを受けて、定電流回路３９は、アダプタ検出部２４によって検出された光学アダプタ４の種類に応じた最適な電流量を設定する。ここで設定される電流量は、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４に内蔵されるＬＥＤ４２の個数に応じて設定される。

ここで、設定制御信号（ＬＥＤ駆動制御信号）ｊは、具体的には、次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、１４個の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）４２を駆動する駆動電流を設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、画像が暗いものになる傾向にあるので、１２個の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）４２を駆動する駆動電流を設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、１０個の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）４２を駆動する駆動電流を設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、８個の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）４２を駆動する駆動電流を設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
次に、ＣＰＵ２１は、ＳＳＧ３２に対して設定制御信号ｃ，ｄを発して、撮像素子３１ａの駆動を開始する。ここで、設定制御信号（電子シャッター制御パルス）ｃは、具体的には、次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、電子シャッター機能を有効状態とし、そのとき１／６０秒〜１／１００００秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、画像は暗いものであることから極端に高速秒時でのシャッター機能が不要であると考えられる。そこで、この場合には、電子シャッター機能を有効状態とし、そのとき１／６０秒〜１／１２０秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、計測対象物が近点にある場合の観察が多いことから、計測精度を劣化させる原因となる白トビ現象を極力抑止する目的から高速側のシャッター秒時制御をおこない得ることが望ましい。そこで、この場合には、電子シャッター機能を有効状態とし、そのとき１／６０秒〜１／２００００秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、電子シャッター機能が不要であるので電子シャッター機能を無効状態に設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
また、設定制御信号（ＣＣＤ駆動制御信号）ｄは、具体的には、次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、長時間露光設定を有効状態とし、２秒〜１／６０秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、画像が暗いものになる傾向にあるので、長時間露光設定を有効状態とし、４秒〜１／６０秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、計測精度が劣化しないように長時間露光設定を無効状態に設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、長時間露光設定を有効状態とし、１０秒〜１／６０秒の範囲内でのシャッター秒時制御をおこない得る設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
上述のようにして撮像素子３１ａが駆動を開始すると、これによって取得される画像信号は、プリアンプ３３において所定の増幅処理がなされた後、これを介してＧＣＡ回路３４へと入力する。

これを受けて、ＧＣＡ回路３４は、ＡＰＬ回路３５と協働して、ＡＧＣ処理を実行して、画像信号（ＹＵＶ信号）を生成する。そのために、ＣＰＵ２１は、ＧＣＡ回路３４に対して最大ゲイン値を設定するための設定制御信号ａ（ＭＡＸ）と、最小ゲイン値を設定するための設定制御信号ａ（ｍｉｎ）とを伝送する。これと同時に、ＣＰＵ２１は、ＡＰＬ回路３５に対して、設定制御信号ｂを伝送する。ここで、設定制御信号（ＡＧＣ最大ゲイン値ａ（ＭＡＸ）及びＡＧＣ最小ゲイン値ａ（ｍｉｎ））は、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、得られる画像は明るめの画像となる。したがって、この場合には、図７に示す複数のＭＡＸ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちＭＡＸ（ｎ）が選択され、複数のｍｉｎ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちｍｉｎ（ｎ）が選択されることになる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、得られる画像は暗めの画像となる。したがって、この場合には、図７に示す複数のＭＡＸ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちＭＡＸ（１）が選択され、複数のｍｉｎ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちｍｉｎ（１）が選択されることになる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、図７に示す複数のＭＡＸ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちＭＡＸ（１）が選択され、複数のｍｉｎ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちｍｉｎ（ｎ）が選択されることになる。つまり、この場合には、Ｇａｉｎ変化幅をより広くなるように設定される。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、図７に示す複数のＭＡＸ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちＭＡＸ（ＳＰＨ）が選択され、複数のｍｉｎ_Ｇａｉｎ設定曲線のうちｍｉｎ（１）が選択されることになる。つまり、この場合には、最大ゲイン値を優先して設定される。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
また、設定制御信号ｂは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば観察用のもの（例えば８０Ｄ／ＦＦや１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、標準設定（Ｓ）がなされることで、目視による観察がしやすいように設定される。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ），（Ｂ）参照）
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０）である場合には、標準設定（Ｓ）よりも若干暗めの設定（Ｓ−Ｌ）がなされる。画像計測処理をおこなう場合は、通常の場合、近点での観察が多くなる。近点での観察画像では、照明光源が近いことから白トビ傾向が見られる。このことから、計測用のものでは、若干暗めの設定とすることで画像に白トビが生じるのを抑止するようにしている。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば特殊用（赤外観察等）のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、明るさを優先するために標準設定（Ｓ）よりも若干明るめの設定（Ｓ−Ｈ）とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
こうして生成された画像信号（ＹＵＶ信号）は、ＧＣＡ回路３４からＡ／Ｄ変換器を介してγ補正部３６へと出力される。

