JP4475921B2 - Endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、胃腸や気管支などの体腔内を観察するための内視鏡システムに、関する。   The present invention relates to an endoscope system for observing the inside of a body cavity such as the gastrointestinal tract and bronchi.

周知のように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年、体腔壁下の生体組織に生じた異状をこの反応現象を利用して検出する内視鏡システムが、開発されている。   As is well known, biological tissue is excited to emit fluorescence when irradiated with light of a specific wavelength. In addition, an abnormal living tissue in which a lesion such as a tumor or cancer has occurred emits weaker fluorescence than a normal living tissue. This reaction phenomenon can also be caused by living tissue below the body cavity wall. In recent years, endoscope systems have been developed that detect abnormalities occurring in a living tissue under a body cavity wall using this reaction phenomenon.

その内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端が挿入された体腔内を照明するための照明光と体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光とを一つの光源から内視鏡へ供給して、その内視鏡の先端から照明光と励起光とを交互に射出できる内視鏡システムが、特許文献1において開示されている。   As one of the endoscope systems, an illumination light for illuminating the inside of a body cavity into which the distal end of the endoscope is inserted and an excitation light for exciting a living tissue under the body cavity wall from one light source. An endoscope system that can supply illumination light and excitation light alternately from the distal end of the endoscope by supplying to the mirror is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1記載の内視鏡システムは、体腔壁の表面で反射された照明光により形成される体腔内の画像(通常画像)と、体腔壁下の生体組織が発した蛍光により形成される体腔内の画像(蛍光画像)とを、撮影装置を通じて交互に取得し、通常画像と蛍光画像とに基づいて生成される特殊画像を順次モニタに表示させる。
特開2002−336196号公報(段落0068〜0071)
The endoscope system described in Patent Document 1 is a body cavity formed by an image (normal image) in a body cavity formed by illumination light reflected from the surface of a body cavity wall and fluorescence emitted from a living tissue under the body cavity wall. The image (fluorescence image) is alternately acquired through the photographing device, and the special image generated based on the normal image and the fluorescence image is sequentially displayed on the monitor.
JP 2002-336196 A (paragraphs 0068-0071)

ところで、よく知られているように、生体組織から発せられる蛍光の強度は、その生体組織へ照射される励起光の強度に比べると非常に弱い。このため、照明光と励起光の強度が同程度であると、通常画像に対して蛍光画像が暗くなり過ぎて、精度の高い特殊画像を生成することができなかった。しかしながら、近年の技術開発の結果、蛍光画像の明るさを通常画像のレベルにまで引き上げることができるようになってきた。このため、最近では、通常画像と蛍光画像の明るさを別個に調節して特殊画像の精度をより高めたいと要望されつつある。   By the way, as is well known, the intensity of fluorescence emitted from a living tissue is very weak compared to the intensity of excitation light irradiated to the living tissue. For this reason, if the intensity of the illumination light and the excitation light are approximately the same, the fluorescence image becomes too dark with respect to the normal image, and a special image with high accuracy cannot be generated. However, as a result of recent technological development, it has become possible to raise the brightness of fluorescent images to the level of normal images. For this reason, recently, there has been a demand for adjusting the brightness of the normal image and the fluorescence image separately to further improve the accuracy of the special image.

そして、特許文献1記載の内視鏡システムのように1つの光源から照明光と励起光とを取り出している場合において、上述したように通常画像と蛍光画像の明るさを別個に調節しようとするときには、光源の直後に配置された絞りを用いて照明光と励起光の光量を別個に調節すれば良いと考えられるかもしれない。しかしながら、このような絞りによって物理的に光束を切るような調光方法では、調光範囲を広く取ることはできるものの、照明光と励起光とを内視鏡の先端から射出する周期が数十分の一秒であるために、その切替タイミングに絞りの駆動を追従させることができないという問題があった。   In the case where the illumination light and the excitation light are extracted from one light source as in the endoscope system described in Patent Document 1, the brightness of the normal image and the fluorescence image is separately adjusted as described above. In some cases, it may be considered that the amount of illumination light and excitation light may be adjusted separately using a diaphragm disposed immediately after the light source. However, in such a dimming method that physically cuts the luminous flux by the diaphragm, although the dimming range can be widened, the period of emitting illumination light and excitation light from the distal end of the endoscope is several tens. Since the time is 1 second, there is a problem that the driving of the diaphragm cannot follow the switching timing.

その一方で、その切替タイミングに追従可能な調光方法として、光源の出力を電気的に調整して照明光と励起光の光量を別個に調節することが、特許文献1に記載されている。しかしながら、このような電気的な出力調整によると、調光範囲が一般的に狭いため、特に広い調光範囲が必要とされる照明光については、このような電気的な出力調整を調光方法として採用できないという問題があった。   On the other hand, as a dimming method capable of following the switching timing, Patent Document 1 describes that the output of a light source is electrically adjusted to separately adjust the amounts of illumination light and excitation light. However, according to such electrical output adjustment, since the dimming range is generally narrow, particularly for illumination light that requires a wide dimming range, such electrical output adjustment is performed using the dimming method. There was a problem that could not be adopted as.

また、その切替タイミングに追従可能な調光方法として、照明光射出時での電荷の蓄積期間(いわゆる電子シャッタの開期間)と励起光射出時での電荷の蓄積期間とを変化させて通常画像と蛍光画像の明るさのバランスを別個に調節することが、特許文献1に記載されている。しかしながら、内視鏡の先端が体腔壁に接近した状態で体腔壁の表面で高輝度に反射された照明光を撮像素子が取り込むと、撮像素子の構造に起因してブルーミングが発生し、通常画像内にハレーションが現れてしまう。このように、通常画像の明るさの調節を電子シャッタだけに頼ると、通常画像の画質を高いレベルで維持することができない場合があるため、照明光については、電子シャッタに頼ることなく、物理的に調光する手段が必要であった。   In addition, as a dimming method that can follow the switching timing, a normal image can be obtained by changing the charge accumulation period when the illumination light is emitted (so-called electronic shutter opening period) and the charge accumulation period when the excitation light is emitted. Patent Document 1 describes separately adjusting the brightness balance of a fluorescent image and a fluorescent image. However, when the imaging device captures illumination light reflected with high brightness on the surface of the body cavity wall with the tip of the endoscope approaching the body cavity wall, blooming occurs due to the structure of the imaging device, and a normal image Halation appears inside. As described above, if only the electronic shutter is used to adjust the brightness of the normal image, the image quality of the normal image may not be maintained at a high level. A means of dimming light was necessary.

本発明は、上述したような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、一つの光源から交互に取り出した照明光と励起光とを内視鏡の先端から射出させることによって通常画像と蛍光画像とに基づいた特殊画像を生成する場合において、特に照明光に対して物理的な調光手段を講じつつ通常画像と蛍光画像の明るさを別個に調節することができる内視鏡システムを、提供することにある。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the problem is that the illumination light and the excitation light extracted alternately from one light source are emitted from the distal end of the endoscope. Thus, when generating a special image based on the normal image and the fluorescent image, it is possible to separately adjust the brightness of the normal image and the fluorescent image while taking physical dimming means for the illumination light. An endoscope system is provided.

上記の課題を解決するために発明された内視鏡システムは、以下に記述されるように、構成されている。   An endoscope system invented to solve the above-described problems is configured as described below.

すなわち、この内視鏡システムは、体腔内に挿入するための細管状の挿入部と、前記挿入部の先端が前記体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影して画像データを出力する撮影装置と、前記挿入部の基端から先端へ光を導いてその光を先端から射出する照明光学系と、前記照明光学系に向けて白色光を射出するための白色光光源と、生体組織を励起するための励起光を前記白色光から取り出すための第1励起光透過フィルタと、前記第1励起光透過フィルタと同特性の第2励起光透過フィルタと、前記第1励起光透過フィルタを所定時間間隔を空けて定期的に前記白色光の光路に繰り返し挿入することによって、前記照明光学系に前記白色光と前記励起光とを交互に繰り返し導入する挿入機構と、前記照明光学系に白色光が導入されている第1フィールド期間に前記撮影装置から取得した通常画像データと、前記照明光学系に励起光が導入されている第2フィールド期間に前記撮影装置から取得した蛍光画像データとに基づいて、患部と推定し得る箇所が示された特殊画像を表示させるための画像データを生成する画像処理部と、前記第2励起光透過フィルタを前記白色光の光路に挿入する絞り機構と、前記画像処理部から通常画像データを取得し、取得した通常画像データに基づく通常画像の明るさが所定のレベルとなるように、前記絞り機構による前記第2励起光透過フィルタの前記白色光の光路への挿入量を制御する照明光制御部と、前記画像処理部から蛍光画像データを取得し、取得した蛍光画像データに基づく蛍光画像の明るさが所定のレベルとなるように、前記第2フィールド期間での前記白色光光源からの前記白色光の出力量を制御する励起光制御部とを備えることを、特徴としている。 That is, the endoscope system includes a thin tubular insertion portion for insertion into a body cavity, and an objective optical system that forms an image in the body cavity when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity. An imaging device that color-shoots an image of a body cavity formed by the objective optical system and outputs image data, and an illumination optical system that guides light from the proximal end to the distal end of the insertion portion and emits the light from the distal end When a white light source for emitting white light toward the illumination optical system, a first excitation Okoshiko transmission filter for extracting the excitation light for exciting the biological tissue from the white light, the first By inserting the second excitation light transmission filter having the same characteristics as the excitation light transmission filter and the first excitation light transmission filter repeatedly into the optical path of the white light at regular intervals, the illumination optical system is The white light and the excitation light An insertion mechanism that repeatedly and alternately introduces, normal image data acquired from the imaging device during a first field period in which white light is introduced into the illumination optical system, and excitation light that is introduced into the illumination optical system. An image processing unit that generates image data for displaying a special image showing a portion that can be estimated as an affected area based on fluorescence image data acquired from the imaging apparatus in a two-field period; and the second excitation light. An aperture mechanism that inserts a transmission filter into the optical path of the white light, and normal image data is acquired from the image processing unit, and the aperture of the normal image based on the acquired normal image data is set to a predetermined level. Fluorescence image data was acquired from the illumination light control unit that controls the amount of insertion of the second excitation light transmission filter into the optical path of the white light by the mechanism, and the image processing unit, and acquired. An excitation light control unit that controls an output amount of the white light from the white light source in the second field period so that the brightness of the fluorescent image based on the light image data becomes a predetermined level. , With features.

このように、白色光光源から励起光を取り出すための第1励起光透過フィルタと同じ透過特性を持つ光学フィルタを、第2励起光透過フィルタとしてもう一つ用意し、その第2励起光透過フィルタを白色光の光路に挿入するとともにその挿入量を調節するだけで、照明光としての白色光の光量を調節することができ、その結果として、通常画像の明るさを調節することができる。   Thus, another optical filter having the same transmission characteristics as the first excitation light transmission filter for extracting the excitation light from the white light source is prepared as the second excitation light transmission filter, and the second excitation light transmission filter is prepared. Can be adjusted in the optical path of white light and the amount of white light as illumination light can be adjusted simply by adjusting the amount of insertion, and as a result, the brightness of a normal image can be adjusted.

