JP2015525642A - 光が不十分な環境におけるＹＣｂＣｒパルス照明方式 - Google Patents

Abstract

本開示は、制御された光源から出射される輝度およびクロミナンスを用いて、光量が不十分な環境において画像を生成するための方法、システム、およびコンピュータプログラム製品に及ぶ。

Description

本願発明の一実施例は、例えば、光が不十分な環境におけるＹＣｂＣｒパルス照明方式に関する。

本出願は、２０１２年７月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／６７６，２８９号、および２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７９０，４８７号、および２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７９０，７１９号、および２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７９１，４７３号の利益を主張するものであり、これらの出願は、以下において具体的に現れる部分を含むが、該部分に限定されず、その全体が参照によって本明細書に包含され、参照による包含は、以下の例外と共になされる：上記の出願の任意の部分が本出願と一致しない場合には、本出願が上記の出願に優先する。

[0001]技術の進歩は、医学的利用のためのイメージング能力の進歩をもたらした。最も有益な進歩のうちのいくつかを享受した１つの領域は、内視鏡を構成する部品の進歩が理由で、内視鏡手術の領域である。

[0002]本開示は、一般に、制御された光源からのクロミナンスパルスおよび輝度パルスを有するビデオストリームを生成することに関連する電磁感知および電磁センサに関する。本開示の特徴および利点は、以下に続く説明において述べられ、当該説明から部分的に明らかになり、または不必要な実験なしに本開示の実施によって学習され得る。本開示の特徴および利点は、本明細書において具体的に指摘される機器およびその組み合わせを用いて実現および取得され得る。

本願発明の一実施例は、例えば、光が不十分な環境におけるＹＣｂＣｒパルス照明方式に関する。

本願発明の一実施例は、例えば、光が不十分な環境におけるＹＣｂＣｒパルス照明方式に関する。

[0003]本開示の非限定的および非包括的な実装例は、以下の図面を参照しつつ説明され、当該図面において、同様の参照符号は、特に断りのない限り、様々な図の全体にわたって同様の部分を参照する。本開示の利点は、以下の説明および添付の図面に関して、より良く理解されるであろう。

[0004]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のグラフ図である。 [0005]本開示の原理および教示に係る複数のフレームについての画素アレイのグラフ図である。 [0006]本開示の原理および教示に係るクロミナンスフレームおよび輝度フレームの動作シーケンスの一実施形態の概略図である。 [0007]本開示の原理および教示に係るクロミナンスフレームおよび輝度フレームの動作シーケンスの一実施形態の概略図である。 [0008]本開示の原理および教示に係るクロミナンスフレームおよび輝度フレームの動作シーケンスの一実施形態の概略図である。 [0009]本開示の原理および教示に係るセンサおよびエミッタ変調の一実施形態の図である。 [0010]本開示の原理および教示に係るセンサおよびエミッタパターンの一実施形態の図である。 [0011]本開示の原理および教示に係るセンサおよびエミッタパターンの一実施形態の図である。 [0012]本開示の原理および教示に係るセンサおよびエミッタパターンの一実施形態の図である。 [0013]本開示の原理および教示に係る、異なる画素感度の画素を有する画素アレイの動作のグラフ図である。 [0014]本開示の原理および教示に係る、異なる画素感度の画素を有する画素アレイの動作のグラフ図である。 [0015]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のフローチャートである。 [0016]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のフローチャートである。 [0017]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のフローチャートである。 [0018]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のグラフ図である。 [0019]本開示の原理および教示に係る、画素アレイの動作のグラフ図である。 [0020]本開示の原理および教示に係るハードウェアをサポートする実施形態を例示する図である。 [0021]図１４Ａは、本開示の教示および原理に係る、三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有する実装例を例示する図である。 図１４Ｂは、本開示の教示および原理に係る、三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有する実装例を例示する図である。 [0022]図１５Ａは、画素アレイを形成する複数の画素列が第１の基板上に位置し、複数の回路列が第２の基板上に位置する、複数の基板上に構築される撮像センサの実装例の斜視図であって、画素の１つの列と当該列に関連または対応する回路の列との間の電気的接続および通信を示す斜視図である。 図１５Ｂは、画素アレイを形成する複数の画素列が第１の基板上に位置し、複数の回路列が第２の基板上に位置する、複数の基板上に構築される撮像センサの実装例の側面図であって、画素の１つの列と当該列に関連または対応する回路の列との間の電気的接続および通信を示す側面図である。 [0023]図１６Ａは、複数の画素アレイおよびイメージセンサが複数の基板上に構築される、三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有する撮像センサの実装例の斜視図である。 図１６Ｂは、複数の画素アレイおよびイメージセンサが複数の基板上に構築される、三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有する撮像センサの実装例の側面図である。

[0024]本開示は、主に医療用途に適し得るデジタルイメージングのための方法、システム、およびコンピュータベースの製品に及ぶ。本開示の以下の説明において、添付の図面への参照がなされる。当該添付の図面は、本開示の一部を形成し、また、当該図面において、本開示が実施され得る具体的な実装例が例示として示される。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実装例が利用されてもよく、構造上の変更が行われてもよいことが理解される。

[0025]輝度−クロミナンスベースの色空間は、カラー画像の送信がより旧式の白黒のブラウン管との互換性を必要とされた、カラーテレビ受像機の出現にまで遡る。輝度成分は、画像データの（色に依存しない）明るさの面に対応する。色情報は、残りの２つのチャネル内で搬送される。画像データを輝度成分とクロミナンス成分とに分離することは、人間の視覚系と密接に関連するため、現代のデジタルイメージングシステムにおいて依然として重要な処理である。

[0026]人間の網膜は、２つの基本的な光受容細胞タイプ、すなわち、桿体視細胞および錐体視細胞のアレイを含む。桿体視細胞は、明るさ情報を提供し、錐体視細胞よりも約２０倍大きい全体的な空間密度を有する。錐体視細胞は、感度がずっと低く、３つの異なる波長においてピーク応答を有する３つの基本的なタイプが存在する。緑色領域においてピークに達する、桿体視細胞のスペクトル応答は、輝度／色空間変換係数を算出するための基礎となる。桿体視細胞は、より大きい密度を有するため、画像表現の空間分解能は、いずれのクロミナンス成分についてよりも輝度成分についてずっと重要である。カメラ設計者および画像処理エンジニアは、この事実をいくつかの手法で、例えば、ノイズを減少させるためにクロミナンスチャネルを空間的にフィルタリングすることによって、および、輝度データに対して、より大きい関連システム帯域幅を提供することによって、考慮しようとする。

