JP5554288B2 - ENDOSCOPE SYSTEM, PROCESSOR DEVICE, AND IMAGE CORRECTION METHOD - Google Patents

ENDOSCOPE SYSTEM, PROCESSOR DEVICE, AND IMAGE CORRECTION METHOD Download PDF

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Description

本発明は、被検体内を観察するための内視鏡システム、及びそれに用いられるプロセッサ装置、画像補正方法に関するものである。   The present invention relates to an endoscope system for observing the inside of a subject, a processor device used therefor, and an image correction method.

医療分野においては、内視鏡を用いた被検体内の診断が広く行われている。内視鏡は、被検体に挿入される挿入部を備えており、挿入部の先端部には、被検体内の観察部位に向けて照明光を照射する照明窓と、観察部位を撮影するための観察窓とが設けられている。観察窓の奥には、CCDやCMOSなどの撮像素子が設けられており、撮像素子によって、照明された観察部位が撮像されて、観察画像を表す画像信号が出力される。観察画像はモニタに表示される。   In the medical field, diagnosis inside a subject using an endoscope is widely performed. The endoscope includes an insertion portion that is inserted into the subject, and an illumination window that irradiates illumination light toward the observation portion in the subject and an observation portion are imaged at the distal end portion of the insertion portion. And an observation window. An imaging element such as a CCD or CMOS is provided in the back of the observation window, and the illuminated observation region is imaged by the imaging element, and an image signal representing the observation image is output. The observation image is displayed on the monitor.

照明光の光源としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどの白色光源が用いられることが多いが、特許文献1及び2に示すように、LEDやレーザ光源などの半導体光源も用いられるようになってきている。   As a light source of illumination light, a white light source such as a xenon lamp, a halogen lamp, or a metal halide lamp is often used. However, as shown in Patent Documents 1 and 2, a semiconductor light source such as an LED or a laser light source is also used. It has become to.

特許文献1には、B(青)、G(緑)、R(赤)の三色のLEDを組み合わせて、三色の光の混合により白色光を生成する内視鏡システムが開示されており、特許文献2には、青色の励起光を発光するLEDと、青色の励起光の一部を吸収して黄色の蛍光を励起発光し、残りの励起光を透過する蛍光体とを組み合わせて、補色関係にある青色と黄色の光の混合により白色光を生成する内視鏡システムが開示されている。   Patent Document 1 discloses an endoscope system that generates white light by combining three-color LEDs by combining three-color LEDs of B (blue), G (green), and R (red). Patent Document 2 combines an LED that emits blue excitation light with a phosphor that absorbs part of the blue excitation light to excite yellow fluorescence and transmits the remaining excitation light. An endoscope system that generates white light by mixing blue and yellow light in a complementary color relationship is disclosed.

半導体光源は、キセノンランプ等の白色光源と比較して、小型であること、消費電力が小さいこと、発光量の制御がしやすいことなどのメリットがあるが、特許文献1に記載されているように改善すべき問題もある。具体的には、キセノンランプ等の白色光の色分布は、青色から赤色の全域に渡って光強度が比較的フラットな色分布であるのに対して、三色のLEDで生成される白色光の色分布は、B、G、Rのそれぞれの波長域に光強度のピークを持つ偏りのある色分布となる。こうした色分布の違いは、観察画像の全域において一様な色調の変化として現れる。特許文献1の内視鏡システムでは、三色のLEDによる白色光の偏りのある色分布を、キセノンランプ等のフラットな色分布に近付けるように、観察画像を画像処理によって補正している。   The semiconductor light source is advantageous in that it is smaller than a white light source such as a xenon lamp, has low power consumption, and can easily control the light emission amount. There are also problems that should be improved. Specifically, the color distribution of white light such as a xenon lamp is a color distribution with a relatively flat light intensity over the entire range from blue to red, whereas white light generated by three-color LEDs. The color distribution is a biased color distribution having a peak of light intensity in each of the B, G, and R wavelength ranges. Such a difference in color distribution appears as a uniform change in color tone over the entire observation image. In the endoscope system of Patent Document 1, the observation image is corrected by image processing so that the color distribution with the bias of white light by the three color LEDs approaches a flat color distribution such as a xenon lamp.

特開2010−45615号公報JP 2010-45615 A 特開平10−216085号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-216085

本出願人は、特許文献2に記載されているような、励起光を発光する半導体光源と蛍光体の組み合わせによって白色光を生成する内視鏡システムを開発している。開発の過程において、特許文献1で指摘された半導体光源の問題に加えて、励起光と蛍光の配光分布(空間的な光強度の分布)の違いによって観察画像内に色むらが生じるという新たな問題があることが明らかになってきた。   The present applicant has developed an endoscope system that generates white light by a combination of a semiconductor light source that emits excitation light and a phosphor as described in Patent Document 2. In the course of development, in addition to the problem of the semiconductor light source pointed out in Patent Document 1, a new color unevenness occurs in the observation image due to the difference in the light distribution of excitation light and fluorescence (spatial light intensity distribution). It has become clear that there is a problem.

図5に示すように、励起光(青色レーザ光)N1の配光分布と蛍光FLの配光分布は、ともに、配光角が0°の照射エリアの照射中心OIで光強度が最大となり、配光角の絶対値が大きな周辺に向かうにつれて光強度が低下する山形の配光分布となる。図5において、両者の配光分布は、照射中心OIにおける両者の光強度を一致させて規格化した相対強度で表されている。両者の光強度の差ΔIは、照射中心OIから周辺まで一定ではなく、周辺に向かうにつれて大きくなる。   As shown in FIG. 5, the light distribution of the excitation light (blue laser light) N1 and the light distribution of the fluorescence FL both have the maximum light intensity at the irradiation center OI in the irradiation area where the light distribution angle is 0 °. It becomes a mountain-shaped light distribution in which the light intensity decreases as the absolute value of the light distribution angle increases toward the periphery. In FIG. 5, the light distributions of both are represented by relative intensities normalized by matching the light intensities at the irradiation center OI. The difference ΔI between the two light intensities is not constant from the irradiation center OI to the periphery, and becomes larger toward the periphery.

励起光と蛍光の配光分布が変化する原因は、励起光と蛍光の波長域が異なるため、照明窓などの光学部材において屈折率差が生じることに加えて、励起光が、蛍光体を透過する指向性(拡散せずに直進する)の高い光であるのに対して、蛍光は、蛍光体が励起発光する拡散性の高い光であることが原因と考えられるが、特に、励起光と蛍光の拡散性の違いによる影響が大きい。   The light distribution distribution of excitation light and fluorescence changes because the wavelength range of excitation light and fluorescence is different. In addition to the difference in refractive index that occurs in optical members such as illumination windows, excitation light passes through the phosphor. Fluorescence is thought to be caused by the highly diffusible light that the phosphor emits and emits light, whereas the light is highly directional (which goes straight without diffusing). The influence by the difference in the diffusibility of fluorescence is large.

励起光と蛍光の配光分布の違いは、観察画像においては、領域によって色調が変化する色むらとして現れる。診断においては、観察画像の微妙な色味の変化をもとに、病変部か否かの判別が行われるため、観察画像内の領域によって色調が変化することは好ましくない。   The difference in the light distribution between the excitation light and the fluorescence appears as uneven color whose color tone changes depending on the region in the observation image. In diagnosis, since it is determined whether or not the lesion is a lesion based on a subtle change in color of the observation image, it is not preferable that the color tone changes depending on the region in the observation image.

また、このような色むらの防止策としては、照明光学系の改良によって、両者の配光分布を一致させることが考えられるが、照明光学系を改良するとなると、光学部材などの部品構成が複雑化する懸念がある。   Moreover, as a measure for preventing such color unevenness, it is conceivable to make the light distributions of the two coincide with each other by improving the illumination optical system. However, if the illumination optical system is improved, the component configuration such as optical members is complicated. There is a concern that

上記問題及びその解決策については、特許文献1及び2のいずれにも明示も示唆もない。特許文献1では、キセノンランプ等の白色光の色分布との対比において、半導体光源の白色光の色分布の偏りによって生じ、観察画像の全域における一様な色調変化を問題にしているが、これは、励起光と蛍光の配光分布の違いによって生じ、観察画像において領域によって色調が変化する色むらの問題とは明らかに異なる。   Neither Patent Document 1 nor 2 discloses or suggests the above problem and its solution. In Patent Document 1, in contrast to the color distribution of white light such as a xenon lamp, the color distribution of the white light of the semiconductor light source is caused by the deviation of the color distribution, and uniform color tone change in the entire observation image is a problem. Is caused by a difference in light distribution between excitation light and fluorescence, and is clearly different from the problem of color unevenness in which the color tone changes depending on the region in the observed image.

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、励起光と蛍光によって白色光を生成する場合において、照明光学系の構成を複雑化することなく、励起光と蛍光の配光分布の違いによって生じる観察画像内の色むらを低減することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is to distribute excitation light and fluorescence without complicating the configuration of the illumination optical system when white light is generated by excitation light and fluorescence. The object is to reduce color unevenness in the observed image caused by the difference in light distribution.

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、被検体に挿入される挿入部を有し、前記挿入部の先端部に前記被検体内の観察部位に対して照明光を照射する照明窓と、前記観察部位を撮影するための観察窓とを有する内視鏡と、励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、前記照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を前記照明光として照射する照射手段と、前記観察窓を通じて前記観察部位で反射した前記照明光を受光して前記観察部位の観察画像を撮像する撮像手段と、前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる、前記観察画像内の色むらを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正手段とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an endoscope system according to the present invention has an insertion portion to be inserted into a subject, and irradiates illumination light to an observation site in the subject at a distal end portion of the insertion portion. An endoscope having an illuminating window, an observation window for photographing the observation site, a first semiconductor light source that emits excitation light, and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light Irradiating means for irradiating, as the illumination light, a mixture of a part of the excitation light that passes through the phosphor and the fluorescence from the illumination window, and the reflected from the observation site through the observation window An imaging unit that receives illumination light and images an observation image of the observation site, and stores correction data for correcting color unevenness in the observation image caused by a difference in light distribution between the excitation light and the fluorescence Storage means for storing the correction data Zui it, characterized in that it includes a color unevenness correction means for correcting the color unevenness by performing image processing on the observation image.

