JP2018038637A - Endoscope apparatus - Google Patents
Endoscope apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018038637A JP2018038637A JP2016175337A JP2016175337A JP2018038637A JP 2018038637 A JP2018038637 A JP 2018038637A JP 2016175337 A JP2016175337 A JP 2016175337A JP 2016175337 A JP2016175337 A JP 2016175337A JP 2018038637 A JP2018038637 A JP 2018038637A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- state lighting
- solid
- lighting element
- color filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 25
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 17
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、内視鏡装置に関するものである。 The present invention relates to an endoscope apparatus.
従来、NBI(Narrow Band Imaging)またはBLI(Blue Laser Imaging)のような、狭帯域光を被観察部位に照射し、その反射光を画像化する特殊光観察が用いられており(例えば、特許文献1および2参照。)、病変部の発見を容易にすることができる。一方、白色光観察において良好な色再現を得ながら同時観察が行えるように、RGBのベイヤ配列のカラーフィルタが設けられた撮像素子が用いられている。 Conventionally, special light observation, such as NBI (Narrow Band Imaging) or BLI (Blue Laser Imaging), is used to irradiate a site to be observed and image the reflected light (for example, patent literature). 1 and 2)), it is easy to find the lesion. On the other hand, an image sensor provided with a color filter of RGB Bayer arrangement is used so that simultaneous observation can be performed while obtaining good color reproduction in white light observation.
特殊光観察において、粘膜表層の毛細血管等の画像は紫色から青色の反射光の情報(B情報)が大きく寄与するため、B情報が重要である。しかし、RGBのベイヤ配列においては、紫色から青色の反射光を検出するB画素が全画素の4分の1しかないため、毛細血管等の解像度が不足してしまう。特許文献1および2は、このような課題の解決を図っている。
In special light observation, B information is important because the information of reflected light from purple to blue (B information) greatly contributes to the images of capillaries and the like on the mucous membrane surface layer. However, in the RGB Bayer array, the B pixels for detecting reflected light from purple to blue are only one-fourth of all pixels, so that the resolution of capillaries and the like is insufficient.
特許文献1では、紫色の波長領域に副感度領域を有するG画素によって、G画素でもB情報を取得し、G画素の信号とR画素の信号の相関演算をすることによってG画素の信号からB情報を抽出している。特許文献2では、補色系撮像素子を用いた内視鏡で狭帯域光観察をする際に、B情報とG情報の分離性を向上するために、青色狭帯域光および緑色狭帯域光を面順次方式で発光させている。
In Patent Document 1, B information is acquired even in the G pixel by the G pixel having the sub-sensitivity region in the purple wavelength region, and the B pixel is obtained from the G pixel signal by performing a correlation operation between the G pixel signal and the R pixel signal. Information is extracted. In
しかしながら、特許文献1の場合、白色光画像取得時に、G画素の信号とR画素の信号の相関が低い領域では、B情報の抽出精度が低くなってしまうという問題がある。また、画像処理によってG画素の信号からB情報を抽出する際に、ゲインが画像信号にかけられる。このゲインによって画像のノイズが増大するという問題がある。特許文献2の面順次方式を用いた場合、狭帯域光画像に色ずれが起きてしまうという問題がある。
However, in the case of Patent Document 1, there is a problem that, when acquiring a white light image, in a region where the correlation between the G pixel signal and the R pixel signal is low, the B information extraction accuracy is low. Further, when B information is extracted from the G pixel signal by image processing, a gain is applied to the image signal. There is a problem that image noise increases due to this gain. When the frame sequential method of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、画質の良好な狭帯域光画像と白色光画像とを取得することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope apparatus that can acquire a narrow-band light image and a white light image with good image quality.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、被写体を照明する照明光を出力する光源装置と、2次元配列された複数色のカラーフィルタを含むカラーフィルタアレイを有し、前記照明光によって照明された前記被写体を撮影する撮像素子とを備え、前記光源装置が、紫色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第1の固体照明素子と、青色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第2の固体照明素子と、緑色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第3の固体照明素子と、前記第1の固体照明素子、前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子の点灯および消灯を制御する制御部とを備え、前記カラーフィルタアレイが、シアン色のカラーフィルタおよび青色のカラーフィルタを含むとともに、前記シアン色のカラーフィルタが、緑色、青色および紫色の光を透過させる光学特性を有し、前記制御部が、前記第1の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を点灯させ、前記第2の固体照明素子を消灯させる場合には、前記第1の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を同時に点灯させ、前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を点灯させる場合には、前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を順番に点灯させる内視鏡装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention includes a light source device that outputs illumination light that illuminates a subject, and a color filter array that includes two-dimensionally arranged color filters, and photographs the subject illuminated by the illumination light. A first solid-state illumination element that emits light having a peak intensity in a violet wavelength region, and a second solid-state illumination element that emits light having a peak intensity in a blue wavelength region A third solid state lighting element that emits light having a peak intensity in the green wavelength region, and turning on and off the first solid state lighting element, the second solid state lighting element, and the third solid state lighting element The color filter array includes a cyan color filter and a blue color filter, and the cyan color filter is green, blue And when the control unit turns on the first solid state lighting element and the third solid state lighting element and turns off the second solid state lighting element. When the first solid-state lighting element and the third solid-state lighting element are turned on at the same time, and the second solid-state lighting element and the third solid-state lighting element are turned on, the second solid-state lighting element is used. And an endoscope apparatus that sequentially turns on the third solid-state lighting elements.