[0027]本開示の主題を説明するにあたり、以下の専門用語は、下記に提示される定義にしたがって使用されるであろう。

[0028]単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、本明細書において使用される場合、文脈において特に明確に断りがない限り、複数の指示対象を含むことに留意しなければならない。

[0029]本明細書において使用される場合、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「特徴とする（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）」という用語、およびこれらの文法的な均等物は、付加的な、非記載の要素または方法ステップを排除しない、包含的またはオープンエンド形式の用語である。

[0030]本明細書において使用される場合、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という表現、およびこの文法的な均等物は、特定されない任意の要素またはステップを排除する。

[0031]本明細書において使用される場合、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という表現、およびこの文法的な均等物は、請求項の範囲を、もしある場合、特定された材料またはステップに、および請求項に記載された開示内容の１つまたは複数の基本的かつ新規な特徴に重大な影響を及ぼさない材料またはステップに制限する。

[0032]本明細書において使用される場合、「近位の（ｐｒｏｘｉｍａｌ）」という用語は、基点に最も近い部分の概念に広く言及する。

[0033]本明細書において使用される場合、「遠位の（ｄｉｓｔａｌ）」という用語は、近位の反対に一般に言及し、したがって、文脈に応じて、基点からさらに遠い部分、または最も遠い部分の概念に言及する。

[0034]ここで図面を参照すると、図１は、従来のＣＭＯＳセンサによる単一フレームキャプチャの基本的なタイミングを例示する。「ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＶＩＤＥＯ ＩＮ Ａ ＬＩＧＨＴ ＤＥＦＩＣＩＥＮＴ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ（光量が不十分な環境における連続的なビデオ）」という名称の同時係属中の米国特許出願第１３／９５２，５１８号は、あたかも本明細書において完全に述べられているかのように、本参照によって本開示に包含される。ｘ方向は時間に対応し、斜線は、一度に一行ずつ、データの各フレームを読み出す内部ポインタの動作を示すことが認識されるであろう。同じポインタは、次の露光期間のために画素の各行をリセットする責任を負う。各行についての正味の積分時間は均等であるが、ローリングリセットおよび読み出し処理に起因して、これらの正味の積分時間は互いに時間的に互い違いにされる。そのため、隣接するフレームが異なる光の構成を表すことが必要とされる任意のシナリオの場合、各行に一貫性を持たせるための唯一の選択肢は、読み出しサイクルと読み出しサイクルとの間に光をパルス状に与えることである。より具体的には、利用可能な最大期間は、ブランキング時間と、オプティカルブラックまたは光学的に見えない（ＯＢ：ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｂｌｉｎｄ）行がフレームの開始時または終了時にサービスを提供される任意の時間との和に対応する。

[0035]例示的な照明シーケンスは、４つのフレーム（Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｇ）の繰り返しパターンである。これは、ベイヤーパターンのカラーフィルタの場合、クロミナンスよりも輝度を詳細に提供する。このアプローチは、カメラシステムの制御の下、レーザもしくは発光ダイオードを用いてシーンに高速でストロボを発光させることによって、および高速読み出しを用いる特別に設計されたＣＭＯＳセンサによって達成される。主な利益は、従来のベイヤーカメラまたは３センサカメラと比較して、センサが有意により少ない画素を用いて同じ空間分解能を達成できることである。そのため、画素アレイによって占有される物理的な空間は、縮小され得る。図２に例示されるように、実際のパルス期間は、繰り替えしパターン内で異なり得る。これは、例えば、より大きい光エネルギーを必要とする成分、またはより弱い源を有する成分に対して、より長い時間を配分するために有益である。平均キャプチャフレームレートが、必要な最終的なシステムフレームレートの整数倍である限り、データは、適当な場合には、信号処理チェーンにおいて単純にバッファされ得る。

[0036]これらの方法の全てを組み合わせることによって可能となる範囲でＣＭＯＳセンサのチップ面積を縮小させるための設備は、小さい直径（約３ｍｍから１０ｍｍ）の内視鏡について特に魅力的である。特に、空間が制約された遠心端にセンサが位置する内視鏡設計を可能にし、それによって、高解像度のビデオを提供しながら、光学セクションの複雑さおよびコストを大きく縮小する。このアプローチの帰結は、最終的な各フルカラー画像を再構築することが、時間的に別個の３つのスナップショットからデータが融合される必要があることである。内視鏡の光学座標系に関連する、シーン内の任意の動きは、知覚される解像度を一般的に劣化させるであろう。なぜなら、被写体のエッジは、キャプチャされた各成分内のわずかに異なるロケーションに現れるためである。本開示においては、この問題を軽減する手段が説明される。当該手段は、空間分解能がクロミナンスについてよりも輝度情報について非常に重要であるという事実を利用する。

[0037]本アプローチの基本は、各フレーム期間中に単色光を発光させる代わりに、単一の画像内の輝度情報の全てを提供するために３つの波長の組み合わせが使用されることである。クロミナンス情報は、例えば、Ｙ−Ｃｂ−Ｙ−Ｃｒなどの繰り返しパターンを有する別個のフレームから導かれる。パルス比の賢明な選択によって、純粋な輝度データを提供することが可能である一方で、同じことはクロミナンスには当てはまらない。しかしながら、これについての回避策は、本開示において提示される。

[0038]一実施形態において、図３Ａに例示されるように、内視鏡システム３００ａは、均一な画素を有する画素アレイ３０２ａを含み得、当該システム３００ａは、Ｙ（輝度パルス）３０４ａパルス、Ｃｂ（ＣｈｒｏｍａＢｌｕｅ（クロマ青））３０６ａパルス、およびＣｒ（ＣｈｒｏｍａＲｅｄ（クロマ赤））３０８ａパルスを受け取るように動作され得る。

