JP2011235021A - Electronic endoscope system - Google Patents

Electronic endoscope system Download PDF

Info

Publication number
JP2011235021A
JP2011235021A JP2010111188A JP2010111188A JP2011235021A JP 2011235021 A JP2011235021 A JP 2011235021A JP 2010111188 A JP2010111188 A JP 2010111188A JP 2010111188 A JP2010111188 A JP 2010111188A JP 2011235021 A JP2011235021 A JP 2011235021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pixel
reflected
amount
output signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010111188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Nishio
潤二 西尾
Katsuya Tannai
克哉 丹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP2010111188A priority Critical patent/JP2011235021A/en
Publication of JP2011235021A publication Critical patent/JP2011235021A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove reflected signal components from output signals of an imaging element.SOLUTION: The electronic endoscope system includes: an electronic endoscope which has the imaging element; a transmission cable which transmits output signals from the imaging element; a resistor which is connected with a base end of the transmission cable; and a signal processing circuit which processes the output signals transmitted by the transmission cable and generates observation images. The signal processing circuit is connected with the transmission cable and the resistor. When white balance is adjusted, from output signals from a first pixel within an effective pixel region and output signals from a second pixel within an optical black pixel region which are output subsequently to the output signals from the first pixel, the signal processing circuit calculates the signal quantity of reflected signals by the output signals from the first pixel included in the output signals from the second pixel. When observation images are shot, it removes reflected signals included in the output signals from the pixels of the imaging element on the basis of the signal quantity of the reflected signals.

Description

本発明は、撮像素子からの出力信号を伝送ケーブルを介してビデオプロセッサに伝搬する際に発生する反射信号成分を除去するための電子内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an electronic endoscope system for removing a reflected signal component generated when an output signal from an image sensor is propagated to a video processor via a transmission cable.

従来より、患者の体腔内に細径で長尺の挿入部を挿入することにより、対象部位を観察及び撮像を行うことができる電子内視鏡システムが広く用いられている。電子内視鏡の挿入部先端には撮像素子(CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなど)が設けられており、撮像素子により光電変換されて出力される画素信号が、信号伝送手段として同軸ケーブルなどの伝送ケーブルを用いて、電子内視鏡と接続されるビデオプロセッサに伝送される。   2. Description of the Related Art Conventionally, electronic endoscope systems capable of observing and imaging a target site by inserting a long and narrow insertion portion into a patient's body cavity have been widely used. An image pickup device (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) is provided at the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope, and a pixel signal photoelectrically converted by the image pickup device is output as a signal transmission means such as a coaxial cable. The data is transmitted to a video processor connected to the electronic endoscope using a transmission cable.

そのような電子内視鏡システムの一例が、特許文献1に開示されている。ここで図6を参照しながら従来の電子内視鏡システムについて説明する。図6は、従来の電子内視鏡システム100における電子内視鏡101の撮像素子103からの出力信号の伝送系を示す図である。撮像素子103からの出力信号は、エミッタフォロワのトランジスタ105に送られる。トランジスタ105はエミッタ抵抗107と共にバッファアンプを構成し、トランジスタ105のベースが撮像素子103の信号出力端に、コレクタが電源電圧104にそれぞれ接続されている。トランジスタ105は出力信号を出力抵抗106を経由して伝送ケーブル108に送る。伝送ケーブル108は、電子内視鏡101の挿入部先端からビデオプロセッサ102まで延在している。伝送ケーブル108によって伝送された出力信号は、コンデンサ109に送られる。コンデンサ109は、終端抵抗110と共にアナログ信号処理回路を構成し、出力信号はアナログ信号処理回路からビデオプロセッサ102内の前段信号処理回路(図示せず)に送られ、出力信号に対して種々の画像処理が施される。   An example of such an electronic endoscope system is disclosed in Patent Document 1. Here, a conventional electronic endoscope system will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a transmission system of an output signal from the image sensor 103 of the electronic endoscope 101 in the conventional electronic endoscope system 100. An output signal from the image sensor 103 is sent to the transistor 105 of the emitter follower. The transistor 105 forms a buffer amplifier together with the emitter resistor 107, and the base of the transistor 105 is connected to the signal output terminal of the image sensor 103 and the collector is connected to the power supply voltage 104. The transistor 105 sends the output signal to the transmission cable 108 via the output resistor 106. The transmission cable 108 extends from the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope 101 to the video processor 102. The output signal transmitted by the transmission cable 108 is sent to the capacitor 109. The capacitor 109 constitutes an analog signal processing circuit together with the termination resistor 110, and an output signal is sent from the analog signal processing circuit to a preceding signal processing circuit (not shown) in the video processor 102, and various images are output to the output signal. Processing is performed.

ここで、出力抵抗106及び終端抵抗110の抵抗値、伝送ケーブル108の特性インピーダンスを、それぞれR,R,Zとすると、条件R=Z=Rが成立する場合は、インピーダンス整合が取れており、アナログ信号処理回路側において出力信号の信号反射は発生しない。しかし、この条件が成立しない場合、伝送ケーブル108の特性インピーダンスにばらつきがあることなどが原因となって、撮像素子103から出力される信号に、伝送ケーブル内において生じる反射による反射信号成分が混入する。撮像素子は、観察対象からの光を受光する有効画素領域と、暗電流補正用のオプティカルブラック(OB)画素領域とを有する。撮像素子の有効画素領域の画素からオプティカルブラック画素領域の画素へ移行する箇所の信号出力に注目すると、一定の強度の照明光を用いて撮像している場合、インピーダンス整合が取れていれば、図4(a)に示すように、有効画素領域の画素出力として観察画像のデータ出力が得られ、オプティカルブラック画素領域の画素出力として黒レベルのデータ出力が得られる。 Here, assuming that the resistance values of the output resistor 106 and the terminating resistor 110 and the characteristic impedance of the transmission cable 108 are R 1 , R 2 , and Z 0 , respectively, if the condition R 1 = Z 0 = R 2 is satisfied, the impedance Matching is achieved, and signal reflection of the output signal does not occur on the analog signal processing circuit side. However, when this condition is not satisfied, a reflected signal component due to reflection generated in the transmission cable is mixed in the signal output from the image sensor 103 due to variations in the characteristic impedance of the transmission cable 108 or the like. . The imaging device has an effective pixel region that receives light from the observation target and an optical black (OB) pixel region for dark current correction. Paying attention to the signal output at the transition point from the pixel of the effective pixel area of the image sensor to the pixel of the optical black pixel area, if the image is captured using illumination light of a certain intensity, if the impedance is matched, As shown in FIG. 4A, the observation image data output is obtained as the pixel output of the effective pixel region, and the black level data output is obtained as the pixel output of the optical black pixel region.

特開2001−45071号公報JP 2001-45071 A

しかし、上記のような従来の電子内視鏡システムでは、インピーダンス整合を達成するために伝送ケーブルの両端側に抵抗を設けているため、出力信号の信号強度が低下する可能性がある。また、電子内視鏡は、患者の体腔内に挿入して使用するため、電子内視鏡には、患者の負担を軽減するためのより一層の細径化が望まれる。そして、電子内視鏡を細径化するために、挿入部先端の省スペース化により出力抵抗を配置できない場合もある。さらに、電子内視鏡における伝送ケーブルは、電子内視鏡の先端部に設けられた撮像素子の出力信号をビデオプロセッサとの接続部である基部まで伝送する長尺のケーブルである。従って、伝送ケーブル内において特性インピーダンスにばらつきが生じる可能性がある。この特性インピーダンスのばらつきは、出力信号の反射損失に影響を及ぼす。そして、出力抵抗や終端抵抗が有する一定の抵抗値では、特性インピーダンスのばらつきによって発生する反射信号の影響を解消することができない。   However, in the conventional electronic endoscope system as described above, since resistance is provided at both ends of the transmission cable in order to achieve impedance matching, the signal strength of the output signal may be reduced. Further, since the electronic endoscope is used by being inserted into the body cavity of the patient, it is desired that the electronic endoscope be further reduced in diameter in order to reduce the burden on the patient. In order to reduce the diameter of the electronic endoscope, the output resistor may not be arranged due to space saving at the distal end of the insertion portion. Furthermore, a transmission cable in an electronic endoscope is a long cable that transmits an output signal of an image sensor provided at a distal end portion of the electronic endoscope to a base portion that is a connection portion with a video processor. Therefore, the characteristic impedance may vary within the transmission cable. This variation in characteristic impedance affects the reflection loss of the output signal. In addition, with a certain resistance value of the output resistance or the termination resistance, it is impossible to eliminate the influence of the reflected signal generated by the variation in characteristic impedance.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、電子内視鏡の回路構成を簡素化しつつ、撮像素子からの出力信号の信号強度を低下させることなく該出力信号から反射信号成分を除去することが可能な電子内視鏡システムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to simplify the circuit configuration of an electronic endoscope and to remove a reflected signal component from the output signal without reducing the signal intensity of the output signal from the image sensor. Is to provide a system.

