JP6529518B2 - 撮像装置およびカプセル型内視鏡 - Google Patents

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Description

本発明は、被検体に導入され、被検体の体腔内を撮像する撮像装置およびカプセル型内視鏡に関する。
近年、内視鏡では、可視領域において広帯域の波長透過特性を有する複数の広帯域フィルタと、狭帯域の波長透過特性を有する複数の狭帯域フィルタと、を格子状に配列したフィルタ部を撮像素子に設けることによって、粘膜表層の毛細血管および粘膜微細模様を観察可能な狭帯域画像とカラーの通常画像とを同時に取得する技術が知られている（特許文献１参照）。
特許第５１９１０９０号公報
しかしながら、上述した特許文献１では、広帯域フィルタの波長透過特性に対して、狭帯域フィルタの波長透過特性の感度差が異なるため、狭帯域フィルタを介して生成された狭帯域画像の画質が通常画像の画質と比べて劣化するという問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてされたものであって、通常画像と狭帯域画像とを同時に撮影する場合であっても、高画質な狭帯域画像を得ることができる撮像装置およびカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、格子状に配置された複数の画素がそれぞれ受光した光を光電変換して電気信号を生成する撮像素子と、原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタと、前記第１帯域フィルタを透過する光の波長帯域の範囲外に透過スペクトルの最大値を有する狭帯域の光を透過させる第２帯域フィルタと、を含むフィルタユニットを、前記複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタと、凸状の分布を有し、光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とのうち少なくとも一方が、前記第２帯域フィルタの透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値との間である光を照射する光源部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記光源部は、ＬＥＤ光源を有し、前記ＬＥＤ光源は、前記光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、前記第２帯域フィルタの透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、前記第２帯域フィルタの透過スペクトルの最大値と異なる波長帯域に光源の光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を照射することを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記ＬＥＤ光源は、１つの光源モジュールによって構成され、前記第１の光と前記第２の光とを照射することを特徴とする。
また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入可能なカプセル型の筐体と、前記筐体の内部に設けられる上記の撮像装置と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、通常のカラー画像と、狭帯域画像とを同時に撮影する場合であっても、高画質の狭帯域画像を得ることができるという効果を奏する。
図１は、本発明の参考例に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の参考例に係るカプセル型内視鏡の機能構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の参考例に係るカラーフィルタの構成を模式的に示す図である。 図４は、本発明の参考例に係るカラーフィルタを構成する各フィルタの透過率と光源部が照射する光の強度との関係を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る光源部の構成を模式的に示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタを構成する各フィルタの透過率と光源部が照射する光の強度との関係を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１の変形例に係る光源部の構成を示す模式図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係るカラーフィルタの構成を模式的に示す図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る光源部の構成を示す模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態２に係るカラーフィルタを構成する各フィルタの透過率と光源部が照射する光の強度との関係を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、以下の説明において、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡から無線信号を受信して被検体の体内画像を表示する処理装置を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
