JP6514155B2 - Electronic endoscope system and light source device for endoscope - Google Patents
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Description
この発明は、被写体のカラー画像を観察するための電子内視鏡システムおよび内視鏡用光源装置に関連し、詳しくは、特定の生体構造を術者に観察させるのに好適な電子内視鏡システムおよび内視鏡用光源装置に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope system for observing a color image of an object and a light source device for an endoscope, and more specifically, an electronic endoscope suitable for causing an operator to observe a specific biological structure The present invention relates to a system and a light source device for an endoscope.
患者の体腔内を診断するためのシステムとして、電子内視鏡システムが一般に知られ、実用に供されている。また、電子内視鏡システムには、特定の生体構造の組織情報を視認するために、該特定の生体構造に高い吸収特性を持つ波長域の光を透過させる狭帯域フィルタを通して被写体を照射し、その散乱成分を受光して特定の生体構造を強調する分光画像を生成する機能を搭載したものが知られている。 As a system for diagnosing a patient's body cavity, an electronic endoscope system is generally known and put to practical use. In the electronic endoscope system, in order to view tissue information of a specific biological structure, the subject is illuminated through a narrow band filter that transmits light in a wavelength range having high absorption characteristics to the specific biological structure, It is known to have a function of receiving a scattered component to generate a spectral image that emphasizes a specific biological structure.
このような狭帯域光による観察を行う内視鏡装置の一例が、特許文献1に記載される。特許文献1に記載の内視鏡装置では、照明光の少なくとも一つ以上の波長領域の帯域を狭めるよう制限する狭帯域フィルタを照明光供給手段から撮像手段に至る光路上に配設し、狭帯域の光により得られる被写体の離散的な分光分布のバンド像を撮像手段に結像させる構成となっている。このような内視鏡装置を用いることにより、被写体の特定の生体構造の組織情報を層レベルで分離して視認することが可能となり、生体構造の組織表面近くの所望の深部の組織情報を得ることができる。 Patent Document 1 describes an example of an endoscope apparatus that performs such observation with narrow band light. In the endoscope apparatus described in Patent Document 1, a narrow band filter for limiting a band of at least one or more wavelength regions of illumination light is disposed on an optical path from the illumination light supply unit to the imaging unit, A band image of a discrete spectral distribution of an object obtained by light in a band is formed on an imaging means. By using such an endoscope apparatus, it is possible to separate and view tissue information of a specific biological structure of a subject at a layer level, and obtain desired deep tissue information near the tissue surface of the biological structure. be able to.
しかしながら、特許文献1に記載の内視鏡装置では、照明光が離散的な分光分布とされるために、透過される主波長以外の波長領域においては情報を得ることができず、情報が欠落してしまう可能性がある。また、狭帯域フィルタにより照明光の透過領域が限定されることによって、光量が少なくなり、得られる画像の明るさが暗くなってしまうという欠点も指摘される。 However, in the endoscope apparatus described in Patent Document 1, since the illumination light has a discrete spectral distribution, information can not be obtained in wavelength regions other than the transmitted main wavelength, and the information is lost. There is a possibility of In addition, it is pointed out that the light transmission area of the illumination light is limited by the narrow band filter, so that the light quantity decreases and the brightness of the obtained image becomes dark.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、狭帯域光により特定の生体構造の観察を行う場合に、情報の欠落を防ぐとともに、画像の明るさおよびコントラストを向上させることが可能な電子内視鏡システムおよび内視鏡用光源装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to prevent loss of information when observing a specific biological structure with narrow band light, and also to control the brightness and contrast of the image. It is an object of the present invention to provide an electronic endoscope system and an endoscope light source device capable of improving the
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る電子内視鏡システムは、可視光領域を含む光を放射する光源と、可視光領域を含む連続的な波長域中の少なくとも2つの特定波長に透過ピークを有し、該少なくとも2つの特定波長の透過ピーク間において0よりも高くかつ該透過ピークの半値よりも低い透過率を有し、少なくとも2つの特定波長の透過ピーク間以外の波長域の透過率が0である、光学フィルタと、光学フィルタを介した照射光によって照射された被写体からの反射光を受光するカラーの固体撮像素子と、固体撮像素子が出力する撮像信号を処理してモニタ表示可能なカラー画像を生成する画像生成手段と、を有することを特徴とする。 An electronic endoscope system according to an aspect of the present invention, which solves the above-mentioned problems, comprises a light source emitting light including a visible light region, and at least two specific wavelengths in a continuous wavelength range including the visible light region. Having a transmission peak, having a transmittance higher than 0 and lower than a half value of the transmission peak between the transmission peaks of the at least two specific wavelengths, in a wavelength range other than between the transmission peaks of at least two specific wavelengths An optical filter having a transmittance of 0, a color solid-state imaging device for receiving reflected light from a subject illuminated by illumination light through the optical filter, and a processing signal for monitoring an imaging signal output from the solid-state imaging device And image generation means for generating a displayable color image.
