特許 6800664 内視鏡装置

(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】6800664

(24)【登録日】2020年11月27日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】内視鏡装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/06 20060101AFI20201207BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20201207BHJP

   A61B 1/04 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/06 611

   A61B1/00 513

   A61B1/04 531

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-175337(P2016-175337)

(22)【出願日】2016年9月8日

(65)【公開番号】特開2018-38637(P2018-38637A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2019年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100163050

【弁理士】

【氏名又は名称】小栗 眞由美

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】長岡 英之

【審査官】 永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０６１５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１９７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００８７９０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２７８６１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００ −１／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体を照明する照明光を出力する光源装置と、
２次元配列された複数色のカラーフィルタを含むカラーフィルタアレイを有し、前記照明光によって照明された前記被写体を撮影する撮像素子とを備え、
前記光源装置が、
紫色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第１の固体照明素子と、
青色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第２の固体照明素子と、
緑色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第３の固体照明素子と、
前記第１の固体照明素子、前記第２の固体照明素子および前記第３の固体照明素子の点灯および消灯を制御する制御部とを備え、
前記カラーフィルタアレイが、シアン色のカラーフィルタおよび青色のカラーフィルタを含むとともに、前記シアン色のカラーフィルタが、緑色、青色および紫色の光を透過させる光学特性を有し、
前記制御部が、
第１の観察モードでは、前記第１の固体照明素子および前記第３の固体照明素子を同時に点灯させ、前記第２の固体照明素子を消灯させ、
第２の観察モードでは、前記第２の固体照明素子および前記第３の固体照明素子を順番に点灯させる内視鏡装置。

【請求項2】

前記光源装置が、５８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域にピーク強度を有する光を発する第４の固体照明素子を備える請求項１に記載の内視鏡装置。

【請求項3】

前記カラーフィルタアレイが、赤色のカラーフィルタを含む請求項１または請求項２に記載の内視鏡装置。

【請求項4】

前記カラーフィルタアレイが、マゼンダ色のカラーフィルタを含む請求項１または請求項２に記載の内視鏡装置。

【請求項5】

前記カラーフィルタアレイにおける前記シアン色のカラーフィルタの数の割合が、４分の１以上である請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ＮＢＩ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）またはＢＬＩ（Ｂｌｕｅ Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）のような、狭帯域光を被観察部位に照射し、その反射光を画像化する特殊光観察が用いられており（例えば、特許文献１および２参照。）、病変部の発見を容易にすることができる。一方、白色光観察において良好な色再現を得ながら同時観察が行えるように、ＲＧＢのベイヤ配列のカラーフィルタが設けられた撮像素子が用いられている。

【0003】

特殊光観察において、粘膜表層の毛細血管等の画像は紫色から青色の反射光の情報（Ｂ情報）が大きく寄与するため、Ｂ情報が重要である。しかし、ＲＧＢのベイヤ配列においては、紫色から青色の反射光を検出するＢ画素が全画素の４分の１しかないため、毛細血管等の解像度が不足してしまう。特許文献１および２は、このような課題の解決を図っている。

【0004】

特許文献１では、紫色の波長領域に副感度領域を有するＧ画素によって、Ｇ画素でもＢ情報を取得し、Ｇ画素の信号とＲ画素の信号の相関演算をすることによってＧ画素の信号からＢ情報を抽出している。特許文献２では、補色系撮像素子を用いた内視鏡で狭帯域光観察をする際に、Ｂ情報とＧ情報の分離性を向上するために、青色狭帯域光および緑色狭帯域光を面順次方式で発光させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７０６３９号公報