本発明の一態様によれば、紫色、青色および緑色の光を含む照明光が被写体に照射されると、被写体から撮像素子に入射した紫色、青色および緑色の反射光が、カラーフィルタアレイを透過して撮像素子の画素によって検出される。 According to one embodiment of the present invention, when illumination light including purple, blue, and green light is irradiated on a subject, the reflected purple, blue, and green light incident on the image sensor from the subject is transmitted through the color filter array. Then, it is detected by the pixel of the image sensor.
狭帯域光画像を取得する場合には、波長が互いに離れている紫色の光および緑色の光のみを被写体に照射する。このときには、紫色の光および緑色の光が同時に照射されるように、制御部が第1および第3の固体照明素子を制御する。毛細血管の情報を含む紫色の反射光は、青色のカラーフィルタ(Bフィルタ)に対応するB画素に加えて、シアン色のカラーフィルタ(Cyフィルタ)に対応するCy画素によっても検出される。これにより、毛細血管の情報を多く含む紫色の反射光の情報量が増大するので、高い解像度を有する高画質の狭帯域光画像を取得することができる。 When acquiring a narrow-band light image, the subject is irradiated only with purple light and green light whose wavelengths are separated from each other. At this time, the control unit controls the first and third solid state lighting elements so that purple light and green light are simultaneously irradiated. Purple reflected light including capillary information is detected not only by the B pixel corresponding to the blue color filter (B filter) but also by the Cy pixel corresponding to the cyan color filter (Cy filter). As a result, the amount of information of purple reflected light containing a large amount of information on capillaries increases, so that a high-quality narrow-band light image with high resolution can be acquired.
Cy画素は、紫色の反射光に加えて緑色の反射光も検出するため、色分離を良くするためにはCy画素から緑色の反射光の情報を精度高く抽出する必要がある。B画素の信号に含まれる情報は、紫色の反射光の情報が支配的であるので、Cy画素とその近傍に位置するB画素の信号とから予測されるB情報をCy画素の信号から差し引くことによって、緑色の反射光の情報を精度高く抽出することができる。 Since the Cy pixel also detects green reflected light in addition to purple reflected light, it is necessary to extract information of the green reflected light from the Cy pixel with high accuracy in order to improve color separation. Since the information contained in the B pixel signal is dominated by the purple reflected light information, the B information predicted from the Cy pixel and the B pixel signal located in the vicinity thereof is subtracted from the Cy pixel signal. Thus, the information of the green reflected light can be extracted with high accuracy.
一方、白色光画像を取得する場合には、紫色、青色および緑色の光が被写体に照射される。このときには、波長が互いに近接している青色の光および緑色の光が順番に照射されるように、制御部が第1、第2および第3の固体照明素子を制御する。これにより、青色の反射光と緑色の反射光とが時分割でCy画素によって検出されるので、青色の反射光の情報と緑色の反射光の情報とが混ざらずに別々に取得される。したがって、画像処理によって信号にゲインをかけて青色および緑色の反射光の情報を分離する必要がない。これにより、ノイズの増大を抑えつつ色再現が良好な白色光画像を取得することができる。 On the other hand, when acquiring a white light image, the subject is irradiated with purple, blue, and green light. At this time, the control unit controls the first, second, and third solid state lighting elements so that the blue light and the green light whose wavelengths are close to each other are sequentially irradiated. Thereby, since the blue reflected light and the green reflected light are detected by the Cy pixel in a time division manner, the information of the blue reflected light and the information of the green reflected light are acquired separately without being mixed. Therefore, it is not necessary to separate the information of the blue and green reflected light by applying gain to the signal by image processing. Thereby, it is possible to obtain a white light image with good color reproduction while suppressing an increase in noise.
