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JP6276985B2 - Endoscope apparatus and endoscope system - Google Patents

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JP6276985B2
JP6276985B2 JP2013266337A JP2013266337A JP6276985B2 JP 6276985 B2 JP6276985 B2 JP 6276985B2 JP 2013266337 A JP2013266337 A JP 2013266337A JP 2013266337 A JP2013266337 A JP 2013266337A JP 6276985 B2 JP6276985 B2 JP 6276985B2
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克哉 丹内
克哉 丹内
健太 小杉
健太 小杉
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Description

本発明は、特殊光を用いる内視鏡装置及び内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an endoscope apparatus and an endoscope system that use special light.

近赤外レーザ光を用いてレーザ治療を行う内視鏡装置が知られている。内視鏡装置は、人体に挿入されて体内の画像を撮像する内視鏡スコープと、内視鏡スコープから画像を受信して画像処理する内視鏡プロセッサとを備える。内視鏡スコープは、先端に撮像素子を備える。撮像素子の撮像面には、近赤外レーザ光を低減する広帯域レーザカットフィルタが取り付けられる。これにより、近赤外レーザ光による反射光によって画素に電荷が過剰に蓄積されることを防ぎ、被検体の画像を正常かつ常に得ることができる(特許文献1)。   An endoscope apparatus that performs laser treatment using near-infrared laser light is known. The endoscope apparatus includes an endoscope scope that is inserted into a human body and captures an image in the body, and an endoscope processor that receives an image from the endoscope scope and performs image processing. The endoscope scope includes an image sensor at the tip. A broadband laser cut filter that reduces near-infrared laser light is attached to the imaging surface of the imaging device. Thereby, it is possible to prevent the charge from being excessively accumulated in the pixel due to the reflected light by the near-infrared laser beam, and to obtain a normal and always image of the subject (Patent Document 1).

特開2001−314367号公報JP 2001-314367 A

しかし、可視光帯域に含まれる波長を有する特殊光がレーザ治療に用いられることがある。このような特殊光を低減するフィルタを撮像素子に取り付けると、特殊光を低減することはできるが、可視光帯域の光も低減してしまい、被検体の画像を正常かつ常に得ることができない。   However, special light having a wavelength included in the visible light band may be used for laser treatment. When such a filter for reducing special light is attached to the imaging device, special light can be reduced, but light in the visible light band is also reduced, and an image of the subject cannot be obtained normally and constantly.

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、可視光帯域に含まれる波長を有する特殊光を用いて、被検体の画像を得ることができる内視鏡装置及び内視鏡システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and obtains an endoscope apparatus and an endoscope system capable of obtaining an image of a subject using special light having a wavelength included in the visible light band. For the purpose.

本願第1の発明による内視鏡装置は、被写体像を撮像して画素データを出力する複数の画素と、複数の画素の各々に取り付けられるフィルタとを有する撮像素子と、画素データを処理して画像データを作成する処理部とを備え、フィルタは、所定の波長を有する光を主に透過するものと、所定の波長とは異なる波長を有する光を主に透過するものとを有し、所定の波長を有する光を主に用いて撮像素子が撮像するとき、処理部は、所定の波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データを用いずに、所定の波長とは異なる波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データのみを用いて、画像データを作成することを特徴とする。   An endoscope apparatus according to a first invention of the present application processes a pixel data, an imaging element having a plurality of pixels that capture a subject image and output pixel data, and a filter attached to each of the plurality of pixels. And a processing unit for creating image data. The filter has a filter that mainly transmits light having a predetermined wavelength and a filter that mainly transmits light having a wavelength different from the predetermined wavelength. When the image sensor picks up an image mainly using light having a wavelength of, the processing unit does not use pixel data output by a pixel to which a filter that mainly transmits light having a predetermined wavelength is attached. Image data is created using only pixel data output from a pixel to which a filter that mainly transmits light having a wavelength different from the wavelength is attached.

撮像素子は、画素に電荷を蓄積する露光期間を変更可能であって、所定の波長を有する光を主に用いて撮像素子が撮像する場合、通常光を用いて撮像する場合よりも露光期間を短くすることが好ましい。所定の波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が蓄積した電荷が、他の電荷に悪影響を与えることがない。   The image sensor can change the exposure period for accumulating charges in the pixels, and when the image sensor mainly captures light having a predetermined wavelength, the exposure period is longer than when the image is captured using normal light. It is preferable to shorten it. Charges accumulated in a pixel to which a filter that mainly transmits light having a predetermined wavelength is attached do not adversely affect other charges.

通常光を照射する通常光源をさらに備え、通常光源は、所定の波長を有する光を主に用いて撮像素子が撮像する場合、通常光のみを用いて撮像する場合よりも通常光の光量を増やすことが好ましい。十分な光量で撮像を行うことができる。   The light source further includes a normal light source that emits normal light, and the normal light source increases the amount of normal light when the image pickup device mainly picks up light having a predetermined wavelength than when picking up the image using only normal light. It is preferable. Imaging can be performed with a sufficient amount of light.