【特許文献2】特開２０１５−６６０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の場合、白色光画像取得時に、Ｇ画素の信号とＲ画素の信号の相関が低い領域では、Ｂ情報の抽出精度が低くなってしまうという問題がある。また、画像処理によってＧ画素の信号からＢ情報を抽出する際に、ゲインが画像信号にかけられる。このゲインによって画像のノイズが増大するという問題がある。特許文献２の面順次方式を用いた場合、狭帯域光画像に色ずれが起きてしまうという問題がある。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、画質の良好な狭帯域光画像と白色光画像とを取得することができる内視鏡装置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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、被写体を照明する照明光を出力する光源装置と、２次元配列された複数色のカラーフィルタを含むカラーフィルタアレイを有し、前記照明光によって照明された前記被写体を撮影する撮像素子とを備え、前記光源装置が、紫色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第１の固体照明素子と、青色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第２の固体照明素子と、緑色の波長領域にピーク強度を有する光を発する第３の固体照明素子と、前記第１の固体照明素子、前記第２の固体照明素子および前記第３の固体照明素子の点灯および消灯を制御する制御部とを備え、前記カラーフィルタアレイが、シアン色のカラーフィルタおよび青色のカラーフィルタを含むとともに、前記シアン色のカラーフィルタが、緑色、青色および紫色の光を透過させる光学特性を有し、前記制御部が、第１の観察モードでは、前記第１の固体照明素子および前記第３の固体照明素子を同時に点灯させ、前記第２の固体照明素子を消灯させ、第２の観察モードでは、前記第２の固体照明素子および前記第３の固体照明素子を順番に点灯させる内視鏡装置である。

【0009】

本発明の一態様によれば、紫色、青色および緑色の光を含む照明光が被写体に照射されると、被写体から撮像素子に入射した紫色、青色および緑色の反射光が、カラーフィルタアレイを透過して撮像素子の画素によって検出される。

【0010】

狭帯域光画像を取得する場合には、波長が互いに離れている紫色の光および緑色の光のみを被写体に照射する。このときには、紫色の光および緑色の光が同時に照射されるように、制御部が第１および第３の固体照明素子を制御する。毛細血管の情報を含む紫色の反射光は、青色のカラーフィルタ（Ｂフィルタ）に対応するＢ画素に加えて、シアン色のカラーフィルタ（Ｃｙフィルタ）に対応するＣｙ画素によっても検出される。これにより、毛細血管の情報を多く含む紫色の反射光の情報量が増大するので、高い解像度を有する高画質の狭帯域光画像を取得することができる。

【0011】

Ｃｙ画素は、紫色の反射光に加えて緑色の反射光も検出するため、色分離を良くするためにはＣｙ画素から緑色の反射光の情報を精度高く抽出する必要がある。Ｂ画素の信号に含まれる情報は、紫色の反射光の情報が支配的であるので、Ｃｙ画素とその近傍に位置するＢ画素の信号とから予測されるＢ情報をＣｙ画素の信号から差し引くことによって、緑色の反射光の情報を精度高く抽出することができる。

【0012】

一方、白色光画像を取得する場合には、紫色、青色および緑色の光が被写体に照射される。このときには、波長が互いに近接している青色の光および緑色の光が順番に照射されるように、制御部が第１、第２および第３の固体照明素子を制御する。これにより、青色の反射光と緑色の反射光とが時分割でＣｙ画素によって検出されるので、青色の反射光の情報と緑色の反射光の情報とが混ざらずに別々に取得される。したがって、画像処理によって信号にゲインをかけて青色および緑色の反射光の情報を分離する必要がない。これにより、ノイズの増大を抑えつつ色再現が良好な白色光画像を取得することができる。

【0013】

上記態様においては、前記光源装置が、５８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域にピーク強度を有する光を発する第４の固体照明素子を備えていてもよい。
このようにすることで、第４の固体照明素子が発する橙色から赤色の光により、赤色の反射光の情報が適切な強さで取得される。これにより、白色光画像のホワイトバランスの調整のために赤色の反射光の信号にかけるゲインを抑えて、ノイズが低減された白色光画像を得ることができる。

