WO2016088269A1 - 撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡 - Google Patents

撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡 Download PDF

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imaging
image
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井岡　健
和徳 吉崎
直 菊地
小宮　康宏
福永　康弘
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オリンパス株式会社
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    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H04N23/843—Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device, an endoscope, and a capsule endoscope that are introduced into a subject and images a body cavity of the subject.
  • a filter unit in which a plurality of wideband filters having a broadband wavelength transmission characteristic in the visible region and a plurality of narrowband filters having a narrow band wavelength transmission characteristic are arranged in a lattice shape is used as an imaging element.
  • a technique is known that simultaneously obtains a narrow-band image in a blue band and a normal-color wide-band image capable of clearly observing a tissue at a deep position from the surface of a living tissue (see Patent Document 1). ).
  • Patent Document 1 described above since the wavelength transmission characteristics of the wideband filter and the wavelength transmission characteristics of the narrowband filter are significantly different, the wideband pixel covered with the wideband filter and the narrowband pixel covered with the narrowband filter A big difference in sensitivity is born. For this reason, in Patent Document 1 described above, when a narrowband image and a wideband image are acquired simultaneously, there is a problem that the image quality of the narrowband image is deteriorated as compared with the image quality of the wideband image.
  • An object of the present invention is to provide an imaging device, an endoscope, and a capsule endoscope that can simultaneously acquire a narrowband image and a broadband image.
  • an imaging apparatus is arranged in two dimensions, receives light from the outside, and generates and outputs an imaging signal corresponding to the amount of received light.
  • a light receiving unit having pixels, a plurality of first band filters that transmit light in a primary or complementary wavelength band, and at least one second band that transmits light in a band narrower than each of the plurality of first band filters
  • a filter unit including a filter unit and a plurality of pixels corresponding to the plurality of pixels, and a light amount larger than a light amount incident on a pixel corresponding to the first band filter corresponds to the second band filter.
  • an output unit that outputs the imaging signal generated by the light receiving unit after entering the pixel.
  • the image pickup element reads out the first image pickup signal from the pixel corresponding to the first band pass filter, and then reads from the pixel corresponding to the second band pass filter.
  • An imaging control unit that reads out the second imaging signal is further provided, and the output unit outputs the first imaging signal and the second imaging signal as the imaging signal.
  • the imaging control unit makes the exposure time of the pixel corresponding to the second band filter longer than the exposure time of the pixel corresponding to the first band filter.
  • the first imaging signal and the second imaging signal are read out.
  • the imaging element has a light amount incident on a pixel corresponding to the first band filter smaller than a light amount incident on a pixel corresponding to the second band filter.
  • the plurality of pixels each receive light transmitted through the optical member and the color filter to generate the imaging signal.
  • the optical member is an optical filter that transmits at least the narrowband light, and the optical filter is interposed between the color filter and the plurality of pixels. It is arranged.
  • the optical member may be a first microlens that focuses light on a pixel corresponding to the first bandpass filter, and a pixel corresponding to the second bandpass filter. And a viewing angle of the second microlens is larger than a viewing angle of the first microlens.
  • the optical member is disposed between the first band-pass filter and a pixel corresponding to the first band-pass filter, and is formed with a predetermined size.
  • a first light-shielding film having one opening, and a second opening formed between the second band-pass filter and a pixel corresponding to the second band-pass filter and having an opening larger than the first opening.
  • a second light-shielding film is disposed between the first band-pass filter and a pixel corresponding to the first band-pass filter, and is formed with a predetermined size.
  • an endoscope according to the present invention is characterized in that the imaging device described above is provided on the distal end side of the insertion portion.
  • a capsule endoscope according to the present invention includes a capsule-type casing that can be introduced into a subject, and the imaging device provided in the casing.
  • the present invention it is possible to acquire a high-quality narrow-band image even when a narrow-band image and a wide-band image are simultaneously captured.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a capsule endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the color filter according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of processing executed by the capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the image sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an image sensor according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a capsule endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the capsule endoscope according
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the capsule endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the transmittance and wavelength of each filter constituting the color filter according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the transmittance and wavelength of the optical filter according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the transmittance and wavelength of the combined color filter and optical filter according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of an optical filter according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the arrangement of optical filters according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a capsule endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a capsule endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes a capsule endoscope 2 that captures an in-vivo image in a subject 100 and a wireless transmission transmitted from the capsule endoscope 2 that is introduced into the subject 100.
  • a receiving antenna unit 3 that receives a signal
  • a receiving antenna unit 3 that is detachably connected
  • a reception device 4 that records or displays a radio signal received by the receiving antenna unit 3 by performing a predetermined process
  • a capsule-type endoscope An image processing device 5 that processes and / or displays an image corresponding to the image data in the subject 100 imaged by the mirror 2.
  • the capsule endoscope 2 has an imaging function for imaging the inside of the subject 100, and a wireless communication function for transmitting in-vivo information including image data obtained by imaging the inside of the subject 100 to the receiving antenna unit 3.
  • the capsule endoscope 2 passes through the esophagus in the subject 100 by being swallowed into the subject 100, and moves in the body cavity of the subject 100 by the peristaltic movement of the digestive tract cavity.
  • the capsule endoscope 2 sequentially images the inside of the body cavity of the subject 100 at a minute time interval, for example, 0.5 second interval (2 fps) while moving in the body cavity of the subject 100, and the captured inside of the subject 100 Are sequentially transmitted to the receiving antenna unit 3.
  • a minute time interval for example, 0.5 second interval (2 fps
  • the receiving antenna unit 3 includes receiving antennas 3a to 3h.
  • the receiving antennas 3a to 3h receive radio signals from the capsule endoscope 2 and transmit them to the receiving device 4.
  • the receiving antennas 3a to 3h are configured using loop antennas, and are located at predetermined positions on the external surface of the subject 100, for example, positions corresponding to the respective organs in the subject 100 that are passage paths of the capsule endoscope 2. Be placed.
  • the receiving device 4 records the image data in the subject 100 included in the radio signal transmitted from the capsule endoscope 2 via the receiving antennas 3a to 3h, or records an image corresponding to the image data in the subject 100. indicate.
  • the receiving device 4 records position information of the capsule endoscope 2, time information indicating time, and the like in association with image data received via the receiving antennas 3a to 3h. While the inspection by the capsule endoscope 2 is being performed, the receiving device 4 is introduced from, for example, the mouth of the subject 100, passes through the digestive tract, and is discharged from the subject 100. It is stored in a holder (not shown) and carried by the subject 100.
  • the receiving device 4 is detached from the subject 100 after the examination by the capsule endoscope 2 and is connected to the image processing device 5 for transferring image data received from the capsule endoscope 2.
  • the image processing device 5 displays an image corresponding to the image data in the subject 100 acquired via the receiving device 4.
  • the image processing device 5 includes a cradle 51 that reads image data and the like from the receiving device 4 and an operation input device 52 such as a keyboard and a mouse.
  • the cradle 51 acquires related information such as image data, position information associated with the image data, time information, and identification information of the capsule endoscope 2 from the receiving device 4. Then, the acquired various information is transferred to the image processing device 5.
  • the operation input device 52 receives input from the user.
  • the user While operating the operation input device 52, the user observes a living body part inside the subject 100, for example, the esophagus, stomach, small intestine, large intestine, and the like while viewing images in the subject 100 sequentially displayed by the image processing apparatus 5.
  • the subject 100 is diagnosed.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the capsule endoscope 2.
  • a capsule endoscope 2 shown in FIG. 2 includes a housing 20, a power supply unit 21, an optical system 22, an image sensor 23, an illumination unit 24, a signal processing unit 25, a transmission unit 26, and a recording unit. 27, a timer 28, a receiving unit 29, and a control unit 30.
  • the housing 20 has a capsule shape formed so as to be easily inserted into the subject 100.
  • the housing 20 includes a cylindrical tube portion 201, a dome-shaped dome portion 202 and a dome portion 203 that respectively close the opening ends on both sides of the tube portion 201.
