DE112017001293T5

DE112017001293T5 - Endoskop, vorrichtung zur bildverarbeitung, verfahren zur bildverarbeitung und programm

Info

Publication number: DE112017001293T5
Application number: DE112017001293.7T
Authority: DE
Inventors: Sunao KIKUCHI
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-12-13
Also published as: US20180344136A1; WO2017159165A1; US11045079B2; WO2017158692A1; CN108778091B; JPWO2017159165A1; CN108778091A

Abstract

Angegeben werden eine Endoskopvorrichtung, eine Vorrichtung zur Bildverarbeitung, ein Verfahren und ein Programm, das in der Lage ist, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlichtabbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen. Eine Endoskopvorrichtung 1 umfasst eine Bildverarbeitungseinheit 41, die ein erstes Bild entsprechend zu Licht in einem grünen Wellenlängenband erzeugt, basierend auf einem Bildsignal, das von einem Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde, wenn eine Lichtquelleneinheit 3 ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht emittiert, und ein zweites Bild entsprechend zu Licht in einem anderen der Wellenlängenbänder erzeugt. Eine Auflösung des ersten Bilds, das aufgenommen wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, ist größer oder gleich einer Auflösung des ersten Bilds, das aufgenommen wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und eine Auflösung des zweiten Bilds, das aufgenommen wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, ist größer als eine Auflösung des zweiten Bilds, das aufgenommen wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endoskopvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, in ein Subjekt eingeführt zu werden und ein Bild des Inneren des Subjekts aufzunehmen, und betrifft eine Bildverarbeitungs-Vorrichtung, ein Verfahren zur Bildverarbeitung und ein Programm.
Technischer Hintergrund
Im Stand der Technik wurden Endoskopvorrichtungen verbreitet für verschiedene Untersuchungen im medizinischen und im industriellen Bereich eingesetzt. Unter anderem können medizinische Endoskopvorrichtungen In-vivo-Bilder innerhalb einer Körperhöhle eines Subjekts, wie eines Patienten, aufnehmen, ohne Schnitt in das Subjekt, indem ein langes und dünnes, flexibles Einführstück eingeführt wird, das ein distales Endstück hat, in welchem ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln vorhanden ist, und daher werden die medizinischen Endoskopvorrichtungen populär, da sie Belastungen des Subjekts reduzieren können.
Als Beobachtungsverfahren für die vorstehend beschriebenen Endoskopvorrichtungen sind Weißlicht-Abbildung (WLI) mit weißem Beleuchtungslicht (Weißlicht) und Schmalband-Abbildung (NBI) mit Beleuchtungslicht (Schmalbandlicht), das aus zwei Arten von schmalbandigem Licht, das in einem blauen Wellenlängenband und einem grünen Wellenlängenband enthalten ist, gebildet wird, allgemein bekannt. Bei der Weißlicht-Abbildung wird eine farbige Abbildung erzeugt, indem ein Signal aus dem grünen Wellenlängenband als Leuchtdichte-Signal verwendet wird, und bei der Schmalband-Abbildung wird ein Pseudo-Farbbild erzeugt, indem ein Signal aus dem blauen Wellenlängenband als Leuchtdichte-Signal verwendet wird. Bei der Schmalband-Abbildung ist es möglich, ein Bild aufzunehmen, in dem Kapillaren, feine Schleimhaut-Strukturen oder Ähnliches, die sich auf einer Schleimhautoberfläche eines Lebewesens befinden, besser dargestellt werden. Bei der Schmalband-Abbildung ist es möglich, einen Läsionsbereich auf der Schleimhautoberfläche des Lebewesens genau zu erkennen. Im Hinblick auf die Beobachtungsverfahren für die vorstehend beschriebenen Endoskopvorrichtungen ist es üblich, Beobachtungen durch Umschalten zwischen Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung durchzuführen.
Um ein Farbbild unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Beobachtungsverfahren zu erzeugen und anzuzeigen, ist üblicherweise ein Farbfilter, der Bayer-Anordnung genannt wird, auf einer Licht empfangenden Oberfläche eines Abbildungsgeräts vorgesehen, um mit einem Einzelchip-Abbildungsgerät ein aufgenommenes Bild zu erhalten. Die Bayer-Anordnung ist eine Anordnung, in der je einer von Filtern, der Licht eines roten (R) Wellenlängenbands, eines grünen (G) Wellenlängenbands bzw. Licht eines blauen (B) Wellenlängenbands hindurchlässt (im Folgenden werden diese Filter als ein „R-Filter“, ein „G-Filter“ und ein „B-Filter“ bezeichnet), für jeden der Pixel zu einer Einzelfiltereinheit (Einheit) angeordnet ist. In diesem Fall empfängt jeder der Pixel Licht aus einem Wellenlängenband, das durch den Filter ging, und das Abbildungsgerät erzeugt ein elektrisches Signal einer Farbkomponente, die dem Licht des Wellenlängenbands entspricht. In einem Vorgang zum Erzeugen eines Farbbilds aus dem elektrischen Signal wird ein Interpolationsvorgang durchgeführt, um Signalwerte von Farbkomponenten, die ohne Durchgang durch den Filter an jedem der Pixel verlorengegangen sind, zu interpolieren. Dieser Interpolationsvorgang wird als Demosaicing bezeichnet.
Im Hinblick auf den Demosaicing-Vorgang ist es möglich, bei Weißlicht-Abbildung eine hohe Auflösung im grünen Wellenlängenband zu erhalten, indem als Leuchtdichte-Signale Signalwerte von Pixeln verwendet werden, die Licht empfangen, das durch die G-Filter hindurchging, aber selbst wenn derselbe Vorgang wie bei Weißlicht-Abbildung durchgeführt wird, ist es schwierig, bei der Schmalband-Abbildung ein Bild mit hoher Auflösung im blauen Wellenlängenband aufzunehmen, welches als Leuchtdichte-Signale genutzt wird, weil eine Korrelation zwischen dem G-Filter und dem B-Filter gering ist und die B-Filter nur ein Viertel der gesamten Filter in der Anordnung ergeben. Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, gibt es eine bekannte Technik, bei der Positionen der G-Filter und Positionen der B-Filter in der Bayer-Anordnung vertauscht werden, damit die B-Filter am häufigsten in der Einzelfiltereinheit angeordnet sind (siehe Patentliteratur 1).
Liste der Zitierungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-297093 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Während in der Patentliteratur 1 es möglich ist, bei der Schmalband-Abbildung ein Bild mit höherer Auflösung im blauen Wellenlängenband, das als die Leuchtdichte-Signale verwendet wird, aufzunehmen, verglichen mit einem unter Verwendung der Bayer-Anordnung aufgenommenen Bild, gibt es hingegen das Problem, dass bei der Weißlicht-Abbildung die Auflösung im grünen Wellenlängenband, das als die Leuchtdichte-Signale verwendet wird, gegenüber einem mit der konventionellen Bayer-Anordnung aufgenommenen Bild verringert ist, weil die Zahl der G-Filter kleiner als die bei der konventionellen Bayer-Anordnung ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Vorstehende konzipiert, und ein Ziel ist, eine Endoskopvorrichtung, eine Bildverarbeitungs-Vorrichtung, ein Verfahren zur Bildverarbeitung und ein Programm anzugeben, das ein Bild in hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufnehmen kann.
Lösung des Problems
Um das vorstehende Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst eine Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen; und eine Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Bild entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband und ein zweites Bild entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder zu erzeugen, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Wenn in der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, lässt der zweite Filter eine größere Lichtmenge aus dem grünen Wellenlängenband durch als Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, und wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, lässt der zweite Filter eine größere Lichtmenge aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder durch als Licht von dem grünen Wellenlängenband.
Wenn in der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das erste Beleuchtungslicht emittiert wird, emittiert die Lichtquelleneinheit Licht aus dem grünen Wellenlängenband mit höherer Intensität als Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder, und wenn das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird, emittiert die Lichtquelleneinheit Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder mit höherer Intensität als Licht aus dem grünen Wellenlängenband.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat der zweite Filter eine Charakteristik, dass, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, Integralwerte von Transmissionslichtmengen aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder und Licht aus dem grünen Wellenlängenband auf einer Kurz-Wellenlängen-Seite und einer Lang-Wellenlängen-Seite bezüglich einer vordefinierten Wellenlänge ungefähr angeglichen werden.
Wenn in der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird, emittiert die Lichtquelleneinheit Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder, sodass eine Intensität des Lichts aus dem grünen Wellenlängenband und eine Intensität des Lichts aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder ungefähr angeglichen sind.
Die Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, basierend auf dem vom Abbildungsgerät erzeugten Bildsignal eine Intensität von Licht aus dem grünen Wellenlängenband und eine Intensität von Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder zu ändern, welche von der Lichtquelleneinheit emittiert werden.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinheit derart konfiguriert, dass die Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Summe der anderen Filter ist, die in der Filtereinheit angeordnet sind.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinheit derart konfiguriert, dass die zweiten Filter in einem Schachbrettmuster angeordnet sind.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die ersten Filter ein grüner Filter und ein blauer Filter.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Filtereinheit einen dritten Filter, der dazu eingerichtet ist, Licht aus einem anderen von den anderen Wellenlängenbändern durchzulassen, das sich von dem der anderen Wellenlängenbänder unterscheidet.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Filter ein Cyan-Filter, und der dritte Filter ist ein Magenta-Filter oder ein Gelb-Filter.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Filter ein Gelb-Filter, und der dritte Filter ist ein Cyan-Filter oder ein Magenta-Filter.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Bildverarbeitungseinheit weiter dazu eingerichtet, einen Interpolationsvorgang an einem elektrischen Signal durchzuführen, das von dem Abbildungsgerät basierend auf von dem Pixel durch den zweiten Filter empfangenem Licht erzeugt wurde, und ein erstes interpoliertes Bild zu erzeugen, um das Bildsignal von dem Pixel, auf dem ein anderer Filter als der zweite Filter angeordnet ist, zu interpolieren, und basierend auf dem ersten interpolierten Bild ein zweites interpoliertes Bild zu erzeugen, in welchem das Bildsignal von dem Pixel interpoliert wird, auf welchem ein anderer Filter als der zweite Filter angeordnet ist, bezüglich des Bildsignals, das von dem Abbildungsgerät basierend auf Licht erzeugt wird, das von dem Pixel durch den anderen als den zweiten Filter empfangen wurde.
In der Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt die Bildverarbeitungseinheit das erste Bild unter der Annahme, dass ein elektrisches Signal, das von dem Abbildungsgerät basierend auf Licht erzeugt wurde, welches von dem Pixel durch den zweiten Filter empfangen wurde, Licht ist, das von dem Pixel durch den ersten Filter empfangen wurde.
Eine Vorrichtung zur Bildverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Endoskop verbunden, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen. Die Vorrichtung zur Bildverarbeitung umfasst eine Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Bild entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband zu erzeugen und ein zweites Bild entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder zu erzeugen, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Ein Verfahren zur Bildverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung wird von einer Vorrichtung zur Bildverarbeitung ausgeführt, welche mit einem Endoskop verbunden ist, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen. Das Verfahren zur Bildverarbeitung umfasst einen Bildverarbeitungsschritt zum Erzeugen eines ersten Bilds entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband und zum Erzeugen eines zweiten Bilds entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Ein Programm gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Vorrichtung zur Bildverarbeitung ist mit einem Endoskop verbunden, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und
einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen. Das Programm veranlasst die Vorrichtung zur Bildverarbeitung dazu, auszuführen: einen Bildverarbeitungsschritt zum Erzeugen eines ersten Bilds entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband und zum Erzeugen eines zweiten Bilds entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Bild mit einer hohen Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm zur Illustration der gesamten Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung zur Illustration der gesamten Konfiguration der Endoskopvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Darstellung zur Illustration einer Konfiguration von Pixeln eines Abbildungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
6 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von weißem Licht, das von einer Lichtquelleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert wird.
7 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von schmalbandigem Licht, das von der Lichtquelleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert wird.
8 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weißes Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert.
9 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schmalbandiges Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert.
10A ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedes Pixels angeordnet ist.
10B ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedes Pixels angeordnet ist.
10C ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedes Pixels angeordnet ist.
10D ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedes Pixels angeordnet ist.
10E ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedes Pixels angeordnet ist.
11 ist ein Flussdiagramm zur Illustration einer Gliederung eines Vorgangs, der von der Endoskopvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
12 ist ein Flussdiagramm zur Illustration einer Gliederung eines Bilderzeugungs-Vorgangs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs, der von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
14 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels für ein Farbbild, das durch Schmalband-Abbildung von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
15 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in einem Farbfilter gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
18 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung eines Bilderzeugungs-Vorgangs, der von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
19 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
22 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung eines Bilderzeugungs-Vorgangs, der von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
23 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
25 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von weißem Licht, das von einer Lichtquelleneinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert wird.
26 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von schmalbandigem Licht, das von der Lichtquelleneinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert wird.
27 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung eines Bilderzeugungs-Vorgangs, der von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
28 ist eine schematische Darstellung zur Illustration einer gesamten Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 zeigt eine Liste, in der Variationen von Farbfiltern, Wellenlängenbändern des von der Lichtquelleneinheit emittierten Beleuchtungslichts und Ergebnisse zueinander in Bezug gesetzt werden, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
31 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
32 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
33 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
34 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
35 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
36 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
37 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
38 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
39 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
40 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
41 ist eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
42 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
43 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters in einem Fall, wenn eine Lichtquelleneinheit gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weißes Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert.
