CN117338223A - 一种内窥镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内窥镜装置。该内窥镜装置包括：出光单元，其用于向被检体发出照明光；所述出光单元具有第一出光模式以及第二出光模式；所述出光单元在所述第一出光模式中，发出峰值波长在560nm~610nm范围内的第一光作为所述照明光；所述出光单元在所述第二出光模式中，发出峰值波长在610nm~680nm范围内的第二光作为所述照明光，所述第一光为宽谱光；摄像单元，其用于拍摄所述照明光照射在所述被检体后的返回光；处理单元，其基于所述返回光，生成图像信息；以及显示单元，其基于所述图像信息，进行图像显示。根据该内窥镜装置，能够提高内窥镜在双色成像显示下的显示亮度、能够减少内窥镜装置的生产成本，提高内窥镜装置的生产效率。

Description

一种内窥镜装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种内窥镜装置。

背景技术

双色成像技术是一种基于被检体中不同组织（如深层和浅层血管），对不同波段的光吸收率不同，通过利用窄带光，以可视化的方式突出显示出血点或不同层次组织的技术。相较于普通的白光照明，能够更好地提升人体组织如血管的对比度，从而利于医生在临床诊疗中更好地操作和做出判断。

一般来说，窄带光为波长跨度范围在20nm以下的光，波长跨度范围为20nm以上的光为宽谱光。例如在公告号为CN103717118B的专利文献中公开了一种内窥镜装置。在该内窥镜装置中，滤波器14-600构成为使波长接近600nm(λ1)的窄带光透过。滤波器14-630构成为使波长接近630nm(λ2)的窄带光透过。滤波器14-540构成为使波长接近540nm(λ3)的窄带光透过。在此，所谓“接近”，在波长接近600nm的情况下意味着中心波长为600nm且宽度以波长600nm为中心而具有20nm(即波长600nm前后的波长590nm至610nm)的范围的分布的窄带光。对于其它波长的波长630nm和后述的波长540nm也相同。由此，通过使用在图7中处于用虚线示出的范围的波长600nm前后15nm之间的窄带光，能够以高对比度显示较粗血管。

然而，在如专利文献CN103717118B的现有技术中，都使用波长跨度在20nm以下的窄带光进行双色成像。在实际操作中，在双色成像中使用窄带光成像会出现显示亮度不足等问题，从而影响医生的操作。而且，在本领域中，通常通过滤光片或者窄带光光源来获取窄带光，但是能够获取窄带光的滤光片或窄带光光源的加工难度很高，极大地增加内窥镜系统的生产成本，影响内窥镜产品的生产效率。

对此，为了解决上述现有技术中存在的至少一个问题，本发明提出了一种内窥镜装置，其目的在于提高内窥镜在双色成像显示中的显示亮度、降低内窥镜系统的生产成本，提高内窥镜产品的生产效率。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的一个实施方式为一种内窥镜装置，所述内窥镜装置包括：出光单元，其用于向被检体发出照明光；所述出光单元具有第一出光模式以及第二出光模式；所述出光单元在所述第一出光模式中，发出峰值波长在560nm~610nm范围内的第一光作为所述照明光，在所述第二出光模式中，发出峰值波长在610nm~680nm范围内的第二光作为所述照明光，所述第一光为宽谱光；摄像单元，其用于拍摄所述照明光照射在所述被检体后的返回光；处理单元，其基于所述返回光，生成图像信息；以及显示单元，其基于所述图像信息，进行图像显示。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述处理单元对所述第一光的返回光进行处理，以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第一图像信息，所述处理单元基于所述第二光的返回光，生成第二图像信息，所述显示单元基于所述第一图像信息以及所述第二图像信息，进行图像显示。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述出光单元还具有第三出光模式；所述出光单元在所述第三出光模式中，发出峰值波长在500nm~560nm范围的第三光作为所述照明光，所述处理单元基于所述第三光的返回光，生成第三图像信息，所述显示单元基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第三图像信息，进行图像显示。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述处理单元对所述第一光的返回光进行处理，以提取峰值波长在560nm~580nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第四图像信息，所述处理单元基于所述第三图像信息以及所述第四图像信息，生成第五图像信息，所述显示单元基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第五图像信息，进行图像显示。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述摄像单元包括附带有拜尔滤光片的图像传感器，由所述拜尔滤光片对所述第一光的返回光进行分光，所述处理单元对分光后的返回光进行处理。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述摄像单元包括附带有自定义滤光片的图像传感器，由所述自定义滤光片对所述返回光进行分光，所述处理单元对分光后的返回光进行处理，所述自定义滤光片按照以下方式设置：将能够通过R滤光片的R光的波长范围与能够通过G滤光片的G光的波长范围部分重叠地设置。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述处理单元对所述图像传感器的像素点的RGB信息预先设置调光系数Kr、Kg和Kb，获得调整后的所述第一图像信息：

