螢光圖像獲取方法及設備、螢光內窺鏡和激發光裝置製造方法

2023-12-08 14:20:01 1

螢光圖像獲取方法及設備、螢光內窺鏡和激發光裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種螢光圖像獲取方法及設備、螢光內窺鏡和激發光裝置。螢光圖像獲取設備包括：光照射裝置(130、150)，其同時採用照明光和激發光照射被觀察區域；以及成像裝置(110)，其拍攝由從採用所述照明光照射的區域反射的光組成的圖像，以及由採用所述激發光照射的區域發出的螢光組成的圖像。此外，所述設備包括：圖像處理裝置(170)，其產生基於反射光的圖像的普通圖像以及基於螢光的圖像的螢光圖像；以及光量控制裝置(186)，其控制所述照明光的光量使得所述普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且控制所述激發光的光量使得所述激發光的光量與所述照明光的光量的比率為預定比率。
【專利說明】螢光圖像獲取方法及設備、螢光內窺鏡和激發光裝置
[0001]本申請是申請日為2009年5月22日的中國專利申請200910203876.5的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種螢光圖像獲取方法、螢光圖像獲取設備、螢光內窺鏡設備以及激發光裝置。具體地，本發明涉及通過獲取包含有採用激發光照射而從被觀察的區域發出的螢光的圖像而產生螢光圖像的螢光圖像獲取方法、螢光圖像獲取設備以及螢光內窺鏡設備。此外，本發明涉及發出激發光以產生螢光圖像的激發光裝置。
【背景技術】
[0003]常規上，用於觀察患者體腔內的組織(體內)的內窺鏡設備是廣泛已知的。而且，廣泛使用電子內窺鏡，該電子內窺鏡通過在採用白光照射被觀察的區域的同時將體腔內的該區域進行成像而獲取普通圖像，並且在監視器(顯示器)上顯示所獲取的普通圖像。
[0004]除通過採用白光照射被 觀察的區域而觀察該區域以外，被用作螢光內窺鏡設備的螢光圖像獲取設備也是熟知的。螢光內窺鏡設備通過接收自發螢光而捕獲螢光圖像，所述自發螢光是通過採用激發光照射被觀察的區域而從該區域發出的。此外，螢光內窺鏡設備在監視器上顯示螢光圖像以及普通圖像。自發螢光是從活組織(體內組織)中的內源性螢光物質發出的。例如，當被觀察的區域是氣道黏膜時，大部分自發螢光被認為從黏膜下層發出。內源性螢光物質的實例為核黃素、色氨酸、酪氨酸、NADH、NADPH、卟啉、膠原、彈性蛋白、纖連蛋白、FAD等。
[0005]此外，已知的是採用預定的波長帶的激發光照射被觀察區域例如活組織時，從存在於被觀察區域中的自發螢光物質發出的自發螢光的光強和光譜形狀根據自發螢光是從正常組織發出的還是從病變組織發出的而不同，如圖15中所示。利用這種現象的螢光內窺鏡設備是已知的(例如，請參考日本未審查專利出版物2001-128925)。在該螢光內窺鏡設備中，採用預定波長的激發光照射被觀察的區域，並且檢測從被觀察區域發出的自發螢光，以產生螢光圖像。據推測，從病變組織發出的自發螢光比從正常組織發出的自發螢光更弱的原因是病變組織的粘液上皮細胞變厚，病變組織內的內源性螢光物質的消耗，病變組織內的螢光吸收物質的增加等。
[0006]此外，例如通過預先將作為螢光染料的親瘤光敏物質(ATX-S10、5_ALA、NPe6、HAT-DOUPhotofrin-2等)給患者(被檢查的對象)施用而產生螢光圖像的螢光圖像獲取設備是熟知的。親瘤光敏物質通過被光激發而發出螢光。施用的螢光染料被腫瘤區域例如癌吸收。採用在螢光染料的激發波長範圍內的激發光照射已經吸收螢光染料的腫瘤區域，並且檢測從已經積聚在腫瘤區域內的螢光染料發出的螢光以產生螢光圖像。
[0007]在這些螢光圖像獲取設備之中，已經提出了各種比較分析方法，以便使用者(觀察者或檢查者或醫生)可以基於螢光信息獲取關於組織特徵的更準確信息。例如，當獲取從被激發光照射的被觀察區域例如活組織發出的自發螢光的強度作為螢光圖像，並且顯示基於螢光圖像的螢光信息時，如果被觀察區域是正常區域，則從被觀察區域發出的螢光的強度基本上與激發光的照射強度成正比。然而，激發光的照射強度與距離的平方成反比地下降。因此，存在以下情況:從位於光源附近的病變組織接收的螢光高於從位於光源的遠處的正常組織接收的螢光。因此，不能僅僅通過關於螢光強度的信息準確地判斷被觀察區域的組織特徵。
[0008]為了解決這些問題，日本未審查專利出版物2004-000477提出了一種診斷活體的組織特徵的螢光圖像獲取設備。在該螢光圖像獲取設備中，採用波長帶與激發光的波長帶不同的參照光照射被觀察區域。此外，檢測從已經採用參照光照射的被觀察區域反射的光的強度。此外，基於由突光強度與參照光的反射光強度的比率表不的突光收率，獲得表不活組織的病變的診斷信息。此外，在所顯示的螢光圖像中以不同的顏色，例如紅色顯示病變區域，即診斷信息。
[0009]在這些螢光圖像獲取設備中，當從照明光輸出端至被觀察區域的距離長時，沒有足量的照明光到達被檢測的區域，並且存在獲取暗的圖像的風險。因此，當獲取動畫(動態圖像或視頻圖像)時，恆定地檢測圖像的亮度，例如圖像的平均亮度值，以控制照明光的光量使得可以獲得恆定的亮度。
[0010]然而，在通過同時採用照明光和激發光兩者照射被觀察區域而獲取普通圖像和螢光圖像的設備中，當普通圖像疊加在螢光圖像上並且顯示時，如果僅控制照明光的光量，則是不足的。例如，當增加照明光的光時，只有普通圖像變成亮，而螢光圖像仍然是暗的。因此，難以確認在疊加的圖像中的螢光圖像。此外，當降低照明光的光量時，只有普通圖像變暗，而螢光圖像仍然是亮的。因此，普通圖像的亮度和螢光圖像的亮度變得不平衡，並且難以觀察圖像中的被觀察區域。
[0011]同時，當獲取螢光圖像時，即使 從激發光輸出端至被觀察區域的距離短，在某些情況下也得不到足量的螢光，原因是從被觀察區域發出的螢光的光量根據被觀察區域的組織特徵而不同。因此，如果以與照明光的控制類似的方式基於螢光圖像的亮度控制激發光的光量，則存在螢光圖像的可靠性降低的問題。
[0012]此外，當盡力準確地控制激發光的光量時，與激發光源的驅動電流相比，白光源的驅動電流較高。因此，由白光源的驅動電流所引起的噪音成為問題。
