JPH11305144A - 内視鏡装置 - Google Patents
内視鏡装置Info
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- JPH11305144A JPH11305144A JP10117474A JP11747498A JPH11305144A JP H11305144 A JPH11305144 A JP H11305144A JP 10117474 A JP10117474 A JP 10117474A JP 11747498 A JP11747498 A JP 11747498A JP H11305144 A JPH11305144 A JP H11305144A
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Abstract
にも露光時間を容易に変更して適切な観察画像が得られ
る内視鏡装置を提供する。 【解決手段】 CCD18を内蔵した電子内視鏡2の先
端部には赤、緑、青で発光するLED26a,26b,
26cが収納され、パルス点灯装置7内のLEDドライ
バ28に接続され、LEDドライバ28はCCD18を
駆動するドライバ30と共に動作タイミングを制御する
タイミングジェネレータ41に接続され、このタイミン
グジェネレータ41はさらに駆動切換スイッチ29に接
続され、この駆動切換スイッチ29の切換操作により、
LEDドライバ28を介してLED26a,26b,2
6cのパルス点灯時間が変更され、その変更に応じてC
CD18の露光時間の制御され、さらにCCD18の出
力信号に対する信号処理もタイミングジェネレータ41
により制御され、使用環境に応じて容易に露光時間の変
更ができる構成にした。
Description
順次照明のもとでカラー撮像を行う内視鏡装置に関す
る。
鏡が広く用いられるようになった。この内視鏡は光学像
をイメージガイドで伝送する光学式のものの他に、撮像
素子を内蔵した電子内視鏡も採用されるようになった。
この電子内視鏡装置1は電子内視鏡2を有し、この電子
内視鏡2は、細長で例えば可撓性の挿入部3を有し、こ
の挿入部3の後端に太径の操作部4が連設されている。
上記操作部4の後端付近からは側方に可撓性のユニバー
サルケーブル5の基端が延設され、このケーブル5の末
端部にコネクタ6が設けられている。
して、図13に示す光源装置7′及び信号処理回路8が
内蔵されたビデオプロセッサ9に接続されるようになっ
ている。さらに、上記ビデオプロセッサ9には、カラー
モニタ10が接続されるようになっている。上記挿入部
3の先端側には、硬性の先端部11及びこの先端部11
に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部12が順次設けら
れている。
ノブ14を回動操作することによって、上記湾曲部12
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、上記操作部4には、上記挿入部3内に設け
られた図示しない処置具チャンネルに連通する挿入口1
5が設けられている。図13は信号処理系の構成を示
す。
部3内には、照明光を伝達するライトガイド16が挿通
されている。このライトガイド16の先端面は、挿入部
3の先端部11に配置され、この先端部11から照明光
を出射できるようになっている。また、上記ライトガイ
ド16の入射端側は、ユニバーサルケーブル5内に挿通
されて上記コネクタ6に接続されている。
17が設けられ、この対物レンズ系17の結像位置に、
固体撮像素子としての電荷結合素子(CCDと略記)1
8が配設されている。この固体撮像素子18は、可視領
域を含め紫外領域から赤外領域に至る広い波長域で感度
を有している。上記CCD18には、信号線19,20
が接続され、これら信号線19,20は、上記挿入部3
及びユニバーサルケーブル5内に挿通されて上記コネク
タ6に接続されている。
光源装置7′は、紫外光から赤外光に至る広帯域の光を
発光するランプ21を備えている。このランプ21とし
ては、一般的なキセノンランプ等を用いることができ
る。上記キセノンランプは、可視光のみならず紫外光及
び赤外光を大量に発光する。
力が供給されるようになっている。上記ランプ21の前
方には、モータ23によって回転駆動される回転フィル
タ24が配設されている。この回転フィルタ24には通
常観察用の赤(R),緑(G),青(B)の各波長領域
の光を透過するフィルタが周方向に沿って配列されてい
る。この時、この回転フィルタは1/20Sの周期で回
転している。
って回転が制御されて駆動されるようになっている。上
記回転フィルタ24を透過し、R,G,Bの各波長領域
の光に時系列的に分離された光は、更にライトガイド1
6の入射端に入射され、このライトガイド16を介して
先端部11に導かれ、この先端部11から出射されて、
観察部位等を照明するようになっている。
写体)からの戻り光は、対物レンズ系17によって、C
CD18上に結像され、光電変換されるようになってい
る。このCCD18には、上記信号線19を介して、上
記ビデオプロセッサ9内のドライバ30からのCCD駆
動信号(単に駆動信号と略記)が印加され、この駆動信
号によって光電変換された被検体の画像に対応した電気
信号(映像信号)のみ読出しが行われるようになってい
る。
は、上記信号線20を介して、上記ビデオプロセッサ9
