JP2020185394A - 電子内視鏡用プロセッサ及び電子内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量が異なる第2の照明光と、を順次切り替える照明光切替手段と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、を備える。
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、該第1の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R1及び該第2の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くする。
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まない。
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める。
被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、を順次切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力するように構成された、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、
を備える。
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、該第1の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R1及び該第2の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くする。
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まない。
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める。
被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、の間で交互に切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力する、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、を備える。
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、前記第1の照明光の第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2の照明光の第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くし、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まない。
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める。
被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、の間で交互に切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力するように構成された、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御し、前記撮像素子が前記第1の照明光で照射された前記被写体を露光時間T3で撮像し、前記第2の照明光で照射された前記被写体を露光時間T4で撮像するように前記撮像素子を制御する撮像素子制御手段と、
前記撮像素子から出力された前記画像信号に対して増幅処理を施す増幅手段と、
前記増幅処理の増幅率を制御する制御手段と、を備える。
前記第1の照明光の第1波長帯域は、前記第2の照明光の第2波長帯域とお互いに異なり、
前記制御手段は、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光のいずれか一方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す増幅率を、他方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す増幅率と、前記第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2と、前記露光時間T3,T4と、に基づいて制御し、前記露光時間T3は前記露光時間T4に比べて短く、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量である。
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まない。
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T4を定め、定めた前記露光時間T4に基づいて前記露光時間T4に比べて短い前記露光時間T3を定める。
前記撮像素子が前記第2の照明光の照射時間内で最初に行う前記電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセットは、前記第2の照明光の照射開始前に開始して前記第2の照明光の照射開始時に終了し、前記第2の照明光の照射時間内で最後に行う前記電荷の読み出しは、前記第2の照明光の照射終了時に終了するように、前記第2の照明光が照射する時の前記露光時間を定める、ことが好ましい。
前記撮像素子を有し、前記電子内視鏡用プロセッサに対して着脱可能に接続されるように構成された電子スコープと、を備え、
前記電子内視鏡用プロセッサあるいは前記電子スコープは、前記撮像素子から出力された前記画像信号に対して増幅処理を施す増幅手段と、前記増幅処理の増幅率を制御する制御手段と、を備え、
前記第1の照明光の第1波長帯域は、前記第2の照明光の第2波長帯域とお互いに異なり、
前記制御手段は、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光のいずれか一方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す前記増幅率を、前記第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2と、前記露光時間T1,T2とに基づいて制御し、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量である、ことが好ましい。