本発明に係る光学フィルタを介して被写体を照射した場合、明るさおよびコントラストが向上した分光画像を生成してモニタの表示画面に表示させることができる。さらに、特定波長の透過ピーク間の波長領域における情報を取得することができるため、情報の欠落を防ぐことも可能となる。 When a subject is illuminated through the optical filter according to the present invention, a spectral image with improved brightness and contrast can be generated and displayed on the display screen of the monitor. Furthermore, since information in the wavelength region between transmission peaks of a specific wavelength can be obtained, it is also possible to prevent loss of information.
また、上記少なくとも2つの特定波長はヘモグロビンの吸収が大きい帯域である420nm付近を含んでも良い。これにより、表層付近および深層の血管構造を観察することが可能となる。 Further, the at least two specific wavelengths may include around 420 nm, which is a band in which the absorption of hemoglobin is large. This makes it possible to observe the vascular structure near the surface layer and deep layer.
また、本発明の電子内視鏡システムは、光源の照射光路に対して光学フィルタを挿入し又は退避させる光学フィルタ切替手段、およびユーザによる入力操作を受け付ける操作手段を更に有してもよい。さらに、光学フィルタ切替手段は、操作手段が受け付けた入力操作に従って光学フィルタを照射光路に挿入し、又は該照射光路から退避させても良い。このように光学フィルタを照射光路から必要に応じて退避させることで、通常のカラー画像を表示画面に表示させることが可能となる。 The electronic endoscope system of the present invention may further include optical filter switching means for inserting or retracting the optical filter in the irradiation light path of the light source, and operation means for receiving an input operation by the user. Furthermore, the optical filter switching means may insert the optical filter into the irradiation light path or retract it from the irradiation light path according to the input operation received by the operation means. Thus, by retracting the optical filter from the irradiation light path as necessary, it becomes possible to display a normal color image on the display screen.
さらに、本発明により、可視光領域を含む光を放射する光源と、可視光領域を含む連続的な波長域中の少なくとも2つの特定波長に透過ピークを有し、該少なくとも2つの特定波長の透過ピーク間において0よりも高くかつ該透過ピークの半値よりも低い透過率を有し、少なくとも2つの特定波長の透過ピーク間以外の波長域の透過率が0である、光学フィルタと、を有することを特徴とする内視鏡用光源装置が提供される。 Furthermore, according to the present invention, a light source emitting light including a visible light range, and a transmission peak at at least two specific wavelengths in a continuous wavelength range including the visible light range, the transmission of the at least two specific wavelengths An optical filter having a transmittance between peak and lower than half of the transmission peak and having a transmittance of 0 in a wavelength range other than between transmission peaks of at least two specific wavelengths. There is provided a light source device for an endoscope characterized by
本発明によれば、狭帯域光により特定の生体構造の観察を行う場合に、情報の欠落を防ぐとともに画像の明るさおよびコントラストを向上させることができる電子内視鏡システムおよび内視鏡用光源装置が提供される。 According to the present invention, an electronic endoscope system capable of preventing loss of information and improving the brightness and contrast of an image when observing a specific biological structure with narrow band light, and a light source for an endoscope An apparatus is provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の電子内視鏡システムについて説明する。 Hereinafter, an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の電子内視鏡システム1の外観図である。図1に示されるように、電子内視鏡システム1は、被写体を撮影するための電子スコープ100を有している。電子スコープ100は、可撓性を有するシース(外皮)11aによって外装された可撓管11を備えている。可撓管11の先端には、硬質性を有する樹脂製筐体によって外装された先端部12が連結されている。可撓管11と先端部12との連結箇所にある湾曲部14は、可撓管11の基端に連結された手元操作部13からの遠隔操作(具体的には、湾曲操作ノブ13aの回転操作)によって屈曲自在に構成されている。この屈曲機構は、一般的な電子スコープに組み込まれている周知の機構であり、湾曲操作ノブ13aの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって湾曲部14を屈曲させるように構成されている。先端部12の方向が上記操作による屈曲動作に応じて変わることにより、電子スコープ100による撮影領域が移動する。 