JP2014094316A - Endoscope system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide and endoscope system capable of appropriately controlling a light quantity of illumination light in a broad dynamic range according to a type of an imaging device mounted on an endoscope.SOLUTION: The endoscope system comprises: an endoscope 11 having an illumination optical system for illuminating light from a light source 43a to a subject, and an imaging optical system including an imaging device 11b for imaging the subject; and a control device to which the endoscope 11 is removably connected. The endoscope system further includes: a light source control unit that controls exit light intensity of the light source 43a according to a light quantity instruction value input from the control device 13; and a type identification unit that identifies a type of the imaging device 11b mounted on the endoscope 11 connected to the control device. The light source control unit has a plurality of control patterns representing a relationship between the light quantity instruction value and a control output value to the light source 43a, switches to any one of the control patterns according to the identification result of the type identification means, and controls the exit light intensity according to the switched control pattern.

Description

本発明は内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an endoscope system.

一般に、体腔内の生体組織を観察するためには内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、体腔内の被観察部に照明光として白色光を照射し、被観察部からの反射光等による光像を、2次元画像を撮影可能な所定の撮像素子を用いて撮影し、得られた2次元画像をモニタ画面上に表示するものである。このような内視鏡システムの照明光の制御に関する技術が、例えば特許文献1〜3に示されている。   In general, an endoscope system is used to observe a living tissue in a body cavity. An endoscope system irradiates a portion to be observed in a body cavity with white light as illumination light, and captures a light image by reflected light from the portion to be observed using a predetermined imaging device capable of capturing a two-dimensional image. Then, the obtained two-dimensional image is displayed on the monitor screen. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose techniques related to control of illumination light of such an endoscope system.

特許文献1においては、常に適切な光量及び色度の照明光を得るための技術を開示している。具体的には、光源に与える駆動電流をパルス状に変化させ、このパルスについてパルス数、パルス幅、パルス振幅を制御することを提案している。   Patent Document 1 discloses a technique for always obtaining illumination light with appropriate light quantity and chromaticity. Specifically, it has been proposed to change the drive current applied to the light source in a pulse shape and control the number of pulses, the pulse width, and the pulse amplitude for this pulse.

特許文献2においては、内視鏡スコープ先端の加熱を抑えつつ患部への照明光を供給するための技術を開示している。具体的には、光源の点灯/消灯をパルス状に制御すると共に、光源の点灯時間及びパルスの振幅(強度)を調節することを提案している。   Patent Document 2 discloses a technique for supplying illumination light to an affected area while suppressing heating of the endoscope scope tip. Specifically, it has been proposed to control lighting / extinguishing of the light source in a pulse shape and to adjust the lighting time of the light source and the amplitude (intensity) of the pulse.

特許文献3においては、複数の観察モードに対応する内視鏡装置において、接続された内視鏡スコープが対応している観察モードのみ選択可能にするための技術を開示している。ここで、観察モードとは通常光観察、蛍光観察、狭帯域光観察、赤外光観察などの区分である。   Patent Document 3 discloses a technique for enabling selection of only an observation mode supported by a connected endoscope scope in an endoscope apparatus corresponding to a plurality of observation modes. Here, the observation mode is classified into normal light observation, fluorescence observation, narrow band light observation, infrared light observation, and the like.

ところで、内視鏡システムが2次元画像を撮影するために利用可能な撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサが知られている。また、公知のように、CCDイメージセンサとCMOSイメージセンサはその構造上の違いにより信号の読み出し方式が異なり、撮影の際のシャッタ制御が異なる。   Incidentally, CCD (Charge Coupled Device) image sensors and CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensors are known as imaging devices that can be used by an endoscope system to capture a two-dimensional image. Further, as is well known, the CCD image sensor and the CMOS image sensor have different signal readout methods depending on their structural differences, and the shutter control during photographing is different.

例えば、インターラインのCCDイメージセンサの場合は、受光部、垂直転送部、水平転送部、アンプ等を備えており、受光部内の全ての画素について電荷を保持可能な垂直転送部を有している。そのため、露光が完了した後、各画素に蓄積された電荷をそれぞれ同一のタイミングで垂直転送部に転送することができる。従って、受光部の各画素位置に電荷の蓄積を開始するタイミング、及び電荷の蓄積を終了するタイミングは、全画素について同時となる。つまり、二次元画像を撮影する場合に、イメージセンサ側の制御だけで二次元画像の1フレーム全体について同時にシャッタを切ることができる。このようなシャッタ制御はグローバルシャッタ方式と呼ばれている。   For example, an interline CCD image sensor includes a light receiving unit, a vertical transfer unit, a horizontal transfer unit, an amplifier, and the like, and has a vertical transfer unit capable of holding charges for all the pixels in the light receiving unit. . Therefore, after the exposure is completed, the charges accumulated in each pixel can be transferred to the vertical transfer unit at the same timing. Therefore, the timing for starting the accumulation of charges at the respective pixel positions of the light receiving unit and the timing for ending the accumulation of charges are the same for all the pixels. That is, when a two-dimensional image is taken, the shutter can be released simultaneously for the entire frame of the two-dimensional image only by the control on the image sensor side. Such shutter control is called a global shutter system.

一方、一般的なCMOSイメージセンサの場合には、N行、M列の二次元配列の受光部の各画素位置から1行ずつ順次に電荷を読み出し、同時に蓄積された電荷を初期化している。従って、受光部の各画素位置に電荷の蓄積を開始するタイミング、及び電荷の蓄積を終了するタイミングは、行毎に僅かにずれることになる。つまり、二次元画像を撮影する場合に、イメージセンサ側の制御だけでは、シャッタを切るタイミングが二次元画像の行毎にずれ、1フレーム全体について同時にシャッタを切ることはできない。このようなシャッタ制御はローリングシャッタ方式と呼ばれている。   On the other hand, in the case of a general CMOS image sensor, electric charges are sequentially read out one by one from each pixel position of the light receiving unit in the two-dimensional array of N rows and M columns, and the accumulated electric charges are initialized simultaneously. Accordingly, the timing at which charge accumulation is started at each pixel position of the light receiving portion and the timing at which charge accumulation is terminated are slightly shifted from row to row. That is, when capturing a two-dimensional image, the shutter release timing is shifted for each row of the two-dimensional image only by the control on the image sensor side, and the shutter cannot be released simultaneously for the entire frame. Such shutter control is called a rolling shutter system.

従って、一般的なCMOSイメージセンサを採用した内視鏡システムの場合には、受光部各位置の電荷蓄積期間(実質的にシャッタが開いている時間)のタイミングが走査線毎にずれることになる。そのため、照明の調光のために光源の点灯開始タイミングを調整すると、二次元画像の走査線毎に照明光量の違いが発生し、画像に輝度むらが生じてしまう。   Therefore, in the case of an endoscope system using a general CMOS image sensor, the timing of the charge accumulation period (substantially the time during which the shutter is open) at each position of the light receiving unit is shifted for each scanning line. . Therefore, when the lighting start timing of the light source is adjusted for illumination dimming, a difference in the amount of illumination light occurs for each scanning line of the two-dimensional image, resulting in uneven brightness in the image.

光源に流す電流の振幅(発光強度)だけを制御する場合には、信号読み出し等のタイミングのずれに対して照明光量が影響を受けないので、一般的なCMOSイメージセンサを採用した内視鏡システムにおいても走査線毎の輝度むらが生じることはない。しかし、内視鏡システムにおいては一般的に1:9000以上の光量ダイナミックレンジが要求される。このような広い光量ダイナミックレンジを実現するためには、光源に流す電流の振幅制御だけでは対応できない。   When controlling only the amplitude (light emission intensity) of the current flowing through the light source, the illumination light quantity is not affected by the timing deviation such as signal readout, so an endoscope system employing a general CMOS image sensor. Even in the case of FIG. 4, there is no luminance unevenness for each scanning line. However, an endoscope system generally requires a light quantity dynamic range of 1: 9000 or more. In order to realize such a wide light quantity dynamic range, it is not possible to cope with only the amplitude control of the current flowing through the light source.

一方、CCDイメージセンサを採用した内視鏡システムの場合には、信号読み出し等のタイミングが走査線毎にずれることはないので、照明の調光のために光源の点灯開始タイミング等を調整することも可能である。また、CCDイメージセンサを採用した内視鏡システムの場合には、全画素について同時にシャッタが閉じている期間が存在するので、この期間中は不要な照明を消灯することにより発熱の抑制のために役立つ。しかし、一般的なCMOSイメージセンサを採用した内視鏡システムの場合には、シャッタが閉じている期間が走査線毎にずれるので、特定の期間中に照明を消灯することはできない。   On the other hand, in the case of an endoscope system that employs a CCD image sensor, the timing of signal readout and the like does not deviate for each scanning line, so the lighting start timing of the light source is adjusted to adjust the illumination. Is also possible. In the case of an endoscope system employing a CCD image sensor, there is a period in which the shutter is simultaneously closed for all pixels. During this period, unnecessary illumination is turned off to suppress heat generation. Useful. However, in the case of an endoscope system that employs a general CMOS image sensor, the period during which the shutter is closed is shifted for each scanning line, so that the illumination cannot be turned off during a specific period.

特開2009−56248号公報JP 2009-56248 A 特開2007−222251号公報JP 2007-222251 A 特開2005−6974号公報JP 2005-6974 A

上記のように、使用する内視鏡に搭載された撮像素子の種別によって、照明光の最適制御は異なるものとなるが、撮像素子の種別に応じて照明光の出射光量を最適制御することは行なわれていない。   As described above, the optimal control of illumination light differs depending on the type of image sensor mounted on the endoscope to be used, but optimal control of the emitted light quantity of illumination light according to the type of image sensor is Not done.

そこで本発明は、内視鏡に搭載された撮像素子の種別に応じて、照明光の光量を広いダイナミックレンジで適切に制御することが可能な内視鏡システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an endoscope system capable of appropriately controlling the amount of illumination light with a wide dynamic range in accordance with the type of image sensor mounted on the endoscope.

本発明は下記構成からなる。
光源からの光を被検体に照射する照明光学系、及び被検体を撮像する撮像素子を含む撮像光学系を有する内視鏡と、該内視鏡が着脱自在に接続される制御装置と、を備える内視鏡システムであって、
前記光源の出射光強度を、前記制御装置から入力される光量指示値に応じて制御する光源制御手段と、
前記制御装置に接続された内視鏡に搭載の撮像素子の種別として、グローバルシャッタ方式で制御される撮像素子か、ローリングシャッタ方式で制御される撮像素子かを識別する種別識別手段と、
を有し、
前記光源制御手段が、前記光量指示値と前記光源への制御出力値との関係を表す制御パターンを複数種備え、前記種別識別手段による識別結果に基づいて前記いずれかの制御パターンに切り替え、該切り替えた制御パターンに基づいて前記光源の出射光強度を制御する内視鏡システム。
The present invention has the following configuration.
An endoscope having an illumination optical system that irradiates a subject with light from a light source, an imaging optical system that includes an imaging element that images the subject, and a control device to which the endoscope is detachably connected. An endoscope system comprising:
Light source control means for controlling the emitted light intensity of the light source in accordance with a light intensity instruction value input from the control device;
A type identifying means for identifying an image sensor controlled by a global shutter system or an image sensor controlled by a rolling shutter system as a type of an image sensor mounted on an endoscope connected to the control device;
Have
The light source control means comprises a plurality of control patterns representing the relationship between the light quantity instruction value and the control output value to the light source, and switches to any one of the control patterns based on the identification result by the type identification means, An endoscope system for controlling the intensity of emitted light from the light source based on the switched control pattern.

本発明の内視鏡システムは、接続された内視鏡に搭載された撮像素子の種別に応じて照明光の制御パターンを切り替えるので、撮像素子の種別に応じて適切な照明の調光制御が行え、広いダイナミックレンジの光量制御を実現できる。   Since the endoscope system of the present invention switches the illumination light control pattern according to the type of the image sensor mounted on the connected endoscope, appropriate dimming control of illumination can be performed according to the type of the image sensor. This can be done and light control with a wide dynamic range can be realized.

