特許 7390482 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】

(24)【登録日】2023-11-22

(45)【発行日】2023-12-01

(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 1/06 20060101AFI20231124BHJP

【ＦＩ】

A61B1/06 612

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022522531

(86)(22)【出願日】2021-03-04

(86)【国際出願番号】 JP2021008525

(87)【国際公開番号】W WO2021229900

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】P 2020084490

(32)【優先日】2020-05-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】弁理士法人小林国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蔵本 昌之

【審査官】増渕 俊仁

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１６１９００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０５６４７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１９１９７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００－１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに波長帯域が異なる複数の波長帯域の光を発する光源部と、
前記光源部を制御して、複数の波長帯域の光を組み合わせて特定の光量比で照明光を発光させる光源用プロセッサであって、前記特定の光量比として、発光モード毎に光量比を切り替える光源用プロセッサと、
複数の画素が行方向と列方向に配列された撮像センサと、
前記画素にて電荷の蓄積を行い、前記行方向のライン単位で前記画素から前記列方向の順で信号読み出しを行う撮像用プロセッサとを備え、
前記光源用プロセッサは、
前記撮像センサに対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、
第１光量比を有する第１照明光を発する第１発光モードにおいては、前記電荷の蓄積を行う第１蓄積期間にて、第１蓄積期間用光量比で発光し、前記信号読み出しを行う第１読出期間にて、前記第１蓄積期間用光量比から第１読出期間用光量比に切り替えて発光し、
第２光量比を有する第２照明光を発する第２発光モードにおいては、前記電荷の蓄積を行う第２蓄積期間にて、第２蓄積期間用光量比で発光し、前記信号読み出しを行う第２読出期間にて、前記第２蓄積期間用光量比から第２読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、
前記第１読出期間用光量比と前記第１蓄積期間用光量比とを加算して第１光量比とし、前記第２読出期間用光量比と前記第２蓄積期間用光量比とを加算して第２光量比とする内視鏡システム。

【請求項2】

前記第１読出期間用光量比と前記第２読出期間用光量比は、それぞれ同じ読出期間用共通光量比を用いる請求項１記載の内視鏡システム。

【請求項3】

前記読出期間用共通光量比における各波長帯域の比率は、前記第１光量比又は前記第２光量比の各波長帯域の比率のうち小さい比率を用いる請求項２記載の内視鏡システム。

【請求項4】

前記第１照明光及び前記第２照明光が、前記波長帯域が紫色帯域である紫色光を少なくとも含む場合において、前記第２光量比における前記紫色光の比率は、前記第１光量比における前記紫色光の比率よりも大きい請求項１ないし３いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項5】

前記第１照明光及び前記第２照明光が、前記波長帯域が紫色帯域である紫色光を少なくとも含む場合であって、前記第１読出期間が前記第１蓄積期間よりも長い場合において、前記第１発光モード又は前記第２発光モードのうち紫色光の比率が低い発光モードに関しては、読出期間における紫色光の比率を蓄積期間の紫色光の比率よりも大きくする請求項１ないし３いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項6】

前記光源用プロセッサは、
前記撮像センサの露光時間が、前記第１露光時間よりも短く、且つ、前記第１蓄積期間又は前記第２蓄積期間よりも短い第２露光時間に設定されている場合には、
前記第１発光モードにおいては、前記第１蓄積期間にて、前記第１光量比で発光し、前記第１読出期間にて、前記第１光量比から減光状態に切り替え、
前記第２発光モードにおいては、前記第２蓄積期間にて、前記第２光量比で発光し、前記第２読出期間にて、前記第２光量比から前記減光状態に切り替える請求項１ないし５いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項7】

前記光源用プロセッサは、
前記撮像センサの露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、
第３光量比を有する第３照明光を発光する第３発光モードにおいては、前記電荷の蓄積を行う第３蓄積期間にて、第３蓄積期間用光量比で発光し、前記信号読み出しを行う第３読出期間にて、前記第３蓄積期間用光量比から第３読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、
前記第３読出期間用光量比と前記第３蓄積期間用光量比とを加算して前記第３光量比とする請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項8】

前記光源用プロセッサは、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを自動的に切り替えること、前記第１発光モードと前記第３発光モードとを自動的に切り替えること、又は、前記第２発光モードと前記第３発光モードとを自動的に切り替えることの３つの自動発光切替のうちいずれかを行う請求項７記載の内視鏡システム。

【請求項9】

前記自動発光切替の発光パターンは、各照明光を発光する照明期間のフレーム数が、それぞれの前記照明期間において同じである等フレーム数発光パターンと、前記照明期間のフレーム数が、それぞれの前記照明期間において異なっている異フレーム数発光パターンとのうちのいずれかである請求項８記載の内視鏡システム。

【請求項10】

画像制御用プロセッサを有し、
前記画像制御用プロセッサは、
前記第１発光モードで得られる第１画像と、前記第２発光モードで得られる第２画像とを自動的に切り替えてディスプレイに表示する請求項１ないし９いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項11】

画像制御用プロセッサを有し、
前記画像制御用プロセッサは、前記第１発光モードで得られる第１画像に対して、前記第２発光モードで得られる第２画像に基づく解析処理から得られる解析結果を表示する解析結果付き表示用画像をディスプレイに表示する請求項１ないし９いずれか１項記載の内視鏡システム。

【請求項12】

互いに波長帯域が異なる複数の波長帯域の光を発する光源部と、
前記光源部を制御して、複数の波長帯域の光を組み合わせて特定の光量比で照明光を発光させる光源用プロセッサであって、前記特定の光量比として、発光モード毎に光量比を切り替える光源用プロセッサと、
複数の画素が行方向と列方向に配列された撮像センサと、
前記画素にて電荷の蓄積を行い、前記行方向のライン単位で前記画素から前記列方向の順で信号読み出しを行う撮像用プロセッサとを備える内視鏡システムの作動方法において、
前記光源用プロセッサは、
前記撮像センサに対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、
第１光量比を有する第１照明光を発する第１発光モードにおいては、前記電荷の蓄積を行う第１蓄積期間にて、第１蓄積期間用光量比で発光し、前記信号読み出しを行う第１読出期間にて、前記第１蓄積期間用光量比から第１読出期間用光量比に切り替えて発光し、
第２光量比を有する第２照明光を発する第２発光モードにおいては、前記電荷の蓄積を行う第２蓄積期間にて、第２蓄積期間用光量比で発光し、前記信号読み出しを行う第２読出期間にて、前記第２蓄積期間用光量比から第２読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、
前記第１読出期間用光量比と前記第１蓄積期間用光量比とを加算して第１光量比とし、前記第２読出期間用光量比と前記第２蓄積期間用光量比とを加算して第２光量比とする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、発光スペクトルが異なる複数の照明光を切り替えて発光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】

