JP2022036326A - Endoscope system - Google Patents

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Abstract

To provide an endoscope system capable of improving quality of an image acquired when executing observation using light dimmed by an optical filter disposed on an optical path from a light source to an image pick-up device.SOLUTION: An endoscope system includes: a light emitting part having first and second light emitting elements; an image pick-up device capable of reducing an exposure period for imaging return light generated when a subject is irradiated with the light emitted from the light emitting part according to an operation period of an electronic shutter; an optical filter disposed on an optical path from the light emitting part to the image pick-up device; and a light modulation part for adjusting an exposure period when first return light is imaged by changing a continuous light emitting period of the first light emitting element, and adjusting an exposure period when second return light is imaged by changing a continuous light emitting period of the second light emitting element in a period that does not overlap with the operation period of the electronic shutter when the first and second light emitting elements are caused to emit light in a time-division manner.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に、生体内に存在する被写体の観察に用いられる内視鏡システムに関するものである。 The present invention relates to an endoscope system, and more particularly to an endoscope system used for observing a subject existing in a living body.

医療分野の内視鏡観察においては、生体内に存在する生体組織等の被写体を照明するための照明光を発生する光源として、LED等のような発光素子が用いられる場合がある。 In endoscopic observation in the medical field, a light emitting element such as an LED may be used as a light source for generating illumination light for illuminating a subject such as a living tissue existing in the living body.

具体的には、例えば、特許文献1には、CCD及び複数色のLEDを有する内視鏡システムにおいて、当該複数色のLEDを順次発光させる際の発光期間と、当該CCDの素子シャッタを開閉するタイミングと、を併用して調光を行う観点が開示されている。 Specifically, for example, in Patent Document 1, in an endoscope system having a CCD and LEDs of a plurality of colors, a light emission period when the LEDs of the plurality of colors are sequentially emitted and an element shutter of the CCD are opened and closed. The viewpoint of performing dimming in combination with timing is disclosed.

ところで、例えば、被検体内の被写体を観察する際の用途に応じた帯域制限を行う光学フィルタが光源から撮像素子に至る光路上に配置されている場合においては、当該光学フィルタの分光透過特性を勘案しつつ、当該撮像素子により受光される複数色の光の光量のバランスを調整するような動作が行われることが望ましい。 By the way, for example, when an optical filter that limits the band according to the purpose of observing the subject in the subject is arranged on the optical path from the light source to the image sensor, the spectral transmission characteristics of the optical filter can be determined. Taking this into consideration, it is desirable that an operation such as adjusting the balance of the amount of light of a plurality of colors received by the image sensor is performed.

しかし、特許文献1には、前述の光学フィルタの分光透過特性を勘案しつつ、複数色のLEDを順次発光させる際の発光期間と、CCDの素子シャッタを開閉するタイミングと、をそれぞれ設定するための方法について開示等されていない。 However, in Patent Document 1, in consideration of the spectral transmittance characteristics of the above-mentioned optical filter, the light emission period when the LEDs of a plurality of colors are sequentially emitted and the timing for opening and closing the element shutter of the CCD are set respectively. The method of is not disclosed.

そのため、特許文献1に開示された構成によれば、例えば、前述の光学フィルタにより減光される光を発生する所定の色のLEDを発光させる期間と、当該所定の色のLED以外のLEDを発光させる期間と、CCDの素子シャッタを開閉するタイミングと、を適切に設定していないことに起因し、当該CCDにより受光される複数色の光の光量のバランスが崩れてしまうおそれがある、という問題点が生じている。 Therefore, according to the configuration disclosed in Patent Document 1, for example, a period for emitting a predetermined color LED that generates light dimmed by the above-mentioned optical filter and an LED other than the predetermined color LED are used. It is said that the balance of the amount of light of multiple colors received by the CCD may be lost due to improper setting of the period for emitting light and the timing for opening and closing the element shutter of the CCD. There is a problem.

すなわち、特許文献1に開示された構成によれば、光源から撮像素子に至る光路上に配置された光学フィルタにより減光される光を用いて観察を行う際に取得される画像の画質が低下してしまう場合がある、という前述の問題点に応じた課題が生じている。 That is, according to the configuration disclosed in Patent Document 1, the image quality of the image acquired when observing using the light dimmed by the optical filter arranged on the optical path from the light source to the image sensor is deteriorated. There is a problem corresponding to the above-mentioned problem that the problem may occur.

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、光源から撮像素子に至る光路上に配置された光学フィルタにより減光される光を用いて観察を行う際に取得される画像の画質を向上させることが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the image quality of an image obtained when observing using light dimmed by an optical filter arranged on an optical path from a light source to an image sensor. It is an object of the present invention to provide an endoscopic system capable of improving.

本発明の一態様の内視鏡システムは、第1の波長領域の光を発生する第1の発光素子と、前記第1の波長領域とは異なる第2の波長領域の光を発生する第2の発光素子と、を含む複数の発光素子を有して構成された発光部と、前記発光部から発せられた光が被写体に照射された際に生じる戻り光を撮像するとともに、前記戻り光を撮像する際の露光期間を電子シャッタの動作期間に応じて低減させることができるように構成された撮像素子と、前記発光部から前記撮像素子に至る光路上に配置され、前記第1の波長領域の光の一部を遮断するとともに前記第2の波長領域の光を透過させるような分光透過特性を有して構成された光学フィルタと、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を時分割で発光させるための制御が行われている場合に、前記電子シャッタを動作させないようにしつつ前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、前記撮像素子が前記被写体に対する前記第1の波長領域の光の照射に応じて生じる第1の戻り光を撮像する際の露光期間を調整するとともに、前記電子シャッタを動作させつつ前記電子シャッタの動作期間に重複しない期間において前記第2の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、前記撮像素子が前記被写体に対する前記第2の波長領域の光の照射に応じて生じる第2の戻り光を撮像する際の露光期間を調整する調光制御部と、を有する。 The endoscope system of one aspect of the present invention has a first light emitting element that generates light in a first wavelength region and a second light emitting element that generates light in a second wavelength region different from the first wavelength region. A light emitting unit composed of a light emitting element including the above light emitting element, and a return light generated when the light emitted from the light emitting unit irradiates the subject, and the return light is captured. An image pickup element configured to be able to reduce the exposure period at the time of image pickup according to the operation period of the electronic shutter, and an image pickup element arranged on an optical path from the light emitting unit to the image pickup element, the first wavelength region. An optical filter configured to have spectral transmission characteristics such as blocking a part of the light of the above and transmitting light in the second wavelength region, and the first light emitting element and the second light emitting element. When the control for emitting light in time division is performed, the image pickup element is the subject by controlling the continuous light emission period of the first light emitting element while preventing the electronic shutter from operating. The exposure period for imaging the first return light generated in response to the irradiation of the light in the first wavelength region with respect to the light is adjusted, and in a period that does not overlap with the operation period of the electronic shutter while operating the electronic shutter. By controlling the continuous light emission period of the second light emitting element, the image pickup element captures the second return light generated in response to the irradiation of the subject with light in the second wavelength region. It has a dimming control unit that adjusts the exposure period.

本発明における内視鏡システムによれば、所定の観察用の光学フィルタにより減光される光を用いて当該所定の観察とは異なる観察を行う際に取得される画像の画質を向上させることができる。 According to the endoscope system of the present invention, it is possible to improve the image quality of an image acquired when performing an observation different from the predetermined observation by using the light dimmed by the optical filter for the predetermined observation. can.

第1の実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the main part of the endoscope system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る内視鏡に設けられた光学フィルタの分光透過特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the spectroscopic transmission characteristic of the optical filter provided in the endoscope which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る光源装置に設けられた各LEDから発せられる光の波長領域の一例を示す図。The figure which shows an example of the wavelength region of the light emitted from each LED provided in the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャート。A timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の図4とは異なる例を説明するためのタイミングチャート。A timing chart for explaining an example different from FIG. 4 of the dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the main part of the endoscope system which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る光源装置に設けられた各LEDから発せられる光の波長領域の一例を示す図。The figure which shows an example of the wavelength region of the light emitted from each LED provided in the light source apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る光源装置に設けられた光学フィルタの分光透過特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the spectroscopic transmission characteristic of the optical filter provided in the light source apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャート。A timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが深部血管観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャート。A timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the deep blood vessel observation mode in the endoscope system according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態) (First Embodiment)

図1から図5は、本発明の第1の実施形態に係るものである。 1 to 5 relate to the first embodiment of the present invention.

内視鏡システム1は、図1に示すように、被検体内に挿入可能であるとともに、当該被検体内に存在する生体組織等の被写体を撮像して得られた画像データを出力するように構成された内視鏡2と、内視鏡2の内部に挿通配置されたライトガイド7を介して当該被写体の観察に用いられる照明光を供給するように構成された光源装置3と、内視鏡2から出力される画像データに応じた観察画像等を生成して出力するように構成されたプロセッサ4と、プロセッサ4から出力される観察画像を画面上に表示するように構成された表示装置5と、を有している。図1は、第1の実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。 As shown in FIG. 1, the endoscope system 1 can be inserted into a subject and outputs image data obtained by imaging a subject such as a living tissue existing in the subject. An endoscope 2 configured, a light source device 3 configured to supply illumination light used for observing the subject via a light guide 7 inserted through the endoscope 2, and an endoscope, and an endoscope. A processor 4 configured to generate and output an observation image or the like corresponding to the image data output from the mirror 2, and a display device configured to display the observation image output from the processor 4 on the screen. It has 5 and. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an endoscope system according to a first embodiment.

内視鏡2は、被検体内に挿入可能な細長形状に形成された挿入部2aと、挿入部2aの基端側に設けられた操作部2bと、を有している。また、内視鏡2は、例えば、撮像部21(後述)から出力される画像データ等の伝送に用いられる信号線が内蔵されたユニバーサルケーブル(不図示)を介し、プロセッサ4に着脱可能に接続されるように構成されている。また、内視鏡2は、ライトガイド7の少なくとも一部が内蔵されたライトガイドケーブル(不図示)を介し、光源装置3に着脱可能に接続されるように構成されている。 The endoscope 2 has an insertion portion 2a formed in an elongated shape that can be inserted into a subject, and an operation portion 2b provided on the proximal end side of the insertion portion 2a. Further, the endoscope 2 is detachably connected to the processor 4 via, for example, a universal cable (not shown) containing a signal line used for transmitting image data or the like output from the image pickup unit 21 (described later). It is configured to be. Further, the endoscope 2 is configured to be detachably connected to the light source device 3 via a light guide cable (not shown) in which at least a part of the light guide 7 is built.

挿入部2aの先端部2cには、被検体内の生体組織等の被写体を撮像するための撮像部21と、ライトガイド7の出射端部と、ライトガイド7により伝送された照明光を被写体へ照射する照明光学系22と、が設けられている。 At the tip portion 2c of the insertion portion 2a, an imaging unit 21 for imaging a subject such as a living tissue in a subject, an emission end portion of the light guide 7, and an illumination light transmitted by the light guide 7 are sent to the subject. An illumination optical system 22 for irradiating is provided.

撮像部21は、照明光学系22を経た光が照射された被写体を撮像して画像データを生成するとともに、当該生成した画像データをプロセッサ4へ出力するように構成されている。すなわち、撮像部21は、照明光学系22を経た光が照射された被写体を撮像して画像を得るように構成されている。また、撮像部21は、対物光学系21aと、光学フィルタ21bと、撮像素子21cと、アナログフロントエンド(以降、AFEと略記する)21dと、を有して構成されている。 The image pickup unit 21 is configured to image a subject irradiated with light that has passed through the illumination optical system 22 to generate image data, and to output the generated image data to the processor 4. That is, the image pickup unit 21 is configured to take an image of a subject irradiated with light that has passed through the illumination optical system 22 to obtain an image. Further, the image pickup unit 21 includes an objective optical system 21a, an optical filter 21b, an image pickup element 21c, and an analog front end (hereinafter abbreviated as AFE) 21d.

対物光学系21aは、例えば、レンズ等の光学素子を有し、照明光学系22を経た光が照射された被写体から発せられる戻り光を結像するように構成されている。 The objective optical system 21a has, for example, an optical element such as a lens, and is configured to form a return light emitted from a subject irradiated with light that has passed through the illumination optical system 22.

光学フィルタ21bは、対物光学系21aから撮像素子21cに至る光路上に配置されている。また、光学フィルタ21bは、例えば、図2に示すような分光透過特性を有して構成されている。具体的には、光学フィルタ21bは、470nm以上かつ680nm以下の波長領域に属する光を透過させるとともに、当該波長領域に属しない光を遮断するような分光透過特性を有して構成されている。図2は、第1の実施形態に係る内視鏡に設けられた光学フィルタの分光透過特性の一例を示す図である。 The optical filter 21b is arranged on the optical path from the objective optical system 21a to the image pickup device 21c. Further, the optical filter 21b is configured to have spectroscopic transmission characteristics as shown in FIG. 2, for example. Specifically, the optical filter 21b is configured to have a spectral transmission characteristic that allows light belonging to a wavelength region of 470 nm or more and 680 nm or less to be transmitted and blocks light not belonging to the wavelength region. FIG. 2 is a diagram showing an example of spectral transmission characteristics of an optical filter provided in the endoscope according to the first embodiment.

撮像素子21cは、例えば、モノクロCCD等のイメージセンサを有して構成されている。また、撮像素子21cの撮像面には、光学フィルタ21bを通過した光を撮像するためにマトリクス状に配設された複数の画素が設けられている。また、撮像素子21cは、光学フィルタ21bを通過した光を撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力するように構成されている。また、撮像素子21cは、プロセッサ4から出力される制御信号に応じ、電子シャッタの動作状態の切り替え等の撮像動作を行うように構成されている。 The image pickup device 21c is configured to have an image sensor such as a monochrome CCD. Further, the image pickup surface of the image pickup device 21c is provided with a plurality of pixels arranged in a matrix for capturing light that has passed through the optical filter 21b. Further, the image pickup device 21c is configured to generate an image pickup signal by taking an image of the light passing through the optical filter 21b and output the generated image pickup signal to the AFE 21d. Further, the image pickup device 21c is configured to perform an image pickup operation such as switching the operation state of the electronic shutter according to the control signal output from the processor 4.

AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に対してノイズ低減処理及びA/D変換処理等の所定の信号処理を施すことにより画像データを生成し、当該生成した画像データをプロセッサ4へ出力するように構成されている。 The AFE21d generates image data by performing predetermined signal processing such as noise reduction processing and A / D conversion processing on the image pickup signal output from the image pickup element 21c, and outputs the generated image data to the processor 4. It is configured to do.

操作部2bは、ユーザが把持して操作することが可能な形状を具備して構成されている。 The operation unit 2b is configured to have a shape that can be grasped and operated by the user.

操作部2bの内部には、例えば、光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性等のような、内視鏡2に固有の情報を含む内視鏡情報が格納された不揮発性のメモリ24が設けられている。メモリ24に格納された内視鏡情報は、内視鏡2とプロセッサ4とが電気的に接続され、かつ、プロセッサ4の電源がオンされた際に、プロセッサ4の制御部44(後述)により読み出される。 Inside the operation unit 2b, a non-volatile memory 24 is provided in which endoscope information including information unique to the endoscope 2 such as the arrangement state of the optical filter 21b and the spectral transmittance characteristics is stored. Has been done. The endoscope information stored in the memory 24 is obtained by the control unit 44 (described later) of the processor 4 when the endoscope 2 and the processor 4 are electrically connected and the power of the processor 4 is turned on. Read out.

光源装置3は、発光部31と、合波器32と、集光レンズ33と、光源駆動部34と、を有して構成されている。 The light source device 3 includes a light emitting unit 31, a combiner 32, a condenser lens 33, and a light source driving unit 34.

発光部31は、青色LED31aと、緑色LED31bと、赤色LED31cと、を有して構成されている。すなわち、発光部31は、複数の発光素子を有して構成されている。 The light emitting unit 31 includes a blue LED 31a, a green LED 31b, and a red LED 31c. That is, the light emitting unit 31 is configured to have a plurality of light emitting elements.

青色LED31aは、青色域に強度を有するとともに、生体組織に含まれる所定の生体物質を励起して緑色の自家蛍光(以降、F光とも称する)を発生させることが可能な青色光(以降、B1光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、青色LED31aは、例えば、図3に示すような、380nm~480nmの波長領域に強度を有する光をB1光として発生するように構成されている。また、青色LED31aは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、青色LED31aは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、青色LED31aの発光光量は、例えば、B1光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。図3は、第1の実施形態に係る光源装置に設けられた各LEDから発せられる光の波長領域の一例を示す図である。 The blue LED 31a has intensity in the blue region and can generate green autofluorescence (hereinafter, also referred to as F light) by exciting a predetermined biological substance contained in the biological tissue (hereinafter, B1). It is configured to generate light). Specifically, the blue LED 31a is configured to generate light having an intensity in the wavelength region of 380 nm to 480 nm as B1 light, as shown in FIG. 3, for example. Further, the blue LED 31a is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the blue LED 31a is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED driving signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the blue LED 31a is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of B1 light. FIG. 3 is a diagram showing an example of a wavelength region of light emitted from each LED provided in the light source device according to the first embodiment.