[0039]一実施形態において、図３Ｂに例示されるように、内視鏡システム３００ｂは、均一な画素を有する画素アレイ３０２ｂを含み得、当該システムは、Ｙ（輝度パルス）３０４ｂパルス、λＹ＋Ｃｂ（変調されたクロマ青）３０６ｂパルス、およびδＹ＋Ｃｒ（変調されたクロマ赤）３０８ｂパルスを受け取るように動作され得る。

[0040]一実施形態において、図３Ｃに例示されるように、内視鏡システム３００ｃは、碁盤目状のパターンの（互い違いの）画素を有する画素アレイ３０２ｃを含み得、当該システムは、Ｙ（輝度パルス）３０４ｃパルス、λＹ＋Ｃｂ（変調されたクロマ青）３０６ｃパルス、およびδＹ＋Ｃｒ（変調されたクロマ赤）３０８ｃパルスを受け取るように動作され得る。輝度フレーム内で、２つの露光期間は、ダイナミックレンジ（長露光および短露光に対応するＹＬおよびＹＳ）を拡張する目的のために適用される。

[0041]図４は、３つの波長のパルス混合と単色ＣＭＯＳセンサの読み出しサイクルとの間の、４フレームサイクル内での一般的なタイミング関係を例示する。

[0042]元来、カメラの高速制御下に３つの単色パルス光源が存在し、単色ＣＭＯＳイメージセンサの特別な設計は、６０Ｈｚ以上の高速でプログレッシブな最終的なビデオレートを可能にする。単色の赤色、緑色および青色のフレームの周期的なシーケンスは、例えば、Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｇパターンを用いてキャプチャされ、画像信号処理チェーン（ＩＳＰ：ｉｍａｇｅ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｃｈａｉｎ）においてｓＲＧＢ画像に組み立てられる。光パルスとセンサ読み出しとのタイミング関係は、図５に示される。同じフレーム中で純粋な輝度情報を提供するために、３つの光源全ては、（ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９ ＨＤ標準の通りに）ＲＧＢ空間をＹＣｂＣｒに変換する色変換係数にしたがって変調される光エネルギーに調和してパルスを与えられる。

[0043]ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９ ＨＤ標準、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１標準、およびＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０標準を含むが、これらに制限されない、他の色空間変換標準が本開示によって実装され得ることが認識されるであろう。

[0044]ホワイトバランスが照明ドメインにおいて実行される場合、この変調は、ホワイトバランス変調に加えて与えられる。

[0045]フルカラー画像を完成させることは、クロミナンスの２つの成分も提供されることを必要とする。しかしながら、輝度について適用された同じアルゴリズムは、クロミナンス画像に直接適用されることはできない。なぜなら、ＲＧＢ係数のうちのいくつかは負であるという事実に反映されるように、当該アルゴリズムは符号付きであるためである。これに対する解決策は、最終的なパルスエネルギーの全てが正となるように、ある程度の十分な大きさの輝度を追加することである。ＩＳＰにおける色融合処理がクロミナンスフレームの構成を認識している限り、当該クロミナンスフレームは、隣接するフレームから適当な量の輝度を差し引くことによってデコードされることができる。パルスエネルギー比は、以下によって与えられる：
Ｙ＝０．１８３・Ｒ＋０．６１４・Ｇ＋０．０６２・Ｂ
Ｃｂ＝λ・Ｙ−０．１０１・Ｒ−０．３３９・Ｇ＋０．４３９・Ｂ
Ｃｒ＝δ・Ｙ＋０．４３９・Ｒ−０．３９９・Ｇ−０．０４０・Ｂ
[0046]ただし、

[0047]一般的な場合についてのタイミングは、図６Ａに示される。λ因子が０．５５２に等しい場合、赤色成分および緑色成分の双方はちょうど相殺され、この場合には、Ｃｂ情報が、純粋な青色光と共に提供されることができることが分かる。同様に、δ＝０．６５０に設定することは、純粋な赤色となるＣｒについての青色成分および緑色成分を相殺する。この特定の例は、図６Ｂに例示され、図６Ｂは、λおよびδも１／２^８の整数倍として描く。これはデジタルフレームの再構築について都合の良い近似値である（後述の議論を参照されたい）。

[0048]ここで図７を参照すると、この処理についての一般的なタイミング図が例示される。２つの特色の画素についての露光期間は、図７においてＴＸ１およびＴＸ２として描かれる、イメージセンサ内の２つの内部信号によって制御される。実際には、これが最も必要とされる、輝度フレームについてのダイナミックレンジを拡張することと同時にこれを行うことが可能である。なぜなら、２つの積分時間は、フレームごとに調整されることができるためである（図３ａから図３ｃを参照されたい）。利益は、全てのデータが３つに対して２つのフレームから導かれる場合、カラーモーションアーチファクトがさほど問題にならなくなることである。当然ながら、クロミナンスデータについての空間分解能のその後の損失は存在するが、これは、前記に議論された理由から、画像品質についてはそれほど重要ではない。

[0049]単色ワイドダイナミックレンジアレイの固有の特性は、長い積分時間を有する画素が、短い積分時間の画素によって見られる光の上位集合を積分しなければならないことである。「ＷＩＤＥ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ ＵＳＩＮＧ ＭＯＮＯＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＳＥＮＳＯＲ（単色センサを使用するワイドダイナミックレンジ）」という名称の同時係属中の米国特許出願第１３／９５２，５６４号は、あたかも本明細書において完全に述べられているかのように、本参照によって本開示に包含される。輝度フレームにおける通常のワイドダイナミックレンジ動作の場合、それは望ましい。クロミナンスフレームの場合、例えば、長露光の開始からλＹ＋Ｃｂを提供し、ショート画素がオンにされる時点でδＹ＋Ｃｒに切り替えるように、パルスが露光期間と共に制御されなければならないことを意味する（双方の画素タイプは、これらの電荷を同時に伝達させる）。これは色融合の期間中に考慮されるであろう。図８は、この解決策についての特定のタイミング図を示す。

[0050]典型的なＩＳＰは、まず、任意の必要なセンサおよび（欠陥のある画素の排除、レンズシェーディング等などの）光学補正に対処し、次いで、ホワイトバランス、デモザイク／色融合および色補正に対処することを含む。

