JP6067309B2 - Endoscope system and endoscope processor - Google Patents

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Description

この発明は、体腔内観察を行うための内視鏡システムに関し、より詳しくはブラックバランスの調整機能を備えた内視鏡システムおよび内視鏡用プロセッサに関する。   The present invention relates to an endoscope system for performing in-vivo observation, and more particularly to an endoscope system and an endoscope processor having a black balance adjustment function.

従来、患者の体腔内を診断するための内視鏡を用いた内視鏡システムが一般に知られ、実用に供されている。また、近年、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、当該観察部位からの反射光を受光して画像化する走査型内視鏡システムも知られている。さらに、走査型内視鏡システムの一つとして、薬剤が投与された生体組織にレーザ光を照射し、その生体組織から発せられる蛍光のうち、共焦点光学系の焦点位置と共役の位置に配置されたピンホールを介した成分のみを抽出することにより、その生体組織を、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像より高倍率で観察可能にする走査型共焦点内視鏡システムも提案されている。   Conventionally, an endoscope system using an endoscope for diagnosing the inside of a body cavity of a patient is generally known and put into practical use. In recent years, a scanning endoscope system that scans light guided by an optical fiber with respect to an observation site and receives reflected light from the observation site to form an image is also known. Furthermore, as one of the scanning endoscope systems, a living tissue to which a drug is administered is irradiated with laser light, and the fluorescence emitted from the living tissue is placed at a position conjugate with the focal position of the confocal optical system. A scanning confocal endoscope system is also proposed that enables the observation of the living tissue at a higher magnification than the observation image obtained by a normal endoscope optical system by extracting only the components through the pinhole. Has been.

ここで、内視鏡システムにおいては、被写体を照射する照明光源の違いや個々の撮像素子の分光感度の違いなどにより、画像の色再現性にばらつきが生じる。そのため、ブラックバランスの調整を行うことで、観察画像における被写体の色を忠実に再現させている。特許文献1には、電子内視鏡の種類に応じて適切なブラックバランス調整を行うことが可能な電子内視鏡装置が開示されている。特許文献1に記載の電子内視鏡装置では、外部からのブラックバランス調整指示に応じてアイリスが閉じられ、ブラックバランスが適正となるように調整される。そして、当該調整により得られた調整値が電子内視鏡の識別情報とともにプロセッサに記憶され、以降のブラックバランス調整に用いられる。このような構成により、電子内視鏡の種類に応じて、適正なブラックバランス調整を行うことが可能となっている。   Here, in an endoscope system, variations in image color reproducibility occur due to differences in illumination light sources that irradiate a subject, differences in spectral sensitivity of individual image sensors, and the like. Therefore, the color of the subject in the observation image is faithfully reproduced by adjusting the black balance. Patent Document 1 discloses an electronic endoscope apparatus capable of performing appropriate black balance adjustment according to the type of electronic endoscope. In the electronic endoscope apparatus described in Patent Document 1, the iris is closed in accordance with a black balance adjustment instruction from the outside, and the black balance is adjusted to be appropriate. Then, the adjustment value obtained by the adjustment is stored in the processor together with the identification information of the electronic endoscope, and is used for the subsequent black balance adjustment. With such a configuration, it is possible to perform an appropriate black balance adjustment according to the type of electronic endoscope.

特開平11−197103号公報JP 11-197103 A

しかしながら、同じ内視鏡を用いて観察を行った場合でも、使用環境、使用時間、および撮影対象が変化することにより、最適なブラックバランスも変化する。そのため、特許文献1のように、実際の観察前の一度の調整により設定されたブラックバランス値を用いてブラックバランスの調整を行う場合には、これらの変化に対応できず、被写体の色が忠実に再現できない場合がある。また、共焦点内視鏡を用いた観察では、取得される信号が増幅して表示されるため、わずかな信号差が画像上では大きな差として表れてしまう。さらに、共焦点画像はモノクロであるため、カラー画像に比べて、黒色を正確に表現することがより重要となる。   However, even when observation is performed using the same endoscope, the optimum black balance also changes due to changes in the use environment, use time, and photographing target. Therefore, when the black balance is adjusted using the black balance value set by the single adjustment before the actual observation as in Patent Document 1, these changes cannot be dealt with and the color of the subject is faithful. May not be reproduced. Further, in the observation using the confocal endoscope, since the acquired signal is amplified and displayed, a slight signal difference appears as a large difference on the image. Furthermore, since the confocal image is monochrome, it is more important to represent black accurately than a color image.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用環境等の変化に応じて、最適なブラックバランスを調整することが可能な内視鏡システムおよび内視鏡用プロセッサを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope system and an endoscope that are capable of adjusting an optimum black balance in accordance with a change in use environment or the like. Is to provide a processor.

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡システムは、被写体の画像を取得する画像取得手段と、画像取得手段により取得された画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、を備える。また、本発明の内視鏡システムにおける画像取得手段は、被写体の観察中に、被写体に光が照射された状態の第1の画像と、照明光が照射されていない状態の第2の画像を取得し、ブラックレベル設定手段は、第2の画像に基づいて、ブラックレベルを設定することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an endoscope system according to the present invention includes an image acquisition unit that acquires an image of a subject, and a black balance adjustment unit that performs black balance adjustment on an image acquired by the image acquisition unit. And black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means. Further, the image acquisition means in the endoscope system of the present invention includes a first image in a state where the subject is irradiated with light and a second image in a state where the illumination light is not irradiated during observation of the subject. The acquired black level setting means sets the black level based on the second image.

このような構成により、観察中に取得した黒色画像に基づいて、環境等の変化に応じた最適なブラックバランス調整を行うことが可能となる。これにより、色再現性に優れ、安定した観察画像を表示して観察することができ、診断能力を向上させることが可能となる。   With such a configuration, it is possible to perform an optimum black balance adjustment according to a change in the environment or the like based on a black image acquired during observation. Accordingly, it is possible to display and observe a stable observation image with excellent color reproducibility, and it is possible to improve diagnostic ability.

また、上記内視鏡システムは、被写体に照射される光を供給する光源をさらに備え、画像取得手段は、入射端に入射する光源からの光を出射端まで導光し、該出射端から被写体に出射する光ファイバと、イメージング期間において光ファイバの出射端から出射される光が被写体状を走査し、ブレーキング期間において光ファイバの出射端が初期位置に戻るように、光ファイバの出射端を駆動させる光ファイバ走査手段と、を備える構成としても良い。この場合、第2の画像は、ブレーキング期間中に取得されるものとしても良い。このように構成することにより、観察前に特別な遮光器具を用いてブラックレベルを設定する必要がなく、ユーザに負担をかけることなくリアルタイムでブラックレベルの設定が可能となる。   The endoscope system further includes a light source that supplies light irradiated to the subject, and the image acquisition unit guides light from the light source incident on the incident end to the output end, and the subject from the output end. The output end of the optical fiber and the light output from the output end of the optical fiber during the imaging period scan the subject, and the output end of the optical fiber returns to the initial position during the braking period. It is good also as a structure provided with the optical fiber scanning means to drive. In this case, the second image may be acquired during the braking period. With this configuration, it is not necessary to set the black level using a special light-shielding device before observation, and the black level can be set in real time without imposing a burden on the user.

