CN103260500B - 医疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的医疗装置具有：光源部，其能够对被摄体交替照射激励光和参照光；摄像部，其分别对存在于被摄体中的荧光物质被激励时发出的荧光和参照光在被摄体中反射而得到的反射光进行摄像；像素相加处理部，其进行将对荧光进行摄像而得到的荧光像中的多个像素的信号变为1个像素的信号的像素相加处理；明亮度调整部，其进行调整，使得实施了像素相加处理后的荧光像与对反射光进行摄像而得到的参照光像的明亮度比成为一定值；以及图像处理部，其对实施了明亮度的调整后的荧光像实施像素插值处理，并且进行图像合成，使得实施了像素插值处理后的荧光像和实施了明亮度的调整后的参照光像包含在同一观察图像内。
Description
技术领域
本发明涉及医疗装置，特别涉及能够进行荧光观察的医疗装置。
背景技术
作为用于发现存在早期癌等病变的部位的方法，例如，近年来研究了利用如下性质的方法：在对活体的观察对象部位照射激励光时，从正常组织发出的荧光的强度和从病变组织发出的荧光的强度相互不同。
另一方面，作为用于实现所述方法的结构，例如在日本国特开2005-329115号公报中公开了一种荧光内窥镜装置，该荧光内窥镜装置生成对以下两个图像信号进行合成而得到的合成图像，所述两个图像信号是对2个窄带照明光在活体组织处的反射光进行摄像而得到的反射光像的图像信号、以及对根据窄带激励光的照射而由活体组织产生的荧光进行摄像而得到的荧光像的图像信号。
并且，作为用于增加从病变组织发出的荧光的每1个像素的受光光量的结构，例如在日本国特开2001-258820号公报中公开了在摄像元件中进行像素组合（组合（binning）读出）的荧光内窥镜装置。
但是，在所述日本国特开2005-329115号公报所公开的合成图像的生成时，在简单组合应用所述日本国特开2001-258820号公报所公开的像素组合的情况下，例如产生如下课题：有助于诊断观察对象部位的信息大量丢失，生成分辨率低下的合成图像。
另一方面，根据有无实施所述日本国特开2001-258820号公报所公开的像素组合，在摄像元件中受光的荧光的光量急剧增减。因此，在所述日本国特开2005-329115号公报所公开的合成图像的生成时，在简单组合应用所述日本国特开2001-258820号公报所公开的像素组合的情况下，例如产生如下课题：荧光像相对于参照光像的明亮度过剩或不足，生成不适于观察的明亮度的合成图像。
本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供如下的医疗装置：能够生成以具有适于荧光观察的明亮度和分辨率的方式进行图像合成而得到的观察图像。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的医疗装置具有：光源部，其能够对活体内的被摄体交替照射激励光和参照光；摄像部，其分别对存在于所述被摄体中的荧光物质通过所述激励光的照射而被激励时发出的荧光和所述参照光在所述被摄体中反射而得到的反射光进行摄像；像素相加处理部，其进行将对所述荧光进行摄像而得到的荧光像中的多个像素的信号变为1个像素信号的像素相加处理；明亮度调整部，其进行明亮度的调整，使得实施了所述像素相加处理后的荧光像与对所述反射光进行摄像而得到的参照光像的明亮度比成为一定值；以及图像处理部，其对在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的荧光像实施像素插值处理，并且进行图像合成，使得实施了所述像素插值处理后的荧光像和在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的参照光像包含在同一观察图像内。
附图说明
图1是示出本发明的实施例的内窥镜装置的主要部分的结构的图。
图2是示出在荧光观察模式中进行的处理等的一例的流程图。
图3是示出在荧光观察模式中进行的处理等的与图2不同的例子的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本发明的实施例的内窥镜装置的主要部分的结构的图。
如图1所示，内窥镜装置1构成为具有：内窥镜2，其能够***作为活体的被检体内，取得存在于该被检体内的活体组织等被摄体的像，并且输出所取得的被摄体的像作为摄像信号；光源装置3，其经由贯穿***内窥镜2的内部的光导7将向该被摄体射出的光供给到内窥镜2；处理器4，其进行与从内窥镜2输出的摄像信号对应的信号处理，输出进行了该信号处理后的摄像信号作为影像信号；监视器5，其根据从处理器4输出的影像信号，对内窥镜2中取得的被摄体的像进行图像显示；以及由开关和按钮等构成的输入装置群6，其能够进行针对处理器4的输入操作。