上記態様においては、前記光源装置が、580nm〜700nmの波長領域にピーク強度を有する光を発する第4の固体照明素子を備えていてもよい。
このようにすることで、第4の固体照明素子が発する橙色から赤色の光により、赤色の反射光の情報が適切な強さで取得される。これにより、白色光画像のホワイトバランスの調整のために赤色の反射光の信号にかけるゲインを抑えて、ノイズが低減された白色光画像を得ることができる。
In the above aspect, the light source device may include a fourth solid state lighting element that emits light having a peak intensity in a wavelength region of 580 nm to 700 nm.
By doing in this way, the information of red reflected light is acquired by appropriate intensity | strength with the orange to red light which a 4th solid-state lighting element emits. As a result, it is possible to obtain a white light image with reduced noise by suppressing the gain applied to the red reflected light signal in order to adjust the white balance of the white light image.
上記態様においては、前記カラーフィルタアレイが、赤色のカラーフィルタを含んでいてもよい。
このようにすることで、赤色のカラーフィルタに対応する画素によって被写体からの赤色の反射光を検出することにより、白色光画像の色再現性を向上することができる。
In the above aspect, the color filter array may include a red color filter.
In this way, the color reproducibility of the white light image can be improved by detecting the red reflected light from the subject by the pixel corresponding to the red color filter.
上記態様においては、前記カラーフィルタアレイが、マゼンダ色のカラーフィルタを含んでいてもよい。
このようにすることで、マゼンダ色のカラーフィルタに対応する画素によって、赤色の反射光に加えて、紫色から青色の反射光が検出される。これにより、白色光画像の色再現性を向上させながら、紫色から青色の反射光の情報量を増大し、狭帯域光画像の解像度をさらに向上することができる。
In the above aspect, the color filter array may include a magenta color filter.
By doing so, in addition to red reflected light, purple to blue reflected light is detected by the pixels corresponding to the magenta color filter. Thereby, while improving the color reproducibility of the white light image, the information amount of reflected light from purple to blue can be increased, and the resolution of the narrow-band light image can be further improved.
上記態様においては、前記カラーフィルタアレイにおける前記シアン色のカラーフィルタの数の割合が、4分の1以上であってもよい。
このようにすることで、Cy画素の数が撮像素子の全画素の4分の1以上となる。これにより、白色光画像の画質を維持しながら、狭帯域光画像における表層の毛細血管の解像度を向上することができる。
In the above aspect, the ratio of the number of the cyan color filters in the color filter array may be a quarter or more.
By doing in this way, the number of Cy pixels becomes 1/4 or more of all the pixels of an image sensor. Thereby, it is possible to improve the resolution of the surface capillary in the narrow-band light image while maintaining the image quality of the white light image.
本発明によれば、画質の良好な狭帯域光画像と白色光画像とを取得することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to acquire a narrow band light image and a white light image with good image quality.
以下に、本発明の一実施形態に係る内視鏡装置1について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置1は、図1に示されるように、体内に挿入され被写体への照明光の照射および画像信号の取得を行う細長いスコープ2と、該スコープ2の基端に接続されスコープ2への照明光の供給および画像の生成を行う駆動制御装置3と、該駆動制御装置3に接続されたモニタ4とを備えている。
Hereinafter, an endoscope apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment is inserted into a body to illuminate a subject with illumination light and acquire an image signal, and at the proximal end of the
スコープ2は、被写体に照明光を照射する照明光学系5と、被写体からの照明光の反射光を受光し被写体の画像信号を得る撮像光学系6とを備えている。
照明光学系5は、スコープ2内に長手方向に沿って配置され基端から先端へ照明光を導光する導光部材7と、スコープ2の先端に設けられ導光部材7の先端から射出された照明光をスコープ2の先端前方に向かって射出する照明レンズ8とを備えている。
The
The illumination
撮像光学系6は、スコープ2の先端に設けられ被写体からの反射光を集光する対物レンズ9と、該対物レンズ9によって結ばれた被写体の像を撮影して画像信号を取得する撮像素子10と、該撮像素子10から出力された画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換器11とを備えている。
An imaging optical system 6 is provided at the distal end of the
