JP6275357B1 - Endoscope - Google Patents
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Abstract
1フレームを開始するタイミングから有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間であるプリブランキング期間を設定可能な撮像素子22と、発光期間および遮光期間を有する光源44からの照明光を照射可能な照明部29と、有効画素中における「モニタ表示画素」に対応するプリブランキング期間を設定し、垂直同期信号に応じてプリブランキング期間の開始タイミングを設定する読出タイミング設定部26と、遮光期間において前記開始タイミングで開始され、かつ、プリブランキング期間に応じて「モニタ表示画素」に係る撮像信号を読み出す信号読出回路25と、を具備する。Illumination light from an image sensor 22 that can set a pre-blanking period, which is a period corresponding to the number of lines from the start timing of one frame to the start timing of effective pixels, and illumination light from a light source 44 having a light emission period and a light shielding period can be emitted. The illumination unit 29, a pre-blanking period corresponding to the “monitor display pixel” in the effective pixels, a read timing setting unit 26 for setting the start timing of the pre-blanking period in accordance with the vertical synchronization signal, and a light shielding period And a signal readout circuit 25 that starts at the start timing and reads out an imaging signal related to the “monitor display pixel” in accordance with the pre-blanking period.
Description
本発明は、内視鏡に関し、特に、撮像光学系の偏心等に起因する画素ずれを補正可能とする内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope, and more particularly to an endoscope that can correct pixel shift caused by decentration of an imaging optical system.
被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡、及び、内視鏡により撮像された被写体の観察画像を生成する画像処理装置等を具備する内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。 An endoscope system including an endoscope that captures an object inside a subject and an image processing device that generates an observation image of the object captured by the endoscope is widely used in the medical field, the industrial field, and the like. It is used.
このような内視鏡システムにおいては、従来、撮像光学系の偏心に起因する撮像信号の画素ずれ、または、複数の撮像素子を用いた撮像システム(たとえば、3D撮像システムもしくはプリズムで光学像を分離し2つ以上の撮像素子で受光する3CCDの如き撮像システム)において各撮像素子間の位置ずれを電気的に補正する技術が知られている。 In such an endoscope system, conventionally, the pixel shift of the imaging signal due to the eccentricity of the imaging optical system or an imaging system using a plurality of imaging elements (for example, a 3D imaging system or a prism separates an optical image). In addition, there is known a technique for electrically correcting a positional deviation between image pickup devices in an image pickup system such as a 3CCD that receives light by two or more image pickup devices.
この種の補正技術としては、たとえば、撮像素子における任意範囲の画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用い、上記画素ずれの補正を実現する技術が知られている(日本国特開2006−239052号公報)。 As this type of correction technique, for example, a technique that realizes the correction of the pixel shift using a “cutout function” that selectively reads out only an arbitrary range of pixels in the image sensor is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-2006). -239052).
しかしながら、近年内視鏡に搭載する撮像素子は益々小型化することが求められている。このため、搭載する機能についても限定する必要が生じてきており、画素ずれを補正する技術として上述した「切り出し機能」を搭載して用いることには困難が伴う状況となっている。 However, in recent years, it has been demanded that an image pickup device mounted on an endoscope is further reduced in size. For this reason, it is necessary to limit the functions to be mounted, and it is difficult to use the “cutout function” described above as a technique for correcting pixel shift.
また、上述の如き内視鏡システムが、いわゆる面順次方式の観察方式を採用する場合、光源の発光および遮光タイミングに同期して撮像素子の駆動を行う必要があるが、このような場合に、画素ずれ(位置ずれ)補正を行うためには光源の発光時間を短くする必要があった。 In addition, when the endoscope system as described above employs a so-called frame sequential observation method, it is necessary to drive the imaging device in synchronization with the light emission and light shielding timing of the light source. In order to perform pixel shift (position shift) correction, it is necessary to shorten the light emission time of the light source.
この、補正を行うために従来は光源の発光時間を短くする必要があった理由は以下のとおりである。 The reason why it has been necessary to shorten the light emission time of the light source in order to perform this correction is as follows.
すなわち、上述の如き観察方式を採用する内視鏡システムにおいては、撮像素子に係る有効画素のうち、少なくともモニタに表示する有効画素部分については、光源の遮光期間中に読み出す必要がある。 That is, in the endoscope system that employs the observation method as described above, it is necessary to read at least the effective pixel portion displayed on the monitor among the effective pixels related to the image sensor during the light shielding period of the light source.
ここで、仮に、上述した如き画素ずれの補正が行わない場合を仮定すると、光源の遮光期間中には、モニタに表示する有効画素部分のみを読み出せばよい。 Here, assuming that correction of pixel shift as described above is not performed, only the effective pixel portion displayed on the monitor needs to be read during the light-shielding period of the light source.
一方、画素ずれの補正を行う場合、従来は、その補正の仕方(例えば、画面上の上方にシフトするか下方にシフトするか等)によっては、モニタに表示する有効画素部分が撮像素子の有効画素中のどこに位置するかが一義的には定まらないことから、結局のところ有効画素全体を光源の遮光期間中に読み出さなければならなかった。 On the other hand, when correcting pixel shift, conventionally, depending on the correction method (for example, shifting upward or downward on the screen), the effective pixel portion displayed on the monitor is effective for the image sensor. Since the position in the pixel is not uniquely determined, the entire effective pixel has to be read during the light-shielding period of the light source.
これは、光源の遮光期間を長くとる、換言すれば、光源の発光期間を短くする必要に迫られ、ひいては、照明の明るさの不足を招く虞があった。 This requires a longer light-shielding period of the light source, in other words, a shorter light-emitting period of the light source, which may lead to insufficient illumination brightness.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子における任意範囲の画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いることなく、かつ、光源の発光期間を短くすることなく画素ずれの補正処理を実行可能な内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and does not use a “cutout function” that selectively reads out only pixels in an arbitrary range in an image sensor, and does not shorten the light emission period of the light source. An object of the present invention is to provide an endoscope capable of performing the correction process.
本発明の一態様の内視鏡は、被写体を撮像し所定の撮像信号を生成する撮像素子であって、1フレームを開始するタイミングから当該撮像素子に係る有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間であるプリブランキング期間を設定可能な撮像素子と、被写体に照射するための照明光を発光し発光期間および遮光期間を有する光源からの当該照明光を被写体に向けて照射可能な照明部と、前記撮像素子に係る有効画素中における、モニタに表示するモニタ表示画素に対応する所定の前記プリブランキング期間を設定するプリブランキング期間設定部と、所定の垂直同期信号に応じて、前記プリブランキング期間の開始タイミングを設定する開始タイミング設定部と、前記光源の前記遮光期間において、前記開始タイミング設定部で設定された前記開始タイミングで開始され、前記プリブランキング期間設定部で設定された前記プリブランキング期間に応じて前記モニタ表示画素に係る撮像信号を読み出す信号読出回路と、を具備する。 An endoscope according to an aspect of the present invention is an imaging element that captures an image of a subject and generates a predetermined imaging signal, and has the number of lines from the timing of starting one frame to the starting timing of effective pixels related to the imaging element. An imaging device capable of setting a pre-blanking period, which is a corresponding period, and an illumination unit capable of emitting illumination light for irradiating the subject and irradiating the subject with the illumination light from a light source having a light emission period and a light shielding period A pre-blanking period setting unit that sets a predetermined pre-blanking period corresponding to a monitor display pixel to be displayed on a monitor in effective pixels related to the image sensor, and the pre-blanking according to a predetermined vertical synchronization signal A start timing setting unit for setting a start timing of the period, and the start timing setting unit in the light shielding period of the light source. Initiated at a constant has been the start timing comprises a signal reading circuit for reading out an image signal according to the monitor display pixel in accordance with the pre-blanking period set by the pre-blanking period setting unit.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図であり、図2は、第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの電気的な構成を示すブロック図である。<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including an endoscope according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of an endoscope system including an endoscope according to the first embodiment. It is a block diagram which shows an electric structure.
