被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統的製作方法

2023-07-02 17:57:36 2

專利名稱：被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統，特別涉及一種被導入到被檢體內對被檢體內部進行拍攝的被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統。
背景技術：
以往，存在一種被檢體內導入裝置，經過口腔被導入到生物體等被檢體內來獲取被檢體內部的圖像。在該被檢體內導入裝置中例如在膠囊型殼體內收容照明部、圖像傳感器以及發送電路，該發送電路將獲取到的圖像以無線方式發送到配置在被檢體外的接收裝置。具備了這種攝像單元的被檢體內導入裝置以往具有以下結構在內部執行對獲取到的圖像中的光學黑色(Optical Black 以下稱為「0B」)的值進行校正的所謂黑電平校正(以下稱為OB校正)(例如參照以下示出的專利文獻1)。例如，裝載於被檢體內導入裝置的圖像傳感器獲取被來自照明部的照明光照射的被攝體的圖像。從圖像傳感器輸出的模擬圖像信號在通過模擬信號處理部進行相關雙採樣等信號處理之後，被A/D變換器變換為數位訊號。對數位化後的圖像信號實施OB校正、偏移校正等數位訊號處理之後發送到發送電路，從發送電路通過天線發送到被檢體外。此外， 能夠單純地將數位訊號除以偏移或者對模擬信號進行反饋處理來進行OB校正。另外，在被檢體內導入裝置中還裝載調光電路，該調光電路調整照明部的光量。該調光電路對使用圖像傳感器得到的圖像信號進行測光處理。在測光處理中，使用預先決定區域的亮度的單純平均、加權平均、峰值等值或者根據它們的組合算出的值來求出對象圖像的明亮度。並不限於此，還能夠使用各像素的信號電平本身來求出對象圖像的亮度。此外，處理對象的圖像信號可以是模擬信號也可以是數位訊號。調光電路根據通過測光處理得到的結果來調整拍攝下一幀時的照明部的光量 (發光量、發光時間等)。例如在通過測光處理得到的結果沒有到達預先設定的目標值的情況下，調光電路增加拍攝下一幀時的照明部的光量。另一方面，在通過測光處理得到的結果超過預先設定的目標值的情況下，調光電路減少拍攝下一幀時的照明部的光量。這樣根據前一幀的圖像的亮度來調整拍攝下一幀時的照明部的光量，由此例如即使被檢體內導入裝置與被攝體之間的距離發生變化的情況等，也能夠獲取亮度大致保持固定的圖像。專利文獻1 日本特開2006-140642號公報

發明內容
發明要解決的問題然而，在使用被檢體內導入裝置進行OB校正的情況下，隨著OB校正的運算而消耗電力增加。因此，需要在被檢體內導入裝置內裝載容量較大的電池，從而產生被檢體內導入裝置大型化這種問題。特別是，近年來，被檢體內導入裝置所安裝的功能多樣化以及複雜化，隨之被檢體內導入裝置的消耗電力增加，因此在被檢體內導入裝置的設計以及目的上需要避免電池進一步大型化。
作為克服隨著OB校正的運算而消耗電力增加的方法，考慮利用生物體內信息獲取裝置以外的結構、例如從被檢體內導入裝置接收圖像的接收裝置或對由接收裝置接收到的圖像進行顯示的顯示裝置等來進行OB校正。但是，為了被檢體內導入裝置在進行拍攝時穩定地進行調光處理，需要使設為測光處理對象的圖像信號成為OB校正後的圖像信號。因此，在被檢體內導入裝置的外部進行 OB校正的結構中，被檢體內導入裝置中的調光處理包含OB電平的偏差。其結果，在以往的技術中產生以下問題、即OB校正後的圖像的亮度根據每個圖像傳感器而不同。因此，本發明是鑑於上述問題而完成的，目的在於提供一種能夠以較少計算量進行穩定的調光處理的被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統。用於解決問題的方案為了解決上述問題，達到目的，本發明的被檢體內導入裝置被導入到被檢體內，該被檢體內導入裝置的特徵在於，具備照明部，其照明被檢體內部；攝像元件，其具有使由上述照明部照明的被檢體內的光學像成像的有效像素區域以及遮擋上述光學像的光學黑色區域；以及調光控制部，其根據上述有效像素區域的圖像信號的像素值以及上述光學黑色區域的圖像信號的像素值來對來自上述照明部的光的光量進行調整。另外，本發明的生物體內信息獲取系統的特徵在於，具備被檢體內導入裝置以及外部裝置，其中，上述被檢體內導入裝置具備照明部，其照明被檢體內部；攝像元件，其具有使由上述照明部照明的被檢體內的光學像成像的有效像素區域以及遮擋上述光學像的光學黑色區域；以及調光控制部，其根據上述有效像素區域的圖像信號的像素值以及上述光學黑色區域的圖像信號的像素值來對來自上述照明部的光的光量進行調整，上述外部裝置接收從上述被檢體內導入裝置發送過來的上述圖像信號並進行顯示。發明的效果根據本發明，能夠根據有效像素區域的圖像信號的像素值以及光學黑色區域的圖像信號的像素值來對來自照明部的光的光量進行調整，因此能夠實現能夠以較少計算量進行穩定的調光處理的被檢體內導入裝置以及生物體內信息獲取系統。


圖1是表示本發明的實施方式1的生物體內信息獲取系統的概要結構的示意圖。圖2是表示本發明的實施方式1的膠囊型醫療裝置的概要結構的外觀圖。圖3是表示本發明的實施方式1的膠囊型醫療裝置的概要內部結構的框圖。圖4是表示本發明的實施方式1的攝像部的像素區域的一例的圖。圖5是表示本發明的實施方式1所涉及的膠囊型醫療裝置的其它方式的概要框圖。圖6是表示本發明的實施方式1的膠囊型醫療裝置的概要動作的流程圖。圖7是表示本發明的實施方式1的變形例1-1的膠囊型醫療裝置的概要結構的框圖。圖8是表示本發明的實施方式1的變形例1-2的膠囊型醫療裝置的概要結構的框圖。圖9是表示本發明的實施方式2的膠囊型醫療裝置的概要結構的框圖。