請求項8に記載の電子内視鏡システム。
前記被写体に照射する照明光を、前記第1の照明光、前記第2の照明光、単位時間当たりの光束の時間積分量が該第1の照明光又は該第2の照明光とは異なる第3の照明光の間で順次切り替え、
前記撮像素子制御手段は、
前記露光時間T1、前記露光時間T2及び前記被写体に前記第3の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T3を、前記時間積分量R1、前記時間積分量R2及び該第3の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R3に基づいて制御する、ことが好ましい。
プロセッサ200は、システムコントローラ202及びタイミングコントローラ204を備えている。システムコントローラ202は、メモリ212に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム1全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ202は、操作パネル214に接続されている。システムコントローラ202は、操作パネル214より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム1の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。タイミングコントローラ204は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム1内の各回路に出力する。
また、一実施形態によれば、固体撮像素子108の露光の開始と終了のタイミングの、受光位置におけるずれの最小時間、例えば隣り合うライン間のずれ時間は、ノイズ蓄積電荷をリセットするためのリセット時間に等しい、ことが好ましい。これにより、限られた照射期間の間で、露光時間T2を長くすることができる。
また、図5に示すように、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)は、光強度が一定になる前に、照射開始から時間とともに光強度が徐々に増大する遷移期間を有する。この場合、特殊光L2の照射時間内で最初に行う電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセット(電荷の吐き捨て処理)の期間は、遷移期間内にある、ことが好ましい。これにより、限られた照射期間の間で、露光時間T2を長くすることができる。
通常光L1と特殊光L2は、図8(a),(b)に示すような光強度分布を有するとし、図8(c)に示すように、固体撮像素子108の量子効率QEの特性を有するとする。なお、量子効率QEは、光電面(受光面)へ入射したフォトンが電子に変換される効率をいい、例えば、固体撮像素子108の光電面(受光面)自体の光電変換の波長特性や、光電面(受光面)前面に設けた色フィルタ(例えば原色系フィルタ)の透過率特性に大きく依存する。したがって、図8(d)、(e)に示すように、図8(a),(b)に示す光強度分布と固体撮像素子108の量子効率の分布の積を各波長帯域の範囲で積分した結果の量を算出量K1,K2として定め、この算出量K1,K2を、光量R1、R2に換えて用いることが好ましい。すなわち、算出量K1,K2は、通常光L1、特殊光L2の波長帯域におけ光強度分布と通常光L1、特殊光L2の波長帯域における固体撮像素子108の量子効率の分布の積をそれぞれの波長帯域の範囲で積分することにより得られた量である。
なお、量子効率QEの特性の情報は、固体撮像素子108の情報として、電子スコープ100の固有情報に含まれメモリ112に記憶されている。プロセッサ200に電子スコープ100が接続された時、ドライバ信号処理回路110から読み出されて取得され、システムコントローラ110に出力される。
この場合、露光時間T1,T2は、T1×K1=T2×K2を満足するように制御する、ことが好ましい。さらに、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)の照射を受けた被写体の画像信号に施すゲイン(増幅率)をそれぞれG1,G2としたとき、露光時間T1,T2は、T1×K1×G1=T2×K2×2を満足するように制御する、ことも好ましい。一実施形態によれば、露光時間T1を露光時間T2から設定することが好ましい。
この場合、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)の照射を受けた被写体の画像信号に施すゲイン(増幅率)をそれぞれG3,G4と定義し、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2が照射されている時の固体撮像素子108の露光時間をそれぞれT3、T4と定義した場合、G3×T3×K1=G4×T4×K2に基づいて、増幅率G3、G4を制御することが好ましい。一実施形態によれば、既知の増幅率G3から増幅率G4を設定することが好ましい。
一実施形態によれば、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)の照射を受けた被写体の画像信号に施す増幅率をそれぞれG3,G4と定義し、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)が照射されている時の固体撮像素子108の露光時間をそれぞれT3、T4と定義した場合、G3×T3×K1=G4×T4×K2に基づいて、増幅率G3,G4を制御することが好ましい。一実施形態によれば、既知の増幅率G3から増幅率G4を設定することが好ましい。
平均量子効率AQE1,AQE2は、一実施形態によれば、AQE1=K1/R1,AQE2=K2/R2として予め求めておくことが好ましい。プロセッサ200が出射する照明光L(通常光,特殊光)の種類は予めわかっているので、その照明光Lの光強度分布は取得できる情報である。また、量子効率QEの特性(図8(c)に示す特性)も、プロセッサ200に接続された電子スコープ100の固有情報に含まれる個体撮像素子108の情報から取得できる情報である。したがって、これらの取得した情報から求めた算出量K1,K2とR1,R2を用いて算出した平均量子効率AQE1,AQE2を取得して、露光時間や後述するゲイン(増幅率)の調整の際に用いることができる。このような平均量子効率AQE1,AQE2はシステムコントローラ202等により演算をすることなく、取得することができる。例えば、照明光Lの種類と電子スコープ100の固有情報に含めた量子効率QEの情報の組み合わせと、平均量子効率とを対応付けた対応付け情報をメモリ212に予め記憶しておき、電子スコープ100がプロセッサ200に接続された時、対応付け情報を参照することにより、平均量子効率の値を設定することができる。
