專利名稱：內窺鏡裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以使用寬帶光(例如白色照明光)和特定窄帶光來執(zhí)行特殊光觀察的內窺鏡裝置。
背景技術：
近年來，使用了可以執(zhí)行所謂的特殊光觀察的內窺鏡裝置，特殊光觀察將特定的窄波長頻帶的光(窄帶光)輻照到活體的粘膜組織并獲取在身體組織的期望深度處的組織信息。這種類型的內窺鏡裝置可以簡單地將在例如普通觀察圖像中沒有獲取到的活體信息視覺化，例如強化在粘膜層或者粘膜下層中產生的新血管的表層微細結構以及病變部。例如，當觀察目標是癌癥病變部吋，如果將藍色(B)窄帶光輻照到粘膜組織上，可以更詳細地觀察到組織表層的微細血管或者微細結構的狀態(tài)。因此，可以更準確地診斷病變部。即使在該特殊光觀察以及普通光(寬帶光)觀察中，也必須對所獲取的捕捉圖像執(zhí)行白平衡處理，以穩(wěn)定色調的再現(xiàn)性并執(zhí)行更準確的診斷。JP 2006-68321A公開了可以分別在普通光觀察和特殊光觀察中在短時間內執(zhí)行白平衡處理的內窺鏡裝置。在特殊光觀察中，當患病組織和特殊光的輻照位置之間的距離短吋，可以對能被毫無困難地明亮地查看到的組織表層的微細血管或者微細結構進行成像。然而，存在的問題是當距離增加吋，所捕捉的圖像變暗并且不容易被看到。一般采取增加輻照光量的措施。 然而，在輻照光量的増加(具體地，特殊光的光量的増加)中存在限制。問題在于如果使用普通光對特殊光的光量短缺進行補償，則改變了捕捉到的圖像的色彩(tint)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供內窺鏡裝置，其中，用戶在確認普通光觀察和特殊光觀察下的已捕捉圖像時不需要有意地調節(jié)輻照光量，以及，在不受與對活體的結構或成分(例如表層微細血管)進行觀察相關的成像距離的限制的情況下，總是可以獲得明亮并具有穩(wěn)定色彩的捕捉圖像。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種內窺鏡裝置，包括第一光源部，輻照第一窄帶光，所述第一窄帶光具有根據(jù)作為被攝物的活體的結構或成分的頻譜特性而帶寬變窄的預定波長帶寬；第二光源部，輻照具有與所述第一窄帶光不同的波長頻帶的第二窄帶光或者輻照具有包括可見光在內的寬波長頻帶的寬帶光；光源控制裝置，對來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照和輻照光量以及來自所述第二光源部的第二窄帶光或者寬帶光的輻照和輻照光量分別進行控制；成像裝置，使用順序或者同時輻照到所述被攝物的第一窄帶光以及第ニ窄帶光或寬帶光的來自所述被攝物的返回光，獲得所述被攝物的捕捉圖像，以輸出捕捉圖像信息；亮度值計算裝置，根據(jù)由所述成像裝置成像的捕捉圖像信息，計算捕捉圖像的亮
光源光量改變裝置，根據(jù)在所述亮度值計算裝置中計算的亮度值，改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量以及來自所述第二光源部的第二窄帶光或寬帶光的輻照光量；白平衡調節(jié)值計算裝置，根據(jù)當前執(zhí)行輻照的所述第一光源部和所述第二光源部的在所述光源光量改變裝置中被改變的輻照光量來計算用于進行捕捉圖像的白平衡的白平衡調節(jié)值；以及増益調節(jié)裝置，根據(jù)在所述白平衡調節(jié)值計算裝置中計算的白平衡調節(jié)值，調節(jié)所述成像裝置的増益，以使得捕捉圖像的白平衡變?yōu)榛景灼胶狻４送?，?yōu)選地，所述基本白平衡是在所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量分別被最大化的情況下對白板成像時獲得的捕捉圖像的白平衡。此外，優(yōu)選地，所述光源光量改變裝置是改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量和來自所述第二光源部的第二窄帶光的輻照光量的比率的裝置；以及所述光源光量改變裝置是改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量和來自所述第二光源部的寬帶光的輻照光量的比率的裝置。此外，優(yōu)選地，所述光源光量改變裝置在所計算的亮度值變大時増加來自所述第一光源部的輻照光量的比率，以及在所計算的亮度值變小時増加來自所述第二光源部的輻照光量的比率，由此將所計算的亮度值設置為預定亮度值。此外，優(yōu)選地，所述光源光量改變裝置根據(jù)捕捉圖像的亮度值逐步改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量；以及所述光源光量改變裝置根據(jù)捕捉圖像的亮度值連續(xù)改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量。此外，優(yōu)選地，如果所述基本白平衡是[R_baSe，G_baSe，B_baSe]，所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量的比率是α 1-α，所述第一光源部的白平衡是[R_1，G_1，B_1]，以及所述第二光源部的白平衡是[R_2，G_2，B_2]，則通過以下公式來表達由所述增益調節(jié)裝置調節(jié)的所述成像単元的増益[WB_gainR，WB_gainG，WB_gainB]WB_gainR = ( α R_l+(1-α ) R_2) /R_baseWB_gainG = ( α G_l+ (ト α ) G_2) /G_baseWB_gainB = ( α B_l+ (ト α ) B_2) /B_base本發(fā)明還提供了ー種內窺鏡裝置，進ー步包括圖像處理部，對捕捉圖像信息執(zhí)行預定圖像處理，其中，所述圖像處理部具有提前獲得的顏色轉換系數(shù)表，所述顏色轉換系數(shù)表示出了以下二者之間的關系第一光源部的輻照光量和第二光源部的輻照光量的比率，以及用于調節(jié)捕捉圖像的色彩以執(zhí)行圖像處理并從而不改變捕捉圖像的白平衡的顏色轉換系數(shù)，其中，所述圖像處理部基于由所述光源光量改變裝置調節(jié)的所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量的比率，從所述顏色轉換系數(shù)表中選擇顏色轉換系數(shù)。此外，優(yōu)選地，所述第一光源部包括發(fā)射寬帶光的寬帶光源，以及包括僅讓從所述寬帶光源發(fā)射的寬帶光中的第一窄帶光透射的第一顏色濾波器；所述第二光源部包括所述寬帶光源，以及包括僅讓從該寬帶光源發(fā)射的寬帶光中的第二窄帶光透射的第二顏色濾波器；以及所述光源光量改變裝置是將所述第一顏色濾波器和所述第二顏色濾波器中的至少ー個切換為具有不同半值寬度的顏色濾波器的裝置。根據(jù)本發(fā)明的內窺鏡裝置，對特殊光源和白色照明光源的發(fā)光條件進行有序控制，以使得在普通光觀察和特殊光觀察下，使用成像単元檢測到的返回光的光量總是變得大于等于預定值。此外，當執(zhí)行普通光觀察和特殊光觀察，以在圖像處理部中根據(jù)特殊光源和白色照明光源的發(fā)光條件執(zhí)行用于調節(jié)色彩的預定圖像處理吋，例如，即使遠離病變部執(zhí)行成像或者即使靠近病變部執(zhí)行成像，用戶不需要在確認捕捉圖像時有意地調節(jié)光源的發(fā)光條件和捕捉圖像的色彩，以及在不被成像距離所限制的情況下(具體地，在對病變部、 表層微細血管等的特殊光觀察下以及在普通光觀察下)，總是可以獲得具有穩(wěn)定色彩的捕捉圖像。


