JP2012125395A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭帯域光を用いる特殊光観察画像と、白色光を用いる通常光観察画像の両方を同時に得ることができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】青色の狭帯域光、緑色の帯域光、および、赤色の帯域光を照射する光源装置と、青色、緑色および青色を分光して測定する撮像素子を用いる内視鏡と、撮像素子が撮影した画像から、特殊光観察画像および通常光観察画像を生成する処理装置とを有することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、白色光による通常光観察と特定の狭帯域光による特殊光観察との、両方を行なうことができる内視鏡装置に関する。

近年、特定の狭い波長帯域光（狭帯域光）を観察光として生体の粘膜組織に照射し、生体組織の所望の深さの組織情報を得る、いわゆる特殊光観察を行うことができる内視鏡装置が活用されている。
この特殊光観察によれば、粘膜層或いは粘膜下層に発生する新生血管の表層微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、表層組織の観察に適した青色（Ｂ）の狭帯域光と中層組織及び表層組織の観察に適した緑色（Ｇ）の狭帯域光とを粘膜組織に照射することにより、組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。

通常光観察および特殊光観察の機能を有する内視鏡装置として、特許文献１や特許文献２に示されるような、白色光を照射する光源と、白色光を赤（Ｒ）光にするＲフィルタ、同Ｇ光にするＧフィルタ、および、同Ｂ光にするＢフィルタを有する回転フィルタとを有する光源装置、ならびに、入射光を分光せずに測定する撮像素子で画像を撮影する内視鏡を用いる、いわゆる面順次で画像を撮影する内視鏡装置が知られている。

この内視鏡装置では、光源装置において、回転フィルタを回転することにより、各色のフィルタを、順次、光路に挿入することで、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を生成して、各色の光を観察光として、順次、内視鏡に供給する。
内視鏡では、光源装置から供給された観察光（Ｒ光、Ｇ光およびＢ光）を伝搬して、先端部（スコープ部）から観察部位に照射し、観察部位のＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像を、順次、撮像素子で撮影（Ｒ、ＧおよびＢの光を面順次で測光（撮影））する。これにより、内視鏡によって、観察部位をＲ、ＧおよびＢの各色成分に分解して、カラー画像を得ることができる。

ここで、この内視鏡装置では、光源装置の回転フィルタが、回転軸に対して内周側と外周側の二重構造になっている。
外周側は、隣接する各色の波長領域が互いに重なる（オーバーラップする）、自然な色再現が可能な分光特性を有する、一般的な帯域の光を生成するＲフィルタ、Ｇフィルタ、およびＢフィルタが、回転方向に配列されている、第１のフィルタ組となっている。
他方、内周側は、各色の波長領域が互いに離間する、離散的な狭帯域の分光特性を有する、狭帯域の光を生成するＲフィルタ、Ｇフィルタ、およびＢフィルタが、回転方向に配列されている、第２のフィルタ組となっている。

従って、この内視鏡装置では、通常光観察を行なう場合には、回転フィルタの第１のフィルタ組を光路に作用させて、Ｒ、ＧおよびＢ光の色順次による白色光での撮影を行う。
また、特殊光観察を行なう場合には、回転フィルタの回転軸を移動して、回転フィルタの第２のフィルタ組を光路に作用させて、狭帯域光での撮影を行なう。

特許第３５５９７５５号公報 特許第３６０７８５７号公報

上述の内視鏡装置によれば、１つの内視鏡装置によって、通常光観察と特殊光観察との、両方を行なうことができる。

ここで、内視鏡を用いる診断では、内視鏡先端部を生体内に深く挿入した後、内視鏡を引き抜きながら、通常光による観察を行い（通常光によるスクリーニングを行ないつつ）、病変部と疑われる部位が見つかった時点で、通常光観察から特殊光観察に切り換えて、より詳細な観察を行なう事が、多々、行なわれている。
ところが、前述のような、回転型のフィルタに限らず、フィルタの切り替えによって通常光観察と特殊光観察との切り替えを行なう装置では、フィルタを切り替えるための時間が必要である（フィルタ切り替えのためのタイムラグが生じる）。そのため、観察の切り替え時には、その間、医師は、状態を維持して待機している必要がある。

また、通常光観察による画像と特殊光観察による画像との、比較観察を行いたい場合もあるが、フィルタの切り替えを行なう装置では、通常光観察画像と特殊光観察画像とを、同時に取得することはできない。
内視鏡を固定した状態でフィルタを切り換えることによって、同じ観察部位の通常光観察画像と特殊光観察画像とを取得することも、可能ではある。しかしながら、内視鏡を固定していても、前記タイムラグの間に被検者が動いてしまう場合も有り、この際には、観察対象が内視鏡の撮影領域外に移動（フレームアウト）してしまったり、ピントが外れてしまう場合も有る。

このような不都合を避けるために、一連の画像を保存して、後に再生して見比べることも可能であるが、診断に時間および手間がかかってしまう。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、一般的な内視鏡装置の構成を基本として、通常光観察と特殊光観察との切り替えのタイムラグを生じることなく、同時に、通常光観察画像と特殊光観察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にある。

