JP6982677B2 - 被検体観察システム、内視鏡用光源装置、被検体観察システムの作動方法、被検体観察システムの作動プログラム - Google Patents
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Description
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定する。
本発明の一態様による内視鏡用光源装置は、照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して撮像信号を生成することをフレーム毎に順次行う撮像部と、2つの連続する高輝度フレームと低輝度フレームとの内の前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成する画像生成部と、を有する内視鏡システムと接続可能な内視鏡用光源装置であって、印加される駆動電流の電流値に応じた強度の光を前記照明光として発生する光源部と、前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成する光センサと、前記光源部に前記駆動電流を印加して、前記低輝度フレームにおける低輝度照明と前記高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御する光源制御部と、を有し、前記光源制御部は、2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定し、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加するものであり、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定する。
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定する。
本発明の一態様による被検体観察システムの作動プログラムは、照明光を発生する光源部と、前記照明光の強度を検出する光センサと、前記光源部に駆動電流を印加する光源制御部と、前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した撮像信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、を有する被検体観察システムに、前記光源部が、印加される前記駆動電流の電流値に応じた強度の光を前記照明光として発生するステップと、前記光センサが、前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成するステップと、前記撮像部が、前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して前記撮像信号を生成することを、フレーム毎に順次行うステップと、前記光源制御部が、前記光源部に前記駆動電流を印加して、低輝度フレームにおける低輝度照明と高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御するステップと、前記画像生成部が、2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成するステップと、を実行させる被検体観察システムの作動プログラムであって、前記作動プログラムは、前記光源制御部に、前記1つのハイダイナミックレンジ画像に係る前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定させ、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加させ、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定させ、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定させる。
図1から図4は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は被検体観察システムの構成を示す図である。
RI(L/H)=SL/SH
である。この輝度比率RI(L/H)は、画像の明るさを変化させるときでも変化しない、0よりも大きく1未満の固定値である。
RD(L/H)=DL/DH
である。このDD比率RD(L/H)は、画像の明るさを変化させるときでも変化しない、0よりも大きく1以下の固定値である。従って、例えば、RD(L/H)=1として、DD比率RD(L/H)の記憶や取得を省略するようにしても構わない(後述する実施形態2参照)。
高輝度フレームの発光量=k×SH×DH
低輝度フレームの発光量=k×SL×DL
となる。
上式の右辺は、輝度比率RI(L/H)とDD比率RD(L/H)とを乗算した値であるために、光量比率r(L/H)は、
r(L/H)=RI(L/H)×RD(L/H)
とも書ける。従って、光量比率r(L/H)は、0よりも大きく1よりも小さい値となる。
RB(n−1)=B(n−1)/B(n−3)
を光源制御信号が含むように、光源制御信号を生成する。(ステップS3)。ビデオプロセッサ20は、生成した光源制御信号を、制御部41へ送信する。
DH(n−1)=RB(n−1)×DH(n−3)
として設定する(ステップS4)。
DL(n)=RD(L/H)×DH(n−1)
として算出する(ステップS7)。
SL(n)=SH(n−1)×RI(L/H)
として算出する(ステップS8)。
SH(n)=SL(n−1)/RI(L/H)
として算出すればよい。
IL(n)={IL(n−2)×SL(n)/SL(n−2)}
として算出する(ステップS9)。このような、低輝度/高輝度の種別が同一となる直前のフレームの駆動電流値に基づいて、次の駆動電流値を算出する方法を採用しているのは、2フレーム前であれば、温度変化等によるLED43の発光効率の変化は小さいと考えてよいためである。
IH(n)={IH(n−2)×SH(n)/SH(n−2)}
