JP6172738B2 - Electronic endoscope and electronic endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、体腔内の画像を撮像するための撮像素子を備えた電子内視鏡および電子内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an electronic endoscope and an electronic endoscope system provided with an image sensor for capturing an image in a body cavity.

従来、患者の体腔内に細径で長尺の挿入部を挿入することにより、対象部位の観察および撮像を行うことができる電子内視鏡が広く用いられている。電子内視鏡の挿入部先端には撮像素子(CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなど)および照明光を体腔内に照射するためのライトガイドが設けられている。対象部位によって反射された光は、撮像素子によって光電変換されて画像信号として出力され、電子内視鏡と接続されるビデオプロセッサを介してモニタに表示される。   2. Description of the Related Art Conventionally, electronic endoscopes that can observe and image a target site by inserting a long and narrow insertion portion into a patient's body cavity have been widely used. An imaging element (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) and a light guide for irradiating illumination light into the body cavity are provided at the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope. The light reflected by the target part is photoelectrically converted by the image sensor and output as an image signal, and is displayed on the monitor via a video processor connected to the electronic endoscope.

また、従来の電子内視鏡では、作業中に電子内視鏡の先端部が観察対象に接近した場合などに、電子シャッタ機能を働かせることによって光量の調整を行い、画像のブレを低減する方法が知られている。特許文献1には、電子シャッタ機能を備える電子内視鏡システムが開示されている。電子シャッタ機能においては、フィールド内の任意のタイミングで電荷掃捨パルスを出力し、蓄積された電荷をリセットすることで光量の調整が行われる。   In addition, in a conventional electronic endoscope, when the tip of the electronic endoscope approaches an observation target during work, the amount of light is adjusted by using the electronic shutter function to reduce image blurring. It has been known. Patent Document 1 discloses an electronic endoscope system having an electronic shutter function. In the electronic shutter function, the amount of light is adjusted by outputting a charge sweeping pulse at an arbitrary timing within the field and resetting the accumulated charge.

特開2007−144143号公報JP 2007-144143 A

一般的に、電子シャッタを行う際は、撮像素子の基板電圧が印加されるVsub端子に電荷掃捨パルスが入力される。その結果、電荷掃捨パルスの立ち上がりにより、撮像素子の受光部を構成する各フォトダイオードのアノード−カソード間電位差が無くなり、そこに蓄積されていた電荷が除去される(リセットされる)。その後、電荷掃捨パルスが立ち下がると、電荷の蓄積が再開される。しかしながら、電荷掃捨パルスが入力された後、ある期間に渡って撮像素子の基板電圧が変動してしまうことがある。このような場合、電荷が適切に蓄積されず、取得される画像データにノイズが発生してしまう。また、電子内視鏡は、種類によって撮像素子や体腔内に挿入されるケーブル(可撓管)の仕様(長さなど)が異なる。さらに、ケーブルの仕様によって配線抵抗値や寄生容量値も異なる。そのため、ケーブルによる基板電圧の電圧降下や、電荷掃捨パルス入力時の基板電圧の変動の仕方が、電子内視鏡の種類によって異なってしまい、安定して撮像素子を駆動することが困難となっていた。   In general, when performing an electronic shutter, a charge sweeping pulse is input to a Vsub terminal to which a substrate voltage of an image sensor is applied. As a result, the rising edge of the charge sweeping pulse eliminates the potential difference between the anode and the cathode of each photodiode constituting the light receiving unit of the image sensor, and the charge accumulated therein is removed (reset). Thereafter, when the charge sweeping pulse falls, charge accumulation is resumed. However, after the charge sweep pulse is input, the substrate voltage of the image sensor may fluctuate over a certain period. In such a case, charges are not properly accumulated, and noise is generated in the acquired image data. In addition, the specifications (length, etc.) of an image pickup device and a cable (flexible tube) inserted into a body cavity vary depending on the type of electronic endoscope. Furthermore, the wiring resistance value and the parasitic capacitance value differ depending on the cable specifications. For this reason, the voltage drop of the substrate voltage due to the cable and the way the substrate voltage fluctuates when a charge sweep pulse is input differ depending on the type of electronic endoscope, making it difficult to drive the image sensor stably. It was.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電子内視鏡の種類に応じて撮像素子の基板電圧を適切に制御することが可能な電子内視鏡および電子内視鏡システム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 electronic endoscope and an electronic device capable of appropriately controlling the substrate voltage of an image sensor according to the type of electronic endoscope. An endoscope system is provided.

