CN102670157B

CN102670157B - 图像获得方法和设备

Info

Publication number: CN102670157B
Application number: CN201210052648.4A
Authority: CN
Inventors: 加贺谷淳; 铃木一诚
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: EP2494911A1; US8668639B2; US20120226102A1; JP5547118B2; CN102670157A; JP2012179326A; EP2494911B1

Abstract

当成像设备获得观察区域的图像时，维持图像的恒定亮度，并且减小观察区域的模糊。当照射观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，按照第一恒定速度控制电子快门速度，并且基于照射的照明光的光量来控制照明光的光量。当照射的照明光的光量大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，按照基于照射的照明光的光量来控制电子快门速度，并且按照预定的恒定光量控制照明光的光量。当照射的照明光的光量大于第二阈值时，按照第二恒定速度控制电子快门速度，并且基于照射的照明光的光量来控制照明光的光量。

Description

图像获得方法和设备

技术领域

本发明涉及一种图像获得方法和设备，通过用从光源输出的照明光照射待观察区域、并用成像装置对利用照明光照射时从待观察区域输出的光进行成像来获得待观察区域的图像。具体地，本发明涉及照明光的光量的控制，并且涉及成像装置的电子快门速度的控制。

背景技术

通常，用于观察患者身体中的组织的内窥镜系统是广泛已知的。另外，广泛地使用电子内窥镜系统，所述电子内窥镜系统通过成像装置对待观察区域进行成像来获得患者身体中待观察区域的可见图像，并且在监视器屏幕上显示所获得的图像。

这种内窥镜系统执行短距离成像、长距离成像等。在短距离成像时，将插入到患者身体中的内窥镜系统的插入部的前端放置为靠近病变部分等，以便对所述病变部分等成像。在长距离成像时，对包括病变部分及其附近的相对较宽的范围进行成像。

例如，当照射待观察区域的照明光量恒定时，在短距离成像时获得相对较亮的图像信号，因为插入部的前端和病变部分之间的距离较短。然而在长距离成像时获得相对较暗的图像信号，例如当对肠内部进行成像时，这是因为成像目标是管状的。因此，存在这样的问题：在一些情况下在监视器上显示的可见图像太亮或太暗。

因此，已经提出了一种基于成像装置获得的图像信号的亮度分量等来自动改变照明光光量，使得在监视器上显示的可见图像的光亮度(亮度)变得恒定的方法。具体地，当通过成像装置获得的图像信号的亮度分量变大时，自动减小照明光的光量，以及当通过成像装置获得的图像信号的亮度分量变小时自动增大照明光的光量。

然而，从光源输出的照明光的光量有限，并且由于设备的机械精度和精确性等的原因，用于调节从光源输出的照明光光量的光阑孔径的变化范围有限。因此，在一些情况下可见图像的亮度没有保持在恒定水平。

同时，在前述内窥镜系统中，通过成像装置执行实时成像来执行动态图像(视频)成像。另外，通过从动态图像成像所获得的一系列可见图像帧中获得所需帧，来获得静止图像。

因为获得静止图像尤其是为了执行精确的观察，所以希望静止图像中的模糊最小化。因此，希望成像装置的电子快门速度尽可能高。

例如，日本未审专利公开No.10(1998)-085175(专利文献1)提出了一种方法，其中当光源的光阑(aperture)完全打开时，换句话说当待观察区域较暗时，通过设置成像装置的较低的电子快门速度来获得足够明亮的可见图像。相反，当没有完全打开光源的光阑时，换句话说当待观察区域较亮时，设置较高的电子快门速度。

然而，专利文献1提出了依赖于是否完全打开光源的光阑将电子快门速度切换为仅三个级别，即1/60秒、1/200秒和1/400秒。如果将电子快门速度只切换为这三个级别，在一些情况下仍然无法维持可见图像的亮度恒定。在这些情况下，将不合意的可见图像提供给观察者，并且存在向观察者强加负担的风险。

另外在专利文献1中，在将电子快门速度设置为三种速度之一之后，主要通过改变光源的光阑来调节亮度。然而，例如当成像装置的帧速率较高时，并且需要通过改变光阑来高速度地调节光量时，可以提供光阑位置的高响应速度和高精度调节的高精度机制是必要的。因此，用于控制光量的机制变得复杂，并且引起系统成本的增加。

