JP5041936B2

JP5041936B2 - 生体観測装置

Info

Publication number: JP5041936B2
Application number: JP2007237049A
Authority: JP
Inventors: 和弘後野
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP2009066147A

Description

本発明は、生体観測装置に関し、特に、偏光を用いて被写体の像を取得する生体観測装置に関するものである。

近年、生体内の細胞に対する組織学的な観察が、癌の早期発見及び早期診断において重要であるとして注目されている。そして、そのような観察を実現するための方法の１つとして、例えば、特許文献１に記載されているような、所定の偏光状態を有する照明光を用いて画像を生成するための方法が提案されている。

具体的には、特許文献１には、所定の偏光状態を有する照明光を被写体に対して出射するとともに、該照明光が該被写体において反射した反射光のうち、該所定の偏光状態に略直交する反射光を用いて偏光画像を生成するための技術（直交偏光スペクトルイメージング）が記載されている。
特表２００３−５１０１１２号公報

前述した偏光画像は、例えば、互いに偏光状態の異なる反射光を用いて生成された複数の画像に対し、差分処理等の処理を施すことにより生成される。複数の画像間において差分を取る処理は、一般的に画質の劣化を招くものであるとされているため、結果的に、組織学的な観察における観察画像としては実用に堪えない偏光画像が生成されてしまう一因となっている。

そして、特許文献１においては、前述したような、偏光画像を生成する際に生じる画質の劣化を抑制するための技術に関する示唆がなされていないため、組織学的な観察における観察画像としては実用に堪えない画像として、例えば病変を視認し難いような画像が生成されてしまう場合がある、という課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、偏光を用いて生成された画像において、病変が存在する部位の視認性を従来に比べて向上させることが可能な生体観測装置を提供することを目的としている。

本発明における生体観測装置は、生体における被写体を照明するための照明光を出射する照明部と、前記照明光の偏光状態を所定の偏光状態に揃える偏光部と、前記偏光部を通過した後の前記照明光により照明された前記被写体を、第１の偏光状態を有する第１の被写体像、及び、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態を有する第２の被写体像として各々撮像した後、撮像信号として出力する撮像部と、前記撮像部から出力される撮像信号のうち、前記第１の被写体像の成分を、表示部における第１の色チャンネルに対応した第１の色成分として変換するとともに、前記第２の被写体像の成分を、該表示部における第２の色チャンネルに対応した、少なくとも前記第１の色成分とは異なる第２の色成分として変換する色変換部と、を有し、前記照明部は、前記照明光に加え、前記照明光と異なる波長帯域である青色の狭帯域光を生成し、前記偏光部は、前記青色の狭帯域光の偏光状態を前記所定の偏光状態に揃え、前記撮像部は、前記偏光部を通過した後の前記青色の狭帯域光により照明された前記被写体を、前記第１の偏光状態を有する第３の被写体像、及び、前記第２の偏光状態を有する第４の被写体像として各々撮像した後、撮像信号として出力し、前記色変換部は、前記撮像部から出力される撮像信号のうち、前記第３の被写体像の成分及び前記第４の被写体像の成分を合成することにより、前記表示部における第３の色チャンネルに対応した、少なくとも前記第１の色成分及び前記第２の色成分とは異なる第３の色成分を生成する。

本発明における生体観測装置によると、偏光を用いて生成された画像において、病変が存在する部位の視認性を従来に比べて向上させることが可能である。

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の実施形態）
図１から図９は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の光源装置に設けられた回転フィルタの構成の一例を示す図である。図３は、図２の回転フィルタに設けられたフィルタ群の分光特性の一例を示す図である。図４は、図１の光源装置に設けられた狭帯域フィルタの分光特性の一例を示す図である。図５は、図１のビデオプロセッサに設けられた色変換回路の構成の一例を示す図である。図６は、図１のビデオプロセッサに設けられた色変換回路の構成の、図５とは異なる例を示す図である。図７は、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能とするために、該ＣＣＤの撮像面の前方に配置される偏光フィルタの構成の一例を示す図である。図８は、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能とするための撮像部の構成の一例を示す図である。図９は、照明光がＬＥＤにより出射される内視鏡の挿入部における先端面、または、照明光がＬＥＤにより出射されるカプセル内視鏡の前面を模式的に示す図である。

生体観測装置としての内視鏡装置１は、図１に示すように、体腔内に挿入され、該体腔内において、生体組織等の被写体の像を撮像して撮像信号として出力する内視鏡２と、内視鏡２に対し、該被写体を照明するための照明光を出射する光源装置３と、内視鏡２に内蔵された撮像部を駆動すると共に、内視鏡２から出力された撮像信号に対して信号処理を行い、映像信号として出力するビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４から出力される映像信号に基づき、該被写体の像を画像表示する、表示部としてのモニタ５とを有して構成されている。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７と、挿入部７の後端に設けられた操作部８とを有して構成されている。そして、挿入部７は、先端側に先端部２２を有して構成されている。また、挿入部７の内部には、光源装置３から出射された照明光を伝送するためのライトガイド９が挿通されている。光伝送部としてのライトガイド９は、先端部２２に配置された偏光フィルタ６１の光入射側に光出射面を有する一端が配置されると共に、光入射面を有する他端が光源装置３に対して着脱自在に接続可能な構成を有している。

また、内視鏡２は、術者等の操作により、例えば、通常観察モード及び狭帯域光観察モード等の観察モード切替の指示が行われる、モード切替スイッチ２０を有している。そして、モード切替スイッチ２０においてなされた観察モード切替の指示は、モード切替指示信号としてビデオプロセッサ４に対して出力される。なお、モード切替スイッチ２０は、内視鏡２に設けられているものに限らず、例えば、ビデオプロセッサ４の図示しないフロントパネルに設けられていても良いし、ビデオプロセッサ４に接続可能な図示しないキーボードにおける所定のキーとして構成されていても良い。

さらに、内視鏡２は、例えば、ビデオプロセッサ４が行う各種信号処理におけるパラメータ等を設定するために使用される情報である、機種情報等の固有の識別情報（スコープＩＤと略記）を出力するスコープＩＤ発生回路２８を有している。

内視鏡２の先端部２２は、ライトガイド９から出射される照明光の偏光状態を所定の偏光状態に揃える偏光フィルタ６１と、偏光フィルタ６１を通過した照明光を被写体に対して出射する照明レンズ２３と、該被写体の像を結像する対物レンズ２４と、対物レンズ２４の光出射側に配置された偏光ビームスプリッタ６２と、偏光ビームスプリッタ６２を透過した光に応じた被写体の像を撮像するＣＣＤ（電荷結合素子）２５ａと、偏光ビームスプリッタ６２により反射された光に応じた被写体の像を撮像するＣＣＤ（電荷結合素子）２５ｂと、を有して構成される。

