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JP6570490B2 - Endoscope system and method for operating endoscope system - Google Patents
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JP6570490B2 - Endoscope system and method for operating endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法に関する。   The present invention relates to an endoscope system and a method for operating the endoscope system.

医療分野においては、光源装置、内視鏡、及び、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いて診断することが一般的になっている。光源装置は照明光を発生する。内視鏡は、イメージセンサを用いて観察対象を撮像する。そして、プロセッサ装置は観察対象の画像を生成し、モニタに表示する。   In the medical field, diagnosis is generally performed using an endoscope system including a light source device, an endoscope, and a processor device. The light source device generates illumination light. An endoscope images an observation target using an image sensor. Then, the processor device generates an image to be observed and displays it on the monitor.

内視鏡が搭載するイメージセンサは、機種によって、モノクロセンサである場合と、カラーセンサである場合がる。モノクロセンサは、画素にカラーフィルタが設けられておらず、入射する光を波長に依らず受光して観察対象を撮像する。このため、モノクロセンサを用いる場合、観察対象のカラー画像を得るためには、例えば、照明光を赤色、緑色、及び青色(以下、RGBという)に順次切り替えて、これら各色の画像を得る。一方、カラーセンサは、各画素が例えばRGBいずれかのカラーフィルタを有する。このため、カラーセンサを用いる場合、例えば、照明光に白色光を使用するすればRGB各色の画像を同時に得る。   Depending on the model, the image sensor mounted on the endoscope may be a monochrome sensor or a color sensor. The monochrome sensor is not provided with a color filter in the pixel, and receives incident light regardless of the wavelength and images an observation target. For this reason, when using a monochrome sensor, in order to obtain a color image to be observed, for example, the illumination light is sequentially switched to red, green, and blue (hereinafter referred to as RGB) to obtain an image of each color. On the other hand, in the color sensor, each pixel has one of RGB color filters, for example. For this reason, when a color sensor is used, for example, if white light is used as illumination light, RGB images are obtained simultaneously.

また、イメージセンサには、観察対象からの光を光電変換して電荷を蓄積する期間(以下、蓄積期間という)等の長さを調節可能なものがある。蓄積期間等のが長さ調節可能なイメージセンサがカラーセンサである場合には、例えばRGBの各色ごとに蓄積期間等を調節することができる。例えば、特許文献1の内視鏡システムにおいては、赤色光を受光する赤色画素の蓄積期間を、他の色の光を受光する画素の蓄積期間よりも長くすることで、画質を向上している(特許文献1)。   Some image sensors can adjust the length of a period for accumulating charges by photoelectrically converting light from an observation target (hereinafter referred to as an accumulation period). When an image sensor whose length can be adjusted is a color sensor, for example, the storage period can be adjusted for each color of RGB. For example, in the endoscope system of Patent Document 1, the image quality is improved by making the accumulation period of red pixels that receive red light longer than the accumulation period of pixels that receive light of other colors. (Patent Document 1).

特開2016−086955号公報JP 2006-086955 A

内視鏡システムにおいては、観察対象について担持している情報が撮像して得る画像の色毎に異なる。例えば、青色画素で観察対象を撮像して得る青色画像(以下、B画像という)、緑色画素で観察対象を撮像して得る緑色画像(以下、G画像という)、及び赤色画素で観察対象を撮像して得る赤色画像(以下、R画像という)を取得し、これらの画像を用いて表示用のカラー画像を生成する内視鏡システムにおいては、ピットパターン等の粘膜表面の微細構造及び粘膜下の比較的浅い位置にある細い血管の像は主にB画像に表れる。R画像にはピットパターン及び細い血管等は殆ど写らず、主に観察対象の大局的な凹凸が表れる。G画像は、B画像とR画像の中間的な情報を担持する。すなわち、短波長の光で観察対象を撮像して得た画像ほど、浅い位置にある細かい構造等の情報を多く担持する。   In an endoscope system, information carried about an observation object differs for each color of an image obtained by imaging. For example, a blue image (hereinafter referred to as B image) obtained by imaging an observation target with blue pixels, a green image (hereinafter referred to as G image) obtained by imaging the observation target with green pixels, and an observation target with red pixels In an endoscope system that obtains a red image (hereinafter referred to as an R image) obtained and generates a color image for display using these images, the fine structure of the mucosal surface such as a pit pattern and the submucosa An image of a thin blood vessel at a relatively shallow position appears mainly in the B image. In the R image, almost no pit pattern, thin blood vessels, and the like are shown, and general unevenness of the observation object appears mainly. The G image carries intermediate information between the B image and the R image. That is, an image obtained by imaging an observation target with short-wavelength light carries more information such as a fine structure at a shallow position.

診断においては、ピットパターン及び細い血管等が特に重要な判断材料になるので、B画像等のピットパターン及び細い血管等が写る画像は歪み等が少ない画像であることが望ましい。逆に、R画像等のピットパターン及び細い血管等がそもそも写らない画像は、ある程度の歪みを許容できる。その代わりに、観察対象を明瞭に観察するために、明るい画像であることが求められる。   In diagnosis, a pit pattern and a thin blood vessel are particularly important judgment materials. Therefore, an image showing a pit pattern such as a B image and a thin blood vessel is preferably an image with little distortion. Conversely, an image in which a pit pattern such as an R image and a thin blood vessel are not reflected in the first place can allow a certain degree of distortion. Instead, a bright image is required to clearly observe the observation target.

ところで、近年においては、性能その他の理由からイメージセンサにCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを採用する内視鏡システムが多くなっている。CMOSセンサは、一般に、縦横に配列した画素の信号を行ごとに順次読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行う。ローリングシャッタ方式の読み出しは、画素行ごとに読み出すタイミングに時間差があるので、得られる画像にはこの読み出しの時間差に起因した歪み(以下、ローリングシャッタ歪みという)が生じやすい。このため、CMOSセンサを用いてローリングシャッタ方式で読み出しを行う場合には、特にB画像等のピットパターン及び細い血管等が写る画像のローリングシャッタ歪みを低減することが求められ、かつ、R画像の明るさを確保する工夫が求められる。   By the way, in recent years, an endoscope system which employs a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor as an image sensor is increasing for performance and other reasons. In general, a CMOS sensor performs readout by a rolling shutter system that sequentially reads out signals of pixels arranged vertically and horizontally for each row. In the rolling shutter method readout, there is a time difference in the readout timing for each pixel row, and thus distortion due to the readout time difference (hereinafter referred to as rolling shutter distortion) is likely to occur in the obtained image. For this reason, when reading is performed by a rolling shutter method using a CMOS sensor, it is particularly required to reduce rolling shutter distortion of an image in which a pit pattern such as a B image or a thin blood vessel is captured, and an R image A device to ensure brightness is required.

本発明は、診断において特に重要な像に対するローリングシャッタ歪みの影響を低減し、その結果、明瞭な画像が得られる内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an endoscope system and an operation method of the endoscope system that can reduce the influence of rolling shutter distortion on an image particularly important in diagnosis, and as a result, can obtain a clear image.

本発明の内視鏡システムは、第1色光と第1色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第2色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、第1色光または第2色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、第1色光を受光する第1色画素と、第2色光を受光する第2色画素と、を有し、少なくとも第1色画素または第2色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、蓄積期間に少なくとも第1色画素及び第2色画素において電荷を蓄積し、かつ、蓄積期間に続く読出期間に、第1色画素及び第2色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出す撮像制御部と、蓄積期間において第1色光及び第2色光を点灯し、読出期間において第1色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第2色光を消灯する光源制御部と、を備え、第2色光は赤色光であり、かつ、第1色光は赤色光よりも短波長帯域の光であるIn the endoscope system of the present invention, the first color light and the first color light can be independently controlled to turn on and off the second color light having different wavelength bands or spectral spectra, and the first color light or the second color light can be controlled. A light source unit that generates illumination light including any one of the following: a first color pixel that receives the first color light, and a second color pixel that receives the second color light, and at least the first color pixel or the second color pixel. An image sensor that picks up an observation target using color pixels, charges are accumulated in at least the first color pixel and the second color pixel during the accumulation period, and the first color pixel and the second color are read during the readout period following the accumulation period. An imaging control unit that reads out a signal from a color pixel by a rolling shutter method, lights up the first color light and the second color light during the accumulation period, maintains the first color light during the readout period, and emits the second color light during the readout period. Light source control to turn off Comprising a part, the second color light is red light, and the first color light is the light in the short wavelength band than the red light.

イメージセンサは、第1色画素を含む画素行の集合体である第1画素群と、第1色画素を含まない画素行の集合体である第2画素群と、を有し、かつ、撮像制御部は、第1画素群と第2画素群の各画素群ごとに信号の読み出しを行うことが好ましい。   The image sensor includes a first pixel group that is an aggregate of pixel rows including the first color pixels, and a second pixel group that is an aggregate of pixel rows that do not include the first color pixels. It is preferable that the control unit reads a signal for each pixel group of the first pixel group and the second pixel group.

イメージセンサは、第1色画素を含む画素行の集合体である第1画素群と、第1色画素を含まない画素行の集合体である第2画素群と、を有し、かつ、第1画素群または第2画素群が含む色ごとに画像を生成することが好ましい。   The image sensor includes a first pixel group that is an aggregate of pixel rows that include the first color pixels, and a second pixel group that is an aggregate of pixel rows that do not include the first color pixels. It is preferable to generate an image for each color included in the one pixel group or the second pixel group.

光源制御部は、読出期間における第1色光の光量を、蓄積期間における第1色光の光量と等しくすることが好ましい。   The light source control unit preferably makes the light amount of the first color light in the readout period equal to the light amount of the first color light in the accumulation period.

光源制御部は、読出期間における第2色光の光量を、少なくとも蓄積期間における第2色光の光量よりも小さくすることが好ましい。   The light source control unit preferably makes the light amount of the second color light in the reading period smaller than at least the light amount of the second color light in the accumulation period.

光源制御部は、蓄積期間ごとに照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更することが好ましい。   The light source controller preferably changes the wavelength band or spectral spectrum of the illumination light for each accumulation period.

複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号、または、複数の読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の画像を用いて1つの画像を生成する画像生成部を備えることが好ましい。   It is preferable to include an image generation unit that generates one image using a plurality of signals acquired in a plurality of readout periods or a plurality of images generated using signals acquired in a plurality of readout periods.

第1色画素から得た信号、または、第1色画素から得た信号を用いて生成した画像を用いて、観察対象の静止度を算出する静止度算出部を備えることが好ましい。   It is preferable to include a staticity calculation unit that calculates the staticity of the observation target using an image generated using the signal obtained from the first color pixel or the signal obtained from the first color pixel.

本発明の内視鏡システムの作動方法は、第1色光と第1色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第2色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、第1色光または第2色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、第1色光を受光する第1色画素と、第2色光を受光する第2色画素と、を有し、少なくとも第1色画素または第2色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、を備え、第2色光は赤色光であり、かつ、第1色光は赤色光よりも短波長帯域の光である内視鏡システムの作動方法において、撮像制御部が、蓄積期間に少なくとも第1色画素及び第2色画素において電荷を蓄積するステップと、撮像制御部が、蓄積期間に続く読出期間に、第1色画素及び第2色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出すステップと、光源制御部が、蓄積期間において第1色光及び第2色光を点灯するステップと、光源制御部が、読出期間において第1色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第2色光を消灯するステップと、を備える。
The operation method of the endoscope system according to the present invention is capable of independently controlling the turning on and off of the second color light in which the first color light and the first color light have different wavelength bands or spectral spectra, and the first color light or A light source unit that generates illumination light including any one of the second color lights, a first color pixel that receives the first color light, and a second color pixel that receives the second color light, and at least the first color pixel Or an image sensor that captures an image of an observation object using a second color pixel , the second color light is red light, and the first color light is light in a shorter wavelength band than the red light. In the operation method, the imaging control unit accumulates charges in at least the first color pixel and the second color pixel during the accumulation period, and the imaging control unit performs the first color pixel and the first color during the readout period following the accumulation period. Rolling shutter method from 2 color pixels The light source control unit turns on the first color light and the second color light during the accumulation period, and the light source control unit maintains the first color light lighting during the readout period and the second light source during the readout period. Turning off the colored light.

本発明の内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法は、蓄積期間において第1色光及び第2色光を点灯し、読出期間において第1色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第2色光を消灯する。したがって、本発明の内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法は、イメージセンサにCMOSセンサを用いてローリングシャッタ方式で読み出しを行う場合に、診断において特に重要な像に対するローリングシャッタ歪みの影響を低減した明瞭な画像が得られる。   According to the endoscope system and the operation method of the endoscope system of the present invention, the first color light and the second color light are turned on in the accumulation period, the first color light is kept on in the reading period, and the second color light is turned on in the reading period. Turn off the colored light. Therefore, according to the endoscope system and the operation method of the endoscope system of the present invention, when reading is performed by the rolling shutter method using a CMOS sensor as an image sensor, the influence of rolling shutter distortion on an image particularly important in diagnosis is affected. Reduced and clear images can be obtained.

内視鏡システムの外観図である。It is an external view of an endoscope system. 内視鏡システムのブロック図である。It is a block diagram of an endoscope system. 第1実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part of 1st Embodiment. 第1実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength band and spectral spectrum of the illumination light of 1st Embodiment. カラーフィルタの分光透過特性を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral transmission characteristic of a color filter. イメージセンサの画素配列を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pixel arrangement | sequence of an image sensor. 内視鏡システムの動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of an endoscope system. 画像処理部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of an image process part. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 第2実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part of 2nd Embodiment. 第2実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength band and spectral spectrum of the illumination light of 2nd Embodiment. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 第2実施形態の画像処理部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the image process part of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例における光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part in the modification of 2nd Embodiment. 照明光を時分割点灯する場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in the case of lighting illumination light in a time division manner. 照明光を時分割点灯する場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in the case of lighting illumination light in a time division manner. 第3実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part of 3rd Embodiment. 酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。It is a graph which shows the light absorption coefficient of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 第3実施形態の画像処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image process part of 3rd Embodiment. 信号比と酸素飽和度の相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation of a signal ratio and oxygen saturation. 第4実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part of 4th Embodiment. 第4実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength band and spectral spectrum of the illumination light of 4th Embodiment. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 第4実施形態の画像処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image process part of 4th Embodiment. 第5実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light source part of 5th Embodiment. 第5実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength band and spectral spectrum of the illumination light of 5th Embodiment. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 第5実施形態の画像生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image generation part of 5th Embodiment. イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relation between operation of an image sensor, and illumination light. 変形例における画像生成部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the image generation part in a modification. カプセル内視鏡の概略図である。It is the schematic of a capsule endoscope.

[第1実施形態]
図1に示すように、内視鏡システム10は、観察対象を撮像する内視鏡12と、照明光を発生する光源装置14と、観察対象を撮像して得た画像(以下、撮像画像という)を用いて観察用の画像(以下、観察画像という)を生成するプロセッサ装置16と、観察画像を表示するモニタ18と、ユーザインタフェースの1つであるコンソール19と、を有する。内視鏡12は、光源装置14と光学的に接続し、かつ、プロセッサ装置16と電気的に接続する。内視鏡12は、被検体内に挿入する挿入部12aと、挿入部12aの基端部分にある操作部12bと、挿入部12aの先端側に設けられた湾曲部12cと、先端部12dと、を有している。挿入部12aにあるアングルノブ12eを操作すると、湾曲部12cが湾曲する。湾曲部12cが湾曲した結果、先端部12dが所望の方向に向く。なお、先端部12dには、観察対象に向けて空気または水等を噴出する噴出口(図示しない)が設けられている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, an endoscope system 10 includes an endoscope 12 that images an observation target, a light source device 14 that generates illumination light, and an image obtained by imaging the observation target (hereinafter referred to as a captured image). ), A processor device 16 that generates an image for observation (hereinafter referred to as an observation image), a monitor 18 that displays the observation image, and a console 19 that is one of user interfaces. The endoscope 12 is optically connected to the light source device 14 and electrically connected to the processor device 16. The endoscope 12 includes an insertion portion 12a to be inserted into the subject, an operation portion 12b at the proximal end portion of the insertion portion 12a, a bending portion 12c provided on the distal end side of the insertion portion 12a, and a distal end portion 12d. ,have. When the angle knob 12e in the insertion portion 12a is operated, the bending portion 12c is bent. As a result of the bending of the bending portion 12c, the distal end portion 12d faces in a desired direction. Note that the distal end portion 12d is provided with a jet outlet (not shown) that jets air, water, or the like toward the observation target.

