DE602004008376T2

DE602004008376T2 - Elektronische Vorrichtung für Endoskop

Info

Publication number: DE602004008376T2
Application number: DE602004008376T
Authority: DE
Inventors: Katsuichi Imaizumi; Isami Hirao; Yoshinori Takahashi; Takeshi Ozawa; Nobuyuki Doguchi; Sakae Takehana
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: CN100384366C; JP4139276B2; EP1488732B1; CN1572230A; US20040267091A1; EP1488732A1; DE602004008376D1; JP2005006768A; US7670286B2

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopgerät zum Erhalten von Bildern mit einem Bildaufnahmeelement, das durch Ansammlung einer elektrischen Ladung ein Objektbild erfasst, und eine in diesem elektronischen Endoskopgerät verwendete Signalverarbeitungseinheit.
2. Darlegung der zugehörigen Technik
Elektronische Endoskopgeräte werden häufig zur Beobachtung des Verdauungstrakts verwendet, z. B. von Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Dickdarm oder einer Bronchie wie z. B. bei Lungen, indem ein Endoskop in eine Körperhöhle eingeführt wird und nötigenfalls verschiedene medizinische Behandlungen durchgeführt werden, indem therapeutische Instrumente in die betreffenden Kanäle eingeführt werden.
Elektronische Endoskopgeräte eines feld-sequentiellen Systems sind als elektronische Endoskope bekannt, bei denen ein optisches rotierendes Filter in einer Lichtquelleneinheit angeordnet ist, das Objekt nacheinander mit rotem, grünem und blauem Licht von dieser Lichtquelleneinheit beleuchtet, das so vom Objekt erhaltene Licht durch monochromatische Bildaufnahmeelemente empfangen, eine Signalverarbeitung in einer Signalverarbeitungseinheit durchgeführt und das erhaltene Farbbild an eine Anzeigeeinheit ausgegeben wird. Wegen der unterschiedlichen Wellenlängeneigenschaften optischer Filter oder der spektralen Empfindlichkeitseigenschaften der Bildaufnahmeelemente unter den elektronischen Endoskopgeräten eines feld-sequentiellen Systems wird die Weißabgleichsseinstellung bei typischen elektronischen Endoskopgeräten mittels elektronischer Schaltungen durchgeführt.
Die Weißabgleichseinstellung wird durch Niederdrücken eines Weißabgleichs-Einstellungsschalters in einem Zustand, in dem das Bild eines weißen Körpers aufgenommen worden ist, durchgeführt. Wenn der Schalter niedergedrückt wird, stellt die Weißabgleichs-Einstellungsschaltung den Farbabgleich so ein, dass das Verhältnis der Amplituden des B-Signals und des R-Signals zum G-Signal einen vorgeschriebenen Wert annimmt. Im Falle einer analogen Schaltung umfasst diese Einstellung typischerweise den Vergleich der Ausgänge aller Signale durch einen Komparator und Einstellen der Verstärkungsfaktoren in kleinen Schritten, um eine Konvergenz zur vorgeschriebenen Farbe zu erreichen. In diesem Fall ist jedoch eine große Anzahl Vollbilder erforderlich, bevor die korrekte Einstellung der weißen Farbe abgeschlossen ist, und deshalb ist die Einstellung ein zeitaufwändiges Verfahren.
Andererseits wird die Einstellung des Farbabgleichs mit einer digitalen Schaltung am häufigsten durchgeführt, indem Signale jeder Farbe innerhalb eines Vollbildes abgetastet, die Verstärkungsfaktoren des B-Signals oder R-Signals mit einer Zentraleinheit (CPU) oder dgl. anhand deren Intensitätsverhältnisse direkt berechnet werden und jedes Signal mittels eines digitalen Multiplizierers verstärkt wird. In diesem Fall dauert die Einstellung des Weißabgleichs nicht lang.
Ferner umfasst die Diagnose unter Verwendung elektronischer Endoskopgeräte neben normalen Beobachtungen, bei denen Farbbilder, die den durch das bloße Auge beobachteten ähnlich sind, auf einem Monitor angezeigt werden, seit kurzem Eigenfluoreszenz-Beobachtungen mittels Eigenfluoreszenz von Gewebe eines lebenden Körpers.
Bei den Eigenfluoreszenz-Beobachtungen wird die Diagnose gemäß der Tatsache durchgeführt, dass Spektren von Eigenfluoreszenz, die vom Gewebe eines lebenden Körpers emittiert wird, wenn es mit Anregungslicht in einem UV- bis Blaubereich beleuchtet wird, zwischen der normalen Schleimhaut und einem Tumor verschieden sind. In diesem Fall kann ein Läsionsabschnitt deutlich erkannt werden, indem das Bild der Eigenfluoreszenz in das Bild des reflektierten Lichts, das auf Grund von Reflexion vom Gewebe des lebenden Körpers zurückgeworfen wird, angezeigt wird, wobei das Bild des reflektierten Lichts eine Zuordnung jeweiliger verschiedener Farben hat. Dabei wird die Wellenlänge des beleuchteten Lichts durch Verwendung optischer Schmalbandfilter (siehe z. B. japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-95635 ) so eingeschränkt, dass die Spektralverteilung in jedem Wellenlängenband diskret wird.
Außerdem wird bei den herkömmlichen elektronischen Endoskopgeräten die Einstellung des Farbabgleichs typischerweise durch Verwendung eines weißen Objekts als Referenz (siehe z. B. japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-336196 ) durchgeführt, aber es gibt auch elektronische Endoskopgeräte, bei denen Läsionsabschnitte in einem Patienten mit einem festen Farbton beobachtet werden können, indem der Farbabgleich während den Eigenfluoreszenz-Beobachtungen unter Verwendung der Farbe der normalen Schleimhaut des Patienten als Referenz eingestellt wird.
Bei solchen herkömmlichen elektronischen Endoskopgeräten ist der Verstärkungsfaktor des Verstärkers der Signalverarbeitungseinheit für jede Farbe (jedes Wellenlängenband) zur Einstellung des Farbabgleichs eingestellt worden. Aus diesem Grund hat ein kleiner Unterschied der Verstärkungsfaktoren zwischen den Farben keine wesentlichen Probleme verursacht, aber wenn der Unterschied der Verstärkungsfaktoren zwischen den Farben groß ist, wird Rauschen häufig durch eine Farbkomponente des Bildes mit einem hohen Verstärkungsfaktor erhöht.