前記目的を達成するために、本発明の内視鏡装置は、青色の狭帯域光、緑色の帯域光および赤色の帯域光を照射する照射手段と、前記青色の狭帯域光、緑色の帯域光および赤色の帯域光の少なくとも１つの光量を独立して調整する光量調整手段とを有する光源装置、前記光源装置か照射した光を伝搬して照射する照射手段と、観察部位の画像を青色、緑色および赤色に分光して測光する撮像素子とを有する内視鏡、ならびに、前記内視鏡が撮影した画像を処理して、白色光で観察を行なった通常光観察画像、および、特定の狭帯域光で観察を行なった特殊光観察画像の少なくとも一方を生成する処理装置、を有することを特徴とする内視鏡装置を提供する。
ここで、前記緑色の帯域光が、狭帯域光であるのが好ましい。
また、前記照射手段が、白色光を照射する光源と、前記光源が照射した白色光を第１〜第３の光に分離する分波器と、前記第１の光を青色の狭帯域光にする青色フィルタ、前記第２の光を緑色の帯域光にする緑色フィルタ、および、前記第３の光を赤色の帯域光にする赤色フィルタとを有するのが好ましい。

このような本発明の内視鏡装置において、前記光量調整手段は、前記青色の狭帯域光の光量が緑色の帯域光の光量よりも高く、かつ、前記緑色の帯域光の光量が赤色の帯域光の光量よりも高くなるように、少なくとも１つの光の光量を調整するのが好ましい。

また、前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像および緑色画像から、前記特殊光観察画像を生成するのが好ましく、この際において、前記処理装置は、前記青色画像を緑色画像で処理してなる補正青色画像、および、前記緑色画像を赤色画像で処理してなる補正緑色画像を用いて、前記特殊光観察画像を生成するのが好ましく、また、前記補正青色画像を得るための前記青色画像の処理に、さらに、前記赤色画像を用いてもよい。
また、前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像、緑色画像および赤色画像から、前記通常光観察画像を生成するのが好ましく、この際において、前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像、緑色画像および赤色画像を、前記光量調整手段による各光の光量に応じてゲイン調整して、このゲイン調整済の青色画像、緑色画像および赤色画像を用いて、前記通常光観察画像を生成するのが好ましい。

さらに、前記処理装置が生成した画像を表示する表示装置を有するのが好ましい。
この際において、複数の前記表示装置を有し、少なくとも１つの前記表示装置に前記特殊光観察画像を表示し、他の少なくとも１つの前記表示装置に前記通常光観察画像を表示するのが好ましい。
また、前記処理装置は、前記表示装置における画像表示を制御する制御手段を有し、かつ、前記処理装置には、通常光観察画像のみを前記表示装置に表示する表示モード、特殊光観察画像のみを前記表示装置に表示する表示モード、通常光観察画像および特殊光観察画像の両者の全面を前記表示装置に表示する表示モード、通常光観察画像および特殊光観察画像の両者を表示して表示範囲を切り替え可能にする表示モード、ならびに、通常光観察画像および特殊光観察画像を切り替え表示する表示モードの少なくとも２つが設定されており、さらに、前記表示モードの選択手段を有するのが好ましい。

本発明の内視鏡装置は、青色（Ｂ）の狭帯域光、緑色（Ｇ）の（狭）帯域光、および、赤色（Ｒ）の帯域光を観察光として用い、また、入射した光をＢ、ＧおよびＲに分光して測光する撮像素子によって、撮影を行なう。
そのため、本発明によれば、撮像素子によるＢ光、Ｇ光およびＲ光の測定結果を用いることにより、擬似的な白色光による撮影を行なった場合の観察画像を得ることができ、すなわち、通常光観察画像を取得できる。また、撮像素子によるＢ光、Ｇ光およびＲ光の測定結果から、Ｂ光およびＧ光の測定結果を用いることにより、ＢおよびＧの狭帯域光を用いた、特殊光撮影を行なった場合の観察画像を得ることができ、すなわち、特殊光観察画像を取得できる。

従って、本発明の内視鏡装置によれば、１つの撮影画像から、切り替えのタイムラグを生じることなく、同時に、通常光観察画像と特殊光観察画像とを取得することができる。

本発明の内視鏡装置の一例を概念的に示す図である。 図１に示す内視鏡装置の構成を概念的に示す図である。 内視鏡の撮像素子のカラーフィルタ特性の一例を概念的に示す図である。 図１に示す内視鏡装置における信号処理系を概念的に示すブロック図である。

以下、本発明の内視鏡装置について、添付の図面に示される好適実施例に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明の内視鏡装置の一例の概略斜視図を示し、図２に、図１に示す内視鏡装置の構成を概念的に示す。
図示例の内視鏡装置１０は、一例として、内視鏡１２と、内視鏡１２が撮影した画像の処理等を行なうプロセッサ装置１４と、内視鏡１２での観察（撮影）を行なうための観察光（照明光）を供給する光源装置１６とを有して構成される。また、プロセッサ装置１４は、内視鏡が撮影した画像を表示する表示装置１８と、各種の指示等を入力するための入力装置２０とを有する（表示装置１８と入力装置２０とが接続される）。
なお、本発明の内視鏡装置１０は、さらに、内視鏡が撮影した画像をハードコピーとして出力するプリンタ（記録装置）を有してもよい。

図１に示すように、内視鏡１２は、ＣＣＤセンサ４８等の撮像素子を用いて、画像を光電的に撮影する、電子内視鏡である。この内視鏡１２は、通常の内視鏡と同様、挿入部２６と、操作部２８と、ユニバーサルコード３０と、コネクタ３２と、ビデオコネクタ３６とを有する。
内視鏡１２は、通常の観察時（診断時）には、ビデオコネクタ３６をプロセッサ装置１４の接続部１４ａに、コネクタ３２を光源装置１６の接続部１６ａに、それぞれ接続される。なお、コネクタ３２には、通常の内視鏡と同様、観察部位の吸引や送気を行なう吸引手段や送気手段、観察部位に水を噴射するための吸水手段等が接続される。