このとき、第2励起光透過フィルタは白色光の光路に挿入され続けることとなるが、励起光の光量は、その第2励起光透過フィルタの影響を受けないため、結果的に、第2励起光透過フィルタを照明光に対する物理的な調光手段として用いることとなる。   At this time, the second excitation light transmission filter continues to be inserted into the optical path of white light. However, since the amount of excitation light is not affected by the second excitation light transmission filter, the second excitation light transmission filter is consequently obtained. The light transmission filter is used as a physical light control means for the illumination light.

また、励起光については、その励起光の射出期間での白色光光源の出力量を制御するという従来の調光方法を採ることによって、通常画像の明るさと別個に蛍光画像の明るさを調整することができる。   For the excitation light, the brightness of the fluorescent image is adjusted separately from the brightness of the normal image by adopting a conventional dimming method of controlling the output amount of the white light source during the emission period of the excitation light. be able to.

なお、本発明による内視鏡システムの撮影装置が、第2フィールド期間における各画素での電荷の蓄積期間を変化させ得るように構成された撮像素子であるならば、この内視鏡システムは、画像処理部から蛍光画像データを取得し、取得した蛍光画像データに基づく蛍光画像の明るさが所定のレベルとなるように、撮像素子における第2フィールド期間での蓄積期間を制御する蛍光制御部を、更に備えることができる。   If the imaging device of the endoscope system according to the present invention is an image sensor configured to change the charge accumulation period in each pixel in the second field period, the endoscope system includes: A fluorescence control unit that acquires fluorescence image data from the image processing unit and controls an accumulation period in the second field period in the image sensor so that the brightness of the fluorescence image based on the acquired fluorescence image data becomes a predetermined level. Can be further provided.

以上に説明したように、本発明によれば、一つの光源から交互に取り出した照明光と励起光とを内視鏡の先端から射出させることによって通常画像と蛍光画像とに基づいた特殊画像を生成する場合において、特に照明光に対して物理的な調光手段を講じつつ通常画像と蛍光画像の明るさを別個に調節することができる。   As described above, according to the present invention, the special image based on the normal image and the fluorescence image is emitted by emitting the illumination light and the excitation light alternately extracted from one light source from the distal end of the endoscope. In the generation, it is possible to separately adjust the brightness of the normal image and the fluorescent image while taking physical dimming means particularly for the illumination light.

以下、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態である電子内視鏡システムの外観図である。図1に示されるように、この電子内視鏡システムは、電子内視鏡10,光源プロセッサ装置20,及び、モニタ30を、備えている。図2は、電子内視鏡10及び光源プロセッサ装置20の内部を概略的に示す構成図である。   FIG. 1 is an external view of an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electronic endoscope system includes an electronic endoscope 10, a light source processor device 20, and a monitor 30. FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the inside of the electronic endoscope 10 and the light source processor device 20.

図2には、電子内視鏡10の詳細な形状が図示されていないが、電子内視鏡10は、体腔内に挿入するための可撓な細管状の挿入部10aを、有している。この挿入部10aの先端には、湾曲部が組み込まれ、その基端には、湾曲部の湾曲量及び湾曲方向を操作するためのアングルノブや各種のスイッチが設けられた操作部10bが、備えられている。   Although the detailed shape of the electronic endoscope 10 is not shown in FIG. 2, the electronic endoscope 10 has a flexible thin tubular insertion portion 10a for insertion into a body cavity. . A bending portion is incorporated at the distal end of the insertion portion 10a, and an operation portion 10b provided with an angle knob and various switches for operating the bending amount and the bending direction of the bending portion is provided at the base end. It has been.

挿入部10aの先端面には、少なくとも2つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ11及び対物レンズ12がそれぞれ嵌め込まれている。   At least two through holes are formed in the distal end surface of the insertion portion 10a, and the light distribution lens 11 and the objective lens 12 are fitted in the pair of through holes, respectively.

さらに、挿入部10a内には、ライトガイド13が引き通されている。ライトガイド13は、可撓な多数の光ファイバからなり、その先端面は、配光レンズ11に対向している。また、ライトガイド13の基端は、操作部10bの側面から延びた可撓管10c内に、引き通されており、さらに、その可撓管10cの先端に設けられたコネクタ部10dの先端に、固定されている。   Further, the light guide 13 is passed through the insertion portion 10a. The light guide 13 is composed of a large number of flexible optical fibers, and the front end surface thereof faces the light distribution lens 11. The proximal end of the light guide 13 is led through a flexible tube 10c extending from the side surface of the operation unit 10b. It has been fixed.

さらに、挿入部10a内には、励起光除去フィルタ14が組み込まれている。励起光除去フィルタ14は、生体組織を励起させるための励起光と同じ波長帯域の光を遮蔽してその他の波長帯域の光を透過させる光学フィルタである。この励起光除去フィルタ14は、対物レンズ12の光軸に対して垂直な状態でその光軸上に配置されている。   Further, an excitation light removal filter 14 is incorporated in the insertion portion 10a. The excitation light removal filter 14 is an optical filter that blocks light in the same wavelength band as the excitation light for exciting the living tissue and transmits light in other wavelength bands. The excitation light removal filter 14 is disposed on the optical axis in a state perpendicular to the optical axis of the objective lens 12.

さらに、挿入部10a内には、撮像素子15が組み込まれている。撮像素子15は、二次元的に配列された多数の画素により構成される撮像面を有する単板のエリアイメージセンサであり、その撮像面には、原色系カラーフィルタがオンチップされている。この撮像素子15は、励起光除去フィルタ14を挟んで対物レンズ12がある側とは反対側に配置されており、その撮像面の位置は、対物レンズ12の像面の位置に、ほぼ一致している。   Further, an image sensor 15 is incorporated in the insertion portion 10a. The imaging element 15 is a single-plate area image sensor having an imaging surface composed of a large number of pixels arranged two-dimensionally, and a primary color filter is on-chip on the imaging surface. The imaging element 15 is arranged on the side opposite to the side where the objective lens 12 is located with the excitation light removal filter 14 interposed therebetween, and the position of the imaging plane substantially coincides with the position of the image plane of the objective lens 12. ing.

この撮像素子15には、少なくとも2本の信号線15a,15bが接続されている。一方の信号線15aは、この撮像素子15の駆動信号を伝送するための電線であり、他方の信号線15bは、この撮像素子15から出力される画像信号を伝送するための電線である。   At least two signal lines 15 a and 15 b are connected to the image sensor 15. One signal line 15a is an electric wire for transmitting a drive signal for the image pickup device 15, and the other signal line 15b is an electric wire for transmitting an image signal output from the image pickup device 15.

これら信号線15a,15bは、挿入部10a内及び可撓管10c内に順に引き通されており、一方の信号線15aは、コネクタ部10d内のドライバ16に接続され、他方の信号線15bは、コネクタ部10dの先端に固定されている。   These signal lines 15a and 15b are sequentially passed through the insertion portion 10a and the flexible tube 10c. One signal line 15a is connected to the driver 16 in the connector portion 10d, and the other signal line 15b is , And is fixed to the tip of the connector portion 10d.

ドライバ16は、撮像素子15の駆動信号を生成してその撮像素子15へ出力するための回路である。より具体的には、このドライバ16は、後述のタイミングコントロール部21から出力される基準信号が示す1回のタイミングにて始まる1つのフィールド期間において、撮像素子15に対して各画素での電荷を所定期間蓄積するように指示するための信号と、撮像素子15に対して各画素の蓄積電荷を吐き出すように指示するための信号とを、出力する。   The driver 16 is a circuit for generating a drive signal for the image sensor 15 and outputting it to the image sensor 15. More specifically, the driver 16 supplies the charge in each pixel to the image sensor 15 in one field period starting at one timing indicated by a reference signal output from a timing control unit 21 described later. A signal for instructing to accumulate for a predetermined period and a signal for instructing the image sensor 15 to discharge the accumulated charge of each pixel are output.

光源プロセッサ装置20は、タイミングコントロール部21,システムコントロール部22,光源部23,画像処理部24,及び、調光部25を、備えている。   The light source processor device 20 includes a timing control unit 21, a system control unit 22, a light source unit 23, an image processing unit 24, and a light control unit 25.

なお、光源プロセッサ装置20の筐体の側面には、上記コネクタ部10dを嵌め込み可能なコネクタ受けが、備えられている。このコネクタ受けに上記コネクタ部10dが嵌め込まれると、コネクタ部10d内のドライバ16が図示せぬ信号線を介してタイミングコントロール部21及び調光部25に接続され、電子内視鏡10の操作部10bに設けられている各種のスイッチが図示せぬ信号線を介してシステムコントロール部22に接続され、ライトガイド13の基端が光源部23に入り込み、信号線15bが画像処理部24に接続される。   Note that a connector receiver into which the connector portion 10d can be fitted is provided on a side surface of the housing of the light source processor device 20. When the connector part 10d is fitted into the connector receptacle, the driver 16 in the connector part 10d is connected to the timing control part 21 and the light control part 25 via a signal line (not shown), and the operation part of the electronic endoscope 10 Various switches provided in 10b are connected to the system control unit 22 via a signal line (not shown), the base end of the light guide 13 enters the light source unit 23, and the signal line 15b is connected to the image processing unit 24. The

タイミングコントロール部21は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するためのコントローラである。光源プロセッサ装置20とコネクタ部10d内のドライバ16とにおける各種の処理は、この基準信号に従って進行する。   The timing control unit 21 is a controller for generating various reference signals and controlling the output of the signals. Various processes in the light source processor device 20 and the driver 16 in the connector unit 10d proceed according to this reference signal.

なお、光源プロセッサ装置20では、上記の基準信号が示す各タイミングの二個一組にて、一周期(例えば1/30秒)が定義されており、その一周期中の第1タイミングから第2タイミングまでの間の期間を、第1フィールド期間とし、その一周期中の第2タイミングから第1タイミングまでの期間を、第2フィールド期間として、各部22〜24が処理を進行する。   In the light source processor device 20, one cycle (for example, 1/30 second) is defined by a set of two timings indicated by the reference signal, and the second timing from the first timing in the cycle is the second. The period between the timings is defined as a first field period, and the period from the second timing to the first timing in one cycle is defined as a second field period.

システムコントロール部22は、光源プロセッサ装置20全体を制御するためのコントローラである。このシステムコントロール部22は、電子内視鏡10の操作部10bに設けられている各種のスイッチや図示せぬ操作盤上のスイッチに接続されており、これらスイッチを通じて入力を受け付けると、その入力に応じた処理を実行する。   The system control unit 22 is a controller for controlling the entire light source processor device 20. The system control unit 22 is connected to various switches provided on the operation unit 10b of the electronic endoscope 10 and switches on an operation panel (not shown). When an input is received through these switches, the system control unit 22 receives the input. Perform the appropriate process.

また、このシステムコントロール部22は、電子内視鏡10の操作部10b上のスイッチSWになされた切り替え操作に応じて、通常観察モード及び特殊観察モードの何れか1つに、観察モードを切り替える。   Further, the system control unit 22 switches the observation mode to one of the normal observation mode and the special observation mode in accordance with the switching operation performed on the switch SW on the operation unit 10b of the electronic endoscope 10.

