JP2005296454A - Electronic endoscope and light source device for electronic endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子内視鏡に関し、とくにロータリーシャッタとシャッタを併用した電子内視鏡用光源装置に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope, and more particularly to a light source device for an electronic endoscope using both a rotary shutter and a shutter.
従来の電子内視鏡においては、適切な調光を行うために、例えば特開昭62−69222号公報に開示された内視鏡記録装置が提案されていた。この装置は、内視鏡用光源の照射光軸との軸間距離を変更可能な回転軸を備えるロータリーシャッタを有している。このロータリーシャッタは回転したときに半径方向各部位において周速差を生じるような形状となっており、軸間距離を変更することにより周速差を利用して調光を行うものである。 In a conventional electronic endoscope, an endoscope recording apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-69222 has been proposed in order to perform appropriate light control. This apparatus has a rotary shutter having a rotation shaft capable of changing an inter-axis distance from an irradiation optical axis of an endoscope light source. This rotary shutter has a shape that produces a circumferential speed difference at each position in the radial direction when it rotates, and performs light control using the circumferential speed difference by changing the inter-axis distance.
一方、静止画を取り入れる電子内視鏡として、特公平7−85132号公報に開示されたものがあった。この電子内視鏡は、円形の回転遮蔽板を備え、回転遮蔽板上に固体撮像素子におけるフィールド間の光不感時間よりも若干遮蔽時間が大きくなるような狭角部を介して光源からの連続光をパルス状に通過させる第1及び第2の露光開口部が設けられ、回転遮蔽板を連続回転させて光源から発せられた連続光より、第1のフィールド期間の終端部分及び第2のフィールド期間の始端部分にて被写体に照射される光パルスを生成するロータリーシャッタを有している。 On the other hand, there has been an electronic endoscope for taking a still image disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-85132. This electronic endoscope is provided with a circular rotation shielding plate, and a continuous light from a light source is provided on the rotation shielding plate through a narrow angle portion where the shielding time is slightly longer than the light dead time between fields in the solid-state imaging device. First and second exposure apertures that allow light to pass in the form of pulses are provided, and the end portion of the first field period and the second field are obtained from continuous light emitted from the light source by continuously rotating the rotary shielding plate. A rotary shutter is provided that generates a light pulse that is applied to the subject at the beginning of the period.
また、照明光を所定期間だけ遮光する光源装置を用いた電子内視鏡として、例えば特許第3370871号公報に開示されるものがあった。この電子内視鏡では、ロータリーシャッタを駆動するモータを回転及び停止制御して所定の遮光期間を介して照明光を出力する回転モードと、照明光を遮光することなく出射する停止モードを備えている。このため、遮光期間を要しない上下の画素データを加算しながら読み出す方式と、遮光期間を要する全画素を読み出す方式との両方式に対応することができる。
上述の特開昭62−69222号公報記載の装置では、調光は可能であるものの、全画素を読み出して静止画を取り入れることはできなかった。また、特公平7−85132号公報記載の電子内視鏡では、第1フィールドと第2フィールドをフレームに合成すると、画像にブレが生じやすかった。さらに、特許第3370871号公報記載の電子内視鏡では、ロータリーシャッタが照明光からの熱により劣化するおそれがあった。 In the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-69222 described above, although dimming is possible, it has been impossible to read out all pixels and incorporate a still image. Also, in the electronic endoscope described in Japanese Patent Publication No. 7-85132, when the first field and the second field are combined into a frame, the image is likely to be blurred. Furthermore, in the electronic endoscope described in Japanese Patent No. 3370871, the rotary shutter may be deteriorated by heat from illumination light.