図1、図2に示すように、本第1の実施形態の内視鏡を有する内視鏡システム1は、被検体の観察し撮像する内視鏡2と、当該内視鏡2に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ3と、被検体を照明するための照明光を供給する光源装置4と、撮像信号に応じた観察画像を表示するモニタ装置5と、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, an endoscope system 1 having the endoscope of the first embodiment is connected to an
内視鏡2は、被検体の体腔内等に挿入される細長の挿入部6と、挿入部6の基端側に配設され術者が把持して操作を行う内視鏡操作部10と、内視鏡操作部10の側部から延出するように一方の端部が設けられたユニバーサルコード11と、を有して構成されている。
The
挿入部6は、先端側に設けられた硬質の先端部7と、先端部7の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部8と、湾曲部8の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部9と、を有して構成されている。
The
前記ユニバーサルコード11の基端側にはコネクタ12が設けられ、当該コネクタ12は光源装置4に接続されるようになっている。すなわち、コネクタ12の先端から突出する流体管路の接続端部となる口金(図示せず)と、照明光の供給端部となるライトガイド用の口金(図示せず)とは光源装置4に着脱自在で接続されるようになっている。
A
さらに、前記コネクタ12の側面に設けた電気接点部には接続ケーブル13の一端が接続されるようになっている。そして、この接続ケーブル13には、例えば内視鏡2における撮像素子22(図2参照)からの撮像信号を伝送する信号線が内設され、また、他端のコネクタ部はビデオプロセッサ3に接続されるようになっている。
Furthermore, one end of the
なお、前記コネクタ12には、後述するFPGA23が配設されると共に、当該内視鏡2における内視鏡固別情報(例えば、撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じたプリブランキング期間の数値等の情報)を記憶したIDメモリ27等が配設されている(これら各構成要素については、後に詳述する)。
The
図2に示すように、内視鏡2は、挿入部6の先端部7に配設された、被写体に対して複数種類の照明光を照射可能とする照明部29と、被写体像を入光するレンズを含む対物光学系21と、対物光学系21における結像面に配設された撮像素子22と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
前記照明部29は、光源装置4から内視鏡2内部にかけて延設されるライトガイドの先端部に配設される。そして照明部29は、当該光源装置4において発生される、発光期間および遮光期間が制御された照明光を照射するようになっている。
The
前記対物光学系21は、前記照明部29により被検体に対して照射された所定の照明光(面順次光)に応じた当該被写体に係る反射光を入光する。
The objective
前記撮像素子22は、本実施形態においてはCMOSイメージセンサにより構成される。なお、本実施形態の内視鏡システム1は面順次式の観察方式を採用するものとする。
In the present embodiment, the
撮像素子22における受光部は、入射光に応じて光を光電変換して信号電荷を生成する複数の光電変換部であるフォトダイオード(PD)22aを有し、当該光電変換部において生成した信号電荷に基づいて撮像信号を生成し出力するための複数の画素を備える。
The light receiving unit in the
そして撮像素子22は、被写体からの光学像が撮像面に結像されると、各画素に入射した光を光電変換部において光電変換して所定の撮像信号を出力するようになっている。
When the optical image from the subject is formed on the imaging surface, the
また、撮像素子22は、1フレームを開始するタイミングから当該撮像素子22に係る有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間であるプリブランキング期間を設定可能となっている。
In addition, the
なお、この「1フレームを開始するタイミング」については、「開始タイミング設定部」により、また、前記「プリブランキング期間」については「プリブランキング期間設定部」によりそれぞれ設定されるが、詳細については後述する。 The “timing for starting one frame” is set by the “start timing setting unit”, and the “preblanking period” is set by the “preblanking period setting unit”. The details will be described later. To do.
撮像素子22はまた、AFE(アナログフロントエンド)22bを備える。このAFE22bは、前記撮像信号に対して所定の処理を行う回路であり、公知のCDS(Correlation Double Sampling)回路およびアナログ/デジタル変換器(ADC)等を備え、当該撮像信号をデジタル撮像信号として出力する。
The
撮像素子22はさらに、フォトダイオード(PD)22aおよびAFE22bに対して所定のタイミングを与えるタイミングジェネレータ(TG)22cを備える。
The
内視鏡2は、上述したコネクタ12にFPGA23を備える。このFPGA23は、いわゆるFPGA(field-programmable gate array)により構成され、前記AFE22bから出力されるデジタル画像信号に対して各種のデジタル信号処理を施すようになっている。
The
また前記FPGA23は、読出タイミング設定部26および信号読出部25を備える。前記読出タイミング設定部26は、本実施形態においては、「プリブランキング期間設定部」および「開始タイミング設定部」としての役目を果たす。また、前記信号読出部25は、前記光源装置4に係る遮光期間において、前記プリブランキング期間に応じて前記モニタ表示画素に係る撮像信号を読み出す「信号読出部」としての役目を果たす。なお、これら読出タイミング設定部26および信号読出部25については、後に詳述する。
The
さらに、内視鏡2は、前記コネクタ12において、当該内視鏡2における内視鏡固別情報(例えば、後述する、撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じたプリブランキング期間の数値等の情報)を記憶したIDメモリ27を配設され、前記読出タイミング設定部26に接続されている。
Furthermore, the
<撮像信号の画素ずれについて>
次に、本実施形態における「画素ずれの検出」および「画素ずれに係る情報の記憶」について説明する。<Regarding pixel shift in imaging signal>
Next, “detection of pixel shift” and “storage of information relating to pixel shift” in the present embodiment will be described.
上述したように、撮像光学系の偏心等に起因して撮像信号の「画素ずれ」が生じることがある。この「画素ずれ」が生じたとき、何等対策を講じずそのまま画像信号を読み出す処理等を行うと、当然ながら、モニタに表示される画像は「画素ずれ」の度合いに応じてずれてしまうこととなり、正確な画像を表示することができない虞がある。 As described above, the “pixel shift” of the image pickup signal may occur due to the eccentricity of the image pickup optical system. When this “pixel shift” occurs, if the image signal is read without taking any countermeasures, the image displayed on the monitor will naturally shift depending on the degree of “pixel shift”. There is a possibility that an accurate image cannot be displayed.
図4は、第1の実施形態の内視鏡における、各画素ずれ補正位置ごとの読み出し画素位置とモニタに表示する画素位置との関係を示した図であるが、この図4を参照して、「画素ずれ」に起因する問題点について簡単に説明する。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the read pixel position for each pixel shift correction position and the pixel position displayed on the monitor in the endoscope of the first embodiment. Refer to FIG. A problem caused by “pixel shift” will be briefly described.