【0014】

上記態様においては、前記カラーフィルタアレイが、赤色のカラーフィルタを含んでいてもよい。
このようにすることで、赤色のカラーフィルタに対応する画素によって被写体からの赤色の反射光を検出することにより、白色光画像の色再現性を向上することができる。

【0015】

上記態様においては、前記カラーフィルタアレイが、マゼンダ色のカラーフィルタを含んでいてもよい。
このようにすることで、マゼンダ色のカラーフィルタに対応する画素によって、赤色の反射光に加えて、紫色から青色の反射光が検出される。これにより、白色光画像の色再現性を向上させながら、紫色から青色の反射光の情報量を増大し、狭帯域光画像の解像度をさらに向上することができる。

【0016】

上記態様においては、前記カラーフィルタアレイにおける前記シアン色のカラーフィルタの数の割合が、４分の１以上であってもよい。
このようにすることで、Ｃｙ画素の数が撮像素子の全画素の４分の１以上となる。これにより、白色光画像の画質を維持しながら、狭帯域光画像における表層の毛細血管の解像度を向上することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、画質の良好な狭帯域光画像と白色光画像とを取得することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の全体構成図である。

【図2】図１の内視鏡装置の撮像素子が有するカラーフィルタアレイを示す図である。

【図3】図２のカラーフィルタアレイを有する撮像素子の分光感度特性を示す図である。

【図4】図１の内視鏡装置の白色光観察モードにおいて、（ａ）第１の期間および（ｃ）第２の期間に光源装置から出力される光の分光特性と、（ｂ）第１の期間および（ｄ）第２の期間での撮像素子から出力される信号に含まれる分光特性とを示す図である。

【図5】図１の内視鏡装置の狭帯域光観察モードにおいて、（ａ）光源装置から出力される光の分光特性と（ｂ）撮像素子から出力される信号に含まれる分光特性とを示す図である。

【図6】図１の内視鏡装置の第１の変形例の全体構成図である。

【図7】図６の内視鏡装置の白色光観察モードにおいて、（ａ）第１の期間および（ｃ）第２の期間に光源装置から出力される光の分光特性と、（ｂ）第１の期間および（ｄ）第２の期間での撮像素子から出力される信号に含まれる分光特性とを示す図である。

【図8】図１の内視鏡装置の第２の変形例におけるカラーフィルタアレイを示す図である。

【図9】図８のカラーフィルタアレイを備える撮像素子の分光感度特性を示す図である。

【図10】図８のカラーフィルタアレイを備える内視鏡装置の白色光観察モードにおいて、（ａ）第１の期間および（ｃ）第２の期間に光源装置から出力される光の分光特性と、（ｂ）第１の期間および（ｄ）第２の期間での撮像素子から出力される信号に含まれる分光特性とを示す図である。

【図11】図８のカラーフィルタアレイを備える内視鏡装置の狭帯域光観察モードにおいて、（ａ）光源装置から出力される光の分光特性と（ｂ）撮像素子から出力される信号に含まれる分光特性とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の一実施形態に係る内視鏡装置１について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１は、図１に示されるように、体内に挿入され被写体への照明光の照射および画像信号の取得を行う細長いスコープ２と、該スコープ２の基端に接続されスコープ２への照明光の供給および画像の生成を行う駆動制御装置３と、該駆動制御装置３に接続されたモニタ４とを備えている。

【0020】

スコープ２は、被写体に照明光を照射する照明光学系５と、被写体からの照明光の反射光を受光し被写体の画像信号を得る撮像光学系６とを備えている。
照明光学系５は、スコープ２内に長手方向に沿って配置され基端から先端へ照明光を導光する導光部材７と、スコープ２の先端に設けられ導光部材７の先端から射出された照明光をスコープ２の先端前方に向かって射出する照明レンズ８とを備えている。