圖10是表示本發明的實施方式2的變形例2-1的膠囊型醫療裝置的概要結構的框圖。圖11是表示本發明的實施方式2的變形例2-2的膠囊型醫療裝置的概要結構的框圖。圖12是表示本發明的實施方式3的進行OB校正處理的OB校正電路的結構的概要框圖。圖13是表示本發明的實施方式3中的攝像元件的結構的一例的圖。圖14是表示在本發明的實施方式4中膠囊型醫療裝置所發送的一幀圖像信號的概念的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明用於實施本發明的方式。此外，在以下說明中，各圖僅是以能夠理解本發明的內容的程度概要地示出形狀、大小以及位置關係，因而，本發明並不僅限於在各圖中例示的形狀、大小以及位置關係。下面，使用附圖詳細說明本發明的實施方式1的生物體內信息獲取系統1的結構以及動作。此外，在本實施方式1中，作為被檢體內導入裝置，舉例說明使用了以下的膠囊型醫療裝置10的情況經口腔被導入到被檢體100內部，在貫穿被檢體100的從食道至肛門進行移動的過程中獲取被檢體100內的信息(被檢體內信息)。但是，本發明並不限於此，例如能夠使用在停滯於被檢體100的胃部、腸道等各種器官的狀態下獲取被檢體100內的某些被檢體內信息的膠囊型醫療裝置等各種被檢體內導入裝置。另外，在本實施方式中， 作為膠囊型醫療裝置10所獲取到的生物體內信息，例舉出使用後述的攝像部12拍攝得到的圖像(被檢體內圖像)。但是，本發明並不限於此，能夠將被檢體內的溫度、壓力、PH值等各種信息設為被檢體內信息。(結構)圖1是表示本實施方式1的生物體內信息獲取系統1的概要結構的示意圖。如圖 1所示，生物體內信息獲取系統1具備被檢體100可吞服大小的膠囊型醫療裝置10 ；接收裝置30，其能夠接收從該膠囊型醫療裝置10以無線信號發送的圖像信號；以及信息處理裝置50，其能夠通過使用了 USB (Universal Serial Bus 通用串行總線)線纜等通信線纜59 的有線接口、Bluetooth(藍牙)等無線接口或者快閃記憶體(註冊商標)等可攜式記錄介質58等與接收裝置30進行數據的輸入輸出。接收裝置30和信息處理裝置50是生物體內信息獲取系統1的外部裝置。在接收裝置30上通過連接線纜39、未圖示的平衡-不平衡變換器連接有體外天線 20。從膠囊型醫療裝置10發送的無線信號通過該體外天線20被輸入到接收裝置30。膠囊型醫療裝置10例如定期地獲取被檢體內圖像，將獲取到的被檢體內圖像依次發送給接收裝置30。因而，在具有以下結構、即通過有線或者無線接口連接接收裝置30 與信息處理裝置50並且將由接收裝置30接收到的被檢體內圖像隨時輸入到信息處理裝置 50的情況下，在信息處理裝置50中能夠將由膠囊型醫療裝置10獲取到的被檢體內圖像大致實時地顯示給用戶。例如在將膠囊型醫療裝置10的圖像獲取周期設為1秒鐘兩幀的情況下，信息處理裝置50至少以1秒鐘兩個周期的方式從接收裝置30獲取被檢體內圖像並進行顯示。由此，將被檢體內圖像大致實時地顯示給用戶。另外，圖2是表示本實施方式1的膠囊型醫療裝置10的概要結構的外觀圖。如圖 2所示，膠囊型醫療裝置10被收容在膠囊型容器(殼體)內，膠囊型容器(殼體)包含以下部分大致圓筒形狀或者半橢圓球狀的容器10b，其一端呈半球狀的圓頂形狀而另一端開口 ；以及半球形狀的蓋子10a，其通過嵌入到容器IOb的開口來不透水地密封容器IOb內部。該膠囊型容器(IOaUOb)大小例如是被檢體100可吞服的大小。另外，在本實施方式 1中，至少蓋子IOa由透明的材料形成。另外，膠囊型醫療裝置10具備攝像部12作為對被檢體100內部進行拍攝的單元， 具備照明部13作為在進行拍攝時照明被檢體100內部的單元。攝像部12例如包括攝像元件12-1以及光學系統12-2，其中，該攝像元件12-1是對被檢體100內部進行拍攝並生成被檢體內圖像的圖像數據的CCD照相機、CMO S照相機等，該光學系統12-2包括配置在攝像元件12-1的受光面側的物鏡、規定有效像素區域的遮光板等。如圖2所示，攝像元件12-1 和光學系統12-2被裝載於電路基板12-3上，該電路基板12-3具備用於驅動攝像元件12_1 和光學系統12-2的驅動電路等。該電路基板12-3被配置在膠囊型容器(IOaUOb)內的蓋子IOa側。如圖2所示，攝像部12的攝像方向以及照明部13的照明方向通過蓋子IOa而朝向膠囊型醫療裝置10的外側。由此，能夠一邊通過照明部13照明被檢體100內部一邊通過攝像部12拍攝被檢體100內部。此外，在電路基板12-3上還裝載照明部13以及該照明部13的驅動電路，該照明部13用於在進行拍攝時在被檢體100內部照射光。攝像元件12-1和照明部13的驅動電路在來自後述的控制電路11以及調光計算部16的控制下進行動作，例如定期地(例如1 秒鐘兩幀)生成被檢體內圖像的圖像信號，將該圖像信號輸入到後述的模擬信號處理電路 14。此外，在以下說明中，以攝像元件12-1和照明部13分別包括驅動電路而進行說明。此外，在本實施方式1中，例出具備一組攝像部12和照明部13的膠囊型醫療裝置10作為例子，但是本發明並不限於此，例如還能夠應用具備多組攝像部和照明部的所謂複眼式膠囊型醫療裝置。例如雙眼式膠囊型醫療裝置具有容器兩端有開口的中空的圓柱形狀，在各個開口內嵌入透明的蓋子。另外，在各個開口處將攝像部和照明部設置成通過蓋子朝向膠囊型醫療裝置外。接著，使用圖3來說明本實施方式1的膠囊型醫療裝置10的概要內部結構。圖3 是表示本實施方式1的膠囊型醫療裝置10的概要內部結構的框圖。如圖3所示，膠囊型醫療裝置10具備控制電路11、像素部22、照明部13、模擬信號處理電路14、數位訊號處理電路15、調光計算部16、目標值存儲部17、OB值檢測部(黑電平指標檢測部)18以及發送電路19。