-
Die
Erfindung betrifft einen Endoskopprozessor und ein Endoskopsystem.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Endoskopprozessor, der
eine Signalverarbeitung an einem Bildsignal durchführt,
das auf Grundlage eines aufgenommenen optischen Bildes eines Objektes
erzeugt wird, welches mit einer aus mehreren Lichtarten ausgewählten
Art von Licht beleuchtet wird, wobei der Signalprozessor die Signalverarbeitung
in Abhängigkeit der speziellen Lichtart durchführt.
-
Es
ist ein Fluoreszenzendoskopsystem bekannt, das Anregungslicht auf
Gewebe abgibt und ein optisches Autofluoreszenzbild des Gewebes
aufnimmt. Die
JP 2006-287426 offenbart
ein Fluoreszenzendoskopsystem, in dem auf einem Monitor gleichzeitig
ein Weißlichtbild, das ein optisches Bild eines mit Weißlicht
beleuchteten Objektes ist, und ein Fluoreszenzbild eines mit Anregungslicht
beleuchteten Objektes angezeigt werden.
-
In
herkömmlichen Fluoreszenzendoskopsystemen wird eine Farbgammakorrektur
an einem Weißlicht-Bildsignal und einem Fluoreszenzlicht-Bildsignal
durchgeführt, die bei Aufnahme unter auf ein Objekt abgegebenem
Weißlicht oder Anregungslicht erzeugt werden. Da jedoch
im Stand der Technik die Farbgammakorrektur an dem Weißlicht-Bildsignal
und dem Fluoreszenz-Bildsignal anhand ein und desselben Farbgammakoeffizienten durchgeführt
wird, kommt es bei den angezeigten Bildern zu einer nachteiligen
Zunahme an Farbrauschen und/oder Farbschwund.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Endoskopprozessor und ein Endoskopsystem
anzugeben, die es ermöglichen, eine Signalverarbeitung
an Bildsignalen eines Objektes, das mit verschiedenen Arten von
Licht beleuchtet wird, in einer Weise vorzunehmen, dass ein Farbrauschen
verringert und ein Farbschwund vermieden werden kann.
-
Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden mitsamt ihren Vorteilen anhand der Figuren
beschrieben. Darin zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm, das den internen Aufbau eines Endoskopsystems zeigt,
welches einen Endoskopprozessor nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung enthält;
-
2 ein
Blockdiagramm, das den internen Aufbau einer Lichtquelleneinheit
zeigt;
-
3 ein
Blockdiagramm, das den internen Aufbau einer Bildverarbeitungseinheit
zeigt;
-
4 einen
Graphen, der einen ersten und einen zweiten Farbgammakoeffizienten
in Abhängigkeit des Signalpegels zeigt;
-
5 ein
Zeitdiagramm, das die zeitliche Steuerung veranschaulicht, die in
dem Weißlichtbild-Beobachtungsmodus zum Ansteuern einiger
in dem Endoskopsystem vorgesehener Komponenten angewandt wird;
-
6 ein
Zeitdiagramm, das die zeitliche Steuerung veranschaulicht, die in
dem Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus zum Ansteuern einiger in dem
Endoskopsystem vorgesehener Komponenten angewandt wird; und
-
7 ein
Zeitdiagramm, das die zeitliche Steuerung zeigt, die in dem Doppelbild-Beobachtungsmodus
zum Ansteuern einiger in dem Endoskopsystem vorgesehener Komponenten
angewandt wird.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispiels beschrieben.
-
In 1 ist
ein Endoskopsystem 10 gezeigt, das einen Endoskopprozessor 20,
ein elektronisches Endoskop 30 und einen Monitor 11 umfasst.
Der En doskopprozessor 20 ist an das elektronische Endoskop 30 und
den Monitor 11 angeschlossen.
-
Der
Endoskopprozessor 20 sendet Licht aus, um ein Zielobjekt
zu beleuchten. Das elektronische Endoskop 30 nimmt ein
optisches Bild des beleuchteten Objektes auf und erzeugt dann ein
Bildsignal. Das Bildsignal wird an den Endoskopprozessor 20 gesendet.
-
Der
Endoskopprozessor 20 nimmt an dem empfangenen Bildsignal
eine vorbestimmte Bildverarbeitung vor und erzeugt dann ein Videosignal.
Das Videosignal wird an den Monitor 11 gesendet, auf dem
ein dem Videosignal entsprechendes Bild angezeigt wird.
-
Der
Endoskopprozessor 20 enthält eine Lichtquelleneinheit 40,
eine Bildverarbeitungseinheit 50 (Gammakorrekturblock),
eine Systemsteuerung 21, eine Zeitsteuerung 22 (Lichtquellensteuerung) sowie
weitere Komponenten. Wie weiter unten beschrieben, sendet die Lichtquelleneinheit 40 Weißlicht
zur Beleuchtung des Zielobjektes und/oder Anregungslicht aus, welches
Gewebe zur Abgabe von Autofluoreszenzstrahlung veranlasst. Wie weiter
unten im Einzelnen beschrieben, führt die Bildverarbeitungseinheit 50 eine
vorbestimmte Signalverarbeitung an dem Bildsignal durch.