本発明の一実施形態における電子内視鏡システムは、有効画素領域とオプティカルブラック画素領域とを有する撮像素子を有する電子内視鏡と、撮像素子からの出力信号を伝送する伝送ケーブルと、伝送ケーブルにより伝送された出力信号を処理して観察画像を生成する信号処理回路とを有する電子内視鏡システムであって、信号処理回路は、ホワイトバランス調整時に、有効画素領域内の第1の画素からの出力信号と、第1の画素からの出力信号に続いて出力されるオプティカルブラック画素領域内の第2の画素からの出力信号とから、第2の画素からの出力信号に含まれる、第1の画素からの出力信号による伝送ケーブル内で生じる反射信号の信号量を算出し、観察画像の撮像時に、反射信号の信号量に基づいて、撮像素子の各画素からの出力信号に含まれる反射信号を除去する。   An electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention includes an electronic endoscope having an imaging device having an effective pixel region and an optical black pixel region, a transmission cable for transmitting an output signal from the imaging device, and a transmission cable. And a signal processing circuit that generates an observation image by processing the output signal transmitted by the signal processing circuit, wherein the signal processing circuit starts from the first pixel in the effective pixel region during white balance adjustment. The output signal from the second pixel is included in the output signal from the second pixel from the output signal from the second pixel in the optical black pixel region that is output following the output signal from the first pixel. The signal amount of the reflected signal generated in the transmission cable by the output signal from the pixel is calculated from each pixel of the image sensor based on the signal amount of the reflected signal when the observation image is captured. Removing a reflected signal included in the output signal.

好ましくは、信号処理回路は、ホワイトバランス調整時に、第1の画素からの出力信号と、第2の画素からの出力信号に含まれる、第1の画素からの出力信号による反射信号の信号量とから、所定の係数を算出する反射係数演算回路と、所定の係数を記憶するメモリと、各画素からの出力信号に対して、前画素信号の信号量にメモリに記憶されている所定の係数を適用して算出される信号量を反射信号の信号量として注目画素信号から除去する処理を行う反射信号除去回路とを有する。   Preferably, at the time of white balance adjustment, the signal processing circuit includes a signal amount of a reflection signal based on an output signal from the first pixel and an output signal from the first pixel included in the output signal from the second pixel. From the reflection coefficient calculation circuit for calculating a predetermined coefficient, a memory for storing the predetermined coefficient, and a predetermined coefficient stored in the memory for the signal amount of the previous pixel signal with respect to the output signal from each pixel. A reflection signal removal circuit that performs a process of removing the signal amount calculated by applying the signal amount as the signal amount of the reflection signal from the target pixel signal.

さらに好ましくは、反射信号除去回路は、各画素からの出力信号を遅延させる遅延回路と、各画素からの出力信号にメモリに記憶されている所定の係数を適用して、反射信号の信号量を算出する反射信号量演算回路と、遅延回路からの出力信号の信号量から、反射信号量演算回路からの出力信号の信号量を減算する減算部とを有する。   More preferably, the reflected signal removal circuit applies a predetermined coefficient stored in the memory to the output signal from each pixel and a delay circuit that delays the output signal from each pixel, and reduces the signal amount of the reflected signal. A reflection signal amount calculation circuit to be calculated, and a subtraction unit that subtracts the signal amount of the output signal from the reflection signal amount calculation circuit from the signal amount of the output signal from the delay circuit.

また、反射係数演算回路は、所定の係数を、以下の式(1)により求め、
α=A/B・・・(1)
ここで、αは所定の係数、Aは第1の画素からの出力信号の信号量、Bは第2の画素からの出力信号に含まれる第1の画素からの出力信号による反射信号の信号量である、
反射信号除去回路は、注目画素信号から除去する反射信号の信号量を、以下の式(2)により求める、
ref=α×C・・・(2)
ここで、Crefは注目画素信号から除去する反射信号の信号量、Cは前画素信号の信号量である。
Further, the reflection coefficient calculation circuit obtains a predetermined coefficient by the following equation (1),
α = A / B (1)
Here, α is a predetermined coefficient, A is the signal amount of the output signal from the first pixel, and B is the signal amount of the reflected signal by the output signal from the first pixel included in the output signal from the second pixel. Is,
The reflection signal removal circuit obtains the signal amount of the reflection signal to be removed from the target pixel signal by the following equation (2).
C ref = α × C (2)
Here, C ref is the signal amount of the reflected signal to be removed from the target pixel signal, and C is the signal amount of the previous pixel signal.

さらに、伝送ケーブルにおいて前画素信号が現れてから前画素信号の反射信号が注目画素信号内に現れるまでの時間は、以下の式(3)により与えられ、
ΔT=2×T×L・・・(3)
ここで、ΔTは伝送ケーブルにおいて前画素信号が現れてから前画素信号の反射信号が注目画素信号内に現れるまでの経過時間、Tは伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間、Lは伝送ケーブルのケーブル長である、
反射信号除去回路は、式(3)のΔTにより特定される位置において、注目画素信号から反射信号を除去する。
Furthermore, the time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the target pixel signal is given by the following equation (3):
ΔT = 2 × T × L (3)
Here, ΔT is the elapsed time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the pixel signal of interest, T is the signal transmission delay time in the transmission cable, and L is the cable of the transmission cable Is long,
The reflected signal removal circuit removes the reflected signal from the target pixel signal at the position specified by ΔT in Expression (3).

また、伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間Tは、以下の式(4)により与えられる、
T=(μ×μ×ε×ε1/2・・・(4)
ここで、μは真空の透磁率、μは伝送ケーブルの導体の透磁率、εは真空の誘電率、εは伝送ケーブルの誘電体の誘電率である。
The signal transmission delay time T in the transmission cable is given by the following equation (4).
T = (μ 0 × μ r × ε 0 × ε r ) 1/2 (4)
Here, μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum, μ r is the magnetic permeability of the conductor of the transmission cable, ε 0 is the dielectric constant of the vacuum, and ε r is the dielectric constant of the dielectric of the transmission cable.

または、オプティカルブラック画素領域に白画素を設け、信号処理回路において上記第1の画素からの出力信号の代わりに白画素からの出力信号を用いる構成としてもよい。この場合、ホワイトバランスの調整を行って所定の係数αを決定する作業を行うことなく、観察画像の撮像時に定期的に係数αを設定及び更新することができる。   Alternatively, a configuration may be adopted in which white pixels are provided in the optical black pixel region and an output signal from the white pixel is used instead of the output signal from the first pixel in the signal processing circuit. In this case, the coefficient α can be set and updated periodically when the observation image is captured without performing the work of adjusting the white balance and determining the predetermined coefficient α.

本発明の電子内視鏡システムによれば、撮像素子からの出力信号を伝送ケーブルにより伝送する際に信号に含まれる反射信号成分を除去することができる。さらに、例えば、電子内視鏡の長期使用による伝送ケーブルの劣化に伴って伝送ケーブルの特性インピーダンスが変化した場合においても、定期的に係数を更新して反射成分を除去することができる。また、電子内視鏡の先端部において撮像素子と伝送ケーブルとの間に抵抗を設ける必要がないため、従来の電子内視鏡に比べて回路構成を簡素化することができる。   According to the electronic endoscope system of the present invention, it is possible to remove the reflected signal component included in the signal when the output signal from the image sensor is transmitted by the transmission cable. Furthermore, for example, even when the characteristic impedance of the transmission cable changes with deterioration of the transmission cable due to long-term use of the electronic endoscope, the reflection component can be removed by periodically updating the coefficient. In addition, since it is not necessary to provide a resistor between the imaging element and the transmission cable at the distal end portion of the electronic endoscope, the circuit configuration can be simplified as compared with the conventional electronic endoscope.

図1は、本発明の実施形態における電子内視鏡システムの概略を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態における電子内視鏡システムの一部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a part of the electronic endoscope system according to the embodiment of the present invention. 図3(a)及び(b)は、本発明の実施形態における電子内視鏡システムの撮像素子の構成を示す概略図である。FIGS. 3A and 3B are schematic views showing the configuration of the image sensor of the electronic endoscope system in the embodiment of the present invention. 図4(a)〜(d)は、撮像素子からの出力信号を伝送ケーブルにより伝送したときの信号波形を示すグラフである。4A to 4D are graphs showing signal waveforms when an output signal from the image sensor is transmitted through a transmission cable. 図5は、本発明の第2の実施形態における反射信号の除去処理を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the reflected signal removal processing in the second embodiment of the present invention. 図6は、従来の電子内視鏡システムの構成の一部を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a part of the configuration of a conventional electronic endoscope system.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電子内視鏡システムについて説明する。なお、電子内視鏡において、挿入部の先端側を先端側とし、ビデオプロセッサと接続する基部側を基端側とする。また、複数の図にまたがって同じ部材を示す場合は同じ番号を付すこととする。   Hereinafter, an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the electronic endoscope, the distal end side of the insertion portion is defined as the distal end side, and the base side connected to the video processor is defined as the proximal end side. Further, when the same member is shown across a plurality of drawings, the same number is attached.