また、操作部12bには、アングルノブ12eの他、モード切り替えスイッチ13a及びズーム操作部13bが設けられている。モード切り替えスイッチ13aは、内視鏡システム10が複数の観察モードを有する場合に、観察モードの切り替え操作に用いる。本実施形態においては、内視鏡システム10は、観察モードの1つである通常観察モードで作動する。通常観察モードは、照明光に白色光を用いて観察対象を撮像する。そして、得られた撮像画像を用いて、自然な色合いの観察画像(以下、通常観察画像という)を生成し、表示部であるモニタ18に表示する。   In addition to the angle knob 12e, the operation unit 12b is provided with a mode switch 13a and a zoom operation unit 13b. The mode switch 13a is used for an operation of switching the observation mode when the endoscope system 10 has a plurality of observation modes. In the present embodiment, the endoscope system 10 operates in a normal observation mode that is one of the observation modes. In the normal observation mode, the observation target is imaged using white light as illumination light. Then, using the obtained captured image, an observation image having a natural hue (hereinafter referred to as a normal observation image) is generated and displayed on the monitor 18 serving as a display unit.

図2に示すように、光源装置14は、光源部20と、光源部20を制御する光源制御部22と、を備える。光源部20は、第1色光と、第1色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第2色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、少なくとも第1色光または第2色光のいずれかを含む照明光を発生する。   As shown in FIG. 2, the light source device 14 includes a light source unit 20 and a light source control unit 22 that controls the light source unit 20. The light source unit 20 can independently control the turning on and off of the first color light and the second color light having a wavelength band or spectral spectrum different from that of the first color light, and at least either the first color light or the second color light. Illumination light including

より具体的には、図3に示すように、本実施形態においては、光源部20は、B広帯域光源24、G広帯域光源25、及び、R広帯域光源26の3つの光源を備える。また、B広帯域光源24、G広帯域光源25、及び、R広帯域光源26は、例えば、LED(Light Emitting Diode)等の半導体光源である。   More specifically, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the light source unit 20 includes three light sources: a B broadband light source 24, a G broadband light source 25, and an R broadband light source 26. The B broadband light source 24, the G broadband light source 25, and the R broadband light source 26 are semiconductor light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes).

B広帯域光源24は、青色の広帯域な光(以下、B広帯域光という)を発光する光源である。青色とは、主に約400nmから約500nm程度の波長を有する光の色を言う。広帯域とは、内視鏡システム10において単一の波長(単波長)であるとはみなせない程度に広い波長帯域を言う。例えば、数10nmから100nm以上の波長帯域が広帯域である。B広帯域光源24が発光するB広帯域光27は、例えば、図4に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。   The B broadband light source 24 is a light source that emits blue broadband light (hereinafter referred to as B broadband light). Blue refers mainly to the color of light having a wavelength of about 400 nm to about 500 nm. The broadband means a wavelength band that is so wide that the endoscope system 10 cannot be regarded as a single wavelength (single wavelength). For example, a wavelength band from several tens of nm to 100 nm or more is a wide band. The B broadband light 27 emitted from the B broadband light source 24 has, for example, a wavelength band and a spectrum shown in FIG.

G広帯域光源25は、緑色の広帯域な光(以下、G広帯域光という)を発光する光源である。緑色とは、主に約500nmから約600nm程度の波長を有する光の色を言う。また、R広帯域光源26は、赤色の広帯域な光(以下、R広帯域光という)を発光する光源である。赤色とは、主に約600nmから約700nm程度の波長を有する光の色を言う。G広帯域光源25が発光するG広帯域光28、及び、R広帯域光源26が発光するR広帯域光29は、例えば、図4に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。   The G broadband light source 25 is a light source that emits green broadband light (hereinafter referred to as G broadband light). Green means a color of light mainly having a wavelength of about 500 nm to about 600 nm. The R broadband light source 26 is a light source that emits red broadband light (hereinafter referred to as R broadband light). Red means a color of light mainly having a wavelength of about 600 nm to about 700 nm. The G broadband light 28 emitted from the G broadband light source 25 and the R broadband light 29 emitted from the R broadband light source 26 have, for example, the wavelength band and the spectrum shown in FIG.

光源制御部22は、B広帯域光源24、G広帯域光源25、及び、R広帯域光源26の点灯、消灯、及び光量を、イメージセンサ48の駆動タイミングに合わせて各々に制御する。点灯とは、イメージセンサ48において観察対象を撮像できる程度(すなわち観察画像において観察対象の像を視認できる程度)の光量で発光することを言う。消灯とは、完全に発光を停止することの他、イメージセンサ48において観察対象を撮像し得ない程度の光量に減光することを含む。   The light source control unit 22 controls lighting, extinction, and light amount of the B broadband light source 24, the G broadband light source 25, and the R broadband light source 26 according to the drive timing of the image sensor 48. The lighting means that the image sensor 48 emits light with an amount of light that allows the observation target to be imaged (that is, an image of the observation target can be visually recognized in the observation image). Turning off the light includes stopping the light emission completely and reducing the light amount to such an extent that the image sensor 48 cannot image the observation target.

なお、本実施形態においては、赤色光であるR広帯域光29が第1色光であり、かつ、赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の青色光であるB広帯域光27が第2色光である。上記の通り、R広帯域光29とB広帯域光27は、波長帯域及び分光スペクトルが異なる。また、本実施形態においては、B広帯域光27はイメージセンサ48の駆動タイミングに合わせて点灯と消灯を繰り返す。一方、光源部20は、内視鏡12が観察対象を撮像する際に、R広帯域光29の点灯を維持する。したがって、光源部20は、イメージセンサ48の駆動タイミングに合わせて、照明光を、B広帯域光27とR広帯域光29の両方を含む照明光と、R広帯域光29だけを含む照明光とで切り替えるが、少なくともR広帯域光29またはB広帯域光27のいずれかを含む照明光を発生する。また、本実施形態においては、B広帯域光27の代わりにG広帯域光28を第2色光と捉えることもできる。G広帯域光28も、R広帯域光29に対して上記B広帯域光27と同様の関係にあるからである。   In this embodiment, the R broadband light 29 that is red light is the first color light, and the B broadband light 27 that is blue light having a shorter wavelength band than the wavelength band of the red light is the second color light. . As described above, the R broadband light 29 and the B broadband light 27 have different wavelength bands and spectral spectra. In the present embodiment, the B broadband light 27 is repeatedly turned on and off in accordance with the drive timing of the image sensor 48. On the other hand, the light source unit 20 maintains lighting of the R broadband light 29 when the endoscope 12 images the observation target. Therefore, the light source unit 20 switches the illumination light between the illumination light including both the B broadband light 27 and the R broadband light 29 and the illumination light including only the R broadband light 29 in accordance with the drive timing of the image sensor 48. Generates illumination light including at least either the R broadband light 29 or the B broadband light 27. In this embodiment, the G broadband light 28 can be regarded as the second color light instead of the B broadband light 27. This is because the G broadband light 28 has the same relationship as the B broadband light 27 with respect to the R broadband light 29.

光源部20が発生した照明光は、ライトガイド41に入射する。ライトガイド41は、内視鏡12及びユニバーサルコード内に内蔵されており、照明光を内視鏡12の先端部12dまで伝搬する。ユニバーサルコードは、内視鏡12と光源装置14及びプロセッサ装置16とを接続するコードである。なお、ライトガイド41としては、マルチモードファイバを使用できる。一例として、コア径105μm、クラッド径125μm、外皮となる保護層を含めた径がφ0.3〜0.5mmの細径なファイバケーブルを使用できる。   The illumination light generated by the light source unit 20 enters the light guide 41. The light guide 41 is built in the endoscope 12 and the universal cord, and propagates the illumination light to the distal end portion 12d of the endoscope 12. The universal cord is a cord that connects the endoscope 12 to the light source device 14 and the processor device 16. A multimode fiber can be used as the light guide 41. As an example, a thin fiber cable having a core diameter of 105 μm, a cladding diameter of 125 μm, and a diameter including a protective layer serving as an outer shell of φ0.3 to 0.5 mm can be used.

内視鏡12の先端部12dには、照明光学系30aと撮影光学系30bが設けられている。照明光学系30aは、照明レンズ45を有しており、この照明レンズ45を介して照明光を観察対象に照射する。撮影光学系30bは、対物レンズ46、ズームレンズ47、及びイメージセンサ48を有している。イメージセンサ48は、対物レンズ46及びズームレンズ47を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等(反射光の他、散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む)を用いて観察対象を撮影する。なお、ズームレンズ47は、ズーム操作部13bの操作をすることで移動し、イメージセンサ48を用いて撮影する観察対象を拡大または縮小する。   An illumination optical system 30a and a photographing optical system 30b are provided at the distal end portion 12d of the endoscope 12. The illumination optical system 30 a has an illumination lens 45, and irradiates an observation target with illumination light through the illumination lens 45. The photographing optical system 30b includes an objective lens 46, a zoom lens 47, and an image sensor 48. The image sensor 48 reflects reflected light or the like of illumination light returning from the observation target via the objective lens 46 and the zoom lens 47 (in addition to the reflected light, scattered light, fluorescence emitted from the observation target, or medicine administered to the observation target) The observation object is photographed using the image including the fluorescence caused by The zoom lens 47 moves by operating the zoom operation unit 13b, and enlarges or reduces the observation target to be photographed using the image sensor 48.

イメージセンサ48は、CMOSセンサであり、かつ、いわゆる原色系のカラーセンサである。すなわち、イメージセンサ48の各画素は、青色の光を透過する青色カラーフィルタ、緑色の光を透過する緑色カラーフィルタ、または、赤色の光を透過する赤色カラーフィルタのうちいずれかを有する。青色カラーフィルタを有する画素がB画素(「B」)であり、緑色カラーフィルタを有する画素がG画素(「G」)であり、赤色カラーフィルタを有する画素がR画素(「R」)である。これら各色のカラーフィルタは、例えば、図5に示す分光透過特性を有する。このため、例えば、イメージセンサ48は、観察対象によるB広帯域光27の反射光をB画素で受光し、観察対象によるG広帯域光28の反射光をG画素で受光し、かつ、観察対象によるR広帯域光29の反射光はR画素で受光する。本実施形態においては、R広帯域光29が第1色光であるため、R画素が第1色光を受光する第1色画素である。また、本実施形態においては、B広帯域光27が第2色光であるため、B画素が第2色光を受光する第2色画素である。したがって、イメージセンサ48は、少なくとも第1色画素または第2色画素を用いて観察対象を撮像する。   The image sensor 48 is a CMOS sensor and a so-called primary color sensor. That is, each pixel of the image sensor 48 includes any one of a blue color filter that transmits blue light, a green color filter that transmits green light, and a red color filter that transmits red light. A pixel having a blue color filter is a B pixel (“B”), a pixel having a green color filter is a G pixel (“G”), and a pixel having a red color filter is an R pixel (“R”). . These color filters have the spectral transmission characteristics shown in FIG. 5, for example. For this reason, for example, the image sensor 48 receives the reflected light of the B broadband light 27 by the observation target by the B pixel, receives the reflected light of the G broadband light 28 by the observation target by the G pixel, and R by the observation target. The reflected light of the broadband light 29 is received by the R pixel. In the present embodiment, since the R broadband light 29 is the first color light, the R pixel is the first color pixel that receives the first color light. In the present embodiment, since the B broadband light 27 is the second color light, the B pixel is the second color pixel that receives the second color light. Therefore, the image sensor 48 images the observation object using at least the first color pixel or the second color pixel.

図6に示すように、イメージセンサ48は、RGB各色の画素を配列した撮像面を有する。例えば、図6に示す通り、奇数番目の画素行(図6において横方向に並んだ画素の組)にはB画素とG画素を交互に配列してあり、かつ、偶数番目の画素行にはG画素とR画素を交互に配列してある。また、列方向(図6の縦方向)に見れば、B画素を含む画素列はB画素とG画素が交互に配列してあり、かつ、R画素を含む画素列はG画素とR画素が交互に配列してある。   As shown in FIG. 6, the image sensor 48 has an imaging surface in which pixels of RGB colors are arranged. For example, as shown in FIG. 6, B pixels and G pixels are alternately arranged in odd-numbered pixel rows (a set of pixels arranged in the horizontal direction in FIG. 6), and even-numbered pixel rows G pixels and R pixels are arranged alternately. Further, when viewed in the column direction (vertical direction in FIG. 6), the B pixel and the G pixel are alternately arranged in the pixel column including the B pixel, and the G pixel and the R pixel are included in the pixel column including the R pixel. They are arranged alternately.

イメージセンサ48はCMOSセンサであるため、各画素ごとに信号の読み出し及びリセット等を任意に行うことができるが、本実施形態においては、イメージセンサ48は信号の読み出し及びリセット等の動作を画素行ごとにまとめて行う。また、イメージセンサ48は、信号の読み出し及びリセット等の動作を任意の画素行を選択して行うことができるが、本実施形態においては、行番号が小さい順に全ての画素行の信号の読み出し及びリセットを順次行う。すなわち、本実施形態においては、イメージセンサ48の信号の読み出し方式は、いわゆるプログレッシブ方式である。   Since the image sensor 48 is a CMOS sensor, it is possible to arbitrarily read and reset signals for each pixel. In this embodiment, the image sensor 48 performs operations such as reading and resetting signals on a pixel row. Do it all together. In addition, the image sensor 48 can perform operations such as signal readout and reset by selecting an arbitrary pixel row. In the present embodiment, the image sensor 48 reads and outputs signals from all the pixel rows in ascending order of row numbers. Reset sequentially. That is, in the present embodiment, the signal reading method of the image sensor 48 is a so-called progressive method.

また、イメージセンサ48の読み出し方式は、いわゆるローリングシャッタ方式である。すなわち、イメージセンサ48の各画素は、各画素の信号の読み出しを行って各画素が蓄積した電荷を破棄(リセット)すると、光電変換により電荷を蓄積し得る状態になる。前述のとおり、イメージセンサ48は画素行ごとに順次信号の読み出し及びリセットを行うので、1回の撮像において光電変換により電荷を蓄積し得る期間の開始及び終了のタイミングには画素行ごとにずれがある。   Further, the reading method of the image sensor 48 is a so-called rolling shutter method. That is, when each pixel of the image sensor 48 reads out the signal of each pixel and discards (resets) the charge accumulated in each pixel, the pixel can be accumulated by photoelectric conversion. As described above, since the image sensor 48 sequentially reads and resets the signal for each pixel row, the start and end timings of the period during which charge can be accumulated by photoelectric conversion in one imaging operation are shifted for each pixel row. is there.

プロセッサ装置16は、制御部52と、画像取得部54と、画像処理部61と、表示制御部66と、を有する。   The processor device 16 includes a control unit 52, an image acquisition unit 54, an image processing unit 61, and a display control unit 66.

