JP7171885B2 - 内視鏡システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数種類の画像を切り替えて表示する内視鏡システムに関する。
近年の医療分野では、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムが広く用いられている。内視鏡システムでは、内視鏡から観察対象に照明光を照射し、その照明光で照明中の観察対象を内視鏡の撮像素子で撮像して得られるＲＧＢ画像信号に基づいて、観察対象の画像をモニタ上に表示する。
また、近年では、診断の目的に応じて、互いに波長域が異なる複数の照明光を観察対象に照明することが行われている。例えば、特許文献１では、ピーク波長が４２２ｎｍのＮＢ１光と、ピーク波長が４６０～４７０ｎｍのＮＢ２光との２つの青色の狭帯域光を交互に照明することによって、観察対象に含まれる血管中の酸素飽和度を取得することが記載されている。また、特許文献２では、Ｂ１領域（第１のＢ領域：３９０ｎｍから４４０ｎｍ）にピークを有する光と、Ｂ２領域（第２のＢ領域：４４０ｎｍから４９０ｎｍ）にピークを有する光とを観察対象に照明し、Ｂ１領域の光及びＢ２領域の光の両方に感度を有するＢ画素を含む撮像素子によって撮像を行うことにより、表層血管の解像情報を得ることが記載されている。また、特許文献３には、中心波長４０５ｎｍの紫色光、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光、及び青色レーザ光によって励起発光する励起発光を用いて、生体組織の所望の組織情報を、診断に適したより明瞭な状態で取得することが記載されている。
特開２０１５－１７３７３７号公報 国際公開第２０１６／０８０１３０号 特開２０１７－１８５２５８号公報
近年では、内視鏡分野においては、背景粘膜以外の生体情報、例えば、深さが異なる血管や深さ、高さが異なる腺管構造などに着目する診断が行われている。このような診断においては、ユーザーに対して、背景粘膜以外の複数の情報をそれぞれ把握できるように表示する必要がある。このような複数の情報をそれぞれ表示する方法として、生体組織への深達度が異なる複数波長の光を自動で周期的に切り替えて照明し、それらの照明によって得られる複数の画像を切り替えて表示する方法が考えられる。例えば、表層血管など表層の情報と深層血管など深層の情報を得るためには、表層にまで深達度を有する短波光と深層にまで深達度を有する中波長光を切り替えて照明し、短波光の照明により得られる表層画像と中波長光の照明により得られる深層画像とを切り替えて表示する。このような切替表示を行うことにより、表層画像と深層画像の差分が表示されるため、異なる生体情報を分離して表示することができる。したがって、表層情報と深層情報との異なる生体情報を把握することができる。
以上のように、各波長の光を切り替えて照明する場合には、各波長の光の光量が、被写体の明るさに合わせて、適正に制御する必要がある。しかしながら、観察部位の違い、個人差、炎症等の疾患の有無、または色素散布の有無等の被写体の変化により、標準的な被写体と分光反射率が異なり、複数波長の光で撮影したそれぞれの画像の明るさ、色調等が大きく異なる場合には、各波長の光の切替時に目標明るさとの差が大きい場合には、各波長の光の光量が、被写体の明るさに対応しないことがある。
本発明は、複数の光を切り替えて照明する場合において、被写体の変化に合わせて、各光の照明光の光量を制御することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
本発明の内視鏡システムは、第１照明光と、第１照明光とは異なる発光スペクトルを有する第２照明光とを発光する光源部と、第１プロセッサと、第２プロセッサとを備え、第１プロセッサは、第１照明光と第２照明光とをそれぞれ予め設定した期間で自動的に切り替えて発光する制御を行う場合において、第１照明光を発光する発光期間Ｋ（Ｎ）と第２照明光を発光する発光期間Ｌ（Ｎ）は、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間であるとし、第２プロセッサは、第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ）において第１照明光により照明された被写体を撮像して得られる第１画像信号を含む第１画像信号群と、第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ）において第２照明光により照明された被写体を撮像して得られる第２画像信号を含む第２画像信号群とを取得し、第１画像信号から被写体の第１明るさＤ１を算出し、第２画像信号から被写体の第２明るさＤ２を算出し、第１明るさ又は第２明るさに基づいて、第１照明光又は第２照明光の光量を設定し、第１照明光から第２照明光に切り替える第１切替タイミングにおいて設定された第２照明光の光量を調整すること、第２照明光から第１照明光に切り替える第２切替タイミングにおいて設定された第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う。
第２プロセッサは、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－２）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行うことが好ましい。
Ｎ＝４とし、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報として、目標明るさを、第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（２）＊で除して得られる調整係数Ｘ（２）を、第２照明光の光量に掛け合わせて行うことが好ましい。
第２プロセッサは、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行うことが好ましい。
第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２には、複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさのそれぞれを示す複数の第２明るさＤ２（Ｎ－Ｐ）が含まれ、第２プロセッサが、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報として、目標明るさを、複数の第２明るさＤ２（Ｎ－Ｐ）のそれぞれに対して、重み付け係数を掛けて加算した値で除して得られる特定調整係数Ｘを、第２照明光の光量に掛け合わせて行われることが好ましい。
第２プロセッサは、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－１）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－１）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行うことが好ましい。
Ｎ＝４とし、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｋ（３）の第２切替タイミングＴ２に関する情報として、発光期間Ｋ（３）のうち第２切替タイミングの第１明るさＤ１（３）＊を、目標明るさで除して得られる調整係数Ｙ（３）を、第２照明光の光量に掛け合わせて行うことが好ましい。
第２プロセッサは、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｑ）の第２切替タイミングＴ２及び複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｑ）の第１切替タイミングＴ１及び複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行うことが好ましい。
Ｎ＝６とし、第２プロセッサが、発光期間Ｌ（６）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｋ（５）のうち第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（５）＊、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（４）＊、及び予め設定された目標明るさＶとに基づく特定調整係数Ｙを、第２照明光の光量に掛け合わせて行うことが好ましい。