図2は、撮像素子10の撮像面に設けられ、2次元配列された多数のカラーフィルタからなるカラーフィルタアレイ12の一部を示している。図2に示されるように、カラーフィルタアレイ12は、いわゆるベイヤ配列においてGフィルタをCyフィルタに置き換えたものである。具体的には、カラーフィルタアレイ12は、赤色のカラーフィルタ(Rフィルタ)、シアン色のカラーフィルタ(Cyフィルタ)および青色のカラーフィルタ(Bフィルタ)を備える。正方配列された1個のRフィルタ、1個のBフィルタおよび2個のCyフィルタから1つの単位配列が構成され、単位配列が行方向および列方向に配列されている。
FIG. 2 shows a part of the
各カラーフィルタは、撮像素子10の1個の画素に対応している。以下、Rフィルタ、CyフィルタおよびBフィルタに対応する画素を、R画素、Cy画素およびB画素とそれぞれ言う。したがって、撮像素子10の全画素数に対するCy画素の数の比率は、2分の1となる。R画素、Cy画素およびB画素は、Rフィルタ、CyフィルタおよびBフィルタを透過した光をそれぞれ検出してR信号、Cy信号およびB信号をそれぞれ取得する。R信号、Cy信号およびB信号は、AD変換器11を介して駆動制御装置3内の画像処理装置14に送信される。
Each color filter corresponds to one pixel of the
図3は、撮像素子10のR画素、Cy画素およびB画素の分光感度特性を示している。R画素、Cy画素およびB画素の分光感度特性はそれぞれ、Rフィルタ、CyフィルタおよびBフィルタの透過率特性と受光部となる半導体の分光感度特性とを掛け合わせたものである。図3に示されるように、Rフィルタは、赤色の光を選択的に透過させるので、R画素は、赤色の波長領域(R領域)に高い感度を有する。Cyフィルタは、緑色、青色および紫色の光を選択的に透過させるので、Cy画素は、緑色、青色および紫色の波長領域(G領域、B領域、V領域)に高い感度を有する。Bフィルタは、青色および紫色の光を選択的に透過させるので、B画素は、B領域およびV領域に高い感度を有する。
FIG. 3 shows the spectral sensitivity characteristics of the R pixel, Cy pixel, and B pixel of the
駆動制御装置3は、照明光を生成する光源装置13と、撮像光学系6から受信した画像信号を処理して画像を生成する画像処理装置14とを備えている。
光源装置13は、3色のLED15V,15B,15Gと、可動式の狭帯域フィルタ16と、LED15V,15B,15Gの点灯および消灯を制御する光源制御部(制御部)17と、狭帯域フィルタ16の移動を制御するフィルタ制御部18とを備えている。
The
The
V−LED(第1の固体照明素子)15Vは、V領域(例えば、380nm〜430nm)にピーク強度を有する紫色狭帯域光(V光)を発する。B−LED(第2の固体照明素子)15Bは、B領域(例えば、430nm〜480nm)にピーク強度を有する青色狭帯域光(B光)を発する。G−LED(第3の固体照明素子)15Gは、蛍光体を利用し、G領域(例えば、480nm〜580nm)にピーク強度を有する緑色広帯域光(G光)を発する。G光は、V光およびB光に比べて広いスペクトル幅を有し、R領域にも強度を有している。 The V-LED (first solid state lighting element) 15V emits violet narrow band light (V light) having a peak intensity in a V region (for example, 380 nm to 430 nm). The B-LED (second solid state lighting element) 15B emits blue narrow band light (B light) having a peak intensity in the B region (for example, 430 nm to 480 nm). The G-LED (third solid state lighting element) 15G uses a phosphor and emits green broadband light (G light) having a peak intensity in a G region (for example, 480 nm to 580 nm). G light has a wider spectral width than V light and B light, and has an intensity in the R region.
LED15V,15B,15Gから発せられたV光、B光およびG光は、合波光学系19によって互いに合波され、単一の光軸に沿って集光レンズ20に入射し、集光レンズ20によって導光部材7の基端面に集光される。合波光学系19は、例えば、複数個のダイクロイックミラーの組み合わせからなる。
The V light, B light, and G light emitted from the
狭帯域フィルタ16は、G−LED15Gと合波光学系19との間のG光の光路上の第1の位置(図1の実線参照。)と、G光の光路から外れた第2の位置(図1の二点鎖線参照。)との間で移動可能に設けられている。狭帯域フィルタ16は、緑色の狭い波長領域の光のみを透過させる。
The
光源制御部17、フィルタ制御部18および画像処理装置14は、白色光画像を取得する白色光観察モードおよびNBI画像を取得するNBI観察モード(狭帯域光観察モード)のそれぞれに対して動作するようになっている。
The light
白色光観察モードにおいて、光源制御部17は、V−LED15V、B−LED15BおよびG−LED15Gを点灯させ、フィルタ制御部18は、狭帯域フィルタ16を第2の位置に配置する。このときに、光源制御部17は、図4(a)に示されるようにV−LED15VおよびB−LED15Bのみを点灯させる第1の期間と、図4(c)に示されるようにG−LED15Gのみを点灯させる第2の期間とを交互に繰り返す。
In the white light observation mode, the light
したがって、第1の期間においては、図4(a)に示されるように、V光LvおよびB光Lbのみが被写体に照射される。そして、図4(b)に示されるように、V光LvおよびB光Lbの反射光が、Cy画素およびB画素によって検出される。第2の期間においては、図4(c)に示されるように、G光Lgのみが被写体に照射される。そして、図4(d)に示されるように、G光Lgの反射光のうち、G領域の成分がCy画素によって検出され、R領域の成分がR画素によって検出される。 Therefore, in the first period, as shown in FIG. 4A, only the V light Lv and the B light Lb are irradiated to the subject. Then, as shown in FIG. 4B, the reflected light of the V light Lv and the B light Lb is detected by the Cy pixel and the B pixel. In the second period, as shown in FIG. 4C, only the G light Lg is irradiated to the subject. Then, as shown in FIG. 4D, among the reflected light of the G light Lg, the G region component is detected by the Cy pixel, and the R region component is detected by the R pixel.
