KR20080007582A

KR20080007582A - 생체 관측 장치용 신호 처리 장치

Info

Publication number: KR20080007582A
Application number: KR1020077026137A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 고노; 쇼이찌 아마노; 도모야 다까하시; 무쯔미 오시마
Original assignee: 올림푸스 메디칼 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-01-22
Also published as: BRPI0608982A2; US20090058999A1; CN101163438A; EP1880658A1; EP1880658B9; EP1880658A4; AU2006245247A1; KR100953773B1; WO2006120794A1; CA2608294A1; US8279275B2; AU2006245247B2; CN101163438B; EP1880658B1; CA2608294C

Abstract

신호 처리에 의해 얻어진 분광 화상에 기초하는 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 관찰하기에 바람직한 색조의 화상 정보로 조정한다. 매트릭스 연산부(436)의 출력은, 각각 연산부(438a 내지 438c)에 접속되고, 적분 연산이 행해진 후, 각각의 분광 화상 신호 ΣF1 내지 ΣF3에 대하여 색 조정부(440)에서 색 변환 연산이 행해지고, 분광 화상 신호 ΣF1 내지 ΣF3으로부터 분광 컬러 채널 화상 신호 Rch, Gch, Bch가 생성되며, 절환부(439)를 통하여, 분광 컬러 채널 화상 Rch, Gch, Bch의 화상이 표시 모니터(106)로 보내진다.

색 조정부, 색 신호 처리부, 매트릭스 연산부, 휘도 신호 처리부, 통상 화상 생성부, 광원부, 윤곽 보정부, CCD 드라이브, 표시 모니터

Description

생체 관측 장치용 신호 처리 장치{SIGNAL PROCESSING DEVICE FOR BIOLOGICAL OBSERVATION APPARATUS}

본 발명은, 생체를 촬상하여 얻어지는 컬러 화상 신호를 이용하여, 신호 처리에 의해 분광 화상으로서 모니터 상에 표시하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터, 생체 관측 장치로서, 조명광을 조사하여 체강 내의 내시경 화상을 얻는 내시경 장치가 널리 이용되고 있다. 이 종류의 내시경 장치에서는, 광원 장치로부터의 조명광을 체강 내에 라이트 가이드 등을 이용하여 도광하고 그 복귀 광에 의해 피사체를 촬상하는 촬상 수단을 갖는 전자 내시경이 이용되고, 비디오 프로세서에 의해 촬상 수단으로부터의 촬상 신호를 신호 처리함으로써 관찰 모니터에 내시경 화상을 표시하여 환부 등의 관찰 부위를 관찰하게 되어 있다.

내시경 장치에서 통상의 생체 조직 관찰을 행하는 경우에는, 1개의 방식으로서는, 광원 장치에서 가시광 영역의 백색 광을 발광하여, 예를 들면 RGB 등의 회전 필터를 통함으로써 면순차광을 피사체에 조사하고, 이 면순차광에 의한 복귀 광을 비디오 프로세서에서 동시화하여 화상 처리함으로써 컬러 화상을 얻고 있다. 또한, 내시경 장치에서 통상의 생체 조직 관찰을 행하는 경우에는, 다른 방식으로서 는, 내시경의 촬상 수단의 촬상면의 전면에 컬러 칩을 배치하고, 광원 장치에서 가시광 영역의 백색 광을 발광하며, 그 백색 광에 의한 복귀 광을 컬러 칩에서 각 색 성분마다 분리함으로써 촬상하고 비디오 프로세서에서 화상 처리함으로써 컬러 화상을 얻고 있다.

생체 조직은, 조사되는 광의 파장에 의해 광의 흡수 특성 및 산란 특성이 서로 다르기 때문에, 예를 들면 일본 특개 2002-95635호 공보에서, 가시광 영역의 조명광을 이산적인 분광 특성의 협대역의 RGB 면순차광을 생체 조직에 조사하고, 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 얻는 협대역 광 내시경 장치가 개시되어 있다.

또한, 일본 특개 2003-93336호 공보에서, 가시광 영역의 조명광에 의한 화상 신호를 신호 처리하여 이산적인 분광 화상을 생성하고, 생체 조직의 화상 정보를 얻는 전자 내시경 장치가 개시되어 있다.

그러나, 예를 들면 상기 일본 특개 2003-93336호 공보에 기재된 장치에서는, 신호 처리에 의해 분광 화상을 얻음으로써, 협대역의 RGB광을 생성하기 위한 필터를 필요로 하지 않지만, 얻어진 분광 화상을 간단히 모니터에 출력하고 있기 때문에, 모니터에 표시되는 화상이 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보의 관찰에 바람직한 색조의 화상으로 되지 않을 우려가 있다.

또한, 일본 특개 2002-95635호 공보에 기재된 장치에서는, 광학적으로 협대역의 밴드 패스 필터를 이용하거나 하고 있었지만, 일본 특개 2003-93336호 공보에 기재된 장치에서는 광학적으로 협대역의 필터를 이용하는 일 없이, 신호 처리에 의 해 협대역의 분광 화상 신호(분광 신호라고도 함)를 생성하도록 하고 있다.

그러나, 일본 특개 2003-93336호 공보에 기재된 장치에서는, 광학적으로 협대역 밴드 패스 필터를 이용하는 일 없이, 광대역의 파장 대역에서 촬상된 컬러 화상 신호로부터 (의사 밴드 패스 필터에 상당하는) 매트릭스 연산에 의한 전기적인 연산 처리에 의해, 협대역 밴드 패스 필터를 이용한 경우에 얻어지는 분광 신호를 생성하는 처리를 행하도록 하고 있으므로, 광원에 의해 발생되고, 생체 조직에 조사되는 조명광의 분광 특성의 영향을 강하게 받게 되지만, 이 종래예에서는, 간단히 1개의 램프를 이용하여 행하는 것을 개시하고 있을 뿐이다.

이 때문에, 전기적으로 생성되는 분광 신호의 정밀도 혹은 신뢰성을 확보하는 것이 곤란하게 되는 결점이 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 신호 처리에 의해 얻어진 분광 화상에 기초하는 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 관찰에 바람직한 색조의 화상 정보로 조정할 수 있는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 생체 신호로부터 분광 신호를 전기적으로 생성하는 기능을 구비하고, 보다 정밀도 혹은 신뢰성이 높은 분광 신호를 얻는 데에 바람직한 생체 관측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 제1 양태에 따른 생체 관측 장치용 신호 처리 장치는, 피검체인 생체에 광을 조사하는 조명부, 및/또는 그 조명부에서의 조명광에 기초하여 상기 생체로부터 반사되는 광을 광전 변환하여, 촬상 신호를 생성하는 촬상부의 동작을 제어하며, 표시 장치에 상기 촬상 신호를 출력하는 신호 처리 제어부를 구비한 생체 관측 장치용의 신호 처리 장치로서, 상기 촬상 신호로부터 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 분광 신호를 신호 처리에 의해 생성하는 분광 신호 생성부와, 상기 분광 신호를 상기 표시 장치에 출력할 때에 그 분광 신호를 형성하는 복수의 대역마다 색조를 조정하는 색 조정부를 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 생체 관측 장치는, 피검체인 생체에 조사하는 조명광에 기초하여 상기 생체로부터 반사되는 광을 광전 변환하여, 광대역의 촬상 신호를 생성하는 촬상부의 동작을 제어하며, 표시 장치에 상기 촬상 신호를 출력하는 생체 관측 장치로서, 상기 촬상 신호로부터 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 분광 신호를 신호 처리에 의해 생성하는 분광 신호 생성부와, 상기 분광 신호를 상기 표시 장치에 출력할 때에 그 분광 신호를 형성하는 복수의 대역마다 색조를 조정하는 색 조정부와, 상기 조명광으로서, 서로 분광 특성이 다른 복수의 조명광을 출사하는 복수의 광원을 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 컬러 화상 신호로부터 분광 화상 신호를 작성할 때의 신호의 흐름을 도시한 개념도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 분광 화상 신호의 적분 연산을 도시하는 개념도.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 내시경 장치의 외관을 도시하는 외관도.

도 4는 도 3의 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 5는 도 4의 초퍼의 외관을 도시하는 외관도.

도 6은 도 3의 CCD의 촬상면에 배치되는 색 필터의 배열을 도시하는 도면.

도 7은 도 6의 색 필터의 분광 감도 특성을 도시하는 도면.

도 8은 도 4의 매트릭스 연산부의 구성을 도시하는 구성도.

도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 광원의 스펙트럼을 도시하는 스펙트럼도.

도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 생체의 반사 스펙트럼을 도시하는 스펙트럼도.

도 11은 도 4의 전자 내시경 장치에 의해 관찰하는 생체 조직의 층 방향 구조를 도시하는 도면.

도 12는 도 4의 전자 내시경 장치로부터의 조명광의 생체 조직의 층 방향에의 도달 상태를 설명하는 도면.

도 13은 백색 광의 각 밴드의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 14는 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제1 도면.

도 15는 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제2 도면.

도 16은 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제3 도면.

도 17은 도 8의 매트릭스 연산부에서 생성된 분광 화상의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 18은 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제1 도면.

도 19는 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제2 도면.

도 20은 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제3 도면.

도 21은 도 21은 도 4의 색 조정부의 구성을 도시하는 블록도.

도 22는 도 21의 색 조정부의 작용을 설명하는 도면.

도 23은 도 4의 색 조정부의 변형예의 구성을 도시하는 블록도.

도 24는 도 17의 분광 화상의 제1 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 25는 도 17의 분광 화상의 제2 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 26은 도 17의 분광 화상의 제3 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면.

도 27은 본 발명의 실시예 2에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 28은 본 발명의 실시예 3에 따른 매트릭스 연산부의 구성을 도시하는 블록도.

도 29는 본 발명의 실시예 4에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 30은 도 29의 CCD의 전하 축적 시간을 도시하는 도면.

도 31은 본 발명의 실시예 5에 따른 CCD의 전하 축적 시간을 도시하는 도면.

도 32는 본 발명의 실시예 6에 따른 색 필터의 배열을 도시하는 도면.

도 33은 도 32의 색 필터의 분광 감도 특성을 도시하는 도면.

도 34는 본 발명에 따른 변형예에서의 매트릭스 연산 시의 플로우차트.

도 35는 경성 거울의 외관을 도시하는 도면.

도 36은 구강 카메라의 외관을 도시하는 도면.

도 37은 생체 표면에 접촉시켜 이용되는 카메라의 외관을 도시하는 도면.

도 38은 본 발명의 실시예 7에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 39는 도 38의 광원부의 구성을 도시하는 블록도.

도 40은 실시예 7의 동작을 도시하는 플로우차트.

도 41은 실시예 7의 변형예의 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 42는 실시예 8에서의 광원부의 구성을 도시하는 블록도.

도 43은 크세논 램프의 발광의 분광 특성을 도시하는 특성도.

도 44는 수은 램프의 발광의 분광 특성을 도시하는 특성도.

도 45는 분광 화상 관찰 모드 시의 광 혼합부에 의해 출력되는 조명광의 파장에 대한 강도 분포 특성예를 도시하는 도면.

도 46은 실시예 9에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 47은 도 46에서의 광원부의 구성을 도시하는 블록도.

도 48은 도 47의 LED부의 복수의 LED에 의한 발광의 분광 특성예를 도시하는 도면.

도 49는 실시예 9에서의 분광 화상 관찰 모드 시의 조명광의 발광 특성예를 도시하는 도면.

도 50은 실시예 9의 변형예에서의 광원부의 구성을 도시하는 블록도.

도 51은 실시예 9의 변형예에서의 분광 화상 관찰 모드 시의 조명광의 발광 특성예를 도시하는 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

도 1 내지 도 26은 본 발명의 실시예 1에 관한 것으로, 도 1은 컬러 화상 신호로부터 분광 화상 신호를 작성할 때의 신호의 흐름을 도시하는 개념도, 도 2는 분광 화상 신호의 적분 연산을 도시하는 개념도, 도 3은 전자 내시경 장치의 외관을 도시하는 외관도, 도 4는 도 3의 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도, 도 5는 도 4의 초퍼의 외관을 도시하는 외관도, 도 6은 도 3의 CCD의 촬상면에 배치되는 색 필터의 배열을 도시하는 도면, 도 7은 도 6의 색 필터의 분광 감도 특성을 도시하는 도면, 도 8은 도 4의 매트릭스 연산부의 구성을 도시하는 구성도, 도 9는 광원의 스펙트럼을 도시하는 스펙트럼도, 도 10은 생체의 반사 스펙트럼을 도시하는 스펙트럼도이다.

도 11은 도 4의 전자 내시경 장치에 의해 관찰하는 생체 조직의 층 방향 구조를 도시하는 도면, 도 12는 도 4의 전자 내시경 장치로부터의 조명광의 생체 조직의 층 방향에의 도달 상태를 설명하는 도면, 도 13은 백색 광의 각 밴드의 분광 특성을 도시하는 도면, 도 14는 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제1 도면, 도 15는 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제2 도면, 도 16은 도 13의 백색 광에 의한 각 밴드 화상을 도시하는 제3 도면, 도 17은 도 8의 매트릭스 연산부에서 생성된 분광 화상의 분광 특성을 도시하는 도면, 도 18은 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제1 도면, 도 19는 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제2 도면, 도 20은 도 17의 각 분광 화상을 도시하는 제3 도면이다.

도 21은 도 4의 색 조정부의 구성을 도시하는 블록도, 도 22는 도 21의 색 조정부의 작용을 설명하는 도면, 도 23은 도 4의 색 조정부의 변형예의 구성을 도시하는 블록도, 도 24는 도 17의 분광 화상의 제1 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면, 도 25는 도 17의 분광 화상의 제2 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면, 도 26은 도 17의 분광 화상의 제3 변형예의 분광 특성을 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에서의 생체 관측 장치로서의 전자 내시경 장치에서는, 조명용 광원으로부터 피검체인 생체에 광을 조사하고, 그 조사 광에 기초하여 생체로부터 반사되는 광을 촬상부인 고체 촬상 소자에서 수광하고 광전 변환함으로써, 컬러 화상 신호인 촬상 신호를 생성하고, 그 촬상 신호로부터 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 분광 신호인 분광 화상 신호를 신호 처리에 의해 생성하게 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예 1에 대하여 설명하기 전에, 본 발명의 기초로 되는 매트릭스 산출 방법에 대하여 설명한다. 여기서, 매트릭스란, 컬러 화상(이하, 통상 화상이라고도 부름)을 생성하기 위해 취득되는 컬러 화상 신호로부터, 분광 신호로서의 분광 화상 신호를 생성할 때에 이용되는 소정의 계수이다.

또한, 이 매트릭스의 설명에 이어서, 보다 정확한 분광 화상 신호를 구하기 위한 보정 방법, 생성된 분광 화상 신호의 S/N비를 향상시키는 S/N의 개선 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이 보정 방법, S/N의 개선 방법에 관해서는, 필요에 따라서 사용하면 된다. 또한, 이하, 벡터 및 행렬(매트릭스)은 굵은 문자 혹은 「」(예를 들면, 행렬 A를 "A의 굵은 문자" 혹은 "「A」"로 표기)이며, 그 이외에는 문자 수식 없음으로 표기한다.

