JP2003102680A - 内視鏡用画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの撮像素子で通常画像モードと、蛍光画
像モードとの２つのモードの画像を撮像する内視鏡を用
い、通常画像モード時に際しても良好な観察画像を得ら
れる内視鏡用画像処理装置を実現する。 【解決手段】 （内視鏡用）画像処理装置は、青色の少
なくとも一部の波長帯域を遮光する励起光カットフィル
タがＣＣＤの前面に配置された内視鏡のＣＣＤから出力
される信号を画像処理して白色光による通常画像モード
と、蛍光情報を含む蛍光画像モードとを切り換えてカラ
ー画像信号を発生するようになっている。前記画像処理
装置は、前記通常画像モード時に、前記カラー画像信号
のうち、所定の色信号のゲインを調整する画像処理回路
３８を有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、１つの撮像素子で
通常画像モードと、蛍光画像モードとの２つのモードの
画像を撮像する内視鏡を用い、通常画像モードと、蛍光
画像モードとを切り換えて観察画像を得る内視鏡用画像
処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、内視鏡装置は、医療用分野及び工
業用分野で広く用いられる。上記内視鏡装置は、挿入部
先端側に撮像手段を備えた電子内視鏡を用いたものがあ
る。上記内視鏡装置は、上記電子内視鏡で得た撮像信号
を信号処理してモニタ等の表示手段に内視鏡画像を表示
させる内視鏡用画像処理装置を備えている。また、内視
鏡装置は、医療用分野において、通常の白色光による通
常画像を得る内視鏡装置の他に、蛍光画像を得る内視鏡
装置も実現されている。 【０００３】上記蛍光画像を得る内視鏡装置は、例え
ば、特開平８−１４０９２８号公報や特開平８−１４０
９２９号公報に記載されているように通常画像と蛍光画
像とを切り換え、又は同時に表示手段に表示させるもの
が提案されている。上記特開平８−１４０９２８号公報
や特開平８−１４０９２９号公報に記載の内視鏡装置
は、挿入部先端側に通常画像用撮像素子及び蛍光画像用
撮像素子の２つの撮像素子が配置される内視鏡を用いて
いる。 【０００４】上記蛍光画像用撮像素子の前面には、青色
を遮光するカットフィルタが配置されている。そして、
上記内視鏡装置は、光源からＲ（赤色），Ｇ（緑色），
Ｂ（青色）の照明光が順次供給される。そして、上記内
視鏡装置は、Ｂ（青色）の照明光が供給されたとき、蛍
光画像用の観察像を撮像するようになっている。しかし
ながら、上記特開８−１４０９２８号公報や特開平８−
１４０９２９号公報に記載の内視鏡装置は、通常画像と
蛍光画像との両方を観察可能にするため、内視鏡の挿入
部先端側に２つの撮像素子を配置すると、挿入部先端側
が太くなる問題や、コストが高くなる問題等が有る。 【０００５】これを解消にするために、内視鏡装置は、
挿入部先端側に１つの撮像素子を設けた内視鏡を用いる
ものが考えられる。この場合、上記内視鏡は、上記撮像
素子の前面に青色を遮光するカットフィルタを配置し
て、通常画像モードと蛍光画像モードとの両方の観察画
像を得られるように構成される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記１
つの撮像素子を設けた内視鏡を用いる内視鏡装置は、上
記撮像素子の前面に青色を遮光するカットフィルタを配
置しているので、通常画像モード時に、上記撮像素子で
撮像される通常画像用の観察像に青色が欠けてしまう。
この場合、上記内視鏡装置に用いられる従来の内視鏡用
画像処理装置は、青色が欠けた通常画像用の観察像を撮
像した撮像信号を画像処理することになるので、正しい
色再現を行うことが困難となる。 【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
ものであり、１つの撮像素子で通常画像モードと、蛍光
画像モードとの２つのモードの画像を撮像する内視鏡を
用い、通常画像モード時に際しても良好な観察画像を得
られる内視鏡用画像処理装置を提供することを目的とす
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、青色の少なくとも一部の波長帯域を遮光
する帯域フィルタが撮像素子の前面に配置された内視鏡
の前記撮像素子から出力される信号を画像処理して白色
光による通常画像モードと、蛍光情報を含む蛍光画像モ
ードとを切り換えてカラー画像信号を発生する内視鏡用
画像処理装置において、前記通常画像モード時に、前記
カラー画像信号のうち、所定の色信号のゲインを調整す
る調整手段を設けたことを特徴としている。この構成に
より、１つの撮像素子で通常画像モードと、蛍光画像モ
ードとの２つのモードの画像を撮像する内視鏡を用い、
通常画像モード時に際しても良好な観察画像を得られる
内視鏡用画像処理装置を実現する。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図１０は本発明の第１
の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた
内視鏡装置の全体構成図、図２は通常観察用フィルタと
蛍光観察用フィルタが設けられた切替フィルタの構成を
示す説明図、図３はフィルタの波長に対する透過特性を
示す特性図であり、図３（Ａ）は通常観察用フィルタの
透過特性図、図３（Ｂ）は蛍光観察用フィルタの透過特
