ディジタルカメラとそのディジタル制御方法

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【発明の名称】	ディジタルカメラとそのディジタル制御方法
【発明者】	【氏名】ジャン－イヴユーザン【氏名】クリストフバルノー
【要約】	【課題】変化する環境内で使用されるカメラの画像の品質を最適化し、最も効率的な条件下で作動させること。【解決手段】処理ユニット内に記録され、各々が、カメラの少なくとも１つのパラメータの設定を可能とする予め設定された数のディジタル設定機能、および、所定の環境の特性を示し、ユーザが、直接またはオプションの形態のいずれかで利用可能な一組の前記機能を一緒にグループ化した予め設定された数のオプションのプログラミングを可能にする予備学習段階を含み、処理ユニットがユーザによって電源投入されたときに、カメラのパラメータの設定を標準設定にするカメラの初期化し、ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表すデータ要素を監視し、対応するカメラの設定を実行するために、ユーザにより選択された設定機能またはオプションに直接対応するデータ要素を処理する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】変化する環境における表示カメラのディジタル制御方法であって、前記カメラが、複数の設定パラメータを具備し、かつ、特に、光電式検出ヘッド（ＤＨ）と、該検出ヘッドに接続された処理ユニット（ＰＵ）とにより構成され、－前記処理ユニット内に記録され、各々が、カメラの少なくとも１つのパラメータの設定を可能とする予め設定された数のディジタル設定機能、並びに、特に、与えられた環境の特性を示し、直接またはオプションの形態のいずれかによりユーザが利用可能な一組の前記機能を一纏めにした、予め設定された数のオプションのプログラミングを可能にする予備学習段階を含み、－前記処理ユニットがユーザによって電源投入されたときに、・特に、カメラのパラメータの設定を標準設定にすることを可能にする、カメラを初期化するステップと、・ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表す、ユーザにより入力されたデータ要素の監視と、・対応するカメラの設定を実行するために、ユーザにより選択された設定機能またはオプションに直接対応するデータ要素の処理とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】前記処理ユニットが、さらに、前記カメラにより供給される画像を表示するための少なくとも１つのスクリーン（ＶＩＳＵ）に接続され、該処理ユニットが、ユーザにより入力された各データ要素に対して、ユーザがその選択した構成を見ることを可能にする、データ要素に応じたスクリーン上のオーバレイをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】ユーザが直接利用可能な設定機能に対応する設定の状態を少なくとも１つの表示スクリーン（ＶＩＳＵ）に表示することを可能にする追加の機能（ＳＴＡＴＵＳ）を、ユーザが利用できることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】カスタマイズされた設定を構成する１以上のオプションの選択中に、ユーザがこの設定を処理ユニットに記録することを可能にする、カスタマイズされた設定の管理システムをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】前記検出ヘッドが、カラー画像を獲得することができ、前記設定機能が、明度、色彩およびカメラにより供給された画像の品質に関連するパラメータの設定を可能にすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】内視鏡カメラのディジタル制御方法であって、前記カメラが複数の設定パラメータを具備し、特に、手術中に患者の体内に導入される内視鏡（ＥＮＤＯ）に接続された光電式検出ヘッド（ＤＨ）と、該検出ヘッドに接続された処理ユニットとにより構成され、－前記処理ユニット内に記録され、各々がカメラの少なくとも１つのパラメータの設定を可能にする、予め設定された数のディジタル設定関数、並びに、特に、手術の状況の特性を示し、直接またはオプションの形態で使用者により利用可能な一組の前記機能を一纏めにした、予め設定された数のオプションをプログラミング可能な予備学習段階を含み、－前記処理ユニットが、ユーザにより電源投入されたときに、・特にカメラのパラメータの設定を標準設定にすることを可能にするカメラを初期化するステップと、・ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表す、ユーザにより入力されたデータ要素の監視と、・対応するカメラの設定を実行するためにユーザにより選択された設定機能またはオプションに直接対応するデータ要素の処理とを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】前記オプションが、複数のメニューに分類され、これらのメニューが、適用される手術、使用される内視鏡（ＥＮＤＯ）の形式、光源（ＳＲＣ）の選択、行われる手術環境を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】変化する環境内で作動するディジタルカメラであって、複数の設定を具備し、特に、光電式検出ヘッド（ＤＨ）と、該検出ヘッドに接続された処理ユニット（ＰＵ）とにより構成され、前記処理ユニットが、特に、－各々が少なくとも１つのカメラのパラメータの設定を可能とする、予め設定された数の予め記録されたディジタル設定機能、並びに、与えられた環境の特性を表し、直接またはオプションの形態でユーザにより利用可能な一組の前記機能を一纏めにした、予め設定された数のオプションと、－カメラのパラメータの設定を標準設定にすることを可能にするカメラを初期化するためのモジュールと、－ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表す、ユーザにより入力されたデータ要素を監視するためのモジュールと、－対応するカメラの設定を実行するために、ユーザにより選択された設定機能またはオプションに直接対応するデータ要素を処理するためのモジュールとを含むことを特徴とするカメラ。
【請求項９】前記処理ユニットが、さらに、カメラにより供給された画像を表示する少なくとも１つのスクリーン（ＶＩＳＵ）に接続され、該処理ユニットが、ユーザにより入力された各データ要素に対して、該データ要素に対応し、かつ、ユーザがその設定の選択を見ることができるオーバレイをスクリーン上に表示可能にする表示モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項９記載のカメラ。
【請求項１０】前記データ要素が、前記処理ユニットの前面に配置されたキーボード（ＦＦＫ）によって、ユーザにより入力されることを特徴とする請求項８または請求項９記載のカメラ。
【請求項１１】前記データ要素が、遠隔制御ユニット（ＲＣ）において利用可能なキーによって、ユーザにより入力されることを特徴とする請求項８または請求項９記載のカメラ。
【請求項１２】前記データ要素が、カメラの検出ヘッドにおいて利用可能なキーによりユーザにより入力され、これらのキーにより入力されたデータ要素が優先的に処理されることを特徴とする請求項８または請求項９記載のカメラ。
【請求項１３】前記処理ユニットに、チップカードリーダ（ＲＥＡＤ）が装備され、ユーザが、カスタマイズされたデータ要素を、前記リーダ（ＲＥＡＤ）内に導入されたユーザ自身のチップカードによって入力できることを特徴とする請求項８または請求項９記載のカメラ。
【請求項１４】複数の設定を具備し、特に、手術中に患者の体内に導入される内視鏡（ＥＮＤＯ）に接続された光電式検出ヘッド（ＤＨ）と、該検出ヘッドに接続された処理ユニット（ＰＵ）とにより構成される内視鏡カメラであって、前記処理ユニットが、特に、－各々が少なくとも１つのカメラのパラメータの設定を可能とする、予め設定された数の予め記録されたディジタル設定機能、並びに、与えられた環境の特性を表し、直接またはオプションの形態のいずれかにより、ユーザが利用できる一組の前記機能を一纏めにした、予め設定された数のオプションと、－特に、カメラのパラメータの設定を標準構成に設定することを可能にするカメラの初期化モジュールと、－ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表す、ユーザにより入力されたデータ要素を監視するモジュールと、－カメラの対応する設定を実行するために、ユーザにより選択された機能および／またはオプションに直接対応するデータ要素を処理する処理モジュールとを含むことを特徴とする内視鏡カメラ。
