內窺鏡系統、攝像裝置以及控制方法

2023-09-14 22:22:20

專利名稱：內窺鏡系統、攝像裝置以及控制方法
技術領域：
本發明涉及內窺鏡系統、攝像裝置以及控制方法等。
背景技術：
在內窺鏡那樣的攝像裝置中，為了不對醫生的診斷帶來妨礙，對於在體腔內拍攝的圖像，要求實現泛焦的圖像。因此內窺鏡使用光圈值(以下也稱之為F值)較大的光學系統來加深景深，從而實現這樣的性能。另一方面，近些年來在內窺鏡系統中逐漸開始使用幾十萬像素左右的高像素的攝像元件。當光學系統固定的情況下，其景深是根據容許彌散圓的大小來確定的，但由於高像素的攝像元件中容許彌散圓與像素節距都很小，因而攝像裝置的景深變小。這種情況下，雖然可考慮通過增大光學系統的光圈值來維持景深，但是光學系統會變暗且噪聲增加，由此導致畫質變差。另外，如果光圈值增大，則衍射的影響也會增大，成像性能會變差，因而會產生即便提高了攝像元件的像素，也無法取得較高解析度的圖像的問題。在日本特開平10-22M27號公報中公開了在存在有上述問題且具有可變光圈的內窺鏡系統中兼顧景深和光量的例子。在日本特開平10-225427號公報的技術中，為了取得實用的景深，伴隨該光圈值的變更，將容許彌散圓的大小設定得較大，將攝像元件的讀出像素尺寸變更為與所述容許彌散圓同等的尺寸。這樣就能在希望確保光量的較暗的被攝體的情況下，同時確保充足的光量和景深。另外，日本特開平8-181909號公報公開了抑制根據光圈值而產生變化的解析度變化的例子。在該例子中，在減小光學系統的光圈值的情況下減弱輪廓強調，在增大光學系統的光圈值的情況下加強輪廓強調，從而能與光圈值無關地取得固定的解析度。專利文獻1日本特開平10-225427號公報專利文獻2日本特開平8-181909號公報日本特開平10-225427號公報的方法以螢光像的觀察為前提，通常螢光像並不需要較高的解析度，因此在該假設成立時，方法是有效的。然而在白色光照明下，解析度與景深同樣應被重視，如果攝像元件的像素節距變小，則即使為了收斂於作為實用景深的容許彌散圓而增大F值，該彌散圓由於衍射的影響也不會收斂於所述容許彌散圓以下，成為無法得到原本攝像元件所具備的解析度的狀態。日本特開平10-22M27號公報的方法在這種條件下根本無法發揮作用。通過把日本特開平8-181909號公報的方法應用於以無法忽視所述衍射影響的F 值拍攝的攝像圖像，能一定程度地恢復解析度，但是會產生這樣的問題由於其原本就不具備對於高頻成分充分的能量，因此會成為極端地提升高頻的處理，噪聲會增大。

發明內容
根據本發明的若干方面，能夠提供如下所述的內窺鏡系統、控制方法、攝像裝置等在考慮到衍射極限的影響的基礎上，既能夠拍攝攝像元件所具備的解析度的圖像，又能夠擴大景深寬度。另外，根據本發明的若干方面，能夠提供如下所述的內窺鏡系統、控制方法、攝像裝置等具備可變光圈，在使用了如下像素節距的攝像元件的情況下，也能拍攝原本攝像元件所具備的解析度的圖像，而且不會增大噪聲，其中，上述像素節距是為了得到實用的景深而增大F值時，其彌散圓由於衍射的影響而無法收斂於作為目標的容許彌散圓以下。本發明的一個方面涉及內窺鏡系統，其具有攝像部，其具有光學系統和攝像元件；觀察模式設定部，其設定被攝體的觀察模式；光圈控制部，其根據由所述觀察模式設定部設定的所述觀察模式，對光圈狀態進行選擇控制；以及圖像處理部，其對由所述攝像部所拍攝的攝像圖像實施圖像處理，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由所述攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態。在本發明的一個方面中，設定觀察模式，在第一觀察模式中選擇第一光圈狀態，在第二觀察模式中選擇第二光圈狀態。在第一光圈狀態中，由光學系統的光圈的衍射極限所確定的解析度低於由攝像元件確定的解析度。另外，在第二光圈狀態中，由光學系統的光圈的衍射極限所確定的解析度大於等於由攝像元件確定的解析度。因此能夠按照觀察模式適當地確定光圈狀態，作為光圈狀態，能夠設定較強地受到衍射極限的影響而解析度變低的狀態；和不受到衍射極限的影響而解析度保持得較高的狀態。本發明的另一方面涉及控制方法，其中，設定被攝體的觀察模式，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，作為光圈值，選擇由光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，作為所述光圈值，選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態。根據本發明的另一方面，能實現下述控制方法按照觀察模式適當地確定光圈狀態，作為光圈狀態，可設定較強地受到衍射極限的影響而解析度變低的狀態和不受到衍射極限的影響而解析度保持得較高的狀態。本發明的又一方面涉及攝像裝置，其具有攝像部，其具有光學系統和攝像元件； 觀察模式設定部，其設定被攝體的觀察模式；以及光圈控制部，其根據由所述觀察模式設定部設定的所述觀察模式，對光圈值進行選擇控制，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由所述攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，作為所述光圈值，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態，作為所述光圈值。根據本發明的又一方面，能實現下述的攝像裝置可按照觀察模式適當地確定光圈狀態，作為光圈狀態，能夠設定較強地受到衍射極限的影響而解析度變低的狀態和不受到衍射極限的影響而解析度保持得較高的狀態。


