專利名稱：生物體攝像裝置和生物體觀測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物體攝像裝置和生物體觀測系統，特別是涉及能對生 物體組織中的規定部位被強調的像進行攝像的生物體攝像裝置和生物體 觀測系統。
背景技術：
具有內窺鏡和光源裝置等的內窺鏡裝置以往廣泛使用在醫療領域等 中。特別是，醫療領域中的內窺鏡裝置主要使用在手術者等對作為被檢 體的生物體內進行觀察等的用途中。
并且，作為使用了醫療領域中的內窺鏡裝置的觀察， 一般公知的是， 例如，除了將白色光照射到生物體內的被攝體上、對與肉眼進行的觀察 大致相同的該被攝體的像進行攝像的通常觀察以外，還有窄帶光觀察
(NBI: Narrow Band Imaging:窄帶光成像)，即通過將具有比通常觀 察中的照明光窄的頻帶的光即窄帶光照射到該被攝體上進行觀察，來對 與通常觀察相比生物體中的粘膜表層的血管等被強調的像進行攝像。
日本特開2002—095635號公報所提出的內窺鏡系統構成為具有光 源裝置，其用于輸出窄帶的照明光，并設置有具有離散分光特性的濾鏡； 以及內窺鏡，其用于對由該照明光所照明的被攝體的像進行攝像。而且， 日本特開2002 — 095635號公報所提出的內窺鏡系統由于具有上述的結 構，因而可對上述被攝體進行窄帶光觀察。
然而，在使用日本特開2002—095635號公報所提出的內窺鏡系統來 進行窄帶光觀察的情況下，需要設置有具有離散分光特性的濾鏡的能應 對窄帶光觀察的光源裝置。因此，產生以下課題，即用于制造設置有 上述濾鏡的上述光源裝置的成本增大，結果使得對被攝體進行窄帶光觀 察時的成本增大。
發明內容
本發明是鑒于上述情況而作成的，其目的是提供與以往相比能抑制 進行窄帶光觀察時的成本的生物體攝像裝置和生物體觀測系統。
本發明中的第1生物體攝像裝置的特征在于，該生物體攝像裝置具 有多個攝像單元，其對由白色光所照明的生物體組織進行攝像，并將 該生物體組織的像作為攝像信號來輸出；第1分光單元，其具有使第1
波長頻帶的光透射的透射特性，并通過對由上述多個攝像單元中的第1 攝像單元所攝像的上述生物體組織的像進行分光，能將上述生物體組織
的像作為第1像，圖像顯示在顯示單元上；以及第2分光單元，其具有 使與上述第1波長頻帶不同的第2波長頻帶的光透射的透射特性，并通 過對由上述多個攝像單元中的第2攝像單元所攝像的上述生物體組織的 像進行分光，能將上述生物體組織的像作為上述生物體組織中的規定部 位與上述第1像相比被強調的第2像，圖像顯示在顯示單元上。
本發明中的第2生物體攝像裝置的特征在于，在上述第1生物體攝 像裝置中，還具有第3分光單元，該第3分光單元具有使與上述第1波 長頻帶和上述第2波長頻帶不同的第3波長頻帶的光透射的透射特性， 并通過對由上述多個攝像單元中的第3攝像單元所攝像的上述生物體組 織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為上述生物體組織中的規 定部位與上述第2像相比被強調的第3像，圖像顯示在顯示單元上。
本發明中的第3生物體攝像裝置的特征在于，在上述第1或第2生 物體攝像裝置中，上述規定部位是血管。
本發明中的第4生物體攝像裝置的特征在于，在上述第1至第3生 物體攝像裝置中，上述第1波長頻帶的光是具有紅色頻帶、第1綠色頻 帶和第1藍色頻帶的光。
本發明中的第5生物體攝像裝置的特征在于，在上述第4生物體攝 像裝置中，上述第2波長頻帶的光是具有比上述第1綠色頻帶窄的第2 綠色頻帶和比上述第1藍色頻帶窄的第2藍色頻帶的光。
本發明中的第6生物體攝像裝置的特征在于，在上述第4或第5生
6物體攝像裝置中，上述第3波長頻帶的光是在上述第1藍色頻帶中具有 多個峰值波長的光。
本發明中的第1生物體觀測系統具有光源裝置，其發出白色光作 為用于對生物體中的被攝體進行照明的照明光；生物體攝像裝置，其對 上述被攝體的像進行攝像，并將該被攝體的像作為攝像信號來輸出；以 及控制裝置，其控制上述光源裝置和上述生物體攝像裝置，上述生物體 觀測系統的特征在于，上述生物體攝像裝置具有多個攝像單元，其對 上述被攝體的像進行攝像，并將該被攝體的像作為攝像信號來輸出；第l 分光單元，其具有使第1波長頻帶的光透射的透射特性，并通過對由上 述多個攝像單元中的第1攝像單元所攝像的上述被攝體的像進行分光， 能將上述被攝體的像作為第1像，圖像顯示在顯示單元上；以及第2分 光單元，其具有使與上述第1波長頻帶不同的第2波長頻帶的光透射的 透射特性，并通過對由上述多個攝像單元中的第2攝像單元所攝像的上 述被攝體的像進行分光，能將上述被攝體的像作為上述被攝體中的規定 的生物體組織與上述第1像相比被強調的第2像，圖像顯示在顯示單元 上；上述控制裝置具有操作指示單元，其輸出用于切換觀察上述第1 像的第1觀察模式和觀察上述第2像的第2觀察模式的觀察模式切換信 號；以及控制單元，其在根據上述觀察模式切換信號檢測出在上述操作 指示單元中指示了使用一個觀察模式進行觀察的情況下，輸出控制信號， 該控制信號用于進行與該一個觀察模式對應的上述多個攝像單元各方中 的曝光時間的調整、在上述光源單元中發出的上述白色光的光量的控制、 以及顯示單元中的上述第1像和上述第2像的顯示狀態的切換。
本發明中的第2生物體觀測系統的特征在于，在上述第1生物體觀 測系統中，上述規定的生物體組織是血管。