44 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters in einem Fall, wenn eine Lichtquelleneinheit gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schmalbandiges Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert.
45 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
46 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Möglichkeiten zur Ausführung der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als „Ausführungsformen“ bezeichnet) beschrieben. In den Ausführungsformen wird eine medizinische Endoskopvorrichtung beschrieben, welche innerhalb einer Körperhöhle eines Subjekts, wie eines Patienten, ein Bild aufnimmt und das Bild darstellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die gleichen Komponenten werden in den Figuren durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
<Konfiguration des Endoskops>
1 ist ein Diagramm zur Illustration einer gesamten Konfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Darstellung zur Illustration einer gesamten Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 und 2 dargestellt, nimmt eine Endoskopvorrichtung 1 ein Bild innerhalb eines Subjekts, wie eines Patienten, auf, indem die Endoskopvorrichtung in das Subjekt eingeführt wird, und stellt das In-vivo-Bild dar. Ein Benutzer, wie ein Arzt, beobachtet das dargestellte In-vivo-Bild, und untersucht die Anwesenheit oder Abwesenheit von jedem der Untersuchungs-Zielbereiche, wie ein Blutungsgebiet, ein Tumorbereich (Läsionsbereich S) und einen abnormen Bereich.
Die Endoskopvorrichtung 1 umfasst ein Endoskop 2, welches ein In-vivo-Bild eines beobachteten Bereichs aufnimmt und ein elektrisches Signal erzeugt, indem es in das Subjekt eingeführt wird, eine Lichtquelleneinheit 3, welche Beleuchtungslicht erzeugt, das von einem distalen Ende des Endoskops 2 emittiert werden soll, einen Prozessor 4, der eine vordefinierte Bildverarbeitung an dem elektrischen Signal durchführt, das vom Endoskop 2 erzeugt wird, und den gesamten Betrieb der Endoskopvorrichtung 1 steuert, und eine Anzeigeeinheit 5, die das In-vivo-Bild anzeigt, das vom Prozessor 4 verarbeitet wird.
<Konfiguration des Endoskops>
Zunächst wird eine Konfiguration des Endoskops 2 beschrieben. Das Endoskop 2 umfasst ein langes und dünnes, flexibles Einführstück 21, eine Bedieneinheit 22, die mit einer proximalen Endseite des Einführstücks 21 verbunden ist und in die diverse Bediensignale eingegeben werden, und ein Universalkabel 23, das sich in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der sich das Einführstück 21 von der Bedieneinheit wegerstreckt, und das verschiedene Kabel enthält, die mit der Lichtquelleneinheit 3 und dem Prozessor 4 verbunden sind.
Das Einführstück 21 umfasst einen Spitzen-Abschnitt 24, der ein Abbildungsgerät 201 enthält, welches Pixel (Photodioden) umfasst, die in einer zwei-dimensionalen Matrix angeordnet und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen und Bildsignale durch photoelektrische Umwandlung des empfangenen Lichts zu erzeugen, einen Biegeabschnitt 25, der durch eine Mehrzahl von Biegestücken gebildet wird und frei biegbar ist, und ein langgestrecktes flexibles Schlauchstück 26, das mit einer proximalen Endseite des Biegeabschnitts 25 verbunden ist und Flexibilität hat.
Die Bedieneinheit 22 umfasst einen Biegeknopf 221 zum Biegen des Biegeabschnitts 25 in einer senkrechten Richtung und einer waagerechten Richtung, einen Behandlungsinstrument-Einführabschnitt 222 zum Einführen eines Behandlungsinstruments, wie eine Biopsiezange, ein elektrisches Skalpell, oder eine Untersuchungssonde, in die Körperhöhle des Subjekts, und eine Mehrzahl von Schaltern 223, um eine Eingabe eines Befehlssignals zu empfangen, um die Lichtquelleneinheit 3 dazu zu veranlassen, einen Beleuchtungslicht-Umschaltvorgang oder ähnliches durchzuführen.
Das Universalkabel 23 enthält wenigstens einen Lichtleiter 203 und einen Kabelstrang, in dem eine oder eine Mehrzahl von Signalleitungen zusammengefasst sind. Der Kabelstrang ist eine Signalleitung, die ein Signal zwischen dem Endoskop 2, der Lichtquelleneinheit 3 und dem Prozessor 4 überträgt bzw. empfängt, und umfasst eine Signalleitung zum Transmittieren und Empfangen von Einstelldaten, eine Signalleitung zum Transmittieren und Empfangen eines Bildsignals, eine Signalleitung zum Transmittieren und Empfangen eines Ansteuerzeitsignals zur Ansteuerung des Abbildungsgeräts 201 und Ähnliches.
Weiter umfasst das Endoskop 2 ein optisches Abbildungssystem 200, das Abbildungsgerät 201, einen Farbfilter 202, den Lichtleiter 203, eine Beleuchtungslinse 204, einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 205, und eine Abbildungs-Informations-Speichereinheit 206.
Das optische Abbildungssystem 200 ist am Spitzen-Abschnitt 24 des Einführstücks 21 vorhanden, und sammelt wenigstens Licht aus einem beobachteten Bereich. Das optische Abbildungssystem 200 ist aus einer oder mehreren Linsen gebildet. Das optische Abbildungssystem 200 kann einen optischen Zoom-Mechanismus umfassen, der einen Blickwinkel ändert und einen Fokussiermechanismus, der einen Brennpunkt ändert.
Das Abbildungsgerät 201 ist senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Abbildungssystems 200 angeordnet, und dazu eingerichtet, Licht von einem Subjektbild zu empfangen, das auf dem optischen Abbildungssystem 200 gebildet wird, das Licht photoelektrisch umzuwandeln, um ein elektrisches Signal (Bildsignal) zu erzeugen, und das elektrische Signal an den A/D-Wandler 205 auszugeben. Das Abbildungsgerät 201 wird durch einen Bildsensor realisiert, wie einen „charge coupled device“ (CCD) oder einen „Complementary metal oxide semiconductor“ (CMOS). Eine detaillierte Konfiguration des Abbildungsgeräts 201 wird später beschrieben.
Der Farbfilter 202 ist auf einer Licht empfangenden Oberfläche des Abbildungsgeräts 201 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Filtern, von denen jeder Licht aus einem einzeln festgelegten Wellenlängenband durchlässt. Eine detaillierte Konfiguration des Farbfilters 202 wird später beschrieben.
Der Lichtleiter 203 wird aus Glasfaser oder ähnlichem gebildet und dient als optischer Wellenleiter für das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte Licht.
Die Beleuchtungslinse 204 ist an einem distalen Ende des Lichtleiters 203 angeordnet, streut von dem Lichtleiter 203 geführtes Licht, und emittiert das Licht zur Außenseite des Spitzen-Abschnitts 24. Die Beleuchtungslinse 204 ist aus einer oder mehreren Linsen gebildet.
Der A/D-Wandler 205 führt eine A/D-Umwandlung an einem analogen elektrischen Signal, das vom Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde, und gibt das umgewandelte digitale elektrische Signal an den Prozessor 4 aus.
Die Abbildungs-Informations-Speichereinheit 206 speichert darin verschiedene Programme zum Betrieb des Endoskops 2, verschiedene Parameter, die zum Betrieb des Endoskops 2 benötigt werden, und Daten, die Identifikations-Information über das Endoskop 2 beinhalten. Weiter umfasst die Abbildungs-Informations-Speichereinheit 206 eine Identifikations-Informations-Speichereinheit 261 zum Speichern von Identifikations-Information. Die Identifikations-Information umfasst eindeutige Information (ID), ein Modelljahr, Spezifikations-Information, ein Transmissionssystem, Information über die Anordnung von Filtern in dem Farbfilter 202 und Ähnliches bezüglich des Endoskops 2. Die Abbildungs-Informations-Speichereinheit 206 wird durch einen Flash-Speicher oder Ähnliches realisiert.
<Konfiguration der Lichtquelleneinheit>
Als nächstes wird eine Konfiguration der Lichtquelleneinheit 3 beschrieben. Die Lichtquelleneinheit 3 umfasst eine Beleuchtungseinheit 31 und eine Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32.
Die Beleuchtungseinheit 31 schaltet zwischen einer Mehrzahl von Arten von Beleuchtungslicht um und gibt das Beleuchtungslicht unter der Kontrolle der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 an den Lichtleiter 203 aus. Die Beleuchtungseinheit 31 umfasst eine Lichtquelle 31a, einen Lichtquellen-Ansteuerung 31b, einen schaltbaren Filter 31c, eine Ansteuerungseinheit 31d und eine Treibereinrichtung 31e.
Die Lichtquelle 31a gibt weißes Licht aus, welches Licht aus einem roten Wellenlängenband H_R , Licht aus einem grünen Wellenlängenband H_G und Licht aus einem blauen Wellenlängenband H_B umfasst, in Übereinstimmung mit einem von der Lichtquellen-Ansteuerung 31 b eingehenden elektrischen Strom. Die Lichtquelle 31a wird durch eine weißes Licht emittierende Diode (LED), eine Xenonlampe oder Ähnliches realisiert.
Die Lichtquellen-Ansteuerung 31b versorgt die Lichtquelle 31a mit einem elektrischen Strom und veranlasst die Lichtquelle 31a, weißes Licht unter der Kontrolle der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 zu emittieren.
Der schaltbare Filter 31c ist derart angeordnet, um frei im Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts platziert und daraus entfernt werden zu können, und lässt Licht aus einem vordefinierten Wellenlängenband aus dem von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Licht durch. In der ersten Ausführungsform lässt der schaltbare Filter 31c ein blaues schmalbandiges Licht und ein grünes schmalbandiges Licht durch. Das heißt, wenn der schaltbare Filter 31c in der ersten Ausführungsform im Strahlengang des weißen Lichts platziert ist, lässt der schaltbare Filter 31c zwei Arten von schmalbandigem Licht durch. Im Detail lässt der schaltbare Filter 31c Licht aus einem schmalen Band T_B (z. B. von 390 Nanometern (nm) bis 445 nm) durch, das im Wellenlängenband H_B enthalten ist, und Licht aus einem schmalen Band T_G (z. B. von 530 nm bis 550 nm), das im Wellenlängenband H_G enthalten ist. Das Licht, das durch den schaltbaren Filter 31c hindurchgegangen ist, dient als schmalbandiges Beleuchtungslicht aus dem schmalen Band T_B und dem schmalen Band T_G . Die schmalen Bänder T_B und T_G sind Wellenlängenbänder von blauem Licht und von grünem Licht, die leicht von Hämoglobin im Blut absorbiert werden. Eine Beobachtung eines Bilds mit dem schmalbandigen Beleuchtungslicht wird als Schmalband-Abbildung (NBI) bezeichnet.
Die Ansteuerungseinheit 31d wird aus einem Schrittmotor, einem DC-Motor oder Ähnlichem gebildet und veranlasst den schaltbaren Filter 31c unter der Kontrolle der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32, im optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts platziert oder daraus entfernt zu werden. Im Detail, wenn die Endoskopvorrichtung 1 Weißlicht-Abbildung (WLI-Verfahren) mit Licht als dem ersten Beleuchtungslicht durchführt, veranlasst die Ansteuerungseinheit 31d den schaltbaren Filter 31c, aus dem optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts entfernt zu werden, und wenn die Endoskopvorrichtung 1 Schmalband-Abbildung (NBI-Verfahren) mit Licht als dem zweiten Beleuchtungslicht durchführt, veranlasst die Ansteuerungseinheit 31d den schaltbaren Filter 31c, im optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts platziert zu werden, unter der Kontrolle der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32.
Die Treibereinrichtung 31e versorgt die Ansteuerungseinheit 31d mit einem vordefinierten elektrischen Strom unter der Kontrolle der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32.
Eine Kondensorlinse 31f sammelt das von der Lichtquelle 31a emittierte weiße Licht und gibt das weiße Licht an den Lichtleiter 203 aus. Weiter sammelt die Kondensorlinse 31f Licht, das durch den schaltbaren Filter 31c transmittiert wurde und gibt das Licht an den Lichtleiter 203 aus. Die Kondensorlinse 31f ist aus einer oder mehreren Linsen gebildet.
Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 ist gebildet aus einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) oder Ähnlichem. Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 steuert die Lichtquellen-Ansteuerung 31b, um die Lichtquelle 31a basierend auf einem vom Prozessor 4 eingehenden Befehlssignal ein- und auszuschalten. Weiter steuert die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 die Treibereinrichtung 31e, um zu veranlassen, dass der schaltbare Filter 31c im optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a weißen Lichts platziert bzw. daraus entfernt wird, basierend auf einem vom Prozessor 4 eingehenden Befehlssignal, um hierdurch Arten von Beleuchtungslicht zu steuern, die von der Beleuchtungseinheit 31 emittiert werden sollen.
<Konfiguration des Prozessors>
Als nächstes wird eine Konfiguration des Prozessors 4 beschrieben. Der Prozessor 4 umfasst eine Bildverarbeitungseinheit 41, eine Eingabeeinheit 42, eine Speichereinheit 43 und eine Steuereinheit 44.
