JP2015042193A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】垂直方向の解像度の低下を抑えつつ被写体の動き量が大きい場合の残像感や動画ぼやけを抑えることが難しかった。【解決手段】電子内視鏡システムを、第一の光と第二の光とをフィールドレートに同期したタイミングで循環的に射出する光源部であって、第一の光のみ２フィールド以上続けて射出するものと、第一の光による第一のフィールド画像及び第二の光による第二のフィールド画像を生成する手段と、第一及び第二のフィールド画像をフィールドレートで一画面内に同時に表示させる表示手段と、被写体の動き量を検出する手段と、検出された動き量が大きいか否かを判定する判定手段より構成する。表示手段は、被写体の動き量が大きいとき、第一のフィールド画像の欠落フィールドにおいて、直前の第一のフィールド画像を表示させ、被写体の動き量が小さいとき、欠落フィールドにおいて、更に１つ前のフィールドの第一のフィールド画像を表示させる。【選択図】図３

Description

本発明は、病変部等の被写体を観察するための電子内視鏡システムに関する。

医療機器分野においては、特性の異なる波長域の光を使用した観察を同時に行うことで病変部の診断を容易にする電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムの具体的構成は、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の電子内視鏡システムでは、システムコントロール回路（４２）は、奇数番フレームの第１フィールド及びそれに続く偶数番フレームの第２フィールドに白色光をライトガイド（１６）に導入するとともに、奇数番フレームの第２フィールドに及びそれに続く偶数番フレームの第１フィールドに励起光をライトガイド（１６）に導入する。前段処理回路（４３１）は、奇数番フレームの各フィールド及び偶数番フレームの各フィールドに得られた映像信号を各メモリ領域（４３２ａ〜ｄ）に上書きする。スキャンコンバータ（４３５）は、各フレームの第１フィールドでは、メモリ領域（４３２ａ，ｃ）のそれぞれから通常カラー画像、蛍光画像の映像信号を読み出して結合し、各フレームの第２フィールドでは、メモリ領域（４３２ｄ，ｂ）のそれぞれから通常カラー画像、蛍光画像の映像信号を読み出して結合する。これにより、垂直方向の解像度の低下が抑えられた状態で通常カラー画像と蛍光画像とが一画面内に同時に表示される。

特開２００５−３１９２１３号公報

特許文献１では、各フィールドの通常カラー画像及び蛍光画像は、新たなフィールド画像によって更新されるまでの間に常に２回連続で（例えば、奇数番フレームの第１フィールドと次の偶数番フレームの第１フィールドに続けて、若しくは奇数番フレームの第２フィールドと次の偶数番フレームの第２フィールドに続けて）表示されるため、フィールド単位における実質的なリフレッシュレートが低い。そのため、例えば被写体の動き量が大きい（速い）場合、残像感や動画ぼやけが目立つという欠点を抱えている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、垂直方向の解像度の低下を抑えつつ被写体の動き量が大きい（速い）場合の残像感や動画ぼやけを抑えることが可能な電子内視鏡システムを提供することである。

本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムは、分光特性及び光量の少なくとも一方が異なる第一の光と第二の光とを所定のフィールドレートに同期したタイミングで循環的に射出する光源部であって、第一の光のみ２フィールド以上続けて射出するものと、第一の光により照射された被写体のフィールド画像を第一のフィールド画像として生成し、第二の光により照射された被写体のフィールド画像を第二のフィールド画像として生成するフィールド画像生成手段と、生成された第一のフィールド画像及び第二のフィールド画像を所定のフィールドレートで一画面内に同時に表示させる表示手段と、被写体の動き量を検出する動き量検出手段と、検出された動き量が大きいか否かを判定する動き量判定手段とを備える。表示手段は、動き量判定手段により被写体の動き量が大きいと判定されたとき、第一のフィールド画像が欠落する欠落フィールドにおいて、直前のフィールドの第一のフィールド画像を画面に表示させ、動き量判定手段により被写体の動き量が小さいと判定されたとき、欠落フィールドにおいて、直前のフィールドの更に１つ前のフィールドの第一のフィールド画像を画面に表示させる。