  • the cylinder part 201 and the dome part 202 are formed using an opaque colored member that blocks visible light.
  • the dome 203 is configured using an optical member that can transmit light in a predetermined wavelength band such as visible light. As shown in FIG.
  • the casing 20 formed by the cylindrical portion 201, the dome portion 202, and the dome portion 203 includes a power source portion 21, an optical system 22, an image sensor 23, an illumination portion 24, a signal
  • the processing unit 25, the transmission unit 26, the recording unit 27, the timer 28, the reception unit 29, and the control unit 30 are accommodated.
  • the power supply unit 21 supplies power to each unit in the capsule endoscope 2.
  • the power supply unit 21 is configured using a primary battery or a secondary battery such as a button battery and a power supply circuit that boosts the power supplied from the button battery.
  • the power supply unit 21 has a magnetic switch, and switches the power supply on / off state by a magnetic field applied from the outside.
  • the optical system 22 is configured by using a plurality of lenses, and focuses reflected light of the illumination light irradiated by the illumination unit 24 on the imaging surface of the image sensor 23 to form a subject image.
  • the optical system 22 is disposed in the housing 20 so that the optical axis coincides with the central axis O in the longitudinal direction of the housing 20.
  • the imaging element 23 receives a subject image formed on the light receiving surface by the optical system 22 and performs photoelectric conversion to generate an imaging signal (image data) of the subject 100. .
  • the image sensor 23 captures the subject 100 at a reference frame rate, for example, a frame rate of 4 fps, and generates an imaging signal of the subject 100.
  • the image sensor 23 is configured using an image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the image sensor 23 is arranged two-dimensionally, receives light from the outside, generates a light-receiving signal corresponding to the amount of received light, and outputs a light receiving unit 230, and a primary or complementary wavelength band.
  • a plurality of first band filters (hereinafter referred to as “broadband filters”) and a second band filter (hereinafter referred to as “narrow band filters”) that transmit light in a narrower wavelength band than each of the plurality of first band filters.
  • a color filter 231 including a filter unit including a plurality of pixels, and a pixel whose amount of light is greater than the amount of light incident on the pixel corresponding to the wideband filter.
  • an output unit 232 that outputs an imaging signal generated by the light receiving unit 230 and a pixel corresponding to a wideband filter in the light receiving unit 230 (hereinafter referred to as “broadband image”). )) From the first imaging signal (hereinafter referred to as “broadband image signal”) and then the second imaging signal (hereinafter referred to as “narrowband pixel”) from the pixel corresponding to the narrowband filter (hereinafter referred to as “narrowband pixel”). And an imaging control unit 233 that reads out a “narrowband image signal”.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the color filter 231 and the generation of a wideband image and a narrowband image.
  • the color filter 231 includes a broadband filter R that transmits a red component, a broadband filter G that transmits a green component, a broadband filter B that transmits a blue component, and a wavelength band of 415 nm ⁇ 30 nm. It is configured using a narrowband filter X that transmits.
  • An imaging signal generated in each pixel of the light receiving unit 230 using the color filter 231 configured as described above is subjected to predetermined image processing (for example, by the signal processing unit 25, the receiving device 4, and the image processing device 5).
  • predetermined image processing for example, by the signal processing unit 25, the receiving device 4, and the image processing device 5.
  • the illumination unit 24 irradiates light toward the subject in the imaging field of the image sensor 23 in synchronization with the frame rate of the image sensor 23 under the control of the control unit 30.
  • the illumination unit 24 is configured using a white LED (Light Emitting Diode), a drive circuit, or the like.
  • the signal processing unit 25 performs predetermined image processing on the image signal input from the image sensor 23 and outputs the image signal to the transmission unit 26.
  • the predetermined image processing includes noise reduction processing, gain increase processing, demosaicing processing, and the like.
  • the signal processing unit 25 generates a wideband image (see the wideband image F1 in FIG. 3) based on the wideband image signal included in the imaging signal output from the output unit 232 of the imaging device 23, and the wideband filter. Based on the wideband image signal output from the wideband pixel corresponding to G and the narrowband pixel signal output from the narrowband pixel corresponding to the narrowband filter X, the narrowband image (the narrowband image F2 in FIG. Reference) is generated, and the wideband image and the narrowband image are transmitted to the transmission unit 26.
  • the transmission unit 26 wirelessly transmits the wideband image and the narrowband image sequentially input from the signal processing unit 25 to the outside.
  • the transmission unit 26 includes a transmission antenna and a modulation circuit that modulates a wideband image or a narrowband image into a radio signal by performing signal processing such as modulation.
  • the recording unit 27 records a program indicating various operations executed by the capsule endoscope 2, identification information for identifying the capsule endoscope 2, and the like.
  • Timer 28 has a timekeeping function.
  • the timer 28 outputs time measurement data to the control unit 30.
  • the receiving unit 29 receives a radio signal transmitted from the outside and outputs it to the control unit 30.
  • the reception unit 29 is configured using the reception antenna 3a and a demodulation circuit that performs signal processing such as demodulation on a radio signal and outputs the signal to the control unit 30.
  • the control unit 30 controls the operation of each unit of the capsule endoscope 2.
  • the control unit 30 causes the illumination unit 24 to irradiate.
  • the control unit 30 causes the image sensor 23 to capture an image signal in synchronization with the irradiation timing of the illumination unit 24.
  • the control unit 30 is configured using a CPU (Central Processing Unit).
  • the capsule endoscope 2 configured in this manner sequentially images the body cavity of the subject 100 at a minute time interval while moving in the body cavity of the subject 100, and generates an imaging signal in the captured subject 100. Corresponding image data is generated and sequentially transmitted to the receiving antenna unit 3.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of processing executed by the capsule endoscope 2.
  • movement is demonstrated.
  • the imaging control unit 233 calculates the exposure time t1 of the narrowband pixel based on the sensitivity of the narrowband filter X and the amount of light emitted from the illumination unit 24 (step S101). Based on the sensitivity of the broadband filters R, G, and B and the amount of light emitted from the illumination unit 24, the exposure time t2 of the broadband pixel is calculated (step S102).
  • the control unit 30 causes the illumination unit 24 to emit illumination light (step S103).
  • step S104 the imaging control unit 233 performs nondestructive readout of the imaging signal from all the pixels of the light receiving unit 230 (step S105).
  • the output unit 232 outputs an image (hereinafter referred to as “image img1”) corresponding to the imaging signal read from all the pixels of the light receiving unit 230 to the signal processing unit 25.
  • image img1 an image
  • the capsule endoscope 2 proceeds to step S106 described later.
  • the capsule endoscope 2 does not perform nondestructive reading until the exposure time t2 has elapsed.
  • step S106 when the exposure time t1 has passed (step S106: Yes), the imaging control unit 233 reads the imaging signal from all the pixels in the light receiving unit 230 (step S107). In this case, the output unit 232 outputs an image (hereinafter referred to as “image img2”) corresponding to the imaging signal read from all the pixels of the light receiving unit 230 to the signal processing unit 25. At this time, the imaging control unit 233 performs a reset process for initializing the charges for all the pixels of the light receiving unit 230. After step S107, the capsule endoscope 2 proceeds to step S108 described later. On the other hand, when the exposure time t1 has not elapsed (step S106: No), the capsule endoscope 2 does not perform reading that the exposure time t1 has elapsed.
  • step S108 the signal processing unit 25 generates a color broadband image based on the image img1 output from the image sensor 23. Specifically, the signal processing unit 25 generates a wideband image using wideband signals read from wideband pixels (pixels corresponding to the wideband filters R, G, and B) included in the image img1.
  • the signal processing unit 25 generates a narrowband image based on the image img2 output from the image sensor 23 (step S109). Specifically, the signal processing unit 25 reads the wideband signal (G component) read from the wideband image corresponding to the wideband filter G included in the image img1 and the narrowband filter X corresponding to the narrowband filter X included in the image img2. A narrow band image is generated using the narrow band signal read from the band pixel. Thereby, even when a wideband image and a narrowband image are simultaneously photographed, each of the wideband image and the narrowband image can be acquired with high image quality.
