JP5570436B2 - Calibration apparatus and calibration method - Google Patents
Calibration apparatus and calibration method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5570436B2 JP5570436B2 JP2011001506A JP2011001506A JP5570436B2 JP 5570436 B2 JP5570436 B2 JP 5570436B2 JP 2011001506 A JP2011001506 A JP 2011001506A JP 2011001506 A JP2011001506 A JP 2011001506A JP 5570436 B2 JP5570436 B2 JP 5570436B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- scanning
- light amount
- region
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 37
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 28
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00172—Optical arrangements with means for scanning
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00057—Operational features of endoscopes provided with means for testing or calibration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0655—Control therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
この発明は、走査型内視鏡システムのキャリブレーション装置及びキャリブレーション方法に関連し、詳しくは、走査領域周辺の光量不足や蛍光の褪色を抑えるのに好適なキャリブレーション装置及びキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a calibration apparatus and a calibration method for a scanning endoscope system, and more particularly to a calibration apparatus and a calibration method suitable for suppressing a shortage of light quantity around a scanning region and fading of fluorescence.
光ファイバを周期的に動かして被写体を光走査して画像を生成する走査型内視鏡システムが知られている。この種の走査型内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献1に記載されている。
2. Description of the Related Art A scanning endoscope system that generates an image by optically scanning a subject by periodically moving an optical fiber is known. A specific configuration example of this type of scanning endoscope system is described in
特許文献1に記載されている走査型内視鏡システムは、光源から放射された走査光を伝送して射出する光ファイバを有している。光ファイバは、圧電型の二軸アクチュエータによる共振運動と振幅制御により、被写体をフレームレートに合わせて周期的にスパイラルスキャンする。走査型内視鏡システムは、被写体からの反射光の検出タイミングに応じて検出信号に画素位置を割り当ててラスタ配列し、画像を生成する。
The scanning endoscope system described in
また、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計された走査型内視鏡システムが知られている。この種の走査型内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献2に記載されている。 A scanning endoscope system designed by applying the principle of a confocal microscope is also known. A specific configuration example of this type of scanning endoscope system is described in Patent Document 2.
特許文献2に記載されている走査型内視鏡システムは、光ファイバの先端近傍を周期的に動かして、薬剤が投与された被写体を励起光で走査する。走査型内視鏡システムは、走査された被写体から発せられる蛍光のうち共焦点光学系の焦点位置と共役の位置に配置されたピンホールを介した成分のみを光検出器で検出する。走査型内視鏡システムは、検出光の強度に応じて発生した信号を基に、通常の電子スコープやファイバスコープで観察される像よりも高倍率かつ高解像度の画像を生成する。 The scanning endoscope system described in Patent Document 2 periodically moves the vicinity of the tip of an optical fiber to scan a subject to which a medicine is administered with excitation light. In the scanning endoscope system, only a component via a pinhole arranged at a position conjugate with the focal position of the confocal optical system among the fluorescence emitted from the scanned subject is detected by the photodetector. The scanning endoscope system generates an image with a higher magnification and higher resolution than an image observed with a normal electronic scope or fiberscope based on a signal generated according to the intensity of detection light.
しかし、特許文献1又は2に記載の走査型内視鏡システムは、以下の問題を抱えている。すなわち、特許文献1に記載の走査型内視鏡システムは、画角が広い。そのため、コサイン四乗則や口径食等の影響が大きく、走査領域周辺で光量が不足するという問題が指摘される。特許文献2に記載の走査型内視鏡システムにおいては、観察領域中の特定箇所で蛍光の褪色が著しく発生して画像が暗くなる問題が指摘される。蛍光が褪色して撮影画像が暗く観察し難いと、医師による病変部の発見や病変部に対する的確な判断等に支障をきたす虞があり望ましくない。
However, the scanning endoscope system described in
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走査領域周辺の光量不足や蛍光の褪色を抑えるのに好適なキャリブレーション装置及びキャリブレーション方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a calibration device and a calibration method suitable for suppressing shortage of light quantity around the scanning region and fading of fluorescence. is there.
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るキャリブレーション装置は、光源から射出された光を所定の走査範囲内で周期的に走査する走査装置と、走査光の走査位置及び光量を検出する光検出手段と、検出された走査位置及び光量に基づいて複数に分割された走査範囲中の各領域の総光量を計算する光量計算手段と、計算された各領域の総光量が所定の条件を満たす光量になるように光源の出力を調節する光源調節手段と、光源調節手段による出力調節後の光源の制御データを記憶する記憶手段とを有することを特徴としている。 A calibration device according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problem is a scanning device that periodically scans light emitted from a light source within a predetermined scanning range, and detects a scanning position and a light amount of the scanning light. A light detecting means; a light quantity calculating means for calculating a total light quantity of each region in the scanning range divided into a plurality based on the detected scanning position and light quantity; and the calculated total light quantity of each area satisfies a predetermined condition. It is characterized by having a light source adjusting means for adjusting the output of the light source so as to satisfy the light quantity, and a storage means for storing control data of the light source after the output adjustment by the light source adjusting means.
本発明に係るキャリブレーション装置によれば、走査位置と画素位置との関連付けを行うリマップデータの作成に用いる光検出手段を利用して光源出力が調節されるため、走査領域周辺の光量不足が解消され又は蛍光の褪色が有効に抑えられる。 According to the calibration device of the present invention, since the light source output is adjusted using the light detection means used for creating the remap data for associating the scanning position with the pixel position, there is insufficient light quantity around the scanning area. It is eliminated or the fluorescent fading is effectively suppressed.
所定の条件は、例えば全ての領域の総光量が一定であること又は各領域の総光量が所定の光量以上である。 The predetermined condition is, for example, that the total light amount of all the regions is constant or the total light amount of each region is equal to or greater than the predetermined light amount.
光量計算手段は、光検出手段の有効受光領域を所定の複数の領域に分割して定義し、光検出手段により検出された走査位置及び光量を参照して領域ごとの総光量を計算し、各領域の総光量を該領域の面積で除算して照射密度を計算し、各領域の照射密度を用いてヒストグラムを作成する構成としてもよい。 The light quantity calculation means defines the effective light receiving area of the light detection means by dividing it into a plurality of predetermined areas, calculates the total light quantity for each area with reference to the scanning position and light quantity detected by the light detection means, A configuration may be adopted in which the irradiation density is calculated by dividing the total light amount of the region by the area of the region, and a histogram is created using the irradiation density of each region.
本発明に係るキャリブレーション装置は、ヒストグラムを表示する表示手段を有する構成としてもよい。 The calibration apparatus according to the present invention may be configured to have display means for displaying a histogram.
