JP6100674B2 - Endoscope light source device and endoscope system - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡に照明光を供給する内視鏡用光源装置及び内視鏡システムに関する。 The present invention relates to an endoscope light source device and an endoscope system for supplying illumination light to an endoscope.
近年の医療においては、内視鏡用光源装置、電子内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。内視鏡用光源装置は、照明光を発生して検体内に照射する。電子内視鏡は、照明光が照射されて検体内を撮像素子により撮像して画像信号を生成する。プロセッサ装置は、電子内視鏡により生成された撮像信号を画像処理してモニタに表示するための観察画像を生成する。 In recent medical treatments, diagnosis and the like using an endoscope system including an endoscope light source device, an electronic endoscope, and a processor device are widely performed. The endoscope light source device generates illumination light and irradiates the sample. The electronic endoscope is irradiated with illumination light, and the inside of the specimen is imaged by an image sensor to generate an image signal. The processor device performs image processing on the imaging signal generated by the electronic endoscope and generates an observation image for display on the monitor.
従来、内視鏡用光源装置には、照明光として白色光を発するキセノンランプやハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の色の光を発するレーザダイオード(LD: Laser Diode)や発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)等の半導体光源が用いられつつある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in an endoscope light source device, a lamp light source such as a xenon lamp or a halogen lamp that emits white light as illumination light has been used, but recently, a light of a specific color is emitted instead of the lamp light source. Semiconductor light sources such as laser diodes (LDs) and light emitting diodes (LEDs) are being used (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の内視鏡用光源装置では、内視鏡用半導体光源として、赤色光を発する第1LEDと、緑色光を発する第2LEDと、青色光を発する第3LEDとが設けられており、第1〜第3LEDから発せられる3色の光を合成して白色光を生成する。ランプ光源を備える内視鏡用光源装置では、照明光中の各色成分の割合を変更することができないが、複数の半導体光源を備える内視鏡用光源装置では、各半導体光源の光量を独立制御して、照明光中の各色成分の割合を変更することが可能であり、照明光の色温度の調整等を容易に行うことができる。
In the endoscope light source device described in
しかし、内視鏡用光源装置で用いられる半導体光源は、高出力であり自己発熱が大きいので、半導体光源に温度変化等が生じて射出光量が変動してしまう。このため、特許文献1では、半導体光源の射出光量を安定化するために、自動パワー制御(APC:Auto Power Control)部が設けられている。このAPC部は、受光部と、電流電圧変換部と、基準電圧生成部と、比較器(差動増幅器)とを有する。
However, since the semiconductor light source used in the endoscope light source device has high output and large self-heating, a temperature change or the like occurs in the semiconductor light source, and the amount of emitted light fluctuates. For this reason, in
受光部は、フォトダイオードからなり、半導体光源から射出された照明光の一部を受光して電流(受光電流)を出力する。電流電圧変換部は、受光電流を電圧(受光電圧)に変換して、比較器の反転入力端子に入力する。基準電圧生成部は、半導体光源の光量設定値に対応した基準電圧を生成し、比較器の非反転入力端子に入力する。比較器は、受光電圧と基準電圧との差に応じた信号(APC信号)を出力する。半導体光源の駆動回路には、光量設定値とAPC信号が入力される。この駆動回路は、APC信号に基づいて、光量設定値に対応する半導体光源の駆動電流を調整する。この結果、受光電圧が基準電圧に近づき、半導体光源の射出光量が、変動が抑制されて安定化する。 The light receiving unit is formed of a photodiode, receives a part of the illumination light emitted from the semiconductor light source, and outputs a current (light receiving current). The current-voltage converter converts the received light current into a voltage (light received voltage) and inputs it to the inverting input terminal of the comparator. The reference voltage generation unit generates a reference voltage corresponding to the light amount setting value of the semiconductor light source and inputs the reference voltage to the non-inverting input terminal of the comparator. The comparator outputs a signal (APC signal) corresponding to the difference between the received light voltage and the reference voltage. A light amount setting value and an APC signal are input to the driving circuit of the semiconductor light source. This drive circuit adjusts the drive current of the semiconductor light source corresponding to the light amount setting value based on the APC signal. As a result, the received light voltage approaches the reference voltage, and the amount of light emitted from the semiconductor light source is stabilized with fluctuations suppressed.
しかしながら、上記受光電圧は、光量設定値に比例した半導体光源からの照明光の射出光量と、受光部の分光感度との積に比例するため、光量設定値と受光電圧との関係は、線形性を有さず、分光感度特性に応じて非線形化するといった問題がある。 However, since the light reception voltage is proportional to the product of the amount of illumination light emitted from the semiconductor light source proportional to the light amount setting value and the spectral sensitivity of the light receiving unit, the relationship between the light amount setting value and the light reception voltage is linear. There is a problem of non-linearity depending on spectral sensitivity characteristics.
具体的には、照明光の強度スペクトルは、射出光量に応じて形状が変化し、特に、ピーク波長位置が変動する。もし、受光部の分光感度の波長依存性が無視可能な程度に小さければ、光量設定値と受光電圧との関係はほぼ線形であるが、受光部の分光感度は、無視することのできない程度の波長依存性(例えば、赤色波長域では波長に対して分光感度は20%程度変化する)を有するので、光量設定値と受光電圧との関係は非線形である。 Specifically, the intensity spectrum of the illumination light changes in shape according to the amount of emitted light, and in particular, the peak wavelength position varies. If the wavelength dependence of the spectral sensitivity of the light receiving unit is small enough to be ignored, the relationship between the light intensity setting value and the light receiving voltage is almost linear, but the spectral sensitivity of the light receiving unit cannot be ignored. Since it has wavelength dependency (for example, the spectral sensitivity changes by about 20% with respect to the wavelength in the red wavelength region), the relationship between the light amount setting value and the light reception voltage is nonlinear.
このため、例えば、光量設定値を現在の設定値のα倍に変更したとすると、半導体光源の射出光量及び基準電圧はα倍となるのに対して、受光電圧はβ(≠α)倍となる。APCでは、β倍となった受光電圧を、α倍となった基準電圧に一致させるように半導体光源の射出光量を制御するので、APC後の射出光量は、本来の変更倍率であるα倍からずれてしまう。 For this reason, for example, if the light amount setting value is changed to α times the current setting value, the emitted light amount and the reference voltage of the semiconductor light source are α times, whereas the received light voltage is β (≠ α) times. Become. In APC, the amount of light emitted from the semiconductor light source is controlled so that the light reception voltage that has been multiplied by β matches the reference voltage that has been multiplied by α. Therefore, the amount of emitted light after APC is from α times that is the original change magnification. It will shift.
このように、APC後の射出光量の射出光量と光量設定値との関係が非線形であると、複数の半導体光源からの射出光を合波して白色等の照明光を生成する場合に、照明光中の各色成分の割合がずれて、照明光の分光特性が変動し、観察画像の色味が変化してしまう。 As described above, when the relationship between the emission light amount of the emission light amount after APC and the light amount setting value is nonlinear, the illumination light from the plurality of semiconductor light sources is combined to generate illumination light such as white light. The ratio of each color component in the light shifts, the spectral characteristics of the illumination light change, and the color of the observation image changes.