前記第1の半導体光源は、例えばレーザ光源である。   The first semiconductor light source is, for example, a laser light source.

前記照明窓は2つ設けられており、前記色むら補正手段は、前記2つの照明窓のそれぞれの照射エリアの重なり方に応じて前記色むらを補正することが好ましい。   Two illumination windows are provided, and it is preferable that the color unevenness correction unit corrects the color unevenness in accordance with how the irradiation areas of the two illumination windows overlap each other.

前記先端部と前記観察部位までの距離である観察距離を測定する観察距離測定手段を備えており、前記色むら補正手段は、測定された前記観察距離に基づいて、2つの前記照射エリアの重なり方を求めることが好ましい。   An observation distance measuring unit that measures an observation distance that is a distance between the distal end portion and the observation site; and the color unevenness correction unit overlaps the two irradiation areas based on the measured observation distance. It is preferable to determine the direction.

前記補正データは、前記照射エリアのうち一部の領域の配光分布に対応する部分データであり、前記色むら補正部は、前記部分データに基づいて、前記照射エリアの全域の配光分布に対応する全域データを生成することが好ましい。   The correction data is partial data corresponding to a light distribution of a part of the irradiation area, and the color unevenness correction unit converts the light distribution over the entire irradiation area based on the partial data. It is preferable to generate corresponding global data.

例えば、前記励起光及び前記蛍光は、それぞれの照射エリアがほぼ円形であり、かつ、それぞれの配光分布における光強度の差は、照射中心からの径方向の距離により異なり、前記部分データは、前記照射中心から径方向に延びる一次元方向の配光分布に対応する一次元データであり、前記色むら補正手段は、前記一次元データを円周方向に展開することにより、前記全域データを生成する。   For example, in the excitation light and the fluorescence, each irradiation area is substantially circular, and the difference in light intensity in each light distribution varies depending on the radial distance from the irradiation center, and the partial data is One-dimensional data corresponding to a light distribution in a one-dimensional direction extending in a radial direction from the irradiation center, and the color unevenness correction unit generates the whole area data by expanding the one-dimensional data in a circumferential direction. To do.

前記記憶手段は、前記内視鏡に設けられていることが好ましい。   The storage means is preferably provided in the endoscope.

前記励起光は青色光で、前記蛍光は緑色から赤色光であり、前記励起光及び前記蛍光が混合されることにより白色の前記照明光が生成されることが好ましい。   Preferably, the excitation light is blue light, the fluorescence is green to red light, and the white illumination light is generated by mixing the excitation light and the fluorescence.

前記照射手段は、前記励起光とは波長域が異なる光を発する第2の半導体光源を有しており、前記第2の半導体光源が発する光を、前記蛍光体を透過させて前記照明窓から照射してもよい。   The irradiation unit includes a second semiconductor light source that emits light having a wavelength range different from that of the excitation light, and transmits the light emitted from the second semiconductor light source through the phosphor through the illumination window. It may be irradiated.

前記補正データは、前記励起光及び前記蛍光のみを照射する場合の第1補正データと、前記励起光及び前記蛍光に加えて、前記第2の半導体光源からの光を照射する場合の第2補正データの2種類の補正データを有しており、前記色むら補正手段は、前記第2の半導体光源からの光の照射の有無に応じて前記第1及び第2補正データのいずれかを選択することが好ましい。   The correction data includes first correction data when only the excitation light and the fluorescence are irradiated, and second correction when the light from the second semiconductor light source is irradiated in addition to the excitation light and the fluorescence. The data has two types of correction data, and the color unevenness correction unit selects either the first correction data or the second correction data in accordance with the presence or absence of light irradiation from the second semiconductor light source. It is preferable.

前記第1の半導体光源は、例えば、中心波長が445nmの狭帯域光を発し、前記第2の半導体光源は、例えば、中心波長が405nmの狭帯域光を発する。   For example, the first semiconductor light source emits narrow band light having a central wavelength of 445 nm, and the second semiconductor light source emits narrow band light having a central wavelength of 405 nm, for example.

本発明のプロセッサ装置は、励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、内視鏡の照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を照明光として照射する照射手段を有する内視鏡システムに用いられるプロセッサ装置において、前記内視鏡によって撮影された観察画像において、前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる色むらを補正するための補正データを記憶手段から読み出す手段と、前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正手段とを備えていることを特徴とする。   The processor device of the present invention includes a first semiconductor light source that emits excitation light, and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light, and transmits the phosphor from an illumination window of an endoscope. In a processor device used in an endoscope system having irradiation means for irradiating light mixed with a part of the excitation light and the fluorescence as illumination light, in the observation image photographed by the endoscope, the excitation Means for reading out from the storage means correction data for correcting color unevenness caused by a difference in light distribution between light and the fluorescence; and based on the correction data, the observed image is subjected to image processing to produce the color unevenness. And color unevenness correcting means for correcting the above.

本発明の画像補正方法は、励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、内視鏡の照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を照明光として照射する照射手段を有する内視鏡システムに用いられる画像補正方法において、前記内視鏡によって撮影された観察画像において、前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる色むらを補正するための補正データを記憶手段から読み出すステップと、前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正ステップとを備えていることを特徴とする。   The image correction method of the present invention includes a first semiconductor light source that emits excitation light and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light, and the phosphor is emitted from an illumination window of an endoscope. In an image correction method used in an endoscope system having an irradiation unit that irradiates light that is a mixture of a part of the excitation light that is transmitted and the fluorescence as illumination light, in an observation image captured by the endoscope, Reading correction data for correcting color unevenness caused by a difference in light distribution between the excitation light and the fluorescence from the storage means, and performing image processing on the observation image based on the correction data, A color unevenness correcting step for correcting the color unevenness.

内視鏡システムに示す図である。It is a figure shown in an endoscope system. 電子内視鏡の先端部の先端面を示す図である。It is a figure which shows the front end surface of the front-end | tip part of an electronic endoscope. 電子内視鏡の先端部の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the front-end | tip part of an electronic endoscope. 投光ユニットの分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the spectrum of a light projection unit. 投光ユニットの配光分布を示すグラフである。It is a graph which shows the light distribution of a light projection unit. 照射エリアと撮影エリアの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between an irradiation area and an imaging | photography area. 観察距離が長い場合の照射エリアと撮影エリアの重なり方の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of how the irradiation area and imaging | photography area overlap when an observation distance is long. 観察距離が短い場合の照射エリアと撮影エリアの重なり方の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of how the irradiation area and imaging | photography area overlap when an observation distance is short. 内視鏡システムの電気構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the electric constitution of an endoscope system. 画像処理部の構成図である。It is a block diagram of an image processing part. 色むら補正手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a color nonuniformity correction procedure. レーザ光源を2つ有する投光ユニットの構成図である。It is a block diagram of the light projection unit which has two laser light sources. 図11の投光ユニットの分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the spectrum of the light projection unit of FIG. 図11の投光ユニットの配光分布を示すグラフである。It is a graph which shows the light distribution of the light projection unit of FIG. 一次元補正データの展開処理の説明図である。It is explanatory drawing of the expansion | deployment process of one-dimensional correction data. 電子内視鏡に補正データ記憶部を設けた例の説明図である。It is explanatory drawing of the example which provided the correction data memory | storage part in the electronic endoscope.

[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態の内視鏡システム2は、被検体内に挿入される挿入部20を有し、被検体内の観察部位を撮影する電子内視鏡10と、電子内視鏡10が撮影した観察画像を表す撮像信号に対して画像処理を施すプロセッサ装置12と、プロセッサ装置12内に設けられ、観察部位に対して照明光を照射するための光源装置13と、観察画像を表示するモニタ14と、被検体内に送り込む水を貯留する送水タンク16とを備えている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the endoscope system 2 according to the first embodiment includes an insertion unit 20 that is inserted into a subject, an electronic endoscope 10 that images an observation site in the subject, and an electronic A processor device 12 that performs image processing on an imaging signal representing an observation image captured by the endoscope 10; a light source device 13 that is provided in the processor device 12 and irradiates illumination light to an observation site; A monitor 14 for displaying an observation image and a water supply tank 16 for storing water to be sent into the subject are provided.

電子内視鏡10は、患者の体腔内に挿入される挿入部20と、挿入部20の基端部分に連設され、医師や技師などの術者が操作を行なう操作部22と、操作部22から延びるユニバーサルコード24とからなる。挿入部20は、先端から順に、先端部26、湾曲部27、及び可撓管部28で構成されている。先端部26は、硬質な樹脂材料で形成されている。可撓管部28は、可撓性を有する長尺な管状部材であり、操作部22と湾曲部27とを接続する。   The electronic endoscope 10 includes an insertion unit 20 that is inserted into a body cavity of a patient, an operation unit 22 that is connected to a proximal end portion of the insertion unit 20 and that is operated by an operator such as a doctor or a technician, and an operation unit. And a universal cord 24 extending from 22. The insertion portion 20 includes a distal end portion 26, a bending portion 27, and a flexible tube portion 28 in order from the distal end. The tip portion 26 is formed of a hard resin material. The flexible tube portion 28 is a long tubular member having flexibility, and connects the operation portion 22 and the bending portion 27.

操作部22には、挿入部20に挿通された操作ワイヤを押し引きして湾曲部27を上下左右方向に湾曲させることにより先端部26の向きを変えるためのアングルノブ30や、送気・送水ノズル44(図2参照)からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタン31の他、観察画像を静止画記録するためのレリーズボタンといった操作部材が設けられている。   The operation unit 22 includes an angle knob 30 for changing the direction of the distal end portion 26 by pushing and pulling the operation wire inserted through the insertion unit 20 to bend the bending unit 27 in the vertical and horizontal directions, and air / water supply In addition to the air / water feed button 31 for ejecting air and water from the nozzle 44 (see FIG. 2), operation members such as a release button for recording an observation image are provided.

また、操作部22の先端側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口32が設けられている。鉗子口は、挿入部20内の鉗子チャンネルを通して、先端部26に設けられた鉗子出口43(図2参照)に連通している。   Further, a forceps port 32 through which a treatment tool such as an electric knife is inserted is provided at the distal end side of the operation unit 22. The forceps port communicates with a forceps outlet 43 (see FIG. 2) provided at the distal end portion 26 through a forceps channel in the insertion portion 20.