圖1的(A)是沒有考慮衍射極限時的光的會聚的例子，⑶是考慮到衍射極限時的光的會聚的例子。圖2是艾裡斑(Airy disk)直徑d與F值F的關係圖。圖3是景深的說明圖。圖4是艾裡斑直徑d小於容許彌散圓的大小K · P的情況下的例子。圖5的(A)是景深的遠點的說明圖，(B)是景深的近點的說明圖。圖6是艾裡斑直徑d大於容許彌散圓的大小K · P的情況下的例子。圖7的(A)是景深的遠點的說明圖，(B)是景深的近點的說明圖。圖8是第一觀察模式和第二觀察模式的關係圖。圖9是F值的值F與容許彌散圓的大小的關係圖。圖10是景深寬度與F值的值F的關係圖。圖11是用於實現景深寬度D的F值的值F的說明圖。圖12是本實施方式的系統結構例。圖13是旋轉濾色器的結構例。圖14是濾色器的分光特性。圖15的(A)是選擇遠景觀察模式時的光圈和容許彌散圓的說明圖，(B)是選擇近景觀察模式時的光圈和容許彌散圓的說明圖。圖16是圖像處理部的結構例。圖17是第一觀察模式和第二觀察模式中的圖像數據的空間頻率特性的例子。圖18的㈧是基於拉普拉斯金字塔(Laplacian pyramid)的處理的說明圖，⑶ 是分割為多個頻帶的例子。圖19是輪廓強調處理部的結構例。圖20是輪廓強調處理的強調頻率特性。圖21是本實施方式的另一系統結構例。圖22是旋轉濾色器的另一結構例。圖23是普通光圖像用的濾色器的分光特性。圖M是特殊光圖像用的濾色器的分光特性。圖25的(A)是拜爾排列的原色單板元件的說明圖，(B)是R信號的圖像數據的說明圖。圖沈是圖像處理部的另一結構例。圖27是顯示圖像生成部的結構例。圖觀是對焦位置控制部的結構例。符號說明100光源部；101白色光源；102旋轉濾色器；103旋轉驅動部；104聚光透鏡；200 攝像部；201光纖；202照明透鏡；203物鏡；204可變光圈控制部；205可變光圈部；206焦點位置控制部；207焦點位置調整透鏡；208攝像元件；209A/D轉換部；300處理器部；301圖像處理部；302控制部；303對焦位置控制部；304觀察模式設定部；310預處理部；311選擇部；312第一降噪處理部；313同步處理部；314顏色處理部；315灰度轉換處理部；316第二降噪處理部；317輪廓強調處理部；321選擇部；322第一頻帶提取部；323第二頻帶提取部； 324增益係數確定部；325乘法器；3 加法器；350預處理部；351第一降噪處理部；352同步處理部；353顏色處理部；3M第二降噪處理部；355選擇部；356病變位置檢測部；357顯示圖像生成部；360選擇部；361區域提取部；362電子變焦部；363區域框合成部；364區域提取部；365亮度值計算部；366對比度計算部；367透鏡移動量計算部；400顯示部；500外部I/F部；601濾色器；602濾色器；603濾色器；801濾色器；802濾色器；803旋轉電動機。
具體實施例方式下面說明本實施方式。並且，以下說明的本實施方式並非用於不當地限定權利要求書所記載的本發明內容。另外，本實施方式所說明的所有結構並非都是本發明所必須的構成要件。1.本實施方式的手法首先說明衍射極限和艾裡斑。光由於具有波動的性質，因而存在衍射現象，因此即便光會聚於1點(焦點對準)，也不會如圖I(A)所示會聚於無限小的點，而是會如圖I(B) 所示具有某種程度的大小。該極限就稱作衍射極限，會聚點的大小稱作艾裡斑。圖I(B)中， d表示艾裡斑直徑。越增大F值(越縮小光圈)，則艾裡斑直徑d會變得越大，成為圖2所示的關係。接著使用圖3來詳細地說明景深。在此，朝右的箭頭表示正值的矢量，朝左的箭頭表示負值的矢量。首先考慮在與光學系統的後側焦點位置相距XB』的位置處配置了像素節距(1個像素的縱橫的尺寸)為P的攝像元件的情況。此時，光學系統在攝像元件的攝像面上成像性能最好的被攝體位置(對焦位置)被表示為與光學系統的前側焦點位置相距XB 的位置。當XB』確定時，XB可根據如下的牛頓成像式被唯一地計算出來。此處，f是光學系統的焦距。XB · XB，= -f2......(1)當使被攝體從XB移動到XN的位置時，此時的像面位置XN』從攝像面向光學系統的反方向移動。然而，當攝像面上的彌散圓的直徑比攝像裝置的分辨力K · P(其中K是根據濾波器排列方式和插值處理而確定的係數)小的情況下，XN的物體可看作是已對焦。將此時的解析度K · P作為容許彌散圓。將攝像面上的彌散圓直徑小於等於K ·Ρ的範圍定義為近點側的景深，將彌散圓直徑與K ·Ρ —致的被攝體位置稱作近點。此後將近點位置表示為與前側焦點位置相距XN的位置。遠點側關於景深的定義也相同，將遠點側的彌散圓直徑與K ·Ρ —致的被攝體位置稱作遠點。此後將遠點的位置表示為與前側焦點位置相距XF的位置。關於被攝體處於近點時攝像面上的彌散圓的直徑，可以使用光學系統的數值孔徑 NA' = sin (U』)(其中，U』是圖3所示射入攝像面的光線與光軸所成的角)，由彌散圓直徑 =2 (ΧΝ' -ΧΒ，) · ΝΑ，近似得出。由於近點處彌散圓的直徑與K · P 一致，因此下式(2)成立。2(XN，-XB，)· ΝΑ，= K · P......(2)使用作為F值與數值孔徑的關係式的下式C3)對上式( 進行變形，得到下式(4)0其中F是光學系統的F值。 『 - s 「
L JJ! V1'XN，-XB，= K · P · F......進而使用(1)式所示的牛頓式對(4)式進行變形時，式( 所示近點側的景深的關係式成立。
(6)。XF。
固定的情況下，隨著攝像裝置的分辨力κ ·Ρ變小，近點和遠點接近對焦位置，景深的寬度變反之還表示出若將攝像裝置的分辨力Κ·Ρ的K或F值F設定得較大，則景深的寬度會變大。在本實施方式中，考慮這樣的辦法K固定，通過改變F來改變景深。接著說明容許彌散圓與艾裡斑的關係。如圖4所示，當艾裡斑直徑d比容許彌散圓的大小K · P小的情況下，如圖5(A)和圖5(B)所示，可通過上述方式求出景深。另一方面，如圖6所示，當艾裡斑直徑d比容許彌散圓的大小K ·Ρ大的情況下，景深不是通過K ·Ρ而是通過d來確定的。如圖可知，這是由於彌散圓的大小大於等於d，因此即使在對焦的狀態下，也不會小於等於K · P。亦即，此時容許彌散圓的大小並非K · P而是
do由於容許彌散圓變大，因此分辨力會降低(解析度降低)，而如圖7 (A)、圖7⑶所示，景深可能變大。本申請人將d大於K · P的情況作為第一觀察模式，將d小於K · P的情況作為第二觀察模式，提出了這樣的辦法通過使用2種觀察模式，既能取得最大限度地發揮了攝像裝置的能力的解析度的圖像，又能實現泛焦(景深寬的狀態)。具體而言，在第一觀察模式中，增大F值(縮小光圈)，有意增大衍射極限的影響， 由此，雖然解析度會降低，然而能實現加大景深的模式。另外，在第二觀察模式中，減小F 值，使得處於不受衍射極限的影響的狀態，由此，雖然景深會變小，然而能實現取得攝像裝置所確定的高解析度的圖像的模式。圖8表示出第一觀察模式和第二觀察模式。例如以d = K ·Ρ的點作為界線，來確定是第一觀察模式還是第二觀察模式。進一步說明要實現泛焦時，使用第一觀察模式的優點。