内または電子内視鏡2内に設けられたプリアンプ31に
入力されるようになっている。このプリアンプ31で増
幅された映像信号は、プロセス回路32に入力され、γ
補正及びホワイトバランス等の信号処理を施され、A/
Dコンバータ33によって、デジタル信号に変換される
ようになっている。
34によって、例えば赤(R),緑(G),青(B)の
各色に対応する3つのメモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに選択的に記憶され
るようになっている。上記メモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに記憶されたR,
G,B色信号は、同時に読み出され、色補正回路36に
入力する。
それぞれ係数器36a,36bに入力する。係数器36
a,36bでは入力信号の大きさを所定の大きさに変換
する。この変換は予め設定された値或いは外部より設定
された値により行われる。
たR,G,B色信号は、D/Aコンバータ37によっ
て、アナログ信号に変換され、R,G,B色信号として
RGB出力端38から出力されると共に、エンコーダ3
9に入力され、このエンコーダ39によりNTSCコン
ポジット信号に変換され、NTSCコンポジット信号出
力端40から出力されるようになっている。
TSCコンポジット信号が、カラーモニタ10に入力さ
れ、このカラーモニタ10によって、観察部位がカラー
表示されるようになっている。
ステム全体のタイミングを作るタイミングジェネレータ
41が設けられ、このタイミングジェネレータ41によ
って、モータドライバ25、ドライバ30、セレクト回
路34等の各回路間の同期が取られている。
像を得る為に、図14のような回転フィルタ24の透過
窓にRGBのフィルタ24R,24G,24Bを張り付
けて、この回転フィルタ24を1/20秒の一定周波数
で回転させる。
CCD駆動パルス及び光源の発光タイミングを示す。こ
の方式は面順次方式であるために、図15に示すよう
に、光源の発光タイミングはRGBの順で回転フィルタ
を回転することにより、それぞれの色の照明光を得てい
る。
/60秒周期で行われており、露光期間が終了すると、
CCDの駆動信号は垂直転送パルスを発生し、蓄積され
た電荷を水平転送部に転送する。このようにして得られ
たRGBの各映像信号は信号処理回路8の信号処理の過
程で同時化され、1/20秒でRGBの一画面を得る。
ぞれのCCD18への露光時間が決まっており、例えば
暗い被写体を写した時に、露光時間を長くしようと考え
ても、この回転フィルタ24が一定周波数で回転してい
る為、自ずと露光時間が決まってきた。また、食道等の
動きの早い観察部位では、面順次方式独特の色ズレが際
だって目立ってしまい、それを軽減する為には、露光時
間を短くする方法が考えられるが、やはり、回転フィル
タ24が一定周波数で回転している為、色ズレを軽減す
ることができなかった。
明るく、遠点部が暗いような画面では、遠点の暗い所に
明るさを合わせると、近点が明る過ぎてとんでしまい、
また、近点に明るさを合わせると、遠点が暗く沈み込ん
で観察不可能という場合が考えられた。
を調整することにより、最適な観察画像を得ることが考
えられるが、やはり、回転フィルタ24の周期が一定で
ある為に、適切な露光制御ができなかった。
みてなされたもので、面順次の照明のもとでカラー撮像
を行う場合にも露光時間を容易に変更して適切な観察画
像が得られる内視鏡装置を提供することを目的とする。
照明された被写体を撮像することにより面順次方式でカ
ラー撮像を行う内視鏡装置において、パルス点灯により
複数の波長域の光を順次発光する発光手段と、前記発光
手段のパルス点灯によって照明された被写体像を撮像す
る撮像手段と、前記撮像手段の出力信号に対して映像信
号を生成する信号処理を行う映像信号処理手段と、前記
発光手段をパルス点灯させる点灯制御を行うと共に、該
パルス点灯された時間に応じて前記撮像手段に対する駆
動信号のタイミング制御および前記映像信号処理手段の
信号処理の制御を行う制御手段と、を設けることによ
り、パルス点灯の時間を制御することによりそのパルス
点灯に応じた撮像手段に対して適切な露光時間に設定で
き、かつ露光時間の変更に応じて駆動信号のタイミング
制御及び映像信号処理手段による信号処理を行うことに
より適切な観察画像を得ることができる。
施の形態を説明する。 (第1の実施の形態)図1ないし図4は本発明の第1の
実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の電子内視
鏡装置の信号処理系等の構成を示し、図2は通常の使用
状態での動作をタイミングチャートで示し、図3は短い
露光時間に設定した状態での動作をタイミングチャート
で示し、図4は長い露光時間に設定した状態での動作を
タイミングチャートで示す。本発明の第1の実施の形態
の電子内視鏡装置1はその全体構成は図12と同様であ
る。
し、この電子内視鏡2は、細長で例えば可撓性の挿入部
3を有し、この挿入部3の後端に太径の操作部4が連設
されている。上記操作部4の後端付近からは側方に可撓
性のユニバーサルケーブル5の基端が延設され、このケ
ーブル5の末端部にコネクタ6が設けられている。
して(図1に示すように)パルス点灯装置7及び信号処
理回路8が内蔵されたビデオプロセッサ9に接続される
