JP5810016B2 - Endoscope system - Google Patents
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- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
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Description
本発明は、撮像用の複数の画素のうち読み出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力可能である撮像素子を備えた撮像装置から送信された画像情報に所定の画像処理を内視鏡システムに関する。 According to the present invention, image information transmitted from an imaging device including an imaging element that can output an electrical signal after photoelectric conversion as image information from a pixel arbitrarily designated as a readout target among a plurality of pixels for imaging. The predetermined image processing relates to an endoscope system.
従来から、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、たとえば可撓性を有する細長形状をなし、被検体の体腔内に挿入される撮像装置(電子スコープ)と、撮像装置の先端に設けられて体内画像を撮像する撮像素子と、撮像素子が撮像した体内画像に所定の画像処理を行う処理装置(外部プロセッサ)と、処理装置が画像処理を行った体内画像を表示可能な表示装置とを有する。内視鏡システムを用いて体内画像を取得する際には、被検体の体腔内に挿入部を挿入した後、この挿入部の先端から体腔内の生体組織に照明光を照射し、撮像素子が体内画像を撮像する。医師等のユーザは、表示装置が表示する体内画像に基づいて被検体の臓器の観察を行う。 Conventionally, in the medical field, an endoscope system is used when observing an organ of a subject such as a patient. An endoscope system has, for example, a flexible elongated shape, an imaging device (electronic scope) that is inserted into a body cavity of a subject, and an imaging device that is provided at the tip of the imaging device and captures an in-vivo image. The image processing apparatus includes a processing device (external processor) that performs predetermined image processing on the in-vivo image captured by the image sensor, and a display device that can display the in-vivo image subjected to the image processing by the processing device. When acquiring an in-vivo image using an endoscope system, after inserting an insertion portion into a body cavity of a subject, illumination light is irradiated from the distal end of the insertion portion to a living tissue in the body cavity, and the imaging device In-vivo images are taken. A user such as a doctor observes the organ of the subject based on the in-vivo image displayed by the display device.
このような内視鏡システムとして、撮像装置に設けられた発光素子を用いることにより、撮像素子が撮像した体内画像情報を光信号で処理装置に出力する技術が知られている(特許文献1参照)。この技術では、撮像装置と処理装置とをつなぐ伝送路を構成する配線の数を少なくすることができるので、挿入部の細径化を行うことができる。 As such an endoscope system, a technique for outputting in-vivo image information captured by an image sensor to a processing device as an optical signal by using a light emitting element provided in the image sensor is known (see Patent Document 1). ). In this technique, since the number of wires constituting the transmission path connecting the imaging device and the processing device can be reduced, the diameter of the insertion portion can be reduced.
しかしながら、上述した従来技術では、撮像装置の周囲の環境、たとえば温度等によって、発光素子の出力が低下することで、体内画像情報を適切に送信することができないという問題点があった。 However, the above-described conventional technique has a problem that the in-vivo image information cannot be appropriately transmitted because the output of the light emitting element is lowered due to the environment around the imaging device, for example, temperature.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像装置の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適切に送信することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an endoscope system capable of appropriately transmitting in-vivo image information regardless of the environment around the imaging apparatus.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部および前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換して外部へ送信する送信部を有する撮像装置と、前記撮像装置に接続され、該撮像装置との間で光信号の送受信が可能な処理装置とを備えた内視鏡システムであって、前記処理装置は、前記送信部が前記光信号を外部へ送信する際の光信号の送信出力特性を制御する処理制御部を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an endoscope system according to the present invention includes an imaging unit that outputs an electrical signal after photoelectric conversion from a plurality of pixels as image information, and the imaging unit that outputs the image signal. An endoscope including an imaging device having a transmission unit that converts image information into an optical signal and transmitting the same to the outside, and a processing device that is connected to the imaging device and capable of transmitting and receiving an optical signal to and from the imaging device In the mirror system, the processing device includes a processing control unit that controls a transmission output characteristic of the optical signal when the transmitting unit transmits the optical signal to the outside.
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記処理制御部は、前記処理装置に接続される前記撮像装置の識別情報に基づいて、前記送信出力特性を経時的に変化させる制御を行うことを特徴とする。 In the endoscope system according to the present invention as set forth in the invention described above, the processing control unit controls the transmission output characteristics to change over time based on identification information of the imaging device connected to the processing device. It is characterized by performing.
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像装置は、温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記処理制御部は、前記温度検出部が検出する検出結果に基づいて、前記送信出力特性を制御することを特徴とする。 In the endoscope system according to the present invention, in the above invention, the imaging device further includes a temperature detection unit that detects a temperature, and the processing control unit is based on a detection result detected by the temperature detection unit. The transmission output characteristic is controlled.
