JP6329062B2 - Endoscope system and operating method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡システム及びその作動方法に関する。 The present invention relates to an endoscope system and an operating method thereof.
医療分野においては、光源装置、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が広く行われている。光源装置としては、キセノンランプや白色LED(Light Emitting Diode)などの広帯域光源の他に、青色LED、緑色LED、赤色LEDなどの単色の半導体光源が組み合わせられて用いられつつある。このように複数の半導体光源を用いる場合には、各半導体光源から発せられる光が合波されて、体内の観察対象を照明するための照明光とされる。 In the medical field, diagnosis using an endoscope system including a light source device, an endoscope, and a processor device is widely performed. As a light source device, in addition to a broadband light source such as a xenon lamp or a white LED (Light Emitting Diode), a monochromatic semiconductor light source such as a blue LED, a green LED, or a red LED is being used in combination. When a plurality of semiconductor light sources are used in this way, the light emitted from each semiconductor light source is combined and used as illumination light for illuminating the observation target in the body.
このように複数色の光を組み合せて照明光を生成する場合には、各色の光の光量を独立に調整して、照明光の色調を変更することが可能である。これにより、ホワイトバランスなどのカラーバランス処理を、プロセッサ装置側のみならず、光源装置側でも行うことができる(例えば、特許文献1参照)。 When the illumination light is generated by combining light of a plurality of colors as described above, the color tone of the illumination light can be changed by independently adjusting the amount of light of each color. Accordingly, color balance processing such as white balance can be performed not only on the processor device side but also on the light source device side (see, for example, Patent Document 1).
内視鏡によって、胃や大腸など体内の観察対象を撮像して得られる画像は、全体的に赤味を帯びている。これは、観察対象が、ヘモグロビンの吸光特性に大きく影響を受けており、観察対象を撮像して得られるRGB画像信号のうち、R画像信号の信号レベルが、G画像信号及びB画像信号の信号レベルよりも大きくなるためである。 An image obtained by imaging an in-vivo observation target such as the stomach and large intestine with an endoscope is entirely reddish. This is because the observation target is greatly influenced by the light absorption characteristics of hemoglobin, and the RGB image signal obtained by imaging the observation target has the signal level of the R image signal as the signal of the G image signal and the B image signal This is because it becomes larger than the level.
また、診断の目的に応じて、ピオクタニン色素などの色素が内視鏡の先端部から観察対象に散布されることがある。このように色素を散布する場合には、RGB画像信号の各信号レベルは、ヘモグロビンの吸光特性だけでなく、色素の吸光特性にも影響を受ける。 Further, depending on the purpose of diagnosis, a dye such as a picotanine dye may be sprayed from the distal end portion of the endoscope to the observation target. When the pigment is sprayed in this way, each signal level of the RGB image signal is affected not only by the absorbance property of hemoglobin but also by the absorbance property of the pigment.
例えば、観察対象上のピットパターンを観察する目的で、ピオクタニン色素を観察対象に散布した場合には、照明光のうち緑色成分がピオクタニン色素により吸収される。この場合、G画像信号の信号レベルは、ヘモグロビンのみが存在する場合よりも低下する。ピットパターンは、ピオクタニン色素の散布により明瞭化するが、G画像信号の信号レベルの低下により明るさが低下することにより観察対象の視認性が低下する。すなわち、観察対象に色素が散布された場合に、観察対象の視認性を向上させることが求められている。 For example, when a pioctane dye is dispersed on the observation object for the purpose of observing a pit pattern on the observation object, the green component of the illumination light is absorbed by the pioctanine dye. In this case, the signal level of the G image signal is lower than when only hemoglobin is present. The pit pattern is clarified by the dispersion of the picotanine dye, but the visibility of the observation target is reduced due to the brightness being reduced due to the decrease in the signal level of the G image signal. That is, it is required to improve the visibility of an observation target when a pigment is dispersed on the observation target.
なお、上記課題に対して特許文献1に記載の技術の適用が考えられるが、特許文献1では、ホワイトバランスを設定した後の各色の光の発光比率は固定である。したがって、体内の観察対象に対して、ピオクタニン色素などの色素が散布されて、特定色の画像信号の信号レベルが低下した場合であっても、特許文献1の方法では、その低下した特定色の画像信号の信号レベルを向上させることはできない。
In addition, although application of the technique of
本発明は、観察対象に色素が散布された場合に、観察対象の視認性を向上させることができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the endoscope system which can improve the visibility of an observation object, and its operating method, when a pigment | dye is spread | dispersed to the observation object.
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、観察対象に、赤色光、緑色光、及び青色光を含む照明光を照射する照明部と、観察対象に色素を散布する色素散布部と、色素が散布された観察対象を撮像する撮像素子であって、赤色光に感度を有する赤色画素と、緑色光に感度を有する緑色画素と、青色光に感度を有する青色画素とを有し、色ごとに露光時間が変更可能に構成された撮像素子と、撮像素子の撮像タイミングを制御して、赤色画素と、緑色画素と、青色画素との露光時間を設定する撮像制御部とを備える。 In order to achieve the above object, an endoscope system of the present invention includes an illuminating unit that irradiates an observation target with illumination light including red light, green light, and blue light, and a pigment distribution that scatters a pigment to the observation target. And an imaging device for imaging an observation target in which a pigment is dispersed, and includes a red pixel having sensitivity to red light, a green pixel having sensitivity to green light, and a blue pixel having sensitivity to blue light. An imaging device configured to change the exposure time for each color, and an imaging control unit that controls the imaging timing of the imaging device and sets the exposure time of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel. Prepare.
撮像制御部は、撮像素子を制御して、赤色画素と、緑色画素と、青色画素とのうちの少なくとも1色の画素の露光時間を、他の2色の画素の露光時間よりも長くすることが好ましい。 The imaging control unit controls the imaging device so that the exposure time of at least one color pixel of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel is longer than the exposure time of the other two color pixels. Is preferred.
撮像制御部は、色素散布部により散布される色素の吸光特性に応じて、赤色画素と、緑色画素と、青色画素との露光時間比を変更することが好ましい。 It is preferable that the imaging control unit changes the exposure time ratio of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel in accordance with the light absorption characteristics of the pigment sprayed by the pigment spraying unit.
赤色光、緑色光、青色光の発光タイミング及び発光強度を制御する光源制御部を備え、光源制御部は、赤色光と、緑色光と、青色光とのうちの2色の光の発光を終了させた後、他の1色の光の発光強度を大きくすることが好ましい。 A light source control unit that controls the emission timing and intensity of red light, green light, and blue light is provided. The light source control unit terminates light emission of two colors of red light, green light, and blue light. Then, it is preferable to increase the emission intensity of the light of the other color.
撮像素子は、赤色画素と、緑色画素と、青色画素とを、それぞれ個別に読み出し可能に構成されており、撮像制御部は、赤色光と、緑色光と、青色光との発光が終了する時刻に合わせて、赤色画素と、緑色画素と、青色画素とをそれぞれ読み出させることが好ましい。 The imaging device is configured to be able to individually read out a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and the imaging control unit is time when emission of red light, green light, and blue light ends. It is preferable to read out the red pixel, the green pixel, and the blue pixel, respectively.
