JP2003235794A - Electronic endoscopic system - Google Patents

Electronic endoscopic system

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JP2003235794A
JP2003235794A JP2002045354A JP2002045354A JP2003235794A JP 2003235794 A JP2003235794 A JP 2003235794A JP 2002045354 A JP2002045354 A JP 2002045354A JP 2002045354 A JP2002045354 A JP 2002045354A JP 2003235794 A JP2003235794 A JP 2003235794A
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Tsutomu Hirai
Jun Hiroya
Hiroshi Ishii
Kazuhiro Kumei
Takeshi Suga
Hisao Yabe
力 平井
純 広谷
久雄 矢部
広 石井
一裕 粂井
武志 菅
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Olympus Optical Co Ltd
オリンパス光学工業株式会社
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    • G02B27/00Other optical systems; Other optical apparatus
    • G02B27/0075Other optical systems; Other optical apparatus with means for altering, e.g. increasing, the depth of field or depth of focus

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible not only to magnify the depth of field but also to form an image of high resolving power even if an endoscope having an optical phase modulation mask is connected to a signal processor loaded with no restoration processing means corresponding to the optical phase modulation mask arranged to an endoscopic optical system and to further magnify the depth of field while forming an image of higher resolving power when the endoscope having the optical phase modulation mask is connected to the signal processor loaded with the restoration processing means corresponding to the optical phase modulation mask. <P>SOLUTION: The image processing circuit 27 of a depth-of-field external processing circuit 12 is a circuit for applying filtering processing to an image signal and performs the response of an optical transmission function and image processing for restoring asymmetric aberration (blur) generated by a pupil modulation element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子内視鏡システムに関し、特に、仕様や用途の異なる複数種の内視鏡を接続し、被写体の画像をモニタで観察するための電子内視鏡システムに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to an electronic endoscope system, in particular, to connect different plural kinds of endoscopes specifications and applications, monitoring an image of an object in an electronic endoscope system for observing. 【0002】 【従来の技術】内視鏡は、周知の通り、直接目視できない生体内等を観察することができ、医療分野を中心に診断、治療に広く使用されている。 [0002] endoscope, as well known, can be observed invisible directly in vivo or the like, the diagnostic about the medical field, it is widely used in the treatment. そして、近年、被写体像をCCD等の固体撮像素子によって電気信号に変換し、モニタにて観察可能とした電子内視鏡が普及している。 In recent years, into an electric signal by the solid-state image pickup element such as CCD an image of an object, observable and the electronic endoscope has spread on the monitor. 【0003】このような内視鏡は、観察する部位に応じて種々の内視鏡が用いられる。 [0003] Such an endoscope, various endoscopes are used in accordance with the region to be observed. 内視鏡は、光源装置や信号処理回路を含むカメラコントローラ(信号処理装置) The endoscope camera controller including a light source apparatus and signal processing circuit (signal processing device)
等に接続されて使用される。 Connected to be used at equal. また、信号処理回路には、 Further, the signal processing circuit,
画質向上や被写体の強調を目的とした画像処理回路が搭載されており、コントラスト改善のために、例えば、次に示すような、対称な2次元デジタルフィルタが用いられている。 It is mounted image processing circuit enhancement of image quality and subject to the intended, for contrast enhancement, for example, then as shown, are used symmetrical two-dimensional digital filter. この次に示すマトリックスは、中心画素とその周囲の画素の値に対する係数を決定するものである。 Matrix shown in the following is to determine the coefficients central pixel and for the values ​​of the surrounding pixels. 【0004】 −1 −5 −1 −5 25 −5 −1 −5 −1 一方、内視鏡光学系には、光学系の簡易さ、操作性の良さから、固定焦点光学系が一般的に用いられ、その観察部位に応じて必要な被写界深度が得られるように設計されている。 [0004] -1 -5 -1 -5 25 -5 -1 -5 -1 On the other hand, the endoscope optical system, simplicity of the optical system, the operation of the good, a fixed focus optical system is generally used, it is designed so that the required depth of field according to the observation site is obtained. しかし、固定焦点光学系で被写界深度を広くすると光学系のFナンバーを大きくする必要があり、明るさが低下するといった問題が生じる。 However, it is necessary to increase the F number of the optical system A broad depth of field in a fixed-focus optical system, a problem brightness is lowered. さらに、光の回折限界の理由から被写界深度の拡大には限界がある。 Furthermore, there is a limit because of the diffraction limit of light to the expansion of the depth of field. これに対し、光学系の被写界深度を拡大する手法は、例えば、米国特許5,748,371号や「Edward In contrast, a technique for enlarging the depth of field of the optical system, for example, U.S. Patent 5,748,371 No. and "Edward
R. R. Dowski, Jr. Dowski, Jr. , W. , W. Thomas C Thomas C
athey, ”Extended depth of athey, "Extended depth of
fieldthrough wave−front fieldthrough wave-front
coding”, Appl.Opt.Vol.34, coding ", Appl.Opt.Vol.34,
1859−1866(1995)」等に開示されている。 It is disclosed in 1859-1866 (1995) "and the like. 図17は、従来例による拡大被写界深度光学系の構成を概略的に示す図である。 Figure 17 is a diagram schematically showing the configuration of the enlarged depth of field optical system according to the prior art. 【0005】この手法による装置は、図17に示されるように、CCD等の撮像手段104と、物体101の像を撮像手段104の受光面に結像させるレンズ系103 [0005] device according to this technique, as shown in FIG. 17, the imaging unit 104 such as a CCD, a lens system for forming an image of an object 101 on the light receiving surface of the imaging unit 104 103
である光学系の瞳位置に配置されたキュービック位相変調マスク102と、撮像手段104からの画像データに基づいて画像を構築する画像処理装置105とを有している。 A cubic phase modulation mask 102 disposed at the pupil position of the optical system is, and an image processing apparatus 105 for constructing an image based on image data from the imaging unit 104. 【0006】キュービック位相変調マスク102は、一方の面は平面で、他方の面は図18に示されるようにZ [0006] cubic phase modulation mask 102, one surface is planar, as the other side shown in FIG. 18 Z
=A(X 3 +Y 3 )で表される形状をなしている。 = Has a shape represented by A (X 3 + Y 3) . 図18 Figure 18
は、このキュービック位相変調マスクの外観形状を説明するための図である。 Is a diagram for explaining the external appearance of the cubic phase modulation mask. Aは、任意の係数である。 A is an arbitrary coefficient. すなわち、一方の面は、XY平面上の平面であり、他方の面は、XY平面に直交するZ軸方向に上記の式を満たす三次元曲面である。 That is, one surface is a plane on the XY plane, the other surface is a three-dimensional curved surface in the Z-axis direction orthogonal to the XY plane satisfy the above equation. 図18は、X及びYが−1から+1の範囲における三次元曲面の状態を説明するための図である。 Figure 18 is a diagram for X and Y will be described the state of the three-dimensional curved surface in the range from -1 to +1. 従って、三次元曲面形状は、係数Aに応じて変化する。 Accordingly, the three-dimensional curved surface shape changes according to coefficient A. 【0007】キュービック位相変調マスク102は、これを通過する光の位相にP(X,Y)=exp(jα [0007] cubic phase modulation mask 102, phase P (X, Y) of the light passing therethrough = exp (jα
(X 3 +Y 3 ))のずれを与える。 (X 3 + Y 3)) gives the deviation of. ここで、係数αは、2 Here, the coefficient α, 2
0よりも十分に大きな値が好ましく、これにより光学的伝達関数(以下、OTFともいう。)のレスポンスは0.2以下となり、回転非対称な収差(ボケ)による点像の大きさは、撮像手段104の画素に比べ十分に大きくなる。 Large value enough is favored over 0, thereby the optical transfer function (hereinafter, also referred to as OTF.) Response becomes 0.2 or less, the size of the point image by rotationally asymmetric aberrations (blur), the imaging means It becomes sufficiently large compared with the 104 pixels. 【0008】このようなキュービック位相変調マスク1 [0008] Such a cubic phase modulation mask 1
02を持たない通常の光学系の場合、物体101が合焦位置からずれるに従って光学的伝達関数のレスポンスの様子は、図19から図20へ変化し、物体101がさらにずれると図20から図21へと変化する。 For conventional optical systems without 02, how the response of the optical transfer function in accordance with the object 101 deviates from the in-focus position changes from 19 to 20, FIGS. 20 when an object 101 is further shifted 21 changes to. 【0009】図19は通常の光学系において物体が焦点位置にあるときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 [0009] Figure 19 is a graph showing the response of the optical transfer function (OTF) of when an object in the ordinary optical system is in focus position. 図20は通常の光学系において物体が焦点位置から外れたときの光学的伝達関数(OT Figure 20 is the optical transfer function when an object is out of focus position in the conventional optical system (OT
F)のレスポンスを示すグラフである。 It is a graph showing the response of F). 図21は通常の光学系において物体が焦点位置から図20のときよりも更に外れたときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 Figure 21 is a graph showing the response of the optical transfer function (OTF) when the object is out further than when the focal position of FIG. 20 in the conventional optical system. 【0010】これに対してキュービック位相変調マスク102を持つ拡大被写界深度光学系の場合、同じずれに対するOTFのレスポンスはそれぞれ図22〜図24に示されるようになり、合焦位置においてもOTFのレスポンスに低下が見られるが、合焦位置からのずれに対する変化は少ない。 [0010] When large depth of field optics which contrast with cubic phase modulation mask 102, the response of the OTF for the same displacement is as shown in FIGS 22 to 24, OTF also in focus position reduction in response is observed, but changes to the deviation from the in-focus position is small. 【0011】図22は拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置にあるときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 [0011] Figure 22 is a graph showing the response of the optical transfer function (OTF) when the object in the enlarged depth of field optics is in focus position. 図23は拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置から外れたときの光学的伝達関数(OTF)の強度分布を示すグラフである。 Figure 23 is a graph showing the intensity distribution of the optical transfer function (OTF) when the object in the enlarged depth of field optical system is out of focus position.