光源部23は、ライトガイド13の基端面に導入する光を射出するためのユニットである。図3は、この光源部23内を概略的に示す構成図である。図3に示されるように、光源部23は、ランプ231,回転板232,第1モータ233,絞り板234,第2モータ235,ステージ機構236,及び、第3モータ237を、備えている。   The light source unit 23 is a unit for emitting light to be introduced into the base end surface of the light guide 13. FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing the inside of the light source unit 23. As shown in FIG. 3, the light source unit 23 includes a lamp 231, a rotating plate 232, a first motor 233, a diaphragm plate 234, a second motor 235, a stage mechanism 236, and a third motor 237.

ランプ231は、約400nm乃至700nmの可視帯域全域の波長成分を持つ白色光をライトガイド13の基端面に向けて発する光源である。このランプ231には、電源回路231aから電力が供給される。   The lamp 231 is a light source that emits white light having a wavelength component in the entire visible band of about 400 nm to 700 nm toward the base end surface of the light guide 13. The lamp 231 is supplied with power from the power supply circuit 231a.

電源回路231aは、上述したランプ231へ電力の供給を開始又は停止するための回路である。この電源回路231aは、加算器231cを介してシステムコントロール部22と接続されており、システムコントロール部22からこの電源回路231aに第1制御値が入力されると、ランプ231へ電力を供給し、第1制御値の入力が停止されると、ランプ231への電力の供給を停止する。   The power supply circuit 231a is a circuit for starting or stopping the supply of power to the lamp 231 described above. The power supply circuit 231a is connected to the system control unit 22 via an adder 231c. When a first control value is input from the system control unit 22 to the power supply circuit 231a, power is supplied to the lamp 231. When the input of the first control value is stopped, the supply of power to the lamp 231 is stopped.

なお、システムコントロール部22から電源回路231aへ入力される第1制御値には、通常観察モードを示すものと、特殊観察モードを示すものとがある。通常観察モードを示す第1制御値がシステムコントロール部22から入力された場合には、電源回路231aは、上記一周期中の第1フィールド期間と第2フィールド期間とで白色光の出力量が変化されることなく常時所定の出力量にて白色光が出力されるように、ランプ231を制御する。   Note that the first control value input from the system control unit 22 to the power supply circuit 231a includes a normal observation mode and a special observation mode. When the first control value indicating the normal observation mode is input from the system control unit 22, the power supply circuit 231a changes the output amount of white light between the first field period and the second field period in the one cycle. The lamp 231 is controlled so that white light is always output at a predetermined output amount without being performed.

一方、特殊観察モードを示す第1制御値がシステムコントロール部22から入力された場合には、電源回路231aは、第1フィールド期間における白色光の出力量が第2フィールド期間における白色光の出力量の所定倍に増加されるように、ランプ231を制御する。   On the other hand, when the first control value indicating the special observation mode is input from the system control unit 22, the power supply circuit 231a determines that the output amount of white light in the first field period is the output amount of white light in the second field period. The lamp 231 is controlled to be increased to a predetermined multiple of.

さらに、この電源回路231aは、加算器231cを通じて後述の調光部25と接続されており、システムコントロール部22からこの電源回路231aに入力される第1制御値には、特殊観察モードにおいてこの調光部25から出力される後述の第1調光値(正又は負の極性を持つ)が、加算器231cにて加算される(負の極性では実質的に減算となる)。   Further, the power supply circuit 231a is connected to a dimming unit 25 described later through an adder 231c, and the first control value input from the system control unit 22 to the power supply circuit 231a is adjusted in the special observation mode. A first dimming value (having a positive or negative polarity), which will be described later, output from the light unit 25 is added by the adder 231c (substantially subtracting with a negative polarity).

そして、電源回路231aは、第1調光値が加算されていないときの第1制御値が入力されると、特殊観察モードにおける第2フィールド期間での白色光が所定基準量だけ射出されるように、ランプ231に電力を供給し、入力される第1制御値に正又は負の第1調光値が加算されているときには、特殊観察モードにおける第2フィールド期間での白色光の出力量が所定基準量から第1調光値の絶対値に応じた量だけ減少又は増加されるように、その期間でのランプ231への電力の供給量を増減させる。   When the first control value when the first dimming value is not added is input, the power supply circuit 231a emits white light in the second field period in the special observation mode by a predetermined reference amount. In addition, when electric power is supplied to the lamp 231 and a positive or negative first dimming value is added to the input first control value, the output amount of white light in the second field period in the special observation mode is The amount of power supplied to the lamp 231 during the period is increased or decreased so that the amount is decreased or increased from the predetermined reference amount by an amount corresponding to the absolute value of the first dimming value.

回転板232は、幾つかの貫通孔が穿たれている円板と各貫通孔に嵌め込まれた光学フィルタとからなる。図4は、この回転板232の正面図である。この回転板232には、同一形状の2つの貫通孔が穿たれている。何れの貫通孔とも、半円弧の弓形に湾曲した帯の形状に形成されており、その半円弧の中心は、回転板232の中心に一致している。従って、この回転板232上において、これら2つの貫通孔は、全体として、ほぼ輪帯状をなしている。   The rotating plate 232 includes a disc having several through holes and an optical filter fitted in each through hole. FIG. 4 is a front view of the rotating plate 232. The rotating plate 232 has two through holes having the same shape. Each of the through holes is formed in a semicircular arc-shaped band shape, and the center of the semicircular arc coincides with the center of the rotating plate 232. Therefore, on the rotating plate 232, these two through holes are almost ring-shaped as a whole.

そして、これら2つの貫通孔のうち、一方の貫通孔には、可視光透過フィルタ232aが嵌め込まれている。この可視光透過フィルタ232aは、上述した白色光と同じ約400nm乃至700nmの波長帯域の光を透過させるための光学フィルタである。   A visible light transmission filter 232a is fitted into one of the two through holes. The visible light transmission filter 232a is an optical filter for transmitting light having a wavelength band of about 400 nm to 700 nm, which is the same as the white light described above.

また、他方の貫通孔には、第1励起光透過フィルタ232bが嵌め込まれている。この第1励起光透過フィルタ232bは、上述した励起光を上記白色光の中から取り出すための光学フィルタであり、具体的には、約400nm乃至450nmの波長帯域の光のみを透過させてその他の波長帯域の光を遮蔽する。   The first excitation light transmission filter 232b is fitted into the other through hole. The first excitation light transmission filter 232b is an optical filter for extracting the above-described excitation light from the white light. Specifically, the first excitation light transmission filter 232b transmits only light in the wavelength band of about 400 nm to 450 nm and transmits other light. Shields light in the wavelength band.

第1モータ233は、上述したように構成される回転板232を回転させるためのアクチュエータであり、回転板232は、この第1モータ233の駆動軸と同軸な状態で、その駆動軸の先端近傍に固定されている。この第1モータ233の駆動は、同期用ドライバ233aによって制御される。同期用ドライバ233aは、上述した基準信号に従って第1モータ233の駆動を制御するための回路である。   The first motor 233 is an actuator for rotating the rotary plate 232 configured as described above. The rotary plate 232 is coaxial with the drive shaft of the first motor 233 and is near the tip of the drive shaft. It is fixed to. The driving of the first motor 233 is controlled by a synchronization driver 233a. The synchronization driver 233a is a circuit for controlling the driving of the first motor 233 in accordance with the reference signal described above.

なお、回転板232の中心近傍には、この回転板232の回転位相を検出するための光センサ233bが配置されており、同期用ドライバ233aは、この光センサ233bから得られる信号に基づいて、回転板232の回転位相を、基準信号の示すタイミングに同期させる。但し、回転板232の回転位相を検出する手段は、光センサ233bではなく、例えば、第1モータ233に組み付けられる検出器(センサ)でも構わない。   An optical sensor 233b for detecting the rotational phase of the rotary plate 232 is disposed near the center of the rotary plate 232, and the synchronization driver 233a is based on a signal obtained from the optical sensor 233b. The rotational phase of the rotating plate 232 is synchronized with the timing indicated by the reference signal. However, the means for detecting the rotational phase of the rotating plate 232 may be a detector (sensor) assembled to the first motor 233, for example, instead of the optical sensor 233b.

絞り板234は、上述した白色光の光路内に挿入されることによってその白色光の光量を絞るためのものである。図5は、この絞り板234の正面図である。この絞り板234は、作用部234aと軸部234bとからなる。   The diaphragm plate 234 is used to reduce the amount of white light by being inserted into the white light optical path described above. FIG. 5 is a front view of the diaphragm plate 234. The diaphragm plate 234 includes an action part 234a and a shaft part 234b.

作用部234aは、長軸と短軸との比がおよそ2対1である長円形の平板状に形成されており、短軸を境界線として区分されてできる2つの領域のうちの一方には、その領域のほぼ全域を占める貫通孔が、穿たれている。   The action part 234a is formed in an oval flat plate shape in which the ratio of the major axis to the minor axis is approximately 2 to 1, and in one of the two regions formed by dividing the minor axis as a boundary line, A through-hole occupying almost the entire area is formed.

そして、この貫通孔には、第2励起光透過フィルタ234cが嵌め込まれている。この第2励起光透過フィルタ234cは、上述した回転板232の一方の貫通孔に嵌め込まれている第1励起光透過フィルタ232bと同じ透過特性を有しており、励起光と同じ波長帯域の光を除去する。なお、この作用部234aにおいて第2励起光透過フィルタ234cがある側とは反対側の領域を、便宜上、遮蔽部234dと表記する。   And the 2nd excitation light transmission filter 234c is engage | inserted by this through-hole. The second excitation light transmission filter 234c has the same transmission characteristics as the first excitation light transmission filter 232b fitted in one through hole of the rotating plate 232 described above, and has the same wavelength band as the excitation light. Remove. In addition, the area | region on the opposite side to the side in which this 2nd excitation light transmissive filter 234c exists in this action part 234a is described with the shielding part 234d for convenience.

一方、軸部234bは、短冊板状に形成されており、この長手方向における先端は、作用部234aにおける第2励起光透過フィルタ234cがある側の端部に固定されている。より具体的には、この軸部234bは、作用部234aの長軸方向と同じ方向にその長手方向を向けた状態で、作用部234aと同一の平面内に含まれるようにして、作用部234aに対して固定されており、さらに、その固定状態において、作用部234aに対して同軸となっている。   On the other hand, the shaft part 234b is formed in a strip-like plate shape, and the tip in the longitudinal direction is fixed to the end of the action part 234a on the side where the second excitation light transmission filter 234c is present. More specifically, the shaft portion 234b is included in the same plane as the action portion 234a in a state where its longitudinal direction is directed to the same direction as the long axis direction of the action portion 234a, so that the action portion 234a is included. Furthermore, in the fixed state, it is coaxial with the action part 234a.