偏光部としての偏光フィルタ６１は、例えば、ガラス、フィルム、液晶または金属膜等により形成される偏光子である。
偏光分離部としての偏光ビームスプリッタ６２は、自身に入射される光を、各々異なる偏光状態を有する２つの光に分離可能な構成を有している。具体的には、偏光ビームスプリッタ６２は、照明レンズ２３から出射された照明光が被写体において反射した反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存された光をＣＣＤ２５ａ側に透過させるとともに、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態の光をＣＣＤ２５ｂ側に反射する。

これにより、ＣＣＤ２５ａは、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存された光に応じた被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として出力する。また、ＣＣＤ２５ｂは、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する光に応じた被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として出力する。そして、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂから出力された各撮像信号は、信号線を介し、ビデオプロセッサ４に入力される。なお、前記信号線は、図示しないコネクタを介し、ビデオプロセッサ４に対して着脱自在に接続可能な構成を有しているものとする。

照明部としての光源装置３は、ランプ駆動回路１０と、ランプ１１と、ランプ１１から発せられる光の熱線を遮断する熱線カットフィルタ１２と、熱線カットフィルタ１２を通過した光の光量を制御する絞り装置１３と、ランプ１１の光路上に配置された回転フィルタ１４と、回転フィルタ１４を回転駆動させる回転フィルタモータ１６と、ビデオプロセッサ４の制御に応じ、回転フィルタモータ１６の回転を制御するモータ制御回路１７と、ランプ１１の光路上に配置可能な狭帯域フィルタ１８と、ビデオプロセッサ４の制御に応じ、ランプ１１の光路に対して狭帯域フィルタ１８の挿抜を行うフィルタ制御回路１９と、自身に入射される光を集光し、ライトガイド９の光入射面に対して出射する集光レンズ１５と、を有して構成されている。

ランプ駆動回路１０は、後述する調光回路３３から出力される明るさ制御信号に基づき、ランプ１１に対して駆動電流を供給する。

光源部としてのランプ１１は、例えばキセノンランプ等により構成され、ランプ駆動回路１０から供給される駆動電流に基づき、少なくとも可視領域の帯域を含む白色光を出射する。

回転フィルタ１４は、図２に示すように、中心を回転軸とした円板状のフィルタであり、外側の周方向部分に設けられたフィルタ群１４Ａを有して構成されている。

フィルタ群１４Ａは、各々が図３に示す分光特性となるように設定された、主に赤色の帯域の光（以降、Ｒ１光と略記する）を透過するＲ１フィルタ１４ｒ１と、主に緑色の帯域の光（以降、Ｇ１光と略記する）を透過するＧ１フィルタ１４ｇ１と、主に青色の帯域の光（以降、Ｂ１光と略記する）を透過するＢ１フィルタ１４ｂ１とを有して構成されている。

狭帯域フィルタ１８は、回転フィルタ１４を通過した光の帯域のうち、例えば図４に示すような帯域の光のみを通過させるように構成されている。具体的には、例えば、狭帯域フィルタ１８は、Ｂ１フィルタ１４ｂ１を通過した光を、血液（中に存在するヘモグロビン）の吸収波長である、例えば４１５ｎｍを中心波長とした狭帯域光（以降、Ｂ２光と略記する）に変換可能な構成を有している。また、例えば、狭帯域フィルタ１８は、Ｒ１フィルタ１４ｒ１を通過した光を、血液（中に存在するヘモグロビン）により特異的に吸収される波長を除いた波長である、例えば６００ｎｍを中心波長とした狭帯域光（以降、Ｒ２光と略記する）に変換可能な構成を有している。

一方、ビデオプロセッサ４に設けられたモード切替回路２１は、内視鏡２の操作部８に設けられたモード切替スイッチ２０から出力されるモード切替指示信号に基づき、光源装置３のフィルタ制御回路１９と、オートゲインコントロール回路（以降、ＡＧＣ回路と略記する）３５と、ノイズ抑制回路３６と、色変換回路３８と、セレクタ４４と、調光制御パラメータ切替回路５０とに対し、観察モードが一の観察モードから他の観察モードに切り替わった旨を通知するための、観察モード切替信号を出力する。なお、ＡＧＣ回路３５、ノイズ抑制回路３６、色変換回路３８、セレクタ４４及び調光制御パラメータ切替回路５０の構成については、後述するものとする。

モード切替回路２１からのモード切替指示信号に基づく制御がフィルタ制御回路１９により行われ、狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上から抜去された場合、通常観察モードにおいて用いられる照明光として、Ｒ１光、Ｇ１光及びＢ１光が、集光レンズ１５を介してライトガイド９の光入射面に順次入射される。一方、モード切替回路２１からのモード切替指示信号に基づく制御がフィルタ制御回路１９により行われ、狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上に介挿された場合、狭帯域光観察モードにおいて用いられる照明光として、Ｂ２光及びＲ２光が、集光レンズ１５を介してライトガイド９の光入射面に順次入射される。

そして、各観察モードにおいて用いられる照明光は、ライトガイド９の光入射面に入射された後、光出射面側に設けられた偏光フィルタ６１及び照明レンズ２３を介し、生体組織等の被写体に対して出射される。

照明レンズ２３からの照明光により照明された被写体は、対物レンズ２４により結像され、偏光ビームスプリッタ６２を経た後、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂにより撮像される。そして、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂにより撮像された被写体の像は、撮像信号としてビデオプロセッサ４へ出力される。

なお、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂは、ビデオプロセッサ４に設けられた、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂに対してＣＣＤ駆動信号を出力するＣＣＤドライバ２９と、増幅回路３０とに各々接続されている。また、図１の内視鏡装置１において、撮像部７１は、対物光学系２４と、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂと、偏光ビームスプリッタ６２とを有して構成される。

このような構成により、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂは、ＣＣＤドライバ２９から出力されるＣＣＤ駆動信号に基づいて駆動し、駆動状態において撮像信号を生成すると共に、生成した撮像信号を増幅回路３０に対して出力する。

ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂからビデオプロセッサ４に対して出力された各撮像信号は、増幅回路３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が施され、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス回路３４によりホワイトバランス処理が施された後、ＡＧＣ回路３５へ出力される。

ＡＧＣ回路３５は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号と、調光回路３３から出力される明るさ制御信号とに基づき、該明るさ制御信号が入力された場合において、ホワイトバランス回路３４から出力される撮像信号の利得調整を行い、利得調整後の撮像信号をノイズ抑制回路３６に対して出力する。

ノイズ抑制回路３６は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号と、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号とに基づき、入力される撮像信号に対し、該撮像信号に適合するようにパラメータを切り替えながら、ノイズ抑制の処理を行う。そして、ノイズ抑制回路３６は、前述したノイズ抑制の処理を行った後の撮像信号を、同時化回路３７に対して出力する。なお、ノイズ抑制回路３６は、スコープＩＤ発生回路２８から出力されるスコープＩＤに基づいてパラメータを変更または切り替えながら、前述したノイズ抑制の処理を行うような構成を有していても良い。