Die Bildverarbeitungseinheit 41 führt eine vordefinierte Bildverarbeitung an einem elektrischen Signal durch, das vom Endoskop 2 eingeht, und erzeugt ein Anzeigebild, das von der Anzeigeeinheit 5 angezeigt wird. Im Detail, wenn die Lichtquelleneinheit 3 weißes Licht (erstes Beleuchtungslicht oder schmalbandiges Licht (zweites Beleuchtungslicht) emittiert, erzeugt die Bildverarbeitungseinheit 41 ein erstes Bild entsprechend zu Licht aus einem grünen Wellenlängenband und ein zweites Bild entsprechend zu Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder (in der ersten Ausführungsform, Licht aus einem blauen Wellenlängenband) basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde. Hierbei ist die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das weiße Licht emittiert, größer oder gleich wie die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das schmalbandige Licht emittiert. Weiter ist die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das schmalbandige Licht emittiert, größer als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das weiße Licht emittiert. Die Bildverarbeitungseinheit 41 umfasst einen Leitbildgenerator 411, einen Interpoliertes-Bild-Generator 412, einen Farbbildgenerator 413 und einen Anzeigebildgenerator 414.
Der Leitbildgenerator 411 erzeugt, basierend auf einem vom Endoskop 2 eingehenden elektrischen Signal, ein Leitbild, das als ein Ausgangspunkt zum Interpolieren von elektrischen Signalen von anderen Pixeln verwendet werden soll, wenn der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang durchführt, und gibt das Leitbild an den Interpoliertes-Bild-Generator 412 und an den Farbbildgenerator 413 aus. In der ersten Ausführungsform fungiert das Leitbild als ein erstes interpoliertes Bild.
Der Interpoliertes-Bild-Generator 412 erzeugt ein interpoliertes Bild durch Durchführen eines Interpolationsvorgangs an dem von dem Endoskop 2 eingehenden elektrischen Signal basierend auf dem von dem Leitbildgenerator 411 eingehenden Leitbild und gibt das interpolierte Bild (zweites interpoliertes Bild) an den Farbbildgenerator 413 aus.
Der Farbbildgenerator 413 erzeugt ein Farbbild unter Verwendung des vom Interpoliertes-Bild-Generator 412 eingehenden interpolierten Bilds basierend auf dem von dem Leitbildgenerator 411 eingehenden Leitbild und gibt das Farbbild an den Anzeigebildgenerator 414 aus.
Der Anzeigebildgenerator 414 führt eine Farbtonumwandlung, einen Vergrößerungsvorgang oder einen Strukturverbesserungsvorgang für Strukturen wie Kapillaren oder feine Schleimhautstrukturen auf einer Schleimhautoberfläche an dem von dem Farbbildgenerator 413 erzeugten elektrischen Signal durch. Nach Durchführung einer vorgegebenen Verarbeitung gibt der Anzeigebildgenerator 414 das Signal als Anzeigebildsignal an die Anzeigeeinheit 5 aus.
Die Eingabeeinheit 42 ist eine Schnittstelle zur Durchführung einer Eingabe an den Prozessor 4 zum Beispiel durch einen Benutzer, und umfasst einen Netzschalter, um die Stromzufuhr ein- und auszuschalten, einen Modus-Umschaltknopf zum Umschalten zwischen Abbildungsmoden und verschiedenen anderen Moden und einen Beleuchtungslicht-Umschaltknopf zum Umschalten zwischen Arten von Beleuchtungslicht der Lichtquelleneinheit 3.
Die Speichereinheit 43 speichert darin verschiedene Programme zum Betrieb der Endoskopvorrichtung 1 und Daten einschließlich verschiedener Parameter oder Ähnlichem, die für den Betrieb der Endoskopvorrichtung 1 benötigt werden. Weiter kann die Speichereinheit 43 darin eine Relationstabelle mit Informationen über das Endoskop 2, wie etwa die eindeutige Information (ID) über das Endoskop 2 und die Information über die Anordnung der Filter in dem Farbfilter 202. Die Speichereinheit 43 ist als ein Halbleiterspeicher, so wie ein Flashspeicher oder ein dynamischer RAM (DRAM), realisiert.
Die Steuereinheit 44 ist aufgebaut aus einer CPU oder Ähnlichem und steuert jede der Komponenten einschließlich des Endoskops 2 und der Lichtquelleneinheit 3 an und führt Eingabe-Ausgabe-Steuerung über Information mit Bezug zu jeder der Komponenten und Ähnliches durch. Die Steuereinheit 44 überträgt Einstelldaten für Bildsteuerung (z. B. ein Ziel-Auslesepixel oder Ähnliches), ein Zeitsignal bezogen auf eine Abbildungszeit und Ähnliches, die in der Speichereinheit 43 gespeichert sind, über eine vordefinierte Signalleitung an das Endoskop 2. Die Steuereinheit 44 gibt Farbfilter-Information (Identifikations-Information), die über die Abbildungs-Informations-Speichereinheit 206 erhalten wurde, an die Bildverarbeitungseinheit 41 aus, und gibt Information bezüglich der Anordnung des schaltbaren Filters 31c an die Lichtquelleneinheit 3 basierend auf der Farbfilter-Information aus.
<Konfiguration der Anzeigeeinheit>
Als nächstes wird die Anzeigeeinheit 5 beschrieben. Die Anzeigeeinheit 5 erhält über ein Videokabel das Anzeigebildsignal, das von dem Prozessor 4 erzeugt wurde, und zeigt ein In-vivo-Bild entsprechend dem Anzeigebildsignal an. Die Anzeigeeinheit 5 ist aus einem Flüssigkristall oder organischer Elektrolumineszenz (EL) gebildet.
<Konfiguration des Abbildungsgeräts>
Als nächstes wird eine detaillierte Konfiguration des Abbildungsgeräts 201 beschrieben. 3 ist eine schematische Darstellung zur Illustration einer Konfiguration von Pixeln des Abbildungsgeräts 201.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Abbildungsgerät 201 eine Mehrzahl von Pixeln P, die in einer zweidimensionalen Gitterstruktur (einem zweidimensionalen Matrix-Array) angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht von dem optischen Abbildungssystem 200 zu empfangen. Jeder der Pixel P empfängt Licht, das von dem optischen Abbildungssystem 200 einfällt, wandelt das Licht photoelektrisch um und erzeugt ein elektrisches Signal. Das elektrische Signal umfasst einen Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der Pixel P, Positionsinformation über den Pixel und Ähnliches. In 3 wird ein Pixel, der in der i-ten Zeile und der j-ten Spalte angeordnet ist, als Pixel Pij bezeichnet; i und j sind ganze Zahlen größer oder gleich 1.
<Konfiguration des Farbfilters>
Als nächstes wird eine detaillierte Konfiguration des Farbfilters 202 beschrieben. 4 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration des Farbfilters 202.
Wie in 4 dargestellt, ist der Farbfilter 202 derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U1, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Der Pixel Pij, der mit einem bestimmten Filter versehen ist, empfängt Licht aus einem Wellenlängenband, das durch diesen Filter hindurchging. Im Detail empfängt der Pixel P_ij , der mit einem Filter versehen ist, der Licht aus einem roten Wellenlängenband durchlässt, Licht aus dem roten Wellenlängenband. Im Folgenden wird der Pixel P_ij , der Licht aus dem roten Wellenlängenband empfängt, als R-Pixel bezeichnet. Ähnlich wird der Pixel Pij, der Licht aus dem grünen Wellenlängenband empfängt, als G-Pixel bezeichnet, der Pixel Pij, der Licht aus dem blauen Wellenlängenband empfängt, als B-Pixel bezeichnet, und der Pixel Pij, der Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband empfängt, als Cy-Pixel bezeichnet.
Wie in 4 dargestellt, lässt die Filtereinheit U1 Licht aus dem blauen (B) Wellenlängenband H_B , Licht aus dem grünen (G) Wellenlängenband H_G und Licht aus dem roten (R) Wellenlängenband H_R durch. Hierbei sind das blaue Wellenlängenband H_B , das grüne Wellenlängenband H_G und das rote Wellenlängenband H_R derart definiert, dass das Wellenlängenband H_B 390 nm bis 500 nm ist, das Wellenlängenband H_G von 500 nm bis 600 nm ist und das Wellenlängenband H_R von 600 nm bis 700 nm ist. Weiter umfasst die Filtereinheit U1 R-Filter, welche Licht aus dem roten Wellenlängenband H_R durchlassen, B-Filter, welche Licht aus dem blauen Wellenlängenband durchlassen, und Cy-Filter, welche Licht aus dem blauen Wellenlängenband und Licht aus dem grünen Wellenlängenband durchlassen. Im Detail umfasst die Filtereinheit U1 einen R-Filter, vier B-Filter und 20 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U1 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der B-Filter ist, die von einer Mehrzahl von Arten von ersten Filtern am häufigsten in dem Farbfilter 202 angeordnet sind. Im Detail beträgt ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Cy-Filter und der Anzahl der B-Filter 5:1. Weiter sind die Cy-Filter an allen der angrenzenden Positionen des R-Filters angeordnet. Im Folgenden wird, wenn der B-Filter an einer Position entsprechend dem Pixel P_ij angeordnet ist, der B-Filter als Bij bezeichnet. Ähnlich wird, wenn der R-Filter an einer Position entsprechend dem Pixel P_ij angeordnet ist, der R-Filter als Rij bezeichnet, und wenn der Cy-Filter an einer Position entsprechend dem Pixel P_ij angeordnet ist, der Cy-Filter als Cy_ij bezeichnet. In der ersten Ausführungsform fungieren der B-Filter und der R-Filter als die ersten Filter, und der Cy-Filter fungiert als zweiter Filter.
<Transmissions-Charakteristik von jedem Filter>
Als nächstes wird eine Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter beschrieben, die in dem Farbfilter 202 angeordnet sind. 5 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202 enthalten sind. In 5 werden Transmissionskurven standardisiert in einer simulierenden Weise, sodass Maximalwerte von Transmissionen von allen der Filter angeglichen sind. In 5 repräsentiert eine Kurve L_B eine Transmissionskurve des B-Filters, eine Kurve L_R repräsentiert eine Transmissionskurve des R-Filters und eine Kurve Lcy repräsentiert eine Transmissionskurve des Cy-Filters. Weiter repräsentiert eine horizontale Achse in 5 eine Wellenlänge und eine vertikale Achse eine Transmission.
Wie in 5 dargestellt, transmittiert der B-Filter Licht aus dem Wellenlängenband H_B . Der Cy-Filter transmittiert Licht aus dem Wellenlängenband H_B und Licht aus dem Wellenlängenband H_G , und absorbiert (blockt) Licht aus dem Wellenlängenband H_R . Das heißt, der Cy-Filter transmittiert Licht aus einem Cyan-Wellenlängenband, wobei das Cyan eine zusammengesetzte Farbe ist. Der R-Filter transmittiert Licht aus dem Wellenlängenband H_R . In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet die zusammengesetzte Farbe eine Farbe, die aus Licht von wenigstens zwei der Wellenlängenbänder H_B , H_G und H_R gebildet wird.
<Spektrale Charakteristik der Lichtquelleneinheit>
Als nächstes wird eine spektrale Charakteristik von Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird, beschrieben. 6 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von weißem Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird. 7 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von schmalbandigem Licht, das von einer Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird. In 6 und 7 repräsentieren horizontale Achsen eine Wellenlänge und vertikale Achsen repräsentieren Intensität. In 6 repräsentiert eine Kurve Lw die spektrale Charakteristik des weißen Lichts, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wurde. Weiter repräsentieren in 7 eine Kurve L₁ und eine Kurve L₂ die spektrale Charakteristik des schmalbandigen Lichts, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wurde.
Wie durch die Kurve Lw in 6 bezeichnet, hat das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte weiße Licht eine höhere Intensität in dem grünen Wellenlängenband H_G als die Intensität im blauen Wellenlängenband H_B . Weiter hat, wie durch die Kurven L₁ und L₂ in 7 bezeichnet, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte schmalbandige Licht eine höhere Intensität in dem blauen Wellenlängenband H_B als Intensität im grünen Wellenlängenband. Auf diese Weise ist Licht, das von jedem der Pixel P_ij empfangen wird, Information, die durch Multiplikation der spektralen Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Lichts mit der Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter erhalten wird. Das heißt, wenn das weiße Licht als das erste Beleuchtungslicht emittiert wird, emittiert die Lichtquelleneinheit 3 Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G mit höherer Intensität als Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B , und, wenn das schmalbandige Licht als das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird, emittiert die Lichtquelleneinheit 3 Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B mit höherer Intensität als Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G . In der vorliegenden Ausführungsform ist die Intensität des Wellenlängenbands nicht eine Spitzen-Intensität, sondern ein Integralwert in dem Wellenlängenband.
<Zusammenhang zwischen jedem Licht und Cy-Filter>
Als nächstes wird eine Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in dem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 jedes Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert, beschrieben. 8 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das weiße Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert. 9 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das schmalbandige Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert. In 8 und 9 repräsentieren horizontale Achsen eine Wellenlänge und vertikale Achsen repräsentieren Intensität. In 8 repräsentiert eine Kurve L_CyW die Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das weiße Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert. Weiter repräsentieren in 9 eine Kurve L_CyB und eine Kurve L_CyG die Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das schmalbandige Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert.