此外，在膠囊型醫療裝置10內部裝載有未圖示的電池和電源電路，將電力提供給膠囊型醫療裝置10內的各部。控制電路11控制膠囊型醫療裝置10內的各部。像素部22在來自控制電路11的控制下生成被檢體內圖像的圖像信號，將該圖像信號輸入到模擬信號處理電路14。此時，照明部13在來自後述的調光計算部16的控制下與攝像部12的攝像定時一致地發射照明光來照明被攝體。模擬信號處理電路14在來自控制電路11的控制下對輸入的模擬圖像信號執行相關雙採樣等模擬信號處理，之後將處理後的圖像信號輸入到數位訊號處理電路15。數位訊號處理電路15在來自控制電路11的控制下將輸入的模擬圖像信號變換為數字圖像信號， 對變換後的數字圖像信號執行OB校正、偏移調整等數位訊號處理。另外，數位訊號處理電路15將處理後的圖像信號分別輸入到調光計算部16、0B值檢測部18以及發送電路19。發送電路19在來自控制電路11的控制下隨時將輸入的圖像信號作為無線信號而發送到膠囊型醫療裝置10外部。OB值檢測部18根據從數位訊號處理電路15輸入的數位訊號處理後的圖像信號中的非曝光區域(以下稱為OB區域)的一部分或者全部像素的像素值來算出成為對應的攝像部12所生成的圖像信號的黑電平的指標的值(以下稱為OB值)。此外，後面使用圖4 詳細說明OB區域。調光計算部16對從數位訊號處理電路15輸入的數位訊號處理後的圖像信號中的有效像素區域Rrff (或者其一部分)的像素值執行測光處理，獲取表示對象幀具有何種亮度、明度的測光值。即，調光計算部16還作為根據由攝像部12生成的圖像信號來算出測光值的測光值算出部而發揮功能。另外，目標值存儲部17存儲驅動照明部13時的目標值、即驅動照明部13時的驅動量的目標值。調光計算部16根據從前一幀的圖像信號中得到的OB值、通過測光處理得到的測光值以及存儲在目標值存儲部17中的目標值來進行調光計算，由此對拍攝下一幀時從照明部13發射的照明光的光量進行調整，使得作為下一幀而得到的圖像信號的黑電平成為目標黑電平。例如，在調光計算中，對從目標值存儲部17讀出的目標值加上OB值，由此對照明部13的調光控制中的目標值進行校正。調光計算部16將通過該加法運算得到的校正後的目標值(以下稱為校正目標值)與有效像素區域Reff (或者其一部分)的測光值的大小進行比較，根據該比較結果來一邊對照明部13進行調光控制一邊驅動照明部13，由此對拍攝下一幀時從照明部13發射的照明光的光量進行調整。由此，能夠一邊排除前一幀的OB值的偏差一邊對照明部13進行調光控制。另外，在調光計算的其它方法中，例如從作為對象的行的有效像素區域Rrff (或者其一部分)的測光值中減去OB值，由此對測光值進行校正。調光計算部16將通過該減法運算得到的校正後的測光值(以下稱為校正測光值)與從目標值存儲部17讀出的目標值的大小進行比較，根據該比較結果來一邊對照明部13進行調光控制一邊驅動照明部13，由此對拍攝下一幀時從照明部13發射的照明光的光量進行調整。由此，與上述同樣地，能夠一邊排除前一幀的OB值的偏差一邊對照明部13進行調光控制。因而，本實施方式1的調光計算部16、目標值存儲部17以及OB值檢測部18作為調光控制部而發揮功能，該調光控制部根據有效像素區域Rrff的圖像信號的像素值以及OB 區域Rffi的圖像信號的像素值來對來自照明部13的光的光量進行調整。這樣，根據從前一幀獲取到的OB值來對有效像素的測光值與目標值之間的偏差進行校正，由此不依賴於被攝體與膠囊型醫療裝置10之間的距離、攝像部12的特性、照明部13的特性，而能夠進行穩定的調光處理，其結果，能夠生成黑電平穩定的圖像信號。另外，不需要在膠囊型醫療裝置 10內對圖像信號進行OB校正，因此能夠減少膠囊型醫療裝置10內的計算量，其結果，能夠減少膠囊型醫療裝置10的耗電。此外，使OB值接近目標值是指使圖像信號的黑電平接近某一固定的電平(目標電平)。接著，使用圖4的附圖來詳細說明本實施方式1的圖像信號中的OB區域。圖4是表示本實施方式1中的攝像部12的像素區域的一例的圖。如圖4所示，像素區域Iipix包含不被遮光的有效像素區域I^eff、充分遮光的OB區域 R0B以及作為有效像素區域Reff與OB區域Rqb的邊界的遮光不充分的瞬態區域Rtean。將OB 區域R 配置成包圍有效像素區域Rrff。因而，例如包含有效像素區域Rrff的第η行的圖像信號Dn在行的開頭和末端分別包含屬於OB區域Rqb的多個像素(以下將OB區域Rob中的像素稱為OB像素)Pqb。從像素部22每次一行依次讀出的一幀的圖像信號在通過模擬信號處理電路14被輸入到數位訊號處理電路15之後，被實施規定的數位訊號處理，之後輸出到發送電路19和 OB值檢測部18。OB值檢測部18獲取從數位訊號處理電路15輸出的圖像信號中的每一行的OB區域Rqb的圖像信號的值。另外，OB值檢測部18使用獲取到的每一行的OB區域Rqb的圖像信號的值中的一個以上的圖像信號的值，算出使用於對象行的OB校正的OB值。S卩，OB值檢測部18根據各行中的一個以上的OB像素Pffl的像素值來算出每一行的OB值。此外，作為 OB值，例如可以直接使用各行的水平方向上的特定位置的OB像素Pqb的像素值，還可以使用各行的OB區域Rffi的特定像素值的單純平均值、加權平均值或者中央值。另外，OB值檢測部18將獲取到的OB值輸入到調光計算部16。此外，如上所述求出在每一行中使用的OB值，但是本發明並不限於此，例如求出在一行中的每幾個像素中使用的OB值、或者在幾個行中共用求出的OB值、或者求出在每個特定的二維區域中使用的OB值等能夠進行各種變形。並且，如上所述根據數字圖像信號算出OB值，但是本發明並不限於此，也可以根據從模擬信號處理電路14輸出的模擬圖像信號算出OB值。