本發明中的第3生物體觀測系統的特征在于，在上述第1或上述第 2生物體觀測系統中，上述第1波長頻帶的光是具有紅色頻帶、第1綠色 頻帶和第1藍色頻帶的光。
本發明中的第4生物體觀測系統的特征在于，在上述第3生物體觀 測系統中，上述第2波長頻帶的光是具有比上述第1綠色頻帶窄的第2綠色頻帶和比上述第1藍色頻帶窄的第2藍色頻帶的光。
圖1是示出使用本實施方式所涉及的生物體攝像裝置的生物體觀測 系統的要部的結構一例的圖。
圖2是示出圖1所示的生物體攝像裝置具有的一個分光濾鏡中的波 長和透射率之間的關系的圖。
圖3是示出圖1所示的生物體攝像裝置具有的使與圖2不同的波長 頻帶的光透射的一個分光濾鏡中的波長和透射率之間的關系的圖。
圖4是示出在圖1所示的生物體觀測系統中，在通常觀察模式和窄 帶光觀察模式時顯示在監視器上的圖像的一例的圖。
圖5是示出使用本實施方式所涉及的生物體攝像裝置的生物體觀測 系統的要部的結構的與圖1不同的例子的圖。
圖6是示出圖5所示的生物體攝像裝置具有的與圖2和圖3不同的 一個分光濾鏡中的波長和透射率之間的關系的圖。
圖7是示出在圖5所示的生物體觀測系統中，在通常觀察模式、第 l窄帶光觀察模式和第2窄帶光觀察模式時顯示在監視器上的圖像的一例 的圖。
具體實施例方式
圖1至圖7涉及本發明的實施方式。圖1是示出使用本實施方式所 涉及的生物體攝像裝置的生物體觀測系統的要部的結構一例的圖。圖2 是示出圖1所示的生物體攝像裝置具有的一個分光濾鏡中的波長和透射 率之間的關系的圖。圖3是示出圖1所示的生物體攝像裝置具有的使與 圖2不同的波長頻帶的光透射的一個分光濾鏡中的波長和透射率之間的 關系的圖。圖4是示出在圖l所示的生物體觀測系統中，在通常觀察模 式和窄帶光觀察模式時顯示在監視器上的圖像的一例的圖。圖5是示出 使用本實施方式所涉及的生物體攝像裝置的生物體觀測系統的要部的結 構的與圖1不同的例子的圖。圖6是示出圖5所示的生物體攝像裝置具有的與圖2和圖3不同的一個分光濾鏡中的波長和透射率之間的關系的 圖。圖7是示出在圖5所示的生物體觀測系統中，在通常觀察模式、第l 窄帶光觀察模式和第2窄帶光觀察模式時顯示在監視器上的圖像的一例 的圖。
如圖1所示，生物體觀測系統1具有以下要部，即生物體攝像裝 置2，其對作為被檢體的生物體內的生物體組織等被攝體501的像進行攝 像，并將其作為攝像信號來輸出；光源裝置3，其向由生物體攝像裝置2 攝像的被攝體501提供照明光；控制裝置4，其根據從生物體攝像裝置2 所輸出的攝像信號生成影像信號并將其輸出，并且進行光源裝置3的控 制；以及作為顯示單元的監視器5，其根據從控制裝置4所輸出的影像信 號，圖像顯示由生物體攝像裝置2所攝像的被攝體501的像。
構成為內窺鏡等的生物體攝像裝置2具有物鏡光學系統21A，其 使被攝體501的像成像；分光濾鏡22A，其用于使由物鏡光學系統21A 所成像的被攝體501的像分光，并使具有第1波長頻帶的光透射；以及 作為攝像單元的攝像元件23A，其由CCD (電荷耦合元件)等構成，對 由分光濾鏡22A所分光的被攝體501的像進行攝像，并將所攝像的該被 攝體501的像作為攝像信號來輸出。然后，由上述的物鏡光學系統21A、 分光濾鏡22A和攝像元件23A構成通常觀察用攝像單元。
并且，生物體攝像裝置2具有物鏡光學系統21B，其使被攝體501 的像成像；分光濾鏡22B，其用于使由物鏡光學系統21B所成像的被攝 體501的像分光，并使具有第2波長頻帶的光透射；以及作為攝像單元 的攝像元件23B，其由CCD等構成，對由分光濾鏡22B所分光的被攝體 501的像進行攝像，將所攝像的該被攝體501的像作為攝像信號來輸出。 然后，由上述的物鏡光學系統21B、分光濾鏡22B和攝像元件23B構成 第1窄帶光觀察用攝像單元。
而且，生物體攝像裝置2具有照明物鏡系統21C，其用于出射照 明光；以及光導24，其將從光源裝置3所提供的照明光引導到照明物鏡 系統21C。
由馬賽克濾鏡或帶寬限制濾鏡等構成的作為分光單元的分光濾鏡22A，構成為具有使具有作為第1波長頻帶的例如圖2所示的R、 G和B 的波長頻帶的光透射的透射特性。具體地說，例如，R的波長頻帶是 600nm 700nm， G的波長頻帶是500nm 600nm，并且，B的波長頻帶 是400nm 500nm。另外，第1波長頻帶可以被設定為與原色濾鏡大致對 應的上述的波長頻帶，并且也可以被設定成與補色濾鏡對應的波長頻帶。
由馬賽克濾鏡或帶寬限制濾鏡等構成的作為分光單元的分光濾鏡 22B,構成為具有使具有作為第2波長頻帶的例如圖3所示的比上述的G 的波長頻帶窄的波長頻帶即Gl的波長頻帶和比上述的B的波長頻帶窄 的波長頻帶即Bl的波長頻帶的光透射的透射特性。具體地說，例如， Gl的波長頻帶是530nm 560nm， Bl的波長頻帶是400nm 430nm。
光源裝置3構成為具有作為光源單元的燈具31，其由發出作為照 明光的白色光的氙燈等構成，可通過控制裝置4的控制變更出射光量； 以及聚光光學系統32，其通過對在燈具31中所發出的白色光進行匯聚， 來把用于對被攝體501進行照明的照明光提供給光導24。
