特許 6245710 内視鏡システム及びその作動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245710

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】内視鏡システム及びその作動方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20171204BHJP

   A61B 1/04 20060101ALI20171204BHJP

   A61B 1/045 20060101ALI20171204BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20171204BHJP

   A61B 1/07 20060101ALI20171204BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 513

   A61B1/00 640

   A61B1/04 531

   A61B1/045 610

   A61B1/06 610

   A61B1/07 731

   G02B23/24 B

【請求項の数】12

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-177437(P2016-177437)

(22)【出願日】2016年9月12日

(62)【分割の表示】特願2013-202556(P2013-202556)の分割

【原出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2016-214941(P2016-214941A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2016年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001988

【氏名又は名称】特許業務法人小林国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蔵本 昌之

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／００２１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１６２０９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０２２２１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生する光源装置と、
レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有し、レッド画素からレッド画素信号Ｒが読み出され、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇが読み出され、ブルー画素からブルー画素信号Ｂが読み出される原色系撮像素子と、
前記レッド画素信号Ｒ、前記グリーン画素信号Ｇ、及び前記ブルー画素信号Ｂを、下式（ａ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するマトリクス演算部と、
前記第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｂ）に基づいて補正する混色補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。

【数1A】

ここで、β₁₁〜β₂₃の６個の係数は、それぞれ０以上１以下の値であり、係数β₁₁及びβ₂₂は、その他の係数より大きな値に設定されている。

【数1B】

ここで、Ｋ₁は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第１表示用信号に対する前記第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第２表示用信号に対する前記第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数である。

【請求項2】

前記光源装置から前記第１及び第２狭帯域光をそれぞれ独立照射して得られる前記第１及び第２表示用信号の各信号値に基づき、前記第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を算出して求める補正係数取得部を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

【請求項3】

前記式（ａ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。

【請求項4】

前記光源装置には、前記原色系撮像素子を有する原色型内視鏡と、補色系撮像素子を有する補色型内視鏡とが着脱自在に接続されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の内視鏡システム。

【請求項5】

前記補色型内視鏡及び前記原色型内視鏡は、それぞれ固有情報を記憶した情報記憶部を有しており、
前記光源装置に接続された内視鏡の前記情報記憶部から前記固有情報を読み出して、内視鏡の種類を判定する制御部を備えることを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。

【請求項6】

前記情報記憶部は、前記第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を記憶しており、
前記制御部は、前記光源装置に前記補色型内視鏡または前記原色型内視鏡が接続された場合に、前記情報記憶部から前記第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を読み出して、前記混色補正部に入力することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。

【請求項7】

ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生する光源装置と、
レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有し、レッド画素からレッド画素信号Ｒが読み出され、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇが読み出され、ブルー画素からブルー画素信号Ｂが読み出される原色系撮像素子と、
前記レッド画素信号Ｒ、前記グリーン画素信号Ｇ、及び前記ブルー画素信号Ｂを、下式（ｃ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するマトリクス演算部と、
前記第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｄ）に基づいて補正する混色補正部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。

【数2A】

ここで、β₁₁〜β₂₃の６個の係数は、それぞれ０以上１以下の値であり、係数β₁₁及びβ₂₂は、その他の係数より大きな値に設定されている。

【数2B】

ここで、Ｋ₁は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第１表示用信号に対する前記第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第２表示用信号に対する前記第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数であり、Ｒ₁は、前記第１表示用信号の補正後の信号値Ｄ１’中の前記第２狭帯域光成分の割合を表す第１混色率であり、Ｒ₂は、前記第２表示用信号の補正後の信号値Ｄ２’中の前記第１狭帯域光成分の割合を表す第２混色率である。

【請求項8】

前記光源装置には、前記原色系撮像素子を有する原色型内視鏡と、補色系撮像素子を有する補色型内視鏡とが着脱自在に接続され、前記補色型内視鏡及び前記原色型内視鏡は、それぞれ前記第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂を記憶した情報記憶部を有しており、
前記光源装置に前記補色型内視鏡または前記原色系撮像素子が接続された場合に、前記情報記憶部から前記第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂を読み出して、前記混色補正部に入力する制御部を備えることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。

【請求項9】

前記信号値Ｄ１’，Ｄ２’に基づく画像に対して血管強調処理を行う構造強調処理部を備え、
前記構造強調処理部は、表層血管部分の強調度合いを、前記第１混色率Ｒ₁が大きいほど高くすることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。

【請求項10】

前記式（ｃ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであることを特徴とする請求項７から９いずれか１項に記載の内視鏡システム。

【請求項11】

光源装置が、ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生するステップと、
レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有する原色系撮像素子が、レッド画素からレッド画素信号Ｒを出力し、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇを出力し、ブルー画素からブルー画素信号Ｂを出力するステップと、
マトリクス演算部が、前記レッド画素信号Ｒ、前記グリーン画素信号Ｇ、及び前記ブルー画素信号Ｂを、下式（ｅ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するステップと、
混色補正部が、前記第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｆ）に基づいて補正するステップと、
を備えることを特徴とする内視鏡システムの作動方法。

【数3A】

【数3B】

ここで、Ｋ₁は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第１表示用信号に対する前記第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第２表示用信号に対する前記第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数である。

【請求項12】

前記式（ｅ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡システムの作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、狭帯域光観察を可能とする内視鏡システム及びその作動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の医療においては、光源装置、電子内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。光源装置は、照明光を発生して検体内に照射する。電子内視鏡は、照明光が照射されて検体内を撮像素子により撮像して画像信号を生成する。プロセッサ装置は、電子内視鏡により生成された撮像信号を画像処理してモニタに表示するための観察画像を生成する。

【0003】

内視鏡システムで使用される観察方法としては、波長域の広い通常光（白色光）を照明光とする通常光観察の他に、波長域の狭い特殊光（狭帯域光）を照明光とする狭帯域光観察が知られている。狭帯域光観察は、例えば、白色光の場合に得られる光学情報では埋もれてしまい易い粘膜表層の血管走行の状態の視認性を向上させて表示することができる。このため、狭帯域光観察では、血管走行の中でも表層血管に着目し、その表層血管の形態によって、病変部の進行度や、深さ方向の深達度などを判断することができる。

【0004】

この狭帯域光観察では、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい２つの狭帯域光（４１５ｎｍ付近に中心波長を有する青色狭帯域光と、５４０ｎｍ付近に中心波長を有する緑色狭帯域光）が用いられている。狭帯域光観察での撮像方式としては、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とを交互に照射し、各狭帯域光の照射毎にモノクロの撮像素子を用いて撮像する面順次方式の他、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とを同時照射して、カラーフィルタを有する同時式撮像素子で撮像する同時方式が知られている（特許文献１、２参照）。同時方式は、面順次方式に比べて解像度は低いが、画像にブレが生じにくいという利点や、内視鏡システムの構成が簡単化されるという利点がある。

