JP4996773B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡に搭載された撮像手段に対する画像処理を行う内視鏡装置に関する。

近年においては、撮像手段を備えた電子内視鏡は、各種の内視鏡検査等において広く採用されるようになった。
内視鏡検査を行う場合、白色光の照明下で、カラーフィルタを備えた撮像素子を搭載した電子内視鏡を用いて、カラー撮像を行う同時式の内視鏡装置と、モノクロの撮像素子を搭載した電子内視鏡を用いてＲ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光の下でそれぞれ撮像を行う面順次方式の内視鏡装置とがあり、信号処理系（画像処理系）は両者において異なる。
カラーフィルタを備えた撮像素子を搭載した電子内視鏡を用いた内視鏡装置の第１の従来例として、日本国特許第４００９６２６号公報には輝度信号のみに対して輪郭或いは構造強調する強調回路を備えたものが開示されている。

この構成の場合には、１系統の信号処理を行う強調回路で済むため、回路規模を縮小化できる。しかし強調後の輝度信号と、強調されない色差信号とに基づき生成される３原色信号としてのＲＧＢ信号には、各色成分毎に再現される画像情報が変化し、内視鏡の観察画像においては血管像等に明るさや色調の変化が生じてしまう。
一方、カラーフィルタを備えた撮像素子を搭載した電子内視鏡を用いた内視鏡装置の第２の従来例としての日本国特開２００６−６１６２１号公報には、輝度信号と、色差信号とに対して強調処理を行うものが開示されている。

しかしながら、上記の第２の従来例のように、輝度信号に加えて、色差信号に対しても強調処理すれば再現性は改善するが、色信号毎のピクセル密度が異なる撮像素子では、サンプリング密度の違いから、ＲＧＢ信号においてはエッジ部などで偽色、色モアレを併発する。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、生体粘膜の再現性を改善しつつ、偽色、色モアレを抑制した強調処理を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、照明手段によって被検体に照射された光の戻り光を、色分離して受光して撮像する色分離部を備えた撮像手段と、前記撮像手段に基づく画像信号に対して鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段と、前記撮像手段の種類及び観察モードにより異なる前記撮像手段に入射される前記戻り光の分光特性に応じて前記強調処理手段の処理内容を変更させる情報を格納する格納手段と、前記格納手段の情報に基づき前記強調処理手段の処理内容を変更する制御を行う制御手段と、を備え、前記格納手段は、前記観察モードが白色光の照明下で撮像を行う第１の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と２つの色差信号に設定し、前記観察モードが狭帯域の照明光の照明下で撮像を行う第２の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と１つの色差信号に設定する情報を格納し、前記第１の観察モード及び前記第２の観察モードの場合、前記強調処理手段は前記画像信号における前記輝度信号を前記色差信号よりも全周波数領域において大きい強調特性で強調処理する。
本発明の他の態様の内視鏡装置は、照明手段によって被検体に照射された光の戻り光を、色分離して受光して撮像する色分離部を備えた撮像手段と、前記撮像手段に基づく画像信号に対して鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段と、前記撮像手段の種類及び観察モードにより異なる前記撮像手段に入射される前記戻り光の分光特性に応じて前記強調処理手段の処理内容を変更させる情報を格納する格納手段と、前記格納手段の情報に基づき前記強調処理手段の処理内容を変更する制御を行う制御手段と、を備え、前記格納手段は、前記観察モードが白色光の照明下で撮像を行う第１の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と２つの色差信号に設定し、前記観察モードが狭帯域の照明光の照明下で撮像を行う第２の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と１つの色差信号に設定する情報を格納し、前記第１の観察モード及び前記第２の観察モードの場合、前記強調処理手段は前記画像信号における色差信号を輝度信号よりも周波数が高い高域側の周波数領域において小さい強調特性で強調処理する。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図。 狭帯域用フィルタの分光特性例を示す特性図。 固体撮像素子に設けられた色分離フィルタのフィルタ配列の構成を示す図。 強調回路による輝度及び色差信号用の強調特性例を示す図。 第１の実施形態における主要な動作説明用のフローチャート。 変形例の強調回路による強調特性例を示す図。 第１の実施の形態の変形例の内視鏡装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図。 第２の実施の形態のカラーフィルタのフィルタ配列を示す図。 内視鏡の先端部に設けた２板撮像部周辺部の構成を示す図。 ２板撮像部に用いられるカラーフィルタのフィルタ配列を示す図。 第３の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図。 ３板撮像部による３原色に色分離する説明図。 本発明の第４の実施形態における蛍光モードに適用した場合における撮像部が補色単板と、原色単板・２板、原色３板に応じて強調回路により強調される被強調信号に対する強調特性の設定例を示す図。 青色光と赤色光の蛍光を撮像して観察画像を生成する場合における撮像部が補色単板、原色単板・２板・３板に応じて強調回路により強調される被強調信号に対する強調特性の設定例を示す図。 青色光を撮像して観察画像を生成する場合における撮像部が補色単板、原色単板・２板・３板に応じて強調回路により強調される被強調信号に対する強調特性の設定例を示す図。 赤色光を撮像して観察画像を生成する場合における撮像部が補色単板、原色単板・２板・３板に応じて強調回路により強調される被強調信号に対する強調特性の設定例を示す図。 本発明における入射光と、強調回路により強調される被強調信号及び強調量が弱められる信号の概略を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように第１の実施形態の内視鏡装置１は、体腔内に挿入され、内視鏡検査を行う電子内視鏡（以下、単に内視鏡と略記）２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源装置３とを備える。また、この内視鏡装置１は、内視鏡２に内蔵された撮像手段を駆動すると共に、撮像手段の出力信号に対する信号処理を行う内視鏡用映像信号処理装置としてのビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４から出力される映像信号が入力されることにより、撮像手段により撮像された撮像画像に対して信号処理した画像を内視鏡画像として表示するモニタ５とを備える。

内視鏡２は、細長の挿入部７と、この挿入部７の後端に設けられた操作部８と、この操作部８から延出されたユニバーサルケーブル９とを有し、このユニバーサルケーブル９の端部のライトガイドコネクタ１１は、光源装置３に着脱自在に接続され、信号コネクタは、ビデオプロセッサ４に着脱自在に接続される。
上記挿入部７内には、照明光を伝送するライトガイド１３が挿通され、このライトガイド１３における手元側の端部のライトガイドコネクタ１１を光源装置３に接続することにより、光源装置３からの照明光がライトガイド１３に供給される。
光源装置３は、通常白色光観察（ＷＬＩと略記）モード時には、照明光として可視波長領域をカバーする白色照明光を発生して、ライトガイド１３に供給する。

一方、狭帯域光観察（ＮＢＩと略記）モード時には、照明光として狭帯域の照明光を発生して、ライトガイド１３に供給する。
ＷＬＩモードとＮＢＩモードの切替指示は、例えば内視鏡２の操作部８に設けたスコープスイッチにより構成されるモード切替スイッチ１４により行うことができる。なお、モード切替スイッチ１４は、内視鏡２に設けたスコープスイッチで構成する他に、フットスイッチにより構成しても良いし、ビデオプロセッサ４のフロントパネルにモード切替スイッチを設けても良いし、図示しないキーボードにより構成しても良い。
このモード切替スイッチ１４による切替信号は、ビデオプロセッサ４内の制御回路１５に入力され、切替信号が入力されるとこの制御回路１５は、光源装置３のフィルタ挿脱機構１６を制御して、通常白色光と、狭帯域照明光とを選択的に切り替える。