図24は拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置から図23のときよりも更に外れたときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 Figure 24 is a graph showing the response of the optical transfer function when out further than in the expanded depth of field FIGS object from the focal point in the optical system 23 (OTF). 【0012】この光学系によって結像された画像は、画像処理装置105によって、図25に示されるキュービック位相変調マスク102のOTF特性の逆フィルタによる処理が行われることによって、図22〜図24に示されるOTFに対してそれぞれ図26〜図28に示されるOTFのレスポンスが得られる。 [0012] image formed by this optical system, the image processing apparatus 105, by treatment with inverse filter of the OTF characteristics of the cubic phase modulation mask 102 shown in FIG. 25 is performed, in FIGS. 22 to 24 response of OTF shown in FIGS. 26 to FIG. 28 with respect OTF indicated is obtained. 【0013】図25は拡大被写界深度光学系において光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して行なわれる処理の逆フィルタの特性を示すグラフである。 [0013] Figure 25 is a graph showing a characteristic of the inverse filter process performed on the response of the optical transfer function (OTF) in the enlarged depth of field optics. 図26 Figure 26
は図22の光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 Is a graph showing the response of the optical transfer function (OTF) responses to optical transfer function obtained by performing the processing by the inverse filter having the characteristic of FIG. 25 in FIG. 22 (OTF). 図27は図23の光学的伝達関数(O Optical transfer function of FIG. 27 FIG. 23 (O
TF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(O Optical transfer function with respect to the response of TF) obtained by performing processing by inverse filter having the characteristic of FIG. 25 (O
TF)のレスポンスを示すグラフである。 It is a graph showing the response of TF). 図28は図2 Figure 28 Figure 2
4の光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフである。 It is a graph showing the response of the fourth optical transfer function (OTF) optical transfer function obtained by performing the processing by the inverse filter having the characteristic of FIG. 25 with respect to response (OTF). 【0014】図25〜図28に示されるOTFのレスポンスは、いずれも、通常の光学系の合焦時のOTFのレスポンスに近い形を有している。 [0014] response of the OTF shown in FIGS. 25 to 28 are all have a shape close to the response of the OTF during focusing of the usual optical system. その逆フィルタとして、例えば次に示すような非対称な2次元デジタルフィルタが用いられる。 As inverse filter, for example asymmetric two-dimensional digital filter, such as the following is used. 次に示すマトリックスは、中心画素とその周囲の画素の値に対する係数を決定するものである。 Matrix shown below is to determine the coefficients central pixel and for the values ​​of the surrounding pixels. 【0015】 [0015] 次に、実際の画像で説明する。 It will be described in actual image. 通常の光学系では、物体の焦点位置からずれるにつれて、焦点ずれによるボケが生じてくる。 In a typical optical system, as shifted from the focal position of the object, arise blur by defocus. 【0016】これに対して、拡大被写界深度光学系を用いた場合、焦点位置をずらしたときの画像処理前の画像はボケてはいるが、焦点位置をずらしたそれぞれの画像においてボケ方が変化しない。 [0016] In contrast, when using the extended depth of field optics, although the image processing before the image when shifting the focal position falls out of focus, the blur direction in each of the image by shifting the focal position There does not change. そして、これらの画像に対し、前述の逆フィルタ(図25)による画像処理を行うと、通常の光学系の焦点ずれがしていない画像と同等の画像が得られ、被写界深度が拡大できる。 Then, for these images, when the image processing by the inverse filter described above (FIG. 25), normal no defocus image equivalent to the image of the optical system can be obtained, expanded depth of field . 【0017】さらに、これを内視鏡に応用したものが、 Furthermore, those obtained by applying to the endoscope so,
特開2000−5127号公報の明細書に開示されている。 It disclosed in the specification of JP 2000-5127 JP. 開示された内視鏡システムは、図29に示すように、複数種の内視鏡を接続し、被写体の画像をモニタ1 The endoscope system disclosed, as shown in FIG. 29, by connecting a plurality of types of endoscopes, a monitor an image of the object 1
16で観察するための内視鏡システムである。 16 is an endoscope system for viewing. 【0018】この内視鏡システムは、図29に示すように、固体撮像素子114と、その固体撮像素子114の受光面上に被写体の像を結像する対物光学系112とを有する内視鏡111と、内視鏡111で得られた画像信号を処理して映像信号を出力するカメラコントローラ(信号処理装置)117と、観察用の照明光を発生する光源装置118と、カメラコントローラ117からの映像信号を表示するモニタ116とを備えている。 [0018] The endoscope system, as shown in FIG. 29, an endoscope having a solid-state imaging device 114, and an objective optical system 112 for forming an image of an object on the light receiving surface of the solid-state imaging device 114 111, a camera controller (signal processor) 117 for outputting an image signal by processing an image signal obtained by the endoscope 111, a light source device 118 for generating an illumination light for observation, from the camera controller 117 and a monitor 116 for displaying a video signal. 【0019】複数種の内視鏡の内、少なくとも1つの内視鏡111は、光学系112の中にキュービック位相変調マスク等のような光位相変調マスク113を有する。 [0019] Of the plurality of types of endoscopes, at least one of the endoscope 111 has an optical phase modulation mask 113 such as a cubic phase modulation mask in the optical system 112.
さらに、内視鏡111は、撮像装置114の出力側に内視鏡の光位相変調マスク113に対応した光学的伝達関数復元手段115を備えている。 Furthermore, the endoscope 111 has an optical transfer function restoring means 115 corresponding to the optical phase modulation mask 113 of the endoscope to the output side of the imaging apparatus 114. 【0020】また、カメラコントローラ117は、図3 [0020] In addition, the camera controller 117, as shown in FIG. 3
0に示すように、接続された内視鏡111からの画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換部121と、前記デジタル信号を映像信号に変換する信号変換部122 As shown in 0, the signal conversion unit 122 for converting the image signal from the endoscope 111 connected to an A / D converter 121 for converting the digital signal, the digital signal into a video signal
と、信号変換部122からの映像信号を信号処理する画像処理回路123と、前記画像処理回路123で信号処理された映像信号をモニタ4で表示可能なアナログ信号に変換するD/A変換部124とで構成されている。 When an image processing circuit 123 for signal processing the video signal from the signal converter 122, the image processing circuit 123 D / A conversion unit 124 for converting a signal processed video signal to an analog signal that can be displayed on the monitor 4 in It is composed of a. 【0021】光学的伝達関数復元手段115は、光学系112内の光位相変調マスク113の逆フィルタに相当する復元手段を含んでいる必要がある。 The optical transfer function restoring means 115, it must contain the restoring means corresponding to the inverse filter of the optical phase modulation mask 113 in the optical system 112. 光学的伝達関数復元手段115は、図29に示されるように内視鏡11 Optical transfer function restoring means 115, the endoscope 11 as shown in FIG. 29
1内部に設けられても良いし、内視鏡111が接続されかつモニタ116に映像を表示するカメラコントローラ(信号処理装置)117内に設けられても良い。 May be provided in one internal, the endoscope 111 may be provided to the camera controller (signal processor) 117 for displaying images connected to and monitor 116. これによれば、光位相変調マスク113の種類や有無に関わらず、様々な内視鏡を接続しても、被写界深度の拡大や、 According to this, regardless of the type and presence or absence of the optical phase modulation mask 113, be connected to various endoscopes, expansion of depth of field,
高解像の画像を生成することができる。 It is possible to generate an image of high resolution. 【0022】 【発明が解決しようとする課題】米国特許5,748, [0022] [Problems that the Invention is to solve the above US patent 5,748,
371号や、特開2000−5127等に示されるように、光字系に光位相変調マスク113を用いて、被写界深度を拡大する技術を内視鏡に適用する場合、光位相変調マスク113による光学的伝達関数の悪化を復元し、 371 No. or, as shown in JP-2000-5127, etc., using an optical phase modulation mask 113 to the optical character system, when applied to the endoscope a technique to increase the depth of field, the optical phase modulation mask 113 restores the deterioration of optical transfer function by,
高解像の画像を得るための光学的伝達関数復元手段11 Optical transfer function restoring means 11 for obtaining an image of high resolution
5が必要になるため、光位相変調マスク113に一対一に応じた復元手段が、カメラコントローラ(信号処理装置)117内の画像処理回路、もしくは内視鏡111内部に搭載されている必要がある。 5 because the required restoring means in accordance with the one-to-one optical phase modulation mask 113, the camera controller (signal processor) image processing circuit 117 or the endoscope 111 are required to be mounted inside . 【0023】しかしながら、現状の一般的な内視鏡システムにおけるカメラコントローラ内の画像処理回路においては、撮像光学系を介して得られた画像の光学的伝達関数のレスポンスに対し、特定の周波数帯域を強調することによって画像の見えを調整する画像処理回路は搭載されているものの、例えば被写界深度拡大を目的とした、内視鏡光学系内に搭載した光位相変調マスクに応じた復元手段は有していないため、前記内視鏡光学系内に光位相変調マスクを有する内視鏡を接続すると、解像した画像を得ることができず、互換性を確保できない。 [0023] However, in the image processing circuit in the camera controller in a general endoscope system the current, with respect to the response of the optical transfer function of an image obtained via the imaging optical system, a specific frequency band although the image processing circuit for adjusting the appearance of the image by emphasizing are mounted, for example, to expand the depth of field for the purpose, restoring means according to the optical phase modulation mask mounted in the endoscope optical system because it does not have, connecting an endoscope having an optical phase modulation mask in the endoscope optical system, it is impossible to obtain a resolution images, can not ensure compatibility. 【0024】また、互換性を確保するために、内視鏡内部に光学的伝達関数復元手段を設ける場合、画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換部と、デジタル信号化された画像信号を映像信号に変換する信号変換部と、 Further, to ensure compatibility, if the endoscope inside providing an optical transfer function restoring means, an A / D converter for converting an image signal into a digital signal, digital signal image signal a signal converter for converting the video signal,
光学的伝達関数復元のための画像処理部と、再び映像信号から画像信号に信号変換するための信号変換部、D/ An image processing unit for the optical transfer function recovery, signal converter for signal conversion to an image signal from the video signal again, D /
A変換部が内視鏡内部に必要となるが、前記回路は複雑であり回路規模も大きくなるため、内視鏡本体の肥大化を招き、操作性が悪くなるという欠点が生じる。 Although A converter is needed inside the endoscope, since the circuit is also large complex and the circuit scale, leading to enlargement of the endoscope body, resulting disadvantage operability is deteriorated. 【0025】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡光学系に配置した光位相変調マスクに応じた復元処理手段が搭載されていない信号処理装置に、 The present invention has been made in view of the above circumstances, the signal processing apparatus is restoration processing unit according to the optical phase modulation mask arranged in an endoscope optical system not mounted,
光位相変調マスクを有した内視鏡を接続しても、被写界深度の拡大、ならびに高解像の画像を生成でき、かつ、 It is connected to an endoscope having an optical phase modulation mask, the expansion of the depth of field, and can generate an image of high resolution, and,
光位相変調マスクに応じた復元処理手段か搭載されている信号処理装置に、前記光位相変調マスクを有じた内視鏡を接続した場合は被写界深度の更なる拡大、ならびに更なる高解像の画像を生成できる内視鏡システムを提供することを目的としている。 The signal processing apparatus mounted or restoration processing unit according to the optical phase modulation mask, further expansion of the optical phase modulation when the mask is connected chromatic oneself and others endoscope depth of field, and even higher and its object is to provide an endoscope system capable of generating an image of the resolution. 【0026】 【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡システムは、対物光学系の光学像を固体撮像素子にて撮像する複数種の内視鏡と、前記固体撮像素子からの信号をモニタに表示可能な映像信号に変換する複数の信号処理装置とを、組み合わせて接続使用される電子内視鏡システムにおいて、少なくとも1つの前記内視鏡の対物光学系は、光位相変調マスクを有し、前記光位相変調マスクは、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が、前記光位相変調マスクを持たない対物光学系よりも小さくなるように作用するよう配置され、前記信号処理装置は、前記光位相変調マスクにより変更された光学的伝達関数に対し、物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施す復元処理手段を有して構成される。 The electronic endoscope system of the present invention, in order to solve the problems] includes a plurality of types of endoscopes for capturing an optical image of the objective optical system in the solid-state imaging device, from the solid-state imaging device and a plurality of signal processing apparatus for converting a signal into a video signal displayable on a monitor, in combination with the electronic endoscope system connected used, at least one objective optical system of the endoscope, the optical phase modulation mask have, the optical phase modulation mask, the change of the optical transfer function in accordance with the object distance, is arranged to act so as to be smaller than the objective optical system which does not have the optical phase modulation mask, the signal processing device, to the optical transfer function is changed by the optical phase modulation mask, and a restoration processing means for performing a plurality of optical transfer function restoring process in accordance with the object distance. 【0027】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, will be explained an embodiment of the present invention with reference to the drawings. 【0028】第1の実施の形態:図1ないし図15は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は内視鏡システムの概略の構成を示す構成図、図2は図1の光位相変調マスクを含む撮像ユニットの構成を説明するための図、 [0028] First Embodiment: FIG. 1 through FIG. 15 relates to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an endoscope system, FIG. 2 in FIG. 1 diagram for explaining a configuration of an image pickup unit including an optical phase modulation mask,
図3は図2の明るさ絞りを配置した瞳変調素子の構造を説明するための概略説明図、図4は図1のカメラコントローラ(信号処理装置)の構成を示すブロック図、図5 Figure 3 is a schematic explanatory view for explaining the structure of a pupil modulation element disposed an aperture stop of FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a camera controller of FIG. 1 (signal processing device), Fig. 5
は図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離71 Object distance 71 of the image pickup unit including a pupil modulation element of Fig 2
mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図6は図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離13.5mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図7は図2 View for explaining a simulation result of a point image which is obtained when the mm, 6 illustrates the simulation results of a point image which is obtained when the object distance 13.5mm imaging unit including a pupil modulation element of Fig 2 Figure for, 7 2