図1に、本発明の第1の実施形態における電子内視鏡システムの概略を示す。電子内視鏡システム200は、電子内視鏡1、ビデオプロセッサ2、モニタ3を備える。光源部22は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、白色LEDなどの光源を有する。ビデオプロセッサ2内には、照明光の伝搬路であるライトガイド24の入射端に光源からの光を集光する集光光学系20、照明光の光量を調整するための光量絞り21、光量絞り21を制御するモータ19やモータ19を駆動制御するモータドライバ18が設けられている。本実施形態では撮像方式として同時方式を採用している。従って、光源部22からの白色光をそのままライトガイド24を伝搬させて観察対象部位に照射し、撮像素子6上にオンチップ化された補色フィルタによって補色信号を分離し、この補色信号をR,G,Bの原色信号に変換して、この原色信号から輝度信号及び色差信号を得る。もちろん、補色フィルタの代わりにR,G,Bの3原色のカラーフィルタを用いて原色信号を出力する同時方式でもよい。なお、撮像方式は、同時方式の代わりに面順次方式を採用してもよい。すなわち、光源部22とライトガイド24との間に、光源からの白色光を赤(R)、緑(G)、青(B)の光に順次色分解するための回転カラーフィルタを設け、画像信号をフレームメモリに書き込む際のタイミングパルスや垂直同期信号に同期してカラーフィルタを回転させる。また、光源部22の代わりに外部の光源装置を用いる構成としてもよい。   FIG. 1 schematically shows an electronic endoscope system according to the first embodiment of the present invention. The electronic endoscope system 200 includes an electronic endoscope 1, a video processor 2, and a monitor 3. The light source unit 22 includes a light source such as a halogen lamp, a xenon lamp, or a white LED. In the video processor 2, a condensing optical system 20 that condenses light from the light source at an incident end of a light guide 24 that is a propagation path of illumination light, a light amount stop 21 for adjusting the amount of illumination light, and a light amount stop A motor 19 that controls the motor 21 and a motor driver 18 that drives and controls the motor 19 are provided. In the present embodiment, the simultaneous method is adopted as the imaging method. Therefore, the white light from the light source unit 22 is propagated through the light guide 24 as it is to irradiate the site to be observed, the complementary color signal is separated by the on-chip complementary color filter on the image sensor 6, and the complementary color signal is converted into R, R, It converts into the primary color signal of G and B, and a luminance signal and a color difference signal are obtained from this primary color signal. Of course, a simultaneous system in which primary color signals are output using color filters of the three primary colors R, G, and B instead of the complementary color filters may be used. Note that the imaging method may employ a frame sequential method instead of the simultaneous method. That is, a rotating color filter for sequentially separating the white light from the light source into red (R), green (G), and blue (B) light is provided between the light source unit 22 and the light guide 24, and the image The color filter is rotated in synchronization with a timing pulse or a vertical synchronization signal when writing a signal to the frame memory. Further, an external light source device may be used instead of the light source unit 22.

光源部22から出射された光は、集光光学系20及び光量絞り21を経由してライトガイド24の端面に進行する。電子内視鏡1がビデオプロセッサ2に接続されると、電子内視鏡1のライトガイド8とビデオプロセッサ2のライトガイド24とが光学的に接続される。よって、光源部22から出射された光は、ライトガイド8,24により電子内視鏡1の先端に伝搬される。ライトガイド8の先端から出射された光は、配光光学系4を介して照明光として対象部位に進行する。照明光は対象部位によって反射され、対物光学系5に入射した後、撮像素子6の撮像面に到達する。従って、対象部位の像は対物光学系5によって撮像素子6の撮像面に結ばれる。撮像素子6によって受光された照明光は光電変換され、アンプ7によって増幅された後、伝送ケーブル9を介して画素信号としてビデオプロセッサ2との接続部である基部1aを経由してビデオプロセッサ2のアナログ信号処理回路10に伝送される。後述するように、本実施形態では伝送ケーブル9にて発生する反射信号成分を前段信号処理回路11において除去するため、撮像素子6と伝送ケーブル9との間に出力抵抗を設けていない。このため、電子内視鏡1の先端部の回路構成を簡素化することができる。   The light emitted from the light source unit 22 travels to the end surface of the light guide 24 via the condensing optical system 20 and the light amount diaphragm 21. When the electronic endoscope 1 is connected to the video processor 2, the light guide 8 of the electronic endoscope 1 and the light guide 24 of the video processor 2 are optically connected. Therefore, the light emitted from the light source unit 22 is propagated to the tip of the electronic endoscope 1 by the light guides 8 and 24. The light emitted from the tip of the light guide 8 travels to the target site as illumination light through the light distribution optical system 4. The illumination light is reflected by the target part and enters the objective optical system 5 and then reaches the imaging surface of the imaging device 6. Therefore, the image of the target part is connected to the imaging surface of the imaging device 6 by the objective optical system 5. The illumination light received by the image sensor 6 is photoelectrically converted, amplified by an amplifier 7, and then transmitted as a pixel signal via a transmission cable 9 via a base 1a which is a connection portion with the video processor 2 of the video processor 2. It is transmitted to the analog signal processing circuit 10. As will be described later, in this embodiment, an output resistor is not provided between the imaging element 6 and the transmission cable 9 in order to remove the reflected signal component generated in the transmission cable 9 in the pre-stage signal processing circuit 11. For this reason, the circuit configuration of the distal end portion of the electronic endoscope 1 can be simplified.

アナログ信号処理回路10は、入力される信号に対してサンプルホールド処理やノイズ除去などの種々の処理を行い、輝度信号Y及び色差信号Cb,Crからなる画像信号に変換し、デジタル信号に変換した後、前段信号処理回路11に送る。前段信号処理回路11では、輝度信号Y及び色差信号Cb,Crを、マトリクス回路(図示せず)によって原色信号R,G,Bに変換する。変換されたR,G,Bの各信号は、それぞれVCA(Voltage Controlled Amplifier)回路(図示せず)に送られて増幅度が制御される。また、前段信号処理回路11では、受信した画像信号に含まれる反射信号成分を除去する処理を行う。前段信号処理回路11における当該処理の詳細については後述する。R,G,Bの各信号は画像メモリ12に格納される。画像メモリ12からは1フレーム分の信号が読み出され、タイミングコントローラ15から出力される水平同期信号及び垂直同期信号が付加されて、後段信号処理回路13に送られる。タイミングコントローラ15は、駆動回路14による撮像素子6の走査タイミングを制御する。また、タイミングコントローラ15は、撮像素子6のフレームレートに同期して、アナログ信号処理回路10、前段信号処理回路11、画像メモリ12、後段信号処理回路13の各動作タイミングを制御する。   The analog signal processing circuit 10 performs various processes such as sample and hold processing and noise removal on the input signal, converts it into an image signal composed of the luminance signal Y and the color difference signals Cb and Cr, and converts it into a digital signal. Thereafter, the signal is sent to the preceding signal processing circuit 11. In the pre-stage signal processing circuit 11, the luminance signal Y and the color difference signals Cb and Cr are converted into primary color signals R, G and B by a matrix circuit (not shown). The converted R, G, and B signals are respectively sent to a VCA (Voltage Controlled Amplifier) circuit (not shown) to control the amplification degree. Further, the pre-stage signal processing circuit 11 performs a process of removing the reflected signal component included in the received image signal. Details of the processing in the pre-stage signal processing circuit 11 will be described later. The R, G, and B signals are stored in the image memory 12. A signal for one frame is read from the image memory 12, a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal output from the timing controller 15 are added, and the signal is sent to the subsequent signal processing circuit 13. The timing controller 15 controls the scanning timing of the image sensor 6 by the drive circuit 14. The timing controller 15 controls the operation timings of the analog signal processing circuit 10, the pre-stage signal processing circuit 11, the image memory 12, and the post-stage signal processing circuit 13 in synchronization with the frame rate of the image sensor 6.

後段信号処理回路13において、画像メモリ12から送られてきた信号は、デジタルビデオ信号、RGBビデオ信号、コンポジットビデオ信号、Sビデオ信号などに変換された後、観察画像としてモニタ3に出力される。術者は、モニタ3に表示される観察画像を確認しながら対象部位の観察や治療を行う。なお、アナログ信号処理回路10において処理される輝度信号は、システムコントローラ17を経由してモータドライバ18にも送られる。モータドライバ18は、受信した輝度信号に基づいて観察画像の明るさが最適になるように、モータ19を駆動制御して光量絞り21の絞り量を調節する。   In the subsequent signal processing circuit 13, the signal sent from the image memory 12 is converted into a digital video signal, an RGB video signal, a composite video signal, an S video signal, etc., and then output to the monitor 3 as an observation image. The surgeon observes and treats the target part while confirming the observation image displayed on the monitor 3. The luminance signal processed in the analog signal processing circuit 10 is also sent to the motor driver 18 via the system controller 17. The motor driver 18 drives and controls the motor 19 to adjust the aperture amount of the light amount aperture 21 so that the brightness of the observation image is optimized based on the received luminance signal.