性図、図３（Ｃ）は励起光カットフィルタの透過特性
図、図４は通常画像モードで白い被写体を観察した場合
のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示す特
性図、図５は生体組織に含まれるヘモグロビンの吸光度
の波長に対する特性を示す特性図、図６は図１の画像処
理回路の構成を示す回路ブロック図、図７はヘモグロビ
ン濃度に対するゲイン調整量の関係を示すグラフ、図８
は図６の画像処理回路の変形例を示す回路ブロック図、
図９は５００−７００ｎｍの波長帯域を透過する励起光
カットフィルタの透過特性を示す特性図、図１０は図９
の励起光カットフィルタにおける通常画像モード時のＣ
ＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示す特性図
である。 【００１０】図１に示す本発明の第１の実施の形態の通
常画像モード及び蛍光画像モードとを備えた内視鏡装置
１Ａは、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡２
Ａと、通常観察用の光及び励起用の光を発する光源装置
３Ａと、通常観察画像と蛍光画像を構築する画像処理を
行う内視鏡用画像処理装置としての（以下、画像処理装
置）４Ａと、通常光による画像と蛍光による画像を表示
するモニタ５とにより構成される。 【００１１】電子内視鏡２Ａは、体腔内に挿入される細
長の挿入部７を有している。この挿入部７の先端部８
は、照明手段及び撮像手段を内蔵している。挿入部７
は、通常観察のための照明光及び励起光を伝送するライ
トガイドファイバ９が挿通され、このライトガイドファ
イバ９の手元側の入射端に設けた光源用コネクタ１０は
光源装置３Ａに着脱自在に接続される。 【００１２】光源装置３Ａは、ランプ駆動回路１１によ
り発光するように駆動され、赤外波長帯域から可視光帯
域を含む光を放射するランプ１２と、このランプ１２に
よる照明光路上に設けられ、ランプ１２からの光量を制
限する光源絞り１３と、照明光路上に設けられた切替フ
ィルタ部１４と、この切替フィルタ部１４を通った光を
集光するコンデンサレンズ１５とを備えている。 【００１３】この切替フィルタ部１４は回転用モータ１
６により回転されると共に、移動用モータ２０により光
路上に配置されるフィルタが切り替えられる切替フィル
タ１７と、回転用モータ１６に取り付けたラック１８に
螺合するピニオン１９を回転駆動することにより、回転
用モータ１６と共に切替フィルタ１７を光軸に垂直な方
向に移動する移動用モータ２０とを備えている。 【００１４】切替フィルタ１７は、図２に示すように内
周側と外周側とに同心状に通常観察用のＲＧＢフィルタ
２１と蛍光観察用フィルタ２２とが設けている。切替フ
ィルタ１７は、前記移動用モータ２０を駆動することに
より光路上に通常照明用フィルタ２１を設定して通常画
像モードでの動作状態に設定したり、通常照明用フィル
タ２１から蛍光照明用フィルタ２２に切り換えて蛍光画
像モード（蛍光モードともいう）に設定した動作状態に
切り替えができるようにしている。 【００１５】上記ＲＧＢフィルタ２１は、周方向にＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞ
れ透過するＲフィルタ２１ａ、Ｇフィルタ２１ｂ、Ｂフ
ィルタ２１ｃが３等分するように設けてあり、回転モー
タ１６で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に
順次、略連続的に介挿される。 【００１６】また、Ｒフィルタ２１ａ、Ｇフィルタ２１
ｂ、Ｂフィルタ２１ｃの透過特性は図３（Ａ）に示すよ
うに、６００−７００ｎｍ、５００−６００ｎｍ、４０
０−５００ｎｍの各波長帯の光をそれぞれ透過するフィ
ルタ特性を有する。図３等では符号２１ａ、２１ｂ、２
１ｃの代わりに、そのフィルタ透過特性に対応する符号
Ｒ、Ｇ、Ｂを用いて示している（後述する蛍光観察用フ
ィルタ２２においても、同様である）。 【００１７】また、蛍光観察用フィルタ２２は、周方向
に狭帯域の赤（Ｒ１）、狭帯域の緑（Ｇ１）、狭帯域の
励起光をそれぞれ透過するＲ１フィルタ２２ａ、Ｇ１フ
ィルタ２２ｂ、Ｅ１フィルタ２２ｃが３等分するように
設けてあり、回転用モータ１６で回転駆動されることに
よりそれぞれが光路中に順次介挿される。また、Ｒ１フ
ィルタ２２ａ、Ｇ１フィルタ２２ｂ、Ｅ１フィルタ２２
ｃの透過特性は図３（Ｂ）に示すように６００−６２０
ｎｍ、５４０−５６０ｎｍ、３９０−４４５ｎｍを各波
長帯域の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。 【００１８】光源装置３Ａからの照明光はライトガイド
ファイバ９により、電子内視鏡２Ａの挿入部７の先端側
に伝送（導光）される。このライトガイドファイバ９は
蛍光観察のための光と通常観察のための光を少ない伝送
ロスで伝送する。このライトガイドファイバ９として
は、例えば多成分系ガラスファイバ、石英ファイバ等で
構成される。 【００１９】ライトガイドファイバ９の先端面に伝送さ
れた光は、その先端面に対向する照明窓に取り付けた照
明レンズ２４を経て、拡開して体腔内の観察対象部位を
照明するようになっている。 【００２０】先端部８は、この照明窓に隣接して観察窓
が設けている。この観察窓の後端側は、光学像を結ぶた
めの対物レンズ系２５と、励起光をカットする励起光カ
ットフィルタ２７と、蛍光及び反射光の各画像を撮像す
