CN107708518A - 摄像装置 - Google Patents
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Abstract
摄像装置具有摄像部和信号处理部。所述摄像部生成基于来自被摄体的可见光的第1图像信号，并且生成基于来自所述被摄体的激励光和荧光的第2图像信号。所述信号处理部根据所述第1图像信号和所述第2图像信号来生成与所述荧光对应的荧光图像信号。所述信号处理部根据所述第1图像信号来判定所述被摄体中的关注区域。所述信号处理部根据与所述关注区域对应的所述第2图像信号来判定荧光区域，所述荧光区域在所述被摄体中产生所述荧光。所述信号处理部进行与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的强调处理。
Description
技术领域
本发明涉及摄像装置。
背景技术
广泛地使用如下的内窥镜系统：该内窥镜系统除了能够利用可见光进行普通观察，还能够利用红外光进行特殊光观察。在该内窥镜系统中，能够使用处置器具对通过普通观察或特殊光观察所发现的病变部进行治疗。
例如，在专利文献1所公开的内窥镜系统中，对称为靛青绿(ICG)的荧光物质照射激励光，并检测来自病变部的荧光。预先向检查对象者的体内投入ICG。ICG在红外区域被激励光激发而产生荧光。所投入的ICG聚集在癌等病变部。由于从病变部产生较强的荧光，所以检查者能够根据拍摄到的荧光图像来判断病变部的有无。
在专利文献1所公开的内窥镜系统中，向被摄体照射包含可见光和红外光的光。向被摄体照射的红外光的波段不包含荧光的波段，但包含激励光的波段。经由内置在摄像机头内的分光镜或分色棱镜来拍摄由被摄体反射出的光和从被摄体产生的荧光(红外荧光)。由于设置有对可见光和荧光进行分割的分割单元，所以能够同时进行使用可见光的普通观察和使用红外光的特殊光观察。并且，分别通过不同的图像传感器而经由分光镜或分色棱镜对荧光、红色光、绿色光和蓝色光进行拍摄。因此，能够获得高画质的图像。
图9示出与专利文献1所公开的结构相同的内窥镜装置1001的结构。如图9所示，内窥镜装置1001具有光源部1010、内窥镜镜体部1020、摄像机头1030、处理器1040以及监视器1050。在图9中示出光源部1010、内窥镜镜体部1020以及摄像机头1030的大致结构。
光源部1010具有光源1100、带通滤波器1101以及聚光透镜1102。光源1100发出从可见光的波段到红外光的波段的波长的光。红外光的波段包含激励光的波段和荧光的波段。荧光的波段是指在红外光的波段中与激励光的波段相比波长较长的频带。带通滤波器1101设置在光源1100的照明光路中。带通滤波器1101仅使可见光和激励光透过。聚光透镜1102对透过了带通滤波器1101的光进行会聚。只要光源1100所发出的红外光的波段至少包含激励光的波段即可。
图10示出带通滤波器1101的透过特性。图10所示的图表的横轴为波长，纵轴为透过率。带通滤波器1101使波长为约370nm到约800nm的波段的光透过。并且，带通滤波器1101将波长小于约370nm的波段的光和波长为约800nm以上的波段的光遮断。带通滤波器1101所透过的光的波段包含可见光的波段和激励光的波段。激励光的波段是指波长从约750nm到约780nm的频带。带通滤波器1101所遮断的光的波段包含荧光的波段。荧光的波段是指波长从约800nm到约900nm的频带。
内窥镜镜体部1020具有光导1200、照明透镜1201、物镜1202以及像导1203。来自光源1100的光经由带通滤波器1101和聚光透镜1102向光导1200入射。光导1200将来自光源1100的光传送给内窥镜镜体部1020的前端部。通过照明透镜1201对被摄体1060照射由光导1200传送来的光。
在内窥镜镜体部1020的前端部与照明透镜1201相邻地设置有物镜1202。由被摄体1060反射出的光和从被摄体1060产生的荧光向物镜1202入射。由被摄体1060反射出的光包含可见光和激励光。即，向物镜1202的入射光包含：来自被摄体1060的可见光的波段的反射光；激励光的波段的反射光；以及从被摄体1060发出的荧光。物镜1202对上述的光进行成像。
在物镜1202的成像位置配置有像导1203的前端面。像导1203将在其前端面所成的光学像传送给后端面。
摄像机头1030具有成像透镜1300、分光镜1301、激励光截止滤波器1302、图像传感器1303、分色棱镜1304、图像传感器1305、图像传感器1306以及图像传感器1307。成像透镜1300被配置成与像导1203的后端面对置。成像透镜1300将由像导1203传送来的光学像成像于图像传感器1303、图像传感器1305、图像传感器1306和图像传感器1307。
在从成像透镜1300到成像透镜1300的成像位置为止的光路上配置有分光镜1301。穿过了成像透镜1300的光向分光镜1301入射。分光镜1301使可见光透过，并对可见光以外的光进行反射。图11示出分光镜1301的反射和透过的特性。图11所示的图表的横轴为波长，纵轴为透过率。分光镜1301使波长小于约700nm的波段的光透过。并且，分光镜1301对波长为约700nm以上的波段的光进行反射。分光镜1301所透过的光的波段包含可见光的波段。并且，分光镜1301所反射的光的波段包含红外光的波段。
在透过了分光镜1301的光的成像位置上成像出可见光成分的光学像。另一方面，在分光镜1301所反射的光的成像位置上成像出红外光成分的光学像。
分光镜1301所反射的光向激励光截止滤波器1302入射。向激励光截止滤波器1302入射的光包含红外光。红外光包含激励光和荧光。激励光截止滤波器1302将激励光遮断并使荧光透过。图12示出激励光截止滤波器1302的透过特性。图12所示的图表的横轴为波长，纵轴为透过率。激励光截止滤波器1302将波长小于约800nm的波段的光遮断。并且，激励光截止滤波器1302使波长为约800nm以上的波段的光透过。激励光截止滤波器1302所遮断的光的波段包含激励光的波段。激励光截止滤波器1302所透过的光的波段包含荧光的波段。
透过了激励光截止滤波器1302的荧光向图像传感器1303入射。图像传感器1303生成基于荧光的IR信号。
图13示出投入到被摄体1060的ICG的特性。图13所示的图表的横轴为波长，纵轴为强度。在图13中示出对ICG进行激发的激励光的特性和ICG所发出的荧光的特性。激励光的峰值波长为约770nm，荧光的峰值波长为约820nm。因此，在对被摄体1060照射波长为约750nm到约780nm的激励光的情况下，从被摄体1060产生波长为约800nm到约900nm的荧光。能够通过对从被摄体1060产生的荧光进行检测来检测癌的有无。如图10所示，带通滤波器1101使波长为约750nm到约780nm的激励光透过，将波长为约800nm到约900nm的荧光遮断。并且，如图12所示，激励光截止滤波器1302将波长为约750nm到约780nm的激励光遮断。
透过了分光镜1301的可见光的波段的光向分色棱镜1304入射。分色棱镜1304将可见光的波段的光分割成红色波段的光(红色光)、绿色波段的光(绿色光)和蓝色波段的光(蓝色光)。穿过了分色棱镜1304的红色光向图像传感器1305入射。图像传感器1305生成基于红色光的R信号。穿过了分色棱镜1304的绿色光向图像传感器1306入射。图像传感器1306生成基于绿色光的G信号。穿过了分色棱镜1304的蓝色光向图像传感器1307入射。图像传感器1307生成基于蓝色光的B信号。
处理器1040根据R信号、G信号和B信号来生成可见光图像信号，根据IR信号来生成荧光图像信号。监视器1050对基于可见光图像信号的可见光图像和基于荧光图像信号的荧光图像进行显示。例如，监视器1050对在相同的时刻取得的可见光图像和荧光图像进行并排显示。或者，监视器1050对在相同的时刻取得的可见光图像和荧光图像进行重叠显示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-201707号公报
发明内容
发明要解决的课题