第１明るさ又は第２明るさは、第１画像信号又は第２画像信号のうち血管または病変以外の画素値の平均に基づいて求められることが好ましい。第１明るさ又は第２明るさは、第１画像信号又は第２画像信号のうち暗部、ハレーションの少なくともいずれかを含む異常画素以外の画素値の平均、又は、第１画像信号群又は第２画像信号群のうち異常画素を含む第１画像信号又は第２画像信号以外の正常画像信号の画素値の平均値に基づいて求められることが好ましい。第２プロセッサは、第１明るさ又は第２明るさが予め定めた目標明るさ範囲の範囲内である場合にのみ、第２照明光の光量の調整、又は、第１照明光の光量の調整を行うことが好ましい。
本発明によれば、複数の光を切り替えて照明する場合において、被写体の変化に合わせて、各光の照明光の光量を制御することができる。
第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。 第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。 紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む第１照明光の発光スペクトルを示すグラフである。 紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む第２照明光の発光スペクトルを示すグラフである。 第１照明光の発光期間と第２照明光の発光期間を示す説明図である。 発光期間設定メニューを示す説明図である。 撮像センサに設けられたＢフィルタ、Ｇフィルタ、Ｒフィルタの分光透過率である。 第１画像信号群および第２画像信号群の取得について、時系列により説明する説明図である。 ＤＳＰの機能を示すブロック図である。 特殊画像処理部の機能を示すブロック図である。 第１特殊観察画像を示す画像図である。 第１照明光を照明した場合に得られる紫及び青色光画像と緑及び赤色光画像を示す説明図である。 第２特殊観察画像を示す画像図である。 第２照明光を照明した場合に得られる紫及び青色光画像と緑及び赤色光画像を示す説明図である。 第２照明光の光量の調整に用いる第２明るさＤ２（２）＊を示す発光期間と明るさを示す説明図である。 被写体が標準的である場合の明るさと光量の関係を示す説明図である。 被写体が標準的でない場合の明るさと光量の関係を示す説明図である。 被写体が標準的でない場合において光量の調整を行う場合の明るさと光量の関係を示す説明図である。 第２照明光の光量の調整に用いる第２明るさＤ２（２）＊及び第２明るさＤ２（４）＊を示す発光期間と明るさを示す説明図である。 第２照明光の光量の調整に用いる第１明るさＤ１（３）＊を示す発光期間と明るさを示す説明図である。 第２照明光の光量の調整に用いる第２明るさＤ２（３）＊及び第１明るさＤ１（５）＊を示す発光期間と明るさを示す説明図である。
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８（表示部）と、ユーザーインターフェース１９とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。なお、ユーザーインターフェース１９は図示したキーボードの他、マウスなどが含まれる。
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３ａ、静止画取得指示部１３ｂが設けられている。モード切替ＳＷ１３ａは、通常光観察モードと、第１特殊光観察モードと、第２特殊光観察モードと、マルチ観察モードとの切替操作に用いられる。通常光観察モードは、通常画像をモニタ１８上に表示するモードである。第１特殊光観察モードは、表層血管などの表層情報を強調した第１特殊観察画像をモニタ１８上に表示するモードである。第２特殊光観察モードは、深層血管などの深層情報を強調した第２特殊観察画像をモニタ１８上に表示するモードである。マルチ観察モードは、第１特殊観察画像（以下、第１画像という）と第２特殊観察画像（以下、第２画像という）とを自動的に切り替えてモニタ１８に表示するモードである。なお、モードを切り替えるためには、モード切替ＳＷ１３ａの他に、フットスイッチ等を用いてもよい。
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びユーザーインターフェース１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。ユーザーインターフェース１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるＵＩ（User Interface：ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
図２に示すように、光源装置１４は、光源部２０と、光源制御部２１と、光路結合部２３と、発光期間設定部２４とを有している。光源部２０は、Ｖ－ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、Ｒ－ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄを有している。光源装置１４には、各種制御に関するプログラムがプログラム用メモリ（図示しない）に組み込まれている。第１プロセッサから構成される光源制御部２１が、プログラム用メモリに組み込まれたプログラムを実行することによって、光源制御部２１の機能が実現する。具体的には、光源制御部２１は、ＬＥＤ２０a～２０ｄの駆動を制御するための機能が実現する。光路結合部２３は、４色のＬＥＤ２０ａ～２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２ａ内に挿通されたライトガイド４１及び照明レンズ４５を介して、被検体内に照射される。なお、ＬＥＤの代わりに、ＬＤ（Laser Diode）を用いてもよい。発光期間設定部２４は、複数の照明光のそれぞれの発光期間を設定する。
図３に示すように、Ｖ－ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５±１０ｎｍ、波長範囲３８０～４２０ｎｍの紫色光Ｖを発生する。Ｂ－ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４６０±１０ｎｍ、波長範囲４２０～５００ｎｍの青色光Ｂを発生する。Ｇ－ＬＥＤ２０ｃは、波長範囲が４８０～６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発生する。Ｒ－ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０～６３０ｎｍで、波長範囲が６００～６５０ｎｍに及ぶ赤色光Ｒを発生する。
光源制御部２１は、Ｖ－ＬＥＤ２０ａ、Ｂ－ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ－ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ－ＬＥＤ２０ｄを制御する。また、光源制御部２１は、通常光観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比がＶｃ：Ｂｃ：Ｇｃ：Ｒｃとなる通常光を発光するように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。
また、光源制御部２１は、第１特殊光観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比がＶｓ１：Ｂｓ１：Ｇｓ１：Ｒｓ１となる第１照明光を発光するように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。光強度比Ｖｓ１：Ｂｓ１：Ｇｓ１：Ｒｓ１は、第１照明光の光量条件に対応する。第１照明光は、表層血管を強調することが好ましい。そのため、第１照明光は、紫色光Ｖの光強度を青色光Ｂの光強度よりも大きくすることが好ましい。例えば、図４に示すように、紫色光Ｖの光強度Ｖｓ１と青色光Ｂの光強度Ｂｓ１との比率を「４：１」とする。
なお、本明細書において、光強度比は、少なくとも１つの半導体光源の比率が０（ゼロ）の場合を含む。したがって、各半導体光源のいずれか１つまたは２つ以上が点灯しない場合を含む。例えば、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比が１：０：０：０の場合のように、半導体光源の１つのみを点灯し、他の３つは点灯しない場合も、光強度比を有するものとする。