ビデオプロセッサ2には、観察画像の表示に関する各種調整や光源の調光などを行うための操作ボタンや設定スイッチを有するフロントパネル16が設けられている。術者は、フロントパネル16の各操作ボタンや各設定スイッチを操作して、電子内視鏡1及びビデオプロセッサ2内の各回路における処理の設定値の変更や観察画像の彩度、輝度、エンハンスの調整などを行う。例えば、フロントパネル16の調光用の設定スイッチから出力された信号がシステムコントローラ17に送られ、システムコントローラ17は、受信した調光用の信号に基づいて光源電源23の調光制御を行う。なお、システムコントローラ17は、電子内視鏡1をビデオプロセッサ2に接続した際に、ビデオプロセッサ2側で種々の制御を行う上で必要となる電子内視鏡1の識別情報や撮像素子6に関する情報などを、電子内視鏡1のメモリ25から取得する。   The video processor 2 is provided with a front panel 16 having operation buttons and setting switches for performing various adjustments related to the display of an observation image, dimming of a light source, and the like. The surgeon operates each operation button and each setting switch on the front panel 16 to change the setting value of the process in each circuit in the electronic endoscope 1 and the video processor 2, and the saturation, brightness, and enhancement of the observation image. Make adjustments. For example, a signal output from a dimming setting switch on the front panel 16 is sent to the system controller 17, and the system controller 17 performs dimming control of the light source power source 23 based on the received dimming signal. The system controller 17 relates to the identification information of the electronic endoscope 1 and the image sensor 6 that are necessary for performing various controls on the video processor 2 side when the electronic endoscope 1 is connected to the video processor 2. Information and the like are acquired from the memory 25 of the electronic endoscope 1.

図3(a)に、本実施形態において使用する撮像素子6の構成の概略を示す。撮像素子6は、有効画素領域6aとオプティカルブラック画素領域6bとを有する。有効画素領域6aは、観察する対象部位から反射された光を受光して受光量に応じた電荷を蓄積する。また、オプティカルブラック画素領域6bは、例えばアルミニウム蒸着膜により各画素が遮光されている領域であり、黒レベルに対応した信号を出力する。   FIG. 3A schematically shows the configuration of the image sensor 6 used in this embodiment. The image sensor 6 has an effective pixel area 6a and an optical black pixel area 6b. The effective pixel region 6a receives light reflected from a target region to be observed and accumulates electric charges according to the amount of light received. The optical black pixel region 6b is a region where each pixel is shielded from light by, for example, an aluminum vapor deposition film, and outputs a signal corresponding to the black level.

図4(b)〜(d)に、本実施形態においてビデオプロセッサ2が電子内視鏡1から伝送ケーブル9を介して受信する画素信号の概略の波形を示す。図4(b)及び(c)に示す信号波形は、撮像素子6の有効画素領域6a内の1画素からの出力信号(有効画素信号)と、該画素からの出力信号に続いて出力されるオプティカルブラック画素領域6b内の画素からの出力信号(オプティカルブラック画素信号)の信号波形を取り出したものである。本実施形態においては、撮像素子6と伝送ケーブル9との間に出力抵抗を設けていないことなどが原因となって伝送ケーブル9内において信号反射が生じる。従って、図4(b)及び(c)に示すように、有効画素信号の反射信号の成分が、続いて出力されるオプティカルブラック画素信号に現れる。なお、以下の式(5)を満たす場合は、反射信号はオプティカルブラック画素信号にその位相が反転せずに重畳するため、図4(b)に示す波形が現れる。
R>Z・・・(5)
ここで、Rは終端抵抗の抵抗値、Zは伝送ケーブル9の特性インピーダンスの値である。また、以下の式(6)を満たす場合は、反射信号はオプティカルブラック画素信号にその位相が反転して重畳するため、図4(c)に示す波形が現れる。
R<Z・・・(6)
4B to 4D show schematic waveforms of pixel signals received by the video processor 2 from the electronic endoscope 1 via the transmission cable 9 in this embodiment. The signal waveforms shown in FIGS. 4B and 4C are output following the output signal (effective pixel signal) from one pixel in the effective pixel region 6a of the image sensor 6 and the output signal from the pixel. The signal waveform of the output signal (optical black pixel signal) from the pixels in the optical black pixel region 6b is extracted. In the present embodiment, signal reflection occurs in the transmission cable 9 due to the absence of an output resistor between the image sensor 6 and the transmission cable 9. Therefore, as shown in FIGS. 4B and 4C, the reflected signal component of the effective pixel signal appears in the optical black pixel signal that is subsequently output. When the following formula (5) is satisfied, the reflected signal is superimposed on the optical black pixel signal without inverting its phase, and the waveform shown in FIG. 4B appears.
R> Z (5)
Here, R is the resistance value of the terminating resistor, and Z is the value of the characteristic impedance of the transmission cable 9. When the following expression (6) is satisfied, the reflected signal is superimposed on the optical black pixel signal with its phase inverted, so that the waveform shown in FIG. 4C appears.
R <Z (6)

また、伝送ケーブル9において有効画素信号が現れてから有効画素信号の反射波形がオプティカルブラック画素信号内に現れるまでの時間をΔTとおくと、ΔTは以下の式(7)によって求めることができる。
ΔT=2×T×L・・・(7)
ここで、Tは伝送ケーブル9における信号伝送の遅延時間、Lは伝送ケーブル9のケーブル長である。さらに、遅延時間Tは以下の式(8)によって求めることができる。
T=(μ×μ×ε×ε1/2・・・(8)
ここで、μは真空の透磁率、μは伝送ケーブル9の導体の透磁率、εは真空の誘電率、εは伝送ケーブル9の誘電体の誘電率である。ΔTを求めることにより、オプティカルブラック画素信号内において有効画素信号の反射信号が現れる位置をあらかじめ特定することができる。また、本実施形態では、有効画素領域6a内の互いに隣接する画素についても、先に出力される画素信号の反射信号が、続いて出力される画素信号内のΔTで特定される位置に現れるとみなすことができる。
If the time from when the effective pixel signal appears in the transmission cable 9 until the reflected waveform of the effective pixel signal appears in the optical black pixel signal is ΔT, ΔT can be obtained by the following equation (7).
ΔT = 2 × T × L (7)
Here, T is the signal transmission delay time in the transmission cable 9, and L is the cable length of the transmission cable 9. Further, the delay time T can be obtained by the following equation (8).
T = (μ 0 × μ r × ε 0 × ε r ) 1/2 (8)
Here, μ 0 is the magnetic permeability of vacuum, μ r is the magnetic permeability of the conductor of the transmission cable 9, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, and ε r is the dielectric constant of the dielectric of the transmission cable 9. By obtaining ΔT, the position where the reflection signal of the effective pixel signal appears in the optical black pixel signal can be specified in advance. In the present embodiment, the reflection signal of the pixel signal that is output first also appears at a position specified by ΔT in the pixel signal that is subsequently output for the adjacent pixels in the effective pixel region 6a. Can be considered.

図2に、本実施形態において伝送ケーブル9内で生じる反射信号の除去を実行するための処理を行う各構成要素のブロック図を示す。撮像素子6は、駆動回路14によって制御される動作タイミングで画素の走査を行い画素信号を出力する。アナログ信号処理回路10は、入力される画素信号に対して上記の通り種々の処理を施した画像信号を前段信号処理回路11に送る。前段信号処理回路11は、反射係数演算回路30、遅延回路31、減算部32、反射信号量演算回路33、反射係数メモリ34を有する。本実施形態では、ホワイトバランス調整時に有効画素信号とオプティカルブラック画素信号から反射信号の信号量を計測して、計測された反射信号の信号量から反射係数αを演算する。有効画素信号の信号量をA、オプティカルブラック画素信号内に現れる反射信号の信号量をBとすると、反射係数αは以下の式(9)によって求めることができる。
α=A/B・・・(9)
なお、反射信号の信号量Bは、反射信号がオプティカルブラック画素信号にその位相が反転せずに重畳する場合は正の値を取り、反射信号がオプティカルブラック画素信号にその位相が反転して重畳する場合は負の値を取る。
FIG. 2 is a block diagram of each component that performs processing for executing the removal of the reflected signal generated in the transmission cable 9 in the present embodiment. The image sensor 6 scans pixels at an operation timing controlled by the drive circuit 14 and outputs a pixel signal. The analog signal processing circuit 10 sends an image signal obtained by performing various processes on the input pixel signal as described above to the previous signal processing circuit 11. The pre-stage signal processing circuit 11 includes a reflection coefficient calculation circuit 30, a delay circuit 31, a subtraction unit 32, a reflection signal amount calculation circuit 33, and a reflection coefficient memory 34. In this embodiment, the signal amount of the reflected signal is measured from the effective pixel signal and the optical black pixel signal during white balance adjustment, and the reflection coefficient α is calculated from the measured signal amount of the reflected signal. If the signal amount of the effective pixel signal is A and the signal amount of the reflected signal appearing in the optical black pixel signal is B, the reflection coefficient α can be obtained by the following equation (9).
α = A / B (9)
The signal amount B of the reflected signal takes a positive value when the reflected signal is superimposed on the optical black pixel signal without inverting its phase, and the reflected signal is superimposed on the optical black pixel signal with its phase inverted. If you want to take a negative value.