-
Die
Systemsteuerung 21 steuert den Betrieb sämtlicher
Komponenten des Endoskopprozessors 20 einschließlich
der Lichtquelleneinheit 40 und der Bildverarbeitungseinheit 50.
Die Zeitsteuerung 22 steuert zeitlich einige Operationen
der Komponenten des Endoskopprozessors 20.
-
Indem
der Endoskopprozessor 20 an das elektronische Endoskop 30 angeschlossen
wird, werden die Lichtquelleneinheit 40 und ein in dem
Endoskop 30 montierter Lichtleiter 31 optisch
miteinander gekoppelt. Indem der Endoskopprozessor 20 mit dem
Endoskop 30 verbunden wird, werden außerdem elektrische
Verbindungen zwischen der Bildverarbeitungseinheit 50 und
einer in dem Endoskop 30 montierten Abbildungsvorrichtung 32 und
sowie zwischen der Zeitsteuerung 22 und der Abbildungsvorrichtung 32 über
einen Analogeingang, kurz AFE, 33 hergestellt.
-
Wie
in 2 gezeigt, enthält die Lichtquelleneinheit 40 eine
Weißlichtquelle 41b, eine Anregungslichtquelle 41e,
eine Blende 42, eine Abschirmung 43, eine Kondensorlinse 44,
einen Weißlichtstromkreis 45, eine Anregungslichtsteuerschaltung 46,
einen Abschirmungstreiber 47s, einen Blendentreiber 47d sowie
weitere Komponenten.
-
Die
Weißlichtquelle 41 sendet Weißlicht aus. Die
Anregungslichtquelle 42 sendet Anregungslicht einer bestimmten
Wellenlänge aus, die beispielsweise im Ultraviolettbereich
liegt.
-
Die
Blende 42, die Abschirmung 43, ein dichroitischer
Spiegel 48 und die Kondensorlinse 44 sind zwischen
der Weißlichtquelle 41w und dem Lichtleiter 31 montiert.
Das von der Weißlichtquelle 41w ausgesendete Weißlicht
tritt durch den dichroitischen Spiegel 48 und wird von
der Kondensorlinse 44 gesammelt und auf das Eintrittsende
des Lichtleiters 31 gerichtet. Der Weißlichtstromkreis 45 speist die
Weißlichtquelle 41w mit Energie.
-
Die
Intensität des zum Beleuchten eines Objektes genutzten
Weißlichtes wird durch Einstellen der Blendenöffnung
der Blende 42 gesteuert. Die Blendenöffnung der
Blende 42 wird durch einen ersten Motor 49a eingestellt.
Das Drehen des ersten Motors 49a wird von dem Blendentreiber 47d gesteuert.
-
Der
Blendentreiber 47d ist über eine Systemsteuerung 21 mit
einer Bildverarbeitungseinheit 50 verbunden.
-
Wie
weiter unten beschrieben, erfasst die Bildverarbeitungseinheit 50 die
Intensität des in dem aufgenommenen Objektbild empfangenen
Lichtes auf Grundlage des von der Abbildungsvorrichtung 32 erzeugten
Bildsignals. Die erfasste Lichtintensität wird dem Blendentreiber 47d über
die Systemsteuerung 21 übermittelt. Der Blendentreiber 47d berechnet
die erforderliche Einstellungsgröße für
den ersten Motor 49a anhand der empfangenen Lichtintensität.
-
Die
Abschirmung 43 ist eine rotierende Blende, die einen Öffnungsbereich
und einen Sperrbereich aufweist. Die Abschirmung 43 steuert
den Durchtritt des Weißlichtes oder sperrt dieses. Soll Weißlicht
durchgelassen werden, so wird der Öffnungsbereich in den
Strahlengang des Weißlichtes eingebracht. Soll dagegen
Weißlicht gesperrt werden, so wird der Sperrbereich in
den Strahlengang des Weißlichtes eingebracht. Die Abschirmung 43 wird
von einem zweiten Motor 49b angetrieben. Das Drehen des
zweiten Motors 49b wird von dem Abschirmungstreiber 47s gesteuert.
-
Von
der Anregungslichtquelle 41e ausgesendetes Anregungslicht
wird an dem dichroitischem Spiegel 48 reflektiert und von
der Kondensorlinse 44 gesammelt sowie auf das Eintrittsende
des Lichtleiters 31 gerichtet. Die Anregungslichtsteuerschaltung 46 schaltet
die Anregungslichtquelle 41e ein und aus.
-
Der
Abschirmungstreiber 47s und die Anregungslichtsteuerschaltung 46 sind
mit der Zeitsteuerung 22 verbunden. Das Weißlichtsteuersignal,
das dazu dient, die Öffnungszeit und die Sperrzeit der
Abschirmung 42 bezüglich des Weißlichtes
zu steuern wird von der Zeitsteuerung 22 an den Abschirmungs treiber 47s ausgegeben.