本発明に係るキャリブレーション装置は、光検出手段を外光から遮蔽する遮蔽筐体内に収容した構成としてもよい。 The calibration apparatus according to the present invention may have a configuration in which the light detection unit is housed in a shielding housing that shields from external light.
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るキャリブレーション方法は、所定の走査範囲内で光を周期的に走査する走査装置による走査光の走査位置及び光量を所定の受光素子で検出する光検出ステップと、検出された走査位置及び光量に基づいて複数に分割された走査範囲中の各領域の総光量を計算する光量計算ステップと、計算された各領域の総光量が所定の条件を満たす光量になるように光源の出力を調節する光源調節ステップと、光源調節手段による出力調節後の光源の制御データを記憶する記憶ステップとを有することを特徴とした方法である。 A calibration method according to an aspect of the present invention that solves the above problem is a light that detects a scanning position and a light amount of scanning light by a scanning device that periodically scans light within a predetermined scanning range with a predetermined light receiving element. A detection step, a light amount calculation step for calculating a total light amount of each region in the scanning range divided into a plurality of parts based on the detected scanning position and light amount, and the calculated total light amount of each region satisfies a predetermined condition A light source adjustment step for adjusting the output of the light source so as to obtain a light amount, and a storage step for storing the control data of the light source after the output adjustment by the light source adjustment means.
本発明によれば、走査領域周辺の光量不足や蛍光の褪色を抑えるのに好適なキャリブレーション装置及びキャリブレーション方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the calibration apparatus and calibration method suitable for suppressing the shortage of the light quantity around a scanning area | region, and the fading of fluorescence are provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の走査型内視鏡システムについて説明する。 Hereinafter, a scanning endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の走査型内視鏡システムは、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計された走査型共焦点内視鏡システムであり、高倍率かつ高解像度の被写体を観察するのに好適に構成されている。図1は、本発明の実施形態の走査型共焦点内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、走査型共焦点内視鏡システム1は、システム本体100、共焦点プローブ200、モニタ300を有している。走査型共焦点内視鏡システム1を用いた共焦点観察は、可撓性を有する管状の共焦点プローブ200の先端面を被写体に当て付けた状態で行う。
The scanning endoscope system of the present embodiment is a scanning confocal endoscope system designed by applying the principle of a confocal microscope, and is preferably configured to observe a subject with high magnification and high resolution. Has been. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a scanning
システム本体100は、光源102、光分波合波器(フォトカップラ)104、ダンパ106、CPU108、CPUメモリ110、光ファイバ112、受光器114、映像信号処理回路116、画像メモリ118、映像信号出力回路120を有している。共焦点プローブ200は、光ファイバ202、共焦点光学ユニット204、サブCPU206、サブメモリ208、走査ドライバ210を有している。
The
光源102は、CPU108の駆動制御に従い、患者の体腔内に投与された薬剤を励起する励起光を射出する。励起光は、光分波合波器104に入射する。光分波合波器104のポートの一つには、光コネクタ152が結合している。光分波合波器104の不要ポートには、光源102から射出された励起光を無反射終端するダンパ106が結合している。前者のポートに入射した励起光は、光コネクタ152を通過して共焦点プローブ200内に配置された光学系に入射する。
The
光ファイバ202の基端は、光コネクタ152を通じて光分波合波器104と結合している。光ファイバ202の先端は、共焦点プローブ200の先端部に組み込まれた共焦点光学ユニット204内に収められている。光分波合波器104を射出した励起光は、光コネクタ152を通過して光ファイバ202の基端に入射後、光ファイバ202を伝送して光ファイバ202の先端から射出される。
The proximal end of the
図2(a)は、共焦点光学ユニット204の構成を概略的に示す図である。以下、共焦点光学ユニット204を説明する便宜上、共焦点光学ユニット204の長手方向をZ方向と定義し、Z方向に直交しかつ互いに直交する二方向をX方向、Y方向と定義する。図2(a)に示されるように、共焦点光学ユニット204は、各種構成部品を収容する金属製の外筒204Aを有している。外筒204Aは、外筒204Aの内壁面形状に対応する外壁面形状を持つ内筒204Bを同軸(Z方向)にスライド自在に保持している。光ファイバ202の先端(以下、符号「202a」を付す。)は、外筒204A、内筒204Bの各基端面に形成された開口を通じて内筒204Bに収容支持されており、走査型共焦点内視鏡システム1の二次的な点光源として機能する。点光源である先端202aの位置は、CPU108による制御に従って周期的に変化する。
FIG. 2A is a diagram schematically showing the configuration of the confocal
サブメモリ208は、共焦点プローブ200の識別情報や各種プロパティ等のプローブ情報を格納している。サブCPU206は、システム起動時にサブメモリ208からプローブ情報を読み出して、システム本体100と共焦点プローブ200とを電気的に接続する電気コネクタ154を介してCPU108に送信する。CPU108は、送信されたプローブ情報をCPUメモリ110に格納する。CPU108は、格納したプローブ情報を必要時に読み出して共焦点プローブ200の制御に必要な信号を生成して、サブCPU206に送信する。サブCPU206は、CPU108から送信された制御信号に従って走査ドライバ210に必要な設定値を指定する。
The
走査ドライバ210は、指定された設定値に応じたドライブ信号を生成して、先端202a付近の光ファイバ202の外周面に接着固定された二軸アクチュエータ204Cを駆動制御する。図2(b)は、二軸アクチュエータ204Cの構成を概略的に示す図である。図2(b)に示されるように、二軸アクチュエータ204Cは、走査ドライバ210と接続された一対のX軸用電極(図中「X」、「X’」)及びY軸用電極(図中「Y」、「Y’」)を圧電体上に形成した圧電アクチュエータである。
The
走査ドライバ210は、交流電圧Xを二軸アクチュエータ204CのX軸用電極間に印加して圧電体をX方向に共振させると共に、交流電圧Xと同一周波数であって位相が直交する交流電圧YをY軸用電極間に印加して圧電体をY方向に共振させる。交流電圧X、Yはそれぞれ、振幅が時間に比例して線形に増加して、時間(X)、(Y)をかけて実効値(X)、(Y)に達する電圧として定義される。光ファイバ202の先端202aは、二軸アクチュエータ204CによるX方向、Y方向への運動エネルギーが合成されることにより、X−Y平面に近似する面(以下、「XY近似面」と記す。)上において中心軸AXを中心に渦巻状のパターンを描くように回転する。先端202aの回転軌跡は、印加電圧に比例して大きくなり、実効値(X)、(Y)の交流電圧が印加された時点で最も大きい径を有する円の軌跡を描く。