る撮像素子として例えばモノクロ撮像（或いは白黒撮
像）を行う電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２８とが配置
されている。蛍光及び反射画像を撮像する撮像素子とし
ては、ＣＣＤ２８の代わりにＣＭＤ(Charged Modulatio
n Device) 撮像素子、ＣＭＯＳ（ Complementary Metal
-Oxide Semiconductor ）撮像素子、ＡＭＩ(Amplified
MOS Imager)、ＢＣＣＤ(Back Illuminated ＣＣＤ）で
も良い。 【００２１】励起光カットフィルタ２７は蛍光観察時
に、蛍光を発生させるために励起される励起光を遮光す
るフィルタである。この励起光カットフィルタ２７の特
性を図３（Ｃ）に示す。この図３（Ｃ）に示すように４
７０−７００ｎｍの波長帯域を透過する、つまり、青色
帯域の一部の波長（４００−４７０ｎｍ）を除いた可視
光を透過する特性を有する。 【００２２】尚、この電子内視鏡２Ａは、蛍光画像モー
ドと通常画像モードとを選択する指示操作や、フリー
ズ、レリーズの指示操作を行うためのスコープスイッチ
２９が設けてあり、その操作信号は制御回路３７に入力
され、制御回路３７はその操作信号に対応した制御動作
を行う。 【００２３】例えばスコープスイッチ２９におけるモー
ド切換スイッチの通常モードスイッチを操作すると、光
源装置３Ａはライトガイドファイバ９に通常画像モード
の照明光、つまりＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態と
なり、また画像処理装置４Ａも通常画像モードに対応し
た信号処理を行う状態になる。 【００２４】また、モード切換スイッチの蛍光モードス
イッチを操作すると、光源装置３Ａはライトガイドファ
イバ９に蛍光モードの照明光、つまりＲ１、Ｇ１、Ｅ１
の光を順次供給する状態となり、また画像処理装置４Ａ
も蛍光モードに対応した信号処理を行う状態になる。 【００２５】ＣＣＤ２８は画像処理装置４Ａ内に設けた
ＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号により駆動さ
れるようになっている。このＣＣＤ２８は、結像された
光学像を光電変換して画像信号を出力するようになって
いる。 【００２６】この画像信号は、画像処理装置４Ａ内に設
けたプリアンプ３２で増幅され、更にオートゲインコン
トロール（ＡＧＣ）回路３３で所定レベルまで増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジ
タル信号（画像データ）に変換され、各画像データは切
換を行うマルチプレクサ３５を経て、第１フレームメモ
リ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ及び第３フレーム
メモリ３６ｃに一時格納（記憶）されるようになってい
る。尚、ＣＣＤ駆動回路３１は、制御回路３７により制
御される。具体的には、制御回路３７は、蛍光モードに
おいて、Ｅ１フィルタ２２ｃにより励起光を照射して蛍
光画像を得る期間におけるＣＣＤ２８で受光される光量
がＲ１フィルタ２２ａ、Ｇ１フィルタ２２ｂで照明を行
った場合の反射光の場合よりもはるかに低下するので、
ＣＣＤ駆動回路３１を制御してＣＣＤ２８の電子シャッ
タ機能を動作させる。 【００２７】また、制御回路３７は選択されたモードに
応じて移動用モータ２０を制御するようになっている。
また、回転用モータ１６は制御回路３７により制御され
ると共に、この回転用モータ１６の回転軸等に取り付け
た図示しないエンコーダの出力は制御回路３７に入力さ
れ、制御回路３７はこのエンコーダの出力に同期してＣ
ＣＤ駆動回路３１やマルチプレクサ３５の切換等を制御
する。 【００２８】また、制御回路３７は、マルチプレクサ３
５の切換を制御し、通常画像モードではＲフィルタ２１
ａ、Ｇフィルタ２１ｂ、Ｂフィルタ２１ｃの照明のもと
で撮像した各画像データをそれぞれ第１フレームメモリ
３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモ
リ３６ｃに順次記憶させるように制御する。 【００２９】また、蛍光モードにおいても、制御回路３
７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、Ｒ１フィル
タ２２ａ、Ｇ１フィルタ２２ｂ、Ｅ１フィルタ２２ｃの
照明のもとで撮像した各信号をそれぞれ第１フレームメ
モリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレーム
メモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。上記フ
レームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納された画像データは
画像処理回路３８に入力され、マトリクス演算などが施
された後、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ
信号に変換されてモニタ５に出力される。 【００３０】また、この画像処理装置４Ａは、プリアン
プ３２を通した信号に基づいて光源装置３Ａ内の光源絞
り１３の開口量を自動的に制御する調光回路４０が設け
てある。また、この調光回路４０は、制御回路３７によ
り制御される。また、この制御回路３７は、ランプ駆動