制御部52は、内視鏡システム10を統括的に制御するCPU(Central Processing Unit)等であり、少なくともイメージセンサ48の動作を制御する撮像制御部53を含む。例えば、制御部52は、照明光の発光タイミングと撮影フレームの同期制御を行う。具体的には、制御部52による同期制御の結果、光源制御部22は、蓄積期間において第1色光及び第2色光を点灯し、読出期間において第1色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第2色光を消灯する。「点灯を維持する」とは、読出期間における第1色光の光量を、蓄積期間における第1色光の光量と実質的に等しくすることを言う。光量を「実質的に等しくする」とは、自動露光制御による光量変化を含めて、取得する撮像画像の明るさが等しくなるように光量を制御することを言う。また、本実施形態においては、光源制御部22は、読出期間における第2色光の光量を、少なくとも蓄積期間における第2色光の光量よりも小さくすることで、読出期間において第2色光を消灯する。   The control unit 52 is a CPU (Central Processing Unit) or the like that comprehensively controls the endoscope system 10, and includes at least an imaging control unit 53 that controls the operation of the image sensor 48. For example, the control unit 52 performs synchronization control of the illumination light emission timing and the imaging frame. Specifically, as a result of the synchronization control by the control unit 52, the light source control unit 22 lights the first color light and the second color light during the accumulation period, maintains the first color light during the reading period, and reads the reading period. In step 2, the second color light is turned off. “Maintaining lighting” means that the light amount of the first color light in the reading period is substantially equal to the light amount of the first color light in the accumulation period. “Making the light amount substantially equal” means controlling the light amount so that the brightness of captured images to be acquired is equal, including a change in light amount by automatic exposure control. Further, in the present embodiment, the light source control unit 22 turns off the second color light during the reading period by making the light amount of the second color light during the reading period at least smaller than the light amount of the second color light during the accumulation period.

また、内視鏡システム10が複数の観察モードを有する場合、制御部52は、モード切り替えスイッチ13aからモード切り替え信号の入力を受けて、光源制御部22、撮像制御部53、及び画像処理部61等に制御信号を入力することにより、観察モードを切り替える。   When the endoscope system 10 has a plurality of observation modes, the control unit 52 receives a mode switching signal from the mode switching switch 13a and receives the light source control unit 22, the imaging control unit 53, and the image processing unit 61. The observation mode is switched by inputting a control signal to, for example.

撮像制御部53は、蓄積期間と読出期間とに分けてイメージセンサ48を制御し、かつ、蓄積期間と読出期間と一定の時間ごとに(例えば1/60秒ごとに)交互に繰り返すようにイメージセンサ48を制御する。本実施形態においては、1つの蓄積期間と、この1つの蓄積期間に続く読出期間の合計が1単位の撮像フレームである。   The imaging control unit 53 controls the image sensor 48 in an accumulation period and a readout period, and images are alternately repeated at regular intervals (for example, every 1/60 seconds) between the accumulation period and the readout period. The sensor 48 is controlled. In the present embodiment, the total of one accumulation period and the readout period following this one accumulation period is an imaging frame of one unit.

蓄積期間とは、どの画素行からも信号の読み出しをせずに、イメージセンサ48の全画素が照明光の反射光等を各々受光して電荷を蓄積する期間である。読出期間とは、蓄積期間に続き、イメージセンサ48の各画素から信号を読み出す期間である。また、本実施形態においては、撮像制御部53は、信号の読み出し後直ちに画素が蓄積した電荷を破棄して、画素のリセットを行う。したがって、読出期間には、信号の読み出し及びリセットを行う期間である。   The accumulation period is a period in which all the pixels of the image sensor 48 receive the reflected light of the illumination light and the like without accumulating charges without reading signals from any pixel row. The readout period is a period in which a signal is read from each pixel of the image sensor 48 following the accumulation period. In the present embodiment, the imaging control unit 53 discards the charge accumulated in the pixel immediately after reading out the signal and resets the pixel. Therefore, the reading period is a period for reading and resetting signals.

すなわち、撮像制御部53は、蓄積期間にイメージセンサ48の各画素において電荷を蓄積し、かつ、蓄積期間に続く読出期間に、イメージセンサ48の各画素から信号をローリングシャッタ方式で読み出す。ここで言うイメージセンサ48の各画素には、少なくとも第1色画素(R画素)または第2色画素(B画素)を含む   In other words, the imaging control unit 53 accumulates electric charge in each pixel of the image sensor 48 during the accumulation period, and reads out a signal from each pixel of the image sensor 48 by the rolling shutter method during the readout period following the accumulation period. Each pixel of the image sensor 48 mentioned here includes at least a first color pixel (R pixel) or a second color pixel (B pixel).

画像取得部54は、撮像制御部53がイメージセンサ48から読み出す信号を受信することで、イメージセンサ48から撮像画像を取得する。より具体的には、画像取得部54は、撮像フレームごとに、B画素から読み出した信号によって形成するB画像、G画素から読み出した信号によって形成するG画像、及び、R画像から読み出した信号によって形成するR画像の3種類の撮像画像を取得する。   The image acquisition unit 54 acquires a captured image from the image sensor 48 when the imaging control unit 53 receives a signal read from the image sensor 48. More specifically, the image acquisition unit 54 uses a B image formed by a signal read from the B pixel, a G image formed by a signal read from the G pixel, and a signal read from the R image for each imaging frame. Three types of captured images of the R image to be formed are acquired.

画像取得部54は、DSP(Digital Signal Processor)56と、ノイズ低減部58と、変換部59と、を有し、これらを用いて、取得した撮像画像に各種処理を施す。   The image acquisition unit 54 includes a DSP (Digital Signal Processor) 56, a noise reduction unit 58, and a conversion unit 59, and performs various processes on the acquired captured image using these.

DSP56は、取得した撮像画像に対し、必要に応じて欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、及びYC変換処理等の各種処理を施す。   The DSP 56 performs various processes such as a defect correction process, an offset process, a gain correction process, a linear matrix process, a gamma conversion process, a demosaic process, and a YC conversion process on the acquired captured image as necessary.

欠陥補正処理は、イメージセンサ48の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した撮像画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした撮像画像にゲインを乗じることにより各撮像画像の信号レベルを整える処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした撮像画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理後の撮像画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理(等方化処理または同時化処理とも言う)は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の撮像画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列のため、イメージセンサ48において他の色の画素を配置しているために、画素値がない画素である。例えば、B画像はB画素において観察対象を撮像して得る撮像画像なので、イメージセンサ48のG画素やR画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、B画像を補間して、イメージセンサ48のG画素及びR画素の位置にある画素の画素値を生成する。YC変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルYと色差チャンネルCb及び色差チャンネルCrに変換する処理である。   The defect correction process is a process for correcting the pixel value of the pixel corresponding to the defective pixel of the image sensor 48. The offset process is a process for reducing the dark current component from the captured image subjected to the defect correction process and setting an accurate zero level. The gain correction process is a process for adjusting the signal level of each captured image by multiplying the captured image subjected to the offset process by a gain. The linear matrix process is a process for improving the color reproducibility of the captured image subjected to the offset process, and the gamma conversion process is a process for adjusting the brightness and saturation of the captured image after the linear matrix process. The demosaic process (also referred to as an isotropic process or a synchronization process) is a process of interpolating the pixel values of the missing pixels, and is applied to the captured image after the gamma conversion process. The missing pixel is a pixel having no pixel value because pixels of other colors are arranged in the image sensor 48 due to the arrangement of the color filters. For example, since the B image is a captured image obtained by capturing an observation target at the B pixel, the pixel at the position corresponding to the G pixel or the R pixel of the image sensor 48 has no pixel value. In the demosaic process, the B image is interpolated to generate pixel values of the pixels at the positions of the G pixel and the R pixel of the image sensor 48. The YC conversion process is a process for converting the demosaiced image into a luminance channel Y, a color difference channel Cb, and a color difference channel Cr.

ノイズ低減部58は、輝度チャンネルY、色差チャンネルCb及び色差チャンネルCrに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。変換部59は、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルY、色差チャンネルCb及び色差チャンネルCrを再びBGRの各色の撮像画像に再変換する。   The noise reduction unit 58 performs noise reduction processing on the luminance channel Y, the color difference channel Cb, and the color difference channel Cr using, for example, a moving average method or a median filter method. The conversion unit 59 reconverts the luminance channel Y, the color difference channel Cb, and the color difference channel Cr after the noise reduction processing into a captured image of each color of BGR again.

画像処理部61は、上記各種処理を施した撮像画像に対して、必要に応じて例えば、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理等を施し、1つのカラーの観察画像を生成する。通常観察モードにおいては、画像処理部61が生成する観察画像は通常観察画像である。色変換処理においては、BGR各色の画像に対して3×3のマトリクス処理、階調変換処理、3次元LUT(ルックアップテーブル)処理等を行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の組織や構造を強調する処理である。表示制御部66は、画像処理部61が生成した観察画像を順次取得し、適した形式に変換してモニタ18に順次出力表示する。これにより、医師等は、観察画像を用いて観察対象を観察できる。   The image processing unit 61 performs, for example, a color conversion process, a color enhancement process, a structure enhancement process, and the like on the captured image subjected to the above-described various processes to generate one color observation image. In the normal observation mode, the observation image generated by the image processing unit 61 is a normal observation image. In the color conversion process, a 3 × 3 matrix process, a gradation conversion process, a three-dimensional LUT (look-up table) process, and the like are performed on an image of each BGR color. The color enhancement process is a process for enhancing the color of an image, and the structure enhancement process is a process for enhancing a tissue or structure to be observed such as a blood vessel or a pit pattern. The display control unit 66 sequentially acquires the observation images generated by the image processing unit 61, converts them into a suitable format, and sequentially outputs and displays them on the monitor 18. Thereby, a doctor etc. can observe an observation object using an observation image.

次に、内視鏡システム10の一連の動作の流れを、図7に示すフローチャートに沿って説明する。まず、観察を開始すると、撮像制御部53は、イメージセンサ48の動作を蓄積期間の動作にする(S11)。同時に、光源制御部22は、光源部20によって白色の照明光を発生する(S12)。具体的には、光源制御部22は、B広帯域光源24、G広帯域光源25、及びR広帯域光源26を全て点灯する。これにより、光源部20は、B広帯域光27と、G広帯域光28と、R広帯域光29と、を含み、全体として白色の照明光を発生する。このため、上記蓄積期間(S11)においては、イメージセンサ48は、各画素において白色の照明光の反射光等を光電変換し、電荷を蓄積する。   Next, a flow of a series of operations of the endoscope system 10 will be described along the flowchart shown in FIG. First, when observation is started, the imaging control unit 53 sets the operation of the image sensor 48 to the operation of the accumulation period (S11). At the same time, the light source control unit 22 generates white illumination light by the light source unit 20 (S12). Specifically, the light source control unit 22 turns on all of the B broadband light source 24, the G broadband light source 25, and the R broadband light source 26. Accordingly, the light source unit 20 includes the B broadband light 27, the G broadband light 28, and the R broadband light 29, and generates white illumination light as a whole. For this reason, in the accumulation period (S11), the image sensor 48 photoelectrically converts reflected light of white illumination light or the like in each pixel and accumulates electric charges.

蓄積期間(S11)の開始後一定時間が経過すると、撮像制御部53は、イメージセンサ48の動作を読出期間の動作に切り替える(S13)。同時に、光源制御部22は、照明光を切り替える(S14)。具体的には、光源制御部22は、読出期間においては、B広帯域光27とG広帯域光28を消灯し、かつ、R広帯域光29の点灯は維持する。このため、読出期間においても、光源部20はR広帯域光29を照明光として発生する。   When a certain time has elapsed after the start of the accumulation period (S11), the imaging control unit 53 switches the operation of the image sensor 48 to the operation of the reading period (S13). At the same time, the light source control unit 22 switches the illumination light (S14). Specifically, the light source control unit 22 turns off the B broadband light 27 and the G broadband light 28 and maintains the R broadband light 29 on during the readout period. For this reason, the light source unit 20 generates the R broadband light 29 as illumination light even during the readout period.

撮像制御部53は、読出期間(S13)において、イメージセンサ48から画素行ごとに信号を読みだすと、画像取得部54はRGB各色の撮像画像を取得する(S15)。そして、図8に示すように、画像処理部61は、画像取得部54が各種処理を施したR画像、G画像、及びB画像の3色の撮像画像を用いて通常観察画像を生成し、かつ、表示制御部66は、通常観察画像をモニタ18に表示する(S16)。内視鏡システム10は、これらの動作を、通常観察モードを終了して他の観察モードに切り替えるか、観察自体を終了するまで、繰り返し行う(S17)。   When the imaging control unit 53 reads a signal for each pixel row from the image sensor 48 in the readout period (S13), the image acquisition unit 54 acquires captured images of RGB colors (S15). Then, as shown in FIG. 8, the image processing unit 61 generates a normal observation image using the three color captured images of the R image, the G image, and the B image subjected to various processes by the image acquisition unit 54, Further, the display control unit 66 displays the normal observation image on the monitor 18 (S16). The endoscope system 10 repeats these operations until the normal observation mode is ended and switched to another observation mode or the observation itself is ended (S17).

上記のように、内視鏡システム10は、ローリングシャッタ方式で読み出しを行うイメージセンサ48が蓄積期間と読出期間の動作を交互に繰り返し行う際に、蓄積期間においては、B広帯域光27、G広帯域光28、及びR広帯域光29を点灯する。そして、読出期間においては、B広帯域光27及びG広帯域光28を消灯する一方、R広帯域光29の点灯は維持する。このため、内視鏡システム10は、B画像とG画像との同時性を向上し、B画像及びG画像のローリングシャッタ歪みを低減できる。かつ、これらローリングシャッタ歪みを低減したB画像及びG画像とともに、内視鏡システム10では、読出期間にR広帯域光29も消灯する場合よりも明るいR画像が得られる。したがって、内視鏡システム10で生成及び表示する観察画像は、ローリングシャッタ方式で読み出しを行うイメージセンサを用いた従来の内視鏡システムにおける観察画像よりも、診断において特に重要な像が写る画像のローリングシャッタ歪みが小さく、かつ、明瞭である。   As described above, in the endoscope system 10, when the image sensor 48 that performs readout by the rolling shutter method repeatedly repeats the operation of the accumulation period and the readout period, during the accumulation period, the B broadband light 27 and the G broadband Light 28 and R broadband light 29 are turned on. In the readout period, the B broadband light 27 and the G broadband light 28 are turned off, while the R broadband light 29 is kept on. For this reason, the endoscope system 10 can improve the simultaneity of the B image and the G image, and can reduce the rolling shutter distortion of the B image and the G image. In addition, together with the B image and the G image with reduced rolling shutter distortion, the endoscope system 10 can obtain a brighter R image than when the R broadband light 29 is also turned off during the readout period. Therefore, the observation image generated and displayed by the endoscope system 10 is an image in which an image particularly important in diagnosis is captured, compared to an observation image in a conventional endoscope system using an image sensor that performs reading by a rolling shutter method. Rolling shutter distortion is small and clear.

より具体的には、イメージセンサ48が蓄積期間と読出期間を交互に繰り返し、かつ、読出期間においてはローリングシャッタ方式で読出を行う場合に、蓄積期間においてB広帯域光27、G広帯域光28、及びR広帯域光29を点灯し、かつ、読出期間においてB広帯域光27及びG広帯域光28を消灯すると、図9に示すように、1つの撮像フレームF1においてイメージセンサ48がB広帯域光27及びG広帯域光28の反射光等を受光する期間は蓄積期間に一致する。例えば、時刻T1から時刻T2の蓄積期間(以下、蓄積期間T1−T2と記す。他の蓄積期間及び読出期間についても同じ。)に電荷を蓄積した各画素の信号は、この蓄積期間T1−T2に続く、次の読出期間T2−T3において読み出す。しかし、読出期間T2−T3においてはB広帯域光27及びG広帯域光28の反射光等は発生しないので、読出期間T2−T3におけるB画素及びG画素が蓄積した電荷の量は、蓄積期間T1−T2において蓄積した量のまま増減しない。したがって、読出期間T2−T3においてローリングシャッタ方式で画素行ごとに信号を順次読み出ししたとしても、B画像及びG画像にはローリングシャッタ歪みはほぼ発生しない。B画像及びG画像に写る細かい血管等の像は、その細かさ故、わずかなローリングシャッタ歪みがあるだけでも観察し難くなってしまう場合がある。しかし、上記のように、B画像及びG画像のローリングシャッタ歪みを抑えたことで、このB画像及びG画像を用いて生成した観察画像を用いれば、診断に特に重要な細かい血管等の像を明瞭に観察可能である。   More specifically, when the image sensor 48 alternately repeats the accumulation period and the readout period and performs readout by the rolling shutter method in the readout period, the B broadband light 27, the G broadband light 28, and When the R broadband light 29 is turned on and the B broadband light 27 and the G broadband light 28 are extinguished during the readout period, the image sensor 48 in the one imaging frame F1 has the B broadband light 27 and the G broadband light as shown in FIG. The period for receiving the reflected light of the light 28 coincides with the accumulation period. For example, the signal of each pixel that has accumulated charges during the accumulation period from time T1 to time T2 (hereinafter referred to as accumulation period T1-T2; the same applies to other accumulation periods and readout periods) is the accumulation period T1-T2. In the next reading period T2-T3 following the reading. However, since the reflected light of the B broadband light 27 and the G broadband light 28 is not generated in the readout period T2-T3, the amount of charges accumulated in the B pixel and the G pixel in the readout period T2-T3 is the accumulation period T1-T3. The amount accumulated at T2 is not increased or decreased. Therefore, even when signals are sequentially read out for each pixel row by the rolling shutter method in the readout period T2-T3, the rolling shutter distortion hardly occurs in the B image and the G image. Due to its fineness, images of fine blood vessels or the like that appear in the B and G images may be difficult to observe even with slight rolling shutter distortion. However, as described above, by suppressing the rolling shutter distortion of the B image and the G image, if an observation image generated using the B image and the G image is used, an image of a fine blood vessel or the like that is particularly important for diagnosis can be obtained. Clearly observable.