控制裝置4構成為具有操作面板41，其設置在控制裝置4的外裝 表面上，并通過手術者等的操作輸出指示信號；控制電路42，其基于從 操作面板41所輸出的指示信號進行各種控制；圖像處理電路43，其根據 控制電路42的控制，對從攝像元件23A和23B所輸出的攝像信號進行 處理；調光電路44，其根據控制電路42的控制來控制光源裝置3的燈具 31的出射光量；以及電子快門45，其用于調整攝像元件23A和23B的 曝光時間。
操作面板41構成為具有輸出用于切換通常觀察模式和窄帶光觀察 模式的觀察模式切換指示信號的觀察模式切換開關等操作指示單元，所 述通常觀察模式用于觀察與通過肉眼觀察生物體中的期望的被攝體的情 況的像大致相同的像，所述窄帶光觀察模式用于觀察生物體中的被攝體 的粘膜表層的血管和細微結構等被強調的像。
作為控制單元的控制電路42在根據從操作面板41所輸出的指示信
號檢測出例如指示了進行通常觀察的情況下，將具有與通常觀察模式對 應的控制內容的第1控制信號輸出到圖像處理電路43、調光電路44以及電子快門45。
并且，控制電路42在根據從操作面板41所輸出的指示信號檢測出 例如指示了進行窄帶光觀察的情況下，將具有與窄帶光觀察模式對應的 控制內容的第2控制信號輸出到圖像處理電路43、調光電路44以及電子 快門45。
作為圖像處理單元的圖像處理電路43根據從控制電路42所輸出的 第1控制信號，對從攝像元件23A和23B所輸出的攝像信號進行處理， 以便在監視器5中，將由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像，圖像 顯示得比由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像大，并且將進行了該 處理后的各攝像信號作為影像信號輸出到監視器5。
并且，圖像處理電路43根據從控制電路42所輸出的第2控制信號， 對從攝像元件23A和23B所輸出的攝像信號進行處理，以便在監視器5 中，將由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像，圖像顯示得比由攝像 元件23A所攝像的被攝體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像 信號作為影像信號輸出到監視器5。
作為調光單元的調光電路44根據從控制電路42所輸出的第1控制 信號，進行把燈具31的出射光量用作第l出射光量的控制，以便將由攝 像元件23A所攝像的被攝體501的像以最適于通常觀察的亮度圖像顯示 在監視器5上。
并且，調光電路44根據從控制電路42所輸出的第2控制信號，進 行把燈具31的出射光量用作比上述第1出射光量高的光量即第2出射光 量的控制，以便將由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像以最適于窄 帶光觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。
作為曝光調整單元的電子快門45根據從控制電路42所輸出的第1 控制信號，把攝像元件23A的曝光時間調整為適于通常觀察的第1曝光 時間，并把攝像元件23B的曝光時間調整為比該第1曝光時間長的第2 曝光時間。
并且，電子快門45根據從控制電路42所輸出的第2控制信號，把 攝像元件23B的曝光時間調整為適于窄帶光觀察的第3曝光時間，并把攝像元件23A的曝光時間調整為比該第3曝光時間短的第4曝光時間。 下面，對本實施方式的生物體觀測系統1的作用進行說明。 手術者等接通生物體觀測系統1的各部即生物體攝像裝置2、光源 裝置3、控制裝置4以及監視器5的電源，使該各部處于起動狀態。另外， 假定在上述起動狀態中，生物體攝像裝置2、光源裝置3以及控制裝置4 被設定為通常觀察模式。
在控制裝置4被設定為通常觀察模式的情況下，控制電路42根據從 操作面板41所輸出的觀察模式切換指示信號檢測出指示了進行通常觀 察，并把第1控制信號輸出到圖像處理電路43、調光電路44以及電子快 門45。并且，在控制裝置4被設定為通常觀察模式的情況下，調光電路 44根據從控制電路42所輸出的第1控制信號，進行把燈具31的出射光 量用作第1出射光量的控制，以便將由攝像元件23A所攝像的被攝體501 的像以最適于通常觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。而且，在控制裝 置4被設定為通常觀察模式的情況下，電子快門45根據從控制電路42 所輸出的第1控制信號，把攝像元件23A的曝光時間調整為適于通常觀 察的第1曝光時間，并把攝像元件23B的曝光時間調整為比該第1曝光 時間長的第2曝光時間。
之后，手術者等操作并移動生物體攝像裝置2，以使生物體內的期 望的被攝體處于進入物鏡光學系統21A和21B的視野的位置、而且處于 由從照明光學系統21C出射的照明光照明的位置。
在上述那樣的狀態中，由從照明光學系統21C出射的寬帶的光所照 明的被攝體501的像由物鏡光學系統21A和21B分別成像，由分光濾鏡 22A和22B分別分光，并在攝像元件23A和23B中分別被攝像，之后作 為攝像信號分別被輸出到控制裝置4的圖像處理電路43。