[매트릭스 산출 방법]

도 1은, 컬러 화상 신호(여기서는, 설명을 간단히 하기 위해, R·G·B로 하지만, 후술하는 실시예와 같이, 보색형 고체 촬상 소자에서는, G·Cy·Mg·Ye의 조합이어도 됨)로부터, 보다 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 화상에 상당하는 분광 화상 신호를 생성할 때의 신호의 흐름을 도시한 개념도이다.

우선, 전자 내시경 장치는, R·G·B의 각각의 촬상부의 분광 감도 특성으로서의 컬러 감도 특성을 수치 데이터화한다. 여기서, R·G·B의 컬러 감도 특성이란, 백색 광의 광원을 이용하여, 백색의 피사체를 촬상할 때에 각각 얻어지는 파장에 대한 출력의 특성이다.

또한, R·G·B의 각각의 컬러 감도 특성은, 간략화한 그래프로서 각 화상 데이터의 우측에 도시되어 있다. 또한, 이 때의, R·G·B의 컬러 감도 특성을 각각 n차원의 열 벡터 「R」·「G」·「B」로 한다.

다음으로, 전자 내시경 장치는, 추출하고자 하는 분광 신호, 예를 들면 3개의 분광 신호의 기본 분광 특성으로서의 분광 화상용 협대역 밴드 패스 필터 F1·F2·F3(전자 내시경 장치는, 선견 정보로서, 구조를 효율적으로 추출할 수 있는 필터의 특성을 알고 있다. 이 필터의 특성이란, 파장 대역이 대략 590㎚∼대략 610 ㎚, 대략 530㎚∼대략 550㎚, 대략 400m∼대략 430㎚를 각각 통과 대역으로 하는 것임)의 특성을 수치 데이터화한다.

또한, 여기서 "대략"이란, 파장에서는 대략 10㎚ 정도를 포함하는 개념이다. 이 때의 필터의 특성을 각각 n차원의 열 벡터 「F1」·「F2」·「F3」으로 한다. 얻어진 수치 데이터에 기초하여, 이하의 관계를 근사하는 최적의 계수 세트를 구한다. 즉,

로 되는 매트릭스의 요소를 구하면 된다.

위의 최적화의 명제의 해는 수학적으로는, 이하와 같이 주어진다. R·G·B의 컬러 감도 특성을 나타내는 매트릭스를 「C」, 추출하고자 하는 협대역 밴드 패스 필터의 분광 특성을 나타내는 매트릭스를 「F」, 주성분 분석 혹은 직교 전개(혹은 직교 변환)를 실행하는 부분의, 구하는 계수 매트릭스를 「A」로 하면,

로 된다. 따라서, 수학식 1로 표현한 명제는, 이하의 관계를 만족하는 매트릭스 「A」를 구하는 것과 동등하다.

여기서, 분광 특성을 나타내는 스펙트럼 데이터로서의 점렬수 n으로서는, n>3이므로, 수학식 3은 1차원 연립 방정식이 아니라, 선형 최소 제곱법의 해로서 주어진다. 즉, 수학식 3으로부터 의사 역행렬을 풀면 된다. 매트릭스 「C」의 전치 행렬을 「^tC」로 하면, 수학식 3은

로 된다. 「^tCC」는 n×n의 정방 행렬이므로, 수학식 4는 매트릭스 「A」에 대한 연립 방정식이라고 볼 수 있고, 그 해는,

로 주어진다.

수학식 5에서 구해진 매트릭스 「A」에 대하여, 전자 내시경 장치는, 수학식 3의 좌변의 변환을 행함으로써, 추출하고자 하는 협대역 밴드 패스 필터 F1·F2·F3의 특성을 근사할 수 있다. 이상이, 본 발명이 기초로 되는 매트릭스 산출 방법의 설명이다.

이와 같이 하여 산출된 매트릭스를 이용하여, 후술하는 매트릭스 연산 부(436)가 통상 컬러 화상 신호로부터 분광 화상 신호를 생성한다.

[보정 방법]

다음으로, 보다 정확한 분광 화상 신호를 구하기 위한 보정 방법에 대하여 설명한다.

전술한 매트릭스 산출 방법의 설명에서는, CCD 등의 고체 촬상 소자가 수광하는 광속이, 완전한 백색 광(가시 영역에서, 모든 파장 강도가 동일)인 경우에 정확하게 적용되는 것이다. 즉, RGB의 출력이 모두 동일한 경우에, 최적의 근사로 된다.

그러나, 실제의 내시경 관찰 하에서는, 조명하는 광속(광원의 광속)은 완전한 백색 광이 아니고, 생체의 반사 스펙트럼도 일률적이 아니므로, 고체 촬상 소자가 수광하는 광속도 백색 광이 아니다(착색되어 있으므로, RGB의 값은 동일하지 않음).

따라서, 실제의 처리에서, 수학식 3으로 표현한 명제를 보다 정확하게 풀기 위해서는, 촬상부의 분광 감도 특성으로서의 RGB의 컬러 감도 특성 외에, 조명부의 분광 감도 특성으로서의 조명광의 분광 특성, 피검체의 분광 특성 데이터의 집합으로서의 생체의 반사 특성을 고려하는 것이 바람직하다.

여기서, 컬러 감도 특성(촬상부의 분광 감도 특성)을 각각 R(λ), G(λ), B(λ)로 하고, 조명광의 분광 특성(조명부의 분광 감도 특성)의 일례를 S(λ), 생체의 반사 특성(피검체의 분광 특성 데이터의 집합)의 일례를 H(λ)로 한다. 또한, 이 조명광의 분광 특성 및 생체의 반사 특성은, 반드시 검사를 행하는 장치, 피검체의 특성이 아니어도 되며, 예를 들면 미리 취득해 둔 일반적인 특성으로 해도 된다.

이들 계수를 이용하면, 보정 계수 k_R·k_G·k_B는,

로 주어진다. 감도 보정 매트릭스를 「K」로 하면, 이하와 같이 주어진다.

따라서, 계수 매트릭스 「A」에 대해서는, 수학식 5에 수학식 7의 보정을 가하여, 이하와 같이 된다.

또한, 실제로 최적화를 행하는 경우에는, 목표로 하는 필터의 분광 감도 특성(도 1 중의 F1·F2·F3:기본 분광 특성)이 마이너스일 때에는 화상 표시 상에서는 0으로 되는(즉 필터의 분광 감도 특성 중 플러스의 감도를 갖는 부분만 사용되는) 것을 이용하여, 최적화된 감도 분포의 일부가 마이너스로 되는 것도 허용되는 것이 부가된다. 전자 내시경 장치는, 브로드한 분광 감도 특성으로부터 협대역의 분광 감도 특성을 생성하기 위해서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 목표로 하는 F1·F2·F3의 특성에, 마이너스의 감도 특성을 부가함으로써, 감도를 갖는 대역을 근사한 성분을 생성할 수 있다.

[S/N의 개선 방법]

다음으로, 생성된 분광 화상 신호의 S/N 및 정밀도를 향상시키는 방법에 대하여 설명한다. 이 S/N비의 개선 방법은, 전술한 처리 방법에 부가함으로써, 더욱 이하의 과제를 해결하는 것이다.

(i) 전술한 매트릭스 산출 방법에서의 원신호(R·G·B) 중 어느 하나가 만일 포화 상태로 되면, 처리 방법에서의 필터 F1 내지 F3의 특성이, 구조를 효율적으로 추출할 수 있는 필터의 특성(이상으로 하는 특성)과 크게 상이하게 될 가능성이 있다(R·G·B 중, 2개의 신호만으로 필터 F1 내지 F3이 생성되는 경우에는, 그 2개의 원신호가 모두 포화하고 있지 않은 것이 필요하다).

(ii) 컬러 화상 신호로부터 분광 화상 신호로의 변환 시에, 광대역의 필터로부터 협대역 필터를 생성하기 때문에, 감도의 열화가 발생하고, 생성된 분광 화상 신호의 성분도 작아져, S/N비가 좋지 않다.

이 S/N비 개선의 방법이란, 도 2에 도시되는 바와 같이, 조명광의 조사를 통상 화상(일반적인 컬러 화상)의 1필드(1프레임) 중에 수회(예를 들면 n회, n은 2 이상의 정수)로 나누어 조사한다(조사 강도를 각각의 회에서 변화시켜도 된다. 도 2에서는, I0 내지 In으로 도시되어 있다. 또한, 이것은 조명광의 제어만으로 실현 가능하다).

이에 의해, 전자 내시경 장치는, 1회의 조사 강도를 작게 할 수 있고, RGB 신호의 모두가 각각 포화 상태로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 몇회로 분할된 화상 신호는, 후단에서 n매분의 가산을 행한다. 이에 의해, 전자 내시경 장치는, 신호 성분을 크게 하여 S/N비를 향상시킬 수 있다. 도 2에서, 적산부(438a 내지 438c)는 S/N비를 개선하는 화질 조정부로서 기능한다.

이상이, 본 발명의 기초로 되는 매트릭스 연산 방법, 또한 이와 함께 실시하는 것이 가능한 정확한 분광 화상 신호를 구하기 위한 보정 방법, 생성된 분광 화상 신호의 S/N비를 향상시키는 방법의 설명이다.

여기서, 전술한 매트릭스 산출 방법의 변형예에 대하여 설명한다.

[매트릭스 산출 방법의 변형예]

컬러 화상 신호(촬상부의 분광 감도 특성)를 R, G, B, 추정하는 분광 화상 신호(기본 분광 특성)를 F1, F2, F3으로 한다. 또한, 엄밀하게는, 컬러 화상 신호 R, G, B는, 화상 상의 위치 x, y의 함수이기도 하므로, 예를 들면 R(x, y)로 표기해야 하지만, 여기서는 생략한다.

R, G, B로부터 F1, F2, F3을 계산하는 3×3의 행렬 「A」를 추정하는 것이 목표로 된다. 「A」가 추정되면, R, G, B로부터 F1, F2, F3의 계산은, 이하의 수학식 9에 의해 가능하게 된다.

여기서, 이하의 데이터의 표기를 정의한다.

피검체의 분광 특성:H(λ), 「H」=(H(λ2), H(λ2), …, H(λn))^t

λ는 파장이고, t는 행렬 연산에서의 전치를 나타낸다. 마찬가지로,

조명광의 분광 특성:S(λ), 「S」=(S(λ2), S(λ2), …, S(λn))^t

CCD의 분광 감도 특성:J(λ), 「J」=(J(λ2), J(λ2), …, J(λn))^t

색 분해를 행하는 필터의 분광 특성:원색의 경우

R(λ), 「R」=(R(λ2), R(λ2), …, R(λn))^t

G(λ), 「G」=(G(λ2), G(λ2), …, G(λn))^t

B(λ), 「B」=(B(λ2), B(λ2), …, B(λn))^t

「R」, 「G」, 「B」는 수학식 10에 나타내는 바와 같이, 행렬 「C」로 1개로 통합된다.

화상 신호 R, G, B, 분광 신호 F1, F2, F3을 행렬로 이하와 같이 표기한다.

화상 신호 「P」는 다음 수학식에 의해 계산된다.

지금, 「Q」를 얻기 위한 색 분해 필터를 「F」로 하면, 수학식 12와 마찬가지로

여기서, 중요한 제1 가정으로서, 지금, 피검체의 분광 반사율을 기본적인 복수의(여기서는 3개의) 분광 특성의 선형 합으로 근사하여 표현할 수 있다고 가정하면, 「H」는 이하와 같이 표기할 수 있다.

여기서, 「D」는 3개의 기본 스펙트럼 D1(λ), D2(λ), D3(λ)을 열 벡터에 갖는 행렬이고, 「W」는 「H」에 대한 D1(λ), D2(λ), D3(λ)의 기여를 나타내는 가중 계수이다. 피검체의 색조가 그다지 크게 변동하지 않는 경우에는, 이 근사가 성립하는 것이 알려져 있다.

수학식 14를 수학식 12에 대입하면, 다음 수학식을 얻는다.

여기서, 3×3의 행렬 「M」은, 행렬 「CSJD」의 계산 결과를 1개로 통합한 행렬을 나타낸다.

마찬가지로, 수학식 14를 수학식 13에 대입하여, 다음 수학식을 얻는다.

마찬가지로, 「M'」는, 행렬 「FSJD」의 계산 결과를 1개로 통합한 행렬을 나타낸다.

결국, 수학식 15와 수학식 16으로부터 「W」를 소거하여, 이하의 수학식을 얻는다.

「M^-1」은 행렬 「M」의 역행렬을 나타낸다. 결국, 「M'M^-1」은 3×3의 행렬로 되고, 추정 목표의 행렬 「A」로 된다.

여기서, 중요한 제2 가정으로서, 색 분해를 밴드 패스 필터에서 행하는 경우, 그 밴드 내에서의 피검체의 분광 특성을 1개의 수치로 근사할 수 있다고 가정 한다. 즉,

색 분해용의 밴드 패스가 완전한 밴드 패스가 아니고, 다른 대역에도 감도를 갖는 경우도 고려하여, 이 가정이 성립하는 경우, 수학식 15, 수학식 16에서의 「W」를 상기 「H」라고 생각하면, 결국 수학식 17과 마찬가지의 행렬을 추정할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예 1에 따른 생체 관측 장치로서의 전자 내시경 장치의 구체적인 구성에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 다른 실시예에서도 마찬가지의 구성이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 생체 관측 장치로서의 전자 내시경 장치(100)는, 관찰부로서의 내시경(101), 내시경 장치 본체(105), 표시 장치 혹은 표시 출력 장치로서의 표시 모니터(106)를 갖고 있다. 또한, 내시경(101)은, 피검체의 체내에 삽입되는 삽입부(102), 삽입부(102)의 선단에 설치된 선단부(103) 및, 삽입부(102)의 선단측과는 반대측에 설치되고, 선단부(103)의 만곡 동작 등을 지시하기 위한 앵글 조작부(104)로 주로 구성되어 있다.

연성 거울인 내시경(101)에 의해 취득된 피검체의 화상은, 내시경 장치 본체(105)에서 소정의 신호 처리가 이루어지고, 표시 모니터(106)에서, 처리된 화상이 표시된다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 내시경 장치 본체(105)에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도 4는, 전자 내시경 장치(100)의 블록도이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 내시경 장치 본체(105)는, 주로 조명부로서의 광원부(41), 제어부(42), 본체 처리 장치(43)로 구성되어 있다. 제어부(42) 및 본체 처리 장치(43)는, 상기 광원부(41) 및/또는 촬상부로서의 CDD(21)의 동작을 제어하고, 표시 장치인 표시 모니터(106)에 촬상 신호를 출력하는 신호 처리 제어부를 구성하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 1개의 유닛인 내시경 장치 본체(105) 내에 광원부(41)와 화상 처리 등을 행하는 본체 처리 장치(43)를 갖는 것으로서 설명을 행하지만, 이들 광원부(41)와 본체 처리 장치(43)는, 내시경 장치 본체(105)와는 다른 유닛으로서, 분리 가능하도록 구성되어 있어도 된다.