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記処理装置は、前記送信部が送信する前記光信号を受光して電気信号に変換する受光部を有し、前記処理制御部は、前記受光部が変換した電気信号の強度に基づいて、前記送信出力特性を制御することを特徴とする。 In the endoscope system according to the present invention, in the above invention, the processing device includes a light receiving unit that receives the optical signal transmitted by the transmitting unit and converts the light signal into an electrical signal, and the processing control unit includes: The transmission output characteristic is controlled based on the intensity of the electrical signal converted by the light receiving unit.
本発明にかかる内視鏡システムによれば、撮影制御部が送信部によって画像情報を光信号で送信される際の送信出力特性を制御する。これにより、撮像装置の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適正に送信することができるという効果を奏する。 According to the endoscope system of the present invention, the imaging control unit controls the transmission output characteristics when the image information is transmitted as an optical signal by the transmission unit. As a result, there is an effect that the in-vivo image information can be properly transmitted regardless of the environment around the imaging apparatus.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)として、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。 Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiment”), a medical endoscope system that captures and displays an image of a body cavity of a subject such as a patient will be described. Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in description of drawing. Furthermore, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the actual ones. Moreover, the part from which a mutual dimension and ratio differ also in between drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図2は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the endoscope system according to the first embodiment of the present invention.
図1および図2に示すように、内視鏡システム1は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する撮像装置としての内視鏡2(電子スコープ)と、内視鏡2が撮像した体内画像に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御する処理装置3(外部プロセッサ)と、内視鏡2の先端から出射する照明光を発生する光源装置4と、処理装置3が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置5と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
内視鏡2は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部21と、挿入部21の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部22と、操作部22から挿入部21が延びる方向と異なる方向に延び、処理装置3および光源装置4とを接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード23と、を備える。
The
挿入部21は、後述する撮像素子を内蔵した先端部24と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部25と、湾曲部25の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部26と、を有する。
The
先端部24は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置4が発光した光の導光路をなすライトガイド241と、ライトガイド241の先端に設けられた照明レンズ242と、集光用の光学系243と、光学系243の結像位置に設けられ、光学系243が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子244と、処理装置3から送信された光信号を受信する受信部245と、撮像素子244から入力された画像情報を含む電気信号を光信号で変換して処理装置3に送信する送信部246と、を有する。
The
光学系243は、一または複数のレンズを用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。
The
撮像素子244は、光学系243からの光を光電変換して電気信号を出力するセンサ部244aと、センサ部244aが出力した電気信号に対してノイズ除去やA/D変換を行うアナログフロントエンド244b(以下、「AFE部244b」という)と、センサ部244aの駆動タイミングおよびAFE部244bにおける各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ244cと、送信部246を駆動する駆動部244dと、撮像素子244の動作を制御する撮像制御部244eと、を有する。撮像素子244は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。また、タイミングジェネレータ244cがタイマーとして機能する。
The