また、後述するように、この制御回路１５は、光源装置３からライトガイド１３に供給する照明光の切替制御に連動して、ビデオプロセッサ４内の信号処理系の特性を切り替える制御も行う。そして、モード切替スイッチ１４による切替操作により、信号処理系の特性を切り替えることにより、ＷＬＩモード及びＮＢＩモードそれぞれの観察モードに適した信号処理を行えるようにしている。
光源装置３は、照明光を発生するランプ２０を内蔵し、このランプ２０は、可視波長領域を含む照明光を発生する。この照明光は、赤外カットフィルタ２１により赤外光がカットされて略白色光の波長帯域に近い照明光にされた後、絞り２２に入射される。この絞り２２は、絞り駆動回路２３により、開口量が調整されてその通過光量が制御される。

この絞り２２を通過した照明光は、プランジャなどにより構成されるフィルタ挿脱機構１６により照明光路中に挿脱される狭帯域用フィルタ２４を通してＮＢＩモード時、或いは狭帯域用フィルタ２４を通さないＷＬＩモード時、集光レンズ２５により集光されてライトガイド１３の手元側の端面、つまり入射端面に入射される。
図２は、狭帯域用フィルタ２４の分光特性の１例を示す。この狭帯域用フィルタ２４は、２峰性フィルタ特性を示し、例えば、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長域において、それぞれ狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａ，Ｂａを有する。
より具体的には、狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａ，Ｂａは、それぞれ中心波長が５４０ｎｍ、４２０ｎｍであり、その半値幅が２０〜４０ｎｍのバンドパス特性を有する。

従って、狭帯域用フィルタ２４が照明光路中に配置された場合には、この狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａ，Ｂａを透過した２バンドの狭帯域照明光がライトガイド１３に入射される。
これに対して、狭帯域用フィルタ２４を照明光路中に配置しない場合には、広帯域の白色光がライトガイド１３に供給されることになる。
ライトガイド１３からの照明光は、ライトガイド１３によりその先端面に伝送され、挿入部７の先端部２６に設けた照明窓に取り付けた照明手段を構成する照明レンズ２７を経て外部に出射され、被検体としての例えば体腔内の患部等の生体組織の表面に照射し、照明光でこの表面を照明する。

先端部２６には、照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ２８が取り付けられている。この対物レンズ２８は、被検体としての生体組織からの戻り光（又は入射光）としての例えば反射光による光学像を結像する。この対物レンズ２８の結像位置には、撮像手段を構成する撮像素子として１つの電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２９が配置されており、このＣＣＤ２９により光電変換される。
このＣＣＤ２９の撮像面には、光学的に色分離してカラー撮像する色分離部の機能を持つカラーフィルタ３０として例えば図３に示す補色系カラーフィルタが各画素単位で取り付けてある。つまり、本実施形態の撮像部（撮像素子）は、補色単板の撮像素子である。

この補色系カラーフィルタは、各画素の前に、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロ（Ｙｅ）の４色のカラーチップが、水平方向には、ＭｇとＧとが交互に配置され、垂直方向には、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｍｇ、ＹｅとＧ、Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙとの配列順、それぞれ配置されている。この２次元配列構造においては、水平方向の２画素と垂直方向の４画素の計８画素が周期的に配列されたカラー撮像を行う単位の（２次元）配列構造となる。
そして、この補色系カラーフィルタを用いたＣＣＤ２９の場合、垂直方向に隣接する２列の画素を加算して順次読み出すが、このとき奇数フィールドと偶数フィールドで画素の列をずらして読み出すようにする。そして、ＣＣＤ２９から読み出された信号は、後段側での（第１の色分離手段としての）Ｙ／Ｃ分離回路３７により、公知のように輝度信号と色差信号とが生成されることになる。

そして、図３のカラーフィルタ３０の単位の配列構造、つまり色信号毎のピクセル密度（画素密度）に応じて後述する強調回路４８による強調特性が設定される。
上記ＣＣＤ２９は、信号線の一端と接続されており、この信号線の他端が接続された信号コネクタをビデオプロセッサ４に接続することにより、ビデオプロセッサ４内のＣＣＤ駆動回路３１とＣＤＳ回路３２とに接続される。
なお、各内視鏡２は、その内視鏡２に固有の識別情報（ＩＤ）を発生するＩＤ発生部３３を備え、ＩＤ発生部３３によるＩＤは、制御回路１５に入力され、制御回路１５は、ＩＤによりビデオプロセッサ４に接続された内視鏡２の種類やその内視鏡２の内蔵されたＣＣＤ２９の画素数、種類等を識別する。

そして、識別した内視鏡２のＣＣＤ２９を適切に駆動するように制御回路１５は、ＣＣＤ駆動回路３１を制御する。
ＣＣＤ２９は、ＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号の印加により、光電変換された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路と略記）３２に入力される。ＣＤＳ回路３２により、撮像信号から信号成分が抽出されてベースバンドの信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換回路３４に入力され、デジタル信号に変換されると共に、明るさ検波回路３５に入力され、明るさ（信号の平均輝度）が検出される。
明るさ検波回路３５により検出された明るさ信号は、調光回路３６に入力され、基準の明るさ（調光の目標値）との差分により調光するための調光信号が生成される。この調光回路３６からの調光信号は、絞り駆動回路２３に入力され、絞り駆動回路２３は、基準となる明るさとなるように絞り２２の開口量を調整する。

Ａ／Ｄ変換回路３４から出力されるデジタル信号は、Ｙ／Ｃ分離回路３７に入力され、Ｙ／Ｃ分離回路３７は、輝度信号Ｙと、（広義の色信号Ｃとしての）線順次の色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′が生成される。このＹ／Ｃ分離回路３７は、第１の色分離手段を形成する。
輝度信号Ｙは、γ回路３８を介して拡大回路４７に入力される（この輝度信号をＹｈと記す）と共に、信号の通過帯域を制限する第１のローパスフィルタ（ＬＰＦと略記）４１ａに入力される。
このＬＰＦ４１ａは、輝度信号Ｙに対応して広い通過帯域に設定されており、このＬＰＦ４１ａの通過帯域特性により設定された帯域の輝度信号Ｙｌが、第１マトリクス回路４２に入力される。

また、色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′は、信号の通過帯域を制限する第２のＬＰＦ４１ｂを介して（線順次）同時化回路４３に入力される。
この場合、第２のＬＰＦ４１ｂは、制御回路１５により、観察モードに応じてその通過帯域の特性が変更される。具体的には、ＷＬＩモード時には、第２のＬＰＦ４１ｂは、第１のＬＰＦ４１ａより低帯域に設定される。つまり、ＷＬＩモード時には、標準的な映像信号の規格に準拠した信号処理（画像処理）を行うように設定される。
一方、ＮＢＩモード時には、第２のＬＰＦ４１ｂは、ＷＬＩモード時における低帯域よりも広い帯域に変更される。例えば第２のＬＰＦ４１ｂは、第１のＬＰＦ４１ａとほぼ同様に広帯域に設定（変更）される。
このように第２のＬＰＦ４１ｂは、観察モードの切替に連動して、色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′に対する通過帯域制限する処理特性を変更する処理特性変更手段を形成している。

第２のＬＰＦ４１ｂの信号通過の帯域特性を広帯域化することにより、毛細血管の走行状態や、狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａによる輝度信号に近いＧの照明光のもとで撮像したＧの色信号により得られる表層付近に近い血管走行状態などの分解能（解像度）を向上することができ、診断がし易い画質の良い画像が得られるようにしている。
同時化回路４３は、同時化された色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′を生成し、色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′は、第１マトリクス回路４２に入力される。
第１マトリクス回路４２は、輝度信号Ｙｌ及び色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′から３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換する。第１マトリクス回路４２は、生成した３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１をガンマ補正するγ回路４４に出力する。なお、上述したように、ＮＢＩモードにおいては、赤の波長帯域の照明光を用いないが、後述の［数４］に示すマトリクスＭａｔ１により色信号Ｒ１は色信号Ｇ１と等しくなる。