发明内容

考虑到前述情况，本发明的目的是提供一种图像获得方法和设备，其可以更合适地保持可见图像的恒定亮度，并且在不使用复杂机制的情况下减小静止图像中的模糊。

本发明的图像获得设备是一种图像获得设备，包括：

照明光照射部，所述照明光照射部利用从光源输出的照明光照射待观察区域；

图像获得部，所述图像获得部通过成像装置对利用照明光照射而从待观察区域输出的光成像来获得待观察区域的图像；

光量控制部，所述光量控制部控制从光源输出的照明光的光量；以及

电子快门速度控制部，所述电子快门控制部控制成像装置的电子快门速度，

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，所述电子快速速度控制部按照第一恒定速度控制所述电子快门速度，并且所述光量控制部基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第一阈值且小于或等于比第一阈值大的第二阈值时，所述电子快门速度控制部按照基于已经照射待观察区域的照明光的光量的速度来控制电子快门速度，并且所述光量控制部按照预定的恒定光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第二阈值时，所述电子快门速度控制部按照大于第一恒定速度的第二恒定速度控制电子快门速度，并且所述光量控制部基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量。

在本发明的图像获得设备中，所述光量控制部可以获得从光源输出的照明光的光量的最近历史(术语“最近历史”意味着直到光量控制部执行这一操作之前的时间点为止的历史)，并且基于所获得的光量的最近历史来改变预定的恒定光量。

本发明的图像获得设备还可以包括：窥镜部，所述窥镜部插入到患者的身体(要进行检查的人的身体)中，导引从光源输出的照明光以用照明光照射待观察区域，并且接收从待观察区域输出的光，并且所述窥镜部按照可拆卸的方式提供；以及窥镜信息获得部，所述窥镜信息获得部获得对窥镜部的种类加以表示的信息。另外，所述电子快门速度控制部可以基于窥镜信息获得部获得的对窥镜部的种类加以表示的信息来设置第二恒定速度。

对窥镜部种类加以表示的信息可以包括对成像装置种类加以表示的信息。

对窥镜部种类加以表示的信息可以包括与窥镜部可接收的照明光的最大光量有关的信息。

另外，本发明的图像获得设备还可以包括：窥镜信息接收部，所述窥镜信息接收部接收对窥镜部种类加以表示的信息的输入，并且所述窥镜信息获得部可以获得窥镜信息接收部接收到的对窥镜部种类加以表示的信息。

所述窥镜部可以包括存储部，所述存储部存储对窥镜部的种类加以表示的信息，并且所述窥镜信息获得部可以通过从所述存储部读取信息来获得对窥镜部的种类加以表示的信息。

本发明的图像获得设备还可以包括：快门速度接收部，所述快门速度接收部接收第二恒定速度的输入，并且所述电子快门速度控制部可以使用通过所述快门速度接收部接收的第二恒定速度。

本发明的图像获得设备还可以包括用户信息接收部，所述用户信息接收部接收与用户有关的识别信息，并且所述电子快门速度控制部可以基于用户信息接收部接收的与用户有关的识别信息来设置第二恒定速度。

电子快门速度控制部可以获得从光源输出的照明光的光量的最近历史，并且基于获得的所述光量的最近历史来改变第二恒定速度。

本发明的图像获得方法是一种图像获得方法，通过用从光源输出的照明光照射待观察区域并且用成像装置对利用照明光照射待观察区域而输出的光进行成像来获得待观察区域的图像，

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，按照第一恒定速度控制所述电子快门速度，并且基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第一阈值且小于或等于比第一阈值大的第二阈值时，按照基于已经照射待观察区域的照明光的光量的速度来控制电子快门速度，并且按照预定的恒定光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第二阈值时，按照大于第一恒定速度的第二恒定速度控制电子快门速度，并且基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量。

根据本发明的图像获得方法和设备，当已经照射待观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，按照第一恒定速度控制电子快门速度，并且基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量(第一控制模式)。另外，当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第一阈值且小于或等于比第一阈值大的第二阈值时，按照基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制电子快门速度，并且按照预定的恒定光量控制从光源输出的照明光的光量(第二模式)。另外，当已经照射待观察区域的照明光的光量大于第二阈值时，按照大于第一恒定速度的第二恒定速度控制电子快门速度，并且基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量(第三控制模式)。因此，可以基于待观察区域的亮度级别，即基于待观察区域是亮还是暗，按照三种控制模式控制照明光的光量和电子快门速度。因此，可以比专利文献1中所公开的方法更合适地基于待观察区域的亮度级别来控制照明光的光量和电子快门速度。因此，可以更加合适地维持在监视器上显示的可见图像的恒定亮度，并且减小晶体图像中的模糊。

