JP2009225830A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセッサ部へ、プロセッサ部のメモリにスコープ部の分光特性を反映した分光データが記憶されていないスコープ部を接続した場合であっても、この分光特性を反映した分光データを、プロセッサ部へ記憶させるための特別な手動操作を必要としない。
【解決手段】被観察体に白色光を照射し、被観察体を撮像した画像信号であるＹ（輝度）／Ｃ（色差）信号をＲ、Ｇ、Ｂ３色画像信号に変換し、このＲ、Ｇ、Ｂ３色画像信号と、プロセッサ部１２に予め記憶されている標準マトリクス（分光）データとスコープ部１０に予め記憶されている補助マトリクスとに基づいた補正されたマトリクスとから所定波長域の推定分光画像信号（λ１ｓ、λ２ｓ、λ３ｓ）を形成し、さらに入力された各推定分光画像信号のゲインを用いて、擬似色分光画像信号（λ１ｔ、λ２ｔ、λ３ｔ）を形成する。この擬似色分光画像信号（λ１ｔ、λ２ｔ、λ３ｔ）から分光画像を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は電子内視鏡装置に関し、特に詳細には、カラー画像を担持する画像信号を演算処理することによって、特定の波長域の分光画像（映像）を形成、表示可能とした電子内視鏡装置に関する。

固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置の分野では、近年、胃粘膜等の消化器管における分光反射率に基づいて、狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせた分光イメージングを行う装置、すなわち狭帯域フィルタ内蔵電子内視鏡装置(Narrow Band Imaging-NBl)が注目されている。この装置は、面順次式のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の回転フィルタの代わりに、狭（波長）帯域のバンドパスフィルタを設け、これら狭帯域バンドパスフィルタを介して照明光を順次出力し、これらの照明光で得られた信号に対しそれぞれの重み付けを変えながらＲ，Ｇ，Ｂ（ＲＧＢ）信号の場合と同様の処理を行うことにより、分光画像を形成するものである。このような分光画像によれば、胃、大腸等の消化器において、従来では得られなかった微細構造等が抽出される。

一方、特許文献１では、上記の狭帯域バンドパスフィルタを用いる面順次式のものではなく、固体撮像素子に微小モザイクの色フィルタを配置する同時式において、白色光が照射された被観察体を撮像して得た画像信号を基に、演算処理にて分光画像を形成することが提案されている。この特許文献１には、照明光の分光特性と、撮像素子のカラー感度特性および色フィルタの透過率等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクス（分光）データを求め、撮像素子により撮像されたＲＧＢ画像信号と、このマトリクス（分光）データとの演算により、照明光の種類や、撮像システムの固有の分光特性等に依存しない、被観察部の分光反射率データを得る手法が開示されている。特許文献１では、このマトリクス（分光）データとＲＧＢ画像信号との演算により、所定の波長域（λ１，λ２、λ３）における反射率を表す推定マトリクスを算出し、この推定マトリクスに基づいて分光画像を生成している。このような演算によって分光画像を形成する場合は、所望の波長域に対応した複数のフィルタを用意する必要がなく、またこれらの交換配置が不要となるので、装置の大型化が避けられ、低コスト化を図ることができる。

ところで、このような分光画像を表示可能な電子内視鏡装置は、通常照明光の照射を受けた被観察体を撮像するカラー撮像素子が先端に配置されたスコープ部と、このスコープ部が着脱自在に接続され、撮像素子から出力されるカラー画像信号に基づいて所定波長域の分光画像を形成する分光画像形成手段および照明光を射出する光源とを有するプロセッサ部とから構成されている。スコープ部は、生体の体腔内に挿入されるため、使用部位毎に形状や分光特性が異なるスコープ部が種々開発されている。一方、プロセッサ部は汎用性があるため、一台のプロセッサ部に対して、多種類のスコープ部が順次接続されて使用されている。

このため、特許文献２には、プロセッサ部に、多種類のスコープ部のそれぞれに対応する分光データをスコープ部の識別情報と共に予め記憶し、スコープ部を接続した際に該スコープ部の識別情報を読み出して、対応する分光データを用いて分光画像を形成する電子内視鏡装置が提案されている。
特開２００３−９３３３６号公報 特開２００６−２３９２０４号公報