アナログ信号処理回路10からの画像信号は、反射係数演算回路30、遅延回路31、反射信号量演算回路33に送られる。なお、本実施形態ではシステムコントローラ17により式(9)からΔTが演算される。また、タイミングコントローラ15は、有効画素と有効画素に隣接するオプティカルブラック画素とを走査するタイミングに合わせて、反射係数演算回路30を動作させる信号を送る。従って、反射係数演算回路30は、タイミングコントローラ15から指示されたタイミングに基づいて、有効画素と有効画素に隣接するオプティカルブラック画素の2画素からの画素信号のみを取り込んで反射係数を演算する。反射係数演算回路30は、有効画素信号の信号量とオプティカルブラック画素信号においてΔTによって決まる位置に現れる反射信号の信号量とから式(9)によって反射係数αを求め、得られた反射係数αを反射係数メモリ34に格納する。   The image signal from the analog signal processing circuit 10 is sent to the reflection coefficient calculation circuit 30, the delay circuit 31, and the reflection signal amount calculation circuit 33. In this embodiment, ΔT is calculated from the equation (9) by the system controller 17. In addition, the timing controller 15 sends a signal for operating the reflection coefficient calculation circuit 30 in accordance with the timing of scanning the effective pixel and the optical black pixel adjacent to the effective pixel. Therefore, based on the timing instructed from the timing controller 15, the reflection coefficient calculation circuit 30 calculates the reflection coefficient by taking in only the pixel signals from the two pixels of the effective pixel and the optical black pixel adjacent to the effective pixel. The reflection coefficient calculation circuit 30 obtains the reflection coefficient α from the signal amount of the effective pixel signal and the signal amount of the reflection signal that appears at a position determined by ΔT in the optical black pixel signal, using the equation (9), and the obtained reflection coefficient α is calculated. Stored in the reflection coefficient memory 34.

次に、ホワイトバランス調整を終了して対象部位の撮像を開始する。図4(d)に、撮像素子6の隣接する任意の2画素から出力される画素信号を伝送ケーブル9によって伝送した場合の波形を示す。ここで、2画素のうち先に出力及び伝送される信号を前画素信号とし、前画素信号に続いて出力及び伝送される信号を注目画素信号とする。図4(d)では、前画素信号の反射信号がその位相が反転せずに注目画素信号に重畳する場合を想定している。しかし、位相が反転して重畳する場合でも、以下に説明する処理と同様の処理を施すことにより反射信号を除去することができる。反射信号量演算回路33は、入力される前画素信号の信号量Cと反射係数メモリ34に格納されている反射係数αとから、注目画素信号に現れる反射信号の信号量α×C(=Cref)を求め、減算部32に送る。遅延回路31は、反射信号量演算回路33により上記の演算処理が施されて出力結果Crefが減算部32に入力されるタイミングと、反射信号成分の除去対象である注目画素信号が減算部32に入力されるタイミングとを一致させる。具体的には、遅延回路31は、減算部32においてΔTにより特定される注目画素信号内の位置における信号量から反射信号の信号量Crefが減算されるように、アナログ信号処理回路10から受信した信号を遅延させる。減算部32は、遅延回路31から出力される注目画素信号の信号量から、反射信号量演算回路33により演算される反射信号の信号量を減算する。すなわち、注目画素信号においてΔTにより特定される位置において、反射信号が除去される前の信号量をD、除去された後の信号量をD’とすると、D’は以下の式(10)によって求められる。
D’=D−Cref・・・(10)
Next, the white balance adjustment is finished and imaging of the target part is started. FIG. 4D shows a waveform when a pixel signal output from any two adjacent pixels of the image sensor 6 is transmitted by the transmission cable 9. Here, a signal output and transmitted first among the two pixels is a previous pixel signal, and a signal output and transmitted subsequent to the previous pixel signal is a target pixel signal. In FIG. 4D, it is assumed that the reflected signal of the previous pixel signal is superimposed on the target pixel signal without its phase being inverted. However, even when the phase is reversed and superimposed, the reflected signal can be removed by performing the same processing as described below. The reflection signal amount calculation circuit 33 uses the signal amount C of the input previous pixel signal and the reflection coefficient α stored in the reflection coefficient memory 34 to generate a signal amount α × C (= C ref ) is obtained and sent to the subtraction unit 32. The delay circuit 31 performs the above calculation processing by the reflection signal amount calculation circuit 33 and outputs the output result C ref to the subtraction unit 32, and the target pixel signal from which the reflection signal component is to be removed is the subtraction unit 32. The timing input to is matched. Specifically, the delay circuit 31 receives from the analog signal processing circuit 10 so that the signal amount C ref of the reflected signal is subtracted from the signal amount at the position in the target pixel signal specified by ΔT in the subtractor 32. Delay the delayed signal. The subtracting unit 32 subtracts the signal amount of the reflected signal calculated by the reflected signal amount calculating circuit 33 from the signal amount of the target pixel signal output from the delay circuit 31. That is, assuming that the signal amount before the reflected signal is removed at the position specified by ΔT in the target pixel signal is D and the signal amount after the removal is D ′, D ′ is expressed by the following equation (10). Desired.
D ′ = D−C ref (10)

上記の反射信号の除去処理を撮像素子6の各画素からの出力信号に対して繰り返し実行して、各出力信号に含まれる反射信号を除去する。減算部32によって反射信号が除去された画素信号は、前段信号処理回路11内の他の回路に送られて、上記のように、輝度信号及び色差信号から3原色信号への変換や増幅などの種々の処理が施された後、画像メモリ12に出力される。よって、画素信号に対して、伝送ケーブル9内で発生した信号の反射を除去してから種々の画像処理を施すため、信号の反射の影響を受けない観察画像を生成することができる。   The reflected signal removal process described above is repeatedly performed on the output signals from the respective pixels of the image sensor 6 to remove the reflected signals contained in the respective output signals. The pixel signal from which the reflected signal has been removed by the subtracting unit 32 is sent to another circuit in the preceding-stage signal processing circuit 11 to convert or amplify the luminance signal and the color difference signal to the three primary color signals as described above. After various processing is performed, it is output to the image memory 12. Therefore, since various image processing is performed on the pixel signal after removing the reflection of the signal generated in the transmission cable 9, an observation image that is not affected by the reflection of the signal can be generated.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態における電子内視鏡システムの構成は、第1の実施形態における図1及び図2と同じである。また、第1の実施形態において図4(b)及び(c)に示された信号波形は、本実施形態でも同様であり、ただし、有効画素信号の信号量Aが白画素から出力される信号(白画素信号)に対応する。図3(b)に、本実施形態において使用する撮像素子6の構成の概略を示す。撮像素子6は、有効画素領域6c、オプティカルブラック画素領域6d、白画素6eを有する。本実施形態では、第1の実施形態と異なり、ホワイトバランス調整時の出力信号を用いて反射係数αを算出する代わりに、対象部位の撮像時に白画素6eから出力される白画素信号と、白画素信号に続いて出力されるオプティカルブラック画素領域6d内の画素から出力されるオプティカルブラック画素信号とから反射係数αを算出する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the electronic endoscope system in the present embodiment is the same as that in FIGS. 1 and 2 in the first embodiment. The signal waveforms shown in FIGS. 4B and 4C in the first embodiment are the same in this embodiment, except that the signal amount A of the effective pixel signal is output from the white pixel. (White pixel signal). FIG. 3B schematically shows the configuration of the image sensor 6 used in this embodiment. The image sensor 6 has an effective pixel area 6c, an optical black pixel area 6d, and a white pixel 6e. In the present embodiment, unlike the first embodiment, instead of calculating the reflection coefficient α using the output signal at the time of white balance adjustment, a white pixel signal output from the white pixel 6e at the time of imaging the target part, The reflection coefficient α is calculated from the optical black pixel signal output from the pixel in the optical black pixel area 6d output subsequent to the pixel signal.