一方、R広帯域光29については、蓄積期間だけでなく、読出期間においても点灯を維持するので、R画素がR広帯域光29の反射光等を受光する期間は、イメージセンサ48における蓄積期間よりも長い。例えば、読出期間T2−T3に信号を読み出すR画素が、R広帯域光29の反射光等を受光する期間は、以前の読出期間T0−T1において信号を読み出てリセットした後、読み出し期間T2−T3において実際に信号を読み出すまでの期間(以下、実質的蓄積期間という)L2になる。このR画素の実質的蓄積期間L2は、各蓄積期間の長さL1よりも長い(L1<L2)。蓄積期間の長さと読出期間の長さが全て等しければ、実質的蓄積期間L2は、各蓄積期間の長さL1の2倍である。したがって、B画像及びG画像と比較して、R画像は明るさが確保しやすくなっている。この明るいR画像を観察画像の生成に用いれば、観察画像の明るさ等が向上する。もちろん、読出期間までR広帯域光29の点灯を維持しているので、R画像にローリングシャッタ歪みは生じる。しかし、R画像にはB画像等と比べると、もともと細かい血管等の像は写らないので、多少のローリングシャッタ歪みがあったとしても診断に支障はない。   On the other hand, since the R broadband light 29 is lit not only during the accumulation period but also during the readout period, the period during which the R pixel receives the reflected light or the like of the R broadband light 29 is longer than the accumulation period in the image sensor 48. long. For example, during a period in which the R pixel that reads a signal in the reading period T2-T3 receives the reflected light of the R broadband light 29, the signal is read and reset in the previous reading period T0-T1, and then the reading period T2- The period until the signal is actually read at T3 (hereinafter referred to as a substantial accumulation period) L2. The substantial accumulation period L2 of the R pixel is longer than the length L1 of each accumulation period (L1 <L2). If the length of the accumulation period and the length of the reading period are all equal, the substantial accumulation period L2 is twice the length L1 of each accumulation period. Therefore, the brightness of the R image is easily ensured as compared with the B image and the G image. If this bright R image is used to generate an observation image, the brightness of the observation image is improved. Of course, since the R broadband light 29 is kept on until the readout period, rolling shutter distortion occurs in the R image. However, since an image of a fine blood vessel or the like is not originally captured in the R image compared to the B image or the like, there is no problem in diagnosis even if there is some rolling shutter distortion.

[第2実施形態]
上記第1実施形態においては、内視鏡システム10は通常観察モードで動作し、自然な色合いの通常観察画像を生成及び表示しているが、いわゆる狭帯域観察画像を生成及び表示する狭帯域観察モードにおいても本発明は好適である。狭帯域光観察モードとは、青色及び緑色の狭帯域光を用いて観察対象を撮像し、得られた撮像画像を用いて、血管等を強調した観察画像(狭帯域観察画像)を生成及び表示する観察モードである。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the endoscope system 10 operates in the normal observation mode, and generates and displays a normal observation image having a natural hue. However, the narrow band observation that generates and displays a so-called narrow band observation image. The present invention is also suitable in the mode. The narrow-band light observation mode is an image of an observation target using blue and green narrow-band light, and using the obtained captured image, an observation image (narrow-band observation image) that emphasizes blood vessels is generated and displayed. Observation mode.

内視鏡システム10に狭帯域観察モードを設ける場合、図10に示すように、光源部20に、少なくともB狭帯域光源224、G狭帯域光源225、及びR広帯域光源26を設ける。B狭帯域光源224及びG狭帯域光源225は、第1実施形態のB広帯域光源24及びG広帯域光源25の代わりに設けても良いが、狭帯域観察モードを通常観察モードと切り替えて使用する場合には、第1実施形態のB広帯域光源24及びG広帯域光源25に加えて、B狭帯域光源224及びG狭帯域光源225を設ける。また、光学フィルタ等と第1実施形態のB広帯域光源24及びG広帯域光源25とでB狭帯域光源224及びG狭帯域光源225を構成しても良い。R広帯域光源26は、第1実施形態と同様である。   When the narrow band observation mode is provided in the endoscope system 10, as shown in FIG. 10, at least the B narrow band light source 224, the G narrow band light source 225, and the R wide band light source 26 are provided in the light source unit 20. The B narrowband light source 224 and the G narrowband light source 225 may be provided in place of the B broadband light source 24 and the G broadband light source 25 of the first embodiment. However, when the narrowband observation mode is switched to the normal observation mode, In addition to the B broadband light source 24 and the G broadband light source 25 of the first embodiment, a B narrow band light source 224 and a G narrow band light source 225 are provided. Further, the B narrow band light source 224 and the G narrow band light source 225 may be configured by the optical filter or the like and the B broadband light source 24 and the G broadband light source 25 of the first embodiment. The R broadband light source 26 is the same as in the first embodiment.

B狭帯域光源224は、青色の狭帯域な光(以下、B狭帯域光という)を発光する光源である。狭帯域とは、内視鏡システム10において概ね単波長であるとみなせる程度に狭い波長帯域を言う。例えば、中心波長に対して±数10nmの波長帯域が狭帯域である。B狭帯域光源224が発光するB狭帯域光227は、例えば、図11に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。すなわち、B狭帯域光227は、中心波長が約450nmであり、この中心波長を中心に概ね±数10nm程度の波長帯域を有する。B狭帯域光227の反射光等は、B画素が受光する(図5参照)。   The B narrow band light source 224 is a light source that emits blue narrow band light (hereinafter referred to as B narrow band light). The narrow band refers to a wavelength band that is narrow enough to be regarded as a single wavelength in the endoscope system 10. For example, a wavelength band of ± several tens of nm with respect to the center wavelength is a narrow band. The B narrowband light 227 emitted from the B narrowband light source 224 has, for example, a wavelength band and a spectrum shown in FIG. That is, the B narrowband light 227 has a center wavelength of about 450 nm, and has a wavelength band of about ± several tens of nm centering on this center wavelength. The reflected light of the B narrow band light 227 is received by the B pixel (see FIG. 5).

G狭帯域光源225は、緑色の狭帯域な光(以下、G狭帯域光という)を発光する光源である。G狭帯域光源225が発光するG狭帯域光228は、例えば、図11に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。すなわち、G狭帯域光228は、中心波長が約550nmであり、この中心波長を中心に概ね±数10nm程度の波長帯域を有する。G狭帯域光228の反射光等は、G画素が受光する(図5参照)。   The G narrow band light source 225 is a light source that emits green narrow band light (hereinafter referred to as G narrow band light). The G narrow band light 228 emitted from the G narrow band light source 225 has, for example, a wavelength band and a spectrum shown in FIG. That is, the G narrow-band light 228 has a center wavelength of about 550 nm, and has a wavelength band of about ± several tens of nm around the center wavelength. The G pixel receives the reflected light of the G narrow band light 228 (see FIG. 5).

狭帯域観察モードの場合、図12に示すように、光源制御部22は、第1実施形態におけるB広帯域光27及びG広帯域光28の代わりに、イメージセンサ48の蓄積期間に合わせてB狭帯域光227及びG狭帯域光228を点灯し、かつ、読出期間においてはB狭帯域光227及びG狭帯域光228を消灯する。また、R広帯域光29については、第1実施形態の通常観察モードと同様である。すなわち、光源制御部22は、イメージセンサ48の蓄積期間においてR広帯域光29を点灯し、かつ、読出期間においてもR広帯域光29の点灯を維持する。   In the narrow band observation mode, as shown in FIG. 12, the light source control unit 22 uses the B narrow band in accordance with the accumulation period of the image sensor 48 instead of the B wide band light 27 and the G wide band light 28 in the first embodiment. The light 227 and the G narrowband light 228 are turned on, and the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 are turned off during the readout period. The R broadband light 29 is the same as in the normal observation mode of the first embodiment. That is, the light source control unit 22 lights the R broadband light 29 during the accumulation period of the image sensor 48 and maintains the lighting of the R broadband light 29 even during the reading period.

したがって、狭帯域観察モードにおいては、B狭帯域光227の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るB画像と、G狭帯域光228の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るG画像には、ローリングシャッタ歪みがほぼ生じない。また、R広帯域光29の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るR画像は従来よりも明るい。   Therefore, in the narrowband observation mode, the observation object is imaged using the B image obtained by imaging the observation object using the reflected light of the B narrowband light 227, the reflected light of the G narrowband light 228, and the like. The obtained G image has almost no rolling shutter distortion. Also, the R image obtained by imaging the observation object using the reflected light of the R broadband light 29 is brighter than before.

狭帯域観察モードにおいては、図13に示すように、画像処理部61は、画像取得部54からB画像及びG画像を取得する。そして、B画像及びG画像を用いて、狭帯域観察モードの観察画像である狭帯域観察画像を生成及び表示する。具体的には、画像処理部61は、例えば、B画像をBチャンネル及びGチャンネルに割り当て、かつ、G画像をRチャンネルに割り当てることにより、狭帯域観察画像を生成する。   In the narrow band observation mode, as shown in FIG. 13, the image processing unit 61 acquires the B image and the G image from the image acquisition unit 54. Then, a narrowband observation image that is an observation image in the narrowband observation mode is generated and displayed using the B image and the G image. Specifically, for example, the image processing unit 61 generates a narrowband observation image by assigning the B image to the B channel and the G channel and assigning the G image to the R channel.

上記の通り、狭帯域観察モードにおいては、R画像を狭帯域観察画像の生成に使用しない。その代わり、図13に示すように、狭帯域観察モードを設ける内視鏡システム10においては、プロセッサ装置16に静止度算出部251を設けることが好ましい。   As described above, in the narrow band observation mode, the R image is not used to generate the narrow band observation image. Instead, as shown in FIG. 13, in the endoscope system 10 that provides the narrow-band observation mode, it is preferable to provide the processor unit 16 with a quiescence degree calculation unit 251.

静止度算出部251は、1または複数のR画像を用いて静止度を算出する。静止度とは、観察対象の動きを大きさ、観察対象の動きの向き、または、観察対象の動きの大きさ及び向きを表す数値である。ここで言う観察対象の動きには、観察対象自身の動きの他、内視鏡12の動きによる相対的な観察対象の動きを含む。静止度は、1枚のR画像を用いて算出する場合、例えば周波数解析により算出する。R画像に高周波成分が少なければ観察対象の動きが大きいと評価できるので、高周波数成分の量に基づいて静止度を算出することができる。また、複数のR画像を用いて静止度を算出する場合、例えば、各R画像に写る観察対象の対応する点間の位置から求まる動きベクトルの向きや大きさから静止度を算出することができる。いずれにしても、静止度算出部251は、読出期間まで点灯を維持したR広帯域光29の反射光等を用いて観察対象を撮像して得たR画像を使用する。このR画像は従来のR画像よりも明るいので、このR画像を用いた結果、従来よりも正確に静止度を算出することができる。   The stillness calculation unit 251 calculates the stillness using one or a plurality of R images. The degree of stillness is a numerical value representing the magnitude of the movement of the observation target, the direction of the movement of the observation target, or the magnitude and direction of the movement of the observation target. The movement of the observation target mentioned here includes the movement of the observation target itself and the movement of the observation target relative to the movement of the endoscope 12. The degree of staticity is calculated by frequency analysis, for example, when calculated using one R image. If the R image has few high-frequency components, it can be evaluated that the movement of the observation object is large, so that the degree of stillness can be calculated based on the amount of the high-frequency components. In addition, when calculating the degree of staticity using a plurality of R images, for example, the degree of staticity can be calculated from the direction and size of a motion vector obtained from the position between corresponding points of the observation target in each R image. . In any case, the staticity calculation unit 251 uses an R image obtained by imaging the observation target using the reflected light of the R broadband light 29 that has been lit until the readout period. Since this R image is brighter than the conventional R image, as a result of using this R image, the degree of stillness can be calculated more accurately than the conventional one.

静止度算出部251は、算出した静止度を、例えば、表示制御部66に入力し、狭帯域観察画像とともに、モニタ18に静止度を表示する。医師等は、静止度をみれば、観察対象の動きの大きさを容易かつ客観的に把握することができる。   The stillness calculation unit 251 inputs the calculated stillness to the display control unit 66, for example, and displays the stillness on the monitor 18 together with the narrowband observation image. A doctor or the like can easily and objectively grasp the magnitude of the movement of the observation object by looking at the degree of stillness.

また、上記第2実施形態においては、B狭帯域光源224を用いているが、内視鏡システム10に狭帯域観察モードを設ける場合、図14に示すように、B狭帯域光源224の代わりに、あるいは、B狭帯域光源224に加えて、V狭帯域光源252を設けることができる。V狭帯域光源252は、紫色の狭帯域な光(以下、V狭帯域光という)を発光する光源である。紫色とは、主に約350nmから約400nm程度の波長を有する光の色を言う。   In the second embodiment, the B narrow-band light source 224 is used. However, when the endoscope system 10 is provided with a narrow-band observation mode, as shown in FIG. Alternatively, a V narrow band light source 252 can be provided in addition to the B narrow band light source 224. The V narrow band light source 252 is a light source that emits purple narrow band light (hereinafter referred to as V narrow band light). Purple means a color of light mainly having a wavelength of about 350 nm to about 400 nm.

V狭帯域光源252を設ける場合、光源制御部22は、V狭帯域光を上記第2実施形態のB狭帯域光227とともに、または、B狭帯域光227の代わりに、イメージセンサ48の蓄積期間に点灯し、読出期間においては消灯する。B狭帯域光227とV狭帯域光を比較すると、より波長が短いV狭帯域光の方が、観察対象の粘膜表面に近い血管等を捉えやすい。このため、V狭帯域光をB狭帯域光227の代わりに用いれば、B狭帯域光227を用いた場合とは狭帯域観察画像において強調する血管等が変わる。また、B狭帯域光227とともにV狭帯域光を用いれば、狭帯域観察画像において、B狭帯域光227だけを用いた場合には強調できなかった血管等が強調できるようになることがある。   When the V narrowband light source 252 is provided, the light source control unit 22 uses the V narrowband light together with the B narrowband light 227 of the second embodiment or instead of the B narrowband light 227 in the accumulation period of the image sensor 48. Is turned on and turned off during the readout period. Comparing the B narrowband light 227 and the V narrowband light, the V narrowband light having a shorter wavelength is easier to catch blood vessels and the like closer to the surface of the mucosa to be observed. For this reason, if the V narrowband light is used instead of the B narrowband light 227, the blood vessels to be emphasized in the narrowband observation image are different from the case where the B narrowband light 227 is used. Further, when the V narrowband light is used together with the B narrowband light 227, blood vessels or the like that could not be enhanced when only the B narrowband light 227 is used in the narrowband observation image may be emphasized.

