JP2012081001A - Endoscope apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a distal part of a scope and an observation region from being affected by heat when adjusting brightness with a rotary shutter.SOLUTION: The brightness of an object image is adjusted by controlling rotation of the rotary shutter. Usually, the amount of light is adjusted by shielding the light intermittently while rotating the shutter with a cycle of one frame period. When the amount of light is estimated to reach a limit that affects the distal part of the scope and the observation region by heat, the rotation speed of the rotary shutter is slowed down to make the cycle longer, and thus to set the shielding period longer than the one frame period.

Description

本発明は、スコープによって器官内壁などの被写体を撮像し、観察画像をモニタに表示する電子内視鏡装置に関し、特に、観察画像の明るさ調整処理に関する。   The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that images a subject such as an inner wall of an organ with a scope and displays an observation image on a monitor, and particularly relates to brightness adjustment processing of the observation image.

内視鏡装置では、絞りを用いて被写体への照明光量を増減させ、被写体像の明るさを適正な明るさで維持する明るさ調整処理が行われる。ロータリーシャッタを用いた内視鏡装置では、遮光部と開口部から構成されるロータリーシャッタを1フレーム期間周期で回転させ、照射期間を調整する(特許文献1参照)。   In the endoscope apparatus, a brightness adjustment process is performed in which the illumination light quantity to the subject is increased or decreased using a diaphragm to maintain the brightness of the subject image at an appropriate brightness. In an endoscope apparatus using a rotary shutter, a rotary shutter composed of a light shielding portion and an opening is rotated at a period of one frame period to adjust an irradiation period (see Patent Document 1).

特開2007−195850号公報JP 2007-195850 A

ロータリーシャッタを使用した調光処理の場合、1フレーム期間内で遮光と照明が交互に切り替わる。そのため、スコープの光学特性、あるいは観察状況によって比較的大きな照射光量を必要とする場合、長期間に渡り、大きな照射光量で間欠的に被写体を照明することになる。   In the case of dimming processing using a rotary shutter, light shielding and illumination are alternately switched within one frame period. Therefore, when a relatively large amount of irradiation light is required depending on the optical characteristics of the scope or the observation situation, the subject is intermittently illuminated with a large amount of irradiation light for a long period of time.

一方、スコープ先端部には撮像素子、ライドガイド先端部などの熱源が存在し、スコープ先端部は発熱しやすい。それに伴うノイズや部品故障等を防ぐため、照射光量は十分抑えなければならない。   On the other hand, there are heat sources such as an image sensor and a ride guide tip at the scope tip, and the scope tip tends to generate heat. In order to prevent noise and component failures accompanying it, the irradiation light quantity must be sufficiently suppressed.

本発明の内視鏡装置は、ロータリーシャッタを使用して明るさ調整処理を実行する内視鏡装置であって、被写体を照明する光源と、1フレーム期間もしくは1フィールド期間(1フレーム/フィールド期間)に合わせて光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタと、ロータリーシャッタを回転制御する制御手段とを備える。   An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus that performs brightness adjustment processing using a rotary shutter, and includes a light source that illuminates a subject and one frame period or one field period (one frame / field period). ), A rotary shutter that rotates on the optical path of the light source and intermittently reduces or blocks light, and a control unit that controls the rotation of the rotary shutter.

ロータリーシャッタは様々な機構で構成可能であり、1枚のロータリーシャッタで位相制御してもよく、あるいは2枚のロータリーシャッタを対にして回転させ、一方のロータリーシャッタの相対的位置(位相)を調整して光量増減させてもよい。また、ある期間完全に遮光するように構成してもよく、あるいは全体的光量を低減させる構成でもよい。   The rotary shutter can be configured by various mechanisms, and the phase may be controlled by one rotary shutter, or the two rotary shutters are rotated in pairs, and the relative position (phase) of one rotary shutter is set. The amount of light may be increased or decreased by adjustment. Further, it may be configured to completely shield light for a certain period, or may be configured to reduce the overall light amount.

本発明では、被写体への照射光量が限界光量を超える場合、制御手段は、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、ロータリーシャッタの回転を調整する。これによって、遮光もしくは光量低減期間が長くなり、非常に大きな照射光量による照明が数フレーム期間続くことが防止される。   In the present invention, when the amount of light applied to the subject exceeds the limit light amount, the control unit adjusts the rotation of the rotary shutter so as to perform intermittent light amount reduction or light shielding at time intervals exceeding one frame period. This prolongs the light shielding or light quantity reduction period, and prevents illumination with a very large quantity of irradiated light from continuing for several frame periods.