色素がピオクタニン色素である場合には、撮像制御部は、緑色画素の露光時間を、赤色画素の露光時間及び青色画素の露光時間よりも長くすることが好ましい。 When the dye is a picotanine dye, the imaging control unit preferably makes the exposure time of the green pixel longer than the exposure time of the red pixel and the exposure time of the blue pixel.
色素がヨード色素である場合には、撮像制御部は、青色画素の露光時間を緑色画素の露光時間より長くし、緑色画素の露光時間を赤色画素の露光時間より長くすることが好ましい。 When the dye is an iodine dye, the imaging control unit preferably makes the exposure time of the blue pixel longer than the exposure time of the green pixel, and makes the exposure time of the green pixel longer than the exposure time of the red pixel.
色素がインジゴカルミン色素である場合には、撮像制御部は、赤色画素の露光時間を、緑色画素の露光時間及び青色画素の露光時間よりも長くすることが好ましい。 When the dye is an indigo carmine dye, the imaging control unit preferably makes the exposure time of the red pixel longer than the exposure time of the green pixel and the exposure time of the blue pixel.
本発明の内視鏡システムの作動方法は、観察対象に、赤色光、緑色光、及び青色光を含む照明光を照射する照明部と、観察対象に色素を散布する色素散布部と、色素が散布された観察対象を撮像する撮像素子であって、赤色光に感度を有する赤色画素と、緑色光に感度を有する緑色画素と、青色光に感度を有する青色画素とを有し、色ごとに露光時間が変更可能に構成された撮像素子とを備える内視鏡システムの作動方法において、撮像素子を制御して、赤色画素と、緑色画素と、青色画素とのうちの少なくとも1色の画素の露光時間を、他の2色の画素の露光時間よりも長くする。 The operation method of the endoscope system of the present invention includes an illumination unit that irradiates an observation target with illumination light including red light, green light, and blue light, a pigment spray unit that sprays pigment on the observation target, and a pigment An imaging device for imaging a scattered observation object, having a red pixel having sensitivity to red light, a green pixel having sensitivity to green light, and a blue pixel having sensitivity to blue light, for each color In an operation method of an endoscope system including an imaging device configured to be able to change an exposure time, the imaging device is controlled to control at least one pixel of a red pixel, a green pixel, and a blue pixel. The exposure time is set longer than the exposure times of the other two color pixels.
本発明によれば、赤色光に感度を有する赤色画素と、緑色光に感度を有する緑色画素と、青色光に感度を有する青色画素とを有し、色ごとに露光時間が変更可能に構成された撮像素子を備え、撮像素子の撮像タイミングを制御して、赤色画素と、緑色画素と、青色画素との露光時間を設定するので、観察対象に色素が散布された場合に、観察対象の視認性を向上させることができる。 According to the present invention, a red pixel having sensitivity to red light, a green pixel having sensitivity to green light, and a blue pixel having sensitivity to blue light are configured such that the exposure time can be changed for each color. Since the exposure time of the red pixel, green pixel, and blue pixel is set by controlling the imaging timing of the image sensor, the visual recognition of the observation target is performed when the pigment is scattered on the observation target. Can be improved.
図1において、内視鏡システム10は、内視鏡12と、光源装置14と、プロセッサ装置16と、モニタ18と、コンソール19とを有している。内視鏡12は、ユニバーサルコード25により、光源装置14と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置16と電気的に接続される。
In FIG. 1, the endoscope system 10 includes an
内視鏡12は、被検体内に挿入される挿入部12aと、挿入部12aの基端部分に設けられた操作部12bと、挿入部12aの先端側に設けられた湾曲部12cと、湾曲部12cの先端に設けられた先端部12dとを有している。操作部12bのアングルノブ12eを操作することにより、湾曲部12cが湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部12dが所望の方向に向けられる。
The
また、操作部12bには、アングルノブ12eの他、モード切替SW13a、ズーム操作部13bが設けられている。モード切替SW13aは、通常観察モードと、特殊観察モードとのモード間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、観察対象にピオクタニン色素が散布されていない場合の通常の観察画像をモニタ18上に表示するモードである。特殊観察モードは、観察対象にピオクタニン色素が散布されることによりピットパターンが明瞭化した観察画像をモニタ18上に表示するモードである。
In addition to the
プロセッサ装置16は、モニタ18及びコンソール19と電気的に接続される。モニタ18は、画像情報等を出力表示する表示部である。コンソール19は、機能設定等の入力操作を受け付けるユーザーインターフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置16には、画像情報等を記録する外付けの記録部(図示せず)を接続してもよい。
The
また、内視鏡12には、鉗子チャネル20が設けられている。鉗子チャネル20には、ピオクタニン色素を観察対象に散布するための散布チューブ22が挿通される。散布チューブ22は、操作部12bに設けられた鉗子入口20aから鉗子チャネル20に挿入される。散布チューブ22の少なくとも先端22aは、内視鏡12の先端部12dに形成された鉗子出口20bから露呈される。
The
散布チューブ22の基端側には、ピオクタニン色素剤が充填された注射器24が接続される。医師等のユーザは、注射器24を操作することにより、散布チューブ22の先端22aから、観察対象に向けて霧状にピオクタニン色素を散布することができる。このように、ユーザは、ピオクタニン色素を観察対象に散布する場合には、モード切替SW13aにより観察モードとして特殊観察モードを選択する。なお、本発明の「色素散布部」は、散布チューブ22と注射器24とを含む構成に対応している。
A
図2において、光源装置14は、光源部30と、光源制御部31と、光路結合部32とを有している。光源部30は、半導体光源として、V−LED(Violet Light Emitting Diode)30aと、B−LED(Blue Light Emitting Diode)30bと、G−LED(Green Light Emitting Diode)30cと、R−LED(Red Light Emitting Diode)30dとを有している。光源制御部31は、光源部30の発光タイミング及び発光強度を制御する。光路結合部32は、ダイクロイックミラー等により構成され、光源部30から発せられる各光の光路を結合する。
In FIG. 2, the
光路結合部32から射出される光は、挿入部12a内に挿通されたライトガイド33及び照明レンズ35を介して、被検体内の観察対象に照射される。なお、本発明の「照明部」は、光源部30、光路結合部32、ライトガイド33、及び照明レンズ35を含む構成に対応している。
The light emitted from the optical path coupling unit 32 is irradiated to the observation target in the subject through the light guide 33 and the illumination lens 35 inserted into the
図3に示すように、V−LED30aは、中心波長が約405nmで、波長範囲が約380〜420nmの紫色光LVを発生する。B−LED30bは、中心波長が約460nm、波長範囲が約420〜500nmの青色光LBを発生する。G−LED30cは、波長範囲が約480〜600nmの緑色光LGを発生する。R−LED30dは、中心波長が約620〜630nmで、波長範囲が約600〜650nmの赤色光LRを発生する。 As shown in FIG. 3, the V-LED 30 a generates violet light LV having a center wavelength of about 405 nm and a wavelength range of about 380 to 420 nm. The B-LED 30b generates blue light LB having a center wavelength of about 460 nm and a wavelength range of about 420 to 500 nm. The G-LED 30c generates green light LG having a wavelength range of about 480 to 600 nm. The R-LED 30d generates red light LR having a center wavelength of about 620 to 630 nm and a wavelength range of about 600 to 650 nm.