FIG. 1 is an external view of the electronic endoscope system 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic endoscope system 1 includes an electronic scope 100 for capturing an object. The electronic scope 100 includes a flexible tube 11 covered by a flexible sheath (skin) 11a. The distal end portion 12, which is packaged by a rigid resin casing, is connected to the distal end of the flexible tube 11. The bending portion 14 at the connection point between the flexible tube 11 and the distal end portion 12 performs remote control from the hand operation portion 13 connected to the proximal end of the flexible tube 11 (specifically, rotation of the bending operation knob 13a Operation) is configured to be flexible. This bending mechanism is a known mechanism incorporated in a general electronic scope, and is configured to bend the bending portion 14 by pulling of the operation wire interlocked with the rotation operation of the bending operation knob 13a. By changing the direction of the tip 12 according to the bending operation by the above operation, the imaging region by the electronic scope 100 is moved.
図1に示されるように、電子内視鏡システム1は、プロセッサ200を有している。プロセッサ200は、電子スコープ100からの信号を処理する信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ100を介して照射する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。 As shown in FIG. 1, the electronic endoscope system 1 includes a processor 200. The processor 200 is a device integrally including a signal processing device that processes a signal from the electronic scope 100 and a light source device that illuminates a body cavity to which natural light does not reach via the electronic scope 100. In another embodiment, the signal processing device and the light source device may be configured separately.
プロセッサ200には、電子スコープ100の基端に設けられたコネクタ部10に対応するコネクタ部20が設けられている。コネクタ部20は、コネクタ部10に対応する連結構造を有し、電子スコープ100とプロセッサ200とを電気的にかつ光学的に接続するように構成されている。 The processor 200 is provided with a connector portion 20 corresponding to the connector portion 10 provided at the proximal end of the electronic scope 100. The connector unit 20 has a connection structure corresponding to the connector unit 10, and is configured to electrically and optically connect the electronic scope 100 and the processor 200.
図2は、電子内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図2に示されるように、電子内視鏡システム1は、所定のケーブルを介してプロセッサ200に接続されたモニタ300を有している。なお、図1においては、図面を簡略化するため、モニタ300を図示省略している。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the electronic endoscope system 1. As shown in FIG. 2, the electronic endoscope system 1 has a monitor 300 connected to the processor 200 via a predetermined cable. In FIG. 1, the monitor 300 is not shown to simplify the drawing.
図2に示されるように、プロセッサ200は、システムコントローラ202、タイミングコントローラ204を有している。システムコントローラ202は、電子内視鏡システム1を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ204は、信号の処理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。 As shown in FIG. 2, the processor 200 includes a system controller 202 and a timing controller 204. The system controller 202 controls each of the elements constituting the electronic endoscope system 1. The timing controller 204 outputs clock pulses for adjusting signal processing timing to various circuits in the electronic endoscope system 1.
ランプ208は、ランプ電源イグナイタ206による始動後、主に可視光領域から不可視である赤外光領域に広がるスペクトルを持つ光(又は少なくとも可視光領域を含む光)を放射する。ランプ208には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ208から放射された照射光は、集光レンズ210によって集光されつつ絞り212を介して適正な光量に制限される。 The lamp 208 emits light (or light including at least the visible light region) having a spectrum extending mainly from the visible light region to the infrared light region which is invisible after being started by the lamp power igniter 206. As the lamp 208, a high-intensity lamp such as a xenon lamp, a halogen lamp, or a metal halide lamp is suitable. The irradiation light emitted from the lamp 208 is condensed by the condenser lens 210 and limited to an appropriate light amount through the stop 212.