限界光量については、様々な判断手法が適用可能である。限界光量は、内視鏡装置の構造、観察状況によって異なる。ランプの強度が大きい場合、必然的に照射光量は多くなる。また、スコープ特性として、内部に設けられたライトガイド(光ファイバ束)の減衰率が大きい場合、照射時間を長くするように明るさ調整処理されるため、照射光量が大きくなる。   Various determination methods can be applied to the limit light amount. The limit light amount varies depending on the structure of the endoscope apparatus and the observation situation. When the intensity of the lamp is high, the amount of irradiation light inevitably increases. Further, as a scope characteristic, when the attenuation rate of the light guide (optical fiber bundle) provided inside is large, the brightness adjustment processing is performed so as to lengthen the irradiation time, and thus the amount of irradiation light increases.

観察状況については、スコープ先端部が観察部位と接近している場合、あるいは、電子シャッタ機能によって露光時間を短くした場合、照射光量が多くなる。さらに、血管、病変部強調のために、特定の狭帯域波長の光を照射して分光画像を生成する場合にも、照射光量が多くなる。   Regarding the observation situation, when the scope tip is close to the observation site, or when the exposure time is shortened by the electronic shutter function, the amount of irradiation light increases. Furthermore, the amount of irradiation light also increases when a spectroscopic image is generated by irradiating light of a specific narrow band wavelength for blood vessel and lesion enhancement.

このような装置の特性、観察状況に基づいて様々な限界光量をあらかじめ設定し、メモリなどに記憶させておくことにより、装置、観察状況に適した限界光量に基づいて明るさ調整処理をすることが可能である。一定光量で照明がある程度の期間が続く場合、限界光量を推定することが容易となる。例えば、1フレーム期間における限界照射時間で連続して限界フレーム数以上照射する場合、限界光量を超えると推定するのがよい。   Brightness adjustment processing is performed based on the limit light amount suitable for the device and the observation situation by presetting various limit light amounts based on the characteristics of the device and the observation state and storing them in a memory or the like. Is possible. When illumination is continued for a certain period with a constant light amount, it becomes easy to estimate the limit light amount. For example, it is better to estimate that the limit light amount is exceeded when irradiation is performed for the limit number of frames continuously in the limit irradiation time in one frame period.

限界光量に達したときのロータリーシャッタの制御については、回転速度を落として一定速度で周期的に回転させるようにすることが可能である。例えば制御手段は、ロータリーシャッタの回転周期が1フレーム期間よりも長くなるように、ロータリーシャッタの回転速度を変更させればよい。特に、光量低減もしくは遮光期間の途中でロータリーシャッタの回転速度を低下させることにより、遮光もしくは光量減少期間が最初に長時間化させることができる。   As for the control of the rotary shutter when the limit light amount is reached, it is possible to periodically rotate at a constant speed by reducing the rotation speed. For example, the control means may change the rotation speed of the rotary shutter so that the rotation cycle of the rotary shutter becomes longer than one frame period. In particular, by reducing the rotational speed of the rotary shutter during the light quantity reduction or light shielding period, the light shielding or light quantity reduction period can first be lengthened.

限界光量に達して遮光期間、光量減少期間が1フレーム期間を超える場合、そのフレーム期間の画像信号を直接映像に使用すると観察画像が乱れることになる。したがって、フレームレートを落としてその期間の画像信号を使わないようにするのがよい。あるいは、前後のフレームの画像信号に基づいて補間処理などを行うようにしてもよい。   In the case where the limit light quantity is reached and the light shielding period and the light quantity reduction period exceed one frame period, the observation image is disturbed if the image signal of that frame period is directly used for the video. Therefore, it is preferable to reduce the frame rate so that the image signal for that period is not used. Alternatively, interpolation processing or the like may be performed based on the image signals of the previous and subsequent frames.