また、通常の内視鏡と同様、内視鏡１２の挿入部２６は、基端側の長尺な軟性部３８と、ＣＣＤセンサ４８等が配置される先端のスコープ部（内視鏡先端部）４２と、軟性部３８とスコープ部４２との間の湾曲部（アングル部）４０とを有し、さらに、操作部２８には、湾曲部４０を湾曲させる、操作ノブ２８ａ等が設けられる。

図２に概念的に示すように、スコープ部４２には、撮影レンズ４６、ＣＣＤセンサ（撮像素子）４８、照明用レンズ５０、および、光ファイバ５２や、レンズ等を保護するためカバーガラス（図示省略）等が配置される。

なお、図示は省略するが、内視鏡１２には、鉗子等の各種の処置具を挿通するための鉗子チャンネルおよび鉗子口、吸引、送気、送水等を行うための送気／送水チャンネルおよび送気／送水口等も設けられる。
鉗子チャンネルは、湾曲部４０および軟性部３８を通って操作部２８に設けられる鉗子挿入口に連通し、送気／送水チャンネルは、湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、およびユニバーサルコード３０を通って、コネクタ３２の吸引手段、送気手段、送水手段との接続部に連通する。

光ファイバ５２は、湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、およびユニバーサルコード３０を通って、光源装置１６に接続されるコネクタ３２まで挿通されている。
後述する光源装置１６が照射する観察光は、コネクタ３２から光ファイバ５２に入射して、光ファイバ５２で伝搬されて、スコープ部４２において、光ファイバ５２の先端部から照明用レンズ５０に入射して、照明用レンズ５０によって観察部位に照射される。

また、観察光が照射された観察部位の画像は、撮影レンズ４６によってＣＣＤセンサ４８の受光面に結像される。
ここで、本発明において、内視鏡１２に用いられるＣＣＤセンサ４８は、各画素に、Ｂ（青）フィルタ、Ｇ（緑）フィルタ、および、Ｒ（赤）フィルタの何れかが設けられた、入射した光を、Ｂ光、Ｇ光、および、Ｒ光に分光して測光する、カラーのＣＣＤセンサである。言い換えれば、本発明の内視鏡装置１０における内視鏡１２で用いるＣＣＤセンサ４８は、入射した光を分光しないで、Ｂ光、Ｇ光およびＲ光を、順次、測定する、いわゆる面順次式のモノクロセンサではなく、入射した光をＢ光、Ｇ光およびＲ光に分光して同時に測光する、同時式のカラーセンサである。

なお、本発明において、撮像素子はＣＣＤセンサ４８に限定はされず、ＣＭＯＳイメージセンサ等、Ｂ光、Ｇ光およびＲ光を分光して同時に測光するカラーセンサであれば、各種の撮像素子が利用可能である。

ＣＣＤセンサ４８の出力信号は、信号線によって、スコープ部４２から湾曲部４０、軟性部３８、操作部２８、ユニバーサルコード３０、およびコネクタ３２を通ってビデオコネクタ３６に送られる。

図示例においては、ビデオコネクタ３６に、ＡＦＥ（Analog Front End）基板５６が配置される。
ＡＦＥ基板５６には、一例として、相関二重サンプリング回路、アンプ（自動利得制御回路）、Ａ／Ｄ変換器が配置される。ＣＣＤセンサ４８の出力信号は、ＡＦＥ基板５６において、相観二重サンプリングによるノイズ除去、アンプによる増幅を行なわれ。さらに、Ａ／Ｄ変換器によってアナログ信号からデジタル信号に変換されて、デジタルの画像信号として、プロセッサ装置１４（後述するＤＳＰ７６）に、出力される。
なお、本発明の内視鏡装置において、これらの処理は、ビデオコネクタ３６ではなく、コネクタ３２で行なってもよく、あるいは、プロセッサ装置１４で行なってもよい。

前述のように、内視鏡装置１０において、内視鏡１２のコネクタ３２は、光源装置１６の接続部１６ａに接続される。
光源装置１６は、生体内での観察を行なうための観察光を内視鏡１２に供給するものである。前述のように、光源装置１６から内視鏡１２に供給された観察光は、コネクタ３２から光ファイバ５２に入射して伝搬されて、スコープ部４２において、光ファイバ５２の先端部から照明用レンズ５０によって観察部位に照射される。

図２に概念的に示すように、内視鏡装置１０において、光源装置１６は、光源６０と、分波器６２と、Ｂファイバ６４ｂ、Ｇファイバ６４ｇおよびＲファイバ６４ｒと、、Ｂフィルタ６８ｂ、Ｇフィルタ６８ｇおよびＲフィルタ６８ｒと、Ｂ光量調節器７０ｂ、Ｇ光量調節器７０ｇおよびＲ光量調節器７０ｒと、光量制御手段７２と、合波器７４と、光ファイバ７５と、前述の接続部１６ａとを有する。

光源６０は、観察光となる光を照射する光源である。
本発明において、光源６０は、キセノンランプや自然光ＬＥＤ等、内視鏡装置等で利用されている白色光を照射可能な光源が、各種、利用可能である。

光源６０が照射した光は、分波器６２によって３本に分波され、それぞれ、光ファイバであるＢファイバ６４ｂ、Ｇファイバ６４ｇおよびＲファイバ６４ｒに入射され、合波器７４に向けて伝搬される。
分波器６２は、公知の光分波器（光カプラ）である。

分波器６２から合波器７４に至るＢファイバ６４ｂの途中には、Ｂフィルタ６８ｂおよびＢ光量調節器７０ｂが設けられる。また、分波器６２から合波器７４に至るＧファイバ６４ｇの途中には、Ｇフィルタ６８ｇおよびＧ光量調節器７０ｇが設けられる。さらに、分波器６２から合波器７４に至るＲファイバ６４ｒの途中には、Ｒフィルタ６８ｒおよびＲ光量調節器７０ｒが設けられる。
なお、各光ファイバと、各フィルタおよび光量調節器との間における光の入／出射は、公知の方法で行なえばよい。

