JPWO2016147436A1 - 生体観察システム - Google Patents

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Abstract

生体観察システムは、複数の波長帯域を含む第１の照明光と、第１の照明光とは異なる複数の波長帯域を含む第２の照明光と、を切り替えつつ供給する光源装置と、照明光により照明された被写体からの光を感度の異なる複数の画素毎に受光して撮像信号を生成する撮像素子と、撮像素子により生成された各色成分の撮像信号から、所定の波長帯域の光に対する感度が複数の画素の中で最も大きな画素で所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分に対応する撮像信号を分離する色分離処理部と、色分離処理部に入力される撮像信号が、第１の照明光に対応する撮像信号である場合と、第２の照明光に対応する撮像信号である場合と、において異なる色分離処理を行わせる制御部と、を有する。

Description

本発明は、生体観察システムに関し、特に、体腔内の生体組織を観察するための生体観察システムに関するものである。
内視鏡等を用いて体腔内の生体組織を観察するための観察装置または観察システムにおいては、例えば、生体組織を肉眼で見た場合と同様の色調を具備する画像を表示させる観察モード、生体組織の表層に存在する毛細血管を強調するような画像を表示させる観察モード、及び、生体組織の深部に存在する太径の血管を強調するような画像を表示させる観察モード等の複数の観察モードの中から所望の観察モードを選択可能なものが従来知られている。
具体的には、例えば、日本国特開２０１４−５０５９５号公報には、白色光源から発せられる広帯域光を所定波長の光に波長分離する回転フィルタを光源装置内に設けた内視鏡装置において、当該広帯域光の光路上に当該回転フィルタの第１フィルタ領域がセットされた際に生成されるＢ光、Ｇ光及びＲ光に応じた通常画像を表示させる通常モードと、当該広帯域光の光路上に当該回転フィルタの第２フィルタ領域がセットされた際に生成されるＢｎ光及びＧｎ光に応じた第１狭帯域画像を表示させる第１特殊モードと、当該広帯域光の光路上に当該回転フィルタの第３フィルタ領域がセットされた際に生成される当該Ｂｎ光、当該Ｇｎ光及び酸素飽和度測定光に応じた第２狭帯域画像を表示させる第２特殊モードと、の中から所望のモードを選択可能な構成が開示されている。
ところで、前述の観察装置または観察システムが、例えば、カラーフィルタを複数の画素の前面に配設した撮像素子を有して構成されているとともに、複数の観察モードの中から選択された所望の観察モードに応じた複数の波長帯域の照明光を時分割で被写体に照射するように構成されている場合には、当該撮像素子により当該被写体を撮像して得られる画像において発生する混色を解消するための色分離処理を適宜行う必要がある。
しかし、例えば、前述の色分離処理として単一の処理のみが施される場合には、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せの周期的な変化に応じた適切な色分離を行うことが困難であるため、所望の観察モードにおいてモニタ等の表示装置に表示される観察画像の画質が低下してしまう、という問題点が生じる。
一方、日本国特開２０１４−５０５９５号公報には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されておらず、すなわち、前述の問題点に応じた課題が依然として存在している。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、所望の観察モードにおいて表示装置に表示される画像の画質を向上させることが可能な生体観察システムを提供することを目的としている。
本発明の一態様の生体観察システムは、被写体を照明するための照明光として、複数の波長帯域を含む第１の照明光と、前記第１の照明光とは異なる波長帯域を有し、複数の波長帯域を含む第２の照明光と、を切り替えつつ相互に異なるタイミングにおいて供給する光源装置と、所定の複数の色のうちのいずれか１つの色に対する感度が前記１つの色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する複数の画素が設けられており、前記光源装置から供給される照明光により照明された前記被写体からの光を受光して前記複数の画素毎に撮像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子により生成された各色成分の撮像信号から、前記被写体からの光に含まれる所定の波長帯域の光に対する感度が前記複数の画素の中で最も大きな画素で前記所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分に対応する撮像信号を分離するための色分離処理を行う色分離処理部と、前記色分離処理部に入力される撮像信号が、前記第１の照明光に対応する撮像信号である場合と、前記第２の照明光に対応する撮像信号である場合と、において異なる色分離処理を行わせるように前記色分離処理部を制御する制御部と、を有する。
実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図。 実施例に係る生体観察システムにおいて用いられる原色カラーフィルタの透過特性の一例を示す図。 実施例に係る生体観察システムのＬＥＤユニットから出射される光の波長帯域の一例を示す図。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図３は、本発明の実施例に係るものである。
生体観察システム１は、図１に示すように、被検体内に挿入可能であるとともに、当該被検体内の生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力するように構成された内視鏡２と、内視鏡２の内部に挿通配置されたライトガイド７を介して当該被写体の観察に用いられる照明光を供給するように構成された光源装置３と、内視鏡２から出力される撮像信号に応じた映像信号等を生成して出力するように構成されたプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される映像信号に応じた観察画像等を表示するように構成された表示装置５と、術者等のユーザの入力操作に応じた指示等をプロセッサ４に対して行うことが可能なスイッチ及び／またはボタン等を備えた入力装置６と、を有している。図１は、実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図である。
内視鏡２は、被検体内に挿入可能な細長形状に形成された挿入部２ａと、挿入部２ａの基端側に設けられた操作部２ｂと、を有している。また、内視鏡２は、例えば、撮像部２１から出力される撮像信号等の種々の信号の伝送に用いられる信号線が内蔵されたユニバーサルケーブル（不図示）を介し、プロセッサ４に着脱可能に接続されるように構成されている。また、内視鏡２は、ライトガイド７の少なくとも一部が内蔵されたライトガイドケーブル（不図示）を介し、光源装置３に着脱可能に接続されるように構成されている。
挿入部２ａの先端部２ｃには、被検体内の生体組織等の被写体を撮像するための撮像部２１と、ライトガイド７の出射端部と、ライトガイド７により伝送された照明光を被写体へ照射する照明光学系２２と、が設けられている。
撮像部２１は、照明光学系２２を経て出射される照明光により照明された被写体からの戻り光を撮像して撮像信号を出力するように構成されている。具体的には、撮像部２１は、被写体から発せられる戻り光を結像するように構成された対物光学系２１ａと、当該戻り光を受光して撮像するための複数の画素が対物光学系２１ａの結像位置に合わせてマトリクス状に配置されているとともに、当該複数の画素の前面に原色カラーフィルタ２１ｆを配設して構成された撮像素子２１ｂと、を有している。
撮像素子２１ｂは、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等のイメージセンサを具備し、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した戻り光を撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号を出力するように構成されている。
原色カラーフィルタ２１ｆは、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の微小なカラーフィルタを撮像素子２１ｂの各画素に対応する位置にベイヤ配列でモザイク状に配置することにより形成されている。
原色カラーフィルタ２１ｆのＲフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタは、例えば、図２に示すような透過特性をそれぞれ具備して形成されている。図２は、実施例に係る生体観察システムにおいて用いられる原色カラーフィルタの透過特性の一例を示す図である。
原色カラーフィルタ２１ｆのＲフィルタは、図２に示すように、赤色域〜近赤外域の透過率が他の波長帯域の透過率よりも相対的に高くなるように形成されている。
原色カラーフィルタ２１ｆのＧフィルタは、図２に示すように、緑色域の透過率が他の波長帯域の透過率よりも相対的に高くなるように形成されている。
原色カラーフィルタ２１ｆのＢフィルタは、図２に示すように、青色域の透過率が他の波長帯域の透過率よりも相対的に高くなるように形成されている。
すなわち、本実施例の撮像素子２１ｂには、所定の複数の色のうちのいずれか１つの色に対する感度が当該１つの色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する複数の画素が設けられている。具体的には、本実施例の撮像素子２１ｂには、赤色に対する感度が赤色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する画素であるＲ画素と、緑色に対する感度が緑色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する画素であるＧ画素と、青色に対する感度が青色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する画素であるＢ画素と、が設けられている。
操作部２ｂは、ユーザが把持して操作することが可能な形状を具備して構成されている。また、操作部２ｂには、ユーザの入力操作に応じた指示をプロセッサ４に対して行うことが可能な１つ以上のスイッチを具備して構成されたスコープスイッチ２３が設けられている。
また、操作部２ｂの内部には、Ｒ画素、Ｇ画素及びＢ画素の分光感度に応じて規定される撮像素子２１ｂの分光感度特性を特定可能な情報等を含む内視鏡情報が格納されたスコープメモリ２４が設けられている。なお、スコープメモリ２４に格納された内視鏡情報は、内視鏡２とプロセッサ４とが電気的に接続され、かつ、プロセッサ４の電源がオンされた際に、プロセッサ４の制御部４７（後述）により読み出される。
光源装置３は、ＬＥＤ駆動部３１と、ＬＥＤユニット３２と、集光レンズ３３と、を有して構成されている。
ＬＥＤ駆動部３１は、例えば、駆動回路等を具備して構成されている。また、ＬＥＤ駆動部３１は、プロセッサ４から出力される照明制御信号及び調光信号に応じてＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動信号を生成して出力するように構成されている。
ＬＥＤユニット３２は、例えば、図３に示すような、相互に異なる５つの波長帯域の光を発する光源であるＬＥＤ３２ａ〜３２ｅを有して構成されている。また、ＬＥＤユニット３２には、ＬＥＤ３２ａ〜３２ｅから出射された光を偏向して集光レンズ３３に入射させるためのダイクロイックミラー等の光学素子（不図示）が設けられている。図３は、実施例に係る生体観察システムのＬＥＤユニットから出射される光の波長帯域の一例を示す図である。
ＬＥＤ３２ａ〜３２ｅは、ＬＥＤ駆動部３１から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じたタイミングで個別に発光または消光するように構成されている。また、ＬＥＤ３２ａ〜３２ｅは、ＬＥＤ駆動部３１から出力されるＬＥＤ駆動信号に応じた発光強度で発光するように構成されている。