Insbesondere bei elektronischen Endoskopgeräten für Fluoreszenz-Beobachtungen ist der Helligkeitsunterschied der durch Schleimhäute des Patienten emittierten Fluoreszenz unter den Patienten groß und der Unterschied der Verstärkungsfaktoren zwischen den Farben muss erhöht werden, um den vorerwähnten Helligkeitsunterschied zu korrigieren, der zu Bildern mit einem hohen Rauschpegel führen könnte.
Weil die Fluoreszenz äußerst schwach ist, muss außerdem die Menge des Beleuchtungslichtes zum Erhalten eines reflektierten Lichtbildes niedriger gemacht werden als die Beleuchtungsmenge des Anregungslichts. Zu diesem Zweck wird das Durchlässigkeits-Wellenlängenband des Filters verschmälert oder seine Durchlässigkeit verringert. Dies könnte während der Herstellung des optischen Filters leicht zu einem Wellenlängenfehler führen und eine relativ große negative Wirkung auf die Bildfarbe verursachen. Im Falle eines Fehlers von 10 nm in einem Filter mit einem Durchlässigkeitsband mit einer Halbwertbreite von 100 nm beträgt der Fehler der durchgelassenen Lichtintensität ca. 10%, aber im Falle eines Fehlers von 10 nm in einem Filter mit einem Durchlässigkeitsband mit einer Halbwertbreite von 20 nm beträgt der Fehler der durchgelassenen Lichtintensität ca. 50%. Folglich wird der Unterschied der Verstärkungsfaktoren zwischen den Farben während der Farbabgleichseinstellung leicht groß und die Wahrscheinlichkeit, Bilder mit einem hohen Rauschpegel zu erhalten, ist hoch.
Außerdem kann die Farbkorrektur im Fall von Endoskopgeräten, die mit elektronischen Verschlüssen ausgerüstet sind, auch durch Steuern der Belichtungsperiode durchgeführt werden. Bei Endoskopgeräten, die eine Lichtabschirmung mit einer rotierenden Filterplatte oder dgl. erforderlich machen, weisen die elektrisch eingestellte Belichtungsperiode und die auf das Bildaufnahmeelement fallende Belichtungsmenge jedoch keine einfache lineare Beziehung auf. Der das rotierende Filter durchquerende Lichtstrom ist nämlich nicht perfekt in einem einzigen Punkt konvergiert, sondern er hat eine bestimmte Flächenausdehnung.
11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Belichtungsmenge (falls kein elektronischer Verschluss verwendet wird) und der Zeit im Hinblick auf ein solches rotierendes Filter darstellt. 12 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Belichtungsmenge und der Belichtungsperiode im Hinblick auf das rotierende Filter darstellt.
Die ideale Beziehung zwischen der Belichtungsmenge und der Zeit, die erhalten wird, wenn ein einziges Filter im rotierenden Filter in den Lichtstrom eingeführt wird, ist durch eine in 11 gezeigte unterbrochene Linie 91 dargestellt, aber die tatsächliche Beziehung ist durch eine durchgehende Linie 92 in 11 dargestellt.
Wenn außerdem mit Bezug auf 11 angenommen wird, dass ein elektronischer Verschluss verwendet, das Wobbeln der elektrischen Ladung bei Zeitpunkt A ausgeführt und die Belichtungsperiode bei Zeitpunkt B beendet wird, ist die Belichtungsperiode die Periode A-B in 11. Die Beziehung zwischen der Belichtungsperiode und der Belichtungsmenge zu dieser Zeit ist in 12 dargestellt. Idealerweise sind in 12 die Belichtungsperiode und die Belichtungsmenge vorzugsweise proportional zueinander, wie durch eine gestrichelte Linie 93 angedeutet, in Wirklichkeit weisen sie jedoch eine komplexe Beziehung auf, die durch eine durchgehende Linie 94 gekennzeichnet ist. Außerdem unterscheiden sich die Charakteristiken der durchgehenden Linie 92 in 11 oder der durchgehenden Linie 94 in 12 je nach Typ oder individuellen Merkmalen des Endoskops oder der Lichtquelleneinheit. Aus diesem Grund ist es bei den elektronischen Endoskopgeräten, die ein rotierendes Filter verwenden, schwierig gewesen, einen exakten Farbabgleich nur durch die einfache Einstellung der Belichtungsperiode einzustellen.
Die internationale Patentanmeldung WO 94/18801 beschreibt eine Farbkamera mit einem weiten Dynamikbereich zur Verwendung in einem Endoskop mit einem Vierfarben-Mosaikfilter, das mit einer integrierten CCD-Schaltung (CCD: Charge Coupled Device = ladungsgekoppeltes Halbleiterelement) verbunden ist.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein elektronisches Endoskopgerät bereit, das die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Kurz gesagt, umfasst das elektronische Endoskopgerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bildaufnahmeeinheit, die ein Objektbild bezüglich des zur Beleuchtung eines Objekts verwendeten Beleuchtungslichtes für jedes vorgeschriebene Wellenlängenband erfassen kann, eine Einstellschaltung für die Belichtungsperiode zur Einstellung der Belichtungsperiode der Bildaufnahmeeinheit entsprechend jedem Wellenlängenband, eine Verstärkungsschaltung zur Verstärkung aufgenommener Bildsignale des mit der Bildaufnahmeeinheit erhaltenen Objektbildes entsprechend jedem Wellenlängenband und eine Steuerschaltung zur Steuerung der Verstärkungsschaltung in der Weise, dass die jedem Wellenlängenband entsprechenden aufgenommenen Bildsignale des Objektbildes, die mit der Bildaufnahmeeinheit in der entsprechend jedem Wellenlängenband von der Einstellschaltung für die Belichtungsperiode eingestellten Belichtungsperiode erfasst worden sind, mit Verstärkungsfaktoren verstärkt werden, die entsprechend der Belichtungsperiode, die entsprechend jedem Wellenlängenband eingestellt ist, berechnet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, die sich teilweise aus der Beschreibung erschließen oder sich bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung zeigen. Die Merkmale und Vorteile der Erfindung können durch die im Folgenden insbesondere dargelegten Mittel und Kombinationen verwirklicht und erzielt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration des Endoskopgeräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer rotierenden Filterplatte in der Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Blockschaltbild eines CCD in der Ausführungsform;
4 ist ein Graph der Spektralcharakteristik des Außenumfangsfilters in der Ausführungsform;
5 ist ein Graph der Spektralcharakteristik des Innenumfangsfilters in der Ausführungsform;
6 ist ein Graph der Durchlässigkeitscharakteristik eines Anregungslicht-Sperrfilters in der Ausführungsform;
7 ist ein Blockdiagramm einer Farbabgleichs-Korrekturschaltung in der Ausführungsform;
8 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn der Farbabgleichs-Einstellschalter in der Ausführungsform niedergedrückt wird;
9A ist ein Impulsdiagramm, das die Menge des vom CCD empfangenen Lichts und ein Ladungswobbelsignal in der Ausführungsform darstellt;
9B ist ein Impulsdiagramm, das die Menge des vom CCD empfangenen Lichts und ein Ladungswobbelsignal in der Ausführungsform darstellt;
10A ist ein Impulsdiagramm, das ein Eingangsbildsignal und einen Farbton-Einstellungskoeffizienten in der Ausführungsform darstellt;
10B ist ein Impulsdiagramm, das ein Eingangsbildsignal und einen Farbton-Einstellungskoeffizienten in der Ausführungsform darstellt;
11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Belichtungsmenge und der Belichtungsperiode im Hinblick auf das herkömmliche rotierende Filter darstellt; und
12 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Belichtungsmenge und der Belichtungsperiode im Hinblick auf das herkömmliche rotierende Filter darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die 1 bis 10B betreffen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Endoskopgeräts schematisch darstellt. 2 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer rotierenden Filterplatte darstellt. 3 ist ein Blockdiagramm eines Bildaufnahme-Festkörperelements vom Typ des ladungsgekoppelten Elements (nachfolgend als CCD bezeichnet). 4 ist ein Graph der Spektralcharakteristik des Außenumfangsfilters. 5 ist ein Graph der Spektralcharakteristik des Innenumfangsfilters. 6 ist ein Graph der Durchlässigkeitscharakteristik eines Anregungslicht-Sperrfilters. 7 ist ein Blockdiagramm einer Farbabgleichs-Korrekturschaltung. 8 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn der Farbabgleichs-Einstellschalter niedergedrückt wird. Die 9A und 9B sind Impulsdiagramme, die die Menge des vom CCD empfangenen Lichts und ein Ladungswobbelsignal darstellen. Die 10A und 10B sind Impulsdiagramme, die ein Eingangsbildsignal und einen Farbton-Einstellungskoeffizienten darstellen.