第2モータ235は、上述したように構成される絞り板234を回転させるためのアクチュエータであり、その駆動軸は、図5に示されるように、絞り板234の軸部234bの基端近傍に固定されている。この第2モータ235の駆動は、駆動用ドライバ235aによって制御される。   The second motor 235 is an actuator for rotating the diaphragm plate 234 configured as described above, and its drive shaft is located near the base end of the shaft portion 234b of the diaphragm plate 234 as shown in FIG. It is fixed. The driving of the second motor 235 is controlled by a driving driver 235a.

駆動用ドライバ235aは、第2モータ235の駆動を制御するための回路である。この駆動用ドライバ235aは、加算器235cを介してシステムコントロール部22と接続されており、システムコントロール部22からこの駆動用ドライバ235aに第2制御値が入力されると、第2モータ235の駆動を行える待機状態になり、第2制御値の入力が停止されると、第2モータ235の駆動を行わない停止状態になる。   The driving driver 235a is a circuit for controlling the driving of the second motor 235. The driving driver 235a is connected to the system control unit 22 via an adder 235c. When a second control value is input from the system control unit 22 to the driving driver 235a, the driving of the second motor 235 is performed. When the second control value input is stopped, the second motor 235 is not driven.

また、この駆動用ドライバ235aは、加算器235cを通じて調光部25と接続されており、システムコントロール部22から駆動用ドライバ235aに入力される第2制御値には、特殊観察モードにおいてこの調光部25から出力される第2調光値(正又は負の極性を持つ)が、加算器235cにて加算される(負の極性では実質的に減算となる)。   The drive driver 235a is connected to the dimming unit 25 through the adder 235c, and the second control value input from the system control unit 22 to the drive driver 235a includes the dimming in the special observation mode. The second dimming value (having a positive or negative polarity) output from the unit 25 is added by the adder 235c (substantially subtracting for the negative polarity).

そして、駆動用ドライバ235aは、第2調光値が加算されていないときの第2制御値が入力されると、第2モータ235の駆動を制御して、白色光の光路に所定基準量だけ挿入された位置に絞り板234を配置させ、入力される第2制御値に正又は負の第2調光値が加算されているときには、第2モータ235の駆動を制御して、白色光の光路への挿入量が所定基準量から第2調光値の絶対値に応じた量だけ増加又は減少された位置に絞り板234を配置させる。   Then, when the second control value when the second dimming value is not added is input, the driving driver 235a controls the driving of the second motor 235, and a predetermined reference amount is added to the white light optical path. When the diaphragm plate 234 is arranged at the inserted position and the positive or negative second dimming value is added to the input second control value, the driving of the second motor 235 is controlled to The diaphragm plate 234 is disposed at a position where the insertion amount into the optical path is increased or decreased from the predetermined reference amount by an amount corresponding to the absolute value of the second dimming value.

なお、絞り板234の軸部234bの基端近傍には、この絞り板234の回転量を検出するための位置センサ235bが配置されており、駆動用ドライバ235aは、この位置センサ235bから得られる信号に基づいて、絞り板234の回転量を取得する。   A position sensor 235b for detecting the amount of rotation of the diaphragm plate 234 is disposed in the vicinity of the base end of the shaft portion 234b of the diaphragm plate 234, and a driving driver 235a is obtained from the position sensor 235b. Based on the signal, the rotation amount of the diaphragm plate 234 is acquired.

ステージ機構236は、ステージ上に設置された物体を、ランプ231からの白色光の射出方向に直交する方向のみ平行移動させるための機構であり、そのステージ上には、第1モータ233,光センサ233b,第2モータ235,及び、位置センサ235bが設置されている。   The stage mechanism 236 is a mechanism for translating an object installed on the stage only in a direction orthogonal to the direction in which the white light is emitted from the lamp 231. On the stage, the first motor 233 and the optical sensor are arranged. 233b, a second motor 235, and a position sensor 235b are installed.

なお、このステージ上では、第1及び第2モータ233,235は、何れも、ステージの平行移動方向に対して駆動軸が直交する向きに、向けられている。そして、このステージ機構236が正逆に駆動されると、第1モータ233の駆動軸に固定された回転板232が、ランプ231から射出される白色光の光路に対し、垂直に挿抜される。   Note that on the stage, the first and second motors 233 and 235 are both oriented in a direction in which the drive axis is orthogonal to the parallel movement direction of the stage. When the stage mechanism 236 is driven in the forward and reverse directions, the rotating plate 232 fixed to the drive shaft of the first motor 233 is inserted / removed perpendicularly to the optical path of white light emitted from the lamp 231.

第3モータ237は、このステージ機構236を駆動するためのアクチュエータである。この第3モータ237の駆動は、移動用ドライバ237aによって制御される。移動用ドライバ237aは、システムコントロール部22からの指示を受けてこの第3モータ237の駆動を制御するための回路である。   The third motor 237 is an actuator for driving the stage mechanism 236. The driving of the third motor 237 is controlled by the movement driver 237a. The movement driver 237 a is a circuit for receiving an instruction from the system control unit 22 and controlling the driving of the third motor 237.

なお、ステージ機構236には、ステージの位置を検出するための位置センサ237bが取り付けられており、システムコントロール部22は、この位置センサ237bから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出し、ステージが所定の位置に達するまで第3モータ237を駆動するように移動用ドライバ237aに指示する。   The stage mechanism 236 is provided with a position sensor 237b for detecting the position of the stage. The system control unit 22 detects the amount of movement of the stage based on a signal obtained from the position sensor 237b. The movement driver 237a is instructed to drive the third motor 237 until the stage reaches a predetermined position.

より具体的には、システムコントロール部22は、観察モードが通常観察モードに切り替えられた際には、移動用ドライバ237aを通じて第3モータ237を制御して、白色光の光路から回転板232が引き抜かれるまでステージ機構236を駆動する。図3は、このときの状態を示している。   More specifically, when the observation mode is switched to the normal observation mode, the system control unit 22 controls the third motor 237 through the moving driver 237a to pull out the rotating plate 232 from the optical path of white light. Until the stage mechanism 236 is driven. FIG. 3 shows the state at this time.

なお、ステージがこの位置にある時に絞り板234が第2モータ235によって正逆に回転されると、絞り板234における遮蔽部234dが、白色光の光路に対して垂直に挿抜される。図5及び図6は、この挿抜の前後の状態を示している。図5は、白色光の全てが遮蔽部234dによって遮蔽されている状態を示し、図6は、白色光の約半分が遮蔽部234dによって遮蔽されている状態を示している。   When the diaphragm plate 234 is rotated forward and backward by the second motor 235 when the stage is at this position, the shielding portion 234d of the diaphragm plate 234 is inserted / removed perpendicularly to the white light optical path. 5 and 6 show the states before and after this insertion / extraction. FIG. 5 shows a state where all of the white light is shielded by the shielding part 234d, and FIG. 6 shows a state where about half of the white light is shielded by the shielding part 234d.

また、システムコントロール部22は、観察モードが特殊観察モードに切り替えられた際には、移動用ドライバ237aを通じて第3モータ237を制御して、白色光の光路に回転板232が挿入されるまでステージ機構236を駆動する。図7は、このときの状態を示している。   Further, when the observation mode is switched to the special observation mode, the system control unit 22 controls the third motor 237 through the moving driver 237a until the rotating plate 232 is inserted into the white light optical path. The mechanism 236 is driven. FIG. 7 shows the state at this time.

なお、ステージがこの位置にある時には、上記の第1フィールド期間においては、可視光透過フィルタ232aが白色光の光路に挿入され、第2フィールド期間においては、第1励起光透過フィルタ232bが白色光の光路に挿入される。このため、ライトガイド13の基端面には、白色光と励起光とが、第1フィールド期間及び第2フィールド期間にそれぞれ同期しながら交互に導入される。   When the stage is in this position, the visible light transmission filter 232a is inserted into the white light path in the first field period, and the first excitation light transmission filter 232b is white light in the second field period. Inserted into the optical path. For this reason, white light and excitation light are alternately introduced into the base end face of the light guide 13 in synchronization with the first field period and the second field period.

また、ステージがこの位置にある時に絞り板234が第2モータ235によって正逆に回転されると、絞り板234における第2励起光透過フィルタ234cが、白色光の光路に対して垂直に挿抜される。図8及び図9は、この挿抜の前後の状態を示している。図8は、白色光の全てが第2励起光透過フィルタ234cに入射している状態を示し、図9は、白色光の約8分の1が第2励起光透過フィルタ234cに入射している状態を示している。   If the diaphragm plate 234 is rotated forward and backward by the second motor 235 when the stage is at this position, the second excitation light transmission filter 234c in the diaphragm plate 234 is inserted / removed perpendicularly to the optical path of white light. The 8 and 9 show states before and after this insertion / extraction. FIG. 8 shows a state where all of the white light is incident on the second excitation light transmission filter 234c, and FIG. 9 shows that about one-eighth of the white light is incident on the second excitation light transmission filter 234c. Indicates the state.

画像処理部24は、撮像素子15から送られてくる画像信号に各種の処理を施すためのユニットである。図10は、この画像処理部24内及び調光部25内を概略的に示す構成図である。   The image processing unit 24 is a unit for performing various types of processing on the image signal sent from the image sensor 15. FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing the inside of the image processing unit 24 and the light control unit 25.

図10に示されるように、この画像処理部24は、初段処理回路241,赤色成分用メモリ242r,緑色成分用メモリ242g,青色成分用メモリ242b,輝度成分生成回路243,第1輝度成分用メモリ244a,第2輝度成分用メモリ244b,患部画像データ生成回路245,スイッチ回路246,加算器247,及び、後段処理回路248を、備えている。   As shown in FIG. 10, the image processing unit 24 includes a first-stage processing circuit 241, a red component memory 242r, a green component memory 242g, a blue component memory 242b, a luminance component generation circuit 243, and a first luminance component memory. 244a, a second luminance component memory 244b, an affected part image data generation circuit 245, a switch circuit 246, an adder 247, and a post-stage processing circuit 248.

初段処理回路241は、撮像素子15から送られてくる画像信号に所定の処理を施すための回路である。この初段処理回路241が画像信号に施す処理としては、高周波成分除去,増幅,ブランキング,クランピング,ホワイトバランス,ガンマ補正,アナログデジタル変換,及び、色分離がある。この初段処理回路241は、上述した処理を画像信号に施すことにより、赤色(R),緑色(G),青色(B)の各色成分の画像データを生成する。   The first stage processing circuit 241 is a circuit for performing predetermined processing on the image signal sent from the image sensor 15. The processing performed on the image signal by the first stage processing circuit 241 includes high-frequency component removal, amplification, blanking, clamping, white balance, gamma correction, analog-digital conversion, and color separation. The first-stage processing circuit 241 generates image data of each color component of red (R), green (G), and blue (B) by performing the above-described processing on the image signal.

なお、この初段処理回路241は、上記の第1フィールド期間で生成した各色成分の画像データを、各色成分用メモリ242r,242g,242bへ出力し、第2フィールド期間で生成した各色成分の画像データを、各色成分用メモリ242r,242g,242bへ出力しない。また、この初段処理回路241は、第1フィールド期間及び第2フィールド期間で順次生成した各色成分の画像データを、何れも輝度成分生成回路243へ出力する。   The first stage processing circuit 241 outputs the image data of each color component generated in the first field period to the color component memories 242r, 242g, and 242b, and the image data of each color component generated in the second field period. Are not output to each color component memory 242r, 242g, 242b. Further, the first stage processing circuit 241 outputs the image data of each color component sequentially generated in the first field period and the second field period to the luminance component generation circuit 243.