Außerdem gibt die Zeitsteuerung 22 das Anregungslichtsteuersignal, über
das die Zeiten gesteuert werden, zu denen die Anregungslichtquelle 41e ein-
und ausgeschaltet wird, an die Anregungslichtsteuerschaltung 46 aus.
Sowohl das Weißlichtsteuersignal als auch das Anregungslichtsignal
sind oszillierende Signale.
-
Befindet
sich das Weißlichtsteuersignal im hohen Zustand, so steuert
der Abschirmungstreiber 47s die Abschirmung 43 so
an, dass das Weißlicht durch die Abschirmung 43 tritt.
Befindet sich dagegen das Weißlichtsteuersignal in tiefem
Zustand, so steuert der Abschirmungstreiber 47s die Abschirmung 43 so
an, dass diese das Weißlicht sperrt.
-
Befindet
sich das Anregungslichtsteuersignal im hohen Zustand, so schaltet
die Anregungslichtsteuerschaltung 46 die Anregungslichtquelle 41e ein.
Befindet sich dagegen das Anregungslichtsteuersignal im tiefen Zustand,
so schaltet die Anregungslichtsteuerschaltung 46 die Anregungslichtquelle 41e aus.
-
Die
Zeitsteuerung 22 steuert die hohen und die tiefen Zustände
des Weißlichtsteuersignals und des Anregungslichtsteuersignals
so, dass die hohen und die tiefen Zustände des Weißlichtsteuersignals zu
dem Anregungslichtsteuersignal invertiert sind. Befindet sich demnach
das Weißlichtsteuersignal im hohen Zustand und das Anregungslichtsteuersignal im
tiefen Zustand, so führt die Lichtquelleneinheit 40 dem
Eintrittsende das Weißlicht zu. Befindet sich dagegen das
Weißlichtsteuersignal im tiefen Zustand und das Anregungslichtsteuersignal
im hohen Zustand, so führt die Lichtquelleneinheit 40 dem
Eintrittsende das Anregungslicht zu.
-
Der
Weißlichtstromkreis 45 und die Anregungslichtsteuerschaltung 46 sind
mit der Systemsteuerung 21 verbunden. Die Systemsteuerung 21 schaltet
den Weißlichtstromkreis 45 und die Anregungslichtsteuerschaltung 46 ein
und aus.
-
Im
Folgenden wird das elektronische Endoskop 30 im Einzelnen
beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält
das Endoskop 30 den Lichtleiter 31, die Abbildungsvorrichtung 32,
den Analogeingang, kurz AFE, 33, ein Anregungslichtsperrfilter 34 sowie
weitere Komponenten.
-
Das
Eintrittsende des Lichtleiters 31 ist in einem nicht gezeigten
Anschlussstück montiert, welches das Endoskop 30 mit
dem Endoskopprozessor 20 verbindet. Das andere Ende, im
Folgenden als Austrittsende bezeichnet, ist am Kopfende eines Einführrohrs 37 des
Endoskops 30 montiert. Wie oben beschrieben, gelangt das
von der Lichtquelleneinheit 40 ausgesendete Weißlicht
oder Anregungslicht zu dem Eintrittsende des Lichtleiters 31.
Das Licht wird dann zum Austrittsende geleitet. Das zum Austrittsende
geleitete Licht beleuchtet durch eine Zerstreuungslinse 35 den
umliegenden Bereich nahe dem Kopfende des Einführrohrs 37.
Am Kopfende des Einführrohrs 37 sind ferner eine
Objektivlinse 36, das Anregungslichtsperrfilter 34 und
die Abbildungsvorrichtung 32 montiert. Das Anregungslichtsperrfilter 34 ist
zwischen der Objektivlinse 36 und der Abbildungsvorrichtung 32 angeordnet.
-
Auf
der Lichtempfangsfläche der Abbildungsvorrichtung 32 wird
durch die Objektivlinse 36 und das Anregungslichtsperrfilter 34 ein
optisches Bild des mit Weißlicht oder Anregungslicht beleuchteten
Objektes erzeugt.
-
Das
Anregungslichtsperrfilter 34 filtert das gesamte Band des
von der Anregungslichtquelle 41e ausgesendeten Anregungslichtes
heraus. Das Anregungslichtsperrfilter 34 schwächt
demnach die Lichtkomponente, die dem von der Anregungslichtquelle 41e ausgesendeten
Anregungslicht entspricht, in dem optischen Bild des mit Weißlicht
oder Anregungslicht beleuchteten Objektes. Das durch das Anregungslichtsperrfilter 34 tretende
optische Bild erreicht die Lichtempfangsfläche der Abbildungsvorrichtung 32.
-
Der
Analogeingang 33 enthält einen nicht gezeigten
Treiber für die Abbildungsvorrichtung 32. Dieser
Treiber steuert die Abbildungsvorrichtung 32 so an, dass
diese während jeder Teilbild- oder Fieldperiode ein auf
die Lichtempfangsfläche fallendes optisches Bild aufnehmen
kann. Die Teilbildperioden weisen üblicherweise eine Dauer
von 1/60 Sekunde auf. Die verschiedenen Operationen, mit denen der Treiber
die Abbildungsvorrichtung 32 ansteuert, werden zeitlich
von der Zeitsteuerung 22 gesteuert.