上記課題を解決するために、本発明の電子内視鏡用光源装置においては、光源と、回転軸が光源の光軸と平行に配置され、回転軸を中心に回転することにより、光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、光源とライトガイドとの間において、中心軸が光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、シャッタの動作を制御するコントローラと、を備え、開口部から照明光が出射している発光期間において、コントローラの制御によりシャッタを全閉とすることによりライトガイドに照明光が入射しない遮光期間を延長することを特徴としている。 In order to solve the above problems, in the light source device for an electronic endoscope of the present invention, the light source and the rotation axis are arranged in parallel with the optical axis of the light source, and the light enters the light source by rotating around the rotation axis. Between the light source and the light guide, with the rotary shutter that blocks the illuminated light by the light shielding part or exits from the opening toward the light guide, and the central axis is aligned with the optical axis of the light source, and is fully open Includes a shutter that allows incident light to pass and blocks the progression of incident light in the fully closed state, and a controller that controls the operation of the shutter, and is controlled by the controller during a light emission period in which illumination light is emitted from the opening. It is characterized by extending the light shielding period in which illumination light does not enter the light guide by fully closing the shutter.
本発明の電子内視鏡においては、操作部と、操作部から延び、観察対象内部に挿入される挿入部と、操作部及び挿入部に内挿され、その先端が挿入部先端まで延びるライトガイドと、ライトガイドに照明光を入射する光源装置と、を有し、光源装置は、光源と、回転軸が光源の光軸と平行に配置され、回転軸を中心に回転することにより、光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、光源とライトガイドとの間において、中心軸が光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、シャッタの動作を制御するコントローラと、を備え、開口部から照明光が出射している発光期間において、コントローラの制御によりシャッタを全閉とすることによりライトガイドに照明光が入射しない遮光期間を延長することを特徴としている。 In the electronic endoscope of the present invention, an operation unit, an insertion unit extending from the operation unit and inserted into the observation target, a light guide inserted into the operation unit and the insertion unit, and a distal end thereof extending to the distal end of the insertion unit And a light source device that makes illumination light incident on the light guide. The light source device has a light source and a rotation axis arranged in parallel to the optical axis of the light source, and rotates from the light source by rotating about the rotation axis. Between the light source and the light guide, the central axis is aligned with the optical axis of the light source between the rotary shutter that blocks the incident illumination light by the light shielding part or exits from the opening to the light guide, and is fully opened. A shutter that blocks incident light in a fully closed state and a controller that controls the operation of the shutter, and a controller that controls the operation of the shutter during a light emission period in which illumination light is emitted from the opening. Illumination light to the light guide by the shutter fully closed is characterized by extending the light-shielding period without incident by the control of la.
上記電子内視鏡又は電子内視鏡用光源装置においては、光源の光軸と回転軸との軸間距離を変更する軸間距離変更手段を備え、遮光部は中心角が240度の円弧形状を備え、開口部は光源からロータリーシャッタへ入射する光束の直径に対応させて周方向において開口率を変化させた形状であり、軸間距離変更手段によって、光源からロータリーシャッタへ入射する光束の直径の分を単位として、軸間距離を変更することにより出射光量を変更することが好ましい。 The electronic endoscope or the electronic endoscope light source device includes an inter-axis distance changing unit that changes an inter-axis distance between the optical axis of the light source and the rotation axis, and the light shielding portion has an arc shape with a central angle of 240 degrees. The aperture has a shape in which the aperture ratio is changed in the circumferential direction corresponding to the diameter of the light beam incident on the rotary shutter from the light source, and the diameter of the light beam incident on the rotary shutter from the light source by the inter-axis distance changing means. It is preferable to change the amount of emitted light by changing the inter-axis distance in units of.
