JPWO2018066347A1 - 内視鏡システム及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

通常画像と特殊画像を交互に表示する場合であっても、視覚的な違和感を軽減することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供する。第１構造を含む観察対象を第１モード用照明光で照明した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像を取得する。第２モード用照明光で観察対象を照明した場合に、観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像を取得する。補正前の第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、その違いが小さくなるように、第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る。

Description

本発明は、自然な色合いの通常画像と、血管構造の視認性が高い特殊画像とを表示する内視鏡システム及びその作動方法に関する。

医療分野においては、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断が広く行われている。内視鏡システムは、光源装置が発する照明光を、内視鏡を介して観察対象に照射し、その照明光で照明中の観察対象を撮像して得た画像信号に基づいて、プロセッサ装置が観察対象の画像を生成する。この画像をモニタに表示することにより、医師は、モニタ上の画像を見ながら診断を行うことができる。

近年では、照明光として、波長帯域が青色帯域から赤色帯域にまで及ぶ白色光などの広帯域光を用いることによって、観察対象を自然な色合いで表示する通常画像の他、照明光として、特定波長の光を用い、また、特定色の光の強度を他の色の光の強度よりも大きくした複数色の光を用いることによって、血管構造など特定の構造の視認性を向上させた特殊画像も、観察対象の観察に用いられつつある。これら通常画像と特殊画像は、診断目的に応じて使い分ける必要があることから、通常画像を表示する通常モードと、特殊モードを表示する特殊モードを適宜切り替えることができるように、内視鏡の操作部には、スイッチ式のモード切替部が設けられている（特許文献１参照）。

特開２００８−４３６０４号公報

特許文献１のように、通常画像と特殊画像の表示切替をモード切替部で行う場合には、ユーザーによるモード切替部の操作が必要となるため、ユーザーに負担をかけることになる。そこで、１つのモードにおいて、通常画像と特殊画像の両方を観察できるように、モニタにおいて通常画像と特殊画像を交互に表示することが考えられる。ただし、このように通常画像と特殊画像を交互に表示した場合、通常画像と特殊画像は色や明るさが異なっているため、通常画像から特殊画像に切り替わったときに、目がちらつくなどの視覚的な違和感を与えることがあった。

本発明は、通常画像と特殊画像を交互に表示する場合であっても、目がちらつくなどの視覚的な違和感を軽減することができる内視鏡システム及びその作動方法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モード用照明光と第２モード用照明光とを発光する光源と、第１構造を含む観察対象を第１モード用照明光で照明した場合に、観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、第２モード用照明光で観察対象を照明した場合に、観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得する画像取得部と、第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、違いが小さくなるように補正する画像補正部と、を備える。

画像補正部は、第１モード用表示画像から第１構造の色及び／又は明るさを取得する色及び／又は明るさ取得部と、補正前の第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさと色及び／又は明るさ取得部で取得した第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、違いが小さくなるように、第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有することが好ましい。

画像補正部は、第１構造の色及び／又は明るさを予め記憶する色及び／又は明るさ記憶部と、補正前の第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさと色及び／又は明るさ記憶部で記憶した第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、違いが小さくなるように、第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有することが好ましい。

観察対象には第２構造が含まれ、画像補正部は、補正前の第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像における第１構造及び第２構造の色及び／又は明るさの違いに対して、違いが小さくなるように、第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像を補正することが好ましい。画像補正部は、第２モード用表示画像から第２構造を抽出して第２構造抽出済みの第２モード用表示画像を生成し、又は、第２モード用表示画像から第２構造を除去することにより、第１構造を抽出した第１構造抽出済みの第２モード用表示画像を生成する構造抽出部と、第１構造抽出済みの第２モード用表示画像を参照して、第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさを調整する補正を行い、又は、第２構造抽出済みの第２モード用表示画像を参照して、第２モード用表示画像における第２構造の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有することが好ましい。第１構造は粘膜構造で、第２構造は血管構造であることが好ましい。

第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像のうち画像補正部で補正していない未補正画像と、補正画像とを表示する表示部と、表示部を制御する表示制御部とを有することが好ましい。表示制御部は、未補正画像と補正画像とが交互に表示するように、表示部を制御することが好ましい。表示制御部は、表示部における未補正画像と補正画像の表示時間を含む表示パターンを設定する表示パターン設定部を有することが好ましい。未補正画像と補正画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部を有し、表示部は、未補正画像、合成画像、及び補正画像を表示することが好ましい。

第１モード用照明光は、１色又は複数色の光を第１モード用発光条件で発光する光であり、第２モード用照明光は、１又は複数色の光を、第１モード用発光条件とは異なる第２モード用発光条件で発光する光であることが好ましい。

第１モード用照明光が、複数色の光を同時に発光する光である場合には、第１モード用表示画像は、複数色の光が同時に照明された観察対象を撮像して得られる画像であり、第１モード用照明光が、複数色の光を順次に発光する光である場合には、第１モード用表示画像は、各色の光が順次照明された観察対象を順次撮像して得られる画像であることが好ましい。

第２モード用照明光が、複数色の光を同時に発光する光である場合には、第２モード用表示画像は、複数色の光が同時に照明された観察対象を撮像して得られる画像であり、第２モード用照明光が、複数色の光を順次に発光する光である場合には、第２モード用表示画像は、各色の光が順次照明された観察対象を順次撮像して得られる画像であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、第１モード用照明光と第２モード用照明光とを発光する光源と、粘膜構造を含む観察対象を第１モード用照明光で照明した場合に、観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、第２モード用照明光で観察対象を照明した場合に、観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得する画像取得部と、第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、違いが小さくなるように補正する画像補正部と、表示部を制御する表示制御部を備え、画像補正部は、第１モード用表示画像から粘膜構造の色及び／又は明るさを取得する色及び／又は明るさ取得部と、補正前の第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさと色及び／又は明るさ取得部で取得した第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、違いが小さくなるように、第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有し、表示制御部は、第１モード用表示画像と、明るさ調整部で明るさ調整後の第２モード用表示画像とを表示部に交互に表示するように制御する。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、光源が、第１モード用照明光と第２モード用照明光とを発光するステップと、画像取得部が、第１モード用照明光を発光した場合に、第１構造を含む観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、第２モード用照明光を発光した場合に、観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得するステップと、画像補正部が、第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の第１モード用表示画像又は第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、違いが小さくなるように補正するステップとを有する。