回路１１のランプ１２を発光駆動するランプ電流を制御
する。また、この制御回路３７はスコープスイッチ２９
の操作に応じた制御動作を行う。 【００３１】また、この画像処理装置４Ａは、例えば電
子内視鏡２Ａの他に図示しない２つの撮像素子を内蔵し
た機種等が異なる電子内視鏡でも使用できるように、接
続されたスコープの識別情報を識別するための機種検知
回路４８が設けてある。 【００３２】一方、スコープ２Ａは、種類（機種）を含
む固有の識別情報を発生するスコープＩＤ回路４７ａを
有する。尚、スコープＩＤ回路４７ａは、スコープ２Ａ
の機種を含む情報が書き込まれたメモリ素子で構成され
るが、これに限定されるものでなく、例えば複数のスイ
ッチからなるディップスイッチ等で構成することもでき
る。 【００３３】機種検知回路４８は、検知された機種情報
を制御回路３７に送信し、制御回路３７は検出された機
種に応じてその機種のスコープに適した蛍光モード及び
通常画像モードで観察できるように光源装置３Ａを制御
するようになっている。尚、スコープ２Ａは、その機種
を含む固有のＩＤ（識別情報）を発生するスコープＩＤ
回路４７ａを備えた構成であるが、単に機種情報を画像
処理装置４Ａにそれぞれ入力しても良い。 【００３４】また、この画像処理装置４Ａは、スコープ
ＩＤ回路４７ａを設けていないスコープにも対応可能で
ある。この場合、スコープＩＤ回路４７ａを設けていな
いスコープが画像処理装置４Ａに接続されたとき、スコ
ープＩＤを発生しないので、機種検知回路４８の出力に
より制御回路３７はスコープＩＤ回路４７ａを設けてい
ない機種であると判断して、対応する制御動作を行うこ
ともできる。 【００３５】このような構成の内視鏡装置１Ａでは、光
源装置３Ａの切替フィルタ１７のＲＧＢフィルタ２１、
蛍光観察用フィルタ２２及び、電子内視鏡２Ａの撮像光
路中に設けた励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性
を図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように設定したことが
特徴の１つになっている。 【００３６】この特徴を図４等を参照して以下に説明す
る。図４は通常画像モードにより、白い紙等の白い被写
体を撮像した場合におけるＣＣＤ２８の受光面（撮像
面）での光強度を示す。この場合、図３（Ａ）に示す特
性のＲフィルタ２１ａ、Ｇフィルタ２１ｂ、Ｂフィルタ
２１ｃによりＲ，Ｇ，Ｂ光の照明が行われ、一方ＣＣＤ
２８の前に配置された励起光カットフィルタ２７のフィ
ルタ特性は図３（Ｃ）に示すようにＧ、Ｒの光は全て透
過するが、Ｂの光に対してはその長波長側の一部を透過
する特性である。このため、ＣＣＤ２８の受光面（撮像
面）での光強度は、図４で２点鎖線で示すＢの短波長側
がカットされたものとなる。つまり、ＣＣＤ２８は、Ｂ
の光に対して実線で示すようにその長波長側の一部のみ
が受光面（撮像面）で受光されることになる。 【００３７】従って、Ｂフィルタ２１ｃによるＢ光での
照明期間において、ＣＣＤ２８は、受光面（撮像面）で
受光される光量が他のＲフィルタ２１ａ、Ｇフィルタ２
１ｂによるＲ光、Ｇ光での照明期間の場合よりも低下す
ることになる。このため、通常画像モードにおいて、Ｂ
フィルタ２１ｃによる照明期間における撮像時、Ｒフィ
ルタ２１ａ、Ｇフィルタ２１ｂによる照明期間における
撮像の場合に比べて、その照明光量を増大したり、信号
処理系側で増幅率を増大させてホワイトバランスのとれ
た通常画像が得られるようにしている。 【００３８】ここで、通常画像モード時に白色反射板等
を撮像してモニタ上に反射板を白く表示させる際に、Ｂ
光の強度が低下するので、ＲＧＢの各信号出力が均一に
なるように調整すると、Ｂ信号の信号出力は一部の光が
制限されなかった場合に対して、Ｂ信号のゲインが高く
設定されるようになる。 【００３９】また、図５に示すようにヘモグロビンの吸
光度は、短波長になるに従い大きくなる。特に、ヘモグ
ロビンの吸光度は、Ｂ光の遮断される波長帯域（４００
〜４７０ｎｍ）に大きなピーク（ｓｏｌｅｔ帯）を持
つ。 【００４０】従って、通常画像モード時に生体体腔内を
観察すると、図５に示すようにＢ光がヘモグロビンの吸
収により大きく減衰される。しかしながら、４７０〜５
００ｎｍに制限されたＢ光では、ヘモグロビンの吸収が
小さく、ＣＣＤ２８に到達するＢ光の強度が高くなる。
このため、通常画像モード時に４７０〜５００ｎｍに制
限されたＢ光と、Ｒ光、Ｇ光で生体体腔内を観察する
と、色調が変化することになる。 【００４１】そこで、本実施の形態では、通常画像モー
ド時に４７０〜５００ｎｍに制限されたＢ光からの信号
のゲインを一定値減衰させるように構成する。図６に示
すように画像処理回路３８は、ＲＧＢの各信号の出力強
度が一定値になるようにゲイン調整を行うホワイトバラ
ンス部５０と、このホワイトバランス部５０でのＲＧＢ
のゲイン調整値をメモリすると共に、Ｂチャンネルのゲ
インを一定値減衰させるホワイトバランス設定部５１
と、前記ホワイトバランス部５０でゲイン調整されたＲ
ＧＢの信号に対し、所定のマトリクス演算を施して蛍光
画像信号又は通常画像信号を生成するマトリクス回路５
２と、前記制御回路３７からモード信号を得て、マトリ
クス回路５２に蛍光画像用のパラメータを出力するか、
又は、通常観察用のパラメータを出力するか判断し、モ
ードに適したパラメータを出力するパラメータ設定部５
３と、前記マトリクス回路５２で生成された画像信号を
モニタに表示するためのゲイン調整を行うγ補正回路５