Ｂフィルタ６８ｂは、光源６０が照射し分波器６２が分波して、Ｂファイバ６４ｂによって伝搬される白色光を、Ｂの狭帯域光にするフィルタである。
Ｂの狭帯域光とは、波長範囲が狭いＢ光であって、例えば、波長が３８０〜４８０ｎｍの範囲に入る、帯域幅が７５ｎｍ以下の光である。具体的には、内視鏡における、いわゆる特殊光観察で利用される各種のＢの狭帯域光が例示され、より具体的には、波長が３９０〜４４５ｎｍの範囲に入る光、特に、波長が４００±１０ｎｍで中心波長が４０５ｎｍの光等が例示される。

Ｇフィルタ６８ｇは、光源６０が照射し分波器６２が分波して、Ｇファイバ６４ｂによって伝搬される白色光を、Ｇの狭帯域光にするフィルタである。
Ｇの狭帯域光とは、波長範囲が狭いＧ光であって、例えば、波長が４８０〜５８０ｎｍの範囲に入る、帯域幅が７５ｎｍ以下の光である。具体的には、内視鏡における、いわゆる特殊光観察で利用される各種のＧの狭帯域光が例示され、より具体的には、波長が５３０〜５５０ｎｍの範囲に入る光等が例示される。

Ｒフィルタ６８ｒは、光源６０が照射し分波器６２が分波して、Ｒファイバ６４ｒによって伝搬される白色光を、Ｒの帯域光にするフィルタである。
Ｒの帯域光とは、いわゆる赤色の光であって、例えば、波長が５８０〜６８０ｎｍの範囲に入る光である。具体的には、カラー内視鏡の撮影で分光される一般的なＲの光である。

なお、本発明においては、Ｇ光は図示例のような狭帯域光であるのが好ましいが、狭帯域光に限定はされず、Ｇの帯域光でもよい。また、Ｒ光も、前記Ｂ光やＧ光と同様のＲの狭帯域光（波長範囲が７５ｎｍ以下の光）であってもよい。
さらに、各光の分光分布は、Ｂ光、Ｇ光およびＲ光の各色の帯域間に間が有っても良く（各色が離散的でもよく）、あるいは、重なりが有っても良い。

Ｂ光量調節器７０ｂ、Ｇ光量調節器７０ｇおよびＲ光量調節器７０ｒは、それぞれ、対応する光ファイバで伝搬されるＢの狭帯域光、Ｇの狭帯域光、および、Ｒの帯域光の光量（光強度）を調整するものである。
Ｂ光量調節器７０ｂ、Ｇ光量調節器７０ｇおよびＲ光量調節器７０ｒには特に限定はなく、可変絞り、連続的もしくは断続的に濃度が変化する無彩色フィルタ等、公知の光量調節手段が、各種、利用可能である。
すなわち、本発明においては、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光およびＲの帯域光の光量を、少なくとも１つ、好ましくは全部、独立に調整可能であれば、各種の光量調整手段が利用可能である。

Ｂ光量調節器７０ｂ、Ｇ光量調節器７０ｇおよびＲ光量調節器７０ｒにおける各光の光量調整は、光量制御手段７２によって制御される。
光量制御手段７２による光量調整には、特に限定はなく、各色フィルタの特性、光源６０の特性、ＣＣＤセンサ（撮像素子）４８の分光感度特性等に応じて、適宜、設定すればよい。例えば、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光およびＲの帯域光の光量が、全て同じになるように各光量調整機による光量調整を制御してもよい。
ここで、本発明においては、好ましくは、光量制御手段７２は、Ｂの狭帯域光の光量がＧの狭帯域光の光量よりも高く（Ｂ光＞Ｇ光）、かつ、Ｇの狭帯域光の光量がＲの帯域光の光量よりも高く（Ｇ光＞Ｒ光）となるように、各光量調整手段による光量調整を制御する。

前述のように、本発明の内視鏡装置１０は、観察光として、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光、および、Ｒの帯域光を用い、この３種の光を同時に観察部位に照射し、かつ、観察部位の画像を、入射光をＢ光、Ｇ光およびＲ光に分光して測光するＣＣＤセンサ４８によって、観察部位の画像を撮影する。
また、後に詳述するが、内視鏡装置１０（プロセッサ装置１４）は、内視鏡１２のＣＣＤセンサ４８が撮影したＢ画像、Ｇ画像およびＲ画像を用いて、通常光観察画像を生成し、さらに、ＣＣＤセンサ４８が撮影したＢ画像およびＧ画像を用いて、特殊光観察画像を生成する。

図３に概念的に示すように、ＣＣＤセンサ４８は、多くの場合、Ｂ、ＧおよびＲの各色のフィルタ特性（カラーフィルタ特性）により、Ｂ、ＧおよびＲの各色の画素は、隣接する色の領域まで感度を有する。
すなわち、Ｇ画素には、Ｇの狭帯域光に加えてＲの帯域光（もしくは、その一部）も入射して、測光される。また、Ｂ画素には、Ｂの狭帯域光に加えてＧの狭帯域光（もしくは、その一部）も入射して、測光される。