【請求項１５】前記オプションが、メニューに沿って分類され、これらのメニューが、特に、適用される手術、使用される内視鏡（ＥＮＤＯ）の形式、光源の選択、外科的または内科的手術の環境を含むことを特徴とする請求項１４記載のカメラ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変化する環境下に配されるディジタル表示カメラ、および、関連するディジタル制御方法に関するものである。この発明は、実質的には、生物医学的環境下において移動するカメラに適用することができる。さらに詳細には、この発明は、内視鏡を用いた内科または外科手術を実施するために、病院において使用される内視鏡カラーカメラの制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡カメラは、一般に、患者の体内に導入される内視鏡に接続されかつ制御ユニットに接続された光電式検出ヘッド(optoelectrical detection head)により構成されている。内視鏡に接続された光源は、場面を観測するために必要な光を提供する。カメラは、手術室に配置された１以上のスクリーンに、カラーのビデオ画像を提供する。制御ユニットの前面、および／または、カメラの検出ヘッドに直接配置された設定ボタンによって、医者は、カメラのパラメータ、例えば、ゲインやホワイトレベルのバランス設定を行うことができる。これらの設定は、アナログ的方法によって行われ、かつ、その数が制限されており、カメラの移動による状況の変化に適応することを可能にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人体のように、外科医が取り扱う状況（例えば、空腔、組織の性質、環境等）が数多く存在する、変化する媒体内においては、これらの設定は、画像の品質を最適化し、最も効率的な条件下で作動させるためには、きわめて不十分である。現在では、医者に多数のパラメータを利用させることは不可能である。第１に、医者は、必ずしもカメラの問題に対する技術的な専門家ではなく、したがって、各パラメータの影響に十分に精通していない。第２に、多くのパラメータを必要以上に操作することは、必然的に、最終的にはカメラを故障させ、望ましい設定に戻すことを不可能にする危険性を伴う。
【０００４】この欠点を解消するために、この発明は、例えば、１以上のスクリーンおよび少なくとも１つのキーボードを制御するディジタル処理キャビネットまたは処理ユニット（例えば、キーボードは処理ユニットおよび遠隔制御ユニットの前面に配置される。）に、カメラのヘッドを接続することを提案している。この発明の方法によれば、制御ユニット内に予め記録された、カメラの所定数のパラメータのディジタル設定を可能にする機能によって、内科医は限られた数の入力データ要素のみを使用すると同時に、非常に多くのパラメータを利用できる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】さらに詳細には、この発明は、変化する環境における表示カメラのディジタル制御方法に関するものであり、カメラは、複数の設定パラメータを有し、特に、光電検出ヘッドと、該検出ヘッドに接続された処理ユニットとにより構成され、この方法は、－処理ユニット内に記録され、各々が少なくとも１つのカメラのパラメータを設定することができる、予め設定された数のディジタル設定機能、並びに、特に、与えられた環境の特性を示し、ユーザに直接またはオプションの形態で利用可能な前記１組の機能を一緒にグループ化する、予め設定された数のオプションのプログラミングを可能にする予備的な学習段階を含み、－ユーザが前記処理ユニットの電源を入れるときに、・カメラを初期化して、特に、カメラのパラメータの設定を標準の構成にすることを可能にするステップと、・ユーザにより入力されたデータ要素であって、該ユーザにより選択された機能および／またはオプションを表すデータ要素の監視と、・カメラの対応する設定を実行するために、ユーザにより選択された設定機能またはオプションに直接対応するデータ要素の処理とを含んでいる。
