JP2018182741A - Imaging apparatus and imaging program - Google Patents

Imaging apparatus and imaging program Download PDF

Info

Publication number
JP2018182741A
JP2018182741A JP2018076696A JP2018076696A JP2018182741A JP 2018182741 A JP2018182741 A JP 2018182741A JP 2018076696 A JP2018076696 A JP 2018076696A JP 2018076696 A JP2018076696 A JP 2018076696A JP 2018182741 A JP2018182741 A JP 2018182741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
sensitivity
control parameter
type
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
Application number
JP2018076696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7249108B2 (en
JP2018182741A5 (en
Inventor
裕真 工藤
Hiromasa Kudo
裕真 工藤
淳也 福元
Junya Fukumoto
淳也 福元
隆司 津田
Takashi Tsuda
隆司 津田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to US15/952,709 priority Critical patent/US10805553B2/en
Publication of JP2018182741A publication Critical patent/JP2018182741A/en
Publication of JP2018182741A5 publication Critical patent/JP2018182741A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7249108B2 publication Critical patent/JP7249108B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Studio Devices (AREA)
  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to improve a user's convenience.SOLUTION: An imaging apparatus according to the embodiment includes an imaging unit, picture generation unit, calculation unit, and synthesis unit. The imaging unit receives light of a first type to generate a first electric signal and receives light of a second type to generate a second electric signal. The picture generation unit successively generates a first picture on the basis of the first electric signal and successively generates a second picture on the basis of the second electric signal. The calculation unit calculates a first control parameter value for making the value of brightness of the first picture agree with or approximate to a predetermined value and, on the basis of the first control parameter value and a predetermined ratio, calculates a second control parameter value on brightness of the second picture. The synthesis unit synthesizes the first picture whose brightness has been adjusted using the first control parameter with the second picture whose brightness has been adjusted using the second control parameter to generate a synthesized picture.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、撮像装置及び撮像プログラムに関わるものである。   Embodiments of the present invention relate to an imaging device and an imaging program.

可視光を発生する白色光源を用いて被写体を観察(通常観察)する場合は、背景の明るさ(白色光源からの入射光量レベル)に応じて感度(露光時間、増幅量など)を自動制御し、明るさを一定に保つ処理がある。また、X線、紫外線、赤外線または可視光が励起光として照射することにより生じる蛍光を観察(蛍光観察)する場合においても、同様の感度の自動制御がある。   When observing (normally observing) a subject using a white light source that generates visible light, the sensitivity (exposure time, amplification amount, etc.) is automatically controlled according to the brightness of the background (incident light level from the white light source). There is a process to keep the brightness constant. In addition, in the case of observing (fluorescence observation) fluorescence generated by irradiation of X-rays, ultraviolet light, infrared light or visible light as excitation light, there is automatic control of the same sensitivity.

一方、例えば医療分野では、上述のような蛍光観察を用いて、通常観察により得られる画像(背景画像)に蛍光観察により得られる画像(蛍光画像)を重畳して観察する場合がある。この場合、背景画像の感度は自動制御されるが、蛍光画像の感度は、表示される蛍光部分の位置や量が特定できないため自動制御は行えず、ユーザが手動で設定する必要がある。   On the other hand, in the medical field, for example, an image (a fluorescence image) obtained by fluorescence observation may be superimposed on an image (a background image) obtained by ordinary observation using fluorescence observation as described above. In this case, the sensitivity of the background image is automatically controlled, but the sensitivity of the fluorescence image can not be specified automatically because the position and the amount of the displayed fluorescence part can not be specified, and the user needs to set it manually.

しかし、医療分野の観察では、ユーザが蛍光画像の感度を設定した後に、光源と被写体との距離または被写体に対する照射角度が変動することで光量が変化するなど、照射条件が変化することが一般的である。
照射条件が変化した場合、背景画像の感度は自動制御により一定に保たれるが、蛍光画像の感度は自動制御されない。そのため、ユーザは、照射条件が変化する度に、背景画像の明るさと比較して蛍光画像の感度設定を行う必要があり、非常に手間がかかり煩わしい。
However, in the medical field of observation, it is general that the irradiation conditions change, for example, the amount of light changes as the distance between the light source and the subject or the irradiation angle to the subject changes after the user sets the sensitivity of the fluorescence image. It is.
When the irradiation conditions change, the sensitivity of the background image is kept constant by the automatic control, but the sensitivity of the fluorescence image is not automatically controlled. Therefore, it is necessary for the user to set the sensitivity of the fluorescence image in comparison with the brightness of the background image every time the irradiation condition changes, which is very time-consuming and troublesome.

特許第5265055号明細書Patent No. 5265055 specification 特許第4761899号明細書Patent No. 4761899

本実施形態の目的は、ユーザの利便性を向上させることにある。   An object of the present embodiment is to improve the convenience of the user.

本実施形態に係る撮像装置は、撮像部と、画像生成部と、計算部と、合成部とを含む。撮像部は、第1の種類の光を受光することで第1電気信号を発生し、第2の種類の光を受光することで第2電気信号を発生する。画像生成部は、前記第1電気信号に基づいて第1画像を逐次生成し、前記第2電気信号に基づいて第2画像を逐次生成する。計算部は、前記第1画像の明るさを所定の値に一致又は近似させる第1制御パラメータ値を算出し、前記第1制御パラメータ値と所定の比とに基づいて、前記第2画像の明るさに関する第2制御パラメータ値を算出する。合成部は、前記第1制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第1画像と、前記第2制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第2画像とを合成し、合成画像を生成する。   The imaging device according to the present embodiment includes an imaging unit, an image generation unit, a calculation unit, and a combining unit. The imaging unit generates a first electrical signal by receiving the first type of light, and generates a second electrical signal by receiving the second type of light. The image generation unit sequentially generates a first image based on the first electrical signal, and sequentially generates a second image based on the second electrical signal. The calculation unit calculates a first control parameter value that causes the brightness of the first image to match or approximate to a predetermined value, and the brightness of the second image is calculated based on the first control parameter value and a predetermined ratio. Calculating a second control parameter value related to A combining unit combines the first image whose brightness is adjusted using the first control parameter value and the second image whose brightness is adjusted using the second control parameter value, and combines them. Generate an image.

第1の実施形態に係る撮像装置を示すブロック図。1 is a block diagram showing an imaging device according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像装置の感度制御処理を示すフローチャート。6 is a flowchart showing sensitivity control processing of the imaging device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像シーケンスを示す図。FIG. 2 is a diagram showing an imaging sequence according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像シーケンスの別例を示す図。FIG. 6 is a view showing another example of the imaging sequence according to the first embodiment. 感度制御処理が行われた合成画像の表示例を示す図。FIG. 7 is a view showing a display example of a composite image on which sensitivity control processing has been performed. 第2の実施形態に係る撮像装置を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing an imaging device according to a second embodiment.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる撮像装置及び撮像プログラムについて説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。   Hereinafter, an imaging device and an imaging program according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, portions given the same reference numerals perform similar operations, and redundant description will be appropriately omitted.

第1の実施形態に係る撮像装置について図1のブロック図を参照して説明する。
第1の実施形態に係る撮像装置1は、撮像部11と、画像処理部13と、画像生成回路15と、画像合成回路17と、白色光源20と、IR光源22とを含む。
撮像部11は、プリズム111と、シャッタ112,113,114,115と、イメージセンサ116,117,118,119とを含む。
An imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.
The imaging device 1 according to the first embodiment includes an imaging unit 11, an image processing unit 13, an image generation circuit 15, an image combining circuit 17, a white light source 20, and an IR light source 22.
The imaging unit 11 includes a prism 111, shutters 112, 113, 114, and 115, and image sensors 116, 117, 118, and 119.