本発明の内視鏡用明るさ調整装置は、被写体像の明るさを示す輝度を検出する輝度検出手段と、1フレーム/フィールド期間に合わせて光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタを、検出された輝度に基づいて回転制御し、被写体像の明るさを適正な明るさで維持する制御手段とを備え、制御手段が、被写体への照射光量が限界光量を超える場合、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、ロータリーシャッタの回転を調整する。   The brightness adjustment apparatus for an endoscope according to the present invention includes a luminance detection unit that detects luminance indicating the brightness of a subject image, and rotates on the optical path of the light source in accordance with one frame / field period, thereby intermittently reducing the amount of light. Or, a rotary shutter that shields light is controlled to rotate based on the detected luminance, and a control unit that maintains the brightness of the subject image at an appropriate brightness is provided. When exceeding, the rotation of the rotary shutter is adjusted so as to perform intermittent light quantity reduction or light shielding at time intervals exceeding one frame period.

本発明のプログラムは、内視鏡装置を、被写体像の明るさを示す輝度を検出する輝度検出手段と、1フレーム/フィールド期間に合わせて光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタを、検出された輝度に基づいて回転制御し、被写体像の明るさを適正な明るさで維持する制御手段として機能させ、被写体への照射光量が限界光量を超える場合、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、ロータリーシャッタの回転を調整する制御手段として機能させる。   The program of the present invention rotates the endoscope apparatus on the optical path of the light source in accordance with a luminance detection means for detecting the luminance indicating the brightness of the subject image and one frame / field period, and reduces the light amount intermittently. When the rotary shutter that shields light is controlled to rotate based on the detected luminance and functions as a control means for maintaining the brightness of the subject image at an appropriate brightness, when the amount of light applied to the subject exceeds the limit light amount, one frame It functions as a control means for adjusting the rotation of the rotary shutter so as to perform intermittent light quantity reduction or light shielding at time intervals exceeding the period.

このように本発明によれば、ロータリーシャッタを使用して明るさ調整するとき、スコープ先端部、観察部位への熱の影響を防ぐことができる。   As described above, according to the present invention, when the brightness is adjusted using the rotary shutter, it is possible to prevent the influence of heat on the scope tip and the observation site.

本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。It is a block diagram of the electronic endoscope apparatus which is this embodiment. ロータリーシャッタの概略的平面図である。It is a schematic plan view of a rotary shutter. 絞り制御部において実行される明るさ調整処理のフローチャートである。It is a flowchart of the brightness adjustment process performed in an aperture control unit. ロータリーシャッタの制御量決定処理を示した図3のサブルーチンである。FIG. 4 is a subroutine of FIG. 3 showing a control amount determination process of the rotary shutter. ロータリーシャッタの回転状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the rotation state of a rotary shutter.

以下では、図面を参照して本実施形態である電子内視鏡装置について説明する。   Hereinafter, the electronic endoscope apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。図2は、ロータリーシャッタの概略的平面図である。   FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of the rotary shutter.

電子内視鏡装置は、その挿入部分が体内へ挿入されるビデオスコープ10と、プロセッサ30とを備え、ビデオスコープ10はプロセッサ30に着脱自在に接続される。プロセッサ30には、モニタ(図示せず)が接続されている。   The electronic endoscope apparatus includes a video scope 10 whose insertion portion is inserted into the body, and a processor 30, and the video scope 10 is detachably connected to the processor 30. A monitor (not shown) is connected to the processor 30.

プロセッサ30は、キセノンランプなどの光源装置32を備え、光源装置32から放射された照明光は、集光レンズ31を介してビデオスコープ10内に設けられたライトガイド12に入射し、ライトガイド12を通ってスコープ先端部10Tから被写体(観察対象)に向けて照射される。   The processor 30 includes a light source device 32 such as a xenon lamp. Illumination light emitted from the light source device 32 is incident on the light guide 12 provided in the video scope 10 via the condenser lens 31. The light is irradiated from the distal end portion 10T of the scope toward the subject (observation target).

被写体に反射した照明光は、スコープ先端部10Tに設けられた対物レンズ13を通り、これによって被写体像がCCDなどのイメージセンサ14の受光面に形成される。イメージセンサ14では、1フレーム分の画像信号がイメージセンサ14から所定のフレーム時間間隔(例えば1/30秒間隔)で読み出される。イメージセンサ14には、Cy、Ye、G、MgあるいはR、G、Bから成る色要素をモザイク配列させた補色フィルタが配設されている。   The illumination light reflected by the subject passes through the objective lens 13 provided at the scope distal end portion 10T, whereby a subject image is formed on the light receiving surface of the image sensor 14 such as a CCD. In the image sensor 14, an image signal for one frame is read from the image sensor 14 at a predetermined frame time interval (for example, 1/30 second interval). The image sensor 14 is provided with a complementary color filter in which color elements composed of Cy, Ye, G, Mg or R, G, B are arranged in a mosaic pattern.