これに対して、Ｂの狭帯域光の光量をＧの狭帯域光の光量よりも高くすることにより、ＣＣＤセンサ４８のＢ画素に入射するＢの狭帯域光およびＧの狭帯域光において、Ｂの狭帯域光を支配的にすることができる。同様に、Ｇの狭帯域光の光量をＲの帯域光の光量よりも高くすることにより、ＣＣＤセンサ４８のＧ画素に入射するＧの狭帯域光およびＲの帯域光において、Ｇの狭帯域光を支配的にすることができる。
そのため、このような構成（Ｂ光＞Ｇ光およびＧ光＞Ｒ光）を有することにより、ＣＣＤセンサ４８が読み取った画像から、適正に、通常光観察画像および特殊光観察画像を生成することが、可能になる。また、後述するプロセッサ装置１４における演算に誤差が有る場合にも、その影響を軽減できる。

なお、本発明において、Ｂの狭帯域光とＧの狭帯域光との光量比、および、Ｇの狭帯域光とＲの帯域光との光量比には、特に、限定はない。
すなわち、各色の光量比は、ＣＣＤセンサ４８のカラーフィルタ特性（ＣＣＤセンサ４８の分光感度特性）、光源装置１６のＢ、ＧおよびＲの各色フィルタの分光特性、光源６０の分光特性等に応じて、前記目的を達成できるように、適宜、設定すればよい。
また、本発明において、光量調整手段は、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光（帯域光）およびＲの帯域光の全ての光の光量を調整可能であるのが好ましいが、少なくとも１つの光量を調整可能であれば、上記効果を得ることができる。

本発明の内視鏡装置において、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光、および、Ｒの帯域光を照射する照射手段は、図示例のような白色光を照射する光源６０、分波器６２、および、フィルタとからなるものに限定はされず、所望のＢの狭帯域光、Ｇの（狭）帯域光およびＲの帯域光を照射可能なものであれば、各種の構成の照射手段が利用可能である。
例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、各種のレーザ光源等、Ｂの狭帯域光、Ｇの（狭）帯域光、および、Ｒの帯域光を照射可能（分光されている光を照射可能）な各種の光源を用いて、照射手段を構成してもよい。
この際において、各光の光量を、前述のようにＢ光＞Ｇ光およびＧ光＞Ｒ光とするのは、各光源の出力調整によって行なってもよく、図２に示すような光量調整手段を用いて行なってもよく、両者を併用してもよい。

Ｂ光量調節器７０ｂ、Ｇ光量調節器７０ｇおよびＲ光量調節器７０ｒによって光量調整されたＢの狭帯域光、Ｇの狭帯域光およびＲの帯域光は、合波器７４によって１本の光に合波され、光ファイバ７５によって伝搬され、接続部１６ａに送られる。
光源装置１６の接続部１６ａに供給された光は、内視鏡１２のコネクタ３２に供給され、コネクタ３２から光ファイバ５２に入射し、伝搬され、観察光として、内視鏡１２のスコープ部４２から観察部位に照射される。
合波器７４は、複数本の光を１本に合波する公知の光合波器である。

観察光が照射された観察部位の画像は、ＣＣＤセンサ４８によって撮影される。ＣＣＤセンサ４８が撮影した画像（ＣＣＤセンサ４８の出力信号）は、前述のように、ＡＦＥ基板５６によってＡ／Ｄ変換等の処理を行なわれて、デジタルの画像信号（画像データ／画像情報）として、プロセッサ装置１６に供給される。
プロセッサ装置１６は、内視鏡装置１０の全体的な制御を行なうと共に、内視鏡１２から供給（出力）された画像信号に所定の処理を施して、内視鏡１２が撮影した画像として表示装置１８に表示するもので、画像信号の処理部１４ａ、ならびに、プロセッサ装置１６および内視鏡装置１０の全体を制御する制御部１４ｂを有する。

図４に、プロセッサ装置１６における画像信号の処理部１４ａを、ブロック図によって概念的に示す。
図４に示すように、処理部１４ａは、ＤＳＰ７６と、記憶部７８と、通常光画像生成部８０と、特殊光画像生成部８２と、表示信号生成部８４とを有する。

プロセッサ装置１６では、ＣＣＤセンサ４８によって撮影され、ＡＦＥ５４において処理された画像信号（Ｂ画像信号、Ｇ画像信号およびＲ画像信号）に、まず、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)７６において、ガンマ補正、色補正処理等の所定の処理を施した後、記憶部（メモリ）７８に記憶する。

画像信号が記憶部７８に記憶されると、通常光画像生成部８０が記憶部７８からＢ、ＧおよびＲの画像信号を読み出して、通常光観察画像を生成し、また、特殊光画像生成部８２が、記憶部７８からＢおよびＧの画像信号を読み出して、特殊光観察画像を生成する。
なお、予め入力装置２０等によって、通常光観察画像のみの生成（表示）、あるいは、特殊光観察画像のみの生成を、指示されている場合には、生成を指示された画像生成部のみが、記憶部７８から画像信号を読み出し、後述する処理を行なえばよい。

前述のように、内視鏡装置１０においては、光源装置１６から供給されたＢの狭帯域光、Ｇの狭帯域光およびＲの帯域光を、観察光として同時に観察部位に照射する。また、入射光をＢ光、Ｇ光およびＲ光に分光して測光するＣＣＤセンサ４８によって、観察部位の画像を撮影する。
すなわち、本発明の内視鏡装置１０においては、狭帯域のＢ光、狭帯域のＧ光およびＲの帯域光を混合してなる、擬似的な白色光を観察光として用い、入射光のＢ光、Ｇ光およびＲ光（各色の光成分）を同時に測光するカラーのＣＣＤセンサ４８によって、観察部位の撮影を行なっている。