本発明の電子内視鏡においては、操作部と、操作部から延び、観察対象内部に挿入される挿入部と、操作部及び挿入部に内挿され、その先端が挿入部先端まで延びているライトガイドと、ライトガイドに照明光を入射する光源装置と、光源装置により照明された観察部位の画像を電荷として取得する撮像手段と、撮影手段により取得された電荷を画像データとして蓄積する画像データ蓄積手段と、画像データ蓄積手段に蓄積された画像データをフレーム画像に展開する画像処理装置と、画像処理装置により展開されたフレーム画像を表示する表示装置と、を有し、光源装置は、光源と、回転軸が光源の光軸と平行に配置され、回転軸を中心に回転することにより、光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、光源とライトガイドとの間において、中心軸が光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、シャッタ及び撮像手段の動作を制御するコントローラと、を備え、撮像手段は、コントローラの制御により、インターレース駆動またはプログレッシブ駆動のいずれかで駆動され、撮像手段がインターレース駆動されているときは、開口部から照明光が出射される発光期間ごとに、撮像手段において観察部位の画像を電荷として1フィールド分取得し、発光期間に続いて遮光部により光源からの照明光が遮断される遮光期間中に、撮像手段に蓄積された電荷のうち上下に隣接する画素データを加算して画像データ蓄積手段に転送蓄積し、撮像手段がプログレッシブ駆動されているときは、開口部から照明光が出射される発光期間に撮像手段において観察部位の画像を電荷として2フィールド分取得し、発光期間に続いて遮光部により光源からの照明光が遮断される遮光期間、シャッタにより照明光が遮断される次の発光期間、この発光期間に続く遮光期間、及びこれに続く発光期間を通じて、撮像手段に蓄積された電荷を画像データ蓄積手段に転送蓄積することを特徴としている。 In the electronic endoscope of the present invention, the operation unit, the insertion unit extending from the operation unit and inserted into the observation target, the operation unit and the insertion unit are inserted, and the distal end thereof extends to the distal end of the insertion unit. A light guide; a light source device that makes illumination light incident on the light guide; an imaging unit that acquires an image of an observation site illuminated by the light source device as charges; and image data that accumulates the charges acquired by the imaging unit as image data A storage unit; an image processing device that develops image data stored in the image data storage unit into a frame image; and a display device that displays the frame image developed by the image processing device. The rotation axis is arranged in parallel with the optical axis of the light source, and the illumination light incident from the light source is blocked by the light shielding part or rotated from the opening by rotating around the rotation axis. It is arranged between the rotary shutter that emits toward the light source, and the light source and the light guide so that the central axis coincides with the optical axis of the light source. A shutter for blocking and a controller for controlling the operation of the shutter and the image pickup means, and the image pickup means is driven by either interlace driving or progressive drive under the control of the controller, and when the image pickup means is interlace driven. In each light emission period in which the illumination light is emitted from the opening, the imaging unit acquires an image of the observation site for one field as a charge, and the light shielding period is followed by the light shielding part in which the illumination light from the light source is blocked by the light shielding part. The pixel data adjacent to the top and bottom of the charge stored in the image pickup means is added to the image data storage means and transferred to the image data storage means. When the image pickup means is progressively driven, the image pickup means acquires two fields of images of the observation site as electric charges in the light emission period in which illumination light is emitted from the opening, and the light shielding section follows the light emission period from the light source. The charge accumulated in the imaging means is stored in the image data through the light blocking period in which the illumination light is blocked, the next light emission period in which the illumination light is blocked by the shutter, the light blocking period following the light emission period, and the light emission period subsequent thereto. It is characterized by being transferred and accumulated in the means.
本発明によると、簡便な構成によって、容易に調光することができ、かつ、全画素を読み出して画像ブレが少なく高画質の画像をフレーム合成することのできる電子内視鏡及び電子内視鏡用光源装置を提供することができる。 According to the present invention, an electronic endoscope and an electronic endoscope that can be easily dimmed with a simple configuration and that can read out all pixels and synthesize a frame of a high-quality image with less image blurring. A light source device can be provided.