本発明は、APC後の射出光量と光量設定値との関係を線形化することを可能とする内視鏡用光源装置、およびこれを用いた内視鏡システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an endoscope light source device capable of linearizing the relationship between an emitted light amount after APC and a light amount setting value, and an endoscope system using the same.
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡用光源装置は、光を射出する光源と、光源に駆動信号を供給して光を射出させる光源駆動部と、光源駆動部に光量設定値を入力して、この光量設定値に応じた駆動信号を生成させる光源制御部と、光源から射出された光の一部を受光部で受光して受光信号を生成し、この受光信号と、光量設定値に応じた基準信号とを比較して、駆動信号を調整する光量制御部と、光量設定値と光の射出光量との関係が線形化するように、光量制御部で用いられる光量設定値または受光信号を補正する補正部と、を備える。 In order to achieve the above object, an endoscope light source device according to the present invention includes a light source that emits light, a light source drive unit that emits light by supplying a drive signal to the light source, and a light amount setting value for the light source drive unit. And a light source control unit that generates a drive signal according to the light amount setting value and a light receiving unit that receives a part of the light emitted from the light source and generates a light reception signal. A light amount control unit that compares the reference signal according to the set value and adjusts the drive signal, and a light amount set value that is used in the light amount control unit so that the relationship between the light amount set value and the light emission amount is linearized Or a correction unit that corrects the received light signal.
補正部は、ルックアップテーブルに基づいて光量設定値を補正し、補正後の光量設定値を光量制御部に入力することが好ましい。このルックアップテーブルは、光源から射出される光の分光強度特性と、受光部の分光感度特性とに基づいて決定されていることが好ましい。 Preferably, the correction unit corrects the light amount setting value based on the lookup table, and inputs the corrected light amount setting value to the light amount control unit. This look-up table is preferably determined based on the spectral intensity characteristic of light emitted from the light source and the spectral sensitivity characteristic of the light receiving unit.
光源を複数備え、各光源に対して、光源駆動部及び光量制御部が設けられており、補正部は、少なくとも1つの光源に対応して設けられていることが好ましい。複数の光源から射出される光の光路を統合する光路統合部を備えることが好ましい。 It is preferable that a plurality of light sources are provided, a light source driving unit and a light amount control unit are provided for each light source, and the correction unit is provided corresponding to at least one light source. It is preferable to provide an optical path integrating unit that integrates optical paths of light emitted from a plurality of light sources.
複数の光量制御部のうちの少なくとも1つには、受光部の光入射側に波長帯域フィルタが設けられていることが好ましい。この波長帯域フィルタは、受光部が受光する光の波長帯域が、光路統合部から射出される対応する光成分の波長帯域と一致するように波長制限を行うことが好ましい。 It is preferable that at least one of the plurality of light quantity control units is provided with a wavelength band filter on the light incident side of the light receiving unit. This wavelength band filter preferably limits the wavelength so that the wavelength band of the light received by the light receiving unit matches the wavelength band of the corresponding light component emitted from the optical path integrating unit.
複数の光源は、赤色、緑色、青色の各光を発する3つの半導体光源を含むことが好ましい。この半導体光源は、LEDであることが好ましい。 The plurality of light sources preferably include three semiconductor light sources that emit red, green, and blue light. The semiconductor light source is preferably an LED.
受光部はフォトダイオードであることが好ましい。 The light receiving part is preferably a photodiode.
また、本発明の内視鏡システムは、光を導光するライトガイドを有する内視鏡と、ライトガイドに光を供給する内視鏡用光源装置とを備える内視鏡システムにおいて、内視鏡用光源装置は、光を射出する光源と、光源に駆動信号を供給して光を射出させる光源駆動部と、光源駆動部に光量設定値を入力して、この光量設定値に応じた駆動信号を生成させる光源制御部と、光源から射出された光の一部を受光部で受光して受光信号を生成し、この受光信号と、光量設定値に応じた基準信号とを比較して、駆動信号を調整する光量制御部と、光量設定値と光の射出光量との関係が線形化するように、光量制御部で用いられる光量設定値または受光信号を補正する補正部と、を備える。 An endoscope system according to the present invention is an endoscope system including an endoscope having a light guide that guides light and an endoscope light source device that supplies light to the light guide. A light source device for emitting light, a light source driving unit for supplying a driving signal to the light source to emit light, and a light amount setting value input to the light source driving unit, and a driving signal corresponding to the light amount setting value The light source control unit that generates the light and a part of the light emitted from the light source is received by the light receiving unit to generate a light reception signal, and this light reception signal is compared with the reference signal according to the light amount setting value, and driven A light amount control unit that adjusts the signal, and a correction unit that corrects the light amount setting value or the received light signal used in the light amount control unit so that the relationship between the light amount setting value and the light emission amount of light is linearized.
本発明によれば、APCを行う光量制御部で用いられる光量設定値または受光信号を補正する補正部を備えるので、APC後の射出光量と光量設定値との関係を線形化することができる。 According to the present invention, the correction unit that corrects the light amount setting value or the received light signal used in the light amount control unit that performs APC is provided, so that the relationship between the emitted light amount after APC and the light amount setting value can be linearized.
図1において、内視鏡システム10は、生体内の観察部位を撮像する内視鏡11と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成するプロセッサ装置12と、観察部位を照射する照明光を内視鏡11に供給する内視鏡用光源装置(以下、単に光源装置という)13と、表示画像を表示するモニタ14とを備えている。プロセッサ装置12には、キーボードやマウス等の操作入力部15が接続されている。
In FIG. 1, an
内視鏡システム10は、観察部位を観察するための通常観察モードと、観察部位の粘膜内部に存在する血管を強調して観察するための血管強調観察モードとが実行可能である。血管強調観察モードは、血管情報として血管のパターンを可視化して、腫瘍の良悪鑑別等の診断を行うためのモードである。この血管強調観察モードでは、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い特定の波長帯域の光の成分を多く含む照明光を観察部位に照射する。
The
通常観察モードでは、観察部位の全体の観察に適した通常観察画像が表示画像として生成される。血管強調観察モードでは、血管のパターンの観察に適した血管強調観察画像が表示画像として生成される。 In the normal observation mode, a normal observation image suitable for observing the entire observation site is generated as a display image. In the blood vessel enhancement observation mode, a blood vessel enhancement observation image suitable for observation of a blood vessel pattern is generated as a display image.