；

其中，Iout为所述第一图像信息，R、G、B为所述像素点的RGB信息。

另外，在本发明中，还可以构成为，基于拜尔滤光片的拜尔曲线以及所述第一光的光谱曲线，计算通过拜尔R滤光片的r光谱曲线、通过拜尔G滤光片的g光谱曲线以及通过拜尔B滤光片的b光谱曲线，或者基于自定义滤光片的自定义曲线以及所述第一光的光谱曲线，计算通过自定义R滤光片的r光谱曲线、通过自定义G滤光片的g光谱曲线以及通过自定义B滤光片的b光谱曲线；通过r光谱曲线*Kr+g光谱曲线*Kg+b光谱曲线*Kb，获得合成光谱；以使所述合成光谱峰值波长在580nm~610nm范围内且半高宽为25nm以下的方式，调整Kr、Kg和Kb的值，获得预先设置的所述调光系数Kr、Kg和Kb。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述出光单元还包括白光出光模式；所述出光单元将在所述白光出光模式中发出的第四光作为所述照明光，或者，所述出光单元将所述第四光与所述第一光、所述第二光中的至少一个进行光路耦合，以形成复合光，并将所述复合光作为所述照明光。

另外，在本发明中，还可以构成为，所述复合光具有显色指数大于90的连续光谱，在规定波段的范围内，所述复合光的光谱的强度极小值为所述复合光的光谱的强度极大值的5%以上。

由此，根据本发明的内窥镜装置，出光单元输出峰值波长在560nm~610nm范围内的宽谱光作为照明光，对被检体进行照射，摄像单元对峰值波长在560nm~610nm范围内的宽谱光的返回光进行拍摄，处理单元基于所述返回光的信息，生成图像信息；显示单元基于该图像信息，进行图像显示。由此，本发明的内窥镜装置在双色成像的显示中，基于宽谱光进行图像显示，减少了照明光的能量损失，提高了拍摄单元获取到的光量，因此，能够提高双色成像显示的图像亮度，避免亮度不足影响信噪比，从而有利于进行准确图像显示和临床诊断；另一方面，由于生成宽谱照明光的硬件相较于生成窄带光的硬件而言，结构更简单，加工难度更低，因此能够更加方便地进行生产装配，能够减少内窥镜装置的生产成本，提高内窥镜装置的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一实施方式所涉及的内窥镜装置的构成框图。

图2为本发明的第一实施方式所涉及的内窥镜装置的出光单元的示意性结构图。

图3为本发明的第一实施方式所涉及的内窥镜装置中的第一光的光谱示意图。

图4为本发明的第二实施方式所涉及的内窥镜装置中的拜尔滤光片的拜尔曲线的示意图。

图5为本发明的第二实施方式所涉及的第一光经过拜耳滤波片分光后的一例的光谱示意图。

图6为本发明的第二实施方式所涉及的合成光谱的示意图。

图7为本发明的第三实施方式所涉及的内窥镜装置中的自定义滤光片的自定义曲线的示意图。

图8为本发明的第三实施方式所涉及的内窥镜装置中的第一光经过自定义滤光片分光后的光谱示意图。

图9为本发明的第三实施方式所涉及的合成光谱的示意图。

图10为本发明的第八实施方式中的出光单元输出的复合光的一例的光谱示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

<第一实施方式>

首先，说明本实施方式所涉及的内窥镜装置的结构。图1为本实施方式所涉及的内窥镜装置的构成框图。

如图1所示，内窥镜装置1包括：出光单元11、摄像单元12、处理单元13以及显示单元14。

出光单元11用于向被检体发出照明光，具有多种出光模式。其中，出光单元11在第一出光模式中，发出峰值波长在560nm~610nm范围内的第一光作为所述照明光，在第二出光模式中，发出峰值波长在610nm~680nm范围内的第二光作为所述照明光。第一光为宽谱光，即，为波长跨度大于20nm的光。

在此，第一光为本领域常规意义上的宽谱光，即，波长跨度大于20nm的光即可。进一步地，为了保证良好的对比度，也可以对第一光的半高宽进行限定，例如，第一光的半高宽可以为15nm-50nm，优选为15nm-25nm。

另外，第二光也可以为宽谱光，也可以为窄带光，在本发明中不做限定。

摄像单元12用于拍摄出光单元11发出的照明光照射在被检体后的返回光。摄像单元12使用本领域常用的图像传感器即可，优选彩色图像传感器。

处理单元13对拍摄单元12拍摄到的返回光进行处理，生成图像信息。处理单元13能够使用本领域常用的处理装置，例如使用中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理(DSP)芯片等。

显示单元14基于处理单元13生成的图像信息，进行图像显示。显示单元14能够使用本领域常用的显示装置，将图像信息分配到不同的颜色分配通道，从而进行图像显示。

下面，对本实施方式所涉及的出光单元11进行详细说明。

图2为本实施方式所涉及的内窥镜装置的出光单元的示意性结构图。

如图2所示，出光单元11具有第一光源101、第二光源102、第三光源103、第四光源104以及白光光源100，上述光源均可以是LED光源或者LD光源等本领域常用的光源。其中，第一光源101用于发出峰值波长在560nm~610nm范围内的光。第二光源102用于发出峰值波长在610nm~680nm范围内的光。第三光源104用于发出峰值波长在500nm~560nm范围的光。白光光源100发出白光。第四光源104用于发出峰值波长在405~415nm范围内的光。

如图2所示，本实施例的出光单元11还包括第一二向色镜201，第二二向色镜202，第三二向色镜203，第四二向色镜204，以及反射镜301的组合。

在第一出光模式时，首先，将出光单元11中的第一光源101单独点亮。如图1所示，第一光源101发出的光经过反射镜301的第二表面的反射后，输送至第四二向色镜204。第四二向色镜204对第一光源101发出的光再次进行反射，传输至第三二向色镜203，第三二向色镜203对第一光源101发出的光的波长进行过滤，改变其波长跨度，使其成为峰值波长在560nm~610nm范围内的宽谱光的第一光，将获得的第一光作为照明光输出。

在第二出光模式时，将第二光源102单独点亮。第二光源102发出的光经过第四二向色镜204，第四二向色镜204对第二光源102发出的光进行过滤，改变第二光源102发出的光的波长跨度，使其成为峰值波长在610nm~680nm范围内的第二光，获得的第二光经过第三二向色镜203反射，作为照明光输出。在此，输出的第二光可以为窄带光，但是，为了降低内窥镜装置的生产成本，提高内窥镜在双色成像显示中的显示亮度，出光单元11也可以输出作为宽谱光的第二光。

另外，为了减少第一光源101和第二光源102相互之间产生频段干扰，减少噪声产生，第一光源101和第二光源102可以设置为在不同时段点亮，出光单元11在不同时刻成为第一出光模式和第二出光模式，即出光单元11在不同的时刻发出第一光和第二光。

在此，图2仅是出光单元11的一例，本发明的出光单元不限定于此，例如，可以直接使用LED等光源发出第一光、第二光等。

图3为本实施方式获得的第一光的光谱示意图。

如图3所示的第一光的光谱，在第一光的半高宽为15nm-50nm的情况下，所述第一光的波长跨度在30nm-100nm左右，摄像单元12能够拍摄光量充分的返回光，能够为内窥镜系统在双色成像的显示中提供充分的显示亮度。进而，在第一光的半高宽为15nm-25nm，波长跨度在30nm-50nm范围的情况下，不仅能够满足内窥镜装置在双色成像显示中的显示亮度的要求，还能够提高图像的对比度。

因而，根据本实施方式的内窥镜装置，出光单元输出峰值波长在560nm~610nm范围内的宽谱光作为照明光，对被检体进行照射，摄像单元对峰值波长在560nm~610nm范围内的宽谱光的返回光进行拍摄，处理单元基于所述返回光的信息，生成图像信息；显示单元基于该图像信息，进行图像显示。由此，本发明的内窥镜装置在双色成像的显示中，基于宽谱光进行图像显示，减少了照明光的能量损失，提高了拍摄单元获取到的光量，因此，能够提高双色成像显示的图像亮度，避免亮度不足影响信噪比，从而有利于进行准确图像显示和临床诊断；另一方面，由于生成宽谱照明光的硬件相较于生成窄带光的硬件而言，结构更简单，加工难度更低，因此能够更加方便地进行生产装配，能够减少内窥镜装置的生产成本，提高内窥镜装置的生产效率。

<第二实施方式>

在本实施方式中，处理单元13还对第一光的返回光进行进一步处理，以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第一图像信息，处理单元13基于第二光的返回光，生成第二图像信息，显示单元14基于所述第一图像信息以及所述第二图像信息，进行图像显示。

在此，下面对本实施方式中处理单元13对第一光的进一步处理的方法进行说明，但是本发明不应限制到本实施方式的处理方法中。

在本实施方式中，摄像单元12包括附带有拜尔滤光片的图像传感器，由所述拜尔滤光片对第一光的返回光进行分光。拜尔滤光片能够对不同波段的光进行选择性吸收，因此能够选择性地对入射光进行特定波段的滤光处理。在图像传感器的每个像素点上设置有R拜尔滤光片、G拜尔滤光片、B拜尔滤光片中的一个，使得图像传感器的像素点形成类似RGBG，GRGB，或者RGGB等的排列，每个像素点获得经由对应设置的拜尔滤光片过滤后的光的强度值（亮度值）。