センサ部244aは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードおよびフォトダイオードが蓄積した電荷を増幅する増幅器をそれぞれ有する複数の画素が2次元マトリックス状に配設された受光部244fと、受光部244fの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を画像情報として読み出す読み出し部244gと、を有する。
The
AFE部244bは、電気信号(アナログ)に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減部244hと、電気信号の増幅率(ゲイン)を調整して一定の出力レベルを維持するAGC(Auto Gain Control)部244iと、AGC部244iを介して出力された画像情報(画像信号)としての電気信号をA/D変換するA/D変換部244jと、を有する。ノイズ低減部244hは、たとえば相関二重サンプリング(Correleted Double Sampling)法を用いてノイズの低減を行う。
The
駆動部244dは、後述する撮像制御部244eの制御のもと、送信部246に電流を供給することにより、撮像素子244が生成した画像情報を含む光信号を送信部246に出力させる。
The
撮像制御部244eは、処理装置3から受信した設定データにしたがって、先端部24の各種動作を制御する。撮像制御部244eは、CPU(Central Processing Unit)等を用いて構成される。撮像制御部244eは、後述する送信部246が光信号を処理装置3へ送信する際の送信出力特性を制御する。具体的には、撮像制御部244eは、送信部246が光信号を処理装置3へ送信する際の送信出力特性を経時的に変化させる制御を行う。
The
受信部245は、処理装置3から送信された光信号を所定の波長帯域ごとに分岐する波長分岐部245aと、波長分岐部245aが分岐した光信号を受光してタイミングジェネレータ244cにタイミング信号を出力する受光部245bと、波長分岐部245aが分岐した光信号を受光して撮像制御部244eに設定データを出力する受光部245cと、を有する。波長分岐部245aは、ローパスフィルタ等を用いて構成される。受光部245bおよび受光部245cは、光を受光する受光素子、たとえばフォトダイオードの光電変換素子等を用いて構成される。
The receiving
送信部246は、撮像素子244から入力された画像情報の電気信号を光信号に変換して処理装置3に出力する発光部246aと、撮像制御部244eから入力された設定データの電気信号を光信号に変換して処理装置3に出力する発光部246bと、発光部246aおよび発光部246bがそれぞれ出力(発光)した2つの光信号の多重化(重畳)を行って処理装置3に出力する波長多重部246cと、を有する。発光部246aおよび発光部246bは、面発光レーザ(VCSEL)等の発光素子を用いて構成される。発光部246aおよび発光部246bは、駆動部244dから供給される電流に基づいて、発光する光量が変化する。さらに、発光部246aおよび発光部246bは、互いに異なる波長帯域を有する光を出射する。
The
記録部247は、内視鏡2の各種情報を記録する。具体的には、記録部247は、内視鏡2を識別する機種情報や送信部246の送信出力特性を含む識別情報、撮像素子244の識別情報、送信部246の発光部246aが発光する光量と時間との関係を示す送信出力特性情報および撮像制御部244eが実行する各種プログラムを記録する。
The
操作部22は、湾曲部25を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ221と、体腔内に生体鉗子、レーザメスおよび検査プローブ等の処理具を挿入する処置具挿入部222と、処理装置3、光源装置4に加えて、送気手段、送水手段、送ガス手段等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ223と、を有する。処置具挿入部222から挿入される処置具は、先端部24の処置具チャンネル(図示せず)を経由して開口部(図示せず)から表出する。
The
ユニバーサルコード23は、ライトガイド241と、1または複数の光ファイバーをまとめた集合ケーブル248と、を少なくとも内蔵している。ユニバーサルコード23は、光源装置4に着脱自在なコネクタ部27を有する。コネクタ部27は、コイル状のコイルケーブル27aが延設し、コイルケーブル27aの延出端に処理装置3と着脱自在なコネクタ部28を有する。
The
つぎに、処理装置3の構成について説明する。処理装置3は、受信部301と、画像処理部302と、明るさ検出部303と、調光部304と、読出アドレス設定部305と、駆動信号生成部306と、入力部307と、記録部308と、処理制御部309と、基準クロック生成部310と、送信部311と、を備える。なお、本実施の形態1では、処理装置3として面順次の構成を例に説明するが、同時式であっても適用することができる。
Next, the configuration of the
受信部301は、ユニバーサルコード23を介して内視鏡2の送信部246から出力された多重化の多重光信号を所定の波長域ごとに分岐する波長分岐部301aと、波長分岐部301aが分岐した画像情報の光信号を受信して電気信号に変換し、この変換した電気信号を画像処理部302に出力する受光部301bと、波長分岐部301aが分岐した設定データの光信号を受信して電気信号に変換し、この変換した電気信号を処理制御部309に出力する受光部301cと、を有する。
The receiving
画像処理部302は、受光部301bから入力された画像情報をもとに、表示装置5が表示する体内画像を生成する。画像処理部302は、同時化部302aと、ホワイトバランス(WB)調整部302bと、ゲイン調整部302cと、γ補正部302dと、D/A変換部302eと、フォーマット変更部302fと、サンプル用メモリ302gと、静止画像用メモリ302hと、を有する。
The
同時化部302aは、画素情報として入力された画像情報を、画素ごとに設けられた3つのメモリ(図示せず)に入力し、読み出し部244gが読み出した受光部244fの画素のアドレスに対応させて、各メモリの値を順次更新しながら保持するとともに、これら3つのメモリの画像情報をRGB画像情報として同時化する。同時化部302aは、同時化したRGB画像情報をホワイトバランス調整部302bへ順次出力するとともに、一部のRGB画像情報を、明るさ検出などの画像解析用としてサンプル用メモリ302gへ出力する。
The
ホワイトバランス調整部302bは、RGB画像情報のホワイトバランスを自動的に調整する。具体的には、ホワイトバランス調整部302bは、RGB画像情報に含まれる色温度に基づいて、RGB画像情報のホワイトバランスを自動的に調整する。
The white
ゲイン調整部302cは、RGB画像情報のゲイン調整を行う。ゲイン調整部302cは、ゲイン調整を行ったRGB信号をγ補正部302dへ出力するとともに、一部のRGB信号を、静止画像表示用、拡大画像表示用または強調画像表示用として静止画像用メモリ302hへ出力する。
The
γ補正部302dは、表示装置5に対応させてRGB画像情報の階調補正(γ補正)を行う。
The
D/A変換部302eは、γ補正部302dが出力した諧調補正後のRGB画像情報をアナログ信号に変換する。
The D /
フォーマット変更部302fは、アナログ信号に変換された画像情報をハイビジョン方式等の動画用のファイルフォーマットに変更して表示装置5に出力する。
The