実施形態の内視鏡システム全体に関する主要部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the principal part regarding the whole endoscope system of embodiment. 図1に示した内視鏡システムの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the endoscope system shown in FIG. 内視鏡先端部の近傍の構造を表す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the vicinity of an endoscope front-end | tip part. 光源ドライバの具体的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of a light source driver. グローバルシャッタ方式で制御される場合の制御タイミング例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of a control timing in the case of controlling by a global shutter system. ローリングシャッタ方式で制御される場合の制御タイミング例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of control timing in the case of controlling by a rolling shutter system. グローバルシャッタ方式で用いる制御パターンの特性例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the characteristic of the control pattern used with a global shutter system. ローリングシャッタ方式で用いる制御パターンの特性例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a characteristic of the control pattern used with a rolling shutter system. 照明光に関するスペクトルの具体例を示すグラフである。It is a graph which shows the specific example of the spectrum regarding illumination light. 第1変形例における内視鏡先端部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the endoscope front-end | tip part in a 1st modification. 第1変形例における光源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source device in a 1st modification. 第2変形例における光源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source device in a 2nd modification. 第3変形例における内視鏡先端部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the endoscope front-end | tip part in a 3rd modification. 第3変形例における光源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source device in a 3rd modification.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の内視鏡システム全体に関する主要部の構成例が図1に示されている。また、図1に示した内視鏡システムの外観が図2に示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a main part related to the entire endoscope system of the present embodiment. Moreover, the external appearance of the endoscope system shown in FIG. 1 is shown in FIG.

図1、図2に示すように、内視鏡システム100は、内視鏡11と、この内視鏡11が接続される外部制御装置である制御装置13と、制御装置13に接続され画像情報を表示する表示部15とを有する。制御装置13には、入力操作を受け付ける入力部17が接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, an endoscope system 100 includes an endoscope 11, a control device 13 that is an external control device to which the endoscope 11 is connected, and image information that is connected to the control device 13. And a display unit 15 for displaying. An input unit 17 that accepts an input operation is connected to the control device 13.

内視鏡11は、電子内視鏡であり、図1に示すように照明部11a(照明光学系)と、撮像素子11b(撮像光学系)と、スコープ情報メモリ11cとを備えている。照明部11aは、図2に示す内視鏡挿入部19の先端から照明光を出射する。撮像素子11bは、二次元撮像手段であり、所定の対物レンズユニットを介して生体等の被観察領域を撮像して二次元画像を得ることができる。撮像素子11bの具体例として、二次元CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサや、二次元CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサが用いられる。   The endoscope 11 is an electronic endoscope and includes an illumination unit 11a (illumination optical system), an imaging element 11b (imaging optical system), and a scope information memory 11c as shown in FIG. The illumination unit 11a emits illumination light from the distal end of the endoscope insertion unit 19 shown in FIG. The imaging element 11b is a two-dimensional imaging unit, and can capture a two-dimensional image by imaging a region to be observed such as a living body via a predetermined objective lens unit. As a specific example of the image sensor 11b, a two-dimensional CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a two-dimensional CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor is used.

なお、内視鏡システム100においては通常はカラー画像を再現する必要があるので、実際の撮像素子11bには、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ(例えば、ベイヤー配列のRGB原色カラーフィルタや、CMYG,CMYの補色カラーフィルタ)を備えた単板カラー撮像方式の撮像素子が用いられる。   In the endoscope system 100, since it is usually necessary to reproduce a color image, an actual image pickup device 11b includes a color filter composed of a plurality of color segments (for example, an RGB primary color filter having a Bayer array, CMYG, or the like). , CMY complementary color filter) is used.

スコープ情報メモリ11cは、本内視鏡11の固有の情報を予め保持している。スコープ情報メモリ11cが保持している情報には、撮像素子11bのシャッタ方式に関する情報も含まれている。   The scope information memory 11c holds information unique to the endoscope 11 in advance. The information held in the scope information memory 11c includes information related to the shutter method of the image sensor 11b.

内視鏡11は、図2に示すように、内視鏡挿入部19と、操作部25と、ユニバーサルコード27と、コネクタ部29A,29Bとを含んでいる。内視鏡挿入部19は、細長い形状に形成されており、その先端側が被検体内に挿入される。また、内視鏡挿入部19は、可撓性を持つ軟性部31と、湾曲部33と、先端部(以降、内視鏡先端部とも呼称する)35から構成される。操作部25は、内視鏡挿入部19の基端部に連設されており、内視鏡挿入部19の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う際に使用される。ユニバーサルコード27は操作部25から延設されている。コネクタ部29A,29Bは、ユニバーサルコード27の先端に設けられ内視鏡11を制御装置13に着脱自在に接続する。   As shown in FIG. 2, the endoscope 11 includes an endoscope insertion portion 19, an operation portion 25, a universal cord 27, and connector portions 29A and 29B. The endoscope insertion portion 19 is formed in an elongated shape, and the distal end side thereof is inserted into the subject. The endoscope insertion portion 19 includes a flexible soft portion 31, a bending portion 33, and a tip portion (hereinafter also referred to as an endoscope tip portion) 35. The operation unit 25 is connected to the proximal end portion of the endoscope insertion unit 19 and is used when a bending operation or an operation for observation of the distal end of the endoscope insertion unit 19 is performed. The universal cord 27 is extended from the operation unit 25. The connector portions 29A and 29B are provided at the distal end of the universal cord 27 and detachably connect the endoscope 11 to the control device 13.

湾曲部33は、軟性部31と内視鏡先端部35との間に設けられ、操作部25に配置されたアングルノブ41の回動操作により湾曲自在にされている。この湾曲部33は、内視鏡11が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部35の照明の照射口及び撮像素子の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。   The bending portion 33 is provided between the flexible portion 31 and the endoscope distal end portion 35, and can be bent by a turning operation of an angle knob 41 disposed in the operation portion 25. The bending portion 33 can be bent in an arbitrary direction and an arbitrary angle according to a part of the subject in which the endoscope 11 is used. The bending portion 33 can observe the illumination irradiation port of the endoscope distal end portion 35 and the imaging element. The direction can be directed to the desired observation site.

内視鏡先端部35の近傍の構成が図3に示されている。図3に示すように、内視鏡先端部35には、被観察領域へ照明光を照射するための照明部11aと、被観察領域の像を撮影するための撮像素子11bとが設けてある。   A configuration in the vicinity of the endoscope distal end portion 35 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the endoscope distal end portion 35 is provided with an illumination unit 11a for irradiating illumination light to the observation region and an image sensor 11b for photographing an image of the observation region. .

照明部11aは、マルチモード光ファイバ71と、蛍光体72とを備えている。マルチモード光ファイバ71としては、例えば、コア径105μm、クラッド径125μm、外皮となる保護層を含めた径が直径0.3mm〜0.5mmの細径なものを使用することができる。   The illumination unit 11 a includes a multimode optical fiber 71 and a phosphor 72. As the multimode optical fiber 71, for example, a core having a core diameter of 105 μm, a cladding diameter of 125 μm, and a diameter of 0.3 mm to 0.5 mm including a protective layer serving as an outer skin can be used.

マルチモード光ファイバ71は、光源装置45内の光源45aから出射される青色光を内視鏡先端部35の蛍光体72の近傍まで導く。蛍光体72は、マルチモード光ファイバ71によって導光された青色光の一部のエネルギーを吸収して励起され、緑色〜黄色の波長帯の可視光を発光する。蛍光体72は、複数種類の蛍光物質から形成されており、例えば、YAG系蛍光体、あるいはBAM(BaMgAl10O17)等の蛍光物質などを含んで形成される。   The multimode optical fiber 71 guides blue light emitted from the light source 45 a in the light source device 45 to the vicinity of the phosphor 72 at the endoscope distal end portion 35. The phosphor 72 is excited by absorbing a part of the energy of the blue light guided by the multimode optical fiber 71 and emits visible light in the green to yellow wavelength band. The phosphor 72 is formed of a plurality of types of phosphors, and includes, for example, a YAG phosphor or a phosphor such as BAM (BaMgAl10O17).

図3に示すように、蛍光体72の外周を覆うように筒状のスリーブ部材73が設けられている。スリーブ部材73の内部には、マルチモード光ファイバ71を中心軸として保持するフェルール74が挿入されている。更に、フェルール74の後端側(先端側とは逆側)から延出されるマルチモード光ファイバ71には、その外皮を覆うフレキシブルスリーブ75がスリーブ部材73との間に挿入されている。   As shown in FIG. 3, a cylindrical sleeve member 73 is provided so as to cover the outer periphery of the phosphor 72. A ferrule 74 that holds the multimode optical fiber 71 as the central axis is inserted into the sleeve member 73. Furthermore, in the multimode optical fiber 71 extended from the rear end side (the side opposite to the front end side) of the ferrule 74, a flexible sleeve 75 covering the outer skin is inserted between the sleeve member 73.

励起により蛍光体72に生じる発光光と、マルチモード光ファイバ71によって導光され蛍光体72を透過した青色光の一部とが合成され、白色に近いスペクトルの照明光として照射口35aから被観察領域へ向けて出射される。照射口35aの近傍には照明光を照射するための照射レンズ76が設けてある。   The emitted light generated in the phosphor 72 by excitation and a part of the blue light guided by the multimode optical fiber 71 and transmitted through the phosphor 72 are combined and observed from the irradiation port 35a as illumination light having a spectrum close to white. It is emitted toward the area. An irradiation lens 76 for irradiating illumination light is provided in the vicinity of the irradiation port 35a.

図3に示すように、撮像素子11bは内視鏡先端部35の内部に固定された基板61上に配置してある。また、撮像素子11bの受光面にはプリズム62の一端面62aが接続されている。また、端面62aと90度向きが異なる別の端面62bに対物レンズユニット63が接続されている。対物レンズユニット63は、被観察領域と対向する観察窓35bから被観察領域の像を撮影できるように、その光をプリズム62を経由して撮像素子11bの受光面に導く。信号ケーブル64は、基板61上の撮像素子11bを制御装置13と電気的に接続する。   As shown in FIG. 3, the image pickup device 11 b is disposed on a substrate 61 fixed inside the endoscope distal end portion 35. One end face 62a of the prism 62 is connected to the light receiving surface of the image sensor 11b. In addition, the objective lens unit 63 is connected to another end surface 62b that is 90 degrees different from the end surface 62a. The objective lens unit 63 guides the light to the light receiving surface of the image sensor 11b via the prism 62 so that an image of the observed region can be taken from the observation window 35b facing the observed region. The signal cable 64 electrically connects the image sensor 11 b on the substrate 61 to the control device 13.

再び図1に戻り、制御装置13はビデオプロセッサ45と光源装置43とで構成されている。光源装置43は、内視鏡先端部35の照射口に供給する照明光を発生する。ビデオプロセッサ45は、撮像素子11bから出力される画像信号を画像処理したり照明の光量を制御する光源制御手段として機能する。ビデオプロセッサ45及び光源装置43は、図2に示すようにコネクタ部29A,29Bを介して内視鏡11と接続される。   Returning to FIG. 1 again, the control device 13 includes a video processor 45 and a light source device 43. The light source device 43 generates illumination light to be supplied to the irradiation port of the endoscope distal end portion 35. The video processor 45 functions as a light source control unit that performs image processing on the image signal output from the image sensor 11b and controls the amount of illumination light. The video processor 45 and the light source device 43 are connected to the endoscope 11 via connector portions 29A and 29B as shown in FIG.

また、ビデオプロセッサ45には、前述の表示部15と入力部17が接続されている。ビデオプロセッサ45は、内視鏡11の操作部25や入力部17からの指示に基づいて、内視鏡11から伝送されてくる撮像信号を画像処理し、表示部15へ表示用画像を生成して供給する。   The display unit 15 and the input unit 17 are connected to the video processor 45. The video processor 45 performs image processing on the imaging signal transmitted from the endoscope 11 based on an instruction from the operation unit 25 or the input unit 17 of the endoscope 11, and generates a display image on the display unit 15. Supply.

次に、内視鏡システムの信号処理について説明する。
図1に示すように、ビデオプロセッサ45には増幅器(AMP)51、相関二重サンプリング/プログラマブルゲインアンプ(以下、CDS/PGAと略す)52、A/D変換器53、画像処理部54、光量計測部55、記憶部56、マイクロコンピュータ(CPU)57、タイミングジェネレータ(TG)58、及び撮像素子ドライバ59が備わっている。
Next, signal processing of the endoscope system will be described.
As shown in FIG. 1, the video processor 45 includes an amplifier (AMP) 51, a correlated double sampling / programmable gain amplifier (hereinafter abbreviated as CDS / PGA) 52, an A / D converter 53, an image processing unit 54, a light quantity. A measurement unit 55, a storage unit 56, a microcomputer (CPU) 57, a timing generator (TG) 58, and an image sensor driver 59 are provided.

増幅器51の入力には、撮像素子11bの撮影により得られる撮像信号が入力される。この撮像信号はゲインが一定の増幅器51で増幅された後、CDS/PGA52に入力される。CDS/PGA52は、増幅器51で増幅された撮像信号を入力し、撮像素子11bの各光電変換セルの蓄積電荷量に正確に対応したR(赤色)、G(緑色)、B(青色)各色のレベルを表すアナログ画像信号として出力する。   An imaging signal obtained by imaging of the imaging device 11b is input to the input of the amplifier 51. This imaging signal is amplified by an amplifier 51 having a constant gain and then input to the CDS / PGA 52. The CDS / PGA 52 receives the image signal amplified by the amplifier 51, and each color of R (red), G (green), and B (blue) corresponding to the accumulated charge amount of each photoelectric conversion cell of the image sensor 11b accurately. Output as an analog image signal representing the level.