【0005】

同時式撮像素子には、原色系フィルタを有する原色系撮像素子と、補色系フィルタを有する補色系撮像素子とがある。原色系撮像素子は、補色系撮像素子と比べて感度は劣るものの色再現性に優れているため、色を重視する内視鏡システムで用いられる。一方、補色系撮像素子は、原色系撮像素子に比べて色再現性は劣るものの高感度であるため、感度を重視する内視鏡システムで用いられる。したがって、原色系撮像素子と補色系撮像素子はそれぞれ一長一短であるため、今後の内視鏡システムは、原色系撮像素子を内蔵した原色型内視鏡と、補色系撮像素子を内蔵した補色型内視鏡との両方が接続可能な内視鏡システムが求められている。

【0006】

特許文献１、２には、補色系撮像素子として、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）の４種の画素を有する補色市松色差線順次方式のものが示されている。この補色市松色差線順次方式では、フィールド読み出しにより、隣接する２行の各画素信号が混合（加算）されて読み出される。具体的には、Ｍｇ画素とＣｙ画素、Ｇ画素とＹｅ画素、Ｍｇ画素とＹｅ画素、Ｇ画素とＣｙ画素の４種の組み合わせで読み出される。この補色市松色差線順次方式は、４種の混合画素の信号に基づいて加減算を行うだけで、簡単にＹ／Ｃ信号及びＲＧＢ信号を生成することができるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４００９６２６号公報

【特許文献2】特許第４８４７２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記の内視鏡システムで狭帯域光観察を行う場合、原色系撮像素子では、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とが、ブルー（Ｂ）画素及びグリーン（Ｇ）画素によりそれぞれ個別に撮像されるため、色分離性がよく、表層血管の視認性（表層血管と粘膜とのコントラスト）に優れる画像が得られる。これに対して、補色系撮像素子では、青色狭帯域光と緑色狭帯域光との２つの狭帯域光が各混合画素により同時にセンシングされる（すなわち、混色が生じる）ため、色分離性が悪く、表層血管が散乱光の影響でボケることにより、表層血管の視認性が低下するという問題がある。

【0009】

また、特許文献２（図１９、２１）に示されているように、画素の分光感度にばらつきがあると混色成分の量が変動するので、光学的な方法により一律に混色補正を行うことは困難である。

【0010】

さらに、原色系撮像素子であっても、各画素が狭帯域光観察で用いられる２つの狭帯域光の両方に感度を有する場合には、補色系撮像素子の場合と同様に、色分離性及び表層血管の視認性が低下するという問題がある。

【0011】

本発明は、狭帯域光観察において色分離性及び表層血管の視認性を向上させることを可能とする内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生する光源装置と、レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有し、レッド画素からレッド画素信号Ｒが読み出され、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇが読み出され、ブルー画素からブルー画素信号Ｂが読み出される原色系撮像素子と、レッド画素信号Ｒ、グリーン画素信号Ｇ、及びブルー画素信号Ｂを、下式（ａ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するマトリクス演算部と、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｂ）に基づいて補正する混色補正部とを備える。

【数1A】

ここで、β_１１〜β_２３の６個の係数は、それぞれ０以上１以下の値であり、係数β_１１及びβ_２２は、その他の係数より大きな値に設定されている。

【数1B】

ここで、Ｋ₁は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合における第１表示用信号に対する第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合における第２表示用信号に対する第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数である。

【0013】

光源装置から第１及び第２狭帯域光をそれぞれ独立照射して得られる第１及び第２表示用信号の各信号値に基づき、第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を算出して求める補正係数取得部を備えることが好ましい。

【0014】

式（ａ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであってもよい。

【0015】

光源装置には、原色系撮像素子を有する原色型内視鏡と、補色系撮像素子を有する補色型内視鏡とが着脱自在に接続されることが好ましい。

【0016】

補色型内視鏡及び原色型内視鏡は、それぞれ固有情報を記憶した情報記憶部を有しており、光源装置に接続された内視鏡の情報記憶部から固有情報を読み出して、内視鏡の種類を判定する制御部を備えることが好ましい。

【0017】

情報記憶部は、第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を記憶しており、制御部は、光源装置に補色型内視鏡または原色型内視鏡が接続された場合に、情報記憶部から第１及び第２補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を読み出して、混色補正部に入力することが好ましい。

【0018】

また、本発明の内視鏡システムは、ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生する光源装置と、レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有し、レッド画素からレッド画素信号Ｒが読み出され、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇが読み出され、ブルー画素からブルー画素信号Ｂが読み出される原色系撮像素子と、レッド画素信号Ｒ、グリーン画素信号Ｇ、及びブルー画素信号Ｂを、下式（ｃ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するマトリクス演算部と、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｄ）に基づいて補正する混色補正部とを備える。

【数2A】

ここで、β_１１〜β_２３の６個の係数は、それぞれ０以上１以下の値であり、係数β_１１及びβ_２２は、その他の係数より大きな値に設定されている。

【数2B】

ここで、Ｋ₁は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合における第１表示用信号に対する第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合における第２表示用信号に対する第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数であり、Ｒ₁は、第１表示用信号の補正後の信号値Ｄ１’中の第２狭帯域光成分の割合を表す第１混色率であり、Ｒ₂は、第２表示用信号の補正後の信号値Ｄ２’中の第１狭帯域光成分の割合を表す第２混色率である。

【0019】

光源装置には、原色系撮像素子を有する原色型内視鏡と、補色系撮像素子を有する補色型内視鏡とが着脱自在に接続され、補色型内視鏡及び原色型内視鏡は、それぞれ第１及び第２混色率Ｒ_１，Ｒ_２を記憶した情報記憶部を有しており、光源装置に補色型内視鏡または原色系撮像素子が接続された場合に、情報記憶部から第１及び第２混色率Ｒ_１，Ｒ_２を読み出して、混色補正部に入力する制御部を備えることが好ましい。

【0020】

信号値Ｄ１’，Ｄ２’に基づく画像に対して血管強調処理を行う構造強調処理部を備え、構造強調処理部は、表層血管部分の強調度合いを、第１混色率Ｒ₁が大きいほど高くすることが好ましい。また、式（ｃ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであってもよい。

【0021】

また、本発明の内視鏡システムの作動方法は、光源装置が、ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光とを同時に発生するステップと、レッド、グリーン、ブルーの各カラーフィルタセグメントからなる原色系色分離フィルタを有する原色系撮像素子が、レッド画素からレッド画素信号Ｒを出力し、グリーン画素からグリーン画素信号Ｇを出力し、ブルー画素からブルー画素信号Ｂを出力するステップと、マトリクス演算部が、レッド画素信号Ｒ、グリーン画素信号Ｇ、及びブルー画素信号Ｂを、下式（ｅ）に基づいてマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成するステップと、混色補正部が、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、下式（ｆ）に基づいて補正するステップとを備える。