Wie durch die Kurve Lcyw in 8 bezeichnet, hat der Cy-Filter eine Charakteristik, dass, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das weiße Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert, eine Transmission des grünen Wellenlängenbands H_G höher ist als eine Transmission des blauen Wellenlängenbands H_B und Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G großteils durchgelassen wird. Das heißt, ein Pixel Cy_ij sammelt eine größere Menge Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G als Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B .
Hingegen, wie durch eine Kurve L_CyB und eine Kurve L_CyG in 9 bezeichnet wird, hat der Cy-Filter eine Charakteristik, dass, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das schmalbandige Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert, die Transmission des blauen Wellenlängenbands H_B höher ist als die Transmission des grünen Wellenlängenbands H_G und Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B großteils durchgelassen wird. Das heißt, der Cy_ij -Pixel sammelt eine größere Menge Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B als Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G .
< Durch Cy-Pixel gesammelte Information>
Als nächstes wird Information beschrieben, die durch den Cy-Pixel gesammelt wird. 10A bis 10E sind Diagramme zur Illustration von Beispielen eines Bilds, das erhalten wird, wenn der Cy-Filter auf einer Licht empfangenden Oberfläche jedem der Pixels Pij angeordnet ist.
Der Cy-Pixel hat eine Empfindlichkeit in sowohl dem blauen Wellenlängenband H_B als auch dem grünen Wellenlängenband H_G . Daher kann der Cy-Pixel Information sammeln, in der Information über eine Kapillare B1 auf einer Oberfläche, welche Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B ist (siehe 10A), und Information über ein dickes Blutgefäß B2, welche Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G ist (siehe 10E), gemischt werden. Wenn ein Verhältnis zwischen dem blauen Wellenlängenband H_B und dem grünen Wellenlängenband H_G 1:1 in der Empfindlichkeits-Charakteristik ist, welche von der Lichtquelleneinheit 3 emittiertes Licht umfasst, wie in 8 und 9 dargestellt, nimmt der Cy-Pixel ein Bild W13 auf, wie in 10C dargestellt, welches Information ist, in der ein Bild W11, wie in 10A dargestellt, und ein Bild W15, wie in 10E dargestellt, gemittelt werden. Hingegen kann, wenn das Verhältnis zwischen dem blauen Wellenlängenband H_B und dem grünen Wellenlängenband H_G geändert wird, der Cy-Pixel Information über ein Bild sammeln, wie ein Bild W12 wie in 10B dargestellt, oder ein Bild W14 wie in 10D.
Die Cy-Pixel sind am häufigsten in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet. Daher können die Cy-Pixel, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert, eine große Menge Information über das blaue Wellenlängenband H_B sammeln, welche von den Cy-Pixeln erhalten werden kann. Das heißt, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert, ist das zweite Bild, das von der Bildverarbeitungseinheit 41 erzeugt wurde, eine Summe von Information auf dem blauen Wellenlängenband H_B , die von den Cy-Pixeln erhalten wurde, und Information auf dem blauen Wellenlängenband H_B , die von den B-Pixeln erhalten wurde. Daher wird die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert (schmalbandiges Licht), höher als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert (weißes Licht).
Hingegen können, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert, die Cy-Pixel eine große Menge Information auf dem grünen Wellenlängenband H_G sammeln, die von den Cy-Pixeln erhalten werden kann. Das heißt, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert, während die G-Pixel enthalten sind, wie in einem in 20 dargestellten Farbfilter 202d, ist das erste Bild, das von der Bildverarbeitungseinheit 41 erzeugt wurde, eine Summe von Information auf dem grünen Wellenlängenband H_G , die von den Cy-Pixeln erhalten wurde, und Information auf dem grünen Wellenlängenband H_G , die von den G-Pixeln erhalten wurde. Daher wird die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert, höher als die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert. Wenn die G-Pixel nicht enthalten sind, wie in dem in 4 dargestellten Farbfilter 202, können nur die Cy-Pixel Information auf dem grünen Wellenlängenband H_G sammeln; daher bleibt die Auflösung dieselbe, sowohl wenn das erste Beleuchtungslicht emittiert wird, als auch wenn das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird.
Auf diese Weise wird die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht (weißes Licht), gleich oder höher als die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert (schmalbandiges Licht). Weiter wird die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht (schmalbandiges Licht) emittiert, höher als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert (weißes Licht). Des Weiteren wird die Auflösung des ersten Bilds höher als die Auflösung des zweiten Bilds, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht (weißes Licht) emittiert, und die Auflösung des ersten Bilds wird niedriger als die Auflösung des zweiten Bilds, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert (schmalbandiges Licht).
<Von der Endoskopvorrichtung durchgeführter Vorgang>
Als nächstes wird ein Vorgang, der von der Endoskopvorrichtung durchgeführt wird, beschrieben. 11 ist ein Flussdiagramm zur Illustration einer Gliederung eines Vorgangs, der von der Endoskopvorrichtung 1 durchgeführt wird.
Wie in 11 dargestellt, bestimmt zunächst die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 basierend auf Information von dem Prozessor 4, ob ein Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung ist oder nicht (Schritt S101), und falls das Beobachtungsverfahren die Weißlicht-Abbildung ist (Schritt S101: Ja), steuert die Beleuchtungs-Steuereinheit die Ansteuerungseinheit 31d, um zu veranlassen, dass der schaltbare Filter 31c aus dem optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts entfernt wird (Schritt S102), und veranlasst die Lichtquelleneinheit 3 dazu, das weiße Licht zu emittieren (Schritt S103). Nach dem Schritt S103 fährt die Endoskopvorrichtung 1 mit Schritt S106 fort, der später beschrieben wird.
Wenn beim Schritt S101 das Beobachtungsverfahren nicht die Weißlicht-Abbildung ist (Schritt S101: Nein), steuert die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 die Ansteuerungseinheit 31d, um zu veranlassen, dass der schaltbare Filter 31c im optischen Strahlengang des von der Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts platziert wird (Schritt S104), und veranlasst die Lichtquelleneinheit 3 dazu, das schmalbandige Licht zu emittieren (Schritt S105). Nach Schritt S105 fährt die Endoskopvorrichtung 1 mit Schritt S106 fort, wie weiter unten beschrieben.
Beim Schritt S106 nimmt das Endoskop 2 ein Bild von einem Subjekt auf. In diesem Fall gibt das Endoskop 2 an den Prozessor ein elektrisches Signal aus, welches von dem Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde.
Anschließend führt der Prozessor 4 Bildverarbeitung an dem vom Endoskop 2 eingegangenen elektrischen Signal durch und führt einen Bilderzeugungs-Vorgang zum Erzeugen eines Bilds durch, das von der Anzeigeeinheit 5 angezeigt werden soll (Schritt S107). Details dieses Bilderzeugungs-Vorgangs werden später beschrieben.
Anschließend, wenn ein Befehlssignal zum Beenden der Beobachtung des Subjekts von der Eingabeeinheit 42 eingeht (Schritt S108: Ja), beendet die Endoskopvorrichtung 1 den Vorgang. Wenn hingegen das Befehlssignal zum Beenden der Beobachtung des Subjekts von der Eingabeeinheit 42 nicht eingeht, (Schritt S108: Nein), kehrt die Endoskopvorrichtung 1 zum vorstehend beschriebenen Schritt S101 zurück.
<Bilderzeugungs-Vorgang>
Als nächstes werden Details des Bilderzeugungs-Vorgangs, die bei Schritt S107 in 11 erklärt werden, beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm zur Illustration einer Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs. 13 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs, der von einer Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird.
Wie in 12 dargestellt, sammelt die Bildverarbeitungseinheit 41 zunächst Bilddaten von dem Endoskop 2 (Schritt S201). Im Detail, wie in 13 dargestellt, nimmt die Bildverarbeitungseinheit 41 ein Bild F1 entsprechend zu den Bilddaten von dem Endoskop 2 auf.
Anschließend erzeugt der Leitbildgenerator 411 als ein Leitbild ein interpoliertes Bild von den Cy-Pixeln, die am dichtesten in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet sind (Schritt S202). Im Detail, wie in 13 dargestellt, führt der Leitbildgenerator 411 einen Interpolationsvorgang in einem separaten Bild F_Cy1 , das durch Abtrennen der Leuchtdichtewerte der Cy-Pixel aus dem Bild F1 erhalten wird, durch, um einen Leuchtdichtewert eines Cy-Pixels an einer Pixel-Position zu berechnen, an der jeder der B-Pixel und der R-Pixel in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet sind, basierend auf einem Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der Cy-Pixel, und erzeugt ein interpoliertes Bild F_Cy2 , in welchem die Leuchtdichtewerte der Cy-Pixel an allen der Pixel-Positionen vorhanden sind, als ein Leitbild (im Folgenden bezeichnet als „Leitbild F_Cy2 “). Wie in 13 dargestellt, ist die Pixel-Position, an der jeder der B-Pixel und der R-Pixel in dem separaten Bild F_Cy1 angeordnet sind, in allen von den acht angrenzenden Richtungen (horizontale Richtungen, vertikale Richtungen und schräge Richtungen) von den Cy-Pixeln umgeben. Daher erzeugt der Leitbildgenerator 411 das Leitbild F_Cy2 unter Verwendung bekannter Bilinear-Interpolation, kubischer Interpolation, Richtungsbestimmungs-Interpolation oder ähnlichem. Bei diesem Vorgang kann der Leitbildgenerator 411 das Leitbild F_Cy2 mit hoher Genauigkeit erzeugen.
Anschließend erzeugt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 interpolierte Bilder aus den anderen Farben, das heißt, dem R-Pixel und den B-Pixeln in der ersten Ausführungsform, basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 in Schritt S202, wie vorstehend beschrieben, erzeugt wurde (Schritt S203). Im Detail, wie in 13 dargestellt, führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in einem separaten Bild F_B1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines B-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der R-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt ein interpoliertes Bild F_B2 (zweites Bild), in dem die Leuchtdichtewerte von den B-Pixeln an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Weiter führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412, wie in 13 dargestellt, einen Interpolationsvorgang in einem separaten Bild F_R1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines R-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der B-Pixel angeordnet sind, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt ein interpoliertes Bild F_R2 , in dem die Leuchtdichtewerte von den R-Pixeln an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Hierbei kann der Interpoliertes-Bild-Generator 412 ein bekanntes Bilateral-Interpolationsverfahren (joint bilateral interpolation), einen Leitfilterinterpolationsvorgang (guided filter interpolation) oder Ähnliches als Interpolationsverfahren basierend auf dem Leitbild F_Cy2 verwenden. Bei diesem Vorgang kann der Interpoliertes-Bild-Generator 412 das interpolierte Bild F_B2 und das interpolierte Bild F_R2 mit hoher Genauigkeit erzeugen bezüglich der B-Pixel und dem R-Pixel, welche weniger dicht in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet sind.
Weiter ist in der ersten Ausführungsform das Leitbild F_Cy2 gebildet aus den Cy-Pixeln, die B-Komponenten umfassen; somit ist eine Korrelation zwischen dem Cy-Pixel und dem B-Pixel extrem hoch. Daher kann der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang basierend auf dem Leitbild F_Cy2 mit hoher Genauigkeit durchführen. Weiter ist eine Korrelation zwischen dem R-Pixel, dem G-Pixel und dem B-Pixel bezüglich einer Hochfrequenzkomponente des weißen Lichts üblicherweise hoch. Daher kann, selbst wenn der R-Pixel unter Verwendung eines Cy-Bilds als dem Leitbild F_Cy2 interpoliert wird, der Interpoliertes-Bild-Generator 412 den Interpolationsvorgang mit hoher Genauigkeit durchführen. In einem Fall der Schmalband-Abbildung erzeugt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 ein Farbbild unter Verwendung eines B-Bilds und eines G-Bilds und muss daher kein interpoliertes R-Bild erzeugen. Weiter haben in dem Fall der Schmalband-Abbildung die Cy-Pixel eine Empfindlichkeit für Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G und Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B ; daher kann die Bildverarbeitungseinheit 41 als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 erzeugen (das Bild, das durch Addition des Leitbilds F_Cy2 und des separaten Bilds F_B1 in 13 erhalten wurde), das eine höhere Auflösung hat als das Bild, das durch die Weißlicht-Abbildung erhalten wurde, basierend auf dem vom Abbildungsgerät 201 erzeugten Bildsignal. Weiter kann in dem Fall der Schmalband-Abbildung die Bildverarbeitungseinheit 41 als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 erzeugen, das eine höhere Auflösung hat als das interpolierte Bild F_G2 , das als das erste Bild dient.