４とから構成される。以上の構成にすることで、通常画
像モードでの良好な通常観察画像、蛍光モードでの明る
い蛍光画像を実現できるようにしている。 【００４２】このような構成による本実施の形態の作用
を以下に説明する。図１に示すように電子内視鏡２Ａの
光源用コネクタ１０を光源装置３Ａに接続し、また、電
子内視鏡２Ａの図示しない信号用コネクタを画像処理装
置４Ａに接続する。そして、図１に示すような接続状態
に設定して、各装置の電源を投入し、動作状態に設定す
る。すると、制御回路３７は初期設定の動作を行い、こ
の初期設定の状態では例えば通常画像モードで動作する
ように設定する制御を行う。 【００４３】この通常画像モードでは、制御回路３７は
光源装置３Ａの移動用モータ２０を制御して、切替フィ
ルタ１７をその内周側のＲＧＢフィルタ２１が照明光路
中に位置するように設定する。 【００４４】そして、回転モータ１６を回転させる。ラ
ンプ１２の白色光は切替フィルタ１７のＲフィルタ２１
ａ、Ｇフィルタ２１ｂ、Ｂフィルタ２１ｃが順次照明光
路中に配置されるようになり、観察対象側へＲ、Ｇ、Ｂ
の照明光が出射される。通常画像モードでは切替フィル
タによる（観察対象側への）照明光は上記のようにＲフ
ィルタ２１ａ、Ｇフィルタ２１ｂ、Ｂフィルタ２１ｃが
順次照明光路中に配置される。 【００４５】Ｒ、Ｇ、Ｂの光で照明され、ＣＣＤ２８で
撮像された信号は、増幅、Ａ／Ｄ変換された後、マルチ
プレクサ３５が制御回路３７で順次切り換えられること
により、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモ
リ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次格納され
る。 【００４６】これらフレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格
納されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分の画像データは所定のフレ
ーム期間（例えば３３ｍｓ、つまり１／３０秒）で同時
に読み出され、画像処理回路３８でマトリクス演算等が
され、Ｄ／Ａ変換回路３９を経てアナログの標準的な映
像信号、ここではＲＧＢ信号にされてモニタ５に出力さ
れ、モニタ５の表示面には（白色光を照射した場合に、
直接被写体を観察した場合のカラー色調を反映した）通
常観察画像がカラー表示される。 【００４７】上述したように、Ｂフィルタ２１ｃを通し
て照明を行った場合における被写体側での反射光量は励
起光カットフィルタ２７によりその短波長側がカットさ
れてＣＣＤ２８で受光される。このため、そのＢ光の色
成分画像の受光量が他のＲ、Ｇ光の色成分画像の受光量
より少なくなる（低下する）ので、ＲＧＢの各信号出力
が均一になるように調整すると、Ｂ信号の信号出力は一
部の光が制限されなかった場合に対して、Ｂ信号のゲイ
ンが高く設定される。 【００４８】この状態で、通常画像モード時に生体体腔
内を観察すると、Ｂ光がヘモグロビンの吸収により大き
く減衰されるが、励起光カットフィルタ２７により４７
０〜５００ｎｍに制限されたＢ光では、ヘモグロビンの
吸収が小さく、ＣＣＤ２８に到達するＢ光の強度が高く
なってしまう。すると、モニタに表示される通常画像モ
ード時の生体体腔内の観察画像は、赤みがかったものと
なる。 【００４９】これを防止するために、画像処理回路３８
は、ホワイトバランス部５０でＲＧＢの各信号の出力強
度が一定値になるようにゲイン調整を行う。このとき、
ホワイトバランス設定部５１は、ホワイトバランス部５
０でのＲＧＢのゲイン調整値をメモリすると共に、Ｂチ
ャンネルのゲインを一定値減衰させる。 【００５０】このＢチャンネルのゲイン調整量は、図７
に示すように生体体腔内のヘモグロビン濃度に依存す
る。このヘモグロビン濃度は、部位、臓器、組織の状態
により変化する。本実施の形態では、ヘモグロビン濃度
１％〜４％に対してＢチャンネルのゲイン調整量を１５
％〜３０％の範囲として一定の値を設定している。 【００５１】そして、このようにゲインを調整されたＢ
光と、Ｒ及びＧ光とは、マトリクス回路５２に入力され
る。マトリクス回路５２は、制御回路３７からモード信
号を得たパラメータ設定部５３により、モードに適した
パラメータを出力され、ゲイン調整されたＲＧＢの信号
に対し、所定のマトリクス演算を施して通常画像信号を
生成し、出力する。 【００５２】マトリクス回路５２で生成された通常画像
信号は、γ補正回路５４でゲイン調整され、Ｄ／Ａ変換
回路３９でＤ／Ａ変換されてモニタに出力され、通常画
像としてモニタに表示される。 【００５３】このようにして通常画像モードで被写体を
観察でき、例えば注目する患部部位等の被写体に対して
蛍光観察を行いたい場合には、スコープスイッチ２９の
モード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作する。
すると、この操作信号を受けて、制御回路３７は光源装
置３Ａは移動用モータ２０を駆動して、切替フィルタ１
７を移動させ、蛍光観察用フィルタ２２が照明光路上に
配置される状態に設定し、蛍光モードに切り換える。 【００５４】蛍光モードに設定されると、電子内視鏡２
Ａのライトガイドファイバ９には蛍光モードの照明光、
つまりＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次供給される状態とな