  • G component wideband signal
  • the imaging control unit 233 reads a wideband signal from the wideband pixel corresponding to the wideband filter
  • the narrowband signal is read from the narrowband pixel corresponding to the narrowband filter. Since the output unit 232 outputs the wideband signal and the narrowband signal as the imaging signal, a high-quality narrowband image can be acquired even when the wideband image and the narrowband image are simultaneously captured.
  • the signal of the wideband pixel and the signal of the narrowband pixel can be acquired almost simultaneously, an image in which the positional deviation between the wideband pixel and the narrowband pixel is minimized is obtained. Therefore, it is possible to omit image processing for image alignment when superimposing the wideband image and the narrowband image generated thereby.
  • the capsule endoscope 2 can be downsized. be able to.
  • the capsule endoscope system according to the second embodiment is different from the configuration of the imaging element 23 of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment described above. Therefore, in the following, the configuration of the imaging element of the capsule endoscope according to the second embodiment will be described.
  • symbol is attached
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the image sensor according to the second embodiment. Note that FIG. 5 illustrates a wideband pixel unit corresponding to one wideband filter and a narrowband pixel unit corresponding to one narrowband filter in a plurality of pixel units constituting the image sensor.
  • 5 has a wideband pixel unit 40 and a narrowband pixel unit 41.
  • the broadband pixel unit 40 includes at least a first microlens 401 that collects light, a broadband filter R, a light shielding layer 402 that blocks a part of the light collected by the first microlens 401, and a first microlens.
  • a photodiode 403 serving as a pixel that receives light collected by the light 401, a wiring layer 404 in which various wirings are stacked, and a silicon substrate 405 on which the photodiode 403 is formed.
  • the broadband pixel unit 40 is formed by stacking a silicon substrate 405, a wiring layer 404, a photodiode 403, a light shielding layer 402, a broadband filter R, and a first microlens 401 in this order.
  • the narrowband pixel unit 41 includes at least a second microlens 411 that collects light, a narrowband filter X, a light shielding layer 412, a photodiode 403, a wiring layer 404, and a silicon substrate 405.
  • the narrowband pixel unit 41 is formed by stacking a silicon substrate 405, a wiring layer 404, a photodiode 403, a light shielding layer 412, a narrowband filter X, and a second microlens 411 in this order.
  • the viewing angle ⁇ 2 of the second microlens 411 is formed larger than the viewing angle ⁇ 1 of the first microlens 401 ( ⁇ 2> ⁇ 1).
  • the narrowband pixel unit 41 makes the thickness D2 of the light shielding layer 412 smaller than the thickness D1 of the light shielding layer 402. be able to.
  • the imaging device 23a As an optical member that constitutes the imaging device 23a using such a wideband pixel unit 40 and a narrowband pixel unit 41, and that makes the light amount incident on the wideband pixel unit 40 smaller than the light amount incident on the narrowband pixel unit 41,
  • the viewing angle ⁇ 2 of the second microlens 411 is formed larger than the viewing angle ⁇ 1 of the first microlens 401.
  • the image sensor 23a can make the amount of light incident on the narrowband pixels larger than the amount of light incident on the wideband pixels. Therefore, even when shooting a narrowband image and a wideband image at the same time, Each broadband image can be acquired with high image quality.
  • the viewing angle ⁇ 2 of the second microlens 411 is formed larger than the viewing angle ⁇ 1 of the first microlens 401, and the amount of light incident on the narrowband pixel unit 41 is set to the wideband pixel unit. Since it can be made larger than the amount of light incident on 40, a high-quality narrow-band image can be acquired even when a narrow-band image and a wide-band image are taken.
  • the interval between the first microlens 401 and the second microlens 411 on the color filter 231 may be changed.
  • a certain interval is provided, and when the first microlens 401 and the second microlens 411 are adjacent to each other, the first microlens 401 and the second microlens 401 are provided.
  • the gap with the lens 411 may be eliminated and provided on the color filter 231.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an image sensor according to a modification of the second embodiment.
  • a wideband pixel unit corresponding to one wideband filter and a narrowband pixel unit corresponding to one narrowband filter will be described in a plurality of pixel units constituting the image sensor.
  • the image sensor 23b has a wideband pixel unit 40a and a narrowband pixel unit 41a.
  • the broadband pixel unit 40a includes a first light shielding film 406 as an optical member in addition to the configuration of the broadband pixel unit 40 according to the second embodiment.
  • the first light shielding film 406 is disposed between the broadband filter R and the photodiode 403, and has a first opening 406a in which an opening d1 having a predetermined size is formed.
  • the narrow-band pixel unit 41a includes a second light-shielding film 416 as an optical member in addition to the configuration of the narrow-band pixel unit 41 according to Embodiment 2 described above.
  • the second light shielding film 416 is disposed between the narrow band filter X and the photodiode 403, and has a second opening 416a in which an opening d2 larger than the first opening 406a is formed (d2 ⁇ d1).
  • the imaging device 23b As an optical member that configures the imaging device 23b using such a wideband pixel unit 40a and a narrowband pixel unit 41a, and that makes the light amount incident on the wideband pixel unit 40a smaller than the light amount incident on the narrowband pixel unit 41a,
  • the opening d2 of the second opening 416a is formed larger than the opening d1 of the first opening 406a.
  • the image pickup device 23b can make the amount of light incident on the narrowband pixels larger than the amount of light incident on the wideband pixels.
  • a band image can be acquired.
  • the opening d2 of the second opening 416a is formed larger than the opening d1 of the first opening 406a, and the amount of light incident on the narrowband pixel unit 41a is set to the wideband pixel. Since it can be made larger than the amount of light incident on the unit 40a, it is possible to obtain a narrow band image and a wide band image with high image quality even when shooting a narrow band image and a wide band image.
  • the opening of the first opening 406a of the first light shielding film 406 of the wideband pixel unit 40a and the opening of the second opening 416a of the second light shielding film 416 of the narrowband pixel unit 41a was adjusted by changing the size of each, but for example, the area and size of the wiring layer 404 formed on the color filter 231 and the photodiode 403 can be changed to the wideband pixel unit 40a and The amount of light incident on the photodiode 403 may be adjusted by changing each of the narrow-band pixel units 41a.
  • the capsule endoscope system according to the third embodiment is different from the configuration of the capsule endoscope according to the first embodiment described above. Therefore, in the following, the configuration of the capsule endoscope according to the third embodiment will be described.
  • the same components as those of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the capsule endoscope 2a according to the third embodiment.
  • a capsule endoscope 2a shown in FIG. 7 includes an image sensor 23c instead of the image sensor 23 of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment.
  • the imaging element 23 c receives a subject image formed on the light receiving surface by the optical system 22 and performs photoelectric conversion to generate an imaging signal (image data) of the subject 100.
  • the image sensor 23 c includes a light receiving unit 230, a color filter 231, an output unit 232, and an optical filter 234.
  • the optical filter 234 is configured using a low-pass filter that transmits at least light in a narrow band, and is disposed between the color filter 231 and the light receiving unit 230.
  • the optical filter 234 has a rectangular shape as with the color filter 231.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the transmittance and wavelength of each filter constituting the color filter 231.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the transmittance of the optical filter 234 and the wavelength.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the transmittance and wavelength of the color filter 231 and the optical filter 234 combined. 8 to 10, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the transmittance. Further, in FIG.
  • the curve L B represents the relationship between the transmittance and the wavelength of the broadband filter B
  • the curve L G represents the relationship between the transmittance and the wavelength of the broad band filter G
  • the curve L R is the wideband filter R
  • the curve L x shows the relationship between the transmittance and the wavelength of the narrowband filter X.
  • a curve Lp indicates the relationship between the transmittance of the optical filter 234 and the wavelength.
  • a curve L B2 indicates the relationship between the transmittance and wavelength of the broadband filter B and the optical filter 234, and a curve L G2 indicates the transmittance and wavelength of the broadband filter G and the optical filter 234.