の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離7.2mm Object distance 7.2mm imaging unit including a pupil modulation element
のときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図8は図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離4mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図9は図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離3mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図10は図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの各物体距離の光学的伝達関数のレスポンスのシミュレーション結果を説明するための図、図11は通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離71mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図12は通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離13.5mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明す View for explaining a simulation result of a point image which is obtained when the view for explaining the simulation results of a point image obtained, the object distance 4mm imaging unit including a pupil modulation element 8 is 2 when 9 each of the imaging unit views for explaining a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 3mm imaging unit, FIG. 10 including the pupil modulating element of Figure 2, including a pupil modulation element of Fig 2 view for explaining a simulation result of the response of the optical transfer function of the object distance, 11 for illustrating a simulation result of a point image which is obtained when the normal optical system of an object distance 71mm of the imaging unit of FIG. 2 figure 12 describes a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 13.5mm imaging unit of FIG. 2 in a normal optical system ための図、図13は通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離7.2mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図14は通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離4mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図、図15は通常の光学系における図2の撮像ユニットの各物体距離についての光学的伝達関数のレスポンスのシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure for, 13 is a diagram for explaining a simulation result of a point image which is obtained when a normal object distance 7.2mm of the imaging unit of FIG. 2 in the optical system, FIG. In FIG. 14 is a normal optical system 2 view for explaining a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 4mm imaging unit, FIG. 15 of the imaging unit of FIG. 2 in a normal optical system response of the optical transfer function for each object distance it is a diagram for explaining the simulation results. 【0029】(構成)図1に示すように、固体撮像素子5と、その固体撮像素子5上の被写体の像を結像する対物光学系6とを有する内視鏡1と、内視鏡1で得られた画像信号を処理して映像信号を出力するカメラコントローラ(信号処理装置)2と、観察用の照明光を発生する光源装置3と、カメラコントローラ2からの映像信号を表示するモニタ4とを備えている。 [0029] (Configuration) As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 5, the endoscope 1 having an objective optical system 6 forms an image of an object on the solid-state imaging device 5, the endoscope 1 processing the image signal obtained by by a camera controller (signal processor) 2 for outputting a video signal, a light source device 3 generates illumination light for observation, a monitor 4 for displaying a video signal from the camera controller 2 It is equipped with a door. そして、本実施の形態の内視鏡システムでは、複数の種類の内視鏡1を接続することができるようになっており、複数の種類の内視鏡1のうち、少なくとも1つの内視鏡1は、その対物光学系6内に、回転非対称な表面形状を有する光学素子である光位相変調マスク7が設けられている。 Then, in the endoscope system of this embodiment is adapted to be able to connect a plurality of types of the endoscope 1, one of the endoscope 1 of the plurality of types, at least one of the endoscope 1, in the objective optical system 6, the optical phase modulation mask 7 is provided an optical element having a rotationally asymmetric surface configuration. 【0030】図2に示すように、内視鏡1の撮像ユニット20は、固体撮像素子5と固体撮像素子5に被写体像を結像する対物光学系6により構成される。 As shown in FIG. 2, the imaging unit 20 of the endoscope 1 is configured by the objective optical system 6 which forms an object image on the solid-state imaging device 5 and the solid-state image sensor 5. 【0031】図3(a)は、光が入射する方向から見たときの瞳変調素子7aと明るさ絞り8の外観を示す図である。 [0031] FIG. 3 (a) is a diagram showing an appearance of a pupil modulation element 7a and the aperture stop 8 when the light is seen from the direction of incidence. 入射光に垂直なXY平面に平行に明るさ絞り8が設けられ、明るさ絞り8の開口部を通して入射した光が瞳変調素子7aに入射する。 Parallel is aperture stop 8 is provided in the vertical XY plane to the incident light, the light incident through the opening of the aperture stop 8 is incident on the pupil modulation element 7a. また、図3(b)に示すように、光が入射する方向から見て明るさ絞り8の背面の位置に、光位相変調マスク7として、瞳変調素子7aが配置されている。 Further, as shown in FIG. 3 (b), the position of the back of the aperture stop 8 when viewed from the direction in which light is incident, as optical phase modulation mask 7, pupil modulation element 7a is arranged. 本実施の形態で用いられる固体撮像素子5は、例えば、画素ピッチが7μmのものが用いられる。 The solid-state imaging device 5 used in this embodiment, for example, the pixel pitch those 7μm is used. また、光位相変調マスク7として用いた瞳変調素子7aは、例えば屈折率1.523の光学的に透明なガラスで形成されており、広い被写界深度にわたって光学的伝達関数がほぼ一定となる変換手段である。 Further, the pupil modulation element 7a used as the optical phase modulation mask 7 is formed of, for example, an optically transparent glass having a refractive index 1.523, becomes substantially constant optical transfer function over a wide depth of field it is a conversion means. さらに該瞳変調素子7aは、図3(b)に示すように、対物光学系6の光軸をZ軸とし、Z軸と直交する面内にX、Y軸としたときに、Z=A(X 3 +Y 3 )の形状をした自由曲面を有していて、本実施の形態ではA=0.051とする。 Furthermore pupil modulation element 7a, as shown in FIG. 3 (b), X optical axis of the objective optical system 6 and Z axis, in a plane perpendicular to the Z axis, when the Y-axis, Z = A (X 3 + Y 3) shape the have a free-form surface, in this embodiment, is a = 0.051. 【0032】図2に示される前記撮像ユニット20のレンズデータを表1に示す。 [0032] The lens data of the imaging unit 20 shown in FIG. 2 are shown in Table 1. この光学系の焦点距離は1. The focal length of the optical system 1.
61mm、Fナンバーは8.722であり、明るさ絞り8は第6面に、瞳変調素子7aの自由曲面部は第7面に相当する。 61 mm, F number is 8.722, the 8 aperture stop to the sixth surface, the free-form surface portion of the pupil modulation element 7a corresponds to the seventh surface. 【0033】 【表1】 [0033] [Table 1] 図3(a)に示すように、明るさ絞り8は、正方形の開口形状を有し、その形状は一辺0.408mmである。 As shown in FIG. 3 (a), the aperture stop 8 has a square opening shape, the shape is one side 0.408Mm.
また、瞳変調素子7aのX軸と、明るさ絞り8の正方形開口の一辺は平行となるよう配置されている。 Further, the X-axis of the pupil modulation element 7a, one side of the 8 square aperture aperture stop is arranged so as to be parallel. 【0034】さらに、前記瞳変調素子7aのX軸は、固体撮像素子5の画素配列の水平(走査)方向(モニタ上の水平方向)と平行で、かつ、Y軸は固体撮像素子5の画素配列の垂直(走査方向に直交)方向(モニタ上の垂直方向)と平行になるよう、光軸(Z軸)を中心とした回転方向に位置決めされている。 Furthermore, X-axis of the pupil modulation element 7a is parallel to the horizontal pixel array of the solid-state imaging device 5 (scanning) direction (horizontal direction on the monitor), and the pixels of the Y-axis is the solid-state imaging device 5 so as to be parallel to the arrangement of the vertical (perpendicular to the scanning direction) direction (the vertical direction on the monitor) is positioned optical axis (Z-axis) in the direction of rotation around. 【0035】カメラコントローラ2は、図4に示すように、接続された内視鏡1からの画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換部9と、前記デジタル信号を映像信号に変換する信号変換部10と、前記映像信号をモニタ4で表示可能なアナログ信号に変換するD/A変換部11と、被写界深度外処理回路12とで構成されている。 The camera controller 2, as shown in FIG. 4, the A / D converter 9 for converting the image signal from the endoscope 1 connected to a digital signal, a signal for converting said digital signal into a video signal a converting unit 10, a D / a converter 11 for converting the video signal into an analog signal that can be displayed on the monitor 4, and a depth of field outside processing circuit 12. 【0036】上記被写界深度外処理回路12は、図示しないユーザインターフェースからの操作信号に応じ、前記映像信号に画像処理を施すかどうかを判断する制御回路25と、制御回路25の判断に応じ、映像信号の切り換えを行う切換器26と、前記切換器26からの映像信号に対し、前記瞳変調素子7aに対応した処理を行う画像処理回路27とで構成される。 [0036] The depth of field outside processing circuit 12, in response to an operation signal from the user interface (not shown), a control circuit 25 to determine whether performing image processing on the image signal, according to the judgment of the control circuit 25 , and a switcher 26 for switching video signals, with respect to the video signal from the switching unit 26, an image processing circuit 27 that performs processing corresponding to the pupil modulation element 7a. 【0037】画像処理回路27は映像信号に対しフィルタ処理を行う回路であり、例えば物体距離3mmから4 The image processing circuit 27 is a circuit for performing filtering processing on the video signal, for example, from the object distance 3 mm 4
mm間での瞳変調素子7aを含む対物光学系6による光学的伝達関数のレスポンス、ならびに瞳変調素子7aによって発生する非対称な収差(ボケ)を復元する画像処理を行うものである。 Response of the optical transfer function of the objective optical system 6 including a pupil modulation element 7a between mm, and performs image processing to restore the asymmetric aberrations (blur) caused by the pupil modulation element 7a. 【0038】ここで、光学的伝達関数のレスポンスならびに非対称な収差を復元するフィルタ処理は、使用する対物光学系6と瞳変調素子7aによる光学的伝達関数をシミュレーションにより算出し、その結果に基づいて作成すればよい。 [0038] Here, the filter processing to restore the response, as well as asymmetric aberrations of the optical transfer function is calculated by simulating the optical transfer function of the objective optical system 6 and the pupil modulation element 7a to be used, based on the results It should be created. 光学的伝達関数のレスポンスを復元する手段としては、例えばデジタル回路を用いる場合、瞳変調素子7aに対応した非対称なデジタルフィルタが用いられる。 As a means for restoring a response of the optical transfer function, for example, when using a digital circuit, asymmetric digital filter corresponding to the pupil modulation element 7a is used. 【0039】(作用)上述した形状の瞳変調素子7a [0039] (action) pupil modulation element 7a of the above-mentioned shape
は、波長587.56nmの平行光に対し、exp{i , Compared collimated light having a wavelength of 587.56 nm, exp {i
×2.414(X 3 +Y 3 )/0.204 3 }の位相変調を行う。 × performs phase modulation of 2.414 (X 3 + Y 3) /0.204 3}. 【0040】まず、被写界深度外処理回路を持たない図30に示した従来のカメラコントローラ117や、カメラコントローラ2内に搭載された被写界深度外処理回路12にて画像処理回路27による画像処理を施さない場合について説明する。 Firstly, by a conventional camera controller 117 and shown in FIG. 30 that do not have a depth of field outside processing circuit, by the camera controller 2 in the depth of field outside processing circuit 12 mounted on the image processing circuit 27 It will be described not subjected to image processing. 【0041】観察する被写体は、前記瞳変調素子7aを含む対物光学系を通して、前記画素ピッチ7μmの固体撮像素子5上の受光面に結像し、固体撮像素子5によって電気信号(画像信号)に変換される。 The object to be observed through an objective optical system including the pupil modulation element 7a, and formed on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5 of the pixel pitch 7 [mu] m, the solid-state imaging device 5 into an electric signal (image signal) It is converted. 前記電気信号はカメラコントローラ2(あるいは117)内のA/D変換器9にてデジタル信号に変換され、信号変換部10にて映像信号に変換される。 The electrical signal is converted into a digital signal by the camera controller 2 (or 117) of the A / D converter 9 at the signal converter 10 is converted into a video signal. 前記映像信号はD/A変換器11によってモニタ4に表示可能なアナログ信号に変換され、モニタ4に被写体が映し出される。 The video signal is converted into a displayable analog signal to the monitor 4 by the D / A converter 11, the object is displayed on the monitor 4. 【0042】前記撮像ユニット20に対し、物体距離1 [0042] with respect to the imaging unit 20, the object distance 1
3.5mmの位置での固体撮素子5の受光面上での点像強度分布関数(PSF)の面積がもっとも小さくなるようにピント調整を行った。 Was performed focus adjustment such that the area of ​​the point spread function on the light receiving surface (PSF) of a solid shooting device 5 at the location of 3.5mm is the smallest. このときの、物体距離を71m In this case, 71m object distance
m、13.5mm、7.2mm、4mm、3mmとしたときの固体撮像素子5の受光面上での点像、および各物体距離での光軸上の光学的伝達関数のレスポンスについて、光学シミュレーションソフトCode-V(商品名)を用いて計算をおこなった。 m, 13.5 mm, 7.2 mm, 4 mm, the point image on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5 when the 3 mm, and the response of the optical transfer function of the optical axis at each object distance, optical simulation It was carried out calculated using the software Code-V (trade name). 【0043】この結果、各物体距離における固体撮像素子受光面上での点像の面積は、それぞれ1辺を22μ [0043] As a result, the area of ​​the point image in the solid-state imaging device receiving surface on at each object distance is, 22Myu respectively one side
m、14μm、20μm、31μm、50μmとした正方形の領域内の大きさの点像として得られた。 m, was obtained 14μm, 20μm, 31μm, as the magnitude point image in the region of the square and 50 [mu] m. 前記点像について固体撮像素子受光面をXY平面とし、各画素における光の強度(パーセント)をZ軸とした結果を図5 Figure 5 The results of the XY plane of the solid state imaging device receiving surface for said point image, the intensity of light at each pixel (percent) is a Z-axis
ないし図9に示す。 To 9. また、各物体距離での光軸上の光学的伝達関数のレスポンスの計算結果を図10に示す。 Further, the calculation results of the response of the optical transfer function of the optical axis at each object distance is shown in FIG. 10. 【0044】図5は、第1の実施の形態を示す瞳変調素子を含む撮像ユニットでの物体距離71mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 [0044] Figure 5 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 71mm in the image pickup unit including a pupil modulation element according to the first embodiment. 図6は、第1の実施の形態を示す瞳変調素子を含む撮像ユニットでの物体距離13.5mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure 6 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 13.5mm in the image pickup unit including a pupil modulation element according to the first embodiment. 図7は、第1の実施の形態を示す瞳変調素子を含む撮像ユニットでの物体距離7.2mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure 7 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 7.2mm in the image pickup unit including a pupil modulation element according to the first embodiment.