同時化回路３７は、フレームメモリ等により構成されており、入力される撮像信号を１フレーム分ずつ蓄積するとともに、蓄積した撮像信号を同時化しながら色変換回路３８へ出力する。

色変換部としての色変換回路３８は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じて動作するとともに、同時化回路３７により同時化された撮像信号に対して色変換に関する処理を施すための構成として、例えば図５に示すように、マトリックス回路３８ａを有して構成されている。

マトリックス回路３８ａは、ビデオプロセッサ４の観察モードが狭帯域光観察モードである場合に、同時化回路３７により同時化された撮像信号に対して後程詳述するマトリックス変換処理を施し、該マトリックス変換処理後の撮像信号をＲＧＢ信号として面順次回路３９へ出力する。なお、マトリックス回路３８ａは、ビデオプロセッサ４の観察モードが通常観察モードである場合には、入力される撮像信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の撮像信号をＲＧＢ信号として面順次回路３９へ出力するものとする。

面順次回路３９は、色変換回路３８から出力されるＲＧＢ信号を一時的に格納するとともに、該格納したＲＧＢ信号を、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の信号として順次読み出すことにより、面順次の画像データとして変換しつつ出力する。

面順次回路３９から出力された各画像データは、γ補正回路４１によりγ補正が施され、拡大回路４２により拡大補間処理が施され、強調回路４３により構造強調または輪郭強調の処理が施された後、セレクタ４４に入力される。また、面順次回路３９から出力された各画像データは、γ補正回路４１に加え、調光回路３３に対しても入力される。

セレクタ４４は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に基づき、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の各画像データを適宜振り分けつつ同時化回路４５に対して出力する。

同時化回路４５は、モニタ５のＲチャンネルに対応したメモリ４５ａと、モニタ５のＧチャンネルに対応したメモリ４５ｂと、モニタ５のＢチャンネルに対応したメモリ４５ｃと、を有して構成されている。そして、同時化回路４５は、セレクタ４４により振り分けられつつ出力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の各画像データを１フレーム分ずつ蓄積するとともに、該蓄積した各画像データを同時化しながら画像処理回路４６に対して出力する。

同時化回路４５において同時化されつつ出力された画像データは、画像処理回路４６により動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、モニタ５のＲチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ａ、モニタ５のＧチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ｂ、及び、モニタ５のＢチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ｃに入力される。

Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃは、格納された画像データをアナログの映像信号に夫々変換した後、該映像信号をモニタ５に対して出力する。

タイミングジェネレータ４９は、回転フィルタモータ１６の回転速度をモータ制御回路１７から読み込むとともに、該回転速度に応じた動作タイミングを示すためのタイミング信号を、ＣＣＤドライバ２９、増幅回路３０、プロセス回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３２、ホワイトバランス回路３４、及びノイズ抑制回路３６等の各部に対して出力する。

調光制御パラメータ切替回路５０は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に基づいて内視鏡装置１の観察モードを検知し、該検知結果に基づいた調光制御パラメータを調光回路３３に対して出力する。

調光回路３３は、面順次回路３９から出力された各画像データと、調光制御パラメータ切替回路５０から出力された調光制御パラメータとに基づき、内視鏡２により撮像される被写体の像がモニタ５に画像として表示される際の、該画像の明るさを増幅及び調整するための制御等を、絞り装置１３と、ランプ駆動回路１０と、ＡＧＣ回路３５とに対して行う。

次に、本実施形態の内視鏡装置１の作用について説明を行う。

まず、術者等は、図１に示すような状態として、内視鏡２を光源装置３及びビデオプロセッサ４に接続すると共に、前記各部及びモニタ５の電源を投入することにより、内視鏡装置１を初期状態とする。なお、前述した初期状態において、内視鏡装置１は、通常観察モードとして設定されているものであるとする。

モード切替回路２１は、通常観察モードである旨を通知するための観察モード切替信号をフィルタ制御回路１９に対して出力することにより、狭帯域フィルタ１８をランプ１１の光路上から抜去させる。また、モード切替回路２１は、通常観察モードである旨を示すための観察モード切替信号を色変換回路３８及びセレクタ４４等の各部に対して出力することにより、該各部に通常観察モードに応じた動作を行わせる。

一方、狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上から抜去された場合、光源装置３は、通常観察モードにおける照明光として、Ｒ１光、Ｇ１光及びＢ１光をライトガイド９に対して順次出射する。

そして、光源装置３から出射されたＲ１光、Ｇ１光及びＢ１光は、ライトガイド９により伝送され、偏光フィルタ６１及び照明レンズ２３を介した後、生体組織等の被写体を照明する。

Ｒ１光、Ｇ１光及びＢ１光が被写体において反射した反射光は、対物レンズ２４により結像された後、偏光ビームスプリッタ６２に入射する。

偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存されたＲ１光（以降、Ｒ１ｋ光と記す）、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存されたＧ１光（以降、Ｇ１ｋ光と記す）、及び、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存されたＢ１光（以降、Ｂ１ｋ光と記す）は、ＣＣＤ２５ａ側に透過する。また、偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態のＲ１光（以降、Ｒ１ｃ光と記す）、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態のＧ１光（以降、Ｇ１ｃ光と記す）、及び、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態のＢ１光（以降、Ｂ１ｃ光と記す）は、ＣＣＤ２５ｂ側に反射される。

ＣＣＤ２５ａは、Ｒ１ｋ光、Ｇ１ｋ光及びＢ１ｋ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４へ出力する。また、ＣＣＤ２５ｂは、Ｒ１ｃ光、Ｇ１ｃ光及びＢ１ｃ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４へ出力する。

ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂから信号線を介して出力された撮像信号は、プリアンプ３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が施され、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス回路３４によりホワイトバランス処理が施された後、ＡＧＣ回路３５により利得調整が施され、ノイズ抑制回路３６によりノイズ抑制の処理が施され、同時化回路３７により同時化された後、色変換回路３８に入力される。

色変換回路３８は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、通常観察モードにおいては、マトリックス回路３８ａに入力される撮像信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の撮像信号をＲＧＢ信号として面順次回路３９へ出力する。

具体的には、色変換回路３８は、通常観察モードにおいて、マトリックス回路３８ａに入力される撮像信号が有する各成分のうち、Ｒ１ｋ光の被写体の像に応じた成分と、Ｒ１ｃ光の被写体の像に応じた成分とを合成することにより、モニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分を生成する。

また、色変換回路３８は、通常観察モードにおいて、マトリックス回路３８ａに入力される撮像信号が有する各成分のうち、Ｇ１ｋ光の被写体の像に応じた成分と、Ｇ１ｃ光の被写体の像に応じた成分とを合成することにより、モニタ５のＧチャンネルに対応したＧ成分を生成する。

