JP2016128024A - 撮像モジュール、及び内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内視鏡装置は、挿入部先端から照明光を照射し、挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、内視鏡スコープに接続され画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する。フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に照明光を出射し、フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、フレーム周期毎に繰り返すと共に、フレーム周期の前半期間を露光期間、後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して、内視鏡スコープ内に搭載されるバッファメモリに出力する。このバッファメモリからフレーム画像信号の画像情報をフレーム周期内に読み出して画像処理部に転送する。
【選択図】図5
Description
(1) 被検体内に挿入される挿入部先端から照明光を照射し、その挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、その内視鏡スコープに接続され、上記フレーム画像信号に対して画像処理を施す画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する内視鏡装置であって、
上記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に上記照明光を出射し、上記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、上記フレーム周期毎に繰り返す光源部と、
上記内視鏡スコープ内に搭載され、上記撮像部から出力される上記フレーム画像信号の画像情報を記憶するバッファメモリと、
上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を読み出して上記画像処理部に転送する情報転送部と、を備え、
上記撮像部は、上記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、上記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して上記フレーム画像信号の画像情報として上記バッファメモリに出力し、
上記情報転送部は、上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を上記フレーム周期内に読み出す内視鏡装置。
光源部が、上記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に照明光を上記内視鏡スコープから被検体に向けて照射し、上記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、上記フレーム周期毎に繰り返し行い、
上記撮像部が、上記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、上記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して上記フレーム画像信号の画像情報として上記内視鏡スコープ内に搭載されるバッファメモリに出力し、
情報転送部が、上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を上記フレーム周期内に読み出し、上記画像処理部に転送する内視鏡装置の作動方法。
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置のブロック構成図であり、図2は図1に示す内視鏡装置の一例としての外観図である。
まず、図1,図2を用いて内視鏡装置100の構成を説明する。内視鏡装置100は、内視鏡スコープ11と、プロセッサ装置13及び光源装置15とを有する。また、この内視鏡装置100には、観察画像等を表示する表示部17と、各種情報を入力する入力部19が接続されている。
内視鏡スコープ11は、図2に示すように、患者(被検体)の体腔内に挿入される可撓性の挿入部21と、挿入部21の基端部分に連設された操作部23と、プロセッサ装置13及び光源装置15に接続されるユニバーサルコード25とを備えている。
図1に示すように、プロセッサ装置13は、CPU81と、ROM83と、RAM85と、画像処理部(DSP)87と、表示制御回路89と、内視鏡スコープ11から送信されてくる低電圧差動信号のフレーム画像信号を受信して画像処理部87に出力するレシーバ91とを備えて構成される。
光源装置15は、A光源93とA光源駆動回路95、及びB光源97とB光源駆動回路99とを備える。また、光源装置15は、A光源駆動回路97とB光源駆動回路99に接続されるCPU101と、A光源93からの出射光とB光源97からの出射光の光路を結合させて1系統の光路にする合波部103とを備えて構成される。
本構成の撮像部33は、前述したように100万画素以上の記録画素数を有する撮像部であり、HD画質の高精細画像を取得できる。このため、撮像画像のデータ量は、内視鏡で広く使用される例えば30万画素クラスの撮像部に対して4倍以上となる。そこで本構成においては、この多大なデータ量の信号を支障無く撮像部33から読み出すためにバッファメモリ59を設けている。また、多大なデータ量の信号をプロセッサ装置13に転送するためにLVDS変換回路61を設けている。
なお、撮像部33は、画素毎、走査ライン毎、又は数ライン毎にずらして順次リセットして露光動作を行うローリングシャッタ方式で駆動されるものであってもよい。