如果採用與近點側相同的方法來計算遠點側的景深的關係式，則可得如下的式
ι i A'-r· /-…
..............."................... * · * '*■
YF Yfi {■『
上式(5)、(6)還可以進行如下變形，使用它們可以計算出近點位置XN和遠點位置
上式(7)、(8)表示出下述情況在光學系統的焦距f、F值F、係數K、對焦位置XB
圖9示出設第一觀察模式與第二觀察模式的界線處的F值為F』時F值與容許彌散圓的關係。當F小於F』時，容許彌散圓的大小為K ·Ρ且固定。另外，當F大於F』時，容許彌散圓的大小通過d來確定，而如圖8所示，d具有隨著F增大而變大的性質，因此如圖9 所示，在第一觀察模式中，隨著F變大，容許彌散圓也會變大。如上面所述，景深寬度具有隨著F值變大而變大的性質，另外，隨著容許彌散圓變大也會變大。也就是說，對景深寬度與F值的關係進行圖示時，成為圖10所示那樣。當F 小於F』時(第二觀察模式)，隨著F變大，由於F值增大的影響，景深寬度也會以某個斜率 Sl增大。而當F大於F』時(第一觀察模式)，由於同時受到F值增大的影響和容許彌散圓增大的影響，景深寬度會以大於Sl的斜率S2增大。因而，相比僅使用不受衍射極限影響的模式(第二觀察模式)的情況，能增大景深寬度相對於F值增大的增大率。因此當需要某種景深寬度時，相比僅使用第二觀察模式的情況，能通過較小的F值實現該景深寬度。圖11圖示出這種情況。當需要景深寬度D時， 在僅使用第二觀察模式的情況下需要使F值為F2，而如果使用第一觀察模式，則可使用小於F2的Fl來實現。也就是說，當實現相同的景深寬度D時，由於能使用較小的F值，因此能取得更為明亮的圖像。尤其能夠在內窺鏡系統的窄帶光觀察(例如NBI等)等、原本光量較少而容易成為較暗圖像的系統中能發揮效果。為實現上述辦法，本實施方式的內窺鏡系統具有攝像部、設定觀察模式的觀察模式設定部、根據觀察模式對光圈狀態進行選擇控制的光圈控制部、圖像處理部。在第一觀察模式中，光圈控制部縮小光圈(增大F值)，控制為解析度比完全發揮攝像元件的能力時低的狀態。另外，在第二觀察模式中，光圈控制部開放光圈，選擇實現完全發揮攝像元件的能力的解析度的光圈狀態。由此，在設定了多個觀察模式的基礎上，能選擇與觀察模式對應的光圈狀態。具體而言，在第一觀察模式中，通過有意增加衍射極限的影響，能設定為雖然解析度降低但卻能加大景深寬度且F值較大的狀態。另外，在第二觀察模式中，通過使之不受衍射極限的影響，而能設定為雖然景深寬度較小但卻能取得完全發揮了攝像元件能力的解析度的圖像且 F值較小的狀態。另外，本實施方式還可以為一種控制方法，該方法設定觀察模式，在處於第一觀察模式的情況下，縮小光圈(增大F值)，控制為解析度比完全發揮攝像元件的能力時低的狀態，在第二觀察模式中，開放光圈，選擇實現完全發揮了攝像元件能力的解析度的光圈狀態。由此，不僅限於內窺鏡系統，還能對於控制方法應用本實施方式的辦法，取得上述效果。另外，本實施方式不限於內窺鏡系統，還可用於攝像裝置。具體而言，攝像裝置具有攝像部、設定觀察模式的觀察模式設定部、根據觀察模式對光圈狀態進行選擇控制的光圈控制部。而且，在第一觀察模式中，光圈控制部縮小光圈(增大F值)，控制為解析度比完全發揮攝像元件的能力時低的狀態，而在第二觀察模式中，光圈控制部開放光圈，選擇實現完全發揮了攝像元件能力的解析度的光圈狀態。由此，不僅限於內窺鏡系統，還能在一般的攝像裝置中應用本實施方式的辦法，取
10得上述效果。另外，本申請人還提出了與觀察模式相應的降噪處理和輪廓強調處理的辦法。詳細情況將在第一實施方式中加以說明。另一方面，在第二實施方式中，在第一實施方式的基礎上，還說明這樣的辦法取得普通光圖像和特殊光圖像，根據特殊光圖像檢測病變部，進而強調顯示普通光圖像的病變部。2.第一實施方式圖12是示出第一實施方式的內窺鏡系統(攝像裝置)的總體結構的框圖。本實施方式的內窺鏡系統具有光源部100、攝像部200、處理器部300、顯示部400、外部I/F部500。光源部100具有白色光源101、具有多個分光透射率的旋轉濾色器102、驅動旋轉濾色器102的旋轉驅動部103、使來自旋轉濾色器102的具有分光特性的光會聚到光纖201 的入射端面上的聚光透鏡104。例如圖13所示，旋轉濾色器102由三原色的紅色濾色器601、綠色濾色器602、藍色濾色器603、旋轉電動機803構成。該3個濾色器的分光特性如圖14所示。旋轉驅動部103根據來自處理器部300的控制部302的控制信號，使旋轉濾色器 102與攝像元件208的攝像期間同步地以規定轉速旋轉。例如使濾色器在1秒內旋轉20 轉，則各濾色器會以60分之1秒的間隔橫穿過入射白色光，攝像元件208以60分之1秒的間隔完成三原色的各顏色的光(R或G或B)的反射光的圖像數據的攝像和傳輸。其中，攝像元件208是黑白的。也就是說，在例子中的內窺鏡系統中，以60分之1秒的間隔按面序拍攝R圖像數據、G圖像數據、B圖像數據。攝像部200例如為了能插入體腔而形成為細長且可以彎曲。攝像部200具有用於引導由光源部100會聚的光的光纖201 ；使通過該光纖201而被引導至前端的光擴散並照射到觀察對象的照明透鏡202 ；會聚從觀察對象返回的反射光的物鏡203 ；可變光圈控制部204 ；可變光圈205 ；焦點位置控制部206 ；焦點位置調整透鏡207 ；用於檢測會聚的反射光的攝像元件208 ；將來自攝像元件208的經過光電轉換後的模擬信號轉換為數位訊號的 A/D轉換部209。其中，所述攝像元件208如上面所述為黑白單板攝像元件，可使用CCD和 CMOS 等。處理器部300由圖像處理部301、控制部302、觀察模式設定部304構成。顯示部400是CRT或液晶監視器等能顯示動態圖像的顯示裝置。外部I/F部500是用於進行用戶對該攝像裝置的輸入等的接口，被構造成包含用於打開/關閉電源的電源開關、用於開始攝影操作的快門按鈕、用於切換攝影模式和其他各種模式的模式切換按鈕等。而且該外部I/F部500向控制部302輸出所輸入的信息。接著詳細說明作為攝像部200的構成要素的可變光圈控制部204、可變光圈205、 焦點位置控制部206、焦點位置調整透鏡207、控制部302的關係。首先說明本實施例的內窺鏡系統的兩種觀察模式。這兩種觀察模式之一是作為大景深低解析度的遠景觀察模式， 另一種是作為小景深高解析度的近景觀察模式。為了切換這兩種模式，控制部302根據用戶通過外部I/F部500的模式切換按鈕進行的模式切換請求，向可變光圈控制部204和焦點位置控制部206輸出控制信號。可變光圈控制部204根據接收到的控制信號控制可變光圈205的光圈量，焦點位置控制部206 根據所輸入的控制信號控制焦點位置調整透鏡207。