本実施形態では、被写体の動き量が大きい場合、欠落フィールドにおいて直前のフィールド画像を画面に表示させることにより、被写体の動き量が大きい（速い）場合に顕著に現れていた残像感や動画ぼやけが抑えられる。また、被写体の動き量が小さい場合は、欠落フィールドにおいて、直前のフィールドの更に１つ前のフィールド画像を画面に表示させることにより、水平方向の解像度の低下が避けられる。

動き量検出手段は、例えば、直前のフィールドの第一フィールド画像と、直前のフィールドの２つ前のフィールドの第一フィールド画像との差分に基づいて被写体の動き量を検出する。

光源部は、白色光を射出する光源と、白色光を第一の光にフィルタリングする第一のフィルタ及び白色光を第二の光にフィルタリングする第二のフィルタを持つ所定の回転板と、回転板を回転させることにより、第一及び第二の各フィルタを所定のフィールドレートに同期したタイミングで白色光の光路に順次挿入する回転駆動部とを備える構成としてもよい。回転板は、例えば、第一のフィルタと第二のフィルタとが円周方向においてフィールド周期に応じた角度範囲に並べて配置された構成を有しており、第一のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられている。

光源部は、第一の光の射出期間と第二の光の射出期間とを入れ替える入替手段を備えた構成としてもよい。

光源部は、白色光を射出する光源と、白色光を第一の光にフィルタリングする第一のフィルタ及び白色光を第二の光にフィルタリングする第二のフィルタを持つ所定の回転板と、回転板を白色光の光路と直交する方向に移動させる回転板移動手段と、回転板移動手段により所定の第一又は第二の位置に移動された回転板を回転させることにより、第一及び第二の各フィルタを所定のフィールドレートに同期したタイミングで白色光の光路に順次挿入する回転駆動部とを備える構成としてもよい。回転板は、例えば、第一のフィルタと第二のフィルタとが円周方向に２列であって、それぞれのフィルタがフィールド周期に応じた角度範囲に並べて配置された構成を有しており、一方の列では第一のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられ、他方の列では第二のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられている。回転駆動部が回転板移動手段により所定の第一の位置に移動された回転板を回転させることにより、一方の列に並ぶ第一及び第二の各フィルタが所定のフィールドレートに同期したタイミングで光路に順次挿入される。回転駆動部が回転板移動手段により所定の第二の位置に移動された回転板を回転させることにより、他方の列に並ぶ第一及び第二の各フィルタが所定のフィールドレートに同期したタイミングで光路に順次挿入される。

本発明の実施形態によれば、垂直方向の解像度の低下を抑えつつ被写体の動き量が大きい（速い）場合の残像感や動画ぼやけを抑えることが可能な電子内視鏡システムが提供される。

本発明の実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のプロセッサに備えられる回転フィルタ部を集光レンズ側から見た正面図である。 特殊光及び通常光に関する各フェーズの処理タイミングを示すシーケンス図である。 本実施形態において行われる欠陥フィールド補完処理をフローチャートにて示す図である。 本発明の実施形態の変形例の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の変形例のプロセッサに備えられる回転フィルタ部を集光レンズ側から見た正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。

［電子内視鏡システム１の全体構成］
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２０３に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２１８より入力されるユーザからの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、白色光束Ｌを射出する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８より射出された白色光束Ｌは、回転フィルタ部２６０に入射される。

図２は、回転フィルタ部２６０を集光レンズ２１０側から見た正面図である。回転フィルタ部２６０は、回転式ターレット２６１、ＤＣモータ２６２、ドライバ２６３及びフォトインタラプタ２６４を備えている。図２に示されるように、回転式ターレット２６１には、特殊光用フィルタＦｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、通常光用フィルタＦｎの４つの光学フィルタが円周方向に順に並べて配置されている。各光学フィルタは、フィールド周期（本実施形態では１／６０秒）に応じた角度範囲（ここでは約９０°の角度範囲）に広がる扇形状を有している。