内窥镜2构成为具有：照明光学***21，其向被摄体射出从光源装置3供给并由光导7传送的光；白色光观察用摄像部22；荧光观察用摄像部23；模式切换开关24，其进行与内窥镜装置1的观察模式的切换有关的操作；以及镜体存储器25，其存储内窥镜2的固有信息。
白色光观察用摄像部22构成为具有：物镜光学***22a，其形成被摄体的像；以及CCD22b，其按照物镜光学***22a的成像位置来配置具有原色滤镜的摄像面。
CCD22b根据处理器4的控制而被驱动，并且，通过对成像在摄像面上的来自被摄体的返回光实施光电转换，生成摄像信号并输出到处理器4。
荧光观察用摄像部23构成为具有：物镜光学***23a，其形成被摄体的像；单色的CCD23b，其按照物镜光学***23a的成像位置来配置摄像面；以及激励光截止滤镜23c，其配置在CCD23b的前级。
CCD23b根据处理器4的控制而被驱动，并且，通过对成像在摄像面上的来自被摄体的返回光实施光电转换，生成摄像信号并输出到处理器4。
并且，CCD23b构成为具有作为像素相加处理部的功能。具体而言，CCD23b构成为具有像素组合功能，该像素组合功能是能够输出将多个像素的信号变为1个像素的信号进行相加处理（像素相加处理）而得到的信号的功能。
激励光截止滤镜23c形成为具有如下的光学特性：遮断从后述激励光LED31b发出的激励光的波段，并且，分别使从该激励光所激励的荧光药剂等荧光物质发出的荧光的波段和从后述参照光LED31c发出的参照光的波段透射。
在镜体存储器25中，预先存储有CCD23b的像素组合功能的动作时的相加像素数PA、以及包含由荧光观察用摄像部23进行摄像而得到的荧光像与参照光像的明亮度比的目标值α的信息。
具体而言，所述相加像素数PA例如被确定为如下的像素数：根据投放到内窥镜2的应用部位的荧光药剂的荧光特性，计算从该应用部位发出的荧光强度的预测值，对该计算出的预测值进行优化。
并且，所述明亮度比的目标值α例如被确定为如下比值：该比值表示将对具有基本理想的荧光特性和反射特性的基准被摄体照射参照光时由CCD23b取得的参照光像的明亮度作为基准的情况下对所述基准被摄体照射激励光时由CCD23b取得的荧光像的明亮度的大小。
另外，在镜体存储器25中，不限于仅存储根据内窥镜2的应用部位而确定的1种相加像素数PA和明亮度比的目标值α，例如，也可以通过表数据等形式存储按照能够作为内窥镜2的应用对象的各部位而确定的多种相加像素数和明亮度比的目标值。
光源装置3具有LED光源部31、LED驱动器32、对LED光源部31中发出的光进行会聚并供给到光导7的会聚光学***33。
LED光源部31构成为具有白色光LED31a、激励光LED31b、参照光LED31c、半透半反镜31d、半透半反镜31e、反射镜31f。
白色光LED31a构成为能够发出包含R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的各波段的白色光。
激励光LED31b构成为能够发出可对荧光药剂等荧光物质进行激励的波段的激励光。
参照光LED31c构成为能够发出不与从激励光LED31b发出的激励光的波段重叠、且不与从该激励光所激励的荧光药剂等荧光物质发出的荧光的波段重叠的波段的参照光。
半透半反镜31d配置在白色光LED31a与会聚光学***33之间的光路上，构成为具有如下的光学特性：使从白色光LED31a发出的白色光向会聚光学***33侧透射，并且，使经过半透半反镜31e射出的激励光和参照光向会聚光学***33侧反射。
半透半反镜31e配置在半透半反镜31d与反射镜31f之间的光路上，构成为具有如下的光学特性：使从激励光LED31b发出的激励光向半透半反镜31d侧反射，并且，使经过反射镜31f射出的参照光向半透半反镜31d侧透射。
反射镜31f构成为具有如下的光学特性：使从参照光LED31c发出的参照光向半透半反镜31e侧反射。
LED驱动器32构成为能够供给用于驱动LED光源部31中设置的各LED的驱动电流。因此，例如，伴随从LED驱动器32供给到LED光源部31的驱动电流的大小的变化，从LED光源部31发出的光（白色光、激励光和参照光）的强度发生变化。
另一方面，LED驱动器32根据处理器4的控制进行动作，以使LED光源部31中设置的各LED发光或消光。
具体而言，LED驱动器32根据从处理器4的控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为白色光观察模式时，进行动作以使白色光LED31a发光、并且使激励光LED31b和参照光LED31c消光。并且，LED驱动器32根据从处理器4的控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为荧光观察模式时，进行动作以使白色光LED31a消光、并且使激励光LED31b和参照光LED31c交替发光。