白画素6eが配置されている位置の画素座標は既知である。そこで、例えば、システムコントローラ17が、電子内視鏡1内のメモリ25から白画素6eの座標を取得し、当該座標に基づいて、タイミングコントローラ15を制御する。タイミングコントローラ15は、システムコントローラ17の制御に基づいて、白画素6eと白画素6eに隣接するオプティカルブラック画素とを走査するタイミングに合わせて、反射係数演算回路30を動作させる信号を送る。反射係数演算回路30は、タイミングコントローラ15から指示されたタイミングにて、白画素信号とオプティカルブラック画素信号を取り込み、反射係数αを算出する。なお、白画素信号の信号量は、オプティカルブラック画素信号の信号量と有意に異なる。従って、システムコントローラ17において、オプティカルブラック画素領域6d内の各画素から出力される信号を受信しているときに所定の信号量を超える出力信号を受信した際に、その信号を白画素6eから出力された信号であるとみなして、その信号を出力した画素の座標を白画素6eの座標とみなすこともできる。これにより、メモリ25から白画素6eの座標を取得しなくとも白画素6eの座標を特定することができる。   The pixel coordinates of the position where the white pixel 6e is arranged are known. Therefore, for example, the system controller 17 acquires the coordinates of the white pixel 6e from the memory 25 in the electronic endoscope 1, and controls the timing controller 15 based on the coordinates. Based on the control of the system controller 17, the timing controller 15 sends a signal for operating the reflection coefficient arithmetic circuit 30 in accordance with the scanning timing of the white pixel 6e and the optical black pixel adjacent to the white pixel 6e. The reflection coefficient calculation circuit 30 takes in the white pixel signal and the optical black pixel signal at the timing instructed by the timing controller 15 and calculates the reflection coefficient α. Note that the signal amount of the white pixel signal is significantly different from the signal amount of the optical black pixel signal. Therefore, when the system controller 17 receives an output signal exceeding a predetermined signal amount when receiving a signal output from each pixel in the optical black pixel area 6d, the signal is output from the white pixel 6e. It is also possible to regard the coordinates of the pixel that has output the signal as the coordinates of the white pixel 6e. Thus, the coordinates of the white pixel 6e can be specified without acquiring the coordinates of the white pixel 6e from the memory 25.

図5に、本実施形態における反射信号の除去処理のフローチャートを示す。まず、電子内視鏡1をビデオプロセッサ2に接続し、電子内視鏡1の電源をオンにする。電子内視鏡1の電源がオンになると、撮像素子6からの画素信号の出力が開始する(S101)。システムコントローラ17は、第1の実施形態と同様に、図4(b)に示すように、伝送ケーブル9内において、白画素信号が現れてから該白画素信号の反射波形がオプティカルブラック画素信号内に現れるまでの時間ΔTを求める(S103)。次に、反射係数演算回路30は、第1の実施形態と同様に、タイミングコントローラ15の制御に基づいて動作する。すなわち、白画素と白画素に隣接するオプティカルブラック画素とを走査するタイミングに合わせて、反射係数演算回路30を動作させる信号を送る。従って、反射係数演算回路30は、タイミングコントローラ15から指示されたタイミングに基づいて、対象となる白画素信号及びオプティカルブラック画素信号の2つの画素信号のみを取り込んで反射係数を演算する。そして、反射係数演算回路30は、白画素信号の信号量とオプティカルブラック画素信号においてΔTによって決まる位置に現れる反射信号の信号量を用いて反射係数αを算出して反射係数メモリ34に格納する(S105)。   FIG. 5 shows a flowchart of the reflection signal removal processing in this embodiment. First, the electronic endoscope 1 is connected to the video processor 2 and the electronic endoscope 1 is turned on. When the power of the electronic endoscope 1 is turned on, output of pixel signals from the image sensor 6 starts (S101). As shown in FIG. 4B, the system controller 17 displays the reflected waveform of the white pixel signal in the optical black pixel signal after the white pixel signal appears in the transmission cable 9, as in the first embodiment. The time ΔT until it appears in is determined (S103). Next, the reflection coefficient calculation circuit 30 operates based on the control of the timing controller 15 as in the first embodiment. That is, a signal for operating the reflection coefficient arithmetic circuit 30 is sent in accordance with the timing of scanning the white pixel and the optical black pixel adjacent to the white pixel. Accordingly, the reflection coefficient calculation circuit 30 calculates only the two pixel signals of the target white pixel signal and optical black pixel signal based on the timing instructed from the timing controller 15 and calculates the reflection coefficient. Then, the reflection coefficient calculation circuit 30 calculates the reflection coefficient α using the signal amount of the white pixel signal and the signal amount of the reflection signal that appears at a position determined by ΔT in the optical black pixel signal, and stores it in the reflection coefficient memory 34 ( S105).

また、本実施形態においても、撮像素子6の隣接する任意の2画素のうち先に出力及び伝送される信号を前画素信号とし、前画素信号に続いて出力及び伝送される信号を注目画素信号とする。反射係数αが決定されたら、続いて画素信号に含まれる反射信号の除去処理を開始する(S107)。ここで反射信号の除去処理について詳しく説明する。反射信号量演算回路33が、入力される前画素信号の信号量Cと反射係数メモリ34に格納されている反射係数αとから、注目画素信号に現れる反射信号の信号量α×C(=Cref)を求め、減算部32に送る。遅延回路31は、反射信号量演算回路33により上記の演算処理が施された出力結果Crefが減算部32に入力されるタイミングと、反射信号成分の除去対象である注目画素信号が減算部32に入力されるタイミングとを一致させる。具体的には、遅延回路31は、ΔTにより特定される注目画素信号内の位置における信号量から反射信号の信号量が減算されるようにアナログ信号処理回路10からの信号を遅延させる。減算部32は、遅延回路31から出力される注目画素信号の信号量から、反射信号量演算回路33により演算される反射信号の信号量を減算する。上記の反射信号の除去処理を撮像素子6の各画素からの出力信号に対して繰り返し実行して、各出力信号に含まれる反射信号を除去する。 Also in the present embodiment, a signal output and transmitted first among arbitrary two pixels adjacent to the image sensor 6 is a previous pixel signal, and a signal output and transmitted subsequent to the previous pixel signal is a target pixel signal. And When the reflection coefficient α is determined, the reflection signal removal process included in the pixel signal is started (S107). Here, the reflection signal removal processing will be described in detail. The reflection signal amount calculation circuit 33 calculates the signal amount α × C (= C) of the reflection signal that appears in the target pixel signal from the signal amount C of the input previous pixel signal and the reflection coefficient α stored in the reflection coefficient memory 34. ref ) is obtained and sent to the subtraction unit 32. The delay circuit 31 includes a timing at which the output result C ref subjected to the above calculation processing by the reflection signal amount calculation circuit 33 is input to the subtraction unit 32 and a target pixel signal from which the reflection signal component is to be removed. The timing input to is matched. Specifically, the delay circuit 31 delays the signal from the analog signal processing circuit 10 so that the signal amount of the reflected signal is subtracted from the signal amount at the position in the target pixel signal specified by ΔT. The subtracting unit 32 subtracts the signal amount of the reflected signal calculated by the reflected signal amount calculating circuit 33 from the signal amount of the target pixel signal output from the delay circuit 31. The reflected signal removal process described above is repeatedly performed on the output signals from the respective pixels of the image sensor 6 to remove the reflected signals contained in the respective output signals.

減算部32によって反射信号が除去された画素信号は、前段信号処理回路11内の他の回路に送られて、輝度信号及び色差信号から3原色信号への変換や増幅などの種々の処理が施された後、画像メモリ12に出力される。よって、画素信号に対して伝送ケーブル9内で発生した信号の反射を除去してから種々の画像処理を施すため、信号の反射の影響を受けない観察画像を生成することができる。   The pixel signal from which the reflected signal has been removed by the subtracting unit 32 is sent to other circuits in the pre-stage signal processing circuit 11 to perform various processes such as conversion and amplification from the luminance signal and the color difference signal to the three primary color signals. Is output to the image memory 12. Therefore, since various image processing is performed after removing the reflection of the signal generated in the transmission cable 9 with respect to the pixel signal, an observation image that is not affected by the reflection of the signal can be generated.

本実施形態では、システムコントローラ17の制御により、白画素6eが走査される度に反射係数演算回路30による反射係数αの演算が行われるため、反射係数メモリ34に格納されている反射係数αは定期的に更新される。従って、本実施形態では、反射信号量演算回路33は、定期的に更新される反射係数αを用いて反射信号の信号量を算出することができるため、リアルタイムかつより信頼性の高い反射信号成分の除去を行うことができる。   In the present embodiment, the reflection coefficient α is calculated by the reflection coefficient calculation circuit 30 every time the white pixel 6e is scanned under the control of the system controller 17, so the reflection coefficient α stored in the reflection coefficient memory 34 is Updated regularly. Accordingly, in the present embodiment, the reflected signal amount calculation circuit 33 can calculate the signal amount of the reflected signal using the periodically updated reflection coefficient α, so that the reflected signal component is real-time and more reliable. Can be removed.