如圖5所示，在這種情況下，對調光計算部16和OB值檢測部18輸入從模擬信號處理電路14輸出的圖像信號。調光計算部16對被輸入的模擬圖像信號執行測光處理來獲取針對有效像素的測光值。OB值檢測部 18從被輸入的模擬圖像信號中獲取OB值，將該OB值輸入到調光計算部16。另外，調光計算部16根據被輸入的OB值、獲取到的測光值以及讀出的目標值，來在拍攝下一幀時一邊進行調光控制一邊驅動照明部13。此外，圖5是表示本實施方式1所涉及的膠囊型醫療裝置 10的其它方式的概要框圖。另外，在圖5中，能夠使用與上述相同的方法對模擬信號進行處理來獲取OB值，因此，在此省略詳細說明。(動作)接著，使用附圖詳細說明本實施方式1中的膠囊型醫療裝置10的動作。圖6是表示本發明的實施方式1的膠囊型醫療裝置10的概要動作的流程圖。如圖6所示，膠囊型醫療裝置10在啟動後執行動作準備(步驟S 101)，當動作準備結束時，首先，例如以存儲在未圖示的存儲器等中的初始值一邊驅動照明部13 —邊驅動攝像部12來拍攝被檢體100內部(步驟S 102)。接著，膠囊型醫療裝置10將由攝像部12生成的模擬圖像信號輸入到模擬信號處理電路14來執行規定的模擬信號處理(步驟S103)， 並且將模擬信號處理後的圖像信號輸入到數位訊號處理電路15來執行規定的數位訊號處理(步驟S104)。數位訊號處理後的圖像信號被輸入到發送電路19進行無線發送(步驟S105)，並且被輸入到OB值檢測部18。接著，膠囊型醫療裝置10在OB值檢測部18中執行OB值獲取處理(步驟S106)。 在OB值獲取處理中，OB值檢測部18例如上述那樣獲取各行的水平方向上的特定位置的OB 像素POB的像素值作為OB值。但是，並不限於此，例如求出在一行中的每幾個像素中使用的OB值、或者在幾個行中共用求出的OB值或者求出在每個特定的二維區域中使用的OB值等能夠進行各種變形。接著，膠囊型醫療裝置10在調光計算部16中對有效像素區域Reff (或者其一部分)的像素執行測光處理(步驟S 107)，獲取表示對象幀具有何種亮度、明度的測光值。另外，膠囊型醫療裝置10通過對存儲在目標值存儲部17中的目標值加上在步驟S106中得到的OB值(步驟S108)，來算出校正目標值。接著，膠囊型醫療裝置10將由調光計算部16 獲取到的校正目標值與測光值進行比較(步驟S109)。此外，還可以同時執行步驟S103 S109的處理。接著，膠囊型醫療裝置10判斷從前一攝像定時起是否經過了規定時間(例如0. 5 秒鐘)(步驟S110)，在規定時間經過之前待機(步驟SllO 「否」)，之後在規定時間經過之後(步驟SllO 「是」)，根據步驟S109的校正目標值與測光值的比較結果來一邊對照明部 13進行調光控制一邊驅動照明部13並且驅動像素部22，由此拍攝被檢體100內部(步驟 sill).之後，膠囊型醫療裝置10返回到步驟S103，之後執行同樣的動作。此外，直到裝載於膠囊型醫療裝置10內部的電池的餘量被用盡為止持續進行該動作。通過具有上述結構以及上述那樣進行動作，在本實施方式1中，能夠根據有效像素區域Reff的圖像信號的像素值(測光值)以及OB區域Rqb的圖像信號的像素值(0B值) 來對來自照明部13的光的光量進行調整，因此即使按每個像素部22不同而OB值產生偏差，也能夠自動地校正調光控制的偏差。其結果，能夠一邊減少膠囊型醫療裝置10內部的計算量一邊進行穩定的調光處理。此外，也可以分別與將一幀進行分割得到的多個區域對應地使用多個用於對目標值或者測光值進行校正的OB值。另外，例如應用於通常區域間(各行間等)的OB值的偏差相對於調光的目標值充分小。因此，也可以將針對一幀的OB值設為一個。S卩，也可以在相同幀的各行中共用OB值。在這種情況下，共用的OB值可以是對一幀中的任一行或者區域求出的OB值，也可以是對多個行或者區域求出的多個OB值的平均值。另外，在配置在被檢體100外的接收裝置30或者信息處理裝置50中對從膠囊型醫療裝置10發送過來的被檢體內圖像適當地進行OB校正等處理之後顯示給用戶。(變形例1-1)另外，上述實施方式1例如還能夠應用於具備多個包含攝像元件和照明部的攝像系統的膠囊型醫療裝置、即所謂複眼式膠囊型醫療裝置。下面，將使用了雙眼式膠囊型醫療裝置的情況作為本實施方式1的變形例1-1，使用附圖詳細進行說明。圖7是表示本變形例1-1的膠囊型醫療裝置IOA的概要結構的框圖。如圖7所示， 膠囊型醫療裝置IOA具備構成一側的攝像系統的像素部2 和照明部13a以及構成另一側的攝像系統的像素部22b和照明部13b。另外，膠囊型醫療裝置IOA具備模擬信號處理電路 Ha和數位訊號處理電路1 作為對在一側的攝像系統中生成的圖像信號進行信號處理的處理系統，並且，具備調光計算部16a、目標值存儲部17a以及OB值檢測部18a作為一邊對該攝像系統中的照明部13a進行調光控制一邊驅動照明部13a的調光機構。另外，膠囊型醫療裝置IOA具備模擬信號處理電路14b和數位訊號處理電路15b作為對在另一側的攝像系統中生成的圖像信號進行信號處理的處理系統，並且，具備調光計算部16b、目標值存儲部17b以及OB值檢測部18b作為一邊對該攝像系統中的照明部1 進行調光控制一邊驅動照明部13b的調光機構。此外，膠囊型醫療裝置IOA具備用於控制各部的控制電路11以及用於將各攝像系統所生成的信號處理後的圖像信號無線發送的發送電路19。上述各部被收容到膠囊型殼體內，該膠囊型殼體包括兩端開口的圓筒狀的容器 10d、嵌入在容器IOd —側開口內的蓋子IOa以及嵌入在容器IOd另一側開口內的與蓋子 IOa相同的蓋子10c。