ドライバ２６３は、システムコントローラ２０２による制御下でＤＣモータ２６２を駆動する。回転フィルタ部２６０は、回転式ターレット２６１がＤＣモータ２６２によって回転動作することにより、ランプ２０８より入射された白色光束Ｌから、スペクトルの異なる二種類の照射光（特殊光と、白色光である通常光）の一方を、撮像と同期したタイミングで取り出す。具体的には、回転式ターレット２６１は、回転動作中、連続する３フィールド期間の各々において特殊光用フィルタＦｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３より特殊光を順次取り出し、続く１フィールド期間において通常光用フィルタＦｎより通常光を取り出す。回転式ターレット２６１の回転位置や回転の位相は、回転式ターレット２６１の外周付近に形成された開口（不図示）をフォトインタラプタ２６４によって検出することにより制御される。

特殊光用フィルタＦｓ１〜Ｆｓ３は、同一の分光特性を有する光学フィルタであり、例えば表層付近の血管構造（又は深層の血管構造、特定の病変部など）の分光画像を撮影するのに適した分光特性を持つ。通常光用フィルタＦｎは、白色光束Ｌを減光する減光フィルタであるが、単なる開口（光学フィルタの無いもの）や絞り機能を兼ねたスリット（光学フィルタの無いもの）に置き換えてもよい。

回転フィルタ部２６０より取り出された照射光は、集光レンズ２１０によって集光されながら羽根絞り（不図示）を介して適正な光量に制限されて、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射される。

入射端よりＬＣＢ１０２内に入射された照射光は、ＬＣＢ１０２内を伝播して電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の射出端より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。被写体は、連続する３フィールド期間中、特殊光にて照射され、続く１フィールド期間中、通常光にて照射される。照射光により照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

固体撮像素子１０８は、補色市松型画素配置を有するインターレース方式の単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、イエローＹｅ、シアンＣｙ、グリーンＧ、マゼンタＭｇの各補色信号を生成し、生成された垂直方向に隣接する２つの画素の補色信号を加算し混合して出力する。以下、固体撮像素子１０８より出力される混合後の信号を「撮像信号」と記す。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置を採用してもよい。固体撮像素子１０８はまた、原色系フィルタ（ベイヤ配列フィルタ）を搭載したものであってもよい。

回転フィルタ部２６０による特殊光と通常光との切り換えのタイミングは、固体撮像素子１０８における撮像期間（フィールド期間）の切り換えのタイミングと同期している。従って、固体撮像素子１０８は、連続する３フィールド期間中、特殊光を受光して特殊光観察像の撮像信号を生成して出力し、続く１フィールド期間中、通常光を受光して通常光観察像の撮像信号を生成して出力する。固体撮像素子１０８は、上記を繰り返すことにより、各観察像の撮像信号を循環的に出力する。

電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１２が備えられている。ドライバ信号処理回路１１２には、特殊光観察像、通常光観察像の各撮像信号が固体撮像素子１０８よりフィールド周期で入力される。ドライバ信号処理回路１１２は、固体撮像素子１０８より入力される撮像信号に対して色補間、マトリクス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して画像信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ）を生成し、生成された画像信号をプロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に出力する。

ドライバ信号処理回路１１２はまた、メモリ１１４にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフィールドレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。

システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。

タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフィールドレートに同期したタイミングで駆動制御する。

前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２より１フィールド周期で入力される特殊光観察像、通常光観察像の各画像信号（輝度信号Ｙ並び色差信号Ｃｂ及びＣｒ）に対して所定の信号処理を施して画像メモリ２３０に出力する。

画像メモリ２３０は、メモリ領域２３０Ａ〜２３０Ｄを有している。メモリ領域２３０Ａ〜２３０Ｄには、前段信号処理回路２２０より出力される各画像信号が書き込まれる（上書きされる）。具体的には、メモリ領域２３０Ａに、特殊光観察像の画像信号（奇数フィールドに表示されるもの）が書き込まれる。また、メモリ領域２３０Ｂに、特殊光観察像の画像信号（偶数フィールドに表示されるもの）が書き込まれる。また、メモリ領域２３０Ｃには、通常光観察像の画像信号（奇数フィールドに表示されるもの）が書き込まれ、メモリ領域２３０Ｄには、通常光観察像の画像信号（偶数フィールドに表示されるもの）が書き込まれる。