【０００６】また、この発明は、この発明による方法を実行するディジタルカメラに関するものでもある。この発明に係る方法は、さらに、カスタマイズされた設定を構成する１以上のオプションの選択中に、ユーザがこの設定を記録することを可能にする、カスタマイズされた設定の管理システムを含んでいることが好ましい。したがって、ユーザは、最小限の調節によって、カメラが作動している環境に適した設定を得ることができ、非常に簡易に設定を変更し、かつ、必要な場合には、標準の構成に戻すことができる。したがって、この発明に係る方法によれば、カメラの使用を複雑にすることなく、非常に良好な品質の画像を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】この発明の他の特徴および効果は、添付図面に表された以下の説明により明らかになる。図１は、この発明に係るカメラの一実施形態を示している。図２は、予め記録された設定機能の一例を示すリストである。図３は、予め記録されたオプションの一例を示すリストである。図４は、この発明に係る方法の実施例の異なるステップを示す図である。これらの図において、等価な要素には同一の参照符号を付してある。
【０００８】図１は、この発明に係るディジタルカメラの一実施形態を示す概略図である。このカメラは、例えば、設定キーを備え、内視鏡ＥＮＤＯに接続され、かつ、処理ユニットＰＵに連結された３ＣＣＤ検出器（赤、緑、青）を具備する検出ヘッドＤＨから構成された、内視鏡カメラである。光源ＳＲＣも内視鏡に接続され、場面を観測するのに必要な光を供給する。カメラは、手術室に配置されかつ該カメラにより提供された画像を表示することができる１以上のスクリーンＶＩＳＵにカラー画像を供給する。この実施形態において、処理ユニットには、その前面に配置されたキーボードＦＦＫとチップカードリーダＲＥＡＤとが装備されている。キーが設けられた遠隔制御ユニットＲＣも、処理ユニットＰＵに接続されている。ビデオテープレコーダＶＴＲもビデオ画像を記録するために備えられている。
【０００９】ディジタルカメラは、複数の設定パラメータを含むが、従来の内視鏡カメラではその内のごくわずかのみを利用することができた。もちろん、この例では、病院のスタッフの一員であるユーザに、これら全ての設定を提案することは不可能である。ユーザはカメラの技術の専門家ではないので、貴重な時間を浪費して、望ましい設定に戻すこともできずに、カメラを故障させてしまうことになる。
【００１０】この発明に係るカメラでは、処理ユニットＰＵが、特に、カメラの少なくとも１つのパラメータの設定をそれぞれ可能にする一定数の予め記録されたディジタル機能を含んでいる。これらの機能の例を示す網羅的ではないリストが、図２の表の列２０に示されている。この例では、提供された画像の明度についての設定機能２１、色彩設定機能２２および画像の品質に関連する設定機能２３が存在する。これらの機能のいくつかは、多くの設定パラメータを使用する。例えば、自動ゲイン調整（ＡＧＣ）管理機能２１１は、カメラの全体的なゲインを観測された場面の明るさに適応させるために、ＡＧＣおよび、ＣＣＤ検出器の積分時間に作用する。これらのパラメータ全てがカメラの技術分野において公知であるが、それらは、従来技術のカメラにおいては、工場で一度だけ設定されるものであるため、内視鏡カメラを用いて作業する人にはほとんど知られていないものである。
【００１１】この発明に係るカメラにおいて、これらの機能は、ユーザにより、直接または一組のこれらの機能を組み合わせるオプションの形態のいずれかで利用可能である。図２のリストの列２４は、一実施形態にしたがって、直接利用可能な機能を示している。この場合においては、その機能は、ゲインのマニュアル管理（２１２）、自動ゲイン調整（２１１）、自動ホワイトレベルバランス（２２１）、ホワイトレベルのマニュアルバランス（２２２）である。これらの機能のために、例えば、処理ユニットＰＵの前面キーボードＦＦＫ、または、遠隔制御ＲＣ、あるいは、カメラの検出ヘッドＤＨに、特殊キーが設けられている。ホワイトレベルのマニュアルバランス（２２２）のために、例えば、前面キーボードＦＦＫまたは遠隔制御装置において利用可能な２つのキー「Ｒ（赤）」と「Ｂ（青）」が、複数のレベルを有するバーの光表示器によって示され、ホワイトレベルを均等にすることを可能にしている。ユーザによる一定の機能の利用可能性も限定することができる。例えば、マニュアルゲイン管理（２１２）は、この機能が、ユーザによって直接操作されるときに、２つのゲイン値（例えば）０ｄＢおよび６ｄＢ）に限定されてもよい。
