生物体观测系统的制作方法

专利名称：生物体观测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物体观测系统，特别涉及可以在同一显示单元上一并 显示两个观察图像的生物体观测系统。
背景技术：
以往，具有内窥镜和光源装置等的内窥镜系统在医疗领域等中广泛 应用。特别是医疗领域中的内窥镜系统主要用于手术医生等进行作为被 检体的生物体内的观察等的用途。
并且，作为使用医疗领域中的内窥镜系统的观察的一般公知的方式，
例如除了通常观察以夕卜，还有窄频带光观察(NBI: Narrow Band Imaging), 在该通常观察中，向生物体内的被摄体照射白色光，来拍摄与肉眼观察 大致相同的该被摄体的像，在该窄频带光观察中，向该被摄体照射具有 比通常观察中的照明光的频带窄的频带的光即窄频带光来进行观察，由 此，拍摄与通常观察相比，强调了生物体中的粘膜表层的血管等的像。
日本国特开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统构成为具有 光源装置，其用于输出窄频带的照明光，并设有具有离散的分光特性的 滤波器；以及内窥镜，其用于拍摄由该照明光所照明的被摄体的像。而 且，日本国特开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统具有所述结构， 由此，能够对所述被摄体进行窄频带光观察。
但是，日本国特开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统构成为， 仅在监视器上显示在通常观察中所拍摄的被摄体的像、和在窄频带光观 察中所拍摄的被摄体的像中的一个被摄体的像。因此，在使用日本国特 开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统的情况下，会产生如下状况 例如，手术医生在进行用于拾取病变的筛选时，必须一边进行用于插入 或拔去内窥镜的操作等， 一边频繁地进行用于将该内窥镜系统的观察内容切换为通常观察或窄频带光观察中的某一个的操作。
并且，日本国特开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统构成为， 为了能够进行通常观察和窄频带光观察，而具有用于伴随观察内容的变 更来切换设置在光源装置上的频带限制单元的机构等。因此，在日本国 特开2002-095635号公报所提出的内窥镜系统中，产生用于进行通常观察 和窄频带光观察的结构复杂化的课题。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种生物体观测 系统，该生物体观测系统不用进行烦杂的操作，并且，通过简单的结构 就能够一并进行通常观察和窄频带光观察。
本发明的第1方式的生物体观测系统的特征在于，该生物体观测系 统具有照明单元，其对生物体中的被摄体依次出射多个宽频带光和具 有比所述多个宽频带光窄的波长频带的至少一个窄频带光来作为照明 光，由此对该被摄体进行照明；摄像单元，其分别拍摄由所述照明单元 所照明的所述被摄体的像，并作为摄像信号输出该被摄体的像；第1图 像生成单元，其根据所述摄像信号生成第1观察图像，所述第1观察图 像与向所述被摄体出射所述多个宽频带光时所拍摄的多个所述被摄体的 像对应，并且，使用规定的信号处理生成第2观察图像，所述第2观察 图像与向所述被摄体出射所述多个宽频带光中的至少一个宽频带光时所 拍摄的所述被摄体的像、以及向所述被摄体出射所述至少一个窄频带光 时所拍摄的所述被摄体的像对应；以及第2图像生成单元，其合并所述 第1观察图像和所述第2观察图像来生成一个图像。
本发明的第2方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第1方式 的生物体观测系统中，所述照明单元具有光源单元，其发出白色光； 以及频带限制单元，其配置在从所述光源单元到所述摄像单元的光路上， 通过限制所述白色光所具有的波长频带，将所述白色光依次分光为所述 多个宽频带光和所述至少一个窄频带光。
本发明的第3方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第2方式的生物体观测系统中，所述频带限制单元具有分光单元，该分光单元对 在所述光源单元中发出的所述白色光进行分光，由此生成所述多个宽频 带光和所述至少一个窄频带光，并且，所述频带限制单元构成为旋转滤 波器，该旋转滤波器伴随驱动单元的旋转驱动而旋转，由此依次将所述 分光单元插入所述光源单元的所述光路上。
本发明的第4方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第1方式 的生物体观测系统中，所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段 的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述
第1蓝色波段的光窄的第2蓝色波段的光。
本发明的第5方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第2方式 的生物体观测系统中，所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段 的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述 第1蓝色波段的光窄的第2蓝色波段的光。
本发明的第6方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第3方式 的生物体观测系统中，所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段 的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述 第1蓝色波段的光窄的第2蓝色波段的光。