絞り212には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ214が機械的に連結している。モータ214は例えばDCモータであり、ドライバ216のドライブ制御下で駆動する。絞り212は、モニタ300に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ214によって動作して開度が変化して、ランプ208から放射された光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル218の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ216を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。 A motor 214 is mechanically connected to the aperture 212 via a transmission mechanism such as an arm or gear (not shown). The motor 214 is, for example, a DC motor, and is driven under the drive control of the driver 216. The diaphragm 212 is operated by the motor 214 to change the opening degree in order to set the image displayed on the monitor 300 to an appropriate brightness, and limits the light quantity of the light emitted from the lamp 208 according to the opening degree. . The reference of the brightness of the image to be appropriate is changed in accordance with the brightness adjustment operation of the front panel 218 by the operator. The light control circuit that controls the driver 216 to perform the brightness adjustment is a known circuit, and is omitted in the present specification.
フロントパネル218の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル218の具体的構成例には、プロセッサ200のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式GUI(Graphical User Interface)、ハードウェアキーとGUIとの組合せ等が想定される。 Various forms of the configuration of the front panel 218 are conceivable. As a specific configuration example of the front panel 218, a hardware key for each function mounted on the front surface of the processor 200, a touch panel GUI (Graphical User Interface), a combination of a hardware key and a GUI, and the like are assumed. .
絞り212を通過した照射光は、光学フィルタ213によって分光されて、LCB(Light Carrying Bundle)102の入射端に入射する。光学フィルタ213には、ドライバ216のドライブ制御下で駆動するモータ215が、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介して機械的に連結している。モータ215は、術者によるフロントパネル218の切替操作に応じて光学フィルタ213を光路に挿入し又は光路から退避させる。光学フィルタ213が光路から退避している期間は、絞り212を通過した照射光がLCB102の入射端に直接入射する。なお、モータ215には、例えばガルバノモータやサーボモータ等が想定される。 The illumination light that has passed through the stop 212 is split by the optical filter 213 and enters the incident end of a light carrying bundle (LCB) 102. A motor 215 driven under the drive control of the driver 216 is mechanically connected to the optical filter 213 via a transmission mechanism such as an arm or a gear (not shown). The motor 215 inserts the optical filter 213 into the optical path or retracts the optical filter 213 from the optical path according to the switching operation of the front panel 218 by the operator. During a period in which the optical filter 213 is retracted from the light path, the irradiation light that has passed through the stop 212 is directly incident on the incident end of the LCB 102. As the motor 215, for example, a galvano motor, a servomotor or the like is assumed.
LCB102の入射端に入射した照射光は、LCB102内を全反射を繰り返すことによって伝播する。LCB102内を伝播した照射光は、電子スコープ100の先端に配されたLCB102の射出端から射出する。LCB102の射出端から射出した照射光は、配光レンズ104を介して被写体を照射する。被写体からの反射光は、対物レンズ106を介して固体撮像素子108の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。 The irradiation light incident on the incident end of the LCB 102 is propagated by repeating total reflection in the LCB 102. The irradiation light propagated in the LCB 102 is emitted from the emission end of the LCB 102 disposed at the tip of the electronic scope 100. The illumination light emitted from the emission end of the LCB 102 illuminates the subject via the light distribution lens 104. Reflected light from the subject forms an optical image at each pixel on the light receiving surface of the solid-state imaging device 108 via the objective lens 106.
固体撮像素子108は、例えば単板式カラーCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、R、G、Bの各色に応じた撮像信号に変換する。変換された撮像信号は、プリアンプ110による信号増幅後、ドライバ信号処理回路112を介して信号処理回路220に出力される。なお、別の実施形態では、固体撮像素子108は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサであってもよい。 The solid-state imaging device 108 is, for example, a single-plate color CCD (Charge Coupled Device) image sensor, which accumulates an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as an electric charge according to the light amount. It converts into an imaging signal according to each color. The converted imaging signal is amplified by the preamplifier 110 and then output to the signal processing circuit 220 through the driver signal processing circuit 112. In another embodiment, the solid-state imaging device 108 may be a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor.