さらに、色変換回路３８は、通常観察モードにおいて、マトリックス回路３８ａに入力される撮像信号が有する各成分のうち、Ｂ１ｋ光の被写体の像に応じた成分と、Ｂ１ｃ光の被写体の像に応じた成分とを合成することにより、モニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分を生成する。

そして、色変換回路３８は、前述した各処理により生成したＲ、Ｇ及びＢ成分を、ＲＧＢ信号として面順次回路３９へ出力する。

色変換回路３８から出力されたＲＧＢ信号は、面順次回路３９により面順次の画像データに変換され、γ補正回路４１によりγ補正が施され、拡大回路４２により拡大補間処理が施され、強調回路４３により構造強調または輪郭強調の処理が施された後、セレクタ４４に入力される。

セレクタ４４は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、通常観察モードにおいては、強調回路４３から出力される各画像データを参照しつつ、Ｒ成分をメモリ４５ａに出力させ、Ｇ成分をメモリ４５ｂに出力させ、Ｂ成分をメモリ４５ｃに出力させるための制御を行う。

同時化回路４５は、セレクタ４４により振り分けられつつ出力されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の各画像データを１フレーム分ずつ蓄積するとともに、該蓄積した各画像データを同時化しながら画像処理回路４６に対して出力する。

そして、同時化回路４５において同時化されつつ出力された各画像データは、画像処理回路４６により動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、モニタ５のＲチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ａ、モニタ５のＧチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ｂ、及び、モニタ５のＢチャンネルに対応したＤ／Ａ変換回路４７ｃに入力される。

通常観察モードにおいて以上に述べた動作が行われることにより、モニタ５には、通常観察における被写体の像として、肉眼による観察と略同等の色調を有する被写体の像が画像表示される。換言すると、通常観察モードにおいて、モニタ５には、Ｒ１ｋ光、Ｒ１ｃ光、Ｇ１ｋ光、Ｇ１ｃ光、Ｂ１ｋ光、及びＢ１ｃ光の各光における被写体の像が合成された状態の画像が表示される。

その後、モード切替スイッチ２０が術者等により操作されることにより、内視鏡装置１の観察モードを通常観察モードから狭帯域光観察モードへと切り替えるための切替指示信号がビデオプロセッサ４に対して出力されると、モード切替回路２１は、フィルタ制御回路１９と、ＡＧＣ回路３５と、ノイズ抑制回路３６と、色変換回路３８と、セレクタ４４と、調光制御パラメータ切替回路５０とに対し、観察モードが通常観察モードから狭帯域光観察モードに切り替わった旨を通知するための、観察モード切替信号を出力する。

モード切替回路２１は、観察モードが通常観察モードから狭帯域光観察モードに切り替わった旨を通知するための観察モード切替信号をフィルタ制御回路１９に対して出力することにより、狭帯域フィルタ１８をランプ１１の光路上に介挿させる。また、モード切替回路２１は、観察モードが通常観察モードから狭帯域光観察モードに切り替わった旨を通知するための観察モード切替信号を色変換回路３８及びセレクタ４４等の各部に対して出力することにより、該各部に狭帯域光観察モードに応じた動作を行わせる。

一方、狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上に介挿された場合、光源装置３は、狭帯域光観察モードにおける照明光として、Ｒ２光及びＢ２光をライトガイド９に対して順次出射する。

そして、光源装置３から出射されたＲ２光及びＢ２光は、ライトガイド９により伝送され、偏光フィルタ６１及び照明レンズ２３を介した後、生体組織等の被写体を照明する。

Ｒ２光及びＢ２光が被写体において反射した反射光は、対物レンズ２４により結像された後、偏光ビームスプリッタ６２に入射する。

偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存されたＲ２光（以降、Ｒ２ｋ光と記す）、及び、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存されたＢ２光（以降、Ｂ２ｋ光と記す）は、ＣＣＤ２５ａ側に透過する。また、偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態のＲ２光（以降、Ｒ２ｃ光と記す）、及び、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態のＢ２光（以降、Ｂ２ｃ光と記す）は、ＣＣＤ２５ｂ側に反射される。

ＣＣＤ２５ａは、Ｒ２ｋ光及びＢ２ｋ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４へ出力する。また、ＣＣＤ２５ｂは、Ｒ２ｃ光及びＢ２ｃ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４へ出力する。

ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂから信号線を介して出力された撮像信号は、プリアンプ３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が施され、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換され、ホワイトバランス回路３４によりホワイトバランス処理が施され、ＡＧＣ回路３５により利得調整が施され、ノイズ抑制回路３６によりノイズ抑制の処理が施され、同時化回路３７により同時化された後、色変換回路３８に入力される。

色変換回路３８は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、狭帯域光観察モードにおいては、入力される撮像信号に対し、マトリックス回路３８ａによるマトリックス変換処理を行う。

色変換回路３８に入力される撮像信号のうち、Ｒ２ｋ光の被写体の像に応じた成分をＩＲ２ｋとし、Ｂ２ｋ光の被写体の像に応じた成分をＩＢ２ｋとし、Ｒ２ｃ光の被写体の像に応じた成分をＩＲ２ｃとし、Ｂ２ｃ光の被写体の像に応じた成分をＩＢ２ｃとした場合、マトリックス回路３８ａは、狭帯域光観察モードにおいて、下記数式（１）に基づくマトリックス変換処理を該撮像信号に対して施す。

なお、上記数式（１）におけるｋ_１２、ｋ_２３、ｋ_２４及びｋ_３１は、マトリックス回路３８ａにおいて予め設定された所定の定数を各々示すものとし、全ての値または一部の値が同一の値であっても良いし、全ての値が異なっていても良い。

すなわち、マトリックス回路３８ａは、上記数式（１）に基づくマトリックス変換処理を撮像信号に対して施すことにより、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃを合成した成分をモニタ５のＧチャンネルに対応したＧ成分に、及び、ＩＲ２ｋの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に各々変換したＲＧＢ信号を生成して面順次回路３９へ出力する。

セレクタ４４は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、狭帯域光観察モードにおいては、強調回路４３から出力される各画像データを参照しつつ、ＩＲ２ｃの成分が含まれるＲ成分をメモリ４５ａに出力させ、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃの成分が含まれるＧ成分をメモリ４５ｂに出力させ、ＩＲ２ｋの成分が含まれるＢ成分をメモリ４５ｃに出力させるための制御を行う。

狭帯域光観察モードにおいて以上に述べた動作が行われることにより、モニタ５には、狭帯域光観察における被写体の像として、例えば、背景光及び血管像の輝度と、癌等の病変を示す部位の輝度とが異なるような被写体の像が画像表示される。

以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１は、血液（中に存在するヘモグロビン）による吸収が少ない波長の光を用い、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像の成分を取得するとともに、取得した該被写体の像の成分各々を互いに異なるカラーチャンネルに振り分けつつ、モニタ等の表示部へ出力可能な構成を有している。その結果、本実施形態の内視鏡装置１は、偏光を用いて生成された画像において、病変が存在する部位の視認性を従来に比べて向上させることを可能としている。