各色成分用メモリ242r,242g,242bは、初段処理回路241から出力されるRGBの各色成分画像データを一旦格納するためのメモリである。これら各メモリ242r,242g,242bは、基準信号に従ったタイミングにて、各色成分画像データを出力する。但し、R成分画像データは、加算器247へ出力されるが、G成分画像データ及びB成分画像データは、後段処理回路248へ出力される。   The color component memories 242r, 242g, and 242b are memories for temporarily storing RGB color component image data output from the first stage processing circuit 241. Each of these memories 242r, 242g, and 242b outputs each color component image data at a timing according to the reference signal. However, the R component image data is output to the adder 247, but the G component image data and the B component image data are output to the post-processing circuit 248.

輝度成分生成回路243は、初段処理回路241から出力されるRGBの各色成分画像データに基づいて、YCrCbの色空間における輝度成分(Y成分)の画像データを生成する回路である。つまり、この輝度成分生成回路243は、概念的には、RGBの各色成分画像データにおける互いに同じ位置にある画素の階調値(R,G,B)をY=0.30R+0.59G+0.11Bの式に代入して演算することにより、その位置の画素の輝度値Yを算出する処理を行う。   The luminance component generation circuit 243 is a circuit that generates image data of the luminance component (Y component) in the YCrCb color space based on the RGB color component image data output from the first stage processing circuit 241. In other words, the luminance component generation circuit 243 conceptually sets the gradation values (R, G, B) of pixels at the same position in the RGB color component image data to Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B. By calculating by substituting into the equation, the luminance value Y of the pixel at that position is calculated.

なお、この輝度成分生成回路243は、上記の第1フィールド期間後に初段処理回路241から出力された各色成分画像データに基づくY成分画像データを、Y成分通常画像データとして第1輝度成分用メモリ244aへ出力し、第2フィールド期間後に初段処理回路241から出力された各色成分画像データに基づくY成分画像データを、Y成分蛍光画像データとして第2輝度成分用メモリ244bへ出力する。   The luminance component generation circuit 243 uses the Y component image data based on the color component image data output from the first stage processing circuit 241 after the first field period as Y component normal image data as the first luminance component memory 244a. Y component image data based on each color component image data output from the first stage processing circuit 241 after the second field period is output to the second luminance component memory 244b as Y component fluorescent image data.

第1輝度成分用メモリ244aは、Y成分通常画像データを一旦格納するためのメモリであり、第2輝度成分用メモリ244bは、Y成分蛍光画像データを一旦格納するためのメモリである。これら各メモリ244a,244bは、基準信号に従ったタイミングにて、両画像データを患部画像データ生成回路245へ出力する。   The first luminance component memory 244a is a memory for temporarily storing Y component normal image data, and the second luminance component memory 244b is a memory for temporarily storing Y component fluorescent image data. Each of these memories 244a and 244b outputs both image data to the affected part image data generation circuit 245 at a timing according to the reference signal.

患部画像データ生成回路245は、第1及び第2輝度成分用メモリ244a,244bから出力される両画像データに基づいて患部画像データを生成する回路である。より具体的には、この患部画像データ生成回路245は、先ず、両画像データの階調幅を等しくさせる正規化処理をした後、両画像データにおける互いに同じ位置にある画素の階調値の差分の絶対値を算出し、各画素の差分の絶対値がそれ自身の階調値とされた画像データを患部画像データとして生成する。   The affected part image data generation circuit 245 is a circuit that generates affected part image data based on both image data output from the first and second luminance component memories 244a and 244b. More specifically, the affected part image data generation circuit 245 first performs a normalization process for equalizing the gradation widths of both image data, and then calculates the difference between the gradation values of pixels at the same position in both image data. An absolute value is calculated, and image data in which the absolute value of the difference of each pixel is the gradation value of itself is generated as affected part image data.

スイッチ回路246は、患部画像データ生成回路245と加算器247との間を開閉するための回路である。このスイッチ回路246は、システムコントロール部22によって制御されることにより、通常観察モードの時には、患部画像データを加算器247へ出力させず、特殊観察モードの時には、患部画像データを加算器247へ出力させる。   The switch circuit 246 is a circuit for opening and closing between the affected part image data generation circuit 245 and the adder 247. The switch circuit 246 is controlled by the system control unit 22 so that the affected part image data is not output to the adder 247 in the normal observation mode, and the affected part image data is output to the adder 247 in the special observation mode. Let

加算器247は、患部画像データが入力されたときのみ、この患部画像データをR成分画像データに加算する回路である。つまり、この加算器247は、通常観察モードの時には、R成分画像データをそのまま後段処理回路248へ素通りさせ、特殊観察モードの時には、患部画像データを加算したR成分画像データを後段処理回路248へ送る。   The adder 247 is a circuit that adds the affected part image data to the R component image data only when the affected part image data is input. That is, the adder 247 passes the R component image data as it is to the post-processing circuit 248 in the normal observation mode, and passes the R component image data obtained by adding the affected part image data to the post-processing circuit 248 in the special observation mode. send.

後段処理回路248は、加算器247から出力されるR成分画像データと、G成分用メモリ242g及びB成分用メモリ242bからそれぞれ出力されるG成分画像データ及びB成分画像データとを、モニタ出力用の画像信号に変換するための回路である。この後段処理回路248において各色成分画像データに施される処理としては、デジタルアナログ変換,エンコーディング,及び、インピーダンスマッチングなどがある。この後段処理回路248は、上述した処理を各色成分画像データに施すことにより、セパレートビデオ信号や複合ビデオ信号を生成し、モニタ30へ出力する。   The post-stage processing circuit 248 uses the R component image data output from the adder 247 and the G component image data and B component image data output from the G component memory 242g and the B component memory 242b, respectively, for monitor output. It is a circuit for converting into an image signal. Processing performed on each color component image data in the post-stage processing circuit 248 includes digital-analog conversion, encoding, impedance matching, and the like. The post-processing circuit 248 generates a separate video signal and a composite video signal by performing the above-described processing on each color component image data, and outputs it to the monitor 30.

なお、モニタ30は、光源プロセッサ装置20から出力されるビデオ信号を受信すると、そのビデオ信号に基づいてカラー画像を表示する表示装置である。   The monitor 30 is a display device that, when receiving a video signal output from the light source processor device 20, displays a color image based on the video signal.

調光部25は、撮像素子15により取得される画像データに基づく画像の明るさを調節するためのユニットである。図10に示されるように、この調光部25は、通常画像明るさ検出回路251,及び、蛍光画像明るさ検出回路252を備えている。   The light control unit 25 is a unit for adjusting the brightness of the image based on the image data acquired by the image sensor 15. As shown in FIG. 10, the dimming unit 25 includes a normal image brightness detection circuit 251 and a fluorescent image brightness detection circuit 252.

通常画像明るさ検出回路251は、通常観察モードで撮像素子15により取得される画像データ,又は、特殊観察モードにおける第1フィールド期間において撮像素子15により取得される画像データに基づく画像の明るさを所定レベルに維持させるための回路である。この通常画像明るさ検出回路251は、輝度成分生成回路243に対して接続されているとともに、システムコントロール部22と駆動用ドライバ235aとの間に組み込まれている加算器235cに対しても接続されている。   The normal image brightness detection circuit 251 determines the image brightness based on the image data acquired by the image sensor 15 in the normal observation mode or the image data acquired by the image sensor 15 in the first field period in the special observation mode. This is a circuit for maintaining a predetermined level. The normal image brightness detection circuit 251 is connected to the luminance component generation circuit 243 and is also connected to an adder 235c incorporated between the system control unit 22 and the driving driver 235a. ing.

そして、この通常画像明るさ検出回路251は、輝度成分生成回路243がY成分通常画像データを第1輝度成分用メモリ244aに出力した際には、そのY成分通常画像データを取得する。Y成分通常画像データを取得すると、この通常画像明るさ検出回路251は、各画素の階調値の1画面分の平均値を算出し、その平均値から所定の基準値を除する。その後、この通常画像明るさ検出回路251は、除算により得られた値を、第2調光値として、加算器235cへ出力する。   When the luminance component generation circuit 243 outputs the Y component normal image data to the first luminance component memory 244a, the normal image brightness detection circuit 251 acquires the Y component normal image data. When the Y component normal image data is acquired, the normal image brightness detection circuit 251 calculates an average value for one screen of the gradation value of each pixel, and removes a predetermined reference value from the average value. Thereafter, the normal image brightness detection circuit 251 outputs the value obtained by the division to the adder 235c as the second dimming value.

なお、上述したように、この第2調光値は、加算器235cにおいて、システムコントロール部22からの第2制御値に対して加算され、加算後の第2制御値は、加算器235cから駆動用ドライバ235aへ入力される。駆動用ドライバ235aは、絞り板234の白色光の光路への挿入量が、所定基準量から、第2制御値に加算されている第2調光値の絶対値及び極性に応じて減少又は増加された量となるように、第2モータ235を駆動する。   As described above, the second dimming value is added to the second control value from the system control unit 22 in the adder 235c, and the second control value after the addition is driven from the adder 235c. To the driver 235a. The driving driver 235a decreases or increases the amount of insertion of the diaphragm plate 234 into the optical path of the white light according to the absolute value and polarity of the second dimming value added to the second control value from the predetermined reference amount. The second motor 235 is driven so as to achieve the set amount.

このとき、駆動用ドライバ235aは、第2調光値の極性が正であれば(つまり、Y成分通常画像の明るさが所定基準値より明るければ)、白色光の光路への絞り板234の挿入量を所定基準量から増加させ、第2調光値の極性が負であれば(つまり、Y成分通常画像が所定基準値より暗ければ)、白色光の光路への絞り板234の挿入量を減少させる。   At this time, if the polarity of the second dimming value is positive (that is, if the brightness of the Y component normal image is brighter than the predetermined reference value), the driving driver 235a moves the aperture plate 234 to the optical path of white light. If the insertion amount is increased from the predetermined reference amount and the polarity of the second dimming value is negative (that is, if the Y component normal image is darker than the predetermined reference value), the diaphragm plate 234 is inserted into the white light optical path. Reduce the amount.

このため、ライトガイド13へ導入される光の光量は、Y成分通常画像が所定基準値より明るくなれば減じられ、Y成分通常画像が所定基準値より暗くなれば増やされる。その結果、撮像素子15により取得される画像データに基づく画像が明るくなったり暗くなったりする傾向にあっても、その画像の明るさが、常時所定レベルとなるように、調節されることとなる。   For this reason, the amount of light introduced into the light guide 13 is reduced when the Y component normal image becomes brighter than the predetermined reference value, and is increased when the Y component normal image becomes darker than the predetermined reference value. As a result, even if the image based on the image data acquired by the image sensor 15 tends to become brighter or darker, the brightness of the image is adjusted so that it always becomes a predetermined level. .

