JPWO2017104190A1 - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

内視鏡システムは、赤色、緑色及び青色のレーザー光を発生させる光源と、レーザー光が入射される第１端部Ｐ１と、レーザー光を被検体に照射する第２端部Ｐ２とを有する導光部Ｐと、被検体からの反射光を検出し、反射光に応じた検出信号を出力する光検出部４１と、被検体毎に設定された複数の色補正パラメータを記憶するメモリ６１、６２と、検出信号に基づいて観察画像を生成し、被検体に応じて選択された複数の色補正パラメータの少なくとも１つに基づいて観察画像の色補正をする画像処理部７１と、を有する。

Description

本発明は、内視鏡システムに関する。

従来、医療分野で使用される内視鏡装置であって、直進性に優れた狭帯域光であるレーザー光によって被検体を走査し、被検体を撮像する走査型内視鏡装置が知られている。走査型内視鏡装置は、照明用光ファイバの先端を搖動させながらレーザー光を被検体に照射し、被検体の反射光を受光用光ファイバによって受光し、被検体を撮像する。走査型内視鏡は、挿入部に固体撮像素子を設けなくてもよいため挿入部の細径化が可能であり、挿入部が挿入される被検体の負担を軽減させることができる。

また、他の従来例として、日本国特開２００８−３０２０７５号公報に記載されるように、ランプの照明光を被検体に照射して被検体を撮像し、観察画像に対してスコープに応じた色変換処理をすることにより、色再現の精度を向上させた内視鏡装置が提案されている。

内視鏡装置によって検出される被検体の色は、被検体に照射される光の成分と、被検体の分光反射特性とによって異なる。分光反射特性は、被検体の材質等によって異なることが知られている。

しかし、従来の走査型内視鏡装置では、赤色、緑色及び青色の３色レーザー光が被検体に照射され、被検体がＬＥＤ光等の広帯域光を照射したときとは異なる色に見えてしまうことがある。同じ波長のレーザー光を照射しても分光反射特性の違いによって被検体毎に反射される光の色は異なり、広帯域光を被検体に照射したときと同じように見える色を再現して表示させることは難しい。

また、日本国特開２００８−３０２０７５号公報に開示される従来の内視鏡装置は、レーザー光が照射された被検体の色を再現するものではない。

そこで、本発明は、レーザー光を照射して被検体を撮像し、被検体に応じた色の再現性を向上させ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。

本発明の一態様の内視鏡システムは、赤色、緑色及び青色のレーザー光を発生させる光源と、前記レーザー光が入射される第１端部と、前記レーザー光を被検体に照射する第２端部とを有する導光部と、前記被検体からの反射光を検出し、反射光に応じた検出信号を出力する光検出部と、前記被検体毎に設定された複数の色補正パラメータを記憶するメモリと、前記検出信号に基づいて観察画像を生成し、前記被検体に応じて選択された前記複数の色補正パラメータの少なくとも１つに基づいて前記観察画像の色補正をする画像処理部と、を有する。

本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの主要部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムのアクチュエータの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの渦巻き状の走査経路を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの渦巻き状の走査経路を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの画像処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの基準の赤色の反射光強度を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの基準の緑色の反射光強度を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの基準の青色の反射光強度を説明する説明図である。 は、本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの赤色、緑色及び青色の反射光強度を説明する説明図である。 は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの色補正パラメータ設定フローの例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの鼻粘膜の分光反射特性を示す図である。 本発明の実施形態に係わる、内視鏡システムの鼻汁の分光反射特性を示す図である。 倍率色収差の画像処理を説明する説明図である。 倍率色収差の画像処理を説明する説明図である。 倍率色収差の画像処理を説明する説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の主要部の構成を示すブロック図である。図１では、電気信号線を実線で表し、光ファイバを破線で表している。

内視鏡システム１の主要部は、図１に示すように、装置本体２と、内視鏡３と、表示部４とを有して構成される。装置本体２は、内視鏡３及び表示部４に接続される。

装置本体２は、制御部１１と、光源である光源ユニット２１と、ドライバユニット３１と、光検出部である検出ユニット４１と、操作部５１と、メモリ６１と、画像処理部７１とを有して構成される。

制御部１１は、光源ユニット２１及びドライバユニット３１の駆動制御を行う回路である。制御部１１は、光源制御部１２及び走査制御部１３を有して構成される。

光源制御部１２は、光源ユニット２１に接続され、光源ユニット２１に制御信号を出力し、光源ユニット２１の駆動を制御できるように構成される。

走査制御部１３は、ドライバユニット３１に接続され、ドライバユニット３１に制御信号を出力し、ドライバユニット３１の駆動を制御できるように構成される。

光源ユニット２１は、光源制御部１２から入力される制御信号に基づいて、赤色、緑色及び青色のレーザー光を発生させ、導光部である照明用光ファイバＰの入射側端部Ｐ１にレーザー光を入射させることができるように構成される。例えば、光源ユニット２１は、光源制御部１２から入力される制御信号に基づいて、赤色、緑色及び青色の各レーザー光を、順次繰り返して発生し、照明用光ファイバＰの入射側端部Ｐ１に入射する。