なお、３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１（における２つの色信号Ｇ１，Ｂ１）は、例えば制御回路１５にも入力され、制御回路１５内の信号強度比算出回路４５は、ＮＢＩモード時における色信号Ｇ１，Ｂ１の信号強度比を算出する。信号強度比算出回路４５は、制御回路１５の内部に設ける場合に限定されるものでなく、制御回路１５の外部に設け、算出した信号強度比を制御回路１５に出力する構成にしても良い。
信号強度比算出回路４５は、色信号Ｇ１，Ｂ１の各信号レベルをフィールド又はフレーム単位で積算して、積算結果を元に色信号Ｇ１，Ｂ１の各信号強度比ｔ，ｕを算出する。
信号強度比算出回路４５は、例えば１フィールド又は１フレームの画像領域内に設定された所定領域内で積算して各信号強度比ｔ，ｕを算出するようにしても良い。

所定領域内での色信号Ｇ１，Ｂ１の積算値をそれぞれｉＧ，ｉＢとすると、各信号強度比ｔ，ｕは、
ｔ＝ｉＧ／（ｉＧ＋ｉＢ）、ｕ＝ｉＢ／（ｉＧ＋ｉＢ） （１）
となり、ｔ＋ｕ＝１の条件を満たす。このため、信号強度比ｔ，ｕの２つを算出するか、２つのうちの１つを算出し、ｔ＋ｕ＝１の条件から残りの１つを算出しても良い。信号強度比ｔ，ｕの値は、後述する第３マトリクス回路４９によるマトリクス演算を行うマトリクスＭａｔ３に反映される。

なお、各フィールド又はフレーム単位で積算して信号強度比ｔ，ｕを動的に算出する場合（つまり、信号強度比ｔ，ｕが動的に変化する）に限らず、初期設定のタイミング又は術者等のユーザが指示したタイミングにおいて、信号強度比ｔ，ｕを算出し、その算出した値に固定しても良い。
第１マトリクス回路４２は、制御回路１５によって制御され、ＣＣＤ２９のカラーフィルタ３０の特性や狭帯域用フィルタ２４の特性に応じて（第１マトリクス回路４２による変換特性を決定する）マトリクス係数の値を変更した３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換する。
例えば、ビデオプロセッサ４に実際に接続される内視鏡２により、その内視鏡２に搭載されているＣＣＤ２９のカラーフィルタ３０の特性が異なる場合があり、制御回路１５は、ＩＤの情報により実際に使用されているＣＣＤ２９の種類、カラーフィルタ３０の分光特性に応じて第１マトリクス回路４２により３原色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換するマトリクス係数を変更する。

なお、制御回路１５は、第１マトリクス回路４２、後述する第２マトリクス回路４６及び第３マトリクス回路４９によるマトリクス係数を設定するために参照する参照用のテーブル１５ａを内蔵している。
γ回路４４も、制御回路１５により制御される。具体的には、ＮＢＩモード時には、ＷＬＩモード時よりもγ補正の特性を強調したγ特性に変更される。これにより、低信号レベル側でのコントラストが強調され、より識別し易い表示特性となる。
このγ回路４４によりγ補正された３原色信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、第２マトリクス回路４６に入力され、この第２マトリクス回路４６により、以下のように色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換される。
［数１］

なお、マトリクスＭａｔ２は、（２ｂ）式のように表される。

この第２マトリクス回路４６は、ＷＬＩモード及びＮＢＩモードにおけるいずれの観察モードの切り替えによらず、例えば固定された固定値（共通の設定値）のマトリクス係数が採用される。
第２マトリクス回路４６により出力される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、γ回路３８でガンマ補正された輝度信号Ｙｈと共に、拡大処理を行う拡大回路４７に入力される。
この拡大回路４７により輝度信号Ｙｈ（以下、簡単化のためＹと記載）と色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは拡大処理された後、鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段としての強調回路４８に入力される。拡大回路４７及び強調回路４８は、輝度信号Ｙと、２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとに対応して３系統の回路構成で設けられている。

強調回路４８は、画像信号に再現された粘膜像の輪郭或いは構造の鮮鋭度を強調し、強調された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを第２の色分離手段としての第３マトリクス回路４９に出力する。
拡大回路４７による拡大処理と、強調回路４８による強調処理は、制御手段としての制御回路１５により制御される。
また、この制御回路１５は、撮像手段としてのＣＣＤ２９の種類（種別）と、観察モードにより異なる（ＣＣＤ２９に入射される）光の分光特性に応じて強調回路４８の処理内容を変更（切替）させる情報を格納する格納手段としてのテーブル１５ｂとを有する。
なお、上記格納手段としてのテーブル１５ｂを制御回路１５の外部に設けるようにしても良い。また、このテーブル１５ｂを強調回路４８内に設けるようにしても良い。

制御回路１５は、ＣＣＤ２９の種類と、観察モードに対応した情報をテーブル１５ｂから読み出し、その情報に従って強調回路４８の処理内容を自動的に変更する制御を行う制御手段を形成する。
制御回路１５は、ＩＤ発生部３３からのＩＤによりＣＣＤ２９の種類を認識する。また、制御回路１５は、モード切替スイッチ１４の切替操作により観察モードを認識する。制御回路１５は、ＣＣＤ２９の種類と、観察モードとから強調回路４８の処理内容を観察モードに応じて、ＷＬＩモードとＮＢＩモードにおいて異なる処理内容に自動的に変更する制御を行う。
また、例えばビデオプロセッサ４に設けた設定部５０からの術者等のユーザによるマニュアル指示により、制御回路１５は、その指示に対応して鮮鋭度の強調量を変更することができるようにしている。

第３マトリクス回路４９は、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換する。第３マトリクス回路４９により生成された３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、図示しないＤ／Ａ変換回路によりアナログの映像信号に変換されて映像信号出力端からモニタ５に出力される。
第３マトリクス回路４９は、そのマトリクスＭａｔ３が、ＷＬＩモード時には第２マトリクス回路４２のマトリクスＭａｔ２の逆マトリクスとなるように設定される。

具体的には、第２マトリクス回路４６の３行３列のマトリクス要素からなるマトリクスをＭａｔ２とした場合、ＷＬＩモード時におけるマトリクスＭａｔ３は、Ｍａｔ２^−１をマトリクスＭａｔ２の逆マトリクスで表すと、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ２^−１ （２ａ）
に設定される。

このマトリクスＭａｔ２は、ＲＧＢ信号からＹ色差信号に変換する為のマトリクスとして、以下のような公知の演算係数などが用いられる。

［数２］

一方、ＮＢＩモード時においては、上記マトリクスＭａｔ２における１行目のマトリクス要素を０，ｔ，ｕに置換したマトリクスをＭａｔ２′で表し、
［数３］

とすると、第３マトリクス回路４９は、以下のようにそのマトリクスＭａｔ３が、第２マトリクス回路４２のマトリクスＭａｔ２′の逆マトリクスとなるように設定される。

ＮＢＩモード時におけるマトリクスＭａｔ３は、Ｍａｔ２′^−１をマトリクスＭａｔ２′の逆マトリクスで表すと、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ２′^−１ （２ｃ）
に設定される。
なお、第１マトリクス回路４２は、ＮＢＩモード時には、以下の（３）式のように、マトリクス要素ｍ２１，…，ｍ３３からなるマトリクスＭａｔ１に設定される。１行目のマトリクス要素ｍ２１，ｍ２２，ｍ２３と、２行目のマトリクス要素とが同じとなり、変換出力は１行目と２行目で同じとなる。