ところで、通常観察モードでは、白色光の光路には、上述したように、絞り板234の遮蔽部234dが、挿抜される。この遮蔽部234dは、光を完全に遮蔽するため、ライトガイド13へ挿入される白色光の光量は、その光路への遮蔽部234dの挿入量が増加することに応じて、確実に減じられ、その光路への遮蔽部234dの挿入量が減少することに応じて、確実に増やされる。   By the way, in the normal observation mode, as described above, the shielding part 234d of the diaphragm plate 234 is inserted into and removed from the optical path of white light. Since the shielding portion 234d completely shields light, the amount of white light inserted into the light guide 13 is reliably reduced as the amount of insertion of the shielding portion 234d into the optical path increases. As the amount of insertion of the shielding part 234d into the optical path decreases, it is surely increased.

これに対し、特殊観察モードでは、白色光の光路には、上述したように、絞り板234の第2励起光透過フィルタ234cが、挿抜される。この第2励起光透過フィルタ234cは、一部の波長帯域の光を通過させるものであるが、その波長帯域は、白色光の波長帯域に比べて非常に狭いことから、第2励起光透過フィルタ234cは、白色光に対しては、遮蔽板として機能する。このため、第1フィールド期間においてライトガイド13へ導入される白色光の光量は、その光路への第2励起光透過フィルタ234cの挿入量が増加することに応じて、確実に減じられ、その光路への第2励起光透過フィルタ234cの挿入量が減少することに応じて、確実に増やされる。   On the other hand, in the special observation mode, as described above, the second excitation light transmission filter 234c of the diaphragm plate 234 is inserted into and extracted from the optical path of white light. The second excitation light transmission filter 234c allows light in a part of the wavelength band to pass through. However, since the wavelength band is very narrow compared to the wavelength band of white light, the second excitation light transmission filter 234c functions as a shielding plate for white light. Therefore, the amount of white light introduced into the light guide 13 in the first field period is reliably reduced as the amount of the second excitation light transmission filter 234c inserted into the optical path increases, and the optical path As the amount of insertion of the second excitation light transmission filter 234c into is reduced, it is surely increased.

但し、特殊観察モードにおける第2フィールド期間においては、回転板232の第1励起光透過フィルタ232bだけを透過した光,及び、その第1励起光透過フィルタ232bと絞り板234の第2励起光透過フィルタ234cとを共に透過した光は、何れも、同じ波長帯域を持つ励起光である。つまり、絞り板234の第2励起光透過フィルタ234cが白色光の光路における回転板232の前後に挿入されたとしても、この第2励起光透過フィルタ234cによって励起光が実質的に遮られるということがない。従って、第2フィールド期間においてライトガイド13へ導入される励起光の光量は、その光路への第2励起光透過フィルタ234cの挿入量によっては、変化することはない。   However, in the second field period in the special observation mode, the light transmitted only through the first excitation light transmission filter 232b of the rotating plate 232 and the second excitation light transmission of the first excitation light transmission filter 232b and the diaphragm plate 234 are transmitted. All the light transmitted through the filter 234c is excitation light having the same wavelength band. That is, even if the second excitation light transmission filter 234c of the diaphragm plate 234 is inserted before and after the rotating plate 232 in the white light optical path, the excitation light is substantially blocked by the second excitation light transmission filter 234c. There is no. Therefore, the amount of excitation light introduced into the light guide 13 in the second field period does not change depending on the amount of the second excitation light transmission filter 234c inserted into the optical path.

一方、蛍光画像明るさ検出回路252は、特殊観察モードにおける第2フィールド期間において撮像素子15により取得される画像データに基づく画像の明るさを調整するための回路である。この蛍光画像明るさ検出回路252は、輝度成分生成回路243に対して接続されているとともに、システムコントロール部22と電源回路231aとの間に組み込まれている加算器231cに対しても接続され、さらに、電子内視鏡10のコネクタ部10d内のドライバ16に対しても接続されている。   On the other hand, the fluorescence image brightness detection circuit 252 is a circuit for adjusting the brightness of the image based on the image data acquired by the image sensor 15 in the second field period in the special observation mode. The fluorescent image brightness detection circuit 252 is connected to the luminance component generation circuit 243 and also to an adder 231c incorporated between the system control unit 22 and the power supply circuit 231a. Further, it is also connected to the driver 16 in the connector portion 10d of the electronic endoscope 10.

そして、この蛍光画像明るさ検出回路252は、輝度成分生成回路243がY成分蛍光画像データを第2輝度成分用メモリ244bに出力した際には、そのY成分蛍光画像データを取得する。Y成分蛍光画像データを取得すると、この蛍光画像明るさ検出回路252は、特殊観察モードのときに限り、各画素の階調値の1画面分の平均値を算出し、その平均値から所定の基準値を除する。その後、この蛍光画像明るさ検出回路252は、除算により得られた値を、第1調光値として、加算器231c及びドライバ16へ出力する。但し、第1調光値は、特殊観察モードのときのみ、蛍光画像明るさ検出回路252から出力される。   When the luminance component generation circuit 243 outputs the Y component fluorescent image data to the second luminance component memory 244b, the fluorescent image brightness detection circuit 252 acquires the Y component fluorescent image data. When the Y component fluorescence image data is acquired, the fluorescence image brightness detection circuit 252 calculates an average value for one screen of gradation values of each pixel only in the special observation mode, and determines a predetermined value from the average value. Divide the reference value. Thereafter, the fluorescence image brightness detection circuit 252 outputs the value obtained by the division to the adder 231c and the driver 16 as the first dimming value. However, the first dimming value is output from the fluorescence image brightness detection circuit 252 only in the special observation mode.

なお、上述したように、この第1調光値は、加算器231cにおいて、システムコントロール部22からの第1制御値に対して加算され、加算後の第1制御値は、加算器231cから電源回路231aへ入力される。電源回路231aは、特殊観察モードにおける第2フィールド期間での白色光の出力量が、所定基準量から、第1制御値に加算されている第1調光値の絶対値及び極性に応じて減少又は増加された量となるように、その期間でのランプ231への電力の供給量を増減させる。   As described above, the first dimming value is added to the first control value from the system control unit 22 in the adder 231c, and the first control value after the addition is supplied from the adder 231c to the power source. Input to the circuit 231a. In the power supply circuit 231a, the output amount of white light in the second field period in the special observation mode decreases from the predetermined reference amount according to the absolute value and polarity of the first dimming value added to the first control value. Alternatively, the supply amount of power to the lamp 231 during the period is increased or decreased so as to increase the amount.

このとき、電源回路231aは、第1調光値の極性が正であれば(つまり、Y成分蛍光画像の明るさが所定基準値より明るければ)、特殊観察モードにおける第2フィールド期間での白色光の出力量を所定基準量から減少させ、第1調光値の極性が負であれば(つまり、Y成分蛍光画像の明るさが所定基準値より暗ければ)、特殊観察モードにおける第2フィールド期間での白色光の出力量を所定基準量から増加させる。   At this time, if the polarity of the first dimming value is positive (that is, if the brightness of the Y component fluorescent image is brighter than the predetermined reference value), the power supply circuit 231a is white in the second field period in the special observation mode. If the light output amount is decreased from the predetermined reference amount and the polarity of the first dimming value is negative (that is, if the brightness of the Y component fluorescent image is darker than the predetermined reference value), the second light amount in the special observation mode is set. The amount of white light output in the field period is increased from a predetermined reference amount.

このため、特殊観察モードにおける第2フィールド期間においてライトガイド13へ導入される光の光量は、Y成分蛍光画像が所定基準値より明るくなれば減じられ、Y成分蛍光画像が所定基準値より暗くなれば増やされる。その結果、特殊観察モードにおける第2フィールド期間において撮像素子15により取得される画像データに基づく画像が明るくなったり暗くなったりする傾向にあっても、その画像の明るさが、常時所定のレベルとなるように、調節されることとなる。   For this reason, the amount of light introduced into the light guide 13 in the second field period in the special observation mode is reduced when the Y component fluorescent image becomes brighter than the predetermined reference value, and the Y component fluorescent image becomes darker than the predetermined reference value. Will be increased. As a result, even if the image based on the image data acquired by the image sensor 15 in the second field period in the special observation mode tends to become brighter or darker, the brightness of the image is always at a predetermined level. To be adjusted.

また、この第1調光値が、ドライバ16に入力されると、ドライバ16は、第2フィールド期間中における撮像素子15の各画素での電荷の蓄積期間(いわゆる電子シャッタの開期間)を第1調光値の絶対値に応じた量だけ変化させる。   When this first dimming value is input to the driver 16, the driver 16 sets the charge accumulation period (so-called electronic shutter opening period) in each pixel of the image sensor 15 during the second field period. It is changed by an amount corresponding to the absolute value of one dimming value.

このとき、ドライバ16は、第1調光値の極性が正であれば(つまり、Y成分蛍光画像の明るさが所定基準値より明るければ)、第2フィールド期間中での電子シャッタの開期間を所定の基準期間から短くし、第1調光値の極性が負であれば(つまり、Y成分蛍光画像の明るさが所定基準値より暗ければ)、第2フィールド期間中での電子シャッタの開期間を所定の基準期間から長くする。   At this time, if the polarity of the first dimming value is positive (that is, if the brightness of the Y component fluorescent image is brighter than the predetermined reference value), the driver 16 opens the electronic shutter during the second field period. If the polarity of the first dimming value is negative (that is, if the brightness of the Y component fluorescent image is darker than the predetermined reference value), the electronic shutter during the second field period The opening period of is increased from a predetermined reference period.

このため、特殊観察モードにおける第2フィールド期間において撮像素子15により取得される画像データに基づく画像が明るくなったり暗くなったりする傾向にあっても、その画像の明るさが、常時所定のレベルとなるように、調節されることとなる。   For this reason, even if the image based on the image data acquired by the image sensor 15 in the second field period in the special observation mode tends to become brighter or darker, the brightness of the image is always at a predetermined level. To be adjusted.

本実施形態の電子内視鏡システムが、以上のように構成されるので、この電子内視鏡システムの操作者は、以下に示されるような手順により、体腔内を観察することができる。   Since the electronic endoscope system of the present embodiment is configured as described above, an operator of this electronic endoscope system can observe the inside of the body cavity by the procedure as described below.

まず、操作者は、電子内視鏡10と光源プロセッサ装置20とモニタ30とを接続し、光源プロセッサ装置20とモニタ30の電源を投入する。続いて、操作者は、電子内視鏡10の挿入部10aの先端を体腔内に挿入し、電子内視鏡10の操作部10bにあるスイッチSWを操作して、通常観察モードに切り替える。   First, the operator connects the electronic endoscope 10, the light source processor device 20, and the monitor 30, and turns on the light source processor device 20 and the monitor 30. Subsequently, the operator inserts the distal end of the insertion portion 10a of the electronic endoscope 10 into the body cavity and operates the switch SW in the operation portion 10b of the electronic endoscope 10 to switch to the normal observation mode.

