JP6062133B1 - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

内視鏡システム１は、撮像素子１１を備えた内視鏡２と、内視鏡２に設けられ、撮像素子の種類に応じたデータを保持するＥＥＰＲＯＭ１６と、内視鏡２が着脱自在に接続されるビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４に設けられ、内視鏡２がビデオプロセッサ４に接続された際にＥＥＰＲＯＭ１６からデータを取得し、取得したデータに基づいて、ノイズリダクション処理の処理内容を設定する制御部２４と、ビデオプロセッサ４に設けられ、制御部２４の設定に基づいて、撮像素子１１から出力される映像信号に対してノイズリダクション処理を実行するＮＲ処理回路２８とを備える。制御部２４は、取得したデータに基づいて、ノイズリダクション処理の実行／非実行をＮＲ処理回路２８に設定する。

Description

本発明は、内視鏡システムに関するものである。

従来、被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡と、内視鏡により撮像された被写体の観察画像を生成するビデオプロセッサと、ビデオプロセッサにより生成された観察画像を表示するモニタとを備えた内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。

このような内視鏡システムでは、内視鏡画像のノイズを軽減するために、ノイズリダクション処理機能をビデオプロセッサ内に備えている。内視鏡画像のノイズは、内視鏡に搭載される撮像素子の性能に依存するため、撮像素子の特性に合わせてノイズリダクションの強度を調整する必要がある。

例えば、日本国特表２０１２−１７７３５号公報には、映像信号に乗算されるゲイン補正値に応じて、ノイズリダクション強度を変化させるノイズリダクション回路を備えた内視鏡システムが開示されている。このノイズリダクション回路は、ゲイン補正値が１よりも大きい場合には、ノイズリダクション強度を高くし、ゲイン補正値が１よりも小さい場合には、ノイズリダクション強度を低くする処理を行っている。

しかしながら、日本国特表２０１２−１７７３５号公報の内視鏡システムは、映像信号に乗算されるゲイン補正値に応じて、ノイズリダクション強度を変化させるものであり、撮像素子の種類に応じてノイズリダクション強度を変化させるものではないため、撮像素子の種類に応じた最適なノイズリダクション処理を行うことができない。

また、内視鏡に搭載されている撮像素子の性能が低い場合、ノイズの成分と映像信号の成分との違いが小さくなり、ノイズリダクション処理を実行すると、ノイズだけではなく、必要な映像信号まで除去することがある。すなわち、日本国特表２０１２−１７７３５号公報の内視鏡システムは、ノイズリダクション処理を必ず実行する構成になっているため、撮像素子の特性によっては、返って画質を悪化させる虞がある。

そこで、本発明は、撮像素子の種類に応じて最適なノイズリダクション処理を行う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。

本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体を撮像する撮像素子を備えた内視鏡と、前記内視鏡に設けられ、前記撮像素子の種類に応じたデータを保持するデータ保持部と、前記内視鏡が着脱自在に接続される信号処理装置と、前記信号処理装置に設けられ、前記内視鏡が前記信号処理装置に接続された際に前記データ保持部から前記データを取得するデータ取得部と、前記信号処理装置に設けられ、前記データ取得部で取得した前記データに基づいて、ノイズリダクション処理の処理内容を設定するノイズリダクション処理設定部と、前記信号処理装置に設けられ、前記ノイズリダクション処理設定部の設定に基づいて、前記撮像素子から出力される映像信号に対してノイズリダクション処理を実行するノイズリダクション処理部と、を備え、前記ノイズリダクション処理設定部は、前記データ取得部で取得した前記データに基づいて、前記ノイズリダクション処理の実行／非実行を前記ノイズリダクション処理部に設定する。