これを受けて、γ補正部３６は所定のγ補正処理を実行して、画像信号（Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号）を生成する。そのために、ＣＰＵ２１は、γ補正部３６に対して設定制御信号ｅを伝送する。ここで、設定制御信号ｅは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、図９に示す標準カーブが選択されることになる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、明るさを優先するための処理をおこなうために、図９に示す黒補正カーブが選択されることになる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、画像計測処理の正確さを確保し、計測精度の劣化を抑止する目的で、図９に示すリニア補正カーブが選択される。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、図９に示す黒補正カーブが選択されることになる。または、図示していないが、特別に専用に考慮された特殊補正用カーブを用いるようにしてもよい。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
なお、図９において白補正カーブについては、具体例を挙げていないが、例えば画像全体が明るく、白トビが発生するような画像の場合に用いられる。

こうして生成された画像信号（Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号）は、γ補正部３６からワイドダイナミックレンジ回路３７へと出力される。

これを受けて、ワイドダイナミックレンジ回路３７は所定のワイドダイナミックレンジ処理を実行して、画像信号（Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号）を生成する。ここで、ワイドダイナミックレンジ処理の詳細を、以下に説明する。

まず、ワイドダイナミックレンジ回路３７は、図１０に示すようにγ補正部３６からのＹ’Ｕ’Ｖ’信号を受けてプリヒストグラム処理を施す。その結果、図１１〜図１３に示されるような輝度分布信号を出力する。

例えば、図１１に示す輝度分布信号は、暗い画像であって黒潰れ（画像のシャドー部における階調が損なわれている状態）が生じているような場合の例示である。また、図１２に示す輝度分布信号は、標準的な明るさの画像の場合の例示である。そして、図１３に示す輝度分布信号は、明るい画像であって白潰れ（画像のハイライト部における階調が損なわれている状態）が生じているような場合の例示である。

上述のプリヒストグラム処理によって出力される輝度分布信号（図１１〜図１３参照）は、ヒストグラム処理モニター部を介してＣＰＵ２１へと伝送されて、γ補正部３６からのＹ’Ｕ’Ｖ’信号に基づいて形成される画像の明るさレベルが判別される。

その判別の結果、ＣＰＵ２１は、設定制御信号ｆをｋファクター発生部に対して伝送する。これを受けてｋファクター発生部は、後述するコントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌにておこなうゲイン補正処理に用いる制御係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，……ｋｌを設定し出力する。

一方、これと同時に、ワイドダイナミックレンジ回路３７は、γ補正部３６からのＹ’Ｕ’Ｖ’信号を受けて所定のエリア分割処理を施す。そして、複数に分割された各エリアに対応する信号は、各対応するコントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌのそれぞれに入力される。これを受けて各コントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌは、所定のゲイン補正処理を施す。これら複数のコントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌは、ｋファクター発生部からの制御係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，……ｋｌによって制御される。

コントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌによって、それぞれゲイン補正処理が施された各エリア毎の各信号は、加算器によって合成されて、Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号として信号処理部３８へと出力される。

これと同時に、生成されたＹ”Ｕ”Ｖ”信号は、ヒストグラム処理モニター部に対して出力されてヒストグラム処理が施される。このヒストグラム処理の結果の輝度分布信号は、ＣＰＵ２１へと出力される。これを受けてＣＰＵ２１は、上述のゲイン補正処理によって適切な明るさレベルに補正されたか否かの確認をおこなう（フィードバック処理）。

ここで、Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号の輝度分布信号が目標とする適切な明るさレベルに達していないことが確認された場合には、ＣＰＵ２１は、当該輝度分布信号に基づいて生成した所定の制御信号ｆをｋファクター発生部に対して伝送する。ｋファクター発生部は、制御係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，……ｋｌを再設定してコントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌへと出力する。

これを受けてコントロールアンプＣ１，Ｃ２，Ｃ３，……，Ｃｌは、再設定された制御係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，……ｋｌによって、Ｙ’Ｕ’Ｖ’信号に基づく複数の分割エリア信号のそれぞれに対して再度ゲイン補正を施す。

以下、Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号の輝度分布信号が目標とする適切な明るさレベルになるまで、同様の信号処理を繰り返す。

つまり、ＣＰＵ２１は、Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号の輝度分布信号が目標とする適切な明るさレベルになったことを確認すると、信号処理部３８に対して制御信号ｇを伝送する。これを受けて信号処理部３８は、入力されるＹ”Ｕ”Ｖ”信号に対しての所定の信号処理を開始することになる。

