KR20090030346A

KR20090030346A - 내시경 장치 및 그 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR20090030346A
Application number: KR1020097003248A
Authority: KR
Inventors: 겐지 야마자끼; 가즈히로 고노
Original assignee: 올림푸스 메디칼 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2009-03-24
Also published as: EP2052673B1; EP2052673A1; CN101505649B; EP2052673A4; KR101184841B1; CN101505649A; JP4868976B2; WO2008020499A1; JP2008043604A; US20090149706A1

Abstract

본 발명의 대역별 신호 변환부(101)는, 회전 필터(14)에 의한 1조의 면순차 광의 조사에 의해 얻어진 RGB 화상 신호로부터 통상 관찰광 화상을 생성하기 위한 WLI-R, WLI-G, WLI-B 및 협대역광 화상을 생성하기 위한 NBI-R, NBI-G, NBI-B를 생성하고, 합성 회로(201)는, WLI-R, WLI-G, WLI-B의 면 순차 색 신호와, NBI-R, NBI-G, NBI-B의 면 순차 색 신호를 합성한다. 이것에 의해 간단한 구성이며, 동일한 생체 조직을 리얼타임으로 통상광 관찰 화상과 협대역광 관찰에 의해 동시 관찰하는 것을 가능하게 한다.

내시경, 생체 조직, 통상광, 협대역광 화상, 면 색차 신호

Description

내시경 장치 및 그 신호 처리 방법{ENDOSCOPIC DEVICE AND ITS PROCESSING METHOD}

본 발명은, 내시경 장치에 관한 것으로，특히 생체 조직의 상을 촬상하여 신호 처리하는 내시경 장치 및 그 신호 처리 방법에 관한 것이다．

종래부터, 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 복귀광에 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 관찰하도록 되어 있다.

내시경 장치에서 통상의 생체 조직 관찰을 행하는 경우에는, 광원 장치에서 가시광 영역의 백색광을 발광하고, 예를 들면 RGB 등의 회전 필터를 통함으로써 면순차 광을 피사체에 조사하고, 이 면순차 광에 의한 복귀광을 비디오 프로세서에 의해 동시화하여 화상 처리함으로써 컬러 화상을 얻거나, 내시경의 촬상 수단의 촬상면의 전면에 컬러 칩을 배치하고 백색광에 의한 복귀광을 컬러 칩에 의해 각 색 성분마다 분리함으로써 촬상하고 비디오 프로세서에 의해 화상 처리함으로써 컬러 화상을 얻고 있다.

한편，생체 조직에서는, 조사되는 광의 파장에 의해 광의 흡수 특성 및 산란 특성이 서로 다르기 때문에，예를 들면 일본 특허 공개 제2002-95635호 공보에서는, 가시광 영역의 조명광을 이산적인 분광 특성의 협대역의 RGB 면순차 광을 생체 조직에 조사하고, 생체 조직의 원하는 심부의 조직 정보를 얻는 협대역광 내시경 장치가 제안되어 있다.

그러나, 종래의 내시경 장치에서, 통상광 관찰과 협대역광 관찰을 행하기 위해는, 통상광과 협대역광을 각각 다른 타이밍에서 생체 조직에 조사하여만 하여, 광원이나 광학 필터의 구성이 복잡해진다고 하는 문제가 있다.

또한，통상광과 협대역광을 각각 다른 타이밍에서 생체 조직에 조사하고 있기 때문에, 동일한 생체 조직을 리얼타임으로 통상광 관찰 화상과 협대역광 관찰에 의한 동시 관찰을 할 수 없다고 하는 문제도 있다.