上記第2実施形態においては、イメージセンサ48の蓄積期間において、B狭帯域光227とG狭帯域光228を同時に点灯しているが、B狭帯域光227及びG狭帯域光228の光量が足りていれば、図15に示すように、B狭帯域光227とG狭帯域光228は、蓄積期間内において順次に点灯することができる。すなわち、B狭帯域光227とG狭帯域光228を時分割点灯にすることができる。第1実施形態におけるB広帯域光27及びG広帯域光28についても同様である。また、図16に示すように、B狭帯域光227、G狭帯域光228、及び、R広帯域光29を時分割点灯にすることができる。第1実施形態におけるB広帯域光27、G広帯域光28、及び、R広帯域光29についても同様である。   In the second embodiment, the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 are turned on simultaneously during the accumulation period of the image sensor 48. However, the light amounts of the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 are sufficient. If so, as shown in FIG. 15, the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 can be sequentially turned on within the accumulation period. That is, the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 can be time-divisionally lit. The same applies to the B broadband light 27 and the G broadband light 28 in the first embodiment. Further, as shown in FIG. 16, the B narrowband light 227, the G narrowband light 228, and the R wideband light 29 can be time-divisionally lit. The same applies to the B broadband light 27, the G broadband light 28, and the R broadband light 29 in the first embodiment.

上記第2実施形態においては、R広帯域光29が第1色光であり、かつ、B狭帯域光227とG狭帯域光228の両方またはいずれか一方が第2色光である。B狭帯域光227を第2色光とする場合にはB画素が第2色画素であり、G狭帯域光228を第2色光とする場合にはG画素が第2色画素である。B狭帯域光227及びG狭帯域光228を第2色光とする場合には、イメージセンサ48にはB狭帯域光227及びG狭帯域光228を両方とも受光する画素がないが、B画素及びG画素の集合(例えば、行方向に隣接するB画素とG画素のペア)が実質的に第2色画素を構成する。いずれにしても、第2実施形態においては、第1色光は赤色光であり、第2色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。   In the second embodiment, the R broadband light 29 is the first color light, and both or one of the B narrow band light 227 and the G narrow band light 228 is the second color light. When the B narrowband light 227 is the second color light, the B pixel is the second color pixel, and when the G narrowband light 228 is the second color light, the G pixel is the second color pixel. In the case where the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228 are the second color light, the image sensor 48 has no pixels that receive both the B narrowband light 227 and the G narrowband light 228. A set of G pixels (for example, a pair of B pixels and G pixels adjacent in the row direction) substantially constitutes a second color pixel. In any case, in the second embodiment, the first color light is red light, and the second color light is light in a shorter wavelength band than the wavelength band of red light.

[第3実施形態]
第1実施形態の通常観察モード、及び、第2実施形態の狭帯域観察モードの他に、本発明は、観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度観察モードにも好適である。
[Third Embodiment]
In addition to the normal observation mode of the first embodiment and the narrow-band observation mode of the second embodiment, the present invention is also suitable for an oxygen saturation observation mode for calculating the oxygen saturation of an observation target.

内視鏡システム10に酸素飽和度観察モードを設ける場合、図17に示すように、光源部20には、B広帯域光源24、G広帯域光源25、及び、R広帯域光源26に加え、酸素飽和度を測定するための狭帯域な光を発光する狭帯域光源301を設ける。狭帯域光源301は、酸素飽和度を測定するための光(以下、測定光という)を発光する。測定光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が大きい波長を中心波長に有する狭帯域光である。図18に示すように、例えば、約470nmの波長において、酸化ヘモグロビンの吸光係数303と還元ヘモグロビンの吸光係数304の差が大きくなる。したがって、本実施形態においては、狭帯域光源301は、中心波長が約470nmの狭帯域光である。図18から分かる通り、約470nm以外にも、紫色、青色、または、緑色の波長帯域において、酸化ヘモグロビンの吸光係数303と還元ヘモグロビンの吸光係数304の差が大きい波長がある。したがって、これらのいずれかの波長を中心波長とする狭帯域光を発光する光源を狭帯域光源301にすることができる。   When the oxygen saturation observation mode is provided in the endoscope system 10, as shown in FIG. 17, the light source unit 20 includes an oxygen saturation in addition to the B broadband light source 24, the G broadband light source 25, and the R broadband light source 26. A narrow-band light source 301 that emits narrow-band light for measuring the above is provided. The narrow-band light source 301 emits light for measuring oxygen saturation (hereinafter referred to as measurement light). The measurement light is narrowband light having a wavelength having a large difference in extinction coefficient between oxyhemoglobin and reduced hemoglobin as a central wavelength. As shown in FIG. 18, for example, at a wavelength of about 470 nm, the difference between the extinction coefficient 303 of oxyhemoglobin and the extinction coefficient 304 of reduced hemoglobin increases. Therefore, in the present embodiment, the narrowband light source 301 is narrowband light having a center wavelength of about 470 nm. As can be seen from FIG. 18, in addition to about 470 nm, there are wavelengths where the difference between the absorption coefficient 303 of oxyhemoglobin and the absorption coefficient 304 of reduced hemoglobin is large in the purple, blue, or green wavelength band. Therefore, the narrow-band light source 301 can be a light source that emits narrow-band light having any one of these wavelengths as a central wavelength.

酸素飽和度観察モードにおいては、撮像フレームF1を第1撮像フレームと、次の撮像フレームF2を第2撮像フレームとする場合、図19に示すように、光源制御部22は、第1撮像フレームF1の蓄積期間においては、R広帯域光29と測定光を点灯する。そして、第1撮像フレームF1の読出期間においては、R広帯域光29の点灯を維持し、かつ、測定光等その他の光を消灯する。一方、第2撮像フレームF2の蓄積期間においては、B広帯域光27、G広帯域光28、及びR広帯域光29を点灯する。そして、第2撮像フレームF2の読出期間においてはR広帯域光29の点灯を維持し、かつ、その他の光を消灯する。   In the oxygen saturation observation mode, when the imaging frame F1 is the first imaging frame and the next imaging frame F2 is the second imaging frame, as illustrated in FIG. 19, the light source control unit 22 performs the first imaging frame F1. In the accumulation period, the R broadband light 29 and the measurement light are turned on. In the readout period of the first imaging frame F1, the R broadband light 29 is kept on and other light such as measurement light is turned off. On the other hand, during the accumulation period of the second imaging frame F2, the B broadband light 27, the G broadband light 28, and the R broadband light 29 are turned on. In the readout period of the second imaging frame F2, the R broadband light 29 is kept on and the other lights are turned off.

したがって、第1撮像フレームF1において取得するB画像は、測定光の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第1撮像フレームF1において取得するR画像は、第1実施形態と同様、従来よりも明るい。また、第2撮像フレームF2において取得するB画像、G画像、及びR画像は、第1実施形態におけるB画像、G画像、及び、R画像と同様であり、B画像及びG画像はローリングシャッタ歪みがほぼない画像であり、R画像は従来よりも明るい。以下では、区別のため、第1撮像フレームF1において取得するB画像をB1画像といい、第1撮像フレームF1において取得するR画像をR1画像という。そして、第2撮像フレームF2において取得するB画像、G画像、及びR画像をそれぞれB2画像、G2画像、R2画像という。   Therefore, the B image acquired in the first imaging frame F1 is an image obtained by imaging the observation target using the reflected light of the measurement light and has almost no rolling shutter distortion. The R image acquired in the first imaging frame F1 is brighter than the conventional one, as in the first embodiment. Further, the B image, the G image, and the R image acquired in the second imaging frame F2 are the same as the B image, the G image, and the R image in the first embodiment, and the B image and the G image are rolling shutter distortion. There is almost no image, and the R image is brighter than before. Hereinafter, for distinction, the B image acquired in the first imaging frame F1 is referred to as a B1 image, and the R image acquired in the first imaging frame F1 is referred to as an R1 image. The B image, the G image, and the R image acquired in the second imaging frame F2 are referred to as a B2 image, a G2 image, and an R2 image, respectively.

図20に示すように、内視鏡システム10に酸素飽和度観察モードを設ける場合、画像処理部61には、信号比算出部311、酸素飽和度算出部312、相関関係記憶部313、及び、画像生成部314を設ける。そして、酸素飽和度観察モードの場合、画像処理部61は、画像取得部54からB1画像、B2画像、G2画像、及び、R2画像を取得する。   As shown in FIG. 20, when the oxygen saturation observation mode is provided in the endoscope system 10, the image processing unit 61 includes a signal ratio calculation unit 311, an oxygen saturation calculation unit 312, a correlation storage unit 313, and An image generation unit 314 is provided. In the oxygen saturation observation mode, the image processing unit 61 acquires the B1 image, the B2 image, the G2 image, and the R2 image from the image acquisition unit 54.

信号比算出部311は、例えば、G2画像に対するB1画像の比(以下、信号比B1/G2という)と、R2画像に対するG2画像の比(以下、信号比R2/G2)と、をそれぞれ画素ごとに算出する。信号比B1/G2は、主に観察対象の酸素飽和度の値と血液量によって変化し、信号比R2/G2は、主に観察対象の血液量に応じて変化する。   The signal ratio calculation unit 311 calculates, for example, the ratio of the B1 image to the G2 image (hereinafter referred to as signal ratio B1 / G2) and the ratio of the G2 image to the R2 image (hereinafter referred to as signal ratio R2 / G2) for each pixel. To calculate. The signal ratio B1 / G2 changes mainly depending on the value of the oxygen saturation level of the observation target and the blood volume, and the signal ratio R2 / G2 changes mainly according to the blood volume of the observation target.

酸素飽和度算出部312は、信号比算出部311が算出した信号比B1/G2、及び、信号比R2/G2を、相関関係記憶部313が記憶する相関関係に照らし合わせることにより、観察対象の酸素飽和度を画素ごとに算出する。相関関係記憶部313は、例えば図21に示すように、信号比B1/G2及び信号比R2/G2と、酸素飽和度の相関関係をLogスケールで記憶している。なお、信号比B1/G2及び信号比R2/G2と、酸素飽和度の相関関係はシミュレーション等によって予め求めることができる。   The oxygen saturation calculation unit 312 compares the signal ratio B1 / G2 and the signal ratio R2 / G2 calculated by the signal ratio calculation unit 311 with the correlation stored in the correlation storage unit 313, thereby determining the observation target. The oxygen saturation is calculated for each pixel. For example, as shown in FIG. 21, the correlation storage unit 313 stores the correlation between the signal ratio B1 / G2 and the signal ratio R2 / G2 and the oxygen saturation in the Log scale. The correlation between the signal ratio B1 / G2 and the signal ratio R2 / G2 and the oxygen saturation can be obtained in advance by simulation or the like.

画像生成部314は、観察対象の酸素飽和度を色で表す観察画像(以下、酸素飽和度画像という)を生成する。より具体的には、画像生成部314は、B2画像、G2画像、及びR2画像を用いて、第1実施形態と同様に、カラーの観察画像を生成する。その後、生成した観察画像の各画素を、酸素飽和度算出部312が算出した酸素飽和度の値に応じて着色することによって酸素飽和度画像を生成する。画像生成部314は、生成した酸素飽和度画像を表示制御部66に入力することにより、モニタ18に表示する。   The image generation unit 314 generates an observation image (hereinafter referred to as an oxygen saturation image) that expresses the oxygen saturation of the observation target with a color. More specifically, the image generation unit 314 generates a color observation image using the B2 image, the G2 image, and the R2 image, as in the first embodiment. Thereafter, each pixel of the generated observation image is colored according to the value of the oxygen saturation calculated by the oxygen saturation calculation unit 312 to generate an oxygen saturation image. The image generation unit 314 inputs the generated oxygen saturation image to the display control unit 66 and displays it on the monitor 18.

上記酸素飽和度観察モードにおいては、撮像画像にローリングシャッタ歪みがあると、酸素飽和度の算出精度が低下する。酸素飽和度の算出には、上記の通り、B1画像、G2画像、及び、R2画像を用いるが、これらのうち酸素飽和度の算出精度向上のためにローリングシャッタ歪みをより厳密に取り除く必要がある撮像画像は、B1画像とG2画像である。本質的に酸素飽和度の情報を持っているのは信号比B1/G2だからである。信号比B1/G2は信号比B1/G2の血液量依存性を排除するためのリファレンスである。   In the oxygen saturation observation mode, if there is a rolling shutter distortion in the captured image, the oxygen saturation calculation accuracy decreases. As described above, the B1 image, the G2 image, and the R2 image are used for the oxygen saturation calculation. Of these, the rolling shutter distortion needs to be more strictly removed to improve the oxygen saturation calculation accuracy. The captured images are a B1 image and a G2 image. It is because the signal ratio B1 / G2 has information on oxygen saturation essentially. The signal ratio B1 / G2 is a reference for eliminating the blood volume dependency of the signal ratio B1 / G2.

上記第3実施形態においては、B1画像を得るための測定光と、G2画像を得るためのG広帯域光28は、イメージセンサ48の蓄積期間において点灯し、読出期間においては消灯するので、B1画像及びG2画像はローリングシャッタ歪みがほぼない。したがって、内視鏡システム10に上記のように酸素飽和度観察モードを設ければ、従来よりも正確に酸素飽和度を算出及び表示できる。   In the third embodiment, the measurement light for obtaining the B1 image and the G broadband light 28 for obtaining the G2 image are turned on during the accumulation period of the image sensor 48 and are turned off during the readout period. The G2 image has almost no rolling shutter distortion. Therefore, if the endoscope system 10 is provided with the oxygen saturation observation mode as described above, the oxygen saturation can be calculated and displayed more accurately than in the past.

なお、上記第3実施形態のように、内視鏡システム10に酸素飽和度観察モードを設ける際には、プロセッサ装置16に静止度算出部321を設けることが好ましい(図20参照)。静止度算出部321は、第2実施形態の静止度算出部251と同様にR画像を用いて静止度を算出する。但し、本実施形態の静止度算出部321は、画像取得部54からR1画像及びR2画像を取得し、R1画像、R2画像、または、R1画像及びR2画像を用いて静止度を算出する。また、静止度算出部321は、算出した静止度を画像処理部61に入力する。   Note that when the oxygen saturation observation mode is provided in the endoscope system 10 as in the third embodiment, it is preferable that the processor device 16 is provided with a staticity calculation unit 321 (see FIG. 20). The staticity calculation unit 321 calculates the staticity using the R image in the same manner as the staticity calculation unit 251 of the second embodiment. However, the stillness calculation unit 321 of the present embodiment acquires the R1 image and the R2 image from the image acquisition unit 54, and calculates the stillness using the R1 image, the R2 image, or the R1 image and the R2 image. Further, the stillness calculation unit 321 inputs the calculated stillness to the image processing unit 61.

画像処理部61においては、例えば、信号比算出部311において静止度を使用する。具体的には、信号比算出部311は、信号比B1/G2を算出する際に、静止度を用いてB1画像及びG2画像の位置合わせをする。これらの撮像画像にローリングシャッタ歪みがないとしても、取得した撮像フレームが異なるので、観察対象等に動きがあれば、信号比B1/G2の算出精度が低下する。このため、信号比算出部311は静止度を用いてB1画像とG2画像の位置合わせをすることにより、より正確に信号比B1/G2を算出する。その結果、酸素飽和度算出部312においては、より正確に酸素飽和度を算出することができる。   In the image processor 61, for example, the signal ratio calculator 311 uses the degree of stillness. Specifically, the signal ratio calculation unit 311 aligns the B1 image and the G2 image using the degree of stillness when calculating the signal ratio B1 / G2. Even if there is no rolling shutter distortion in these captured images, the acquired captured frames are different. Therefore, if there is a movement in the observation target or the like, the calculation accuracy of the signal ratio B1 / G2 decreases. Therefore, the signal ratio calculation unit 311 calculates the signal ratio B1 / G2 more accurately by aligning the B1 image and the G2 image using the degree of stillness. As a result, the oxygen saturation calculation unit 312 can calculate the oxygen saturation more accurately.