ドライバ信号処理回路112は、メモリ114にアクセスして電子スコープ100の固有情報を読み出す。電子スコープ100の固有情報には、例えば固体撮像素子108の画素数や感度、対応可能なレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路112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 driver signal processing circuit 112 accesses the memory 114 to read the unique information of the electronic scope 100. The unique information of the electronic scope 100 includes, for example, the number of pixels and sensitivity of the solid-state imaging device 108, a compatible rate, and a model number. The driver signal processing circuit 112 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、電子スコープ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、生成された制御信号を用いて、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。なお、システムコントローラ202は、電子スコープの型番と、この型番の電子スコープに適した制御情報とを対応付けたテーブルを有した構成としてもよい。この場合、システムコントローラ202は、対応テーブルの制御情報を参照して、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ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 operations based on the unique information of the electronic scope 100 to generate a control signal. The system controller 202 controls the operation and timing of various circuits in the processor 200 so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed using the generated control signal. The system controller 202 may be configured to have a table in which the model number of the electronic scope and the control information suitable for the electronic scope of this model number are associated. In this case, the system controller 202 refers to the control information in the correspondence table to control the operation and timing of various circuits in the processor 200 such that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed.
タイミングコントローラ204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、ドライバ信号処理回路112にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路112は、タイミングコントローラ204から供給さるクロックパルスに従って、固体撮像素子108をプロセッサ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。 The timing controller 204 supplies clock pulses to the driver signal processing circuit 112 in accordance with timing control by the system controller 202. The driver signal processing circuit 112 drives and controls the solid-state imaging device 108 at timing synchronized with the frame rate of the image processed on the processor 200 side according to the clock pulse supplied from the timing controller 204.
信号処理回路220には、ドライバ信号処理回路112からの撮像信号が入力する。撮像信号は、クランプ、ニー、γ補正、補間処理、AGC(Auto Gain Control)、AD変換等の処理後、各色信号別にフレーム単位でR、G、Bの各色用のフレームメモリ(不図示)にバッファリングされる。バッファリングされた各色信号は、タイミングコントローラ204によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出されて、NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換される。変換された映像信号がモニタ300に順次入力することにより、被写体の画像がモニタ300の表示画面上に表示される。ここで、光学フィルタ213を光路に挿入して被写体を照射している期間は、特定の生体構造を強調する(例えば血管を層構造(表層と深層の血管の色が異なる)で分離する)分光画像が生成され、表示される。また、光学フィルタ213を光路から退避させて被写体を照射している期間は、通常のカラー画像が生成され、表示される。また、分光画像を生成する場合には、通常のカラー画像を生成する場合と異なる色変換処理が行われる。 An imaging signal from the driver signal processing circuit 112 is input to the signal processing circuit 220. The image pickup signal is processed for each color signal in frame units for R, G and B colors (not shown) for each color signal after processing such as clamp, knee, γ correction, interpolation processing, AGC (Auto Gain Control) and AD conversion. Buffered. The buffered color signals are swept out of the frame memory at a timing controlled by the timing controller 204, and are converted into video signals conforming to a predetermined standard such as National Television System Committee (NTSC) or Phase Alternating Line (PAL). It is converted. By sequentially inputting the converted video signal to the monitor 300, the image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 300. Here, during a period in which the optical filter 213 is inserted in the optical path to illuminate the subject, a specific biological structure is emphasized (for example, blood vessels are separated by layer structure (the color of blood vessels in the surface layer and deep layer are different) An image is generated and displayed. In addition, a normal color image is generated and displayed during a period in which the optical filter 213 is retracted from the optical path to illuminate the subject. In addition, in the case of generating a spectral image, color conversion processing different from that in the case of generating a normal color image is performed.
図3は、光学フィルタ213の分光特性を示す図である。図3の縦軸は、正規化した透過率を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。図3に示されるように、光学フィルタ213の分光特性は、420nm付近、550nm付近、650nm付近に透過ピークを持つと共に、各透過ピーク間において一定以上の透過率を持つ。 FIG. 3 is a diagram showing the spectral characteristics of the optical filter 213. As shown in FIG. The vertical axis in FIG. 3 indicates normalized transmittance, and the horizontal axis indicates wavelength (unit: nm). As shown in FIG. 3, the spectral characteristics of the optical filter 213 have transmission peaks near 420 nm, 550 nm, and 650 nm, and have a predetermined or higher transmittance between the transmission peaks.