Wie in 1 dargestellt ist, weist ein elektronisches Endoskopgerät 1 der vorliegenden Ausführungsform ein elektronisches Endoskop 2, eine Signalverarbeitungseinheit 3, eine Lichtquelleneinheit 5 und einen Monitor 6 auf.
Das elektronische Endoskop 2 weist einen länglichen Einführungsabschnitt 11 auf, der in eine Körperhöhle eingeführt werden kann. In einem distalen Endabschnitt 16 des Einführungsabschnitts 11 ist ein CCD 20 enthalten.
Das elektronische Endoskop 2 ist frei trennbar mit der Signalverarbeitungseinheit 3 verbunden. Die Signalverarbeitungseinheit 3 führt die Signalverarbeitung von Bildsignalen durch, die mit dem CCD 20 erhalten werden.
Die Lichtquelleneinheit 5 dient zur Erzeugung eines Lichtes für Beobachtungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Lichtquelleneinheit 5 und die Signalverarbeitungseinheit 3 als getrennte Einheiten vorgesehen. Die Lichtquelleneinheit 5 kann jedoch so aufgebaut sein, dass sie in der Signalverarbeitungseinheit 3 enthalten ist.
Der Monitor 6 ist zum Anzeigen der Bildsignale, die in der Signalverarbeitungseinheit 3 einer Bildverarbeitung unterzogen werden, mit der Signalverarbeitungseinheit 3 verbunden.
Das elektronische Endoskop 2 wird nachstehend detaillierter beschrieben.
Das elektronische Endoskop 2 weist den länglichen Einführungsabschnitt 11 zum Einführen in eine Körperhöhle eines Patienten auf.
Der Einführungsabschnitt 11 besteht aus einem weichen Abschnitt, wenn er zur Durchführung von Beobachtungen im Verdauungstrakt, den Bronchien, dem Rachen (Pharynx), der Blase ausgelegt ist, oder einem starren Abschnitt, wenn er für die Bauchhöhle, Brusthöhle oder den Uterus verwendet wird.
Ein Lichtleiter 12, eine Ladungswobbelsignalleitung 13 und CCD-Ausgangssignalleitungen 14, 15 sind im Einfügungsabschnitt 11 angeordnet.
Die am distalen Ende liegende Seite des Lichtleiters 12, eine Beleuchtungslinse 17, eine Objektivlinse 18, ein Anregungslicht-Sperrfilter 19 und das CCD 20 sind in einem distalen Endabschnitt 16 des Einführungsabschnitts 11 angeordnet.
Der Lichtwellenleiter 12 lässt das Beleuchtungslicht von der in der Signalverarbeitungseinheit 3 angeordneten Lichtquelleneinheit 5 durch und leitet das Licht zum distalen Endabschnitt 16 des Einführungsabschnitts 11.
Die Beleuchtungslinse 17 ist im distalen Endabschnitt 16 des Einführungsabschnitts 11 vorgesehen und auf der Oberfläche der am distalen Ende liegenden Seite des Lichtwellenleiters 12 angeordnet.
Das mittels des Lichtwellenleiters 12 von der Lichtquelleneinheit 5 geleitete Beleuchtungslicht beleuchtet über die Beleuchtungslinse 17 ein Objekt 7.
Die Objektivlinse 18 dient zur Bildung von Bildern durch das Licht vom Objekt 7.
Das Anregungslicht-Sperrfilter 19 ist an der vorderen Oberfläche des CCD 20 angeordnet und entfernt das Anregungslicht durch Sperren des Lichts mit einer Wellenlänge von 460 nm oder weniger. Das heißt, das Anregungslicht-Sperrfilter 19 hat eine derartige Spektralcharakteristik, dass es durch das Gewebe des lebenden Körpers erzeugte Eigenfluoreszenz (Wellenlänge ca. 500 nm oder mehr) durchlässt und das Anregungslicht nicht durchlässt.
Das reflektierte Licht und die Eigenfluoreszenz vom Objekt 7 bilden über die Objektivlinse 18 und das Anregungslicht-Sperrfilter 19 Bilder auf einem Lichtempfangsbereich 70 (siehe 3) des CCD 20.
Das CCD 20 ist ein im distalen Endabschnitt 16 des Einführungsabschnitts 11 vorgesehener und in der Bildbildungsposition der Objektivlinse 18 angeordneter Bildsensor.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das CCD 20 in einer Direktsichtkonfiguration angeordnet, aber das CCD 20 kann auch in einer Schrägsicht- oder Seitensichtkonfiguration angeordnet sein.
Außerdem ist das CCD 20 über die Ladungswobbelsignalleitung 13 mit einer Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 verbunden, die in der Signalverarbeitungseinheit 3 angeordnet ist. Das CCD 20 führt eine elektronische Verschlusssteuerung auf Basis des durch die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 erzeugten Ladungswobbelsignals aus.
