專利名稱：內(nèi)窺鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡設(shè)備，更具體地，涉及在用于醫(yī)療及其它目的的內(nèi)窺鏡設(shè)備中使用的一種圖像處理技術(shù)和屏幕顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
用于醫(yī)療治療及其它目的內(nèi)窺鏡設(shè)備包括插入人體內(nèi)部的插入部。插入部的端部包括照明窗和成像設(shè)備。在通過照明窗發(fā)射的照明光下，通過成像設(shè)備對(duì)身體的內(nèi)部進(jìn)行成像。通過成像設(shè)備獲得的成像信號(hào)經(jīng)過預(yù)定圖像處理以作為成像圖像顯示在監(jiān)視器上。 因此，操作者可以通過觀看監(jiān)視器上顯示的圖像來觀察身體的內(nèi)部。所述內(nèi)窺鏡設(shè)備用于觀察各種區(qū)域。例如，上部內(nèi)窺鏡用于觀察諸如從食道到胃的區(qū)域、從胃到十二指腸的區(qū)域、從十二指腸到胃的區(qū)域以及從胃到食道的區(qū)域的多個(gè)區(qū)域。另外，上部內(nèi)窺鏡用于各種觀察目的。例如，通過遠(yuǎn)景觀察(寬范圍的觀察)或整體觀察進(jìn)行篩查以確定是否存在問題區(qū)域。然后，通過近景觀察或放大觀察診斷問題區(qū)域。進(jìn)一步地，已經(jīng)提出了一種設(shè)備，所述設(shè)備將特定頻率(波長)帶的光發(fā)射到要觀察的區(qū)域以進(jìn)行成像，產(chǎn)生與來自成像信號(hào)的頻帶相對(duì)應(yīng)的光譜圖像，并且在顯示設(shè)備上顯示所述光譜圖像。利用所述光譜圖像進(jìn)行觀察能夠觀察通過正常圖像無法觀察到的血管。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2002-95635號(hào)公開了一種內(nèi)窺鏡設(shè)備，所述內(nèi)窺鏡設(shè)備被構(gòu)造成能夠利用具有不同光譜特性的濾光器以發(fā)射具有限定通帶的窄帶光來以層次分級(jí)的方式單獨(dú)觀察體腔組織。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2003-93336號(hào)公開了一種電子內(nèi)窺鏡設(shè)備，所述電子內(nèi)窺鏡設(shè)備被構(gòu)造成將來自照明光光源的光(白色光)發(fā)射到要被觀察的身體的內(nèi)部， 通過固態(tài)成像裝置獲得彩色圖像信號(hào)，由彩色圖像信號(hào)生成光譜圖像，并且通過在顯示監(jiān)視器上切換正常圖像和光譜圖像進(jìn)行顯示。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2003-93336號(hào)中公開的電子內(nèi)窺鏡設(shè)備被構(gòu)造成當(dāng)發(fā)射具有窄帶波長的光時(shí)，通過矩陣處理估算從生物體反射的信號(hào)。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2006-239206號(hào)公開了一種內(nèi)窺鏡設(shè)備，所述內(nèi)窺鏡設(shè)備具有由與RGB信號(hào)和選定的三個(gè)波長范圍內(nèi)的λ”入2和入3信號(hào)相對(duì)應(yīng)的矩陣系數(shù)形成光譜圖像的色彩空間變換處理電路。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2006-239206號(hào)中公開的內(nèi)窺鏡設(shè)備被構(gòu)造成使得當(dāng)光譜圖像被顯示在顯示設(shè)備上時(shí)，預(yù)先設(shè)置分配給顯示設(shè)備的(RS、GS*BS)的光譜波長的多個(gè)波長組(λ”入2和λ3)；生成與所述多個(gè)波長組相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光譜圖像；當(dāng)操作者操作選擇開關(guān)時(shí)可以切換所述波長組；以及可以周期性地切換與選定的波長組相對(duì)應(yīng)的光譜圖像。

發(fā)明內(nèi)容