通常光を用いて撮像素子が撮像するとき、処理部は、所定の波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データと、所定の波長とは異なる波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データとを用いて、画像データを作成することが好ましい。通常光のみを用いて撮像することが可能となる。   When the imaging device captures an image using normal light, the processing unit outputs pixel data output from a pixel to which a filter that mainly transmits light having a predetermined wavelength is attached, and light having a wavelength different from the predetermined wavelength. It is preferable to create image data using pixel data output from a pixel to which a filter that mainly transmits light is attached. It becomes possible to image using only ordinary light.

所定の波長を有する光は、観察対象物を処置するために用いられる特殊光であって、特殊光を用いて観察対象物を処置するとき、処理部は、特殊光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データを用いずに、特殊光の波長とは異なる波長を有する光を主に透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データのみを用いて、画像データを作成することが好ましい。特殊光を発光しているときであっても、被写体像を得ることができる。   The light having a predetermined wavelength is special light used for treating the observation object. When the observation object is treated using special light, the processing unit has a filter that mainly transmits the special light. Create image data using only the pixel data output from the pixel to which a filter that mainly transmits light having a wavelength different from the wavelength of the special light is used, without using the pixel data output by the attached pixel. It is preferable to do. Even when special light is emitted, a subject image can be obtained.

特殊光の波長は、通常光の波長に含まれることが好ましい。   The wavelength of the special light is preferably included in the wavelength of normal light.

本願第2の発明による内視鏡システムは、前記内視鏡装置と、所定の波長を有する光を出射する特殊光源とを備えることを特徴とする。   An endoscope system according to a second invention of the present application includes the endoscope apparatus and a special light source that emits light having a predetermined wavelength.

本発明によれば、可視光帯域に含まれる波長を有する特殊光を用いて、被検体の画像を得ることができる内視鏡装置及び内視鏡システムを得る。   According to the present invention, an endoscope apparatus and an endoscope system capable of obtaining an image of a subject using special light having a wavelength included in the visible light band are obtained.

本願発明による内視鏡装置及び内視鏡システムを示したブロック図である。It is the block diagram which showed the endoscope apparatus and endoscope system by this invention. 撮像素子が備える画素を示した図である。It is a figure showing a pixel with which an image sensor is provided. 光の波長と画素の相対感度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the wavelength of light, and the relative sensitivity of a pixel. 内視鏡装置による処理を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the process by an endoscope apparatus. レーザ処置モード処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the laser treatment mode process.

以下、本発明の一実施形態による内視鏡システム100について説明する。   Hereinafter, an endoscope system 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

図1は内視鏡システム100を概略的に示す。
内視鏡システム100は、内視鏡装置101と、特殊光を出射する特殊光源102とを主に備える。
FIG. 1 schematically shows an endoscope system 100.
The endoscope system 100 mainly includes an endoscope apparatus 101 and a special light source 102 that emits special light.

特殊光源102は、KTPレーザ光を生成し、観察対象物に向けて照射する。KTPレーザ光は、可視光帯域に含まれる532nmの波長を有し、患部を治療するために用いられる。   The special light source 102 generates KTP laser light and irradiates the object to be observed. KTP laser light has a wavelength of 532 nm included in the visible light band and is used to treat the affected area.

内視鏡装置101は、観察対象物を撮像して画像データを出力する内視鏡スコープ110と、内視鏡スコープ110から画像を受信して画像処理を行う内視鏡プロセッサ130とを主に備える。   The endoscope apparatus 101 mainly includes an endoscope scope 110 that images an observation target and outputs image data, and an endoscope processor 130 that receives an image from the endoscope scope 110 and performs image processing. Prepare.

内視鏡スコープ110は、CCD111と、アンプ112と、アナログ信号処理回路113と、映像処理回路114と、CCD駆動回路115と、スコープシステムコントローラ116と、ライトガイドファイバ117とを主に備える。   The endoscope scope 110 mainly includes a CCD 111, an amplifier 112, an analog signal processing circuit 113, a video processing circuit 114, a CCD drive circuit 115, a scope system controller 116, and a light guide fiber 117.

CCD111は、複数の画素と、各画素に取り付けられるフィルタとを有し、例えば人体の内部に挿入されて観察対象物を撮像し、アナログ信号を出力する。CCD111の構成については、後述される。   The CCD 111 has a plurality of pixels and a filter attached to each pixel. For example, the CCD 111 is inserted into a human body to image an observation target and output an analog signal. The configuration of the CCD 111 will be described later.

アンプ112は、CCD111からアナログ信号を受信して増幅する。アナログ信号処理回路113は、増幅されたアナログ信号をアンプ112から受信してデジタル信号に変換する。   The amplifier 112 receives an analog signal from the CCD 111 and amplifies it. The analog signal processing circuit 113 receives the amplified analog signal from the amplifier 112 and converts it into a digital signal.