従って、ＣＣＤセンサ４８が測光したＢ画像信号、Ｇ画像信号およびＲ画像信号を用いて、表示用画像を生成することにより、白色光すなわち通常光を観察光として用いた、通常光観察の画像を生成することができる。
また、観察光のＢ光およびＧ光は、共に、その色の狭帯域光である。従って、ＣＣＤセンサ４８が測光したＢ画像信号およびＧ画像信号を用いて、表示用画像を生成することにより、Ｂの狭帯域光およびＧの狭帯域光を観察光として用いた、特殊光観察（狭帯域光観察）の画像を生成することができる。なお、前述のように、Ｇ光は、狭帯域光に限定はされず、Ｇの帯域光でも、特殊光観察画像の生成は、可能である。
すなわち、本発明の内視鏡装置によれば、一般的な内視鏡装置（内視鏡システム）の構成を基本として、通常光観察と特殊光観察との切り替えのタイムラグを生じることなく、１つの撮影画像から、同時に、通常光観察画像と特殊光観察画像とを得ることができる。

通常光画像生成部８０は、ゲイン調整部８０ａおよび画像処理部８０ｂを有する。
ゲイン調整部８０ａは、好ましい態様として、記憶部７８から読み出したＢ，ＧおよびＲの画像信号のゲイン調整を行い、通常の白色光による観察と同様の画像信号とするものである。

前述のように、光源装置１６が照射する観察光は、Ｂの狭帯域光がＧの狭帯域光よりも光量が多く、Ｇの狭帯域光がＲの帯域光よりも光量が多い。すなわち、観察部位に照射される観察光は、光量がＢ＞Ｇ＞Ｒとなっている。
ゲイン調整部８０ａは、Ｂ，ＧおよびＲの画像信号のゲイン調整、例えば、ＧおよびＲの画像信号の増幅処理や、ＢおよびＧの画像信号の減縮処理を行なうことにより、画像信号を、Ｂ、ＧおよびＲの光量が等しい白色の観察光で撮影を行なった場合と、同様の画像信号にするものである。

ゲイン調整の方法には、特に限定はなく、観察光のＢ、ＧおよびＲの光量差を相殺して、画像信号（ＣＣＤセンサ４８が撮影した画像）を、Ｂ、ＧおよびＲの光量が均一な観察光で撮影を行なった場合と同様の画像信号にできる方法であれば、各種の方法が利用可能である。
一例として、ＢとＧの光量差（光量比）およびＧとＲの光量差に応じて、各光の光量差を相殺するように作成した補正係数を、各画像信号に乗算あるいは加算、もしくは、除算あるいは減算する方法が例示される。また、ＢとＧの光量差およびＧとＲの光量差に応じて、各光の光量差を相殺するように作成したＬＵＴを用いて、各画像信号を処理する方法も利用可能である。

画像処理部８０ｂは、ゲイン調整を施した画像信号に、３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などによる色変換処理； 画面内の血管と粘膜との色味の差をつけて血管を見易くなるように、画像の平均的な色味よりも血管と粘膜との色味の差をつける方向に強調する色彩強調処理； シャープネス処理や輪郭強調などの像構造強調処理； 等を行なって、通常光観察画像の画像信号として、表示信号生成部８４に供給するものである。

他方、特殊光画像生成部８２は、信号補正部８２ａおよび画像処理部８２ｂを有する。
信号補正部８２ａは、好ましい態様として、Ｒ画像信号を用いてＧ画像信号を処理して補正Ｇ画像信号とし、Ｇ画像信号を用いてＢ画像信号を処理して補正Ｂ画像信号とするものである。

本発明の内視鏡装置１０においては、Ｂ画像信号およびＧ画像信号を、そのまま用いて特殊光観察画像を生成してもよい。
しかしながら、前述のように、ＣＣＤセンサ４８が撮影した画像は、そのカラーフィルタ特性によって、Ｇ画素には、Ｇの狭帯域光に加えてＲの帯域光も入射して測光され、Ｂ画素には、Ｂの狭帯域光に加えてＧの狭帯域光も入射して測光される。従って、Ｂ画像信号およびＧ画像信号を、そのまま用いて特殊光観察画像を生成すると、Ｂ画像はＧ画像成分の影響を受け、かつ、Ｇ画像はＲ画像成分の影響を受けた画像となってしまう。

そのため、Ｒ画像信号を用いてＧ画像信号を処理して、Ｇ画像信号からＲ画像信号の成分を除去し、Ｇ画像信号を用いてＢ画像信号を処理して、Ｂ画像信号からＧ画像信号の成分を除去するのが好ましい。
なお、Ｇ画像信号の処理に用いるＲ画像信号、および、Ｂ画像信号の処理に用いるＧ画像信号は、共に、処理を行なう画素と共に１画素を構成するサブピクセルとなるＲ画素およびＧ画素の画像信号を用いればよい。あるいは、処理を行なう画素に隣接する画素を適宜選択して、その画素の画像信号を用いてもよい。

Ｇ画像信号の補正は、一例として、下記式によって行なう。
補正Ｇ画像信号＝Ｇ画像信号−α＊Ｒ画像信号（すなわち、補正Ｇ画素＝Ｇ画素−α＊Ｒ画素）
ここで、αは、Ｇ画素で測光されるＲ光成分を得るための係数であり、ＣＣＤセンサ４８のカラーフィルタ特性等に応じて、Ｇ画素で測光されるＲ光成分を算出できる係数を、適宜、設定すればよい。

また、Ｂ画像信号の補正は、一例として、下記式によって行なう。
補正Ｂ画像信号＝Ｂ画像信号−β＊補正Ｇ画像信号（すなわち、補正Ｂ画素＝Ｂ画素−β＊補正Ｇ画素）
もしくは、下記式も利用可能である。
補正Ｂ画像信号＝Ｂ画像信号−β（Ｇ画像信号−α＊Ｒ画像信号）
ここで、βは、先と同様、Ｂ画素で測光されるＧ光成分を得るための係数であり、ＣＣＤセンサ４８のカラーフィルタ特性等に応じて、Ｂ画素で測光されるＧ光成分を算出できる係数を、適宜、設定すればよい。