The
励起光はパルス光(又は連続光)であり、二軸アクチュエータ204Cへの交流電圧の印加開始直後から印加停止までの期間中、光ファイバ202の先端202aから射出される。以下、説明の便宜上、この期間を「サンプリング期間」と記す。サンプリング期間が経過して二軸アクチュエータ204Cへの交流電圧の印加が停止すると、光ファイバ202の振動が減衰する。XY近似面上における先端202aの円運動は、光ファイバ202の振動の減衰に伴って収束し、所定時間後に中心軸AX上で停止する。以下、説明の便宜上、サンプリング期間が終了してから先端202aが中心軸AX上に停止するまでの期間(より正確には、中心軸AX上での停止を保証するため、停止までに要する計算上の時間より僅かに長い期間)を「制動期間」と記す。一フレームに対応する期間は、一つのサンプリング期間と一つの制動期間で構成される。制動期間を短縮するため、制動期間の初期段階に二軸アクチュエータ204Cに逆相電圧を印加して制動トルクを積極的に加えてもよい。
The excitation light is pulsed light (or continuous light), and is emitted from the
光ファイバ202の先端202aの前方には、対物光学系204Dが設置されている。対物光学系204Dは、複数枚の光学レンズで構成されており、図示省略されたレンズ枠を介して外筒204Aに保持されている。レンズ枠は、外筒204Aの内部において、内筒204Bと相対的に固定され支持されている。そのため、レンズ枠に保持された光学レンズ群は、外筒204Aの内部を内筒204Bと一体となってZ方向にスライドする。
An objective
内筒204Bの基端面と外筒204Aの内壁面との間には、圧縮コイルばね204E及び形状記憶合金204Fが取り付けられている。圧縮コイルばね204Eは、自然長からZ方向に初期的に圧縮狭持されている。形状記憶合金204Fは、Z方向に長尺な棒形状を持ち、常温下で外力が加わると変形して、一定温度以上に加熱されると形状記憶効果で所定の形状に復元する性質を有している。形状記憶合金204Fは、形状記憶効果による復元力が圧縮コイルばね204Eの復元力より大きくなるように設計されている。走査ドライバ210は、サブCPU206が指定した設定値に応じたドライブ信号を生成して、形状記憶合金204Fを通電し加熱して伸縮量を制御する。形状記憶合金204Fは、伸縮量に応じて内筒204Bを光ファイバ202ごとZ方向に進退させる。
A
光ファイバ202の先端202aを射出した励起光は、対物光学系204Dを透過して被写体の表面又は表層でスポットを形成する。スポット形成位置は、点光源である先端202aの進退に応じてZ方向に変位する。すなわち、共焦点光学ユニット204は、二軸アクチュエータ204Cによる先端202aのXY近似面上の周期的な円運動とZ方向の進退を併せることで、被写体を三次元走査する。
The excitation light emitted from the
光ファイバ202の先端202aは、対物光学系204Dの前側焦点位置に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。先端202aには、励起光により励起された被写体の散乱成分(蛍光)のうち先端202aと光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射する。蛍光は、光ファイバ202を伝送後、光コネクタ152を通過して光分波合波器104に入射する。光分波合波器104は、入射した蛍光を光源102から射出される励起光と分離して光ファイバ112に導く。蛍光は、光ファイバ112を伝送して受光器114で検出される。受光器114は、微弱な光を低ノイズで検出するため、例えば光電子増倍管等の高感度光検出器としてもよい。
Since the
検出信号は、映像信号処理回路116に入力する。映像信号処理回路116は、CPU108の制御下で動作して、検出信号を一定のレートでサンプルホールド及びAD変換してデジタル検出信号を得る。ここで、サンプリング期間中の光ファイバ202の先端202aの位置(軌跡)が決まると、当該位置に対応する観察領域(走査領域)中のスポット形成位置、当該スポット形成位置からの戻り光を検出してデジタル検出信号を得る信号取得タイミングがほぼ一義的に決まる。CPUメモリ110には、決定された信号取得タイミングと画素位置(画素アドレス)とを関連付けたリマップテーブルが格納されている。なお、戻り光を検出するタイミングと信号取得タイミングは実質的に同じである。
The detection signal is input to the video
ところで、走査型共焦点内視鏡システム1には、製品個体差に依存する固有の特性(以下、「製品固有特性」と記す。)が含まれている。この種の製品固有特性には、例えば光ファイバ202の共振周波数、振幅、中心軸AXに対する傾き、二軸アクチュエータ204Cへの印加電圧値、印加電圧の位相差等が挙げられる。走査軌跡は、製品固有特性を主原因としてスポット形成位置がばらつくため、理想的な軌跡に対してずれる。一律に決められたリマップデータでは、スポット形成位置のばらつきによる画素配置誤差が残存するため、生成画像が製品固有特性に依存して歪む。本実施形態では、ヒストグラムデータ(後述)を基に製品固有特性を推定することができる。生成画像の歪みを抑制するため、ヒストグラムデータを用いてリマップデータの補正値が計算されて、CPUメモリ110又はサブメモリ208に記憶されている。
By the way, the scanning
映像信号処理回路116は、補正値により補正されたリマップデータを参照して、各デジタル検出信号により表現される点像の画素アドレスへの割り当てを信号取得タイミングに応じて行う。以下、説明の便宜上、上記の割り当て作業をリマッピングと記す。映像信号処理回路116は、リマッピング結果に従って、各点像の空間的配列によって構成される画像の信号を画像メモリ118にフレーム単位でバッファリングする。バッファリングされた信号は、所定のタイミングで画像メモリ118から映像信号出力回路120に掃き出されて、NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ300に出力される。モニタ300の表示画面には、高倍率かつ高解像度の被写体の三次元共焦点画像が表示される。
The video
図3は、本実施形態のキャリブレーション時に使用される校正治具400の模式図である。キャリブレーションでは、一律に決められたリマップデータを補正するための補正値が作成される(一律に決められたリマップデータが存在しない場合は、リマップデータそのものが作成されることになる)。
FIG. 3 is a schematic diagram of a
校正治具400は、システム本体100と別個独立した構成であるが、システム本体100に組み込まれた一部の構成としてもよい。図3に示されるように、校正治具400は、ケース402を有している。ケース402には、PSD(Position Sensitive Detector)404、パワー調節用レンズユニット406、支持板410が収容されている。PSD404は、受光面がXY平面上に位置(言い換えるとZ方向と直交)するように配置されている。パワー調節用レンズユニット406は、光軸がZ方向に向くように配置されている。パワー調節用レンズユニット406の位置は、XY調整具408(例えば一般的なXYステージ)を操作することでX方向又はY方向に微調節することができる。ケース402の一端面の中央には、差込口412が形成されている。
The
キャリブレーションを行うにあたり、共焦点光学ユニット204が差込口412に差し込まれる。共焦点光学ユニット204は、支持板410に支持されて中心軸AXの向きがZ方向に決まる。中心軸AX、パワー調節用レンズユニット406の光軸、PSD404の有効受光領域の中心は、ほぼ同軸上に配置される。ケース402内は、外光が入らず遮光状態にある。そのため、PSD404は、共焦点光学ユニット204からのスポット光を高いSN比で検出する。PSD404の出力は、キャリブレーション回路414に入力する。
In performing the calibration, the confocal
共焦点光学ユニット204が形成するスポット光のサイズは極小である。そのため、PSD404の分解能では正確な検出ができない虞がある。パワー調節用レンズユニット406は、PSD404によるスポット検出が正確に行われるようにスポット光を拡大する。
The size of the spot light formed by the confocal
図4(a)は、PSD404の有効受光領域、製品固有特性を有さない理想的な走査型共焦点内視鏡システム1を用いた場合のスポット形成位置、画素位置の各関係を説明するための図である。図4(a)では、説明の便宜上、PSD404の有効受光領域が画素配置に対応して格子状に区切られている。また、有効受光領域の中央部を領域Aと定義し、領域Aの図中右側の周辺部に向かう各領域を順に領域B、C、D、E・・・と定義し、領域Aの図中左側の周辺部に向かう各領域を順に領域B’、C’、D’、E’・・・と定義している。領域は、一画素単位で区切られてもよく、複数画素単位で区切られてもよい。