  • the curve L R2 represents the relationship between the transmittance and the wavelength of the combined wide band filter R and the optical filter 234, and the curve L x2 represents the relationship between the transmittance and the wavelength of the combined narrow band filter X and the optical filter 234. Show the relationship.
  • the transmittance of the narrowband filter X is a broadband filter B, G, the curve L B corresponding to the respective R, L G, compared to L R, the spectral sensitivity is small. Therefore, in the third embodiment, an optical filter 234 that restricts light having a predetermined wavelength band, for example, a wavelength of 480 nm or more, is disposed between the color filter 231 and the light receiving unit 230 as indicated by a curve L p in FIG. To do. As a result, as shown by the curves L B2 , L G2 , L R2 , and L X2 in FIG.
  • the sensitivity difference between the narrowband pixels corresponding to the narrowband filter X and the wideband pixels corresponding to the wideband filters B, G, and R, respectively. Becomes smaller.
  • the image sensor 23c can reduce the difference between the amount of light incident on the narrowband pixel and the amount of light incident on the wideband pixel. A narrow-band image can be acquired.
  • the optical filter 234 equalizes the amount of light incident on the narrowband pixel and the amount of light incident on the wideband pixel.
  • a high-quality narrow-band image can be acquired.
  • the optical filter 234 is arranged between the color filter 231 and the light receiving unit 230.
  • the optical filter 234, the color filter 231 and the light receiving unit 230 are arranged in this order, and the imaging device. 23c may be configured.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of an optical filter according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the arrangement of the optical filter according to the modification of the third embodiment.
  • the optical filter 234a has an annular shape.
  • the optical filter 234a is configured using a band-pass filter that transmits at least only narrow-band light. Further, the optical filter 234 a is disposed between the optical system 22 and the color filter 231. Further, the optical filter 234 a is disposed at the pupil position of the optical system 22.
  • the image sensor 23c can equalize the amount of light incident on the narrowband pixels and the amount of light incident on the wideband pixels. Therefore, even when shooting a narrowband image and a wideband image at the same time, Each of the image and the broadband image can be acquired with high image quality.
  • the shape of the optical filter 234a is annular.
  • the optical filter is formed in a disc shape, and a filter capable of transmitting broadband light and narrowband light is provided in the center. Also good. Further, the transmittance of the wavelength transmitted from the center of the optical filter 234a in the radial direction may be gradually changed.
  • the broadband color filter is composed of a primary color filter.
  • a complementary color filter (Cy, Mg, Ye) that transmits light having a complementary color wavelength component may be used.
  • a color filter (R, G, B, Or, Cy) including a primary color filter and a filter (Or, Cy) that transmits light having wavelength components of orange and cyan may be used as the color filter. Good.
  • the color filter is provided with a narrow band filter that transmits one type of narrow wavelength band.
  • a plurality of types of narrow band filters may be provided in the color filter.
  • the narrowband filter X that transmits the blue wavelength band of 415 nm ⁇ 30 nm
  • the narrowband filter Y that transmits light of the wavelength band of 540 nm ⁇ 30 nm, for example, green according to the first embodiment described above
  • a narrowband pixel may be generated from the pixel and the Y pixel.
  • the imaging apparatus has been described as a capsule endoscope.
  • the imaging apparatus can be applied even to an endoscope provided on the distal end side of an insertion portion to be inserted into a subject. Can do.

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Abstract

　狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡を提供する。撮像装置は、格子状に配置され、複数の画素を有する受光部２３０と、原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタと、複数の第１帯域フィルタそれぞれを透過する光の波長帯域の各々よりも狭い波長帯域を有する狭帯域の光を透過させる第２帯域フィルタと、を含むフィルタユニットを、受光部２３０の複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタ２３１と、第１帯域フィルタに対応する画素へ入射される光量よりも多くの光量が第２帯域フィルタに対応する画素へ入射されて生成された撮像信号を出力する出力部２３２と、を備える。

Description

撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡
　本発明は、被検体に導入され、被検体の体腔内を撮像する撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡に関する。