尤其是在第二控制模式中，按照预定的恒定光量控制照明光的光量，并且优先考虑控制电子快门速度来调节图像的亮度。因此，可以在不使用诸如光阑之类的复杂机制的情况下进行对曝光量的高响应速度的控制。

附图说明

图1是示出了使用本发明的图像获得设备实施例的内窥镜系统的结构的示意性外部视图；

图2是示出了插入部的软管部分内部的截面图；

图3是示出了插入部的前端(leading end)结构的图；

图4是示出了插入部的前端内部的截面图；

图5是示出了图1所示内窥镜系统中的处理器设备和光源设备的内部配置的方框图；

图6是用于解释控制图1所示内窥镜系统中的照明光光量和电子快门速度的第一控制模式的时序图；

图7是用于解释控制图1所示内窥镜系统中的照明光光量和电子快门速度的第三控制模式的时序图；

图8是示出了在第一至第三控制模式中照明光光量的控制和电子快门速度的控制的图；

图9是示出了使用本发明图像获得设备的另一个实施例的内窥镜系统中的处理器设备和光源设备的内部配置的方框图；

图10是示出了第三控制模式下窥镜信息和电子快门速度(第二恒定速度)之间的对应关系的表的示例图；

图11是示出了使用本发明图像获得设备的另一实施例的内窥镜系统中的处理器设备和光源设备的内部配置的方框图；以及

图12是示出了第三控制模式下用户识别信息和电子快门速度(第二恒定速度)之间的对应关系的表的示例图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述使用本发明图像获得设备实施例的内窥镜系统。本实施例的内窥镜系统的特征在于对照明光光量的控制和对成像设备的电子快门速度的控制。首先将描述整个系统的配置。图1是示出了根据本实施例的内窥镜系统的配置的示意性外部视图。

如图1所示，本发明的内窥镜系统包括窥镜部10、通用缆线(universal cable)13、处理器设备18、光源设备19和监视器20。通用缆线13的一端与窥镜部10相连，通用缆线13的另一端与处理器设备18和光源设备19相连。监视器20基于从处理器设备18输出的图像信号来显示图像。

窥镜部10包括：插入部11，所述插入部插入到患者的身体中；以及操作部12，用于接收操作者(用户)的预定操作。插入部11是管状的。具体地如图1所示，插入部11包括前端硬质部分14、弯曲部分15和软管部分16，这些部分按照这一顺序从插入部11的前端开始依次设置。

前端硬质部分14由硬金属材料等制成。软管部分16将操作部12和弯曲部分15彼此相连，并且软管部分16是具有小直径的长软管部分。当通过操作在操作部12中设置的角度旋钮(angle knob)12a，将插入并设定在插入部11中的角度线(angle wire)向前推或者向后拉时，弯曲部分15执行弯曲或卷曲操作。通过这种操作，将前端硬质部分14朝着患者身体中的所需方向导引，并且通过在前端硬质部分14中设置的成像装置对待观察的所需区域进行成像(随后将描述成像装置)。另外，操作部12包括镊子口(forceps opening)21，通过所述镊子口插入治疗仪器等。镊子口21与设置在插入部11中的镊子管26相连(随后将描述镊子管26)。

如图2所示，构造软管部分16，使得将多个元件可移动地插入到软管23中，所述多个元件例如是用于将照明光导引至透镜以用于前端硬质部分14中照明的光导24、25、镊子管26、供气供水管27、多芯缆线28和用于喷射的管29。多芯缆线28主要是线(线路)束，例如控制信号线和图像信号线。控制信号线用于从处理器设备18发送用于驱动成像装置的控制信号，并且图像信号线用于向处理设备18发送通过成像装置成像而获得的图像信号。这些多个信号线可以涂覆有保护涂层。在图2中，符号30表示用于操作弯曲部分15的角度线，并且角度线30插入穿过紧密接触的盘管(coil pipe)。