具體而言，如圖15(B)所示，在選擇了近景觀察模式的情況下，開放光圈而增大鏡頭孔徑，將其容許彌散圓設定為能取得攝像元件208的極限解析度的狀態。進而焦點位置控制部206使焦點位置調整透鏡動作以成為預先確定的規定的焦點位置。由此雖然將景深限定得較小，然而能夠在規定的焦點位置取得完全發揮了攝像元件的性能的高解析度的圖像。另一方面，如圖15(A)所示，在選擇了遠景觀察模式的情況下，縮小光圈而減小鏡頭孔徑，設定為能得到實用的解析度和景深的容許彌散圓的大小。其中，所謂實用的解析度指的是雖無法得到攝像元件208的極限解析度但例如與通過前1代的舊製造工藝製成的攝像元件相當的解析度，例如表示相當於攝像元件208的像素節距的1. 5 2倍的解析度。然後焦點位置控制部206使焦點位置調整透鏡動作以成為用於得到實用景深的焦點位置。必須設定如上面所述的兩種模式的原因在於如果為得到內窺鏡的實用景深而縮小光學系統的光圈，則由於與孔徑減小相伴隨的衍射極限的影響，導致成像時的彌散圓無法小於攝像元件208的像素節距。也就是說，近些年來半導體製造工藝的細微化得以發展，在採用小像素節距且高像素化的攝像元件的情況下，縮小光圈時會較強地受到衍射極限的影響。尤其是因為對於內窺鏡系統而言，最好是在實用的觀察距離中對焦的狀態(泛焦)，為了得到該景深需要縮小光圈，因而無法忽視該衍射極限的影響。接著根據圖16的框圖詳細說明圖像處理部301。圖像處理部301包括預處理部 310、選擇部311、第一降噪處理部312、同步處理部313、顏色處理部314、灰度轉換處理部 315、第二降噪處理部316、輪廓強調處理部317。接著說明各構成部之間的數據流動。從A/D轉換部209輸出的圖像數據被輸入到圖像處理部301的預處理部310。預處理部310還被輸入有預先保存於控制部302的OB鉗位值、增益校正值、WB係數值，根據這些輸入值對圖像數據實施OB鉗位處理、增益校正、WB 處理，輸出給選擇部311。進一步地，將來自控制部302的觀察模式信息輸入到選擇部311，當所述觀察模式信息為遠景觀察模式的情況下將所輸入的圖像數據輸出給第一降噪處理部312，為近景觀察模式的情況下，將所輸入的圖像數據輸出給同步處理部313。其中，圖17示出所輸入的圖像數據的MTF(空間頻率特性)的例子。MTF 1000是在近景觀察模式時的，MTF 1001是遠景觀察模式時的。在遠景觀察模式時，由於與光圈縮小相伴隨的衍射極限的影響，而處於高頻成分少的狀態。第一降噪處理部312鑑於所輸入的圖像數據為MTF 1001的特性，使圖17的頻率特性1002的低通濾波器作用於圖像數據。由此能去除與低通濾波器的阻帶對應的頻帶中所存在的不需要的高頻噪聲。從第一降噪處理部312輸出的經過了降噪的圖像數據或從選擇部311輸出的圖像數據被輸出給同步處理部313。同步處理部313具有保持按時序輸入的R圖像數據、G圖像數據、B圖像數據的緩衝存儲器，通過僅置換新輸入的顏色信號的圖像數據，生成每個像素的由RGB信號構成的彩色圖像數據並輸出給顏色處理部314。顏色處理部314將所輸入的彩色圖像數據轉換到與輸出監視器的色域對應的色空間，輸出給灰度轉換處理部315。所述色域例如為sRGB。灰度轉換處理部315將顏色轉換完畢的彩色圖像數據轉換為作用了抵消顯示部 400的輸出灰度特性的γ特性的、例如8位的灰度轉換後的彩色圖像數據，輸出給第二降噪處理部316。第二降噪處理部316根據所輸入的彩色圖像數據，生成例如拉普拉斯金字塔型的多重解析度圖像，對彼此不同的解析度圖像獨立地進行規定降低量的降噪處理。圖18(A)、 圖18(B)示出了基於拉普拉斯金字塔的處理的詳細情況。如圖18(A)所示，對沒有經過低通濾波器的數據與經過了低通濾波器的數據求差，從而能如圖18(B)所示將數據分離為多個空間頻帶。由此就能夠減少低頻噪聲(色噪聲等)。尤其可以根據由控制部302輸入的觀察模式信息，變更噪聲降低量對所述多重解析度圖像的比率。例如在遠景觀察模式中，由於信號的高頻成分減少，因而判斷為高頻圖像的噪聲成分較多，認為與近景觀察模式時相比較，應提高對於高頻圖像的噪聲降低量。以圖18(A)、圖18(B)為例，在遠景觀察模式時與頻帶1和頻帶2相比，通過增強對頻帶3的降噪處理的強度(增大噪聲降低量)，可期待提升噪聲降低效果。經過了第二降噪後的彩色圖像數據被輸出到輪廓強調處理部317。輪廓強調處理部317除了被輸入經過了第二降噪後的彩色圖像數據之外，還從控制部302輸入觀察模式信息，根據所述觀察模式信息而被實施了不同的輪廓強調處理的輪廓強調後彩色圖像數據被輸出給顯示部400。接著根據圖19的框圖和圖20的強調頻率特性來詳細地說明輪廓強調處理部317。輪廓強調處理部317由選擇部321、第一頻帶提取部322、第二頻帶提取部323、增益係數確定部324、乘法器325、加法器3 構成。接著說明各構成部間的數據流動。從第二降噪處理部316輸出的彩色圖像數據被輸入到選擇部321，在遠景觀察模式的情況下，來自控制部302的觀察模式信息被選擇輸出到第一頻帶提取部322，在近景觀察模式的情況下，則被選擇輸出到第二頻帶提取部323。在第一頻帶提取部322中，事先準備好與圖20的強調頻率特性1101對應的帶通濾波器，對所輸入的彩色圖像數據進行濾波處理。所提取出的第一輪廓圖像被輸出給乘法名^" 325 ο在第二頻帶提取部323中，事先準備好與圖20的強調頻率特性1100對應的帶通濾波器，對所輸入的彩色圖像數據進行濾波處理。所提取出的第二輪廓圖像被輸出給乘法名^" 325 ο這是因為在近景觀察模式中強調高頻成分即可，而在遠景觀察模式中，由於高頻成分的信號少，因此應強調的輪廓的信息相比近景觀察模式而位於頻率較低的頻帶。增益係數確定部3M將從控制部302輸出的強調級別信息轉換為所述第一頻帶提取部322或第二頻帶提取部323提取出的特定頻率的輪廓圖像的放大量並輸出給乘法器
325。乘法器325使第一頻帶提取部322或第二頻帶提取部323提取出的特定頻率的輪廓圖像與從增益係數確定部3M輸出的放大量相乘，將放大後的輪廓圖像輸出給加法器