［数４］

また、本実施形態においては、例えば設定部５０内には、ＮＢＩモード時における内視鏡画像を、術者が視認し易いようにカラー表示することができるように表示色を変換して表示するための設定等を行う表示色変換設定部５０ａが設けてある。
そして、この表示色変換設定部５０ａにおける表示色変換機能がＯＮにされた場合には、上記マトリクスＭａｔ２′の逆マトリクスに表示色変換を行うマトリクスＭａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}を乗算したマトリクスＭａｔ３を用いるように制御回路１５は制御する。

この場合マトリクスＭａｔ３は、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}・Ｍａｔ２′^−１ （４）
に設定される。ここで、マトリクスＭａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ} は、マトリクス要素ｋ１，ｋ２，ｋ３を有するマトリクスをＫとした場合、
［数５］

で表される。
なお、術者は、表示色変換設定部５０ａを操作して、表示色変換を行う場合の色変換用のマトリクス要素ｋ１，ｋ２，ｋ３の値を可変設定することができるようにしても良い。

上述したように本実施形態においては、観察モードに応じて強調回路４８における強調処理される画像信号としての被強調信号に対する処理内容を観察モードに応じて異なるように行う。具体的には、ＷＬＩモード時には、輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに対して、強調回路４８は、所定のフィルタサイズのデジタルフィルタ（ＤＣ成分＝０）を用いた畳み込み演算の結果を強調回路４８への入力信号（輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）に加算する強調処理を行う。
このため、テーブル１５ｂには、強調回路４８により強調処理を行うデジタルフィルタのフィルタ係数を、ＷＬＩモード用とＮＢＩモード用とで格納している。
上述した色分離部としてのカラーフィルタ３０を構成する複数のフィルタ要素の単位の配列構造においては、輝度信号Ｙｈを生成するピクセル密度の方が、色差信号Ｃｒ′、Ｃｂ′を生成するピクセル密度よりも大きくなっているので、そのピクセル密度に対応した配列構造に応じて、以下のようにフィルタ係数が設定される。つまり、ピクセル密度が高い画像信号に対しては、ピクセル密度が低い画像信号の場合よりも、強調量が大きくなる強調特性となるようにフィルタ係数が設定される。後述する他の実施形態等においても、基本的には色分離部のピクセル密度に対応した配列構造に応じてフィルタ係数が設定される。

ＷＬＩモード用の強調処理用のフィルタ係数は、輝度信号用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｙと、色差信号Ｒ−Ｙ用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｒ−Ｙ（つまり、ＷＬＩ−Ｃｒ）、色差信号Ｂ−Ｙ用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｂ−Ｙ（ＷＬＩ−Ｃｂ）とが格納されている。色差信号用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｃｒ、ＷＬＩ−Ｃｂは、輝度信号用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｙのフィルタ係数全てを定数ｋａ（ｋａ＜１）倍した値が格納されている。
また、ＮＢＩモード用の強調処理用のフィルタ係数は、輝度信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｙと、色差信号Ｒ−Ｙ用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｒ−Ｙ（つまり、ＮＢＩ−Ｃｒ）、色差信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｂ−Ｙ（ＮＢＩ−Ｃｂ）とが格納されており、輝度信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｙは、輝度信号用のフィルタ係数ＷＬＩ−Ｙに等しい値が格納され、色差信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｃｒは、全てがゼロのフィルタ係数が格納され、色差信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｃｂは、輝度信号用のフィルタ係数ＮＢＩ−Ｙのフィルタ係数全てを定数ｋｂ（ｋｂ＜１）倍した値が格納されている。

また、この場合、定数ｋａ、ｋｂは、ｋａ＜ｋｂとなるように、つまりＮＢＩモード時においては、色差信号Ｃｂに対する強調量をＷＬＩモードの場合よりも大きく（強く）なるように設定されている。
従って、強調回路４８により、ＷＬＩモード時及びＮＢＩモード時において、上記強調処理用の係数を用いて強調処理した場合の強調特性例の概略は、図４に示すようになる。図４に示すように実線で示す輝度信号Ｙに対しては、全周波数領域において点線で示す色差信号Ｃｒ，Ｃｂよりも強調量が大きくなるように設定される。
なお、ＮＢＩの場合には、輝度信号Ｙと、１つの色差信号Ｃｂに対してほぼ同様の傾向となるように設定される。但し、輝度信号Ｙに対する色差信号Ｃｂの相対的な強調特性に関しては、上記のようにＷＬＩモードの場合よりも大きくなる特性に設定されている。この様子を図４において２点鎖線で示している。

強調回路４８による強調処理を、設定部５０における強調設定部からの操作に応じて制御回路１５を介してＣＣＤ２９及びカラーフィルタ３０等の種類に応じてその強調特性を変更できるようにしても良い。
このような構成の本実施形態における内視鏡装置１は、照明手段によって被検体に照射された光の戻り光を、色分離して受光して撮像する色分離部としてのカラーフィルタ３０を備えた撮像手段としてのＣＣＤ２９と、前記撮像手段に基づく画像信号に対して鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段としての強調回路４８とを有する。
また、この内視鏡装置１は、前記撮像手段の種類及び観察モードにより異なる前記撮像手段に入射される前記戻り光の分光特性に応じて前記強調処理手段の処理内容を変更させる情報を格納する格納手段としてのテーブル１５ｂと、前記格納手段の情報に基づき前記強調処理手段の処理内容を変更する制御を行う制御手段としての制御回路１５と、を有することを特徴とする。

次に図５を参照して本実施形態による主要な動作を以下に説明する。
術者は、図１に示すように内視鏡２を光源装置３及びビデオプロセッサ４に接続し、電源を投入することにより、ビデオプロセッサ４の制御回路１５は、初期設定の処理を開始する。そして、制御回路１５は、ステップＳ１に示すように、光源装置３及びビデオプロセッサ４を例えばＷＬＩモードの観察モードに対応した動作モードの設定状態にする。なお、制御回路１５は、術者が指示した観察モードに設定するようにしても良い。
このＷＬＩモードの設定状態において、光源装置３は、図１の実線で示すように狭帯域用フィルタ２４が照明光路から離脱された状態に設定されており、白色照明光のもとで、内視鏡２により撮像を行う状態となる。また、ビデオプロセッサ４側の各部もＷＬＩモードの状態で信号処理を行う設定状態になる。

ステップＳ２に示すように制御回路１５は、ＩＤ発生部３３からのＩＤにより、撮像手段の種類、つまりＣＣＤ２９の種類が単板ＣＣＤであり、かつＣＣＤ２９のカラーフィルタ３０が単板補色系カラーフィルタであることを識別する。
そして、ステップＳ３に示すように制御回路１５は、観察モードとＣＣＤ３０の種類の情報とを用いて、テーブル１５ｂを参照して、強調回路４８により強調処理する場合に使用するフィルタ係数の設定、つまり強調特性の設定を行う。
このようにしてフィルタ係数が設定された強調回路４８は、その強調特性が図４に示すようになる。図４に示すように輝度信号の方が色差信号よりも強調量が大きくなるように設定される。このように設定することにより、生体組織などのエッジ部がより鮮明となるように鮮鋭度を強調した場合、ピクセル密度に対応した強調特性に設定しているので、偽色、色モアレが発生することを抑制して強調することができる。

また、ステップＳ４に示すように制御回路１５は、テーブル１５ａを参照して、第１マトリクス回路４２、第２マトリクス回路４６、第３マトリクス回路４９によりそれぞれマトリクス演算を行うマトリクス係数の設定を行う。
ステップＳ５に示すようにビデオプロセッサ４は、上記フィルタ係数とマトリクス係数とを用いて画像処理を行い、第３マトリクス回路４９を経て内視鏡画像の画像信号としての３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成し、モニタ５に出力する。モニタ５にはこの画像信号に対応した観察画像としての内視鏡画像が表示される。術者は、この内視鏡画像を観察しながら体腔内の患部等、検査対象組織に対する内視鏡検査を行う。

