專利名稱：電子內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子內(nèi)窺鏡裝置，特別詳細(xì)地說(shuō)，涉及通過(guò)對(duì)載有被觀察體的彩色圖像的圖像信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，形成并可顯示特定的波長(zhǎng)范圍的分光圖像(影像)的電子內(nèi)窺鏡裝置。

背景技術(shù)：
在使用固體攝像元件的電子內(nèi)窺鏡裝置的領(lǐng)域，近年來(lái)，根據(jù)胃粘膜等消化器官中的分光反射率，組合窄頻帶帶通濾光器而進(jìn)行分光成像的裝置，即窄頻帶濾光器內(nèi)置電子內(nèi)窺鏡裝置(Narrow Band Lmaging-NBI)備受關(guān)注。該裝置，代替面順次式的R(紅)、G(綠)、B(蘭)的旋轉(zhuǎn)濾光器而設(shè)置三個(gè)窄(波長(zhǎng))頻帶的帶通濾光器，經(jīng)由該窄頻帶帶通濾光器順次輸出照明光，并且在對(duì)由這些照明光得到的三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行權(quán)重賦予的同時(shí)進(jìn)行與R、G、B(RGB)信號(hào)的情況同樣的處理，由此形成分光圖像。根據(jù)這樣的分光圖像，在胃、大腸等消化器管中，可以提取以往不能得到的細(xì)微構(gòu)造等。
另一方面，不是使用上述窄頻帶帶通濾光器的面順次式的裝置，如專利文獻(xiàn)1、2和非專利文獻(xiàn)1所示，提出了如下方案在固體攝像元件中配置微小馬賽克拼成式的顏色濾光器的同時(shí)式中，以拍攝由白色光照射的被觀察體而得到的圖像信號(hào)為基礎(chǔ)，通過(guò)運(yùn)算處理來(lái)形成分光圖像。這是求出RGB各個(gè)彩色靈敏度特性數(shù)值數(shù)據(jù)化后的參數(shù)與特定的窄頻帶帶通濾光器的分光特性數(shù)值數(shù)據(jù)化后的參數(shù)之間的關(guān)系，作為矩陣數(shù)據(jù)(系數(shù)組)，通過(guò)該矩陣數(shù)據(jù)和RGB信號(hào)之間的運(yùn)算，得到經(jīng)由窄頻帶帶通濾光器得到的分光圖像推定后的分光圖像信號(hào)。在通過(guò)這樣的運(yùn)算形成分光圖像的情況下，不必準(zhǔn)備與期望的波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)的多個(gè)濾光器，且不需要這些交換配置，因此可以避免裝置的大型化，實(shí)現(xiàn)成本降低。
專利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開(kāi)平7-96005號(hào)公報(bào)； 專利文獻(xiàn)2日本國(guó)特開(kāi)2003-93336號(hào)公報(bào)； 非專利文獻(xiàn)1三宅洋一著《デジタルカラ一畫(huà)像の解析·評(píng)価》束京大學(xué)出版會(huì)、2000年、p.148～153。
但是，通過(guò)上述運(yùn)算得到分光圖像的現(xiàn)有電子內(nèi)窺鏡裝置，因?yàn)楸粯?gòu)成將分光圖像作為單色圖像進(jìn)行顯示、或作為以預(yù)先指定的特定的三種顏色為基礎(chǔ)而形成的彩色圖像進(jìn)行顯示，所以例如雖然正常的部分和病灶部分之間的區(qū)別是明確的，但是有時(shí)顯示部位也被以實(shí)際不同的顏色顯示，這一點(diǎn)使未使用慣裝置的醫(yī)生等感到困惑。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目在于在通過(guò)上述運(yùn)算得到分光圖像的電子內(nèi)窺鏡裝置中，可以將分光圖像中的部位以實(shí)際顏色相同的色調(diào)進(jìn)行顯示。
本發(fā)明的電子內(nèi)窺鏡裝置，具備 光源，其向被觀察體照射白色光； 彩色攝像元件，其對(duì)接受了該白色光的照射的所述被觀察體進(jìn)行拍攝； 分光圖像形成電路，其通過(guò)基于該彩色攝像元件的輸出的RGB三種顏色圖像信號(hào)與規(guī)定的矩陣數(shù)據(jù)之間的運(yùn)算，形成用于表示被指定波長(zhǎng)的分光圖像的分光圖像信號(hào)， 所述分光圖像形成電路按照針對(duì)互相不同的至少三種波長(zhǎng)生成所述分光圖像信號(hào)，分別作為以所述被指定的波長(zhǎng)的顏色表示分光圖像的信號(hào)的方式構(gòu)成。
另外，優(yōu)選所述三種波長(zhǎng)分別為紅、綠、蘭區(qū)域的波長(zhǎng)。
另外，優(yōu)選用于生成以所述被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的分光圖像信號(hào)的矩陣數(shù)據(jù)，預(yù)先生成并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中。
另外，優(yōu)選被構(gòu)成為所述分光圖像形成電路在可生成以各自固定的顏色表示所述分光圖像的信號(hào)作為所述分光圖像信號(hào)的基礎(chǔ)上，可選擇地切換輸出以該固定顏色表示所述分光圖像的信號(hào)和以所述被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的信號(hào)。