【００１２】これらの機能全ては、一組のこれらの機能を組み合わせたオプションの形態で、ユーザが利用することもできる。これらのオプションは、特に、与えられた環境の特性を示しており、カメラが移動する所定の状況に対応している。したがって、それらのオプションは、カメラ技術の専門家ではないユーザが、これらのオプションによって、これらの所定の状況に対応する全ての設定パラメータを利用することを可能にしている。オプションも処理ユニットＰＵに予め記録されている。
【００１３】図３は、この発明に係る内視鏡カメラの一実施形態において、ユーザの取り得るオプションを示している。これらのオプションは、例えば、異なるメニューの下に分けられている。例えば、「適用」メニュー（３１１）は、手術の適用オプション（例えば、行われる外科手術の形式に依存して「幅部」、「胸部」、「神経外科」等）を含んでいる。「内視鏡」メニュー（３１２）は、使用される内視鏡ＥＮＤＯの選択における異なるオプションを含んでいる。「環境」メニュー（３１３）は、外科または内科的環境の重要なオプション（例えば、「正常」、「出血」、「水中(hydric)」、「脂肪」）を網羅している。これらの各オプションは、操作されるときに、それ自体、対応するパラメータの設定につながる多数の機能を使用する。これらのオプションは、異なるオプションに対応する作動状況下で行われる試験中に、予備学習段階において予め記録される。オプションは、例えば、処理ユニットの前面または遠隔制御装置に配されるキーボードＦＦＫに配置された４つのキーによって、ユーザが利用することができる。例えば、第１のキー「メニュー」は、異なるメニューへの利用を提供する。キー「確認」は、行われた選択を確認する。他の２つのキーは、例えば、メニューの異なるオプションへの利用を与える矢印の記号を示している。したがって、ユーザは、該ユーザにとって最も重要でありかつ操作環境に直接関係するオプションを選択することによって、全ての設定パラメータを利用することができる。
【００１４】この発明に係るカメラの処理ユニットは、特に、カメラのパラメータ設定を標準設定にすることができるカメラの初期化モジュールをさらに具備している。ユーザが、１以上のオプションを選択すると、このモジュールが、処理ユニット内に予め記録されている標準設定とは異なる、カスタマイズされた設定を定義する。ユーザは、その後、この設定を記録することが可能である。他と同様の方法で利用することができる「設定」メニューは、全ての設定から、標準またはカスタマイズされたもののいずれかを、ユーザに選択させることができる。
【００１５】多くのユーザが、この発明に係るカメラを使用しなければならないときには、各々によって特別に使用される一定の設定機能、オプションまたは設定を、例えば、各ユーザに固有のチップカードによってカスタマイズすることが便利である。このカードは、リーダーＲＥＡＤによって読みとられ、データレジスタは、他のものと同様の方法で処理ユニットによって管理される。
【００１６】ユーザによって入力されたデータを管理するために、処理ユニットＰＵは、ユーザにより入力されたデータ要素を監視するモジュールを具備している。これらのデータ要素は、選択された機能および／またはオプションを表している。一定のデータ要素は、他のものに優先するものとして考慮される。例えば、検出ヘッドのキーにより入力されたデータは、他に優先して考慮される。キーボードＦＦＫにより入力されたデータと、遠隔制御ユニットＲＣのキーにより入力されたデータとでは、遠隔制御ユニットにより入力されたデータが優先される。
【００１７】この発明に係るカメラの処理ユニットは、機能に直接対応し、または、カメラの対応する設定を作成するためにユーザにより選択されたオプションに対応するデータを処理するモジュールをも具備している。該処理ユニットは、さらに、ユーザにより入力された各データ要素に対して、ユーザがその選択を見ることができるように、このデータ要素に対応したスクリーンへの表示を可能にする表示モジュールをも具備している。このモジュールは、特に、非常に多数のオプションが、ユーザに提供されたときに重要である。特に、上述した例において、メニュー内のオプションの選択が、スクリーン上に異なる選択肢を表示することにより行われ、「確認」キーによって選択肢が確認される。処理ユニットは、ここでは「ステータス」と呼ばれ、ユーザがキーボードＦＦＫまたは遠隔制御装置または検出ヘッド上の特殊キーによって利用することができる、追加の予め記録された機能を具備していてもよい。この機能は、いつでも、設定の状態並びに進行中の構成を、スクリーン上に表示することを可能にしている。