[0051]標準的なｓＲＧＢ空間にデータを配置するために最終的にガンマを適用する前に、典型的には、ＹＣｂＣｒまたはＨＳＬなどの代替的な色空間において実行されるいくつかの動作（例えば、エッジ強調）および／または調整（例えば、飽和）が存在し得る。図９は、Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｇパルシングスキームについて適当であろう基本的なＩＳＰコアを描く。この例では、エッジ強調を輝度プレーンにおいて適用し、クロミナンスのフィルタリングを行い、次いで、線形ＲＧＢに変換して戻すために、データはＹＣｂＣｒに変換される。

[0052]Ｙ−Ｃｂ−Ｙ−Ｃｒパルシングスキームの場合において、画像データは、色融合の後にＹＣｂＣｒ空間に既に存在する。そのため、この場合、色補正等を実行するために線形ＲＧＢに変換して戻す前に、あらかじめ輝度およびクロミナンスベースの動作を実行することは理にかなう。図１０を参照されたい。

[0053]色融合処理は、空間補間が存在しないため、ベイヤーパターンによって必要とされるデモザイクよりも単純である。ただし、色融合処理は、図１１に示されるように、各画素について利用可能な必要な情報の全てを有するために、フレームのバッファリングを必要とする。図１２Ａは、２つの未処理のキャプチャされた画像につき、１つのフルカラー画像を生成する、Ｙ−Ｃｂ−Ｙ−Ｃｒパターンについてのデータのパイプライン処理の一般的な状況を示す。これは、各クロミナンスサンプルを２回使用することによって達成される。図１２Ｂにおいて、６０Ｈｚの最終的なビデオを提供する、１２０Ｈｚのフレームキャプチャレートの特定の例が描かれる。

[0054]各画素についての線形のＹ成分、Ｃｂ成分およびＣｒ成分は、このように算出され得る：

[0055]ただし、ｘ_ｉ，ｎは、フレームｎにおける画素ｉについての入力データであり、ｍは、ＩＳＰのパイプラインビット幅であり、Ｋは、（妥当な場合）色融合ブロックへの入力におけるＩＳＰブラックオフセットレベルである。クロミナンスは、符号付きであるため、従来、デジタルダイナミックレンジ（２^ｍ−１）の５０％を中心とする。

[0056]前述されたように、同じフレーム中で双方のクロミナンス成分を提供するために２つの露光が使用される場合、２つの特色の画素は、２つのバッファに分離される。次いで、空画素は、例えば、線形補間を使用して満たされる。この時点で、一方のバッファは、δＹ＋Ｃｒデータのフル画像を含み、他方は、δＹ＋Ｃｒ＋λＹ＋Ｃｂデータのフル画像を含む。δＹ＋Ｃｒバッファは、第２のバッファから差し引かれて、λＹ＋Ｃｂを与える。次いで、Ｙフレームからの適当な比率の輝度データが各々について差し引かれる。

[0057]本開示の実装例は、以下でより詳細に議論されるように、例えば、１つまたは複数のプロセッサおよびシステムメモリなどのコンピュータハードウェアを含む専用コンピュータまたは汎用コンピュータを備え、または利用し得る。本開示の範囲内の実装例は、コンピュータ実行可能な命令および／またはデータ構造を搬送または記憶するための物理的なコンピュータ読取可能な媒体および他のコンピュータ読取可能な媒体も含み得る。そのようなコンピュータ読取可能な媒体は、汎用コンピュータシステムまたは専用コンピュータシステムによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータ実行可能な命令を記憶するコンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体（装置）である。コンピュータ実行可能な命令を搬送するコンピュータ読取可能な媒体は、送信媒体である。したがって、制限ではなく一例として、本開示の実装例は、少なくとも２つの明確に異なる種類のコンピュータ読取可能な媒体、すなわち、コンピュータ記憶媒体（装置）および送信媒体を含むことができる。

[0058]コンピュータ記憶媒体（装置）は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、（例えば、ＲＡＭに基づく）ソリッドステートドライブ（「ＳＳＤｓ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅｓ）」）、フラッシュメモリ、相変化メモリ（「ＰＣＭ（ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ ｍｅｍｏｒｙ）」）、他のタイプのメモリ、他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶装置、または、所望のプログラムコード手段をコンピュータ実行可能な命令もしくはデータ構造の形式で記憶するために使用されることができ、汎用コンピュータもしくは専用コンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を含む。

[0059]「ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋ）」は、コンピュータシステムおよび／またはモジュールおよび／または他の電子装置の間での電子データの移送を可能にする、１つまたは複数のデータリンクとして定義される。一実装例において、センサとカメラ制御ユニットとは、互いに通信するために、また、他のコンポーネントが接続されるネットワークを通じて接続される当該他のコンポーネントと通信するために、ネットワーク化され得る。情報がネットワークまたは別の通信接続（有線、無線、もしくは有線と無線との組み合わせのいずれか）を通じてコンピュータへ転送または提供される場合、当該コンピュータは、当該接続を送信媒体と適切にみなす。送信媒体は、所望のプログラムコード手段をコンピュータ実行可能な命令またはデータ構造の形式で搬送するために使用されることができ、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによってアクセスされることができるネットワークおよび／またはデータリンクを含むことができる。上記の組み合わせも、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。

[0060]図１３で分かるように、様々なコンピュータシステムコンポーネント、コンピュータ実行可能な命令またはデータ構造の形式のプログラムコード手段は、送信媒体からコンピュータ記憶媒体（装置）へ（または、その逆へ）自動的に転送されることができる。例えば、ネットワークまたはデータリンクを通じて受信されたコンピュータ実行可能な命令またはデータ構造は、ネットワークインタフェースモジュール（例えば、「ＮＩＣ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍｏｄｕｌｅ）」）内のＲＡＭにおいてバッファされ、次いで、最終的には、コンピュータシステムＲＡＭおよび／またはコンピュータシステムにおける揮発性がより小さいコンピュータ記憶媒体（装置）へ転送されることができる。ＲＡＭは、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤまたはフュージョンＩＯなどのＰＣＩｘベースのリアルタイムメモリ階層型ストレージ）も含むことができる。したがって、コンピュータ記憶媒体（装置）は、送信媒体をも（または、主に）利用するコンピュータシステムコンポーネントに含まれることができることが理解されるべきである。