内視鏡11は、生体の消化管内に挿入される挿入部16と、挿入部16の基端部分に設けられた操作部17と、内視鏡11をプロセッサ装置12及び光源装置13に接続するためのユニバーサルコード18とを備えている。挿入部16は、先端部19、湾曲部20、可撓管部21で構成されており、先端側からこの順番に連結されている。
The
図2おいて、先端部19の先端面には、観察部位に照明光を照射する照明窓22、観察部位の像を取り込むための観察窓23、観察窓23を洗浄するために送気・送水を行う送気・送水ノズル24、鉗子や電気メスといった処置具を突出させて各種処置を行うための鉗子出口25が設けられている。観察窓23の奥には、撮像素子36や対物光学系45(図3参照)が内蔵されている。
In FIG. 2, an
湾曲部20は、連結された複数の湾曲駒で構成されており、操作部17のアングルノブ26の操作に応じて、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部20を湾曲させることにより、先端部19が所望の方向に向けられる。可撓管部21は、可撓性を有しており、食道や腸等曲がりくねった管道に挿入可能である。挿入部16には、撮像素子36を駆動する駆動信号や撮像素子36が出力する画像信号を通信する通信ケーブルや、光源装置13から供給される照明光を照明窓22に導光するライトガイド35(図3参照)が挿通されている。
The bending
操作部17には、アングルノブ26の他、処置具を挿入するための鉗子口27、送気・送水ノズル24から送気・送水を行う際に操作される送気・送水ボタン28、静止画像を撮影するためのフリーズボタン(図示せず)等が設けられている。
In addition to the
ユニバーサルコード18には、挿入部16から延設される通信ケーブルやライトガイド35が挿通されており、プロセッサ装置12及び光源装置13側の一端には、コネクタ29が取り付けられている。コネクタ29は、通信用コネクタ29aと光源用コネクタ29bからなる複合タイプのコネクタである。通信用コネクタ29aと光源用コネクタ29bはそれぞれ、プロセッサ装置12及び光源装置13に着脱自在に接続される。通信用コネクタ29aには通信ケーブルの一端が配設されている。光源用コネクタ29bにはライトガイド35の入射端35a(図3参照)が配設されている。
A communication cable and a
図3において、光源装置13は、光源部30と、光路統合部31と、駆動部32と、光源制御部33とが設けられている。光源部30は、赤色光LRを発する第1LED30aと、緑色光LGを発する第2LED30bと、青色光LBを発する第3LED30cと、紫色光LVを発する第4LED30dとで構成されている。光路統合部31は、第1〜第4LED30a〜30dから発せられる各光の光路を統合する。駆動部32は、第1〜第4LED30a〜30dを駆動する。光源制御部33は、駆動部32による第1〜第4LED30a〜30dの駆動を制御する。
In FIG. 3, the
図4に示すように、例えば、赤色光LRは、波長帯域が615nm〜635nmであり、中心波長が620±10nmである。緑色光LGは、例えば、波長帯域が500nm〜600nmであり、中心波長が520±10nmである。青色光LBは、例えば、波長帯域が440nm〜470nmであり、中心波長が455±10nmである。そして、紫色光LVは、例えば、波長帯域が395nm〜415nmであり、中心波長が405±10nmである。 As shown in FIG. 4, for example, the red light LR has a wavelength band of 615 nm to 635 nm and a center wavelength of 620 ± 10 nm. For example, the green light LG has a wavelength band of 500 nm to 600 nm and a center wavelength of 520 ± 10 nm. For example, the blue light LB has a wavelength band of 440 nm to 470 nm and a center wavelength of 455 ± 10 nm. The purple light LV has, for example, a wavelength band of 395 nm to 415 nm and a center wavelength of 405 ± 10 nm.
通常観察モード時には、光源制御部33は、第1〜第3LED30a〜30cを点灯させ、第4LED30dは非点灯とする。一方、血管強調観察モード時には、光源制御部33は、第1〜第4LED30a〜30dを全て点灯させる。
In the normal observation mode, the light
詳しくは後述するが、通常観察モード時には、光路統合部31は、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBを合波して、図5に示すように広帯域の白色光LWを生成する。一方、血管強調観察モード時には、白色光LWに、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い紫色光LVを混合した混合光を生成する。なお、光源制御部33は、血管強調観察モード時には、光源制御部33は、青色光LBより紫色光LVのほうが支配的となるように、青色光LBの光量の割合を下げる。
As will be described in detail later, in the normal observation mode, the optical
光路統合部31の光出射部は、光源用コネクタ29bが接続されるレセプタクルコネクタ34の近傍に配置されている。光路統合部31は、光源部30から入射された光を、内視鏡11のライトガイド35の入射端35aに出射する。
The light emitting part of the optical
内視鏡11は、ライトガイド35と、撮像素子36と、アナログ処理回路(AFE: Analog Front End)37と、撮像制御部38とを備えている。ライトガイド35は、複数本の光ファイバをバンドル化したファイババンドルである。光源用コネクタ29bが光源装置13に接続されたときに、光源用コネクタ29bに配置されたライトガイド35の入射端35aが光路統合部31の出射端に対向する。先端部19に位置するライトガイド35の出射端は、2つの照明窓22にそれぞれ光が導光されるように、照明窓22の前段で2本に分岐している。
The
照明窓22の奥には、照射レンズ39が配置されている。光源装置13から供給された照明光は、ライトガイド35により照射レンズ39に導光されて照明窓22から観察部位に向けて照射される。照射レンズ39は、凹レンズであり、ライトガイド35から出射する照明光を、観察部位の広い範囲に照射する。
An irradiation lens 39 is disposed in the back of the
観察窓23の奥には、対物光学系45と撮像素子36が配置されている。観察部位の像は、観察窓23を通して対物光学系45に入射し、対物光学系45によって撮像素子36の撮像面36aに結像される。
In the back of the
撮像素子36は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等であり、撮像面36aには、画素を構成する複数の光電変換素子(フォトダイオード)がマトリックス状に配列されている。また、撮像素子36は、カラー撮像素子であり、撮像面36aには、B,G,Rの3色のマイクロカラーフイルタが画素ごとに、光電変換素子の入射側に配置されている。このマイクロカラーフイルタの配列は、例えばベイヤー配列である。
The imaging element 36 is a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like, and a plurality of photoelectric conversion elements (photodiodes) constituting pixels are arranged in a matrix on the
撮像素子36は、撮像面36aで受光した光を光電変換して、画素ごとに受光量に応じた信号電荷を蓄積する。信号電荷は、電圧信号に変換されて撮像素子36から読み出される。撮像素子36から読み出された、電圧信号は、画像信号としてAFE37に入力される。
The imaging element 36 photoelectrically converts the light received by the
撮像素子36は、1フレームの取得期間内で、画素に信号電荷を蓄積する蓄積動作と、蓄積した信号電荷を読み出す読み出し動作を行う。光源装置13は、撮像素子36の蓄積動作のタイミングに合わせて照明光を生成し、ライトガイド35に入射させる。
The image sensor 36 performs an accumulation operation for accumulating signal charges in the pixels and a read operation for reading the accumulated signal charges within an acquisition period of one frame. The
AFE57は、相関二重サンプリング(CDS)回路、自動ゲイン制御(AGC)回路、アナログ/デジタル(A/D)変換器等で構成されている。CDS回路は、撮像素子36から入力された画像信号に対して相関二重サンプリング処理を施してノイズを除去する。AGC回路は、CDS回路によりノイズが除去された画像信号を増幅する。A/D変換器は、AGC回路により増幅された画像信号を、所定ビット数のデジタル信号に変換してプロセッサ装置12に入力する。