圖像處理電路43根據從控制電路42所輸出的第1控制信號、以及 從攝像元件23A和23B分別輸出的攝像信號，對從攝像元件23A和23B 所輸出的攝像信號進行處理，以便將由攝像元件23A所攝像的被攝體501 的像，圖像顯示得比由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像大，并且 將進行了該處理后的各攝像信號作為影像信號輸出到監視器5。然后，監視器5根據從圖像處理電路43所輸出的影像信號，例如， 如圖4所示，把由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像顯示為通常觀 察圖像51A，并把由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像顯示為窄帶 光觀察圖像51B。
以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2、光源裝置3和控制 裝置4中進行，從而在監視器5上以最佳的亮度顯示根據通常觀察模式 而放大的通常觀察圖像51A，并顯示根據通常觀察模式而縮小的窄帶光 觀察圖像51B。而且，以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2、光 源裝置3和控制裝置4中進行，從而在監視器5上顯示與通過肉眼觀察 生物體中的期望的被攝體的情況的像大致相同的像作為通常觀察圖像 51A。
并且，設置在操作面板41內的觀察模式切換幵關由手術者等操作， 從而例如在進行了用于將生物體攝像裝置2、光源裝置3和控制裝置4中 的觀察模式從通常觀察模式切換到窄帶光觀察模式的指示的情況下，操 作面板41把基于該指示的觀察模式切換指示信號輸出到控制電路42。
控制電路42根據從操作面板41所輸出的觀察模式切換指示信號檢 測出指示了進行窄帶光觀察，并把第2控制信號輸出到圖像處理電路43、 調光電路44以及電子快門45。并且，在控制裝置4被設定為窄帶光觀察 模式的情況下，調光電路44根據從控制電路42所輸出的第2控制信號， 進行把燈具31的出射光量用作第2出射光量的控制，以便將由攝像元件 23A所攝像的被攝體501的像以最適于窄帶光觀察的亮度圖像顯示在監 視器5上。而且，在控制裝置4被設定為窄帶光觀察模式的情況下，電 子快門45根據從控制電路42所輸出的第2控制信號，把攝像元件23B 的曝光時間調整為適于窄帶光觀察的第3曝光時間，并把攝像元件23A 的曝光時間調整為比該第3曝光時間短的第4曝光時間。
由從照明光學系統21C出射的窄帶的光所照明的被攝體501的像由 物鏡光學系統21A和21B分別成像，由分光濾鏡22A和22B分別分光， 并在攝像元件23A和23B中分別被攝像，之后作為攝像信號分別被輸出 到控制裝置4的圖像處理電路43。圖像處理電路43根據從控制電路42所輸出的第2控制信號、以及 從攝像元件23A和23B分別輸出的攝像信號，對從攝像元件23A和23B 所輸出的攝像信號進行處理，以便將由攝像元件23B所攝像的被攝體501 的像，圖像顯示得比由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像大，并且 將進行了該處理后的各攝像信號作為影像信號輸出到監視器5。
然后，監視器5根據從圖像處理電路43所輸出的影像信號，例如， 如圖4所示，把由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像顯示為通常觀 察圖像52A，并把由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像顯示為窄帶 光觀察圖像52B。
以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2、光源裝置3和控制 裝置4中進行，從而在監視器5上顯示根據窄帶光觀察模式而縮小的通 常觀察圖像52A，并以最佳的亮度顯示根據窄帶光觀察模式而放大的窄 帶光觀察圖像52B。而且，以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2、 光源裝置3和控制裝置4中進行，從而在監視器5上顯示生物體中的被 攝體的粘膜表層的血管和細微結構等被強調的像作為窄帶光觀察圖像 52B。
另外，生物體觀測系統1也可以構成為圖5所示的生物體觀測系統 1A，該生物體觀測系統1A具有生物體攝像裝置2A、與上述的結構大 致相同的結構的光源裝置3、控制裝置4A以及與上述的結構大致相同的 結構的監視器5。
如圖5所示，生物體攝像裝置2A除了生物體攝像裝置2的結構以外， 還具有第2窄帶光觀察用攝像單元，該第2窄帶光觀察用攝像單元由以 下部分構成，即物鏡光學系統21D，其使被攝體501的像成像；分光 濾鏡22D，其用于使由物鏡光學系統21D所成像的被攝體501的像分光， 并使具有第3波長頻帶的光透射；以及作為攝像單元的攝像元件23D， 其由CCD (電荷耦合元件)等構成，對由分光濾鏡22D所分光的被攝體 501的像進行攝像，將所攝像的該被攝體501的像作為攝像信號來輸出。
作為分光單元的分光濾鏡22D構成為具有使作為第3波長頻帶的例 如在400nm 500nm中具有各種不同的峰值波長的圖6所示的B2、 B3和B4的波長頻帶的光透射的透射特性。