医療分野においては、医療画像を用いて診断することが広く行われている。例えば、医療画像を用いる装置として、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムがある。内視鏡システムでは、観察対象に対して照明光を照射し、照明光で照明された観察対象を撮像することにより、医療画像としての内視鏡画像を取得する。内視鏡画像は、ディスプレイに表示され、診断に使用される。

【0003】

また、近年では、光量比が異なる複数の照明光を切り替えて発光し、各照明光に対応する複数の画像を取得し、表示することが行われつつある。このように複数の照明光を切り替えて発光する場合において、観察対象の撮像には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の撮像センサが用いられつつある。ＣＭＯＳ型の撮像センサでは、行方向と列方向に配列された複数の画素を有する場合において、画素にて電荷の蓄積を行い、行方向のライン単位で、列方向の順で順次信号読み出しを行うローリングシャッタ方式を採用している。ローリングシャッタ方式による撮像を行う場合には、複数の照明光の切り替え時に混色が生ずるおそれがある。

【0004】

これに対して、特許文献１では、第１光と第２光を切り替えて発光する場合において、各光の発光は、電荷を蓄積する蓄積期間のみ行い、信号読み出しを行う読出期間は消灯することで、第１光と第２光の切り替えに伴う混色を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－３３７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のように、複数の照明光を切り替えて発光し、各照明光に対応する複数の画像を取得し、ディスプレイに表示する場合においては、ユーザーにとって動きが滑らかな画像を見せるためには、フレームレートを一定以上に維持する必要がある。また、有意な診断を行うためには、画像の明るさも必要となる。しかしながら、特許文献１のように、蓄積期間のみ発光を行う場合には、蓄積期間で十分な光量が得られず、明るさが不足するおそれがある。これに対して、蓄積期間で十分な光量を得るために、蓄積期間を長くすることが考えられるが、蓄積期間を長くすることに伴って、フレームレートを低くする必要が生じる。この場合には、動きが滑らかな画像を表示することができない場合がある。

【0007】

本発明は、複数の照明光を切り替えて発光する場合に、ローリングシャッタ方式の撮像センサを使用する場合において、フレームレートを維持しつつ、画像の明るさを確保することができ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】

【0008】

本発明の内視鏡システムは、互いに波長帯域が異なる複数の波長帯域の光を発する光源部と、光源部を制御して、複数の波長帯域の光を組み合わせて特定の光量比で照明光を発光させる光源用プロセッサであって、特定の光量比として、発光モード毎に光量比を切り替える光源用プロセッサと、複数の画素が行方向と列方向に配列された撮像センサと、画素にて電荷の蓄積を行い、行方向のライン単位で画素から列方向の順で信号読み出しを行う撮像用プロセッサとを備え、光源用プロセッサは、撮像センサに対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、第１光量比を有する第１照明光を発する第１発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第１蓄積期間にて、第１蓄積期間用光量比で発光し、信号読み出しを行う第１読出期間にて、第１蓄積期間用光量比から第１読出期間用光量比に切り替えて発光し、第２光量比を有する第２照明光を発する第２発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第２蓄積期間にて、第２蓄積期間用光量比で発光し、信号読み出しを行う第２読出期間にて、第２蓄積期間用光量比から第２読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、第１読出期間用光量比と第１蓄積期間用光量比とを加算して第１光量比とし、第２読出期間用光量比と第２蓄積期間用光量比とを加算して第２光量比とする。

【0009】

第１読出期間用光量比と第２読出期間用光量比は、それぞれ同じ読出期間用共通光量比を用いることが好ましい。読出期間用共通光量比における各波長帯域の比率は、第１光量比又は第２光量比の各波長帯域の比率のうち小さい比率を用いることが好ましい。第１照明光及び第２照明光が、波長帯域が紫色帯域である紫色光を少なくとも含む場合において、第２光量比における紫色光の比率は、第１光量比における紫色光の比率よりも大きいことが好ましい。

【0010】

第１照明光及び第２照明光が、波長帯域が紫色帯域である紫色光を少なくとも含む場合であって、第１読出期間が第１蓄積期間よりも長い場合において、第１発光モード又は第２発光モードのうち紫色光の比率が低い発光モードに関しては、読出期間における紫色光の比率を蓄積期間の紫色光の比率よりも大きくすることが好ましい。

【0011】

光源用プロセッサは、撮像センサの露光時間が、第１露光時間よりも短く、且つ、第１蓄積期間又は第２蓄積期間よりも短い第２露光時間に設定されている場合には、第１発光モードにおいては、第１蓄積期間にて、第１光量比で発光し、第１読出期間にて、第１光量比から減光状態に切り替え、第２発光モードにおいては、第２蓄積期間にて、第２光量比で発光し、第２読出期間にて、第２光量比から減光状態に切り替えることが好ましい。

【0012】

光源用プロセッサは、撮像センサの露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、第３光量比を有する第３照明光を発光する第３発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第３蓄積期間にて、第３蓄積期間用光量比で発光し、信号読み出しを行う第３読出期間にて、第３蓄積期間用光量比から第３読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、第３読出期間用光量比と第３蓄積期間用光量比とを加算して第３光量比とすることが好ましい。

【0013】

光源用プロセッサは、第１発光モードと第２発光モードとを自動的に切り替えること、第１発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えること、又は、第２発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えることの３つの自動発光切替のうちいずれかを行うことが好ましい。