본 발명은, 전술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성에 의해, 동일한 생체 조직을 리얼타임으로 통상광 관찰 화상과 협대역광 관찰에 의해 동시 관찰할 수 있는 내시경 장치 및 그 신호 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 일 양태의 내시경 장치는, 피검체에 조명광을 조사하는 조명 수단과, 상기 조명 수단으로부터의 조명광에 의해 조명된 상기 피검체의 피검체 상을 수광하고, 상기 피검체의 생체 화상 정보를 취득하는 생체 화상 정보 취득 수단과, 상기 조명 수단과 상기 생체 화상 정보 취득 수단에 이르는 광로 상에 배치되고, 상기 피검체에 대한 광의 심달도에 따라서 배분된 복수의 파장 대역 중 적어도 1개의 파장 대역을 소정 대역폭으로 제한하는 대역 제한 수단과, 상기 생체 화상 정보 취득 수단이 취득한 상기 생체 화상 정보를, 상기 소정 대역폭의 상기 복수의 파장 대역의 대역 제한 광의 조사에 따른 제1 생체 화상 신호 정보와, 상기 조명광의 조사에 따른 제2 생체 화상 정보로 변환하는 생체 화상 정보 변환 수단과, 상기 생체 화상 정보 변환 수단에 의해 변환된 상기 제1 생체 화상 신호 정보 및 상기 제2 생체 화상 신호 정보에 기초하여, 표시 수단에 표시하는 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단을 구비하여 구성된다.

또한，본 발명의 일 양태에 의한 내시경 장치의 신호 처리 방법은, 피검체에 조명광을 조사하는 조명 스텝과, 상기 조명광에 의해 조명된 상기 피검체의 피검체상을 수광하고, 상기 피검체의 생체 화상 정보를 취득하는 생체 화상 정보 취득 스텝과, 상기 조명 수단과 상기 생체 화상 정보 취득 수단에 이르는 광로 상에서, 상기 피검체에 대한 광의 심달도에 따라서 배분된 복수의 파장 대역 중 적어도 1개의 파장 대역을 소정 대역폭으로 제한하는 대역 제한 스텝과, 상기 생체 화상 정보 취득 스텝에서 취득한 상기 생체 화상 정보를, 상기 소정 대역폭의 상기 복수의 파장 대역의 대역 제한광의 조사에 따른 제1 생체 화상 신호 정보와, 상기 조명광의 조사에 따른 제2 생체 화상 정보로 변환하는 생체 화상 정보 변환 스텝과, 상기 생체 화상 정보 변환 스텝에 의해 변환된 상기 제1 생체 화상 신호 정보 및 상기 제2 생체 화상 신호 정보에 기초하여, 표시 수단에 표시하는 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 스텝을 구비하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도.

도 2는 도 1의 회전 필터의 구성을 나타내는 구성도.

도 3은 회전 필터의 필터 조의 분광 특성을 나타내는 도면.

도 4는 도 1의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도.

도 5는 도 4의 BPF의 진폭 특성을 나타내는 도면.

도 6은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제1 도.

도 7은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제2 도.

도 8은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제3 도.

도 9는 도 1의 γ 보정 회로의 γ 보정 특성을 타내는 도면.

도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도.

도 11은 도 10의 원색 컬러 필터의 구성을 나타내는 구성도.

도 12는 도 11의 원색 컬러 필터의 투과 특성을 나타내는 도면.

도 13은 도 10의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도.

도 14는 본 발명의 실시예 3에 따른 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도.

도 15는 도 14의 열선 커트 필터의 투과 특성을 나타내는 도면.

도 16은 도 14의 보색 필터의 구성을 나타내는 구성도.

도 17은 도 14의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도.

도 18은 도 14의 열선 커트 필터의 투과 특성의 변형예를 나타내는 도면.

도 19는 도 14의 대역별 신호 변환부의 변형예의 구성을 나타내는 구성도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

<실시예 1>

도 1 내지 도 9는 본 발명의 실시예 1에 관한 것으로，도 1은 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도, 도 2는 도 1의 회전 필터의 구성을 나타내는 구성도, 도 3은 도 2의 회전 필터의 필터 조의 분광 특성을 나타내는 도면, 도 4는 도 1의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도, 도 5는 도 4의 BPF의 진폭 특성을 나타내는 도면, 도 6은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제1 도, 도 7은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제2 도, 도 8은 도 1의 관찰 모니터의 표시예를 나타내는 제3 도, 도 9는 도 1의 γ 보정 회로의 γ 보정 특성을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 내시경 장치(1)는, 체강 내에 삽입하여 체강 내 조직을 촬상하는 생체 화상 정보 취득 수단으로서 CCD(2)를 갖는 전자 내시경(3)과, 전자 내시경(3)에 조명광을 공급하는 광원 장치(4)와, 전자 내시경(3)의 CCD(2)로부터의 촬상 신호를 신호 처리하여 내시경 화상을 관찰 모니터(5)에 표시하는 비디오 프로세서(7)로 구성된다.