攝像部12a/12b、照明部13a/13b、模擬信號處理電路14a/14b、數位訊號處理電路 15a/15b、調光計算部16a/16b、目標值存儲部17a/17b以及OB值檢測部18a/18b分別與上述實施方式1的攝像部12、照明部13、模擬信號處理電路14、數位訊號處理電路15、調光計算部16、目標值存儲部17以及OB值檢測部18相同。但是，像素部2 和照明部13a對膠囊型醫療裝置IOA中的一側的蓋子IOa側進行照明/拍攝。模擬信號處理電路1 和數位訊號處理電路1 對由像素部2 生成的圖像信號實施規定的信號處理。另外，調光計算部 16a和OB值檢測部18a對照明部13a進行調光控制，目標值存儲部17a存儲對照明部13a 進行調光控制時的目標值。另一方面，像素部22b和照明部1 對膠囊型醫療裝置IOA中的另一側的蓋子IOc側進行照明/拍攝。模擬信號處理電路14b和數位訊號處理電路1 對由像素部22b生成的圖像信號實施規定的信號處理。另外，調光計算部16b和OB值檢測部18b對照明部1 進行調光控制，目標值存儲部17b存儲對照明部1 進行調光控制時的目標值。這樣，本變形例1-1的膠囊型醫療裝置IOA分別獨立地具備一邊對多個進行調光控制一邊對其進行驅動的調光機構(調光計算部16a/16b及其周邊部17a/17b、18a/18b)。 由此，在本變形例1-1中，能夠根據像素部22a/22b來對與他們對應的攝像系統中的照明部 13a/13b進行調光控制，因此即使按攝像元件不同而OB值產生偏差，也能夠自動地校正調光控制的偏差。其結果，在具備有多個攝像元件的膠囊型醫療裝置中，針對各個攝像元件能夠一邊減少內部的計算量一邊進行穩定的調光處理。此外，其它結構、動作以及效果與上述實施方式相同，因此，在此省略詳細說明。(變形例1-2)另外，在上述變形例1-1中，分別獨立地設置有一邊對多個照明部13a和1 進行調光控制一邊對其進行驅動的機構，但是本發明並不限於此，還能夠構成為在多個照明部中共用調光機構的一部分或者全部。下面，將該情況作為本實施方式1的變形例1-2，使用附圖詳細進行說明。圖8是表示本變形例1-2的膠囊型醫療裝置IOB的概要結構的框圖。如圖8所示， 膠囊型醫療裝置IOB在與上述變形例1-1相同的膠囊型殼體(IOaUOc以及IOd)內具備兩組攝像系統(像素部22a/22b和照明部13a/13b)、兩組攝像系統共用的處理系統(模擬信號處理電路14B和數位訊號處理電路15B)以及調光系統(調光計算部16B和OB值檢測部 18B)。但是，在本變形例1-2中，對各個攝像系統的照明部13a/i;3b進行調光控制時的目標值使用與各個像素部22a/22b相應的各自的值。因此，如圖8所示，膠囊型醫療裝置IOB 具備目標值存儲部17a和目標值存儲部17b，該目標值存儲部17a存儲對照明部13a進行調光時的目標值，該目標值存儲部17b存儲對照明部1 進行調光時的目標值。並且，在本變形例1-2中，具備OB值保存部18B-1和OB值保存部18B-2，該OB值保存部18B-1臨時保存在對照明部13a進行調光控制時使用的OB值和測光值，該OB值保存部18B-2臨時保存在對照明部1 進行調光控制時使用的OB值和測光值。除此以外，膠囊型醫療裝置IOB具備控制各部的控制電路11以及將各攝像系統所生成的信號處理後的圖像信號無線發送的發送電路19。像素部22a/22b、照明部13a/13b、模擬信號處理電路14B、數位訊號處理電路15B、 調光計算部16B、目標值存儲部17a/17b以及OB值檢測部18B分別與上述實施方式1的像素部22、照明部13、模擬信號處理電路14、數位訊號處理電路15、調光計算部16、目標值存儲部17以及OB值檢測部18相同。 OB值保存部18B-1/18B-2是用於臨時保存OB值檢測部18B根據由像素部22a/22b 生成的圖像信號獲取到的OB值以及調光計算部16B根據該圖像信號獲取到的測光值的保存部。該OB值保存部18B-1/18B-2例如由緩衝存儲器等構成。接著，詳細說明本變形例1-2的膠囊型醫療裝置IOB的動作。一側的攝像系統(以下將該攝像系統稱為第一攝像系統)被驅動而像素部2 生成圖像信號(以下將由第一攝像系統生成的圖像信號稱為第一圖像信號)，當該圖像信號經由模擬信號處理電路14B和數位訊號處理電路15B而分別被輸入到OB值檢測部18B和調光計算部16B時，OB值檢測部18B根據被輸入的第一圖像信號獲取OB值(以下將根據第一圖像信號獲取到的OB值稱為第一 OB值)，將該OB值輸入到調光計算部16B。另一方面，調光計算部16B對被輸入的第一圖像信號執行測光處理，由此獲取測光值(以下將根據第一圖像信號獲取到的測光值稱為第一測光值)。另外，調光計算部16B將被輸入的第一 OB值和獲取到的第一測光值臨時保存在OB值保存部18B-1中。接著，另一側的攝像系統(以下將該攝像系統稱為第二攝像系統)被驅動而像素部22b生成圖像信號(以下將由第二攝像系統生成的圖像信號稱為第二圖像信號)，當該圖像信號經由模擬信號處理電路14B和數位訊號處理電路15B分別被輸入到OB值檢測部 18B和調光計算部16B時，OB值檢測部18B根據被輸入的第二圖像信號獲取OB值(以下將根據第二圖像信號獲取到的OB值稱為第二 OB值)，將該OB值輸入到調光計算部16B。另一方面，調光計算部16B對被輸入的第二圖像信號執行測光處理，由此獲取測光值(以下將根據第二圖像信號獲取到的測光值稱為第二測光值)。另外，調光計算部16B將被輸入的第二 OB值和獲取到的第二測光值臨時保存在OB值保存部18B-2中。接著，第一攝像系統被驅動。此時，調光計算部16B從OB值保存部18B-1讀出之前保存的第一 OB值和第一測光值，並且從目標值存儲部17a讀出目標值，根據這些值一邊對照明部13a進行調光控制一邊對其進行驅動。