专利名称：内窥镜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够通过过滤器将白色照明光等宽带光作为特定的窄带光进行特殊光观察的内窥镜装置。
背景技术：
近年来，一直应用一种向生物体的粘膜组织照射特定的窄波段光(窄带光)，而得到生物体组织的期望深度的组织信息的、所谓的能够进行特殊光观察的内窥镜装置。这种内窥镜装置能够简单地将例如在粘膜层或者粘膜下层产生的新生血管的微细构造、病变部的强调等、在普通的观察图像中无法得到的生物体信息可视化。例如，在观察对象为癌病变部的情况下，由于向粘膜组织照射蓝色(B)的窄带光时能够更详细地观察组织表层的微细血管或微细构造的状态，因此能够更准确地诊断病变部。另一方面，公知由于光相对于生物体组织的深度方向的深达度依赖于光的波长， 在波长短的蓝色(B)光的情况下，基于生物体组织的吸收特性及散射特性，光只到达表层附近，在此处的深度范围内受到吸收、散射，因此能够作为主要包括表层组织的信息的返回光进行观测；在为波长比B光长的绿色(G)光的情况下，G光到达比B光到达的范围更深的地方，在该范围内受到吸收、散射，因此能够作为主要包括中层组织及表层组织的信息的返回光进行观测；在波长比G光长的红色(R)光的情况下，光到达更深的组织，在该范围内受到吸收、散射，因此能够作为主要包括深层组织及中层组织的信息的返回光进行观测。S卩、公知将照射B光、G光及R光得到的各返回光通过CXD等摄像传感器接受而得到的图像信号，分别主要包括表层组织的信息、中层组织及表层组织的信息、以及深层组织及中层组织的信息。为此，在特殊光观察的过程中，为了易于观察生物体组织内的组织表层的微细血管或微细构造，作为向生物体组织照射的窄带光，不使用主要适于观察生物体组织的中层及深层组织的红色(R)的窄带光，而只使用适于观察表层组织的蓝色(B)的窄带光和适于观察中层组织及表层组织的绿色(G)的窄带光这两种窄带光，只使用通过照射B窄带光由摄像传感器得到的主要包括表层组织信息的B图像信号(B窄带数据)和通过照射G窄带光由摄像传感器得到的主要包括中层组织及表层组织信息的G图像信号(G窄带数据)进行图像处理，在监视器等上显示伪彩色图像并进行观察。因此，在图像处理中，将由摄像传感器得到的G图像信号(G窄带数据)乘上规定系数后分配给彩色图像的R图像数据，将B图像信号(B窄带数据)分别乘以规定系数后分配给彩色图像的G图像数据及B图像数据，生成由3ch (通道)的彩色图像数据构成的伪彩色图像，并显示于监视器等。因此，将基于窄带光的返回光由摄像传感器接收得到的2个GB图像信号变换成用于在显示部进行伪彩色显示的RGB彩色图像数据的窄带光模式下的图像处理，不同于将基于普通光的返回光由摄像传感器接收得到的3个RGB图像信号变换成用于在显示部进行彩色显示的RGB彩色图像数据的普通光模式下的图像处理。
另外，即便在使用R窄带光、G窄带光及B窄带光的特殊光观察过程中，在以观察表层组织的微细血管或微细构造为目的的情况下，也不使用R图像信号(R窄带数据)，而如上述只使用G图像信号及B图像信号来进行图像处理，在监视器等上显示伪彩色图像并进行观察。这种情况下，在图像处理中，同样地也将G图像信号分配给R图像数据，将B图像信号分配给G图像数据及B图像数据，而生成由3ch彩色图像数据构成的伪彩色图像，并显示于监视器等。其结果可知，无论在什么情况下，监视器等显示的伪彩色图像大多都包括主要含有表层组织信息的B图像信号(B窄带数据)，因此表层组织的微细血管或微细构造的状态被更加详细地表现出来，表层组织的微细血管或微细构造更易于观察(参照专利文献1及 2)。在以上的特殊光观察过程中，在病变组织和特殊光的照射位置之间的距离近的情况下，能够绘制出明亮且易于观看的组织表层的微细血管或微细构造，但是却存在着随着距离的增加而变得越来越暗、难以观看的问题。此外，如前述，因病变组织和特殊光的照射位置之间的距离变化，被摄体组织放大率变更，因此存在着当向摄像元件投影的血管的像素尺寸变化时，难以辨认表层微细血管的问题。进而，当远离摄影位置时，不是一根一根的表层微细血管，而是被称为呈褐色 (brownish)区域的表层微细血管密集的区域的一个个的块变为观察对象，要对摄像图像适用的图像处理不同，但是这些图像处理的切换一般都是手动进行的，因而存在着不一定能进行适当图像强调的问题。专利文献1 JP专利第3559755号公报专利文献2 JP专利第3607857号公报

发明内容