光源ユニット２１は、赤色、緑色及び青色の各レーザー光源２２ｒ、２２ｇ、２２ｂと、合波器２３とを有して構成される。光源ユニット２１は、照明用光ファイバＰに接続される。

赤色、緑色及び青色の各レーザー光源２２ｒ、２２ｇ、２２ｂは、合波器２３に接続される。

赤色のレーザー光源２２ｒは、赤色のレーザー光を発生させる。緑色のレーザー光源２２ｇは、緑色のレーザー光を発生させる。青色のレーザー光源２２ｂは、青色のレーザー光を発生させる。

合波器２３は、赤色、緑色及び青色の各レーザー光源２２ｒ、２２ｇ、２２ｂから入力される光を合波することができるように構成される。合波器２３は、照明用光ファイバＰの入射側端部Ｐ１に接続される。合波器２３は、入力された光を合波して照明用光ファイバＰに出力する。

照明用光ファイバＰは、光が入射される第１端部である入射側端部Ｐ１と、光を被検体に照射する第２端部である照射側端部Ｐ２とを有して構成され、入射側端部Ｐ１から照射側端部Ｐ２に、導光できるように構成される。照明用光ファイバＰは、合波器２３から入力される光を内視鏡３の挿入部８２の先端から被検体に照射する。

ドライバユニット３１は、内視鏡３のアクチュエータ８１を駆動し、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２を搖動させる回路である。ドライバユニット３１は、信号発生器３２と、Ｄ／Ａ変換器３３ａ、３３ｂと、アンプ３４ａ、３４ｂとを有して構成される。図１では、１点鎖線により、照射側端部Ｐ２が搖動する態様を模式的に表している。

信号発生器３２は、走査制御部１３から入力される制御信号に基づいて、アクチュエータ８１の駆動信号ＡＸ、ＡＹを生成し、Ｄ／Ａ変換器３３ａ、３３ｂに出力する。

駆動信号ＡＸは、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２をＸ軸方向へ搖動できるように、出力される。駆動信号ＡＸは、例えば、下記数式（１）によって規定される。下記数式（１）において、Ｘ（ｔ）は時刻ｔにおける駆動信号ＡＸの信号レベルであり、Ａｍｘは時刻ｔに依存しない振幅値であり、Ｇ（ｔ）は正弦波ｓｉｎ（２πｆｔ）を変調する所定の関数である。

Ｘ（ｔ）＝Ａｍｘ×Ｇ（ｔ）×ｓｉｎ（２πｆｔ） …（１）
駆動信号ＡＹは、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２をＹ軸方向へ搖動できるように出力される。駆動信号ＡＹは、例えば、下記数式（２）によって規定される。下記数式（２）において、Ｙ（ｔ）は時刻ｔにおける駆動信号ＡＹの信号レベルであり、Ａｍｙは時刻ｔに依存しない振幅値であり、Ｇ（ｔ）は正弦波ｓｉｎ（２πｆｔ＋φ）を変調する所定の関数であり、φは位相である。

Ｙ（ｔ）＝Ａｍｙ×Ｇ（ｔ）×ｓｉｎ（２πｆｔ＋φ） …（２）
Ｄ／Ａ変換器３３ａ、３３ｂは、信号発生器３２から入力される駆動信号ＡＸ、ＡＹを、それぞれデジタル信号からアナログ信号に変換し、アンプ３４ａ、３４ｂに出力する。

アンプ３４ａ、３４ｂは、Ｄ／Ａ変換器３３ａ、３３ｂから入力される駆動信号ＡＸ、ＡＹを増幅し、増幅された駆動信号ＡＸ、ＡＹをアクチュエータ８１に出力する。

図２は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１のアクチュエータ８１の構成を示す断面図である。

内視鏡３は、被検体内に挿入され、光源ユニット２１によって発せられた光を被検体に照射し、被検体の反射光を撮像できるように構成される。内視鏡３は、挿入部８２と、アクチュエータ８１と、レンズ８３と、受光部Ｒ１とを有して構成される。

挿入部８２は、細長状に形成され、被検体の体内に挿入可能である。

アクチュエータ８１は、照射側端部Ｐ２を搖動させ、レーザー光の照射位置を所定の走査経路に沿って移動させることが可能である。所定の走査経路は、例えば、渦巻き状の走査経路である。アクチュエータ８１は、図２に示すように、フェルール８４と、圧電素子８５とを有して構成される。