メモリ領域２３０Ａ〜２３０Ｄに書き込まれた各画像信号は、タイミングコントローラ２０４からのクロックパルスに同期して順次読み出されて、後段信号処理回路２４０に出力される。後段信号処理回路２４０は、メモリ領域２３０Ａ〜２３０Ｄより出力された特殊光観察像、通常光観察像の各画像信号を処理してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体の特殊観察画像や通常観察画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

ユーザは、操作パネル２１８を操作することにより、観察画像の表示形態を設定することができる。観察画像の表示形態としては、例えば、同一サイズの特殊観察画像と通常観察画像とを並べて一画面に表示させる形態、一方の観察画像を親画面表示し、他方の観察画像を子画面表示する形態、ユーザの操作に従って選択された一方の観察画像を全画面表示させる形態がある。また、表示中の観察画像には、操作パネル２１８によって入力された内視鏡観察に関する情報（例えば、術者名、患者名、観察日時、観察に使用した照射光の種別等）をスーパーインポーズ表示させることができる。

図３は、特殊観察画像と通常観察画像とを並べて一画面に表示させる際の、特殊光及び通常光に関する各フェーズの処理タイミングを示すシーケンス図である。図３（ａ）は、特殊光又は通常光により被写体（体腔内）が照射されるタイミングを示す。図３（ｂ）〜図３（ｅ）はそれぞれ、各メモリ領域２３０Ａ〜２３０Ｄへの撮像信号の書込タイミングを示す。図３（ｆ）は、特殊観察画像（フィールド画像）の出力・表示タイミングを示す。図３（ｇ）は、通常観察画像（フィールド画像）の出力・表示タイミングを示す。

本実施形態では、前提として、照射タイミングと書込タイミングとの間に１フィールドのタイムラグが生じ、書込タイミングと出力・表示タイミングとの間に１フィールドのタイムラグが生じる。なお、図３（ａ）〜図３（ｅ）の各図において、各タイミングは、便宜上、「回転式ターレット２６１のフィルタの符号（序数）」の表記で示される。

例えば、図３（ａ）の「Ｆｓ１（１）」は、特殊光用フィルタＦｓ１により取り出された特殊光による初回の照射タイミングを示す。以下、特殊光用フィルタＦｓ１により取り出された特殊光を「特殊光Ｌ_Ｆｓ１」と記す。また、特殊光用フィルタＦｓ２、Ｆｓ３、通常光用フィルタＦｎにより取り出された光をそれぞれ、「特殊光Ｌ_Ｆｓ２」、「特殊光Ｌ_Ｆｓ３」、「通常光Ｌ_Ｆｎ」と記す。

また、例えば、図３（ｂ）の「Ｆｓ１（１）」は、特殊光Ｌ_Ｆｓ１（初回）により照射された被写体の撮像信号をメモリ領域２３０Ａへ書き込むタイミングを示す。以下、特殊光Ｌ_Ｆｓ１により照射された被写体の撮像信号を「撮像信号Ｓ_Ｆｓ１」と記す。また、特殊光Ｌ_Ｆｓ２、Ｌ_Ｆｓ３、通常光Ｌ_Ｆｎにより照射された被写体の撮像信号をそれぞれ、「撮像信号Ｓ_Ｆｓ２」、「撮像信号Ｓ_Ｆｓ３」、「撮像信号Ｓ_Ｆｎ」と記す。

また、例えば、図３（ｆ）の「Ｆｓ１（１）」は、撮像信号Ｓ_Ｆｓ１（初回）より生成された特殊観察画像がモニタ３００に出力・表示されるタイミングを示す。以下、撮像信号Ｓ_Ｆｓ１により生成される特殊観察画像を「特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ１」と記す。また、撮像信号Ｓ_Ｆｓ２、Ｓ_Ｆｓ３により生成される特殊観察画像をそれぞれ、「特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２」、「特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３」と記す。また、撮像信号Ｓ_Ｆｎにより生成される通常観察画像を「通常観察画像Ｉ_Ｆｎ」と記す。