ＬＥＤ３２ａは、例えば、図３に示すように、中心波長が４１５ｎｍに設定され、かつ、波長帯域が青色域に属するように設定された光であるＢＳ光を発するように構成されている。すなわち、ＢＳ光は、生体組織の表層に存在する毛細血管において散乱及び／または反射するとともに、血液に対する吸光係数が後述のＢＬ光に比べて高くなるような特性を具備している。
ＬＥＤ３２ｂは、例えば、図３に示すように、中心波長が４６０ｎｍに設定され、かつ、波長帯域が青色域に属するように設定された光であるＢＬ光を発するように構成されている。すなわち、ＢＬ光は、生体組織の表層に存在する毛細血管において散乱及び／または反射するとともに、血液に対する吸光係数がＢＳ光に比べて低くなるような特性を具備している。
ＬＥＤ３２ｃは、例えば、図３に示すように、中心波長が５４０ｎｍに設定され、かつ、波長帯域が緑色域に属するように設定された光であるＧ光を発するように構成されている。すなわち、Ｇ光は、生体組織の深部よりも表層側の中層に存在する血管において散乱及び／または反射するような特性を具備している。なお、Ｇ光は、緑色域以外の波長帯域を含むような広帯域光であってもよい。
ＬＥＤ３２ｄは、例えば、図３に示すように、中心波長が６００ｎｍに設定され、かつ、波長帯域が赤色域に属するように設定された光であるＲＳ光を発するように構成されている。すなわち、ＲＳ光は、生体組織の深部に存在する太径の血管において散乱及び／または反射するとともに、血液に対する吸光係数が後述のＲＬ光に比べて高くなるような特性を具備している。
ＬＥＤ３２ｅは、例えば、図３に示すように、中心波長が６３０ｎｍに設定され、かつ、波長帯域が赤色域に属するように設定された光であるＲＬ光を発するように構成されている。すなわち、ＲＬ光は、生体組織の深部に存在する太径の血管において散乱及び／または反射するとともに、血液に対する吸光係数がＲＳ光に比べて低くなるような特性を具備している。
集光レンズ３３は、ＬＥＤユニット３２から出射される光を集光してライトガイド７の入射端部へ入射させるように構成されている。
プロセッサ４は、前処理部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、色分離処理部４３と、カラーバランス処理部（以降、ＣＢ処理部と略記する）４４と、バッファ部４５と、表示制御部４６と、制御部４７と、調光部４８と、を有して構成されている。
前処理部４１は、例えば、信号処理回路を具備して構成されている。また、前処理部４１は、内視鏡２の撮像部２１から出力される撮像信号に対して増幅及びノイズ除去等の所定の信号処理を施してＡ／Ｄ変換部４２へ出力するように構成されている。
Ａ／Ｄ変換部４２は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路を具備して構成されている。また、Ａ／Ｄ変換部４２は、前処理部４１から出力される撮像信号に対してＡ／Ｄ変換等の処理を施すことにより画像データを生成し、当該生成した画像データを色分離処理部４３へ出力するように構成されている。
色分離処理部４３は、例えば、後述の色分離処理を行うことが可能な演算処理回路を具備して構成されている。また、色分離処理部４３は、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、撮像素子２１ｂにより撮像された戻り光に含まれる所定の波長帯域の光に対する感度がＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素の中で最も大きな画素で当該所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分を分離するための色分離処理を行うように構成されている。また、色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じた色分離マトリクスを用いて色分離処理を行うように構成されている。また、色分離処理部４３は、色分離処理により得られた各色成分に対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力するように構成されている。
ＣＢ処理部４４は、例えば、カラーバランス処理回路を具備して構成されている。また、ＣＢ処理部４４は、色分離処理部４３から出力される画像データに対してカラーバランス処理を施すとともに、当該カラーバランス処理を施した画像データをバッファ部４５へ出力するように構成されている。
バッファ部４５は、例えば、バッファメモリ等のバッファ回路を具備して構成されている。また、バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、ＣＢ処理部４４から出力される画像データを一時的に蓄積し、当該蓄積した画像データを表示制御部４６へ出力するように構成されている。
表示制御部４６は、例えば、表示制御回路を具備して構成されている。また、表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、バッファ部４５から出力される画像データを表示装置５のＲチャンネル、Ｇチャンネル及びＢチャンネルに割り当てることにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号を表示装置５へ出力するように構成されている。
制御部４７は、例えば、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等により構成された制御回路を具備している。また、制御部４７は、色分離処理部４３による色分離処理に利用可能なＱ個の色分離マトリクスが予め格納されたメモリ４７ａを有している。なお、前述のＱ個の色分離マトリクスは、例えば、ルックアップテーブルの形態で個別にメモリ４７ａに格納されているものとする。また、メモリ４７ａに格納される色分離マトリクスの個数Ｑは、時分割の照明パターン（後述）の１周期分に含まれる照明期間の回数Ｎ（２≦Ｎ）以上であるものとする。
制御部４７は、スコープメモリ２４から読み込んだ内視鏡情報に基づいて撮像素子２１ｂの分光感度特性を特定し、当該特定した分光感度特性に応じた時分割の照明パターンを設定し、当該設定した時分割の照明パターンで被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力するように構成されている。なお、前述の時分割の照明パターンは、例えば、光源装置３から供給される照明光に含まれる複数の波長帯域の組合せがＮ回の照明期間それぞれにおいて異なるようなパターンとして設定される。
制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、前述のように設定した時分割の照明パターンと、に基づき、当該照明パターンで被写体を照明した際に発生する戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込むとともに、当該読み込んだ色分離マトリクスを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行うように構成されている。
制御部４７は、前述のように設定した時分割の照明パターンに応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行うように構成されている。
制御部４７は、入力装置６及び／またはスコープスイッチ２３に設けられた観察モード切替スイッチ（不図示）において切り替え可能な複数の観察モードの中から選択された所望の観察モードに応じ、表示装置５に表示される観察画像を変更するための制御を表示制御部４６に対して行うように構成されている。
調光部４８は、例えば、調光回路を具備して構成されている。また、調光部４８は、色分離処理部４３から出力される画像データに基づいてＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤにおける発光強度を調整するための調光信号を生成し、当該生成した調光信号をＬＥＤ駆動部３１へ出力するように構成されている。
続いて、本実施例に係る生体観察システム１の具体的な動作等について、以下に説明する。
まず、ユーザは、生体観察システム１の各部を接続して電源を投入した後、例えば、スコープスイッチ２３及び／または入力装置６に設けられた照明スイッチ（不図示）をオフからオンへ切り替える操作を行うことにより、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示を制御部４７に対して行う。
制御部４７は、内視鏡２とプロセッサ４とが電気的に接続され、かつ、プロセッサ４の電源がオンされた際に、スコープメモリ２４に格納された内視鏡情報を読み込む。また、制御部４７は、スコープメモリ２４からの内視鏡情報の読み込みが完了した際に、当該内視鏡情報に基づいて撮像素子２１ｂの分光感度特性を特定し、当該特定した分光感度特性に応じた時分割の照明パターンを設定する。
具体的には、制御部４７は、例えば、スコープメモリ２４から読み込んだ内視鏡情報に基づき、撮像素子２１ｂが、図２に示すようなＲフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタの透過特性に応じた分光感度特性を有することを特定した場合に、当該特定した分光感度特性に応じた時分割の照明パターンとして、ＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させる照明期間ＰＡと、ＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させる照明期間ＰＢと、を交互に繰り返すような照明パターンＩＰ１を設定する。すなわち、照明パターンＩＰ１は、２回の照明期間ＰＡ及びＰＢを１周期分の照明期間ＰＡＢとするような照明パターンとして設定される。
そして、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。
ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明期間ＰＡにおいて、ＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを消光させつつＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させるとともに、照明期間ＰＢにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｅを消光させつつＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。
すなわち、以上に述べたような照明パターンＩＰ１によれば、照明期間ＰＡにおいて、ＢＳ光、Ｇ光及びＲＬ光の３つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該３つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＡが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＡが撮像素子２１ｂにより撮像される。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ１によれば、照明期間ＰＢにおいて、ＢＬ光及びＲＳ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＢが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＢが撮像素子２１ｂにより撮像される。
制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ１と、に基づき、当該照明パターンＩＰ１で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＡ及びＬＢにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。
具体的には、制御部４７は、照明パターンＩＰ１を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＡに含まれるＢＳ光をＢ画素で撮像して得られる青色成分である色成分ＣＢＳと、当該戻り光ＬＡに含まれるＧ光をＧ画素で撮像して得られる緑色成分である色成分ＣＧと、当該戻り光ＬＡに含まれるＲＬ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＬと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＡをメモリ４７ａから読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ１を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＢに含まれるＢＬ光をＢ画素で撮像して得られる青色成分である色成分ＣＢＬと、当該戻り光ＬＢに含まれるＲＳ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＳと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＢをメモリ４７ａから読み込む。