図8は、第1の実施の形態を示す瞳変調素子を含む撮像ユニットでの物体距離4mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure 8 is a view for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 4mm in the image pickup unit including a pupil modulation element according to the first embodiment. 図9は、 Figure 9,
第1の実施の形態を示す瞳変調素子を含む撮像ユニットでの物体距離3mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 3mm in the image pickup unit including a pupil modulation element according to the first embodiment. 図10は、これらの各物体距離での光軸上の光学的伝達関数のレスポンスの計算結果を説明するための図である。 Figure 10 is a diagram for explaining the calculation results of the response of the optical transfer function of the optical axis of each of these object distances. 【0045】図5〜図9において、XY平面は固体撮像素子受光面に相当し、Z軸は光の強度(パーセント)である。 [0045] In FIGS. 5 to 9, XY plane corresponds to the solid-state imaging device receiving surface, Z-axis is the intensity of light (percent). ここで、X軸は、1、2、3、・・の画素番号を示し、Y軸は、1、2、3、・・・で画素番号を示す。 Here, X-axis, 1, 2, 3 indicates a pixel number · ·, Y-axis, 1, 2, 3 shows the pixel numbers ....
なお、XYZ軸は、図11〜図14においても同様の意味である。 Incidentally, XYZ axes are same meaning in FIGS. 11 to 14. 【0046】図10においては、Aは物体距離71m [0046] In FIG. 10, A is the object distance 71m
m、Bは物体距離13.5mm、Cは物体距離7.2m m, B is the object distance 13.5 mm, C is the object distance 7.2m
m、Dは物体距離4mm、Eは物体距離3mmの時の、 m, D is the object distance 4 mm, E is when the object distance 3 mm,
それぞれの光学的伝達関数のレスポンスである。 It is a response of the respective optical transfer function. なお、 It should be noted that,
図15においても同様である。 The same applies to FIG. 15. 【0047】物体距離が13.5mmの場合の点像は、 [0047] The point image of when the object distance is 13.5mm,
1辺が14μmの正方領域、つまり画素ピッチ7μmの固体撮像素子5の一辺が2画素分、面積にして4画素分に相当する、図6に示される光の強度分布を持つ点像として得られる。 Square area of ​​the one side 14 [mu] m, i.e. one side of the solid-state imaging device 5 of the pixel pitch 7μm is 2 pixels, corresponding to in the area of ​​four pixels, is obtained as a point image with the intensity distribution of the light shown in FIG. 6 . また、物体距離が71mm、7.2m In addition, the object distance is 71mm, 7.2m
m、4mm、3mmの場合の点像は、それぞれ1辺が2 m, 4 mm, the point image in the case of 3mm each one side 2
2μm、20μm、31μm、50μm、つまり、一辺が3.1画素分、2.9画素分、4.4画素分、7.1 2 [mu] m, 20 [mu] m, 31 .mu.m, 50 [mu] m, that is, one side 3.1 pixels, 2.9 pixels, 4.4 pixels, 7.1
画素分に相当する正方領域に、図5、7〜9に示される光の強度分布を持つ点像として得られる。 In a square area corresponding to pixels, it is obtained as a point image with the intensity distribution of the light shown in FIG 5,7~9. 【0048】さらに、画素ピッチ7μmの固体撮像素子5では、ナイキスト周波数は71ラインペア/mmとなるが、図10に示したように、物体距離が4mmの位置におけるナイキスト周波数での光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上であり、解像していることがわかる。 [0048] Furthermore, the solid-state imaging device 5 of the pixel pitch 7 [mu] m, the Nyquist frequency is a 71 line pairs / mm, as shown in FIG. 10, the optical transfer function at the Nyquist frequency object distance is at the position of 4mm of response is 0.2 or more, it can be seen that was resolved.
また、物体距離が3mmの位置では、ナイキスト周波数での光学的伝達関数のレスポンスが0.2以下であるため解像しないことがわかる。 Also, the position of the object distance is 3 mm, the response of the optical transfer function at the Nyquist frequency is understood that not resolved because it is 0.2 or less. 【0049】比較例として、図2の撮像ユニット20で瞳変調素子7aの代わりに同材質の平行平板を用いた通常の光学系の場合について説明する。 [0049] As a comparative example will be described for the case of ordinary optical system using a parallel plate made of the same material in place of the pupil modulation element 7a in the imaging unit 20 in FIG. 2. 前記通常の光学系のレンズデータは表1の第7面の形状を自由曲面から平面に変更したものである。 Lens data of the ordinary optical system is obtained by changing the plane shape of the seventh surface in Table 1 from the free-form surface. 前記の瞳変調素子7aが配置された撮像ユニット20の場合と同様に、物体距離1 As with the imaging unit 20 in which the pupil modulation element 7a is arranged, the object distance 1
3.5mmの位置での固体撮像素子5の受光面上での点像強度分布関数(PSF)の面積がもっとも小さくなるようにピント調整を行った。 Was performed focus adjustment such that the area of ​​the point spread function on the light receiving surface (PSF) of the solid-state imaging device 5 at the location of 3.5mm is the smallest. このときの物体距離を71m 71m object distance at this time
m、13.5mm、7.2mm、4mmとしたときの固体撮像素子5の受光面上での点像、および各物体距離での光軸上の光学的伝達関数のレスポンスについて、光学シミュレーションソフトCode-V(商品名)を用いて計算をおこなった。 m, 13.5 mm, 7.2 mm, the point image on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5 when a 4 mm, and the response of the optical transfer function of the optical axis at each object distance, the optical simulation software Code -V was carried out calculated using the (trade name). 【0050】この結果、各物体距離における固体撮像素子受光面上での点像の面積は、それぞれ1辺を16μ [0050] As a result, the area of ​​the point image in the solid-state imaging device receiving surface on at each object distance is, 16 [mu], respectively one side
m、1μm、14μm、36μmとした正方形の領域内の大きさの点像として得られた。 m, were obtained 1 [mu] m, 14 [mu] m, as a point image of the size of the region of the square and 36 .mu.m. 前記点像について固体撮像素子受光面をXY平面とし、各画素における光の強度(パーセント)をZ軸とした結果を図11ないし図1 The solid-state imaging device receiving surface for the point image to the XY plane, the result of the intensity of light (percent) is a Z-axis of each pixel 11 to 1
4に示す。 4 to show. また、各物体距離での光軸上の光学的伝達関数のレスポンスを図15に示す。 Moreover, the response of the optical transfer function of the optical axis at each object distance is shown in Figure 15. 【0051】図11は、通常の対物光学系における撮像ユニットでの物体距離71mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 [0051] Figure 11 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 71mm in the imaging unit in the conventional objective optical system. 図12 Figure 12
は、通常の対物光学系における撮像ユニットでの物体距離13.5mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Is a diagram for explaining the simulation results of a point image obtained when the object distance 13.5mm in the imaging unit in the conventional objective optical system. 図13は、通常の対物光学系における撮像ユニットでの物体距離7.2mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure 13 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 7.2mm in the imaging unit in the conventional objective optical system. 図14は、通常の対物光学系における撮像ユニットでの物体距離4mmの時に得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図である。 Figure 14 is a diagram for explaining a simulation result of a point image obtained when the object distance 4mm in the imaging unit in the conventional objective optical system. 図15 Figure 15
において、Aは物体距離71mm、Bは物体距離13. In, A is the object distance 71 mm, B is the object distance 13.
5mm、Cは物体距離7.2mm、Dは物体距離4mm 5 mm, C is the object distance 7.2 mm, D is the object distance 4mm
の時の光学的伝達関数のレスポンスである。 It is a response of the optical transfer function of the time of. 【0052】物体距離が13.5mmの場合の点像は、 [0052] The point image of when the object distance is 13.5mm,
1辺が1μmの正方領域、つまり画素ピッチ7μmの固体撮像素子の一辺が1画素分、面積にして1画素分に相当する、図12に示される光の強度分布を持つ点像として得られる。 Square area of ​​one side 1 [mu] m, i.e. one pixel one side of the solid-state imaging device of the pixel pitch 7 [mu] m, corresponding to one pixel in the area, is obtained as a point image with the intensity distribution of the light shown in Figure 12. また、物体距離が71mm、7.2mm、 Furthermore, the object distance is 71 mm, 7.2 mm,
4mmの場合の点像は、それぞれ1辺が16μm、14 Point image in the case of 4mm, respectively one side 16 [mu] m, 14
μm、36μm、つまり、一辺が2.3画素分、2画素分、5.1画素分に相当する正方領域に、図11、1 [mu] m, 36 .mu.m, i.e., one side of 2.3 pixels, two pixels, in a square area corresponding to 5.1 pixels, FIG 11,1
3、14に示される光の強度分布を持つ点像として得られる。 Obtained as a point image with the intensity distribution of the light shown in 3,14. 【0053】さらに、図15に示したように、ナイキスト周波数での光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上となるのは物体距離が7.2mm以上71mm未満のときであることがわかる。 [0053] Further, as shown in FIG. 15, the response of the optical transfer function at the Nyquist frequency is seen that the become 0.2 or more and when the object distance is less than 7.2 mm 71 mm. 【0054】次に、瞳変調素子7aを含む内視鏡1を、 Next, an endoscope 1 including a pupil modulation element 7a,
被写界深度外処理回路12を有するカメラコントローラ2に接続し、さらに被写界深度を拡大する場合について説明する。 Connected to the camera controller 2 having a depth of field outside processing circuit 12, further description will be given of a case where expanding the depth of field. 【0055】被写体までの物体距離が4mm未満となって解像しなくなった際に内視鏡操作者により、例えばプッシュスイッチやフットスイッチ等の図示しないユーザインターフェースを介し切換操作か行われた場合、被写界深度外処理回路12内の制御回路25からの制御信号に伴い切換器26は映像信号を画像処理回路27に接続するよう働く。 [0055] If the object distance to the subject is by endoscopic operator when no longer resolved becomes less than 4 mm, was performed for example either 換操 operation Setsu via a user interface (not shown) such as a push switch or a foot switch, Setsu with the control signal from the control circuit 25 of the depth of field outside processing circuit 12 exchanger 26 serves to connect the video signal to the image processing circuit 27. 物体距離3mmから4mm開での瞳変調素子7aを含む対物光学系6による光学的伝達関数のレスポンス、ならびに瞳変調素子7aによって発生する非対称な収差(ボケ)を復元するよう構成された画像処理回路27は、前記解像しなくなった映像信号に対して光学的伝達関数のレスポンスを0.2以上で、かつ非対称な収差を低減するよう働く。 Response of the optical transfer function of the objective optical system 6 including a pupil modulation element 7a at the object distance 3 mm 4 mm opening, as well as asymmetric aberrations (blur) configured image processing circuit so as to restore the generated by the pupil modulation element 7a 27, in response of the optical transfer function 0.2 or more with respect to the video signal that is no longer the resolution, and serve to reduce the asymmetric aberrations. 前記復元された映像信号は、D/A変換器11を通じてモニタ4にて解像した画像として表示される。 The restored video signal is displayed as an image resolution on the monitor 4 through the D / A converter 11. 【0056】(効果)前述したように、瞳変調素子7a [0056] (Effect) As described above, the pupil modulation element 7a
を含まない通常の内視鏡111(図30参照)を従来のカメラコントローラ117(図30参照)に接続した場合、物体距離7.2mmより近接すると、ナイキスト周波数における光学的伝達関数のレスポンスが0.2より下回るため解像しない。 When connected to a conventional endoscope 111 free (see FIG. 30) of a conventional camera controller 117 (see FIG. 30), when closer object distance 7.2 mm, the response of the optical transfer function at the Nyquist frequency is 0 not resolved for less than than .2. 【0057】これに対し、本実施の形態における瞳変調素子7aを含む内視鏡1を従来のカメラコントローラ1 [0057] In contrast, the endoscope 1 including a pupil modulation element 7a in this embodiment a conventional camera controller 1
17(図30参照)に接続した場合、物体距離4mmでもナイキスト周波数における光学的伝達関数のレスポンスが0.2を上回っているため、解像することがわかる。 17 when connected to (see Figure 30), because the response of the optical transfer function is greater than 0.2 at the Nyquist frequency even object distance 4 mm, it can be seen that resolution. 【0058】さらに、前記瞳変調素子7aによる位相変調量αは2.414と十分小さな値に設定されているため、前記光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上となる被写界深度内において瞳変調端子7aによって発生する非対称な収差(ボケ)は最大でも数画素程度となり非対称な収差はモニタ4上で認識できないレベルとなる。 [0058] Further, the pupil phase modulation amount α by the modulation element 7a because it is set to a sufficiently small value of 2.414, in the optical transfer response functions within the depth of field is 0.2 or more asymmetric aberrations (blur) is asymmetric aberrations becomes about several pixels at most generated by the pupil modulation terminal 7a is a level that can not be recognized on the monitor 4.