具有能夠在一個(gè)屏幕上顯示大量信息的顯示設(shè)備的上述內(nèi)窺鏡設(shè)備需要滿足在不需要進(jìn)行頻繁的切換操作或麻煩的操作的情況下使操作者執(zhí)行滿足他或她的要求或目的的多種觀察的需求。不幸的是日本專利申請(qǐng)公開出版物第2002-95635號(hào)中公開的內(nèi)窺鏡設(shè)備需要具有在窄帶光進(jìn)行的觀察中使用的濾光器。并且需要機(jī)械切換濾光器以改變所述帶。此外， 內(nèi)窺鏡設(shè)備不支持同時(shí)執(zhí)行正常觀察和窄帶觀察或者同時(shí)記錄通過正常觀察獲得的圖像和通過窄帶觀察獲得的圖像。此外，內(nèi)窺鏡設(shè)備需要具有大量帶通濾光器以獲得窄帶波長。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2003-93336號(hào)記載了正常圖像和光譜圖像可以交替顯示或同時(shí)顯示，但是沒有公開切換顯示的具體方法或同時(shí)顯示的具體方法。日本專利申請(qǐng)公開出版物第2006-239206號(hào)中公開的內(nèi)窺鏡設(shè)備被構(gòu)造成能夠僅顯示一個(gè)光譜波長組，并因此難以滿足例如用于同時(shí)顯示正常圖像和光譜圖像以及同時(shí)執(zhí)行正常觀察和窄帶觀察的多種觀察的需求?？紤]到這種情況，本發(fā)明的目的是提供一種在不需要頻繁切換操作或麻煩操作的情況下滿足多種觀察需求的內(nèi)窺鏡設(shè)備。為了獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡設(shè)備包括將光發(fā)射到對(duì)象的照明裝置； 成像裝置，所述成像裝置通過使從被從照明裝置發(fā)射的光照射的對(duì)象反射的光成像而生成彩色成像信號(hào)；正常圖像生成裝置，所述正常圖像生成裝置通過對(duì)由成像裝置獲得的成像信號(hào)執(zhí)行正常圖像處理生成正常圖像；光譜圖像生成裝置，所述光譜圖像生成裝置通過使用預(yù)設(shè)光學(xué)窄帶的矩陣數(shù)據(jù)對(duì)通過成像裝置獲得的成像信號(hào)進(jìn)行矩陣處理而生成與所述光學(xué)窄帶相對(duì)應(yīng)的光譜圖像；顯示裝置，所述顯示裝置顯示主屏幕區(qū)域和具有小于主屏幕區(qū)域的尺寸的尺寸的副屏幕區(qū)域；切換信號(hào)生成裝置，所述切換信號(hào)生成裝置生成用于切換主屏幕區(qū)域和副屏幕區(qū)域的顯示內(nèi)容的切換信號(hào)；和顯示控制裝置，所述顯示控制裝置控制顯示設(shè)備的屏幕顯示，使得正常圖像顯示在主屏幕區(qū)域和副屏幕區(qū)域中的任一個(gè)中， 同時(shí)光譜圖像顯示在另一個(gè)區(qū)域中，并且根據(jù)由切換信號(hào)生成裝置生成的切換信號(hào)執(zhí)行控制，從而在用于顯示正常圖像的區(qū)域與用于顯示光譜圖像的區(qū)域之間進(jìn)行選擇性地切換。本發(fā)明提供了具有主屏幕區(qū)域和具有小于主屏幕區(qū)域的尺寸的尺寸的副屏幕區(qū)域的顯示裝置，其中正常圖像和光譜圖像中的任一個(gè)顯示在一個(gè)區(qū)域中，而不同于所述一個(gè)區(qū)域中顯示的圖像的圖像顯示在另一個(gè)區(qū)域中，從而允許操作者的注意力在同時(shí)觀察正常圖像和光譜圖像期間集中在一個(gè)區(qū)域上。在正常圖像顯示在主屏幕區(qū)域中而光譜圖像顯示在副屏幕區(qū)域中的狀態(tài)下，操作者可以觀察副屏幕區(qū)域的顯示以確定是否需要仔細(xì)研究。如果需要，操作者可以將主屏幕區(qū)域的顯示從正常圖像切換到光譜圖像。此外，在光譜圖像顯示在主屏幕區(qū)域中而正常圖像顯示在副屏幕區(qū)域中的狀態(tài)下，操作者在光譜圖像的觀察期間可以觀察正常圖像，從而在觀察與正常圖像相比具有較少的信息的光譜圖像期間確保安全性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)窺鏡的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是顯示圖1中所示的末端面的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3是顯示圖1所示的末端堅(jiān)硬部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4是顯示圖1所示的內(nèi)窺鏡設(shè)備的成像單元和圖像處理系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的觀察監(jiān)視器的屏幕布局的說明圖；圖6是顯示圖5所示的屏幕顯示的切換控制的流程的流程圖；圖7是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的觀察監(jiān)視器的屏幕布局的說明圖；圖8是顯示圖7所示的屏幕顯示的切換控制的流程的流程圖；圖9是顯示根據(jù)第三實(shí)施例的觀察監(jiān)視器的屏幕布局的說明圖；圖10是顯示圖9所示的屏幕顯示的切換控制的流程的流程圖；圖11是顯示凍屏操作期間屏幕顯示的切換控制的流程的流程圖；圖12是顯示凍屏操作期間屏幕顯示的切換控制的另一個(gè)流程的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變形例的屏幕布局的說明圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)變形例的屏幕布局的說明圖；圖15是屏幕顯示中使用的各向同性掩模的說明圖；和圖16是屏幕顯示中使用的各向異性掩模的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。