すると、ランプ231から射出される白色光の光路からは、回転板232が引き抜かれ、ライトガイド13の基端面には、白色光が常時入射し、電子内視鏡10の挿入部10aの先端からは、白色光が連続的に射出され、体腔内が照明される。そして、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ12を透過した光は、励起光除去フィルタ14を透過することによって励起光と同じ約400nm乃至450nmの波長成分を除去された後、撮像素子15の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像(通常像)が、対物レンズ12によって形成される。   Then, the rotating plate 232 is pulled out from the optical path of the white light emitted from the lamp 231, and the white light is always incident on the base end surface of the light guide 13, and from the distal end of the insertion portion 10 a of the electronic endoscope 10. The white light is continuously emitted to illuminate the body cavity. After the illumination light reflected by the surface of the body cavity wall, the light transmitted through the objective lens 12 is transmitted through the excitation light removal filter 14 to remove the same wavelength component of about 400 nm to 450 nm as the excitation light. , And enters the imaging surface of the image sensor 15. At this time, an image (normal image) in the body cavity is formed on the imaging surface by the objective lens 12.

撮像面上に形成された通常像は、撮像素子15によって撮像され、画像信号が画像処理部24へ出力される。画像処理部24では、初段処理回路241が画像信号に所定の処理を施してRGBの各色成分の画像データを生成する。これら各色成分画像データは、患部画像データが加算されることなく、後段処理回路248へ出力され、後段処理回路248においてモニタ出力用の画像信号であるビデオ信号に変換される。そして、そのビデオ信号がモニタ30に出力される。   The normal image formed on the image pickup surface is picked up by the image pickup device 15 and an image signal is output to the image processing unit 24. In the image processing unit 24, the first-stage processing circuit 241 performs predetermined processing on the image signal to generate image data of each color component of RGB. Each color component image data is output to the post-processing circuit 248 without adding the affected part image data, and is converted into a video signal which is an image signal for monitor output in the post-processing circuit 248. The video signal is output to the monitor 30.

このため、モニタ30には、通常像が、カラーの通常観察画像として表示される。操作者は、この通常観察画像を見ながら、体腔壁の状態を観察することができる。   Therefore, a normal image is displayed on the monitor 30 as a color normal observation image. The operator can observe the state of the body cavity wall while viewing the normal observation image.

このとき、調光部25の通常画像明るさ検出回路251では、画像処理部24から取得されたY成分通常画像データに基づいて、第2調光値が順次生成され、順次生成される第2調光値の変化量に応じて、絞り板234の遮蔽部234dの白色光の光路への挿入量が調節される。その結果、モニタ30に映し出される通常観察画像の明るさが、所定レベルに維持されるので、操作者は、ハレーションの無い高品位な通常観察画像を通じて、体腔壁の状態を詳細に観察することができる。   At this time, in the normal image brightness detection circuit 251 of the dimming unit 25, the second dimming value is sequentially generated based on the Y component normal image data acquired from the image processing unit 24, and is sequentially generated. The amount of white light inserted into the optical path of the shielding portion 234d of the diaphragm plate 234 is adjusted according to the amount of change in the light control value. As a result, since the brightness of the normal observation image displayed on the monitor 30 is maintained at a predetermined level, the operator can observe the state of the body cavity wall in detail through the high-quality normal observation image without halation. it can.

さらに、操作者は、モニタ30上の通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、励起光を利用して得られる特殊観察画像の観察を行う。具体的には、操作者は、電子内視鏡10の操作部10bにあるスイッチSWを操作して、特殊観察モードに切り替える。   Furthermore, the operator observes the special observation image obtained by using the excitation light for the part selected through observation of the normal observation image on the monitor 30. Specifically, the operator operates the switch SW in the operation unit 10b of the electronic endoscope 10 to switch to the special observation mode.

すると、ランプ231から射出される白色光の光路には、回転板232が挿入され、回転板232の可視光透過フィルタ232aと第1励起光透過フィルタ232bとが、それぞれ第1フィールド期間及び第2フィールド期間に同期しながら交互に白色光の光路に挿入される。その結果、ライトガイド13の基端面には、白色光と励起光とが交互に入射し、電子内視鏡10の挿入部10aの先端からは、白色光と励起光とが交互に射出される。   Then, the rotating plate 232 is inserted into the optical path of the white light emitted from the lamp 231, and the visible light transmission filter 232 a and the first excitation light transmission filter 232 b of the rotation plate 232 are respectively in the first field period and the second field. The white light is alternately inserted into the optical path in synchronization with the field period. As a result, white light and excitation light are alternately incident on the base end surface of the light guide 13, and white light and excitation light are alternately emitted from the distal end of the insertion portion 10a of the electronic endoscope 10. .

体腔内に白色光が照射された第1フィールド期間では、体腔内が照明される。そして、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ12を透過した光は、励起光除去フィルタ14を透過することによって励起光と同じ約400nm乃至450nmの波長成分を除去された後、撮像素子15の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像(通常像)が、対物レンズ12によって形成される。   In the first field period in which white light is irradiated into the body cavity, the body cavity is illuminated. After the illumination light reflected by the surface of the body cavity wall, the light transmitted through the objective lens 12 is transmitted through the excitation light removal filter 14 to remove the same wavelength component of about 400 nm to 450 nm as the excitation light. , And enters the imaging surface of the image sensor 15. At this time, an image (normal image) in the body cavity is formed on the imaging surface by the objective lens 12.

一方、体腔内に励起光が照射された第2フィールド期間では、体腔壁下の生体組織が励起して蛍光を発するとともに、この励起光が体腔壁の表面で反射される。そして、蛍光と励起光とを含む光のうちの対物レンズ12を透過した光は、励起光除去フィルタ14を通過することによって励起光と同じ約400nm乃至450nmの波長成分を除去される。つまり、蛍光と励起光とを含む光から、その励起光と蛍光の一部とが除去される。この励起光除去フィルタ14を透過した蛍光は、撮像素子15の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像(蛍光像)が、対物レンズ12によって形成される。   On the other hand, in the second field period in which the excitation light is irradiated into the body cavity, the living tissue under the body cavity wall is excited to emit fluorescence, and the excitation light is reflected on the surface of the body cavity wall. Of the light including the fluorescence and the excitation light, the light transmitted through the objective lens 12 passes through the excitation light removal filter 14 to remove the same wavelength component of about 400 nm to 450 nm as the excitation light. That is, the excitation light and a part of the fluorescence are removed from the light including the fluorescence and the excitation light. The fluorescence that has passed through the excitation light removal filter 14 enters the imaging surface of the imaging element 15. At this time, an image in the body cavity (fluorescence image) is formed on the imaging surface by the objective lens 12.

撮像面上に交互に形成された通常像と蛍光像は、撮像素子15によって撮像され、それらの画像信号が画像処理部24へ順次出力される。画像処理部24では、初段処理回路241が画像信号に所定の処理を施し、第1フィールド期間では、通常像に基づく各色成分画像データ(通常画像データ)を各色成分用メモリ242r,242g,242bと輝度成分生成回路243へ出力し、第2フィールド期間では、蛍光像に基づく各色成分画像データ(蛍光画像データ)を輝度成分生成回路243へ出力する。   The normal image and the fluorescence image alternately formed on the imaging surface are picked up by the image pickup device 15, and their image signals are sequentially output to the image processing unit 24. In the image processing unit 24, the first-stage processing circuit 241 performs predetermined processing on the image signal, and in the first field period, each color component image data (normal image data) based on the normal image is stored in each color component memory 242r, 242g, 242b. The luminance component generation circuit 243 outputs the color component image data (fluorescence image data) based on the fluorescent image to the luminance component generation circuit 243 in the second field period.

輝度成分生成回路243は、通常像に基づく各色成分画像データを第1フィールド期間において取得すると、輝度成分画像データに変換して第1輝度成分用メモリ244aと通常画像明るさ検出回路251とへ出力し、蛍光像に基づく各色成分画像データを第2フィールド期間において取得すると、輝度成分画像データに変換して第2輝度成分用メモリ244bと蛍光画像明るさ検出回路252とへ出力する。そして、第1及び第2輝度成分用メモリ244a,244b内の輝度成分画像データに基づいて、患部画像データ生成回路245が、患部画像データを生成する。   When the luminance component generation circuit 243 obtains each color component image data based on the normal image in the first field period, the luminance component generation circuit 243 converts it into luminance component image data and outputs it to the first luminance component memory 244a and the normal image brightness detection circuit 251. When each color component image data based on the fluorescent image is acquired in the second field period, it is converted into luminance component image data and output to the second luminance component memory 244b and the fluorescent image brightness detection circuit 252. Then, based on the luminance component image data in the first and second luminance component memories 244a and 244b, the affected area image data generation circuit 245 generates affected area image data.

そして、通常像に基づく各色成分画像データ中のR成分画像データにその患部画像データが加算された後、各色成分画像データが、後段処理回路248においてモニタ出力用の画像信号であるビデオ信号に変換され、このビデオ信号がモニタ30に出力される。   Then, after the affected area image data is added to the R component image data in each color component image data based on the normal image, each color component image data is converted into a video signal which is an image signal for monitor output in the post-processing circuit 248. This video signal is output to the monitor 30.

このため、モニタ30には、通常像と蛍光像とに基づいて生成された特殊像が、カラーの特殊観察画像として表示される。操作者は、この特殊観察画像を見ながら、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤色にて示された部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、認識することができる。   For this reason, a special image generated based on the normal image and the fluorescent image is displayed on the monitor 30 as a color special observation image. The operator can identify the contours and irregularities of the body cavity wall while looking at the special observation image, and a biological body that emits relatively weak fluorescence due to the red spots in the image as spots or lumps. A group of tissues, that is, a site where a lesion such as a tumor or cancer is highly likely to be recognized can be recognized.

このとき、調光部25の通常画像明るさ検出回路251では、画像処理部24から取得されたY成分通常画像データに基づいて、第2調光値が順次生成され、順次生成される第2調光値の変化量に応じて、絞り板234の第2励起光透過フィルタ234cの白色光の光路への挿入量が調整される。このため、Y成分通常画像データに基づく通常画像の明るさが、実質上物理的な調光手段として機能する第2励起光透過フィルタ234cによって、所定レベルに維持される。   At this time, in the normal image brightness detection circuit 251 of the dimming unit 25, the second dimming value is sequentially generated based on the Y component normal image data acquired from the image processing unit 24, and is sequentially generated. The amount of white light inserted into the optical path of the second excitation light transmission filter 234c of the diaphragm plate 234 is adjusted according to the amount of change in the light control value. For this reason, the brightness of the normal image based on the Y-component normal image data is maintained at a predetermined level by the second excitation light transmission filter 234c that substantially functions as a physical dimmer.