另一方面，LED驱动器32在内窥镜装置1被切换为荧光观察模式的情况下，生成识别信号并输出到定时发生器51，该识别信号能够分别识别使激励光LED31b发光和消光的期间以及使参照光LED31c发光和消光的期间。
另外，根据本实施例，也可以代替具有以上所述的结构的光源装置3，例如使用公知结构的光源装置，该光源装置具有发出白色光的灯以及旋转滤镜，该旋转滤镜具有白色光观察用的滤镜群和荧光观察用的滤镜群，能够根据观察模式的切换而将一个滤镜群配置在所述灯的光路上。
处理器4具有进行与信号放大有关的处理的信号放大电路40、进行CDS（相关双重取样）处理的CDS电路41、进行A/D转换处理的A/D转换电路42、进行色彩平衡调整处理的色彩平衡调整电路43、进行与信号分配有关的动作的复用器44、同时化存储器45a、45b和45c、进行规定图像处理的图像处理电路46、进行D/A转换处理的D/A转换电路47a、47b和47c。
并且，处理器4构成为具有根据内窥镜装置1的观察模式的切换而对CCD22b和23b的驱动状态进行控制的CCD驱动器48、进行与图像的明亮度调整有关的动作的调光电路49、进行与内窥镜装置1的观察模式的切换对应的各种控制的控制电路50、进行与定时信号生成有关的动作的定时发生器51。
这里，在白色光观察模式中从CCD22b输出的摄像信号和在荧光观察模式中从CCD23b输出的摄像信号均被输入到处理器4的信号放大电路40。
信号放大电路40由AGC（自动增益控制）电路等构成，根据来自定时发生器51的定时信号，对输入到处理器4的摄像信号进行与调光电路49的控制对应的信号放大，并输出到CDS电路41。
CDS电路41根据来自定时发生器51的定时信号，对从信号放大电路40输出的摄像信号实施CDS处理，并输出到A/D转换电路42和调光电路49。
A/D转换电路42根据来自定时发生器51的定时信号，对从CDS电路41输出的摄像信号实施A/D转换处理，由此生成数字图像信号并输出到色彩平衡调整电路43。
色彩平衡调整电路43根据来自定时发生器51的定时信号，对从A/D转换电路42输出的图像信号实施色彩平衡调整处理，并输出到复用器44。
复用器44根据来自定时发生器51的定时信号，按照各颜色成分对从色彩平衡调整电路43输出的图像信号进行分离，将该分离后的各颜色成分的图像信号分配并输出到同时化存储器45a、45b和45c。
同时化存储器45a、45b和45c具有能够临时存储从复用器44输出的各颜色成分的图像信号的结构。
图像处理电路46根据来自定时发生器51的定时信号，同时读入同时化存储器45a、45b和45c中存储的各图像信号后，对该读入的各图像信号实施伽马校正等图像处理。然后，图像处理电路46将实施了伽马校正等图像处理后的各图像信号分别分配给相当于第1颜色成分（例如R成分）的第1颜色通道、相当于第2颜色成分（例如G成分）的第2颜色通道和相当于第3颜色成分（例如B成分）的第3颜色通道，并输出到D/A转换电路47a、47b和47c。
并且，图像处理电路46进行与控制电路50的控制对应的图像处理，并且，进行动作以生成与控制电路50的控制对应的GUI（Graphical User Interface：图形用户界面）等并显示在监视器5上。
另一方面，从图像处理电路46输出的第1颜色成分、第2颜色成分和第3颜色成分的图像信号在D/A转换电路47a、47b和47c中分别被转换为模拟影像信号后，输出到监视器5。由此，在监视器5上显示与各观察模式对应的观察图像。
CCD驱动器48根据控制电路50的控制进行动作，以对CCD22b和CCD23b的驱动状态进行切换。
具体而言，CCD驱动器48根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为白色光观察模式时，进行动作使得驱动CCD22b、并且停止驱动CCD23b。并且，CCD驱动器48根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为荧光观察模式时，进行动作使得驱动CCD23b、并且停止驱动CCD22b。
另一方面，CCD驱动器48进行动作，使得在驱动CCD23b的过程中，使与控制电路50的控制对应的像素组合的接通断开切换与来自定时发生器51的定时信号同步。
具体而言，CCD驱动器48进行动作，使得在驱动CCD23b的过程中，当根据来自定时发生器51的定时信号检测到是激励光LED31b发光的期间时，实施与控制电路50的控制对应的基于相加像素数的像素组合。并且，CCD驱动器48进行动作，使得在驱动CCD23b的过程中，当根据来自定时发生器51的定时信号检测到是参照光LED31c发光的期间时，不实施与控制电路50的控制对应的基于相加像素数的像素组合。