なお、図１０に示すように、ワイドダイナミックレンジ回路３７には、γ補正部３６からのＹ’Ｕ’Ｖ’信号を上述の各処理を経ずに、そのままの形態で信号処理部３８へと出力し得るようなバイパス経路が設けられている。このバイパス経路上には、スイッチが設けられている。このスイッチは、ＣＰＵ２１からの制御信号ｆを受けてkファクター発生部から出力される制御係数「補正なし」を受けて、バイパス経路を導通状態とするようになっている。ここで、kファクター発生部から制御係数「補正なし」が出力される場合としては、例えば計測用の光学アダプタ４が挿入部３１の先端部に装着された場合などである。

ここで、ＣＰＵ２１からワイドダイナミックレンジ回路３７のｋファクター発生部に対して伝送される設定制御信号ｆは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、標準補正を施すための設定がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
一方、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、画像が暗いものになる傾向にあるので、明補正を施すための設定（画像の明るさ分布を明側に向けて補正する設定）がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、補正なしの設定がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、明補正を施すための設定がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
なお、図１４に示す暗補正については、具体例を挙げていないが、例えば画像全体が明るく、白トビが発生するような画像の場合に用いられる。

こうして生成された画像信号（Ｙ”Ｕ”Ｖ”信号）は、ワイドダイナミックレンジ回路３７から信号処理部３８へと出力される。

信号処理部３８は、ワイドダイナミックレンジ回路３７からのＹ”Ｕ”Ｖ”信号を受けて、これに対してマトリクス回路にて信号変換処理を施すことで、ＲＧＢ信号が生成される。ＲＢＧの各信号は、それぞれが各対応するアンプ部（Ｒ，Ｇ，Ｂアンプ部）を介してＲＧＢ信号として出力される。例えば、Ｒアンプ部はモード切換回路からのＧＲ制御信号により制御される。Ｇアンプ部はモード切換回路からのＧＧ制御信号により制御される。Ｂアンプ部はモード切換回路からのＧＢ制御信号により制御される。

この場合において、ＣＰＵ２１からは色調制御信号ｇが信号処理部３８へと伝送される。これを受けてモード切換回路による各アンプ部の制御がなされる。これによって各色信号に対する所定の色補正処理が施される。

ここで、設定制御信号ｇは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、通常観察用のもの（例えば８０Ｄ／ＦＦや１２０Ｓ／ＮＦ等）や計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、標準設定がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、クロマレベルを低減させてＲ＝Ｇ＝Ｂとする色補正処理をおこなうモノクロ設定がなされる。これにより、この場合には、モノクロ画像が生成されることになる（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）。

こうして生成された画像信号（ＲＧＢ信号）は、信号処理部３８から装置本体部２の画像処理部２２へと出力される。

画像処理部２２は、信号処理部３８からのＲＧＢ信号を受けて、これに対して各処理画像の画像計測処理，エンハンス処理，フィールド蓄積処理のいずれをおこなうか（有効にするか）、または何れをおこなわないか（無効にするか）を処理切換部によって設定する。

処理切換部は、ＣＰＵ２１の設定制御信号（画像処理制御信号）ｈに基づいて各処理の切り換え制御をおこなう。ここで、設定制御信号ｈは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが太径で、配設される発光ダイオード４２の数が多く、かつ絞り値が小さいもの（例えば８０Ｄ／ＦＦ）である場合には、エンハンス処理のみを有効設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ）参照）
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えばスコープが細径で、配設される発光ダイオード４２の数が少なく、かつ絞り値が大きいもの（例えば１２０Ｓ／ＮＦ）である場合には、フィールド蓄積増感処理を有効とし、この場合、４倍までの増感処理、すなわち最大４フィールド分の加算処理をおこなう設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｂ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、計測処理のみ有効設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｃ）参照）
そして、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、フィールド蓄積増感処理を有効とし、この場合、１６倍までの増感処理、すなわち最大１６フィールド分の加算処理をおこなう設定とする。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
こうして、生成された画像信号（ＲＧＢ信号）は、画像処理部２２からエンコーダー部２３へと出力される。