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る電子内視鏡1は、操作者が把持する操作部11、この操作部11から外方に延出する細長で可撓性を有する挿入部12、挿入部12先端から外部に照明光を出射するライトガイド20、接続連結管13を介して操作部11に連結された光源装置30を有する。ライトガイド20は挿入部12、操作部11及び接続連結管13内に挿通されて光源装置30へ接続されている。光源装置30内にはランプ(光源)31が配置されており、この光源装置30が出射した照明光がライトガイド20内を通って挿入部12先端から外部へ出射される。照明光による観察部位からの反射光は、挿入部12先端に配置された対物光学系15から挿入部12内に入射してCCD(固体撮像素子)16に電荷として蓄積される。ここで、対物光学系15とCCD16とで撮像手段を構成し、CCD16は、1フレームを奇数フィールドと偶数フィールドの二つに分けて扱うインターレース駆動、及び1フレームを一度に扱うプログレッシブ駆動を選択できる撮像素子である。このCCD16の全画素データは、奇数フィールドと偶数フィールドに分けてレジスタ(画像データ蓄積手段)17に転送されて、これに接続された画像処理装置18で1フレームに展開され、表示装置19に映し出される(図2)。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
光源装置30は、ランプ31のほか、ランプ31の光軸31aと平行な回転軸40aを備え、ランプ31から出射した照明光の調光及び遮光が可能なロータリーシャッタ40と、ロータリーシャッタ40の回転軸40aとランプ31の光軸31aとの軸間距離Xを可変とするリニアアクチュエータ(軸間距離変更手段)33と、ランプ31から出射した光を集光してライトガイド20内へ入射する集光レンズ34と、中心軸が光軸31a上に配置された状態で集光レンズ34とロータリーシャッタ40との間に配置されたシャッタ36と、を有する。
In addition to the
リニアアクチュエータ33は、光軸31aと垂直に延びる基部33aと、この基部33aの延びる方向(図1の矢印の方向)に摺動可能(相対移動可能)とされたモータ33bからなる。基部33aのモータ33bに対する相対移動は、挿入部12の先端に配置された輝度センサ21によって検知された観察部位及びその周辺の輝度情報に応じて、輝度センサ21に接続されたコントローラ35によって自動的に制御される(図2)。このモータ33bの回転軸33cは、回転軸40aと一致するように、ロータリーシャッタ40の中心孔部41内に挿入固定されている。この構成により、モータ33bを駆動することによりロータリーシャッタ40は回転し、モータ33bを基部33a上で摺動させることにより光軸31aと回転軸40aとの軸間距離Xを変更することができる。シャッタ36は、既存の構成のシャッタからなり、コントローラ35から入力される駆動信号によって、全開または全閉の2つの状態のいずれかをとることができる。全開の状態では入射光をすべて通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮る。なお、シャッタ36は、集光レンズ34とロータリーシャッタ40との間ではなく、ロータリーシャッタ40とランプ31との間に配置することもできる。
The
つづいて、図3を参照しつつロータリーシャッタ40の構成について説明する。ロータリーシャッタ40は、成形により形成される樹脂製の半径R40の円板のうち中心角240°の円弧部分にあたる遮光部42と、この円板の残りの円弧部分を所定形状にせしめた開口部43と、からなる。開口部43は、回転軸40aを中心としてロータリーシャッタ40を回転させたときに回転軸40aからの距離に応じて所定の開口率となるような形状とされている。ここで半径R40はランプ31からロータリーシャッタ40に入射する照明光の光束31bの直径D31の5倍となっている。なお、半径R40は直径D31の2倍以上であれば何倍(整数倍)であってもよい。
Next, the configuration of the
ここで、開口部43の形状について説明する。開口部43は、回転軸40aを通り遮光部42を2等分する直線Aに関して互いに線対称な第一開口部43aと第二開口部43bからなる。第二開口部43bは第一開口部43aを直線Aに関して反転したものであるため、以下の説明では第一開口部43aのみについて説明する。
Here, the shape of the
第一開口部43aは五つの曲線を組み合わせて構成されている。一つ目の曲線43a1は、回転軸40aを中心とし半径が「半径R40−直径D31」の仮想円45a上の曲線であって、回転軸40aを通り直線Aに対して120度をなす直線Bから始まり、直線Bから回転軸40aを中心として反時計回りに直線Aに向かって30度の位置の終点43a12まで続くものである。二つ目の曲線43a2は、曲線43a1の終点43a12を始点として、回転軸40aを中心とし半径が「半径R40−2×直径D31」の仮想円45bと直線Aから回転軸40aを中心として時計回りに直線Bへ15度(60/4度)回転した直線Cとの交点を終点43a22としている。三つ目の曲線43a3は、曲線43a2の終点43a22を始点として、回転軸40aを中心とし半径が「半径R40−3×直径D31」の仮想円45cと直線Aから回転軸40aを中心として時計回りに直線Bへ操作部7.5度(60/8度)回転した直線Dとの交点を終点43a32としている。四つ目の曲線43a4は、曲線43a3の終点43a32を始点として、回転軸40aを中心とし半径が「半径R40−4×直径D31」の仮想円45cと直線Aから回転軸40aを中心として時計回りに直線Bへ3.75度(60/16度)回転した直線Eとの交点を終点43a42としている。五つ目の曲線43a5は、曲線43a4の終点43a42を始点として、回転軸40aを終点としている。