光源制御部31は、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRの各発光強度を、所定の比率(発光比率)として、光源部30を駆動制御する。光源制御部31は、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRを同時に発光させる。紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRは、光路結合部32により合波されて白色の照明光となり、この照明光は、ライトガイド33に供給される。なお、紫色光LVを発光させず、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRの3色の光を合波して照明光としても良い。 The light source control unit 31 drives and controls the light source unit 30 with each light emission intensity of the violet light LV, the blue light LB, the green light LG, and the red light LR as a predetermined ratio (light emission ratio). The light source controller 31 simultaneously emits purple light LV, blue light LB, green light LG, and red light LR. The purple light LV, the blue light LB, the green light LG, and the red light LR are combined by the optical path coupling unit 32 to become white illumination light, and this illumination light is supplied to the light guide 33. Note that the violet light LV may not be emitted, and the light of the three colors of the blue light LB, the green light LG, and the red light LR may be combined to provide illumination light.
ライトガイド33は、内視鏡12及びユニバーサルコード25内に内蔵されており、光路結合部32から供給された照明光を内視鏡12の先端部12dまで伝搬させる。なお、ライトガイド33としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径が約105μm、クラッド径が約125μm、外皮(保護層)を含めた径がφ0.3〜0.5mmの細径なファイバケーブルを使用することができる。
The light guide 33 is incorporated in the
内視鏡12の先端部12dには、照明光学系34aと撮像光学系34bとが設けられている。照明光学系34aは、照明レンズ35を有している。ライトガイド33から射出された照明光は、照明レンズ35を介して観察対象に照射される。撮像光学系34bは、対物レンズ36、ズームレンズ37、撮像素子38を有している。照明光の観察対象からの戻り光は、対物レンズ36及びズームレンズ37を介して、撮像素子38に入射する。撮像素子38には、観察対象の光像が結像される。
The
ズームレンズ37は、ズーム操作部13bを操作に応じて、テレ端とワイド端の間を移動する。拡大観察をしない場合(非拡大観察時)には、ズームレンズ37はワイド端に配置されている。拡大観察を行う場合には、ズームレンズ37は、ズーム操作部13bの操作に応じてワイド端からテレ端に移動する。
The zoom lens 37 moves between the tele end and the wide end in accordance with the operation of the
撮像素子38は、同時式のカラーセンサであり、照明光が照射された観察対象からの戻り光を受光して画像信号を出力する。この撮像素子38は、青色(B)、緑色(G)、赤色(R)の色ごとに受光可能で、かつ色ごとに露光時間が変更可能に構成されている。この撮像素子38としては、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型撮像素子が用いられる。撮像素子38は、画像信号として、B画素信号、G画素信号、R画素信号からなるRGB画像信号を出力する。 The image sensor 38 is a simultaneous color sensor, and receives the return light from the observation target irradiated with the illumination light and outputs an image signal. The image sensor 38 can receive light for each of blue (B), green (G), and red (R) colors, and can change the exposure time for each color. As the image sensor 38, a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) type image sensor is used. The image sensor 38 outputs an RGB image signal composed of a B pixel signal, a G pixel signal, and an R pixel signal as an image signal.
プロセッサ装置16は、撮像制御部40と、受信部41と、DSP(Digital Signal Processor)42と、ノイズ除去部43と、観察画像生成部44と、映像信号生成部45とを備えている。
The
撮像制御部40は、撮像素子38による観察対象の撮像タイミングを制御する。また、撮像制御部40は、モード切替SW13aにより選択された観察モードに応じて撮像素子38の撮像タイミングを変更する。
The imaging control unit 40 controls the imaging timing of the observation target by the imaging element 38. Further, the imaging control unit 40 changes the imaging timing of the imaging element 38 according to the observation mode selected by the
受信部41は、内視鏡12の撮像素子38から出力されたデジタルのRGB画像信号を受信する。DSP42は、受信したRGB画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、及びデモザイク処理等の各種信号処理を施す。
The receiving unit 41 receives a digital RGB image signal output from the imaging device 38 of the
欠陥補正処理では、撮像素子38の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたRGB画像信号から暗電流成分が除かれ、正確なゼロレベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理後のRGB画像信号に特定のゲイン値を乗じることにより信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理後のRGB画像信号には、色再現性を高めるためのリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のRGB画像信号には、デモザイク処理(等方化処理、同時化処理とも称される)が施され、各画素についてRGB各色の信号が生成される。 In the defect correction process, the signal of the defective pixel of the image sensor 38 is corrected. In the offset process, the dark current component is removed from the RGB image signal subjected to the defect correction process, and an accurate zero level is set. In the gain correction process, the signal level is adjusted by multiplying the RGB image signal after the offset process by a specific gain value. The RGB image signal after the gain correction process is subjected to a linear matrix process for improving color reproducibility. After that, brightness and saturation are adjusted by gamma conversion processing. The RGB image signal after the linear matrix processing is subjected to demosaic processing (also referred to as isotropic processing or synchronization processing), and signals of RGB colors are generated for each pixel.
ノイズ除去部43は、DSP42でデモザイク処理等が施されたRGB画像信号に対してノイズ除去処理(移動平均法やメディアンフィルタ法等による処理)を施すことによってノイズを除去する。ノイズが除去されたRGB画像信号は、観察画像生成部44に入力される。 The noise removal unit 43 removes noise by performing noise removal processing (processing by a moving average method, a median filter method, or the like) on the RGB image signal subjected to demosaic processing or the like by the DSP 42. The RGB image signal from which noise has been removed is input to the observation image generation unit 44.
観察画像生成部44は、ノイズ除去部43から入力されたRGB画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行うことにより、観察画像を生成する。色変換処理では、RGB画像信号に対して3×3のマトリックス処理、階調変換処理、及び3次元LUT(ルックアップテーブル)処理などにより色変換処理を行う。色彩強調処理は、色変換処理済みのRGB画像信号に対して行われる。構造強調処理は、表層血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する処理であり、色彩強調処理後のRGB画像信号に対して行われる。 The observation image generation unit 44 generates an observation image by performing color conversion processing, color enhancement processing, and structure enhancement processing on the RGB image signal input from the noise removal unit 43. In color conversion processing, color conversion processing is performed on RGB image signals by 3 × 3 matrix processing, gradation conversion processing, three-dimensional LUT (look-up table) processing, and the like. The color enhancement process is performed on the RGB image signal that has been subjected to the color conversion process. The structure enhancement process is a process for enhancing the structure of the observation target such as a surface blood vessel or a pit pattern, and is performed on the RGB image signal after the color enhancement process.