画像処理部８２ｂは、補正Ｂ画像信号および補正Ｇ画像信号を処理して、特殊光観察画像の画像信号とするものである。
表示画像は、Ｂ、ＧおよびＲの３つのサブピクセルで１つの画素を構成するが、特殊光観察画像の画像信号は、補正Ｂ画像信号（Ｂ画素）および補正Ｇ画像信号（Ｇ画素）しか無い。そのため、画像処理部８２ｂは、まず、補正Ｇ画像信号に所定の係数を乗じて表示画像のＲ画素に割り付け、補正Ｂ画像信号に所定の係数を乗じて表示画像のＧ画素およびＢ画素に割り付けて、表示画像におけるＢ、ＧおよびＲの３つのサブピクセルからなる画像信号とする。

その後、画像処理部８２ｂは、それぞれの画像信号に対して、３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などによる色変換処理； 画面内の血管と粘膜との色味の差をつけて血管を見易くなるように、画像の平均的な色味よりも血管と粘膜との色味の差をつける方向に強調する色彩強調処理； シャープネス処理や輪郭強調などの像構造強調処理； 等を行なって、特殊光観察画像の画像信号として、表示信号生成部８４に供給する。

表示信号生成部８４は、供給された通常光観察画像の画像信号および特殊光観察画像の画像信号に、色空間の変換等の必要な処理を行なって、表示装置１８による表示用の画像信号とするものである。

ここで、内視鏡装置１０においては、一例として、通常光観察画像のみを表示する表示モード； 特殊光観察画像のみを表示する表示モード； 表示装置１８の１画面に納まるサイズで、通常光観察画像の全面および特殊光観察画像の全面を並べて表示する表示モード（両画像のサイズは、同じでも異なっても調整可能でもよい）； 表示装置１８の１画面を超えるサイズで通常光観察画像および特殊光観察画像を並べて表示して、スライダバーやトラックボール等によって表示範囲を切り替える可能にする表示モード； 入力装置２０および／または内視鏡１２の操作部２８に設定された切り替え手段からの切り替え指示に応じて、通常光観察画像および特殊光観察画像を切り替え表示する表示モード； の少なくとも２つが設定されている。
また、これらの表示モードは、入力装置２０および／または内視鏡１２の操作部２８に設定された選択手段によって、選択／指示が可能になっている。

表示信号生成部８４は、選択された表示モードに応じて、画像の拡大／縮小、画像の割り付け、さらには、被検者の氏名などの文字情報の組み込み等を行なって、表示用の画像信号を生成し、表示装置１８に、この画像を表示させる。

また、表示装置１８を、複数台、有する場合には、表示信号生成部８４は、１台の表示装置１８に通常光観察画像を、他の１台の表示装置１８に特殊光観察画像を、それぞれ表示するように、画像信号を生成してもよい。
あるいは、３台以上の表示装置１８を有する場合には、上記の様に、通常光観察画像および特殊光観察画像を、１台ずつに表示した上で、他の１台に、上記各表示モードに応じた画像表示を行なうようにしてもよい。

以下、内視鏡装置１０の作用の一例を説明する。
入力装置２０によって、内視鏡１２による撮影開始が指示されると、光源装置１６の光源６０が点灯し、光量制御手段７２によって各光量調整手段が調整され、さらに、ＣＣＤセンサ４８が画像の撮影（測光）を開始する。

光源６０が照射した光は、分波器６２が３本に分波し、各光をＢ、ＧおよびＲの各フィルタが処理して、Ｂの狭帯域光、Ｇの狭帯域光、および、Ｒの帯域光とし、さらに、対応する光量調整手段が、Ｂ＞Ｇ＞Ｒとなるように、各光の光量を調整する。
光量調整されたＢの狭帯域光、Ｇの狭帯域光、および、Ｒの帯域光は、合波器７４が１本に合波し、観察光として、接続部１６ａから内視鏡１２のコネクタ３２に供給する。

内視鏡１２のコネクタ３２に供給された観察光は、光ファイバ５２がスコープ部まで伝搬して、スコープ部４２において、光ファイバ５２の先端から出射して、照明用レンズ５０によって観察部位（生体内）に照射される。
観察光が照射された観察部位の画像は、撮影レンズ４６によってＣＣＤセンサ４８の受光面に結像され、ＣＣＤセンサ４８によって撮影（測光）される。
ＣＣＤセンサ４８の出力信号は、ＡＦＥ基板５６に供給される。ＡＦＥ基板５６は、ＣＣＤセンサ４８の出力信号に、相関二重サンプリングによるノイズ除去、増幅、Ａ／Ｄ変換等を行い、されて、デジタルの画像信号として、プロセッサ装置１４（画像信号の処理部１４ａ）のＤＳＰ７６に供給する。

ＤＳＰ７６は、画像信号にガンマ補正、色補正処理等の所定の処理を施した後、処理済の画像信号を記憶部７８に記憶させる。
画像信号が記憶部７８に記憶されると、通常光画像生成部８０が、記憶部７８からＢ、ＧおよびＲの画像信号を読み出し、また、特殊光画像生成部８２が、記憶部７８からＢおおよびＧの画像信号を読み出す。