本発明によれば、通常画像と特殊画像を交互に表示する場合であっても、目がちらつくなどの視覚的な違和感を軽減することができる。

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、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの分光スペクトルを示すグラフである。 第１実施形態の通常モード、特殊モード、及び混合モードにおいて発光する照明光のパターンを示す表である。 画像補正部及び表示制御部の機能を示すブロック図である。 血管抽出済みの特殊画像と粘膜抽出済みの特殊画像の生成方法を示す説明図である。 通常画像と補正特殊画像を交互表示するモニタの画像図である。 通常画像の表示時間Ｔｃが補正特殊画像の表示時間Ｔｓよりも長い場合におけるモニタでの画像の表示の流れを示す説明図である。 補正特殊画像の表示時間Ｔｓが通常画像の表示時間Ｔｃよりも長い場合におけるモニタでの画像の表示の流れを示す説明図である。 混合モードの流れを示すフローチャートである。 色及び／又は明るさ記憶部を備える画像補正部の機能と表示制御部の機能を示すブロックである。 合成画像生成部を備える画像補正部の機能と表示制御部の機能を示すブロックである。 通常画像、合成画像、及び補正特殊画像を表示する場合におけるモニタでの画像の表示の流れを示す説明図である。 第２実施形態の通常モード、特殊モード、及び混合モードにおいて発光する照明光のパターンを示す表である。 第３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。 通常モード用の白色光の分光スペクトルを示すグラフである。 特殊モード用の白色光の分光スペクトルを示すグラフである。 第４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。 回転フィルタの平面図である。 第４実施形態の通常モード、特殊モード、及び混合モードにおいて発光する照明光のパターンを示す表である。 第５実施形態のカプセル内視鏡の概略図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、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、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続し、かつ、プロセッサ装置１６と電気的に接続する。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１３ａを操作することにより、湾曲部１２ｃが湾曲動作する。この湾曲動作によって、先端部１２ｄを所望の方向に向ける。

また、操作部１２ｂには、アングルノブ１３ａの他、静止画像の取得操作に用いる静止画像取得部１３ｂ、観察モードの切り替え操作に用いるモード切替部１３ｃ、及びズーム倍率の変更操作に用いるズーム操作部１３ｄを設けている。静止画像取得部１３ｂは、モニタ１８に観察対象の静止画像を表示するフリーズ操作と、ストレージに静止画像を保存するレリーズ操作が可能である。

内視鏡システム１０は、観察モードとして、通常モードと、特殊モードと、通常モードと特殊モードの両方を行う混合モードとを有している。観察モードが通常モードである場合、光源装置１４は、通常モード用照明光を通常モード用発光条件（本発明の「第１モード用発光条件」に対応する）で発光するとともに、この通常モード用照明光で照明中の観察対象を撮像して得られた画像信号に基づき、通常画像をモニタ１８に表示する。

観察モードが特殊モードである場合、光源装置１４は、特殊モード用照明光を、通常モード用発光条件とは異なる特殊モード用発光条件（本発明の「第２モード用発光条件」に対応する）で発光するとともに、この特殊モード用照明光で照明中の観察対象を撮像して得られた画像信号に基づき、特殊画像をモニタ１８に表示する。観察モードが混合モードである場合、光源装置１４は、通常モード用照明光と特殊モード用照明光を交互に発光するとともに、通常画像と特殊画像を交互にモニタ１８に表示する。

プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続する。モニタ１８は、観察対象の画像や、画像に付帯する情報等を出力表示する。コンソール１９は、関心領域（ROI : Region Of Interest）の指定等や機能設定等の入力操作を受け付けるユーザインタフェースとして機能する。プロセッサ装置内にある各部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）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させ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。なお、内視鏡１２や光源装置１４の内部の各部についても同様である。

図２に示すように、光源装置１４は、観察対象の照明に用いる照明光を発する光源２０と、光源２０を制御する光源制御部２２とを備えている。光源２０は、複数色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体光源である。光源制御部２２は、ＬＥＤ等のオン／オフや、ＬＥＤ等の駆動電流や駆動電圧の調整によって、照明光の発光量を制御する。また、光源制御部２２は、光学フィルタの変更等によって、照明光の波長帯域を制御する。

第１実施形態では、光源２０は、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの４色のＬＥＤと、波長カットフィルタ２３とを有している。図３に示すように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、波長帯域３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの紫色光Ｖを発する。

Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは、波長帯域４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光Ｂを発する。Ｂ−ＬＥＤ２３ｂから出射した青色光Ｂのうち少なくともピーク波長の４５０ｎｍよりも長波長側は、波長カットフィルタ２３によりカットされる。これにより、波長カットフィルタ２３を透過した後の青色光Bxは、４２０〜４６０nmの波長範囲になる。このように、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光をカットしているのは、この４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光は、観察対象である血管の血管コントラストを低下させる要因であるためである。なお、波長カットフィルタ２３は、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光をカットする代わりに、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光を減光させてもよい。

Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発する。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、波長帯域が６００ｎｍ〜６５０ｎｍに及び赤色光Ｒを発する。なお、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄから発せられる光は、それぞれの中心波長とピーク波長とが同じであっても良いし、異なっていても良い。

光源制御部２２は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの点灯や消灯、及び点灯時の発光量等を独立に制御することによって、照明光の発光タイミング、発光期間、光量、及び分光スペクトルの調節を行う。光源制御部２２における点灯及び消灯の制御は、観察モードごとに異なっている。

図４に示すように、通常モードの場合、光源制御部２２は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させる。その際、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比Lｃは、青色光Bxの発光量が、紫色光Ｖ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのいずれの発光量よりも大きくなるように、設定されている。これにより、通常モードでは、光源装置１４から、紫色光Ｖ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む通常モード用照明光が発せられる。この通常モード用照明光は、青色帯域から赤色帯域まで一定以上の強度を有しているため、ほぼ白色となっている。なお、通常モード用発光条件は、「紫色光Ｖ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを光量比Ｌｃで同時に発光すること」に相当する。

特殊モードの場合についても、光源制御部２２は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させる。その際、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光量比Lｓは、紫色光Vの発光量が、青色光Bx、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのいずれの発光量よりも大きくなるように、また、緑色光G及び赤色光Rは紫色光V及び青色光Bｘよりも小さくなるように、設定されている。これにより、特殊モードでは、光源装置１４から、紫色光Ｖ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む特殊モード用照明光が発せられる。なお、特殊モード用発光条件は、「紫色光Ｖ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを光量比Ｌｓで同時に発光すること」に対応している。