FIG. 4A illustrates the relationship between the effective light receiving area of the
キャリブレーション回路414は、PSD404により検出された有効受光領域中の各スポット形成位置及び各スポット光量を用いて領域A〜E・・・、B’〜E’・・・ごとのスポット光の総量を計算する。各領域の総光量は、励起光がパルス光である場合、[当該領域への照射回数×1スポット光の光量]で求められる。励起光が連続光である場合は、[当該領域への照射時間×単位時間あたりのスポット光量]で求められる。キャリブレーション回路414は、各領域の総光量を領域面積で除算して領域ごとの照射密度(単位面積当たりの照射エネルギー)を計算する。図4(b)は、各領域A〜E・・・、B’〜E’・・・の照射密度(別の表現によれば、各領域の単位面積あたりの光量分布)をヒストグラム化したヒストグラムデータである。
The
スパイラルスキャン方式において、各スパイラル(一回転の走査)中には一定数のパルス光が照射される。パルス光の照射間隔は、全走査期間中一定である。光ファイバ202は共振運動のため各スパイラルの周期は同じであるが、一スパイラル長は走査中心(言い換えると、画像の中心に近い画素)ほど短い。そのため、走査中心ほど照射密度が高い。よって、図4(a)に示される理想的な走査が行われた場合、ヒストグラムは、図4(b)に示されるように、走査の中央領域として定義された領域Aにピークを持つと共に領域Aを挟んで左右対称性を有したものになる。キャリブレーション回路414は、図4(b)に示されるヒストグラムデータをマスタヒストグラムとして記憶している。図4及び以降の各ヒストグラム図において、PSD404の有効受光領域の中心に対応する分布ポイントに一点鎖線Oを引く。
In the spiral scan method, a certain number of pulsed light beams are irradiated during each spiral (one rotation scan). The irradiation interval of the pulsed light is constant during the entire scanning period. Since the
図5は、キャリブレーション中に行われる各処理を時系列に並べたフローチャート図である。説明の便宜上、本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「S」と省略して記す。 FIG. 5 is a flowchart in which the processes performed during calibration are arranged in time series. For convenience of explanation, the processing step is abbreviated as “S” in the description and drawings in this specification.
二軸アクチュエータ204Cへの電圧印加がないときの初期的なスポット形成位置(以下、「基準スポット形成位置」と記す。)は、中心軸AXに対する光ファイバ202の中心軸のずれ(位置ずれ又は角度ずれ)等のため、PSD404の有効受光領域の中心から外れる場合がある。しかし、PSD404の有効受光領域を最大限に利用するためには、基準スポット形成位置を有効受光領域の中心に位置させるのが望ましい。また、基準スポット形成位置のずれが大きい場合はキャリブレーションに支障をきたす虞がある。この場合、位置修正は必須である。
The initial spot formation position (hereinafter referred to as “reference spot formation position”) when no voltage is applied to the
そこで、図5に示されるように、S1の処理では、キャリブレーションのセットアップが行われる。具体的には、作業者は、モニタ300の表示画面に表示されるGUI(Graphical User Interface)に従いXY調整具408を操作して、パワー調節用レンズユニット406のXY位置を微調節する。微調節は、二軸アクチュエータ204Cへの電圧非印加時のスポット光の検出位置が基準スポット形成位置に大凡合うまで行われる。キャリブレーション回路414は、パワー調節用レンズユニット406の調節量から所定の修正値を計算して一時的に保持する。
Therefore, as shown in FIG. 5, calibration setup is performed in the process of S <b> 1. Specifically, the operator finely adjusts the XY position of the power
作業者は、キャリブレーションのセットアップ後、走査型共焦点内視鏡システム1を動作させてPSD404上の走査を行わせる。S2の処理では、検出されたスポット光がPSD404からキャリブレーション回路414に出力される。S3の処理では、PSD404の出力を基にPSD404の有効受光領域中の各スポット形成位置及び各スポット光量が計算される。S4の処理では、計算された各スポット形成位置及び各スポット光量を用いて領域A〜E・・・、B’〜E’・・・ごとのスポット光の総量が計算され、各領域の総光量を領域面積で除算して領域ごとの照射密度が求められる。次いで、各領域の照射密度をヒストグラム化したヒストグラムデータが作成され、モニタ300の表示画面に表示される。
After the calibration is set up, the operator operates the scanning
S5の処理では、S4の処理で作成されたヒストグラムデータとマスタヒストグラムとの比較が行われる。S6の処理では、比較結果に基づいてヒストグラムエラー量Eが計算される。本実施形態においてヒストグラムエラー量Eは、基準スポット形成位置のずれ量E1と走査軌跡の真円度E2から定義される。基準スポット形成位置のずれ量E1は、上述した通り、PSD404の有効受光領域の中心に対する基準スポット形成位置のずれ量として定義される。真円度E2は、走査軌跡と理想軌跡(図4(a)参照)との形状面での相関を表す値として定義される。すなわち、真円度E2は、ヒストグラムデータとマスタヒストグラムの分布形状が近似するほど(又は走査軌跡が理想軌跡(真円)に近いほど)高い。なお、別の実施形態では、ヒストグラムエラー量Eを他の要素で定義してもよい。
In the process of S5, the histogram data created in the process of S4 is compared with the master histogram. In the process of S6, a histogram error amount E is calculated based on the comparison result. In the present embodiment, the histogram error amount E is defined from the reference spot forming position shift amount E1 and the roundness E2 of the scanning locus. The deviation amount E1 of the reference spot formation position is defined as the deviation amount of the reference spot formation position with respect to the center of the effective light receiving area of the
例えば図6(a)に示されるように、基準スポット形成位置がPSD404の有効受光領域の中心から外れており、走査軌跡自体に歪みが無い(ほぼ真円)場合を考える。この場合、ヒストグラムデータは、図6(b)に示されるように、マスタヒストグラムに対して基準スポット形成位置のずれ量に応じた量シフトした分布をとる。すなわち、当該シフト量は、ずれ量E1と一定の関係を有している。ヒストグラムエラー量Eは、走査軌跡自体に歪みが無いため、ずれ量E1と等価である。
For example, as shown in FIG. 6A, consider a case where the reference spot formation position is off the center of the effective light receiving area of the
S7の処理では、ずれ量E1に所定の関数が適用されてリマップデータの補正値が計算される。次いで、パワー調節用レンズユニット406の調節量に応じた修正値を用いて補正値が修正される。S8の処理では、修正後の確定した補正値が共焦点プローブ200の識別情報と関連付けてCPUメモリ110又はサブメモリ208に記憶される。ヒストグラムエラー量Eは、ユーザビリティの観点から、ヒストグラムデータと共にモニタ300の表示画面に表示させてもよい。
In the process of S7, a predetermined function is applied to the deviation amount E1, and the correction value of the remapping data is calculated. Next, the correction value is corrected using the correction value corresponding to the adjustment amount of the power