緑色LED31bは、緑色域に強度を有する緑色光(以降、G1光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、緑色LED31bは、例えば、図3に示すような、480nm~580nmの波長領域に強度を有する光をG1光として発生するように構成されている。また、緑色LED31bは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、緑色LED31bは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、緑色LED31bの発光光量は、例えば、G1光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。また、本実施形態においては、B1光の照射に応じて発生するF光の全波長領域がG1光の波長領域に含まれる場合を例に挙げて説明を行う。 The green LED 31b is configured to generate green light (hereinafter referred to as G1 light) having intensity in the green region. Specifically, the green LED 31b is configured to generate, for example, light having an intensity in the wavelength region of 480 nm to 580 nm as G1 light as shown in FIG. Further, the green LED 31b is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the green LED 31b is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED driving signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the green LED 31b is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of G1 light. Further, in the present embodiment, the case where the entire wavelength region of the F light generated in response to the irradiation of the B1 light is included in the wavelength region of the G1 light will be described as an example.

赤色LED31cは、赤色域に強度を有する赤色光(以降、R1光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、赤色LED31cは、例えば、図3に示すような、580nm~680nmの波長領域に強度を有する光をR1光として発生するように構成されている。また、赤色LED31cは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、赤色LED31cは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、赤色LED31cの発光光量は、例えば、R1光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。 The red LED 31c is configured to generate red light (hereinafter referred to as R1 light) having intensity in the red region. Specifically, the red LED 31c is configured to generate light having an intensity in the wavelength region of 580 nm to 680 nm as R1 light, as shown in FIG. 3, for example. Further, the red LED 31c is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the red LED 31c is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED drive signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the red LED 31c is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of R1 light.

合波器32は、発光部31から発せられた各光を合波して集光レンズ33に入射させることができるように構成されている。 The combiner 32 is configured so that each light emitted from the light emitting unit 31 can be combined and incident on the condenser lens 33.

集光レンズ33は、合波器32を経て入射した光を集光してライトガイド7の入射端部へ出射するように構成されている。 The condenser lens 33 is configured to collect the light incident through the combiner 32 and emit it to the incident end portion of the light guide 7.

光源駆動部34は、例えば、ドライブ回路等を具備して構成されている。また、光源駆動部34は、プロセッサ4から出力される制御信号に応じ、発光部31の各LEDを個別に駆動させるためのパルス状の駆動信号であるLED駆動信号を生成するとともに、当該生成したLED駆動信号を発光部31へ供給するように構成されている。 The light source driving unit 34 is configured to include, for example, a drive circuit or the like. Further, the light source drive unit 34 generates an LED drive signal, which is a pulse-shaped drive signal for individually driving each LED of the light emitting unit 31, according to the control signal output from the processor 4, and also generates the LED drive signal. It is configured to supply the LED drive signal to the light emitting unit 31.

プロセッサ4は、画像処理部41と、観察画像生成部42と、入力I/F(インターフェース)43と、制御部44と、を有して構成されている。 The processor 4 includes an image processing unit 41, an observation image generation unit 42, an input I / F (interface) 43, and a control unit 44.

画像処理部41は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、画像処理部41は、制御部44から出力される制御信号に応じ、内視鏡2から出力される画像データに対して所定の画像処理を施すとともに、当該所定の画像処理を施した画像データを観察画像生成部42及び制御部44へ出力するように構成されている。 The image processing unit 41 is configured to include, for example, an image processing circuit or the like. Further, the image processing unit 41 performs predetermined image processing on the image data output from the endoscope 2 in response to the control signal output from the control unit 44, and also performs the predetermined image processing on the image. The data is configured to be output to the observation image generation unit 42 and the control unit 44.

観察画像生成部42は、例えば、画像生成回路等を具備して構成されている。また、観察画像生成部42は、制御部44から出力される制御信号に応じ、画像処理部41を経て出力される画像データを用いて観察画像を生成するとともに、当該生成した観察画像を表示装置5へ出力するように構成されている。 The observation image generation unit 42 is configured to include, for example, an image generation circuit or the like. Further, the observation image generation unit 42 generates an observation image using the image data output via the image processing unit 41 in response to the control signal output from the control unit 44, and displays the generated observation image. It is configured to output to 5.

入力I/F43には、ユーザの入力操作に応じた指示を制御部44に対して行うことが可能な1つ以上のスイッチが設けられている。具体的には、入力I/F43には、例えば、ユーザの操作に応じ、内視鏡システム1の観察モードを白色光観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかに設定する(切り替える)ための指示を行うことが可能な観察モード切替スイッチ(不図示)が設けられている。 The input I / F 43 is provided with one or more switches capable of giving an instruction according to a user's input operation to the control unit 44. Specifically, the input I / F43 is instructed to set (switch), for example, the observation mode of the endoscope system 1 to either the white light observation mode or the fluorescence observation mode according to the operation of the user. An observation mode changeover switch (not shown) that can be performed is provided.

制御部44は、例えば、制御回路等を具備して構成されている。また、制御部44は、入力I/F43からの指示に応じた動作を行わせるための制御信号を生成して出力するように構成されている。また、制御部44は、明るさ検出部44aと、調光制御部44bと、を有して構成されている。 The control unit 44 is configured to include, for example, a control circuit or the like. Further, the control unit 44 is configured to generate and output a control signal for performing an operation according to an instruction from the input I / F 43. Further, the control unit 44 includes a brightness detection unit 44a and a dimming control unit 44b.

明るさ検出部44aは、画像処理部41を経て出力される画像データの明るさを検出するための処理を行うように構成されている。具体的には、明るさ検出部44aは、例えば、画像処理部41を経て出力される画像データに含まれる各画素の輝度値の平均値を当該画像データの明るさ検出値として取得する処理を行うように構成されている。 The brightness detection unit 44a is configured to perform processing for detecting the brightness of the image data output via the image processing unit 41. Specifically, the brightness detection unit 44a performs a process of acquiring, for example, the average value of the brightness values of each pixel included in the image data output via the image processing unit 41 as the brightness detection value of the image data. It is configured to do.

調光制御部44bは、明るさ検出部44aの検出結果として得られた明るさ検出値に基づき、内視鏡システム1の観察モードに応じた調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力するように構成されている。 The dimming control unit 44b generates and captures a control signal for performing dimming according to the observation mode of the endoscope system 1 based on the brightness detection value obtained as the detection result of the brightness detection unit 44a. It is configured to output to the element 21c and the light source driving unit 34.

なお、本実施形態においては、プロセッサ4の各部が、個々の電子回路として構成されていてもよく、または、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路における回路ブロックとして構成されていてもよい。また、本実施形態においては、例えば、プロセッサ4が1つ以上のCPUを具備して構成されていてもよい。また、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、例えば、図示しないコンピュータが、プロセッサ4の各部の機能を実行させるためのプログラムをメモリ等の記憶媒体から読み込むとともに、当該読み込んだプログラムに応じた動作を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, each part of the processor 4 may be configured as an individual electronic circuit, or may be configured as a circuit block in an integrated circuit such as FPGA (Field Programmable Gate Array). Further, in the present embodiment, for example, the processor 4 may be configured to include one or more CPUs. Further, by appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, for example, a computer (not shown) reads a program for executing the function of each part of the processor 4 from a storage medium such as a memory, and responds to the read program. You may try to perform the same operation.

表示装置5は、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)等を具備し、プロセッサ4から出力される観察画像等を表示することができるように構成されている。 The display device 5 is provided with, for example, an LCD (liquid crystal display) or the like, and is configured to be able to display an observation image or the like output from the processor 4.

以上に述べた構成によれば、撮像素子21cは、発光部31から発せられた光が被写体に照射された際に生じる戻り光を撮像するとともに、当該戻り光を撮像する際の露光期間を電子シャッタの動作期間に応じて低減させることができるように構成されている。また、以上に述べた構成によれば、光学フィルタ21bは、発光部31から撮像素子21cに至る光路上に配置され、B1光の一部を遮断するとともにG1光及びR1光を透過させるような分光透過特性を有して構成されている。 According to the configuration described above, the image sensor 21c captures the return light generated when the light emitted from the light emitting unit 31 irradiates the subject, and sets the exposure period for capturing the return light as an electron. It is configured so that it can be reduced according to the operating period of the shutter. Further, according to the configuration described above, the optical filter 21b is arranged on the optical path from the light emitting unit 31 to the image pickup device 21c so as to block a part of the B1 light and transmit the G1 light and the R1 light. It is configured to have spectral transmission characteristics.

続いて、本実施形態に係る内視鏡システム1の動作の具体例について、以下に説明する。 Subsequently, a specific example of the operation of the endoscope system 1 according to the present embodiment will be described below.

術者等のユーザは、例えば、内視鏡システム1の各部を接続して電源を投入した後、入力I/F43の観察モード切替スイッチを操作することにより、内視鏡システム1の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。 A user such as an operator can change the observation mode of the endoscope system 1 by, for example, connecting each part of the endoscope system 1 and turning on the power, and then operating the observation mode changeover switch of the input I / F43. Instruct to set the white light observation mode.

制御部44は、プロセッサ4の電源が投入された際に、メモリ24に格納されている内視鏡情報を読み出す。 The control unit 44 reads out the endoscope information stored in the memory 24 when the power of the processor 4 is turned on.

制御部44は、内視鏡システム1の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、B1光、G1光及びR1光を光源装置3から時分割で出射させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。また、制御部44は、内視鏡システム1の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、内視鏡2から出力される画像データに応じた白色光観察画像を表示装置5に表示させるための制御信号を生成して画像処理部41及び観察画像生成部42へ出力する。 When the control unit 44 detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 1 to the white light observation mode has been given, the control unit 44 time-divides the B1 light, the G1 light, and the R1 light from the light source device 3. A control signal for emitting light is generated and output to the light source driving unit 34. Further, the control unit 44 responds to the image data output from the endoscope 2 when it detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 1 to the white light observation mode has been given. A control signal for displaying the white light observation image on the display device 5 is generated and output to the image processing unit 41 and the observation image generation unit 42.

光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号に応じ、白色光観察モードにおいて、青色LED31aと、緑色LED31bと、赤色LED31cと、を時分割に発光させるためのLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号を発光部31へ出力する。 The light source drive unit 34 generates an LED drive signal for causing the blue LED 31a, the green LED 31b, and the red LED 31c to emit light in a time-divided manner in the white light observation mode in response to the control signal output from the control unit 44. , The generated LED drive signal is output to the light emitting unit 31.

以上に述べたような動作によれば、白色光観察モードにおいて、B1光、G1光及びR1光が照明光として光源装置3(発光部31)から順次発せられ、当該照明光が照明光学系22を経て被写体に照射される。また、以上に述べたような動作によれば、白色光観察モードにおいて、被写体に対する照明光の照射に伴い、当該被写体においてB1光が反射することにより生じた反射光に相当するBM1光と、当該被写体においてG1光が反射することにより生じた反射光に相当するGM1光と、当該被写体においてR1光が反射することにより生じた反射光に相当するRM1光と、が戻り光として対物光学系21aに順次入射される。 According to the operation as described above, in the white light observation mode, B1 light, G1 light and R1 light are sequentially emitted from the light source device 3 (light emitting unit 31) as illumination light, and the illumination light is emitted from the illumination optical system 22. The subject is irradiated through. Further, according to the operation as described above, in the white light observation mode, the BM1 light corresponding to the reflected light generated by the reflection of the B1 light on the subject as the subject is irradiated with the illumination light, and the BM1 light. The GM1 light corresponding to the reflected light generated by the reflection of the G1 light on the subject and the RM1 light corresponding to the reflected light generated by the reflection of the R1 light on the subject are returned to the objective optical system 21a. It is incidentally incident.

撮像部21は、白色光観察モードにおいて、光学フィルタ21bを通過したBM1光を撮像して得られた画像データBW1を画像処理部41へ出力する。また、撮像部21は、白色光観察モードにおいて、光学フィルタ21bを通過したGM1光を撮像して得られた画像データGW1を画像処理部41へ出力する。また、撮像部21は、白色光観察モードにおいて、光学フィルタ21bを通過したRM1光を撮像して得られた画像データRW1を画像処理部41へ出力する。 The image pickup unit 21 outputs the image data BW1 obtained by imaging the BM1 light that has passed through the optical filter 21b to the image processing unit 41 in the white light observation mode. Further, the image pickup unit 21 outputs the image data GW1 obtained by imaging the GM1 light that has passed through the optical filter 21b to the image processing unit 41 in the white light observation mode. Further, the image pickup unit 21 outputs the image data RW1 obtained by imaging the RM1 light that has passed through the optical filter 21b to the image processing unit 41 in the white light observation mode.

画像処理部41は、制御部44から出力される制御信号に応じ、内視鏡2から出力される画像データBW1、GW1及びRW1に対して所定の画像処理を施すとともに、当該所定の画像処理を施した各画像データを観察画像生成部42及び制御部44へ出力する。 The image processing unit 41 performs predetermined image processing on the image data BW1, GW1 and RW1 output from the endoscope 2 in response to the control signal output from the control unit 44, and performs the predetermined image processing. Each applied image data is output to the observation image generation unit 42 and the control unit 44.

観察画像生成部42は、制御部44から出力される制御信号に応じ、例えば、画像処理部41を経て出力される画像データBW1を表示装置5のB(青色)チャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データGW1を表示装置5のG(緑色)チャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データRW1を表示装置5のR(赤色)チャンネルに割り当てることにより白色光観察画像WG1を生成する。そして、観察画像生成部42は、前述のように生成した白色光観察画像WG1を表示装置5へ出力する。 The observation image generation unit 42 assigns, for example, the image data BW1 output via the image processing unit 41 to the B (blue) channel of the display device 5 in response to the control signal output from the control unit 44, and the image processing unit 41. The image data GW1 output via the above is assigned to the G (green) channel of the display device 5, and the image data RW1 output via the image processing unit 41 is assigned to the R (red) channel of the display device 5 to observe white light. Generate image WG1. Then, the observation image generation unit 42 outputs the white light observation image WG1 generated as described above to the display device 5.

明るさ検出部44aは、画像処理部41を経て出力される画像データBW1の明るさ検出値BLAと、画像処理部41を経て出力される画像データGW1の明るさ検出値GLAと、画像処理部41を経て出力される画像データRW1の明るさ検出値RLAと、をそれぞれ取得する。 The brightness detection unit 44a includes a brightness detection value BLA of the image data BW1 output via the image processing unit 41, a brightness detection value GLA of the image data GW1 output via the image processing unit 41, and an image processing unit. The brightness detection value RLA of the image data RW1 output via 41 is acquired.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性と、明るさ検出部44aの検出結果として得られた明るさ検出値BLA、GLA及びRLAと、白色光観察モードにおける観察に適した明るさとして設定された明るさ目標値WLTと、に基づき、白色光観察モードに応じた調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b includes the arrangement state and spectral transmission characteristics of the optical filter 21b included in the endoscope information read from the memory 24, and the brightness detection values BLA and GLA obtained as the detection result of the brightness detection unit 44a. Based on the RLA and the brightness target value WLT set as the brightness suitable for observation in the white light observation mode, a control signal for performing dimming according to the white light observation mode is generated and an image pickup element is generated. Output to 21c and the light source drive unit 34.

ここで、本実施形態の白色光観察モードにおいて行われる調光の具体例について、図4を参照しつつ以下に説明する。なお、以降においては、1フィールド期間が、例えば、垂直同期信号等のような、制御部44から(撮像素子21cに対して)周期的に出力される所定の信号の出力間隔に基づいて規定されるものとして説明を行う。また、以降においては、光源駆動部34から発光部31の各LEDに供給されるLED駆動信号の電流値(パルス状の信号における振幅)が一定の電流値(振幅)に維持されるものとして説明を行う。図4は、第1の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 Here, a specific example of dimming performed in the white light observation mode of the present embodiment will be described below with reference to FIG. In the following, the one-field period is defined based on the output interval of a predetermined signal periodically output from the control unit 44 (to the image sensor 21c), such as a vertical synchronization signal. I will explain it as a thing. Further, hereinafter, it is assumed that the current value (amplitude in the pulsed signal) of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to each LED of the light emitting unit 31 is maintained at a constant current value (amplitude). I do. FIG. 4 is a timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the first embodiment.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、B1光を減光する光学フィルタが対物光学系21aから撮像素子21cに至る光路上に設けられていることを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子21cの電子シャッタを動作させずに青色LED31aの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値BLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 In the dimming control unit 44b, an optical filter that dims the B1 light is transferred from the objective optical system 21a to the image pickup element 21c based on the arrangement state and the spectral transmission characteristics of the optical filter 21b included in the endoscope information read from the memory 24. When it is detected that the light is provided on the optical path, the brightness detection value BLA and the brightness are changed by changing the continuous light emission period of the blue LED 31a without operating the electronic shutter of the image pickup element 21c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference from the target value WLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 21c and the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t1から時刻t3までの期間として規定される1フィールド期間F1において、電子シャッタの動作を停止する。 The image pickup device 21c stops the operation of the electronic shutter in the one-field period F1 defined as the period from the time t1 to the time t3 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b).