図4に示すように、当該内視鏡2が、例えば「画素ずれ」が生じていない通常タイプの内視鏡を“タイプA”とし、撮像素子22における画素群60Aのうち、モニタ5に表示したい画素群を符号61で示すとする。なお、図4中、“OB”で示される画素領域は、いわゆるオプティカルブラック領域である。
As shown in FIG. 4, the
この場合、内視鏡2は「画素ずれ」が生じていないため、画素ずれの補正をすること無しにそのままの状態で上記画素群61をモニタ5における表示画像51として表示することができる。
In this case, since the “pixel shift” does not occur in the
一方、内視鏡2が「画素ずれ」が生じている場合であって、いま当該内視鏡を“タイプB”および“タイプC”とする。
On the other hand, in the case where the
上記タイプBの内視鏡2においては、例えばモニタ5に表示したい画素群が、上述したタイプAに比して、画素群61の位置から図4中、“タイプB”で示す画素群60Bにおける画素群61bで示す位置のように上方にシフトしているとし、上記タイプCの内視鏡2においては、例えばモニタ5に表示したい画素群が、上述したタイプAに比して、画素群61の位置から図4中、“タイプC”で示す画素群60Cにおける画素群61cで示す位置のように上方にシフトしているとする。
In the
これらタイプBまたはタイプCの内視鏡2の場合、何等対策を講じずそのまま画像信号を読み出す処理等を行うと、すなわち通常の画素61の位置で読み出すと、当然ながらモニタ5に表示される画像は「画素ずれ」の度合いに応じてずれてしまう。
In the case of these type B or
このように、撮像光学系の偏心等に起因して撮像信号の「画素ずれ」が生じた場合、または「画素ずれ」が生じた内視鏡の場合、正確な画像を表示することができない虞があるが、この問題に対しては、例えば、「画素ずれ」が生じた際、当該ずれた画素の座標位置を特定し、その座標位置に対応した画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いて補正する技術を採用すれば、当該「画素ずれ」の問題に対処することができるが、本発明は当該「切り出し機能」を用いずに画素ずれを補正可能とするものである。 As described above, when the “pixel shift” of the image pickup signal occurs due to the eccentricity of the image pickup optical system or the endoscope in which the “pixel shift” occurs, an accurate image may not be displayed. However, for this problem, for example, when a “pixel shift” occurs, a “cutout function” that specifies the coordinate position of the shifted pixel and selectively reads out only the pixel corresponding to the coordinate position If the technique of correcting using is used, the problem of the “pixel shift” can be dealt with. However, the present invention makes it possible to correct the pixel shift without using the “cutout function”.
<画素ずれ検出および画素ずれ情報の記憶>
本実施形態においては、画素ずれ補正の前提として、例えば内視鏡の製造時等において、撮像光学系の偏心等に起因する撮像信号の「画素ずれ」を検出した際、当該「画素ずれ」に係る情報をIDメモリ27に記憶するようになっている。<Pixel shift detection and storage of pixel shift information>
In the present embodiment, as a premise for correcting the pixel shift, for example, when the “pixel shift” of the imaging signal due to the eccentricity of the imaging optical system is detected at the time of manufacturing the endoscope, the “pixel shift” is determined. Such information is stored in the
なお、この「画素ずれ」に係る情報としては、例えば、実際の撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じたプリブランキング期間の数値等の情報が挙げられる。 The information related to the “pixel shift” includes, for example, information related to the actual pixel shift value of the image sensor, or information such as a numerical value of a pre-blanking period corresponding to the pixel shift value.
このように、本実施形態に係る内視鏡は、画素ずれの度合いを検出し、その画素ずれの度合いに応じた情報を各内視鏡個別の情報として内視鏡自身が記憶するようになっている。 Thus, the endoscope according to the present embodiment detects the degree of pixel shift, and the endoscope itself stores information corresponding to the degree of pixel shift as information for each endoscope. ing.
なお、本実施形態においては、撮像光学系の偏心等に起因する撮像信号の「画素ずれ」に係る情報を内視鏡内部の記憶部に記憶するものとしたがこれに限らず、外部のサーバー等に記憶するようしてもよい。 In the present embodiment, information related to the “pixel shift” of the imaging signal caused by the eccentricity of the imaging optical system is stored in the storage unit inside the endoscope. Or the like.
<画素ずれ補正とプリブランキング期間>
ここで、本実施形態に係る画素ずれ補正の仕方と、プリブランキング期間並びに当該プリブランキング期間の設定部および開始タイミング設定部について詳しく説明する。<Pixel shift correction and pre-blanking period>
Here, the pixel shift correction method according to the present embodiment, the preblanking period, the setting unit for the preblanking period, and the start timing setting unit will be described in detail.
上述したように、前記FPGA23における読出タイミング設定部26は、本実施形態においては、「プリブランキング期間設定部」および「開始タイミング設定部」としての役目を果たす。
As described above, the read
前記読出タイミング設定部26は、まず、前記撮像素子22に係る有効画素中における「モニタ表示画素」、すなわち、実際にモニタに表示する画素の位置に対応する「プリブランキング期間」を設定する「プリブランキング期間設定部」としての役目を果たす。
The read
なお、本実施形態において「プリブランキング期間」とは、撮像素子22において1フレームを開始するタイミングから当該撮像素子22に係る有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間とする。
In the present embodiment, the “pre-blanking period” is a period corresponding to the number of lines from the start timing of one frame in the
また、前記「モニタ表示画素」は、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中における位置も変わるため、当該位置に対応する「プリブランキング期間」もまた各内視鏡ごとに設定されることとなる。 In addition, since the position of the “monitor display pixel” in the effective pixel also changes depending on the degree of “pixel shift” determined for each endoscope, the “pre-blanking period” corresponding to the position also changes in each endoscope. It will be set for each mirror.
ところで、本実施形態の内視鏡2は、光源の遮光期間中には、撮像素子22の有効画素全体のうちモニタに表示する有効画素部分(「モニタ表示画素」)のみが読み出せばよいことに着目し、撮像素子22の「画素ずれ」の有無に拘わらず、「モニタ表示画素」の読み出しタイミングと光源の遮光期間とを略一致させるようにしている。
By the way, the
すなわち本実施形態の内視鏡2は、撮像素子22の有効画素全体の読み出しタイミングは、撮像素子22の「画素ずれ」の有無を問わず、有効画素全体の画素が必ずしも光源の遮光期間中になされるものではなく、前記「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しは、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容することを特徴とする。
That is, in the
そして、上述したように前記「モニタ表示画素」は、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中における位置も変わるが、当該「モニタ表示画素」の読み出しタイミングが、光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致するタイミングとなるように、本実施形態の内視鏡2は、有効画素の読出し開始タイミングを調整し、さらに、この有効画素の読出し開始タイミングの調整具合に応じるように、「プリブランキング期間」の長さを設定することを特徴とする。
As described above, the position of the “monitor display pixel” in the effective pixel changes depending on the degree of “pixel shift” determined for each endoscope. The
換言すれば、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「プリブランキング期間」の長さを可変的に設定することで、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、当該「モニタ表示画素」の読み出しタイミングは、常に、光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致することとなり、これにより光源の遮光期間を短く、すなわち発光時間を長く設定することが可能となる。 In other words, the length of the “pre-blanking period” is variably set according to the degree of “pixel deviation” determined for each endoscope, so that the “monitor” The readout timing of the “display pixel” is always substantially coincident with the light-shielding period (charge readout period) of the light source, whereby the light-shielding period of the light source can be shortened, that is, the light emission time can be set longer.