控制裝置4A構成為具有操作面板41A，其設置在控制裝置4A的 外裝表面上，并通過手術者等的操作輸出指示信號；控制電路42A，其 基于從操作面板41A所輸出的指示信號進行各種控制；圖像處理電路 43A，其根據控制電路42A的控制，對從攝像元件23A、 23B和23D所 輸出的攝像信號進行處理；調光電路44A，其根據控制電路42A的控制 來控制光源裝置3的燈具31的出射光量；以及電子快門45A，其用于調 整攝像元件23A、 23B和23D的曝光時間。
操作面板41A構成為具有輸出用于切換通常觀察模式、第1窄帶光 觀察模式以及第2窄帶光觀察模式的觀察模式切換指示信號的觀察模式 切換開關等操作指示單元，所述通常觀察模式用于觀察與通過肉眼觀察 生物體中的期望的被攝體的情況的像大致相同的像，所述第1窄帶光觀 察模式用于觀察生物體中的被攝體的粘膜表層的血管和細微結構等被強 調的像，所述第2窄帶光觀察模式用于觀察生物體中的被攝體的粘膜表 層的血管和細微結構等比該第1窄帶光觀察模式更被強調的像。
作為控制單元的控制電路42A在根據從操作面板41A所輸出的指示 信號檢測出例如指示了進行通常觀察情況下，將具有與通常觀察模式對 應的控制內容的第1控制信號輸出到圖像處理電路43A、調光電路44A 以及電子快門45A。
并且，控制電路42A在根據從操作面板41A所輸出的指示信號檢測 出例如指示了進行第1窄帶光觀察的情況下，將具有與第1窄帶光觀察 模式對應的控制內容的第2控制信號輸出到圖像處理電路43A、調光電 路44A以及電子快門45A。
而且，控制電路42A在根據從操作面板41A所輸出的指示信號檢測 出例如指示了進行第2窄帶光觀察的情況下，將具有與第2窄帶光觀察 模式對應的控制內容的第3控制信號輸出到圖像處理電路43A、調光電 路44A以及電子快門45A。
作為圖像處理單元的圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出 的第1控制信號，對從攝像元件23A、 23B和攝像元件23D所輸出的攝像信號進行處理，以便在監視器5中，將由攝像元件23A所攝像的被攝 體501的像，圖像顯示得比由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像和 由攝像元件23D所攝像的被攝體501的像大，并且將進行了該處理后的 各攝像信號作為影像信號輸出到監視器5。并且，圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出的第2控制信 號，對從攝像元件23A、 23B和攝像元件23D所輸出的攝像信號進行處 理，以便在監視器5中，將由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像， 圖像顯示得比由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像和由攝像元件 23D所攝像的被攝體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像信號 作為影像信號輸出到監視器5。并且，圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出的第3控制信 號，對從攝像元件23A、 23B和攝像元件23D所輸出的攝像信號進行處 理，以便在監視器5中，將由攝像元件23D所攝像的被攝體501的像， 圖像顯示得比由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像和由攝像元件 23B所攝像的被攝體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像信號 作為影像信號輸出到監視器5。作為調光單元的調光電路44A根據從控制電路42A所輸出的第1控 制信號，進行把燈具31的出射光量用作第1出射光量的控制，以便將由 攝像元件23A所攝像的被攝體501的像以最適于通常觀察的亮度圖像顯 示在監視器5上。并且，調光電路44A根據從控制電路42A所輸出的第2控制信號， 進行把燈具31的出射光量用作比上述第1出射光量高的光量即第2出射 光量的控制，以便將由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像以最適于 第1窄帶光觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。而且，調光電路44A根據從控制電路42A所輸出的第3控制信號， 進行把燈具31的出射光量用作比上述第1出射光量高且比上述第2出射 光量低的光量即第3出射光量的控制，以便將由攝像元件23D所攝像的 被攝體501的像以最適于第2窄帶光觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。作為曝光調整單元的電子快門45A根據從控制電路42A所輸出的第1控制信號，把攝像元件23A的曝光時間調整為適于通常觀察的第1曝 光時間，并把攝像元件23B和攝像元件23D的曝光時間調整為比該第1 曝光時間長的第2曝光時間。并且，電子快門45A根據從控制電路42A所輸出的第2控制信號， 把攝像元件23B的曝光時間調整為適于第1窄帶光觀察的第3曝光時間， 把攝像元件23A的曝光時間調整為比該第3曝光時間短的第4曝光時間， 并把攝像元件23D的曝光時間調整為該第3曝光時間。