被检体观察系统以及方法_3

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极管4、5交替点亮时,将通过摄像部30的摄像得到的反射光图像按每帧交替地 依次反复保存到第一帧存储器32和第二帧存储器33中。关于该反射光图像的保存目的地, 可以通过图像处理部31判断在第一或第二激光二极管4、5的哪个点亮的期间进行了曝光 处理,根据该判断结果来决定保存到第一或第二帧存储器32、33的哪个中。
[0084] 图像处理部31在特殊光观察模式时取得每将多个照明光分别向作为观察对象的 被摄体Q照射时的多个反射光图像,并按每帧交替地依次反复保存到第一帧存储器32和第 二帧存储器33中,基于各反射光图像生成被摄体Q的特殊光观察图像。
[0085] 图像处理部31具有决定通常光观察模式下的图像生成时和特殊光观察模式下的 图像生成时的颜色信息的白平衡系数。白平衡系数针对例如将与照明光P的波长A对应的 发光强度特性P(A)、和作为摄像部30的摄像元件的CCD的受光灵敏度特性b(A)、g(A)、 r(A)相乘得到的灵敏度特性,利用反射特性在可视光区域中大致平稳的白色板而被设定。
[0086] 将照明光P的发光强度特性P(A)和C⑶的受光灵敏度特性b(A)、g(A)、r(入) 分别相乘得到的颜色成分B、G、R如以下那样计算。
[0087] [式 1]
[0091] 例如,白色板的反射特性(吸收特性)在可视光区域中为一定的情况下,相对于颜 色成分G的颜色成分B的白平衡系数Wb是B/G,相对于颜色成分G的颜色成分R的白平衡 系数Wr是R/G。
[0092] 各白平衡系数Wb、Wr为1. 0的情况下,在将照明光P的光谱特性和C⑶的各像素 的灵敏度特性相乘时,表现出蓝色成分、绿色成分和红色成分的平衡良好。
[0093] 通过利用白平衡系数Wb和Wr的系数进行的校正,即使照明光P的光谱不同于白 色光,也能够实现通常光观察图像和特殊光观察图像的生成。白平衡系数Wb和Wr是极端 小或大的数值的情况下,在颜色平衡设定时特定像素的噪声被放大,生成图像的噪声变大, 所以白平衡系数Wb、Wr例如优选1/3~3的范围。
[0094] 因而,关于在照明光P中所占的颜色成分的比率,R像素具有最大灵敏度的波长 600nm以上的R色的光量,与G像素具有最大灵敏度的波长区域例如525nm~555nm的光量 相比较,优选为3分之1以上。
[0095] 光源控制部7将从系统控制部4输出的光源控制信号LC输入,根据该光源控制信 号LC点亮控制第一或第二激光二极管5、6。例如,在通常光观察模式的情况下,系统控制部 4将点亮第二激光二极管6的光源控制信号LC送出,因此光源控制部7将第二激光二极管 6点亮驱动。
[0096] 另一方面,在特殊光观察模式的情况下,系统控制部4将光源控制信号LC送出以 将第一和第二激光二极管5、6交替点亮,因此光源控制部7将第一和第二激光二极管5、6 交替地点亮驱动。
[0097] 光源控制部7进行第一和第二激光二极管5、6的驱动电流、驱动方式例如脉冲驱 动、连续驱动(CW)等的驱动控制而将第一和第二激光二极管5、6点亮。
[0098] 接着,对如上述那样构成的装置的动作进行说明。
[0099] (1)作为观察模式信息M而输入了通常光观察模式的情况
[0100] 在通过操作员等的人工操作或外部的计算机向输入部13输入通常光观察模式的 观察模式的情况下,输入部13将表示通常光观察模式的观察模式信息M向系统控制部4发 送。
[0101]系统控制部4在输入表示通常光观察模式的观察模式信息M的情况下,将点亮第 二激光二极管6的光源控制信号LC向光源控制部7送出。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。
[0102] 光源控制部7在输入将第二激光二极管6点亮的光源控制信号LC的情况下,按 照该光源控制信号LC将第二激光二极管6点亮驱动。第二激光二极管6射出中心波长 445nm(A2)的作为蓝色激光的1次光(第一激励光)。蓝色激光被第二光纤10、光耦合器 9、第三光纤11导光而向波长变换单元12入射。
[0103] 波长变换单元12将入射的蓝色激光的一部分通过作为波长变换部件22的荧光体 向黄色荧光(A3)进行波长变换。随之,波长变换单元12透射未被荧光体吸收而没有被波 长变换为黄色荧光的蓝色激光。由此,波长变换单元12将波长变换后的黄色荧光和蓝色激 光从射出端作为照明光P(第二照明光P2)射出。第二照明光P2被向被检体Q照射,在该 被检体Q上形成照射区域S。
[0104] 从波长变换单元12射出的第二照明光P2具有规定的配光角。根据该配光角与波 长变换单元12的射出端及被检体Q之间的距离的关系,形成向被检体Q照射的第二照明光 P2的照射区域S的大小。照射区域S是至少包括由摄像部30摄像的范围的大小的区域,优 选比上述摄像部30的摄像范围大。
[0105] 通常光观察模式时的第二照明光P2优选为白色光。作为被检体Q,特别是为了观 察在生物体组织内较多的呈现肤色至红色的被检体Q,可以认为在从绿色到红色的波长区 域中连续的平稳的光谱成分有效。
[0106] 图5表示第二照明光P2的光谱特性P(A)。在BGR的各颜色区域中具有光谱成分 的区域定义为是相对于BGR的各颜色区域的最大光强度存在例如大于20分之1的光强度 的区域。另一方面,相对于最大光强度为20分之1以下的光强度假设不具有光谱成分。