しかしながら、このような特許文献２記載の電子内視鏡装置では、プロセッサ部には、該プロセッサ部が製造される前に製造されたスコープ部用の分光データは記憶されているが、プロセッサ部が製造された後に、新たに開発されたスコープ部に対応する分光データは記憶されていない。このため、プロセッサ部が製造された後に、新たに開発された新型のスコープ部を使用する場合等、プロセッサ部にこのスコープの分光特性を反映した分光データが記憶されていない場合には、手動操作により、プロセッサ部のメモリへ新たな分光データを記憶させる必要があり、電子内視鏡装置の使い勝手が悪いという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、プロセッサ部へ、このプロセッサ部のメモリにスコープ部の分光特性を反映した分光データが記憶されていないスコープ部を接続した場合であっても、この分光特性を反映した分光データを、プロセッサ部へ記憶させるための特別な手動操作を必要としない、使い勝手のよい電子内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の電子内視鏡装置は、照明光の照射を受けた被観察体をカラー撮像素子で撮像するスコープ部と
該スコープ部が着脱自在に接続され、前記カラー撮像素子から出力されるカラー画像信号に基づいて所定波長域の分光画像を形成する分光画像形成手段と、前記照明光を射出する光源とを有するプロセッサ部とを備える電子内視鏡装置において、
前記スコープ部が、該スコープ部の分光特性を反映する補助分光データを予め記憶する第1記憶部を備え、
前記プロセッサ部が、少なくとも前記照明光の分光特性を反映する標準分光データを記憶する第２記憶部を有し、
分光画像形成手段が、前記プロセッサ部へ前記スコープが接続された場合に、前記第1記憶部へ記憶されている補助分光データと、前記第２記憶部へ記憶されている標準分光データとに基づいて、前記分光画像を生成するものであることを特徴とするものである。

前記第1記憶部が、前記分光画像を生成する波長域を予め記憶するものであれば、前記分光画像形成手段は、前記第１記憶部の記憶されている波長域の分光画像を形成するものであってもよい。

本発明による電子内視鏡装置においては、照明光の照射を受けた被観察体をカラー撮像素子で撮像するスコープ部と、該スコープ部が着脱自在に接続され、前記カラー撮像素子から出力されるカラー画像信号に基づいて所定波長域の分光画像を形成する分光画像形成手段と、前記照明光を射出する光源とを有するプロセッサ部とを備える電子内視鏡装置において、前記スコープ部が、該スコープ部の分光特性を反映する補助分光データを予め記憶する第1記憶部を備え、前記プロセッサ部が、少なくとも前記照明光の分光特性を反映する標準分光データを記憶する第２記憶部を有し、分光画像形成手段が、前記プロセッサ部へ前記スコープが接続された場合に、前記第1記憶部へ記憶されている補助分光データと、前記第２記憶部へ記憶されている標準分光データとに基づいて、前記分光画像を生成するものであるため、プロセッサ部へ、このプロセッサ部のメモリにスコープ部の分光特性を反映した分光データが記憶されていないスコープ部を接続した場合であっても、従来必要であった、スコープ部の分光特性を反映した分光データをプロセッサ部へ記憶させるための特別な手動操作を行うことなく、このスコープ部の分光特性を加味した分光画像を生成することができ、使い勝手のよい電子内視鏡装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による電子内視鏡装置の基本構成を示すものである。本内視装置は、モニタへ通常画像を表示する通常画像表示モード、または通常画像および分光画像を表示する分光画像表示モードにより動作するものである。図示の通りこの電子内視鏡装置は、被験者の体腔内、例えば上部消化管内に挿入されるスコープ部１０と、このスコープ部１０が着脱自在に接続されるプロセッサ部１２とから構成されている。プロセッサ部１２内には白色光を発する光源装置１４が配置されている。スコープ部１０の先端には照明窓２２が設けられ、この照明窓２２には、一端が上記光源装置１４に接続されたライトガイド２３の他端が対面している。

光源装置１４は、白色光を発するランプ１４ａと、このランプ１４ａを点灯させる点灯駆動回路１４ｂと、ランプ１４ａの前側に配置された絞り１４ｃと、この絞り１４ｃを開閉する絞り駆動部１４ｄとから構成されている。なお、ランプ１４ａとライトガイド２３との間には、該ランプ１４ａから発せられた白色光をライトガイド２３に入射させるための光学系が設けられるが、それらについては図示を省いてある。また、この種の光源装置は、他の部位とは別体として構成されもよい。

上記スコープ部１０の先端部には、固体撮像素子であるＣＣＤ１５が設けられている。このＣＣＤ１５としては、例えば撮像面にＲＧＢの色フィルタを有する原色型の色フィルタが取り付けられている。なお、色フィルタとしてば補色型の色フィルタを用いてもよい。