また前記読出タイミング設定部26は、ビデオプロセッサ3における駆動信号生成部35からの垂直同期信号VSYNCに応じて、前記プリブランキング期間の開始タイミングを設定する「開始タイミング設定部」としての役目を果たす。
The readout
なお、本第1の実施形態においては、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」が互いに異なる内視鏡であっても、そのプリブランキング期間の開始タイミングは同一に設定されるものとする。 In the first embodiment, the start timing of the pre-blanking period is set to be the same even for endoscopes having different “pixel shifts” determined for each endoscope.
上述したように、IDメモリ27に内視鏡個別の情報としての「画素ずれに係る情報」が記憶されている状態で内視鏡2が稼働すると、「プリブランキング期間設定部」としての読出タイミング設定部26は、前記IDメモリ27に記憶された当該内視鏡2の各種固有情報のうち、撮像素子の画素ずれに係る情報を読み出し当該内視鏡ごとに定まる「プリブランキング期間」を設定するようになっている。
As described above, when the
以上説明したように、前記プリブランキング期間は、前記読出タイミング設定部26における前記「開始タイミング設定部」において設定された前記開始タイミングで開始され、また、前記プリブランキング期間は、読出タイミング設定部26における前記「プリブランキング期間設定部」において前記「モニタ表示画素」の位置に応じて、換言すれば、内視鏡ごとに個別の情報として記憶される「画素ずれ」に係る情報に応じて、その期間が設定される。
As described above, the preblanking period is started at the start timing set in the “start timing setting unit” in the read
一方、上述したように、信号読出部25は、前記光源装置4に係る遮光期間において、前記プリブランキング期間に応じて前記モニタ表示画素に係る撮像信号を読み出す「信号読出部」としての役目を果たす。
On the other hand, as described above, the
そして前記信号読出部25は、本第1の実施形態においては、当該プリブランキング期間が終了した後に、有効画素を読み出す。光源装置4に係る遮光期間において有効画素における前記「モニタ表示画素」、すなわち撮像素子22の有効画素中における実際にモニタに表示される画素に係る撮像信号を読み出すようになっている。
In the first embodiment, the
一方、ビデオプロセッサ3は、当該ビデオプロセッサ3の他、接続された内視鏡2および光源装置4における各種回路を制御する制御部31と、内視鏡2からの画像信号を入力し、所定の画像処理を施す画像処理部32と、当該画像処理部3において処理された画像信号を入力しモニタ装置5において表示するための映像信号を生成する映像出力部33と、所定の垂直同期信号VSYNC等の駆動信号を生成する駆動信号生成部35と、を備える。
On the other hand, the video processor 3 inputs a video signal from the
光源装置4は、光源44と、光源ドライバ42と、回転フィルタ46と、駆動部45と、駆動ドライバ43と、光源制御部41と、を備える。
The light source device 4 includes a
光源44は、白色LED(Light Emitting Diode)またはキセノンランプ等を用いて構成され、光源制御部41の制御のもと、白色光を発生する。
The
光源ドライバ42は、光源44に対して光源制御部41の制御のもとで電流を供給することにより、光源44に白色光を発生させる。光源44が発生した光は、回転フィルタ46および集光レンズ(図示せず)および前記ライトガイドを経由して内視鏡2の照明部29から照射される。
The
回転フィルタ46は、光源44が発した白色光の光路上に配置され、回転することにより光源44が発する白色光を所定の波長帯域を有する光のみを透過させる。具体的には、回転フィルタ46は、赤色光(R)、緑色光(G)および青色光(B)のそれぞれの波長帯域を有する光を透過させる赤色フィルタ46R、緑色フィルタ46Gおよび青色フィルタ46Bを有する。
The
駆動部45は、ビデオプロセッサ3から送信される同期信号を基準として回転フィルタ46を回転動作させる。駆動ドライバ43は、光源制御部41の制御のもと、駆動部45に所定の電流を供給する。
The
光源制御部41は、ビデオプロセッサ3における制御部31から送信された調光信号に従って光源44に供給する電流量を制御する。なお、本実施形態において、光源制御部41による光源の動作タイミングは、後述する「画素ずれ」の度合いによらず、すなわち、画素ずれの補正の有無によらず固定とする。
The light
そして、後述するように、光源制御部41の制御による光源の遮光期間は、「画素ずれ補正時」であっても、画素ずれ補正無し時と同様に、「モニタ表示画素」に対応するライン数分の読み出しが行える時間として設定することができる。
As will be described later, the number of lines corresponding to the “monitor display pixel” is the same as when no pixel deviation is corrected, even when the pixel light-shielding period is controlled by the light
また、当該内視鏡2が接続されるビデオプロセッサ3においても、画像処理部32は、「画素ずれ補正時」と「画素ずれ補正無し時」とで差異を設けることなく画像処理動作を実行することができるようになっている。
Also in the video processor 3 to which the
また、光源制御部41は、駆動ドライバ43を介して駆動部45を駆動することにより、回転フィルタ46を回転させる。
Further, the light
表示装置5は、映像ケーブルを介してビデオプロセッサ3が生成した体内画像をビデオプロセッサ3から受信して表示する機能を有する。
The
<第1実施形態の作用>
次に、本発明の第1実施形態の作用について図3および図4を参照して説明する。<Operation of First Embodiment>
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、第1の実施形態の内視鏡における、面順次光源動作タイミングに対応する各画素ずれ補正位置ごとのフレーム開始タイミングおよびセンサ読み出しタイミングを示したタイミングチャートであり、図4は、第1の実施形態の内視鏡における、各画素ずれ補正位置ごとの読み出し画素位置とモニタに表示する画素位置との関係を示した図である。また、図9は、従来の内視鏡における、面順次光源動作タイミングに対応する各画素ずれ補正位置ごとのフレーム開始タイミングおよびセンサ読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing the frame start timing and sensor readout timing for each pixel shift correction position corresponding to the frame sequential light source operation timing in the endoscope of the first embodiment. It is the figure which showed the relationship between the read-out pixel position for every pixel shift correction position and the pixel position displayed on a monitor in the endoscope of 1 embodiment. FIG. 9 is a timing chart showing the frame start timing and sensor readout timing for each pixel shift correction position corresponding to the frame sequential light source operation timing in the conventional endoscope.
ここで、本実施形態の作用を説明するに先立って、本発明に対する従来の例ついて、簡単に説明する。 Here, prior to describing the operation of the present embodiment, a conventional example for the present invention will be briefly described.
上述したように、撮像光学系の偏心等に起因して撮像信号の「画素ずれ」に対しては、上述したように、当該ずれた画素の座標位置を特定し、その座標位置に対応した画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いて補正する技術が、従来知られている。 As described above, for the “pixel shift” of the imaging signal due to the eccentricity of the imaging optical system, as described above, the coordinate position of the shifted pixel is specified, and the pixel corresponding to the coordinate position A technique for performing correction using a “cutout function” for selectively reading only the image is known.