白色光観察モードにおいて、画像処理装置14は、第1の期間に取得されたCy信号およびB信号をBチャネルに割り当て、第2の期間に取得されたCy信号をGチャネルに割り当て、第2の期間に取得されたR信号をRチャネルに割り当て、さらにその他の処理を加えることによって、白色光画像を生成する。なお、第1の期間に取得されたCy信号をBチャネルに割り当てず、B信号のみをBチャネルに割り当ててもよい。
In the white light observation mode, the
NBI観察モードにおいて、光源制御部17は、V−LED15VおよびG−LED15Gを点灯させるとともにB−LED15Bを消灯させ、フィルタ制御部18は、狭帯域フィルタ16を第1の位置に配置する。このときに、光源制御部17は、図5(a)に示されるように、V−LED15VおよびG−LED15Gを同時に点灯させる。
In the NBI observation mode, the light
したがって、図5(a)に示されるように、V光Lvおよび狭帯域フィルタ16を透過した緑色狭帯域光(G’光)Lg’のみが被写体に照射される。そして、図5(b)に示されるように、V光Lvの反射光がB画素およびCy画素によって検出され、G’光Lg’の反射光がCy画素によって検出される。すなわち、Cy画素は、V光LvおよびG’光Lg’の両方の反射光を同時に検出して、V光LvおよびG’光Lg’の両方の反射光の情報を含むCy信号を取得する。
Accordingly, as shown in FIG. 5A, only the V light Lv and the green narrow band light (G ′ light) Lg ′ that has passed through the
NBI観察モードにおいて、画像処理装置14は、B信号とCy信号とから予測されるB情報をBチャネルおよびGチャネルに割り当て、Cy信号からB情報を差し引いた差をRチャネルに割り当て、さらにその他の処理を加えることによって、NBI画像を生成する。
In the NBI observation mode, the
Cy信号には、上述したようにV光LvおよびG’光Lg’の両方の反射光の情報が含まれる。さらに、B信号はV光LvおよびG’光Lg’の両方の情報を含むが、B画素のG領域における感度はV領域における感度に比べて十分に低いため、V光Lvの反射光の情報を純度高く取得することができる。したがって、Cy信号とB信号からB情報を予測し、Cy信号からB情報を差し引くことによって、G’光Lg’の反射光の情報を精度良く抽出することができる。 As described above, the Cy signal includes the reflected light information of both the V light Lv and the G ′ light Lg ′. Further, the B signal includes information on both the V light Lv and G ′ light Lg ′, but the sensitivity of the B pixel in the G region is sufficiently lower than the sensitivity in the V region, and thus information on the reflected light of the V light Lv. Can be obtained with high purity. Therefore, by predicting the B information from the Cy signal and the B signal and subtracting the B information from the Cy signal, it is possible to accurately extract the reflected light information of the G ′ light Lg ′.
画像処理装置14は、生成した白色光画像またはNBI画像をモニタ4に送信する。
モニタ4は、受信した白色光画像またはNBI画像を表示する。
The
The
白色光観察およびNBI観察のいずれを実行するかは、スコープ2に設けられた観察モード切替スイッチ21をユーザが操作することによって決定される。観察モード切替スイッチ21は、白色光観察モードおよびNBI観察モードのうち一方をユーザが選択することができるようになっている。選択されたモードの情報は、観察モード切替スイッチ21から光源制御部17、フィルタ制御部18および画像処理装置14に送信される。光源制御部17およびフィルタ制御部18は、受信したモードの情報に従って上述した制御を実行し、画像処理装置14は、受信したモードの情報に従って、白色光画像またはNBI画像を生成する。
Whether to perform white light observation or NBI observation is determined by the user operating the observation
次に、このように構成された内視鏡装置1の作用について説明する。
ユーザが観察モード切替スイッチ21によって白色光観察モードを選択すると、光源制御部17およびフィルタ制御部18が白色光観察モードでLED15V,15B,15Gおよび狭帯域フィルタ16を制御することによって、V光およびB光と、G光とが交互に被写体に照射される。そして、V光およびB光の反射光とG光の反射光とが交互に撮像素子10によって検出され、V光およびB光の反射光の情報を含むB信号およびCy信号と、G光の反射光の情報を含むCy信号およびR信号とが、交互に画像処理装置14に送信される。画像処理装置14において、第1の期間のB信号およびCy信号がBチャネルに割り当てられ、第2の期間のCy信号およびR信号がGチャネルおよびRチャネルにそれぞれ割り当てられ、さらにその他画像処理を加えることによって、白色光画像が生成され、モニタ4に表示される。
Next, the operation of the endoscope apparatus 1 configured as described above will be described.