圖1是示意性地示出本發(fā)明的內窺鏡裝置的第一實施例的總體配置的框圖。圖2是示出從藍紫色激光光源輻照的藍紫色激光束和白色光的發(fā)射光譜的圖，該白色光來自從藍色激光光源輻照的藍色激光束以及被激發(fā)的熒光體的熒光，這些光源用于圖1中示出的內窺鏡裝置的光源部。圖3是示出相應部的信號處理系統(tǒng)的框圖，包括圖1中示出的內窺鏡裝置的處理器的一個示例的詳細配置。圖4是示出在圖3中示出的特殊光圖像處理部的特殊光顏色轉換部中提供的顏色轉換表的一個示例的圖。圖5是本發(fā)明的內窺鏡裝置的第一實施例的操作示例的流程圖。圖6是示意性地示出本發(fā)明的內窺鏡裝置的第二實施例的總體配置的框圖。圖7是示出圖6中示出的內窺鏡裝置的濾波器組的ー個示例的正視圖，該濾波器組包括第一顏色濾波器和第二顏色濾波器。圖8A是示出具有窄的半值寬度的藍色濾波器(第一顏色濾波器)和具有窄的半值寬度的綠色濾波器(第二顏色濾波器)的光譜特性的示例的圖，以及圖8B是示出具有寬的半值寬度的藍色濾波器(第一顏色濾波器)和具有寬的半值寬度的綠色濾波器(第二顏色濾波器)的光譜特性的示例的圖。圖9是示出相應部的信號處理系統(tǒng)的框圖，包括圖6中示出的內窺鏡裝置的處理器的一個示例的詳細配置。圖10是本發(fā)明的內窺鏡裝置的第二實施例的操作示例的流程圖。
具體實施例方式下面，將基于附圖中示出的優(yōu)選實施例對本發(fā)明的內窺鏡裝置進行詳細描述。圖1是示意性地示出本發(fā)明的內窺鏡裝置的第一實施例的總體配置的框圖。如該圖中所示，本發(fā)明的內窺鏡裝置10具有內窺鏡12、光源設備14、處理器16以
6及輸入輸出部18。在此，光源設備14和處理器16構成了內窺鏡12的控制設備，以及內窺鏡12光學連接到光源設備14，并且電連接到處理器16。此外，處理器16電連接到輸入輸出部18。輸入輸出部18具有顯示部(監(jiān)視器)38，顯示圖像信息等作為輸出；記錄部(記錄設備)42 (參見圖3)，輸出圖像信息等；以及輸入部(模式切換部)40，起到接收輸入操作和功能設置的UI(用戶接ロ)的功能，輸入操作是例如在普通觀察模式(也稱為普通光模式)和特殊光觀察模式(也稱為特殊光模式)之間的模式切換。內窺鏡12是具有從其遠端輻照照明光的照明光學系統(tǒng)以及對要觀察的區(qū)域進行成像的成像光學系統(tǒng)的電子內窺鏡。此外，雖然沒有示出，內窺鏡12包括插入被攝物的內窺鏡插入部分、執(zhí)行內窺鏡插入部分的遠端的彎曲操縱以及用于觀察的操縱的操縱部分、 以及將內窺鏡12可拆下地連接到控制設備的光源設備14和處理器16的連接器部分。此外，雖然未示出，在操縱部分和內窺鏡插入部分內部提供了各種通道，例如允許用于組織采樣的治療工具等插入其中的鉗子通道(fore印s channel)，以及供氣和供水通道。如圖1中所示，在輻照端ロ 28k中提供構成照明光學系統(tǒng)以及構成白色光源的熒光體24(其細節(jié)將在下面描述)，輻照端ロ 28A允許光通過其輻照到在內窺鏡12的遠端部分處要觀察的區(qū)域。將成像単元(傳感器”6布置在與輻照端ロ 28A相鄰的光接收部分 28B處，成像単元沈是例如作為獲取要觀察區(qū)域的圖像信息的成像裝置的CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器或者CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。在內窺鏡12的輻照端ロ 28A處布置構成照明光學系統(tǒng)的保護玻璃罩或鏡頭(未示出)，在光接收部分28B處布置構成照明光學系統(tǒng)的保護玻璃罩或鏡頭(未示出)以及在光接收部分28B的成像単元 26的光接收表面處布置構成成像光學系統(tǒng)的物鏡單元(未示出)。通過操縱部分的操縱使得內窺鏡插入部分可彎曲，可以根據(jù)在其中使用內窺鏡12 的被攝物的部位，在任意的方向上并以任意的角度彎曲內窺鏡插入部分，以及可以將輻照端ロ 28A和光接收部分即，成像単元沈的觀察方向)引導到所期望的觀察部位。此外，雖然優(yōu)選地，成像単元沈是彩色成像傳感器或者互補顏色傳感器(包括光接收區(qū)域中的顏色濾波器(例如，RGB顏色濾波器或者互補顏色濾波器))，RGB彩色成像傳感器更是優(yōu)選的。 光源設備14包括作為發(fā)光源的中心波長為405nm的藍紫色激光光源 G05LD)32(被用作特殊光模式下的特殊光源)以及中心波長為445nm的藍色激光光源 G45LD)34(被用作普通光模式和特殊光模式下的白色照明光的光源)。藍紫色激光光源32 輻照作為第一窄帶光的藍紫色激光束，以及藍色激光光源34輻照作為第二窄帶光的藍色激光束。此外，由于來自藍紫色激光光源32的中心波長為405nm的藍紫色激光束是具有根據(jù)活體的結構或者成分的頻譜特性而帶寬變窄的波長帶寬的窄帶光，優(yōu)選地，與該特性相一致，活體的結構或成分的可檢測性非常好。光源控制裝置48(參見圖幻對從光源32和34中的每個的半導體發(fā)光單元發(fā)射的光進行單獨控制，以及，可以改變光源32和34中的每個的發(fā)光條件，即，藍紫色激光光源 32的照明光與藍色激光光源34的照明光的光量以及光量比率。藍紫色激光光源32和藍色激光光源34可以使用寬區(qū)域類型的基于InGaN的激光 ニ極管，以及還可以使用基于hGaNAs的激光二極管或者基于GaNAs的激光二極管。此外， 可以使用光發(fā)射器(例如，放光ニ極管)來配置以上光源。
通過聚光透鏡(condensing lense)(未示出)將從藍紫色激光光源32和藍色激光光源34輻照的激光束分別輸入到光纖22中，經(jīng)由復用器(未示出)將其發(fā)送到連接器部分。此外，本發(fā)明不限于此，并且可以具有以下配置不使用復用器，將來自藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的激光束分別直接傳遞到連接器部分。復用中心波長為405nm的藍紫色激光束以及中心波長為445nm的藍色激光束，以及發(fā)送到連接器部分的激光束通過構成照明光學系統(tǒng)的光纖22傳播到內窺鏡12的遠端部分。然后，在內窺鏡12的遠端處，藍色激光束激發(fā)熒光體對，由此使得熒光體發(fā)出熒光，熒光體M是布置在光纖22的光輻照端處的波長轉換元件。此外，一部分藍色激光束照原樣透過了熒光體24。雖然一部分藍紫色激光束激發(fā)了熒光體對，束的大部分透過熒光體M 而不激發(fā)熒光體，并變?yōu)檎瓗РㄩL的照明光(所謂的窄帶光)。藍紫色激光光源32構成了本發(fā)明的第一光源部，以及藍色激光光源34和熒光體 24構成了本發(fā)明的第二光源部。光纖22是多模光纖，以及可以使用纖芯直徑105 μ m、包層直徑125 μ m的微細直徑光纖纜線作為示例，其包括作為外皮的保護層在內的直徑是0. 3至0. 5mm。對熒光體M進行配置，以使得其包括多種熒光體(例如，諸如基于YAG的熒光體或者BAM (BaMgAlltlO17)熒光體之類的熒光體)，熒光體吸收一部分藍色激光束和一部分藍紫色激光束，并且被激發(fā)為發(fā)射綠色到黃色的光。由此，把將藍色激光束和藍紫色激光束作為激發(fā)光的緑色到黃色的激發(fā)光以及透過熒光體M而沒有因此被吸收的藍色激光束和藍紫色激光束合在一起，變?yōu)榘咨?偽白色)照明光。如果如本配置示例一祥，使用發(fā)射中心波長為445nm的藍色激光束的半導體發(fā)光単元作為激發(fā)光源，可以以高的發(fā)光效率獲得高強度的白色光，可以容易地調節(jié)白色光的強度，并將白色光的色溫和色度的改變抑制為低。熒光體M可以防止由于激光束的相干所造成的散斑而導致的(變?yōu)槌上裾系K的) 噪聲的重疊或者當執(zhí)行運動圖像顯示時出現(xiàn)閃爍。此外，優(yōu)選地，考慮到構成熒光體的熒光材料和變?yōu)樘畛洳牧系倪M行固定和凝固的樹脂之間的折射率差，關于熒光體材料自身和填充材料的顆粒尺寸，熒光體M由對紅外光具有小吸收和大散射的材料制成。