また、以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１は、差分処理を用いることなく偏光画像を生成可能な構成を有している。その結果、本実施形態の内視鏡装置１は、偏光を用いて画像を生成する際の画質（Ｓ／Ｎ）の劣化を抑制することができる。

なお、本実施形態において、光源装置３からＲ２光として出射される照明光の波長帯域は、血液（中に存在するヘモグロビン）により特異的に吸収される波長を除いた波長帯域であれば良く、例えば、最小波長が４１５ｎｍより大きく、かつ、最大波長５４０ｎｍ未満の帯域を有するものであっても良い。

さらに、本実施形態において、マトリックス回路３８ａは、前述したマトリックス変換処理において、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に変換するとともに、ＩＲ２ｋの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に変換するための処理を行うものに限らず、例えば、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に変換するとともに、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に変換するための処理を行うものであっても良い。

また、本実施形態におけるビデオプロセッサ４は、前述した内視鏡装置１の効果と略同等の効果を得るために、図５に示す色変換回路３８の代わりに、例えば図６に示す構成の色変換回路３８Ａを有して構成されるものであっても良い。

色変換回路３８Ａは、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じて動作するとともに、同時化回路３７により同時化された撮像信号に対して色変換に関する処理を施すための構成として、入力される撮像信号に対して階調反転処理を施す階調変換回路３８ｂと、階調変換回路３８ｂから出力される撮像信号に対してマトリックス変換処理を施すマトリックス回路３８ｃと、を有して構成されている。

ここで、ビデオプロセッサ４が色変換回路３８Ａを有する場合の作用について述べる。なお、説明の簡単のため、既述の内容と同様の部分については、適宜省略しつつ以降の説明を行うものとする。

階調変換回路３８ｂは、ビデオプロセッサ４の観察モードが狭帯域光観察モードである場合に、同時化回路３７により同時化された撮像信号のうち、ＩＲ２ｋの成分の階調を反転するための処理である階調反転処理を行うとともに、該階調反転処理を施した後の撮像信号をマトリックス回路３８ｃへ出力する。

階調変換回路３８ｂから出力される撮像信号のうち、階調変換回路３８ｂにより階調反転処理が施された後のＩＲ２ｋの成分をＩＲ２ｋｒとした場合、マトリックス回路３８ｃは、狭帯域光観察モードにおいて、下記数式（２）に基づくマトリックス変換処理を該撮像信号に対して施す。

すなわち、マトリックス回路３８ｃは、上記数式（２）に基づくマトリックス変換処理を撮像信号に対して施すことにより、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃを合成した成分をモニタ５のＧチャンネルに対応したＧ成分に、及び、ＩＲ２ｋｒの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に各々変換したＲＧＢ信号を生成して面順次回路３９へ出力する。

なお、階調変換回路３８ｂ及びマトリックス回路３８ｃは、ビデオプロセッサ４の観察モードが通常観察モードである場合には、入力される撮像信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の撮像信号をＲＧＢ信号として面順次回路３９へ出力するものとする。

セレクタ４４は、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、狭帯域光観察モードにおいては、強調回路４３から出力される各画像データを参照しつつ、ＩＲ２ｃの成分が含まれるＲ成分をメモリ４５ａに出力させ、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃの成分が含まれるＧ成分をメモリ４５ｂに出力させ、ＩＲ２ｋｒの成分が含まれるＢ成分をメモリ４５ｃに出力させるための制御を行う。

なお、階調変換回路３８ｂは、同時化回路３７により同時化された撮像信号のうち、ＩＲ２ｋの成分の階調を反転するための処理を行うものに限らず、ＩＲ２ｃの成分の階調を反転するための処理を行うものであっても良い。

また、本実施形態の内視鏡装置１は、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を２つのＣＣＤにより取得可能な撮像部７１を有するものに限らず、偏光ビームスプリッタ６２の代わりに、例えば図７に示すような偏光フィルタ６３を用いることにより、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能な、図８に示す撮像部７１Ａを有するものであっても良い。

撮像部７１Ａは、図８に示すように、対物光学系２４と、対物光学系２４の光出射側に設けられた偏光フィルタ６３と、偏光フィルタ６３の光出射側に配置されたＣＣＤ２５ｃと、を有して構成されている。

偏光分離部としての偏光フィルタ６３は、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存された光を透過する領域（図７の「‖」により示される領域）と、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する光を透過する領域（図７の「⊥」により示される領域）とが市松模様状に設けられたフィルタである。

ＣＣＤ２５ｃは、自身に入力されるＣＣＤ駆動信号に応じて駆動するとともに、前述の構成を有する偏光フィルタ６３を通過した被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する。

すなわち、前述した偏光フィルタ６３が、例えば図８に示すような状態としてＣＣＤ２５ｃの撮像面の前方に配置されることにより、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得することが可能となる。これにより、例えば挿入部を有する内視鏡において、撮像部７１の代わりに撮像部７１Ａを適用した場合、前述した内視鏡装置１の効果と略同等の効果に加え、該挿入部の径を細径化可能であるという更なる効果が得られる。

また、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能な構成である、前述した撮像部７１Ａの構成は、照明光がＬＥＤにより出射される構成と組み合わせて用いることができる。

図９は、照明光がＬＥＤ６４ｒ及び６４ｂにより出射される内視鏡の挿入部における先端面、または、照明光がＬＥＤ６４ｒ及び６４ｂにより出射されるカプセル内視鏡の前面を模式的に示す図である。

図９のＬＥＤ６４ｒは、前述したＲ２光を出射可能な構成を各々有している。また、図９のＬＥＤ６４ｂは、前述したＢ２光を出射可能な構成を各々有している。そして、ＬＥＤ６４ｒ及びＬＥＤ６４ｂ各々の前面には、前述した偏光フィルタ６１と同様の構成を有する、図示しない偏光フィルタが配置されている。さらに、ＬＥＤ６４ｒ及びＬＥＤ６４ｂ各々に囲まれる位置には、撮像部７１Ａが設けられている。

前述した構成により、ＬＥＤ６４ｒから出射されたＲ２光、及び、ＬＥＤ６４ｂから出射されたＢ２光は、図示しない偏光フィルタを介して被写体へ出射される。そして、前記被写体において反射した反射光が撮像部７１Ａに入射されることにより、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像が取得される。

（第２の実施形態）
図１０及び図１１は、本発明の第２の実施形態に係るものである。図１０は、本発明の第２の実施形態の内視鏡装置における要部の構成の一例を示す図である。図１１は、図１０の内視鏡が有するカラーフィルタに用いられる各フィルタの配置例を示す図である。

なお、以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細な説明を省略する。また、本実施形態における内視鏡装置の構成は、第１の実施形態における内視鏡装置１と類似の構成を有している。そのため、本実施形態においては、第１の実施形態における内視鏡装置と異なる部分について主に説明を行うものとする。