如图3所示，在前端硬质部分14的前端表面上设置了观察窗口31、照明窗口32、33、用于喷射的喷射开口34、镊子出口35、供气供水喷嘴36等。另外，物镜光学系统的一部分设置在观察窗口31中。物镜光学系统用于捕获患者身体中待观察区域的图像的光。另外，用于照明的透镜的一部分安装在照明窗口32、33中，并且利用已经从光源设备19输出并且通过照明窗口32、33由光导24、25导引的照明光来照射患者身体中待观察区域。镊子出口35通过镊子管26与在操作部12中设置的镊子口21通信。通过操作在操作部12中设置的供气供水按钮，供气供水喷嘴36喷射清洗水(液体)或空气以清洁观察窗口31。用于喷射的喷射开口34朝着待观察区域喷射诸如空气和二氧化碳之类的流体，所述流体由供气设备提供。在图3中未示出用于提供要从供气供水喷嘴36和用于喷射的喷射开口34等喷射的液体或气体的供气供水设备。

另外如图4所示，物镜光学系统37设置在面对观察窗口31的位置处。通过照明窗口32、33输出的照明光在待观察区域被反射，并且进入观察窗口31。已经通过观察窗口31进入的待观察区域的图像通过物镜光学系统37进入棱镜38。图像在棱镜38中折射，并且在成像装置39的成像表面上形成图像。

成像装置39对在成像表面上形成的图像执行光电转换，并且输出图像信号。另外，在成像装置39的成像表面上按照拜耳(Bayer)排列或蜂房排列设置了三原色的滤色器，即红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器。

成像装置39基于从处理器设备18中的控制部56输出的预定同步信号，输出针对每一帧的图像信号。另外，成像装置39具有电子快门功能，由处理器设备18中的电子快门速度控制部58控制电子快门的快门速度(随后将描述电子快门速度控制设备58)。

例如，将CCD(电荷耦合器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器等用作成像装置39。在本实施例中，成像装置39是所谓的裸芯片，所述裸芯片是封装之前的芯片，并且芯片上的电极使用诸如配线键合、TAB(带式自动键合)和倒装芯片之类的方法通过连接线41与电路板(基板)40上的配线图案(布线图案)相连。

另外，在电路板40上形成配线图案，该配线图案用于发送要输入到成像装置39中的控制信号以及从成像装置39输出至多芯缆线28中的控制信号线和图像信号线的图像信号(在下文中，将控制信号线和图像信号线统称为信号线)。

从与插入部11的纵向相平行设置的多芯缆线28的一端暴露出多个信号线42。多个信号线42与电路板40上的配线图案电连接。

另外，由合成树脂制成的软管44设置在弯曲部分15中。软管44的一端与镊子管26相连，软管44的另一端与在前端硬质部分14中设置的硬管45相连。硬管45固定在前端硬质部分14中，并且硬管45的前端与镊子出口35相连。

图5是说明了处理器设备18和光源设备19的内部配置的示意图。如图5所示，处理器设备18包括图像输入控制器51、图像处理部52、存储器53、视频输出部54、输入部55和控制部56。

图像输入控制器51包括具有预定容量的行缓冲器，并且临时地存储从窥镜部10中的成像装置39输出的针对每一帧的图像信号。在图像输入控制器51中存储的图像信号通过总线存储在存储器53中。

图像处理部52接收已经从存储器53读出的针对每一帧的图像信号。图像处理部52对于图像信号执行预定的图像处理，并且向总线输出处理过的图像信号。

视频输出部54通过总线接收已经从图像处理部52输出的图像信号，并且通过对于接收的图像信号执行预定的处理来产生显示控制信号。另外，视频输出部54向监视器20输出显示控制信号。

输入部55接收操作者或用户的输入，例如预定的操作指令和控制参数。具体地在本实施例中，输入部55接收对窥镜部10的种类加以表示的信息、以及对窥镜部10中的成像装置39的电子快门速度进行设置的输入。

控制部56控制整个系统。具体地在本实施例中，控制部56包括光量控制部57以及电子快门速度控制部58。光量控制部57通过控制光源设备19中的光阑63的阻光量(光阑变窄的程度)来控制进入窥镜部10中的光导24、25中的照明光的光量。电子快门速度控制部58控制窥镜部10中的成像装置39的电子快门速度。

光量控制部57和电子快门速度控制部58基于从成像装置39成像获得的图像信号中产生的亮度信号的值，分别控制光阑63的阻光量(stopamount)和成像装置39的电子快门速度。随后将详细描述控制方法。