326。加法器3 生成在輸入到輪廓強調處理部317的彩色圖像數據中加入了所述輪廓圖像的輪廓強調圖像，將輪廓強調圖像數據輸出到顯示部400。如上面所述，根據第一實施方式，基於多個觀察模式進行適於其不同頻率特性的圖像處理，從而能在各觀察模式中得到高畫質的攝像圖像，能按照目的進行最佳觀察。尤其是，在相對於伴隨攝像元件的細微化的像素節距，由於基於光學系統光圈的衍射極限的影響而使得無法得到攝像元件原本的解析度的情況下，也能設定大景深低解析度模式和小景深高解析度模式，從而觀察到攝像元件本來具備的最大解析度的圖像。在以上的本實施方式中，在第一觀察模式的情況下，與第二觀察模式的情況相比， 圖像處理部301進行更為減少高頻的圖像處理。由此能夠在第一觀察模式中有效減少噪聲。這是由於第一觀察模式中受到衍射極限的影響，因而解析度會降低，高頻成分的信號會減少。也就是說，在存在有高頻成分的情況下，屬於噪聲的可能性較高，因而認為即便減少了高頻，對信號值的影響也較小。具體是進行應用低通濾波器的處理。另外，在第一觀察模式的情況下，與第二觀察模式的情況相比，圖像處理部301進行增大噪聲降低量的圖像處理。由此能夠在第一觀察模式中有效地減少噪聲。在第一觀察模式中，因高頻成分信號減少而導致的情況與上述同樣。具體而言，使用圖18(A)、圖18(B)所示的拉普拉斯金字塔進行分割為多個頻帶的處理。而且在圖18(A)、圖18(B)的例子中，對頻帶3進行增大噪聲降低量的處理。另外，圖像處理部301在第二觀察模式中進行強調規定的高頻頻帶的處理，在第一觀察模式中進行強調比第二觀察模式低的頻帶的輪廓強調處理。由此，能夠進行對應於觀察模式的有效的輪廓強調處理。關於第一觀察模式中因高頻成分信號減少而導致的情況，與上述同樣。具體而言，如圖20所示，在第二觀察模式中強調1100，而在第一觀察模式中進行強調1101的處理。另外，第一觀察模式可以是遠景觀察模式，第二觀察模式可以是近景觀察模式。由此，能夠在考慮到各模式的特性的基礎上確定用途。第一觀察模式可增大景深寬度。因此在內窺鏡系統中，可用於在管狀器官中進行病變部搜索的狀況等中的、期望由近及遠都處於對焦狀態的遠景觀察模式。另外，在第二觀察模式中，可用於發現了病變部之後，正對所發現的病變部進行觀察那樣的解析度優先於景深寬度的近景觀察模式。3.第二實施方式圖21是表示第二實施方式的內窺鏡系統(攝像裝置)的總體結構的框圖。本實施方式的內窺鏡系統具有光源部100、攝像部200、處理器部300、顯示部400、外部I/F部 500。基本結構與第一實施方式相同，因此對相同結構省略詳細說明，以下示出不同結構的詳細情況。首先，旋轉濾色器102不同於光源部100。其結構如圖22所示，其由表現出白色光的分光透射率的濾色器801、表現出作為特殊光的窄帶分光透射率的濾色器802、旋轉電動機803構成。如圖23所示，濾色器801例如具有使從380nm到650nm波長範圍的光透過的分光特性。如圖M所示，濾色器802的分光特性具有使B2為390 445nm、G2為530 550nm的波段的光透過的透射率特性。其次，攝像元件208不同於攝像部200，其使用圖25(A)所示的拜爾排列的原色單
14板元件。進而，對處理器部300還新添加了對焦位置控制部303，而且圖像處理部301的詳細情況也不同，伴隨所述對焦位置控制部303的添加和旋轉濾色器102的不同之處，控制部 302的控制內容也發生了變更。接著根據圖沈的框圖說明圖像處理部301的詳細情況。圖像處理部301包括預處理部350、選擇部311、第一降噪處理部351、同步處理部352、顏色處理部353、灰度轉換處理部315、第二降噪處理部354、輪廓強調處理部317、選擇部355、病變位置檢測部356、顯示圖像生成部357。接下來說明各構成部間的數據流動。從A/D轉換部209輸出的圖像數據被輸入到圖像處理部301，在預處理部350處，輸入控制部302中預先保存的與各色信號對應的OB鉗位值、增益校正值、WB係數值，根據這些輸入值實施OB鉗位處理、增益校正、WB處理，並輸出到選擇部311。還將來自控制部302的觀察模式信息輸入到選擇部311，當該觀察模式信息為遠景觀察模式的情況下將所輸入的圖像數據輸出給第一降噪處理部351，當該觀察模式信息為近景觀察模式的情況下將所輸入的圖像數據輸出給同步處理部352。其中，圖17示出了所輸入的圖像數據的MTF(空間頻率特性)的例子。MTF 1000是近景觀察模式時的，MTF 1001是遠景觀察模式時的。在遠景觀察模式時，由於伴隨光圈縮小的衍射極限的影響，而處於高頻成分少的狀態。第一降噪處理部351鑑於所輸入的圖像數據為MTF 1001的特性，使圖17的頻率特性1002的低通濾波器作用於圖25(B)所示的各色信號(該圖中為R信號)所構成的圖像數據。由此能去除與所述低通濾波器的阻帶對應的頻帶中的高頻噪聲。從第一降噪處理部351輸出的經過了降噪的圖像數據或從選擇部311輸出的圖像數據被輸出給同步處理部352。而且，從控制部302向同步處理部352輸入照明光的種類(白色光或特殊光)信息，基於拜爾排列，對於每個像素，按照所述照明光的種類信息對缺失的2個信號進行不同的插值處理，從而對於每個像素生成由RGB信號構成的彩色圖像數據，輸出給顏色處理部 353。而且從控制部302向顏色處理部353輸入照明光的種類(白色光或特殊光)信息，當所輸入的彩色圖像數據的照明光為白色光的情況下，轉換至與輸出監視器的色域對應的色空間，當所輸入的彩色圖像數據的照明光為特殊光的情況下，轉換為規定的偽彩色， 輸出給灰度轉換處理部315。所述色域例如是作為色空間的國際標準規範的sRGB (standard RGB)。灰度轉換處理部315將顏色轉換後的彩色圖像數據轉換為作用了抵消顯示部400 的輸出灰度特性的Y特性的、例如8位的灰度轉換後彩色圖像數據，輸出給第二降噪處理部 354。還從控制部302向第二降噪處理部3M輸入照明光的種類(白色光或特殊光)信息和攝像模式信息，根據所輸入的彩色圖像數據生成例如拉普拉斯金字塔型的多重解析度圖像，按照所述照明光的種類和攝像模式信息對各個不同的解析度圖像獨立地進行規定降低量的降噪處理。由此能減少低頻噪聲(例如色噪聲等)，還能進行消除與特殊光時的光量不足相伴隨的噪聲增加的強力降噪。經過了第二降噪後的彩色圖像數據被輸出給輪廓強調處理部317。除了經過降噪後的彩色圖像數據之外，輪廓強調處理部317還被輸入有來自控制部302的觀察模式信息，與第一實施方式同樣地，根據觀察模式信息被實施了不同的輪廓強調處理的輪廓強調後彩色圖像數據被輸出給選擇部355。