在图9所示的内窥镜装置1001中，在图像传感器1303的前面配置有激励光截止滤波器1302，以使得图像传感器1303不检测分光镜1301所反射的光中的来自被摄体1060的激励光的波段的反射光，并且只能够检测荧光。但是，很难制造出能够将激励光的波段的光完全遮断的激励光截止滤波器1302。因此，图像传感器1303对荧光频带的光和激励光截止滤波器1302无法遮断的激励光的波段中的剩余的光进行检测。
图14示出向图像传感器1303入射的光的能量分布的概况。图14所示的图表的横轴为波长，纵轴为入射能量。如图14所示，向图像传感器1303入射的光的波段包含波长为约700nm到约800nm的激励光的波段和波长为约800nm到约900nm的荧光频带。即，从被摄体1060发出的荧光和激励光截止滤波器1302无法遮断的激励光的波段的一部分光向图像传感器1303入射。
从被摄体1060产生的荧光比激励光微弱。因此，在激励光截止滤波器1302无法遮断的激励光的波段的一部分光向图像传感器1303入射的情况下，有时在图像传感器1303的第1像素中生成的IR信号的信号值比在图像传感器1303的第2像素中生成的IR信号的信号值大。第1像素是指来自不发出荧光并且激励光的反射率较高的被摄体的光所入射的像素。第2像素是指来自发出荧光并且激励光的反射率较低的被摄体的光所入射的像素。因此，有时在来自不发出荧光的被摄体1060的区域的光所入射的图像传感器1303的像素中生成的IR信号的信号值较大。其结果是，在荧光图像中，有时不发出荧光的被摄体1060的区域被显示得较明亮。
在透过了激励光截止滤波器1302的激励光向图像传感器1303的受光面均匀入射的情况下，在图像传感器1303的各像素中生成的、基于激励光的信号成分是均匀的。因此，处理器1040通过从在图像传感器1303的各像素中生成的IR信号减去基于激励光的偏移成分，能够计算出仅基于荧光的IR信号。
但是，在图像传感器1303的摄像区域中，存在多个不同的被摄体，并且各被摄体在激励光的波段中的反射率不同。因此，透过了激励光截止滤波器1302的激励光向图像传感器1303的受光面不均匀地入射。即，在图像传感器1303的各像素中生成的、基于激励光的信号成分是不均匀的。其结果是，处理器1040很难根据基于激励光和荧光的IR信号对仅基于荧光的IR信号进行计算。
根据以上情况，在对荧光进行观察的内窥镜装置中，很难生成使发出荧光的荧光区域更鲜明地发光的荧光图像。
本发明的目的在于，提供如下的摄像装置：能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
用于解决课题的手段
根据本发明的第1方式，摄像装置具有摄像部和信号处理部。所述摄像部生成基于来自被摄体的可见光的第1图像信号，并且生成基于来自所述被摄体的激励光和荧光的第2图像信号。所述信号处理部根据所述第1图像信号和所述第2图像信号来生成与所述荧光对应的荧光图像信号。所述信号处理部根据所述第1图像信号来判定所述被摄体中的关注区域。所述信号处理部根据与所述关注区域对应的所述第2图像信号来判定荧光区域，所述荧光区域在所述被摄体中产生所述荧光。所述信号处理部进行与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的强调处理。
根据本发明的第2方式，在第1方式中，所述信号处理部也可以通过仅使与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的信号值加上或乘以规定的值而进行所述强调处理。
根据本发明的第3方式，在第1方式中，所述信号处理部也可以通过仅使与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的信号值加上或乘以与所述信号值对应的值而进行所述强调处理。
根据本发明的第4方式，在第1方式中，所述信号处理部也可以根据所述第1图像信号的各像素的信号值与基准值的相关度来计算各像素的区域判定系数。所述基准值对应如下的值：该值被期待作为与所述关注区域对应的所述第1图像信号的信号值。所述信号处理部也可以根据所述区域判定系数来判定所述关注区域。
根据本发明的第5方式，在第4方式中，所述信号处理部也可以使进行了所述强调处理的所述第2图像信号的各像素的信号值与所述各像素的区域判定系数相乘。
根据本发明的第6方式，在第1方式中，所述摄像部也可以具有分光镜、可见光摄像部、激励光截止滤波器和荧光摄像部。所述分光镜将来自所述被摄体的第1光分割成第2光和第3光。所述第1光包含所述可见光、所述激励光和所述荧光。所述第2光包含所述可见光。所述第3光包含所述激励光和所述荧光。所述可见光摄像部供所述第2光入射，并且生成所述第1图像信号。所述激励光截止滤波器对于所述荧光的透过率比对于所述激励光的透过率高，并且供所述第3光入射。所述荧光摄像部供透过了所述激励光截止滤波器的所述第3光入射，并且生成所述第2图像信号。所述可见光摄像部和所述荧光摄像部也可以与所述信号处理部连接。
根据本发明的第7方式，在第1方式中，所述信号处理部也可以具有存储器和关注区域判定部。在所述存储器中记录有表示所述被摄体的特性的被摄体特性信息。所述被摄体特性信息是根据所述被摄体的所述第1图像信号而生成的。所述关注区域判定部根据记录于所述存储器的所述被摄体特性信息和所述第1图像信号来判定所述关注区域。
根据本发明的第8方式，在第1方式中，所述信号处理部也可以根据所述第1图像信号的各像素的信号值来计算所述各像素的彩度和色相。所述信号处理部也可以根据所述各像素的所述彩度和所述色相来判定所述关注区域。
发明效果
根据上述的各方式，信号处理部根据第1图像信号来判定被摄体中的关注区域。信号处理部根据与关注区域对应的第2图像信号来判定荧光区域。信号处理部进行与荧光区域对应的第2图像信号的强调处理。因此，摄像装置能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的内窥镜装置的结构的框图。
图2是示出本发明的第1实施方式的关注区域的判定概念的参考图。
图3是示出本发明的第1实施方式的荧光区域的判定概念的参考图。
图4是示出本发明的第1实施方式的荧光区域的判定概念的参考图。
图5是示出本发明的第1实施方式和第2实施方式的第1变形例的内窥镜装置的结构的框图。
图6是示出本发明的第1实施方式和第2实施方式的第1变形例的激励光截止滤波器的特性的图表。
图7是示出本发明的第1实施方式和第2实施方式的第1变形例的图像传感器的像素排列的参考图。
图8是示出本发明的第1实施方式和2实施方式的第2变形例的内窥镜装置的结构的框图。
图9是示出以往技术的内窥镜装置的结构的框图。
图10是示出带通滤波器的特性的图表。
图11是示出分光镜的特性的图表。
图12是示出激励光截止滤波器的特性的图表。
图13是示出靛青绿(ICG)的特性的图表。
图14是示出向图像传感器入射的光的能量分布的图表。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的各实施方式中，对作为摄像装置的一例的内窥镜装置进行说明。本发明能够应用于具有摄像功能的装置、系统和模块等。
(第1实施方式)
图1示出本发明的第1实施方式的内窥镜装置1a的结构。如图1所示，内窥镜装置1a具有光源部10、内窥镜镜体部20、摄像机头30a(摄像部)、信号处理部40以及显示部50。在图1中示出光源部10、内窥镜镜体部20以及摄像机头30a的大致结构。
光源部10具有光源100、带通滤波器101以及聚光透镜102。光源100发出从可见光的波段到红外光的波段的波长的光。可见光的波段包含红色波段、绿色波段以及蓝色波段。红色波段是指与绿色波段相比波长较长的频带。绿色波段是指与蓝色波段相比波长较长的频带。红外光的波段是指与红色波段相比波长较长的频带。红外光的波段包含激励光的波段和荧光的波段。荧光的波段是指在红外光的波段中与激励光的波段相比波长较长的频带。即，红外光的波长与红色光的波长相比较长。红色光的波长与绿色光的波长相比较长。绿色光的波长与蓝色光的波长相比较长。只要光源100所发出的红外光的波段至少包含激励光的波段即可。
带通滤波器101设置在光源100的照明光路中。带通滤波器101仅使可见光和激励光透过。聚光透镜102对透过了带通滤波器101的光进行会聚。