(內(nèi)窺鏡設(shè)備的整體結(jié)構(gòu))圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)窺鏡設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。圖1中所示的內(nèi)窺鏡設(shè)備1包括用于提取體腔內(nèi)部的對(duì)象圖像作為電子圖像的電子內(nèi)窺鏡。所述電子內(nèi)窺鏡包括供操作者執(zhí)行所需操作的操作部10 ；要插入體腔內(nèi)部中的插入部20 ；和用于將電子內(nèi)窺鏡連接到外圍設(shè)備的連接部30。外圍設(shè)備包括包括圖像處理單元和控制單元的處理器設(shè)備36 ；連接到照明光學(xué)系統(tǒng)(圖1中未示出，但是在圖4中以附圖標(biāo)記103顯示)的光源設(shè)備38，所述照明光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在照明窗(圖1中未示出，但是在圖2中以附圖標(biāo)記 52和M顯示)的后側(cè)；用于顯示體腔內(nèi)部的圖像的觀察監(jiān)視器42 ；和供應(yīng)要噴射在觀察窗 (圖1中未示出，但是在圖2中以附圖標(biāo)記50顯示)上的清洗液和空氣的供氣/供液單元 40。電子內(nèi)窺鏡的操作部10包括用于插入治療儀器的鉗子入口 12 ；操作以使插入部 20的末端向上、向下向左和向右彎曲的角形旋鈕14 ；供氣/供液按鈕16，所述供氣/供液按鈕操作以從設(shè)置在插入部20的末端中的噴嘴(圖1中未示出，但是在圖2中以附圖標(biāo)記 58顯示)噴射水或空氣，以清潔設(shè)置在插入部20的末端中的觀察窗；和用于通過設(shè)置在插入部20的末端中的鉗子出口(圖1中未示出，但是在圖2中以附圖標(biāo)記56顯示)抽吸的抽吸按鈕18。電子內(nèi)窺鏡的插入部20具有預(yù)定直徑，具有基本上為圓形的管狀橫截面，并且一體地連接到操作部10的末端。插入部20包括具有柔性的柔性部22 ；設(shè)置在柔性部22的末端處的可彎曲的彎曲部M ；和設(shè)置在彎曲部M的末端處的末端堅(jiān)硬部26。電子內(nèi)窺鏡的柔性部22由柔性管制成，并且一體地連接到操作部10的末端。柔性部22占據(jù)插入部20的大部分。彎曲部M以可彎曲方式構(gòu)造而成，并且一體地連接到柔性部22的末端。彎曲部M和設(shè)置在操作部10中的角形旋鈕14的操作一起向上、向下、向左和向右彎曲。因此，可以通過沿期望方向彎曲彎曲部M而將末端堅(jiān)硬部沈定向在體腔內(nèi)的期望方向。末端堅(jiān)硬部26由諸如金屬(例如，不銹鋼)的硬質(zhì)材料制成圓柱形形狀， 并且一體地連接到彎曲部M的末端。電子內(nèi)窺鏡的連接部30包括連續(xù)地連接到操作部10的通用塞繩32 ；和設(shè)置在通用塞繩32的末端中的多個(gè)連接器。連接器包括用于連接到處理器設(shè)備36的處理器連接器34a ；用于連接到光源設(shè)備38的光源連接器34b ；和用于連接到供氣/供液單元40的供氣/供液連接器34c，所述供氣/供液單元設(shè)置在內(nèi)部容納處理器設(shè)備36的外殼中。觀察監(jiān)視器(顯示器)42為用于顯示體腔內(nèi)部的對(duì)象圖像的顯示裝置。操作者在觀察顯示在觀察監(jiān)視器42上的圖像的同時(shí)執(zhí)行篩查。圖2為顯示圖1中所示的末端堅(jiān)硬部沈的末端面^a的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2中顯示的末端面26a具有基本上為圓形的平面形狀，并且設(shè)置在靠近末端面的外周邊的位置處。末端面26a包括用于觀察要觀察的區(qū)域的觀察窗50 ；—對(duì)照明窗52和M，所述照明窗將觀察窗50夾在中間，設(shè)置在靠近所述外周邊的位置處，并且將照明光發(fā)射到要觀察的區(qū)域；作為從鉗子入口 12 (參見圖1)插入的治療儀器的出口的鉗子出口 56 ；和用于將清洗液和空氣噴射到觀察窗50上的噴嘴58。