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t1から時刻t2までの期間において、1フィールド期間F1未満のパルス幅PB1を有するLED駆動信号を青色LED31aに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t2の直後から時刻t3までの期間において、青色LED31aに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 receives an LED drive signal having a pulse width PB1 of less than one field period F1 in the period from time t1 to time t2 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). It is supplied to the blue LED 31a. Further, the light source drive unit 34 stops supplying the LED drive signal to the blue LED 31a in the period from immediately after the time t2 to the time t3 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). ..

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t1から時刻t2までの期間に相当する露光期間において、B1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がBM1光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t2の直後から時刻t3までの期間において、青色LED31aが消光するとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が時刻t2の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with the B1 light during the exposure period corresponding to the period from the time t1 to the time t2, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of BM1 increases according to the amount of received light of BM1 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the blue LED 31a is extinguished during the period from immediately after the time t2 to the time t3, and the accumulated charge of each pixel of the image pickup element 21c is extinguished. The amount is maintained at the accumulated charge amount at time t2.

撮像素子21cは、時刻t3において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F1のうちの(時刻t1から時刻t2までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データBW1を生成する。 At time t3, the image pickup device 21c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE 21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t1 to time t2) in the one field period F1 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data BW1 having a high brightness is generated.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、G1光を減光する光学フィルタが対物光学系21aから撮像素子21cに至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子21cの電子シャッタを動作させつつ緑色LED31bの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値GLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 In the dimming control unit 44b, an optical filter that dims G1 light is transferred from the objective optical system 21a to the image pickup element 21c based on the arrangement state of the optical filter 21b and the spectral transmission characteristics included in the endoscope information read from the memory 24. When it is detected that the light is not provided on the optical path leading to the light path, the brightness detection value GLA and the brightness are changed by changing the continuous light emission period of the green LED 31b while operating the electronic shutter of the image pickup element 21c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference from the target value WLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 21c and the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t3から時刻t7までの期間として規定される1フィールド期間F2のうち、時刻t3より後の時刻t4から時刻t5の直前までのシャッタ期間S2において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 21c has a time t4 after the time t3 in the one-field period F2 defined as a period from the time t3 to the time t7 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S2 from to immediately before time t5.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t5から時刻t6までの期間において、パルス幅PB1未満のパルス幅PG1を有するLED駆動信号を緑色LED31bに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t3から時刻t5の直前までの期間と、時刻t6の直後から時刻t7までの期間と、において、緑色LED31bに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 sets the LED drive signal having a pulse width PG1 less than the pulse width PB1 in green in the period from time t5 to time t6 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). It is supplied to the LED 31b. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t3 to immediately before time t5 and a period from immediately after time t6 to time t7 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In, the supply of the LED drive signal to the green LED 31b is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t3から時刻t5の直前までの期間において、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t5から時刻t6までの期間に相当する露光期間において、G1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がGM1光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t6の直後から時刻t7までの期間において、緑色LED31bが消光するとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が時刻t6の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 21c becomes 0 in the period from the time t3 to immediately before the time t5. Further, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with G1 light during the exposure period corresponding to the period from the time t5 to the time t6, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of GM1 increases according to the amount of received light of GM1 light. Further, according to the operation of the image sensor 21c and the light source drive unit 34 as described above, the green LED 31b is extinguished during the period from immediately after the time t6 to the time t7, and the accumulated charge of each pixel of the image sensor 21c is extinguished. The amount is maintained at the accumulated charge amount at time t6.

撮像素子21cは、時刻t7において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F2のうちの(時刻t5から時刻t6までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データGW1を生成する。 At time t7, the image sensor 21c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE 21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t5 to time t6) in the one field period F2 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data GW1 having a high brightness is generated.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、R1光を減光する光学フィルタが対物光学系21aから撮像素子21cに至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子21cの電子シャッタを動作させつつ赤色LED31cの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値RLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 In the dimming control unit 44b, an optical filter that dims the R1 light is transferred from the objective optical system 21a to the image pickup element 21c based on the arrangement state and the spectral transmission characteristics of the optical filter 21b included in the endoscope information read from the memory 24. When it is detected that it is not provided on the optical path leading to the light path, the brightness detection value RLA and the brightness are changed by changing the continuous light emission period of the red LED 31c while operating the electronic shutter of the image pickup element 21c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference from the target value WLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 21c and the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t7から時刻t11までの期間として規定される1フィールド期間F3のうち、時刻t7より後の時刻t8から時刻t9の直前までのシャッタ期間S3において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 21c has a time t8 after the time t7 in the one-field period F3 defined as a period from the time t7 to the time t11 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S3 from to immediately before time t9.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t9から時刻t10までの期間において、パルス幅PB1未満のパルス幅PR1を有するLED駆動信号を赤色LED31cに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t7から時刻t9の直前までの期間と、時刻t10の直後から時刻t11までの期間と、において、赤色LED31cに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 red for an LED drive signal having a pulse width PR1 smaller than the pulse width PB1 in the period from time t9 to time t10 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). It is supplied to the LED 31c. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t7 to immediately before time t9 and a period from immediately after time t10 to time t11 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In, the supply of the LED drive signal to the red LED 31c is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t7から時刻t9の直前までの期間において、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t9から時刻t10までの期間に相当する露光期間において、R1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がRM1光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t10の直後から時刻t11までの期間において、赤色LED31cが消光するとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が時刻t10の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 21c becomes 0 in the period from the time t7 to immediately before the time t9. Further, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the R1 light is applied to the subject during the exposure period corresponding to the period from the time t9 to the time t10, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of RM1 increases according to the amount of received light of RM1 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the red LED 31c is extinguished during the period from immediately after the time t10 to the time t11, and the accumulated charge of each pixel of the image pickup element 21c is extinguished. The amount is maintained at the accumulated charge amount at time t10.

撮像素子21cは、時刻t11において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F3のうちの(時刻t9から時刻t10までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データRW1を生成する。 At time t11, the image sensor 21c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE 21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t9 to time t10) in the one-field period F3 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data RW1 having a high brightness is generated.

すなわち、本実施形態の調光制御部44bは、青色LED31aと、緑色LED31bと、赤色LED31cと、を時分割で発光させるための制御が行われている白色光観察モード時に、撮像素子21cの電子シャッタを動作させないようにしつつ青色LED31aの連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、撮像素子21cがBM1光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、青色LED31aと、緑色LED31bと、赤色LED31cと、を時分割で発光させるための制御が行われている白色光観察モード時に、撮像素子21cの電子シャッタを動作させつつ当該電子シャッタの動作期間に重複しない期間において緑色LED31bの連続発光期間及び赤色LED31cの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行うことにより、撮像素子21cがGM1光を撮像する際の露光期間と、撮像素子21cがRM1光を撮像する際の露光期間と、を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、撮像素子21cの電子シャッタの動作期間の終了後に緑色LED31bの連続発光期間及び赤色LED31cの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、青色LED31aの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から青色LED31aへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、緑色LED31bの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から緑色LED31bへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、赤色LED31cの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から赤色LED31cへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。 That is, the dimming control unit 44b of the present embodiment is in the white light observation mode in which control is performed to cause the blue LED 31a, the green LED 31b, and the red LED 31c to emit light in a time-divided manner. By controlling the continuous light emission period of the blue LED 31a while preventing the shutter from operating, the exposure period when the image pickup device 21c captures the BM1 light is adjusted. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment is in the white light observation mode in which control is performed to cause the blue LED 31a, the green LED 31b, and the red LED 31c to emit light in a time-divided manner. When the image sensor 21c captures GM1 light by controlling to change the continuous light emission period of the green LED 31b and the continuous light emission period of the red LED 31c in a period that does not overlap with the operation period of the electronic shutter while operating the shutter. The exposure period and the exposure period when the image sensor 21c captures the RM1 light are adjusted. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the continuous light emitting period of the green LED 31b and the continuous light emitting period of the red LED 31c after the operation period of the electronic shutter of the image pickup device 21c ends. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the pulse width of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the blue LED 31a as a control for changing the continuous light emission period of the blue LED 31a. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the pulse width of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the green LED 31b as a control for changing the continuous light emission period of the green LED 31b. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the pulse width of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the red LED 31c as a control for changing the continuous light emission period of the red LED 31c.

ユーザは、表示装置5に表示される白色光観察画像WG1を確認しつつ、内視鏡2の挿入部2aを被験者の内部へ挿入するとともに、当該被験者の内部に存在する所望の生体組織を含む被写体の近傍に先端部2cを配置する。その後、ユーザは、内視鏡2の先端部2cを所望の生体組織を含む被写体の近傍に配置した状態において、入力I/F43の観察モード切替スイッチを操作することにより、内視鏡システム1の観察モードを蛍光観察モードに設定するための指示を行う。 While checking the white light observation image WG1 displayed on the display device 5, the user inserts the insertion portion 2a of the endoscope 2 into the inside of the subject and includes a desired biological tissue existing inside the subject. The tip portion 2c is arranged in the vicinity of the subject. After that, the user operates the observation mode changeover switch of the input I / F43 in a state where the tip portion 2c of the endoscope 2 is arranged in the vicinity of the subject including the desired biological tissue, thereby causing the endoscope system 1 to operate. An instruction is given to set the observation mode to the fluorescence observation mode.

制御部44は、内視鏡システム1の観察モードを蛍光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、B1光及びG1光を光源装置3から時分割で出射させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。また、制御部44は、内視鏡システム1の観察モードを蛍光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、内視鏡2から出力される画像データに応じた蛍光観察画像を表示装置5に表示させるための制御信号を生成して画像処理部41及び観察画像生成部42へ出力する。 The control unit 44 emits B1 light and G1 light from the light source device 3 in a time-division manner when it detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 1 to the fluorescence observation mode has been given. Control signal is generated and output to the light source drive unit 34. Further, when the control unit 44 detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 1 to the fluorescence observation mode has been given, the control unit 44 performs fluorescence according to the image data output from the endoscope 2. A control signal for displaying the observation image on the display device 5 is generated and output to the image processing unit 41 and the observation image generation unit 42.

光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号に応じ、蛍光観察モードにおいて、赤色LED31cを消光させつつ、青色LED31a及び緑色LED31bを時分割に(交互に)発光させるためのLED駆動信号を生成し、当該生成したLED駆動信号を発光部31へ出力する。 The light source drive unit 34 is an LED drive signal for causing the blue LED 31a and the green LED 31b to emit light in a time-divided manner (alternately) while extinguishing the red LED 31c in the fluorescence observation mode in response to the control signal output from the control unit 44. Is generated, and the generated LED drive signal is output to the light emitting unit 31.

以上に述べたような動作によれば、蛍光観察モードにおいて、B1光及びG1光が照明光として光源装置3(発光部31)から順次発せられ、当該照明光が照明光学系22を経て被写体に照射される。また、以上に述べたような動作によれば、蛍光観察モードにおいて、被写体に対する照明光の照射に伴い、BM1光及びF光を含む混合光に相当するBFM光と、GM1光と、が戻り光として対物光学系21aに順次入射される。 According to the operation as described above, in the fluorescence observation mode, B1 light and G1 light are sequentially emitted from the light source device 3 (light emitting unit 31) as illumination light, and the illumination light passes through the illumination optical system 22 to the subject. Be irradiated. Further, according to the operation as described above, in the fluorescence observation mode, the BFM light corresponding to the mixed light including the BM1 light and the F light and the GM1 light return light as the subject is irradiated with the illumination light. Is sequentially incident on the objective optical system 21a.

撮像部21は、蛍光観察モードにおいて、光学フィルタ21bを通過したBFM光を撮像して得られた画像データBF1を画像処理部41へ出力する。また、撮像部21は、蛍光観察モードにおいて、光学フィルタ21bを通過したGM1光を撮像して得られた画像データGF1を画像処理部41へ出力する。 The image pickup unit 21 outputs the image data BF1 obtained by imaging the BFM light that has passed through the optical filter 21b to the image processing unit 41 in the fluorescence observation mode. Further, the image pickup unit 21 outputs the image data GF1 obtained by imaging the GM1 light that has passed through the optical filter 21b to the image processing unit 41 in the fluorescence observation mode.

画像処理部41は、制御部44から出力される制御信号に応じ、内視鏡2から出力される画像データBF1及びGF1に対して所定の画像処理を施すとともに、当該所定の画像処理を施した各画像データを観察画像生成部42及び制御部44へ出力する。 The image processing unit 41 performs predetermined image processing on the image data BF1 and GF1 output from the endoscope 2 in response to the control signal output from the control unit 44, and also performs the predetermined image processing. Each image data is output to the observation image generation unit 42 and the control unit 44.

観察画像生成部42は、制御部44から出力される制御信号に応じ、例えば、画像処理部41を経て出力される画像データBF1を表示装置5のGチャンネルに割り当て、
画像処理部41を経て出力される画像データGF1を表示装置5のBチャンネル及びRチャンネルに割り当てることにより蛍光観察画像FG1を生成する。そして、観察画像生成部42は、前述のように生成した蛍光観察画像FG1を表示装置5へ出力する。
The observation image generation unit 42 allocates, for example, the image data BF1 output via the image processing unit 41 to the G channel of the display device 5 in response to the control signal output from the control unit 44.
The fluorescence observation image FG1 is generated by allocating the image data GF1 output via the image processing unit 41 to the B channel and the R channel of the display device 5. Then, the observation image generation unit 42 outputs the fluorescence observation image FG1 generated as described above to the display device 5.

明るさ検出部44aは、画像処理部41を経て出力される画像データBF1の明るさ検出値BLBと、画像処理部41を経て出力される画像データGF1の明るさ検出値GLBと、をそれぞれ取得する。 The brightness detection unit 44a acquires the brightness detection value BLB of the image data BF1 output via the image processing unit 41 and the brightness detection value GLB of the image data GF1 output via the image processing unit 41, respectively. do.

調光制御部44bは、明るさ検出部44aの検出結果として得られた明るさ検出値BLB及びGLBと、蛍光観察モードにおける観察に適した明るさとして設定された明るさ目標値FLTと、に基づき、蛍光観察モードに応じた調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b sets the brightness detection values BLB and GLB obtained as the detection result of the brightness detection unit 44a and the brightness target value FLT set as the brightness suitable for observation in the fluorescence observation mode. Based on this, a control signal for performing dimming according to the fluorescence observation mode is generated and output to the image pickup element 21c and the light source drive unit 34.

具体的には、調光制御部44bは、例えば、撮像素子21cの電子シャッタを動作させないようにしつつ、青色LED31aの発光光量を変化させることにより、明るさ検出値BLBと明るさ目標値FLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。また、調光制御部44bは、例えば、撮像素子21cの電子シャッタを動作させないようにしつつ、緑LED31bの発光光量を変化させることにより、明るさ検出値GLBと明るさ目標値FLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 Specifically, the dimming control unit 44b changes the amount of emitted light of the blue LED 31a while preventing the electronic shutter of the image sensor 21c from operating, for example, to obtain a brightness detection value BLB and a brightness target value FLT. A control signal for performing dimming so that the difference between the two is close to 0 is generated and output to the image sensor 21c and the light source driving unit 34. Further, the dimming control unit 44b changes the amount of emitted light of the green LED 31b while preventing the electronic shutter of the image sensor 21c from operating, for example, to obtain a difference between the brightness detection value GLB and the brightness target value FLT. A control signal for dimming to approach 0 is generated and output to the image sensor 21c and the light source driving unit 34.

以上に述べたように、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、光学フィルタ21bにより減光されないG1光及びR1光の光量をパルス幅変調で調整する際には撮像素子21cの電子シャッタを動作させる一方で、光学フィルタ21bにより減光されるB1光の光量をパルス幅変調で調整する際には際には撮像素子21cの電子シャッタを動作させないようにしている。また、以上に述べたように、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、G1光及びR1光の光量をパルス幅変調で調整する際に、緑色LED31b及び赤色LED31cの連続発光期間と、撮像素子21cの電子シャッタの動作期間と、が重複しないようにしている。 As described above, according to the present embodiment, in the white light observation mode, when the light amounts of the G1 light and the R1 light that are not dimmed by the optical filter 21b are adjusted by pulse width modulation, the electronic shutter of the image pickup element 21c is used. On the other hand, when adjusting the amount of B1 light dimmed by the optical filter 21b by pulse width modulation, the electronic shutter of the image pickup element 21c is not operated. Further, as described above, according to the present embodiment, when adjusting the light amounts of G1 light and R1 light by pulse width modulation in the white light observation mode, the continuous light emission period of the green LED 31b and the red LED 31c and the continuous light emission period. The operating period of the electronic shutter of the image pickup device 21c does not overlap.