如图5所示，光源设备19包括可见光源60、会聚透镜61、光纤分束器62和光阑63。可见光源60输出照明光。会聚透镜61对从可见光源60输出的照明光进行会聚，并且使会聚的照明光进入光纤分束器63。光纤分束器62使已经通过会聚透镜61输入的照明光同时进入两个光导24、25。光阑63基于从处理器设备18中的光量控制部57输出的控制信号来控制已经从可见光源60输出的照明光的光量，使得控制之后的照明光进入光导24、25。

例如，可以将卤素灯用作可见光源60。从卤素灯输出的白光的波长范围是从400nm至1800nm。

接下来将描述根据本发明的内窥镜系统的动作。

首先，将窥镜部10通过通用缆线13安装到处理器设备18和光源设备19上。

将窥镜部10的插入部11插入到患者身体中，并且将插入部11的前端放置在待观察区域附近。另外，通过成像获得可见图像，并且显示获得的图像。

具体地，从光源设备19中的可见光源60输出的照明光通过会聚透镜61和光纤分束器62同时进入通用缆线13中的光导24、25。假设预先将初始状态下光阑63的阻光量设置为预定量。

通过插入部11中的光导24、25将已经进入通用缆线13中的光导24、25中的照明光导引至插入部的前端。另外，从在插入部11的前端处设置的照明窗口32、33输出照明光，并且照射患者身体中的待观察区域。

当利用照明光照射待观察区域时，从待观察区域反射图像。反射的图像通过插入部11的前端处的观察窗口31进入插入部11。在表示该图像的光通过物镜光学系统37进入棱镜38之后，光在棱镜38中折射。因此，在成像装置39的成像表面上形成了图像，并且成像装置39捕获该图像。

成像装置39基于从处理器设备18中的控制部56输出的预定同步信号，顺序地输出针对每一帧的图像信号。另外，假设预先设置了初始状态下成像装置39的电子快门速度。

另外，在电路板40上设置的预定电路对已经通过成像装置39获得的R、G和B图像信号执行CDS/AGC(相关双采样/自动增益控制)处理、A/D(模数)转换处理等。通过插入部11和多芯缆线28在通用缆线13中将处理的图像信号输入到处理器设备18中。

将已经输入到处理器设备18中的R、G和B图像信号临时存储在图像输入控制器中，并且存储在存储器53中。另外，从存储器53中读出针对每一帧的图像信号，并且图像处理部52对于图像信号执行等级(graduation)校正处理和锐度(sharpness)校正处理。将处理的图像信号顺序输出至视频输出部54。

视频输出部54对输入图像信号执行预定的处理，并产生显示控制信号。视频输出部54向监视器20顺序地输出针对每一帧的显示控制信号。监视器30基于输入的显示控制信号显示可见图像。

这里，在如上所述通过成像获得待观察区域的可见图像时，执行短距离成像(特写)、长距离成像(远景)等。在短距离成像时，将插入部11的前端放置地靠近病变部分等，并且执行成像。在长距离成像时，对包括病变部分及病变部分附近在内的相对较宽范围成像。在短距离成像时，插入部11的前端和病变部分彼此靠近。因此，获得了表示相对较亮图像的信号。相反，在长距离成像时，例如当对于肠内部成像时，获得了相对较暗的图像，因为成像的目标是管状的。

因此在本实施例的内窥镜系统中，光量控制部57基于从窥镜部10输出的图像信号来产生亮度信号，并且基于亮度信号的值来调节光源设备19中的光阑的阻光量，使得在监视器20上显示的可见图像的亮度恒定。具体地，当亮度信号的值较大时，将光阑63的阻光量控制为较大，换句话说，光阑较小。

然而，因为可见光源60的最大光量以及光阑63的机械精度和精确度，通过光阑63可调节的照明光的光量范围有限。因此，在一些情况下不能维持可见图像的恒定亮度。

另外在内窥镜系统中，如上所述通过窥镜部10执行实时成像获得动态图像(视频图像)。另外，可以从通过动态成像获得的每一帧的可见图像之中获得所需帧的图像，来获得静止图像。特别是获得静止图像以详细观察待观察区域。因此，希望在静止图像中的模糊最小化。因此，希望成像装置39的电子快门速度尽可能快。

为此目的，在本实施例的内窥镜系统中，基于从窥镜部10输出的图像信号所产生的亮度信号，控制光源设备19中的光阑63的阻光量。另外，也控制窥镜部10中的成像装置39的电子快门速度以调节可见图像的亮度。