带通滤波器101的透过特性与图10所示的透过特性相同。带通滤波器101使波长为约370nm到约800nm的波段的光透过。并且，带通滤波器101将波长小于约370nm的波段的光和波长为约800nm以上的波段的光遮断。带通滤波器101所透过的光的波段包含可见光的波段和激励光的波段。激励光的波段是波长为约750nm到约780nm的频带。带通滤波器101所遮断的光的波段包含荧光的波段。荧光的波段是指波长为约800nm到约900nm的频带。
内窥镜镜体部20具有光导200、照明透镜201、物镜202以及像导203。来自光源100的光经由带通滤波器101和聚光透镜102向光导200入射。光导200将来自光源100的光传送给内窥镜镜体部20的前端部。通过照明透镜201将光导200所传送的光照射到被摄体60。
在内窥镜镜体部20的前端部与照明透镜201相邻地设置有物镜202。被摄体60所反射的光和从被摄体60产生的荧光向物镜202入射。被摄体60所反射的光包含可见光和激励光。即，向物镜202入射的光包含：来自被摄体60的可见光的波段的反射光；激励光的波段的反射光；以及从被摄体60发出的荧光。物镜202对上述的光进行成像。
在物镜202的成像位置配置有像导203的前端面。像导203将在其前端面所成的光学像传送给后端面。
摄像机头30a具有成像透镜300、分光镜301、激励光截止滤波器302、图像传感器303(荧光摄像部)、分色棱镜304、图像传感器305(可见光摄像部)、图像传感器306(可见光摄像部)以及图像传感器307(可见光摄像部)。成像透镜300被配置成与像导203的后端面对置。成像透镜300将像导203所传送的光学像成像于图像传感器303、图像传感器305、图像传感器306以及图像传感器307。
来自被摄体60的第1光包含第2光和第3光。第2光包含可见光。可见光包含红色光、绿色光以及蓝色光。第3光包含激励光和荧光。荧光的波长与激励光的波长相比较长。
在从成像透镜300到成像透镜300的成像位置为止的光路上配置有分光镜301。穿过了成像透镜300的第1光(即来自被摄体60的第1光)向分光镜301入射。分光镜301使可见光透过并对可见光以外的光进行反射。分光镜301的反射和透过的特性与图11所示的分光镜1301的反射和透过的特性相同。分光镜301使波长小于约700nm的波段的光透过。并且，分光镜301对波长为约700nm以上的波段的光进行反射。分光镜301所透过的光的波段包含可见光的波段。并且，分光镜301所反射的光的波段包含红外光的波段。即，分光镜301使第2光透过并且对第3光进行反射。由此，分光镜301将来自被摄体60的第1光分割成第2光和第3光。
在透过了分光镜301的光的成像位置上成像出可见光成分的光学像。另一方面，在分光镜301所反射的光的成像位置上成像出红外光成分的光学像。
分光镜301所反射的第3光向激励光截止滤波器302入射。向激励光截止滤波器302入射的光包含红外光。红外光包含激励光和荧光。激励光截止滤波器302将激励光遮断并使荧光透过。激励光截止滤波器302的透过特性与图12所示的激励光截止滤波器1302的透过特性相同。激励光截止滤波器302将波长小于约800nm的波段的光遮断。并且，激励光截止滤波器302使波长为约800nm以上的波段的光透过。激励光截止滤波器302所遮断的光的波段包含激励光的波段。激励光截止滤波器302所透过的光的波段包含荧光的波段。激励光截止滤波器302对于激励光的遮断特性并不是完全遮断。激励光截止滤波器302将激励光的波段中的光的一部分遮断，并使激励光的波段中的剩余的光和荧光透过。
透过了激励光截止滤波器302的激励光的波段中的一部分光和荧光向图像传感器303入射。图像传感器303生成基于透过了激励光截止滤波器302的激励光和荧光的IR信号(第2图像信号)。
透过了分光镜301的第2光向分色棱镜304入射。分色棱镜304将第2光分割成红色波段的光(红色光)、绿色波段的光(绿色光)以及蓝色波段的光(蓝色光)。穿过了分色棱镜304的红色光向图像传感器305入射。图像传感器305生成基于红色光的R信号(第1图像信号)。穿过了分色棱镜304的绿色光向图像传感器306入射。图像传感器306生成基于绿色光的G信号(第1图像信号)。穿过了分色棱镜304的蓝色光向图像传感器307入射。图像传感器307生成基于蓝色光的B信号(第1图像信号)。
R信号包含配置于图像传感器305的多个像素的信号值(像素值)。G信号包含配置于图像传感器306的多个像素的信号值(像素值)。B信号包含配置于图像传感器307的多个像素的信号值(像素值)。IR信号包含配置于图像传感器303的多个像素各自的信号值(像素值)。
如上所述，摄像机头30a(摄像部)具有分光镜301、激励光截止滤波器302、图像传感器305(可见光摄像部)、图像传感器306(可见光摄像部)、图像传感器307(可见光摄像部)以及图像传感器303(荧光摄像部)。分光镜301将来自被摄体60的第1光分割成第2光和第3光。第1光包含可见光、激励光以及荧光。第2光包含可见光。第3光包含激励光和荧光。第2光向图像传感器305、图像传感器306和图像传感器307入射。图像传感器305、图像传感器306和图像传感器307生成基于可见光的信号(第1图像信号)。激励光截止滤波器302的荧光的透过率比激励光截止滤波器302的激励光的透过率高。第3光向激励光截止滤波器302入射。透过了激励光截止滤波器302的第3光向图像传感器303入射。图像传感器303生成基于激励光和荧光的IR信号(第2图像信号)。图像传感器305、图像传感器306、图像传感器307和图像传感器303与信号处理部40连接。
信号处理部40根据R信号、G信号和B信号来生成可见光图像信号。可见光图像信号是用于显示可见光图像的信号。并且，信号处理部40根据R信号、G信号和B信号中的至少1个信号和IR信号来生成荧光图像信号。荧光图像信号是用于显示荧光图像的信号。
显示部50具有监视器500。监视器500对基于可见光图像信号的可见光图像和基于荧光图像信号的荧光图像进行显示。例如，监视器500对在相同的时刻取得的可见光图像和荧光图像进行并排显示。或者，监视器500对在相同的时刻取得的可见光图像和荧光图像进行重叠显示。
如上所述，内窥镜装置1a(摄像装置)具有摄像机头30a(摄像部)和信号处理部40。摄像机头30a生成基于来自被摄体60的可见光的第1图像信号(R信号、G信号和B信号)。摄像机头30a生成基于来自被摄体60的激励光和荧光的第2图像信号(IR信号)。信号处理部40根据第1图像信号和第2图像信号而生成与荧光对应的荧光图像信号。信号处理部40根据第1图像信号来判定被摄体60中的关注区域。信号处理部40根据与关注区域对应的第2图像信号来判定荧光区域。荧光区域在被摄体60中产生荧光。信号处理部40进行与荧光区域对应的第2图像信号的强调处理。因此，内窥镜装置1a能够生成荧光图像信号，该荧光图像信号用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像。
对信号处理部40的详细结构进行说明。信号处理部40具有存储器400、RGB信号处理部401、关注区域判定部402、荧光区域判定部403以及IR信号处理部404。例如，存储器400是易失性或非易失性的记录介质。例如，RGB信号处理部401、关注区域判定部402、荧光区域判定部403和IR信号处理部404作为处理器而被安装。或者，RGB信号处理部401、关注区域判定部402、荧光区域判定部403和IR信号处理部404作为面向特定用途的集成电路(ASIC)等硬件而被安装。
表示被摄体60的特性的被摄体特性信息被记录在存储器400中。即，存储器400对被摄体特性信息进行存储。根据被摄体60的第1图像信号(R信号、G信号和B信号)来生成被摄体特性信息。例如，被摄体特性信息是表示被摄体60对可见光的分光反射特性的RGB信息。
RGB信号处理部401根据第1图像信号(R信号、G信号和B信号)来生成各像素的RGB信息。RGB信号处理部401所生成的RGB信息被输出给关注区域判定部402。
关注区域判定部402根据第1图像信号(R信号、G信号和B信号)来判定被摄体60中的关注区域。即，关注区域判定部402根据记录在存储器400中的被摄体特性信息(RGB信息)以及由RGB信号处理部401生成的RGB信息来判定被摄体60中的关注区域。表示关注区域的关注区域信息被输出给荧光区域判定部403。关注区域信息包含与关注区域对应的像素的位置信息。