このことから、特別な画像処理回路を必要としなくとも、被写界深度が拡大されていることがわかる。 Therefore, even without requiring any special image processing circuit, it can be seen that the depth of field is enlarged. 【0059】さらに、本実施の形態における瞳変調素子7aを含む内視鏡1を、被写界深度外処理回路12を有するカメラコントローラ2に接続した場合、画像処理回路27によって物体距離4mm未満での光学的伝達関数のレスポンスを復元することが可能となるので、物体距離4mm未満でも解像し、かつ非対称な収差(ボケ)の小さい画像を得ることが可能となる。 [0059] Further, the endoscope 1 including a pupil modulation element 7a in this embodiment, when connected to the camera controller 2 having a depth of field outside processing circuit 12, the image processing circuit 27 is less than the object distance 4mm since it is possible to restore the response of the optical transfer function, also resolved in less than object distance 4 mm, and it is possible to obtain an image with a small asymmetric aberrations (blur). これにより、さらなる被写界深度の拡大、画質の向上を実現することが可能となる。 Thus, to further expand the depth of field, it is possible to realize an improvement in image quality. 【0060】ここで、本実施の形態では固体撮像素子の画素ピッチを7μmのものとしたが、これに限ったものではなく、固体撮像素子受光面上での点像の面積がもっとも小さくなるビント位置における点像の大きさが、一辺を画素ピッチの2画素分、面積にして4画素分となるように明るさ絞り8の開口寸法、および瞳変調素子7a [0060] Here, although the pixel pitch of the solid-state imaging device in this embodiment were of 7 [mu] m, not limited to this, the area of ​​the point image in the solid-state imaging device receiving plane is smallest Bint the size of the point image at positions, two pixels of the pixel pitch one side, opening size as aperture stop 8 is four pixels in the area, and the pupil modulation element 7a
の形状を調整することで、同様の被写界深度の拡大が可能となる。 By adjusting the shape, it is possible to expand the same depth of field. 【0061】また、本実施の形態では固体撮像素子受光面上の点像の面積がもっとも小さくなるピント位置における点像の大きさを、一辺が固体撮像素子の画素ピッチの2画素分、面積にして4画素分となるように調整じたか、点像の大きさを、一辺が画素ピッチの6画素分、面積にして36画素分となるようにした場合、瞳変調素子の変調係数αは7.243で、物体距離4mmにおける光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上となり、かつ物体距離4mmにおける点像の大きさも一辺が8画素程度であるために、同様の被写界深度の拡大が可能となる。 [0061] In addition, the size of the point image in the smallest focus position area of ​​the point image on the solid-state imaging device receiving surface in this embodiment, two pixels of the pixel pitch of the one side the solid-state imaging device, and the area Did Ji adjusted to be 4 pixels Te, the size of the point image, if one side which is adapted a six pixels, and the area 36 pixels of the pixel pitch, the modulation factor of the pupil modulating element alpha 7 in .243, for the response of the optical transfer function becomes 0.2 or more, and a size even one side of about 8 pixels of the point image at object distance 4mm at the object distance 4mm, expansion of similar depth of field It can become. 【0062】本実施の形態では瞳変調素子7aにガラス材料を用いているが、樹脂材料を用いても良い。 [0062] In this embodiment uses a glass material to a pupil modulation element 7a, but may be a resin material. また、 Also,
本実施の形態では瞳変調素子7aは光学的に透明なガラスが用いられているが、特定の波長のみ透過する光学フィルタ材料を用いても良い。 Pupil modulation element 7a in this embodiment is an optically transparent glass is used, may be used an optical filter material that transmits only a specific wavelength. 【0063】また、本実施の形態での瞳変調素子7aの形状はX軸方向、Y軸方向の光学的伝達関数の変換量を同一としているが、X軸方向、Y軸方向で変換量が異なる構成にしても良い。 [0063] The shape of the pupil modulation element 7a in this embodiment is the X-axis direction, although the same conversion of the optical transfer function of the Y-axis direction, X-axis direction, the amount of conversion in a Y-axis direction it may be in different configurations. 例えば、明るさ絞り8の開口形状を長方形に設定しても良いし、瞳変調素子7aの自由曲面の形状をX軸方向、Y輪方向で異なる係数を使用しても良い。 For example, it may be set in a rectangular opening shape of the aperture stop 8, the pupil modulation element 7a free curved shape in the X-axis direction, may use different coefficients Y wheel direction. 【0064】また、前記明るさ絞り8は円形としても同様の効果が得られる。 [0064] The aperture stop 8 is obtained the same effect as the circular. この場合は、明るさ絞り8と瞳変調素子7aとの光軸に対する回転方向調整が必要なくなるという効果がある。 In this case, there is an effect that eliminates the need rotational direction adjustment with respect to the optical axis of the 8 and the pupil modulation element 7a aperture stop. また、明るさ絞り8は瞳変調素子7aと別体でなくとも良く、瞳変調素子7aに蒸着等により直接形成されていても良い。 Further, the aperture stop 8 may not be a pupil modulation element 7a and separate, may be directly formed by evaporation or the like to the pupil modulation element 7a. 【0065】第2の実施の形態:図16は本発明の第2 [0065] Second Embodiment: The second 16 invention
の実施の形態に係るカメラコントローラ(信号処理装置)の構成を示すブロック図である。 Is a block diagram showing the structure of a camera controller (signal processor) according to the embodiment. 【0066】(構成)第2の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。 [0066] (Configuration) The second embodiment, since the first embodiment and is almost the same, only the differences described, explained with the same reference numerals are given to the same components will be omitted. 【0067】本実施の形態は、基本的な構成は第1の実施の形態と同じであり、カメラコントローラ内の信号処理回路が異なる。 [0067] This embodiment, basically the same as in the first embodiment, the signal processing circuit in the camera controller are different. 以下、相違点に重点をおいて説明する。 It will be described below with an emphasis on the differences. 【0068】図16は第2の実施の形態におけるカメラコントローラの概略図を示している。 [0068] Figure 16 shows a schematic diagram of a camera controller of the second embodiment. 【0069】本実施の形態のカメラコントローラ2a [0069] The camera controller 2a of the present embodiment
は、図16に示すような構成であり、接続された内視鏡1からの画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器9と、前記デジタル信号を映像信号に変換する信号変換部10と、前記映像信号をモニタ4で表示可能なアナログ信号に変換するD/A変換器11と、被写体の明るさに応じて光源装置3の出射光量を制御する自動調光回路31と、被写界深度外処理回路12aとで構成されている。 Is a structure as shown in FIG. 16, the signal conversion unit 10 for converting the image signal from the endoscope 1 connected to an A / D converter 9 for converting the digital signal, the digital signal into a video signal When a D / a converter 11 for converting the video signal into an analog signal that can be displayed on the monitor 4, an automatic light control circuit 31 for controlling the amount of emitted light of the light source device 3 according to the brightness of the subject, the photographic It is composed of a field depth outside processing circuit 12a. 【0070】被写界深度外処理回路12aは、自動調光回路31からの調光信号から物体までの距離を判断し、 [0070] depth of field outside processing circuit 12a determines the distance to the object from the dimming signal from the automatic light control circuit 31,
前記映像信号に画像処理を施すかどうかを判断する制御回路25と、制御回路41の判断に応じ、映像信号の切り換えを行う切換器26と、前記切換器26からの映像信号に対し、前記瞳変調素子7aに対応した処理を行う複数の画像処理回路を有する画像処理回路部32とで構成される。 A control circuit 25 to determine whether performing image processing on the image signal, according to the judgment of the control circuit 41, a switching unit 26 for switching video signals, with respect to the video signal from the switching device 26, the pupil constituted by the image processing circuit unit 32 having a plurality of image processing circuit that performs processing corresponding to the modulation element 7a. 【0071】画像処理回路部32は、映像信号に対しフィルタ処理を行う回路部であり、物体距離に応じた瞳変調素子7aを含む対物光学系6による光学的伝達関数のレスポンス、ならびに瞳変調素子7aによって発生する非対称な収差(ボケ)を復元する画像処理を行うものである。 [0071] The image processing circuit 32 is a circuit section for performing filtering processing on the video signal, the response of the optical transfer function of the objective optical system 6 including a pupil modulation element 7a in accordance with the object distance, and the pupil modulation element and performs image processing to restore the asymmetric aberrations (blur) caused by 7a. 【0072】例えば、本実施の形態においては、画像処理回路部32には、物体距離3mmから4mm間を復元する画像処理回路32a、物体距離2mmから3mm間を復元する画像処理回路32b、物体距離71mm以上を復元する画像処理回路32cが用意されている。 [0072] For example, in this embodiment, the image processing circuit unit 32, the image processing circuit 32a for restoring between 4mm from the object distance 3mm, the image processing circuit 32b to be restored between 3mm from the object distance 2 mm, the object distance the image processing circuit 32c to restore or 71mm are prepared. 【0073】ここで、光学的伝達関数のレスポンスならびに非対称な収差を復元するフィルタ処理は、使用する対物光学系6と瞳変調素子7aによる各物体距離における光学的伝達関数をシミュレーションにより算出し、その結果に基づいて作成すればよい。 [0073] Here, the filter processing to restore the response, as well as asymmetric aberrations of the optical transfer function is calculated by simulating the optical transfer function at each object distance by the objective optical system 6 and the pupil modulation element 7a to be used, the It can be created based on the results. 【0074】(作用)瞳変調素子7aを含む内視鏡1 [0074] (Operation) endoscope 1 including a pupil modulation element 7a
を、被写界深度外処理回路12aを有するカメラコントローラ2aに接続し、被写界深度を拡大する場合について説明する。 And connected to the camera controller 2a having a depth of field outside processing circuit 12a, it will be described to increase the depth of field. 【0075】信号変換部10は映像信号として輝度信号Yと2つの色差信号R−Y、B−Yを生成する。 [0075] The signal conversion unit 10 generates a luminance signal Y and two color difference signals R-Y, B-Y as a video signal. 自動調光回路31は、前記輝度信号Yと基準信号レベルとを比較し、輝度信号Yの大小に応じて光源装置3の出射光量を制御する調光信号を発生する。 Automatic light control circuit 31 compares the luminance signal Y and the reference signal level, generates a dimming signal for controlling the amount of emitted light of the light source device 3 in accordance with the magnitude of the luminance signal Y. 【0076】制御回路25は、前記調光信号をもとに物体距離を判断し、切換器26を制御して映像信号を物体距離に応じた画像処理回路部32の画像処理回路に接続するよう働く。 [0076] The control circuit 25 determines the object distance on the basis of the dimming signal, to connect to the image processing circuit of the image processing circuit 32 in accordance with a video signal to the object distance by controlling the switching device 26 work. 【0077】そして、映像信号は画像処理回路部32にて所望の復元処理が施され、解像した画像としてモニタ4に映し出される。 [0077] Then, the video signal is desired restoration process by the image processing circuit unit 32 is subjected, it displayed on the monitor 4 as a resolved image. 【0078】最初に、被写界深度よりも物体距離が遠い場合について詳しく説明する。 [0078] First, it will be described in detail when the object distance is farther than the depth of field. 物体距離か遠く照明光不足により輝度信号Yのレベルが低下した場合、自動調光回路31は出射光量の増加を光源装置3へ指示する調光信号を発生する。 If the level of the luminance signal Y decreases by far the illumination light or missing object distance, the automatic light control circuit 31 generates a dimming signal for instructing an increase of the amount of emitted light to the light source device 3. この調光信号は、光源装置3に接続されるとともに制御回路25にも接続されており、制御回路25は物体距離が遠くなったことを判断して、切換器26により映像信号を物体距離71mm以上を復元する画像処理回路部32の画像処理回路32cに接続する。 The dimming signal is also connected to the control circuit 25 is connected to the light source device 3, the control circuit 25 determines that the object distance becomes farther, the object distance image signals by switching unit 26 71 mm connecting to the image processing circuit 32c of the image processing circuit 32 for restoring the above. 【0079】そして、物体距離が遠く、光学的伝達関数のレスポンスが低下した映像信号は、画像処理回路32 [0079] Then, distant object distance, the image signal response with reduced optical transfer function, the image processing circuit 32