The first opening 43a is configured by combining five curves. The first curve 43a1 is a curve on an
以上の構成のロータリーシャッタ40は、中心孔部41内に回転軸33cを挿通し互いに接着固定して使用される。ロータリーシャッタ40は、遮光部42又は開口部43に対して照射された光を遮光することができる。このため、モータ33bを基部33aに対して相対移動させて光軸31aに対する開口部43の位置を変更することによって、ロータリーシャッタ40から集光レンズ34へ出射する照明光の光量を所望量に設定することができる。すなわち、開口部43の形状を利用すると、光軸31aに対するロータリーシャッタ40の位置を変更することにより開口率を変化させて調光することができる。
The
ロータリーシャッタ40の機能は、具体的には以下のようにして発現させることができる。まず、直線Aをモータ33bの移動方向(図1の矢印方向)に一致させるようにロータリーシャッタ40を配置する。この状態でモータ33bを基部33aに対して5段階に相対移動させて、光軸31aと開口部43との相対位置を変更することができる。すなわち、光軸31aを中心とする光束31bを、ロータリーシャッタ40の外周46と仮想円45aの両方に接する最も外側の位置47a、仮想円45aと仮想円45bの両方に接する位置47b、仮想円45bと仮想円45cの両方に接する位置47c、仮想円45cと仮想円45dの両方に接する位置47d、及び、仮想円45dと回転軸40aの両方に接する最も内側の位置47eのいずれかに配置することができる。別言すれば、光軸31aと回転軸40aとの軸間距離Xは、光源31からロータリーシャッタ40へ入射する光束31bの直径の分を単位として変更される。
Specifically, the function of the
光束31bを位置47aに配置したとき、ロータリーシャッタ40を回転させると、ランプ31からの出射光は遮光部42によって遮光されるが、開口部43によっては遮光されない。これに対して、光束31bを位置47bに配置したとき、ロータリーシャッタ40を回転させると、ランプ31からの出射光が遮光部42によって遮光されるのは同様だが、開口部43では第一開口部43aと第二開口部43bによって遮光され、第一開口部43aと第二開口部43bの間の区間では遮光されず、この区間では光束31bを位置47aに配置したときの半分の時間だけ照明光が出射する。さらに、光束31bを位置47c、位置47d、及び位置47eにそれぞれ配置すると、いずれの場合もランプ31からの出射光は遮光部42、第一開口部43a、及び第二開口部43bによって遮光され、位置47c、位置47d、位置47eの順に徐々に狭くなる第一開口部43aと第二開口部43bの間の区間では遮光されずに集光レンズ34側へ照明光が出射される。この出射の時間は、それぞれ、光束31bを位置47aに配置したときの1/4、1/8、1/16の時間となっている。このような構成により、観察部位の輝度が低い場合は、光束31bを位置47aに配置することにより照明光の光量を増加させることができる。よって、観察部位の輝度が高くなるほど光束31bを位置47b、位置47c、位置47d及び位置47eの順に移動させて照明光の光量を減少させることができるため、常に適切な光量の照明光により観察を行うことができる。
When the
次に、図4を参照しつつ、観察部位の実際の撮影表示動作について説明する。観察に先立って、挿入部12を観察対象たる患者体内へ挿入し、その先端を観察部位へ向ける。この状態でスタートボタン(不図示)を押すと、シャッタ36は全開状態とされてランプ31から照明光が出射され、ライトガイド20を介して観察部位が照明され、観察部位の様子が表示装置に映し出される。このとき、輝度センサ21により観察部位の輝度が検知されており、輝度が低ければ開口率の高い位置47a(図3)又はこれに近い位置に光束31bが配置されるように、輝度が高ければ開口率の低い位置47e又はこれに近い位置に光束31bが配置されるように、コントローラ35により回転軸33cがモータ33bに対して自動的に相対移動する。
Next, an actual imaging display operation of the observation site will be described with reference to FIG. Prior to the observation, the
図4(a)〜(e)は、観察部位の輝度が一定である場合のロータリーシャッタ40の開口量(図4(a))、ランプ31に印加される電流量(図4(b))、シャッタ36の動作状態(図4(c))、CCD16への蓄積電荷量(図4(d))、及びレジスタ17への転送モード(図4(e))をそれぞれ示しているが、観察部位の輝度が一定でない場合においてもタイミングに違いはない。 4A to 4E show the opening amount of the rotary shutter 40 (FIG. 4A) and the amount of current applied to the lamp 31 (FIG. 4B) when the luminance of the observation site is constant. The operating state of the shutter 36 (FIG. 4C), the amount of charge stored in the CCD 16 (FIG. 4D), and the transfer mode to the register 17 (FIG. 4E) are shown. There is no difference in timing even when the luminance of the part is not constant.