【0014】

自動発光切替の発光パターンは、各照明光を発光する照明期間のフレーム数が、それぞれの照明期間において同じである等フレーム数発光パターンと、照明期間のフレーム数が、それぞれの照明期間において異なっている異フレーム数発光パターンとのうちのいずれかであることが好ましい。

【0015】

画像制御用プロセッサを有し、画像制御用プロセッサは、第１発光モードで得られる第１画像と、第２発光モードで得られる第２画像とを自動的に切り替えてディスプレイに表示することが好ましい。画像制御用プロセッサを有し、画像制御用プロセッサは、第１発光モードで得られる第１画像に対して、第２発光モードで得られる第２画像に基づく解析処理から得られる解析結果を表示する解析結果付き表示用画像をディスプレイに表示することが好ましい。

【0016】

本発明は、互いに波長帯域が異なる複数の波長帯域の光を発する光源部と、光源部を制御して、複数の波長帯域の光を組み合わせて特定の光量比で照明光を発光させる光源用プロセッサであって、特定の光量比として、発光モード毎に光量比を切り替える光源用プロセッサと、複数の画素が行方向と列方向に配列された撮像センサと、画素にて電荷の蓄積を行い、行方向のライン単位で画素から列方向の順で信号読み出しを行う撮像用プロセッサとを備える内視鏡システムの作動方法において、光源用プロセッサは、撮像センサに対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、第１光量比を有する第１照明光を発する第１発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第１蓄積期間にて、第１蓄積期間用光量比で発光し、信号読み出しを行う第１読出期間にて、第１蓄積期間用光量比から第１読出期間用光量比に切り替えて発光し、第２光量比を有する第２照明光を発する第２発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第２蓄積期間にて、第２蓄積期間用光量比で発光し、信号読み出しを行う第２読出期間にて、第２蓄積期間用光量比から第２読出期間用光量比に切り替えて発光することにより、第１読出期間用光量比と第１蓄積期間用光量比とを加算して第１光量比とし、第２読出期間用光量比と第２蓄積期間用光量比とを加算して第２光量比とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、複数の照明光を切り替えて発光する場合に、ローリングシャッタ方式の撮像センサを使用する場合において、フレームレートを維持しつつ、画像の明るさを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】内視鏡システムの外観図である。

【図2】第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。

【図3】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのスペクトルを示すグラフである。

【図4】第１、第２、第３光量比を示す表である。

【図5】第１照明光と第２照明光の自動発光切替を示す説明図である。

【図6】撮像センサの各カラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。

【図7】第１画像と第２画像の自動表示切替を示す説明図である。

【図8】１フレーム間隔で表示される解析結果付き表示用画像を示す説明図である。

【図9】撮像センサにおける画素の配列を示す説明図である。

【図10】蓄積期間ＣＰと読出期間ＲＰを示す説明図である。

【図11】設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合であって第１照明光と第２照明光とを切り替えて発光する場合における蓄積期間及び読出期間と光量比との関係を示す説明図である。

【図12】第１蓄積期間用光量比、第２蓄積期間用光量比、及び読出期間用共通光量比を示す表である。

【図13】設定露光時間が第２露光時間に設定されている場合における蓄積期間及び読出期間と光量比との関係を示す説明図である。

【図14】設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合であって第１照明光と第３照明光とを切り替えて発光する場合における蓄積期間及び読出期間と光量比との関係を示す説明図である。

【図15】第１蓄積期間用光量比、第３蓄積期間用光量比、及び読出期間用共通光量比を示す表である。

【図16】設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合であって第２照明光と第３照明光とを切り替えて発光する場合における蓄積期間及び読出期間と光量比との関係を示す説明図である。

【図17】第２蓄積期間用光量比、第３蓄積期間用光量比、及び読出期間用共通光量比を示す表である。

【図18】マルチ発光モードにおける一連の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１において、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、ディスプレイ１８と、ユーザーインターフェース１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、観察対象の体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。湾曲部１２ｃは、操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより湾曲動作する。先端部１２ｄは、湾曲部１２ｃの湾曲動作によって所望の方向に向けられる。

【0020】

また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モードの切り替え操作に用いるモード切替ＳＷ（モード切替スイッチ）１２ｆと、観察対象の静止画の取得指示に用いられる静止画取得指示部１２ｇと、ズームレンズ４３（図２参照）の操作に用いられるズーム操作部１２ｈとが設けられている。

【0021】

なお、内視鏡システム１０は、第１発光モード、第２発光モード、第３発光モード、マルチ発光モードの４つのモードを有している。第１発光モードでは、白色光などの広帯域光である第１照明光を観察対象に照明して撮像することによって、自然な色合いの第１画像をディスプレイ１８に表示する。第２発光モードでは、第１照明光と波長帯域が異なる第２照明光を観察対象に照明して撮像することによって、第１構造を強調した第２画像をディスプレイ１８に表示する。第１構造としては、粘膜表層の血管情報が含まれる。第２照明光を用いることで、第１照明光の場合よりも、粘膜表層の血管情報を強調することができる。

【0022】

第３発光モードでは、第１照明光及び第２照明光と波長帯域が異なる第３照明光を観察対象に照明して撮像することによって、第２構造を強調した第２画像をディスプレイ１８に表示する。第２構造としては、粘膜表層よりも深い血管情報が含まれる。第３照明光を用いることで、第１照明光の場合よりも、粘膜表層よりも深い血管情報を強調することができる。マルチ発光モードでは、第１発光モードと第２発光モードとを自動的に切り替えて発光すること、第１発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えて発光すること、又は、第２発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えて発光することの３つの自動発光切り替えのいずれかを行う。いずれの自動発光切り替えを設定するかについては、ユーザーインターフェース１９を操作することにより行われる。また、マルチ発光モードでは、自動発光切り替えにより得られた複数の画像に基づいて、特定の目的に対応する画像をディスプレイ１８に表示する。

【0023】

プロセッサ装置１６は、ディスプレイ１８及びユーザーインターフェース１９と電気的に接続される。ディスプレイ１８は、観察対象の画像や、観察対象の画像に付帯する情報などを出力表示する。ユーザーインターフェース１９は、キーボード、マウス、タッチパッドなどを有し、機能設定などの入力操作を受け付ける機能を有する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報などを記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。