また、ブラックレベル設定手段は、暫定ブラックレベルを段階的に増加させる可変手段を備え、第2の画像における少なくとも一部の画素の画素レベルと暫定ブラックレベルを比較し、画素レベルが暫定ブラックレベルより小さい場合に、暫定ブラックレベルをブラックレベルとして設定する構成としても良い。さらに、ブラックレベル設定手段は、ブラックレベルを設定した後に、暫定ブラックレベルを初期値に戻す構成としても良い。このように構成することにより、観察中に環境の変化があった場合も、既に設定されたブラックレベルに依存することなく、最適なブラックレベルを設定することが可能となる。   The black level setting means includes variable means for gradually increasing the provisional black level, compares the pixel level of at least some of the pixels in the second image with the provisional black level, and the pixel level is higher than the provisional black level. In the case where it is small, the provisional black level may be set as the black level. Further, the black level setting means may be configured to return the provisional black level to the initial value after setting the black level. With this configuration, even when there is a change in environment during observation, it is possible to set an optimal black level without depending on the already set black level.

また、ブラックレベル設定手段は、観察中に取得される全ての第2の画像を対象に、ブラックレベルを設定する、または、ユーザからの指示に応じて、ブラックレベルを設定する構成としても良い。さらに、本発明の内視鏡システムは、共焦点内視鏡システムであっても良い。   Further, the black level setting means may be configured to set the black level for all the second images acquired during observation, or to set the black level according to an instruction from the user. Furthermore, the endoscope system of the present invention may be a confocal endoscope system.

また、本発明により、画像取得手段により取得された被写体の画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、を備え、ブラックレベル設定手段は、被写体の観察中に、画像取得手段により取得された被写体に光が照射されていない状態の画像に基づいて、ブラックレベルを設定することを特徴とする、内視鏡用プロセッサが提供される。   Further, according to the present invention, a black balance adjusting unit that adjusts a black balance for an image of a subject acquired by the image acquiring unit, and a black level that sets a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting unit. A black level setting unit, wherein the black level setting unit sets the black level based on an image obtained by irradiating light on the subject acquired by the image acquisition unit during observation of the subject. An endoscopic processor is provided.

本発明によれば、使用環境等の変化に応じて、最適なブラックバランスを調整することが可能な内視鏡システムおよび内視鏡用プロセッサが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the endoscope system and the processor for endoscopes which can adjust optimal black balance according to change of a use environment etc. are provided.

本発明の実施形態の走査型共焦点内視鏡システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the scanning confocal endoscope system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の走査型共焦点内視鏡システムが有する共焦点光学ユニットの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the confocal optical unit which the scanning confocal endoscope system of embodiment of this invention has. XY近似面上における光ファイバの先端のXおよびY方向の変位量を示す図である。It is a figure which shows the displacement amount of the X and Y direction of the front-end | tip of an optical fiber on an XY approximate surface. XY近似面上における光ファイバの先端の回転軌跡を示す図である。It is a figure which shows the rotation locus | trajectory of the front-end | tip of an optical fiber on an XY approximate surface. 本発明の実施形態におけるブラックレベル設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the black level setting process in embodiment of this invention. ブラックレベル設定処理において抽出される領域を説明する図である。It is a figure explaining the area | region extracted in a black level setting process. ブラックレベル設定処理における黒データの検出を説明する図である。It is a figure explaining the detection of the black data in a black level setting process.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の内視鏡システムについて説明する。本実施形態では、本発明を走査型共焦点内視鏡システムに適用した場合について説明する。   Hereinafter, an endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a scanning confocal endoscope system will be described.

図1は、本発明の実施形態の走査型共焦点内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。本実施形態の走査型共焦点内視鏡システム1は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計されたシステムであり、高倍率かつ高解像度の被写体を観察するのに好適に構成されている。図1に示されるように、走査型共焦点内視鏡システム1は、システム本体(プロセッサ)100、共焦点プローブ200、モニタ300を有している。走査型共焦点内視鏡システム1を用いた共焦点観察は、可撓性を有する管状の共焦点プローブ200の先端面を被写体に当て付けた状態で行う。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a scanning confocal endoscope system 1 according to an embodiment of the present invention. The scanning confocal endoscope system 1 according to the present embodiment is a system designed by applying the principle of a confocal microscope, and is preferably configured to observe a subject with high magnification and high resolution. As shown in FIG. 1, the scanning confocal endoscope system 1 includes a system main body (processor) 100, a confocal probe 200, and a monitor 300. The confocal observation using the scanning confocal endoscope system 1 is performed in a state where the distal end surface of the flexible tubular confocal probe 200 is applied to the subject.

システム本体100は、光源102、光分波合波器(フォトカップラ)104、ダンパ106、CPU108、CPUメモリ110、光ファイバ112、受光器114、映像信号処理回路116、画像メモリ118、映像信号出力回路120、受光器制御回路122を有している。尚、別の実施形態では、光源102を含む光源部を別体として設けてもよい。共焦点プローブ200は、光ファイバ202、共焦点光学ユニット204、サブCPU206、サブメモリ208、走査ドライバ210を有している。   The system body 100 includes a light source 102, an optical demultiplexer / multiplexer (photocoupler) 104, a damper 106, a CPU 108, a CPU memory 110, an optical fiber 112, a light receiver 114, a video signal processing circuit 116, an image memory 118, and a video signal output. A circuit 120 and a photoreceiver control circuit 122 are included. In another embodiment, the light source unit including the light source 102 may be provided as a separate body. The confocal probe 200 includes an optical fiber 202, a confocal optical unit 204, a sub CPU 206, a sub memory 208, and a scanning driver 210.

光源102は、CPU108の駆動制御に従い、患者の体腔内に投与された薬剤を励起する励起光を射出する。励起光は、光分波合波器104に入射する。光分波合波器104のポートの一つには、光コネクタ152が結合している。光分波合波器104の不要ポートには、光源102から射出された励起光を無反射終端するダンパ106が結合している。前者のポートに入射した励起光は、光コネクタ152を通過して共焦点プローブ200内に配置された光学系に入射する。   The light source 102 emits excitation light that excites the drug administered into the body cavity of the patient in accordance with the drive control of the CPU 108. The excitation light enters the optical demultiplexer / multiplexer 104. An optical connector 152 is coupled to one of the ports of the optical demultiplexer / multiplexer 104. The unnecessary port of the optical demultiplexer-multiplexer 104 is coupled to a damper 106 that terminates the excitation light emitted from the light source 102 without reflection. The excitation light incident on the former port passes through the optical connector 152 and enters the optical system arranged in the confocal probe 200.