観察画像生成部44が生成する観察画像は、映像信号生成部45に入力される。映像信号生成部45は、観察画像をモニタ18に表示するための映像信号に変換する。モニタ18は、映像信号生成部45から入力される映像信号に基づいて画像表示を行う。
The observation image generated by the observation image generation unit 44 is input to the video signal generation unit 45. The video signal generation unit 45 converts the observation image into a video signal for display on the
図4において、撮像素子38は、画素アレイ部50と、読み出し走査回路51と、リセット走査回路52と、カラムADC(Analog-to-digital converter)回路53と、ラインメモリ54と、列走査回路55と、タイミングジェネレータ(TG:Timing generator)56とを有する。TG56は、プロセッサ装置16の撮像制御部40から入力される撮像制御信号に基づいてタイミング信号を発生し、各部を制御する。
In FIG. 4, the image sensor 38 includes a
画素アレイ部50は、複数の画素50aが行方向(X方向)及び列方向(Y方向)にマトリクス状に2次元配列されたものであり、撮像素子38の撮像面に設けられている。画素アレイ部50には、行方向に沿って、第1行選択線LS1、第2行選択線LS2、及び行リセット線LRが配されており、列方向に沿って列信号線LVが配されている。
The
第1行選択線LS1、第2行選択線LS2、及び行リセット線LRは、1画素行毎に設けられている。列信号線LVは、1画素列毎に設けられている。ここで、画素行とは、行方向に並んだ1行分の画素50aを指している。画素列とは、列方向に並んだ1列分の画素50aを指している。
The first row selection line LS1, the second row selection line LS2, and the row reset line LR are provided for each pixel row. The column signal line LV is provided for each pixel column. Here, the pixel row refers to one row of
画素アレイ部50の光入射側には、図5に示すように、カラーフィルタアレイ60が設けられている。カラーフィルタアレイ60は、緑色(G)フィルタ60a、青色(B)フィルタ60b、及び赤色(R)フィルタ60cを有している。これらのフィルタのうちいずれか1つが各画素50a上に配置されている。カラーフィルタアレイ60の色配列は、ベイヤー配列であり、Gフィルタ60aが市松状に1画素おきに配置され、残りの画素上に、Bフィルタ60bとRフィルタ60cとがそれぞれ正方格子状となるように配置されている。
As shown in FIG. 5, a
カラーフィルタアレイ60は、図6に示す分光特性を有する。Gフィルタ60aは、約450〜630nmの波長域に対して高い透過率を有している。Bフィルタ60bは、約380〜560nmの波長域に対して高い透過率を有している。Rフィルタ60cは、約580〜760nmの波長域に対して高い透過率を有している。
The
以下、Gフィルタ60aが配置された画素50aをG画素と称し、Bフィルタ60bが配置された画素50aをB画素と称し、Rフィルタ60cが配置された画素50aをR画素と称する。G画素は、緑色光LGに対して感度を有する。R画素は、赤色光LRに対して感度を有する。B画素は、青色光LB及び紫色光LVに対して感度を有する。偶数(0,2,4,・・・,N−1)の各画素行には、B画素とG画素とが交互に配置されている。奇数(1,3,5,・・・,N)の各画素行には、G画素とR画素とが交互に配置されている。
Hereinafter, the
1画素行内の各画素50aは、行リセット線LRに共通に接続されている。また、1画素行内の画素50aのうち、G画素は第1行選択線LS1に共通に接続されており、B画素及びR画素はそれぞれ第2行選択線LS2に共通に接続されている。
Each
各画素50aは、図7に示すように、フォトダイオードD1と、アンプトランジスタM1と、画素選択トランジスタM2と、リセットトランジスタM3とを有する。フォトダイオードD1は、入射光を光電変換して入射光量に応じた信号電荷を生成し、これを蓄積する。アンプトランジスタM1は、フォトダイオードD1に蓄積された信号電荷を電圧値(画素信号)に変換する。画素選択トランジスタM2は、第1行選択線LS1または第2行選択線LS2により制御され、アンプトランジスタM1により生成された画素信号を列信号線LVに出力させる。リセットトランジスタM3は、行リセット線LRにより制御され、フォトダイオードD1に蓄積された信号電荷を電源線に破棄(リセット)する。
As shown in FIG. 7, each
読み出し走査回路51は、TG56から入力されるタイミング信号に基づいて、行選択信号を発生する。読み出し走査回路51は、信号読み出し動作時に、第1行選択線LS1または第2行選択線LS2に行選択信号を与えることにより、行選択信号が与えられた第1行選択線LS1または第2行選択線LS2に接続された画素50aの画素信号を、列信号線LVに出力させる。
The
リセット走査回路52は、TG56から入力されるタイミング信号に基づいて、リセット信号を発生する。リセット走査回路52は、リセット動作時に、行リセット線LRにリセット信号を与えることにより、リセット信号が与えられた行リセット線LRに接続された画素50aをリセットする。
The reset scanning circuit 52 generates a reset signal based on the timing signal input from the
カラムADC回路53には、信号読み出し動作時に列信号線LVに出力された画素信号が入力される。カラムADC回路53は、各列信号線LVにADCが接続されてなり、各列信号線LVから入力される画素信号を、時間とともに階段状に変化する参照信号(ランプ波)と比較することにより、デジタル信号に変換してラインメモリ54に出力する。
The
ラインメモリ54は、カラムADC回路53によりデジタル化された1行分の画素信号を保持する。列走査回路55は、TG56から入力されるタイミング信号に基づいて、ラインメモリ54を走査することにより、画素信号を出力端子Voutから順に出力させる。出力端子Voutから出力される1フレーム分の画素信号が前述のRGB画像信号である。
The
撮像素子38は、信号読み出し方式として、「順次読み出し方式」と「部分読み出し方式」が実行可能である。順次読み出し方式では、読み出し走査回路51により、各画素行の1組の第1及び第2行選択線LS1,LS2が順に選択されながら、選択された第1及び第2行選択線LS1,LS2に同時に行選択信号が与えられる。これにより、画素アレイ部50の全画素50aについて、先頭画素行「0」から最終画素行「N」まで、1画素行ずつ順に信号読み出しが行われる。
The image sensor 38 can execute a “sequential readout method” and a “partial readout method” as signal readout methods. In the sequential readout method, the
部分読み出し方式では、画素アレイ部50から特定の1色の画素を選択的に読み出すことを可能とする。例えば、画素アレイ部50からG画素のみを読み出す場合には、読み出し走査回路51により、奇数(1,3,5,・・・,N)及び偶数(0,2,4,・・・,N−1)の各画素行の第1行選択線LS1のみが順に選択されながら、選択された第1行選択線LS1に行選択信号が与えられる。これにより、全画素50aのうちのG画素のみについて、1画素行ずつ順に信号読み出しが行われる。
In the partial readout method, it is possible to selectively read out pixels of a specific color from the
この場合、ラインメモリ54には、G画素から読み出された画素信号(G画素信号)のみが記憶される。列走査回路55は、ラインメモリ54に1画素行分の画素信号(G画素信号)が記憶されるたびに、ラインメモリ54の走査を行う。
In this case, the
また、画素アレイ部50からR画素のみを読み出す場合には、読み出し走査回路51により、奇数(1,3,5,・・・,N)の各画素行の第2行選択線LS2のみが順に選択されながら、選択された第2行選択線LS2に行選択信号が与えられる。これにより、全画素50aのうちのR画素のみについて、1画素行ずつ順に信号読み出しが行われる。
Further, when only the R pixel is read from the
この場合、ラインメモリ54には、R画素から読み出された画素信号(R画素信号)のみが記憶される。列走査回路55は、ラインメモリ54に奇数行から1画素行分の画素信号(R画素信号)が記憶されるたびに、ラインメモリ54の走査を行う。
In this case, the
また、部分読み出し方式では、画素アレイ部50から特定の2色の画素を選択的に読み出すことを可能とする。例えば、画素アレイ部50からB画素及びR画素を読み出す場合には、読み出し走査回路51により、奇数(1,3,5,・・・,N)及び偶数(0,2,4,・・・,N−1)の各画素行の第2行選択線LS2のみが順に選択されながら、選択された第2行選択線LS2に行選択信号が与えられる。これにより、全画素50aのうちのB画素及びR画素について、1画素行ずつ順に信号読み出しが行われる。
In the partial readout method, it is possible to selectively read out pixels of two specific colors from the
この場合、ラインメモリ54には、偶数の画素行の読み出し時には、B画素から読み出された画素信号(B画素信号)が記憶され、奇数の画素行の読み出し時には、R画素から読み出された画素信号(R画素信号)のみが記憶される。列走査回路55は、ラインメモリ54に偶数行または奇数行から1画素行分の画素信号が記憶されるたびに、ラインメモリ54の走査を行う。
In this case, the pixel signal read from the B pixel (B pixel signal) is stored in the
また、撮像素子38は、リセット方式として、「順次リセット方式」及び「一括リセット方式」が実行可能である。順次リセット方式では、リセット走査回路52により行リセット線LRが順に選択されながら、選択された行リセット線LRにリセット信号が与えられる。これにより、順次リセット方式では、先頭画素行「0」から最終画素行「N」まで、1画素行ずつ順にリセットが行われる。 The image sensor 38 can execute a “sequential reset method” and a “batch reset method” as a reset method. In the sequential reset method, the reset signal is given to the selected row reset line LR while the row reset line LR is sequentially selected by the reset scanning circuit 52. As a result, in the sequential reset method, the reset is performed sequentially for each pixel row from the first pixel row “0” to the last pixel row “N”.