次に、フレーム画像データの表示部17への表示例について説明する。
図6に照明・撮像・画像信号の流れについて示した。図7,図8を用いて説明したように、ローリング・シャッタ方式CMOSセンサにパルス光・パルス列光照明を用いての撮像では、横縞等のムラが発生する現象が知られている。図6に示されるように1/60秒周期でフレームを作るが、照明・蓄積時間をフレーム時間の前半にし、後半に高速読出しを施すシーケンスを取ることで、全画素同時露光であるCCDセンサ、あるいはグローバル・シャッタ方式CMOSセンサと同様に、照明パルス数、パルス幅等に依存しない適切な同時露光画像を得ることができる。その画像出力は、図1の画像処理部87によってフレーム画像とされ、表示制御回路89を介して表示部17に1/60秒周期で画像表示される。ここで、撮像時刻から表示時刻までの遅延は信号処理部の処理演算等に依存するものであり、図6では正確に規定しているものではない。
(1) 被検体内に挿入される挿入部先端から照明光を照射し、その挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、その内視鏡スコープに接続され、上記フレーム画像信号に対して画像処理を施す画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する内視鏡装置であって、
上記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に上記照明光を出射し、上記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、上記フレーム周期毎に繰り返す光源部と、
上記内視鏡スコープ内に搭載され、上記撮像部から出力される上記フレーム画像信号の画像情報を記憶するバッファメモリと、
上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を読み出して上記画像処理部に転送する情報転送部と、を備え、
上記撮像部は、上記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、上記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して上記フレーム画像信号の画像情報として上記バッファメモリに出力し、
上記情報転送部は、上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を上記フレーム周期内に読み出す内視鏡装置。
(2) (1)に記載の内視鏡装置であって、
上記撮像部は、ローリングシャッタ方式で駆動される内視鏡装置。
(3) (1)又は(2)に記載の内視鏡装置であって、
上記バッファメモリは、上記撮像部を有する半導体素子に内蔵、又は上記半導体素子に接続されるメモリである内視鏡装置。
(4) (1)乃至(3)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記バッファメモリはFIFOメモリである内視鏡装置。
(5) (1)乃至(4)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記バッファメモリは、上記フレーム画像信号の信号量から上記フレーム周期の上記前半期間に転送可能な信号量を減じた信号量が保持される記憶容量を少なくとも有する内視鏡装置。
(6) (1)乃至(5)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記情報転送部は、上記フレーム画像信号を低電圧差動信号に変換して上記画像処理部に転送する内視鏡装置。
(7) (1)乃至(6)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記光源部は、半導体レーザ素子を含んで構成される内視鏡装置。
(8) (1)乃至(7)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記光源部は、LED素子を含んで構成される内視鏡装置。
(9) (1)乃至(8)のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
上記光源部は、発光色の異なる複数の光源を備え、各光源が交互又は巡回的に点灯駆動される内視鏡装置。
(10) (9)に記載の内視鏡装置であって、
上記光源部は、上記フレーム周期毎に異なる色の照明光を出射し、
上記撮像部は、上記照明光毎に面順次で被検体を撮像する内視鏡装置。
(11) (10)に記載の内視鏡装置であって、
上記照明光は、白色光、及び上記白色光より狭い可視波長帯の青色乃至近紫外の狭帯域光を少なくとも含む内視鏡装置。
(12) 被検体内に挿入される挿入部先端から照明光を照射し、その挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、その内視鏡スコープに接続され、上記フレーム画像信号に対して画像処理を施す画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する内視鏡装置の作動方法であって、
光源部が、上記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に照明光を上記内視鏡スコープから被検体に向けて照射し、上記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、上記フレーム周期毎に繰り返し行い、
上記撮像部が、上記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、上記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して上記フレーム画像信号の画像情報として上記内視鏡スコープ内に搭載されるバッファメモリに出力し、