そして、制御部４７は、照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＡにおいて色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＢにおいて色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。
色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＡ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＢＳ、ＣＧ及びＣＲＬをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＢＳ、ＣＧ及びＣＲＬに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。また、色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＢ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＢＬ及びＣＲＳをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＢＬ及びＣＲＳに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。
ここで、本実施例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＡに含まれるＢＳ光が撮像素子２１ｂのＢ画素で撮像され、当該戻り光ＬＡに含まれるＧ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＡに含まれるＲＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。また、本実施例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＢに含まれるＢＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素及びＧ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＢに含まれるＲＳ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。
そのため、本実施例においては、色分離処理部４３の色分離処理に用いられる２つの色分離マトリクスＭＡ及びＭＢを、照明パターンＩＰ１の照明期間毎に交互に切り替えることにより、戻り光ＬＡに含まれる複数の波長帯域の組合せと、戻り光ＬＢに含まれる複数の波長帯域の組合せと、に応じた適切な色分離を行うようにしている。
ＣＢ処理部４４は、所定のカラーバランス係数を色分離処理部４３から出力される画像データの輝度値に乗じるようなカラーバランス処理を施すとともに、当該カラーバランス処理を施した画像データをバッファ部４５へ出力する。なお、前述のカラーバランス係数は、例えば、照明パターンＩＰ１で照明された白色の被写体を撮像した際に色分離処理部４３から出力される各画像データにおいて、色成分ＣＲＳの画像データの輝度値を基準値とし、当該色成分ＣＲＳ以外の各色成分の画像データの輝度値を当該基準値に一律に揃えるような係数として予め設定されるものとする。
調光部４８は、例えば、色分離処理部４３から出力される色成分ＣＲＳの画像データの輝度値が所定の明るさ目標値に達するように、ＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤの発光強度を変化させる（増加または減少させる）ための調光信号を生成し、当該生成した調光信号をＬＥＤ駆動部３１へ出力する。
制御部４７は、照明パターンＩＰ１に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。
バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＡ及びＰＢを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＡＢが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＡＢが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。すなわち、このようなバッファ部４５の動作によれば、戻り光ＬＡ及びＬＢに応じて得られた各画像データである、１フィールド分の色成分ＣＢＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データと、が表示制御部４６へ同時に出力される。
制御部４７は、入力装置６及び／またはスコープスイッチ２３に設けられた観察モード切替スイッチにおいて切り替え可能な複数の観察モードの中から選択された所望の観察モードに応じ、表示装置５に表示される観察画像を変更するための制御を表示制御部４６に対して行う。
表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、例えば、生体組織を肉眼で見た場合と同様の色調を具備する観察画像を表示させる通常観察モードが選択された場合に、色成分ＣＢＳ及びＣＢＬの画像データを１フィールド分ずつ加算して得られる画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを１フィールド分ずつ加算して得られる画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。
また、表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、例えば、生体組織の表層に存在する毛細血管を強調するような観察画像を表示させる狭帯域光観察モードが選択された場合に、１フィールド分の色成分ＣＢＳの画像データを表示装置５のＢチャンネル及びＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。
また、表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、例えば、生体組織の深部に存在する太径の血管を強調するような観察画像を表示させる深部血管観察モードが選択された場合に、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。
なお、本実施例においては、通常観察モード、狭帯域光観察モード及び深部血管観察モードの各観察モードのうちの１つの観察モードに応じた１種類の観察画像のみを表示装置５に表示させるための動作が行われるものに限らず、例えば、当該各観察モードのうちの２つ以上の観察モードに応じた２種類以上の観察画像を表示装置５に併せて表示させるための動作が行われるようにしてもよい。
以上に述べたように、本実施例によれば、照明パターンＩＰ１に応じた戻り光ＬＡが被写体から発せられる照明期間ＰＡ中に色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ１に応じた戻り光ＬＢが被写体から発せられる照明期間ＰＢ中に色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理が行われる。従って、本実施例によれば、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せの周期的な変化に応じた適切な色分離を行うことができるため、通常観察モード、狭帯域光観察モード及び深部血管観察モード等の複数の観察モードの中から選択された所望の観察モードにおいて表示装置５に表示される観察画像の画質を向上させることができる。
一方、本実施例によれば、例えば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ１とは異なる照明パターンＩＰ２で被写体を照明するための制御が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ２で被写体を照明した際に発生する戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスがメモリ４７ａから読み込まれるようにしてもよい。このような第１の変形例に係る生体観察システム１の具体的な動作等について、以下に説明する。なお、以降においては、簡単のため、既述の動作等を適用可能な部分に関する具体的な説明を適宜省略するものとする。
制御部４７は、スコープメモリ２４から読み込んだ内視鏡情報に基づき、照明パターンＩＰ１と、当該照明パターンＩＰ１とは異なる時分割の照明パターンＩＰ２と、をそれぞれ設定する。
具体的には、制御部４７は、例えば、ＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させる照明期間ＰＣと、ＬＥＤ３２ｂ及び３２ｅを同時に発光させる照明期間ＰＤと、を交互に繰り返すような照明パターンＩＰ２を設定する。すなわち、照明パターンＩＰ２は、２回の照明期間ＰＣ及びＰＤを１周期分の照明期間ＰＣＤとするような照明パターンとして設定される。
そして、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。また、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ２で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。
ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ１で被写体を照明することを検知した際に、ＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤを前述のように発光及び消光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。また、ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ２で被写体を照明することを検知した際に、照明期間ＰＣにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｅを消光させつつＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させるとともに、照明期間ＰＤにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｄを消光させつつＬＥＤ３２ｂ及び３２ｅを同時に発光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。
すなわち、以上に述べたような照明パターンＩＰ２によれば、照明期間ＰＣ及びＰＤにおいて、ＬＥＤ３２ｂが常時発光し続ける。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ２によれば、照明期間ＰＣにおいて、ＢＬ光及びＲＳ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＣが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＣが撮像素子２１ｂにより撮像される。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ２によれば、照明期間ＰＤにおいて、ＢＬ光及びＲＬ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＤが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＤが撮像素子２１ｂにより撮像される。