由此，在不降低紅光或者紅外光的光強度的情況下增強了散射效應，并且光學損耗變小了。圖2是示出來自藍紫色激光光源32的藍紫色激光束以及與通過熒光體M從藍色激光束轉換而來的熒光相合并的來自藍色激光光源34的藍色激光束的發(fā)射光譜的圖。由中心波長405nm的發(fā)射譜線(輪廓(profile) A)來表達藍紫色激光束，藍紫色激光束是本發(fā)明的窄帶光，并主要被用作特殊光。此外，由中心波長445nm的發(fā)射譜線來表達藍色激光束，以及由藍色激光束造成的來自于熒光體M的熒光具有發(fā)射強度在大致450nm至700nm 的波長頻帶中増加的譜密度分布。上述的白色光由包括熒光和藍色激光束在內的輪廓B形成，主要被用作普通光。作為白色光的普通光是具有包括可見光在內的寬波長頻帶的寬帶光。此外，雖然未示出，熒光體M甚至受到藍紫色激光束的激發(fā)，以光量大約為基于藍色激光束的光量的1/20的熒光進行輻照，并形成寬帶光。在此，在從藍紫色激光光源32發(fā)射的中心波長為405nm的藍紫色激光束中存在著很多405nm窄帶光分量以及所伴隨的來自熒光體M的熒光，并且對表層組織的觀察(獲取關于表層組織的信息)非常好。另ー方面，由于存在來自熒光體M的少量的熒光分量，用于對背景成像的白色光的輻照光量沒有増加。因此，當至被攝物的距離小吋，作為背景的白色光的輻照光量是充足的。然而，當至被攝物的距離大吋，在藍紫色激光束所產生的熒光中， 白色光的輻照光量是不足的。此外，雖然從藍色激光光源34發(fā)射的中心波長為445nm的藍色激光束與所伴隨的來自熒光體M的熒光在觀察表層組織方面要次于藍紫色激光束，藍色激光束可以強烈地激發(fā)熒光體24，以增加作為背景的白色光的輻照光量。因此，即使當至被攝物的距離遠吋， 也可以充分確保白色光的光量。因此，當距離被攝物遠吋，可以使用藍色激光光源34來補償從來自藍紫色激光光源32的藍紫色激光束所獲得的白色光的光量短缺。此外，不將本發(fā)明中的白色光嚴格限制為包括可見光中的所有波長分量，例如，可以包括特定波長頻帶(例如，R、G和B)的光，包括上述的偽白色光。例如，白色光廣泛地包括了以下光包括從綠色到紅色的波長分量的光、包括從藍色到緑色的波長分量的光等。在內窺鏡裝置10中，可以對輪廓A和輪廓B的發(fā)射強度進行控制，以使得可以通過光源控制裝置48來進行相對增加或降低，以產生具有任意的亮度平衡的照明光。此外， 在本發(fā)明的內窺鏡裝置10中，在普通光模式下僅使用輪廓B的光。在特殊光模式下，原則上使用輪廓A的光以及基于輪廓A的光的熒光(未示出)，以及疊加輪廓B的光以補償未示出的熒光的光量短缺。如上所述，從內窺鏡12的遠端部分處的輻照端ロ 28k向要觀察的被攝物的區(qū)域輻照以下照明光由從基于來自藍紫色激光光源32的藍紫色激光束的窄帶光(輪廓A)與來自熒光體M的熒光(未示出)獲得的白色光組成的照明光以及由從來自藍色激光光源34 的藍色激光束與來自熒光體M的熒光獲得的白色光組成的照明光(輪廓B)。從使用照明光輻照的要觀察的區(qū)域返回的光經(jīng)由光接收部分28B聚焦在成像単元沈的光接收表面上， 并且成像単元26對要觀察的區(qū)域成像。將在成像之后從成像単元沈輸出的已捕捉圖像的圖像信號通過視界線纜(scope cable) 30輸入到處理器16的圖像處理系統(tǒng)36。接下來，包括處理器16的圖像處理系統(tǒng)36在內的信號處理系統(tǒng)對成像単元沈以這種方式捕捉到的圖像的圖像信號進行圖像處理，并將其輸出到監(jiān)視器38或者記錄設備 42，以及提供給用戶觀察。圖3是示出相應部的信號處理系統(tǒng)的框圖，包括本發(fā)明的內窺鏡裝置的處理器的一個示例的詳細配置。如該圖中所示，內窺鏡裝置10的信號處理系統(tǒng)具有內窺鏡12的信號處理系統(tǒng)、 光源設備14的信號處理系統(tǒng)、處理器16的信號處理系統(tǒng)(圖像處理系統(tǒng)36)以及輸入輸出部18的監(jiān)視器38、輸入部(模式切換部)40和記錄設備42。內窺鏡12的信號處理系統(tǒng)是針對成像之后來自于成像単元沈的捕捉圖像的圖像信號的信號處理系統(tǒng)，并具有用于對捕捉圖像信號(模擬信號)執(zhí)行相關雙采樣(CDS)或者自動增益控制(AGC)的⑶S -AGC電路44，以及具有將在⑶S -AGC電路44中經(jīng)過采樣和增益控制的模擬圖像信號轉換為數(shù)字圖像信號的A/D轉換器46。將在A/D轉換器46中進行了 A/D轉換的數(shù)字圖像信號經(jīng)由連接器部分輸入到處理器16的圖像處理系統(tǒng)36。此外，光源設備14的信號處理系統(tǒng)具有執(zhí)行藍紫色激光光源32和藍色激光光源 34的開/關控制和光量控制(強度控制)的光源控制裝置48。在本發(fā)明中，光量包括強度。在第一實施例中，光源控制裝置48主要改變光源的輻照強度，以改變其輻照光量。在此，光源控制裝置48根據(jù)與內窺鏡裝置10的啟動相伴隨的光源開啟(ON)信號來開啟藍紫色激光光源32，根據(jù)來自于模式切換部40的特殊光模式和普通光模式之間的切換信號來執(zhí)行藍紫色激光光源32的開/關控制，或者通過控制藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的發(fā)射強度來控制激光光源的輻照光量，即，由光源光量改變裝置55通過光源控制裝置48來控制通過藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的驅動電流的電流值，以使得根據(jù)從亮度值計算裝置50計算的捕捉圖像信息的亮度值，前述捕捉圖像信號的亮度值變?yōu)轭A定的亮度值(下面將要描述)。此外，在本發(fā)明中，預定亮度值指的是適于觀察捕捉圖像的亮度值的預定范圍。此外，處理器16的信號處理系統(tǒng)是圖像處理系統(tǒng)36 (參見圖1)，并具有亮度值計算裝置50、DSP (數(shù)字信號處理器)52、去噪電路M、光源光量改變裝置55、白平衡調節(jié)值計算裝置57、増益調節(jié)裝置59、圖像處理切換部(開關)60、普通光圖像處理部62、特殊光圖像處理部64和圖像顯示信號產生部66。亮度值計算裝置50使用經(jīng)由連接器從內窺鏡12的A/D轉換器46輸入的數(shù)字圖像信號(捕捉圖像信息)，計算成像単元(傳感器)26中接收到的返回光的光量，S卩，捕捉圖像的亮度值。然后，將計算出的亮度值輸出到光源控制裝置48和光源光量改變裝置55。光源光量改變裝置55接收與由光源控制裝置48驅動藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的電流的電流值有關的信息，并基于所計算的亮度值改變藍紫色激光光源32 和藍色激光光源34的輻照光量以及光量比率。例如，向光源控制裝置48發(fā)出降低藍色激光光源34的輻照光量的指令，以使得如果捕捉圖像信息的亮度值小(暗)，則增加藍色激光光源34的輻照光量，使得發(fā)射熒光來作為白色光的藍色激光束増加，以及如果捕捉圖像信息的亮度值大(亮)，則增加藍紫色激光光源32的輻照光量的比率，使得窄帶光的光量比率増加。由此，捕捉圖像的亮度值變?yōu)檫m于觀察的預定亮度值。此外，還向白平衡調節(jié)值計算裝置57輸出以及通過增益調節(jié)裝置59向特殊光圖像處理部64輸出在光源光量改變裝置55中與藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的輻照光量以及光量比率有關的信息。光源控制裝置48基干與前述亮度值有關的信息和來自光源光量改變裝置55的指令，控制流入藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的驅動電流和光源的輻照光量。