第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。 ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているスコープＩＤの一例を説明するための図である。 ＮＲの設定処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。 ＥＥＰＲＯＭ１６ａに記憶されているスコープＩＤの一例を説明するための図である。 テーブル２６ａに記憶されているＮＲの設定情報の一例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて第１の実施形態の内視鏡システムの構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、体腔内に挿入し患部を観察あるいは処置する内視鏡２と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２により撮像された映像信号に所定の信号処理を施すビデオプロセッサ４とを有して構成されている。ビデオプロセッサ４には、信号処理が施された映像を表示するモニタ５と、操作指示や文字情報等の入力を行うためのキーボード６とが接続されている。なお、本実施形態の内視鏡システム１は、光源装置３とビデオプロセッサ４とが別体の構成となっているが、これに限定されることなく、光源装置３とビデオプロセッサ４とが一体的に構成されていてもよい。

内視鏡２は、患者の体腔内に挿入する挿入部先端に設けられた例えばＣＣＤ等の撮像素子１１と、挿入部先端へ照明光を導くライトガイド１２と、内視鏡２の操作を行う操作部に設けられた操作スイッチ１３と、ビデオプロセッサ４と接続するためのコネクタ部１４に設けられた電気コネクタ１４ａと、内視鏡２の各種情報（スコープＩＤ）が記憶されているメモリ部１５とを有している。

なお、内視鏡２の挿入部は、軟性であってもよいし、硬性（外科手術に用いられる硬性内視鏡）であってもよい。また、撮像素子１１は、内視鏡２の挿入部先端に設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、撮像素子１１は、操作スイッチ１３が設けられている操作部（ユーザにより把持される部分）内に設けられ、挿入部先端から操作部内の撮像素子１１までイメージガイドファイバで光学像を伝送する構成であってもよい。

また、本実施形態では、ビデオプロセッサ４は、内視鏡２が接続される構成になっているが、これに限定されることなく、体腔内に挿入される光学式内視鏡（ファイバースコープあるいは外科手術用の光学視管）の接眼部に装着されるカメラヘッドが接続される構成であってもよい。

さらに、本実施形態では、内視鏡２及びビデオプロセッサ４は、電気コネクタ１４ａ及びコネクタ２３により接続され、電気信号を有線で伝送する構成になっているが、これに限定されることなく、電気信号を無線で伝送する構成であってもよい。

メモリ部１５は、内視鏡２のスコープＩＤが書き換え可能に記憶されているＥＥＰＲＯＭ１６と、後述するビデオプロセッサ４の制御部２４と通信を行い、ＥＥＰＲＯＭ１６から読み出したスコープＩＤを制御部２４に送信する制御回路１７とを有して構成されている。

なお、本実施形態では、スコープＩＤが格納されているＥＥＰＲＯＭ１６は、コネクタ部１４内に設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、スコープＩＤが格納されているＥＥＰＲＯＭ１６は、操作スイッチ１３が設けられている操作部（ユーザにより把持される部分）に設けられていてもよいし、挿入部先端に設けられていてもよい。また、ビデオプロセッサ４にカメラヘッドが接続される構成の場合、光学式内視鏡の接眼部に接続され、撮像素子を内蔵するヘッド部の内部にスコープＩＤが格納されているＥＥＰＲＯＭ１６が設けられていてもよい。

光源装置３は、光量の調整等の各種操作を行うための操作パネル２０と、照明光を生成する例えばランプ等の光源２１と、光源２１からの照明光をライトガイド１２の入射端面に集光させる集光レンズ２２とを有する。

なお、光源装置３の光源２１は、ランプ等により構成されているが、これに限定されることなく、例えば、ＬＥＤあるいはレーザーダイオード等の半導体発光素子（半導体光源）により構成されていてもよい。また、半導体光源を用いる場合、白色光を出射する半導体光源を用いるものであってもよいし、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分毎に半導体光源を設け、これらの半導体光源から出射される各色成分の光を合波して白色光を得るものであってもよい。さらに、半導体光源は、内視鏡２の挿入部先端に設けられる構成であってもよい。

信号処理装置としてのビデオプロセッサ４は、内視鏡２の電気コネクタ１４ａと接続されるコネクタ２３と、コネクタ２３を介して内視鏡２の撮像素子１１の駆動及び制御を行う例えばＣＰＵ等の制御部２４と、各種操作及び設定を行うための操作パネル２５と、各種情報を記憶するメモリ２６と、コネクタ２３を介した撮像素子１１からの撮像信号に対して所定の信号処理を施す映像処理部２７とを有して構成されている。