制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ１と、に基づき、当該照明パターンＩＰ１で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＡ及びＬＢにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。また、制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ２と、に基づき、当該照明パターンＩＰ２で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＣ及びＬＤにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。
具体的には、制御部４７は、照明パターンＩＰ１を設定した場合に、前述の色分離マトリクスＭＡ及びＭＢをメモリ４７ａからそれぞれ読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ２を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＣに含まれるＢＬ光をＢ画素で撮像して得られる青色成分である色成分ＣＢＬと、当該戻り光ＬＣに含まれるＲＳ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＳと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＣをメモリ４７ａから読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ２を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＤに含まれるＢＬ光をＢ画素で撮像して得られる青色成分である色成分ＣＢＬと、当該戻り光ＬＤに含まれるＲＬ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＬと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＤをメモリ４７ａから読み込む。
そして、制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＡにおいて色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＢにおいて色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ２の照明期間ＰＣにおいて色分離マトリクスＭＣを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ２の照明期間ＰＤにおいて色分離マトリクスＭＤを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。
色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＣ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＣを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＢＬ及びＣＲＳをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＢＬ及びＣＲＳに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。また、色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＤ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＤを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＢＬ及びＣＲＬをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＢＬ及びＣＲＬに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。
ここで、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＣに含まれるＢＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素及びＧ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＣに含まれるＲＳ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。また、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＤに含まれるＢＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素及びＧ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＤに含まれるＲＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。
そのため、本変形例においては、深部血管観察モードが選択された際に、色分離処理部４３の色分離処理に用いられる２つの色分離マトリクスＭＣ及びＭＤを、照明パターンＩＰ２の照明期間毎に交互に切り替えることにより、戻り光ＬＣに含まれる複数の波長帯域の組合せと、戻り光ＬＤに含まれる複数の波長帯域の組合せと、に応じた適切な色分離を行うようにしている。
制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ２に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。
バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択された際に、照明期間ＰＡ及びＰＢを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＡＢが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＡＢが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。また、バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードが選択された際に、照明期間ＰＣ及びＰＤを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＣＤが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＣＤが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。すなわち、このようなバッファ部４５の動作によれば、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択された場合に、戻り光ＬＡ及びＬＢに応じて取得された各画像データである、１フィールド分の色成分ＣＢＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データと、が表示制御部４６へ同時に出力される。また、前述のようなバッファ部４５の動作によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、戻り光ＬＣ及びＬＤに応じて得られた各画像データである、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データと、が表示制御部４６へ同時に出力される。
表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードが選択された場合に、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データを加算して得られる画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、深部血管観察モード用の観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。そして、このような表示制御部４６の動作によれば、例えば、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当てる場合に比べ、表示装置５に表示される観察画像のＢチャンネルにおけるＳＮ比を向上させることができる。
なお、本変形例においては、深部血管観察モードが選択された場合に、例えば、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データの平均として得られた１フィールド分の画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当てるようにしてもよく、または、戻り光ＬＣに応じて得られた（色分離マトリクスＭＣを用いた色分離処理により得られた）１フィールド分の色成分ＣＢＬを表示装置５のＢチャンネルに割り当てるようにしてもよい。
また、本変形例の表示制御部４６は、例えば、通常観察モード、狭帯域光観察モード及び深部血管観察モードの各観察モードとは異なる観察モードＫＭＡが選択された場合に、色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データに対して血管を強調するための信号処理を施し、さらに、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データのうちの少なくとも１つを用いて表示装置５のＢチャンネルおよびＧチャンネルにそれぞれ割り当て、前記信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを用いて表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該観察モードＫＭＡ用の観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成するようにしてもよい。なお、このような動作を行う場合において、表示装置５のＢチャンネルおよびＧチャンネルにそれぞれ割り当てられる画像データは、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データのうちのいずれか一方の画像データであってもよく、あるいは、２フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データを加算または平均して得られる画像データであってもよい。また、前述のような動作を行う場合において、表示装置５のＲチャンネルに割り当てられる画像データは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データのうちのいずれか一方の画像データであってもよく、あるいは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを加算または平均して得られる画像データであってもよい。
以上に述べたように、本変形例によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ２に応じた戻り光ＬＣが被写体から発せられる照明期間ＰＣ中に色分離マトリクスＭＣを用いた色分離処理が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ２に応じた戻り光ＬＤが被写体から発せられる照明期間ＰＤ中に色分離マトリクスＭＤを用いた色分離処理が行われる。従って、本変形例によれば、深部血管観察モードにおいて、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せの周期的な変化に応じた適切な色分離を行うことができるため、表示装置５に表示される観察画像の画質を向上させることができる。