Ferner führt das CCD 20 auch eine Signalladungsakkumulation, Empfindlichkeitssteuerung und Lesung als Reaktion auf Ansteuersignale von einer CCD-Ansteuerschaltung (in der Figur nicht dargestellt) aus.
Das durch die Objektivlinse 18 und das Anregungslicht-Sperrfilter 19 auf dem Lichtempfangsbereich 70 (siehe 3) des CCD 20 gebildete Objektbild wird durch Bildpunkte des CCD 20 photoelektrisch gewandelt und dann übertragen und ausgegeben. Das Ausgangssignal vom CCD 20 wird über die CCD-Ausgangssignalleitungen 14, 15 an jeweilige Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32, die in der Signalverarbeitungseinheit 3 angeordnet sind, geliefert.
Ferner ist im elektronischen Endoskop 2 ein Filterschalter 21 in die Steuereinheit an ihrer am proximalen Ende liegenden Seite eingebaut. Der Filterschalter 21 dient zum Vorgeben des Umschaltens von Filtern.
Das Betätigungssignal des Filterschalters 21 wird an eine CPU 40 geliefert, die in der Signalverarbeitungseinheit 3 angeordnet ist.
Die Signalverarbeitungseinheit 3 weist Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32, Analog-/Digital-Wandlerschaltungen (nachfolgend als A/D-Wandlerschaltungen bezeichnet) 33, 34, Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36, einen Multiplexer 37, Simultanspeicher 38R, 38G, 38B, Digital-/Analog-Wandlerschaltungen (nachfolgend als D/A-Wandlerschaltungen bezeichnet) 39R, 39G, 39B, die CPU 40, eine Abtastschaltung 41, einen Farbabgleichs-Einstellschalter 42 und die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 auf.
Die CCD-Ausgangssignalleitung 14, die Vorverarbeitungsleitung 31, die A/D-Wandlerschaltung 33 und die Abstimmungs-Korrekturschaltungen 35 bilden dabei ein Signalverarbeitungssystem von Kanal A zur Verarbeitung von Signalen von ungeradzahligen Zeilen 71 des in 3 gezeigten Lichtempfangsbereichs 70.
Die CCD-Ausgangssignalleitung 15, die Vorverarbeitungsleitung 32, die A/D-Wandlerschaltung 34 und die Abstimmungs-Korrekturschaltungen 36 von 1 bilden ein Signalverarbeitungssystem von Kanal B zur Verarbeitung von Signalen von geradzahligen Zeilen 72 des in 3 gezeigten Lichtempfangsbereichs 70.
Ferner ist wie in 1 gezeigt die Signalverarbeitungseinheit 3 so konfiguriert, dass Bildsignale in der Reihenfolge Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32, A/D-Wandlerschaltungen 33, 34, Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36, Multiplexer 37, Simultanspeicher 38R, 38G, 38B und D/A-Wanderschaltungen 39R, 39G, 39B hindurchfließen.
Signale nach der A/D-Wandlung, die mit den A/D-Wandlerschaltungen 33, 34 durchgeführt wird, werden in die Abtastschaltung 41 eingegeben.
Die Lichtquelleneinheit 5 weist eine Xenonlampe (nachfolgend als Lampe bezeichnet) 51, ein IR-Sperrfilter 52, eine rotierende Filterplatte 53, Motoren 54, 55 und eine Sammellinse 56 auf.
Die Lampe 51 emittiert das Beleuchtungslicht. Das IR-Sperrfilter ist zur Einschränkung der Durchlässigkeits-Wellenlänge auf dem Beleuchtungslichtweg der Lampe 51 angeordnet. Der Motor 54 rotiert und treibt die rotierende Filterplatte 53 an. Der Motor 55 dient zum Bewegen der rotierenden Filterplatte 53 in der senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Richtung.
Wie aus 2 zu ersehen ist, hat die rotierende Filterplatte 53 eine Doppelstruktur, in der Filtersätze 58, 59 im äußeren Umfangsabschnitt bzw. inneren Umfangsabschnitt angeordnet sind.
Ein R-Filter 61R, ein G-Filter 61G und ein B-Filter 61B, die Licht mit roter (R), grüner (G) bzw. blauer (B) Wellenlänge durchlassen, sind am äußeren Umfang der rotierenden Filterplatte 53 angeordnet.
Das R-Filter 61R, das G-Filter 61G und das B-Filter 61B bilden daher den Außenumfangs-Filtersatz 58.
Ein G'-Filter 62, das schmalbandiges Licht von 540 bis 560 nm durchlässt, ein Anregungsfilter 63, das das Anregungslicht von 390 bis 450 nm durchlässt, und ein R'-Filter 64, das ein schmalbandiges Licht von 600 bis 620 nm durchlässt, sind am inneren Umfang der rotierenden Filterplatte 53 angeordnet.
Das heißt, das G'-Filter 62, das Anregungsfilter 63 und das R'-Filter 64 bilden einen Innenumfangs-Filtersatz 59.
Ferner sind Abschnitte der rotierenden Filterplatte 53 außerhalb der Zonen, in denen die Filter angeordnet sind, aus Elementen 65 gebildet, die das Licht abschirmen.
Spektralcharakteristiken der Außenumfangs- und Innenumfangsfilter der rotierenden Filterplatte 53 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist, haben das R-Filter 61R, das G-Filter 61G und das B-Filter 61B, die am äußeren Umfang angeordnet sind, Spektralverteilungen ohne Lücken zwischen jeweiligen Durchlässigkeitsspektren.
Aus 5 ist zu ersehen, das das G'-Filter 62, das Anregungsfilter 63 und das R'-Filter 64, die am inneren Umfang angeordnet sind, diskrete Spektralverteilungen, in denen Lücken vorhanden sind, haben.
Wie in 3 gezeigt umfasst das CCD 20 den Lichtempfangsbereich 70, horizontale übertragungskanäle 73, 74, mit einem CMD (Charge Multiplying Device, Ladungsmultiplikator) ausgerüstete Übertragungskanäle 75, 76 und Ladungsdetektionseinheiten 77, 78.
Außerdem enthalten die mit einem CMD ausgerüsteten Übertragungskanäle 75, 76 eine Mehrzahl Zellen, wobei die Anzahl dieser Zellen nahezu gleich der Anzahl der Zellen der horizontalen Übertragungskanäle 73, 74 ist.
Eine in jedem Bildpunkt des Lichtempfangsbereichs 70 erzeugte Signalladung ist in einem Format, das mittels vertikaler Übertragungsimpulse in zwei Kanälen A und B mit den ungeradzahligen Zeilen 71 und geradzahligen Zeilen 72 getrennt gelesen werden kann.