ようになっている。
ラーモニタ10が接続されるようになっている。上記挿
入部3の先端側には、硬性の先端部11及びこの先端部
11に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部12が順次設
けられている。
ノブ14を回動操作することによって、上記湾曲部12
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、上記操作部4には、上記挿入部3内に設け
られた図示しない処置具チャンネルに連通する挿入口1
5が設けられている。
の電子内視鏡装置1の内部構成は図13の従来例の電子
内視鏡装置1において、電子内視鏡2のライトガイド1
6を設けないで、代わりに先端部11内に3つの発光素
子(LEDと略記)26a、26b、26cを設け、該
LED26a、26b、26cに接続された信号線27
a、27b、27cは図12のコネクタ6の接点に接続
されている。
1は図13の従来例の電子内視鏡装置1において、光源
装置7′部分をLEDドライバ28で構成したパルス点
灯装置7に置換した構造にしている。
ミングの制御を行うタイミングジェネレータ41には、
CCD18への駆動信号及びLED26a、26b、2
6cのパルス的な点灯タイミング(より詳しく述べると
点灯タイミング自身とその点灯タイミングから点灯する
点灯時間)を切り換えるための駆動切換スイッチ29が
接続されている。
3つのメモリ(1)35a,メモリ(2)35b,メモ
リ(3)35cへの書き込みと読み出しを制御するメモ
リコントローラ43と接続されている。
い通常の使用状態或いは標準の選択設定状態では、図1
5の従来例と同様にR,G,Bの面順次照明を行うのと
同様に図2に示すように1/60秒の周期で発光する。
点灯時間(発光時間)と、逆に長い点灯時間とに選択で
きるようにして、内視鏡検査の状況に応じてパルス点灯
時間を選択できるようにしている。例えば、駆動切換ス
イッチ29は3つの接点を選択でき、通常は標準設定の
接点がONし、この状態から他の2つの接点をONする
ように切り換えることができ、その切換に応じて異なる
信号がタイミングジェネレータに出力される。
チ29からタイミングジェネレータにその点灯時間の指
示信号が送られ、タイミングジェネレータはその指示信
号に対応した点灯時間でLED27を点灯制御するよう
にLEDドライバ28にタイミング信号を(制御信号と
して)送る。
及びメモリコントローラ43にも送られ、点灯時間を変
更した場合にもその変更した点灯時間の終了のタイミン
グでCCD18に駆動信号を印加して光電変換した撮像
信号をCCD18から出力させるように制御する。そし
て、信号処理回路9で信号処理した際にメモリコントロ
ーラ43により、信号処理されてメモリ35に入力され
るタイミングにメモリ35を書込状態にして書き込む等
の処理が、点灯時間を変更した場合にもその点灯に同期
して行われるように制御するようにしている。本実施の
形態の構成をより詳しく説明すると次のようになる。
11内には3つの波長域の光、具体的には赤、緑、青で
それぞれ発光するLED26a、26b、26cが設け
られ、該LED26a、26b、26cに接続された信
号線27a、27b、27cは電子内視鏡2内を挿通さ
れ、図12のコネクタ6の接点を経てパルス点灯装置7
のLEDドライバ28に接続される。そして、LEDド
ライバ28からのパルス状の駆動信号によりLED26
a、26b、26cはパルス点灯し、被写体を面順次で
照明する。
17が設けられ、この対物レンズ系17の結像位置に、
固体撮像素子としての電荷結合素子(CCDと略記)1
8が配設されている。このCCD18は、可視領域を含
め紫外領域から赤外領域に至る広い波長域で感度を有し
ている。上記CCD18には、信号線19,20が接続
され、これら信号線19,20は、上記挿入部3及びユ
ニバーサルケーブル5内に挿通されて上記コネクタ6に
接続されている。
パルス点灯装置7は、上述のようにLEDドライバ28
を有し、このLEDドライバからのLED駆動信号によ
りLED26a、26b、26cをパルス点灯させ、被
写体を面順次で照明する。つまり、赤(R),緑
(G),青(B)の各波長領域の光で被写体を照明す
る。
写体)からの戻り光は、対物レンズ系17によって、C
CD18上に結像され、光電変換されるようになってい
る。このCCD18には、上記信号線19を介して、上
記ビデオプロセッサ9内のドライバ30からのCCD駆
動信号が印加され、このCCD駆動信号によって光電変
換された被検体の画像に対応した撮像信号(映像信号)
の読出しが行われるようになっている。
次の撮像信号は、上記信号線20を介して、上記ビデオ
プロセッサ9内または電子内視鏡2内に設けられたプリ
アンプ31に入力されるようになっている。このプリア
ンプ31で増幅された映像信号は、プロセス回路32に
入力され、γ補正及びホワイトバランス等の信号処理を
施され、A/Dコンバータ33によって、デジタル信号
に変換されるようになっている。
34によって、例えば赤(R),緑(G),青(B)の
各色に対応する3つのメモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに選択的に記憶され
るようになっている。上記メモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに記憶されたR,