[0061]コンピュータ実行可能な命令は、例えば、プロセッサにおいて実行される場合に、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理装置に、ある機能または一群の機能を実行させる命令およびデータを含む。コンピュータ実行可能な命令は、例えば、アセンブリ言語、さらにはソースコードなどの、バイナリの中間フォーマット命令であり得る。本主題は、構造的な特徴および／または方法論的な動作に特有の文言で説明されているが、本明細書において定義される主題は、必ずしも説明された特徴または上述された動作に制限されないことが理解されるべきである。むしろ、説明された特徴および動作は、例として開示されるものである。

[0062]当業者は、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、メッセージプロセッサ、制御ユニット、カメラ制御ユニット、ハンドヘルド装置、ハンドピース、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ、タブレット、ページャ、ルータ、スイッチ、様々な記憶装置などを含む、多くのタイプのコンピュータシステム構成と共にネットワークコンピューティング環境において本開示が実施され得ることを認識するであろう。上述されたコンピューティング装置のうちの任意のものが、実店舗のロケーションによって提供され、または当該実店舗のロケーション内に位置し得ることが留意されるべきである。本開示は、ネットワークを通じて（有線データリンク、無線データリンク、または有線データリンクと無線データリンクとの組み合わせのいずれかによって）リンクされるローカルコンピュータシステムとリモートコンピュータシステムとの双方がタスクを実行する分散システム環境においても実施され得る。分散システム環境において、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶装置およびリモートメモリ記憶装置の双方に位置し得る。

[0063]さらに、適当な場合には、本明細書において説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、デジタルコンポーネント、またはアナログコンポーネントのうちの１つまたは複数において実行されることができる。例えば、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書において説明されるシステムおよび手続きのうちの１つまたは複数を実行するようにプログラムされることができる。ある用語は、下記の説明全体を通じて特定のシステムコンポーネントに言及するために使用される。当業者であれば認識するように、コンポーネントは、種々の名称によって言及され得る。本文書は、名称が異なっても機能が異ならないコンポーネント間を区別することを意図するものではない。

[0064]図１３は、例示的なコンピューティング装置１００を例示するブロック図である。コンピューティング装置１００は、本明細書において議論される手続きなどの、様々な手続きを実行するために使用され得る。コンピューティング装置１００は、サーバ、クライアント、または任意の他のコンピューティングエンティティとして機能することができる。コンピューティング装置は、本明細書において議論される様々なモニタリング機能を実行することができ、本明細書において説明されるアプリケーションプログラムなどの、１つまたは複数のアプリケーションプログラムを実行することができる。コンピューティング装置１００は、デスクトップコンピュータ、ノート型コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、カメラ制御ユニット、タブレット型コンピュータなどの多種多様なコンピューティング装置のうちの任意のものとすることができる。

[0065]コンピューティング装置１００は、１つまたは複数のプロセッサ１０２と、１つまたは複数のメモリ装置１０４と、１つまたは複数のインタフェース１０６と、１つまたは複数の記憶装置１０８と、１つまたは複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）装置１１０と、ディスプレイ装置１３０とを含み、これらの全てがバス１１２に結合される。（１つまたは複数の）プロセッサ１０２は、（１つまたは複数の）メモリ装置１０４および／または（１つまたは複数の）大容量記憶装置１０８に記憶される命令を実行する１つまたは複数のプロセッサまたはコントローラを含む。（１つまたは複数の）プロセッサ１０２は、キャッシュメモリなどの様々なタイプのコンピュータ読取可能な媒体も含み得る。

[0066]（１つまたは複数の）メモリ装置１０４は、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）１１４）および／または不揮発性メモリ（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）１１６）などの様々なコンピュータ読取可能な媒体を含む。（１つまたは複数の）メモリ装置１０４は、フラッシュメモリなどの書き換え可能なＲＯＭも含み得る。

[0067]（１つまたは複数の）大容量記憶装置１０８は、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、ソリッドステートメモリ（例えば、フラッシュメモリ）などの様々なコンピュータ読取可能な媒体を含む。図１３に示されるように、特定の大容量記憶装置は、ハードディスクドライブ１２４である。様々なコンピュータ読取可能な媒体からの読み出し、および／または様々なコンピュータ読取可能な媒体への書き込みを可能にするために、様々なドライブも（１つまたは複数の）大容量記憶装置１０８に含まれ得る。（１つまたは複数の）大容量記憶装置１０８は、リムーバブル媒体１２６および／または非リムーバブル媒体を含む。

[0068]（１つまたは複数の）Ｉ／Ｏ装置１１０は、データおよび／または他の情報がコンピューティング装置１００へ入力され、またはコンピューティング装置１００から取り出されることを可能にする様々な装置を含む。例示的な（１つまたは複数の）Ｉ／Ｏ装置１１０は、デジタルイメージング装置、電磁センサおよびエミッタ、カーソル制御装置、キーボード、キーパッド、マイクロフォン、モニタまたは他のディスプレイ装置、スピーカ、プリンタ、ネットワークインタフェースカード、モデム、レンズ、ＣＣＤまたは他の画像キャプチャ装置などを含む。

[0069]ディスプレイ装置１３０は、コンピューティング装置１００の１人または複数のユーザに情報を表示することが可能な任意のタイプの装置を含む。ディスプレイ装置１３０の例は、モニタ、ディスプレイ端末、ビデオ投影装置などを含む。

[0070]（１つまたは複数の）インタフェース１０６は、コンピューティング装置１００が他のシステム、装置、またはコンピューティング環境と相互作用することを可能にする様々なインタフェースを含む。（１つまたは複数の）例示的なインタフェース１０６は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮｓ：ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、広域ネットワーク（ＷＡＮｓ：ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、無線ネットワーク、およびインターネットへのインタフェースなどの、任意の数の異なるネットワークインタフェース１２０を含み得る。（１つまたは複数の）他のインタフェースは、ユーザインタフェース１１８および周辺装置インタフェース１２２を含む。（１つまたは複数の）インタフェース１０６は、１つまたは複数のユーザインタフェース要素１１８も含み得る。（１つまたは複数の）インタフェース１０６は、プリンタ、ポインティング装置（マウス、トラックパッド等）、キーボードなどの１つまたは複数の周辺インタフェースも含み得る。