The AFE 57 includes a correlated double sampling (CDS) circuit, an automatic gain control (AGC) circuit, an analog / digital (A / D) converter, and the like. The CDS circuit performs correlated double sampling processing on the image signal input from the image sensor 36 to remove noise. The AGC circuit amplifies the image signal from which noise has been removed by the CDS circuit. The A / D converter converts the image signal amplified by the AGC circuit into a digital signal having a predetermined number of bits and inputs the digital signal to the
撮像制御部38は、プロセッサ装置12内のコントローラ40に接続され、コントローラ40から入力される基準クロック信号に同期して、撮像素子36に対して駆動信号を入力する。撮像素子36は、撮像制御部38からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで画像信号をAFE37に入力する。この画像信号は、R,G,Bの各画素の画素値が混在した信号(以下、RGB信号という)である。
The
プロセッサ装置12は、コントローラ40の他、DSP(Digital Signal Processor)41と、画像処理部42と、フレームメモリ43と、表示制御回路44とを備えている。コントローラ40は、CPU、制御プログラムや制御に必要な設定データを記憶するROM、プログラムをロードして作業メモリとして機能するRAM等を有し、CPUが制御プログラムを実行することにより、プロセッサ装置12の各部を制御する。
In addition to the
DSP41は、AFE57から入力される画像信号(RGB信号)に対して、フレーム単位で、画素補間処理、ガンマ補正、ホワイトバランス補正等の信号処理を施す。画素補間処理は、画像信号を、R,G,Bの各画像信号に分離し、各色の画像信号に対して画素補間処理を行う。DSP41は、1フレームごとに信号処理を施した画像信号を、画像データとして、フレームメモリ43に記憶させる。
The DSP 41 performs signal processing such as pixel interpolation processing, gamma correction, and white balance correction on an image signal (RGB signal) input from the AFE 57 in units of frames. In the pixel interpolation process, the image signal is separated into R, G, and B image signals, and the pixel interpolation process is performed on the image signals of the respective colors. The DSP 41 stores the image signal subjected to signal processing for each frame in the
また、DSP41は、AFE57から入力される画像信号に基づいて、観察部位の明るさ(平均輝度値)を算出する輝度算出部を有しており、算出した平均輝度値をコントローラ40に入力する。コントローラ40は、輝度算出部から入力された平均輝度値と、基準の明るさ(調光の目標値)との差分である調光信号を生成し、この調光信号を光源装置13の光源制御部33に入力する。
Further, the DSP 41 has a luminance calculation unit that calculates the brightness (average luminance value) of the observation region based on the image signal input from the AFE 57, and inputs the calculated average luminance value to the
光源制御部33は、調光信号に基づいて、駆動部32に入力する光量設定値を調整する。具体的には、観察部位の明るさが不足している場合(露出アンダー)には照明光の光量を上げるように光量設定値を大きくし、観察部位が明るすぎる場合(露出オーバー)には光量設定値を小さくする。
The light
画像処理部42は、フレームメモリ43に記憶された画像データに対して所定の画像処理を施す。具体的には、通常観察モード時には、画像データに基づいて通常観察画像を生成する。一方、血管強調観察モード時には、画像データに基づいて血管強調観察画像を生成するが、表層血管を強調するために、例えば、画像データ中のB信号に基づいて画像内の表層血管の領域を抽出して、抽出した表層血管の領域に対して輪郭強調処理等を施す。そして、輪郭強調処理が施されたB信号を、RGB信号を元に生成したフルカラー画像に合成する。表層血管に加えて中深層血管に対しても同様の処理を行ってもよい。中深層血管を強調する場合には、中深層血管の情報が多く含まれるG信号から中深層血管の領域を抽出して、抽出した中深層血管の領域に対して輪郭強調処理を施す。
The image processing unit 42 performs predetermined image processing on the image data stored in the
表示制御回路44は、フレームメモリ43から画像処理済みの画像データを読み出して、コンポジット信号やコンポーネント信号等のビデオ信号に変換してモニタ14に出力する。
The
血管強調観察モード時には、R信号を使わずに、BG信号のみで血管強調観察画像を生成し、B信号をモニタ14のBチャンネル及びGチャンネルに割り当て、G信号をモニタ14のRチャンネルに割り当てても良い。
In the blood vessel enhancement observation mode, a blood vessel enhancement observation image is generated using only the BG signal without using the R signal, the B signal is assigned to the B channel and the G channel of the
図6において、光路統合部31は、第1〜第4コリメータレンズ(CL)50a〜50dと、第1〜第3ダイクロイックミラー(DM)51〜53と、集光レンズ54とで構成されている。第1〜第4CL50a〜50dは、それぞれ第1〜第4LED30a〜30dに対応して設けられており、第1〜第4LED30a〜30dから発せられた各光をコリメートする。第1〜第3DM51〜53は、透明なガラス板に所定の透過特性を有するダイクロイックフィルタを形成した光学部材であり、特定の波長域の光を透過させ、特定の波長域の光を反射させる。集光レンズ54は、光路統合部31から出射する光をライトガイド35の入射端35aに集光する。
In FIG. 6, the optical
第2LED30bは、その光軸がライトガイド35の光軸と一致する位置に配置されている。第1LED30aは、その光軸が第2LED30bの光軸と直交するように配置されている。第1DM51は、第1LED30aと第2LED30bとの光軸が直交する位置に、各光軸と45°の角度をなすように配置されている。同様に、第3LED30cと第4LED30dとは、光軸が直交するように配置されている。第2DM52は、第3LED30cと第4LED30dとの光軸が直交する位置に、各光軸と45°の角度をなすように配置されている。
The
第3LED30cの光軸は、第2LED30bの光軸と直交している。第3DM53は、第3LED30cと第2LED30bとの光軸が直交する位置に、各光軸と45°の角度をなすように配置されている。集光レンズ54は、その光軸が第2LED30bの光軸と一致し、かつライトガイド35の入射端35aと対向する位置に配置されている。
The optical axis of the
第1DM51は、図7に示すように、第1閾値λ1(約610nm)以上の波長帯域の光を反射し、第1閾値λ1未満の波長帯域の光を透過させる分光反射特性を有している。第1LED30aから射出される赤色光LRは、その大部分が第1閾値λ1以上の波長帯域である。第2LED30bから射出される緑色光LGは、その大部分が第1閾値λ1未満の波長帯域である。したがって、第1DM51は、赤色光LRを反射し、緑色光LGを透過させる。これにより、第1DM51により反射された赤色光LRと、第1DM51を透過した緑色光LGとが合波される。
As shown in FIG. 7, the
第2DM52は、図8に示すように、第2閾値λ2(約430nm)未満の波長帯域の光を反射し、第2閾値λ2以上の波長帯域の光を透過させる分光反射特性を有している。第3LED30cから射出される青色光LBは、その大部分が第2閾値λ2以上の波長帯域である。第4LED30dから射出される紫色光LVは、その大部分が第2閾値λ2未満の波長帯域である。したがって、第2DM52は、紫色光LVを反射し、青色光LBを透過させる。これにより、第2DM52により反射された紫色光LVと、第2DM52を透過した青色光LBとが合波される。
As shown in FIG. 8, the
第3DM53は、図9に示すように、第3閾値λ3(約490nm)未満の波長帯域の光を反射し、第2閾値λ2以上の波長帯域の光を透過させる分光反射特性を有している。第1DM51による赤色光LRと緑色光LGとの合波(以下、第1合波という)は、その大部分が第3閾値λ3以上の波長帯域である。第2DM52による紫色光LVと青色光LBとの合波(以下、第2合波という)は、その大部分が第3閾値λ3未満の波長帯域である。したがって、第3DM53は、第2合波を反射し、第1合波を透過させる。これにより、第3DM53により反射された第2合波と、第3DM53を透過した第1合波とが合波されて、集光レンズ54に入射する。