同時，控制電路11驅動像素部2 來生成下一個第一圖像信號。與上述同樣地，所生成的第一圖像信號經由模擬信號處理電路14B 和數位訊號處理電路15B被輸入到OB值檢測部18B和調光計算部16B。與上述同樣地，OB 值檢測部18B根據被輸入的第一圖像信號獲取第一 OB值，將該第一 OB值輸入到調光計算部16B。另外，與上述同樣地，調光計算部16B也對被輸入的第一圖像信號執行測光處理，由此獲取第一測光值。之後，調光計算部16B根據新的第一 OB值和第一測光值對OB值保存部18B-1內的第一 OB值和第一測光值進行更新。接著，第二攝像系統被驅動。此時，調光計算部16B從OB值保存部18B-2讀出之前保存的第二 OB值和第二測光值，並且從目標值存儲部17b讀出目標值，根據這些值一邊對照明部Hb進行調光控制一邊對其進行驅動。同時，控制電路11驅動像素部22b來生成下一個第二圖像信號。與上述同樣地，所生成的第二圖像信號經由模擬信號處理電路14B 和數位訊號處理電路15B被輸入到OB值檢測部18B和調光計算部16B。與上述同樣地，OB 值檢測部18B根據被輸入的第二圖像信號獲取第二 OB值，將該第二 OB值輸入到調光計算部16B。另外，與上述同樣地，調光計算部16B也對被輸入的第二圖像信號執行測光處理，由此獲取第二測光值。之後，調光計算部16B根據新的第二 OB值和第二測光值對OB值保存部18B-2內的第二 OB值和第二測光值進行更新。之後，通過反覆進行同樣的動作，交替地反覆進行第一攝像系統的攝像動作和第二攝像系統的攝像動作。此外，通過了模擬信號處理電路14B和數位訊號處理電路15B的第一和第二圖像信號還被輸入到發送電路19，從發送電路19無線發送到外部的接收裝置 30。這樣，在本變形例1-2中，多個攝像系統共用調光機構，因此能夠使膠囊型醫療裝置IOB內的結構簡化。此外，其它結構、動作以及效果與上述實施方式或者其變形例相同， 因此，在此省略詳細說明。下面，使用附圖詳細說明本發明的實施方式2的生物體內信息獲取系統的結構以及動作。此外，在以下說明中，對於與上述實施方式或者其變形例相同的結構以及動作，通過其引用來省略重複的說明。本實施方式2的生物體內信息獲取系統與上述實施方式1的生物體內信息獲取系統1相同。但是，在本實施方式2中，使用膠囊型醫療裝置IOC作為被檢體內導入裝置。圖9是表示本實施方式2的膠囊型醫療裝置IOC的概要結構的框圖。如圖9所示， 在膠囊型醫療裝置IOC中，上述實施方式1的膠囊型醫療裝置10中的OB值檢測部18被替換為OB值存儲部(黑電平指標存儲部)18C。OB值存儲部18C存儲預先(例如生產時等)獲取到的OB值。此外，還能夠以與上述實施方式1相同的方法來事先獲取OB值。這樣，例如在出廠前進行調整時預先獲取OB 值，將該OB值保存在膠囊型醫療裝置IOC內，由此不需要在每次拍攝時獲取OB值，因此能夠進一步減少膠囊型醫療裝置IOC內的計算量。另外，關於本實施方式2的膠囊型醫療裝置IOC的動作，能夠通過在上述實施方式 2中將使用圖6說明的動作中的步驟S106的OB值獲取處理替換為從OB值存儲部18C讀出 OB值的處理來實現。其它結構、動作以及效果與上述實施方式或者其變形例相同，因此，在此省略詳細說明。(變形例2-1)另外，如圖10所示，本實施方式2的膠囊型醫療裝置IOC與針對上述實施方式1的變形例1-1同樣地，還能夠應用於具備多個包含攝像元件和照明部的攝像系統的膠囊型醫療裝置、即所謂複眼式膠囊型醫療裝置10D。此外，圖10是表示本實施方式2的變形例2-1的膠囊型醫療裝置IOD的概要結構的框圖。在圖10中，OB值存儲部18Da/18Db與上述實施方式2的OB值存儲部18C相同。 但是，OB值存儲部ISDa存儲對照明部13a進行調光控制時的OB值，OB值存儲部18Db存儲對照明部1 進行調光控制時的OB值。其它結構、動作以及效果與上述實施方式或者其變形例相同，因此，在此省略詳細說明。(變形例2-2)另外，如圖11所示，本實施方式2的膠囊型醫療裝置IOC與針對上述實施方式1的變形例1-2同樣地，還能夠構成為多個攝像系統共用調光機構(還可以包含處理系統)。此外，圖11是表示本實施方式2的變形例2-2的膠囊型醫療裝置IOE的概要結構的框圖。另外，其它結構、動作以及效果與上述實施方式或者其變形例相同，因此，在此省略詳細說明。下面，使用附圖詳細說明本發明的實施方式3的生物體內信息獲取系統的結構以及動作。此外，在以下說明中，對於與上述實施方式或者其變形例相同的結構以及動作，通過其引用來省略重複的說明。本實施方式3的生物體內信息獲取系統與上述實施方式1的生物體內信息獲取系統1相同。但是，在本實施方式3中，接收裝置30或者信息處理裝置50中的OB校正處理變為以下處理。圖12是表示本發明的實施方式3的進行OB校正處理的OB校正電路300的結構的概要框圖。該OB校正電路300被安裝於接收裝置30中的未圖示的信號處理電路內或者信息處理裝置50中的未圖示的CPU內。如圖12所示，OB校正電路300具備幀存儲器301，其臨時保存被輸入的圖像信號；OB值算出部302，其根據保存在幀存儲器301中的圖像信號中的OB區域R3的至少一部分算出各行的OB值；OB值變化趨勢判斷部303，其根據由OB值算出部302算出的每行的OB 值導出一幀中的OB值的變化趨勢；OB值生成部304，其根據由OB值變化趨勢判斷部303導出的一幀中的OB值的變化趨勢來生成用於OB校正的OB值；以及OB校正部305，其根據由 OB值生成部304生成的OB值來對保存在幀存儲器301中的圖像信號進行OB校正。在此，使用圖13來說明由OB值算出部302進行的各行的OB值算出處理以及由OB 值變化趨勢判斷部303進行的一幀中的OB值的變化趨勢的導出處理。