明るさ検出部303は、サンプル用メモリ302gが保持するRGB画像情報から、各画素に対応する明るさレベルを検出し、検出した明るさレベルを内部に設けられたメモリに記録するとともに処理制御部309へ出力する。また、明るさ検出部303は、検出した明るさレベルをもとにゲイン調整値および光照射量を算出し、ゲイン調整値をゲイン調整部302cへ出力する一方、光照射量を調光部304へ出力する。
The
調光部304は、処理制御部309の制御のもと、明るさ検出部303が算出した光照射量をもとに光源装置4が発生する光の種別、光量、発光タイミング等を設定し、この設定した条件を含む光源同期信号を光源装置4へ送信する。
The
読出アドレス設定部305は、センサ部244aの受光面における読み出し対象の画素および読み出し順序を設定する機能を有する。すなわち、読出アドレス設定部305は、AFE部244bが読出すセンサ部244aの画素のアドレスを設定する機能を有する。また、読出アドレス設定部305は、設定した読み出し対象の画素のアドレス情報を同時化部302aへ出力する。
The read
駆動信号生成部306は、撮像素子244を駆動するための駆動用のタイミング信号を生成し、集合ケーブル248に含まれる所定の信号線を介してタイミングジェネレータ244cへ送信する。このタイミング信号は、読み出し対象の画素のアドレス情報を含む。
The drive
入力部307は、内視鏡システム1の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。
The
記録部308は、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリを用いて実現される。記録部308は、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。また、記録部308は、処理装置3の識別情報を記録する識別情報記録部308aを有する。ここで、識別情報には、処理装置3の固有情報(ID)、年式、処理制御部309のスペック情報、伝送方式および伝送レート等が含まれる。
The
処理制御部309は、CPU等を用いて構成され、先端部24および光源装置4を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。処理制御部309は、撮像制御のための設定データを、集合ケーブル248に含まれる所定の信号線を介して撮像制御部244eへ送信する。
The
基準クロック生成部310は、内視鏡システム1の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号を生成し、内視鏡システム1の各構成部に対して生成した基準クロック信号を供給する。
The reference
送信部311は、駆動信号生成部306が生成したタイミング信号を光信号に変換して波長多重部311cに出力する発光部311aと、処理制御部309から入力された設定データの電気信号を光信号に変換して波長多重部311cに出力する発光部311bと、発光部311aおよび発光部311bがそれぞれ出力した2つの光信号を多重化することによって内視鏡2に多重光信号を出力する波長多重部311cと、を有する。
The transmission unit 311 converts the timing signal generated by the drive
つぎに、光源装置4の構成について説明する。光源装置4は、光源41と、光源ドライバ42と、回転フィルタ43と、駆動部44と、駆動ドライバ45と、光源制御部46と、を備える。
Next, the configuration of the
光源41は、白色LEDを用いて構成され、光源制御部46の制御のもと、白色光を発生する。光源ドライバ42は、光源41に対して光源制御部46の制御のもとで電流を供給することにより、光源41に白色光を発生させる。光源41が発生した光は、回転フィルタ43および集光レンズ(図示せず)およびライトガイド241を経由して先端部24の先端から照射される。なお、光源41は、キセノンランプ等を用いて構成してもよい。
The
回転フィルタ43は、光源41が発した白色光の光路上に配置され、回転することにより、光源41が発する白色光を所定の波長帯域を有する光のみを透過させる。具体的には、回転フィルタ43は、赤色光(R)、緑色光(G)および青色光(B)それぞれの波長帯域を有する光を透過させる赤色フィルタ431、緑色フィルタ432および青色フィルタ433を有する。回転フィルタ43は、回転することにより、赤、緑および青の波長帯域(例えば、赤:600nm〜700nm、緑:500nm〜600nm、青:400nm〜500nm)を有する光を順次透過させる。これにより、光源41が発する白色光は、狭帯域化した赤色光、緑色光および青色光いずれかの光を内視鏡2に順次出射することができる。
The
駆動部44は、ステッピングモータやDCモータ等を用いて構成され、回転フィルタ43を回転動作させる。駆動ドライバ45は、光源制御部46の制御のもと、駆動部44に所定の電流を供給する。
The
光源制御部46は、調光部304から送信された光源同期信号にしたがって光源41に供給する電流量を制御する。また、光源制御部46は、処理制御部309の制御のもと、駆動ドライバ45を介して駆動部44を駆動することにより、回転フィルタ43を回転させる。
The light
表示装置5は、映像ケーブルを介して処理装置3が生成した体内画像を処理装置3から受信して表示する機能を有する。表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)を用いて構成される。
The
以上の構成を有する内視鏡システム1の撮像制御部244eが実行する送信部246の送信出力特性の制御処理について説明する。図3は、本実施の形態1にかかる内視鏡システム1の撮像制御部244eが実行する送信部246の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。なお、以下の制御処理は、施術者が内視鏡システム1を用いて被検体の検査を開始してから所定のタイミングごとに行われる。
The transmission output characteristic control process of the
図3に示すように、撮像制御部244eは、内視鏡2のコネクタ部28が処理装置3に接続されたか否かを判断する(ステップS101)。内視鏡2のコネクタ部28が処理装置3に接続されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS101:Yes)、内視鏡システム1は、ステップS102へ移行する。これに対して、内視鏡2のコネクタ部28が処理装置3に接続されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS101:No)、内視鏡システム1は、この判断を繰り返す。
As shown in FIG. 3, the
続いて、撮像制御部244eは、タイミングジェネレータ244cから出力されるタイミング信号に基づいて、時間のカウントを開始し(ステップS102)、現在の時刻に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を制御することにより、発光部246aが発光する光量を調整する(ステップS103)。
Subsequently, the