[0013]此外，例如，日本未審查專利出版物2004-248721提出了一種螢光圖像獲取設備，該螢光圖像獲取設備如上所述通過輸出白光獲取普通圖像，並且通過輸出激發光獲取螢光圖像。在日本未審查專利出版物2004-248721所公開的螢光圖像獲取設備中，通過硬體光譜結構交替地輸出白光和激發光，並且採用輸出的白光和激發光同步地獲取普通圖像和螢光圖像。
[0014]此外，在日本專利3718024提出的螢光圖像獲取設備中，將白光和激發光在相同的光軸上組合，並且將組合光引導到已經吸收光敏物質的活體中。此外，從由活體發出的光信息中去除激發光的波長帶。此外，分波裝置透射處於螢光波長帶的光，並且反射處於其它波長帶的光。此外，通過捕獲分開的光獲取螢光圖像。
[0015]此外，日本未審查專利出版物2002-143079提出了其中在螢光圖像信號和普通圖像信號之間進行扣除操作，並且通過將差值放大而使差別突出的方法。此外，日本未審查專利出版物2006-314680提出了其中將螢光圖像信號和普通圖像信號組合併且顯示以提高篩查的精度的方法。
[0016]然而，在如上所述通過分別輸出白光和激發光而獲取普通圖像信號和螢光圖像信號兩者的設備中，如果如日本未審查專利出版物2004-248721中所公開地通過硬體光譜結構交替地輸出白光和激發光，設備的尺寸變大，並且設備的成本增加。此外，如日本專利3718024中公開的提供分波裝置的情況具有類似的問題。
[0017]此外，近年來，在使用固態成像裝置的電子內窺鏡設備領域中，具有內置窄帶通濾光器(窄帶成像-NBI)的電子內窺鏡設備正在引起關注。具有內置窄帶通濾光器的電子內窺鏡設備通過組合窄帶通濾光器，基於消化器官例如胃黏膜(胃部黏膜)的光譜反射率進行光譜成像。在該設備中，安置窄(波長)帶通濾光器代替平面-按序R(紅色)-G(綠色)-B(藍色)旋轉濾光器。此外，通過窄帶通濾光器依次輸出照明光，並且在改變對採用這些類型的照明光獲取的信號施加的權重的同時，進行與R、G和B(RGB)信號的處理類似的處理。因此，獲取了光譜圖像。當使用這樣的光譜圖像時，可以取得在常規方法中獲取不了的消化器官例如胃(胃部)和大腸中的微細結構。
[0018]同時，日本未審查專利出版物2003-93336和日本未審查專利出版物2007-202621提出了在代替使用窄帶通濾光器的上述平面-按序法的同步法中，基於通過採用白光照明被觀察區域而將該區域成像所獲取的圖像信號，通過操作處理而形成光譜圖像的技術。在該同步法中，將微細的彩色濾色片(mosaic filter)安置在固態成像裝置上。日本未審查專利出版物2003-93336公開了用於 獲取被觀察區域的光譜數據的方法，該方法不依賴於照明光的類型、成像系統的獨特光譜特性等。在該方法中，獲取估算矩陣數據，所述估算矩陣數據考慮照明光的光譜特性，以及整個成像系統得光譜特性，包括成像裝置的顏色靈敏度特性，濾色器的透射率等。此外，通過利用由成像裝置成像獲取的RGB圖像信號和估算矩陣數據進行操作而獲取光譜數據。
[0019]此外，在如上所述的螢光圖像獲取設備中，在一些情況下，通過僅僅採用激發光照射被觀察區域而獲取螢光圖像，以及通過僅僅採用照明光照射被觀察區域而獲取普通圖像是分時進行的。當通過分時獲取螢光圖像和普通圖像時，螢光圖像和普通圖像的單位時間幀數變小。因此，當顯示動畫時，存在顯示不了有效動畫的問題。
[0020]此外，在如上所述的螢光內窺鏡設備中，除用於輸出照明光的光源以外，還必須安置用於輸出激發光的光源。因此，當使用普通內窺鏡的使用者(醫生)希望觀察螢光圖像時，他/她必須另外購買昂貴的螢光內窺鏡設備。然而，在許多情況下，螢光圖像的觀察只是為了補充普通圖像的觀察而進行的，並且觀察螢光圖像的頻率遠小於觀察普通圖像的頻率。因此，許多使用者(醫生)希望使用他們已有的電子內窺鏡設備來觀察螢光圖像，而不用購買新的螢光內窺鏡設備。

【發明內容】

[0021]考慮到上述情況，本發明的一個目的是在通過使用照明光和激發光照射被觀察區域獲取普通圖像和螢光圖像的螢光圖像獲取方法和設備中，改善普通圖像的亮度與螢光圖像的亮度之間的平衡。此外，本發明的另一個目的是提高所獲取的螢光圖像的可靠性。
[0022]此外，本發明的另一個目的是提供一種可以改善激發光源的耐噪音性的螢光圖像獲取方法和設備。[0023]此外，本發明的另一個目的是提供一種可以簡化整個設備的結構並且削減設備成本的螢光圖像獲取方法和設備。
[0024]此外，本發明的另一個目的是提供一種即使在顯示動畫時，也可以產生有效顯示圖像的螢光圖像獲取方法和設備。
[0025]同時，本發明的發明人已經研究了通過將包括激發光源的可拆卸的激發光單元連接至現有的電子內窺鏡設備，現有的電子內窺鏡設備是否可以起螢光圖像內窺鏡設備的作用。作為激發光源，使用高亮度LED、半導體雷射器等。由於螢光內窺鏡設備的使用者可能不習慣光源例如LED和雷射器，因此必須確保使用者的安全。
[0026]在這樣情形下，本發明的另一個目的是提供對使用者友好，並且確保使用者的安全的螢光內窺鏡設備和激發光單元。
[0027]本發明的第一種螢光圖像獲取方法是包括以下步驟的螢光圖像獲取方法:
[0028]拍攝由從被觀察區域(該區域已經用照明光照射)反射的光組成的圖像，並且拍攝由從所述被觀察區域(該區域已經在用所述照明光照射的同時採用激發光照射)發出的螢光組成的圖像；
[0029]基於所拍攝的由反射光組成的圖像產生普通圖像；以及
[0030]基於所拍攝的由螢光組成的圖像產生螢光圖像，其中控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值(代表普通圖像的 亮度的值等)為預定亮度值，並且其中控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。
[0031]本發明的第二種螢光圖像獲取方法是包括以下步驟的螢光圖像獲取方法:
[0032]驅動照明光源裝置以連續輸出照明光；
[0033]基於脈衝信號，脈衝驅動激發光源裝置以輸出脈衝調製的激發光；
[0034]拍攝由通過採用照明光照射從被觀察區域反射的光組成的圖像，以及包括通過採用激發光照射從被觀察區域發出的螢光的圖像；
[0035]基於所拍攝的由反射光組成的圖像產生普通圖像；以及
[0036]基於所拍攝的包括螢光的圖像產生螢光圖像，其中控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且其中通過控制脈衝信號來控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。