映像処理回路114は、デジタル信号に対して、レーザ処置モード処理などの所定の処理を実行する。レーザ処置モード処理については後述される。   The video processing circuit 114 performs predetermined processing such as laser treatment mode processing on the digital signal. The laser treatment mode process will be described later.

CCD駆動回路115は、所定のシャッタスピード、すなわち露光期間で撮像するように、CCD111を駆動する。   The CCD drive circuit 115 drives the CCD 111 so as to capture an image at a predetermined shutter speed, that is, an exposure period.

スコープシステムコントローラ116は、アナログ信号処理回路113及びCCD駆動回路115を制御する。   The scope system controller 116 controls the analog signal processing circuit 113 and the CCD driving circuit 115.

ライトガイドファイバ117は、内視鏡プロセッサ130から受光した通常光を観察対象物に照射する。通常光は、人間の目にとって白色光又は太陽光と同様に見える光をいう。   The light guide fiber 117 irradiates the observation object with normal light received from the endoscope processor 130. Normal light refers to white light or light that looks like sunlight to the human eye.

内視鏡プロセッサ130は、前段信号処理回路131と、画像メモリ132と、後段信号処理回路133と、プロセッサシステムコントローラ134と、光源電源135と、通常光源136と、集光レンズ137と、光源絞り138と、モータ139とを主に備える。   The endoscope processor 130 includes a front-stage signal processing circuit 131, an image memory 132, a rear-stage signal processing circuit 133, a processor system controller 134, a light source power source 135, a normal light source 136, a condenser lens 137, and a light source aperture. 138 and a motor 139 are mainly provided.

プロセッサシステムコントローラ134は、内視鏡プロセッサ130の動作を制御するとともに、スコープシステムコントローラ116に接続され、内視鏡スコープ110に所定の命令を送信する。   The processor system controller 134 controls the operation of the endoscope processor 130 and is connected to the scope system controller 116 to transmit a predetermined command to the endoscope scope 110.

前段信号処理回路131は、映像処理回路114から画像データを受信して、所定の画像処理を施し、処理済み画像を出力する。所定の画像処理は、例えばゲイン調整処理、ホワイトバランス調整処理、輪郭強調処理、及び画素強調処理である。ゲイン調整処理は、画像データのゲインを調整して、画像データの信号レベルを観察に適したレベルに調整する処理である。ホワイトバランス調整処理は、画像データのホワイトバランスを調整して色調を整える処理である。輪郭強調処理は、被写体像、例えば患部の輪郭を強調して、患部の範囲を明確にし、これにより患部を観察、発見しやすくする処理である。画素強調処理は、特定の波長の反射光のみを強調する処理であり、これにより特定の波長の反射光を返す患部を見やすくすることができる。   The pre-stage signal processing circuit 131 receives image data from the video processing circuit 114, performs predetermined image processing, and outputs a processed image. The predetermined image processing is, for example, gain adjustment processing, white balance adjustment processing, contour enhancement processing, and pixel enhancement processing. The gain adjustment process is a process of adjusting the gain of the image data to adjust the signal level of the image data to a level suitable for observation. The white balance adjustment process is a process for adjusting the color balance by adjusting the white balance of the image data. The contour emphasizing process is a process for emphasizing a subject image, for example, the contour of the affected part to clarify the range of the affected part, thereby making it easier to observe and find the affected part. The pixel enhancement process is a process that emphasizes only the reflected light of a specific wavelength, thereby making it easy to see the affected part that returns the reflected light of a specific wavelength.

画像メモリ132は、処理済み画像を記憶する。   The image memory 132 stores processed images.

後段信号処理回路133は、画像メモリ132から処理済み画像を読み出して、モニタ103が表示可能なフォーマットに変更して表示画像を作成する。   The post-stage signal processing circuit 133 reads the processed image from the image memory 132, changes the format to a format that can be displayed by the monitor 103, and creates a display image.

モニタ103は、表示画像を受信して表示する。   The monitor 103 receives and displays the display image.

光源電源135は、プロセッサシステムコントローラ134からの信号に応じて、通常光源136に電力を供給する。通常光源136は、光源電源135から電力を受電して、通常光を発光する。通常光の明るさは、光源電源135が供給する電力に応じて変化する。   The light source power supply 135 supplies power to the normal light source 136 in accordance with a signal from the processor system controller 134. The normal light source 136 receives power from the light source power source 135 and emits normal light. The brightness of the normal light changes according to the power supplied from the light source power supply 135.

通常光は集光レンズ137及び光源絞り138を介してライトガイドファイバ117に入射する。光源絞り138はロータリシャッタから成り、通常光の光量及び発光タイミングを調節する。光源絞り138の開度及びタイミングは、プロセッサシステムコントローラ134に接続されたモータ139により制御される。   Normal light enters the light guide fiber 117 via the condenser lens 137 and the light source aperture 138. The light source aperture 138 is composed of a rotary shutter, and adjusts the amount of normal light and the light emission timing. The opening degree and timing of the light source aperture 138 are controlled by a motor 139 connected to the processor system controller 134.

