本发明专利技术公开了一种内窥镜光束源设备，所述内窥镜光束源设备包括用于发射照射将供应给内窥镜的光束的光束源以及用于根据输入其中的光束量指定值控制光束源的发射光强度的光束源控制单元。光束源控制单元根据控制量中的至少三个指定与光束量指定值相对应的发射光强度。控制量包括与用于改变光束源的发光时间的脉冲数调制(PNM)控制相对应的控制量、与用于改变表示在控制周期内的发光时间或消光时间的脉冲宽度的脉冲宽度调制(PWM)控制相对应的控制量、与用于改变光强的脉冲振幅调制(PAM)控制相对应的控制量、以及与用于改变发光间隔的脉冲密度调制(PDM)控制相对应的控制量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种内窥镜光束源设备和包括这种设备的内窥镜系统。
技术介绍
通常，为了观察体腔内的组织使用内窥镜系统。内窥镜系统为将作为照射光束的白色光束照射到体腔内要观察的部分上，使用能够成像二维图像的预定成像装置从要观察部分获取由于反射光束产生的光束图像，并在监视屏上显示由此获得的二维图像。例如， JP-2009-056248-A、JP-2007-111151-A 和 JP-2008-(^9621_A 中公开了一种控制这种内窥镜系统的照射光束的技术。在JP-2009-056248-A中，公开了一种始终获得具有适当的光束量和色度的照射光束的技术。具体地，提出一种使要施加到光束源的驱动电流以脉冲形式改变且以数量、宽度和振幅中的任何一个来控制所述脉冲的技术。在JP-2007-111151-A中，公开了一种用于将照射光束供应到患病部分上同时控制前端的发热的技术。具体地，提出一种用于以脉冲方式控制光束源发光/消光以及还调节光束源的发光时间和脉冲的振幅(强度)的技术。根据JP-2008-029621-A，公开了一种在使用CMOS图像传感器对静态图像进行成像时仅短时间开启光束照射的技术。具体地，电荷积聚操作从照射首先停止并接着在各个像素位置处重置电荷的状态开始。此外，当从各个像素读取电荷时，所述照射停止。根据该技术，可以防止由于从各个像素读取电荷的时间不同而造成额外的电荷积聚。这里，内窥镜系统中使用的用于照射的光束源设备通常需要具有1 9000或更宽的光束量动态范围。仅通过控制要施加到光束源的电流的振幅很难实现这种宽光束量动态范围。此外，除了控制电流振幅之外，如JP-2009-056248-A中所公开，照射光束量还可以通过对光束源施加电流进行脉冲数控制和脉冲宽度控制来控制。然而，在脉冲数控制、脉冲宽度控制和脉冲振幅控制中的任何一个中，当仅应用这些控制中的一个时，不能获得足够大的光束量动态范围。此外，即使在光束源设备具有诸如JP-2009-056248-A中公开的脉冲数控制、脉冲宽度控制和脉冲振幅控制的多种控制功能的情况下，使用者必须单独调节在特性方面(输入值与光束量变化之间的关系)不同的所述多种控制量。因此，用于将照射光束量调节到期望值的操作非常困难。进一步地，在使用脉冲数控制、脉冲宽度控制和脉冲振幅控制来控制光束量的情况下，除非考虑要安装在内窥镜上的成像装置的特性，否则不能获得高质量的图像。这里，对于内窥镜系统中可以用于成像二维图像的成像装置，已知的是(XD(电荷耦合装置)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。此外，众所周知， CCD图像传感器和CMOS图像传感器的信号读取系统由于在结构上不同而彼此不同，并且两个图像传感器在摄像中的快门控制上也不同。例如，隔行型CXD图像传感器包括光束接收部、垂直传送部、水平传送部、放大器和类似部分。即，由于CCD图像传感器包括能够保持用于所有像素的电荷的垂直传送部，因此在曝光完成之后，用于所有像素的光束接收部的电荷可以同时被传送到垂直传送部。因此，电荷在光束接收部的各像素位置处开始积聚的时序(timing)和电荷积聚结束的时序对于所有像素同时发生。即，当对二维图像进行成像时仅仅通过仅控制图像传感器，快门对于二维图像的整个1帧可以被同时释放。该快门控制被称为整体快门系统。另一方面，在普通的CMOS图像传感器的情况下，由于没有设置诸如上述的可以暂时积聚所有像素的电荷的垂直传送部的结构元件，因此必须从由N行和M列构成的二维布置的光束接收部分的各个像素位置依次逐行读取电荷。即，在电视机的屏幕扫描的情况下， 当依次转换扫描行时，对每一行读取电荷。因此，电荷在光束接收部的各个像素位置处开始积聚的时序和电荷积聚结束的时序在每一行中稍微改变。换句话说，当对二维图像进行成像时，简单地通过仅控制图像传感器，释放快门的时序在二维图像的每一行中都变化，由此对于整个1帧不能同时释放快门。该快门控制被称为滚动快门系统。