ユニバーサルコード24には、光ファイバからなるライトガイド24a、及び電子内視鏡10とプロセッサ装置12間で電気信号を伝送する信号ケーブルが内蔵されている。ユニバーサルコード24の一端には、プロセッサ装置12と着脱自在に接続するためのコネクタ36が設けられている。ライトガイド24a及び信号ケーブルの一端は、操作部22及び挿入部20内を挿通されて先端部26まで延びている。   The universal cord 24 includes a light guide 24 a made of an optical fiber and a signal cable for transmitting an electrical signal between the electronic endoscope 10 and the processor device 12. One end of the universal cord 24 is provided with a connector 36 for detachably connecting to the processor device 12. One end of the light guide 24 a and the signal cable is inserted through the operation portion 22 and the insertion portion 20 and extends to the distal end portion 26.

プロセッサ装置12は、内視鏡システム2の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置12は、信号ケーブルを介して電子内視鏡10に給電を行い、先端部26に搭載された撮像素子66(図8参照)の駆動を制御する。また、プロセッサ装置12は、信号ケーブルを介して撮像素子66から出力された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置12で生成された画像データは、プロセッサ装置12にケーブル接続されたモニタ14に出力されて、モニタ14に観察画像として表示される。   The processor device 12 comprehensively controls the operation of the endoscope system 2. The processor device 12 supplies power to the electronic endoscope 10 via a signal cable, and controls the driving of the image sensor 66 (see FIG. 8) mounted on the distal end portion 26. In addition, the processor device 12 receives an imaging signal output from the imaging device 66 via a signal cable, and performs various processes on the received imaging signal to generate image data. The image data generated by the processor device 12 is output to the monitor 14 connected to the processor device 12 with a cable, and displayed on the monitor 14 as an observation image.

光源装置13は、中心波長が445nmの青色レーザ光を発するレーザ光源15を備えている。青色レーザ光は、レーザ光源15からライドガイド24aに入射して、ライトガイド24aによって、電子内視鏡の先端部26まで導光される。青色レーザ光は、先端部26に設けられた蛍光体50を励起発光させる励起光であり、蛍光体50(図2参照)が発する黄色の蛍光との混合により白色光を生成する。白色光は、照明光として観察部位に照射される。本例のようにレーザ光源15と蛍光体50を組み合わせて白色光を照射する照射装置は、マイクロホワイト(登録商標)などの名称で製品化されている。なお、本例において、光源装置13をプロセッサ装置12に内蔵した例で説明しているが、光源装置13とプロセッサ装置12は別体で構成されてもよい。   The light source device 13 includes a laser light source 15 that emits blue laser light having a center wavelength of 445 nm. The blue laser light enters the ride guide 24a from the laser light source 15, and is guided to the distal end portion 26 of the electronic endoscope by the light guide 24a. The blue laser light is excitation light that causes the phosphor 50 provided at the distal end portion 26 to excite and emit light, and generates white light by mixing with yellow fluorescence emitted from the phosphor 50 (see FIG. 2). White light is irradiated to the observation site as illumination light. An irradiation apparatus that emits white light by combining the laser light source 15 and the phosphor 50 as in this example is commercialized under a name such as Micro White (registered trademark). In this example, the light source device 13 is described as being built in the processor device 12, but the light source device 13 and the processor device 12 may be configured separately.

図2において、先端部26の先端面26aには、観察窓41、2つの照明窓42、鉗子出口43、および送気・送水ノズル44が設けられている。観察窓41は、先端面26aの左右方向においてほぼ中央に位置し、上下方向においては中心よりも若干上方よりに配置されている。2つの照明窓42は、観察窓41を挟んで左右対称な位置に配されている。   In FIG. 2, an observation window 41, two illumination windows 42, a forceps outlet 43, and an air / water supply nozzle 44 are provided on the distal end surface 26 a of the distal end portion 26. The observation window 41 is located substantially at the center in the left-right direction of the distal end surface 26a, and is arranged slightly above the center in the vertical direction. The two illumination windows 42 are arranged at symmetrical positions with the observation window 41 in between.

図3に示すように、観察窓41の奥には、観察部位を撮像する撮像ユニット46が配置されている。撮像ユニット46は、対物光学系67(図8参照)と、対物光学系67によって結像された像光を撮像する撮像素子66からなる(図8参照)。対物光学系67は、例えば、2mmから10cm程度の観察距離の範囲で撮影が可能な固定焦点式のレンズ群と、プリズムとからなる。プリズムはレンズ群が収容される鏡筒の後端に固着され、観察部位の像を90°屈折させて撮像素子66の撮像面に導く。   As illustrated in FIG. 3, an imaging unit 46 that images an observation site is disposed behind the observation window 41. The imaging unit 46 includes an objective optical system 67 (see FIG. 8) and an image sensor 66 that captures image light imaged by the objective optical system 67 (see FIG. 8). The objective optical system 67 includes, for example, a fixed focus type lens group capable of photographing within an observation distance range of about 2 mm to 10 cm, and a prism. The prism is fixed to the rear end of the lens barrel in which the lens group is accommodated, and refracts the image of the observation region by 90 ° and guides it to the imaging surface of the image sensor 66.

各照明窓42の奥には、照明窓42とともに投光ユニット47を構成する、蛍光体50及びライトガイド24aの先端部が配置されている。投光ユニット47とレーザ光源15によって照射手段が構成される。蛍光体50は、ライトガイド24aによって導光されるレーザ光源15からの青色レーザ光の一部を吸収して、残りの吸収されない青色レーザ光を透過する。蛍光体50は、無機ガラスなどの基材内に、青色レーザ光で励起されて緑色から赤色の蛍光を発する蛍光物質を含有したものであり、全体として黄色の蛍光を発光する。図4において、投光ユニット47の分光スペクトルを示すように、青色レーザ光N1と、補色関係にある黄色(緑色〜赤色)の蛍光FLとの混合により、白色光の照明光が生成される。   Behind each illumination window 42, the phosphor 50 and the tip of the light guide 24a, which together with the illumination window 42 constitute a light projection unit 47, are arranged. The light projecting unit 47 and the laser light source 15 constitute an irradiation unit. The phosphor 50 absorbs part of the blue laser light from the laser light source 15 guided by the light guide 24a and transmits the remaining unabsorbed blue laser light. The phosphor 50 contains a fluorescent substance that emits green to red fluorescence when excited with blue laser light in a base material such as inorganic glass, and emits yellow fluorescence as a whole. In FIG. 4, as shown in the spectral spectrum of the light projecting unit 47, white light illumination light is generated by mixing the blue laser light N <b> 1 and the yellow (green to red) fluorescence FL in a complementary color relationship.

また、レーザ光は、一般に、単色性が高く(スペクトル幅が非常に狭い狭帯域光である)、かつ、指向性が高い(拡散せずに直進する)という特徴を持っており、青色レーザ光N1もこうした特徴を有している。青色レーザ光N1は指向性が高いため、蛍光体50内には、蛍光物質で吸収されない青色レーザ光N1を拡散させるフィラーが混入されている。さらに、照明窓42は、凹レンズで構成されており、蛍光体50から出射される照明光の配光角を拡大する。照明光は、照明窓42から円錐状に広がって観察部位に照射される。   In addition, laser light is generally characterized by high monochromaticity (narrow band light with a very narrow spectral width) and high directivity (going straight without diffusing). N1 also has these characteristics. Since the blue laser light N1 has high directivity, the phosphor 50 is mixed with a filler that diffuses the blue laser light N1 that is not absorbed by the fluorescent material. Furthermore, the illumination window 42 is configured by a concave lens, and expands the light distribution angle of illumination light emitted from the phosphor 50. The illumination light spreads in a conical shape from the illumination window 42 and is irradiated to the observation site.

投光ユニット47は、フェルール55とスリーブ60とを有している。フェルール55は、蛍光体50とライトガイド24aを、互いに光学的に接続した状態で保持する。フェルール55には、軸方向に延びた細径の貫通孔55aと、貫通孔55aの先端と連通し、貫通孔55aよりも大径の先端格納部55bが形成されている。貫通孔55aにはライトガイド24aが挿通され、先端格納部55b内には蛍光体50が収容される。蛍光体50は接着剤56によって先端格納部55bに固定され、ライトガイド24aは、先端が蛍光体50の後端と接触する位置で固定される。   The light projecting unit 47 has a ferrule 55 and a sleeve 60. The ferrule 55 holds the phosphor 50 and the light guide 24a in an optically connected state. The ferrule 55 has a small-diameter through hole 55a extending in the axial direction and a tip storage portion 55b having a diameter larger than that of the through hole 55a. The light guide 24a is inserted into the through hole 55a, and the phosphor 50 is accommodated in the tip storage portion 55b. The phosphor 50 is fixed to the tip storage portion 55 b by an adhesive 56, and the light guide 24 a is fixed at a position where the tip contacts the rear end of the phosphor 50.

スリーブ60は、フェルール55よりも一回り大径の円筒部材であり、先端において照明窓42を保持し、照明窓42の後方に蛍光体50が位置するように、フェルール55を保持する。   The sleeve 60 is a cylindrical member that is slightly larger in diameter than the ferrule 55, holds the illumination window 42 at the tip, and holds the ferrule 55 so that the phosphor 50 is positioned behind the illumination window 42.

図5に示すように、1つの照明窓42から照射される照明光(青色レーザ光と蛍光)の配光分布は、配光角が「0」の照明光軸に対応する照射中心OIにおいて光強度が最大となり、配光角が広がるほど(照射中心OIから離れるほど)、光強度が低下する山形形状である。照明光の照射エリアAIにおいては、照射中心OIが最も明るく、周辺に向かうほど暗くなる。   As shown in FIG. 5, the light distribution of illumination light (blue laser light and fluorescence) emitted from one illumination window 42 is light at the irradiation center OI corresponding to the illumination optical axis with a light distribution angle of “0”. As the intensity becomes maximum and the light distribution angle becomes wider (away from the irradiation center OI), the light intensity decreases. In the illumination light irradiation area AI, the irradiation center OI is the brightest and becomes darker toward the periphery.