调光电路49根据从控制电路50输出的模式切换控制信号，从未图示的存储器等中读入与通过模式切换开关24的操作而选择出的观察模式对应的明亮度的目标值。然后，调光电路49根据来自定时发生器51的定时信号、从未图示的存储器等中读入的明亮度的目标值、从CDS电路41输出的摄像信号，生成用于对该摄像信号的明亮度进行调整的调光信号，并输出到LED驱动器32和信号放大电路40。
控制电路50进行控制，使得内窥镜装置1的各部进行与输入装置群6的操作对应的动作。并且，控制电路50生成用于使内窥镜装置1的各部进行与通过模式切换开关24的操作而选择出的观察模式对应的动作的模式切换控制信号并输出。进而，控制电路50进行控制，使得内窥镜装置1的各部进行与从镜体存储器25读入的信息对应的动作。
定时发生器51在从LED驱动器32输出识别信号的情况下，生成用于使处理器4的各部的动作适当同步的定时信号并输出。
具体而言，定时发生器51在从LED驱动器32输出识别信号的情况下、即内窥镜装置1被切换为荧光观察模式的情况下，生成定时信号并输出，该定时信号用于使处理器4的各部进行与激励光LED31b发光（或消光）的期间和参照光LED31c发光（或消光）的期间同步的动作。
另外，定时发生器51在未从LED驱动器32输出识别信号的情况下、即内窥镜装置1被切换为白色光观察模式的情况下，不生成定时信号。因此，在内窥镜装置1被切换为白色光观察模式的情况下，处理器4的各部的动作不同步，即，处理器4的各部以任意定时进行动作。
接着，对本实施例的内窥镜装置1的作用进行说明。
首先，手术医生等用户通过在接通内窥镜装置1的各部的电源的前后定时对模式切换开关24进行操作，选择白色光观察模式。
控制电路50在检测到通过模式切换开关24的操作而选择了白色光观察模式时，生成与该检测到的结果对应的模式切换控制信号，将该生成的模式切换控制信号输出到LED驱动器32、CCD驱动器48和调光电路49。
LED驱动器32在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为白色光观察模式时，使白色光LED31a发光，并且使激励光LED31b和参照光LED31c消光。
CCD驱动器48在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为白色光观察模式时，驱动CCD22b，并且停止驱动CCD23b。
即，通过进行以上所述的动作等，从光源装置3供给的白色光经过光导7和照明光学***21射向被摄体，该白色光的返回光（反射光）在CCD22b的摄像面上成像。然后，从CCD22b输出对白色光的返回光（反射光）进行摄像而得到的摄像信号。
从CCD22b输出的摄像信号经过信号放大电路40和CDS电路41后输入到调光电路49。
调光电路49在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为白色光观察模式时，从未图示的存储器等中读入白色光观察模式中的明亮度的目标值WB。并且，调光电路49根据从未图示的存储器等中读入的明亮度的目标值WB和从CDS电路41输出的摄像信号，生成用于对该摄像信号的明亮度进行调整的调光信号，并输出到LED驱动器32。
然后，根据从调光电路49输出的调光信号而使从LED驱动器32供给到白色光LED31a的驱动电流发生变化，由此进行调整，使得从CDS电路41输出的白色光像的摄像信号的明亮度达到目标值WB。
另一方面，从CCD22b输出的摄像信号依次经过信号放大电路40、CDS电路41、A/D转换电路42、色彩平衡调整电路43、复用器44、同时化存储器45a～45c、图像处理电路46和D/A转换电路47a～47c的各部后，作为影像信号而输出到监视器5。
然后，通过在白色光观察模式中进行以上所述的处理等，在监视器5上显示与白色光观察模式对应的观察图像（色彩图像）。
另一方面，用户在对被检体内部的期望观察部位进行观察之前，对被检体投放聚集在该期望观察部位的病变组织处的荧光药剂。然后，用户通过一边观察监视器5上显示的观察图像一边进行内窥镜2的***操作，在被检体内的期望观察部位附近配置内窥镜2的前端部。然后，在这种状态下，用户等通过对模式切换开关24进行操作，选择荧光观察模式。
控制电路50在检测到通过模式切换开关24的操作而选择了荧光观察模式时，生成与该检测到的结果对应的模式切换控制信号，将该生成的模式切换控制信号输出到LED驱动器32、CCD驱动器48和调光电路49。
LED驱动器32在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为荧光观察模式时，使白色光LED31a消光，使激励光LED31b和参照光LED31c交替发光，并且生成能够分别识别使激励光LED31b发光和消光的期间以及使参照光LED31c发光和消光的期间的识别信号，并输出到定时发生器51。
CCD驱动器48在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为荧光观察模式时，驱动CCD23b，并且停止驱CCD22b。