광원 장치(4)는, 조명 수단으로서의 조명광(백색광)을 발광하는 크세논 램프(11)와, 백색광의 열선을 차단하는 열선 커트 필터(12)와, 열선 커트 필터(12)를 통한 백색광의 광량을 제어하는 조리개 장치(13)와, 조명광을 면순차 광으로 하는 대역 제한 수단으로서의 회전 필터(14)와, 전자 내시경(3) 내에 배설된 라이트 가이드(15)의 입사면에 회전 필터(14)를 통한 면순차 광을 집광시키는 집광 렌즈(16)와, 회전 필터(14)의 회전을 제어하는 제어 회로(17)를 구비하여 구성된다.

회전 필터(14)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 원반 형상으로 구성되고 중심을 회전축으로 한 구조로 되어 있으며, 직경 부분에는 도 3에 도시한 바와 같은 분광 특성의 면순차 광을 출력하기 위한 필터 조를 구성하는 R 필터부(14r), G 필터부(14g), B 필터부(14b)가 배치되어 있다. R 필터부(14r), G 필터부(14g)는, 오버랩한 분광 특성이지만, B 필터부(14b)의 분광 특성은, 예를 들면 파장 영역이 λ11∼λ12는 405∼425㎚의 협대역으로 되어 있다. 또한，B 필터부(14b)의 파장 영역 λ11∼λ12를 400∼440㎚로 하여도 된다.

그리고, 회전 필터(14)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제어 회로(17)에 의해 회전 필터 모터(18)의 구동 제어가 이루어져 회전된다.

또한，크세논 램프(11), 조리개 장치(13) 및 회전 필터 모터(18)에는 전원부(10)로부터 전력이 공급된다.

비디오 프로세서(7)는, CCD 구동 회로(20), 앰프(22), 프로세스 회로(23), A/D 변환기(24), 화이트 밸런스 회로(W.B)(25), 셀렉터(100), 생체 화상 정보 변환 수단으로서의 대역별 신호 변환부(101), 셀렉터(102), γ 보정 회로(26), 확대 회로(27), 강조 회로(28), 셀렉터(29), 동시화 메모리(30, 31, 32), 화상 처리 회로(33), D/A 회로(34, 35, 36), 타이밍 제너레이터(T.G)(37), 제어 회로(200), 표 시 화상 생성 수단으로서의 합성 회로(201)를 구비하여 구성된다.

CCD 구동 회로(20)는, 전자 내시경(3)에 설치된 상기 CCD(2)를 구동하고, 회전 필터(14)의 회전에 동기한 면 순차의 촬상 신호를 출력하는 것이다. 또한，앰프(22)는 전자 내시경(3)의 선단에 설치되어 있는 대물 광학계(21)를 통하여 CCD(2)에 의해 체강 내 조직을 촬상한 면 순차의 촬상 신호를 증폭하는 것이다.

프로세스 회로(23)는, 상기 앰프(22)를 통한 면 순차의 촬상 신호에 대하여 상관 이중 샘플링 및 노이즈 제거 등을 행한다. A/D 변환기(24)는, 상기 프로세스 회로(23)를 거친 면 순차의 촬상 신호를 디지털 신호의 면 순차의 화상 신호로 변환한다.

W.B(25)는, 상기 A/D 변환기(24)에 의해 디지털화된 면 순차의 화상 신호에 대하여, 예를 들면 화상 신호의 G 신호를 기준으로 화상 신호의 R 신호와 화상 신호의 B 신호의 밝기가 동등하게 되도록 게인 조정을 행하여 화이트 밸런스 처리를 실행한다(즉, W.B(25)는, 예를 들면 화이트 캡을 전자 내시경(3)의 선단에 장착한 상태와 같이, 피사체를 백색면으로 하였을 때에 얻어지는 R 신호, G 신호, B 신호 각각의 신호를 구하고, G 신호에 대한 밝기의 비에 기초하여 산출한 게인 계수를, R 신호, B 신호로 승산함으로써, G 신호와 밝기가 동등하게 되는 R 신호, B 신호를 생성하는 처리인 화이트 밸런스 처리를 실행한다).