［通常観察画像の生成］
図３を用いて通常観察画像の生成についてより詳細に説明する。通常光用フィルタＦｎは、４フィールド毎に白色光束Ｌの光路に挿入される。そのため、図３（ａ）に示されるように、被写体は、４フィールド毎に通常光Ｌ_Ｆｎにより照射される。通常光Ｌ_Ｆｎにより照射された被写体の撮像信号Ｓ_Ｆｎは、図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示されるように、照射タイミングから１フィールドのタイムラグでメモリ領域２３０Ｃ及び２３０Ｄの両方に書き込まれる。メモリ領域２３０Ｃ、２３０Ｄに書き込まれた撮像信号Ｓ_Ｆｎはそれぞれ、後段信号処理回路２４０によりビデオフォーマット信号に変換され、図３（ｇ）に示されるように、奇数フィールド、偶数フィールドの通常観察画像Ｉ_Ｆｎとしてモニタ３００に出力・表示される。本実施形態では、同一の通常観察画像Ｉ_Ｆｎが４フィールド続けてモニタ３００に表示される。

［特殊観察画像の生成］
図３を用いて特殊観察画像の生成についてより詳細に説明する。特殊光用フィルタＦｓ１〜Ｆｓ３は、連続する３フィールド期間中に白色光束Ｌの光路に順次挿入される。そのため、図３（ａ）に示されるように、被写体は、連続する３フィールド期間中、特殊光Ｌ_Ｆｓ１、Ｌ_Ｆｓ２、Ｌ_Ｆｓ３により順次照射される。

特殊光Ｌ_Ｆｓ１により照射された被写体の撮像信号Ｓ_Ｆｓ１は、図３（ｂ）に示されるように、照射タイミングから１フィールドのタイムラグでメモリ領域２３０Ａに書き込まれる。続くフィールド期間では、図３（ｃ）に示されるように、特殊光Ｌ_Ｆｓ２により照射された被写体の撮像信号Ｓ_Ｆｓ２がメモリ領域２３０Ｂに書き込まれる。更に続くフィールド期間では、図３（ｂ）に示されるように、特殊光Ｌ_Ｆｓ３により照射された被写体の撮像信号Ｓ_Ｆｓ３がメモリ領域２３０Ａに書き込まれる。更に続くフィールド期間では、直前のフィールドにて被写体が特殊光でなく通常光で照射されていたことから、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、メモリ領域２３０Ａ及び２３０Ｂの何れにも書き込みがない。

図３（ｆ）に示されるように、メモリ領域２３０Ａ又は２３０Ｂに書き込まれた撮像信号Ｓ_Ｆｓ１、Ｓ_Ｆｓ２、Ｓ_Ｆｓ３は順次、後段信号処理回路２４０によりビデオフォーマット信号に変換され、奇数フィールドの特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ１、偶数フィールドの特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２、奇数フィールドの特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３としてモニタ３００に出力・表示される。

本実施形態では、図３（ｃ）に示されるように、撮像信号Ｓ_Ｆｓ３の書き込みが行われたフィールドの次フィールドには、メモリ領域２３０Ｂへの撮像信号の書き込みがない。そのため、このままでは、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３（奇数フィールド）の次フィールド（同じフレームの偶数フィールド）の画像が欠落する。以下、このフィールドを「欠落フィールド」と記す。

例えば、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３（奇数フィールド）を２フィールド続けて表示（すなわち、欠落フィールドでも表示）させることにより、フィールド画像の欠落を避けることができる。しかし、この場合、奇数フィールドと偶数フィールド（欠落フィールド）とで同じ画像が表示されるため、垂直方向の解像度が低下する。垂直方向の解像度の低下を避けるため、欠落フィールドの２フィールド前の特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２（１フレーム前の偶数フィールド）を欠落フィールドで再度表示させることが考えられる。しかし、２フィールド前の画像を利用するため、被写体の動き量が大きい（速い）場合に残像感や動画ぼやけが顕著に現れる虞がある。そこで、本実施形態では、次に説明される欠陥フィールド補完処理を行うことにより、垂直方向の解像度の低下を抑えつつ被写体の動き量が大きい（速い）場合の残像感や動画ぼやけを抑えることを可能としている。