As shown in FIG. 9, the third DM 53 has a spectral reflection characteristic that reflects light in a wavelength band less than the third threshold λ3 (about 490 nm) and transmits light in a wavelength band greater than or equal to the second threshold λ2. . Most of the combination of the red light LR and the green light LG (hereinafter referred to as the first combination) by the
すなわち、血管強調観察モード時には、第1〜第4LED30a〜30dから射出された赤色光LR、緑色光LG、青色光LB、紫色光LVが全て合波されて集光レンズ54に入射する。通常観察モード時には、第4LED30dは非点灯であるので、紫色光LVを除く、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBが合波されて集光レンズ54に入射する。
That is, in the blood vessel enhancement observation mode, the red light LR, the green light LG, the blue light LB, and the purple light LV emitted from the first to
また、光路統合部31内には、第1〜第4LED30a〜30dに対応して、後述する自動パワー制御(APC:Auto Power Control)に用いられる第1〜第4ガラス板55a〜55dが設けられている。第1ガラス板55aは、第1CL50aと第1DM51との間に配置されている。第2ガラス板55bは、第2CL50bと第1DM51との間に配置されている。第3ガラス板55cは、第3CL50cと第2DM52との間に配置されている。第4ガラス板55dは、第4CL50dと第2DM52との間に配置されている。
Moreover, in the optical
第1〜第4ガラス板55a〜55dは、フレネル反射による反射率が所定値(4%〜8%程度)となるように、それぞれ第1〜第4LED30a〜30dの光軸に対して所定の角度(例えば35°)だけ傾けて配置されている。第1〜第4ガラス板55a〜55dは、第1〜第4LED30a〜30dから射出された赤色光LR、緑色光LG、青色光LB、紫色光LVの一部をそれぞれフレネル反射して、第1〜第4受光部56a〜56dに導光する。
The first to
第1〜第4受光部56a〜56dは、第1〜第4LED30a〜30dからの射出光量を測定するためのセンサであり、カラーフィルタが配置されていないフォトダイオードにより構成されている。第1〜第4受光部56a〜56dは、光を受光して、受光光量に応じた電流(受光電流)を出力する。
The 1st-4th light-receiving
第1受光部56aの光入射側には、第1波長制限フィルタ57aが設けられている。この第1波長制限フィルタ57aは、第1受光部56aに入射する赤色光LRの波長帯域を、光路統合部31から射出される照明光中の赤色光LRの成分の波長帯域に合わせるためのロングパスフィルタである。第1波長制限フィルタ57aの分光特性は、第1DM51及び第3DM53の分光特性に依存して決定され、具体的には、図10に示すように、第1閾値λ1(約610nm)以上の波長帯域の光のみを透過させる分光透過特性を有している。この第1波長制限フィルタ57aにより、第1受光部56aは、光源装置13からの射出光量中の赤色光LRの光量に精度よく比例した受光電流を出力する。
A first wavelength limiting filter 57a is provided on the light incident side of the first
第2受光部56bの光入射側には、第2波長制限フィルタ57bが設けられている。この第2波長制限フィルタ57bは、第2受光部56bに入射する緑色光LGの波長帯域を、光路統合部31から射出される照明光中の緑色光LGの成分の波長帯域に合わせるためのバンドパスフィルタである。第2波長制限フィルタ57bの分光特性は、第1DM51及び第3DM53の分光特性に依存して決定され、具体的には、図11に示すように、第3閾値λ3(約490nm)以上、第1閾値λ1(約610nm)未満の波長帯域の光のみを透過させる分光透過特性を有している。この第2波長制限フィルタ57bにより、第2受光部56bは、光源装置13からの射出光量中の緑色光LGの光量に精度よく比例した受光電流を出力する。
A second
第3受光部56c及び第4受光部56dの光入射側には、波長制限フィルタは設けられていない。第3受光部56cは、光源装置13からの射出光量中の青色光LBの光量を測定する。第4受光部56dは、光源装置13からの射出光量中の紫色光LV光量を測定する。なお、第3受光部56c及び第4受光部56dの光入射側に、第1及び第2波長制限フィルタ57a,57bと同様の波長制限フィルタを設けても良い。
A wavelength limiting filter is not provided on the light incident side of the third
図12において、駆動部32は、第1〜第4LED駆動部60a〜60dと、第1〜第4補正部61a〜61dと、第1〜第4APC部62a〜62dとで構成されている。第1〜第4LED駆動部60a〜60dは、それぞれ第1〜第4LED30a〜30dに駆動電流を連続的に与えることにより、第1〜第4LED30a〜30dを点灯させる。
In FIG. 12, the
第1〜第4補正部61a〜61dは、光源制御部33から入力される第1〜第4光量設定値S1〜S4をそれぞれ補正して第1〜第4APC部62a〜62dに入力する。第1〜第4光量設定値S1〜S4は、第1〜第4LED30a〜30dから射出される射出光量にそれぞれ対応する値である。詳しくは後述するが、第1〜第4補正部61a〜61dは、第1〜第4光量設定値S1〜S4と、APC後の第1〜第4LED30a〜30dの射出光量との関係がそれぞれ線形化するように、第1〜第4光量設定値S1〜S4を補正する。
The 1st-4th correction |
第1〜第4APC部62a〜62dは、第1〜第4補正部61a〜61dによる補正後の第1〜第4光量設定値S1’〜S4’と、第1〜第4受光部56a〜56dからの受光電流とに基づいて、射出光量を調整するための第1〜第4APC信号A1〜A4を生成する。第1〜第4LED駆動部60a〜60dは、光源制御部33から入力される第1〜第4光量設定値S1〜S4に基づいて、第1〜第4LED30a〜30dの駆動電流をそれぞれ生成するとともに、第1〜第4APC信号A1〜A4に基づいて各駆動電流を調整する。
The first to
図13において、第1APC部62aは、前述の第1受光部56aと、電流電圧(I/V)変換部70と、基準電圧生成部71と、比較器(差動増幅器)72とで構成されている。第1受光部56aは、受光した赤色光LRの光量に応じた受光電流Iを出力する。I/V変換部70は、受光電流Iを、電圧(受光電圧)Vに線形変換する。この受光電圧Vは、比較器72の反転入力端子に入力される。
In FIG. 13, the
基準電圧生成部71は、図14に示すように、補正後の第1光量設定値S1’と受光電圧Vとの関係「V=f(S1’)」を表すルックアップテーブル(LUT)を記憶しており、この関係に基づき、第1補正部61aから入力された第1光量設定値S1’に対応する電圧値を、基準電圧Vsとして生成する。この基準電圧Vsは、比較器72の非反転入力端子に入力される。V=f(S1’)は、線形関数である。
As illustrated in FIG. 14, the reference
比較器72は、反転入力端子に入力された受光電圧Vと、非反転入力端子に入力された基準電圧Vsとを比較して、第1APC信号A1を生成する。第1APC信号A1は、1ビット信号であり、V>Vsの場合にはHighレベル、V<Vsの場合にLowレベルとなる。
The
第1LED駆動部60aは、第1光量設定値S1に基づいて駆動電流を生成するとともに、この駆動電流を第1APC信号A1に基づいて調整する。具体的には、第1LED駆動部60aは、第1APC信号A1がHighレベルの場合には、第1LED30aに供給する駆動電流量を下げて、第1LED30aの射出光量を減少させ、Lowレベルの場合には、第1LED30aに供給する駆動電流量を上げて、第1LED30aの射出光量を増加させる。
The first
第1LED30aに温度変化等が生じて射出光量が変動すると、第1受光部56aから出力される受光電流Iが変動し、この受光電流Iの変動に伴って受光電圧Vが基準電圧Vsからずれる。上記のように、比較器72が受光電圧Vと基準電圧Vsとの差異に応じた第1APC信号A1を生成し、第1LED駆動部60aが第1APC信号A1に基づいて第1LED30aの射出光量を調整することにより、射出光量の変動が抑制され、安定化する。
When a temperature change or the like occurs in the
第2〜第4APC部62b〜62dは、第1APC部62aと同様の構成であるので、説明は省略する。
Since the second to
次に、第1補正部61aの詳細を説明する。第1補正部61aは、図15に示すLUTを用いて、光源制御部33から入力される第1光量設定値S1を、第1光量設定値S1’に変換する。このLUTは、非線形式である式(1)に基づいて作成されている。
Next, details of the
S1’=g−1(S1) ・・・(1) S1 ′ = g −1 (S1) (1)
式(1)中の関数g−1(S1)は、式(2)で表される関数g(S1)の逆関数である。 The function g −1 (S1) in the formula (1) is an inverse function of the function g (S1) represented by the formula (2).