光ファイバ202の基端は、光コネクタ152を通じて光分波合波器104と結合している。光ファイバ202の先端は、共焦点プローブ200の先端部に組み込まれた共焦点光学ユニット204内に収められている。光分波合波器104を射出した励起光は、光コネクタ152を通過して光ファイバ202の基端に入射後、光ファイバ202を伝送して光ファイバ202の先端から射出される。   The proximal end of the optical fiber 202 is coupled to the optical demultiplexer / multiplexer 104 through the optical connector 152. The tip of the optical fiber 202 is housed in a confocal optical unit 204 that is built into the tip of the confocal probe 200. The excitation light emitted from the optical demultiplexer-multiplexer 104 passes through the optical connector 152 and is incident on the proximal end of the optical fiber 202, then transmitted through the optical fiber 202 and emitted from the distal end of the optical fiber 202.

図2(a)は、共焦点光学ユニット204の構成を概略的に示す図である。以下、共焦点光学ユニット204を説明する便宜上、共焦点光学ユニット204の長手方向をZ方向と定義し、Z方向に直交しかつ互いに直交する二方向をX方向、Y方向と定義する。図2(a)に示されるように、共焦点光学ユニット204は、各種構成部品を収容する金属製の外筒204Aを有している。外筒204Aは、外筒204Aの内壁面形状に対応する外壁面形状を持つ内筒204Bを同軸(Z方向)にスライド自在に保持している。光ファイバ202は、外筒204A、内筒204Bの各基端面に形成された開口を通じて内筒204Bに収容支持されており、光ファイバ202の先端(以下、符号「202a」を付す。)は、走査型共焦点内視鏡システム1の二次的な点光源として機能する。点光源である先端202aの位置は、CPU108による制御に基づいて周期的に変化する。なお、図2(a)中、中心軸AXは、Z方向に配置された光ファイバ202の軸心を示しており、光ファイバ202の先端202aが振動していない状態(初期状態)のとき、中心軸AXは、光ファイバ202の光路と一致する。   FIG. 2A is a diagram schematically showing the configuration of the confocal optical unit 204. Hereinafter, for convenience of describing the confocal optical unit 204, the longitudinal direction of the confocal optical unit 204 is defined as the Z direction, and two directions orthogonal to the Z direction and orthogonal to each other are defined as the X direction and the Y direction. As shown in FIG. 2A, the confocal optical unit 204 has a metal outer cylinder 204A that houses various components. The outer cylinder 204A holds an inner cylinder 204B having an outer wall surface shape corresponding to the inner wall surface shape of the outer cylinder 204A so as to be slidable coaxially (Z direction). The optical fiber 202 is housed and supported in the inner cylinder 204B through openings formed in the base end surfaces of the outer cylinder 204A and the inner cylinder 204B, and the distal end of the optical fiber 202 (hereinafter referred to as “202a”) is provided. It functions as a secondary point light source of the scanning confocal endoscope system 1. The position of the tip 202a, which is a point light source, periodically changes based on control by the CPU. In FIG. 2A, the central axis AX indicates the axis of the optical fiber 202 arranged in the Z direction, and when the tip 202a of the optical fiber 202 is not oscillating (initial state), The central axis AX coincides with the optical path of the optical fiber 202.

サブメモリ208は、共焦点プローブ200の識別情報や各種プロパティ等のプローブ情報を格納している。サブCPU206は、システム起動時にサブメモリ208からプローブ情報を読み出して、システム本体100と共焦点プローブ200とを電気的に接続する電気コネクタ154を介してCPU108に送信する。CPU108は、送信されたプローブ情報をCPUメモリ110に格納する。CPU108は、格納したプローブ情報を必要時に読み出して共焦点プローブ200の制御に必要な信号を生成して、サブCPU206に送信する。サブCPU206は、CPU108から送信された制御信号に従って走査ドライバ210に必要な設定値を指定する。   The sub memory 208 stores probe information such as identification information and various properties of the confocal probe 200. The sub CPU 206 reads probe information from the sub memory 208 when the system is activated, and transmits the probe information to the CPU 108 via the electrical connector 154 that electrically connects the system main body 100 and the confocal probe 200. The CPU 108 stores the transmitted probe information in the CPU memory 110. The CPU 108 reads the stored probe information when necessary, generates a signal necessary for controlling the confocal probe 200, and transmits the signal to the sub CPU 206. The sub CPU 206 designates a setting value necessary for the scan driver 210 in accordance with the control signal transmitted from the CPU 108.

走査ドライバ210は、指定された設定値に応じたドライブ信号を生成して、先端202a付近の光ファイバ202の外周面に接着固定された二軸アクチュエータ204Cを駆動制御する。図2(b)は、二軸アクチュエータ204Cの構成を概略的に示す図である。図2(b)に示されるように、二軸アクチュエータ204Cは、走査ドライバ210と接続された一対のX軸用電極(図中「X」、「X’」)及びY軸用電極(図中「Y」、「Y’」)を圧電体上に形成した圧電アクチュエータである。   The scanning driver 210 generates a drive signal corresponding to the designated set value, and drives and controls the biaxial actuator 204C that is bonded and fixed to the outer peripheral surface of the optical fiber 202 near the tip 202a. FIG. 2B is a diagram schematically showing the configuration of the biaxial actuator 204C. As shown in FIG. 2B, the biaxial actuator 204C includes a pair of X-axis electrodes (“X” and “X ′” in the figure) and Y-axis electrodes (in the figure) connected to the scanning driver 210. “Y”, “Y ′”) are piezoelectric actuators formed on a piezoelectric body.

走査ドライバ210は、交流電圧Xを二軸アクチュエータ204CのX軸用電極間に印加して圧電体をX方向に共振させると共に、交流電圧Xと同一周波数であって位相が直交する交流電圧YをY軸用電極間に印加して圧電体をY方向に共振させる。交流電圧X、Yはそれぞれ、振幅が時間に比例して線形に増加して、時間(X)、(Y)をかけて実効値(X)、(Y)に達する電圧として定義される。光ファイバ202の先端202aは、二軸アクチュエータ204CによるX方向、Y方向への運動エネルギーが合成されることにより、X−Y平面に近似する面(以下、「XY近似面」と記す。)上において中心軸AXを中心に渦巻状のパターンを描くように回転する。先端202aの回転軌跡は、印加電圧に比例して大きくなり、実効値(X)、(Y)の交流電圧が印加された時点で最も大きい径を有する円の軌跡を描く。   The scanning driver 210 applies an AC voltage X between the X-axis electrodes of the biaxial actuator 204C to resonate the piezoelectric body in the X direction, and also applies an AC voltage Y having the same frequency as that of the AC voltage X and orthogonal in phase. Applied between the Y-axis electrodes, the piezoelectric body resonates in the Y direction. The AC voltages X and Y are respectively defined as voltages that increase linearly in proportion to time and reach effective values (X) and (Y) over time (X) and (Y). The tip 202a of the optical fiber 202 is on a surface that approximates the XY plane (hereinafter referred to as "XY approximate surface") by combining the kinetic energy in the X and Y directions by the biaxial actuator 204C. Rotate to draw a spiral pattern around the central axis AX. The rotation trajectory of the tip 202a increases in proportion to the applied voltage, and draws a circular trajectory having the largest diameter when the AC voltage having the effective values (X) and (Y) is applied.