-
Die
Abbildungsvorrichtung 32 erzeugt ein Bildsignal auf Grundlage
des von der Lichtempfangsfläche aufgenommenen optischen
Bildes. Das erzeugte analoge Bildsignal wird durch den Analogeingang 33 digitalisiert.
Das digitale Bildsignal wird für jede Teilbildperiode an
die Bildverarbeitungseinheit 50 gesendet.
-
Der
Aufbau der Bildverarbeitungseinheit wird im Folgenden unter Bezugnahme
auf 3 beschrieben. Die Bildverarbeitungseinheit 50 enthält eine
Signalerstverarbeitungsschaltung 51, eine Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 50a,
ein Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b, einen ersten
und einen zweiten Bildspeicher 53a und 53b, eine
erste und eine zweite Farbgammakorrekturschaltung 54a und 54b (erster
und zweiter Korrekturblock), eine Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 (Bilderzeugungsblock),
einen Kodierer 56 sowie weitere Komponenten.
-
Die
Bildverarbeitungseinheit 50 ist mit der Zeitsteuerung 22 verbunden.
Die Zeitsteuerung 22 sendet das Weißlichtsteuersignal
und das Anregungslichtsteuersignal an die Bildverarbeitungseinheit 50.
Befindet sich das Weißlichtsteuersignal im hohen Zustand,
so bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 50, dass das empfangene
Bildsignal ein Weißlichtbildsignal ist. Befindet sich dagegen
das Weißlichtsteuersignal im hohen Zustand, so bestimmt
die Bildverarbeitungseinheit 50, dass das empfangene Signal
ein Fluoreszenzbildsignal ist.
-
Das
Weißlichtbildsignal und Fluoreszenzbildsignal, die von
der Bildverarbeitungseinheit 50 empfangen werden, werden
der Signalerstverarbeitungsschaltung 51 zugeführt.
Die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 führt
an dem Weißlichtbildsignal und dem Fluoreszenzbildsignal
eine verstärkungssteuernde Verarbeitung durch. Durch diese
verstärkungssteuernde Verarbeitung wird der Medianluminanzwert
unter sämtlichen Pixelsignalen, die ein Weißlichtbildsignal
und ein Fluoreszenzbildsignal bilden, entsprechend dem Medianwert
des Digitalsignalpegels der Signalerstverarbeitungsschaltung 51 eingestellt.
Außerdem führt die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 an
dem Weißlichtbildsignal und dem Fluoreszenzbildsignal eine
vorbestimmte Signalverarbeitung durch, z. B. eine Farbinterpolation.
-
Wie
oben beschrieben wird die mittlere Lichtintensität eines
Weißlichtbildes vor der verstärkungssteuernden
Verarbeitung auf Grundlage des Weißlichtbildsignals berechnet.
Diese berechnete mittlere Lichtintensität wird dem Blendentreiber 47d über
die Systemsteuerung 21 übermittelt und zum Berechnen
der für die Blende 42 erforderlichen Einstellgröße
genutzt.
-
Nachdem
die vorgenannte Signalverarbeitung durchgeführt wurde,
wird das Weißlichtbildsignal und das Fluoreszenzbildsignal
jeweils an die Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a und Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b weitergeleitet.
-
Die
Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a führt
an dem empfangenen Weißlichtbildsignal eine Signalverarbeitung
durch, die für das Weißlichtbild vorbestimmt ist.
Nachdem diese vorbestimmte Signalverarbeitung durchgeführt
ist, sendet die Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a das
Weißlichtbildsignal an den ersten Bildspeicher 53a und
die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a. Das Weißlichtbildsignal
wird in dem ersten Bildspeicher 53a gespeichert.
-
Die
Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b führt
an dem empfangenen Fluoreszenzbildsignal eine Signalverarbeitung
durch, die für ein Fluoreszenzbild vorbestimmt ist. Nachdem
die vorbestimmte Signalverarbeitung durchgeführt ist, sendet die
Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b das Fluoreszenzbildsignal
an den zweiten Bildspeicher 53b und die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b.
Das Fluoreszenzbildsignal wird in den Bildspeicher 53b gespeichert.
-
Die
erste Farbgammakorrekturschaltung 54a nimmt an dem empfangenen
Weißlichtbildsignal eine Farbgammakorrektur unter Anwendung
eines ersten Farbgammakoeffizienten vor. Wie in 4 gezeigt, stellt
der erste Farbgammakoeffizient eine Verstärkung dar, die
in Abhängigkeit des Signalpegels jedes Pixelsignals variiert
und so vorbestimmt ist, dass sich das Farbansprechverhalten beziehungsweise
die Farbempfindlichkeit über den gesamten Luminanzbereich
für sämtliche Pixel einer wirklichkeitsentsprechenden
Wahrnehmung (Veridikalität) annähert.