読み出された画像信号は、AD変換回路15によってデジタル化された後、画像処理回路16へ送られる。画像処理回路16では、画像信号に対してホワイトバランス処理、ガンマ補正処理などの信号処理が施される。これにより、R、G、Bの画像信号が生成され、プロセッサ30の画像処理回路33へ送られる。   The read image signal is digitized by the AD conversion circuit 15 and then sent to the image processing circuit 16. The image processing circuit 16 performs signal processing such as white balance processing and gamma correction processing on the image signal. As a result, R, G, and B image signals are generated and sent to the image processing circuit 33 of the processor 30.

画像処理回路33では、輪郭強調処理、スーパーインポーズ処理などが画像信号に対して施される。映像信号がモニタに出力されることにより、観察画像がリアルタイムの動画像としてモニタに表示される。SDRAM47、EEPROM48には、画像などが一時的に格納される。   In the image processing circuit 33, contour enhancement processing, superimpose processing, and the like are performed on the image signal. By outputting the video signal to the monitor, the observation image is displayed on the monitor as a real-time moving image. Images and the like are temporarily stored in the SDRAM 47 and the EEPROM 48.

プロセッサ制御部40は、画像処理回路33などへ制御信号を出力し、プロセッサ30全体の動作を制御する。スコープ10が接続されると、プロセッサ制御部40はスコープ10内に設けられたスコープ制御部17と相互通信し、スコープ特性(解像度、スコープ種類)に関するデータを取得する。   The processor control unit 40 outputs a control signal to the image processing circuit 33 and the like, and controls the operation of the entire processor 30. When the scope 10 is connected, the processor control unit 40 communicates with the scope control unit 17 provided in the scope 10 and acquires data related to the scope characteristics (resolution, scope type).

モニタに表示される被写体像の明るさは、一対のロータリーシャッタ42、43によって調整される。ロータリーシャッタ42は、図2に示すように円盤状板に半円状の穴を形成したシャッタであり、遮光部42Aと透過部42Bから構成されている。ロータリーシャッタ43も同様に遮光部43A、透過部43Bから構成されており、ロータリーシャッタ42と同軸的に対面配置されている。   The brightness of the subject image displayed on the monitor is adjusted by a pair of rotary shutters 42 and 43. As shown in FIG. 2, the rotary shutter 42 is a shutter in which a semicircular hole is formed in a disk-like plate, and includes a light shielding part 42A and a transmission part 42B. Similarly, the rotary shutter 43 includes a light shielding portion 43A and a transmission portion 43B, and is disposed coaxially with the rotary shutter 42 so as to face each other.

ロータリーシャッタ42、43は、モータ46によって1フレーム期間を周期として回転する。光源装置32から放射される光の光路Lには、ロータリーシャッタ42、43の回転によって遮光部42Aと透過部42Bが交互に通過し、これによって被写体へ照射される光量が調整される。   The rotary shutters 42 and 43 are rotated by a motor 46 with one frame period as a cycle. In the optical path L of the light emitted from the light source device 32, the light shielding unit 42A and the transmission unit 42B alternately pass by the rotation of the rotary shutters 42 and 43, thereby adjusting the amount of light irradiated to the subject.

ロータリーシャッタ43は、ロータリーシャッタ42に対して相対的に位相(回転位置)をずらしながら回転可能である。ロータリーシャッタ42、43が一定速度で回転する間、ロータリーシャッタ43の位相を早め、あるいは遅くすることによって透過部42B、透過部43B両方を通過する照明光の光量が変化する。   The rotary shutter 43 can rotate while shifting the phase (rotation position) relative to the rotary shutter 42. While the rotary shutters 42 and 43 rotate at a constant speed, the amount of illumination light passing through both the transmissive portion 42B and the transmissive portion 43B is changed by increasing or decreasing the phase of the rotary shutter 43.