这里，在荧光观察模式中，以生成与用户的明亮度变更对应的观察图像的情况为例进行说明。图2是示出在荧光观察模式中进行的处理等的一例的流程图。
控制电路50对图像处理电路46进行如下控制：在检测到通过模式切换开关24的操作而选择了荧光观察模式时，读入镜体存储器25中存储的信息（图2的步骤S1），并且生成选择画面并进行显示，该选择画面提示从与该读入的信息中包含的相加像素数PA对应的明亮度的等级和与不同于该相加像素数PA的其他相加像素数对应的明亮度的等级中选择1个明亮度的等级。
具体而言，在所述选择画面中，例如，在将与2×2像素、3×3像素、4×4像素、···的相加像素数对应的明亮度的等级置换为等级1、等级2、等级3、···这样的语句的状态下进行显示。并且，在所述选择画面中，预先选择与从镜体存储器25读入的相加像素数PA对应的明亮度的等级作为初始值。
控制电路50在通过监视输入装置群6的操作而检测到在所述选择画面中选择了1个明亮度的等级时（图2的步骤S2），对CCD驱动器48进行控制，使其实施基于与该1个明亮度的等级对应的相加像素数PX的像素组合。
具体而言，例如，在所述选择画面中选择了等级1的情况下，对CCD驱动器48进行控制，使其实施基于2×2像素的相加像素数的像素组合。
CCD驱动器48进行动作，使得在驱动CCD23b的过程中，当根据来自定时发生器51的定时信号检测到是激励光LED31b发光的期间时，实施基于与控制电路50的控制对应的相加像素数PX的像素组合（图2的步骤S3A）。并且，CCD驱动器48进行动作，使得在驱动CCD23b的过程中，当根据来自定时发生器51的定时信号检测到是参照光LED31c发光的期间时，不实施基于与控制电路50的控制对应的相加像素数PX的像素组合（图2的步骤S3B）。
即，通过进行以上所述的动作等，与激励光LED31b发光的期间同步，从光源装置3供给的激励光经过光导7和照明光学***21射向被摄体，根据该激励光的照射而从（预先投放到被检体中的）荧光药剂发出荧光，该荧光通过激励光截止滤镜23c而在CCD23b的摄像面上成像。并且，通过进行以上所述的动作等，与激励光LED31b发光的期间同步地按照各像素生成与在CCD23b的摄像面上成像的荧光对应的电信号，输出对各像素的电信号实施了相加像素数PX的像素组合后的摄像信号。
另一方面，通过进行以上所述的动作等，与参照光LED31c发光的期间同步，从光源装置3供给的参照光经过光导7和照明光学***21射向被摄体，通过激励光截止滤镜23c后的参照光的返回光（反射光）在CCD23b的摄像面上成像。然后，与参照光LED31c发光的期间同步，从CCD23b输出对参照光的返回光（反射光）进行摄像而得到的摄像信号（未实施像素组合的摄像信号）。
并且，控制电路50在通过监视输入装置群6的操作而检测到在所述选择画面中选择了1个明亮度的等级时，对色彩平衡调整电路43进行控制，使其根据与1个明亮度的等级对应的相加像素数PX和从镜体存储器25读出的信息中包含的明亮度比的目标值α进行色彩平衡调整处理。
具有作为明亮度调整部的功能的色彩平衡调整电路43根据从控制电路50输出的相加像素数PX和目标值α，作为在荧光观察模式中使用的色彩平衡调整系数，将应用于（乘以）参照光像的图像信号的色彩平衡调整系数VCR设定为1，并且，计算应用于（乘以）荧光像的图像信号的色彩平衡调整系数VCF。具体而言，色彩平衡调整电路43例如计算目标值α的倒数除以相加像素数PX而得到的值，作为应用于荧光像的图像信号的色彩平衡调整系数VCF。因此，例如，在所述选择画面中选择了新的相加像素数PX的情况下，根据该选择出的相加像素数PX和目标值α对色彩平衡调整系数VCF的值进行更新（重算）。
然后，色彩平衡调整电路43根据来自定时发生器51的定时信号，对与激励光LED31b发光的期间同步输入的荧光像的图像信号乘以色彩平衡调整系数VCF，并输出到复用器44（图2的步骤S4A）。并且，色彩平衡调整电路43根据来自定时发生器51的定时信号，对与参照光LED31c发光的期间同步输入的参照光像的图像信号乘以色彩平衡调整系数VCR（=1），并输出到复用器44（图2的步骤S4B）。
进而，控制电路50在通过监视输入装置群6的操作而检测到在所述选择画面中选择了1个明亮度的等级时，对图像处理电路46进行控制，使其根据与1个明亮度的等级对应的相加像素数PX进行像素插值处理。
图像处理电路46设定从控制电路50输出的相加像素数PX，作为在线性插值法或双三次插值法等像素插值处理中使用的插值倍率SF。具体而言，例如，在从控制电路50输出的相加像素数PX为M×M像素的情况下，插值倍率SF被设定为M2倍。因此，例如，在所述选择画面中选择了新的相加像素数PX的情况下，根据该选择出的相加像素数PX对插值倍率SF的值进行更新（重算）。