図3(a)および(b)は、それぞれXY近似面上における光ファイバ202の先端202aのXおよびY方向の変位量(振幅)と、共焦点内視鏡200の各動作タイミングとの関係を説明する図である。励起光は連続光であり、二軸アクチュエータ204Cへの交流電圧の印加開始直後から印加停止までの期間(以下、説明の便宜上、この期間を「イメージング期間」と記す。)中、光ファイバ202の先端202aから出射される。上述したように、二軸アクチュエータ204Cへ交流電圧が印加されると、光ファイバ202の先端202aは、中心軸AXを中心に渦巻状のパターンを描くように回転するため、イメージング期間中、光ファイバ202の先端202aから出射した励起光は中心軸AXを中心とした所定の円形の走査領域を渦巻状に走査する。図4(a)は、イメージング期間におけるXY近似面上の先端202aの回転軌跡を示す図である。   3A and 3B show the relationship between the displacement amounts (amplitudes) of the tip 202a of the optical fiber 202 on the XY approximate plane in the X and Y directions and the operation timings of the confocal endoscope 200, respectively. It is a figure explaining. The excitation light is continuous light, and during the period from the start of application of AC voltage to the biaxial actuator 204C to the stop of application (hereinafter, for convenience of description, this period is referred to as “imaging period”). The light is emitted from the tip 202a. As described above, when an AC voltage is applied to the biaxial actuator 204C, the tip 202a of the optical fiber 202 rotates so as to draw a spiral pattern around the central axis AX. The excitation light emitted from the tip 202a of the 202 scans a predetermined circular scanning area centering on the central axis AX in a spiral shape. FIG. 4A is a diagram illustrating a rotation locus of the tip 202a on the XY approximate plane in the imaging period.

その後、イメージング期間が終了して二軸アクチュエータ204Cへの交流電圧の印加が停止すると、光ファイバ202の振動が減衰する。XY近似面上における先端202aの円運動は、光ファイバ202の振動の減衰に伴って収束し、光ファイバ202の振動は、所定時間後に略ゼロとなる(すなわち、先端202aは、中心軸AX上でほぼ停止する)。以下、説明の便宜上、イメージング期間が終了してから先端202aが中心軸AX上にほぼ停止するまでの期間を「ブレーキング期間」と記す。図4(b)は、ブレーキング期間におけるXY近似面上の先端202aの回転軌跡を示す。ブレーキング期間の経過後、さらに所定時間の経過を待って、次のイメージング期間が開始される。以下、説明の便宜上、ブレーキング期間が終了してから次のイメージング期間の開始までの期間を「セトリング期間」と記す。セトリング期間は、光ファイバ202の先端202aを中心軸AX上に完全に停止させるための待機時間であり、セトリング時間を設けることにより、先端202aを精確に走査させることが可能となる。また、一フレームに対応する期間は、一つのイメージング期間と一つのブレーキング期間で構成されており、セトリング期間を調整することによって、フレームレートを調整することができる。つまり、セトリング期間は、光ファイバ202の先端202aが完全に停止するまでの時間とフレームレートとの関係から適宜設定することができるようになっている。なお、ブレーキング期間を短縮するため、ブレーキング期間の初期段階に二軸アクチュエータ204Cに逆相電圧を印加して制動トルクを積極的に加えてもよい。   Thereafter, when the imaging period ends and the application of the AC voltage to the biaxial actuator 204C is stopped, the vibration of the optical fiber 202 is attenuated. The circular motion of the tip 202a on the approximate XY plane converges as the vibration of the optical fiber 202 is attenuated, and the vibration of the optical fiber 202 becomes substantially zero after a predetermined time (that is, the tip 202a is on the central axis AX). Almost stop). Hereinafter, for convenience of explanation, a period from the end of the imaging period until the tip 202a substantially stops on the central axis AX is referred to as a “braking period”. FIG. 4B shows a rotation locus of the tip 202a on the XY approximate surface during the braking period. After the braking period, the next imaging period is started after a predetermined time has passed. Hereinafter, for convenience of description, a period from the end of the braking period to the start of the next imaging period is referred to as a “settling period”. The settling period is a standby time for completely stopping the tip 202a of the optical fiber 202 on the central axis AX. By providing the settling time, the tip 202a can be scanned accurately. The period corresponding to one frame is composed of one imaging period and one braking period, and the frame rate can be adjusted by adjusting the settling period. That is, the settling period can be appropriately set from the relationship between the time until the tip 202a of the optical fiber 202 completely stops and the frame rate. In order to shorten the braking period, a braking torque may be positively applied by applying a reverse phase voltage to the biaxial actuator 204C in the initial stage of the braking period.

光ファイバ202の先端202aの前方には、対物光学系204Dが設置されている。対物光学系204Dは、複数枚の光学レンズで構成されており、図示省略されたレンズ枠を介して外筒204Aに保持されている。レンズ枠は、外筒204Aの内部において、内筒204Bと相対的に固定され支持されている。そのため、レンズ枠に保持された光学レンズ群は、外筒204Aの内部を内筒204Bと一体となってZ方向にスライドする。   An objective optical system 204D is installed in front of the tip 202a of the optical fiber 202. The objective optical system 204D is composed of a plurality of optical lenses, and is held by the outer cylinder 204A via a lens frame (not shown). The lens frame is fixed and supported relative to the inner cylinder 204B inside the outer cylinder 204A. Therefore, the optical lens group held by the lens frame slides in the Z direction integrally with the inner cylinder 204B inside the outer cylinder 204A.

内筒204Bの基端面と外筒204Aの内壁面との間には、圧縮コイルばね204E及び形状記憶合金204Fが取り付けられている。圧縮コイルばね204Eは、自然長からZ方向に初期的に圧縮狭持されている。形状記憶合金204Fは、Z方向に長尺な棒形状を持ち、常温下で外力が加わると変形して、一定温度以上に加熱されると形状記憶効果で所定の形状に復元する性質を有している。形状記憶合金204Fは、形状記憶効果による復元力が圧縮コイルばね204Eの復元力より大きくなるように設計されている。走査ドライバ210は、サブCPU206が指定した設定値に応じたドライブ信号を生成して、形状記憶合金204Fを通電し加熱して伸縮量を制御する。形状記憶合金204Fは、伸縮量に応じて内筒204Bを光ファイバ202ごとZ方向に進退させる。   A compression coil spring 204E and a shape memory alloy 204F are attached between the base end surface of the inner cylinder 204B and the inner wall surface of the outer cylinder 204A. The compression coil spring 204E is initially compressed and sandwiched in the Z direction from the natural length. The shape memory alloy 204F has a long bar shape in the Z direction, deforms when an external force is applied at room temperature, and has a property of restoring to a predetermined shape by a shape memory effect when heated to a certain temperature or higher. ing. The shape memory alloy 204F is designed such that the restoring force due to the shape memory effect is larger than the restoring force of the compression coil spring 204E. The scan driver 210 generates a drive signal corresponding to the set value designated by the sub CPU 206, and energizes and heats the shape memory alloy 204F to control the expansion / contraction amount. The shape memory alloy 204F advances and retracts the inner tube 204B in the Z direction together with the optical fiber 202 according to the amount of expansion and contraction.