例えば図7(a)に示されるように、基準スポット形成位置がPSD404の有効受光領域の中心から外れると共に走査軌跡が楕円に歪む場合を考える。この場合、ヒストグラムデータは、図7(b)に示されるように、マスタヒストグラムに対して基準スポット形成位置のずれ量に応じた量シフトした分布をとる。また、ピークを境とした左右対称性が走査軌跡の歪みに応じて崩れている。すなわち、ヒストグラムデータの左右対称性は、真円度E2と一定の関係を有している。図7の例では、ヒストグラムエラー量Eは、ずれ量E1と真円度E2で規定される。S7の処理では、ずれ量E1及び真円度E2に所定の関数が適用されてリマップデータの補正値が計算・修正される。S8の処理では、修正後の確定した補正値が共焦点プローブ200の識別情報と関連付けてCPUメモリ110又はサブメモリ208に記憶される。
For example, as shown in FIG. 7A, consider a case where the reference spot formation position deviates from the center of the effective light receiving area of the
本実施形態によれば、ヒストグラムデータを利用して複合的な製品固有特性を校正治具400単独で簡易に測定することができ、リマップデータの補正値が容易に求められる。
According to the present embodiment, complex product unique characteristics can be easily measured by using the
ここで、走査軌跡は、光ファイバ202のZ方向位置に応じて変化する。このような走査軌跡の変化も製品固有特性に依存して製品ごとに異なる。例えば図4の例に対して光ファイバ202をZ方向に所定量繰り出した場合を考える。この場合、スポット形成位置は、図8(a)に示されるように、走査領域中心により一層集中する。そのため、ヒストグラムデータは、図8(b)に示されるように、走査領域中心ほどより一層高く、走査領域周辺ほどより一層低い分布をとる。このように、校正治具400を用いて、Z方向位置ごとのヒストグラムデータを採取することができる。採取した各ヒストグラムデータを用いて、例えばZ方向位置ごとのリマップデータの補正値が求められる。Z方向位置ごとに適切な補正値を適用することができるため、リマップデータが精度良く補正されて画質が向上する。
Here, the scanning locus changes in accordance with the position of the
走査領域の周辺ほど戻り光が微弱であるため、画像形成に寄与しない虞がある。そこで、ヒストグラムデータを利用してFOV(Field of View、画角)を計算する。具体的には、ヒストグラムデータ中、所定の閾値S(図8(b)参照)以上の値を持つ分布に対応するスポット形成位置を画角内と規定する。閾値S未満の分布に対応するスポット形成位置は、光量不足のため画像形成に寄与しないことから画角外と規定される。一例として、ヒストグラムの半値幅内に含まれる分布に対応するスポット形成位置が画角内と規定される。このように、ヒストグラムデータを利用することにより、製品固有特性に依存してばらつく画角を簡易に計算することができる。なお、ユーザビリティの観点から、ヒストグラムデータ中、所定の閾値S以上の分布のみをモニタ300の表示画面に表示させてもよい。
Since the return light is weaker toward the periphery of the scanning region, it may not contribute to image formation. Therefore, FOV (Field of View) is calculated using the histogram data. Specifically, in the histogram data, a spot formation position corresponding to a distribution having a value equal to or greater than a predetermined threshold S (see FIG. 8B) is defined as within the angle of view. A spot formation position corresponding to a distribution less than the threshold value S is defined as out of the field angle because it does not contribute to image formation due to insufficient light quantity. As an example, the spot formation position corresponding to the distribution included in the half width of the histogram is defined as the angle of view. Thus, by using the histogram data, it is possible to easily calculate the angle of view that varies depending on the product-specific characteristics. Note that, from the viewpoint of usability, only the distribution having a predetermined threshold value S or higher in the histogram data may be displayed on the display screen of the
光源102の出力を上げるほど閾値S以上の分布が走査領域の周辺に広がる。光源102の出力を上げながらヒストグラムデータの再計算を繰り返すことにより、所望の画角を得るために必要な光源102の出力が簡易に求められる。
As the output of the
ところで、スパイラルスキャン方式においては走査領域中心ほど照射密度が高いため、蛍光体の分解がより速く進行して褪色が起こる。結果、観察主体が位置する観察領域中央部で画像が暗くなる不具合が生じる。蛍光の褪色を抑えるため、例えば励起光の強度を低下させる等の措置が考えられる。しかし、励起光の強度を抑えると、特に観察領域周辺部で検出光量不足によりノイズが際立つ。そのため、医師による病変部の発見や病変部に対する的確な判断等に支障をきたす虞がある。そこで、本実施形態においては、キャリブレーション用に作成したヒストグラムデータを利用して、蛍光の褪色を抑えるのに有効な光量制御データの作成も行う。光量制御データの作成は、走査軌跡のキャリブレーションと一連の作業で行うことができる。 By the way, in the spiral scan method, since the irradiation density is higher toward the center of the scanning region, the decomposition of the phosphor progresses more rapidly and fading occurs. As a result, there is a problem that the image becomes dark at the center of the observation area where the observation subject is located. In order to suppress the fading of fluorescence, for example, measures such as reducing the intensity of excitation light can be considered. However, when the intensity of the excitation light is suppressed, noise is particularly noticeable due to a lack of detected light quantity particularly in the periphery of the observation region. For this reason, there is a possibility that it may hinder the discovery of a lesioned part by a doctor or accurate determination of the lesioned part. Therefore, in the present embodiment, light amount control data effective for suppressing fluorescence fading is also created using histogram data created for calibration. The light quantity control data can be created by calibration of the scanning trajectory and a series of operations.