[0071]バス１１２は、（１つまたは複数の）プロセッサ１０２、（１つまたは複数の）メモリ装置１０４、（１つまたは複数の）インタフェース１０６、（１つまたは複数の）大容量記憶装置１０８、および（１つまたは複数の）Ｉ／Ｏ装置１１０が、互いに通信することも、バス１１２に結合される他の装置またはコンポーネントと通信することも可能にする。バス１１２は、システムバス、ＰＣＩバス、ＩＥＥＥ１３９４バス、ＵＳＢバスなどのいくつかのタイプのバス構造のうちの１つまたは複数を表す。

[0072]例示の目的のため、プログラムおよび他の実行可能なプログラムコンポーネントは、本明細書において別個のブロックとして示される。ただし、そのようなプログラムおよびコンポーネントは、その時々で、コンピューティング装置１００の異なる記憶コンポーネントに存在し、（１つまたは複数の）プロセッサ１０２によって実行されることが理解される。あるいは、本明細書において説明されるシステムおよび手続きは、ハードウェアにおいて、またはハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組み合わせにおいて実装されることができる。例えば、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）は、本明細書において説明されるシステムおよび手続きのうちの１つまたは複数を実行するようにプログラムされることができる。

[0073]図１４Ａおよび図１４Ｂは、本開示の教示および原理にしたがって三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有するモノリシックセンサ２９００の実装例の斜視図および側面図をそれぞれ例示する。そのような実装例は、２つの画素アレイ２９０２および２９０４が使用期間中にオフセットされ得る三次元画像キャプチャの場合に望ましいことがあり得る。別の実装例において、第１の画素アレイ２９０２および第２の画素アレイ２９０４は、所定範囲の波長の電磁放射の受信専用とされてもよく、第１の画素アレイは、第２の画素アレイとは異なる範囲の波長の電磁放射専用とされる。

[0074]図１５Ａおよび図１５Ｂは、複数の基板上に構築される撮像センサ３０００の実装例の斜視図および側面図をそれぞれ例示する。例示されるように、画素アレイを形成する複数の画素列３００４は、第１の基板３００２上に位置し、複数の回路列３００８は、第２の基板３００６上に位置する。図には、画素の１つの列と当該列の関連または対応する回路の列との間の電気的接続および通信も例示されている。１つの実装例において、イメージセンサは、支援回路の全てまたは大部分から分離される画素アレイを有し得る。そうでない場合、当該イメージセンサは、その画素アレイおよび支援回路が単一のモノリシックな基板／チップ上に製造され得る。本開示は、三次元積層技術を使用して互いに積層される少なくとも２つの基板／チップを使用し得る。２つの基板／チップのうちの第１の基板／チップ３００２は、画像ＣＭＯＳ処理を使用して処理され得る。第１の基板／チップ３００２は、画素アレイだけから成っても、または制限された回路によって囲まれる画素アレイから成ってもよい。第２または後続の基板／チップ３００６は、任意の処理を使用して処理されてよく、画像ＣＭＯＳ処理からである必要はない。第２の基板／チップ３００６は、基板／チップ上の非常に制限された空間または領域に、種類も数も豊富な機能を一体化するために、高密度なデジタル処理であってもよく、または、例えば、精密なアナログ機能を一体化するために、混合モード処理もしくはアナログ処理であってもよく、または、無線性能を実装するために、ＲＦ処理であってもよく、またはＭＥＭＳ装置を一体化するために、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）であってもよいが、これらに制限されない。画像ＣＭＯＳ基板／チップ３００２は、任意の三次元技法を使用して、第２または後続の基板／チップ３００６に積層され得る。第２の基板／チップ３００６は、回路のほとんどまたは大部分をサポートし得る。そうでない場合、当該部分は、（モノリシックな基板／チップ上に実装される場合）第１の画像ＣＭＯＳチップ３００２において周辺回路として実装され、そのため、画素アレイの大きさを一定に、かつ、できる限り最大限に最適化された状態に維持する一方で、全体的なシステム領域を増加させてしまうであろう。２つの基板／チップ間の電気的接続は、相互接続３００３および３００５を通じて行われ得る。当該相互接続は、ワイヤボンド、バンプ、および／またはＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）であってよい。

[0075]図１６Ａおよび図１６Ｂは、三次元画像を生成するための複数の画素アレイを有する撮像センサ３１００の実装例の斜視図および側面図をそれぞれ例示する。三次元イメージセンサは、複数の基板上に構築されてもよく、複数の画素アレイおよび他の関連する回路を含んでもよく、第１の画素アレイを形成する複数の画素列３１０４ａおよび第２の画素アレイを形成する複数の画素列３１０４ｂは、それぞれ基板３１０２ａおよび３１０２ｂ上に位置し、複数の回路列３１０８ａおよび３１０８ｂは、分離基板３１０６上に位置する。画素の列と関連または対応する回路の列との間の電気的接続および通信も例示される。

[0076]本開示の教示および原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、再使用可能な装置プラットフォーム、使用制限付きの装置プラットフォーム、リポーザブル使用の装置プラットフォーム、または単回使用／使い捨ての装置プラットフォームにおいて使用され得ることが認識されるであろう。再使用可能な装置プラットフォームでは、エンドユーザが当該装置の洗浄および殺菌の責任を負うことが認識されるであろう。使用制限付きの装置プラットフォームでは、当該装置は、動作不能になる前に、何回かの特定された回数だけ使用されることができる。典型的な新たな装置は、無菌状態で供給され、さらなる使用には、エンドユーザが当該さらなる使用前に洗浄し、殺菌することを必要とする。リポーザブル使用の装置プラットフォームでは、さらなる使用のために、新たなユニットよりも低い費用で、第三者が当該装置を再処理し（例えば、洗浄し、梱包し、殺菌し）得る。単回使用／使い捨ての装置プラットフォームでは、装置は、無菌状態で手術室に提供され、処分される前に一度だけ使用される。

[0077]また、本開示の教示および原理は、赤外線（ＩＲ：ｉｎｆｒａｒｅｄ）、紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）、およびＸ線などの可視スペクトルおよび不可視スペクトルを含む、任意および全ての波長の電磁エネルギーを含み得る。