[0107] 从波长变换单元12射出的第二照明光P2是在中心波长445nm(A1)具有峰值的 狭波段的蓝色激光、和在中心波长565nm(A3)附近具有峰值的黄色荧光的混合光。该混合 光被设定为成为白色光附近那样的蓝色激光和黄色荧光的成分比率。
[0108] 第二照明光P2的蓝色激光和黄色荧光之间的波长区域450nm~480nm的最大强 度相对于蓝色激光的峰值波长(M)的强度为20分之1以下。
[0109] 波长区域450nm~480nm的光量成为波长区域400nm~440nm的光量的20分之 1以下。
[0110] 第二照明光P2的蓝色区域、绿色区域和红色区域的光量的比率大约为5 (蓝色): 3 (绿色):2 (红色)。波长A2 (蓝色激光)和波长A3 (黄色荧光)的差量大约是150nm。 蓝色激光的半幅值端和黄色荧光的半幅值端的波长差量大约是80nm。
[0111] 另一方面,摄像部30对来自第二照明光P2所照射的被检体Q的照射区域S的反 射光F进行摄像,输出BGR的每像素的像素信号。
[0112] 图像处理部31在作为观察模式信息M而输入通常光观察模式的情况下,按照从系 统控制部4输出的表示用于将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,输入通过摄像部30的摄像取得的BGR的各像素信号,基于BGR的各像素 信号电平按每帧生成反射光图像,按每帧将反射光图像保存在第二帧存储器33中。
[0113] 图像处理部31的运算器34对在第二帧存储器33中保存的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 显示在例如CRT或液晶显示器等图像显示部35上。具体而言,运算器34对在第二帧存储 器33中保存的BGR的各像素的受光信号实施规定的图像处理,例如白平衡、噪声降低、构造 强调、伽马校正等图像处理,生成通常光观察图像。通常光观察图像是用第二照明光P2中 包含的全部光谱成分生成的图像。
[0114] (2)作为观察模式输入了特殊光观察模式的情况
[0115] 在通过操作员等的人工操作或外部的计算机向输入部13输入特殊光观察模式的 观察模式的情况下,输入部13将表示特殊光观察模式的观察模式信息M向系统控制部4发 送。
[0116]系统控制部4在输入表示特殊光观察模式的观察模式信息M的情况下,将光源控 制信号LC向光源控制部7送出以使第一和第二激光二极管5、6交替点亮。光源控制信号 LC包含区分使第一或第二激光二极管5、6的哪个点亮的信息。
[0117]因而,系统控制部4例如将使第一激光二极管5点亮的光源控制信号LC和使第二 激光二极管6点亮的光源控制信号LC交替送出。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。
[0118] 系统控制部4例如将使第一激光二极管5点亮的光源控制信号LC和使第二激光 二极管6点亮的光源控制信号LC交替送出。
[0119] 向光源控制部7交替输入从系统控制部4送出的使第一激光二极管5点亮的光源 控制信号LC和使第二激光二极管6点亮的光源控制信号IX,按照各光源控制信号LC将第 一和第二激光二极管5、6交替地点亮驱动。
[0120] 在第一激光二极管5点亮的情况下,该第一激光二极管5将作为发光峰值的中心 波长为415nm(A1)、半幅值为几nm以下的狭波段的蓝紫色的激光作为1次光射出。蓝紫色 激光被第二光纤10、光親合器9、第三光纤11导光而向波长变换单元12入射。
[0121] 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:A1)激励强度低,不进行激励。因而,波长变换单元12使蓝紫色激光(A1)透射, 将该蓝紫色激光(A1)作为照明光P(第一照明光P1)射出。
[0122] 图6表示第一照明光P1的光谱特性P(A1)。第一照明光P1被照射到波长变换部 件22时发出的黄色荧光的光强度相对于蓝紫色的激光(中心波长415nm:A1)的最大光强 度为20分之1以下。如上述那样,波长变换部件22对于从第一激光二极管5射出的蓝紫 色的激光而言激励强度低,不进行激励。
[0123] 摄像部30对来自第一照明光P1所照射的被检体Q的照射区域S的反射光F进行 摄像,输出BGR的每像素的像素信号。
[0124] 图像处理部31在特殊光观察模式时,在第一激光二极管5点亮时,按照在该点亮 的定时从系统控制部4输出的表示用于将每帧的反射光图像保存在第一帧存储器32中的 保存目的地的保存帧信号FM,输入通过摄像部30的摄像取得的BGR的各像素信号。图像处 理部31基于BGR的各像素信号电平生成1帧的反射光图像,将该帧的反射光图像保存在第 一帧存储器32中。
[0125] 另一方面,在第二激光二极管6点亮的情况下,该第二激光二极管6与上述同样 地,射出中心波长445nm(A2)的蓝色激光。蓝色激光被第二光纤10、光耦合器9、第三光纤 11导光而向波长变换单元12入射。
[0126] 波长变换单元12将入射的蓝色激光的一部分通过作为波长变换部件22的荧光体 向黄色的荧光(A3)进行波长变换。随之,波长变换单元12透射未被荧光体吸收而没有波 长变换为黄色荧光的蓝色激光。由此,波长变换单元12将黄色荧光和蓝色激光
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