図10は、キャリブレーション中に行われる各処理を時系列に並べたフローチャート図である。図10に示されるように、最初に、図5のフローチャートと同様のS1〜S4の処理が行われる。S4の処理では、例えば図4(b)に示されるヒストグラムデータが作成される。S15の処理では、S4の処理で平坦なヒストグラムデータが作成されたか否かが判定される。図11は、平坦なヒストグラムデータを示す。図11に示されるように、平坦なヒストグラムデータとは、各領域の照射密度が均一なデータをいう。 FIG. 10 is a flowchart in which the processes performed during calibration are arranged in time series. As shown in FIG. 10, first, the processes of S1 to S4 similar to those in the flowchart of FIG. 5 are performed. In the process of S4, for example, histogram data shown in FIG. 4B is created. In the process of S15, it is determined whether or not flat histogram data has been created in the process of S4. FIG. 11 shows flat histogram data. As shown in FIG. 11, flat histogram data refers to data with uniform irradiation density in each region.
ヒストグラムデータが平坦でない場合(S15:NO)、照射密度が特定箇所で高いため、蛍光の褪色が進行しやすい。S16の処理では、ヒストグラムデータを平坦にするため、サンプリング期間中の光源102の出力を調節する。S2〜S4、S15、S16の処理は、平坦なヒストグラムデータが得られるまで繰り返し行われる。
When the histogram data is not flat (S15: NO), since the irradiation density is high at a specific location, the fading of fluorescence tends to proceed. In the process of S16, the output of the
具体的には、キャリブレーション回路414は、光源102の出力とPSD404で検出されるスポット光量との相関関係を関数として保持している。照射密度が高い領域に対応する走査期間(図4(b)の例では走査領域の中心付近を走査する期間)中は、照射密度が所定の基準値まで低下するように光源102を変調する(デューティ比を下げる)。照射密度が低い領域に対応する走査期間(図4(b)の例では走査領域の周辺付近を走査する期間)中は、照射密度が所定の基準値まで増加するように光源102の出力を変調する(デューティ比を上げる)。図4(b)の例において励起光が連続光の場合は、サンプリング期間開始直後から終了にかけて光源102の出力が時間に比例して線形に増加するように制御される。但し、製品固有特性に応じて出力が非線形に変化するように制御される場合もある。所定の基準値は、例えばキャリブレーションを開始して最初に作成されたヒストグラムデータのピーク値の半値幅に設定される。又は、蛍光の褪色を抑えつつ画像形成に必要な反射光量を確保するに足る値に設定される。
Specifically, the
ヒストグラムデータが平坦になると(S15:YES)、S16の処理を経て作成された光源102の制御データがCPUメモリ110又はサブメモリ208に記憶される(S17)。実用時においては、当該制御データを用いて光源102の制御が行われる。走査領域中に照射密度が過度に高い箇所が無くなる。
When the histogram data becomes flat (S15: YES), the control data of the
本実施形態によれば、走査領域中央部においては、蛍光体が吸収するエネルギーが減少する。蛍光体の分解の進行が遅れるため、蛍光の褪色が抑えられる。走査領域周辺部では微弱な戻り光が増加するため、SN比が改善する。 According to this embodiment, the energy absorbed by the phosphor is reduced at the center of the scanning region. Since the progress of decomposition of the phosphor is delayed, the fading of fluorescence can be suppressed. Since weak return light increases in the periphery of the scanning region, the S / N ratio is improved.
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば図4(a)で例示的に定義した領域には種々の形態(領域の大きさ、形状等)が想定される。キャリブレーションの精度は、例えば領域をより細かく定義するほど向上する。 The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, various forms (area size, shape, etc.) are assumed for the areas defined in FIG. The accuracy of calibration improves as the area is defined more finely, for example.
本発明に係る走査型内視鏡システムは、走査型共焦点内視鏡システムに限らず、特許文献1に例示されるカラー画像撮影に対応した走査型内視鏡システムにも適用することができる。図9は、カラー撮影対応の走査型内視鏡システムのキャリブレーション時に使用される校正治具400の概略構成を示す図である。校正治具400の構成例は、図9(a)、(b)に一例ずつ示されている。
The scanning endoscope system according to the present invention can be applied not only to a scanning confocal endoscope system but also to a scanning endoscope system corresponding to color image shooting exemplified in
カラー撮影対応の走査型内視鏡システムにおいては、スポット径が走査型共焦点内視鏡システムほど小さくない。そのため、パワー調節用レンズユニット406は不要である。図9(a)の構成例において、XY調整具408は、パワー調節用レンズユニット406に代わり、PSD404に取り付けられている。図9(b)の構成例においては、支持板410に取り付けられている。キャリブレーションのセットアップは、PSD404又は支持板410のXY位置を微調節することにより行われる。
In a scanning endoscope system that supports color imaging, the spot diameter is not as small as that of a scanning confocal endoscope system. Therefore, the power
ところで、走査型内視鏡システムは画角が広い。カラー撮影対応の走査型内視鏡システムにおいては、コサイン四乗則や口径食等により、走査領域周辺で画像形成に足る光量を確保することが難しい。特に、製品固有特性に依存して外筒204Aによるケラレが発生することがあり、口径食による光量損失が支配的になる傾向が強い。ケラレは、患者の負担軽減のため、広画角を維持しつつも外筒204Aの径が細く設計されているため発生しやすい。
By the way, the scanning endoscope system has a wide angle of view. In a scanning endoscope system compatible with color imaging, it is difficult to secure a sufficient amount of light for image formation around the scanning region due to cosine fourth law, vignetting, or the like. In particular, vignetting due to the
図12(a)は、光ファイバ202の先端202aの動きを示す図である。図12(b)は、ケラレによる光量損失を説明するための図である。図12(c)は、光源102に印加される電圧を示す図である。図12(d)は、PDS404で検出される単位時間あたりのスポット光量を示す図である。図12(a)〜(d)の横軸は共に時間軸である。図12(a)の縦軸は、中心軸AXを基準とした先端202aのX(又はY)方向の変位量を示す。図12(b)、(d)の縦軸は、単位時間あたりのスポット光量を示す。図12(c)の縦軸は、光源102に印加される電圧を示す。
FIG. 12A shows the movement of the
図12(b)は、光源102の出力が一定の場合における単位時間あたりのスポット光量を示している。走査領域周辺では、外筒204Aによるケラレが発生するため、図12(b)に示されるように光量損失が大きい。そこで、光源102の出力制御が行われて、ケラレによる光量損失がスポット光量の増加により補填される。
FIG. 12B shows a spot light amount per unit time when the output of the
図13は、キャリブレーション中に行われる各処理を時系列に並べたフローチャート図である。図13に示されるように、最初に、図5のフローチャートと同様のS1〜S3の処理が行われる。S24の処理では、S3の処理で計算された各スポット形成位置及び各スポット光量を用いて一スパイラルごとの光量が計算される。すなわち、S24の処理では、各スパイラル期間に検出されるスポット光の総量がサンプリング期間中モニタされている。S25の処理では、総光量が所定値未満のスパイラル期間が残存するか否かが判定される。 FIG. 13 is a flowchart in which the processes performed during calibration are arranged in time series. As shown in FIG. 13, first, the processes of S1 to S3 similar to the flowchart of FIG. 5 are performed. In the process of S24, the light quantity for each spiral is calculated using each spot formation position and each spot light quantity calculated in the process of S3. That is, in the process of S24, the total amount of spot light detected during each spiral period is monitored during the sampling period. In the processing of S25, it is determined whether or not there remains a spiral period in which the total light amount is less than a predetermined value.