G,B色信号は、同時に読み出され、色補正回路36に
入力する。
それぞれ係数器36a,36bに入力する。係数器36
a,36bでは入力信号の大きさを所定の大きさに変換
する。この変換は予め設定された値或いは外部より設定
された値により行われる。
たR,G,B色信号は、D/Aコンバータ37によっ
て、アナログ信号に変換され、R,G,B色信号として
RGB出力端38から出力されると共に、エンコーダ3
9に入力され、このエンコーダ39によりNTSCコン
ポジット信号に変換され、NTSCコンポジット信号出
力端40から出力されるようになっている。
TSCコンポジット信号が、カラーモニタ10に入力さ
れ、このカラーモニタ10によって、観察部位がカラー
表示されるようになっている。
ステム全体のタイミングを作るタイミングジェネレータ
41が設けられ、このタイミングジェネレータ41によ
って、LEDドライバ28、ドライバ30、セレクト回
路34等の各回路間の同期が取られている。
実施の形態の動作を説明する。これらの図はCCD露光
タイミング、(CCD駆動信号を形成する1つの)垂直
転送パルス、LED点灯タイミングのそれぞれのタイミ
ングチャートを示す。なお、図2等におけるLED点灯
タイミングでR,G,BはそれぞれLED26a,26
b,26cによるR,G,B発光を示している。
操作しない場合、或いは標準の設定状態を選択した場合
には、図2に示すCCD露光タイミング、垂直転送パル
ス、LED点灯タイミングとなる。
a,26b,26cを順次点灯し、1/60秒における
消灯期間にその前の点灯期間で露光したCCD18の受
光部(感光部)の信号電荷を垂直転送部に転送する垂直
転送パルスでの転送及び図示しない水平転送パルスでの
水平方向への転送を行いCCD18から出力させる。そ
して、信号処理回路8側で従来例と同様に信号処理する
ことにより、カラーモニタ10に表示する。
被写体に対する照明及びその照明の下でのCCD18に
よる撮像及びその撮像信号に対する信号処理は従来例と
同じものとなる。
非常に動きの早い食道のような観察部位においては、駆
動切換スイッチ29を短い発光時間或いは短い露光時間
側に切り換える。
短い発光時間に切り換えると、図3に示すように1/1
20秒の周期でLED26a,26b,26cを順次点
灯し、1/120秒における消灯期間にその前の点灯期
間で露光したCCD18の受光部の信号電荷を垂直転送
パルスによる転送及び図示しない水平転送パルスでの水
平方向への転送を行いCCD18から出力させる。
期で入力される信号に対し、プロセス回路32でγ補正
などを行い、A/Dコンバータ33でデジタル信号に変
換する。そして、セレクト回路34によって、例えば赤
(R),緑(G),青(B)の照明の下で撮像された各
色成分の信号に応じて3つのメモリ(1)35a,メモ
リ(2)35b,メモリ(3)35cに順次記憶する。
例えばLED26aによる赤(R)の発光のもとで、C
CD18で撮像された信号は、メモリ(1)35aに一
時記憶される。
35b,メモリ(3)35cに記憶されたR,G,B色
信号は、例えば1/30秒周期で同時に読み出され、色
補正回路36等を経て、カラーモニタ10に表示され
る。
えば1/120秒周期で点灯(照明)、CCD駆動及び
信号処理を行うようにしているので、動きが速い心臓に
近い部位の臓器等の被写体を撮像する場合にも、RGB
間の色ズレを減少させることができ、観察に適した画質
の良い画像を得ることができる。
a,26b,26cの光量を最大にした時でも、観察画
像が非常に暗い場合、具体的には遠点部を観察する場合
には駆動切換スイッチ29を長い発光時間側に切り換え
る。
0秒の周期でLED26a,26b,26cを順次点灯
し、この1/30秒における消灯期間にその前の点灯期
間で露光したCCD18の受光部の信号電荷を垂直転送
パルスでの転送、及び図示しない水平転送パルスでの水
平方向への転送を行いCCD18から出力させる。
照明の下で撮像された各色成分の信号に応じて3つのメ
モリ(1)35a,メモリ(2)35b,メモリ(3)
35cに順次記憶する。
リ(2)35b,メモリ(3)35cに記憶されたR,
G,B色信号は、例えば1/30秒周期で同時に読み出
され、色補正回路36等を経て、カラーモニタ10に表
示される。
30秒周期で点灯(照明)、CCD駆動及び信号処理を
行うようにしているので、暗い被写体の場合にも、その
被写体に対する照明光量を増大でき(撮像側で述べると
撮像期間或いは露光期間を増大でき)、撮像された信号
のS/Nを大きくすることができる。従って、カラーモ
ニタ10には画質の良い観察画像を表示できる。
る被写体の状況或いは観察環境に応じて駆動切換スイッ
チ29を操作することにより、標準の発光時間での発
光、CCD駆動及び信号処理の場合はもとより、より短
い発光時間での発光、CCD駆動及び信号処理と、より
長い発光時間での発光、CCD駆動及び信号処理とで観
察画像を簡単に得ることができる。
で回転させる構造であるため、簡単に回転速度を変更で
きないが、本実施の形態では複数のLED26a,26
b,26cを順次点灯させる構造であるので、発光タイ
ミング等を変更することにより簡単に観察環境に応じて
適切な観察画像を得ることができる。
しない手動スイッチ等により術者が任意に切り換えてい
たが、映像信号の輝度レベルや動き情報を検出する検出