發(fā)明效果 在本發(fā)明的電子內(nèi)窺鏡裝置中，因?yàn)榉止鈭D像形成電路構(gòu)成為生成針對(duì)互相不同的至少三種波長(zhǎng)的分光圖像信號(hào)，所以如果根據(jù)該分光圖像信號(hào)，則可以形成彩色分光圖像。而且，因?yàn)檫@些分光圖像信號(hào)分別作為以被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的信號(hào)，所以基于該分光圖像信號(hào)由顯示機(jī)構(gòu)顯示、或由錄像記錄機(jī)構(gòu)記錄的分光圖像成為基本上以實(shí)物相同的色調(diào)顯示由彩色攝像元件拍攝的部分的圖像。
另外，在本發(fā)明的電子內(nèi)窺鏡裝置中，特別是在預(yù)先生成上述那樣的矩陣數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以迅速地進(jìn)行該運(yùn)算處理，以短時(shí)間顯示或記錄分光圖像。
另外，在本發(fā)明的電子內(nèi)窺鏡裝置中，特別是分光圖像形成電路在可生成以各自固定顏色表示分光圖像的信號(hào)作為分光圖像信號(hào)的基礎(chǔ)上，可以選擇地切換輸出以該固定的顏色表示分光圖像的信號(hào)和以所述被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的信號(hào)的情況下，可以將分光圖像按照醫(yī)生的要求，如上所述那樣以實(shí)物相同的色調(diào)顯示或記錄，或者可以隨意地選擇執(zhí)行以固定色調(diào)顯示或記錄。



圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式相關(guān)的電子內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示構(gòu)成圖1的電子內(nèi)窺鏡裝置的處理器裝置的操作面板的結(jié)構(gòu)和波長(zhǎng)組的例子的圖。
圖3是表示圖1的電子內(nèi)窺鏡裝置的監(jiān)視器中的波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域和其顯示例的圖。
圖4是與原色型CCD的分光靈敏度特性一起表示分光圖像的波長(zhǎng)范圍的一例的曲線。
圖5是與活體的反射頻譜一起表示分光圖像的波長(zhǎng)范圍的一例的曲線。
圖6是表示用圖1的電子內(nèi)窺鏡裝置的波長(zhǎng)切換開(kāi)關(guān)操作的波長(zhǎng)切換狀態(tài)的圖。
圖7是表示圖1的電子內(nèi)窺鏡裝置中在單色模式下選擇的波長(zhǎng)組的圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明 10-檢查鏡(電子內(nèi)窺鏡本體部) 12-處理器裝置 14-光源裝置 15-CCD 17-CDS/AGC電路 20、35-微型計(jì)算機(jī) 25-DSP 28-第一顏色變換電路 29-顏色空間變換處理電路 30-模式選擇器 31-第二顏色變換電路 32-信號(hào)處理電路 34-監(jiān)視器 34s-波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域 36-存儲(chǔ)器 41-操作面板 43-輸入部
具體實(shí)施例方式 以下，參照附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的電子內(nèi)窺鏡裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施方式的電子內(nèi)窺鏡裝置，在設(shè)定為用于顯示后述形成的被觀察體的分光圖像的模式和用于顯示被觀察體的通常圖像的模式的任一方，進(jìn)而構(gòu)成為在分光圖像顯示模式下，選擇地設(shè)定成以下模式的一方將分光圖像作為基于固定的三種顏色圖像信號(hào)的彩色圖像進(jìn)行顯示的模式、和以實(shí)物(接近實(shí)物)的色調(diào)作為用于顯示被觀察體的彩色圖像進(jìn)行顯示的模式。
首先，對(duì)分光圖像顯示模式和其結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖所示，該電子內(nèi)窺鏡裝置由檢查鏡(scope)10即內(nèi)窺鏡本體部分、和與該檢查鏡以拆卸自如方式連接的處理器裝置12構(gòu)成，處理器裝置12內(nèi)配置有發(fā)出白色光的光源裝置14。在檢查鏡10的前端設(shè)置照明窗23，該照明窗23和一端連接于上述光源裝置14的引導(dǎo)線(line guide)24的另一端相對(duì)置。另外，光源裝置14也可以配置在與處理器裝置12分體的部分。
在上述檢查鏡10的前端部設(shè)置有固體攝像元件CCD15。作為該CCD15，可以使用例如在攝像面具有Mg(洋紅)、Ye(黃色)、Cy(青色)、G(綠色)的顏色濾光器的補(bǔ)色型、或具有RGB的顏色濾光器的原色型。