（参考例）
〔カプセル型内視鏡システムの概略構成〕
図１は、本発明の参考例に係るカプセル型内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
図１に示すカプセル型内視鏡システム１は、被検体１００内の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡２と、被検体１００内に導入されるカプセル型内視鏡２から送信される無線信号を受信する受信アンテナユニット３と、受信アンテナユニット３が着脱自在に接続され、受信アンテナユニット３が受信した無線信号に所定の処理を行って記録または表示する受信装置４と、カプセル型内視鏡２によって撮像された被検体１００内の画像データに対応する画像の処理および／または表示する画像処理装置５と、を備える。
カプセル型内視鏡２は、被検体１００内を撮像する撮像機能と、被検体１００内を撮像して得られた画像データを含む体内情報を受信アンテナユニット３へ送信する無線通信機能と、を有する。カプセル型内視鏡２は、被検体１００内に飲み込まれることによって被検体１００内の食道を通過し、消化管腔の蠕動運動によって被検体１００の体腔内を移動する。カプセル型内視鏡２は、被検体１００の体腔内を移動しながら微小な時間間隔、例えば０.５秒間隔（２ｆｐｓ）で被検体１００の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体１００内の画像データを生成して受信アンテナユニット３へ順次送信する。なお、カプセル型内視鏡２の詳細な構成は後述する。
受信アンテナユニット３は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを備える。受信アンテナ３ａ〜３ｈは、カプセル型内視鏡２から無線信号を受信して受信装置４へ送信する。受信アンテナ３ａ〜３ｈは、ループアンテナを用いて構成され、被検体１００の体外表面上の所定位置、例えばカプセル型内視鏡２の通過径路である被検体１００内の各臓器に対応した位置に配置される。
受信装置４は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介してカプセル型内視鏡２から送信された無線信号に含まれる被検体１００内の画像データを記録または被検体１００内の画像データに対応する画像を表示する。受信装置４は、カプセル型内視鏡２の位置情報および時間を示す時間情報等を、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信した画像データに対応付けて記録する。受信装置４は、カプセル型内視鏡２による検査が行われている間、例えば被検体１００の口から導入され、消化菅内を通過して被検体１００内から排出されるまでの間、受信装置ホルダ（図示せず）に収納されて被検体１００に携帯される。受信装置４は、カプセル型内視鏡２による検査の終了後、被検体１００から取り外され、カプセル型内視鏡２から受信した画像データ等の転送のため、画像処理装置５と接続される。
画像処理装置５は、受信装置４を介して取得した被検体１００内の画像データに対応する画像を表示する。画像処理装置５は、受信装置４から画像データ等を読み取るクレードル５１と、キーボードやマウス等の操作入力デバイス５２と、を備える。クレードル５１は、受信装置４が装着される際に、受信装置４から画像データや、この画像データに関連付けられた位置情報、時間情報およびカプセル型内視鏡２の識別情報等の関連情報を取得し、取得した各種情報を画像処理装置５へ転送する。操作入力デバイス５２は、ユーザによる入力を受け付ける。ユーザは、操作入力デバイス５２を操作しつつ、画像処理装置５が順次表示する被検体１００内の画像を見ながら、被検体１００内部の生体部位、例えば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体１００を診断する。
〔カプセル型内視鏡の構成〕
次に、図１で説明したカプセル型内視鏡２の詳細な構成について説明する。図２は、カプセル型内視鏡２の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すカプセル型内視鏡２は、筐体２０と、電源部２１と、光学系２２と、撮像部２３と、光源部２４と、信号処理部２５と、送信部２６と、記録部２７と、タイマ２８と、受信部２９と、制御部３０と、を有する。