また、光源制御部２１は、第２特殊光観察モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比がＶｓ２：Ｂｓ２：Ｇｓ２：Ｒｓ２となる第２照明光を発光するように、各ＬＥＤ２０ａ～２０ｄを制御する。光強度比Ｖｓ２：Ｂｓ２：Ｇｓ２：Ｒｓ２は、第２照明光の光量条件に対応する。第２照明光は、深層血管を強調することが好ましいい。そのため、第２照明光は、青色光Ｂの光強度を紫色光Ｖの光強度よりも大きくすることが好ましい。例えば、図５に示すように、紫色光Ｖの光強度Ｖｓ２と青色光Ｂの光強度Ｂｓ２との比率を「１：３」とすることが好ましい。
光源制御部２１は、マルチ観察モードに設定されている場合には、第１照明光と第２照明光とをそれぞれ発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）にて発光し、且つ、第１照明光と第２照明光とを自動的に切り替えて発光する制御を行う。発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）とは、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間を有する。なお、Ｎは自然数とし、Ｎが大きくなる程、時間的に進んでいることを示す。
より具体的には、例えば、図６に示すように、光源制御部２１は、発光期間Ｋ（Ｎ）を４フレームとし、発光期間Ｋ（Ｎ）を４フレームとした場合、第１照明光が発光期間Ｋ（１）にて４フレーム続けて発光した後に、第２照明光が発光期間Ｌ（２）にて４フレーム続けて発光される。そして、この発光パターンを繰り返し行う。
なお、「フレーム」とは、観察対象を撮像する撮像センサ４８（図２参照）を制御するための単位をいい、例えば、「１フレーム」とは、観察対象からの光で撮像センサ４８を露光する露光期間と画像信号を読み出す読出期間とを少なくとも含む期間のことをいう。本実施形態においては、撮像の単位である「フレーム」に対応して発光期間Ｋ（Ｎ）または発光期間Ｌ（Ｎ）がそれぞれ定められている。
発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）は、光源制御部２１に接続された発光期間設定部２４によって、適宜変更が可能である。ユーザーインターフェース１９の操作により、発光期間の変更操作を受け付けると、発光期間設定部２４は、図７に示すような発光期間設定メニューをモニタ１８上に表示する。発光期間Ｋ（Ｎ）は、例えば、２フレームから１０フレームの間で変更可能である。各発光期間については、スライドバー２６ａ上に割り当てられている。
発光期間Ｋ（Ｎ）を変更する場合には、ユーザーインターフェース１９を操作して、スライドバー２６ａ上の変更したい発光期間を示す位置にスライダ２７ａを合わせることで、発光期間Ｋ（Ｎ）が変更される。発光期間Ｋ（Ｎ）についても、ユーザーインターフェース１９を操作して、スライドバー２６ｂ（例えば、２フレームから１０フレームの発光期間が割り当てられている）上の変更したい発光期間を示す位置にスライダ２７ｂを合わせることで、発光期間Ｌ（Ｎ）が変更される。
図２に示すように、ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３～０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６及び撮像センサ４８を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ４６を介して、撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象の反射像が結像される。
撮像センサ４８はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ４８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素、Ｇフィルタが設けられたＧ画素、Ｂフィルタが設けられたＢ画素を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。
図８に示すように、Ｂフィルタ４８ｂは、紫色帯域の光、青色帯域の光、及び緑色帯域の光のうち短波側の光を透過させる。Ｇフィルタ４８ｇは、緑色帯域の光、青色帯域の光の長波側の光、及び赤色帯域の光の短波側の光を透過させる。Ｒフィルタ４８ｒは、赤色帯域の光、緑色帯域の短波側の光を透過させる。したがって、撮像センサ４８のうち、Ｂ画素は紫色光Ｖ及び青色光Ｂに感度を有し、Ｇ画素は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒに感度を有し、Ｒ画素は緑色光Ｇ及び赤色光Ｒに感度を有している。
なお、撮像センサ４８としては、ＲＧＢのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色－原色色変換によって、ＣＭＹＧの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ４８はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。
図２に示すように、撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））又は自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）５１により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。
プロセッサ装置１６では、各種処理又は制御に関するプログラムがプログラム用メモリ（図示しない）に組み込まれている。第２プロセッサによって構成されるプロセッサ装置１６内の中央制御部（図示しない）によって、プログラム用メモリに組み込まれたプログラムを実行することによって、プロセッサ装置１６は、画像取得部５２と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５４と、ノイズ除去部５８と、信号切替部６０と、通常観察画像処理部６２と、特殊観察画像処理部６３と、表示制御部６４と、静止画保存部６５と、静止画保存制御部６６との機能が実現する。上記プログラムの実行に伴って、ＤＳＰ５４に含まれる後述の明るさ算出部５５、光量設定部５６、及び設定光量調整部５７の機能も実現する。
画像取得部５２は、内視鏡１２において観察対象を撮像することにより得られた観察画像を取得する。具体的には、観察画像として、内視鏡１２からのデジタルのカラー画像信号が画像取得部５２に入力される。カラー画像信号は、撮像センサ４８のＲ画素から出力される赤色信号と、撮像センサ４８のＧ画素から出力される緑色信号と、撮像センサ４８のＢ画素から出力される青色信号とから構成される。
図９に示すように、画像取得部５２は、発光期間Ｋ（Ｎ）において第１画像信号群を取得する。第１画像信号群は、発光期間Ｋ（Ｎ）において第１照明光により照明された被写体を撮像した複数の第１画像信号ＳＰ１を含む。また、画像取得部５２は、発光期間Ｌ（Ｎ）において第２画像信号群を取得する。第２画像信号群は、発光期間Ｌ（Ｎ）において第２照明光により照明された被写体を撮像した複数の第２画像信号ＳＰ２を含む。本実施形態では、マルチ観察モードに設定されている場合には、光源制御部２１は、第１照明光と第２照明光とをそれぞれ発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）にて発光し、且つ、第１照明光と第２照明光とを自動的に切り替えて発光する制御を行うため、画像取得部５２は、時間の経過により、第１画像信号群、第２画像信号群の順に、周期的に画像を取得する。
発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）とは、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間を有するため、第１画像信号群と第２画像信号群とは、それぞれ少なくとも１つ以上の第１画像信号ＳＰ１と第２画像信号ＳＰ２とを含む。本実施形態では、発光期間Ｋ（Ｎ）と発光期間Ｌ（Ｎ）とは、どちらも４フレームの発光期間である。したがって、発光期間Ｋ（Ｎ）では。４つの第１画像信号ＳＰ１を含む第１画像信号群が取得され、発光期間Ｌ（Ｎ）では、４つの第２画像信号ＳＰ２を含む第２画像信号群が取得される。
ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ホワイトバランス処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、又はデモザイク処理等の各種信号処理を施す。また、図１０に示すように、ＤＳＰ５４は、明るさ算出部５５と、光量設定部５６と、設定光量調整部５７とを備える。光量設定部５５又は設定光量調整部５６で得られた通常光と第１照明光又は第２照明光の光量に関する情報は、光源制御部２１に送られる。光源制御部２１では、光量設定部５５又は設定光量調整部５６からの光量に関する情報に基づいて、通常光と第１照明光又は第２照明光の光量の制御を行う。上記の明るさ算出部５５、光量設定部５６、及び設定光量調整部５７の詳細については、後述する。
欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施された画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ホワイトバランス処理は、第１画像信号に第１ゲイン係数をかけ合わせて、また、第２画像信号に第２ゲイン係数をかけ合わせて行う。ホワイトバランス処理では、オフセット処理後の画像信号にゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。ホワイトバランス処理後の画像信号には、色再現性を高めるためのリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後の画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、同時化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素が各色の信号を有するようになる。
ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施された画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去された画像信号は、信号切替部６０に送信される。
信号切替部６０は、モード切替ＳＷ１３ａにより、通常光観察モードにセットされている場合には、通常光の照明及び撮像で得られた通常光用画像信号を通常観察画像処理部６２に送信する。図１１に示すように、特殊観察画像処理部６３は、第１特殊観察画像処理部６７、第２特殊観察画像処理部６８、及び検出部６９を含む。そして、第１特殊光観察モードにセットされている場合には、第１照明光の照明及び撮像で得られた第１画像信号を第１特殊観察画像処理部６７に送信する。第１画像信号には、撮像センサのＲ画素から出力される第１赤色信号と、撮像センサ４８のＧ画素から出力される第１緑色信号と、撮像センサ４８のＢ画素から出力される第１青色信号が含まれる。また、第２特殊光観察モードにセットされている場合には、第２照明光の照明及び撮像で得られた第２画像信号を第２特殊観察画像処理部６３に送信する。第２画像信号には、撮像センサのＲ画素から出力される第２赤色信号と、撮像センサ４８のＧ画素から出力される第２緑色信号と、撮像センサ４８のＢ画素から出力される第２青色信号が含まれる。また、マルチ観察モードにセットされている場合には、第１照明光の照明及び撮像で得られた第１画像信号は第１特殊観察画像処理部６７に送信され、第２照明光の照明及び撮像で得られた第２画像信号は第２特殊観察画像処理部６３に送信される。
通常観察画像処理部６２は、通常光観察モード時に得られたＲＧＢ画像信号に対して、通常画像用の画像処理を施す。通常画像用の画像処理には、通常画像用の構造強調処理などが含まれる。通常観察画像処理部６２では、通常画像用の画像処理を行うために、ＲＧＢ画像信号に対して掛け合わされる通常画像用パラメータが設けられている。通常画像用の画像処理が施されたＲＧＢ画像信号は、通常画像として、通常観察画像処理部６２から表示制御部６４に入力される。
第１特殊観察画像処理部６７は、第１画像信号に基づいて、彩度強調処理、色相強調処理、及び構造強調処理などの画像処理が行われた第１画像を生成する。第１画像では、表層血管が多く含まれているとともに、背景粘膜の色も正確に再現されている。第１特殊観察画像処理部６７では、第１画像の画像処理を行うために、第１画像信号に対して掛け合わされる第１画像用のパラメータが設けられている。なお、第１特殊観察画像処理部６７では、表層血管を強調する表層血管強調処理は行わないが、処理負荷の状況によっては、表層血管強調処理を行うようにしてもよい。
第１画像により、図１２に示すように、観察対象のうち背景粘膜ＢＭ、及び、表層血管ＶＳ１が表された画像が表示される。第１画像は、紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光を含む第１照明光に基づいて得られる。図１３に示すように、第１照明光が観察対象に照明されると、第１照明光のうち紫色光Ｖ及び青色光Ｂは、表層血管ＶＳ１が分布する表層にまで深達する。したがって、紫色光Ｖ及び青色光Ｂの反射光に基づいて得られる紫色光画像ＶＰには、表層血管ＶＳ１の像が含まれる。なお、ここでは、紫色光Ｖの光強度が青色光Ｂの光強度より強いため、紫色光画像ＶＰとする。また、第１照明光のうち緑色光Ｇと赤色光Ｒは、表層血管ＶＳ１及び深層血管ＶＳ２（表層血管ＶＳ１よりも深い位置にある血管）よりもさらに深い位置に分布する背景粘膜ＢＭにまで深達する。したがって、緑色光Ｇと赤色光Ｒの反射光に基づいて得られる緑及び赤色光画像ＧＲＰには、背景粘膜ＢＭの像が含まれる。以上から、第１画像は紫色光画像ＶＰと緑及び赤色光画像ＧＲＰを組み合わせた画像であるため、背景粘膜ＢＭ及び表層血管ＶＳ１の像が表示される。
第２特殊観察画像処理部６８は、第２画像信号に基づいて、彩度強調処理、色相強調処理、及び構造強調処理などの画像処理が行われた第２画像を生成する。第２画像では、深層血管が多く含まれているとともに、背景粘膜の色も正確に再現されている。第２特殊観察画像処理部６８では、第２画像の画像処理を行うために、第２画像信号に対して掛け合わされる第２画像用のパラメータが設けられている。なお、第２特殊観察画像処理部６８では、深層血管を強調する表層血管強調処理は行わないが、処理負荷の状況によっては、深層血管強調処理を行うようにしてもよい。
第２画像により、図１４に示すように、観察対象のうち背景粘膜ＢＭ、及び、深層血管ＶＳ２が表された画像が表示される。第２画像は、紫色光、青色光、緑色光、及び赤色光を含む第２照明光に基づいて得られる。図１５に示すように、第１照明光が観察対象に照明されると、第２照明光のうち紫色光Ｖ及び青色光Ｂは、深層血管ＶＳ２が分布する深層にまで深達する。したがって、紫色光Ｖ及び青色光Ｂの反射光に基づいて得られる青色光画像ＢＰには、深層血管ＶＳ２の像が含まれる。なお、ここでは、青色光Ｂの光強度が紫色光Ｖの光強度より強いため、青色光画像ＢＰとする。また、第２照明光のうち緑色光Ｇと赤色光Ｒは、表層血管ＶＳ１及び深層血管ＶＳ２（表層血管ＶＳ１よりも深い位置にある血管）よりもさらに深い位置に分布する背景粘膜ＢＭにまで深達する。したがって、緑色光Ｇと赤色光Ｒの反射光に基づいて得られる緑及び赤色光画像ＧＲＰには、背景粘膜ＢＭの像が含まれる。以上から、第２画像は青色光画像ＢＰと緑及び赤色光画像ＧＲＰを組み合わせた画像であるため、背景粘膜ＢＭ及び深層血管ＶＳ２の像が表示される。
以上のように、本実施形態では、第１画像信号により第１特殊観察画像を生成し、かつ、第２画像信号により第２特殊観察画像を生成し、第１特殊観察画像は表層血管が強調されており、第２特殊観察画像は表層血管よりも深い位置にある中深層血管が強調されることが好ましい。
検出部６９は、通常画像、第１画像及び第２画像により、血管または病変を検出する。上記のとおり、第１画像は、表層血管ＶＳ１が表された画像であり、第２画像は、深層血管ＶＳ２が表された画像であるため、画像処理により、これらの血管を検出することができる。また、血管または病変は、第１画像及び第２画像に加えて、通常観察画像を用いて、これらの画像処理により、検出してもよい。また、検出部６９は、第１画像または第２画像における異常部分を検出し、異常画像信号とする。血管または病変の検出結果は、ホワイトバランス部５５または光源制御部２１に送られる。
表示制御部６４は、通常観察画像処理部６２または特殊観察画像処理部６３から入力された通常画像、第１画像、および／または第２画像を、モニタ１８で表示可能な画像として表示するための制御を行う。表示制御部６４による制御によって、各観察モードに応じた画像が表示される。通常観察モードの場合には、通常画像がモニタ１８に表示される。また、第１特殊光観察モードの場合には、第１画像（図１２参照）がモニタ１８に表示される。また、第２特殊光観察モードの場合には、第２画像（図１４参照）がモニタ１８に表示される。