一方、本実施例によれば、例えば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ１及びＩＰ２のいずれとも異なる照明パターンＩＰ３で被写体を照明するための制御が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ３で被写体を照明した際に発生する戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスがメモリ４７ａから読み込まれるようにしてもよい。このような第２の変形例に係る生体観察システム１の具体的な動作等について、以下に説明する。
制御部４７は、スコープメモリ２４から読み込んだ内視鏡情報に基づき、照明パターンＩＰ１と、当該照明パターンＩＰ１とは異なる時分割の照明パターンＩＰ３と、をそれぞれ設定する。
具体的には、制御部４７は、例えば、ＬＥＤ３２ｃ及び３２ｄを同時に発光させる照明期間ＰＥと、ＬＥＤ３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させる照明期間ＰＦと、を交互に繰り返すような照明パターンＩＰ３を設定する。すなわち、照明パターンＩＰ３は、２回の照明期間ＰＥ及びＰＦを１周期分の照明期間ＰＥＦとするような照明パターンとして設定される。
そして、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。また、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ３で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。
ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ１で被写体を照明することを検知した際に、ＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤを前述のように発光及び消光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。また、ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ３で被写体を照明することを検知した際に、照明期間ＰＥにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ及び３２ｅを消光させつつＬＥＤ３２ｃ及び３２ｄを同時に発光させるとともに、照明期間ＰＦにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ及び３２ｄを消光させつつＬＥＤ３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。
すなわち、以上に述べたような照明パターンＩＰ３によれば、照明期間ＰＥ及びＰＦにおいて、ＬＥＤ３２ｃが常時発光し続ける。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ３によれば、照明期間ＰＥにおいて、Ｇ光及びＲＳ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＥが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＥが撮像素子２１ｂにより撮像される。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ３によれば、照明期間ＰＦにおいて、Ｇ光及びＲＬ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＦが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＦが撮像素子２１ｂにより撮像される。
制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ１と、に基づき、当該照明パターンＩＰ１で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＡ及びＬＢにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。また、制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ３と、に基づき、当該照明パターンＩＰ３で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＥ及びＬＦにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。
具体的には、制御部４７は、照明パターンＩＰ１を設定した場合に、前述の色分離マトリクスＭＡ及びＭＢをメモリ４７ａからそれぞれ読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ３を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＥに含まれるＧ光をＧ画素で撮像して得られる緑色成分である色成分ＣＧと、当該戻り光ＬＥに含まれるＲＳ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＳと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＥをメモリ４７ａから読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ３を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＦに含まれるＧ光をＧ画素で撮像して得られる緑色成分である色成分ＣＧと、当該戻り光ＬＦに含まれるＲＬ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＬと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＦをメモリ４７ａから読み込む。
そして、制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＡにおいて色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＢにおいて色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ３の照明期間ＰＥにおいて色分離マトリクスＭＥを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ３の照明期間ＰＦにおいて色分離マトリクスＭＦを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。
色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＥ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＥを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＧ及びＣＲＳをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＧ及びＣＲＳに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。また、色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＦ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＦを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＧ及びＣＲＬをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＧ及びＣＲＬに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。
ここで、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＥに含まれるＧ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＥに含まれるＲＳ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。また、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＦに含まれるＧ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＦに含まれるＲＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。
そのため、本変形例においては、深部血管観察モードが選択された際に、色分離処理部４３の色分離処理に用いられる２つの色分離マトリクスＭＥ及びＭＦを、照明パターンＩＰ３の照明期間毎に交互に切り替えることにより、戻り光ＬＥに含まれる複数の波長帯域の組合せと、戻り光ＬＦに含まれる複数の波長帯域の組合せと、に応じた適切な色分離を行うようにしている。
制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ３に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。
バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択された際に、照明期間ＰＡ及びＰＢを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＡＢが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＡＢが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。また、バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードが選択された際に、照明期間ＰＥ及びＰＦを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＥＦが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＥＦが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。すなわち、このようなバッファ部４５の動作によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、戻り光ＬＥ及びＬＦに応じて得られた各画像データである、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データと、が表示制御部４６へ同時に出力される。
表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードが選択された場合に、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データを加算して得られる画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、深部血管観察モード用の観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。そして、このような表示制御部４６の動作によれば、例えば、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当てる場合に比べ、表示装置５に表示される観察画像のＢチャンネルにおけるＳＮ比を向上させることができる。
なお、本変形例においては、深部血管観察モードが選択された場合に、例えば、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データの平均に相当する画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当てるようにしてもよく、または、戻り光ＬＥに応じて得られた（色分離マトリクスＭＥを用いた色分離処理により得られた）１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当てるようにしてもよい。