Die Signalladungen, die aus den ungeradzahligen Zeilen 71 und geradzahligen Zeilen 72 gelesen werden, werden in horizontale Übertragungskanäle 73, 74 für jeweilige horizontale Leitungen übertragen und weiter durch horizontale Übertragungsimpulse von den jeweiligen horizontalen Übertragungskanälen 73, 74 in jeweilige mit einem CMD ausgerüstete Übertragungskanäle 75, 76 übertragen. Ferner werden in den mit einem CMD ausgerüsteten Übertragungskanälen 75, 76 Empfindlichkeitssteuerimpulse angelegt und eine Signalverstärkung wird ausgeführt, während die Signalladungen durch die horizontalen Übertragungsimpulse durch jede Zelle hindurch übertragen werden. Immer wenn die Signalladungen durch die Zelle des mit einem CMD ausgerüsteten Übertragungskanals übertragen werden, wird deshalb der Verstärkungsfaktor in geometrischen Reihen erhöht. Die verstärkten Signalladungen werden nacheinander in die Ladungsdetektionseinheiten 77, 78 übertragen. Die Ladungsdetektionseinheiten 77, 78 führen eine Ladungs-Spannungs-Wandlung von Ladungen aus den jeweiligen mit einem CMD ausgerüsteten Übertragungskanälen 75, 76 in eine Spannung durch und geben die Spannung in jeweilige CCD-Ausgangssignalleitungen 14, 15 aus.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration im CCD 20 ist der CMD in einem horizontalen Register angeordnet, und eine variable Verstärkung kann durch Empfindlichkeitssteuerimpulse von außen durchgeführt werden.
Das in 1 gezeigte Anregungslicht-Sperrfilter 19 hat eine Sperr-Durchlässigkeitscharakteristik, die das Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm oder weniger abschirmt, wie in 6 gezeigt.
Die in 1 gezeigte Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35 hat einen Speicher 81 zum Speichern von Farbtoneinstellungskoeffizienten und einen digitalen Multiplizierer 82, wie in 7 dargestellt ist.
Der Speicher 81 zum Speichern von Farbtoneinstellungskoeffizienten nimmt das Überschreiben des Farbtoneinstellungskoeffizienten auf Basis der Speicherneuschreibungssignale von der CPU 40 vor und liefert Daten über die Farbtoneinstellungskoeffizienten an einen Eingangsanschluss eines digitalen Multiplizierers 82.
Das Eingangsbildsignal von der A/D-Wandlerschaltung 33 wird zum anderen Eingangsanschluss des digitalen Multiplizierers 82 geleitet.
Der digitale Multiplizierer 82 multipliziert das Eingangsbildsignal von der A/D-Wandlerschaltung 33 mit dem Farbtoneinstellungskoeffizienten des Speichers 81 zum Speichern von Farbtoneinstellungskoeffizienten und gibt das Produkt an einen Eingangsanschluss des Multiplexers 37 aus.
Die Konfiguration der in 1 gezeigten Farbabgleichs-Korrekturschaltung 36 ist außerdem identisch mit derjenigen der in 7 gezeigten Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35, außer dass der Eingangsanschluss 36 mit der A/D-Wandlerschaltung 34 und der Ausgangsanschluss mit dem Multiplexer 37 verbunden ist.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich ist, wird Licht zum Beleuchten des Objekts 7 von der Lampe 51 der Lichtquelleneinheit 5 emittiert. Das von der Lampe 51 emittierte Licht geht durch das IR-Sperrfilter 52, die rotierende Filterplatte 53 und die Sammellinse 56 und fällt auf die Lichtleitfaser 12 des elektronischen Endoskops 2.
In diesem Fall sperrt das IR-Sperrfilter 52 die IR-Strahlen, wodurch es verhindert, dass die Filter auf der rotierenden Filterplatte 53 durch die unnötige Wärme oder das unnötige Licht beleuchtet werden.
Während Normallicht-Beobachtungen wird der Außenumfang-Filtersatz 58 der rotierenden Filterplatte 53 im Lichtweg angeordnet und durch den Motor 54 mit der vorgeschriebenen Geschwindigkeit gedreht. Folglich werden das R-Filter 61R, das G-Filter 61G und das B-Filter 61B nacheinander im Lichtweg angeordnet und lassen das rote, grüne bzw. blaue Licht durch. Als Folge werden während Normallicht-Beobachtungen das rote, grüne und blaue Licht nacheinander von der Lichtquelleneinheit 5 emittiert.
Während Fluoreszenz-Beobachtungen bewegt der Motor 55 als Reaktion auf das Signal von der Filterpositions-Steuerschaltung (in der Figur nicht dargestellt) die rotierende Filterplatte 53 in der senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Richtung. Folglich wird der Innenumfang-Filtersatz 59 der rotierenden Filterplatte 53 in den Lichtweg gebracht.
Während der Innenumfang-Filtersatz 59 in dem Zustand, in dem das G'-Filter 62, das Anregungsfilter 63 und das R'-Filter 64 im Lichtweg angeordnet sind, eingefügt wird, wird die rotierende Filterplatte 53 durch den Motor 54 mit der vorgeschriebenen Drehzahl gedreht. Als Folge emittiert die Lichtquelleneinheit 5 nacheinander Licht mit einer Wellenlänge von 540 bis 560 nm, 390 bis 450 nm und 600 bis 620 nm.
Das Licht mit einer Wellenlänge von 390 bis 450 nm ist dabei das Anregungslicht zum Anregen der Eigenfluoreszenz des Gewebes eines lebenden Körpers.
Das auf die Lichtleitfaser 12 des elektronischen Endoskops fallende Licht beleuchtet über die Beleuchtungslinse 17 des distalen Endabschnitts 16 des Einführungsabschnitts 11 das Objekt 7, z. B. einen Verdauungstrakt.
Das vom Objekt 7 gestreute, reflektierte und emittierte Licht bildet mittels der Objektivlinse 18 des distalen Endabschnitts 16 ein Bild auf dem Lichtempfangsbereich 70 (siehe 3) des CCD 20, der das Licht aufnimmt.
Das Anregungslicht-Sperrfilter 19 schirmt dabei das Anregungslicht mit einer Wellenlänge von 390 bis 450 nm an der vorderen Oberfläche des CCD 20 ab und extrahiert die Fluoreszenz.