在CCD15中，連接有根據(jù)同步信號(hào)形成驅(qū)動(dòng)脈沖的CCD驅(qū)動(dòng)電路16，而且還連接有對(duì)該CCD15輸出的圖像(影像)信號(hào)進(jìn)行采樣放大的CDS/AGC(相關(guān)二重采樣/自動(dòng)增益控制)電路17。另外，在CDS/AGC電路17中連接有將其模擬輸出數(shù)字化的A/D變換器18。進(jìn)而，在檢查鏡10內(nèi)配設(shè)有對(duì)其中所設(shè)置的各種電路進(jìn)行控制且對(duì)其與處理器裝置12之間的通信進(jìn)行控制的微型計(jì)算機(jī)20。
另一方面，在處理器裝置12中設(shè)置DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)25，其對(duì)由A/D變換器18數(shù)字化后的圖像信號(hào)施以各種圖像處理。該DSP25根據(jù)上述圖像信號(hào)生成由亮度(Y)信號(hào)和色差[C(R-Y，B-Y)]信號(hào)構(gòu)成的Y/C信號(hào)且將其輸出，在該DSP25中連接有第一顏色變換電路28。該第一顏色變換電路28將從DSP25輸出的Y/C信號(hào)變換為R、G、B三種顏色圖像信號(hào)。另外，DSP25也可以配置在檢查鏡10側(cè)。
在上述第一顏色變換電路28的后端側(cè)按照如下順序依次連接有顏色空間變換處理電路29、模式選擇器30、第二顏色變換電路31、信號(hào)處理電路32以及D/A變換器33，顏色空間變換處理電路29進(jìn)行用于分光圖像形成的矩陣運(yùn)算，輸出用于表示選擇波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3的分光圖像的圖像信號(hào)；模式選擇器30選擇用于形成一個(gè)窄波長(zhǎng)范圍的分光圖像的單色模式和用于形成由三種波長(zhǎng)范圍構(gòu)成的分光圖像的三色模式中的任一個(gè)；第二顏色變換電路31，其將一個(gè)波長(zhǎng)范圍或三個(gè)波長(zhǎng)范圍的圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s為了進(jìn)行與RGB信號(hào)對(duì)應(yīng)的處理而作為Rs、Gs、Bs信號(hào)輸入，且將該Rs、Gs、Bs信號(hào)變換為Y/C信號(hào)；信號(hào)處理電路32進(jìn)行鏡像處理、掩模生成、字符生成等其他各種信號(hào)處理。而且，最后段的D/A變換器33，與配置在處理器裝置12外的例如由液晶顯示裝置或CRT等構(gòu)成的監(jiān)視器34和由光掃描記錄裝置等構(gòu)成的圖像記錄裝置45連接。另外，也可以設(shè)定二色模式來(lái)代替模式選擇器30所選擇的三色模式，該二色模式下形成由兩個(gè)波長(zhǎng)范圍構(gòu)成的分光圖像。
另外，在處理器裝置12內(nèi)設(shè)置有微型計(jì)算機(jī)35，該微型計(jì)算機(jī)35具有與檢查鏡10之間進(jìn)行通信，同時(shí)對(duì)該裝置12內(nèi)的各個(gè)電路進(jìn)行控制，且將存儲(chǔ)器36中存儲(chǔ)的矩陣(系數(shù))數(shù)據(jù)輸入到上述顏色空間變換處理電路29等功能。在上述存儲(chǔ)器36中以表格形式存儲(chǔ)有根據(jù)RGB信號(hào)來(lái)形成分光圖像的矩陣數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，下述表1表示了該存儲(chǔ)器36中存儲(chǔ)的矩陣數(shù)據(jù)的一例。
表1 該表1的矩陣數(shù)據(jù)，例如由400nm到700nm的波長(zhǎng)范圍以5nm間隔分割后的61個(gè)波長(zhǎng)范圍參數(shù)(系數(shù)組)p1～p61和用于通常圖像形成的參數(shù)P1～P3構(gòu)成。參數(shù)p1～p61分別由矩陣運(yùn)算用的系數(shù)kpr、kpg、kpb(p＝1～61)構(gòu)成，另一方面參數(shù)P1由系數(shù)(1.00000，0.00000，0.00000)構(gòu)成，參數(shù)P2由系數(shù)(0.00000，1.00000，0.00000)構(gòu)成，參數(shù)P3由系數(shù)(0.00000，0.00000，1.00000)構(gòu)成。
而且，在顏色空間變換處理電路29中，通過(guò)上述系數(shù)kpr、kpg、kpb和第一顏色變換電路28輸出的RGB信號(hào)，進(jìn)行由下式表示的矩陣運(yùn)算，形成分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s。
[式1] 即，在作為構(gòu)成分光圖像的波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3例如分別選擇500nm、620nm、650nm時(shí)，作為系數(shù)(kpr、kpg、kpb)使用表1的61個(gè)參數(shù)中的、中心波長(zhǎng)500nm對(duì)應(yīng)的參數(shù)p21的系數(shù)(-0.00119，0.002346，0.0016)、中心波長(zhǎng)620nm對(duì)應(yīng)的參數(shù)p45的系數(shù)(0.004022，0.000068，-0.00097)和中心波長(zhǎng)650nm對(duì)應(yīng)的參數(shù)p51的系數(shù)(0.005152，-0.00192，0.000088)進(jìn)行上述矩陣運(yùn)算。