When the user selects the white light observation mode with the observation
一方、ユーザが観察モード切替スイッチ21によってNBI観察モードを選択すると、光源制御部17およびフィルタ制御部18がNBI観察モードでLED15V,15B,15Gおよび狭帯域フィルタ16を制御することによって、V光およびG’光が同時に被写体に照射される。そして、V光およびG’光の反射光が撮像素子10によって検出され、V光およびG’光の反射光の情報を含むCy信号と、V光Lvの反射光の情報を含むB信号とが画像処理装置14に送信される。画像処理装置14において、B信号とCy信号から予測されるB情報がBチャネルおよびGチャネルに割り当てられ、Cy信号からB情報を差し引いて得られたG情報がRチャネルに割り当てられ、さらにその他画像処理を加えることによって、NBI画像が生成され、モニタ4に表示される。
On the other hand, when the user selects the NBI observation mode by the observation
このように、本実施形態によれば、G、BおよびV領域の光を透過させるCyフィルタを撮像素子10に設けることによって、生体組織の表層の毛細血管の情報を含むV光の反射光が、B画素に加えてCy画素によっても検出される。したがって、NBI画像の生成に用いられるV光Lvの反射光の情報が増大する。これにより、高解像度のNBI画像を取得することができるという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, by providing the
また、白色光観察時には、R領域にも強度を有する広帯域のG光Lgを用い、R画素によってR領域の反射光を検出することによって、色再現性の高い白色光画像を取得することができるという利点がある。さらに、V−LED15VおよびB−LED15Bのみを点灯させる第1の期間と、G−LED15Gのみを点灯させる第2の期間とを交互に繰り返してV光およびB光とG光とを面順次方式で被写体に照射することによって、Cy画素が、V領域の反射光およびB領域の反射光とG領域の反射光とを時分割で検出する。これにより、画像信号にゲインをかけることなくBおよびV領域の情報とG領域の情報とを分離することができ、ノイズの低減された白色光画像を取得することができるという利点がある。
Further, when observing white light, it is possible to obtain a white light image with high color reproducibility by using the broadband G light Lg having intensity also in the R region and detecting the reflected light of the R region by the R pixel. There is an advantage. Further, the first period in which only the V-
仮に、V−LED15VおよびB−LED15BとG−LED15Gとを同時に点灯させた場合、B画素はG領域にも感度を有するため、B信号にはG光Lgの反射光の情報も多く含まれる。そのため、Cy画素の信号からVおよびB領域の情報とG領域の情報とを分離する精度が下がり、色再現性が低下する。また、VおよびB領域の情報とG領域の情報の分離の際に高いゲインを画像信号にかける必要が生じ、ノイズの多い白色光画像となる。
If the V-
本実施形態においては、カラーフィルタアレイ12が、正方配列された4つのカラーフィルタからなる単位配列を有することとしたが、カラーフィルタアレイ12のカラーフィルタの配列パターンはこれに限定されるものではない。
例えば、2×2の単位配列において、Cyフィルタの数を1個とし、RフィルタまたはBフィルタの数を2個にしてもよい。あるいは、単位配列が、3×3の9個のカラーフィルタまたは4×4の16個のカラーフィルタから構成されていてもよい。いずれの配列パターンにおいても、カラーフィルタアレイのカラーフィルタの全数に対するCyフィルタの数の割合が4分の1以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the
For example, in a 2 × 2 unit array, the number of Cy filters may be one and the number of R filters or B filters may be two. Alternatively, the unit array may be configured by 9 × 3 × 3 color filters or 16 × 4 × 4 color filters. In any arrangement pattern, the ratio of the number of Cy filters to the total number of color filters in the color filter array is preferably ¼ or more.
本実施形態においては、狭帯域光画像としてNBI画像を取得する場合について説明したが、NBI画像以外の狭帯域光画像、例えばBLI画像を取得することとしてもよい。 In the present embodiment, the case where an NBI image is acquired as a narrowband light image has been described. However, a narrowband light image other than the NBI image, for example, a BLI image may be acquired.