【数3A】

【数3B】

ここで、Ｋ₁は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合における第１表示用信号に対する第２表示用信号の信号値の比を表す第１補正係数であり、Ｋ₂は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合における第２表示用信号に対する第１表示用信号の信号値の比を表す第２補正係数である。

【0022】

なお、式（ｅ）において、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０であり、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇであってもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、第１及び第２狭帯域光の両方に感応する複数種の画素からの信号値をマトリクス演算して、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成し、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を混色補正するので、狭帯域光観察において色分離性及び表層血管の視認性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】内視鏡システムの外観図である。

【図2】内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。

【図3】紫色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。

【図4】通常光の発光スペクトルを示すグラフである。

【図5】合波部の構成を説明する図である。

【図6】緑色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。

【図7】補色系色分離フィルタを示す模式図である。

【図8】原色系色分離フィルタを示す模式図である。

【図9】狭帯域光観察モード時の光源及び補色系撮像素子の駆動タイミングを示す図である。

【図10】補色系撮像素子からの出力信号を示す図である。

【図11】補色系撮像素子の分光感度特性を例示するグラフである。

【図12】第１〜第４混合画素の分光感度特性を例示するグラフである。

【図13】補色用第１処理部の構成を示すブロック図である。

【図14】キャリブレーションモード時の光源及び補色系撮像素子の駆動タイミングを示す図である。

【図15】内視鏡システムの作用を説明するフローチャートである。

【図16】第１及び第２混色率に応じた第１及び第２混合画素信号の混色補正処理を説明する図である。

【図17】構造強調処理部を有する補色用第１処理部の構成を示すブロック図である。

【図18】青色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。

【図19】補色系色分離フィルタの変形例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［第１実施形態］
図１において、内視鏡システム１０は、光源装置１１と、プロセッサ装置１２と、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に着脱自在に接続可能な電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）１３により構成されている。光源装置１１は、照明光を発生して内視鏡１３に供給する。内視鏡１３は、先端側が検体の体腔内等に挿入されて、体腔内を撮像する。プロセッサ装置１２は、内視鏡１３の撮像制御を行うと共に、内視鏡１３が取得した撮像信号に対して信号処理を施す。

【0026】

プロセッサ装置１２には、画像表示装置１４及び入力装置１５が接続されている。画像表示装置１４は、液晶モニタ等であり、プロセッサ装置１２により生成された検体内の画像を表す検体画像を表示する。入力装置１５は、キーボードやマウスにより構成され、プロセッサ装置１２に対して各種情報を入力する。

【0027】

内視鏡１３には、補色系撮像素子２８（図２参照）を備える補色型内視鏡１３ａと、原色系撮像素子２９（図２参照）を備える原色型内視鏡１３ｂがあり、いずれも光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続可能である。補色型内視鏡１３ａと原色型内視鏡１３ｂは、撮像素子以外は同一の構成であって、挿入部１６と、操作部１７と、ユニバーサルケーブル１８と、ライトガイドコネクタ１９ａと、信号コネクタ１９ｂにより構成されている。

【0028】

挿入部１６は、細長く、検体の体腔内等に挿入される。操作部１７は、挿入部１６の後端に接続されており、スコープスイッチや湾曲操作ダイヤル等が設けられている。スコープスイッチには、観察モードを切り替えるためのモード切替スイッチ１７ａが含まれている。

【0029】

ユニバーサルケーブル１８は、操作部１７から延出されている。ライトガイドコネクタ１９ａ及び信号コネクタ１９ｂは、ユニバーサルケーブル１８の端部に設けられている。ライトガイドコネクタ１９ａは、光源装置１１に着脱自在に接続される。信号コネクタ１９ｂは、プロセッサ装置１２に着脱自在に接続される。

【0030】

内視鏡システム１０は、観察モードとして、通常光観察モードと狭帯域光観察モードとを有する。通常光観察モードでは、波長域が青色帯域から赤色帯域に及ぶ通常光（白色光）を検体に照射して撮像が行われ、通常光画像が生成される。狭帯域光観察モードでは、波長域の狭い狭帯域光（後述する紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎ）を検体に照射して撮像が行われ、狭帯域光画像が生成される。この通常光観察モード及び狭帯域光観察モードは、補色型内視鏡１３ａと原色型内視鏡１３ｂとのいずれを用いる場合にも可能である。

【0031】

通常光観察モードと狭帯域光観察モードとは、前述のモード切替スイッチ１７ａにより切り替え可能であるが、プロセッサ装置１２に接続可能なフットスイッチ（図示せず）や、プロセッサ装置１２のフロントパネルに設けられたボタン、入力装置１５等により切り替え可能としても良い。

【0032】

図２において、光源装置１１は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源２０と、光源制御部２１と、合波部２４とを有している。ＬＥＤ光源２０は、紫色ＬＥＤ（Ｖ−ＬＥＤ）２０ａと、白色ＬＥＤ（ＷＬ−ＬＥＤ）２０ｂとにより構成されている。Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、図３に示すような光強度スペクトルを有する、波長域が３８０〜４４０ｎｍで中心波長が約４０５ｎｍの紫色狭帯域光Ｖｎを発生する。ＷＬ−ＬＥＤ２０ｂは、図４に示すような光強度スペクトルを有する、広波長域の白色光ＷＬを発生する。光源制御部２１は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光制御を行う。

【0033】

合波部２４は、図５に示すように、ダイクロイックミラー２２と、第１〜第３レンズ２３ａ〜２３ｃとを有している。第１及び第２レンズ２３ａ，２３ｂは、それぞれＬＥＤ２０ａ，２０ｂに対応して配置されており、各ＬＥＤ２０ａ，２０ｂから射出された光を集光して平行光とする。Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂは、光軸が直交するように配置されており、この光軸の交点にダイクロイックミラー２２が配置されている。

【0034】

ダイクロイックミラー２２は、例えば５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域の光を透過させると共に、５３０ｎｍ未満及び５５０ｎｍ以上の波長域の光を反射させる光学特性を有している。したがって、紫色狭帯域光Ｖｎは、ダイクロイックミラー２２により反射され、第３レンズ２３ｃにより集光される。一方の白色光ＷＬは、その一部がダイクロイックミラー２２を透過し、図６に示すように、波長域が５３０〜５５０ｎｍで中心波長が約５４０ｎｍの緑色狭帯域光Ｇｎとなって第３レンズ２３ｃにより集光される。

【0035】

狭帯域光観察モード時には、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂが同時に点灯し、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとがダイクロイックミラー２２により合波されて第３レンズ２３ｃにより集光され、ライトガイド２７に入射する。