조명부인 광원부(41)는, 제어부(42) 및 내시경(101)에 접속되어 있고, 제어부(42)로부터의 신호에 기초하여 소정의 광량으로 백색 광(완전한 백색 광이 아닌 경우도 포함함)의 조사를 행한다. 또한, 광원부(41)는, 백색 광원으로서의 램프(15)와, 광량을 조정하기 위한 초퍼(16)와, 초퍼(16)를 구동하기 위한 초퍼 구동부(17)를 갖고 있다.

초퍼(16)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 점(17a)을 중심으로 하여, 소정의 반경 r0의 원반 형상의 구조체에 원주 방향으로 소정의 길이를 갖는 절결부가 형성된 구성을 구비한다. 이 중심점(17a)은, 초퍼 구동부(17)에 설치된 회전축과 접속되어 있다. 즉, 초퍼(16)는, 중심점(17a)을 중심으로 회전 운동을 행한다. 또한, 이 절결부는, 소정의 반경마다 복수 형성되어 있다. 도 5에서는, 이 절결부는, 반경 r0으로부터 반경 ra 사이에서는, 최대의 길이=2πr0×2θ0도/360도, 폭=r0-ra이다. 또한, 마찬가지로, 반경 ra로부터 반경 rb 사이에서는, 최대의 길이=2πra×2θ1도/360도, 폭=ra-rb, 반경 rb로부터 반경 rc 사이에서는, 최대의 길이=2πrb×2θ2도/360도, 폭=rb-rc라고 하는 구성이다(각각의 반경은, r0>ra>rb>rc로 함).

또한, 초퍼(16)에서의 절결부의 길이, 폭은 일례이며, 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 초퍼(16)는, 이 절결부의 대략 중앙에 반경 방향으로 연신하는 돌기부(160a)를 갖는다. 또한, 제어부(42)는, 이 돌기부(160a)에 의해 광이 차단되었을 때에 프레임을 절환함으로써, 1프레임 전과 1프레임 후에 조사되는 광의 간격을 최소한으로 하여, 피검체의 움직임 등에 의한 흔들림을 최소한으로 하는 것이다.

또한, 초퍼 구동부(17)는 도 4에서의 화살표로 나타내는 바와 같이, 램프(15)에 대한 방향으로 이동이 가능한 구성으로 되어 있다.

즉, 제어부(42)는, 도 5에 도시된 초퍼(16)의 회전 중심(17a)과 램프로부터의 광속(점선 원으로 도시되어 있음)의 거리 R을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 상태에서는, 거리 R이 상당히 작으므로, 조명 광량은 작은 상태에 있다. 거리 R을 크게 함(초퍼 구동부(17)를 램프(15)로부터 멀어지게 함)으로써, 광속을 통과할 수 있는 절결부가 길어지기 때문에, 조사 시간이 길어지고, 제어부(42)는, 조명 광량을 크게 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전자 내시경 장치에서는, 새롭게 생성한 분광 화상이 S/N 으로서는 불충분할 가능성이 있는 것과, 분광 화상의 생성에 필요한 RGB 신호 중 어느 한쪽의 신호가 포화하고 있는 경우에는 올바른 연산이 행해진 것으로는 되지 않으므로, 조명 광량을 제어할 필요가 있다. 이 광량 조절을 초퍼(16) 및 초퍼 구동부(17)가 담당하게 된다.

또한, 광원부(41)에 커넥터(11)를 통하여 접속된 내시경(101)은, 선단부(103)에 대물 렌즈(19) 및 CCD 등의 고체 촬상 소자(21)(이하, 간단히 CCD라고 기재함)를 구비하고 있다. 본 실시예에서의 CCD는 단판식(동시식 전자 내시경용에 이용되는 CCD)이며, 원색형이다. 또한, 도 6은 CCD의 촬상면에 배치되는 색 필터의 배열을 도시하고 있다. CCD의 촬상면에 배치되는 색 필터는, 색 분해부를 구성한다. 또한, 도 7은 도 6의 색 필터에서의 RGB의 각각의 분광 감도 특성을 도시하고 있다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 삽입부(102)는, 광원부(41)로부터 조사된 광을 선단부(103)에 유도하는 라이트 가이드(14)와, CCD에 의해 얻어진 피검체의 화상을 본체 처리 장치(43)에 전송하기 위한 신호선과, 또한, 처치를 행하기 위한 겸자 채널(28) 등을 구비하고 있다. 또한, 겸자 채널(28)에 겸자를 삽입하기 위한 겸자구(29)는, 조작부(104) 근방에 설치되어 있다.

또한, 생체 관측 장치용의 신호 처리 장치로서의 본체 처리 장치(43)는, 광원부(41)와 마찬가지로, 커넥터(11)를 통하여 내시경(101)에 접속된다. 본체 처리 장치(43)는, CCD(21)를 구동하기 위한 CCD 드라이브(431)를 구비하고 있다. 또한, 본체 처리 장치(43)는, 통상 화상을 얻기 위한 신호 회로계로서 휘도 신호 처리계 와 색 신호 처리계를 갖는다.

휘도 신호 처리계는, CCD(21)에 접속되고 윤곽 보정을 행하는 윤곽 보정부(432)와, 윤곽 보정부(432)에서 보정된 데이터로부터 휘도 신호를 생성하는 휘도 신호 처리부(434)를 갖는다. 또한, 색 신호 처리계는, CCD(21)에 접속되고, CCD(21)에 의해 얻어진 신호의 샘플링 등을 행하여 RGB 신호를 생성하는 샘플 홀드 회로(S/H 회로)(433a 내지 433c), S/H 회로(433a 내지 433c)의 출력에 접속되고, 색 신호의 생성을 행하는 색 신호 처리부(435)를 갖는다.

그리고, 상기 휘도 신호 처리계의 출력과 상기 색 신호 처리계의 출력으로부터 1개의 통상 화상을 생성하는 통상 화상 생성부(437)가 설치되고, 통상 화상 생성부(437)로부터 절환부(439)를 통하여, 표시 모니터(106)로 Y 신호, R-Y 신호, B-Y 신호가 보내진다.

한편, 분광 화상을 얻기 위한 신호 회로계로서, S/H 회로(433a 내지 433c)의 출력(RGB 신호)이 입력되고, RGB 신호에 대하여 소정의 매트릭스 연산을 행하는 매트릭스 연산부(436)가 설치되어 있다. 매트릭스 연산부(436)는, 분광 신호 생성부를 구성한다. 매트릭스 연산이란, 컬러 화상 신호끼리 가산 처리 등을 행하고, 또한, 전술한 매트릭스 산출 방법(혹은 그 변형예)에 의해 구해진 매트릭스를 승산하는 처리를 말한다.

또한, 본 실시예에서는, 이 매트릭스 연산의 방법으로서, 전자 회로 처리(전자 회로를 이용한 하드웨어에 의한 처리)를 이용한 방법에 대하여 설명하지만, 후술하는 실시예와 같이, 수치 데이터 처리(프로그램을 이용한 소프트웨어에 의한 처 리)를 이용한 방법이어도 된다. 또한, 실시함에 있어서는, 이들 방법을 조합으로 하는 것도 가능하다.

도 8에, 매트릭스 연산부(436)의 회로도를 도시하고 있다. RGB 신호는 각각 저항군(31a 내지 31c)을 통하여, 증폭기(32a 내지 32c)에 입력된다. 각각의 저항군은, RGB 신호가 각각 접속되는 복수의 저항을 갖고 있고, 각각의 저항의 저항값은 매트릭스 계수에 따른 값으로 되어 있다. 즉, 각각의 저항에 의해 RGB 신호의 증폭률을 변화시키고, 증폭기에서 가산(감산이어도 됨)하는 구성으로 되어 있다. 각각의 증폭기(32a 내지 32c)의 출력은, 매트릭스 연산부(436)의 출력으로 된다. 즉, 이 매트릭스 연산부(436)는, 소위 가중치 부여 가산 처리를 행하고 있다. 또한, 여기서 이용되는 각각의 저항에서의 저항값을 가변으로 해도 된다.

매트릭스 연산부(436)의 출력은, 각각 적산부(438a 내지 438c)에 접속되고, 적분 연산이 행해진 후, 각각의 분광 화상 신호 ΣF1 내지 ΣF3에 대하여 색 조정부(440)에서 후술하는 색 조정 연산이 행해지며, 분광 화상 신호 ΣF1 내지 ΣF3으로부터 분광 컬러 채널 화상 신호 Rch, Gch, Bch가 생성된다. 생성된 분광 컬러 채널 화상 신호 Rch, Gch, Bch는 절환부(439)를 통하여, 표시 모니터(106)의 RGB의 컬러 채널 R(ch), G(ch), B(ch)로 보내진다. 또한, 색 조정부(440)의 구성에 대해서는, 후술한다.

또한, 절환부(439)는, 통상 화상과 분광 화상의 절환을 행하는 것이며, 또한 분광 화상끼리의 절환 표시도 가능하다. 즉 조작자는, 통상 화상, 컬러 채널 R(ch)에 의한 분광 컬러 채널 화상, 컬러 채널 G(ch)에 의한 분광 컬러 채널 화상, 컬러 채널 B(ch)에 의한 분광 컬러 채널 화상으로부터 선택적으로 표시 모니터(106)에 표시시킬 수 있다. 또한, 어느 2개 이상의 화상을 동시에 표시 모니터(106)에 표시 가능한 구성으로 해도 된다. 특히, 통상 화상과 분광 컬러 채널 화상(이하, 분광 채널 화상이라고도 함)을 동시에 표시 가능하게 한 경우에는, 일반적으로 관찰을 행하고 있는 통상 화상과 분광 채널 화상을 간단히 대비할 수 있어, 각각의 특징(통상 화상의 특징은 색 정도가 통상의 육안의 관찰에 가깝게 관찰하기 쉽다. 분광 채널 화상의 특징은 통상 화상에서는 관찰할 수 없는 소정의 혈관 등을 관찰할 수 있음)을 가미한 후에, 관찰할 수 있어 진단상 매우 유용하다.

또한, 본 실시예에서 이용되는, 연성 거울로서 구성된 내시경인 스코프(101)는, 예를 들면, 도 35에 도시하는 내시경(101a)과 같은, 경성 거울로서 구성된 내시경이어도 된다.

내시경(101a)은, 피검체의 체내에 삽입되는 경성의 삽입부(102a)와, 삽입부(102a)의 기단부에 대하여 착탈 가능하게 구성된 텔레비전 카메라(103a)를 갖고 있다.

삽입부(102a)는, 내시경 장치 본체(105)의 광원부(41)에 대하여 착탈이 자유로운 구성을 갖는 케이블(112)을 갖고 있다. 또한, 삽입부(102a) 및 케이블(112)에는, 광원부(41)로부터의 조명광을 삽입부(102a)의 선단부에 유도하는 도시하지 않은 라이트 가이드가 내부에 설치되어 있다.

또한, 삽입부(102a)의 선단부는, 피검체의 상을 결상하기 위한, 도시하지 않은 대물 광학계를 갖는다. 삽입부(102a)는, 상기 대물 광학계의 기단측에 설치되 고, 선단부로부터 기단부에 걸쳐 릴레이 렌즈(도시하지 않음)를 갖고 있다.

삽입부(102a)가 전술한 구성을 갖기 때문에, 피검체의 상은, 상기 대물 광학계에 의해, 상기 릴레이 렌즈의 선단면에서 결상된 후, 상기 릴레이 렌즈군을 통하여 전송된다. 그 전송된 피검체의 상의 광은, 상기 릴레이 렌즈군의 후단면 측에 설치된 텔레비전 카메라(103a)의 CCD(도시하지 않음)에서 합초된다. 그리고, 상기 CCD는, 합초된 피검체의 상을 촬상 신호로서 출력한다.

텔레비전 카메라(103a)는, 내시경 장치 본체(105)의 본체 처리 장치(43)에 대하여 착탈이 가능한 구성을 갖는 케이블(111)을 갖고 있다. 이러한 구성에 의해, 텔레비전 카메라(103a)는, 케이블(111)을 통하여, 촬상 신호를 본체 처리 장치(43)에 대하여 출력한다.

또한, 본 실시예에서 이용되는 내시경(101)은, 예를 들면, 도 36에 도시하는 스코프(201)과 같은, 구강 카메라로서 구성된 것이어도 된다.

스코프(201)는, 광원부(41)와 대략 마찬가지의 조명광을 발하는 도시하지 않은 LED 등의 광원과, 상기 광원에 의해 조명된 피검체의 상을 결상하는 도시하지 않은 대물 광학계와, 상기 대물 광학계의 결상 위치에 설치되고, 촬상한 피검체의 상을 촬상 신호로서 출력하는 도시하지 않은 CCD와, 상기 CCD에 설치된 도시하지 않은 색 필터를 선단부에 갖고, 또한, 본체 처리 장치(43)에 대하여 착탈이 가능한 구성을 갖는 케이블(201a)을 기단부에 갖고 있다.

또한, 본 실시예에서 이용되는 내시경(101)은, 예를 들면, 도 37에 도시하는 스코프(301)와 같은, 생체 표면에 접촉시켜서 이용되는 카메라로서 구성된 것이어 도 된다.

스코프(301)는, 광원부(41)와 대략 마찬가지의 조명광을 발하는 도시하지 않은 LED 등의 광원과, 상기 광원에 의해 조명된 피검체의 상을 결상하는 도시하지 않은 대물 광학계와, 상기 대물 광학계의 결상 위치에 설치되고, 촬상한 피검체의 상을 촬상 신호로서 출력하는 도시하지 않은 CCD와, 상기 CCD에 설치된 도시하지 않은 색 필터가 설치된 접촉부(301a)와, 본체 처리 장치(43)에 대하여 착탈이 가능한 구성을 갖고, 접촉부(301a)로부터의 촬상 신호를 본체 처리 장치(43)에 전송하는 케이블(301b)을 갖고 있다.

다음으로, 본 실시 형태에서의 전자 내시경 장치(100)의 동작에 대하여 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

또한, 이하에서는, 우선 통상 화상을 관찰할 때의 동작에 대하여 설명하고, 후에 분광 화상을 관찰할 때의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 광원부(41)의 동작을 설명한다. 제어부(42)로부터의 제어 신호에 기초하여, 초퍼 구동부(17)는, 소정의 위치에 설정되고, 초퍼(16)를 회전시킨다. 램프(15)로부터의 광속은, 초퍼(16)의 절결부를 통과하고, 집광 렌즈에 의해, 내시경(101)과 광원부(41)의 접속부에 있는 커넥터(11) 내에 설치된 광 파이버 번들인 라이트 가이드(14)의 입사단에, 집광된다.

집광된 광속은, 라이트 가이드(14)를 통하여, 선단부(103)에 설치된 조명 광학계로부터 피검체의 체내에 조사된다. 조사된 광속은, 피검체 내에서 반사하고, 대물 렌즈(19)를 통하여, CCD(21)에서 도 6에서 도시한 색 필터별로 신호가 수집된 다.