【0024】

図２において、光源装置１４は、光源部２０と、光源部２０を制御する光源用プロセッサ２１とを備えている。光源部２０は、互いに波長帯域が異なる複数の波長帯域の光を発する。光源部２０は、例えば、複数の半導体光源を有し、これらをそれぞれ点灯または消灯し、点灯する場合には各半導体光源の発光量を制御することにより、観察対象を照明する照明光を発する。本実施形態では、光源部２０は、Ｖ－ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ－ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの４色のＬＥＤを有する。

【0025】

図３に示すように、Ｖ－ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５±１０ｎｍ、波長帯域３８０～４２０ｎｍの紫色光Ｖを発生する。Ｂ－ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４５０±１０ｎｍ、波長帯域４２０～５００ｎｍの青色光Ｂを発生する。Ｇ－ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０～６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発生する。Ｒ－ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０～６３０ｎｍで、波長帯域が６００～６５０ｎｍに及ぶ赤色光Ｒを発生する。

【0026】

光源用プロセッサ２１は、光源部２０を制御して、複数の波長帯域の光を組み合わせて特定の光量比で照明光を発光させる。本実施形態では、光源用プロセッサ２１は、Ｖ－ＬＥＤ２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ－ＬＥＤ２０ｄを制御する。光源用プロセッサ２１は、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄをそれぞれ独立に制御することで、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、又は赤色光Ｒをそれぞれ独立に光量を変えて発光可能である。

【0027】

図４に示すように、光源用プロセッサ２１は、特定の光量比として、発光モード毎に光量比を切り替えている。本実施形態では、光源用プロセッサ２１は、第１発光モード、第２発光モード、第３発光モード、又は、マルチ発光モードにおいて、第１照明光、第２照明光、第３照明光を発光する場合には、以下のようにして、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄに対する発光制御を行う。

【0028】

第１照明光を発光する場合には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の第１光量比が０．４：０．６：０．６：０．５となるように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。また、第２照明光を発光する場合には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の第２光量比が１：０．３：０．３：０．３となるように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。また、第３照明光を発光する場合には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の第３光量比が１：０．６：０．３：０．５となるように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。

【0029】

なお、図４では、紫色光Ｖの比率を「Ｖ」とし、青色光Ｂの比率を「Ｂ」とし、緑色光Ｇの比率を「Ｇ」とし、赤色光Ｒの比率を「Ｒ」として表している（図１２、図１５、図１７も同様）。また、本明細書において、光量比は、少なくとも１つの半導体光源の比率が０（ゼロ）の場合を含む。したがって、各半導体光源のいずれか１つまたは２つ以上が点灯しない場合を含む。例えば、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比が１：０：０：０の場合のように、半導体光源の１つのみを点灯し、他の３つは点灯しない場合も、光量比を有するものとする。

【0030】

また、光源用プロセッサ２１は、マルチ発光モードの場合には、第１発光モードと第２発光モードとを自動的に切り替えて発光すること、第１発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えて発光すること、又は、第２発光モードと第３発光モードとを自動的に切り替えて発光することの３つの自動発光切り替えのいずれかを行う。また、本実施形態では、マルチ発光モードの場合には、光源プロセッサ２１は、ＣＭＯＳ型の撮像センサ４４を用いる場合において、蓄積期間だけでなく、読出期間にも、照明光を発光させる制御を行う。この発光制御については、後述する。

【0031】

なお、自動発光切り替えの発光パターンとして、各照明光を発光する照明期間のフレーム数が、それぞれの照明期間において同じである等フレーム数発光パターンと、それぞれの照明期間において異なっている異フレーム数発光パターンのうちのいずれかである。例えば、等フレーム数発光パターンとして、第１照明光の照明期間を１フレームとし、第２照明光の照明期間を１フレームとする場合には、図５に示すように、１フレーム毎に、第１照明光と第２照明光とが自動的に切り替えて発光される。なお、フレームとは、ディスプレイ１８に表示する１フレーム分の画像を取得するために必要な期間をいい、本実施形態のように、ＣＭＯＳ型の撮像センサ４４を用いる場合には、電荷の蓄積を行う蓄積期間と、信号読み出しを行う読出期間を含む期間を１フレームとすることが好ましい。

【0032】

図２に示すように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄが発する光は、ミラーやレンズなどで構成される光路結合部２３を介して、ライトガイド２５に入射される。ライトガイド２５は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と、光源装置１４及びプロセッサ装置１６を接続するコード）に内蔵されている。ライトガイド２５は、光路結合部２３からの光を、内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。

【0033】

内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ３２を有しており、ライトガイド２５によって伝搬した照明光は照明レンズ３２を介して観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４２、撮像センサ４４を有している。照明光を照射したことによる観察対象からの光は、対物レンズ４２及びズームレンズ４３を介して撮像センサ４４に入射する。これにより、撮像センサ４４に観察対象の像が結像される。ズームレンズ４３は観察対象を拡大するためのレンズであり、ズーム操作部１２ｈを操作することによって、テレ端とワイド端と間を移動する。

【0034】

撮像センサ４４は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型であり、撮像制御等の詳細については後述する。なお、撮像センサ４４は、原色系のカラーセンサであり、青色カラーフィルタを有するＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタを有するＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタを有するＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を備える。図６に示すように、青色カラーフィルタＢＦは、主として青色帯域の光、具体的には波長帯域が３８０～５６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。青色カラーフィルタＢＦの透過率は、波長４６０～４７０ｎｍ付近においてピークになる。緑色カラーフィルタはＧＦ、主として緑色帯域の光、具体的には、４６０～６２０ｎｍの波長帯域の光を透過する。赤色カラーフィルタＲＦは、主として赤色帯域の光、具体的には、５８０～７６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。

【0035】

ＣＤＳ／ＡＧＣ（Correlated Double Sampling／Automatic Gain Control）回路４６は、撮像センサ４４から得られるアナログの画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４６を経た画像信号は、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４８により、デジタルの画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。

【0036】

プロセッサ装置１６は、画像取得部５０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２と、ノイズ低減部５４と、画像処理切替部５６と、画像処理部５８と、表示制御部６０と、中央制御部６８とを備えている。画像処理部５８は、第１画像生成部６２と、第２画像生成部６４と、第３画像生成部６６と、解析処理部６７とを備えている。