［欠陥フィールド補完処理］
図４に、欠陥フィールド補完処理をフローチャートにて示す。

［図４のＳ１１（被写体の動き量の検出）］
本処理ステップＳ１１では、被写体の動き量が検出される。一例として、被写体画像の差分の平均値が求められる。具体的には、各画素について、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３（欠落フィールドの直前のフィールド（奇数フィールド）画像）と、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ１（該直前のフィールドの２つ前のフィールド（１フレーム前の奇数フィールド）画像）との差分が計算され、計算された各画素における差分が積算される。積算された値が画素の総数で除算されることにより、被写体画像の差分の平均値が求まる。

［図４のＳ１２（被写体の動き量の大小判定）］
本処理ステップＳ１２では、処理ステップＳ１１（被写体の動き量の検出）にて検出された被写体の動き量（被写体画像の差分の平均値）が所定の閾値より大きいか否かが判定される。ユーザは、操作パネル２１８を操作することにより、上記閾値を設定変更することができる。

［図４のＳ１３（欠落フィールドの補完）］
処理ステップＳ１２（被写体の動き量の大小判定）にて被写体の動き量（被写体画像の差分の平均値）が所定の閾値以下であると判定されたとき（図４のＳ１２：ＮＯ）、欠落フィールドは、欠落フィールドの２フィールド前の画像（特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２であって、１フレーム前の偶数フィールドの画像）により補完される。すなわち、モニタ３００には、奇数フィールドにて特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３が表示された後、それに続く偶数フィールド（欠落フィールド）にて特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２（補完画像）が表示される。本処理ステップＳ１３では、奇数フィールドと偶数フィールド（欠落フィールド）とで異なる画像が表示されるため、当該フレームにおいて垂直方向の解像度が低下しない。

［図４のＳ１４（欠落フィールドの補完）］
処理ステップＳ１２（被写体の動き量の大小判定）にて被写体の動き量（被写体画像の差分の平均値）が所定の閾値より大きいと判定されたとき（図４のＳ１２：ＹＥＳ）、欠落フィールドは、欠落フィールドの直前の画像（特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３）により補完される。すなわち、モニタ３００には、奇数フィールドにて特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３が表示された後、それに続く偶数フィールド（欠落フィールド）にて同じく特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３（補完画像）が表示される。本処理ステップＳ１４では、直前のフィールド画像が欠落フィールドにおいても表示されるため、被写体の動き量が大きい（速い）場合であっても残像感や動画ぼやけが現れ難くなる。

このように、本実施形態では、垂直方向の解像度の低下を抑えつつ被写体の動き量が大きい（速い）場合の残像感や動画ぼやけを抑えることができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。例えば、光源装置は、回転フィルタ部を備える構成に限らない。一例として、特許文献１の同様に、分光特性が異なる光を射出する別個独立した２つの光源を備えた構成に置き換えてもよい。

また、上記の実施形態では、光源装置をプロセッサ２００に内蔵しているが、別の実施形態では、プロセッサ２００と光源装置とを分離した構成としてもよい。この場合、プロセッサ２００と光源装置との間でタイミング信号を送受信するための有線又は無線の通信手段が設けられる。

また、上記の実施形態では、所定の閾値により被写体の動き量が大きいか小さいかが判定され、判定結果に応じて特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２又はＩ_Ｆｓ３が欠落フィールド中、表示される。別の実施形態では、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２とＩ_Ｆｓ３とが被写体の動き量に応じて所定の比率でミックスされ、ミックスされた画像が欠落フィールド中、表示されるようにしてもよい。例えば、処理ステップＳ１１（被写体の動き量の検出）にて求められた被写体画像の差分の平均値が小さい値（例えば１であり、動き量が小さいことを示す。）のとき、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２とＩ_Ｆｓ３とが２対１の比率でミックスされる。上記平均値が中程度の値（例えば１０であり、動き量が標準レベルであることを示す。）のとき、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２とＩ_Ｆｓ３とが１対１の比率でミックスされる。上記平均値が大きい値（例えば２０であり、動き量が大きいことを示す。）のとき、特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２とＩ_Ｆｓ３とが１対２の比率でミックスされる。このように、別の実施形態では、被写体の動き量が小さいほど特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２が高い比率でミックスされ、被写体の動き量が大きいほど特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ３が高い比率でミックスされる。