そのため、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、例えば、光学フィルタ21bによる減光の影響を無視可能な程度までBM1光の光量を増加させることができるとともに、撮像素子21cにより受光されるBM1光、GM1光及びRM1光の光量比を所定の光量比に合わせた状態で画像データを得ることができる。従って、本実施形態によれば、対物光学系21aから撮像素子21cに至る光路上に配置された(自家蛍光観察用の)光学フィルタ21bにより減光される光を用いて観察(白色光観察)を行う際に取得される画像の画質を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, in the white light observation mode, for example, the amount of BM1 light can be increased to a negligible extent due to the influence of dimming by the optical filter 21b, and the light is received by the image pickup element 21c. Image data can be obtained in a state where the light amount ratios of BM1 light, GM1 light, and RM1 light are adjusted to a predetermined light amount ratio. Therefore, according to the present embodiment, observation is performed using light dimmed by an optical filter 21b (for autofluorescence observation) arranged on the optical path from the objective optical system 21a to the image pickup element 21c (white light observation). It is possible to improve the image quality of the image acquired when performing the above.

なお、本実施形態によれば、例えば、白色光観察モードにおいて、G1光の照射期間とシャッタ期間S2との和に相当する期間がB1光の照射期間に一致するようにシャッタ期間S2を変化させるとともに、R1光の照射期間とシャッタ期間S3との和に相当する期間がB1光の照射期間に一致するようにシャッタ期間S3を変化させるための制御が調光制御部44bにより行われるものであってもよい。 According to the present embodiment, for example, in the white light observation mode, the shutter period S2 is changed so that the period corresponding to the sum of the irradiation period of G1 light and the shutter period S2 matches the irradiation period of B1 light. At the same time, the dimming control unit 44b controls the shutter period S3 so that the period corresponding to the sum of the irradiation period of the R1 light and the shutter period S3 matches the irradiation period of the B1 light. You may.

具体的には、例えば、白色光観察モードにおいて、緑色LED31bの連続発光期間(時刻t5から時刻t6までの期間)とシャッタ期間S2との和に相当する期間が青色LED31aの連続発光期間(時刻t1から時刻t2までの期間)に一致するように、シャッタ期間S2の終了時刻(時刻t5の直前)を固定しつつ開始時刻(時刻t4)を変化させるとともに、赤色LED31cの連続発光期間(時刻t9から時刻t10までの期間)とシャッタ期間S3との和に相当する期間が青色LED31aの連続発光期間に一致するように、シャッタ期間S3の終了時刻(時刻t9の直前)を固定しつつ開始時刻(時刻t8)を変化させるための制御が調光制御部44bにより行われるものであってもよい。 Specifically, for example, in the white light observation mode, the period corresponding to the sum of the continuous light emission period (time t5 to time t6) of the green LED 31b and the shutter period S2 is the continuous light emission period (time t1) of the blue LED 31a. The start time (time t4) is changed while fixing the end time (immediately before time t5) of the shutter period S2 so as to match the period from time t2 to time t2, and the continuous light emission period of the red LED 31c (from time t9). The start time (time) while fixing the end time (immediately before time t9) of the shutter period S3 so that the period corresponding to the sum of the time t10) and the shutter period S3 coincides with the continuous light emission period of the blue LED 31a. The control for changing t8) may be performed by the dimming control unit 44b.

また、本実施形態によれば、シャッタ期間S2の開始時刻及び終了時刻のうちの一方を固定しつつ他方を変化させるための制御と、シャッタ期間S3の開始時刻及び終了時刻のうちの一方を固定しつつ他方を変化させるための制御と、が調光制御部44bにより行われるようにしてもよい。 Further, according to the present embodiment, one of the start time and the end time of the shutter period S2 is fixed and the other is changed, and one of the start time and the end time of the shutter period S3 is fixed. However, control for changing the other may be performed by the dimming control unit 44b.

また、本実施形態によれば、白色光観察モード時に被写体に照射される3色の光(B1光、G1光及びR1光)を調光するための調光動作として、1つの明るさ目標値WLTを用いて当該3色の光を調光するような調光動作が行われるものに限らず、互いに異なる2つまたは3つの明るさ目標値を用いて当該3色の光を調光するような調光動作が行われるものであってもよい。 Further, according to the present embodiment, one brightness target value is used as a dimming operation for dimming the three colors of light (B1 light, G1 light, and R1 light) emitted to the subject in the white light observation mode. Not limited to those that perform dimming operation such as dimming the light of the three colors using WLT, dimming the light of the three colors using two or three brightness target values that are different from each other. The dimming operation may be performed.

また、本実施形態の調光制御部44bは、BM1光、GM1光及びRM1光の光量比を所定の光量比に合わせるための調光動作として、例えば、シャッタ期間S2の開始時刻(時刻t4)及び緑色LED31bの連続発光期間(時刻t5から時刻t6までの期間)を1フィールド期間F2毎にそれぞれ調整するとともに、シャッタ期間S3の開始時刻(時刻t8)及び赤色LED31cの連続発光期間(時刻t9から時刻t10までの期間)を1フィールド期間F3毎にそれぞれ調整するような動作を行うようにすればよい。 Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment has, for example, the start time (time t4) of the shutter period S2 as a dimming operation for adjusting the light amount ratio of the BM1 light, the GM1 light, and the RM1 light to a predetermined light amount ratio. And the continuous light emission period of the green LED 31b (the period from time t5 to time t6) is adjusted for each one field period F2, and the start time (time t8) of the shutter period S3 and the continuous light emission period of the red LED 31c (from time t9). The operation of adjusting the period up to the time t10) may be performed for each field period F3.

また、本実施形態によれば、調光制御部44bがBM1光、GM1光及びRM1光の光量比を所定の光量比に合わせるために行う調光動作において、例えば、日本国特許第5974204号公報に開示された調整処理の一部を組み合わせることができる。 Further, according to the present embodiment, in the dimming operation performed by the dimming control unit 44b to adjust the light amount ratio of the BM1 light, the GM1 light and the RM1 light to a predetermined light amount ratio, for example, Japanese Patent No. 5974204. Some of the adjustment processes disclosed in the above can be combined.

具体的には、本実施形態においては、調光制御部44bが、1フィールド期間F1のパルス幅PB1として設定可能な最大パルス幅MPB1と、青色LED31aの最大発光強度と、光学フィルタ21bの分光透過特性と、撮像素子21cの分光感度(前述の特許公報の分光透過率S(λ)に相当)と、内視鏡2全体の光学系の分光透過率(前述の特許公報の分光透過率Tls(λ)に相当)と、に基づいて青色LED31aの最大発光光量MBEを算出し、当該算出した最大発光光量MBEに基づき、1フィールド期間F2のパルス幅PG1として設定可能な最大パルス幅MPG1と、1フィールド期間F3のパルス幅PR1として設定可能な最大パルス幅MPR1と、をそれぞれ特定し、当該特定した最大パルス幅MPG1及びMPR1を超えないようにパルス幅PG1及びPR1を調整するような調光動作を行うものであってもよい。 Specifically, in the present embodiment, the dimming control unit 44b has the maximum pulse width MPB1 that can be set as the pulse width PB1 of the one field period F1, the maximum emission intensity of the blue LED 31a, and the spectral transmission of the optical filter 21b. The characteristics, the spectral sensitivity of the image pickup element 21c (corresponding to the spectral transmittance S (λ) of the above-mentioned patent publication), and the spectral transmittance of the entire optical system of the endoscope 2 (the spectral transmittance Tls of the above-mentioned patent publication). The maximum emission light amount MBE of the blue LED 31a is calculated based on λ)), and the maximum pulse width MPG1 and 1 that can be set as the pulse width PG1 of the 1-field period F2 based on the calculated maximum emission light amount MBE. A dimming operation is performed such that the maximum pulse width MPR1 that can be set as the pulse width PR1 of the field period F3 is specified, and the pulse widths PG1 and PR1 are adjusted so as not to exceed the specified maximum pulse widths MPG1 and MPR1. It may be what you do.

すなわち、本実施形態の調光制御部44bは、BM1光、GM1光及びRM1光の光量比を所定の光量比に合わせるために、青色LED31aの最大発光光量に基づいて最大パルス幅MPG1及びMPR1を特定するとともに、当該特定した最大パルス幅MPG1及びMPR1を超えないようにパルス幅PG1及びPR1を変化させる制御を行うものであってもよい。 That is, the dimming control unit 44b of the present embodiment sets the maximum pulse widths MPG1 and MPR1 based on the maximum emission light amount of the blue LED 31a in order to match the light amount ratios of BM1 light, GM1 light and RM1 light to a predetermined light amount ratio. At the same time as specifying, control may be performed to change the pulse widths PG1 and PR1 so as not to exceed the specified maximum pulse widths MPG1 and MPR1.

また、本実施形態によれば、図4に例示した各部の動作を適宜変形することにより、白色光観察モードにおいて、撮像素子21cの電子シャッタを1フィールド期間のうちの所定の期間に動作させつつ、B1光、G1光及びR1光の光量をパルス幅変調で調整するようにしてもよい。このような本実施形態の変形例に係る調光の具体例について、図5を参照しつつ以下に説明する。図5は、第1の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の図4とは異なる例を説明するためのタイミングチャートである。 Further, according to the present embodiment, by appropriately modifying the operation of each part illustrated in FIG. 4, the electronic shutter of the image pickup device 21c is operated in a predetermined period of one field period in the white light observation mode. , B1 light, G1 light and R1 light may be adjusted by pulse width modulation. A specific example of dimming according to such a modified example of the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart for explaining an example different from FIG. 4 of the dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the first embodiment. be.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、撮像素子21cの電子シャッタを1フィールド期間のうちの所定の期間に動作させつつ青色LED31aの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値BLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b operates the electronic shutter of the image pickup device 21c in a predetermined period of one field period based on the arrangement state of the optical filter 21b and the spectral transmission characteristics included in the endoscope information read from the memory 24. By changing the continuous light emission period of the blue LED 31a, a control signal for performing dimming so that the difference between the brightness detection value BLA and the brightness target value WLT approaches 0 is generated, and the image sensor 21c and the image sensor 21c and Output to the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t21から時刻t24までの期間として規定される1フィールド期間F4のうち、時刻t21より後の時刻t22から時刻t23の直前までのシャッタ期間S4において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 21c has a time t22 after the time t21 in the one-field period F4 defined as a period from the time t21 to the time t24 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S4 from to immediately before the time t23.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t23から時刻t24までの期間において、パルス幅PB2を有するLED駆動信号を青色LED31aに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t21から時刻t23の直前までの期間において、青色LED31aに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 supplies the LED drive signal having the pulse width PB2 to the blue LED 31a in the period from the time t23 to the time t24 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). Further, the light source drive unit 34 stops supplying the LED drive signal to the blue LED 31a in the period from the time t21 to immediately before the time t23 in response to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. ..

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t21から時刻t23の直前までの期間において、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t23から時刻t24までの期間に相当する露光期間において、B1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がBM1光の受光光量に応じて増加する。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 21c becomes 0 in the period from the time t21 to immediately before the time t23. Further, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with the B1 light during the exposure period corresponding to the period from the time t23 to the time t24, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of BM1 increases according to the amount of received light of BM1 light.

撮像素子21cは、時刻t24において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F4のうちの(時刻t23から時刻t24までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データBW1を生成する。 At time t24, the image sensor 21c reads out the electric charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t23 to time t24) in the one field period F4 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data BW1 having a high brightness is generated.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、撮像素子21cの電子シャッタを1フィールド期間のうちの所定の期間に動作させつつ緑色LED31bの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値GLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b operates the electronic shutter of the image pickup device 21c in a predetermined period of one field period based on the arrangement state of the optical filter 21b and the spectral transmission characteristics included in the endoscope information read from the memory 24. By changing the continuous light emission period of the green LED 31b, a control signal for performing dimming so that the difference between the brightness detection value GLA and the brightness target value WLT approaches 0 is generated, and the image sensor 21c and the image sensor 21c and Output to the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t24から時刻t28までの期間として規定される1フィールド期間F5のうち、時刻t24より後の時刻t25から時刻t26の直前までのシャッタ期間S5において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 21c has a time t25 after the time t24 in the one-field period F5 defined as a period from the time t24 to the time t28 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S5 from to immediately before time t26.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t26から時刻t27までの期間において、パルス幅PB2未満のパルス幅PG2を有するLED駆動信号を緑色LED31bに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t24から時刻t26の直前までの期間と、時刻t27の直後から時刻t28までの期間と、において、緑色LED31bに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 sets the LED drive signal having a pulse width PG2 less than the pulse width PB2 in green in the period from time t26 to time t27 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). It is supplied to the LED 31b. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t24 to immediately before time t26 and a period from immediately after time t27 to time t28 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In, the supply of the LED drive signal to the green LED 31b is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t24から時刻t26の直前までの期間において、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t26から時刻t27までの期間に相当する露光期間において、G1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がGM1光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t27の直後から時刻t28までの期間において、緑色LED31bが消光するとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が時刻t27の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 21c becomes 0 in the period from the time t24 to immediately before the time t26. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with G1 light during the exposure period corresponding to the period from the time t26 to the time t27, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of GM1 increases according to the amount of received light of GM1 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the green LED 31b is extinguished during the period from immediately after the time t27 to the time t28, and the accumulated charge of each pixel of the image pickup element 21c is extinguished. The amount is maintained at the accumulated charge amount at time t27.

撮像素子21cは、時刻t28において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F5のうちの(時刻t26から時刻t27までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データGW1を生成する。 At time t28, the image sensor 21c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t26 to time t27) in the one field period F5 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data GW1 having a high brightness is generated.

調光制御部44bは、メモリ24から読み込んだ内視鏡情報に含まれる光学フィルタ21bの配置状態及び分光透過特性に基づき、撮像素子21cの電子シャッタを1フィールド期間のうちの所定の期間に動作させつつ赤色LED31cの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値RLAと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子21c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b operates the electronic shutter of the image pickup device 21c in a predetermined period of one field period based on the arrangement state of the optical filter 21b and the spectral transmission characteristics included in the endoscope information read from the memory 24. By changing the continuous light emission period of the red LED 31c while keeping the light, the image sensor 21c and the image sensor 21c generate a control signal for dimming so that the difference between the brightness detection value RLA and the brightness target value WLT approaches 0. Output to the light source drive unit 34.

撮像素子21cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t28から時刻t32までの期間として規定される1フィールド期間F6のうち、時刻t28より後の時刻t29から時刻t30の直前までのシャッタ期間S6において、電子シャッタを動作させる。 The image pickup element 21c has a time t29 after the time t28 in the one-field period F6 defined as a period from the time t28 to the time t32 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S6 from to immediately before the time t30.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t30から時刻t31までの期間において、パルス幅PB2未満のパルス幅PR2を有するLED駆動信号を赤色LED31cに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t28から時刻t29の直前までの期間と、時刻t31の直後から時刻t32までの期間と、において、赤色LED31cに対するLED駆動信号の供給を停止する。 In response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b), the light source drive unit 34 displays the LED drive signal having a pulse width PR2 less than the pulse width PB2 in red during the period from time t30 to time t31. It is supplied to the LED 31c. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t28 to immediately before time t29 and a period from immediately after time t31 to time t32 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In, the supply of the LED drive signal to the red LED 31c is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t28から時刻t30の直前までの期間において、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t30から時刻t31までの期間に相当する露光期間において、R1光が被写体に照射されるとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量がRM1光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t31の直後から時刻t32までの期間において、赤色LED31cが消光するとともに、撮像素子21cの各画素の蓄積電荷量が時刻t31の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 21c becomes 0 in the period from the time t28 to immediately before the time t30. Further, according to the operation of the image pickup device 21c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with the R1 light during the exposure period corresponding to the period from the time t30 to the time t31, and the image pickup element 21c The amount of accumulated charge in each pixel of RM1 increases according to the amount of received light of RM1 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the red LED 31c is extinguished during the period from immediately after the time t31 to the time t32, and the accumulated charge of each pixel of the image pickup element 21c is extinguished. The amount is maintained at the accumulated charge amount at time t31.

撮像素子21cは、時刻t32において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子21cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F6のうちの(時刻t30から時刻t31までの)露光期間に撮像素子21cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データRW1を生成する。 At time t32, the image pickup device 21c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 21c during the exposure period (from time t30 to time t31) in the one-field period F6 based on the image pickup signal output from the image pickup element 21c. The image data RW1 having a high brightness is generated.

すなわち、本変形例の調光制御部44bは、青色LED31aと、緑色LED31bと、赤色LED31cと、を時分割で発光させるための制御が行われている白色光観察モード時に、撮像素子21cの電子シャッタを動作させつつ当該電子シャッタの動作期間に重複しない期間において青色LED31aの連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、撮像素子21cがBM1光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本変形例の調光制御部44bは、撮像素子21cの電子シャッタの動作期間の終了後に青色LED31aの連続発光期間を変化させる制御を行う。 That is, the dimming control unit 44b of this modification is the electron of the image sensor 21c in the white light observation mode in which the control for causing the blue LED 31a, the green LED 31b, and the red LED 31c to emit light in a time-divided manner is performed. By controlling the continuous light emission period of the blue LED 31a to be changed during a period that does not overlap with the operation period of the electronic shutter while operating the shutter, the exposure period when the image pickup device 21c captures the BM1 light is adjusted. Further, the dimming control unit 44b of the present modification controls to change the continuous light emission period of the blue LED 31a after the operation period of the electronic shutter of the image pickup device 21c ends.