可以對輻照光量進行控制，以根據(jù)前述亮度值進行連續(xù)改變，以及進行逐步改變， 以使得當亮度值在預定范圍中時，藍紫色激光光源32和藍色激光光源34具有預定的輻照光量?；诠庠垂饬扛淖冄b置55中的藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的輻照光量以及光量比率，白平衡調節(jié)值計算裝置57計算當使用照明光執(zhí)行成像時的白平衡，并且計算為了當使用照明光執(zhí)行成像時采用白平衡所需的作為白平衡増益的白平衡調節(jié)值，以作為基本白平衡。如果當由藍紫色激光光源32執(zhí)行成像時的白平衡是[WB_R1，WB_G1，WB_B1]，當由藍色激光光源34執(zhí)行成像時的白平衡是[WB_R2，WB_G2，WB_BU，以及所輻照的藍紫色激光光源32的輻照光量和藍色激光光源34的輻照光量之間的比率(驅動電流值的比率)分別是α和l-α，則將當使用照明光執(zhí)行成像時的白平衡計算為[(aWB_Rl+(l-a)WB_R2)， (α WB_G1+(1-α)WB_G2)，( α WB_B1+(1_ α)WB_B2)]。此外，如果基本白平衡是[WB_Rbase，WB_Gbase, WB_Bbase]，則可以如下計算為了在使用照明光執(zhí)行成像時采用白平衡而作為基本白平衡的所需白平衡増益WB_gainR = (α WB_R1+(1-α )WB_R2)/WB_RbaseWB_gainG = ( α WB_G1+(1-α )WB_G2)/WB_GbaseWB_gainB = ( α WB_B1+(1-α )WB_B2)/WB_Bbase此外，例如，對于當由藍紫色激光光源32執(zhí)行成像時的白平衡和當由藍色激光光源34執(zhí)行成像時的白平衡，可以在對被攝物成像之前將白板安裝為面向內窺鏡的遠端，藍紫色激光光源32和藍色激光光源34可以獨立地執(zhí)行輻照來執(zhí)行成像，以及當使用藍紫色激光光源32和藍色激光光源34執(zhí)行成像吋，所獲得的相應捕捉的圖像(捕捉的圖像信息) 的白平衡可以是白平衡[WB_R1，WB_G1，WB_B1]和[WB_R2，WB_G2，WB_B2]。此外，例如，與以上描述類似，對于基本白平衡，可以在對被攝物成像之前將白板安裝為面向內窺鏡的遠端，以最大值的藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的輻照光量輻照照明光來執(zhí)行對白板的成像，以及在這種情況下獲得的捕捉圖像的白平衡可以是基本白平衡[WB_Rbase，WB_Gbase, WB_Bbase]。將當由藍紫色激光光源32執(zhí)行成像時的白平衡、當由藍色激光光源34執(zhí)行成像時的白平衡以及基本白平衡提前存儲在白平衡調節(jié)值計算裝置57中。増益調節(jié)裝置59基于在前述的白平衡調節(jié)值計算裝置57中計算的白平衡増益 [WB_gainR, WB_gainG, WB_gainB]，在CDS · AGC電路44中調節(jié)捕捉圖像信息的白平衡。此外，可以將計算出的白平衡增益輸出到圖像處理部62和特殊光圖像處理部64， 并且可以用于顏色轉換和特殊光顏色轉換。通過使用増益調節(jié)裝置59調節(jié)白平衡，即使捕捉圖像的亮度值已經(jīng)改變，也可以獲得白平衡始終穩(wěn)定的捕捉圖像。在亮度值計算裝置50計算捕捉圖像信號(捕捉圖像信息)的亮度值之后，DSP 52 (數(shù)字信號處理器)對從A/D轉換器46輸出的數(shù)字圖像信號執(zhí)行伽馬校正和顏色校正處理。去噪電路M在圖像處理中執(zhí)行去噪方法(例如，移動平均法或者中值濾波法)，并從在DSP 52中經(jīng)過伽馬校正和顏色校正處理的數(shù)字圖像信號移除噪聲。以這種方式從內窺鏡12輸入到處理器16的數(shù)字圖像信號在DSP 52和去噪電路 M中經(jīng)過預處理，例如伽馬校正、顏色校正處理以及去噪。圖像處理切換部60是這樣的開關基于下面將要描述的來自模式切換部(輸入部)的指令(切換信號)，對在后續(xù)階段將已預處理的數(shù)字圖像信號發(fā)送到普通光圖像處理部62還是發(fā)送到特殊光圖像處理部64進行切換。此外，在本發(fā)明中，為了進行區(qū)分，將使用普通光圖像處理部62和特殊光圖像處理部64進行圖像處理之前的數(shù)字圖像信號稱為圖像信號，而將進行圖像處理之前和之后的數(shù)字圖像信號稱為圖像數(shù)據(jù)。普通光圖像處理部62是這樣的部在普通光學模式下，基于使用藍色激光光源34 和熒光體沈的白色光(輪廓B)，執(zhí)行適于已預處理的數(shù)字圖像信號的普通光的圖像處理，且普通光圖像處理部62具有顏色轉換器68、顏色增強部70和結構增強部72。顏色轉換器68對已預處理的RGB 3通道數(shù)字圖像信號執(zhí)行顏色轉換處理，例如 3x3的矩陣處理、灰度級轉換處理以及三維LUT處理，并將圖像信號轉換為已進行過顏色轉換處理的RGB圖像數(shù)據(jù)。顏色增強部70在屏幕上給出血管和粘膜之間的色彩差，以增強血管使其容易被看到，并當查看屏幕(例如，查看全屏的平均色彩)時對已進行過顏色轉換的RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行處理，以及在給出血管和粘膜之間的色彩差高于平均值的方向上執(zhí)行增強色彩的處理。結構增強部72對已進行過顏色增強的RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行結構增強處理，例如銳度或者輪廓增強。將已經(jīng)在結構增強部72中經(jīng)過結構增強處理的RGB圖像數(shù)據(jù)從普通光圖像處理部62輸入到圖像顯示信號產生部66，作為普通光的已進行過圖像處理的RGB圖像數(shù)據(jù)。特殊光圖像處理部64是這樣的部在特殊光學模式下，基于來自藍紫色激光光源 32的藍紫色激光束(輪廓A)以及來自藍色激光光源34和熒光體沈的白色光(輪廓B)， 執(zhí)行適于已預處理的數(shù)字圖像信號的特殊光的圖像處理，且特殊光圖像處理部64具有特殊光顏色轉換器74、顏色增強部76和結構增強部78。特殊光顏色轉換部74將輸入的已預處理的RGB 3通道的數(shù)字圖像信號的G圖像信號乘以預定的系數(shù)，以將作為結果的值分配給R圖像數(shù)據(jù)，將B圖像信號乘以預定系數(shù)以將作為結果的值分別分配給B圖像數(shù)據(jù)和G圖像數(shù)據(jù)，由此產生RGB圖像數(shù)據(jù)，并在然后以與顏色轉換部68相類似地對所產生的RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行顏色轉換處理，例如3x3的矩陣處理、灰度級轉換處理以及三維LUT處理。具體地，特殊光轉換部74在該分配后將關于R、G和B圖像數(shù)據(jù)的亮度值歸ー化， 并產生Rn。 、Gnorm和Bnmi圖像數(shù)據(jù)。接下來，執(zhí)行將歸ー化Rn_、Gnorm和Bntra圖像數(shù)據(jù)校正到根據(jù)光量比率的色調。如果色調校正之后的圖像數(shù)據(jù)是Ra(U、Gadj和Batlj圖像數(shù)據(jù)，通過如公式(1)所示的操作獲得在色調校正之后的Ra(U、Gadj和Batlj圖像數(shù)據(jù)。
fK、(Radj，Gadj, Badj) = Kg, Kb,
norm Vv Bnorm J