また、この「画素ずれ」に対しては、例えば、「画素ずれ」が生じた際、前記撮像素子22に係る有効画素中において実際にモニタに表示するべき画素(すなわち、実際に読み出すべき画素)の位置を、「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中においてシフトすることで対応する技術についても、従来知られるところにある。 In addition, with respect to the “pixel shift”, for example, when the “pixel shift” occurs, pixels to be actually displayed on the monitor among the effective pixels related to the image sensor 22 (that is, pixels to be actually read). There is also a conventionally known technique for dealing with this by shifting the position in the effective pixel in accordance with the degree of “pixel shift”.
また、図9は、面順次方式の観察方式を採用する従来の内視鏡であって、実際にモニタに表示するべき画素の位置を、「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中においてシフトする例を示したものであり、面順次光源動作タイミングに対応する各画素ずれ補正位置ごとのフレーム開始タイミングおよびセンサ読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。 FIG. 9 shows a conventional endoscope that employs a frame sequential observation method, in which the position of a pixel to be actually displayed on the monitor is shifted in the effective pixel in accordance with the degree of “pixel shift”. 4 is a timing chart showing a frame start timing and a sensor readout timing for each pixel shift correction position corresponding to the frame sequential light source operation timing.
図9に示すように、従来の例においても、撮像素子に係る有効画素のうち、少なくともモニタに表示する有効画素部分については、光源の遮光期間中に読み出す必要がある。 As shown in FIG. 9, even in the conventional example, it is necessary to read at least the effective pixel portion displayed on the monitor among the effective pixels related to the image sensor during the light shielding period of the light source.
ここで、図4に示す例と同様に、当該内視鏡が、例えば「画素ずれ」が生じていない通常タイプの内視鏡を“タイプA”とし、「画素ずれ」が生じている内視鏡を“タイプB(上方シフトするタイプ)”および“タイプC(下方シフトするタイプ)”とする。 Here, similarly to the example shown in FIG. 4, for example, an endoscope of the normal type in which “pixel shift” has not occurred is referred to as “type A”, and an endoscope in which “pixel shift” has occurred. The mirrors are referred to as “type B (upshift type)” and “type C (downshift type)”.
このとき、内視鏡が「画素ずれ」が生じておらず、画素ずれの補正が行わないタイプAの場合、光源の遮光期間中(電荷読出期間中)には、モニタに表示する有効画素部分のみを読み出せばよい。 At this time, in the case of Type A in which the endoscope has no “pixel shift” and correction of pixel shift is not performed, the effective pixel portion displayed on the monitor during the light-shielding period (charge reading period) of the light source Need only be read.
しかしながら、内視鏡が「画素ずれ」を生じているタイプBまたはタイプCの場合、モニタに表示する有効画素部分が撮像素子の有効画素中のどこに位置するかが一義的には定まらない。 However, in the case of type B or type C in which the endoscope has a “pixel shift”, it is not uniquely determined where the effective pixel portion displayed on the monitor is located in the effective pixel of the image sensor.
これにより従来の例では、これらタイプBまたはタイプCの内視鏡にも対応するように、結局のところ有効画素全体を光源の遮光期間中(電荷読出期間中)に読み出さなければならなかった。 As a result, in the conventional example, the entire effective pixel has to be read during the light-shielding period of the light source (during the charge reading period) so as to be compatible with the type B or type C endoscope.
これは、光源の遮光期間を長くとる、換言すれば、光源の発光期間(各R光、G光、B光の照明時間)を短くする必要に迫られ、ひいては、照明の明るさの不足を招く虞があった。 This requires a longer light shielding period, in other words, a shorter light emission period (lighting time for each R light, G light, and B light), which in turn reduces the brightness of the light. There was a risk of inviting.
すなわち、従来の例においては、図9に示すように、有効画素を読み出す期間中には、面順次発光動作を行う光源の発光(各R光、G光、B光の照明)を行うことができず、当該発光時間を短くすることが余儀なくされていた。 That is, in the conventional example, as shown in FIG. 9, during the period of reading out the effective pixels, the light source that performs the frame sequential light emission operation (irradiation of each R light, G light, and B light) is performed. However, the light emission time has been shortened.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子における任意範囲の画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いることなく、かつ、光源の発光期間を短くすることなく画素ずれの補正処理を実行可能な内視鏡を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and does not use a “cutout function” that selectively reads out only pixels in an arbitrary range in an image sensor, and does not shorten the light emission period of the light source. An endoscope capable of executing the correction process is provided.
以下、図3を参照して、本第1の実施形態に係る画素ずれ補正の仕方と、プリブランキング期間の設定および開始タイミングの設定について説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 3, description will be given of how to correct the pixel shift, the setting of the pre-blanking period, and the setting of the start timing according to the first embodiment.
ここで、上述した例と同様に、撮像信号の「画素ずれ」が生じていない通常タイプの内視鏡を“タイプA”とし、「画素ずれ」が生じている内視鏡を“タイプB(上方シフトするタイプ)”および“タイプC(下方シフトするタイプ)”とする。 Here, as in the above-described example, the normal type endoscope in which the “pixel shift” of the imaging signal does not occur is referred to as “type A”, and the endoscope in which the “pixel shift” occurs is referred to as “type B ( "Type that shifts upward") and "Type C (type that shifts downward)".
まず、内視鏡2は、当該内視鏡の製造時等において、撮像光学系の偏心等に起因する撮像信号の「画素ずれ」を検出し、当該「画素ずれ」に係る情報をIDメモリ27に記憶する。
First, the
この「画素ずれ」に係る情報は、上述したように、例えば、実際の撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じたプリブランキング期間の数値等の情報である。 As described above, the information related to the “pixel shift” is, for example, information related to an actual pixel shift value of the image sensor or information such as a numerical value of a pre-blanking period corresponding to the pixel shift value.
そして、IDメモリ27に内視鏡個別の情報としての「画素ずれに係る情報」が記憶されている状態で内視鏡2が稼働すると、「プリブランキング期間設定部」としての読出タイミング設定部26は、前記IDメモリ27に記憶された当該内視鏡2の各種固有情報のうち、撮像素子の画素ずれに係る情報を読み出す。
Then, when the
その後、読出タイミング設定部26は、当該読み出した情報に応じて内視鏡ごとに定まる「プリブランキング期間」および「1フレームを開始するタイミング」を設定する。
Thereafter, the read
なお、本実施形態において「プリブランキング期間」とは、上述したように、撮像素子22において1フレームを開始するタイミングから当該撮像素子22に係る有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間とする。
In the present embodiment, the “pre-blanking period” is a period corresponding to the number of lines from the timing of starting one frame in the
また、前記「モニタ表示画素」は、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中における位置も変わるため、当該位置に対応する「プリブランキング期間」も内視鏡ごとに設定される。 Further, since the position of the “monitor display pixel” in the effective pixel also changes depending on the degree of “pixel shift” determined for each endoscope, the “preblanking period” corresponding to the position also varies for each endoscope. Set to
なお、本第1の実施形態においては、「1フレームを開始するタイミング」は「画素ずれ」の度合いに拠らず、一定のタイミングに設定されることとなる。 In the first embodiment, the “timing for starting one frame” is set to a fixed timing regardless of the degree of “pixel shift”.