接下来参考图6和图7说明的时序图和图8说明的图，描述用于控制本实施例的内窥镜系统中的光源设备19中的光阑63的阻光量和窥镜部10中成像装置39的电子快门速度的具体方法。图6和图7示出了在通过成像装置39对每一帧成像时使用的同步信号、针对每一帧的电子快门开启时间段(电荷存储时间)和通过光阑63调节的照明光的光量。另外在图8所示的曲线中，实线表示相对于亮度信号值的照明光的光量。另外，图8中的虚线表示相对于亮度信号值的电子快门速度。在图8中，表示亮度信号的轴上的值朝右侧变小，而朝左侧变大。

首先如图6所示，当基于从窥镜部10中的成像装置39输出的图像信号而产生的亮度信号小于或等于预定的第一阈值Y1时，换句话说，当通过成像装置39进行成像而获得的图像相对较暗时，电子快门速度控制部58和光量控制部57按照图8所示的第一控制模式控制电子快门速度和阻光量(照明光的光量)。

具体地，在第一控制模式，电子快门速度控制部58将成像装置39的电子快门速度设置为第一恒定速度，所述第一恒定速度是低速度。另外，光量控制部57基于亮度信号的值设置阻光量，使得照明光的光量变得合适。希望电子快门速度的第一恒定速度是成像装置39可以正常操作的所有速度中的最低电子快门速度。然而，电子快门速度的第一恒定速度不局限于这种速度。另外，第一恒定速度不应低于帧速率(例如1/60秒)。在图6中，由t1表示电子快门速度是第一恒定速度时的电子快门开启时间。另外，措辞“基于亮度信号的值设置阻光量使得照明光的光量是合适的”意味着当亮度信号较大时增加阻光量，使得照明光的光量变小。

接下来如图7所示，当基于从窥镜部10中的成像装置39输出的图像信号而产生的亮度信号大于预定第二阈值Y2时，换句话说当通过成像装置39进行成像而获得的图像相对较亮时，电子快门速度控制部58和光量控制部57按照如图8所示的第三控制模式控制电子快门速度和阻光量(照明光的光量)。如图8所示，第二阈值Y2大于第一阈值Y1。

具体地，在第三模式中，电子快门速度控制部58将成像装置39的电子快门速度设置为第二恒定速度，所述第二恒定速度是高速度。另外，光量控制部57基于亮度信号的值设置阻光量，使得照明光的光量变得合适的。希望电子快门速度的第二恒定速度是成像装置39可以正常操作的所有速度之中的最高电子快门速度。然而，电子快门速度的第二恒定速度不局限于这种速度。在图7中，由t2表示当电子快门速度是第二恒定速度时的电子快门开启时间。例如，电子快门开启时间是1/300秒。如在这种情况下一样，当电子快门速度是高速度时，可以减小静止图像中的模糊。

另外，措辞“基于亮度信号的值设置阻光量使得照明光的光量变得合适”意味着当亮度信号值较大时增加阻光量，使得照明光的光量变小。

接下来，当基于从窥镜部10中的成像装置39输出的图像信号而产生的亮度信号大于第一阈值Y1且小于或等于第二阈值Y2时，换句话说，当通过成像装置39进行成像获得的图像的亮度在第一控制模式下的亮度和第二控制模式下的亮度之间的范围中时，电子快门速度控制部58和光量控制部57按照图8所示的第二控制模式控制电子快门速度和阻光量(照明光的光量)。

具体地，在第二控制模式中，电子快门速度控制部58将成像装置39的电子快门速度设置为基于亮度信号值的速度(例如1/60秒至1/300秒)。另外，光量控制部57设置阻光量，使得照明光的光量变成恒定光量L。所述恒定光量L是预先设置。另外，措辞“将成像装置39的电子快门速度设置为基于亮度信号值的信号”意味着当亮度信号值较大时将电子快门速度设置为较高。

如上所述，在第二控制模式中，相比于照明光量控制，优先考虑电子快门速度控制，并且将电子快门速度增加地尽可能高。因此，可以使得静止图像中的模糊最小化。

另外，在第二控制模式中，将照明光的光量控制在预定的恒定光量，并且优先考虑电子快门速度的控制以控制图像的亮度。因此，可以无需使用具有复杂机制的光阑等，就能容易地执行曝光量的高响应速度控制。另外，与通过频繁改变光阑孔径来改变光量的情况相比较，可以精确地估计插入部11的前端处的发热所引起的温升。