【0021】

撮像光学系６は、スコープ２の先端に設けられ被写体からの反射光を集光する対物レンズ９と、該対物レンズ９によって結ばれた被写体の像を撮影して画像信号を取得する撮像素子１０と、該撮像素子１０から出力された画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル（ＡＤ）変換器１１とを備えている。

【0022】

図２は、撮像素子１０の撮像面に設けられ、２次元配列された多数のカラーフィルタからなるカラーフィルタアレイ１２の一部を示している。図２に示されるように、カラーフィルタアレイ１２は、いわゆるベイヤ配列においてＧフィルタをＣｙフィルタに置き換えたものである。具体的には、カラーフィルタアレイ１２は、赤色のカラーフィルタ（Ｒフィルタ）、シアン色のカラーフィルタ（Ｃｙフィルタ）および青色のカラーフィルタ（Ｂフィルタ）を備える。正方配列された１個のＲフィルタ、１個のＢフィルタおよび２個のＣｙフィルタから１つの単位配列が構成され、単位配列が行方向および列方向に配列されている。

【0023】

各カラーフィルタは、撮像素子１０の１個の画素に対応している。以下、Ｒフィルタ、ＣｙフィルタおよびＢフィルタに対応する画素を、Ｒ画素、Ｃｙ画素およびＢ画素とそれぞれ言う。したがって、撮像素子１０の全画素数に対するＣｙ画素の数の比率は、２分の１となる。Ｒ画素、Ｃｙ画素およびＢ画素は、Ｒフィルタ、ＣｙフィルタおよびＢフィルタを透過した光をそれぞれ検出してＲ信号、Ｃｙ信号およびＢ信号をそれぞれ取得する。Ｒ信号、Ｃｙ信号およびＢ信号は、ＡＤ変換器１１を介して駆動制御装置３内の画像処理装置１４に送信される。

【0024】

図３は、撮像素子１０のＲ画素、Ｃｙ画素およびＢ画素の分光感度特性を示している。Ｒ画素、Ｃｙ画素およびＢ画素の分光感度特性はそれぞれ、Ｒフィルタ、ＣｙフィルタおよびＢフィルタの透過率特性と受光部となる半導体の分光感度特性とを掛け合わせたものである。図３に示されるように、Ｒフィルタは、赤色の光を選択的に透過させるので、Ｒ画素は、赤色の波長領域（Ｒ領域）に高い感度を有する。Ｃｙフィルタは、緑色、青色および紫色の光を選択的に透過させるので、Ｃｙ画素は、緑色、青色および紫色の波長領域（Ｇ領域、Ｂ領域、Ｖ領域）に高い感度を有する。Ｂフィルタは、青色および紫色の光を選択的に透過させるので、Ｂ画素は、Ｂ領域およびＶ領域に高い感度を有する。

【0025】

駆動制御装置３は、照明光を生成する光源装置１３と、撮像光学系６から受信した画像信号を処理して画像を生成する画像処理装置１４とを備えている。
光源装置１３は、３色のＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇと、可動式の狭帯域フィルタ１６と、ＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇの点灯および消灯を制御する光源制御部（制御部）１７と、狭帯域フィルタ１６の移動を制御するフィルタ制御部１８とを備えている。

【0026】

Ｖ−ＬＥＤ（第１の固体照明素子）１５Ｖは、Ｖ領域（例えば、３８０ｎｍ〜４３０ｎｍ）にピーク強度を有する紫色狭帯域光（Ｖ光）を発する。Ｂ−ＬＥＤ（第２の固体照明素子）１５Ｂは、Ｂ領域（例えば、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ）にピーク強度を有する青色狭帯域光（Ｂ光）を発する。Ｇ−ＬＥＤ（第３の固体照明素子）１５Ｇは、蛍光体を利用し、Ｇ領域（例えば、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）にピーク強度を有する緑色広帯域光（Ｇ光）を発する。Ｇ光は、Ｖ光およびＢ光に比べて広いスペクトル幅を有し、Ｒ領域にも強度を有している。