其中，還可以從控制部302輸入照明光的信息，也可以根據照明光變更強調量。還從控制部302向選擇部355輸入照明光的信息，照明光為特殊光的彩色圖像數據被輸出給病變位置檢測部356，照明光為白色光的彩色圖像數據被輸出給顯示圖像生成部357。此後，將如下所述的彩色圖像數據記作特殊光圖像，該彩色圖像數據包含通過作為特殊光的照明光的照射而得到的具有特定波段中的信息的被攝體像。另外，將如下所述的彩色圖像數據記作白色光圖像，該彩色圖像數據包含通過作為白色光的照明光的照射而得到的具有白色光的波段中的信息的被攝體像。病變位置檢測部356對所輸入的特殊光圖像提取規定色相的區域，對通過所述提取區域連接起來的區域進行歸組，進行該歸組後的面積是否大於等於規定閾值的判定。在判斷為面積大於等於規定閾值的情況下，將包圍歸組區域的矩形或圓形區域設定為病變區域，作為病變位置輸出給顯示圖像生成部357和對焦位置控制部303。而且，在檢測到多個病變位置的情況下，選擇例如最大面積的病變，在還剩下多個的情況下選擇位於畫面中央附近的，把範圍縮小到1個。顯示圖像生成部357根據所輸入的病變區域、白色光圖像和來自控制部302的顯示模式信息，生成後述的顯示圖像，輸出給顯示部400和對焦位置控制部303。僅當作為觀察模式信息而由控制部302通知了近景觀察模式的情況下或由病變位置檢測部356通知了病變位置的情況下，對焦位置控制部303能有效地發揮作用。接著根據圖27說明顯示圖像生成部357的詳細情況。顯示圖像生成部357由選擇部360、區域提取部361、電子變焦部362、區域框合成部363構成。接著說明各構成部間的數據流動。從選擇部355輸出的白色光圖像被輸入到選擇部360，在來自控制部302的顯示模式信息為病變區域放大顯示模式的情況下被分配到區域提取部361，在來自控制部302的顯示模式信息為病變區域框顯示模式的情況下分配到區域框合成部363。區域提取部361對於白色光圖像提取出包含從病變位置檢測部356輸出的病變位置(矩形或圓形區域)的規定區域，輸出給電子變焦部362。電子變焦部362以使所提取出的規定區域成為顯示部400的顯示畫面尺寸的方式來進行電子變焦處理，輸出給顯示部 400和對焦位置控制部303。另一方面，在區域框合成部363中，對於白色光圖像，在其對應位置處疊加表示從病變位置檢測部356輸出的病變位置(矩形或圓形區域)的矩形框或者圓形框，輸出給顯示部400和對焦位置控制部303。在這裡，可由用戶通過外部I/F部500的切換開關來選擇顯示模式，尤其在選擇了病變區域放大顯示模式的情況下，通過控制部302以開放可變光圈205的方式對可變光圈控制部204進行控制。亦即，在病變區域放大顯示模式的情況下處於近景觀察模式，雖然景深較小卻可以得到較高的解析度，因此即便通過電子變焦加以放大也能顯示相比遠景觀察模式時毫不遜色的解析度的圖像。這種情況下，期望如下所說明的自動對焦發揮作用，然而在固定焦點的情況下，如果在近景觀察時限定使用，也能得到實用的使用感。最後根據圖觀詳細說明對焦位置控制部303。對焦位置控制部303由區域提取部364、亮度值計算部365、對比度計算部366、透鏡移動量計算部367構成。接著說明各構成部間的數據流動。從顯示圖像生成部357輸出的白色光圖像被輸入到區域提取部364，從白色光圖像提取出來自控制部302的顯示模式信息和來自病變位置檢測部356的對應於病變位置的區域。其中，當病變位置檢測部356檢測出病變部且輸出了其位置信息的情況下，經由區域提取部364向控制部302通知切換信息以切換觀察模式信息。例如，在把外部I/F部500內未圖示的自動觀察模式開關指定為開啟的情況下，根據所述切換信息切換所述觀察模式信息。例如以下述方式進行控制在由病變位置檢測部 356檢測到病變的情況下切換為近景觀察模式，如果沒有檢測出病變則切換為遠景觀察模式。另一方面，在將所述自動觀察模式開關設定為關閉的情況下，只要用戶沒有設定為近景觀察模式，對焦位置控制部303就不發揮作用。在由病變位置檢測部356輸出了病變位置的情況下，通過區域提取部364提取出的病變區域被亮度值計算部365根據彩色圖像數據轉換為亮度值，然後輸出給對比度計算部 366。對比度計算部366計算區域內的亮度值的最大最小值作為對比度值，計算出的對比度值以時序數據的形式在對比度計算部366所具備的未圖示的存儲器中保存多個幀的對比度值。儲存於所述存儲器的至少3個對比度值被輸出給透鏡移動量計算部367。透鏡移動量計算部367的未圖示的存儲器中保存有焦點位置調整透鏡207的調整位置，根據與所輸入的至少3個對比度值相對應的調整位置計算作為對焦位置的透鏡調整位置，輸出給控制部302。控制部302將計算出的透鏡調整位置輸出給焦點位置控制部206， 焦點位置控制部206通過移動焦點位置調整透鏡207，能夠實現對於病變位置的自動對焦。如上所述，根據第二實施方式，能夠根據病變檢測結果自動切換遠景觀察模式和近景觀察模式這2種觀察模式，而且當選擇了近景觀察模式的情況下能自動對焦於病變位置，因此能擺脫模式切換的繁瑣，可更加專注於病變的診斷。進而在通過電子變焦來放大顯示包含檢測到的病變位置的區域情況下，自動切換為高解析度的近景觀察模式，因此能夠在不會助長電子變焦帶來的模糊感的情況下通過具備與遠景觀察模式時同等的解析度的高畫質圖像進行病變的診斷。在上述的本實施方式中，具有從攝像圖像中檢測病變位置的病變位置檢測部，在檢測到病變位置的情況下，觀察模式設定部304將觀察模式設定為第二觀察模式。由此，當檢測到病變部的情況下，能夠設定為第二觀察模式(景深寬度較小，解析度較高)。這是因為預想為在檢測到病變部的情況下，並不是要觀察大範圍，而是要觀察以病變部為中心的較小的範圍。另外，圖像處理部301取得包含具有特定波段中的信息的被攝體像的第一攝像圖像，該特定波段是比白色光窄的波段，病變位置檢測部356根據所取得的第一攝像圖像，檢測病變位置。