通常光画像生成部８０では、ゲイン補正部８０ａが、読み出した画像信号にゲイン補正を行なって、前述のように、Ｂ、ＧおよびＲの光量が等しい白色光によって撮影された画像となるようにする。さらに、画像処理部８０ｂが、ゲイン補正済の画像信号に、色変換処理、色彩強調処理、および、像構造強調処理を行なって、通常光観察画像の画像信号として、表示信号生成部８４に供給する。
他方、特殊光画像生成部８２では、信号補正部８２ａが、読み出したＧ画像信号をＲ画像信号で補正して補正Ｇ画像信号とし、また、Ｂ画像信号をＧ画像信号で補正して補正Ｂ画像信号とする。さらに、画像処理部８２ｂが、補正Ｇ画像信号を表示のＲ画素に割り付け、補正Ｂ画像信号を表示のＢおよびＧ画素に割りつけて、３つのサブピクセルからなる画素とし、さらに、画像信号に、色変換処理、色彩強調処理、および、像構造強調処理を行なって、特殊光観察画像の画像信号として、表示信号生成部８４に供給する。

通常光観察画像および特殊光観察画像の画像信号を供給された表示信号生成部８４は、選択／指示された表示モードに応じて、例えば、表示装置１８の１画面に通常光観察画像および特殊光観察画像の全面を並べて表示する、表示用の画像信号を生成し、この画像を、表示装置１８に表示させる。

以上、本発明の内視鏡装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

１０ 内視鏡装置
１２ 内視鏡
１４ プロセッサ装置
１６ 光源装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２６ 挿入部
２８ 操作部
３０ ユニバーサルコード
３２ コネクタ
３６ ビデオコネクタ
３８ 軟性部
４０ 湾曲部
４２ スコープ部
４６ 撮影レンズ
４８ ＣＣＤセンサ
５０ 照明用レンズ
５２，７５ 光ファイバ
５６ ＡＦＥ基板
６０ 光源
６２ 分波器
６４ｂ Ｂファイバ
６４ｇ Ｇファイバ
６４ｒ Ｒファイバ
６８ｂ Ｂフィルタ
６８ｇ Ｇフィルタ
６８ｒ Ｒ光フィルタ
７０ｂ Ｂ光量調節器
７０ｇ Ｇ光量調節器
７０ｒ Ｒ光量調節器
７２ 光量制御手段
７４ 合波器
７６ ＤＳＰ
７８ 記憶部
８０ 通常光画像生成部
８０ａ ゲイン調整部
８０ｂ，８２ｂ 画像処理部
８２ 特殊光画像生成部
８２ａ 信号補正部
８４ 表示信号生成部

Claims (12)

1. 青色の狭帯域光、緑色の帯域光および赤色の帯域光を照射する照射手段と、前記青色の狭帯域光、緑色の帯域光および赤色の帯域光の少なくとも１つの光量を独立して調整する光量調整手段とを有する光源装置、
   前記光源装置か照射した光を伝搬して照射する照射手段と、観察部位の画像を青色、緑色および赤色に分光して測光する撮像素子とを有する内視鏡、
   ならびに、前記内視鏡が撮影した画像を処理して、白色光で観察を行なった通常光観察画像、および、特定の狭帯域光で観察を行なった特殊光観察画像の少なくとも一方を生成する処理装置、を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記緑色の帯域光が、狭帯域光である請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記照射手段が、白色光を照射する光源と、前記光源が照射した白色光を第１〜第３の光に分離する分波器と、前記第１の光を青色の狭帯域光にする青色フィルタ、前記第２の光を緑色の帯域光にする緑色フィルタ、および、前記第３の光を赤色の帯域光にする赤色フィルタとを有する請求項１または２に記載の内視鏡装置。
4. 前記光量調整手段は、前記青色の狭帯域光の光量が緑色の帯域光の光量よりも高く、かつ、前記緑色の帯域光の光量が赤色の帯域光の光量よりも高くなるように、少なくとも１つの光の光量を調整する請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡装置。
5. 前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像および緑色画像から、前記特殊光観察画像を生成する請求項１〜４のいずれかに記載の内視鏡装置。
6. 前記処理装置は、前記青色画像を緑色画像で処理してなる補正青色画像、および、前記緑色画像を赤色画像で処理してなる補正緑色画像を用いて、前記特殊光観察画像を生成する請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記補正青色画像を得るための前記青色画像の処理に、さらに、前記赤色画像を用いる請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像、緑色画像および赤色画像から、前記通常光観察画像を生成する請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡装置。
9. 前記処理装置は、前記内視鏡の撮像素子が撮影した青色画像、緑色画像および赤色画像を、前記光量調整手段による各光の光量に応じてゲイン調整して、このゲイン調整済の青色画像、緑色画像および赤色画像を用いて、前記通常光観察画像を生成する請求項８に記載の内視鏡装置。
10. さらに、前記処理装置が生成した画像を表示する表示装置を有する請求項１〜９のいずれかに記載の内視鏡装置。
11. 複数の前記表示装置を有し、少なくとも１つの前記表示装置に前記特殊光観察画像を表示し、他の少なくとも１つの前記表示装置に前記通常光観察画像を表示する請求項１０に記載の内視鏡装置。
12. 前記処理装置は、前記表示装置における画像表示を制御する制御手段を有し、
    かつ、前記処理装置には、通常光観察画像のみを前記表示装置に表示する表示モード、特殊光観察画像のみを前記表示装置に表示する表示モード、通常光観察画像および特殊光観察画像の両者の全面を前記表示装置に表示する表示モード、通常光観察画像および特殊光観察画像の両者を表示して表示範囲を切り替え可能にする表示モード、ならびに、通常光観察画像および特殊光観察画像を切り替え表示する表示モードの少なくとも２つが設定されており、
    さらに、前記表示モードの選択手段を有する請求項１０または１１に記載の内視鏡装置。

Images