另外，顏色空間變換處理電路29，如后面所述，在提供通常圖像顯示或記錄指示時(shí)，使用參數(shù)P1～P3的系數(shù)進(jìn)行上述矩陣運(yùn)算。因此，此時(shí)，從第一顏色變換電路28輸出的RGB信號(hào)直接被該顏色空間變換處理電路29輸出。
微型計(jì)算機(jī)35除所述存儲(chǔ)器36外，還連接有操作面板41、圖像記錄控制器42及由鍵盤等構(gòu)成的輸入部43。圖2詳細(xì)地表示上述操作面板41。在該操作面板41中設(shè)置有概略圖示的例如用于選擇a～h的波長(zhǎng)組的組選擇開(kāi)關(guān)41a；用于選擇波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3的各個(gè)中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)41b；由該波長(zhǎng)切換開(kāi)關(guān)41b進(jìn)行的設(shè)定波長(zhǎng)切換的寬度的切換寬度設(shè)定開(kāi)關(guān)41c；用于切換所述單色模式和三色模式的單色-三色模式切換開(kāi)關(guān)41d以及用于指示形成分光圖像的分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j。
另外，所述分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j也可以設(shè)置在檢查鏡10側(cè)。另外，在該分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j的下側(cè)設(shè)置固定顏色模式開(kāi)關(guān)41e和實(shí)際顏色模式開(kāi)關(guān)41f，對(duì)此在后面進(jìn)行描述。
以下，對(duì)于具有上述構(gòu)成的本實(shí)施方式的電子內(nèi)窺鏡裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先從按下分光圖像開(kāi)關(guān)41j時(shí)即分光圖像的形成開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明。
在形成該分光圖像時(shí)，驅(qū)動(dòng)圖1所示的光源裝置14，其所發(fā)生的白色光入射到引導(dǎo)線24，從配置在檢查鏡10內(nèi)的引導(dǎo)線24的前端所射出的白色光照射到被觀察體。而且，由CCD驅(qū)動(dòng)電路16驅(qū)動(dòng)的CCD15對(duì)該被觀察體進(jìn)行攝像，并且輸出攝像信號(hào)。該攝像信號(hào)在CDS/AGC電路17接受相關(guān)二重采樣和自動(dòng)增益控制后，在A/D變換器18進(jìn)行A/D變換，作為數(shù)字信號(hào)被輸入到處理器裝置12的DSP25。
在DSP25中，對(duì)來(lái)自檢查鏡10的輸出信號(hào)進(jìn)行伽馬處理，且對(duì)介由Mg、Ye、Cy、G的顏色濾光器得到的信號(hào)進(jìn)行顏色變換處理，形成如上所述的Y/C信號(hào)。該DSP25輸出的Y/C信號(hào)被輸入到第一顏色變換電路28，在此被變換為RGB信號(hào)。該RGB信號(hào)被輸入顏色空間變換處理電路29，在該顏色空間變換處理電路29通過(guò)RGB信號(hào)和矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行用于分光圖像形成的矩陣運(yùn)算。
以下，對(duì)于該運(yùn)算進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。在按下圖2所示的操作面板41的分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j時(shí)，顏色空間變換處理電路29使用存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)器36中的矩陣數(shù)據(jù)，通過(guò)其和各個(gè)像素的RGB信號(hào)，進(jìn)行分光圖像形成用的所述(式1)的矩陣運(yùn)算。即此時(shí)通過(guò)操作面板41的操作，設(shè)定λ1、λ2、λ3三個(gè)波長(zhǎng)范圍，微型計(jì)算機(jī)35從存儲(chǔ)器36讀出與這三個(gè)選擇波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)，且將其輸入到顏色空間變換處理電路29。
例如，在作為三個(gè)波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3而選擇波長(zhǎng)500nm、620nm、650nm的情況下，使用與各個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的(表1)的參數(shù)p21、p45、p51的系數(shù)，根據(jù)各個(gè)像素的RGB信號(hào)進(jìn)行下式(式2)的矩陣運(yùn)算而形成分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s。