[0037]本發明的第三種螢光圖像獲取方法是包括以下步驟的螢光圖像獲取方法:
[0038]驅動照明光源裝置以連續輸出照明光；
[0039]脈衝驅動激發光源裝置以輸出脈衝調製的激發光；
[0040]採用所述照明光連續照射被觀察區域；
[0041]使用脈衝調製的激發光照射與採用所述照明光照射的區域基本上相同的區域；
[0042]在採用照明光連續照射被觀察區域，並且採用脈衝調製的激發光照射基本上相同的區域的過程中，在僅僅採用照明光照射被觀察區域期間，拍攝第一種圖像，所述第一種圖像由從被觀察區域反射的光組成；
[0043]在採用照明光連續照射被觀察區域，並且採用脈衝調製的激發光照射基本上相同的區域的過程中，在採用照明光和激發光兩者照射被觀察區域期間，拍攝第二種圖像，所述第二種圖像由從被觀察區域反射的光和從被觀察區域發出的螢光組成；
[0044]基於第一種圖像產生普通圖像；以及[0045]基於第一種圖像和第二種圖像產生螢光圖像。
[0046]本發明的第四種螢光圖像獲取方法是包括以下步驟的螢光圖像獲取方法:
[0047]拍攝由反射光和螢光組成的圖像，所述反射光是從被觀察區域(該區域是採用照明光照射的)反射的光，所述螢光是從所述被觀察區域(該區域是在與採用所述照明光照射的同時採用激發光照射的)發出的螢光；
[0048]對於所拍攝圖像的圖像信號的每一個像素，計算特定螢光波長帶的估算光譜數據，所述特定螢光波長帶至少包括螢光的近似中心波長帶，並且所述估算光譜數據是基於所述像素中的每一個的圖像信號值和用於計算所述估算光譜數據的估算矩陣計算的，並且所述估算矩陣是預先存儲的；
[0049]基於所述特定螢光波長帶的所述估算光譜數據，獲取反映從被觀察區域發出的螢光的輻射強度的信息；以及
[0050]基於反映突光的福射強度的信息產生突光圖像。
[0051]本發明的第一種螢光圖像獲取設備是包括以下裝置的螢光圖像獲取設備:
[0052]光照射裝置，所述光照射裝置同時採用照明光和激發光照射被觀察區域；
[0053]成像裝置，所述成像裝置拍攝由從被觀察區域(該區域是採用照明光照射的)反射的光組成的圖像，並且拍攝由從被觀察區域(該區域是採用激發光照射的)發出的螢光組成的圖像； [0054]圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於由反射光組成的圖像產生普通圖像，所述由反射光組成的圖像是由所述成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於由螢光組成的圖像產生螢光圖像，所述由螢光組成的圖像是由所述成像裝置拍攝的；以及
[0055]光量控制裝置，所述光量控制裝置控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。
[0056]在本發明的第一種螢光圖像獲取設備中，成像裝置可以分開地獲取由從採用照明光照射的被觀察區域反射的光組成的圖像，和由從採用激發光照射的被觀察區域發出的螢光組成的圖像。備選地，成像裝置可以獲取其中由反射光組成的圖像和由螢光組成的圖相互疊加的圖像。
[0057]此外，本發明的第一種螢光圖像獲取設備還可以包括:
[0058]存儲單元，所述存儲單元存儲用於擬似光譜圖像處理的估算矩陣；以及
[0059]估算光譜數據計算裝置，所述估算光譜數據計算裝置採用從成像裝置輸出的圖像信號以及估算矩陣，並且計算用於圖像信號的每一個像素的估算光譜數據。此外，圖像處理裝置可以基於每一個像素的估算光譜數據，獲取至少包括螢光中心波長帶的特定螢光波長帶的估算光譜數據，並且基於特定螢光波長帶的估算光譜數據產生螢光圖像。
[0060]此外，估算矩陣可以考慮照明光的光譜特性以及成像裝置的光譜特性。此外，可以使用估算矩陣，通過使用圖像信號進行矩陣運算，計算被觀察區域的光譜數據。備選地，估算矩陣可以考慮照明光和激發光兩者的光譜特性以及成像裝置的光譜特性。此外，可以使用估算矩陣，通過使用圖像信號進行矩陣運算，計算被觀察區域的光譜數據以及從被觀察區域發出的螢光的螢光光譜。
[0061]此外，圖像處理裝置可以:[0062]基於特定螢光波長帶的估算光譜數據，計算擬似螢光強度，所述擬似螢光強度是在特定螢光波長帶中的光的強度；
[0063]獲取參考波長帶的估算光譜數據，所述參考波長帶不包括特定螢光波長帶；
[0064]基於參考波長帶的估算光譜數據，計算參照光強度，所述參照光強度是在參考波長帶中的光的強度；
[0065]通過將擬似螢光強度除以參照光強度，計算擬似螢光收率；以及
[0066]基於擬似螢光收率產生螢光圖像。
[0067]本發明的第二種螢光圖像獲取設備是包括以下裝置的螢光圖像獲取設備:
[0068]照明光源裝置，所述照明光源裝置連續輸出照明光；
[0069]激發光源裝置，所述激發光源裝置基於脈衝信號被脈衝驅動，以輸出脈衝調製的激發光；
[0070]照射裝置，所述照射裝置採用照明光和激發光照射被觀察區域的基本上相同的位置；
[0071]成像裝置，所述成像裝置拍攝由通過採用照明光照射從被觀察區域反射的光組成的圖像，以及包括通過採用激發光照射從被觀察區域發出的螢光的圖像；
[0072]圖像處理裝置，所述 圖像處理裝置基於由反射光組成的圖像產生普通圖像，所述由反射光組成的圖像是由所述成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於包括螢光的圖像產生螢光圖像，所述包括螢光的圖像是由所述成像裝置拍攝的；以及
[0073]光量控制裝置，所述光量控制裝置控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且所述光量控制裝置通過控制脈衝信號來控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。
[0074]此外，在本發明的第二種螢光圖像獲取設備中，激發光源裝置可以在能夠輸出激發光的預定時間內，以預定的周期輸出一束或多束脈衝調製的激發光束。此外，光量控制裝置可以通過改變在能夠輸出激發光的預定時間內的脈衝調製的激發光束的數量和/或在能夠輸出激發光的預定時間內的脈衝調製的激發光的光輸出時間，控制激發光的光量。
[0075]此外，本發明的第一種和第二種螢光圖像獲取設備中的每一種還可以包括設定裝置，所述設定裝置通過輸入操作設定激發光的光量與照明光的光量的比率。