CDS/PGA52から出力されるアナログ画像信号は、A/D変換器53に入力されてデジタル画像データに変換される。画像処理部54は、A/D変換器53から出力されるデジタル画像データに対して各種画像処理を施し、表示部15の画面に表示すべき画像の情報を生成する。従って、内視鏡11内の撮像素子11bにより撮影された映像、即ち、生体の被観察領域の二次元画像が表示部15に表示される。   The analog image signal output from the CDS / PGA 52 is input to the A / D converter 53 and converted into digital image data. The image processing unit 54 performs various types of image processing on the digital image data output from the A / D converter 53 and generates information on an image to be displayed on the screen of the display unit 15. Accordingly, an image captured by the imaging element 11b in the endoscope 11, that is, a two-dimensional image of the observation region of the living body is displayed on the display unit 15.

撮像素子11bの撮影や信号読み出しを制御するための制御入力端子には撮像素子ドライバ59の出力が接続されている。また、撮像素子ドライバ59の入力にはタイミングジェネレータ58の出力が接続されている。撮像素子ドライバ59は、タイミングジェネレータ58から入力される各種タイミング信号(クロックパルス)を用いて、撮像素子11bの撮影における各種タイミングを制御する。即ち、撮影により各セルの領域に蓄積された信号電荷を読み出すタイミングや、電子シャッタのシャッタ速度などを制御する。タイミングジェネレータ58は、光源ドライバ43bに与えるタイミング信号も生成する。   The output of the image sensor driver 59 is connected to a control input terminal for controlling imaging and signal readout of the image sensor 11b. The output of the timing generator 58 is connected to the input of the image sensor driver 59. The image sensor driver 59 uses the various timing signals (clock pulses) input from the timing generator 58 to control various timings in photographing of the image sensor 11b. That is, the timing for reading out the signal charges accumulated in the area of each cell by photographing, the shutter speed of the electronic shutter, and the like are controlled. The timing generator 58 also generates a timing signal to be given to the light source driver 43b.

本構成例のビデオプロセッサ45においては、接続された内視鏡11が、撮像素子11bとしてCCDイメージセンサとCMOSイメージセンサのいずれを搭載している場合であっても、所望の撮影動作を行うために必要なタイミング信号を出力できるようにタイミングジェネレータ58が構成されている。CCDイメージセンサのための制御とCMOSイメージセンサのための制御との切り替えについては、マイクロコンピュータ57からタイミングジェネレータ58に入力される指示によって行なわれる。   In the video processor 45 of this configuration example, in order to perform a desired photographing operation even when the connected endoscope 11 is mounted with either a CCD image sensor or a CMOS image sensor as the image pickup device 11b. The timing generator 58 is configured so as to be able to output a timing signal necessary for the operation. Switching between the control for the CCD image sensor and the control for the CMOS image sensor is performed by an instruction input from the microcomputer 57 to the timing generator 58.

グローバルシャッタ方式のCCDイメージセンサの場合には全画素の各セルに対する露光動作を同じタイミングで行うのに対し、一般的なローリングシャッタ方式のCMOSイメージセンサの場合には走査線毎(1行毎)にタイミングをずらして順番に露光及び信号読み出しを行う必要があるので、双方の方式に選択的に対応できるように構成してある。なお、CMOSイメージセンサにはグローバルシャッタ方式の素子もあり、その場合には、CCDイメージセンサのグローバルシャッタ方式と同様に扱うものとする。   In the case of a global shutter type CCD image sensor, the exposure operation for each cell of all pixels is performed at the same timing, whereas in the case of a general rolling shutter type CMOS image sensor, for each scanning line (each row). Since it is necessary to sequentially perform exposure and signal readout at different timings, both systems can be selectively supported. The CMOS image sensor includes a global shutter type element, and in this case, it is handled in the same manner as the global shutter type of the CCD image sensor.

光量計測部55は、A/D変換器53から出力されるデジタル画像データに基づいて、光量を計測する。例えば、撮影により得られたデジタル画像データから、全領域の最大輝度や最小輝度や平均輝度などを検出することにより、所望の明るさの画像が撮影できているかどうかを把握できる。   The light quantity measurement unit 55 measures the light quantity based on the digital image data output from the A / D converter 53. For example, by detecting the maximum brightness, the minimum brightness, the average brightness, etc. of the entire area from the digital image data obtained by shooting, it is possible to grasp whether or not an image having a desired brightness has been shot.

記憶部56には、調光のために光源ドライバ43bに指示する光量指示値と光源43aへの制御出力値との関係を表す制御パターンが各種記録されている。スコープ種、つまり、内視鏡11の撮像素子11bのシャッタ動作に連動して、即ち、CCDイメージセンサであるか、ローリングシャッタ方式のCMOSイメージセンサであるかに応じて、対応する制御パターンが取り出されて光源ドライバ43bに送信される。なお、光源ドライバ43b側がこの制御パターンを記憶していてもよい。   In the storage unit 56, various control patterns representing the relationship between the light amount instruction value instructed to the light source driver 43b for light control and the control output value to the light source 43a are recorded. Corresponding control patterns are extracted in accordance with the scope type, that is, in conjunction with the shutter operation of the imaging device 11b of the endoscope 11, that is, according to whether the image sensor is a CCD image sensor or a rolling shutter type CMOS image sensor. And transmitted to the light source driver 43b. The light source driver 43b side may store this control pattern.

マイクロコンピュータ57は、予め用意されたプログラムを実行して内視鏡システム100の全体の制御を行う。マイクロコンピュータ57の制御により行なわれる代表的な処理は次の通りである。   The microcomputer 57 executes a program prepared in advance and controls the entire endoscope system 100. A typical process performed under the control of the microcomputer 57 is as follows.

1.制御装置13に接続された内視鏡11のスコープ情報メモリ11cから、この内視鏡11の情報を読み取る。この情報には、内視鏡11の撮像素子11bのシャッタ動作、つまり、電子シャッタ制御方式がグローバルシャッタ方式かローリングシャッタ方式のいずれであるかを表す内容が含まれている。 1. Information of the endoscope 11 is read from the scope information memory 11 c of the endoscope 11 connected to the control device 13. This information includes the shutter operation of the image sensor 11b of the endoscope 11, that is, the content indicating whether the electronic shutter control method is the global shutter method or the rolling shutter method.

2.読み取った上記の情報に応じて、グローバルシャッタ方式又はローリングシャッタ方式で撮像素子ドライバ59が撮像素子11bを駆動するように、タイミングジェネレータ58に指示を与える。 2. In response to the read information, the image sensor driver 59 instructs the timing generator 58 to drive the image sensor 11b by the global shutter method or the rolling shutter method.

3.ユーザの操作によって入力部17から入力されるシャッタ速度などの指示に応じて、指定されたシャッタ速度で撮像素子ドライバ59が撮像素子11bを駆動するように、タイミングジェネレータ58に指示を与える。 3. In response to an instruction such as a shutter speed input from the input unit 17 by a user operation, the image sensor driver 59 instructs the timing generator 58 to drive the image sensor 11b at a designated shutter speed.

4.読み取った上記の情報に応じて、記憶部56に保持されている複数の制御パターンのいずれかを自動的に選択する。これにより、グローバルシャッタ方式の場合とローリングシャッタ方式の場合とで異なる制御パターンが選択される。 4). One of a plurality of control patterns held in the storage unit 56 is automatically selected according to the read information. Thus, different control patterns are selected for the global shutter method and the rolling shutter method.

5.光量計測部55が計測した光量や、入力部17から入力される指定値などによって定まる照明制御用の光量指示値と、予め定めた制御パターンとに従って光源装置43が光量を制御するように光源装置43に指示を与える。 5. The light source device 43 controls the light amount in accordance with a light amount measured by the light amount measuring unit 55, a light amount instruction value for illumination control determined by a specified value input from the input unit 17, and a predetermined control pattern. Give instructions to 43.

図1に示すように、光源装置43には光源43a、光源ドライバ43b、集光レンズ43cが備わっている。光源ドライバ43bの制御による通電によって光源43aが発光して光が出射される。この光は、集光レンズ43cで集光されて、光ファイバ71に導入される。そして、光ファイバ71を伝って、照明部11aへと導かれる。   As shown in FIG. 1, the light source device 43 includes a light source 43a, a light source driver 43b, and a condenser lens 43c. The light source 43a emits light by energization under the control of the light source driver 43b to emit light. This light is condensed by the condenser lens 43 c and introduced into the optical fiber 71. Then, the light is guided to the illumination unit 11a through the optical fiber 71.

なお、本実施形態では、光源43aとして、発振波長が405nmあるいは445nmの青色LED(発光ダイオード)、又はD(レーザダイオード)、例えば、例えばブロードエリア型のInGaN系レーザダイオードや、InGaNAs系レーザダイオードや、
GaNAs系レーザダイオードなどが用いられる。
In this embodiment, as the light source 43a, a blue LED (light emitting diode) having an oscillation wavelength of 405 nm or 445 nm, or D (laser diode), for example, a broad area type InGaN laser diode, InGaNAs laser diode, ,
A GaNAs laser diode or the like is used.

光源ドライバ43bは、ビデオプロセッサ45のタイミングジェネレータ58及びマイクロコンピュータ57と接続されている。光源ドライバ43bは、マイクロコンピュータ57から与えられる指示と、タイミングジェネレータ58から入力される信号のタイミングとに基づき、パルス状の駆動電流を光源43aに供給する。光源ドライバ43bの制御の内容は、後述するようにグローバルシャッタ方式の場合とローリングシャッタ方式の場合とで自動的に切り替えられる。   The light source driver 43 b is connected to the timing generator 58 and the microcomputer 57 of the video processor 45. The light source driver 43b supplies a pulsed drive current to the light source 43a based on the instruction given from the microcomputer 57 and the timing of the signal inputted from the timing generator 58. The contents of control of the light source driver 43b are automatically switched between the global shutter method and the rolling shutter method as described later.

光源ドライバ43bの具体的な構成例が図4に示されている。同図に示す例では、光源ドライバ43bはLUT(ルックアップテーブル)101、タイマ回路102、定電流回路103を備えている。   A specific configuration example of the light source driver 43b is shown in FIG. In the example shown in the figure, the light source driver 43b includes an LUT (Look Up Table) 101, a timer circuit 102, and a constant current circuit 103.

この光源ドライバ43bはパルス数変調(PNM)制御と、パルス幅変調(PWM)制御と、パルス振幅変調(PAM)制御と、パルス密度変調(PDM)制御とを必要に応じて組み合わせて、光源43aの電流を制御するための光源駆動信号を生成することができる。PAM、PWM、PDM、PNMの各制御の内容については後で説明する。   The light source driver 43b combines a pulse number modulation (PNM) control, a pulse width modulation (PWM) control, a pulse amplitude modulation (PAM) control, and a pulse density modulation (PDM) control as necessary, and a light source 43a. It is possible to generate a light source driving signal for controlling the current. The contents of each control of PAM, PWM, PDM, and PNM will be described later.

LUT101には、指定された光量に対するPAM、PWM、PDM、PNMの各制御値の組み合わせが制御パターンとして複数登録されている。複数の制御パターンのそれぞれは、光量指示値に対する、パルス数変調(PNM)制御分と、パルス幅変調(PWM)制御分と、パルス振幅変調(PAM)制御分と、パルス密度変調(PDM)制御分のいずれか1つの制御分、又はいずれか2以上の複数の制御分の合計として光源の出射光強度を規定するものである。複数の制御を組み合わせて光源を制御することで、光源の出射光量のダイナミックレンジを拡大できる。
なお、LUT101は、各制御分をテーブルとして記憶する他、演算式により各制御分を求めるものであってもよい。
In the LUT 101, a plurality of combinations of PAM, PWM, PDM, and PNM control values for a specified light amount are registered as control patterns. Each of the plurality of control patterns includes a pulse number modulation (PNM) control portion, a pulse width modulation (PWM) control portion, a pulse amplitude modulation (PAM) control portion, and a pulse density modulation (PDM) control with respect to the light amount indication value. The intensity of the emitted light of the light source is defined as any one control part of minutes, or the sum of any two or more control parts. By controlling the light source by combining a plurality of controls, the dynamic range of the emitted light quantity of the light source can be expanded.
The LUT 101 may store each control component as a table, or may obtain each control component by an arithmetic expression.

タイマ回路102は、LUT101から入力されるPWM、PDM、PNMの各制御値とタイミングジェネレータ58から入力される信号のタイミングとに基づき、パルス状の駆動電流を光源43aに供給するための点滅信号を定電流回路103に与える。   The timer circuit 102 generates a flashing signal for supplying a pulsed drive current to the light source 43a based on the PWM, PDM, and PNM control values input from the LUT 101 and the timing of the signal input from the timing generator 58. This is applied to the constant current circuit 103.