混合モードの場合には、光源制御部２２は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させるとともに、フレーム単位で、光量比を「Lｃ」から「Ls」に、又は「Lｓ」から「Lｃ」に切り替える。即ち、光源装置１４から発せられる光は、通常モード用照明光と特殊モード用照明光とが交互に入れ替わる。

図２に示すように、光源２０が発した照明光は、ミラーやレンズ等で形成される光路結合部（図示しない）を介して、挿入部１２ａ内に挿通したライトガイド２４に入射する。ライトガイド２４は、内視鏡１２及びユニバーサルコードに内蔵しており、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。ユニバーサルコードは、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である。なお、ライトガイド２４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、ライトガイド２４には、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３ｍｍ〜φ０．５ｍｍ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とを設けている。照明光学系３０ａは、照明レンズ３２を有している。この照明レンズ３２を介して、ライトガイド２４を伝搬した照明光によって観察対象を照明する。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ３４と、ズームレンズ３６と、撮像センサ３８とを有している。これら対物レンズ３４及びズームレンズ３６を介して、観察対象からの反射光、散乱光、及び蛍光等の各種の光が撮像センサ３８に入射する。これにより、撮像センサ３８に観察対象の像が結像する。ズームレンズ３６は、ズーム操作部１３ｄを操作することでテレ端とワイド端の間で自在に移動し、撮像センサ３８に結像する観察対象を拡大又は縮小する。

撮像センサ３８は、照明光が照射された観察対象を撮像するカラー撮像センサである。撮像センサ３８の各画素には、Ｒ（赤色）カラーフィルタ、Ｇ（緑色）カラーフィルタ、Ｂ（青色）カラーフィルタのいずれかを設けている。撮像センサ３８は、Ｂカラーフィルタが設けられているＢ画素で紫色から青色の光を受光し、Ｇカラーフィルタが設けられているＧ画素で緑色の光を受光し、Ｒカラーフィルタが設けられているＲ画素で赤色の光を受光する。そして、各色の画素から、ＲＧＢ各色の画像信号を出力する。撮像センサ３８は、出力した画像信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０に送信する。

通常モードにおいては、撮像センサ３８は、通常モード用照明光が照明された観察対象を撮像することにより、B画素からBｃ画像信号を出力し、G画素からGc画像信号を出力し、R画素からRｃ画像信号を出力する。また、特殊モードにおいては、撮像センサ３８は、特殊モード用照明光が照明された観察対象を撮像することにより、B画素からBｓ画像信号を出力し、G画素からGｓ画像信号を出力し、R画素からRｓ画像信号を出力する。

混合モードにおける通常モード用照明光の照明中は、撮像センサ３８は、通常モード用照明光で照明された観察対象を撮像することにより、Bｃ画像信号、Gc画像信号、Rc画像信を出力する。また、混合モードにおける特殊モード用照明光の照明中は、撮像センサ３８は、特殊モード用照明光で照明された観察対象を撮像することにより、Bｓ画像信号、Gｓ画像信号、Rｓ画像信号を出力する。

撮像センサ３８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等を利用可能である。また、ＲＧＢの原色のカラーフィルタを設けた撮像センサ３８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補色撮像センサを用いても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号を出力する。このため、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ことにより、撮像センサ３８と同様のＲＧＢ各色の画像信号を得ることができる。また、撮像センサ３８の代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサを用いても良い。

ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０は、撮像センサ３８から受信したアナログの画像信号に、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）や自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）を行う。Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路４２は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０を経たアナログ画像信号を、デジタルの画像信号に変換する。Ａ／Ｄ変換回路４２は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号を、プロセッサ装置１６に入力する。

プロセッサ装置１６は、画像信号取得部５０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２と、ノイズ低減部５４と、画像処理部５８と、表示制御部６０とを備えている。

画像信号取得部５０（本発明の「画像取得部」に相当する）は、内視鏡１２から、観察モードに対応したデジタル画像信号を取得する。通常モードの場合には、通常画像（本発明の「第１モード用表示画像」に相当する）として、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号を取得する。特殊モードの場合には、特殊画像（本発明の「第２モード用表示画像」に相当する）として、Ｂｓ画像信号、Ｇｓ画像信号、Ｒｓ画像信号を取得する。混合モードの場合には、通常画像として、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号を取得するとともに、特殊画像として、Ｂｓ画像信号、Ｇｓ画像信号、Ｒｓ画像信号を取得する。

ＤＳＰ５２は、画像信号取得部５０が取得した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、及びデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理は、撮像センサ３８の欠陥画素の信号を補正する。オフセット処理は、欠陥補正処理した画像信号から暗電流成分を除き、正確なゼロレベルを設定する。ゲイン補正処理は、オフセット処理した画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルを整える。

リニアマトリクス処理は、ゲイン補正処理した画像信号の色再現性を高める。ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理した画像信号の明るさや彩度を整える。ガンマ変換処理した画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、又は同時化処理とも言う）を施すことによって、各画素で不足した色の信号を補間によって生成する。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。ノイズ低減部５４は、ＤＳＰ５２でデモザイク処理等を施した画像信号に対して、例えば、移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施し、ノイズを低減する。

画像処理部５８は、通常画像生成部と６２と、特殊画像処理部６４と、画像補正部６６とを備えている。通常画像処理部６２は、通常モード又は混合モードに設定されている場合に作動し、受信した通常画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行う。色変換処理では、ＲＧＢ画像信号に対して３×３のマトリックス処理、階調変換処理、及び３次元ＬＵＴ（Look Up Table）処理などにより色変換処理を行う。

色彩強調処理は、色変換処理済みの画像信号に対して行われる。構造強調処理は、観察対象の構造を強調する処理であり、色彩強調処理後の画像信号に対して行われる。上記のように、構造強調処理まで各種画像処理等を施した通常画像は、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rがバランス良く発せられた通常モード用照明光に基づいて得られた画像であるため、自然な色合いの画像となっている。通常画像は、通常モードに設定されている場合はそのまま表示制御部６０に入力され、混合モードに設定されている場合には、表示制御部６０及び画像補正部６６に入力される。