光ファイバ202の先端202aから射出された励起光は、対物光学系204Dを透過して被写体の表面又は表層でスポットを形成する。スポット形成位置は、点光源である先端202aの進退に応じてZ軸方向に変位する。すなわち、共焦点光学ユニット204は、二軸アクチュエータ204Cによる先端202aのXY近似面上の周期的な円運動とZ方向の進退を併せることで、被写体を三次元走査する。   The excitation light emitted from the tip 202a of the optical fiber 202 passes through the objective optical system 204D and forms a spot on the surface or surface layer of the subject. The spot formation position is displaced in the Z-axis direction in accordance with the advance / retreat of the tip 202a, which is a point light source. That is, the confocal optical unit 204 scans the subject three-dimensionally by combining the periodic circular motion of the tip 202a on the XY approximate plane by the biaxial actuator 204C and the advance and retreat in the Z direction.

光ファイバ202の先端202aは、対物光学系204Dの前側焦点位置に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。先端202aには、励起光により励起された被写体の散乱成分(蛍光)のうち先端202aと光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射する。蛍光は、光ファイバ202を伝送後、光コネクタ152を通過して光分波合波器104に入射する。光分波合波器104は、入射した蛍光を光源102から射出される励起光と分離して光ファイバ112に導く。蛍光は、光ファイバ112を伝送して受光器114で検出され、検出信号への変換および増幅が行われる。受光器114は、微弱な光を低ノイズで検出するため、例えば光電子増倍管(PMT)等の高感度光検出器としてもよい。   Since the tip 202a of the optical fiber 202 is disposed at the front focal position of the objective optical system 204D, it functions as a confocal pinhole. Of the scattering component (fluorescence) of the subject excited by the excitation light, only the fluorescence from the condensing point optically conjugate with the tip 202a is incident on the tip 202a. The fluorescence is transmitted through the optical fiber 202, passes through the optical connector 152, and enters the optical demultiplexer / multiplexer 104. The optical demultiplexer / multiplexer 104 separates the incident fluorescence from the excitation light emitted from the light source 102 and guides it to the optical fiber 112. The fluorescence is transmitted through the optical fiber 112 and detected by the light receiver 114, and converted into a detection signal and amplified. The light receiver 114 may be a high-sensitivity photodetector such as a photomultiplier tube (PMT), for example, in order to detect weak light with low noise.

検出信号は、映像信号処理回路116に入力する。映像信号処理回路116は、CPU108の制御下で動作して、検出信号を一定のレートでサンプルホールド及びAD変換してデジタル検出信号を得る。ここで、イメージング期間中の光ファイバ202の先端202aの位置(軌跡)が決まると、当該位置に対応する観察領域(走査領域)中のスポット形成位置、当該スポット形成位置からの戻り光を検出してデジタル検出信号を得る信号取得タイミングがほぼ一義的に決まる。本実施形態においては、予め、校正治具等を用いた実測結果を参考に信号取得タイミングからスポット形成位置が推定され、推定位置に対応する画像上の位置が決定されている。CPUメモリ110には、決定された信号取得タイミングと画素位置(画素アドレス)とを関連付けたリマップテーブルが格納されている。   The detection signal is input to the video signal processing circuit 116. The video signal processing circuit 116 operates under the control of the CPU 108 to obtain a digital detection signal by sample-holding and AD converting the detection signal at a constant rate. Here, when the position (trajectory) of the tip 202a of the optical fiber 202 during the imaging period is determined, the spot forming position in the observation region (scanning region) corresponding to the position and the return light from the spot forming position are detected. Thus, the signal acquisition timing for obtaining the digital detection signal is almost uniquely determined. In the present embodiment, the spot formation position is estimated from the signal acquisition timing in advance with reference to the actual measurement result using a calibration jig or the like, and the position on the image corresponding to the estimated position is determined. The CPU memory 110 stores a remapping table that associates the determined signal acquisition timing with the pixel position (pixel address).

映像信号処理回路116は、リマップテーブルを参照して、各デジタル検出信号により表現される点像の画素アドレスへの割り当てを信号取得タイミングに応じて行う。以下、説明の便宜上、上記の割り当て作業をリマッピングと記す。映像信号処理回路116は、リマッピング結果に従って、各点像の空間的配列によって構成される画像の信号を画像メモリ118にフレーム単位でバッファリングする。バッファリングされた信号は、所定のタイミングで画像メモリ118から映像信号出力回路120に掃き出されて、NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ300に出力される。モニタ300の表示画面には、高倍率かつ高解像度の被写体の三次元共焦点画像が表示される。   The video signal processing circuit 116 refers to the remapping table and assigns the point image represented by each digital detection signal to the pixel address according to the signal acquisition timing. Hereinafter, for convenience of explanation, the above assignment work is referred to as remapping. The video signal processing circuit 116 buffers an image signal constituted by a spatial arrangement of each point image in the image memory 118 according to the remapping result in a frame unit. The buffered signal is swept from the image memory 118 to the video signal output circuit 120 at a predetermined timing, and the video signal conforms to a predetermined standard such as NTSC (National Television System Committee) or PAL (Phase Alternating Line). To be output to the monitor 300. On the display screen of the monitor 300, a three-dimensional confocal image of a subject with high magnification and high resolution is displayed.

ところで、本実施形態では、受光器114において、受光した蛍光を検出信号へ変換し、増幅する際に、受光器制御回路122により設定されるブラックレベルKを用いて、ブラックバランスの調整が行われる。従来技術においては、実際に観察を行う前に、遮光した状態で撮影された黒色画像に基づいてブラックレベルが設定され、観察中のブラックバランスの調整に用いられていた。しかしながら、観察中における内視鏡(共焦点プローブ)の特性の変化や、使用環境および観察対象の変化が生じた場合、予め設定されたブラックレベルが最適でなくなり、適切なブラックバランス調整ができなくなる。このような場合、特にモノクロ画像にて診断を行う共焦点内視鏡システムでは、正確に黒色が表現されないことで、適切な診断ができなくなる恐れがある。さらに、観察画像において、がん細胞は黒色で表わされるため、正常細胞との識別のために黒色を正確に再現することが求められる。そこで、本実施形態においては、受光器制御回路122において、観察中にリアルタイムで最適なブラックレベルを自動的に設定し、これに基づいてブラックレベルを調整する構成となっている。   By the way, in the present embodiment, the black balance is adjusted using the black level K set by the light receiver control circuit 122 when the received light is converted into a detection signal and amplified in the light receiver 114. . In the prior art, before actual observation, the black level is set based on a black image photographed in a light-shielded state and used for adjusting the black balance during observation. However, if there is a change in the characteristics of the endoscope (confocal probe) during observation, or a change in the usage environment or observation target, the preset black level is not optimal and appropriate black balance adjustment cannot be performed. . In such a case, particularly in a confocal endoscope system that performs diagnosis using a monochrome image, black may not be accurately expressed, which may prevent appropriate diagnosis. Furthermore, since cancer cells are represented in black in the observed image, it is required to accurately reproduce black for discrimination from normal cells. Therefore, in this embodiment, the photoreceiver control circuit 122 is configured to automatically set an optimal black level in real time during observation and adjust the black level based on this.