上記第3実施形態においては、R広帯域光29が第1色光であり、かつ、測定光とG広帯域光28の両方またはいずれか一方が第2色光である。測定光を第2色光とする場合には、測定光を受光可能な画素が第2色画素である。上記第3実施形態においては測定光は青色の光なのでB画素が第2色画素である。G広帯域光28を第2色光とする場合には、G画素が第2色画素である。また、測定光とG広帯域光28の両方を第2色光とする場合、使用する測定光の波長によっては、イメージセンサ48に測定光とG広帯域光28の両方を受光する画素がない場合があるが、測定光を受光可能な画素とG画素の集合が実質的に第2色画素を構成する。上記第3実施形態においては、B画素及びG画素の集合(例えば、行方向に隣接するB画素とG画素のペア)が実質的に第2色画素を構成する。いずれにしても、第3実施形態においては、第1色光は赤色光であり、かつ、第2色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。   In the third embodiment, the R broadband light 29 is the first color light, and both or one of the measurement light and the G broadband light 28 is the second color light. When the measurement light is the second color light, the pixel capable of receiving the measurement light is the second color pixel. In the third embodiment, since the measurement light is blue light, the B pixel is the second color pixel. When the G broadband light 28 is the second color light, the G pixel is the second color pixel. When both the measurement light and the G broadband light 28 are the second color light, depending on the wavelength of the measurement light used, the image sensor 48 may not have pixels that receive both the measurement light and the G broadband light 28. However, a set of pixels that can receive measurement light and G pixels substantially constitutes the second color pixel. In the third embodiment, a set of B pixels and G pixels (for example, a pair of B pixels and G pixels adjacent in the row direction) substantially constitutes a second color pixel. In any case, in the third embodiment, the first color light is red light, and the second color light is light in a shorter wavelength band than the wavelength band of red light.

[第4実施形態]
第1実施形態の通常観察モード、第2実施形態の狭帯域観察モード、及び、第3実施形態の酸素飽和度観察モードの他に、本発明は、特定の深さにある組織または構造を選択的に強調する特定深さ強調観察モードにも好適である。
[Fourth Embodiment]
In addition to the normal observation mode of the first embodiment, the narrow-band observation mode of the second embodiment, and the oxygen saturation observation mode of the third embodiment, the present invention selects a tissue or structure at a specific depth. It is also suitable for a specific depth emphasis observation mode for emphasizing automatically.

内視鏡システム10に特定深さ強調観察モードを設ける場合、図22に示すように、光源部20には、少なくとも、第1狭帯域光源401、第2狭帯域光源402、及び、R広帯域光源26を設ける。第1狭帯域光源401及び第2狭帯域光源402は、互いに異なる中心波長を有する狭帯域光を発光する。本実施形態においては、図23に示すように、第1狭帯域光源401はV狭帯域光(以下、本実施形態において第1狭帯域光という)403を発光し、かつ、第2狭帯域光源402はB狭帯域光(以下、本実施形態において第2狭帯域光という)404を発光する。なお、第1狭帯域光源401及び第2狭帯域光源402は、発光する狭帯域光の波長を変更可能にすることが好ましい。この場合、第1狭帯域光源401は、例えば、互いに波長が異なる狭帯域光を発光する複数のLED、広帯域光源と複数の光学フィルタの組み合わせ等によって構成することができる。第2狭帯域光源402も同様である。   When the endoscope system 10 is provided with a specific depth enhancement observation mode, as shown in FIG. 22, the light source unit 20 includes at least a first narrowband light source 401, a second narrowband light source 402, and an R broadband light source. 26 is provided. The first narrowband light source 401 and the second narrowband light source 402 emit narrowband light having different center wavelengths. In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the first narrowband light source 401 emits V narrowband light (hereinafter referred to as first narrowband light in this embodiment) 403 and the second narrowband light source. 402 emits B narrowband light (hereinafter referred to as second narrowband light in this embodiment) 404. In addition, it is preferable that the first narrowband light source 401 and the second narrowband light source 402 can change the wavelength of the emitted narrowband light. In this case, the first narrowband light source 401 can be configured by, for example, a plurality of LEDs that emit narrowband light having different wavelengths, a combination of a broadband light source and a plurality of optical filters, or the like. The same applies to the second narrowband light source 402.

特定深さ強調観察モードにおいては、撮像フレームF1を第1撮像フレームと、次の撮像フレームF2を第2撮像フレームとする場合、図24に示すように、光源制御部22は、第1撮像フレームF1の蓄積期間においては、R広帯域光29と第1狭帯域光403を点灯する。そして、第1撮像フレームF1の読出期間においては、R広帯域光29の点灯を維持し、かつ、第1狭帯域光403は消灯する。一方、第2撮像フレームF2の蓄積期間においては、R広帯域光29と第2狭帯域光404を点灯する。そして、第2撮像フレームF2の読出期間においては、R広帯域光29の点灯を維持し、かつ、第2狭帯域光404は消灯する。   In the specific depth enhancement observation mode, when the imaging frame F1 is the first imaging frame and the next imaging frame F2 is the second imaging frame, as shown in FIG. In the accumulation period of F1, the R broadband light 29 and the first narrowband light 403 are turned on. In the readout period of the first imaging frame F1, the R broadband light 29 is kept on and the first narrowband light 403 is turned off. On the other hand, during the accumulation period of the second imaging frame F2, the R broadband light 29 and the second narrowband light 404 are turned on. In the readout period of the second imaging frame F2, the R broadband light 29 is kept on and the second narrowband light 404 is turned off.

したがって、第1撮像フレームF1において取得するB画像は、第1狭帯域光403の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第2撮像フレームF2において取得するB画像は、第2狭帯域光404の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第1撮像フレームF1及び第2撮像フレームF2において取得するR画像は、第1実施形態と同様、従来よりも明るい。以下、区別のため、第1撮像フレームF1において取得するB画像をB1画像といい、第2撮像フレームにおいて取得するB画像をB2画像という。R画像については、第1撮像フレームF1及び第2撮像フレームF2においてR広帯域光29の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、実質的な蓄積期間の長さも共通するので、区別せずにR画像という。   Therefore, the B image acquired in the first imaging frame F1 is an image obtained by imaging the observation target using the reflected light of the first narrowband light 403 and has almost no rolling shutter distortion. The B image acquired in the second imaging frame F2 is an image obtained by imaging the observation target using the reflected light of the second narrowband light 404 and has almost no rolling shutter distortion. The R images acquired in the first imaging frame F1 and the second imaging frame F2 are brighter than the conventional one, as in the first embodiment. Hereinafter, for distinction, the B image acquired in the first imaging frame F1 is referred to as a B1 image, and the B image acquired in the second imaging frame is referred to as a B2 image. The R image is an image obtained by imaging the observation target using the reflected light of the R broadband light 29 in the first imaging frame F1 and the second imaging frame F2, and the length of the substantial accumulation period is also common. Without calling it an R image.

図25に示すように、内視鏡システム10に特定深さ強調観察モードを設ける場合、画像処理部61には、変化量算出部411と画像生成部412を設ける。そして、特定深さ強調観察モードの場合、画像処理部61は、画像取得部54からB1画像とB2画像を取得する。   As shown in FIG. 25, when the specific depth enhancement observation mode is provided in the endoscope system 10, the image processing unit 61 is provided with a change amount calculation unit 411 and an image generation unit 412. In the specific depth enhancement observation mode, the image processing unit 61 acquires the B1 image and the B2 image from the image acquisition unit 54.

変化量算出部411は、B1画像とB2画像の変化量を画素ごとに算出し、この変化量を各画素の画素値とした変化量画像(図示しない)を生成する。変化量とは、例えば、B1画像とB2画像の各画素の比または差である。   The change amount calculation unit 411 calculates the change amount of the B1 image and the B2 image for each pixel, and generates a change amount image (not shown) using the change amount as the pixel value of each pixel. The amount of change is, for example, the ratio or difference between the pixels of the B1 image and the B2 image.

画像生成部412は、B1画像とB2画像のうちいずれか一方を輝度チャンネルに割り当て、かつ、変化量算出部411が生成した変化量画像を色差チャンネルに割り当てた観察画像を生成する。この観察画像は、第1狭帯域光403及び第2狭帯域光404の波長の組み合わせによって定まる特定の深さにある組織または構造等を強調した画像(以下、特定深さ強調画像という)になる。画像生成部412は、生成した特定深さ強調画像を表示制御部66に入力することにより、モニタ18に表示する。なお、色差チャンネルは、CrチャンネルとCbチャンネルの2つのチャンネルがあるので、画像生成部412は、CrチャンネルとCbチャンネルに、例えば、それぞれ異なる重み付けをした変化量画像を割り当てる。   The image generation unit 412 generates an observation image in which one of the B1 image and the B2 image is assigned to the luminance channel and the change amount image generated by the change amount calculation unit 411 is assigned to the color difference channel. This observation image is an image in which a tissue or structure at a specific depth determined by the combination of the wavelengths of the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404 is enhanced (hereinafter referred to as a specific depth enhanced image). . The image generation unit 412 inputs the generated specific depth emphasized image to the display control unit 66 and displays it on the monitor 18. Since the color difference channel includes two channels, that is, a Cr channel and a Cb channel, the image generation unit 412 assigns, for example, change amount images with different weights to the Cr channel and the Cb channel.

上記特定深さ強調観察モードにおいては、撮像画像にローリングシャッタ歪みがあると、変化量算出部411が算出する変化量の算出精度が低下する。変化量の算出精度が低い場合、例えば、特定深さ強調画像において強調する組織または構造等の深さの精度(深さの選択精度)が低下する。しかし、B1画像及びB2画像にはローリングシャッタ歪みがほぼないので、本実施形態の特定深さ強調観察モードにおいては正確な変化量を算出することができる。その結果、特定深さ強調画像においては、第1狭帯域光403及び第2狭帯域光404の波長によって定まる任意深さの組織または構造を正確に強調することができる。   In the specific depth emphasis observation mode, if the captured image has rolling shutter distortion, the calculation accuracy of the change amount calculated by the change amount calculation unit 411 is lowered. When the calculation accuracy of the change amount is low, for example, the depth accuracy (depth selection accuracy) of the tissue or structure to be emphasized in the specific depth emphasized image is lowered. However, since there is almost no rolling shutter distortion in the B1 image and the B2 image, an accurate amount of change can be calculated in the specific depth enhancement observation mode of the present embodiment. As a result, in the specific depth-enhanced image, it is possible to accurately emphasize a tissue or structure having an arbitrary depth determined by the wavelengths of the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404.

なお、上記第4実施形態のように、内視鏡システム10に特定深さ強調観察モードを設ける際には、プロセッサ装置16に静止度算出部421を設けることが好ましい(図25参照)。静止度算出部421は、第2実施形態の静止度算出部251及び第3実施形態の静止度算出部321と同様に、R画像を用いて静止度を算出する。また、本実施形態の静止度算出部421は、第3実施形態の静止度算出部321と同様に、算出した静止度を画像処理部61に入力する。   In addition, when providing the specific depth emphasis observation mode in the endoscope system 10 like the said 4th Embodiment, it is preferable to provide the stationary degree calculation part 421 in the processor apparatus 16 (refer FIG. 25). Similar to the static degree calculator 251 of the second embodiment and the static degree calculator 321 of the third embodiment, the static degree calculator 421 calculates the static degree using the R image. In addition, the staticity calculation unit 421 of the present embodiment inputs the calculated staticity to the image processing unit 61 as in the staticity calculation unit 321 of the third embodiment.

画像処理部61においては、変化量算出部411において静止度を使用する。具体的には、変化量算出部411は、変化量を算出する際に、静止度を用いてB1画像及びB2画像の位置合わせをする。これらの撮像画像にはローリングシャッタ歪みがないとしても、取得した撮像フレームが異なるので、観察対象等に動きがあれば、変化量の算出精度が低下するからである。変化量算出部411は、静止度を用いてB1画像とB2画像の位置合わせをすることにより、より正確に変化量を算出することができる。その結果、特定深さ強調画像においては、強調する組織又は構造の深さの選択精度が向上する。   In the image processing unit 61, the change amount calculation unit 411 uses the stillness. Specifically, the change amount calculation unit 411 aligns the B1 image and the B2 image using the degree of staticity when calculating the change amount. This is because, even if there is no rolling shutter distortion in these captured images, the acquired captured frames are different, so that if the observation target or the like moves, the calculation accuracy of the amount of change is reduced. The change amount calculation unit 411 can calculate the change amount more accurately by aligning the B1 image and the B2 image using the degree of stillness. As a result, in the specific depth emphasized image, the selection accuracy of the depth of the tissue or structure to be enhanced is improved.

上記第4実施形態においては、R広帯域光29が第1色光であり、かつ、第1狭帯域光403及び第2狭帯域光404の両方またはいずれか一方が第2色光である。上記第4実施形態においては第1狭帯域光403と第2狭帯域光404はいずれもB画素において受光するのでB画素が第2色画素である。但し、第1狭帯域光403及び第2狭帯域光404の各波長の選択の仕方によっては、第1狭帯域光403の反射光等を受光する画素と、第2狭帯域光404の反射光等を受光する画素とが異なることがあるが、第1狭帯域光403を第2色光とする場合には第1狭帯域光403の反射光等を受光する画素が第2色画素であり、第2狭帯域光404の反射光等を第2色光とする場合には第2狭帯域光404を受光する画素が第2色画素である。そして、第1狭帯域光403及び第2狭帯域光404の両方を第2色光とする場合には、第1狭帯域光403の反射光等を受光する画素と第2狭帯域光404の反射光等を受光する画素の集合が実質的に第2色画素を構成する。いずれにしても、第1色光は赤色光であり、かつ、第2色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。   In the fourth embodiment, the R broadband light 29 is the first color light, and both or one of the first narrow band light 403 and the second narrow band light 404 is the second color light. In the fourth embodiment, since the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404 are received by the B pixel, the B pixel is the second color pixel. However, depending on how each wavelength of the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404 is selected, the pixel that receives the reflected light of the first narrowband light 403 and the reflected light of the second narrowband light 404 However, when the first narrowband light 403 is the second color light, the pixels that receive the reflected light of the first narrowband light 403 are the second color pixels. When the reflected light or the like of the second narrowband light 404 is the second color light, the pixel that receives the second narrowband light 404 is the second color pixel. When both the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404 are the second color light, the pixels that receive the reflected light of the first narrowband light 403 and the second narrowband light 404 are reflected. A set of pixels that receive light or the like substantially constitutes the second color pixel. In any case, the first color light is red light, and the second color light is light in a shorter wavelength band than the wavelength band of red light.

[第5実施形態]
上記第1実施形態から第4実施形態の各観察モードの他に、本発明は、粘膜下の特に深い位置にある太い血管(以下、深層血管という)を強調する深層血管強調観察モードにも好適である。
[Fifth Embodiment]
In addition to the observation modes of the first to fourth embodiments, the present invention is also suitable for a deep blood vessel emphasis observation mode for emphasizing a thick blood vessel (hereinafter referred to as a deep blood vessel) in a particularly deep position under the mucous membrane. It is.

内視鏡システム10に深層血管強調観察モードを設ける場合、図26に示すように、光源部20には、少なくとも、第1R狭帯域光源501、第2R狭帯域光源502、R広帯域光源26、及び、Cy広帯域光源503を設ける。第1R狭帯域光源501は、図27に示すように、例えば中心波長が約600nmの赤色の狭帯域光(以下、第1R狭帯域光という)506を発光する。また、第2R狭帯域光源502は、例えば中心波長が約630nmの赤色の狭帯域光(以下、第2R狭帯域光という)507を発光する。そして、Cy広帯域光源503は、波長帯域が約400nmから約550nmに及ぶシアン色の広帯域光(以下、Cy広帯域光という)509を発光する。   When the deep blood vessel enhancement observation mode is provided in the endoscope system 10, as shown in FIG. 26, the light source unit 20 includes at least a first R narrowband light source 501, a second R narrowband light source 502, an R broadband light source 26, and , Cy broadband light source 503 is provided. As shown in FIG. 27, the first R narrowband light source 501 emits red narrowband light (hereinafter referred to as first R narrowband light) 506 having a center wavelength of about 600 nm, for example. The second R narrowband light source 502 emits red narrowband light (hereinafter referred to as second R narrowband light) 507 having a center wavelength of about 630 nm, for example. The Cy broadband light source 503 emits cyan broadband light (hereinafter referred to as Cy broadband light) 509 having a wavelength band ranging from about 400 nm to about 550 nm.