然后，图像处理电路46对从同时化存储器45a、45b和45c读入的各图像信号中的荧光像的图像信号实施用于通过所述插值倍率SF提高分辨率的像素插值处理（图2的步骤S5A）。另一方面，图像处理电路46不对从同时化存储器45a、45b和45c读入的各图像信号中的参照光像的图像信号实施基于插值倍率SF的像素插值处理（图2的步骤S5B）。
图像处理电路46通过将实施了基于插值倍率SF的像素插值处理后的荧光像的图像信号和未实施基于插值倍率SF的像素插值处理的参照光像的图像信号分别分配给第1颜色通道～第3颜色通道并输出到D/A转换电路47a、47b和47c，进行图像合成，使得荧光像和参照光像包含在同一观察图像内（图2的步骤S6）。然后，通过图像处理电路46的图像合成处理而生成的观察图像显示在监视器5上（图2的步骤S7）。
即，通过在图像处理电路46中对荧光像的图像信号进行像素插值处理，对应于像素组合的实施而降低的荧光像的分辨率提高到本来的（未实施像素组合的情况下的）分辨率，并且，输出到D/A转换电路47a、47b和47c的荧光像的分辨率与参照光像的分辨率一致。
另外，根据本实施例，作为图像处理电路46的像素插值处理，例如，也可以一并进行使CCD23b的有效像素数与监视器5的显示像素数一致的处理、以及与基于插值倍率SF的分辨率的提高有关的处理。
具体而言，例如，在监视器5的显示像素数为CCD23b的有效像素数的2倍的情况下，图像处理电路46也可以将荧光像的图像信号的插值倍率设定为SF×2倍，并且，将参照光像的图像信号的插值倍率设定为2倍，进行像素插值处理。
通过在荧光观察模式中进行以上所述的处理等，作为与荧光观察模式对应的观察图像（虚拟色彩图像），在监视器5上显示以具有适于荧光观察的明亮度和分辨率的方式进行图像合成而得到的观察图像。
并且，根据以上所述的处理等，追随用户对相加像素数PX的变更，对色彩平衡调整电路43中的色彩平衡调整系数VCF的值进行更新（重算）。因此，根据以上所述的处理等，在基于内窥镜2的观察的过程中对相加像素数PX进行了变更的情况下，也能够在监视器5上显示几乎不产生色调变化的观察图像。
进而，根据以上所述的处理等，不对参照光像进行像素组合。因此，根据以上所述的处理等，能够在监视器5上显示几乎不丢失有助于诊断期望观察部位的信息的观察图像。
另外，根据以上所述的处理等，不限于在具有像素组合功能的CCD23b中进行信号的相加处理，例如，也可以在设于处理器4的A/D转换电路42与色彩平衡调整电路43之间的相加处理电路（未图示）中进行信号的相加处理。
接着，在荧光观察模式中，以生成与基于调光电路49的明亮度的检测结果对应的观察图像的情况为例进行说明。图3是示出在荧光观察模式中进行的处理等的与图2不同的例子的流程图。
另外，以下，将针对荧光像的摄像信号的放大率GF的初始值设定为1倍、并且在初始状态下将CCD23b的像素组合功能设定为断开，从而进行说明。并且，以下，为了简化，针对能够应用与图2所例示的一连串处理中的任意一个处理相同的处理等的部分，适当省略详细说明。
调光电路49在根据从控制电路50输出的模式切换控制信号检测到内窥镜装置1被切换为荧光观察模式时，从未图示的存储器等中读入荧光观察模式中的荧光像的明亮度的目标值FB和参照光像的明亮度的目标值RB（图3的步骤S11）。
另外，目标值RB例如被确定为对具有基本理想的反射特性的基准被摄体照射参照光时取得的参照光像的明亮度。并且，目标值FB例如被确定为对具有基本理想的荧光特性的基准被摄体照射激励光时取得的荧光像的明亮度。而且，在通过这种方法确定了目标值RB和FB的情况下，表示将目标值RB的值作为基准的情况下的目标值FB的大小的比值与所述明亮度比的目标值α一致（或大致一致）。
然后，调光电路49根据来自定时发生器51的定时信号和从未图示的存储器等中读入的目标值FB，检测到与激励光LED31b发光的期间同步地从CDS电路41输出的荧光像的摄像信号的明亮度未达到目标值FB时（图3的步骤S12A），生成用于逐渐增加激励光LED31b的驱动电流的调光信号，并输出到LED驱动器32（图3的步骤S13A和步骤S14A）。
并且，调光电路49根据来自定时发生器51的定时信号和从未图示的存储器等中读入的目标值RB，检测到与参照光LED31c发光的期间同步地从CDS电路41输出的参照光像的摄像信号的明亮度未达到目标值RB时（图3的步骤S12B），生成用于改变参照光LED31c的驱动电流的调光信号，并输出到LED驱动器32（图3的步骤S13B）。然后，根据从调光电路49输出的调光信号而使从LED驱动器32供给到参照光LED31c的驱动电流发生变化，由此进行调整，使得从CDS电路41输出的参照光像的摄像信号的明亮度达到目标值RB。