フェルール８４は、例えば、ジルコニア（セラミック）を材質として構成される。フェルール８４は、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２が搖動できるように、照射側端部Ｐ２の近傍に設けられる。

圧電素子８５は、予め個別に設定された分極方向を有し、ドライバユニット３１から入力される駆動信号ＡＸ、ＡＹに応じて振動し、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２を搖動させることができる。圧電素子８５は、照明用光ファイバＰの長手軸に対して直交するＸ軸方向へ照明用光ファイバＰを搖動させるためのＸ軸用圧電素子８５ｘと、照明用光ファイバＰの長手軸及びＸ軸方向に対して直交する方向であるＹ軸方向へ照明用光ファイバＰを搖動させるためのＹ軸用圧電素子８５ｙとを有して構成される。

レンズ８３は、挿入部８２の先端に設けられ、照明用光ファイバＰの照射側端部Ｐ２から照射された光が入射され、被検体に光を照射できるように構成される。

受光部Ｒ１は、挿入部８２の先端に設けられ、被検体の反射光を受光する。受光された被検体の反射光は、受光用光ファイバＲを介し、装置本体２の検出ユニット４１に出力される。

図３及び図４は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の渦巻き状の走査経路を説明する説明図である。

ドライバユニット３１が信号レベルを増加させながら駆動信号ＡＸ、ＡＹを出力すると、照明用光ファイバＰは、アクチュエータ８１により搖動され、照明用光ファイバＰの照射位置は、図３のＡ１からＢ１に示されるように、漸次中心から遠ざかる渦巻き状の走査経路に沿って移動する。その後、ドライバユニット３１が信号レベルを減少させながら駆動信号ＡＸ、ＡＹを出力すると、照明用光ファイバＰの照射位置は、図４のＢ２からＡ２に示されるように、漸次中心へ近づく渦巻き状の走査経路に沿って移動する。これにより、光源ユニット２１によって順次発生する赤色、緑色及び青色の各レーザー光が、渦巻き状に被検体に照射され、被検体の反射光が受光部Ｒ１に受光され、被検体が渦巻き状に走査される。

図１に戻り、検出ユニット４１は、被検体から反射光を検出し、反射光に応じた検出信号を画像処理部７１に出力する回路である。検出ユニット４１は、検出器４２と、Ａ／Ｄ変換器４３とを有して構成される。

検出器４２は、例えば、アバランシェフォトダイオード等の光電変換素子を有して構成され、受光部Ｒ１から受光用光ファイバＲを介して入力される被検体の反射光を検出信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器４３に出力する。

Ａ／Ｄ変換器４３は、検出器４２から入力される検出信号をデジタル信号に変換し、画像処理部７１に出力する。

操作部５１は、術者によって観察モード切替えの指示入力がされる切替スイッチを有して構成される。操作部５１は、画像処理部７１に接続され、術者の指示入力を画像処理部７１に出力できるように構成される。操作部５１に対する指示入力により、術者は、観察モードを切り替え、複数の色補正パラメータの中から色補正に使用される色補正パラメータに切替え可能である。

メモリ６１は、書き換え可能な不揮発性メモリによって構成される。メモリ６１には、被検体毎に設定された複数の色補正パラメータが記憶される。メモリ６１は、画像処理部７１に接続される。画像処理部７１は、メモリ６１に記憶された色補正パラメータを参照可能である。

図５は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の画像処理部７１の構成を示すブロック図である。

画像処理部７１は、検出ユニット４１から入力される検出信号に基づいて観察画像を生成し、被検体に応じて選択された複数の色補正パラメータの少なくとも１つに基づいて観察画像の色補正をする回路である。

画像処理部７１は、画像生成部７２と、色補正部７３とを有して構成される回路である。

画像生成部７２は、検出ユニット４１から検出信号が入力され、図示しないマッピングテーブルを参照して検出信号を画像情報に変換し、１フレームずつ観察画像を生成する。画像処理部７１によって生成された観察画像は、色補正部７３に出力される。観察画像は、赤色、緑色及び青色の信号値を含んで構成される。

なお、より良好な観察画像を生成できるように、画像処理部７１は、漸次中心から遠ざかる渦巻き状の走査経路（図３のＡ１からＢ１）及び漸次中心へ近づく渦巻き状の走査経路（図４のＢ２からＡ２）のいずれか一方の走査経路に沿って検出された検出信号のみを使用し、観察画像を生成しても構わない。