[0076]本發明的第三種螢光圖像獲取設備是包括以下裝置的螢光圖像獲取設備:
[0077]照明光源裝置，所述照明光源裝置連續輸出照明光；
[0078]激發光源裝置，所述激發光源裝置基於脈衝信號被脈衝驅動，以輸出脈衝調製的激發光；
[0079]照射裝置，所述照射裝置採用照明光和激發光照射被觀察區域的基本上相同的位置；
[0080]成像裝置，所述成像裝置在僅僅採用所述照明光照射被觀察區域期間，拍攝第一種圖像，所述第一種圖像由從所述被觀察區域反射的光組成，並且所述成像裝置在採用所述照明光和所述激發光兩者照射所述被觀察區域期間，拍攝第二種圖像，所述第二種圖像由從所述被觀察區域反射的光和從所述被觀察區域發出的螢光組成；以及
[0081]圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於第一種圖像產生普通圖像，並且在普通圖像以及基於第二圖像的組合圖像的基礎上，產生螢光圖像。[0082]此外，在本發明的第三種螢光圖像獲取設備中，圖像處理裝置可以通過利用普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少兩種進行運算而產生用於顯示的圖像。
[0083]此外，圖像處理裝置可以基於在普通圖像與螢光圖像之間的亮度比率，產生用於顯示的圖像。
[0084]此外，圖像處理裝置可以對普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少一種進行光譜圖像處理。
[0085]此外，還可以安置選擇裝置，所述選擇裝置能夠選擇是否對普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少一種進行光譜圖像處理。
[0086]在第二種和第三種螢光圖像獲取設備中，表述「照射被觀察區域的基本上相同的位置」是指採用照明光的照射範圍(區域)和採用激發光的照射範圍(區域)至少部分地
相互重疊。
[0087]本發明的第四種螢光圖像獲取設備是包括以下裝置的螢光圖像獲取設備: [0088]光照射裝置，所述光照射裝置同時採用照明光和激發光照射被觀察區域；
[0089]成像裝置，所述成像裝置拍攝由反射光和螢光組成的圖像，所述反射光是通過採用照明光照射從被觀察區域反射的光，所述螢光是通過採用激發光照射從被觀察區域發出的突光；
[0090]存儲單元，所述存儲單元存儲用於計算估算光譜數據的估算矩陣；以及
[0091]圖像處理裝置，所述圖像處理裝置對於從成像裝置輸出的圖像信號的每一個像素，計算特定螢光波長帶的估算光譜數據，所述特定螢光波長帶至少包括螢光的近似中心波長帶，並且所述估算光譜數據是基於所述像素中的每一個的圖像信號值和估算矩陣計算的，並且基於特定螢光波長帶的估算光譜數據，獲取反映從被觀察區域發出的螢光的輻射強度的信息，並且基於反映螢光的輻射強度的信息，產生螢光圖像。
[0092]在本發明的第四種螢光圖像獲取設備中，「用於計算估算光譜數據的估算矩陣」可以考慮照明光的光譜特性以及成像裝置的光譜特性。此外，可以使用估算矩陣以通過使用圖像信號進行矩陣運算，計算估算光譜數據，所述估算光譜數據包括關於被觀察區域的估算光譜反射率信息。此外，表述「至少包括螢光的近似中心波長帶的特定螢光波長帶」是指至少包括螢光中心波長或螢光中心波長附近的波長的波長帶。特定螢光波長帶應當基本上反映螢光的強度。此外，「反映從被觀察區域發出的螢光的輻射強度的信息」應當至少反映從被觀察區域發出的螢光的輻射強度還高還是低(強度值等)。
[0093]在本發明的第四種螢光圖像獲取設備中，光照射裝置可以採用波長與激發光波長不同的參照光，在與採用激發光照射被觀察區域的同時照射被觀察區域。此外，成像裝置可以拍攝包括參照光的反射光的圖像，所述反射光是從被觀察區域反射的。此外，圖像處理裝置可以計算作為參照光的反射光的強度的參照光強度，所述反射光被包括在通過成像裝置拍攝的圖像中，並且所述圖像處理裝置基於特定螢光波長帶的估算光譜數據，計算作為特定螢光波長帶中的光的強度的擬似螢光強度，並且通過將擬似螢光強度除以參照光強度，計算擬似螢光收率作為關於螢光的輻射強度信息。
[0094]在本發明的第四種螢光圖像獲取設備中，「參照光」可以是在與照明光的波長帶不同的波長帶中的光。例如，參照光可以是IR光(紅外線)等。在照明光的波長帶中可以包括參照光的波長帶。當在照明光的波長帶中包括參照光的波長帶時，可以使用全部照明光或照明光的部分波長帶中的光作為參照光。
[0095]此外，對於從成像裝置輸出的圖像信號的每一個像素，圖像處理裝置可以通過利用每一個像素的圖像信號值和估算矩陣，獲取不包括特定螢光波長帶的半普通波長帶的估算光譜數據，並且基於半普通波長帶的估算光譜數據，產生擬似普通圖像。
[0096]這裡，「半普通波長帶」可以是不包括特定螢光波長帶的照明光的波長帶。備選地，「半普通波長帶」可以是照明光的波長帶的一部分。此外，「擬似普通圖像」可以是彩色圖像或黑白圖像(灰度圖像)。
[0097]此外，可以安置顯示處理裝置，所述顯示處理裝置產生其中在擬似普通圖像上疊加螢光圖像的螢光疊加圖像。
[0098]此外，可以安置輸入裝置，所述輸入裝置通過輸入操作設定特定螢光波長帶。
[0099]本發明的螢光內窺鏡設備是包括以下裝置的螢光內窺鏡設備:
[0100]照明光單元，所述照明光單元包括輸出照明光的照明光用光源；
[0101]激發光單元，所述激發光單元可拆卸地連接至照明光單元，並且包括輸出激發光的激發光用光源；
[0102]第一光引導裝置，所述第一光引導裝置引導照明光或激發光，以採用照明光或激發光照射被觀察區域；
[0103]成像裝置，所述成像裝置拍攝由通過採用照明光照射從被觀察區域反射的光組成的圖像、或由通過採用激發光照射從被觀察區域發出的螢光組成的圖像；
[0104]圖像處理裝置，所述圖像處 理裝置基於由反射光組成的圖像產生普通圖像，所述由反射光組成的圖像是通過成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於由螢光組成的圖像產生螢光圖像，所述由螢光組成的圖像是通過成像裝置拍攝的；
[0105]檢測裝置，所述檢測裝置檢測激發光單元是否連接至照明光單元；以及
[0106]光輸出防止裝置，所述光輸出防止裝置在檢測裝置沒有檢測到激發光單元連接至照明光單元時，防止激發光單元輸出激發光。