【0027】

ＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇから発せられたＶ光、Ｂ光およびＧ光は、合波光学系１９によって互いに合波され、単一の光軸に沿って集光レンズ２０に入射し、集光レンズ２０によって導光部材７の基端面に集光される。合波光学系１９は、例えば、複数個のダイクロイックミラーの組み合わせからなる。

【0028】

狭帯域フィルタ１６は、Ｇ−ＬＥＤ１５Ｇと合波光学系１９との間のＧ光の光路上の第１の位置（図１の実線参照。）と、Ｇ光の光路から外れた第２の位置（図１の二点鎖線参照。）との間で移動可能に設けられている。狭帯域フィルタ１６は、緑色の狭い波長領域の光のみを透過させる。

【0029】

光源制御部１７、フィルタ制御部１８および画像処理装置１４は、白色光画像を取得する白色光観察モードおよびＮＢＩ画像を取得するＮＢＩ観察モード（狭帯域光観察モード）のそれぞれに対して動作するようになっている。

【0030】

白色光観察モードにおいて、光源制御部１７は、Ｖ−ＬＥＤ１５Ｖ、Ｂ−ＬＥＤ１５ＢおよびＧ−ＬＥＤ１５Ｇを点灯させ、フィルタ制御部１８は、狭帯域フィルタ１６を第２の位置に配置する。このときに、光源制御部１７は、図４（ａ）に示されるようにＶ−ＬＥＤ１５ＶおよびＢ−ＬＥＤ１５Ｂのみを点灯させる第１の期間と、図４（ｃ）に示されるようにＧ−ＬＥＤ１５Ｇのみを点灯させる第２の期間とを交互に繰り返す。

【0031】

したがって、第１の期間においては、図４（ａ）に示されるように、Ｖ光ＬｖおよびＢ光Ｌｂのみが被写体に照射される。そして、図４（ｂ）に示されるように、Ｖ光ＬｖおよびＢ光Ｌｂの反射光が、Ｃｙ画素およびＢ画素によって検出される。第２の期間においては、図４（ｃ）に示されるように、Ｇ光Ｌｇのみが被写体に照射される。そして、図４（ｄ）に示されるように、Ｇ光Ｌｇの反射光のうち、Ｇ領域の成分がＣｙ画素によって検出され、Ｒ領域の成分がＲ画素によって検出される。

【0032】

白色光観察モードにおいて、画像処理装置１４は、第１の期間に取得されたＣｙ信号およびＢ信号をＢチャネルに割り当て、第２の期間に取得されたＣｙ信号をＧチャネルに割り当て、第２の期間に取得されたＲ信号をＲチャネルに割り当て、さらにその他の処理を加えることによって、白色光画像を生成する。なお、第１の期間に取得されたＣｙ信号をＢチャネルに割り当てず、Ｂ信号のみをＢチャネルに割り当ててもよい。

【0033】

ＮＢＩ観察モードにおいて、光源制御部１７は、Ｖ−ＬＥＤ１５ＶおよびＧ−ＬＥＤ１５Ｇを点灯させるとともにＢ−ＬＥＤ１５Ｂを消灯させ、フィルタ制御部１８は、狭帯域フィルタ１６を第１の位置に配置する。このときに、光源制御部１７は、図５（ａ）に示されるように、Ｖ−ＬＥＤ１５ＶおよびＧ−ＬＥＤ１５Ｇを同時に点灯させる。

【0034】

したがって、図５（ａ）に示されるように、Ｖ光Ｌｖおよび狭帯域フィルタ１６を透過した緑色狭帯域光（Ｇ’光）Ｌｇ’のみが被写体に照射される。そして、図５（ｂ）に示されるように、Ｖ光Ｌｖの反射光がＢ画素およびＣｙ画素によって検出され、Ｇ’光Ｌｇ’の反射光がＣｙ画素によって検出される。すなわち、Ｃｙ画素は、Ｖ光ＬｖおよびＧ’光Ｌｇ’の両方の反射光を同時に検出して、Ｖ光ＬｖおよびＧ’光Ｌｇ’の両方の反射光の情報を含むＣｙ信号を取得する。