総光量が所定値未満のスパイラル期間が残存する場合(S25:YES)、対応する走査領域で画像形成に必要な光量が不足している。S26の処理では、該当するスパイラル期間中の光源102の出力を上げる。S2、S3、S24〜S26の処理は、該当する全てのスパイラル期間の総光量が所定値になるまで繰り返し行われる。例えば図12(c)に示されるように、ケラレが発生したスパイラル期間中の光源102の出力が上げられる。これにより、ケラレによる光量損失は、図12(d)に示されるように、スポット光量の増加により補填される。
When the spiral period in which the total light amount is less than the predetermined value remains (S25: YES), the light amount necessary for image formation is insufficient in the corresponding scanning region. In the process of S26, the output of the
総光量が不足していた全てのスパイラル期間において総光量が所定値に達すると(S25:NO)、S26の処理を経て作成された光源102の制御データがCPUメモリ110又はサブメモリ208に記憶される(S27)。実用時においては、当該制御データを用いて光源102の制御が行われる。そのため、走査領域周辺で画像形成に足る光量が確保される。
When the total light amount reaches a predetermined value in all spiral periods in which the total light amount has been insufficient (S25: NO), the control data of the
被写体を均一に照明したい場合は、全スパイラル期間中の総光量が一定になるように、S2、S3、S24〜S26の処理を行うとよい。この場合、光源102は、総光量が所定値を超えるスパイラル期間中、出力が低下するよう制御される。総光量が所定値未満のスパイラル期間中は、出力が増加するよう制御される。
When it is desired to illuminate the subject uniformly, the processes of S2, S3, and S24 to S26 may be performed so that the total light amount during the entire spiral period is constant. In this case, the
なお、本発明が適用可能な走査方式は、本実施形態で説明したスパイラルスキャン方式に限らない。例えば走査領域の水平方向を往復走査するラスタスキャン方式や、走査領域を正弦波的に走査するリサージュスキャン方式等を採用する走査型内視鏡システムにも本発明を適用してもよい。 The scanning method to which the present invention can be applied is not limited to the spiral scanning method described in this embodiment. For example, the present invention may also be applied to a scanning endoscope system that employs a raster scan method that reciprocally scans the horizontal direction of the scan region, a Lissajous scan method that scans the scan region sinusoidally, and the like.
校正治具400に搭載される位置検出素子はPSDに限らない。PSDは、CCD(Charge Coupled Device)やアレイ型PMT(Photomultiplier Tube)等の位置及び光量が検出可能な他の素子に置き換えてもよい。
The position detection element mounted on the
1 走査型共焦点内視鏡システム
100 システム本体
102 光源
104 光分波合波器
106 ダンパ
108 CPU
110 CPUメモリ
112 光ファイバ
114 受光器
116 映像信号処理回路
118 画像メモリ
120 映像信号出力回路
200 共焦点プローブ
202 光ファイバ
204 共焦点光学ユニット
206 サブCPU
208 サブメモリ
210 走査ドライバ
400 校正治具
402 ケース
404 PSD
406 パワー調節用レンズユニット
408 XY調整具
410 支持板
412 差込口
414 キャリブレーション回路
1 Scanning
110
208
406 Power
Claims (10)
前記走査光の走査位置及び光量を検出する光検出手段と、
前記検出された走査位置及び光量に基づいて複数に分割された前記走査範囲中の各領域の総光量を計算する光量計算手段と、
前記計算された各領域の総光量が所定の条件を満たす光量になるように前記光源の出力を調節する光源調節手段と、
前記光源調節手段による出力調節後の前記光源の制御データを記憶する記憶手段と、
を有することを特徴とするキャリブレーション装置。 A scanning device that periodically scans the light emitted from the light source within a predetermined scanning range;
A light detecting means for detecting a scanning position and a light amount of the scanning light;
A light amount calculating means for calculating a total light amount of each region in the scanning range divided into a plurality based on the detected scanning position and the light amount;
A light source adjusting means for adjusting the output of the light source so that the calculated total light amount of each region is a light amount satisfying a predetermined condition;
Storage means for storing control data of the light source after output adjustment by the light source adjustment means;
A calibration apparatus comprising:
前記光検出手段の有効受光領域を所定の複数の領域に分割して定義し、
前記光検出手段により検出された走査位置及び光量を参照して前記領域ごとの総光量を計算し、
各前記領域の総光量を該領域の面積で除算して照射密度を計算し、
各前記領域の照射密度を用いてヒストグラムを作成することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のキャリブレーション装置。 The light amount calculating means includes
The effective light receiving area of the light detection means is defined by dividing into a plurality of predetermined areas,
Calculate the total light amount for each region with reference to the scanning position and the light amount detected by the light detection means,
Calculate the irradiation density by dividing the total amount of light in each region by the area of the region,
The calibration apparatus according to claim 1, wherein a histogram is created using an irradiation density of each of the regions.