色補正部７３は、観察画像に対し、被検体に応じた色補正をし、色補正がされた観察画像を表示部４に出力することができるように構成される。色補正部７３は、操作部５１と、メモリ６１と、表示部４とに接続される。色補正部７３は、操作部５１から指示入力された観察モードを検出し、メモリ６１から観察モードに応じた色補正パラメータを取得し、画像生成部７２から入力される観察画像に対して色補正パラメータによって色補正をし、表示部４に出力することができるように構成される。

例えば、操作部５１に対する指示入力等によって鼻粘膜観察モードに切り替えられると、色補正部７３は、メモリ６１から鼻粘膜用の色補正パラメータを取得し、鼻粘膜用の色補正パラメータによって観察画像の色を補正し、表示部４に出力をする。

例えば、操作部５１に対する指示入力等によって鼻汁観察モードに切り替えられると、色補正部７３は、メモリ６１から鼻汁用の色補正パラメータを取得し、鼻汁用の色補正パラメータによって観察画像の色を補正し、表示部４に出力をする。

表示部４は、モニタ等により構成され、画像処理部７１から出力される観察画像と、観察対象である被検体を術者に示すための観察モードとを表示可能である。

続いて、色補正パラメータについて説明をする。

図６、図７及び図８は、本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの基準の赤色、緑色及び青色の反射光強度を説明する説明図である。図６、図７及び図８は、基準になる内視鏡におけるＬＥＤ光を色見本であるカラーチャートに照射したときの各色の反射光強度を示す。図６では、ＬＥＤの発光特性Ｄと、カラーチャートの赤色の分光反射特性Ｃｒとが重なる部分の面積により、カラーチャートの赤色の反射光強度ＳＤｒが示される。図７では、ＬＥＤの発光特性Ｄと、カラーチャートの緑色の分光反射特性Ｃｇとが重なる部分の面積により、カラーチャートの緑色の反射光強度ＳＤｇが示される。図８では、ＬＥＤの発光特性Ｄと、カラーチャートの青色の分光反射特性Ｃｂとが重なる部分の面積により、カラーチャートの青色の反射光強度ＳＤｂが示される。

図９は、本発明の実施形態に係わる、カラーチャートの赤色、緑色及び青色の反射光強度を説明する説明図である。図９は、内視鏡３におけるレーザー光をカラーチャートに照射したときの反射光強度を示す。赤色のレーザー光の発光特性Ｌｒと、カラーチャートの赤色の分光反射特性Ｃｒとが重なる部分の面積により、カラーチャートの赤色の反射光強度ＳＬｒが示される。緑色のレーザー光の発光特性Ｌｇと、カラーチャートの緑色の分光反射特性Ｃｇとが重なる部分の面積により、カラーチャートの緑色の反射光強度ＳＬｇが示される。青色のレーザー光の発光特性Ｌｂと、カラーチャートの青色の分光反射特性Ｃｂとが重なる部分の面積により、カラーチャートの青色の反射光強度ＳＬｂが示される。図９では、レーザー光の発光特性Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、説明のため、実際よりも太く模式的に表している。

色補正パラメータは、観察画像の色相と彩度を補正できるように予め設定される。観察画像の色相と彩度は、赤色、緑色及び青色の信号値の比によって決定される。緑色の信号値を基準とするとき、緑色を除く赤色と青色の各信号値を補正し、観察画像の色相と彩度を補正することができる。したがって、色補正パラメータは、赤色の信号値に乗算される色補正パラメータＹｒと、青色の信号値に乗算される色補正パラメータＹｂとを有して構成される。

色補正パラメータは、内視鏡３の特性によって変化する色相と彩度を補正することができるように、内視鏡３の特性に応じ、予め設定される。

色補正パラメータは、被検体毎に、被検体の分光反射特性に応じ、予め複数設定される。例えば、色補正パラメータは、鼻粘膜の分光反射特性に応じて設定された鼻粘膜用の色補正パラメータと、鼻汁の分光反射特性に応じて設定された鼻汁用の色補正パラメータとを含んで構成される。例えば、鼻粘膜用の色補正パラメータは、青色の信号値を減少させるパラメータ値を含んで構成される。

観察画像の色相角及び彩度値は、赤色、緑色及び青色の反射光強度の比に応じて変化する。下記の数式（３）に示すように、内視鏡３における赤色、緑色及び青色のレーザー光によって被検体（ここでは、カラーチャート）を撮像したときの赤色、緑色及び青色の反射光強度の比が、図示しない基準になる内視鏡（以下「基準内視鏡」という）のＬＥＤ光によって被検体を撮像したときの反射光強度の比と等しいとき、内視鏡３によって撮像される被検体の色相角及び彩度値が、基準内視鏡によって撮像される被検体の色相角（以下「基準色相角」という）及び彩度値（以下「基準彩度値」という）と同一状態になる。