荧光区域判定部403根据与关注区域对应的第2图像信号(IR信号)来判定荧光区域。即，荧光区域判定部403根据关注区域信息所示的像素的第2图像信号来判定荧光区域。表示荧光区域的荧光区域信息被输出给IR信号处理部404。荧光区域信息包含与荧光区域对应的像素的位置信息。
IR信号处理部404进行与荧光区域对应的第2图像信号(IR信号)的强调处理。即，IR信号处理部404进行荧光区域信息所示的像素的第2图像信号的强调处理。IR信号处理部404进行第2图像信号的强调处理，以使得在第2图像信号中与荧光区域对应的像素的信号值比与荧光区域以外的区域对应的像素的信号值大。
对记录在存储器400中的作为被摄体特性信息的RGB信息的详细情况进行说明。例如，作为内窥镜装置1a的观察对象的被摄体60是人体的器官。例如，被摄体60是大肠、小肠、胃和肝脏。在ICG被注射到受试者的静脉中之后，所投入的ICG在血管和淋巴管中流动。因此，使用ICG的荧光观察中的关注区域是血管和淋巴管。血管和淋巴管等关注区域中的可见光的分光反射特性与观察对象中的其他区域(例如，脂肪等)中的可见光的分光反射特性不同。因此，能够通过对R信号、G信号和B信号进行分析而对所拍摄的被摄体60的关注区域进行检测。
例如，RGB信息是指R信号与G信号和B信号的信号值的比率。即，RGB信息包含R信号与G信号的信号值的比率以及R信号与B信号的信号值的比率。例如，关注区域中的R信号与G信号的信号值的比率处于从X1到X2的范围。X2比X1大。例如，关注区域中的R信号与B信号的信号值的比率处于从Y1到Y2的范围。Y2比Y1大。从X1到X2的范围以及从Y1到Y2的范围作为RGB信息被记录在存储器400中。
RGB信息也可以是彩度和色相。彩度是表示颜色的鲜明度的指标。无彩色(黑、白和灰色)的彩度是0。彩度随着颜色变得鲜明而变大。即，更鲜明的颜色的彩度较大。色相是表示红、黄、绿、蓝和紫等颜色的样式的指标。色相的数值按照颜色的样式而不同。能够将RGB信号转换成由色相(H)、彩度(S)和亮度(I)这3个要素定义的HIS颜色空间的像素值(色相、彩度和亮度)。彩度和色相各自的范围被记录在存储器400中。
对信号处理部40的详细动作进行说明。从图像传感器305输出的R信号、从图像传感器306输出的G信号、从图像传感器307输出的B信号和从图像传感器303输出的IR信号被输入给信号处理部40。R信号、G信号和B信号被输入给RGB信号处理部401。IR信号被输入给荧光区域判定部403。图像传感器305、图像传感器306、图像传感器307和图像传感器303的各像素互相对应。例如，图像传感器305、图像传感器306、图像传感器307和图像传感器303的各像素数是相同的。
信号处理部40(RGB信号处理部401)根据R信号、G信号和B信号来生成各像素的RGB信息。在生成RGB信息时，信号处理部40(RGB信号处理部401)进行以下的处理。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据互相对应的像素的R信号、G信号和B信号来生成该像素的RGB信息。在RGB信息为R信号与G信号和B信号的信号值的比率的情况下，信号处理部40(RGB信号处理部401)对R信号与G信号的信号值的比率以及R信号与B信号的信号值的比率进行计算。信号处理部40(RGB信号处理部401)将包含计算出的比率在内的RGB信息输出给关注区域判定部402。
在RGB信息为彩度和色相的情况下，信号处理部40(RGB信号处理部401)根据第1图像信号(R信号、G信号和B信号)的各像素的信号值对各像素的彩度和色相进行计算。信号处理部40(RGB信号处理部401)将包含计算出的彩度和色相在内的RGB信息输出给关注区域判定部402。
此外，信号处理部40(RGB信号处理部401)根据R信号、G信号和B信号来生成可见光图像信号。信号处理部40(RGB信号处理部401)也可以对R信号、G信号和B信号中的至少1个信号进行插值处理等图像处理。信号处理部40(RGB信号处理部401)将可见光图像信号输出给监视器500。
由信号处理部40(RGB信号处理部401)生成的RGB信息也可以记录在存储器400中。例如，对包含已知的关注区域的被摄体60进行拍摄，并且生成R信号、G信号和B信号。此外，基于包含已知的关注区域的被摄体60的可见光图像信号的可见光图像被显示于监视器500。根据该可见光图像，由观察者来指定关注区域。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据与观察者所指定的关注区域对应的R信号、G信号和B信号来生成RGB信息。
例如，信号处理部40(RGB信号处理部401)对关注区域中的R信号与G信号的各像素的信号值的比率以及R信号与B信号的各像素的信号值的比率进行计算。将关注区域中的R信号与G信号的各像素的信号值的比率的最小值X1和最大值X2作为RGB信息而记录在存储器400中。并且，将关注区域中的B信号与G信号的各像素的信号值的比率的最小值Y1和最大值Y2作为RGB信息而记录在存储器400中。
或者，信号处理部40(RGB信号处理部401)对关注区域中的各像素的彩度和色相进行计算。将关注区域中的彩度和色相各自的范围作为RGB信息而记录在存储器400中。
信号处理部40(关注区域判定部402)根据记录在存储器400中的被摄体特性信息(RGB信息)和第1图像信号(R信号、G信号和B信号)来判定被摄体60中的关注区域。在判定关注区域时，信号处理部40(关注区域判定部402)进行以下的处理。信号处理部40(关注区域判定部402)从存储器400读出RGB信息。信号处理部40(关注区域判定部402)对记录在存储器400中的RGB信息和由RGB信号处理部401生成的RGB信息进行比较。信号处理部40(关注区域判定部402)根据比较结果来判定被摄体60中的关注区域。
图2示出关注区域的判定概念。摄像区域S1是图像传感器305、图像传感器306和图像传感器307中的任意一个摄像区域。在摄像区域S1中成像出基于红色光、绿色光和蓝色光中的任意一种光的被摄体60的像。被摄体60包含关注区域61。信号处理部40(关注区域判定部402)按照每个像素对记录在存储器400中的RGB信息和由RGB信号处理部401生成的RGB信息进行比较。由此，信号处理部40(关注区域判定部402)判定各像素是否包含在关注区域61中。
在RGB信息为R信号与G信号和B信号的信号值的比率的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定由RGB信号处理部401计算出的比率是否包含在记录于存储器400的比率的范围内。例如，信号处理部40(关注区域判定部402)判定由RGB信号处理部401计算出的R信号与G信号的信号值的比率Prg是否包含在记录于存储器400的R信号与G信号的信号值的比率的范围内。R信号与G信号的信号值的比率的范围为从X1到X2。
同样，信号处理部40(关注区域判定部402)判定由RGB信号处理部401计算出的R信号与B信号的信号值的比率Prb是否包含在记录于存储器400的R信号与B信号的信号值的比率的范围内。R信号与B信号的信号值的比率的范围为从Y1到Y2。在比率Prg为X1以上且小于X2并且比率Prb为Y1以上且小于Y2的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素包含在关注区域内。在比率Prg小于X1或为X2以上的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素没有包含在关注区域内。在比率Prb小于X1或为X2以上的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)也判定为判定对象的像素没有包含在关注区域内。
在RGB信息为彩度和色相的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)根据第1图像信号(R信号、G信号和B信号)的各像素的彩度和色相来判定关注区域。即，信号处理部40(关注区域判定部402)判定由RGB信号处理部401计算出的彩度Ps是否包含在记录于存储器400的彩度Psm的范围内。同样，信号处理部40(关注区域判定部402)判定由RGB信号处理部401计算出的色相Ph是否包含在记录于存储器400的色相Phm的范围内。