画像処理部13は、ゲイン調整回路131,132及び133と、マスターゲイン調整回路134と、評価値計算回路135と、感度計算回路136と、背景感度制御回路137と、加算回路138と、蛍光感度制御回路139とを含む。   The image processing unit 13 includes gain adjustment circuits 131, 132 and 133, a master gain adjustment circuit 134, an evaluation value calculation circuit 135, a sensitivity calculation circuit 136, a background sensitivity control circuit 137, an addition circuit 138, and a fluorescence sensitivity. And a control circuit 139.

白色光源20は、各波長の光線が混合した可視光である白色光を出力する。出力された白色光は被写体Pに照射される。被写体Pに照射された白色光が反射し、反射光が発生する。   The white light source 20 outputs white light which is visible light in which light beams of respective wavelengths are mixed. The output white light is emitted to the subject P. The white light emitted to the subject P is reflected to generate reflected light.

IR光源22は、近赤外線の励起光(以下、IR(infrared rays)光という)を出力する。出力されたIR光は被写体Pに照射される。ここでは、被写体PにはIR光により励起する蛍光物質が存在する場合を想定し、蛍光物質から蛍光が発生する。   The IR light source 22 outputs near-infrared excitation light (hereinafter referred to as IR (infrared rays) light). The output IR light is emitted to the subject P. Here, assuming that a fluorescent substance excited by IR light is present in the subject P, fluorescence is generated from the fluorescent substance.

プリズム111は、ここでは三板式のプリズムであり、被写体Pからの反射光及び蛍光を、R(赤)光、G(緑)光及びB(青)光の三原色に分光する。なお、三板式のプリズムの場合、蛍光はR光と同経路に分光されるため、実際的にはシャッタ112及びイメージセンサ116が共通して用いられ、時分割でR光と蛍光とに対する機能が振り分けられる。しかし、説明の便宜上、仮想的にR光と蛍光とが分離された経路で処理されるものとして図示する。
すなわち、図1に示すように、白色光がプリズム111に入射している期間は、R光がシャッタ112を通過してイメージセンサ116で受光され、蛍光がプリズム111に入射している期間は、蛍光がシャッタ115を通過してイメージセンサ119で受光されるように、仮想的に経路を分けて説明する。なお、時分割制御の一例については、図3を参照して後述する。
The prism 111 here is a three-plate type prism, and splits the reflected light and fluorescence from the subject P into three primary colors of R (red) light, G (green) light and B (blue) light. In the case of a three-plate type prism, the fluorescence is split into the same path as the R light, so in practice the shutter 112 and the image sensor 116 are commonly used, and the functions for R light and fluorescence are time-shared It is distributed. However, for convenience of explanation, it is illustrated that the R light and the fluorescence are virtually processed in the separated path.
That is, as shown in FIG. 1, while white light is incident on the prism 111, R light is transmitted through the shutter 112 and received by the image sensor 116, and fluorescence is incident on the prism 111, as shown in FIG. Paths are virtually divided and described so that fluorescence passes through the shutter 115 and is received by the image sensor 119. Note that an example of time division control will be described later with reference to FIG.

シャッタ112は、プリズム111で分離されたR光が後段のイメージセンサ116へ入射する際の入射光量(以下、露光時間という)を調整する。   The shutter 112 adjusts the amount of incident light (hereinafter referred to as exposure time) when the R light separated by the prism 111 is incident on the image sensor 116 in the subsequent stage.

シャッタ113は、プリズム111で分離されたG光が後段のイメージセンサ117へ入射する際の露光時間を調整する。   The shutter 113 adjusts the exposure time when the G light separated by the prism 111 is incident on the image sensor 117 at the subsequent stage.

シャッタ114は、プリズム111で分離されたB光が後段のイメージセンサ118へ入射する際の露光時間を調整する。   The shutter 114 adjusts the exposure time when the B light separated by the prism 111 is incident on the image sensor 118 at the subsequent stage.

シャッタ115は、プリズム111で分離されたIR光が後段のイメージセンサ119へ入射する際の露光時間を調整する。   The shutter 115 adjusts the exposure time when the IR light separated by the prism 111 is incident on the image sensor 119 in the subsequent stage.

なお、各シャッタの具体的な動作としては、例えば各シャッタの構成がいわゆるメカニカルシャッタである場合は、物理的に開閉することでイメージセンサへの入射光量が調整される。つまり、メカニカルシャッタを用いる場合の「露光時間」とは、イメージセンサが受光している時間である。   Note that as a specific operation of each shutter, for example, when the configuration of each shutter is a so-called mechanical shutter, the amount of light incident on the image sensor is adjusted by physically opening and closing. That is, the “exposure time” in the case of using the mechanical shutter is the time during which the image sensor receives light.

一方、各シャッタの構成がいわゆる電子シャッタである場合は、キャパシタが空の状態からの電荷のチャージ量を調整することでイメージセンサへの入射光量が調整される。つまり、電子シャッタの場合の「露光時間」とは、チャージした電荷を一度捨てた後の再チャージの時間である。   On the other hand, when the configuration of each shutter is a so-called electronic shutter, the amount of incident light to the image sensor is adjusted by adjusting the charge amount of the charge from the empty state of the capacitor. That is, the "exposure time" in the case of the electronic shutter is the time for recharging after discarding the charged charge once.

イメージセンサ116は、R光を光電変換し、電気信号であるR撮像信号を生成する。   The image sensor photoelectrically converts the R light to generate an R imaging signal which is an electrical signal.

イメージセンサ117は、G光を光電変換し、電気信号であるG撮像信号を生成する。   The image sensor 117 photoelectrically converts the G light to generate a G imaging signal which is an electric signal.

イメージセンサ118は、B光を光電変換し、電気信号であるB撮像信号を生成する。なお、以下では、R撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号をまとめて、白色光を受光することで得られる電気信号であるRGB撮像信号とも呼ぶ。   The image sensor 118 photoelectrically converts the B light to generate a B imaging signal which is an electrical signal. Hereinafter, the R imaging signal, the G imaging signal, and the B imaging signal will be collectively referred to as an RGB imaging signal which is an electrical signal obtained by receiving white light.

イメージセンサ119は、IR光を光電変換し、電気信号であるIR撮像信号を生成する。   The image sensor 119 photoelectrically converts the IR light to generate an IR imaging signal which is an electrical signal.

上述した各イメージセンサとしては、例えばCCD(Charge-Coupled Device)を用いる場合を想定するが、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)など他の撮像素子を用いてもよい。   As each image sensor mentioned above, although the case where CCD (Charge-Coupled Device) is used is assumed, for example, you may use other imaging devices, such as CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor).

なお、図示しないが、撮像部11に励起光を遮断する励起光カットフィルタが設けられる。よって、イメージセンサ119にはIR光が入射されず、蛍光成分のみが入射される。   Although not shown, the imaging unit 11 is provided with an excitation light cut filter for blocking excitation light. Therefore, the IR light is not incident on the image sensor 119, and only the fluorescence component is incident.

ゲイン調整回路131は、イメージセンサ116からR撮像信号を受け取り、R撮像信号のゲインを調整する。   The gain adjustment circuit 131 receives the R imaging signal from the image sensor 116 and adjusts the gain of the R imaging signal.

ゲイン調整回路132は、イメージセンサ118からB撮像信号を受け取り、B撮像信号のゲインを調整する。   The gain adjustment circuit 132 receives the B imaging signal from the image sensor 118 and adjusts the gain of the B imaging signal.

なお、ゲイン調整回路131およびゲイン調整回路132によるゲイン調整は、いわゆるホワイトバランス調整であり、一般的な処理により、必要に応じてR撮像信号およびB撮像信号の振幅を調整するなどして、ゲインが調整されればよい。   The gain adjustment by the gain adjustment circuit 131 and the gain adjustment circuit 132 is a so-called white balance adjustment, and the gain is adjusted by adjusting the amplitudes of the R imaging signal and the B imaging signal as necessary by general processing. Should be adjusted.