次に、図2を用いて、CCD111について説明する。図2は、CCD111の撮像面の一部を示した図である。   Next, the CCD 111 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a part of the imaging surface of the CCD 111.

CCD111は、複数の画素と、各画素に取り付けられるフィルタとを有する。複数の画素は、各々画素データを出力する。フィルタは、赤色の波長を有する光を主に透過する赤色フィルタRと、青色の波長を有する光を主に透過する青色フィルタBと、緑色の波長を有する光を主に透過する緑色フィルタGとを備える。赤色フィルタRと、青色フィルタBと、緑色フィルタGとは、ベイヤー配列によって並べられ、画素に取り付けられる。これにより、赤色フィルタRが取り付けられた画素は、赤色に対する感度が高くなって、主に赤色に関する輝度を画素データとして出力し、青色フィルタBが取り付けられた画素は、青色に対する感度が高くなって、主に青色に関する輝度を画素データとして出力し、緑色フィルタGが取り付けられた画素は、緑色に対する感度が高くなって、主に緑色に関する輝度を画素データとして出力する。   The CCD 111 has a plurality of pixels and a filter attached to each pixel. Each of the plurality of pixels outputs pixel data. The filter includes a red filter R that mainly transmits light having a red wavelength, a blue filter B that mainly transmits light having a blue wavelength, and a green filter G that mainly transmits light having a green wavelength. Is provided. The red filter R, the blue filter B, and the green filter G are arranged in a Bayer array and attached to the pixel. As a result, the pixel to which the red filter R is attached has high sensitivity to red, and the luminance relating to red is mainly output as pixel data. The pixel to which the blue filter B is attached has high sensitivity to blue. The luminance mainly related to blue is output as pixel data, and the pixel to which the green filter G is attached has high sensitivity to green, and mainly outputs the luminance related to green as pixel data.

次に、図3を用いて、赤色フィルタR、青色フィルタB、及び緑色フィルタGが取り付けられた画素の感度について説明する。   Next, the sensitivity of a pixel to which the red filter R, the blue filter B, and the green filter G are attached will be described with reference to FIG.

図3は、光の波長と画素の相対感度との関係を示した図である。赤色フィルタRが取り付けられた画素は、波長560nm付近から相対感度が急激に上昇し、590nm付近で相対感度が最大値を取る。そして、波長が長くなるにつれて相対感度が低下する。青色フィルタBが取り付けられた画素は、波長400nm付近から相対感度が上昇し、470nm付近で相対感度が最大値を取る。そして、波長510nmまで相対感度が急激に低下した後、波長が長くなるにつれて相対感度が緩やかに低下する。緑色フィルタGが取り付けられた画素は、波長460nm付近から相対感度が上昇し、510nm付近から550nm付近まで相対感度が最大値を取る。そして、波長610nmまで相対感度が急激に低下した後、波長が長くなるにつれて相対感度が緩やかに低下する。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the wavelength of light and the relative sensitivity of pixels. In the pixel to which the red filter R is attached, the relative sensitivity increases rapidly from the vicinity of the wavelength of 560 nm, and the relative sensitivity takes the maximum value in the vicinity of 590 nm. And relative sensitivity falls as a wavelength becomes long. In the pixel to which the blue filter B is attached, the relative sensitivity increases from around the wavelength of 400 nm, and the relative sensitivity takes the maximum value around 470 nm. Then, after the relative sensitivity rapidly decreases to the wavelength of 510 nm, the relative sensitivity gradually decreases as the wavelength becomes longer. In the pixel to which the green filter G is attached, the relative sensitivity increases from around the wavelength of 460 nm, and the relative sensitivity takes the maximum value from around 510 nm to around 550 nm. And after a relative sensitivity falls rapidly to wavelength 610nm, a relative sensitivity falls gradually as a wavelength becomes long.