图4为本实施方式所涉及的拜尔滤光片的拜尔曲线示意图。

如图4所示，通过拜尔滤光片，摄像单元12的图像传感器在380nm~800nm范围形成了RGB拜尔曲线，实现了对R、G、B三色的分光处理。

当第一光的返回光经过摄像单元12的图像传感器后，基于图像传感器的拜尔曲线，合成出如图5所示的通过R滤光片的r光谱曲线、通过G滤光片的g光谱曲线以及通过B滤光片的b光谱曲线。图5中的曲线可以根据第一光的光谱曲线和图4所示的图像传感器的拜尔曲线计算而获得。图像传感器上的每个像素分别获得经由拜尔滤光片过滤后的光的强度值。

在某个像素点，例如设置有R拜尔滤光片的像素点基于r光谱曲线获得经由R拜尔滤光片的光的强度的情况下，根据周边距离最近的设置有G拜尔滤光片的像素点和设置有B拜尔滤光片的像素点获得的光的强度值，通过插值运算等方式，计算出该像素点的G光强度值、B光强度值，从而获得该像素点的RGB信息。

在获得了各个像素点的RGB信息后，处理单元13对各个像素点的RGB信息进行差异处理调整，以进行相应的调光合成，生成图像信息。

具体来说，处理单元13对像素点的RGB信息预先设置调光系数Kr、Kg和Kb，获得调整后的第一图像信息：

；

其中，Iout为第一图像信息，R为r拜尔光谱曲线，R、G、B为所述像素点的RGB信息。

在这个过程中，处理单元13会根据像素点的RGB信息和预设的调光系数，对每个像素点的RGB信息进行调光操作，以实现亮度和色彩的调整，最终生成调整后的第一图像信息。

在本实施方式中，可以通过以下方式获得预先设置的调光系数Kr、Kg和Kb。

如图5所示，在580nm~610nm范围内，r拜尔光谱曲线、g拜尔光谱曲线、b光谱曲线存在着重叠区域（图5中阴影部分）。因而，在本实施方式中，通过对r光谱曲线、g光谱曲线、b光谱曲线赋予调光系数Kr、Kg和Kb进行运算，获得合成光谱，通过调整调光系数Kr、Kg和Kb的值，改变合成光谱的形状，从而能够调整生成第一图像信息的光谱曲线的峰值波长以及半高宽。

即，通过计算r光谱曲线*Kr+g光谱曲线*Kg+b光谱曲线*Kb，并将可能出现在横坐标轴下方的曲线的强度值调整为零，由此获得合成光谱。随后，通过调整调光系数Kr、Kg和Kb的值，以使合成光谱峰值波长在580nm~610nm范围内且半高宽为25nm以下。最后，使用调整后的调光系数Kr、Kg和Kb对每个像素点基于r光谱曲线、g光谱曲线、b光谱曲线获得的RGB信息进行调整，即可获得与合成光谱对应的调整后的第一图像信息。

例如，可以设置Kr=1，Kg=-0.4，Kb=-1，则可以获得图6所示的合成光谱，与该合成光谱对应的调整后的第一图像信息为R-0.4G-B。

另外，本领域技术人员可以理解的是，上述关于调光系数的具体设置仅只是作为一个示例，并不限制本发明的保护范围。例如，也可以设置成Kr=1，Kg=-0.8，Kb=0，或其他数值。另外，还可以通过改变调光系数矩阵(Kr，Kg，Kb)的值，来实现合成光谱的峰值波长的调整，以及半高宽的调整。

根据本实施方式，能够在提高在双色成像显示中的图像亮度的基础上，提高图像的对比度。并且，预先设置好调光系数Kr、Kg和Kb，通过数值运算获得调整后的第一图像信息，能够减少运算量，减轻处理单元的运算负荷。

另外，在本实施方式中，还可以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为10nm-25nm的返回光所对应的图像信息，进一步地，还可以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为15nm-20nm的返回光所对应的图像信息。由此，能够在提高内窥镜装置在双色成像显示中的显示亮度的基础上，进一步提高图像的对比度。

<第三实施方式>

在本实施方式中，与第二实施方式相同地，处理单元13对第一光的返回光进行进一步处理，与第二实施方式不同之处在于，在本实施方式中，摄像单元12包括附带有自定义滤光片的图像传感器，由所述自定义滤光片对所述返回光进行分光。

在本实施方式中，所述自定义滤光片按照以下方式设置：将能够通过R滤光片的R光的波长范围与能够通过G滤光片的G光的波长范围部分重叠地设置。

在本实施方式中，在所述G光的光谱中，与所述R光波长重叠的重叠面积和不与所述R光波长重叠的非重叠面积比值为0.2以下。所述R光的波长范围与所述G光的波长范围在580nm~610nm范围内重叠。从而形成如图7所示自定义滤光片的R/G/B光谱。相较于采用拜尔滤光片形式的图像传感器，采用自定义滤光片形式的图像传感器，具有透光率高的优点，因此生成的图像亮度也更高。