として算出すればよい。
図5から図7は本発明の実施形態2を示したものであり、図5は被検体観察システムの構成を示す図である。
そして、2フレーム前のセンサ値SC2(n−2)および電流値IC2(n−2)から、現フレームの電流値IC2(n)を次のように算出する(なお、2フレーム前なので、次が高輝度照明であるときには前回の高輝度照明時のセンサ値および電流値を参照し、次が低輝度照明であるときには前回の低輝度照明時のセンサ値および電流値を参照することになる)(ステップS23)。
こうして、フレームnにおいて、ステップS23で算出した電流値IC2(n)およびステップS21で設定した非基準色のデューティー比Dの駆動電流を、非基準色である第2の色C2のLEDに対して印加して、メイン処理にリターンする。
Claims (10)
- 印加される駆動電流の電流値に応じた強度の光を照明光として発生する光源部と、
前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成する光センサと、
前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して撮像信号を生成することを、フレーム毎に順次行う撮像部と、
前記光源部に前記駆動電流を印加して、低輝度フレームにおける低輝度照明と高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御する光源制御部と、
2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成する画像生成部と、
を有し、
前記光源制御部は、前記1つのハイダイナミックレンジ画像に係る前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定し、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加するものであり、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定することを特徴とする被検体観察システム。 - 前記nフレームの2フレーム前のフレームを(n−2)フレーム、前記(n−2)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−2)、前記(n−2)フレームにおいて前記光源部に印加された前記駆動電流の電流値をI(n−2)、前記nフレームにおいて前記光源部に印加する前記駆動電流の電流値をI(n)としたときに、
前記光源制御部は、前記電流値I(n)が、次の数式3
[数式3]
I(n)={I(n−2)×S(n)/S(n−2)}
に示す値となるように制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の被検体観察システム。 - 前記光源部は、第1の色C1の光を発生する第1の半導体発光素子と、前記第1の色C1とは異なる第2の色C2の光を発生する第2の半導体発光素子とを有し、
前記光センサは、前記第1の色C1の光の強度を検出して前記センサ値Sとしてのセンサ値SC1を生成する第1の光センサと、前記第2の色C2の光の強度を検出して前記センサ値Sとしてのセンサ値SC2を生成する第2の光センサとを有し、
前記光源制御部は、
前記第1の半導体発光素子に印加する前記駆動電流の電流値に対して、前記数式1〜3に示した制御を、前記センサ値Sを前記センサ値SC1に読み替えて行うと共に、
前記第2の半導体発光素子に印加する前記駆動電流の電流値に対して、前記数式3に示した制御を、前記センサ値Sを前記センサ値SC2に読み替えて行うものであり、
かつ、前記第1の色C1の光の光量に対する前記第2の色C2の光の光量の比率を色比率RC(C2/C1)としたときに、前記第2の半導体発光素子に対しては、目標センサ値SC2(n)を、2フレーム前の前記第1の色C1のセンサ値SC1(n−2)と、前記色比率RC(C2/C1)とに基づき、次の数式4
[数式4]
SC2(n)=SC1(n−2)×RC(C2/C1)
を用いて設定することを特徴とする請求項2に記載の被検体観察システム。 - 前記輝度比率RI(L/H)および前記色比率RC(C2/C1)を不揮発に記憶する記憶部をさらに有し、
前記光源制御部は、前記記憶部から前記輝度比率RI(L/H)および前記色比率RC(C2/C1)を読み出して制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の被検体観察システム。 - 前記画像生成部は、前記撮像信号に係る画像の明るさを検出すると共に、前記明るさが目標の明るさとなるようにするための光源制御信号を生成し、
前記光源制御部は、前記高輝度フレームにおいて前記光源部に印加する前記駆動電流の電流値が一定となるように制御し、かつ、前記光源制御信号に基づいて前記高輝度フレームにおいて前記光源部に印加する前記駆動電流の第1のパルス幅を調整すると共に、前記低輝度フレームにおいて前記光源部に印加する前記駆動電流の第2のパルス幅が、前記第1のパルス幅に対して一定の比率となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の被検体観察システム。 - 前記画像生成部は、前記撮像信号に係る画像の明るさを検出すると共に、前記明るさが目標の明るさとなるようにするための光源制御信号を生成し、
前記光源制御部は、前記高輝度フレームにおいて前記光源部に印加する前記駆動電流の電流値が一定となるように制御し、かつ、前記光源制御信号に基づいて前記高輝度フレームにおいて前記第1の半導体発光素子に印加する前記駆動電流の第1のパルス幅を調整すると共に、前記低輝度フレームにおいて前記第1の半導体発光素子に印加する前記駆動電流の第2のパルス幅が、前記第1のパルス幅に対して一定の比率となるように制御し、さらに、前記高輝度フレームにおいて前記第2の半導体発光素子に印加する前記駆動電流のパルス幅を前記第1のパルス幅に設定すると共に、前記低輝度フレームにおいて前記第2の半導体発光素子に印加する前記駆動電流のパルス幅を前記第2のパルス幅に設定することを特徴とする請求項3に記載の被検体観察システム。 - 前記光源制御部は、さらに、前記第2のパルス幅が、前記第1のパルス幅と同一となるように制御することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の被検体観察システム。