本発明の実施形態によれば、電子内視鏡の先端部に設けられた撮像素子と、電子内視鏡の固有情報を記憶するメモリと、撮像素子に印加する基板電圧を発生する基板電圧発生手段と、撮像素子に印加される基板電圧値を検出する検出手段と、基板電圧発生手段を制御する制御手段と、を備える電子内視鏡が提供される。また、本発明の制御手段は、メモリに記憶された固有情報に基づいて、目標基板電圧値を求め、検出手段により検出された基板電圧値が、該目標基板電圧値に略一致するように、基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整することを特徴とする。   According to an embodiment of the present invention, an image sensor provided at the distal end of an electronic endoscope, a memory that stores unique information of the electronic endoscope, and a substrate voltage generation that generates a substrate voltage to be applied to the image sensor There is provided an electronic endoscope comprising means, detection means for detecting a substrate voltage value applied to the image sensor, and control means for controlling the substrate voltage generation means. Further, the control means of the present invention obtains a target substrate voltage value based on the unique information stored in the memory, so that the substrate voltage value detected by the detection means substantially matches the target substrate voltage value. The value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generating means is adjusted.

この構成によれば、電子内視鏡の種類に応じて撮像素子の基板電圧を制御することが可能となり、共通する制御基板を用いて様々な電子内視鏡に対応することが可能となる。また、検出される基板電圧値に基づいて発生する基板電圧値の調整を行うことにより、基板電圧に変動があった場合も補正することが可能となり、撮像素子を安定して駆動し、ノイズの少ない画像を得ることができる。   According to this configuration, it is possible to control the substrate voltage of the image sensor according to the type of electronic endoscope, and it is possible to deal with various electronic endoscopes using a common control substrate. In addition, by adjusting the substrate voltage value generated based on the detected substrate voltage value, it is possible to correct even when the substrate voltage fluctuates, driving the image sensor stably and reducing noise. Fewer images can be obtained.

また、本発明の電子内視鏡における撮像素子と、基板電圧発生手段とは、長尺のケーブルを介して接続されている。さらに、目標基板電圧値は、固有情報に含まれる撮像素子の種類およびケーブルの長さに基づいて求められても良い。   In addition, the imaging element and the substrate voltage generating means in the electronic endoscope of the present invention are connected via a long cable. Furthermore, the target board voltage value may be obtained based on the type of the image sensor and the cable length included in the unique information.

また、本発明の電子内視鏡は、電子シャッタ機能を備えていても良い。この場合、制御手段は、電子シャッタ機能がONである場合のみ、基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整する構成としても良い。この構成によれば、電子シャッタの影響による基板電圧の変動を補正することが可能となる。   The electronic endoscope of the present invention may have an electronic shutter function. In this case, the control means may be configured to adjust the value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generating means only when the electronic shutter function is ON. According to this configuration, it is possible to correct the fluctuation of the substrate voltage due to the influence of the electronic shutter.

さらに、本発明の制御手段は、検出手段により検出された基板電圧値に基づいて補正信号を生成し、該補正信号を用いて基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整する構成としても良い。   Furthermore, the control means of the present invention is configured to generate a correction signal based on the substrate voltage value detected by the detection means and adjust the value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generation means using the correction signal. Also good.

また、本発明により、電子内視鏡の先端部に設けられた撮像素子と、電子内視鏡の固有情報を記憶するメモリと、撮像素子に印加する基板電圧を発生する基板電圧発生手段と、 撮像素子に印加される基板電圧値を検出する検出手段と、を備える電子内視鏡と、基板電圧発生手段を制御する制御手段と、からなる電子内視鏡システムが提供される。また、本発明の制御手段は、メモリに記憶された固有情報に基づいて、目標基板電圧値を求め、検出手段により検出された基板電圧値が、該目標基板電圧値に略一致するように、基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整することを特徴とする。   Further, according to the present invention, an image sensor provided at the tip of the electronic endoscope, a memory that stores unique information of the electronic endoscope, a substrate voltage generating unit that generates a substrate voltage to be applied to the image sensor, An electronic endoscope system is provided that includes an electronic endoscope that includes a detection unit that detects a substrate voltage value applied to an imaging device, and a control unit that controls the substrate voltage generation unit. Further, the control means of the present invention obtains a target substrate voltage value based on the unique information stored in the memory, so that the substrate voltage value detected by the detection means substantially matches the target substrate voltage value. The value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generating means is adjusted.