(ι)在此，KK、Ke和Kb是相應顏色的顏色轉換系數(shù)，并且是根據(jù)在光源光量改變裝置55 中調節(jié)的藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的光量比率而獲得的。如圖4中所示，特殊光轉換器74包括對與所調節(jié)的光量比率相對應的相應顏色的顏色轉換系數(shù)進行確定的顏色轉換系數(shù)表80，并基于前述的光量比率從顏色轉換系數(shù)表80確定顏色轉換系數(shù)KK、Kg 和Kb。如圖4中所示，將顏色轉換系數(shù)表80的顏色轉換系數(shù)KK、Ke和Kb設置為Rtltl 、 和Bcitl ，以對應于相應的光量比率。通過將與在光源光量改變裝置55中調節(jié)的光量比率相對應的顏色轉換系數(shù)代入到公式(1)中，獲得經(jīng)過色調校正的圖像數(shù)據(jù)Ra(U、Gadj和BadJ。例如，當在光源控制裝置48中控制的藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的光量的比率是90 10時，圖4中示出的顏色轉換系數(shù)表將顏色轉換系數(shù)獲得為(KK，KG, Kb)
一 (R10，VJ10 B10) ο顏色轉換系數(shù)不限于在圖4中示出的表中所表達的這些，并且可以通過數(shù)值公式來表達。此外，可以僅量化代表性的點，而可以通過插值操作來獲得其他點。顏色增強部76與顏色增強部70相類似，在屏幕上給出血管和粘膜之間的色彩差， 以增強血管使其容易被看到，并當查看屏幕(例如，查看全屏的平均色彩)時對已進行過顏色轉換處理的RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行處理，以及在給出血管和粘膜之間的色彩差高于平均值的方向上執(zhí)行增強色彩的處理。結構增強部78與結構增強部72相似，對已進行過顏色增強的RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行結構處理，例如銳度或者輪廓增強。將在結構增強部78中經(jīng)過最優(yōu)頻率增強處理的RGB圖像數(shù)據(jù)從特殊光圖像處理部64輸出到圖像顯示信號產生部66，作為特殊光的已進行過圖像處理的RGB圖像數(shù)據(jù)。此外，如上所述，當光量不足并且藍色激光光源34的輻照光量增加時，用于成像的光量是充足的。然而，捕捉圖像的色調改變了，以及關于捕捉圖像的與使用特殊光觀察的表層血管的微細結構有關的信息也變得不太顯眼。從而，同樣為了增強捕捉圖像上的表層血管，特殊光圖像處理部64在顏色轉換器 68的前面階段中執(zhí)行幀添加處理或裝倉(binning)處理。在此，幀添加處理一般是添加多個幀的處理，該處理在ー個幀中產生ー個圖像，以及裝倉處理是以多個像素為單位使構成圖像的像素成為一體的處理。此外，除了幀添加處理和裝倉處理之外，可以提前加長成像単元沈的電荷存儲時間。獲得與幀添加處理幾乎相同的效果。圖像顯示信號產生部66將在普通光模式下從普通光圖像處理部62輸入的已進行過圖像處理的RGB圖像數(shù)據(jù)以及在特殊光模式下從特殊光圖像處理部64輸入的已進行過圖像處理的RGB圖像數(shù)據(jù)轉換為顯示圖像信號，以在監(jiān)視器38中作為軟拷貝圖像顯示，或者在記錄設備42中作為硬拷貝圖像輸出。監(jiān)視器38在普通光模式下基于在成像単元沈中通過白色光的輻照并在處理器16 中經(jīng)過預處理和普通光圖像處理而獲得的顯示圖像信號，顯示作為軟拷貝圖像的普通光觀察圖像，以及在特殊光模式下基于在成像単元26中通過特殊光加上白色光的輻照并在處理器16中經(jīng)過預處理和特殊光圖像處理而獲得的顯示圖像信號，顯示作為軟拷貝圖像的特殊光觀察圖像。記錄設備42還在普通光模式下將通過白色光的輻照而獲得的普通光觀察圖像輸出作為硬拷貝圖像，以及在特殊光模式下將通過白色光和特殊光的輻照而獲得的特殊光觀察圖像輸出作為硬拷貝圖像。此外，雖然沒有示出，如果需要，可以存儲在圖像顯示信號產生部66中產生的顯示圖像信號，作為由存儲器或存儲設備組成的存儲部中的圖像信息。另ー方面，模式切換部(輸入部)40具有模式切換按鈕，用于執(zhí)行普通光模式和特殊光模式之間的切換，以及來自模式切換部40的模式切換信號被輸入到光源設備14的光源控制裝置48。在此，雖然將模式切換部40布置為輸入輸出部18的輸入部，然而可以將模式切換部40布置在處理器16、內窺鏡12的操縱部分或者光源設備14處。此外，將來自模式切換部40的切換信號輸出到光源控制裝置48和圖像處理切換部60?；旧?，如上所述配置本發(fā)明的第一實施例的內窺鏡裝置10。接下來，將參照圖5描述本發(fā)明的第一實施例的內窺鏡裝置10的操作。
在當前實施例中，首先，應在普通光模式下執(zhí)行普通光觀察。即，啟動藍色激光光源34，在普通光圖像處理部64中對基于白色光的捕捉圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行普通光圖像處理。在此，用戶根據(jù)圖5中示出的步驟執(zhí)行切換到特殊光模式。當用戶操作模式切換部40時輸出模式切換信號(特殊光啟動)，以及將圖像處理器切換部60中的圖像處理切換到特殊光模式。此外，可以不通過操作模式切換部40而是通過操作前述內窺鏡12的操縱部分(未示出)來執(zhí)行切換到特殊光模式(SlO)。當執(zhí)行切換到特殊光模式吋，同時輻照來自藍紫色激光光源32的預定量的第一窄帶光(中心波長為405nm)和來自藍色激光光源34的預定量的第二窄帶光(中心波長為445nm)，以及從內窺鏡的遠端向被攝物輻照第一窄帶光、第二窄帶光和熒光，作為照明光 (S12)。被攝物反射所輻照的照明光，返回光被成像単元沈獲取，作為捕捉圖像信號(捕捉圖像信息)，以及在亮度值計算裝置50中計算成像単元沈所獲得的捕捉圖像信號的亮度值。將所計算的捕捉圖像信號的亮度值輸出到光源光量改變裝置陽和光源控制裝置 48(S14)。然后，光源光量改變裝置55基干與在亮度值計算裝置50中計算的亮度值有關的信息以及與從光源控制裝置48獲得的藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的輻照光量和光量比率有關的信息，調節(jié)藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的相應輻照光量以及調節(jié)其光量比率，以使得捕捉圖像不是太亮也不是太暗，并且亮度值變?yōu)轭A定的亮度值。這些調節(jié)實際上是通過調節(jié)通過光源控制裝置48流到藍紫色激光光源32和藍色激光光源34 的驅動電流的值來執(zhí)行的。然后，將關于已調節(jié)的輻照光量和光量比率的信息分別輸出到光源控制裝置48和白平衡調節(jié)值計算裝置57 (S16)。由于根據(jù)亮度值的改變來執(zhí)行步驟S14和步驟S16，這些步驟是根據(jù)內窺鏡的遠端與被攝物之間的位置關系的改變來執(zhí)行的。此外，白平衡調節(jié)值計算裝置57首先基干與前述調節(jié)的輻照光量和光量比率有關的信息來計算捕捉圖像的白平衡。如上所述，在基于藍紫色激光光源32的照明光的白平衡、基于藍色激光光源34的照明光的白平衡以及藍紫色激光束和藍色激光束的輻照光量和光量比率的基礎上計算白平衡(S18)。然后，根據(jù)計算出的白平衡和基本白平衡，計算為了維持白平衡所需的白平衡增益，并通過増益調節(jié)裝置59在⑶S · AGC電路44中調節(jié)白平衡増益(S20)。在通過光源光量改變裝置55改變藍紫色激光光源32和藍色激光光源34的輻照光量和光量比率，以及通過增益調節(jié)裝置59調節(jié)白平衡増益之后，執(zhí)行被攝物的成像并由成像単元沈獲得捕捉圖像信號(S22)。如果再次獲得捕捉圖像信號，通過⑶S -AGC 44和A/D轉換器46向亮度值計算裝置50輸出捕捉圖像信號，以及計算捕捉圖像(信號)的亮度值。之后，通過DSP 52和去噪電路M向特殊光圖像處理部64輸出捕捉圖像信號。在特殊光圖像處理部64的特殊光顏色轉換部74中，根據(jù)與前述已改變的輻照光量和光量比率有關的信息和顏色轉換系數(shù)表80 來設置針對特殊光顏色轉換所使用的顏色轉換系數(shù)KK、Ke和ΚΒ，以及由特殊光顏色轉換部 74將輸入到特殊光圖像處理部64的捕捉圖像信號變?yōu)轭A定的RGB圖像數(shù)據(jù)。此外，可以在特殊光顏色轉換之前執(zhí)行諸如幀添加處理等的圖像增強處理。此外，RGB圖像數(shù)據(jù)在顏色增強部76和結構增強部78中經(jīng)過各種圖像處理，并被輸出到圖像顯示信號產生部66 (SM)。將輸出到圖像顯示信號產生部66的RGB圖像數(shù)據(jù)轉換為可以顯示的圖像顯示信號，并作為特殊光圖像顯示在監(jiān)視器38上，以及記錄在記錄設備42中(S26)。以上是本發(fā)明的第一實施例。接下來，將描述本發(fā)明的第二實施例。圖6是示意性地示出本發(fā)明的內窺鏡裝置的第二實施例的總體配置的框圖。如圖6中所示，第二實施例和第一實施例的構成差異是光源設備114的配置，以及在第一實施例中安裝在內窺鏡112的遠端的熒光體M在第二實施例中不是必需的。因此， 將描述與第一實施例的差異。如上所述，除了熒光體M沒有出現(xiàn)在內窺鏡的遠端之外，圖6的內窺鏡112與第一實施例的內窺鏡12相同。因此，光纖112與光纖22相同，輻照端ロ 128A與輻照端ロ 28A 相同，光接收部分128B與光接收部分28B相同，成像単元126與成像単元沈相同，以及視界線纜130與視界線纜30相同，并且這些組件分別執(zhí)行相同的操作。此外，如圖6中示出的，光源設備114包括寬帶光源132、光量光圈133、包括第一顏色濾波器134B和第二顏色濾波器134G的濾波器組134以及聚光透鏡135。此外，光源設備114通過寬帶光源132和第一顏色濾波器134B的組合而形成第一光源部，以及通過寬帶光源132和第二顏色濾波器134G的組合而形成第二光源部。例如，寬帶光源132是輻照例如氙光并輻照預定的寬帶光(白色光)的氙光源。此外，寬帶光源132使用光量光圈133執(zhí)行光量調節(jié)。由干與第一實施例中的激光光源不同，寬帶光源132的發(fā)射強度的調節(jié)很困難，通過光量光圈133來調節(jié)光量。因此， 寬帶光源132的發(fā)射強度原則上是恒定的。此外，在本實施例中，使用氙光來作為寬帶光，以及使用氙光源來作為寬帶光源 132。然而，在本發(fā)明中，只要采用的光源輻照能夠使用第一顏色濾波器和第二顏色濾波器來將帶寬變窄的白色照明光，對光源沒有具體的限制。除了氙光源之外，可以使用包括放電類型的高高度燈光源在內的放電管，例如水銀燈或者金屬鹵化物燈。此外，也可以使用將激光光源和熒光體合并在一起的白色光源。在這種情況下，由干與以上描述不同，可以根據(jù)激光光源的驅動電流值調節(jié)發(fā)射強度，光量光圈133不是必需的。在作為聚光系統(tǒng)(convergence optical system)的反射器(未示出)將所輻照的寬帶光變?yōu)閷嵸|上平行的射束，以及由光量光圈133調節(jié)其光量之后，通過濾波器組134 的預定濾波器來發(fā)送光。通過第一顏色濾波器134B和第二顏色濾波器134G發(fā)送的窄帶光通過聚光透鏡 135在光纖112的入射端聚光，并進入光纖112。已經(jīng)進入的光由光纖112進行引導，并從內窺鏡的遠端輻照通過第一顏色濾波器134B發(fā)送的寬帶光作為第一窄帶光從內窺鏡的遠端輻照， 以及通過第二顏色濾波器134G發(fā)送的寬帶光作為第二窄帶光從內窺鏡的遠端輻照。如圖7中所示，濾波器組134由以下各項組成第一顏色濾波器134B，將寬帶光轉換為藍色窄帶光(B光或者第一窄帶光)；第二顏色濾波器134G，將寬帶光轉換為綠色窄帶光(G光或者第二窄帶光)；和透射部分134T，允許寬帶光以照原樣透射通過透射部分
15134T。此外，第一顏色濾波器134B由具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1和具有寬的半值寬度的藍色濾波器134B2組成，以及第二顏色濾波器134G由具有窄的半值寬度的綠色濾波器134G1和具有寬的半值寬度的綠色濾波器134G2組成。根據(jù)來自光源控制裝置148的指令，移動裝置和旋轉裝置(未示出)對濾波器組134進行切換(參見圖9)。圖8A是示出具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1和具有窄的半值寬度的緑色濾波器134G1的頻譜特性的示例的圖，以及圖8B是示出具有寬的半值寬度的藍色濾波器 134B2和具有寬的半值寬度的綠色濾波器134G2的頻譜特性的示例的圖。當即使將光量光圈133開到最大來最大化輻照光量，光量也不足的時候，可以如上所述通過執(zhí)行從具有窄的半值寬度的濾波器向具有寬的半值寬度的濾波器的切換來進一歩增加輻照光量。圖9是示出響應部的信號處理系統(tǒng)的框圖，包括本發(fā)明的內窺鏡裝置的第二實施例的處理器的詳細配置。與圖3中示出的第一實施例的差異是光源設備114。此外，由于內窺鏡112和內窺鏡12之間的差異僅在于熒光體M，在示出圖9的信號處理系統(tǒng)的框圖中沒有構成差異。相應地，與以上描述類似，將描述作為與第一實施例的差異的光源設備114。光源設備114的信號處理系統(tǒng)具有光源控制裝置148，光源控制裝置148執(zhí)行以下控制對寬帶光源132的開/關控制，使用光量光圈133的光量控制，使用移動裝置(未示出)從具有窄的半值寬度的濾波器134B1和134G1到具有寬的半值寬度的濾波器134B2和 134G2的切換控制、以及使用旋轉裝置(未示出)對第一顏色濾波器134B、第二顏色濾波器 134G和透射部分134T的切換控制。在此，光源控制裝置148根據(jù)與內窺鏡裝置10的啟動相伴隨的光源開啟信號來開啟寬帶光源132，根據(jù)來自模式切換部40的普通光模式和特殊光模式之間的切換信號來控制濾波器組134的透射部分134T以及第一顏色濾波器134B和第二顏色濾波器134G之間的切換，使用光源光量改變裝置陽來控制寬帶光的光量，即，通過光源控制裝置148控制光量光圈133，由此控制來自寬帶光源132的輻照光量，以使得根據(jù)從亮度值計算裝置50計算的捕捉圖像信息的亮度值，將前述捕捉圖像信號的亮度值變?yōu)轭A定的亮度值，并執(zhí)行濾波器組134從具有窄的半值寬度的濾波器134B1和134G1到具有寬的半值寬度的濾波器134B2 和134G2的切換，由此控制其輻照光量。光源光量改變裝置55基干與使用光源控制裝置148的光量光圈133有關的信息、 與濾波器組134已安裝的濾波器有關的信息以及計算出的亮度值，從第一顏色濾波器134B 和第二顏色濾波器134G中具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1和具有窄的半值寬度的綠色濾波器134G1切換到具有寬的半值寬度的濾波器藍色134B2和具有寬的半值寬度的綠色濾波器134G2。在此，已安裝的濾波器指的是實際允許寬帶光透射過的濾波器。此外，與已安裝的濾波器有關的信息是關于前述濾波器134B1、134B2、134G1和134G2中任意濾波器的信息，以及將透射部分134T選擇作為已安裝的濾波器。例如，當不需要提高捕捉圖像的亮度值以及輻照光量充足的時候，將輻照光量提高到固定值或者更高不是必需的。因此，具有窄的半值寬度的濾波器134B1和134G1足夠了。當有必要提高捕捉圖像的亮度值并且有必要將輻照光量提高到固定值或者更高吋，能通過具有窄的半值寬度的濾波器發(fā)送的光量存在著限制。因此，向光源控制裝置148發(fā)出用于切換第一顏色濾波器134B和第二顏色濾波器134G的指令，以使得可以執(zhí)行從具有窄的半值寬度的濾波器Π4Β1和134G1向具有寬的半值寬度的濾波器134B2和134G2的切換。 由此，捕捉圖像的亮度值變?yōu)檫m于觀察的預定亮度值。此外，前述的固定值指的是當使用具有窄的半值寬度的濾波器134B1和134G1作為已安裝的濾波器將光量光圈133最大化時的
輻照光量。此外，也將與光源光量改變裝置55中的寬帶光源132的光量光圈133有關的信息和與濾波器組134的已安裝濾波器有關的信息輸出到白平衡調節(jié)值計算裝置57。光源控制裝置148基干與前述亮度值有關的信息和來自光源光量改變裝置55的指令，控制光量光圈133，由此控制來自寬帶光源132的輻照光量，以及將已安裝的濾波器從濾波器組134的具有窄的半值寬度的濾波器Bl和Gl切換到具有寬的半值寬度的濾波器 B2和G2，由此控制輻照光量?；诠庠垂饬扛淖冄b置55中的寬帶光的輻照光量以及與濾波器組134的已安裝濾波器有關的信息，白平衡調節(jié)值計算裝置57計算當使用照明光執(zhí)行成像時的白平衡，并且為了當使用照明光執(zhí)行成像時采用白平衡，計算作為白平衡増益的所需的白平衡調節(jié)值，以作為基本白平衡。取決于是否已經(jīng)通過具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1、具有寬的半值寬度的藍色濾波器134B2、具有窄的半值寬度的綠色濾波器134G1以及具有寬的半值寬度的綠色濾波器134G2中的任意濾波器發(fā)送了寬帶光，如圖8A和8B中所示地確定了透射之后的窄帶光的波長輪廓。因此，發(fā)現(xiàn)取決于通過前述濾波器134B1、134B2、134G1和134G2透射的寬帶光的輻照光量，提前唯一地確定了白平衡。圖9的白平衡調節(jié)值計算裝置57包括提前通過關于已安裝的濾波器的類型來測量在輻照光量和白平衡之間的關系而記錄的白平衡表(未示出)，并使用白平衡表，根據(jù)與光量改變裝置陽輸出的寬帶光的輻照光量有關的信息以及與已安裝的濾波器有關的信息來計算捕捉圖像信息的白平衡。此外，對于基本白平衡，可以采用當使用具有窄的半值寬度的濾波器Bl和Gl來執(zhí)行成像時所捕捉的圖像的白平衡作為基本白平衡。白平衡受到破壞的原因在干由于光量不足而使用了具有寬的半值寬度的濾波器 B2和G2，以及如果采用當使用具有窄的半值寬度的濾波器Bl和Gl作為已安裝的濾波器來獲取捕捉圖像信息時的捕捉圖像的白平衡作為基本白平衡，當光量充足吋，沒有増益調節(jié)的必要。白平衡調節(jié)值計算裝置57計算白平衡増益作為用于將所計算的白平衡調節(jié)到基本白平衡的白平衡調節(jié)值，并向增益調節(jié)增值59輸出該増益。當使用具有寬的半值寬度的濾波器B2和G2作為已安裝的濾波器執(zhí)行成像吋，如上所述，為了將捕捉圖像信號的白平衡調節(jié)為在使用具有窄的半值寬度的濾波器Bl和Gl 作為已安裝的濾波器時的白平衡，使用増益調節(jié)裝置59。在増益調節(jié)裝置59中，將包括B光圖像分量的B圖像信號和包括G光圖像分量的 G圖像信號(在其中對捕捉圖像信號的白平衡進行了調節(jié))分別輸出到特殊光圖像處理部 64，并合成到ー個圖像數(shù)據(jù)中。具體地，與在前述特殊光圖像處理部64中執(zhí)行的圖像處理相類似，通過將G圖像信號分配給R圖像數(shù)據(jù)，并將B圖像信號分配給B圖像數(shù)據(jù)和G圖像數(shù)據(jù)來執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的合成。除了根據(jù)在兩幀中成像的B圖像信號和G圖像信號合成ー項圖像數(shù)據(jù)之外，該處理與第一實施例的處理相同。此外，在第二實施例中，在特殊光顏色轉換部74中使用來自寬帶光源132的輻照光量和與已安裝的濾波器有關的信息，而不是在第一實施例中使用與已改變的輻照光量和光量比率有關的信息。這是因為可以根據(jù)與輻照光量和已安裝的濾波器有關的信息來計算第一實施例中的光量比率，即，照明光的R光分量、G光分量和B光分量之間的比率。除了以上描述之外的配置與第一實施例的配置相同?；旧?，如上所述配置本發(fā)明的內窺鏡裝置的第二實施例是。接下來，將參照圖10的流程圖描述本發(fā)明的內窺鏡裝置110的第二實施例的操作。部分省略了對與第一實施例中相同操作的描述，并將主要描述不同之處。即使在本實施例中，首先，應該在普通光模式下執(zhí)行普通光觀察。即，安裝透射部分134T來作為已安裝的濾波器，啟動寬帶光源，并且在普通光圖像處理部64中對基于寬帶光的捕捉圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行普通光圖像處理。在此，用戶根據(jù)圖10中示出的步驟執(zhí)行切換到特殊光模式(SllO)。第二實施例采用人臉連續(xù)系統(tǒng)(face sequential system)，根據(jù)其配置，人臉連續(xù)系統(tǒng)在特殊光成像中將B圖像數(shù)據(jù)和G圖像數(shù)據(jù)成像在兩個幀中。如果切換到特殊光模式，首先，安裝具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1作為第一幀中的已安裝濾波器。然后，從寬帶光源132發(fā)射寬帶光，并且光量光圈133調節(jié)其輻照光量，由此通過具有窄的半值寬度的藍色濾波器134B1將預定光量的寬帶光變?yōu)榈谝徽瓗Ч猓膬雀Q鏡的遠端向被攝物輻照(步驟S112)。被攝物反射所輻照的第一窄帶光，返回光被成像単元1 獲取，作為捕捉圖像信號(捕捉圖像信息)，以及在亮度值計算裝置50中計算成像単元1 所獲得的捕捉信號的亮度值。將所計算的捕捉圖像信號的亮度值輸出到光源光量改變裝置陽和光源控制裝置 148(S114)。然后，光源光量改變裝置55基干與在亮度值計算裝置50中計算的亮度值有關的信息以及與從光源控制裝置148控制的寬帶光的光量有關的信息(即，光量光圈133的信息和已安裝的濾波器的信息)，調節(jié)光量光圈133的光量以改變寬帶光源132的輻照光量， 使得捕捉圖像不是太亮也不是太暗并且亮度值變?yōu)轭A定的亮度值，并將已安裝的濾波器從具有窄的半值寬度的濾波器改變?yōu)榫哂袑挼陌胫祵挾鹊臑V波器，以當輻照光量不足時改變輻照光量。然后，將關于已改變的輻照光量和已安裝的濾波器的信息分別輸出到光源控制裝置148和白平衡調節(jié)值計算裝置57 (Si 16)。由于根據(jù)亮度值的改變來執(zhí)行步驟S114和步驟S116，這些步驟是根據(jù)內窺鏡的遠端與被攝物之間的位置關系的改變來執(zhí)行的。此外，白平衡調節(jié)值計算裝置57基干與前述已改變的輻照光量和已安裝的濾波器有關的信息來計算捕捉圖像的白平衡?；趯拵Ч獾妮椪展饬?、關于已安裝的濾波器的信息以及上述的白平衡表(未示出)計算白平衡(S118)。然后，根據(jù)所計算的白平衡和基本白平衡計算為了維持白平衡所需的白平衡增益，并通過増益調節(jié)裝置59在⑶S · AGC電路44中調節(jié)白平衡増益(S120)。
在光源光量改變裝置55改變來自寬帶光源132的輻照光量和已安裝的濾波器，以及増益調節(jié)裝置59調節(jié)白平衡増益之后，執(zhí)行對被攝物的成像，并且成像単元沈獲取第一幀的捕捉圖像信號(B圖像信號)(S12》。將所獲取的B圖像信號臨時存儲在特殊光圖像處理部64中。接下來，在第二幀中，將已安裝的濾波器切換到具有窄的半值寬度的綠色濾波器 134G1(S124)。如果切換了已安裝的濾波器，重復執(zhí)行之前的步驟Sl 14至S124，并獲取第二幀的捕捉圖像信號(G圖像信號)(S126)。與第一幀類似，將所獲取的G圖像信號存儲在特殊光圖像處理部64中。將臨時存儲在特殊光圖像處理部64中的B圖像信號和G圖像信號合成為ー項RGB 圖像數(shù)據(jù)。與步驟SM相類似，通過向R圖像數(shù)據(jù)分配G圖像信號以及向B圖像數(shù)據(jù)和G 圖像數(shù)據(jù)分配B圖像信號來合成RGB圖像數(shù)據(jù)。與步驟SM類似，RGB圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過各種處理，并輸出到圖像顯示信號產生部66(S128)。與步驟S^類似，將輸出到圖像顯示信號產生部66的RGB圖像數(shù)據(jù)轉換為可以顯示的圖像顯示信號，并作為特殊光圖像顯示在監(jiān)視器38上，以及記錄在記錄設備42中 (S130)。通過這種方式，當交替重復第一幀和第二幀時，可以分別獲取已經(jīng)白平衡了的B 光的圖像分量和G光的圖像分量。在特殊光圖像處理部64中通過將以這種方式成像的B 光的圖像分量和G光的圖像分量進行合成而獲得了特殊光捕捉圖像。以上是本發(fā)明的第二實施例。雖然以上已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的內窺鏡裝置，本發(fā)明不限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以執(zhí)行各種改進和修改。
權利要求
1.ー種內窺鏡裝置，包括第一光源部，輻照第一窄帶光，所述第一窄帶光具有根據(jù)作為被攝物的活體的結構或成分的頻譜特性而帶寬變窄的預定波長帶寬；第二光源部，輻照具有與所述第一窄帶光不同的波長頻帶的第二窄帶光或者具有包括可見光在內的寬波長頻帶的寬帶光；光源控制裝置，對來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照和輻照光量以及來自所述第二光源部的第二窄帶光或者寬帶光的輻照和輻照光量分別進行控制；成像裝置，使用順序或者同時輻照到所述被攝物的第一窄帶光以及第ニ窄帶光或寬帶光的來自所述被攝物的返回光，獲得所述被攝物的捕捉圖像，以輸出捕捉圖像信息；亮度值計算裝置，根據(jù)由所述成像裝置成像的捕捉圖像信息，計算捕捉圖像的亮度值；光源光量改變裝置，根據(jù)在所述亮度值計算裝置中計算的亮度值，改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量以及來自所述第二光源部的第二窄帶光或寬帶光的輻照光量；白平衡調節(jié)值計算裝置，根據(jù)當前執(zhí)行輻照的所述第一光源部和所述第二光源部的在所述光源光量改變裝置中被改變的輻照光量來計算用于進行捕捉圖像的白平衡的白平衡調節(jié)值；以及増益調節(jié)裝置，根據(jù)在所述白平衡調節(jié)值計算裝置中計算的白平衡調節(jié)值，調節(jié)所述成像裝置的増益，以使得捕捉圖像的白平衡變?yōu)榛景灼胶狻?br> 2.根據(jù)權利要求1所述的內窺鏡裝置，其中，所述基本白平衡是在所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量分別被最大化的情況下對白板成像時獲得的捕捉圖像的白平衡。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內窺鏡裝置，其中，所述光源光量改變裝置是改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量和來自所述第二光源部的第二窄帶光的輻照光量的比率的裝置。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的內窺鏡裝置，其中，所述光源光量改變裝置是改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量和來自所述第二光源部的寬帶光的輻照光量的比率的裝置。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的內窺鏡裝置，其中，所述光源光量改變裝置在所計算的亮度值變大時増加來自所述第一光源部的輻照光量的比率，以及在所計算的亮度值變小時増加來自所述第二光源部的輻照光量的比率，由此將所計算的亮度值設置為預定亮度值。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的內窺鏡裝置，其中，所述光源光量改變裝置根據(jù)捕捉圖像的亮度值逐步改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量。
7.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的內窺鏡裝置，其中，所述光源光量改變裝置根據(jù)捕捉圖像的亮度值連續(xù)改變來自所述第一光源部的第一窄帶光的輻照光量。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的內窺鏡裝置，其中，如果所述基本白平衡是[R_base，G_base, B_base]，所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量的比率是α l-α，所述第一光源部的白平衡是[R_1，G_1， B_l]，以及所述第二光源部的白平衡是[R_2，G_2，B_2]，則通過以下公式來表達由所述增益調節(jié)裝置調節(jié)的所述成像単元的増益[WB_gainR，WB_gainG，WB_gainB] WB_gainR = ( α R_l+ (ト α )R_2)/R_base WB_gainG = ( α G_l+(ト α )G_2)/G_base WB_gainB = ( αB_l+(ト α )B_2)/B_base
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的內窺鏡裝置，還包括對捕捉圖像信息執(zhí)行預定圖像處理的圖像處理部，其中，所述圖像處理部具有提前獲得的顏色轉換系數(shù)表，所述顏色轉換系數(shù)表示出了以下二者之間的關系所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量的比率， 以及用于調節(jié)捕捉圖像的色彩以執(zhí)行圖像處理并從而不改變捕捉圖像的白平衡的顏色轉換系數(shù)，以及其中，所述圖像處理部基于由所述光源光量改變裝置調節(jié)的所述第一光源部的輻照光量和所述第二光源部的輻照光量的比率，從所述顏色轉換系數(shù)表中選擇顏色轉換系數(shù)。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的內窺鏡裝置，其中，所述第一光源部包括發(fā)射寬帶光的寬帶光源，以及包括僅讓從所述寬帶光源發(fā)射的寬帶光中的第一窄帶光透射的第一顏色濾波器；其中，第二光源部包括所述寬帶光源，以及包括僅讓從該寬帶光源發(fā)射的寬帶光中的第二窄帶光透射的第二顏色濾波器；以及其中，所述光源光量改變裝置是將所述第一顏色濾波器和所述第二顏色濾波器中的至少ー個切換為具有不同半值寬度的顏色濾波器的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供內窺鏡裝置，其中，用戶在確認捕捉圖像時不需要有意地調節(jié)輻照光量，以及關于對活體的結構或成分的觀察，在不被成像距離所限制的情況下，總是可以獲得明亮并具有穩(wěn)定色彩的捕捉圖像。內窺鏡裝置包括第一光源部、第二光源部、控制輻照和輻照光量的光源控制裝置、獲得捕捉圖像的成像裝置、計算亮度值的亮度值計算裝置、根據(jù)亮度值改變輻照光量的光源光量改變裝置、計算白平衡調節(jié)值的白平衡調節(jié)值計算裝置以及對成像裝置的增益進行調節(jié)的增益調節(jié)裝置。
文檔編號A61B1/00GK102551642SQ20111040241
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2010年12月13日
發(fā)明者山口博司, 峰苫靖浩 申請人:富士膠片株式會社