以上に述べたように、本変形例によれば、白色光観察モードにおいて、B1光、G1光及びR1光の光量をパルス幅変調で調整する際に、撮像素子21cの電子シャッタの動作期間の終了後に、青色LED31a、緑色LED31b及び赤色LED31cの連続発光期間が設定されるようにしている。 As described above, according to this modification, when adjusting the light amounts of B1 light, G1 light, and R1 light by pulse width modulation in the white light observation mode, the operating period of the electronic shutter of the image sensor 21c After the end, the continuous light emission period of the blue LED 31a, the green LED 31b, and the red LED 31c is set.

そのため、本変形例によれば、白色光観察モードにおいて、例えば、光学フィルタ21bによる減光の影響を軽減可能な程度までBM1光の光量を増加させることができるとともに、撮像素子21cにより受光されるBM1光、GM1光及びRM1光の光量比を所定の光量比に合わせた状態で画像データを得ることができる。従って、本変形例によれば、自家蛍光観察用の光学フィルタ21bにより減光される光を用いて白色光観察を行う際に取得される画像の画質を向上させることができる。 Therefore, according to this modification, in the white light observation mode, for example, the amount of BM1 light can be increased to the extent that the influence of dimming by the optical filter 21b can be reduced, and the light is received by the image pickup element 21c. Image data can be obtained in a state where the light amount ratios of BM1 light, GM1 light, and RM1 light are adjusted to a predetermined light amount ratio. Therefore, according to this modification, it is possible to improve the image quality of the image acquired when observing white light using the light dimmed by the optical filter 21b for autofluorescence observation.

(第2の実施形態) (Second embodiment)

図6から図10は、本発明の第2の実施形態に係るものである。 6 to 10 relate to the second embodiment of the present invention.

なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第1の実施形態と異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。 In this embodiment, detailed description of the portion having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and the portion having a configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.

内視鏡システム101は、図6に示すように、被検体内に挿入可能であるとともに、当該被検体内に存在する生体組織等の被写体を撮像して得られた画像データを出力するように構成された内視鏡102と、内視鏡102の内部に挿通配置されたライトガイド7を介して当該被写体の観察に用いられる照明光を供給するように構成された光源装置103と、内視鏡2から出力される画像データに応じた観察画像等を生成して出力するように構成されたプロセッサ104と、プロセッサ104から出力される観察画像を画面上に表示するように構成された表示装置5と、を有している。図6は、第2の実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。 As shown in FIG. 6, the endoscope system 101 can be inserted into a subject and outputs image data obtained by imaging a subject such as a living tissue existing in the subject. An endoscope 102 configured, a light source device 103 configured to supply illumination light used for observing the subject via a light guide 7 inserted inside the endoscope 102, and an endoscope, and an endoscope. A processor 104 configured to generate and output an observation image or the like corresponding to the image data output from the mirror 2, and a display device configured to display the observation image output from the processor 104 on the screen. It has 5 and. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a main part of the endoscope system according to the second embodiment.

内視鏡102は、内視鏡2からメモリ24を取り除くとともに、内視鏡2における撮像部21の代わりに撮像部121を設けて構成されている。 The endoscope 102 is configured by removing the memory 24 from the endoscope 2 and providing an imaging unit 121 in place of the imaging unit 21 in the endoscope 2.

撮像部121は、撮像部21から光学フィルタ21bを取り除くとともに、撮像部21における撮像素子21cの代わりに撮像素子121cを設けて構成されている。 The image pickup unit 121 is configured by removing the optical filter 21b from the image pickup unit 21 and providing an image pickup element 121c in place of the image pickup element 21c in the image pickup unit 21.

撮像素子121cは、例えば、カラーCCD等のイメージセンサを有して構成されている。また、撮像素子121cの撮像面には、対物光学系21aから入射した戻り光を赤色、緑色及び青色の3色に分光するための原色ベイヤー配列のカラーフィルタと、当該カラーフィルタを通過した光を撮像するためにマトリクス状に配設された複数の画素と、が設けられている。また、撮像素子121cは、対物光学系21aにより結像された戻り光を撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力するように構成されている。また、撮像素子121cは、プロセッサ104から出力される制御信号に応じ、電子シャッタの動作状態の切り替え等の撮像動作を行うように構成されている。 The image pickup device 121c is configured to include, for example, an image sensor such as a color CCD. Further, on the image pickup surface of the image pickup element 121c, a color filter having a primary color Bayer arrangement for splitting the return light incident from the objective optical system 21a into three colors of red, green and blue, and light passing through the color filter are applied. A plurality of pixels arranged in a matrix for imaging are provided. Further, the image pickup device 121c is configured to generate an image pickup signal by taking an image of the return light imaged by the objective optical system 21a and output the generated image pickup signal to the AFE21d. Further, the image pickup device 121c is configured to perform an image pickup operation such as switching the operation state of the electronic shutter according to the control signal output from the processor 104.

光源装置103は、光源装置3における発光部31の代わりに発光部131を設けるとともに、光源装置3に対して光学フィルタ135及びメモリ136を更に設けて構成されている。 The light source device 103 is configured by providing a light emitting unit 131 in place of the light emitting unit 31 in the light source device 3, and further providing an optical filter 135 and a memory 136 for the light source device 3.

発光部131は、紫色LED131aと、青色LED131bと、緑色LED131cと、琥珀色LED131dと、赤色LED131eと、を有して構成されている。すなわち、発光部131は、複数の発光素子を有して構成されている。 The light emitting unit 131 includes a purple LED 131a, a blue LED 131b, a green LED 131c, an amber LED 131d, and a red LED 131e. That is, the light emitting unit 131 is configured to have a plurality of light emitting elements.

紫色LED131aは、紫色域にピーク波長(中心波長)を有する紫色光(以降、V2光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、紫色LED131aは、例えば、図7に示すような、ピーク波長(中心波長)が415nm付近に設定され、かつ、帯域幅が20nm程度に設定された光をV2光として発生するように構成されている。また、紫色LED131aは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、紫色LED131aは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、紫色LED131aの発光光量は、例えば、V2光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。図7は、第2の実施形態に係る光源装置に設けられた各LEDから発せられる光の波長領域の一例を示す図である。 The purple LED 131a is configured to generate purple light (hereinafter referred to as V2 light) having a peak wavelength (center wavelength) in the purple region. Specifically, the purple LED 131a generates light having a peak wavelength (center wavelength) set to around 415 nm and a bandwidth set to about 20 nm as V2 light, as shown in FIG. 7, for example. It is configured in. Further, the purple LED 131a is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the purple LED 131a is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED driving signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the purple LED 131a is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of V2 light. FIG. 7 is a diagram showing an example of a wavelength region of light emitted from each LED provided in the light source device according to the second embodiment.

青色LED131bは、V2光よりも長波長側の青色域にピーク波長(中心波長)を有する青色光(以降、B2光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、青色LED131bは、例えば、図7に示すような、ピーク波長(中心波長)が460nm付近に設定され、かつ、帯域幅が20nm程度に設定された光をB2光として発生するように構成されている。また、青色LED131bは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、青色LED131bは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、青色LED131bの発光光量は、例えば、B2光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。 The blue LED 131b is configured to generate blue light (hereinafter referred to as B2 light) having a peak wavelength (center wavelength) in the blue region on the longer wavelength side than V2 light. Specifically, the blue LED 131b generates light having a peak wavelength (center wavelength) set to around 460 nm and a bandwidth set to about 20 nm as B2 light, as shown in FIG. 7, for example. It is configured in. Further, the blue LED 131b is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the blue LED 131b is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED driving signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the blue LED 131b is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of B2 light.

緑色LED131cは、B2光よりも長波長側の緑色域にピーク波長(中心波長)を有する緑色光(以降、G2光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、緑色LED131cは、例えば、図7に示すような、ピーク波長(中心波長)が540nm付近に設定され、かつ、帯域幅が20nm程度に設定された光をG2光として発生するように構成されている。また、緑色LED131cは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、緑色LED131cは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、緑色LED131cの発光光量は、例えば、G2光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。 The green LED 131c is configured to generate green light (hereinafter referred to as G2 light) having a peak wavelength (center wavelength) in the green region on the longer wavelength side than the B2 light. Specifically, the green LED 131c generates light having a peak wavelength (center wavelength) set to around 540 nm and a bandwidth set to about 20 nm as G2 light, as shown in FIG. 7, for example. It is configured in. Further, the green LED 131c is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the green LED 131c is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED drive signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the green LED 131c is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of G2 light.

琥珀色LED131dは、G2光よりも長波長側の琥珀色域にピーク波長(中心波長)を有する琥珀色光(以降、A2光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、琥珀色LED131dは、例えば、図7に示すような、ピーク波長(中心波長)が600nm付近に設定され、かつ、帯域幅が20nm程度に設定された光をA2光として発生するよう構成されている。また、琥珀色LED131dは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、琥珀色LED131dは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、琥珀色LED131dの発光光量は、例えば、A2光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。 The amber LED 131d is configured to generate amber light (hereinafter referred to as A2 light) having a peak wavelength (center wavelength) in the amber color gamut on the longer wavelength side than the G2 light. Specifically, the amber LED 131d generates, for example, light having a peak wavelength (center wavelength) set to around 600 nm and a bandwidth set to about 20 nm as A2 light, as shown in FIG. 7. It is configured as. Further, the amber LED 131d is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the amber LED 131d is configured to emit light with a light emission amount corresponding to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. The amount of emitted light of the amber LED 131d is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of A2 light.

赤色LED131eは、A2光よりも長波長側の赤色域にピーク波長(中心波長)を有する赤色光(以降、R2光と称する)を発生するように構成されている。具体的には、赤色LED131eは、例えば、図7に示すような、ピーク波長(中心波長)が630nm付近に設定され、かつ、帯域幅が20nm程度に設定された光をR2光として発生するように構成されている。また、赤色LED131eは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じて発光または消光するように構成されている。また、赤色LED131eは、光源駆動部34から供給されるLED駆動信号に応じた発光光量で発光するように構成されている。なお、赤色LED131eの発光光量は、例えば、R2光の波長領域に含まれる各波長の光の強度を積算して得られる総光量として規定される。 The red LED 131e is configured to generate red light (hereinafter referred to as R2 light) having a peak wavelength (center wavelength) in the red region on the longer wavelength side than the A2 light. Specifically, the red LED 131e generates light having a peak wavelength (center wavelength) set to around 630 nm and a bandwidth set to about 20 nm as R2 light, as shown in FIG. 7, for example. It is configured in. Further, the red LED 131e is configured to emit light or quench according to the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34. Further, the red LED 131e is configured to emit light with an amount of emitted light corresponding to the LED drive signal supplied from the light source driving unit 34. The amount of emitted light of the red LED 131e is defined as, for example, the total amount of light obtained by integrating the intensities of light of each wavelength included in the wavelength region of R2 light.

光学フィルタ135は、琥珀色LED131dから合波器32に至る光路上に配置されている。換言すると、光学フィルタ135は、琥珀色LED131dの近傍におけるA2光の光路上に配置されている。また、光学フィルタ135は、例えば、図8に示すような分光透過特性を有して構成されている。具体的には、光学フィルタ135は、595nm以上の波長領域の光を透過させるとともに、595nm未満の波長領域の光を遮断するような分光透過特性を有して構成されている。図8は、第2の実施形態に係る光源装置に設けられた光学フィルタの分光透過特性の一例を示す図である。 The optical filter 135 is arranged on the optical path from the amber LED 131d to the combiner 32. In other words, the optical filter 135 is arranged on the optical path of A2 light in the vicinity of the amber LED 131d. Further, the optical filter 135 is configured to have spectroscopic transmission characteristics as shown in FIG. 8, for example. Specifically, the optical filter 135 is configured to have a spectral transmission characteristic that transmits light in a wavelength region of 595 nm or more and blocks light in a wavelength region of less than 595 nm. FIG. 8 is a diagram showing an example of the spectral transmittance characteristics of the optical filter provided in the light source device according to the second embodiment.

メモリ136には、例えば、光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性等のような、光源装置103に固有の情報を含む光源装置情報が格納されている。メモリ136に格納された光源装置情報は、光源装置103とプロセッサ104とが電気的に接続され、かつ、プロセッサ104の電源がオンされた際に、プロセッサ104の制御部44により読み出される。 The memory 136 stores information on the light source device including information unique to the light source device 103, such as the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics. The light source device information stored in the memory 136 is read out by the control unit 44 of the processor 104 when the light source device 103 and the processor 104 are electrically connected and the power of the processor 104 is turned on.

プロセッサ104は、プロセッサ4における入力I/F43の代わりに入力I/F143を設けて構成されている。 The processor 104 is configured by providing an input I / F 143 instead of the input I / F 43 in the processor 4.

入力I/F143には、ユーザの入力操作に応じた指示を制御部44に対して行うことが可能な1つ以上のスイッチが設けられている。具体的には、入力I/F43には、例えば、ユーザの操作に応じ、内視鏡システム1の観察モードを白色光観察モードまたは深部血管観察モードのいずれかに設定する(切り替える)ための指示を行うことが可能な観察モード切替スイッチ(不図示)が設けられている。 The input I / F 143 is provided with one or more switches capable of giving an instruction according to a user's input operation to the control unit 44. Specifically, the input I / F43 is instructed to set (switch), for example, the observation mode of the endoscope system 1 to either the white light observation mode or the deep blood vessel observation mode according to the operation of the user. An observation mode changeover switch (not shown) is provided to enable the operation.

なお、本実施形態においては、プロセッサ104の各部が、個々の電子回路として構成されていてもよく、または、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路における回路ブロックとして構成されていてもよい。また、本実施形態においては、例えば、プロセッサ104が1つ以上のCPUを具備して構成されていてもよい。また、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、例えば、図示しないコンピュータが、プロセッサ104の各部の機能を実行させるためのプログラムをメモリ等の記憶媒体から読み込むとともに、当該読み込んだプログラムに応じた動作を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, each part of the processor 104 may be configured as an individual electronic circuit, or may be configured as a circuit block in an integrated circuit such as FPGA (Field Programmable Gate Array). Further, in the present embodiment, for example, the processor 104 may be configured to include one or more CPUs. Further, by appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, for example, a computer (not shown) reads a program for executing the functions of each part of the processor 104 from a storage medium such as a memory, and responds to the read program. You may try to perform the same operation.

以上に述べた構成によれば、撮像素子121cは、発光部131から発せられた光が被写体に照射された際に生じる戻り光を撮像するとともに、当該戻り光を撮像する際の露光期間を電子シャッタの動作期間に応じて低減させることができるように構成されている。また、以上に述べた構成によれば、光学フィルタ135が、発光部131から撮像素子121cに至る光路上に配置され、A2光の一部を遮断するとともにV2光、B2光、G2光及びR2光を透過させるような分光透過特性を有して構成されている。 According to the configuration described above, the image sensor 121c captures the return light generated when the light emitted from the light emitting unit 131 irradiates the subject, and sets the exposure period for capturing the return light as an electron. It is configured so that it can be reduced according to the operating period of the shutter. Further, according to the configuration described above, the optical filter 135 is arranged on the optical path from the light emitting unit 131 to the image pickup element 121c, blocks a part of the A2 light, and V2 light, B2 light, G2 light, and R2. It is configured to have spectral transmission characteristics that allow light to pass through.

続いて、本実施形態に係る内視鏡システム101の動作の具体例について、以下に説明する。 Subsequently, a specific example of the operation of the endoscope system 101 according to the present embodiment will be described below.

術者等のユーザは、例えば、内視鏡システム101の各部を接続して電源を投入した後、入力I/F143の観察モード切替スイッチを操作することにより、内視鏡システム101の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。 For example, a user such as an operator can set the observation mode of the endoscope system 101 by operating the observation mode changeover switch of the input I / F 143 after connecting each part of the endoscope system 101 and turning on the power. Instruct to set the white light observation mode.

制御部44は、プロセッサ104の電源が投入された際に、メモリ136に格納されている光源装置情報を読み出す。 The control unit 44 reads out the light source device information stored in the memory 136 when the power of the processor 104 is turned on.

制御部44は、内視鏡システム101の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、例えば、V2光、B2光、G2光及びR2光を混合した混合光(以降、W2光と称する)と、A2光と、を光源装置103から時分割で出射させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。また、制御部44は、内視鏡システム101の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、内視鏡102から出力される画像データに応じた白色光観察画像を表示装置5に表示させるための制御信号を生成して画像処理部41及び観察画像生成部42へ出力する。 When the control unit 44 detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 101 to the white light observation mode has been given, for example, V2 light, B2 light, G2 light and R2 light are mixed. A control signal for emitting the mixed light (hereinafter referred to as W2 light) and A2 light from the light source device 103 in a time-divided manner is generated and output to the light source driving unit 34. Further, the control unit 44 responds to the image data output from the endoscope 102 when it detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 101 to the white light observation mode has been given. A control signal for displaying the white light observation image on the display device 5 is generated and output to the image processing unit 41 and the observation image generation unit 42.