Das CCD 20 wird durch die CCD-Ansteuerschaltung (in der Figur nicht dargestellt) synchron mit der Drehung der rotierenden Filterplatte 53 angesteuert und die Bildsignale, die dem Beleuchtungslicht entsprechen, das die jeweiligen Filter der rotierenden Filterplatte 53 passiert hat, wie z. B. das R-Filter 61R, das G-Filter 61G und das B-Filter 61B, werden nacheinander an die Signalverarbeitungseinheit 3 ausgegeben. Die Bildsignale, die an die Signalverarbeitungseinheit 3 nacheinander ausgegeben werden, dienen als zwei Systeme der ungeradzahligen Zeilen 71 entsprechenden A-Kanals und des geradzahligen Zeilen entsprechenden B Kanals.
Außerdem werden fall erforderlich Empfindlichkeitssteuerimpulse von der Schaltung zur Erzeugung von Empfindlichkeitssteuerimpulsen (in den Figuren nicht dargestellt) in die mit einem CCD 20 ausgerüsteten Übertragungskanäle 75, 76 im CCD 20 eingegeben, um durch Stoßionisation verursachte Sekundärelektronen zu erzeugen und die Signalladung zu ver stärken. Der Verstärkungsfaktor wird in diesem Fall durch die Amplitude der Empfindlichkeitssteuerimpulse gesteuert.
Die in die Signalverarbeitungseinheit 3 eingegebenen Bildsignale des A-Kanals und B-Kanals werden zunächst in jeweilige Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32 eingegeben. In den Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32 werden die passenden Bildsignale des A-Kanals und B-Kanals durch CDS-Verarbeitung (CDS: Correlation Double Sampling, Korrelations-Doppelabtastung) oder dgl. extrahiert.
Die von den Vorverarbeitungsschaltungen 31, 32 ausgegebenen Bildsignale des A-Kanals und B-Kanals werden mit jeweiligen den A/D-Wandlerschaltungen 33, 34 von analogen Signalen in digitale Signale gewandelt.
Die digitalen Signale der Bilder des A-Kanals und B-Kanals, die von den A/D-Wandlerschaltungen 33, 34 ausgegeben werden, werden in jeweilige Farbabgleichs-Kompensationsschaltungen 35, 36 eingegeben.
Die Farbtoneinstellungskoeffizienten werden durch die CPU 40 in den Speicher 81 zum Speichern von Farbtonkorrekturkoeffizienten der Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 geschrieben und die Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 verstärken die Eingangssignale mit dem vorgeschriebenen Verstärkungsfaktor für jede Beleuchtungswellenlänge auf Basis von Farbunterscheidungssignalen (in der Figur nicht dargestellt).
Der Multiplexer 37 kombiniert die digitalen Signale von den Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 der Bilder des A-Kanals und B-Kanals zu digitalen Signalen der Bilder eines Systems, trennt die feld-sequentiellen digitalen Signale der Bilder in die Farben R (oder schmalbandiges grünes reflektiertes Licht), G (oder Fluoreszenz) und B (oder schmalbandiges rotes reflektiertes Licht) und gibt sie an die Simultanspeicher 38R, 38G bzw. 38B aus.
In den Simultanspeichern 38R, 38G und 38B erfolgt die Gleichzeitigkeit von feld-sequentiellen digitalen Signalen durch simultanes Lesen der nacheinander gespeicherten Bilder. Die simultanen digitalen Signale in jeweiligen R-, G-, B-Wellenlängenbändern werden einer Wandlung zum Korrigieren der Gammacharakteristik des Monitors in der Gammakorrekturschaltung (in der Figur nicht dargestellt) unterzogen, durch die entsprechende D/A- Wandlerschaltung 39R, 39G und 39B in analoge Signale gewandelt und auf dem Monitor 6 angezeigt.
Während Normallicht-Beobachtungen werden rotes reflektiertes Licht, grünes reflektiertes Licht und blaues reflektiertes Licht auf den jeweiligen RGB-Bildpunkten des Monitors 6 angezeigt.
Außerdem werden während Fluoreszenz-Beobachtungen das schmalbandige grüne reflektierte Licht, Fluoreszenz und das schmalbandige rote reflektierte Licht auf den jeweiligen RGB-Bildpunkten des Monitors 6 angezeigt.
Andererseits wird in der Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 die Belichtungsmenge im CCD 20 gesteuert, indem ein Ladungswobbelsignal an das CCD 20 gesendet wird. Die durch die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 bestimmte Taktung des Ladungswobbelns wird für jede Beleuchtungswellenlänge des Beleuchtungslichts eingestellt.
Wenn außerdem durch den Bediener der Filterschalter 21 niedergedrückt wird, wird das Drücken durch die CPU 40 erkannt, der Motor 55 wird durch die CPU 40 angesteuert, der Außenumfang-Filtersatz 58 und der Innenumfang-Filtersatz 59 der rotierenden Filterplatte 53 werden umgeschaltet und Normallicht-Beobachtung und Fluoreszenz-Beobachtung werden umgeschaltet.
Gleichzeitig mit diesem Umschalten schaltet die CPU 40 verschiedene Einstellungen in der Signalverarbeitungseinheit 3 zwischen denen für Normallicht-Beobachtungen und denen für Fluoreszenz-Beobachtungen um.
Wenn der Bediener des elektronischen Endoskopgeräts 1 den Farbabgleich während Normallicht-Beobachtungen einstellt, initiiert der Bediener die Einstellung des Farbabgleichs durch Niederdrücken des Farbabgleichs-Einstellschalters 42 in einem Zustand, in dem das Bild des weißen Bezugskörper aufgenommen wird.
Die Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn der Farbabgleichs-Einstellschalter 42 niedergedrückt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Wenn der Farbabgleichs-Einstellschalter in einem Normallicht-Beobachtungsmodus niedergedrückt wird, stellt die CPU 40 wie in 8 gezeigt der Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 zuerst in Schritt S1 eine maximale Belichtungsperiode als eine vorläufige Belichtungsperiode für Bildsignale aller RGB-Wellenlängenbänder bereit. Das heißt, die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 beendet die elektronische Verschlussfunktion des CCD 20. Folglich ergibt sich die Menge jeder der durch das CCD 20 erhaltenen RGB-Farben so, wie in 9A dargestellt ist.
Dann erfasst die CPU 40 in Schritt S2 die Helligkeit des mit der Abtastschaltung 41 abgetasteten Bildes für jedes RGB.
Dann berechnet die CPU 40 in Schritt S3 die geeignete Belichtungsperiode auf Basis der Abtastdaten von Kanal A. Dabei besteht Aufgabe in der Festlegung eines Grobfarbabgleichs. Deshalb wird die RGB-Belichtungsperiode so berechnet, dass das Verhältnis des RGB-Verstärkungsfaktors 1/Vr:1/Vg:1/Vb wird, wobei Vr, Vg und Vb für Abtastwerte jeweiliger RGB-Bilder stehen. Dabei wird der elektronische Verschluss des CCD 20 vorzugsweise nicht verwendet, wenn die Belichtungsperiode in RGB maximal ist, um eine hohe Helligkeit sicherzustellen.