另一方面，具有作为明亮度调整部的功能的调光电路49在检测到虽然对LED驱动器32输出调光信号但是从CDS电路41输出的荧光像的摄像信号的明亮度大致没有变化而未达到目标值FB的情况下，视为供给到激励光LED31b的驱动电流达到上限值（图3的步骤S14A），生成使针对荧光像的摄像信号的放大率GF从1倍起逐渐增加的调光信号，并输出到信号放大电路40（图3的步骤S15A和步骤S16A）。
信号放大电路40根据来自定时发生器51的定时信号，针对与激励光LED31b发光的期间同步地输入到处理器4的荧光像的摄像信号，进行基于根据从调光电路49输出的调光信号而增加的放大率GF的信号放大，并输出到CDS电路41（图3的步骤S16A）。并且，信号放大电路40根据来自定时发生器51的定时信号，针对与参照光LED31c发光的期间同步地输入到处理器4的参照光像的摄像信号，不实施与从调光电路49输出的调光信号对应的信号放大（设为1倍的放大率），并输出到CDS电路41（图3的步骤S14B）。
另一方面，具有作为明亮度调整部的功能的调光电路49通过逐渐增加放大率GF并监视信号放大电路40的动作，在检测到从CDS电路41输出的荧光像的摄像信号的明亮度未达到目标值FB而放大率GF超过阈值TH1（例如4倍）时（图3的步骤S17A和步骤S18A），对控制电路50输出表示设定为与该阈值TH1对应的相加像素数PB而进行像素组合的指示信号（图3的步骤S19A），并且，生成用于使放大率GF复位为1倍的调光信号，并输出到信号放大电路40（图3的步骤S15A）。另外，所述相加像素数PB被设定为例如2×2像素这样的比1×1像素大的值。
然后，控制电路50根据来自调光电路49的指示信号，使CCD23b的像素组合功能从断开切换为接通，对CCD驱动器48进行控制，使其实施基于该指示信号中包含的相加像素数PB的像素组合。
调光电路49生成使针对荧光像的摄像信号的放大率GF从1倍起逐渐增加的调光信号，并输出到信号放大电路40（图3的步骤S15A和步骤S16A）。
信号放大电路40根据来自定时发生器51的定时信号，针对与激励光LED31b发光的期间同步地输入到处理器4的荧光像的摄像信号，进行基于根据从调光电路49输出的调光信号而增加的放大率GF的信号放大，并输出到CDS电路41（图3的步骤S16A）。并且，信号放大电路40根据来自定时发生器51的定时信号，针对与参照光LED31c发光的期间同步地输入到处理器4的参照光像的摄像信号，不实施与从调光电路49输出的调光信号对应的信号放大，并输出到CDS电路41（图3的步骤S14B）。
然后，调光电路49通过逐渐增加放大率GF并监视信号放大电路40的动作，在检测到从CDS电路41输出的荧光像的摄像信号的明亮度未达到目标值FB而放大率GF超过阈值TH2（例如9/4倍）时（图3的步骤S17A和步骤S18A），对控制电路50输出表示设定为与该阈值TH2对应的相加像素数PC而进行像素组合的指示信号（图3的步骤S19A），并且，生成用于使放大率GF复位为1倍的调光信号，并输出到信号放大电路40（图3的步骤S15A）。另外，相加像素数PC被设定为例如3×3像素这样的满足PB<PC的关系的值。
然后，控制电路50对CCD驱动器48进行控制，使其实施基于来自调光电路49的指示信号中包含的相加像素数PC的像素组合。
即，根据以上所述的调光电路49的调光动作，在供给到激励光LED31b的驱动电流达到上限值的情况下，反复进行变更放大率GF与像素组合的相加像素数的组合并逐渐增加荧光像的摄像信号的明亮度的动作，直到达到目标值FB为止。然后，特别是在通过所述方法确定了目标值FB和RB的情况下，反复变更放大率GF与像素组合的相加像素数的组合，直到输入到调光电路49的摄像信号的明亮度比与所述明亮度比的目标值α一致（或大致一致）为止。
另外，与图2所例示的处理同样，在参照光LED31c发光的期间内，进行不实施像素组合的控制和动作（图3的步骤S15B）。
这里，当假设荧光像的摄像信号的明亮度达到目标值FB时的像素组合的相加像素数为PY时，图像处理电路46根据控制电路50的控制，设定该相加像素数PY作为在线性插值法或双三次插值法等像素插值处理中使用的插值倍率SG。
具体而言，例如，在与来自调光电路49的指示信号对应的相加像素数PY为N×N像素的情况下，插值倍率SG设定为N2倍。因此，例如，在从调光电路49对控制电路50输出表示设定为新的相加像素数PY而进行像素组合的指示信号的情况下，根据该相加像素数PY对插值倍率SG的值进行更新（重算）。
然后，图像处理电路46对从同时化存储器45a、45b和45c读入的各图像信号中的荧光像的图像信号实施用于通过所述插值倍率SG提高分辨率的像素插值处理（图3的步骤S20A）。另一方面，图像处理电路46不对从同时化存储器45a、45b和45c读入的各图像信号中的参照光像的图像信号实施基于插值倍率SG的像素插值处理（图3的步骤S16B）。