- 照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して撮像信号を生成することをフレーム毎に順次行う撮像部と、2つの連続する高輝度フレームと低輝度フレームとの内の前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成する画像生成部と、を有する内視鏡システムと接続可能な内視鏡用光源装置であって、
印加される駆動電流の電流値に応じた強度の光を前記照明光として発生する光源部と、
前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成する光センサと、
前記光源部に前記駆動電流を印加して、前記低輝度フレームにおける低輝度照明と前記高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御する光源制御部と、
を有し、
前記光源制御部は、2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定し、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加するものであり、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定することを特徴とする内視鏡用光源装置。 - 光源部が、印加される駆動電流の電流値に応じた強度の光を照明光として発生し、
光センサが、前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成し、
撮像部が、前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して撮像信号を生成することを、フレーム毎に順次行い、
光源制御部が、前記光源部に前記駆動電流を印加して、低輝度フレームにおける低輝度照明と高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御し、
画像生成部が、2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成する被検体観察システムの作動方法であって、
前記光源制御部は、前記1つのハイダイナミックレンジ画像に係る前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定し、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加するものであり、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定し、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定することを特徴とする被検体観察システムの作動方法。 - 照明光を発生する光源部と、前記照明光の強度を検出する光センサと、前記光源部に駆動電流を印加する光源制御部と、前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した撮像信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、を有する被検体観察システムに、
前記光源部が、印加される前記駆動電流の電流値に応じた強度の光を前記照明光として発生するステップと、
前記光センサが、前記照明光の強度を検出してセンサ値Sを生成するステップと、
前記撮像部が、前記照明光が照射された被検体からの戻り光を撮像して前記撮像信号を生成することを、フレーム毎に順次行うステップと、
前記光源制御部が、前記光源部に前記駆動電流を印加して、低輝度フレームにおける低輝度照明と高輝度フレームにおける高輝度照明とを交互に前記光源部に行わせるものであり、前記低輝度フレームにおける照明光の強度が、前記高輝度フレームにおける照明光の強度に1よりも小さい輝度比率RI(L/H)を乗算した値となるように制御するステップと、
前記画像生成部が、2つの連続する前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、前記高輝度フレームにおいて生成された高輝度撮像信号と、前記低輝度フレームにおいて生成された低輝度撮像信号とを合成して、1つのハイダイナミックレンジ画像を生成するステップと、を実行させる被検体観察システムの作動プログラムであって、
前記作動プログラムは、前記光源制御部に、前記1つのハイダイナミックレンジ画像に係る前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの内の、時間的に先のフレームを(n−1)フレーム、時間的に後のフレームをnフレーム、前記(n−1)フレームにおいて前記光センサにより生成されたセンサ値SをS(n−1)としたときに、前記nフレームに対して目標センサ値S(n)を設定させ、前記目標センサ値S(n)が前記光センサにより生成されるような前記駆動電流を前記nフレームにおいて前記光源部に印加させ、前記(n−1)フレームが前記高輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式1
[数式1]
S(n)=S(n−1)×RI(L/H)
に示す値となるように設定させ、前記(n−1)フレームが前記低輝度フレームである場合には、前記目標センサ値S(n)が次の数式2
[数式2]
S(n)=S(n−1)/RI(L/H)
に示す値となるように設定させることを特徴とする被検体観察システムの作動プログラム。
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