ゲイン調整回路133は、イメージセンサ119からIR撮像信号を、後述する加算回路138から、IR撮像信号に基づいて生成される蛍光画像の感度(以下、蛍光感度という)に関する制御信号をそれぞれ受け取る。ゲイン調整回路133は、制御信号に基づいてIR撮像信号のゲインを調整する。   The gain adjustment circuit 133 receives an IR imaging signal from the image sensor 119 and a control signal related to the sensitivity of the fluorescence image generated based on the IR imaging signal (hereinafter referred to as fluorescence sensitivity) from the addition circuit 138 described later. The gain adjustment circuit 133 adjusts the gain of the IR imaging signal based on the control signal.

マスターゲイン調整回路134は、ゲイン調整回路131からR撮像信号を、イメージセンサ117からG撮像信号を、ゲイン調整回路132からB撮像信号をそれぞれ受け取り、R撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号の全体のゲインを調整する。   The master gain adjustment circuit 134 receives an R image pickup signal from the gain adjustment circuit 131, a G image pickup signal from the image sensor 117, and a B image pickup signal from the gain adjustment circuit 132, respectively, and generates R image pickup signal, G image pickup signal and B image pickup signal. Adjust the overall gain.

評価値計算回路135は、マスターゲイン調整回路134からゲインが調整されたR撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号を受け取り、R撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号に基づくカラー画像である背景画像の明るさに関する評価値を計算する。評価値は、例えば画素の輝度値である。   The evaluation value calculation circuit 135 receives the R image pickup signal, the G image pickup signal and the B image pickup signal whose gains are adjusted from the master gain adjustment circuit 134, and the background which is a color image based on the R image pickup signal, the G image pickup signal and the B image pickup signal Calculate the evaluation value for the brightness of the image. The evaluation value is, for example, a luminance value of a pixel.

感度計算回路136は、評価値計算回路135から評価値を受け取り、評価値と予め設定される目標値とを比較することで、背景画像の感度(以下、背景感度という)の設定値(制御パラメータ値)を計算する。例えば、明るさの目標値に対して評価値が大きければ、画像の明るさが暗くなるような背景感度を設定し、評価値が目標値よりも小さければ、画像の明るさが明るくなるような背景感度を設定する。   The sensitivity calculation circuit 136 receives the evaluation value from the evaluation value calculation circuit 135 and compares the evaluation value with a preset target value to set the setting value (control parameter) of the background image sensitivity (hereinafter referred to as background sensitivity). Calculate the value). For example, if the evaluation value is larger than the target value of brightness, the background sensitivity is set such that the brightness of the image becomes dark, and if the evaluation value is smaller than the target value, the brightness of the image becomes brighter Set the background sensitivity.

背景感度制御回路137は、感度計算回路136から設定された背景感度を受け取り、ゲイン、露光時間及び光量のうちのどれを用いて背景感度を制御するかを決定し、決定した制御手段に対する制御信号を生成する。   The background sensitivity control circuit 137 receives the background sensitivity set from the sensitivity calculation circuit 136, determines which one of gain, exposure time and light quantity is to be used to control the background sensitivity, and a control signal for the determined control means. Generate

加算回路138は、感度計算回路136から設定された背景感度を、外部からユーザにより設定される感度比をそれぞれ受け取り、背景感度と感度比とを用いて、IR撮像信号に基づく蛍光画像の感度(以下、蛍光感度という)の設定値(制御パラメータ値)を計算する。   The adder circuit 138 receives the background sensitivity set from the sensitivity calculation circuit 136 and the sensitivity ratio set by the user from the outside, respectively, and uses the background sensitivity and the sensitivity ratio to set the sensitivity of the fluorescence image based on the IR imaging signal ( Hereinafter, the set value (control parameter value) of the fluorescence sensitivity is calculated.

蛍光感度制御回路139は、加算回路138から計算された蛍光感度の設定値を受け取り、ゲイン、露光時間及び光量のうちどれを用いて蛍光感度を制御するかを決定し、決定した制御手段に対する制御信号を生成する。   The fluorescence sensitivity control circuit 139 receives the setting value of the fluorescence sensitivity calculated from the addition circuit 138, determines which one of gain, exposure time and light intensity to use to control the fluorescence sensitivity, and controls the determined control means Generate a signal.

画像生成回路15は、マスターゲイン調整回路134からR撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号を、ゲイン調整回路133からIR撮像信号を、各信号が生成される毎に逐次受け取る。画像生成回路15は、R撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号に基づいて背景画像を逐次生成し、IR撮像信号に基づいて蛍光画像を逐次生成する。   The image generation circuit 15 sequentially receives an R imaging signal, a G imaging signal and a B imaging signal from the master gain adjustment circuit 134 and an IR imaging signal from the gain adjustment circuit 133 each time each signal is generated. The image generation circuit 15 sequentially generates a background image based on the R imaging signal, the G imaging signal, and the B imaging signal, and sequentially generates a fluorescence image based on the IR imaging signal.

画像合成回路17は、背景画像と蛍光画像とをαブレンディング等により合成して合成画像を生成する。結果として、背景画像に蛍光成分がマーカーとして重畳された画像が得られ、モニタなどの表示装置(図示せず)に表示される。   The image combining circuit 17 combines the background image and the fluorescence image by α blending or the like to generate a combined image. As a result, an image in which the fluorescent component is superimposed as a marker on the background image is obtained and displayed on a display device (not shown) such as a monitor.

次に、第1の実施形態に係る撮像装置1の感度制御処理について図2のフローチャートを参照して説明する。
なお、撮像装置1の動作は、各撮像信号に基づく合成画像を、例えば60fpsの動画として表示できるように、各撮像信号が所定のサンプリングタイミングで逐次取得される場合を想定する。なお、動画の代わりに静止画を取得してもよい。
Next, sensitivity control processing of the imaging device 1 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.
The operation of the imaging device 1 assumes that each imaging signal is sequentially acquired at a predetermined sampling timing so that a composite image based on each imaging signal can be displayed as a moving image of, for example, 60 fps. In addition, you may acquire a still image instead of a moving image.

ステップS201では、感度比が設定される。感度比は予め設定されたデフォルト値を画像処理部13が取得してもよい。または、感度比としてデフォルト値を用いて合成画像を生成し、表示装置に表示された合成画像について、ユーザが、背景に対して蛍光部位が見やすい明るさとなるようにダイヤルやマウスなどを用いて調整する。その後、当該ユーザが確定ボタンを押下するなどして確定した画像を得た特定時相における、背景感度と蛍光感度との比率を感度比として設定してもよい。   In step S201, a sensitivity ratio is set. As the sensitivity ratio, the image processing unit 13 may acquire a preset default value. Alternatively, a composite image is generated using a default value as a sensitivity ratio, and the composite image displayed on the display device is adjusted using a dial, a mouse, or the like so that the user can easily see the fluorescent portion against the background. Do. Thereafter, the ratio of the background sensitivity to the fluorescence sensitivity in a specific time phase in which an image obtained by the user pressing the confirmation button may be set as the sensitivity ratio.

ステップS202では、測光領域が設定される。測光領域は、ユーザにより手動で設定された領域を画像処理部13が取得してもよい。または、測光領域として、画像に対してのエリアの形状及びサイズが予め設定されたもの画像処理部13が用いてもよい。   In step S202, a photometric area is set. As the photometric area, the image processing unit 13 may acquire the area manually set by the user. Alternatively, the image processing unit 13 in which the shape and size of the area for the image are preset may be used as the photometric area.

ステップS203では、撮像部11が、R撮像信号、G撮像信号、B撮像信号及びIR撮像信号を取得する。   In step S203, the imaging unit 11 acquires an R imaging signal, a G imaging signal, a B imaging signal, and an IR imaging signal.