　近年、内視鏡では、可視領域において広帯域の波長透過特性を有する複数の広帯域フィルタと、狭帯域の波長透過特性を有する複数の狭帯域フィルタと、を格子状に配列したフィルタ部を撮像素子に設けることによって、生体組織の表面から深い位置にある組織を鮮明に観察可能な青の帯域の狭帯域画像と通常のカラーの広帯域画像とを同時に取得する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００７－５４１１３号公報
　しかしながら、上述した特許文献１では、広帯域フィルタの波長透過特性と狭帯域フィルタの波長透過特性が大きく異なるため、広帯域フィルタに覆われている広帯域画素と、狭帯域フィルタに覆われている狭帯域画素に大きな感度差が生まれる。このため、上述した特許文献１では、狭帯域画像と広帯域画像とを同時に取得する場合、狭帯域画像の画質が広帯域画像の画質と比べて劣化するという問題点があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、狭帯域画素と広帯域画素の感度差をなるべく少なくすることで、高画質な狭帯域画像と広帯域画像とを同時に取得することができる撮像装置、内視鏡およびカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、二次元に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する受光部と、原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタと、前記複数の第１帯域フィルタの各々よりも狭い帯域の光を透過させる少なくとも１つの第２帯域フィルタと、を含むフィルタユニットを、前記複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタと、前記第１帯域フィルタに対応する画素へ入射される光量よりも多くの光量が前記第２帯域フィルタに対応する画素へ入射されて前記受光部によって生成された前記撮像信号を出力する出力部と、を有する撮像素子を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記撮像素子は、前記第１帯域フィルタに対応する画素から第１撮像信号の読み出しを実施した後に、前記第２帯域フィルタに対応する画素から第２撮像信号の読み出しを行う撮像制御部をさらに備え、前記出力部は、前記第１撮像信号および前記第２撮像信号を前記撮像信号として出力することを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記撮像制御部は、前記第１帯域フィルタに対応する画素の露出時間より前記第２帯域フィルタに対応する画素の露出時間を長くすることによって、前記第１撮像信号および前記第２撮像信号それぞれの読み出しを行うことを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記撮像素子は、前記第１帯域フィルタに対応する画素に入射する光量を、前記第２帯域フィルタに対応する画素に入射する光量よりも小さくする光学部材をさらに有し、前記複数の画素の各々は、前記光学部材および前記カラーフィルタそれぞれを透過した光を受光して前記撮像信号を生成することを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記光学部材は、少なくとも前記狭帯域の光を透過させる光学フィルタであり、前記光学フィルタは、前記カラーフィルタと前記複数の画素との間に配置されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記光学部材は、前記第１帯域フィルタに対応する画素に光を集光する第１マイクロレンズと、前記第２帯域フィルタに対応する画素に光を集光する第２マイクロレンズと、を有し、前記第２マイクロレンズの視野角は、前記第１マイクロレンズの視野角よりも大きいことを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記光学部材は、前記第１帯域フィルタと前記第１帯域フィルタに対応する画素との間に配置され、所定の大きさで形成された第１開口部を有する第１遮光膜と、前記第２帯域フィルタと前記第２帯域フィルタに対応する画素との間に配置され、前記第１開口部より大きい開口が形成された第２開口部を有する第２遮光膜と、を有することを特徴とする。
　また、本発明に係る内視鏡は、上記の撮像装置を、挿入部の先端側に備えることを特徴とする。
　また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入可能なカプセル型の筐体と、前記筐体の内部に設けられる上記の撮像装置と、を備える。
　本発明によれば、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の機能構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタの構成を模式的に示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡が実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態２に係る撮像素子の構成を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２の変形例に係る撮像素子の構成を模式的に示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡の機能構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施の形態３に係るカラーフィルタを構成する各フィルタの透過率と波長との関係を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係る光学フィルタの透過率と波長との関係を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態３に係るカラーフィルタおよび光学フィルタを合わせた透過率と波長との関係を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態３の変形例に係る光学フィルタの模式図である。 図１２は、本発明の実施の形態３の変形例に係る光学フィルタの配置を模式的に示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、以下の説明において、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡から無線信号を受信して被検体の体内画像を表示する処理装置を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
　〔カプセル型内視鏡システムの概略構成〕
　図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
　図１に示すカプセル型内視鏡システム１は、被検体１００内の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡２と、被検体１００内に導入されるカプセル型内視鏡２から送信される無線信号を受信する受信アンテナユニット３と、受信アンテナユニット３が着脱自在に接続され、受信アンテナユニット３が受信した無線信号に所定の処理を行って記録または表示する受信装置４と、カプセル型内視鏡２によって撮像された被検体１００内の画像データに対応する画像の処理および／または表示する画像処理装置５と、を備える。
　カプセル型内視鏡２は、被検体１００内を撮像する撮像機能と、被検体１００内を撮像して得られた画像データを含む体内情報を受信アンテナユニット３へ送信する無線通信機能と、を有する。カプセル型内視鏡２は、被検体１００内に飲み込まれることによって被検体１００内の食道を通過し、消化管腔の蠕動運動によって被検体１００の体腔内を移動する。カプセル型内視鏡２は、被検体１００の体腔内を移動しながら微小な時間間隔、例えば０.５秒間隔（２ｆｐｓ）で被検体１００の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体１００内の画像データを生成して受信アンテナユニット３へ順次送信する。なお、カプセル型内視鏡２の詳細な構成は後述する。
　受信アンテナユニット３は、受信アンテナ３ａ～３ｈを備える。受信アンテナ３ａ～３ｈは、カプセル型内視鏡２から無線信号を受信して受信装置４へ送信する。受信アンテナ３ａ～３ｈは、ループアンテナを用いて構成され、被検体１００の体外表面上の所定位置、例えばカプセル型内視鏡２の通過径路である被検体１００内の各臓器に対応した位置に配置される。
　受信装置４は、受信アンテナ３ａ～３ｈを介してカプセル型内視鏡２から送信された無線信号に含まれる被検体１００内の画像データを記録または被検体１００内の画像データに対応する画像を表示する。受信装置４は、カプセル型内視鏡２の位置情報および時間を示す時間情報等を、受信アンテナ３ａ～３ｈを介して受信した画像データに対応付けて記録する。受信装置４は、カプセル型内視鏡２による検査が行われている間、例えば被検体１００の口から導入され、消化菅内を通過して被検体１００内から排出されるまでの間、受信装置ホルダ（図示せず）に収納されて被検体１００に携帯される。受信装置４は、カプセル型内視鏡２による検査の終了後、被検体１００から取り外され、カプセル型内視鏡２から受信した画像データ等の転送のため、画像処理装置５と接続される。
　画像処理装置５は、受信装置４を介して取得した被検体１００内の画像データに対応する画像を表示する。画像処理装置５は、受信装置４から画像データ等を読み取るクレードル５１と、キーボードやマウス等の操作入力デバイス５２と、を備える。クレードル５１は、受信装置４が装着される際に、受信装置４から画像データや、この画像データに関連付けられた位置情報、時間情報およびカプセル型内視鏡２の識別情報等の関連情報を取得し、取得した各種情報を画像処理装置５へ転送する。操作入力デバイス５２は、ユーザによる入力を受け付ける。ユーザは、操作入力デバイス５２を操作しつつ、画像処理装置５が順次表示する被検体１００内の画像を見ながら、被検体１００内部の生体部位、例えば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体１００を診断する。
　〔カプセル型内視鏡の構成〕
　次に、図１で説明したカプセル型内視鏡２の詳細な構成について説明する。図２は、カプセル型内視鏡２の機能構成を示すブロック図である。図２に示すカプセル型内視鏡２は、筐体２０と、電源部２１と、光学系２２と、撮像素子２３と、照明部２４と、信号処理部２５と、送信部２６と、記録部２７と、タイマ２８と、受信部２９と、制御部３０と、を有する。