另外，本领域技术人员可以理解的是，上述重叠面积和非重叠面积比值以及重叠波长范围的设置也可以根据需要另行调整，只要保证R/G/B通道之间存在重叠面积，以及重叠波长范围覆盖期望的波长范围即可。

另外，如图7所示，本实施方式中，也可以将能够通过B滤光片的B光的波长范围与能够通过G滤光片的G光的波长范围部分重叠地设置，在所述G光的光谱中，与所述B光波长重叠的重叠面积和不与所述B光波长重叠的非重叠面积比值例如为0.2以下。

同样地，在图像传感器的每个像素点上设置有R自定义滤光片、G自定义滤光片、B自定义滤光片中的一个，使得图像传感器的像素点形成类似RGBG，GRGB，或者RGGB等的排列，每个像素点获得经由对应设置的自定义滤光片过滤后的光的强度值（亮度值）。

通过自定义滤光片对第一光的返回光进行分光。当第一光的返回光经过摄像单元12的图像传感器后，基于图7所示的自定义曲线，合成出如图8所示的光谱，分别获得通过R滤光片的R光的r光谱曲线、通过G滤光片的G光的g光谱曲线以及通过B滤光片的B光的b光谱曲线，图像传感器上的各像素分别获得经由自定义滤光片过滤后的光的强度值。图8中的曲线可以根据第一光的光谱曲线和图7所示的图像传感器的自定义曲线计算而获得。

在某个像素点，例如设置有R自定义滤光片的像素点基于r光谱曲线获得经由R自定义滤光片的R光的强度的情况下，根据周边距离最近的设置有G自定义滤光片的像素点、设置有B自定义滤光片的像素点获得的光的强度值，通过插值运算等方式，计算出该像素点的G光强度值、B光强度值，从而获得该像素点的RGB信息。

与第二实施方式同样地，在获得了各个像素点的RGB信息后，处理单元13对各个像素点的RGB信息进行差异处理调整，以进行相应的调光合成。

具体来说，处理单元13对像素点的RGB信息预先设置调光系数Kr、Kg和Kb，获得调整后的第一图像信息：

；

其中，Iout为第一图像信息，R、G、B为像素点的RGB信息。

在这个过程中，处理单元13根据像素点的RGB信息和预设的调光系数，对每个像素点进行调光操作，以实现亮度和色彩的调整，最终生成调整后的第一图像信息。

在本实施方式中，通过与第二实施方式相同的方式获得预先设置的调光系数Kr、Kg和Kb。

即，如图8所示，在580nm~610nm范围内，r光谱曲线、g光谱曲线、b光谱曲线存在着重叠区域（图8中阴影部分）。因而，在本实施方式中，通过对r光谱曲线、g光谱曲线、b光谱曲线赋予调光系数Kr、Kg和Kb进行运算，获得合成光谱，通过调整调光系数Kr、Kg和Kb的值，改变合成光谱的形状，从而能够调整生成第一图像信息的光谱曲线的峰值波长以及半高宽。

即，通过r光谱曲线*Kr+g光谱曲线*Kg+b光谱曲线*Kb，并将可能出现在横坐标轴下方的曲线的强度值调整为零，由此获得合成光谱。随后，通过调整调光系数Kr、Kg和Kb的值，以使合成光谱峰值波长在580nm~610nm范围内且半高宽为25nm以下。最后，使用调整后的调光系数Kr、Kg和Kb对像素点基于r光谱曲线、g光谱曲线、b光谱曲线获得的RGB信息进行调整，即可获得与合成光谱对应的调整后的第一图像信息。

例如，可以设置Kr=1，Kg=-2，Kb=0，则可以获得图9所示的合成光谱，与该合成光谱对应的调整后的第一图像信息为R-2G。

根据本实施方式，能够在提高内窥镜装置在双色成像显示中的图像亮度的基础上，提高图像的对比度。并且，预先设置好调光系数Kr、Kg和Kb，通过数值运算获得调整后的第一图像信息，能够减少运算量，降低处理单元的运算负荷。

另外，在本实施方式中，还可以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为10nm-25nm的返回光所对应的图像信息，进一步地，还可以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为15nm-20nm的返回光所对应的图像信息。由此，能够在提高内窥镜装置在双色成像显示中的显示亮度的基础上，进一步提高图像的对比度。

<第四实施方式>

在本实施方式中，出光单元11输出的第二光为宽谱光，处理单元13对第二光的返回光进行进一步处理，即，在本实施方式中，处理单元13对第二光的返回光进行处理，以提取峰值波长在610nm~680nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第二图像信息，显示单元14基于第一图像信息以及第二图像信息，进行图像显示。