ＣＣＤ１５には、同期信号に基づいて駆動パルスを形成するＣＣＤ駆動回路１６が接続されると共に、このＣＣＤ１５が出力した画像（映像）信号をサンプリングして増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路１７が接続されている。またＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７には、そのアナログ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器１８が接続されている。さらにスコープ部１０内には、そこに設けられた各種回路を制御するとともに、プロセッサ部１２との間の通信制御を行うマイコン２０が配置されている。このマイコン２０には、上部消化管用の波長域セット、ゲインセットと、補助分光データである補助マトリクスとが記憶されているメモリ２１が接続されている。上部消化管用の波長域セット、ゲインセットと、補助マトリクスについての詳細は後述する。

またスコープ部１０の根元近傍には、マイコン２０に接続され、表示モードの切換を行う押圧型のスイッチ２１が設けられている。

一方プロセッサ部１２には、デジタル化された画像信号に対して各種の画像処理を施すＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）２４が設けられている。このＤＳＰ２４は、上記ＣＣＤ１５から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの３色画像信号から輝度（Ｙ）信号と色差［Ｃ（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）］信号で構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、それを出力するものであり、該ＤＳＰ２４にはＩ／Ｐ変換およびノイズ除去などを行う信号処理回路２５が接続されている。信号処理回路２５には、表示用の通常カラー画像信号を形成する信号処理回路２６と、後述する分光カラー画像信号を生成するための第１色変換回路２８とが接続されている。

信号処理回路２６は、鏡像処理，マスク発生、キャラクタ発生、色調整、色彩強調、構造強調などの各種信号処理を行い、表示用の通常カラー画像信号を生成し、この通常カラー画像信号を表示画像生成部２７へ出力する。表示画像生成部２７には、例えば液晶表示装置やＣＲＴ等からなるモニタ３４および、光走査記録装置等からなる画像記録装置４５が接続されている。表示画像生成部２７では、通常画像表示モードが選択されている場合には、信号処理回路２６から出力される通常カラー画像信号をモニタ３４および画像記録装置４５へ出力し、分光画像表示モードが選択されている場合には、信号処理回路２６から出力される通常カラー画像信号と、後述する分光カラー画像信号を合成して、合成カラー画像信号を生成し、モニタ３４および画像記録装置４５へ出力する。

第１色変換回路２８は、上記信号処理回路２５から出力されたＹ／Ｃ信号をＲ、Ｇ、Ｂの３色画像信号に変換する。なお、上記ＤＳＰ２４はスコープ部１０側に配置してもよい。

上記第１色変換回路２８の後段側には、この３色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して、予め記憶されている推定分光画像信号生成用の標準マトリクス（分光）データを用いたマトリクス演算、または標準マトリクス（分光）データとスコープ部１０に記憶されている補助マトリクスとを用いたマトリクス演算を行って、選択された波長λ１，λ２，λ３に対する推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓを出力する第１色空間変換処理回路２９と、この推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓを、使用者が入力した各画像信号毎のゲイン値を用いて増幅して、擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tを出力する第２色空間変換処理回路３０と、この擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tの全ての信号の平均輝度が、ＤＳＰ２４から出力されたＹ／Ｃ信号、すなわち通常カラー画像信号の全ての信号の平均輝度と略等しくなるように、擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tの輝度を調整して、輝度調整が行われた擬似色分光画像信号λ１t’，λ２t’，λ３t’を出力する輝度調整回路３１と、この擬似色分光画像信号λ１t’，λ２t’，λ３t’を、ＲＧＢ信号に対応させた処理をするためにそれぞれＲ，Ｇ，Ｂチャンネルへ入力し、この入力信号をＹ／Ｃ信号に変換する第２色変換回路３２、鏡像処理，マスク発生、キャラクタ発生、色調整、色彩強調、構造強調などの各種信号処理を行う信号処理回路３３、および表示画像生成部２７が逐次この順に接続されている。

またプロセッサ部１２内には、スコープ部１０との間の通信を行うと共に、該装置１２内の各回路を制御し、また推定分光画像信号を形成するためのマトリクスを上記色空間変換処理回路２９に入力する等の機能を有するマイコン３５が設けられている。