図5は、本実施形態のブラックレベル設定処理を示すフローチャートである。本処理は、CPU108の制御の下、受光器制御回路122により実行される。ただし、別の実施形態においては、CPU108単独にて本処理を実行する構成としても良い。まず、S1において、現在のフレームにおけるイメージング期間が終了したか否かが判断される(S1)。イメージング期間が終了したと判断された場合(S1:Yes)、受光器114のゲイン制御をオートモードに設定する(S2)。これにより、受光器114において、受光器制御回路122の制御の下、自動的にブラックレベル調整が行われる。   FIG. 5 is a flowchart showing the black level setting process of the present embodiment. This process is executed by the photoreceiver control circuit 122 under the control of the CPU 108. However, in another embodiment, the CPU 108 alone may execute this process. First, in S1, it is determined whether or not the imaging period in the current frame has ended (S1). When it is determined that the imaging period has ended (S1: Yes), the gain control of the light receiver 114 is set to the auto mode (S2). Thereby, the black level is automatically adjusted in the light receiver 114 under the control of the light receiver control circuit 122.

続いて、光源102から射出される励起光がOFFされる(S3)。これにより、イメージング期間の終了後のブレーキング期間において、光ファイバ202の先端202aから励起光が射出されない状態で、被写体が走査される。続いて、計算用変数Ktempが0か否かが判断される(S4)。Ktempは、受光器114でのブラックバランス調整に用いられるブラックレベルKを計算するための暫定ブラックレベルを示す変数である。後述するように、S10またはS11の処理においてブラックレベルKが更新された場合に、Ktempに0が入力される。 Subsequently, the excitation light emitted from the light source 102 is turned off (S3). As a result, in the braking period after the end of the imaging period, the subject is scanned without the excitation light being emitted from the tip 202a of the optical fiber 202. Subsequently, it is determined whether or not the calculation variable K temp is 0 (S4). K temp is a variable indicating a provisional black level for calculating the black level K used for black balance adjustment in the light receiver 114. As will be described later, when the black level K is updated in the processing of S10 or S11, 0 is input to K temp .

tempが0の場合(S4:Yes)、Ktempに初期値が入力される(S5)。この場合の初期値としては、ブラックレベルKとして想定し得る最小の値が予め設定される。一方、Ktempが0でない場合は(S4:No)、S5の処理をスキップしてS6に進む。なお、初期値を0とした場合は、S4およびS5の処理を省略することができる。続いて、ブレーキング期間における被写体の映像信号が取得される(S6)。ここで取得される映像信号は、励起光がOFFの状態で取得される黒色映像信号である。続いて、取得された黒色映像信号において、黒データが検出されたか否かが判断される(S7)。 When K temp is 0 (S4: Yes), an initial value is input to K temp (S5). As an initial value in this case, a minimum value that can be assumed as the black level K is set in advance. On the other hand, if K temp is not 0 (S4: No), the process of S5 is skipped and the process proceeds to S6. When the initial value is set to 0, the processes of S4 and S5 can be omitted. Subsequently, a video signal of the subject in the braking period is acquired (S6). The video signal acquired here is a black video signal acquired in a state where the excitation light is OFF. Subsequently, it is determined whether or not black data is detected in the obtained black video signal (S7).

S7における黒データ検出の判断について、図6および図7を参照して説明する。S7では、まず、S6にて取得した黒色映像信号から、任意の数の画素を含む5つの領域A1〜A5を抽出し、各領域の画素レベルを検出する。図6は、黒色映像信号において、抽出される5つの領域A1〜A5を示す図である。ここで抽出される領域は、5つに限定されるものではなく、任意の数の領域を抽出することが可能である。また、抽出される領域の場所も任意に設定可能である。図7(a)は、各領域A1〜A5の各画素において検出された画素レベルを示す。図7(a)は、各領域A1〜A5がそれぞれ4つの画素を含む場合を示すものであり、縦軸は画素レベルを、横軸は画素位置を示す。続いて、各領域の画素レベルと、Ktempとを比較する。そして、全ての画素の画素レベルがKtempよりも小さい領域が2つ以上あった場合、黒データが検出されたと判断する。ここで、図7(a)の場合は、何れの領域においても、全ての画素の画素レベルがKtempよりも大きいため、黒データは検出されないと判断される。 The determination of black data detection in S7 will be described with reference to FIGS. In S7, first, five areas A1 to A5 including an arbitrary number of pixels are extracted from the black video signal acquired in S6, and the pixel level of each area is detected. FIG. 6 is a diagram illustrating five regions A1 to A5 that are extracted from the black video signal. The area extracted here is not limited to five, and an arbitrary number of areas can be extracted. Further, the location of the extracted area can be arbitrarily set. FIG. 7A shows the pixel level detected in each pixel in each region A1 to A5. FIG. 7A shows a case where each of the regions A1 to A5 includes four pixels, where the vertical axis indicates the pixel level and the horizontal axis indicates the pixel position. Subsequently, the pixel level of each region is compared with K temp . Then, if there are two or more regions where the pixel levels of all the pixels are smaller than K temp , it is determined that black data has been detected. Here, in the case of FIG. 7A, it is determined that no black data is detected because the pixel level of all the pixels is higher than K temp in any region.

黒データが検出されないと判断された場合(S7:No)、Ktempが最大値Kmax以上であるかが判断される(S8)。ここでは、計算用の変数Ktempが予め設定された最大値Kmaxに達していないかどうかが判断される。そして、KtempがKmaxに達していないと判断された場合(S8:No)、Ktempを任意の値だけ増加させる(S9)。続いて、観察を終了するか否かが判断され(S13)、観察を終了しない場合は(S13:No)、光源102から射出される励起光がONされる(S14)。そして、次フレームのイメージング期間において、光ファイバの102の先端から励起光が射出された状態での共焦点画像を取得する処理が行われ(S15)、S1に戻る。尚、この場合は、ブラックレベルKは変更されず、受光器114では、前フレームで用いられたブラックレベルKを用いてブラックバランスの調整がなされる。そして、このフレームにおけるイメージング期間の終了後(S1:Yes)、S2以降の処理が繰り返される。 When it is determined that black data is not detected (S7: No), it is determined whether K temp is equal to or greater than the maximum value K max (S8). Here, it is determined whether or not the calculation variable K temp has reached a preset maximum value K max . If it is determined that K temp has not reached K max (S8: No), K temp is increased by an arbitrary value (S9). Subsequently, it is determined whether or not to end the observation (S13). If the observation is not ended (S13: No), the excitation light emitted from the light source 102 is turned on (S14). Then, in the imaging period of the next frame, a process of acquiring a confocal image in a state where excitation light is emitted from the tip of the optical fiber 102 is performed (S15), and the process returns to S1. In this case, the black level K is not changed, and the light receiver 114 adjusts the black balance using the black level K used in the previous frame. Then, after the imaging period in this frame ends (S1: Yes), the processes after S2 are repeated.