次のステップＳ６において制御回路１５は、モード切替操作が行われたか否かを監視する。モード切替操作が行われていない場合には、ステップＳ５に戻り、ＷＬＩモードの状態で内視鏡画像を表示する処理が続行される。
術者は、検査対象組織の表面の血管の走行状態等をより詳しく観察しようと思う場合には、術者は、モード切替スイッチ１４を操作する。
モード切替スイッチ１４が操作されるとステップＳ７に示すように制御回路１５は、光源装置３及びビデオプロセッサ４の観察モードをＮＢＩモードの設定状態に変更する。

具体的には、制御回路１５は、光源装置３に対しては、図１における２点鎖線で示すように狭帯域用フィルタ２４を照明光路中に配置するように制御する。図２にその透過特性を示すように狭帯域用フィルタ２４が照明光路中に配置されることにより、狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａ，Ｂａによる狭帯域照明光により、照明が行われる。
また、制御回路１５は、ビデオプロセッサ４における各部の設定を変更する、具体的には、制御回路１５は、ＬＰＦ４１ｂの帯域特性を広帯域化する。
また、ＬＰＦ４１ｂの信号通過の帯域特性を広帯域化して、上記のように毛細血管の走行状態や、狭帯域透過フィルタ特性部Ｇａによる輝度信号に近いＧの照明光のもとで撮像したＧの色信号により得られる表層付近に近い血管走行状態などの分解能（解像度）を向上する。

また、次のステップＳ８において制御回路１５は、ＮＢＩモードへの変更に応じて、テーブル１５ｂを参照して強調回路４８により強調処理する場合に使用するフィルタ係数の設定、つまり強調特性の設定を行う。
このようにしてフィルタ係数が設定された強調回路４８は、その強調特性が図４に示すようになる。ＮＢＩモードにおいても、ＷＬＩモードの場合と同様に輝度信号Ｙの方が色差信号Ｃｂよりも強調量が大きくなるように設定される。このように設定することにより、ＷＬＩモード時の場合と同様に、偽色、色モアレが発生することを抑制して強調することができる。また、ＷＬＩモード時よりも、色差信号の強調量を大きくしているので、血管の輪郭、エッジ部等をより識別し易くなる。

また、ステップＳ９において信号強度比算出回路４５は、信号強度比ｔを算出する。そして、制御回路１５は、算出された信号強度比ｔの値と、テーブル１５ａを参照して、第１マトリクス回路４２、第２マトリクス回路４６、第３マトリクス回路４９によりそれぞれマトリクス演算を行うマトリクス係数の設定を行う。
ステップＳ１０に示すようにビデオプロセッサ４は、上記フィルタ係数とマトリクス係数とを用いて画像処理を行い、第３マトリクス回路４９を経て内視鏡画像の画像信号としての３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成し、モニタ５に出力する。モニタ５にはこの画像信号に対応した観察画像としての内視鏡画像が表示される。

なお、表示色変換設定部５０ａがＯＦＦの場合には、第３マトリクス回路４９は、表示色変換されない３原色信号として色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成し、表示色変換設定部５０がＯＮの場合には、第３マトリクス回路４９は、表示色変換された３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。
術者は、この内視鏡画像を観察しながら体腔内の検査対象組織の表面付近の毛細血管等の走行状態をより詳細に識別し易い状態で内視鏡検査を行う。
次のステップＳ１１において制御回路１５は、モード切替操作が行われたか否かを監視する。モード切替操作が行われていない場合には、ステップＳ１０に戻り、ＮＢＩモードの設定状態で内視鏡画像を表示する処理が続行される。
一方モード切替の操作が行われた場合には、ステップＳ１に戻ることになる。

このように動作する本実施形態によれば、強調回路４８は、偽色、色モアレの発生を抑制して強調処理を行うことができる。従って、本実施形態によれば、術者が診断等を行い易い、品質の良い観察画像としての内視鏡画像を提供できる。
また、本実施形態によれば、ＮＢＩモードにおいても、色差信号の信号帯域を高域化しているので、解像度の良好な内視鏡画像が得られると共に、毛細血管等の走行状態をより明瞭に識別し易い状態で表示することができる。
また、本実施形態においては、ＮＢＩモードにおいて、色信号Ｇ１，Ｂ１の信号強度比ｔ，ｕに応じて第３マトリクス回路４９でのマトリクス演算により画像信号を生成する構成にしているので色信号Ｇ１，Ｂ１の信号強度に応じた輝度信号の色信号への変換が行え、ＮＢＩモードでの内視鏡画像のコントラスト低下を防止できる。

また、本実施形態によれば、信号処理系（画像処理系）における一部の処理特性を切り替えることにより、ＷＬＩモードとＮＢＩモードとの両方に簡単に対応できるので、内視鏡検査の際に非常に便利かつ有用な装置となる。
また、光源装置３においても、通常白色光の照明手段の他に、狭帯域用フィルタ２４を光路中に挿脱する手段を設けることにより、簡単に狭帯域光の光源装置を形成できる。
なお、上述した第１の実施形態においては、強調回路４８による強調特性を図４に示すように設定していたが、強調特性の変形例として図６に示すような強調特性に設定しても良い。

図６に示す強調特性は、ＷＬＩモード時及びＮＢＩモード時とも、輝度信号Ｙに関しては、図４に示した場合と同様の強調特性に設定し、一方、色差信号Ｃｒ，Ｃｂ（ＷＬＩモード時）又はＣｂ（ＮＢＩモード時）に関しては、周波数が高い高周波帯域側において強調量が小さくなる周波数特性となるようにフィルタ係数を設定する。
このような周波数特性にすることにより、高周波帯域側において顕著になる色モアレの発生を低減することができる。
変形例として、ＷＬＩモード時には、輝度信号Ｙのみを被強調信号とし、強調回路４８により輝度信号Ｙのみを強調し、一方ＮＢＩモード時には、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂを被強調信号とし、強調回路４８により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂを強調するようにても良い。
また、他の変形例として狭帯域用フィルタの分光特性を３峰性とし、更に狭帯域透過フィルタ特性部Ｒａ（中心波長６００ｎｍ、半値幅２０〜４０ｎｍ）を有し、ＮＢＩモード時には輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）、Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）を被強調信号とし、強調回路４８により輝度信号Ｙよりも色差信号Ｃｂ，Ｃｒでより弱く、かつ色差信号ＣｂとＣｒとで同じ強調特性となるように輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを強調処理するようにしても良い。

（第１の実施形態の第１変形例）
図７は本発明の第１の実施形態の第１変形例の内視鏡装置１Ｂの全体構成を示す。本変形例は、図１に示す第１の実施形態におけるビデオプロセッサ４内の強調回路４８の前段に第４マトリクス回路５１を設けた構成にしている。
この第４マトリクス回路５１は、拡大回路４７から出力されて、この第４マトリクス回路５１に入力される輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−ＹをマトリクスＭａｔ４により、色モアレを低減する低減効果の高い被強調信号Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂを生成するマトリクス演算を行う。
つまり、強調回路４８への入力信号となる被強調信号を、上記のようにＹ，Ｃｒ，Ｃｂで表すと、第４マトリクス回路５１は、（６）式のように変換すると共に、ＷＬＩモード時、ＮＢＩモード時にはそれぞれ（７）式、（８）式のようなマトリクスＭａｔ４を採用する。

［数６］

なお、本実施形態における第３マトリクス回路４９によるマトリクスＭａｔ３は、ＷＬＩモード時は第１の実施形態と同様に
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ２^−１ （９）
に設定される。一方、ＮＢＩモート時には、第１の実施形態と異なり、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}・Ｍａｔ４１_ＮＢＩ ^−１ （１０）
に設定される。ここで、マトリクスＭａｔ４１_ＮＢＩは、
［数１１］