ＳＤｒ：ＳＤｇ：ＳＤｂ＝ＳＬｒ：ＳＬｇ：ＳＬｂ …（３）
上記の数式（３）により、色補正パラメータＸｒ（赤色）、Ｘｇ（緑色）、Ｘｂ（青色）は、次の数式（４）（５）（６）によって表される。

Ｘｒ＝ＳＤｒ／ＳＬｒ …（４）
Ｘｇ＝ＳＤｇ／ＳＬｇ …（５）
Ｘｂ＝ＳＤｂ／ＳＬｂ …（６）
色補正パラメータＸｇ（緑色）を基準にすると、色補正パラメータＹｒ（赤色）、Ｙｂ（青色）は、次の数式（７）（８）によって表される。

Ｙｒ＝Ｘｒ／Ｘｇ …（７）
Ｙｂ＝Ｘｂ／Ｘｇ …（８）
画像生成部７２によって生成される観察画像は、反射光強度ＳＬｒ、ＳＬｇ、ＳＬｂに応じた赤色、緑色及び青色の信号値を含んで構成される。色補正部７３では、画像生成部７２から入力される観察画像に対し、緑色を基準とし、赤色の信号値に色補正パラメータＹｒ（赤色）を乗算し、青色の信号値に色補正パラメータＹｂ（青色）を乗算し、基準内視鏡によって撮像されるカラーチャートの色を再現可能である。

続いて、色補正パラメータの設定フローについて説明をする。

図１０は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の色補正パラメータ設定フローの例を示すフローチャートである。図１０では、鼻粘膜に対する赤色の色補正パラメータの設定フローを例示している。図１１は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の鼻粘膜の分光反射特性Ｍを示す図である。図１２は、本発明の実施形態に係わる、内視鏡システム１の鼻汁の分光反射特性Ｎを示す図である。

色補正パラメータは、内視鏡システム１の工場出荷前に設定される。色補正パラメータは、図１０に示すフローに従い、ＣＰＵによってプログラムを実行可能である色補正パラメータ設定装置６（図１の２点鎖線）の処理によって設定される。以下、色補正パラメータ設定装置６の処理を説明する。なお、色補正パラメータは、図１０に示すフローに従い、手作業によって設定されても構わない。

内視鏡３の特性に応じた色補正パラメータの作成処理をする（Ｓ１）。Ｓ１では、カラーチャートの赤色の基準色相角及び基準彩度値を取得する。基準色相角及び基準彩度値は、予め、基準内視鏡によって赤色のＬＥＤ光を照射してカラーチャートを撮像し、ベクトルスコープ等の色相彩度検出装置５（図１の２点鎖線）に出力される検出結果によって設定される。

次に、内視鏡３によって赤色のレーザー光を照射してカラーチャートを撮像し、色相角及び彩度値を色相彩度検出装置５に出力する。内視鏡３によって取得される色相角及び彩度値が、基準色相角及び基準彩度値と一致状態になるまで、赤色の色補正パラメータＸｒを所定値だけずらしながら修正し、赤色の色補正パラメータＸｒを作成する。なお、内視鏡３によって取得される色相角及び彩度値と、基準色相角及び基準彩度値との一致状態は、許容できる範囲の誤差があっても構わない。

カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１と、鼻粘膜の分光反射率Ｍｒとを比較する（Ｓ２）。Ｓ２では、照射するレーザー光の波長における、カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１と、鼻粘膜の分光反射率Ｍｒとを比較し、カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１が鼻粘膜の分光反射率Ｍｒよりも大きいとき、処理はＳ３に進む。また、カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１が鼻粘膜の分光反射率Ｍｒよりも小さいとき、処理はＳ６に進む。また、カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１と鼻粘膜の分光反射率Ｍｒが等しいとき、処理は終了する。例えば、図１１では、赤色レーザー光Ｌｒの波長において、カラーチャートの分光反射率Ｃｒ１が、鼻粘膜の分光反射率Ｍｒよりも大きいため、処理はＳ３に進む。

Ｓ３では、鼻粘膜の基準色相角及び基準彩度値を取得する。鼻粘膜の基準色相角及び基準彩度値は、予め、基準内視鏡によってＬＥＤ光を照射して鼻粘膜を撮像し、色相彩度検出装置５に出力される検出結果によって設定される。

色補正パラメータＸｒを所定値だけ増加させる（Ｓ４）。Ｓ４では、色補正パラメータＸｒを所定値だけ増加させ、内視鏡３によって赤色のレーザー光を照射して鼻粘膜を撮像し、観察画像を出力する。