【0037】

プロセッサ装置１６では、自動表示切替、解析処理など各種処理に関するプログラムがプログラム用メモリ（図示しない）に組み込まれている。画像制御用プロセッサによって構成される中央制御部６８がプログラムを実行することによって、プロセッサ装置１６では、画像取得部５０と、ＤＳＰ５２と、ノイズ低減部５４と、画像処理切替部５６と、画像処理部５８と、表示制御部６０の機能が実現する。また、画像処理部５８に含まれる第１画像生成部６２と、第２画像生成部６４と、第３画像生成部６６と、解析処理部６７との機能も実現する。

【0038】

画像取得部５０は、内視鏡１２から入力されるカラー画像を取得する。取得したカラー画像はＤＳＰ５２に送信される。ＤＳＰ５２は、受信したカラー画像に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、マトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種信号処理を行う。欠陥補正処理では、撮像センサ４４の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理を施した画像信号から暗電流成分を除かれ、正確な零レベルを設定される。ゲイン補正処理は、オフセット処理後の各色の画像信号に特定のゲインを乗じることによりカラー画像の信号レベルを整える。ゲイン補正処理後の各色の画像信号には、色再現性を高めるマトリクス処理が施される。

【0039】

その後、ガンマ変換処理によって、カラー画像の明るさや彩度が整えられる。マトリクス処理後のカラー画像には、デモザイク処理（等方化処理，同時化処理とも言う）が施され、補間により各画素の欠落した色の信号を生成される。デモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。ＤＳＰ５２は、デモザイク処理後のカラー画像にＹＣ変換処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及び色差信号Ｃｒをノイズ低減部５４に出力する。

【0040】

ノイズ低減部５４は、ＤＳＰ５６でデモザイク処理等を施したカラー画像に対して、例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施す。ノイズを低減したカラー画像は、画像処理切替部５６に入力される。

【0041】

画像処理切替部５６は、設定されている発光モードによって、ノイズ低減部５４からの画像信号の送信先を、第１画像生成部６２と、第２画像生成部６４と、第３画像生成部６６のいずれかに切り替える。具体的には、第１発光モードにセットされている場合には、ノイズ低減部５４からの画像信号を第１画像生成部６２に入力する。第２発光モードにセットされている場合には、ノイズ低減部５４からの画像信号を第２画像生成部６４に入力する。第３発光モードにセットされている場合には、ノイズ低減部５４からの画像信号を第３画像生成部６６に入力する。

【0042】

第１画像生成部６２は、入力した１フレーム分の画像信号に対して、通常観察画像用画像処理を施す。第１画像用画像処理には、３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（Look Up Table）処理等の色変換処理、色彩強調処理、空間周波数強調等の構造強調処理が含まれる。なお、第１画像用画像処理は、自然な色合いを出すために用いられる。第１画像用画像処理が施された画像信号は、第１画像として表示制御部６０に入力される。

【0043】

その他の第２画像生成部６４、第３画像生成部６６についても、第１画像生成部６２と同様に、第２画像用画像処理、第３画像用画像処理が画像信号に対して施されて、第２画像、第３画像として表示制御部６０に入力される。なお、第２画像用画像処理は、第１構造を強調するために用いられる。第３画像用画像処理は、第２構造を強調するために用いられる。

【0044】

解析処理部６７は、ノイズ低減部５４から入力した画像信号、又は、第１画像、第２画像、第３画像うち、少なくともいずれかを用いて、解析処理を行う。例えば、第２画像に基づいて解析処理を行った場合には、表示用画像として使用する第１画像に対して、解析処理の解析結果を表示した解析結果付き表示用画像を生成する。生成された解析結果付き表示用画像は、表示制御部６０に入力される。

【0045】

なお、解析処理としては、例えば、血管の形状情報を抽出する血管抽出処理、抽出した血管の形状情報に基づいて、血管に関する指標値を算出する指標値算出処理、及び、算出した指標値を表示用画像に重畳表示するための重畳表示制御処理が含まれる。その他、解析処理は、機械学習を用いた処理などＡＩ（Artificial Intelligence）関連処理であってもよい。

【0046】

表示制御部６０は、画像処理部５８から出力される画像をディスプレイ１８に表示するための制御を行う。具体的には、表示制御部６０は、第１画像、第２画像、第３画像、又は、解析結果付き表示用画像を、ディスプレイ１８においてフルカラーで表示可能にする映像信号に変換する。変換済みの映像信号はディスプレイ１８に入力される。これにより、ディスプレイ１８には第１画像、第２画像、第３画像、又は、解析結果付き表示用画像が表示される。

【0047】

ディスプレイ６０においていずれの画像を表示するかについては、ユーザーインターフェース１９等を操作することによって、適宜設定される。例えば、マルチ発光モードに設定されており、且つ、第１画像と第２画像とを自動的に切り替えて表示する自動表示切替に設定されている場合には、図７に示すように、第１照明光と第２照明光との自動発光切り替えに伴って、表示画像として、第１画像と第２画像とが切り替えてディスプレイ１８に表示される。第１画像と第２画像の切替表示によって、第１照明光と第２照明光の違いによる色調及びコントラストの差分効果で、第１構造など特定の対象（表層血管、病変など）を認識しやすくなる。

【0048】

また、マルチ発光モードに設定されており、且つ、解析結果付き表示用画像を表示する解析結果表示に設定されている場合には、図８に示すように、第１照明光の照明から第１画像（表示用画像）を生成し、第１照明光の後に発光される第２照明光の照明により得られる第２画像に対し、解析処理を施す。そして、解析処理によって得られる解析結果を表示させる解析結果付き表示用画像を、表示画像として、ディスプレイ１８に表示する。