Dann gibt die CPU 40 in Schritt S4 die in Schritt S3 berechnete Belichtungsperiode an die Belichtungsperiode-Steuerschaltung 43 aus. Als Folge sendet die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 das in 9B gezeigte Ladungswobbelsignal an das CCD 20, um die oben erwähnte berechnete Belichtungsperiode zu erhalten. Selbst wenn die Belichtungsperiode so festgelegt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Farbabgleich ein genau wünschenswertes Verhältnis annimmt, wegen der unter Bezugnahme auf die 11 und 12 erklärten Gründe gering.
Dann erfasst die CPU 40 in Schritt S5 wieder die mit der Abtastschaltung 41 abgetasteten RGB-Werte, um eine genaue Farbabgleichseinstellung und Einstellung zwischen den Kanälen A und B durchzuführen.
Dann berechnet die CPU 40 in Schritt S6 die Farbtoneinstellungskoeffizienten, die in den Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 eingestellt werden. Hier werden die Farbtoneinstellungskoeffizienten so berechnet, dass das Verhältnis des RGB-Verstärkungsfaktors 1/Vr':1/Vg':1/Vb' wird, wobei Vr', Vg' und Vb' für Abtastwerte jeweiliger RGB-Bilder stehen.
Dann speichert die CPU 40 in Schritt S7 die in Schritt S6 berechneten Farbtoneinstellungskoeffizienten in getrennten Bereichen des Speichers 81 zum Speichern von Farbtoneinstellungskoeffizienten für jeden Beobachtungsmodus und jedes in 7 gezeigte RGB. Auf diese Weise wird die Farbabgleichseinstellung abgeschlossen.
Mit einer solchen Verarbeitung führt die Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35 sogar eine strengere Korrektur des Farbabgleichs durch als die im Allgemeinen durchgeführte Korrektur durch die Steuerung der Belichtungsperiode.
Wenn danach die Bildaufnahme durch das normale Licht mit dem elektronischen Endoskopgerät 1 durchgeführt wird, vervielfacht die Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35 mit dem digitalen Multiplizierer 82 die in 10B gezeigten Farbtoneinstellungskoeffizienten, die in getrennten Bereichen des Speichers 81 zum Speichern von Farbtoneinstellungskoeffizienten gespeichert sind, für jeden Beobachtungsmodus und jedes RGB und die in 10A gezeigten Bildsignale, die gemäß dem Beobachtungsmodus und der Drehung des rotierenden Filters 53 aufgenommen und von der A/D-Wandlerschaltung 33 eingegeben werden. Als Folge werden die der strengen Korrektur des Farbabgleichs unterzogenen jeweiligen RGB-Bildsignale mit dem oben beschriebenen Verhältnis des Verstärkungsfaktors verstärkt und von der Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35 ausgegeben.
Was die Farbabgleichs-Korrekturschaltung 36 des B-Kanals betrifft, werden neben der Farbabgleichseinstellung ferner die Farbtonkorrekturkoeffizienten berechnet, um die Zwischenkanal-Varianz zum A-Kanal zu beseitigen. In anderen Aspekten ist die Funktionsweise der Farbabgleichs-Korrekturschaltung 36 des B-Kanals identisch mit der Funktionsweise der Farbabgleichs-Korrekturschaltung 35 des A-Kanals.
Wenn der Bediener des elektronischen Endoskopgeräts 1 den Farbabgleich während Fluoreszenz-Beobachtungen einstellt, erfolgt die Initiierung der Einstellung des Farbabgleichs, indem der Farbabgleichschalter 22 in dem Zustand niedergedrückt wird, in dem der Einführungsabschnitt 11 in eine Körperhöhle eingeführt ist und eine normale Schleimhaut des Patienten in einem Fluoreszenz-Beobachtungsmodus aufgenommen wird. Die anschließen den Operationen sind mit denen identisch, die während normalen Beobachtungen durchgeführt werden.
Das elektronische Endoskop 2 weist eine Bildaufnahmeeinheit (CCD 20) zum Aufnehmen des Bildes des Objekts 7 für jedes Wellenlängenband des Beleuchtungslichtes, das das Objekt beleuchtet, auf.
Die Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 dienen für jedes Wellenlängenband als Verstärkungsmittel zur Verstärkung der das Objekt 7 betreffenden Signale, die vom CCD 20 ausgegeben werden.
Die Belichtungsperioden-Steuerschaltung 43 dient als Belichtungsperioden-Einstellmittel zur Einstellung der Belichtungsperiode des CCD 20 für jedes Wellenlängenband.
Außerdem dient die CPU 40 als Verstärkungsfaktor-Einstellmittel zum Einstellen der Verstärkungsfaktoren der Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 für jedes Wellenlängenband auf Basis der dem Objekt 7 entsprechenden Signale, die durch das CCD 20 gemäß der Belichtungsperiode aufgenommen werden, die durch das Einstellmittel für die Belichtungsperiode eingestellt wird.
Der Monitor 6 dient als eine Anzeigeeinheit zur Farbanzeige der Videobilder entsprechend den von den Farbabgleichs-Korrekturschaltungen 35, 36 verstärkten Signalen.
Der Farbabgleichs-Korrekturschalter 42 dient als ein Vorgabemittel zur Einstellung des Farbabgleichs, um die Farbabgieichseinstellung der Videobilder vorzugeben, die vom Monitor 6 angezeigt werden.
Das oben genannte Einstellmittel für die Belichtungsperiode stellt die Belichtungsperiode für jedes Wellenlängenband auf Basis des Videosignals ein, das vom CCD 20 auf Basis der Vorgabe des Farbabgleichs-Einstellschalters 42 ausgegeben wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Korrektur des Farbabgleichs durch die Steuerung der Belichtungsperiode durchgeführt. Deshalb wird die Durchführung einer Verstärkung mit einem hohen Verstärkungsfaktor für eine spezielle Farbe unnötig und der Einfluss von Rauschen kann bei allen Farbkomponenten verringert werden. Weil die Steue rung des Verstärkungsfaktors auch zur Korrektur des Farbabgleichs verwendet wird, können außerdem geringe Farbabgleichsfehler nach der Steuerung der Belichtungsperiode korrigiert werden und die Einstellung des Farbabgleichs kann mit sogar noch besserer Genauigkeit durchgeführt werden. Deshalb kann ein besseres Bild mit niedrigerem Rauschen unter einem genau eingestellten Farbabgleich erzielt werden.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Belichtungsperiode auf Basis der Vorgabe des Farbabgleichs-Einstellschalters 42 eingestellt, der als Vorgabemittel zur Einstellung des Farbabgleichs dient. Deshalb werden die Verstärkungsfaktoren für alle Farben nahezu gleich und der Einfluss von Rauschen kann bei allen Farbkomponenten stark verringert werden, ungeachtet der Abweichung während der Herstellung optischer Filter.