【0036】

通常光観察モード時には、ダイクロイックミラー２２は、移動機構（図示せず）によりＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸外に移動される。これにより、通常光観察モード時には、白色光ＷＬは、第３レンズ２３ｃに直接入射し、ライトガイド２７に供給される。通常光観察モード時には、ダイクロイックミラー２２が退避するので、Ｖ−ＬＥＤ２０ａから射出された紫色狭帯域光Ｖｎはダイクロイックミラー２２で反射されても第３レンズ２３ｃには入射しない。このため、通常光観察モード時には、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは点灯・非点灯のいずれでも良い。

【0037】

紫色狭帯域光Ｖｎは、中心波長が約４０５ｎｍであり、可視光領域においてヘモグロビンの吸光係数が高い波長である。緑色狭帯域光Ｇｎは、中心波長が約５４０ｎｍであり、緑色光の波長域においてヘモグロビンの吸光係数が高い波長である。また、緑色狭帯域光Ｇｎは、紫色狭帯域光Ｖｎより粘膜での反射率が高いという特性を有する。

【0038】

内視鏡１３の挿入部１６の先端には、照明窓と観察窓とが隣接して設けられており、照明窓に照明レンズ２５が取り付けられており、観察窓に対物レンズ２６が取り付けられている。内視鏡１３内には、ライトガイド２７が挿通されており、ライトガイド２７の一端が照明レンズ２５に対向している。ライトガイド２７の他端は、ライトガイドコネクタ１９ａに配置され、光源装置１１内に挿入される。

【0039】

照明レンズ２５は、光源装置１１からライトガイド２７に入射され、ライトガイド２７から射出された光を集光して検体内に照射する。対物レンズ２６は、検体の生体組織等からの反射光を集光して光学像を結像する。対物レンズ２６の結像位置には、光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像素子（補色型内視鏡１３ａの場合には補色系撮像素子２８、原色型内視鏡１３ｂの場合には原色系撮像素子２９）が配置されている。補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。

【0040】

補色系撮像素子２８の撮像面には、光学像を光学的に画素毎に色分離する補色系色分離フィルタ２８ａが設けられている。この補色系色分離フィルタ２８ａは、図７に示すように、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）の４種のカラーフィルタセグメントを有し、各カラーフィルタセグメントは画素単位で取り付けられている。したがって、補色系撮像素子２８は、Ｍｇ、Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅの４種の画素を有し、奇数列を、Ｍｇ画素、Ｃｙ画素、Ｍｇ画素、Ｙｅ画素、・・・の順番、偶数列を、Ｇ画素、Ｙｅ画素、Ｇ画素、Ｃｙ画素、・・・の順番とするように、奇数行にＭｇ画素とＧ画素とが交互に配置され、偶数行にＣｙ画素とＹｅ画素とが交互に配置されている。このカラーフィルタ配列は、補色市松色差線順次方式と呼ばれている。

【0041】

原色系撮像素子２９の撮像面には、原色系色分離フィルタ２９ａが設けられている。この原色系色分離フィルタ２９ａは、図８に示すように、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３種のカラーフィルタセグメントを有し、各カラーフィルタセグメントは画素単位で取り付けられている。したがって、原色系撮像素子２９は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種の画素を有し、奇数列にＧ画素とＢ画素とが交互に配置され、偶数列にＲ画素とＧ画素が交互に配置され、奇数行にＧ画素とＲ画素とが交互に配置され、偶数行にＢ画素とＧ画素とが交互に配置されている。このカラーフィルタ配列は、原色ベイヤー方式と呼ばれている。

【0042】

内視鏡１３には、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成された情報記憶部３０が設けられている。情報記憶部３０は、内視鏡１３の固有情報（撮像素子のカラーフィルタ配列や画素数、後述する補正係数）等を記憶している。

【0043】

プロセッサ装置１２は、制御部３１と、撮像制御部３２と、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、明るさ検出回路３５と、調光回路３６と、信号処理部３７と、チャネル割当部３８とを有する。

【0044】

制御部３１は、プロセッサ装置１２内の各部と、光源装置１１との制御を行う。制御部３１は、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に内視鏡１３が接続された際に、情報記憶部３０から内視鏡１３の固有情報を読み取り、接続された内視鏡１３が補色型内視鏡１３ａであるか原色型内視鏡１３ｂであるかを判定する。撮像制御部３２は、制御部３１により判定された内視鏡１３の種類に応じて、撮像素子（補色系撮像素子２８または原色系撮像素子２９）を駆動する。

【0045】

撮像制御部３２は、補色系撮像素子２８の場合には、光源装置１１の発光タイミングに合わせて、補色系撮像素子２８をフィールド読み出し方式で駆動する。具体的には、フィールド読み出し方式では、奇数フィールドと偶数フィールドとの各読み出し時において、列方向に隣接する２画素を２行の各画素信号が混合（加算）して読み出される（図７参照）。この画素信号の混合は、ＣＣＤイメージセンサの水平転送路（図示せず）内で行われる。図９は、狭帯域光観察モード時の駆動タイミングを示している。通常光観察モード時の駆動タイミングは、照明光を白色光ＷＬとすること以外は狭帯域光観察モード時と同一である。

【0046】

このフィールド読み出し方式より、補色系撮像素子２８からは、奇数フィールドと偶数フィールドとのそれぞれにおいて、図１０に示すように、Ｍｇ画素とＣｙ画素との混合画素信号（以下、第１混合画素信号という）Ｍ１と、Ｇ画素とＹｅ画素との混合画素信号（以下、第２混合画素信号という）Ｍ２と、Ｍｇ画素とＹｅ画素との混合画素信号（以下、第３混合画素信号という）Ｍ３と、Ｇ画素とＣｙ画素との混合画素信号（以下、第４混合画素信号という）Ｍ４が出力される。

【0047】

補色系撮像素子２８の各画素がカラーフィルタセグメントに応じて、例えば図１１に示す分光感度特性を有することから、各混合画素は、例えば図１２に示す分光感度特性を有する。この分光感度特性によると、第１〜第４混合画素のうち、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）が紫色狭帯域光Ｖｎ（中心波長４０５ｎｍ）に対して最も高感度であり、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）が緑色狭帯域光Ｇｎ（中心波長５４０ｎｍ）に対して最も高感度であることが分かる。ただし、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）は、緑色狭帯域光Ｇｎに対しても高い感度を有しており、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）は、紫色狭帯域光Ｖｎに対して若干の感度を有している。

【0048】

撮像制御部３２は、原色系撮像素子２９の場合には、光源装置１１の発光タイミングに合わせて、原色系撮像素子２９を周知のプログレッシブ読み出し方式で駆動する。このプログレッシブ読み出し方式では、画素信号の混合は行われずに、１行ずつ順に１フレーム分の画素信号が個別に読み出される。