而且，電子快門45A根據從控制電路42A所輸出的第3控制信號， 把攝像元件23D的曝光時間調整為適于第2窄帶光觀察的比上述第4曝 光時間長的第5曝光時間，把攝像元件23A的曝光時間調整為第4曝光 時間，并把攝像元件23B的曝光時間調整為該第5曝光時間。下面，對本實施方式的生物體觀測系統1A的作用進行說明。手術者等接通生物體觀測系統1A的各部即生物體攝像裝置2A、光 源裝置3、控制裝置4A以及監視器5的電源，使該各部處于起動狀態。 另外，假定在上述起動狀態中，生物體攝像裝置2A、光源裝置3以及控 制裝置4A被設定為通常觀察模式。在控制裝置4A被設定為通常觀察模式的情況下，控制電路42A根 據從操作面板41A所輸出的觀察模式切換指示信號檢測出指示了進行通 常觀察，并把第1控制信號輸出到圖像處理電路43A、調光電路44A以 及電子快門45A。并且，在控制裝置4A被設定為通常觀察模式的情況下， 調光電路44A根據從控制電路42A所輸出的第1控制信號，進行把燈具 31的出射光量用作第1出射光量的控制，以便將由攝像元件23A所攝像 的被攝體501的像以最適于通常觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。而 且，在控制裝置4A被設定為通常觀察模式的情況下，電子快門45A根 據從控制電路42A所輸出的第1控制信號，把攝像元件23A的曝光時間 調整為適于通常觀察的第1曝光時間，并把攝像元件23B和攝像元件23D 的曝光時間調整為比該第1曝光時間長的第2曝光時間。之后，手術者等操作并移動生物體攝像裝置2A，以使生物體內的期 望的被攝體處于進入物鏡光學系統21A、 21B和21D的視野的位置、而且處于由從照明光學系統21C出射的照明光照明的位置。在上述那樣的狀態中，由從照明光學系統21C出射的寬帶的光所照 明的被攝體501的像由物鏡光學系統21A、 21B和21D分別成像，由分 光濾鏡22A、 22B和22D分別分光，并在攝像元件23A、 23B和23D中 分別被攝像，之后作為攝像信號分別被輸出到控制裝置4A的圖像處理電 路43A。圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出的第1控制信號、以 及從攝像元件23A、23B和23D分別輸出的攝像信號，對從攝像元件23A、 23B和23D所輸出的攝像信號進行處理，以便將由攝像元件23A所攝像 的被攝體501的像，圖像顯示得比由攝像元件23B和攝像元件23D所攝 像的被攝體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像信號作為影像 信號輸出到監視器5。然后，監視器5根據從圖像處理電路43A所輸出的影像信號，例如， 如圖7所示，把由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像顯示為通常觀 察圖像51a，把由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像顯示為第1窄帶 光觀察圖像51b，并把由攝像元件23D所攝像的被攝體501的像顯示為 第2窄帶光觀察圖像51d。以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制 裝置4A中進行，從而在監視器5上以最佳的亮度顯示根據通常觀察模式 而放大的通常觀察圖像51a,并顯示根據通常觀察模式而縮小的第1窄帶 光觀察圖像51b和第2窄帶光觀察圖像51d。而且，以上所述的控制和處 理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制裝置4A中進行，從而在 監視器5上顯示與通過肉眼觀察生物體中的期望的被攝體的情況的像大 致相同的像作為通常觀察圖像51a。并且，設置在操作面板41A內的觀察模式切換開關由手術者等操作， 從而例如在進行了用于將生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制裝置4A 中的觀察模式從通常觀察模式切換到第1窄帶光觀察模式的指示的情況 下，操作面板41A把基于該指示的觀察模式切換指示信號輸出到控制電 路42A。控制電路42A根據從操作面板41A所輸出的觀察模式切換指示信號 檢測出指示了進行第1窄帶光觀察，并把第2控制信號輸出到圖像處理 電路43A、調光電路44A以及電子快門45A。并且，在控制裝置4A被 設定為第1窄帶光觀察模式的情況下，調光電路44A根據從控制電路42A 所輸出的第2控制信號，進行把燈具31的出射光量用作第2出射光量的 控制，以便將由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像以最適于第1窄 帶光觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。而且，在控制裝置4A被設定為 第1窄帶光觀察模式的情況下，電子快門45A根據從控制電路42A所輸 出的第2控制信號，把攝像元件23B和攝像元件23D的曝光時間調整為 第3曝光時間，并把攝像元件23A的曝光時間調整為比該第3曝光時間 短的第4曝光時間。