図5において、青色レーザ光N1と蛍光FLの光強度は、照射中心OIにおける両者の光強度を一致させて規格化した相対強度で表されている。青色レーザ光N1の配光分布と、蛍光FLの配光分布は、完全に一致せず、両者を比較すると、青色レーザ光N1の配光分布の方が、照射中心OIから周辺に向かって光強度が減少する減少率が大きい。そのため、照射中心OIからの径方向の距離が順に大きくなるP1、P2、P3の各位置における両者の光強度の差ΔI1、ΔI、ΔI3も、その順に大きくなる。そして、P3の位置よりも外側の領域では、青色レーザ光N1の光強度はほぼ0に近くなり、蛍光FLのみが照射される領域となる。   In FIG. 5, the light intensities of the blue laser light N1 and the fluorescence FL are expressed as relative intensities normalized by matching the light intensities at the irradiation center OI. The light distribution of the blue laser light N1 and the light distribution of the fluorescence FL do not completely match. Compared to each other, the light distribution of the blue laser light N1 is light from the irradiation center OI toward the periphery. The rate of decrease in strength is large. Therefore, the differences ΔI1, ΔI, ΔI3 between the light intensities at the positions P1, P2, P3 at which the radial distance from the irradiation center OI increases in order are also increased in that order. In the region outside the position of P3, the light intensity of the blue laser light N1 is close to 0, and only the fluorescent light FL is irradiated.

こうした配光分布の違いによって、照射エリアAI内において、青色レーザ光N1と蛍光FLの光の割合である混合率が照射中心OIから周辺に向かって変化し、照明光の色むらが生じる。照明光の色むらは、観察画像においても領域によって色調が変化する色むらとして現れる。   Due to such a difference in light distribution, in the irradiation area AI, the mixing ratio, which is the ratio of the blue laser light N1 and the fluorescence FL, changes from the irradiation center OI toward the periphery, and color unevenness of the illumination light occurs. The color unevenness of the illumination light also appears as color unevenness whose color tone changes depending on the region in the observation image.

青色レーザ光N1と蛍光FLの各配光分布に違いが生じる原因は、青色レーザ光N1と蛍光FLは波長域が異なるため、凹レンズで構成される照明窓42において屈折率差が生じること、さらに、青色レーザ光N1が、指向性の高い光であるのに対して、蛍光FLは、蛍光体が励起発光する拡散性の高い光であることが原因と考えられている。   The reason why the light distributions of the blue laser light N1 and the fluorescent light FL are different is that the wavelength range of the blue laser light N1 and the fluorescent light FL is different, so that a difference in refractive index occurs in the illumination window 42 formed of a concave lens. The blue laser light N1 is highly directional light, whereas the fluorescent FL is considered to be caused by highly diffusible light that is excited by the phosphor.

図6に示すように、左右の各照明窓42から照射される照明光は、照明窓42を基点として円錐状に広がる。そのため、観察部位Sと、先端部26の先端面との間の観察距離Lが変化すると、左右の照明窓42の照射エリアAIの重なり方も変化する。図7にも示すように、具体的には、観察距離LがL1のときには、撮影エリアAPはAP1となり、左右の照明窓42の照射エリアAIはAI1となる。符号OPは、撮影光軸PAに対応する撮影エリアAPの中心を示す。一方、観察距離LがL1よりも短いL2となると、撮影エリアAPは、AP1よりも小さいAP2となり、左右の照明窓42の照射エリアAIも、AI1よりも小さいAI2となる。   As shown in FIG. 6, the illumination light emitted from the left and right illumination windows 42 spreads in a conical shape with the illumination window 42 as a base point. Therefore, when the observation distance L between the observation site S and the distal end surface of the distal end portion 26 changes, the way in which the irradiation areas AI of the left and right illumination windows 42 overlap also changes. As shown in FIG. 7, specifically, when the observation distance L is L1, the imaging area AP is AP1, and the irradiation area AI of the left and right illumination windows 42 is AI1. The symbol OP indicates the center of the photographing area AP corresponding to the photographing optical axis PA. On the other hand, when the observation distance L is L2 shorter than L1, the imaging area AP is AP2 smaller than AP1, and the irradiation areas AI of the left and right illumination windows 42 are AI2 smaller than AI1.

図7において、各照射エリアAI内の点線で示す円は、図5に示すP1、P2、P3の各位置に対応している。上述のとおり、1つの照射エリアAIにおいては、照射中心OIに近いP1から周辺位置のP3に向かって、青色レーザ光と蛍光の混合率が変化するので照明むらが生じる。そして、照明光は円錐状に広がるため、観察距離Lの変化により、照射エリアAIの大きさが変化すると、その比率に応じて、P1、P2、P3に対応する円の大きさも変化する。   In FIG. 7, circles indicated by dotted lines in each irradiation area AI correspond to the positions P1, P2, and P3 shown in FIG. As described above, in one irradiation area AI, since the mixing ratio of the blue laser light and the fluorescence changes from P1 close to the irradiation center OI toward the peripheral position P3, uneven illumination occurs. Since the illumination light spreads in a conical shape, when the size of the irradiation area AI changes due to the change in the observation distance L, the sizes of the circles corresponding to P1, P2, and P3 also change according to the ratio.

撮影エリアAPの大半は、左右の2つの照射エリアAIが重なった領域となるため、観察画像に生じる色むらは、各照射エリアAIの照明むらが合成されたものになる。観察距離LがL1のときの撮影エリアAP1内の各照射エリアAIの重なり方の様子を示す図7Aと、観察距離がL1よりも短いL2のときの撮影エリアAP2内の各照射エリアAIの重なり方の様子を示す図7Bから明らかなように、観察距離Lが変化すると、各照射エリアAIの重なり方が変化するため、撮影エリアAPに対応する観察画像に現れる色むらの態様も、観察距離Lによって変化する。   Since most of the imaging area AP is an area where the left and right irradiation areas AI overlap, the color unevenness generated in the observation image is a combination of the illumination unevenness of each irradiation area AI. FIG. 7A showing how the irradiation areas AI overlap in the imaging area AP1 when the observation distance L is L1, and the irradiation areas AI in the imaging area AP2 when the observation distance is L2 shorter than L1. As is apparent from FIG. 7B showing the state of the direction, when the observation distance L changes, the overlapping manner of the respective irradiation areas AI changes, so that the mode of color unevenness appearing in the observation image corresponding to the imaging area AP is also the observation distance. It changes with L.

図8おいて、撮像素子66は、観察窓41、対物光学系67を経由した被検体内の観察部位の像が撮像面に入射するように配置されている。撮像面には複数の色セグメントからなるカラーフイルタ、例えばベイヤー配列の原色(RGB)カラーフイルタが形成されている。撮像素子66は回路基板に電気的に接続されており、伝送ケーブルを介して撮像信号が後段の処理回路に向けて送信される。   In FIG. 8, the image sensor 66 is arranged so that an image of an observation site in the subject via the observation window 41 and the objective optical system 67 is incident on the imaging surface. On the imaging surface, a color filter composed of a plurality of color segments, for example, a primary color (RGB) color filter in a Bayer array is formed. The imaging element 66 is electrically connected to the circuit board, and an imaging signal is transmitted to a subsequent processing circuit via a transmission cable.

電子内視鏡10には、例えば操作部22内に、アナログ信号処理回路(以下、AFEと略す)76、駆動回路77、およびCPU78が設けられている。AFE76は、相関二重サンプリング回路(以下、CDSと略す)、自動ゲイン制御回路(以下、AGCと略す)、およびアナログ/デジタル変換器(以下、A/Dと略す)から構成されている。CDSは、撮像素子66から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、撮像素子66で生じるリセット雑音およびアンプ雑音の除去を行う。AGCは、CDSによりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置12から指定されるゲイン(増幅率)で増幅する。A/Dは、AGCにより増幅された撮像信号を所定のビット数のデジタル信号に変換する。A/Dでデジタル化された撮像信号は、伝送ケーブルを介してプロセッサ装置12の画像処理部84に入力される。   In the electronic endoscope 10, for example, an analog signal processing circuit (hereinafter abbreviated as AFE) 76, a drive circuit 77, and a CPU 78 are provided in the operation unit 22. The AFE 76 includes a correlated double sampling circuit (hereinafter abbreviated as CDS), an automatic gain control circuit (hereinafter abbreviated as AGC), and an analog / digital converter (hereinafter abbreviated as A / D). The CDS performs correlated double sampling processing on the image signal output from the image sensor 66 and removes reset noise and amplifier noise generated in the image sensor 66. The AGC amplifies the image signal from which noise has been removed by CDS with a gain (amplification factor) designated by the processor device 12. The A / D converts the imaging signal amplified by the AGC into a digital signal having a predetermined number of bits. The imaging signal digitized by A / D is input to the image processing unit 84 of the processor device 12 via a transmission cable.

駆動回路77は、撮像素子66の駆動パルス(垂直/水平走査パルス、電子シャッタパルス、読み出しパルス、リセットパルス等)とAFE76用の同期パルスとを発生する。撮像素子66は、駆動回路77からの駆動パルスに応じて撮像動作を行い、撮像信号を出力する。AFE76の各部は、駆動回路77からの同期パルスに基づいて動作する。   The drive circuit 77 generates a drive pulse (vertical / horizontal scanning pulse, electronic shutter pulse, readout pulse, reset pulse, etc.) of the image sensor 66 and a synchronization pulse for the AFE 76. The imaging element 66 performs an imaging operation in accordance with the drive pulse from the drive circuit 77 and outputs an imaging signal. Each part of the AFE 76 operates based on a synchronization pulse from the drive circuit 77.

CPU78は、電子内視鏡10とプロセッサ装置12とが接続された後、プロセッサ装置12のCPU80からの動作開始指示に基づいて、駆動回路77を駆動させるとともに、駆動回路77を介してAFE76のAGCのゲインを調整する。   After the electronic endoscope 10 and the processor device 12 are connected, the CPU 78 drives the drive circuit 77 based on an operation start instruction from the CPU 80 of the processor device 12, and the AGC of the AFE 76 via the drive circuit 77. Adjust the gain.