また、マルチ観察モードの場合には、第１照明光の発光期間と第２照明光の発光期間に合わせて、カラーの第１画像と第２画像が切り替えてモニタ１８に表示される。即ち、発光期間Ｋ（Ｎ）が４フレームで、発光期間Ｌ（Ｎ）が４フレームである場合には、第１表示用観察画像が４フレーム続けて表示され、かつ、第２表示用観察画像が４フレーム続けて表示される。
以上のように、マルチ観察モードにおいては、ユーザーによるモード切替ＳＷ１３ａの操作を行うことなく、２種類の第１画像と第２画像を自動的に切り替えて表示することができる。このように自動的に切り替えて表示することで、観察対象に動き又は内視鏡１２の先端部１２ｄに動きが無い限り、第１画像と第２画像とでは同一の観察対象が表示される。ただし、第１画像と第２画像とでは同一の観察対象であっても、それぞれ分光情報が異なっているため、分光情報の違いにより観察対象の見え方は異なっている。即ち、第１画像では表層血管の視認性が高くなっている一方、第２画像では深層血管の視認性が高くなっている。したがって、第１画像と第２画像とを切り替えて表示することによって、深さが異なる複数の血管に対する視認性の向上を図ることができる。
図２に示すように、静止画保存制御部６６は、静止画取得指示部１３ｂの指示に従って、その静止画取得指示のタイミングで得られた画像を静止画として静止画保存部６５に保存する制御を行う。通常観察モードの場合であれば、静止画取得指示のタイミングで得られた通常画像を静止画として静止画保存部６５に保存する。第１特殊光観察モードの場合であれば、静止画取得指示のタイミングで得られた第１特殊観察画像を静止画として静止画保存部６５に保存する。第２特殊光観察モードの場合であれば、静止画取得指示のタイミングで得られた第２特殊観察画像を静止画として静止画保存部６５に保存する。また、マルチ観察モードの場合であれば、静止画取得指示のタイミングで得られた第１特殊観察画像と第２特殊観察画像の１セットの表示用観察画像を静止画保存部６５に保存する。
明るさ算出部５５、光量設定部５６、及び設定光量調整部５７の詳細について、以下説明する。光量設定部５６は、通常光観察モードの場合には、明るさ算出部５５は、通常光観察モード時に得られた画像信号から、被写体の明るさを算出する。光量設定部５６は、算出した被写体の明るさに基づいて、通常光の光量を設定する。光源制御部２１は、光量設定部５６で設定された通常光の光量に基づいて、通常光の光量を制御する。
第１特殊光観察モードの場合、明るさ算出部５５は、第１画像信号から被写体の第１明るさＤ１を算出する。光量設定部５６は、第１明るさＤ１から、第１照明光の光量を設定する。そして、光源制御部２１は、光量設定部５６で設定された第１照明光の光量に基づいて、第１照明光の光量を制御する。第２特殊光観察モードの場合、明るさ算出部５５は、第２画像信号から、被写体の第２明るさＤ２を算出する。光量設定部５６は、第２明るさＤ２から、第２照明光の光量を設定する。そして、光源制御部２１は、光量設定部５６で設定された第２照明光の光量に基づいて、第２照明光の光量を制御する。
なお、明るさ算出部５５では、第１画像信号又は第２画像信号の画素全体の画素値を用いて第１明るさＤ１又は第２明るさＤ２を求める他に、第１画像信号又は第２画像信号のうち血管または病変以外の画素値の平均に基づいて、第１明るさＤ１又は第２明るさＤ２を求めるようにしてもよい。また、第１画像信号又は第２画像信号のうち、暗部、ハレーションの少なくともいずれかを含む異常画素以外の画素値の平均から、第１明るさＤ１又は第２明るさＤ２を求めるようにしてもよい。また、第１画像信号群又は第２画像信号群のうち異常画素を含む第１画像信号または第２画像信号以外の正常画像信号の画素値の平均値に基づいて、第１明るさＤ１又は第２明るさＤ２を求めるようにしてもよい。
マルチ観察モードの場合には、図１６に示すように、第１照明光の発光期間Ｋ（１）、発光期間Ｋ（３）にて第１照明光が発光されている場合には、第１特殊光観察モードの場合と同様に、第１画像信号から第１明るさＤ１（１）、Ｄ２（３）を算出し、第１明るさ（１）、Ｄ２（３）に基づいて第１照明光の光量を設定する。また、第２照明光の発光期間Ｌ（２）、発光期間Ｌ（４）にて第２照明光が発光されている場合には、第２特殊光観察モードの場合と同様に、第２画像信号から第２明るさＤ２（２）、Ｄ２（４）を算出し、第２明るさＤ２（２）、Ｄ２（４）に基づいて第２照明光の光量を設定する。
一方、第１照明光から第２照明光に切り替える第１切替タイミングＴ１において設定された第２照明光の光量については、設定光量調整部５７にて光量の調整を行う。同様にして、第２照明光から第１照明光に切り替える第２切替タイミングＴ２において設定された第１照明光の光量については、設定光量調整部５７にて光量の調整を行う。
第１実施形態では、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－２）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整する。
具体的には、設定光量調整部５７では、発光期間Ｌ（４）よりも前の発光期間Ｌ（２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（３）よりも前の発光期間Ｋ（１）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（３）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整する。
なお、第１切替タイミングＴ１は、第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ）と第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ＋１）のいずれにも含まれ、例えば、図１６の場合であれば、発光期間Ｋ（３）の最後のフレームの発光タイミングと発光期間Ｌ（４）の最初のフレームの発光タイミングの両方に対応している。第２切替タイミングＴ２は、第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ）と第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ＋１）のいずれにも含まれ、例えば、図１６の場合であれば、発光期間Ｌ（２）の最後のフレームの発光タイミングと発光期間Ｋ（３）の最初のフレームの発光タイミングの両方に対応している。
例えば、第２照明光の発光期間Ｌ（４）のうち第１切替タイミングＴ１において光量設定部５６にて設定された第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（４）よりも前の発光期間Ｌ（２）のうち第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（２）＊と、予め設定された目標明るさＶとに基づく調整係数Ｘ（２）を用いて、光量の調整を行う。
調整係数Ｘ（２）は、目標明るさＶを、第２明るさＤ２（２）＊で除して得ることが好ましい（調整係数Ｘ（２）＝Ｖ／Ｄ２（２）＊）。即ち、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量を光量Ｈ２（４）とした場合には、調整係数Ｘ（２）を光量Ｈ２（４）に掛け合わせることにより、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊が得られる（Ｈ２（４）＊＝Ｘ（２）×Ｈ２（４））。この光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊は光源制御部２１に送られ、光源制御部２１は、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊に基づいて、第２照明光の光量の制御を行う。
以上のように、調整係数Ｘを用いて２照明光の光量を調整することにより、観察部位が異なる、個人差がある、及び炎症などの疾患が有る場合など被写体が標準的でない場合であっても、被写体の明るさに合わせて適正な光量制御を行うことができる。例えば、図１７に示すように、被写体が標準的である場合には、第１照明光から第２照明光への切り替えに伴って、光源制御部２１によるＡＥ（Auto Exposure）制御によって第２照明光の光量を光量値Ｈｓにまで大きくことによって、第１照明光の発光期間Ｋ（１）と第２照明光の発光期間Ｌ（２）とで明るさをほぼ同じにすることができる。