情報転送部が、上記バッファメモリから上記フレーム画像信号の画像情報を上記フレーム周期内に読み出し、上記画像処理部に転送する内視鏡装置の作動方法。
(13) (12)に記載の内視鏡装置の作動方法であって、
上記撮像部が、ローリングシャッタ方式で駆動される内視鏡装置の作動方法。
13 プロセッサ装置
15 光源装置
33 撮像部
53 半導体素子
59 FIFOメモリ
61 LVDS変換回路
65 コマンド復調部
81 CPU
87 画像処理部(DSP)
93 A光源
95 A光源駆動回路
97 B光源
99 B光源駆動回路
100 内視鏡装置
101 CPU
(1)内視鏡スコープの先端部に内蔵される撮像モジュールであって、
受光面に結像された光学像を、光電変換して撮像信号として出力する撮像部を有する第1の半導体チップと、
前記撮像信号を格納する転送用バッファメモリを有する第2の半導体チップと、を備え、
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、相互に接続されている撮像モジュール。
前記撮像信号が転送されるプロセッサ装置と、を備える内視鏡装置。
Claims (13)
- 被検体内に挿入される挿入部先端から照明光を照射し、該挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、該内視鏡スコープに接続され、前記フレーム画像信号に対して画像処理を施す画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する内視鏡装置であって、
前記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に前記照明光を出射し、前記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、前記フレーム周期毎に繰り返す光源部と、
前記内視鏡スコープ内に搭載され、前記撮像部から出力される前記フレーム画像信号の画像情報を記憶するバッファメモリと、
前記バッファメモリから前記フレーム画像信号の画像情報を読み出して前記画像処理部に転送する情報転送部と、を備え、
前記撮像部は、前記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、前記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して前記フレーム画像信号の画像情報として前記バッファメモリに出力し、
前記情報転送部は、前記バッファメモリから前記フレーム画像信号の画像情報を前記フレーム周期内に読み出す内視鏡装置。 - 請求項1に記載の内視鏡装置であって、
前記撮像部は、ローリングシャッタ方式で駆動される内視鏡装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の内視鏡装置であって、
前記バッファメモリは、前記撮像部を有する半導体素子に内蔵、又は前記半導体素子に接続されるメモリである内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記バッファメモリはFIFOメモリである内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記バッファメモリは、前記フレーム画像信号の信号量から前記フレーム周期の前記前半期間に転送可能な信号量を減じた信号量が保持される記憶容量を少なくとも有する内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記情報転送部は、前記フレーム画像信号を低電圧差動信号に変換して前記画像処理部に転送する内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記光源部は、半導体レーザ素子を含んで構成される内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記光源部は、LED素子を含んで構成される内視鏡装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
前記光源部は、発光色の異なる複数の光源を備え、各光源が交互又は巡回的に点灯駆動される内視鏡装置。 - 請求項9に記載の内視鏡装置であって、
前記光源部は、前記フレーム周期毎に異なる色の照明光を出射し、
前記撮像部は、前記照明光毎に面順次で被検体を撮像する内視鏡装置。 - 請求項10記載の内視鏡装置であって、
前記照明光は、白色光、及び前記白色光より狭い可視波長帯の青色乃至近紫外の狭帯域光を少なくとも含む内視鏡装置。 - 被検体内に挿入される挿入部先端から照明光を照射し、該挿入部先端に内蔵される撮像部により撮像して得たフレーム画像信号を出力する内視鏡スコープと、該内視鏡スコープに接続され、前記フレーム画像信号に対して画像処理を施す画像処理部を有するプロセッサ装置とを具備する内視鏡装置の作動方法であって、
光源部が、前記フレーム画像信号のフレーム周期を二分した前半期間に照明光を前記内視鏡スコープから被検体に向けて照射し、前記フレーム周期の後半期間に消灯を行う動作を、前記フレーム周期毎に繰り返し行い、
前記撮像部が、前記フレーム周期の前半期間を露光期間とし、前記後半期間内に露光後の蓄積電荷の信号を読み出して前記フレーム画像信号の画像情報として前記内視鏡スコープ内に搭載されるバッファメモリに出力し、
情報転送部が、前記バッファメモリから前記フレーム画像信号の画像情報を前記フレーム周期内に読み出し、前記画像処理部に転送する内視鏡装置の作動方法。 - 請求項12に記載の内視鏡装置の作動方法であって、
前記撮像部が、ローリングシャッタ方式で駆動される内視鏡装置の作動方法。
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