噴嘴58被布置成使得所述噴嘴的噴口(未示出)朝向觀察窗50定向。鉗子出口 56相鄰于噴嘴58布置。末端面^a的外周邊中的邊緣部^b以預(yù)定直徑經(jīng)過R倒角。照明光學(xué)系統(tǒng)布置在圖2中顯示的一對(duì)照明窗52和M中的每一個(gè)的后側(cè)(內(nèi)部)。照明光學(xué)系統(tǒng)連接到設(shè)置在圖1中所示的插入部20內(nèi)的導(dǎo)光件(圖2中未示出，但是在圖4中以附圖標(biāo)記112顯示)。當(dāng)連接部30的光源連接器34b連接到光源設(shè)備38時(shí)， 照明光學(xué)系統(tǒng)連接到容納在光源設(shè)備38中的光源燈(未示出)。因此，當(dāng)光源設(shè)備38的光源燈打開時(shí)，來自光源燈的光通過導(dǎo)光件被引導(dǎo)到照明光學(xué)系統(tǒng)。然后，引導(dǎo)到照明光學(xué)系統(tǒng)的光通過圖2中顯示的照明窗52和M朝向要觀察的區(qū)域發(fā)射。應(yīng)用于本實(shí)施例的光源類型的實(shí)例包括白色光(包括不完全白色光)。圖2中顯示的鉗子出口 56通過設(shè)置在圖1中顯示的插入部20內(nèi)的鉗子通道(未示出)連接到操作部10的鉗子入口 12。從鉗子入口 12插入的諸如鉗子的治療儀器從圖2 中顯示的鉗子出口 56突出。噴嘴58被布置成從末端堅(jiān)硬部沈的末端面26a突出，并且具有朝向觀察窗50定向的噴口(未示出)。噴口通過供氣通道連接到供氣/供液單元40(參見圖1)，并且供給水在末端堅(jiān)硬部沈、柔性部22和連接部30內(nèi)流動(dòng)。當(dāng)設(shè)置在操作部10中的供氣/供液按鈕16操作時(shí)，從供氣/供液單元40供應(yīng)的空氣或水(清洗液)被選擇性地供給，并且空氣或水從噴嘴58的噴口朝向觀察窗50噴射。圖3是顯示末端堅(jiān)硬部沈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖(沿著圖2中顯示的連接觀察窗 50的中心和噴嘴58的中心的剖面線截得的剖視圖)。如圖3中所示，觀察窗50與防護(hù)玻璃60 —體地構(gòu)造而成。防護(hù)玻璃60的內(nèi)部包括對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)64，所述對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡62。防護(hù)玻璃60可以為構(gòu)成對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)64的一部分的透鏡。通常，平凹透鏡用作防護(hù)玻璃60。在其成像表面上具有RGB(原色類型；紅色、綠色和藍(lán)色)或CMY(補(bǔ)色類型；青色、 紅紫色和黃色)濾色器的固態(tài)成像裝置(CCD(電荷耦合裝置))66設(shè)置在對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)64 的聚焦位置處。入射到對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)64上的光通過照明窗52和參見圖2)并到達(dá)要觀察的區(qū)域。接著，從要觀察的區(qū)域反射的光通過棱鏡68由大約90°被反射并入射到固態(tài)成像裝置66的光接收表面上。因此，固態(tài)成像裝置66使要觀察的區(qū)域的光學(xué)圖像聚焦在光接收表面上。在固態(tài)成像裝置66的光接收表面上成像的觀察區(qū)域的光學(xué)圖像通過固態(tài)成像裝置66被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(成像信號(hào))，并且通過信號(hào)線70發(fā)送給處理器設(shè)備36。所述電信號(hào)通過處理器設(shè)備36被轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，并且作為體腔內(nèi)部的觀察圖像顯示在觀察監(jiān)視器42上。以連通方式連接到噴嘴58 (參見圖2、的噴口的連接管74形成在圖3所示的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)64的下方。連接管74通過供氣通道76連接到供氣管78，并且通過供液通道80 連接到供液管82，如圖3中的虛線所示。供氣管78和供液管82通過柔性部22 (參見圖1) 的內(nèi)部連接到供氣/供液連接器34c。(成像單元和圖像處理單元的說明)以下將詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)窺鏡設(shè)備的成像單元和圖像處理單元。