で表される。

なお、マトリクス要素ｍ１１，ｍ１２，ｍ１３は、所定の値である。マトリクス要素ｍ１１，ｍ１２，ｍ１３は、輝度信号Ｙｈ中のＲ，Ｇ，Ｂの信号強度比に基づいて設定される。或いは前述した信号強度比算出回路４５が算出する各信号強度比ｔ，ｕを用いて、ｍ１２＝ｔ，ｍ１３＝ｕ，ｍ１１＝０と設定される。
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。本変形例によれば、色モアレの低減効果の高い被強調信号を生成して、強調回路４８により強調処理を行うようにしているので、第１の実施形態の場合よりも色モアレをより低減することができる。その他は、第１の実施形態と同様の作用効果を有する。
なお、第４マトリクス回路５１により（６）式のように変換する場合、以下の第２変形例のようにしても良い。

第２変形例においては、ＮＢＩモード時には（８）式の代わりに、以下のＭａｔ４として以下に示すように、
Ｍａｔ４＝Ｍａｔ４２_ＮＢＩ・Ｍａｔ４１_ＮＢＩ ^−１ （１２）
を用いるようにしても良い。ここで、Ｍａｔ４２_ＮＢＩは
［数１３］

で表される。ここで、マトリクス要素ｍ３１，ｍ３２，ｍ３３は所定の値である。マトリクス要素ｍ３１，ｍ３２，ｍ３３は、ｍ１１＊ｍ３１＋ｍ１２＊ｍ３２＋ｍ１３＊ｍ３３＝０を満たす値となる。なお、Ｍａｔ４１_ＮＢＩは、（１１）式で表される。

また、この場合には、第３マトリクス回路４９によるマトリクスＭａｔ３は、ＷＬＩモード時は第１の実施形態と同様に、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ２^−１ （１４）
に設定される。一方、ＮＢＩモート時には、第１の実施形態と異なり、
Ｍａｔ３＝Ｍａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}・Ｍａｔ４２_ＮＢＩ ^−１ （１５）
で設定される。なお、マトリクスＭａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}は、（５）式で表される。マトリクスＭａｔ４２_ＮＢＩ ^−１は、（１３）式で表されるＭａｔ４２_ＮＢＩの逆マトリクスの場合に限定されない。
例えば、マトリクスＭａｔ４２_ＮＢＩの１，３行目の要素からなるマトリクス（２行３列）の擬似逆マトリクス（３行２列）を導出し、その１，２列目の要素をそれぞれの１列目、３列目の要素とする（２列目の要素は全て０）３行３列のマトリクスでも良い。この第２変形例は、第１変形例とほぼ同様の作用効果を有する。

（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１Ｃの全体構成を示す。この内視鏡装置１Ｃは、内視鏡２Ｃと、光源装置３と、ビデオプロセッサ４Ｃ及びモニタ５とから構成される。
内視鏡２Ｃは、例えば図１の内視鏡２における補色単板の撮像素子の代わりに、原色単板の撮像素子が採用されている。つまり、ＣＣＤ２９の撮像面には、図９に示すように原色単板Ｂａｙｅｒ配列のカラーフィルタ３０ｃが採用されている。
このカラーフィルタ３０ｃは、水平方向及び垂直方向の２行２列の４個のフィルタ要素を単位として、水平及び垂直方向に周期的に配列されたフィルタ配列となっている。この場合、水平方向及び垂直方向に、Ｒ，Ｇと、Ｇ，Ｂのカラーフィルタ要素が交互に配列されている。

ＣＣＤ２９は、例えば第１の実施形態と同様にＣＣＤ駆動回路３１により駆動される。この場合のビデオプロセッサ４Ｃは、図１のビデオプロセッサ４において、Ａ／Ｄ変換回路３４の出力信号が、図示しない画素単位で切り替える切替回路を介してＬＰＦ５２に入力される構成にしている。
このＬＰＦ５２を通すことにより、各画素位置において欠けている色信号の画素値が算出され、同時化された３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが生成される。このＬＰＦ５２を通して生成された３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ホワイトバランス回路（ＷＢ回路と略記）５３によりホワトバランス処理がされた後、ガンマ補正を行うγ回路５４に入力される。

このγ回路５４から出力される３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、図１のビデオプロセッサ４の構成と同様に拡大回路４７に入力されて拡大処理された後、３系統の信号に対する鮮鋭度の強調処理を行う強調回路４８に入力される。
この強調回路４８により強調処理された後、第３マトリクス回路４９により観察画像としての内視鏡画像の画像信号としての３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが生成され、モニタ５に出力される。
本実施形態においては、ＷＬＩモード時には、被強調信号が３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとなり、強調回路４８は、被強調信号としての３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して強調処理を行う。この場合の強調量は、Ｇに対する強調量が、他のＲ，Ｂに対する強調量よりも大きくなるようにＷＬＩ用フィルタ係数が、テーブル１５ｂに格納されている。

一方、ＮＢＩモード時には、被強調信号が３原色信号（における２つの色信号）Ｇ，Ｂとなり、強調回路４８は、被強調信号（としての色信号）Ｇ，Ｂに対して強調処理を行う。この場合の強調量は、Ｇに対する強調量が、他のＢに対する強調量よりも大きくなるようにＮＢＩ用フィルタ係数が、テーブル１５ｂに格納されている。
つまり、テーブル１５ｂには、ＷＬＩ用フィルタ係数としてＷＬＩ−ＲＢ用フィルタ係数と、ＷＬＩ−Ｇ用フィルタ係数とが格納されると共に、ＮＢＩ用フィルタ係数としてＮＢＩ−Ｂ用フィルタ係数と、ＮＢＩ−Ｇ用フィルタ係数が格納されている。
そして、ＷＬＩ−ＲＢ用フィルタ係数及びＮＢＩ−Ｂ用フィルタ係数は、ＷＬＩ−Ｇ用フィルタ係数、ＮＢＩ−Ｇ用フィルタ係数全てを定数ｋａ（ｋａ＜１）倍した値に設定されている。

なお、本実施形態においては、ＷＬＩモードとＮＢＩモードとにおいて、共通の定数ｋａに設定していたが、第１の実施形態のようにＷＬＩモードとＮＢＩモードとにおいて、定数ｋａ、ｋｂを設定し、かつｋａ＜ｋｂとなるように設定しても良い。
また、本実施形態においては、第３マトリクス回路４９は、ＷＬＩモード時には、単位マトリクスでマトリクス演算を行う。一方、第３マトリクス回路４９は、ＮＢＩモード時には、上述した（５）式に示すマトリクスＭａｔ_{ＮＢＩ−Ｃ−Ｔｆ}でマトリクス演算を行う。つまり、第３マトリクス回路４９への入出力信号ＲＧＢを、それぞれ、Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ，Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔとした場合には、第３マトリクス回路４９は以下のようなマトリクス演算を行う。
［数１６］

なお、テーブル１５ａには、第３マトリクス回路４９で使用するマトリクス係数が格納されている。
このような構成による本実施形態の動作は、第１の実施形態と被強調信号が異なるが、基本的な動作は第１の実施形態と類似している。

本実施形態の強調回路４８も、ピクセル密度に対応した強調特性に設定しているので、偽色、色モアレの発生を抑制して強調処理を行うことができる。従って、本実施形態によれば、術者が診断等を行い易い、品質の良い観察画像としての内視鏡画像を提供できる。
また、本実施形態によれば、ＮＢＩモードにおいても、帯域制限を行わないので、解像度の良好な内視鏡画像が得られると共に、毛細血管等の走行状態をより明瞭に識別し易い状態で表示することができる。
また、本実施形態によれば、信号処理系における一部の処理特性を切り替えることにより、ＷＬＩモードとＮＢＩモードとの両方に簡単に対応できるので、内視鏡検査の際に非常に便利かつ有用な装置となる。
なお、本実施形態では、原色単板の撮像素子の場合で説明したが、原色２板の撮像素子、つまり２つの撮像素子からなる撮像部を採用しても良い。