また、本変形例の表示制御部４６は、例えば、深部血管観察モードが選択された場合に、色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データに対して血管を強調するための信号処理を施し、さらに、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データのうちの少なくとも１つを用いて表示装置５のＢチャンネルおよびＧチャンネルにそれぞれ割り当て、前記信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを用いて表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、深部血管観察モード用の観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成するようにしてもよい。なお、このような動作を行う場合において、表示装置５のＢチャンネルおよびＧチャンネルにそれぞれ割り当てられる画像データは、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データのうちのいずれか一方の画像データであってもよく、あるいは、２フィールド分の色成分ＣＧの画像データを加算または平均して得られる画像データであってもよい。また、前述のような動作を行う場合において、表示装置５のＲチャンネルに割り当てられる画像データは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データのうちのいずれか一方の画像データであってもよく、あるいは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを加算または平均して得られる画像データであってもよい。
以上に述べたように、本変形例によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ３に応じた戻り光ＬＥが被写体から発せられる照明期間ＰＥ中に色分離マトリクスＭＥを用いた色分離処理が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ３に応じた戻り光ＬＦが被写体から発せられる照明期間ＰＦ中に色分離マトリクスＭＦを用いた色分離処理が行われる。従って、本変形例によれば、深部血管観察モードにおいて、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せの周期的な変化に応じた適切な色分離を行うことができるため、表示装置５に表示される観察画像の画質を向上させることができる。
一方、本実施例によれば、例えば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ１〜ＩＰ３のいずれとも異なる照明パターンＩＰ４で被写体を照明するための制御が行われ、当該照明パターンＩＰ４で被写体を照明した際に発生する戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスがメモリ４７ａから読み込まれるとともに、診断及び処置のシーンに応じた観察画像が表示装置５に表示されるようにしてもよい。このような第３の変形例に係る生体観察システム１の具体的な動作等について、以下に説明する。
制御部４７は、スコープメモリ２４から読み込んだ内視鏡情報に基づき、照明パターンＩＰ１と、当該照明パターンＩＰ１とは異なる時分割の照明パターンＩＰ４と、をそれぞれ設定する。
具体的には、制御部４７は、例えば、ＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させる照明期間ＰＧと、ＬＥＤ３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させる照明期間ＰＨと、を交互に繰り返すような照明パターンＩＰ４を設定する。すなわち、照明パターンＩＰ４は、２回の照明期間ＰＧ及びＰＨを１周期分の照明期間ＰＧＨとするような照明パターンとして設定される。
そして、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。また、制御部４７は、光源装置３から内視鏡２へ照明光を供給させるための指示が行われるとともに、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ４で被写体を照明するための照明制御信号を生成してＬＥＤ駆動部３１へ出力する。
ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ１で被写体を照明することを検知した際に、ＬＥＤユニット３２の各ＬＥＤを前述のように発光及び消光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。また、ＬＥＤ駆動部３１は、制御部４７から出力される照明制御信号に応じ、照明パターンＩＰ４で被写体を照明することを検知した際に、照明期間ＰＧにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｃ及び３２ｅを消光させつつＬＥＤ３２ｂ及び３２ｄを同時に発光させるとともに、照明期間ＰＨにおいて、ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ及び３２ｄを消光させつつＬＥＤ３２ｃ及び３２ｅを同時に発光させるためのＬＥＤ駆動信号を生成してＬＥＤユニット３２へ出力する。
すなわち、以上に述べたような照明パターンＩＰ４によれば、照明期間ＰＧにおいて、ＢＬ光及びＲＳ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＧが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＧが撮像素子２１ｂにより撮像される。また、以上に述べたような照明パターンＩＰ４によれば、照明期間ＰＨにおいて、Ｇ光及びＲＬ光の２つの波長帯域を含む照明光が光源装置３から供給され、当該照明光により照明された被写体から当該２つの波長帯域を含む戻り光（反射光）ＬＨが発せられ、原色カラーフィルタ２１ｆを通過した当該戻り光ＬＨが撮像素子２１ｂにより撮像される。
制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ１と、に基づき、当該照明パターンＩＰ１で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＡ及びＬＢにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。また、制御部４７は、撮像素子２１ｂの分光感度特性と、照明パターンＩＰ４と、に基づき、当該照明パターンＩＰ４で被写体を照明した際に発生する戻り光ＬＧ及びＬＨにそれぞれ含まれる複数の波長帯域の組合せに適合する色分離マトリクスをメモリ４７ａから選択的に読み込む。
具体的には、制御部４７は、照明パターンＩＰ１を設定した場合に、前述の色分離マトリクスＭＡ及びＭＢをメモリ４７ａからそれぞれ読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ４を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＧに含まれるＢＬ光をＢ画素で撮像して得られる青色成分である色成分ＣＢＬと、当該戻り光ＬＧに含まれるＲＳ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＳと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＧをメモリ４７ａから読み込む。また、制御部４７は、照明パターンＩＰ４を設定した場合に、例えば、Ａ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに含まれる各色成分から、戻り光ＬＨに含まれるＧ光をＧ画素で撮像して得られる緑色成分である色成分ＣＧと、当該戻り光ＬＨに含まれるＲＬ光をＲ画素で撮像して得られる赤色成分である色成分ＣＲＬと、をそれぞれ分離するための色分離マトリクスＭＨをメモリ４７ａから読み込む。
そして、制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＡにおいて色分離マトリクスＭＡを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ１の照明期間ＰＢにおいて色分離マトリクスＭＢを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ４の照明期間ＰＧにおいて色分離マトリクスＭＧを用いた色分離処理を行わせるとともに、当該照明パターンＩＰ４の照明期間ＰＨにおいて色分離マトリクスＭＨを用いた色分離処理を行わせるための制御を色分離処理部４３に対して行う。
色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＧ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＧを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＢＬ及びＣＲＳをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＢＬ及びＣＲＳに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。また、色分離処理部４３は、制御部４７の制御に応じ、照明期間ＰＨ中にＡ／Ｄ変換部４２から出力される画像データに対して色分離マトリクスＭＨを用いた色分離処理を施すことにより色成分ＣＧ及びＣＲＬをそれぞれ取得するとともに、当該取得した色成分ＣＧ及びＣＲＬに対応するモノクロの画像データをＣＢ処理部４４及び調光部４８へ出力する。
ここで、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＧに含まれるＢＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素及びＧ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＧに含まれるＲＳ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。また、本変形例においては、原色カラーフィルタ２１ｆが図２に示したような透過特性を具備するため、戻り光ＬＨに含まれるＧ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像され、当該戻り光ＬＨに含まれるＲＬ光が撮像素子２１ｂのＢ画素、Ｇ画素及びＲ画素でそれぞれ撮像される。
そのため、本変形例においては、深部血管観察モードが選択された際に、色分離処理部４３の色分離処理に用いられる２つの色分離マトリクスＭＧ及びＭＨを、照明パターンＩＰ４の照明期間毎に交互に切り替えることにより、戻り光ＬＧに含まれる複数の波長帯域の組合せと、戻り光ＬＨに含まれる複数の波長帯域の組合せと、に応じた適切な色分離を行うようにしている。
制御部４７は、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ１に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。また、制御部４７は、深部血管観察モードが選択されたことを検知した際に、照明パターンＩＰ４に応じて画像データを蓄積及び出力させるための制御をバッファ部４５に対して行う。
バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、通常観察モードまたは狭帯域光観察モードのいずれかが選択された際に、照明期間ＰＡ及びＰＢを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＡＢが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＡＢが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。また、バッファ部４５は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードが選択された際に、照明期間ＰＧ及びＰＨを加算して得られる１周期分の照明期間ＰＧＨが経過するまでにＣＢ処理部４４から出力される各色成分の画像データを蓄積するとともに、当該１周期分の照明期間ＰＧＨが経過した際に当該蓄積した各色成分の画像データを表示制御部４６へ出力する。すなわち、このようなバッファ部４５の動作によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、戻り光ＬＧ及びＬＨに応じて得られた各画像データである、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データと、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データと、が表示制御部４６へ同時に出力される。