圖4是顯示成像單元100和圖像處理單元102的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。成像單元100設(shè)置在圖1所示的末端堅(jiān)硬部沈中。圖像處理單元102設(shè)置在圖1所示的處理器設(shè)備36中。如圖4中所示，成像單元100包括固態(tài)成像裝置66、照明光學(xué)系統(tǒng)103、CXD(電荷耦合裝置)驅(qū)動(dòng)單元104、CDS/AGC(相關(guān)雙采樣/自動(dòng)增益控制)單元106、A/D轉(zhuǎn)換單元 108和微型計(jì)算機(jī)110。照明光學(xué)系統(tǒng)103通過導(dǎo)光件112連接到光源設(shè)備38中的光源。固態(tài)成像裝置 66響應(yīng)于根據(jù)預(yù)定的同步信號(hào)(時(shí)鐘)生成的驅(qū)動(dòng)脈沖由CCD驅(qū)動(dòng)單元104被驅(qū)動(dòng)，以通過將觀察區(qū)域的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來輸出成像信號(hào)。通過⑶S/AGC單元106的相關(guān)雙采樣處理單元以預(yù)定取樣周期對(duì)通過固態(tài)成像裝置66獲得的成像信號(hào)進(jìn)行取樣，并且通過所述⑶S/AGC單元的自動(dòng)增益控制處理單元對(duì)所述成像信號(hào)進(jìn)行放大處理。此外，模擬成像信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換單元108轉(zhuǎn)換成數(shù)字成像信號(hào)。由此構(gòu)造的成像單元100由微型計(jì)算機(jī)110整體控制。設(shè)置在成像單元100以及圖像處理單元102中的微型計(jì)算機(jī)110由整體控制圖像處理單元102的微型計(jì)算機(jī)1 整體控制。圖像處理單元102為對(duì)通過信號(hào)線70從成像單元100接收的成像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定圖像處理的信號(hào)處理單元。如圖4中所示，圖像處理單元102包括對(duì)數(shù)字轉(zhuǎn)換后的圖像信號(hào)執(zhí)行各種圖像處理的DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)120。DSP 120從自固態(tài)成像裝置66輸出的信號(hào)形成并輸出Y/C信號(hào)，所述Y/C信號(hào)包括亮度(Y)信號(hào)和色差((C； (R-Y)，Cb(B-Y))信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理單元102包括生成正常圖像(移動(dòng)圖片)的正常圖像生成單元102B和生成光譜圖像(光譜移動(dòng)圖片)的光譜圖像生成單元102A。圖像處理單元 102被構(gòu)造成在觀察監(jiān)視器42上同時(shí)顯示正常圖像和光譜圖像。以下說明將集中在生成和顯示正常圖像(正常移動(dòng)圖片)和光譜移動(dòng)圖片的實(shí)施例，但是顯然也可以生成和顯示正常靜止圖像(正常靜止圖片)而不是正常移動(dòng)圖片，并且作為替代也可以生成和顯示光譜靜止圖片。要注意的是，本說明中的術(shù)語“正常圖像”為包括正常移動(dòng)圖片和正常靜止圖片的概念，術(shù)語“光譜圖像”為包括光譜移動(dòng)圖片和光譜靜止圖片的概念。從DSP 120輸出的Y信號(hào)、Cr信號(hào)和Cb信號(hào)通過第一顏色轉(zhuǎn)換單元122轉(zhuǎn)換成RGB(或CMYK)信號(hào)。要注意的是，DSP 120設(shè)置在圖像處理單元102中，但是也可以設(shè)置在成像單元100中。如圖4中所示，圖像處理單元102包括設(shè)置在輸出RGB信號(hào)的第一顏色轉(zhuǎn)換單元 122的后段的光譜估算矩陣處理單元124。光譜估算矩陣處理單元IM為下述一種信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元在具有選定波長λ 3的窄帶光的照射下執(zhí)行用于估算反射信號(hào)的處理，并且輸出與選定波長λ 3相對(duì)應(yīng)的光譜圖像信號(hào)(在具有選定波長λ ρ λ 2和λ 3的照射之作為反射信號(hào)被估算的信號(hào))。