なお、プロセッサ１２へ、補助マトリクスが記憶されていない標準型のスコープ部が接続された場合と、補助マトリクスが記憶されている新型のスコープ部１０が接続された場合とでは、マイコン３５はマトリクス（分光）データを上記色空間変換処理回路２９に設定する際に異なる動作を実行する。以下、まず補助マトリクスが記憶されていない標準型のスコープ部が、プロセッサ１２へ接続された場合の動作について説明する。

上記メモリ３６には、波長域セットａおよび波長域セットｂと、ゲインセットａおよびゲインセットｂと、ＲＧＢ信号に基づいて推定分光画像信号を形成するための標準マトリクス（分光）データがテーブルの形で記憶されている。本実施形態において、このメモリ３６に格納されている標準マトリクス（分光）データの一例は次の表１のようになる。

この表１の標準マトリクス（分光）データは、例えば４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた６１の波長域パラメータ（係数セット）ｐ１〜ｐ６１からなる。パラメータｐ１〜ｐ６１は各々、マトリクス演算のための係数ｋ_ｐｒ，ｋ_ｐｇ，ｋ_ｐｂ（ｐ＝１〜６１）から構成される。マイコン３５は、後述する波長域設定操作により、分光画像を形成する波長域（λ１，λ２，λ３）が設定されると、この波長域に対応する係数から構成される３×３のマトリスクを色空間変換処理部２９へ入力する。

そして色空間変換処理回路２９において、上記３×３のマトリスクと第１色変換回路２８から出力されたＲＧＢ信号とにより次式で示すマトリクス演算が行われて、推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓが形成される。

すなわち、分光画像を構成する波長域λ１，λ２，λ３としてそれぞれ例えば５００ｎｍ，６２０ｎｍ，６５０ｎｍが選択される場合は、係数（ｋ_ｐｒ，ｋ_ｐｇ，ｋ_ｐｂ）として、表１の６１のパラメータのうち、中心波長５００ｎｍに対応するパラメータｐ２１の係数（-0.00119，0.002346，0.0016）、中心波長６２０ｎｍに対応するパラメータｐ４５の係数（0.004022，0.000068，‐0.00097）、および中心波長６５０ｎｍに対応するパラメータｐ５１の係数（0.005152，-0.00192，0.000088）からなるマトリクスを用いて上記マトリクス演算がなされる。

次に、補助マトリクスが記憶されている新型のスコープ部１０が接続された場合の動作について説明する。スコープ部１０のメモリ２１には、上部消化観用の波長域セットｃおよび波長域セットｄと、ゲインセットｃとゲインセットｄと、前記標準マトリクス（分光）データを、スコープ１０の分光特性と適合するように補正するための補助マトリクスが記憶されている。この補助マトリクスは、３×３のマトリスクデータＭ_ｑｒ，Ｍ_ｑｇ，Ｍ_ｑｂ（ｑ＝１〜３）から構成される。

マイコン３５は、後述する波長域設定操作により、分光画像を形成する波長域（λ１，λ２，λ３）が設定されると、この波長域に対応する係数から構成される３×３のマトリスクをメモリ３６に記憶されている標準マトリクス（分光）データからよみだし、さらに３×３の補助マトリスクをスコープ部１０のメモリ１９から読み出す。これらのマトリクスを用いて、次式で示すマトリクス演算を行い、３×３の補正されたマトリクスを算出する。

上記数２式により、補正されたマトリクスは、スコープ部１０の分光特性を反映させたマトリクスとなり、この補正されたマトリクスを用いてマトリクス演算を行うことにより、より信頼性の高い分光画像が形成可能となる。マイコン３５は、この補正されたマトリクスを色空間変換処理部２９へ入力する。色空間変換処理回路２９では、この補正されたマトリスクと第１色変換回路２８から出力されたＲＧＢ信号とにより次式で示すマトリクス演算が行われて、推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓが形成される。

マイコン３５には上記メモリ３６に加えて、モニタ３４、キーボード型の入力部４１、画像記録コントローラ４２、およびスコープ部１０のマイコン２０が接続されている。図２は分光画像表示モードが選択された際のモニタ３４に表示される画面４７の一例を示す図である。モニタ３４の画面４７には、通常画像４８および分光画像４９と、分光画像を形成する波長域を表示、選択または設定するための波長域表示小画面５１と、各波長域のゲインを表示、選択または設定するためのゲイン表示小画面５２とが表示される。