【0035】

ＮＢＩ観察モードにおいて、画像処理装置１４は、Ｂ信号とＣｙ信号とから予測されるＢ情報をＢチャネルおよびＧチャネルに割り当て、Ｃｙ信号からＢ情報を差し引いた差をＲチャネルに割り当て、さらにその他の処理を加えることによって、ＮＢＩ画像を生成する。

【0036】

Ｃｙ信号には、上述したようにＶ光ＬｖおよびＧ’光Ｌｇ’の両方の反射光の情報が含まれる。さらに、Ｂ信号はＶ光ＬｖおよびＧ’光Ｌｇ’の両方の情報を含むが、Ｂ画素のＧ領域における感度はＶ領域における感度に比べて十分に低いため、Ｖ光Ｌｖの反射光の情報を純度高く取得することができる。したがって、Ｃｙ信号とＢ信号からＢ情報を予測し、Ｃｙ信号からＢ情報を差し引くことによって、Ｇ’光Ｌｇ’の反射光の情報を精度良く抽出することができる。

【0037】

画像処理装置１４は、生成した白色光画像またはＮＢＩ画像をモニタ４に送信する。
モニタ４は、受信した白色光画像またはＮＢＩ画像を表示する。

【0038】

白色光観察およびＮＢＩ観察のいずれを実行するかは、スコープ２に設けられた観察モード切替スイッチ２１をユーザが操作することによって決定される。観察モード切替スイッチ２１は、白色光観察モードおよびＮＢＩ観察モードのうち一方をユーザが選択することができるようになっている。選択されたモードの情報は、観察モード切替スイッチ２１から光源制御部１７、フィルタ制御部１８および画像処理装置１４に送信される。光源制御部１７およびフィルタ制御部１８は、受信したモードの情報に従って上述した制御を実行し、画像処理装置１４は、受信したモードの情報に従って、白色光画像またはＮＢＩ画像を生成する。

【0039】

次に、このように構成された内視鏡装置１の作用について説明する。
ユーザが観察モード切替スイッチ２１によって白色光観察モードを選択すると、光源制御部１７およびフィルタ制御部１８が白色光観察モードでＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇおよび狭帯域フィルタ１６を制御することによって、Ｖ光およびＢ光と、Ｇ光とが交互に被写体に照射される。そして、Ｖ光およびＢ光の反射光とＧ光の反射光とが交互に撮像素子１０によって検出され、Ｖ光およびＢ光の反射光の情報を含むＢ信号およびＣｙ信号と、Ｇ光の反射光の情報を含むＣｙ信号およびＲ信号とが、交互に画像処理装置１４に送信される。画像処理装置１４において、第１の期間のＢ信号およびＣｙ信号がＢチャネルに割り当てられ、第２の期間のＣｙ信号およびＲ信号がＧチャネルおよびＲチャネルにそれぞれ割り当てられ、さらにその他画像処理を加えることによって、白色光画像が生成され、モニタ４に表示される。

【0040】

一方、ユーザが観察モード切替スイッチ２１によってＮＢＩ観察モードを選択すると、光源制御部１７およびフィルタ制御部１８がＮＢＩ観察モードでＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇおよび狭帯域フィルタ１６を制御することによって、Ｖ光およびＧ’光が同時に被写体に照射される。そして、Ｖ光およびＧ’光の反射光が撮像素子１０によって検出され、Ｖ光およびＧ’光の反射光の情報を含むＣｙ信号と、Ｖ光Ｌｖの反射光の情報を含むＢ信号とが画像処理装置１４に送信される。画像処理装置１４において、Ｂ信号とＣｙ信号から予測されるＢ情報がＢチャネルおよびＧチャネルに割り当てられ、Ｃｙ信号からＢ情報を差し引いて得られたＧ情報がＲチャネルに割り当てられ、さらにその他画像処理を加えることによって、ＮＢＩ画像が生成され、モニタ４に表示される。