수집된 신호는, 상기한 휘도 신호 처리계와 색 신호 처리계에 병렬로 입력된다. 휘도 신호계의 윤곽 보정부(432)에는, 색 필터별로 수집된 신호가 화소마다 가산되어 입력되고, 윤곽 보정 후, 휘도 신호 처리부(434)에 입력된다. 휘도 신호 처리부(434)에서는, 휘도 신호가 생성되고, 통상 화상 생성부(437)에 입력된다.

또한 한편으로, CCD(21)에서 수집된 신호는, 색 필터마다 S/H 회로(433a 내지 433c)에 입력되고, 각각 R·G·B 신호가 생성된다. 또한 R·G·B 신호는, 색 신호 처리부(435)에서 색 신호가 생성되고, 통상 화상 생성부(437)에서, 상기 휘도 신호 및 색 신호로부터 Y 신호, R-Y 신호, B-Y 신호가 생성되며, 절환부(439)를 통하여, 표시 모니터(106)에 피검체의 통상 화상이 표시된다.

다음으로, 분광 화상을 관찰할 때의 동작에 대하여 설명한다. 또한, 통상 화상의 관찰과 마찬가지의 동작을 행하는 것에 관해서는, 여기서는 생략한다.

조작자는, 내시경 장치 본체(105)에 설치되어 있는 키보드 혹은 내시경(101)의 조작부(104)에 설치되어 있는 스위치 등을 조작함으로써, 통상 화상으로부터 분광 화상을 관찰하는 지시를 행한다. 이 때, 제어부(42)는, 광원부(41) 및 본체 처리 장치(43)의 제어 상태를 변경한다.

구체적으로는, 필요에 따라, 광원부(41)로부터 조사되는 광량을 변경한다. 전술한 바와 같이, CCD(21)로부터의 출력이 포화하는 것은 바람직하지 않기 때문에, 분광 화상의 관찰 시에는 통상 화상의 관찰 시에 비하여 조명 광량을 작게 한다. 또한, 제어부(42)는, CCD로부터의 출력 신호가 포화하지 않도록 광량을 제어 함과 함께, 포화하지 않는 범위에서 조명 광량을 변화시킬 수도 있다.

또한, 제어부(42)에 의한 본체 처리 장치(43)에의 제어 변경으로서는, 절환부(439)로부터 출력되는 신호를 통상 화상 생성부(437)의 출력으로부터 색 조정부(440)의 출력으로 절환한다. 또한, S/H 회로(433a 내지 433c)의 출력은, 매트릭스 연산부(436)에서 증폭·가산 처리가 행해지고, 각각의 대역에 따라서 적산부(438a 내지 438c)에 출력되며, 적산 처리 후에 색 조정부(440)에 출력된다. 초퍼(16)에서, 조명 광량을 작게 한 경우라도, 적산부(438a 내지 438c)에서, 보존·적산함으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 신호 강도를 올릴 수 있으며, 또한, S/N이 향상한 분광 화상을 얻을 수 있다.

이하, 본 실시예에서의 구체적인 매트릭스 연산부(436)의 매트릭스 처리에 대하여 기재한다. 본 실시예에서는, 도 7에 실선으로 나타낸 RGB 색 필터의 분광 감도 특성으로부터, 동일 도면 중에 도시된 이상적인 협대역 밴드 패스 필터 F1 내지 F3(여기서는 각각의 투과 파장 영역을 F1:590㎚∼620㎚, F2:520㎚∼560㎚, F3:400㎚∼440㎚로 한다)에 가까운 밴드 패스 필터(이하 의사 밴드 패스 필터라고 부름)를 작성하고자 한 경우, 전술한 수학식 1 내지 수학식 5로 표현한 내용에 의해, 이하의 매트릭스가 최적으로 된다.

또한, 수학식 6 및 수학식 7로 표현한 내용에 의해 보정을 행하면,이하의 보정 계수를 얻는다.

또한, 수학식 6으로 표현하는 광원의 스펙트럼 S(λ)는 도 9에 도시하는 것이고, 수학식 7로 표현하는 주목하는 생체의 반사 스펙트럼 H(λ)는 도 10에 도시하는 것이라고 하는 선견 정보를 사용하고 있다.

따라서, 매트릭스 연산부(436)에서 행해지는 처리는, 수학적으로는 이하의 매트릭스 연산과 동일 값으로 된다.

이 매트릭스 연산을 행함으로써 의사 필터 특성(도 7에는 필터 의사 F1 내지 F3의 특성으로서 도시되어 있음)이 얻어진다. 즉, 전술한 매트릭스 처리는, 컬러 화상 신호에, 전술한 바와 같이 하여 미리 생성된 의사 밴드 패스 필터(매트릭스)를 이용하여, 분광 화상 신호를 작성하는 것이다.

이 의사 필터 특성을 이용하여 생성된 내시경 화상의 일례를 이하에 나타낸다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 체강내 조직(4)은, 예를 들면 깊이 방향으로 서로 다른 혈관 등의 흡수체 분포 구조를 갖는 경우가 많다. 점막 표층 부근에는 주로 모세혈관(46)이 많이 분포하고, 또한 이 층보다 깊은 중층에는 모세혈관 이외에 모세혈관보다 굵은 혈관(47)이 분포하며, 또한 심층에는 더욱 굵은 혈관(48)이 분포하게 된다.

한편, 체강내 조직(45)에 대한 광의 깊이 방향의 심달도는, 광의 파장에 의존하고 있어, 가시 영역을 포함하는 조명광은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 청(B)색과 같은 파장이 짧은 광의 경우, 생체 조직에서의 흡수 특성 및 산란 특성에 의해 표층 부근까지만 광은 심달하고, 거기까지의 깊이의 범위에서 흡수, 산란을 받아, 표면으로부터 나온 광이 관측된다. 또한, 청(B)색 광보다 파장이 긴, 녹(G)색 광의 경우, 청(B)색 광이 심달하는 범위보다 더 깊은 곳까지 심달하고, 그 범위에서 흡수, 산란을 받아, 표면으로부터 나온 광이 관측된다. 또한, 녹(G)색 광보다 파장이 긴, 적(R)색 광은, 더욱 깊은 범위까지 광이 도달한다.

체강내 조직(45)의 통상 관찰 시에서의 RGB 광은, 도 13에 도시하는 바와 같이, 각 파장 영역이 오버랩하고 있기 때문에,

(1) B 대역 광에 의해 CCD(21)에서 촬상되는 촬상 신호에는 도 14에 도시하는 바와 같은 천층에서의 조직 정보를 많이 포함하는 천층 및 중층 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상되고,

(2) 또한, G 대역 광에 의해 CCD(21)에서 촬상되는 촬상 신호에는 도 15에 도시하는 바와 같은 중층에서의 조직 정보를 많이 포함하는 천층 및 중층 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상되며,

(3) 또한 R 대역 광에 의해 CCD(21)에서 촬상되는 촬상 신호에는 도 16에 도시하는 바와 같은 심층에서의 조직 정보를 많이 포함하는 중층 및 심층 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상된다.

그리고 내시경 장치 본체(105)에 의해, 이들 RGB 촬상 신호를 신호 처리함으로써, 내시경 화상으로서는 원하는 혹은 자연스러운 색 재현의 내시경 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.

전술한 매트릭스 연산부(436)에서의 매트릭스 처리는, 컬러 화상 신호에, 전술한 바와 같이 하여 미리 생성된 의사 밴드 패스 필터(매트릭스)를 이용하여, 분광 화상 신호를 작성하는 것이다. 예를 들면 도 17에 도시하는 바와 같은 원하는 심층 조직 정보가 추출 가능한 이산적이고 협대역인 분광 특성의 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3을 이용하여, 분광 화상 신호 F1 내지 F3이 얻어진다. 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 각 파장 영역이 오버랩되어 있지 않기 때문에,

(4) 의사 밴드 패스 필터 F3에 의한 분광 화상 신호 F3에는 도 18에 도시한 바와 같은 천층에서의 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상되고, 또한,

(5) 의사 밴드 패스 필터 F2에 의한 분광 화상 신호 F2에는 도 19에 도시하는 바와 같은 중층에서의 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상되며, 또한

(6) 의사 밴드 패스 필터 F1에 의한 분광 화상 신호 F1에는 도 20에 도시하는 바와 같은 심층에서의 조직 정보를 갖는 밴드 화상이 촬상된다.

다음으로, 이와 같이 하여 얻어진 분광 화상 신호 F1 내지 F3에 대하여 색 조정부(440)는, 가장 단순한 색 변환의 예로서, 분광 화상 신호 F1을 컬러 채널 R(ch)에, 분광 화상 신호 F2를 컬러 채널 G(ch)에, 분광 화상 신호 F3을 컬러 채널 B(ch)에, 각각 할당하고, 절환부(439)를 통하여, 표시 모니터(106)에 출력한다.

색 조정부(440)는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 3×3 매트릭스 회로(61)와, 3×3 매트릭스 회로(61)의 전후에 설치한 3조의 LUT(62a, 62b, 62c, 63a, 63b, 63c)와, LUT(62a, 62b, 62c, 63a, 63b, 63c)의 테이블 데이터나 3×3 매트릭스 회로(61)의 계수를 변경하는 계수 변경 회로(64)를 구비한 색 변환 처리 회로(440a)로 구성되어 있다.

색 변환 처리 회로(440a)에 입력하는 분광 화상 신호 F1 내지 F3은, 각 밴드 데이터마다 LUT(62a, 62b, 62c)에 의해 역 γ보정이나, 비선형의 콘트라스트 변환 처리 등이 행해진다.

다음으로, 3×3 매트릭스 회로(61)에서, 색 변환이 행해진 후, 후단의 LUT(63a, 63b, 63c)에서 γ보정이나, 적당한 계조 변환 처리가 행해진다.

이들 LUT(62a, 62b, 62c, 63a, 63b, 63c)의 테이블 데이터나 3×3 매트릭스 회로(61)의 계수를, 계수 변경 회로(64)에서 변경할 수 있다.

계수 변경 회로(64)에 의한 변경은, 내시경(101)의 조작부 등에 설치된 처리 변환 스위치(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여 행해진다.

이들 제어 신호를 받은 계수 변경 회로(64)는, 미리 색 조정부(440) 내에 기록되어 있는 계수 데이터로부터 적절한 데이터를 호출하고, 이 데이터로, 현재의 회로 계수를 재기입한다.

다음으로 구체적인 색 변환 처리 내용에 대하여 설명한다. 수학식 22에 색 변환식의 일례를 표현한다.

이 수학식 22에 의한 처리는, 분광 채널 화상 신호 Rch, Gch, Bch에 분광 화상 신호 F1 내지 F3을 파장이 짧은 순으로 할당하는 색 변환이다.

이들 컬러 채널 R(ch), G(ch), B(ch)에 의한 컬러 화상에서 관찰한 경우, 예를 들면 도 22에 도시하는 바와 같은 화상으로 된다. 굵은 혈관이 깊은 위치에 있고, 분광 화상 신호 F3이 반영되며, 소정의 목표색으로서의 컬러 화상으로서는 청색계의 패턴으로서 나타낸다. 중층 부근에 있는 혈관망은 분광 화상 신호 F2가 강하게 반영되므로, 소정의 목표색으로서의 컬러 화상으로서는 적색계의 패턴으로서 표현된다. 혈관망 중, 점막 표면 부근에 존재하는 것은 소정의 목표색으로서의 황색계의 패턴으로서 표현된다.

특히, 이 점막 표면 부근의 패턴의 변화는, 조기 병변의 발견 감별 진단에 있어서 중요하다. 그러나, 소정의 목표색으로서의 황색계의 패턴은, 배경 점막과 의 콘트라스트가 약하여, 시인성이 낮다고 하는 경향이 있다.

따라서, 이 점막 표면 부근의 패턴을 보다 명료하게 재현하기 위해, 수학식 23으로 표현하는 변환이 유효하게 된다.

이 수학식 23에 의한 처리는, 분광 화상 신호 F1을 임의의 일정한 비율로 분광 화상 신호 F2에 혼합하여 생성된 데이터를 소정의 목표색으로서 새롭게 분광 G 채널 화상 신호 Gch로 하는 변환 예이고, 혈관망 등의 흡수 산란체가 깊이 위치에서 서로 다른 것을 보다 명확화하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 계수 변경 회로(64)를 통하여 매트릭스 계수를 조정함으로써, 유저는 표시 효과를 조정하는 것이 가능하게 된다. 동작으로서는, 내시경(101)의 조작부에 설치된 모드 절환 스위치(도시하지 않음)에 연동하여 화상 처리부 내에서는, 스루 동작으로부터, 매트릭스 계수가 디폴트값으로 설정된다.

여기서 말하는 스루 동작이란, 3×3 매트릭스 회로(61)에는 단위 행렬, LUT(62a, 62b, 62c, 63a, 63b, 63c)는 비변환 테이블을 탑재한 상태를 말한다. 디폴트값이란, 매트릭스 계수 ω_G, ω_B에, 예를 들면 ω_G=0.2, ω_B=0.8이라고 하는 설정값을 부여한다고 하는 것이다.

그리고, 유저는 내시경(101)의 조작부 등을 조작하여, 이 계수를 ω_G=0.4, ω_B=0.6 등과 같이 조정을 행한다. LUT(62a, 62b, 62c, 63a, 63b, 63c)에는, 필요에 따라서 역 γ보정 테이블, γ보정 테이블이 적용된다.

색 변환 처리 회로(440a)는 3×3 매트릭스 회로(61)로 이루어지는 매트릭스 연산기에 의해 색 변환하는 것으로 하였지만, 이에 한하지 않고, 수치 연산 프로세서(CPU)나 LUT에서 색 변환 처리 회로를 구성해도 된다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 3×3 매트릭스 회로(61)를 중심으로 한 구성에 의해 색 변환 처리 회로(30a)를 나타냈지만, 도 23에 도시하는 바와 같이, 색 변환 처리 회로(30a)를 각 밴드에 대응한 3차원 LUT(65)로 치환해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 계수 변경 회로(64)는, 내시경(101)의 조작부 등에 설치된 처리 변환 스위치(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여 테이블의 내용을 변경하는 동작을 행한다.

또한, 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3의 필터 특성은 가시 광역에 한정되지 않고, 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3의 제1 변형예로서, 필터 특성을 예를 들면 도 24에 도시하는 바와 같은 이산적인 분광 특성의 협대역으로 해도 된다. 이 제1 변형예의 필터 특성은, 생체 표면의 요철과 극심층 부근의 흡수체를 관찰하기 위해, F3을 근자외 영역에 설정하고, F1을 근적외 영역에 설정함으로써, 통상 관찰에서는 얻어지지 않는 화상 정보를 얻는 데에 바람직하다.

또한, 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3의 제2 변형예로서, 도 25에 도시하는 바와 같이 의사 밴드 패스 필터 F2 대신에, 필터 특성이 단파장 영역에서 근접하는 2개의 의사 밴드 패스 필터 F3a, F3b로 해도 된다. 이것은, 이 부근의 파장 대역이 생체의 극표층 부근까지밖에 심달하지 않는 것을 이용하여, 흡수 특성으로부터 산란 특성의 미묘한 차를 영상화하는 데에 바람직하다. 의학상은, 조기 암 등 점막 표층 부근의 세포 배열의 흐트러짐을 수반하는 질환의 식별 진단에 이용하는 것이 상정된다.