以上のように、本発明によれば、電子内視鏡の種類に応じて撮像素子の基板電圧を適切に制御することができ、安定して撮像素子を駆動することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the substrate voltage of the image sensor can be appropriately controlled according to the type of electronic endoscope, and the image sensor can be driven stably.

本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る内視鏡制御部の詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the endoscope control part which concerns on embodiment of this invention. 図3(a)は検出された基板電圧を示し、図3(b)は補正信号を示し、図3(c)は、補正された基板電圧を示す。FIG. 3A shows the detected substrate voltage, FIG. 3B shows the correction signal, and FIG. 3C shows the corrected substrate voltage.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システム1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態の電子内視鏡システム1は、電子内視鏡100、電子内視鏡用プロセッサ200およびモニタ300を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic endoscope system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electronic endoscope system 1 of this embodiment includes an electronic endoscope 100, an electronic endoscope processor 200, and a monitor 300.

電子内視鏡用プロセッサ200は、システムコントローラ202やタイミングコントローラ206を備えている。システムコントローラ202は、メモリ204に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム1の全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ202は、操作パネル208に入力されるユーザ(術者又は補助者)からの指示に応じて、電子内視鏡システム1の各種設定を変更する。タイミングコントローラ206は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム1内の各種回路に出力する。   The electronic endoscope processor 200 includes a system controller 202 and a timing controller 206. The system controller 202 executes various programs stored in the memory 204 and integrally controls the entire electronic endoscope system 1. Further, the system controller 202 changes various settings of the electronic endoscope system 1 in accordance with instructions from the user (surgeon or assistant) input to the operation panel 208. The timing controller 206 outputs a clock pulse for adjusting the operation timing of each unit to various circuits in the electronic endoscope system 1.

また、電子内視鏡用プロセッサ200は、電子内視鏡100のLCB(Light Carrying Bundle)102に白色光束である照明光を供給する光源装置230を備えている。光源装置230は、ランプ232、ランプ電源234、集光レンズ236及び調光装置240を備えている。ランプ232は、ランプ電源234から駆動電力の供給を受けて照明光を放射する高輝度ランプであり、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプ又はハロゲンランプが使用される。ランプ232が放射した照明光は、集光レンズ236により集光された後、調光装置240を介してLCB102に導入される。   The electronic endoscope processor 200 includes a light source device 230 that supplies illumination light that is a white light beam to an LCB (Light Carrying Bundle) 102 of the electronic endoscope 100. The light source device 230 includes a lamp 232, a lamp power source 234, a condenser lens 236, and a light control device 240. The lamp 232 is a high-intensity lamp that emits illumination light when supplied with driving power from the lamp power supply 234. For example, a xenon lamp, a metal halide lamp, a mercury lamp, or a halogen lamp is used. The illumination light emitted from the lamp 232 is collected by the condenser lens 236 and then introduced into the LCB 102 via the light control device 240.

調光装置240は、システムコントローラ202の制御に基づいてLCB102に導入する照明光の光量を調整する装置であり、絞り242、モータ243及びドライバ244を備えている。ドライバ244は、モータ243を駆動するための駆動電流を生成して、モータ243に供給する。絞り242は、モータ243によって駆動され、照明光が通過する開口を変化させて、開口を通過する照明光の光量を調整する。   The dimmer 240 is a device that adjusts the amount of illumination light introduced into the LCB 102 based on the control of the system controller 202, and includes a diaphragm 242, a motor 243, and a driver 244. The driver 244 generates a drive current for driving the motor 243 and supplies it to the motor 243. The diaphragm 242 is driven by a motor 243, and changes the opening through which the illumination light passes to adjust the amount of illumination light passing through the opening.

入射端からLCB102に導入された照明光は、LCB102内を伝播し、電子内視鏡100の先端に配置されたLCB102の出射端から出射して、配光レンズ104を介して被写体に照射される。被写体からの反射光は、対物レンズ106を介してCCD(Charge-Coupled DeVice)108の受光面上で光学像を結ぶ。   Illumination light introduced into the LCB 102 from the incident end propagates through the LCB 102, exits from the exit end of the LCB 102 disposed at the tip of the electronic endoscope 100, and is irradiated onto the subject via the light distribution lens 104. . The reflected light from the subject forms an optical image on the light receiving surface of a CCD (Charge-Coupled DeVice) 108 via the objective lens 106.