在本实施方式中，对于第二光的返回光的进一步处理可以使用第二实施方式或者第三实施方式说明过的方式进行。

根据本实施方式，能够在提高内窥镜装置在双色成像显示中的显示亮度的基础上，进一步提高图像的对比度。

<第五实施方式>

在本实施方式中，出光单元11还具有第三出光模式。在第三出光模式中，出光单元11发出峰值波长在500nm~560nm范围的第三光作为照明光，处理单元13基于所述第三光的返回光，生成第三图像信息，显示单元14基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第三图像信息，进行图像显示。

具体来说，如图2所示，在第三出光模式中，将第三光源103单独点亮。第三光源103发出的光经过第二二向色镜202，第二二向色镜202对第三光源103发出的光进行过滤，改变第三光源103发出的光的波长跨度，使其成为峰值波长在500nm~560nm范围内的第三光，获得的第三光经过第三二向色镜203反射，作为照明光输出。

在此，第三光可以是宽谱光，也可以是窄带光。

同样地，图2仅是出光单元11的一例，本发明的出光单元不限定于此，例如，可以直接使用LED等光源发出第三光。

并且，在本实施方式中，在第三光为宽谱光的情况下，也可以对于第三光的返回光的进一步处理，以提取峰值波长在500nm~560nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第三图像信息。该处理方法也可以使用第二实施方式或者第三实施方式说明过的方式进行。

另外，第三光源103可以与第一光源101、第二光源102在相同时刻点亮，具体来说，出光单元11可以同时成为第一出光模式、第二出光模式以及第三出光模式，或者同时成为第一出光模式和第三出光模式，或者同时成为第二出光模式和第三出光模式，即，出光单元11可以同时发出第一光、第二光、第三光，或者可以同时发出第一光、第三光，或者可以同时发出第二光、第三光。当然，第三光源103也可以与第一光源101和第二光源102在不同时段点亮，出光单元11在不同时刻成为第一出光模式、第二出光模式、第三出光模式，即，出光单元11在不同时刻分别发出第一光、第二光、第三光。

根据本实施方式，能够使用第一图像信息、第二图像信息以及第三图像信息进行显示，因此，能够在图像中显示更多的内容，并且，能够在提高内窥镜装置在双色成像显示中的显示亮度的基础上，进一步提高图像的对比度。

<第六实施方式>

在本实施方式中，处理单元13对所述第一光的返回光进行处理，以提取峰值波长在560nm~580nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第四图像信息，并且，处理单元13基于所述第三图像信息与所述第四图像信息，生成第五图像信息，显示单元14基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第五图像信息，进行图像显示。

在此，处理单元13可以采用多种方式来生成第五图像信息，例如，处理单元13可以将第三图像信息与第四图像信息相加等方式来生成第五图像信息，在本发明中不做特别限定。

在本实施方式中，提取第四图像信息的方式可以使用第二实施方式或者第三实施方式说明过的方式进行。

根据本实施方式，处理单元基于第三图像信息和第四图像信息生成第五图像信息，显示单元基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第五图像信息，进行图像显示，因此，能够减少照明光的浪费，进一步提高图像显示所使用的返回光的光量，能够在进一步提高内窥镜装置在双色成像显示中的图像的显示亮度的同时，提高图像的对比度。

<第七实施方式>

在进行内镜手术诊疗时，操作医生首先将内窥镜的插入部插入体腔内，通常此时通过通常光的照明模式（以白光光源100的第四光为照明光）进行观察。

因而，在本实施方式中，出光单元11还可以具有白光出光模式。在白光出光模式中，出光单元11发出第四光作为照明光。

具体来说，如图2所示，在白光出光模式中，将白光光源100单独点亮。白光光源100发出的光经过第一二向色镜201反射，并经由第二二向色镜202、第三二向色镜203反射，作为照明光输出。

根据本实施方式，内窥镜装置能够实现通常光照明。

<第八实施方式>

在第七实施方式中，有时会出现白光光源100发出的光的光谱不连续、照明光的光谱在局部波段内存在凹坑等问题。

因而，在本实施方式中，出光单元11还可以将白光光源100发出的第四光与来自第一光源101的第一光、来自第二光源102的第二光、来自第三光源103的第三光、来自第四光源104的光中的至少一个进行光路耦合，以形成复合光，并将所述复合光作为所述照明光。

具体来说，如图2所示，同时点亮白光光源100、第一光源101、第二光源102、第三光源103、第四光源104。

第四光源104的光通过反射镜301的反射，并经由第一二向色镜201过滤后，与经由第一二向色镜201反射的白光光源100的光进行光路耦合，以输出第一合束光；第三光源103的光通过第二二向色镜202过滤后，与经由第二二向色镜202反射的第一合束光进行光路耦合，以输出第二合束光。