셀렉터(100)는, 상기 W.B(25)로부터의 면 순차의 화상 신호를 대역별 신호 변환부(101)의 각 부에 분류하여 출력한다. 대역별 신호 변환부(101)는, 상기 셀렉터(100)로부터의 화상 신호를 통상광 관찰용 화상 신호와 협대역광 관찰용 화상 신호로 변환한다. 셀렉터(102)는, 상기 대역별 신호 변환부(101)로부터의 통상광 관찰용 화상 신호와 협대역광 관찰용 화상 신호의 면 순차의 화상 신호를 γ 보정 회로(26) 및 합성 회로(201)에 순차적으로 출력한다.

γ 보정 회로(26)는, 상기 셀렉터(102) 혹은 상기 합성 회로(201)로부터의 면 순차의 화상 신호에 대하여 γ 보정 처리를 실시한다. 확대 회로(27)는, 상기 γ 보정 회로(26)에서 γ 보정 처리된 면 순차의 화상 신호를 확대 처리한다. 강조 회로(28)는, 상기 확대 회로(27)에서 확대 처리된 면 순차의 화상 신호에 윤곽 강조 처리를 실시한다. 셀렉터(29) 및 동시화 메모리(30, 31, 32)는, 강조 회로(28)로부터의 면 순차의 화상 신호를 동시화하기 위한 것이다.

화상 처리 회로(33)는, 상기 동시화 메모리(30, 31, 32)에 저장된 면 순차의 각 화상 신호를 읽어내고, 동화상 색 어긋남 보정 처리 등을 행한다. D/A 회로(34, 35, 36)는, 상기 화상 처리 회로(33)로부터의 화상 신호를 아날로그의 영상 신호로 변환하여 관찰 모니터(5)에 출력한다. T.G(37)는, 상기 광원 장치(4)의 제어 회로(17)로부터, 회전 필터(14)의 회전에 동기한 동기 신호를 입력받아, 각종 타이밍 신호를 상기 비디오 프로세서(7) 내의 각 회로에 출력한다.

또한，전자 내시경(2)에는, 모드 절환 스위치(41)가 설치되어 있고, 이 모드 절환 스위치(41)의 출력이 비디오 프로세서(7) 내의 모드 절환 회로(42)에 출력되도록 되어 있다. 비디오 프로세서(7)의 모드 절환 회로(42)는, 제어 신호를 조광 제어 파라미터 절환 회로(44) 및 제어 회로(200)에 출력하도록 되어 있다. 조광 회로(43)는 조광 제어 파라미터 절환 회로(44)로부터의 조광 제어 파라미터 및 프 로세스 회로(23)를 거친 촬상 신호에 기초하여 광원 장치(4)의 조리개 장치(13)를 제어하여 적정한 밝기 제어를 행하도록 되어 있다.

다음으로, 대역별 신호 변환부(101)를 도 4를 이용하여 설명한다. 셀렉터(100)는, W.B(25)로부터의 면 순차의 화상 신호(각 색 신호)를 T.G(37)로부터의 타이밍 신호에 기초하여, 순차적으로, 대역별 신호 변환부(101)에 출력한다.

대역별 신호 변환부(101)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 셀렉터(100)로부터의 색 신호인 R 신호는 통상 관찰에 적합한 광대역의 R 화상 신호이며, R 신호를 스루하여 셀렉터(102)에 통상광 관찰용 R 신호(이하, 'WLI-R'이라고 함)로서 출력함과 함께, R 신호를 동시화 메모리(110)에 출력한다.

또한，대역별 신호 변환부(101)에서는, 셀렉터(100)로부터의 색 신호인 G 신호는 통상 관찰에 적합한 광대역의 G 화상 신호이며, G 신호를 스루하여 셀렉터(102)에 통상광 관찰용 G 신호(이하, 'WLI-G'라고 함)로서 출력함과 함께, G 신호를 밴드패스 필터(BPF)(111)를 통하여 동시화 메모리(110)에 출력한다. 도 5에 도시한 바와 같은 진폭 특성을 갖는 BPF(111)를 통함으로써, 광대역의 G 화상 신호에 재현되는 심부의 조직 정보의 콘트라스트를 증강하고, G 필터부(14g)를 투과한 조명광보다도 협대역의 분광 특성을 갖는 조명광의 조명에 의해 얻어지는 화상에 상당하는 고 콘트라스트 화상 신호를 생성한다.