在彩度Ps包含在彩度Psm的范围内并且色相Ph包含在色相Phm的范围内的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素包含在关注区域内。在彩度Ps没有包含在彩度Psm的范围内的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素没有包含在关注区域内。在色相Ph没有包含在色相Phm的范围内的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)也判定为判定对象的像素没有包含在关注区域内。
信号处理部40(关注区域判定部402)根据关注区域的判定结果而生成关注区域信息。关注区域信息包含被判定为包含在关注区域内的像素的位置信息。信号处理部40(关注区域判定部402)将关注区域信息输出给荧光区域判定部403。
信号处理部40(荧光区域判定部403)根据与关注区域对应的第2图像信号(IR信号)的各像素的信号值来判定荧光区域。在判定荧光区域时，信号处理部40(荧光区域判定部403)进行以下的处理。信号处理部40(荧光区域判定部403)比较关注区域信息所示的各像素的IR信号的信号值和基准值α。信号处理部40(荧光区域判定部403)根据比较结果来判定被摄体60的关注区域中的荧光区域。
图3和图4示出荧光区域的判定概念。摄像区域S2是图像传感器303的摄像区域。在摄像区域S2中成像出基于激励光和荧光的被摄体60的像。被摄体60包含关注区域61。
ICG在血管和淋巴管中流动。但是，ICG未必限于在被摄体60内的全部的血管和淋巴管中流动。因此，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定在关注区域61中ICG发光的区域和在关注区域61中ICG不发光的区域。
在病灶的区域中，所投入的ICG发生聚集并且发出荧光。因此，在病灶的区域中，与不是病灶的区域相比，IR信号的信号值较大。即，在关注区域中与作为病灶的区域对应的IR信号包含基于荧光和一部分激励光的信号成分。因此，与作为病灶的区域对应的IR信号的信号值较大。另一方面，在关注区域中与不是病灶的区域对应的IR信号包含仅基于一部分激励光的信号成分。因此，与不是病灶的区域对应的IR信号的信号值较小。
信号处理部40(荧光区域判定部403)按照关注区域中的每个像素对IR信号的信号值和基准值α进行比较。由此，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定关注区域中的各像素是否包含在荧光区域内。基准值α是基于透过了激励光截止滤波器302的激励光的信号值(即基于激励光的泄露成分的信号值)。
在关注区域中的像素的IR信号的信号值为基准值α以上的情况下，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定为判定对象的像素包含在荧光区域内。在关注区域中的像素的IR信号的信号值小于基准值α的情况下，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定为判定对象的像素没有包含在荧光区域内。
例如，按照以下的方式来确定基准值α。对包含已知的关注区域的被摄体60进行拍摄，并且生成R信号、G信号和B信号。此外，基于包含已知的关注区域的被摄体60的可见光图像信号的可见光图像被显示于监视器500。根据该可见光图像，由观察者来指定关注区域。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据与观察者所指定的关注区域对应的R信号、G信号和B信号对激励光的反射率进行计算。信号处理部40(RGB信号处理部401)按照被摄体60的种类对关注区域中的激励光的反射率进行计算。例如，被摄体60的种类是大肠、小肠、胃和肝脏。与被摄体60的每个种类对应的激励光的反射率被记录在存储器400中。
在对观察对象的被摄体60进行观察的情况下，信号处理部40(RGB信号处理部401)从存储器400读出与被摄体60的种类对应的激励光的反射率。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据光源100的强度和激励光的反射率对关注区域中的激励光的反射光强度进行计算。计算出的反射光强度是基准值α。
信号处理部40(荧光区域判定部403)也可以通过对关注区域中的各像素的IR信号进行比较来判定荧光区域。例如，在从关注区域中的第1像素的IR信号的信号值减去关注区域中的第2像素的IR信号的信号值而得到的值为基准值β以上的情况下，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定为第1像素包含在荧光区域内。在从关注区域中的第1像素的IR信号的信号值减去关注区域中的第2像素的IR信号的信号值而得到的值小于基准值β的情况下，信号处理部40(荧光区域判定部403)判定为第1像素没有包含在荧光区域内。例如，第2像素是在关注区域中IR信号的信号值最小的像素。
例如，基准值β是根据投入到体内的ICG的发光来进行检测的IR信号的最低电平的信号值。基准值β是根据被摄体60的种类、光源100的激励光强度和投入到体内的ICG的浓度来确定的。根据包含已知的关注区域的被摄体60被拍摄时的信息来确定基准值β，并且所确定的基准值β被记录在存储器400中。
信号处理部40(荧光区域判定部403)根据荧光区域的判定结果来生成荧光区域信息。荧光区域信息包含被判定为包含在荧光区域内的像素的位置信息。信号处理部40(荧光区域判定部403)将荧光区域信息输出给IR信号处理部404。
像上述那样，有时在来自不发出荧光并且激励光的反射率较高的被摄体的光所入射的像素中生成的IR信号的信号值较大。当根据在被摄体中拍摄到的整个区域所对应的IR信号来判定荧光区域的情况下，有可能将关注区域以外的区域中IR信号的信号值较大的像素错误判定为荧光区域。但是，信号处理部40(荧光区域判定部403)只根据关注区域的IR信号来判定荧光区域。由此，信号处理部40(荧光区域判定部403)能够高精度地判定荧光区域。
信号处理部40(IR信号处理部404)进行与荧光区域对应的第2图像信号(IR信号)的各像素的信号值的强调处理。由此，信号处理部40(IR信号处理部404)生成荧光图像信号。在进行强调处理时，信号处理部40(IR信号处理部404)进行以下的处理。信号处理部40(IR信号处理部404)通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上规定的值来进行强调处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)仅使与荧光区域对应的IR信号的各像素的信号值加上规定的值γ。规定的值γ被设定为比0大并且相加后的IR信号的最大值比饱和信号值小的值。规定的值γ也可以比因投入到体内的ICG发光而检测到的最低电平的IR信号的信号值大。
通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上规定的值γ，而使相加后的IR信号的信号值与荧光区域以外的区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。因此，进一步强调了与荧光区域对应的IR信号。
信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上与该信号值对应的值而进行强调处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的各像素的信号值加上根据该信号值而不同的值来进行强调处理。要相加的值比0大并且比IR信号的最大值(饱和信号值)小。信号处理部40(IR信号处理部404)对更大的IR信号的信号值加上更大的值。
通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上与该信号值对应的值，而使相加后的IR信号的信号值与荧光区域以外的区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。因此，进一步强调了与荧光区域对应的IR信号。通过对更大的IR信号的信号值加上更大的值，而使荧光区域中的IR信号的强度的差别变得更大。