映像処理部２７は、撮像素子１１からの映像信号に対してノイズリダクション（以下、ＮＲという）を実行するＮＲ処理回路２８と、ＮＲ処理回路２８の出力にホワイトバランス処理を施すホワイトバランス回路２９と、ホワイトバランス回路２９の出力に色補正等の所定の映像信号処理を施し、モニタ５に出力する映像処理回路３０とを有して構成されている。

ここで、ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているスコープＩＤについて説明する。図２は、ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているスコープＩＤの一例を説明するための図である。

図２に示すように、ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているスコープＩＤは、機種名、製造番号、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベル等の情報である。ＥＥＰＲＯＭ１６は、撮像素子１１の種類に応じたデータを保持するデータ保持部を構成する。

ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベルの情報は、内視鏡２の撮像素子１１の種類に応じた最適なデータである。なお、ＮＲがＯＦＦの場合、ＮＲのレベルの情報はなくてもよい。

ビデオプロセッサ４の制御部２４は、内視鏡２の制御回路１７と通信を行い、ＥＥＰＲＯＭ１６に記憶されているスコープＩＤの読み出しを指示する。制御回路１７は、制御部２４からスコープＩＤの読み出しの指示が送信されると、ＥＥＰＲＯＭ１６からスコープＩＤ、すなわち、機種名、製造番号、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベルの情報等を読み出し、制御部２４に送信する。このように、制御部２４は、ＥＥＰＲＯＭ１６からデータを取得するデータ取得部を構成する。

ノイズリダクション処理設定部としての制御部２４は、ＥＥＰＲＯＭ１６から読み出されたスコープＩＤのＮＲのＯＮ／ＯＦＦの情報に基づいて、ＮＲ処理回路２８に対して、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦを設定する。また、制御部２４は、ＮＲをＯＮに設定した場合、ＮＲのレベルの情報に基づいて、ＮＲ処理回路２８で実行されるＮＲのレベル（強度）を設定する。

これにより、ノイズリダクション処理部としてのＮＲ処理回路２８は、制御部２４からの設定に応じて、撮像素子１１からの撮像信号に対してＮＲを実行または非実行とする。また、ＮＲ処理回路２８は、ＮＲを実行する場合、制御部２４からの設定に応じたレベルでＮＲを実行する。

次に、このように構成された内視鏡システムのＮＲの設定処理について説明する。図３は、ＮＲの設定処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。

ビデオプロセッサ４の電源がＯＮされると、制御部２４は、メモリ２６からＮＲの初期設定データを読み出す（ステップＳ１）。このＮＲの初期設定は、ユーザによって設定され、メモリ２６に記憶されている。ユーザは、例えば、内視鏡２の操作スイッチ１３、ビデオプロセッサ４に接続されているキーボード６、あるいは、ビデオプロセッサ４に設けられている操作パネル２５を用いて、ＮＲの初期設定を変更することができる。

次に、制御部２４は、読み出したＮＲの初期設定データに従い、ＮＲ処理回路２８にＮＲのＯＮ／ＯＦＦを設定する（ステップＳ２）。次に、制御部２４は、内視鏡２の接続を検知し（ステップＳ３）、ＥＥＰＲＯＭ１６内にＮＲの設定データがあるか否かを判定する（ステップＳ４）。このとき、制御部２４は、内視鏡２のメモリ部１５の制御回路１７と通信を行うことで、ＥＥＰＲＯＭ１６内にＮＲの設定データがあるか否かを判定する。

ＥＥＰＲＯＭ１６内にＮＲの設定データがないと制御部２４が判定した場合、ＮＯとなり、ステップＳ９に進む。一方、ＥＥＰＲＯＭ１６内にＮＲの設定データがあると制御部２４が判定した場合、ＹＥＳとなり、制御部２４は、ＥＥＰＲＯＭ１６からＮＲの設定データを読み出す（ステップＳ５）。そして、制御部２４は、読み出した設定データに従い、ＮＲ処理回路２８のＯＮ／ＯＦＦを設定する（ステップＳ６）。