根據(jù)本實(shí)施例的“光譜估算矩陣處理”是指用于利用諸如要被觀察的人體(生物體)的光譜反射率的已知信息、照明(光源設(shè)備38)的光譜特性以及安裝在彩色成像裝置中的濾色器的光譜特性由彩色圖像信號(hào)(與光學(xué)寬帶相對(duì)應(yīng)的成像信號(hào))在窄帶光(與光學(xué)窄帶相對(duì)應(yīng))的照射下估算反射信號(hào)的處理，其中所述彩色圖像信號(hào)是在白色光的照射下而獲得。設(shè)置在光譜估算矩陣處理單元124的后段的模式選擇器1 根據(jù)從微型計(jì)算機(jī) 1 接收的控制信號(hào)選擇特定波長范圍(窄帶)的光譜圖像(單色模式)和包括三個(gè)波長范圍的光譜圖像(三色模式)中的任一個(gè)。更具體地，當(dāng)操作者使用操作部130選擇單色模式時(shí)，選擇信息通過微型計(jì)算機(jī)1 被發(fā)送給模式選擇器126。接著，光譜估算矩陣處理單元124生成為單色模式的光譜圖像信號(hào)(λ”入2和λ3)中的任一個(gè)。當(dāng)操作者使用操作部130選擇三色模式時(shí)，選擇信息通過微型計(jì)算機(jī)1 被發(fā)送給模式選擇器126。然后， 光譜估算矩陣處理單元1 生成為三色模式的光譜圖像信號(hào)(λ ρ λ 2和λ 3)。從光譜估算矩陣處理單元IM輸出的光譜圖像信號(hào)進(jìn)入第二顏色轉(zhuǎn)換電路132， 其中一個(gè)波長范圍或三個(gè)波長范圍的圖像信號(hào)(λρ入2和λ3)被轉(zhuǎn)換成用于對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的RGB信號(hào)的處理的Rs(= Xi)、Gs(= λ2)和氏(=λ3)的信號(hào)。此外，信號(hào)處理單元134 將Rs、Gs、Bs信號(hào)轉(zhuǎn)換成Y/C信號(hào)，并且執(zhí)行其它各種信號(hào)處理(鏡像處理、掩模生成、字符生成和類似處理)。從信號(hào)處理單元134輸出的光譜圖像信號(hào)進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換單元136，圖像信號(hào)在所述D/A轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并發(fā)送給屏幕顯示控制單元138。第一顏色轉(zhuǎn)換單元122、光譜估算矩陣處理單元124、模式選擇器126、第二顏色轉(zhuǎn)換電路132、信號(hào)處理單元1；34和D/A轉(zhuǎn)換單元136用作光譜圖像生成單元102A。同時(shí)，從DSP 120輸出的Y信號(hào)、C,信號(hào)和Cb信號(hào)被發(fā)送給顏色信號(hào)處理單元140。 顏色信號(hào)處理單元140根據(jù)從DSP 120輸出的Y信號(hào)、C,信號(hào)和Cb信號(hào)生成正常顏色移動(dòng)圖片(正常移動(dòng)圖片)信號(hào)。然后，D/A轉(zhuǎn)換單元142將所述正常移動(dòng)圖像信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬。要注意的是，在具有數(shù)字觀察監(jiān)視器42的實(shí)施例中省略了 D/A轉(zhuǎn)換單元136和 142。顏色信號(hào)處理單元140和D/A轉(zhuǎn)換單元142用作正常圖像生成單元102B。屏幕顯示控制單元138根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)1 接收的控制信號(hào)控制正常移動(dòng)圖片和光譜移動(dòng)圖片的顯示格式。更具體地，當(dāng)操作者操作操作部130以用于切換觀察監(jiān)視器 42的屏幕顯示格式的切換操作時(shí)，與所述切換操作相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)從微型計(jì)算機(jī)1 發(fā)送到屏幕顯示控制單元138。屏幕顯示控制單元138響應(yīng)控制信號(hào)切換觀察監(jiān)視器42的屏幕顯示格式。要注意的是，稍后將說明關(guān)于觀察監(jiān)視器42的屏幕顯示格式的切換控制的細(xì)節(jié)。操作部130用于切換上述光譜圖像、稍后所述的分割屏幕顯示與批次屏幕顯示 (batch screen display)之間的切換以及屏幕的選擇。操作部130可以包括諸如按鈕開關(guān)和扳鈕開關(guān)的觀察儀器開關(guān)、諸如操縱桿和鼠標(biāo)的定點(diǎn)裝置、以及觸摸面板。當(dāng)操作部130 操作時(shí)，操作信號(hào)被發(fā)送給微型計(jì)算機(jī)128。微型計(jì)算機(jī)1 響應(yīng)所述操作信號(hào)將指令信號(hào)發(fā)送到與操作信號(hào)相對(duì)應(yīng)的每一個(gè)單元。