信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值乘以规定的值而进行强调处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)仅使与荧光区域对应的IR信号的各像素的信号值加上规定的值γa。规定的值γa被设定为比1大并且相乘后的IR信号的最大值比饱和信号值小的值。
通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值乘以规定的值γa，而使相加后的IR信号的信号值与荧光区域以外的区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。因此，进一步强调了与荧光区域对应的IR信号。
信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值乘以与该信号值对应的值而进行强调处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的各像素的信号值乘以根据该信号值而不同的值来进行强调处理。相乘的值被设定为比1大并且相乘后的IR信号的最大值比饱和信号值小的值。信号处理部40(IR信号处理部404)使更大的IR信号的信号值乘以更大的值。
通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值乘以与该信号值对应的值，而使相乘后的IR信号的信号值与荧光区域以外的区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。因此，进一步强调了与荧光区域对应的IR信号。通过使更大的IR信号的信号值乘以更大的值，而使荧光区域中的IR信号的强度的差别变得更大。
信号处理部40(IR信号处理部404)进行与荧光区域对应的第2图像信号(IR信号)的强调处理，并且也可以进行与荧光区域以外的区域对应的第2图像信号(IR信号)的降低处理。在进行降低处理时，信号处理部40(IR信号处理部404)进行以下的处理。信号处理部40(IR信号处理部404)通过仅从与荧光区域以外的区域对应的IR信号的信号值减去规定的值而进行降低处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)仅从与荧光区域以外的区域对应的IR信号的各像素的信号值减去规定的值γb。规定的值γb比0大并且比图14所示的基于激励光的成分的IR信号的最大信号值小。
通过仅从与荧光区域以外的区域对应的IR信号的信号值减去规定的值γb，而使相减后的IR信号的信号值与荧光区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。由此，进一步降低了与荧光区域以外的区域对应的IR信号。
信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域以外的区域对应的IR信号的信号值乘以比1小的值来进行降低处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的各像素的信号值乘以比1小的值来进行降低处理。所相乘的值也可以是常数和根据IR信号的信号值而不同的值中的任意值。
通过仅使与荧光区域以外的区域对应的IR信号的信号值乘以比1小的值，而使相乘后的IR信号的信号值与荧光区域所对应的IR信号的信号值之间的差变大。由此，进一步降低了与荧光区域以外的区域对应的IR信号。
信号处理部40(IR信号处理部404)将荧光图像信号输出给监视器500。荧光图像信号包含与荧光区域以外的区域对应的IR信号和与荧光区域对应地进行了强调处理的IR信号。
本发明的各方式的摄像装置也可以不具有与光源部10、内窥镜镜体部20、成像透镜300、分光镜301、激励光截止滤波器302、分色棱镜304以及显示部50中的至少1个对应的结构。
在第1实施方式中，信号处理部40根据R信号、G信号和B信号来判定被摄体60中的关注区域。信号处理部40根据与关注区域对应的IR信号来判定荧光区域。信号处理部40进行与荧光区域对应的IR信号的强调处理。因此，内窥镜装置1a能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
信号处理部40仅对与荧光区域对应的IR信号的信号值进行相加或相乘。由此，在荧光图像中，荧光区域比其他区域更显眼。
内窥镜装置1a分别取得R信号、G信号、B信号和IR信号。因此，内窥镜装置1a能够取得分辨率较高的可见光图像和荧光图像。并且，内窥镜装置1a能够同时进行可见光的摄像和红外光的摄像。
信号处理部40根据R信号、G信号和B信号的各像素的彩度和色相来判定关注区域。由此，能够根据彩度和色相来判定关注区域。
(第2实施方式)
使用图1所示的内窥镜装置1a对本发明的第2实施方式进行说明。以下，对与第1实施方式不同的点进行说明。
信号处理部40(关注区域判定部402)根据第1图像信号(R信号、G信号和B信号)的各像素的信号值与基准值的相关度来计算各像素的区域判定系数。基准值对应如下的值：该值被期待作为与关注区域对应的第1图像信号的信号值。信号处理部40(关注区域判定部402)根据在各像素中计算出的区域判定系数而对关注区域进行判定。
区域判定系数表示各像素中的关注区域的概率。信号处理部40(关注区域判定部402)根据区域判定系数对各像素属于关注区域的可能性进行判定。由此，信号处理部40(关注区域判定部402)能够根据关注区域的概率来判定关注区域。
信号处理部40(关注区域判定部402)使进行了强调处理的第2图像信号(IR信号)的各像素的信号值与各像素的区域判定系数相乘。
第1图像信号的各像素包含在关注区域内的情况下的各像素的区域判定系数比第1图像信号的各像素没有包含在关注区域内的情况下的各像素的区域判定系数大。因此，通过进行第2图像信号的信号值与区域判定系数的相乘，而使包含在关注区域且荧光区域内的像素的信号值与没有包含在关注区域内的像素的信号值之比变得更大。其结果是，在荧光图像中，荧光区域比其他区域更显眼。
对信号处理部40(关注区域判定部402)所进行的处理的详细情况进行说明。在对区域判定系数进行计算时，信号处理部40(关注区域判定部402)进行以下的处理。信号处理部40(关注区域判定部402)从存储器400读出基准值。信号处理部40(关注区域判定部402)对记录在存储器400中的基准值和RGB信号处理部401所生成的RGB信息进行比较。信号处理部40(关注区域判定部402)根据比较结果来计算相关度。信号处理部40(关注区域判定部402)根据所计算的相关度来计算区域判定系数。
在RGB信息是R信号与G信号和B信号的信号值的比率的情况下，由RGB信号处理部401生成的RGB信息包含各像素的R信号与G信号的信号值的比率X3和各像素的R信号与B信号的信号值的比率Y3。记录在存储器400中的基准值是关注区域中的R信号与G信号的信号值的比率X5和关注区域中的R信号与B信号的信号值的比率Y5。像上述那样，关注区域中的R信号与G信号的信号值的比率处于从X1到X2的范围。X5是从X1到X2的范围内的代表值。像上述那样，关注区域中的B信号与G信号的信号值的比率处于从Y1到Y2的范围。Y5是从Y1到Y2的范围内的代表值。
信号处理部40(关注区域判定部402)对各像素的比率X3与比率Y3的组合和作为基准值的比率X5与Y5的组合进行比较，并且计算相关度。例如，信号处理部40(关注区域判定部402)对(X3，Y3)与(X5，Y5)之间的欧几里德距离进行计算。计算出的欧几里德距离表示R信号、G信号和B信号的各像素的信号值与基准值的相关度。在欧几里德距离较小的情况下，相关度较高。在欧几里德距离较大的情况下，相关度较低。
信号处理部40(关注区域判定部402)根据各像素的相关度来计算各像素的区域判定系数。例如，各像素的区域判定系数为从0到1的值。在相关度较高的情况(即各像素包含在关注区域中的可能性较高的情况)下，区域判定系数接近1。在相关度较低的情况(即各像素不包含在关注区域中的可能性较高的情况)下，区域判定系数接近0。即，区域判定系数具有与相关度对应的权重。