一方、被写体が標準的でない場合、例えば、緑色光に対する被写体の反射率が高い場合には、図１８に示すように、第１照明光から第２照明光への切り替えに伴って、光源制御部２１によるＡＥ（Auto Exposure）制御によって第２照明光の光量を光量値Ｈｓにまで大きくすると、本実施形態のように、第１切替タイミングＴ１に関する情報（調整係数Ｘ（２））を用いる第２照明光の光量調整を行わないと、発光期間Ｋ（１）から発光期間Ｌ（２）に切り替わる第１切替タイミングＴ１で、明るさが変動してしまう。これは、標準的な被写体のと異なり、被写体の緑色帯域の反射率が高いために起こり得る。ただし、発光期間Ｌ（２）において、最初のフレーム以降は、ＡＥ制御によって、適切な明るさに収束する。なお、以上のような明るさの変動は、発光期間Ｌ（２）から発光期間Ｋ（３）に切り替わる第２切替タイミングＴ２においても、起り得る。
そこで、被写体が標準的でない場合において、第１切替タイミングＴ１又は第２切替タイミングＴ２における光量変動を抑制するために、図１９に示すように、発光期間Ｌ（４）では、第１切替タイミングＴ１に関する情報（調整係数Ｘ（２））を用いて、第２照明光の光量を調整する。そして、光量調整後の光量Ｈ２（４）＊に基づいて第２照明光の照明を行うことにより、第１切替タイミングＴ１における光量変動を抑制することができ、且つ、発光期間Ｋ（３）と発光期間Ｌ（４）の明るさをほぼ同じにすることができる。
また、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整してもよい。なお、ＰはＮよりも小さい偶数とする。
例えば、図２０に示すように、第２照明光の発光期間Ｌ（６）のうち第１切替タイミングＴ１において光量設定部５６にて設定された第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（６）よりも前の発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（４）＊、発光期間Ｌ（２）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（２）＊、及び目標明るさＶとに基づく特定調整係数Ｘを用いて、光量の調整を行う。ここで、特定調整係数Ｘは、目標明るさＶを、第２明るさＤ２（４）＊と第２明るさＤ２（２）＊にそれぞれ重み付け係数を掛けて加算した値で、除して得られることが好ましい（特定調整係数Ｘ＝Ｖ／（α１×Ｄ２（４）＊＋α２×Ｄ２（２）＊）。ただし、α１、α２は重み付け係数であり、α１＋α２＝１とする。
そして、発光期間Ｌ（６）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量を光量Ｈ２（６）とした場合には、特定調整係数Ｘを光量Ｈ２（６）に掛け合わせることにより、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊が得られる（Ｈ２（６）＊＝Ｘ×Ｈ２６））。この光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊は光源制御部２１に送られ、光源制御部２１は、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊に基づいて、第２照明光の光量の制御を行う。
なお、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量Ｈ２（Ｎ）を調整した光量Ｈ２（Ｎ）＊を求める場合は、下記一般化の式Ａ）を用いるようにしてもよい。
式Ａ）
Ｈ２（Ｎ）＊＝（目標明るさ）
×（α１／（発光期間Ｌ（Ｎ－２）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－２）＋α２／（発光期間Ｌ（Ｎ－４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－４）＋・・・＋αｎ／（発光期間Ｌ（Ｎ－ｎ）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－ｎ））
ただし、α１＋α２＋・・・αｎ＝１とする。また、ｎはＮよりも小さい偶数とする。
［第２実施形態］
第２実施形態では、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－１）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－１）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整する。
例えば、図２０に示すように、第２照明光の発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１において光量設定部５６にて設定された第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（４）よりも前の発光期間Ｋ（３）のうち第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（３）＊と、予め設定された目標明るさＶとに基づく調整係数Ｙ（３）を用いて、光量の調整を行う。ここで、調整係数Ｙ（３）は、目標明るさＶを、第１明るさＤ１（３）＊で除して得ることが好ましい（調整係数Ｙ（３）＝Ｖ／Ｄ１（３）＊）。
即ち、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量を光量Ｈ２（４）とした場合には、調整係数Ｙ（３）を光量Ｈ２（４）に掛け合わせることにより、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊が得られる（Ｈ２（４）＊＝Ｙ（３）×Ｈ２（４））。この光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊は光源制御部２１に送られ、光源制御部２１は、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（４）＊に基づいて、第２照明光の光量の制御を行う。
また、発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｑ）の第２切替タイミングＴ２及び複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整し、又は、発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｑ）の第１切替タイミングＴ１及び複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した第１照明光の光量を調整してもよい。なお、ＰはＮよりも小さい偶数で、ＱはＮよりも小さい奇数である。
例えば、図２２に示すように、第２照明光の発光期間Ｌ（６）の第１切替タイミングＴ１において光量設定部５６にて設定された第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（６）よりも前の発光期間Ｋ（５）のうち第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（５）＊、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（４）＊、及び予め設定された目標明るさＶとに基づく特定調整係数Ｙを用いて、光量の調整を行う。
ここで、特定調整係数Ｙは、第１明るさＤ１（５）＊に重み付け係数βを掛けた値を目標明るさＶで除した値と、第２明るさＤ２（４）＊に重み付け係数α及び目標明るさＶで掛けた値を、それぞれ足し合わせて得られることが好ましい（特定調整係数Ｙ＝β×Ｄ１（５）＊／Ｖ＋α×Ｄ２（４）＊×Ｖ）。ただし、α、βは重み付け係数であり、α＋β＝１とする。
そして、発光期間Ｌ（６）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量を光量Ｈ２（６）とした場合には、特定調整係数Ｙを光量Ｈ２（６）に掛け合わせることにより、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊が得られる（Ｈ２（６）＊＝Ｙ×Ｈ２６））。この光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊は光源制御部２１に送られ、光源制御部２１は、光量調整済みの第２照明光の光量Ｈ２（６）＊に基づいて、第２照明光の光量の制御を行う。