エンコーダー部２３は、画像処理部２２からの画像信号（ＲＧＢ信号＝デジタルデータ）を受けて表示装置５によって画像表示をおこなうのに適した画像信号を生成する。

即ち、エンコーダー部２３においては、入力されるＲＧＢ信号（デジタルデータ）をＹＵＶコンバータにてＹ１Ｕ１Ｖ１信号（デジタルデータ）に変換する。このうち色成分に関するＵ１信号及びＶ１信号に対して直角２相変調処理を施してクロマ信号（色信号）を生成する。このクロマ信号は、クロマ（Ｃ）アンプ部を介した後、Ｄ／Ａ変換器にてデジタル／アナログ信号変換処理が施されて、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ信号（アナログ信号）のクロマ信号Ｃとして出力される。

一方、ＹＵＶコンバータにて変換されたＹ１Ｕ１Ｖ１信号（デジタルデータ）のうちの輝度信号Ｙ１は、輝度（Ｙ）アンプ部を介した後、Ｄ／Ａ変換器にてデジタル／アナログ信号変換処理が施されて、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ信号（アナログ信号）の輝度信号Ｙとして出力される。

また、これとは別に、輝度（Ｙ）アンプ部を介した後の輝度信号Ｙ１（デジタルデータ）と、クロマ（Ｃ）アンプ部を介した後のクロマ信号（デジタルデータ）とは、加算器にて合成処理が施された後、Ｄ／Ａ変換器にてデジタル／アナログ信号変換処理が施されて、アナログ信号のＶＢＳ（コンポジットビデオ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔ Ｖｉｄｅｏ））信号として出力される。

なお、クロマ（Ｃ）アンプ及び輝度（Ｙ）アンプは、ＣＰＵ２１からの設定制御信号ｉに基づいてエンコーダ設定部によるレベル設定の制御がなされる。ここで、設定制御信号ｉは、具体的には、それぞれ次のような設定となる。即ち、
挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、通常観察用のもの（例えば８０Ｄ／ＦＦや１２０Ｓ／ＮＦ等）や計測用のもの（例えば６０Ｄ／６０Ｄ）である場合には、標準設定がなされる。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参照）
また、挿入部３１の先端部に装着されている光学アダプタ４が、例えば赤外観察等の特殊用途のもの（例えば８０Ｄ）である場合には、Ｙレベルを２倍となるように、Ｃレベルを０．１倍（１０分の１）となるように、それぞれ設定する。（表１，表２の光学アダプタ種類の欄の項目（Ｄ）参照）
こうしてエンコーダー部２３にて生成された画像信号は、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ端子やＶｉｄｅｏ−ｏｕｔ端子を経て表示装置５へと伝送されて、画像として表示される。

以上説明したように上記一実施形態によれば、複数の光学アダプタ４のそれぞれに固有のアダプタ判別手段（固有の抵抗値を有する抵抗４３）を設ける一方、このアダプタ判別手段に接続され、これを検出するアダプタ検出部２４を装置本体部２の側に配設するように構成している。

この構成により、当該内視鏡システム１を使用するのに際して、挿入部３１の先端部に光学アダプタ４を装着すると、ＣＰＵ２１の制御下においてアダプタ検出部２４が作用して、装着された光学アダプタ４のアダプタ判別手段である抵抗４３を検出し、その抵抗値とＲＯＭ２９に記録されている所定の設定データとに基づいて、光学アダプタ４の種類を自動的に検出することができる。

そして、これと同時に、装着されている光学アダプタ４の種類に応じた各種設定データがＲＯＭ２９より読み込まれ、この設定データに基づいて、ＬＥＤ照明手段（ＬＥＤ４２）の駆動制御や撮像素子３１ａにより取得された画像信号に対する各種の信号処理制御をおこなうようにしたので、常に適切な画像信号処理が施され、観察や計測等の用途に応じた良好な画像を確実に生成し表示させることができる。

なお、本実施形態においては、光学アダプタ４の種類に応じた設定データ等をＲＯＭ２９に記憶するようにした形態としているが、このような形態に限ることはない。

例えば、設定データ等を外部メモリ媒体２６に記憶させ、これを装置本体部２のスロット部（図示せず）に装着することで、同外部メモリ媒体２６に記憶させた設定データ等をＣＰＵ２１に読み込ませ、ＲＯＭ２９へと転送するようにしてもよい。