ステップS204では、評価値計算回路135が、背景画像の評価値を計算する。背景画像の明るさを評価する範囲は、背景画像全体でもよいし、ステップS202で設定された測光領域でもよい。また、背景画像の明るさは、画素毎の輝度値の平均を用いてもよいし、RGBの画素値の最大値の積分を用いてもよい。   In step S204, the evaluation value calculation circuit 135 calculates an evaluation value of the background image. The range for evaluating the brightness of the background image may be the entire background image, or may be the photometric area set in step S202. Further, as the brightness of the background image, an average of luminance values for each pixel may be used, or an integral of maximum values of RGB pixel values may be used.

ステップS205では、感度計算回路136が、背景感度を計算する。ここで計算される背景感度は、「露光時間×マスターゲイン値」で表すことができる。   In step S205, the sensitivity calculation circuit 136 calculates background sensitivity. The background sensitivity calculated here can be expressed by “exposure time × master gain value”.

ステップS206では、背景感度制御回路137が、得られた背景感度に基づいて、背景感度の制御手段を決定する。決定した制御手段に応じて、背景感度が調整される。   In step S206, the background sensitivity control circuit 137 determines control means for the background sensitivity based on the obtained background sensitivity. The background sensitivity is adjusted according to the determined control means.

例えば、ゲインを制御する場合は、背景感度制御回路137が、背景感度の設定値Swと一致または近似するようなゲインとするため制御信号をマスターゲイン調整回路134に送る。マスターゲイン調整回路134が、制御信号に基づき、R撮像信号、G撮像信号及びB撮像信号全体のゲインを制御する。   For example, when controlling the gain, the background sensitivity control circuit 137 sends a control signal to the master gain adjustment circuit 134 to obtain a gain that matches or approximates the setting value Sw of the background sensitivity. The master gain adjustment circuit 134 controls the overall gains of the R imaging signal, the G imaging signal, and the B imaging signal based on the control signal.

露光時間を制御する場合は、背景感度制御回路137が、背景感度の設定値Swと一致または近似するような露光時間とするための制御信号を、撮像部11に送る。撮像部11のシャッタ112,113,114は、制御信号に従って露光時間を制御する。より具体的には、メカニカルシャッタであれば、開閉時間を制御し、電子シャッタであれば、チャージする電荷量を制御する。   When controlling the exposure time, the background sensitivity control circuit 137 sends, to the imaging unit 11, a control signal for setting the exposure time to coincide with or approximate to the setting value Sw of the background sensitivity. The shutters 112, 113, and 114 of the imaging unit 11 control the exposure time according to the control signal. More specifically, in the case of a mechanical shutter, the open / close time is controlled, and in the case of an electronic shutter, the amount of charge to be charged is controlled.

光量を制御する場合は、背景感度制御回路137が、背景感度の設定値Swと一致または近似するような光量とするための制御信号を白色光源20に送る。白色光源20は、制御信号に従って光量の出力を制御する。   When controlling the light amount, the background sensitivity control circuit 137 sends, to the white light source 20, a control signal for setting the light amount to match or approximate to the setting value Sw of the background sensitivity. The white light source 20 controls the output of the light amount according to the control signal.

なお、1つの制御手段を用いて背景感度を調整した場合、背景感度を設定値Swに近づけることができずに、当該制御手段ではそれ以上背景感度を調整できない場合も想定される。例えば、ゲインを制御して背景感度を調整しようとした場合に、それ以上ゲインを増加させることができないことも想定される。このような場合は、撮像部11の各シャッタ112,113,114を制御して露光時間を長くするなど、他の調整手法と併用して背景感度を調整すればよい。   In addition, when background sensitivity is adjusted using one control means, the case where the background sensitivity can not be adjusted any more by the control means can not be assumed because the background sensitivity can not be made close to the set value Sw. For example, when controlling the gain to adjust the background sensitivity, it is also assumed that the gain can not be further increased. In such a case, the background sensitivity may be adjusted in combination with other adjustment methods such as controlling the shutters 112, 113, and 114 of the imaging unit 11 to extend the exposure time.

また、背景感度を増加させる(背景画像を明るくする)場合、始めは露光時間が長くなるようにシャッタ112,113,114を制御し、それでも輝度が不足する場合は、マスターゲイン調整回路134により、ゲインを増加させるように制御するのが望ましいが、先にゲインから制御してもよい。   When the background sensitivity is increased (the background image is made bright), the shutters 112, 113, and 114 are controlled to increase the exposure time at first, and when the luminance is still insufficient, the master gain adjustment circuit 134 Although it is desirable to control to increase the gain, it may be controlled from the gain first.

ステップS207では、加算回路138が、ステップS206で計算された背景感度の設定値SwとステップS201で設定された感度比とに応じて、蛍光感度の設定値を計算する。蛍光感度の設定値Sirとし、感度比Roすると、Sir=Ro×Swを計算すればよい。   In step S207, the adding circuit 138 calculates the setting value of the fluorescence sensitivity in accordance with the setting value Sw of the background sensitivity calculated in step S206 and the sensitivity ratio set in step S201. Assuming that the set value Sir of the fluorescence sensitivity is the sensitivity ratio Ro, then Sir = Ro × Sw may be calculated.

ステップS208では、蛍光感度制御回路139が、蛍光感度の設定値Sirに基づいて、蛍光感度の制御手段を決定する。決定した制御手段に応じて、蛍光感度が調整される。蛍光感度は、背景感度と同様に「露光時間×マスターゲイン値」で制御することができる。よって、例えば、ゲインを制御する場合は、蛍光感度制御回路139が、蛍光感度の設定値Sirと一致または近似するようなゲインとするための制御信号をゲイン調整回路133に送る。ゲイン調整回路が、制御信号に基づきIR撮像信号のゲインを制御する。   In step S208, the fluorescence sensitivity control circuit 139 determines control means of the fluorescence sensitivity based on the set value Sir of the fluorescence sensitivity. The fluorescence sensitivity is adjusted in accordance with the determined control means. The fluorescence sensitivity can be controlled by “exposure time × master gain value” as in the background sensitivity. Therefore, for example, in the case of controlling the gain, the fluorescence sensitivity control circuit 139 sends, to the gain adjustment circuit 133, a control signal for obtaining a gain that matches or approximates the set value Sir of the fluorescence sensitivity. A gain adjustment circuit controls the gain of the IR imaging signal based on the control signal.

露光時間を制御する場合は、蛍光感度制御回路139が、蛍光感度の設定値と一致または近似するような露光時間とするための制御信号を撮像部11に送る。撮像部11のシャッタ115は、制御信号に従って露光時間を制御する。   When controlling the exposure time, the fluorescence sensitivity control circuit 139 sends, to the imaging unit 11, a control signal for setting the exposure time to coincide with or approximate the set value of the fluorescence sensitivity. The shutter 115 of the imaging unit 11 controls the exposure time in accordance with the control signal.

光量を制御する場合は、蛍光感度制御回路139が、蛍光感度の設定値と一致または近似するような光量とするための制御信号をIR光源22に送る。IR光源22は、制御信号に従って光量の出力を制御する。   When controlling the light amount, the fluorescence sensitivity control circuit 139 sends, to the IR light source 22, a control signal for setting the light amount to match or approximate the set value of the fluorescence sensitivity. The IR light source 22 controls the output of the light amount according to the control signal.

ステップS209は、画像合成回路17が、感度調整された背景画像と蛍光画像との合成画像を生成する。合成画像は、ユーザが確認できるよう表示装置に表示されるとする。   In step S209, the image combining circuit 17 generates a combined image of the sensitivity-adjusted background image and the fluorescence image. It is assumed that the composite image is displayed on the display device so that the user can confirm it.

ステップS209により蛍光感度が調整された後、ステップS203に戻り、次の各撮像信号(RGB撮像信号,IR撮像信号)を取得し、各ステップの処理を繰り返す。   After the fluorescence sensitivity is adjusted in step S209, the process returns to step S203, acquires each next imaging signal (RGB imaging signal, IR imaging signal), and repeats the processing of each step.