　筐体２０は、被検体１００に挿入し易い大きさに形成されたカプセル型の形状をなす。筐体２０は、筒状の筒部２０１、筒部２０１の両側開口端をそれぞれ塞ぐドーム形状のドーム部２０２およびドーム部２０３を有する。筒部２０１およびドーム部２０２は、可視光を遮光する不透明な有色の部材を用いて形成される。ドーム部２０３は、可視光等の所定の波長帯域の光を透過可能な光学部材を用いて構成される。これらの筒部２０１、ドーム部２０２およびドーム部２０３によって形成される筐体２０は、図２に示すように、電源部２１と、光学系２２と、撮像素子２３と、照明部２４と、信号処理部２５と、送信部２６と、記録部２７と、タイマ２８と、受信部２９と、制御部３０と、を収容する。
　電源部２１は、カプセル型内視鏡２内の各部に電源を供給する。電源部２１は、ボタン電池等の一次電池または二次電池と、ボタン電池から供給された電力の昇圧等を行う電源回と、を用いて構成される。また、電源部２１は、磁気スイッチを有し、外部から印加された磁界によって電源のオンオフ状態を切り替える。
　光学系２２は、複数のレンズを用いて構成され、照明部２４が照射した照明光の反射光を撮像素子２３の撮像面に集光して被写体像を結像する。光学系２２は、光軸が筐体２０の長手方向の中心軸Ｏと一致するように筐体２０内に配置される。
　撮像素子２３は、制御部３０の制御のもと、光学系２２が受光面に結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって、被検体１００の撮像信号（画像データ）を生成する。具体的には、撮像素子２３は、制御部３０の制御のもと、基準のフレームレート、例えば４ｆｐｓのフレームレートによって被検体１００を撮像して被検体１００の撮像信号を生成する。撮像素子２３は、ＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）等のイメージセンサを用いて構成される。
　また、撮像素子２３は、二次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する受光部２３０と、原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタ（以下、「広帯域フィルタ」という）と、この複数の第１帯域フィルタの各々よりも狭い波長帯域の光を透過させる第２帯域フィルタ（以下、「狭帯域フィルタ」という）と、を含むフィルタユニットを複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタ２３１と、広帯域フィルタに対応する画素へ入射される光量よりも多くの光量が狭帯域フィルタに対応する画素へ入射されて受光部２３０によって生成された撮像信号を出力する出力部２３２と、受光部２３０における広帯域フィルタに対応する画素（以下、「広帯域画素」という）から第１撮像信号（以下、「広帯域画像信号」という）の読み出しを実施した後に、狭帯域フィルタに対応する画素（以下、「狭帯域画素」という）から第２撮像信号（以下、「狭帯域画像信号」という）の読み出しを行う撮像制御部２３３と、を有する。
　図３は、カラーフィルタ２３１の構成及び広帯域画像、狭帯域画像の生成を模式的に示す図である。図３に示すように、カラーフィルタ２３１は、赤色の成分を透過する広帯域フィルタＲ、緑色の成分を透過する広帯域フィルタＧ、青色の成分を透過する広帯域フィルタＢ、および４１５ｎｍ±３０ｎｍの波長帯域を透過する狭帯域フィルタＸを用いて構成される。このように構成されたカラーフィルタ２３１を用いて受光部２３０の各画素で生成された撮像信号は、信号処理部２５、受信装置４および画像処理装置５のいずれかによって、所定の画像処理（例えばデモザイキング処理等の補間）が行われることによって、広帯域のＲ、Ｇ、Ｂ画素信号から広帯域画像Ｆ１、狭帯域のＸと広帯域のＧ画素信号から狭帯域画像Ｆ２が生成される。
　照明部２４は、制御部３０の制御のもと、撮像素子２３のフレームレートに同期して、撮像素子２３の撮像視野内の被写体に向けて光を照射する。照明部２４は、白色ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）や駆動回路等を用いて構成される。
　信号処理部２５は、撮像素子２３から入力された撮像信号に対して所定の画像処理を行って送信部２６へ出力する。ここで、所定の画像処理とは、ノイズ低減処理、ゲインアップ処理およびデモザイキング処理等である。また、信号処理部２５は、撮像素子２３の出力部２３２から出力される撮像信号に含まれる広帯域画像信号に基づいて、広帯域画像（図３の広帯域画像Ｆ１を参照）を生成するとともに、広帯域フィルタＧに対応する広帯域画素から出力される広帯域画像信号と、狭帯域フィルタＸに対応する狭帯域画素から出力される狭帯域画素信号とに基づいて、狭帯域画像（図３の狭帯域画像Ｆ２を参照）を生成し、広帯域画像および狭帯域画像を送信部２６へ送信する。
　送信部２６は、信号処理部２５から順次入力された広帯域画像および狭帯域画像を外部に無線送信する。送信部２６は、送信アンテナと、広帯域画像または狭帯域画像を変調等の信号処理を施して無線信号に変調する変調回路と、を用いて構成される。
　記録部２７は、カプセル型内視鏡２が実行する各種動作を示すプログラムおよびカプセル型内視鏡２を識別する識別情報等を記録する。
　タイマ２８は、計時機能を有する。タイマ２８は、計時データを制御部３０へ出力する。
　受信部２９は、外部から送信された無線信号を受信して制御部３０へ出力する。受信部２９は、受信アンテナ３ａと、無線信号を復調等の信号処理を行って制御部３０へ出力する復調回路と、を用いて構成される。
　制御部３０は、カプセル型内視鏡２の各部の動作を制御する。制御部３０は、照明部２４に照射させる。また、制御部３０は、照明部２４の照射タイミングに同期させて、撮像素子２３に撮像させて撮像信号を生成させる。制御部３０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）を用いて構成される。
　このように構成されたカプセル型内視鏡２は、被検体１００の体腔内を移動しながら微小な時間間隔で被検体１００の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体１００内の撮像信号に対応する画像データを生成して受信アンテナユニット３へ順次送信する。
　〔カプセル型内視鏡の処理〕
　次に、カプセル型内視鏡２が実行する処理について説明する。図４は、カプセル型内視鏡２が実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、図４においては、カプセル型内視鏡２が１回の撮影動作で行う処理について説明する。
　図４に示すように、まず、撮像制御部２３３は、狭帯域フィルタＸの感度と照明部２４が照射する光の光量とに基づいて、狭帯域画素の露出時間ｔ１を算出し（ステップＳ１０１）、広帯域フィルタＲ,Ｇ,Ｂの感度と照明部２４が照射する光の光量とに基づいて、広帯域画素の露出時間ｔ２を算出する（ステップＳ１０２）。ここで、狭帯域画素の感度は広帯域画素よりも低いため、狭帯域画素の露出時間ｔ１は、広帯域画素の露出時間ｔ２よりも長い（ｔ１＞ｔ２）。その後、制御部３０は、照明部２４に照明光を照射させる（ステップＳ１０３）。
　続いて、露出時間ｔ２が経過した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、撮像制御部２３３は、受光部２３０の全画素から撮像信号の非破壊読み出しを行う（ステップＳ１０５）。この場合、出力部２３２は、受光部２３０の全画素から読み出した撮像信号に対応する画像（以下、「画像ｉｍｇ１」という）を信号処理部２５へ出力する。ステップＳ１０５の後、カプセル型内視鏡２は、後述するステップＳ１０６へ移行する。これに対して、露出時間ｔ２が経過していない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、カプセル型内視鏡２は、露出時間ｔ２が経過するまで非破壊読み出しを行わない。
　ステップＳ１０６において、露出時間ｔ１が経過した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、撮像制御部２３３は、受光部２３０における全画素から撮像信号の読み出しを行う（ステップＳ１０７）。この場合、出力部２３２は、受光部２３０の全画素から読み出した撮像信号に対応する画像（以下、「画像ｉｍｇ２」という）を信号処理部２５へ出力する。このとき、撮像制御部２３３は、受光部２３０の全画素に対して電荷を初期状態にするリセット処理を行う。ステップＳ１０７の後、カプセル型内視鏡２は、後述するステップＳ１０８へ移行する。これに対して、露出時間ｔ１が経過していない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、カプセル型内視鏡２は、露出時間ｔ１が経過する読み出しを行わない。
　ステップＳ１０８において、信号処理部２５は、撮像素子２３から出力された画像ｉｍｇ１に基づいて、カラーの広帯域画像を生成する。具体的には、信号処理部２５は、画像ｉｍｇ１に含まれる広帯域画素（広帯域フィルタＲ,Ｇ,Ｂそれぞれに対応する画素）から読み出された広帯域信号を用いて広帯域画像を生成する。
　続いて、信号処理部２５は、撮像素子２３から出力された画像ｉｍｇ２に基づいて、狭帯域画像を生成する（ステップＳ１０９）。具体的には、信号処理部２５は、画像ｉｍｇ１に含まれる広帯域フィルタＧに対応する広帯域画像から読み出された広帯域信号（Ｇ成分）と、画像ｉｍｇ２に含まれる狭帯域フィルタＸに対応する狭帯域画素から読み出された狭帯域信号とを用いて、狭帯域画像を生成する。これにより、広帯域画像および狭帯域画像を同時に撮影する場合であっても、広帯域画像および狭帯域画像それぞれを高画質で取得することができる。
　以上説明した本実施の形態１によれば、撮像制御部２３３が広帯域フィルタに対応する広帯域画素から広帯域信号の読み出しを実施した後に、狭帯域フィルタに対応する狭帯域画素から狭帯域信号の読み出しを行い、出力部２３２が広帯域信号および狭帯域信号を撮像信号として出力するので、広帯域画像および狭帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる。
　また、本実施の形態１によれば、広帯域画素の信号と狭帯域画素の信号とをほぼ同時に取得することができるため、広帯域画素と狭帯域画素の位置ずれを最小限に抑えた画像を得ることができるので、それによって生成される広帯域画像と狭帯域画像とを重畳して際に画像の位置合わせのための画像処理を省略することができる。
　さらに、本実施の形態１によれば、通常の白色光を照射する照明部２４のみで、広帯域画像と狭帯域画像とを取得することができるので、カプセル型内視鏡２の小型化を図ることができる。