Danach erzeugt der Farbbildgenerator 413 das interpolierte Bild F_G2 (erstes Bild), in welchem Leuchtdichtewerte von G-Pixeln als alle Pixel-Werte vorgesehen sind, unter Verwendung des vom Leitbildgenerator 411 in Schritt S202, wie vorstehend beschrieben, erzeugten Leitbilds F_Cy2 und des vom Interpoliertes-Bild-Generator 412 in Schritt S203, wie vorstehend beschrieben, erzeugten interpolierten Bilds F_B2 . Im Detail trennt der Farbbildgenerator 413 G-Komponenten von dem Leitbild F_Cy2 , indem ein Subtraktionsvorgang zum Subtrahieren des Leuchtdichtewerts von jedem der Pixel des interpolierten Bilds F_B2 , das aus den B-Pixeln besteht, von dem Leitbild F_Cy2 , das aus den Cy-Pixeln besteht, durchgeführt wird, und erzeugt das interpolierte Bild F_G2 der G-Pixel. Im Detail erzeugt der Farbbildgenerator 413 das interpolierte Bild F_G2 aus den G-Pixeln durch die Gleichung (1): $G (i, j) = Cy (i, j) - α \times B (i, j)$
Hierbei repräsentiert G(i, j) einen Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der G-Pixel des interpolierten Bilds F_G2 , Cy(i, j) repräsentiert einen Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der Cy-Pixel des interpolierten Bilds F_Cy2 , B(i, j) repräsentiert einen Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der B-Pixel des interpolierten Bilds F_B2 , und α repräsentiert einen G-Korrekturkoeffizienten als einen Parameter, der vorher aus einem Verhältnis zwischen dem blauen Wellenlängenband H_B und dem grünen Wellenlängenband H_G in der spektralen Charakteristik der Lichtquelle 31a und des Cy-Pixels berechnet wird.
Anschließend erzeugt der Farbbildgenerator 413, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Weißlicht-Abbildung durchführt, ein Farbbild Fw unter Verwendung des interpolierten Bilds F_G2 , des interpolierten Bilds F_B2 und des interpolierten Bilds F_R2 . Im Detail erzeugt der Farbbildgenerator 413 das Farbbild Fw durch Addieren des interpolierten Bilds F_G2 , des interpolierten Bilds F_B2 und des interpolierten Bilds F_R2 , wie in 13 dargestellt. Wenn hingegen die Endoskopvorrichtung 1 die Schmalband-Abbildung durchführt, erzeugt der Farbbildgenerator 413 ein Farbbild unter Verwendung des interpolierten Bilds F_G2 und des interpolierten Bilds F_B2 (Schritt S204).
Danach erzeugt der Anzeigebildgenerator 414 ein Anzeigebild unter Verwendung des von dem Farbbildgenerator 413 erzeugten Farbbilds Fw (Schritt S205). Im Detail führt der Anzeigebildgenerator 414 einen Farbtonmodulationsvorgang, einen Vergrößerungsvorgang, ein Entrauschvorgang, einen Strukturverbesserungsvorgang für Strukturen wie Kapillaren oder feine Schleimhautstrukturen auf einer Schleimhautoberfläche oder Ähnliches an dem Farbbild Fw durch und erzeugt ein Anzeigebild, das angezeigt werden soll. In diesem Fall kann der Anzeigebildgenerator 414 den Strukturverbesserungsvorgang unter Verwendung von Information, wie z. B. Kanteninformation oder Leuchtdichteinformation, über das bei Schritt S202 erzeugte Leitbild F_Cy2 durchführen. Das interpolierte Bild F_Cy2 hat eine hohe Auflösung unabhängig von dem Beobachtungsverfahren; somit ist es möglich, jeden Vorgang, wie den Strukturverbesserungsvorgang, mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Nach Schritt S205 kehrt die Endoskopvorrichtung 1 zu der Hauptroutine in 11 zurück.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben, umfasst der Farbfilter 202 die Cy-Filter, die B-Filter und die R-Filter derart, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der B-Filter ist, die eine bestimmte Art von Filtern sind, welche am häufigsten in dem Farbfilter 202 angeordnet sind. Daher ist es möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
Weiter wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn die Lichtquelleneinheit 3 weißes Licht als das erste Beleuchtungslicht emittiert, Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G mit höherer Intensität emittiert als Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B , und, wenn die Lichtquelleneinheit 3 schmalbandiges Licht als das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wird Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B mit höherer Intensität emittiert als Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G . Daher ist es möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
Des Weiteren führt gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in dem separaten Bild F_B1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines B-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der R-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt das interpolierte Bild F_B2 , in dem die Leuchtdichtewerte von den B-Pixeln an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Weiter führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in dem separaten Bild F_R1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines R-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der B-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, und erzeugt das interpolierte Bild F_R2 , in dem die Leuchtdichtewerte von den R-Pixeln an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Daher ist es möglich, einen Interpolationsvorgang mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Weiter hat gemäß der ersten Ausführungsform das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte weiße Licht eine höhere Intensität in dem grünen Wellenlängenband H_G als im blauen Wellenlängenband H_B , und das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte schmalbandige Licht hat höhere Intensität in dem blauen Wellenlängenband H_B als in dem grünen Wellenlängenband H_G ; jedoch ist die von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte Intensität des Wellenlängenbands nicht auf diese Beispiel begrenzt. Jedes Licht, das das blaue Wellenlängenband H_B und das grüne Wellenlängenband H_G umfasst, ist anwendbar. Der Cy-Pixel kann Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B und Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G sammeln, unabhängig von einer Charakteristik der Lichtquelle. Daher wird, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert, das zweite Bild als eine Summe der von den Cy-Pixeln gesammelten Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B und der von den B-Pixeln gesammelten Information aus dem blauen Wellenlängenband H_B erhalten, und, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert, wird das erste Bild als eine Summe der von den Cy-Pixeln gesammelten Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G und der von den G-Pixeln gesammelten Information aus dem grünen Wellenlängenband H_G erhalten. D. h., es ist möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
(Erste Modifikation der ersten Ausführungsform)
Als nächstes wird eine erste Modifikation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 14 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels für ein Farbbild, das durch Schmalband-Abbildung von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
Wie in 14 dargestellt, kann, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Schmalband-Abbildung durchführt, der Interpoliertes-Bild-Generator 412 das interpolierte Bild F_B2 unter der Annahme erzeugen, dass Cy-Pixel als B-Pixel dienen wie in einem Bild F_B10 , weil die Cy-Pixel Information sammeln können, die sehr ähnlich zu Information ist, die von den G-Pixeln oder den B-Pixeln gesammelt wurde. Dann kann der Farbbildgenerator 413 ein Farbbild aus schmalbandigem Licht unter Verwendung des interpolierten Bildes F_B2 und des interpolierten Bildes F_G2 , die von dem Interpoliertes-Bild-Generator 412 erzeugt wurden, erzeugen. Weiter kann, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Weißlicht-Abbildung durchführt, der Interpoliertes-Bild-Generator 412 das interpolierte Bild F_G2 unter der Annahme erzeugen, dass Cy-Pixel als G-Pixel dienen, ähnlich zu dem Fall der Schmalband-Abbildung. D. h. der Interpoliertes-Bild-Generator 412 kann das interpolierte Bild F_G2 unter Verwendung des interpolierten Bilds F_B2 und eines separaten Bilds F_G1 erzeugen.
Gemäß der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, die von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführte Bildverarbeitung im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform zu vereinfachen.
(Zweite Modifikation der ersten Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 15 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Farbfilter 202a, der in 15 dargestellt ist, ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U2, von denen jede 16 in einer zweidimensionalen 4×4-Matrix angeordnete Filter umfasst, in Übereinstimmung mit einer Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U2 ist derart konfiguriert, dass die Cy-Filter anstelle der G-Filter an Positionen angeordnet sind, wo die G-Filter in der konventionellen Bayer-Anordnung angeordnet sind. Im Detail umfasst die Filtereinheit U2 vier R-Filter, vier B-Filter und acht Cy-Filter. Weiter ist in der Filtereinheit U2 die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der B-Filter oder der R-Filter, welche am häufigsten in dem Farbfilter 202a angeordnet sind. D. h. die Filtereinheit U2 ist derart konfiguriert, dass die Cy-Filter in einem Schachbrettmuster angeordnet sind. Weiter ist ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Cy-Filter und der Anzahl der B-Filter 2:1.
Gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ähnlich zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist eine Art eines zusammengesetzten Farbfilters (complementary color filter) in der Filtereinheit angeordnet, aber in der zweiten Ausführungsform ist eine andere Art eines zusammengesetzten Farbfilters in der Filtereinheit angeordnet. Im Folgenden wird zunächst eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben, und dann wird Bildverarbeitung beschrieben, die von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Die gleichen Komponenten wie jene von der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Erläuterung wird ausgelassen.
<Konfiguration des Farbfilters>
16 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Konfiguration des Farbfilters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 16 dargestellt, ist ein Farbfilter 202b konfiguriert aus Filtereinheiten U3, in denen jeweils ein Magenta-Filter (im Folgenden bezeichnet als „Mg-Filter“) anstelle der vorstehend beschriebenen R-Filter angeordnet ist. Wenn der Mg-Filter an einer Position entsprechend dem Pixel P_ij angeordnet ist, wird der Mg-Filter als Mg_ij bezeichnet. In der zweiten Ausführungsform fungiert der Mg-Filter als ein dritter Filter.
<Transmissions-Charakteristik von jedem Filter>
Als nächstes wird eine Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202b vorhanden sind, beschrieben. 17 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202b enthalten sind. In 17 repräsentiert eine horizontale Achse eine Wellenlänge und eine vertikale Achse repräsentiert eine Transmission. Weiter repräsentiert eine Kurve L_B eine Transmissionskurve des B-Filters, eine Kurve L_Cy repräsentiert eine Transmissionskurve eines Cy-Filters, und eine Kurve L_Mg repräsentiert eine Transmissionskurve eines Mg-Filters.
Wie in 17 dargestellt, lässt der Mg-Filter Licht aus dem roten Wellenlängenband H_R und Licht aus dem blauen Wellenlängenband H_B durch. D. h., der Mg-Filter lässt Licht aus einem magentafarbenen Wellenlängenband durch, wobei das Magenta eine zusammengesetzte Farbe ist. Wenn die Lichtquelleneinheit 3 schmalbandiges Licht emittiert, kann der Pixel Mg_ij keine Information aus dem roten Wellenlängenband H_R sammeln, und wird daher als ein Pixel angenommen, der dieselbe Information sammelt wie der B-Pixel. Daher wird, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Schmalband-Abbildung durchführt, die Information auf den B-Pixeln erhöht, sodass es möglich ist, ein Bild mit erhöhter Auflösung aufzunehmen.
<Bilderzeugungs-Vorgang>
Als nächstes wird ein Bilderzeugungs-Vorgang beschrieben, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird. 18 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird.
Wie in 18 dargestellt, führt der Leitbildgenerator 411 ähnlich zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform einen Interpolationsvorgang durch, um einen Leuchtdichtewert eines Cy-Pixels an einer Pixel-Position zu berechnen, an der jeder der B-Pixel und der Mg-Pixel in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet sind, basierend auf dem Leuchtdichtewert (Pixelwert) von jedem der Cy-Pixel in dem separaten Bild F_Cy1 , das erhalten wird, indem die Leuchtdichtewerte der Cy-Pixel aus einem Bild F2 abgetrennt werden, und erzeugt das interpolierte Bild F_Cy2 , in welchem die Leuchtdichtewerte der Cy-Pixel an allen der Pixel-Positionen vorhanden sind.
Danach führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in dem separaten Bild F_B1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines B-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der Mg-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt das interpolierte Bild F_B2 (zweites Bild), in dem die Leuchtdichtewerte der B-Pixel an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Bei diesem Vorgang kann die Bildverarbeitungseinheit 41 im Fall der Schmalband-Abbildung, basierend auf dem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde, als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 erzeugen, das eine höhere Auflösung hat als das mit Weißlicht-Abbildung erhaltene Bild. Weiter kann in dem Fall der Schmalband-Abbildung die Bildverarbeitungseinheit 41 als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 erzeugen, das eine höhere Auflösung hat als das interpolierte Bild F_G2 , das als das erste Bild dient.
Anschließend führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in einem separaten Bild F_Mg1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines Mg-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Cy-Pixel und der B-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, basierend auf dem interpolierten Bild F_B2 , und erzeugt ein interpoliertes Bild F_Mg2 , in dem die Leuchtdichtewerte der Mg-Pixel an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind.
Dann trennt der Farbbildgenerator 413 R-Komponenten von dem interpolierten Bild F_Mg2 , indem der Farbbildgenerator 413 einen Subtraktionsvorgang zum Subtrahieren des Leuchtdichtewerts von jedem der Pixel des aus B-Pixeln aufgebauten interpolierten Bilds F_B2 von dem aus Mg-Pixeln aufgebauten interpolierten Bild F_Mg2 , das von dem Interpoliertes-Bild-Generator 412 erzeugt wurde, durchführt, und erzeugt das interpolierte Bild F_R2 aus dem R-Pixel. Bei diesem Vorgang erzeugt der Farbbildgenerator 413 das interpolierte Bild F_R2 aus dem interpolierten Bild F_Mg2 , das unter Verwendung des interpolierten Bilds F_B2 durch den Interpoliertes-Bild-Generator 412 erzeugt wird, und führt einen Interpolationsvorgang durch, unter Verwendung von Information über die Farbe, bei welcher der Subtraktionsvorgang in einem Farbbilderzeugungs-Vorgang durchgeführt wird. Daher ist es möglich, eine Zunahme des Rauschens während des Subtraktionsvorgangs zu vermeiden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben ist es ähnlich der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
Weiter ist der Mg-Filter gemäß der zweiten Ausführungsform in der Filtereinheit U3 angeordnet und ein Interpolationsvorgang wird durchgeführt unter Verwendung von Information über die Farbe, bei welcher der Subtraktionsvorgang in dem Farbbilderzeugungs-Vorgang durchgeführt wird. Daher ist es möglich, eine Zunahme des Rauschens während des Subtraktionsvorgangs zu vermeiden.