CCD108は、各種フィルタが受光面に配置された単板式カラーCCDイメージセンサであり、受光面上で結像した光学像に応じた3原色R,G,B各色の撮像信号を生成する。生成された撮像信号は、内視鏡制御部120においてデジタル画像信号に変換され、電子内視鏡用プロセッサ200の画像処理ユニット220に送られる。また、内視鏡制御部120は、メモリ114(ROMまたは不揮発性メモリ)にアクセスして電子内視鏡100の固有情報を読み出す。メモリ114に記録される電子内視鏡100の固有情報には、例えばCCD108の画素数、感度、動作可能なフレームレート、および後述する基板電圧値等が含まれる。内視鏡制御部120は、メモリ114から読み出した固有情報をシステムコントローラ202に出力する。   The CCD 108 is a single-plate color CCD image sensor in which various filters are arranged on the light receiving surface, and generates imaging signals of the three primary colors R, G, and B corresponding to the optical image formed on the light receiving surface. The generated imaging signal is converted into a digital image signal by the endoscope control unit 120 and sent to the image processing unit 220 of the processor for electronic endoscope 200. In addition, the endoscope control unit 120 accesses the memory 114 (ROM or nonvolatile memory) and reads out unique information of the electronic endoscope 100. The unique information of the electronic endoscope 100 recorded in the memory 114 includes, for example, the number of pixels of the CCD 108, sensitivity, an operable frame rate, a substrate voltage value described later, and the like. The endoscope control unit 120 outputs the unique information read from the memory 114 to the system controller 202.

システムコントローラ202は、電子内視鏡100の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ202は、生成した制御信号を用いて、電子内視鏡用プロセッサ200に接続された電子内視鏡100に適した処理がなされるように、電子内視鏡用プロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。   The system controller 202 performs various calculations based on the unique information of the electronic endoscope 100 and generates a control signal. The system controller 202 uses the generated control signal to perform various circuits in the electronic endoscope processor 200 so that processing suitable for the electronic endoscope 100 connected to the electronic endoscope processor 200 is performed. Control the operation and timing.

タイミングコントローラ206は、システムコントローラ202によるタイミング制御に従って、内視鏡制御部120および画像処理ユニット220にクロックパルスを供給する。また、本実施形態の電子内視鏡システム1は電子シャッタ機能を備えており、タイミングコントローラ206は、システムコントローラ202によるタイミング制御に従って、内視鏡制御部120へ電荷掃捨パルスを出力する。   The timing controller 206 supplies clock pulses to the endoscope control unit 120 and the image processing unit 220 according to the timing control by the system controller 202. In addition, the electronic endoscope system 1 of the present embodiment has an electronic shutter function, and the timing controller 206 outputs a charge sweep pulse to the endoscope control unit 120 in accordance with timing control by the system controller 202.

電子内視鏡用プロセッサ200の画像処理ユニット220は、システムコントローラ202による制御の下、電子内視鏡100の内視鏡制御部120から送られてくる画像信号に基づいて内視鏡画像等をモニタ表示するためのビデオ信号を生成し、モニタ300に出力する。術者は、モニタ300に表示された内視鏡画像を確認しながら例えば消化管内の観察や治療を行う。   The image processing unit 220 of the electronic endoscope processor 200 controls an endoscope image and the like based on an image signal sent from the endoscope control unit 120 of the electronic endoscope 100 under the control of the system controller 202. A video signal for monitor display is generated and output to the monitor 300. The surgeon performs observation and treatment in the digestive tract, for example, while confirming the endoscopic image displayed on the monitor 300.