【0049】

補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９から出力された信号は、ＣＤＳ回路３３に入力される。ＣＤＳ回路３３は、入力された信号に対して相関二重サンプリングを行って、ＣＣＤイメージセンサで生じるノイズ成分を除去する。ＣＤＳ回路３３によりノイズ成分が除去された信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４に入力されると共に、明るさ検出回路３５に入力される。Ａ／Ｄ変換回路３４は、ＣＤＳ回路３３から入力された信号をデジタル信号に変換して、信号処理部３７に入力する。

【0050】

明るさ検出回路３５は、ＣＤＳ回路３３から入力された信号に基づいて、明るさ（信号の平均輝度）を検出する。調光回路３６は、明るさ検出回路３５により検出された明るさ信号と、基準の明るさ（調光の目標値）との差分である調光信号を生成する。この調光信号は、光源制御部２１に入力される。光源制御部２１は、基準の明るさが得られるように、複数のＬＥＤ光源２０の発光量を調整する。

【0051】

制御部３１は、内視鏡１３のモード切替スイッチ１７ａが操作された際に発せられるモード切替信号を受信し、受信したモード切替信号に基づいて、光源装置１１の発光方式と信号処理部３７の信号処理方式を切り替える。

【0052】

信号処理部３７は、セレクタ４０と、補色用第１処理部４１と、補色用第２処理部４２と、原色用第１処理部４３と、原色用第２処理部４４と、補正係数取得部４５とを有している。セレクタ４０は、制御部３１により判定された内視鏡１３の種類及び観察モードに応じて、処理部４１〜４５のうちからいずれか１つを選択する。

【0053】

補色用第１処理部４１は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが通常光観察モードである場合に選択される。補色用第１処理部４１には、補色系撮像素子２８から第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４（図１０参照）が入力される。補色用第１処理部４１は、補色市松色差線順次方式に用いられる周知のＹ／Ｃ変換を行って、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂを生成し、さらにマトリクス演算により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，ＣｂをＲＧＢ信号に変換する。このＲＧＢ信号は、チャネル割当部３８に送られる。具体的には、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、行方向に隣接する第１混合画素信号Ｍ１と第２混合画素信号Ｍ２との加減算と、行方向に隣接する第３混合画素信号Ｍ３と第４混合画素信号Ｍ４との加減算とにより算出される。

【0054】

補色用第２処理部４２は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合に選択される。補色用第２処理部４２は、図１３に示すように、マトリクス演算部４６と、補間処理部４７と、混色補正部４８とを有する。

【0055】

マトリクス演算部４６は、補色系撮像素子２８から入力される第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４の各組に対して、式（１）で表されるマトリクス演算を行い、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成する。具体的には、例えば、図１０に示す相対的な位置関係にある第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４をそれぞれ１組としてマトリクス演算を行う。

【0056】

【数4】

【0057】

詳しくは後述するが、狭帯域光観察モード時には、第１表示用信号Ｄ１に基づいて、紫色狭帯域光Ｖｎの画像化が行われ、第２表示用信号Ｄ２に基づいて緑色狭帯域光Ｇｎの画像化が行われる。α₁₁〜α₂₄の８個の係数は、０以上１以下の値に設定されるが、第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４のうち、第１混合画素信号Ｍ１が紫色狭帯域光Ｖｎに対して最も感度が高く、第２混合画素信号Ｍ２が緑色狭帯域光Ｇｎに対して最も感度が高いので、係数α₁₁及びα₂₂が他の係数より大きな値に設定される。すなわち、第１混合画素信号Ｍ１が第１表示用信号Ｄ１の主信号とされ、第２混合画素信号Ｍ２が第２表示用信号Ｄ２の主信号とされる。例えば、単純に、α₁₁＝α₂₂＝１、α₁₂＝α₁₃＝α₁₄＝α₂₁＝α₂₃＝α₂₄＝０（すなわち、Ｄ１＝Ｍ１、Ｄ２＝Ｍ２）と設定しても良い。

【0058】

マトリクス演算部４６により生成された第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２は、補間処理部４７に入力される。補間処理部４７は、周知の画素補間処理を行い、各画素位置について１組の第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成する。混色補正部４８は、式（２）を用いて混色補正処理を行う。

【0059】

【数5】

【0060】

ここで、Ｋ₁は、紫色狭帯域光Ｖｎのみを独立照射した場合に得られる第１表示用信号Ｄ１ｖに対する第２表示用信号Ｄ２ｖの比（Ｄ２ｖ／Ｄ１ｖ）である。Ｋ₂は、緑色狭帯域光Ｇｎのみを独立照射した場合に得られる第２表示用信号Ｄ２ｇに対する第１表示用信号Ｄ１ｇの比（Ｄ１ｇ／Ｄ２ｇ）である。

【0061】

内視鏡システム１０は、補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を取得するためにキャリブレーションモードを有する。このキャリブレーションモードは、入力装置１５等の操作により選択可能である。このキャリブレーションモードでは、制御部３１は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸の交点にダイクロイックミラー２２を配置した状態で、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂとを個別に点灯させて、図１４に示すように、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとを時分割照射し、各照射タイミングに合わせて補色系撮像素子２８を駆動する。

【0062】

補正係数取得部４５は、キャリブレーションモード時に式（１）に基づくマトリクス演算により前述の第１表示用信号Ｄ１ｖ，Ｄ１ｇ及び第２表示用信号Ｄ２ｇ，Ｄ２ｖを算出し、Ｋ₁＝Ｄ２ｖ／Ｄ１ｖ、Ｋ₂＝Ｄ１ｇ／Ｄ２ｇの関係式に基づいて補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を算出する。この補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、複数の第１表示用信号Ｄ１ｖ，Ｄ１ｇ及び第２表示用信号Ｄ２ｇ，Ｄ２ｖの各平均値を用いて計算することが好ましい。補正係数取得部４５により取得された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、混色補正部４８に入力される。混色補正部４８は、入力された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を、キャリブレーションが再度行われるまでの間、保持し続けて混色補正処理に用いる。

【0063】

また、この補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、製造段階で求められ、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に予め記憶されている。補色型内視鏡１３ａが光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続された際に、制御部３１が情報記憶部３０から補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を読み出し、混色補正部４８に入力する。キャリブレーションが行われた場合には、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は消去され、混色補正部４８により算出された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂に書き換えられる。

【0064】

式（２）の混色補正処理は、混色成分（第１表示用信号Ｄ１中の緑色狭帯域光Ｇｎ成分と、第２表示用信号Ｄ２中の紫色狭帯域光Ｖｎ成分）を低減させる。混色補正後の第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、チャネル割当部３８に送られる。