また、一実施形態によれば、通常光L1(第1の照明光)及び特殊光L2(第2の照明光)の照射を受けた被写体の画像信号に施すゲイン(増幅率)をそれぞれG1,G2としたとき、露光時間T1,T2は、T1×R1×AQE1×G1=T2×R2×AQE2×G2を満たすように調整する、ことが好ましい。
このような平均量子効率の情報は、固体撮像素子108の情報として、予め設定された通常光L1や特殊光L2の波長帯域毎に定められており、この情報が電子スコープ100の固有情報に含まれてメモリ112に記憶されている。プロセッサ200に電子スコープ100が接続された時、ドライバ信号処理回路110から読み出されて取得され、システムコントローラ110に出力される。
例えば、被写体に通常光L1(第1の照明光)が照射されている時の固体撮像素子108の露光時間T1と被写体に特殊光L2(第2の照明光)が照射されている時の固体撮像素子108の露光時間T2は、T1×K1=T2×K2を満足するように、露光時間T1,T2が設定されていることが好ましい。
100 電子スコープ
102 LCB
104 配光レンズ
106 対物レンズ
108 固体撮像素子
110 ドライバ信号処理回路
112 メモリ
200 プロセッサ
202 システムコントローラ
204 タイミングコントローラ
206 ランプ電源イグナイタ
208 ランプ
210 集光レンズ
212 メモリ
214 操作パネル
220 前段信号処理回路
230 後段信号処理回路
260 回転フィルタ部
261 回転式ターレット
F1 通常光用光学フィルタ
F2 特殊光用光学フィルタ
F2A 特殊光用光学フィルタ
F2B 特殊光用光学フィルタ
F0 フレーム
262 DCモータ
263 ドライバ
264 フォトインタラプタ
1260 回転フィルタ部
1261 回転式ターレット
F1p 通常光用光学フィルタ
F2p 特殊光用光学フィルタ
P0 遮光板
Claims (12)
- CMOS型のイメージセンサである撮像素子を用いて撮影された被写体の画像信号を処理する電子内視鏡用プロセッサであって、
被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量が異なる第2の照明光と、の間で切り替える照明光切替手段と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、を備え、
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、該第1の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R1及び該第2の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くし、
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まず、
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める、
電子内視鏡用プロセッサ。 - 前記撮像素子が前記第2の照明光の照射時間内で最初に行う前記電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセットは、前記遷移期間内に行う、請求項1に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
- 前記第2の照明光の照射時間内で最後に行う前記電荷の読み出しは、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が終了するときに終了する、請求項1または2に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
- 前記撮像素子が前記第2の照明光の照射時間内で最初に行う前記電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセットは、前記第2の照明光の光強度が一定になる前に開始して前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が開始する時に終了し、前記第2の照明光の照射時間内で最後に行う前記電荷の読み出しは、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が終了する時に終了するように、前記撮像素子制御手段は、前記露光時間T2を定める、請求項1または2に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
- 被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、の間で切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力するように構成された、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、
を備え、
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、該第1の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R1及び該第2の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くし、
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まず、
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める、
電子内視鏡システム。 - 被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、の間で切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力する、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御する撮像素子制御手段と、を備え、
前記撮像素子制御手段は、
前記被写体に前記第1の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T1と該被写体に前記第2の照明光が照射されている時の該撮像素子の露光時間T2を、前記第1の照明光の第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2の照明光の第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2に基づいて制御することにより、前記露光時間T1を前記露光時間T2に比べて短くし、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まず、