[式2] 另外，在由與圖2的單色-三色模式切換開(kāi)關(guān)41d連接的模式選擇開(kāi)關(guān)30選擇了三色模式的情況下，上述分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s分別作為Rs、Gs、Bs三種顏色圖像信號(hào)被輸入到第二顏色變換電路31；另外，在選擇單色模式時(shí)，分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s中的任一個(gè)作為Rs、Gs、Bs信號(hào)被輸入到第二顏色變換電路31。以下，對(duì)于選擇了上述三色模式的情況進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
在上述第二顏色變換電路31中，Rs、Gs、Bs三種顏色圖像信號(hào)被變換為Y/C信號(hào)(Y、Rs-Y、Bs-Y)，該Y/C信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路32和D/A變換器33被輸入到所述監(jiān)視器34和圖像記錄裝置45。
根據(jù)上述Y/C信號(hào)顯示在監(jiān)視器34的分光圖像，為由圖4和圖5所示的波長(zhǎng)范圍的顏色成分所構(gòu)成的彩色圖像。也就是，圖4為在原色型CCD15的顏色濾光器的分光靈敏度特性R、G、B中重疊了用于形成分光圖像的三種波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3的示意圖。另外，圖5為在活體的反射頻譜中重疊了三種波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3的示意圖。之前所例示的參數(shù)p21、p45、p51的分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s如圖5所示是表示分別以500nm、620nm、650nm為中心波長(zhǎng)的±10nm左右的范圍的波長(zhǎng)范圍的分光圖像，記錄或顯示由這三種信號(hào)組合構(gòu)成的彩色分光圖像(動(dòng)態(tài)圖像或靜止圖像)。
另外，這樣的彩色分光圖像，在按壓圖2所示的固定顏色模式開(kāi)關(guān)41e時(shí)，變?yōu)榛诠潭ǖ娜N顏色圖像信號(hào)的彩色圖像；另一方面，在按壓同圖所示的實(shí)際顏色模式開(kāi)關(guān)41f時(shí)，變?yōu)閷⒈挥^察體以實(shí)物顏色(接近實(shí)物的顏色)顯示或記錄的彩色圖像，對(duì)于這一點(diǎn)在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
接著，針對(duì)上述波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3的選擇進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，如圖2所示，在本實(shí)施方式中，如圖2所示，對(duì)λ1、λ2、λ3的波長(zhǎng)組而言，例如400、500、600(nm，以下同樣)的標(biāo)準(zhǔn)組a、用于描繪血管的470、500、670的血管B1組b、同樣用于描繪血管的475、510、685的血管B2組c、用于描繪特定組織的440、480、520的組織E1組d、同樣用于描繪特定組織的480、510、580的組織E2組b、用于描繪高級(jí)球蛋白(不確定)和非高級(jí)球蛋白之間的差別的400、430、475的球蛋白組f、用于描繪血液和胡蘿卜素之間的差別的415、450、500血液-胡蘿卜素組g、血液和細(xì)胞質(zhì)之間的差別的420、550、600的血液-細(xì)胞質(zhì)組h的8個(gè)波長(zhǎng)組作為默認(rèn)的波長(zhǎng)組被存儲(chǔ)在圖1所示的存儲(chǔ)器36的一部分中。
在電子內(nèi)窺鏡裝置出廠后，在最初投入電源而使裝置啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)35選擇上述默認(rèn)波長(zhǎng)組。而且，在按壓圖2所示的操作面板41的分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j時(shí)，上述所選擇的波長(zhǎng)組中的標(biāo)準(zhǔn)組a在圖3的監(jiān)視器34中顯示在波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s。此時(shí)，如果按壓模式切換開(kāi)關(guān)41d選擇三色模式，則從存儲(chǔ)器36讀出標(biāo)準(zhǔn)組a的λ1＝400nm、λ2＝500nm、λ3＝600nm所對(duì)應(yīng)的各個(gè)參數(shù)，將這些參數(shù)輸入到顏色空間變換處理電路29。顏色空間變換處理電路29使用這樣輸入的參數(shù)進(jìn)行上述的矩陣運(yùn)算。