以上が本発明における実施形態に関する説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において種々の変形が可能である。例えば、上記第1の実施形態において、ホワイトバランス調整を施術時にではなく製造時に行って、工場出荷時の設定値として取得した反射係数を使用することもできる。   The above is the description regarding the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the first embodiment, it is also possible to use a reflection coefficient obtained by performing white balance adjustment at the time of manufacture instead of at the time of operation and acquired as a set value at the time of factory shipment.

1 電子内視鏡
2 ビデオプロセッサ
6 撮像素子
6a,6c 有効画素領域
6b,6d オプティカルブラック画素領域
6e 白画素
9 伝送ケーブル
11 前段信号処理回路
22 光源部
30 反射係数演算回路
31 遅延回路
32 減算部
33 反射信号量演算回路
34 反射係数メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic endoscope 2 Video processor 6 Image pick-up element 6a, 6c Effective pixel area 6b, 6d Optical black pixel area 6e White pixel 9 Transmission cable 11 Pre-stage signal processing circuit 22 Light source part 30 Reflection coefficient calculation circuit 31 Delay circuit 32 Subtraction part 33 Reflection signal amount calculation circuit 34 Reflection coefficient memory

Claims (12)

有効画素領域とオプティカルブラック画素領域とを有する撮像素子を有する電子内視鏡と、該撮像素子からの出力信号を伝送する伝送ケーブルと、該伝送ケーブルにより伝送された出力信号を処理して観察画像を生成する信号処理回路とを有する電子内視鏡システムであって、
前記信号処理回路は、
ホワイトバランス調整時に、前記有効画素領域内の第1の画素からの出力信号と、該第1の画素からの出力信号に続いて出力されるオプティカルブラック画素領域内の第2の画素からの出力信号とから、該第2の画素からの出力信号に含まれる、該第1の画素からの出力信号による前記伝送ケーブル内で生じる反射信号の信号量を算出し、
観察画像の撮像時に、前記反射信号の信号量に基づいて、前記撮像素子の各画素からの出力信号に含まれる反射信号を除去する、
ことを特徴とする電子内視鏡システム。
An electronic endoscope having an image pickup device having an effective pixel region and an optical black pixel region, a transmission cable for transmitting an output signal from the image pickup device, and an observation image obtained by processing the output signal transmitted by the transmission cable An electronic endoscope system having a signal processing circuit for generating
The signal processing circuit includes:
During white balance adjustment, an output signal from the first pixel in the effective pixel area and an output signal from the second pixel in the optical black pixel area that is output following the output signal from the first pixel And calculating the signal amount of the reflected signal generated in the transmission cable by the output signal from the first pixel, which is included in the output signal from the second pixel,
Removing the reflected signal included in the output signal from each pixel of the image sensor based on the signal amount of the reflected signal when capturing the observation image;
An electronic endoscope system characterized by that.
前記信号処理回路は、
ホワイトバランス調整時に、前記第1の画素からの出力信号と、前記第2の画素からの出力信号に含まれる、該第1の画素からの出力信号による前記反射信号の信号量とから、所定の係数を算出する反射係数演算回路と、
前記所定の係数を記憶するメモリと、
各画素からの出力信号に対して、前画素信号の信号量に前記メモリに記憶されている前記所定の係数を適用して算出される信号量を前記反射信号の信号量として注目画素信号から除去する処理を行う反射信号除去回路と、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
The signal processing circuit includes:
At the time of white balance adjustment, a predetermined amount is obtained from an output signal from the first pixel and a signal amount of the reflected signal by the output signal from the first pixel, which is included in the output signal from the second pixel. A reflection coefficient calculation circuit for calculating a coefficient;
A memory for storing the predetermined coefficient;
For the output signal from each pixel, the signal amount calculated by applying the predetermined coefficient stored in the memory to the signal amount of the previous pixel signal is removed from the target pixel signal as the signal amount of the reflected signal. A reflected signal removal circuit that performs processing to perform,
The electronic endoscope system according to claim 1.
前記反射信号除去回路は、
各画素からの出力信号を遅延させる遅延回路と、
各画素からの出力信号に前記メモリに記憶されている前記所定の係数を適用して、前記反射信号の信号量を算出する反射信号量演算回路と、
前記遅延回路からの出力信号の信号量から、前記反射信号量演算回路からの出力信号の信号量を減算する減算部と、を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子内視鏡システム。
The reflected signal removal circuit includes:
A delay circuit that delays an output signal from each pixel;
A reflected signal amount calculation circuit that calculates the signal amount of the reflected signal by applying the predetermined coefficient stored in the memory to an output signal from each pixel;
A subtractor that subtracts the signal amount of the output signal from the reflected signal amount calculation circuit from the signal amount of the output signal from the delay circuit,
The electronic endoscope system according to claim 2.
前記反射係数演算回路は、前記所定の係数を、以下の式(1)により求め、
α=A/B・・・(1)
ここで、αは前記所定の係数、Aは前記第1の画素からの出力信号の信号量、Bは前記第2の画素からの出力信号に含まれる該第1の画素からの出力信号による反射信号の信号量である、
前記反射信号除去回路は、前記注目画素信号から除去する反射信号の信号量を、以下の式(2)により求める、
ref=α×C・・・(2)
ここで、Crefは前記注目画素信号から除去する反射信号の信号量、Cは前記前画素信号の信号量である、
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の電子内視鏡システム。
The reflection coefficient calculation circuit obtains the predetermined coefficient by the following equation (1):
α = A / B (1)
Here, α is the predetermined coefficient, A is the signal amount of the output signal from the first pixel, and B is the reflection by the output signal from the first pixel included in the output signal from the second pixel. The signal amount of the signal,
The reflection signal removal circuit obtains the signal amount of the reflection signal to be removed from the pixel-of-interest signal by the following equation (2):
C ref = α × C (2)
Here, C ref is the signal amount of the reflected signal to be removed from the target pixel signal, and C is the signal amount of the previous pixel signal.
The electronic endoscope system according to claim 2 or claim 3, wherein
前記伝送ケーブルにおいて前記前画素信号が現れてから該前画素信号の反射信号が前記注目画素信号内に現れるまでの時間は、以下の式(3)により与えられ、
ΔT=2×T×L・・・(3)
ここで、ΔTは前記伝送ケーブルにおいて前記前画素信号が現れてから該前画素信号の反射信号が前記注目画素信号内に現れるまでの時間、Tは該伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間、Lは該伝送ケーブルのケーブル長である、
前記反射信号除去回路は、式(3)のΔTにより特定される位置において、前記注目画素信号から反射信号を除去する、
ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
The time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the target pixel signal is given by the following equation (3):
ΔT = 2 × T × L (3)
Here, ΔT is the time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the target pixel signal, T is the signal transmission delay time in the transmission cable, and L is The cable length of the transmission cable,
The reflected signal removing circuit removes the reflected signal from the pixel-of-interest signal at a position specified by ΔT in Expression (3);
The electronic endoscope system according to any one of claims 2 to 4, wherein the electronic endoscope system is characterized in that:
前記伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間Tは、以下の式(4)により与えられる、
T=(μ×μ×ε×ε1/2・・・(4)
ここで、μは真空の透磁率、μは前記伝送ケーブルの導体の透磁率、εは真空の誘電率、εは該伝送ケーブルの誘電体の誘電率である、
ことを特徴とする請求項5に記載の電子内視鏡システム。
The signal transmission delay time T in the transmission cable is given by the following equation (4).
T = (μ 0 × μ r × ε 0 × ε r ) 1/2 (4)
Here, μ 0 is the magnetic permeability of vacuum, μ r is the magnetic permeability of the conductor of the transmission cable, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, and ε r is the dielectric constant of the dielectric of the transmission cable.
The electronic endoscope system according to claim 5.
有効画素領域とオプティカルブラック画素領域とを有する撮像素子を有する電子内視鏡と、該撮像素子からの出力信号を伝送する伝送ケーブルと、該伝送ケーブルにより伝送された出力信号を処理して観察画像を生成する信号処理回路とを有する電子内視鏡システムであって、
前記オプティカルブラック画素領域に白画素が設けられており、
前記信号処理回路は、
前記白画素からの出力信号と、該白画素からの出力信号に続いて出力されるオプティカルブラック画素領域内の第3の画素からの出力信号とから、該第3の画素からの出力信号に含まれる、該白画素からの出力信号による前記伝送ケーブル内で生じる反射信号の信号量を算出し、
前記反射信号の信号量に基づいて、前記撮像素子の各画素からの出力信号に含まれる反射信号を除去する、
ことを特徴とする電子内視鏡システム。
An electronic endoscope having an image pickup device having an effective pixel region and an optical black pixel region, a transmission cable for transmitting an output signal from the image pickup device, and an observation image obtained by processing the output signal transmitted by the transmission cable An electronic endoscope system having a signal processing circuit for generating
A white pixel is provided in the optical black pixel region;
The signal processing circuit includes:
Included in the output signal from the third pixel from the output signal from the white pixel and the output signal from the third pixel in the optical black pixel area output following the output signal from the white pixel A signal amount of a reflected signal generated in the transmission cable by an output signal from the white pixel is calculated,
Based on the signal amount of the reflected signal, the reflected signal included in the output signal from each pixel of the image sensor is removed.
An electronic endoscope system characterized by that.
前記信号処理回路は、
前記白画素からの出力信号と、前記第3の画素からの出力信号に含まれる、該白画素からの出力信号による前記反射信号の信号量とから所定の係数を算出する反射係数演算回路と、
前記所定の係数を記憶するメモリと、
各画素からの出力信号に対して、前画素信号の信号量に前記メモリに記憶されている前記所定の係数を適用して算出される信号量を前記反射信号の信号量として注目画素信号から除去する処理を行う反射信号除去回路と、を有する、
ことを特徴とする請求項7に記載の電子内視鏡システム。
The signal processing circuit includes:
A reflection coefficient calculation circuit that calculates a predetermined coefficient from the output signal from the white pixel and the signal amount of the reflection signal by the output signal from the white pixel, which is included in the output signal from the third pixel;
A memory for storing the predetermined coefficient;
For the output signal from each pixel, the signal amount calculated by applying the predetermined coefficient stored in the memory to the signal amount of the previous pixel signal is removed from the target pixel signal as the signal amount of the reflected signal. A reflected signal removal circuit that performs processing to perform,
The electronic endoscope system according to claim 7.
前記反射信号除去回路は、
各画素からの出力信号を遅延させる遅延回路と、
各画素からの出力信号に前記メモリに記憶されている前記所定の係数を適用して、前記反射信号の信号量を算出する反射信号量演算回路と、
前記遅延回路からの出力信号の信号量から、前記反射信号量演算回路からの出力信号の信号量を減算する減算部と、を有する、
ことを特徴とする請求項8に記載の電子内視鏡システム。
The reflected signal removal circuit includes:
A delay circuit that delays an output signal from each pixel;
A reflected signal amount calculation circuit that calculates the signal amount of the reflected signal by applying the predetermined coefficient stored in the memory to an output signal from each pixel;
A subtractor that subtracts the signal amount of the output signal from the reflected signal amount calculation circuit from the signal amount of the output signal from the delay circuit,
The electronic endoscope system according to claim 8.
前記反射係数演算回路は、前記所定の係数を、以下の式(5)により求め、
α=A/B・・・(5)
ここで、αは前記所定の係数、Aは前記白画素からの出力信号の信号量、Bは前記第3の画素からの出力信号に含まれる該白画素からの出力信号による反射信号の信号量である、
前記反射信号除去回路は、前記注目画素信号から除去する反射信号の信号量を、以下の式(6)により求める、
ref=α×C・・・(6)
ここで、Crefは前記注目画素信号から除去する反射信号の信号量、Cは前記前画素信号の信号量である、
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電子内視鏡システム。
The reflection coefficient calculation circuit obtains the predetermined coefficient by the following equation (5):
α = A / B (5)
Here, α is the predetermined coefficient, A is the signal amount of the output signal from the white pixel, and B is the signal amount of the reflected signal due to the output signal from the white pixel included in the output signal from the third pixel. Is,
The reflected signal removal circuit obtains the signal amount of the reflected signal to be removed from the pixel-of-interest signal by the following equation (6).
C ref = α × C (6)
Here, C ref is the signal amount of the reflected signal to be removed from the target pixel signal, and C is the signal amount of the previous pixel signal.
The electronic endoscope system according to claim 8 or 9, characterized by the above.
前記伝送ケーブルにおいて前記前画素信号が現れてから該前画素信号の反射信号が前記注目画素信号内に現れるまでの時間は、以下の式(7)により与えられ、
ΔT=2×T×L・・・(7)
ここで、ΔTは前記伝送ケーブルにおいて前記前画素信号が現れてから該前画素信号の反射信号が前記注目画素信号内に現れるまでの時間、Tは該伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間、Lは該伝送ケーブルのケーブル長である、
前記反射信号除去回路は、式(7)のΔTにより特定される位置において、前記注目画素信号から反射信号を除去する、
ことを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の電子内視鏡システム。
The time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the target pixel signal is given by the following equation (7):
ΔT = 2 × T × L (7)
Here, ΔT is the time from when the previous pixel signal appears in the transmission cable until the reflected signal of the previous pixel signal appears in the target pixel signal, T is the signal transmission delay time in the transmission cable, and L is The cable length of the transmission cable,
The reflected signal removing circuit removes the reflected signal from the pixel-of-interest signal at a position specified by ΔT in Expression (7);
The electronic endoscope system according to any one of claims 8 to 10, wherein the electronic endoscope system is configured as described above.
前記伝送ケーブルにおける信号伝送の遅延時間Tは、以下の式(8)により与えられる、
T=(μ×μ×ε×ε1/2・・・(8)
ここで、μは真空の透磁率、μは前記伝送ケーブルの導体の透磁率、εは真空の誘電率、εは該伝送ケーブルの誘電体の誘電率である、
ことを特徴とする請求項11に記載の電子内視鏡システム。
The signal transmission delay time T in the transmission cable is given by the following equation (8):
T = (μ 0 × μ r × ε 0 × ε r ) 1/2 (8)
Here, μ 0 is the magnetic permeability of vacuum, μ r is the magnetic permeability of the conductor of the transmission cable, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, and ε r is the dielectric constant of the dielectric of the transmission cable.
The electronic endoscope system according to claim 11.
JP2010111188A 2010-05-13 2010-05-13 Electronic endoscope system Pending JP2011235021A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010111188A JP2011235021A (en) 2010-05-13 2010-05-13 Electronic endoscope system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010111188A JP2011235021A (en) 2010-05-13 2010-05-13 Electronic endoscope system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011235021A true JP2011235021A (en) 2011-11-24