進(jìn)一步地，操作部130包括在稍后所述的凍屏操作中使用的凍屏操作按鈕。當(dāng)凍屏操作按鈕操作時(shí)，正常靜止圖像(正常靜止圖片)和光譜圖像的靜止圖像(光譜靜止圖片)在凍屏操作有效時(shí)以一定時(shí)序存儲(chǔ)在預(yù)定的存儲(chǔ)器中。正常靜止圖片和光譜靜止圖片中的任一個(gè)在凍屏操作期間根據(jù)屏幕顯示控制被顯示在觀察監(jiān)視器42上。存儲(chǔ)器143包括作為用于信號(hào)處理(圖像處理)的工作區(qū)的暫存存儲(chǔ)器、用于存儲(chǔ)各種控制參數(shù)的存儲(chǔ)器及其它存儲(chǔ)器。通過微型計(jì)算機(jī)1 控制對(duì)存儲(chǔ)器143的寫入以及從存儲(chǔ)器143的讀取。存儲(chǔ)器143可以為諸如R0M(只讀存儲(chǔ)器)和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器或者諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁存儲(chǔ)器。圖4顯示一個(gè)實(shí)施例，其中成像單元100和圖像處理單元102分別包括微型計(jì)算機(jī)110和128，但是成像單元100和圖像處理單元102也可以取代微型計(jì)算機(jī)110和1 而由一個(gè)微型計(jì)算機(jī)整體控制。在這種實(shí)施例中，整體控制成像單元100和圖像處理單元102 的微型計(jì)算機(jī)可以設(shè)置在成像單元100 (末端堅(jiān)硬部26)或圖像處理單元102 (處理器設(shè)備 36)中。此外，從A/D轉(zhuǎn)換單元108輸出的成像信號(hào)可以經(jīng)過同步處理(色彩差值處理)以獲得RGB成像信號(hào)。此外，可以代替RGB(CMY)濾色器而使用預(yù)定的光譜過濾器。(矩陣處理(光譜估算矩陣處理)的說明)以下說明根據(jù)本實(shí)施例的矩陣處理(光譜估算矩陣處理，在下文中可能簡單地稱為“矩陣處理”)。以下的說明將集中在以三色模式生成光譜圖像。如圖4中所示，圖像處理單元102包括矩陣系數(shù)存儲(chǔ)單元144，用于生成光譜圖像信號(hào)的矩陣處理中使用的矩陣系數(shù)數(shù)據(jù)以表格格式存儲(chǔ)在矩陣系數(shù)存儲(chǔ)單元144中。矩陣系數(shù)存儲(chǔ)單元144預(yù)先存儲(chǔ)用于多個(gè)波長組的矩陣系數(shù)。矩陣系數(shù)的數(shù)據(jù)表的實(shí)例在下面的表格1中顯示。[表格1]
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡設(shè)備，包括照明裝置，所述照明裝置被構(gòu)造成將光發(fā)射到對(duì)象；成像裝置，所述成像裝置被構(gòu)造成通過使從被所述照明裝置發(fā)射的光照射的所述對(duì)象反射的光成像生成彩色成像信號(hào)；正常圖像生成裝置，所述正常圖像生成裝置被構(gòu)造成通過對(duì)所述成像裝置獲得的所述彩色成像信號(hào)執(zhí)行正常圖像處理生成正常圖像；光譜圖像生成裝置，所述光譜圖像生成裝置被構(gòu)造成通過使用預(yù)設(shè)光學(xué)窄帶的矩陣數(shù)據(jù)對(duì)通過所述成像裝置獲得的所述彩色成像信號(hào)進(jìn)行矩陣處理而生成與所述預(yù)設(shè)光學(xué)窄帶相對(duì)應(yīng)的光譜圖像；顯示裝置，所述顯示裝置被構(gòu)造成顯示主屏幕區(qū)域和具有小于所述主屏幕區(qū)域的尺寸的尺寸的副屏幕區(qū)域；切換信號(hào)生成裝置，所述切換信號(hào)生成裝置被構(gòu)造成生成用于切換所述主屏幕區(qū)域和所述副屏幕區(qū)域的顯示內(nèi)容的切換信號(hào)；和顯示控制裝置，所述顯示控制裝置被構(gòu)造成控制所述顯示裝置的屏幕顯示，使得所述正常圖像顯示在所述主屏幕區(qū)域和所述副屏幕區(qū)域中的任一個(gè)中，同時(shí)所述光譜圖像顯示在另一個(gè)區(qū)域中，并且所述顯示控制裝置被構(gòu)造成根據(jù)由所述切換信號(hào)生成裝置生成的切換信號(hào)控制所述顯示裝置以在用于顯示所述正常圖像的區(qū)域與用于顯示所述光譜圖像的區(qū)域之間進(jìn)行選擇性地切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述顯示控制裝置固定所述主屏幕區(qū)域的尺寸和顯示位置，并且在所述顯示裝置上顯示所述主屏幕區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，還包括副屏幕區(qū)域移動(dòng)操作裝置，所述副屏幕區(qū)域移動(dòng)操作裝置被構(gòu)造成操作以移動(dòng)所述副屏幕區(qū)域的顯示位置，其中，所述顯示控制裝置使所述顯示裝置顯示所述副屏幕區(qū)域，從而根據(jù)所述副屏幕區(qū)域移動(dòng)操作裝置的操作移動(dòng)所述副屏幕區(qū)域的顯示位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中 