特殊画像処理部６４は、特殊モード又は混合モードに設定されている場合に作動する。特殊画像処理部６４では、受信した特殊画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行う。色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理の処理内容は、通常画像処理部６２と同様である。特殊画像は、血管のヘモグロビンの吸収係数が高い紫色光Vが、他の色の青色光Bx、緑色光G、赤色光Rよりも大きい発光量となっている特殊モード用照明光に基づいて得られた画像であるため、血管構造の解像度が他の構造よりも高くなっている。特殊画像は、特殊モードに設定されている場合にはそのまま表示制御部６０に入力され、混合モードに設定されている場合には、特殊画像は画像補正部６６に入力される。

画像補正部６６は、混合モードに設定されている場合に作動し、特殊画像に対して補正を行う。この画像補正部６６では、補正前の特殊画像における血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさと通常画像における粘膜構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、その違いが小さくなるように、特殊画像を補正する。画像補正部６６の詳細については後述する。画像補正部６６で特殊画像を補正した補正特殊画像は、表示制御部６０に送信される。なお、画像補正部６６では、色及び明るさの両方の違いが小さくなるように補正を行ってもよく、また、色又は明るさのうちいずれか一方の違いが小さくなるように補正してもよい。

表示制御部６０は、画像処理部５８から画像をモニタ１８に表示するための表示制御を行う。通常モードに設定されている場合には、表示制御部６０は、通常画像をモニタ１８に表示する制御を行う。特殊モードに設定されている場合には、表示制御部６０は、特殊画像をモニタ１８に表示する制御を行う。混合モードに設定されている場合には、設定された表示パターンに従って、通常画像と、補正特殊画像を表示する。この混合モードにおける表示制御の詳細については、後述する。

図５に示すように、画像補正部６６は、構造抽出部７０と、色及び／又は明るさ取得部７２と、色及び／又は明るさ調整部７４とを備えている。構造抽出部７０は、図６に示すように、特殊画像から血管構造を抽出することによって、血管抽出済みの特殊画像を生成する。血管構造を抽出する方法としては、例えば、所定の閾値を用いて血管とその他の部分とを二値化処理する方法の他、特殊画像のBｓ画像信号とGｓ画像信号の比又は差分をとることによって、血管を抽出する方法が考えられる。構造抽出部７０は、同様にして、通常画像から血管構造を抽出することによって、血管抽出済みの通常画像を生成する。

なお、通常画像から血管構造を抽出することが難しい場合は、特殊画像から抽出した血管構造と同じ位置にある通常画像上の構造を、血管構造とみなして抽出してもよい。ただし、特殊画像の血管構造と同じ位置にある構造を、全て血管構造とみなしてしまうと、通常画像では見えない構造も血管構造として抽出してしまうおそれがある。そこで、特殊画像の血管構造のうち、通常画像でも視認可能な解像度の低い構造について、通常画像上で同じ位置にある構造を、血管構造とみなして抽出することが好ましい。

構造抽出部７０は、特殊画像と血管抽出済みの特殊画像との差分処理を行うことによって、特殊画像から血管構造を除去した血管除去済みの特殊画像を生成する。この血管除去済みの特殊画像は、血管構造が除かれ、ほぼ粘膜構造のみが抽出された粘膜抽出済みの画像となっている。このように、特殊画像と血管抽出済みの特殊画像との差分処理によって、粘膜抽出済みの特殊画像を生成するのは、粘膜構造は他の部分との画素値の差があまり付いていないため、粘膜構造だけを抽出することが難しいためである。また、構造抽出部７０は、同様にして、通常画像と血管抽出済みの通常画像との差分処理を行うことによって、通常画像から血管構造を除去した血管除去済みの通常画像（粘膜抽出済みの通常画像）を生成する。

色及び／又は明るさ取得部７２は、血管抽出済みの通常画像から血管構造の色及び／又は明るさを取得する。また、色及び／又は明るさ取得部７２は、粘膜抽出済みの通常画像から粘膜構造の色及び／又は明るさを取得する。取得した血管構造又は粘膜構造の色は平均化することが好ましく、また、取得した血管構造又は粘膜構造の明るさについても平均化することが好ましい。ここで、色又は明るさを取得する方法としては、例えば、血管抽出済みの通常画像に対して、色と明るさ分離する処理を施す方法が考えられる。血管抽出済みの通常画像を輝度信号Yと色差信号Cr、Cbに変換した場合には、輝度信号Yが血管構造の明るさに相当し、色差信号Cr、Cbが血管構造の色に相当することになる。なお、色及び／又は明るさ取得部７２では、血管構造の色又は明るさのうち少なくとも一方を取得することが好ましい。

色及び／又は明るさ調整部７４は、血管抽出済みの特殊画像における血管構造の位置を参照して、補正前の特殊画像における血管構造の色及び／又は明るさと色及び／又は明るさ取得部７２で取得した血管構造の色及び／又は明るさの平均値との違いに対して、その違いが小さくなるように、特殊画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う。また、色及び／又は明るさ調整部７４は、粘膜抽出済みの特殊画像における粘膜構造の位置を参照して、補正前の特殊画像における粘膜構造の色及び／又は明るさと、色及び／又は明るさ取得部７２で取得した粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値との違いに対して、その違いが小さくなるように、特殊画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う。これにより、血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさが通常画像の色及び／又は明るさに近づいた補正特殊画像が得られる。

なお、「色及び／又は明るさの違いが小さくなる」とは、特殊画像における血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさが、色及び／又は明るさ取得部７２で取得した血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値と一致する場合の他、特殊画像における血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさが、色及び／又は明るさ取得部７２で取得した血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値を含む一定範囲内に入っていることをいう。

表示制御部６０は、図７に示すように、モニタ１８に通常画像Ｐｃ（本発明の「未補正画像」に相当する）と補正特殊画像Ｐｓ（本発明の「補正画像」に相当する）を交互に表示するように、モニタ１８に対して表示指示を出す制御を行う。通常画像Ｐｃと補正特殊画像Ｐｓが交互にモニタ１８に表示されることで、モード切替部１３ｃを操作することなく、通常画像Ｐｃと補正特殊画像Ｐｓとを両方観察することが可能となる。補正特殊画像Ｐｓでは、通常画像Ｐｃでは観察することができない血管構造Ｖｓも観察可能であり、このような血管構造Ｖｓが有効な診断に寄与することになる。また、通常画像Ｐｃと補正特殊画像Ｐｓとを交互に表示したとしても、補正特殊画像Ｐｓのうち大部分を占める粘膜構造Ｍｃや血管構造Ｖｓの色及び／又は明るさと通常画像Ｐｃの色及び／又は明るさとの違いが小さいため、目がちらつくなど視覚的な違和感が生ずるおそれがない。