-
Die
zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b nimmt an dem empfangenen
Fluoreszenzbildsignal unter Verwendung eines zweiten Farbgammakoeffizienten
eine Farbgammakorrektur vor. Wie in 4 gezeigt,
stellt der zweite Farbgammakoeffizient eine Verstärkung
dar, die in Abhängigkeit des Pegels jedes Pixelsignals
variiert und so vorbestimmt ist, dass der zweite Farbgammakoeffizient
insbesondere am unteren Ende des Signalbereichs kleiner als der
erste Farbgammakoeffizient ist.
-
Nachdem
die Farbgammakorrektur einmal durchgeführt ist, werden
das Weißlichtbildsignal und/oder das Fluoreszenzbildsignal
an die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 gesendet. Die
Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 führt Verarbeitungsschritte
durch, die der Mehrfachbildanzeige dienen. Zudem nimmt die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 eine
vorbestimmte Signalverarbeitung vor, z. B. eine Klemmung, eine Austastung,
etc. sowie eine D/A-Wandlung. Ein Videosignal, das auf Grundlage
des in ein analoges Signal gewandelten Bildsignals erzeugt wird,
wird von dem Kodierer 56 kodiert und an den Monitor 11 gesendet.
Ein dem empfangenen Videosignal entsprechendes Bild wird auf dem
Monitor 11 angezeigt.
-
Im
Folgenden wird beschrieben, wie ein Objektbild aufgenommen und auf
dem Monitor 11 angezeigt wird. Das Endoskopsystem 10 sieht
einen Weißlichtbild-Beobachtungsmodus, einen Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus
und einen Doppelbild-Beobachtungsmodus vor. In diesen Modi wird
jeweils ein von dem Endoskop 30 aufgenommenes Bild auf
dem Monitor 11 angezeigt. Von dem Weißlichtbild-Beobachtungsmodus,
dem Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus und dem Doppelbild-Beobachtungsmodus
wird ein Modus durch eine entsprechende Eingabe ausgewählt,
die an einem nicht gezeigten Eingabegerät des Endoskops 30 oder
des Endoskopprozessors 20 vorgenommen wird.
-
Wird
der Weißlichtbild-Beobachtungsmodus ausgewählt,
so sendet die Zeitsteuerung 22 das Weißlichtsteuersignal
im hohen Zustand und das Anregungslichtsteuersignal im tiefen Zustand
an den Abschirmungstreiber 47s bzw. die Anregungslichtsteuerschaltung 46 (vgl.
die Zeilen „Weißlichtsteuersignal" und „Anregungslichtsteuersignal"
in 5).
-
Demnach
führt die Lichtquelleneinheit 40 dem Lichtleiter 31 nur
das Weißlicht zu, so dass das Objekt mit Weißlicht
beleuchtet wird. Wann immer das Teilbildsignal zwischen dem hohen
und dem tiefen Zustand umgeschaltet wird, wird ein optisches Bild
des mit Weißlicht beleuchteten Objektes aufgenommen. Dann
wird sequenziell ein Bildsignal erzeugt (bezeichnet als IS1, IS2,
IS3, IS4, IS5 und IS6 in der Zeile „Ausgabe der Abbildungsvorrichtung"
in 5).
-
Ist
der Weißlichtbild-Beobachtungsmodus ausgewählt,
so wird auch das Weißlichtsteuersignal im hohen Zustand
an die Bildverarbeitungseinheit 50 gesendet. Wie oben beschrieben,
bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 50, dass die von
dem Analogeingang 33 in jeder Teilbildperiode empfangenen
Bildsignale Weißlichtbildsignale sind. Alle empfangenen Weißlichtbildsignale
werden demnach über die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 an
die Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a gesendet.
-
Die
Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a sendet
das Weißlichtbildsignal an den ersten Bildspeicher 53a und
die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a, wann immer das
Weißlichtbildsignal von der Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a empfangen
wird. Wie oben beschrieben, wird das Weißlichtbildsignal
in dem ersten Bildspeicher 53a gespeichert (bezeichnet
als WS1, WS2, WS3, WS4, WS5 und WS6 in der Zeile „erster
Bildspeicher" in 5). Außerdem nimmt
die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a an dem empfangenen
Weißlichtbildsignal eine Farbgammakorrektur vor.
-
Die
erste Farbgammakorrekturschaltung 54a sendet das Weißlichtbildsignal
(bezeichnet als WS1, WS2, WS3, WS4, WS5 und WS6 in der Zeile „Bildsignal
empfangen von der zweiten Signalverarbeitungsschaltung" in 5)
an die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55. Die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 empfangt
ein Bildsignal nur von der ersten Farbgammakorrekturschaltung 54a.
Dann erzeugt die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 ein Videosignal
auf Grundlage des empfangenen Weißlichtbildsignals, ohne
die Verarbeitung zur Mehrfachbildanzeige durchzuführen.