圖13是表示本實施方式3中的圖像信號的一例的圖。此外，在圖13中，圖像信號由L(I) L(n)共計η個行構成。如圖13所示，圖像信號包含作為被檢體內圖像而有效的有效像素區域R1、有效像素區域Rl周圍的瞬態區域R2以及OB區域R3。因此，OB值算出部302使用包含在圖像信號的OB區域R3中的在垂直行方向上排列的區域R4中的像素的像素值來算出各行的OB值。另外，OB值變化趨勢判斷部303算出由OB值算出部302算出的OB值中的圖像信號的前半部分的一個以上行的平均值Apre以及圖像信號的後半部分的一個以上行的平均值 Ap。s，根據這兩個平均值Apre和Ap。s的差的絕對值(|Apre-Ap。s|)導出一幀中的黑電平的波動。 即，在兩個平均值Apm和Ap。s的差的絕對值(I Apre-Apos I)大於預先設定的閾值Vth的情況下， OB值變化趨勢判斷部303判斷為一幀中的黑電平的波動較大，在絕對值(|Apm-Ap。s|)為預先設定的閾值Vth以下的情況下，OB值變化趨勢判斷部303判斷為一幀中的黑電平的波動較小。OB值生成部304根據由OB值變化趨勢判斷部303判斷得到的判斷結果生成用於 OB校正的OB值，將該OB值輸入到OB校正部305。例如在OB值變化趨勢判斷部303判斷為一幀中的黑電平的波動較大的情況下，OB值生成部304生成由OB值算出部302算出的每一行的OB值作為用於對各行進行OB校正的OB值。另一方面，在OB值變化趨勢判斷部 303判斷為一幀中的黑電平的波動較小的情況下，OB值生成部304生成由OB值算出部302 算出的所有行的OB值的平均值作為針對一幀的OB值。OB校正部305從幀存儲器301 —行一行地讀出圖像信號，使用從OB值生成部304 輸入的OB值來對該圖像信號執行OB校正。之後，OB校正部305將OB校正後的圖像信號發送到後級的未圖示的處理部。通過具有上述結構以及上述那樣進行動作，在本實施方式3中，即使在僅能夠判斷前後行之間的OB值變化的情況下，也能夠將OB校正後的圖像設為平滑的圖像而不會由於OB值變動而受到較大影響。此外，在本實施方式中，例舉了在OB值變化趨勢判斷部303判斷為一幀中的黑電平的波動較大的情況下使用各行的OB值對各行進行OB校正的情況，但是本發明並不限於此，例如還可以OB值生成部304生成幾個行的OB值的平均值作為OB值。另外，如上所述，例舉了將本實施方式3應用於本發明的實施方式1的情況，但是本發明並不限於此，當然能夠將本實施方式3應用於上述實施方式及其變形例中的任一個中。〈實施方式4>下面，使用附圖詳細說明本發明的實施方式4的生物體內信息獲取系統的結構以及動作。此外，在以下說明中，對於與上述實施方式或者其變形例相同的結構以及動作，通過其引用來省略重複的說明。本實施方式4的生物體內信息獲取系統與上述實施方式1的生物體內信息獲取系統1相同。但是，在本實施方式4中，膠囊型醫療裝置10從發送電路19發送的圖像信號成為圖14示出的信號。此外，圖14是表示在本實施方式4中膠囊型醫療裝置10所發送的一幀圖像信號的概念的圖。在膠囊型醫療裝置10以外的結構(例如接收裝置30或者信息處理裝置50 以下稱為接收裝置30)中執行OB校正的情況下，需要將用於算出OB值的信息發送到接收裝置 30。另一方面，在發送圖像信號的過程中，在圖像信號中的與OB區域R13對應的部分嵌入用於使發送側和接收側實現數據交換時的同步的垂直同步信號和水平同步信號。但是，在 OB區域R13中嵌入垂直同步信號和水平同步信號的情況下，有時不向接收裝置30發送OB 區域R13的像素值而在接收裝置30中無法算出OB值。因此，在本實施方式4中具有以下結構代替OB區域R13而在有效像素區域Rll 周圍的瞬態區域R12中包含垂直同步信號和水平同步信號來發送圖像信號。由此，不會使 OB區域R13的像素值缺失而能夠與圖像信號一起發送垂直同步信號和水平同步信號。但是，並不限於此，還可以例如在圖像信號的OB區域R13或者瞬態區域R12中包含在膠囊型醫療裝置10中獲取到的OB值，在OB區域R13和/或瞬態區域R12的其餘區域中包含垂直同步信號和水平同步信號。由此，即使沒有發送OB區域R13的像素值，也能夠根據接收裝置30接收到的OB值來執行OB校正。另外，如上所述，例舉了將本實施方式4應用於本發明的實施方式1中的情況，但是本發明並不限於此，當然能夠將本實施方式4應用於上述實施方式及其變形例的任一個中。另外，上述實施方式僅是用於實施本發明的例子，本發明並不限於這些，根據規格等進行各種變形包含在本發明的範圍內，並且根據上述記載在本發明的範圍內能夠進行其它各種實施方式是顯而易見的。附圖標記說明1 生物體內信息獲取系統；12-1 攝像元件；12-2 光學系統；12_3 電路基板； 10、10A、10B、10C、10DU0E 膠囊型醫療裝置；10a、IOc 蓋子；IObUOd 容器；11 控制電路；12、12a、12b 攝像部；13、13a、13b 照明部；14、14B、14a、14b 模擬信號處理電路；15、 15B、15a、15b 數位訊號處理電路；16、16B、16a、16b 調光計算部；17、17a、17b 目標值存儲部；18、18B、18a、18b =OB 值檢測部；18B-1U8B-2 =OB 值保存部；18C、18Da、18Db =OB 值存儲部；19 發送電路；20 體外天線；22、22a、22b 像素部；30 接收裝置；39 連接線纜；50 信息處理裝置；58 可攜式記錄介質；59 通信線纜；100 被檢體；300 :0B校正電路；301 幀存儲器；302 =OB值算出部；303 =OB值變化趨勢判斷部；304 =OB值生成部；305 =OB校正部； Dn 圖像信號；Pqb =OB像素；RU Rl 1、Reff 有效像素區域；R2、R12、Rtran 瞬態區域；R3、R13、 Rob =OB區域；R4 區域；Rpix 像素區域。