また、調光部25の蛍光画像明るさ検出回路252では、画像処理部24から取得されたY成分蛍光画像データに基づいて、第1調光値が順次生成され、順次生成される第1調光値に応じて、第2フィールド期間でのランプ231による白色光の出力量が調節され、且つ、第2フィールド期間での撮像素子15の各画素での電荷の蓄積期間(電子シャッタの開期間)が調節される。このため、Y成分蛍光画像データに基づく蛍光画像の明るさが、白色光の出力量の制御や電子シャッタの開期間の制御のような調光方法によって、所定レベルに維持される。   Further, in the fluorescent image brightness detection circuit 252 of the dimming unit 25, the first dimming value is sequentially generated based on the Y component fluorescent image data acquired from the image processing unit 24, and the first dimming is sequentially generated. The amount of white light output from the lamp 231 in the second field period is adjusted according to the light value, and the charge accumulation period (the electronic shutter opening period) in each pixel of the image sensor 15 in the second field period. ) Is adjusted. For this reason, the brightness of the fluorescent image based on the Y component fluorescent image data is maintained at a predetermined level by a dimming method such as control of the output amount of white light or control of the open period of the electronic shutter.

このように、通常画像の明るさと蛍光画像の明るさとが個別に適切に調節される結果、特殊画像の精度がより高められる。従って、操作者は、高品位な特殊観察画像を通じて、病変部位をより正確に認識することができる。   As described above, the brightness of the normal image and the brightness of the fluorescent image are individually adjusted appropriately, and as a result, the accuracy of the special image is further improved. Therefore, the operator can recognize the lesion site more accurately through the high-quality special observation image.

上述したように、本実施形態の電子内視鏡システムでは、ランプ231から励起光を取り出すための第1励起光透過フィルタ232bと同じ透過特性を持つ光学フィルタを、第2励起光透過フィルタ234cとしてもう一つ用意し、特殊観察モードにおいて、その第2励起光透過フィルタ234cを白色光の光路に挿入するとともにその挿入量を調節するだけで、照明光としての白色光の光量を調節することができ、その結果として、通常画像の明るさを調節することができる。   As described above, in the electronic endoscope system of the present embodiment, an optical filter having the same transmission characteristics as the first excitation light transmission filter 232b for extracting excitation light from the lamp 231 is used as the second excitation light transmission filter 234c. In another special observation mode, the amount of white light as illumination light can be adjusted by inserting the second excitation light transmission filter 234c into the optical path of white light and adjusting the amount of insertion. As a result, the brightness of the normal image can be adjusted.

このとき、第2励起光透過フィルタ234cは白色光の光路に挿入され続けることとなるが、励起光の光量は、その第2励起光透過フィルタ234cの影響を受けないため、結果的に、第2励起光透過フィルタ234cを照明光に対する物理的な調光手段として用いることとなる。   At this time, the second excitation light transmission filter 234c continues to be inserted into the optical path of white light, but the amount of excitation light is not affected by the second excitation light transmission filter 234c. The two excitation light transmission filter 234c is used as a physical light control means for the illumination light.

また、励起光については、その励起光の射出期間でのランプ231の出力量を制御したりその期間での撮像素子15の電子シャッタの開期間を制御したりするという調光方法を採ることによって、通常画像の明るさと別個に蛍光画像の明るさを調節することができる。   For the excitation light, a dimming method is adopted in which the output amount of the lamp 231 in the emission period of the excitation light is controlled or the open period of the electronic shutter of the image sensor 15 in the period is controlled. The brightness of the fluorescent image can be adjusted separately from the brightness of the normal image.

なお、本実施形態の電子内視鏡システムでは、光源部23内の回転板232には、同一形状の2個の貫通孔が穿たれていたが、貫通孔の形状は、これに限定されるものではない。通常画像の明るさと蛍光画像の明るさとの差があまりにも開きすぎていて、上述した調節範囲内で通常画像と蛍光画像の明るさをバランスさせることができない場合には、図11に示されるように、可視光透過フィルタ232aの嵌め込まれた貫通孔の大きさを半分程度にしても良い。   In the electronic endoscope system according to the present embodiment, two through holes having the same shape are formed in the rotating plate 232 in the light source unit 23. However, the shape of the through hole is limited to this. It is not a thing. When the difference between the brightness of the normal image and the brightness of the fluorescent image is too wide and the brightness of the normal image and the fluorescent image cannot be balanced within the adjustment range described above, as shown in FIG. In addition, the size of the through hole in which the visible light transmission filter 232a is fitted may be halved.

本実施形態である電子内視鏡システムの外観図External view of electronic endoscope system according to this embodiment 電子内視鏡内及び光源プロセッサ装置内を概略的に示す構成図Configuration diagram schematically showing inside of electronic endoscope and light source processor device 光源部内を概略的に示す構成図Configuration diagram schematically showing the inside of the light source 回転板の正面図Front view of rotating plate 絞り板の遮蔽部が白色光を全て遮っている状態を示す正面図Front view showing a state where the shielding part of the diaphragm plate blocks all white light 絞り板の遮蔽部が白色光を約半分だけ遮っている状態を示す正面図Front view showing a state where the shielding part of the aperture plate blocks about half of the white light 白色光の光路に回転板が挿入された状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the state by which the rotating plate was inserted in the optical path of white light 第2励起光透過フィルタが白色光を全て遮っている状態を示す正面図Front view showing a state in which the second excitation light transmission filter blocks all white light 第2励起光透過フィルタが白色光を約8分の1だけ遮っている状態を示す正面図Front view showing a state in which the second excitation light transmission filter blocks white light by about one-eighth 画像処理部内及び調光部内を概略的に示す構成図Configuration diagram schematically showing the inside of the image processing unit and the light control unit 回転板の変形例の正面図Front view of a variation of the rotating plate

符号の説明Explanation of symbols

10 電子内視鏡
11 配光レンズ
12 対物レンズ
13 ライトガイド
14 励起光除去フィルタ
15 撮像素子
15a 信号線
15b 信号線
16 ドライバ
20 光源プロセッサ装置
21 タイミングコントロール部
22 システムコントロール部
23 光源部
231 ランプ
232 回転板
232a 可視光透過フィルタ
232b 第1励起光透過フィルタ
233 第1モータ
233a 同期用ドライバ
234 絞り板
234c 第2励起光透過フィルタ
234d 遮蔽部
235 第2モータ
235a 駆動用ドライバ
236 ステージ機構
237 第3モータ
237a 移動用ドライバ
24 画像処理部
241 前段処理回路
243 輝度成分生成回路
245 患部画像データ生成回路
246 スイッチ回路
247 加算器
248 後段処理回路
25 調光部
251 通常画像明るさ検出回路
252 蛍光画像明るさ検出回路
30 モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic endoscope 11 Light distribution lens 12 Objective lens 13 Light guide 14 Excitation light removal filter 15 Image pick-up element 15a Signal line 15b Signal line 16 Driver 20 Light source processor apparatus 21 Timing control part 22 System control part 23 Light source part 231 Lamp 232 Rotation Plate 232a Visible light transmission filter 232b First excitation light transmission filter 233 First motor 233a Synchronization driver 234 Diaphragm plate 234c Second excitation light transmission filter 234d Shield part 235 Second motor 235a Driver for driving 236 Stage mechanism 237 Third motor 237a Moving driver 24 Image processing unit 241 Pre-processing circuit 243 Luminance component generation circuit 245 Affected image data generation circuit 246 Switch circuit 247 Adder 248 Post-processing circuit 25 Dimming 251 normal image brightness detecting circuit 252 fluorescence image brightness detecting circuit 30 monitors

Claims (2)

体腔内に挿入するための細管状の挿入部と、
前記挿入部の先端が前記体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、
前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影して画像データを出力する撮影装置と、
前記挿入部の基端から先端へ光を導いてその光を先端から射出する照明光学系と、
前記照明光学系に向けて白色光を射出するための白色光光源と、
生体組織を励起するための励起光を前記白色光から取り出すための第1励起光透過フィルタと、
前記第1励起光透過フィルタと同特性の第2励起光透過フィルタと、
前記第1励起光透過フィルタを所定時間間隔を空けて定期的に前記白色光の光路に繰り返し挿入することによって、前記照明光学系に前記白色光と前記励起光とを交互に繰り返し導入する挿入機構と、
前記照明光学系に白色光が導入されている第1フィールド期間に前記撮影装置から取得した通常画像データと、前記照明光学系に励起光が導入されている第2フィールド期間に前記撮影装置から取得した蛍光画像データとに基づいて、患部と推定し得る箇所が示された特殊画像を表示させるための画像データを生成する画像処理部と、
前記第2励起光透過フィルタを前記白色光の光路に挿入する絞り機構と、
前記画像処理部から通常画像データを取得し、取得した通常画像データに基づく通常画像の明るさが所定のレベルとなるように、前記絞り機構による前記第2励起光透過フィルタの前記白色光の光路への挿入量を制御する照明光制御部と、
前記画像処理部から蛍光画像データを取得し、取得した蛍光画像データに基づく蛍光画像の明るさが所定のレベルとなるように、前記第2フィールド期間での前記白色光光源からの前記白色光の出力量を制御する励起光制御部と
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
A tubular insertion portion for insertion into a body cavity;
An objective optical system that forms an image in the body cavity when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity;
An imaging device that performs color imaging of an image of a body cavity formed by the objective optical system and outputs image data;
An illumination optical system that guides light from the proximal end of the insertion portion to the distal end and emits the light from the distal end; and
A white light source for emitting white light toward the illumination optical system;
A first excitation Okoshiko transmission filter for extracting the excitation light for exciting the biological tissue from the white light,
A second excitation light transmission filter having the same characteristics as the first excitation light transmission filter;
An insertion mechanism for alternately and repeatedly introducing the white light and the excitation light into the illumination optical system by periodically inserting the first excitation light transmission filter into the optical path of the white light at regular intervals. When,
Normal image data acquired from the imaging device during a first field period in which white light is introduced into the illumination optical system, and acquired from the imaging device during a second field period in which excitation light is introduced into the illumination optical system. An image processing unit that generates image data for displaying a special image showing a portion that can be estimated as an affected part based on the fluorescence image data,
A diaphragm mechanism for inserting the second excitation light transmission filter into the optical path of the white light;
The normal image data is acquired from the image processing unit, and the optical path of the white light of the second excitation light transmission filter by the diaphragm mechanism is set so that the brightness of the normal image based on the acquired normal image data becomes a predetermined level. An illumination light control unit for controlling the amount of insertion into,
The fluorescent image data is acquired from the image processing unit, and the white light from the white light source in the second field period is set so that the brightness of the fluorescent image based on the acquired fluorescent image data is at a predetermined level. An endoscope system comprising: an excitation light control unit that controls an output amount.
前記撮影装置は、前記第2フィールド期間における各画素での電荷の蓄積期間を変化させ得るように構成された撮像素子であるとともに、
前記画像処理部から蛍光画像データを取得し、取得した蛍光画像データに基づく蛍光画像の明るさが所定のレベルとなるように、前記撮像素子における前記第2フィールド期間
での前記蓄積期間を制御する蛍光制御部を、更に備える
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡システム。
The imaging device is an imaging device configured to change a charge accumulation period in each pixel in the second field period,
Fluorescence image data is acquired from the image processing unit, and the accumulation period in the second field period of the image sensor is controlled so that the brightness of the fluorescence image based on the acquired fluorescence image data becomes a predetermined level. The endoscope system according to claim 1, further comprising a fluorescence control unit.
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