図１０は、この場合の内視鏡２Ｃ′の先端部２６における撮像部周辺部の構成を示す。対物レンズ２８の光軸上の結像位置には第１のＣＣＤ２９ａが配置されている。その光軸上の途中には入射光の略５０パーセントを透過及び反射するハーフミラー５６が配置されている。
そして、ハーフミラー５６で反射された光軸上における結像位置には第２のＣＣＤ２９ｂが配置されている。第１のＣＣＤ２９ａ及び第２のＣＣＤ２９ｂの撮像面には、色分離部として、図１１に示すような原色のカラーフィルタ３０ａ、３０ｂが配置されている。
カラーフィルタ３０ａは、フィルタ要素としてＧのみからなる。一方、カラーフィルタ３０ｂは、フィルタ要素としてＲ，Ｂからなる。

両カラーフィルタ３０ａ、３０ｂを用いて、カラー撮像を行うための色信号を生成する単位の配列構造は２行２列の画素に該当し、単位の画素から生成される色信号は４Ｇ＋２（Ｒ＋Ｂ）となる。なお、図９のカラーフィルタ３０ｃの場合には、色信号を生成する単位配列に該当する２行２列の画素から生成される色信号は２Ｇ＋Ｒ＋Ｂとなる。第１のＣＣＤ２９ａ及び第２のＣＣＤ２９ｂは共通のＣＣＤ駆動回路３１により駆動される。また、第１のＣＣＤ２９ａ及び第２のＣＣＤ２９ｂの出力信号は、それぞれＣＤＳ回路３２ａ、３２ｂによりベースバンドの信号成分に変換される。
ＣＤＳ回路３２ａ、３２ｂの出力信号は、図示しないアンプによりハーフミラー５６の特性を補正するゲイン調整された後、加算器５７により加算されて、図８に示すＡ／Ｄ変換回路３４に入力される。

Ａ／Ｄ変換回路３４に入力される信号は、図８の場合の２倍の解像度の信号となる。Ａ／Ｄ変換回路３４以後の処理は図８と同様である。
本変形例によれば、さらに解像度の高い内視鏡画像を生成できる。その他は、第２の実施形態と同様の作用効果を有する。
また、上記第２の実施形態及びその変形例に対する変形例として、色信号Ｇを色信号Ｒ及びＢ（ＷＬＩモード時）、又はＢ（ＮＢＩモード時）より強調量を大きくする代わりに、高域側でのみ色信号Ｇに対する強調量が、色信号Ｒ及びＢ（ＷＬＩモード時）、又はＢ（ＮＢＩモード時）より大きくするようなフィルタ係数に設定しても良い。

また、図８に示した実施形態においては、強調回路４８は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ（ＷＬＩモード時）又はＧ，Ｂ（ＮＢＩモード時）に対して強調処理を行う構成としていたが、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂに変換して、変換された輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂに対して強調回路４８が強調処理を行う構成にしても良い。

（第３の実施形態）
図１２は本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１Ｄの全体構成を示す。この内視鏡装置１Ｄは、内視鏡２Ｄと、光源装置３と、ビデオプロセッサ４Ｄと、モニタ５とから構成される。内視鏡２Ｄは、図１の内視鏡２における挿入部７の先端部２６に配置された１つの撮像素子（からなる撮像部）の代わりに原色３板の撮像素子による撮像部が搭載されている。
対物レンズ２９の光軸上には、Ｒ、Ｇ、Ｂに色分離する色分離部としての色分離プリズム６１ａ、６１ｂ、６１ｃと、それぞれ結像位置に配置された３つのＣＣＤ２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂとが設けてある。従って、この場合には３つのＣＣＤ２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂは、それぞれ画素単位毎にＲ，Ｇ，Ｂの色信号を出力する。本実施形態においては、このように１画素がカラー撮像する場合の単位の配列に相当する。

従って、本実施形態の場合には、図１３に示すようにそれぞれ画素単位毎にＲ，Ｇ，Ｂに色分離した信号を出力する。なお、図１２に示す構造の原色３板の撮像素子からなる撮像部の構成例に限らず、３つのＣＣＤの撮像面に図１３に示すような色分離する原色カラーフィルタをそれぞれ取り付けた３板撮像素子を用いても良い。
上記ＣＣＤ２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂは、共通のＣＣＤ駆動回路３１により駆動される。
また、ＣＣＤ２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂの出力信号は、３系統からなるＣＤＳ回路３２′に入力され、このＣＤＳ回路３２′からベースバンドの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを３系統からなるＡ／Ｄ変換回路３４′に出力すると共に、明るさ検波回路３５に出力する。

Ａ／Ｄ変換回路３４′によりＡ／Ｄ変換されたデジタルの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＲＧＢ−Ｙ／Ｃ分離回路６２に入力され、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂに変換される。
ＲＧＢ−Ｙ／Ｃ分離回路６２からの出力信号としての輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂ以降に対する処理構成は、図１に示す構成例と同様である。但し、以下のように強調回路４８による強調特性は図１の場合とは異なる。
本実施形態においても、テーブル１５ｂには強調回路４８により強調処理するフィルタ係数が格納されている。
本実施形態においては、テーブル１５ｂに格納される強調処理するフィルタ係数として、ＷＬＩ−Ｙ／Ｃｒ／Ｃｂ用フィルタ係数及びＮＢＩ―Ｙ／Ｃｂ用フィルタ係数とが格納されており、ＷＬＩ―Ｙ／Ｃｒ／Ｃｂ用フィルタ係数及びＮＢＩ―Ｙ／Ｃｂ用フィルタ係数は全てが同じ値が格納されている（なお、ＮＢＩ―Ｃｒ用フィルタ係数はゼロ）。本実施形態においてもピクセル密度、つまり色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成するピクセル密度が同じであるので、同じ値に対応した強調特性となるように設定されている。、
制御回路１５は、観察モード毎にテーブル１５ｂを参照して強調回路４８により強調処理するフィルタ係数を設定する。
また、テーブル１５ａには、第１の実施形態と同様に、第１マトリクス回路４２，第２マトリクス回路４６、第３マトリクス回路４９のマトリクス係数が格納されている。そして、第１の実施形態と同様のマトリクス演算を行う。
本実施形態による動作は、第１の実施形態が補色系カラーフィルタを備えた単板の撮像素子からなる撮像部の場合であったのを、原色３板の撮像素子からなる撮像部に読み替えた場合の動作に類似している。

但し、本実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、原色３板の撮像素子に対応して輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂに対して同じ強調特性で強調処理を行う。
このように原色３板の撮像素子に対応した強調処理を行うようにしているので、強調処理による血管像等の再現性を改善できる。また、原色３板の撮像素子を用いているので、第１の実施形態の場合よりも解像度の高い内視鏡画像が得られる。
なお、本実施形態の変形例として、図１２のＡ／Ｄ変換回路３４′の出力信号を図８のＷＢ回路５３に出力する構成にしても良い。

その場合には、テーブル１５ｂに格納される強調処理するフィルタ係数として、ＷＬＩ−ＲＧＢ用フィルタ係数及びＮＢＩ―ＧＢ用フィルタ係数とが格納されており、ＷＬＩ―ＲＧＢ用フィルタ係数及びＮＢＩ―ＧＢ用フィルタ係数は全てが同じ値が格納されている（なお、ＮＢＩ―Ｒ用フィルタ係数はゼロ）。
そして、制御回路１５は、観察モード毎にテーブル１５ｂを参照して強調回路４８により強調処理するフィルタ係数を設定する。なお、テーブル１５ａには、第２の実施形態と同様に、第１マトリクス回路４２，第２マトリクス回路４６、第３マトリクス回路４９のマトリクス係数が格納されている。そして、第２の実施形態と同様のマトリクス演算を行う。