(Erste Modifikation der zweiten Ausführungsform)
Als nächstes wird eine erste Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 19 ist eine schematische Darstellung zur Illustration eines Beispiels einer Konfiguration eines Farbfilters gemäß der ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Farbfilter 202c, dargestellt in 19, ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U4, von denen jede 16 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 4×4-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U4 ist derart konfiguriert, dass die Cy-Filter anstelle der G-Filter an Positionen angeordnet sind, an denen die G-Filter in der konventionellen Bayer-Anordnung angeordnet sind. Im Detail umfasst die Filtereinheit U4 vier Mg-Filter, vier B-Filter und acht Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U4 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der B-Filter oder der Mg-Filter ist, welche am häufigsten in dem Farbfilter 202c angeordnet sind. Weiter ist die Filtereinheit U4 derart konfiguriert, dass die Cy-Filter in einem Schachbrettmuster angeordnet sind. Weiter ist ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Cy-Filter, der Anzahl der B-Filter und der Anzahl der Mg-Filter 2:1:1.
Mit dem wie vorstehend konfigurierten Farbfilter 202c ist es, ähnlich der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Filtereinheit konfiguriert unter Verwendung von drei Arten von Filtern. In der dritten Ausführungsform hingegen ist eine Filtereinheit mit vier Arten von Filtern konfiguriert. Im Folgenden wird zunächst eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben, und dann wird Bildverarbeitung beschrieben, die von einer Bildverarbeitungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. Die gleichen Komponenten wie die der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Erläuterung wird ausgelassen.
<Konfiguration des Farbfilters>
20 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Konfiguration des Farbfilters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der in 20 dargestellte Farbfilter 202d ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U5, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U5 umfasst einen R-Filter, vier B-Filter, vier G-Filter und 16 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U5 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der B-Filter und der G-Filter ist, welche am häufigsten in dem Farbfilter 202d angeordnet sind.
<Transmissionscharakteristik jedes Filters>
Als nächstes wird eine Transmissionscharakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202d enthalten sind, beschrieben. 21 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202d enthalten sind. In 21 repräsentiert eine Kurve L_B eine Transmissionskurve des B-Filters, eine Kurve L_R repräsentiert eine Transmissionskurve des R-Filters, eine Kurve L_G repräsentiert eine Transmissionskurve des G-Filters und eine Kurve Lcy repräsentiert eine Transmissionskurve des Cy-Filters. Weiter repräsentiert in 21 eine horizontale Achse eine Wellenlänge und eine vertikale Achse eine Transmission. Wie in 21 dargestellt transmittiert der G-Filter Licht aus dem Wellenlängenband H_G .
<Bilderzeugungsvorgang>
Als nächstes wird ein Bilderzeugungsvorgang beschrieben, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird. 22 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird.
Wie in 22 dargestellt, erzeugt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 interpolierte Bilder aus den anderen Farbpixeln, d. h. dem R-Pixel und dem B-Pixel in der dritten Ausführungsform, basierend auf dem Leitbild, das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wird. Im Detail erzeugt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 das interpolierte Bild F_B2 (zweites Bild), das interpolierte Bild F_R2 und das interpolierte Bild F_G2 (erstes Bild) basierend auf dem Leitbild F_Cy2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde. Bei diesem Vorgang kann der Farbbildgenerator 413 einen Subtraktionsvorgang zum Subtrahieren des Leuchtdichtewerts von jedem der Pixel des aus B-Pixeln aufgebauten interpolierten Bilds F_B2 von dem Leitbild F_Cy2 auslassen. Daher ist es möglich, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Weißlicht-Abbildung durchführt, eine hohe Farbreproduzierbarkeit zu gewährleisten. Weiter kann die Bildverarbeitungseinheit 41 im Fall der Schmalband-Abbildung als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 erzeugen, das eine höhere Auflösung hat als das Bild, das mit der Weißlicht-Abbildung erzeugt wird, basierend auf dem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät 201 erzeugt wurde. Weiter ist es im Fall der Schmalband-Abbildung möglich, als das zweite Bild das interpolierte Bild F_B2 zu erzeugen, das eine höhere Auflösung als das interpolierte Bild F_G2 hat, das als das erste Bild dient.
Gemäß der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es ähnlich zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
Weiter kann gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Farbbildgenerator 413 den Subtraktionsvorgang zum Subtrahieren des Leuchtdichtewerts von jedem der Pixel des aus B-Pixeln aufgebauten interpolierten Bilds F_B2 von dem Leitbild F_Cy2 auslassen. Daher ist es möglich, eine hohe Farbreproduzierbarkeit zu gewährleisten, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Weißlicht-Abbildung durchführt.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Cy-Filter als die zusammengesetzten Farbfilter angeordnet, aber in der vierten Ausführungsform sind gelbe Filter (Ye-Filter) als zusammengesetzte Farbfilter angeordnet. Im Folgenden wird zunächst eine Konfiguration eines Farbfilters gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben, und dann wird ein Bilderzeugungsvorgang beschrieben, der von einer Bildverarbeitungseinheit durchgeführt wird. Die gleichen Komponenten wie die der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Erläuterung wird ausgelassen.
<Konfiguration des Farbfilters>
23 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Konfiguration des Farbfilters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Farbfilter 202e, in 23 dargestellt, ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U6, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit einer Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U6 umfasst vier R-Filter, einen B-Filter und 20 Ye-Filter. Weiter ist die Filtereinheit derart konfiguriert, dass die Anzahl der Ye-Filter größer oder gleich der Anzahl der R-Filter ist, die am häufigsten in dem Farbfilter 202e angeordnet sind.
<Transmissions-Charakteristik von jedem Filter>
Als nächstes wird eine Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter beschrieben, die in dem Farbfilter 202e enthalten sind. 24 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels der Transmissions-Charakteristik von jedem der Filter, die in dem Farbfilter 202e enthalten sind. In 24 repräsentiert eine Kurve L_B eine Transmissionskurve des B-Filters, eine Kurve L_R repräsentiert eine Transmissionskurve des R-Filters, und eine Kurve L_Ye repräsentiert eine Transmissionskurve des Ye-Filters. Weiter repräsentiert in 24 eine horizontale Achse eine Wellenlänge und eine vertikale Achse repräsentiert eine Transmission.
Wie in 24 dargestellt, lässt der Ye-Filter Licht aus dem roten Wellenlängenband H_R und Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G durch. D. h. der Ye-Filter lässt Licht aus einem gelben Wellenlängenband durch, wobei das Gelb eine zusammengesetzte Farbe ist.
<Spektrale Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit emittierten Lichts>
Als nächstes wird eine spektrale Charakteristik von Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird, beschrieben. 25 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von weißem Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird. 26 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer spektralen Charakteristik von schmalbandigem Licht, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird. In 25 und 26 repräsentieren horizontale Achsen eine Wellenlänge und vertikale Achsen repräsentieren Intensität. In 25 repräsentiert eine Kurve Lw die spektrale Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten weißen Lichts. Weiter repräsentieren in 26 zwei Kurven L₂ und L₁₁ die spektrale Charakteristik des schmalbandigen Lichts, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittiert wird.
Wie durch die Kurve Lw in 25 dargestellt, hat das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte weiße Licht eine höhere Intensität im grünen Wellenlängenband H_G als im blauen Wellenlängenband H_B . Weiter hat, wie durch die Kurve L₂ und die Kurve L₁₁ in 26 dargestellt, das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte schmalbandige Licht eine höhere Intensität im roten Wellenlängenband H_R als in dem grünen Wellenlängenband H_G .
<Bilderzeugungsvorgang>
Als nächstes wird ein Bilderzeugungsvorgang beschrieben, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird. 27 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Gliederung des Bilderzeugungs-Vorgangs, der von der Bildverarbeitungseinheit 41 durchgeführt wird.
Wie in 27 dargestellt, erzeugt der Leitbildgenerator 411 als ein Leitbild ein interpoliertes Bild der Ye-Pixel. Im Detail führt, wie in 27 dargestellt, der Leitbildgenerator 411 einen Interpolationsvorgang zum Berechnen eines Leuchtdichtewerts eines Ye-Pixels an einer Pixel-Position durch, an der jeder der B-Pixel und der R-Pixel angeordnet sind, basierend auf einem Leuchtdichtewert von jedem der Ye-Pixel in einem separaten Bild F_Ye1 , das erhalten wird, indem Leuchtdichtewerte der Ye-Pixel aus einem Bild F4 abgetrennt werden, und erzeugt ein Leitbild F_Ye2 , in welchem die Leuchtdichtewerte der Ye-Pixel an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Wie in 27 dargestellt, ist die Pixel-Position, an der jeder der B-Pixel und der R-Pixel in dem separaten Bild F_Ye1 angeordnet sind, in allen acht angrenzenden Richtungen (horizontale Richtungen, vertikale Richtungen und schräge Richtungen) von den Ye-Pixeln umgeben. Daher erzeugt der Leitbildgenerator 411 das Leitbild F_Ye2 unter Verwendung bekannter Bilinear-Interpolation, kubischer Interpolation, Richtungsbestimmungs-Interpolation oder ähnlichem. Bei diesem Vorgang kann der Leitbildgenerator 411 das Leitbild F_Ye2 mit hoher Genauigkeit erzeugen.
Anschließend führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in dem separaten Bild F_R1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines R-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Ye-Pixel und der B-Pixel angeordnet sind, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Ye2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt das interpolierte Bild F_R2 (zweites Bild), in dem die Leuchtdichtewerte der R-Pixel an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Weiter führt der Interpoliertes-Bild-Generator 412 einen Interpolationsvorgang in einem separaten Bild F_B1 durch, um einen Leuchtdichtewert eines B-Pixels an einer Pixel-Position, an der jeder der Ye-Pixel und der R-Pixel angeordnet ist, zu berechnen, basierend auf dem Leitbild F_Ye2 , das von dem Leitbildgenerator 411 erzeugt wurde, und erzeugt das interpolierte Bild F_B2 , in dem die Leuchtdichtewerte der B-Pixel an allen Pixel-Positionen vorgesehen sind. Hierbei kann der Interpoliertes-Bild-Generator 412 ein bekanntes Bilateral-Interpolationsverfahren (joint bilateral interpolation), einen Leitfilterinterpolationsvorgang (guided filter interpolation) oder Ähnliches als Interpolationsverfahren basierend auf dem Leitbild F_Ye2 verwenden. Bei diesem Vorgang kann der Interpoliertes-Bild-Generator 412 das interpolierte Bild F_R2 und das interpolierte Bild F_B2 mit hoher Genauigkeit erzeugen bezüglich der R-Pixel und der B-Pixel, welche weniger dicht in dem Abbildungsgerät 201 angeordnet sind. Weiter kann im Fall der Schmalband-Abbildung die Bildverarbeitungseinheit 41 das interpolierte Bild F_R2 (das Bild, das durch Addieren des Leitbilds F_Ye2 und des separaten Bilds F_R1 in 27 erhalten wird) erzeugen, das eine höhere Auflösung hat als das durch Weißlicht-Abbildung erhaltene Bild, basierend auf dem von dem Abbildungsgerät 201 erzeugten Bildsignal. Weiter ist es im Fall der Schmalband-Abbildung möglich, als das zweite Bild das interpolierte Bild F_R2 zu erzeugen, welches eine höhere Auflösung hat als das interpolierte Bild F_G2 , das als das erste Bild dient.
Dann trennt der Farbbildgenerator 413 R-Komponenten von dem Leitbild F_Ye2 , indem ein Subtraktionsvorgang zum Subtrahieren des Leuchtdichtewerts von jedem der Pixel des interpolierten Bilds F_R2 , das aus den R-Pixeln besteht, von dem Leitbild F_Ye2 , das aus den Ye-Pixeln besteht, durchgeführt wird, und erzeugt das interpolierte Bild F_G2 der G-Pixel. Dann erzeugt, wenn die Endoskopvorrichtung 1 die Weißlicht-Abbildung durchführt, der Farbbildgenerator 413 das Farbbild Fw unter Verwendung des interpolierten Bilds F_G2 , des interpolierten Bilds F_B2 und des interpolierten Bilds F_R2 . Hingegen erzeugt, wenn die Endoskopvorrichtung 1 Schmalband-Abbildung durchführt, der Farbbildgenerator 413 ein Farbbild unter Verwendung des interpolierten Bilds F_G2 und des interpolierten Bilds F_R2 .
Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, indem die Ye-Filter vorgesehen sind, die Licht aus dem roten Wellenlängenband H_R , welches für Schmalband-Abbildung wichtig ist, und Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G , welches für die Weißlicht-Abbildung wichtig ist, durchlassen können, wird es möglich, ein Bild mit hoher Auflösung sowohl bei der Weißlicht-Abbildung als auch bei der Schmalband-Abbildung zu erhalten.
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform emittiert die einzelne Lichtquelle 31a weißes Licht, aber in der fünften Ausführungsform emittieren drei Lichtquellen, welche Licht aus verschiedenen Wellenlängenbändern emittieren, weißes Licht. Im Detail wird in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform eine spektrale Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts während der Bildgebung nicht angepasst, hingegen ist in der fünften Ausführungsform eine spektrale Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts während der Bildgebung anpassbar. Im Folgenden wird eine Konfiguration einer Endoskopvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Komponenten wie die der Endoskopvorrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Erläuterung wird ausgelassen.