DSP(Digital Signal Processor)などで構成される絞り制御部44は、モータ46へ駆動信号を出力し、ロータリーシャッタ42、43の回転を制御する。画像処理回路33から読み出される1フレーム分の輝度信号から被写体像の明るさ(平均輝度値など)が算出されると、絞り制御部40は、参照輝度値との比較に基づいて、光量増減を行う。具体的には、ロータリーシャッタ43の位相を変化させ、1フレーム期間内における遮光時間を増加、あるいは減少させることによって、明るさ調整を行う。   A diaphragm control unit 44 composed of a DSP (Digital Signal Processor) or the like outputs a drive signal to the motor 46 and controls the rotation of the rotary shutters 42 and 43. When the brightness (average luminance value, etc.) of the subject image is calculated from the luminance signal for one frame read from the image processing circuit 33, the aperture control unit 40 increases or decreases the light amount based on the comparison with the reference luminance value. Do. Specifically, the brightness is adjusted by changing the phase of the rotary shutter 43 to increase or decrease the light shielding time within one frame period.

さらに、被写体への照射光量が限度量を超える場合、ロータリーシャッタ42の回転速度を低下させて1フレーム期間を超える周期で遮光を間欠的に行う。プロセッサ制御部40に設けられたメモリ(図示せず)には、限界光量に関するデータが格納されており、接続されるスコープと関連付けられて記憶されている。   Further, when the amount of light applied to the subject exceeds the limit amount, the rotational speed of the rotary shutter 42 is decreased and light shielding is intermittently performed at a period exceeding one frame period. Data relating to the limit light amount is stored in a memory (not shown) provided in the processor control unit 40 and is stored in association with the connected scope.

以下、図3〜図5を用いて、明るさ調整処理について説明する。   Hereinafter, the brightness adjustment process will be described with reference to FIGS.

図3は、絞り制御部において実行される明るさ調整処理のフローチャートである。明るさ調整処理は、1フレーム期間の時間間隔で割り込み処理される。図4は、ロータリーシャッタの制御量決定処理を示した図3のサブルーチンである。図5は、ロータリーシャッタの回転状態を示すタイミングチャートである。   FIG. 3 is a flowchart of brightness adjustment processing executed in the aperture control unit. The brightness adjustment process is interrupted at a time interval of one frame period. FIG. 4 is a subroutine of FIG. 3 showing the control amount determination processing of the rotary shutter. FIG. 5 is a timing chart showing the rotation state of the rotary shutter.

ステップS101では、限界光量時の明るさ調整処理を行っているか否かが判断される。限界光量のとき、後述するように、数フレーム期間に渡って間欠的遮光する。そのため、輝度検出をせず、ステップS103へ進む。   In step S101, it is determined whether or not brightness adjustment processing at the time of the limit light amount is being performed. When the light amount is limited, light is intermittently shielded over several frame periods as will be described later. Therefore, the luminance detection is not performed and the process proceeds to step S103.

一方、限界光量時ではない場合、1フレーム期間ごとに輝度検出を行う。ステップS102では、順次生成される1フレーム分の画像信号に基づいて被写体像の輝度値が算出される。ここでは、平均輝度値が求められる(S103)。そして、輝度値に基づいてロータリーシャッタ42、43の制御量が算出される(S104)。映像を表示し続ける間、光量調整が繰り返される(S105)。   On the other hand, when it is not at the limit light amount, the luminance is detected every frame period. In step S102, the luminance value of the subject image is calculated based on the sequentially generated image signals for one frame. Here, an average luminance value is obtained (S103). Then, the control amount of the rotary shutters 42 and 43 is calculated based on the luminance value (S104). While the image is continuously displayed, the light amount adjustment is repeated (S105).

図4を用いて、ステップS103におけるロータリーシャッタ42、43の制御量の設定について詳述すると、まず、今現在、1フレーム期間内に被写体へ照射されている光量を検出する(S201)。これは、ロータリーシャッタ43の相対的位置に基づいて検出される。   With reference to FIG. 4, the setting of the control amounts of the rotary shutters 42 and 43 in step S103 will be described in detail. First, the amount of light currently irradiated to the subject within one frame period is detected (S201). This is detected based on the relative position of the rotary shutter 43.

ステップS202では、検出された照射光量による明るさ調整が数フレーム期間続いたとき、限界光量を超えるか否かを判断する。限界光量は、被写体への照明光によって観察部位に熱の影響が及ぶ恐れがある光量を表す。ここでは、1フレーム当たりの限度照射時間(照射光量)と、その限度照射光量を続けるフレーム数(ここでは、10フレーム)との積を限界光量として定める。   In step S202, it is determined whether or not the limit light amount is exceeded when the brightness adjustment by the detected light amount continues for several frame periods. The limit light amount represents the amount of light that may affect the observation site due to the illumination light on the subject. Here, the product of the limit irradiation time (irradiation light amount) per frame and the number of frames that continue the limit irradiation light amount (here, 10 frames) is determined as the limit light amount.