筐体２０は、被検体１００に挿入し易い大きさに形成されたカプセル型の形状をなす。筐体２０は、筒状の筒部２０１、筒部２０１の両側開口端をそれぞれ塞ぐドーム形状のドーム部２０２およびドーム部２０３を有する。筒部２０１およびドーム部２０２は、可視光を遮光する不透明な有色の部材を用いて形成される。ドーム部２０３は、可視光等の所定の波長帯域の光を透過可能な光学部材を用いて構成される。これらの筒部２０１、ドーム部２０２およびドーム部２０３によって形成される筐体２０は、図２に示すように、電源部２１と、光学系２２と、撮像部２３と、光源部２４と、信号処理部２５と、送信部２６と、記録部２７と、タイマ２８と、受信部２９と、制御部３０と、を収容する。
電源部２１は、カプセル型内視鏡２内の各部に電源を供給する。電源部２１は、ボタン電池等の一次電池または二次電池と、ボタン電池から供給された電力の昇圧等を行う電源回と、を用いて構成される。また、電源部２１は、磁気スイッチを有し、外部から印加された磁界によって電源のオンオフ状態を切り替える。
光学系２２は、複数のレンズを用いて構成され、光源部２４が照射した照明光の反射光を撮像部２３の撮像面に集光して被写体像を結像する。光学系２２は、光軸が筐体２０の長手方向の中心軸Ｏと一致するように筐体２０内に配置される。
撮像部２３は、制御部３０の制御のもと、光学系２２が受光面に結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって、被検体１００の画像データを生成する。具体的には、撮像部２３は、制御部３０の制御のもと、基準のフレームレート、例えば４ｆｐｓのフレームレートによって被検体１００を撮像して被検体１００の画像データを生成する。撮像部２３は、格子状に配置された複数の画素がそれぞれ受光した光を光電変換し、電気信号を生成するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子２３０と、原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタ（以下、「広帯域フィルタ」という）と、この第１帯域フィルタを透過する光の波長帯域の範囲外に最大値を有する狭帯域の光を透過させる第２帯域フィルタ（以下、「狭帯域フィルタ」という）と、を含むフィルタユニットを複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタ２３１と、を用いて構成される。
図３は、カラーフィルタ２３１の構成を模式的に示す図である。図３に示すように、カラーフィルタ２３１は、赤色の成分を透過する広帯域フィルタＲ、緑色の成分を透過する広帯域フィルタＧ、青色の成分を透過する広帯域フィルタＢおよび各広帯域フィルタを透過する光の波長帯域の範囲外に透過スペクトルの最大値を有する狭帯域の光を透過させる狭帯域フィルタλ１を一組Ｔ１とする配列のフィルタユニットを用いて構成される。ここで、参考例における狭帯域の光の波長帯域とは、４１５ｎｍ±２０ｎｍである。このように構成されたカラーフィルタ２３１を用いて撮像部２３で生成された画像データは、受信装置４または画像処理装置５によって、所定の画像処理（例えばデモザイキング処理等の補間）が行われることによって、カラーの通常画像Ｆ１および狭帯域画像Ｆ２に変換される。なお、カラーフィルタ２３１の各フィルタの透過率の詳細は後述する。
光源部２４は、制御部３０の制御のもと、撮像部２３のフレームレートに同期して、撮像部２３の撮像視野内の被写体に向けて光を照射する。具体的には、光源部２４は、凸状の分布を有し、光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とのうち少なくとも一方が、狭帯域フィルタの透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値との間である光を照射する。光源部２４は、所定の波長帯域の光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源、このＬＥＤ光源が発した光によって励起する蛍光体および駆動回路等を用いて構成される。なお、光源部２４が照射する光の強度の詳細は後述する。
信号処理部２５は、撮像部２３から入力された画像データに対して所定の画像処理を行って送信部２６へ出力する。ここで、所定の画像処理とは、ノイズ低減処理やゲインアップ処理等である。
送信部２６は、信号処理部２５から順次入力された画像データを外部に無線送信する。送信部２６は、送信アンテナと、画像データを変調等の信号処理を施して無線信号に変調する変調回路と、を用いて構成される。
記録部２７は、カプセル型内視鏡２が実行する各種動作を示すプログラムおよびカプセル型内視鏡２を識別する識別情報等を記録する。
タイマ２８は、計時機能を有する。タイマ２８は、計時データを制御部３０へ出力する。
受信部２９は、外部から送信された無線信号を受信して制御部３０へ出力する。受信部２９は、受信アンテナと、無線信号を復調等の信号処理を行って制御部３０へ出力する復調回路と、を用いて構成される。