深層血管強調観察モードにおいては、撮像フレームF1を第1撮像フレームと、次の撮像フレームF2を第2撮像フレームとする場合、図28に示すように、光源制御部22は、第1撮像フレームF1の蓄積期間においては、第1R狭帯域光506とCy広帯域光509を点灯する。そして、第1撮像フレームF1の読出期間においては、第1R狭帯域光506を消灯し、代わりにR広帯域光29を点灯し、かつ、Cy広帯域光509の点灯を維持する。一方、第2撮像フレームF2の蓄積期間においては、第2R狭帯域光507とCy広帯域光509を点灯する。そして、第2撮像フレームF2の読出期間においては、第2R狭帯域光507を消灯し、代わりにR広帯域光29を点灯し、かつ、Cy広帯域光509の点灯を維持する。   In the deep blood vessel enhancement observation mode, when the imaging frame F1 is the first imaging frame and the next imaging frame F2 is the second imaging frame, as illustrated in FIG. 28, the light source control unit 22 performs the first imaging frame F1. In the accumulation period, the first R narrowband light 506 and the Cy broadband light 509 are turned on. In the readout period of the first imaging frame F1, the first R narrowband light 506 is turned off, the R broadband light 29 is turned on instead, and the Cy broadband light 509 is kept on. On the other hand, in the accumulation period of the second imaging frame F2, the second R narrowband light 507 and the Cy broadband light 509 are turned on. In the readout period of the second imaging frame F2, the second R narrowband light 507 is turned off, the R broadband light 29 is turned on instead, and the Cy broadband light 509 is kept on.

したがって、第1撮像フレームF1において取得するR画像は、第1R狭帯域光506の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、R広帯域光29の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、を重ね合わせた画像であり、少なくとも第1R狭帯域光506の反射光等を用いて撮像した画像成分にはローリングシャッタ歪みがほぼない。同様に、第2撮像フレームF2において取得するR画像は、第2R狭帯域光507の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、R広帯域光29の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、を重ね合わせた画像であり、少なくとも第2R狭帯域光507の反射光等を用いて撮像した画像成分にはローリングシャッタ歪みがほぼない。以下、区別のため、第1撮像フレームF1において取得するR画像をR1画像といい、第2撮像フレームF2において取得するR画像をR2画像という。なお、第1撮像フレームF1及び第2撮像フレームF2において取得するB画像は、Cy広帯域光509が含む青色の成分の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像である。同様に、第1撮像フレームF1及び第2撮像フレームF2において取得するG画像は、Cy広帯域光509が含む緑色の成分の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像である。   Therefore, the R image acquired in the first imaging frame F1 is the image component obtained by imaging the observation target using the reflected light of the first R narrowband light 506, the reflection target of the R broadband light 29, and the like. This is an image obtained by superimposing the captured image component, and at least the image component captured using the reflected light of the first R narrowband light 506 has almost no rolling shutter distortion. Similarly, the R image acquired in the second imaging frame F2 is an observation object using an image component obtained by imaging the observation object using the reflected light of the second R narrowband light 507 and the reflected light of the R broadband light 29, and the like. And an image component captured using at least the reflected light of the second R narrowband light 507 has almost no rolling shutter distortion. Hereinafter, for distinction, the R image acquired in the first imaging frame F1 is referred to as an R1 image, and the R image acquired in the second imaging frame F2 is referred to as an R2 image. Note that the B image acquired in the first imaging frame F1 and the second imaging frame F2 is an image obtained by imaging an observation target using reflected light of a blue component included in the Cy broadband light 509 or the like. Similarly, the G image acquired in the first imaging frame F1 and the second imaging frame F2 is an image obtained by capturing an observation target using reflected light of a green component included in the Cy broadband light 509 or the like.

図29に示すように、内視鏡システム10に深層血管強調観察モードを設ける場合、画像処理部61には、変化量算出部511と画像生成部512を設ける。そして、深層血管強調観察モードの場合、画像処理部61は、画像取得部54からR1画像及びR2画像と、少なくともG画像を取得する。   As shown in FIG. 29, when the deep blood vessel enhancement observation mode is provided in the endoscope system 10, the image processing unit 61 is provided with a change amount calculation unit 511 and an image generation unit 512. In the deep blood vessel enhancement observation mode, the image processing unit 61 acquires the R1 image and the R2 image and at least the G image from the image acquisition unit 54.

変化量算出部511は、R1画像とR2画像の変化量を画素ごとに算出する。本実施形態における変化量とは、例えば、R1画像とR2画像の各画素の比または差である。また、変化量算出部511は、変化量を算出すると、算出した変化量に基づく補正係数を算出し、R1画像またはR2画像にこの補正係数を乗算して補正画像(図示しない)を生成する。そして、変化量算出部511は、生成した補正画像を画像生成部512に入力する。   The change amount calculation unit 511 calculates the change amount of the R1 image and the R2 image for each pixel. The amount of change in the present embodiment is, for example, the ratio or difference between the pixels of the R1 image and the R2 image. In addition, when the change amount is calculated, the change amount calculation unit 511 calculates a correction coefficient based on the calculated change amount, and multiplies the R1 image or the R2 image by the correction coefficient to generate a correction image (not shown). Then, the change amount calculation unit 511 inputs the generated corrected image to the image generation unit 512.

画像生成部512は、R1画像またはR2画像のうち補正画像の生成に使用していない方の画像と、変化量算出部511が生成した補正画像と、画像取得部54から取得するG画像を、Bチャンネル、Gチャンネル、及びRチャンネルに割り当てることによって観察画像を生成する。この観察画像は、深層血管を強調した画像(以下、深層血管強調画像という)になる。画像生成部512は、生成した深層血管強調画像を表示制御部66に入力することにより、モニタ18に表示する。   The image generation unit 512 uses the R1 image or the R2 image that is not used for generating the correction image, the correction image generated by the change amount calculation unit 511, and the G image acquired from the image acquisition unit 54. An observation image is generated by assigning to the B channel, the G channel, and the R channel. This observation image is an image in which a deep blood vessel is emphasized (hereinafter referred to as a deep blood vessel emphasis image). The image generation unit 512 displays the generated deep blood vessel emphasized image on the monitor 18 by inputting it to the display control unit 66.

上記深層血管強調観察モードにおいては、R1画像における第1R狭帯域光506によって撮像した画像成分と、R2画像における第2R狭帯域光507を用いて観察対象を撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みがあると、変化量算出部511が算出する変化量の算出精度が低下する。変化量の算出精度が低い場合、例えば、深層血管強調画像において、深層血管の強調が弱まって、深層血管の視認性が低下する。しかし、R1画像においては、少なくとも第1R狭帯域光506によって撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みはほぼなく、かつ、R2画像においては、少なくとも第2R狭帯域光507を用いて観察対象を撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みがほぼない。したがって、本実施形態の深層血管強調観察モードにおいては正確な変化量を算出することができる。その結果、深層血管強調画像においては、深層血管を明瞭に強調することができる。   In the deep blood vessel enhancement observation mode, there is a rolling shutter distortion in the image component captured by the first R narrowband light 506 in the R1 image and the image component captured by the second R narrowband light 507 in the R2 image. Then, the calculation accuracy of the change amount calculated by the change amount calculation unit 511 decreases. When the calculation amount of the change amount is low, for example, in the deep blood vessel emphasis image, the deep blood vessel emphasis is weakened, and the visibility of the deep blood vessel is lowered. However, in the R1 image, there is almost no rolling shutter distortion in the image component captured by at least the first R narrowband light 506, and in the R2 image, the image is obtained by capturing the observation target using at least the second R narrowband light 507. There is almost no rolling shutter distortion in the components. Therefore, an accurate amount of change can be calculated in the deep blood vessel enhancement observation mode of the present embodiment. As a result, deep blood vessels can be clearly emphasized in the deep blood vessel enhancement image.

なお、上記第5実施形態のように、内視鏡システム10に深層血管強調観察モードを設ける際には、プロセッサ装置16に静止度算出部521を設けることが好ましい(図29参照)。静止度算出部521は、第2実施形態から第4実施形態の各静止度算出部と同様の静止度を算出する。但し、本実施形態においては、静止度算出部521は、G画像またはB画像を用いて静止度を算出する。本実施形態におけるG画像及びB画像は、ローリングシャッタ歪みがあるため、第1実施形態から第4実施形態のG画像またはB画像よりも、細かい血管等の像が写りにくくなっている。このため、本実施形態においてはG画像またはB画像を用いて正確な静止度を算出可能である。   Note that when the deep blood vessel emphasis observation mode is provided in the endoscope system 10 as in the fifth embodiment, it is preferable that the processor device 16 is provided with a stasis degree calculation unit 521 (see FIG. 29). The stationary degree calculation unit 521 calculates the same degree of stationary as the respective stationary degree calculation units of the second embodiment to the fourth embodiment. However, in the present embodiment, the stillness calculation unit 521 calculates the stillness using a G image or a B image. Since the G image and the B image in the present embodiment have rolling shutter distortion, images of fine blood vessels and the like are less likely to be captured than the G image or the B image of the first to fourth embodiments. For this reason, in this embodiment, an accurate stillness can be calculated using a G image or a B image.

静止度算出部521は、第4実施形態の静止度算出部421と同様に、算出した静止度を画像処理部61に入力する。画像処理部61では、変化量算出部511が変化量を算出する際に、静止度を用いてR1画像とR2画像の位置合わせをする。これにより、変化量算出部511は、より正確に変化量を算出することができる。その結果、深層血管強調画像においては、より明瞭に深層血管を強調することができるので、深層血管の視認性が向上する。   The stillness calculation unit 521 inputs the calculated stillness to the image processing unit 61 in the same manner as the stillness calculation unit 421 of the fourth embodiment. In the image processing unit 61, when the change amount calculation unit 511 calculates the change amount, the R1 image and the R2 image are aligned using the degree of stillness. Thereby, the change amount calculation unit 511 can calculate the change amount more accurately. As a result, in the deep blood vessel emphasis image, the deep blood vessels can be more clearly emphasized, so that the visibility of the deep blood vessels is improved.

上記第5実施形態においては、Cy広帯域光509が第1色光であり、Cy広帯域光509を受光するG画素またはB画素が第1色画素である。また、第5実施形態においては、第1R狭帯域光506及び第2R狭帯域光507が第2色光であり、これらの反射光等を受光するR画素が第2色画素である。したがって、第1実施形態から第4実施形態とは異なり、第5実施形態においては第2色光が赤色光であり、かつ、第1色光は赤色光よりも短波長帯域の光である。   In the fifth embodiment, the Cy broadband light 509 is the first color light, and the G pixel or the B pixel that receives the Cy broadband light 509 is the first color pixel. In the fifth embodiment, the first R narrowband light 506 and the second R narrowband light 507 are the second color light, and the R pixel that receives the reflected light and the like is the second color pixel. Therefore, unlike the first to fourth embodiments, in the fifth embodiment, the second color light is red light, and the first color light is light in a shorter wavelength band than the red light.

なお、上記第3実施形態から第5実施形態の各観察モードにおいてはいずれも、光源制御部22が、イメージセンサ48の蓄積期間ごとに照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更し、これら複数の撮像フレームにおいて取得した複数の撮像画像を用いた演算(以下、マルチフレーム演算という)をし、かつ、これら複数の撮像フレームにおいて取得した複数の撮像画像を用いて観察画像(以下、マルチフレーム観察画像という)を生成する。上記第3実施形態から第5実施形態から分かる通り、マルチフレーム演算をする場合、または、マルチフレーム観察画像を生成する場合には、静止度算出部を設け、静止度算出部が算出した静止度を用いて、マルチフレーム演算またはマルチフレーム観察画像の生成に使用する撮像画像の位置合わせをすることが好ましい。   In each of the observation modes of the third to fifth embodiments, the light source control unit 22 changes the wavelength band or spectral spectrum of the illumination light for each accumulation period of the image sensor 48, and the plurality of these An operation using a plurality of captured images acquired in the imaging frame (hereinafter referred to as multi-frame calculation) and an observation image (hereinafter referred to as a multi-frame observation image) using the plurality of captured images acquired in the plurality of imaging frames. Generated). As can be seen from the third embodiment to the fifth embodiment, when multiframe calculation is performed or when a multiframe observation image is generated, a staticity calculation unit is provided, and the staticity calculated by the staticity calculation unit is provided. It is preferable that the captured image used for multi-frame calculation or generation of the multi-frame observation image is aligned using.

また、上記第3実施形態から第5実施形態においては、複数の読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の撮像画像を用いて、1つのマルチフレーム観察画像を静止しているが、複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号を用いて1つのマルチフレーム観察画像を生成することができる。例えば、画像処理部61が画像取得部54の機能を有する場合、または、画像取得部54が画像処理部61の機能を有する場合は、複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号を用いて1つのマルチフレーム観察画像を生成することになる。   In the third embodiment to the fifth embodiment, one multi-frame observation image is stationary using a plurality of captured images generated using signals acquired in a plurality of readout periods. One multi-frame observation image can be generated using a plurality of signals respectively acquired in the readout period. For example, when the image processing unit 61 has the function of the image acquisition unit 54 or when the image acquisition unit 54 has the function of the image processing unit 61, 1 is used by using a plurality of signals respectively acquired in a plurality of readout periods. One multi-frame observation image will be generated.

また、上記第3実施形態から第5実施形態の通り、マルチフレーム演算をするシステムまたはマルチフレーム観察画像を生成するシステムにおいて静止度算出部を設ける場合には、静止度算出部は、第1色画素から得た信号、または、第1色画素から得た信号を用いて生成した撮像画像を用いて静止度を算出することが好ましい。第1色画素から得た信号、または、第1色画素から得た信号を用いて生成した撮像画像を用いれば、静止度を正確に算出できるからである。   Further, as described in the third to fifth embodiments, when a static degree calculation unit is provided in a system that performs multi-frame calculation or a system that generates a multi-frame observation image, the static degree calculation unit includes the first color. It is preferable to calculate the degree of stillness using a captured image generated using a signal obtained from a pixel or a signal obtained from a first color pixel. This is because the degree of stillness can be accurately calculated by using a signal obtained from the first color pixel or a captured image generated using the signal obtained from the first color pixel.

なお、第1実施形態から第5実施形態の各観察モードは、内視鏡システム10に任意に組み合わせて設けることができる。   Note that the observation modes of the first to fifth embodiments can be provided in any combination in the endoscope system 10.

上記第1実施形態から第5実施形態においては、撮像制御部23は、いわゆるプログレッシブ方式でイメージセンサ48の画素から信号を読み出すが、いわゆるインタレース方式でイメージセンサ48の画素から信号を読み出しても良い。この場合、撮像制御部53は、1画素行おきに信号の読み出し及びリセットを行う。この場合、イメージセンサ48の各画素は、R画素(第1色画素)を含む画素行の集合体である第1画素群と、R画素(第1色画素)を含まない画素行の集合体である第2画素群と、を構成する。すなわち、インタレース方式で読み出しを行う場合には、第1画素群と第2画素群の各画素群ごとに信号の読み出し及びリセットを行う。そして、第1画素群または第2画素群が含む色ごとに、撮像画像を取得する。   In the first to fifth embodiments, the imaging control unit 23 reads signals from the pixels of the image sensor 48 using a so-called progressive method, but may read signals from the pixels of the image sensor 48 using a so-called interlace method. good. In this case, the imaging control unit 53 reads and resets the signal every other pixel row. In this case, each pixel of the image sensor 48 includes a first pixel group that is an assembly of pixel rows including R pixels (first color pixels) and an assembly of pixel rows that does not include R pixels (first color pixels). And a second pixel group. That is, when reading is performed by the interlace method, signal reading and resetting are performed for each pixel group of the first pixel group and the second pixel group. Then, a captured image is acquired for each color included in the first pixel group or the second pixel group.