波長域表示小画面５１には、例えば、波長域セットを選択するためのセット選択スイッチ５３と、波長域λ１，λ２，λ３を表示し、また手動入力により設定するための波長表示スイッチ５４ａ〜５４ｃが表示される。また、ゲイン表示小画面５２には、ゲインセットを選択するためのセット選択スイッチ５５と、ゲインｅ１、ｅ２、ｅ３を表示し、また手動入力により設定するためのゲイン表示スイッチ５６ａ〜５６ｃが表示される。これらの小画面に表示されているスイッチは、キーボード型の入力部４１により操作される。

以下、上記構成を有する本実施形態の電子内視鏡装置の作用について説明する。まず、通常画像表示モードの際の動作について説明する。通常画像表示モードでは、通常カラー画像が形成される。これらの画像を形成する際には、図１に示す光源装置１４が駆動され、そこから発せられた白色光が絞り１４ｃを経てライトガイド２３に入射し、スコープ部１０内に配されたライトガイド２３の先端から出射した白色光が被観察体に照射される。そして、ＣＣＤ駆動回路１６によって駆動されたＣＣＤ１５がこの被観察体を撮像し、撮像信号を出力する。この撮像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１７で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換されて、ＲＧＢ画像信号としてプロセッサ部１２のＤＳＰ２４に入力される。ＤＳＰ２４では、スコープ部１０からの出力された３色画像信号であるＲＧＢ画像信号に対し色変換処理が行われ、前述の通りのＹ／Ｃ信号、すなわち通常カラー画像信号が形成される。このＤＳＰ２４が出力するＹ／Ｃ信号（通常カラー画像信号）は信号処理回路２５においてＩ／Ｐ変換およびノイズ除去などが行われ、信号処理回路２６に入力され、鏡像処理，マスク発生、キャラクタ発生、色調整、色彩強調、構造強調などの各種信号処理が施され、表示画像生成部２７へ出力される。表示画像生成部２７では、信号処理回路２６から出力された通常カラー画像信号と、後述する分光カラー画像信号を合成して、一枚のカラー画像を生成し、モニタ３４および画像記録装置４５へ出力する。

次に補助マトリクス等を記憶する新型のスコープ部１０がプロセッサ部１２接続されている場合の分光画像表示モードにおける動作について説明する。本装置が通常画像表示モードで動作している時に、使用者がスコープ部１０に設けられているスイッチ２１を押圧すると、動作モードが通常画像表示モードから通常画像と分光画像の両画像を表示する分光画像表示モードへ切り替わる。

分光画像表示モードでは、上述した通常カラー画像形成動作と平行して、分光カラー画像形成動作が行われる。以下、分光カラー画像形成について説明する。上述したように、ＤＳＰ２４が出力するＹ／Ｃ信号（通常カラー画像信号）は、信号処理回路２５を介して、信号処理回路２６に入力され、通常カラー画像が形成されている。同時にＤＳＰ２４が出力するＹ／Ｃ信号は、信号処理回路２５を介して、第１色変換回路２８に入力され、そこでＲＧＢ信号に変換される。このＲＧＢ信号は第１色空間変換処理回路２９へ供給され、この第１色空間変換処理回路２９ではＲＧＢ信号と入力されているマトリクス形状のパラメータとにより、推定分光画像形成のためのマトリクス演算がなされる。

以下、この演算について説明する。入力部４３の操作によってλ１，λ２，λ３の３つの波長域が設定され、マイコン３５はそれらの３つの選択波長域に対応するパラメータをメモリ３６に記憶されている標準マトリクス（分光）データをから読み出し、また補助マトリクスをスコープ部１０のメモリ１９から読み出し、前記数２式に示すマトリクス演算を行い補正された３×３のマトリクスを算出し、そのマトリクスを色空間変換処理回路２９に入力する。前記数３式のマトリクス演算にて推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓが形成される。

その後、上記推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓは、第２色空間変換処理回路３０へ供給される。この第２色空間変換処理回路３０では推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓと、推定分光画像信号λ1ｓ、λ２ｓ、λ３ｓの各信号のゲイン値を示すマトリクスとにより、擬似色分光画像形成のためのマトリクス演算がなされる。

以下、この演算について説明する。入力部４３の操作によって各推定分光画像信号（λ1ｓ、λ２ｓ、λ３ｓに対するゲイン値が設定されている。マイコン３５はそれらの３つのゲイン値に対応する１×３のマトリクスを生成し、第２色空間変換処理回路３０に出力する。