由從照明光學系統21C出射的窄帶的光所照明的被攝體501的像由 物鏡光學系統21A、 21B和21D分別成像，由分光濾鏡22A、 22B和22D 分別分光，并在攝像元件23A、 23B和23D中分別被攝像，之后作為攝 像信號分別被輸出到控制裝置4A的圖像處理電路43A。圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出的第2控制信號、以 及從攝像元件23A、23B和23D分別輸出的攝像信號，對從攝像元件23A、 23B和23D所輸出的攝像信號進行處理，以便將由攝像元件23B所攝像 的被攝體501的像，圖像顯示得比由攝像元件23A和23D所攝像的被攝 體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像信號作為影像信號輸出 到監視器5。然后，監視器5根據從圖像處理電路43A所輸出的影像信號，例如， 如圖7所示，把由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像顯示為通常觀 察圖像52a，把由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像顯示為第1窄帶 光觀察圖像52b，并把由攝像元件23D所攝像的被攝體501的像顯示為 第2窄帶光觀察圖像52d。以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制 裝置4A中進行，從而在監視器5上以最佳的亮度顯示根據第1窄帶光觀 察模式而放大的窄帶光觀察圖像52b，并顯示根據第1窄帶光觀察模式而縮小的通常觀察圖像52a和第2窄帶光觀察圖像52d。而且，以上所述的 控制和處理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制裝置4A中進行， 從而在監視器5上顯示生物體中的被攝體的粘膜表層的血管和細微結構 等被強調的像作為窄帶光觀察圖像52b。并且，設置在操作面板41A內的觀察模式切換開關由手術者等操作， 從而例如在進行了用于將生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制裝置4A 中的觀察模式從第1窄帶光觀察模式切換到第2窄帶光觀察模式的指示 的情況下，操作面板41A把基于該指示的觀察模式切換指示信號輸出到 控制電路42A。控制電路42A根據從操作面板41A所輸出的觀察模式切換指示信號 檢測出指示了進行第2窄帶光觀察，并把第3控制信號輸出到圖像處理 電路43A、調光電路44A以及電子快門45A。并且，在控制裝置4A被 設定為第2窄帶光觀察模式的情況下，調光電路44A根據從控制電路42A 所輸出的第3控制信號，進行把燈具31的出射光量用作第3出射光量的 控制，以便將由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像以最適于第2窄 帶光觀察的亮度圖像顯示在監視器5上。而且，在控制裝置4A被設定為 第2窄帶光觀察模式的情況下，電子快門45A根據從控制電路42A所輸 出的第3控制信號，把攝像元件23B和攝像元件23D的曝光時間調整為 第5曝光時間，并把攝像元件23A的曝光時間調整為比該第3曝光時間 短的第4曝光時間。由從照明光學系統21C出射的窄帶的光所照明的被攝體501的像由 物鏡光學系統21A、 21B和21D分別成像，由分光濾鏡22A、 22B和22D 分別分光，并在攝像元件23A、 23B和23D中分別被攝像，之后作為攝 像信號分別被輸出到控制裝置4A的圖像處理電路43A。圖像處理電路43A根據從控制電路42A所輸出的第3控制信號、以 及從攝像元件23A、23B和23D分別輸出的攝像信號，對從攝像元件23A、 23B和23D所輸出的攝像信號進行處理，以便將由攝像元件23D所攝像 的被攝體501的像，圖像顯示得比由攝像元件23A和23B所攝像的被攝 體501的像大，并且將進行了該處理后的各攝像信號作為影像信號輸出到監視器5。然后，監視器5根據從圖像處理電路43A所輸出的影像信號，例如， 如圖7所示，把由攝像元件23A所攝像的被攝體501的像顯示為通常觀 察圖像53a，把由攝像元件23B所攝像的被攝體501的像顯示為第1窄帶 光觀察圖像53b，并把由攝像元件23D所攝像的被攝體501的像顯示為 第2窄帶光觀察圖像53d。以上所述的控制和處理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制 裝置4A中進行，從而在監視器5上以最佳的亮度顯示根據第2窄帶光觀 察模式而放大的窄帶光觀察圖像53d，并顯示根據第2窄帶光觀察模式而 縮小的通常觀察圖像53a和第l窄帶光觀察圖像53b。而且，以上所述的 控制和處理等在生物體攝像裝置2A、光源裝置3和控制裝置4A中進行， 從而在監視器5上顯示生物體中的被攝體的粘膜表層的血管和細微結構 等比第l窄帶光觀察圖像52b更被強調的像作為第2窄帶光觀察圖像53d。如以上所述，本實施方式的生物體觀測系統1和生物體觀測系統1A 全都構成為具有內置有分光濾鏡的生物體攝像裝置。因此，手術者等在 使用具有生物體攝像裝置2的生物體觀測系統1或者具有生物體攝像裝 置2A的生物體觀測系統1A的觀察中，不使用專用的光源裝置而能進行 窄帶光觀察，其結果，與以往相比能抑制進行窄帶光觀察時的成本。另外，本發明不限于上述的實施方式，當然能在不背離發明主旨的 范圍內進行各種變更和應用。本發明申請是將于2005年10月21日在日本申請的日本特願2005 一307620號作為優先權主張的基礎進行申請的，上述的公開內容被引用 在本發明的說明書、權利要求書和附圖中。