權利要求
1.一種被檢體內導入裝置，被導入到被檢體內，該被檢體內導入裝置的特徵在於，具備照明部，其照明被檢體內部；攝像元件，其具有使由上述照明部照明的被檢體內部的光學像成像的有效像素區域以及遮擋上述光學像的光學黑色區域；以及調光控制部，其根據上述有效像素區域的圖像信號的像素值以及上述光學黑色區域的圖像信號的像素值來對從上述照明部發出的光的光量進行調整。
2.根據權利要求1所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於， 上述調光控制部包括以下部分測光值算出部，其根據上述有效像素區域的圖像信號算出測光值； 目標值存儲部，其存儲對從上述照明部發出的光的光量進行調整的調光的目標值； 黑電平檢測部，其根據包含在上述光學黑色區域內的一個以上的像素值來獲取上述圖像信號的黑電平的黑電平指標；以及調光計算部，其根據上述測光值算出部所算出的測光值、存儲在上述目標值存儲部中的目標值以及上述黑電平檢測部所獲取到的黑電平指標來對從上述照明部發出的光的光量進行調整。
3.根據權利要求1所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於， 上述調光控制部包括以下部分測光值算出部，其根據上述有效像素區域的圖像信號算出測光值；目標值存儲部，其存儲對從上述照明部發出的光的光量進行調整的調光的目標值；黑電平指標存儲部，其存儲上述光學黑色區域的圖像信號的黑電平的黑電平指標；以及調光計算部，其根據上述測光值算出部所算出的測光值、存儲在上述目標值存儲部中的目標值以及存儲在上述黑電平指標存儲部中的黑電平指標來對從上述照明部發出的光的光量進行調整。
4.根據權利要求2所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於，上述調光控制部根據上述黑電平指標來校正上述測光值或者上述目標值。
5.根據權利要求2所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於，上述調光控制部根據上述黑電平指標來校正上述目標值，將校正後的該目標值與上述測光值進行比較，根據該比較的結果來對從上述照明部發出的光的光量進行調整。
6.根據權利要求2所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於，上述調光控制部根據上述黑電平指標來校正上述測光值，將校正後的該測光值與上述目標值進行比較，根據該比較的結果來對從上述照明部發出的光的光量進行調整。
7.根據權利要求1所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於， 具備多個上述照明部、多個上述攝像元件以及多個上述調光控制部。
8.根據權利要求7所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於， 具備多個上述照明部和多個攝像部，上述調光控制部對從多個上述照明部分別發出的光的光量進行調整。
9.根據權利要求1所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於，還具備發送部，該發送部對由上述攝像元件生成的圖像信號進行無線發送。
10.根據權利要求9所述的被檢體內導入裝置，其特徵在於，上述發送部在上述有效像素區域的圖像信號與上述光學黑色區域的圖像信號之間插入同步信號。
11.一種生物體內信息獲取系統，其特徵在於，具備 被檢體內導入裝置以及外部裝置，其中，上述被檢體內導入裝置具備照明部，其照明被檢體內部；攝像元件，其具有使由上述照明部照明的被檢體內部的光學像成像的有效像素區域以及遮擋上述光學像的光學黑色區域；以及調光控制部，其根據上述有效像素區域的圖像信號的像素值以及上述光學黑色區域的圖像信號的像素值來對從上述照明部發出的光的光量進行調整，上述外部裝置接收從上述被檢體內導入裝置發送過來的上述圖像信號並進行顯示。
12.根據權利要求11所述的生物體內信息獲取系統，其特徵在於， 上述外部裝置具備校正部，該校正部對上述圖像信號的黑電平進行校正。
13.根據權利要求12所述的生物體內信息獲取系統，其特徵在於， 上述校正部包括以下部分幀存儲器，其保持一幀的上述圖像信號；黑電平校正部，其對保持在上述幀存儲器中的圖像信號的黑電平進行校正； 黑電平指標算出部，其算出保持在上述幀存儲器中的圖像信號的各行的黑電平指標； 變化趨勢判斷部，其判斷上述一幀的圖像信號中的黑電平指標的變化趨勢；以及黑電平指標生成部，其根據上述變化趨勢判斷部的判斷結果來生成用於上述黑電平校正部對上述圖像信號的黑電平進行校正的黑電平指標。
全文摘要
本發明的生物體內信息獲取系統(1)中的膠囊型醫療裝置(10)具備照明部(13)，其照明被檢體(100)內部；攝像部(12)，其具有使由照明部(13)照明的被檢體(100)內的光學像成像的有效像素區域(Reff)以及遮擋光學像的OB區域(ROB)；以及調光控制部(16、17、18)，其根據有效像素區域(Reff)的圖像信號的像素值以及OB區域(ROB)的圖像信號的像素值來對來自照明部(13)的光的光量進行調整。
文檔編號A61B1/00GK102300496SQ20108000618
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月11日 優先權日2009年6月15日
發明者木許誠一郎 申請人:奧林巴斯醫療株式會社