図５は、上記の実施形態の変形例の電子内視鏡システム１Ｍの構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１Ｍは、電子スコープ１００、プロセッサ２００Ｍ及びモニタ３００を備えている。本変形例において、上記の実施形態の電子内視鏡システム１と同一又は同様の構成については、同一又は同様の符号を付し、その説明を適宜簡略又は省略する。

本変形例のプロセッサ２００Ｍは、回転フィルタ部２６０Ｍを備えている。図６は、回転フィルタ部２６０Ｍを集光レンズ２１０側から見た正面図である。回転フィルタ部２６０Ｍは、回転式ターレット２６１Ｍ、ＤＣモータ２６２、ドライバ２６３、フォトインタラプタ２６４及びスライド機構２６５を備えている。図６に示されるように、回転式ターレット２６１Ｍには、特殊光用フィルタＦｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、通常光用フィルタＦｎの４つの光学フィルタが円周方向に順に並べて配置されている。また、上記４つの光学フィルタの内周側には、通常光用フィルタＦｎ１、Ｆｎ２、Ｆｎ３、特殊光用フィルタＦｓの４つの光学フィルタが円周方向に順に並べて配置されている。８つの光学フィルタは、フィールドレート（本実施形態では６０フィールド／秒）に応じた角度範囲（ここでは約９０°の角度範囲）に広がる扇形状を有している。

スライド機構２６５は、回転式ターレット２６１Ｍを白色光束Ｌの光路と直交する方向（図６の矢印Ａ方向）にスライド可能に保持している。スライド機構２６５は周知の構成を有するものであるため、その具体的構成については省略する。回転式ターレット２６１Ｍは、スライド機構２６５により、初期位置とスライド位置との間を移動する。ユーザは、操作パネル２１８を操作することにより、回転式ターレット２６１Ｍを初期位置又はスライド位置に移動させることができる。回転式ターレット２６１Ｍが初期位置からスライド位置（又はスライド位置から初期位置）に移動されることにより、回転式ターレット２６１Ｍに対するランプ２０８（白色光束Ｌ）の位置が図６の符号ＰＬから符号ＰＬ’（又は符号ＰＬ’から符号ＰＬ）にシフトする。これにより、白色光束Ｌの光路に挿入されるフィルタ群が切り替わる。

回転式ターレット２６１Ｍが初期位置（ランプ２０８（白色光束Ｌ）の位置が符号ＰＬ）にある場合を考える。この場合、回転式ターレット２６１Ｍが回転すると、特殊光用フィルタＦｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、通常光用フィルタＦｎの各光学フィルタが光路に順次挿入される。そのため、被写体は、上記の実施形態と同じく、連続する３フィールド期間中、特殊光にて照射され、続く１フィールド期間中、通常光にて照射される。

回転式ターレット２６１Ｍがスライド位置（ランプ２０８（白色光束Ｌ）の位置が符号ＰＬ’）にある場合を考える。この場合、回転式ターレット２６１Ｍが回転すると、通常光用フィルタＦｎ１、Ｆｎ２、Ｆｎ３、特殊光用フィルタＦｓの各光学フィルタが光路に順次挿入される。そのため、被写体は、連続する３フィールド期間中、通常光にて照射され、続く１フィールド期間中、特殊光にて照射される。

本変形例では、回転式ターレット２６１Ｍの位置を切り替えることにより、通常光による被写体の照射期間と特殊光による被写体の照射期間とを入れ替えることができる。回転式ターレット２６１Ｍが初期位置にある場合、モニタ３００には、上記の実施形態と同じく、同一の通常観察画像Ｉ_Ｆｎが４フィールド続けて表示されると共に特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ１、Ｉ_Ｆｓ２、Ｉ_Ｆｓ３、補完画像（特殊観察画像Ｉ_Ｆｓ２又はＩ_Ｆｓ３）が順次表示される。一方、回転式ターレット２６１Ｍがスライド位置にある場合、モニタ３００には、通常観察画像Ｉ_Ｆｎ１、Ｉ_Ｆｎ２、Ｉ_Ｆｎ３、補完画像（通常観察画像Ｉ_Ｆｎ２又はＩ_Ｆｎ３）が順次表示されると共に同一の特殊観察画像Ｉ_Ｆｓが４フィールド続けて表示される。