또한, 의사 밴드 패스 필터 F1 내지 F3의 제3 변형예로서, 도 26에 도시하는 바와 같이, 원하는 층 조직 정보가 추출 가능한 이산적인 분광 특성의 2밴드의 협대역의 필터 특성의 2개의 의사 밴드 패스 필터 F2, F3을 매트릭스 연산부(436)에서 생성하도록 해도 된다.

도 26의 의사 밴드 패스 필터 F2, F3의 경우, 색 조정부(440)는, 협대역의 분광 화상 관찰 시에서의 화상의 색채화에서, 분광 채널 화상 신호 Rch←분광 화상 신호 F2, 분광 채널 화상 신호 Gch←분광 화상 신호 F3, 분광 채널 화상 신호 Bch←분광 화상 신호 F3으로서, RGB 3채널의 컬러 화상을 생성한다.

즉, 분광 화상 신호 F2 및 분광 화상 신호 F3에 대하여, 색 조정부(440)는 이하의 수학식 24에 의해 RGB 3채널의 분광 컬러 채널 화상 신호(Rch, Gch, Bch)를 생성한다.

예를 들면, h11=1, h12=0, h21=0, h22=1.2, h31=0, h32=0.8로 한다. 예를 들면 기본 분광 특성의 분광 화상 F3은 중심 파장이 주로 415㎚에 상당하는 화상, 기본 분광 특성의 분광 화상 F2는 중심 파장이 주로 540㎚에 상당하는 화상이다.

또한, 예를 들면, 기본 분광 특성의 분광 화상 F3은 중심 파장이 주로 415㎚에 상당하는 화상, 기본 분광 특성의 분광 화상 F2는 중심 파장이 주로 540㎚에 상당하는 화상, 기본 분광 특성의 분광 화상 F1은 중심 파장이 주로 600㎚에 상당하는 화상으로서 연산되어 있어도, 색 조정부(440)에서 F1 화상을 사용하지 않고, F2, F3 화상으로 컬러 화상을 구성할 수도 있다. 이 경우, 수학식 24 대신에 이하의 수학식 24a의 매트릭스 연산을 적용하면 된다.

Rch=h11×F1+h12×F2+h13×F3

Gch=h21×F1+h22×F2+h23×F3

Bch=h31×F1+h32×F2+h33×F3

상기 수학식 24a의 매트릭스 연산에서, h11, h13, h21, h22, h31, h32의 계수를 0으로 하여, 타계수를 소정의 수치로 설정하면 된다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 통상의 전자 내시경 화상(통상 화상)을 생성하기 위한 컬러 화상 신호를 이용하여, 의사적인 협대역 필터를 생성함으로써, 분광 화상용의 광학적 파장 협대역 밴드 패스 필터를 이용하지 않고, 혈관 패턴 등의 원하는 심부의 조직 정보를 갖는 분광 화상을 얻을 수 있음과 함께, 색 조정부(440)의 색 변환 처리 회로(440a)의 파라미터를 분광 화상에 따라서 설정함으로 써, 협대역의 분광 화상 관찰 시의 심달도 정보라고 하는 특징을 살린 표현 방법을 실현하는 것이 가능하게 되며, 생체 조직의 조직 표면 가까이의 원하는 심부의 조직 정보를 효과적으로 분리하여 시인할 수 있다.

따라서, 색 조정부(440)는, 복수의 분광 신호 중에서 가장 높은 콘트라스트로 출력하고자 하는 피검체 정보를 포함하는 채널을, 표시 모니터(106)에서 휘도의 화상으로서 재현되도록, 신호 변환을 행한다.

또한, 특히, 색 조정부(440)에서,

(1) 2밴드의 분광 화상의 경우, 예를 들면 415㎚에 상당하는 화상을 컬러 채널 G(ch), B(ch)에, 예를 들면 540㎚에 상당하는 화상을 컬러 채널 R(ch)에 할당한 경우,

혹은,

(2) 3밴드의 분광 화상의 경우, 예를 들면 415㎚에 상당하는 화상을 컬러 채널 B(ch)에, 예를 들면 445㎚에 상당하는 화상을 컬러 채널 G(ch)에, 예를 들면 500㎚에 상당하는 화상을 컬러 채널 R(ch)에 할당한 경우, 다음의 화상 효과가 얻어진다.

·생체 조직의 최표층의 상피, 혹은 점막이 저채도의 색으로 재현되고, 최표층의 모세혈관이 저휘도, 즉 암선으로서 재현됨으로써, 최표층의 모세혈관이 높은 시인성이 얻어진다.

·동시에, 모세혈관보다 깊은 위치의 혈관이 색상 방향에서 청 방향으로 회전하여 재현되기 때문에, 최표층의 모세혈관과의 식별이 보다 용이하게 된다.

또한, 상기 채널의 할당 방법에 따르면, 대장 내시경 검사에서 통상 관찰 하에서는 황색조로 관찰되는 잔사 및 담즙이 적색조로 관찰된다.

[실시예 2]

도 27은 본 발명의 실시예2에 따른 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.

실시예 2는, 실시예 1과 대부분 동일하므로, 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 실시예는, 주로 실시예 1과, 조명 광량의 제어를 행하는 광원부(41)가 상이한 것이다. 본 실시예에서는, 광원부(41)로부터 조사되는 광량의 제어를 초퍼가 아니라, 램프(15)의 전류 제어에 의해 행한다. 구체적으로는, 도 27에 도시된 램프(15)에 전류 제어부(18)가 설치되어 있다.

본 실시예의 동작으로서는, 제어부(42)가 전류 제어부(18)를 제어하여, RGB의 어느 쪽의 컬러 화상 신호도 포화 상태로 되지 않도록, 램프(15)에 흐르는 전류의 제어를 행한다. 이에 의해, 램프(15)에의 발광을 위해 사용되는 전류가 제어되기 때문에, 그 광량은, 그 전류의 크기에 따라서 변화된다.

또한, 그 밖의 동작에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 여기서는 생략한다.

본 실시예에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로, 혈관 패턴이 선명하게 표시되는 분광 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 실시예 1과 같이 초퍼를 이용한 광량 제어 방법에 비하여, 제어 방법이 간단하다고 하는 이점이 있다.

[실시예 3]

도 28은 본 발명의 실시예 3에 따른 매트릭스 연산부의 구성을 도시하는 블록도이다.

실시예 3은, 실시예 1과 대부분 동일하므로, 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 실시예는, 주로 실시예 1과 매트릭스 연산부(436)의 구성이 상이한 것이다. 실시예 1에서는, 매트릭스 연산을 전자 회로에 의한, 소위 하드웨어 처리에 의해 행하는 것으로 하였지만, 도 28의 본 실시예에서는, 이 매트릭스 연산을 수치 데이터 처리(프로그램을 이용한 소프트웨어에 의한 처리)에 의해 행한다.

본 실시예에서의 매트릭스 연산부(436)의 구체적인 구성을 도 28에 도시한다. 본 매트릭스 연산부(436)는, RGB 각각의 컬러 화상 신호를 기억해 두는 화상 메모리(50)를 갖는다. 또한, 수학식 21로 표현된 매트릭스 「A'」의 각각의 값이 수치 데이터로서 기억되어 있는 계수 레지스터(51)를 갖는다.

계수 레지스터(51)와 화상 메모리(50)는, 승산기(53a 내지 53i)에 접속되고, 다시 승산기(53a, 53d, 53g)는, 승산기(54a)에 접속되며, 승산기(54a)의 출력이, 도 4에서의 적산부(438a)와 접속된다. 또한, 승산기(53b, 53e, 53h)는, 승산기(54b)에 접속되고, 그 출력은 적산부(438b)와 접속된다. 또한, 승산기(53c, 53f, 53i)는, 승산기(54c)에 접속되고, 그 출력이 적산부(438c)와 접속된다.

본 실시예의 동작으로서는, 입력된 RGB 화상 데이터는, 1회 화상 메모리(50)에 기억된다. 다음으로, 소정의 기억 장치(도시하지 않음)에 보존되어 있는 연산 프로그램에 의해, 계수 레지스터(51)로부터 매트릭스 「A'」의 각 계수가 화상 메모리(50)에 기억된 RGB 화상 데이터와, 승산기에서 승산된다.

또한, 도 28에는, R 신호와 각 매트릭스 계수가 승산기(53a 내지 53c)에서 승산되는 예가 도시되어 있다. 또한, 동일 도면과 같이, G 신호와 각 매트릭스 계수가 승산기(53d 내지 53f)에서 승산되고, B 신호와 각 매트릭스 계수가 승산기(53g 내지 53i)에서 승산된다. 매트릭스 계수와 각각 승산된 데이터는, 승산기(53a, 53d, 53g)의 출력이, 승산기(54a)에서, 승산기(53b, 53e, 53h)의 출력이, 승산기(54b)에서, 또한, 승산기(53c, 53f, 53i)의 출력은, 승산기(54c)에서 각각 승산된다. 승산기(54a)의 출력은, 적산부(438a)로 보내진다. 또한, 승산기(54b), 승산기(54c)의 출력은, 각각 적산부(438b, 438c)로 보내진다.

도 28의 본 실시예에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로, 혈관 패턴이 선명하게 표시되는 분광 화상을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 실시예 1과 같이 하드웨어에 의해 매트릭스 처리를 행하는 것이 아니라, 소프트웨어를 이용하여 행하기 때문에, 예를 들면, 각 매트릭스 계수의 변경 등에 신속하게 대응할 수 있다.

또한, 매트릭스 계수를 결과의 값만, 즉, 매트릭스 「A'」로서가 아니라, S(λ), H(λ), R(λ), G(λ), B(λ)별로 기억해 두고, 필요에 따라서 연산함으로써 매트릭스 「A'」를 구하여 사용하는 것으로 한 경우에는, 이 중의 1개의 요소만을 변경할 수 있어, 편리성이 향상한다. 예를 들면, 조명광의 분광 특성S(λ)만의 변경 등이 가능하다.

[실시예 4]

도 29 및 도 30은 본 발명의 실시예 4에 관한 것으로, 도 29는 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도, 도 30은 도 29의 CCD의 전하 축적 시간을 도시하는 도면이다.

실시예 4는, 실시예 1과 대부분 동일하므로, 실시예 1과 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 실시예는, 주로 실시예 1과 광원부(41) 및 CCD(21)가 상이한 것이다. 실시예 1에서는, CCD(21)에 도 6에서 도시한 컬러 필터가 설치되고, 이 컬러 필터에 의해 컬러 신호를 생성하는 소위 동시식이었던 것에 대해, 본 실시예에서는, 조명광을 1프레임의 기간에 RGB의 순으로 조명하여 컬러 신호를 생성하는 소위 면순차식을 이용한다.

도 29에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서의 광원부(41)는, 램프(15)의 전면에 조광을 행하는 조리개(25)가 설치되고, 조리개(25)의 더욱 전면에는, R, G, B의 면순차광을 출사하기 위해 1프레임에서 예를 들면 1회전하는 RGB 필터(23)가 설치되어 있다. RGB 필터(23)는, 색 분해부를 구성한다. 또한, 조리개(25)는, 광량 제어부로서의 조리개 제어부(24)에 접속되어 있고, 조리개 제어부(24)로부터의 제어 신호에 따라서, 램프(15)로부터 조사된 광속 중 투과시키는 광속을 제한하고, 광량을 변화시킴으로써, 조광 가능하게 하고 있다. 또한, RGB 회전 필터(23)는, RGB 회전 필터 제어부(26)에 접속되고, 소정의 회전 속도로 회전한다.

본 실시예에서의 광원부의 동작으로서는, 램프(15)로부터 출력된 광속이, 조 리개(25)에서 소정의 광량으로 제한되고, 조리개(25)를 투과한 광속은, RGB 회전 필터(23)를 통함으로써, 소정의 시간마다 R·G·B 각각의 조명광으로서, 광원부로부터 출력된다. 또한, 각각의 조명광은, 피검체 내에서 반사하여, CCD(21)에서 수광된다. CCD(21)에 의해 얻어진 신호는, 조사되는 시간에 따라서, 내시경 장치 본체(105)에 설치된 절환부(도시하지 않음)에서 분류되고, S/H 회로(433a 내지 433c)에 각각 입력된다. 즉, 광원부(41)로부터 R의 필터를 통한 조명광이 조사된 경우에는, CCD(21)에 의해 얻어진 신호는, S/H 회로(433a)에 입력되게 된다. 또한, 그 밖의 동작에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 여기서는 생략한다.

또한, 본 실시예에서는, R, G 및 B의 필터를 통한 조명광 각각에 의해 피검체가 조명되었을 때에, 상기 조명광 각각의 반사광의 상에 기초하는 촬상 신호를 출력하는 CCD(21)는, 단판식으로서 구성되어 있는 것에 한하지 않고, 예를 들면, 삼판식 등의 다판식의 것으로서 구성되어 있는 것이어도 된다.

본 실시예에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로, 혈관 패턴이 선명하게 표시되는 분광 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 실시예 1과 달리, 소위 면순차 방식에 의한 메리트를 발휘할 수 있다. 또한, 이 메리트란, 예를 들면 후술하는 실시예 5와 같은 것을 들 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, RGB 컬러 신호의 포화를 피하기 위해, 조명 광량(광원부에서의 광량)을 제어·조절하고 있다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, CCD(21)의 전자 셔터를 조정하는 방법을 채용하고 있다. CCD(21)에서는, 일정 시간 내에 입사한 광 강도에 비례한 전하를 축적하고, 그 전하량을 신호로 하고 있 다. 이 축적 시간에 상당하는 것이, 전자 셔터라고 불리는 것이다. 이 전자 셔터를 CCD 드라이브 회로(431)에서 조절함으로써, 전하의 축적량 즉 신호량을 조정할 수 있다. 도 30에 도시하는 바와 같이, 전하 축적 시간을 1프레임마다 순차 변화시킨 상태에서의 RGB 컬러 화상을 얻음으로써, 마찬가지의 분광 화상을 얻을 수 있다. 즉, 전술한 각각의 실시예에서, 조리개(25)에 의한 조명 광량의 제어는 통상 화상을 얻기 위해 이용하며, 분광 화상을 얻을 때에는, 전자 셔터를 변화시킴으로써, RGB 컬러 신호의 포화를 피하는 것이 가능하다.

[실시예 5]

도 31은 본 발명의 실시예 5에 따른 CCD의 전하 축적 시간을 도시하는 도면이다.

실시예 5는, 실시예 4와 대부분 동일하므로, 실시예 4와 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 실시예는, 주로 실시예 4와 마찬가지로, 면순차 방식을 이용한 것이며, 또한, 이 이점을 살린 것이다. 실시예 4에서의 전자 셔터 제어에 의한 전하 축적 시간에 R, G, B마다 가중치 부여를 가함으로써, 분광 화상 데이터의 생성을 간소화할 수 있는 것이다. 즉, 본 실시예에서는, CCD(21)의 전하 축적 시간을 1프레임 기간 내에 R, G, B마다 변화시킬 수 있는 CCD 드라이브(431)를 갖고 있게 된다. 또한, 그 밖에는, 실시예 4와 마찬가지이다.