第二光源102的光通过第四二向色镜204过滤后，与经由反射镜301的反射后的第一光源101的光进行光路耦合，以输出第三合束光；第三合束光经由第三二向色镜203过滤后，与经由第三二向色镜203反射的第二合束光进行光路耦合，以生成复合光，出光单元11将该复合光作为照明光输出。

也可以说，白光光源100的光在经由第三二向色镜203反射后，与经由第三二向色镜203过滤获得的第一光、经由第三二向色镜203反射获得的第二光、经由第三二向色镜203反射获得的第三光、以及经由第三二向色镜203反射获得的第四光源的光进行光路耦合。

由此，通过以上描述的光源和输出方式，能够获得光谱连续、显色指数高的复合光作为照明光。

另外，本领域技术人员能够理解，上述光路的耦合仅是一个示例，本发明并不限制在上述实施方式中，出光单元11可以将白光光源100发出的光与第一光、第二光、第三光、来着第四光源104的光中的至少一个进行光路耦合；出光单元11还可以将白光光源100发出的光与第一光、第二光、第三光中的至少一个进行光路耦合；进而，出光单元11还可以将白光光源100发出的光与第一光、第二的光中的至少一个进行光路耦合。

在此，图2仅是出光单元11的一例，本发明的出光单元不限定于此，例如，可以直接使用LED等光源发出第一光、第二光、第三光等，随后将其进行耦合。

通过本实施方式，能够获得如图10所示的复合光，该复合光具有显色指数大于90的连续光谱，在规定波段的范围内，例如可见光的范围内，复合光的光谱的强度极小值为所述复合光的光谱的强度极大值的5%以上。由此，能够满足临床检测和诊断中对被检测部位的照明需求，提高内窥镜装置的显示亮度。

本发明的显示单元14包括图像处理器和外接显示设备，可以基于由图像传感器生成的图像信息进行图像显示。相关实现内容，如颜色通道分配等内容可以参照前述实施例，此处不再赘述。

本发明中的显示单元14的图像信号处理器接收处理单元13调光合成后生成的图像信息。在本实施例中，可以根据将需要，将各图像信息分配到不同的颜色分配通道，从而赋予浅层血管和深层血管不同的颜色。例如，将第一图像信息分配到R通道、第二图像信息分配到G通道、第三图像信息或者第五图像信息分配至B通道，或者将某两个图像信息、某三个图像信息分配到RGB三个通道。通过高亮度且不同色彩的高对比度显示出位于不同深度，不同直径大小的血管组织。在外接显示器上，进一步的，也可以将某一个图像信息分配到RGB三个通道，从而使其输出显示呈单色图像输出，可以以单色高对比化地显示出对应血管的形态。进而，还能够对各图像信息进行加法、减法等各种运算，以获得不同的显示效果。

另外，在本发明中，当显示单元14将图像信息分配到相应的通道后，可通过显示单元14的增益调节，对图像信息进行亮度调整。例如，将第一图像信息和第二图像信息分配至G和R通道后，再为各图像信息的亮度值，分配相应的亮度系数，形成如下公式：

；

其中，Im1为第一图像信息；Im2为第二图像信息；K1为第一图像信息的亮度系数；K2为第二图像信息的亮度系数。

另外，在本发明中，显示单元14还可以将第三图像信息分配至B通道，将将第一图像信息分配至G通道，将第二图像信息分配至R通道，最终在显示设备上合成显示相应的图像。

如上述对亮度的增益调整过程，在将第三图像信息进行通道分配后，可以进一步地进行图像亮度的增益调整。从而形成如下所示的增益调整公式：

；

其中，Im1为第一图像信息；Im2为第二图像信息；Im3为第三图像信息；K1为第一图像信息的亮度系数；K2为第二图像信息的亮度系数；K3为对应第三图像信息的亮度系数。

另外，在本发明中，显示单元14还可以将第五图像信息分配至B通道，将第一图像信息分配至G通道，将第二图像信息分配至R通道，最终在显示设备上合成显示相应的图像。

如上述对亮度的增益调整过程，在将第五图像信息进行通道分配后，可以进一步地进行图像亮度的增益调整。从而形成如下所示的增益调整公式：

；

其中，Im1为第一图像信息；Im2为第二图像信息；Im5为第五图像信息；K1为第一图像信息的亮度系数；K2为第二图像信息的亮度系数；K5为对应第五图像信息的亮度系数。