[0107]在本發明的突光內窺鏡設備中，可以同時輸出照明光和激發光。備選地，可以分時輸出照明光和激發光。此外，第一光引導裝置可以引導照明光和激發光中的一種。備選地，第一光引導裝置可以引導照明光和激發光兩者。此外，成像裝置可以分開地獲取由從已經採用照明光照射的被觀察區域反射的光組成的圖像，以及由從已經採用激發光照射的被觀察區域發出的螢光組成的圖像。備選地，成像裝置可以獲取其中由反射光組成的圖像和由螢光組成的圖像相互疊加的圖像。
[0108]在本發明的螢光內窺鏡設備中，照明光單元可以包括引導激發光的第二光引導裝置。此外，激發光單元可以包括第三光引導裝置，所述第三光引導裝置延伸至激發光單元的外部並且引導激發光。此外，檢測裝置可以檢測第二光引導裝置和第三光引導裝置是否相互光學連接。
[0109]此外，激發光單元可以包括驅動激發光用光源的激發光用驅動單元。當光輸出防止裝置防止激發光單元輸出激發光時，光輸出防止裝置可以防止激發光用驅動單元和激發光用光源相互電連接。
[0110]此外，照明光單元可以包括驅動照明光用光源的照明光用驅動單元，以及控制照明光用驅動單元的照明光控制單元。此外，激發光單元可以包括驅動激發光用光源的激發光用驅動單元，以及控制激發光用驅動單元的激發光控制單元。此外，檢測裝置還可以檢測照明光控制單元和激發光控制單元是否相互電連接。
[0111]此外，可以在普通圖像模式中或在螢光圖像模式中進行操作。在普通圖像模式中，輸出照明光並且產生普通圖像。在螢光圖像模式中，輸出激發光並且產生螢光圖像。此外，在檢測裝置沒有檢測到激發光單元連接至照明光單元時，不進行在螢光圖像模式中的操作。
[0112]此外，本發明的激發光單元可以是可拆卸地連接到內窺鏡設備的照明光單元上的激發光單元，其中該內窺鏡設備包括:
[0113]照明光單元，所述照明光單元具有輸出照明光的照明光用光源；
[0114]第一光引導裝置，所述第一光引導裝置引導照明光或激發光，以採用照明光或激發光照射被觀察區域；
[0115]成像裝置，所述成像裝置拍攝採用照明光照射的被觀察區域的圖像、或採用激發光照射的被觀察區域的螢光圖像；以及
[0116]圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於被觀察區域的圖像產生普通圖像，所述被觀察區域的圖像是通過成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於被觀察區域的螢光圖像產生螢光圖像，所述螢光圖像是通過成像裝置拍攝的；
[0117]所述激發光單元包括:
[0118]激發光用光源，所述激發光用光源輸出激發光；
[0119]檢測裝置，所述檢測裝置檢測激發光單元是否連接至照明光單元；以及
[0120]光輸出防止裝置，所述 光輸出防止裝置在檢測裝置已經檢測到激發光單元未連接至照明光單元時，防止激發光單元向激發光單元的外部輸出激發光。
[0121]在本發明的第一種至第四種螢光圖像獲取設備以及螢光內窺鏡設備中，「照明光」可以是例如，連續波長的白光。備選地，「照明光」可以是通過同時輸出R(紅)光、G(綠)光和B(藍)光獲取的白光。
[0122]根據本發明的第一種螢光圖像獲取方法和設備，當拍攝由從被觀察區域(所述區域是採用照明光照射的)反射的光組成的圖像，和由從被觀察區域(所述區域是採用激發光在與採用照明光的照射的同時照射的)發出的螢光組成的圖像，並且所拍攝的基於由反射光組成的圖像產生普通圖像，且基於所拍攝的由螢光組成的圖像產生螢光圖像時，控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。因此，當激發光輸出端和被觀察區域之間的距離短時，換言之，當不應當增加激發光的光量時，可以防止增加激發光的光量的風險。因此，可以獲取反映被觀察區域的組織特徵的螢光圖像。因此，可以提高螢光圖像的可靠性。
[0123]此外，根據本發明的第二種螢光圖像獲取方法和設備，驅動白光源裝置以連續輸出白光，並且基於脈衝信號脈衝驅動激發光源裝置，以輸出脈衝調製的激發光。此外，拍攝由通過採用照明光照射從被觀察區域反射的光組成的圖像，以及包括通過採用激發光照射從被觀察區域發出的螢光的圖像。基於所拍攝的由反射光組成的圖像產生普通圖像，並且基於所拍攝的包括螢光的圖像而產生螢光圖像。此外，控制照明光的光量，使得普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且通過控制脈衝信號來控制激發光的光量，使得激發光的光量與照明光的光量的比率為預定比率。因此，可以以恆定地將激發光的光量與照明光的光量的比率控制在恆定的值。此外，可以恆定地保持普通圖像的亮度與螢光圖像的亮度之間的良好平衡。此外，由於通過數字控制脈衝信號而控制激發光的光量，因此可以改善耐噪音性。此外，由於進行脈衝驅動，因此可以在輸出激發光時增加光量。因此，可以有助於降低光源的成本。
[0124]此外，在本發明的第一種和第二種螢光圖像獲取方法和設備中，當安置通過輸入操作設定激發光的光量與照明光的光量的比率的設定裝置時，可以任意地設定激發光的光量與照明光的光量的比率。因此，可以設定對診斷目的等適合的比率。因此，可以有助於高精度篩查。
[0125]此外，根據本發明的第三種螢光圖像獲取方法和設備，驅動照明光源裝置以連續輸出照明光，並且脈衝驅動激發光源裝置以輸出脈衝調製的激發光。此外，採用照明光連續照射被觀察區域，並且採用脈衝調製的激發光照射與採用照明光照射的區域基本上相同的區域。此外，在採用照明光連續照射被觀察區域並且採用脈衝調製的激發光照射基本上相同的區域的過程中，在僅僅採用照明光照射被觀察區域期間，拍攝第一種圖像，所述第一種圖像由從被觀察區域反射的光組成，並且在採用照明光連續照射被觀察區域並且採用脈衝調製的激發光照射基本上相同的區域的過程中，在採用照明光和激發光兩者照射被觀察區域期間，拍攝第二種圖像，所述第二種圖像由從被觀察區域反射的光和從被觀察區域發出的螢光組成。此外，基於第一種圖像產生普通圖像，並且基於第一種圖像和第二種圖像產生螢光圖像。因此，可以在不安置機械結構，例如光譜結構的情況下產生普通圖像和螢光圖像。因此，可以簡化整個設備並且降低設備成本。
[0126]此外，在本發明 的第三種螢光圖像獲取設備中，當通過利用普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少兩種進行運算而產生用於顯示的圖像時，或者當對普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少一種進行光譜圖像處理時，可以產生使得能夠進行更精確的篩查的用於顯示的圖像。