一括リセット方式では、リセット走査回路52により全ての行リセット線LRが選択され、全ての行リセット線LRに一括してリセット信号が与えられる。これにより、画素アレイ部50の全画素行が一括して同時にリセットされる。
In the collective reset method, all the row reset lines LR are selected by the reset scanning circuit 52, and a reset signal is collectively applied to all the row reset lines LR. Thereby, all the pixel rows of the
なお、図4には示していないが、撮像素子38には、相関二重サンプリング(CDS;Correlated Double Sampling)回路や、自動利得制御(AGC;Automatic Gain Control)回路も適宜設けられる。CDS回路は、画素50aから各列信号線LVに出力される画素信号に相関二重サンプリング処理を行う。AGC回路は、相関二重サンプリング処理が行われた画素信号に対してゲイン調整を行う。
Although not shown in FIG. 4, the imaging device 38 is appropriately provided with a correlated double sampling (CDS) circuit and an automatic gain control (AGC) circuit. The CDS circuit performs correlated double sampling processing on the pixel signal output from the
光源制御部31と撮像制御部40とは互いに電気的に接続されている。撮像制御部40は、光源制御部31により制御される光源装置14の照明光の発光タイミングに合わせて撮像素子38の撮像タイミングを制御する。
The light source control unit 31 and the imaging control unit 40 are electrically connected to each other. The imaging control unit 40 controls the imaging timing of the imaging device 38 in accordance with the emission timing of the illumination light of the
次に、光源制御部31及び撮像制御部40により制御される発光タイミング及び撮像タイミングについて説明する。図8は、通常観察モードの発光タイミング及び撮像タイミングである。光源制御部31は、光源部30に、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRの発光を開始させる。このとき、光源制御部31は、紫色光LVの発光強度IV、青色光LBの発光強度IB、緑色光LGの発光強度IG、赤色光LRの発光強度IRを、所定の比率とする。 Next, the light emission timing and the imaging timing controlled by the light source control unit 31 and the imaging control unit 40 will be described. FIG. 8 shows the light emission timing and imaging timing in the normal observation mode. The light source control unit 31 causes the light source unit 30 to start emitting purple light LV, blue light LB, green light LG, and red light LR. At this time, the light source control unit 31, the emission intensity I V of violet light LV, the emission intensity I B of the blue light LB, the emission intensity I G of the green light LG, the emission intensity I R of the red light LR, the predetermined ratio To do.
光源部30から発せられた各光は、光路結合部32で合波され、白色の照明光としてライトガイド33に供給される。この照明光は、内視鏡12の先端部12dから射出されて観察対象を照明する。
Each light emitted from the light source unit 30 is combined by the optical path coupling unit 32 and supplied to the light guide 33 as white illumination light. This illumination light is emitted from the
観察対象が照明光により照明された状態で、撮像制御部40は、撮像素子38を制御し、時刻t0から順次リセット方式によりリセット動作を行わせる。これにより、全画素行が1画素行ずつ順にリセットされる。各画素行は、リセットにより画素50aの不要電荷が破棄されることにより、順に電荷蓄積状態(露光状態)となる。
In a state where the observation target is illuminated by the illumination light, the imaging control unit 40 controls the imaging element 38 to sequentially perform the reset operation by the reset method from time t0. As a result, all the pixel rows are sequentially reset one pixel row at a time. Each pixel row is sequentially placed in a charge accumulation state (exposure state) when unnecessary charges of the
そして、撮像制御部40は、時刻t0から露光時間TEが経過した後、撮像素子38を制御して、順次読み出し方式により、B画素、G画素、R画素のすべての読み出し動作を行わせる。これにより、撮像素子38からは、デジタル化されたB画素信号、G画素信号、及びR画素信号が出力される。この通常観察モードでは、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRを常時発光させたまま、撮像素子38による撮像動作を繰り返す。 Then, the imaging control unit 40, after a lapse of the exposure time T E from the time t0, and controls the image sensor 38, by sequentially reading method, B pixel, G pixel, to perform all of the read operation of the R pixel. Accordingly, the digitized B pixel signal, G pixel signal, and R pixel signal are output from the image sensor 38. In this normal observation mode, the imaging operation by the imaging device 38 is repeated while the violet light LV, the blue light LB, the green light LG, and the red light LR are always emitted.
次に、図9は、観察対象にピオクタニン色素を散布して行われる特殊観察モードの発光タイミング及び撮像タイミングである。光源制御部31は、光源部30に、時刻t0から、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRの発光を同時に開始させる。このとき、光源制御部31は、通常観察モード時と同様に、各光の発光強度を、所定の比率とする。 Next, FIG. 9 shows the light emission timing and imaging timing in the special observation mode performed by spraying the pioctanine pigment on the observation target. The light source control unit 31 causes the light source unit 30 to simultaneously start emission of purple light LV, blue light LB, green light LG, and red light LR from time t0. At this time, the light source control unit 31 sets the emission intensity of each light to a predetermined ratio as in the normal observation mode.