【0065】

原色用第１処理部４３は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが通常光観察モードである場合に選択される。原色用第１処理部４３には、原色系撮像素子２９からＲＧＢ信号が入力される。このＲＧＢ信号は、１画素に、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの信号が割り当てられたものである。原色用第１処理部４３は、周知の画素補間処理を行い、各画素についてＲ、Ｇ、Ｂの３つの信号を生成する。この画素補間処理後のＲＧＢ信号は、チャネル割当部３８に送られる。

【0066】

原色用第２処理部４４は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合に選択される。原色用第２処理部４４には、原色系撮像素子２９からＲＧＢ信号が入力される。原色用第２処理部４４は、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎに感応するＢ信号及びＧ信号を抽出し、同様に画素補間処理を施すことにより、画素毎のＢ信号及びＧ信号を生成する。このＢ信号及びＧ信号は、チャネル割当部３８に送られる。

【0067】

チャネル割当部３８は、観察モードが通常光観察モードである場合には、内視鏡１３の種類によらずＲＧＢ信号が入力されるため、このＲ、Ｇ、Ｂの信号をそれぞれ画像表示装置１４のＲｃｈ、Ｇｃｈ、Ｂｃｈの各チャネルに割り当てて表示させる。これにより、画像表示装置１４には、通常光によって照明された検体の像が映し出された通常画像が表示される。

【0068】

また、チャネル割当部３８は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合には、補色用第２処理部４２から入力された第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’を、式（３）に示すように画像表示装置１４の各チャネルに割り当てて表示させる。

【0069】

【数6】

【0070】

これにより、画像表示装置１４には、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎにより照明された検体の像が映し出された特殊画像が表示される。式（３）では、紫色狭帯域光Ｖｎに対して高感度の第１表示用信号Ｄ１’を２つのチャネルに割り当てて表示させているので、特殊画像は、生体表層付近の表層血管（毛細血管など）等の構造が視認しやすい画像となる。なお、第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’に、「１」，「０」以外の係数で重み付けを行ってチャネルに割り当てても良い。

【0071】

さらに、チャネル割当部３８は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合には、原色用第２処理部４４から入力されたＢ信号及びＧ信号を、式（４）に示すように画像表示装置１４の各チャネルに割り当てて表示させる。

【0072】

【数7】

【0073】

これにより、画像表示装置１４には、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎにより照明された検体の像が映し出された特殊画像が表示される。この特殊画像は、生体表層付近の表層血管等の構造が視認しやすい画像である。同様に、Ｂ信号及びＧ信号に、「１」，「０」以外の係数で重み付けを行ってチャネルに割り当てても良い。

【0074】

次に、混色補正処理の作用について説明する。まず、補色型内視鏡１３ａから検体内に同時照射される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量をそれぞれ“Ｘ”、“Ｙ”とし、第１表示用信号Ｄ１の紫色狭帯域光Ｖｎに対する平均的な感度を“ａ₁”、第１表示用信号Ｄ１の緑色狭帯域光Ｇｎに対する平均的な感度を“ｂ₁”、第２表示用信号Ｄ２の緑色狭帯域光Ｇｎに対する平均的な感度を“ａ₂”、第２表示用信号Ｄ２の紫色狭帯域光Ｖｎに対する平均的な感度を“ｂ₂”とすると、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２は、式（５）で表される。平均的な感度とは、各狭帯域光の波長域における感度を平均化したものである。

【0075】

【数8】

【0076】

また、これらの感度ａ₁，ｂ₁，ａ₂，ｂ₂を用いて、混色補正処理に用いられる補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、式（６），（７）で表される。

【0077】

【数9】

【数10】

【0078】

式（５）で表される第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２に対して、式（２）の混色補正処理を施すと、混色補正後の第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、式（８），（９）で表され、混色成分が除去される。

【0079】

【数11】

【数12】

【0080】

式（８）、（９）において、「ａ₁Ｘ」、「ａ₂Ｙ」は、それぞれ光量Ｘの紫色狭帯域光Ｖｎのみを独立照射した場合の第１表示用信号Ｄ１ｖと、光量Ｙの緑色狭帯域光Ｇｎのみを独立照射した場合の第２表示用信号Ｄ２ｇとに相当する。したがって、混色補正後の第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、時分割照射を行った場合の第１及び第２表示用信号Ｄ１ｖ，Ｄ２ｇに比べて、（１−Ｋ₁Ｋ₂）倍だけ信号値が低いことを表している。

【0081】

特に、α₁₁＝α₂₂＝１、α₁₂＝α₁₃＝α₁₄＝α₂₁＝α₂₃＝α₂₄＝０（すなわち、Ｄ１＝Ｍ１、Ｄ２＝Ｍ２）の場合には、図１２を参照すると、ａ₁≒０．４５、ａ₂≒０．９８、ｂ₁≒０．５３、ｂ₂≒０．０７であり、（１−Ｋ₁Ｋ₂）≒０．９２となるため、信号値の低下率は８％程度である。

【0082】

次に、内視鏡システム１０の作用を、図１５に示すフローチャートに沿って説明する。術者により、内視鏡１３が光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続されると、プロセッサ装置１２の制御部３１は、内視鏡１３内の情報記憶部３０から固有情報を読み取り、接続された内視鏡１３が、補色型内視鏡１３ａであるか原色型内視鏡１３ｂであるかを判定する。例えば、補色型内視鏡１３ａである場合には、制御部３１は、光源装置１１及びプロセッサ装置１２を通常光観察モードに設定し、信号処理部３７内のセレクタ４０に補色用第１処理部４１を選択させる。

【0083】

この通常光観察モードでは、光源装置１１の合波部２４内のダイクロイックミラー２２が前述のように退避すると共に、ＷＬ−ＬＥＤ２０ｂが点灯し、通常光（白色光）ＷＬが生成されて、補色型内視鏡１３ａ内のライトガイド２７内に供給される。また、補色型内視鏡１３ａ内の補色系撮像素子２８は、撮像制御部３２によりフィールド読み出し方式で駆動されて第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４を出力する。この第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４は、補色用第１処理部４１により、Ｙ／Ｃ変換後、ＲＧＢ信号に変換されて、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、通常光のもとで撮像された通常画像が表示される。

【0084】

術者は、補色型内視鏡１３ａの挿入部１６を患者の体腔内に挿入することにより、内視鏡検査を行う。体腔内における患部等の検査対象組織の表層血管の走行状態等をより詳しく観察しようと思う場合には、術者によりモード切替スイッチ１７ａが操作される。モード切替スイッチ１７ａが操作された場合には、この操作信号が制御部３１により検出されて、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が狭帯域光観察モードに切り替えられる。