g(S1)=S1×(1+Δ(S1)) ・・・(2) g (S1) = S1 × (1 + Δ (S1)) (2)
ここで、Δ(S1)は、第1LED30aから射出される赤色光LRの分光強度特性と、第1受光部56aの分光感度特性とにより求まる誤差率であり、式(3)で表される。γは定数である。
Here, Δ (S1) is an error rate obtained from the spectral intensity characteristic of the red light LR emitted from the
Δ(S1)=γ×(1−S1/S1max) ・・・(3) Δ (S1) = γ × (1-S1 / S1 max ) (3)
図16に、第1LED30aから射出される赤色光LRの分光強度特性を示す。このように、赤色光LRは、射出光量の変化に伴って、強度スペクトルのピーク位置が変動する。具体的には、赤色光LRの強度スペクトルのピーク位置は、射出光量が最大光量から低下するに連れて、低波長側にシフトする。このピーク位置のシフト量と射出光量との関係はほぼ線形である。
FIG. 16 shows the spectral intensity characteristics of the red light LR emitted from the
図17に、第1受光部56aの分光感度特性を示す。第1受光部56aの感度は、可視光の波長帯域で、波長に対してほぼ線形に変化する。具体的には、第1受光部56aの感度は、赤色光LRの強度スペクトルのピーク位置が変化する波長域ではほぼ線形に変化し、波長が低下するに連れて感度が低下する。
FIG. 17 shows the spectral sensitivity characteristics of the first
第1光量設定値S1が赤色光LRの射出光量に比例するのに対して、第1受光部56aから出力される受光電流I及び受光電圧Vは、赤色光LRの射出光量と、第1受光部56aの赤色光LRに対する感度との積に比例するので、第1光量設定値S1と受光電圧Vとの関係は非線形である。
While the first light quantity setting value S1 is proportional to the emitted light quantity of the red light LR, the received light current I and the received light voltage V output from the first
具体的には、図18に示すように、第1光量設定値S1で第1LED30aを駆動した場合における受光電圧V1は、第1受光部56aの感度の波長依存性に起因した量だけ、本来の受光電圧(感度の波長依存がない場合の受光電圧)V0より低下してしまう。
Specifically, as shown in FIG. 18, the light reception voltage V1 when the
もし、第1補正部61aによる第1光量設定値S1の補正を行わなければ、第1APC部62aは、受光電圧V0を前述の基準電圧Vsとし、受光電圧V1が基準電圧Vsとなるように、第1LED30aの射出光量を調整するAPC信号を生成する。この結果、第1LED駆動部60aによりAPC信号に基づく調整が行われた後の赤色光LRの射出光量W’(S1)は、図19に示すように、本来の射出光量W(S1)よりもh(S1)だけ増加してしまう。
If the first light quantity setting value S1 is not corrected by the
この増加量h(S1)の本来の射出光量W(S1)に対する割合(h(S1)/W(S1))が、前述の誤差率Δ(S1)である。この誤差率Δ(S1)は、第1受光部56aの感度変化に反比例することから、図20に示すように、第1光量設定値S1が低下して受光電圧Vが低下するに連れて増加する(例えば、第1光量設定値S1を最大値S1maxの1/20倍とすると、誤差率Δ(S1)は約1.8%となる)。そして、外挿演算により得られる誤差率Δ(0)の値が、前述の定数γである。したがって、APC後の射出光量W’(S1)は、式(4)で表される。
The ratio (h (S1) / W (S1)) of the increased amount h (S1) to the original emitted light amount W (S1) is the above-described error rate Δ (S1). Since this error rate Δ (S1) is inversely proportional to the sensitivity change of the first
W’(S1)=W(S1)×(1+Δ(S1)) ・・・(4) W ′ (S1) = W (S1) × (1 + Δ (S1)) (4)
この式(4)から、APC後の射出光量W’(S1)と第1光量設定値S1とを線形化するためには、式(1)に基づいて第1光量設定値S1を補正すれば良いことが分かる。 From this equation (4), in order to linearize the emitted light amount W ′ (S1) after APC and the first light amount setting value S1, the first light amount setting value S1 is corrected based on the equation (1). I know it ’s good.