制御部３０は、カプセル型内視鏡２の各部の動作を制御する。制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いて構成される。
このように構成されたカプセル型内視鏡２は、被検体１００の体腔内を移動しながら微小な時間間隔で被検体１００の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体１００内の画像データを生成して受信アンテナユニット３へ順次送信する。
次に、上述したカラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と光源部２４が照射する光の強度との関係について説明する。図４は、カラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と光源部２４が照射する光の強度との関係を示す図である。図４において、図４（ａ）がカラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と波長との関係を示し、図４（ｂ）が光源部２４によって照射される光スペクトルの波長と強度との関係を示す。また、図４（ａ）において、曲線ＬＢがフィルタＢの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＧがフィルタＧの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＲがフィルタＲの透過率と波長との関係を示し、曲線Ｌλ１が狭帯域フィルタλ１の透過率と波長との関係を示す。さらに、図４（ｂ）において、曲線ＬＲ１が光源部２４によって照射された光の強度と波長との関係を示す。さらにまた、図４においては、狭帯域フィルタλ１のピーク波長を４１５ｎｍ±３０ｎｍとして説明する。
図４の曲線ＬＲ１に示すように、光源部２４は、凸状の分布を有し、光源の光スペクトルにおける最大値Ｐmax2の半分の値をとる波長の上限値Ｐ１２と下限値Ｐ１１とのうち少なくとも一方が、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax1の半分の値をとる波長の下限値Ｐ１と上限値Ｐ２との間である光を照射する。具体的には、光源部２４は、光源の光スペクトルにおける最大値Ｐmax2の半分の値をとる波長の下限値Ｐ１１が狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax1の半分の値をとる波長の下限値Ｐ１と上限値Ｐ２との間である光を照射する。
このように、光源部２４によって照射された光は、対象物で反射され、光学系２２およびカラーフィルタ２３１を介して撮像素子２３０に受光される。撮像素子２３０で光電変換された電気信号（画像情報）は、受信装置４または画像処理装置５によって所定の画像処理が行われることによって、通常画像Ｆ１（図３を参照）と、狭帯域画像Ｆ２（図３を参照）とを得ることができる。
以上説明した参考例によれば、光源部２４が凸状の分布を有し、光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とのうち少なくとも一方が、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値との間である光を照射するので、狭帯域画像を高画質で得ることができる。
また、参考例によれば、通常画像と狭帯域画像とを同時に取得することができるため、位置ずれのない画像を得ることができる。
さらに、参考例によれば、通常画像と狭帯域画像とを同時に取得することができるため、通常画像と狭帯域画像とを重畳する際に画像の位置合わせのための画像処理を省略することができる。
（実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態１は、上述した参考例と光源部の構成のみが異なる。このため、以下においては、本実施の形態１に係る光源部の構成を説明する。なお、上述した参考例に係る構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図５は、本実施の形態１に係る光源部の構成を模式的に示す図である。図５に示す光源部２４ａは、４１５ｎｍに最大値を有する狭線スペクトルの光を発する特殊光源２４１と、特殊光源２４１が照射する光に感光して励起する蛍光体２４２と、を有する。特殊光源２４１と蛍光体２４２は、１つの光源モジュールとして構成される。また、特殊光源２４１は、ＬＥＤ光源を用いて構成される。
このように構成された光源部２４ａは、特殊光源２４１の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、狭帯域フィルタλ１を透過する透過スペクトルにおける最大値と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値（ピーク波長）を有する第２の光と、を含む光を照射する。