由此，能夠通過窄帶光觀察檢測病變部。具體而言，例如當使用NBI模式的情況下，用褐色顯示扁平上皮癌等特定的病變等，相比白色光的觀察，通過窄帶光的觀察能夠提高對特定病變的視覺辨認性。因此通過使用窄帶光能有效地檢測病變位置。另外，還可以具有對焦位置控制部303，在觀察模式為第二觀察模式的情況下，進行焦點位置的控制。具體而言，既可以將焦點對準預先確定的固定位置，也可以將焦點對準病變位置。由此就能夠控制焦點位置，即便是景深寬度較小的第二觀察模式中，也能夠恰當地將焦點對準被攝體。具體而言，預先確定第二觀察模式中的平均焦點位置，把焦點對準該位置即充分具有實用性。另外，當所述病變位置檢測部356檢測到病變部的情況下，認為要觀察以病變部為中心的區域，因而可把焦點對準病變位置。另外，也可以設置為圖像處理部301除了所述第一圖像之外，還取得包含具有白色光的波段中的信息的被攝體像的第二攝像圖像，根據第二攝像圖像的規定區域的對比度對準焦點。並且，第二攝像圖像是包含在第一攝像圖像中檢測到的病變位置的圖像。由此能得到作為特殊光圖像的第一攝像圖像和作為普通光圖像的第二攝像圖像， 使用第二圖像通過對比度法對準焦點。還可以具有放大顯示所拍攝的圖像的電子變焦部362，電子變焦部362以規定倍率放大顯示對焦位置控制部303對準了焦點的病變位置的周邊區域。由此能放大顯示病變位置，能更加詳細地觀察病變位置。並且，雖然進行電子變焦會使得解析度降低，但是因為在檢測到病變位置時使用解析度較高的第二觀察模式，因此能實現具有充分實用性的解析度。另外，圖像處理部301取得作為特殊光圖像的第一攝像圖像和作為普通光圖像的第二攝像圖像。其中，第一攝像圖像和第二攝像圖像是拍攝了生物體內的生物體內圖像。生物體內圖像所包含的特定波段是指被血液中的血紅蛋白吸收的波長的波段。該血紅蛋白所吸收的波長例如為390nm 445nm(窄帶光的B2成分)或530nm 550nm(窄帶光的G2成分)。由此就能夠進行被稱作NBI (Narrow Band Imaging 窄帶成像)的窄帶光觀察，能觀察位於生物體表層部和深處的血管的構造。另外，通過將得到的信號輸入到特定的通道 (G2 — R、B2 — G、B)，能用褐色等顯示扁平上皮癌等通過普通光難以看清的病變等，能防止看漏病變部。並且，所謂390nm 445nm或530nm 550nm指的是根據被血紅蛋白吸收的特性以及分別到達生物體的表層部或深處的特性而得到的波長。但是，此時的波段並不限於此，例如還可以考慮到由於與血紅蛋白的吸收和到達生物體的表層部或深處有關的實驗結果等變動因素，使得波段的下限值降低約0 10%，上限值提高約0 10%的情況。另外，生物體內圖像所包含的特定波段可以是螢光物質發出的螢光的波段。例如特定波段可以是490nm 625nm的波段。由此就能夠實現被稱作AFI (Auto Fluorescence Imaging 自發螢光成像)的螢光觀察。通過照射激勵光(390nm 470nm)，能觀察到膠原蛋白等螢光物質發出的固有螢光 (intrinsic fluorescence。490nm 625nm)。在這種觀察中，能採用與正常黏膜不同的色調來強調地顯示病變，能防止看漏病變部等。並且，490nm 625nm的波長表示照射所述激勵光時由膠原蛋白等螢光物質發出的固有螢光的波段。390nm 470nm的波長表示用於產
18生螢光的激勵光的波段。其中，此時的波段不限於此，例如還可以考慮到下述情況由於與螢光物質發出的螢光的波段有關的實驗結果等變動因素，使得波段的下限值降低約0 10%，上限值提高約0 10%。還可以同時照射被血紅蛋白吸收的波段(540nm 560nm)，生成偽彩色圖像。另外，生物體內圖像所包含的特定波段可以是紅外光的波段。例如特定波段可以是790nm 820nm或905nm 970nm的波段。由此就能夠實現被稱作anfra Red Imaging 紅外成像)的紅外光觀察。在靜脈注射了作為紅外光易於吸收的紅外指標藥劑的ICG(吲哚菁綠)之後，照射上述波段的紅外光，從而能強調地顯示出人眼難以視覺辨認的黏膜深處的血管和血流信息，能進行胃癌的深度診斷和治療方針的判定等。並且，790nm 820nm這樣的波長可通過紅外指標藥劑的吸收最強這一特性來求出，905nm 970nm這樣的波長可通過紅外指標藥劑的吸收最弱這一特性來求出。但是，此時的波段不限於此，例如還可以考慮到下述情況由於與紅外指標藥劑的吸收有關的實驗結果等變動因素，使得波段的下限值降低約0 10%，上限值提高約0 10%。並且在以上的說明中，圖像處理部301取得作為特殊光圖像的第一攝像圖像和作為普通光圖像的第二攝像圖像這兩種圖像，然而並不限於此。既可以在病變位置的檢測和顯示部400的顯示中都使用特殊光圖像，也可以在病變位置的檢測和顯示部400的顯示中都使用普通光圖像。在上面，對應用了本發明的2個實施方式1 2及其變形例進行了說明，但本發明不限於實施方式1 2及其變形例，在實施階段，可以在不脫離發明主旨的範圍內對構成要素進行變形而具體化。另外，通過適當組合所述實施方式1 2和變形例所公開的多個構成要素，能形成各種發明。例如可以從實施方式1 2及其變形例所記載的所有構成要素中刪除掉某些構成要素。進而，還可以適當組合不同實施方式和變形例中所說明的構成要素。這樣，能夠在不脫離發明主旨的範圍內實現各種變形和應用。另外，在說明書或附圖中與更為廣義或同義的不同用語(例如縮小光圈)一起至少記載了一次的用語(例如增大F值)都可以在說明書或附圖中任何部分置換為該不同用語。
權利要求
1.一種內窺鏡系統，其特徵在於，具有攝像部，其具有光學系統和攝像元件；觀察模式設定部，其設定被攝體的觀察模式；光圈控制部，其根據由所述觀察模式設定部設定的所述觀察模式，對光圈狀態進行選擇控制；以及圖像處理部，其對由所述攝像部拍攝的攝像圖像實施圖像處理，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由所述攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特徵在於，在所述觀察模式為所述第一觀察模式的情況下，所述圖像處理部進行與所述觀察模式為所述第二觀察模式時相比更減少高頻的圖像處理。
3.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特徵在於，在所述觀察模式為所述第一觀察模式的情況下，所述圖像處理部進行與所述觀察模式為所述第二觀察模式時相比增大了噪聲降低量的圖像處理。
4.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特徵在於，在所述觀察模式為所述第二觀察模式的情況下，所述圖像處理部進行強調規定的高頻頻帶的輪廓強調處理，在所述觀察模式為所述第一觀察模式的情況下，所述圖像處理部進行強調頻率比所述規定的高頻頻帶低的頻帶的輪廓強調處理。
5.根據權利要求2至4中的任一項所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述第一觀察模式是遠景觀察模式，所述第二觀察模式是近景觀察模式。