すなわち、1フレーム期間ある所定以上の光量で照射し、その光量で間欠的な照射を連続的に行ったときに許容量を超える場合、そのトータル光量を限界光量として定める。限界光量は、スコープの種類によって異なり、接続されているスコープの種類に応じた限界光量が設定されている。   That is, when the irradiation is performed with a predetermined amount or more of light for a period of one frame and when the intermittent irradiation is continuously performed with the amount of light, the total amount of light is determined as the limit light amount. The limit light amount differs depending on the type of the scope, and the limit light amount is set according to the type of the connected scope.

スコープ先端部を移動させることなく観察部位までの距離が一定である場合、実質的に同じ照射光量が維持されると考えてよい。したがって、ステップS202では、同じ照射光量で一定期間間欠的な照射を行うことが前提とし、検出された照射光量とあらかじめ設定されたフレーム数との積を算出し、それを限界光量とを比較する。1フレーム期間の限度照射時間(限度照射光量)、その光量で連続照射する期間(連続フレーム数)は、あらかじめスコープの種類に応じてメモリに格納されている。   If the distance to the observation site is constant without moving the scope tip, it may be considered that substantially the same amount of irradiation light is maintained. Therefore, in step S202, on the premise that intermittent irradiation is performed for a certain period of time with the same irradiation light amount, a product of the detected irradiation light amount and a preset number of frames is calculated and compared with the limit light amount. . The limit irradiation time (limit irradiation light amount) of one frame period and the period (number of continuous frames) of continuous irradiation with the light amount are stored in advance in the memory according to the type of scope.

1フレーム期間における限度照射光量に達していない、あるいは限界光量を超えない場合、通常の明るさ調整処理が行われる。すなわち、適正な明るさに応じた参照輝度値と検出輝度値との差に基づいて、ロータリーシャッタ43の位相が調整される。このとき、ロータリーシャッタ42、43の周期は1フレーム期間に従う。   When the limit irradiation light amount in one frame period is not reached or the limit light amount is not exceeded, normal brightness adjustment processing is performed. That is, the phase of the rotary shutter 43 is adjusted based on the difference between the reference luminance value corresponding to the appropriate brightness and the detected luminance value. At this time, the cycle of the rotary shutters 42 and 43 follows one frame period.

一方、限界光量を超えると推定される場合、絞り制御部44は、ロータリーシャッタ42、43の回転速度を同じように低下させ、回転周期を1フレーム期間超える周期に変更する(S204)。具体的には、遮光期間の方が光透過期間より長くするように、遮光タイミングで回転速度を低下させる。   On the other hand, when it is estimated that the light amount exceeds the limit light amount, the aperture control unit 44 similarly reduces the rotation speed of the rotary shutters 42 and 43 and changes the rotation period to a period exceeding one frame period (S204). Specifically, the rotational speed is reduced at the light shielding timing so that the light shielding period is longer than the light transmission period.

図5は、ロータリーシャッタ42の回転周期を示したタイミングチャートである。ここでは、4フレーム期間で1回転させるように、遮光期間に入ってからロータリーシャッタ42、43の回転速度を同時に落としている。これにより、3フレーム期間に渡って遮光状態が続く。この速度変更後の周期で、調光処理が続けられる。   FIG. 5 is a timing chart showing the rotation cycle of the rotary shutter 42. Here, the rotational speeds of the rotary shutters 42 and 43 are reduced at the same time after entering the light shielding period so as to make one rotation in a four frame period. As a result, the light shielding state continues for three frame periods. The dimming process is continued in the cycle after the speed change.

画像処理回路33では、限界光量を超えた場合、フレームレートを落とし、それとともに遮光期間に得られる画像信号を使用せずに出力しない。これにより、光透過期間の画像信号に基づいた観察画像が表示される。   In the image processing circuit 33, when the limit light amount is exceeded, the frame rate is reduced and the image signal obtained in the light shielding period is not used and not output. Thereby, an observation image based on the image signal in the light transmission period is displayed.