光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号に応じ、白色光観察モードにおいて、琥珀色LED131dを消光させつつ琥珀色LED131d以外の4色のLEDを同時に発光させるためのLED駆動信号と、琥珀色LED131dを発光させつつ琥珀色LED131d以外の4色のLEDを同時に消光させるためのLED駆動信号と、を生成し、当該生成した2つのLED駆動信号を発光部131へ交互に出力する。 The light source drive unit 34 is an LED drive signal for simultaneously emitting four color LEDs other than the amber LED 131d while extinguishing the amber LED 131d in the white light observation mode in response to the control signal output from the control unit 44. , An LED drive signal for simultaneously extinguishing four color LEDs other than the amber LED 131d while causing the amber LED 131d to emit light, and the two generated LED drive signals are alternately output to the light emitting unit 131.

以上に述べたような動作によれば、白色光観察モードにおいて、W2光及びA2光が照明光として光源装置103(発光部131)から順次発せられ、当該照明光が照明光学系22を経て被写体に照射される。また、以上に述べたような動作によれば、白色光観察モードにおいて、被写体に対する照明光の照射に伴い、当該被写体においてW2光が反射することにより生じた反射光に相当するWM2光と、当該被写体においてA2光が反射することにより生じた反射光に相当するAM2光と、が戻り光として対物光学系21aに順次入射される。 According to the operation as described above, in the white light observation mode, W2 light and A2 light are sequentially emitted from the light source device 103 (light emitting unit 131) as illumination light, and the illumination light passes through the illumination optical system 22 and is a subject. Is irradiated to. Further, according to the operation as described above, in the white light observation mode, the WM2 light corresponding to the reflected light generated by the reflection of the W2 light on the subject due to the irradiation of the illumination light on the subject, and the said WM2 light. AM2 light, which corresponds to the reflected light generated by the reflection of A2 light on the subject, is sequentially incident on the objective optical system 21a as return light.

撮像部121は、白色光観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したWM2光に含まれるV2光の反射光に相当するVM2光と、当該WM2光に含まれるB2光の反射光に相当するBM2光と、を撮像して得られた画像データBW2を画像処理部41へ出力する。また、撮像部121は、白色光観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したWM2光に含まれるG2光の反射光に相当するGM2光を撮像して得られた画像データGW2を画像処理部41へ出力する。また、撮像部121は、白色光観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したWM2光に含まれるR2光の反射光に相当するRM2光を撮像して得られた画像データRW2を画像処理部41へ出力する。また、撮像部121は、白色光観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したAM2光を撮像して得られた画像データAW2を画像処理部41へ出力する。 In the white light observation mode, the image pickup unit 121 includes the VM2 light corresponding to the reflected light of the V2 light included in the WM2 light incident from the objective optical system 21a and the BM2 corresponding to the reflected light of the B2 light contained in the WM2 light. The image data BW2 obtained by imaging the light is output to the image processing unit 41. Further, the image pickup unit 121 obtains image data GW2 obtained by imaging the GM2 light corresponding to the reflected light of the G2 light included in the WM2 light incident from the objective optical system 21a in the white light observation mode. Output to. Further, the image pickup unit 121 obtains image data RW2 obtained by imaging the RM2 light corresponding to the reflected light of the R2 light included in the WM2 light incident from the objective optical system 21a in the white light observation mode. Output to. Further, the image pickup unit 121 outputs the image data AW2 obtained by imaging the AM2 light incident from the objective optical system 21a to the image processing unit 41 in the white light observation mode.

画像処理部41は、制御部44から出力される制御信号に応じ、内視鏡102から出力される画像データBW2、GW2、RW2及びAW2に対して所定の画像処理を施すとともに、当該所定の画像処理を施した各画像データを観察画像生成部42及び制御部44へ出力する。 The image processing unit 41 performs predetermined image processing on the image data BW2, GW2, RW2 and AW2 output from the endoscope 102 according to the control signal output from the control unit 44, and also performs the predetermined image processing. Each processed image data is output to the observation image generation unit 42 and the control unit 44.

観察画像生成部42は、制御部44から出力される制御信号に応じ、例えば、画像処理部41を経て出力される画像データBW2を表示装置5のBチャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データGW2を表示装置5のGチャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データRW2及びAW2を表示装置5のRチャンネルに割り当てることにより白色光観察画像WG2を生成する。そして、観察画像生成部42は、前述のように生成した白色光観察画像WG2を表示装置5へ出力する。 The observation image generation unit 42 allocates, for example, the image data BW2 output via the image processing unit 41 to the B channel of the display device 5 in response to the control signal output from the control unit 44, and outputs the image data BW2 via the image processing unit 41. The white light observation image WG2 is generated by allocating the image data GW2 to be assigned to the G channel of the display device 5 and assigning the image data RW2 and AW2 output via the image processing unit 41 to the R channel of the display device 5. Then, the observation image generation unit 42 outputs the white light observation image WG2 generated as described above to the display device 5.

明るさ検出部44aは、画像処理部41を経て出力される画像データBW2の明るさ検出値BLCと、画像処理部41を経て出力される画像データGW2の明るさ検出値GLCと、画像処理部41を経て出力される画像データRW2の明るさ検出値RLCと、画像処理部41を経て出力される画像データAW2の明るさ検出値ALCと、をそれぞれ取得する。 The brightness detection unit 44a includes a brightness detection value BLC of the image data BW2 output via the image processing unit 41, a brightness detection value GLC of the image data GW2 output via the image processing unit 41, and an image processing unit. The brightness detection value RLC of the image data RW2 output via the image processing unit 41 and the brightness detection value ALC of the image data AW2 output via the image processing unit 41 are acquired, respectively.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性と、明るさ検出部44aの検出結果として得られた明るさ検出値BLC、GLC及びRLCのうちの少なくともいずれか1つと、明るさ検出値ALCと、明るさ目標値WLTと、に基づき、白色光観察モードに応じた調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b includes the arrangement state and spectral transmission characteristics of the optical filter 135 included in the light source device information read from the memory 136, and the brightness detection values BLC, GLC and the brightness detection values obtained as the detection result of the brightness detection unit 44a. Based on at least one of the RLCs, the brightness detection value ALC, and the brightness target value WLT, a control signal for performing dimming according to the white light observation mode is generated to generate the image pickup element 121c and the image pickup element 121c. Output to the light source drive unit 34.

ここで、本実施形態の白色光観察モードにおいて行われる調光の具体例について、図9を参照しつつ以下に説明する。なお、以下の具体例においては、明るさ検出値GLCに基づき、W2光に含まれる4色の光の光量を互いに同じ光量にするための調光が行われる場合を例に挙げて説明する。また、以降においては、光源駆動部34から発光部131の各LEDに供給されるLED駆動信号の電流値(パルス状の信号における振幅)が一定の電流値(振幅)に維持されるものとして説明を行う。図9は、第2の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが白色光観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 Here, a specific example of dimming performed in the white light observation mode of the present embodiment will be described below with reference to FIG. 9. In the following specific example, a case where dimming is performed to make the light amounts of the four colors included in the W2 light the same as each other will be described as an example based on the brightness detection value GLC. Further, hereinafter, it is assumed that the current value (amplitude in the pulsed signal) of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to each LED of the light emitting unit 131 is maintained at a constant current value (amplitude). I do. FIG. 9 is a timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the white light observation mode in the endoscope system according to the second embodiment.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、G2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子121cの電子シャッタを動作させつつ緑色LED131cの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値GLCと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。また、調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、V2光、B2光及びR2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、紫色LED131a、青色LED131b及び赤色LED131eの連続発光期間を緑色LED131cの連続発光期間に同期させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b has an optical filter that dims G2 light from the light emitting unit 131 to the incident end of the light guide 7 based on the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics included in the light source device information read from the memory 136. When it is detected that it is not provided on the optical path leading to the part, the brightness detection value GLC is obtained by changing the continuous light emission period of the green LED 131c while operating the electronic shutter of the image pickup element 121c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference from the brightness target value WLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 121c and the light source drive unit 34. Further, the dimming control unit 44b has an optical filter that dims V2 light, B2 light, and R2 light based on the arrangement state and spectral transmission characteristics of the optical filter 135 included in the light source device information read from the memory 136. Control for synchronizing the continuous light emission period of the purple LED 131a, the blue LED 131b, and the red LED 131e with the continuous light emission period of the green LED 131c when it is detected that the light guide 7 is not provided on the optical path from the 131 to the incident end of the light guide 7. A signal is generated and output to the light source driving unit 34.

撮像素子121cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t41から時刻t45までの期間として規定される1フィールド期間F7のうち、時刻t41より後の時刻t42から時刻t43の直前までのシャッタ期間S7において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 121c has a time t42 after the time t41 in the one-field period F7 defined as a period from the time t41 to the time t45 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S7 from to immediately before the time t43.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t43から時刻t44までの期間において、パルス幅PW3を有するLED駆動信号を紫色LED131a、青色LED131b、緑色LED131c及び赤色LED131eに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t41から時刻t43の直前までの期間と、時刻t44の直後から時刻t45までの期間と、において、紫色LED131a、青色LED131b、緑色LED131c及び赤色LED131eに対するLED駆動信号の供給を停止する。 In response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b), the light source drive unit 34 transmits the LED drive signal having the pulse width PW3 to the purple LED131a, the blue LED131b, and the LED drive signal having the pulse width PW3 in the period from the time t43 to the time t44. It is supplied to the green LED131c and the red LED131e. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t41 to immediately before time t43 and a period from immediately after time t44 to time t45 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In ,, the supply of the LED drive signal to the purple LED131a, the blue LED131b, the green LED131c, and the red LED131e is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t41から時刻t43の直前までの期間において、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t43から時刻t44までの期間に相当する露光期間において、W2光が被写体に照射されるとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量がWM2光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t44の直後から時刻t45までの期間において、紫色LED131a、青色LED131b、緑色LED131c及び赤色LED131eが消光するとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が時刻t44の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 121c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 121c becomes 0 in the period from the time t41 to immediately before the time t43. Further, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with W2 light during the exposure period corresponding to the period from the time t43 to the time t44, and the image pickup element 121c The amount of accumulated charge of each pixel of WM2 increases according to the amount of received light of WM2 light. Further, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source driving unit 34 as described above, the purple LED131a, the blue LED131b, the green LED131c and the red LED131e are extinguished during the period from immediately after the time t44 to the time t45. The accumulated charge amount of each pixel of the image pickup device 121c is maintained as the accumulated charge amount at time t44.

撮像素子121cは、時刻t45において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子121cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F7のうちの(時刻t43から時刻t44までの)露光期間に撮像素子121cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データBW2、GW2及びRW2をそれぞれ生成する。 At time t45, the image sensor 121c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of charge accumulated in each pixel of the image pickup device 121c during the exposure period (from time t43 to time t44) in the one-field period F7 based on the image pickup signal output from the image pickup element 121c. Image data BW2, GW2, and RW2 having different brightness are generated, respectively.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、A2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていることを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子121cの電子シャッタを動作させずに琥珀色LED131dの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値ALCと明るさ目標値WLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b has an optical filter that dims A2 light from the light emitting unit 131 to the incident end of the light guide 7 based on the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics included in the light source device information read from the memory 136. When it is detected that the light source is provided on the optical path leading to the portion, the brightness detection value is obtained by changing the continuous light emission period of the amber LED 131d without operating the electronic shutter of the image pickup element 121c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference between the ALC and the brightness target value WLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 121c and the light source drive unit 34.

撮像素子121cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t45から時刻t47までの期間として規定される1フィールド期間F8において、電子シャッタの動作を停止する。 The image pickup device 121c stops the operation of the electronic shutter in the one-field period F8 defined as the period from the time t45 to the time t47 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b).

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t45から時刻t46までの期間において、パルス幅PW3より大きくかつ1フィールド期間F8より小さなパルス幅PA3を有するLED駆動信号を琥珀色LED131dに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t46の直後から時刻t47までの期間において、琥珀色LED131dに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source driving unit 34 responds to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b), and has a pulse width PA3 larger than the pulse width PW3 and smaller than the one-field period F8 in the period from time t45 to time t46. The LED drive signal having the above is supplied to the amber LED 131d. Further, the light source drive unit 34 stops supplying the LED drive signal to the amber LED 131d in the period from immediately after the time t46 to the time t47 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). do.

そして、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t45から時刻t46までの期間に相当する露光期間において、A2光が被写体に照射されるとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量がAM2光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t46の直後から時刻t47までの期間において、琥珀色LED131dが消光するとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が時刻t46の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with A2 light during the exposure period corresponding to the period from the time t45 to the time t46, and the image pickup element 121c The amount of accumulated charge in each pixel of is increased according to the amount of received light of AM2 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the amber LED 131d is extinguished during the period from immediately after the time t46 to the time t47, and each pixel of the image pickup element 121c is accumulated. The amount of charge is maintained as the amount of accumulated charge at time t46.

撮像素子121cは、時刻t47において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子121cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F8のうちの(時刻t45から時刻t46までの)露光期間に撮像素子121cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データAW2を生成する。 At time t47, the image sensor 121c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 121c during the exposure period (from time t45 to time t46) in the one field period F8 based on the image pickup signal output from the image pickup element 121c. The image data AW2 having a high brightness is generated.

すなわち、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131dと、琥珀色LED131d以外の4色のLEDと、を時分割で発光させるための制御が行われている白色光観察モード時に、撮像素子121cの電子シャッタを動作させないようにしつつ琥珀色LED131dの連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、撮像素子121cがAM2光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131dと、琥珀色LED131d以外の4色のLEDと、を時分割で発光させるための制御が行われている白色光観察モード時に、撮像素子121cの電子シャッタを動作させつつ当該電子シャッタの動作期間に重複しない期間において当該4色のLEDの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行うことにより、撮像素子121cがW2光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、撮像素子121cの電子シャッタの動作期間の終了後に琥珀色LED131d以外の4色のLEDの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131dの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から琥珀色LED131dへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131d以外の4色のLEDの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から当該4色のLEDへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。 That is, the dimming control unit 44b of the present embodiment takes an image in the white light observation mode in which the amber LED 131d and the four color LEDs other than the amber LED 131d are controlled to emit light in a time-divided manner. By controlling the continuous light emission period of the amber LED 131d while preventing the electronic shutter of the element 121c from operating, the exposure period when the image pickup element 121c captures AM2 light is adjusted. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment takes an image in the white light observation mode in which the amber LED 131d and the four color LEDs other than the amber LED 131d are controlled to emit light in a time-divided manner. When the image pickup element 121c captures W2 light by controlling the continuous light emission period of the four color LEDs while operating the electronic shutter of the element 121c and changing the continuous light emission period of the four color LEDs in a period not overlapping with the operation period of the electronic shutter. Adjust the exposure period. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the continuous light emission period of the four color LEDs other than the amber LED 131d after the operation period of the electronic shutter of the image pickup element 121c is completed. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the pulse width of the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the amber LED 131d as a control for changing the continuous light emission period of the amber LED 131d. .. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls the continuous light emission period of the four color LEDs other than the amber LED 131d to control the LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the four color LEDs. Controls to change the pulse width.

ユーザは、表示装置5に表示される白色光観察画像WG2を確認しつつ、内視鏡102の挿入部2aを被験者の内部へ挿入するとともに、当該被験者の内部に存在する所望の生体組織を含む被写体の近傍に先端部2cを配置する。その後、ユーザは、内視鏡102の先端部2cを所望の生体組織を含む被写体の近傍に配置した状態において、入力I/F143の観察モード切替スイッチを操作することにより、内視鏡システム101の観察モードを深部血管観察モードに設定するための指示を行う。 While checking the white light observation image WG2 displayed on the display device 5, the user inserts the insertion portion 2a of the endoscope 102 into the inside of the subject and includes a desired biological tissue existing inside the subject. The tip portion 2c is arranged in the vicinity of the subject. After that, the user operates the observation mode changeover switch of the input I / F 143 in a state where the tip portion 2c of the endoscope 102 is arranged in the vicinity of the subject including the desired biological tissue, thereby causing the endoscope system 101 to operate. Instructions are given to set the observation mode to the deep blood vessel observation mode.

制御部44は、内視鏡システム101の観察モードを深部血管観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、例えば、G2光及びR2光を混合した混合光(以降、T2光と称する)と、A2光と、を光源装置103から時分割で出射させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。また、制御部44は、内視鏡システム101の観察モードを深部血管観察モードに設定するための指示が行われたことを検知した際に、内視鏡102から出力される画像データに応じた深部血管観察画像を表示装置5に表示させるための制御信号を生成して画像処理部41及び観察画像生成部42へ出力する。 When the control unit 44 detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 101 to the deep blood vessel observation mode has been given, for example, the mixed light (hereinafter, mixed light) in which G2 light and R2 light are mixed (hereinafter, A control signal for emitting T2 light) and A2 light from the light source device 103 in a time-divided manner is generated and output to the light source driving unit 34. Further, the control unit 44 responds to the image data output from the endoscope 102 when it detects that an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 101 to the deep blood vessel observation mode has been given. A control signal for displaying the deep blood vessel observation image on the display device 5 is generated and output to the image processing unit 41 and the observation image generation unit 42.