各透過ピーク間における一定以上の透過率は、0もより高くかつ各透過ピークの半値より低い。本実施形態では、特定の生体構造を強調するための特定波長の光以外の透過率を0よりも意図的に高くすることで、光学フィルタ213によってカットされる光量を抑制して分光画像の明るさを向上させると同時に、各透過ピーク間における情報についても取得することができ、情報の欠落を防ぐことが可能となる。さらに、かかる透過率を各透過ピークの半値よりも低く設定することで、特定の生体構造に対する検出感度の低下も効果的に抑えている。より好ましくは、各透過ピーク間における透過率の下限を各透過ピーク値の5%以上とし、上限を各透過ピークの10%以下とすることが望ましい。このような透過率とすることにより、ある程度の明るさを保ちつつ、コントラストの高い画像を得ることができる。 The certain or higher transmittance between each transmission peak is higher than 0 and lower than the half value of each transmission peak. In the present embodiment, the transmittance of light other than the light of the specific wavelength for emphasizing the specific biological structure is intentionally made higher than 0 to suppress the light quantity cut by the optical filter 213 and thereby the brightness of the spectral image. At the same time, it is possible to obtain information between transmission peaks, and to prevent information loss. Furthermore, by setting the transmittance to be lower than the half value of each transmission peak, the decrease in detection sensitivity for a specific biological structure is also effectively suppressed. More preferably, the lower limit of the transmittance between each transmission peak is 5% or more of each transmission peak value, and the upper limit is 10% or less of each transmission peak. With such transmittance, an image with high contrast can be obtained while maintaining a certain degree of brightness.
さらに、本実施形態の光学フィルタ213においては、各透過ピーク間以外の波長領域の透過率は0となっている。これにより、可視光領域から赤外光領域(例えば380nm〜1000nm)の全域に亘って一定以上の透過率を持つ場合に対し、不要な赤成分を排除することができ、よりコントラストの高い画像を得ることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、光学フィルタ213を介して被写体を照射することで、明るさおよびコントラストが向上した分光画像を生成してモニタ300の表示画面に表示させることができるとともに、情報が欠落してしまうことを防ぐことが可能となる。 Furthermore, in the optical filter 213 of the present embodiment, the transmittance of the wavelength region other than between the transmission peaks is zero. This makes it possible to eliminate unnecessary red components as compared to the case where the transmittance is constant over the entire range from the visible light region to the infrared light region (for example, 380 nm to 1000 nm), and an image with higher contrast is obtained. It becomes possible to obtain. That is, according to the present embodiment, by irradiating the subject through the optical filter 213, a spectral image with improved brightness and contrast can be generated and displayed on the display screen of the monitor 300, and information can be displayed. It becomes possible to prevent that it is missing.
図4(a)は、光学フィルタ213を介さずに被写体を照射した場合の観察画像を示し、図4(b)は、光学フィルタ213を介して被写体を照射した場合の観察画像を示す。図4(a)と図4(b)に示す各画像は、同じ被写体(口腔内)を撮像したものである。光学フィルタ213を介さない場合は、図4(a)に示されるように、口腔内の粘膜構造が明るめの画像として観察される。特定の生体構造が強調されていないため、全体的にのっぺりとした画像となっている。光学フィルタ213を介した場合は、図4(b)に示されるように、特定の生体構造が強調されつつも、口腔内の粘膜構造が当該特定の生体構造と共に一画面でかつ明るめの画像として観察される。透過ピークに対応する420nm付近又は550nm付近は、ヘモグロビンに吸収されやすい帯域であり、550nm付近よりも420nm付近の方がより吸収されやすい帯域である。そのため、ここで観察される特定の生体構造は、口腔内の血管である。また、光学フィルタ213を介した場合も、照射光が狭帯域光で無く、ある程度広い波長域の光であるため、情報の欠落を防ぐことができるとともに、波長の深達度に応じた種々の生体構造の観察が可能となり、診断能が向上する。 FIG. 4A shows an observation image in the case where the subject is irradiated without passing through the optical filter 213, and FIG. 4B shows an observation image in the case where the subject is irradiated through the optical filter 213. The images shown in FIGS. 4A and 4B are obtained by imaging the same subject (in the oral cavity). When the optical filter 213 is not used, as shown in FIG. 4A, the mucous membrane structure in the oral cavity is observed as a brighter image. Because the specific anatomical structure is not emphasized, the image is generally flat. In the case of the optical filter 213, as shown in FIG. 4 (b), while the specific biological structure is emphasized, the mucous membrane structure in the oral cavity together with the specific biological structure is a bright image on one screen It is observed. The vicinity of 420 nm or 550 nm corresponding to the transmission peak is a band which is easily absorbed by hemoglobin, and the band near 420 nm is apt to be absorbed more than 550 nm. Therefore, the specific anatomy observed here is a blood vessel in the oral cavity. In addition, even when the light passes through the optical filter 213, since the irradiation light is not narrow band light but light in a wide wavelength range to some extent, loss of information can be prevented, and various types of light depending on the depth of wavelength The observation of the biological structure becomes possible, and the diagnostic ability is improved.