なお、発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定された第２照明光の光量Ｈ２（Ｎ）を調整した光量Ｈ２（Ｎ）＊を求める場合は、下記一般化の式Ｂ）を用いるようにしてもよい。
式Ｂ）
Ｈ２（Ｎ）＊＝
１／（目標明るさ）
×（β１／（発光期間Ｋ（Ｎ－１）の第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（Ｎ－１）＋β２／（発光期間Ｋ（Ｎ－３）の第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（Ｎ－３）＋・・・＋βｎ／（発光期間（Ｎ－ｍ）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－ｍ）
＋（目標明るさ）
×（α１／（発光期間Ｌ（Ｎ－２）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－２）＋α２／（発光期間Ｌ（Ｎ－４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－４）＋・・・＋αｎ／（発光期間（Ｎ－ｎ）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（Ｎ－ｎ））
ただし、α１＋α２＋・・・αｎ＝１と、β１＋β２＋・・・＋βｎ＝１とする。また、ｎはＮよりも小さい偶数と、ｍはＮよりも小さい奇数とする。
なお、上記第１及び第２実施形態では、マルチ観察モードにおいて、常に、第１切替タイミングＴ１の第２照明光の光量を調整し、また、第２切替タイミングＴ２の第１照明光の光量を調整しているが、第１明るさＤ１又は第２明るさが予め定めた目標明るさ範囲のの範囲内である場合にのみ、第１切替タイミングＴ１の第２照明光の光量を調整し、第２切替タイミングＴ２の第１照明光の光量を調整するようにしてもよい。
例えば、図１６に示すように、第２照明光の発光期間Ｌ（４）のうち第１切替タイミングＴ１において光量設定部５６にて設定された第２照明光の光量を調整する場合には、第２明るさＤ２（２）＊が目標明るさの範囲内である場合には、第１切替タイミングＴ１の第２照明光の光量は調整せず、第２明るさＤ２（２）＊が目標明るさの範囲の範囲外である場合には、第１切替タイミングＴ１の第２照明光の光量を調整することが好ましい。
上記実施形態において、画像取得部５２、ＤＳＰ５４、ノイズ除去部５８、通常観察画像処理部６２、特殊観察画像処理部６３、表示制御部６４、静止画保存部６５、静止画保存制御部６６など、プロセッサ装置１６に含まれる処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡ、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、ＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。
なお、本発明は、第１または第２実施形態のような内視鏡システムに組み込まれるプロセッサ装置の他、カプセル型の内視鏡システムに組み込まれるプロセッサ装置、または各種の医用画像処理装置に対して適用することが可能である。
１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１３ａ モード切替ＳＷ
１３ｂ 静止画取得指示部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２０ 光源部
２０ａ Ｖ－ＬＥＤ（Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
２０ｂ Ｂ－ＬＥＤ（Ｂｌｕｅ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
２０ｃ Ｇ－ＬＥＤ（Ｇｒｅｅｎ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
２０ｄ Ｒ－ＬＥＤ（Ｒｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
２１ 光源制御部
２３ 光路結合部
２４ 発光期間設定部
２６ａ スライドバー
２６ｂ スライドバー
２７ａ スライダ
２７ｂ スライダ
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
４１ ライトガイド
４５ 照明レンズ
４６ 対物レンズ
４８ 撮像センサ
４８ｂ Ｂフィルタ
４８ｇ Ｇフィルタ
４８ｒ Ｒフィルタ
５０ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
５２ 画像取得部
５４ ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
５５ 明るさ算出部
５６ 光量設定部
５７ 設定光量調整部
５８ ノイズ除去部
６０ 信号切替部
６２ 通常観察画像処理部
６３ 特殊観察画像処理部
６４ 表示制御部
６５ 静止画保存部
６６ 静止画保存制御部
６７ 第１特殊観察画像処理部
６８ 第２特殊観察画像処理部
６９ 検出部
ＳＰ１ 第１特殊観察画像（第１画像）
ＳＰ２ 第２特殊観察画像（第２画像）
ＶＰ 紫色光画像
ＧＲＰ 緑及び赤色光画像
ＶＳ１ 表層血管
ＶＳ２ 中層血管
ＢＭ 背景粘膜

Claims (14)

  1. 第１照明光と、前記第１照明光とは異なる発光スペクトルを有する第２照明光とを発光する光源部と、
    第１プロセッサと、
    第２プロセッサとを備え、
    前記第１プロセッサは、
    前記第１照明光と前記第２照明光とをそれぞれ予め設定した期間で自動的に切り替えて発光する制御を行う場合において、前記第１照明光を発光する発光期間Ｋ（Ｎ）と前記第２照明光を発光する発光期間Ｌ（Ｎ）は、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間であるとし、
    前記第２プロセッサは、
    前記第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ）において前記第１照明光により照明された被写体を撮像して得られる第１画像信号を含む第１画像信号群と、前記第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ）において前記第２照明光により照明された被写体を撮像して得られる第２画像信号を含む第２画像信号群とを取得し、
    前記第１画像信号から前記被写体の第１明るさＤ１を算出し、前記第２画像信号から前記被写体の第２明るさＤ２を算出し、
    前記第１明るさ又は前記第２明るさに基づいて、前記第１照明光又は前記第２照明光の光量を設定し、
    前記第１照明光から前記第２照明光に切り替える第１切替タイミングにおいて設定された前記第２照明光の光量を調整すること、前記第２照明光から前記第１照明光に切り替える第２切替タイミングにおいて設定された前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う内視鏡システム。
  2. 前記第２プロセッサは、前記発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、前記発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した前記第２照明光の光量を調整し、又は、前記発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－２）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う請求項１記載の内視鏡システム。
  3. Ｎ＝４とし、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｌ（２）の第１切替タイミングＴ１に関する情報として、前記目標明るさを、前記第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（２）＊で除して得られる調整係数Ｘ（２）を、前記第２照明光の光量に掛け合わせて行う請求項２記載の内視鏡システム。
  4. 前記第２プロセッサは、前記発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、前記発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した前記第２照明光の光量を調整し、又は、前記発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、前記発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う請求項１記載の内視鏡システム。