本发明的目的在于提供一种内窥镜装置，在特殊光观察过程中，操作者不需要既观察摄像图像又有意地调整射出光量等特殊光与白色照明光的发光比例及图像处理，就能针对表层微细血管等生物体的构造与成分的观察而得到最适且明亮的摄像图像。为了解决上述课题，本发明提供一种内窥镜装置，其特征在于，具备光源部，其具有射出具有含可见区域的宽波段的宽带光的光源、和具备至少两组光学过滤器组的过滤器部，所述至少两组光学过滤器组由缩窄从该光源射出的所述宽带光的光谱的带宽以作为规定的波段的窄带光的蓝色及绿色的二色光学过滤器的组所组成、且所述波段的宽度各不相同，所述光源部将该过滤器部的各组的过滤器组的所述二色光学过滤器作用于所述宽带光以将由所述窄带光组成的面顺序光照射到成为被摄体的生物体；摄像单元，其根据从所述光源部依次照射到被摄体的所述面顺序光以及来自所述生物体的返回光，对所述被摄体的摄像图像进行拍摄，并输出摄像图像信息；图像处理单元，其对所述摄像图像信息实施规定的图像处理；和摄影信息检测单元，其将所述摄像单元的用于拍摄所述被摄体的自动曝光值或摄像倍率、或者与由所述摄像单元拍摄到的所述被摄体的所述生物体的构造、成分相关的被摄体信息作为摄像信息检测出来，所述内窥镜装置基于由所述摄影信息检测单元检测出的所述摄影信息，以使所述被摄体的所述生物体的构造、成分的检测及强调度发生变化的方式，来变更所述过滤器部的所述光学过滤器组及所述图像处理单元中的图像处理条件。另外，本发明优选，还具有过滤器组变更单元，其基于所述摄影信息变更从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择的一组光学过滤器组。优选，所述摄像信息为所述自动曝光值，所述过滤器组变更单元在所述自动曝光值小时从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择所述波段的宽度窄的那组的光学过滤器组；在所述自动曝光值大时选择所述波段的宽度宽的那组的光学过滤器组。另夕卜，优选，所述摄像信息为所述摄像倍率，所述过滤器组变更单元在所述摄像倍率大时从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择所述波段的宽度窄的那组的光学过滤器组；在所述摄像倍率小时选择所述波段的宽度宽的那组的光学过滤器组。另外，优选，在由所述过滤器组变更单元变更了所述光学过滤器组的情况下，以所述摄像图像的白平衡不发生变化的方式，来变更所述摄像单元的电气增益、摄像时间及所述图像处理的色调调整中的至少一个。本发明还优选，还具有光学光圈，其调节从所述光源部的所述光源射出的所述宽带光或者所述窄带光的光量，在由所述过滤器组变更单元变更了所述光学过滤器组的情况下，以所述摄像图像的明亮度不发生变化的方式，控制所述光学光圈、或者变更所述摄像单元的电气增益、摄像时间及所述图像处理的色调调整中的至少一个。优选，所述图像处理单元具有图像强调单元，其基于所述摄像信息变更所述摄像图像的频率强调特性。另外，优选，所述图像强调单元具有频带强调单元，其强调所述摄像图像的至少两个以上的频带，该频带强调单元基于所述摄像信息变更频率强调特性，该频率强调特性包括使所强调的所述频带发生变化。优选，所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元伴随着所述自动曝光值的增大，将所强调的所述频带变更为低的频率。另外，优选，所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元所强调的所述频带为带通特性，所述频带强调单元在所述自动曝光值超过第一规定值时以增大所强调的所述频带的宽度的方式进行变更。还优选，所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元在所述自动曝光值为第二规定值以下时将所强调的所述频带设为带通特性，当超过所述第二规定值时变更为高通特性。优选，所述摄像信息为所述摄像倍率，所述频带强调单元伴随着所述摄像倍率的增大，将所强调的所述频带变更为高的频率。另外，优选，所述摄像信息为与呈褐色区域的尺寸或血管的粗细关联的所述被摄体信息，所述图像强调单元基于所述呈褐色区域的尺寸或所述血管的粗细来变更所述摄像图像的频率强调特性。优选，所述图像强调单元具有对所述摄像图像的至少两个以上的频带进行强调的频带强调单元，该频带强调单元基于所述呈褐色区域的尺寸或所述血管的粗细来变更包括使所强调的所述频带发生变化的频率强调特性。优选，所述频带强调单元伴随着所述血管的粗细的变小，将所强调的所述频带变更为高的频率。优选，所述频带强调单元在所述呈褐色区域的尺寸为规定尺寸以下时所强调的所述频带为带通特性，当所述呈褐色区域的尺寸超过所述规定尺寸时以使所强调的所述频带的宽度增大的方式进行变更。
还优选，所述摄影信息检测单元根据所述摄影图像检测所述摄影信息。另外，优选，所述摄影信息检测单元根据所述摄影图像的明亮度检测所述自动曝光值。根据本发明的内窥镜装置，在特殊光观察过程中，将拍摄成为被摄体的生物体所需的自动曝光值或摄像倍率、或与被拍摄的生物体的构造成分相关的被摄体信息作为摄像信息检测出来，并基于所检测出的摄影信息以使生物体的构造、成分的检测及强调度发生变化的方式来变更带宽不同的光学过滤器组及图像处理条件，因此在进行特殊光观察的情况下，例如放大病变部或近位摄影病变部来观察表层微细血管的情况、或者远位摄影病变部来观察表层微细血管密集的呈褐色区域的情况下，操作者都无需一边观察摄像图像一边有意地调整或变更这些光源的发光条件及摄像图像的图像处理条件，就能针对病变部或表层微细血管等的特殊光观察而得到最适且明亮的摄像图像。