限界光量のため回転速度を落として明るさ調整処理が行われると、ステップS201では、数フレーム期間のうちの照射期間に照射される光量が検出される。そして、その光量で明るさ調整処理が繰り返される期間を定め、総光量が限界光量を超えるか否かを判断する。限界光量に達しないと判断されると、通常の光量制御に戻る。   When the brightness adjustment process is performed at a lower rotational speed due to the limit light amount, the light amount irradiated in the irradiation period of several frame periods is detected in step S201. Then, a period in which the brightness adjustment process is repeated with the light amount is determined, and it is determined whether or not the total light amount exceeds the limit light amount. When it is determined that the limit light amount is not reached, the normal light amount control is resumed.

このように本実施形態によれば、ロータリーシャッタ42、43の回転制御によって被写体像の明るさ調整処理が行われる。通常、1フレーム期間を周期として回転しながら間欠的に遮光して光量調整を行う。そして、スコープ先端部、観察部位に熱の影響を及ぼす限界光量に達すると推定されると、ロータリーシャッタ42、43の回転速度を低下させて周期を長くし、1フレーム期間を超えるように遮光期間が定められる。   As described above, according to the present embodiment, the brightness adjustment processing of the subject image is performed by the rotation control of the rotary shutters 42 and 43. Normally, light quantity adjustment is performed by intermittently blocking light while rotating with a period of one frame period. Then, when it is estimated that the limit light amount that affects the distal end of the scope and the observation site is reached, the rotation speed of the rotary shutters 42 and 43 is decreased to increase the period, and the light shielding period so as to exceed one frame period. Is determined.

遮光期間が長くなるため、光量が多い状態が連続的に持続することを防ぎ、スコープ先端部、観察部位への熱の影響が抑えられる。また、ロータリーシャッタの回転速度を遮光期間に突入しているタイミングで落とすため、即座に遮光期間が1フレーム期間以上に渡ることになり、効果的な明るさ調整処理を行うことができる。   Since the light shielding period becomes longer, it is possible to prevent a state in which the amount of light is large from being continuously maintained, and to suppress the influence of heat on the scope tip and the observation site. Further, since the rotational speed of the rotary shutter is decreased at the timing when it enters the light shielding period, the light shielding period immediately exceeds one frame period, and effective brightness adjustment processing can be performed.

ロータリーシャッタの回転速度低下については、図5のように4フレーム周期に限定されず、観察状況等に応じて適宜定めればよい。また、速度変更(周期変更)する代わりに速度を連続的に変化させながら遮光期間、光透過期間を変更してもよい。さらに、ロータリーシャッタの構造についても、1枚のロータリーシャッタで構成し、電子シャッタによる露光時間とロータリーシャッタの位相制御で光量調整してもよい。   The reduction in the rotational speed of the rotary shutter is not limited to a four-frame cycle as shown in FIG. Further, instead of changing the speed (changing the cycle), the light shielding period and the light transmission period may be changed while continuously changing the speed. Further, the structure of the rotary shutter may be constituted by a single rotary shutter, and the light amount may be adjusted by the exposure time by the electronic shutter and the phase control of the rotary shutter.

限界光量の設定については、スコープ種類(ファイバスコープ、大口径スコープ、細径スコープ)だけでなく、高速電子シャッタ使用時、あるいは分光画像用信号処理などの画像信号処理の特性に従って定めることも可能である。また、連続フレーム数も、それらの特性に応じて複数設定すること(10フレーム、60フレーム、3000フレーム)が可能である。   The setting of the limit light quantity can be determined not only according to the scope type (fiber scope, large diameter scope, small diameter scope), but also when using a high-speed electronic shutter or according to the characteristics of image signal processing such as spectral signal processing. is there. Also, the number of continuous frames can be set according to their characteristics (10 frames, 60 frames, 3000 frames).

ロータリーシャッタ速度低下の場合、低光量状態で得られる画像信号を、その前後の高光量で得られた画像信号に基づいて補間処理し、観察画像を生成してもよい。あるいは、画素欠陥、熱雑音ノイズ、FPNの判断など、他の目的にしようしてもよい。   When the rotary shutter speed is lowered, an observation image may be generated by performing an interpolation process on the image signal obtained in the low light quantity state based on the image signal obtained with the high light quantity before and after the image signal. Alternatively, other purposes such as pixel defect, thermal noise noise, and FPN determination may be used.