１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０２ ＬＣＢ
１０４ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
１１２ ドライバ信号処理回路
１１４ メモリ
２００ プロセッサ
２０２ システムコントローラ
２０３ メモリ
２０４ タイミングコントローラ
２０６ ランプ電源イグナイタ
２０８ ランプ
２１０ 集光レンズ
２１８ 操作パネル
２２０ 前段信号処理回路
２３０ 画像メモリ
２３０Ａ 通常奇数メモリ領域
２３０Ｂ 通常偶数メモリ領域
２３０Ｃ 特殊光奇数メモリ領域
２３０Ｄ 特殊光偶数メモリ領域
２４０ 後段信号処理回路
２６０ 回転フィルタ部
２６１ 回転式ターレット
Ｆｓ１〜Ｆｓ３ 特殊光用フィルタ
Ｆｎ 通常光用フィルタ
２６２ ＤＣモータ
２６３ ドライバ
２６４ フォトインタラプタ
２６５ スライド機構

Claims (5)

1. 分光特性及び光量の少なくとも一方が異なる第一の光と第二の光とを所定のフィールドレートに同期したタイミングで循環的に射出する光源部であって、該第一の光のみ２フィールド以上続けて射出するものと、
   前記第一の光により照射された被写体のフィールド画像を第一のフィールド画像として生成し、前記第二の光により照射された該被写体のフィールド画像を第二のフィールド画像として生成するフィールド画像生成手段と、
   生成された第一のフィールド画像及び第二のフィールド画像を前記所定のフィールドレートで一画面内に同時に表示させる表示手段と、
   前記被写体の動き量を検出する動き量検出手段と、
   検出された動き量が大きいか否かを判定する動き量判定手段と、
   を備え、
   前記表示手段は、
   前記動き量判定手段により前記被写体の動き量が大きいと判定されたとき、前記第一のフィールド画像が欠落する欠落フィールドにおいて、直前のフィールドの第一のフィールド画像を前記画面に表示させ、
   前記動き量判定手段により前記被写体の動き量が小さいと判定されたとき、前記欠落フィールドにおいて、直前のフィールドの更に１つ前のフィールドの第一のフィールド画像を前記画面に表示させる、
   電子内視鏡システム。
2. 前記動き量検出手段は、
   前記直前のフィールドの第一フィールド画像と、該直前のフィールドの２つ前のフィールドの第一フィールド画像との差分に基づいて前記被写体の動き量を検出する、
   請求項１に記載の電子内視鏡システム。
3. 前記光源部は、
   白色光を射出する光源と、
   前記白色光を前記第一の光にフィルタリングする第一のフィルタと、該白色光を前記第二の光にフィルタリングする第二のフィルタとが円周方向においてフィールド周期に応じた角度範囲に並べて配置された回転板であって、該第一のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられたものと、
   前記回転板を回転させることにより、前記第一及び第二の各フィルタを前記所定のフィールドレートに同期したタイミングで前記白色光の光路に順次挿入する回転駆動部と、
   を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。
4. 前記光源部は、
   前記第一の光の射出期間と前記第二の光の射出期間とを入れ替える入替手段
   を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。
5. 前記光源部は、
   白色光を射出する光源と、
   前記白色光を前記第一の光にフィルタリングする第一のフィルタと、該白色光を前記第二の光にフィルタリングする第二のフィルタとが円周方向に２列であって、それぞれのフィルタがフィールド周期に応じた角度範囲に並べて配置された回転板であって、一方の列では該第一のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられ、他方の列では該第二のフィルタのみ、連続する２フィールド以上の期間に対応する角度範囲に並べられたものと、
   前記回転板を前記白色光の光路と直交する方向に移動させる回転板移動手段と、
   前記回転板が前記回転板移動手段により所定の第一の位置に移動された状態で該回転板を回転させることにより、前記一方の列に並ぶ前記第一及び第二の各フィルタを前記所定のフィールドレートに同期したタイミングで前記光路に順次挿入し、該回転板が該回転板移動手段により所定の第二の位置に移動された状態で該回転板を回転させることにより、前記他方の列に並ぶ該第一及び第二の各フィルタを該所定のフィールドレートに同期したタイミングで該光路に順次挿入する回転駆動部と、
   を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡システム。

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