또한，대역별 신호 변환부(101)에서는, 셀렉터(100)로부터의 색 신호인 B 신호를 동시화 메모리(110)에 출력함과 함께, 로우패스 필터(LPF)(112)를 통하여 밝기 조정 회로(113)에서 소정의 밝기 조정을 행하고, 셀렉터(102)에 통상광 관찰용 B 신호(이하, 'WLI-B'라고 함)로서 출력한다. 셀렉터(100)로부터의 색 신호인 B 신호는, 협대역광 관찰에 적합한 협대역의 B 화상 신호이다. 그 B 신호를 LPF(112)를 통함으로써, B 필터부(14b)를 투과한 조명광보다도, 광대역의 분광 특성을 갖는 조명광의 조사에 의해 얻어지는 화상과 동등한 저 콘트라스트 화상을 생성한다. 그리고, B 화상 신호는, 청색 단파장측에서의 협대역광의 조사에 의해 얻어지는 화상 신호이기 때문에，혈액 등에 의한 광의 흡수가 높아 어둡기 때문에, 밝기 조정 회로(113)를 LPF(112)의 후단에 설치하고, 원하는 밝기로 조정하여, WLI-B로서 셀렉터(102)에 출력한다.

동시화 메모리(101)에 입력된 각 색 신호는, 색 변환 회로(114)에 의해, 수학식 1로 표현한 바와 같은, 소정의 색 변환 처리가 이루어지고, 면 순차 회로(115)에 의해 면 순차의 협대역광 관찰용 R 신호(이하, 'NBI-R'이라고 함), 협대역광 관찰용 G 신호(이하, 'NBI-G'라고 함), 협대역광 관찰용 B 신호(이하, 'NBI-B'라고 함)로서 셀렉터(102)에 출력된다.

여기에서, m1, m2, m3은 색 변환 계수(실수)이며, r, g, b는 색 변환 회로(114)에 입력되는 R, G, B의 색 신호를 나타낸다.

그리고, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 통 상광 관찰 화상을 구성하는 WLI-R, WLI-G, WLI-B의 면순차 색신호와, 협대역광 화상을 구성하는 NBI-R, NBI-G, NBI-B의 면순차 색신호를 γ 보정 회로(26) 혹은 합성 회로(201)에 출력한다.

또한，화상 처리 회로(33)는, 동시화 메모리(30, 31, 32)로부터 입력되는 색 신호에 대하여, 동화상 색 어긋남 보정 처리를 실시하고, D/A 회로(34, 35, 36)에 출력하는 화상 신호를 생성한다. 즉, WLI-R, WLI-G, WLI-B의 면순차 색신호가 입력되는 경우에는 통상광 관찰 화상을 생성함과 함께, NBI-R, NBI-G, NBI-B의 면순차 색신호가 입력되는 경우에서는 협대역광 화상을 생성하고, 나아가서는, 후술하는 합성 화상 신호의 면순차 색신호가 입력되는 경우에는, 동화상 색 어긋남 보정 처리를 실시한 합성 화상 신호를 생성한다.

그리고, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 모드 절환 스위치(41)의 조작에 기초하여, 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 토탈적으로 리얼타임으로 절환하여 관찰 모니터(5)에 표시한다. 또한，모드 절환 스위치(41)의 조작에 기초하여, 도 8에 도시한 바와 같이 관찰 모니터(5)에, 동일 화면 위에 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 리얼타임으로 표시할 수도 있다.

즉, 본 실시예에서는, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 표시 모드가 통상광 관찰 화상 및 협대역광 관찰 화상을 동시에 관찰 모니터(5)에 표시하는 경우에는, 셀렉터(102)에 구비되는 메모리(도시 생략)로부터, 동일한 색 신호의 2개의 화상 신호(R 신호이면, WLI-R과 NBI-R)가 합성 회로에 입력되도록 절환된다.