<Konfiguration der Endoskopvorrichtung>
28 ist eine schematische Darstellung zur Illustration einer gesamten Konfiguration der Endoskopvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Endoskopvorrichtung 1a, dargestellt in 28, umfasst eine Lichtquelleneinheit 3a anstelle der Lichtquelleneinheit 3 der Endoskopvorrichtung 1 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
<Konfiguration der Lichtquelleneinheit>
Die Lichtquelleneinheit 3a umfasst eine Beleuchtungseinheit 311 anstelle der Beleuchtungseinheit 31 der Lichtquelleneinheit 3 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Die Beleuchtungseinheit 311 umfasst eine erste Lichtquelle 31g, eine zweite Lichtquelle 31h und eine dritte Lichtquelle 31i anstelle der Lichtquelle 31a der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die erste Lichtquelle 31g emittiert Licht aus dem roten Wellenlängenband (das Wellenlängenband von 600 nm bis 700 nm) basierend auf einer Ansteuerungsspannung, die von der Lichtquellen-Ansteuerung 31b über die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 unter der Kontrolle von der Steuereinheit 44 eingegeben wird. Die erste Lichtquelle 31g ist konfiguriert unter Verwendung einer LED.
Die zweite Lichtquelle 31h emittiert Licht aus dem grünen Wellenlängenband (das Wellenlängenband von 600 nm bis 500 nm) basierend auf einer Ansteuerungsspannung, die von der Lichtquellen-Ansteuerung 31b über die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 unter der Kontrolle von der Steuereinheit 44 eingegeben wird. Die zweite Lichtquelle 31h ist konfiguriert unter Verwendung einer LED.
Die dritte Lichtquelle 31i emittiert Licht aus dem blauen Wellenlängenband (das Wellenlängenband von 390 nm bis 500 nm) basierend auf einer Ansteuerungsspannung, die von der Lichtquellen-Ansteuerung 31b über die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 unter der Kontrolle von der Steuereinheit 44 eingegeben wird. Die dritte Lichtquelle 31i ist konfiguriert unter Verwendung einer LED.
Die wie vorstehend beschrieben konfigurierte Lichtquelleneinheit 3a kann weißes Licht emittieren, indem die Lichtquelleneinheit 3a jede der ersten Lichtquelle 31g, der zweiten Lichtquelle 31h und der dritten Lichtquelle 31i dazu veranlasst, Licht zu emittieren.
Weiter ändert gemäß der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Endoskopvorrichtung 1a die Steuereinheit 44 eine Intensität von Licht aus dem grünen Wellenlängenband und eine Intensität von Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, welche von der Beleuchtungseinheit 311 emittiert werden, mittels der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32, basierend auf dem von dem Abbildungsgerät 201 des Endoskops 2 erzeugten Bildsignal. Im Detail berechnet die Steuereinheit 44 einen statistischen Wert von jeder der Farbkomponenten in dem von der Bildverarbeitungseinheit 41 erzeugten Farbbild, und steuert eine spektrale Charakteristik des von der Beleuchtungseinheit 311 emittierten Beleuchtungslichts mittels der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32, in Übereinstimmung mit einem Verhältnis, das aus den statistischen Werten berechnet wird. Hierbei ist der statistische Wert von jeder Farbkomponente ein Mittelwert, ein Medianwert oder Ähnliches von den Pixelwerten von jeder der Farben aus dem Farbbild. Noch detaillierter berechnet die Steuereinheit 44 den statistischen Wert von jeder Farbkomponente in dem von der Bildverarbeitungseinheit 41 erzeugten Farbbild und passt die Intensität des Lichts an, das von jeder der ersten Lichtquelleneinheit 31g, der zweiten Lichtquelleneinheit 31h und der dritten Lichtquelleneinheit 31i emittiert wird, in Übereinstimmung mit einem Verhältnis, das aus den statistischen Werten berechnet wird. Bei diesem Vorgang ist es möglich, die spektrale Charakteristik des Beleuchtungslichts abhängig von einem Subjekt anzupassen. Weiter wird die von dem Cy-Pixel gesammelte Information durch eine spektrale Reflektivität des Subjekts beeinflusst, und in dem Fall, wenn ein In-Vivo-Bild beobachtet wird, ist es möglich, eine Beobachtungstechnik der Anwendung eines Pigments, wie Indigokarmin, zu nutzen, um die Sichtbarkeit des Subjekt zu verbessern. Wie vorstehend beschrieben, kann, durch Anpassen der spektralen Charakteristik des von der Beleuchtungseinheit 311 emittierten Beleuchtungslichts abhängig vom Subjekt, die Steuereinheit 44 den gleichen Effekt erzielen, selbst in einem Fall, in dem ein Pigment angewendet wird, um das Innere eines Subjekts zu beobachten.
Gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, kann die Steuereinheit 44 die Intensität von Licht aus dem grünen Wellenlängenband und die Intensität von Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, die von der Beleuchtungseinheit 311 emittiert werden, mittels der Beleuchtungs-Steuerungseinheit 32 basierend auf dem von dem Abbildungsgerät 201 des Endoskops 2 erzeugten Abbildungssignal ändern und die spektrale Charakteristik des von der Lichtquelle 31a emittierten Beleuchtungslichts abhängig von dem Subjekt sogar während der Bildgebung anpassen. Daher ist es möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen.
In der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, einem Beobachter oder einem Arbeiter, der zur Zeit der Auslieferung arbeitet, zu ermöglichen, manuell die spektrale Charakteristik des Beleuchtungslichts basierend auf dem statistischen Wert von jeder Farbkomponente in dem von der Bildverarbeitungseinheit 41 erzeugten Farbbild oder auf dem von der Anzeigeeinheit 5 angezeigten Farbbild anzupassen. In diesem Fall ist es ausreichend, dass der Beobachter oder der Arbeiter ein Befehlssignal eingibt, um die Intensität des von jeder der ersten Lichtquelleneinheit 31g, der zweiten Lichtquelleneinheit 31h und der dritten Lichtquelleneinheit 31i emittierten Lichts über die Eingabeeinheit 42 zu bestimmen, und die Steuereinheit 44 dazu veranlasst, die Lichtquelleneinheit 3a basierend auf dem Befehlssignal zu steuern.
Weiter sind, während die Beleuchtungseinheit 311 in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Arten von Lichtquellen hat, die Ausführungsformen nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Zum Beispiel kann die Beleuchtungseinheit 311 dazu konfiguriert sein, vier oder mehr Arten von Lichtquellen zu umfassen. In diesem Fall wird es möglich, eine spektrale Charakteristik des Beleuchtungslichts noch genauer anzupassen.
(Andere Ausführungsformen)
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, verschiedene Kombinationen der Filter anzuwenden. 29 zeigt eine Liste, in der Variationen von Farbfiltern gemäß einer weiteren Ausführungsform, Wellenlängenbänder des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts und Effekte zueinander in Bezug gesetzt werden. In 29 ist es, wenn zwei Arten von zusammengesetzten Farbpixeln (complementary color pixel) verwendet werden und wenn diese ein Cy-Pixel und ein Ye-Pixel sind, ausreichend, den Ye-Filter anstelle des Mg-Filters an der Position anzuordnen, an der der Mg-Filter in der vorstehend beschriebenen 16 angeordnet ist. Weiter ist es in 29, wenn zwei Arten von zusammengesetzten Farbpixeln verwendet werden und wenn diese ein Ye-Pixel und ein Cy-Pixel sind, ausreichend, den Cy-Filter anstelle des B-Filters an der Position anzuordnen, an der der B-Filter in 23 angeordnet ist. Ähnlich ist es, wenn zwei Arten von zusammengesetzten Farbpixeln verwendet werden und wenn diese ein Ye-Pixel und ein Mg-Pixel sind, ausreichend, den Mg-Filter anstelle des B-Filters an der Position anzuordnen, an der der B-Filter in 23 angeordnet ist.
Weiter kann es in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich sein, einen Farbfilter 202f wie in 30 dargestellt zu verwenden. Der Farbfilter 202f ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U7, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel P_ij angeordnet sind. Die Filtereinheit U7 umfasst vier G-Filter, vier B-Filter, einen Mg-Filter und 16 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U7 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter oder der B-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U7 angeordnet sind.
Weiter kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202g wie in 31 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202g ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U8, von denen jeder 36 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 6×6-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U8 umfasst neun G-Filter, fünf B-Filter, vier Mg-Filter und 18 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U8 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U8 angeordnet sind.
Weiter kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202h wie in 32 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202h ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U9, von denen jede 16 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 4×4-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U9 umfasst vier G-Filter, zwei B-Filter, zwei Mg-Filter und acht Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U9 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U9 angeordnet sind.
Weiter kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202i wie in 33 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202i ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U10, von denen jede 16 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 4×4-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U10 umfasst vier G-Filter, zwei B-Filter, zwei R-Filter und acht Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U10 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U10 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202j wie in 34 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202j ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U11, von denen jede neun Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 3×3-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U11 umfasst zwei G-Filter, zwei B-Filter, einen Mg-Filter und vier Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U11 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter und/oder der B-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U11 angeordnet sind.
Weiter kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202k wie in 35 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202k ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U12, von denen jede neun Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 3×3-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U12 umfasst zwei G-Filter, zwei B-Filter, einen Mg-Filter und vier Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U10 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter und/oder der B-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U12 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202I wie in 36 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202I ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U13, von denen jede neun Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 3×3-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Die Filtereinheit U13 umfasst zwei G-Filter, einen B-Filter, einen Mg-Filter und fünf Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U13 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U13 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202m wie in 37 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202m ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U14, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel P_ij angeordnet sind. Die Filtereinheit U14 umfasst fünf G-Filter, fünf B-Filter, drei Mg-Filter und 12 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U14 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter und/oder der B-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U14 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202n wie in 38 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202n ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U15, von denen jede 25 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 5×5-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel P_ij angeordnet sind. Die Filtereinheit U15 umfasst sechs G-Filter, drei B-Filter, drei Mg-Filter und 13 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U13 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U15 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202o wie in 39 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202o ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U16, von denen jede 36 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 6×6-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel P_ij angeordnet sind. Die Filtereinheit U16 umfasst sieben G-Filter, sieben B-Filter, vier Mg-Filter und 18 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U16 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter und/oder der B-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U16 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202p wie in 40 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202p ist derart konfiguriert, dass Filtereinheiten U17, von denen jede 36 Filter umfasst, die in einer zweidimensionalen 6×6-Matrix angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel P_ij angeordnet sind. Die Filtereinheit U17 umfasst acht G-Filter, vier B-Filter, vier Mg-Filter und 20 Cy-Filter. Weiter ist die Filtereinheit U17 derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten in der Filtereinheit U17 angeordnet sind.
Des Weiteren kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter 202q wie in 41 dargestellt verwendet werden. Der Farbfilter 202q ist derart konfiguriert, dass Filter, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind, zufällig und in Übereinstimmung mit der Anordnung der Pixel Pij angeordnet sind. Der Farbfilter 202q repräsentiert einen Bereich von 6x6 Filtern, welche zufällig angeordnet sind und neun G-Filter, fünf B-Filter, vier Mg-Filter und 18 Cy-Filter umfassen. Weiter ist der Farbfilter 202q derart konfiguriert, dass die Anzahl der Cy-Filter größer oder gleich der Anzahl der G-Filter ist, welche am häufigsten angeordnet sind.
Die Farbfilter 202j bis 202q wie oben beschrieben umfassen den Mg-Filter, aber selbst wenn ein Farbfilter verwendet wird, der den R-Filter anstelle des Mg-Filters hat, ist es möglich, ein Bild mit hoher Auflösung in den beiden Beobachtungsverfahren Weißlicht-Abbildung und Schmalband-Abbildung aufzunehmen, ähnlich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Weiter hat in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Cy-Filter eine Transmissions-Charakteristik, die ermöglicht, Licht aus dem gesamten Band des blauen Wellenlängenbands H_B und des grünen Wellenlängenbands H_G durchzulassen; jedoch kann der Cy-Filter eine bimodale Transmissions-Charakteristik haben, wie durch eine Kurve L_Cy2 in 42 dargestellt. In diesem Fall kann die Bildverarbeitungseinheit 41 einen Farbbilderzeugungs-Vorgang mit hoher Genauigkeit durchführen, sodass es möglich ist, ein Farbbild mit reduziertem Rauschen zu erzeugen.