通常観察モード時と同様に、光源部30から発せられた各光は、光路結合部32で合波され、白色の照明光としてライトガイド33に供給される。この照明光は、内視鏡12の先端部12dから射出されて観察対象を照明する。
As in the normal observation mode, each light emitted from the light source unit 30 is combined by the optical path coupling unit 32 and supplied to the light guide 33 as white illumination light. This illumination light is emitted from the
撮像制御部40は、撮像素子38を制御して、時刻t0から順次リセット方式によりリセット動作を行わせる。これにより、全画素行が1画素行ずつ順にリセットされる。各画素行は、リセットにより画素50aの不要電荷が破棄されることにより、順に電荷蓄積状態(露光状態)となる。そして、撮像制御部40は、時刻t0から第1の露光時間TE1が経過した後、撮像素子38を制御して、部分読み出し方式により、B画素及びR画素のみの読み出し動作を行わせる。これにより、撮像素子38からは、デジタル化されたB画素信号及びR画素信号が出力される。
The imaging control unit 40 controls the imaging element 38 to sequentially perform a reset operation using a reset method from time t0. As a result, all the pixel rows are sequentially reset one pixel row at a time. Each pixel row is sequentially placed in a charge accumulation state (exposure state) when unnecessary charges of the
この後、撮像制御部40は、時刻t0から第2の露光時間TE2が経過した後、撮像素子38を制御して、部分読み出し方式により、G画素のみの読み出し動作を行わせる。これにより、撮像素子38からは、デジタル化されたG画素信号が出力される。この特殊観察モードにおいても、紫色光LV、青色光LB、緑色光LG、赤色光LRを常時発光させたまま、撮像素子38による撮像動作を繰り返す。 Thereafter, after the second exposure time TE2 has elapsed from time t0, the imaging control unit 40 controls the imaging element 38 so that only the G pixel is read out by the partial readout method. As a result, a digitized G pixel signal is output from the image sensor 38. Even in this special observation mode, the imaging operation by the imaging device 38 is repeated while the violet light LV, the blue light LB, the green light LG, and the red light LR are always emitted.
次に、本実施形態における一連の流れを、図10に示すフローチャートに沿って説明する。まず、医師等のユーザにより、通常観察モードを用いて、胃や食道など体内を観察対象として、遠景状態でスクリーニングが行われる。この通常観察モードでは、図8に示す発光タイミング及び撮像タイミングに従って、内視鏡システム10が駆動され、観察画像生成部44により生成された観察画像がモニタ18に表示される。この観察画像は、赤味を帯びている。これは、観察対象中のヘモグロビンが短波光を吸収することによる。
Next, a series of flows in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG. First, a user such as a doctor performs screening in a distant view using the normal observation mode, with the inside of the stomach, esophagus, or the like as an observation target. In the normal observation mode, the endoscope system 10 is driven according to the light emission timing and the imaging timing shown in FIG. 8, and the observation image generated by the observation image generation unit 44 is displayed on the
ユーザは、スクリーニング時に、ブラウニッシュエリアや発赤など病変の可能性がある部位(病変可能性部位)を検出したときには、ズーム操作部13bを操作して、その病変可能性部位を含む観察対象を拡大表示する拡大観察を行う。また、ユーザは、モード切替SW13aを操作して、特殊観察モードに切り替える。さらに、ユーザは、観察画像中において、散布チューブ22の先端22aを確認したうえで、ピオクタニン色素剤が充填された注射器24を操作することにより、ピオクタニン色素を観察対象に対して散布する。
When the user detects a possible lesion (such as a possible lesion) such as a brownish area or redness during screening, the user operates the
この特殊観察モードでは、図9に示す発光タイミング及び撮像タイミングに従って、内視鏡システム10が駆動され、観察画像生成部44により生成された観察画像がモニタ18に表示される。観察対象に散布されたピオクタニン色素により、観察対象上のピットパターンが明瞭化するが、照明光のうちの緑色光LGの成分がピオクタニン色素により吸収されることにより明るさが低下する。本実施形態では、特殊観察モードにおいて、撮像素子38のG画素の露光時間である第2の露光時間TE2を、B画素及びR画素の露光時間である第1の露光時間TE1よりも長くしているので、G画像信号のレベルの低下(明るさの低下)が防止され、観察対象の視認性が向上する。
In the special observation mode, the endoscope system 10 is driven according to the light emission timing and the imaging timing shown in FIG. 9, and the observation image generated by the observation image generation unit 44 is displayed on the
なお、上記実施形態では、図8及び図9に示すように、リセット方式として順次リセット方式を用い、いわゆるローリングシャッタ式により撮像素子38を駆動しているが、これに代えて、リセット方式として一括リセット方式を用い、いわゆるグローバルシャッタ方式により撮像素子38を駆動しても良い。この場合には、読み出し動作は、読み出す画素信号に対応する色の光を消灯したうえで行う。 In the above embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the reset method is sequentially used as the reset method, and the image pickup device 38 is driven by a so-called rolling shutter method. The image sensor 38 may be driven by a so-called global shutter method using a reset method. In this case, the reading operation is performed after the light of the color corresponding to the pixel signal to be read is turned off.
この場合、通常観察モードでは、図11に示すように、観察対象が照明光により照明された状態で、撮像制御部40は、撮像素子38を制御し、時刻t0から一括リセット方式により撮像素子38の全画素行をリセットさせる。光源制御部31は、時刻t0から露光時間TEが経過した時刻t1に光源部30の発光動作を停止させる。そして、撮像制御部40は、照明光が消灯された暗状態で、撮像素子38を制御して、順次読み出し方式により、B画素、G画素、R画素のすべての読み出し動作を行わせる。 In this case, in the normal observation mode, as illustrated in FIG. 11, the imaging control unit 40 controls the imaging device 38 in a state where the observation target is illuminated with illumination light, and the imaging device 38 is controlled by the batch reset method from time t0. Reset all pixel rows. The light source control unit 31, the light emitting operation of the light source unit 30 is stopped at time t1 at which the exposure time T E has elapsed from the time t0. Then, the imaging control unit 40 controls the imaging element 38 in the dark state where the illumination light is extinguished, and performs all readout operations of the B pixel, the G pixel, and the R pixel by the sequential readout method.
また、特殊観察モードでは、図12に示すように、観察対象が照明光により照明された状態で、撮像制御部40は、撮像素子38を制御し、時刻t0から一括リセット方式により撮像素子38の全画素行をリセットさせる。光源制御部31は、時刻t0から第1の露光時間TE1が経過した時刻t1に、V−LED30a、B−LED30b、R−LED30dの発光動作を停止させ、紫色光LV、青色光LB、赤色光LRの発光を終了させる。そして、撮像制御部40は、撮像素子38を制御して、部分読み出し方式により、B画素及びR画素のみの読み出し動作を行わせる。 In the special observation mode, as shown in FIG. 12, the imaging control unit 40 controls the imaging device 38 in a state where the observation target is illuminated with illumination light, and the imaging device 38 is controlled by the batch reset method from time t0. Reset all pixel rows. The light source control unit 31, the time t1 from time t0 the first exposure time T E1 has elapsed, V-LED30a, B-LED30b , stops the light emission operation of the R-LED30d, violet light LV, the blue light LB, red The light emission of the light LR is terminated. Then, the imaging control unit 40 controls the imaging element 38 so that only the B pixel and the R pixel are read by the partial reading method.