観察画像の鼻粘膜の赤色の色相角及び彩度値が、鼻粘膜の基準色相角及び基準彩度値と一致状態であるか否かを判定する（Ｓ５）。Ｓ５では、観察画像の色相角及び彩度値を色相彩度検出装置５に出力し、観察画像の色相角及び彩度値がＳ３で取得した基準色相角及び基準彩度値と一致状態であるか否かを判定する。一致状態ではないとき（Ｓ５：ＮＯ）、処理はＳ４に戻る。一方、一致状態であるとき、処理は終了する。

Ｓ６では、基準内視鏡によって鼻粘膜の基準色相角及び基準彩度値を取得する。

色補正パラメータＸｒを所定値だけ減少させる（Ｓ７）。Ｓ７では、色補正パラメータＸｒを所定値だけ減少させ、内視鏡３によって赤色のレーザー光を照射して鼻粘膜を撮像し、観察画像を出力する。

観察画像の鼻粘膜の赤色の色相角及び彩度値が、基準色相角及び基準彩度値と一致状態であるか否かを判定する（Ｓ８）。Ｓ８では、観察画像の色相角及び彩度値を色相彩度検出装置５に出力し、観察画像の色相角及び彩度値がＳ６で取得した基準色相角及び基準彩度値と一致状態であるか否かを判定する。一致状態ではないとき（Ｓ８：ＮＯ）、処理はＳ６に戻る。一方、一致状態であるとき、処理は終了する。

上述のＳ１からＳ８の処理により、赤色の色補正パラメータＸｒが設定される。

同様の処理により、緑色の色補正パラメータＸｇ、青色の色補正パラメータＸｂが設定される。

色補正パラメータＸｒ、Ｘｇ、Ｘｂに基づいて、数式（７）（８）によって演算し、色補正パラメータＹｒ、Ｙｂが設定される。

図１２は、鼻汁の分光反射特性を示す図である。鼻汁についても、Ｓ１からＳ８の処理により、色補正パラメータＸｒ、Ｘｇ、Ｘｂが設定され、数式（７）（８）により、色補正パラメータＹｒ、Ｙｂが設定される。

実施形態によれば、レーザー光を照射して被検体を撮像し、被検体に応じた色の再現性を向上させることができる。

（実施形態の変形例１）
実施形態では、操作部５１に対する指示入力によって観察モードが切り替えられるが、観察モードは、観察画像の全体の色相角と彩度値によって切り替えられても構わない。

実施形態の変形例１では、画像処理部７１は、観察画像における所定の色の占める割合を検出し、検出された所定の色の占める割合に応じ、複数の色補正パラメータの中から少なくとも１つの色補正パラメータを決定する。

より具体的には、色補正部７３は、画像生成部７２から入力される観察画像から所定の色相及び彩度を示す特徴領域を検出し、観察画像における検出された特徴領域の占める割合が所定値以上であるとき、所定の観察モードに切り替え、メモリ６１に記憶される複数の色補正パラメータの中から所定の色補正パラメータを決定する。

例えば、観察画像に対し、赤色の特徴領域の占める割合が所定値以上であるとき、色補正部７３は、観察モードを鼻粘膜モードに切り替え、鼻粘膜用の色補正パラメータによって色補正を行う。また、観察画像に対し、黄色によって特徴づけられる特徴領域の占める割合が所定値以上であるとき、色補正部７３は、観察モードを鼻汁モードに切り替え、鼻汁用の色補正パラメータによって色補正を行う。

実施形態の変形例１によれば、被検体の色に応じた色補正パラメータの切り替えが行われ、レーザー光を照射して被検体を撮像し、被検体に応じた色の再現性を向上させることができる。

（実施形態の変形例２）
実施形態の変形例１では、観察画像の全体の色相と彩度によって観察モードが切り替えられるが、観察画像を構成する複数の小領域毎に、観察モードが切り替えられても構わない。

色補正部７３は、観察画像を構成する複数の小領域の各々に対し、所定の色の占める割合を検出し、検出された所定の色の占める割合に応じ、複数の色補正パラメータの中から少なくとも１つの色補正パラメータを決定する。

色補正部７３は、隣り合う小領域の境界の色を平滑化する。色補正部７３は、互いの小領域の境界の画素又は色補正パラメータに対してスムージング処理を施し、互いの色をぼんやりさせ、色が自然に移り替わるように画像処理をする。

実施形態の変形例２によれば、小領域毎に被検体の色に応じた色補正パラメータが設定され、レーザー光を照射して被検体を撮像し、被検体に応じた色の再現性を向上させることができる。

なお、実施形態では、色補正部７３は、１つの観察モードに対応する色補正パラメータによって色補正を行うが、複数の観察モードに対応する色補正パラメータに基づいて演算することによって色補正パラメータを算出し、色補正を行っても構わない。