另外，臨床醫(yī)師等裝置操作者，通過(guò)操作圖2的操作面板41中所具有的組選擇開(kāi)關(guān)41a，可以任意地選擇默認(rèn)波長(zhǎng)組中的其他的波長(zhǎng)組b～h，微型計(jì)算機(jī)35將這樣選擇的波長(zhǎng)組在圖3的監(jiān)視器34中顯示在波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s。與此同時(shí)，此時(shí)也通過(guò)微型計(jì)算機(jī)35從存儲(chǔ)器36中讀出與選擇的波長(zhǎng)組的波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3所對(duì)應(yīng)的各個(gè)參數(shù)，將這些參數(shù)輸入到顏色空間變換處理電路29。顏色空間變換處理電路29使用這樣輸入的參數(shù)進(jìn)行上述矩陣運(yùn)算。
另外，組選擇開(kāi)關(guān)41a如圖2所示，由具有朝上的三角形的操作部的上行開(kāi)關(guān)和具有朝下的三角形的操作部的下行開(kāi)關(guān)構(gòu)成，每按壓一次前者，波長(zhǎng)組逐次選擇為a→h→g…，與此相反，每按壓一次后者，波長(zhǎng)組逐次選擇為a→b→c…。
另外，在選擇上述波長(zhǎng)組a～h中的一組時(shí)，通過(guò)操作者操作波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)41b，可以將該選擇的波長(zhǎng)組的波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3各自變換為任意的值。在該波長(zhǎng)范圍變更時(shí)，可以通過(guò)切換寬度設(shè)定開(kāi)關(guān)41c改變波長(zhǎng)切換寬度。即通過(guò)旋轉(zhuǎn)切換寬度設(shè)定開(kāi)關(guān)41c的旋鈕，可以設(shè)定按照接近連續(xù)切換的1nm寬度、分布切換的5nm寬度、10nm寬度、20nm寬度的方式連續(xù)地或分布地切換。另外，例如在以1nm寬度進(jìn)行切換時(shí)，在400～700nm的范圍內(nèi)設(shè)定301的波長(zhǎng)范圍，生成與該301波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)(p’1～p’301)。
圖6表示該波長(zhǎng)范圍的選擇，在設(shè)定上述5nm寬度時(shí)，如以λ1的切換所示，按照400→405→410的方式進(jìn)行切換，在設(shè)定上述20nm寬度時(shí)，如λ3的切換所示，按照600→620→640的方式切換，該值顯示在監(jiān)視器34的波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s。
在圖3中詳細(xì)地顯示了上述波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s中的顯示狀態(tài)。在該實(shí)施方式中，通過(guò)上述信號(hào)處理電路32內(nèi)的字符發(fā)生等，如圖3(A)所示，在監(jiān)視器34的右下部等設(shè)定的波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s顯示波長(zhǎng)信息。即在該波長(zhǎng)信息顯示區(qū)域34s中，如圖3(B)所示，在λ1、λ2、λ3等文字的下方，顯示選擇的波長(zhǎng)的值(nm)?；蛞部梢匀鐖D3(C)所示，設(shè)橫軸為波長(zhǎng)刻度，縱軸為靈敏度，以可動(dòng)曲線(圖4所對(duì)應(yīng)的)對(duì)所選擇的波長(zhǎng)范圍進(jìn)行可視顯示。
圖2所示的模式切換開(kāi)關(guān)41d進(jìn)行單色模式和三色模式切換，在三色模式動(dòng)作時(shí)，按下該模式切換開(kāi)關(guān)41d則切換到單色模式，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)35將波長(zhǎng)范圍λ1、λ2、λ3全部設(shè)定為如470、470、470那樣的同一值。而且，在監(jiān)視器34中，如圖7所示，顯示共同的波長(zhǎng)范圍。另外，即使對(duì)于該共同的波長(zhǎng)范圍，通過(guò)上述波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)41b可以選擇任意的值。
這里，作為上述八個(gè)波長(zhǎng)組，除了如上所述的默認(rèn)波長(zhǎng)組之外，也可以按照裝置使用者醫(yī)師的期望等，準(zhǔn)備另外的組，將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器，可以適當(dāng)?shù)剡x擇使用。另外，也可以將上述操作面板41上的開(kāi)關(guān)種類的一部分功能置換到鍵盤的鍵功能，或?qū)⑷康墓δ苤脫Q為鍵盤的鍵功能。