回路を設け、この検出結果に基づいて自動的に切り換え
るようにしても良い。
長い点灯時間での撮像及びより短い点灯時間での3つの
撮像の場合を説明したが4つ以上に変更できるようにす
ることも容易にできる。
実施の形態を説明する。本実施の形態は2つ以上の異な
る露光時間にて撮像した画像をある合成関数にて合成す
るダイナミックレンジ拡大手段を備え、前記2つ以上の
異なる露光時間のそれぞれを任意の長さに可変可能とす
るように、CCD18の露光タイミング、LED光源の
出射タイミングおよび線順次で得られる映像信号を同時
化するタイミングを制御するタイミング制御回路を有す
るものである。
す。この信号処理系は図1において、A/Dコンバータ
33の出力信号は時間軸変換回路43に入力され、時間
軸が調整される。この時間軸変換回路43の出力信号は
階調演算回路(階調処理回路)44に入力され、階調演
算或いは階調変換処理が行われる。この階調演算回路4
4の出力信号は加算器45に入力されて加算された後、
55セレクタ回路34に入力される。また、時間軸変換
回路43にはタイミングジェネレータ41と接続され、
同期させるためのタイミング信号が入力される。
は標準の状態を選択した場合には、図2のような通常の
発光時間での発光、撮像及び信号処理を行うが、さらに
ダイナミックレンジを拡大した観察画像が得られるダイ
ナミックレンジ拡大モードを選択できるようにしてい
る。
選択した場合には、LED26a、26b、26cをそ
れぞれ2種類の点灯時間で点灯させ、一方の点灯時間の
もとで撮像した信号と他方の点灯時間のもとで撮像した
信号とを時間軸変換回路43で調整して信号を同時化し
て、階調演算回路44で階調演算(階調変換処理)を行
い、加算器45で加算することにより、ダイナミックレ
ンジを拡大した信号にして、セレクタ回路34を経てメ
モリ(1)35a,メモリ(2)35b,メモリ(3)
35cに順次記憶する。メモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに記憶された信号は
同時に読み出されてカラーモニタ10に表示される。
ある。なお、駆動切換スイッチ29は標準の状態を選択
した場合には、A/Dコンバータ33の出力信号は時間
軸変換回路43、階調演算回路44及び加算器45をス
ルーしてセレクタ回路34を経てメモリ(1)35a,
メモリ(2)35b,メモリ(3)35cに入力され
る。
イミングチャートで示す。図5の駆動切換スイッチ29
を標準の状態を選択した場合には、図2のようなタイミ
ングチャートで動作する。これに対し、駆動切換スイッ
チ29を操作してダイナミックレンジ拡大モードを選択
した場合には、図6に示すCCD露光タイミング、垂直
転送パルス、LED点灯タイミングで動作する。
灯は、1/60秒の周期で長時間のR点灯と短時間R点
灯、長時間のG点灯、短時間のG点灯、長時間のB点
灯、短時間のB点灯となる。これらの点灯に同期して、
点灯時間の後の各消灯時間にCCD18にCCD駆動信
号が印加される(図6では垂直転送パルスのみを示
す)。
のR点灯のもとで撮像された(長時間露光の)信号は時
間軸変換回路43の例えばフレームメモリに一時記憶さ
れる。
時間露光の)信号は時間軸変換回路43に入力されるタ
イミングで前記フレームメモリに一時記憶された信号が
読み出されて時間軸の同時化が行われ、2つの信号は階
調演算回路44に入力され階調演算或いは階調変換処理
が行われ、加算器45で加算してダイナミックレンジの
拡大の合成処理を行う。
加算により、ある混合関数に基づいて最適なダイナミッ
クレンジの拡大を行うように階調演算を行ったり、特性
の異なる入出力特性の2つのルックアップテーブルをそ
れぞれ通して階調変換を行う。この階調演算の具体例を
図7に示す。
60秒周期の撮像時間)の下での入射光量に対するCC
D出力(映像出力)を示す。被写体が明るい場合、長時
間露光では図7中の符号A′にて飽和する。
短時間露光(例えば約1/120秒)で撮像した場合の
ものを示す。この場合は露光している時間が短いため飽
和が起こらない。これら2つの画像を、それぞれ異なる
演算で階調演算を行い加算器45で加算して合成した
り、入出力特性の異なる2つのルックアップテーブルを
それぞれ通して階調変換を行い、加算器45で加算した
りすることで符号Bで示すようなダイナミックレンジの
広いCCD出力に変換することが出来る。
行い、ダイナミックレンジの広い信号に変換した後、セ
レクト回路34を経てメモリ(1)35a,メモリ
(2)35b,メモリ(3)35cに入力して同時化し
て、所定の映像信号を得る。そして、カラーモニタ10
で表示する。
6b、26cをそれぞれ2種類の点灯時間で点灯させ、
一方の点灯時間のもとで撮像した信号と他方の点灯時間
のもとで撮像した信号とに対して、階調特性を変換する
処理を行って合成することにより、ダイナミックレンジ
を拡大した信号にする手段を設けているので、暗い画像
部分と明るい画像部分とが混在するような場合でも、暗
い画像部分をより鮮明に表示でき、かつ明るい画像部分
も白飛びが発生することなく表示できる。つまり、広い
ダイナミックレンジで画像表示を行うことができるの
で、観察画像から診断を行う場合に診断し易い画質の良
い画像を得ることができる。
た後に、階調演算或いは階調特性変換を行うようにして
いるが、階調演算或いは階調特性変換を行った後に時間