【0085】

狭帯域光観察モードでは、セレクタ４０により補色用第２処理部４２が選択される。狭帯域光観察モードでは、合波部２４内のダイクロイックミラー２２がＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸の交点に配置されると共に、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂとが同時に点灯する。合波部２４により紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとが混合された狭帯域光が生成されて補色型内視鏡１３ａ内のライトガイド２７内に供給される。補色系撮像素子２８は、フィールド読み出し方式で駆動されて第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４を出力する。

【0086】

補色用第２処理部４２では、マトリクス演算部４６により第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４がマトリクス演算され、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２が生成される。この第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２は、補間処理部４７により画素補間処理が行われた後、混色補正部４８により前述の混色補正処理が行われる。混色補正後の第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、チャネル割当部３８により、Ｒｃｈに第２表示用信号Ｄ２’が割り当てられ、Ｇｃｈ及びＢｃｈに第１表示用信号Ｄ１’が割り当てられて画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、狭帯域光のもとで撮像が行われた特殊画像が表示される。

【0087】

紫色狭帯域光Ｖｎは、検体の表面から表層付近の第１透過距離まで透過可能であることから、紫色狭帯域光Ｖｎに基づく第１画像には、表層血管など第１透過距離に含まれる構造の像が多く含まれている。この第１画像は、第１表示用信号Ｄ１に基づいて生成される。一方、緑色狭帯域光Ｇｎは、検体の表面から中深層付近の第２透過距離まで透過可能であることから、緑色狭帯域光Ｇｎに基づく第２画像には、中深層血管など第２透過距離に含まれる構造の像が多く含まれている。また、第２画像は、粘膜の微細模様等の視認性に優れる。この第２画像は、第２表示用信号Ｄ２に基づいて生成される。この第１画像と第２画像とが合成されたものが特殊画像である。

【0088】

本実施形態では、混色補正処理により混色成分が除去されて、色分離性が向上すると共に、表層血管の視認性（表層血管と粘膜のコントラスト）が向上した特殊画像が得られる。

【0089】

特殊画像の表示は、モード切替スイッチ１７ａが操作されるか、入力装置１５により診断を終了するための終了操作が行われるまでの間繰り返し行われる。モード切替スイッチ１７ａが操作されると、通常光観察モードに戻り、終了操作が行われると、動作を終了する。

【0090】

一方、制御部３１により、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に原色型内視鏡１３ｂが接続されたと判定されると、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が通常光観察モードに設定される共に、セレクタ４０により原色用第１処理部４３が選択される。この通常光観察モードでは、補色型の場合と同様に、光源装置１１により通常光（白色光）ＷＬが生成されて、原色型内視鏡１３ｂのライトガイド２７内に供給される。

【0091】

この場合、原色系撮像素子２９は、プログレッシブ読み出し方式で駆動されてＲＧＢ信号を出力する。このＲＧＢ信号は、原色用第１処理部４３により画素補間処理等が行われて、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、通常光のもとで撮像された通常画像が表示される。

【0092】

この後、術者によりモード切替スイッチ１７ａが操作されると、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が狭帯域光観察モードに切り替えられる。狭帯域光観察モードでは、セレクタ４０により原色用第２処理部４４が選択され、補色型の場合と同様に、光源装置１１により紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとが混合された狭帯域光が生成されて原色型内視鏡１３ｂのライトガイド２７内に供給される。

【0093】

原色系撮像素子２９は、同様にプログレッシブ読み出し方式で駆動されてＲＧＢ信号を出力する。このＲＧＢ信号は、原色用第２処理部４４によりＢ信号及びＧ信号のみが抽出されて、画素補間処理等が行われ、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、狭帯域光のもとで撮像が行われた特殊画像が表示される。

【0094】

補色型の場合と同様に、特殊画像の表示は、モード切替スイッチ１７ａが操作されるか、入力装置１５により終了操作が行われるまでの間繰り返し行われる。モード切替スイッチ１７ａが操作されると、通常光観察モードに戻り、終了操作が行われると、動作を終了する。

【0095】

また、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に補色型内視鏡１３ａが接続されている場合には、入力装置１５等の操作により、混色補正用の補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を取得するためのキャリブレーションの実行が可能となっている。このキャリブレーションは、白色板などを撮像対象として行われる。

【0096】

キャリブレーションが実行されると、セレクタ４０により補正係数取得部４５が選択され、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの時分割照射が行われる。このとき、補色系撮像素子２８から出力された第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４に基づき、第１表示用信号Ｄ１ｖ，Ｄ１ｇ及び第２表示用信号Ｄ２ｇ，Ｄ２ｖがそれぞれ生成され、各信号値の平均値が求められる。そして、Ｋ₁＝Ｄ２ｖ／Ｄ１ｖ、Ｋ₂＝Ｄ１ｇ／Ｄ２ｇの関係式に基づいて補正係数Ｋ₁，Ｋ₂が算出される。算出された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、混色補正部４８に入力されると共に、補色型内視鏡１３ａ内の情報記憶部３０に記憶されている補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を消去して書き換える。補色型内視鏡１３ａ内の情報記憶部３０に記憶された補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、補色型内視鏡１３ａの次回の使用時に、制御部３１に読み取られて混色補正部４８に入力される。

【0097】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の内視鏡システムについて説明する。本実施形態の内視鏡システムは、混色補正部４８が、式（１０）を用いて混色補正処理を行う点が第１実施形態の内視鏡システム１０と異なる。

【0098】

【数13】

【0099】

ここで、Ｒ₁は、第１表示用信号Ｄ１’中の緑色狭帯域光Ｇｎ成分の割合を表す第１混色率である。Ｒ₂は、第２表示用信号Ｄ２’中の紫色狭帯域光Ｖｎ成分の割合を表す第２混色率である。Ｒ₁，Ｒ₂は、０以上１以下の値を取る。

【0100】

Ｒ₁＝０、Ｒ₂＝０の場合には、式（１０）は第１実施形態の式（２）と同一であり、図１６に示すように、混色成分が完全に除去される。一方、Ｒ₁≠０、Ｒ₂≠０の場合には、第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’中に、緑色狭帯域光Ｇｎ成分及び紫色狭帯域光Ｖｎ成分が、それぞれ第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂に応じて付加される。Ｒ₁≠０、Ｒ₂≠０の場合の第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、式（１１），（１２）で表される。

【0101】

【数14】

【数15】

【0102】

第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂の各値は、既存の光源装置（例えば、キセノンランプと狭帯域用波長制限フィルタとを有する光源装置）との互換性を保つように、混色補正部４８内に設定されている。この第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂を、補色型内視鏡１３ａ内の情報記憶部３０に記憶しておき、補色型内視鏡１３ａが光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続された際に、制御部３１が情報記憶部３０から取得して混色補正部４８に入力するように構成しても良い。

【0103】

また、Ｒ₁＝０、Ｒ₂＝０の場合には、第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’は、時分割照射時の場合よりも信号値が低下するため、この低下量が大きい場合に、第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’が所定レベルとなるように、式（１１），（１２）に基づいて第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂を決定することも好ましい。