続いて、図2を参照して、本実施形態におけるCCD108の駆動制御について詳述する。図2は、電子内視鏡100内部におけるCCD108および内視鏡制御部120の詳細構成を示すブロック図である。内視鏡制御部120は、電子内視鏡100の接続部内に設けられ、長尺(例えば2m)のケーブル109を介してCCD108と接続されている。図2に示すように、内視鏡制御部120は、CPU(Central Processing Unit)121、タイミングジェネレータ122、CCD垂直クロックドライバ123、CCD水平クロックドライバ124、電源回路125、A/D(Analogue/Digital)変換器126、画像処理回路127、基板電圧発生回路130、D/A(Digital/Analogue)変換器131、A/D変換器132、ならびに増幅器133および134からなる。   Next, the drive control of the CCD 108 in this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the CCD 108 and the endoscope control unit 120 inside the electronic endoscope 100. The endoscope control unit 120 is provided in a connection portion of the electronic endoscope 100 and is connected to the CCD 108 via a long (for example, 2 m) cable 109. As shown in FIG. 2, the endoscope control unit 120 includes a CPU (Central Processing Unit) 121, a timing generator 122, a CCD vertical clock driver 123, a CCD horizontal clock driver 124, a power supply circuit 125, an A / D (Analogue / Digital). ) Converter 126, image processing circuit 127, substrate voltage generation circuit 130, D / A (Digital / Analogue) converter 131, A / D converter 132, and amplifiers 133 and 134.

CPU121は、電子内視鏡用プロセッサ200のシステムコントローラ202とデータ通信を行い、内視鏡制御部120の各部を統合的に制御する。タイミングジェネレータ122は、CPU121の制御の下、タイミングコントローラ206からから供給されるクロックパルスに従って、CCD108を電子内視鏡用プロセッサ200側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御するよう駆動信号を生成する。詳しくは、タイミングジェネレータ122は、垂直駆動信号を生成してCCD垂直クロックドライバ123に出力し、水平駆動信号を生成してCCD水平クロックドライバ124に出力する。CCD垂直クロックドライバ123は、垂直駆動信号を受けて、CCD108のVdriv端子に垂直クロックを出力する。また、CCD水平クロックドライバ124は、水平駆動信号を受けて、CCD108のHdriv端子に水平クロックを出力する。電源回路125は、CCD108を駆動するための電源電圧(例えば+15V、−8V)を所定のタイミングでCCD108に供給する。   The CPU 121 performs data communication with the system controller 202 of the electronic endoscope processor 200 and controls each part of the endoscope control unit 120 in an integrated manner. The timing generator 122 drives and controls the CCD 108 at a timing synchronized with the frame rate of the video processed on the electronic endoscope processor 200 side according to the clock pulse supplied from the timing controller 206 under the control of the CPU 121. A drive signal is generated. Specifically, the timing generator 122 generates a vertical drive signal and outputs it to the CCD vertical clock driver 123, and generates a horizontal drive signal and outputs it to the CCD horizontal clock driver 124. The CCD vertical clock driver 123 receives the vertical drive signal and outputs a vertical clock to the Vdriv terminal of the CCD 108. The CCD horizontal clock driver 124 receives the horizontal drive signal and outputs a horizontal clock to the Hdriv terminal of the CCD 108. The power supply circuit 125 supplies a power supply voltage (for example, + 15V, −8V) for driving the CCD 108 to the CCD 108 at a predetermined timing.

CCD108は、入力される垂直および水平クロックに従って、光電変換された撮像信号を読み出す。CCD108から読み出された撮像信号は、A/D変換器126によってデジタル信号に変換され、画像処理回路127に入力される。画像処理回路127は、CPU121の制御に従って、入力されたデジタル画像データに対して、ブランキング、クランプ、ホワイトバランス調整、ガンマ補正などの各画像処理を施す。当該処理の為に適用されるデータは、メモリ114に格納され、CPU121によって読み出される。これにより、電子内視鏡毎のCCDの色分光特性、ライトガイド7の分光特性のばらつきを調整することができる。画像処理回路127にて処理された画像信号は、電子内視鏡用プロセッサ200の画像処理ユニット220に出力される。   The CCD 108 reads out the photoelectrically converted image signal in accordance with the input vertical and horizontal clocks. The imaging signal read from the CCD 108 is converted into a digital signal by the A / D converter 126 and input to the image processing circuit 127. The image processing circuit 127 performs image processing such as blanking, clamping, white balance adjustment, and gamma correction on the input digital image data according to the control of the CPU 121. Data applied for the processing is stored in the memory 114 and read out by the CPU 121. Thereby, the dispersion | variation in the color spectral characteristic of CCD for every electronic endoscope and the spectral characteristic of the light guide 7 can be adjusted. The image signal processed by the image processing circuit 127 is output to the image processing unit 220 of the electronic endoscope processor 200.