ここで、KTPレーザ光は、前述のように532nmの波長を有する。緑色フィルタGが取り付けられた画素は、波長532nmの光に対して約0.7の相対感度を有するが、赤色フィルタRが取り付けられた画素の相対感度は約0.3、青色フィルタBが取り付けられた画素の相対感度は約0.2に過ぎない。すなわち、波長532nmのレーザ光は、緑色フィルタGによって主に透過されるが、赤色フィルタR及び青色フィルタBによって略透過されない。KTPレーザ光は、患部を処置するために用いられるため、一般に光量が大きい。そのため、KTPレーザ光を受光した画素は、蓄積した電荷が飽和してしまう。電荷が飽和すると、画像がいわゆるハレーションを起こし、正常な画像を得ることができない。すなわち、緑色フィルタGが取り付けられた画素は、約0.7の相対感度を有するため、KTPレーザ光によって、電荷が飽和してしまう。しかし、赤色フィルタR及び青色フィルタBが取り付けられた画素は、約0.2から約0.3の相対感度を有するため、KTPレーザ光によって、電荷が飽和してしまう可能性が低い。そこで、緑色フィルタGが取り付けられた画素が出力する画素データを用いずに、赤色フィルタR及び青色フィルタBが取り付けられた画素が出力する画素データを用いて画像データを作成すれば、ハレーションがない画像を得ることができる。   Here, the KTP laser light has a wavelength of 532 nm as described above. A pixel to which the green filter G is attached has a relative sensitivity of about 0.7 with respect to light having a wavelength of 532 nm, but a pixel to which the red filter R is attached has a relative sensitivity of about 0.3 and a blue filter B is attached. The relative sensitivity of the obtained pixels is only about 0.2. That is, the laser beam having a wavelength of 532 nm is mainly transmitted by the green filter G, but is not substantially transmitted by the red filter R and the blue filter B. Since KTP laser light is used to treat an affected area, the amount of light is generally large. Therefore, the accumulated charge is saturated in the pixel that has received the KTP laser beam. When the charge is saturated, the image causes so-called halation, and a normal image cannot be obtained. That is, since the pixel to which the green filter G is attached has a relative sensitivity of about 0.7, the charge is saturated by the KTP laser light. However, since the pixel to which the red filter R and the blue filter B are attached has a relative sensitivity of about 0.2 to about 0.3, the possibility that the charge is saturated by the KTP laser light is low. Therefore, if image data is created using pixel data output from the pixels to which the red filter R and the blue filter B are attached without using the pixel data output from the pixels to which the green filter G is attached, there is no halation. An image can be obtained.

次に、図4を用いて、映像処理回路114とその周辺回路の構成について説明する。映像処理回路114は、図示しないフロントパネルに設けられたスイッチをユーザが操作して、通常光観察モード処理を選択したときには、通常光観察モード処理を実行し、レーザ処置モード処理を選択したときには、レーザ処置モード処理を実行する。   Next, the configuration of the video processing circuit 114 and its peripheral circuits will be described with reference to FIG. When the user operates a switch provided on the front panel (not shown) and selects the normal light observation mode process, the video processing circuit 114 executes the normal light observation mode process, and when the laser treatment mode process is selected, Laser treatment mode processing is executed.

まず、通常光観察モード処理について説明する。通常光観察モード処理は、通常光を使用して観察を行う処理であって、観察対象物を太陽光下で見たのと同様の画像を得ることができる。通常光観察モード処理では、通常光源136は、通常光を発光し、特殊光源102は、KTPレーザ光を発光しない。CCD111は、通常光のみを用いて観察対象物を撮像し、CCD111が有する画素が画素データを出力する。映像処理回路114は、以下の式に基づき、全ての画素データを用いて輝度情報Ys、赤色情報Rs、緑色情報Gs、及び青色情報Bsを算出する。ここで、Rinは、赤色フィルタRが取り付けられた画素が出力した画素データであり、Ginは、緑色フィルタGが取り付けられた画素が出力した画素データであり、Binは、青色フィルタBが取り付けられた画素が出力した画素データである。また、Ka1、Kb1、Kc1、Ka2、Kb2、Kc2、Ka3、Kb3、及びKc3は、任意の係数である。
Ys=(0.3・Rin+0.6・Gin+0.1・Bin)
Rs=(Ka1・Rin)+(Kb1・Gin)+(Kc1・Bin)
Gs=(Ka2・Rin)+(Kb2・Gin)+(Kc2・Bin)
Bs=(Ka3・Rin)+(Kb3・Gin)+(Kc3・Bin)
First, the normal light observation mode process will be described. The normal light observation mode process is a process in which normal light is used for observation, and an image similar to that obtained when the observation object is viewed in sunlight can be obtained. In the normal light observation mode process, the normal light source 136 emits normal light, and the special light source 102 does not emit KTP laser light. The CCD 111 images the observation object using only normal light, and the pixels included in the CCD 111 output pixel data. The video processing circuit 114 calculates luminance information Ys, red information Rs, green information Gs, and blue information Bs using all pixel data based on the following formula. Here, Rin is pixel data output from a pixel to which a red filter R is attached, Gin is pixel data output from a pixel to which a green filter G is attached, and Bin is attached to a blue filter B. This is pixel data output from the selected pixel. Ka1, Kb1, Kc1, Ka2, Kb2, Kc2, Ka3, Kb3, and Kc3 are arbitrary coefficients.
Ys = (0.3 · Rin + 0.6 · Gin + 0.1 · Bin)
Rs = (Ka1 · Rin) + (Kb1 · Gin) + (Kc1 · Bin)
Gs = (Ka2 · Rin) + (Kb2 · Gin) + (Kc2 · Bin)
Bs = (Ka3 · Rin) + (Kb3 · Gin) + (Kc3 · Bin)

次に、レーザ処置モード処理について説明する。レーザ処置モード処理は、KTPレーザを用いて患部を処置している期間に、観察対象物の画像を得る処理である。   Next, laser treatment mode processing will be described. The laser treatment mode process is a process for obtaining an image of an observation object during a period in which an affected area is treated using a KTP laser.