图1是示意性表示本发明的一实施方式的内窥镜装置的整体构成的一实施例的框图。图2是表示在图1所示的内窥镜装置的光源部中设置的可拆卸的(A)第一过滤器组、(B)第二过滤器组、(C)普通光观察用过滤器组的一例的示意图。图3是表示图1所示的内窥镜装置的处理器的一实施例的包含详细构成的各部的信号处理系统的框图。图4是表示图3所示的过滤器组选择部所具备的、用于根据自动曝光(AE)值选择过滤器组的表格的一实施例的曲线图。图5是表示图3所示的特殊光图像处理部的构造强调部所具备的频率强度过滤器的一实施例的曲线图。图6是表示在图1所示的内窥镜装置中实施的窄带光观察的一实施例流程的流程图。符号说明10-内窥镜装置、12-内窥镜、14-光源部、16-处理器、18-输入输出部、20-白色光源、22-光源光圈、24-过滤器部、24A-第一过滤器组、24B-第二过滤器组、24C-普通光过滤器组、26-聚光透镜、28-光纤、30A-照射口、30B-受光部、32-摄像元件、34-指示器电缆、 36-图像处理系统、38-显示部(监视器)、40_输入部(模式切换部)、42_记录部(记录装置)、44-CDS -AGC电路、46-A/D变换器(A/D转换器)、48_光源控制部、50-光量计算部、 52-DSP (数字信号处理器),54-噪声去除电路、56-摄影信息计算部、58-过滤器组选择部、 60-图像处理切换部(开关)、62_普通光图像处理部、64-特殊光图像处理部、66-图像显示信号生成部、68-颜色变换部、70、76_色彩强调部、72、78_构造强调部、74-特殊光颜色变换部。
具体实施例方式下面基于附图所示的优选实施方式，对本发明涉及的内窥镜装置进行详细说明。图1是示意性表示本发明的一实施方式的内窥镜装置的整体构成的一实施例的框图。CN 102525375 A
如该图所示，本发明的内窥镜装置10具有内窥镜12、光源部14、处理器16及输入输出部18。这里，光源部14及处理器16构成内窥镜12的控制装置，内窥镜12与光源部14光学连接，与处理器16电连接。另外，处理器16与输入输出部18电连接。并且，输入输出部18具有显示部(监视器)38，输出显示图像信息等；记录部(记录装置)42(参照图3)，输出图像信息等；以及输入部(模式切换部)40，作为受理普通观察模式(也称为普通光模式)或特殊光观察模式(也称为特殊光模式)等的模式切换、功能设定等的输入操作的UI (用户界面)发挥功能。内窥镜12是具有从其前端射出照明光的照明光系统和拍摄被观察区域的摄像光学系统的电子内窥镜。另外，虽然未图示，但是内窥镜12具备内窥镜插入部，插入到被检体内；操作部，用于进行内窥镜插入部前端的弯曲操作、观察的操作；以及连接器，将内窥镜12可自由拆卸地与控制装置的光源部14及处理器16连接。此外，虽然未图示，但是在操作部及内窥镜插入部的内部，设有插入组织采取用处理器具等的钳子管道、供气供水用的管道等各种管道。在内窥镜12的前端部分，如图1所示，具备向被观察区域照射光的照射口 30和与照射口 30相邻且接收来被观察区域的返回光的受光部30B，在受光部30B侧配置有取得被观察区域的图像信息的CCD (ChargeCoupled Device)图像传感器或CMOS (Complementary Metal-OxideSemiconductor)图像传感器等的摄像元件(传感器)32。在内窥镜12的照射口 30A配置有构成照射光学系统的盖片(cover glass)或镜头(未图示)，在受光部30B配置有构成照明光学系统的盖片或镜头(未图示)，在受光面30B的摄像元件32的受光面配置有构成摄像光学系统的物镜单元(未图示)。这里，因为摄像元件32是接收如后述那样由不同颜色的窄带光构成的面顺序光的返回光的元件，所以只要是单色摄像传感器即可， 也可以是在受光区域配置彩色过滤器(filter ；例如，RGB彩色过滤器或补色过滤器)的彩色摄像传感器或补色传感器。另外，物镜单元具备物镜(未图示)。物镜的视角(视场角)基于透镜的尺寸或焦点距离而唯一求出，由摄像光学系统成像的摄像图像当内窥镜12前端接近被摄体时变大， 当远离时变小，因此拍摄被摄体时的被摄体和摄像图像之间的倍率即摄像倍率，能够根据摄影图像的视角求出。虽然这样能够求出摄影倍率，但是求摄影倍率的方法并不限定于此，能采用各种方法。例如，JP特开2000-230807号公开那样，通过测量将与摄像光学系统的光轴平行的平行光自照明光学系统经由激光器等向被摄体照射、并由该返回光在摄像光学系统上成像的实像的、相对于摄像视野的长度，能够自动地检测摄像倍率。进而，物镜单元为了改变摄像倍率，也可具有高倍率摄影机构，其具备可沿着光轴方向移动的成像透镜(未图示)和用于移动该成像透镜的透镜驱动机构(未图示)。这种情况下，透镜驱动机构例如由压电元件构成的促动器组成，通过使成像透镜沿着光轴方向移动从而能够进一步变更摄像倍率。内窥镜插入部基于操作部的操作可自由弯曲，根据使用内窥镜12的被检体的部位等能弯曲成任意方向及任意角度，能将照射口 30A及受光部30B即摄像元件32的观察方向朝向期望的观察部位。