色補正パラメータは、例えば、鼻粘膜用の色補正パラメータと、鼻汁用の色補正パラメータとの平均値を演算することによって、中間補正パラメータとして算出されても構わない。

他の色補正パラメータの算出例として、例えば、内視鏡３の長さに応じて赤色等の特定の色の光の成分の減衰があるとき、色補正パラメータは、特定の色の光の減衰量を補完できるように、所定の調整係数を乗算して算出されても構わない。

他の色補正パラメータの算出例として、例えば、表示部４が色補正機能を有するとき、色補正パラメータは、表示部４の色補正機能の特徴に合わせて設定されても構わない。

なお、実施形態では、メモリ６１は、装置本体２に設けられるが、内視鏡３内にメモリ６２を設けても構わない。

なお、実施形態では、検出器４２は１つであるが、赤色、緑色及び青色用の３つの検出器を有しても構わない。

なお、実施形態では、色補正パラメータは、鼻粘膜用の色補正パラメータと、鼻汁用の色補正パラメータとを例示しているが、色補正パラメータは、鼻粘膜用及び鼻汁用に限定されず、他の被検体の撮像に使用される色補正パラメータであっても構わない。

（倍率色収差補正の画像処理）
ところで、被検体によって反射した光はレンズを通過する際に屈折するが、光の屈折率は光の波長、すなわち光の色によって異なる。その結果、光の色によってレンズの焦点距離は異なり、レンズ周縁部に色ずれを生じさせる。レンズ周縁部の色ずれは、倍率色収差補正の画像処理によって補正される。

図１３、図１４及び図１５は、倍率色収差の画像処理を説明する説明図である。図１３において、Ｈ及びＶによって示される座標はテレビジョン座標系の座標を示し、Ｘ及びＹによって示される座標は中心座標系の座標を示す。

メモリには、１／８象限である領域Ｑ２ｂのテレビジョン座標系変換テーブルが記憶される。テレビジョン座標系変換テーブルは、テレビジョン座標系により、領域Ｑ２ｂに配置される全ての画素の各々に対し、画素の参照元座標データＨｎ、Ｖｎと、画素の参照先座標データΔＨｎ、ΔＶｎとを有して構成される。参照先座標データΔＨｎ、ΔＶｎは、画素の移動量として規定される。

画像処理装置は、１／８象限のテレビジョン座標系変換テーブルを参照し、４象限の中心座標系変換テーブルを作成可能である。画像処理装置は、作成された中心座標系変換テーブルを参照し、中心座標系変換テーブルに含まれる全ての画素の各々に対し、画素の座標データＸｎ、Ｙｎと、参照先座標データΔＸｎ、ΔＹｎとを取得し、参照元座標（Ｘｎ，Ｙｎ）の画素値を、参照先座標（Ｘｎ＋ΔＸ，Ｙｎ＋ΔＹ）の画素値に置き換えることにより、画素を移動させ、倍率色収差補正をすることが可能である。

中心座標系変換テーブルの作成は、次のように行われる。

画像処理装置は、領域Ｑ２ｂのテレビジョン座標系変換テーブルを垂直水平反転させ領域Ｑ２ａのテレビジョン座標系変換テーブルを作成する。具体的には、領域Ｑ２ｂに含まれる全ての参照元座標データＨｎ及びＶｎを互いに入れ替え、かつ参照先座標データΔＨｎ及びΔＶｎを互いに入れ替えることにより、領域Ｑ２ｂのテレビジョン座標系変換テーブルが作成される。

画像処理装置は、領域Ｑ２ａのテレビジョン座標系変換テーブルと、領域Ｑ２ｂのテレビジョン座標系変換テーブルとを合わせ、領域Ｑ２のテレビジョン座標系変換テーブルを作成する。

画像処理装置は、次の数式に示す演算を行うことにより、中心座標系変換テーブルを作成する。中心座標系変換テーブルは、画素の参照元座標データＸｎ、Ｙｎと、画素の参照先座標データΔＸｎ、ΔＹｎとを有して構成される。参照先座標データΔＸｎ、ΔＹｎは、画素の移動量として規定される。