また、表示制御部６０は、モニタ１８上に表示する通常画像と補正特殊画像の表示パターンを設定する表示パターン設定部７６を有する。表示パターンの設定は、コンソール１９などの入力装置によって、表示パターン設定部７６を作動させることにより行われる。表示パターン設定部７６では、表示パターンとして、通常画像の表示時間Tｃと補正特殊画像の表示時間Tｃをそれぞれ設定する。表示制御部６０は、表示パターン設定部７６で設定された表示時間に従って、通常画像と補正特殊画像が表示するように、モニタ１８に表示指示を出す。

例えば、通常画像の表示時間Tｃが補正特殊画像の表示時間Tｃよりも長く設定されている場合には、図８に示すように、数フレーム分の通常画像が表示された後に、１フレーム分の補正特殊画像が表示される表示パターンとなる。この表示パターンは、スクリーニング時のように、観察対象の全体を観察しつつ、病変部を見落とさないようにする場合に適している。これに対して、補正特殊画像の表示時間Tｃが通常画像の表示時間Tｃよりも長く設定されている場合には、図９に示すように、数フレーム分の補正特殊画像が表示された後に、１フレーム分の通常画像が表示される表示パターンとなる。この表示パターンは、詳細観察時など、病変部の性状を詳細に観察する場合に適している。

次に、混合モードの一連の流れについて、図１０のフローチャートに沿って説明する。モード切替部１３ｃを操作して、混合モードに切り替える。これにより、通常モード用照明光と特殊モード用照明光が交互に発光される。即ち、通常モード用照明光として、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rが光量比Lｃで同時に発光され、その後に、特殊モード用照明光として、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rが光量比Lｓで同時に発光される。

そして、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rが光量比Lｃで照明された観察対象を撮像センサ３８で撮像することにより、Bｃ画像信号、Gｃ画像信号、Rｃ画像信号からなる通常画像が得られる。また、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rが光量比Lｓで照明された観察対象を撮像センサ３８で撮像することにより、Bｃ画像信号、Gｃ画像信号、Rｃ画像信号からなる特殊画像が得られる。

通常画像と特殊画像が生成されたら、通常画像及び特殊画像は画像補正部６６に入力される。構造抽出部７０において、特殊画像から血管構造を抽出して血管抽出済みの特殊画像を生成するとともに、特殊画像から血管構造を除去して粘膜構造を抽出した粘膜抽出済みの特殊画像を生成する。同様にして、通常画像から血管構造を抽出して血管抽出済みの通常画像を生成するとともに、通常画像から血管構造を除去して粘膜構造を抽出した粘膜抽出済みの通常画像を生成する。

次に、色及び／又は明るさ取得部７２により、血管抽出済みの通常画像から血管構造の色及び／又は明るさの平均値を取得するとともに、粘膜抽出済みの通常画像から粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値を取得する。そして、色及び／又は明るさ調整部７４は、血管抽出済みの特殊画像における血管構造の位置を参照して、補正前の特殊画像の血管構造の色及び／又は明るさと色及び／又は明るさ取得部７２で取得した血管構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、その違いが小さくなるように、特殊画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う。また、粘膜抽出済みの特殊画像における粘膜構造の位置を参照して、補正前の特殊画像の粘膜構造の色及び／又は明るさと、色及び／又は明るさ取得部７２で取得した粘膜構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、その違いが小さくなるように、特殊画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う。以上のように、血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの調整する補正を行うことで、補正特殊画像が得られる。

次に、表示制御部６０は、特定の表示パターンに従って、通常画像と補正特殊画像を交互にモニタ１８に表示するように制御する。この表示制御部６０による表示制御の際には、表示パターン設定部７６が、特定の表示パターンとして、通常画像の表示時間Tｃと補正特殊画像の表示時間Tｓとを調整する。

なお、上記実施形態では、通常画像から血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさを取得し、この取得した血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさとなるように、特殊画像を補正しているが、これに代えて、平均的な血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさを予め記憶しておき、この予め記憶しておいた血管構造又は粘膜構造の色又は明るさとなるように、特殊画像を補正してもよい。この場合には、図１１に示すように、画像補正部６６において、色及び／又は明るさ取得部７２の代わりに、色及び／又は明るさ記憶部８０が設けられる。この色及び／又は明るさ記憶部８０が設けられることで、構造抽出部７０において、血管抽出済みの通常画像及び粘膜抽出済みの通常画像の取得が不要になる。

色及び／又は明るさ記憶部８０においては、血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値が記憶されている。この色及び／又は明るさ記憶部８０に記憶する、血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値は、例えば、通常モードにおいて事前に所定の部位（食道、胃、大腸）を撮像して得られた通常画像から算出することが好ましい。また、胃や大腸など部位ごとに、血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値を記憶しておいて、観察する部位によって、色及び／又は明るさ調整部７４で使用する血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさの平均値を切り替えてもよい。

なお、上記実施形態では、通常画像と補正特殊画像とを交互表示しているが、通常画像及び補正特殊画像に加えて、通常画像と補正特殊画像の間に、通常画像と補正特殊画像を合成した合成画像を表示してもよい。この場合には、図１２に示すように、画像処理部５８において、通常画像と補正特殊画像を合成するための合成画像生成部８４が設けられる。合成画像生成部８４では、通常画像と補正特殊画像に対して、特定の重み付けをして加算することで、合成画像を生成する。

合成画像は、特定の重み付けの係数をおおよそ中間の値とすることで、色及び／又は明るさが通常画像又は補正特殊画像のいずれにも近い画像となる。生成された合成画像は、図１３に示すように、通常画像と補正特殊画像の間に入れて表示する。このように、通常画像と補正特殊画像の間に合成画像を入れて表示した場合には、通常画像と補正特殊画像とを交互に表示する場合と比較して、色及び／又は明るさの変化が緩やかになるため、目がちらつくなど視覚的な違和感を更に軽減することができる。