10 ビデオスコープ
42、43 ロータリーシャッタ
44 絞り制御部
10 Videoscope 42, 43 Rotary shutter 44 Aperture control unit

Claims (7)

被写体を照明する光源と、
1フレーム/フィールド期間に合わせて前記光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタと、
被写体像の明るさを適正な明るさで維持するように、前記ロータリーシャッタを回転制御する制御手段とを備え、
前記制御手段が、被写体への照射光量が限界光量を超える場合、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、前記ロータリーシャッタの回転を調整することを特徴とする内視鏡装置。
A light source that illuminates the subject;
A rotary shutter that rotates on the optical path of the light source in accordance with one frame / field period and intermittently reduces or blocks the light amount;
Control means for rotationally controlling the rotary shutter so as to maintain the brightness of the subject image at an appropriate brightness,
The control means adjusts the rotation of the rotary shutter so as to perform intermittent light quantity reduction or light shielding at time intervals exceeding one frame period when the light quantity applied to the subject exceeds the limit light quantity. Endoscopic device.
前記制御手段が、前記ロータリーシャッタの回転周期が1フレーム期間よりも長くなるように、前記ロータリーシャッタの回転速度を変更させることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a rotation speed of the rotary shutter so that a rotation cycle of the rotary shutter becomes longer than one frame period. 前記制御手段が、光量低減もしくは遮光期間の途中で前記ロータリーシャッタの回転速度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the control unit reduces the rotation speed of the rotary shutter in the middle of a light amount reduction or light shielding period. 前記制御手段が、1フレーム期間における限界照射時間で連続して限界フレーム数以上照射する場合、限界光量を超えると推定することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the control unit estimates that the light amount exceeds a limit light amount when irradiation is performed for a limit number of frames or more continuously in a limit irradiation time in one frame period. スコープ先端部に設けられた撮像素子から1フレーム/フィールド間隔で読み出される画素信号に基づいて、画像信号を生成する画像処理手段をさらに有し、
前記画像処理手段が、前記ロータリーシャッタの回転を調整する間、光量低減もしくは遮光期間中に得られた画像信号を使用しない、もしくは補間処理することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の内視鏡装置。
Further comprising image processing means for generating an image signal based on a pixel signal read out at an interval of 1 frame / field from an image sensor provided at the distal end of the scope;
The image processing means does not use or interpolates an image signal obtained during a light amount reduction or light shielding period while adjusting the rotation of the rotary shutter. The endoscope apparatus described.
被写体像の明るさを示す輝度を検出する輝度検出手段と、
1フレーム/フィールド期間に合わせて光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタを、検出された輝度に基づいて回転制御し、被写体像の明るさを適正な明るさで維持する制御手段とを備え、
前記制御手段が、被写体への照射光量が限界光量を超える場合、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、前記ロータリーシャッタの回転を調整する内視鏡用明るさ調整装置。
Luminance detection means for detecting luminance indicating the brightness of the subject image;
The rotary shutter, which rotates on the light path of the light source in accordance with one frame / field period and intermittently reduces or blocks light, is controlled to rotate based on the detected brightness, and the brightness of the subject image is adjusted to an appropriate brightness. Control means to maintain,
Endoscope brightness that adjusts the rotation of the rotary shutter so that the control means performs intermittent light quantity reduction or light shielding at time intervals exceeding one frame period when the illumination light quantity on the subject exceeds the limit light quantity. Adjustment device.
内視鏡装置を、
被写体像の明るさを示す輝度を検出する輝度検出手段と、
1フレーム/フィールド期間に合わせて光源の光路上で回転し、間欠的に光量低減もしくは遮光するロータリーシャッタを、検出された輝度に基づいて回転制御し、被写体像の明るさを適正な明るさで維持する制御手段として機能させ、
被写体への照射光量が限界光量を超える場合、1フレーム期間を超えた時間間隔で間欠的光量低減もしくは遮光を行うように、前記ロータリーシャッタの回転を調整する制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。

Endoscope device
Luminance detection means for detecting luminance indicating the brightness of the subject image;
The rotary shutter, which rotates on the light path of the light source in accordance with one frame / field period and intermittently reduces or blocks light, is controlled to rotate based on the detected brightness, and the brightness of the subject image is adjusted to an appropriate brightness. Function as a control means to maintain,
When the amount of light applied to the subject exceeds the limit light amount, it functions as a control means for adjusting the rotation of the rotary shutter so as to perform intermittent light amount reduction or light shielding at time intervals exceeding one frame period. program.

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