なお、例えば背景感度制御回路137により、背景画像の輝度が変化したか否かの判定処理を設け、輝度が変化した場合にのみステップS204からステップS209の処理を実行してもよい。すなわち、輝度が変化しない場合は感度調整に係るステップS204からステップS209までの処理を行わないことで、消費電力を低減することができる。輝度が変化したか否かの判定処理は、例えばステップS203の後に行われればよい。   For example, a process of determining whether the brightness of the background image has changed may be provided by the background sensitivity control circuit 137, and the processes of steps S204 to S209 may be executed only when the brightness changes. That is, when the luminance does not change, power consumption can be reduced by not performing the processing from step S204 to step S209 relating to sensitivity adjustment. The process of determining whether the luminance has changed may be performed, for example, after step S203.

また、感度比は、測光領域が決定された後に設定されてもよい。例えば、被写体(被写体の部位)と測光領域と感度比との統計的な対応関係を画像処理部13が記憶しておき、ステップS202で設定された測光領域に応じて、当該対応関係から感度比が決定されてもよい。   Also, the sensitivity ratio may be set after the photometric area is determined. For example, the image processing unit 13 stores the statistical correspondence between the subject (part of the subject), the photometric area, and the sensitivity ratio, and the sensitivity ratio is obtained from the correspondence according to the photometric area set in step S202. May be determined.

感度比は、ユーザが手動で設定することに限らず、自動で決定されてよい。例えば、画面全体に蛍光画像が拡がっている場合や、画面に蛍光画像が表示されない場合など、蛍光画像の感度設定が適切でないことが明確な状態も有り得る。このような場合は、蛍光画像が適切な範囲内になるように、自動で感度比が調整されてもよい。   The sensitivity ratio may be determined automatically as well as manually set by the user. For example, when the fluorescence image is spread over the entire screen, or when the fluorescence image is not displayed on the screen, it may be clear that the sensitivity setting of the fluorescence image is not appropriate. In such a case, the sensitivity ratio may be adjusted automatically so that the fluorescence image falls within an appropriate range.

具体的には、画面全体に蛍光画像が拡がっている場合、背景感度に対する蛍光感度の比率が高すぎることを示す。よって、蛍光感度制御回路139が、許容範囲の上限の条件を満たすまで蛍光感度を下げれば良い。許容範囲の条件としては、例えば、画面に表示される蛍光画像の領域が閾値以下のサイズであるか、蛍光の輝度値のピークレベルが閾値以下であるかに設定されればよい。   Specifically, when the fluorescence image is spread over the entire screen, it indicates that the ratio of the fluorescence sensitivity to the background sensitivity is too high. Therefore, the fluorescence sensitivity control circuit 139 may lower the fluorescence sensitivity until the condition of the upper limit of the allowable range is satisfied. As the condition of the allowable range, for example, it may be set whether the size of the region of the fluorescence image displayed on the screen is equal to or less than the threshold or the peak level of the fluorescence luminance value is equal to or less than the threshold.

一方、画面に蛍光画像が表示されない場合は、背景感度に対する蛍光感度の比率が低すぎることを示す。よって、蛍光感度制御回路139が、許容範囲の下限の条件を満たすまで蛍光感度を上げれば良い。許容範囲の条件としては、画面に表示される蛍光画像の領域が閾値以上のサイズであるか、蛍光画像の輝度値のピークレベルが閾値以上であるかに設定されればよい。なお、許容範囲の条件はこれに限らず、蛍光感度に関する調整であれば何でもよい。
このように、許容範囲にある蛍光感度に応じて感度比にある程度の幅を持たせ、より柔軟に感度調整を行ってもよい。
On the other hand, when the fluorescence image is not displayed on the screen, it indicates that the ratio of the fluorescence sensitivity to the background sensitivity is too low. Therefore, the fluorescence sensitivity control circuit 139 may increase the fluorescence sensitivity until the condition of the lower limit of the allowable range is satisfied. As the condition of the allowable range, it may be set whether the area of the fluorescence image displayed on the screen has a size equal to or larger than the threshold or the peak level of the luminance value of the fluorescence image is equal to or larger than the threshold. The condition of the allowable range is not limited to this, and any adjustment regarding the fluorescence sensitivity may be used.
As described above, the sensitivity ratio may be adjusted more flexibly by giving a certain range to the sensitivity ratio according to the fluorescence sensitivity in the allowable range.

次に、撮像部11における撮像シーケンスについて図3及び図4を参照して説明する。
図3は、上から下に向かって順に、(a)映像出力、(b)各イメージセンサの露光時間、(c)白色光源20からの白色光(RGB)の出力時間及び(d)IR光源22からのIR光の出力時間に関するタイミングチャートを示す。
Next, an imaging sequence in the imaging unit 11 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 shows, from top to bottom, (a) video output, (b) exposure time of each image sensor, (c) output time of white light (RGB) from white light source 20, and (d) IR light source 22 shows a timing chart regarding the output time of IR light from 22.

上述のように、R光とIR光による蛍光とはプリズム111において同じ方向に分光されるため、白色光源20の照射時間およびIR光源22の照射時間を時分割で切り替えて制御することで、R光及び蛍光をそれぞれイメージセンサに取り込む。   As described above, since fluorescence due to R light and IR light is split in the same direction in the prism 111, the irradiation time of the white light source 20 and the irradiation time of the IR light source 22 are switched by time division and controlled. Light and fluorescence are taken into the image sensor respectively.

具体的には、期間301では、白色光源20がオン(白色光を出力)となり、IR光源22がオフ(IR光を出力しない)となるので、白色光だけプリズム111に入射されることになる。よって、R光、G光及びB光がイメージセンサ116,117,118でそれぞれ受光される。   Specifically, in the period 301, the white light source 20 is on (outputs white light) and the IR light source 22 is off (does not output IR light), so only white light is incident on the prism 111. . Therefore, the R light, the G light and the B light are received by the image sensors 116, 117 and 118, respectively.

期間301の終了後、次の期間302では、白色光源20がオフとなり、IR光源22がオンとなるので、蛍光だけプリズム111に入射することになる。よって、期間301の終了後、蛍光がイメージセンサ119で受光される。   After the end of the period 301, in the next period 302, the white light source 20 is turned off and the IR light source 22 is turned on, so that only fluorescence is incident on the prism 111. Therefore, after the end of the period 301, the fluorescence is received by the image sensor 119.

以上の処理を繰り返すことにより、R光、G光及びB光に分光するプリズム111を用いて、R撮像信号、G撮像信号、B撮像信号及びIR撮像信号を取得することができる。   By repeating the above processing, it is possible to obtain an R imaging signal, a G imaging signal, a B imaging signal, and an IR imaging signal by using the prism 111 that splits the light into R light, G light and B light.

次に、撮像部11における撮像シーケンスの別例について図4に示す。
図4は、上から下に向かって順に、(a)映像出力、(b)各イメージセンサの露光時間、(c)白色光源20からのGB光の出力時間及び(d)IR光源22からのIR光の出力時間に関するタイミングチャートを示す。
Next, another example of the imaging sequence in the imaging unit 11 is shown in FIG.
FIG. 4 shows, from top to bottom, (a) image output, (b) exposure time of each image sensor, (c) output time of GB light from white light source 20, and (d) from IR light source 22. The timing chart regarding the output time of IR light is shown.

図4の例では、白色光源20から出力される光はRGB光ではなく、カラーフィルタなどによりR光成分を減衰させたGB光である。つまり、背景画像としては、カラー画像ではなく、GB光から得られるG撮像信号及びB撮像信号に基づいてモノクロ画像が生成される。   In the example of FIG. 4, the light output from the white light source 20 is not RGB light, but GB light in which the R light component is attenuated by a color filter or the like. That is, as the background image, a monochrome image is generated based on the G imaging signal and the B imaging signal obtained from the GB light, not the color image.