軸変換処理を行うようにしても良い。
露光のもとで撮像された信号に対して階調特性の変換を
行った後に、時間軸変換回路43のフレームメモリに一
時格納し、短時間露光のもとで撮像された信号に対して
異なる階調特性の変換を行った後、時間軸変換回路43
に入力されるタイミングでフレームメモリに一時格納し
た信号を読み出して加算器45に入力し、加算してダイ
ナミックレンジの広い信号にするようにしても良い。
実施の形態を図8を参照して説明する。図8は第3の実
施の形態における動作説明用のタイミングチャートを示
す。観察時に、被写体の近点が普通の明るさで、遠点が
非常に暗い場合、且つ近点と遠点の明るさの差が大きい
時に、遠点の観察部位を観察しようとした時、CCDの
露光時間を長くすることにより、遠点の観察部位が観察
に最適な明るさになったとしても近点が非常に明るくな
って真っ白になる白飛びとなる。
遠点の暗い部分が観察しやすい明るさになるが、その反
面、近点の部分がとんでしまい、全体を見た時に非常に
観察しにくい画像になってしまう。
態の如く、ダイナミックレンジ拡大モードと同じ手法を
用いることにより、近点がとんでしまって、観察しにく
くなることを防ぐことを目的とする。
如く、図5に示す信号処理回路8を用いる。駆動切換ス
イッチ29を切り換えることにより、標準モードの発光
及び露光時間からタイミングジェネレータ41を切り換
え、第2の実施の形態で述べたLED26a,26b,
26cの点灯時間よりもそれぞれ長い2つ以上の異なる
露光時間をもつ観察画像を得る。
長時間点灯、G短時間点灯、B長時間点灯、B短時間点
灯というように行うが、例えば各長時間点灯の点灯時間
は第2の実施の形態で述べた点灯時間よりも長くなるよ
うに設定する。
の1つの垂直転送パルスを示す)も、先に述べた露光時
間に最適なタイミングで転送が行えるようにタイミング
を切り換えて、R長時間点灯のもとでの長時間露光(つ
まりR長時間露光)、R短時間点灯のもとでの短時間露
光(つまりR短時間露光)、G長時間点灯のもとでの長
時間露光(つまりG長時間露光)、G短時間点灯のもと
での短時間露光(つまりG短時間露光)、というように
撮像を行う。
焦点が最適な明るさで観察可能となる。本実施の形態は
第2の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
実施の形態を図9を参照して説明する。図9は第4の実
施の形態における動作説明用のタイミングチャートを示
す。観察画像が、近点で非常に明るくとんでしまい、遠
点が普通の明るさであるが、近点に明るさを合わせると
遠点が暗くなってしまう為、観察したい部分が近点、且
つ遠点であるような観察画像においては使用上問題とな
った。
のそれぞれの露光時間を短くするようなダイナミックレ
ンジ拡大を行い、最適な観察画像を得ることを目的とす
る。第4の実施の形態も、第2の実施の形態の如く、図
5に示す信号処理回路8を用いる。そして、駆動切換ス
イッチ29を切り換えることにより、標準モードの点灯
及び露光時間からタイミングジェネレータ41を切り換
え、図9に示すようにLED26a,26b,26cを
点灯時間させ、これに対応したCCD駆動及び信号処理
を行う。
時間、例えば1/120秒のR長時間点灯、1/240
秒のR短時間点灯、1/120秒のG長時間点灯、1/
240秒のG短時間点灯、1/120秒のB長時間点
灯、1/240秒のB短時間点灯というように、それぞ
れの各点灯時間を第2の実施の形態で示した点灯時間よ
り短くする(なお、図9では1/120秒の例えばR長
時間点灯は単にR点灯、1/240秒のR短時間点灯は
単にRと略記している)。
20秒のR長時間点灯のもとでの長時間露光、1/24
0秒のR短時間点灯のもとでの短時間露光、1/120
秒のG長時間点灯のもとでの長時間露光、1/240秒
のG短時間点灯のもとでの短時間露光、1/120秒の
B長時間点灯のもとでの長時間露光、1/240秒のB
短時間点灯のもとでの短時間露光したCCD18に対
し、CCD駆動信号を印加して読み出す(なお、図9で
は例えば1/120秒の長時間露光を単にL露光と、1
/240秒の短時間露光をS露光と略記している)。
してダイナミックレンジが広い信号に変換し、動きのあ
る状況でも遠点、近点共に観察し易い画像としてカラー
モニタ10に表示する。
の実施の形態で示した点灯時間より短くすることによ
り、動きの早い被写体等でのダイナミックレンジ拡大に
おいても点灯時間及びその場合の露光時間(撮像時間)
が短いことから、色ズレの少ない画像が得られる為、観
察しやすい画像を得ることができる。
実施の形態を図10を参照して説明する。図10は第5
の実施の形態における動作説明用のタイミングチャート
を示す。例えば第2の実施の形態で示したダイナミック
レンジ拡大モード時に例えばR長時間露光、R短時間露
光等を行うが、このR長時間露光とR短時間露光を時間
軸変換して合成する時に、時間差がある画像を合成する
ことから、動きにある被写体の場合には、像ブレが発生
してしまい、非常に見にくい画像となってしまう。
時間露光のそれぞれの露光時間の間隔を図10のタイミ
ングチャート最上段に示す第2の実施の形態におけるC
CD露光タイミングをその下の第5の実施の形態におけ
るCCD露光タイミングに示すように、短くする。
間露光側に時間的に接近させることにより、長時間露光
と短時間露光で露光した時に、合成した画像に像ブレが