このとき、S7では、図7(b)に示されるように、任意の数だけ増加されたKtempと領域A1〜A5における各画素の画素レベルとが比較され、黒データを検出したか否かが判断される。以降、S7にて黒データを検出するまで、Ktempが任意の値だけ増加され、ブレーキング期間に取得された黒色映像信号の画素レベルとの比較が行われる。そして、黒データを検出しないまま、KtempがKmax以上となった場合(S8:Yes)、任意に設定されたブラックレベル値KopがブラックレベルKとして設定される(S10)。そして、続くS12にて、Ktempに0が入力され、以降の処理へ進む。これにより、次フレームでは、新たなブラックレベルKに基づいて、ブラックバランスの調整が行われ、Ktempを0に戻した状態で、本処理が再開される。このように、ブラックレベルKが設定された時点で、計算用の変数Ktempを0に戻して、黒色画像との比較を行うことで、観察中に別の観察部位へ移行するなど、環境が変化した場合でも、前フレームでのブラックレベルに依存することなく、変化に応じたブラックレベルを設定することができる。 At this time, in S7, as shown in FIG. 7B, the K temp increased by an arbitrary number is compared with the pixel level of each pixel in the areas A1 to A5 to determine whether black data is detected. Is judged. Thereafter, until the black data is detected in S7, K temp is increased by an arbitrary value and compared with the pixel level of the black video signal acquired during the braking period. If K temp becomes equal to or higher than K max without detecting black data (S8: Yes), an arbitrarily set black level value K op is set as the black level K (S10). In subsequent S12, 0 is input to K temp and the process proceeds to the subsequent processes. Thereby, in the next frame, the black balance is adjusted based on the new black level K, and this process is resumed in a state where K temp is returned to 0. As described above, when the black level K is set, the calculation variable K temp is returned to 0 and compared with the black image, so that the environment is shifted to another observation site during observation. Even if it changes, the black level corresponding to the change can be set without depending on the black level in the previous frame.

一方、図7(c)に示されるように、任意の数だけ増加されたKtempと領域A1〜A5における各画素の画素レベルとを比較した結果、全ての画素の画素レベルがKtempより小さい領域が2つ以上あった場合(図7(c)に示される領域A1およびA2)、黒データを検出したと判断される(S7:Yes)。そして、このときのKtempの値が、ブラックレベルKとして設定される(S11)。そして、続くS12にて、Ktempに0が入力され、以降の処理に進む。これにより、次フレームでは、受光器114において、変更されたブラックレベルKに基づいて、ブラックバランスの調整が行われ、0に戻されたKtempを用いた本処理が再開される。 On the other hand, as shown in FIG. 7C, as a result of comparing the K temp increased by an arbitrary number with the pixel level of each pixel in the areas A1 to A5, the pixel levels of all the pixels are smaller than K temp. If there are two or more areas (areas A1 and A2 shown in FIG. 7C), it is determined that black data has been detected (S7: Yes). Then, the value of K temp at this time is set as the black level K (S11). In subsequent S12, 0 is input to K temp and the process proceeds to the subsequent processes. As a result, in the next frame, the light receiver 114 adjusts the black balance based on the changed black level K, and the present processing using K temp returned to 0 is resumed.

このように、本実施形態の内視鏡システムでは、観察中に取得した黒色画像に基づいて、自動的にブラックレベルKを設定することにより、使用環境、使用時間、および撮影対象が変化した場合でも、リアルタイムで適切なブラックレベルKを設定することができる。また、本実施形態では、フレーム内のブレーキング期間を利用して黒色画像を取得することで、ブラックレベルを設定するために特別な遮光器具を用いたり、設定のために観察を中断したりする必要もない。   As described above, in the endoscope system according to the present embodiment, when the black environment K is automatically set based on the black image acquired during observation, the usage environment, the usage time, and the photographing target change. However, an appropriate black level K can be set in real time. In the present embodiment, a black image is acquired using the braking period in the frame, so that a special shading device is used to set the black level, or observation is interrupted for setting. There is no need.

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。まず、上記実施形態は、走査型共焦点内視鏡システムに本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、その他の内視鏡システムについても本発明を適用可能である。例えば、先端に固体撮像素子を備えた内視鏡を用いた内視鏡システムに適用する場合は、観察中、フレームレートを調整して、被写体に照明光を照射して取得するフレームと、照明光を照射せずに取得するフレームとを交互に(または周期的に)繰り返す構成とし、照明光を照射せずに取得したフレームの画像(黒色画像)に基づいて、上記実施形態と同様にブラックレベルを自動設定する構成とすることが可能である。   The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. First, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning confocal endoscope system has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to other endoscope systems. is there. For example, when applied to an endoscope system using an endoscope having a solid-state imaging device at the tip, a frame obtained by adjusting the frame rate and irradiating the subject with illumination light during observation, and illumination It is configured to repeat alternately (or periodically) frames that are acquired without irradiating light, and based on the image (black image) of the frames that are acquired without irradiating illumination light, the same as in the above embodiment, black The level can be automatically set.

また、上記実施形態では、観察中、毎フレームを対象にブラックレベルの設定処理が行われる構成としたが、観察中に一度ブラックレベルKが設定された時点でブラックレベル設定処理を終了する構成や、ユーザから指示があった場合に、そのときのフレームを対象にブラックレベル設定処理を実行する構成としても良い。さらに、ブラックレベル設定処理における黒データの検出については、上記実施形態での手法に限定されるものではなく、既知の様々な方法を用いることができる。例えば、上記実施形態では、取得された黒色映像信号から任意の数の画素を含む領域を抽出し、各領域の画素レベルとKtempとを比較する構成としたが、黒色映像信号の全ての画素の画素レベルとKtempとを比較する、または全ての画素の画素レベルの平均とKtempとを比較することも可能である。 In the above embodiment, the black level setting process is performed for each frame during observation. However, the black level setting process is terminated when the black level K is once set during observation. When there is an instruction from the user, the black level setting process may be executed for the frame at that time. Further, the detection of black data in the black level setting process is not limited to the method in the above embodiment, and various known methods can be used. For example, in the above-described embodiment, a region including an arbitrary number of pixels is extracted from the acquired black video signal, and the pixel level of each region is compared with K temp. comparing the pixel level and K temp, or it is also possible to compare the mean and K temp pixel levels for all pixels.

