[发明专利]内窥镜装置及其拍摄方法

说明书

技术领域

本发明涉及内窥镜装置中设置于插入部前端的摄像元件的信号处理。

背景技术

通常在内窥镜装置的插入部前端设置有对体腔内部进行照明的光源(光导等)以及用于取入观察像的物镜。通过物镜形成的观察像由固体摄像元件(例如CCD成像传感器或者CMOS成像传感器)进行光电转换而作为图像信号向摄像机控制单元(CCU)输出，并且在实施白平衡调整等各种图像处理后显示于显示部。

观察者对操作部进行操作而使插入部前端沿着体腔内部形状弯曲插入以观察运动图像，并且对设置于操作部的快门开关进行操作来对认为需要的观察部位拍摄静止图像。

专利文献1：日本特开2003-18456号公报

非专利文献1：“CCD/CMOSイメジ·センサの基礎と応用”CQ出版社P179-180：6-1-4[蓄稹の同時性]

在前述的使用固体摄像元件拍摄静止图像的情况下，也会由于被摄体明亮度的原因而容易在快速移动的被摄体的静止图像中发生像抖动等。例如非专利文献1所述，CCD成像传感器能够对所有像素同时读出蓄积于垂直CCD的电荷。通过将该动作与电子快门组合，即使对移动较快的被摄体进行追踪，也能够获得无抖动的静止图像。但是由于CCD成像传感器无法像CMOS成像传感器那样以类似LSI制造工艺的制造工艺进行生产，因此实现单片化(system on chip)时的制造成本很高。

另一方面，CMOS成像传感器为XY地址方式，设置于各个像素的开关依次接通以读出所蓄积的电荷。因此，CMOS成像传感器对以像素单位蓄积的电荷进行放大输出，从而与CCD成像传感器相比，具有如下的优点：不易在信号传输路径上受到噪声的影响，并且由于指定XY地址来进行读出而可以控制进行读出的像素区域。即，从观察像整体看能够仅指定(修剪或者缩放)需要的区域。相反，在一幅图像(或帧)中所读出的最初的像素到最后的像素的读出时间的定时会产生偏差。即，CMOS成像传感器在各个像素读出电荷后立即再次开始电荷的蓄积，从而产生电荷蓄积非同步的问题。

因此在拍摄快速移动的被摄体时，在读出最初的像素的电荷时的被摄体构图和读出最后的像素的电荷时的被摄体构图之间存在被摄体的变化差异。由于这些不同的被摄体构图中的电荷，在生成一幅静止图像时在被摄体像中产生失真。关于这种现象例如在非专利文献1中所述那样。

作为防止这种在被摄体像中产生的失真的技术，在专利文献1中提出了一种图像处理装置，其安装有机械快门机构，在拍摄静止图像前在快门关闭状态下使所蓄积的电荷复位。这种快门机构难以在内窥镜装置的插入部前端进行设置，并且在进行灭菌处理时从卫生角度考虑也不够理想。

发明内容

因此本发明的目的在于提供内窥镜装置及其拍摄方法，从而能够在使用CMOS成像传感器进行拍摄时具有电荷蓄积的同步性，即使对于快速移动的被摄体也能够获得没有图像失真和像畸变的观察像。

本发明为了实现上述目的，提供一种内窥镜装置，其具有：内窥镜主体，其设置有插入部和开关，其中，该插入部通过在前端设置的CMOS成像传感器，在外部光束无法到达的体腔内部，对被光源照明的被摄体拍摄由运动图像或者静止图像构成的观察像，该开关与该插入部连接，用于进行静止图像的拍摄指示；摄像机控制单元，其具有控制部，该控制部进行如下的静止图像拍摄控制：通过所述开关的操作来关闭所述光源，使在所述CMOS成像传感器的所有像素内蓄积的电荷复位，然后从该复位状态起打开所述光源，由所述CMOS成像传感器来进行静止图像的拍摄，并且在拍摄结束后关闭所述光源进行的照明，从各个像素读出电荷；以及监视器，其显示由所拍摄的所述运动图像或者所述静止图像构成的观察像和与该观察像有关的信息。

并且，本发明提供一种内窥镜装置的拍摄方法，该拍摄方法通过CMOS成像传感器对被光源照明的体腔内的被摄体进行拍摄，将拍摄到的图像作为由运动图像或者静止图像构成的观察像进行观察，该拍摄方法的特征在于，当在所述体腔内拍摄静止图像时，关闭所述光源，使所述CMOS成像传感器的各个像素内所蓄积的电荷复位，从该复位的状态起打开光源，由所述CMOS成像传感器进行静止图像的拍摄，在从各个像素读出电荷的期间内再次关闭所述光源，从而控制对所述CMOS成像传感器的像素进行蓄积的同步性。

根据本发明，能够提供一种内窥镜装置及其拍摄方法，从而在使用CMOS成像传感器进行拍摄时具有电荷蓄积的同步性，并且即使对于快速移动的被摄体也能够拍摄没有图像失真和图像畸变的观察像。

附图说明