次に、制御部２４は、ＮＲがＯＮか否かを判定する（ステップＳ７）。ＮＲがＯＮでないと制御部２４が判定した場合、ＮＯとなり、ステップＳ９に進む。一方、ＮＲがＯＮであると制御部２４が判定した場合、ＹＥＳとなり、ＮＲ処理回路２８が設定されたレベル（強度）でＮＲを実行する（ステップＳ８）。

次に、制御部２４は、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦの切り替えがあるか否かを判定する（ステップＳ９）。ビデオプロセッサ４では、このようにＮＲの設定が行われた後でも、ユーザによってＮＲのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができるように構成されている。ＮＲのＯＮ／ＯＦＦは、例えば、操作スイッチ１３、キーボード６、あるいは、操作パネル２５によって切り替えることができる。

ＮＲのＯＮ／ＯＦＦの切り替えがないと制御部２４が判定した場合、ＮＯとなり、ステップＳ９に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦの切り替えがあると制御部２４が判定した場合、ＹＥＳとなり、制御部２４は、切り替え指示に従い、ＮＲ処理回路２８のＮＲのＯＮ／ＯＦＦを設定する（ステップＳ１０）。その後、ステップＳ９に戻り、同様の処理を繰り返す。そして、ビデオプロセッサ４の電源がＯＦＦされると、図３のＮＲの設定処理が終了する。

以上のように、内視鏡システム１は、内視鏡２の撮像素子１１の種類に応じた最適なＮＲのデータを内視鏡２内のＥＥＰＲＯＭ１６に記憶するようにしている。ビデオプロセッサ４は、内視鏡２が接続されるとＥＥＰＲＯＭ１６から撮像素子１１の種類に応じた最適なＮＲのデータを読み出し、ＮＲ処理回路２８にＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、レベル（ＮＲがＯＮの場合）を設定する。これにより、ＮＲ処理回路２８では、接続された内視鏡２の搭載されている撮像素子１１の種類に応じた最適なＮＲを行うことができる。

よって、本実施形態の内視鏡システムによれば、撮像素子の種類に応じて最適なノイズリダクション処理を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

図４は、第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。なお、図４において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

内視鏡システム１ａは、図１の内視鏡２及びビデオプロセッサ４に代わり、それぞれ内視鏡２ａ及びビデオプロセッサ４ａを用いて構成されている。内視鏡２ａは、図２のＥＥＰＲＯＭ１６に代わり、ＥＥＰＲＯＭ１６ａを用いて構成されている。また、ビデオプロセッサ４ａは、図１のメモリ２６にテーブル２６ａが追加されて構成されている。

図５は、ＥＥＰＲＯＭ１６ａに記憶されているスコープＩＤの一例を説明するための図であり、図６は、テーブル２６ａに記憶されているＮＲの設定情報の一例を説明するための図である。

図５に示すように、データ保持部を構成するＥＥＰＲＯＭ１６ａに記憶されているスコープＩＤは、機種名、製造番号、撮像素子１１の種類等の情報である。このように、ＥＥＰＲＯＭ１６ａには、図２のＥＥＰＲＯＭ１６のＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベルの情報が記憶されていない。

一方、図６に示すようにテーブル２６ａには、撮像素子１１の種類、及び、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦの情報が対応付けられている。さらに、ＮＲがＯＮの場合、撮像素子１１の種類、ＮＲのＯＮ／ＯＦＦの情報に加え、ＮＲのレベルの情報が対応付けられている。例えば、撮像素子１１の種類が「Ａ」の場合、ＮＲが「ＯＮ」、ＮＲのレベルが「高」となる。なお、本実施形態では、撮像素子１１の種類に応じてＮＲの設定を変更する構成となっているが、例えば、内視鏡２の種類に応じてＮＲの設定を変更する構成であってもよい。

制御部２４は、内視鏡２ａがビデオプロセッサ４ａに接続されると、ＥＥＰＲＯＭ１６ａからスコープＩＤを読み出し、撮像素子１１の種類を判別する。そして、制御部２４は、テーブル２６ａを参照し、対応する撮像素子１１のＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベル（ＮＲがＯＮの場合）をＮＲ処理回路２８に設定する。ＮＲ処理回路２８は、このように設定されたＮＲのＯＮ／ＯＦＦ、及び、ＮＲのレベル（ＮＲがＯＮの場合）でＮＲを実行する。その他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様である。