【0049】

以下、ＣＭＯＳ型の撮像センサ４４について、説明する。撮像センサ４４は、図９に示すように、行方向と列方向に配列された複数の画素Ｐｘを有している。複数の画素Ｐｘには、Ｂ画素、Ｇ画素、及びＲ画素が含まれる。ＣＭＯＳ型の撮像センサ４４は、撮像用プロセッサ４５（図２参照）によって撮像制御される。具体的には、撮像用プロセッサ４５は、画素Ｐｘにて電荷の蓄積を行った後に、行方向のライン単位ＬＵで、画素Ｐｘから列方向の順で信号読み出しを行う。この信号読み出し方式は、ローリングシャッタと呼ばれている。撮像センサ４４が、列方向に対して、第１～第Ｎラインの画素Ｐｘを有する場合には、図１０に示すように、第１ラインの画素群、第２ラインの画素群、・・・、第Ｎラインの画素群の時間順で、信号読み出しが行われる（Ｎは２以上の自然数）。図１０の読み出し完了線ＦＬは、各ラインの画素群の読み出しが完了したタイミングを表している。読み出し完了線ＦＬ上のＴ１、Ｔ２、ＴＮは、第１、第２、第Ｎラインの画素群の読み出しが完了したタイミングを表しており、Ｔ１＜Ｔ２＜ＴＮとなっている。なお、図１０では、電荷の蓄積を行う蓄積期間を「ＣＰ」として、信号読み出しを行う読出期間を「ＲＰ」として表している。読出期間は、Ｔ１～ＴＮまでの間の合計で表される。

【0050】

また、ＣＭＯＳ型の撮像センサ４４を用いる場合の発光制御について、以下説明する。光源用プロセッサ２１は、第１発光モードと第２発光モードを自動的に切り替える場合において、撮像センサ４４に対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、図１１に示すように、第１発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第１蓄積期間ＣＰ１にて、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１で発光し、信号読み出しを行う第１読出期間ＲＰ１にて、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１から第１読出期間用光量比ＬＲＰ１に切り替えて発光する。また、第２発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第２蓄積期間ＣＰ２にて、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２で発光し、信号読み出しを行う第２読出期間ＲＰ２にて、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２から第２読出期間用光量比ＬＲＰ２に切り替えて発光する。なお、設定露光時間は、シャッタースピードに相当し、本実施形態では、１フレーム単位において、撮像センサ４４に対して同一種類の照明光を露光する時間をいう。設定露光時間は、ユーザーなどによって、ユーザーインターフェース１９を用いて予め設定される。

【0051】

上記のように、光源用プロセッサ２１によって、蓄積期間だけでなく読出期間にも発光制御を行って、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１と第１読出期間用光量比ＬＲＰ１とを加算することで、第１照明光に必要な第１光量比Ｘ１を得ることができる。同様にして、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２と第２読出期間用光量比ＬＲＰ２とを加算することで、第２照明光に必要な第２光量比Ｘ２を得ることができる。このように、蓄積期間と読出期間の両方で発光を行うことで、蓄積期間だけ発光を行う場合と比較して、より多くの光量を得ることができて、観察対象の明るさを向上させることができる。

【0052】

ここで、第１読出期間用光量比と第２読出期間用光量比とはそれぞれ同じ読出期間用共通光量比を用いることが好ましい。同一の読出期間用共通光量比を用いることで、光量を向上させるとともに、第１画像と第２画像を切り替えて表示する場合などに色ムラを軽減することができる。また、読出期間用共通光量比における各波長帯域の比率は、第１光量比又は第２光量比の各波長帯域の比率のうち最も小さい最小光量比を用いることが好ましい。

【0053】

例えば、第１光量比と第２光量比において紫色光Ｖの比率を比較すると、小さいほうの比率は「０．４」である（図４参照）。また、第１光量比と第２光量比において青色光Ｂの比率を比較すると、小さいほうの比率は「０．３」である。また、第１光量比と第２光量比において緑色光Ｇの比率を比較すると、小さいほうの比率は「０．３」である。また、第１光量比と第２光量比において赤色光Ｒの比率を比較すると、小さいほうの比率は「０．３」である。したがって、読出期間用共通光量比は、「０．４：０．３：０．３：０．３」となる。なお、第１読出期間用光量比と第３読出期間用光量比についても、同一の共通光量比を用いることが好ましく、第２読出期間用光量比と第３読出期間用光量比についても、同一の共通光量比を用いることが好ましい。

【0054】

以上のような読出期間用共通光量比を用いる場合、図１２に示すように、第１光量比を得るためには、第１蓄積期間用光量比を「０：０．３：０．３：０．３」とすることが好ましい。これにより、第１蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．４」を加算することで、第１光量比における紫色光Ｖの比率「０．４」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０．３」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．３」を加算することで、第１光量比における青色光Ｂの比率「０．６」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第１光量比における緑色光Ｇの比率「０．６」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．２」を加算することで、第１光量比における赤色光Ｒの比率「０．５」を得ることができる。

【0055】

また、第２光量比を得るためには、第２蓄積期間用光量比を「０．６：０：０：０」とすることが好ましい。これにより、第２蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０．６」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．４」を加算することで、第２光量比における紫色光Ｖの比率「１」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．３」を加算することで、第２光量比における青色光Ｂの比率「０．３」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第２光量比における緑色光Ｇの比率「０．３」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」を加算することで、第２光量比における赤色光Ｒの比率「０．３」を得ることができる。

【0056】

なお、第２光量比における紫色光Ｖの比率は、第１光量比における紫色光Ｖの比率よりも大きいことが好ましい。これにより、第１光量比を有する第１照明光の場合よりも、第１構造である粘膜表層の血管情報を強調することができる。また、読出期間が蓄積期間よりも長い場合であって、第１発光モード又は第２発光モードのうち紫色光Ｖの比率が低い発光モードに関しては、読出期間における紫色光Ｖの比率を蓄積期間の紫色光Ｖの比率よりも大きくすることが好ましい。本実施形態では、第１発光モード又は第２発光モードのうち紫色光Ｖの比率が低い発光モードは、第１発光モードであるので、第１読出期間用光量比における紫色光Ｖの比率（図１２では「０．４」）は、第１蓄積期間用光量比における紫色光Ｖの比率（図１２では「０」）よりも大きくしている。