【００１８】設定機能のディジタル管理は、例えば、処理ユニットＰＵ内に配置され、カメラの検出ヘッドから入力されるビデオ信号のディジタル形式での処理を可能にする、ＡＳＩＣ形式の集積回路を制御するたマイクロコントローラによって行われる。
【００１９】図４は、特定の実施形態における、この発明に係る方法の異なるステップを概説している。この方法は、例えば、全ての動作を監視する（ステップ４０）ことができるマイクロコントローラによって実行される。
【００２０】この方法は、手術におけるカメラの使用前に、設定機能およびオプションのプログラミングを可能にする、予備学習段階を含んでいる。このプログラミングは、マイクロコントローラの構成およびデータ要素のとり得る更新を可能にするパーソナルコンピュータ（図１におけるＰＣ、以下、ＰＣという。）によって行うことができる。図４の例において、この学習段階は、ＰＣとのインタフェース用のステップ４１１、（ユーザによるカメラの使用前に直接、設定をテストするための）ＰＣを用いた設定の管理に対するステップ４１２、および、ＰＣを用いた再生／保存に対するステップ４１３に対応している。このステップにより、設定機能およびオプションを記録することができる。
【００２１】ユーザによって処理ユニットに電源が入れられたときには、マイクロコントローラは、進行中の動作モードを判断するために、ハードウェア構成を要求する。特に、マイクロコントローラは、ＰＣが接続されているか否かを検出する（したがって、これが学習段階である。）。（ＰＣが接続されていない）動作段階において、この発明に係る方法は、初期化ステップ４２を具備している。このステップは、例えば、検出ヘッドが接続されているか否かを検出するために使用される。接続されているときには、カメラの映像処理およびカメラのパラメータ設定および標準設定が初期化される。
【００２２】この発明に係る制御方法は、さらに、ユーザにより入力されたデータの監視をも含んでいる。図４の例において、この方法は、検出ヘッド上のキーの管理ステップ４３１、前面のキーボードＦＦＫおよび遠隔制御ユニットのキーの管理ステップ４３２を含んでいる。さらに、上述したように、設定機能、または、ユーザにより選択されたオプションに直接対応するこれらのデータ要素の処理を含んでいる。データ要素の処理は、入力データの翻訳（「設定管理」ステップ４４）、直接作動させられる設定機能に対応する「予備設定の管理」ステップ（４４１）、メニューにより作動されるオプションに対応する「メニュー管理」ステップ（４４２）を含んでいる。上述したように、「カスタマイズされた設定の管理」ステップ（４４３）は、ユーザにより都合よく選択され、構成の形態で記録された１以上のオプションを作動させることを可能にする。データ要素の処理は、作動させられる機能に対応する映像処理操作（ステップ４５）の管理をも含んでいる。上述した実施形態において、これらの操作は、獲得された画像の明度の管理（ステップ４５１）、色彩の管理（ステップ４５２）および画像の品質管理（４５３）に適している。
【００２３】この実施形態によれば、この方法は、ユーザにより入力された各データ要素に対して、これらのデータ要素に対応する表示スクリーン上のオーバレイをも含み、ユーザがその選択を見ることを可能にしている（ステップ４５）。
【００２４】この発明に係る制御方法は、画像品質に有用な他のステップおよび標準のディジタルカメラ制御ステップをさらに含んでいる。例えば、「試験の管理」（ステップ４７）が種々の映像試験によりカメラの動作を確認するために使用される。

【出願人】	【識別番号】５９１０００８２７【氏名又は名称】トムソン－セーエスエフ【氏名又は名称原語表記】ＴＨＯＭＳＯＮ－ＣＳＦ
【出願日】	平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【代理人】	【識別番号】１００１０９７２６【弁理士】【氏名又は名称】園田吉隆（外１名）
【公開番号】	特開２０００－１８９３８１（Ｐ２０００－１８９３８１Ａ）
【公開日】	平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）
【出願番号】	特願平１１－３５５７２０