光源部14由白色光源20、光源光圈22、具备可拆卸的过滤器组(filterset)的过滤器部M、聚光透镜沈及光纤28组成。白色光源是普通光模式及特殊光模式这两个模式用到的白色照明光用光源，例如将氙光源作为发光源配备。当然，也可使用激发光光源和基于荧光体的伪白色光。白色光源20的照射光量通过光源光圈22的范围缩小来调整。另外，被光源光圈22缩小范围的照射光，因透过过滤器部24，发光光谱的带宽变窄而成为规定的窄带光，由聚光透镜26进行聚光，输入到光纤观中，并传送到连接器部，从而通过构成内窥镜12的照明光学系统的光纤观而传播到内窥镜12的前端部。过滤器部M如图2所示，准备了构成圆盘状、以中心为旋转轴组合了透过频带不同的2种(例如，BpG1)或3种(例如，RGB)的光学过滤器而成的多个过滤器组，从中选出的一个过滤器组，被配置于自白色光源20照射白色照明光的光路上。过滤器部M例如如图2(A) (C)所示，具备特殊光观察用的第一过滤器组24A 及第二过滤器组MB、和普通光观察用的普通光过滤器组24C这3组过滤器组。过滤器部 24还可以具备第一及第二过滤器组以外的窄带光观察用的多个第3过滤器组(例如，半光谱幅值比第一及第二过滤器组宽)。这些过滤器组，其中之一的过滤器组通过未图示的过滤器组更换单元被配置于过滤器部M的白色照明光的光路上，且根据摄像信息进行替换。特殊光观察用的第一过滤器组24A例如如图2(A)所示，由光学过滤器Bj中心为 440nm、半光谱幅值为25歷)和Gj中心为540nm、半光谱幅值为25歷)组成，第二过滤器组 24B例如如图2(B)所示由光学过滤器化(中心为440nm、半光谱幅值为40nm)和&(中心为 540nm、半光谱幅值为60nm)组成。另外，普通光观察用的普通光过滤器组例如如图2 (C)所示由RGB三色的过滤器组成。此外，通过第一过滤器组24A的光学过滤器B1的中心波长为 440nm的蓝色激光，根据生物体的构造与成分的分光光谱特性，优选是具有一致且被窄带化的波段带宽的窄带光，因此生物体的构造与成分的检出能力更好。另外，图示的例子为过滤器部M准备的过滤器组，通过由3枚旋转过滤器板构成的过滤器组24A 24C组成，但是本发明并不限定于此，也可由在1枚旋转过滤器板上配置成同心圆状的2组以上的过滤器组组成。白色光源20、光源光圈22及过滤器部对，通过光源控制部48进行控制，从白色光源20照射白色光、由光源光圈22调节光量(调节光量光圈22的大小)、以及第一过滤器组 24A、第二过滤器组24B及普通光过滤器组MC的过滤器组更换单元的更换，都是基于来自光源控制部48的指示进行的。配置于过滤器部M的白色照明光的光路上的过滤器组，通过未图示的过滤器旋转单元进行旋转，每隔规定间隔更换过滤器，因此从光源部14每隔规定间隔照射出由不同窄带光组成的面顺序光，通过拍摄由这些不同窄带光组成的面顺序光的返回光，来进行面顺序的摄影。例如，在使用第一过滤器组24A进行摄像的情况下，由于来自白色光源20的照射光每隔规定间隔透过光学过滤器A和G1,因此每隔规定间隔照射B1的窄带光和G1的窄带光。另外，在使用第二过滤器组24B进行摄像的情况下，每隔规定间隔照射出B2的窄带光和&的窄带光；在使用普通光过滤器组24C进行摄像的情况下，每隔规定间隔照射R光、G 光、B光。
光纤28是多模光纤，作为一例能使用线心直径为105 μ m、包层直径为125 μ m、包含外表皮保护层的直径Ψ为0. 3 0. 5mm的小直径光纤缆。如上述，从白色光源20照射出的白色光通过过滤器部M变为规定的窄带光，并从内窥镜12的前端部的照射口 30A向被摄体的被观察区域照射。之后，来自照射出窄带光的被观察区域的返回光，经由受光部30B在摄像元件32的受光面上成像，通过摄像元件32拍摄被观察区域。摄像后从摄像元件32输出的摄像图像的图像信号，通过指示器电缆(scope cable) 34输入到处理器16的图像处理系统36中。接着，这样由摄像元件32拍摄到的摄像图像的图像信号，被包括处理器16的图像处理系统36的信号处理系统进行图像处理，并输出到监视器38或记录装置42中，供用户观察。图3是表示本发明的内窥镜装置的处理器的一实施例的详细构成的各部的信号处理系统的框图。如图所示，内窥镜装置10的信号处理系统具有内窥镜12的信号处理系统、光源 14的信号处理系统、处理器16的信号处理系统(图像处理系统36)、输入输出部18的监视器38、输入部(模式切换部)40以及记录装置42。内窥镜12的信号处理系统作为摄像后从摄像元件沈输出的摄像图像的图像信号的信号处理系统，具有CDS -AGC电路44，用于对作为模拟信号的摄像图像信号进行相关双重采样(CDS)或自动增益控制(AGC)；以及A/D变换器(A/D转换器)46，将由CDS · AGC电路44进行了采样和增益控制之后的模拟图像信号变换成数字图像信号。由A/D变换器46 进行了 A/D变换之后的数字图像信号，经由连接器部被输入到处理器16的图像处理系统36 中。另外，光源部14的信号处理系统为进行白色光源20的接通断开控制、光源光圈22 的大小控制及过滤器部M中的过滤器组的更换及旋转的控制，而具有对照射光的光量及频带进行控制的光源控制部48。这里，光源控制部48根据与内窥镜装置10的工作开始相伴的光源接通信号使白色光源20点亮，或者根据来自模式切换部40的普通光模式和特殊光模式的切换信号进行过滤器部M中的过滤器组的更换控制(第一过滤器组24A及第二过滤器组24B (特殊光模式)和第三过滤器组MC (普通光模式)的切换)，或者根据由后述的光量计算部50计算出的图像的B光及G光的光量等或者发光强度等，来控制白色光34的发光强度、即缩减来自光源20的照射光的光源光圈22的大小。S卩、光源控制部48作为后述的过滤器组选择部 58以及过滤器组变更单元发挥功能，该过滤器组变更单元基于由后述的摄影信息检测部 56检测出的自动曝光(AE)值(光量值)、摄影倍率、或者呈褐色区域的尺寸或血管的粗细等生物体的构造与成分所关联的被摄体信息等摄像信息，来变更从过滤器部M的多组光学过滤器组内选择一组光学过滤器组。另外，处理器16的信号处理系统为图像处理系统36 (参照图1)，且具有光量计算部50、DSP (数字信号处理器)52、噪声去除电路54、图像处理切换部(开关)60、普通光图像处理部62、特殊光图像处理部64、图像显示信号生成部66。光量计算部50使用自内窥镜12的A/D变换器46经由连接器输入的数字图像信号，计算摄像元件26接收到的返回光的光量，例如B光的光量及G光的光量即图像的B光及G光的光量等。并且，光量计算部50，基于算出的摄像图像的RGB值来计算摄像图像的明亮度(亮度值)，并输出到摄影信息计算部56中。摄影信息计算部56基于算出的摄像图像的明亮度来计算摄影信息。这里，作为摄影信息能举出用于拍摄被摄体(生物体)的自动曝光(AE)值(光量值)、摄影倍率、或者呈褐色区域的尺寸或血管的粗细等生物体的构造与成分所关联的被摄体信息等。这里，自动曝光值(AE值)是用于自动确定摄像时的曝光的参数，基于由摄像元件沈检测出的返回光的光量(明亮度)而确定。即便在运动图像摄影中，也通过根据摄像元件26的蓄积时间(与RGB彩色过滤器相对应的CCD或CMOS的蓄积时间)确定的每帧的摄影时间中的返回光的光量来确定。摄像倍率如前述，能够根据摄影图像的视角求出，通常如前述那样自动检测。另夕卜，在摄像光学系统具有高倍率摄影机构的情况下，摄像倍率根据物镜和成像透镜的透镜间距离而变更。另外，被摄体信息是指，远景摄影时病变部等的表层微细血管密集的区域、即带有褐色的呈褐色区域的尺寸、或者放大摄影或近景摄影时各个血管粗细等生物体的构造和成分相关的信息。呈褐色区域的尺寸或血管粗细，通过从摄像图像中提取带有褐色的呈褐色区域、或者提取各个血管来进行检测。呈褐色区域的提取，能够采用检测颜色或者形状的各种公知方法。在本发明中，优选当摄像图像中的检测出的呈褐色区域的尺寸或血管粗细变化时，变更应用于摄像图像的图像处理。当检测出这些摄影信息时，向过滤器组选择部58及后述的特殊光图像处理部64 输出。过滤器组选择部58基于由摄影信息检测部56检测出的摄影信息，从预先准备的过滤器组(例如，第一过滤器组24A及第二过滤器组24B)中选择过滤器部M摄影所需的过滤器组。过滤器组选择部58例如具有图4所示的表示AE值和过滤器组之间关系的表格， 基于算出的AE值和该表格来选择应该配置于过滤器部M的过滤器组。被选出的过滤器组的信息被输出到光源控制部48中。另外，当应该配置于过滤器部M的过滤器组发生变化时，摄像图像的白平衡也发生变化，因此向⑶S · AGC44输出被选出的过滤器组的信息，基于该过滤器组M的信息，用于获取白平衡的⑶S · AGC44的增益也变更，因而摄像元件沈的电气增益变更。DSP52 (数字信号处理器)，在由光量计算部50检测出光源光量之后，对从A/D变换器46输出的数字图像信号进行伽马修正及颜色修正处理。噪声去除电路M例如用移动平均法或中值过滤法等图像处理中的噪声去除方法，从由DSP52实施了伽马修正及颜色修正处理后的数字图像信号中去除噪声。这样，从内窥镜12输入到处理器16中的数字图像信号，被DSP52及噪声去除电路 54实施伽马修正、颜色修正处理及噪声去除等的前处理。图像处理切换部60是将基于后述的模式切换部(输入部)的指示(切换信息) 切换将被前处理过的数字图像信号送到后级的普通光图像处理部62还是送到特殊光图像处理部64中的开关。
另外，在本发明中，为了便于区别，将普通光图像处理部62及特殊光图像处理部 64进行的图像处理前的数字图像信号称为图像信号，将图像处理后的数字图像信号称为图像数据。普通光图像处理部62是在普通光模式下，实施适合基于白色光的前处理完毕的数字图像信号的普通光用图像处理的部分，且具有颜色变换部68、色彩强调部70和构造强调部72。颜色变换部68对前处理完毕的RGB的3通道的数字图像信号进行3 X 3的矩阵处理、灰度变换处理、三维LUT处理等的颜色变换处理，并变换成颜色变换处理完毕的RGB图像数据。色彩强调部70，附以画面内的血管与粘膜之间的色彩差异，用于强调血管从而易于查看，对颜色变换处理完毕的RGB图像数据进行着眼画面的处理，例如观察画面整体的平均色彩，实施使该色彩沿着附加血管与粘膜之间的色彩差异的方向相对平均值得到强调的处理。构造强调部72，对色彩强调处理完毕的RGB图像数据，进行锐度或轮廓强调等的构造强调处理。由构造强调部72实施了构造强调处理的RGB图像数据，被作为普通光用图像处理完毕的RGB图像数据从普通光图像处理部62输入到图像显示信号生成部66中。特殊光图像处理部64，是在特殊光模式下实施特殊光用图像处理的部分，特殊光用图像处理适合基于B光及G光的前处理完毕数字图像信号，B光及G光通过过滤器组M 变为窄带光，且具有特殊光颜色变换部74、色彩强调部76和构造强调部78。特殊光颜色变换部74将所输入的前处理完毕的RGB的3通道的数字图像信号的 G图像信号乘以规定系统后分配给R图像数据，对该B图像信号分别乘以规定系数后分配给G图像数据即B图像数据，并在生成了 RGB图像数据之后，对所生成的RGB图像数据，与颜色变换部68同样进行3X3矩阵处理、灰度变换处理、三维LUT处理等的颜色变换处理。色彩强调部76与色彩强调部70同样地，附与画面内的血管与粘膜之间的色彩差异，用于强调血管以易于观察，对颜色变换处理完毕的RGB图像数据，进行着眼画面的处理，例如观察画面整体的平均色彩，实施使该色彩沿着附以血管与粘膜之间色彩差异的方向相对平均值得到强调的处理。构造强调部78与构造强调部72同样地，对色彩强调处理完毕的RGB图像数据进行锐度或轮廓强调等的构造处理。另外，除了构造强调部72的构造处理之外，构造强调部78还基于来自摄影信息计算部56的摄影信息、例如AE值，对前述的色彩强调处理完毕的RGB图像数据进行频率强调处理。这里进行的频率强调处理，如图5(A) 图5(C)所示，根据AE值的不同而不同。这里，作为摄影信息的代表例，对使用AE值的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。在AE值比第一规定值(α)小的情况下、即设想内窥镜前端接近被摄体且必要光量可较少的放大观察的情况下，将表层微细血管设为摄影对象，为使微细的表层微细血管的构造能作为细线分别分离，如图5(A)所示将能强调高频部分的频率强调过滤器应用于前述的RGB图像数据。
另外，在AE值处于第一规定值与第二规定值之间的规定范围(α β的范围) 内的情况下、即设想内窥镜前端少许远离被摄体且需要比放大观察稍微多的光量的近景观察的情况下，将较之以表层微细血管细的构造为摄影对象的情况稍大的微细血管的一个一个设想为摄影对象，为使能强调表层微细血管的环境，如图5(B)所示，将能强调中频部分的频率强调过滤器应用于前述的RGB图像数据。此外，在AE值比第二规定值(β)大的情况下、即设想内窥镜前端远离被摄体且需要更多光量的远景观察的情况下，不是一个一个的表层微细血管，而是将表层微细血管密集作为块存在的带有褐色的被称为呈褐色区域的区域假设为摄影对象。被称为呈褐色区域的区域，被认为是早期癌症，大多数为Imm左右，其中也有2mm、 3mm的情况。在要强调该频带而使用带通特性的过滤器时，在从该带通频带稍微偏离的情况下得不到强调，因此为了强调各种大小的所有呈褐色区域，可采用高通特性的过滤器。由此，在将呈褐色区域假设为摄影对象的情况下，如图5(C)所示，优选将能强调高频整体的高通过滤器作为频率强调过滤器应用于前述的RGB图像数据。由构造强调部72基于AE值实施了最适频率强调处理的RGB图像数据，被作为特殊光用图像处理完毕的RGB图像数据从特殊光图像处理部64输入到图像显示信号生成部 66中。图像显示信号生成部66，在普通光模式下将从普通光图像处理部62输入的图像处理完毕的RGB图像数据，变换成用于在监视器38中作为软拷贝(soft copy)图像显示的显示图像信号或者用于在记录装置42中作为硬拷贝(hard copy)图像输出的显示图像信号；在特殊光模式下将从特殊光图像处理部64输入的图像处理完毕的RGB图像数据，变换成用于在监视器38中作为软拷贝图像显示的显示图像信号或者用于在记录装置42中作为硬拷贝图像输出的显示图像信号。监视器38，将在普通光模式下照射白色光后由摄像元件沈获得，并基于由处理器 16实施了前处理及普通光图像处理后的显示图像信号的普通观察用图像作为软拷贝进行显示，将在特殊光模式下除了白色光之外，还照射特殊光后由摄像元件26获得，并基于由处理器16实施了前处理及特殊光图像处理后的显示图像信号的特殊光观察图像作为软拷贝图像进行显示。记录装置42也是，将在普通光模式下将照射白色光得到的普通观察图像作为硬拷贝图像进行输出，将在特殊光模式下照射白色光及特殊光得到的特殊光观察图像作为硬拷贝进行输出。另外，根据需要，由图像显示信号生成部66生成的显示图像信号也可作为图像信息被存储到未图示的由存储器或储存器装置组成的存储部中。另一方面，模式切换部(输入部)40具有用于切换普通光模式和特殊光模式的模式切换按钮，来自模式切换部40的模式切换信号被输入到光源14的光源控制部48中。这里，模式切换部40虽然作为输入输出部18的输入部40进行配置，但是也可以配置于处理器16、内窥镜12的操作部或光源部14中。另外，来自模式切换部40的切换信号，被输出到光源控制部48及图像处理切换部60中。本发明的内窥镜装置基本上如以上那样构成。以下，利用图6按照每个步骤说明本发明的内窥镜装置的作用。
在本实施方式中，首先，在普通光模式下进行普通光观察。白色光源20被点亮，由普通光图像处理部64对基于白色光的摄像图像数据进行普通光图像处理。这里，由用户向特殊光模式切换。用户通过操作模式切换部40而输出模式切换信号(打开特殊光)，图像处理切换部60中的图像处理被切换成特殊光模式(SlO)。接着，也向光源部14的光源控制部40输入模式切换信号，通过光源控制部40，将配置于过滤器部M的普通光过滤器组24C切换成第一过滤器组24A(S12)。当过滤器部M的过滤器组被切换成第一过滤器组24A时，与之相应地调节光源光圈22，而从白色光源20向第一过滤器组输入期望光量的照射光(S14)。接下来，在过滤器部M中第一过滤器组24A以规定的速度进行旋转，面向被摄体， 窄带光B1和窄带光G1作为面顺序光以规定间隔交替照射(S16)。交替依次照射的窄带光&和窄带光G1分别被被摄体反射，作为返回光入射到摄像元件30中，并由摄像元件30交替取得摄像图像信息(S18)。由摄像元件30取得的各个摄像图像信息，在调整白平衡、变换成数字数据之后， 被送到光量计算部50中。在光量计算部50中，根据各个摄像图像信息计算该摄像图像(RGB 图像)的明亮度(亮度值)(S2O)。由光量计算部50算出的RGB图像的明亮度(亮度值)的信息，被送到摄影信息计算部56中，计算摄像用的AE值(S22)。另外，也可取代AE值，计算摄像中的摄影倍率或被摄体信息(呈褐色区域的尺寸或血管的粗细等)。被算出的AE值被输入到过滤器组选择部58及特殊光图像处理部64。过滤器组选择部58接收算出的AE值，并基于该AE值再次选择过滤器组(S24)。 过滤器组选择部58如图4所示，具备表示AE值与所对应的过滤器组之间关系的表格，并根据AE值选择过滤器组(例如，第二过滤器组MB)。被选出的过滤器组的信息，为了调整白平衡增益而输出到CDS · AGC44中，另外为了将过滤器组M更换成所选出的过滤器组而输出到光源控制部48中。光源控制部48基于被选出的过滤器组的信息，由未图示的过滤器组更换单元，将过滤器部M的第一过滤器组24A更换成被选出的过滤器组(例如，第二过滤器组MB)，以使来自白色光源的照射光量为规定光量的方式控制光源光圈22(S26)。另外，⑶S · AGC44基于被选出的过滤器组的信息来调整白平衡增益(S28)。当照射光量变化时，与之相应地白平衡增益也变化，因此调整⑶S · AGC以使白平衡增益保持一定值。另外，也可代替⑶S· AGC的白平衡增益的调整，而变更摄像时间或图像处理的色调调整。另外，基于由摄影信息计算部56算出的AE值，变更与摄像图像相应的图像处理 (S30)。基于AE值变更的图像处理，由特殊光图像处理部64的构造强调部80进行。在过滤器部M的过滤器组变更之后，进行窄带光观察。从白色光源20照射出的白色光，由光源光圈22被缩减成规定光量，并入射到变更后的过滤器组M (例如，第二过滤器组MB)。入射的白色光通过第二过滤器组MB以规定间隔交替为窄带光氏和窄带光(；2， 并通过光纤观自内窥镜12前端的照射口 30A交替照射。在窄带光观察中，依次得到的摄像图像信息被输出到特殊光图像处理部64中，并通过特殊光颜色变换部74及色彩强调部76实施前述图像处理，然后输入到构造强调部78 中。在构造强调部78中，如前述那样根据AE值应用图5(A) 图5(C)记载的频率强调过滤器(S32)。在特殊光图像处理部64中，应用与AE值相应的频率强调过滤器，受到图像处理后的图像信息被输出到图像显示信号生成部66中。图像显示信号生成部66，根据该图像信息生成并输出图像显示信号。被输出的该图像显示信号，作为特殊光图像被监视器38显示，并被记录装置42记录(S34)。以上，对本发明的内窥镜装置进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可进行各种改良及变更。
权利要求
1.一种内窥镜装置，其特征在于，具备光源部，其具有射出具有含可见区域的宽波段的宽带光的光源、和具备至少两组光学过滤器组的过滤器部，所述至少两组光学过滤器组由缩窄从该光源射出的所述宽带光的光谱的带宽以作为规定的波段的窄带光的蓝色及绿色的二色光学过滤器的组所组成、且所述波段的宽度各不相同，所述光源部将该过滤器部的各组的过滤器组的所述二色光学过滤器作用于所述宽带光，以将由所述窄带光组成的面顺序光照射到成为被摄体的生物体；摄像单元，其根据从所述光源部依次照射到被摄体的所述面顺序光以及来自所述生物体的返回光，对所述被摄体的摄像图像进行拍摄，并输出摄像图像信息；图像处理单元，其对所述摄像图像信息实施规定的图像处理；和摄影信息检测单元，其将所述摄像单元的用于拍摄所述被摄体的自动曝光值或摄像倍率、或者与由所述摄像单元拍摄的所述被摄体的所述生物体的构造、成分相关的被摄体信息作为摄像信息检测出来，所述内窥镜装置，基于由所述摄影信息检测单元检测出的所述摄影信息，以使所述被摄体的所述生物体的构造、成分的检测及强调度发生变化的方式，来变更所述过滤器部的所述光学过滤器组及所述图像处理单元中的图像处理条件。
2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，还具有过滤器组变更单元，其基于所述摄影信息，变更从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择的一组光学过滤器组。
3.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述摄像信息为所述自动曝光值，所述过滤器组变更单元，在所述自动曝光值小时从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择所述波段的宽度窄的那组的光学过滤器组；在所述自动曝光值大时选择所述波段的宽度宽的那组的光学过滤器组。
4.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述摄像信息为所述摄像倍率，所述过滤器组变更单元在所述摄像倍率大时从所述过滤器部的所述至少两组光学过滤器组内选择所述波段的宽度窄的那组的光学过滤器组；在所述摄像倍率小时选择所述波段的宽度宽的那组的光学过滤器组。
5.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，在由所述过滤器组变更单元变更了所述光学过滤器组的情况下，以所述摄像图像的白平衡不发生变化的方式，来变更所述摄像单元的电气增益、摄像时间及所述图像处理的色调调整中的至少一个。
6.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，还具有光学光圈，其调节从所述光源部的所述光源射出的所述宽带光或者所述窄带光的光量，在由所述过滤器组变更单元变更了所述光学过滤器组的情况下，以所述摄像图像的明亮度不发生变化的方式控制所述光学光圈，或者，变更所述摄像单元的电气增益、摄像时间及所述图像处理的色调调整中的至少一个。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像处理单元具有图像强调单元，其基于所述摄像信息变更所述摄像图像的频率强调特性。
8.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像强调单元具有频带强调单元，其强调所述摄像图像的至少两个以上的频带， 该频带强调单元，基于所述摄像信息变更包括使所强调的所述频带发生变化的频率强调特性。
9.根据权利要求8所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元伴随着所述自动曝光值的增大，将所强调的所述频带变更为低的频率。
10.根据权利要求8或9所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元所强调的所述频带为带通特性，所述频带强调单元在所述自动曝光值超过第一规定值时，以增大所强调的所述频带的宽度的方式进行变更。
11.根据权利要求8或9所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述摄像信息为所述自动曝光值，所述频带强调单元，在所述自动曝光值为第二规定值以下时将所强调的所述频带设为带通特性，当超过所述第二规定值时变更为高通特性。
12.根据权利要求8所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述摄像信息为所述摄像倍率，所述频带强调单元伴随着所述摄像倍率的增大，将所强调的所述频带变更为高的频率。
13.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，所述摄像信息为与呈褐色区域的尺寸或血管的粗细关联的所述被摄体信息， 所述图像强调单元，基于所述呈褐色区域的尺寸或所述血管的粗细来变更所述摄像图像的频率强调特性。
14.根据权利要求13所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像强调单元具有对所述摄像图像的至少两个以上的频带进行强调的频带强调单元，该频带强调单元基于所述呈褐色区域的尺寸或所述血管的粗细来变更包括使所强调的所述频带发生变化的频率强调特性。
15.根据权利要求14所述的内窥镜装置，其特征在于，所述频带强调单元伴随着所述血管的粗细的变小，将所强调的所述频带变更为高的频率。
16.根据权利要求14所述的内窥镜装置，其特征在于，所述频带强调单元在所述呈褐色区域的尺寸为规定尺寸以下时，所强调的所述频带为带通特性，当所述呈褐色区域的尺寸超过所述规定尺寸时，以使所强调的所述频带的宽度增大的方式进行变更。
17.根据权利要求1至6任意一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述摄影信息检测单元根据所述摄影图像检测所述摄影信息。
18.根据权利要求17所述的内窥镜装置，其特征在于，所述摄影信息检测单元根据所述摄影图像的明亮度检测所述自动曝光值。
全文摘要
本发明提供一种内窥镜装置，具备光源部，其具有射出宽带光的光源、及过滤器部，该过滤器部具备缩窄宽带光的光谱的带宽以作为规定波段的窄带光的光学过滤器组，该光源部照射面顺序光；摄像单元，拍摄摄像图像并输出摄像图像信息；图像处理单元，对摄像图像信息实施规定的图像处理；以及摄影信息检测单元，将自动曝光值或摄像倍率或被摄体信息作为摄像信息检测出来，并且基于摄影信息，以使被摄体的生物体的构造与成分的检测及强调度发生变化的方式，来变更光学过滤器组及图像处理条件。
文档编号A61B1/00GK102525375SQ20111030212
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月29日
发明者山口博司, 峰苫靖浩 申请人:富士胶片株式会社