  5. 前記第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２には、複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の前記第１切替タイミングＴ１の第２明るさのそれぞれを示す複数の第２明るさＤ２（Ｎ－Ｐ）が含まれ、
    前記第２プロセッサが、前記発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、前記複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報として、前記目標明るさを、複数の第２明るさＤ２（Ｎ－Ｐ）のそ
    れぞれに対して、重み付け係数を掛けて加算した値で除して得られる特定調整係数Ｘを、前記第２照明光の光量に掛け合わせて行われる請求項４記載の内視鏡システム。
  6. 前記第２プロセッサは、前記発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｋ（Ｎ－１）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、前記発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した前記第２照明光の光量を調整し、又は、前記発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の発光期間Ｌ（Ｎ－１）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、前記発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う請求項１記載の内視鏡システム。
  7. Ｎ＝４とし、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｋ（３）の第２切替タイミングＴ２に関する情報として、前記発光期間Ｋ（３）のうち前記第２切替タイミングの前記第１明るさＤ１（３）＊を、前記目標明るさで除して得られる調整係数Ｙ（３）を、前記第２照明光の光量に掛け合わせて行う請求項６記載の内視鏡システム。
  8. 前記第２プロセッサは、前記発光期間Ｌ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｑ）の第２切替タイミングＴ２及び複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｐ）の第１切替タイミングＴ１に関する情報を用いて、前記発光期間Ｌ（Ｎ）の第１切替タイミングＴ１で設定した前記第２照明光の光量を調整し、又は、前記発光期間Ｋ（Ｎ）よりも前の複数の発光期間Ｌ（Ｎ－Ｑ）の第１切替タイミングＴ１及び複数の発光期間Ｋ（Ｎ－Ｐ）の第２切替タイミングＴ２に関する情報を用いて、前記発光期間Ｋ（Ｎ）の第２切替タイミングＴ２で設定した前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行う請求項１記載の内視鏡システム。
  9. Ｎ＝６とし、前記第２プロセッサが、発光期間Ｌ（６）の第１切替タイミングＴ１で設定した第２照明光の光量を調整する場合には、発光期間Ｋ（５）のうち第２切替タイミングＴ２の第１明るさＤ１（５）＊、発光期間Ｌ（４）の第１切替タイミングＴ１の第２明るさＤ２（４）＊、及び予め設定された目標明るさＶとに基づく特定調整係数Ｙを、前記第２照明光の光量に掛け合わせて行う請求項８記載の内視鏡システム。
  10. 前記第１明るさ又は前記第２明るさは、前記第１画像信号又は前記第２画像信号のうち血管または病変以外の画素値の平均に基づいて求められる請求項１ないし９いずれか１項記載の内視鏡システム。
  11. 前記第１明るさ又は前記第２明るさは、前記第１画像信号又は前記第２画像信号のうち暗部、ハレーションの少なくともいずれかを含む異常画素以外の画素値の平均、又は、前記第１画像信号群又は前記第２画像信号群のうち前記異常画素を含む前記第１画像信号又は前記第２画像信号以外の正常画像信号の画素値の平均値に基づいて求められる請求項１ないし１０いずれか１項記載の内視鏡システム。
  12. 前記第２プロセッサは、前記第１明るさ又は前記第２明るさが予め定めた目標明るさ範囲の範囲内である場合にのみ、前記第２照明光の光量の調整、又は、前記第１照明光の光量の調整を行う請求項１ないし１１いずれか１項記載の内視鏡システム。
  13. 第１照明光と、前記第１照明光とは異なる発光スペクトルを有する第２照明光とを発光する光源部と、
    第１プロセッサと、
    第２プロセッサとを備え、
    前記第１プロセッサは、
    前記第１照明光と前記第２照明光とを自動的に切り替えて発光する制御を行う場合において、前記第１照明光を発光する発光期間Ｋ（Ｎ）と前記第２照明光を発光する発光期間Ｌ（Ｎ）は、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間であるとし、
    前記第２プロセッサは、
    前記第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ）において前記第１照明光により照明された被写体を撮像して得られる第１画像信号を含む第１画像信号群と、前記第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ）において前記第２照明光により照明された被写体を撮像して得られる第２画像信号を含む第２画像信号群とを取得し、
    前記第１画像信号から前記被写体の第１明るさＤ１を算出し、前記第２画像信号から前記被写体の第２明るさＤ２を算出し、
    前記第１明るさ又は前記第２明るさに基づいて、前記第１照明光又は前記第２照明光の光量を設定し、
    前記第１照明光から前記第２照明光に切り替える第１切替タイミングにおいて設定された前記第２照明光の光量を調整すること、前記第２照明光から前記第１照明光に切り替える第２切替タイミングにおいて設定された前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行い、
    前記第１明るさ又は前記第２明るさは、前記第１画像信号又は前記第２画像信号のうち血管または病変以外の画素値の平均に基づいて求められる内視鏡システム。
  14. 第１照明光と、前記第１照明光とは異なる発光スペクトルを有する第２照明光とを発光する光源部と、
    第１プロセッサと、
    第２プロセッサとを備え、
    前記第１プロセッサは、
    前記第１照明光と前記第２照明光とを自動的に切り替えて発光する制御を行う場合において、前記第１照明光を発光する発光期間Ｋ（Ｎ）と前記第２照明光を発光する発光期間Ｌ（Ｎ）は、それぞれ少なくとも１フレーム以上の発光期間であるとし、
    前記第２プロセッサは、
    前記第１照明光の発光期間Ｋ（Ｎ）において前記第１照明光により照明された被写体を撮像して得られる第１画像信号を含む第１画像信号群と、前記第２照明光の発光期間Ｌ（Ｎ）において前記第２照明光により照明された被写体を撮像して得られる第２画像信号を含む第２画像信号群とを取得し、
    前記第１画像信号から前記被写体の第１明るさＤ１を算出し、前記第２画像信号から前記被写体の第２明るさＤ２を算出し、
    前記第１明るさ又は前記第２明るさに基づいて、前記第１照明光又は前記第２照明光の光量を設定し、
    前記第１照明光から前記第２照明光に切り替える第１切替タイミングにおいて設定された前記第２照明光の光量を調整すること、前記第２照明光から前記第１照明光に切り替える第２切替タイミングにおいて設定された前記第１照明光の光量を調整することの少なくともいずれかを行い、
    前記第１明るさ又は前記第２明るさは、前記第１画像信号又は前記第２画像信号のうち暗部、ハレーションの少なくともいずれかを含む異常画素以外の画素値の平均、又は、前記第１画像信号群又は前記第２画像信号群のうち前記異常画素を含む前記第１画像信号又は前記第２画像信号以外の正常画像信号の画素値の平均値に基づいて求められる内視鏡システム。
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