次に、カラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と光源部２４ａが照射する光の強度との関係について説明する。図６は、カラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と光源部２４ａが照射する光の強度との関係を示す図である。図６において、図６（ａ）がカラーフィルタ２３１を構成する各フィルタの透過率と波長との関係を示し、図６（ｂ）が光源部２４ａによって照射される光スペクトルの波長と強度との関係を示す。また、図６（ａ）において、曲線ＬＢがフィルタＢの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＧがフィルタＧの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＲがフィルタＲの透過率と波長との関係を示し、曲線Ｌλ１が狭帯域フィルタλ１の透過率と波長との関係を示す。さらに、図４（ｂ）において、曲線ＬＲ２が光源部２４ａによって照射された光の強度と波長との関係を示す。
図６の曲線ＬＲ２に示すように、光源部２４ａは、光源部２４ａが照射する光の光スペクトルにおける最大値Ｐmax3の半分の値をとる波長の下限値Ｐ２１と上限値Ｐ２２とが、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax1の半分の値をとる波長の下限値Ｐ１と上限値Ｐ２との間である第１の光を照射する。具体的には、光源部２４ａは、光スペクトルにおける最大値Ｐmax3の半分の値をとる波長の下限値Ｐ２１と上限値Ｐ２２との両方が狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax1の半分の値をとる波長の下限値Ｐ１と上限値Ｐ２との間にある第１の光を照射する。さらに、光源部２４ａは、光源部２４ａの特殊光源２４１が発する狭線スペクトルの最大値Ｐmax3と狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルの最大値Ｐmax1とが一致する第１の光を照射する。さらにまた、曲線ＬＲ２に示すように、光源部２４ａは、狭帯域フィルタλ１を透過する透過スペクトルの最大値Ｐmax1と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値（ピーク波長）を有する第２の光を照射する。具体的には、光源部２４ａは、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルの半値幅外に光スペクトルの最大値を有する第２の光を照射する。
以上説明した本実施の形態１によれば、光源部２４ａが光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、狭帯域フィルタλ１を透過する透過スペクトルにおける最大値と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を含む光を照射するので、狭帯域画像を高画質で得ることができる。
また、本実施の形態１によれば、光源部２４ａによって特殊光源２４１が発する狭線スペクトルの最大値Ｐmax3と狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルの最大値Ｐmax1とが一致する第１の光を照射させるので、より高画質な狭帯域画像を取得することができる。
また、本実施の形態１によれば、特殊光源２４１のみを発光させているので、低消費電力性に優れる。
また、本実施の形態１によれば、特殊光源２４１と蛍光体２４２を１つの光源モジュールとして構成しているので、光源部２４ａを小型化することができる。
（実施の形態１の変形例）
図７は、本実施の形態１の変形例に係る光源部の構成を示す模式図である。図７に示す光源部２４ｂは、特殊光源２４１と、第１光源２４３と、第２光源２４４と、第３光源２４５と、を有する。
第１光源２４３は、広帯域の赤色の波長帯域を有する光を発光するＬＥＤを用いて構成される（赤色ＬＥＤ）。第２光源２４４は、広帯域の緑色の波長帯域を有する光を発光するＬＥＤを用いて構成される（緑色ＬＥＤ）。第３光源２４５は、広帯域の青色の波長帯域を有する光を発光するＬＥＤを用いて構成される（青色ＬＥＤ）。特殊光源２４１、第１光源２４３、第２光源２４４および第３光源２４５は、１つのモジュールとして構成される。
このように構成された光源部２４ｂは、制御部３０の制御のもと、特殊光源２４１の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、狭帯域フィルタλ１の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、狭帯域フィルタλ１を透過する透過スペクトルにおける最大値と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を含む光を照射する。具体的には、光源部２４ｂは、制御部３０の制御のもと、特殊光源２４１、第１光源２４３、第２光源２４４および第３光源２４５を同時に発光させる。