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本実施形態の第1の変形例に係る内視鏡装置100において、光源装置131が、図6に示されるように、R−LED(第4の固体照明素子)15Rをさらに備える。R−LED15Rは、橙色から赤色の波長領域(例えば、580nm〜700nm)にピーク強度を有する赤色狭帯域光(R光)を発する。
本変形例において、NBI観察モードでの光源制御部17による制御は、上述した実施形態と同一であるが、白色光観察モードでの光源制御部17による制御が、上述した実施形態と異なる。
Next, a modification of this embodiment will be described.
In the
In this modification, the control by the light
白色光観察モードにおいて、光源制御部17は、図7(a)に示されるように第1の期間にV−LED15VおよびB−LED15Bのみを点灯させ、図7(c)に示されるように第2の期間にG−LED15GおよびR−LED15Rのみを点灯させる。第1の期間には、図7(b)に示されるように、Bチャネルに割り当てられるB信号およびCy信号が取得される。なお、第1の期間に取得されたCy信号をBチャネルに割り当てず、B信号のみをBチャネルに割り当ててもよい。第2の期間には、図7(d)に示されるように、Gチャネルに割り当てられるCy信号と、Rチャネルに割り当てられる、より大きなR信号が取得される。
このように、R信号は、BチャネルおよびGチャネルに割り当てられる信号に対して適切な大きさを有するので、ホワイトバランスの調整のためにR信号にかけるゲインを抑えることができ、白色光画像のノイズをさらに低減することができる。
In the white light observation mode, the light
In this way, the R signal has an appropriate magnitude with respect to the signals assigned to the B channel and the G channel, so that the gain applied to the R signal for white balance adjustment can be suppressed, and the white light image can be reduced. Noise can be further reduced.
本実施形態の第2の変形例に係る内視鏡装置において、カラーフィルタアレイ121が、図8に示されるように、Rフィルタに代えて、マゼンダ色のカラーフィルタ(Mgフィルタ)を有する。図9は、撮像素子10のMg画素、Cy画素およびB画素の分光感度特性を示している。Mg画素は、Mgフィルタに対応する画素である。Mgフィルタは、BおよびV領域とR領域に2つの透過帯域を有し、青色および紫色の光と赤色の光を選択的に透過させる。
In the endoscope apparatus according to the second modification of the present embodiment, the
本変形例において、光源装置131は、上述した4個のLED15V,15B,15G,15Rを備える。光源制御部17によるLED15V,15B,15G,15Rの制御は、図10(a),(c)および図11(a)に示されるように、第1の変形例と同一である。
In this modification, the
白色光画像の生成において、第1の期間に取得されたB信号、Cy信号およびMg信号が、Bチャネルに割り当てられる。なお、第1の期間に取得されたCy信号およびMg信号をBチャネルに割り当てず、B信号のみをBチャネルに割り当ててもよい。また、第2の期間に取得されたCy信号がGチャネルに割り当てられ、第2の期間に取得されたMg信号がRチャネルに割り当てられる。
一方、NBI画像の生成において、B信号およびCy信号に加えてMg信号がBチャネルおよびGチャネルに割り当てられる。このように、V光Lvの反射光が、さらにMg画素によっても検出され、NBI画像におけるV光Lvの反射光の情報量がさらに増大するので、毛細血管のさらに高解像度のNBI画像を取得することができる。
In the generation of the white light image, the B signal, the Cy signal, and the Mg signal acquired in the first period are assigned to the B channel. Note that the Cy signal and the Mg signal acquired in the first period may not be assigned to the B channel, and only the B signal may be assigned to the B channel. In addition, the Cy signal acquired in the second period is assigned to the G channel, and the Mg signal acquired in the second period is assigned to the R channel.
On the other hand, in the generation of the NBI image, the Mg signal is assigned to the B channel and the G channel in addition to the B signal and the Cy signal. As described above, the reflected light of the V light Lv is also detected by the Mg pixel, and the information amount of the reflected light of the V light Lv in the NBI image is further increased, so that a higher resolution NBI image of the capillary is acquired. be able to.