前記検出された走査位置及び光量に基づいて複数に分割された前記走査範囲中の各領域の総光量を計算する光量計算ステップと、
前記計算された各領域の総光量が所定の条件を満たす光量になるように光源の出力を調節する光源調節ステップと、
前記光源調節ステップでの出力調節後の前記光源の制御データを記憶する記憶ステップと、
を有することを特徴とするキャリブレーション方法。 A light detecting step of detecting a scanning position and a light amount of scanning light by a scanning device that periodically scans light within a predetermined scanning range with a predetermined light receiving element;
A light amount calculating step for calculating a total light amount of each region in the scanning range divided into a plurality based on the detected scanning position and light amount;
A light source adjustment step of adjusting the output of the light source so that the calculated total light amount of each region satisfies a predetermined light amount;
A storage step for storing control data of the light source after output adjustment in the light source adjustment step ;
A calibration method characterized by comprising:
前記受光素子の有効受光領域を所定の複数の領域に分割して定義し、
前記光検出ステップで検出された走査位置及び光量を参照して前記領域ごとの総光量を計算し、
各前記領域の総光量を該領域の面積で除算して照射密度を計算し、
各前記領域の照射密度を用いてヒストグラムを作成することを特徴とする、請求項6又は請求項7に記載のキャリブレーション方法。 In the light amount calculating step,
The effective light receiving area of the light receiving element is defined by being divided into a plurality of predetermined areas,
Calculate the total light amount for each region with reference to the scanning position and light amount detected in the light detection step,
Calculate the irradiation density by dividing the total amount of light in each region by the area of the region,
The calibration method according to claim 6 or 7, wherein a histogram is created using an irradiation density of each of the regions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011001506A JP5570436B2 (en) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | Calibration apparatus and calibration method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011001506A JP5570436B2 (en) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | Calibration apparatus and calibration method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012143264A JP2012143264A (en) | 2012-08-02 |
JP5570436B2 true JP5570436B2 (en) | 2014-08-13 |
Family
ID=46787505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011001506A Active JP5570436B2 (en) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | Calibration apparatus and calibration method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5570436B2 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6088181B2 (en) * | 2012-09-04 | 2017-03-01 | Hoya株式会社 | Scanning confocal endoscope system and processor for scanning confocal endoscope |
JP5841513B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-01-13 | オリンパス株式会社 | Scanning endoscope system |
JP6148557B2 (en) * | 2013-07-23 | 2017-06-14 | Hoya株式会社 | Index unit for scanning confocal endoscope and image acquisition method |
JP6179943B2 (en) * | 2013-07-23 | 2017-08-16 | Hoya株式会社 | Scanning confocal endoscope system |
JPWO2016185595A1 (en) * | 2015-05-21 | 2018-03-15 | オリンパス株式会社 | Scanning observation device |
WO2016189590A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | オリンパス株式会社 | Scanning endoscope calibration method and calibration device |
JP6444812B2 (en) * | 2015-06-09 | 2018-12-26 | オリンパス株式会社 | Scanning endoscope system and scanning endoscope calibration method |
WO2017037781A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | オリンパス株式会社 | Scanning-type observation device |
WO2018127958A1 (en) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | オリンパス株式会社 | Optical-scanning-type image-forming device and optical-scanning-type endoscope system |
JP6313885B2 (en) * | 2017-05-19 | 2018-04-18 | Hoya株式会社 | Scanning confocal endoscope system |
CN112237411B (en) * | 2020-05-26 | 2022-11-18 | 成都博恩思医学机器人有限公司 | Endoscope centre gripping quick detach mechanism |
CN116295003B (en) * | 2023-02-16 | 2023-12-01 | 苏州艾微视图像科技有限公司 | Jig calibration device and calibration method |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6563105B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-05-13 | University Of Washington | Image acquisition with depth enhancement |
US6294775B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-09-25 | University Of Washington | Miniature image acquistion system using a scanning resonant waveguide |
US7294102B2 (en) * | 2003-04-14 | 2007-11-13 | Pentax Corporation | Method and apparatus for providing depth control or z-actuation |
JP4589607B2 (en) * | 2003-06-18 | 2010-12-01 | オリンパス株式会社 | Optical imaging device |
US7159782B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-01-09 | University Of Washington | Methods of driving a scanning beam device to achieve high frame rates |
US8305432B2 (en) * | 2007-01-10 | 2012-11-06 | University Of Washington | Scanning beam device calibration |
EP2225699A1 (en) * | 2007-11-27 | 2010-09-08 | University of Washington | Eliminating illumination crosstalk while imaging using multiple imaging devices |
JP5467756B2 (en) * | 2008-11-14 | 2014-04-09 | Hoya株式会社 | Endoscope device |
JP2010268961A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Hoya Corp | Medical observation system |
JP5498728B2 (en) * | 2009-06-09 | 2014-05-21 | Hoya株式会社 | Medical observation system |
JP5721406B2 (en) * | 2010-11-24 | 2015-05-20 | Hoya株式会社 | Scanning confocal endoscope system |
-
2011
- 2011-01-06 JP JP2011001506A patent/JP5570436B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012143264A (en) | 2012-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5570436B2 (en) | Calibration apparatus and calibration method | |
JP5665552B2 (en) | Calibration apparatus and calibration method | |
JP5721406B2 (en) | Scanning confocal endoscope system | |
US10226162B2 (en) | Calibration apparatus | |
JP2014018556A (en) | Calibration apparatus | |
JP2013081680A (en) | Optical scanning endoscope system | |
JP2014147462A (en) | Calibration method and scanning type endoscope system | |
JP2013121455A (en) | Scanning type endoscope system | |
JP6114609B2 (en) | Scanning endoscope | |
JP2014149354A (en) | Calibration method and scanning type endoscope system | |
JP6012363B2 (en) | Scanning confocal endoscope system | |
JP2014090780A (en) | Calibration jig, calibration system, and calibration method | |
JP6055420B2 (en) | Scanning endoscope system | |
JP6179942B2 (en) | Scanning confocal endoscope system | |
WO2014017064A1 (en) | Scanning area adjustment apparatus | |
JP6148557B2 (en) | Index unit for scanning confocal endoscope and image acquisition method | |
JP6067309B2 (en) | Endoscope system and endoscope processor | |
JP6012362B2 (en) | Scanning confocal endoscope system | |
JP6161451B2 (en) | Image distortion detection apparatus and image distortion detection method | |
JP6088181B2 (en) | Scanning confocal endoscope system and processor for scanning confocal endoscope | |
JP2015077199A (en) | Confocal endoscope system | |
JP6313885B2 (en) | Scanning confocal endoscope system | |
JP6179943B2 (en) | Scanning confocal endoscope system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130510 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140529 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140624 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5570436 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170717 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |