專利名稱：電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用圖像傳感器來捕獲對象內(nèi)部的圖像的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域普遍使用電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)檢查對象。電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括電子內(nèi)視鏡、連接至電子內(nèi)視鏡的處理裝置、光源裝置等。電子內(nèi)視鏡具有插入到對象內(nèi)部的插入部。電子內(nèi)視鏡在插入部的遠(yuǎn)端(distal end)具有遠(yuǎn)端部。遠(yuǎn)端部包括用于向?qū)ο髢?nèi)部施加照明光的照明窗、以及用于捕獲對象內(nèi)部的圖像的捕獲窗。圖像傳感器(成像設(shè)備)通過捕獲窗，對照明光照明的對象內(nèi)部的圖像進(jìn)行捕獲。處理裝置對圖像傳感器輸出的成像信號進(jìn)行多種處理，以產(chǎn)生用于診斷的觀察圖像。在連接至處理裝置的監(jiān)視器上顯示觀察圖像。光源裝置具有光量可調(diào)整的白色光源，并向電子內(nèi)視鏡提供照明光。在電子內(nèi)視鏡內(nèi)插入貫通的光導(dǎo)將照明光引導(dǎo)至遠(yuǎn)端部。通過照明光學(xué)系統(tǒng)從照明窗向?qū)ο髢?nèi)部施加照明光。在使用電子內(nèi)視鏡期間，由于光導(dǎo)的傳輸損失引起的熱以及圖像傳感器發(fā)出的熱，遠(yuǎn)端部的溫度升高。結(jié)果，來自圖像傳感器的暗電流噪聲增加，這使得白缺陷像素(所謂的白色光點)顯著。因此，觀察圖像劣化。此外，光電轉(zhuǎn)換特性可能隨溫度而變化。由此， 成像信號可能飽和。為了防止遠(yuǎn)端部中溫度升高，已知一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，具有用于監(jiān)控遠(yuǎn)端部的溫度的溫度傳感器(參見日本專利特開No. 63-071233和No. 2007-117538)。該電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)控制照明光的光量，以保持遠(yuǎn)端部的溫度不超過預(yù)定值。日本專利特開No. 2007-252516和No. 2008_0；35883分別公開了一種在遠(yuǎn)端部具有 LED的電子內(nèi)視鏡。由于LED通過發(fā)射照明光來釋放熱，所以有必要根據(jù)使用溫度傳感器測量的遠(yuǎn)端部溫度來控制或限制照明光的光量。如上所述，測量遠(yuǎn)端部溫度并控制照明光光量以最小化遠(yuǎn)端部中溫度升高是不可或缺的。然而，在遠(yuǎn)端部中安裝溫度傳感器和信號傳輸線，這需要額外的空間。相應(yīng)地，插入部，尤其是插入部的遠(yuǎn)端部的直徑增大。結(jié)果，當(dāng)電子內(nèi)視鏡用于醫(yī)療用途時，增加了患者的身體負(fù)擔(dān)。當(dāng)根據(jù)遠(yuǎn)端部溫度過度減少照明光光量時，觀察圖像會變得太暗而無法進(jìn)行診斷。為了適當(dāng)控制光量，必須盡可能精確地測量遠(yuǎn)端部的溫度，特別是圖像傳感器的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，能夠精確檢測插入部的遠(yuǎn)端部的溫度，而無需使用溫度傳感器。為了實現(xiàn)上述和其他目的，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括電子內(nèi)視鏡、存儲器和溫度轉(zhuǎn)換器。電子內(nèi)視鏡包括要插入到對象內(nèi)部的插入部、用于照明對象內(nèi)部的照明部、以及用于捕獲被照明的對象內(nèi)部的圖像的圖像傳感器。照明部通過插入部的遠(yuǎn)端施加照明光。圖像傳感器放置在遠(yuǎn)端處。圖像傳感器具有多個像素。每個像素具有光電轉(zhuǎn)換功能。存儲器存儲溫度轉(zhuǎn)換信息，溫度轉(zhuǎn)換信息表示圖像傳感器的暗輸出值與圖像傳感器的溫度之間的關(guān)系。溫度轉(zhuǎn)換器獲得來自圖像傳感器的暗輸出值，并使用溫度轉(zhuǎn)換信息來確定溫度。優(yōu)選地，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)還包括光量控制器，用于根據(jù)溫度控制照明光的光量。 針對圖像傳感器的每N幀，獲得暗輸出值，N是大于或等于1的整數(shù)。針對每N幀，確定溫度。當(dāng)N大于或等于2時，使用第N幀的單獨暗輸出值或N幀的各個暗輸出值的平均值，作為暗輸出值。優(yōu)選地，在照明光施加過程中的暫停期間，從圖像傳感器獲得暗輸出值。在這種情況下，從部分像素獲取暗像素值。該部分像素位于圖像傳感器中圖像圈外部的區(qū)域中。所獲取的暗像素值的平均值用作暗輸出值。優(yōu)選地，像素分為第一組和第二組。第一組用于捕獲對象的圖像，第二組用于獲得暗輸出值。第二組由遮光膜遮蔽。從第二組的各個像素獲取的暗像素值的平均值用作暗輸出值。當(dāng)針對每N幀執(zhí)行溫度檢測時，該N幀的暗像素值的平均值可以用作暗輸出值。優(yōu)選地，存儲器是存儲了溫度轉(zhuǎn)換信息的表存儲器。使用插值來計算針對表存儲器中未包含的暗輸出值的溫度。優(yōu)選地，光量控制器根據(jù)溫度設(shè)置照明光的光量的上限，光量控制器控制照明光的光量不超過該上限。優(yōu)選地，上限包括具有高光量的第一上限和具有低光量的第二上限， 當(dāng)溫度超過第一溫度(高溫度)時，光量控制器設(shè)置第二上限作為所述上限，當(dāng)溫度等于或低于第二溫度(低溫度)時，光量控制器設(shè)置第一上限作為所述上限。在本發(fā)明中，根據(jù)圖像傳感器的輸出來檢測溫度。這消除了對溫度傳感器的需要。 由此，簡化了電子內(nèi)視鏡的結(jié)構(gòu)，并防止了插入部直徑的增大。


從以下結(jié)合附圖閱讀的優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他目的和優(yōu)點更加明顯，在附圖中，類似附圖標(biāo)記指示類似或相應(yīng)部分，其中圖1是電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的外部視圖；圖2是示出了電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的電配置的框圖；圖3是CMOS傳感器的平面圖；圖4是示出了 CMOS傳感器的電配置的框圖；圖5是示出了輸出電路的電配置的框圖；圖6是示出了電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的操作步驟的流程圖；圖7是示出了 CMOS傳感器的溫度與照明光光量上限之間的關(guān)系的圖；圖8A和8B示出了如何根據(jù)CMOS傳感器溫度的變化來切換光量上限；圖9是照明光光量的三個不同上限的示例圖；圖10是照明光光量的上限的示例圖；圖11是示出了 CMOS傳感器的圖像圈的示例的說明圖；圖12是具有孔徑光闌機(jī)構(gòu)(aperture stop mechanism)的光源設(shè)備的框圖；圖13是示出了孔徑光闌機(jī)構(gòu)的示例的說明圖；以及
圖14是示出了使用CXD的配置的框圖。
具體實施例方式圖1中電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11包括電子內(nèi)視鏡12、處理裝置13和光源裝置14。電子內(nèi)視鏡12例如是用于醫(yī)療用途，具有要插入患者體內(nèi)的柔性插入部16、連接至插入部16的基端部分的操作部17、連接至處理裝置13和光源裝置14的連接器18、以及將操作部17和連接器18連接的通用塞繩(universal cord) 19。如圖2所示，插入部16的遠(yuǎn)端(以下稱為遠(yuǎn)端部)20具有成像設(shè)備，例如CMOS圖像傳感器(以下稱為CMOS傳感器)21。操作部17具有操作組件，例如用于沿垂直和水平方向引導(dǎo)遠(yuǎn)端部20的角度旋鈕 (angle knob)，用于從遠(yuǎn)端部20上提供的噴嘴噴射空氣和水的空氣/水按鈕，用于記錄靜止觀察圖像的釋放按鈕，以及用于指示監(jiān)視器22上顯示的觀察圖像的擴(kuò)大或縮小的變焦按鈕。在操作部17的端部形成有鑷鉗入口(fore印s inlet)。通過鑷鉗入口插入醫(yī)療儀器，例如電手術(shù)刀。鑷鉗入口通過貫通插入部16的鑷鉗通道連接至在遠(yuǎn)端部20中提供的鑷鉗出口 (forceps outlet)。處理裝置13電連接至光源裝置14，并控制電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11的整體操作。處理裝置13通過插入貫通通用塞繩19和插入部16的傳輸纜線向電子內(nèi)視鏡12提供電能，并控制CMOS傳感器21。處理裝置13通過該傳輸纜線獲得從CMOS傳感器21輸出的成像信號。處理裝置13對成像信號執(zhí)行多種處理，以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)作為觀察圖像顯示在監(jiān)視器22上，監(jiān)視器22通過纜線與處理裝置13連接。如圖2所示，遠(yuǎn)端部20具有鑷鉗出口、空氣/水噴嘴、捕獲窗23、照明窗M等。 CMOS傳感器21放置在捕獲窗23后面，以便通過物鏡光學(xué)系統(tǒng)25形成患者體內(nèi)的圖像。物鏡光學(xué)系統(tǒng)25包括透鏡組和棱鏡。照明光通過照明窗M施加至患者體內(nèi)。光源裝置14 向電子內(nèi)視鏡12提供照明光。通過光導(dǎo)觀將照明光引導(dǎo)至電子內(nèi)視鏡12的照明透鏡四。 光導(dǎo)28延伸通過通用塞繩19并在電子內(nèi)視鏡12的插入部16中延伸。照明透鏡四位于光導(dǎo)觀的出射端。通過照明窗M從照明透鏡四向患者體內(nèi)施加照明光。CMOS傳感器21用于捕獲被照明的患者體內(nèi)的圖像。CMOS傳感器21具有二維布置的多個像素(見圖4)。每個像素62具有光電轉(zhuǎn)換功能。每個像素輸出累積的信號電荷作為像素信號。每個像素信號按照時間序列被讀取并形成成像信號。如圖3所示，CMOS傳感器21具有成像表面51。多個像素62布置在成像表面51上。 成像表面51具有允許在其上入射光的有效區(qū)52、以及圍繞有效區(qū)52的光學(xué)黑區(qū)(optical black region,以下簡稱為OB區(qū))53。有效區(qū)52和OB區(qū)53彼此區(qū)分開來。有效區(qū)52是圖像捕獲區(qū)。有效區(qū)52中每個像素根據(jù)入射光累積信號電荷，并在讀取時輸出信號電荷作為有效像素信號。另一方面，OB區(qū)53是由遮光膜遮蔽的非圖像捕獲區(qū)。OB區(qū)53根據(jù)暗電流累積信號電荷，并輸出信號電荷作為OB像素信號。在有效區(qū)52的像素中也產(chǎn)生暗電流， 該暗電流變?yōu)橛行袼匦盘栔械脑肼?。有效區(qū)52中每個像素具有濾色器，濾色器包括例如拜耳布置(Bayer arrangement)形式的多個色段(color segment)。濾色器可以具有加性的原色(紅、綠和藍(lán))或者減性的原色(青、品紅和黃，或者青、品紅、黃和綠)。CMOS傳感器21逐線(行線或列線)地讀取像素62的像素信號。相應(yīng)地，一條線的成像信號具有有效區(qū)52的有效像素信號，該有效像素信號夾在相應(yīng)OB區(qū)53的OB像素信號之間。每一條線中OB信號的平均值用于從該條線的有效像素信號中減少暗電流導(dǎo)致的噪聲。此外，一幀的OB信號的平均值(作為暗輸出值)也用于檢測CMOS傳感器21的溫度。溫度檢測是逐幀執(zhí)行的。在位于有效區(qū)52的邊緣的OB區(qū)53中，僅利用OB像素信號形成掃描線。然而，該掃描線僅在消隱時段(blanking period)中產(chǎn)生，并被省略。掃描線中的OB信號也可以用于獲得暗輸出值。操作部17具有時序發(fā)生器(以下簡稱為TG) 26和CPU 27。TG 26向CMOS傳感器 21提供時鐘信號。CMOS傳感器21根據(jù)從TG^輸入的時鐘信號執(zhí)行成像操作，并輸出成像信號。TG沈可以設(shè)置在CMOS傳感器21中。在電子內(nèi)視鏡12連接至處理裝置13之后，電子內(nèi)視鏡12的CPU 27基于來自處理裝置13的CPU 31的指令，啟動TG 26。從CMOS傳感器21輸出的成像信號通過通用塞繩19和連接器18輸入到處理裝置 13。然后，將成像信號暫時存儲在數(shù)字信號處理電路(以下簡稱為DSP) 32的工作存儲器 (未示出)中。處理裝置13包括CPU 31、DSP 32、數(shù)字圖像處理電路(以下簡稱為DIP) 33、顯示控制電路34、操作單元35等。處理裝置13的CPU 31通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制線(全部都未示出)連接至處理裝置13的每個部分，以控制處理裝置13的整體操作。ROM 36存儲多種程序(0S、應(yīng)用程序等)和數(shù)據(jù)(圖形數(shù)據(jù)等)，用于控制處理裝置13的操作。CPU 31從ROM 36中讀取程序和數(shù)據(jù)，并將它們在作為工作存儲器的RAM 37中展開，以順序地執(zhí)行。CPU 31從操作單元35和/或例如LAN等網(wǎng)絡(luò)獲得文本信息(例如，隨著每次檢查而不同的檢查日期、 患者信息和操作員信息)，并將文本信息存儲在RAM 37中。DSP 32對有效像素信號(作為來自CMOS傳感器21的成像信號的一部分)進(jìn)行多種信號處理，例如色分離、色插值、增益校正、白平衡調(diào)整和伽馬校正等，以產(chǎn)生圖像信號。 將產(chǎn)生的圖像信號輸入至DIP 33的工作存儲器。DSP 32根據(jù)例如像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生自動光控制(以下簡稱為ALC)所必需的數(shù)據(jù)(以下簡稱為ALC數(shù)據(jù))，并將ALC數(shù)據(jù)輸入到CPU 31。 稍后將描述ALC。ALC數(shù)據(jù)包括像素亮度值的平均值等。DSP 32還具有用于檢測CMOS傳感器21的溫度的溫度轉(zhuǎn)換器38。溫度轉(zhuǎn)換器38 從來自CMOS傳感器21的成像信號之中獲得來自O(shè)B像素信號的暗輸出值。溫度轉(zhuǎn)換器38 基于溫度轉(zhuǎn)換表39的數(shù)據(jù)，將暗輸出值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度。在本實施例中，作為一幀的OB像素信號的平均值的平均OB像素值用作暗輸出值。溫度轉(zhuǎn)換表39是包含CMOS 傳感器21的溫度與平均OB像素值之間關(guān)系的數(shù)據(jù)表，所述數(shù)據(jù)表基于在檢測CMOS傳感器 21的溫度之前執(zhí)行的實際測量。溫度轉(zhuǎn)換表39存儲在作為ROM 36的一部分的表存儲器中。CMOS傳感器21的溫度與平均OB像素值之間的關(guān)系基本上不受CMOS傳感器21之間的個體差異的影響。相反，平均OB像素值相對于CMOS傳感器21中的溫度升高而呈指數(shù)地增大。例如，CMOS傳感器21的溫度每升高8°C，平均OB像素值基本上翻倍。通過平均OB像素值的轉(zhuǎn)換而確定的CMOS傳感器21溫度用于控制照明光光量。這里，忽略CMOS傳感器21 之間的個體差異。為了更加精確，可以為每個CMOS傳感器21單獨創(chuàng)建溫度轉(zhuǎn)換表39?？梢远ㄆ诰S護(hù)等方式更新溫度轉(zhuǎn)換表39，以反映使用時的誤差或個體差異。
DIP 33對DSP 32中產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行多種圖像處理，例如電子縮放、顏色增強(qiáng)和邊緣增強(qiáng)等。然后，將圖像數(shù)據(jù)作為觀察圖像輸入至顯示控制電路34。顯示控制電路34具有用于存儲從DIP 33輸入的觀察圖像的VRAM。顯示控制電路 34通過CPU 31從ROM 36和RAM 37接收圖形數(shù)據(jù)等。圖形數(shù)據(jù)等包括顯示掩模(display mask)、文本信息和⑶I。顯示掩模允許僅顯示有效區(qū)52中其上捕獲了觀察圖像的成像區(qū)域。文本信息包括檢查日期、檢查時間、患者信息和操作員信息。顯示控制電路34將顯示掩模、文本信息和GUI疊加到VRAM中存儲的觀察圖像上，然后將觀察圖像轉(zhuǎn)換成符合監(jiān)視器22的顯示格式的視頻信號(分量信號、合成信號等)，并向監(jiān)視器22輸出該視頻信號。 由此，在監(jiān)視器22上顯示觀察圖像。操作單元35是提供給處理裝置13的外殼的已知輸入設(shè)備，例如操作面板、鼠標(biāo)和鍵盤。操作單元35也包括電子內(nèi)視鏡12的操作部17中的按鈕等。處理裝置13的CPU31 響應(yīng)于來自操作單元35的操作信號，啟動電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11的每個部分。此外，處理裝置13具有壓縮電路、介質(zhì)I/F、網(wǎng)絡(luò)I/F等。壓縮電路以預(yù)定格式(例如，JPEG格式)壓縮圖像數(shù)據(jù)。介質(zhì)I/F響應(yīng)于釋放按鈕的操作，將壓縮的圖像數(shù)據(jù)記錄在可拆卸介質(zhì)中。網(wǎng)絡(luò)I/F控制處理裝置13與LAN等網(wǎng)絡(luò)之間的多種數(shù)據(jù)傳輸。壓縮電路、介質(zhì)I/F、網(wǎng)絡(luò)I/F等經(jīng)由數(shù)據(jù)總線等連接至CPU 31。光源裝置14具有光源41、波長選擇濾波器42和CPU 43。光源41發(fā)射從紅色到藍(lán)色的寬波長范圍中的光(例如，基本上從400nm到SOOnm的波長范圍中的光，下面簡稱為正常光)。光源41能夠控制從其發(fā)射的照明光的光量。光源41包括例如LED或LD，并由光源驅(qū)動器44驅(qū)動。通過聚光透鏡46將光源41發(fā)射的照明光聚焦到光導(dǎo)28的入射端上。在來自光源41的照明光之中，波長選擇濾波器42僅允許預(yù)定波長范圍中的窄帶光(下面稱為特殊光)通過。波長選擇濾波器42是半圓形盤，被旋轉(zhuǎn)以在光源41和聚光透鏡46之間插入或退出。波長選擇濾波器42由電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并具有用于檢測其位置的傳感器。 在波長選擇濾波器42的旋轉(zhuǎn)期間，當(dāng)波長選擇濾波器42插入到光源41和聚光透鏡46之間時，施加特殊光(特殊光通過波長選擇濾波器4 ，當(dāng)波長選擇濾波器42從光源41和聚光透鏡46之間退出時，施加正常光。特殊光的示例包括波長在450nm、500nm、550nm、600nm 和780nm附近的光。使用波長在450nm附近的特殊光進(jìn)行成像，這適合觀察身體部位的表面上的精細(xì)結(jié)構(gòu)，例如表面血管和麻點圖案。波長在500nm附近的照明光適合對身體部位的凹進(jìn)和凸出進(jìn)行宏觀觀察。波長在^Onm附近的照明光被血色素大量吸收，因此適合觀察微脈管和紅腫發(fā)炎。波長在600nm附近的照明光適合觀察增生或增厚。為了清楚觀察深的血管，靜脈注射熒光材料，例如靛藍(lán)花青綠(ICG)，并施加波長在780nm附近的照明光。取代波長選擇濾波器42或者附加地，可以使用發(fā)射不同波長范圍中的光的LED或 LD作為光源41。可以按需開啟或關(guān)閉LED或LD，以在正常光與特殊光之間切換。備選地， 可以使用磷光體或熒光材料。當(dāng)暴露給藍(lán)色激光束時，熒光材料發(fā)射綠色至紅色激勵光，用作正常光。此外，波長選擇濾波器42可以用于僅透射特殊光。光源裝置14的CPU 43與處理裝置13的CPU 31通信，以控制波長選擇濾波器42 的操作。CPU 43用作自動光控制設(shè)備，用于控制光源驅(qū)動器44根據(jù)成像條件自動控制照明光的光量。CPU 43基于DSP 32產(chǎn)生的ALC數(shù)據(jù)，執(zhí)行自動光控制(以下簡稱為ALC)。
為執(zhí)行ALC，光源裝置14的CPU 43在每一幀，經(jīng)由處理裝置13的CPU 31，檢測 CMOS 21的溫度。CPU 43根據(jù)CMOS傳感器21的溫度，對光源41輸出的照明光的光量設(shè)置上限。例如，如圖7所示，針對CMOS傳感器21的溫度，預(yù)先設(shè)定高和低閾值Ta和Tb (Ta > Tb)，并且預(yù)先設(shè)定照明光光量的高和低上限La和Lb (La > Lb)。高和低上限La和Lb 對應(yīng)于高和低閾值iTa和樸。當(dāng)CMOS 21的溫度超過高閾值Ta(例如，60°C )時，CPU 43設(shè)置低上限Lb作為上限。執(zhí)行ALC，使得照明光的光量在不超過低上限Lb的范圍內(nèi)。另一方面，當(dāng)CMOS 21的溫度等于或低于低閾值Tb (例如，50°C )時，CPU 43設(shè)置高上限La作為上限，并執(zhí)行ALC，使得照明光的光量在不超過高上限La的范圍內(nèi)。將針對CMOS傳感器21的溫度的高和低閾值Ta和Tb設(shè)定為一范圍內(nèi)的預(yù)定值， 在該范圍中確保了 CMOS傳感器21的正常操作(即，在白色光點不顯著或不顯而易見的溫度范圍內(nèi))。對于電子內(nèi)視鏡12，逐個型號地設(shè)置照明光光量的高和低上限La和Lb。這是因為光導(dǎo)觀中的傳輸損失以及至CMOS傳感器21的熱傳遞隨電子內(nèi)視鏡12的型號而改變。換言之，至CMOS傳感器21的熱傳遞依賴于插入部16內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)隨電子內(nèi)視鏡12的型號而改變。高和低閾值Ta和1 例如存儲在ROM 36中。例如，光導(dǎo)28是使用條帶(tape)捆綁在一起的石英光纖束。通過照明透鏡四將引導(dǎo)至光導(dǎo)觀的出射端的照明光分散，并施加至患者身體內(nèi)部。如圖4所示，CMOS傳感器21包括垂直掃描電路56、相關(guān)雙采樣(⑶幻電路57、列選擇晶體管58、水平掃描電路59、以及輸出電路61。像素62以例如二維方式在成像表面51上布置成矩陣。像素62中每一個像素具有光電二極管D1、放大晶體管Ml、像素選擇晶體管M2和復(fù)位晶體管M3。光電二極管Dl根據(jù)入射光量將入射光光電轉(zhuǎn)換成信號電荷，并累積信號電荷。由放大晶體管Ml將光電二極管Dl中累積的信號電荷放大作為像素信號，然后由像素選擇晶體管M2以預(yù)定間隔讀出。根據(jù)接收到的光量或電荷累積時間，按照時序，通過復(fù)位晶體管M3向漏極傳送光電二極管Dl 中累積的信號電荷。像素選擇晶體管M2和復(fù)位晶體管M3各自是N溝道晶體管，當(dāng)高電平 “ 1 ”施加至柵極時，該N溝道晶體管導(dǎo)通，而當(dāng)?shù)碗娖健?”施加至柵極時，該N溝道晶體管截止。在成像表面51中，沿水平方向(X方向)，行選擇線Ll和行復(fù)位線L2連接至垂直掃描電路56。列信號線L3沿垂直方向(Y方向)連接至CDS電路57。行選擇線Ll連接至像素選擇晶體管M2的柵極。行復(fù)位線L2連接至復(fù)位晶體管M3的柵極。列信號線L3連接至像素選擇晶體管M2的源極。列信號線L3通過CDS電路57連接至相應(yīng)列的列選擇晶體管58?！靶小焙汀傲小眱H用于指示彼此的相對關(guān)系。⑶S電路57基于從TG 26輸入的時鐘信號，對來自連接至垂直掃描電路56所選擇的行選擇線Ll的像素62的像素信號進(jìn)行保持，并從像素信號中去除噪聲。水平掃描電路 59基于從TG 26輸入的時鐘信號，產(chǎn)生水平掃描信號，以控制列選擇晶體管58的導(dǎo)通和截止。列選擇晶體管58設(shè)置在⑶S電路57與連接至輸出電路61的輸出總線線路63之間。列選擇晶體管58響應(yīng)于水平掃描信號，選擇像素，來自該像素的像素信號傳送給輸出總線線路63。
按照時間序列讀出的像素信號中的每一個作為成像信號通過輸出總線線路63發(fā)送給輸出電路61。輸出電路61放大成像信號并對其執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換，然后輸出作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的成像信號。通過從CPU 27向輸出電路61輸入增益控制信號，來控制用于放大成像信號的放大因子。輸出電路61根據(jù)位于OB區(qū)53中的各個像素62的OB像素值，對像素62逐列地計算平均OB像素值(平均暗輸出值)。輸出電路61從位于有效區(qū)52中的每個像素 62的有效像素值中減去平均OB像素值。由此，輸出電路61對有效區(qū)52中的有效成像信號執(zhí)行暗電流校正。然后，輸出電路61對暗電流校正后的有效成像信號和平均OB像素信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。輸出電路61輸出一條線的成像信號，其中平均OB像素信號和有效成像信號按照這種順序依次排列。如圖5所示，例如，輸出電路61具有平均OB像素值計算器71、平均OB像素值存儲器72和LVDS (低壓差分信號)電路73。從⑶S電路57輸出的每一條線的成像信號被輸入至分離器70。分離器70將成像信號分離成有效像素信號和OB像素信號。OB像素信號輸入至平均OB像素值計算器71。 平均OB像素值計算器71逐線地將OB像素值(暗輸出值)平均并計算平均OB像素值(平均暗輸出值)。A/D轉(zhuǎn)換器74將平均OB像素值轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后，數(shù)字的平均OB像素值暫時存儲在平均OB像素值存儲器72中。在分離器70中分離出的有效像素信號通過一條線(one-line)的延遲電路(未示出)輸入至放大器75。D/A轉(zhuǎn)換器78將平均OB像素值轉(zhuǎn)換回模擬數(shù)據(jù)，然后輸入至放大器75。放大器75從有效像素值中減去平均OB像素值，以執(zhí)行暗電流校正，然后以預(yù)定放大因子放大有效像素信號。從放大器75按照時間序列輸出的每個有效像素信號(S卩，有效成像信號)被A/D轉(zhuǎn)換器76轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后輸入至并行-串行轉(zhuǎn)換器(PSC) 77。當(dāng)暗電流校正后的有效成像信號以及來自平均OB像素值存儲器72的平均OB像素值輸入到PSC 77時，PSC 77產(chǎn)生成像信號，在該成像信號中，平均OB像素值和多個有效像素值按照這種順序依次排列。成像信號是N比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字成像信號被轉(zhuǎn)換為串行信號(其中N比特中每一個比特被串行化)，然后被輸入至LVDS電路73。LVDS電路73是使用兩條傳輸線來傳輸小幅度信號的差分接口。LVDS電路73將經(jīng)由PSC 77輸入的成像信號傳輸至DSP 32。在DSP 32中，由串行-并行轉(zhuǎn)換器(未示出) 將從LVDS電路37輸入的串行成像信號轉(zhuǎn)換成并行信號，然后其被接收。接下來，描述如上配置的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11的操作。為了使用電子內(nèi)視鏡12觀察患者身體內(nèi)部，操作員連接電子內(nèi)視鏡12、處理裝置13和光源裝置14，然后開啟處理裝置13和光源裝置14。使用操作單元35輸入患者信息等。將插入部16插入到患者體內(nèi)以開始檢查。響應(yīng)于開始檢查的指令，在通過遠(yuǎn)端部20的照明窗對施加照明光(例如，正常光)的同時，CMOS傳感器21捕獲患者身體內(nèi)部的圖像。CMOS傳感器21輸出所捕獲圖像的成像信號?；诔上裥盘柈a(chǎn)生觀察圖像，并將其顯示在監(jiān)視器22上。如圖6所示，在以預(yù)定光量的照明光照射患者身體內(nèi)部的同時使用電子內(nèi)視鏡12 捕獲圖像時(Sll)，CM0S傳感器21輸出成像信號(S12)。在該步驟，CMOS傳感器21逐列地從各個像素62輸出的信號之中，計算平均OB像素值，平均OB像素值是位于OB區(qū)53中的像素62的OB像素值的平均值。CMOS傳感器21從位于有效區(qū)52中的每個像素62的有效像素值中減去平均OB像素值，以執(zhí)行暗電流校正。然后，CMOS傳感器21產(chǎn)生成像信號，其中平均OB像素值被添加至一條線的校正后有效像素值。成像信號輸入至DSP 32。在來自CMOS傳感器21的一條線的成像信號之中，DSP 32逐線地對有效像素信號執(zhí)行多種信號處理，例如色分離、色插值、增益校正、白平衡調(diào)整和伽馬校正。由此產(chǎn)生圖像信號。圖像信號輸入至DIP 33。DSP 32根據(jù)產(chǎn)生的成像信號計算一幀的平均亮度等。一幀的平均亮度等用作ALC數(shù)據(jù)。DSP 32將ALC數(shù)據(jù)經(jīng)由處理裝置13的CPU 31輸入至光源裝置14的CPU 43。DIP 33對輸入的圖像信號執(zhí)行多種圖像處理，例如電子縮放、顏色增強(qiáng)和邊緣增強(qiáng)。由此，產(chǎn)生觀察圖像。通過顯示控制電路34將觀察圖像顯示在監(jiān)視器22上。另一方面，DSP 32根據(jù)一條線的成像信號之中的平均OB像素值，使用算術(shù)平均來計算一幀的平均OB像素值(暗輸出值)。溫度轉(zhuǎn)換器38基于溫度轉(zhuǎn)換表39中存儲的平均OB像素值(暗輸出值)與溫度之間的關(guān)系，將平均OB像素值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度(SU)。針對每一幀獲得CMOS傳感器21的溫度的數(shù)據(jù)，并通過處理裝置13的CPU 31 將數(shù)據(jù)輸入至光源裝置14的CPU 43，CPU 43執(zhí)行光源41的ALC。根據(jù)輸入的CMOS傳感器21的溫度，光源裝置14的CPU 43對用于執(zhí)行ALC的照明光的光量設(shè)置上限，即預(yù)先設(shè)定的上限La和Lb之一(S14)。CPU 43自動將光源41發(fā)射的照明光的光量控制在不超過上限La或Lb的范圍內(nèi)(S15)。重復(fù)電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11的上述操作步驟，直到檢查結(jié)束，并中止對患者身體內(nèi)部的圖像捕獲。如圖7所示，在CMOS傳感器21的溫度升高和降低之間，CMOS傳感器21的溫度和照明光光量上限之間的關(guān)系發(fā)生變化。當(dāng)CMOS傳感器21的溫度不高并開始升高時，例如， 緊接在檢查開始之后，將光量上限設(shè)置為高上限La。保持高上限La，直到CMOS傳感器21的溫度達(dá)到Ta(高溫度閾值)。當(dāng)CMOS傳感器21的溫度超出高溫度閾值Ta時，將光量上限切換為低上限Tb。在將光量上限設(shè)置為低上限Lb之后，當(dāng)CMOS傳感器21的溫度降低時， 保持低上限Lb，直到CMOS傳感器21的溫度達(dá)到Tb (低溫度閾值)。當(dāng)CMOS傳感器21的溫度等于或低于低閾值Tb時，將低上限Lb切換為高上限Ta。如圖8A和8B所示，例如，從緊接檢查開始之后到時間A1，照明光光量上限設(shè)置為高上限La，以執(zhí)行ALC。基于ALC數(shù)據(jù)，光源裝置14的CPU 43自動將照明光光量控制在不超過高上限La的范圍內(nèi)，以便在監(jiān)視器32上顯示適合診斷的觀察圖像。在體腔內(nèi)部進(jìn)行圖像捕獲期間，當(dāng)CMOS傳感器21的溫度在時間A1超過溫度Ta 時，光源裝置14的CPU 43從高上限La切換到低上限Lb?；贏LC數(shù)據(jù)，CPU 43自動將照明光光量控制在不超過低上限Lb的范圍內(nèi)。即使由ALC數(shù)據(jù)確定的為捕獲適合診斷的觀察圖像而必需的照明光光量超過低上限Lb，照明光光量也被限制為不超過該低上限Lb。由此，例如，相比于在緊接檢查開始之后與時間A1之間的時段中，在時間A1與時間B1之間的時段中，照明光光量減少。結(jié)果，在遠(yuǎn)端部20中，減少了由光導(dǎo)觀的傳輸損失引起的熱。如上所述，在自動光控制下，使用不超過低上限Lb的光量的照明光，繼續(xù)進(jìn)行圖像捕獲。當(dāng)CMOS傳感器21的溫度在時間B1等于或低于低溫度閾值Tb時，光源裝置14的 CPU 43從低上限Lb切換到高上限La。由此，相比于在時間A1與時間B1之間的時段中，在時間B1與時間A2之間的時段中，在不超過上限La的范圍內(nèi)施加具有更高光量的照明光。此后，以上述相同方式，光源裝置14的CPU 43在根據(jù)CMOS傳感器21的溫度在照明光光量的上限之間進(jìn)行切換的同時，執(zhí)行ALC。由此，即使在圖像捕獲期間連續(xù)施加不超
10過上限La或Lb的光量的照明光，CMOS傳感器21的溫度也實質(zhì)上保持在低溫度閾值Tb與高溫度閾值iTa之間。如上所述，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11不使用溫度傳感器來檢測遠(yuǎn)端部20的溫度，具體的是CMOS傳感器21的溫度。而是，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11使用CMOS傳感器21的暗電流來間接檢測CMOS傳感器21的溫度。這消除了對溫度傳感器和信號傳輸線的空間的需要。因此， 有利于減小插入部16的直徑?；趤碜訡MOS傳感器21的成像信號，檢測CMOS傳感器21的溫度。因此精確地確定CMOS傳感器21的溫度。電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11在ALC期間根據(jù)CMOS傳感器21的溫度，在照明光光量的高和低上限之間切換。因此，可以在寬范圍內(nèi)設(shè)置針對CMOS傳感器21溫度的高和低閾值Ta和 Tb以及光量的高和低上限La和Lb。當(dāng)溫度傳感器與CMOS傳感器21分離時，使用溫度傳感器測量的溫度通常不符合CMOS傳感器21的實際溫度。在這種情況下，為了確保CMOS傳感器21的溫度不超過預(yù)定值，需要在比上述范圍窄的范圍內(nèi)設(shè)置高和低閾值Ta和Tb以及高和低上限La和Lb。在ALC期間，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)11在兩個光量上限之間的切換具有相對于CMOS傳感器21溫度變化的滯后(參見圖7)。這防止了兩個上限之間的頻繁切換。因此，減少了照明光亮度和觀察圖像亮度振蕩而引起的不適感和不方便。如果沒有滯后，并且無論CMOS傳感器21的溫度是升高還是降低，都以相同條件來切換上限，則可能會頻繁地反復(fù)切換。例如，CMOS傳感器21的溫度可能在低上限切換到高上限的時刻升高，這導(dǎo)致從高上限切換到低上限，反之亦然。在上述實施例中，作為示例，使用正常光作為照明光。備選地，可以使用特殊光作為照明光。正常光和特殊光可以結(jié)合使用，或者在需要時彼此切換。在上述實施例中，作為示例，使用彩色圖像傳感器。備選地，可以使用單色圖像傳感器。使用旋轉(zhuǎn)濾色器將照明光的顏色依次切換為紅色、綠色和藍(lán)色，以逐幀地獲得每種顏色的成像信號(所謂的順序方法)。在上述實施例中，通過逐幀(針對每一幀)計算平均OB像素值，來確定CMOS傳感器21的溫度。因為CMOS傳感器21的幀速率是例如60fps或30fps，并且這足夠快于CMOS 傳感器21的溫度變化速度，所以可以每N(N是大于或等于2的整數(shù))幀檢測一次溫度，例如，每5幀。在這種情況下，也可以針對每5幀計算平均OB像素值。為針對每N幀檢測溫度，可以使用相應(yīng)N幀的平均像素值(N幀平均像素值)的算術(shù)平均，而不是第N幀的平均OB像素值。該N幀平均像素值進(jìn)一步減小了隨機(jī)噪聲的影響。 因此，精確檢測CMOS傳感器21的溫度。在上述實施例中，使用OB區(qū)53中所有OB像素，來獲得一幀的平均OB像素值(暗輸出值)。備選地，可以使用OB區(qū)53中單個OB像素的像素值，作為暗輸出值。備選地，可以使用OB區(qū)53內(nèi)部預(yù)定區(qū)域上的OB像素的平均OB像素值，作為暗輸出值。由此，輔助了暗輸出值的計算。在上述實施例中，逐線地獲得平均OB像素值，并逐線地執(zhí)行有效成像信號的暗電流校正。備選地，可以預(yù)先獲得一幀的平均OB像素值(幀平均OB像素值)?？梢允褂脦骄鵒B像素值來校正幀內(nèi)的有效成像信號。此外，由于輸出的OB像素信號之間夾有有效像素信號，所以可以使用前一條線的平均OB像素值來校正下一條線的有效成像信號。此外， 前一幀的幀平均OB像素值可以用于下一幀的暗電流校正。在上述實施例中，逐線地計算平均OB像素值。備選地，可以直接計算整個OB區(qū)53 的平均OB像素值。備選地，可以對前一條線的OB像素值和下一條線的OB像素值求平均， 以計算新的平均OB像素值。例如，可以在一幀中，逐線地累積地更新平均像素值。由此，進(jìn)一步減小了時變隨機(jī)噪聲。因此，精確檢測CMOS傳感器21的溫度。在上述實施例中，作為示例，考慮到溫度轉(zhuǎn)換表39中存儲的平均OB像素值與CMOS 傳感器21的溫度之間的關(guān)系，將平均OB像素值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度。在溫度轉(zhuǎn)換表39中預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)可以是離散的。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換表39未包含與所獲得的平均OB像素值對應(yīng)的CMOS傳感器21的溫度時，優(yōu)選地，通過使用溫度轉(zhuǎn)換表39中包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，來計算對應(yīng)的溫度。由此，減少了溫度轉(zhuǎn)換表39的數(shù)據(jù)容量。此外，更易于執(zhí)行用于創(chuàng)建溫度轉(zhuǎn)換表39的測量。在上述實施例中，作為示例，使用溫度轉(zhuǎn)換表39作為對平均OB像素值與CMOS傳感器21的溫度之間的關(guān)系進(jìn)行表示的信息?？梢垣@得CMOS傳感器21的溫度與平均OB像素值之間的關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式或函數(shù)公式，來取代溫度轉(zhuǎn)換表39?？梢允褂煤瘮?shù)表達(dá)式，根據(jù)平均OB像素值計算CMOS傳感器21的溫度。在上述實施例中，作為示例，將平均OB像素值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度。平均OB像素值與CMOS傳感器21的溫度之間的關(guān)系實質(zhì)上恒定，這允許省去將平均OB像素值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度的步驟。即，可以僅僅基于平均OB像素值來設(shè)置照明光光量上限。在上述實施例中，關(guān)于CMOS傳感器21的溫度來設(shè)置溫度閾值Ta和Tb。另一方面，當(dāng)在不轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器21的溫度的情況下，使用平均OB像素值作為ALC的參數(shù)，可以基于平均OB像素值來設(shè)置溫度閾值。在上述實施例中，作為示例，關(guān)于CMOS傳感器21的溫度設(shè)置了兩個溫度閾值Ta 和Tb，并且針對照明光光量設(shè)置了兩個上限La和Lb?？梢园凑招枨?，設(shè)置溫度閾值的個數(shù)和上限的個數(shù)。優(yōu)選地，對CMOS傳感器21的溫度設(shè)置三個或更多個溫度閾值。優(yōu)選地，對照明光光量設(shè)置三個或更多個上限。例如，如圖9所示，關(guān)于CMOS傳感器21的溫度設(shè)置了三個閾值Ta、Tb和Tc (Ta > Tb > Tc)。關(guān)于照明光光量設(shè)置了三個上限La、Lb和Lc (La > Lb > Lc)。在CMOS傳感器21的溫度T升高期間，當(dāng)溫度T滿足T < Tc時，將光量上限設(shè)置為最高上限La。當(dāng)溫度T滿足Tb彡T(< Ta)時，最高上限La切換到中等上限Lb。當(dāng)溫度T 滿足Ta彡T時，中等上限Lb切換到最低上限Lc。另一方面，為降低CMOS傳感器21的溫度 T，當(dāng)溫度T滿足Tb < T時，將光量上限設(shè)置到最低上限Lc。當(dāng)溫度T滿足(Tc <) T彡Tb 時，最低上限Lc切換到中等上限Lb。此后，當(dāng)溫度T滿足T彡Tc時，中等上限Lb切換到最高上限La。因此，隨著溫度閾值個數(shù)的增多，更加平滑地調(diào)整照明光光量。結(jié)果，減小了照明光亮度和觀察圖像亮度的振動所導(dǎo)致的不適感和不方便。在上述實施例中，溫度閾值(Ta和Tb)的個數(shù)與照明光光量上限(La和Lb)的個數(shù)相等。備選地，溫度閾值的個數(shù)與上限的個數(shù)可以彼此不同。例如，如圖10所示，有兩個溫度閾值Ta和Tb，但是只有一個照明光光量上限Ls。在CMOS傳感器21的溫度升高期間， 當(dāng)CMOS傳感器21的溫度T滿足T < Ta時，去除上限，即，對于光源41的最大輸出沒有限
12制。當(dāng)溫度T滿足Ta≤T時，設(shè)置上限Ls。另一方面，為降低CMOS傳感器21的溫度T，當(dāng)溫度T滿足Tb < T時，設(shè)置上限Ls。當(dāng)T彡Tb時，去除上限Ls，S卩，對于光源41的最大輸出沒有限制。在圖像傳感器不具有OB區(qū)53的情況下，或者在圖像傳感器不輸出OB區(qū)53的數(shù)據(jù)的情況下，可以間歇地施加照明光。在照明光施加之間的暫停期間，來自有效區(qū)52中像素的輸出信號可以用作暗電流。例如，類似圖11所示CMOS傳感器81，當(dāng)整個成像表面是有效區(qū)83時，可以使用物鏡光學(xué)系統(tǒng)25的圖像圈82未覆蓋的區(qū)域8 到84d，來取代OB區(qū) 53?？梢栽谡彰髌陂g獲取來自區(qū)域8 到84d的輸出信號。更優(yōu)選地，在間歇性照明之間的暫停期間獲取輸出信號。在上述實施例中，使用平均OB像素值來檢測CMOS傳感器21的溫度。備選地，作為簡單檢測，可以使用有效成像信號(即，來自有效區(qū)52的輸出信號)來檢測CMOS傳感器 21的溫度。不使用光量可調(diào)的LED或LD，而使用例如氙氣燈作為光源41。氙氣燈發(fā)射自然白光。然而，氙氣燈在加電之后需要較長時間來穩(wěn)定發(fā)光。因此，在觀察期間難以通過開啟和關(guān)閉氙氣燈來直接控制其發(fā)光量。在這種情況下，如圖12所示，向光源裝置14提供孔徑光闌機(jī)構(gòu)86，以調(diào)整照明光。該孔徑光闌機(jī)構(gòu)86受到光源裝置14的CPU 43控制，并用于調(diào)整從光源41入射到光導(dǎo)28上的照明光的光量。如圖13所示，孔徑光闌機(jī)構(gòu)86被提供有光圈葉片88和彈簧89。光圈葉片88覆蓋或露出孔闌87。彈簧89將光圈葉片88朝著覆蓋孔闌87的位置偏置。對抗彈簧89的偏置力，電機(jī)(或儀表)產(chǎn)生的扭矩將光圈葉片88沿增大孔闌87的開口的方向(順時針方向)轉(zhuǎn)動。光圈葉片88停止在扭矩和彈簧89的偏置力相平衡的位置處。當(dāng)扭矩增大時， 對抗彈簧89的偏置力的力也增大。因此，孔闌87的開口增大。當(dāng)扭矩減小時，對抗彈簧89 的偏置力的力也減小。因此，孔闌87的開口減小。電機(jī)90的扭矩隨PWM(脈寬調(diào)制)值的增大而增大，并隨PWM值的減小而減小?；贒SP 32計算的ALC數(shù)據(jù)，光源裝置14的CPU 43控制包括光圈葉片88和彈簧89的孔徑光闌控制機(jī)構(gòu)91。根據(jù)ALC數(shù)據(jù)，CPU 43計算用于確定電機(jī)90的扭矩的PWM 值。電機(jī)驅(qū)動器(未示出)根據(jù)PWM值產(chǎn)生驅(qū)動脈沖以驅(qū)動電機(jī)90。PWM值確定電機(jī)90 的驅(qū)動脈沖的占空比或占空率(脈沖持續(xù)時間或脈沖寬度除以脈沖周期)。即，PWM值確定電機(jī)90的扭矩。當(dāng)ALC數(shù)據(jù)是請求增大扭矩的信號時，CPU 43相應(yīng)地增大PWM值。當(dāng)ALC 數(shù)據(jù)是請求減小扭矩的信號時，CPU 43相應(yīng)地減小PWM值。在上述實施例中，適當(dāng)?shù)厥褂靡阎墓饬靠烧{(diào)的LED或LD作為光源41。例如，通過同時從三種顏色(紅、綠和藍(lán))芯片發(fā)射光，或者通過將發(fā)射藍(lán)光的LD(或LED)與在暴露給藍(lán)光時發(fā)射黃光的熒光板相組合，來產(chǎn)生白光。在上述實施例中，根據(jù)CMOS傳感器21的溫度，直接控制照明光光量。備選地，可以根據(jù)CMOS傳感器21的溫度，在輸出電路61中調(diào)整成像信號的放大因子。由此，間接減少ALC所需的照明光光量。在上述實施例中，將CMOS傳感器21用作在電子內(nèi)視鏡12中使用的圖像傳感器 (成像設(shè)備)的示例。備選地，可以使用其他類型的圖像傳感器，例如CCD圖像傳感器(以下稱為CCD)。如圖14所示，當(dāng)使用CCD 96作為圖像傳感器時，可以向模擬前端(AFE)97提供與CMOS傳感器21的輸出電路61兼容的CDS電路100或類似電路，以從CCD 96獲得成
