JP5325726B2 - 内視鏡システム - Google Patents
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Description
蛍光体を有する照明光学系及び撮像素子を有する撮像光学系を備えた内視鏡と、前記内視鏡に接続される制御装置とを具備し、前記制御装置が、前記蛍光体を励起させる励起光を発生する半導体発光素子を有する光源部と、予め定めた色補正情報を記憶した補正情報記憶部と、前記撮像素子から出力される画像信号を前記色補正情報に基づき演算処理して撮像画像データを生成する画像処理部を備える内視鏡システムであって、
前記蛍光体の発光特性の情報が記憶された発光特性記憶部と、
前記半導体発光素子の発光特性の情報が記憶された光源情報記憶部と、
記憶された前記蛍光体と前記半導体発光素子の各発光特性の情報に基づいて、前記補正情報記憶部に記憶された色補正情報を校正する色補正情報校正手段と、
を備えた内視鏡システム。
図1は本発明の実施形態を説明するための図で内視鏡システムの概念的な構成を示すブロック図で、図2は図1の内視鏡システムの一例としての外観図である。
図1に示すように、内視鏡11の内部には発光特性記憶部75が備わっている。この発光特性記憶部75は不揮発性メモリで構成されており、内視鏡11の個体情報を予め記憶している。具体的には、内視鏡11に実際に備わっている蛍光体57の固有の発光特性情報である励起スペクトル情報と、発光スペクトル情報とが発光特性記憶部75に記憶されている。ここで、励起スペクトル情報とは、外部から励起のために供給される光に対する蛍光体57のエネルギ吸収特性に関する波長毎の分布状況を表す情報である。また、発光スペクトル情報とは外部から供給される光によって実際に蛍光体57から発生する蛍光の分光強度を表す情報である。
光源装置41は、図1に示すように、光源情報記憶部74を備えている。この光源情報記憶部74は不揮発性メモリで構成されており、光源装置41の固有の光源情報として、光源から出力されるレーザ光の波長を表す情報を記憶している。即ち、光源情報記憶部74は、少なくとも青色レーザ光源47から出射されるレーザ光の中心波長(強度が最大の波長)を表す情報が記憶される。例えば、内視鏡11の使用前(工場出荷時など)に光源装置41のレーザ光源47の発光特性を測定しておき、その結果として得られた情報を光源情報記憶部74に書き込んでおく。また、測定する以外にも、予め用意されたレーザ光源47の正確な特性情報を発光特性記憶部75に書き込むことであってもよい。
そこで、このような特性の違いによる影響をなくして正しい色度の撮像画像を得るために、定期的にメンテナンス処理を実施して色度補正テーブル81の内容を正しい内容に書き換える。図1に示す内視鏡システム100においては、このようなメンテナンス処理をユーザ側で容易に行うことを可能にする校正機能を搭載している。
まず、青色レーザ光源47の特性のずれを校正用内視鏡を用いて校正する方法を説明する。
青色レーザ光源47の特性を経年変化の影響を受けずに正確に測定するために、図1に示す内視鏡11とは別途に、図7に示すような専用の校正用内視鏡11Refが予め用意してある。この校正用内視鏡11Refは、内視鏡システム100の付属品として提供され、ユーザは随時この校正用内視鏡11Refを利用できる。この校正用内視鏡11Refは、通常は使用されず保管され、メンテナンス時だけに、通常使用する内視鏡11の代わりに制御装置13のコネクタ部25A,25Bと接続した状態で使用される。
プロセッサ43に入力されたカラーチャート90の撮像画像信号は、校正用内視鏡11Refを使用して撮像して得たものであり、実際の内視鏡検査に用いる内視鏡11に搭載された蛍光体57の特性変化の影響を無視できる。そのため、カラーチャート90の各カラーパッチ90a,90b,90c,・・・の測定色度と、既知の色度(規定の色度)との差から、青色レーザ光源47の特性変化が求められる。本校正処理では、この測定色度と既知の色度との差がなくなるように色度補正テーブルを書き換える。
図1に示した内視鏡システム100の変形例を図9に示した。なお、図9において図1と対応する構成要素に対しては同一の符号を付して示してある。図9に示す内視鏡システム100Bの光源装置41Bは、光源として前述の青色レーザ光源47の他に紫色レーザ光源45を備えている。この紫色レーザ光源45は、中心波長405nmの紫色レーザ光を出射するレーザダイオードである。
(1) 蛍光体を有する照明光学系及び撮像素子を有する撮像光学系を備えた内視鏡と、前記内視鏡に接続される制御装置とを具備し、前記制御装置が、前記蛍光体を励起させる励起光を発生する半導体発光素子を有する光源部と、予め定めた色補正情報を記憶した記憶部と、前記撮像素子から出力される画像信号を前記色補正情報に基づき演算処理して撮像画像データを生成する画像処理部を備える内視鏡システムであって、
前記蛍光体及び前記半導体発光素子の少なくとも一方の光学特性を検出する光学特性検出手段と、