Family

ID=45323654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010111188A Pending JP2011235021A (en) 2010-05-13 2010-05-13 Electronic endoscope system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011235021A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013142636A (en) * 2012-01-11 2013-07-22 Mitsubishi Electric Corp Infrared target detector
CN103687530A (en) * 2012-04-25 2014-03-26 奥林巴斯医疗株式会社 Endoscope image pickup unit and endoscope
US8866893B2 (en) 2011-12-27 2014-10-21 Olympus Medical Systems Corp. Imaging apparatus
JP2014236806A (en) * 2013-06-06 2014-12-18 Hoya株式会社 Endoscope system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8866893B2 (en) 2011-12-27 2014-10-21 Olympus Medical Systems Corp. Imaging apparatus
JP2013142636A (en) * 2012-01-11 2013-07-22 Mitsubishi Electric Corp Infrared target detector
CN103687530A (en) * 2012-04-25 2014-03-26 奥林巴斯医疗株式会社 Endoscope image pickup unit and endoscope
EP2719321A4 (en) * 2012-04-25 2015-03-04 Olympus Medical Systems Corp Endoscope image pickup unit and endoscope
US9148554B2 (en) 2012-04-25 2015-09-29 Olympus Corporation Image pickup unit for endoscope and endoscope
CN103687530B (en) * 2012-04-25 2016-05-04 奥林巴斯株式会社 Endoscopic image pickup unit and endoscope
JP2014236806A (en) * 2013-06-06 2014-12-18 Hoya株式会社 Endoscope system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130307951A1 (en) Imaging apparatus
WO2016185763A1 (en) Light-source control device, light-source control method, and imaging system
WO2016035829A1 (en) Imaging device and processing device
WO2016039227A1 (en) Imaging device and processing device
JP6109457B1 (en) Imaging system and processing apparatus
JP6355527B2 (en) Endoscope system and operating method thereof
JP5847368B1 (en) Imaging apparatus and endoscope apparatus
JP2011235021A (en) Electronic endoscope system
JP2007215907A (en) Endoscope processor, endoscopic system and black balance adjustment program
CN110337260B (en) Electronic endoscope device
JP6489644B2 (en) Imaging system
JP6355531B2 (en) Endoscope light source device, endoscope system and operating method thereof
JP2002360510A (en) Endoscopic apparatus and control method for the same
JP2011062261A (en) Enhanced image processor and medical observation system
CN113271838A (en) Endoscope system and image processing apparatus
US20220409015A1 (en) Control device, endoscope, and control method
JP2003204932A (en) Endoscopic imaging system
JP2012115531A (en) Electronic endoscope and electronic endoscope system
JP6242552B1 (en) Image processing device
JP2011024901A (en) Electronic endoscope system and light control signal correcting method
JP2007202942A (en) Endoscopic image signal processor and electronic endoscope system
JP5528360B2 (en) White balance adjustment method and electronic endoscope apparatus
JP3917982B2 (en) Endoscope device
JP2010279457A (en) Electronic endoscope, electronic endoscopic system, and color adjusting method
JP2007202951A (en) Endoscopic image signal processor and electronic endoscope system

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130510