具体的には、式(1)に基づく補正を第1補正部61aが行うことにより、補正後の第1光量設定値S1’が第1APC部62aに入力される。この結果、図18に示すように、第1光量設定値S1で第1LED30aを駆動した場合における受光電圧V1が基準電圧Vsとされ、本来の射出光量W(S1)からの変動が抑制される。すなわち、APC後の射出光量W’(S1)は本来の射出光量W(S1)となり、第1光量設定値S1との関係が線形化する。
Specifically, when the
第2〜第4補正部61b〜61dは、第1補正部61aと同様の構成であるので、説明は省略する。
Since the 2nd-4th correction |
次に、内視鏡システム10の作用を説明する。内視鏡診断を行う場合には、内視鏡11をプロセッサ装置12及び光源装置13に接続し、プロセッサ装置12及び光源装置13の電源を入れて、内視鏡システム10を起動する。
Next, the operation of the
内視鏡11の挿入部16を被検者の消化管内に挿入して、消化管内の観察を開始する。通常観察モードでは、第4LED30dを除く第1〜第3LED30a〜30cが同時に点灯する。第1〜第3LED30a〜30cから、それぞれ赤色光LR、緑色光LG、青色光LBが射出されて、光路統合部31に入射する。光路統合部31は、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBを合波して白色光LWを生成する。この白色光LWは、光路統合部31から射出されて、内視鏡11のライトガイド35に供給される。
The
内視鏡11では、白色光LWがライトガイド35を通じて照明窓22に導光され、照明窓22から観察部位に照射される。観察部位で反射した白色光LWの反射光は、観察窓23から撮像素子36に入射する。撮像素子36は、反射光を光電変換して画像信号を生成する。この画像信号は、AFE37によりCDS、AGC、A/D変換等の処理が施されて、デジタル信号として、プロセッサ装置12のDSP41に入力される。
In the
DSP41は、内視鏡11から入力されたデジタルの撮像信号に対して、フレーム単位で、画素補間処理、ガンマ補正、ホワイトバランス補正等の信号処理を施して画像データとし、この画像データをフレームメモリ43に記憶させる。画像処理部42は、フレームメモリ43に記憶された画像データに対して所定の画像処理を施して通常観察画像を生成する。この通常観察画像は、表示制御回路44を介してモニタ14に表示させる。この通常観察画像は、撮像素子36のフレームレートに従って更新される。
The DSP 41 performs signal processing such as pixel interpolation processing, gamma correction, and white balance correction on the digital imaging signal input from the
また、DSP41は、内視鏡11から入力される画像信号に基づいて観察部位の明るさ(平均輝度値)を算出し、コントローラ40に入力する。コントローラ40は、入力された平均輝度値と目標値との差分である調光信号を生成して、光源装置13の光源制御部33に入力する。
Further, the DSP 41 calculates the brightness (average luminance value) of the observation region based on the image signal input from the
光源制御部33は、調光信号に基づいて、光量設定値を調整して駆動部32に入力する。通常観察モードでは、駆動部32には、第1〜第3LED30a〜30cの射出光量を設定するための第1〜第3光量設定値S1〜S3が光源制御部33から入力される。駆動部32では、第1〜第3補正部61a〜61cにより、第1〜第3光量設定値S1〜S3がLUTに基づいて補正される。例えば、第1光量設定値S1は、上式(1)に基づいて作成されたLUTにより補正される。第2及び第3光量設定値S2,S3についても同様である。
The light
第1〜第3補正部61a〜61cにより補正された補正後の第1〜第3光量設定値S1’〜S3’は、それぞれ第1〜第3APC部62a〜62cに入力される。第1APC部62aでは、基準電圧生成部71により、補正後の第1光量設定値S1’に基づいて、基準電圧Vsが生成される。また、第1受光部56aが第1LED30aから射出された赤色光LRの一部を受光して、受光電流Iを出力する。この受光電流Iは、I/V変換部70により受光電圧Vに変換される。この受光電圧Vと基準電圧Vsとが比較器72に入力され、受光電圧Vと基準電圧Vsとの大小関係を表す第1APC信号A1が生成される。
The corrected first to third light quantity setting values S1 'to S3' corrected by the first to
第1LED駆動部60aは、第1光量設定値S1に基づいて駆動電流を生成するとともに、この駆動電流を第1APC信号A1に基づいて調整し、調整後の駆動電流を第1LED30aに供給して赤色光LRを発生させる。
The first
図16に示すように赤色光LRの強度スペクトルのピーク位置が射出光量の変化に伴って変動することと、図17に示すように第1受光部56aの感度が波長依存性を有することにより、図18に示すように、第1光量設定値S1で第1LED30aを駆動した場合に得られる受光電圧V1は、本来の受光電圧V0より低下する。第1光量設定値S1を補正しない場合には、受光電圧V0が基準電圧Vsとなり、受光電圧V1が基準電圧Vsとなるように、第1LED30aの射出光量の調整が行われるので、図19に示すように、射出光量W’(S1)が本来の射出光量W(S1)よりも増加してしまう。しかし、第1補正部61aによる補正後の第1光量設定値S1’を用いることで、受光電圧V1が基準電圧Vsとなるので、APC後の射出光量W’(S1)は本来の射出光量W(S1)となり、第1光量設定値S1との関係が線形化する。
As shown in FIG. 16, the peak position of the intensity spectrum of the red light LR varies with a change in the amount of emitted light, and the sensitivity of the first
第2及び第3APC部62b,62cと、第2及び第3LED駆動部60b,60cとは、第1APC部62aと第1LED駆動部60aと同様の動作を行う。したがって、APC後の第1〜第3LED30a〜30cの射出光量と、第1〜第3光量設定値S1〜S3との関係は、それぞれ線形化されている。これにより、調光制御等で第1〜第3光量設定値S1〜S3を変化させても、照明光である白色光LW中の赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの射出光量の割合が一定に保たれ、通常観察画像の色味の変化が防止される。
The second and
次に、通常観察モードで病変部と疑わしき観察部位が発見された場合等には、通常観察モードから血管強調観察モードに切り替えられる。この血管強調観察モードでは、第1〜第4LED30a〜30dが全て同時に点灯する。この場合、光路統合部31により、白色光LWに、紫色光LVが混合された混合光が生成されて、内視鏡11のライトガイド35に供給される。
Next, when a lesion and a suspicious observation site are found in the normal observation mode, the normal observation mode is switched to the blood vessel enhancement observation mode. In this blood vessel enhancement observation mode, the first to
内視鏡11では、観察部位に照射された混合光の反射光が、通常観察モードの場合と同様に撮像され、画像信号がプロセッサ装置12に入力される。プロセッサ装置12では、画像処理部42が血管強調観察画像を生成し、表示制御回路44が血管強調観察画像をモニタ14に表示させること以外は、通常観察モードの場合と同様の動作が行われる。
In the
光源装置13では、駆動部32には、第1〜第3光量設定値S1〜S3に加えて、第4LED30dの射出光量を設定するための第4光量設定値S4が光源制御部33から入力される。駆動部32では、第1〜第4LED駆動部60a〜60d、第1〜第4補正部61a〜61d、第1〜第4APC部62a〜62dの全てが動作すること以外は、通常観察モードの場合と同様である。
In the
なお、上記実施形態では、第1〜第4補正部61a〜61dが補正に用いるLUTを、式(1)等で表される関数に基づいて作成しているが、第1〜第4光量設定値S1〜S4と、第1〜第4LED30a〜30dの射出光量との関係を実測することによりLUTを作成しても良い。また、第1〜第4光量設定値S1〜S4と、第1〜第4APC部62a〜62dの受光電流Iや受光電圧Vとの関係を実測することによりLUTを作成することも可能である。
In the above embodiment, the LUT used for correction by the first to
また、上記実施形態では、第1〜第4光量設定値S1〜S4を補正しているが、これに代えて、第1〜第4受光部56a〜56dの受光信号(受光電流または受光電圧)を補正することにより、第1〜第4光量設定値S1〜S4と、APC後の第1〜第4LED30a〜30dの射出光量との関係をそれぞれ線形化しても良い。この場合には、例えば、図18に示す受光電圧Vを、光量設定値に対して線形となるように補正する。
Moreover, in the said embodiment, although 1st-4th light quantity setting value S1-S4 is correct | amended, it replaces with this, and the light reception signal (light reception current or light reception voltage) of 1st-4th light-receiving
また、上記実施形態では、第1〜第4APC部62a〜62dの全てに補正部を設けているが、一部のAPC部にのみ(例えば、第1APC部62aのみ)に補正部を設けても良い。
In the above embodiment, the correction units are provided in all of the first to
また、上記実施形態では、第1〜第4LED30a〜30dからの射出光の一部を第1〜第4受光部56a〜56dにそれぞれ導光させるために第1〜第4ガラス板55a〜55dを設けているが、これらのガラス板に代えて、光ファイバ等の他の導光部材を用いても良い。
Moreover, in the said embodiment, in order to light-guide a part of emitted light from 1st-4th LED30a-30d to 1st-4th light-receiving
また、上記実施形態では、第1〜第4LED30a〜30dの全てに対して受光部を設けているが、第1〜第4LED30a〜30dのうちの一部のLEDに対して受光部を設けてAPCを行っても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the light-receiving part is provided with respect to all the 1st-4th LED30a-30d, a light-receiving part is provided with respect to some LED among 1st-4th LED30a-30d, and APC May be performed.