る。そして、被写体にはＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次照
射される。Ｒ１、Ｇ１の照明の場合には、通常画像モー
ドでのＲ、Ｇの光が順次照射された場合と同様の動作と
なる。つまり、この場合にはＲ１、Ｇ１の被写体での反
射光をＣＣＤ２８で受光する。この場合、励起光カット
フィルタ２７による影響を受けないで、ＣＣＤ２８は撮
像することになる。 【００５５】これに対し、励起光Ｅ１を照射した場合に
は、その励起光Ｅ１の反射光は励起光カットフィルタ２
７で殆ど完全に遮光され、かつこの励起光カットフィル
タ２７の透過帯域内の被写体側からの蛍光を受光する。
この蛍光の強度は、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光の強
度に比べてはるかに小さいので、通常画像モードでの
Ｒ、Ｇの照明、Ｂの照明及びそれらの場合の信号処理と
類似した動作を行い、モニタに蛍光画像が表示される。
このように蛍光モードにおいても、良好な蛍光画像が得
られる。 【００５６】この結果、本実施の形態の画像処理装置
は、１つの撮像素子で通常画像モードと、蛍光画像モー
ドとの２つのモードの画像を撮像する内視鏡を用い、通
常画像モード時に際しても良好な観察画像を得られる。 【００５７】また、上述した図６の画像処理回路３８
は、ホワイトバランス部５０でＲＧＢの各信号の出力強
度が一定値になるように通常画像モード時のゲイン調整
を行うように構成されているが、図８に示すようにホワ
イトバランス部５０でホワイトバランスを行った後、マ
トリクス回路５２で通常画像モード時のゲイン調整を行
うように構成しても良い。図８は、本発明の第１の実施
の形態の変形例を示す回路ブロック図である。 【００５８】図８に示すように画像処理回路３８Ｂは、
通常画像モード時のゲイン調整を所定のマトリクス演算
により行うマトリクス回路５２ｂと、このマトリクス回
路５２ｂに対して、モードに適したパラメータを出力す
るパラメータ設定部５３ｂと、前記γ補正回路とから構
成される。尚、ホワイトバランス部５０ｂは、ホワイト
バランス設定部５１ｂで設定された値に基づき、通常の
ホワイトバランスを行うようになっている。 【００５９】前記マトリクス回路５２ｂは、ホワイトバ
ランス部５０ｂで通常のホワイトバランスが行われた
後、上記マトリクス演算を行うようになっている。この
マトリクス演算は、例えば、以下に示すような３行３列
の行列式で演算が行われる。 【００６０】 【式１】 また、Ｂ光のゲインを落とさずにＲ光及びＧ光のゲイン
をアップさせるようにしても良い。この場合、このマト
リクス演算は、例えば、以下に示すような行列式で演算
が行われる。 【００６１】 【式２】 これら行列式に基づきマトリクス回路５２ｂは、ＲＧＢ
の信号に対してマトリクス演算を行うことで、通常画像
モード時のゲイン調整が可能となり、モニタに表示され
る通常画像モード時の生体体腔内の観察画像が良好なも
のとなる。この結果、本変形例の画像処理部３８Ｂは、
上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。 【００６２】また、電子内視鏡２Ａは、図９に示すよう
に５００−７００ｎｍの波長帯域を透過するフィルタ特
性の励起光カットフィルタ２７ｂを用いても良い。この
場合、励起光カットフィルタ２７ｂは、青色帯域の波長
（４００−５００ｎｍ）を除いた可視光を透過する特性
を有している。このため、ＣＣＤ２８の受光面（撮像
面）での光強度は、図１０に示すように２点鎖線で示す
Ｂ光全体がカットされたものとなる。 【００６３】この場合、画像処理装置４Ａに出力される
信号は、Ｒ光と、Ｇ光の信号のみなので、図４、図８で
画像処理部３８，３８Ｂは、Ｂ’光の信号をＧ光の信号
に割り当て、Ｒ，Ｇ，Ｇとして上述した信号処理を施す
ように構成しても良い。更に、具体的に説明すると、例
えば、画像処理部３８は、Ｒ光，Ｇ光，Ｇ光の信号がホ
ワイトバランス部５０に入力され、このホワイトバラン
ス部５０でＢ’光の信号の代わりに割り当てたＧ光のゲ
インを調整する。この場合、ホワイトバランス設定部５
１で設定される減衰量は、４０％となる。それ以外の構
成は、上記第１の実施の形態と同様である。 【００６４】（第２の実施の形態）図１１は本発明の第
２の実施の形態の画像処理回路の構成を示す回路ブロッ
ク図である。本第２の実施の形態は、上記第１の実施の
形態の構成に加え、ヘモグロビン濃度１％〜４％に応じ
て青色信号を生成してＢチャンネルのゲイン調整量を修
正するように構成する。それ以外の構成は上記第１の実
施の形態と同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ
符号を付して説明する。 【００６５】即ち、図１１に示すように本第２の実施の
形態の画像処理回路３８Ｃは、４７０〜５００ｎｍに制
限されたＢ’光とＲ光を用いて（又はＲ光とＧ光を用い
て）、ヘモグロビン量を算出する色素算出部６１と、こ
の色素算出部６１で算出されるヘモグロビン量に基づ
き、モードに適したパラメータを設定するパラメータ設
定部５３ｃと、このパラメータ設定部５３ｃで設定され
たパラメータに基づき、Ｂチャンネルのゲイン調整量を
修正するマトリクス回路５２ｃと、前記γ補正回路５４
とから構成される。 【００６６】前記パラメータ設定部５３ｃは、通常画像
モード時、前記色素算出部６１から出力されるヘモグロ
ビン量に基づき、Ｂ信号のゲインを減衰されるようにパ