本发明的第7方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第1方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
本发明的第8方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第2方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
本发明的第9方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第3方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
本发明的第10方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第4方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
本发明的第11方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第5方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
本发明的第12方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第6方式 的生物体观测系统中，所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。本发明的第13方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第7方式 的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强 调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第14方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第8方式 的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强 调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第15方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第9方式 的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强 调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第16方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第10方 式的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于 强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第17方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第11方 式的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于 强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第18方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第12方 式的生物体观测系统中，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于 强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
本发明的第19方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第13方 式的生物体观测系统中，所述规定的被摄体是血管。
本发明的第20方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第14方 式的生物体观测系统中，所述规定的被摄体是血管。
本发明的第21方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第15方 式的生物体观测系统中，所述规定的被摄体是血管。
本发明的第22方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第16方 式的生物体观测系统中，所述规定的被摄体是血管。
本发明的第23方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第17方 式的生物体观测系统中，所述规定的被摄体是血管。
本发明的第24方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第18方被摄体是血管。
本发明的第25方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第13方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处 理。
本发明的第26方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第14方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处理。
本发明的第27方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第15方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处理。
本发明的第28方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第16方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处 理。
本发明的第29方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第17方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处 理。
本发明的第30方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第18方 式的生物体观测系统中，所述图像强调处理是使用空间滤波器的滤波处 理。
本发明的第31方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第7方式 的生物体观测系统中，所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单 元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
本发明的第32方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第8方式 的生物体观测系统中，所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单 元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
本发明的第33方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第9方式 的生物体观测系统中，所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单 元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
本发明的第34方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第10方式的生物体观测系统中，所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制 单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
本发明的第35方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第11方
式的生物体观测系统中，所述照明单元具'有光量控制单元，该光量控制 单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
本发明的第36方式的生物体观测系统的特征在于，在所述第12方 式的生物体观测系统中，所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制 单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。


图1是示出本实施方式的生物体观测系统的主要部分的结构的一例 的图。
图2是示出设置在图1的生物体观测系统的光源装置上的旋转滤波 器的结构的图。
图3是示出图2的旋转滤波器所具有的R滤波器、G滤波器和B滤 波器的分光特性的图。
图4是示出图2的旋转滤波器所具有的Bl滤波器的分光特性的图。
图5是示出在图1所示的生物体观测系统的监视器上显示的通常观 察图像和窄频带光观察图像的一例的图。
图6是示出图1的滤波电路所具有的空间滤波器的振幅特性的一例 的图。
图7是示出本实施方式的生物体观测系统的主要部分的结构的与图 l不同的例子的图。
图8是示出设置在图1的生物体观测系统的光源装置上的旋转滤波 器的结构的与图2不同的例子的图。
图9是示出图8的旋转滤波器所具有的Bl滤波器和Gn滤波器的分 光特性的图。
具体实施方式
图1 图9涉及本发明的实施方式。图1是示出本实施方式的生物 体观测系统的主要部分的结构的一例的图。图2是示出设置在图1的生 物体观测系统的光源装置上的旋转滤波器的结构的图。图3是示出图2 的旋转滤波器所具有的R滤波器、G滤波器和B滤波器的分光特性的图。 图4是示出图2的旋转滤波器所具有B1滤波器的分光特性的图。图5是 示出在图1所示的生物体观测系统的监视器上显示的通常观察图像和窄 频带光观察图像的一例的图。图6是示出图1的滤波电路所具有的空间 滤波器的振幅特性的一例的图。图7是示出本实施方式的生物体观测系 统的主要部分的结构的与图1不同的例子的图。图8是示出设置在图1 的生物体观测系统的光源装置上的旋转滤波器的结构的与图2不同的例 子的图。图9是示出图8的旋转滤波器所具有的Bl滤波器和Gn滤波器 的分光特性的图。
如图1所示，生物体观测系统1具有以下部分来构成主要部分内 窥镜等生物体摄像装置2，其插入体腔内，在该体腔内对生物体组织等被 摄体的像进行拍摄并作为摄像信号输出；光源装置3，其对生物体摄像装 置2出射用于对该被摄体进行照明的光；视频处理器4，其驱动内置于生 物体摄像装置2中的摄像单元，并且对从生物体摄像装置2输出的摄像 信号进行信号处理，作为影像信号输出；以及作为显示单元的监视器5， 其根据从视频处理器4输出的影像信号，图像显示该被摄体的像。
生物体摄像装置2构成为具有插入体腔内的细长的插入部7;和 设置在插入部7的后端的操作部8。而且，插入部7构成为在前端侧具有 前端部22。
并且，生物体摄像装置2具有由一个或多个开关构成的镜体开关20， 该镜体开关20用于通过手术医生等的操作对视频处理器4进行各种指 示，例如设定显示在监视器5上的图像的显示模式的指示等。而且，在 镜体开关20中进行的各种指示作为指示信号对视频处理器4输出。
另外，在本实施方式的生物体观测系统1中，作为可以在镜体开关 20中设定的所述显示模式，至少具有以下3个显示模式例如，在由与 通过肉眼观察生物体中的期望的被摄体时的像大致相同的像构成的通常观察图像、和由强调了存在于该期望的被摄体的粘膜表层和比粘膜表层 略深层的血管的像的对比度的像构成的窄频带光观察图像中，在一个图
像内一并显示该通常观察图像和该窄频带光观察图像的并用观察^莫式； 仅显示该通常观察图像的通常观察模式；以及仅显示该窄频带光观察图 像的窄频带光观察模式。
生物体摄像装置2的前端部22构成为具有安装在未图示的照明窗 中的照明透镜23;安装在与该照明窗邻接设置的未图示的观察窗中的物
镜24;以及配置在物镜24的成像位置上的作为摄像元件的CCD (电荷 耦合元件)25。并且，作为摄像单元的CCD25拍摄由物镜24成像的被 摄体的像，并作为摄像信号输出所拍摄的该被摄体的像。而且，从CCD 25 输出的摄像信号经由信号线26对视频处理器4输出。并且，信号线26 具有可以经由未图示的连接器与视频处理器4装卸自如地连接的结构。
并且，在插入部7的内部贯穿有用于传送从光源装置3出射的光的 光导9。光导9具有如下结构具有光出射面的一端配置在照明透镜23 的光入射侧，并且具有光入射面的另一端可以与光源装置3装卸自如地 连接。
光源装置3具有灯驱动电路IO，其根据设置在视频处理器4上的 调光电路33的控制进行驱动；灯ll，其根据由灯驱动电路IO施加的驱 动电流进行驱动；红外线截止滤波器12，其遮断灯11出射的光的红外线； 以及光圈装置13，其对经由红外线截止滤波器12出射的光的光量进行控 制。
并且，光源装置3具有旋转滤波器14，其配置在灯ll的光路上， 可以将从作为光圈单元的光圈装置13出射的光转换为面顺次光并出射；
聚光透镜15，其对从旋转滤波器14出射的光进行聚光，并对光导9的光 入射面出射；电动机控制电路16;以及电动机17，其根据电动机控制电 路16的控制，使旋转滤波器14旋转驱动。
作为光源单元的灯11例如由氤灯等构成，出射至少包含可见区域的 频带在内的白色光。并且，作为照明单元的一部分而构成的灯ll根据由 灯驱动电路IO施加的驱动电流，出射与该电流对应的光量的所述白色光。如图2所示，作为照明单元的一部分而构成的作为频带限制单元的 旋转滤波器14是以中心为旋转轴的圆板状的滤波器，构成为在周方向部
分具有滤波器组14A。
作为分光单元的滤波器组14A具有分别设定为图3所示的分光特性 的主要透射红色的频带的光的R滤波器14r、主要透射绿色的频带的光的 G滤波器14g和主要透射蓝色的频带的光的B滤波器14b，来作为分光 单元，并且，具有设定为图4所示的透射比B滤波器14b的频带窄的光 的分光特性的Bl滤波器14bl，来作为分光单元。
并且，电动机控制电路16控制电动机17的旋转驱动，并且，在与 该旋转驱动对应的定时，输出电动机驱动信号，该电动机驱动信号是设 置在视频处理器4上的定时发生器49中的定时信号的生成时所使用的信 号。
电动机17根据电动机控制电路16的控制进行旋转驱动，由此使旋 转滤波器14例如以每秒15转的规定的旋转速度旋转。而且，电动机控 制电路16和电动机17具有所述结构，由此，将滤波器组14A所具有的 各滤波器依次插入灯11的光路上。
、另外，作为照明单元的一部分而构成的作为光量控制单元的灯驱动 电路10根据设置在视频处理器4上的调光电路33的控制，在将滤波器 组14A所具有的Bl滤波器14bl插入灯11的光路上的定时，对灯11施 加具有第1电流值的驱动电流。并且，灯驱动电路10根据设置在视频处 理器4上的调光电路33的控制，在将滤波器组14A所具有的Bl滤波器 14bl以外的各滤波器插入灯11的光路上的定时，对灯11施加具有比所 述第1电流值小的电流值、即第2电流值的驱动电流。
设置在视频处理器4上的指示信号检测电路21根据从镜体幵关20 输出的指示信号，对信号合成电路36b输出控制信号，该控制信号用于 显示与所述并用观察模式、通常观察模式和窄频带光观察模式的各显示 模式对应的图像。
当旋转滤波器14通过作为驱动单元的电动机17的旋转驱动而旋转 时，从灯11出射的白色光透射滤波器组14A所具有的各滤波器、即R滤波器14r、 G滤波器14g、 B滤波器14b和Bl滤波器14bl ，从而依次 分光，由聚光透镜15聚光后，依次入射到光导9的光入射面。
从光源装置3出射的光入射到光导9的光入射面后，经由设置在光 出射面侧的照明透镜23，对生物体组织等的被摄体出射。
由从照明透镜23依次出射的透射过R滤波器14r的光、透射过G 滤波器14g的光、透射过B滤波器14b的光和透射过Bl滤波器14bl的 光所照明的被摄体，由物镜24成像后，分别由CCD25拍摄。然后，将 由CCD 25拍摄的被摄体的像作为摄像信号，经由信号线26对视频处理 器4输出。
另外，在根据从定时发生器49输出的定时信号而决定的定时，CCD 25与对CCD 25输出CCD驱动信号的CCD驱动器29和前置放大器30 连接。通过这种结构，CCD 25根据从CCD驱动器29输出的CCD驱动 信号迸行驱动，在驱动状态下生成摄像信号，并且对前置放大器30输出 所生成的摄像信号。
从作为摄像单元的CCD 25对视频处理器4输出的摄像信号，在根 据从定时发生器49输出的定时信号而决定的定时，由前置放大器30放 大，由处理电路31进行相关双重采样和噪声去除等，由A/D转换电路 32转换为数字信号后，输入到白平衡电路34。
白平衡电路34对所输入的摄像信号进行白平衡处理后，对调光电路 33和自动增益控制电路(以下简记为AGC电路)35输出进行了该白平 衡处理后的摄像信号。具体而言，作为所述白平衡处理，白平衡电路34 进行以下处理例如在将白色面作为被摄体的情况下，以在透射过G滤 波器14g的光下由CCD 25所拍摄的被摄体的像的摄像信号(以下记为G 信号)为基准，对在透射过R滤波器14r的光下由CCD25所拍摄的被摄 体的像的摄像信号(以下记为R信号)、在透射过B滤波器14b的光下由 CCD 25所拍摄的被摄体的像的摄像信号(以下记为B信号)、以及在透 射过B1滤波器14bl的光下由CCD 25所拍摄的被摄体的像的摄像信号 (以下记为B1信号)的各信号计算白平衡校正系数，对该各信号乘以该 白平衡校正系数，由此，使该各信号间的摄像信号的强度相同。AGC电路35根据从调光电路33输出的明亮度控制信号和从定时发 生器49输出的定时信号，对从白平衡电路34输出的摄像信号进行增益 调整，对存储器36a输出该增益调整后的摄像信号。具体而言，作为所 述增益调整，AGC电路35例如对Bl信号进行增益放大，以使从白平衡 电路34输出的该Bl信号具有一定的强度。
并且，定时发生器49根据从电动机控制电路16输出的电动机驱动 信号，生成用于决定光源装置3和视频处理器4的各部进行处理和动作 等时的定时的定时信号，并在规定的定时向该各部输出该定时信号。
存储器控制电路48进行以下控制在根据从定时发生器49输出的 定时信号而决定的定时，向各部输出蓄积在存储器36a和信号合成电路 36b所具有的未图示的存储器中的摄像信号。
存储器36a依次蓄积从AGC电路35输出的摄像信号，并且，根据 存储器控制电路48的控制，分别向各部输出在旋转滤波器14旋转一次 的期间所输入的摄像信号。具体而言，存储器36a根据存储器控制电路 48的控制，对信号合成电路36b和同时化电路38输出R信号，对信号 合成电路36b和滤波电路37输出G信号。并且，存储器36a根据存储器 控制电路48的控制，对信号合成电路36b输出B信号，对同时化电路 38输出B1信号。
滤波电路37进行用于强调从存储器36a输出的G信号所具有的从低 波段到中波段的频率成分的图像强调处理，以作为强调了生物体中存在 于比粘膜表层略深层的血管的像的对比度的状态，在监视器5上图像显 示包含该血管的像的被摄体的像，并且，对同时化电路38输出进行了该 处理后的G信号，作为G1信号。具体而言，滤波电路37进行如下的滤 波处理作为所述图像强调处理该滤波处理使用了具有使基于从存储器
36a输出的G信号的被摄体的像中的从低波段到中波段的频率成分透射 的特性的空间滤波器。而且，滤波电路37通过进行所述滤波处理，来强 调存在于比粘膜表层略深层的血管的像的对比度。另外，本实施方式的 滤波电路37例如构成为，使用具有图6所示的振幅特性的空间滤波器来 进行所述滤波处理。同时化电路38对从存储器36a输出的R信号和Bl信号、以及从滤 波电路37输出的G1信号进行同时化，并且，对颜色转换电路39输出同 时化后的R信号、G1信号和B1信号。
颜色转换电路39例如使用3X3的矩阵，对由同时化电路38同时化 并输出的摄像信号即R信号、Gl信号和Bl信号进行颜色转换的处理， 对信号合成电路36b输出进行了该颜色转换的处理后的R信号、Gl信号 和B1信号。
信号合成电路36b构成为具有未图示的存储器，在该存储器中蓄积 了由从存储器36a输出的R信号、G信号和B信号构成的第1摄像信号、 以及由从颜色转换电路39输出的R信号、Gl信号和Bl信号构成的第2 摄像信号。而且，作为第l和第2图像生成单元的信号合成电路36b，根 据从指示信号检测电路21输出的控制信号和由存储器控制电路48进行 的控制，由所述第1摄像信号和所述第2摄像信号生成与在镜体开关20 中设定的显示模式对应的RGB信号后，对伽马(Y)校正电路41依次输 出该RGB信号所具有的R成分、G成分和B成分。
具体而言，信号合成电路36b例如在镜体开关20中将图像的显示模 式设定为并用观察模式的情况下，分别对与所述第1摄像信号所具有的R 信号对应的被摄体的像即第1R像和与所述第2摄像信号所具有的R信号 对应的被摄体的像即第2R像，实施例如缩小处理等的处理，由此，输出 将该第1R像配置在1帧的图像内的左侧、将该第2R像配置在1帧的图 像内的右侧的成分，作为所述RGB信号中的R成分。并且，信号合成电 路36b例如在镜体开关20中将图像的显示模式设定为并用观察模式的情 况下，分别对与所述第1摄像信号所具有的G信号对应的被摄体的像即 G像和与所述第2摄像信号所具有的Gl信号对应的被摄体的像即Gl像， 实施例如縮小处理等的处理，由此，输出将该G像配置在1帧的图像内 的左侧、将该Gl像配置在1帧的图像内的右侧的成分，作为所述RGB 信号中的G成分。进而，信号合成电路36b例如在镜体开关20中将图像 的显示模式设定为并用观察模式的情况下，分别对与所述第1摄像信号 所具有的B信号对应的被摄体的像即B像和与所述第2摄像信号所具有的B1信号对应的被摄体的像即B1像，实施例如縮小处理等的处理，由
此，输出将该B像配置在1帧的图像内的左侧、将该B1像配置在1帧的 图像内的右侧的成分，作为所述RGB信号中的B成分。
艮口，信号合成电路36b通过进行上述的各处理，生成分别将縮小的 通常观察图像和窄频带光观察图像配置在左右的图像，作为与并用观察 模式对应的图像。
并且，信号合成电路36b例如在镜体开关20中将图像的显示模式设 定为通常观察模式的情况下，输出所述第1R像来作为所述RGB信号中 的R成分，输出所述G像来作为所述RGB信号中的G成分，输出所述 B像来作为所述RGB信号中的B成分。
进而，信号合成电路36b例如在镜体开关20中将图像的显示模式设 定为窄频带光观察模式的情况下，输出所述第2R像来作为所述RGB信 号中的R成分，输出所述G1像来作为所述RGB信号中的G成分，输出 所述Bl像来作为所述RGB信号中的B成分。
而且，从信号合成电路36b输出的RGB信号所具有的各成分由伽马 校正电路41进行伽马校正，由放大电路42进行放大插值处理后，输入 到强调电路43。
强调电路43对从放大电路42输出的RGB信号所具有的各成分进行 结构强调或轮廓强调的处理后，对选择器44输出进行了该处理后的RGB 信号。
然后，从强调电路43输出的RGB信号经由选择器44输入到同时化 电路45。
同时化电路45构成为具有3个存储器45a、 45b和45c，该3个存储 器45a、 45b和45c用于蓄积从选择器44输出的RGB信号所具有的各成 分。而且，同时化电路45对蓄积在存储器45a、 45b和45c中的RGB信 号的各成分进行同时化并输出。
在同时化电路45中被同时化并输出的RGB信号通过图像处理电路 46实施动态图像的色差校正等图像处理后，输入D/A转换电路47a、 47b 和47c。D/A转换电路47a、 47b和47c存储从图像处理电路46输出的RGB 信号所具有的各成分，将所存储的该各成分转换为模拟的影像信号后， 对监视器5输出该影像信号。
调光电路33根据从白平衡电路34输出的Bl信号的强度，对AGC 电路35输出用于使该B1信号的强度增加到一定强度的明亮度控制信号。 并且，调光电路33根据从白平衡电路34输出的R信号、G信号和B信 号的各信号的强度，对光圈装置13进行控制，以使该各信号的强度成为 规定的强度。进而，调光电路33根据从定时发生器49输出的定时信号， 根据滤波器组14A所具有的各滤波器插入灯11的光路上的定时，对灯驱 动电路10进行用于切换驱动电流的电流值并输出的控制。而且，调光电 路33对灯驱动电路10、光圈装置13和AGC电路35进行所述各控制， 由此，对将由生物体摄像装置2所拍摄的被摄体的像作为图像在监视器5 上显示时的该图像的明亮度进行调节。
接着，对本实施方式的生物体观测系统l的作用进行说明。
首先，手术医生等将生物体摄像装置2与光源装置3和视频处理器 4连接，成为图l所示的状态，并且，接通所述各部和监视器5的电源， 由此使生物体观测系统1成为起动状态。另外，在刚刚成为所述起动状 态后，镜体开关20设定为并用观察模式。
当生物体观测系统1成为起动状态时，电动机控制电路16对电动机 17的旋转驱动进行控制，以使配置在灯11的光路上的旋转滤波器14以 每秒15转的规定的旋转速度旋转。并且，电动机控制电路16在与所述 规定的旋转速度对应的定时，对定时发生器49输出电动机驱动信号。定 时发生器49根据从电动机控制电路16输出的电动机驱动信号，生成用 于决定光源装置3和视频处理器4的各部进行处理和动作等时的定时的 定时信号，并在规定的定时向该各部输出该定时信号。然后，视频处理 器4的CCD驱动器29根据从定时发生器49输出的定时信号，对CCD 25 输出CCD驱动信号。
并且，当生物体观测系统1成为起动状态时，视频处理器4的调光 电路33根据从定时发生器49输出的定时信号，根据滤波器组14A所具有的各滤波器插入灯11的光路上的定时，对灯驱动电路io进行用于切 换驱动电流的电流值并输出的控制。并且，灯驱动电路io根据调光电路 33的控制，对灯11交替地切换施加具有第1电流值的驱动电流和具有第 2电流值的驱动电流。
由此，灯11在将滤波器组14A所具有的Bl滤波器14bl插入灯11 的光路上的定时，发出与具有第1电流值的驱动电流对应的、相对较大 的光量的白色光。并且，灯11在将滤波器组14A所具有的B1滤波器14bl 以外的各滤波器插入灯11的光路上的定时，发出与具有第2电流值的驱 动电流对应的、相对较小的光量的白色光。其结果，Bl信号的S/N提高， 并且，显示在监视器5上的窄频带光观察图像的对比度被强调。
旋转滤波器14伴随电动机17的旋转驱动而旋转，由此，灯11中发 出的白色光透射过滤波器组14A所具有的各滤波器、即R滤波器14r、 G 滤波器14g、 B滤波器14b和Bl滤波器14bl，由此依次被分光。然后， 透射过滤波器组14A所具有的各滤波器的光，由聚光透镜15聚光后，作 为照明光依次入射到光导9的光入射面。
入射到光导9后被传送的各照明光经由照明透镜23依次对被摄体出射。
CCD 25根据从CCD驱动器29输出的CCD驱动信号进行驱动，并 且，对由从照明透镜23依次出射的各照明光所照明且由物镜24成像的 被摄体的像进行拍摄，将所拍摄的被摄体的像作为摄像信号对视频处理 器4输出。
从CCD 25对视频处理器4输出的摄像信号，在根据从定时发生器 49输出的定时信号而决定的定时，由前置放大器30放大，由处理电路 31进行相关双重釆样和噪声去除等，由A/D转换电路32转换为数字信 号，由白平衡电路34进行白平衡处理，由AGC电路35进行增益调整后， 对存储器36a输出。
AGC电路35根据从调光电路33输出的明亮度控制信号和从定时发 生器49输出的定时信号，作为所述增益调整，对该B1信号进行增益放 大，以使从白平衡电路34输出的B1信号具有一定的强度。g口，从白平衡电路34输出的Bl信号经由AGC电路35，由此作为始终具有所述一 定的强度的状态对存储器36a输出。
并且，存储器控制电路48进行以下控制在根据从定时发生器49 输出的定时信号而决定的定时，向各部输出蓄积在存储器36a和信号合 成电路36b所具有的未图示的存储器中的摄像信号。'
存储器36a依次蓄积从AGC电路35输出的摄像信号，并且，根据 存储器控制电路48的控制，分别向信号合成电路36b、滤波电路37和同 时化电路38输出在旋转滤波器14旋转一次的期间所输入的摄像信号。
从存储器36a直接对信号合成电路36b输出的R信号、G信号和B 信号，作为构成第1摄像信号的各信号，在第2摄像信号输入到信号合 成电路36b的期间，蓄积在信号合成电路36b所具有的未图示的存储器 中。
从存储器36a直接对同时化电路38输出的R信号和Bl信号、以及 从存储器36a输出后由滤波电路37实施了所述图像强调处理后的G信号 即G1信号，由同时化电路38进行同时化，由颜色转换电路39进行颜色 转换的处理后，作为第2摄像信号输出，蓄积在信号合成电路36b中。 另外，所述第2摄像信号不限于由R信号、G1信号和B1信号构成，例 如也可以仅由Gl信号和Bl信号构成。
信号合成电路36b根据从指示信号检测电路21输出的控制信号和存 储器控制电路48的控制，从蓄积在未图示的存储器中的第1摄像信号和 第2摄像信号生成与并用观察模式对应的RGB信号，对伽马校正电路41 依次输出该RGB信号所具有的R成分、G成分和B成分。
从信号合成电路36b输出的RGB信号所具有的各成分由伽马校正电 路41进行伽马校正，由放大电路42进行放大插值处理，由强调电路43 进行结构强调或轮廓强调的处理后，经由选择器44输入到同时化电路45。
然后，同时化电路45蓄积从选择器44输出的RGB信号所具有的各 成分，并且，对该各成分进行同时化并输出。
在同时化电路45中被同时化并输出的RGB信号通过图像处理电路 46实施动态图像的色差校正等图像处理后，输入D/A转换电路47a、 47b和47c 。
D/A转换电路47a、 47b和47c存储从图像处理电路46输出的RGB 信号所具有的各成分，将所存储的该各成分转换为模拟的影像信号后， 对监视器5输出该影像信号。
通过在视频处理器4中进行上述的处理等，例如如图5所示，在监 视器5的同一画面上一并显示与肉眼观察生物体中的期望的被摄体时的 像大致相同的像作为通常观察图像51A，以及强调了存在于该期望的被 摄体的粘膜表层和比粘膜表层略深层的血管101的像的对比度的像作为 窄频带光观察图像51B。
如上所述，本实施方式的生物体观测系统1具有如下结构能够在 监视器5的同一画面上一并显示通常观察图像51A和窄频带光观察图像 51B。
因此，手术医生等通过使用生物体观测系统1，能够一边观察显示 在同一监视器的同一画面上的通常观察图像和窄频带光观察图像， 一边 一并进行通常观察和窄频带光观察，而不用进行烦杂的操作。
进而，在本实施方式的生物体观测系统1中，没有在光源装置上设 置2个以上的频带限制单元。因此，本实施方式的生物体观测系统1不 需要用于伴随观察内容的变更来切换设置在光源装置上的频带限制单元 的机构等，其结果，与以往相比，能够通过简单的结构来进行通常观察 和窄频带光观察。
并且，在本实施方式的生物体观测系统1的通常观察模式中，对被 摄体出射具有与内窥镜装置等现有的生物体观测系统大致相同的分光特 性的照明光，并且，生成具有与该照明光对应的被摄体的像的影像信号。 因此，在本实施方式的生物体观测系统1中，作为通常观察图像，生成 具有与内窥镜装置等现有的生物体观测系统大致相同的色调的图像、或 实现了与内窥镜装置等现有的生物体观测系统大致相同的颜色再现的状 态的图像。由此，手术医生在代替内窥镜装置等现有的生物体观测系统， 而使用本实施方式的生物体观测系统1进行通常观察的情况下，也能够 进行观察而不会感觉不舒适。另外，作为本实施方式中的频带限制单元的旋转滤波器14只要具有
以下结构可以依次生成透射过R滤波器14r的光、透射过G滤波器14g 的光、透射过B滤波器14b的光、透射过Bl滤波器14bl的光的各光， 则也可以具有旋转滤波器以外的结构，并且，也可以配置在从灯11的光 出射侧到CCD 25的摄像面的光路上的某处。
并且，本实施方式的生物体观测系统1不限于具有所述的结构，例 如也可以构成为图7所示的生物体观测系统1A。
生物体观测系统1A具有以下部分来构成主要部分内窥镜2;代替 光源装置3中的旋转滤波器14而设有旋转滤波器141的光源装置3A; 与从视频处理器4中取下滤波电路37后的结构相同的结构的视频处理器 4A;以及监视器5。
如图8所示，光源装置3A的旋转滤波器141在周方向部分具有滤波 器组14B。
滤波器组14B构成为，除了作为滤波器组14A所具有的各滤波器的 R滤波器14r、 G滤波器14g、 B滤波器14b和Bl滤波器14bl以外，在 周方向部分还具有Gn滤波器14gl。并且，如图9所示，Gn滤波器14gl 设定为透射过比G滤波器14g窄的频带的光的分光特性。
这里，对生物体观测系统1A的作用进行说明。
在透射过Gn滤波器14gl的光下由CCD 25所拍摄的被摄体的像的 摄像信号(以下记为Gn信号)，由前置放大器30放大，由处理电路31 进行相关双重采样和噪声去除等，由A/D转换电路32转换为数字信号， 由白平衡电路34实施白平衡处理，由AGC电路35进行增益调整后，输 入存储器36a。
存储器36a依次蓄积从AGC电路35输出的摄像信号，并且，根据 存储器控制电路48的控制，分别向各部输出在旋转滤波器141旋转一次 的期间所输入的摄像信号。具体而言，存储器36a根据存储器控制电路 48的控制，对信号合成电路36b和同时化电路38输出R信号，并且， 对信号合成电路36b输出G信号。并且，存储器36a根据存储器控制电 路48的控制，对信号合成电路36b输出B信号，对同时化电路38输出Bl信号和Gn信号。
从存储器36a输出的R信号、Bl信号和Gn信号，由同时化电路38 进行同时化，由颜色转换电路39进行颜色转换的处理后，作为第3摄像 信号输出，蓄积在信号合成电路36b中。
然后，所述第3摄像信号在视频处理器4A所具有的信号合成电路 36b以后的各部中，实施与针对所述第2摄像信号的处理相同的处理。由 此，在生物体观测系统1A的监视器5上，以比使用生物体观测系统1时 更高的对比度，来图像显示存在于期望的被摄体的粘膜表层和比粘膜表 层略深层的血管101的像。
另外，本发明不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明的主 旨的范围内进行各种变更和应用。
本申请是以2006年4月20日在日本提出的日本特愿2006—117052 号为优先权主张的基础而申请的，并将上述公开内容引用于本申请说明 书、权利要求书和附图中。
权利要求
1. 一种生物体观测系统，其特征在于，该生物体观测系统具有照明单元，其对生物体中的被摄体依次出射多个宽频带光和具有比所述多个宽频带光窄的波长频带的至少一个窄频带光来作为照明光，由此对该被摄体进行照明；摄像单元，其分别拍摄由所述照明单元所照明的所述被摄体的像，并作为摄像信号输出该被摄体的像；第1图像生成单元，其根据所述摄像信号生成第1观察图像，所述第1观察图像与向所述被摄体出射所述多个宽频带光时所拍摄的多个所述被摄体的像对应，并且，使用规定的信号处理生成第2观察图像，所述第2观察图像与向所述被摄体出射所述多个宽频带光中的至少一个宽频带光时所拍摄的所述被摄体的像、以及向所述被摄体出射所述至少一个窄频带光时所拍摄的所述被摄体的像对应；以及第2图像生成单元，其合并所述第1观察图像和所述第2观察图像而生成一个图像。
2. 根据权利要求1所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光源单元，其发出白色光；以及频带限制单元，其配置在从所述光源单元到所述摄像单元的光路上，通过限制所述白色 光所具有的波长频带，将所述白色光依次分光为所述多个宽频带光和所 述至少一个窄频带光。
3. 根据权利要求2所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述频带限制单元具有分光单元，该分光单元对在所述光源单元中发出的所述白色光进行分光，由此生成所述多个宽频带光和所述至少一 个窄频带光，并且，所述频带限制单元构成为旋转滤波器，该旋转滤波 器伴随驱动单元的旋转驱动而旋转，由此依次将所述分光单元插入到所 述光源单元的所述光路上。
4. 根据权利要求1所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述第1蓝色波段的光窄的第2蓝色波段的光。
5. 根据权利要求2所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述第1蓝色波段的光 窄的第2蓝色波段的光。
6. 根据权利要求3所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述多个宽频带光具有红色波段的光、绿色波段的光和第1蓝色波段的光，所述至少一个窄频带光具有波长频带比所述第1蓝色波段的光 窄的第2蓝色波段的光。
7. 根据权利要求1所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
8. 根据权利要求2所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
9. 根据权利要求3所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
10. 根据权利要求4所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
11. 根据权利要求5所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
12. 根据权利要求6所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述至少一个宽频带光具有绿色波段的光。
13. 根据权利要求7所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
14. 根据权利要求8所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图 像中的规定的被摄体的像的对比度。
15. 根据权利要求9所述的生物体观测系统，其特征在于，所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
16. 根据权利要求10所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
17. 根据权利要求11所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
18. 根据权利要求12所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的信号处理是图像强调处理，其用于强调所述第2观察图像中的规定的被摄体的像的对比度。
19. 根据权利要求13所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
20. 根据权利要求14所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
21. 根据权利要求15所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
22. 根据权利要求16所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
23. 根据权利要求17所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
24. 根据权利要求18所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述规定的被摄体是血管。
25. 根据权利要求13所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
26. 根据权利要求14所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
27. 根据权利要求15所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
28. 根据权利要求16所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
29. 根据权利要求17所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
30. 根据权利要求18所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述图像强调处理是使用了空间滤波器的滤波处理。
31. 根据权利要求7所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
32. 根据权利要求8所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
33. 根据权利要求9所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
34. 根据权利要求10所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
35. 根据权利要求ll所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
36. 根据权利要求12所述的生物体观测系统，其特征在于， 所述照明单元具有光量控制单元，该光量控制单元控制作为照明光而依次出射的各光的光量。
全文摘要
本发明的生物体观测系统具有照明单元，其对生物体中的被摄体依次出射多个宽频带光和至少一个窄频带光来作为照明光，由此对该被摄体进行照明；摄像单元，其分别拍摄由所述照明单元所照明的所述被摄体的像，并作为摄像信号输出；第1图像生成单元，其根据所述摄像信号生成与所述多个宽频带光对应的第1观察图像，并且，使用规定的信号处理生成与所述多个宽频带光中的至少一个宽频带光、以及所述至少一个窄频带光对应的第2观察图像；以及第2图像生成单元，其合并所述第1观察图像和所述第2观察图像生成一个图像。
文档编号H04N7/18GK101420901SQ20078001361
公开日2009年4月29日 申请日期2007年4月10日 优先权日2006年4月20日
发明者后野和弘, 山崎健二 申请人:奥林巴斯医疗株式会社