例えば、３つの波長域λ１，λ２，λ３に対するゲイン値としてｅ１、ｅ２およびｅ３が選択された場合は、推定分光画像信号（λ1ｓ、λ２ｓ、λ３ｓ）号から次の数４式のマトリクス演算にて擬似色分光画像信号λ１ｔ，λ２ｔ，λ３ｔが形成される。

その後、上記擬似色分光画像信号λ１ｔ，λ２ｔ，λ３ｔは、輝度調整回路３１へ供給される。輝度調整回路３１では、この擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tの全ての信号の平均輝度が、ＤＳＰ２４から出力されたＹ／Ｃ信号、すなわち通常カラー画像信号の全ての信号の平均輝度と略等しくなるように、擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tの輝度を調整する輝度調整がおこなわれる。

以下、この輝度調整について説明する。マイコン３５は、まずＤＳＰ２４から出力された１フィールドに関するＹ／Ｃ信号、すなわち１フィールド分の通常カラー画像信号のＹ（輝度）信号の平均値（通常Ｙａｖ）を算出する。また、１フィールド分の擬似色分光画像信号λ１t，λ２t，λ３tが生成された時点で、１フィールド分の擬似色分光画像信号の全てに対して、Ｙ／Ｃ信号へ変換した場合のＹ（輝度）信号値を次の式４により算出する。

マイコン３５は１フィールド分の似色分光画像信号の全てのＹ（輝度）信号値の平均値（分光Ｙａｖ）を算出し、通常Ｙａｖとの比率を求める。通常Ｙａｖ＝α・分光Ｙａｖであった場合には、次の式５の演算により、輝度調整が行われた擬似色分光画像信号λ１ｔ’，λ２ｔ’，λ３ｔ’を算出する。

その後、擬似色分光画像信号λ１ｔ’，λ２ｔ’，λ３ｔ’が各々Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓの３色画像信号として第２色変換回路３２に入力され、この第２色変換回路３２では、Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓの３色画像信号がＹ／Ｃ信号（Ｙ，Ｒｓ−Ｙ，Ｂｓ−Ｙ）に変換され、このＹ／Ｃ信号、すなわち分光カラー画像信号が信号処理回路３３により信号処理が施され、表示画像生成部２７へ入力される。表示画像生成部２７では、信号処理回路２６から出力された通常カラー画像信号と、信号処理部３３から出力された分光カラー画像信号を合成して、一枚のカラー画像を生成し、モニタ３４および画像記録装置４５へ出力する。

上記分光カラー画像信号に基づいてモニタ３４に表示される分光画像は、図３および図４で示すような波長域の色成分で構成されるものとなる。すなわち図３は、原色型ＣＣＤ１５の色フィルタの分光感度特性Ｒ，Ｇ，Ｂに、分光画像を形成する３つの波長域λ１，λ２，λ３を重ねた概念図であり、また図４は、生体の反射スペクトルに３つの波長域λ１，λ２，λ３を重ねた概念図である。先に例示したパラメータｐ２１，ｐ４５，ｐ５１による分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓは、図４に示されるように各々５００ｎｍ、６２０ｎｍ、６５０ｎｍを中心波長とする±１０ｎｍ程度の範囲の波長域の色信号であり、これら３つの波長域の色の組合せから構成される分光画像（動画あるいは静止画）が表示されることになる。

次に、上記波長域λ１，λ２，λ３およびゲインｅ１、ｅ２、ｅ３の表示、選択および設定について説明する。本実施形態ではプロセッサ１２のメモリ３６には、波長域セットλ１，λ２，λ３として、例えば４００，５００，６００（ｎｍ、以下同様）の波長域セットａと血管を描出するための４７０，５００，６７０の波長域セットｂとが記憶されている。また、ゲインセットとして、（１，１，１）からなるゲインセットａと（２，１，１）からなるゲインセットｂとが記憶されている。

また、スコープ部１０のメモリ２１には、波長域セットλ１，λ２，λ３として、例えば５５０，５００，４７０（ｎｍ、以下同様）の波長域セットｃと５２５，４９５，４９５の波長域セットｄとが記憶されている。また、ゲインセットとして、（１，２，１）からなるゲインセットｃと（１，１，２）からなるゲインセットｄとが記憶されている。