도 31의 예의 동작으로서는, RGB 회전 필터(23)를 통하여 각각의 조명광이 조사된 경우에, CCD(21)에서의 전자 셔터에 의한 전하 축적 시간을 변화시킨다. 여기서, 조명광이 R·G·B인 각각의 경우에서의 CCD(21)의 전하 축적 시간을 tdr, tdg, tdb(또한 동일 도면에서는 B의 컬러 화상 신호는 축적 시간을 설정하고 있지 않기 때문에 tdb는 생략되어 있음)로 한다. 예를 들면, 수학식 21로 표현된 매트릭스 처리를 행하는 경우의 F3 의사 필터 화상은, 통상 내시경에 의해 얻어지는 RGB 화상으로부터,

의 연산을 행하므로, 도 30에서의 RGB별의 전자 셔터 제어에 의한 전하 축적 시간을

로 되도록 설정하면 된다. 또한, 매트릭스 연산부에서는, 간단히 R과 G성분만 반전시킨 신호와 B성분을 가산한다. 이에 의해, 실시예 1 내지 실시예 4와 마찬가지의 분광 화상을 얻을 수 있다.

본 실시예에 따르면, 실시예 4와 마찬가지로, 혈관 패턴이 선명하게 표시되는 분광 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 실시예 4와 마찬가지로, 컬러 신호의 작성에 면순차 방식을 이용하고 있고, 또한 전자 셔터를 이용하여 컬러 신호마다 전하 축적 시간을 상이하게 할 수 있기 때문에, 이에 의해, 매트릭스 연산부에서는, 간단히 가산, 차분 처리를 행하기만 하면 되어, 처리를 간략화하는 것이 가능하다.

[실시예 6]

도 32 및 도 33은 본 발명의 실시예 6의 생체 관찰 장치에 관한 것으로, 도 32는 색 필터의 배열을 도시하는 도면, 도 33은 도 32의 색 필터의 분광 감도 특성을 도시하는 도면이다.

실시예 6은, 실시예 1과 대부분 동일하므로, 실시예 1과 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 실시예는, 주로 실시예 1과 CCD(21)에 설치된 컬러 필터가 상이한 것이다. 실시예 1에서는, 도 6에서 도시하는 바와 같이 RGB 원색형 컬러 필터가 이용되는 데에 대하여, 본 실시예에서는, 보색형의 컬러 필터를 이용한다.

이 보색형 필터의 배열은 도 32에 도시되어 있는 바와 같이, G, Mg, Ye, Cy의 각 요소로 구성된다. 또한, 원색형 컬러 필터의 각 요소와 보색형 컬러 필터의 각 요소의 관계는, Mg=R+B, Cy=G+B, Ye=R+G로 된다.

이 경우, CCD(21)의 전체 화소 읽어내기를 행하고, 각 색 필터로부터의 화상을 신호 처리 또는 화상 처리하게 된다. 또한, 원색형 컬러 필터에 대한 수학식 1∼수학식 8 및 수학식 19∼수학식 21에 대하여, 보색형 컬러 필터의 경우로 변형하면, 이하의 수학식 27 내지 수학식 33과 같이 된다. 단, 목표로 하는 협대역의 밴드 패스 필터의 특성은 동일하게 한다.

또한, 도 33에, 보색형 컬러 필터를 이용한 경우의 분광 감도 특성, 목표로 하는 밴드 패스 필터 및 상기 수학식 27 내지 수학식 33에 의해 구해진 의사 밴드 패스 필터의 특성을 도시한다.

또한, 보색형 필터를 이용하는 경우에는, 도 4에서 도시되는 S/H 회로는, 각각 R·G·B가 아니라, G·Mg·Cy·Ye에 대하여 행해지는 것은 물론이다.

또한, 보색형 컬러 필터를 사용한 경우라도 수학식 9∼수학식 18로 표현한 매트릭스 추정 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 보색 필터의 수가 4개인 경우에는, 수학식 14에서 가정한 생체 분광 반사율을 3개의 기본적인 분광 특성으로 근사할 수 있다고 하는 부분이 4개, 내지는 4개 이하로 된다. 따라서, 이에 맞추어, 추정 매트릭스를 연산하기 위한 차원은 3으로부터 4로 변경된다.

본 실시예에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로, 혈관 패턴이 선명하게 표시되는 분광 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 보색형 컬러 필터를 이용한 경우의 메리트를 발휘할 수 있다.

이상 설명한 각 실시예에 따르면, 신호 처리에 의해 얻어진 분광 화상에 기초하는 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 관찰에 바람직한 색조의 화상 정보로 조정할 수 있다고 하는 효과가 있다.

이상, 본 발명에서의 각 실시예에 대하여 설명을 행하였지만, 본 발명은, 상기 실시예를 여러 가지 조합하여 이용해도 되고, 또한 취지를 벗어나지 않는 범위에서의 변형도 생각된다.

예를 들면, 이미 설명한 모든 실시예에 대하여, 임상중, 그 밖의 타이밍에서 조작자 스스로 신규의 의사 밴드 패스 필터를 작성하고, 임상에 적용할 수도 있다. 즉, 실시예 1에서 나타내면 도 4 중의 제어부(42)에, 매트릭스 계수를 연산·산출할 수 있는 설계부(도시하지 않음)를 설치하도록 해도 된다.

이에 의해, 도 3에 도시하는 내시경 본체에 설치된 키보드를 통하여 조건을 입력함으로써, 조작자가 알고자 하는 분광 화상을 얻는 데에 바람직한 의사 밴드 패스 필터를 신규로 설계함과 함께, 산출된 매트릭스 계수(수학식 19 및 수학식 31의 매트릭스 「A」의 각 요소에 상당)에 보정 계수(수학식 20 및 수학식 32의 매트릭스 「K」의 각 요소에 상당)를 실시한 최종 매트릭스 계수(수학식 21 및 수학식 33의 매트릭스 「A'」의 각 요소에 상당)를 도 4 중의 매트릭스 연산부(436)에 설정함으로써, 즉시 임상에 적용할 수 있다.

도 34에, 적용까지의 흐름을 설명한다. 이 흐름에 대하여 상세하게 설명한다. 우선, 조작자는, 목표로 되는 밴드 패스 필터의 정보(예를 들면 파장 대역 등)를 키보드 등을 통하여 입력한다. 이에 의해, 이미 소정의 기억 장치 등에 기억되어 있는 광원·컬러 필터의 특성 등과 함께, 매트릭스 「A'」가 산출되고, 도 32에 도시되는 바와 같이, 목표로 하는 밴드 패스 필터의 특성과 함께, 그 매트릭스 「A'」에 의한 연산 결과(의사 밴드 패스 필터)가, 스펙트럼도로서 모니터 상에 표시된다.

조작자는 이 연산 결과를 확인한 후, 새롭게 작성된 매트릭스 「A'」를 사용하는 경우에는, 그 설정을 행하고, 이 매트릭스 「A'」를 이용하여 실제의 내시경 화상이 생성된다. 또한, 이와 함께 새롭게 작성된 매트릭스 「A'」는, 소정의 기억 장치에 기억되고, 조작자의 소정의 조작에 따라서, 재차 사용할 수 있다.

이에 의해, 조작자는 기존의 매트릭스 「A'」에 얽매이지 않고, 자기의 경험 등에 의해 새로운 밴드 패스 필터를 생성할 수 있어, 특히 연구용으로서 사용되는 경우에, 효과가 높은 것이다.

[실시예 7]

도 38 내지 도 41은 본 발명의 실시예 7의 생체 관찰 장치에 관계된다. 실시예 7은, 실시예 1과 대부분 동일하므로, 실시예 1과 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

도 38은, 본 실시예의 전자 내시경 장치의 구성을 도시하는 블록도, 도 39는 도 38의 광원부의 구성을 도시하는 블록도, 도 40은 도 24 등의 분광 화상의 생성 기능을 포함시킨 본 실시예의 동작을 도시하는 플로우차트, 도 41은 변형예의 전자 내시경의 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전자 내시경 장치(100)는, 조명부와 촬상부를 구비한 전자 내시경(스코프라고 약기)(101)과, 내시경(101)이 접속되고, 조명부와 촬상부를 제어하는 내시경 장치 본체(105)와, 이 내시경 장치 본체(105)로부터 출력되는 생체 신호를 표시 출력하는 표시 모니터(106)를 갖고 있다.

도 38과 도 39에도 도시하는 바와 같이 광원부(41)는, 제어부(42) 및 내시경(101)에 접속되어 있고, 제어부(42)로부터의 신호에 기초하여 소정의 광량으로 백색 광(완전한 백색 광이 아닌 경우도 포함함)의 조사를 행한다.

이 광원부(41)는, 제1 광원으로서의 예를 들면 크세논 램프(15)와, 광량을 조정하기 위한 초퍼(16)와, 초퍼(16)를 구동하기 위한 초퍼 구동부(17)를 갖고 있다. 그리고, 이 크세논 램프(15)로부터의 광은 초퍼(16)를 통하여, 그 광로 상에 배치된 하프 미러(18A)를 투과한 후, 집광 렌즈에서 집광되어 내시경(101)의 라이트 가이드(14)의 입사단에 입사된다.

또한, 본 실시예에서는, 이 광원부(41)에는, 상기 제1 광원과는 분광 특성이 상이한 제2 광원으로서 예를 들면 할로겐 램프(25A)와, 이 할로겐 램프(25A)의 광량을 조정하는 조리개(26b)와, 이 조리개(26b)를 구동하는 조리개 구동부(27b)가 설치되어 있다.

이 할로겐 램프(25A)의 조명광은, 조리개(26b)를 투과한 후, 하프 미러(18A)에서 일부가 반사되고, 집광 렌즈에서 집광되어 내시경(101)의 라이트 가이드(14) 의 입사단에 입사된다.

또한, 이 광원부(41) 내에는 광원 구동 제어부(30)가 설치되어 있고, 이 광원 구동 제어부(30)는 양 램프(15, 25A)의 점등/소등, 초퍼 구동부(17), 및 조리개 구동부(27b)의 제어 동작을 행한다.

또한, 이 광원 구동 제어부(30)는, 제어부(42)와도 접속되고, 제어부(42)를 통하여 광원부(41)에 의해 내시경(101)의 라이트 가이드(14)에 공급되는 조명광을 관찰 모드 등에 따라서 제어할 수 있도록 하고 있다. 또한, 크세논 램프(15)의 분광 분포는, 후술하는 실시예 8에서 채용하는 수은 램프의 경우와 함께 도면에서 도시하고 있다. 또한, 할로겐 램프(25A)는 크세논 램프(15)보다도 낮은 색 온도에서 광대역인 분광 분포를 갖는다.

본 실시예에서는, 예를 들면 통상 화상 관찰 모드에서는, 예를 들면 크세논 램프(15) 측만을 점등시켜 조명을 행하고, 분광 화상 관찰 모드에서는 양 램프(15, 25A)를 점등시켜 조명을 행하도록 하고 있다.

그리고, 후술하는 바와 같이 보다 바람직한 분광 화상 신호가 얻어지도록 하고 있다. 크세논 램프(15)의 앞에 배치되어, 광량 조정을 행하는 초퍼(16)는, 예를 들면 일본 특개 2003-93336호 공보에 기재되어 있는 것을 채용할 수 있고, 그 상세한 구성은 이 일본 특개 2003-93336호 공보에 기재되어 있으므로 그 설명을 생략한다.

또한, 초퍼 구동부(17)는 도 39에서의 화살표로 나타내는 바와 같이, 크세논 램프(15)로부터의 광의 광로와 직교하는 방향으로 이동이 가능한 구성으로 되어 있 다. 그리고, 그 이동에 의해 광로로부터의 거리가 커지면, 광속이 통과할 수 있는 절결부가 길어지기 때문에, 조사 시간이 길어져, 조명 광량을 크게 할 수 있도록 하고 있다.

전술한 바와 같이, 새롭게 생성되는 분광 화상은, S/N으로서는 불충분할 가능성이 있는 것과, 생성에 필요한 어떠한 신호가 포화하고 있는 경우에는 올바른 연산이 행해진 것으로는 되지 않으므로, 조명 광량을 제어할 필요가 있다. 이 광량 조절은, 일본 특개 2003-93336호 공보와 같이 1개의 램프만으로 초퍼(16) 및 초퍼 구동부(17)가 담당하게 된다.

이에 대하여, 본 실시예에서는, 분광 특성이 서로 다른 2개의 광원을 구비하고 있으므로, 특히 분광 화상 관찰 모드로 하여, 분광 화상 신호를 생성하고, 그 분광 화상을 표시 모니터(106)에 표시하는 경우, 2개의 광원을 이용하여 보다 적절한 분광 화상을 생성할 수 있게 한다.

이 경우, 예를 들면 제어부(42)에 설치한 EEPROM 등의 불휘발성의 메모리(42a)에는, 분광 화상 관찰 모드에서 조명을 행할 때의 양 램프(15, 25A)로부터 라이트 가이드(14)에 공급하는 조명 광량의 비와 최대 광량의 정보가 저장된다. 그리고, 분광 화상 관찰 모드로 설정된 경우에는, 제어부(42)는, 이 정보를 참조하여 광원 구동 제어부(30)를 통하여 광원부(41)로부터 라이트 가이드(14)에 공급되는 조명광을 제어한다.

또한, CCD(21)의 촬상면에는, 광학적으로 색 분해하는 색 필터(22a)가 설치되어 있고, 그 색 필터(22a)의 배열은, 전술한 바와 같이 도 6에 도시하는 바와 같 다. 그리고, 이 색 필터(22a)를 구성하는 R, G, B 필터의 각각의 분광 감도 특성을 도 7에 실선으로 나타낸다.

우선, 통상 화상을 관찰할 때의 광원부(41)의 동작을 설명하면, 제어부(42)로부터의 제어 신호에 기초하여, 광원 구동 제어부(30)는, 광원부(41)의 크세논 램프(15) 측만을 동작시킨다. 이 경우, 초퍼 구동부(17)는, 소정의 위치에 설정되어, 초퍼(16)를 회전시킨다. 크세논 램프(15)로부터의 광속은, 초퍼(16)의 절결부를 통과하여, 집광 렌즈에 의해, 스코프(101)와 광원부(41)의 접속부에 있는 커넥터(11) 내에 설치된 광 파이버 번들인 라이트 가이드(14)의 입사단에, 집광된다. 그리고, 통상 화상은, 전술한 실시예 1에서의 통상 화상의 관찰 동작과 마찬가지로 된다.