cによって物体距離71mm以上に対応した復元処理が施され、解像した映像に復元される。 Restoration processing corresponding to the above object distance 71mm by c is performed, it is restored to the resolved image. 【0080】次に、被写界深度よりも物体距離が近い場合について詳しく説明する。 Next, it will be described in detail when the close object distance than the depth of field. 物体距離が近く、照明光が強すぎ輝度信号Yが飽和するレベル付近まで上昇した場合、自動調光回路31は出射光量の減少を光源装置3へ指示する調光信号を発生する。 Object distance is close, when the luminance signal Y illumination light is too strong rises to near the level of saturation, the automatic light control circuit 31 generates a dimming signal for instructing a decrease of the amount of light emitted to the light source device 3. この調光信号を受け、制御回路25は物体距離が近くなったことを判断し、切換器26によって映像信号を物体距離3mmから4mmを復元する画像処理回路32aに接続する。 Receiving the dimming signal, the control circuit 25 determines that the object distance becomes closer, connected to the image processing circuit 32a for restoring 4mm video signal from the object distance 3mm by switcher 26. 【0081】そして、物体距離が近くなることで光学的伝達関数のレスポンスが低下し、モニタ4にて認識できる程度の非対称な収差(ボケ)が拡大した映像信号は、 [0081] The video signal object distance response is reduced in the optical transfer function by close, asymmetric aberrations enough to recognize on the monitor 4 (blurred) has expanded the
画像処理回路32aによって物体距離3mmから4mm 4mm from the object distance 3mm by the image processing circuit 32a
に対応した復元処理が施され、解像した映像に復元される。 Restoration processing corresponding to is performed, is restored to the resolved image. 【0082】さらに、物体距離が近づいた場合について詳しく説明する。 [0082] In addition, it will be described in detail when the object distance is approaching. 物体距離がさらに近くなり、輝度信号Yのレベルがさらに上昇した場合、自動調光回路34は出射光量の更なる減少を指示する明光信号を発生する。 Object distance becomes closer, if the level of the luminance signal Y is further increased, the automatic light control circuit 34 generates a bright light signal indicating a further decrease in the amount of emitted light.
この調光信号を受け、制御回路25は物体距離がさらに近くなったと判断し、切換器26によって映像信号を物体距離2mmから3mmを復元する画像処理回路32b Receiving the dimming signal, the control circuit 25 determines that the object distance becomes closer, the image processing circuit 32b to restore the 3mm a video signal from the object distance 2mm by switcher 26
に接続する。 To connect to. 【0083】そして、物体距離3mmから4mmを復元する画像処理回路32aでは復元できない光学的伝達関数のレスポンス低下、非対称な収差(ボケ)の発生した映像信号に対し、画像処理回路32bは物体距離2mm [0083] Then, decrease the response of the optical transfer function that can not image processing restore the circuit 32a to restore 4mm from the object distance 3 mm, to generate the video signal of the asymmetric aberrations (blur), the image processing circuit 32b is the object distance 2mm
から3mmに対応した復元処理を施し、解像した映像に復元する。 Subjected to restoration processing corresponding to 3mm from and restored to the resolved image. 【0084】(効果)前述したように、内視鏡システムに一般的に用意されている自動調光回路を利用した距離検出手段と、距離に応じた復元処理を施すことによって、内視鏡操作者による操作を必要とせずに被写界深度を拡大することが可能となる。 [0084] (Effect) As described above, by the distance detecting means utilizing automatic light circuit in the endoscope system is generally prepared, the restoration processing in accordance with the distance subjected, endoscope operation it is possible to enlarge the depth of field without requiring an operation by the user. さらに、距離に応じた複数の復元処理を施すことができるため、さらなる画質の向上が可能となる。 Furthermore, since a plurality of recovery processes may be subjected in accordance with the distance, it is possible to further improve the image quality. 【0085】なお、本実施の形態では物体距離の検知を自動調光信号を用いて行ったが、例えば赤外線や超音波等を照射する測距センサや三角測量方式を用いた測距センサを用いても良い。 [0085] Incidentally, although in the present embodiment was performed using the automatic dimming signal detection object distance, for example, the distance measuring sensor using a distance measurement sensor and triangulation method of irradiating infrared rays or ultrasonic waves or the like using and it may be. この場合、精度の良い測距が可能となり、最適な画像処理回路を確実に選択できるという効果がある。 In this case, it is possible to accurate distance measurement, there is an effect that it is possible to reliably select the optimum image processing circuit. 【0086】また、映像信号の高周波域の出力が最大となるように前記画像処理回路を切り換えて、最適な画像処理回路を選択する手法を用いても良い。 [0086] Also, by switching the image processing circuit so that the output of the high frequency band of the video signal is maximum, it may be used a method of selecting an optimal image processing circuit. この場合、観察する画像が最適となるように画像処理回路が選択されるため、画質向上の効果が期待できる。 In this case, since the image processing circuit are selected so that the image to be observed becomes optimal, it can be expected to improve image quality. 【0087】さらに、前記複数の測距手段を組み合わせて使用することで、最適な画像処理回路を選択することが可能となる。 [0087] Further, by using a combination of the plurality of distance measuring means, it is possible to select an optimal image processing circuit. 【0088】また、本実施の形態では画像処理回路を遠点側1種類、近点側2種類設けたが、これに限ったものではなく、物体距離に応じて複数の画像処理回路を設けても良い。 [0088] Further, the far point side one image processing circuit in this embodiment, is provided two near point side, not limited to this, a plurality of image processing circuit according to the object distance it may be. この場合の画像処理回路も同様に、物体距離に応じた光学的伝達関数をシミュレーションにより算出し、その結果に基づいて作成すればよい。 The image processing circuit likewise the case, is calculated by simulation optical transfer function in accordance with the object distance, it can be created based on the results. 【0089】さらに、本実施の形態では瞳変調素子を含む対物光学系1種類の画像処理回路について記載したが、複数種の瞳変調素子を含む対物光学系に対応した画像処理回路をカメラコントローラに設けておけば、複数種の内視鏡に対し、被写界深度の拡大、並びに画質の向上を実現することができる。 [0089] Furthermore, although described for the objective optical system 1 type of image processing circuit including a pupil modulation element in this embodiment, an image processing circuit corresponding to the objective optical system including a plurality of types of pupil modulation element to the camera controller if provided, to multiple species of endoscopes, the expansion of the depth of field, and it is possible to realize an improvement in image quality. この際、内視鏡に搭載されている瞳変調素子を含む対物光学系に応じた画像処理回路の選定のために、各内視鏡の種類を判別する判別手段が設けられていて、各内視鏡とカメラコントローラを接続する際に、最適な画像処理が選択できるようにしておくこともできる。 At this time, for the selection of the image processing circuit according to the objective optical system including a pupil modulation element mounted on the endoscope, it has discrimination means are provided to determine the type of each endoscope, in each when connecting the endoscope and camera controller, optimal image processing can also be left can be selected. 【0090】[付記] (付記項1)対物光学系の光学像を固体撮像素子にて撮像する複数種の内視鏡と、前記固体撮像素子からの信号をモニタに表示可能な映像信号に変換する複数の信号処理装置とを、組み合わせて接続使用される電子内視鏡システムにおいて、少なくとも1つの前記内視鏡の対物光学系は、光位相変調マスクを有し、前記光位相変調マスクは、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が、前記光位相変調マスクを持たない対物光学系よりも小さくなるように作用するよう配置され、前記信号処理装置は、 [0090] [Appendix] (Note 1) converting an optical image of the objective optical system and a plurality of types of endoscopes for capturing at the solid-state imaging device, a video signal capable of displaying signal to the monitor from the solid- and a plurality of signal processing devices which, in combination with the electronic endoscope system connected used, the objective optical system of at least one of the endoscope has an optical phase modulation mask, the optical phase modulation mask, changes in the optical transfer function in accordance with the object distance, is arranged to act so as to be smaller than the objective optical system which does not have the optical phase modulation mask, the signal processing device,
前記光位相変調マスクにより変更された光学的伝達関数に対し、物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施す復元処理手段を有することを特徴とした電子内視鏡システム。 To the optical transfer function is changed by the optical phase modulation mask, an electronic endoscope system further comprising a restoration processing means for performing a plurality of optical transfer function restoring process in accordance with the object distance. 【0091】付記項1の電子内視鏡システムでは、光位相変調マスクを有する対物光学系は、光位相変調マスクを持たない場合の対物光学系の被写界深度よりも、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が小さくなるように作用する。 [0091] In the electronic endoscope system according to Note 1, an objective optical system having an optical phase modulation mask, than the depth of field of the objective optical system when no optical phase modulation mask, according to the object distance change in optical transfer function acts so as to decrease. 前記光位相変調マスクを有する対物光学系を用いた内視鏡の固体操像素子からの画像信号は、物体距離に応じて、光前記復元処理手段により復元され、モニタに映し出される。 Image signal from the solid gymnastics image element of an endoscope with an objective optical system having the optical phase modulation mask, in accordance with the object distance, is restored by the light the restoration processing unit, is displayed on the monitor. これにより、物体距離に応した最適な画質が得られる。 Thus, optimum image quality that respond to object distance is obtained. 【0092】(付記項2) 前記光位相変調マスクを有する対物光学系の前記光学的伝達関数のレスポンスは、 [0092] The response (Note 2) The optical transfer function of the objective optical system having the optical phase modulation mask,
前記光位相変調マスクを持たない場合の対物光学系の被写界深度よりも広い物体距離にわたって、前記固体撮像素子のテイキスト周波数までレスポンスが0.2以上あることを特徴とする付記項1に記載の電子内視鏡システム。 Wide object distance than the depth of field of the objective optical system when no said optical phase modulation mask, according to Additional Item 1 of the response to Teikisuto frequency of the solid-state imaging device is characterized in that 0.2 or more electronic endoscope system. 【0093】付記項2の電子内視鏡システムでは、光位相変調マスクの位相変調量によって、通常の対物光学系と比較して、光位相変調マスクによって変更された光学的伝達関数のレスポンスが、固体撮像素子のナイキスト周波数まで0.2以上となるため、通常の対物光学系と比較し広い被写界深度にわたって解像する。 [0093] In the electronic endoscope system according to Note 2, the phase modulation amount of the optical phase modulation mask, as compared with the conventional objective optical system, the response of the optical transfer function is changed by the optical phase modulation mask, since the up to 0.2 or more Nyquist frequency of the solid-state imaging device, compared to conventional objective optical system resolution over a wide depth of field. これにより、光位相変調マスクを有する対物光学系を用いた内視鏡においても、光位相変調マスクの逆変換を行う画像処理を持たない一般的な内視鏡システムの信号処理装置に接続可能となる。 Thus, even in an endoscope using the objective optical system having an optical phase modulation mask, connectable to the signal processing apparatus of the general endoscope system having no image processing for performing an inverse transform of the optical phase modulation mask and Become. 【0094】(付記項3) 点像の前記固体撮像素子受光面上の面積が最も小さくなる物体距離において、前記光位相変調マスクを有する内視鏡の対物光学系の前記点像の固体撮像素子受光面上の面積Wは、前記固体撮像素子の画素ピッチをPとしたときに、 W≦36×P 2を満たすことを特徴とする付記項1または2に記載の電子内視鏡システム。 [0094] (Note 3) In the solid-object distance area is smallest on the light receiving surface of the point image, the solid-state imaging device of the point image of the objective optical system of the endoscope having the optical phase modulation mask area W on the light receiving surface, the pixel pitch of the solid-state imaging device when is P, an electronic endoscope system according to item 1 or 2, characterized in that satisfy W ≦ 36 × P 2. 【0095】付記項3の電子内視鏡システムでは、光位相変調マスクの位相変調量によって、光位相変調マスクを有する対物光学系の光学的伝達関数の固体撮像素子受光面上の点像の面積Wは、W≦36×P 2となる。 [0095] In the electronic endoscope system according to Note 3, the area of ​​the phase modulation amount of the optical phase modulation mask, the point image on the solid-state imaging device receiving surface of the optical transfer function of the objective optical system having an optical phase modulation mask W is a W ≦ 36 × P 2. これにより、光位相変調マスクを有する対物光学系の光学的伝達関数のレスポンスが、広い物体距雄にわたって、固体撮像素子のナイキスト周波数まで0.2以上となる。 Thus, the response of the optical transfer function of the objective optical system having an optical phase modulation mask, over a wide object 距雄, is 0.2 or more up to the Nyquist frequency of the solid-state imaging device.