波長域セットおよびゲインセットを記憶していない標準型のスコープ部が接続された状態で、分光画像表示モードが選択された場合、上記波長域セットａ（４００，５００，６００）およびゲインセットａ（１，１，１）がマイコン３５によって選択される。そして、分光画像表示モードが選択された場合には、図２に示すように、この選択された波長セットａの波長（４００，５００，６００）が波長表示スイッチ５４ａ〜５４ｃにより表示され、またゲイン標準セットａ（１，１，１）がゲイン表示スイッチ５６ａ〜５６ｃに表示される。

第１色空間変換処理回路２９は、波長域（４００，５００，６００）について、前述のマトリクス演算を行い、増幅回路推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓを形成する。また、第２色空間変換処理回路３０は、ゲイン（１，１，１）を用いて前述の演算を行い、擬似色分光画像信号λ１ｔ，λ２ｔ，λ３ｔを形成する。

また臨床医師等の装置操作者は、キーボード型の入力部４１を用いて、選択スイッチ５４を選択することにより、波波長セットを、波長セットａと波長セットｂの間で切り換え、任意に選択することができる。また、キーボード型の入力部４１の操作により、波長表示スイッチ５４ａ〜５４ｃの位置を左右へ移動させることにより、波長域を任意の値に設定することもできる。

同様に装置操作者は、キーボード型の入力部４１を用いて、選択スイッチ５６を操作することにより、ゲインセットを、ゲインセットａとゲインセットｂとの間で切り換え、任意に選択することができる。また、ゲイン表示スイッチ５６ａ〜５６ｃの位置を左右へ移動させることにより、ゲインを任意の値に設定することができる。

なお、波長セットとして、前述したような波長セットの他に、装置使用者である医師の要望等に応じて別のセットを用意し、それらをメモリ３６に記憶しておいて適宜選択使用できるようにしてもよい。

一方、波長域セットｃ、波長域セットｄ、ゲインセットｃおよびゲインセットｄを記憶しているスコープ部１０がプロセッサ１２に接続されている状態で、分光画像表示モードが選択された場合には、上記波長域セットｃ（５５０，５００，４７０）およびゲインセットｃ（１，２，１）がマイコン３５によって選択される。そして、分光画像表示モードが選択された場合には、図２に示すように、この選択された波長セットｃの波長（５５０，５００，４７０）が波長表示スイッチ５４ａ〜５４ｃにより表示され、またゲイン標準セットｃ（１，２，１）がゲイン表示スイッチ５６ａ〜５６ｃに表示される。

第１色空間変換処理回路２９は、波長域（５５０，５００，４７０）について、前述のマトリクス演算を行い、増幅回路推定分光画像信号λ１ｓ，λ２ｓ，λ３ｓを形成する。また、第２色空間変換処理回路３０は、ゲイン（１，２，１）を用いて前述の演算を行い、擬似色分光画像信号λ１ｔ，λ２ｔ，λ３ｔを形成する。

また臨床医師等の装置操作者は、キーボード型の入力部４１を用いて、選択スイッチ５４を選択することにより、波波長セットを、波長セットｃと波長セットｄの間で切り換え、任意に選択することができる。また、キーボード型の入力部４１の操作により、波長表示スイッチ５４ａ〜５４ｃの位置を左右へ移動させることにより、波長域を任意の値に設定することもできる。

同様に装置操作者は、キーボード型の入力部４１を用いて、選択スイッチ５６を選択することにより、ゲインセットを、ゲインセットｃとゲインセットｄとの間で切り換え、任意に選択することができる。また、ゲイン表示スイッチ５６ａ〜５６ｃの位置を左右へ移動させることにより、ゲインを任意の値に設定することができる。

なお本実施形態においては、表示画像生成回路２７の出力がモニタ３４の他に画像記録装置４５にも入力されるようになっており、マイコン３５によって制御される画像記録コントローラ４２が画像記録装置４５に画像記録の指示を与えた場合は、その指示で指定されたシーンの通常カラー画像あるいは分光画像のハードコピーがこの画像記録装置４５から出力される。

以上の説明で明らかなように、本電子内視鏡装置では、プロセッサ部が製造された後に、新たに開発された新型のスコープ部を使用する場合等であっても、従来必要であった、プロセッサ部のメモリへこの新型のスコープの分光データを記憶させる操作を行うことなく、この新型のスコープ部の分光特性を加味した分光画像を生成することができ、使い勝手のよい電子内視鏡装置を提供することができる。また、より厳密には、同タイプのスコープ部であっても、分光特性にはわずかな差が存在している場合がある。このような場合であっても、個々のスコープ部の分光特性を反映させた分光データである補助マトリクスを各スコープ部へ記憶させれば、より信頼性の高い分光画像を生成することができる。