Außerdem wird mit der vorliegenden Ausführungsform aufgrund der Anwendung des elektronischen Endoskopgeräts 1 für Fluoreszenz, das durch das Rauschen leicht beeinträchtigt wird, das durch verschiedene optische Filter induziert wird, eine besonders bedeutende Wirkung hinsichtlich der Unterdrückung des Einflusses von Rauschen erreicht.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine besonders bedeutende Wirkung hinsichtlich der Unterdrückung des Einflusses von Rauschen erreicht wegen der Anwendung des elektronischen Endoskopgeräts 1 zur Beleuchtung des Beleuchtungslichts mit einer in 5 gezeigten diskreten Spektralverteilung, die durch das Rauschen leicht beeinträchtigt wird, das durch verschiedene optische Filter induziert wird.
Überdies wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Anwendung auf das elektronische Endoskopgerät 1, die die Beobachtung von Fluoreszenz in einem sichtbaren Bereich ermöglicht, erwogen, aber Anwendungen auf Reflexionslicht-Beobachtungen, IR-Strahl-Beobachtungen und Fluoreszenz-Beobachtungen in einem IR-Bereich, der drei diskrete schmalbandige Wellenlängen verwendete, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-95635 offenbart, sind ebenfalls möglich.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Verstärkung zur Farbabgleichseinstellung in der Signalverarbeitungseinheit 3 durchgeführt, aber die Verstärkung kann auch in den mit einem CMD ausgerüsteten Übertragungskanälen 75, 76, die im CCD 20 angeordnet sind, durchgeführt werden.
Das Verhältnis der Farben, die eingestellt werden, ist nicht auf 1:1:1 beschränkt und ein Läsionsabschnitt kann z. B. auch effektiv erkannt werden, indem die normale Schleimhaut des Patienten während Fluoreszenz-Beobachtungen als leicht grünlich angezeigt wird.
Die Berechnung der Belichtungsperiode ist nicht auf ein Berechnungsverfahren beschränkt, das eine einfache Linearität der Belichtungsperiode und Belichtungsmenge annimmt, und Rauschen kann wirksam unterdrückt werden, indem zur Erhöhung der Genauigkeit eine Näherung an andere Funktionen durchgeführt wird.
Ferner ist der Farbabgleichs-Einstellschalter nicht auf den im Hauptkörper der Signalverarbeitungseinheit angeordneten beschränkt, er kann auch in der Bedienungseinheit des elektronischen Endoskops 2 vorgesehen sein und in Form eines Fußschalters vorliegen, der fußbetätigt wird.
Durch teilweises Kombinieren der oben beschriebenen Ausführungsformen gebildete Ausführungsformen fallen ebenfalls in den Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Erfindung ist offensichtlich, dass Arbeitsmodi, die sich erheblich unterscheiden, auf Basis dieser Erfindung gebildet werden können, ohne von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung abzuweichen. Diese Erfindung ist außer durch die beigefügten Ansprüche durch keine spezielle Ausführungsform beschränkt.

Claims

Elektronisches Endoskopgerät (1) aufweisend: ein Bildaufnahmemittel (20), das ein Objektbild bezüglich des zur Beleuchtung eines Objekts (7) verwendeten Beleuchtungslichtes für jedes vorgeschriebene Wellenlängenband erfassen kann; ein Einstellmittel (43) für die Belichtungsperiode, das zum Einstellen einer Belichtungsperiode des Bildaufnahmemittels (20) entsprechend jedem Wellenlängenband eingerichtet ist; Verstärkungsmittel (35, 36) zum Verstärken der aufgenommenen Bildsignale des mit dem Bildaufnahmemittel entsprechend jedem Wellenlängenband erhaltenen Objektbildes; und Steuermittel (40, 41) zum Steuern der Verstärkungsmittel (35, 36) in der Weise, dass die jedem Wellenlängenband entsprechenden aufgenommenen Bildsignale des Objektbildes, die mit dem Bildaufnahmemittel (20) in der entsprechend jedem Wellenlängenband vom Einstellmittel (43) für die Belichtungsperiode eingestellten Belichtungsperiode erfasst worden sind, mit Verstärkungsfaktoren verstärkt werden, die entsprechend der Belichtungsperiode, die entsprechend jedem Wellenlängenband eingestellt ist, berechnet werden.
Elektronisches Endoskopgerät (1) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Anzeigemittel zur Farbanzeige der Bilder entsprechend den von den Verstärkungsmitteln (35, 36) verstärkten Signalen; und ein Vorgabemittel (42) zur Einstellung der Farbabstimmung, um die Farbabstimmungseinstellung der Farben des Bildes vorzugeben, das vom Anzeigemittel (6) dargestellt wird, bei dem das Einstellmittel (43) für die Belichtungsperiode die Belichtungsperiode entsprechend jedem Wellenlängenband gemäß den vom Bildaufnahmemittel (20) ausgegebenen Bildsignalen auf Basis der Vorgabe des Vorgabemittels (42) zur Einstellung der Farbabstimmung einstellt.
Elektronisches Endoskopgerät (1) nach Anspruch 2, bei dem das Bildaufnahmemittel (20, 5) das Objekt (7) mit Anregungslicht beleuchtet und ein Bild des Objekts durch fluoreszierendes Licht vom Objekt (7) aufnimmt.
Elektronisches Endoskopgerät (1) nach Anspruch 2, bei dem das Bildaufnahmemittel (20, 5) das Objekt (7) mit Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbandes mit einer diskreten spektralen Verteilung beleuchtet und ein Bild des Objekts durch das vom Objekt (7) reflektierte Licht aufnimmt.
Elektronisches Endoskopgerät (1) nach Anspruch 1, bei dem das Bildaufnahmemittel (20, 5) das Objekt mit Anregungslicht beleuchtet und ein Bild des Objekts durch fluoreszierendes Licht vom Objekt aufnimmt.
Elektronisches Endoskopgerät nach Anspruch 1, bei dem das Bildaufnahmemittel (20, 5) das Objekt mit Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbandes mit einer diskreten spektralen Verteilung beleuchtet und ein Bild des Objekts durch das vom Objekt reflektierte Licht aufnimmt.