図4は、送信部246の発光部246aが発光する光量と時間との関係を示す図である。図4において、横軸が時間(t)を示し、縦軸が光量(mW)を示す。また、図4において、曲線L1が発光部246aの光量特性を示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the amount of light emitted by the
図4に示すように、送信部246の発光部246aは、時間の経過とともに光量が低下する。送信部246の発光部246aを含む先端部24には、ライトガイド241の熱が被検体の生体組織に伝熱することを防止するため、気密性の高い耐熱構造が用いられている。このため、送信部246の発光部246aを含む先端部24は、時間の経過に伴って先端部24の内部の温度が上昇することによって、送信部246の発光部246aの光量が低下する。そこで、本実施の形態1では、撮像制御部244eは、処理装置3から出力された設定データに含まれる被検体の検査を開始してからの時刻または光源装置4が照明光の出射を開始してからの時刻に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を制御する。これにより、内視鏡2の周囲の環境に関わらず、画像情報を精度よく処理装置3に送信することができる。
As shown in FIG. 4, the light amount of the
図3に戻り、ステップS104以降の説明を続ける。ステップS104において、撮像制御部244eは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する。終了指示信号が入力されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS104:Yes)、内視鏡システム1は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS104:No)、内視鏡システム1は、ステップS103へ戻る。
Returning to FIG. 3, the description of step S104 and subsequent steps will be continued. In step S104, the
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、撮像制御部244eが駆動部244dによって発光部246aに供給される電流(順方向電流)を制御することにより、発光部246aの光量を調整する。これにより、撮像素子244が撮像した画像情報の送信出力特性を制御することができるので、内視鏡2の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the
また、本実施の形態1によれば、画像情報を光伝送方式で伝送することによって、従来の電気伝送方式で困難であった高速通信が可能となるとともに、放射電磁界特性の改善や電気メス等の処理具から受け付け電磁妨害の影響を軽減することができる。 Further, according to the first embodiment, by transmitting image information by the optical transmission method, high-speed communication that has been difficult with the conventional electric transmission method can be performed, and the radiated electromagnetic field characteristics can be improved and the electric knife can be used. It is possible to reduce the influence of electromagnetic interference received from a processing tool such as.
また、本実施の形態1では、撮像制御部244eがタイミングジェネレータ244cによって出力された時刻に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流を制御していたが、たとえば、処理装置3の処理制御部309が基準クロック生成部310によって出力される時刻と内視鏡2の識別情報とに基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を制御することにより、発光部246aの光量を調整して送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部309は、ユニバーサルコード23の光ファイバーを介して内視鏡2から受信した光信号に含まれる内視鏡2を識別する識別情報、基準クロック生成部310が出力する時刻および記録部308が記録する各内視鏡2に対応付けられた送信部246の発光部246aが発光する光量と時間との関係を示す送信出力特性に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流を示す設定データを送信部311の発光部311bに出力させる。これにより、撮像制御部244eは、設定データに基づいて、駆動部244dが供給する電流の強度を制御することにより、発行部246aが出力する送信出力特性を制御することができる。この結果、処理制御部309は、内視鏡2の種別毎に送信部246の発光部246aの送信出力特性を制御することができるので、内視鏡2の周囲の環境に関わらず、各内視鏡2に応じて画像情報を適切に送信させることができる。
In the first embodiment, the current supplied from the
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2にかかる内視鏡システムは、上述した実施の形態にかかる内視鏡システムの内視鏡における撮像素子および内視鏡システムが実行する処理が異なる。具体的には、撮像素子が温度検出部を有する。このため、以下においては、本実施の形態2にかかる内視鏡システムの内視鏡における撮像素子を説明後、本実施の形態2にかかる内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The endoscope system according to the second embodiment is different in the processing executed by the imaging device and the endoscope system in the endoscope of the endoscope system according to the above-described embodiment. Specifically, the image sensor has a temperature detection unit. For this reason, in the following, after describing the imaging element in the endoscope of the endoscope system according to the second embodiment, a process executed by the endoscope system according to the second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same structure.