本実施形態では、ロータリーシャッタ40は1/30秒で1回転し、1回転のうち1/90秒間は開口部43からの発光が行われ(発光期間)、続く1/45秒間は遮光部42によってランプ31からの照明光は遮光される(遮光期間)(図4(a))。ランプ31は、コントローラ35から入力される駆動信号にしたがって、ロータリーシャッタ40の動作により定まる発光期間に同期して光量が大きくなる(光量レベルH)。一方、遮光期間のランプ31の光量は、発光期間の光量より小さくされている(光量レベルL)(図4(b))。こうして、発光と遮光が1/30秒ごとに繰り返される。以下に述べるようにキャプチャボタン22が押されない限りCCD16はインターレース駆動で動作しており、発光による観察部位からの反射光は、1/30秒周期でやってくる1/90秒間の発光タイミングに合わせて、奇数フィールド(本実施形態ではシアン、イエローのデータに対応)及び偶数フィールド(マゼンタ、グリーンのデータに対応)の一方が交互にCCD16に電荷として蓄積される(図4(c))。
In the present embodiment, the
CCD16に蓄積された電荷は、上下に隣接する画素データが加算されてレジスタ17に転送される(図4(d))。このデータ転送は、ランプ31からの照明光が遮光されたことが輝度センサ21により検知され、これに基づいてコントローラ35からレジスタ17へ転送開始を指示する信号が出力されることにより開始する。
The charges accumulated in the
以上のような奇数フィールド及び偶数フィールドのデータのCCD16への蓄積、レジスタ17への転送は、開口部43からの発光又は遮光部42による遮光に合わせて、順次繰り返される。2回の発光で得られる奇数フィールド及び偶数フィールドの画素データのレジスタ17への転送が終了すると、このデータはただちに画像処理装置18に読み出されて1フレームに展開され、表示装置19に表示される。
The accumulation of the odd-numbered field and even-numbered field data in the
本実施形態の電子内視鏡1では、その使用者がコントローラ35に接続されたキャプチャボタン22(図2参照)を操作すると(図4(f))、コントローラ35からの制御信号によりCCD16はプログレッシブ駆動に切り替わって、次の発光期間中に1フレーム分の画像データを蓄積する。CCD16に蓄積された全画素データは、次の遮光期間の開始に同期して、奇数フィールド、偶数フィールドの順に、上下に隣接する画素データを加算することなく、レジスタ17への転送が開始される。
In the
一方、キャプチャボタン22が操作されると、コントローラ35からの制御信号により、次の遮光期間の開始と同期して、それまで全開状態であったシャッタ36は閉じられる。図4(e)に示すように、シャッタ36は、完全に閉止するまで1/45秒を要し、1/90秒間の閉止期間の後に、1/45秒かけて全開状態にもどる。このようにシャッタ36を動作させると、図4(c)に示すように、ロータリーシャッタ40の動作にかかわらず、キャプチャボタン22の操作後2度目の発光期間の間も遮光することができる。これにより、キャプチャボタン22の操作後最初の発光期間の後に1/18秒間CCD16への発光が遮られ、この間及び次の発光期間を合わせた1/15秒間に全画素データを奇数フィールド、偶数フィールドの順に続けて転送する時間を確保することができる(図4(d))。転送が終了すると、全画素データはただちに画像処理装置18に読み出されて1フレームに展開され、表示装置19に表示される。このように全画素データを用いて1フレームを合成するため高画質の画像を表示することができる。
On the other hand, when the
キャプチャボタン22の操作の後、転送まで終了すると、CCD16は、自動的にインターレース駆動にもどる。その後は、キャプチャボタン22が操作されない限り、発光による観察部位からの反射光は、ロータリーシャッタ40の動作により1/30秒周期の1/90秒間の発光タイミングに合わせて、奇数フィールド及び偶数フィールドの一方が交互にCCD16に電荷として蓄積される。再びキャプチャボタン22が操作されると、CCD16はプログレッシブ駆動に切り替わり、上述のようにシャッタ36が閉じられて、全画素データが転送される。
After the operation of the
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.