生体観測装置としての内視鏡装置１Ａは、図１０に示すように、体腔内に挿入され、該体腔内において、生体組織等の被写体の像を撮像して撮像信号として出力する内視鏡２Ａと、内視鏡２Ａに対し、該被写体を照明するための照明光を出射する光源装置３Ａと、内視鏡２Ａに内蔵された撮像部を駆動すると共に、内視鏡２Ａから出力された撮像信号に対して信号処理を行い、映像信号として出力するビデオプロセッサ４Ａと、第１の実施形態と同様の構成であるモニタ５とを有して構成されている。

内視鏡２Ａは、第１の実施形態の内視鏡２における撮像部７１の代わりに撮像部７１Ｂが設けられたものと同様の構成を有している。

撮像部７１Ｂは、対物光学系２４と、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂと、偏光ビームスプリッタ６２と、ＣＣＤ２５ａの撮像面及びＣＣＤ２５ｂの撮像面に各々配置された、２つのカラーフィルタ８１と、を有して構成される。

カラーフィルタ８１は、例えば、ＣＣＤ２５ａ（ＣＣＤ２５ｂ）における各画素の前に、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｇ（緑）、Ｃｙ（シアン）及びＹｅ（黄）の４色のカラーチップが配置された補色系フィルタとして構成されている。

具体的には、図１１に示すように、カラーフィルタ８１は、水平方向において、Ｍｇ及びＧのカラーチップが交互に配置された構成を有している。また、図１１に示すように、カラーフィルタ８１は、縦方向において、Ｍｇ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、…の順に繰り返し配置されたカラーチップ群と、Ｇ、Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ、…の順に繰り返し配置されたカラーチップ群と、が交互に配置された構成を有している。

そして、カラーフィルタ８１として補色系フィルタを用いた場合、縦方向に隣接する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、ビデオプロセッサ４ＡにおいてＹ／Ｃ分離回路５１が行う処理により、輝度信号と色差信号とが生成される。

光源装置３Ａは、第１の実施形態の光源装置３から回転フィルタ１４、回転フィルタモータ１６、及びモータ制御回路１７を取り除いたものと同様の構成を有している。このような構成により、通常観察モードにおいて用いられる照明光として、少なくともＲ１光、Ｇ１光及びＢ１光の帯域を含む白色光が、集光レンズ１５を介してライトガイド９の光入射面に入射される。また、前述した構成により、狭帯域光観察モードにおいて用いられる照明光として、白色光から変換されたＢ２光及びＲ２光が、集光レンズ１５を介してライトガイド９の光入射面に略同時に入射される。

照明レンズ２３からの照明光により照明された被写体は、対物レンズ２４により結像され、偏光ビームスプリッタ６２及び各カラーフィルタ８１を経た後、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂにより撮像される。そして、ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂにより撮像された被写体の像は、撮像信号としてビデオプロセッサ４Ａへ出力される。

ＣＣＤ２５ａ及び２５ｂからビデオプロセッサ４Ａに対して出力された各撮像信号は、増幅回路３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が施され、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換され、ＡＧＣ回路３５により利得調整が施され、ノイズ抑制回路３６によりノイズ抑制の処理が施された後、Ｙ／Ｃ分離回路５１へ出力される。

Ｙ／Ｃ分離回路５１は、ノイズ抑制回路３６から出力される撮像信号に基づき、輝度信号及び色差信号を生成し、マトリックス回路５２へ出力する。

マトリックス回路５２は、Ｙ／Ｃ分離回路５１から出力される輝度信号及び色差信号に基づいてＲ、Ｇ及びＢの原色信号を生成し、ホワイトバランス回路３４へ出力する。

ホワイトバランス回路３４は、マトリックス回路５２から出力される原色信号に対してホワイトバランス処理を施した後、色変換回路３８へ出力する。

色変換回路３８が有するマトリックス回路３８ａは、ビデオプロセッサ４Ａの観察モードが狭帯域光観察モードである場合に、ホワイトバランス回路３４から出力される原色信号に対してマトリックス変換処理を施し、該マトリックス変換処理後の原色信号をＲＧＢの画像データとしてγ補正回路４１へ出力する。なお、マトリックス回路３８ａは、ビデオプロセッサ４Ａの観察モードが通常観察モードである場合には、入力される原色信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の原色信号をＲＧＢの画像データとしてγ補正回路４１へ出力するものとする。

なお、ビデオプロセッサ４Ａが有する各要素のうち、以上に述べた要素以外の他の要素は、第１の実施形態のビデオプロセッサ４と略同様の構成である。そのため、前記他の要素各々の構成についての詳細な説明は省略する。

次に、本実施形態の内視鏡装置１Ａの作用について説明を行う。

まず、術者等は、図１０に示すような状態として、内視鏡２Ａを光源装置３Ａ及びビデオプロセッサ４Ａに接続すると共に、前記各部及びモニタ５の電源を投入することにより、内視鏡装置１Ａを初期状態とする。なお、前述した初期状態において、内視鏡装置１Ａは、通常観察モードとして設定されているものであるとする。

一方、狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上から抜去された場合、光源装置３は、通常観察モードにおける照明光として、少なくともＲ１光、Ｇ１光及びＢ１光の帯域を含む白色光をライトガイド９に対して出射する。

そして、光源装置３から出射された白色光は、ライトガイド９により伝送され、偏光フィルタ６１及び照明レンズ２３を介した後、生体組織等の被写体を照明する。

白色光が被写体において反射した反射光は、対物レンズ２４により結像された後、偏光ビームスプリッタ６２に入射する。

偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態が保存された光（以降、Ｗｋ光と記す）は、カラーフィルタ８１を経た後、ＣＣＤ２５ａにおいて結像される。また、偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、偏光フィルタ６１における所定の偏光状態に略直交する偏光状態の光（以降、Ｗｃ光と記す）は、カラーフィルタ８１を経た後、ＣＣＤ２５ｂにおいて結像される。

ＣＣＤ２５ａは、カラーフィルタ８１を経ることにより色分解された状態のＷｋ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４Ａへ出力する。また、ＣＣＤ２５ｂは、カラーフィルタ８１を経ることにより色分解された状態のＷｃ光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号としてビデオプロセッサ４Ａへ出力する。

Ｙ／Ｃ分離回路５１は、ノイズ抑制回路３６から出力される撮像信号のうち、Ｗｋ光の被写体の像に応じた成分に基づく輝度信号及び色差信号を生成し、マトリックス回路５２へ出力する。また、Ｙ／Ｃ分離回路５１は、ノイズ抑制回路３６から出力される撮像信号のうち、Ｗｃ光の被写体の像に応じた成分に基づく輝度信号及び色差信号を生成し、マトリックス回路５２へ出力する。

マトリックス回路５２は、Ｙ／Ｃ分離回路５１から出力される輝度信号及び色差信号に基づき、Ｗｋ光の被写体の像の原色信号及びＷｃ光の被写体の像の原色信号を各々生成してホワイトバランス回路３４へ出力する。