【0041】

このように、本実施形態によれば、Ｇ、ＢおよびＶ領域の光を透過させるＣｙフィルタを撮像素子１０に設けることによって、生体組織の表層の毛細血管の情報を含むＶ光の反射光が、Ｂ画素に加えてＣｙ画素によっても検出される。したがって、ＮＢＩ画像の生成に用いられるＶ光Ｌｖの反射光の情報が増大する。これにより、高解像度のＮＢＩ画像を取得することができるという利点がある。

【0042】

また、白色光観察時には、Ｒ領域にも強度を有する広帯域のＧ光Ｌｇを用い、Ｒ画素によってＲ領域の反射光を検出することによって、色再現性の高い白色光画像を取得することができるという利点がある。さらに、Ｖ−ＬＥＤ１５ＶおよびＢ−ＬＥＤ１５Ｂのみを点灯させる第１の期間と、Ｇ−ＬＥＤ１５Ｇのみを点灯させる第２の期間とを交互に繰り返してＶ光およびＢ光とＧ光とを面順次方式で被写体に照射することによって、Ｃｙ画素が、Ｖ領域の反射光およびＢ領域の反射光とＧ領域の反射光とを時分割で検出する。これにより、画像信号にゲインをかけることなくＢおよびＶ領域の情報とＧ領域の情報とを分離することができ、ノイズの低減された白色光画像を取得することができるという利点がある。

【0043】

仮に、Ｖ−ＬＥＤ１５ＶおよびＢ−ＬＥＤ１５ＢとＧ−ＬＥＤ１５Ｇとを同時に点灯させた場合、Ｂ画素はＧ領域にも感度を有するため、Ｂ信号にはＧ光Ｌｇの反射光の情報も多く含まれる。そのため、Ｃｙ画素の信号からＶおよびＢ領域の情報とＧ領域の情報とを分離する精度が下がり、色再現性が低下する。また、ＶおよびＢ領域の情報とＧ領域の情報の分離の際に高いゲインを画像信号にかける必要が生じ、ノイズの多い白色光画像となる。

【0044】

本実施形態においては、カラーフィルタアレイ１２が、正方配列された４つのカラーフィルタからなる単位配列を有することとしたが、カラーフィルタアレイ１２のカラーフィルタの配列パターンはこれに限定されるものではない。
例えば、２×２の単位配列において、Ｃｙフィルタの数を１個とし、ＲフィルタまたはＢフィルタの数を２個にしてもよい。あるいは、単位配列が、３×３の９個のカラーフィルタまたは４×４の１６個のカラーフィルタから構成されていてもよい。いずれの配列パターンにおいても、カラーフィルタアレイのカラーフィルタの全数に対するＣｙフィルタの数の割合が４分の１以上であることが好ましい。

【0045】

本実施形態においては、狭帯域光画像としてＮＢＩ画像を取得する場合について説明したが、ＮＢＩ画像以外の狭帯域光画像、例えばＢＬＩ画像を取得することとしてもよい。

【0046】

次に、本実施形態の変形例について説明する。
本実施形態の第１の変形例に係る内視鏡装置１００において、光源装置１３１が、図６に示されるように、Ｒ−ＬＥＤ（第４の固体照明素子）１５Ｒをさらに備える。Ｒ−ＬＥＤ１５Ｒは、橙色から赤色の波長領域（例えば、５８０ｎｍ〜７００ｎｍ）にピーク強度を有する赤色狭帯域光（Ｒ光）を発する。
本変形例において、ＮＢＩ観察モードでの光源制御部１７による制御は、上述した実施形態と同一であるが、白色光観察モードでの光源制御部１７による制御が、上述した実施形態と異なる。