具体的には、白色光源20とIR光源22とを常時オンとした状態、すなわち白色光源20からGB光を、IR光源22からIR光を同時に照射しておく。期間401のタイミングで、イメージセンサ117,118がG光及びB光をそれぞれ受光することができ、イメージセンサ119が蛍光を受光することができる。   Specifically, the white light source 20 and the IR light source 22 are always on, that is, the white light source 20 emits GB light and the IR light source 22 simultaneously emits IR light. At the timing of the period 401, the image sensors 117 and 118 can receive G light and B light, respectively, and the image sensor 119 can receive fluorescence.

これによって、モノクロ画像であるため、R光を受光するタイミングでIR光を受光することができ、図3に示すようなR光とIR光との時分割処理をしなくてもよい。よって、露光時間の減少による感度の低下を抑制することができる。   Since this is a monochrome image, IR light can be received at the timing of receiving R light, and time division processing of R light and IR light as shown in FIG. 3 may not be performed. Therefore, the decrease in sensitivity due to the decrease in exposure time can be suppressed.

次に、第1の実施形態に係る感度制御処理が行われた合成画像の表示例について図5を参照して説明する。
図5の左図は、例えば内視鏡により撮像された被写体の背景画像501に対し、蛍光マーカーによる蛍光画像502が重畳された合成画像の一例である。ここでは、測光領域503内で基準となる感度比が設定された場合を想定する。
Next, a display example of the composite image subjected to the sensitivity control process according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The left view of FIG. 5 is an example of a composite image in which a fluorescence image 502 by a fluorescence marker is superimposed on a background image 501 of an object captured by an endoscope, for example. Here, it is assumed that the reference sensitivity ratio is set in the photometric area 503.

図5の中央の図は、光源(白色光源20及びIR光源22)又は撮像部11が被写体に近づいた場合を示す。
光源又は撮像部11が被写体に近づく場合は、撮像部11への入射光量が増加するため、背景画像及び蛍光画像ともに明るさが増加する。ここで、背景感度の自動調整が行われた場合、背景感度と感度比とに基づいて蛍光感度が設定されるため、感度比を一定に保つように、例えば蛍光画像を暗くするなどの調整を、自動で行うことができる。
The central diagram of FIG. 5 shows the case where the light source (white light source 20 and IR light source 22) or the imaging unit 11 approaches the subject.
When the light source or the imaging unit 11 approaches the subject, the amount of light incident on the imaging unit 11 increases, so the brightness of both the background image and the fluorescence image increases. Here, when the background sensitivity is automatically adjusted, the fluorescence sensitivity is set based on the background sensitivity and the sensitivity ratio. Therefore, for example, adjustment such as darkening the fluorescence image is performed so as to keep the sensitivity ratio constant. It can be done automatically.

一方、図5の右図は、光源又は撮像部11が被写体から遠ざかった場合を示す。
光源又は撮像部11が被写体から遠ざかる場合は、撮像部11への入射光量が減少するため、背景画像及び蛍光画像ともに明るさが減少する。この場合でも、光源又は撮像部11が被写体に近づいた場合と同様に、背景感度と感度比とに基づいて蛍光感度が設定されるため、感度比を一定に保つように、蛍光画像を明るくするなどの調整を、自動で行うことができる。
On the other hand, the right view of FIG. 5 shows the case where the light source or the imaging unit 11 is moved away from the subject.
When the light source or the imaging unit 11 moves away from the subject, the amount of light incident on the imaging unit 11 decreases, so the brightness of both the background image and the fluorescence image decreases. Even in this case, the fluorescence sensitivity is set based on the background sensitivity and the sensitivity ratio as in the case where the light source or the imaging unit 11 approaches the subject, so the fluorescence image is brightened to keep the sensitivity ratio constant. Adjustments can be made automatically.

なお、背景感度制御回路137は、白色光源20の光量が制御できない場合は、露光時間及びゲインの少なくとも1つの手段により、背景感度を調整すればよい。同様に、蛍光感度制御回路139が、IR光源22の光量が制御できない場合は、露光時間及びゲインの少なくとも1つの手段により、蛍光感度を調整すればよい。   When the light amount of the white light source 20 can not be controlled, the background sensitivity control circuit 137 may adjust the background sensitivity by at least one of the exposure time and the gain. Similarly, when the fluorescence sensitivity control circuit 139 can not control the light amount of the IR light source 22, the fluorescence sensitivity may be adjusted by at least one means of exposure time and gain.

以上に示した第1の実施形態によれば、背景感度と感度比とに基づいて蛍光感度が設定されるため、被写体と撮像装置または光源との距離が変化して撮像条件が変化し、背景画像の明るさが自動調整された場合でも、背景画像と蛍光画像との感度比を一定に保つように、蛍光画像の明るさも自動制御される。
これによって、被写体と撮像装置または光源との距離が変化した場合でも、蛍光画像との明るさをその都度設定する必要が無く、合成画像についてユーザ所望の感度比及び視認性を保つことができるため、ユーザの利便性が向上する。
According to the first embodiment described above, since the fluorescence sensitivity is set based on the background sensitivity and the sensitivity ratio, the distance between the subject and the imaging device or the light source changes to change the imaging condition. Even when the brightness of the image is automatically adjusted, the brightness of the fluorescence image is also automatically controlled so as to keep the sensitivity ratio between the background image and the fluorescence image constant.
By this, even when the distance between the subject and the imaging device or the light source changes, it is not necessary to set the brightness with the fluorescence image each time, and the sensitivity ratio and the visibility desired by the user can be maintained for the composite image. , The convenience of the user is improved.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では光源から出力される光量も制御可能である場合を想定している。しかし、光量を制御できない場合、白色光源20またはIR光源22の少なくともどちらかの光量が変化した場合、感度比のみの制御に従うと、想定した感度比とはズレが生じる可能性がある。
Second Embodiment
In the first embodiment, it is assumed that the amount of light output from the light source can also be controlled. However, when the light amount can not be controlled, when the light amount of at least one of the white light source 20 and the IR light source 22 is changed, a deviation from the assumed sensitivity ratio may occur according to the control of the sensitivity ratio.

例えば、白色光源20から出力される光量が2倍となった場合、背景画像の感度調整ではゲインを1/2倍にする制御が行われる。このとき、感度比を一定する制御が行われた場合、IR光源22からの光量は変化していないにもかかわらず、蛍光画像のゲインが1/2倍に下がってしまう。この場合は、蛍光画像のみ感度が低下してしまうことになる。   For example, when the amount of light output from the white light source 20 is doubled, in the sensitivity adjustment of the background image, control is performed to halve the gain. At this time, when control is performed to make the sensitivity ratio constant, the gain of the fluorescence image is reduced to 1⁄2 although the light amount from the IR light source 22 is not changed. In this case, the sensitivity of only the fluorescence image is lowered.

よって、第2の実施形態では、感度比に加えて、感度比を設定したときの白色光源20及びIR光源22の強度比を参照することで、所望の感度比を一定に保つことができる。   Therefore, in the second embodiment, the desired sensitivity ratio can be kept constant by referring to the intensity ratio of the white light source 20 and the IR light source 22 when the sensitivity ratio is set in addition to the sensitivity ratio.

第2の実施形態に係る撮像装置1について図6のブロック図を参照して説明する。
第1の実施形態の構成に加え、強度比取得回路140を含む。
An imaging device 1 according to the second embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.
In addition to the configuration of the first embodiment, an intensity ratio acquisition circuit 140 is included.