定電流回路103は、LUT101から入力されるPAMの制御値に相当する振幅信号と、タイマ回路102から出力される点滅信号とに基づいて、光源43aの電流を制御するための光源駆動信号を生成する。   The constant current circuit 103 generates a light source driving signal for controlling the current of the light source 43a based on the amplitude signal corresponding to the PAM control value input from the LUT 101 and the blinking signal output from the timer circuit 102. To do.

制御装置13に接続された内視鏡11の撮像素子11bがCCD型イメージセンサの場合のように、撮像素子の光電変換部の電荷蓄積期間がグローバルシャッタ方式の電子シャッタにより制御される場合の制御タイミングの例が図5に示されている。   Control when the charge accumulation period of the photoelectric conversion unit of the image sensor is controlled by a global shutter electronic shutter, as in the case where the image sensor 11b of the endoscope 11 connected to the control device 13 is a CCD image sensor. An example timing is shown in FIG.

図5においては、撮像素子11bの走査を制御するための垂直走査信号VDと、電子シャッタパルスと、照明用の光源(図1の43a)であるレーザダイオードLDの駆動信号SLD(図4に示す光源駆動信号に相当する)とが示されている。また、図5に示す垂直走査信号VDにおける1つのパルスと次のパルスとの間が、1画面(1フレーム)の期間を表している。   In FIG. 5, a vertical scanning signal VD for controlling scanning of the image sensor 11b, an electronic shutter pulse, and a drive signal SLD (shown in FIG. 4) of a laser diode LD that is a light source for illumination (43a in FIG. 1). Corresponding to the light source drive signal). Further, a period between one pulse and the next pulse in the vertical scanning signal VD shown in FIG. 5 represents a period of one screen (one frame).

そして、電子シャッタパルスのONの期間(Ta)の間で、撮像素子11bの光電変換部の各画素に相当するセルの領域に、フォトダイオード等により受光強度と露光時間(Taに相当する)に応じた電荷が生成され蓄積される。この場合はグローバルシャッタ方式なので、全画素について同じタイミングで電荷が蓄積される。つまり、多数の画素のいずれにおいても、図5に示す時刻t1で電荷蓄積を開始し、電子シャッタの期間Taを経過した時刻t2で電荷蓄積を終了する。   Then, during the ON period (Ta) of the electronic shutter pulse, the light receiving intensity and the exposure time (corresponding to Ta) are applied to the cell region corresponding to each pixel of the photoelectric conversion unit of the image sensor 11b by a photodiode or the like. Corresponding charges are generated and stored. In this case, since it is a global shutter system, charges are accumulated at the same timing for all pixels. That is, in any of a large number of pixels, charge accumulation starts at time t1 shown in FIG. 5, and charge accumulation ends at time t2 when the electronic shutter period Ta has elapsed.

この場合の照明については、電子シャッタが開いている時以外は撮影される画像に影響がないので、照明光を制御するための光源駆動信号SLDについては、撮像素子11bの電荷蓄積のタイミング(t1〜t2)に同期するように、タイミングを合わせて光源を点灯するように制御される。   The illumination in this case has no effect on the captured image except when the electronic shutter is open. Therefore, the charge accumulation timing (t1) of the image sensor 11b is used for the light source drive signal SLD for controlling the illumination light. In order to synchronize with t2), the light source is controlled to be lit at the same timing.

図5に示す例では、パルス数変調(PNM)制御と、パルス幅変調(PWM)制御と、パルス振幅変調(PAM)制御とを組み合わせて、照明の光量を調光する場合を想定している。   In the example illustrated in FIG. 5, it is assumed that the light quantity of illumination is dimmed by combining pulse number modulation (PNM) control, pulse width modulation (PWM) control, and pulse amplitude modulation (PAM) control. .

即ち、図5に示す光源駆動信号SLDを消灯(低レベル)から点灯(高レベル)に切り替える時刻t11を、電子シャッタを開く時刻t1の前後に可変することにより、点灯期間Tbの長さを調整し、これにより光量を制御する。光源駆動信号SLDを点灯から消灯に切り替える時刻t12については時刻t2と同じタイミングに固定する。点灯期間Tbは、下記PWM制御の点灯周期Tcの整数倍として制御する。これがPNM制御である。なお、点灯期間Tbは、1フレーム当たりの電荷蓄積期間Taに対して所定の比率以上に設定する。例えば所定の比率を1/2に設定すれば、動画再生時の不連続感をなくし、フリッカの発生も防止できる。   That is, the length of the lighting period Tb is adjusted by changing the time t11 at which the light source drive signal SLD shown in FIG. 5 is switched from extinguishing (low level) to lighting (high level) before and after the time t1 when the electronic shutter is opened. Thus, the amount of light is controlled. The time t12 at which the light source drive signal SLD is switched from lighting to extinguishing is fixed at the same timing as time t2. The lighting period Tb is controlled as an integral multiple of the lighting cycle Tc of the PWM control described below. This is PNM control. The lighting period Tb is set to a predetermined ratio or more with respect to the charge accumulation period Ta per frame. For example, if the predetermined ratio is set to ½, the discontinuity during moving image reproduction can be eliminated and flicker can be prevented.

また、図5に示す時刻t11からt12の点灯期間Tbの間であっても、非常に短い一定の点灯周期Tc(例えばTbの1/100程度)毎に、光源駆動信号SLDのオンオフを制御して点灯と消灯とを交互に繰り返す。そして、点灯周期Tcの各期間の中で、実際に点灯する時間を表すパルスの幅を調整する。これにより光量(点滅比率)を制御する。これがPWM制御である。   Further, even during the lighting period Tb from time t11 to t12 shown in FIG. 5, on / off of the light source drive signal SLD is controlled at every very short constant lighting cycle Tc (for example, about 1/100 of Tb). Then turn on and off alternately. And the width | variety of the pulse showing the time actually lighted in each period of the lighting cycle Tc is adjusted. Thereby, the light quantity (flashing ratio) is controlled. This is PWM control.

また、光源駆動信号SLDのパルス(t11〜t12の間)の振幅を可変にすることにより、光源に流す電流の大きさ(瞬時値)を変更し、光源の点灯強度を調整することができる。これがPAM制御である。   Further, by changing the amplitude of the pulse (between t11 and t12) of the light source drive signal SLD, the magnitude (instantaneous value) of the current flowing through the light source can be changed and the lighting intensity of the light source can be adjusted. This is PAM control.

制御装置13に接続された内視鏡11の撮像素子11bがCMOS型イメージセンサで、撮像素子の光電変換部の電荷蓄積期間がローリングシャッタ方式の電子シャッタにより制御される場合の制御タイミングの例が図6に示されている。   An example of control timing when the imaging device 11b of the endoscope 11 connected to the control device 13 is a CMOS image sensor and the charge accumulation period of the photoelectric conversion unit of the imaging device is controlled by a rolling shutter type electronic shutter. It is shown in FIG.

図6においては、撮像素子11bの走査を制御するための垂直走査信号VDと、多数の走査線のそれぞれに印加される電子シャッタパルスと、照明用の光源(図1の43a)であるレーザダイオードLDの駆動信号SLD(図4に示す光源駆動信号に相当する)とが示されている。図6に示す垂直走査信号VDにおける1つのパルスと次のパルスとの間が、1画面(1フレーム)の期間を表している。   In FIG. 6, a vertical scanning signal VD for controlling scanning of the image sensor 11b, an electronic shutter pulse applied to each of a large number of scanning lines, and a laser diode as a light source for illumination (43a in FIG. 1) An LD drive signal SLD (corresponding to the light source drive signal shown in FIG. 4) is shown. A period between one pulse and the next pulse in the vertical scanning signal VD shown in FIG. 6 represents a period of one screen (one frame).

一般的なCMOS型イメージセンサの場合には、撮像素子の光電変換部の各画素位置で生成された信号電荷を全画素について同時に保持する要素が存在しないので、行方向及び列方向に多数並んだ画素群の1行毎に、順番に電荷蓄積及び信号電荷の読み出しを行う必要がある。従って、この場合はローリングシャッタ方式の電子シャッタにより制御される。   In the case of a general CMOS type image sensor, there is no element that simultaneously holds the signal charges generated at the respective pixel positions of the photoelectric conversion unit of the image sensor for all the pixels, so a large number are arranged in the row direction and the column direction. It is necessary to sequentially store charges and read out signal charges for each row of the pixel group. Therefore, in this case, control is performed by a rolling shutter type electronic shutter.

この場合、図6に示すように、撮像素子11bに印加される電子シャッタパルスのタイミングは、走査線毎(画素群の行毎)に少しずつずれている。例えば、1番目の走査線L1では電子シャッタパルスは時刻t11でシャッタ開になり、時刻t21でシャッタ閉になるのに対し、n番目の走査線Lnでは電子シャッタパルスは時刻t1nでシャッタ開になり、時刻t2nでシャッタ閉になる。つまり、n番目の走査線Lnのシャッタ開の時刻t1n及びシャッタ開の時刻t2nは、1番目の走査線L1に対してそれぞれ時間Tc1及び時間Tc2だけ遅いタイミングになる。電子シャッタが開になってから閉になる間での期間(例えば図6中の「Tc1+Tb」)、即ち、各画素位置の電荷蓄積期間の長さは全ての走査線について同一である。   In this case, as shown in FIG. 6, the timing of the electronic shutter pulse applied to the image sensor 11b is slightly shifted for each scanning line (each row of the pixel group). For example, in the first scanning line L1, the electronic shutter pulse is opened at time t11 and the shutter is closed at time t21, whereas in the nth scanning line Ln, the electronic shutter pulse is opened at time t1n. The shutter is closed at time t2n. That is, the shutter opening time t1n and the shutter opening time t2n of the nth scanning line Ln are delayed by the time Tc1 and the time Tc2, respectively, with respect to the first scanning line L1. The period from when the electronic shutter is opened to when it is closed (eg, “Tc1 + Tb” in FIG. 6), that is, the length of the charge accumulation period at each pixel position is the same for all scanning lines.

例えば、図6に示すように各画素位置の電荷蓄積期間が画像の1フレームの期間(垂直走査信号VDのパルスの間隔)と同等である場合には、いずれのタイミングであっても照明の光源を消灯すれば、その影響が撮像素子11bの各画素位置の電荷蓄積量の変化として現れる。しかも、電荷蓄積期間のタイミングは行毎にずれているので、照明の光源を消灯したタイミングに応じて、撮像素子11bの行毎に異なる影響を及ぼす。   For example, as shown in FIG. 6, when the charge accumulation period at each pixel position is equal to the period of one frame of the image (the pulse interval of the vertical scanning signal VD), the illumination light source at any timing Is turned off, the effect appears as a change in the amount of accumulated charge at each pixel position of the image sensor 11b. In addition, since the timing of the charge accumulation period is shifted for each row, the influence is different for each row of the image sensor 11b according to the timing when the illumination light source is turned off.

従って、図6に示す例では、実質的に連続的に光源を点灯するように、照明用のレーザダイオードLDの駆動信号SLDを制御している。そのため、図6に示す例では前述のパルス数変調(PNM)制御は行っていないが、パルス幅変調(PWM)制御と、パルス振幅変調(PAM)制御と、パルス密度変調(PDM)制御を行っている。   Therefore, in the example shown in FIG. 6, the drive signal SLD of the laser diode LD for illumination is controlled so that the light source is turned on substantially continuously. For this reason, in the example shown in FIG. 6, the above-described pulse number modulation (PNM) control is not performed, but pulse width modulation (PWM) control, pulse amplitude modulation (PAM) control, and pulse density modulation (PDM) control are performed. ing.

即ち、光源を点灯している期間(全期間)であっても、非常に短い周期で点灯と消灯とを周期的に繰り返し、光源が点滅するように駆動信号SLDを制御している。つまり、図6に示す時刻t31からt32の点灯周期Tdの間で光源駆動信号SLDのオンオフを制御して点灯と消灯と行い、実際に点灯する時間を表すパルスの幅を調整する。これにより光量(点滅比率)を制御する。これがPWM制御である。
また、PWM制御で用いる点灯周期Tdは一定ではなく、可変になっている。点灯周期Tdを調整する制御がPDM制御である。即ち、点灯周期Tdにおけるパルス幅(点灯期間Te)が一定であっても、点灯周期Tdが長くなれば照明の光量は減少し、点灯周期Tdが短くなれば照明の光量は増大する。また、光源駆動信号SLDのパルスの振幅を可変にすることにより、光源に流す電流の大きさ(瞬時値)を変更し、光源の点灯強度を調整することができる。これがPAM制御である。
That is, even during the light source lighting period (all periods), the driving signal SLD is controlled so that the light source blinks by periodically repeating lighting and extinguishing in a very short cycle. That is, the light source drive signal SLD is controlled to be turned on and off during the lighting period Td from time t31 to t32 shown in FIG. 6, and the width of the pulse representing the actual lighting time is adjusted. Thereby, the light quantity (flashing ratio) is controlled. This is PWM control.
Further, the lighting cycle Td used in the PWM control is not constant but is variable. Control for adjusting the lighting cycle Td is PDM control. That is, even if the pulse width (lighting period Te) in the lighting cycle Td is constant, the light amount of illumination decreases as the lighting cycle Td increases, and the light amount of illumination increases as the lighting cycle Td decreases. Further, by changing the amplitude of the pulse of the light source drive signal SLD, the magnitude (instantaneous value) of the current flowing through the light source can be changed and the lighting intensity of the light source can be adjusted. This is PAM control.