本変形例の構成の場合には、被強調信号は異なるが第３の実施形態と同様の作用効果となる。つまり、本変形例も原色３板の撮像素子に対応した強調処理を行うようにしているので、上述した第３の実施形態と同様に、強調処理による血管像等の再現性を改善できる。また、原色３板の撮像素子を用いているので、解像度の高い内視鏡画像が得られる。

（第４の実施形態）
上述した実施形態においては、ＷＬＩモードとＮＢＩモードの場合について説明した。本発明は、上述した実施形態のように、ＷＬＩモードとＮＢＩモードの場合に限定されるものでなく、ＷＬＩモード及びＮＢＩモードとの少なくとも一方の観察モードと、蛍光観察を行う蛍光モードとの場合にも適用できる。蛍光観察を行う蛍光モードとしては、緑から赤または緑から近赤外での蛍光観察を行う。
この蛍光モードの場合には、図１４に示すように撮像部（撮像素子）が補色単板、原色単板、２板、原色３板に応じて被強調信号を、強調量の欄のように強調する。このようにした場合にも、偽色、色モアレの発生を低減しつつ、生体粘膜の再現性を改善し、診断し易い内視鏡画像を取得できる。

なお、撮像部が例えば、原色単板・２板の場合には、色信号Ｇ，Ｒに対して、色信号Ｇの強調量が色信号Ｒの強調量よりも大きくなるように強調処理する。
この場合、備考欄に示すように、色信号Ｇ，Ｒを輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒに変換後、強調回路４８により輝度信号Ｙの強調量が色差信号Ｃｒの強調量よりも大きくなるように強調処理しても良い。
また、撮像部が原色３板の場合には、原色単板・２板の場合における、色信号Ｇ，Ｒに対して、色信号Ｇの強調量と色信号Ｒの強調量とを等しくなるように強調処理する。また、この場合、備考欄に示すように、色信号Ｇ，Ｒを輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒに変換後、強調回路４８により輝度信号Ｙの強調量と色差信号Ｃｒの強調量とを等しくなるように強調処理しても良い。

なお、周波数の全域に渡って図１４に示すような強調量に設定する代わりに、高域のみで強調量を弱くしたフィルタ係数を設定しても良い。このようにした場合にも、色モアレによる偽色の発生を低減しつつ、生体粘膜の再現性を改善し、診断し易い内視鏡画像を取得できる。
また、その他の観察モードにおける第１の観察モードとして、青色光の反射光と、赤色光の蛍光とを撮像して観察画像としての内視鏡画像を生成する場合には、図１５に示すように補色単板、原色単板、２板、３板に応じて被強調信号を、強調量の欄のように強調しても良い。

また、その他の観察モードにおける第２の観察モードとして、青色光を撮像して観察画像としての内視鏡画像を生成する場合には、図１６に示すように補色単板、原色単板、２板、３板に応じて１つの被強調信号Ｙ又はＢのみに対して、強調を行うようにしても良い。なお、図１６の場合には、複数の被強調信号に対する強調量の関係を示す強調量の欄は不要になるので、−で示している。
また、その他の観察モードにおける第３の観察モードとして、赤色光を撮像して観察画像としての内視鏡画像を生成する場合には、図１７に示すように補色単板、原色単板、２板、３板に応じて被強調信号を、強調量の欄のように強調しても良い。

また、上述した実施形態全体に対して、入射光、被強調信号／強調量を弱める信号等の特徴を纏めると、図１８のようになる。
図１８において、例えば撮像部への入射光又は照明手段による照明光が白色の場合には、撮像部は、補色単板又は原色単板の場合には、被強調信号は輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｒ，Ｃｂとなり、この場合には（輝度信号Ｙの強調量に対して）色差信号Ｃｒ，Ｃｂの強調量を弱めるように設定する。
原色２板の場合は、←で示す左の補色単板又は原色単板の場合と同じであることを表す。また、原色３板の場合は、被強調信号は色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとなり、この場合には強調量を弱くする信号が無いように設定する（換言すると、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号の強調量が同じとなるように設定する）。他の場合も同様の表記方法で示している。

なお、例えば青の入射光として表記している場合は、近紫外の入射光としても良い。同様に、赤の入射光として表記している場合は、近赤外の入射光としても良い。
なお、上述した実施形態等を部分的に組み合わせて構成される実施形態等も本発明に属する。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１０年６月２８日に日本国に出願された特願２０１０−１４６５３７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものである。

Claims (7)

1. 照明手段によって被検体に照射された光の戻り光を、色分離して受光して撮像する色分離部を備えた撮像手段と、
   前記撮像手段に基づく画像信号に対して鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段と、
   前記撮像手段の種類及び観察モードにより異なる前記撮像手段に入射される前記戻り光の分光特性に応じて前記強調処理手段の処理内容を変更させる情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段の情報に基づき前記強調処理手段の処理内容を変更する制御を行う制御手段と、を備え、
   前記格納手段は、前記観察モードが白色光の照明下で撮像を行う第１の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と２つの色差信号に設定し、前記観察モードが狭帯域の照明光の照明下で撮像を行う第２の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と１つの色差信号に設定する情報を格納し、
   前記第１の観察モード及び前記第２の観察モードの場合、前記強調処理手段は前記画像信号における前記輝度信号を前記色差信号よりも全周波数領域において大きい強調特性で強調処理することを特徴とする内視鏡装置。
2. 照明手段によって被検体に照射された光の戻り光を、色分離して受光して撮像する色分離部を備えた撮像手段と、
   前記撮像手段に基づく画像信号に対して鮮鋭度の強調処理を行う強調処理手段と、
   前記撮像手段の種類及び観察モードにより異なる前記撮像手段に入射される前記戻り光の分光特性に応じて前記強調処理手段の処理内容を変更させる情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段の情報に基づき前記強調処理手段の処理内容を変更する制御を行う制御手段と、を備え、
   前記格納手段は、前記観察モードが白色光の照明下で撮像を行う第１の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と２つの色差信号に設定し、前記観察モードが狭帯域の照明光の照明下で撮像を行う第２の観察モードの場合には前記強調処理手段により強調処理する画像信号を輝度信号と１つの色差信号に設定する情報を格納し、
   前記第１の観察モード及び前記第２の観察モードの場合、前記強調処理手段は前記画像信号における前記色差信号を前記輝度信号よりも周波数が高い高域側の周波数領域において小さい強調特性で強調処理することを特徴とする内視鏡装置。
3. 前記格納手段は、前記色分離部を構成する透過特性がそれぞれ異なる複数のフィルタ要素の単位画素に相当する配列構造に応じて、前記強調処理手段により前記画像信号における前記輝度信号及び前記１つの色差信号、又は前記２つの色差信号に対して異なる強調特性で強調処理する情報を格納することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
4. 前記強調処理手段は、前記強調処理手段により前記画像信号における特定の色差信号を前記輝度信号よりも周波数の高い高域側の周波数領域において小さい強調特性で強調処理することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 前記撮像手段は、単板の撮像素子、２板の撮像素子、３板の撮像素子のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
6. 前記第２の観察モードの場合には、前記撮像素子に基づく画像信号からＧ，Ｂの色信号を生成するマトリクス演算を行うマトリクス回路を有し、前記Ｇ，Ｂの色信号の信号強度比を算出する信号強度比算出回路を有することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
7. 前記撮像手段は、単板の撮像素子、かつ前記色分離部が補色系カラーフィルタにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。

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