以上説明した本実施の形態１の変形例によれば、上述した実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施の形態１の変形例によれば、特殊光源２４１、第１光源２４３、第２光源２４４および第３光源２４５を１つのモジュールとして構成しているので、光源部２４ｂを小型化することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、上述した参考例に係るカラーフィルタおよび光源部の構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態２に係るカラーフィルタおよび光源部の構成について説明する。なお、上述した参考例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図８は、本実施の形態２に係るカラーフィルタの構成を模式的に示す図である。図８に示すように、カラーフィルタ２３１ａは、赤色の成分を透過する広帯域フィルタＲ、緑色の成分を透過する広帯域フィルタＧ、青色の成分を透過する広帯域フィルタＢおよび各広帯域フィルタを透過する光の波長帯域の範囲外に透過スペクトルの最大値を有する狭帯域の光を透過させる狭帯域フィルタλ２を一組Ｔ２とする配列のカラーフィルタを用いて構成される。ここで、本実施の形態３における狭帯域の光の波長帯域とは、赤外領域であり、より好ましくは近赤外領域である。このように構成されたカラーフィルタ２３１ａを用いて撮像部２３で生成された画像データは、受信装置４または画像処理装置５によって、所定の画像処理が行われることによって、カラーの通常画像Ｆ１および赤外の狭帯域画像Ｆ３に変換される。なお、カラーフィルタ２３１ａの各フィルタの透過率の詳細は後述する。
図９は、本実施の形態２に係る光源部の構成を示す模式図である。図９に示す光源部２４ｃは、特殊光源２４１ａと、第１光源２４３と、第２光源２４４と、第３光源２４５と、を有する。特殊光源２４１ａ、第１光源２４３、第２光源２４４および第３光源２４５は、１つの光源モジュールとして構成される。
特殊光源２４１ａは、赤外領域に最大値を有する狭線スペクトルの光を発する。特殊光源２４１ａは、ＬＥＤ光源を用いて構成される。
このように構成された光源部２４ｃは、光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、狭帯域フィルタλ２を透過する透過スペクトルにおける最大値と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を含む光を照射する。
次に、上述したカラーフィルタ２３１ａを構成する各フィルタの透過率と光源部２４ｃが照射する光の強度との関係について説明する。図１０は、カラーフィルタ２３１ａを構成する各フィルタの透過率と光源部２４ｃが照射する光の強度との関係を示す図である。図１０において、図１０（ａ）がカラーフィルタ２３１ａを構成する各フィルタの透過率と波長との関係を示し、図１０（ｂ）が光源部２４ｃによって照射される光スペクトルの波長と強度との関係を示す。また、図１０（ａ）において、曲線ＬＢがフィルタＢの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＧがフィルタＧの透過率と波長との関係を示し、曲線ＬＲがフィルタＲの透過率と波長との関係を示し、曲線Ｌλ２が狭帯域フィルタλ２の透過率と波長との関係を示す。さらに、図１０（ｂ）において、曲線ＬＲ３が光源部２４ｃによって照射された光の強度と波長との関係を示す。
図１０の曲線ＬＲ３に示すように、光源部２４ｃは、光スペクトルにおける最大値Ｐmax5の半分の値をとる波長の上限値Ｐ３２と下限値Ｐ３１とが、狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax4の半分の値をとる波長の下限値Ｐ３と上限値Ｐ４との間である第１の光を照射する。具体的には、光源部２４ｃは、光スペクトルにおける最大値Ｐmax5の値をとる波長の下限値Ｐ３１と上限値Ｐ３２との両方が狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルにおける最大値Ｐmax4をとる波長の下限値Ｐ３と上限値Ｐ４との間にある第１の光を照射する。さらに、光源部２４ｃは、光源部２４ｃの特殊光源２４１ａが発する狭線スペクトルの最大値Ｐmax5と狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルの最大値Ｐmax4とが一致する第１の光を照射する。さらにまた、光源部２４ｃは、狭帯域フィルタλ２を透過する透過スペクトルの最大値Ｐmax5と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値を有する第２の光を照射する。具体的には、光源部２４ｃは、狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルの最大値Ｐmax4外に光スペクトルの最大値を有する第２の光を照射する。