レーザ処置モード処理では、通常光源136は、通常光観察モード処理での光量よりも大きな光量で通常光を発光し、特殊光源102は、KTPレーザ光を生成し、患部に対して照射する。   In the laser treatment mode process, the normal light source 136 emits normal light with a light quantity larger than that in the normal light observation mode process, and the special light source 102 generates KTP laser light and irradiates the affected part.

CCD111は、通常光観察モード処理を実行しているときよりも短いシャッタスピード、すなわち短い露光期間で撮像を行う。KTPレーザ光を照射しているとき、前述したように、緑色フィルタGが取り付けられた画素の電荷が飽和する傾向がある。飽和した電荷は、隣接する画素が蓄積する電荷にノイズ等の悪影響を及ぼす。これにより、画像にスミア等が発生する。そこで、通常光観察モード処理を実行しているときよりも短い露光期間で撮像を行う。これにより、緑色フィルタGが取り付けられた画素に蓄積される電荷の量を減らして、隣接する画素が蓄積する電荷に及ぼす悪影響を低減する。   The CCD 111 captures an image with a shutter speed that is shorter than when the normal light observation mode process is executed, that is, with a shorter exposure period. When the KTP laser beam is irradiated, as described above, the charge of the pixel to which the green filter G is attached tends to be saturated. The saturated charge has an adverse effect such as noise on the charge accumulated in the adjacent pixels. As a result, smear or the like occurs in the image. Therefore, imaging is performed with a shorter exposure period than when the normal light observation mode process is executed. This reduces the amount of charge accumulated in the pixel to which the green filter G is attached, thereby reducing the adverse effect on the charge accumulated in the adjacent pixel.

他方、通常光源136は、通常光観察モード処理を実行しているときよりも大きな光量で通常光を発光する。CCD111は、通常光観察モード処理を実行しているときよりも短いシャッタスピードで撮像を行うため、通常光観察モード処理を実行しているときと同じ光量で通常光を発光させると、光量が不足する可能性がある。そこで、通常光観察モード処理を実行しているときよりも大きな光量で通常光を発光することにより、十分な光量の通常光を用いて画素が電荷を蓄積できる。   On the other hand, the normal light source 136 emits normal light with a larger amount of light than when executing the normal light observation mode process. Since the CCD 111 captures an image with a shutter speed shorter than when the normal light observation mode process is executed, if the normal light is emitted with the same light amount as when the normal light observation mode process is executed, the light amount is insufficient. there's a possibility that. Therefore, by emitting normal light with a larger amount of light than when executing the normal light observation mode processing, the pixel can accumulate charges using a sufficient amount of normal light.

映像処理回路114は、以下の式に基づき、赤色フィルタRが取り付けられた画素が出力した画素データと、青色フィルタBが取り付けられた画素が出力した画素データとを用いて輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出する。ここで、Rin、Gin、及びBinは、前述と同様であるため、説明を省略する。Ka1、Kc1、Ka2、Kc2、Ka3、及びKc3は、任意の係数である。Ka1、Kc1、Ka2、Kc2、Ka3、及びKc3を適宜調整することにより、ユーザは、少なくとも被写体の輪郭を観察できる。また、緑色フィルタGが取り付けられた画素が出力した画素データGinを用いずに輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出するため、KTPレーザ光によって画像が乱れてしまうことを防止できる。さらに、赤色フィルタR及び青色フィルタBが取り付けられた画素が出力した画素データRin及びBinのみを用いて輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出するため、KTPレーザ光による影響を廃して、適正な画像を得ることができる。
Yinf=(0.3Rin+0.1Bin)
Rinf=(Ka1・Rin)+(Kc1・Bin)
Ginf=(Ka2・Rin)+(Kc2・Bin)
Binf=(Ka3・Rin)+(Kc3・Bin)
Based on the following formula, the video processing circuit 114 uses the pixel data output from the pixel to which the red filter R is attached and the pixel data output from the pixel to which the blue filter B is attached, to obtain luminance information Yinf and red information. Rinf, green information Ginf, and blue information Binf are calculated. Here, since Rin, Gin, and Bin are the same as those described above, description thereof is omitted. Ka1, Kc1, Ka2, Kc2, Ka3, and Kc3 are arbitrary coefficients. By appropriately adjusting Ka1, Kc1, Ka2, Kc2, Ka3, and Kc3, the user can observe at least the contour of the subject. Further, since the luminance information Yinf, red information Rinf, green information Ginf, and blue information Binf are calculated without using the pixel data Gin output by the pixel to which the green filter G is attached, the image is disturbed by the KTP laser light. Can be prevented. Furthermore, in order to calculate the luminance information Yinf, the red information Rinf, the green information Ginf, and the blue information Binf using only the pixel data Rin and Bin output by the pixel to which the red filter R and the blue filter B are attached, the KTP laser beam It is possible to obtain an appropriate image by eliminating the influence of.
Yinf = (0.3Rin + 0.1Bin)
Rinf = (Ka1 · Rin) + (Kc1 · Bin)
Ginf = (Ka2 · Rin) + (Kc2 · Bin)
Binf = (Ka3 · Rin) + (Kc3 · Bin)

以上の処理によって算出された輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfは、前段信号処理回路131に送信される。   The luminance information Yinf, red information Rinf, green information Ginf, and blue information Binf calculated by the above processing are transmitted to the pre-stage signal processing circuit 131.