前記光学特性検出手段により検出された光学特性に基づいて、前記記憶部に記憶された色補正情報を校正する色補正情報校正手段と、
を備えた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、レーザ光源と蛍光体を有する照明光学系及び撮像素子を有する撮像光学系を備えた内視鏡を使用する場合に、経年変化等に伴って生じる撮像画像の色調変化に対して、色補正情報をユーザ側で校正するメンテナンス作業を簡単化できる。これにより、内視鏡の撮像画像に対する色補正が常に正確に行え、内視鏡による診断精度を高く安定して維持することができる。
前記内視鏡の代わりに前記制御装置と接続可能に構成され、規定の発光特性を有する校正用基準蛍光体を含む照明光学系及び撮像素子を有する撮像光学系を備えた校正用内視鏡と、
既知の色度を有する複数のカラーパッチを備えたカラーチャートと、を具備し、
前記光学特性検出手段が、前記校正用内視鏡が前記制御装置に接続されている状態で、前記カラーチャートを撮像したときに前記校正用内視鏡の撮像素子から出力される調整用画像信号から、前記複数の色度領域のそれぞれの色度に関連する色度情報を求め、該色度情報を用いて前記色補正情報の校正に必要な校正色補正情報を算出し、
前記色補正情報校正手段が、前記校正色補正情報に基づいて前記記憶部の色補正情報を変更する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、校正用内視鏡を用いて撮像されるカラーチャートの撮像画像は、内視鏡の蛍光体の特性変化の影響を受けないので、光源部の半導体発光素子の特性の変化を高精度で検出でき、この特性変化を校正するように記憶部の色補正情報を変更できる。
前記カラーチャートが、前記校正用内視鏡と一体に構成された内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、校正時に使用するカラーチャートと校正用内視鏡とを一体にすることで、カラーチャートの取り付けや位置決め等の作業が不要となり、利便性が高められる。
前記光学特性検出手段が、前記半導体発光素子の発光波長を検出する波長検出器を備え、
前記色補正情報変更手段が、前記半導体発光素子の発光波長の既定値と、前記波長検出器が検出した前記半導体発光素子の発光波長の測定値とに基づいて前記色補正情報を変更する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、半導体発光素子の発光波長が変化している場合でも、その変化の影響を打ち消すように、色補正情報を変更できる。即ち、出力画像の色度に影響を及ぼす照明光のスペクトルは、光源の波長と、蛍光体の吸収特性を表す励起スペクトルや発光スペクトル等に応じて定まるので、半導体発光素子の発光波長の既定値(変化前の値)と測定値(現在の値)とに基づいて、照明光のスペクトルの変化を推定でき、この変化を考慮して色補正情報を正しく校正できる。
前記光学特性検出手段が、前記半導体発光素子の発光強度を検出する発光強度検出器を備え、
前記色補正情報変更手段が、前記半導体発光素子の発光強度の規定値と、前記発光強度検出器が検出した前記半導体発光素子の発光強度の測定値との差分に基づいて前記色補正情報を変更する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、経年変化により半導体発光素子の発光強度が変化している場合でも、その変化の影響を打ち消すように、色補正情報を変更できる。即ち、出力画像の色度に影響を及ぼす照明光のスペクトルは、光源から出てそのまま照明光となる光成分の波長及び強度と、励起により蛍光体が発光して得られる光の強度とのバランスの影響を受けるので、半導体発光素子の発光強度の既定値(変化前の値)と測定値(現在の値)とに基づいて、照明光のスペクトルの変化を推定でき、この変化を考慮して色度補正情報を正しく校正できる。
前記光源部の半導体発光素子とは排他的に点灯制御され、規定の波長で発光する校正用半導体発光素子と、
既知の色度を有する複数のカラーパッチを備えたカラーチャートと、を具備し、
前記内視鏡が前記制御装置に接続されている状態で、前記校正用半導体発光素子からの光を前記照明光学系に供給して得られる照明光を前記カラーチャートに照射して、前記撮像部により撮像して得られる調整用画像信号から、前記光学特性検出手段が前記複数の色度領域のそれぞれの色度に関連する色度情報を求め、求められた前記色度情報を用いて、前記色補正情報の校正に必要な校正色補正情報を算出し、
前記色補正情報校正手段が、前記校正色補正情報に基づいて前記記憶部の色補正情報を変更する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、校正作業の際に、光源として校正用半導体発光素子を利用すると共に、被写体としてカラーチャートを利用できる。このため、経年変化により半導体発光素子の特性が変化している場合であっても、この変化の影響を受けずに校正作業を実施できる。即ち、校正用半導体発光素子からの出射光を利用して、照明光学系の蛍光体を利用して得られる照明光によりカラーチャートを撮影して色度情報を求めるので、蛍光体の特性の変化を打ち消すように色補正情報を校正できる。