なお、上記実施形態においては、画像補正部６６では、特殊画像の補正を行っているが、反対に、通常画像の補正を行ってもよい。この場合には、補正前の通常画像における血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさと特殊画像の血管構造又は粘膜構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、その違いが小さくなるように、通常画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行ってもよい。なお、通常画像を補正する場合には、補正通常画像（本発明の「補正画像」に相当する）と特殊画像（本発明の「未補正画像」に相当する）が交互に表示されることになる。

また、色及び／又は明るさ調整部７４においては、血管構造及び粘膜構造の両方について、色及び／又は明るさを調整する補正を行っているが、血管構造又は粘膜構造の少なくとも一方の色及び／又は明るさを調整してもよい。また、色及び明るさの両方を調整する他、色及び明るさのうち少なくとも一方を調整してもよい。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、特殊モードにおいて、特殊モード用照明光として、紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rの全てを同時に発光しているが、第２実施形態では、図１４に示すように、特殊モードにおいては、特殊モード用照明光として、紫色光Vと青色光Ｂｘを交互に発光する。また、混合モードにおいては、通常モード用照明光として、光量比Lｃで紫色光V、青色光Bｘ、緑色光G、赤色光Rを同時に発光し、その後に、特殊モード用照明光として、紫色光Vと青色光Ｂｘを交互に発光する。

なお、第２実施形態において、特殊モード用発光条件は、「紫色光Vと青色光Ｂｘを交互に発光すること」に対応している。また、第２実施形態では、通常モード用照明光について、複数色の光を同時に発光する一方、特殊モード用照明光について、紫色光Ｖと青色光Ｂｘの交互発光のように、複数色の光を順次発光するが、反対に、通常モード用照明光については複数色の光を順次発光し、特殊モード用照明光について、複数色の光を同時に発光するようにしてもよい。

第２実施形態では、特殊モード又は混合モードで特殊モード用照明光を発光する際に、撮像センサ３８から出力する画像信号が、第１実施形態とは異なっている。特殊モード用照明光として、紫色光Vと青色光Ｂｘを交互に発光した場合、紫色光Ｖが発光されたときに観察対象を撮像センサ３８で撮像して、Ｂ画素からＢ１画像信号を出力し、Ｇ画素からＧ１画像信号を出力し、Ｒ画素からＲ１画像信号を出力する。また、青色光Ｂｘが発光されたときに観察対象を撮像センサ３８で撮像して、Ｂ画素からＢ２画像信号を出力し、Ｇ画素からＧ２画像信号を出力し、Ｒ画素からＲ２画像信号を出力する。

第２実施形態では、特殊モード又は混合モードで特殊モード用照明光を発光する際に、画像信号取得部５０で取得する画像信号が、第１実施形態とは異なっており、また、特殊画像処理部６４での処理内容が第１実施形態とは異なっている。特殊モード用照明光により得られる画像信号のうち、特殊画像として、Ｂ１画像信号とＢ２画像信号を取得し、その他の画像信号（Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号）は削除等される。

特殊画像処理部６４では、Ｂ１画像信号とＢ２画像信号に基づいて、特殊画像を生成する。例えば、特殊画像を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂで構成する場合、輝度信号Ｙに対してＢ１画像信号又はＢ２画像信号を割り当てることが好ましい。また、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対しては、Ｂ１画像信号とＢ２画像信号の比又は差分の演算画像に、所定の係数を掛け合わせたものを割り当てることが好ましい。なお、第２実施形態では、特殊画像処理部６４において、特殊画像に対して色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行うことが好ましい。

［第３実施形態］
第３実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図１５に示すように、第３実施形態の内視鏡システム１００では、光源装置１４の光源２０において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（「４４５ＬＤ」と表記。ＬＤは「Laser Diode」を表す）１０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（「４０５ＬＤ」と表記）１０６とが設けられている。これら各光源１０４、１０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部１０８により個別に制御されており、青色レーザ光源１０４の出射光と、青紫色レーザ光源１０６の出射光の光量比は変更自在になっている。

光源制御部１０８は、通常モードの場合には、青色レーザ光源１０４を点灯させる。これに対して、特殊モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６の両方を点灯させるとともに、青色レーザ光の発光比率を青紫色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。混合モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６とが交互に点灯するように制御される。以上の各光源１０４、１０６から出射されるレーザ光は、ライトガイド２４に入射する。

なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオードなどの発光体を用いた構成としてもよい。

照明光学系３０aには、照明レンズ３２の他に、ライトガイド２４からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体１１０が設けられている。蛍光体１１０は、青色レーザ光によって励起され、蛍光を発する。また、青色レーザ光の一部は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ３２を介して、観察対象の体内を照明する。

ここで、通常モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図１６に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した通常モード用の白色光（本発明の「通常モード用照明光」に相当）によって観察対象が照明される。特殊モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体１１０に入射するため、図１７に示すような、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した特殊モード用の白色光（本発明の「特殊モード用照明光」に相当）によって観察対象が照明される。

混合モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光が交互に蛍光体１１０に入射するため、通常モード用の白色光と特殊モード用の白色光とが交互に観察対象に照明される。なお、第３実施形態において、通常モード用発光条件は、「通常モード用の白色光を発光すること」に対応しており、特殊モード用発光条件は、「特殊モード用の白色光を発光すること」に対応している。

なお、蛍光体１１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）などの蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体１１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプ等の広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ３８に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行っても良い。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図１８に示す内視鏡システム２００では、光源装置１４において、内視鏡システム１０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源２０２と、回転フィルタ２０４と、フィルタ切替部２０６とが設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ３８の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ２０８が設けられている。

広帯域光源２０２はキセノンランプや白色ＬＥＤ等であり、波長域が青色から赤色に及ぶ広帯域光を発する。回転フィルタ２０４は、回転軸に近い一番近い内側に設けた通常モード用フィルタ２１０と、この通常モード用フィルタ２１０の外側に設けた特殊モード用フィルタ２１２と、この特殊モード用フィルタ２１２の更に外側に設けた混合モード用フィルタ２１４を備えている（図１９参照）。

フィルタ切替部２０６は、回転フィルタ２０４を径方向に移動する。具体的には、フィルタ切替部２０６は、モード切替部１３ｃにより通常モードにセットした場合に、通常モード用フィルタ２１０を広帯域光の光路に挿入する。フィルタ切替部２０６は、特殊モードにセットした場合に、特殊モード用フィルタ２１２を広帯域光の光路に挿入する。フィルタ切替部２０６は、混合モードにセットした場合に、混合モード用フィルタ２１４を広帯域光の光路に挿入する。