（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡２の撮像素子２３の構成と異なる。このため、以下においては、本実施の形態２に係るカプセル型内視鏡の撮像素子の構成について説明する。なお、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　図５は、本実施の形態２に係る撮像素子の構成を模式的に示す断面図である。なお、図５においては、撮像素子を構成する複数の画素ユニットにおいて、１つの広帯域フィルタに対応する広帯域画素ユニットおよび１つの狭帯域フィルタに対応する狭帯域画素ユニットについて説明する。
　図５に示す撮像素子２３ａは、広帯域画素ユニット４０と、狭帯域画素ユニット４１と、を有する。
　広帯域画素ユニット４０は、少なくとも、光を集光する第１マイクロレンズ４０１と、広帯域フィルタＲと、第１マイクロレンズ４０１が集光した光の一部を遮光する遮光層４０２と、第１マイクロレンズ４０１が集光した光を受光する画素としてのフォトダイオード４０３と、各種の配線が積層された配線層４０４と、フォトダイオード４０３が形成されたシリコン基板４０５と、を有する。広帯域画素ユニット４０は、シリコン基板４０５、配線層４０４、フォトダイオード４０３、遮光層４０２、広帯域フィルタＲおよび第１マイクロレンズ４０１の順に積層されて形成される。
　狭帯域画素ユニット４１は、少なくとも、光を集光する第２マイクロレンズ４１１と、狭帯域フィルタＸと、遮光層４１２と、フォトダイオード４０３と、配線層４０４と、シリコン基板４０５と、を有する。狭帯域画素ユニット４１は、シリコン基板４０５、配線層４０４、フォトダイオード４０３、遮光層４１２、狭帯域フィルタＸおよび第２マイクロレンズ４１１の順に積層されて形成される。また、第２マイクロレンズ４１１の視野角α２は、第１マイクロレンズ４０１の視野角α１よりも大きく形成される（α２＞α１）。さらに、狭帯域画素ユニット４１は、第２マイクロレンズ４１１の視野角α２が第１マイクロレンズ４０１の視野角α１よりも大きいので、遮光層４１２の厚みＤ２を遮光層４０２の厚みＤ１よりも小さくすることができる。
　このような広帯域画素ユニット４０および狭帯域画素ユニット４１を用いて撮像素子２３ａを構成し、広帯域画素ユニット４０に入射する光量を、狭帯域画素ユニット４１に入射する光量よりも小さくする光学部材として、第２マイクロレンズ４１１の視野角α２を第１マイクロレンズ４０１の視野角α１よりも大きく形成する。これにより、撮像素子２３ａは、狭帯域画素に入射する光量を広帯域画素に入射する光量より大きくすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、狭帯域画像および広帯域画像それぞれを高画質で取得することができる。
　以上説明した本実施の形態２によれば、第２マイクロレンズ４１１の視野角α２が第１マイクロレンズ４０１の視野角α１よりも大きく形成し、狭帯域画素ユニット４１に入射する光量を広帯域画素ユニット４０に入射する光量より大きくすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる。
　なお、本実施の形態２では、カラーフィルタ２３１上における第１マイクロレンズ４０１と第２マイクロレンズ４１１との間隔を変更してもよい。例えば第１マイクロレンズ４０１と第１マイクロレンズ４０１とが隣接する場合、一定の間隔を設け、第１マイクロレンズ４０１と第２マイクロレンズ４１１とが隣接する場合、第１マイクロレンズ４０１と第２マイクロレンズ４１１との隙間をなくしてカラーフィルタ２３１上に設けるようにしてもよい。
（実施の形態２の変形例）
　次に、本実施の形態２の変形例について説明する。図６は、本実施の形態２の変形例に係る撮像素子の構成を模式的に示す断面図である。なお、図６においては、撮像素子を構成する複数の画素ユニットにおいて、１つの広帯域フィルタに対応する広帯域画素ユニットおよび１つの狭帯域フィルタに対応する狭帯域画素ユニットについて説明する。
　図６に示すように、撮像素子２３ｂは、広帯域画素ユニット４０ａと、狭帯域画素ユニット４１ａと、を有する。
　広帯域画素ユニット４０ａは、上述した実施の形態２に係る広帯域画素ユニット４０の構成に加えて、光学部材としての第１遮光膜４０６を有する。第１遮光膜４０６は、広帯域フィルタＲとフォトダイオード４０３との間に配置され、所定の大きさの開口ｄ１が形成された第１開口部４０６ａを有する。
　狭帯域画素ユニット４１ａは、上述した実施の形態２に係る狭帯域画素ユニット４１の構成に加えて、光学部材としての第２遮光膜４１６を有する。第２遮光膜４１６は、狭帯域フィルタＸとフォトダイオード４０３との間に配置され、第１開口部４０６ａより大きな開口ｄ２が形成された第２開口部４１６ａを有する（ｄ２＜ｄ１）。
　このような広帯域画素ユニット４０ａおよび狭帯域画素ユニット４１ａを用いて撮像素子２３ｂを構成し、広帯域画素ユニット４０ａに入射する光量を、狭帯域画素ユニット４１ａに入射する光量よりも小さくする光学部材として、第２開口部４１６ａの開口ｄ２を第１開口部４０６ａの開口ｄ１よりも大きく形成する。これにより、撮像素子２３ｂは、狭帯域画素に入射する光量を広帯域画素に入射する光量より大きくすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる。
　以上説明した本実施の形態２の変形例によれば、第２開口部４１６ａの開口ｄ２が第１開口部４０６aの開口ｄ１よりも大きく形成し、狭帯域画素ユニット４１ａに入射する光量を広帯域画素ユニット４０ａに入射する光量より大きくすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を撮影する場合であっても、狭帯域画像および広帯域画像それぞれ高画質で取得することができる。
　なお、本実施の形態２の変形例では、広帯域画素ユニット４０ａの第１遮光膜４０６の第１開口部４０６ａの開口および狭帯域画素ユニット４１ａの第２遮光膜４１６の第２開口部４１６ａの開口それぞれの大きさを変更することで、フォトダイオード４０３に入射する光量を調整していたが、例えばカラーフィルタ２３１とフォトダイオード４０３に形成された配線層４０４の領域や大きさを広帯域画素ユニット４０ａおよび狭帯域画素ユニット４１ａそれぞれで変更することによって、フォトダイオード４０３に入射する光量を調整してもよい。
（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係るカプセル型内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡の構成と異なる。このため、以下においては、本実施の形態３に係るカプセル型内視鏡の構成について説明する。なお、以下において、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡２と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　図７は、本実施の形態３に係るカプセル型内視鏡２ａの機能構成を示すブロック図である。図７に示すカプセル型内視鏡２ａは、上述した実施の形態１に係るカプセル型内視鏡２の撮像素子２３に換えて、撮像素子２３ｃを備える。
　撮像素子２３ｃは、制御部３０の制御のもと、光学系２２が受光面に結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって、被検体１００の撮像信号（画像データ）を生成する。撮像素子２３ｃは、受光部２３０と、カラーフィルタ２３１と、出力部２３２と、光学フィルタ２３４と、を有する。
　光学フィルタ２３４は、少なくとも狭帯域の光を透過させるローパスフィルタを用いて構成され、カラーフィルタ２３１と受光部２３０との間に配置される。また、光学フィルタ２３４は、カラーフィルタ２３１と同様に矩形状をなす。
　次に、光学フィルタ２３４の特性について説明する。図８は、カラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と波長との関係を示す図である。図９は、光学フィルタ２３４の透過率と波長との関係を示す図である。図１０は、カラーフィルタ２３１および光学フィルタ２３４を合わせた透過率と波長との関係を示す図である。図８～図１０において、横軸が波長を示し、縦軸が透過率を示す。また、図８において、曲線ＬＢが広帯域フィルタＢの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＧが広帯域フィルタＧの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＲが広帯域フィルタＲの透過率と波長との関係を示し、曲線Ｌxが狭帯域フィルタＸの透過率と波長との関係を示す。さらに、図９において、曲線Ｌｐが光学フィルタ２３４の透過率と波長との関係を示す。さらにまた、図１０において、曲線ＬＢ２が広帯域フィルタＢおよび光学フィルタ２３４を合わせた透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＧ2が広帯域フィルタＧおよび光学フィルタ２３４を合わせた透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＲ2が広帯域フィルタＲおよび光学フィルタ２３４を合わせた透過率と波長との関係を示し、曲線Ｌx2が狭帯域フィルタＸおよび光学フィルタ２３４を合わせた透過率と波長との関係を示す。
　図８の曲線Ｌxに示すように、狭帯域フィルタＸの透過率は、広帯域フィルタＢ,Ｇ,Ｒそれぞれに対応する曲線ＬB,ＬG,ＬRに比して、分光感度が小さい。そこで、本実施の形態３では、図９の曲線Ｌpに示すように、所定の波長帯域、例えば波長４８０ｎｍ以上の光を制限する光学フィルタ２３４をカラーフィルタ２３１と受光部２３０との間に配置する。これにより、図１０の曲線ＬB2,ＬG2,ＬR2,ＬX2に示すように、狭帯域フィルタＸに対応する狭帯域画素と広帯域フィルタＢ,Ｇ,Ｒそれぞれに対応する広帯域画素の感度差が小さくなる。これにより、撮像素子２３ｃは、狭帯域画素に入射する光量と広帯域画素に入射する光量の差を小さくすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる。
　以上説明した本実施の形態３によれば、光学フィルタ２３４が狭帯域画素に入射する光量と広帯域画素に入射する光量とを同等にするので、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を取得することができる。
　なお、本実施の形態３では、光学フィルタ２３４がカラーフィルタ２３１と受光部２３０との間に配置されていたが、例えば光学フィルタ２３４、カラーフィルタ２３１および受光部２３０の順で配置して撮像素子２３ｃを構成してもよい。