次に図5を用いて、レーザ処置モード処理について説明する。   Next, the laser treatment mode process will be described with reference to FIG.

始めのステップS51では、映像処理回路114は、画素データRin及びBinのみを受信し、画素データGinを破棄する。   In the first step S51, the video processing circuit 114 receives only the pixel data Rin and Bin and discards the pixel data Gin.

次のステップS52では、CCD駆動回路115が、CCD111のシャッター速度を最も早い値に設定、すなわち露光期間を最も短い値に設定する。   In the next step S52, the CCD drive circuit 115 sets the shutter speed of the CCD 111 to the fastest value, that is, sets the exposure period to the shortest value.

次のステップS53では、光源電源135が通常光源136に供給する電力を調整し、通常光源136は、供給された電力に応じて、通常光を最大光量で出射する。   In the next step S53, the power supplied from the light source power supply 135 to the normal light source 136 is adjusted, and the normal light source 136 emits normal light with the maximum light amount according to the supplied power.

次のステップS54では、CCD111が撮像を行い、画素データを出力する。   In the next step S54, the CCD 111 takes an image and outputs pixel data.

次のステップS55では、映像処理回路114が前述の数式を用いて輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出する。そして、処理が終了する。   In the next step S55, the video processing circuit 114 calculates the luminance information Yinf, the red information Rinf, the green information Ginf, and the blue information Binf using the above-described mathematical expressions. Then, the process ends.

本実施形態によれば、赤色フィルタR及び青色フィルタBが取り付けられた画素が出力した画素データRin及びBinのみを用いて輝度情報Yinf、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出するため、KTPレーザ光によって画像が乱れることなく、適正な画像を得ることができる。   According to the present embodiment, luminance information Yinf, red information Rinf, green information Ginf, and blue information Binf are calculated using only pixel data Rin and Bin output by pixels to which the red filter R and the blue filter B are attached. Therefore, an appropriate image can be obtained without the image being disturbed by the KTP laser light.

なお、輝度情報Yinfを算出するときにRin、Gin、及びBinに乗じられる数は、前述のものに限定されない。   Note that the numbers multiplied by Rin, Gin, and Bin when calculating the luminance information Yinf are not limited to those described above.

なお、レーザ処置モード処理で用いられる係数Ka1、Kc1、Ka2、Kc2、Ka3、及びKc3は、通常光観察モード処理で用いられる係数Ka1、Kc1、Ka2、Kc2、Ka3、及びKc3と異なる値であってもよい。   The coefficients Ka1, Kc1, Ka2, Kc2, Ka3, and Kc3 used in the laser treatment mode process are different from the coefficients Ka1, Kc1, Ka2, Kc2, Ka3, and Kc3 used in the normal light observation mode process. May be.

なお、レーザ処置モード処理において輝度情報Yinfを算出するときにRin、Gin、及びBinに乗じられる数は、通常光観察モード処理において乗じられる数と異なる値であってもよい。   Note that the number multiplied by Rin, Gin, and Bin when calculating the luminance information Yinf in the laser treatment mode process may be different from the number multiplied in the normal light observation mode process.

なお、レーザ処置モード処理において輝度情報Yinfのみを算出してもよい。モノクロ画像を得ることができる。   Note that only the luminance information Yinf may be calculated in the laser treatment mode process. A monochrome image can be obtained.

なお、レーザ処置モード処理において、赤色情報Rinf、緑色情報Ginf、及び青色情報Binfを算出せずに、固定値としてもよい。   In the laser treatment mode process, the red information Rinf, the green information Ginf, and the blue information Binf may not be calculated and may be fixed values.

なお、フィルタは原色フィルタであるとして説明したが、補色フィルタであってもよい。   Although the filter has been described as a primary color filter, it may be a complementary color filter.

なお、映像処理回路114が通常光観察モード処理及びレーザ処置モード処理を実行すると説明したが、内視鏡スコープ110又は内視鏡プロセッサ130が備える他の回路がこれらの処理を実行してもよい。   Although the video processing circuit 114 has been described as executing the normal light observation mode process and the laser treatment mode process, other circuits included in the endoscope scope 110 or the endoscope processor 130 may execute these processes. .

なお、撮像素子はCCD111に限定されず、CMOS等の固体撮像素子であってもよい。   The imaging device is not limited to the CCD 111, and may be a solid-state imaging device such as a CMOS.