図１９に示すように、通常モード用フィルタ２１０には、周方向に沿って、Ｂｂフィルタ２１０ａと、Ｇフィルタ２１０ｂと、Ｒフィルタ２１０ｃとが設けられている。Ｂｂフィルタ２１０ａは、広帯域光のうち４００〜５００nmの波長範囲を持つ広帯域の青色光Ｂｂを透過する。Ｇフィルタ２１０ｂは、広帯域光のうち緑色光Ｇを透過する。Ｒフィルタ２１０ｃは、広帯域光のうち赤色光Ｒを透過する。したがって、通常モード時には、図２０に示すように、回転フィルタ２０４が回転することで、通常モード用照明光として、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが、観察対象に向けて、順次照射される。なお、第４実施形態において、通常モード用発光条件は「広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを順次発光すること」に対応している。

特殊モード用フィルタ２１２には、周方向に沿って、Ｂｎフィルタ２１２ａと、Ｇｎフィルタ２１２ｂとが設けられている。Ｂｎフィルタ２１２ａは、広帯域光のうち４００〜４５０nmの青色狭帯域光Ｂｎを透過する。Ｇｎフィルタ２１２ｂは、広帯域光のうち５３０〜５７０nmの緑色狭帯域光Ｇｎを透過する。したがって、特殊モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、特殊モード用照明光として、青色狭帯域光、緑色狭帯域光が、観察対象に向けて、順次照射される。なお、第４実施形態において、特殊モード用発光条件は「青色狭帯域光、緑色狭帯域光を順次発光すること」に対応している。

混合モード用フィルタ２１４には、周方向に沿って、Ｂｂフィルタ２１４ａと、Ｇフィルタ２１４ｂと、Ｒフィルタ２１４ｃと、Ｂｎフィルタ２１４ｄと、Ｇｎフィルタ２１４ｅとが設けられている。これらＢｂフィルタ２１４ａ、Ｇフィルタ２１４ｂ、Ｒフィルタ２１４ｃ、Ｂｎフィルタ２１４ｄ、及びＧｎフィルタ２１４ｅは、それぞれＢｂフィルタ２１０ａ、Ｇフィルタ２１０ｂ、Ｒフィルタ２１０ｃ、Ｂｎフィルタ２１２ａ、及びＧｎフィルタ２１２ｂと同様の透過率を有している。したがって、混合モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、通常モード用照明光として、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが観察対象に向けて順次照射されるとともに、特殊モード用照明光として、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色狭帯域光Ｇｎが、観察対象に向けて、順次照射される。

内視鏡システム２００では、通常モード時には、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒで観察対象を照明する毎にモノクロの撮像センサ２０８で観察対象を撮像する。これにより、広帯域の青色光Ｂｂの照明時にＢｃ画像信号が得られ、緑色光Ｇの照明時にＧｃ画像信号が得られ、赤色光Ｒの照明時にＲｃ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号、Ｇｃ画像信号とＲｃ通常画像によって、通常画像が構成される。

特殊モード時には、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色狭帯域光Ｇｎで観察対象を照明する毎にモノクロの撮像センサ２０８で観察対象を撮像する。これにより、青色狭帯域光Ｂｎの照明時にＢｎ画像信号が得られ、緑色狭帯域光Ｇｎの照射時にＧｎ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号とＧｎ画像信号によって、特殊画像が構成される。

混合モード時には、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色狭帯域光Ｇｎで観察対象を照明する毎にモノクロの撮像センサ２０８で観察対象を撮像する。これにより、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号、Ｂｎ画像信号、Ｇｎ画像信号が得られる。Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号からなる画像が通常画像に相当し、Ｂｎ画像信号とＧｎ画像信号からなる画像が特殊画像に相当する。

［第５実施形態］
上記第１〜第４実施形態では、撮像センサ３８が設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行っているが、これに代えて、第５実施形態では、患者が口から飲み込むカプセル内視鏡によって被検体内を観察する。

カプセル内視鏡システムは、例えば、図２１に示すカプセル内視鏡３００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。カプセル内視鏡３００は、光源３０２と、光源制御部３０３と、撮像センサ３０４と、画像信号処理部３０６と、送受信アンテナ３０８とを備えている。光源３０２は、内視鏡システム１０の光源２０と同様に構成される。光源制御部３０３は、光源３０２の駆動を制御する。第５実施形態では、混合モードに常に設定されているため、光源制御部３０３は、通常モード用照明光と特殊モード用照明光とを交互に発光するように、光源３０２を制御する。

撮像センサ３０４は、内視鏡システム１０の撮像センサ３８と同様、カラーの撮像センサで構成される。画像信号処理部３０５は、撮像センサ３０４から出力した画像信号に対して、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０及びＡ／Ｄ変換回路４２と同様の処理を施す。画像信号処理部３０６を経た画像信号は、送受信アンテナ３０８を介して、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置（図示しない）に無線で送信される。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、内視鏡システム１０のプロセッサ装置１６と同様に構成され、画像処理部５８としても機能する。このプロセッサ装置では、受信した画像信号に基づいて、第１実施形態と同様の処理を行う。

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
１３ａ アングルノブ
１３ｂ 静止画像取得部
１３ｃ モード切替部
１３ｄ ズーム操作部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ コンソール
２０ 光源
２０ａ Ｖ−ＬＥＤ
２０ｂ Ｂ−ＬＥＤ
２０ｃ Ｇ−ＬＥＤ
２０ｄ Ｒ−ＬＥＤ
２２ 光源制御部
２３ 波長カットフィルタ
２４ ライトガイド
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮像光学系
３２ 照明レンズ
３４ 対物レンズ
３６ ズームレンズ
３８ 撮像センサ
４０ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
４２ Ａ／Ｄ変換回路
５０ 画像信号取得部
５２ ＤＳＰ
５４ ノイズ低減部
５８ 画像処理部
６０ 表示制御部
６２ 通常画像処理部
６４ 特殊画像処理部
６６ 画像補正部
７０ 構造抽出部
７２ 色及び／又は明るさ取得部
７４ 色及び／又は明るさ調整部
７６ 表示パターン設定部
８０ 色及び／又は明るさ記憶部
８４ 合成画像生成部
１００ 内視鏡システム
１０４ 青色レーザ光源
１０６ 青紫色レーザ光源
１０８ 光源制御部
１１０ 蛍光体
２００ 内視鏡システム
２０２ 広帯域光源
２０４ 回転フィルタ
２０６ フィルタ切替部
２０８ 撮像センサ
２１０ 通常モード用フィルタ
２１０ａ Ｂｂフィルタ
２１０ｂ Ｇフィルタ
２１０ｃ Ｒフィルタ
２１２ 特殊モード用フィルタ
２１２ａ Ｂｎフィルタ
２１２ｂ Ｇｎフィルタ
２１４ 混合モード用フィルタ
２１４ａ Ｂｂフィルタ
２１４ｂ Ｇフィルタ
２１４ｃ Ｒフィルタ
２１４ｄ Ｂｎフィルタ
２１４ｅ Ｇｎフィルタ
３００ カプセル内視鏡
３０２ 光源
３０３ 光源制御部
３０４ 撮像センサ
３０５ 画像信号処理部
３０６ 画像信号処理部
３０８ 送受信アンテナ