另外，本发明的显示单元14可以包括图像信号处理器（Image Signal Process，ISP）和相应的外接显示设备，用于接收来自处理单元13生成的图像信息，对其进行成像处理，以最终图像化地显示于显示器屏幕上。ISP可以进一步地对该图像信息执行相关处理，以实现对图像的优化，例如可采用除噪，白平衡，自动曝光等处理方法，以及，可根据需要，对各波段的图像做RGB颜色通道分配进行颜色变换，以得到可视化的图像，进而由显示设备，如高清显示屏进行内镜操作的画面显示。上述的除噪，白平衡，自动曝光等相关处理，都可通过现有的处理电路来实现，此处不再赘述。

另外，在实际操作中，通过本发明，可以使内镜操作医生在进行内镜操作时，通过被检对象体内不同深度分布的组织的不同颜色显示，就能了解这些组织的具体分布情况。例如，能够用不同颜色显示在消化道黏膜表层分布的微细血管组织、黏膜浅层分布的血管组织、相对较深的在肌层分布的血管组织以及出血点等，从而便于在后续操作。例如通过高频电刀在进行内镜黏膜下剥离术对病灶位置进行手术剥除时，避免触及相关组织，造成患者损伤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

例如，处理单元可以是摄像单元所具有的芯片，也可以是单独设置的具有处理功能的部件。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

进一步可以理解的是，本发明实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，或者对上述技术特征进行不同组合；而这些修改、替换以及组合，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内窥镜装置，其特征在于，包括：

出光单元，其用于向被检体发出照明光；所述出光单元具有第一出光模式以及第二出光模式；所述出光单元在所述第一出光模式中，发出峰值波长在560nm~610nm范围内的第一光作为所述照明光，在所述第二出光模式中，发出峰值波长在610nm~680nm范围内的第二光作为所述照明光，所述第一光为宽谱光；

摄像单元，其用于拍摄所述照明光照射在所述被检体后的返回光；

处理单元，其基于所述返回光，生成图像信息；以及

显示单元，其基于所述图像信息，进行图像显示。

2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述处理单元对所述第一光的返回光进行处理，以提取峰值波长在580nm~610nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第一图像信息，

所述处理单元基于所述第二光的返回光，生成第二图像信息，

所述显示单元基于所述第一图像信息以及所述第二图像信息，进行图像显示。

3.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述出光单元还具有第三出光模式；所述出光单元在所述第三出光模式中，发出峰值波长在500nm~560nm范围的第三光作为所述照明光，

所述处理单元基于所述第三光的返回光，生成第三图像信息，

所述显示单元基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第三图像信息，进行图像显示。

4.根据权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述处理单元对所述第一光的返回光进行处理，以提取峰值波长在560nm~580nm范围内的半高宽为25nm以下的返回光所对应的第四图像信息，

所述处理单元基于所述第三图像信息与所述第四图像信息，生成第五图像信息，

所述显示单元基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第五图像信息，进行图像显示。

5.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述摄像单元包括附带有拜尔滤光片的图像传感器，由所述拜尔滤光片对所述第一光的返回光进行分光，

所述处理单元对分光后的返回光进行处理。

6.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述摄像单元包括附带有自定义滤光片的图像传感器，由所述自定义滤光片对所述第一光对应的返回光进行分光，所述处理单元对分光后的返回光进行处理，

所述自定义滤光片按照以下方式设置：

将能够通过R滤光片的R光的波长范围与能够通过G滤光片的G光的波长范围部分重叠地设置。

7.根据权利要求5或6所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述处理单元对所述图像传感器的像素点的RGB信息预先设置调光系数Kr、Kg和Kb，计算调整后的所述第一图像信息：

；

其中，Iout为所述第一图像信息，R、G、B为所述像素点的RGB信息。

8.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，

基于拜尔滤光片的拜尔曲线以及所述第一光的光谱曲线，计算通过拜尔R滤光片的r光谱曲线、通过拜尔G滤光片的g光谱曲线以及通过拜尔B滤光片的b光谱曲线，或者基于自定义滤光片的自定义曲线以及所述第一光的光谱曲线，计算通过自定义R滤光片的r光谱曲线、通过自定义G滤光片的g光谱曲线以及通过自定义B滤光片的b光谱曲线；

通过r光谱曲线*Kr+g光谱曲线*Kg+b光谱曲线*Kb，获得合成光谱；

以使所述合成光谱峰值波长在580nm~610nm范围内且半高宽为25nm以下的方式，调整Kr、Kg和Kb的值，获得预先设置的所述调光系数Kr、Kg和Kb。

9.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述出光单元还包括白光出光模式；

所述出光单元将在所述白光出光模式中发出的第四光作为所述照明光，或者，所述出光单元将所述第四光与所述第一光、所述第二光中的至少一个进行光路耦合，以形成复合光，并将所述复合光作为所述照明光。

10.根据权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述复合光具有显色指数大于90的连续光谱，在规定波段的范围内，所述复合光的光谱的强度极小值为所述复合光的光谱的强度极大值的5%以上。