Dadurch wird ein Weißlichtbild (bezeichnet als WS1, WS2,
WS3, WS4, WS5 und WS6 in der Zeile „angezeigtes Bild" in 5), das
ein optisches Bild eines mit Weißlicht beleuchteten Objektes
ist, auf dein Monitor 11 angezeigt.
-
Ist
der Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus ausgewählt, so sendet
die Zeitsteuerung 22 das Weißlichtsteuersignal
im tiefen Zustand und das Anregungslichtsteuersignal im hohen Zustand
an den Abschirmungstreiber 47s bzw. die Anregungslichtsteuerschaltung 46 (vgl.
die Zeilen „Weißlichtsteuersignal" und „Anregungslichtsteuersignal"
in 6).
-
Demnach
führt die Lichtquelleneinheit 40 dem Lichtleiter 31 nur
das Anregungslicht zu, worauf das Objekt mit dem Anregungslicht
beleuchtet wird. Ein optisches Bild des mit dem Anregungslicht beleuchteten
Objektes wird aufgenommen, wann immer das Teilbildsignal zwischen
dem hohen Zustand und dem tiefen Zustand umgeschaltet wird. Anschließend
wird ein Bildsignal (bezeichnet als IS1, IS2, IS3, IS4, IS5 und
IS6 in der Zeile „Ausgabe der Abbildungsvorrichtung" in 6)
sequenziell erzeugt.
-
Ist
der Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus ausgewählt, so wird
das Anregungslichtsteuersignal im hohen Zustand auf der Bildverarbeitungseinheit 50 zugeführt.
Wie oben beschrieben, bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 50,
dass die jede Teilbildperiode von dem Analogeingang 33 empfangenen
Bildsignale Fluoreszenzbildsignal sind. Demnach werden alle empfangenen
Fluoreszenzbildsignale über die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 an
die Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b gesendet.
-
Die
Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b sendet das Fluoreszenzbildsignal
an den zweiten Bildspeicher 53b und die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b,
wann immer das Fluoreszenzbildsignal von der Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b empfangen
wird. Wie oben beschrieben, wird das Fluoreszenzbildsignal (bezeichnet
als FS1, FS2, FS3, FS4, FS5 und FS6 in der Zeile „zweiter
Bildspeicher" in 6) in dem zweiten Bildspeicher 53b gespeichert.
Außerdem nimmt die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b an
dem empfangenen Fluoreszenzbildsignal eine Farbgammakorrektur vor.
-
Die
zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b sendet das Fluoreszenzbildsignal
(bezeichnet als FS1, FS2, FS3, FS4, FS5 und FS6 in der Zeile „von
der Signalzweitverarbeitungsschaltung empfangenes Bildsignal" in 6)
an die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55. Die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 empfängt
ein Bildsignal nur von der zweiten Farbgammakorrekturschaltung 54b und
erzeugt dann ein Videosignal auf Grundlage des empfangenen Fluoreszenzbildsignals,
ohne die Verarbeitung zur Mehrfachbildanzeige durchzuführen.
So wird auf dem Monitor 11 ein Fluoreszenzbild (bezeichnet
als FS1, FS2, FS3, FS4, FS5 und FS6 in der Zeile „angezeigtes
Bild" in 6) angezeigt, das ein optisches
Bild des mit dem Anregungslicht beleuchteten Objektes ist.
-
Ist
der Doppelbild-Beobachtungsmodus ausgewählt, so sendet
die Zeitsteuerung 22 das Weißlichtsteuersignal
und das Anregungslichtsteuersignal, die synchron mit dem Teilbildsignal
zwischen dem hohen und dem tiefen Zustand umgeschaltet werden, an
den Abschirmungstreiber 47s beziehungsweise die Anregungslichtsteuerschaltung 46 (vgl.
die Zeilen „Teilbildsignal", „Weißlichtsteuersignal"
und „Anregungslichtsteuersignal" in 7).
-
Demnach
versorgt die Lichtquelleneinheit 40 abwechselnd und wiederholt
synchron mit dem Teilbildsignal den Lichtleiter mit dem Weißlicht
und dem Anregungslicht, worauf das Weißlicht und das Anregungslicht
jede Teilbildperiode abwechselnd auf das Objekt abgegeben werden.
Dabei wird ein optisches Bild des Objektes aufgenommen, wann immer
das Teilbildsignal zwischen dem hohen und dem tiefen Zustand umgeschaltet
wird. Dann wird ein Bildsignal (bezeichnet als IS1, IS2, IS3, IS4,
IS5 und IS6 in der Zeile „Ausgabe der Abbildungsvorrichtung"
in 7) in jeder Teilbildperiode sequenziell erzeugt,
wenn das auf das Objekt abgegebene Beleuchtungslicht gewechselt
wird.