制御部４７は、深部血管観察モードが選択された場合に、入力装置６及び／またはスコープスイッチ２３に設けられた表示画像切替スイッチ（不図示）においてなされた指示に応じ、例えば、生体組織の深部に存在する太径の血管を強調しつつ、生体組織の深部よりも表層側の中層に存在する血管を描出するような観察画像である診断用観察画像、または、生体組織の深部に存在する太径の血管を強調しつつ、内視鏡２を用いた外科処置の最中に注目され得るインジゴカルミン及び／または脂肪等を併せて強調するような観察画像である処置用観察画像のいずれかを表示装置５に表示させるための制御を表示制御部４６に対して行う。
表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードにおいて診断用観察画像を表示するような選択が行われた場合に、１フィールド分の色成分ＣＧの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該診断用観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。また、表示制御部４６は、制御部４７の制御に応じ、深部血管観察モードにおいて処置用観察画像を表示するような選択が行われた場合に、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データを表示装置５のＢチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＳの画像データを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、１フィールド分の色成分ＣＲＬの画像データを表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該処置用観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成して表示装置５へ出力する。
なお、本変形例においては、診断用観察画像または処置用観察画像の一方のみを表示装置５に表示させるための動作が行われるものに限らず、例えば、診断用観察画像及び処置用観察画像の両方を表示装置５に併せて表示させるための動作が行われるようにしてもよい。
また、本変形例の表示制御部４６は、例えば、深部血管観察モードにおいて診断用観察画像及び処置用観察画像のいずれとも異なる観察画像を表示するような選択が行われた場合に、色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データに対して血管を強調するための信号処理を施し、さらに、１フィールド分の色成分ＣＢＬの画像データまたは１フィールド分の色成分ＣＧの画像データのいずれかを表示装置５のＢチャンネル及びＧチャンネルにそれぞれ割り当て、前記信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを用いて表示装置５のＲチャンネルに割り当てるような動作を行うことにより、当該観察画像を１フレーム分ずつ表示させるための映像信号を生成するようにしてもよい。なお、前述のような動作を行う場合において、表示装置５のＲチャンネルに割り当てられる画像データは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データのうちのいずれか一方の画像データであってもよく、あるいは、前述の信号処理を施した色成分ＣＲＳ及びＣＲＬの画像データを加算または平均して得られる画像データであってもよい。
以上に述べたように、本変形例によれば、深部血管観察モードが選択された場合に、照明パターンＩＰ４に応じた戻り光ＬＧが被写体から発せられる照明期間ＰＧ中に色分離マトリクスＭＧを用いた色分離処理が行われるとともに、当該照明パターンＩＰ４に応じた戻り光ＬＨが被写体から発せられる照明期間ＰＨ中に色分離マトリクスＭＨを用いた色分離処理が行われる。従って、本変形例によれば、深部血管観察モードにおいて、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せの周期的な変化に応じた適切な色分離を行うことができるため、表示装置５に表示される観察画像の画質を向上させることができる。
なお、以上に述べた実施例及び各変形例において用いられる光源装置３は、相互に異なるＫ個（３≦Ｋ）の波長帯域の光を発することができるとともに、当該Ｋ個の波長帯域のうちの複数の波長帯域を含む照明光を、時分割の照明パターンにおけるＮ回の照明期間毎に供給することが可能な限りにおいては、前述のような構成を具備するものでなくともよい。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、例えば、内視鏡２にスコープメモリ２４が設けられていない場合、または、スコープメモリ２４に格納された内視鏡情報に基づいて撮像素子２１ｂの分光感度特性を特定できない場合等に、予め設定された時分割の照明パターンで被写体を照明するとともに、色分離処理部４３の色分離処理に用いられる複数の色分離マトリクスを当該時分割の照明パターンに応じて切り替えるようにしてもよい。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、例えば、スコープメモリ２４に格納される内視鏡情報に内視鏡２の機種及び／またはＩＤ番号を示す情報が含まれている場合に、当該情報に基づいて時分割の照明パターンが設定されるとともに、当該照明パターンに適合する色分離マトリクスがメモリ４７ａから読み込まれるようにしてもよい。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、例えば、撮像素子２１ｂの分光感度特性に応じて予め設定された時分割の照明パターンを示す情報、及び、当該照明パターンで照明された被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域の組合せにそれぞれ適合するように予め設定されたＴ個の色分離マトリクスを示す情報をそれぞれ含むような内視鏡情報がスコープメモリ２４に格納されていてもよい。なお、このような場合においてスコープメモリ２４に格納される色分離マトリクスの個数Ｔは、時分割の照明パターンの１周期分に含まれる照明期間の回数Ｎに等しいものとする。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、例えば、被写体から発せられる戻り光に複数の波長帯域が含まれる限りにおいては、時分割の照明パターンにおける照明期間毎に光源装置３から供給される照明光に含まれる複数の波長帯域の組合せを適宜変更してもよい。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、例えば、被写体から発せられる戻り光に含まれる複数の波長帯域同士が、時分割の照明パターンの照明期間毎に重複しないように照明光の波長帯域を設定することにより、色分離処理部４３における色分離処理の精度を向上させることができる。
また、以上に述べた実施例及び各変形例によれば、２回の照明期間を１周期分の照明期間とするような照明パターンが設定されるものに限らず、例えば、３回以上の照明期間を１周期分の照明期間とするような照明パターンが設定されるものであってもよい。
また、以上に述べた実施例及び各変形例の少なくとも一部を適宜変形することにより、例えば、シアン、マゼンタ、黄色及び緑色の微小なカラーフィルタを撮像素子２１ｂの各画素に対応する位置に所定の配列でモザイク状に配置して形成された補色カラーフィルタが原色カラーフィルタ２１ｆの代わりに設けられている場合においても本実施例を適用することができる。
なお、本発明は、上述した実施例及び各変形例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。
本出願は、２０１５年３月１７日に日本国に出願された特願２０１５−５３６８９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、図面に引用されたものとする。
本発明の一態様の生体観察システムは、被写体を照明するための照明光として、波長帯域が赤色域に属する第１の赤色光及び前記赤色域以外に属する光を含む第１の照明光と、波長帯域が前記赤色域に属しかつ血液に対する吸光係数が前記第１の照明光よりも低い第２の赤色光及び前記赤色域以外に属する光を含む第２の照明光と、を切り替えつつ相互に異なるタイミングにおいて供給する光源装置と、所定の複数の色のうちのいずれか１つの色に対する感度が前記１つの色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する複数の画素が設けられており、前記被写体からの光を受光して前記複数の画素毎に撮像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子により生成された各色成分の撮像信号から、前記被写体からの光に含まれる所定の波長帯域の光に対する感度が前記複数の画素の中で最も大きな画素で前記所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分に対応する撮像信号を分離するための色分離処理を行う色分離処理部と、前記色分離処理部に入力される撮像信号が前記第１の照明光に対応する撮像信号である場合に、前記第１の赤色光に対応する信号と前記赤色域以外に属する光に対応する信号とに分離する第１の色分離処理を行い、前記色分離処理部に入力される撮像信号が前記第２の照明光に対応する撮像信号である場合に、前記第２の赤色光に対応する信号と前記赤色域以外に属する光に対応する信号とに分離する第２の色分離処理を行わせるように前記色分離処理部を制御する制御部と、を有する。
本発明の一態様の生体観察システムは、被写体を照明するための照明光として、波長帯域が赤色域に属する第１の赤色光および前記赤色域以外に属する光を第１の照明光として供給し、波長帯域が前記赤色域に属し、かつ血液に対する吸光係数が前記第１の照明光よりも低い第２の赤色光および前記赤色域以外に属する光を第２の照明光として供給し、前記第１の照明光と前記第２の照明光とを切り替えつつ相互に異なるタイミングにおいて供給する光源装置と、
所定の複数の色のうちのいずれか１つの色に対する感度が前記１つの色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する複数の画素が設けられており、被写体からの光を受光して前記複数の画素毎に撮像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子により生成された各色成分の撮像信号から、前記被写体からの光に含まれる所定の波長帯域の光に対する感度が前記複数の画素の中で最も大きな画素で前記所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分に対応する撮像信号を分離するための色分離処理を行う色分離処理部と、
前記色分離処理部に入力される撮像信号が、前記第１の照明光に対応する撮像信号である場合に、前記第１の赤色光に対応する信号と前記赤色域以外に属する光に対応する信号とに分離する第１の色分離処理を行い、前記色分離処理部に入力される撮像信号が前記第２の照明光に対応する撮像信号である場合に、前記第２の赤色光に対応する信号と前記赤色域以外に属する光に対応する信号とに分離する第２の色分離処理を行わせるように前記色分離処理部を制御する制御部と、を有する。

Claims (18)

  1. 被写体を照明するための照明光として、複数の波長帯域を含む第１の照明光と、前記第１の照明光とは異なる波長帯域を有し、複数の波長帯域を含む第２の照明光と、を切り替えつつ相互に異なるタイミングにおいて供給する光源装置と、
    所定の複数の色のうちのいずれか１つの色に対する感度が前記１つの色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する複数の画素が設けられており、前記光源装置から供給される照明光により照明された前記被写体からの光を受光して前記複数の画素毎に撮像信号を生成する撮像素子と、