다음으로, 분광 화상의 관찰을 할 때에는, 조작자는, 내시경 장치 본체(105)에 설치되어 있는 키보드 혹은 내시경(101)의 조작부(104)에 설치되어 있는 도시하지 않은 스코프 스위치, 본체 처리 장치(43)의 프론트 패널 등을 조작함으로써, 통상 화상으로부터 분광 화상을 관찰하는 지시를 행한다. 이 때, 제어부(42)는, 광원부(41) 및 본체 처리 장치(43)의 제어 상태를 변경한다.

구체적으로는, 제어부(42)는, 메모리(42a)의 제어 정보를 참조하여, 광원부(41)의 광원 구동 제어부(30)로 제어 신호를 보내고, 할로겐 램프(25A)도 점등시킨다. 또한, 제어부(42)는, 양 램프(15, 25A)에 의한 조명 광량이 적정한 광량으로 되도록 초퍼(16) 및 조리개(26b)의 구동을 제어한다.

전술한 바와 같이, CCD(21)로부터의 출력이 포화하는 것은 바람직하지 않기 때문에, 분광 화상의 관찰 시에는, 통상 화상의 관찰 시에 비하여 조명 광량의 최대값을 작게 한다. 또한, 제어부(42)는, CCD(21)로부터의 출력 신호가 포화하지 않도록 광량을 제어함과 함께, 포화하지 않는 범위로 조명 광량을 설정한다.

또한, 제어부(42)에 의한 본체 처리 장치(43)에의 제어 변경으로서는, 절환부(439)로부터 출력되는 신호를 통상 화상 생성부(437)의 출력으로부터 색 조정부(440)의 출력으로 절환한다. 또한, S/H 회로(433a 내지 433c)의 출력은, 매트릭스 연산부(436)에서 증폭·가산 처리가 행해지고, 각각의 대역에 따라서 적산부(438a 내지 438c)에 출력되며, 적산 처리 후에 색 조정부(440)에 출력된다. 초퍼(16)나 조리개(26b)에서, 조명 광량을 작게 한 경우라도, 적산부(438a 내지 438c)에서, 보존·적산함으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 신호 강도를 높일 수 있으며, 또한, S/N이 향상한 분광 화상을 얻을 수 있다.

이하, 본 실시예에서의 구체적인 매트릭스 연산부(436)의 매트릭스 처리에 대하여 기재한다. 본 실시예에 의한 분광 특성이 서로 다른 2개의 램프(15, 25B)를 이용한 경우의 우위성을 설명하기 위해, 우선 먼저 1개의 램프(15)만을 이용한 경우의 일본 특개 2003-93336호 공보의 경우에 상당하는 경우로 설명한다.

1개의 램프(15)뿐인 경우에는, 도 7에 실선으로 나타낸 RGB 색 필터의 분광 감도 특성으로부터, 동일 도면 중에 도시된 이상적인 협대역 밴드 패스 필터 F1 내지 F3(여기서는 각각의 투과 파장 영역을 F1:590㎚∼620㎚, F2:520㎚∼560㎚, F3:400㎚∼440㎚로 하였음)에 가까운 밴드 패스 필터(이하 의사 밴드 패스 필터라고 부름)를 작성하고자 한 경우, 전술한 수학식 1 내지 수학식 5로 표현한 내용에 의해, 전술한 수학식 19의 매트릭스가 최적으로 된다.

또한, 수학식 6 및 수학식 7로 표현한 내용에 의해 보정을 행하면, 전술한 수학식 20의 보정 계수를 얻는다.

또한, 수학식 6으로 표현하는 광원의 스펙트럼 S(λ)는, 예를 들면 크세논 램프(15)뿐인 경우에서는, 도 9에 도시하는 것이고, 수학식 7로 표현하는 주목하는 생체의 반사 스펙트럼 H(λ)는 도 10에 도시하는 것이라고 하는 선견 정보가 사용된다.

따라서, 매트릭스 연산부(436)에서 행해지는 처리는, 수학적으로는 전술한 수학식 21의 매트릭스 연산과 동일 값으로 된다.

이 경우에는, 도 7의 굵은 파선으로 나타내는 바와 같이 생성된 의사 밴드 패스 필터(매트릭스)는, 특히 장파장 측의 것(F1)이 이상적인 것으로부터의 괴리가 크다.

이 때문에, 본 실시예에서는, 분광 화상 관찰 모드 시에는, 크세논 램프(15)보다도 색 온도가 낮은, 즉 발광 특성이 장파장 측으로 어긋난 할로겐 램프(25A)도 점등시키고, 양 램프(15, 25A)에 의한 조명광을 이용하여 의사 밴드 패스 필터(매트릭스)를 생성하는 처리를 행한다.

즉, 조명광에서의 장파장 측의 휘도 레벨을 높임으로써, 장파장 측의 R 신호의 값을 상대적으로 크게 하여, 장파장 측에서의 의사 밴드 패스 필터(매트릭스)의 괴리를 1개의 크세논 램프(15)만을 이용한 경우보다도 개선할 수 있도록 하고 있다.

또한, 이와 같이 하여 의사 필터 특성을 이용하여 생성되는 내시경 화상과, 관찰하고자 하는 생체 조직의 구조는, 도 11 내지 도 26을 이용하여 전술한 바와 같다.

또한, 전술한 실시예, 제1 변형예, 제2 변형예, 제3 변형예 중 어느 쪽의 분광 화상 관찰 모드에도 대응할 수 있도록, 예를 들면 제어부(42)의 메모리(42a)에, 각각의 분광 화상 관찰 모드에 바람직한 정보를 저장하도록 해도 된다.

그리고, 분광 화상 관찰 모드로 절환되었을 때에는, 예를 들면 이전의 최후에 사용된 분광 화상 관찰 모드로 설정하고, 유저의 선택에 의해 다른 분광 화상 관찰 모드에서 선택 사용(절환 사용)할 수 있도록 해도 된다.

도 40은, 이러한 경우에도 대응한 분광 화상 관찰 모드에서 생체 관찰하는 동작을 도시한다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 실시예에서의 분광 화상 관찰 모드, 제1∼제3 변형예의 분광 화상 관찰 모드를 제1∼제4 분광 화상 관찰 모드로서 설명한다.

전원이 투입되고, 전자 내시경 장치(100)가 동작 상태로 되면, 스텝 S1에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 메모리(42a)의 프로그램 정보를 읽어들이고, 이 전자 내시경 장치(100)의 제어 동작을 개시한다. 또한, 메모리(42a)의 각 관찰 모 드 시의 광원부(41)에 대한 제어 정보를 읽어들인다.

그리고, 스텝 S2에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 기동 시의 관찰 모드의 선택을 구한다. 예를 들면, 메뉴 화면을 표시하고, 그 메뉴 화면에 기동 시의 관찰 모드의 선택을 구하는 표시를 행한다. 그리고 유저는, 기동 시의 관찰 모드의 선택을 행한다.

그리고, 통상 화상 관찰 모드가 선택된 경우에는, 스텝 S3에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 메모리(42a)로부터 읽어들인 정보에 기초하여, 광원 제어부(30)로 제어 신호를 보내고, 크세논 램프(15)만을 점등시키고, 통상 화상 관찰 모드로 설정한다. 그리고, 유저는 이 통상 화상 관찰 모드에서, 피검체로서 생체 조직을 관찰한다.

이 통상 화상 관찰 모드로 되면, 스텝 S4에 나타내는 바와 같이, 제어부(42)은 관찰 모드의 절환 지시 대기의 상태로 된다. 그리고, 내시경(101) 등에 설치된 관찰 모드의 절환 스위치 등이 조작되어 관찰 모드의 절환 지시가 행해지면, 스텝 S5에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 메모리(42a)로부터 읽어들인 정보에 기초하여 광원 구동 제어부(30)로 제어 신호를 보내고, 할로겐 램프(25A)를 점등시킨다.

또한, 스텝 S6에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 어느 분광 화상 관찰 모드에서 관찰할지의 선택을 구한다. 유저는, 관찰하고자 하는 희망 분광 화상 관찰 모드의 선택을 행한다. 그리고, 제k(k=1∼4)의 분광 화상 관찰 모드를 선택한 것으로 한다. 그러면, 스텝 S7에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 선택된 제k 분 광 화상 관찰 모드에 대응한 제어 정보를 참조하여, 크세논 램프(15)와 할로겐 램프(25A)의 광량비를 설정함과 함께, 최대 광량을 설정한다.

또한, 제어부(42)는 이에 연동하여 매트릭스 연산부(436)의 계수를, 이 제k 분광 화상 관찰 모드의 선택에 연동하여 선택 설정하고, 이 연동한 계수의 선택 설정에 의해, 제k 분광 화상 관찰 모드의 경우의 분광 화상 신호를 양호한 정밀도로 생성할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 유저는, 이 제k 분광 화상 관찰 모드에서 관찰할 수 있다. 이 제k 분광 화상 관찰 모드로 설정하면, 스텝 S8에 나타내는 바와 같이, 제어부(42)는 다른 분광 화상 관찰 모드로의 절환을 감시하는 상태로 된다. 그리고, 제m(m≠k)의 분광 화상 관찰 모드로의 절환 조작이 행해지면, 스텝 S7에 나타내는 바와 같이, 선택된 제m의 분광 화상 관찰 모드에 대응한 정보를 참조하여, 크세논 램프(15)와 할로겐 램프(25A)의 광량비를 설정함과 함께, 최대 광량을 설정한다.

또한, 스텝 S8에서 다른 분광 화상 관찰 모드로의 절환 조작이 행해지지 않으면, 스텝 S9에 나타내는 바와 같이 제어부(42)는, 관찰 모드의 절환 지시가 행해졌는지의 판정을 행한다.

관찰 모드의 절환 지시가 행해지지 않은 경우에는, 스텝 S8로 되돌아가고, 관찰 모드의 절환 지시가 행해지면, 스텝 S10에 나타내는 바와 같이 할로겐 램프(25A)의 소등 제어를 행한 후, 스텝 S3으로 되돌아간다.

또한, 전술한 제어 처리에서, 할로겐 램프(25A)를 소등하는 대신에 조리개(26b)를 닫는 제어를 행하도록 하여, 관찰 모드의 절환 시에서의 응답성을 향상 하도록 해도 된다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 실시예 1의 효과를 발생시킬 수 있으며, 또한, 분광 화상을 얻기 위해 발광 특성이 서로 다른 복수의 광원을 이용하고 있으므로, 1개의 광원의 경우보다도 보다 정밀도가 높은 분광 화상을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서의 매트릭스 연산부(436)는, 변형예로서 도 28에 도시하는 바와 같은 구성이어도 된다.

또한, 실시예 1의 전자 내시경 장치(100)에서는, 조명광을 발생하는 광원부(41)와, 신호 처리를 행하는 본체 처리 장치(43)가 일체의 구성을 나타내고 있지만, 도 41에 도시하는 전자 내시경 장치(100B)와 같이 광원부(41)와 본체 처리 장치(43)를 별개의 부재의 구성으로 해도 된다. 도 41의 구성예에서는 제어부(42)를 본체 처리 장치(43) 내에 설치하고, 광원부(41) 내의 광원 구동 제어부(30)와, 통신 케이블에 의해 제어 신호를 송수신할 수 있도록 하고 있다.

본 변형예는, 도 4에 도시하는 실시예 1의 경우와 거의 마찬가지의 작용 효과를 갖는다.

[실시예 8]

다음으로 본 발명의 실시예 8을 도 42 내지 도 45를 참조하여 설명한다. 본 실시예에 따른 전자 내시경 장치는, 도 38의 광원부(41)를 도 42에 도시하는 광원부(41B)로 변경한 구성이다.

이 광원부(41B)는, 도 39에 도시하는 광원부(41)에서, 제2 광원으로서 이용하고 있던 할로겐 램프(25) 대신에 휘선 스펙트럼을 갖는 초고압 수은 램프(이하, 간단히 수은 램프라고 약기)(35)를 채용하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 크세논 램프(15)와 하프 미러(18A) 사이에는, 조리개(26a)를 배치하고, 조리개 구동부(27a)에 의해 조리개(26a)의 개구량을 가변 구동하도록 하고 있다.

그리고, 크세논 램프(15)의 광은, 조리개(26a)에서 광량 조정된 후, 하프 미러(18A)에 입사하고, 수은 램프(35)의 광을 조리개(26b)에서 광량 조정하여 하프 미러(18A)에 입사하여, 이 하프 미러(18A)에 의해 크세논 램프(15)로부터의 광과 광 혼합하는 광 혼합부(36)가 형성되어 있다.

또한, 크세논 램프(15) 및 수은 램프(35)는, 광원 구동 제어부(30)에 의해, 그 내부의 점등 구동 회로를 통하여 점등 및 소등이 제어되고, 조리개 구동부(27a, 27b)도 광원 구동 제어부(30)에 의해 그 구동 동작이 제어된다.

도 43은, 크세논 램프(15)의 발광의 분광 특성을 도시하고, 가시 영역에 걸쳐 브로드한 강도 분포를 갖는다. 또한, 도 44는 수은 램프(35)의 발광 특성을 도시하고, 가시 영역에 걸쳐 브로드한 강도 분포를 가짐과 함께, 복수의 휘선 스펙트럼을 갖는다.

그리고, 본 실시예에서는, 통상 화상 관찰 모드에서는, 크세논 램프(15)만을 점등하여 통상 화상을 표시 모니터(106)에 표시한다.

한편, 분광 화상 관찰 모드에서는, 크세논 램프(15)와 수은 램프(35)를 점등하고, 그 때 양 램프(15, 35)에 의한 광량비를 설정하며, 또한 전체 광량을 제한한 조명광, 예를 들면, 도 45에 도시하는 바와 같이 광 혼합부(36)에 의해 광 혼합된 조명광을 라이트 가이드(14)에 공급하고, 분광 화상을 표시 모니터(106)에 표시한다.

본 실시예에 따르면, 분광 화상 관찰 모드 시에는, 복수의 휘선 스펙트럼을 갖는 조명광을 채용함으로써, 각 휘선 스펙트럼 부분에서의 신호 강도를 크게 할 수 있어, 휘선 스펙트럼을 갖지 않는 경우보다도 분광 화상 신호를 양호한 정밀도로 산출할 수 있다. 그리고 신뢰성이 높은 분광 화상을 얻을 수 있다.

[실시예 9]

다음으로 본 발명의 실시예 9를 도 46 내지 도 51을 참조하여 설명한다. 도 46에 도시하는 본 실시예에 따른 전자 내시경 장치(100)는, 도 46의 광원부(41)를 도 47에 도시하는 광원부(41C)로 변경한 구성이다.

도 47에 도시하는 바와 같이 이 광원부(41C)는, 도 42에 도시하는 광원부(41B)에서, 수은 램프(35) 대신에 반도체 광원으로서의 발광 다이오드부(LED부)(37)를 채용하고 있다. 이 LED부(37)는, 복수의 발광 스펙트럼을 갖는 복수, 구체적으로는 4개의 LED(38a∼39d)로 구성되어 있다.