CPU80は、プロセッサ装置12全体の動作を統括的に制御する。CPU80は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続している。ROM81には、プロセッサ装置12の動作を制御するための各種プログラム(OS、アプリケーションプログラム等)やデータ(グラフィックデータ等)が記憶されている。CPU80は、ROM81から必要なプログラムやデータを読み出して、作業用メモリであるRAM82に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、CPU80は、検査日時、患者や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、プロセッサ装置12の操作パネルやLAN(Local Area Network)等のネットワークより得て、RAM82に記憶する。   The CPU 80 controls the overall operation of the processor device 12. The CPU 80 is connected to each unit via a data bus, an address bus, and a control line (not shown). The ROM 81 stores various programs (OS, application programs, etc.) and data (graphic data, etc.) for controlling the operation of the processor device 12. The CPU 80 reads out necessary programs and data from the ROM 81, develops them in the RAM 82 which is a working memory, and sequentially processes the read programs. Further, the CPU 80 obtains information that changes for each examination, such as examination date and time, character information such as patient and surgeon information, from the operation panel of the processor device 12 and a network such as a LAN (Local Area Network) and stores the information in the RAM 82. .

操作部83は、プロセッサ装置12の筐体に設けられる操作パネル、あるいは、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。CPU80は、操作部83、および電子内視鏡10の操作部22にあるレリーズボタン等からの操作信号に応じて、各部を動作させる。   The operation unit 83 is an operation panel provided on the housing of the processor device 12 or a known input device such as a mouse or a keyboard. The CPU 80 operates each unit according to operation signals from the operation unit 83 and a release button or the like in the operation unit 22 of the electronic endoscope 10.

画像処理部84は、電子内視鏡10から入力された撮像信号に対して、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、画像強調、画像用ノイズリダクション、色変換等の各種画像処理を施して観察画像を生成する。また、後述するように、画像処理部84は、観察画像に対して画像処理を施すことにより、青色レーザ光と蛍光の配光分布の違いによって生じる色むらを補正する。   The image processing unit 84 performs various image processing such as color interpolation, white balance adjustment, gamma correction, image enhancement, image noise reduction, color conversion, and the like on the imaging signal input from the electronic endoscope 10 for observation. Generate an image. In addition, as will be described later, the image processing unit 84 performs image processing on the observation image to correct color unevenness caused by a difference in light distribution between the blue laser light and the fluorescence.

表示制御部85は、CPU80からROM81およびRAM82のグラフィックデータを受け取る。グラフィックデータには、観察画像の無効画素領域を隠して有効画素領域のみを表示させる表示用マスク、検査日時、あるいは患者や術者、現在選択されている観察モード等の文字情報、グラフィカルユーザインターフェース(GUI;Graphical User Interface)等がある。表示制御部85は、画像処理部84からの画像に対して、表示用マスク、文字情報、GUIの重畳処理、モニタ14の表示画面への描画処理等の各種表示制御処理を施す。   The display control unit 85 receives graphic data in the ROM 81 and the RAM 82 from the CPU 80. The graphic data includes a display mask that hides the invalid pixel area of the observation image and displays only the effective pixel area, examination date and time, character information such as the patient, the operator, and the currently selected observation mode, a graphical user interface ( GUI; Graphical User Interface). The display control unit 85 performs various display control processes such as a display mask, character information, GUI superimposition processing, and drawing processing on the display screen of the monitor 14 on the image from the image processing unit 84.

表示制御部85は、画像処理部84からの画像を一時的に格納するフレームメモリを有する。表示制御部85は、フレームメモリから画像を読み出し、読み出した画像をモニタ14の表示形式に応じたビデオ信号(コンポーネント信号、コンポジット信号等)に変換する。これにより、モニタ14に観察画像が表示される。   The display control unit 85 has a frame memory that temporarily stores the image from the image processing unit 84. The display control unit 85 reads an image from the frame memory, and converts the read image into a video signal (component signal, composite signal, etc.) corresponding to the display format of the monitor 14. Thereby, an observation image is displayed on the monitor 14.

プロセッサ装置12には、上記の他にも、画像に所定の圧縮形式(例えばJPEG形式)で画像圧縮を施す圧縮処理回路や、圧縮された画像をCFカード、光磁気ディスク(MO)、CD−R等のリムーバブルメディアに記録するメディアI/F、LAN等のネットワークとの間で各種データの伝送制御を行うネットワークI/F等が設けられている。これらはデータバス等を介してCPU80と接続されている。   In addition to the above, the processor device 12 includes a compression processing circuit that compresses an image in a predetermined compression format (for example, JPEG format), and the compressed image is transferred to a CF card, a magneto-optical disk (MO), a CD- A media I / F for recording on removable media such as R, and a network I / F for controlling transmission of various data with a network such as a LAN are provided. These are connected to the CPU 80 via a data bus or the like.

光源装置13は、レーザ光源15の他、レーザ光源15を駆動する光源ドライバ92、集光レンズ93、CPU96を備えている。光源ドライバ92は、レーザ光源15の点灯及び光量を制御する。集光レンズ93は、レーザ光源15から発せられた各光を集光して、ライトガイド24aの入射端に導光する。CPU96は、プロセッサ装置12のCPU80と通信し、光源ドライバ92の動作制御を行う。   In addition to the laser light source 15, the light source device 13 includes a light source driver 92 that drives the laser light source 15, a condenser lens 93, and a CPU 96. The light source driver 92 controls lighting and light quantity of the laser light source 15. The condensing lens 93 condenses each light emitted from the laser light source 15 and guides it to the incident end of the light guide 24a. The CPU 96 communicates with the CPU 80 of the processor device 12 and controls the operation of the light source driver 92.

図9に示すように、画像処理部84には、観察距離測定部84a、色むら補正部84b、補正データ記憶部84cが設けられている。観察距離測定部84aは、撮像信号に基づいて生成される観察画像のデータに基づいて、観察距離Lを測定する。具体的には、観察画像の画素値から平均露光量を求めて、平均露光量から観察距離Lを算出する。照明光の光量を一定とすれば、観察距離Lが長いと、観察部位からの反射光量は少なく、観察距離Lが短いと多くなるので、観察距離Lが変化すると、撮像素子66が受光する平均露光量も変化する。   As shown in FIG. 9, the image processing unit 84 is provided with an observation distance measurement unit 84a, a color unevenness correction unit 84b, and a correction data storage unit 84c. The observation distance measuring unit 84a measures the observation distance L based on observation image data generated based on the imaging signal. Specifically, the average exposure amount is obtained from the pixel value of the observation image, and the observation distance L is calculated from the average exposure amount. If the amount of illumination light is constant, the amount of reflected light from the observation site is small when the observation distance L is long, and increases when the observation distance L is short. The amount of exposure also changes.

観察距離測定部84aは、こうした観察距離Lと平均露光量との相関関係を利用して、平均露光量に応じて観察距離Lを測定する。なお、平均露光量は、観察画像の全画素の平均値でもよいし、中央付近の画素の平均値でもよい。   The observation distance measuring unit 84a measures the observation distance L according to the average exposure amount using the correlation between the observation distance L and the average exposure amount. Note that the average exposure amount may be an average value of all pixels of the observation image, or may be an average value of pixels near the center.

補正データ記憶部84cは、例えばROMで構成されており、青色レーザ光N1と蛍光FLの配光分布の違い(図5参照)によって生じる色むらを補正するための補正データを記憶する。上述のとおり、青色レーザ光N1と蛍光FLの光強度の差ΔIは、照射エリアAIの照射中心OIからの径方向の距離に応じて変化する。本例においては、光強度の差ΔIは、照射中心OIから周辺に向かって徐々に大きくなっている。   The correction data storage unit 84c is composed of, for example, a ROM, and stores correction data for correcting color unevenness caused by a difference in light distribution between the blue laser light N1 and the fluorescence FL (see FIG. 5). As described above, the difference ΔI in the light intensity between the blue laser beam N1 and the fluorescence FL changes according to the radial distance from the irradiation center OI of the irradiation area AI. In this example, the light intensity difference ΔI gradually increases from the irradiation center OI toward the periphery.

補正データは、照射エリアAIの径方向における複数の位置の光強度の差ΔIに応じた色むらを補正するための複数の補正係数の集まりである。補正係数は、例えば、観察画像の画素値において青色レーザ光N1に対応する青色成分を補正する係数である。この場合には、図5に示す位置P1よりも位置P2の方が、差ΔIは大きいので、位置P1に対応する補正係数の値よりも位置P2に対応する補正係数の値が大きくなる。   The correction data is a collection of a plurality of correction coefficients for correcting color unevenness according to the light intensity differences ΔI at a plurality of positions in the radial direction of the irradiation area AI. The correction coefficient is, for example, a coefficient for correcting the blue component corresponding to the blue laser light N1 in the pixel value of the observation image. In this case, since the difference ΔI is larger at the position P2 than at the position P1 shown in FIG. 5, the value of the correction coefficient corresponding to the position P2 is larger than the value of the correction coefficient corresponding to the position P1.

補正データは、左右の照射エリアAI毎に用意されている。補正データは、製造時やメインテナンス時に測定された、左右の照明窓42の照明光の配光分布に基づいて作成される。補正データは、LUT(ルックアップテーブル)の形態でもよいし、関数の形態でもよい。   The correction data is prepared for each of the left and right irradiation areas AI. The correction data is created based on the light distribution of the illumination light of the left and right illumination windows 42 measured during manufacturing and maintenance. The correction data may be in the form of an LUT (Look Up Table) or a function.