    前記撮像素子により生成された各色成分の撮像信号から、前記被写体からの光に含まれる所定の波長帯域の光に対する感度が前記複数の画素の中で最も大きな画素で前記所定の波長帯域の光を撮像した際に得られる色成分に対応する撮像信号を分離するための色分離処理を行う色分離処理部と、
    前記色分離処理部に入力される撮像信号が、前記第１の照明光に対応する撮像信号である場合と、前記第２の照明光に対応する撮像信号である場合と、において異なる色分離処理を行わせるように前記色分離処理部を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする生体観察システム。
  2. 前記光源装置は、前記照明光として、第１の赤色光と、血液に対する吸光係数が前記第１の赤色光よりも低い第２の赤色光と、の２つの波長帯域の光を供給するとともに、第１の青色光と、血液に対する吸光係数が前記第１の青色光よりも低い第２の青色光と、緑色光と、のうちの少なくとも１つの波長帯域の光をさらに供給し、
    前記撮像素子は、赤色、緑色及び青色の３つの色のうちの赤色に対する感度が赤色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する第１の画素と、前記３つの色のうちの緑色に対する感度が緑色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する第２の画素と、前記３つの色のうちの青色に対する感度が青色以外の他の色に対する感度に比べて相対的に高くなるような分光感度を有する第３の画素と、を有して構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  3. 前記光源装置は、前記第１の照明光として、前記第１の赤色光及び前記第２の青色光を供給するとともに、前記第２の照明光として、前記第２の赤色光及び前記第２の青色光を供給し、
    前記制御部は、前記被写体からの光に含まれる前記第１の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記第２の青色光を前記第３の画素で撮像して得られる青色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号から分離するための第１の色分離処理を行わせるとともに、前記被写体からの光に含まれる前記第２の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記第２の青色光を前記第３の画素で撮像して得られる青色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号から分離するための第２の色分離処理を行わせる
    ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。
  4. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの青色成分を加算して表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の生体観察システム。
  5. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの青色成分の平均を表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の生体観察システム。
  6. 前記第１の色分離処理により得られた青色成分を表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の生体観察システム。
  7. 前記光源装置は、前記第１の照明光として、前記第１の赤色光及び前記緑色光を供給するとともに、前記第２の照明光として、前記第２の赤色光及び前記緑色光を供給し、
    前記制御部は、前記被写体からの光に含まれる前記第１の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記緑色光を前記第２の画素で撮像して得られる緑色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号から分離するための第１の色分離処理を行わせるとともに、前記被写体からの光に含まれる前記第２の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記戻り光に含まれる前記緑色光を前記第２の画素で撮像して得られる緑色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号から分離するための第２の色分離処理を行わせる
    ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。
  8. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの緑色成分を加算して表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の生体観察システム。
  9. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの緑色成分の平均を表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の生体観察システム。
  10. 前記第１の色分離処理により得られた緑色成分を表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の生体観察システム。
  11. 前記光源装置は、前記第１の照明光として、前記第１の赤色光及び前記第２の青色光を供給し、前記第２の照明光として、前記第２の赤色光及び前記緑色光を供給し、
    前記制御部は、前記被写体からの光に含まれる前記第１の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記第２の青色光を前記第３の画素で撮像して得られる青色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号から分離するための第１の色分離処理を行わせるとともに、前記被写体からの光に含まれる前記第２の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる赤色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記緑色光を前記第２の画素で撮像して得られる緑色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号に含まれる各色成分から分離するための第２の色分離処理を行わせる
    ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。
  12. 前記第１の色分離処理により得られた青色成分または前記第２の色分離処理により得られた緑色成分のいずれかを表示装置の青色チャンネルに割り当て、前記第１の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の緑色チャンネルに割り当て、前記第２の色分離処理により得られた赤色成分を前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の生体観察システム。
  13. 前記光源装置は、前記第１の照明光として、前記第２の赤色光、前記第１の青色光及び前記緑色光を供給し、前記第２の照明光として、前記第１の赤色光及び前記第２の青色光を供給し、
    前記制御部は、前記被写体からの光に含まれる前記第２の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記緑色光を前記第２の画素で撮像して得られる色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記第１の青色光を前記第３の画素で撮像して得られる色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号に含まれる各色成分から分離するための色分離処理を行わせるとともに、前記被写体からの光に含まれる前記第１の赤色光を前記第１の画素で撮像して得られる色成分と、前記被写体からの光に含まれる前記第２の青色光を前記第３の画素で撮像して得られる色成分と、を前記撮像素子により生成された撮像信号に含まれる各色成分から分離するための色分離処理を行わせる
    ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。
  14. 前記光源装置は、前記照明光として相互に異なるＫ個（３≦Ｋ）の波長帯域の光を発することができるとともに、前記Ｋ個の波長帯域のうちの複数の波長帯域を含む照明光を、時分割の照明パターンにおけるＮ回（２≦Ｎ）の照明期間毎に供給することができ、
    前記色分離処理部による色分離処理に利用可能なＱ個（Ｎ≦Ｑ）の色分離マトリクスが格納された記憶部をさらに有し、
    前記制御部は、前記時分割の照明パターン及び前記撮像素子の分光感度特性に基づき、前記Ｑ個の色分離マトリクスの中から、前記被写体からの光に含まれる複数の波長帯域の組合せにそれぞれ適合するＮ個の色分離マトリクスを選択的に読み込むとともに、当該読み込んだＮ個の色分離マトリクスに応じた異なる色分離処理を前記Ｎ回の照明期間毎に前記色分離処理部に行わせる
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  15. 前記光源装置は、前記照明光として相互に異なるＫ個（３≦Ｋ）の波長帯域の光を発することができるとともに、前記Ｋ個の波長帯域のうちの複数の波長帯域を含む照明光を、時分割の照明パターンにおけるＮ回（２≦Ｎ）の照明期間毎に供給することができ、
    前記被写体からの光に含まれる複数の波長帯域の組合せにそれぞれ適合するように予め設定されたＮ個の色分離マトリクスが格納された記憶部をさらに有し、
    前記制御部は、前記記憶部から読み込んだ前記Ｎ個の色分離マトリクスに応じた異なる色分離処理を前記Ｎ回の照明期間毎に前記色分離処理部に行わせるための制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  16. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの赤色成分に対して前記被写体に含まれる血管を強調するための信号処理を施し、さらに、前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの青色成分のうちの少なくとも一方を用いて表示装置の青色チャンネルおよび緑色チャンネルにそれぞれ割り当てる動作を行い、前記信号処理を施した２つの赤色成分を用いて前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の生体観察システム。
  17. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの赤色成分に対して前記被写体に含まれる血管を強調するための信号処理を施し、さらに、前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの緑色成分のうちの少なくとも一方を用いて表示装置の青色チャンネルおよび緑色チャンネルにそれぞれ割り当てる動作を行い、前記信号処理を施した２つの赤色成分を用いて前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の生体観察システム。
  18. 前記第１の色分離処理及び前記第２の色分離処理により得られた２つの赤色成分に対して前記被写体に含まれる血管を強調するための信号処理を施し、さらに、前記第１の色分離処理により得られた青色成分または前記第２の色分離処理により得られた緑色成分のいずれかを表示装置の青色チャンネル及び緑色チャンネルにそれぞれ割り当てる動作を行い、前記信号処理を施した２つの赤色成分を用いて前記表示装置の赤色チャンネルに割り当てる動作を行うように構成された表示制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の生体観察システム。
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