[0127]當進一步安置可以選擇 是否對普通圖像、螢光圖像和組合圖像中的至少一種進行光譜圖像處理的選擇裝置，並且進行光譜圖像處理時，如果選擇裝置選擇執行光譜圖像處理，可以產生對圖像目的適合的用於顯示的圖像。
[0128]此外，根據本發明的第四種螢光圖像獲取方法和設備，拍攝由反射光和螢光組成的圖像，所述反射光是從被觀察區域(該區域是採用照明光照射的)反射的光，所述螢光是從被觀察區域(該區域是採用激發光在與採用照明光的照射的同時照射的)發出的螢光。此夕卜，基於每一個像素的圖像信號值和用於計算估算光譜數據的估算矩陣，對拍攝圖像的圖像信號的每一個像素計算特定螢光波長帶的估算光譜數據，所述特定螢光波長帶至少包括螢光的近似中心波長帶，並且所述估算矩陣是預先存儲的。此外，基於特定螢光波長帶的估算光譜數據，獲取反映從被觀察區域發出的螢光的輻射強度的信息，並且基於反映螢光的輻射強度的信息，產生螢光圖像。因此，可以防止單位時間的螢光圖像的可獲取幀數降低。因此，即使在螢光圖像以動畫形式顯示時，也可以產生有效的顯示用圖像。
[0129]此外，本發明的螢光內窺鏡設備包括:照明光單元，所述照明光單元包括輸出照明光的照明光用光源；以及激發光單元，所述激發光單元可拆卸地連接至照明光單元，並且包括輸出激發光的激發光用光源。此外，螢光內窺鏡設備包括:第一光引導裝置，所述第一光引導裝置引導照明光或激發光，以採用照明光或激發光照射被觀察區域；以及成像裝置，所述成像裝置拍攝由通過採用照明光從被觀察區域反射的光組成的圖像、或由採用激發光照射從被觀察區域發出的螢光組成的圖像。此外，螢光內窺鏡設備包括:圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於由反射光組成的圖像產生普通圖像，所述由反射光組成的圖像是通過成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於由螢光組成的圖像產生螢光圖像，所述由螢光組成的圖像是通過成像裝置拍攝的；以及檢測裝置，所述檢測裝置檢測激發光單元是否連接至照明光單元。此外，螢光內窺鏡設備包括:光輸出防止裝置，所述光輸出防止裝置在檢測裝置沒有檢測到激發光單元連接至照明光單元時，防止激發光單元輸出激發光。因此，當激發光單元未連接至照明光單元時，不從激發光單元輸出激發光。因此，即使螢光內窺鏡設備的使用者不熟悉或者不習慣激發光用光源例如高亮度LED或雷射器的操作，也可以安全地獲取螢光圖像。
[0130]此外，本發明的激發光單元是可拆卸地連接到內窺鏡設備的照明光單元上的激發光單元,所述內窺鏡設備包括:
[0131]照明光單元，所述照明光單元具有輸出照明光的照明光用光源；
[0132]第一光引導裝置，所述第一光引導裝置引導照明光或激發光，以採用照明光或激發光照射被觀察區域；
[0133]成像裝置，所述成像裝置拍攝採用照明光照射的被觀察區域的圖像、或採用激發光照射的被觀察區域的螢光圖像；以及
[0134]圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於被觀察區域的圖像產生普通圖像，所述被觀察區域的圖像是通過成像 裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於被觀察區域的螢光圖像產生螢光圖像，所述螢光圖像是通過成像裝置拍攝的。此外，所述激發光單元包括:
[0135]激發光用光源，所述激發光用光源輸出激發光；
[0136]檢測裝置，所述檢測裝置檢測激發光單元是否連接至照明光單元；以及
[0137]光輸出防止裝置，所述光輸出防止裝置在檢測裝置已經檢測到激發光單元未連接至照明光單元時，防止激發光單元向激發光單元的外部輸出激發光。因此，當激發光單元未連接至照明光單元時，不從激發光單元輸出激發光。因此，即使螢光內窺鏡設備的使用者不熟悉或者不習慣激發光用光源例如高亮度LED或雷射器的操作，也可以安全地操作激發光單元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0138]圖1是示出適用本發明的第一實施方案的螢光內窺鏡設備的構造的框圖；
[0139]圖2A是示出波長和擬似光譜反射率數據之間的關係的圖；
[0140]圖2B是示出波長和光譜反射率數據之間的關係的圖；
[0141]圖3是示出特定螢光波長帶中的波長和擬似光譜反射率數據之間的關係的圖；
[0142]圖4是示出半普通波長帶中的波長和擬似光譜反射率數據之間的關係的圖；
[0143]圖5是用於說明一種用於對螢光收率分配顏色的方法的圖；
[0144]圖6是用於說明另一種用於對螢光收率分配顏色的方法的圖；
[0145]圖7是示出適用本發明的第一實施方案的螢光內窺鏡設備的變型實例的構造的框圖；
[0146]圖8是示出適用本發明的第二實施方案的螢光內窺鏡設備的構造的框圖；[0147]圖9是示出在本發明的第二實施方案中的螢光內窺鏡設備中的照明光和激發光的光輸出圖案的一個實例的圖；
[0148]圖10是示出在本發明的第二實施方案中的螢光內窺鏡設備中的照明光和激發光的光輸出圖案的另一個實例的圖；
[0149]圖11是示出適用本發明的第二實施方案的螢光內窺鏡設備的變型實例的構造的框圖；
[0150]圖12是示出適用本發明的第三實施方案的螢光內窺鏡設備的構造的框圖；
[0151]圖13是示出在本發明的第三實施方案的螢光內窺鏡設備中的照明光和激發光的光輸出圖案的一個實例的圖；
[0152]圖14是示出適用本發明的第三實施方案的螢光內窺鏡設備的變型實例的構造的框圖；以及
[0153]圖15是用於說明從正常組織和病變組織發出的螢光的光譜的圖。
【具體實施方式】
[0154]下面將參考附圖詳細描述本發明的第一實施方案。圖1是示出適用本發明的第一實施方案的螢光內窺鏡設備 的構造的示意圖。