また、光位相変調マスクによって発生する非対称なボケの大きさは固体撮像素子の数画素程度と十分に小さいため、非対称デジタルフィルタのような光学的伝達関数復元手段を必要としない。 Further, since the size of the asymmetric blur caused by the optical phase modulating mask is sufficiently small as several pixels of the solid-state imaging device, it does not require optical transfer function restoring means, such as asymmetric digital filter. 【0096】(付記項4) 前記光位相変調マスクは、 [0096] (Note 4) the optical phase modulation mask,
前記対物光学系の光軸をZ軸としたときに互いに直交する2軸をX、Yとしたとき、波長587.56nmの光に対してexp{i×α(X 3 +Y 3 )} (但し、|X|≦1、| When said two axes perpendicular to each other when the optical axis of the objective optical system is a Z-axis and X, and Y, exp {i × α ( X 3 + Y 3)} with respect to light having a wavelength of 587.56 nm (where , | X | ≦ 1, |
Y|≦1) の位相の変換を行うものであり、前記係数αは8以下であることを特徴とする付記項1、2または3のいずれかに記載の電子内視鏡システム。 Y | ≦ 1) is intended for converting a phase of the electronic endoscope system according to any one of Additional Item 1, 2 or 3, wherein the coefficient α is 8 or less. 【0097】付記項4の電子内視鏡システムでは、光位相変調マスクによって変換される位相は、前記対物光学系の光軸をZ軸としたときに互いに直交する2軸をX、 [0097] In the electronic endoscope system according to Note 4, the phase to be converted by the optical phase modulation mask, and two axes perpendicular to each other when the optical axis of the objective optical system is Z axis X,
Yとしたとき、波長587.56nmの光に対してex When the Y, ex for light having a wavelength of 587.56nm
p{i×α(X 3 +Y 3 )}において、係数αが8以下となる。 In p {i × α (X 3 + Y 3)}, the coefficient alpha is 8 or less. これにより、光位相変調マスクによって変更された光学的伝達関数のレスポンスか固体撮像素子のナイキスト周波数まで0.2以上となる。 Thus, 0.2 or more up to the Nyquist frequency of the response or the solid-state imaging device of the optical transfer function is changed by the optical phase modulation mask. 【0098】(付記項5) 前記固体撮像素子のナイキスト周波数まで前記光学的伝達関数のレスポンスが0. [0098] (Note 5) response of the optical transfer function up to the Nyquist frequency of the solid-state imaging device 0.
2以上ある物体距離では、前記位相変調マスクに応じた光学的伝達関数復元処理を施さず、前i己光学的伝達関数のレスポンスが0.2未満となる物体距離において、 In more certain object distance, the not subjected to optical transfer function restoring process in accordance with the phase modulation mask, before i object distance response himself optical transfer function is less than 0.2,
前記物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施すことを特徴とする付記項2に記載の電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to item 2, wherein applying a plurality of optical transfer function restoring process corresponding to the object distance. 【0099】付記項5の電子内視鏡システムでは、前記固体撮像素子のナイキスト周波数まで前記光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上ある物体距離では、光位相変調マスクに応じた光学的伝達関数復元手段を施さず、 [0099] In the electronic endoscope system according to Note 5, in the object distance response of the optical transfer function up to the Nyquist frequency is 0.2 or more of the solid-state imaging device, the optical transfer function corresponding to the optical phase modulation mask without being subjected to the restoration means,
前記光学的伝達関数のレスボンスが0.2未満となる物体距離では、前記物体距離に応じた光学的伝達関数復元処理を施す。 Wherein in the object distance Resubonsu is less than 0.2 of the optical transfer function, subjected to optical transfer function restoring process corresponding to the object distance. 前記光位相変調マスクを有する内視鏡を光学的伝達関数復元手段をもたない信号処理回路に接続した場合、被写界深度か拡大される。 When connected to a signal processing circuit for an endoscope having no optical transfer function restoring means having the optical phase modulation mask is enlarged or depth of field. さらに、前記光位相変調マスクに対応する光学的伝達関数復元手段を有する信号処理回路に接続した場合、さらなる被写界深度の拡大が図れ、高解像な画質が得られる。 Furthermore, when connected to a signal processing circuit having an optical transfer function restoring means corresponding to the optical phase modulation mask, that increased further depth of field, high-resolution image quality can be obtained. 【0100】(付記項6) 対物光学系の光学像を固体撮像素子にて撮像する複数種の内視鏡と、前記固体撮像素子からの信号をモニタに表示可能な映像信号に変換する複数の信号処理装置を、組み合わせて接続使用される竜子内視鏡システムにおいて、少なくとも1つの内視鏡の対物光学系は、光位相変調マスクを有し、前記光位相変調マスクは、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が、前記光位相変調マスクを持たない対物光学系よりも小さくなるように作用し、かつ、前記光位相変調マスクを有する対物光学系の前記光学的伝達関数のレスポンスが、前記光位相変調マスクを持たない場合の対物光学系の被写界深度よりも広い物体距離にわたって、前記固体撮像素子のナイキスト周波数までレスポンスが0.2以上あるよう配置され [0100] (Note 6) and a plurality of types of endoscopes for capturing an optical image of the objective optical system in the solid-state imaging device, a plurality of converting a video signal capable of displaying signal to the monitor from the solid- the signal processing unit, in Ryuko endoscope system connected used in combination, the objective optical system of at least one of the endoscope has an optical phase modulation mask, the optical phase modulation mask, according to the object distance changes in the optical transfer function, the optical phase acts to be smaller than the objective optical system having no modulation mask, and the response of the optical transfer function of the objective optical system having the optical phase modulation mask, wide object distance than the depth of field of the objective optical system when no said optical phase modulation mask, the response is arranged such that 0.2 or more up to the Nyquist frequency of the solid-state imaging device 、前記信号処理装置は、前記光位相変調マスクにより変更された光学的伝達関数に対し、物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施す復元処理手段を有し、前記復元処理手段は前記固体撮像素子のナイキスト周波数まで前記光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上ある物体距離では、前記位相変調マスクに応じた光学的伝達関数復元処理を施さず、前記光学的伝達関数のレスポンスが0.2未満となる物体距離において、前記物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施すことを特徴とする電子内視鏡システム。 , The signal processing unit, to optical transfer function is changed by the optical phase modulation mask, has a restoration processing means for performing a plurality of optical transfer function restoring process in accordance with the object distance, the restoration processing unit in the solid object distance response of the optical transfer function up to the Nyquist frequency is 0.2 or more imaging elements, wherein not subjected to optical transfer function restoring process in accordance with the phase modulation mask, the response of the optical transfer function is in object distance is less than 0.2, an electronic endoscope system characterized by applying a plurality of optical transfer function restoring process corresponding to the object distance. 【0101】付記項6の電子内視鏡システムでは、光位相変調マスクを有する対物光学系は、光位相変調マスクを持たない通常の対物光学系の被写界深度よりも、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が小さくなるように作用する。 [0102] In the electronic endoscope system according to Note 6, an objective optical system having an optical phase modulation mask, than the depth of field of usual objective optical system having no optical phase modulation mask, according to the object distance change in optical transfer function acts so as to decrease. 前記固体撮像素子のナイキスト周波数まで前記光学的伝達関数のレスポンスが0.2以上ある物体距離では、光位相変調マスクに応じた光学的伝達関数復元手段を施さず、前記光学的伝達関数のレスポンスが0. The object distance response of the optical transfer function up to the Nyquist frequency is 0.2 or more of the solid-state imaging device, without being subjected to the optical transfer function restoring means according to the optical phase modulation mask, the response of the optical transfer function is 0.