因此，在采用普通CMOS图像传感器的内窥镜系统的情况下，光束接收部的各个位置处的电荷积聚时间段(快门基本上打开的时间)的时序对于每一扫描行是不同的。因此， 在光束源启动时序被调节以控制照射光束的情况中，照射光束量对于二维图像的每一个扫描行都变化，从而使图像的亮度改变。在仅控制要供应给光束源的电流的振幅(光束发射强度)的情况中，由于照射光束量不会受到信号读取或类似操作的时序差的影响，因此即使在采用普通CMOS图像传感器的内窥镜系统中，亮度也不可能对于每一个扫描行都变化。另一方面，在采用CCD图像传感器的内窥镜系统中，由于信号读取和类似操作的时序对于每一个扫描行是不同的，因此光束源的启动时序也可以被调节以控制用于照射的光束。此外，在采用CCD图像传感器的内窥镜系统中，由于存在快门对于所有像素同时关闭的时间，因此在这个时候可以停止不必要的照射，这在控制热量产生是有益的。然而，在采用普通CMOS图像传感器的内窥镜系统中，由于快门关闭的时间对于每一扫描行都变化，因此在特定的时间段期间照射不能停止。
技术实现思路
如上所述，照射光束的最佳控制根据安装在使用的内窥镜上的成像装置类型变化。然而，传统地，还没有提出一种用于根据成像装置类型最佳地控制照射光束的发射光束量的技术。因此，本专利技术的一个目的是提供一种内窥镜光束源设备和一种包括这种设备的内窥镜系统，所述内窥镜光束源设备通过根据使用的内窥镜的成像装置类型控制照射光束的量可以简单地获得期望的光束量和在宽光束量动态范围内。本专利技术由以下特征构成。内窥镜光束源设备连接到内窥镜。内窥镜安装有用于将光束照射到对象的照射光学系统和包括用于对对象的图像进行成像的成像装置的成像光学系统。内窥镜光束源设备包括光束源和光束源控制单元。光束源发射将供应给内窥镜的照射光束。光束源控制单元根据输入在所述光束源控制单元中的光束量指定值控制光束源的发射光束强度。光束源控制单元根据控制量中的至少三个指定与光束量指定值相对应的光束源的发射光束强度。所述控制量包括与用于改变光束源的发光时间的脉冲数调制控制相对应的控制量、与用于改变表示在控制周期内的发光时间或消光时间的脉冲宽度的脉冲宽度调制控制相对应的控制量、与用于改变发光强度的脉冲振幅调制控制相对应的控制量以及与用于改变发光间隔的脉冲密度调制控制相对应的控制量。根据本专利技术的内窥镜光束源设备和包括这种设备的内窥镜系统，由于通过集成三种或更多种调制控制的组合来控制照射光束，因此可以容易地获得宽光束量动态范围。此外，由于三种或更多种调制控制的各个控制量可以仅通过操作光束量指定值进行控制，因此使用者执行光束控制的操作可以被极大地简化。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的整个内窥镜系统的主要部分的结构的实例的方框图；图2为图1所示的内窥镜系统的外观的立体图；图3为内窥镜的前端部的相邻结构的纵剖视图；图4为光束源驱动器的结构的具体实例的方框图；图5为根据整体快门系统控制照射光束的量时的控制时序的实例的时间图表；图6为根据滚动快门系统控制照射光束的量时的控制时序的实例的时间图表；图7为关于图4所示的光束源驱动器的操作的控制模式的特性的实例的图示；图8为关于图4所示的光束源驱动器的操作的另一个控制模式的特性的实例的图示；图9为照本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种内窥镜光束源设备，所述内窥镜光束源设备连接到内窥镜，所述内窥镜安装有照射光学系统以及成像光学系统，所述照射光学系统用于将光束照射到对象，所述成像光学系统包括用于对对象的图像进行成像的成像装置，所述内窥镜光束源设备包括：光束源，所述光束源发射将被供应给所述内窥镜的照射光束；和光束源控制单元，所述光束源控制单元根据输入在所述光束源控制单元中的光束量指定值来控制所述光束源的发射光束强度，其中，所述光束源控制单元根据控制量中的至少三个指定与所述光束量指定值相对应的所述光束源的发射光束强度，以及所述控制量包括：与用于改变所述光束源的发光时间的脉冲数调制控制相对应的控制量；与用于改变脉冲宽度的脉冲宽度调制控制相对应的控制量，所述脉冲宽度表示在控制周期内的发光时间或消光时间；与用于改变发光强度的脉冲振幅调制控制相对应的控制量；和与用于改变发光间隔的脉冲密度调制控制相对应的控制量。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：濑户康宏，村上浩史，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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