[0078]一実施形態において、環境光が不十分な環境において内視鏡と共に使用するためのデジタルイメージングの方法は、光が不十分な環境内に照明を生じさせるために、電磁放射の複数のパルスを出射するべくエミッタを作動させるステップであって、前記複数のパルスは、電磁スペクトルの第１の部分を含む第１の波長範囲内である第１のパルスを含み、前記複数のパルスは、電磁スペクトルの第２の部分を含む第２の波長範囲内である第２のパルスを含み、前記複数のパルスは、電磁スペクトルの第３の部分を含む第３の波長範囲内である第３のパルスを含む、作動させるステップと、前記複数のパルスに所定の間隔でパルスを与えるステップと、複数の画像フレームを生成するために、前記パルスからの反射された電磁放射を画素アレイを用いて感知するステップであって、前記画素アレイは、前記レーザエミッタのパルス間隔に対応する間隔で読み出される、感知するステップと、ビデオストリームを形成するために複数の画像フレームを組み合わせることによって画像のストリームを生成するステップとを含む。一実施形態において、前記第１のパルスは、クロミナンス赤を含む。一実施形態において、前記第２のパルスは、クロミナンス青を含む。一実施形態において、前記第３のパルスは、輝度パルスを含む。一実施形態において、前記輝度パルスは、赤色パルスおよび青色パルスおよび緑色パルスにパルスを与えることによって生成される。そのような実施形態において、前記赤色パルスは、当該赤色パルスが正のクロミナンス値を有するように、青色パルスおよび緑色パルスに関して変調される。一実施形態において、前記青色パルスは、当該青色パルスが正のクロミナンス値を有するように、赤色パルスおよび緑色パルスに関して変調される。一実施形態において、前記緑色パルスは、当該緑色パルスが正のクロミナンス値を有するように、青色パルスおよび赤色パルスに関して変調される。一実施形態において、本方法は、各パルスのクロミナンス値が正となるように、複数のパルスをある値によって変調するステップをさらに含む。一実施形態において、本方法は、画像ストリーム構築の期間中にパルス変調値を除去するステップをさらに含む。そのような実施形態において、変調の処理は、複数のパルスに輝度値を追加することを含む。一実施形態において、変調用の輝度値は、（１／２）^８の倍数である整数である。一実施形態において、変調用の輝度値０．５５２は、赤色クロミナンスおよび緑色クロミナンスを相殺する。一実施形態において、変調用の輝度値０．６５０は、青色クロミナンスおよび緑色クロミナンスを相殺する。一実施形態において、本方法は、画像フレームのストリームを生成しながら、ノイズを縮小するステップをさらに含む。一実施形態において、本方法は、画像フレームのストリームを生成しながら、ホワイトバランスを調整するステップをさらに含む。一実施形態において、前記第３のパルスは、第１のパルスおよび第２のパルスの２倍の頻度でパルスを与えられる輝度パルスである。一実施形態において、前記輝度パルスは、画素アレイ内の長露光画素および短露光画素によって感知される。一実施形態において、本方法は、複数の画素アレイによって生成されたデータを感知するステップと、前記データを三次元の画像ストリームに組み合わせるステップとをさらに含む。

[0079]本明細書において開示される様々な特徴は、本技術分野において有意な利点および進歩を提供することが認識されるであろう。下記の実施形態は、それらの特徴のうちのいくつかの例示である。

[0080]前述の本開示の詳細な説明において、本開示の様々な特徴は、本開示を効率化する目的のために、単一の実施形態にまとめられる。本開示の方法は、開示内容が、もしあれば、各請求項において明示的に列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、発明の態様は、前述の開示された単一の実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴にある。

[0081]上述された構成は、本開示の原理の適用の例証にすぎないことが理解されるべきである。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および代替的な構成が当業者によって案出されてもよい。

[0082]したがって、本開示は、特殊性および詳細と共に図面に示され、かつ上述されてきたが、本明細書において述べられる原理および概念から逸脱することなく、大きさ、材料、形状、形態、機能および動作の仕方、組み立ておよび使用における変更を含むが、これらに制限されない、多くの変形が行われ得ることが当業者には明らかであろう。

[0083]さらに、適当な場合には、本明細書において説明される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、デジタルコンポーネント、またはアナログコンポーネントのうちの１つまたは複数において実行されることができる。例えば、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）は、本明細書において説明されるシステムおよび手続きのうちの１つまたは複数を実行するようにプログラムされることができる。ある用語は、下記の説明全体を通じて特定のシステムコンポーネントに言及するために使用される。当業者であれば認識するように、コンポーネントは、種々の名称によって言及され得る。本文書は、名称が異なっても機能が異ならないコンポーネント間を区別することを意図するものではない。

Claims (52)