基板電圧発生回路130は、CPU121の制御に従って、CCD108のVsub端子に印加される基板電圧を発生する。ここで、基板電圧の値は一般的にCCD108の種類(仕様)に応じて決められている。しかしながら、基板電圧発生回路130とCCD108は、長尺のケーブル109によって接続されているため、基板電圧発生回路130で発生した基板電圧は、ケーブル109の配線抵抗などによって降下してしまう。また、その降下率はケーブル109の長さなどによって異なる。さらに、電子シャッタ使用時には、CPU121の制御の下、CCD108のVsub端子に電荷掃捨パルスが入力される。具体的には、CPU121の制御に従って、基板電圧発生回路130によって発生される基板電圧が瞬間的に上昇される。この場合、電荷掃捨パルスの立下り後に、CCD108に印加される基板電圧が変動してしまうことがある。そのため、本実施形態では、電子内視鏡の種類および電子シャッタによる基板電圧の変動を考慮した、基板電圧の制御を行う。   The substrate voltage generation circuit 130 generates a substrate voltage applied to the Vsub terminal of the CCD 108 under the control of the CPU 121. Here, the value of the substrate voltage is generally determined according to the type (specification) of the CCD 108. However, since the substrate voltage generation circuit 130 and the CCD 108 are connected by the long cable 109, the substrate voltage generated by the substrate voltage generation circuit 130 drops due to the wiring resistance of the cable 109 or the like. Further, the descending rate varies depending on the length of the cable 109 and the like. Further, when the electronic shutter is used, a charge sweep pulse is input to the Vsub terminal of the CCD 108 under the control of the CPU 121. Specifically, the substrate voltage generated by the substrate voltage generation circuit 130 is instantaneously increased according to the control of the CPU 121. In this case, the substrate voltage applied to the CCD 108 may fluctuate after the charge sweep pulse falls. For this reason, in this embodiment, the substrate voltage is controlled in consideration of the type of electronic endoscope and the variation of the substrate voltage due to the electronic shutter.

詳しくは、まず、CPU121は、メモリ114から読み出した電子内視鏡100の固有情報から、CCD108の定格の基板電圧値Vsub-sを読み出す。続いて、CPU121は、電子内視鏡100の固有情報から、ケーブル109の仕様に関する情報を読み出す。そして、ケーブル109の長さや配線抵抗に基づき、ケーブル109による電圧の降下値Vsub-dを算出する。そして、CCD108の定格基板電圧値Vsub-sに、降下値Vsub-dを加えた電圧値を目標基板電圧Vsub-tとし、基板発生回路130に指示する。基板電圧発生回路130は、CPU121からの指示に基づき、基板電圧を発生する。基板発生回路130にて発生された基板電圧は、D/A変換器131でアナログ信号に変換され、増幅器133によって増幅された後、ケーブル109を通ってCCD108のVsub端子に入力される。   Specifically, first, the CPU 121 reads the rated substrate voltage value Vsub-s of the CCD 108 from the unique information of the electronic endoscope 100 read from the memory 114. Subsequently, the CPU 121 reads information related to the specification of the cable 109 from the unique information of the electronic endoscope 100. Then, based on the length of the cable 109 and the wiring resistance, a voltage drop value Vsub-d by the cable 109 is calculated. Then, a voltage value obtained by adding the drop value Vsub-d to the rated substrate voltage value Vsub-s of the CCD 108 is set as a target substrate voltage Vsub-t, and the substrate generation circuit 130 is instructed. The substrate voltage generation circuit 130 generates a substrate voltage based on an instruction from the CPU 121. The substrate voltage generated by the substrate generation circuit 130 is converted into an analog signal by the D / A converter 131, amplified by the amplifier 133, and then input to the Vsub terminal of the CCD 108 through the cable 109.