6.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特徵在於，該內窺鏡系統具有根據所述攝像圖像來檢測病變位置的病變位置檢測部，在檢測到所述病變位置的情況下，所述觀察模式設定部將所述觀察模式設定為所述第二觀察模式。
7.根據權利要求6所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述圖像處理部獲得第一攝像圖像，該第一攝像圖像包含具有特定波段中的信息的被攝體像，該特定波段與白色光的波段相比為窄波段，所述病變位置檢測部根據所述第一攝像圖像，檢測所述病變位置。
8.根據權利要求6所述的內窺鏡系統，其特徵在於，該內窺鏡系統具有將焦點對準規定位置的對焦位置控制部，在所述觀察模式為所述第二觀察模式的情況下，所述對焦位置控制部進行焦點位置的控制。
9.根據權利要求8所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述對焦位置控制部將焦點對準預先確定的固定位置。
10.根據權利要求8所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述對焦位置控制部將焦點對準所述病變位置。
11.根據權利要求6所述的內窺鏡系統，其特徵在於，該內窺鏡系統具有將焦點對準規定位置的對焦位置控制部，所述圖像處理部獲得第一攝像圖像和第二攝像圖像，該第一攝像圖像包含具有特定波段中的信息的被攝體像，該特定波段與白色光的波段相比為窄波段，該第二攝像圖像包含具有白色光的波段中的信息的被攝體像，所述第二攝像圖像是包含在所述第一攝像圖像中檢測出的所述病變位置的圖像， 所述對焦位置控制部根據所述第二攝像圖像的規定區域的對比度來對準焦點。
12.根據權利要求11所述的內窺鏡系統，其特徵在於， 該內窺鏡系統具有放大顯示所拍攝的圖像的電子變焦部，所述電子變焦部以規定倍率放大顯示所述第二攝像圖像中的、包含由所述對焦位置控制部對準了焦點的所述病變位置在內的周邊區域。
13.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述圖像處理部取得第一攝像圖像和第二攝像圖像，該第一攝像圖像包含具有特定波段中的信息的被攝體像，該特定波段與白色光的波段相比為窄波段，該第二攝像圖像包含具有白色光的波段中的信息的被攝體像。
14.根據權利要求13所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述第一攝像圖像和所述第二攝像圖像是拍攝了生物體內的生物體內圖像， 所述生物體內圖像所包含的所述特定波段是被血液中的血紅蛋白吸收的波段。
15.根據權利要求14所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述特定波段是390納米 445 納米或530納米 550納米。
16.根據權利要求13所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述第一攝像圖像和所述第二攝像圖像是拍攝了生物體內的生物體內圖像， 所述生物體內圖像所包含的所述特定波段是螢光物質所發出的螢光的波段。
17.根據權利要求16所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述特定波段是490納米 625 納米的波段。
18.根據權利要求13所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述第一攝像圖像和所述第二攝像圖像是拍攝了生物體內的生物體內圖像， 所述生物體內圖像所包含的所述特定波段是紅外光的波段。
19.根據權利要求18所述的內窺鏡系統，其特徵在於，所述特定波段是790納米 820 納米或905納米 970納米的波段。
20.一種控制方法，其特徵在於， 設定被攝體的觀察模式，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，作為光圈值，選擇由光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，作為所述光圈值，選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態。
21.一種攝像裝置，其特徵在於，其具有 攝像部，其具有光學系統和攝像元件；觀察模式設定部，其設定被攝體的觀察模式；以及光圈控制部，其根據由所述觀察模式設定部設定的所述觀察模式，對光圈值進行選擇控制，在所述觀察模式為第一觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於由所述攝像元件確定的解析度的第一光圈狀態，作為所述光圈值，在所述觀察模式為第二觀察模式的情況下，所述光圈控制部選擇由所述光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由所述攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態，作為所述光圈值。
全文摘要
內窺鏡系統、攝像裝置以及控制方法。本發明的課題是在考慮到衍射極限的影響的基礎上，即能拍攝攝像元件所具備的解析度的圖像，又能擴大景深寬度。作為解決手段，內窺鏡系統具有具有光學系統和攝像元件的攝像部(200)；設定觀察模式的觀察模式設定部(304)；根據觀察模式來對光圈狀態進行選擇控制的光圈控制部(204)；以及對攝像部(200)拍攝的攝像圖像實施圖像處理的圖像處理部(301)，在第一觀察模式下，光圈控制部(204)選擇由光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度低於攝像元件所確定的解析度的第一光圈狀態；在第二觀察模式下，光圈控制部(204)選擇由光學系統的光圈的衍射極限確定的解析度大於等於由攝像元件確定的解析度的第二光圈狀態。
文檔編號G02B23/24GK102188219SQ20111006630
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者佐佐木寬 申請人:奧林巴斯株式會社