図5は、本実施の形態2にかかる内視鏡システム100の要部の機能構成を示すブロック図である。図5に示すように、内視鏡システム100は、内視鏡6と、処理装置3と、を備える。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the
内視鏡6の先端部24は、ライトガイド241と、照明レンズ242と、光学系243と、光学系243の結像位置に設けられ、光学系243が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子601と、受信部245と、送信部246と、を有する。
The
撮像素子601は、センサ部244aと、AFE部244bと、タイミングジェネレータ244cと、駆動部244dと、撮像制御部244eと、温度検出部602と、を有する。撮像素子601は、CMOSイメージセンサである。
The imaging element 601 includes a
温度検出部602は、温度センサ等を用いて構成され、撮像素子601内の温度を検出し、この検出結果を撮像制御部244eに出力する。温度検出部602は、撮像素子601内の基板上(1チップ上)に一体的に形成される。
The
以上の構成を有する内視鏡システム100の撮像制御部244eが実行する送信部246の送信出力特性の制御処理について説明する。図6は、本実施の形態2にかかる内視鏡システム100の撮像制御部244eが実行する送信部246の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。
The transmission output characteristic control process of the
図6に示すように、撮像制御部244eは、内視鏡6のコネクタ部28が処理装置3に接続されたか否かを判断する(ステップS201)。内視鏡6のコネクタ部28が処理装置3に接続されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS201:Yes)、内視鏡システム100は、ステップS202へ移行する。これに対して、内視鏡6のコネクタ部28が処理装置3に接続されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS201:No)、内視鏡システム100は、この判断を繰り返す。
As illustrated in FIG. 6, the
続いて、撮像制御部244eは、温度検出部602が検出した検出結果に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を制御することにより、発光部246aが発光する光量を調整する(ステップS202)。
Subsequently, the
図7は、駆動部244dが供給する順方向電流と送信部246の発光部246aが発光する光量の温度特性との関係を模式的に示す図である。図7において、横軸が順方向電流(mA)を示し、縦軸が発光部246aの光量(mW)を示す。また、図7において、曲線L11が撮像素子601の低温時(たとえば−20度)における順方向電流と光量との関係(L−I特性)を示し、曲線L12が撮像素子601の高温時(たとえば90度)における順方向電流と光量との関係を示す。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the relationship between the forward current supplied by the
図7に示すように、送信部246の発光部246aの光量は、同じ順方向電流であっても、温度によって異なる。たとえば、発光部246aは、順方向電流が6mAの場合、高温時の光量(点P2)が略1.00(mW)であるのに対して、低温時の光量(点P1)が2.00(mW)になり、略半分になる。また、光信号で画像情報を適切に伝送する場合、発光部246aの発光時の光量と消光時との差(消光比)が所定の範囲内d1(たとえば3db以上)になるように電流を出力しなければならない。具体的には、曲線L12に示すように、撮像制御部244eは、発光部246aに発光させる光量を1(mW)にする場合において、発光部246aを消光させるとき、駆動部244dに供給させる電流値の範囲W1を4〜6(mA)にする一方、撮像制御部244eは、発光部246aに発光させる光量を1(mW)にする場合において、発光部246aを発光させるとき、駆動部244dに供給させる電流値の範囲W2を6〜8(mA)にする。このように、撮像制御部244eは、温度検出部602の検出結果に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流を発光部246aの発光時の光量と消光時との差が所定の範囲内d1になるように制御することにより、発光部246aが発光する光量を調整する。この結果、内視鏡2の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
As shown in FIG. 7, the light amount of the
図6に戻り、ステップS203以降の説明を続ける。ステップS203において、撮像制御部244eは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する。終了指示信号が入力されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS203:Yes)、内視鏡システム100は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS203:No)、内視鏡システム100は、ステップS202へ戻る。
Returning to FIG. 6, the description from step S203 will be continued. In step S203, the
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、撮像制御部244eが温度検出部602によって検出された検出結果に基づいて、送信部246の発光部246aの送信出力特性を制御する。これにより、内視鏡6の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
According to the second embodiment of the present invention described above, the
また、本実施の形態2では、撮像素子601内に温度検出部602を設けていたが、図8に示すように、送信部610内に温度検出部602を設けてもよい。これにより、温撮像素子244をより小さく形成することができ、先端部24の細径化を行うことができる。
In the second embodiment, the
また、本実施の形態2では、撮像制御部244eが温度検出部602によって検出された検出結果に基づいて、送信部246の発光部246aの送信出力特性を制御していたが、たとえば駆動部244dが温度検出部602の検出結果を取得し、この出力した検出結果に基づいて、発光部246aに供給する電流の強度を変更することにより、発光部246aの送信出力特性を調整してもよい。これにより、上述した実施の形態に比して処理速度が速くなるので、画像情報をより高速で適切に処理装置3に送信することができる。
In the second embodiment, the
また、本実施の形態2では、処理装置3の処理制御部309が温度検出部602の検出結果に基づいて、送信部246の発光部246aの送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部309は、ユニバーサルコード23の光ファイバーを介して内視鏡6から温度検出部602の検出結果を取得し、この取得した検出結果に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を示す設定データを発光部311aに出力させる。これにより、撮像制御部244eは、設定データに基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を制御することにより、発光部246aが出力する光信号の送信出力特性を制御することができる。この結果、内視鏡6の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