さらに、本実施形態では、CCD108のVsub端子に実際に入力される基板電圧の値が検出され、CPU121にフィードバックされる。具体的には、CCD108のVsub端子に入力される基板電圧値Vsub-aが増幅器134にて増幅され、A/D変換器132でデジタル信号に変換されて、CPU121に入力される。CPU121では、フィードバックされてきた検出基板電圧値Vsub-aと、目標基板電圧値Vsub-tとを比較し、検出基板電圧値Vsub-aが目標基板電圧値Vsub-tと一致するように、基板電圧発生回路130で発生させる基板電圧の値を調整し、基板電圧発生回路130に指示する。具体的には、目標基板電圧値Vsub-tと検出基板電圧値Vsub-aの差分を目標基板電圧値Vsub-tに加えた(または減じた)電圧値を基板電圧発生回路130に指示する。これにより、CCD108に安定した基板電圧を供給することが可能となる。   Furthermore, in this embodiment, the value of the substrate voltage actually input to the Vsub terminal of the CCD 108 is detected and fed back to the CPU 121. Specifically, the substrate voltage value Vsub-a input to the Vsub terminal of the CCD 108 is amplified by the amplifier 134, converted into a digital signal by the A / D converter 132, and input to the CPU 121. In the CPU 121, the detected substrate voltage value Vsub-a fed back is compared with the target substrate voltage value Vsub-t, and the substrate is set so that the detected substrate voltage value Vsub-a matches the target substrate voltage value Vsub-t. The value of the substrate voltage generated by the voltage generation circuit 130 is adjusted and the substrate voltage generation circuit 130 is instructed. Specifically, a voltage value obtained by adding (or subtracting) the difference between the target substrate voltage value Vsub-t and the detected substrate voltage value Vsub-a to the target substrate voltage value Vsub-t is instructed to the substrate voltage generation circuit 130. As a result, a stable substrate voltage can be supplied to the CCD 108.

このように、本実施形態では、メモリ114に記憶される電子内視鏡の固有情報に基づいて、電子内視鏡の種類に応じた適切な基板電圧を設定することが可能となる。また、CCD108に入力される基板電圧を検出してフィードバック制御することで、電子シャッタによって基板電圧が変動した場合も、基板電圧値を目標値となるよう調整する(増減する)ことができる。これにより、CCD108を安定して駆動することが可能となり、画像のノイズを低減することができる。   Thus, in this embodiment, it is possible to set an appropriate substrate voltage according to the type of electronic endoscope based on the unique information of the electronic endoscope stored in the memory 114. In addition, by detecting the substrate voltage input to the CCD 108 and performing feedback control, the substrate voltage value can be adjusted (increased or decreased) to the target value even when the substrate voltage varies due to the electronic shutter. As a result, the CCD 108 can be driven stably, and image noise can be reduced.

以上が本発明の実施形態の説明であるが、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。例えば、撮像素子として、CCD以外のイメージセンサ(CMOSなど)を用いることも可能である。また、電子内視鏡用プロセッサ200のシステムコントローラ202において、基板電圧発生回路130において発生する基板電圧の値を制御する構成としても良い。   The above is the description of the embodiment of the present invention, but 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. For example, an image sensor (such as a CMOS) other than a CCD can be used as the image sensor. Further, the system controller 202 of the electronic endoscope processor 200 may be configured to control the value of the substrate voltage generated in the substrate voltage generation circuit 130.

さらに、上記実施形態における基板電圧のフィードバック制御は、電子シャッタ機能がONの場合のみ行う構成としても良い。これにより、基板電圧の変動が発生する可能性が低い場合には、内視鏡制御部120における処理を軽減することが可能となる。   Further, the substrate voltage feedback control in the above embodiment may be performed only when the electronic shutter function is ON. Thereby, when the possibility that the substrate voltage fluctuates is low, the processing in the endoscope control unit 120 can be reduced.

さらに、CPU121は、電子シャッタによる基板電圧の変動に応じた補正信号を用いて、基板電圧を調整する構成としても良い。具体的には、CPU121は、最初に電荷掃捨パルスを入力した際の基板電圧の変動を検出する。この場合に検出される基板電圧を図3(a)に示す。そして、検出された基板電圧の変動部分を反転させて図3(b)に示す補正信号を生成し、メモリ114に記憶する。そして、電子シャッタ機能がONの場合には、目標基板電圧値Vsub-tにメモリ114に記憶される補正信号を加えた基板電圧を出力するよう、基板電圧発生回路130に指示する。このような構成を備えることにより、フィードバック制御を常時行うことなく、CCD108に図3(c)に示されるような安定した基板電圧を供給することが可能となる。   Further, the CPU 121 may be configured to adjust the substrate voltage using a correction signal corresponding to the variation in the substrate voltage caused by the electronic shutter. Specifically, the CPU 121 detects a change in the substrate voltage when the charge sweep pulse is first input. The substrate voltage detected in this case is shown in FIG. Then, the detected fluctuation portion of the substrate voltage is inverted to generate a correction signal shown in FIG. When the electronic shutter function is ON, the substrate voltage generation circuit 130 is instructed to output a substrate voltage obtained by adding the correction signal stored in the memory 114 to the target substrate voltage value Vsub-t. By providing such a configuration, it is possible to supply a stable substrate voltage as shown in FIG. 3C to the CCD 108 without always performing feedback control.