光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号に応じ、深部血管観察モードにおいて、紫色LED131a、青色LED131b及び琥珀色LED131dを消光させつつ緑色LED131c及び赤色LED131eを同時に発光させるためのLED駆動信号と、紫色LED131a、青色LED131b、緑色LED131c及び赤色LED131eを消光させつつ琥珀色LED131dを発光させるためのLED駆動信号と、を生成し、当該生成した2つのLED駆動信号を発光部131へ交互に出力する。 The light source driving unit 34 drives the green LED 131c and the red LED 131e at the same time while extinguishing the purple LED 131a, the blue LED 131b and the amber LED 131d in the deep blood vessel observation mode in response to the control signal output from the control unit 44. A signal and an LED drive signal for causing the amber LED 131d to emit light while extinguishing the purple LED 131a, the blue LED 131b, the green LED 131c, and the red LED 131e are generated, and the two generated LED drive signals are alternately transmitted to the light emitting unit 131. Output.

以上に述べたような動作によれば、深部血管観察モードにおいて、T2光及びA2光が照明光として光源装置103(発光部131)から順次発せられ、当該照明光が照明光学系22を経て被写体に照射される。また、以上に述べたような動作によれば、深部血管観察モードにおいて、被写体に対する照明光の照射に伴い、当該被写体においてT2光が反射することにより生じた反射光に相当するTM2光と、当該被写体においてA2光が反射することにより生じた反射光に相当するAM2光と、が戻り光として対物光学系21aに順次入射される。 According to the operation as described above, in the deep blood vessel observation mode, T2 light and A2 light are sequentially emitted from the light source device 103 (light emitting unit 131) as illumination light, and the illumination light passes through the illumination optical system 22 and is a subject. Is irradiated to. Further, according to the operation as described above, in the deep blood vessel observation mode, the TM2 light corresponding to the reflected light generated by the reflection of the T2 light on the subject when the subject is irradiated with the illumination light, and the said TM2 light. AM2 light, which corresponds to the reflected light generated by the reflection of A2 light on the subject, is sequentially incident on the objective optical system 21a as return light.

撮像部121は、深部血管観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したTM2光に含まれるG2光の反射光に相当するGM2光を撮像して得られた画像データGT2を画像処理部41へ出力する。また、撮像部121は、深部血管観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したTM2光に含まれるR2光の反射光に相当するRM2光を撮像して得られた画像データRT2を画像処理部41へ出力する。また、撮像部121は、深部血管観察モードにおいて、対物光学系21aから入射したAM2光を撮像して得られた画像データAT2を画像処理部41へ出力する。 The image pickup unit 121 outputs the image data GT2 obtained by imaging the GM2 light corresponding to the reflected light of the G2 light included in the TM2 light incident from the objective optical system 21a in the deep blood vessel observation mode to the image processing unit 41. do. Further, the image pickup unit 121 uses the image data RT2 obtained by imaging the RM2 light corresponding to the reflected light of the R2 light included in the TM2 light incident from the objective optical system 21a in the deep blood vessel observation mode to obtain the image data RT2. Output to. Further, the image pickup unit 121 outputs the image data AT2 obtained by imaging the AM2 light incident from the objective optical system 21a to the image processing unit 41 in the deep blood vessel observation mode.

画像処理部41は、制御部44から出力される制御信号に応じ、内視鏡102から出力される画像データGT2、RT2及びAT2に対して所定の画像処理を施すとともに、当該所定の画像処理を施した各画像データを観察画像生成部42及び制御部44へ出力する。 The image processing unit 41 performs predetermined image processing on the image data GT2, RT2 and AT2 output from the endoscope 102 in response to the control signal output from the control unit 44, and performs the predetermined image processing. Each applied image data is output to the observation image generation unit 42 and the control unit 44.

観察画像生成部42は、制御部44から出力される制御信号に応じ、例えば、画像処理部41を経て出力される画像データGT2を表示装置5のBチャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データAT2を表示装置5のGチャンネルに割り当て、画像処理部41を経て出力される画像データRT2を表示装置5のRチャンネルに割り当てることにより深部血管観察画像TG2を生成する。そして、観察画像生成部42は、前述のように生成した深部血管観察画像TG2を表示装置5へ出力する。 The observation image generation unit 42 allocates, for example, the image data GT2 output via the image processing unit 41 to the B channel of the display device 5 in response to the control signal output from the control unit 44, and outputs the image data GT2 via the image processing unit 41. The image data AT2 to be generated is assigned to the G channel of the display device 5, and the image data RT2 output via the image processing unit 41 is assigned to the R channel of the display device 5 to generate the deep blood vessel observation image TG2. Then, the observation image generation unit 42 outputs the deep blood vessel observation image TG2 generated as described above to the display device 5.

明るさ検出部44aは、画像処理部41を経て出力される画像データGT2の明るさ検出値GLDと、画像処理部41を経て出力される画像データRT2の明るさ検出値RLDと、画像処理部41を経て出力される画像データAT2の明るさ検出値ALDと、をそれぞれ取得する。 The brightness detection unit 44a includes a brightness detection value GLD of the image data GT2 output via the image processing unit 41, a brightness detection value RLD of the image data RT2 output via the image processing unit 41, and an image processing unit. The brightness detection value ALD of the image data AT2 output via 41 is acquired.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性と、明るさ検出部44aの検出結果として得られた明るさ検出値GLD及びRLDのうちのいずれか1つと、明るさ検出値ALDと、深部血管観察モードにおける観察に適した明るさとして設定された明るさ目標値TLTと、に基づき、深部血管観察モードに応じた調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b has the arrangement state and spectral transmission characteristics of the optical filter 135 included in the light source device information read from the memory 136, and the brightness detection values GLD and RLD obtained as the detection result of the brightness detection unit 44a. Based on one of them, the brightness detection value ALD, and the brightness target value TLT set as the brightness suitable for observation in the deep blood vessel observation mode, dimming is performed according to the deep blood vessel observation mode. A control signal for this purpose is generated and output to the image pickup element 121c and the light source drive unit 34.

ここで、本実施形態の深部血管観察モードにおいて行われる調光の具体例について、図10を参照しつつ以下に説明する。なお、以下の具体例においては、明るさ検出値GLDに基づき、T2光に含まれる2色の光の光量を互いに同じ光量にするための調光が行われる場合を例に挙げて説明する。図10は、第2の実施形態に係る内視鏡システムにおいて、観察モードが深部血管観察モードに設定された際に行われる調光動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 Here, a specific example of dimming performed in the deep blood vessel observation mode of the present embodiment will be described below with reference to FIG. In the following specific example, a case where dimming is performed so that the light amounts of the two colors of light contained in the T2 light are the same as each other will be described as an example based on the brightness detection value GLD. FIG. 10 is a timing chart for explaining an example of a dimming operation performed when the observation mode is set to the deep blood vessel observation mode in the endoscope system according to the second embodiment.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、G2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子121cの電子シャッタを動作させつつ緑色LED131cの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値GLDと明るさ目標値TLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。また、調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、R2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていないことを検出した場合に、赤色LED131eの連続発光期間を緑色LED131cの連続発光期間に同期させるための制御信号を生成して光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b has an optical filter that dims G2 light from the light emitting unit 131 to the incident end of the light guide 7 based on the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics included in the light source device information read from the memory 136. When it is detected that it is not provided on the optical path leading to the part, the brightness detection value GLD is obtained by changing the continuous light emission period of the green LED 131c while operating the electronic shutter of the image pickup element 121c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference from the brightness target value TLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 121c and the light source drive unit 34. Further, in the dimming control unit 44b, an optical filter for dimming R2 light is generated from the light emitting unit 131 to the light guide 7 based on the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics included in the light source device information read from the memory 136. When it is detected that it is not provided on the optical path leading to the incident end, a control signal for synchronizing the continuous light emission period of the red LED 131e with the continuous light emission period of the green LED 131c is generated and output to the light source drive unit 34. ..

撮像素子121cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t51から時刻t55までの期間として規定される1フィールド期間F9のうち、時刻t51より後の時刻t52から時刻t53の直前までのシャッタ期間S9において、電子シャッタを動作させる。 The image sensor 121c has a time t52 after the time t51 in the one-field period F9 defined as a period from the time t51 to the time t55 according to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). The electronic shutter is operated in the shutter period S9 from to immediately before the time t53.

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t53から時刻t54までの期間において、パルス幅PT4を有するLED駆動信号を緑色LED131c及び赤色LED131eに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44から出力される制御信号(調光制御部44b)に応じ、時刻t51から時刻t53の直前までの期間と、時刻t54の直後から時刻t55までの期間と、において、緑色LED131c及び赤色LED131eに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source drive unit 34 converts the LED drive signal having the pulse width PT4 into the green LED131c and the red LED131e in the period from time t53 to time t54 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). Supply. Further, the light source driving unit 34 has a period from time t51 to immediately before time t53 and a period from immediately after time t54 to time t55 according to the control signal (dimming control unit 44b) output from the control unit 44. In, the supply of the LED drive signal to the green LED131c and the red LED131e is stopped.

そして、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t51から時刻t53の直前までの期間において、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が0となる。また、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t53から時刻t54までの期間に相当する露光期間において、T2光が被写体に照射されるとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量がTM2光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t54の直後から時刻t55までの期間において、緑色LED131c及び赤色LED131eが消光するとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が時刻t54の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup device 121c and the light source drive unit 34 as described above, the accumulated charge amount of each pixel of the image pickup element 121c becomes 0 in the period from the time t51 to immediately before the time t53. Further, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source drive unit 34 as described above, the subject is irradiated with T2 light during the exposure period corresponding to the period from the time t53 to the time t54, and the image pickup element 121c The amount of accumulated charge in each pixel of is increased according to the amount of received light of TM2 light. Further, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source drive unit 34 as described above, the green LED131c and the red LED131e are extinguished during the period from immediately after the time t54 to the time t55, and each pixel of the image pickup element 121c is extinguished. The accumulated charge amount of is maintained as the accumulated charge amount at time t54.

撮像素子121cは、時刻t55において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子121cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F9のうちの(時刻t53から時刻t54までの)露光期間に撮像素子121cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データGT2及びRT2をそれぞれ生成する。 At time t55, the image sensor 121c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 121c during the exposure period (from time t53 to time t54) in the one-field period F9 based on the image pickup signal output from the image pickup element 121c. Image data GT2 and RT2 having different brightness are generated, respectively.

調光制御部44bは、メモリ136から読み込んだ光源装置情報に含まれる光学フィルタ135の配置状態及び分光透過特性に基づき、A2光を減光する光学フィルタが発光部131からライトガイド7の入射端部に至る光路上に設けられていることを検出した場合に、1フィールド期間において、撮像素子121cの電子シャッタを動作させずに琥珀色LED131dの連続発光期間を変化させることにより、明るさ検出値ALDと明るさ目標値TLTとの差を0に近づけるような調光を行うための制御信号を生成して撮像素子121c及び光源駆動部34へ出力する。 The dimming control unit 44b has an optical filter that dims A2 light from the light emitting unit 131 to the incident end of the light guide 7 based on the arrangement state of the optical filter 135 and the spectral transmission characteristics included in the light source device information read from the memory 136. When it is detected that the light source is provided on the optical path leading to the portion, the brightness detection value is obtained by changing the continuous light emission period of the amber LED 131d without operating the electronic shutter of the image pickup element 121c in one field period. A control signal for performing dimming so that the difference between the ALD and the brightness target value TLT approaches 0 is generated and output to the image pickup element 121c and the light source drive unit 34.

撮像素子121cは、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t55から時刻t57までの期間として規定される1フィールド期間F10において、電子シャッタの動作を停止する。 The image pickup device 121c stops the operation of the electronic shutter in the one-field period F10 defined as the period from the time t55 to the time t57 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b).

光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t55から時刻t56までの期間において、パルス幅PT4より大きくかつ1フィールド期間F10より小さなパルス幅PA4を有するLED駆動信号を琥珀色LED131dに供給する。また、光源駆動部34は、制御部44(調光制御部44b)から出力される制御信号に応じ、時刻t56の直後から時刻t57までの期間において、琥珀色LED131dに対するLED駆動信号の供給を停止する。 The light source driving unit 34 responds to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b), and has a pulse width PA4 larger than the pulse width PT4 and smaller than the one-field period F10 in the period from time t55 to time t56. The LED drive signal having the above is supplied to the amber LED 131d. Further, the light source drive unit 34 stops supplying the LED drive signal to the amber LED 131d in the period from immediately after the time t56 to the time t57 in response to the control signal output from the control unit 44 (dimming control unit 44b). do.

そして、以上に述べたような撮像素子121c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t55から時刻t56までの期間に相当する露光期間において、A2光が被写体に照射されるとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量がAM2光の受光光量に応じて増加する。また、以上に述べたような撮像素子21c及び光源駆動部34の動作によれば、時刻t56の直後から時刻t57までの期間において、琥珀色LED131dが消光するとともに、撮像素子121cの各画素の蓄積電荷量が時刻t56の蓄積電荷量のまま維持される。 Then, according to the operation of the image pickup element 121c and the light source driving unit 34 as described above, the subject is irradiated with A2 light in the exposure period corresponding to the period from the time t55 to the time t56, and the image pickup element 121c The amount of accumulated charge in each pixel of is increased according to the amount of received light of AM2 light. Further, according to the operation of the image pickup element 21c and the light source drive unit 34 as described above, the amber LED 131d is extinguished during the period from immediately after the time t56 to the time t57, and each pixel of the image pickup element 121c is accumulated. The amount of charge is maintained as the amount of accumulated charge at time t56.

撮像素子121cは、時刻t57において、各画素に蓄積された電荷を読み出して撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をAFE21dへ出力する。そして、AFE21dは、撮像素子121cから出力される撮像信号に基づき、1フィールド期間F10のうちの(時刻t55から時刻t56までの)露光期間に撮像素子121cの各画素に蓄積された電荷量に応じた明るさを有する画像データAT2を生成する。 At time t57, the image sensor 121c reads out the charge accumulated in each pixel to generate an image pickup signal, and outputs the generated image pickup signal to the AFE21d. Then, the AFE21d responds to the amount of electric charge accumulated in each pixel of the image pickup device 121c during the exposure period (from time t55 to time t56) in the one-field period F10 based on the image pickup signal output from the image pickup element 121c. The image data AT2 having a high brightness is generated.

すなわち、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131dと、緑色LED131c及び赤色LED131eの2色のLEDと、を時分割で発光させるための制御が行われている深部血管観察モード時に、撮像素子121cの電子シャッタを動作させないようにしつつ琥珀色LED131dの連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、撮像素子121cがAM2光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、琥珀色LED131dと、緑色LED131c及び赤色LED131eの2色のLEDと、を時分割で発光させるための制御が行われている深部血管観察モード時に、撮像素子121cの電子シャッタを動作させつつ当該電子シャッタの動作期間に重複しない期間において当該2色のLEDの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行うことにより、撮像素子121cがT2光を撮像する際の露光期間を調整する。また、本実施形態の調光制御部44bは、撮像素子121cの電子シャッタの動作期間の終了後に緑色LED131cの連続発光期間及び赤色LED131eの連続発光期間をそれぞれ変化させる制御を行う。また、本実施形態の調光制御部44bは、緑色LED131c及び赤色LED131eの2色のLEDの連続発光期間を変化させる制御として、光源駆動部34から当該2色のLEDへ供給されるLED駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う。 That is, the dimming control unit 44b of the present embodiment is in the deep blood vessel observation mode in which the control for causing the amber LED131d and the two-color LEDs of the green LED131c and the red LED131e to emit light in a time-divided manner is performed. By controlling the continuous light emission period of the amber LED 131d while preventing the electronic shutter of the image pickup element 121c from operating, the exposure period when the image pickup element 121c captures AM2 light is adjusted. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment is in the deep blood vessel observation mode in which the control for causing the amber LED131d and the two-color LEDs of the green LED131c and the red LED131e to emit light in a time-divided manner is performed. When the image pickup element 121c captures T2 light by controlling the continuous light emission period of the two color LEDs while operating the electronic shutter of the image pickup element 121c and changing the continuous emission period of the two color LEDs in a period not overlapping with the operation period of the electronic shutter. Adjust the exposure period of. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls to change the continuous light emitting period of the green LED 131c and the continuous light emitting period of the red LED 131e after the operation period of the electronic shutter of the image pickup device 121c ends. Further, the dimming control unit 44b of the present embodiment controls the continuous light emission period of the two color LEDs of the green LED 131c and the red LED 131e, and is an LED drive signal supplied from the light source drive unit 34 to the two color LEDs. Controls to change the pulse width of the LED.