합성 회로(201)는, 입력된 2개의 화상 신호를 각각 축소한 후 합성함으로써 합성 화상 신호를 생성하여 γ 보정 회로(26)에 출력한다(G 및 B 신호도 마찬가지임. 또한，합성 회로(201)에는, WLI-R과 NBI-R, WLI-G와 NBI-G, WLI-B와 NBI-B가 순차적으로 입력되도록, 후술하는 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여 제어된다. 또한 합성 화상 신호는, 합성 회로(201)로부터 면순차 γ 보정 회로(26)에 출력됨).

통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상 중 어느 한쪽만을 표시하는 모드의 경우, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 합성 회로(201)에 화상 신호가 출력되도록 절환되지 않고, 통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상의 R 신호, G 신호, B 신호가 면순차 γ 보정 회로(26)에 출력되도록 절환된다.

제어 회로(200)는, 모드 절환 회로(42)로부터의 모드 절환 신호에 기초하여, 상기한 모드를 판정하여 셀렉터(102)의 절환을 행한다. 그리고, 제어 회로(200)는, T.G(37)로부터의 타이밍 신호에 기초하여, 셀렉터(102)에서의 R, G, B 신호를, 합성 회로(201) 혹은 γ 보정 회로(26)에 순차적으로 출력시키도록 제어한다(합성 회로(201)에의 출력의 경우 WLI-R과 NBI-R이 동시에 출력되고, 다음 타이밍에서, WLI-G와 NBI-G, 또한 다음 타이밍에서 WLI-B와 NBI-B가 출력되고, 이들이 반복된다. γ 보정 회로(26)에의 출력의 경우에는, 예를 들면 통상광 관찰 화상을 표시하는 모드에서는, WLI-R → WLI-G → WLI-B의 반복).

또한，셀렉터(102)에는 메모리(도시 생략)가 구비되고, 그 메모리는, 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 동시에 표시하는 모드의 경우에만, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 대역별 신호 변환기(101)로부터 입력되는 WLI-R, WLI-G, WLI-B, NBI-R, NBI-G, NBI-B를 기억한다.

또한，상기한 합성 회로(201)에서는, 2개의 화상 신호를 각각 축소하여 좌우에 배치되도록 합성 처리하는 내용을 설명하였지만, 화상 신호에서의 피사체 화상 신호(피사체상에 기초하는 화상 신호 부분. 도 6이면 여백을 제외한 통상광 관찰 화상에 상당하는 화상 신호)만을 검출하고, 상기 2개의 화상 신호로부터 검출한 상기 피사체 화상 신호만을 좌우에 배치함으로써 합성 처리를 행하도록 하여도 된다.

여기에서, 본 실시예에서는, γ 보정 회로(26)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 셀렉터(102)로부터 출력되는 면 순차 신호에 대하여 WLI-R, WLI-G, WLI-B와, NBI-R, NBI-G, NBI-B에서는 서로 다른 γ 보정 특성을 적용한다. 즉, 통상광 관찰 화상인 WLI-R, WLI-G, WLI-B의 면 순차 색 신호에 대해서는, 도 9의 gamma-1 특성을 적용하고, 협대역광 화상인 NBI-R, NBI-G, NBI-B에 대해서는, 하이 콘트라스트로 되도록 도 9의 gamma-2 특성을 적용한다.

즉, 통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상만이 표시되는 모드의 경우, γ 보정 회로(26)에는, 제어 회로(200)로부터의 (통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상만을 표시하는 표시 모드를 판정한) 제어 신호가 입력된다.

γ 보정 회로(26)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제어 신호에 기초하여, 통상광 관찰 화상을 표시하는 모드의 경우에는, gamma-1의 특성에 의한 γ 보정 처리를 행하고, 협대역광 관찰 화상을 표시하는 모드의 경우에는, gamma-2의 특성에 의한 γ 보정 처리를 행한다(이 경우, γ 보정 회로(26)는 후술하는 상기 제어 신호에 기초한 화상 신호의 판별은 행하지 않음).