1 電子内視鏡システム
100 電子内視鏡
108 CCD
114 メモリ
120 内視鏡制御部
121 CPU
130 基板電圧発生回路
200 電子内視鏡用プロセッサ
202 システムコントローラ
206 タイミングコントローラ
220 画像処理ユニット
300 モニタ
1 Electronic Endoscope System 100 Electronic Endoscope 108 CCD
114 Memory 120 Endoscope control unit 121 CPU
130 Substrate voltage generation circuit 200 Electronic endoscope processor 202 System controller 206 Timing controller 220 Image processing unit 300 Monitor

Claims (5)

電子シャッタ機能を備える電子内視鏡の先端部に設けられた撮像素子と、
前記電子内視鏡の固有情報を記憶するメモリと、
前記撮像素子に印加する基板電圧を発生する基板電圧発生手段と、
前記撮像素子に印加される基板電圧値を検出する検出手段と、
前記基板電圧発生手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記メモリに記憶された固有情報に基づいて、目標基板電圧値を求め、
前記電子シャッタ機能がONである場合のみ、前記検出手段により検出された基板電圧値が、該目標基板電圧値に略一致するように、前記基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整する
電子内視鏡。
An image sensor provided at the tip of an electronic endoscope having an electronic shutter function ;
A memory for storing unique information of the electronic endoscope;
Substrate voltage generating means for generating a substrate voltage to be applied to the image sensor;
Detecting means for detecting a substrate voltage value applied to the image sensor;
Control means for controlling the substrate voltage generating means;
With
The control means includes
Based on the unique information stored in the memory, a target substrate voltage value is obtained,
Only when the electronic shutter function is ON, the value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generating unit is adjusted so that the substrate voltage value detected by the detecting unit substantially matches the target substrate voltage value. to,
Electronic endoscope.
前記撮像素子と、前記基板電圧発生手段は、長尺のケーブルを介して接続されている
請求項1に記載の電子内視鏡。
The imaging device and the substrate voltage generating means are connected via a long cable ,
The electronic endoscope according to claim 1.
前記目標基板電圧値は、前記固有情報に含まれる前記撮像素子の種類および前記ケーブルの長さに基づいて求められる
請求項2に記載の電子内視鏡。
The target substrate voltage value is obtained based on the type of the image sensor included in the unique information and the length of the cable .
The electronic endoscope according to claim 2.
前記制御手段は、
前記検出手段により検出された基板電圧値に基づいて補正信号を生成し、該補正信号を用いて前記基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整する
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電子内視鏡。
The control means includes
Generating a correction signal based on the substrate voltage value detected by the detection means, and adjusting the value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generation means using the correction signal ;
The electronic endoscope according to any one of claims 1 to 3 .
電子シャッタ機能を備える電子内視鏡の先端部に設けられた撮像素子と、
前記電子内視鏡の固有情報を記憶するメモリと、
前記撮像素子に印加する基板電圧を発生する基板電圧発生手段と、
前記撮像素子に印加される基板電圧値を検出する検出手段と、
を備える電子内視鏡と、
前記基板電圧発生手段を制御する制御手段と、
を備える電子内視鏡システムであって、
前記制御手段は、
前記メモリに記憶された固有情報に基づいて、目標基板電圧値を求め、
前記電子シャッタ機能がONである場合のみ、前記検出手段により検出された基板電圧値が、該目標基板電圧値に略一致するように、前記基板電圧発生手段により発生される基板電圧の値を調整する
電子内視鏡システム。
An image sensor provided at the tip of an electronic endoscope having an electronic shutter function ;
A memory for storing unique information of the electronic endoscope;
Substrate voltage generating means for generating a substrate voltage to be applied to the image sensor;
Detecting means for detecting a substrate voltage value applied to the image sensor;
An electronic endoscope comprising:
Control means for controlling the substrate voltage generating means;
An electronic endoscope system comprising:
The control means includes
Based on the unique information stored in the memory, a target substrate voltage value is obtained,
Only when the electronic shutter function is ON, the value of the substrate voltage generated by the substrate voltage generating unit is adjusted so that the substrate voltage value detected by the detecting unit substantially matches the target substrate voltage value. to,
Electronic endoscope system.
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