[0155]根據本實施方案的螢光內窺鏡設備100以普通圖像模式和以螢光圖像模式工作。在普通圖像模式中，採用照明光LI照射被觀察區域10，以獲取彩色普通圖像，並且以動畫(視頻圖像、動態圖像等)的形式顯示所獲取的圖像。在螢光圖像模式中，採用照明光LI和激發光L2照射被觀察區域10，以獲取彩色圖像，並且通過操作處理(將稍後描述)從所獲取的彩色圖像獲取擬似彩色普通圖像。此外，擬似彩色普通圖像和螢光疊加圖像以動畫的形式顯示。如圖1中示出，突光內窺鏡設備100包括觀察儀器單元(scope unit) 110、處理器單元170、照明光單元150以及激發光單元130。將觀察儀器單元110插入到被檢查者(被檢查對象或患者)的體腔內，以觀察被觀察區域10。將處理器單元170以可拆卸的方式電連接至觀察儀器單元110。將照明光單元150以可拆卸的方式光學連接至觀察儀器單元110，並且容納輸出照明光LI的氙燈151。激發光單元130以可拆卸的方式電連接並且光學連接至照明光單元150，並且容納輸出激發光L2的GaN基半導體雷射器131。處理器單元170和照明光單元150可以是以一體或者分體的形式構造的。
[0156]此外，將照明用光學系統111安置在觀察儀器單元110的前端。照明用光學系統111面向引導照明光LI的光導112的一端。光導112延伸至觀察儀器單元110的外部，並且將光學連接器113安置在光導112的另一端以可拆卸地連接至後述照明光單元150的光學連接器153。
[0157]此外，在觀察儀器單元110的前端，將成像透鏡115、激發光截切(cut)濾光器116以及作為固態成像裝置的(XD(電荷耦合裝置)117以這種順序同軸安置。成像透鏡115在(XD117上形成被觀察區域10的圖像。此外，作為激發光截切濾光器116，可以使用僅僅阻擋激發光並且透射其它波長的光的濾光器，例如僅僅阻擋例如極窄帶中的光的陷波(notch)濾光器。此外，將包括RGB濾色器的原色型彩色濾色片附在(XD117的成像表面上。將CXD驅動電路118以及⑶S/AGC(相關二次取樣/自動增益控制)電路119連接至(XD117。CXD驅動電路118基於同步信號形成驅動脈衝，並且⑶S/AGC電路119對從(XD117輸出的圖像(視頻)信號進行取樣並且放大。此外，將來自CDS/AGC電路119的模擬輸出信號數位化的A/D (模擬至數字)轉換器120連接至⑶S/AGC電路119。此外，在觀察儀器單元110中，安置控制單元121。控制單元121控制被安置在觀察儀器單元110中的每一個電路，並且控制處理器單元170和觀察儀器單元110之間的通信。此外，將按壓型開關122連接至控制單元121並且安置在觀察儀器單元110的底部(靠近操作觀察儀器單元110的使用者的部分)附近。使用按壓型開關122切換操作模式。此外，將信號線125的一端連接至A/D轉換器120，並且將信號線126的一端連接至控制單元121。信號線125和信號線126延伸至觀察儀器單元110的主體外部，並且將連接器127連接至信號線125的另一端以及信號線126的另一根線。連接器127可拆卸地連接至後述的處理器單元170的連接器194。
[0158]照明光單元150包括輸出照明光LI的氙燈151、驅動氙燈151的驅動電路152，以及光學連接器153。光學連接器153可拆卸地連接至光學連接器113，所述光學連接器113被安置在觀察儀器單元110的光導112的一端。此外，對光學連接器153提供連接檢測單元154，所述連接檢測單元154檢測光學連接器153是否連接至光學連接器113。此外，將波長濾光器15、光闌(孔徑光闌)156、二色性反射鏡157、聚光透鏡158以及旋轉遮光器159安置在氙燈151和光學連接器153之間。波長濾光器155將照明光LI的波長帶限制為長於或等於410nm並且短於或等於700nm的波長帶。光闌156控制照明光LI的光量，並且二色性反射鏡157透射波長長於或等於410nm的光並且以直角反射波長短於410nm的光。此夕卜，照明光單元150包括光學連接器161，所述光學連接器161可拆卸地連接至光學連接器136，所述光學連接器136被安置在後述的激發光單元130的光導133的前端。此外，對光學連接器161提供連接檢測單元162，所述連接檢測單元162檢測光學連接器161是否連接至光學連接器136。光學連接器161連接至在照明光單元150內部引導激發光的光導163的一端(光入射端)。此外，將光導163的另一端(光輸出端)安置在使得從光導163輸出的激發光L2進入二色性反射鏡157這樣的位置。此外，將透鏡164安置在光導163的光輸出端與二色性反射鏡157之間。
[0159]此外，照明光單元150包括連接器165 ，所述連接器165可拆卸地連接至後述的激發光單元130的連接器142。連接器165具有連接檢測單元166，所述連接檢測單元166檢測光學連接器165是否連接至光學連接器142。此外，照明光單元150包括控制單元167，所述控制單元167連接至被安置在照明光單元150中的各個元件例如連接器165和連接檢測單元166，並且控制所述元件的每一個。此外，控制單元167控制與處理器單元170和激發光單元130的通信。
[0160]激發光單兀130包括輸出激發光L2的GaN基半導體雷射器131、驅動半導體雷射器131的驅動電路132,以及引導從半導體雷射器131輸出的激發光L2的光導133。光導133從激發光單元130的外殼延伸，並且光導133的另一端連接至光學連接器136。光學連接器136可拆卸地連接至照明光單元150的光學連接器161。開關134被安置在半導體雷射器131和驅動電路132之間，並且將聚光光學系統135安置在半導體雷射器131和光導133的一端(光入射端)之間。
[0161]此外，激發光單元130包括控制單元140，所述控制單元140連接至被安置在激發光單元130中的各個元件，例如驅動電路132和開關134，並且控制所述元件的每一個。此夕卜，控制單元140控制照明光單元150和激發光單元130之間的通信。控制單元140連接至信號線141的一端。信號線141延伸至激發光單元130的外殼的外部，並且將連接器142安置在信號線141的另一端。連接器142可拆卸地連接至照明光單元150的連接器165。
[0162]同時，將處理單元172安置在處理器單元170中。處理單元172包括在選擇普通圖像模式時進行信號處理的普通圖像處理單元174和顯示處理單元176。此外，處理單元172包括在選擇螢光圖像模式時進行圖像處理的估算光譜數據計算單元180、圖像處理單元182和顯示處理單元184。此外，處理單元172包括控制照明光和激發光的強度的光量控制單元186。
