[发明专利]内窥镜系统、摄像装置以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及内窥镜系统、摄像装置以及控制方法等。

背景技术

在内窥镜那样的摄像装置中，为了不对医生的诊断带来妨碍，对于在体腔内拍摄的图像，要求实现泛焦的图像。因此内窥镜使用光圈值(以下也称之为F值)较大的光学系统来加深景深，从而实现这样的性能。

另一方面，近些年来在内窥镜系统中逐渐开始使用几十万像素左右的高像素的摄像元件。当光学系统固定的情况下，其景深是根据容许弥散圆的大小来确定的，但由于高像素的摄像元件中容许弥散圆与像素节距都很小，因而摄像装置的景深变小。这种情况下，虽然可考虑通过增大光学系统的光圈值来维持景深，但是光学系统会变暗且噪声增加，由此导致画质变差。另外，如果光圈值增大，则衍射的影响也会增大，成像性能会变差，因而会产生即便提高了摄像元件的像素，也无法取得较高分辨率的图像的问题。

在日本特开平10-225427号公报中公开了在存在有上述问题且具有可变光圈的内窥镜系统中兼顾景深和光量的例子。

在日本特开平10-225427号公报的技术中，为了取得实用的景深，伴随该光圈值的变更，将容许弥散圆的大小设定得较大，将摄像元件的读出像素尺寸变更为与所述容许弥散圆同等的尺寸。这样就能在希望确保光量的较暗的被摄体的情况下，同时确保充足的光量和景深。

另外，日本特开平8-181909号公报公开了抑制根据光圈值而产生变化的分辨率变化的例子。在该例子中，在减小光学系统的光圈值的情况下减弱轮廓强调，在增大光学系统的光圈值的情况下加强轮廓强调，从而能与光圈值无关地取得固定的分辨率。

【专利文献1】日本特开平10-225427号公报

【专利文献2】日本特开平8-181909号公报

日本特开平10-225427号公报的方法以荧光像的观察为前提，通常荧光像并不需要较高的分辨率，因此在该假设成立时，方法是有效的。然而在白色光照明下，分辨率与景深同样应被重视，如果摄像元件的像素节距变小，则即使为了收敛于作为实用景深的容许弥散圆而增大F值，该弥散圆由于衍射的影响也不会收敛于所述容许弥散圆以下，成为无法得到原本摄像元件所具备的分辨率的状态。日本特开平10-225427号公报的方法在这种条件下根本无法发挥作用。

通过把日本特开平8-181909号公报的方法应用于以无法忽视所述衍射影响的F值拍摄的摄像图像，能一定程度地恢复分辨率，但是会产生这样的问题：由于其原本就不具备对于高频成分充分的能量，因此会成为极端地提升高频的处理，噪声会增大。

发明内容

根据本发明的若干方面，能够提供如下所述的内窥镜系统、控制方法、摄像装置等：在考虑到衍射极限的影响的基础上，既能够拍摄摄像元件所具备的分辨率的图像，又能够扩大景深宽度。

另外，根据本发明的若干方面，能够提供如下所述的内窥镜系统、控制方法、摄像装置等：具备可变光圈，在使用了如下像素节距的摄像元件的情况下，也能拍摄原本摄像元件所具备的分辨率的图像，而且不会增大噪声，其中，上述像素节距是：为了得到实用的景深而增大F值时，其弥散圆由于衍射的影响而无法收敛于作为目标的容许弥散圆以下。

本发明的一个方面涉及内窥镜系统，其具有：摄像部，其具有光学系统和摄像元件；观察模式设定部，其设定被摄体的观察模式；光圈控制部，其根据由所述观察模式设定部设定的所述观察模式，对光圈状态进行选择控制；以及图像处理部，其对由所述摄像部所拍摄的摄像图像实施图像处理，在所述观察模式为第一观察模式的情况下，所述光圈控制部选择由所述光学系统的光圈的衍射极限确定的分辨率低于由所述摄像元件确定的分辨率的第一光圈状态，在所述观察模式为第二观察模式的情况下，所述光圈控制部选择由所述光学系统的光圈的衍射极限确定的分辨率大于等于由所述摄像元件确定的分辨率的第二光圈状态。

在本发明的一个方面中，设定观察模式，在第一观察模式中选择第一光圈状态，在第二观察模式中选择第二光圈状态。在第一光圈状态中，由光学系统的光圈的衍射极限所确定的分辨率低于由摄像元件确定的分辨率。另外，在第二光圈状态中，由光学系统的光圈的衍射极限所确定的分辨率大于等于由摄像元件确定的分辨率。

因此能够按照观察模式适当地确定光圈状态，作为光圈状态，能够设定：较强地受到衍射极限的影响而分辨率变低的状态；和不受到衍射极限的影响而分辨率保持得较高的状态。