また、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「プリブランキング期間」の長さを可変的に設定することで、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、当該「モニタ表示画素」の読み出しタイミングは、常に、光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致することとなる。 Also, by setting the length of the “pre-blanking period” variably according to the degree of “pixel deviation” determined for each endoscope, the “monitor display pixel” regardless of the degree of “pixel deviation”. Is always substantially coincident with the light shielding period (charge reading period) of the light source.
より具体的に、本第1の実施形態においては、図3に示すように、内視鏡2が撮像信号の「画素ずれ」が生じていないタイプAの内視鏡の場合、読出タイミング設定部26は、当該タイプAの内視鏡2におけるIDメモリ27から、「画素ずれ」に係る情報を取得し、「プリブランキング期間」の長さおよび「1フレームを開始するタイミング」を設定する。
More specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, when the
このとき、読出タイミング設定部26によって設定される「プリブランキング期間の長さ」および「1フレームを開始するタイミング」は、信号読出部25による「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)内に行うと共に、前記「モニタ表示画素」前後の有効画素の一部の読出しが、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容する「長さ」であり、「タイミング」である。
At this time, the “length of the pre-blanking period” and the “timing to start one frame” set by the read
また、図4に示すように、当該内視鏡2がタイプAの場合、撮像素子22における画素群60Aのうちモニタ5に表示したい画素群61は、画素ずれの補正をすること無しにそのままの状態でモニタ5における表示画像51として表示することができる。
As shown in FIG. 4, when the
一方、内視鏡2が撮像信号の「画素ずれ」が生じているタイプBまたはタイプCの内視鏡の場合、読出タイミング設定部26は、上記同様に、当該タイプBまたはタイプCの内視鏡2におけるIDメモリ27から、「画素ずれ」に係る情報を取得し、「プリブランキング期間」の長さおよび「1フレームを開始するタイミング」を設定する。
On the other hand, when the
そしてこの場合も、読出タイミング設定部26によって設定される「プリブランキング期間の長さ」および「1フレームを開始するタイミング」は、信号読出部25による「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)内に行うと共に、前記「モニタ表示画素」の後ろ側(タイプB参照)または前側(タイプC参照)の有効画素の一部の読出しが、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容する「長さ」であり、「タイミング」である。
In this case as well, the “preblanking period length” and the “timing to start one frame” set by the read
また、図4に示すように、当該内視鏡2が“タイプB”または“タイプC”の場合、撮像素子22における画素群60Bまたは画素群60Cのうちモニタ5に表示したい画素群61bまたは画素群61cに対しても、読み出しタイミングが適正に調整されているので、モニタ5においては、画素ずれ補正無しの場合と同様に、モニタ画面上の適正な位置に表示画像51として表示することができる。
Further, as shown in FIG. 4, when the
以上説明したように、本第1の実施形態によると、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「プリブランキング期間」の長さを可変的に設定し、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、前記「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致させると共に、当該「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しを光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容することで、モニタに表示される画像の混色を防ぎ、かつ、光源の遮光期間を短く、すなわち発光時間を長く設定することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the length of the “pre-blanking period” is variably set according to the degree of “pixel shift” determined for each endoscope, and “pixel shift” is set. Regardless of the degree, the reading timing of the “monitor display pixel” is substantially coincident with the light shielding period (charge reading period) of the light source, and the reading of a part of the effective pixels other than the “monitor display pixel” is shielded from the light source. By allowing it to be performed outside the period, that is, within the light emission period of the light source, it is possible to prevent color mixing of the image displayed on the monitor, and to set the light emission period shorter, that is, the light emission time can be set longer. Become.
また、本第1の実施形態によると、撮像素子における任意範囲の画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いることなく、かつ、光源の発光期間を短くすることなく画素ずれの補正処理を実行可能な内視鏡を提供することができる。 Further, according to the first embodiment, the pixel shift correction process is performed without using a “cutout function” that selectively reads out only an arbitrary range of pixels in the image sensor and without shortening the light emission period of the light source. A viable endoscope can be provided.
さらに、第1の実施形態の内視鏡によると、内視鏡に接続されるビデオプロセッサおよび光源装置の動作を変更せずに上述した補正処理をすることができるため、従来のビデオプロセッサおよび光源装置等を有する内視鏡システムに対しても支障なく組み合わせることができる。 Furthermore, according to the endoscope of the first embodiment, the above-described correction processing can be performed without changing the operations of the video processor and the light source device connected to the endoscope. It can be combined with an endoscope system having an apparatus or the like without any trouble.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明の第2の実施形態の内視鏡における、面順次光源動作タイミングに対応する各画素ずれ補正位置ごとのフレーム開始タイミングおよびセンサ読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart showing the frame start timing and sensor readout timing for each pixel shift correction position corresponding to the frame sequential light source operation timing in the endoscope of the second embodiment of the present invention.
上述した第1の実施形態の内視鏡2においては、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「プリブランキング期間」の長さを可変的に設定することで、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、前記「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致させると共に、当該「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しを光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容するようにしたが、第2の実施形態の内視鏡は、「プリブランキング期間」の長さを一定とする一方で、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を可変的に設定することで、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、前記「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致させると共に、当該「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しを光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容することを特徴とする。
In the
したがって、本第2の実施形態の内視鏡は、基本的な構成については第1の実施形態と同様であるので、ここでは第1の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。 Therefore, the endoscope according to the second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and common parts will be described. The description of is omitted.
本第2の実施形態の内視鏡2を有する内視鏡システム1も、第1の実施形態と同様に、被検体の観察し撮像する内視鏡2と、当該内視鏡2に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ3と、被検体を照明するための照明光を供給する光源装置4と、撮像信号に応じた観察画像を表示するモニタ装置5と、を有している。
Similarly to the first embodiment, the endoscope system 1 having the
また、内視鏡2におけるコネクタ12には、第1の実施形態と同様にFPGA23が配設されると共に、当該内視鏡2における内視鏡固別情報を記憶したIDメモリ27等が配設されるが、第2の実施形態においては、IDメモリ27に内視鏡固別情報として例えば、撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じた「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」の数値等の情報が記憶されるようになっている。
In addition, the
また、本第2の実施形態においても、撮像素子22は、1フレームを開始するタイミングから当該撮像素子22に係る有効画素の開始タイミングまでのライン数に相当する期間であるプリブランキング期間を設定可能となっている。
Also in the second embodiment, the
第2の実施形態においても、前記FPGA23は、読出タイミング設定部26および信号読出部25を備え、読出タイミング設定部26は、「プリブランキング期間設定部」および「開始タイミング設定部」としての役目を果たし、また、信号読出部25は、前記光源装置4に係る遮光期間において、前記プリブランキング期間に応じて前記モニタ表示画素に係る撮像信号を読み出す「信号読出部」としての役目を果たす。
Also in the second embodiment, the
<画素ずれ補正とプリブランキング期間>
ここで、本第2の実施形態に係る画素ずれ補正の仕方と、プリブランキング期間並びに当該プリブランキング期間の設定部および開始タイミング設定部について説明する。<Pixel shift correction and pre-blanking period>
Here, a pixel shift correction method, a preblanking period, a setting unit for the preblanking period, and a start timing setting unit according to the second embodiment will be described.