【0057】

一方、光源用プロセッサ２１は、第１発光モードと第２発光モードを切り替える場合であって、撮像センサ４４に対する設定露光時間が、第１露光時間よりも短く、且つ、第１蓄積期間又は第２蓄積期間よりも短い第２露光時間に設定されている場合には、図１３に示すように、第１発光モードにおいては、第１蓄積期間ＣＰ１にて、第１光量比Ｘ１で発光し、第１読出期間ＲＰ１にて、第１光量比Ｘ１から減光状態ＢＰに切り替え、第２発光モードにおいては、第２蓄積期間ＣＰ１にて、第２光量比Ｘ２で発光し、第２読出期間ＲＰ２にて、第２光量比Ｘ２から減光状態ＢＰに切り替える。設定露光時間が、第２露光時間のように、蓄積期間と読出期間の和よりも短い場合には、読出期間ではなく、より多くの光量を得ることができる蓄積期間に発光するようにする。一方、読出期間は、第１光量比又は第２光量比よりも光量を小さくした、好ましくはほぼ消灯状態となる減光状態ＢＰとすることで、第１画像と第２画像を切り替えて表示する場合などに色ムラを目立たなくすることができる。

【0058】

また、光源用プロセッサ２１は、第１発光モードと第３発光モードと切り替える場合において、撮像センサ４４に対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、図１４に示すように、第１発光モードにおいては、第１蓄積期間ＣＰ１にて、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１で発光し、第１読出期間ＲＰ１にて、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１から第１読出期間用光量比ＬＲＰ１に切り替えて発光する。また、第３発光モードにおいては、電荷の蓄積を行う第３蓄積期間ＣＰ３にて、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３で発光し、信号読み出しを行う第３読出期間ＲＰ３にて、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３から第３読出期間用光量比ＬＲＰ３に切り替えて発光する。

【0059】

上記のように、光源用プロセッサ２１によって、蓄積期間だけでなく読出期間にも発光制御を行って、第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ２と第１読出期間用光量比ＬＲＰ１とを加算することで、第１照明光に必要な第１光量比Ｘ１を得ることができる。同様にして、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３と第３読出期間用光量比ＬＲＰ３とを加算することで、第３照明光に必要な第３光量比Ｘ３を得ることができる。このように、蓄積期間と読出期間の両方で発光を行うことで、蓄積期間だけ発光を行う場合と比較して、より多くの光量を得ることができて、観察対象の明るさを向上させることができる。

【0060】

ここで、第１読出期間用光量比と第３読出期間用光量比については、上記と同様に、同一の読出期間用共通光量比を用いることが好ましい。第２読出期間用光量比と第３読出期間用光量比における同一の読出期間用共通光量比は、上記と同様の算出方法をもちいること、「０．４：０．６：０．３：０．３」となる。このような読出期間用共通光量比を用いる場合、図１５に示すように、第１光量比を得るためには、第１蓄積期間用光量比を「０：０：０．３：０．２」とすることが好ましい。これにより、第１蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．４」を加算することで、第１光量比における紫色光Ｖの比率「０．４」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．６」を加算することで、第１光量比における青色光Ｂの比率「０．６」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第１光量比における緑色光Ｇの比率「０．６」を得ることができる。また、第１蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０．２」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」を加算することで、第１光量比における赤色光Ｒの比率「０．５」を得ることができる。

【0061】

また、第３光量比を得るためには、第３蓄積期間用光量比を「０．６：０：０：０」とすることが好ましい。これにより、第３蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０．６」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．４」を加算することで、第３光量比における紫色光Ｖの比率「１」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．６」を加算することで、第３光量比における青色光Ｂの比率「０．６」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第３光量比における緑色光Ｇの比率「０．３」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」を加算することで、第３光量比における赤色光Ｒの比率「０．３」を得ることができる。

【0062】

また、光源用プロセッサ２１は、第２発光モードと第３発光モードと切り替える場合において、撮像センサ４４に対する設定露光時間が第１露光時間に設定されている場合には、図１６に示すように、第２発光モードにおいては、第２蓄積期間ＣＰ１にて、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２で発光し、第２読出期間ＲＰ２にて、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２から第２読出期間用光量比ＬＲＰ２に切り替えて発光する。また、第３発光モードにおいては、第３蓄積期間ＣＰ３にて、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３で発光し、第３読出期間ＲＰ３にて、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３から第３読出期間用光量比ＬＲＰ３に切り替えて発光する。

【0063】

上記のように、光源用プロセッサ２１によって、蓄積期間だけでなく読出期間にも発光制御を行って、第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２と第２読出期間用光量比ＬＲＰ２とを加算することで、第２照明光に必要な第２光量比Ｘ２を得ることができる。同様にして、第３蓄積期間用光量比ＬＣＰ３と第３読出期間用光量比ＬＲＰ３とを加算することで、第３照明光に必要な第３光量比Ｘ３を得ることができる。このように、蓄積期間と読出期間の両方で発光を行うことで、蓄積期間だけ発光を行う場合と比較して、より多くの光量を得ることができて、観察対象の明るさを向上させることができる。

【0064】

ここで、第２読出期間用光量比と第３読出期間用光量比については、上記と同様に、同一の読出期間用共通光量比を用いることが好ましい。第２読出期間用光量比と第３読出期間用光量比における同一の読出期間用共通光量比は、上記と同様の算出方法を用いると、「０．６７：０．３：０．３：０．３」となる。このような読出期間用共通光量比を用いる場合、図１７に示すように、第２光量比を得るためには、第２蓄積期間用光量比を「０．３３：０：０：０」とすることが好ましい。これにより、第２蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０．３３」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．６７」を加算することで、第２光量比における紫色光Ｖの比率「１」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．３」を加算することで、第２光量比における青色光Ｂの比率「０．３」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第１光量比における緑色光Ｇの比率「０．３」を得ることができる。また、第２蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」を加算することで、第２光量比における赤色光Ｒの比率「０．３」を得ることができる。