さらに、上述したように波長域セットｃ、波長域セットｄ、ゲインセットｃおよびゲインセットｄを記憶しているスコープ部１０がプロセッサ１２に接続されている状態で、分光画像表示モードが選択された場合には、自動的にこのスコープ部１０に記憶されている波長域セットおよびゲインセットに基づいて、分光画像が形成されるため、スコープ部１０が例えば上部消化管用のスコープ部であれば上部消化管の分光画像を形成するために好ましい波長域およびゲインにより分光画像が形成され、例えば下部消化管用のスコープ部であれば下部消化管の分光画像を形成するために好ましい波長域およびゲインにより分光画像が形成されるため、本電子内視鏡装置の使い勝手がさらに向上する。

また上記実施形態では、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を６１の波長域に分割して選択できるようにしてあるが、波長域λ１，λ２，λ３として、赤外域を含めた波長域、あるいは赤外域のみの波長セットを選択することにより、可視光域のカットフィルタを用いることなく、従来において赤外線を照射して得られる画像に近似した分光画像を得ることができる。また従来の内視鏡では、励起光照射により癌組織等から発せられる蛍光を撮影することが行われるが、上記λ１，λ２，λ３の波長セットとして、蛍光波長に合わせたものを選択することにより、蛍光を発する部分の分光画像を形成することができ、この場合は、励起光のカットフィルタが不要となる利点がある。

さらに、従来の内視鏡では、被観察体にインディゴやピオクタニン等の色素散布を行い、色素散布によって着色した組織を撮像することが行われているが、上記λ１，λ２，λ３の波長セットとして、色素散布によって着色する組織が描出できる波長域を選択することにより、色素散布をすることなく、色素散布時の画像と同等の分光画像を得ることもできる。

なお、本実施形態においては、擬似色分光画像信号λ１ｔ’，λ２ｔ’，λ３ｔ’を各々Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓの３色画像信号として第２色変換回路３２に入力する際には、擬似色分光画像信号λ１ｔ’，λ２ｔ’，λ３ｔ’を、その順番のままＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓ３色画像信号へ割り当てるが、使用者が特殊な色表示を望む場合等には、順番を変更して割り当ててもよい。このような場合には、例えば血管の部分が黄色や青色に表示されるような分光画像が表示される。

本発明の一実施形態に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図 図１の電子内視鏡装置のモニタの画面の模式図 分光画像の波長域の一例を、原色型ＣＣＤの分光感度特性と共に示すグラフ 分光画像の波長域の一例を、生体の反射スペクトルと共に示すグラフ

符号の説明

１０ スコープ部
１２ プロセッサ部
１４ 光源装置
１４ａ ランプ
１４ｂ 点灯駆動回路
１４ｃ 絞り
１４ｄ 絞り駆動部
１５ ＣＣＤ
１７ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１９ メモリ
２０，３５ マイコン
２１ スイッチ
２２ 照明窓
２３ ライトガイド
２４ ＤＳＰ
２５，２６ 信号処理回路
２８ 第１色変換回路
２９ 第１色空間変換処理回路
３０ 第２色空間変換処理回路
３１ 輝度調整回路
３２ 第２色変換回路
３３ 信号処理回路
３４ モニタ
４１ 入力部
４７ 画面
５１ 波長域表示小画面
５２ ゲイン表示小画面

Claims (2)

1. 照明光の照射を受けた被観察体をカラー撮像素子で撮像するスコープ部と
   該スコープ部が着脱自在に接続され、前記カラー撮像素子から出力されるカラー画像信号に基づいて、所定波長域の分光画像を形成する分光画像形成手段と、前記照明光を射出する光源とを有するプロセッサ部とを備える電子内視鏡装置において、
   前記スコープ部が、該スコープ部の分光特性を反映する補助分光データを予め記憶する第1記憶部を備え、
   前記プロセッサ部が、少なくとも前記照明光の分光特性を反映する標準分光データを記憶する第２記憶部を有し、
   分光画像形成手段が、前記プロセッサ部へ前記スコープが接続された場合に、前記第1記憶部へ記憶されている補助分光データと、前記第２記憶部へ記憶されている標準分光データとに基づいて、前記分光画像を生成するものであることを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 前記第1記憶部が、前記分光画像を生成するための波長域を予め記憶するものであり、
   前記分光画像形成手段が、前記第１記憶部に記憶されている波長域の分光画像を形成するものであることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。

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