本第2の実施形態において前記読出タイミング設定部26は、ビデオプロセッサ3における駆動信号生成部35からの垂直同期信号VSYNCに応じて、前記プリブランキング期間の開始タイミングを設定する「開始タイミング設定部」としての役目を果たす。
In the second embodiment, the read
具体的に、有効画素全体における前記「モニタ表示画素」の位置に対応する「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」が各内視鏡ごとに設定されるようになっている。 Specifically, “timing to start one frame = start timing of pre-blanking period” corresponding to the position of the “monitor display pixel” in the entire effective pixel is set for each endoscope.
また、本実施形態においても、撮像素子22の「画素ずれ」の有無に拘わらず、「モニタ表示画素」の読み出しタイミングと光源の遮光期間(電荷読出期間)とを略一致させるようにしている。
Also in the present embodiment, the reading timing of the “monitor display pixel” and the light-shielding period (charge reading period) of the light source are substantially matched regardless of the presence or absence of “pixel shift” of the
さらに本第2の実施形態においても、撮像素子22の有効画素全体の読み出しタイミングは、撮像素子22の「画素ずれ」の有無を問わず、有効画素全体の画素が必ずしも光源の遮光期間中になされるものではなく、前記「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しは、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容する。
Further, also in the second embodiment, the readout timing of the entire effective pixel of the
そして、上述したように前記「モニタ表示画素」は、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中における位置も変わるが、当該「モニタ表示画素」の読み出しタイミングが、光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致するタイミングとなるように、本第2の実施形態の内視鏡2は、有効画素の読出し開始タイミングを調整し、さらに、この有効画素の読出し開始タイミングの調整具合に応じるように、「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を設定することを特徴とする。
As described above, the position of the “monitor display pixel” in the effective pixel changes depending on the degree of “pixel shift” determined for each endoscope. The
換言すれば、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を可変的に設定することで、第1の実施形態と同様に、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、当該「モニタ表示画素」の読み出しタイミングは、常に、光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致することとなり、これにより光源の遮光期間を短く、すなわち発光時間を長く設定することが可能となる。 In other words, by variably setting “timing to start one frame = start timing of the pre-blanking period” according to the degree of “pixel shift” determined for each endoscope, Similarly, regardless of the degree of “pixel shift”, the readout timing of the “monitor display pixel” always coincides substantially with the light-shielding period (charge readout period) of the light source, thereby shortening the light-shielding period of the light source. That is, the light emission time can be set longer.
なお、本第2の実施形態においては、第1の実施形態と異なり、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」が互いに異なる内視鏡であっても、そのプリブランキング期間の長さは同一に設定されるものとする。 In the second embodiment, unlike the first embodiment, the length of the pre-blanking period is the same even for endoscopes having different “pixel shifts” determined for each endoscope. Shall be set to
上述したように、IDメモリ27に内視鏡個別の情報としての「画素ずれに係る情報」が記憶されている状態で内視鏡2が稼働すると、「開始タイミング設定部」としての読出タイミング設定部26は、前記IDメモリ27に記憶された当該内視鏡2の各種固有情報のうち、撮像素子の画素ずれに係る情報を読み出し当該内視鏡ごとに定まる「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を設定するようになっている。
As described above, when the
すなわち、本第2の実施形態の内視鏡2において前記プリブランキング期間は、内視鏡ごとに個別の情報として記憶される「画素ずれ」に係る情報に応じて前記読出タイミング設定部26における前記「開始タイミング設定部」において設定された前記開始タイミングで開始される。
That is, in the
そして本第2の実施形態においても信号読出部25は、当該プリブランキング期間が終了した後に、光源装置4に係る遮光期間において前記「モニタ表示画素」、すなわち撮像素子22の有効画素中における実際にモニタに表示される画素に係る撮像信号を読み出すようになっている。
Also in the second embodiment, the
また、本第2の実施形態において光源制御部41による光源の動作タイミングは、「画素ずれ」の度合いによらず固定とする。
In the second embodiment, the operation timing of the light source by the light
<第2実施形態の作用>
次に、本発明の第2実施形態の作用について図5を参照して説明する。<Operation of Second Embodiment>
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図5は、本発明の第2の実施形態の内視鏡における、面順次光源動作タイミングに対応する各画素ずれ補正位置ごとのフレーム開始タイミングおよびセンサ読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart showing the frame start timing and sensor readout timing for each pixel shift correction position corresponding to the frame sequential light source operation timing in the endoscope of the second embodiment of the present invention.
図5においても、上述した例と同様に、撮像信号の「画素ずれ」が生じていない通常タイプの内視鏡を“タイプA”とし、「画素ずれ」が生じている内視鏡を“タイプB(上方シフトするタイプ)”および“タイプC(下方シフトするタイプ)”とする。 Also in FIG. 5, as in the above-described example, the normal type endoscope in which the “pixel shift” of the imaging signal does not occur is “type A”, and the endoscope in which the “pixel shift” occurs is “type”. “B (upshift type)” and “type C (downshift type)”.
まず、内視鏡2は、当該内視鏡の製造時等において、撮像光学系の偏心等に起因する撮像信号の「画素ずれ」を検出し、当該「画素ずれ」に係る情報をIDメモリ27に記憶する。
First, the
この「画素ずれ」に係る情報は、例えば、実際の撮像素子の画素ずれ値等に係る情報または当該画素ずれ値に応じた「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」等の情報である。 The information related to this “pixel shift” is, for example, information related to the pixel shift value of the actual image sensor or information such as “timing to start one frame = start timing of the preblanking period” corresponding to the pixel shift value. It is.
そして、IDメモリ27に内視鏡個別の情報としての「画素ずれに係る情報」が記憶されている状態で内視鏡2が稼働すると、「プリブランキング期間設定部」としての読出タイミング設定部26は、前記IDメモリ27に記憶された当該内視鏡2の各種固有情報のうち、撮像素子の画素ずれに係る情報を読み出す。
Then, when the
その後、読出タイミング設定部26は、当該読み出した情報に応じて内視鏡ごとに定まる「プリブランキング期間」および「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を設定する。
Thereafter, the read
また、前記「モニタ表示画素」は、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて有効画素中における位置も変わるため、当該位置に対応する「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」も内視鏡ごとに設定される。 Further, since the position of the “monitor display pixel” in the effective pixel also changes depending on the degree of “pixel shift” determined for each endoscope, “timing for starting one frame = preblanking” corresponding to the position. The “period start timing” is also set for each endoscope.
なお、本第2の実施形態においては、「プリブランキング期間」は「画素ずれ」の度合いに拠らず、一定の長さに設定されることとなる。 In the second embodiment, the “pre-blanking period” is set to a fixed length regardless of the degree of “pixel shift”.
