[发明专利]用于分离光谱信号分量的成像方法和内窥镜系统

说明书

本发明涉及一种成像方法，用于利用唯一的图像传感器的多个颜色通道对不同光谱信号分量进行简化的图像记录，提出，通过针对性地适配、尤其通过将颜色通道中的至少一个颜色通道的灵敏度相对于图像传感器的颜色通道中的另一个颜色通道的至少一个灵敏度提高或降低，将该降低的或适配的颜色通道与所述另一个颜色通道光谱地分离，使得至少一个特定的光谱范围不再能以在其灵敏度方面适配的颜色通道探测到。由此可以实现，该适配的、尤其是降低的颜色通道在所述光谱范围中被光谱盲地探测并且由此可以光谱选择性地探测另外的与第一光谱范围不同的第二光谱范围。该第二光谱范围在此尤其可以包括荧光波长。本发明还涉及一种内窥镜系统。

技术领域

本发明涉及一种成像方法，尤其是用于医学应用、例如视频内窥镜，其中，利用第一光谱范围内的照射光照射场景，并且由图像传感器的主颜色通道记录照射光。在此，图像传感器具有至少一个另外的颜色通道。

本发明还涉及一种所属的内窥镜系统，该内窥镜系统包括被设计为单芯片的图像传感器以及包括光源，该图像传感器具有至少两个颜色通道，所述颜色通道借助滤色器阵列(CFA)构成。尤其是可以由多个光源形成的该光源用于产生可见光谱的第一光谱范围内的照射光并且用于产生用于激发荧光发射的激发光，其中，荧光处于第二光谱范围中，所述第二光谱范围恰好处于第一光谱范围之外。

背景技术

在现有技术中例如已知多种方法，利用这些方法可以借助内窥镜记录荧光并且例如以叠加(图像叠加)的形式显示在同样利用内窥镜记录的彩色图像中。为此，典型地使用具有滤色器区或滤色器阵列(CFA)的颜色传感器。通常，然后各个颜色像素的信号互相计算，因为典型地所有像素例如在红外范围(红外＝IR)中的敏感性是同样高的并且因此可以从所有颜色像素通过相应地计算信号分量来计算IR图像，也就是描述通过IR辐射产生的相应的光谱信号分量的图像。通过计算各个像素的信号在此计算出光谱信号分量，光谱信号分量不是通过红外范围中的IR荧光、而是例如通过可见范围中的照射光(VIS＝可见波长)产生。也就是说，通过信号处理将这些VIS信号分量与期望的IR图像在光谱上分开。

发明内容

从该技术背景出发，本发明的任务在于，找到对于尤其是计算量大的这种已知方法的技术上的备选方案。由此应当实现更小的能量消耗或简化的成像方法。例如利用该方法应当可以将源自荧光的信号分量与通过可见光产生的信号分量分开，以便实现“增强成像”，即具有扩展的功能性的成像。

为了解决该任务，根据本发明在成像方法中设置权利要求1的特征。因此，尤其是根据本发明为了解决该任务在开头所述类型的成像方法中提出，与主颜色通道的灵敏度相比，至少一个另外的颜色通道的至少一个“降低的颜色通道”的灵敏度被如此程度地选择性地降低，使得尤其是在第一光谱范围中的照射光虽然还能通过降低的颜色通道检测到，但不再能被测量和/或产生可忽略地小的信号分量。

该方法的决定性的优点在于，降低的颜色通道(在其灵敏度降低之后)不再受到照射光的光谱分量干扰，使得实现了降低的颜色通道与用于成像的照射光的光谱分离。由此，降低的颜色通道能够以光谱选择性的方式探测第二光谱范围中的光(所述第二光谱范围处于照射光的第一光谱范围之外)、例如特定的荧光波长。因此可以取消借助计算量大的并且由此能量密集的信号处理的光谱信号分离。因为颜色通道的输出信号可以通过灵敏度降低尤其是被设计成，使得该输出信号不再与来自第一光谱/照射光的光谱信号分量相关，也就是说不再能受照射光影响。因此，这样的信号分量也不再必须从降低的颜色通道的输出信号中计算出，如在预先已知的方法中的情况那样(其中输出信号将多个颜色通道互相关联，因为这些颜色通道探测重叠的光谱范围)。

为此，本发明尤其是提出，根据照射光的光谱强度分布降低所述降低的颜色通道的灵敏度。因此应当已知或预先确定所使用的照射光源的精确光谱，以便能够实现灵敏度的合适的(最小)降低。

此外，为了简单地实施该方法，优选的是，对于所有可利用降低的颜色通道探测的波长同样强烈地降低灵敏度。这例如可以通过阈值校正的(全局)适配来进行，如还要更详细解释的那样。