1. 環境光が不十分な環境におけるデジタルイメージングのためのシステムであって、
   電磁放射を感知するための画素のアレイを含む撮像センサと、
   電磁放射のパルスを出射するように構成されたエミッタ(emitter)と、
   プロセッサを含み、前記撮像センサおよび前記エミッタと電気的に通信する制御ユニットと、
   を備え、
   前記コントローラは、複数の画像フレームを生成するために、前記エミッタおよび前記撮像センサを同期させるように構成され、
   前記複数の画像フレームは、カラー画像を形成するために組み合わされる、輝度画像データを含む輝度フレーム、およびクロミナンスデータを含むクロミナンスフレームを含む、
   システム。
2. 前記エミッタが、各々電磁スペクトルの一部のパルスを出射する複数の源を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の源が、同時に作動されるように構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記複数の源が、所定の間隔のパルスを生成するように構成される、請求項２に記載のシステム。
5. 前記パルスが、色空間変換係数に一致させることによって、前記輝度フレームの期間中に輝度情報を提供するように調整される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記パルスが、色空間変換係数に一致させることによって、前記クロミナンスフレームの期間中にクロミナンス情報を提供するように調整される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記クロミナンス情報が青色である、請求項６に記載のシステム。
8. 前記クロミナンス情報が赤色である、請求項６に記載のシステム。
9. 前記エミッタが、輝度、クロミナンス青、輝度、クロミナンス赤のパルシングパターンを生成する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記エミッタが、輝度、クロミナンス赤と組み合わされたクロミナンス青、輝度、クロミナンス赤と組み合わされたクロミナンス青のパルシングパターンを生成する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記コントローラが、結果として得られるフレームを再構築するために、クロミナンスフレームを２回以上使用するように構成される、請求項１に記載のシステム。
12. 輝度係数が、画像信号プロセッサによってクロミナンスフレームに追加され、前記輝度係数は、（１／２）^ｎの倍数である整数である、請求項１に記載のシステム。
13. 前記イメージセンサが、個別に読み出されるように構成された均一な画素を含む、請求項１に記載のシステム。
14. 前記均一な画素が、複数の持続期間(durations)の後に読み出されることができ、前記複数の持続期間は、長露光および短露光を生成する、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記イメージセンサが、単色センサである、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記イメージセンサが、複数の画素感度を有する画素を含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記画素感度が、長露光および短露光(short exposure)を含む、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記イメージセンサが、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる輝度フレームと、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる赤色クロミナンスフレームと、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる青色クロミナンスフレームと、
    を含むフレームのシーケンスを生成するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記輝度波長が、前記赤色クロミナンス波長および前記青色クロミナンス波長の２倍の頻度で前記パターンに表される、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記エミッタによって出射される電磁放射のパルスが、人間には見えない波長を有する、請求項１に記載のシステム。
21. 前記複数の電磁波長が、人間に見える波長および人間に見えない波長を含む、請求項２に記載のシステム。
22. 前記複数の電磁波長が、異なる大きさで出射される、請求項１に記載のシステム。
23. 前記異なる大きさが、異なる波長に対する前記撮像センサの感度に対応する、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記環境光が不十分な環境にアクセスするための内視鏡(endoscope)であって、前記内視鏡に取り付けられたハンドピースを有する内視鏡をさらに備え、前記内視鏡は、前記ハンドピースの操作によって操作される、請求項１に記載のシステム。
25. 前記撮像センサが、前記内視鏡内で前記ハンドピースに対して前記内視鏡の遠位(distal)部分に配置される、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記撮像センサが、前記ハンドピース内に配置される、請求項２４に記載のシステム。
27. 前記電磁放射のパルスが、前記エミッタから前記内視鏡の先端へ光ファイバを通じて送信される、請求項２４に記載のシステム。
28. 前記エミッタが、発光ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。
29. 前記画素アレイが、画素の複数のサブセットを含み、前記画素の複数のサブセットは、各々異なる感度を有する、請求項１に記載のシステム。
30. 異なる画素のサブセットについての感度におけるバリエーションが、別個のグローバルな露光期間によって達成される、請求項１に記載のシステム。
31. 前記エミッタが、レーザである、請求項１に記載のシステム。
32. 環境光が不十分な環境において内視鏡と共に使用するためのデジタルイメージング方法であって、
    前記光が不十分な環境内に照明を生じさせるために、ある波長の電磁放射のパルスを出射するべくエミッタを作動させるステップであって、
    前記パルスは、電磁スペクトルの一部を含む波長範囲内である、作動させるステップと、
    前記エミッタに所定の間隔でパルスを与えるステップと、
    前記パルスからの反射された電磁放射を画素アレイを用いて感知するステップであって、
    前記画素アレイは、前記エミッタの前記パルス間隔に対応する感知間隔で作動される、感知するステップと、
    カラー画像を形成するために組み合わされる、輝度画像データを含む輝度フレーム、およびクロミナンスデータを含むクロミナンスフレームを含む複数の画像フレームを生成するために、前記エミッタおよび前記撮像センサを同期させるステップと、
    を含む、デジタルイメージング方法。
33. 前記エミッタが、各々電磁スペクトルの一部のパルスを出射する複数の源を含む、請求項３２に記載の方法。
34. 前記複数の源を同時に作動させるステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
35. 前記複数の源に所定の間隔でパルスを与えるステップをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
36. 前記パルスを、色空間変換係数に一致させることによって、前記輝度フレームの期間中に輝度情報を提供するように調整するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
37. 前記パルスを、色空間変換係数に一致させることによって、前記クロミナンスフレームの期間中にクロミナンス情報を提供するように調整するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
38. 前記クロミナンス情報が青色である、請求項３７に記載の方法。
39. 前記クロミナンス情報が赤色である、請求項３７に記載の方法。
40. 輝度、クロミナンス青、輝度、クロミナンス赤のパルシングパターンを生成するように前記エミッタにパルスを与えるステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
41. 輝度、クロミナンス赤と組み合わされたクロミナンス青、輝度、クロミナンス赤と組み合わされたクロミナンス青のパルシングパターンを生成するように前記エミッタにパルスを与えるステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
42. 前記コントローラが、結果として得られるフレームを再構築するために、クロミナンスフレームを２回以上使用するように構成される、請求項３２に記載の方法。
43. 画像信号プロセッサによって、クロミナンスフレームに対して輝度係数を用いて補償するステップをさらに含み、前記輝度係数は、（１／２）^ｎの倍数である整数である、請求項３２に記載の方法。
44. 前記イメージセンサが、個別に読み出されるように構成された均一な画素を含む、請求項３２に記載の方法。
45. 複数のフレーム持続期間に前記画像センサからデータを読み出すステップをさらに含み、前記複数のフレーム持続期間は、長露光および短露光を生成する、請求項４４に記載の方法。
46. 前記イメージセンサが、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる輝度フレームと、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる赤色クロミナンスフレームと、
    長露光画素データおよび短露光画素データからなる青色クロミナンスフレームと、
    を含むフレームのシーケンスを生成するように構成される、請求項４５に記載の方法。
47. 前記赤色クロミナンス波長および前記青色クロミナンス波長の２倍の頻度で前記パターンに表されるように、前記輝度波長を感知するステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
48. 前記エミッタによって出射される電磁放射のパルスが、人間には見えない波長を有する、請求項３２に記載の方法。
49. 前記複数の電磁波長が、人間に見える波長および人間に見えない波長を含む、請求項３３に記載の方法。
50. 前記複数の電磁波長を異なる大きさで出射するように前記エミッタを作動させるステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
51. 前記異なる大きさが、異なる波長に対する前記撮像センサの感度に対応する、請求項５０に記載の方法。
52. 前記感知間隔に対応する所定のブランキング間隔で前記画素アレイをブランキングするステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。