根据前述实施例的内窥镜系统，基于待观察区域的亮度来按照第一至第三控制模式控制照明光的光量和电子快门速度。因此，可以比传统系统更加合适地基于待观察区域的亮度来控制照明光的光量和电子快门速度。另外，可以更加合适地保持在监视器上显示的可见图像的恒定亮度。另外，可以减小静止图像中的模糊。

在前述实施例中，控制光阑63的阻光量以调节照明光的光量。然而，当将半导体激光二极管等用作可见光源来代替卤素灯时，应该控制提供给半导体二极管的驱动电流。

另外，在上述实施例中，按照已经预先设置的恒定光量L控制按照第二控制模式的照明光的光量。然而，该恒定光量L可以改变。具体地，光量控制部57可以获得直到紧接在获得照明光光量历史之前的时间点的预定时间段(例如一分钟)上的照明光光量历史(最近历史)，并且基于获得的光量历史来改变该恒定光量。例如，可以使用直到紧接在获得该历史之前的时间点为止的光阑63的阻光量的累计值、直到紧接在获得该历史之前的时间点为止的半导体激光二极管的驱动电流的累计值等作为光量的历史。当阻光量的累计值小于或等于预定阈值时、或者当半导体激光二极管的驱动电流的累计值大于或等于预定阈值时，应该将恒定光量L控制为较低值。当减小恒定光量L时，可以抑制由窥镜部10中插入部前端处的发热导致的温升。

替代地，电子快门速度控制部58可以如上所述获得照明光光量历史。另外，可以基于获得的光量历史来改变第三控制模式中的第二恒定速度。具体地，当阻光量的累计值小于或等于预定阈值时，或者当半导体激光二极管的驱动电流的累计值大于或等于预定阈值时，换句话说，当在直到紧接在获得所述历史之前的时间点为止的预定时间段期间通过成像装置39获得的图像的亮度相对较暗时，可以将第二恒定速度控制为较低速度。具体地，可以增大图7所示的电子快门开启时间t2。因此，可以获得更合适亮度的可见图像。

另外，依据检查目的等，使用多种窥镜部10。因此，可以构造本发明的设备，使得可以将多种窥镜部10附着至处理器设备18和光源设备19，并且可从处理器设备18和光源设备19上拆卸。

当按照这种方式构造设备时，成像装置39可以正常操作的电子快门速度依赖于窥镜部10的种类而不同。另外，最大输入光量依赖于窥镜部10的种类而不同。这里，术语“最大输入光量”意味着可以进入窥镜部10的光量的最大值，并且可以基于窥镜部10的光学系统的发热量等来预先设置所述最大输入光量。

因此如图9所示，可以将窥镜信息获得部59设置在处理器设备18中的控制部56中。窥镜信息获得部59获得对窥镜部10的种类加以表示的信息。电子快门速度控制部58可以基于通过窥镜信息获得部59获得的对窥镜部10的种类加以表示的信息，设置第三控制模式中的第二恒定速度。具体地，例如可以将如图10所示的对应关系表设置在电子快门速度控制部58中。图10所示的对应表示出了窥镜部10的窥镜信息(S1，S2，S3...)和第二恒定速度(SV1，SV2，SV3...)之间的对应关系。另外，电子快门速度控制部58可以基于通过窥镜信息获得部59获得的窥镜信息和该表来设置第二恒定速度。另外，应该将在每一种窥镜部10中设置的成像装置39的电子快门速度的最高电子快门速度设置作为该表中设置的第二恒定速度。另外，当基于进入每一种窥镜部10的光的最大输入光量来设置第二恒定速度时，当最大输入光量变大时应该增加第二恒定速度。

另外，对窥镜部10的种类加以表示的信息可以是对窥镜部10的种类加以表示的信息本身。替代地，对窥镜部10的种类加以表示的信息可以是对在窥镜部10中设置的成像装置的种类加以表示的信息、或者对窥镜部10的最大输入光量加以表示的信息。

例如，用户可以通过使用输入部55来设置或输入对窥镜部10的种类加以表示的信息。另外，窥镜信息获得部59应该获得已经在输入部55处接收的对窥镜部的种类加以表示的信息。

替代地如图11所示，可以在窥镜部10中设置存储对窥镜部10的种类加以表示的信息的存储部10a。另外，窥镜信息获得部59可以通过从存储部10a中读出信息来获得对窥镜部的种类加以表示的信息。