Weiter kann es in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich sein, die Transmissionscharakteristik des Cy-Filters zu ändern. 43 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 weißes Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert. 44 ist ein Diagramm zur Illustration eines Beispiels einer Transmissions-Charakteristik eines Cy-Filters in einem Fall, wenn die Lichtquelleneinheit 3 schmalbandiges Licht in Richtung des Cy-Filters emittiert. Wie durch eine Kurve L30 in 43 und durch die Kurven L31 und L32 in 44 dargestellt, werden die Intensität des blauen Wellenlängenbands H_B und die Intensität des grünen Wellenlängenbands H_G des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts derart angepasst, dass Integralwerte von Transmissionslichtmengen aus dem blauen Wellenlängenband H_B und Licht aus dem grünen Wellenlängenband H_G auf einer Kurz-Wellenlängen-Seite und einer Lang-Wellenlängen-Seite bezüglich einer vordefinierten Wellenlänge ungefähr angeglichen werden. Hierbei ist die vordefinierte Wellenlänge zum Beispiel 500 nm. Weiter bedeutet eine Bedingung, dass die Integralwerte der Transmissionslichtmengen ungefähr angeglichen sind, dass eine Differenz zwischen den Integralwerten der Transmissionslichtmengen aus dem blauen Wellenlängenband H_B auf der Kurz-Wellenlängen-Seite bezüglich der vordefinierten Wellenlänge und den Integralwerten der Transmissionslichtmengen aus dem grünen Wellenlängenband H_G auf der Lang-Wellenlängen-Seite 30% ist, oder bevorzugt 20%, oder noch mehr bevorzugt 10%. Unter dieser Bedingung ist es möglich, das erste Bild mit Genauigkeit zu erzeugen, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und das zweite Bild mit Genauigkeit zu erzeugen, wenn die Lichtquelleneinheit 3 das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Weiter wird in den vorliegenden Ausführungsformen die Transmissions-Charakteristik des Cy-Filters mittels der spektralen Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts angepasst, aber es kann möglich sein, eine Konfiguration zu verwenden, in welcher eine Transmissions-Charakteristik eines Farbfilters in Übereinstimmung mit der spektralen Charakteristik des von der Lichtquelleneinheit 3 emittierten Beleuchtungslichts ausgebildet wird. Zum Beispiel kann es möglich sein, wie durch eine Kurve L41 in 45 oder eine Kurve L42 in 46 dargestellt, einen Cy-Filter zu verwenden, in welchem eine Transmission aus dem blauen Wellenlängenband H_B und eine Transmission aus dem grünen Wellenlängenband H_G unterschiedlich sind. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, denselben Effekt zu erzielen, wenn durch den Cy-Pixel gesammelte Information die Charakteristik hat wie in 8 oder 9 dargestellt in einem Endoskop.
Weiter wird in den vorliegenden Ausführungsformen das von der Lichtquelleneinheit 3 emittierte Beleuchtungslicht zwischen dem weißen Licht und dem schmalbandigen Licht umgeschaltet, indem der schaltbare Filter 31c in dem optischen Strahlengang des von der einzelnen Lichtquelle 31a emittierten weißen Lichts platziert oder daraus entfernt wird, aber es kann möglich sein, eine Lichtquelle vorzusehen, um das weiße Licht zu emittieren und eine Lichtquelle, um das schmalbandige Licht zu emittieren, und das weiße Licht oder das schmalbandige Licht zu emittieren, indem die beiden Lichtquellen ein- bzw. ausgeschaltet werden. Indem die beiden Lichtquellen, der Farbfilter und das Abbildungsgerät in einem Kapselgehäuse vorgesehen sind, kann ein verkapseltes Endoskop bereitgestellt werden, das in ein Subjekt eingeführt werden kann.
Weiter erzeugt in den vorliegenden Ausführungsformen die Bildverarbeitungseinheit ein interpoliertes Bild aus einem anderen Farbpixel unter Verwendung eines interpolierten Cy-Bilds oder eines interpolierten Ye-Bilds als das Leitbild. Hingegen kann es möglich sein, wenn zum Beispiel ein interpoliertes B-Bild erzeugt werden soll, aus dem interpolierten Cy-Bild eine Kantenrichtung für jede Pixel-Position in einem Bild zu bestimmen und das interpolierte B-Bild nur aus Information über B-Pixel basierend auf dem Bestimmungsergebnis zu erzeugen. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, ein zuverlässigeres interpoliertes Bild zu erzeugen, besonders wenn ein Farbfilter verwendet wird, in welchem die B-Filter häufig angeordnet sind.
Außerdem, während erklärt wird, dass die Endoskopvorrichtung 1 entsprechend den Ausführungsformen den A/D-Wandler 205 enthält, der an dem Spitzen-Abschnitt 24 vorgesehen ist, kann der A/D-Wandler 205 aber im Prozessor 4 vorgesehen sein. Weiterhin kann eine Konfiguration bezüglich der Bildverarbeitung im Endoskop 2 vorgesehen sein, ein Anschluss, der das Endoskop 2 und den Prozessor 4, die Bedieneinheit 22 verbindet, oder ähnliches. Darüber hinaus, während erklärt wird, dass in der vorstehend beschriebenen Endoskopvorrichtung 1 das an den Prozessor 4 angeschlossene Endoskop 2 anhand von Identifikationsinformationen oder dergleichen identifiziert wird, die in der Identifikations-Informations-Speichereinheit 261 gespeichert sind; kann es jedoch möglich sein, in einem Verbindungsteil (Stecker) zwischen dem Prozessor 4 und dem Endoskop 2 ein Identifizierungsmittel vorzusehen. Beispielsweise kann aufseiten des Endoskops 2 ein Identifizierungsstift (Identifizierungsmittel) vorgesehen sein, um das an den Prozessor 4 angeschlossene Endoskop 2 zu identifizieren.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend detailliert anhand der Figuren beschrieben wurden, werden die Ausführungsformen beispielhaft beschrieben, und die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Ausführungsformen realisiert werden mit verschiedenen Änderungen oder Modifikationen basierend auf dem Wissen eines Fachmanns, zusätzlich zu den Ausführungsformen, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
Weiter kann die Bezeichnung „Einheit“ in dieser Beschreibung durch Abschnitt, Modul oder Mittel ersetzt werden. Beispielsweise kann die Steuereinheit durch ein Steuermittel oder eine Steuerschaltung ersetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopvorrichtung
2: Endoskop
3: Lichtquelleneinheit
4: Prozessor
5: Anzeigeeinheit
21: Einführstück
22: Bedieneinheit
23: Universalkabel
24: Spitzen-Abschnitt
25: Biegeabschnitt
26: flexibler Schlauch
31: Beleuchtungseinheit
31a: Lichtquelle
31b: Lichtquellen-Ansteuerung
31c: schaltbarer Filter
31d: Ansteuerungseinheit
31e: Treibereinrichtung
31f: Kondensorlinse
32: Beleuchtungs-Steuerungseinheit
41: Bildverarbeitungseinheit
42: Eingabeeinheit
43: Speichereinheit
44: Steuereinheit
200: optisches Abbildungssystem
201: Abbildungsgerät
202 bis 202 q: Farbfilter
203: Lichtleiter
204: Beleuchtungslinse
205: A/D-Wandler
206: Abbildungs-Informations-Speichereinheit
221: Biegeknopf
222: Behandlungsinstrument-Einführabschnitt
223: Schalter
261: Identifikations-Informations-Speichereinheit
411: Leitbildgenerator
412: Interpoliertes-Bild-Generator
413: Farbbildgenerator
414: Anzeigebildgenerator
U1 bis U17: Filtereinheit

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

JP 2006297093 A [0006]

Claims

Endoskopvorrichtung, aufweisend: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, derart dass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen; und eine Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Bild entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband zu erzeugen und ein zweites Bild entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder zu erzeugen, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, der zweite Filter eine größere Lichtmenge aus dem grünen Wellenlängenband durchlässt als Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, und wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, der zweite Filter eine größere Menge Licht aus dem einem der anderen Wellenlängenbänder durchlässt als Licht von dem grünen Wellenlängenband.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn das erste Beleuchtungslicht emittiert wird, die Lichtquelleneinheit Licht aus dem grünen Wellenlängenband mit höherer Intensität emittiert als Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder, und wenn das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird, die Lichtquelleneinheit Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder mit höherer Intensität emittiert als Licht aus dem grünen Wellenlängenband.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Filter eine Charakteristik hat, dass, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, Integralwerte von Mengen von Transmission von Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder und Licht aus dem grünen Wellenlängenband auf einer Kurz-Wellenlängen-Band-Seite und einer Lang-Wellenlängen-Band-Seite bezüglich einer vordefinierten Wellenlänge ungefähr angeglichen werden.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert wird, die Lichtquelleneinheit Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder emittiert, sodass eine Intensität des Lichts aus dem grünen Wellenlängenband und eine Intensität des Lichts aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder ungefähr angeglichen sind.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter aufweisend: eine Steuereinheit, dazu eingerichtet, basierend auf dem vom Abbildungsgerät erzeugten Bildsignal eine Intensität von Licht aus dem grünen Wellenlängenband und eine Intensität von Licht aus dem einen der anderen Wellenlängenbänder zu ändern, welche von der Lichtquelleneinheit emittiert werden.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Filtereinheit derart konfiguriert ist, dass die Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Summe der anderen Filter ist, die in der Filtereinheit angeordnet sind.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Filtereinheit derart konfiguriert ist, dass die zweiten Filter in einem Schachbrettmuster angeordnet sind.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die ersten Filter ein grüner Filter und ein blauer Filter sind.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Filtereinheit einen dritten Filter umfasst, der dazu eingerichtet ist, Licht aus einem anderen von den anderen Wellenlängenbändern durchzulassen, das sich von dem der anderen Wellenlängenbänder unterscheidet.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zweite Filter ein Cyan-Filter ist, und der dritte Filter ein Magenta-Filter oder ein Gelb-Filter ist.
Endoskopvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zweite Filter ein Gelb-Filter ist, und der dritte Filter ein Cyan-Filter oder ein Magenta-Filter ist.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Bildverarbeitungseinheit weiter dazu eingerichtet ist, einen Interpolationsvorgang an einem elektrischen Signal durchzuführen, das von dem Abbildungsgerät basierend auf dem von dem Pixel durch den zweiten Filter empfangenen Licht erzeugt wurde, und ein erstes interpoliertes Bild zu erzeugen, um das Bildsignal von dem Pixel, auf dem ein anderer Filter als der zweite Filter angeordnet ist, zu interpolieren, und basierend auf dem ersten interpolierten Bild ein zweites interpoliertes Bild zu erzeugen, in welchem das Bildsignal von dem Pixel interpoliert wird, auf welchem ein anderer Filter als der zweite Filter angeordnet ist, bezüglich des Bildsignals, das von dem Abbildungsgerät basierend auf Licht erzeugt wird, das von dem Pixel durch den anderen als den zweiten Filter empfangen wurde.
Endoskopvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Bildverarbeitungseinheit das erste Bild unter der Annahme erzeugt, dass ein elektrisches Signal, das von dem Abbildungsgerät basierend auf Licht erzeugt wurde, welches von dem Pixel durch den zweiten Filter empfangen wurde, Licht ist, das von dem Pixel durch den ersten Filter empfangen wurde.
Vorrichtung zur Bildverarbeitung, verbunden mit einem Endoskop, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen; wobei die Vorrichtung zur Bildverarbeitung aufweist: eine Bildverarbeitungseinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Bild entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband zu erzeugen und ein zweites Bild entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder zu erzeugen, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Verfahren zur Bildverarbeitung, das von einer Vorrichtung zur Bildverarbeitung ausgeführt wird, welche mit einem Endoskop verbunden ist, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen; wobei das Verfahren zur Bildverarbeitung aufweist: ein Bildverarbeitungsschritt zum Erzeugen eines ersten Bilds entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband und zum Erzeugen eines zweiten Bilds entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.
Programm für eine Vorrichtung zur Bildverarbeitung, welche mit einem Endoskop verbunden ist, wobei das Endoskop aufweist: eine Lichtquelleneinheit, dazu eingerichtet, ein erstes Beleuchtungslicht oder ein zweites Beleuchtungslicht zu emittieren, wobei das erste Beleuchtungslicht Licht aus einem roten Wellenlängenband, Licht aus einem grünen Wellenlängenband und Licht aus einem blauen Wellenlängenband umfasst, und wobei das zweite Beleuchtungslicht Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem blauen Wellenlängenband oder dem roten Wellenlängenband umfasst; ein Abbildungsgerät mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, Licht zu empfangen, das Licht photoelektrisch umzuwandeln und Bildsignale zu erzeugen; und einen Farbfilter, dazu eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Filtereinheiten in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Pixeln angeordnet sind, wobei jede der Filtereinheiten eine Mehrzahl von Filtern mit wenigstens einer Art von einem ersten Filter und einem zweiten Filter umfasst, sodass eine Anzahl der zweiten Filter größer oder gleich einer Anzahl von wenigstens einer Art von den ersten Filtern ist, die am häufigsten angeordnet sind, wobei der erste Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem roten Wellenlängenband, dem grünen Wellenlängenband und dem blauen Wellenlängenband durchzulassen, und wobei der zweite Filter dazu eingerichtet ist, Licht aus dem grünen Wellenlängenband und Licht aus dem roten Wellenlängenband oder dem blauen Wellenlängenband durchzulassen; wobei das Programm die Vorrichtung zur Bildverarbeitung dazu veranlasst, auszuführen: einen Bildverarbeitungsschritt zum Erzeugen eines ersten Bilds entsprechend dem Licht aus dem grünen Wellenlängenband und zum Erzeugen eines zweiten Bilds entsprechend dem Licht aus einem der anderen Wellenlängenbänder, basierend auf einem Bildsignal, das von dem Abbildungsgerät erzeugt wurde, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht oder das zweite Beleuchtungslicht emittiert, wobei die Auflösung des ersten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert, größer oder gleich der Auflösung des ersten Bilds ist, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, und die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das zweite Beleuchtungslicht emittiert, größer ist als die Auflösung des zweiten Bilds, das erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit das erste Beleuchtungslicht emittiert.