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T2を定め、定めた前記露光時間T2に基づいて前記露光時間T2に比べて短い前記露光時間T1を定める、
電子内視鏡システム。 - 被写体に照射する照明光を、第1の照明光と、該第1の照明光とは単位時間当たりの光束の時間積分量の異なる第2の照明光と、の間で切り替える照明光切替手段と、
前記被写体からの光を受光し、受光した光に応じた画像信号を出力するように構成された、CMOS型のイメージセンサである撮像素子と、
前記撮像素子の露光時間及び電荷の読出しタイミングを制御し、前記撮像素子が前記第1の照明光で照射された前記被写体を露光時間T3で撮像し、前記第2の照明光で照射された前記被写体を露光時間T4で撮像するように前記撮像素子を制御する撮像素子制御手段と、
前記撮像素子から出力された前記画像信号に対して増幅処理を施す増幅手段と、
前記増幅処理の増幅率を制御する制御手段と、を備え、
前記第1の照明光の第1波長帯域は、前記第2の照明光の第2波長帯域とお互いに異なり、
前記制御手段は、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光のいずれか一方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す増幅率を、他方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す増幅率と、前記第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2と、前記露光時間T3,T4と、に基づいて制御し、前記露光時間T3は前記露光時間T4に比べて短く、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記撮像素子は、前記撮像素子の受光面上の受光位置における露光の開始と終了のタイミングをずらしながら、前記受光位置における前記電荷を読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行い、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光は、前記第1の照明光と前記第2の照明光との間で照明光を切り替える際に、前記切り替え後の照明光の光強度が一定になる前に、前記切り替え前の照明光の光強度が低下し、前記切り替え後の照明光の光強度が照射開始から時間とともに増加する遷移期間を有して前記被写体を照明し、前記第1の照明光及び前記第2の照明光それぞれが照明する時の、前記撮像素子による前記ローリングシャッタ方式における露光期間は、前記遷移期間を含まず、
前記撮像素子制御手段は、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間内に、前記撮像素子の前記受光位置のすべてにおける前記ローリングシャッタ方式の前記露光の開始と前記露光の終了が行われるように、前記露光時間T4を定め、定めた前記露光時間T4に基づいて前記露光時間T4に比べて短い前記露光時間T3を定める、
電子内視鏡システム。 - 前記撮像素子が前記第2の照明光の照射時間内で最初に行う前記電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセットは、前記遷移期間内に行われる、請求項5〜7のいずれか1項に記載の電子内視鏡システム。
- 前記第2の照明光の照射時間内で最後に行う前記電荷の読み出しは、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が終了するときに終了する、請求項5〜8のいずれか1項に記載の電子内視鏡システム。
- 前記撮像素子が前記第2の照明光の照射時間内で最初に行う前記電荷の読み出しの前に行うノイズ蓄積電荷のリセットは、前記第2の照明光の光強度が一定になる前に開始して前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が開始する時に終了し、前記第2の照明光の照射時間内で最後に行う前記電荷の読み出しは、前記第2の照明光の光強度が一定を維持する期間が終了する時に終了するように、前記撮像素子制御手段は、前記露光時間T2を定める、請求項5〜8のいずれか1項に記載の電子内視鏡システム。
- 前記照明光切替手段と前記撮像素子制御手段を有する電子内視鏡用プロセッサと、
前記撮像素子を有し、前記電子内視鏡用プロセッサに対して着脱可能に接続されるように構成された電子スコープと、を備え、
前記電子内視鏡用プロセッサあるいは前記電子スコープは、前記撮像素子から出力された前記画像信号に対して増幅処理を施す増幅手段と、前記増幅処理の増幅率を制御する制御手段と、を備え、
前記第1の照明光の第1波長帯域は、前記第2の照明光の第2波長帯域とお互いに異なり、
前記制御手段は、
前記第1の照明光及び前記第2の照明光のいずれか一方の照射を受けた前記被写体の前記画像信号に施す前記増幅率を、前記第1波長帯域における前記第1の照明光に関する算出量K1及び前記第2波長帯域における前記第2の照明光に関する算出量K2と、前記露光時間T1,T2とに基づいて制御し、
前記算出量K1は、前記第1波長帯域における前記第1の照明光の光強度分布と前記第1波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第1波長帯域の範囲で積分することにより得られた量であり、
前記算出量K2は、前記第2波長帯域における前記第2の照明光の光強度分布と前記第2波長帯域における前記撮像素子の量子効率の分布の積を前記第2波長帯域の範囲で積分することにより得られた量である、
請求項5に記載の電子内視鏡システム。 - 前記照明光切替手段は、
前記被写体に照射する照明光を、前記第1の照明光、前記第2の照明光、単位時間当たりの光束の時間積分量が該第1の照明光又は該第2の照明光とは異なる第3の照明光の間で順次切り替え、
前記撮像素子制御手段は、
前記露光時間T1、前記露光時間T2及び前記被写体に前記第3の照明光が照射されている時の前記撮像素子の露光時間T3を、前記時間積分量R1、前記時間積分量R2及び該第3の照明光の単位時間当たりの光束の時間積分量R3に基づいて制御する、
請求項5に記載の電子内視鏡システム。
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