Claims (15)

1. 第１モード用照明光と第２モード用照明光とを発光する光源と、
   第１構造を含む観察対象を前記第１モード用照明光で照明した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、前記第２モード用照明光で前記観察対象を照明した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得する画像取得部と、
   前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、前記違いが小さくなるように補正する画像補正部と、
   を備える内視鏡システム。
2. 前記画像補正部は、
   前記第１モード用表示画像から前記第１構造の色及び／又は明るさを取得する色及び／又は明るさ取得部と、
   補正前の前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさと前記色及び／又は明るさ取得部で取得した前記第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、前記違いが小さくなるように、前記第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有する請求項１記載の内視鏡システム。
3. 前記画像補正部は、
   前記第１構造の色及び／又は明るさを予め記憶する色及び／又は明るさ記憶部と、
   補正前の前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさと前記色及び／又は明るさ記憶部で記憶した前記第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、前記違いが小さくなるように、前記第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有する請求項１記載の内視鏡システム。
4. 前記観察対象には第２構造が含まれ、
   前記画像補正部は、
   補正前の前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像における前記第１構造及び前記第２構造の色及び／又は明るさの違いに対して、前記違いが小さくなるように、前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像を補正する請求項１ないし３いずれか１項記載の内視鏡システム。
5. 前記画像補正部は、
   前記第２モード用表示画像から前記第２構造を抽出して第２構造抽出済みの第２モード用表示画像を生成し、又は、前記第２モード用表示画像から前記第２構造を除去することで、前記第１構造を抽出した第１構造抽出済みの第２モード用表示画像を生成する構造抽出部と、
   前記第１構造抽出済みの第２モード用表示画像を参照して、前記第２モード用表示画像における第１構造の色及び／又は明るさを調整する補正を行い、又は、前記第２構造抽出済みの第２モード用表示画像を参照して、前記第２モード用表示画像における第２構造の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有する請求項４記載の内視鏡システム。
6. 前記第１構造は粘膜構造で、前記第２構造は血管構造である請求項４または５記載の内視鏡システム。
7. 前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像のうち前記画像補正部で補正していない未補正画像と、前記補正画像とを表示する表示部と、
   前記表示部を制御する表示制御部とを有する請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。
8. 前記表示制御部は、前記未補正画像と前記補正画像とが交互に表示するように、前記表示部を制御する請求項７記載の内視鏡システム。
9. 前記表示制御部は、前記表示部における前記未補正画像と前記補正画像の表示時間を含む表示パターンを設定する表示パターン設定部を有する請求項７または８記載の内視鏡システム。
10. 前記未補正画像と前記補正画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部を有し、
    前記表示部は、前記未補正画像、前記合成画像、及び前記補正画像を表示する請求項７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モード用照明光は、１色又は複数色の光を第１モード用発光条件で発光する光であり、前記第２モード用照明光は、１又は複数色の光を、前記第１モード用発光条件とは異なる第２モード用発光条件で発光する光である請求項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１モード用照明光が、前記複数色の光を同時に発光する光である場合には、前記第１モード用表示画像は、前記複数色の光が同時に照明された前記観察対象を撮像して得られる画像であり、
    前記第１モード用照明光が、前記複数色の光を順次に発光する光である場合には、前記第１モード用表示画像は、各色の光が順次照明された前記観察対象を順次撮像して得られる画像である請求項１１記載の内視鏡システム。
13. 前記第２モード用照明光が、前記複数色の光を同時に発光する光である場合には、前記第２モード用表示画像は、前記複数色の光が同時に照明された前記観察対象を撮像して得られる画像であり、
    前記第２モード用照明光が、前記複数色の光を順次に発光する光である場合には、前記第２モード用表示画像は、各色の光が順次照明された前記観察対象を順次撮像して得られる画像である請求項１１又は１２記載の内視鏡システム。
14. 第１モード用照明光と第２モード用照明光とを発光する光源と、
    粘膜構造を含む観察対象を前記第１モード用照明光で照明した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、前記第２モード用照明光で前記観察対象を照明した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得する画像取得部と、
    前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、前記違いが小さくなるように補正する画像補正部と、
    表示部を制御する表示制御部を備え、
    前記画像補正部は、
    前記第１モード用表示画像から粘膜構造の色及び／又は明るさを取得する色及び／又は明るさ取得部と、
    補正前の前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさと前記色及び／又は明るさ取得部で取得した前記第１構造の色及び／又は明るさとの違いに対して、前記違いが小さくなるように、前記第２モード用表示画像の色及び／又は明るさを調整する補正を行う色及び／又は明るさ調整部を有し、
    前記表示制御部は、前記第１モード用表示画像と、前記明るさ調整部で明るさ調整後の前記第２モード用表示画像とを前記表示部に交互に表示するように制御する内視鏡システム。
15. 光源が、第１モード用照明光と第２モード用照明光とを発光するステップと、
    画像取得部が、前記第１モード用照明光を発光した場合に、第１構造を含む観察対象を撮像して得られる第１モード用表示画像と、前記第２モード用照明光を発光した場合に、前記観察対象を撮像して得られる第２モード用表示画像とを取得するステップと、
    画像補正部が、前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像を補正して補正画像を得る画像補正部であり、補正前の前記第１モード用表示画像又は前記第２モード用表示画像における前記第１構造の色及び／又は明るさの違いに対して、前記違いが小さくなるように補正するステップと、
    を有する内視鏡システムの作動方法。