像信號。在上述實施例中，像素62包括三個晶體管Ml到M3。像素62可以包括四個晶體管。像素62可以共享像素選擇晶體管M2。像素62的晶體管Ml和M2可以位于浮動擴(kuò)散部(floating diffusion section)的下游，來自光電二極管Dl的信號通過傳輸晶體管 (transfer transistor)傳送至浮動擴(kuò)散部。像素62可以共享浮動擴(kuò)散部，來自像素62的光電二極管Dl的信號被傳送至浮動擴(kuò)散部。本發(fā)明可應(yīng)用于上述任何配置。從CMOS傳感器21中各個像素62輸出的暗輸出值由于制造過程(在上述實施例中省略了描述)期間導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)誤差而在像素之間發(fā)生變化。當(dāng)讀出成像信號時，逐像素地執(zhí)行偏移校正，以使暗輸出值基本上彼此相等。即使對CMOS傳感器21輸出的成像信號執(zhí)行偏移校正，本發(fā)明也可應(yīng)用。類似地，在使用CXD取代CMOS傳感器21的情況下也執(zhí)行偏移校正。本發(fā)明中可以存在多種改變和修改，這些改變和修改應(yīng)視為在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，包括電子內(nèi)視鏡，包括要插入到對象內(nèi)部的插入部、用于照明對象內(nèi)部的照明部、以及用于捕獲被照明的對象內(nèi)部的圖像的圖像傳感器，照明部通過插入部的遠(yuǎn)端施加照明光，圖像傳感器放置在遠(yuǎn)端處，圖像傳感器具有多個像素，每個像素具有光電轉(zhuǎn)換功能；存儲器，用于存儲溫度轉(zhuǎn)換信息，溫度轉(zhuǎn)換信息表示圖像傳感器的暗輸出值與圖像傳感器的溫度之間的關(guān)系；以及溫度轉(zhuǎn)換器，用于獲得來自圖像傳感器的暗輸出值，并使用溫度轉(zhuǎn)換信息來確定溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，還包括光量控制器，用于根據(jù)溫度控制照明光的光量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，針對圖像傳感器的每N幀，獲得暗輸出值，N是大于或等于1的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，針對每N幀，確定溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，當(dāng)N大于或等于2時，使用第N幀的單獨暗輸出值或N幀的各個暗輸出值的平均值，作為暗輸出值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，在照明光施加過程中的暫停期間，從圖像傳感器獲得暗輸出值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，從部分像素獲取暗像素值，該部分像素位于圖像傳感器中圖像圈外部的區(qū)域中，所述暗像素值的平均值用作暗輸出值。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，像素分為第一組和第二組，第一組用于捕獲對象的圖像，第二組用于獲得暗輸出值，第二組由遮光膜遮蔽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，從第二組的各個像素獲取的暗像素值的平均值用作暗輸出值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，暗輸出值是N幀的暗像素值的平均值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，存儲器是存儲了溫度轉(zhuǎn)換信息的表存儲器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，使用插值來計算與表存儲器中未包含的暗輸出值相對應(yīng)的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，光量控制器根據(jù)溫度設(shè)置照明光的光量的上限，光量控制器控制照明光的光量不超過該上限。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，上限包括具有高光量的第一上限和具有低光量的第二上限，當(dāng)溫度超過作為高溫度的第一溫度時，光量控制器設(shè)置第二上限作為所述上限，當(dāng)溫度等于或低于作為低溫度的第二溫度時，光量控制器設(shè)置第一上限作為所述上限。
全文摘要
公開了一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，包括電子內(nèi)視鏡、光源裝置和溫度轉(zhuǎn)換器。電子內(nèi)視鏡在要插入患者體腔內(nèi)的插入部的遠(yuǎn)端部中具有CMOS傳感器。來自光源裝置的照明光通過遠(yuǎn)端部施加至體腔。溫度轉(zhuǎn)換器獲得來自CMOS傳感器的成像信號中包含的光學(xué)黑色(OB)區(qū)的平均像素值，并使用溫度轉(zhuǎn)換表中的數(shù)據(jù)，逐幀地將平均OB像素值轉(zhuǎn)換為CMOS傳感器的溫度。溫度轉(zhuǎn)換表表示平均OB像素值與CMOS傳感器的溫度之間的關(guān)系。根據(jù)CMOS傳感器的溫度調(diào)整照明光光量，防止圖像質(zhì)量劣化。
文檔編號A61B1/00GK102397049SQ20111022145
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者仲村貴行, 原和義, 山川真一, 平田英俊, 村山任, 蘆田毅, 飯?zhí)镄⒅?申請人:富士膠片株式會社