-
Ist
der Doppelbild-Beobachtungsmodus ausgewählt, so werden
das Weißlichtsteuersignal und das Anregungslichtsteuersignal,
die abwechselnd und wiederholt auf den hohen Zustand umgeschaltet werden,
auch an die Bildverarbeitungseinheit 50 gesendet. Demnach
bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 50, dass die Bildsignale
(bezeichnet als IS1, IS3 und IS5 in der Zeile „Ausgabe
der Abbildungsvorrichtung"), die zu den Zeitpunkten t1, t3 und t5,
zu denen das Objekt mit Weißlicht beleuchtet wird, empfangen werden,
die Weißlichtbildsignale sind. Dagegen bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 50,
dass die Bildsignale (bezeichnet als IS2, IS4 und IS6 in der Zeile „Ausgabe
der Abbildungsvorrichtung"), die zu den Zeitpunkten t2, t4 und t6,
zu denen das Objekt mit dem Anregungslicht beleuchtet wird, empfangen werden,
die Fluoreszenzbildsignale sind.
-
Wie
oben beschrieben, werden die Weißlichtbildsignale über
die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 an die Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a gesendet.
Dagegen werden die Fluoreszenzbildsignale über die Signalerstverarbeitungsschaltung 51 an
die Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b gesendet.
-
Die
bestimmten Weißlichtbildsignale, die von der Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a zu
den Zeitpunkten t1, t3 und t5 empfangen werden, werden an den ersten
Bildspeicher 53a gesendet und dort gespeichert (bezeichnet
als WS1, WS3 und WS5 in der Zeile „erster Bildspeicher").
Gleichzeitig werden die bestimmten Weißlichtbildsignale
an die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a (bezeichnet
als WS1, WS3 und WS5 in der Zeile „von der Zweitverarbeitungsschaltung
empfangenes Bildsignal") gesendet.
-
Die
bestimmten Fluoreszenzbildsignale, die von der Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b zu
den Zeitpunkten t2, t4 und t6 empfangen werden, werden an den zweiten
Bildspeicher 53b gesendet und dort gespeichert (bezeichnet
als FS2, FS4 und FS6 in der Zeile „zweiter Bildspeicher").
Gleichzeitig werden die bestimmten Fluoreszenzbildsignale an die
zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b (bezeichnet als
FS2, FS4 und FS6 in der Zeile „von der Signalzweitverarbeitungsschaltung
empfangenes Bildsignal") gesendet.
-
Die
in dem ersten Bildspeicher 53a gespeicherten Weißlichtbildsignale
werden in Teilbildperioden (bezeichnet als t2, t4 und t6), die auf
die Teilbildperioden, in denen die Weißlichtbildsignale
in dem ersten Bildspeicher 53a gespeichert werden, folgen, von
der Weißlichtbildverarbeitungsschaltung 52a ausgelesen
und an die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a gesendet.
Die Fluoreszenzbildsignale, die in dem zweiten Bildspeicher 53b gespeichert sind,
werden von der Fluoreszenzbildverarbeitungsschaltung 52b in
Teilbildperioden (bezeichnet als t3 und t5), die auf die Teilbildperioden,
in denen die Fluoreszenzbildsignale in dem zweiten Bildspeicher 53b gespeichert
werden, folgen, ausgelesen und an die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b gesendet.
-
Demnach
empfängt die erste Farbgammakorrekturschaltung 54a das
gleiche Weißlichtbildsignal in aufeinanderfolgenden, aus
zwei Teilbildperioden bestehenden Zeitabschnitten (t1 und t2, t3
und t4, t5 und t6), führt eine Farbgammakorrektur durch und
sendet das Signal an die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55.
Die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54b empfängt
das gleiche Fluoreszenzbildsignal in aufeinanderfolgenden, aus zwei
Teilbildperioden bestehenden Zeitabschnitten (bezeichnet als t2
und t3, t4 und t5), führt eine Farbgammakorrektur durch
und sendet das Signal Signalzweitverarbeitungsschaltung 55.
-
Die
Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 empfängt
jede Teilbildperiode das Weißlichtbildsignal und das Fluoreszenzbildsignal
von der ersten bzw. der zweiten Farbgammakorrekturschaltung 54a bzw. 54b.
Die Signalzweitverarbeitungsschaltung 55 führt die
Verarbeitung zur Mehrfachbildanzeige durch und erzeugt das Videosignal
auf Grundlage des empfangenen Weißlichtbildsignals und
des empfangenen Fluoreszenzbildsignals. Auf Grundlage dieses Videosignals
werden auf dem Monitor 11 ein Weißlichtbild und
ein Fluoreszenzbild (vgl. die Zeile „angezeigtes Bild")
angezeigt.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann eine geeignete
Farbgammakorrektur an einem Weißlichtbildsignal und einem
Fluoreszenzbild signal durchgeführt werden, wenn ein Weißlichtbild
und ein Fluoreszenzbild gleichzeitig auf dem Monitor 11 angezeigt
werden sollen, wie weiter unten im Einzelnen beschrieben wird.
-
Vergleicht
man die Frequenzverteilungen von Pixelsignalen, die ein Weißbildsignal
bilden, mit denen eines Fluoreszenzbildsignals, so enthält
ein Fluoreszenzbildsignal typischerweise mehr Pixelsignale mit kleinen
Signalpegeln als ein Weißbildsignal.