図10のフローチャートに示すように、観察距離測定部84aが観察距離Lを算出すると(ステップ(S)101)、観察距離Lが色むら補正部84bに入力される。そして、色むら補正部84bは、入力された観察距離Lに基づいて、左右の照射エリアAIの重なり方を求める(S102)。具体的には、まず、図7に示す撮影エリアAPに対応する観察画像内における、左右の照射エリアAIのそれぞれの照射中心OIの位置を求める。そして、算出した観察距離Lにおける、左右の照射エリアAI及び撮影エリアAPの大きさに基づいて、各照射エリアAIの位置P1、P2、P3(図5参照)など、照射エリアAIの径方向の各位置が、観察画像内のどの画素に対応しているかを求める。   As shown in the flowchart of FIG. 10, when the observation distance measurement unit 84a calculates the observation distance L (step (S) 101), the observation distance L is input to the color unevenness correction unit 84b. Then, the color unevenness correction unit 84b obtains how the left and right irradiation areas AI overlap based on the input observation distance L (S102). Specifically, first, the positions of the irradiation centers OI of the left and right irradiation areas AI in the observation image corresponding to the imaging area AP shown in FIG. 7 are obtained. Then, based on the size of the left and right irradiation areas AI and the imaging area AP at the calculated observation distance L, the radial direction of the irradiation area AI, such as the positions P1, P2, and P3 (see FIG. 5) of each irradiation area AI. It is determined which pixel in the observation image corresponds to each position.

左右の照射エリアAIの重なり方を決定するパラメータは、観察距離Lを除いて、観察窓41、照明窓42の相対的な位置関係、及びそれらの視野角や配光角など電子内視鏡10に固有の値として予め決まっている。これらのパラメータは、色むら補正部84b内のメモリやROM81内などに予め格納されている。   The parameters that determine how the left and right irradiation areas AI overlap are excluded from the observation distance L, and the electronic endoscope 10 such as the relative positional relationship between the observation window 41 and the illumination window 42, and their viewing angle and light distribution angle. It is determined in advance as a unique value. These parameters are stored in advance in the memory in the color unevenness correction unit 84b, the ROM 81, or the like.

そして、色むら補正部84bは、左右の照射エリアAIの重なり方に応じて観察画像の色むらを補正する(S103)。具体的には、色むら補正部84bは、補正データ記憶部84cから補正データを読み出し、位置毎に用意されている補正係数に基づいて、観察画像内の対応する画素の画素値を補正する。補正データは、左右の照射エリアAI毎に用意されているので、色むら補正部84bは、左右の補正データに基づいて、観察画像の画素値を補正する。   Then, the color unevenness correction unit 84b corrects the color unevenness of the observation image according to how the left and right irradiation areas AI overlap (S103). Specifically, the color unevenness correction unit 84b reads the correction data from the correction data storage unit 84c, and corrects the pixel value of the corresponding pixel in the observation image based on the correction coefficient prepared for each position. Since the correction data is prepared for each of the left and right irradiation areas AI, the color unevenness correction unit 84b corrects the pixel value of the observation image based on the left and right correction data.

こうした色むら補正を実行するタイミングとしては、内視鏡システム2を起動して電子内視鏡10で観察を行っている間、常時行ってもよいし、常時行わずに、マニュアル操作によって指示されたときにのみ行ってもよい。マニュアルの操作指示は、電子内視鏡10の操作部22やプロセッサ装置12の操作部83などに色むら補正ボタンなどの操作ボタンを設けて、操作ボタンの押下操作によりプロセッサ装置12のCPU80が入力を受け付ける。CPU80は、操作指示の入力を受け付けたときに色むら補正を実行する。   The timing for executing such color unevenness correction may be always performed while the endoscope system 2 is activated and observation is performed with the electronic endoscope 10, or may be performed manually without being performed constantly. You may go only when. Manual operation instructions are provided by the operation unit 22 of the electronic endoscope 10 or the operation unit 83 of the processor device 12 with operation buttons such as a color unevenness correction button, and the CPU 80 of the processor device 12 inputs the operation button by pressing the operation button. Accept. The CPU 80 performs color unevenness correction when receiving an operation instruction input.

青色レーザ光N1と蛍光FLの配光分布の違いによって生じる色むらは、観察距離Lを長くとり、管道(食道、胃、腸など)内の観察部位の全体的な様子を遠景から観察する場合においては、それほど目立たないため、問題とならないが、観察距離Lを短くして、管道の内壁など観察部位の性状を子細に観察する場合に問題となる場合が多い。そのため、マニュアル操作によって指示されたときにのみ色むら補正を行っても実用上支障はない。画像処理部84における処理の負荷という観点で言えば、指示されたときにのみ色むら補正が行われるため、常時色むら補正を行っている場合と比較して、負荷軽減にもなる。   Color unevenness caused by the difference in light distribution between the blue laser light N1 and the fluorescence FL takes a long observation distance L and observes the entire state of the observation site in the duct (esophagus, stomach, intestine, etc.) from a distant view. However, there is often a problem when the observation distance L is shortened and the properties of the observation site such as the inner wall of the duct are closely observed. Therefore, there is no practical problem even if color unevenness correction is performed only when instructed by manual operation. From the viewpoint of the processing load in the image processing unit 84, the color unevenness correction is performed only when instructed, so that the load can be reduced as compared with the case where the color unevenness correction is always performed.

本発明は、観察画像に対して画像処理を施すことにより、青色レーザ光N1と蛍光FLの配光分布の違いによって生じる観察画像内の色むらを補正するので、色むらを低減することができる。また、画像処理によって色むらの補正を行うため、青色レーザ光N1と蛍光FLの配光分布が一致するように照明光学系を改良する必要もないため、構造が複雑化することもない。   In the present invention, by performing image processing on the observation image, color unevenness in the observation image caused by the difference in light distribution between the blue laser light N1 and the fluorescence FL is corrected, so that color unevenness can be reduced. . In addition, since the color unevenness is corrected by image processing, it is not necessary to improve the illumination optical system so that the light distribution of the blue laser light N1 and the fluorescence FL coincide with each other, so that the structure is not complicated.

上記実施形態では、観察距離測定部84aによって観察距離Lを測定して、観察距離Lに応じて2つの照射エリアAIの重なり方を求めているが、観察距離Lが一定である場合には、観察距離測定部84aを設けなくてもよい。観察距離Lを一定にする方法としては、挿入部20の先端部26に着脱自在な円筒状のフードを使用する方法がある。フードの先端を観察部位と接触させた状態にして観察を行えば、観察距離Lはフードの長さに固定される。上述のとおり、色むらが特に問題となるのは近景観察の場合であるので、フードによって観察距離Lを固定する方法も有効である。   In the above-described embodiment, the observation distance L is measured by the observation distance measurement unit 84a and the method of overlapping the two irradiation areas AI according to the observation distance L is obtained, but when the observation distance L is constant, The observation distance measurement unit 84a may not be provided. As a method of making the observation distance L constant, there is a method of using a cylindrical hood that is detachably attached to the distal end portion 26 of the insertion portion 20. If observation is performed with the tip of the hood in contact with the observation site, the observation distance L is fixed to the length of the hood. As described above, color unevenness is particularly problematic in the case of near-field observation, so a method of fixing the observation distance L with a hood is also effective.

この場合には、画像処理部84内のメモリには、フードの長さに対応する観察距離Lが予め記憶される。色むら補正部84bは、その観察距離Lに応じて2つの照射エリアAIの重なり方を求めて、色むらを補正する。   In this case, the observation distance L corresponding to the length of the hood is stored in advance in the memory in the image processing unit 84. The color unevenness correction unit 84b determines how the two irradiation areas AI overlap according to the observation distance L, and corrects the color unevenness.

[第2実施形態]
上記第1実施形態の内視鏡システム2では、1つのレーザ光源と蛍光体によって白色の照明光のみを照射する例で説明したが、白色以外の特殊光を照射可能な内視鏡システムに本発明を適用してもよい。内視鏡診断においては、白色光の下で観察部位を観察する通常観察に加えて、特殊光を用いる特殊光観察が行われている。特殊光観察には、例えば、波長帯域が狭い狭帯域光を使用して、粘膜表層の血管を強調表示する狭帯域光観察などがある。
[Second Embodiment]
In the endoscope system 2 of the first embodiment described above, an example in which only white illumination light is irradiated by one laser light source and a phosphor has been described. However, the present invention is applied to an endoscope system capable of irradiating special light other than white. The invention may be applied. In endoscopic diagnosis, special light observation using special light is performed in addition to normal observation in which an observation site is observed under white light. Special light observation includes, for example, narrow-band light observation that uses narrow-band light with a narrow wavelength band to highlight blood vessels on the surface of the mucosa.

狭帯域光観察を行う場合の内視鏡システムの1例としては、図11及び図12に示すように、第1実施形態の青色レーザ光N1を発するレーザ光源15に加えて、中心波長が405nmであり、青色レーザ光N1よりも短波長の青色レーザ光N2を発するレーザ光源98を設ける。血液中のヘモグロビンは、波長が405nm付近の青色光に対して高い吸光度を示すため、青色レーザ光N2を照射することにより、表層血管のコントラストが向上して、観察画像において表層血管が強調表示される。第2実施形態と第1実施形態の違いは、レーザ光源98の有無のみであり、他の構成は同様である。共通部分については説明を省略して、以下相違点のみ説明する。   As an example of an endoscope system for performing narrow-band light observation, as shown in FIGS. 11 and 12, in addition to the laser light source 15 that emits the blue laser light N1 of the first embodiment, the center wavelength is 405 nm. A laser light source 98 that emits blue laser light N2 having a shorter wavelength than the blue laser light N1 is provided. Since hemoglobin in the blood shows high absorbance for blue light having a wavelength of around 405 nm, irradiation with blue laser light N2 improves the contrast of the surface blood vessels and highlights the surface blood vessels in the observed image. The The difference between the second embodiment and the first embodiment is only the presence or absence of the laser light source 98, and the other configurations are the same. Description of common parts is omitted, and only differences will be described below.

レーザ光源98が発する青色レーザ光N2は、青色レーザ光N1と同様に、ライトガイド24aによって投光ユニット47に導光されて、照射窓42から照射される。青色レーザ光N2も蛍光体50を励起発光させるが、青色レーザ光N1と比べると、励起効率は低く(蛍光体50に吸収される割合が少ない)、青色レーザ光N2のほとんどは蛍光体50を透過する。青色レーザ光N2は、通常観察のときには照射されず、狭帯域光観察を行う場合にのみ、青色レーザ光N1に加えて照射される。   Similarly to the blue laser light N1, the blue laser light N2 emitted from the laser light source 98 is guided to the light projecting unit 47 by the light guide 24a and irradiated from the irradiation window 42. The blue laser light N2 also causes the phosphor 50 to excite and emit light. However, the excitation efficiency is lower than that of the blue laser light N1 (the proportion absorbed by the phosphor 50 is small), and most of the blue laser light N2 causes the phosphor 50 to emit light. To Penetrate. The blue laser beam N2 is not irradiated during normal observation, but is irradiated in addition to the blue laser beam N1 only when performing narrow-band light observation.