[0163]當選擇普通圖像模式時，普通圖像處理單元174對從觀察儀器單元110的A/D轉換器120輸出的R、G和B的三色圖像信號進行各種圖像處理，並且產生Y/C信號，所述Y/C信號由亮度(Y)信號和色度[C(R-Y和B-Y)]信號組成。此外，普通圖像處理單元174將Y/C信號輸出至顯示處理單元176中。顯示處理單元176對Y/C信號進行各種信號處理以產生顯示用的彩色普通圖像信號。將彩色普通圖像信號輸出至監視器11，例如液晶顯示器和 CRT。
[0164]當選擇螢光圖像模式時，估算光譜數據計算單元180通過利用從觀察儀器單元110的A/D轉換器120輸出的R、G和B三色圖像信號，以及用於計算光譜數據的估算矩陣數據，計算用於每一個像素的估算光譜數據，所述估算矩陣數據是預先存儲的。此外，估算光譜數據計算單元180將估算光譜數據輸出至圖像處理單元182。
[0165]在圖像處理單元182中，首先，獲取用於特定螢光波長帶的估算光譜數據，所述特定螢光波長帶包括480nm的波長，即，在採用激發光L2照射區域10時從被觀察區域10發出的突光的中心波長。例如，特定突光波長帶是460nm至500nm的帶。此外,基於用於特定螢光波長帶的估算光譜數據 產生螢光圖像。此外，獲取用於不包括特定螢光波長帶的半普通波長帶的估算光譜數據。例如，半普通波長帶是410nm至460nm的帶和500nm至700nm的帶。此外，基於用於半普通波長帶的估算光譜數據，產生擬似彩色普通圖像數據和擬似黑白普通圖像。此外，通過將螢光圖像數據疊加在擬似黑白普通圖像數據上，產生螢光疊加圖像數據。將擬似彩色普通圖像數據和螢光疊加圖像數據輸出至顯示處理單元184。在顯示處理單元184中，產生彼此緊接地顯示擬似彩色普通圖像數據和螢光疊加圖像數據的顯示圖像，或者產生其中將擬似彩色普通圖像數據和螢光疊加圖像數據合成(組合)成單一圖像的顯示用彩色圖像信號，並且將其輸出至監視器11。
[0166]光量控制單元186連接至普通圖像處理單元174和圖像處理單元182。當選擇照射普通圖像模式時，光量控制單元186基於彩色普通圖像的亮度控制照明光LI的光量。當選擇螢光圖像模式時，光量控制單元186基於擬似彩色普通圖像的亮度，控制照明光LI的光量和激發光L2的光量。
[0167]此外，處理單元172連接至存儲器190、鍵盤型輸入單元192以及連接器194。連接器194可拆卸地連接至觀察儀器單元110的連接器127。連接器194具有連接檢測單元195，所述連接檢測單元195檢測連接器127是否連接至連接器194。此外，處理單元172連接至觀察儀器單元110的控制單元121，照明光單元150的控制單元167，以及激發光單元130的控制單元140。
[0168]在存儲器190中，存儲用於計算被觀察區域10的估算光譜數據的估算矩陣數據。將估算矩陣數據以表格的形式預先存儲在存儲器190中。估算矩陣數據考慮照明光LI的光譜特性，以及整個成像系統的光譜特性，包括成像裝置的顏色靈敏度特性、濾色器的透射率等。通過利用由(XD117成像所獲取的RGB圖像信號和估算矩陣數據進行運算，獲取被觀察區域10的光譜數據。因此，可以獲取被觀察區域10的光譜數據，該光譜數據不依賴於照明光的類型、成像系統的獨特光譜特性等中的任一個。在日本未審查專利出版物2003-93336和日本未審查專利出版物2007-202621等中詳細公開了估算矩陣數據。下表I顯示了在本實施方案中存儲在存儲器190中的估算矩陣數據的一個實例。
[0169]表1
【權利要求】
1.一種螢光圖像獲取方法，所述方法包括以下步驟: 拍攝由反射光組成的圖像和由螢光組成的圖像，所述反射光是從已經採用照明光照射的被觀察區域反射的，並且所述螢光是從已經在與採用所述照明光照射的同時採用激發光照射的所述被觀察區域發出的； 基於所拍攝的由反射光組成的圖像產生普通圖像；以及 基於所拍攝的由螢光組成的圖像產生螢光圖像，其中控制所述照明光的光量，使得所述普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且其中控制所述激發光的光量，使得所述激發光的光量與所述照明光的光量的比率為預定比率。
2.一種螢光圖像獲取設備，其包括: 光照射裝置，所述光照射裝置同時採用照明光和激發光照射被觀察區域； 成像裝置，所述成像裝置拍攝由從已經採用所述照明光照射的所述被觀察區域反射的光組成的圖像，並且所述成像裝置拍攝由從已經採用所述激發光照射的所述被觀察區域發出的螢光組成的圖像； 圖像處理裝置，所述圖像處理裝置基於所述由反射光組成的圖像產生普通圖像，所述由反射光組成的圖像是由所述成像裝置拍攝的，並且所述圖像處理裝置基於所述由螢光組成的圖像產生螢光圖像，所述由螢光組成的圖像是由所述成像裝置拍攝的；以及 光量控制裝置，所述光量控制裝置控制所述照明光的光量，使得所述普通圖像的代表亮度值為預定亮度值，並且控制所述激發光的光量，使得所述激發光的光量與所述照明光的光量的比率為預定比率。
3.如權利要求2所述的.螢光圖像獲取設備，所述設備還包括: 存儲單元，所述存儲單元存儲用於擬似光譜圖像處理的估算矩陣；以及估算光譜數據計算裝置，所述估算光譜數據計算裝置採用從所述成像裝置輸出的圖像信號以及所述估算矩陣，並且對於所述圖像信號的每一個像素計算估算光譜數據，其中所述圖像處理裝置基於用於所述每一個像素的所述估算光譜數據，獲取至少包括所述螢光的中心波長帶的特定螢光波長帶的估算光譜數據，並且基於所述特定螢光波長帶的所述估算光譜數據產生螢光圖像。
4.如權利要求3所述的螢光圖像獲取設備，其中所述圖像處理裝置: 基於所述特定螢光波長帶的所述估算光譜數據，計算擬似螢光強度，所述擬似螢光強度是在所述特定螢光波長帶中的光的強度； 獲取參考波長帶的估算光譜數據，所述參考波長帶不包括所述特定螢光波長帶；基於所述參考波長帶的所述估算光譜數據，計算參照光強度，所述參照光強度是在所述參考波長帶中的光的強度； 通過將所述擬似螢光強度除以所述參照光強度，計算擬似螢光收率；以及 基於所述擬似螢光收率產生螢光圖像。
5.如權利要求2至4中任一項所述的螢光圖像獲取設備，所述設備還包括: 設定裝置，所述設定裝置通過輸入操作設定所述激發光的光量與所述照明光的光量的所述比率。
【文檔編號】G01N21/64GK103431830SQ201310301619
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2009年5月22日 優先權日:2008年5月22日
【發明者】石井秀一 申請人:富士膠片株式會社