このように構成された内視鏡システム１ａによれば、第１の実施形態と同様に、撮像素子の種類に応じて最適なノイズリダクション処理を行うことができる。

（第２の実施形態の変形例）
次に、第２の実施形態の変形例について説明する。

第２の実施形態では、ビデオプロセッサ４ａが内視鏡２のＥＥＰＲＯＭ１６ａに記憶されている撮像素子１１の種類の情報を読み出して取得しているが、これに限定されるものではない。例えば、ビデオプロセッサ４ａは、内視鏡２ａに設けられた複数の検知ピンから出力される信号の組み合わせによって撮像素子１１の種類を識別する構成であってもよい。この場合、内視鏡２ａに設けられた複数の検知ピンが、撮像素子１１の種類に応じたデータを保持することになる。このように、検知ピンが撮像素子１１の種類に応じたデータを保持するデータ保持部を構成する。

検知ピンは、電源またはグランドに接続されており、電源に接続された検知ピンは「１」（High）を出力し、グランドに接続された検知ピンは「０」（Low）を出力する。ビデオプロセッサ４ａの制御部２４は、ビデオプロセッサ４ａに内視鏡２ａが接続された際に、検知ピンから出力される「１」及び「０」の電子的なデータの組み合わせに応じて、撮像素子１１の種類を識別する。

制御部２４は、撮像素子１１の種類を識別すると、第２の実施形態と同様に、テーブル２６ａを参照し、撮像素子１１の種類に応じたＮＲの設定をＮＲ処理回路２８に対して行う。その他の構成及び動作は、第２の実施形態と同様である。

よって、変形例２の内視鏡システム１ａによれば、第２の実施形態と同様に、撮像素子の種類に応じて最適なノイズリダクション処理を行うことができる。

なお、本明細書におけるフローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１５年６月２９日に日本国に出願された特願２０１５−１３０１２６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (7)

1. 被検体を撮像する撮像素子を備えた内視鏡と、
   前記内視鏡に設けられ、前記撮像素子の種類に応じたデータを保持するデータ保持部と、
   前記内視鏡が着脱自在に接続される信号処理装置と、
   前記信号処理装置に設けられ、前記内視鏡が前記信号処理装置に接続された際に前記データ保持部から前記データを取得するデータ取得部と、
   前記信号処理装置に設けられ、前記データ取得部で取得した前記データに基づいて、ノイズリダクション処理の処理内容を設定するノイズリダクション処理設定部と、
   前記信号処理装置に設けられ、前記ノイズリダクション処理設定部の設定に基づいて、前記撮像素子から出力される映像信号に対してノイズリダクション処理を実行するノイズリダクション処理部と、
   を備え、
   前記ノイズリダクション処理設定部は、前記データ取得部で取得した前記データに基づいて、前記ノイズリダクション処理の実行／非実行を前記ノイズリダクション処理部に設定することを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記データ保持部は、前記ノイズリダクション処理の実行／非実行の情報が記憶された記憶部であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記記憶部は、前記ノイズリダクション処理が実行の場合、前記ノイズリダクション処理の強度の情報が記憶されており、
   前記ノイズリダクション処理設定部は、前記データ保持部で取得した前記データに基づいて、前記ノイズリダクション処理の強度を前記ノイズリダクション処理部に設定することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記データ保持部は、前記撮像素子の種類の情報が記憶された記憶部であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
5. 前記信号処理装置は、前記撮像素子の種類の情報に前記ノイズリダクション処理の実行／非実行の情報が対応付けられたテーブルを有することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。
6. 前記テーブルは、前記ノイズリダクション処理が実行の場合、前記撮像素子の種類の情報及び前記ノイズリダクション処理の実行／非実行の情報に前記ノイズリダクション処理の強度の情報が対応付けられていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
7. 前記データ保持部は、前記撮像素子の種類を識別するための検知ピンであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

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