以上説明した本実施の形態２によれば、光源部２４ｃが光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、狭帯域フィルタλ２を透過する透過スペクトルの最大値と異なる波長帯域に光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を含む光を照射するので、赤外の狭帯域画像を高画質で取得することができる。
また、本実施の形態２によれば、光源部２４ｃによって特殊光源２４１ａが発する狭線スペクトルの最大値Ｐmax5と狭帯域フィルタλ２の透過スペクトルの最大値Ｐmax4とが一致する第１の光を照射させるので、より高画質な赤外の狭帯域画像を取得することができる。
（その他の実施の形態）
本発明では、カラーフィルタが原色フィルタで構成されていたが、例えば補色の波長成分を有する光を透過する補色フィルタ（Ｃｙ,Ｍｇ,Ｙｅ）を用いてもよい。さらに、カラーフィルタを、原色フィルタと、オレンジおよびシアンの波長成分を有する光を透過するフィルタ（Ｏｒ,Ｃｙ）とによって構成されたカラーフィルタ（Ｒ,Ｇ,Ｂ,Ｏｒ,Ｃｙ）を用いてもよい。さらにまた、原色フィルタと、白色の波長成分を有する光を透過させるフィルタ（Ｗ）とによって構成されたカラーフィルタ（Ｒ,Ｇ,Ｂ,Ｗ）を用いてもよい。
また、本発明では、カラーフィルタに、１つの種類の波長帯域を透過させる狭帯域フィルタが設けられていたが、カラーフィルタ内に、複数の狭帯域フィルタを設けてもよい。例えば、上述した参考例の狭帯域フィルタλ１と、上述した実施の形態２の狭帯域フィルタλ２とを設けてもよい。
また、本発明では、撮像装置をカプセル型内視鏡として説明していたが、被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡であっても適用することができる。
１ カプセル型内視鏡システム
２ カプセル型内視鏡
３ 受信アンテナユニット
３ａ〜３ｈ 受信アンテナ
４ 受信装置
５ 画像処理装置
２０ 筐体
２１ 電源部
２２ 光学系
２３ 撮像部
２４,２４ａ,２４ｂ,２４ｃ 光源部
２５ 信号処理部
２６ 送信部
２７ 記録部
２８ タイマ
２９ 受信部
３０ 制御部
５１ クレードル
５２ 操作入力デバイス
１００ 被検体
２３０ 撮像素子
２３１,２３１ａ カラーフィルタ
２４１,２４１ａ 特殊光源
２４２ 蛍光体
２４３ 第１光源
２４４ 第２光源
２４５ 第３光源
Ｂ,Ｇ,Ｒ 広帯域フィルタ
λ１,λ２ 狭帯域フィルタ

Claims (4)

  1. 格子状に配置された複数の画素がそれぞれ受光した光を光電変換して電気信号を生成する撮像素子と、
    原色または補色の波長帯域の光を透過する複数の第１帯域フィルタと、前記第１帯域フィルタを透過する光の波長帯域の範囲外に透過スペクトルの最大値を有する狭帯域の光を透過させる第２帯域フィルタと、を含むフィルタユニットを、前記複数の画素に対応させて配置したカラーフィルタと、
    凸状の分布を有し、光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とのうち少なくとも一方が、前記第２帯域フィルタの透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値との間である光を照射する光源部と、
    を備え、
    前記光源部は、ＬＥＤ光源を有し、
    前記ＬＥＤ光源は、
    前記光源の光スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の上限値と下限値とが、前記第２帯域フィルタの透過スペクトルにおける最大値の半分の値をとる波長の下限値と上限値との間である第１の光と、
    前記第２帯域フィルタの透過スペクトルの最大値と異なる波長帯域に光源の光スペクトルの最大値を有する第２の光と、を照射し、
    前記光源部が前記光を照射している状態で前記撮像素子により撮像され、出力される前記電気信号に対応する１枚の画像からカラー画像と狭帯域画像との両方を生成することを特徴とする撮像システム。
  2. 前記撮像素子と、前記カラーフィルタと、前記光源部と、を備えた撮像装置と、
    前記カラー画像と前記狭帯域画像との両方を生成する装置と、
    を備え、
    前記撮像装置は、前記１枚の画像を、前記装置に無線送信することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
  3. 当該撮像システムは、カプセル型内視鏡システムであり、
    前記撮像装置は、カプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
  4. 前記ＬＥＤ光源は、１つの光源モジュールによって構成され、前記第１の光と前記第２の光とを照射することを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
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