図13に示すように、青色レーザ光N2が照射されると、照射窓42から照射される照明光には、青色レーザ光N1、青色レーザ光N2及び蛍光FLの3つの波長域の光が含まれる。青色レーザ光N2の配光分布は、青色レーザ光N1と同様の理由から、蛍光FLの配光分布との間に違いを生じる。また、青色レーザ光N1とも波長が異なるため、青色レーザ光N1の配光分布とも異なる。このように、青色レーザ光N1、N2、蛍光FLの3つの配光分布がそれぞれ異なるため、観察画像においては、各配光分布の違いによって色むらが生じる。   As shown in FIG. 13, when the blue laser light N2 is irradiated, the illumination light irradiated from the irradiation window 42 includes light in three wavelength ranges of the blue laser light N1, the blue laser light N2, and the fluorescence FL. It is. The light distribution of the blue laser light N2 differs from the light distribution of the fluorescent light FL for the same reason as the blue laser light N1. Further, since the wavelength is different from that of the blue laser light N1, the light distribution of the blue laser light N1 is also different. As described above, since the three light distributions of the blue laser beams N1 and N2 and the fluorescence FL are different from each other, color unevenness occurs in the observation image due to the difference of the respective light distributions.

2つのレーザ光源15、98を使用する本例においては、補正データ記憶部84cには、青色レーザ光N2を照射しないで観察を行う通常観察用と、青色レーザ光N2を照射して観察を行う狭帯域光観察用の2種類の補正データが格納される。通常観察用の補正データは、第1実施形態と同様であり、狭帯域光観察用の補正データは、通常観察用の補正データをベースに、青色レーザ光N2の配光分布を考慮した修正が施されたものが使用される。色むら補正部84bは、レーザ光源98の照射の有無に応じて、通常観察用の補正データと、狭帯域光観察用の補正データのいずれかを選択する。   In this example using the two laser light sources 15 and 98, the correction data storage unit 84c performs observation without irradiating the blue laser light N2, and performs observation by irradiating the blue laser light N2. Two types of correction data for narrowband light observation are stored. The correction data for normal observation is the same as that in the first embodiment, and the correction data for narrow-band light observation is corrected in consideration of the light distribution of the blue laser light N2 based on the correction data for normal observation. What is given is used. The color unevenness correction unit 84b selects either normal observation correction data or narrowband light observation correction data depending on whether or not the laser light source 98 is irradiated.

なお、本例は、2つのレーザ光源を使用した例であるが、レーザ光源の数を3つ以上にしてもよい。また、特殊光観察として、血管を強調表示する狭帯域光観察を例示したが、生体内の蛍光物質や薬剤として投与された蛍光物質に対して励起光を照射して蛍光を観察する蛍光観察など他の特殊光観察でもよい。   In this example, two laser light sources are used, but the number of laser light sources may be three or more. In addition, as the special light observation, the narrow band light observation that highlights the blood vessel is exemplified, but the fluorescence observation is performed by irradiating the fluorescent substance in the living body or the fluorescent substance administered as the medicine with the excitation light. Other special light observations may be used.

さらに、本発明に係る内視鏡システムは、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。   Furthermore, the endoscope system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

上記実施形態では、2つの照射エリアの重なり方に応じた色むら補正を行う例で説明したが、さらに、電子内視鏡に、変倍が可能なズームレンズが設けられる場合には、ズーム倍率に応じた色むら補正を行うことが好ましい。観察距離Lが一定であれば、2つの照射エリアAIの重なり方に変化は生じないが、ズーム倍率が変化した場合には、照射エリアAI内における撮影エリアAPの大きさが変化するため、観察画像内の色むらの態様も変化する。そのため、ズーム倍率に応じた色むら補正が必要になる。   In the above-described embodiment, an example in which color unevenness correction is performed according to how two irradiation areas overlap is described. However, when a zoom lens capable of zooming is provided in an electronic endoscope, zoom magnification is also provided. It is preferable to perform color unevenness correction according to the above. If the observation distance L is constant, there is no change in the way in which the two irradiation areas AI overlap, but when the zoom magnification changes, the size of the shooting area AP in the irradiation area AI changes. The mode of color unevenness in the image also changes. Therefore, it is necessary to correct color unevenness in accordance with the zoom magnification.

上記実施形態では、半導体光源としてレーザ光源を例に説明しているが、半導体光源はLED光源でもよい。ただし、レーザ光源が発光するレーザ光は、一般に、LED光源が発光するLED光と比較して、指向性が高いため、配光分布の違いが生じやすい。というのは、上述のとおり、配光分布の違いが生じる主要な原因は、蛍光体が発する蛍光と蛍光体を透過する励起光との拡散性の違いにある。レーザ光はLED光と比較して指向性が高く、蛍光との間で拡散性の違いが大きいため、励起光をLED光とする場合と比較して、色むらも顕著になるからである。したがって、本発明は、LED光源と比較して、レーザ光源を使用する場合により効果を発揮する。   In the above embodiment, the laser light source is described as an example of the semiconductor light source, but the semiconductor light source may be an LED light source. However, since the laser light emitted from the laser light source generally has higher directivity than the LED light emitted from the LED light source, a difference in light distribution is likely to occur. This is because, as described above, the main cause of the difference in the light distribution is the difference in diffusivity between the fluorescence emitted from the phosphor and the excitation light transmitted through the phosphor. This is because laser light has high directivity compared to LED light and has a large difference in diffusibility with fluorescence, and therefore, color unevenness becomes conspicuous as compared with the case where excitation light is LED light. Therefore, the present invention is more effective when a laser light source is used than an LED light source.

色むらを補正するための補正データとしては、照射エリアAIの全域の配光分布に対応する補正データ(全域データ)を、補正データ記憶部84cに記憶しておかなくてもよく、照射エリアAIの一部の領域に対応する補正データ(部分データ)を記憶しておけばよい。部分データとしては、例えば、図14に示すように、照射エリアAIにおいて照射中心OIから周辺に向かって径方向に延びる一次元方向の配光分布に対応する一次元データDである。   As correction data for correcting color unevenness, correction data (entire area data) corresponding to the light distribution over the entire area of the irradiation area AI may not be stored in the correction data storage unit 84c. Correction data (partial data) corresponding to a part of the area may be stored. The partial data is, for example, one-dimensional data D corresponding to a light distribution in a one-dimensional direction extending radially from the irradiation center OI toward the periphery in the irradiation area AI as shown in FIG.

照射エリアAIはほぼ円形であり、配光分布は、照射中心OIから周辺に向かって同心円状に変化する。そのため、一次元データDを補正データ記憶部84cに記憶しておけば、色むら補正部84bが、一次元データDを円周方向に展開して、照射エリアAIの全域の配光分布に対応する全域データを生成することができる。一次元データDは、全域データよりもデータサイズが小さいので、補正データ記憶部84cのメモリ容量を小さくできる。   The irradiation area AI is substantially circular, and the light distribution changes concentrically from the irradiation center OI toward the periphery. Therefore, if the one-dimensional data D is stored in the correction data storage unit 84c, the color unevenness correction unit 84b develops the one-dimensional data D in the circumferential direction and corresponds to the light distribution over the entire irradiation area AI. The whole area data to be generated can be generated. Since the one-dimensional data D is smaller in data size than the entire area data, the memory capacity of the correction data storage unit 84c can be reduced.

なお、一次元データの代わりに、照射エリアAIの半円領域の部分データや、1/4円領域の部分データでもよい。こうしても、照射エリアAIの全域データよりはデータサイズが小さいので、補正データ記憶部99のメモリ容量を抑える効果はある。   Instead of the one-dimensional data, partial data of the semicircular area of the irradiation area AI or partial data of the 1/4 circular area may be used. Even in this case, since the data size is smaller than the entire area data of the irradiation area AI, there is an effect of suppressing the memory capacity of the correction data storage unit 99.

特に、図15に示すように、電子内視鏡10にROMなどの補正データ記憶部99を設けた場合には、電子内視鏡10の配置スペースの制約などの理由からROMの容量を大きくできない場合がある。補正データを、部分データとして記憶することは、こうした場合に有効である。   In particular, as shown in FIG. 15, when the correction data storage unit 99 such as a ROM is provided in the electronic endoscope 10, the capacity of the ROM cannot be increased due to the limitation of the arrangement space of the electronic endoscope 10. There is a case. In such a case, storing the correction data as partial data is effective.

また、補正データは、電子内視鏡10の機種や個体差によって変化するので、電子内視鏡10の補正データ記憶部99に、機種や個体差に応じた補正データを記憶させ、プロセッサ装置12が、接続された電子内視鏡10から補正データを取得するようにしてもよい。   Since the correction data changes depending on the model of the electronic endoscope 10 and individual differences, the correction data storage unit 99 of the electronic endoscope 10 stores correction data corresponding to the model and individual differences, and the processor device 12. However, the correction data may be acquired from the connected electronic endoscope 10.

また、プロセッサ装置内の補正データ記憶部に、複数種類の電子内視鏡10に応じた複数種類の補正データを記憶して、プロセッサ装置のCPUが、接続された電子内視鏡10の機種に応じて補正データを選択してもよい。このようにプロセッサ装置に補正データ記憶部を設ける場合でも、補正データ記憶部には、複数種類の補正データを記憶する必要があり、メモリ容量の削減は必要になる。そのため、補正データを部分データとして記憶することは、プロセッサ装置に補正データ記憶部を設ける場合でも有効である。また、プロセッサ装置とネットワーク経由で接続される外部のデータサーバに補正データ記憶部を設けて、プロセッサ装置がネットワーク経由で補正データを読み出してもよい。   In addition, a plurality of types of correction data corresponding to the plurality of types of electronic endoscope 10 are stored in the correction data storage unit in the processor device, and the CPU of the processor device is set to the model of the connected electronic endoscope 10. Correction data may be selected accordingly. Thus, even when the correction data storage unit is provided in the processor device, it is necessary to store a plurality of types of correction data in the correction data storage unit, and it is necessary to reduce the memory capacity. Therefore, storing the correction data as partial data is effective even when the correction data storage unit is provided in the processor device. Further, a correction data storage unit may be provided in an external data server connected to the processor device via a network so that the processor device reads the correction data via the network.