接著，針對(duì)將分光圖像基于固定的三種顏色進(jìn)行顯示彩色顯示的模式、和以被觀察體實(shí)物的顏色(接近實(shí)物的顏色)進(jìn)行彩色顯示的模式進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)前者的模式即按下圖2所示的固定顏色模式開(kāi)關(guān)41e的情況進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，顏色空間變換處理電路29將分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s不局限于λ1、λ2、λ3中任一項(xiàng)，分別作為與固定顏色(例如400nm、500nm、600nm等波長(zhǎng)顏色)對(duì)應(yīng)的Rs、Gs、Bs的信號(hào)，輸入到第二顏色變換電路31。通過(guò)這樣顯示在監(jiān)視器34的或由圖像記錄裝置45記錄的分光圖像，為根據(jù)上述固定的三種顏色構(gòu)成的彩色圖像。另外，在由模式選擇器30選擇單色模式時(shí)，用上述固定的三種顏色中的一種顯示分光圖像的分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s或λ3s，作為Rs、Gs或Bs信號(hào)輸入到第二顏色變換處理電路31。
接著，對(duì)按下圖2所示的實(shí)際顏色模式開(kāi)關(guān)41f的情況進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，顏色空間變換處理電路29將分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s作為分別用波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3顏色顯示分光圖像的Rs、Gs、Bs的信號(hào)，輸入到第二顏色變換電路31。通過(guò)這樣顯示在監(jiān)視器34的或由圖像記錄裝置45記錄的分光圖像，將由CCD15拍攝的被觀察體的部分以基本上與實(shí)物相同的色調(diào)進(jìn)行顯示。
以下，對(duì)實(shí)現(xiàn)這樣的實(shí)際顏色模式的分光圖像λ1s、λ2s、λ3s的生成進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在之前敘述的固定顏色模式下，顏色空間變換處理電路29將(式2)的矩陣運(yùn)算形成的分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s分別作為例如載置400nm、500nm、600nm的波長(zhǎng)顏色的亮度(圖像顯示的情況)的Rs、Gs、Bs的三種顏色圖像信號(hào)輸出，但在該實(shí)際顏色模式的情況下，將Rs、Gs、Bs同樣地作為載有400nm、500nm、600nm波長(zhǎng)顏色的亮度的信號(hào)時(shí)，顏色空間變換處理電路29分別通過(guò)下面的運(yùn)算形成并輸出分光圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s。
λ1s＝aRs+bGs+cBs λ2s＝dRs+eGs+fBs λ3s＝gRs+hGs+iBs 將上述九個(gè)系數(shù)a～i規(guī)定如下例如，按照波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的組合以表格的形式存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)器36中，在上述運(yùn)算時(shí)，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)35讀出這些參數(shù)，輸入到顏色空間變換處理電路29。這些系數(shù)a～i如果按照波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3的組合確切地規(guī)定，則在監(jiān)視器34顯示的或由圖像記錄裝置45記錄的分光圖像，將由CCD15拍攝的被觀察體的部分用基本上與實(shí)物相同的色調(diào)進(jìn)行顯示。
接著，對(duì)求得上述系數(shù)a～i的方法進(jìn)行說(shuō)明。這里，使用等色函數(shù)，如果三刺激值(X，Y，Z)相同，則認(rèn)為例如在監(jiān)視器34所顯示的圖像中的部分以與實(shí)物相同的色調(diào)顯示。以下，矢量用小文字表示，矩陣用大文字表示，設(shè)波長(zhǎng)λ有關(guān)的等色函數(shù)為下式3所示 [式3] 另外，將監(jiān)視器34的發(fā)出顏色設(shè)為下式4 [式4] 而且，上述的三種波長(zhǎng)λ1、λ2、λ3中的色度分別設(shè)為(x1、y1、z1)，(x2、y2、z2)，(x3、y3、z3)。
如果色度值相同則在人的眼睛中能看到相同的顏色，因此根據(jù)上述九個(gè)系數(shù)a～i如果下述式成立，則監(jiān)視器34所顯示的圖像中的部分以與實(shí)物相同的色調(diào)顯示。
[式5] 在此，設(shè) [式6]



轉(zhuǎn)置用～表示時(shí)， [式7]

∴
[式8]