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば光学フィルタ213の分光特性は、図3に示すものに限定されず、観察対象の生体構造に応じて適宜設定される。このような分光特性として、例えば図5に示す光学フィルタ213’などが挙げられる。図5の縦軸は、正規化した透過率を示し、横軸は、波長(単位:nm)を示す。図5に示されるように、光学フィルタ213’の分光特性は、420nm付近および550nm付近に透過ピークを持つと共に、各透過ピーク間において一定以上の透過率を持つ。光学フィルタ213’の透過各ピーク間における一定以上の透過率は、図3の光学フィルタ213と同様に、0もより高くかつ各透過ピークの半値より低く、より好ましくは各透過ピーク値の5%から10%である。ここで、図3の光学フィルタ213では、3つの波長域に透過ピークを有することにより、自然な色味の画像を得ることができるのに対し、図5の光学フィルタ213’では、2つの波長域に透過ピークを有することにより、よりコントラストの高い画像を得ることができる。 The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above configuration, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the spectral characteristics of the optical filter 213 are not limited to those shown in FIG. 3, and are appropriately set according to the biological structure of the observation target. As such a spectral characteristic, for example, an optical filter 213 ′ shown in FIG. 5 and the like can be mentioned. The vertical axis in FIG. 5 indicates normalized transmittance, and the horizontal axis indicates wavelength (unit: nm). As shown in FIG. 5, the spectral characteristics of the optical filter 213 ′ have transmission peaks near 420 nm and 550 nm, and have a certain transmittance or more between the transmission peaks. Similar to the optical filter 213 shown in FIG. 3, the transmittance between the transmission peaks of the optical filter 213 'is higher than 0 and lower than the half value of each transmission peak, more preferably 5% of each transmission peak value. From 10%. Here, in the optical filter 213 of FIG. 3, it is possible to obtain an image of natural color by having transmission peaks in three wavelength regions, while in the optical filter 213 ′ of FIG. By having a transmission peak in the region, an image with higher contrast can be obtained.
1 電子内視鏡システム
100 電子スコープ
200 プロセッサ
213 光学フィルタ
220 信号処理回路
1 electronic endoscope system 100 electronic scope 200 processor 213 optical filter 220 signal processing circuit
Claims (4)
可視光領域を含む連続的な波長域中の複数の特定波長の各々に透過ピークを有する光学フィルタと、
前記光学フィルタを介した照射光によって照射された被写体からの反射光を受光するカラーの固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が出力する撮像信号を処理してモニタ表示可能なカラー画像を生成する画像生成手段と、
を有し、
前記透過ピークを有する複数の特定波長は、
420nm付近及び550nm付近であり、
420nm付近の特定波長を含む特定波長域は、420nm付近を中心とした所定幅の透過ピークを有する波長域であり、
550nm付近の特定波長を含む特定波長域は、550nm付近を中心とした所定幅の透過ピークを有する波長域であり、
前記光学フィルタは、
各前記特定波長域間の波長域において、0よりも高くかつ前記透過ピークの半値よりも低い透過率を有し、
420nm付近を中心とした特定波長域の中で最も短い波長は395nm付近に位置し、前記最も短い波長よりも短波長側の波長域は全域に亘って透過率が0であり、
550nm付近を中心とした特定波長域の中で最も長い波長は570nm付近に位置し、前記最も長い波長よりも長波長側の波長域は全域に亘って透過率が0である、
電子内視鏡システム。 A light source emitting light including a visible light region;
An optical filter having a transmission peak at each of a plurality of specific wavelengths in a continuous wavelength range including a visible light range,
A color solid-state imaging device that receives reflected light from a subject illuminated by illumination light that has passed through the optical filter;
An image generation unit that processes an imaging signal output from the solid-state imaging device to generate a color image that can be displayed on a monitor;
Have
The plurality of specific wavelengths having the transmission peak is
Around 420 nm and around 550 nm ,
The specific wavelength range including the specific wavelength around 420 nm is a wavelength range having a transmission peak of a predetermined width centered on around 420 nm,
The specific wavelength range including the specific wavelength around 550 nm is a wavelength range having a transmission peak of a predetermined width centered on around 550 nm,
The optical filter is
In the wavelength region between each said specific wavelength range, has a high and low transmittance than half of the transmission peak than 0,
Among the specific wavelength bands centered around 420 nm, the shortest wavelength is located near 395 nm, and the wavelength band shorter than the shortest wavelength has a transmittance of 0 over the entire area,
The longest wavelength in the specific wavelength range centered on around 550 nm is located around 570 nm, and the wavelength range on the longer wavelength side than the longest wavelength has a transmittance of 0 over the entire area ,
Electronic endoscope system.