この後、光源制御部31は、時刻t0から第2の露光時間TE2が経過した時刻t2に、G−LED30cの発光動作を停止させ、緑色光LGの発光を終了させる。そして、撮像制御部40は、撮像素子38を制御して、部分読み出し方式により、G画素のみの読み出し動作を行わせる。 Thereafter, the light source control unit 31, a time t2 from the time t0 has passed the second exposure time T E2 is to stop the light emission operation of the G-LED 30c, to terminate the emission of green light LG. Then, the imaging control unit 40 controls the imaging element 38 to perform a readout operation for only the G pixel by a partial readout method.
このように、グローバルシャッタ方式を用いることにより、全画素行の色ごとの受光期間が同一となる(いわゆる同時性が得られる)。また、グローバルシャッタ方式は、ローリングシャッタ方式に比べて、露光時間が長くなり、露光量が増加するという利点がある。 In this way, by using the global shutter system, the light receiving period for each color of all the pixel rows becomes the same (so-called synchronism is obtained). In addition, the global shutter system has the advantage that the exposure time is longer and the exposure amount is increased than the rolling shutter system.
さらに、特殊観察モードでは、図13に示すように、紫色光LV、青色光LB、赤色光LRの発光を終了した時刻t1の後、緑色光LGの発光強度IGを大きくしても良い。なお、時刻t1の後、緑色光LGの発光強度IGを大きくするとは、時刻t1に緑色光LGの発光強度IGを大きくすることも含む。この場合には、緑色光LGの所望とする光量が短い時間で得られるので、図12に示すように緑色光LGの発光強度IGを変化させない場合と比べて、第2の露光時間TE2を短くすることができる。 Furthermore, in the special observation mode, as shown in FIG. 13, violet light LV, the blue light LB, after time t1 ended the emission of red light LR, it may increase the emission intensity I G of the green light LG. Incidentally, after the time t1, the larger the light emission intensity I G of the green light LG, including increasing the emission intensity I G of the green light LG on the time t1. In this case, the desired that amount of the green light LG is obtained in a short time, as compared with the case of not changing the luminous intensity I G of the green light LG as shown in FIG. 12, a second exposure time T E2 Can be shortened.
[第2実施形態]
上記第1実施形態では、撮像素子38を色ごとに部分読み出しを行うことを可能に構成することにより、撮像制御部40による色ごとの露光時間の設定を可能としているが、これに代えて、第2実施形態では、撮像素子を色ごとに部分リセットを行うことを可能に構成することにより、撮像制御部40による色ごとの露光時間の設定を可能とする。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, by configuring the image sensor 38 to be able to perform partial readout for each color, it is possible to set the exposure time for each color by the imaging control unit 40, but instead, In the second embodiment, by configuring the image sensor to be able to perform partial reset for each color, it is possible to set the exposure time for each color by the image capture control unit 40.
第2実施形態では、第1実施形態の撮像素子38に代えて、図14及び図15に示す撮像素子70を用いる。撮像素子70は、単一の行選択線LSを有し、1画素行内の各画素50aは、行選択線LSに共通に接続されている。また、撮像素子70は、第1行リセット線LR1及び第2行リセット線LR2を有し、G画素は第1行リセット線LR1に共通に接続されており、B画素及びR画素はそれぞれ第2行リセット線LR2に共通に接続されている。
In the second embodiment, an
読み出し走査回路51は、信号読み出し動作時に、行選択線LSに順に行選択信号を与え、1画素行ずつ順に画素信号を読み出す「順次読み出し」を行わせる。リセット走査回路52は、リセット動作時に、第1行リセット線LR1または第2行リセット線LR2にリセット信号を与えることにより、リセット信号が与えられた第1行リセット線LR1または第2行リセット線LR2に接続された画素50aをリセットする。撮像素子70のその他の構成は、第1実施形態の撮像素子38と同一である。
The
撮像素子70は、全ての第1行リセット線LR1に同時にリセット信号を与えることにより、G画素のみを一括してリセットすることを可能とする。また、撮像素子70は、全ての第2行リセット線LR2に同時にリセット信号を与えることにより、B画素及びR画素を一括してリセットすることを可能とする。
The
また、撮像素子70は、偶数の画素行の第2行リセット線LR2に同時にリセット信号を与えることにより、B画素のみを一括してリセットすることを可能とし、奇数の画素行の第2行リセット線LR2に同時にリセット信号を与えることにより、R画素のみを一括してリセットすることを可能とする。さらに、撮像素子70は、全ての第1行リセット線LR1及び第2行リセット線LR2に同時にリセット信号を与えることにより、全画素行を一括して同時にリセットすることを可能とする。
The
第2実施形態の特殊観察モードでは、図16に示すように、観察対象が照明光により照明された状態で、撮像制御部40は、撮像素子70を制御し、時刻t0から一括リセット方式により撮像素子70の全画素行をリセットさせる。そして、所定時間経過後の時刻t1に、全ての第2行リセット線LR2に同時にリセット信号を与えることにより、B画素及びR画素のみを一括して同時にリセット(部分リセット)させる。
In the special observation mode of the second embodiment, as shown in FIG. 16, the imaging control unit 40 controls the
そして、光源制御部31は、時刻t1から第1の露光時間TE1が経過した時刻t2に、光源部30の発光動作を停止させる。そして、撮像制御部40は、照明光が消灯された暗状態で、撮像素子70を制御して、順次読み出し方式により、B画素、G画素、R画素のすべての読み出し動作を行わせる。本実施形態では、時刻t0から時刻t2までの時間が、緑色光LGに対する第2の露光時間TE2となる。
Then, the light source control unit 31 stops the light emission operation of the light source unit 30 at time t2 when the first exposure time TE1 has elapsed from time t1. Then, the imaging control unit 40 controls the
また、第1実施形態では、R画素、G画素、B画素を個別に色ごとに読み出すことを可能とするように構成された撮像素子38を用い、第2実施形態では、R画素、G画素、B画素を個別に色ごとにリセットすることを可能とするように構成された撮像素子70を用いているが、これらの撮像素子38,70に代えて、R画素、G画素、B画素を個別に色ごとに読み出し及びリセットを行うことを可能とするように構成された撮像素子を用いても良い。この場合には、露光期間の開始及び終了タイミングを、色ごとに自由に設定することができる。
In the first embodiment, an image sensor 38 configured to be able to read out R pixel, G pixel, and B pixel for each color individually, and in the second embodiment, R pixel and G pixel are used. , The
なお、上記各実施形態では、特殊観察モードにおいて、B画素及びR画素の露光時間を同一とし、G画素の露光時間を、B画素及びR画素の露光時間より長くしているが、これは、観察対象に散布する色素として、照明光のうちのほぼ緑色光LGのみを吸収する吸光特性を有するピオクタニン色素を用いていることによる。 In each of the above embodiments, in the special observation mode, the exposure time of the B pixel and the R pixel is the same, and the exposure time of the G pixel is longer than the exposure time of the B pixel and the R pixel. This is because a pioctanine dye having a light absorption characteristic that absorbs almost only the green light LG of the illumination light is used as the dye to be dispersed on the observation target.