權利要求
1.一種生物體攝像裝置，其特征在于，該生物體攝像裝置具有多個攝像單元，其對由白色光所照明的生物體組織進行攝像，并將該生物體組織的像作為攝像信號來輸出；第1分光單元，其具有使第1波長頻帶的光透射的透射特性，并通過對由上述多個攝像單元中的第1攝像單元所攝像的上述生物體組織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為第1像，圖像顯示在顯示單元上；以及第2分光單元，其具有使與上述第1波長頻帶不同的第2波長頻帶的光透射的透射特性，并通過對由上述多個攝像單元中的第2攝像單元所攝像的上述生物體組織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為上述生物體組織中的規定部位與上述第1像相比被強調的第2像圖像顯示在顯示單元上。
2. 根據權利要求1所述的生物體攝像裝置，其特征在于，上述生物 體攝像裝置還具有第3分光單元，該第3分光單元具有使與上述第1波 長頻帶和上述第2波長頻帶不同的第3波長頻帶的光透射的透射特性， 并通過對由上述多個攝像單元中的第3攝像單元所攝像的上述生物體組 織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為上述生物體組織中的規 定部位與上述第2像相比被強調的第3像，圖像顯示在顯示單元上。
3. 根據權利要求1或權利要求2所述的生物體攝像裝置，其特征在 于，上述規定部位是血管。
4. 根據權利要求1至權利要求3中的任一項所述的生物體攝像裝置， 其特征在于，上述第1波長頻帶的光是具有紅色頻帶、第1綠色頻帶和 第1藍色頻帶的光。
5. 根據權利要求4所述的生物體攝像裝置，其特征在于，上述第2 波長頻帶的光是具有比上述第1綠色頻帶窄的第2綠色頻帶和比上述第1 藍色頻帶窄的第2藍色頻帶的光。
6. 根據權利要求4或權利要求5所述的生物體攝像裝置，其特征在于，上述第3波長頻帶的光是在上述第1藍色頻帶中具有多個峰值波長的光。
7. —種生物體觀測系統，該生物體觀測系統具有光源裝置，其發 出白色光作為用于對生物體中的被攝體進行照明的照明光；生物體攝像 裝置，其對上述被攝體的像進行攝像，并將該被攝體的像作為攝像信號 來輸出；以及控制裝置，其控制上述光源裝置和上述生物體攝像裝置， 上述生物體觀測系統的特征在于，上述生物體攝像裝置具有多個攝像單元，其對上述被攝體的像進 行攝像，并將該被攝體的像作為攝像信號來輸出；第1分光單元，其具 有使第1波長頻帶的光透射的透射特性，并通過對由上述多個攝像單元 中的第1攝像單元所攝像的上述被攝體的像進行分光，能將上述被攝體 的像作為第1像，圖像顯示在顯示單元上；以及第2分光單元，其具有 使與上述第1波長頻帶不同的第2波長頻帶的光透射的透射特性，并通 過對由上述多個攝像單元中的第2攝像單元所攝像的上述被攝體的像進 行分光，能將上述被攝體的像作為上述被攝體中的規定的生物體組織與 上述第1像相比被強調的第2像，圖像顯示在顯示單元上；上述控制裝置具有操作指示單元，其輸出用于切換觀察上述第1 像的第1觀察模式和觀察上述第2像的第2觀察模式的觀察模式切換信 號；以及控制單元，其在根據上述觀察模式切換信號檢測出在上述操作 指示單元中指示了使用一個觀察模式進行觀察的情況下，輸出控制信號， 該控制信號用于進行與該一個觀察模式對應的上述多個攝像單元各方中 的曝光時間的調整、在上述光源單元中發出的上述白色光的光量的控制、 以及顯示單元中的上述第1像和上述第2像的顯示狀態的切換。
8. 根據權利要求7所述的生物體觀測系統，其特征在于，上述規定 的生物體組織是血管。
9. 根據權利要求7或權利要求8所述的生物體觀測系統，其特征在 于，上述第1波長頻帶的光是具有紅色頻帶、第1綠色頻帶和第1藍色 頻帶的光。
10. 根據權利要求9所述的生物體觀測系統，其特征在于，上述第2波長頻帶的光是具有比上述第i綠色頻帶窄的第2綠色頻帶和比上述第 1藍色頻帶窄的第2藍色頻帶的光。
全文摘要
本發明提供與以往相比能抑制進行窄帶光觀察時的成本的生物體觀測系統。本發明的生物體攝像裝置具有多個攝像單元，其對由白色光所照明的生物體組織進行攝像，并將該生物體組織的像作為攝像信號來輸出；第1分光單元，其使第1波長頻帶的光透射，并通過對由上述多個攝像單元中的第1攝像單元所攝像的上述生物體組織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為第1像，圖像顯示在顯示單元上；以及第2分光單元，其使與上述第1波長頻帶不同的第2波長頻帶的光透射，并通過對由上述多個攝像單元中的第2攝像單元所攝像的上述生物體組織的像進行分光，能將上述生物體組織的像作為上述生物體組織中的規定部位與上述第1像相比被強調的第2像，圖像顯示在顯示單元上。
文檔編號G02B23/26GK101291615SQ200680039300
公開日2008年10月22日 申請日期2006年8月24日 優先權日2005年10月21日
發明者后野和弘 申請人:奧林巴斯醫療株式會社