ラメータを設定し、これを前記マトリクス回路５２ｃに
出力するようになっている。 【００６７】前記色素算出部６１での演算は、以下の色
信号を用い、励起光カットフィルタ２７で制限を受けな
いＢ光から形成される信号のゲインを以下の式に基づい
て予測するようになっている。 【００６８】生体から反射した光の強度は、以下の式で
定義される。 ＩB＝Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεB） ・・・（１） ＩB'＝Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεB'） ・・・（２） ＩR＝ｋ・Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεR） ・・・（３） Ｉ0：ホワイトバランス後の出力信号 ＩB：励起光カットフィルタ２７で光が遮断されなかっ
たときのＢの反射光強度 ＩB'：励起光カットフィルタ２７で一部の光が遮断され
たときのＢの反射光強度 ＩR：Ｒ光の反射光強度 εB：Ｂ光帯域のヘモグロビンの吸光度 εB'：Ｂ’光帯域のヘモグロビンの吸光度 εR：Ｒ光帯域のヘモグロビンの吸光度 ｃ：ヘモグロビン濃度 ｄ：光路長 尚、ｋは、ホワイトバランス取得時の係数である。本演
算では、ホワイトバランス後であるので、ｋ＝１が成り
立つ。従って、ｋは、演算式中より、削除される。 【００６９】ここで、ＩRとＩB'との値からＩBの値を算
出する。（２）、（３）式からｃｄを求める。 【００７０】 ｃｄ＝（ｌｏｇＩR−ｌｏｇＩB'）／（εB'−εR） ｃｄを（１），（２）より求められる下式に代入する。 ＩB＝ＩB'・ｅｘｐ（−ｃｄεB）／ｅｘｐ（−ｃｄε
B'） ＝ＩB'・ｅｘｐ｛−ｃｄ（εB−εB'）｝ よって、ＩR／ＩBとＩR／ＩB'との関係式は以下の式で
求まる。 ＩR／ＩB＝（ＩR／ＩB'）^{｛（εＢ−εＲ）／（εＢ’−εＲ）｝} ・・・ （４） 上記関係式により、Ｂ光帯域で遮断されなかったときの
Ｂ光の反射光強度が求まる。 【００７１】尚、上記関係式は、Ｒ光とＢ’光との関係
により、Ｂ光の強度を予測したが、Ｒ光とＧ光との関係
により、Ｂ光の強度を予測しても良い。次に、Ｒ光とＧ
光とで色素量を求める場合は、上記（１）〜（３）の関
係式でＢ’がＧに変更となる。 ＩB＝Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεB） ・・・（１） ＩG＝Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεG） ・・・（２’） ＩR＝ｋ・Ｉ0ｅｘｐ（−ｃｄεR） ・・・（３） ＩG：Ｇ光の反射光強度 εG：Ｇ光帯域のヘモグロビンの吸光度 ここで、ＩRとＩGとの値からＩBの値を算出する。
（２’）、（３）式からｃｄを求める。 ｃｄ＝（ｌｏｇＩR−ｌｏｇＩG）／（εG−εR） ｃｄを（１），（２’）より求められる下式に代入す
る。 ＩB＝ＩG・ｅｘｐ（−ｃｄεB）／ｅｘｐ（−ｃｄεG） ＝ＩG・ｅｘｐ｛−ｃｄ（εB−εG）｝ よって、ＩR／ＩBとＩR／ＩGとの関係式は以下の式で求
まる。 ＩR／ＩB＝（ＩR／ＩG）^{｛（εＢ−εＲ）／（εＧ−εＲ）｝} ・・・（５ ’） 上記関係式により、Ｂ光帯域で遮断されなかったときの
Ｂ光の反射光強度が求まる。 【００７２】色素算出部６１は、上述した関係式
（５）、（５’）で算出されたＢ光の反射光強度に基づ
いてヘモグロビン量を算出し、この算出値をパラメータ
設定部５３ｃに出力する。パラメータ設定部５３ｃは、
色素算出部６１で算出されたヘモグロビン量に基づき、
モードに適したパラメータを設定してマトリクス回路５
２ｃに出力する。 【００７３】マトリクス回路５２ｃは、パラメータ設定
部５３ｃで設定されたパラメータに基づき、青色信号を
生成してＢチャンネルのゲイン調整量を修正するようマ
トリクス演算を行うようになっている。このマトリクス
演算は、例えば、以下に示すような３行３列の行列式で
演算が行われる。 【００７４】 【式３】 尚、式３中のＣは、色素演算部６１で算出されたヘモグ
ロビン量に基づき、決められるゲイン調整量である。 【００７５】そして、マトリクス回路５２ｃで生成され
た通常画像信号は、γ補正回路５４でゲイン調整され、
Ｄ／Ａ変換回路３９でＤ／Ａ変換されてモニタに出力さ
れ、通常画像としてモニタに表示される。 【００７６】この結果、本第２の実施の形態の画像処理
装置は、上記第１の実施の形態の画像処理装置の効果に
加え、通常画像モード時にヘモグロビン量に応じて良好
な観察画像を得られる。 【００７７】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。 【００７８】［付記］ （付記項１） 青色の少なくとも一部の波長帯域を遮光
する帯域フィルタが撮像素子の前面に配置された内視鏡
の前記撮像素子から出力される信号を画像処理して白色
光による通常画像モードと、蛍光情報を含む蛍光画像モ
ードとを切り換えてカラー画像信号を発生する内視鏡用
画像処理装置において、前記通常画像モード時に、前記
カラー画像信号のうち、所定の色信号のゲインを調整す
る調整手段を設けたことを特徴とする内視鏡用画像処理
装置。 【００７９】（付記項２） 前記通常画像モード時に、
前記カラー画像信号のうち、所定の色信号を用いて青色
信号を生成する生成手段を設けたことを特徴とする付記