1 走査型共焦点内視鏡システム
100 システム本体
102 光源
104 光分波合波器
106 ダンパ
108 CPU
110 CPUメモリ
112 光ファイバ
114 受光器
116 映像信号処理回路
118 画像メモリ
120 映像信号出力回路
122 受光器制御回路
200 共焦点プローブ
202 光ファイバ
204 共焦点光学ユニット
206 サブCPU
208 サブメモリ
210 走査ドライバ
1 Scanning Confocal Endoscope System 100 System Main Body 102 Light Source 104 Optical Demultiplexer / Multiplexer 106 Damper 108 CPU
110 CPU memory 112 Optical fiber 114 Light receiver 116 Video signal processing circuit 118 Image memory 120 Video signal output circuit 122 Light receiver control circuit 200 Confocal probe 202 Optical fiber 204 Confocal optical unit 206 Sub CPU
208 Sub memory 210 Scan driver

Claims (8)

前記被写体の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、
前記ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、
を備え、
前記画像取得手段は、
前記被写体の観察中に、前記被写体に光が照射された状態の第1の画像と、前記照明光が照射されていない状態の第2の画像を取得し、
前記ブラックレベル設定手段は、
暫定ブラックレベルを段階的に増加させる可変手段
を備え、
前記第2の画像における少なくとも一部の画素の画素レベルと前記暫定ブラックレベルを比較し、前記画素レベルが前記暫定ブラックレベルより小さい場合に、前記暫定ブラックレベルをブラックレベルとして設定する
内視鏡システム。
Image acquisition means for acquiring an image of the subject;
Black balance adjusting means for adjusting black balance for the image acquired by the image acquiring means;
Black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means;
With
The image acquisition means includes
During observation of the subject, a first image in a state where the subject is irradiated with light and a second image in a state where the illumination light is not irradiated are acquired,
The black level setting means includes
Variable means to gradually increase the provisional black level
With
Comparing the pixel level of at least some of the pixels in the second image with the provisional black level, and setting the provisional black level as a black level when the pixel level is smaller than the provisional black level ;
Endoscope system.
前記ブラックレベル設定手段は、
前記ブラックレベルを設定した後に、前記暫定ブラックレベルを初期値に戻す
請求項に記載の内視鏡システム。
The black level setting means includes
After setting the black level, the provisional black level is returned to the initial value .
The endoscope system according to claim 1 .
前記被写体の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、
前記ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、
を備え、
前記画像取得手段は、
前記被写体の観察中に、前記被写体に光が照射された状態の第1の画像と、前記照明光が照射されていない状態の第2の画像を取得し、
前記ブラックレベル設定手段は、
ユーザからの指示に応じて、前記第2の画像に基づいて、ブラックレベルを設定する
内視鏡システム。
Image acquisition means for acquiring an image of the subject;
Black balance adjusting means for adjusting black balance for the image acquired by the image acquiring means;
Black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means;
With
The image acquisition means includes
During observation of the subject, a first image in a state where the subject is irradiated with light and a second image in a state where the illumination light is not irradiated are acquired,
The black level setting means includes
In response to an instruction from the user , a black level is set based on the second image .
Endoscope system.
共焦点内視鏡システムである内視鏡システムであって、
前記被写体の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、
前記ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、
を備え、
前記画像取得手段は、
前記被写体の観察中に、前記被写体に光が照射された状態の第1の画像と、前記照明光が照射されていない状態の第2の画像を取得し、
前記ブラックレベル設定手段は、
前記第2の画像に基づいて、ブラックレベルを設定する
内視鏡システム。
An endoscope system that is a confocal endoscope system,
Image acquisition means for acquiring an image of the subject;
Black balance adjusting means for adjusting black balance for the image acquired by the image acquiring means;
Black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means;
With
The image acquisition means includes
During observation of the subject, a first image in a state where the subject is irradiated with light and a second image in a state where the illumination light is not irradiated are acquired,
The black level setting means includes
Setting a black level based on the second image ;
Endoscope system.
前記内視鏡システムは、
被写体に照射される光を供給する光源
をさらに備え、
前記画像取得手段は、
入射端に入射する前記光源からの光を出射端まで導光し、該出射端から被写体に出射する光ファイバと、
イメージング期間において前記光ファイバの出射端から出射される前記光が被写体上を走査し、ブレーキング期間において前記光ファイバの出射端が初期位置に戻るように、前記光ファイバの出射端を駆動させる光ファイバ走査手段と、
を備え、
前記第2の画像は、前記ブレーキング期間中に取得される
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の内視鏡システム。
The endoscope system includes:
A light source for supplying light to the subject,
The image acquisition means includes
An optical fiber that guides light from the light source incident on the incident end to the exit end, and exits the exit end to the subject;
Light that drives the emission end of the optical fiber so that the light emitted from the emission end of the optical fiber scans the subject during the imaging period and returns to the initial position during the braking period. Fiber scanning means;
With
The second image is acquired during the braking period ;
The endoscope system according to any one of claims 1 to 4 .
前記ブラックレベル設定手段は、
観察中に取得される全ての第2の画像を対象に、ブラックレベルを設定する
請求項1,2,4,5の何れか一項に記載の内視鏡システム。
The black level setting means includes
Set the black level for all the second images acquired during observation .
The endoscope system according to any one of claims 1, 2, 4, and 5 .
画像取得手段により取得された前記被写体の画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、
前記ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、
を備え、
前記ブラックレベル設定手段は、
暫定ブラックレベルを段階的に増加させる可変手段
を備え、
前記被写体の観察中に前記画像取得手段により取得された前記被写体に光が照射されていない状態の画像における少なくとも一部の画素の画素レベルと前記暫定ブラックレベルを比較し、前記画素レベルが前記暫定ブラックレベルより小さい場合に、前記暫定ブラックレベルをブラックレベルとして設定する
内視鏡用プロセッサ。
Black balance adjusting means for adjusting black balance for the image of the subject acquired by the image acquiring means;
Black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means;
With
The black level setting means includes
Variable means to gradually increase the provisional black level
With
The provisional black level is compared with the provisional black level of at least some of the pixels in the image in which the object is not irradiated with light obtained by the image obtaining unit during observation of the subject, and the provisional pixel level is the provisional black level. When the black level is smaller, the provisional black level is set as the black level .
Endoscopy processor.
画像取得手段により取得された前記被写体の画像に対してブラックバランスの調整を行うブラックバランス調整手段と、
前記ブラックバランス調整手段におけるブラックバランスの調整に用いられるブラックレベルを設定するブラックレベル設定手段と、
を備え、
前記ブラックレベル設定手段は、
ユーザからの指示に応じて、前記被写体の観察中に、前記画像取得手段により取得された前記被写体に光が照射されていない状態の画像に基づいて、ブラックレベルを設定する
内視鏡用プロセッサ。
Black balance adjusting means for adjusting black balance for the image of the subject acquired by the image acquiring means;
Black level setting means for setting a black level used for black balance adjustment in the black balance adjusting means;
With
The black level setting means includes
In response to an instruction from a user, during observation of the subject, a black level is set based on an image in a state where light is not emitted to the subject acquired by the image acquisition unit .
Endoscopy processor.
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