【0104】

また、図１７に示すように、第２実施形態の混色補正部４８の後段に構造強調処理部４９を設け、混色補正部４８から出力される第１及び第２表示用信号Ｄ１’，Ｄ２’を、第１及び第２混色率Ｒ₁，Ｒ₂の少なくとも一方に基づいて構造強調処理を行っても良い。例えば、構造強調処理部４９として、特開２０１３−０１３６５６号公報に開示された周波数フィルタリングを行う血管強調処理部を適用し、表層血管部分の強調度合いを、第１混色率Ｒ₁が大きいほど高く設定する。これは、第１混色率Ｒ₁が大きいほど、前述の表層血管のコントラストが低下するためである。

【0105】

なお、上記各実施形態では、混色補正部４８は、全ての第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を、１組の補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を用いて混色補正を行っているが、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２の１組ごとに異なる補正係数Ｋ₁，Ｋ₂を用いて混色補正を行っても良い。この場合、例えば、図１０に示す相対的な位置関係にある第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４により生成される第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２をそれぞれ１組とする。各補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、キャリブレーションモードにおいて、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎを独立照射した場合の第１及び第２表示用信号を用いて各組ごとに算出すれば良い。

【0106】

また、上記各実施形態では、原色用第２処理部４４は、ＲＧＢ信号に含まれるＢ信号及びＧ信号をそのまま表示チャネルに割り当てているが、ＲＧＢの各信号が、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの両方に感応する場合があるので、補色用第２処理部４２と同様のマトリクス演算及び混色補正を行うことも好ましい。

【0107】

具体的には、原色用第２処理部４４に入力されるＲＧＢ信号（画素信号Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、式（１３）で表されるマトリクス演算を行い、第１及び第２表示用信号Ｄ１，Ｄ２を生成する。

【0108】

【数16】

【0109】

β₁₁〜β₂₃の６個の係数は、０以上１以下の値である。具体的には、係数β₁₁，β₂₂が他の係数より大きく設定される。例えば、単純に、β₁₁＝β₂₂＝１、β₁₂＝β₁₃＝β₂₁＝β₂₃＝０（すなわち、Ｄ１＝Ｂ、Ｄ２＝Ｇ）と設定しても良い。

【0110】

混色補正は、補色用第２処理部４２の場合と同様であり、式（２）または式（１０）に基づく補正が行われる。補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとを時分割照射し、原色系撮像素子２９から出力されるＲＧＢ信号をマトリクス演算して、第１表示用信号Ｄ１ｖ，Ｄ１ｇ及び第２表示用信号Ｄ２ｇ，Ｄ２ｖを生成し、Ｋ₁＝Ｄ２ｖ／Ｄ１ｖ、Ｋ₂＝Ｄ１ｇ／Ｄ２ｇの関係式に基づいて算出される。この補正係数Ｋ₁，Ｋ₂は、補色型の場合と同様に、原色型内視鏡１３ｂの情報記憶部３０に記憶される。その他、情報記憶部３０からの補正係数Ｋ₁，Ｋ₂の読み出しや、補正係数Ｋ₁，Ｋ₂の書き換え等の動作は、補色型の場合と同一であるので説明は省略する。

【0111】

また、上記各実施形態では、ＬＥＤ光源２０としてＶ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂとを用いているが、Ｖ−ＬＥＤ２０ａに代えて、図１８に示すように、紫色狭帯域光Ｖｎより長波長側の青色狭帯域光Ｂｎを発生する青色ＬＥＤを用いてもよい。この青色狭帯域光Ｂｎの中心波長は約４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内であり、好ましくは約４１５ｎｍである。

【0112】

また、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂに代えて、発光波長域の異なる複数のＬＥＤ（例えば、４個のＬＥＤ）を設け、複数のＬＥＤを全て点灯させることにより通常光（白色光）を生成し、複数のＬＥＤのうちの２個のＬＥＤにより２つの狭帯域光を生成するように構成しても良い。さらに、ＬＥＤに代えてＬＤ（Laser Diode）等のその他の半導体光源を用いても良い。

【0113】

また、上記各実施形態の光源装置１１に代えて、特許第４００９６２６号公報等に開示された、白色光等の波長域の広い光を発するランプと、狭帯域用フィルタとにより構成された光源装置を用いてもよい。この狭帯域用フィルタは、２つの狭帯域にバンドパス特性を有する２峰性フィルタであり、観察モードに応じてランプの光軸上に挿脱される。

【0114】

また、上記各実施形態では、図７に示す補色市松色差線順次方式の補色系色分離フィルタ２８ａを有する補色系撮像素子２８を用いているが、図１９に示す補色市松色差線順次方式の補色系色分離フィルタを有する補色系撮像素子を用いても良い。

【0115】

また、上記各実施形態では、Ｍｇ画素とＣｙ画素との組み合わせを第１混合画素、Ｇ画素とＹｅ画素との組み合わせを第２混合画素、Ｍｇ画素とＹｅ画素との組み合わせを第３混合画素、Ｇ画素とＣｙ画素との組み合わせを第４混合画素としているが、混合画素の組み合わせはこれに限られず適宜変更しても良い。

【0116】

また、上記各実施形態では、撮像制御部３２、ＣＤＳ回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４等をプロセッサ装置１２内に設けているが、これらを内視鏡１３内に設けても良い。

【0117】

また、上記各実施形態では、補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９をＣＣＤイメージセンサとしているが、これらはＣＭＯＳイメージセンサであっても良い。ＣＭＯＳイメージセンサの場合には、イメージセンサが形成されたＣＭＯＳ半導体基板内に、撮像制御部３２、ＣＤＳ回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４等を形成することが可能である。

【0118】

また、上記各実施形態では、光源装置及びプロセッサ装置に、補色型内視鏡と原色型内視鏡とが接続可能であるが、補色型内視鏡のみが接続可能であっても良い。

【0119】

また、上記各実施形態では、光源装置とプロセッサ装置とを別体の装置として構成しているが、これらを単一の装置としても良い。さらに、光源装置を、内視鏡内に組み込んでも良い。

【符号の説明】

【0120】

１０ 内視鏡システム
１１ 光源装置
１２ プロセッサ装置
１３ 内視鏡
１３ａ 補色型内視鏡
１３ｂ 原色型内視鏡
１４ 画像表示装置
１６ 挿入部
１７ 操作部
１７ａ モード切替スイッチ
２０ ＬＥＤ光源
２２ 緑色狭帯域フィルタ
２４ 合波部
２７ ライトガイド
２８ 補色系撮像素子
２８ａ 補色系色分離フィルタ
２９ 原色系撮像素子
２９ａ 原色系色分離フィルタ
３７ 信号処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】