2未満となる物体距離では、前記物体距離に応じた光学的伝達関数復元処理を施す。 The object distance is less than 2, subjected to optical transfer function restoring process corresponding to the object distance. 前記光位相変調マスクを有する内視鏡を光学的伝達関数復元手段をもたない信号処理回路に接統した場合、被写界深度が拡大される。 If you SeMMitsuru an endoscope signal processing circuit having no optical transfer function restoring means having the optical phase modulation mask, the depth of field is enlarged. さらに、前記光位相変調マスクに対応する光学的伝達関数復元手段を有する信号処理回路に接続した場合、さらなる被写界深度の拡大が図れ、高解像な画像が得られる。 Furthermore, when connected to a signal processing circuit having an optical transfer function restoring means corresponding to the optical phase modulation mask, that increased further depth of field, high-resolution image can be obtained. 【0102】(付記項7) 前記光位相変調マスクを含む対物光学系に用いられる明るさ絞りの開口形状は、円形であることを特徴とする付記項1または付記項6に記載の電子内視鏡システム。 [0102] (Note 7) opening shape of the aperture stop used in an objective optical system including the optical phase modulation mask, electron endoscope according to Additional Item 1 or according to Note 6, characterized in that a circular mirror system. 【0103】(付記項8) 物体距離を検出する物体距離検出手段を有し、前記復元処理手段は前記物体距離検出手段によって検出された物体距離に応じて切り換えられる複数の光学的伝達関数復元処理回路を有することを特徴とする付記項1または付記項6に記載の電子内視鏡システム。 [0103] (Note 8) having an object distance detection means for detecting an object distance, the restoring processing unit includes a plurality of optical transfer function restoration processing is switched in accordance with the object distance detected by the object distance detection means the electronic endoscope system according to item 1 or according to note 6, characterized in that it comprises a circuit. 【0104】付記項8の電子内視鏡システムでは、物体距離検出手段によって、自動的に物体距離に応じた光学的伝達関数復元処理回路か選択されるため、特別な操作を必要とせずに被写界深度拡大、画質の向上が可能となる。 [0104] In the electronic endoscope system according to Note 8, since the object distance detection means, automatically or selected optical transfer function restoration processing circuit in accordance with the object distance, the without requiring any special operation depth of field expansion, it is possible to improve the image quality. 【0105】(付記項9) 前記物体距離検出手段は、 [0105] (Note 9) The object distance detecting means,
固体撮像素子からの撮像信号を用いて自動調光するための調光信号により距離を検出する手段であることを特徴とする付記項8に記載の電子内視鏡システム。 The electronic endoscope system according to item 8, wherein the using the imaging signals from the solid-state imaging device is a means for detecting the distance by dimming signal for automatically dimming. 【0106】付記項9の電子内視鏡システムでは、物体距離と明るさの関係を利用して、一般的な内視鏡システムに搭載されている自動調光を用い、物体距離を検出する。 [0106] In the electronic endoscope system according to Note 9, by utilizing the relationship between object distance and brightness, using automatic light mounted on the general endoscope system, for detecting the object distance. 【0107】(付記項10) 撮像信号の高周波域の出力が最大となるように、前記複数の光学的伝達関数復元処理回路を切り換えることを特徴とする付記項8に記載の電子内視鏡システム。 [0107] (Note 10) so that the output of the high frequency band of the image signal is maximum, the electronic endoscope system according to item 8, wherein the switching the plurality of optical transfer function restoration processing circuit . 【0108】付記項10の電子内視鏡システムでは、撮像信号の高周波域の出力を最大とするよう光学的伝達関数復元処理回路を切り換えるため、高画質な映像が得られる。 [0108] In the electronic endoscope system according to Note 10, for switching the optical transfer function restoration processing circuit so as to maximize the output of the high frequency range of the image signal, high quality images can be obtained. 【0109】本発明は、上述した実施の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。 [0109] The present invention is not intended to be limited to the embodiments described above, within the range not changing the gist of the present invention, various changes and modifications are possible. 【0110】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内視鏡光学系に配置した光位相変調マスクに応じた復元処理手段が搭載されていない信号処理装置に、光位相変調マスクを有した内視鏡を接続しても、被写界深度の拡大、ならびに高解像の画像を生成でき、かつ、光位相変調マスクに応じた復元処理手段か搭載されている信号処理装置に、前記光位相変調マスクを有じた内視鏡を接続した場合は被写界深度の更なる拡大、ならびに更なる高解像の画像を生成できるという効果がある。 [0110] According to the present invention as described in the foregoing, the signal processing apparatus is restoration processing unit according to the optical phase modulation mask arranged in an endoscope optical system not mounted, the optical phase modulation It is connected to an endoscope having a mask, the expansion of the depth of field, and can generate an image of high resolution, and restoring processing unit or the installed signal processing apparatus according to the optical phase modulation mask in the case where the optical phase modulation mask was connected chromatic oneself and others endoscope has the effect of generating an image of the further expansion, and a further high resolution of the depth of field.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡システムの概略の構成を示す構成図【図2】図1の光位相変調マスクを含む撮像ユニットの構成を説明するための図【図3】図2の明るさ絞りを配置した瞳変調素子の構造を説明するための概略説明図【図4】図1のカメラコントローラ(信号処理装置)の構成を示すブロック図【図5】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離71mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図6】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離13.5mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図7】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離7.2mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説 Schematically illustrates the configuration of an endoscope system according to a first embodiment of BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] The present invention [2] Figure 1 of the image pickup unit including an optical phase modulation mask a configuration drawing for describing the structure 3 is a schematic explanatory view for explaining the structure of a pupil modulation element disposed an aperture stop of FIG. 2 and FIG. 4] the camera controller of FIG. 1 (signal processing device) imaging including pupil modulation element of Fig. 6 Fig. 2 for illustrating a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 71mm imaging unit including a pupil modulation element of the block diagram Figure 5] Figure 2 showing point image is obtained when the object distance 7.2mm imaging unit including a pupil modulation element of FIG. 7 is a diagram 2 for illustrating a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 13.5mm units theory of simulation results 明するための図【図8】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離4mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図9】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの物体距離3mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図10】図2の瞳変調素子を含む撮像ユニットの各物体距離の光学的伝達関数のレスポンスのシミュレーション結果を説明するための図【図11】通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離71mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図12】通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離13.5mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図13】通常の光学系における図2の A pupil modulation element of FIG. 8 is a diagram [9] for illustrating a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 4mm imaging unit including a pupil modulating element of Figure 2 for bright simulation response of the optical transfer function of the object distance of the imaging unit including a pupil modulation element of FIG. [10] Figure 2 for illustrating a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 3mm imaging unit including in Figure 12 shows typical optical system for explaining the simulation results of a point image which is obtained when the object distance 71mm of the imaging unit of FIG. 2 in FIG. 11 ordinary optical system for explaining the results view for explaining a simulation result of a point image which is obtained when the object distance 13.5mm imaging unit of FIG. 2 and FIG. 13 in FIG. 2 in a normal optical system 像ユニットの物体距離7.2mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図14】通常の光学系における図2の撮像ユニットの物体距離4mmのときに得られる点像のシミュレーション結果を説明するための図【図15】通常の光学系における図2の撮像ユニットの各物体距離についての光学的伝達関数のレスポンスのシミュレーション結果を説明するための図【図16】本発明の第2の実施の形態に係るカメラコントローラ(信号処理装置)の構成を示すブロック図【図17】従来例による拡大被写界深度光学系の構成を概略的に示す図【図18】従来例によるキュービック位相変調マスクの外観形状を説明するための図【図19】通常の光学系において物体が焦点位置にあるときの光学的伝達関数(OTF Of a point image which is obtained when the object distance 7.2mm of image units simulations for explaining the results Figure 14 is a point image obtained when the object distance 4mm imaging unit of FIG. 2 in a normal optical system simulation for explaining the results Figure [15] of the response of the optical transfer function for each object distance of the imaging unit of FIG. 2 in a normal optical system simulation for explaining the results Figure 16 shows the present invention by the camera controller (signal processor) block diagram showing a configuration of a [17] conventional example showing a schematic configuration of the enlarged depth of field optics according to Fig. [18] conventional example according to the second embodiment cubic phase diagram for the external shape will be described modulation mask 19 optical transfer function when the object in the ordinary optical system is in focus position (OTF のレスポンスを示すグラフ【図20】通常の光学系において物体が焦点位置から外れたときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフ【図21】通常の光学系において物体が焦点位置から図20のときよりも更に外れたときの光学的伝達関数(O FIG objects from the focal point in the graph Figure 21 normal optical system having the response optical transfer function (OTF) when the object is out of focus position in the graph FIG. 20 showing the response ordinary optical system 20 optical transfer function when out further than in the (O
TF)のレスポンスを示すグラフ【図22】拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置にあるときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフ【図23】拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置から外れたときの光学的伝達関数(OTF)の強度分布を示すグラフ【図24】拡大被写界深度光学系において物体が焦点位置から図23のときよりも更に外れたときの光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフ【図25】拡大被写界深度光学系において光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して行なわれる処理の逆フィルタの特性を示すグラフ【図26】図22の光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(OTF)のレ Graph Figure 23 is an enlarged depth of field optics which shows the response of the optical transfer function (OTF) of when an object in the graph Figure 22 is an enlarged depth of field optics which shows the response of TF) is the focal point when an object is out the object in the graph Figure 24 is an enlarged depth of field optics which shows the intensity distribution of the optical transfer function when out of focus position (OTF) further than when the focal position of FIG. 23 in graph Figure showing characteristics of the inverse filter process performed on the response of the optical transfer function (OTF) in the graph Figure 25 is an enlarged depth of field optics which shows the response of the optical transfer function (OTF) of 26] les of the optical transfer function (OTF) optical transfer function obtained by performing the processing by the inverse filter having the characteristic of FIG. 25 with respect to the response of FIG. 22 (OTF) ポンスを示すグラフ【図27】図23の光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフ【図28】図24の光学的伝達関数(OTF)のレスポンスに対して図25の特性を持つ逆フィルタによる処理を行なって得られる光学的伝達関数(OTF)のレスポンスを示すグラフ【図29】複数種の内視鏡を接続し、被写体の画像をモニタで観察するための従来の内視鏡システムの概略の構成を示す構成図【図30】図29の従来のカメラコントローラの構成を示すブロック図【符号の説明】 1…内視鏡2…カメラコントローラ(信号処理装置) 3…光源装置4…モニタ5…固体撮像素子6…対物光学系7…位相変調マスク7a Graph showing the response of the response with respect to FIG. 25 the optical transfer function obtained by performing the processing by the inverse filter having a characteristic of the optical transfer function of the graph FIG. 27 FIG. 23 (OTF) indicating the (OTF) Pons [Figure 28] graph Figure 29 showing the response of the optical transfer function (OTF) responses to 25 optical transfer function obtained by performing the processing by the inverse filter having a characteristic of the FIG. 24 (OTF) connecting a plurality of types of endoscopes, block showing a conventional camera controller of the configuration of the block diagram Figure 30] Figure 29 shows a schematic configuration of a conventional endoscope system for observing the monitor an image of an object Figure [description of Reference numerals] 1 ... endoscope 2 ... camera controller (signal processor) 3 ... light source apparatus 4 ... monitor 5 ... solid-state imaging device 6 ... objective optical system 7 ... phase modulation mask 7a …瞳変調素子8…明るさ絞り9…A/D変換部10…信号変換部11…D/A変換部12…被写界深度外処理回路20…撮像ユニット25…制御回路26…切換器27…画像処理回路代理人 弁理士 伊藤 進 ... pupil modulation element 8 ... aperture stop 9 ... A / D conversion unit 10 ... signal converter 11 ... D / A converter 12 ... depth of field outside processing circuit 20 ... imaging unit 25 ... controller 26 ... switching device 27 ... image processing circuit attorney Attorney Ito, Susumu

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/225 H04N 5/225 C 7/18 7/18 M (72)発明者 石井 広 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内(72)発明者 平井 力 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内(72)発明者 広谷 純 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内(72)発明者 矢部 久雄 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内Fターム(参考) 2H040 BA01 CA22 CA23 GA02 2H087 KA10 LA01 PA03 PA18 PB04 QA01 QA07 QA18 QA21 QA25 QA37 QA41 QA45 RA42 RA43 4C061 BB01 CC06 FF40 HH28 LL02 NN05 PP11 SS21 TT12 5C022 AA09 AC51 5C054 CC07 EH00 HA12 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) H04N 5/225 H04N 5/225 C 7/18 7/18 M (72) inventor Hiro Ishii Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the (72) inventor Tsutomu Hirai, Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the (72) inventor Jun Hirotani Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the (72) inventor Hisao Yabe Tokyo, Shibuya-ku, Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the F-term (reference) 2H040 BA01 CA22 CA23 GA02 2H087 KA10 LA01 PA03 PA18 PB04 QA01 QA07 QA18 QA21 QA25 QA37 QA41 QA45 RA42 RA43 4C061 BB01 CC06 FF40 HH28 LL02 NN05 PP11 SS21 TT12 5C022 AA09 AC51 5C054 CC07 EH00 HA12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 対物光学系の光学像を固体撮像素子にて撮像する複数種の内視鏡と、前記固体撮像素子からの信号をモニタに表示可能な映像信号に変換する複数の信号処理装置とを、組み合わせて接続使用される電子内視鏡システムにおいて、 少なくとも1つの前記内視鏡の対物光学系は、光位相変調マスクを有し、 前記光位相変調マスクは、物体距離に応じた光学的伝達関数の変化が、前記光位相変調マスクを持たない対物光学系よりも小さくなるように作用するよう配置され、 前記信号処理装置は、前記光位相変調マスクにより変更された光学的伝達関数に対し、物体距離に応じた複数の光学的伝達関数復元処理を施す復元処理手段を有することを特徴とした電子内視鏡システム。 Converting the Patent Claims 1 An optical image of the objective optical system and a plurality of types of endoscopes for capturing at the solid-state imaging device, a video signal capable of displaying signal to the monitor from the solid- and a plurality of signal processing devices which, in combination with the electronic endoscope system connected used, the objective optical system of at least one of the endoscope has an optical phase modulation mask, the optical phase modulation mask, changes in the optical transfer function in accordance with the object distance, is arranged to act so as to be smaller than the objective optical system which does not have the optical phase modulation mask, the signal processing device is changed by the optical phase modulation mask and to optical transfer function, the electronic endoscope system further comprising a restoration processing means for performing a plurality of optical transfer function restoring process in accordance with the object distance.
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