強度比取得回路140は、感度比が設定された際の強度比を取得する。強度比は、白色光の強度(光量)とIR光の強度(光量)との比である。強度比は、例えば、第1の実施形態で上述したユーザが感度比を設定したタイミングで、白色光源20及びIR光源22からそれぞれ強度値を取得する。なお、ユーザにより設定された強度比を取得してもよい。   The intensity ratio acquisition circuit 140 acquires the intensity ratio when the sensitivity ratio is set. The intensity ratio is a ratio of the intensity (light amount) of white light to the intensity (light amount) of IR light. The intensity ratio is acquired, for example, from the white light source 20 and the IR light source 22 at the timing when the user sets the sensitivity ratio described above in the first embodiment. Note that the intensity ratio set by the user may be acquired.

加算回路138は、外部から感度比を、強度比取得回路140から強度比をそれぞれ取得し、強度比を参照して感度比を一定に保つ処理を行う。具体的には、強度比Rloは、「白色光の強度÷IR光の強度」で表せる。また、現在の強度比をRltとすると、蛍光感度の設定値Sirは、「Sir=Sw×Ro×Rlt/Rlo」と表すことができる。   The adder circuit 138 acquires the sensitivity ratio from the outside and the intensity ratio from the intensity ratio acquisition circuit 140, and performs processing to keep the sensitivity ratio constant with reference to the intensity ratio. Specifically, the intensity ratio Rlo can be expressed by “intensity of white light / intensity of IR light”. Also, assuming that the current intensity ratio is Rlt, the set value Sir of the fluorescence sensitivity can be expressed as “Sir = Sw × Ro × Rlt / Rlo”.

よって、加算回路138は、感度比の計算の際に強度比の情報を加えて、蛍光感度の設定値Sirを算出できる。   Therefore, the adder circuit 138 can calculate the set value Sir of the fluorescence sensitivity by adding the information of the intensity ratio when calculating the sensitivity ratio.

蛍光感度制御回路139は、第1の実施形態と同様に加算回路138から蛍光感度の設定値に基づいて、蛍光感度の制御手段を決定し、蛍光感度を調整すればよい。   The fluorescence sensitivity control circuit 139 may determine the control means of the fluorescence sensitivity based on the setting value of the fluorescence sensitivity from the adding circuit 138 as in the first embodiment, and adjust the fluorescence sensitivity.

以上に示した第2の実施形態によれば、光源の光量を制御できない場合に白色光源とIR光源との強度比が変わったときにも、強度比を考慮して蛍光感度を計算することで、背景画像及び蛍光画像の比率を一定に保つことができ、ユーザの利便性を更に向上させることができる。   According to the second embodiment described above, even when the intensity ratio between the white light source and the IR light source changes when the light quantity of the light source can not be controlled, the fluorescence sensitivity is calculated in consideration of the intensity ratio. The ratio of the background image and the fluorescence image can be kept constant, and the convenience of the user can be further improved.

なお、上述した実施形態では、三板式のプリズムを用いているため、白色光源20とIR光源22とを時分割で制御することで、R光(IR光)、G光及びB光の4つの撮像信号を得ている。しかし、R光、G光、B光及びIR光の4つの光(チャネル)に分光可能な4板式のプリズムであれば、各チャネルを直接読み出し可能なので、時分割で光源を制御しなくてもよい。   In the embodiment described above, since the three-plate type prism is used, by controlling the white light source 20 and the IR light source 22 by time division, four R light (IR light), G light and B light are obtained. An imaging signal is obtained. However, with a four-plate prism that can split light into four lights (channels) of R light, G light, B light, and IR light, each channel can be read directly, so even without controlling the light source by time division Good.

また、プリズム111に代えてカラーフィルタを用いてR光,G光,B光を取得してもよい。
なお、撮像部11に、ゲイン調整回路131,132が含まれる構成でもよい。さらに、マスターゲイン調整回路134を撮像部11と画像処理部13との双方に配置し、それぞれでゲインを調整できるようにしてもよい。これにより、撮像部11のゲイン調整で不足した分を、画像処理部13でゲイン調整をするようにしてもよい。
Also, R light, G light, and B light may be acquired using a color filter instead of the prism 111.
The imaging unit 11 may be configured to include the gain adjustment circuits 131 and 132. Furthermore, the master gain adjustment circuit 134 may be disposed in both the imaging unit 11 and the image processing unit 13 so that the gain can be adjusted by each. As a result, the image processor 13 may adjust the gain by the amount that is insufficient for the gain adjustment of the imaging unit 11.

なお、本実施形態では、近赤外線を想定しているが、遠赤外線や紫外線など他の波長帯域の光を複数用いる場合でも、同様の処理を行うことができる。   Although near-infrared rays are assumed in the present embodiment, the same processing can be performed even when a plurality of lights of other wavelength bands such as far-infrared rays and ultraviolet rays are used.

複数の波長帯域における複数の蛍光(例えば、赤と青)について処理する場合は、赤の蛍光については、シャッタ112及びイメージセンサ116がR光と共通して用いられ、時分割でR光と赤の蛍光とに対する機能が振り分けられる。青の蛍光については、シャッタ114及びイメージセンサ118がB光と共通して用いられ、時分割でB光と青の蛍光とに対する機能が振り分けられる。
また、複数の波長帯域の蛍光を用いる場合は、第1の波長帯域の蛍光と背景画像との第1の感度比を決定した後、第2の波長帯域の蛍光と背景画像との第2の感度比を決定する際に、第1の感度比に基づいて当該第2の感度比を決定してもよい。
In the case of processing a plurality of fluorescence (for example, red and blue) in a plurality of wavelength bands, the shutter 112 and the image sensor 116 are used in common with R light for red fluorescence, and R light and red light in time division. The function for the fluorescence of For blue fluorescence, the shutter 114 and the image sensor 118 are used in common with B light, and the functions for B light and blue fluorescence are distributed in time division.
When fluorescence of a plurality of wavelength bands is used, after determining the first sensitivity ratio of the fluorescence of the first wavelength band to the background image, the second fluorescence of the second wavelength band and the background image is determined. In determining the sensitivity ratio, the second sensitivity ratio may be determined based on the first sensitivity ratio.

さらに、上述した各回路は、これら専用のハードウェア回路を組み込んだ特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Logic Device:FPGA)、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、又は単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されてもよい。   Furthermore, each of the circuits described above may be an application specific integrated circuit (ASIC) incorporating a dedicated hardware circuit, a field programmable gate array (FPGA), and other composite circuits. It may be realized by a programmable logic device (Complex Programmable Logic Device: CPLD) or a Simple Programmable Logic Device (SPLD).

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1・・・撮像装置、11・・・撮像部、13・・・画像処理部、15・・・画像生成回路、17・・・画像合成回路、20・・・白色光源、22・・・IR光源、111・・・プリズム、112,113,114,115・・・シャッタ、116,117,118,119・・・イメージセンサ、131,132,133・・・ゲイン調整回路、134・・・マスターゲイン調整回路、135・・・評価値計算回路、136・・・感度計算回路、137・・・背景感度制御回路、138・・・加算回路、139・・・蛍光感度制御回路、140・・・強度比取得回路、301,302,401・・・期間、501・・・背景画像、502・・・蛍光画像、503・・・測光領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device, 11 ... Imaging part, 13 ... Image processing part, 15 ... Image generation circuit, 17 ... Image synthetic circuit, 20 ... White light source, 22 ... IR Light source 111: prism 112, 113, 114, 115: shutter 116, 117, 118, 119: image sensor 131, 132, 133: gain adjustment circuit 134: master Gain adjustment circuit 135: evaluation value calculation circuit 136: sensitivity calculation circuit 137: background sensitivity control circuit 138: addition circuit 139: fluorescence sensitivity control circuit 140: 140 Intensity ratio acquisition circuit 301, 302, 401 ... period, 501 ... background image, 502 ... fluorescence image, 503 ... photometry area.