例えば、第1実施形態の通常観察モードの場合、図30に示すように、画素行ごとの読み出しを、奇数行の読み出しと偶数行の読み出しとに分けて、順次読み出す。各画素群の信号の読み出し及びリセットはローリングシャッタ方式である。また、各画素群なかでは、画素行の番号が小さい順に順次信号の読み出し及びリセットを行う。上記のように、インタレース方式で読み出しを行う場合、第1画素群のR画素の信号を用いて形成するR画像と、第1画素群のG画像の信号を用いて形成するG画像(以下、区別のためGr画像という)と、第2画素群のB画素の信号を用いて形成するB画像と、第2画素群のG画素の信号を用いて形成するG画像(以下、区別のためGb画像という)と、の4種類の撮像画像を取得することになる。このため、図31に示すように、画像処理部61は、まずGr画像とGb画像を用いて、上記第1実施形態と同様のG画像を生成し、その後、このG画像と、B画像及びR画像とを用いて通常観察画像を生成する。なお、第2実施形態から第5実施形態の各観察モードにおいても、第1実施形態の通常観察モードと同様にインタレース方式で信号の読み出しをすることができる。   For example, in the normal observation mode of the first embodiment, as shown in FIG. 30, reading for each pixel row is divided into odd-numbered row reading and even-numbered row reading and sequentially read. Reading and resetting signals of each pixel group is a rolling shutter system. In each pixel group, signals are sequentially read and reset in ascending order of pixel row numbers. As described above, when reading is performed by the interlace method, an R image formed using the R pixel signal of the first pixel group and a G image formed using the G image signal of the first pixel group (hereinafter, referred to as “R image”). , A Gr image for distinction), a B image formed using the B pixel signal of the second pixel group, and a G image formed using the G pixel signal of the second pixel group (hereinafter, for distinction). 4 types of captured images are acquired. For this reason, as shown in FIG. 31, the image processing unit 61 first generates a G image similar to that in the first embodiment using the Gr image and the Gb image, and then the G image, the B image, A normal observation image is generated using the R image. In each of the observation modes of the second to fifth embodiments, signals can be read out in an interlaced manner as in the normal observation mode of the first embodiment.

第1実施形態から第5実施形態においては、イメージセンサ48はいわゆる原色系のカラーセンサであるが、シアン、マゼンタ、イエロー、及びグリーン等の補色系のカラーフィルタを用いた補色系カラーセンサも使用することができる。イメージセンサ48を補色系のカラーセンサを使用する場合には、照明光が含む第1色光及び第2色光の成分を第1実施形態から第5実施形態のように制御すれば良い。また、補色系のカラーセンサから取得する補色画像は、第1実施形態から第5実施形態のようにRGB各色の画像に変換可能であるから、画像処理等は上記第1実施形態から第5実施形態と同様に行うことができる。   In the first to fifth embodiments, the image sensor 48 is a so-called primary color sensor, but a complementary color sensor using complementary color filters such as cyan, magenta, yellow, and green is also used. can do. When a complementary color sensor is used as the image sensor 48, the components of the first color light and the second color light included in the illumination light may be controlled as in the first to fifth embodiments. In addition, since the complementary color image acquired from the complementary color sensor can be converted into an image of each RGB color as in the first to fifth embodiments, image processing and the like are performed in the first to fifth embodiments. It can be done in the same way as the form.

上記第1実施形態から第5実施形態においては、イメージセンサ48の画素配列はいわゆる正方配列であるが、イメージセンサ48の画素配列はいわゆるハニカム配列等、正方配列以外の配列であっても良い。   In the first to fifth embodiments, the pixel array of the image sensor 48 is a so-called square array, but the pixel array of the image sensor 48 may be an array other than a square array such as a so-called honeycomb array.

上記第1実施形態から第5実施形態においては、光源部20が有する光源はLEDであるが、内視鏡システム10は、LEDの代わりに、LD(Laser Diode)等の他の半導体光源を用いても良い。半導体光源と、半導体光源が発光する光を励起光として他の色の光を発光する蛍光体等を組み合わせて用いても良い。キセノンランプ等のランプ光源も光源部20に使用しても良い。また、半導体光源、半導体光源と蛍光体、及び、ランプ光源とともに波長帯域または分光スペクトルを調節する光学フィルタを組み合わせて光源部20の光源を構成しても良い。例えば、白色LEDに光学フィルタを組み合わせて使用することで、第1実施形態から第5実施形態で使用する各色の光を発生することができる。   In the first to fifth embodiments, the light source of the light source unit 20 is an LED, but the endoscope system 10 uses another semiconductor light source such as an LD (Laser Diode) instead of the LED. May be. A combination of a semiconductor light source and a phosphor that emits light of another color using light emitted from the semiconductor light source as excitation light may be used. A lamp light source such as a xenon lamp may also be used for the light source unit 20. The light source of the light source unit 20 may be configured by combining a semiconductor light source, a semiconductor light source and a phosphor, and an optical filter that adjusts a wavelength band or a spectral spectrum together with a lamp light source. For example, by using a white LED in combination with an optical filter, light of each color used in the first to fifth embodiments can be generated.

第1実施形態から第5実施形態においては、イメージセンサ48が設けられた内視鏡12を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムにおいて本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムにおいても本発明は好適である。図32に示すように、例えば、カプセル内視鏡システムにおいては、カプセル内視鏡700と、プロセッサ装置(図示しない)とを少なくとも有する。   In the first to fifth embodiments, the present invention is implemented in an endoscope system that performs observation by inserting an endoscope 12 provided with an image sensor 48 into a subject. The present invention is also suitable for an endoscope system. As shown in FIG. 32, for example, a capsule endoscope system includes at least a capsule endoscope 700 and a processor device (not shown).

カプセル内視鏡700は、光源部702と制御部703と、イメージセンサ704と、画像処理部706と、送受信アンテナ708と、を備えている。光源部702は、光源部20に対応する。制御部703は、光源制御部22及び制御部52と同様に機能する。また、制御部703は、送受信アンテナ708を用いて、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線を使用して通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記各実施形態のプロセッサ装置16とほぼ同様であるが、画像取得部54及び画像処理部61に対応する画像処理部706はカプセル内視鏡700に設けられ、観察画像は、送受信アンテナ708を介してプロセッサ装置に送信される。イメージセンサ704はイメージセンサ48と同様である。   The capsule endoscope 700 includes a light source unit 702, a control unit 703, an image sensor 704, an image processing unit 706, and a transmission / reception antenna 708. The light source unit 702 corresponds to the light source unit 20. The control unit 703 functions in the same manner as the light source control unit 22 and the control unit 52. In addition, the control unit 703 can communicate with the processor device of the capsule endoscope system using the transmission / reception antenna 708 wirelessly. The processor device of the capsule endoscope system is substantially the same as the processor device 16 of each of the above embodiments, but the image processing unit 706 corresponding to the image acquisition unit 54 and the image processing unit 61 is provided in the capsule endoscope 700. The observation image is transmitted to the processor device via the transmission / reception antenna 708. The image sensor 704 is the same as the image sensor 48.

10 内視鏡システム
12 内視鏡
12a 挿入部
12b 操作部
12c 湾曲部
12d 先端部
12e アングルノブ
13a モード切り替えスイッチ
13b ズーム操作部
14 光源装置
16 プロセッサ装置
18 モニタ
19 コンソール
20、702 光源部
22 光源制御部
23 撮像制御部
24 B広帯域光源
25 G広帯域光源
26 R広帯域光源
27 B広帯域光
28 G広帯域光
29 R広帯域光
30a 照明光学系
30b 撮影光学系
41 ライトガイド
45 照明レンズ
46 対物レンズ
47 ズームレンズ
48、704 イメージセンサ
52、703 制御部
53 撮像制御部
54 画像取得部
56 DSP
58 ノイズ低減部
59 変換部
61、706 画像処理部
66 表示制御部
224 狭帯域光源
225 G狭帯域光源
227 B狭帯域光
228 G狭帯域光
251、321、421、521 静止度算出部
252 V狭帯域光源
301 狭帯域光源
311 信号比算出部
312 酸素飽和度算出部
313 相関関係記憶部
314、412、512 画像生成部
401 第1狭帯域光源
402 第2狭帯域光源
403 第1狭帯域光
404 第2狭帯域光
411、511 変化量算出部
501 第1R狭帯域光源
502 第2R狭帯域光源
503 Cy広帯域光源
506 第1R狭帯域光
507 第2R狭帯域光
509 Cy広帯域光
700 カプセル内視鏡
708 送受信アンテナ
F1、F2 撮像フレーム
L1 蓄積期間の長さ
L2 実質的蓄積期間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endoscope system 12 Endoscope 12a Insertion part 12b Operation part 12c Bending part 12d Tip part 12e Angle knob 13a Mode change switch 13b Zoom operation part 14 Light source apparatus 16 Processor apparatus 18 Monitor 19 Console 20, 702 Light source part 22 Light source control Unit 23 imaging control unit 24 B broadband light source 25 G broadband light source 26 R broadband light source 27 B broadband light 28 G broadband light 29 R broadband light 30 a illumination optical system 30 b imaging optical system 41 light guide 45 illumination lens 46 objective lens 47 zoom lens 48 , 704 Image sensor 52, 703 Control unit 53 Imaging control unit 54 Image acquisition unit 56 DSP
58 Noise reduction unit 59 Conversion unit 61, 706 Image processing unit 66 Display control unit 224 Narrowband light source 225 G Narrowband light source 227 B Narrowband light 228 G Narrowband light 251, 321, 421, 521 Stillness calculation unit 252 V Narrow Band light source 301 Narrow band light source 311 Signal ratio calculation unit 312 Oxygen saturation calculation unit 313 Correlation storage unit 314, 412, 512 Image generation unit 401 First narrow band light source 402 Second narrow band light source 403 First narrow band light 404 First 2 narrowband light 411,511 change amount calculation unit 501 1R narrowband light source 502 2R narrowband light source 503 Cy broadband light source 506 1R narrowband light 507 2R narrowband light 509 Cy broadband light 700 capsule endoscope 708 transmission / reception Antenna F1, F2 Imaging frame L1 Length of accumulation period L2 Substantial accumulation period

Claims (9)

第1色光と前記第1色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第2色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、前記第1色光または前記第2色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、
前記第1色光を受光する第1色画素と、前記第2色光を受光する第2色画素と、を有し、少なくとも前記第1色画素または前記第2色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、
蓄積期間に少なくとも前記第1色画素及び前記第2色画素において電荷を蓄積し、かつ、前記蓄積期間に続く読出期間に、前記第1色画素及び前記第2色画素から信号をローリングシャッタ方式で読み出す撮像制御部と、
前記蓄積期間において前記第1色光及び前記第2色光を点灯し、前記読出期間において前記第1色光の点灯を維持し、かつ、前記読出期間において前記第2色光を消灯する光源制御部と、
を備え
前記第2色光は赤色光であり、かつ、前記第1色光は前記赤色光よりも短波長帯域の光である内視鏡システム。
The first color light and the first color light can be independently controlled to turn on and off the second color light having different wavelength bands or spectral spectra, and the illumination includes either the first color light or the second color light A light source unit for generating light;
A first color pixel that receives the first color light and a second color pixel that receives the second color light, and images an observation target using at least the first color pixel or the second color pixel. An image sensor;
Charges are accumulated in at least the first color pixel and the second color pixel during the accumulation period, and signals are output from the first color pixel and the second color pixel in a rolling shutter system during the readout period following the accumulation period. An imaging control unit for reading;
A light source controller that turns on the first color light and the second color light in the accumulation period, maintains lighting of the first color light in the readout period, and turns off the second color light in the readout period;
Equipped with a,
The endoscope system, wherein the second color light is red light, and the first color light is light in a shorter wavelength band than the red light .
前記イメージセンサは、前記第1色画素を含む画素行の集合体である第1画素群と、前記第1色画素を含まない画素行の集合体である第2画素群と、を有し、かつ、
前記撮像制御部は、前記第1画素群と前記第2画素群の各画素群ごとに信号の読み出しを行う請求項1に記載の内視鏡システム。
The image sensor includes a first pixel group that is an aggregate of pixel rows including the first color pixels, and a second pixel group that is an aggregate of pixel rows that do not include the first color pixels. And,
The endoscope system according to claim 1, wherein the imaging control unit reads a signal for each pixel group of the first pixel group and the second pixel group.
前記イメージセンサは、前記第1色画素を含む画素行の集合体である第1画素群と、前記第1色画素を含まない画素行の集合体である第2画素群と、を有し、かつ、
前記第1画素群または前記第2画素群が含む色ごとに画像を生成する請求項1または2に記載の内視鏡システム。
The image sensor includes a first pixel group that is an aggregate of pixel rows including the first color pixels, and a second pixel group that is an aggregate of pixel rows that do not include the first color pixels. And,
The endoscope system according to claim 1 or 2, wherein an image is generated for each color included in the first pixel group or the second pixel group.
前記光源制御部は、前記読出期間における前記第1色光の光量を、前記蓄積期間における前記第1色光の光量と等しくする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 1, wherein the light source control unit makes the light amount of the first color light in the readout period equal to the light amount of the first color light in the accumulation period. 前記光源制御部は、前記読出期間における前記第2色光の光量を、少なくとも前記蓄積期間における前記第2色光の光量よりも小さくする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to any one of claims 1 to 4, wherein the light source control unit makes the light amount of the second color light in the readout period smaller than at least the light amount of the second color light in the accumulation period. . 前記光源制御部は、前記蓄積期間ごとに前記照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更する請求項1〜5のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source control unit changes a wavelength band or a spectral spectrum of the illumination light for each accumulation period. 複数の前記読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号、または、複数の前記読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の画像を用いて1つの画像を生成する画像生成部を備える請求項1〜6のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   The image generation part which produces | generates one image using the some signal each acquired in the said some read-out period, or the some image produced | generated using the signal acquired in the said some read-out period is provided. The endoscope system according to any one of 6. 前記第1色画素から得た信号、または、前記第1色画素から得た信号を用いて生成した画像を用いて、前記観察対象の静止度を算出する静止度算出部を備える請求項1〜7のいずれか1項に記載の内視鏡システム。   A stasis degree calculation unit that calculates the stasis degree of the observation target using an image generated using a signal obtained from the first color pixel or an image obtained from the signal obtained from the first color pixel. The endoscope system according to any one of 7. 第1色光と前記第1色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第2色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、前記第1色光または前記第2色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、前記第1色光を受光する第1色画素と、前記第2色光を受光する第2色画素と、を有し、少なくとも前記第1色画素または前記第2色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、を備え、前記第2色光は赤色光であり、かつ、前記第1色光は前記赤色光よりも短波長帯域の光である内視鏡システムの作動方法において、
撮像制御部が、蓄積期間に少なくとも前記第1色画素及び前記第2色画素において電荷を蓄積するステップと、
前記撮像制御部が、前記蓄積期間に続く読出期間に、前記第1色画素及び前記第2色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出すステップと、
光源制御部が、前記蓄積期間において前記第1色光及び前記第2色光を点灯するステップと、
前記光源制御部が、前記読出期間において前記第1色光の点灯を維持し、かつ、前記読出期間において前記第2色光を消灯するステップと、
を備える内視鏡システムの作動方法。
The first color light and the first color light can be independently controlled to turn on and off the second color light having different wavelength bands or spectral spectra, and the illumination includes either the first color light or the second color light A light source unit that generates light; a first color pixel that receives the first color light; and a second color pixel that receives the second color light, and at least the first color pixel or the second color pixel. An image sensor for imaging an observation object using the second imaging device , wherein the second color light is red light, and the first color light is light in a shorter wavelength band than the red light. In the method
An imaging controller that accumulates charges in at least the first color pixel and the second color pixel during an accumulation period;
The imaging control unit reading a signal from the first color pixel and the second color pixel by a rolling shutter method in a reading period following the accumulation period;
A light source control unit lighting the first color light and the second color light in the accumulation period;
The light source control unit maintaining the lighting of the first color light in the reading period and turning off the second color light in the reading period;
A method of operating an endoscope system comprising:
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