信号处理部40(关注区域判定部402)对各像素的区域判定系数和基准值δ进行比较。基准值δ是比0大且比1小的值。由此，信号处理部40(关注区域判定部402)判定各像素是否包含在关注区域内。
在各像素的区域判定系数为基准值δ以上的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素包含在关注区域内。在各像素的区域判定系数小于基准值δ的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)判定为判定对象的像素不包含在关注区域内。
例如，作为基准值的比率X5和比率Y5是按照以下的方式确定的。信号处理部40(RGB信号处理部401)能够根据已知的信息来取得在关注区域内反射并且入射到图像传感器的可见光的代表性的光谱分布。已知的信息包含：光源100所发出的光的光谱分布；取决于内窥镜装置1a的光学系统的分光透过率；以及关注区域的分光反射特性。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据可见光的代表性的光谱分布而对关注区域中的代表性的比率X5和比率Y5进行计算。计算出的比率X5和比率Y5被记录在存储器400中。信号处理部40(RGB信号处理部401)也可以根据在包含已知的关注区域的被摄体60被拍摄时所生成的R信号、G信号和B信号，对关注区域中的代表性的比率X5和比率Y5进行计算。
例如，基准值δ是按照以下的方式确定的。比率X5和比率Y5是关注区域中的代表值。但是，由于图像传感器所产生的噪声和光源100所发出的光的不均匀等，关注区域中的R信号与G信号的信号值的比率X3和比率X5未必相同。同样，关注区域中的R信号与B信号的信号值的比率Y3和比率Y5未必相同。即，在关注区域中检测到的比率X3和比率Y3具有偏差。基准值δ被确定为：即使在关注区域中的比率X3和比率Y3具有偏差的情况下，也判定为与关注区域对应的像素的大部分处于关注区域。
例如，信号处理部40(RGB信号处理部401)根据在包含已知的关注区域的被摄体60被拍摄时所生成的R信号、G信号和B信号，而对关注区域中的各像素的比率X3和比率Y3进行计算。信号处理部40(RGB信号处理部401)对关注区域中的各像素的比率X3和比率Y3与作为基准值的比率X5和比率Y5的相关度进行计算。信号处理部40(RGB信号处理部401)根据各像素的相关度的分布来确定基准值δ。
在RGB信息为彩度和色相的情况下，信号处理部40(关注区域判定部402)对各像素的彩度和色相的组合与作为基准值的彩度和色相的组合进行比较，并且计算相关度。基于相关度的区域判定系数的计算和基于区域判定系数的关注区域的判定与上述的各处理相同。
信号处理部40(荧光区域判定部403)通过与第1实施方式的方法相同的方法来判定荧光区域。信号处理部40(荧光区域判定部403)根据荧光区域的判定结果来生成荧光区域信息。荧光区域信息包含被判定为包含在荧光区域内的像素的位置信息。信号处理部40(荧光区域判定部403)将荧光区域信息和各像素的区域判定系数输出给IR信号处理部404。
信号处理部40(IR信号处理部404)对第2图像信号(IR信号)进行第1实施方式的强调处理。即，信号处理部40(IR信号处理部404)通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上或乘以规定的值而进行强调处理。信号处理部40(IR信号处理部404)也可以通过仅使与荧光区域对应的IR信号的信号值加上或乘以与该信号值对应的值而进行强调处理。
此外，信号处理部40(IR信号处理部404)进行以下的处理。信号处理部40(关注区域判定部402)使进行了强调处理的IR信号的各像素的信号值与各像素的区域判定系数相乘。使与同一像素对应的IR信号的信号值和区域判定系数相乘。
像上述那样，各像素的区域判定系数为从0到1的值。在各像素包含在关注区域内的可能性较高的情况下，区域判定系数接近1。另一方面，在各像素包含在关注区域内的可能性较低的情况下，区域判定系数接近0。例如，信号值Sir1与信号值Sir2之比Pr1由式(1)来表示，其中，该信号值Sir1是与关注区域且荧光区域对应的像素P1的IR信号的信号值，该信号值Sir2是与关注区域以外的区域对应的像素P2的IR信号的信号值。
Pr1＝Sir1/Sir2···(1)
像素P1的区域判定系数为a1，像素P2的区域判定系数为a2。在将IR信号的信号值与区域判定系数相乘之后，信号值Sir1’与信号值Sir2’之比Pr2由式(2)来表示，其中，该信号值Sir1’是与关注区域且荧光区域对应的像素P1的IR信号的信号值，该信号值Sir2’是与关注区域以外的区域对应的像素P2的IR信号的信号值。
Pr2＝Sir1’/Sir2’
＝(a1×Sir1)/(a2×Sir2)···(2)
区域判定系数a1比区域判定系数a2大。因此，比Pr2大于比Pr1。即，通过进行IR信号的信号值与区域判定系数的相乘，在荧光图像中，荧光区域比其他区域更显眼。
信号处理部40(IR信号处理部404)将荧光图像信号输出到监视器500。荧光图像信号包含：与荧光区域以外的区域对应的IR信号；以及与荧光区域对应地进行了强调处理和区域判定系数的相乘的IR信号。
信号处理部40(IR信号处理部404)也可以进行强调处理和第1实施方式中的降低处理。在第2实施方式中，IR信号的各像素的信号值与各像素的区域判定系数的相乘不是必须的。
关于上述以外的点，第2实施方式中的内窥镜装置1a的动作与第1实施方式中的内窥镜装置1a的动作相同。
在第2实施方式中，内窥镜装置1a能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
信号处理部40根据R信号、G信号、B信号的各像素的信号值与基准值的相关度来计算各像素的区域判定系数。信号处理部40根据区域判定系数来判定关注区域。由此，信号处理部40能够根据关注区域的概率来判定关注区域。
信号处理部40使进行了强调处理的IR信号的各像素的信号值与各像素的区域判定系数相乘。由此，内窥镜装置1a能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
(第1变形例)
图5示出本发明的第1实施方式和第2实施方式的第1变形例的内窥镜装置1b的结构。如图5所示，内窥镜装置1b具有光源部10、内窥镜镜体部20、摄像机头30b(摄像部)、信号处理部40以及显示部50。在图5中示出光源部10、内窥镜镜体部20和摄像机头30b的大致结构。
关于图5所示的结构，对与图1所示的结构不同的点进行说明。摄像机头30b具有成像透镜300、激励光截止滤波器308以及图像传感器309(可见光摄像部和荧光摄像部)。成像透镜300与图1所示的成像透镜300相同。
穿过了成像透镜300的第1光(即来自被摄体60的第1光)向激励光截止滤波器308入射。入射到激励光截止滤波器308的光包含可见光和红外光。可见光包含红色光、绿色光和蓝色光。红外光包含激励光和荧光。激励光截止滤波器308将激励光遮断并使荧光和可见光透过。
图6示出激励光截止滤波器308的透过特性。图6所示的图表的横轴为波长，纵轴为透过率。激励光截止滤波器308将波长为约700nm到约800nm的波段的光遮断。并且，激励光截止滤波器308使波长小于约700nm的波段的光和波长为约800nm以上的波段的光透过。激励光截止滤波器308所遮断的光的波段包含激励光的波段。激励光截止滤波器308所透过的光的波段包含可见光的波段和荧光的波段。激励光截止滤波器308对激励光的遮断特性并不是完全遮断。激励光截止滤波器308将激励光的波段中的一部分光遮断，并使激励光的波段中的剩余的光、荧光和可见光透过。
透过了激励光截止滤波器308的激励光和荧光向图像传感器309入射。图像传感器309生成基于红色光的R信号(第1图像信号)、基于绿色光的G信号(第1图像信号)和基于蓝色光的B信号(第1图像信号)。此外，图像传感器309生成基于激励光和荧光的IR信号(第2图像信号)。
关于上述以外的点，图5所示的结构与图1所示的结构相同。