Claims (8)

第1の種類の光を受光することで第1電気信号を発生し、第2の種類の光を受光することで第2電気信号を発生する撮像部と、
前記第1電気信号に基づいて第1画像を逐次生成し、前記第2電気信号に基づいて第2画像を逐次生成する画像生成部と、
前記第1画像の明るさを所定の値に一致又は近似させる第1制御パラメータ値を算出し、前記第1制御パラメータ値と所定の比とに基づいて、前記第2画像の明るさに関する第2制御パラメータ値を算出する計算部と、
前記第1制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第1画像と、前記第2制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第2画像とを合成し、合成画像を生成する合成部と、
を備えた撮像装置。
An imaging unit that generates a first electrical signal by receiving a first type of light and generates a second electrical signal by receiving a second type of light;
An image generation unit that sequentially generates a first image based on the first electrical signal and sequentially generates a second image based on the second electrical signal;
A first control parameter value is calculated that causes the brightness of the first image to match or approximate to a predetermined value, and a second control is performed on the brightness of the second image based on the first control parameter value and a predetermined ratio. A calculation unit that calculates control parameter values;
Combining the first image whose brightness is adjusted using the first control parameter value and the second image whose brightness is adjusted using the second control parameter value to generate a composite image A synthesis unit,
An imaging device provided with
前記所定の比は、特定時相における前記第1制御パラメータ値と前記第2制御パラメータ値の比である、請求項1に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the predetermined ratio is a ratio of the first control parameter value and the second control parameter value in a specific time phase. 前記第1制御パラメータ値は、前記第1の種類の光の強度、前記第1の種類の光の露光時間、前記第1電気信号に適用するゲイン値のうち少なくとも1つを含み、
前記第2制御パラメータ値は、前記第2の種類の光の強度、前記第2の種類の光の露光時間、前記第2電気信号に適用するゲイン値のうち少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の撮像装置。
The first control parameter value includes at least one of an intensity of the first type of light, an exposure time of the first type of light, and a gain value applied to the first electrical signal.
The second control parameter value includes at least one of an intensity of the second type of light, an exposure time of the second type of light, and a gain value applied to the second electrical signal. Or the imaging device as described in 2.
前記所定の比が決定されたときの、前記第1の種類の光と前記第2の種類の光との強度比を取得する取得部をさらに具備し、
前記計算部は、前記所定の比及び前記強度比に基づいて、前記第2制御パラメータ値を算出する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。
An acquisition unit for acquiring an intensity ratio of the first type of light and the second type of light when the predetermined ratio is determined;
The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation unit calculates the second control parameter value based on the predetermined ratio and the intensity ratio.
前記第1の種類の光は可視光であり、前記第2の種類の光は蛍光である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first type of light is visible light and the second type of light is fluorescence. 前記所定の比を決定する際に、調整後の前記第2画像に関する条件が許容範囲内となるように、前記所定の比を制御する制御回路をさらに具備する請求項1に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, further comprising a control circuit that controls the predetermined ratio such that a condition regarding the adjusted second image is within an allowable range when determining the predetermined ratio. 前記イメージセンサは、複数の第2の種類の光を受光し、
前記第1の種類の光と前記複数の第2の種類の光のうちの1つとに関する第1の比を用いて、当該第1の種類の光と他の前記複数の第2の種類の光とに関するそれぞれの比が決定される請求項1に記載の撮像装置。
The image sensor receives a plurality of second types of light,
Using a first ratio of the first type of light and one of the plurality of second types of light, the first type of light and the other of the plurality of second types of light The imaging device according to claim 1, wherein respective ratios for and are determined.
コンピュータに、
第1の種類の光を受光することで得られる第1電気信号に基づいて第1画像を逐次生成し、第2の種類の光を受光することで得られる第2電気信号に基づいて第2画像を逐次生成する生成機能と、
前記第1画像の明るさを所定の値に一致又は近似させる第1制御パラメータ値を算出し、前記第1制御パラメータ値と所定の比とに基づいて、前記第2画像の明るさに関する第2制御パラメータ値を算出する算出機能と、
前記第1制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第1画像と、前記第2制御パラメータ値を用いて明るさが調整された前記第2画像とを合成し、合成画像を生成する生成機能と、
を実現させるための撮像プログラム。
On the computer
A first image is sequentially generated based on a first electrical signal obtained by receiving the first type of light, and a second image is generated based on a second electrical signal obtained by receiving the second type of light. A generation function that sequentially generates an image,
A first control parameter value is calculated that causes the brightness of the first image to match or approximate to a predetermined value, and a second control is performed on the brightness of the second image based on the first control parameter value and a predetermined ratio. A calculation function for calculating control parameter values;
Combining the first image whose brightness is adjusted using the first control parameter value and the second image whose brightness is adjusted using the second control parameter value to generate a composite image With the generation function,
An imaging program for realizing
JP2018076696A 2017-04-14 2018-04-12 Imaging device and imaging program Active JP7249108B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/952,709 US10805553B2 (en) 2017-04-14 2018-04-13 Imaging apparatus and imaging method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017080576 2017-04-14
JP2017080576 2017-04-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018182741A true JP2018182741A (en) 2018-11-15
JP2018182741A5 JP2018182741A5 (en) 2021-05-13
JP7249108B2 JP7249108B2 (en) 2023-03-30

Family

ID=64277052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018076696A Active JP7249108B2 (en) 2017-04-14 2018-04-12 Imaging device and imaging program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7249108B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318233A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Nikon Corp Imaging apparatus, and image processing program
JP2009279172A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Fujinon Corp Fluorescent image obtainment method and apparatus
WO2012169270A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope apparatus and light quantity control method for fluorescent light observation
JP2013162978A (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Aichi Prefecture Detection system for detection target region
JP2014225839A (en) * 2013-05-17 2014-12-04 岩崎電気株式会社 Imaging system
WO2016013412A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 ソニー株式会社 Solid-state image pickup element, image pickup control method, signal processing method, and electronic apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318233A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Nikon Corp Imaging apparatus, and image processing program
JP2009279172A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Fujinon Corp Fluorescent image obtainment method and apparatus
WO2012169270A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope apparatus and light quantity control method for fluorescent light observation
JP2013162978A (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Aichi Prefecture Detection system for detection target region
JP2014225839A (en) * 2013-05-17 2014-12-04 岩崎電気株式会社 Imaging system
WO2016013412A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 ソニー株式会社 Solid-state image pickup element, image pickup control method, signal processing method, and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP7249108B2 (en) 2023-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10805553B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP6568719B2 (en) Imaging method and imaging apparatus
RU2565343C2 (en) Imaging device and control method
EP2679137B1 (en) Endoscope apparatus for controlling light quantity of fluorescence imaging
JP5968944B2 (en) Endoscope system, processor device, light source device, operation method of endoscope system, operation method of processor device, operation method of light source device
US9516295B2 (en) Systems and methods for multi-channel imaging based on multiple exposure settings
US11607110B2 (en) Electronic endoscope processor and electronic endoscope system
JP6484504B2 (en) Imaging device
JP2014135627A (en) Imaging apparatus
US20110205392A1 (en) Image capture device
US20180049632A1 (en) Endoscope apparatus
US11596293B2 (en) Endoscope system and operation method therefor
TW201543130A (en) Imaging control device
US20200359940A1 (en) Endoscope system
US20180158180A1 (en) Image processing apparatus
JP6466809B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP7015382B2 (en) Endoscope system
JP7249108B2 (en) Imaging device and imaging program
CN108886608B (en) White balance adjustment device, working method thereof and computer readable medium
CN109076199B (en) White balance adjustment device, working method thereof and non-transitory computer readable medium
US11451719B2 (en) Image processing apparatus, image capture apparatus, and image processing method
JP2001154232A (en) Photometric device
JP6601632B2 (en) Color measurement method
JP2016201722A (en) Imaging apparatus
US20230255460A1 (en) Image processing apparatus and image processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20191001

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210330

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210330

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221026

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: 20230217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230317

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7249108

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151