なお、図6に示す例では、照明用の光源を連続的に点灯するように光源駆動信号SLDを制御しているが、例えば図6に示す期間Tbのタイミングだけ照明を点灯し、それ以外のタイミングでは消灯するように変更しても良い。つまり、撮像素子11bのローリングシャッタ制御における行の切り替えを行うタイミング(Tc1、Tc2の各期間中)を避けてそれ以外のタイミングで光源を点灯する。この場合には、ローリングシャッタ制御であっても各行の実露光時間(電荷蓄積期間)の長さを一致させることができ、前述のパルス数変調(PNM)制御を行うことも可能である。つまり、ローリングシャッタ制御における行の切り替えのタイミングを意識することなく、照明の光量制御を行うことができる。   In the example shown in FIG. 6, the light source drive signal SLD is controlled so that the illumination light source is continuously turned on. For example, the illumination is turned on only at the timing of the period Tb shown in FIG. You may change so that it may turn off at timing. That is, the light source is turned on at other timings while avoiding the timing of switching the rows in the rolling shutter control of the image sensor 11b (during each period of Tc1 and Tc2). In this case, even in the rolling shutter control, the length of the actual exposure time (charge accumulation period) of each row can be matched, and the aforementioned pulse number modulation (PNM) control can be performed. That is, it is possible to perform illumination light quantity control without being conscious of the timing of row switching in rolling shutter control.

前述のように、図1に示すマイクロコンピュータ57は、制御装置13に接続された内視鏡11のスコープ情報メモリ11cから、この内視鏡11の情報を読み取り、内視鏡11の撮像素子11bの電子シャッタ制御方式がグローバルシャッタ方式とローリングシャッタ方式のいずれであるかを区別する種別識別手段として機能する。そして、マイクロコンピュータ57は照明用の光源43aを制御するために用いる調光テーブルを、撮像素子の電子シャッタ動作に連動して、つまり、グローバルシャッタ方式、ローリングシャッタ方式の区別に応じて自動的に切り替える。   As described above, the microcomputer 57 shown in FIG. 1 reads the information of the endoscope 11 from the scope information memory 11 c of the endoscope 11 connected to the control device 13, and the image sensor 11 b of the endoscope 11. The electronic shutter control system functions as a type identifying means for distinguishing between the global shutter system and the rolling shutter system. The microcomputer 57 automatically adjusts the dimming table used for controlling the light source 43a for illumination in conjunction with the electronic shutter operation of the image sensor, that is, according to the distinction between the global shutter method and the rolling shutter method. Switch.

調光テーブルは、光源43aの光量を制御するための光量指示値と制御出力値との関係を表し、例えば図4に示すLUT101上に配置されている。調光テーブルの制御出力値は、PAM制御用の制御値、PNM制御用の制御値、PWM制御用の制御値、PDM制御用の制御値のいずれか1つ又は複数の組み合わせとして構成される。光量指示値と制御出力値との関係を複数種類の制御パターンの中から選択的に切り替え可能にするために、複数の調光テーブルが予め用意されている。マイクロコンピュータ57は、状況に応じて、つまり、内視鏡11の撮像素子11bのグローバルシャッタ方式かローリングシャッタ方式かの区別や、その他の撮像条件に応じて、複数の調光テーブルの中から1つの調光テーブルを自動的に選択し使用可能にする。   The dimming table represents the relationship between the light amount instruction value for controlling the light amount of the light source 43a and the control output value, and is disposed on, for example, the LUT 101 shown in FIG. The control output value of the dimming table is configured as one or a combination of one or more of a control value for PAM control, a control value for PNM control, a control value for PWM control, and a control value for PDM control. A plurality of dimming tables are prepared in advance so that the relationship between the light quantity instruction value and the control output value can be selectively switched from a plurality of types of control patterns. The microcomputer 57 selects one of a plurality of dimming tables depending on the situation, that is, depending on whether the imaging element 11b of the endoscope 11 is a global shutter system or a rolling shutter system, and other imaging conditions. Two dimming tables are automatically selected and made available.

それぞれ異なる制御パターンの調光テーブルの特性が図7及び図8に示されている。図7に示す制御パターンはグローバルシャッタ方式の制御を行う場合に用いられ、図8に示す制御パターンはローリングシャッタ方式の制御を行う場合に用いられる。   The characteristics of the dimming table with different control patterns are shown in FIGS. The control pattern shown in FIG. 7 is used when global shutter control is performed, and the control pattern shown in FIG. 8 is used when rolling shutter control is performed.

図7を参照すると、この制御パターンは、PNM制御の制御特性と、PWM制御の制御特性と、PAM制御の制御特性との3つの組み合わせで構成されている。図7の制御パターンの場合、光量指令値の0〜10の範囲では、最小振幅の一定のPAM制御値が出力され、同時に光量指令値の増大に伴って光量を増大させるように変化するPNM制御値が出力される。光量指令値が10を超えると、指令値の増大に伴ってPAM制御値は増大し、PNM制御値は一定値になる。PWM制御値については、光量指令値の0〜1000の全域に渡り、光量指令値の増大に伴って光量を増大させるように変化する。つまり、図7に示す制御パターンを採用した場合には、PNM制御と、PWM制御と、PAM制御の制御出力の組み合わせにより、光源に流れる電流、つまりは光量が決定される。   Referring to FIG. 7, this control pattern is composed of three combinations of a control characteristic of PNM control, a control characteristic of PWM control, and a control characteristic of PAM control. In the case of the control pattern of FIG. 7, in the range of 0 to 10 of the light amount command value, a PAM control value having a constant minimum amplitude is output, and at the same time, PNM control that changes so as to increase the light amount as the light amount command value increases. The value is output. When the light quantity command value exceeds 10, the PAM control value increases with the increase of the command value, and the PNM control value becomes a constant value. About a PWM control value, it changes so that a light quantity may be increased with the increase in a light quantity command value over the whole region 0-1000 of a light quantity command value. That is, when the control pattern shown in FIG. 7 is adopted, the current flowing through the light source, that is, the light amount is determined by the combination of the control outputs of PNM control, PWM control, and PAM control.

図8を参照すると、この制御パターンは、PDM制御の制御特性と、PWM制御の制御特性と、PAM制御の制御特性との3つの組み合わせで構成されている。図8の制御パターンの場合、光量指令値の0〜10の範囲では、最小振幅の一定のPAM制御値が出力され、同時に光量指令値の増大に伴って光量を増大させるように変化するPDM制御値が出力される。光量指令値が10を超えると、指令値の増大に伴ってPAM制御値は増大し、PDM制御値は最大値(一定値)になる。PWM制御値については、光量指令値の0〜1000の全域に渡り、光量指令値の増大に伴って光量を増大させるように変化する。つまり、図8に示す制御パターンを採用した場合には、PDM制御と、PWM制御と、PAM制御の制御出力の組み合わせにより、光源に流れる電流、つまりは光量が決定される。   Referring to FIG. 8, this control pattern is composed of three combinations of control characteristics for PDM control, control characteristics for PWM control, and control characteristics for PAM control. In the case of the control pattern of FIG. 8, in the range of 0 to 10 of the light quantity command value, a PAM control value having a constant minimum amplitude is output, and at the same time, PDM control that changes so as to increase the light quantity as the light quantity command value increases. The value is output. When the light quantity command value exceeds 10, the PAM control value increases as the command value increases, and the PDM control value becomes the maximum value (a constant value). About a PWM control value, it changes so that a light quantity may be increased with the increase in a light quantity command value over the whole region 0-1000 of a light quantity command value. That is, when the control pattern shown in FIG. 8 is adopted, the current flowing through the light source, that is, the light amount is determined by a combination of control outputs of PDM control, PWM control, and PAM control.

マイクロコンピュータ57は、内視鏡11の撮像素子11bがグローバルシャッタ方式のCCDイメージセンサであると認識した場合には、例えば図7に示したような制御パターンの調光テーブルを自動的に選択する。従って、この場合にはPAM制御と、PNM制御と、PWM制御との組み合わせにより光源の光量が制御される。なお、更にPDM制御を組み合わせることもできるが、グローバルシャッタ方式の場合はシャッタ開期間(図6のTbの範囲内に相当)のみに限定したPDM制御にする必要がある。   When the microcomputer 57 recognizes that the imaging element 11b of the endoscope 11 is a global shutter type CCD image sensor, the microcomputer 57 automatically selects a dimming table having a control pattern as shown in FIG. 7, for example. . Therefore, in this case, the light amount of the light source is controlled by a combination of PAM control, PNM control, and PWM control. Further, although PDM control can be combined, in the case of the global shutter system, it is necessary to perform PDM control limited to only the shutter opening period (corresponding to the range of Tb in FIG. 6).

マイクロコンピュータ57は、内視鏡11の撮像素子11bがローリングシャッタ方式のCMOSイメージセンサであると認識した場合には、例えば図8に示したような制御パターンの調光テーブルを自動的に選択する。従って、この場合にはPAM制御と、PDM制御と、PWM制御との組み合わせにより光源の光量が制御される。   When the microcomputer 57 recognizes that the imaging device 11b of the endoscope 11 is a rolling shutter type CMOS image sensor, the microcomputer 57 automatically selects a dimming table having a control pattern as shown in FIG. 8, for example. . Therefore, in this case, the light amount of the light source is controlled by a combination of PAM control, PDM control, and PWM control.

内視鏡11の撮像素子11bがグローバルシャッタ方式である場合には、電子シャッタが開いているタイミングが全画素共通である。また、電子シャッタが閉じている時の照明光は撮影に利用されないだけでなく、内視鏡11の先端部や被観察部の発熱を増大させることに繋がる。従って、このような状況においては、少なくともPNM制御を行って、電子シャッタが閉じている時に照明用の光源を消灯するのが望ましく、電子シャッタの開閉のタイミングとは無関係に光源を連続的に点灯するPDM制御は適さない。   When the imaging element 11b of the endoscope 11 is a global shutter system, the timing at which the electronic shutter is opened is common to all pixels. Further, the illumination light when the electronic shutter is closed is not used for photographing, but also leads to an increase in heat generation at the distal end portion of the endoscope 11 and the observed portion. Therefore, in such a situation, it is desirable to perform at least PNM control so that the illumination light source is turned off when the electronic shutter is closed, and the light source is continuously turned on regardless of the opening / closing timing of the electronic shutter. PDM control is not suitable.

一方、内視鏡11の撮像素子11bがローリングシャッタ方式である場合には、電子シャッタが開いているタイミングが画素群の行毎に少しずつずれる。従って、この場合は行毎に照明光量が変化しないように、照明用の光源を連続的に発光させる必要がある。つまり、PNM制御は適さず、PDM制御を用いて光量を調整するのが望ましい。   On the other hand, when the imaging device 11b of the endoscope 11 is a rolling shutter system, the timing at which the electronic shutter is opened is slightly shifted for each row of the pixel group. Therefore, in this case, it is necessary to continuously emit the illumination light source so that the illumination light quantity does not change for each row. That is, PNM control is not suitable, and it is desirable to adjust the amount of light using PDM control.

上述の内視鏡システム100においては、制御装置13のマイクロコンピュータ57が、接続された内視鏡11の撮像素子11bの種別を検出し、その違いに応じて照明の調光方式を自動的に切り替える。これにより、グローバルシャッタ方式、ローリングシャッタ方式のいずれの方式の撮像素子11bを搭載した内視鏡11であっても、適切な調光制御を行うことができる。   In the endoscope system 100 described above, the microcomputer 57 of the control device 13 detects the type of the image sensor 11b of the connected endoscope 11, and automatically adjusts the dimming method of illumination according to the difference. Switch. Thereby, even if it is the endoscope 11 which mounts the image pick-up element 11b of any system of a global shutter system and a rolling shutter system, appropriate dimming control can be performed.