然后，图像处理电路46通过将实施了基于插值倍率SG的像素插值处理后的荧光像的图像信号和未实施基于插值倍率SG的像素插值处理的参照光像的图像信号分别分配给第1颜色通道～第3颜色通道并输出到D/A转换电路47a、47b和47c，进行图像合成，使得荧光像和参照光像包含在同一观察图像内（图3的步骤S21）。然后，通过图像处理电路46的图像合成处理而生成的观察图像显示在监视器5上（图3的步骤S22）。
即，通过在图像处理电路46中对荧光像的图像信号进行像素插值处理，对应于像素组合的实施而降低的荧光像的分辨率提高到本来的（未实施像素组合的情况下的）分辨率，并且，输出到D/A转换电路47a、47b和47c的荧光像的分辨率与参照光像的分辨率一致。
另外，根据本实施例，作为图像处理电路46的像素插值处理，例如，也可以一并进行使CCD23b的有效像素数与监视器5的显示像素数一致的处理、以及与基于插值倍率SG的分辨率的提高有关的处理。
具体而言，例如，在监视器5的显示像素数为CCD23b的有效像素数的2倍的情况下，图像处理电路46也可以将荧光像的图像信号的插值倍率设定为SG×2倍，并且，将参照光像的图像信号的插值倍率设定为2倍，进行像素插值处理。
通过在荧光观察模式中进行以上所述的处理等，作为与荧光观察模式对应的观察图像（虚拟色彩图像），在监视器5上显示以具有适于荧光观察的明亮度和分辨率的方式进行图像合成而得到的观察图像。
并且，根据以上所述的处理等，在配置于A/D转换电路42的前级的信号放大电路40中，通过对模拟摄像信号进行放大，调整观察图像的明亮度。因此，根据以上所述的处理等，能够防止伴随实施A/D转换而产生灰度降低，能够调整观察图像的明亮度。
另外，根据本实施例的内窥镜装置1，也可以构成为，在选择了荧光观察模式的情况下，进一步选择生成与用户的明亮度变更对应的观察图像的模式、和生成与调光电路49的明亮度的检测结果对应的观察图像的模式。
本发明不限于上述各实施例，当然能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变更和应用。
本申请以2011年5月27日在日本申请的日本特愿2011-119558号为优先权主张的基础进行申请，上述公开内容被引用到本申请说明书、权利要求书和附图中。
Claims (4)
1.一种医疗装置，其特征在于，该医疗装置具有：
光源部，其能够对活体内的被摄体交替照射激励光和参照光；
摄像部，其分别对存在于所述被摄体中的荧光物质通过所述激励光的照射而被激励时发出的荧光和所述参照光在所述被摄体中反射而得到的反射光进行摄像；
像素相加处理部，其进行将对所述荧光进行摄像而得到的荧光像中的多个像素的信号作为1个像素信号的像素相加处理；
明亮度调整部，其进行明亮度的调整，使得实施了所述像素相加处理后的荧光像与对所述反射光进行摄像而得到的参照光像的明亮度比成为一定值；
图像处理部，其对在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的荧光像实施像素插值处理，并且进行图像合成，使得实施了所述像素插值处理后的荧光像和在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的参照光像包含在同一观察图像内；以及
存储部，该存储部预先存储有包含由所述摄像部进行摄像而得到的荧光像与参照光像的明亮度比的目标值在内的信息，
所述明亮度调整部根据从所述存储部读入的所述目标值计算第一色彩平衡调整系数和第二色彩平衡调整系数，并且，使用该计算出的第一色彩平衡调整系数和第二色彩平衡调整系数分别进行所述荧光像的明亮度的调整和所述参照光像的明亮度的调整，
所述明亮度调整部在所述像素相加处理中的相加像素数被变更时，根据该变更后的相加像素数和所述目标值对所述第一色彩平衡调整系数和所述第二色彩平衡调整系数进行更新，并且，使用该更新后的第一色彩平衡调整系数和第二色彩平衡调整系数分别进行所述荧光像的明亮度的调整和所述参照光像的明亮度的调整。
2.根据权利要求1所述的医疗装置，其特征在于，
作为所述像素插值处理，所述图像处理部进行用于使在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的荧光像的分辨率与在所述明亮度调整部中实施了明亮度的调整后的参照光像的分辨率一致的处理。
3.根据权利要求1所述的医疗装置，其特征在于，
所述摄像部具有所述像素相加处理部的功能，并且，在设于所述摄像部的摄像元件中进行所述像素相加处理。
4.根据权利要求1所述的医疗装置，其特征在于，
所述医疗装置还具有放大部，该放大部对实施了所述像素相加处理后的荧光像的明亮度进行放大，
所述明亮度调整部通过对所述像素相加处理的相加像素数和所述放大部的放大率的组合进行变更来进行明亮度的调整，使得在所述放大部中放大了明亮度后的荧光像与对所述反射光进行摄像而得到的参照光像的明亮度比成为一定值。
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