[发明专利]摄像装置以及具备该摄像装置的内窥镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及摄像装置以及具备摄像装置的内窥镜装置。

背景技术

存在与摄像时刻同步地依次向被检测体照射互相不同的光谱的照明光，以面顺序方式进行摄像的摄像装置。在采用全局快门(global shutter)方式的单次曝光(one-shot exposure)式的摄像元件作为摄像元件的情况下，得到通过按每个摄像帧而不同的照明光照明的摄像图像。例如专利文献1记载了采用这种面顺序方式进行摄像来获得内窥镜图像的内窥镜装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭61-82731号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，作为代替氙气灯等白色光源的光源，激光光源或LED光源等半导体光源因为高效且维修性好，因此被采用。

此外，摄像元件广泛采用耗电比CCD(Charge Coupled Device)型图像传感器低且读取速度快的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型图像传感器。

但是，CMOS型图像传感器采用卷帘式快门(rolling shutter)方式，水平像素行的曝光期间在每一行都不相同。

因此，在切换多种照明光且以面顺序方式进行摄像的情况下，因照明光的射出时间，有时特定的水平像素行的曝光期间横跨切换照明光的时间。在这种情况下得到的摄像图像成为被多个照明光曝光的不自然的图像，不会成为正常的摄像图像。

因此，在采用卷帘式快门方式的摄像元件以面顺序式进行摄像的情况下，以摄像帧单位切换照明光。但是，在生成将通过多种照明光分别摄像的各图像合并的合成图像的情况下，在卷帘式快门方式中，与全局快门方式相比，为了生成合成图像而需要许多摄像帧。因此，动态图像响应性降低，在对运动快的被检测体进行摄像的情况下，存在摄像图像中容易产生套色偏差(out of color registration)的缺点。

因此，本发明的目的在于，提供一种在依次切换多种照明光并通过卷帘式快门方式的摄像元件以面顺序式进行摄像的情况下，也能提高动态图像响应性且颜色再现性出色的摄像装置以及具备该摄像装置的内窥镜装置。

用于解决课题的手段

本发明的摄像装置具备：光源，能够射出具有互不相同的光谱的多种照明光；摄像部，在水平方向以及垂直方向上排列多个像素，具有由排列在水平方向上的像素构成的多个水平像素行，并且具有通过卷帘式快门方式驱动的摄像元件；光源控制部，切换从光源射出的照明光；帧图像控制部，生成在射出任意照明光的单位照射期间和射出与任意照明光不同的照明光的单位照射期间内形成的第1曝光帧、以及在射出任意照明光的单位照射期间和不射出任何照明光的单位照射期间内形成的第2曝光帧，将在一个第1曝光帧或者连续的两个第1曝光帧的前后设置了第2曝光帧的帧群作为1个周期来进行输出；和摄像信号生成部，在帧群所包括的各曝光帧中，使用从各水平像素行的像素中读出的检测信号量，生成在单位照射期间的期间使用同一照明光对该像素进行了曝光时从该像素得到的摄像信号量。

本发明的内窥镜装置具备上述摄像装置。

发明效果

根据本发明，即使在依次切换多种照明光并通过卷帘式快门方式的摄像元件以面顺序式进行摄像的情况下，也能构成为提高动态图像响应性，且颜色再现性出色。

附图说明

图1为用于说明本发明的实施方式的图，为表示内窥镜装置的示意结构的模块构成图。

图2为表示内窥镜装置的具体的一个构成例的外观图。

图3为表示基于卷帘式快门方式的摄像元件的曝光时刻的示意说明图。

图4为表示交替地照射白色照明光(W光)和蓝色窄带波长的照明光(N光)，通过卷帘式快门方式的摄像元件以面顺序方式进行摄像的情况的一般曝光时序图。

图5为表示光源控制部交替地照射白色照明光(W光)和蓝色窄带波长的照明光(N光)，并且对其前后的帧插入不照射照明光的帧，通过卷帘式快门方式的摄像元件以面顺序方式进行摄像的情况的曝光时序图。

图6为消除与各水平像素行的水平扫描周期相应的偏差量后表示图5所示的各曝光帧的曝光时序图。

图7为放大表示图6所示的曝光帧Exp2、Exp3的说明图。

图8为放大表示图6所示的曝光帧Exp1、Exp2的说明图。

图9为各水平像素行的曝光期间为比最大曝光期间短的后援(後ろ詰め，rear guard)的曝光期间Ts的曝光时序图。