また、上述の内視鏡システム100においては、制御装置13の光源ドライバ43bが、光源43aの点灯光量、点灯比率、点灯時間、点灯密度を統合的に制御する。これにより、撮像素子11bの種類や撮像モードに応じて適切な照明モードを提供できる。また、複数の制御を組み合わせることにより、調光のダイナミックレンジを拡大できる。   Further, in the above-described endoscope system 100, the light source driver 43b of the control device 13 controls the lighting amount, lighting ratio, lighting time, and lighting density of the light source 43a in an integrated manner. Thereby, an appropriate illumination mode can be provided according to the type of imaging element 11b and the imaging mode. Moreover, the dynamic range of dimming can be expanded by combining a plurality of controls.

前述の内視鏡システム100が照明に用いる光のスペクトルに関する具体例が図9に示されている。図9に示すスペクトルS1は、中心波長が405nmのレーザ光源を光源43aとして採用した場合に内視鏡先端部35から生体等の被観察部に照射される照明光の波長毎の強度分布を表している。また、スペクトルS2は、中心波長が445nmのレーザ光源を光源43aとして採用した場合に内視鏡先端部35から生体等の被観察部に照射される照明光の波長毎の強度分布を表している。   A specific example of the spectrum of light used for illumination by the endoscope system 100 is shown in FIG. A spectrum S1 shown in FIG. 9 represents an intensity distribution for each wavelength of illumination light emitted from the endoscope distal end 35 to an observed part such as a living body when a laser light source having a center wavelength of 405 nm is adopted as the light source 43a. ing. The spectrum S2 represents the intensity distribution for each wavelength of the illumination light emitted from the endoscope distal end 35 to the observed part such as a living body when a laser light source having a central wavelength of 445 nm is employed as the light source 43a. .

例えば、青色光である445nmのレーザ光を光源43aで発光し、この青色光を内視鏡11の照明部11aに導いて蛍光体72に照射する。この場合、青色光の一部のエネルギーは蛍光体72に吸収され、これにより蛍光体72が励起されて発光する。蛍光体72の発光光は、緑色〜黄色の波長帯の可視光である。そして、蛍光体72に吸収されずに透過する青色光の残りのエネルギーの成分と、蛍光体72の励起による発光光とが加算され、図9に示したスペクトルS2のような波長分布の白色の照明光として、内視鏡先端部35から被観察部に照射される。   For example, 445 nm laser light, which is blue light, is emitted from the light source 43 a, and this blue light is guided to the illumination unit 11 a of the endoscope 11 to irradiate the phosphor 72. In this case, a part of the energy of the blue light is absorbed by the phosphor 72, whereby the phosphor 72 is excited and emits light. The emitted light of the phosphor 72 is visible light in the green to yellow wavelength band. Then, the remaining energy component of the blue light that is transmitted without being absorbed by the phosphor 72 and the light emitted by the excitation of the phosphor 72 are added, and a white light having a wavelength distribution such as the spectrum S2 shown in FIG. Illuminated light is irradiated from the endoscope distal end portion 35 to the observed portion.

同様に、405nmのレーザ光を光源43aで発光し、このレーザ光を内視鏡11の照明部11aに導いて蛍光体72に照射した場合には、図9に示したスペクトルS1のような波長分布の照明光として、内視鏡先端部35から被観察部に照射される。   Similarly, when a laser beam having a wavelength of 405 nm is emitted from the light source 43a, and the laser beam is guided to the illumination unit 11a of the endoscope 11 and applied to the phosphor 72, the wavelength as in the spectrum S1 shown in FIG. The distribution target illumination light is irradiated from the endoscope distal end portion 35 to the observed portion.

次に、内視鏡システム100の照明光に関する変形例について説明する。
第1変形例における内視鏡先端部35の構成で、被観察部側から内視鏡先端部35の先端側の端面を見た状態が図10に示されている。また、第1変形例における光源装置43の構成が図11に示されている。
Next, a modified example related to the illumination light of the endoscope system 100 will be described.
FIG. 10 shows a state in which the end surface on the distal end side of the endoscope distal end portion 35 is viewed from the observed portion side in the configuration of the endoscope distal end portion 35 in the first modification. Moreover, the structure of the light source device 43 in a 1st modification is shown by FIG.

図10に示す例では、内視鏡先端部35に1つの観察窓201と、その両脇に配置された2つの照明窓202、203とが設けてある。このように、観察窓201の両脇に照明窓202、203を配置し、照明窓202、203からそれぞれ照明光を出射することで、観察画像に照明むらが生じにくくなり、鉗子孔に処置具を挿入して内視鏡先端から突出させた場合に、観察画像内に処置具の影が生じることを防止でき、広い範囲にわたって十分な光量が得られる。   In the example shown in FIG. 10, the endoscope distal end portion 35 is provided with one observation window 201 and two illumination windows 202 and 203 arranged on both sides thereof. As described above, the illumination windows 202 and 203 are arranged on both sides of the observation window 201, and the illumination light is emitted from the illumination windows 202 and 203, respectively. Can be prevented from being shadowed in the observation image, and a sufficient amount of light can be obtained over a wide range.

図10に示す内視鏡11を用いる場合には、光源装置43として例えば図11に示すような構成の光源装置43Aを用いる。図11に示す光源装置41Aは、中心波長445nmのレーザ光源LD1と、中心波長405nmのレーザ光源LD2とを備えている。   When the endoscope 11 shown in FIG. 10 is used, a light source device 43A having a configuration as shown in FIG. A light source device 41A shown in FIG. 11 includes a laser light source LD1 having a central wavelength of 445 nm and a laser light source LD2 having a central wavelength of 405 nm.

2つのレーザ光源LD1、LD2は、それぞれ独立した光源ドライバ43b1、43b2に接続されており、個別に出射光量が制御される。2つのレーザ光源LD1、LD2の出力光は、コンバイナ211により合波され、カプラ212により複数の光路に分波されて、各光路の光出射端に配置された蛍光体213、214に照射される。   The two laser light sources LD1 and LD2 are connected to independent light source drivers 43b1 and 43b2, respectively, and the amount of emitted light is individually controlled. The output lights of the two laser light sources LD1 and LD2 are multiplexed by the combiner 211, demultiplexed into a plurality of optical paths by the coupler 212, and applied to the phosphors 213 and 214 arranged at the light emitting ends of the respective optical paths. .

2つのレーザ光源LD1、LD2のうちレーザ光源LD1のみを点灯すれば、通常観察用の白色照明光が照明光として出射される。即ち、中心波長445nmのレーザ光が照射された蛍光体213、214の励起によって生じる蛍光体213、214の発光光と、蛍光体213、214を透過した中心波長445nmのレーザ光とが加算されて白色に近いスペクトルの照明光が得られる。   If only the laser light source LD1 is turned on among the two laser light sources LD1 and LD2, white illumination light for normal observation is emitted as illumination light. That is, the emission light of the phosphors 213 and 214 generated by the excitation of the phosphors 213 and 214 irradiated with the laser beam having the center wavelength of 445 nm and the laser beam having the center wavelength of 445 nm transmitted through the phosphors 213 and 214 are added. Illumination light having a spectrum close to white is obtained.

また、2つのレーザ光源LD1:LD2を約1:7の光量比で同時に点灯すれば、狭帯域光観察用の照明光で、組織表層の微細血管が強調された観察像が得られる。更に、2つのレーザ光源LD1:LD2を約4:1の光量比で同時に点灯すれば、白色光と狭帯域光とのハイブリッド照明光が得られる。これによれば、通常観察像に組織表層の微細血管の情報が重畳された観察像が得られる。   If the two laser light sources LD1: LD2 are simultaneously turned on at a light quantity ratio of about 1: 7, an observation image in which the fine blood vessels on the tissue surface layer are emphasized with illumination light for narrowband light observation can be obtained. Furthermore, if the two laser light sources LD1: LD2 are simultaneously turned on at a light quantity ratio of about 4: 1, hybrid illumination light of white light and narrow band light can be obtained. According to this, an observation image obtained by superimposing information on the fine blood vessels on the tissue surface layer on the normal observation image is obtained.

2つのレーザ光源LD1、LD2を用いることにより、図9に示したスペクトルS1、S2のような照明光が得られる。また、中心波長445nmの青色レーザ光と、中心波長405nmの紫色レーザ光を同時に出射して合波する場合には、中心波長445nmの青色レーザ光で不足する460〜470nm近辺の波長帯域光が、中心波長405nmの紫色レーザ光から出射される同帯域の光によって補われ、白色光の色調(演色性)が改善される。   By using two laser light sources LD1 and LD2, illumination light such as spectra S1 and S2 shown in FIG. 9 can be obtained. In addition, when the blue laser beam having the center wavelength of 445 nm and the violet laser beam having the center wavelength of 405 nm are simultaneously emitted and combined, the wavelength band light in the vicinity of 460 to 470 nm, which is insufficient with the blue laser beam having the center wavelength of 445 nm, The color tone (color rendering) of white light is improved by being supplemented by light in the same band emitted from a violet laser beam having a central wavelength of 405 nm.

第2変形例における光源装置43の構成が図12に示されている。図10に示したように複数系統の照明窓から照明光を出射できる場合には、例えば図12に示した光源装置43Bを用いて、複数系統の照明窓から互いにスペクトルの異なる光を出射しても良い。   The structure of the light source device 43 in the second modification is shown in FIG. When illumination light can be emitted from a plurality of illumination windows as shown in FIG. 10, for example, by using the light source device 43B shown in FIG. Also good.

図12に示した光源装置43Bにおいては、光源装置43Aと同様に、中心波長445nmのレーザ光源LD1と、中心波長405nmのレーザ光源LD2とを備えている。レーザ光源LD1、LD2の出力光については、合波や分波は行わず、レーザ光源LD1の出力光はそのまま蛍光体215に照射し、レーザ光源LD2の出力光は拡散部材216を介して照明窓に導く。この場合、中心波長405nmのレーザ光の蛍光体を介さずに照射できるので、狭帯域光のまま照明光として利用でき、内視鏡による蛍光観察等を行う際に、ノイズの少ない画像が得られる。   The light source device 43B shown in FIG. 12 includes a laser light source LD1 having a central wavelength of 445 nm and a laser light source LD2 having a central wavelength of 405 nm, similarly to the light source device 43A. The output light of the laser light sources LD1 and LD2 is not multiplexed or demultiplexed, the output light of the laser light source LD1 is directly irradiated to the phosphor 215, and the output light of the laser light source LD2 is illuminated through the diffusion member 216. Lead to. In this case, since laser light with a center wavelength of 405 nm can be irradiated without going through a phosphor, it can be used as illumination light as narrow-band light, and an image with less noise can be obtained when performing fluorescence observation with an endoscope or the like. .

第3変形例における内視鏡先端部35の構成で、被観察部側から内視鏡先端部35の先端側の端面を見た状態が図13に示されている。また、第3変形例における光源装置43の構成が図14に示されている。   FIG. 13 shows a state in which the end surface on the distal end side of the endoscope distal end portion 35 is viewed from the observed portion side in the configuration of the endoscope distal end portion 35 in the third modified example. Moreover, the structure of the light source device 43 in a 3rd modification is shown by FIG.

図13に示す例では、内視鏡先端部35に1つの観察窓231と、その両脇に配置された2対の照明窓(232、233、234、235)とが設けてある。図13に示す例では、照明窓232と照明窓235とが対をなし、照明窓233と照明窓234とが対をなしている。そして、対をなす2つの照明窓から同種の照明光を出射するように構成する。2対の照明窓を用いることにより、それぞれ異なるスペクトルの光を同時に出射することができる。即ち、一方の対の照明窓から第1のスペクトルの照明光を出射し、他方の対の照明窓から第2のスペクトルの照明光を出射する。   In the example shown in FIG. 13, the endoscope distal end portion 35 is provided with one observation window 231 and two pairs of illumination windows (232, 233, 234, 235) arranged on both sides thereof. In the example shown in FIG. 13, the illumination window 232 and the illumination window 235 make a pair, and the illumination window 233 and the illumination window 234 make a pair. And it is comprised so that the same kind of illumination light may be radiate | emitted from two illumination windows which make a pair. By using two pairs of illumination windows, light of different spectra can be emitted simultaneously. That is, illumination light of the first spectrum is emitted from one pair of illumination windows, and illumination light of the second spectrum is emitted from the other pair of illumination windows.

なお、観察窓の両脇に設ける2対の照明窓については、観察窓の中心点を通り、かつ、挿入部先端の先端面を二等分する直線を境界線Pとし、一対の各々の照明窓は境界線Pを跨ぐように配置され、一対の第1の照明窓(232と235)は白色光を照射する照明窓であって、一対の第2の照射窓(233と234)は白色光より狭い狭帯域光を照射する照明窓であるように構成されている。   In addition, about two pairs of illumination windows provided on both sides of the observation window, a straight line that passes through the center point of the observation window and bisects the distal end surface of the insertion portion distal end is defined as a boundary line P, and each pair of illumination windows The windows are arranged so as to straddle the boundary line P, the pair of first illumination windows (232 and 235) are illumination windows that emit white light, and the pair of second illumination windows (233 and 234) are white. It is comprised so that it may be an illumination window which irradiates narrow-band light narrower than light.

図13に示す内視鏡11を用いる場合には、光源装置43として例えば図14に示すような構成の光源装置43Cを用いる。図14に示す光源装置43Cは、中心波長445nmのレーザ光源LD1と、中心波長405nmのレーザ光源LD2と、中心波長472nmのレーザ光源LD3と、中心波長780nmのレーザ光源LD4を備えている。   When the endoscope 11 shown in FIG. 13 is used, a light source device 43C having a configuration as shown in FIG. A light source device 43C shown in FIG. 14 includes a laser light source LD1 having a central wavelength of 445 nm, a laser light source LD2 having a central wavelength of 405 nm, a laser light source LD3 having a central wavelength of 472 nm, and a laser light source LD4 having a central wavelength of 780 nm.

4つのレーザ光源LD1、LD2、LD3、LD4は、それぞれ独立した光源ドライバ43b1、43b2、43b3、43b4に接続されており、個別に出射光量が制御される。2つのレーザ光源LD1、LD2の出力光は、コンバイナ221により合波され、カプラ222により2つの光路に分波されて、各光路の光出射端に配置された蛍光体225、226に照射される。また、他の2つのレーザ光源LD3、LD4の出力光は、コンバイナ223により合波され、カプラ224により2つの光路に分波されて、各光路の光出射端に配置された拡散部材227、228を介して照明窓に導かれる。   The four laser light sources LD1, LD2, LD3, and LD4 are connected to independent light source drivers 43b1, 43b2, 43b3, and 43b4, respectively, and the amount of emitted light is individually controlled. The output lights of the two laser light sources LD1 and LD2 are combined by the combiner 221, demultiplexed into two optical paths by the coupler 222, and irradiated to the phosphors 225 and 226 disposed at the light emitting ends of the respective optical paths. . The output lights of the other two laser light sources LD3 and LD4 are combined by a combiner 223, demultiplexed into two optical paths by a coupler 224, and diffused members 227 and 228 disposed at the light emitting ends of the respective optical paths. To the lighting window.

図13、図14に示した構成の第3変形例においては、中心波長405nm、445nm、472nmのLDをそれぞれ順次点灯させて撮像することで、観察画像から酸素飽和度の情報を抽出できる。具体的には、血液中の赤血球に含まれるヘモグロビンの中で、酸化ヘモグロビンHbO2と、酸素放出後の還元ヘモグロビンHbの吸光スペクトルの差を利用して、観察領域の酸素飽和度と血管深さを求めることができる。酸化ヘモグロビンHbO2と還元ヘモグロビンHbは、波長405nm付近では吸光度は略等しく、波長445nm付近では還元ヘモグロビンHbが酸化ヘモグロビンHbO2よりも吸光度が高く、波長472nm付近では酸化ヘモグロビンHbO2が還元ヘモグロビンHbよりも吸光度が高くなっている。また、レーザ光の粘膜組織表層からの深達度は、レーザ光の波長が短い程浅くなる特性を有する。これらの特性を利用して、観察領域の酸素飽和度と、観察領域に映出された血管深さとを求める。   In the third modification of the configuration shown in FIGS. 13 and 14, the oxygen saturation information can be extracted from the observed image by sequentially turning on the LDs having the center wavelengths of 405 nm, 445 nm, and 472 nm. Specifically, among the hemoglobins contained in the red blood cells in the blood, the oxygen saturation level and the blood vessel depth in the observation region are determined by using the difference in the absorption spectrum between the oxygenated hemoglobin HbO2 and the oxygenated hemoglobin Hb after oxygen release. Can be sought. The oxygenated hemoglobin HbO2 and the reduced hemoglobin Hb have substantially the same absorbance at a wavelength of about 405 nm, the reduced hemoglobin Hb has a higher absorbance than the oxidized hemoglobin HbO2 near the wavelength of 445 nm, and the oxidized hemoglobin HbO2 has an absorbance greater than that of the reduced hemoglobin Hb near the wavelength of 472 nm. It is high. In addition, the depth of penetration of the laser beam from the surface layer of the mucosal tissue has a characteristic that it becomes shallower as the wavelength of the laser beam is shorter. Utilizing these characteristics, the oxygen saturation of the observation region and the blood vessel depth projected in the observation region are obtained.

中心波長785nmのレーザ光は、粘膜組織深層の血管情報を観察するために好適に用いられ、ICG(インドシアニングリーン)を利用した赤外光観察や血管ナビゲーションを行うことができる。このICGは、血中で蛋白と結合した状態となり、805nmを最大吸収波長とする例えば波長750〜850nmの近赤外光を吸収し、近赤外蛍光を発生する。   Laser light with a central wavelength of 785 nm is suitably used for observing blood vessel information in the deep layer of mucosal tissue, and can perform infrared light observation and blood vessel navigation using ICG (Indocyanine Green). This ICG is in a state of binding to a protein in blood, absorbs near infrared light having a wavelength of 750 to 850 nm, for example, having a maximum absorption wavelength of 805 nm, and generates near infrared fluorescence.

この照明パターンによれば、白色光に加えて近赤外光を照射できるため、特に可視光では得ることの難しい粘膜組織深層の血管情報を抽出できる。例えばこの投光ユニットを気管支周辺の血管の位置情報を得るための内視鏡ナビゲーションシステムに適用する場合には、血管内に注入したICGに向けて中心波長785nmのレーザ光を照射する。すると、血液とICGが反応した部分でピーク波長830nmのブロードな分光特性の蛍光が発生するので、この発生した蛍光を目印にすることで、位置精度を高めて正確な処置が行える。更に複数の投光ユニットを用いるので、各投光ユニットからの光を合わせて高強度の光照射が可能となる。   According to this illumination pattern, since it is possible to irradiate near infrared light in addition to white light, it is possible to extract blood vessel information in a deep layer of mucosal tissue that is difficult to obtain particularly with visible light. For example, when this light projecting unit is applied to an endoscope navigation system for obtaining position information of blood vessels around the bronchi, laser light having a central wavelength of 785 nm is irradiated toward the ICG injected into the blood vessels. Then, since fluorescence with a broad spectral characteristic having a peak wavelength of 830 nm is generated at a portion where blood and ICG have reacted, by using this generated fluorescence as a mark, the position accuracy can be improved and an accurate treatment can be performed. Furthermore, since a plurality of light projecting units are used, the light from each light projecting unit can be combined and irradiated with high intensity light.

更に、レーザ光源LD3、LD4として、中心波長が375nm,405nm、445nm等のレーザ光を出射するものを利用しても良い。波長が375nmのレーザ光は、蛍光薬剤である「ルシフェラーゼ」を用いて蛍光観察を行う場合の励起光となる。また、波長が405nm、445nmのレーザ光は、蛍光体を通さずに照射できるため、狭帯域光のまま照射できる。   Further, laser light sources LD3 and LD4 that emit laser light having center wavelengths of 375 nm, 405 nm, and 445 nm may be used. Laser light having a wavelength of 375 nm serves as excitation light when fluorescence observation is performed using “luciferase” which is a fluorescent agent. Further, laser light having a wavelength of 405 nm and 445 nm can be irradiated without passing through the phosphor, and therefore can be irradiated as narrow-band light.

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。   As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and applications by those skilled in the art based on the description of the specification and well-known techniques are also within the scope of the present invention. It is included in the range to calculate.

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 光源からの光を被検体に照射する照明光学系、及び被検体を撮像する撮像素子を含む撮像光学系を有する内視鏡と、該内視鏡が着脱自在に接続される制御装置と、を備える内視鏡システムであって、
前記光源の出射光強度を、前記制御装置から入力される光量指示値に応じて制御する光源制御手段と、
前記制御装置に接続された内視鏡に搭載の撮像素子の種別を識別する種別識別手段と、
を有し、
前記光源制御手段が、前記光量指示値と前記光源への制御出力値との関係を表す制御パターンを複数種備え、前記種別識別手段による識別結果に基づいて前記いずれかの制御パターンに切り替え、該切り替えた制御パターンに基づいて前記光源の出射光強度を制御する内視鏡システム。
As described above, the following items are disclosed in this specification.
(1) An endoscope having an illumination optical system that irradiates a subject with light from a light source and an imaging optical system that includes an imaging element that images the subject, and a control device to which the endoscope is detachably connected An endoscope system comprising:
Light source control means for controlling the emitted light intensity of the light source in accordance with a light intensity instruction value input from the control device;
Type identifying means for identifying the type of the image sensor mounted on the endoscope connected to the control device;
Have
The light source control means comprises a plurality of control patterns representing the relationship between the light quantity instruction value and the control output value to the light source, and switches to any one of the control patterns based on the identification result by the type identification means, An endoscope system for controlling the intensity of emitted light from the light source based on the switched control pattern.

この内視鏡システムによれば、制御装置に接続される内視鏡がどのような種類の撮像素子を搭載していても、その撮像素子に対応した制御パターンに切り替えるため、撮像素子に応じた最適な光源制御が行える。これにより、広ダイナミックレンジの光量制御が可能となる。   According to this endoscope system, no matter what type of image pickup device is mounted on the endoscope connected to the control device, the control pattern is switched to the control pattern corresponding to the image pickup device. Optimal light source control can be performed. Thereby, it is possible to control the light amount in a wide dynamic range.

(2) (1)の内視鏡システムであって、
前記光源制御手段が、前記撮像素子のシャッタ動作に連動して前記制御パターンを切り替える内視鏡システム。
(2) The endoscope system according to (1),
An endoscope system in which the light source control means switches the control pattern in conjunction with a shutter operation of the image sensor.

この内視鏡システムによれば、撮像素子のシャッタ動作に連動して制御パターンを切り替えることで、シャッタ動作に最適な出射光制御が行える   According to this endoscope system, it is possible to perform optimal emission light control for the shutter operation by switching the control pattern in conjunction with the shutter operation of the image sensor.

(3) (1)又は(2)の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が、前記撮像素子の種別として、グローバルシャッタ方式で制御される撮像素子か、ローリングシャッタ方式で制御される撮像素子かを識別する内視鏡システム。
(3) The endoscope system according to (1) or (2),
An endoscope system in which the type identifying unit identifies, as a type of the image sensor, an image sensor controlled by a global shutter system or an image sensor controlled by a rolling shutter system.

この内視鏡システムによれば、使用する撮像素子のシャッタ方式に応じて制御パターンを変更するので、各撮像素子に対して最適な制御を行うことができる。例えばグローバルシャッタ方式においては、各画素の露光時間が全画素で同時のタイミングに設定され、シャッタ閉時には発熱を避けるために消灯する制御が好ましい。また、ローリングシャッタ方式においては、各画素の露光時間が走査ライン毎で異なるため、光源の連続発光が必要となる。そのため、各ラインの実露光時間が均等になる制御が好ましい。このような撮像素子の種別に応じて最適な制御が行える。   According to this endoscope system, since the control pattern is changed according to the shutter method of the image sensor to be used, optimal control can be performed on each image sensor. For example, in the global shutter system, it is preferable that the exposure time of each pixel is set to the same timing for all the pixels, and the control is turned off to avoid heat generation when the shutter is closed. In the rolling shutter system, since the exposure time of each pixel is different for each scanning line, it is necessary to continuously emit light from the light source. Therefore, control in which the actual exposure time of each line becomes equal is preferable. Optimal control can be performed according to the type of the image sensor.

(4) (3)の内視鏡システムであって、
前記制御パターンが、前記光量指示値に対応する、
前記光源の点灯時間を変更するパルス数変調制御による制御分、
点灯と消灯のデューティ比を変更するパルス幅変調制御による制御分、
点灯強度を変更するパルス振幅変調制御による制御分、
点灯間隔を変更するパルス密度変調制御による制御分
のうち、少なくとも3つの制御分の合計で、前記光源の出射光強度を規定するものである内視鏡システム。
(4) The endoscope system according to (3),
The control pattern corresponds to the light quantity instruction value;
Control by pulse number modulation control to change the lighting time of the light source,
Control by pulse width modulation control that changes the duty ratio of turning on and off,
Control by pulse amplitude modulation control to change the lighting intensity,
An endoscope system that defines the intensity of light emitted from the light source as a total of at least three of the control by pulse density modulation control that changes the lighting interval.

この内視鏡システムによれば、指定される光量指示値に対応して、パルス数変調制御、パルス幅変調制御、パルス振幅変調制御、パルス密度変調制御の少なくとも3つを含む制御による各制御分を、予め定めた各制御の設定値カーブからそれぞれ求め、これら各制御による制御分を合計して光源の出射光強度を規定することで、各制御方式の組み合わせにより、低出力から高出力までの広いダイナミックレンジの範囲で、高い連続性を維持しつつ出射光強度を設定できる。   According to this endoscope system, each control component by control including at least three of pulse number modulation control, pulse width modulation control, pulse amplitude modulation control, and pulse density modulation control corresponding to the designated light quantity instruction value. Is determined from the preset value curve of each control, and the amount of control by each control is summed to define the emitted light intensity of the light source. In a wide dynamic range, the emitted light intensity can be set while maintaining high continuity.

(5) (4)の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が、前記撮像素子をグローバルシャッタ方式の撮像素子と識別した場合に、
前記光源制御手段が、前記パルス数変調制御と、前記パルス幅変調制御と、前記パルス振幅変調制御との3つを組み合わせた制御パターンで前記光源を制御する内視鏡システム。
(5) The endoscope system according to (4),
When the type identifying unit identifies the image sensor as a global shutter image sensor,
An endoscope system in which the light source control means controls the light source with a control pattern combining three of the pulse number modulation control, the pulse width modulation control, and the pulse amplitude modulation control.

この内視鏡システムによれば、グローバルシャッタ方式の撮像素子である場合に、パルス数変調制御、パルス幅変調制御、パルス振幅変調制御を組み合わせた制御パターンで光源を制御することにより、特にシャッタ閉時において、パルス数変調制御による点灯時間の調整によって光源を消灯させることができ、シャッタ閉時における無駄な発熱を防止できる。   According to this endoscope system, in the case of a global shutter type imaging device, the shutter is particularly closed by controlling the light source with a control pattern that combines pulse number modulation control, pulse width modulation control, and pulse amplitude modulation control. At times, the light source can be turned off by adjusting the lighting time by pulse number modulation control, and wasteful heat generation when the shutter is closed can be prevented.

(6) (4)の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が、前記撮像素子をローリングシャッタ方式の撮像素子と識別した場合に、
前記光源制御手段が、前記パルス密度変調制御と、前記パルス幅変調制御と、前記パルス振幅変調制御との3つを組み合わせた制御パターンで前記光源を制御する内視鏡システム。
(6) The endoscope system according to (4),
When the type identifying means identifies the image sensor as a rolling shutter type image sensor,
An endoscope system in which the light source control means controls the light source with a control pattern combining three of the pulse density modulation control, the pulse width modulation control, and the pulse amplitude modulation control.

この内視鏡システムによれば、ローリングシャッタ方式の撮像素子である場合に、パルス密度変調制御、パルス幅変調制御、パルス振幅変調制御を組み合わせた制御パターンで前記光源を制御することにより、特にパルス密度変調制御による点灯周期の変更によって各ラインの実露光時間を均等にした光源制御が行える。   According to this endoscope system, in the case of a rolling shutter type imaging device, by controlling the light source with a control pattern that combines pulse density modulation control, pulse width modulation control, and pulse amplitude modulation control, in particular, a pulse By changing the lighting cycle by density modulation control, light source control can be performed in which the actual exposure time of each line is made equal.

(7) (1)〜(6)のいずれか1つの内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、該内視鏡に搭載される撮像素子の種別情報を保存する識別情報記憶部を備え、
前記種別識別手段が、前記制御装置に接続された内視鏡の前記識別情報記憶部から前記撮像素子の種別情報を読み出して前記撮像素子の種別を識別する内視鏡システム。
(7) The endoscope system according to any one of (1) to (6),
The endoscope includes an identification information storage unit that stores type information of an image sensor mounted on the endoscope,
An endoscope system in which the type identification unit reads out type information of the imaging element from the identification information storage unit of the endoscope connected to the control device and identifies the type of the imaging element.

この内視鏡システムによれば、識別情報記憶部から、撮像素子の種別情報を読み出すことで、簡単かつ確実に撮像素子の種別を判定できる。   According to this endoscope system, the type of the image sensor can be easily and reliably determined by reading the type information of the image sensor from the identification information storage unit.

(8) (1)〜(7)のいずれか1つの内視鏡システムであって、
前記照明光学系が、前記光源からの出射光を導光する光ファイバと、該光ファイバの光出射端の光路前方に配置され前記出射光により励起されて発光する蛍光体と、を含んで構成され、前記光源からの出射光と前記蛍光体からの発光光とを混合して照明光を生成する内視鏡システム。
(8) The endoscope system according to any one of (1) to (7),
The illumination optical system includes an optical fiber that guides light emitted from the light source, and a phosphor that is disposed in front of an optical path at the light exit end of the optical fiber and that emits light when excited by the emitted light. An endoscope system for generating illumination light by mixing light emitted from the light source and light emitted from the phosphor.

この内視鏡システムによれば、光源からの出射光と蛍光体からの発光とを混合して、照明光を生成するので、例えば、青色の励起光と、これにより励起発光される蛍光とによって白色光を生成する等、任意の色の照明光が容易に生成できる。   According to this endoscope system, the light emitted from the light source and the light emitted from the phosphor are mixed to generate illumination light. For example, by the blue excitation light and the fluorescence excited and emitted thereby, It is possible to easily generate illumination light of any color, such as generating white light.

(9) (1)〜(8)のいずれか1つの内視鏡システムであって、
前記照明光学系が、複数の光源からの出射光を照射するものであり、前記光源制御部が、前記複数の光源をそれぞれを個別に駆動する内視鏡システム。
(9) The endoscope system according to any one of (1) to (8),
An endoscope system in which the illumination optical system irradiates emitted light from a plurality of light sources, and the light source control unit individually drives the plurality of light sources.

この内視鏡システムによれば、個別に制御することで、複数種の光を同じ照明光学系から出射させることができ、内視鏡先端部をより小型化に有利な構成にできる。   According to this endoscope system, by individually controlling, a plurality of types of light can be emitted from the same illumination optical system, and the distal end portion of the endoscope can be configured to be more advantageous for downsizing.

(10) (1)〜(9)のいずれか1つの内視鏡システムであって、
前記光源が、半導体発光素子からなる内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、高い応答性で、高効率で照明光を生成できる。
(10) The endoscope system according to any one of (1) to (9),
An endoscope system in which the light source includes a semiconductor light emitting element.
According to this endoscope system, illumination light can be generated with high responsiveness and high efficiency.

11 内視鏡
11a 照明部
11b 撮像素子
11c スコープ情報メモリ
13 制御装置
15 表示部
17 入力部
19 内視鏡挿入部
35 内視鏡先端部
43 光源装置
45 ビデオプロセッサ
61 基板
62 プリズム
63 対物レンズユニット
72 蛍光体
100 内視鏡システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Endoscope 11a Illumination part 11b Image pick-up element 11c Scope information memory 13 Control apparatus 15 Display part 17 Input part 19 Endoscope insertion part 35 Endoscope end part 43 Light source apparatus 45 Video processor 61 Board | substrate 62 Prism 63 Objective lens unit 72 Phosphor 100 Endoscope system

Claims (9)

光源からの光を被検体に照射する照明光学系、及び被検体を撮像する撮像素子を含む撮像光学系を有する内視鏡と、該内視鏡が着脱自在に接続される制御装置と、を備える内視鏡システムであって、
前記光源の出射光強度を、前記制御装置から入力される光量指示値に応じて制御する光源制御手段と、
前記制御装置に接続された内視鏡に搭載の撮像素子の種別として、グローバルシャッタ方式で制御される撮像素子か、ローリングシャッタ方式で制御される撮像素子かを識別する種別識別手段と、
を有し、
前記光源制御手段が、前記光量指示値と前記光源への制御出力値との関係を表す制御パターンを複数種備え、前記種別識別手段による識別結果に基づいて前記いずれかの制御パターンに切り替え、該切り替えた制御パターンに基づいて前記光源の出射光強度を制御する内視鏡システム。
An endoscope having an illumination optical system that irradiates a subject with light from a light source, an imaging optical system that includes an imaging element that images the subject, and a control device to which the endoscope is detachably connected. An endoscope system comprising:
Light source control means for controlling the emitted light intensity of the light source in accordance with a light intensity instruction value input from the control device;
A type identifying means for identifying an image sensor controlled by a global shutter system or an image sensor controlled by a rolling shutter system as a type of an image sensor mounted on an endoscope connected to the control device;
Have
The light source control means comprises a plurality of control patterns representing the relationship between the light quantity instruction value and the control output value to the light source, and switches to any one of the control patterns based on the identification result by the type identification means, An endoscope system for controlling the intensity of emitted light from the light source based on the switched control pattern.
請求項1記載の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が切り替える制御パターンには、前記撮像素子の種別がローリングシャッタ方式で制御される撮像素子である場合に、シャッタ制御における行の切り替えを行なうタイミング以外のタイミングでのみ前記光源を点灯する制御パターンを含む内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 1,
In the control pattern switched by the type identifying means, when the type of the image sensor is an image sensor controlled by a rolling shutter system, the light source is turned on only at a timing other than the timing for switching the row in the shutter control. An endoscopic system including a control pattern.
請求項1又は請求項2記載の内視鏡システムであって、
前記制御パターンが、前記光量指示値に対応する、
前記光源の点灯時間を変更するパルス数変調制御による制御分、
点灯と消灯のデューティ比を変更するパルス幅変調制御による制御分、
点灯強度を変更するパルス振幅変調制御による制御分、
点灯間隔を変更するパルス密度変調制御による制御分
のうち、少なくとも3つの制御分の合計で、前記光源の出射光強度を規定するものである内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 1 or 2,
The control pattern corresponds to the light quantity instruction value;
Control by pulse number modulation control to change the lighting time of the light source,
Control by pulse width modulation control that changes the duty ratio of turning on and off,
Control by pulse amplitude modulation control to change the lighting intensity,
An endoscope system that defines the intensity of light emitted from the light source as a total of at least three of the control by pulse density modulation control that changes the lighting interval.
請求項3記載の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が、前記撮像素子をグローバルシャッタ方式の撮像素子と識別した場合に、
前記光源制御手段が、前記パルス数変調制御と、前記パルス幅変調制御と、前記パルス振幅変調制御との3つを組み合わせた制御パターンで前記光源を制御する内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 3, wherein
When the type identifying unit identifies the image sensor as a global shutter image sensor,
An endoscope system in which the light source control means controls the light source with a control pattern combining three of the pulse number modulation control, the pulse width modulation control, and the pulse amplitude modulation control.
請求項3記載の内視鏡システムであって、
前記種別識別手段が、前記撮像素子をローリングシャッタ方式の撮像素子と識別した場合に、
前記光源制御手段が、前記パルス密度変調制御と、前記パルス幅変調制御と、前記パルス振幅変調制御との3つを組み合わせた制御パターンで前記光源を制御する内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 3, wherein
When the type identifying means identifies the image sensor as a rolling shutter type image sensor,
An endoscope system in which the light source control means controls the light source with a control pattern combining three of the pulse density modulation control, the pulse width modulation control, and the pulse amplitude modulation control.
請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、該内視鏡に搭載される撮像素子の種別情報を保存する識別情報記憶部を備え、
前記種別識別手段が、前記制御装置に接続された内視鏡の前記識別情報記憶部から前記撮像素子の種別情報を読み出して前記撮像素子の種別を識別する内視鏡システム。
The endoscope system according to any one of claims 1 to 5,
The endoscope includes an identification information storage unit that stores type information of an image sensor mounted on the endoscope,
An endoscope system in which the type identification unit reads out type information of the imaging element from the identification information storage unit of the endoscope connected to the control device and identifies the type of the imaging element.
請求項1〜請求項6のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記照明光学系が、前記光源からの出射光を導光する光ファイバと、該光ファイバの光出射端の光路前方に配置され前記出射光により励起されて発光する蛍光体と、を含んで構成され、前記光源からの出射光と前記蛍光体からの発光光とを混合して照明光を生成する内視鏡システム。
The endoscope system according to any one of claims 1 to 6,
The illumination optical system includes an optical fiber that guides light emitted from the light source, and a phosphor that is disposed in front of an optical path at the light exit end of the optical fiber and that emits light when excited by the emitted light. An endoscope system for generating illumination light by mixing light emitted from the light source and light emitted from the phosphor.
請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記照明光学系が、複数の光源からの出射光を照射するものであり、前記光源制御手段が、前記複数の光源をそれぞれを個別に駆動する内視鏡システム。
The endoscope system according to any one of claims 1 to 7,
An endoscope system in which the illumination optical system irradiates light emitted from a plurality of light sources, and the light source control means individually drives the plurality of light sources.
請求項1〜請求項8のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記光源が、半導体発光素子からなる内視鏡システム。
The endoscope system according to any one of claims 1 to 8,
An endoscope system in which the light source includes a semiconductor light emitting element.
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