より具体的に、本第2の実施形態においては、内視鏡2が「画素ずれ」が生じていないタイプAの内視鏡の場合、読出タイミング設定部26は、当該タイプAの内視鏡2におけるIDメモリ27から、「画素ずれ」に係る情報を取得し、「プリブランキング期間」の長さおよび「「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を設定する。
More specifically, in the second embodiment, when the
このとき、読出タイミング設定部26によって設定される「プリブランキング期間の長さ」および「1フレームを開始するタイミング」は、信号読出部25による「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)内に行うと共に、前記「モニタ表示画素」前後の有効画素の一部の読出しが、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容する「長さ」であり、「タイミング」である。
At this time, the “length of the pre-blanking period” and the “timing to start one frame” set by the read
一方、内視鏡2が撮像信号の「画素ずれ」が生じているタイプBまたはタイプCの内視鏡の場合、読出タイミング設定部26は、上記同様に、当該タイプBまたはタイプCの内視鏡2におけるIDメモリ27から、「画素ずれ」に係る情報を取得し、「プリブランキング期間」の長さおよび「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を設定する。
On the other hand, when the
そしてこの場合も、読出タイミング設定部26によって設定される「プリブランキング期間の長さ」および「1フレームを開始するタイミング」は、信号読出部25による「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)内に行うと共に、前記「モニタ表示画素」の後ろ側(タイプB参照)または前側(タイプC参照)の有効画素の一部の読出しが、光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容する「長さ」であり、「タイミング」である。
In this case as well, the “preblanking period length” and the “timing to start one frame” set by the read
以上説明したように、本第2の実施形態によると、各内視鏡ごとに定まる「画素ずれ」の度合いに応じて「1フレームを開始するタイミング=プリブランキング期間の開始タイミング」を可変的に設定し、「画素ずれ」の度合いに拘わらず、前記「モニタ表示画素」の読み出しタイミングを光源の遮光期間(電荷読出期間)と略一致させると共に、当該「モニタ表示画素」以外の有効画素の一部の読出しを光源の遮光期間外、すなわち光源の発光期間内になされることを許容することで、モニタに表示される画像の混色を防ぎ、かつ、光源の遮光期間を短く、すなわち発光時間を長く設定することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, “the timing to start one frame = the start timing of the pre-blanking period” is variably set according to the degree of “pixel shift” determined for each endoscope. Regardless of the degree of “pixel shift”, the readout timing of the “monitor display pixel” is made to substantially coincide with the light-shielding period (charge readout period) of the light source, and one of the effective pixels other than the “monitor display pixel” is selected. Part reading is allowed outside the light-shielding period of the light source, that is, within the light-emitting period of the light source, thereby preventing color mixing of the image displayed on the monitor and shortening the light-shielding period of the light source, that is, reducing the light emission time It can be set longer.
また、本第2の実施形態によると、撮像素子における任意範囲の画素のみを選択的に読み出す「切り出し機能」を用いることなく、かつ、光源の発光期間を短くすることなく画素ずれの補正処理を実行可能な内視鏡を提供することができる。 In addition, according to the second embodiment, the pixel shift correction process is performed without using a “cutout function” that selectively reads out only an arbitrary range of pixels in the image sensor and without shortening the light emission period of the light source. A viable endoscope can be provided.
さらに、第2の実施形態の内視鏡によると、第1の実施形態と同様に、内視鏡に接続されるビデオプロセッサおよび光源装置の動作を変更せずに上述した補正処理をすることができるため、従来のビデオプロセッサおよび光源装置等を有する内視鏡システムに対しても支障なく組み合わせることができる。 Furthermore, according to the endoscope of the second embodiment, the correction processing described above can be performed without changing the operations of the video processor and the light source device connected to the endoscope, as in the first embodiment. Therefore, it can be combined with an endoscope system having a conventional video processor and light source device without any trouble.
なお、上述した各実施形態では、前記信号読出部25および読出タイミング設定部26は、内視鏡2におけるFPGA23に形成するものとしたが、これに限らず、内視鏡2の他の箇所、例えば、操作部等に配設してもよく、また、ビデオプロセッサ3に配設し、当該ビデオプロセッサ3から撮像素子22を制御するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
なお、上記各実施形態においては、面順次光源による観察方式を採用するものとしたが、これに限らず、LED光源等によるPWM制御を行う例、または特殊光観察としての狭帯域光観察(NBI:Narrow Band Imaging)、赤外光観察(IRI:InfraRed Imaging)もしくは蛍光観察(AFI:Auto Fluorescence Imaging)を採用する例にも適用できる。 In each of the above embodiments, an observation method using a surface sequential light source is adopted. However, the present invention is not limited to this, and an example of performing PWM control using an LED light source or the like, or narrowband light observation (NBI) as special light observation : Narrow Band Imaging), infrared light observation (IRI: InfraRed Imaging), or fluorescence observation (AFI: Auto Fluorescence Imaging).
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本出願は、2016年3月30日に日本国に出願された特願2016−68668号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。 This application is filed on the basis of the priority claim of Japanese Patent Application No. 2016-68668 filed in Japan on March 30, 2016, and the above disclosure is included in the present specification and claims. Shall be quoted.
Claims (4)
被写体に照射するための照明光を発光し発光期間および遮光期間を有する光源からの当該照明光を被写体に向けて照射可能な照明部と、
前記撮像素子に係る有効画素中における、モニタに表示するモニタ表示画素に対応する所定の前記プリブランキング期間を設定するプリブランキング期間設定部と、
所定の垂直同期信号に応じて、前記プリブランキング期間の開始タイミングを設定する開始タイミング設定部と、
前記光源の前記遮光期間において、前記開始タイミング設定部で設定された前記開始タイミングで開始され、前記プリブランキング期間設定部で設定された前記プリブランキング期間に応じて前記モニタ表示画素に係る撮像信号を読み出す信号読出回路と、
を具備することを特徴とする内視鏡。An image pickup device that picks up an image of a subject and generates a predetermined image pickup signal. A preblanking period that is a period corresponding to the number of lines from the start timing of one frame to the start timing of effective pixels related to the image pickup device can be set. An image sensor,
An illumination unit that emits illumination light for illuminating the subject and that can irradiate the illumination light from the light source having a light emission period and a light shielding period toward the subject;
A pre-blanking period setting unit that sets a predetermined pre-blanking period corresponding to a monitor display pixel to be displayed on a monitor in the effective pixels related to the image sensor;
A start timing setting unit for setting a start timing of the pre-blanking period according to a predetermined vertical synchronization signal;
In the light shielding period of the light source, an imaging signal that is started at the start timing set by the start timing setting unit and is related to the monitor display pixel according to the preblanking period set by the preblanking period setting unit. A signal readout circuit to read out;
An endoscope comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。The preblanking period setting unit sets the preblanking period according to a position of the monitor display pixel in an effective pixel related to the image sensor, which changes corresponding to a pixel shift related to the image sensor. The endoscope according to claim 1, wherein the endoscope is characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。The start timing setting unit sets the start timing of the preblanking period according to the position of the monitor display pixel in the effective pixels related to the image sensor, which changes corresponding to the pixel shift related to the image sensor. The endoscope according to claim 1.
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。The preblanking period setting unit sets the preblanking period to a constant value regardless of the position of the monitor display pixel in the effective pixel related to the image sensor, which changes corresponding to the pixel shift related to the image sensor. The endoscope according to claim 3, wherein:
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