ところで、LED等の半導体光源を内視鏡観察用の光源として用いた場合には、例えば、当該半導体光源に印加される電流の大きさ等に応じ、当該半導体光源から発せられる光のピーク波長が本来のピーク波長からシフトする現象である波長シフトが生じ得る。また、深部血管観察モード時に被写体に照射されるA2光は、生体組織の深部に存在する深部血管に到達可能であるとともに、ヘモグロビンに吸収され難い性質を有している一方で、可視域のうちのヘモグロビンに対する吸光係数が急峻に変化する範囲内にピーク波長を有している。そのため、例えば、A2光の波長シフトへの対策が特に講じられていない場合には、当該A2光のピーク波長が600nmよりも短波長側へシフトするに伴い、深部血管観察画像TG2に含まれる深部血管のコントラストが低下するような現象が生じ得る。このような事情を鑑み、本実施形態においては、琥珀色LED131dから合波器32に至る光路上に、A2光の波長領域を595nm以上に制限するための光学フィルタ135を配置することにより、深部血管観察画像TG2に含まれる深部血管のコントラストを低下させないようにしている。 By the way, when a semiconductor light source such as an LED is used as a light source for endoscopic observation, for example, the peak wavelength of the light emitted from the semiconductor light source depends on the magnitude of the current applied to the semiconductor light source. A wavelength shift, which is a phenomenon of shifting from the original peak wavelength, can occur. In addition, the A2 light emitted to the subject in the deep blood vessel observation mode can reach the deep blood vessels existing in the deep part of the living tissue and has the property of being difficult to be absorbed by hemoglobin, but in the visible range. Has a peak wavelength within the range where the extinction coefficient for hemoglobin changes sharply. Therefore, for example, when measures against the wavelength shift of the A2 light are not particularly taken, the peak wavelength of the A2 light shifts to a shorter wavelength side than 600 nm, and the deep portion included in the deep blood vessel observation image TG2. Phenomena that reduce the contrast of blood vessels can occur. In view of such circumstances, in the present embodiment, an optical filter 135 for limiting the wavelength region of A2 light to 595 nm or more is arranged on the optical path from the amber LED 131d to the combiner 32 to provide a deep portion. The contrast of the deep blood vessels contained in the blood vessel observation image TG2 is not reduced.

以上に述べたように、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、光学フィルタ135により減光されないV2光、B2光、G2光及びR2光の光量をパルス幅変調で調整する際には撮像素子121cの電子シャッタを動作させる一方で、光学フィルタ135により減光されるA2光の光量をパルス幅変調で調整する際には撮像素子121cの電子シャッタを動作させないようにしている。また、以上に述べたように、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、T2光に含まれる4色の光の光量をパルス幅変調で調整する際に、紫色LED131a、青色LED131b、緑色LED131c及び赤色LED131eの連続発光期間と、撮像素子121cの電子シャッタの動作期間と、が重複しないようにしている。 As described above, according to the present embodiment, when adjusting the light amounts of V2 light, B2 light, G2 light and R2 light that are not dimmed by the optical filter 135 in the white light observation mode by pulse width modulation. While the electronic shutter of the image pickup element 121c is operated, the electronic shutter of the image pickup element 121c is not operated when adjusting the amount of A2 light dimmed by the optical filter 135 by pulse width modulation. Further, as described above, according to the present embodiment, when adjusting the amount of light of the four colors contained in the T2 light by pulse width modulation in the white light observation mode, the purple LED 131a, the blue LED 131b, and the green The continuous light emission period of the LED 131c and the red LED 131e and the operation period of the electronic shutter of the image pickup element 121c are prevented from overlapping.

そのため、本実施形態によれば、白色光観察モードにおいて、例えば、光学フィルタ135による減光の影響を無視可能な程度までAM2光の光量を増加させることができるとともに、撮像素子121cにより受光されるVM2光、BM2光、GM2光、RM2光及びAM2光の光量比を所定の光量比に合わせた状態で画像データを得ることができる。従って、本実施形態によれば、発光部131から撮像素子121cに至る光路上に配置された(深部血管観察用の)光学フィルタ135により減光される光を用いて観察(白色光観察)を行う際に取得される画像の画質を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, in the white light observation mode, for example, the amount of AM2 light can be increased to a negligible extent due to the influence of dimming by the optical filter 135, and the light is received by the image pickup element 121c. Image data can be obtained in a state where the light amount ratios of VM2 light, BM2 light, GM2 light, RM2 light, and AM2 light are adjusted to a predetermined light amount ratio. Therefore, according to the present embodiment, observation (white light observation) is performed using the light dimmed by the optical filter 135 (for observing deep blood vessels) arranged on the optical path from the light emitting unit 131 to the image sensor 121c. It is possible to improve the image quality of the image acquired at the time of performing.

なお、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、例えば、補色フィルタ等のような、原色ベイヤー配列以外のカラーフィルタが撮像面に設けられた撮像素子に対して適合させるようにしてもよい。 By appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, a color filter other than the primary color Bayer arrangement, such as a complementary color filter, may be adapted to the image pickup element provided on the image pickup surface. ..

また、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、白色光観察モードにおいて、W2光及びA2光を交互に出射させるパターンとは異なるパターンで照明光を光源装置103から時分割で出射させる場合に対して適合させるようにしてもよい。具体的には、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、例えば、白色光観察モードにおいて、V2光及びB2光の混合光と、G2光と、R2光と、A2光と、を光源装置103から時分割で出射させる場合に対して適合させるようにしてもよい。または、本実施形態に係る構成を適宜変形することにより、例えば、白色光観察モードにおいて、V2光と、B2光と、G2光と、R2光と、A2光と、を光源装置103から時分割で出射させる場合に対して適合させるようにしてもよい。 Further, by appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, in the white light observation mode, the illumination light is emitted from the light source device 103 in a time-division manner in a pattern different from the pattern in which the W2 light and the A2 light are alternately emitted. It may be adapted to. Specifically, by appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, for example, in the white light observation mode, a mixed light of V2 light and B2 light, G2 light, R2 light, and A2 light are used as light sources. It may be adapted to the case where the light is emitted from the device 103 in a time division. Alternatively, by appropriately modifying the configuration according to the present embodiment, for example, in the white light observation mode, V2 light, B2 light, G2 light, R2 light, and A2 light are time-divided from the light source device 103. It may be adapted to the case where it is emitted by.

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes and applications can be made without departing from the spirit of the invention.

1,101 内視鏡システム
2,102 内視鏡
3,103 光源装置
4,104 プロセッサ
5 表示装置
21,121 撮像部
21b,135 光学フィルタ
21c,121c 撮像素子
31,131 発光部
34 光源駆動部
44 制御部
44a 明るさ検出部
44b 調光制御部
1,101 Endoscope system 2,102 Endoscope 3,103 Light source device 4,104 Processor 5 Display device 21,121 Image pickup unit 21b, 135 Optical filter 21c, 121c Image pickup element 31, 131 Light source unit 34 Light source drive unit 44 Control unit 44a Brightness detection unit 44b Dimming control unit

日本国特許5802860号公報Japanese Patent No. 582860 Gazette

Claims (12)

第1の波長領域の光を発生する第1の発光素子と、前記第1の波長領域とは異なる第2の波長領域の光を発生する第2の発光素子と、を含む複数の発光素子を有して構成された発光部と、
前記発光部から発せられた光が被写体に照射された際に生じる戻り光を撮像するとともに、前記戻り光を撮像する際の露光期間を電子シャッタの動作期間に応じて低減させることができるように構成された撮像素子と、
前記発光部から前記撮像素子に至る光路上に配置され、前記第1の波長領域の光の一部を遮断するとともに前記第2の波長領域の光を透過させるような分光透過特性を有して構成された光学フィルタと、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を時分割で発光させるための制御が行われている場合に、前記電子シャッタを動作させないようにしつつ前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、前記撮像素子が前記被写体に対する前記第1の波長領域の光の照射に応じて生じる第1の戻り光を撮像する際の露光期間を調整するとともに、前記電子シャッタを動作させつつ前記電子シャッタの動作期間に重複しない期間において前記第2の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、前記撮像素子が前記被写体に対する前記第2の波長領域の光の照射に応じて生じる第2の戻り光を撮像する際の露光期間を調整する調光制御部と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。
A plurality of light emitting elements including a first light emitting element that generates light in a first wavelength region and a second light emitting element that generates light in a second wavelength region different from the first wavelength region. A light emitting part configured to have and
The return light generated when the light emitted from the light emitting unit irradiates the subject is imaged, and the exposure period when the return light is imaged can be reduced according to the operation period of the electronic shutter. The configured image sensor and
It is arranged on the optical path from the light emitting unit to the image pickup element, and has a spectral transmission characteristic that blocks a part of the light in the first wavelength region and transmits the light in the second wavelength region. The configured optical filter and
When the control for causing the first light emitting element and the second light emitting element to emit light in a time-divided manner is performed, the continuous light emitting period of the first light emitting element is set while preventing the electronic shutter from operating. By controlling the change, the exposure period when the image pickup element captures the first return light generated in response to the irradiation of the subject with light in the first wavelength region is adjusted, and the electronic shutter is released. By controlling the continuous light emission period of the second light emitting element to be changed during a period that does not overlap with the operation period of the electronic shutter while operating, the image pickup element irradiates the subject with light in the second wavelength region. A dimming control unit that adjusts the exposure period when imaging the second return light generated in response to
An endoscopic system characterized by having.
前記調光制御部は、前記電子シャッタの動作期間の終了後に前記第2の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 1, wherein the dimming control unit controls to change the continuous light emitting period of the second light emitting element after the operation period of the electronic shutter ends.
前記調光制御部は、前記電子シャッタを動作させないようにしつつ前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御の代わりに、前記電子シャッタを動作させつつ前記電子シャッタの動作期間に重複しない期間において前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行うことにより、前記撮像素子が前記第1の戻り光を撮像する際の露光期間を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The dimming control unit does not overlap with the operating period of the electronic shutter while operating the electronic shutter, instead of controlling to change the continuous light emitting period of the first light emitting element while preventing the electronic shutter from operating. The first aspect of the present invention is characterized in that the exposure period when the image pickup device captures the first return light is adjusted by controlling the continuous light emission period of the first light emitting element to be changed in the period. The endoscopic system described.
前記調光制御部は、前記電子シャッタの動作期間の終了後に前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 3, wherein the dimming control unit controls to change the continuous light emitting period of the first light emitting element after the operation period of the electronic shutter ends.
前記調光制御部の制御に応じ、前記複数の発光素子を個別に駆動させるためのパルス状の駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を前記発光部へ供給する光源駆動部をさらに有し、
前記調光制御部は、前記第1の発光素子の連続発光期間を変化させる制御として、前記光源駆動部から前記第1の発光素子へ供給される駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行い、前記第2の発光素子の連続発光期間を変化させる制御として、前記光源駆動部から前記第2の発光素子へ供給される駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
Further having a light source drive unit that generates a pulse-shaped drive signal for individually driving the plurality of light emitting elements according to the control of the dimming control unit and supplies the generated drive signal to the light emitting unit. ,
The dimming control unit controls to change the pulse width of the drive signal supplied from the light source driving unit to the first light emitting element as a control for changing the continuous light emitting period of the first light emitting element. Claim 1 is characterized in that, as a control for changing the continuous light emitting period of the second light emitting element, a control for changing the pulse width of a drive signal supplied from the light source driving unit to the second light emitting element is performed. The endoscopic system described in.
前記光学フィルタが、前記戻り光を結像する対物光学系から前記撮像素子に至る光路上に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 1, wherein the optical filter is arranged on an optical path from an objective optical system that forms an image of the return light to the image pickup element.
前記光学フィルタが、前記第1の発光素子の近傍における前記第1の波長領域の光の光路上に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The endoscope system according to claim 1, wherein the optical filter is arranged on an optical path of light in the first wavelength region in the vicinity of the first light emitting element.
前記第1の発光素子は、前記被写体に相当する生体組織に含まれる所定の生体物質を励起して自家蛍光を発生させることが可能な光を前記第1の波長領域の光として発生し、
前記第2の発光素子は、前記自家蛍光の波長領域を含む光を前記第2の波長領域の光として発生し、
前記撮像素子は、第1の観察モードにおいて、前記第1の波長領域の光の反射光及び前記自家蛍光を含む混合光に相当する前記第1の戻り光と、前記第2の波長領域の光の反射光に相当する前記第2の戻り光と、をそれぞれ撮像し、前記第1の観察モードとは異なる第2の観察モードにおいて、前記第1の波長領域の光の反射光に相当する前記第1の戻り光と、前記第2の波長領域の光の反射光に相当する前記第2の戻り光と、をそれぞれ撮像する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The first light emitting element generates light capable of exciting a predetermined biological substance contained in a biological tissue corresponding to the subject to generate autofluorescence as light in the first wavelength region.
The second light emitting element generates light including the wavelength region of the autofluorescence as light in the second wavelength region.
In the first observation mode, the image pickup element has the first return light corresponding to the reflected light of the light in the first wavelength region and the mixed light including the self-fluorescence, and the light in the second wavelength region. The second return light corresponding to the reflected light of the above is imaged, and in a second observation mode different from the first observation mode, the light corresponding to the reflected light of the light in the first wavelength region is described. The endoscope system according to claim 1, wherein the first return light and the second return light corresponding to the reflected light of the light in the second wavelength region are imaged, respectively.
前記調光制御部は、前記第2の発光素子の連続発光期間と前記電子シャッタの動作期間との和に相当する期間が前記第1の発光素子の連続発光期間に一致するように、前記電子シャッタの動作期間の終了時刻を固定しつつ開始時刻を変化させるための制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The dimming control unit has the electrons so that the period corresponding to the sum of the continuous light emitting period of the second light emitting element and the operating period of the electronic shutter coincides with the continuous light emitting period of the first light emitting element. The endoscope system according to claim 1, wherein the control for changing the start time is performed while fixing the end time of the shutter operation period.
前記調光制御部は、前記撮像素子により撮像される前記第1の戻り光及び前記第2の戻り光の光量比を所定の光量比に合わせるために、前記電子シャッタの動作期間の開始時刻及び前記第2の発光素子の連続発光期間を所定の期間毎にそれぞれ調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The dimming control unit sets the start time of the operation period of the electronic shutter and the start time of the operation period of the electronic shutter in order to match the light amount ratio of the first return light and the second return light imaged by the image pickup device to a predetermined light amount ratio. The endoscope system according to claim 1, wherein the continuous light emitting period of the second light emitting element is adjusted for each predetermined period.
前記調光制御部は、前記撮像素子により撮像される前記第1の戻り光及び前記第2の戻り光の光量比を所定の光量比に合わせるために、前記第1の発光素子の最大発光光量に基づいて前記第2の発光素子へ供給される駆動信号のパルス幅として設定可能な最大パルス幅を特定するとともに、当該特定した最大パルス幅を超えないように前記第2の発光素子へ供給される駆動信号のパルス幅を変化させる制御を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の内視鏡システム。
The dimming control unit has a maximum emission light amount of the first light emitting element in order to match the light amount ratio of the first return light and the second return light imaged by the image pickup element with a predetermined light amount ratio. The maximum pulse width that can be set as the pulse width of the drive signal supplied to the second light emitting element is specified based on the above, and is supplied to the second light emitting element so as not to exceed the specified maximum pulse width. The endoscope system according to claim 5, wherein the control for changing the pulse width of the drive signal is performed.
前記発光部は、前記第1の波長領域の光として琥珀色光を発生する前記第1の発光素子と、前記第2の波長領域の光として緑色光を発生する前記第2の発光素子と、赤色光を発生する第3の発光素子と、紫色光を発生する第4の発光素子と、青色光を発生する第5の発光素子と、を有して構成されており、
前記撮像素子は、第1の観察モードにおいて、前記琥珀色光の反射光に相当する前記第1の戻り光と、前記緑色光の反射光及び前記赤色光の反射光を含む混合光に相当する前記第2の戻り光と、をそれぞれ撮像し、前記第1の観察モードとは異なる第2の観察モードにおいて、前記琥珀色光の反射光に相当する前記第1の戻り光と、前記緑色光の反射光、前記赤色光の反射光、前記紫色光の反射光及び前記青色光の反射光を含む混合光に相当する前記第2の戻り光と、をそれぞれ撮像する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
The light emitting unit includes the first light emitting element that generates amber light as light in the first wavelength region, the second light emitting element that generates green light as light in the second wavelength region, and red. It is configured to include a third light emitting element that generates light, a fourth light emitting element that generates purple light, and a fifth light emitting element that generates blue light.
In the first observation mode, the image pickup element corresponds to the first return light corresponding to the reflected light of the amber light, and the mixed light including the reflected light of the green light and the reflected light of the red light. The second return light is imaged, and in a second observation mode different from the first observation mode, the first return light corresponding to the reflected light of the amber light and the reflection of the green light are reflected. The first aspect of claim 1 is characterized in that the light, the reflected light of the red light, the reflected light of the purple light, and the second return light corresponding to the mixed light including the reflected light of the blue light are imaged, respectively. The endoscopic system described.
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