In the second embodiment, the
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3にかかる内視鏡システムは、上述した実施の形態にかかる内視鏡システムの内視鏡における送信部および内視鏡システムが実行する処理が異なる。このため、以下においては、本実施の形態3にかかる内視鏡システムの内視鏡における送信部を説明後、本実施の形態3にかかる内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The endoscope system according to the third embodiment is different in processing executed by the transmission unit and the endoscope system in the endoscope of the endoscope system according to the above-described embodiment. For this reason, below, after demonstrating the transmission part in the endoscope of the endoscope system concerning this
図9は、本実施の形態3にかかる内視鏡システム110の要部の機能構成を示すブロック図である。図9に示すように、内視鏡システム110は、内視鏡7と、処理装置3と、を備える。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the
内視鏡6の先端部24は、ライトガイド241と、照明レンズ242と、光学系243と、光学系243の結像位置に設けられ、光学系243が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子244と、受信部245と、送信部701と、を有する。
The
送信部701は、発光部246aと、発光部246bと、波長多重部246cと、分光部702と、受光部703と、を有する。
The transmitting
分光部702は、発光部246aが発光した光信号を波長多重部246cおよび受光部703にそれぞれ分光する。分光部702は、プリズムやダイナミックミラー等を用いて構成される。
The
受光部703は、分光部702が分光した光信号を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を撮像制御部244eに出力する。受光部703は、フォトダイオード等を用いて構成される。
The light receiving unit 703 receives the optical signal dispersed by the
このように構成された内視鏡システム110の送信部701が送信する送信出力特性の制御処理について説明する。図10は、本実施の形態3にかかる内視鏡システム110の撮像制御部244eが実行する送信部701の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。
A transmission output characteristic control process transmitted by the
図10に示すように、撮像制御部244eは、内視鏡7のコネクタ部28が処理装置3に接続されたか否かを判断する(ステップS301)。内視鏡7のコネクタ部28が処理装置3に接続されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS301:Yes)、内視鏡システム110は、ステップS302へ移行する。これに対して、内視鏡7のコネクタ部28が処理装置3に接続されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS301:No)、内視鏡システム110は、この判断を繰り返す。
As illustrated in FIG. 10, the
続いて、撮像制御部244eは、受光部703から入力される電気信号に基づいて、駆動部244dが供給する電流の強度を制御することによって、発光部246aが発光する光量を調整する(ステップS302)。これにより、内視鏡7の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
Subsequently, the
その後、撮像制御部244eは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する(ステップS303)。終了指示信号が入力されたと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS303:Yes)、内視鏡システム110は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部244eが判断した場合(ステップS303:No)、内視鏡システム110は、ステップS302へ戻る。
Thereafter, the
以上説明した本発明の実施の形態3によれば、撮像制御部244eが受光部703から入力される電気信号の強度に基づいて、送信部701の発光部246aの送信出力特性を制御する。これにより、内視鏡7の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
According to the third embodiment of the present invention described above, the
また、本実施の形態3では、撮像制御部244eが受光部703から入力された電気信号の強度に基づいて、発光部246aの送信出力特性を制御していたが、たとえば処理装置3の処理制御部309が受光部301bから入力される電気信号の強度に基づいて、発光部246aの送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部309は、受光部301bから入力される電気信号の強度に基づいて、駆動部244dが発光部246aに供給する電流の強度を示す設定データを発光部311aに出力させる。これにより、撮像制御部244eは、設定データに基づいて、駆動部244dが供給する電流の強度を制御することにより、発光部246aが出力する送信出力特性を制御することができる。この結果、内視鏡7の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置3に送信することができる。
In the third embodiment, the
(その他の実施の形態)
上述した実施の形態では、内視鏡と処理装置とを伝送する伝送路が光ファイバーのみで構成されていたが、たとえば内視鏡と処理装置との間にメタルケーブル等の電線を複数設けてもよい。この場合、画像情報を光ケーブルで伝送し、電線で設定データおよびタイミング信号を伝送するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the transmission path for transmitting the endoscope and the processing apparatus is configured only by the optical fiber. However, for example, a plurality of electric wires such as metal cables may be provided between the endoscope and the processing apparatus. Good. In this case, the image information may be transmitted using an optical cable, and the setting data and timing signal may be transmitted using an electric wire.