式8為3×3的矩陣，存在逆陣。因此，根據(jù)已知的A，B，D，求得系數(shù)矩陣C(即系數(shù)a～i)為 [式9]
其中， [式10] C 式10的要素中不存在負(fù)值，因此，計(jì)算結(jié)果生成負(fù)值的要素強(qiáng)制地設(shè)為0，由此求得系數(shù)a～i。
另外，說(shuō)明了根據(jù)以上的三種顏色的圖像信號(hào)λ1s、λ2s、λ3s來(lái)顯示或記錄彩色圖像，但是在根據(jù)四種顏色以上的圖像信號(hào)來(lái)顯示或記錄彩色圖像的情況下，基于基本上同樣的考慮，可以形成分光圖像用與實(shí)物相同的色調(diào)表示的信號(hào)。
接著，對(duì)顯示被觀察體的通常圖像的模式進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，在形成顯示分光圖像時(shí)，在再次按下圖2所示的操作面板41的分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j時(shí)，或者在自最初起未按下分光圖像形成開(kāi)關(guān)41j時(shí)，選擇所述參數(shù)P1～P3的系數(shù)作為顏色空間變換處理電路29中的矩陣運(yùn)算的系數(shù)，通過(guò)這樣，從該顏色變換空間處理電路29直接輸出由第一顏色變換電路28輸出的RGB信號(hào)。而且，該RGB信號(hào)由第二顏色變換電路31變換為Y/C信號(hào)，該Y/C信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路32和D/A變換器33被輸入到監(jiān)視器34，因此在該監(jiān)視器34中顯示被觀察體的通常彩色圖像(運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像)。
另外，在本實(shí)施方式中，上述D/A變換器33的輸出被輸入監(jiān)視器34之外還輸入到圖像記錄裝置45，在由微型計(jì)算機(jī)35控制的圖像記錄控制器42對(duì)圖像記錄裝置45指示圖像記錄時(shí)，由該指示所指定的場(chǎng)景的通常彩色圖像或分光圖像的硬拷貝從該圖像記錄裝置45輸出。
另外，在以往的內(nèi)窺鏡中，對(duì)被觀察體進(jìn)行靛藍(lán)(indigo)或ピオクタニン等色素?cái)U(kuò)散，且拍攝色素?cái)U(kuò)散著色的組織，但是也可以通過(guò)選擇可以描繪由色素?cái)U(kuò)散著色的組織的波長(zhǎng)范圍作為上述λ1、λ2、λ3波長(zhǎng)組，不必進(jìn)行色素?cái)U(kuò)散，得到與色素?cái)U(kuò)散時(shí)的圖像相同的分光圖像。
權(quán)利要求
1.一種電子內(nèi)窺鏡裝置，具備
光源，其向被觀察體照射白色光；
彩色攝像元件，其對(duì)接受了該白色光照射的所述被觀察體進(jìn)行拍攝；
分光圖像形成電路，其通過(guò)基于該彩色攝像元件的輸出的RGB三種顏色圖像信號(hào)與規(guī)定的矩陣數(shù)據(jù)之間的運(yùn)算，形成用于表示所指定波長(zhǎng)的分光圖像的分光圖像信號(hào)，
所述分光圖像形成電路按照針對(duì)互相不同的至少三種波長(zhǎng)生成所述分光圖像信號(hào)，分別作為以所述被指定的波長(zhǎng)的顏色表示分光圖像的信號(hào)的方式構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，
還具備存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)矩陣數(shù)據(jù)，該矩陣數(shù)據(jù)用于生成以所述被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的分光圖像信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，
被構(gòu)成為所述分光圖像形成電路在也可生成以各自固定的顏色表示所述分光圖像的信號(hào)作為所述分光圖像信號(hào)后，
可以選擇地切換輸出以該固定顏色表示所述分光圖像的信號(hào)和以所述被指定的波長(zhǎng)顏色表示分光圖像的信號(hào)。
全文摘要
根據(jù)彩色攝像元件的輸出圖像信號(hào)來(lái)形成規(guī)定波長(zhǎng)范圍的分光圖像的電子內(nèi)窺鏡裝置中，以該實(shí)物的色調(diào)顯示被觀察體的分光圖像。該電子內(nèi)窺鏡裝置，具備向被觀察體照射白色光的光源(14)；對(duì)被觀察體進(jìn)行拍攝的彩色攝像元件(15)；和基于該元件(15)的輸出的Y(亮度)/C(色差)信號(hào)變換后得到的R、G、B三種顏色圖像信號(hào)，形成規(guī)定波長(zhǎng)范圍的分光圖像的分光圖像形成電路(29)，分光圖像形成電路(29)按照生成用于以被指定的波長(zhǎng)范圍的顏色表示分光圖像的分光圖像信號(hào)的方式構(gòu)成。
文檔編號(hào)A61B1/04GK101152073SQ200710162409
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
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