前記光源部が、複数の半導体発光素子と、各半導体発光素子の出力光を合波させる合波手段とを備え、前記合波手段により合波された光を前記照明光学系に供給する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、例えば互いに異なる波長の光を発生する複数の半導体発光素子を用いることにより、より適切な色調の照明光を生成できる。
前記合波手段により合波された光を分波して複数の導光路にそれぞれ供給する分波手段を備え、
体腔内に挿入される前記内視鏡の挿入部先端の複数箇所に前記照明光学系の蛍光体がそれぞれ配置され、
前記分波手段から出力される光が前記複数の導光路を経由して、前記複数箇所の蛍光体のそれぞれに供給される内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、内視鏡の挿入部先端の複数箇所から照明光をそれぞれ出射して被写体を照明できるので、広い範囲を均一な照度でむらなく照明することが可能になる。
11Ref 校正用内視鏡
13 制御装置
15 表示部
17 入力部
19 内視鏡挿入部
21 撮像素子
25A,25B コネクタ部
31 軟性部
33 湾曲部
35 先端部
37,37A,37B 照射口
41 光源装置
43 プロセッサ
45 紫色レーザ光源
47 青色レーザ光源
49 光源制御部
51 コンバイナ
53 カプラ
55,55A,55B 光ファイバ
57 蛍光体
65 A/D変換器
67 制御部
72 補正情報記憶部
73 画像処理部
74 光源情報記憶部
75 発光特性記憶部
81 色度補正テーブル
85 色度補正部
90 カラーチャート
91 チャート支持部
95 光分波器
96 光検出器
97 光合波器
98 校正用基準光源
100 内視鏡システム
Claims (7)
- 蛍光体を有する照明光学系及び撮像素子を有する撮像光学系を備えた内視鏡と、前記内視鏡に接続される制御装置とを具備し、前記制御装置が、前記蛍光体を励起させる励起光を発生する半導体発光素子を有する光源部と、予め定めた色補正情報を記憶した補正情報記憶部と、前記撮像素子から出力される画像信号を前記色補正情報に基づき演算処理して撮像画像データを生成する画像処理部を備える内視鏡システムであって、
前記蛍光体の発光特性の情報が記憶された発光特性記憶部と、
前記半導体発光素子の発光特性の情報が記憶された光源情報記憶部と、
記憶された前記蛍光体と前記半導体発光素子の各発光特性の情報に基づいて、前記補正情報記憶部に記憶された色補正情報を校正する色補正情報校正手段と、
を備えた内視鏡システム。 - 請求項1記載の内視鏡システムであって、
前記蛍光体の発光特性の情報が、励起スペクトル情報と、発光スペクトル情報とを含み、
前記励起スペクトル情報が、前記蛍光体のエネルギ吸収特性を表す情報であり、
前記発光スペクトル情報が、外部から供給される光によって前記蛍光体から発生する蛍光の分光強度を表す情報である内視鏡システム。 - 請求項1又は請求項2記載の内視鏡システムであって、
前記半導体発光素子の発光特性が、前記光源部から出力される光の中心波長を表す情報である内視鏡システム。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記半導体発光素子の発光波長を検出する波長検出器を備え、
前記色補正情報校正手段が、前記半導体発光素子の発光波長の既定値と、前記波長検出器が検出した前記半導体発光素子の発光波長の測定値とに基づいて前記色補正情報を校正する内視鏡システム。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記半導体発光素子の発光強度を検出する発光強度検出器を備え、
前記色補正情報校正手段が、前記半導体発光素子の発光強度の規定値と、前記発光強度検出器が検出した前記半導体発光素子の発光強度の測定値との差分に基づいて前記色補正情報を校正する内視鏡システム。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の内視鏡システムであって、
前記光源部が、複数の前記半導体発光素子と、各半導体発光素子の出力光を合波させる合波手段とを備え、前記合波手段により合波された光を前記照明光学系に供給する内視鏡システム。 - 請求項6記載の内視鏡システムであって、
前記合波手段により合波された光を分波して複数の導光路にそれぞれ供給する分波手段を備え、
体腔内に挿入される前記内視鏡の挿入部先端の複数箇所に前記照明光学系の蛍光体がそれぞれ配置され、
前記分波手段から出力される光が前記複数の導光路を経由して、前記複数箇所の蛍光体のそれぞれに供給される内視鏡システム。
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