【0065】

また、第３光量比を得るためには、第３蓄積期間用光量比を「０．３３：０．３：０：０」とすることが好ましい。これにより、第３蓄積期間用光量比の紫色光Ｖの比率「０．３３」と読出期間用共通光量比の紫色光Ｖの比率「０．６７」を加算することで、第３光量比における紫色光Ｖの比率「１」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の青色光Ｂの比率「０」と読出期間用共通光量比の青色光Ｂの比率「０．６」を加算することで、第３光量比における青色光Ｂの比率「０．６」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の緑色光Ｇの比率「０」と読出期間用共通光量比の緑色光Ｇの比率「０．３」を加算することで、第３光量比における緑色光Ｇの比率「０．３」を得ることができる。また、第３蓄積期間用光量比の赤色光Ｒの比率「０」と読出期間用共通光量比の赤色光Ｒの比率「０．３」を加算することで、第３光量比における赤色光Ｒの比率「０．３」を得ることができる。

【0066】

次に、マルチ発光モードにおける一連の流れについて、図１８のフローチャートにそって説明する。モード切替スイッチ１２ｆを操作して、マルチ発光モードに切り替える。マルチ発光モードに切り替えられると、第１発光モードと第２発光モードとが自動的に切り替えて行われる。また、マルチ発光モードでは、設定露光時間が第１露光時間であるかどうかが判定される。設定露光時間が第１露光時間である場合には、第１発光モードでは、第１蓄積期間ＣＰ１において第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１で発光が行われ、第１読出期間ＲＰ１において、第１読出期間用光量比ＬＲＰ１で発光が行われる。以上の第１蓄積期間用光量比ＬＣＰ１と第１読出期間用光量比ＬＲＰ１とを加算して、第１光量比Ｘ１が得られる。また、第２発光モードでは、第２蓄積期間ＣＰ２において第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２で発光が行われ、第２読出期間ＲＰ２において、第２読出期間用光量比ＬＲＰ２で発光が行われる。以上の第２蓄積期間用光量比ＬＣＰ２と第２読出期間用光量比ＬＲＰ２とを加算して、第２光量比Ｘ２が得られる。

【0067】

一方、設定露光時間が第２露光時間である場合には、第１発光モードでは、第１蓄積期間ＣＰ１において第１光量比Ｘ１で発光が行われ、第１読出期間ＲＰ１においては、減光状態ＢＰとする。また、第２発光モードでは、第２蓄積期間ＣＰ２において第２光量比Ｘ２で発光が行われ、第２読出期間ＲＰ２においては、減光状態ＢＰとする。

【0068】

［実施例］
実施例では、第１光量比（Ｖ：Ｂ：Ｇ：Ｒ）を「０．６：１：１：１」とする第１照明光を発光する第１発光モードと、第２光量比（Ｖ：Ｂ：Ｇ：Ｒ）を「１：０．３：０．３：０．３」とする第２照明光を発光する第２発光モードを自動的に切り替えて発光した。また、フレームレートを１／６０秒、撮像センサ４４における読出期間を１／９０秒、蓄積期間を１／１８０秒とし、読出期間と蓄積期間の両方で発光を行った。第１発光モードと第２発光モードにおいては、読出期間において共通の光量比として、各波長帯域の光で小さいほうの比率「０．６：０．３：０．３：０．３」を用いた。

【0069】

そして、蓄積期間が１／６０秒である場合における第１発光モードと第２発光モードの光量が最大となる光量比に対して、蓄積期間を１／１８０秒とした場合における第１発光モードと第２発光モードの光量が最大となる光量比がどの程度になるかを示す蓄積期間比較用の最大光量比算を出した。

【0070】

［比較例］
比較例では、蓄積期間のみ発光を行った（特許文献１参照）。それ以外は比較例と同様の条件で実施した。

【0071】

［結果］
実施例では、蓄積期間比較用の最大光量比（Ｖ：Ｂ：Ｇ：Ｒ）は、
「0.6×2/3＋1/3：0.3×2/3＋1/3：0.3×2/3＋1/3：0.3×2/3＋1/3」となった。

【0072】

一方比較例では、蓄積期間比較用の最大光量比（Ｖ：Ｂ：Ｇ：Ｒ）は、
「1/3：1/3：1/3：1/3」となった。

【0073】

以上から、実施例では、紫色光Ｖの比率に関しては、「２．２／３」の光量が得られるのに対して、比較例では、紫色光Ｖの比率に関しては、「１／３」の光量しか得ることができなかった。その他の青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの比率に関しても、比較例より実施例のほうが大きい光量を得ることができた。

【0074】

上記実施形態において、光源用プロセッサ２１、撮像用プロセッサ４５、画像取得部５０、ノイズ低減部５４、画像処理切替部５６、画像処理部５８、表示制御部６０、第１画像生成部６２、第２画像生成部６４、第３画像生成部６６、解析処理部６７といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

【0075】

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

【0076】

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（hard disc drive）やＳＳＤ（solid state drive）等の記憶装置である。

【符号の説明】

【0077】

１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１２ｆ モード切替スイッチ
１２ｇ 静止画取得指示部
１２ｈ ズーム操作部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ Ｖ－ＬＥＤ
２０ｂ Ｂ－ＬＥＤ
２０ｃ Ｇ－ＬＥＤ
２０ｄ Ｒ－ＬＥＤ
２１ 光源用プロセッサ
２３ 光路結合部
２５ ライトガイド
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
３２ 照明レンズ
４２ 対物レンズ
４３ ズームレンズ
４４ 撮像センサ
４５ 撮像用プロセッサ
４６ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４８ Ａ／Ｄコンバータ
５０ 画像取得部
５２ ＤＳＰ
５４ ノイズ低減部
５６ 画像処理切替部
５８ 画像処理部
６０ 表示制御部
６２ 第１画像生成部
６４ 第２画像生成部
６６ 第３画像生成部
６７ 解析処理部
６８ 中央制御部
Ｐｘ 画素
ＬＵ ライン単位
ＣＰ１ 第１蓄積期間
ＣＰ２ 第２蓄積期間
ＲＰ１ 第１読出期間
ＲＰ２ 第２読出期間
ＦＬ 読み出し完了線
ＬＣＰ１ 第１蓄積期間用光量比
ＬＣＰ２ 第２蓄積期間用光量比
ＬＲＰ１ 第１読出期間用光量比
ＬＲＰ２ 第２読出期間用光量比
Ｘ１ 第１光量比
Ｘ２ 第２光量比
ＢＰ 減光状態

【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】