【0047】

白色光観察モードにおいて、光源制御部１７は、図７（ａ）に示されるように第１の期間にＶ−ＬＥＤ１５ＶおよびＢ−ＬＥＤ１５Ｂのみを点灯させ、図７（ｃ）に示されるように第２の期間にＧ−ＬＥＤ１５ＧおよびＲ−ＬＥＤ１５Ｒのみを点灯させる。第１の期間には、図７（ｂ）に示されるように、Ｂチャネルに割り当てられるＢ信号およびＣｙ信号が取得される。なお、第１の期間に取得されたＣｙ信号をＢチャネルに割り当てず、Ｂ信号のみをＢチャネルに割り当ててもよい。第２の期間には、図７（ｄ）に示されるように、Ｇチャネルに割り当てられるＣｙ信号と、Ｒチャネルに割り当てられる、より大きなＲ信号が取得される。
このように、Ｒ信号は、ＢチャネルおよびＧチャネルに割り当てられる信号に対して適切な大きさを有するので、ホワイトバランスの調整のためにＲ信号にかけるゲインを抑えることができ、白色光画像のノイズをさらに低減することができる。

【0048】

本実施形態の第２の変形例に係る内視鏡装置において、カラーフィルタアレイ１２１が、図８に示されるように、Ｒフィルタに代えて、マゼンダ色のカラーフィルタ（Ｍｇフィルタ）を有する。図９は、撮像素子１０のＭｇ画素、Ｃｙ画素およびＢ画素の分光感度特性を示している。Ｍｇ画素は、Ｍｇフィルタに対応する画素である。Ｍｇフィルタは、ＢおよびＶ領域とＲ領域に２つの透過帯域を有し、青色および紫色の光と赤色の光を選択的に透過させる。

【0049】

本変形例において、光源装置１３１は、上述した４個のＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒを備える。光源制御部１７によるＬＥＤ１５Ｖ，１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒの制御は、図１０（ａ），（ｃ）および図１１（ａ）に示されるように、第１の変形例と同一である。

【0050】

白色光画像の生成において、第１の期間に取得されたＢ信号、Ｃｙ信号およびＭｇ信号が、Ｂチャネルに割り当てられる。なお、第１の期間に取得されたＣｙ信号およびＭｇ信号をＢチャネルに割り当てず、Ｂ信号のみをＢチャネルに割り当ててもよい。また、第２の期間に取得されたＣｙ信号がＧチャネルに割り当てられ、第２の期間に取得されたＭｇ信号がＲチャネルに割り当てられる。
一方、ＮＢＩ画像の生成において、Ｂ信号およびＣｙ信号に加えてＭｇ信号がＢチャネルおよびＧチャネルに割り当てられる。このように、Ｖ光Ｌｖの反射光が、さらにＭｇ画素によっても検出され、ＮＢＩ画像におけるＶ光Ｌｖの反射光の情報量がさらに増大するので、毛細血管のさらに高解像度のＮＢＩ画像を取得することができる。

【0051】

本変形例においては、光源装置１３１に代えて、Ｒ−ＬＥＤ１５Ｒを含まない光源装置１３を用いてもよい。この場合にも、ＮＢＩ画像の解像度の向上を図ることができる。

【符号の説明】

【0052】

１，１００ 内視鏡装置
１０ 撮像素子
１２，１２１ カラーフィルタアレイ
１３，１３１ 光源装置
１５Ｖ Ｖ−ＬＥＤ（第１の固体照明素子）
１５Ｂ Ｂ−ＬＥＤ（第２の固体照明素子）
１５Ｇ Ｇ−ＬＥＤ（第３の固体照明素子）
１５Ｒ Ｒ−ＬＥＤ（第４の固体照明素子）
１７ 光源制御部（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】