1 電子内視鏡
15 対物光学系(撮像手段)
16 CCD(撮像手段)
17 レジスタ(画像データ蓄積手段)
18 画像処理装置
19 表示装置
20 ライトガイド
30 光源装置
31 ランプ(光源)
31a 光軸
33 リニアアクチュエータ(軸間距離変更手段)
36 シャッタ
40 ロータリーシャッタ
40a 回転軸
42 遮光部
43 開口部
X 軸間距離
1
16 CCD (imaging means)
17 register (image data storage means)
18
36
Claims (5)
回転軸が前記光源の光軸と平行に配置され、前記回転軸を中心に回転することにより、前記光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、
前記光源と前記ライトガイドとの間において、中心軸が前記光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、
前記シャッタの動作を制御するコントローラと、
を備え、
前記開口部から照明光が出射している発光期間において、前記コントローラの制御により前記シャッタを全閉とすることにより前記ライトガイドに照明光が入射しない遮光期間を延長することを特徴とする電子内視鏡用光源装置。 A light source;
A rotary shaft whose rotation axis is arranged in parallel with the optical axis of the light source and rotates around the rotation axis so that the illumination light incident from the light source is blocked by the light blocking portion or emitted from the opening toward the light guide A shutter;
Between the light source and the light guide, a shutter is disposed so that a central axis coincides with an optical axis of the light source, allows incident light to pass in a fully open state, and blocks the progress of incident light in a fully closed state;
A controller for controlling the operation of the shutter;
With
In a light emission period in which illumination light is emitted from the opening, the light shielding period in which illumination light is not incident on the light guide is extended by fully closing the shutter under the control of the controller. Endoscopic light source device.
前記操作部から延び、観察対象内部に挿入される挿入部と、
前記操作部及び前記挿入部に内挿され、その先端が前記挿入部先端まで延びるライトガイドと、
前記ライトガイドに照明光を入射する光源装置と、
を有し、
前記光源装置は、光源と、回転軸が前記光源の光軸と平行に配置され、前記回転軸を中心に回転することにより、前記光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、前記光源と前記ライトガイドとの間において、中心軸が前記光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、前記シャッタの動作を制御するコントローラと、を備え、前記開口部から照明光が出射している発光期間において、前記コントローラの制御により前記シャッタを全閉とすることにより前記ライトガイドに照明光が入射しない遮光期間を延長することを特徴とする電子内視鏡。 An operation unit;
An insertion portion extending from the operation portion and inserted into the observation target;
A light guide that is inserted into the operation portion and the insertion portion, and whose tip extends to the tip of the insertion portion;
A light source device that makes illumination light incident on the light guide;
Have
The light source device has a light source and a rotation axis arranged in parallel with the optical axis of the light source, and rotates around the rotation axis to block illumination light incident from the light source by a light shielding portion or from an opening portion. Between the rotary shutter that emits light toward the light guide, and between the light source and the light guide, the central axis is arranged so as to coincide with the optical axis of the light source. Includes a shutter that blocks the progress of incident light and a controller that controls the operation of the shutter, and the shutter is fully closed under the control of the controller during a light emission period in which illumination light is emitted from the opening. Accordingly, the electronic endoscope is characterized by extending a light shielding period in which illumination light does not enter the light guide.