-
Wir
der erste Gammakoeffizient für eine Farbgammakorrektur
an einem Fluoreszenzbild verwendet, so werden deshalb die Farben
am unteren Ende des Signalpegelbereichs überkorrigiert,
wodurch in dem Fluoreszenzbild ein Farbrauschen erzeugt wird.
-
Um
das Farbrauschen in dem Fluoreszenzbild zu verringern, sollte für
die Farbgammakorrektur ein Koeffizient, z. B. ein zweiter Farbgammakoeffizient,
verwendet werden, der in einem solchen Bereich klein genug für
ein Fluoreszenzbildsignal ist. Wird jedoch der zweite Farbgammakoeffizient
für die Farbgammakorrektur an einem Weißlichtbildsignal
verwendet, so kommt es möglicherweise bei Pixel mit geringer
Luminanz zu einem Farbschwund.
-
In
einem herkömmlichen Endoskopsystem, in dem ein Weißlichtbild
und ein Fluoreszenzbild gleichzeitig angezeigt werden, wird bisher
entweder ein erster Farbgammakoeffizient oder ein zweiter Farbgammakoeffizient
für die Farbgammakorrektur sowohl an dem Weißlichtbildsignal
als auch an dem Fluoreszenzbildsignal verwendet. Demzufolge tritt
eines der beiden oben beschriebenen Probleme auf. Dagegen wird in
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Farbgammakorrektur
an dem Weißlichtbildsignal anhand des ersten Farbgammakoeffizienten
und die Farbgammakorrektur an dem Fluores zenzbildsignal anhand des
zweiten Farbgammakoeffizienten durchgeführt. Die oben beschriebenen
Probleme treten demnach nicht auf.
-
Der
Endoskopprozessor 20 enthält in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel den ersten und den zweiten Bildspeicher 53a und 53b.
Der erste und der zweite Bildspeicher 53a und 53b können auch
weggelassen werden. Sind der erste und der zweite Bildspeicher 53a und 53b nicht
vorhanden, so können das Weißlichtbild und das
Fluoreszenzbild nicht gleichzeitig angezeigt werden. Jedoch können das
Weißlichtbild und das Fluoreszenzbild individuell angezeigt
werden, nachdem sie jeweils einer geeigneten Farbgammakorrektur
unterzogen worden sind.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel führen
die erste und die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54a und 54b die
Farbgammakorrektur an dem Weißlichtbildsignal und dem Fluoreszenzbildsignal
durch. Es ist jedoch ebenso möglich, dass eine einzige
Farbgammakorrekturschaltung die Farbgammakorrektur an dem Weißlichtbildsignal
anhand des ersten Farbgammakoeffizienten und an dem Fluoreszenzbildsignal
anhand des zweiten Farbgammakoeffizienten durchführt.
-
So
kann die gleiche technische Wirkung erzielt werden, indem beispielsweise
ein Koeffizientenspeicher zum Speichern des ersten und des zweiten Farbgammakoeffizienten
vorgesehen wird und der erste und der zweite Farbgammakoeffizient
ausgelesen und zur Farbgammakorrektur genutzt werden, wenn die einzige
Farbgammakorrekturschaltung das Weißlichtbildsignal bzw.
das Fluoreszenzbildsignal empfängt.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Endoskopprozessor 20 einen
Speicher zum Speichern des ersten und des zweiten Farbgammakoef fizienten
enthalten, so dass die erste und die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54a und 54b sowohl
den ersten als auch den zweiten Farbgammakoeffizienten auslesen
können. Mit einem derart ausgebildeten Endoskopprozessor
kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Farbgammakorrektur während
der Beleuchtung des Objektes mit einer einzigen Lichtart, wie sie
in dem Weißlichtbild-Beobachtungsmodus oder Fluoreszenzbild-Beobachtungsmodus
vorgesehen ist, erhöht werden, indem die erste und die
zweite Farbgammakorrekturschaltung 54a und 54b abwechselnd
angewiesen werden, die Farbgammakorrektur an Bildsignalen, die jede
Teilbildperiode sequenziell erzeugt werden, unter Verwendung ein
und desselben Farbgammakoeffizienten vorzunehmen. Beispielsweise
lesen in dem Weißlichtbild-Beobachtungsmodus die erste und
die zweite Farbgammakorrekturschaltung 54a und 54b den
ersten Farbgammakoeffizienten aus, empfangen abwechselnd Weißlichtbildsignale,
die von der Abbildungsvorrichtung 32 nacheinander erzeugt
und ausgesendet werden, und führen abwechseln die Farbgammakorrektur
an dem empfangenen Weißlichtbildsignal unter Verwendung
des ersten Farbgammakoeffizienten durch.
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können
das Weißlicht und das Anregungslicht umgeschaltet werden.
Die umschaltbare Lichtart ist jedoch nicht auf das Weißlicht
und das Anregungslicht beschränkt. Sofern Licht unterschiedlicher Wellenlänge
umgeschaltet werden kann, ist in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
eine geeignete Farbgammakorrektur für jede Art von Bildsignal
möglich.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-