ホワイトバランス回路３４は、マトリックス回路５２から出力される原色信号各々に対してホワイトバランス処理を施した後、色変換回路３８へ出力する。

色変換回路３８が有するマトリックス回路３８ａは、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、通常観察モードにおいては、入力される原色信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の原色信号をＲＧＢの画像データとしてγ補正回路４１へ出力する。

すなわち、マトリックス回路３８ａは、通常観察モードにおいて、Ｗｋ光の被写体の像に対応するＲＧＢの画像データと、Ｗｃ光の被写体の像に対応するＲＧＢの画像データとを各々生成してγ補正回路４１へ出力する。

色変換回路３８から出力されたＲＧＢの画像データは、γ補正回路４１によりγ補正が施され、拡大回路４２により拡大補間処理が施され、強調回路４３により構造強調または輪郭強調の処理が施された後、セレクタ４４に入力される。

通常観察モードにおいて以上に述べた動作が行われることにより、モニタ５には、通常観察における被写体の像として、肉眼による観察と略同等の色調を有する被写体の像が画像表示される。換言すると、通常観察モードにおいて、モニタ５には、Ｗｋ光及びＷｃ光における被写体の像が合成された状態の画像が表示される。

その後、モード切替スイッチ２０が術者等により操作されることにより、内視鏡装置１Ａの観察モードを通常観察モードから狭帯域光観察モードへと切り替えるための切替指示信号がビデオプロセッサ４Ａに対して出力されると、モード切替回路２１は、観察モードが通常観察モードから狭帯域光観察モードに切り替わった旨を通知するための、観察モード切替信号を出力する。

モード切替回路２１から観察モード切替信号が出力されると、フィルタ制御回路１９により狭帯域フィルタ１８がランプ１１の光路上に介挿される。これにより、光源装置３Ａは、狭帯域光観察モードにおける照明光として、Ｒ２光及びＢ２光を略同時にライトガイド９に対して出射する。

そして、光源装置３Ａから出射されたＲ２光及びＢ２光の混合光は、ライトガイド９により伝送され、偏光フィルタ６１及び照明レンズ２３を介した後、生体組織等の被写体を照明する。

Ｒ２光及びＢ２光の混合光が被写体において反射した反射光は、対物レンズ２４により結像された後、偏光ビームスプリッタ６２に入射する。

偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、Ｒ２ｋ光及びＢ２ｋ光の混合光は、カラーフィルタ８１を経た後、ＣＣＤ２５ａにおいて結像される。また、偏光ビームスプリッタ６２に入射された反射光のうち、Ｒ２ｃ光及びＢ２ｃ光の混合光は、カラーフィルタ８１を経た後、ＣＣＤ２５ａにおいて結像される。

ＣＣＤ２５ａは、カラーフィルタ８１を経ることにより色分解された状態のＲ２ｋ光及びＢ２ｋ光の混合光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号として順次ビデオプロセッサ４Ａへ出力する。また、ＣＣＤ２５ｂは、カラーフィルタ８１を経ることにより色分解された状態のＲ２ｃ光及びＢ２ｃ光の混合光に応じた被写体の像を撮像し、撮像信号としてビデオプロセッサ４Ａへ出力する。

Ｙ／Ｃ分離回路５１は、ノイズ抑制回路３６から出力される撮像信号のうち、Ｒ２ｋ光及びＢ２ｋ光の混合光の被写体の像に応じた成分に基づく輝度信号及び色差信号を生成し、マトリックス回路５２へ出力する。また、Ｙ／Ｃ分離回路５１は、ノイズ抑制回路３６から出力される撮像信号のうち、Ｒ２ｃ光及びＢ２ｃ光の混合光の被写体の像に応じた成分に基づく輝度信号及び色差信号を生成し、マトリックス回路５２へ出力する。

マトリックス回路５２は、Ｙ／Ｃ分離回路５１から出力される輝度信号及び色差信号に基づき、Ｒ２ｋ光の被写体の像及びＢ２ｋ光の被写体の像の原色信号と、Ｒ２ｃ光の被写体の像及びＢ２ｃ光の被写体の像の原色信号と、を各々生成してホワイトバランス回路３４へ出力する。

色変換回路３８が有するマトリックス回路３８ａは、モード切替回路２１から出力される観察モード切替信号に応じ、狭帯域光観察モードにおいては、入力される原色信号に対し、前述した数式（１）に基づくマトリックス変換処理を施す。なお、マトリックス回路３８ａが原色信号に対して施すマトリックス変換処理は、第１の実施形態の説明において述べた処理と略同様である。そのため、前記マトリックス変換処理についての詳細な説明は省略する。

そして、マトリックス回路３８ａは、前述した数式（１）に基づくマトリックス変換処理を原色信号に対して施すことにより、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃを合成した成分をモニタ５のＧチャンネルに対応したＧ成分に、及び、ＩＲ２ｋの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に各々変換したＲＧＢの画像データを生成してγ補正回路４１へ出力する。

以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、血液（中に存在するヘモグロビン）による吸収が少ない波長の光を用い、互いに異なる偏光状態を有する被写体の像の成分を取得するとともに、取得した該被写体の像の成分各々を互いに異なるカラーチャンネルに振り分けつつ、モニタ等の表示部へ出力可能な構成を有している。その結果、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、偏光を用いて生成された画像において、病変が存在する部位の視認性を従来に比べて向上させることを可能としている。

また、以上に述べたように、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、差分処理を用いることなく偏光画像を生成可能な構成を有している。その結果、本実施形態の内視鏡装置１Ａは、偏光を用いて画像を生成する際の画質（Ｓ／Ｎ）の劣化を抑制することができる。

なお、本実施形態において、光源装置３ＡからＲ２光として出射される照明光の波長帯域は、血液（中に存在するヘモグロビン）により特異的に吸収される波長を除いた波長帯域であれば良く、例えば、最小波長が４１５ｎｍより大きく、かつ、最大波長５４０ｎｍ未満の帯域を有するものであっても良い。

また、本実施形態におけるビデオプロセッサ４Ａは、前述した内視鏡装置１Ａの効果と略同等の効果を得るために、図５に示す色変換回路３８の代わりに、例えば図６に示す構成の色変換回路３８Ａを有して構成されるものであっても良い。

なお、色変換回路３８Ａの構成は、第１の実施形態の説明において述べた構成と略同様である。そのため、色変換回路３８Ａの構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、ビデオプロセッサ４Ａが色変換回路３８Ａを有する場合の作用について述べる。なお、説明の簡単のため、既述の内容と同様の部分については、適宜省略しつつ以降の説明を行うものとする。

階調変換回路３８ｂは、ビデオプロセッサ４Ａの観察モードが狭帯域光観察モードである場合に、ホワイトバランス回路３４から出力される原色信号各々のうち、ＩＲ２ｋの成分の階調を反転するための処理である階調反転処理を行うとともに、該階調反転処理を施した後の原色信号をマトリックス回路３８ｃへ出力する。