本発明は、色素散布部により観察対象に散布する色素として、ピオクタニン色素に限られず、その他の色素を用いることも可能である。例えば、色素として、ヨード色素を用いる場合、ヨード色素は、照明光うちの青色光LBを吸収し、かつ緑色光LGもやや吸収するので、特殊観察モードでは、図17に示すように、R画素、G画素、B画素をそれぞれ部分読み出しし、R画素、G画素、B画素の各露光時間をそれぞれ異ならせれば良い。 The present invention is not limited to the picotanine dye, but other dyes can also be used as the dye to be dispersed on the observation target by the pigment dispersion unit. For example, when an iodine dye is used as the dye, the iodine dye absorbs the blue light LB of the illumination light and also slightly absorbs the green light LG. Therefore, in the special observation mode, as shown in FIG. , G pixel, and B pixel may be partially read out, and the exposure times of the R pixel, G pixel, and B pixel may be different.
具体的には、図17では、R画素の露光時間をR露光時間TER、G画素の露光時間をG露光時間TEG、B画素の露光時間をB露光時間TEBとした場合に、「TER<TEG<TEB」の関係とする。図17は、撮像素子38をローリングシャッタ方式で駆動する例であるが、これ代えて、グローバルシャッタ方式を用いることや、撮像素子70を用いることも可能であることは言うまでもない。
Specifically, in FIG. 17, when the R pixel exposure time is R exposure time T ER , the G pixel exposure time is G exposure time T EG , and the B pixel exposure time is B exposure time T EB , The relationship is T ER <T EG <T EB . FIG. 17 shows an example in which the image sensor 38 is driven by the rolling shutter system, but it goes without saying that the global shutter system or the
また、色素として、インジゴカルミン色素を用いる場合、インジゴカルミン色素は、照明光うちの赤色光LR及び緑色光LGを吸収するので、特殊観察モードでは、R露光時間TER及びG露光時間TEGをB露光時間TEBより長くし、R露光時間TERとG露光時間TEGとは同一とすれば良い。 Further, when an indigo carmine dye is used as the dye, the indigo carmine dye absorbs the red light LR and the green light LG of the illumination light, and therefore, in the special observation mode, the R exposure time TER and the G exposure time T EG are set. The B exposure time T EB may be longer, and the R exposure time TER and the G exposure time T EG may be the same.
このように、特殊観察モードでは、散布される色素の吸光特性に応じて、撮像素子38,70の色ごとの露光時間を変更可能に構成することが好ましい。このためには、例えば、撮像制御部40に、図18に示すように、散布される色素の種類(吸光特性)と、各露光時間TER,TEG,TEBの比(露光時間比)とを対応させた対応表80を記憶しておき、選択された色素の種類に基づいて対応表80から露光時間比を選択し、撮像素子38,70を制御すれば良い。散布する色素の種類は、内視鏡12操作部12bやコンソール19等から選択可能とすれば良い。また、コンソール19の操作により、色素の種類毎の露光時間比の変更や、新たな色素の種類の追加等、対応表80の編集を可能とすることも好ましい。
As described above, in the special observation mode, it is preferable that the exposure time for each color of the
ユーザは、対応表80から選択した色素に対応する色素剤が充填された注射器24を散布チューブ22に接続して、散布チューブ22の先端22aから観察対象に散布すれば良い。
The user may connect the
また、上記各実施形態では、V−LED30a、B−LED30b、G−LED30c、R−LED30dからなる光源部30を用いているが、V−LED30aは必須ではないので、光源部30に代えて、B−LED、G−LED、R−LEDからなる光源部を用いても良い。また、なお、光源部を構成する半導体光源として、LEDに代えて、LD(Laser Diode)等の他の半導体光源を用いることも可能である。 Moreover, in each said embodiment, although the light source part 30 which consists of V-LED30a, B-LED30b, G-LED30c, and R-LED30d is used, since V-LED30a is not essential, it replaces with the light source part 30, You may use the light source part which consists of B-LED, G-LED, and R-LED. In addition, it is also possible to use other semiconductor light sources such as LD (Laser Diode) instead of LEDs as a semiconductor light source constituting the light source unit.
上記各実施形態では、光源装置14とプロセッサ装置16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を1つの装置で構成しても良い。
In each of the above embodiments, the
10 内視鏡システム
12 内視鏡
14 光源装置
16 プロセッサ装置
20 鉗子チャネル
22 散布チューブ
22a 先端
24 注射器
30 光源部
50 画素アレイ部
50a 画素
70 撮像素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (9)
前記観察対象に色素を散布する色素散布部と、
前記色素が散布された前記観察対象を撮像する撮像素子であって、前記赤色光に感度を有する赤色画素と、前記緑色光に感度を有する緑色画素と、前記青色光に感度を有する青色画素とを有し、色ごとに露光時間が変更可能に構成された撮像素子と、
前記撮像素子の撮像タイミングを制御して、前記赤色画素と、前記緑色画素と、前記青色画素との露光時間を設定する撮像制御部と、
を備える内視鏡システム。 An illumination unit that irradiates the observation target with illumination light including red light, green light, and blue light in a state where the red light, the green light, and the blue light overlap in time ,
A pigment spraying section for spraying pigment on the observation object;
An imaging device for imaging the observation object in which the pigment is dispersed, wherein the red pixel is sensitive to the red light, the green pixel is sensitive to the green light, and the blue pixel is sensitive to the blue light; An image sensor configured to be able to change the exposure time for each color, and
An imaging control unit that controls an imaging timing of the imaging element and sets an exposure time of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel;
An endoscope system comprising:
前記光源制御部は、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光とのうちの2色の光の発光を終了させた後、他の1色の光の発光強度を大きくする請求項2または3に記載の内視鏡システム。 A light source controller that controls the emission timing and emission intensity of the red light, the green light, and the blue light;
The light source control unit increases the light emission intensity of the other one color light after terminating the light emission of two colors of the red light, the green light, and the blue light. Or the endoscope system of 3.
前記撮像制御部は、前記赤色光と、前記緑色光と、前記青色光との発光が終了する時刻に合わせて、前記赤色画素と、前記緑色画素と、前記青色画素とをそれぞれ読み出させる請求項4に記載の内視鏡システム。 The image sensor is configured to be able to individually read out the red pixel, the green pixel, and the blue pixel,
The imaging control unit causes the red pixel, the green pixel, and the blue pixel to be read out in accordance with a time when light emission of the red light, the green light, and the blue light ends. Item 5. The endoscope system according to Item 4.
前記撮像素子を制御して、前記赤色画素と、前記緑色画素と、前記青色画素とのうちの少なくとも1色の画素の露光時間を、他の2色の画素の露光時間よりも長くする内視鏡システムの作動方法。
An illumination unit that irradiates an observation target with illumination light including red light, green light, and blue light in a state where the red light, the green light, and the blue light overlap in time, and the observation target A pigment spraying unit that sprays a pigment; an imaging device that captures the observation target in which the pigment is sprayed; a red pixel having sensitivity to the red light; a green pixel having sensitivity to the green light; In an operating method of an endoscope system including a blue pixel having sensitivity to blue light and an imaging element configured to be able to change an exposure time for each color,
An internal view that controls the image pickup device so that the exposure time of at least one of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel is longer than the exposure time of the other two color pixels. How to operate the mirror system.
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