生じることを最小限にすることができる。その他は第2
の実施の形態と同様の構成、作用及び効果を有する。
参照して説明する。図11はこの変形例における動作説
明用のタイミングチャートを示す。これまでの実施の形
態ではLED26a、26b、26cを順次点灯させた
場合、各点灯期間の間に消灯期間を設け、その消灯期間
において、駆動信号をCCD18に印加してその消灯期
間直前に露光され、光電変換された信号電荷を転送部に
転送してCCD18から読み出すようにしていたが、こ
の変形例ではLED26aの点灯を終了したタイミング
でLED26bを点灯させ、このLED26bが消灯す
るタイミングでLED26cを点灯させるという具合で
順次点灯させるようにしている。
のように2つの異なる点灯時間でそれぞれ撮像された信
号を得て、図5に示す階調変換回路44を備えた信号処
理回路8でダイナミックレンジの拡大を行うようにして
いる。
灯時間におけるその半分より長い長時間点灯のタイミン
グで転送信号をCCD18に印加して感光部の信号電荷
を垂直転送部に転送し、その後に垂直転送パルス及び水
平転送パルスを印加してR点灯時間が終了するまでの間
に長時間点灯のもとで撮像(露光)された長時間R露光
信号を読み出す。
の短いR点灯時間のもとで撮像された短時間R露光信号
はそのR点灯時間の終了のタイミングの転送信号により
感光部から垂直転送部へと転送され(ると共に、次のG
点灯が始まる)、この垂直転送部に転送された短時間R
露光信号をその後の垂直転送パルス及び水平転送パルス
を印加して次の長時間G点灯期間中にCCD18から読
み出す。
階調演算回路44でダイナミックレンジを拡大する処理
が行われ、一旦メモリ(1)35aに記憶される。
が行われ、メモリ(2)35b,メモリ(3)35cに
一旦記憶される。その後、同時に読み出され、カラーモ
ニタ10にはダイナミックレンジが拡大されたカラーの
画像が表示される。
露光との時間差をより小さくできるので、色ズレ等の少
ない画質の良い画像を得ることができる。
変換する感光部と、感光部の信号が転送される垂直転送
部を有するインタライン転送型CCDを想定している。
この他にフレーム転送部を有するものでも、感光部から
フレーム転送部(蓄積部)に転送に要する時間だけ短い
消灯期間を設けるようにしても良い。
の面順次方式では、RGBの回転フィルタを一定周波数
で回転させている為、観察画像に応じて任意に露光時間
を切り換えることができなかったが、本発明によれば撮
像素子の駆動タイミング及び発光手段の発光タイミン
グ、同時化のタイミングを変えることで、任意に露光時
間を設定することができ、使用環境に応じて適切な露光
時間に設定することで、最適な観察画像を得ることがで
きる。
でなく、異なる値の点灯時間で点灯させても良い。な
お、上述では各色の照明光の下で、2つの異なる撮像時
間の信号を合成する等してダイナミックレンジの拡大を
行っているが、3つ以上の複数の撮像時間で得た信号を
合成する等してダイナミックレンジの拡大を行うように
しても良い。なお、上述した実施の形態等を部分的等で
組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属す
る。
ることにより面順次方式でカラー撮像を行う内視鏡装置
において、パルス点灯により複数の波長域の光を順次発
光する発光手段と、前記発光手段のパルス点灯によって
照明された被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手
段で撮像された信号を出力させる駆動手段と、前記撮像
手段の出力信号に対して映像信号を生成する信号処理を
行う映像信号処理手段と、前記発光手段をパルス点灯さ
せる点灯制御を行うと共に、該パルス点灯された時間に
応じて前記撮像手段に対する駆動信号のタイミング制御
および前記映像信号処理手段の信号処理の制御を行う制
御手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
ス点灯で赤、緑、青の波長域の光で順次発光する3つの
発光素子を有する。 3.付記1おいて、前記発光手段は赤、緑、青の波長域
の光を消灯期間を間に挟むようにしてパルス点灯で順次
発光する。 4.付記1おいて、前記発光手段は赤、緑、青の波長域
の光を消灯期間を間に殆ど挟むことなくパルス点灯で順
次発光する。
灯期間にその消灯期間直前で撮像された信号を読み出す
駆動信号を出力する。 6.付記4おいて、前記駆動手段は前記パルス点灯して
いる点灯期間にその点灯期間の直前にパルス点灯した際
に撮像した信号を読み出す駆動信号を出力する。 7.付記1において、前記駆動手段は前記発行手段によ
り各波長域でパルス点灯した際に複数の異なる撮像時間
で撮像された信号を読み出す駆動信号を出力する。 8.付記7において、前記映像信号処理手段は、前記複
数の異なる撮像時間で撮像された信号に対してダイナミ
ックレンジを拡大する信号処理を行う。
光手段のパルス点灯によって照明された被写体像を撮像
する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を処理する映
像信号処理手段、前記発光手段をパルス点灯させる点灯
制御信号を発生すると共に、該パルス点灯に応じて前記
撮像手段の駆動信号および前記映像信号処理手段の制御
信号を出力する制御手段とを具備したことを特徴とする