項１に記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８０】（付記項３） 前記調整手段は、青色のゲ
インを減衰させることを特徴とする付記項１に記載の内
視鏡用画像処理装置。 【００８１】（付記項４） 前記調整手段は、赤色及び
緑色のゲインを増幅させることを特徴とする付記項１に
記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８２】（付記項５） 前記調整手段は、赤色と青
色又は緑色の色信号を用いて色素量を算出し、ゲインの
調整量を設定することを特徴とする付記項１に記載の内
視鏡用画像処理装置。 【００８３】（付記項６） 前記生成手段は、所定の色
信号のゲインを調整して青色信号とすることを特徴とす
る付記項２に記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８４】（付記項７） 接続される前記内視鏡の
種類に関する情報を入力され、この情報に基づき、前記
調整手段又は前記生成手段を制御する制御手段を有する
ことを特徴とする付記項１又は２に記載の内視鏡用画像
処理装置。 【００８５】（付記項８） 前記ゲインの減衰量は、１
５％〜３０％の範囲であることを特徴とする付記項３に
記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８６】（付記項９） 前記ゲインの増幅量は、１
８％〜４２％の範囲であることを特徴とする付記項４に
記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８７】（付記項１０） 前記生成手段でゲインを
調整される所定の色信号は、緑色であることを特徴とす
る付記項６に記載の内視鏡用画像処理装置。 【００８８】（付記項１１） 前記ゲインの調整量は、
４０％に減衰することを特徴とする付記項１０に記載の
内視鏡用画像処理装置。 【００８９】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
つの撮像素子で通常画像モードと、蛍光画像モードとの
２つのモードの画像を撮像する内視鏡を用い、通常画像
モード時に際しても良好な観察画像を得られる内視鏡用
画像処理装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構
成図 【図２】通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタが設
けられた切替フィルタの構成を示す説明図 【図３】フィルタの波長に対する透過特性を示す特性図 【図４】通常画像モードで白い被写体を観察した場合の
ＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示す特性
図 【図５】生体組織に含まれるヘモグロビンの吸光度の波
長に対する特性を示す特性図 【図６】図１の画像処理回路の構成を示す回路ブロック
図 【図７】ヘモグロビン濃度に対するゲイン調整量の関係
を示すグラフ 【図８】図６の画像処理回路の変形例を示す回路ブロッ
ク図 【図９】５００−７００ｎｍの波長帯域を透過する励起
光カットフィルタの透過特性を示す特性図 【図１０】図９の励起光カットフィルタにおける通常画
像モード時のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特
性を示す特性図 【図１１】本発明の第２の実施の形態の画像処理回路の
構成を示す回路ブロック図 【符号の説明】 １Ａ…内視鏡装置 ２Ａ…電子内視鏡 ３Ａ…光源装置 ４Ａ…画像処理装置 ５…モニタ ７…挿入部 ８…先端部 １４…切替フィルタ部 １６…回転用モータ １７…切替フィルタ ２１…ＲＧＢフィルタ ２２…蛍光観察用フィルタ ２７…励起光カットフィルタ ２８…ＣＣＤ ３７…制御回路 ５０…ホワイトバランス部 ５１…ホワイトバランス設定部 ５２…マトリクス回路 ５３…パラメータ設定部 ５４…γ補正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ ５Ｃ０６５ 9/04 9/04 Ｚ (72)発明者 今泉 克一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 金子 守 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA11 CA10 CA11 CA12 CA23 GA02 GA05 GA11 2H048 AA12 AA18 4C061 CC06 HH51 QQ04 RR14 SS09 WW09 WW17 5C022 AA09 AB13 AB20 AC42 AC55 AC69 5C054 AA01 AA05 CA04 CC02 EE04 FB03 HA12 5C065 AA04 BB02 BB30 CC01 DD02 EE15 GG15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 青色の少なくとも一部の波長帯域を遮光
   する帯域フィルタが撮像素子の前面に配置された内視鏡
   の前記撮像素子から出力される信号を画像処理して白色
   光による通常画像モードと、蛍光情報を含む蛍光画像モ
   ードとを切り換えてカラー画像信号を発生する内視鏡用
   画像処理装置において、 前記通常画像モード時に、前記カラー画像信号のうち、
   所定の色信号のゲインを調整する調整手段を設けたこと
   を特徴とする内視鏡用画像処理装置。