階調変換回路３８ｂから出力される原色信号のうち、階調変換回路３８ｂにより階調反転処理が施された後のＩＲ２ｋの成分をＩＲ２ｋｒとした場合、マトリックス回路３８ｃは、狭帯域光観察モードにおいて、前述した数式（２）に基づくマトリックス変換処理を該撮像信号に対して施す。

そして、マトリックス回路３８ｃは、前述した数式（２）に基づくマトリックス変換処理を原色信号に対して施すことにより、ＩＲ２ｃの成分をモニタ５のＲチャンネルに対応したＲ成分に、ＩＢ２ｋ及びＩＢ２ｃを合成した成分をモニタ５のＧチャンネルに対応したＧ成分に、及び、ＩＲ２ｋｒの成分をモニタ５のＢチャンネルに対応したＢ成分に各々変換したＲＧＢの画像データを生成してγ補正回路４１へ出力する。

なお、階調変換回路３８ｂ及びマトリックス回路３８ｃは、ビデオプロセッサ４の観察モードが通常観察モードである場合には、入力される原色信号のＲ、Ｇ及びＢ成分が保持されるような処理を施しつつ、該処理後の原色信号をＲＧＢの画像データとしてγ補正回路４１へ出力するものとする。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置における要部の構成の一例を示す図。図１の光源装置に設けられた回転フィルタの構成の一例を示す図。図２の回転フィルタに設けられたフィルタ群の分光特性の一例を示す図。図１の光源装置に設けられた狭帯域フィルタの分光特性の一例を示す図。図１のビデオプロセッサに設けられた色変換回路の構成の一例を示す図。図１のビデオプロセッサに設けられた色変換回路の構成の、図５とは異なる例を示す図。互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能とするために、該ＣＣＤの撮像面の前方に配置される偏光フィルタの構成の一例を示す図。互いに異なる偏光状態を有する被写体の像を１つのＣＣＤにより取得可能とするための撮像部の構成の一例を示す図。照明光がＬＥＤにより出射される内視鏡の挿入部における先端面、または、照明光がＬＥＤにより出射されるカプセル内視鏡の前面を模式的に示す図。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置における要部の構成の一例を示す図。図１０の内視鏡が有するカラーフィルタに用いられる各フィルタの配置例を示す図。

符号の説明

１，１Ａ・・・内視鏡装置、２，２Ａ・・・内視鏡、３，３Ａ・・・光源装置、４，４Ａ・・・ビデオプロセッサ、５・・・モニタ、１４・・・回転フィルタ、１８・・・狭帯域フィルタ、２５ａ，２５ｂ・・・ＣＣＤ、３８，３８Ａ・・・色変換回路、３８ａ，３８ｃ・・・マトリックス回路、３８ｂ・・・階調変換回路、４４・・・セレクタ、４５・・・同時化回路、６１・・・偏光フィルタ、６２・・・偏光ビームスプリッタ、７１，７１Ａ，７１Ｂ・・・撮像部

Claims

生体における被写体を照明するための照明光を出射する照明部と、
前記照明光の偏光状態を所定の偏光状態に揃える偏光部と、
前記偏光部を通過した後の前記照明光により照明された前記被写体を、第１の偏光状態を有する第１の被写体像、及び、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態を有する第２の被写体像として各々撮像した後、撮像信号として出力する撮像部と、
前記撮像部から出力される撮像信号のうち、前記第１の被写体像の成分を、表示部における第１の色チャンネルに対応した第１の色成分として変換するとともに、前記第２の被写体像の成分を、該表示部における第２の色チャンネルに対応した、少なくとも前記第１の色成分とは異なる第２の色成分として変換する色変換部と、
を有し、
前記照明部は、前記照明光に加え、前記照明光と異なる波長帯域である青色の狭帯域光を生成し、
前記偏光部は、前記青色の狭帯域光の偏光状態を前記所定の偏光状態に揃え、
前記撮像部は、前記偏光部を通過した後の前記青色の狭帯域光により照明された前記被写体を、前記第１の偏光状態を有する第３の被写体像、及び、前記第２の偏光状態を有する第４の被写体像として各々撮像した後、撮像信号として出力し、
前記色変換部は、前記撮像部から出力される撮像信号のうち、前記第３の被写体像の成分及び前記第４の被写体像の成分を合成することにより、前記表示部における第３の色チャンネルに対応した、少なくとも前記第１の色成分及び前記第２の色成分とは異なる第３の色成分を生成する
ことを特徴とする生体観測装置。
前記第１の偏光状態は、前記所定の偏光状態が保存された偏光状態であり、かつ、前記第２の偏光状態は、前記所定の偏光状態に略直交する偏光状態であることを特徴とする請求項１に記載の生体観測装置。
前記色変換部は、前記撮像信号のうち、前記第１の被写体像の成分を、前記表示部における青色チャンネルに対応した青色成分として変換するとともに、前記第２の被写体像の成分を、前記表示部における赤色チャンネルに対応した赤色成分として変換することを特徴とする請求項２に記載の生体観測装置。
前記色変換部は、前記撮像信号のうち、前記第１の被写体像の成分を、前記表示部における赤色チャンネルに対応した赤色成分として変換するとともに、前記第２の被写体像の成分を、前記表示部における青色チャンネルに対応した青色成分として変換することを特徴とする請求項２に記載の生体観測装置。
前記撮像部は、
前記偏光部を通過した前記照明光が前記被写体において反射した反射光を、前記第１の偏光状態を有する光と、前記第２の偏光状態を有する光とに分離する偏光分離部と、
前記第１の偏光状態を有する光に基づいて第１の被写体像を撮像するとともに、該第１の被写体像に応じた撮像信号を出力する第１の撮像素子と、
前記第２の偏光状態を有する光に基づいて第２の被写体像を撮像するとともに、該第２の被写体像に応じた撮像信号を出力する第２の撮像素子と、
を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の生体観測装置。
前記撮像部は、
前記偏光部を通過した前記照明光が前記被写体において反射した反射光を、前記第１の偏光状態を有する光と、前記第２の偏光状態を有する光とに分離する偏光分離部と、
前記第１の偏光状態を有する光に基づいて第１の被写体像を撮像し、前記第２の偏光状態を有する光に基づいて第２の被写体像を撮像するとともに、該第１の被写体像に応じた撮像信号、及び、該第２の被写体像に応じた撮像信号を各々出力する撮像素子と、
を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の生体観測装置。
前記照明光は、前記生体における血液により特異的に吸収される波長を除いた波長帯域を有する光であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の生体観測装置。
前記色変換部は、前記撮像部から出力される撮像信号のうち、前記第３の被写体像の成分及び前記第４の被写体像の成分を合成することにより、前記表示部における緑色チャンネルに対応した緑色成分を生成することを特徴とする請求項１に記載の生体観測装置。