所述主屏幕區(qū)域能夠被分割成多個(gè)區(qū)域；以及所述顯示控制裝置控制所述顯示裝置的屏幕顯示，從而當(dāng)光譜圖像顯示在所述主屏幕區(qū)域中時(shí)，以獨(dú)立且同時(shí)的方式在每一個(gè)分割區(qū)域中顯示與多個(gè)預(yù)設(shè)波長范圍組相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光譜圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，通過分割所述主屏幕區(qū)域獲得的所述多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)具有比所述副屏幕區(qū)域的面積大的面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述顯示控制裝置顯示關(guān)于每一個(gè)所述分割區(qū)域中顯示的光譜圖像的波長信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中 所述顯示裝置具有多個(gè)副屏幕區(qū)域；所述內(nèi)窺鏡設(shè)備還包括被構(gòu)造成選擇所述多個(gè)副屏幕區(qū)域中的任一個(gè)的選擇裝置；以及所述顯示控制裝置控制所述顯示裝置的屏幕顯示，從而獨(dú)立地顯示與對(duì)于所述多個(gè)副屏幕區(qū)域中的每一個(gè)確定的多個(gè)預(yù)設(shè)的波長范圍組相對(duì)應(yīng)的多個(gè)光譜圖像，并且在所述主屏幕區(qū)域中顯示從所述多個(gè)副屏幕區(qū)域中顯示的所述光譜圖像中選擇的光譜圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述顯示控制裝置在所述多個(gè)副屏幕區(qū)域中的任一個(gè)中顯示正常圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述選擇裝置包括觸摸面板、定點(diǎn)裝置和觀察儀器按鈕中的任一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述主屏幕區(qū)域和所述副屏幕區(qū)域具有相同的視場(chǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡設(shè)備，其中，所述光譜圖像生成裝置根據(jù)所述對(duì)象的光譜反射率、所述照明裝置的光譜特性以及所述成像裝置的濾色器的光譜特性執(zhí)行用于由與光學(xué)寬帶相對(duì)應(yīng)的所述成像信號(hào)對(duì)與光學(xué)窄帶相對(duì)應(yīng)的反射信號(hào)進(jìn)行估算的處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)窺鏡設(shè)備，包括被構(gòu)造成將光發(fā)射到對(duì)象的照明裝置；成像裝置，所述成像裝置被構(gòu)造成生成彩色成像信號(hào)；正常圖像生成裝置，所述正常圖像生成裝置被構(gòu)造成由所述彩色成像信號(hào)生成正常圖像；光譜圖像生成裝置，所述光譜圖像生成裝置被構(gòu)造成由成像信號(hào)生成與預(yù)設(shè)光學(xué)窄帶相對(duì)應(yīng)的光譜圖像；顯示裝置，所述顯示裝置被構(gòu)造成顯示主屏幕區(qū)域和具有小于主屏幕區(qū)域的尺寸的尺寸的副屏幕區(qū)域；切換信號(hào)生成裝置，所述切換信號(hào)生成裝置被構(gòu)造成生成切換信號(hào)；和顯示控制裝置，所述顯示控制裝置被構(gòu)造成根據(jù)切換信號(hào)控制顯示裝置以在用于顯示正常圖像的區(qū)域與用于顯示光譜圖像的區(qū)域之間進(jìn)行選擇性地切換。
文檔編號(hào)A61B1/04GK102440755SQ201110307870
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者川田雅之, 鈴木一誠, 高平正行 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社