（実施の形態３の変形例）
　図１１は、本実施の形態３の変形例に係る光学フィルタの模式図である。図１２は、本実施の形態３の変形例に係る光学フィルタの配置を模式的に示す図である。
　図１１および図１２に示すように、光学フィルタ２３４ａは、円環状をなす。光学フィルタ２３４ａは、少なくとも狭帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタを用いて構成される。また、光学フィルタ２３４ａは、光学系２２とカラーフィルタ２３１との間に配置される。さらに、光学フィルタ２３４ａは、光学系２２の瞳位置に配置される。これにより、撮像素子２３ｃは、狭帯域画素に入射する光量と広帯域画素に入射する光量とを同等にすることができるので、狭帯域画像および広帯域画像を同時に撮影する場合であっても、狭帯域画像および広帯域画像それぞれを高画質で取得することができる。
　なお、本実施の形態３の変形例では、光学フィルタ２３４ａの形状が円環状であったが、光学フィルタを円盤状に形成し、中央を広帯域光および狭帯域光を透過可能なフィルタを設けてもよい。さらに、光学フィルタ２３４ａの中心から径方向に向けて透過する波長の透過率を徐々に変更させてもよい。
（その他の実施の形態）
　上述した実施の形態では、広帯域カラーフィルタが原色フィルタで構成されていたが、例えば補色の波長成分を有する光を透過する補色フィルタ（Ｃｙ,Ｍｇ,Ｙｅ）を用いてもよい。さらに、カラーフィルタを、原色フィルタと、オレンジおよびシアンの波長成分を有する光を透過するフィルタ（Ｏｒ,Ｃｙ）とによって構成されたカラーフィルタ（Ｒ,Ｇ,Ｂ,Ｏｒ,Ｃｙ）を用いてもよい。
　上述した実施の形態では、カラーフィルタに、１つの種類の狭い波長帯域を透過させる狭帯域フィルタが設けられていたが、カラーフィルタ内に、複数種類の狭帯域フィルタを設けてもよい。例えば、上述した実施の形態１の青の４１５ｎｍ±３０ｎｍの波長帯域を透過する狭帯域フィルタＸと、例えば緑の５４０ｎｍ±３０ｎｍの波長帯域の光を透過させる狭帯域フィルタＹとを設けて、Ｘ画素とＹ画素から狭帯域画素を生成してもよい。
　上述した実施の形態では、撮像装置をカプセル型内視鏡として説明していたが、撮像装置を、被検体に挿入される挿入部の先端側に備えた内視鏡であっても適用することができる。
　１　カプセル型内視鏡システム
　２,２ａ　カプセル型内視鏡
　３　受信アンテナユニット
　３ａ　受信アンテナ
　４　受信装置
　５　画像処理装置
　２０　筐体
　２１　電源部
　２２　光学系
　２３,２３ａ,２３ｂ,２３ｃ　撮像素子
　２４　照明部
　２５　信号処理部
　２６　送信部
　２７　記録部
　２８　タイマ
　２９　受信部
　３０　制御部
　４０,４０ａ　広帯域画素ユニット
　４１,４１ａ　狭帯域画素ユニット
　５１　クレードル
　５２　操作入力デバイス
　１００　被検体
　２０１　筒部
　２０２,２０３　ドーム部
　２３０　受光部
　２３１　カラーフィルタ
　２３２　出力部
　２３３　撮像制御部
　２３４,２３４ａ　光学フィルタ
　４０１　第１マイクロレンズ
　４０２,４１２　遮光層
　４０３　フォトダイオード
　４０４　配線層
　４０５　シリコン基板
　４０６　　第１遮光膜
　４０６ａ　第１開口部
　４１１　　第２マイクロレンズ
　４１６　　第２遮光膜
　４１６ａ　第２開口部
　Ｂ　広帯域フィルタ
　Ｇ　広帯域フィルタ
　Ｒ　広帯域フィルタ
　Ｘ　狭帯域フィルタ

Claims (9)

  1. 　二次元に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する受光部と、
    　原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタと、前記複数の第１帯域フィルタの各々よりも狭い帯域の光を透過させる少なくとも１つの第２帯域フィルタと、を含むフィルタユニットを、前記複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタと、
    　前記第１帯域フィルタに対応する画素へ入射される光量よりも多くの光量が前記第２帯域フィルタに対応する画素へ入射されて前記受光部によって生成された前記撮像信号を出力する出力部と、
    　を有する撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記撮像素子は、
    　前記第１帯域フィルタに対応する画素から第１撮像信号の読み出しを実施した後に、前記第２帯域フィルタに対応する画素から第２撮像信号の読み出しを行う撮像制御部をさらに備え、
    　前記出力部は、
    　前記第１撮像信号および前記第２撮像信号を前記撮像信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記撮像制御部は、前記第１帯域フィルタに対応する画素の露出時間より前記第２帯域フィルタに対応する画素の露出時間を長くすることによって、前記第１撮像信号および前記第２撮像信号それぞれの読み出しを行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　前記撮像素子は、
    　前記第１帯域フィルタに対応する画素に入射する光量を、前記第２帯域フィルタに対応する画素に入射する光量よりも小さくする光学部材をさらに有し、
    　前記複数の画素の各々は、前記光学部材および前記カラーフィルタそれぞれを透過した光を受光して前記撮像信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記光学部材は、
    　少なくとも前記狭帯域の光を透過させる光学フィルタであり、
    　前記光学フィルタは、
    　前記カラーフィルタと前記複数の画素との間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
  6. 　前記光学部材は、
    　前記第１帯域フィルタに対応する画素に光を集光する第１マイクロレンズと、
    　前記第２帯域フィルタに対応する画素に光を集光する第２マイクロレンズと、
    　を有し、
    　前記第２マイクロレンズの視野角は、前記第１マイクロレンズの視野角よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
  7. 　前記光学部材は、
    　前記第１帯域フィルタと前記第１帯域フィルタに対応する画素との間に配置され、所定の大きさで形成された第１開口部を有する第１遮光膜と、
    　前記第２帯域フィルタと前記第２帯域フィルタに対応する画素との間に配置され、前記第１開口部より大きい開口が形成された第２開口部を有する第２遮光膜と、
    　を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
  8. 　請求項１～７のいずれかに記載の撮像装置を、挿入部の先端側に備えることを特徴とする内視鏡。
  9. 　被検体内に導入可能なカプセル型の筐体と、
    　前記筐体の内部に設けられる請求項１～７のいずれかに記載の撮像装置と、
    　を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6214841B1 (ja) * 2016-06-20 2017-10-18 オリンパス株式会社 被検体内導入装置、送信方法及びプログラム
WO2017221335A1 (ja) * 2016-06-21 2017-12-28 オリンパス株式会社 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
WO2017221468A1 (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 オリンパス株式会社 被検体内導入装置、送信方法及びプログラム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011091158A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Olympus Corp 光源装置、電子画像取得装置、電子画像観察装置、内視鏡装置、カプセル内視鏡装置
JP2011177532A (ja) * 2011-05-02 2011-09-15 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡装置
WO2012043771A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011091158A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Olympus Corp 光源装置、電子画像取得装置、電子画像観察装置、内視鏡装置、カプセル内視鏡装置
WO2012043771A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置
JP2011177532A (ja) * 2011-05-02 2011-09-15 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6214841B1 (ja) * 2016-06-20 2017-10-18 オリンパス株式会社 被検体内導入装置、送信方法及びプログラム
WO2017221468A1 (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 オリンパス株式会社 被検体内導入装置、送信方法及びプログラム
US11259691B2 (en) 2016-06-20 2022-03-01 Olympus Corporation Body-insertable apparatus, transmission method, and non-transitory computer readable medium
WO2017221335A1 (ja) * 2016-06-21 2017-12-28 オリンパス株式会社 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
US10694100B2 (en) 2016-06-21 2020-06-23 Olympus Corporation Image processing apparatus, image processing method, and computer readable recording medium

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