100 内視鏡システム
101 内視鏡装置
102 治療用レーザ機器(特殊光源)
110 内視鏡スコープ
111 CCD
112 アンプ
113 アナログ信号処理回路
114 映像処理回路
115 CCD駆動回路
116 スコープシステムコントローラ
117 ライトガイドファイバ
130 内視鏡プロセッサ
131 前段信号処理回路
132 画像メモリ
133 後段信号処理回路
134 プロセッサシステムコントローラ
135 光源電源
136 通常光源
137 集光レンズ
139 モータ
B 青色フィルタ
G 緑色フィルタ
R 赤色フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Endoscope system 101 Endoscope apparatus 102 Laser apparatus for treatment (special light source)
110 Endoscope scope 111 CCD
112 Amplifier 113 Analog signal processing circuit 114 Video processing circuit 115 CCD drive circuit 116 Scope system controller 117 Light guide fiber 130 Endoscope processor 131 Pre-stage signal processing circuit 132 Image memory 133 Post-stage signal processing circuit 134 Processor system controller 135 Light source power source 136 Normal Light source 137 Condensing lens 139 Motor B Blue filter G Green filter R Red filter

Claims (7)

被写体像を撮像して画素データを出力する複数の画素と、透過する光の波長域が互いに異なる3種類以上のフィルタとを有する撮像素子と、
前記画素データを処理して画像データを作成する処理部とを備え、
前記フィルタは、観察対象物を処置するために用いられる光であってその波長が可視光域に含まれる特殊光を他のフィルタと比べてより透過するフィルタが含まれており、
前記特殊光を用いて観察対象物を処置しながら前記撮像素子が撮像するとき、前記処理部は、前記特殊光を他のフィルタと比べてより透過するフィルタ以外の残りのフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データを用いて、前記画像データを作成する
内視鏡装置。
An imaging device having a plurality of pixels that capture a subject image and output pixel data, and three or more types of filters having different wavelength ranges of transmitted light ;
A processing unit that processes the pixel data to create image data;
The filter includes a filter that is light used for treating an observation object and transmits more special light whose wavelength is included in the visible light region compared to other filters,
When the imaging device captures an image while treating the observation object using the special light, the processing unit is a pixel to which a remaining filter other than a filter that transmits the special light more than other filters is attached. There using the pixel data to be output, an endoscope apparatus for creating the image data.
前記撮像素子は、前記画素に電荷を蓄積する露光期間を変更可能であって、前記特殊光を用いて観察対象物を処置しながら前記撮像素子が撮像する場合、通常光のみを用いて撮像する場合よりも前記露光期間を短くする請求項1に記載の内視鏡装置。 The imaging device can change an exposure period for accumulating charges in the pixels, and when the imaging device captures an image while treating the observation object using the special light, the imaging device captures an image using only normal light. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the exposure period is shorter than the case. 通常光を照射する通常光源をさらに備え、前記通常光源は、前記特殊光を用いて観察対象物を処置しながら前記撮像素子が撮像する場合、通常光のみを用いて撮像する場合よりも通常光の光量を増やす請求項2に記載の内視鏡装置。 The light source further includes a normal light source that irradiates normal light, and the normal light source emits normal light when the imaging device captures an image while treating the observation object using the special light, rather than using normal light alone. The endoscope apparatus according to claim 2, which increases the amount of light. 通常光のみを用いて前記撮像素子が撮像するとき、前記処理部は、前記特殊を他のフィルタと比べてより透過するフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データと、それ以外の残りのフィルタが取り付けられた画素が出力する画素データとを用いて、前記画像データを作成する請求項1から3のいずれかに記載の内視鏡装置。 When the imaging device uses only normal light to capture an image, the processing unit outputs pixel data output from a pixel to which a filter that transmits the special light more than other filters is attached, and the remaining remaining The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the image data is created using pixel data output from a pixel to which a filter is attached. 前記フィルタが、赤色の波長を有する光を主に透過する赤色フィルタと、緑色の波長を有する光を主に透過する緑色フィルタと、青色の波長を有する光を主に透過する青色フィルタから成り、
前記特殊光を用いて観察対象物を処置しながら前記撮像素子が撮像する場合、前記処理部は、前記特殊光を前記赤色フィルタおよび前記青色フィルタと比べてより透過する前記緑色フィルタ以外の残りの前記赤色フィルタと前記青色フィルタが取り付けられた画素が出力する画素データを用いて、前記画像データを作成する請求項1から4のいずれかに記載の内視鏡装置。
The filter comprises a red filter that mainly transmits light having a red wavelength, a green filter that mainly transmits light having a green wavelength, and a blue filter that mainly transmits light having a blue wavelength,
When the imaging element captures an image while treating the observation object using the special light, the processing unit transmits the special light more than the red filter and the blue filter, except for the green filter. using the pixel data of pixels where the blue filter and the red color filter is attached to the output, the endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 4 to create the image data.
前記特殊光が、KTPレーザ光である請求項1から5のいずれかに記載の内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1 , wherein the special light is KTP laser light . 請求項1から6のいずれかに記載の内視鏡装置と、前記特殊光を出射する特殊光源とを備える内視鏡システム。


The endoscope system including an endoscope apparatus according, a special light source for emitting the special light to any one of claims 1 to 6.


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