また、上記実施形態では、2つの照明窓が設けられた2灯式の電子内視鏡を例に説明したが、照明窓の数は2灯式に限定されない。観察窓の左右に照明窓を2つずつ設けた4灯式や、照明窓が1つだけ設けられた1灯式などの電子内視鏡に本発明を適用してもよい。   In the above embodiment, a two-lamp electronic endoscope provided with two illumination windows has been described as an example, but the number of illumination windows is not limited to a two-lamp type. The present invention may be applied to an electronic endoscope such as a 4-lamp type in which two illumination windows are provided on the left and right sides of the observation window, or a single-lamp type in which only one illumination window is provided.

また、本発明は、撮像素子と超音波トランスデューサが先端部に内蔵された超音波内視鏡等、他の形態の内視鏡にも適用することができる。また、医療用だけでなく、工業分野で利用される内視鏡に適用してもよい。ただし、色むらは、観察部位の性状に関して精緻な診断が必要な医療分野においてより問題となるので、本発明は医療用の内視鏡システムにおいてより必要性が高い。   The present invention can also be applied to other types of endoscopes such as an ultrasonic endoscope in which an image pickup element and an ultrasonic transducer are built in the distal end portion. Moreover, you may apply to the endoscope utilized not only for medical use but in an industrial field. However, color unevenness becomes more problematic in the medical field where precise diagnosis is required with respect to the properties of the observation site, and thus the present invention is more necessary in medical endoscope systems.

2 内視鏡システム
10 電子内視鏡
12 プロセッサ装置
13 光源装置
15、98 レーザ光源
26 先端部
41 観察窓
42 照明窓
46 撮像ユニット
47 投光ユニット
50 蛍光体
84 画像処理部
84a 観察距離測定部
84b 色むら補正部
84c、99 補正データ記憶部
2 Endoscope system 10 Electronic endoscope 12 Processor device 13 Light source device 15, 98 Laser light source 26 Tip 41 Observation window 42 Illumination window 46 Imaging unit 47 Projection unit 50 Phosphor 84 Image processing unit 84a Observation distance measurement unit 84b Color unevenness correction unit 84c, 99 correction data storage unit

Claims (13)

被検体に挿入される挿入部を有し、前記挿入部の先端部に前記被検体内の観察部位に対して照明光を照射する照明窓と、前記観察部位を撮影するための観察窓とを有する内視鏡と、
励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、前記照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を前記照明光として照射する照射手段と、
前記観察窓を通じて前記観察部位で反射した前記照明光を受光して前記観察部位の観察画像を撮像する撮像手段と、
前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる、前記観察画像内における領域間の色むらを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、
前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正手段とを備えていることを特徴とする内視鏡システム。
An illumination window for illuminating the observation site in the subject with illumination light, and an observation window for imaging the observation site; An endoscope having;
A first semiconductor light source that emits excitation light; and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light, and a part of the excitation light that passes through the phosphor from the illumination window and the fluorescence Irradiating means for irradiating mixed light as the illumination light;
Imaging means for receiving the illumination light reflected by the observation site through the observation window and capturing an observation image of the observation site;
Storage means for storing correction data for correcting color unevenness between regions in the observation image caused by a difference in light distribution between the excitation light and the fluorescence;
An endoscope system comprising: color unevenness correcting means for performing image processing on the observed image based on the correction data to correct the color unevenness.
前記第1の半導体光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 1, wherein the first semiconductor light source is a laser light source. 前記照明窓は2つ設けられており、
前記色むら補正手段は、前記2つの照明窓のそれぞれの照射エリアの重なり方に応じて前記色むらを補正することを特徴とする請求項1又は2記載の内視鏡システム。
There are two lighting windows,
The endoscope system according to claim 1, wherein the color unevenness correcting unit corrects the color unevenness according to a method of overlapping each irradiation area of the two illumination windows.
前記先端部と前記観察部位までの距離である観察距離を測定する観察距離測定手段を備えており、
前記色むら補正手段は、測定された前記観察距離に基づいて、2つの前記照射エリアの重なり方を求めることを特徴とする請求項3記載の内視鏡システム。
An observation distance measuring means for measuring an observation distance which is a distance between the tip and the observation site;
The endoscope system according to claim 3, wherein the color unevenness correction unit obtains how the two irradiation areas overlap based on the measured observation distance.
前記補正データは、前記照射エリアのうち一部の領域の配光分布に対応する部分データであり、前記色むら補正手段は、前記部分データに基づいて、前記照射エリアの全域の配光分布に対応する全域データを生成することを特徴とする請求項3又は4に記載の内視鏡システム。 The correction data is partial data corresponding to a light distribution in a part of the irradiation area, and the color unevenness correction unit calculates a light distribution in the entire irradiation area based on the partial data. 5. The endoscope system according to claim 3, wherein corresponding whole area data is generated. 前記励起光及び前記蛍光は、それぞれの照射エリアがほぼ円形であり、かつ、それぞれの配光分布における光強度の差は、照射中心からの径方向の距離により異なり、
前記部分データは、前記照射中心から径方向に延びる一次元方向の配光分布に対応する一次元データであり、
前記色むら補正手段は、前記一次元データを円周方向に展開することにより、前記全域データを生成することを特徴とする請求項5に記載の内視鏡システム。
In the excitation light and the fluorescence, each irradiation area is substantially circular, and the difference in light intensity in each light distribution varies depending on the radial distance from the irradiation center,
The partial data is one-dimensional data corresponding to a light distribution in a one-dimensional direction extending in a radial direction from the irradiation center,
The endoscope system according to claim 5, wherein the color unevenness correcting unit generates the whole area data by expanding the one-dimensional data in a circumferential direction.
前記記憶手段は、前記内視鏡に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 1, wherein the storage unit is provided in the endoscope. 前記励起光は青色光で、前記蛍光は緑色から赤色光であり、前記励起光及び前記蛍光が混合されることにより白色の前記照明光が生成されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   8. The illumination light according to claim 1, wherein the excitation light is blue light, the fluorescence is green to red light, and the excitation light and the fluorescence are mixed to generate the white illumination light. The endoscope system according to any one of the above. 前記照射手段は、前記励起光とは波長域が異なる光を発する第2の半導体光源を有しており、前記第2の半導体光源が発する光を、前記蛍光体を透過させて前記照明窓から照射することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The irradiation unit includes a second semiconductor light source that emits light having a wavelength range different from that of the excitation light, and transmits the light emitted from the second semiconductor light source through the phosphor through the illumination window. The endoscope system according to any one of claims 1 to 8, wherein irradiation is performed. 前記補正データは、前記励起光及び前記蛍光のみを照射する場合の第1補正データと、前記励起光及び前記蛍光に加えて、前記第2の半導体光源からの光を照射する場合の第2補正データの2種類の補正データを有しており、
前記色むら補正手段は、前記第2の半導体光源からの光の照射の有無に応じて前記第1及び第2補正データのいずれかを選択することを特徴とする請求項9に記載の内視鏡システム。
The correction data includes first correction data when only the excitation light and the fluorescence are irradiated, and second correction when the light from the second semiconductor light source is irradiated in addition to the excitation light and the fluorescence. There are two types of correction data,
10. The endoscope according to claim 9, wherein the color unevenness correction unit selects one of the first correction data and the second correction data in accordance with presence / absence of light irradiation from the second semiconductor light source. Mirror system.
前記第1の半導体光源は、中心波長が445nmの狭帯域光を発し、前記第2の半導体光源は、中心波長が405nmの狭帯域光を発することを特徴とする請求項9又は10に記載の内視鏡システム。   11. The first semiconductor light source emits narrow band light having a central wavelength of 445 nm, and the second semiconductor light source emits narrow band light having a central wavelength of 405 nm. Endoscope system. 励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、内視鏡の照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を照明光として照射する照射手段を有する内視鏡システムに用いられるプロセッサ装置において、
前記内視鏡によって撮影された観察画像において、前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる、領域間の色むらを補正するための補正データを記憶手段から読み出す手段と、
前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正手段とを備えていることを特徴とするプロセッサ装置。
A part of the excitation light that has a first semiconductor light source that emits excitation light and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light and passes through the phosphor from an illumination window of an endoscope In a processor device used in an endoscope system having irradiation means for irradiating light mixed with fluorescence as illumination light,
In the observation image captured by the endoscope, means for reading caused by the difference of light distribution of the fluorescence and the excitation light, the correction data for correcting color non-uniformity between the regions from the storage means,
A processor apparatus comprising: color unevenness correcting means for performing image processing on the observed image based on the correction data to correct the color unevenness .
励起光を発する第1の半導体光源と、前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを有しており、内視鏡の照明窓から、前記蛍光体を透過する前記励起光の一部と前記蛍光とを混合した光を照明光として照射する照射手段を有する内視鏡システムに用いられるプロセッサ装置が行う画像補正方法において、
前記内視鏡によって撮影された観察画像において、前記励起光と前記蛍光の配光分布の違いによって生じる、領域間の色むらを補正するための補正データを記憶手段から読み出すステップと、
前記補正データに基づいて、前記観察画像に対して画像処理を施して前記色むらを補正する色むら補正ステップとを備えていることを特徴とする画像補正方法。
A part of the excitation light that has a first semiconductor light source that emits excitation light and a phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light and passes through the phosphor from an illumination window of an endoscope In an image correction method performed by a processor device used in an endoscope system having irradiation means for irradiating light mixed with fluorescent light as illumination light,
In the observation image captured by the endoscope, a step of reading caused by the difference of light distribution of the fluorescence and the excitation light, the correction data for correcting color non-uniformity between the regions from the storage means,
An image correction method comprising: a color unevenness correction step of performing image processing on the observed image based on the correction data to correct the color unevenness.
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