また、上述した実施の形態では、撮像素子と送信部とが別体であったが、一体的に形成してもよい。さらに、撮像素子、送信部および受信部を一体的に形成してもよい。 In the embodiment described above, the image sensor and the transmission unit are separate, but may be integrally formed. Furthermore, the image sensor, the transmission unit, and the reception unit may be integrally formed.
また、上述した実施の形態では、複数の波長の光信号を多重化していたが、多重化を行わない単波長による送信部であっても良い。また、光ファイバーを用いた伝送は、双方向に限らず単方向(たとえば制御装置から撮像装置に対する低速の制御信号は電気で通信する、など)であっても構わない。 In the above-described embodiment, optical signals having a plurality of wavelengths are multiplexed. However, a single wavelength transmission unit that does not perform multiplexing may be used. The transmission using the optical fiber is not limited to bidirectional, but may be unidirectional (for example, a low-speed control signal from the control device to the imaging device is communicated electrically).
(付記1)
複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部と、
光信号が多重化された多重光信号を受信する受信部と、
前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換後、他の光信号と多重化し、該多重化した多重光信号を外部へ送信する送信部と、
前記送信部が前記多重光信号を外部へ送信する際の送信出力特性を制御する撮像制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
(Appendix 1)
An imaging unit that outputs electric signals after photoelectric conversion from a plurality of pixels as image information;
A receiver for receiving a multiplexed optical signal in which the optical signal is multiplexed;
A transmission unit that converts the image information output from the imaging unit into an optical signal, multiplexes it with another optical signal, and transmits the multiplexed optical signal to the outside;
An imaging control unit that controls transmission output characteristics when the transmission unit transmits the multiplexed optical signal to the outside; and
An imaging apparatus comprising:
(付記2)
複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部を有する撮像装置と、前記撮像装置に接続され、該撮像装置との間で光信号の送受信が可能な処理装置とを備えた内視鏡システムであって、
前記撮像装置は、
光信号が多重化された多重光信号を受信する受信部と、
前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換後、他の光信号と多重化し、該多重化した多重光信号を外部へ送信する送信部と、
を有し、
前記処理装置は、
前記送信部が前記多重光信号を外部へ送信する際の送信出力特性を制御する処理制御部を有する
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
(Appendix 2)
An imaging device having an imaging unit that outputs electrical signals after photoelectric conversion from a plurality of pixels as image information, and a processing device connected to the imaging device and capable of transmitting and receiving optical signals to and from the imaging device. An endoscope system,
The imaging device
A receiver for receiving a multiplexed optical signal in which the optical signal is multiplexed;
A transmission unit that converts the image information output from the imaging unit into an optical signal, multiplexes it with another optical signal, and transmits the multiplexed optical signal to the outside;
Have
The processor is
An endoscope system comprising: a processing control unit that controls a transmission output characteristic when the transmission unit transmits the multiplexed optical signal to the outside.
1,100,110 内視鏡システム
2,6,7 内視鏡
3 処理装置
4 光源装置
5 表示装置
24 先端部
21 挿入部
22 操作部
23 ユニバーサルコード
25 湾曲部
26 可撓管部
27,28 コネクタ部
243 光学系
244,601 撮像素子
244a センサ部
244b アナログフロントエンド
244c タイミングジェネレータ
244d 駆動部
244e 撮像制御部
244f 受光部
244g 読み出し部
244h ノイズ低減部
244i AGC部
244j A/D変換部
245,301 受信部
245a,301a 波長分岐部
245b,245c,301b,301c,703 受光部
246,311,610,701 送信部
246a,246b,311a,311b 発光部
246c,311c 波長多重部
247,308 記録部
302 画像処理部
303 明るさ検出部
304 調光部
305 読出アドレス設定部
306 駆動信号生成部
307 入力部
308a 識別情報記録部
309 制御部
310 基準クロック生成部
602 温度検出部
702 分光部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,110
Claims (1)
前記処理装置は、
前記光源装置が前記照明光の出射を開始してからの時間に基づいて、前記送信部が前記光信号を外部へ送信する際の光信号の送信出力特性を経時的に変化させる制御を行う処理制御部を備えたことを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope having an imaging unit that outputs electrical signals after photoelectric conversion from a plurality of pixels as image information, and a transmission unit that converts the image information output by the imaging unit into an optical signal and transmits the optical signal to the outside , is connected to the endoscope, a processing unit capable of transmitting and receiving optical signals to and from said endoscope, a light source device for generating the illumination light emitted from the distal end of the endoscope, with the endoscope system equipped with a There,
The processor is
Based on the time from when the light source device starts emitting the illumination light , a process for performing control to change the transmission output characteristic of the optical signal when the transmission unit transmits the optical signal to the outside over time An endoscope system comprising a control unit.
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