領域Ｑ１について、
Ｘｎ＝１９９−Ｈｎ
Ｙｎ＝１９９−Ｖｎ
ΔＸｎ＝−１×ΔＨｎ
ΔＹｎ＝ΔＶｎ
領域Ｑ２について、
Ｘｎ＝Ｈｎ−２００
Ｙｎ＝１９９−Ｖｎ
ΔＸｎ＝ΔＨｎ
ΔＹｎ＝ΔＶｎ
領域Ｑ３について、
Ｘｎ＝１９９−Ｈｎ
Ｙｎ＝Ｖｎ−２００
ΔＸｎ＝−１×ΔＨｎ
ΔＹｎ＝−１×ΔＶｎ
領域Ｑ４について、
Ｘｎ＝Ｈｎ−２００
Ｙｎ＝Ｖｎ−２００
ΔＸｎ＝ΔＨｎ
ΔＹｎ＝−１×ΔＶｎ
例えば、図１４では、テレビジョン座標系の座標（２０１，１９８）は、領域Ｑ１の中心座標系の座標（−２，１）、領域Ｑ２の中心座標系の座標（１，１）、領域Ｑ３の中心座標系の座標（−２，−２）、領域Ｑ４の中心座標系の座標（１，−２）に変換され、中心座標系変換テーブルが作成される。

画像処理装置は、１／８象限の変換テーブルから４象限の変換テーブルを作成可能であり、変換テーブルを記憶するメモリの記憶量を削減可能である。

ところで、倍率色収差補正では、画像処理装置は、メモリに観察画像のコピーを一時保存し、一時保存された観察画像を参照し、参照先座標（Ｘｎ＋ΔＸｎ，Ｙｎ＋ΔＹｎ）の画素値を取得し、オリジナルの観察画像における参照元座標の画素値を参照先座標の画素値によって置き換える。

観察画像を一時保存するとき、画像処理装置は、最大の移動量の画素の移動をカバーできるライン数分だけ、メモリに観察画像を一時保存する。より具体的には、画像処理装置は、処理対象となる各画素から複数の参照先座標データΔＹｎの値を取得し、複数の参照先座標データΔＹｎの中から、画素の最大の移動量を示す参照先座標データΔＹｍａｘを抽出する。続いて、図１５に示すように、画像処理装置は、観察画像の中から参照先座標データΔＹｍａｘの値と同じライン数だけ画像を抽出してメモリに一時保存する。

画像処理装置は、観察画像を一時保存するメモリの記憶量を削減可能である。

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

本発明によれば、レーザー光を照射して被検体を撮像し、被検体に応じた色の再現性を向上させることができる内視鏡システムを提供することができる。

本出願は、２０１５年１２月１４日に日本国に出願された特願２０１５−２４３２８４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (12)

1. 赤色、緑色及び青色のレーザー光を発生させる光源と、
   前記レーザー光が入射される第１端部と、前記レーザー光を被検体に照射する第２端部とを有する導光部と、
   前記被検体からの反射光を検出し、反射光に応じた検出信号を出力する光検出部と、
   前記被検体毎に設定された複数の色補正パラメータを記憶するメモリと、
   前記検出信号に基づいて観察画像を生成し、前記被検体に応じて選択された前記複数の色補正パラメータの少なくとも１つに基づいて前記観察画像の色補正をする画像処理部と、
   を有することを特徴とする内視鏡システム。
2. アクチュエータを有し、
   前記アクチュエータは、前記第２端部を搖動させ、前記レーザー光の照射位置を所定の走査経路に沿って移動させることが可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記アクチュエータは、前記レーザー光の照射位置を渦巻き状の走査経路に沿って変位させることが可能である、ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記複数の色補正パラメータの各々は、前記被検体毎に、前記被検体の分光反射特性に応じて設定される、ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
5. 前記複数の色補正パラメータは、鼻粘膜の分光反射特性に応じて設定された鼻粘膜用の色補正パラメータと、鼻汁の分光反射特性に応じて設定された鼻汁用の色補正パラメータとを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
6. 前記観察画像は、赤色、緑色及び青色の信号値を含んで構成され、
   前記鼻粘膜用の色補正パラメータは、青色の信号値を減少させるパラメータ値を含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
7. 前記複数の色補正パラメータは、第１の色補正パラメータと、第２の色補正パラメータとに基づいて算出される中間補正パラメータを含むことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
8. 前記第１の色補正パラメータは、前記鼻粘膜用の色補正パラメータであり、
   前記第２の色補正パラメータは、前記鼻汁用の色補正パラメータである、
   ことを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
9. 前記画像処理部は、前記観察画像における所定の色の占める割合を検出し、検出された前記所定の色の占める割合に応じ、前記複数の色補正パラメータの中から少なくとも１つの色補正パラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
10. 前記観察画像は、複数の小領域によって構成され、
    前記画像処理部は、複数の小領域の各々に対し、所定の色の占める割合を検出し、検出された前記所定の色の占める割合に応じ、前記複数の色補正パラメータの中から少なくとも１つの色補正パラメータを決定して色補正をする、
    ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
11. 前記画像処理部は、隣り合う小領域の境界の色を平滑化することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
12. 操作部を有し、前記操作部に対する指示入力により、前記複数の色補正パラメータの中から色補正に使用される色補正パラメータに切替え可能であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

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