도 48은, 이들 LED(38a∼39d)의 발광 스펙트럼(분광 특성)을 도시한다. 이 경우의 발광 스펙트럼은, 생성하고자 하는 분광 화상 신호의 파장 부근에서 휘선 스펙트럼 내지는 휘선 스펙트럼을 약간 브로드하게 한 스펙트럼을 갖도록 되어 있다. 또한, 4개의 경우로 나타내고 있지만, 이 수에 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 실시예에서는, 광원 구동 제어부(30C)는, LED부(37)를 구성하는 복수의 LED(38a∼38d)를 발광 구동하는 LED 드라이버(39a∼39d)와, 크세논 램프(15) 의 점등을 행하는 램프 점등 회로(161)와, 이들 LED 드라이버(39a∼39d), 램프 점등 회로(161), 및 조리개 구동부(27a, 27b)를 제어하는 제어 회로(62)로 구성되어 있다.

이 제어 회로(62)는, 제어부(42)로부터의 제어 신호에 따라서, 이 광원부(41C)의 광 혼합부(36)로부터 라이트 가이드(14)에 공급하는 조명광을 제어한다.

본 실시예에서는, 통상 화상 관찰 모드에서는, 크세논 램프(15)만을 점등하여 통상 화상을 표시 모니터(106)에 표시한다.

한편, 분광 화상 관찰 모드에서는, 크세논 램프(15)와 LED(38a∼38d)를 점등하고, 그 때 크세논 램프(15), LED(38a∼39d)에 의한 광량비를 설정하며, 또한 전체 광량을 제한한 조명광, 예를 들면, 도 49에 도시하는 바와 같이, 광 혼합부(36)에 의해 광 혼합된 조명광을 라이트 가이드(14)에 공급하고, 분광 화상을 표시 모니터(106)에 표시한다.

본 실시예에 따르면, 실시예 8과 유사한 효과를 갖는다. 즉, 분광 화상 관찰 모드 시에는, 복수의 휘선 스펙트럼에 가까운 강도 분포를 갖는 조명광을 채용함으로써, 분광 화상 신호를 생성하는 경우에서의 그 파장 부분에서의 신호 강도를 크게 할 수 있어, 이러한 특성을 갖지 않는 조명광의 경우보다도 분광 화상 신호를 양호한 정밀도로 산출할 수 있다.

또한, 산출하고자 하는 분광 화상 신호의 파장에 따라서, LED를 선택 사용함으로써, 그 파장으로 휘선 스펙트럼 형상으로 발광시킬 수 있어, 양호한 정밀도의 분광 화상 신호를 얻을 수 있다.

도 50은 변형예에서의 광원부(41D)를 도시한다. 본 변형예는, 도 47의 광원부(41C)에서 LED부(37) 대신에 레이저 다이오드(이하, LD라고 약기함)부(67)를 채용하고 있다.

즉, 도 47에서의 LED(38a∼38d) 대신에 LD(68a∼68d)를 채용하고 있다. 또한, 도 47에서의 제어 회로(30C)에서, LED 드라이버(39a∼39d) 대신에 LD 드라이버(69a∼69d)를 채용하고 있다.

LD(68a∼68d)는, 예를 들면 LED(38a∼38d)의 발광 스펙트럼의 폭을 보다 좁게 한 광으로 발광한다. 그리고, 실시예 7과 같이 통상 화상 관찰 모드 시에는 크세논 램프(15)만이 조명광으로서 이용되고, 분광 화상 관찰 모드 시에는 크세논 램프(15)와 함께, LD(68a∼68d)가 점등된다.

도 51의 (A)는, 광 혼합부(36)로부터 라이트 가이드(14)에 공급되는 조명광의 분광 특성예를 도시하고, 도 49에서의 조명광에서, LED(38a∼38d)에 의한 발광 스펙트럼의 폭을 보다 좁게 한 휘선 스펙트럼을 갖는 특성으로 되어 있다.

본 변형예에 따르면, 실시예 7과 유사한 효과를 갖는다. 즉, 원하는 파장에서의 분광 화상 신호를 얻고자 한 경우, 그 파장 부분에서 휘도 레벨의 휘선 형상이 커진 조명광을 이용함으로써, 그 파장에서의 신호 레벨을 크게 할 수 있어, 원하는 분광 화상 신호를 보다 양호한 정밀도로 산출할 수 있다.

또한, 도 51의 (B), 도 51의 (C)에 도시하는 바와 같이, 광 혼합부(36)로부터 라이트 가이드(14)에 공급되는 조명광의 분광 특성을 도시하지 않은 스코프 스위치 등에 의해 유저가 변경(선택)할 수 있게 해도 된다.

도 51의 (B), 도 51의 (C)에서는, 점등하는 LD의 수를 변경(선택)한 것이다. 도 51의 (B)는, 도 51의 (A)에서, 점등하는 LD의 수를 간단히 변경한 예를 도시하고 있지만, 도 51의 (C)에서는, 실질적으로 LD만을 점등하고, 크세논 램프(15)를 소등한 경우에 상당한다.

도 51의 (B)의 경우에는, 2개의 휘선 스펙트럼 부분에서의 분광 화상 신호를 생성하는 경우에 유효하게 된다. 또한, 도 51의 (C)에 따르면, 2개의 휘선 스펙트럼 부분의 광만으로 되기 때문에, 보다 양호한 정밀도의 분광 화상 신호를 생성할 수 있다. 도 51의 (C)는, 2개의 파장에서의 분광 화상 신호를 얻는 경우에 유효하며, 다른 파장의 분광 화상 신호를 얻는 경우에는, 그 분광 화상 신호에 대응하는 파장으로 기선 스펙트럼을 갖는 LD를 발광시키면 된다. 또한, LD의 경우에서 설명한 LED의 경우에도 마찬가지로 적용해도 된다.

즉, 복수의 LED(38a∼38d), LD(68a∼68d) 등(그 수를 보다 많게 해도 됨)을 분광 화상 관찰 모드에서 점등 사용하는 경우, 산출하고자 하는 분광 화상 신호에 따라서 점등하는 LED(38a∼38d), LD(68a∼68d) 등을 선택하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 보다 광범위한 파장에 대하여 양호한 정밀도로, 원하는 분광 화상을 얻을 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는 CCD(21)의 색 필터(22a)로서 도 6에 도시한 것을 채용하고 있었지만, 변형예로서, 도 32에 도시하는 색 필터를 채용해도 된다. 이 경우의 전자 내시경 장치의 구성에 관하여 실시예 7과 대부분 동일하므로, 상이한 점만 설명하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

실시예 7에서는, 도 32에서 도시하는 바와 같이, RGB 원색형 컬러 필터가 이용되는 것에 대하여, 본 변형예에서는, 보색형의 컬러 필터를 이용한다.

이 경우, CCD(21)의 전체 화소 읽어내기를 행하고, 각 색 필터로부터의 화상을 신호 처리 또는 화상 처리하게 된다. 또한, 원색형 컬러 필터에 대한 수학식 1∼수학식 8 및 수학식 19∼수학식 21에 대하여, 보색형 컬러 필터의 경우로 변형하면, 상기한 수학식 27∼수학식 33과 같이 된다. 수학식 27∼수학식 33에 대해서는, 전술한 바와 같으므로, 설명은 생략한다. 보색형 컬러 필터를 이용한 경우의 분광 감도 특성, 목표로 하는 밴드 패스 필터 및 상기 수학식 27 내지 수학식 33에 의해 구해진 의사 밴드 패스 필터의 특성은, 전술한 도 33에 도시하는 바와 같다.

또한, 본 실시예에서도, 보색형 필터를 이용하는 경우에는, 도 4에서 도시되는 S/H 회로는, 각각 R·G·B가 아니라, G·Mg·Cy·Ye에 대하여 행해지는 것은 물론이다.

또한, 보색형 컬러 필터를 사용한 경우라도 전술한 수학식 9∼수학식 18로 표현한 매트릭스 추정 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 보색 필터의 수가 4개인 경우에는, 수학식 14에서 가정한 생체 분광 반사율을 3개의 기본적인 분광 특성으로 근사할 수 있다고 하는 부분이 4개, 내지는 4개 이하로 된다. 따라서, 이에 맞추어, 추정 매트릭스를 연산하기 위한 차원은 3으로부터 4로 변경된다.

또한, 전술한 각 실시예를 부분적으로 조합하는 등으로 하여 구성되는 실시예 등도 본 발명에 속한다.

이상 설명한 바와 같이, 각 실시예에 따르면, 신호 처리에 의해 얻어진 분광 화상에 기초하는 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 관찰에 바람직한 색조의 화상 정보에 조정할 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 이상 설명한 각 실시예에서는, 조명부로서 내시경 장치 본체(105) 내에 배치한 광원부(41, 41B) 등에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 조명부로서 예를 들면, 내시경(101)의 선단에 LED(발광 다이오드)를 설치한 구성이어도 된다.

이상과 같이, 본 발명의 각 실시예에 따르면, 보다 정밀도 혹은 신뢰성이 높은 분광 신호를 얻을 수 있다.

본 발명은, 전술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서, 여러 가지의 변경, 개변 등이 가능하다.

광대역의 조명광을 조사하여, 통상 화상과 함께 협대역의 분광 화상을 얻을 수 있도록 하여 생체 조직의 표면 부근이나 보다 심부측의 혈관 주행 패턴 등을 시인하기 쉬운 상태에서 관찰할 수 있게 된다.

본 출원은, 2005년 5월 11일에 일본에 출원된 일본 특원 2005-138929호, 2005년 5월 11일에 일본에 출원된 일본 특원 2005-138930호, 2005년 5월 13일에 일본에 출원된 일본 특원 2005-141539호를 우선권 주장의 기초로 하여 출원하는 것이 며, 상기한 개시 내용은, 본원 명세서, 청구의 범위에 인용되는 것으로 한다.

Claims

피검체인 생체에 광을 조사하는 조명부, 및/또는 그 조명부로부터의 조명광에 기초하여 상기 생체로부터 반사되는 광을 광전 변환하여, 촬상 신호를 생성하는 촬상부의 동작을 제어하며, 표시 장치에 상기 촬상 신호를 출력하는 신호 처리 제어부를 구비한 생체 관측 장치용의 신호 처리 장치로서,

상기 촬상 신호로부터 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 분광 신호를 신호 처리에 의해 생성하는 분광 신호 생성부와,

상기 분광 신호를 상기 표시 장치에 출력할 때에 그 분광 신호를 형성하는 복수의 대역마다 색조를 조정하는 색 조정부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부는, 전자 회로 처리에 의해 상기 분광 신호의 생성을 행하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부는, 수치 데이터 처리에 의해 상기 분광 신호의 생성을 행하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부는, 상기 조명부 및/또는 상기 촬상부의 분광 특성에 기초하여 산출된 계수를 사용하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부는, 상기 피검체의 반사 특성에 기초하여 산출된 계수를 사용하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호는, 마이너스의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호는, 주로 400㎚ 내지 440㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호, 또는 주로 520㎚ 내지 560㎚의 파장 대역에서 조사 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제7항에 있어서,

상기 색 조정부는, 주로 400㎚ 내지 440㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 표시 출력 장치의 B와 G채널에, 주로 520㎚ 내지 560㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 표시 출력 장치의 R채널에 각각 출력하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호는, 주로 400㎚ 내지 440㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호, 또는 주로 430㎚ 내지 470㎚의 파장 대역에서 조사 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호, 또는 주로 480㎚ 내지 520㎚의 파장 대역에서 조사 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제9항에 있어서,

상기 색 조정부는, 주로 400㎚ 내지 440㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 표시 출력 장치의 B채널에, 주로 430㎚ 내지 470㎚의 파장 대역에서 조사 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 표시 출력 장치의 G채널에, 주로 480㎚ 내지 520㎚의 파장 대역에서 조명 또는 촬상된 경우에 상당하는 신호를 표시 출력 장치의 R채널에 각각 출력하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호의 생성에 사용되는 계수의 산출은, 상기 피검체의 분광 특성을 복수의 기본 분광 특성의 선형 합으로 근사 가능한 것을 가정하여 행해지는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 기본 분광 특성의 수는, 상기 반사되는 광의 색 분해의 수 이하인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 기본 분광 특성은, 상기 피검체의 분광 특성 데이터의 집합을 주성분 분석 혹은 직교 전개함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 분광 신호의 생성에 사용되는 계수의 산출이, 상기 피검체의 분광 특성, 상기 조명부의 분광 특성, 및 촬상부의 분광 특성이 소정의 파장 대역폭 중에서 각각, 하나의 수치로 근사 가능한 것을 가정하여 행해지는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 색 조정부는, 복수의 상기 분광 신호를 파장이 짧은 순으로부터, 표시 출력부의 B, G, R 컬러 채널에 소정의 출력 조정을 행하여 출력하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 색 조정부는, 복수의 상기 분광 신호 중에서 가장 높은 콘트라스트로 출력하고자 하는 피검체 정보를 포함하는 채널을 표시 출력 장치에서 휘도로서 재현되도록, 신호 변환을 행하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 색 조정부는, 상기 피검체의 특징이 표시 출력 장치에서 소정의 목표 색으로 재현되도록 조정 출력되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 피검체는, 혈관 및/또는 점막 미세 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 생체 관측 장치는 전자 내시경 장치인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 촬상 신호는, 색 분해부를 거쳐 생성되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 촬상부는, 내시경에 포함되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제21항에 있어서,

상기 내시경은, 연성 거울인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제21항에 있어서,

상기 내시경은, 경성 거울인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 촬상부는, 구강 카메라에 포함되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 촬상부는, 상기 생체의 표면에 접촉시킨 상태에서, 상기 생체를 촬상하는 카메라에 포함되는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제20항에 있어서,

상기 색 분해부는, 상기 촬상부에 설치된 색 필터인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제20항에 있어서,

상기 색 분해부는, 상기 조명부에 설치된 색 필터인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제20항에 있어서,

상기 색 분해부의 원색은, RGB 원색계인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
제20항에 있어서,

상기 색 분해부의 원색은, CMY 보색계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치용 신호 처리 장치.
피검체인 생체에 조사하는 조명광에 기초하여 상기 생체로부터 반사되는 광을 광전 변환하여, 광대역의 촬상 신호를 생성하는 촬상부의 동작을 제어하며, 표시 장치에 상기 촬상 신호를 출력하는 생체 관측 장치로서,

상기 촬상 신호로부터 광학적 파장 협대역의 화상에 대응하는 분광 신호를 신호 처리에 의해 생성하는 분광 신호 생성부와,

상기 분광 신호를 상기 표시 장치에 출력할 때에 그 분광 신호를 형성하는 복수의 대역마다 색조를 조정하는 색 조정부와,

상기 조명광으로서, 서로 분광 특성이 다른 복수의 조명광을 출사하는 복수의 광원

을 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치.
제30항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부와 상기 색 조정부를 포함하는 신호 처리 제어부를 갖고, 그 신호 처리 제어부는, 상기 복수의 광원 중 어느 쪽을 조명광으로 이용할지의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치.
제30항 또는 제31항에 있어서,

상기 분광 신호 생성부는, 상기 복수의 광원으로부터 원하는 분광 특성을 갖는 복수의 조명광을 생성하는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 광원 중, 적어도 하나가 반도체 광원인 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치.
제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 광원 중, 적어도 하나가 휘선 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 생체 관측 장치.