内視鏡装置。
面順次方式の電子内視鏡装置においてCCDの露光タイ
ミング、光源の出射タイミング、および線順次で得られ
る映像信号を同時化するタイミングを同期して任意のタ
イミングで制御可能なタイミング制御回路を有すること
を特徴とする電子内視鏡装置。
した画像をある合成関数にて合成するダイナミックレン
ジ拡大において、前記2つ以上の異なる露光時間のそれ
ぞれを任意の長さに可変可能とするように、CCDの露
光タイミング、光源の出射タイミングおよび線順次で得
られる映像信号を同時化するタイミングをそれぞれ制御
するタイミング制御回路を有することを特徴とする電子
内視鏡装置。
数の波長域の光で順次照明された被写体を撮像すること
により面順次方式でカラー撮像を行う内視鏡装置におい
て、パルス点灯により複数の波長域の光を順次発光する
発光手段と、前記発光手段のパルス点灯によって照明さ
れた被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の出
力信号に対して映像信号を生成する信号処理を行う映像
信号処理手段と、前記発光手段をパルス点灯させる点灯
制御を行うと共に、該パルス点灯された時間に応じて前
記撮像手段に対する駆動信号のタイミング制御および前
記映像信号処理手段の信号処理の制御を行う制御手段
と、を設けているので、パルス点灯の時間を制御するこ
とによりそのパルス点灯に応じた撮像手段に対して適切
な露光時間に設定でき、かつ露光時間の変更に応じて駆
動信号のタイミング制御及び映像信号処理手段による信
号処理を行うことにより適切な観察画像を得ることがで
きる。
処理系等の構成を示すブロック図。
ート図。
イミングチャート図。
イミングチャート図。
等の構成を示すブロック図。
グチャート図。
動作説明図。
タイミングチャート図。
タイミングチャート図。
すタイミングチャート図。
すタイミングチャート図。
ブロック図。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の波長域の光で順次照明された被写
体を撮像することにより面順次方式でカラー撮像を行う
内視鏡装置において、 パルス点灯により複数の波長域の光を順次発光する発光
手段と、 前記発光手段のパルス点灯によって照明された被写体像
を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段の出力信号に対して映像信号を生成する信
号処理を行う映像信号処理手段と、 前記発光手段をパルス点灯させる点灯制御を行うと共
に、該パルス点灯された時間に応じて前記撮像手段に対
する駆動信号のタイミング制御および前記映像信号処理
手段の信号処理の制御を行う制御手段と、 を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10117474A JPH11305144A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10117474A JPH11305144A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 内視鏡装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006212537A Division JP2007029746A (ja) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | 内視鏡装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11305144A true JPH11305144A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14712594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10117474A Pending JPH11305144A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 内視鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11305144A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-04-27 JP JP10117474A patent/JPH11305144A/ja active Pending
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WO2016170604A1 (ja) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
CN107529961A (zh) * | 2015-04-21 | 2018-01-02 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜装置 |
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A521 | Written amendment |
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