另外，因为可以按照相对较高的速度设置第三控制模式中的第二恒定速度，当通过成像获得动态图像(视频)时，在一些情况下可见图像不会平滑地改变。因此，产生了由彼此没有足够接近的连续帧构成的视频图像，并且在一些情况下视频图像不会平滑地移动。另外，一些用户可能不会喜欢这些状况。

因此，可以按照以下方式提供第三控制模式中的第二恒定速度，使得用户可以通过使用输入部55来输入和设置任意速度。替代地，例如可以将如图12所示的对应关系表设置在电子快门速度控制部58中。图12所示的对应关系表示出了与用户有关的识别信息(ID1，ID2，ID3...)和第二恒定速度(SV4，SV5，SV6...)之间的对应关系。另外，电子快门速度控制部58可以基于已经在输入部55处输入和设置的与用户有关的识别信息以及上述表中的信息，设置第二恒定速度，从而将适合每一个用户的偏爱的速度设置为第二恒定速度。

Claims

1.一种图像获得设备，包括：

图像获得部，所述图像获得部通过成像装置对利用照明光照射而从待观察区域输出的光进行成像，来获得待观察区域的图像；

电子快门速度控制部，所述电子快门速度控制部控制成像装置的电子快门速度，

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，所述电子快门速度控制部按照第一恒定速度控制所述电子快门速度，并且所述光量控制部基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及

2.根据权利要求1所述的图像获得设备，其中所述光量控制部获得从光源输出的照明光的光量的最近历史，并且基于所获得的光量的最近历史来改变预定的恒定光量，其中所述最近历史表示直到紧接在所述光量控制部执行该获得操作之前的时间点为止的历史。

3.根据权利要求1或2所述的图像获得设备，所述设备还包括：

窥镜部，所述窥镜部插入到患者的身体中来导引从光源输出的照明光以用照明光照射待观察区域，并且接收从待观察区域输出的光，并且所述窥镜部按照可拆卸的方式提供；以及

窥镜信息获得部，所述窥镜信息获得部获得对窥镜部的种类加以表示的信息，

其中所述电子快门速度控制部基于通过窥镜信息获得部获得的对窥镜部的种类加以表示的信息来设置第二恒定速度。

4.根据权利要求3所述的图像获得设备，其中对窥镜部的种类加以表示的信息包括对成像装置的种类加以表示的信息。

5.根据权利要求3所述的图像获得设备，其中对窥镜部的种类加以表示的信息包括与窥镜部可接收的照明光的最大光量有关的信息。

6.根据权利要求3所述的图像获得设备，所述设备还包括：

窥镜信息接收部，所述窥镜信息接收部接收对窥镜部的种类加以表示的信息的输入，

其中所述窥镜信息获得部获得所述窥镜信息接收部接收到的对窥镜部的种类加以表示的信息。

7.根据权利要求3所述的图像获得设备，其中所述窥镜部包括存储部，所述存储部存储对窥镜部的种类加以表示的信息，并且

其中所述窥镜信息获得部通过从所述存储部读取信息来获得对窥镜部的种类加以表示的信息。

8.根据权利要求1或2所述的图像获得设备，所述设备还包括：

快门速度接收部，所述快门速度接收部接收第二恒定速度的输入，

其中所述电子快门速度控制部使用所述快门速度接收部接收的第二恒定速度。

9.根据权利要求1或2所述的图像获得设备，所述设备还包括：

用户信息接收部，所述用户信息接收部接收与用户有关的识别信息，

其中所述电子快门速度控制部基于用户信息接收部接收的与用户有关的识别信息来设置第二恒定速度。

10.根据权利要求1所述的图像获得设备，其中所述电子快门速度控制部获得从光源输出的照明光的光量的最近历史，并且基于获得的所述光量的最近历史来改变第二恒定速度，其中所述最近历史表示直到紧接在所述电子快门速度控制部执行该获得操作之前的时间点为止的历史。

11.一种图像获得方法，通过利用从光源输出的照明光照射待观察区域，并用成像装置对利用照明光照射待观察区域而输出的光进行成像，来获得待观察区域的图像，

其中当已经照射待观察区域的照明光的光量小于或等于第一阈值时，按照第一恒定速度控制电子快门速度，并且基于已经照射待观察区域的照明光的光量来控制从光源输出的照明光的光量，以及