また、上記実施形態では、生体組織の血管情報を取得するための血管情報取得用半導体光源として、紫色光LVを発する第4LED30dを設けているが、第4LED30dに代えて、または第4LED30dに加えて、他の血管情報取得用半導体光源を設けてもよい。例えば、血管情報として血中ヘモグロビンの酸素飽和度を取得するために、中心波長473±10nmの狭帯域の青色光を発する半導体光源を設けても良い。もちろん、血管情報観察を行わない場合には、血管情報取得用半導体光源を設けず、青色、緑色、赤色半導体光源のみとしても良い。 Moreover, in the said embodiment, although 4th LED30d which emits purple light LV is provided as a blood-vessel information acquisition semiconductor light source for acquiring the vascular information of a biological tissue, it replaces with 4th LED30d or in addition to 4th LED30d. Other blood vessel information acquisition semiconductor light sources may be provided. For example, in order to acquire the oxygen saturation of blood hemoglobin as blood vessel information, a semiconductor light source that emits narrow-band blue light having a center wavelength of 473 ± 10 nm may be provided. Of course, when blood vessel information observation is not performed, the blood vessel information acquisition semiconductor light source may not be provided and only the blue, green, and red semiconductor light sources may be provided.
また、上記実施形態では、光源としてLEDを用いているが、LEDに代えてLD(Laser Diode)等の半導体光源を用いても良い。 Moreover, in the said embodiment, although LED is used as a light source, it may replace with LED and may use semiconductor light sources, such as LD (Laser Diode).
また、上記実施形態では、血管強調観察モードでは、白色光LWと紫色光LVとの混合光を観察部位に照射しているが、紫色光及び緑色光、あるいは青色光及び緑色光を観察部位に照射して血管強調観察画像を取得してもよい。 In the above-described embodiment, in the blood vessel enhancement observation mode, the observation site is irradiated with the mixed light of the white light LW and the purple light LV. However, purple light and green light, or blue light and green light are applied to the observation site. The blood vessel enhancement observation image may be acquired by irradiation.
また、上記実施形態では、複数色の光を観察部位に同時照射しているが、これらを順次に照射して、各色の光を個別に撮像しても良い。この場合には、撮像素子36としてモノクロ撮像素子を用いることが好ましい。 Moreover, in the said embodiment, although the light of several colors is simultaneously irradiated to the observation site | part, you may irradiate these sequentially and may image the light of each color separately. In this case, it is preferable to use a monochrome image sensor as the image sensor 36.
また、上記実施形態では、光源装置とプロセッサ装置とを別体構成としているが、光源装置とプロセッサ装置と1つの装置で構成してもよい。また、本発明は、照明光の観察部位の反射光をイメージガイドで導光するファイバスコープや、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を用いた内視鏡システム、及びそれに用いられる内視鏡用光源装置にも適用可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the light source device and the processor apparatus are made into the separate structure, you may comprise with a light source device and a processor apparatus and one apparatus. The present invention also relates to an endoscope system using a fiberscope that guides reflected light of an observation site of illumination light with an image guide, and an ultrasonic endoscope in which an image pickup element and an ultrasonic transducer are built in a tip portion. And an endoscope light source device used therefor.
なお、特許請求の範囲中の「光源駆動部」、「光量制御部」は、実施形態中の「LED駆動部」、「APC部」にそれぞれ対応する。また、特許請求の範囲中の「駆動信号」、「受光信号」、「基準信号」は、実施形態中の「駆動電流」、「受光電流または受光電圧」、「基準電圧」にそれぞれ対応する。 Note that “light source drive unit” and “light quantity control unit” in the claims correspond to “LED drive unit” and “APC unit” in the embodiments, respectively. Further, “drive signal”, “light reception signal”, and “reference signal” in the claims correspond to “drive current”, “light reception current or light reception voltage”, and “reference voltage” in the embodiments, respectively.
10 内視鏡システム
11 内視鏡
13 光源装置
30 光源部
30a〜30d 第1〜第4LED
31 光路統合部
32 駆動部
33 光源制御部
56a〜56d 第1〜第4受光部
57a 第1波長制限フィルタ
57b 第2波長制限フィルタ
60a〜60d 第1〜第4LED駆動部
61a〜61d 第1〜第4補正部
62a〜62d 第1〜第4APC部
70 電流電圧変換部
71 基準電圧生成部
72 比較器
DESCRIPTION OF
31 optical
Claims (11)
前記光源に駆動信号を供給して前記光を射出させる光源駆動部と、
前記光源駆動部に光量設定値を入力して、この光量設定値に応じた前記駆動信号を生成させる光源制御部と、
前記光源から射出された光の一部を受光部で受光して受光信号を生成し、この受光信号と、前記光量設定値に応じた基準信号とを比較して、前記駆動信号を調整する光量制御部と、
前記光量設定値と前記光の射出光量との関係が線形化するように、前記光量制御部で用いられる前記光量設定値または前記受光信号を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。 A light source that emits light;
A light source driving unit for supplying a driving signal to the light source and emitting the light;
A light source control unit that inputs a light amount setting value to the light source driving unit and generates the drive signal according to the light amount setting value;
A light amount for adjusting the drive signal by receiving a part of the light emitted from the light source by a light receiving unit and generating a light reception signal and comparing the light reception signal with a reference signal according to the light amount setting value A control unit;
A correction unit that corrects the light amount setting value or the light reception signal used in the light amount control unit so that the relationship between the light amount setting value and the light emission amount of the light is linearized;
An endoscope light source device comprising:
前記ライトガイドに前記光を供給する内視鏡用光源装置とを備える内視鏡システムにおいて、
前記内視鏡用光源装置は、
光を射出する光源と、
前記光源に駆動信号を供給して前記光を射出させる光源駆動部と、
前記光源駆動部に光量設定値を入力して、この光量設定値に応じた前記駆動信号を生成させる光源制御部と、
前記光源から射出された光の一部を受光部で受光して受光信号を生成し、この受光信号と、前記光量設定値に応じた基準信号とを比較して、前記駆動信号を調整する光量制御部と、
前記光量設定値と前記光の射出光量との関係が線形化するように、前記光量制御部で用いられる前記光量設定値または前記受光信号を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope having a light guide for guiding light;
An endoscope system comprising an endoscope light source device that supplies the light to the light guide,
The endoscope light source device is:
A light source that emits light;
A light source driving unit for supplying a driving signal to the light source and emitting the light;
A light source control unit that inputs a light amount setting value to the light source driving unit and generates the drive signal according to the light amount setting value;
A light amount for adjusting the drive signal by receiving a part of the light emitted from the light source by a light receiving unit and generating a light reception signal and comparing the light reception signal with a reference signal according to the light amount setting value A control unit;
A correction unit that corrects the light amount setting value or the light reception signal used in the light amount control unit so that the relationship between the light amount setting value and the light emission amount of the light is linearized;
An endoscope system comprising:
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