本変形例においては、光源装置131に代えて、R−LED15Rを含まない光源装置13を用いてもよい。この場合にも、NBI画像の解像度の向上を図ることができる。
In this modification, instead of the
1,100 内視鏡装置
10 撮像素子
12,121 カラーフィルタアレイ
13,131 光源装置
15V V−LED(第1の固体照明素子)
15B B−LED(第2の固体照明素子)
15G G−LED(第3の固体照明素子)
15R R−LED(第4の固体照明素子)
17 光源制御部(制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
15B B-LED (second solid state lighting element)
15G G-LED (third solid state lighting element)
15R R-LED (fourth solid state lighting element)
17 Light source control unit (control unit)
Claims (5)
2次元配列された複数色のカラーフィルタを含むカラーフィルタアレイを有し、前記照明光によって照明された前記被写体を撮影する撮像素子とを備え、
前記光源装置が、
紫色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第1の固体照明素子と、
青色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第2の固体照明素子と、
緑色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第3の固体照明素子と、
前記第1の固体照明素子、前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子の点灯および消灯を制御する制御部とを備え、
前記カラーフィルタアレイが、シアン色のカラーフィルタおよび青色のカラーフィルタを含むとともに、前記シアン色のカラーフィルタが、緑色、青色および紫色の光を透過させる光学特性を有し、
前記制御部が、
前記第1の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を点灯させ、前記第2の固体照明素子を消灯させる場合には、前記第1の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を同時に点灯させ、
前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を点灯させる場合には、前記第2の固体照明素子および前記第3の固体照明素子を順番に点灯させる内視鏡装置。 A light source device that outputs illumination light for illuminating a subject;
A color filter array including a plurality of color filters arranged in a two-dimensional array, and an image sensor that photographs the subject illuminated by the illumination light,
The light source device is
A first solid state lighting element that emits light having a peak intensity in a purple wavelength region;
A second solid state lighting element that emits light having a peak intensity in a blue wavelength region;
A third solid state lighting element that emits light having a peak intensity in the green wavelength region;
A control unit that controls turning on and off of the first solid-state lighting element, the second solid-state lighting element, and the third solid-state lighting element;
The color filter array includes a cyan color filter and a blue color filter, and the cyan color filter has optical characteristics of transmitting green, blue, and violet light;
The control unit is
When turning on the first solid state lighting element and the third solid state lighting element and turning off the second solid state lighting element, the first solid state lighting element and the third solid state lighting element are simultaneously turned on. Turn on
An endoscope apparatus that turns on the second solid-state lighting element and the third solid-state lighting element in order when the second solid-state lighting element and the third solid-state lighting element are turned on.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016175337A JP6800664B2 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Endoscope device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016175337A JP6800664B2 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Endoscope device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018038637A true JP2018038637A (en) | 2018-03-15 |
JP6800664B2 JP6800664B2 (en) | 2020-12-16 |
Family
ID=61624236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016175337A Active JP6800664B2 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Endoscope device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6800664B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115539856A (en) * | 2022-11-24 | 2022-12-30 | 之江实验室 | Electronic endoscope light source device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150087903A1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Fujifilm Corporation | Endoscope system and operating method thereof |
JP2015119765A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | オリンパス株式会社 | Endoscope apparatus |
-
2016
- 2016-09-08 JP JP2016175337A patent/JP6800664B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150087903A1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Fujifilm Corporation | Endoscope system and operating method thereof |
JP2015061569A (en) * | 2013-09-23 | 2015-04-02 | 富士フイルム株式会社 | Endoscope system and operation method of endoscope system |
JP2015119765A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | オリンパス株式会社 | Endoscope apparatus |
US20160278613A1 (en) * | 2013-12-20 | 2016-09-29 | Olympus Corporation | Endoscope device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115539856A (en) * | 2022-11-24 | 2022-12-30 | 之江实验室 | Electronic endoscope light source device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6800664B2 (en) | 2020-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100972248B1 (en) | Endoscope and endoscope device | |
JP5259882B2 (en) | Imaging device | |
JP6461739B2 (en) | Image processing apparatus, endoscope system, and method of operating image processing apparatus | |
JP5229723B2 (en) | Fluorescence image acquisition device | |
WO2014125724A1 (en) | Endoscope device | |
JP5110702B2 (en) | Fluorescence image acquisition device | |
JP5439630B2 (en) | Endoscope device | |
JP6336098B2 (en) | Living body observation system | |
JPWO2016080130A1 (en) | Observation device | |
JP6085649B2 (en) | Endoscope light source device and endoscope system | |
JP6085648B2 (en) | Endoscope light source device and endoscope system | |
WO2016006266A1 (en) | Endoscopic device | |
JP6214503B2 (en) | Endoscope light source device and endoscope system | |
JP7069290B2 (en) | Endoscope system and how to operate it | |
JP6254502B2 (en) | Endoscope light source device and endoscope system | |
JP6800664B2 (en) | Endoscope device | |
WO2016104408A1 (en) | Processor device for endoscope, method for operating same, and control program | |
JP6570490B2 (en) | Endoscope system and method for operating endoscope system | |
WO2019163471A1 (en) | Endoscope system | |
JP6277138B2 (en) | Endoscope system and operating method thereof | |
WO2016203983A1 (en) | Endoscopic device | |
WO2018051619A1 (en) | Endoscopic system | |
JP6203124B2 (en) | Endoscope apparatus and method for operating endoscope apparatus | |
JP7273988B2 (en) | endoscope system | |
JP2006341076A (en) | Signal processor for biological observation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190902 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200915 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201125 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6800664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |