被检体观察系统以及方法_2

文档序号:9307453阅读:来源:国知局
1和波长变换部件22。保持件20在第三光纤11的连 接侧即1次光的入射侧设有光透射部件21。在保持件20的照明光P的射出侧,设有波长变 换部件22。在保持件20的光透射部件21侧,形成有用于将1次光入射的入射部24。在保 持件20的波长变换部件22侧,形成有用于将作为第一或第二照明光Pl、P2的照明光P射 出的射出部25。
[0051] 保持件20的内部形成为例如凹陷为凹部状的圆锥状的锥形。在锥形的内周面,形 成有例如膜状的反射部件23。反射部件23将激光及荧光正反射或扩散反射。
[0052] 光透射部件21将从第三光纤11的射出端射出的1次光(蓝紫色激光、蓝色激光、 混合光)和被波长变换部件22波长变换后的荧光透射。光透射部件21由透射率高的玻璃 或硅树脂等部件形成。
[0053] 波长变换部件22将从第二激光二极管6射出的1次光的蓝色激光(中心波长 445nm:第二激励光:A2)吸收而发出黄色的荧光(A3)。波长变换部件22采用例如具有 Ce(铈)活化的石榴石晶体构造的氧化物荧光体(YAG、TAG)。氧化物荧光体(YAG、TAG)是 将波长区域430nm~470nm的蓝色激光吸收而能够发出黄色荧光的材料。由此,氧化物荧 光体(YAG、TAG)能够与在波长区域430nm~470nm中具有峰值的蓝色激光组合使用。
[0054] 波长变换部件22对于从第一激光二极管5射出的蓝紫色的激光(中心波长 415nm:第一激励光:A1)而言激励强度低而不进行激励。
[0055]图3表示形成波长变换部件22的氧化物荧光体的激励/荧光光谱特性。激励光谱 的激励区域定义为激励强度为峰值的一半以上的区域。可视光区域设为波长区域380nm~ 780nm〇
[0056] 波长区域380nm~780nm的可视光区域中的氧化物荧光体的吸收区域大约为 波长区域420nm~520nm。黄色的荧光光谱(第一荧光)具有荧光峰值存在于中心波长 575nm(A3)、半幅值为95nm的宽阔的光谱。荧光光谱的波形具有相对于荧光峰值波长而言 长波长侧比短波长侧平缓倾斜的特性。
[0057] 氧化物荧光体对于从第一激光二极管5出射的作为1次光的中心波长415nm(入1) 的蓝紫色激光(第一激励光)而言激励强度低而不进行激励。氧化物荧光体只要激励强度 相对于与从第二激光二极管6出射的作为1次光的波长445nm(A2)的蓝色激光(第二激 励光)对应的强度而言在约3分之1以下,则视为不进行激励。
[0058] 波长变换部件22通过在硅树脂或玻璃等密封材料中分散粉末形状的荧光体并使 该密封材料固化而形成。考虑荧光体的激励光吸收率和波长变换效率的特性等来设定波长 变换部件22的厚度、混合在密封材料中的粉末荧光体的浓度条件,以将从第三光纤11作为 1次光入射的蓝色激光、即从第二激光二极管6出射的蓝色激光(中心波长445nm:第二激 励光:A2)的一部分变换为所希望的波长,这里为黄色荧光(A3)。
[0059] 波长变换部件22配置在从与保持件20的入射部24连接的第三光纤11入射的1 次光的蓝紫色激光(第一激励光)或蓝色激光(第二激励光)的光路轴上。波长变换部件 22例如形成为圆柱形状。波长变换部件22设置在来自第三光纤11的第一、第二激励光的 光轴附近。
[0060]系统控制部4连接着输入部(模式指示部)13。输入部13作为多个观察模式而将 例如表示以通常光观察模式和特殊光观察模式的哪个观察模式进行观察的观察模式信息M 向系统控制部4发送。输入部13例如接受操作员等的人工操作而输入观察模式信息M,或 输入来自外部的计算机的观察模式信息M。
[0061] 图像取得装置3将被光源装置2照射了照明光P的作为观察对象的被检体Q的照 射区域S的图像通过多个颜色区域进行分色而取得图像。图像取得装置3将来自被检体Q 的反射光摄像,取得被检体Q的图像,例如通常光观察模式时的通常光观察图像,或特殊光 观察模式时的特殊光观察图像。图像取得装置3包含摄像部30、图像处理部31和图像显示 部35。
[0062] 摄像部30通过从系统控制部4输出的摄像控制信号PC而被摄像控制。摄像部30 将从光源装置2出射的照明光P的来自被检体Q的照射区域S的反射光F摄像,输出BGR 的每像素的像素信号。摄像部30例如由利用CCD等摄像元件的CCD成像器或CMOS成像器 等摄像器件构成。
[0063] 图4表示一般的(XD成像器的灵敏度波长特性。C⑶成像器包含在蓝色区域内的 波长460nm(Ab)具有灵敏度峰值的B像素、在绿色区域内的波长540nm(Ag)具有灵敏度 峰值的G像素、和在红色区域内的波长630nm(Ar)具有灵敏度峰值的R像素。
[0064] B像素的灵敏度区域在长波长侧一直存在到波长540nm。R像素的灵敏度区域在短 波长侧一直存在到波长540nm。因而,在B像素和G像素、G像素和R像素中,含有在相邻的 波长区域中灵敏度重叠的波长区域。
[0065] 将与波长A对应的B像素的受光灵敏度特性定义为b(A),G像素的受光灵敏度 特性定义为g(A),R像素的受光灵敏度特性定义为r(A)。
[0066] 图像处理部31将从摄像部30输出的B像素,G像素,R像素各自的各像素信号进 行图像处理,取得被检体Q的通常光观察图像、特殊光观察图像。图像处理部31包含第一 帧存储器32、第二帧存储器33和运算器34。
[0067] 图像取得部31在有特殊光观察模式的指示的情况下,根据从光源装置2输出的多 个照明光和在该图像取得部31中具有的颜色区域的波长特性,取得特殊光观察图像。该特 殊光观察图像通过如下方式取得,即:作为多个照明光,通过例如第一和第二照明光PI、P2 的波长特性与该图像取得部31具有的颜色区域的波长特性的重叠,生成狭波段光谱要素 的信息,将该狭波段光谱要素的信息与每照射第一和第二照明光PI、P2而取得的多个反射 图像组合,从而取得特殊光观察图像。
[0068] 图像取得部31根据每从光源装置2将第一照明光P1向被检体Q照射而取得的各 第一摄像帧的反射图像,取得第一狭波段光谱要素的信息,并且,根据每从光源装置2将第 二照明光P2向被检体Q照射而取得的各第二摄像帧的反射图像,取得第二狭波段光谱要素 的信息,将第一狭波段光谱要素的信息和第二狭波段光谱要素的信息组合而构建特殊光观 察图像。
[0069] 第一狭波段光谱要素和第二狭波段光谱要素分别包含被检体Q的吸收强度高的 波长,并且属于不同的吸收峰值。
[0070] 第一和第二帧存储器32、33将分别从摄像部30输出的B像素、G像素、R像素各自 的各像素信号依次取入,作为每帧的反射光图像进行保存。向第一和第二帧存储器32、33 的每帧的反射光图像的保存通过从系统控制部4输出的保存帧信号FM而被控制。
[0071] 运算器34读出在第一帧存储器32和第二帧存储器33中分别保存的各反射光图 像,对各反射光图像进行运算,生成在图像显示部35上显示的图像信息,例如通常光观察 图像、特殊光观察图像。
[0072] 图像显示部35显示通过图像处理部31的图像处理取得的通常光观察图像、特殊 光观察图像。图像显示部35具体而言包括例如CRT或液晶显示器等。
[0073] 系统控制部4在从输入部13输入表示通常光观察模式或特殊光观察模式的观察 模式信息M的情况下,根据该观察模式信息M的内容将光源控制信号LC向光源控制部7送 出,并将摄像控制信号PC向摄像部30送出,并且将保存帧信号FM向图像处理装置31送出。
[0074] 具体而言,系统控制部4在通常光观察模式的情况下,将光源控制信号LC向光源 控制部7送出以将第二激光二极管6点亮。随之,系统控制部4将用于在摄像部30中反复 进行曝光处理和通过该曝光处理得到的BGR每像素的各像素信号的送出的摄像控制信号 PC向摄像部30送出。系统控制部4将表示用于将通过摄像部30的摄像得到的每帧的反射 光图像保存在第二帧存储器33中的保存目的地的保存帧信号FM向图像处理装置31送出。
[0075] 因而,在通常光观察模式下,图像处理部31在第二激光二极管6点亮时,将通过摄 像部30的摄像得到的每帧的反射光图像保存在第二帧存储器33中。
[0076] 运算器34将在第二帧存储器33中保存的反射光图像读出,对该反射光图像进行 运算,生成在将白色光照射到被检体Q上时的被检体Q的通常光观察图像,将该通常光观察 图像显示在图像显示部35上。
[0077] 另一方面,在特殊光观察模式下,系统控制部4将光源装置2中的多个1次光源即 第一和第二激光二极管5、6依次点亮而将多个波长的1次光的照明光P依次向作为观察对 象的被摄体Q照射。系统控制部4将光源控制信号LC向光源控制部7送出,以将第一和第 二激光二极管5、6交替点亮。随之,系统控制部4对摄像部30,与上述同样地,将用于反复 进行曝光处理和BGR每像素的各像素信号的送出的摄像控制信号PC向摄像部30送出。系 统控制部4将表示用于将通过摄像部30的摄像得到的每帧的反射光图像交替保存在第一 和第二帧存储器32、33中的保存目的地的保存帧信号FM向图像处理装置31送出。
[0078] 因而,在特殊光观察模式下,图像处理部31在第一和第二激光二极管4、5交替点 亮时,同步于第一和第二激光二极管4、5的交替的点亮,将通过摄像部30的摄像得到的反 射光图像按每帧交替地依次反复保存在第一和第二帧存储器32、33中。在第一帧存储器32 中,反射光图像作为包含第一狭波段光谱要素的信息的信息而被保存。在第二帧存储器33 中,反射光图像作为包含第二狭波段光谱要素的信息的信息而被保存。
[0079] 运算器34将在第一和第二帧存储器32、33双方中保存的反射光图像读出,对各反 射光图像进行运算而生成特殊光观察图像,将该特殊光观察图像显示在图像显示部35上。
[0080] 在特殊光观察模式中,通过摄像部30的摄像得到的反射光图像被按每帧交替地 依次反复保存在第一帧存储器32和第二帧存储器33中。由此,在通过从系统控制部4输 出的保存帧信号FM而保存目的地作为第一帧存储器32被示出的情况下,在摄像部30中, 在之前刚刚进行的曝光处理的期间,生成应保存到第1帧存储器32的反射光图像。在该曝 光处理刚刚结束后,反射光图像被保存在第1帧存储器32中。
[0081] 同样地,在保存帧信号FM示出第2帧存储器33作为保存目的地的情况下,在摄像 部30中,在之前刚刚进行的曝光处理的期间生成应保存到该第2帧存储器33的反射光图 像。在该曝光处理刚刚结束后,反射光图像被保存在第2帧存储器33中。
[0082] 图像处理部31如上述那样根据从系统控制部4送出的保存帧信号FM将每帧的反 射光图像保存在第一帧存储器32或第二帧存储器33中。不限于此,图像处理部31也可以 直接输入来自输入部13的表示通常光观察模式或特殊光观察模式的观察模式信息M而将 反射光图像保存到第一帧存储器32或第二帧存储器33中。例如,图像处理部31在输入表 示通常光观察模式的观察模式信息M的情况下,在第二激光二极管6点亮时,将通过摄像部 30的摄像得到的每帧的反射光图像保存在第二帧存储器33中。
[0083] 在输入表示特殊光观察模式的观察模式信息M的情况下,图像处理部31在第一和 第二激光二
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