前記各特定波長域間の波長域において、一定の透過率であって、前記透過ピークの5%〜10%の範囲に収まる透過率を有する、
請求項1に記載の電子内視鏡システム。 The optical filter is
In the wavelength range between each specific wavelength range , it has a constant transmittance, which falls within the range of 5% to 10% of the transmission peak,
The electronic endoscope system according to claim 1.
ユーザによる入力操作を受け付ける操作手段と、
を更に有し、
前記光学フィルタ切替手段は、
前記操作手段が受け付けた入力操作に従って前記光学フィルタを前記照射光路に挿入し、又は該照射光路から退避させる、
請求項1または請求項2に記載の電子内視鏡システム。 Optical filter switching means for inserting or retracting the optical filter with respect to the irradiation light path of the light source;
Operation means for receiving an input operation by the user;
And have
The optical filter switching means is
Inserting the optical filter into the irradiation light path or retracting the irradiation light path according to the input operation received by the operation means;
The electronic endoscope system according to claim 1 or 2.
可視光領域を含む連続的な波長域中の複数の特定波長の各々に透過ピークを有する光学フィルタと、
を有し、
前記透過ピークを有する複数の特定波長は、
420nm付近及び550nm付近であり、
420nm付近の特定波長を含む特定波長域は、420nm付近を中心とした所定幅の透過ピークを有する波長域であり、
550nm付近の特定波長を含む特定波長域は、550nm付近を中心とした所定幅の透過ピークを有する波長域であり、
前記光学フィルタは、
各前記特定波長域間の波長域において、0よりも高くかつ前記透過ピークの半値よりも低い透過率を有し、
420nm付近を中心とした特定波長域の中で最も短い波長は395nm付近に位置し、前記最も短い波長よりも短波長側の波長域は全域に亘って透過率が0であり、
550nm付近を中心とした特定波長域の中で最も長い波長は570nm付近に位置し、前記最も長い波長よりも長波長側の波長域は全域に亘って透過率が0である、
内視鏡用光源装置。 A light source emitting light including a visible light region;
An optical filter having a transmission peak at each of a plurality of specific wavelengths in a continuous wavelength range including a visible light range,
Have
The plurality of specific wavelengths having the transmission peak is
Around 420 nm and around 550 nm ,
The specific wavelength range including the specific wavelength around 420 nm is a wavelength range having a transmission peak of a predetermined width centered on around 420 nm,
The specific wavelength range including the specific wavelength around 550 nm is a wavelength range having a transmission peak of a predetermined width centered on around 550 nm,
The optical filter is
In the wavelength region between each said specific wavelength range, has a high and low transmittance than half of the transmission peak than 0,
Among the specific wavelength bands centered around 420 nm, the shortest wavelength is located near 395 nm, and the wavelength band shorter than the shortest wavelength has a transmittance of 0 over the entire area,
The longest wavelength in the specific wavelength range centered on around 550 nm is located around 570 nm, and the wavelength range on the longer wavelength side than the longest wavelength has a transmittance of 0 over the entire area ,
Light source device for endoscopes.
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