图7示出图像传感器309的像素排列。图像传感器309具有多个像素309R、多个像素309G、多个像素309B以及多个像素309IR。多个像素309R、多个像素309G、多个像素309B和多个像素309IR呈矩阵状配置。在图7中，作为代表示出1个像素309R、1个像素309G、1个像素309B和1个像素309IR的标号。1个像素309R、1个像素309G、1个像素309B和1个像素309IR构成了单位排列。在图7所示的像素排列中，多个单位排列呈二维状周期性配置。
在多个像素309R的表面上配置有供红色光透过的滤波器。在多个像素309G的表面上配置有供绿色光透过的滤波器。在多个像素309B的表面上配置有供蓝色光透过的滤波器。在多个像素309IR的表面上配置有供荧光透过的滤波器。多个像素309R生成基于红色光的R信号。多个像素309G生成基于绿色光的G信号。多个像素309IR生成基于荧光的IR信号。因此，多个像素309R、多个像素309G和多个像素309B构成了可见光摄像部。多个像素309IR构成了荧光摄像部。
(第2变形例)
图8示出本发明的第1实施方式和第2实施方式的第2变形例的内窥镜装置1c的结构。如图8所示，内窥镜装置1c具有光源部10c、内窥镜镜体部20、摄像机头30c(摄像部)、信号处理部40以及显示部50。在图8中示出光源部10c、内窥镜镜体部20和摄像机头30c的大致结构。
对图8所示的结构与图5所示的结构不同的点进行说明。光源部10c具有光源100、带通滤波器101、聚光透镜102、带阻滤波器103以及RGB旋转滤波器104。光源100与图1所示的光源100相同。带通滤波器101与图1所示的带通滤波器101相同。聚光透镜102与图1所示的聚光透镜102相同。
透过了带通滤波器101的可见光和激励光向带阻滤波器103入射。带阻滤波器103具有第1滤波器和第2滤波器。第1滤波器仅使可见光透过。第2滤波器仅使激励光透过。带阻滤波器103是旋转式的滤波器。第1滤波器和第2滤波器中的1个滤波器配置在光路上。在进行可见光的摄像时，第1滤波器配置在光路上。带阻滤波器103使可见光透过。在进行荧光的摄像时，第2滤波器配置在光路上。带阻滤波器103使激励光透过。
透过了带阻滤波器103的光向RGB旋转滤波器104入射。RGB旋转滤波器104具有第3滤波器、第4滤波器以及第5滤波器。第3滤波器将绿色光和蓝色光遮断，并使红色光和激励光透过。第4滤波器将红色光和蓝色光遮断，并使绿色光和激励光透过。第5滤波器将红色光和绿色光遮断，并使蓝色光和激励光透过。RGB旋转滤波器104是旋转式的滤波器。第3滤波器、第4滤波器和第5滤波器在光路上依次配置。在进行可见光的摄像时，RGB旋转滤波器104使红色光、绿色光、蓝色光依次透过。在进行荧光的摄像时，RGB旋转滤波器104使激励光透过。
摄像机头30c具有成像透镜300、激励光截止滤波器308以及图像传感器310(可见光摄像部和荧光摄像部)。成像透镜300与图1所示的成像透镜300相同。激励光截止滤波器308与图8所示的激励光截止滤波器308相同。
图像传感器310针对可见光和荧光具有灵敏度。在进行可见光的摄像时，红色光、绿色光和蓝色光依次透过激励光截止滤波器308。图像传感器310依次生成基于红色光的R信号、基于绿色光的G信号和基于蓝色光的B信号。在进行荧光的摄像时，激励光和荧光透过激励光截止滤波器308。图像传感器310生成基于激励光和荧光的IR信号。
像上述那样，图像传感器310能够在不同的时机生成R信号、G信号、B信号和IR信号。
关于上述以外的点，图8所示的结构与图5所示的结构相同。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式及其变形例。能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的增加、省略、置换及其他变更。并且，本发明并不限定于上述的说明，只通过附加的权利要求来限定。
产业上的可利用性
根据本发明的各实施方式，摄像装置能够生成用于显示使荧光区域更鲜明地发光的荧光图像的荧光图像信号。
标号说明
1a、1b、1c、1001：内窥镜装置；10、10c、1010：光源部；20、1020：内窥镜镜体部；30a、30b、30c、1030：摄像机头；40：信号处理部；50：显示部；100、1100：光源；101、1101：带通滤波器；102、1102：聚光透镜；103：带阻滤波器；104：RGB旋转滤波器；200、1200：光导；201、1201：照明透镜；202、1202：物镜；203、1203：像导；300、1300：成像透镜；301、1301：分光镜；302、308、1302：激励光截止滤波器；304、1304：分色棱镜；303、305、306、307、309、310、1303、1305、1306、1307：图像传感器；400：存储器；401：RGB信号处理部；402：关注区域判定部；403：荧光区域判定部；404：IR信号处理部；500、1050：监视器；1040：处理器。
Claims (8)
1.一种摄像装置，该摄像装置具有：
摄像部，其生成基于来自被摄体的可见光的第1图像信号，并且生成基于来自所述被摄体的激励光和荧光的第2图像信号；以及
信号处理部，其根据所述第1图像信号和所述第2图像信号来生成与所述荧光对应的荧光图像信号，
所述信号处理部根据所述第1图像信号来判定所述被摄体中的关注区域，
所述信号处理部根据与所述关注区域对应的所述第2图像信号来判定荧光区域，所述荧光区域在所述被摄体中产生所述荧光，
所述信号处理部进行与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的强调处理。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部通过仅使与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的信号值加上或乘以规定的值而进行所述强调处理。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部通过仅使与所述荧光区域对应的所述第2图像信号的信号值加上或乘以与所述信号值对应的值而进行所述强调处理。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部根据所述第1图像信号的各像素的信号值与基准值的相关度来计算各像素的区域判定系数，所述基准值对应如下的值：该值被期待作为与所述关注区域对应的所述第1图像信号的信号值，
所述信号处理部根据所述区域判定系数来判定所述关注区域。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部使进行了所述强调处理的所述第2图像信号的各像素的信号值与所述各像素的区域判定系数相乘。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述摄像部具有：
分光镜，其将来自所述被摄体的第1光分割成第2光和第3光，所述第1光包含所述可见光、所述激励光和所述荧光，所述第2光包含所述可见光，所述第3光包含所述激励光和所述荧光；
可见光摄像部，其供所述第2光入射，并且生成所述第1图像信号；
激励光截止滤波器，其对于所述荧光的透过率比对于所述激励光的透过率高，并且供所述第3光入射；以及
荧光摄像部，其供透过了所述激励光截止滤波器的所述第3光入射，并且生成所述第2图像信号，
所述可见光摄像部和所述荧光摄像部与所述信号处理部连接。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部具有：
存储器，其对表示所述被摄体的特性的被摄体特性信息进行记录，所述被摄体特性信息是根据所述被摄体的所述第1图像信号而生成的；以及
关注区域判定部，其根据记录在所述存储器中的所述被摄体特性信息和所述第1图像信号来判定所述关注区域。
8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理部根据所述第1图像信号的各像素的信号值来计算所述各像素的彩度和色相，
所述信号处理部根据所述各像素的所述彩度和所述色相来判定所述关注区域。
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