また、ＣＰＵ２１のシリアルポート２１ａを介して外部コンピュータ（ＰＣ）等から光学アダプタ４の種類に応じた設定データ等をＲＯＭ２９へと転送するようにしてもよい。

本発明の一実施形態の内視鏡システムにおいて主に電気的な回路構成の概略を示すブロック構成図。 図１の内視鏡システムにおける回路構成と信号伝達経路を示すブロック構成図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうち光学アダプタの一部（ＬＥＤ照明手段）とＬＥＤ駆動制御回路とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうち光学アダプタの一部（アダプタ判別手段）とアダプタ検出部とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうちＧＣＡ回路とＡＰＬ回路とを取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図５のＧＣＡ回路によるＡＧＣ処理をおこなう際のゲイン幅を説明する図。 図５のＧＣＡ回路によるゲイン曲線の選択条件を説明する図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうちガンマ（γ）補正部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図８のガンマ（γ）補正部におけるγ補正処理の入出力特性を説明する図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうちワイドダイナミックレンジ回路を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図１０のワイドダイナミックレンジ回路において施されるプリヒストグラム処理の結果信号の例示であって、暗い画像のときの輝度分布信号を示す図。 図１０のワイドダイナミックレンジ回路において施されるプリヒストグラム処理の結果信号の例示であって、標準的な明るさの画像のときの輝度分布信号を示す図。 図１０のワイドダイナミックレンジ回路において施されるプリヒストグラム処理の結果信号の例示であって、明るい画像のときの輝度分布信号を示す図。 図１０のワイドダイナミックレンジ回路の作用を説明する図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうち信号処理部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうち画像処理部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。 図１の内視鏡システムの構成部材のうちエンコーダー部を取り出して、その内部回路構成の概略を示す図。

符号の説明

１……内視鏡システム
２……装置本体部
３……内視鏡スコープ部
４……光学アダプタ
５……表示装置
２１……ＣＰＵ
２２……画像処理部
２３……エンコーダー部
２４……アダプタ検出部
２６……外部メモリ媒体
３１……挿入部
３１ａ……撮像素子
３３……プリアンプ
３４……ＧＣＡ回路
３５……ＡＰＬ回路
３６……γ補正部
３７……ワイドダイナミックレンジ回路
３８……信号処理部
３９……定電流回路
４１……接点部
４２……発光ダイオード，ＬＥＤ
４３……抵抗
４４……絞り部
４５……光学レンズ

Claims (6)

1. 挿入部の先端部に撮像素子を備えた内視鏡システムにおいて、
   前記撮像素子からの画像信号に対して所定の画像信号処理を施す画像処理部と、
   結像光学系手段と絞り手段とアダプタ判別手段とＬＥＤ照明手段とを備え、前記挿入部の先端部に対して着脱自在にかつ選択的に設けられるＬＥＤ照明内蔵型の複数の光学アダプタと、
   前記撮像素子からの画像信号を受けて明るさ設定及び色補正の少なくとも１つの信号処理を施す画像信号処理部と前記光学アダプタの前記アダプタ判別手段を検出するアダプタ検出部とシステム全体を制御する制御手段とを備えた装置本体部と、
   を具備し、
   前記制御手段は、前記内視鏡スコープ部の先端部に装着される前記光学アダプタが計測用のものである場合には、計測精度の劣化を抑止し得る画像とするための信号処理制御をおこなうことを特徴とする内視鏡システム。
2. 挿入部の先端部に撮像素子を備えた内視鏡システムにおいて、
   前記撮像素子からの画像信号に対して所定の画像信号処理を施す画像処理部と、
   結像光学系手段と絞り手段とアダプタ判別手段とＬＥＤ照明手段とを備え、前記挿入部の先端部に対して着脱自在にかつ選択的に設けられるＬＥＤ照明内蔵型の複数の光学アダプタと、
   前記撮像素子からの画像信号を受けて明るさ設定及び色補正の少なくとも１つの信号処理を施す画像信号処理部と前記光学アダプタの前記アダプタ判別手段を検出するアダプタ検出部とシステム全体を制御する制御手段とを備えた装置本体部と、
   を具備し、
   前記制御手段は、前記光学アダプタにおける前記結像光学系及び前記絞り手段によって規定される絞り値に応じて画像の明るさ設定を調整する信号処理制御をおこなうことを特徴とする内視鏡システム。
3. 前記制御手段は、前記アダプタ検出部による前記アダプタ判別手段の検出結果に基づいて、さらに、電子シャッター制御，長時間露光制御，ＡＧＣ，ガンマ制御，ワイドダイナミックレンジ制御，計測制御，エンハンス制御，フィールド蓄積制御，エンコーダ制御のうちから少なくとも一つの信号処理制御をおこなうことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記制御手段は、前記アダプタ検出部による前記アダプタ判別手段の判別結果に基づいて前記ＬＥＤ照明手段を定電流制御することを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３の何れか一つに記載の内視鏡システム。
5. 前記光学アダプタに内蔵される前記ＬＥＤ照明手段は、赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一つに記載の内視鏡システム。
6. 前記ＬＥＤ照明手段が前記赤外発光ダイオードであるときには、前記制御手段は、クロマレベルを低減させてモノクローム画像とするための信号処理制御をおこなうことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。

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