前記操作部から延び、観察対象内部に挿入される挿入部と、
前記操作部及び前記挿入部に内挿され、その先端が前記挿入部先端まで延びているライトガイドと、
前記ライトガイドに照明光を入射する光源装置と、
前記光源装置により照明された観察部位の画像を電荷として取得する撮像手段と、
前記撮影手段により取得された電荷を画像データとして蓄積する画像データ蓄積手段と、
前記画像データ蓄積手段に蓄積された画像データをフレーム画像に展開する画像処理装置と、
前記画像処理装置により展開されたフレーム画像を表示する表示装置と、
を有し、
前記光源装置は、光源と、回転軸が前記光源の光軸と平行に配置され、前記回転軸を中心に回転することにより、前記光源から入射した照明光を遮光部により遮る、または開口部からライトガイドへ向けて出射するロータリーシャッタと、前記光源と前記ライトガイドとの間において、中心軸が前記光源の光軸と一致するように配置され、全開状態では入射光を通過させ、全閉状態では入射光の進行を遮るシャッタと、前記シャッタ及び前記撮像手段の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記撮像手段は、前記コントローラの制御により、インターレース駆動またはプログレッシブ駆動のいずれかで駆動され、
前記撮像手段がインターレース駆動されているときは、前記開口部から照明光が出射される発光期間ごとに、前記撮像手段において前記観察部位の画像を電荷として1フィールド分取得し、前記発光期間に続いて前記遮光部により前記光源からの照明光が遮断される遮光期間中に、前記撮像手段に蓄積された電荷のうち上下に隣接する画素データを加算して前記画像データ蓄積手段に転送蓄積し、
前記撮像手段がプログレッシブ駆動されているときは、前記開口部から照明光が出射される発光期間に前記撮像手段において前記観察部位の画像を電荷として2フィールド分取得し、前記発光期間に続いて前記遮光部により前記光源からの照明光が遮断される遮光期間、前記シャッタにより照明光が遮断される次の発光期間、この発光期間に続く遮光期間、及びこれに続く発光期間を通じて、前記撮像手段に蓄積された電荷を前記画像データ蓄積手段に転送蓄積することを特徴とする電子内視鏡。 An operation unit;
An insertion portion extending from the operation portion and inserted into the observation target;
A light guide that is inserted into the operation portion and the insertion portion, and whose tip extends to the tip of the insertion portion;
A light source device that makes illumination light incident on the light guide;
Imaging means for acquiring an image of an observation site illuminated by the light source device as a charge;
Image data storage means for storing the charge acquired by the photographing means as image data;
An image processing device that develops image data stored in the image data storage means into a frame image;
A display device for displaying a frame image developed by the image processing device;
Have
The light source device has a light source and a rotation axis arranged in parallel with the optical axis of the light source, and rotates around the rotation axis to block illumination light incident from the light source by a light shielding portion or from an opening portion. Between the rotary shutter that emits light toward the light guide, and between the light source and the light guide, the central axis is arranged so as to coincide with the optical axis of the light source. Then, a shutter that blocks the progress of incident light, and a controller that controls the operation of the shutter and the imaging means,
The imaging means is driven by either interlace driving or progressive driving under the control of the controller,
When the imaging unit is driven in an interlaced manner, for each emission period in which illumination light is emitted from the opening, the imaging unit acquires an image of the observation site for one field as an electric charge, and follows the emission period. During the light blocking period in which the illumination light from the light source is blocked by the light blocking unit, the pixel data adjacent to the top and bottom of the charge accumulated in the imaging unit is added and transferred and stored in the image data storage unit,
When the imaging unit is progressively driven, the imaging unit acquires an image of the observation site for two fields as a charge in the light emission period in which illumination light is emitted from the opening, and the light emission period follows the light emission period. Through the light shielding period in which the illumination light from the light source is blocked by the light shielding unit, the next light emission period in which the illumination light is blocked by the shutter, the light shielding period following the light emission period, and the light emission period following the light emission period, An electronic endoscope characterized in that the accumulated electric charge is transferred and accumulated in the image data accumulation means.
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