한편，통상광 관찰 화상 및 협대역광 관찰 화상을 동시에 표시하는 모드의 경우, 합성 회로(201)로부터 출력되는 합성 신호가 γ 보정 회로(26)에 입력되고, 또한，γ 보정 회로(26)에는 제어 회로(200)로부터의 (동시 표시 모드를 판정한) 제어 신호가 입력된다.

γ 보정 회로(26)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제어 신호에 기초하여, WLI의 화상 신호와 NBI의 화상 신호를 판별하고, WLI 화상 신호에 대해서는 gamma-1의 특성을 적용하고, NBI 화상 신호에 대해서는 gamma-2의 특성을 적용한다. 상기한 화상 신호의 판별에는, 화상 영역 정보를 이용한다. 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같은 표시의 경우에서는, 화면의 좌측 절반에 상당하는 화상 신호는 WLI 화상 신호라고 판별하여 gamma-1의 특성을 적용하고, 우측 절반의 화상 신호는 NBI 화상 신호라고 판별하여 gamma-2의 특성을 적용한다.

이와 같이 본 실시예에서는, 대역별 신호 변환부(101)는 회전 필터(14)에 의한 1조의 면순차 광의 조사에 의해 얻어진 RGB 화상 신호로부터 통상광 관찰 화상을 생성하기 위한 WLI-R, WLI-G, WLI-B 및 협대역광 화상을 생성하기 위한 NBI-R, NBI-G, NBI-B를 생성한다. 즉, 1조의 R 필터부(14r), G 필터부(14g), B 필터부(14b)로 이루어지는 회전 필터(14)에 의한 면순차 광조사에 의해, 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 리얼타임으로 생성할 수 있다. 따라서，장치 구성을 간략화할 수 있어, 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 동일한 타이밍의 화상으로 서 관찰이 가능하게 된다．

또한，합성 회로(201)는, 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상을 합성한다. 이 때문에, 통상광 관찰 화상과 협대역광 화상을 동시 관찰하는 것이 가능하게 된다.

<실시예 2>

도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시예 2에 관한 것으로，도 10은 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도, 도 11은 도 10의 원색 컬러 필터의 구성을 나타내는 구성도, 도 12는 도 11의 원색 컬러 필터의 투과 특성을 나타내는 도면, 도 13은 도 10의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도이다.

실시예 2는, 실시예 1과 거의 동일하므로, 서로 다른 점만 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명은 생략한다.

실시예 1에서는, 회전 필터(14)에 의한 면 순차 촬상 관찰에 의해 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상의 생성을 실현하는 실시예이었지만, 본 실시예에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 백색광을 체강 내 조직에 조사하고, 원색 컬러 필터(71)에 의해 색 분리하여 CCD(2)에 의해 촬상하는 동시식 촬상 관찰에 의해 통상광 관찰 화상 및 협대역광 화상의 생성을 실현하는 실시예이다. 도 11에 원색 컬러 필터(71)의 구성을 나타내고, 각 색 필터의 투과 특성을 도 12에 도시한다.

본 실시예의 비디오 프로세서(7)에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, A/D 변환기(24)로부터의 단판(1색/화소) 화상 신호인 RGB 화상 신호를, 3 판화 회로(72a)에 의해 R 신호, G 신호 및 B 신호로 3 판화(RGB의 3색/화소)한다. 그리고, 3 판 화 회로(72a)에 의해 3 판화한 R 신호, G 신호 및 B 신호는, 실시예 1과 마찬가지로，W.B(25)에 의해 화이트 밸런스 처리가 실행된다. 그 후, 화이트 밸런스 처리된 R 신호, G 신호 및 B 신호는, 일단 메모리(73)에 저장되고, 메모리(73)로부터 R 신호, G 신호 및 B 신호를 읽어내어 대역별 신호 변환부(101)에 출력한다.

대역별 신호 변환부(101)의 구성은 실시예 1과 거의 동일하지만, 도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 대역별 신호 변환부(101)에서는, 원색 컬러 필터(71)를 통해서 촬상된 R 신호는, 통상 관찰에 적합한 광대역의 R 화상 신호이며(도 12 참조), R 신호를 스루하여 셀렉터(102)에 WLI-R로서 출력함과 함께, 색 변환 회로(114)에 출력한다. 또한，원색 컬러 필터(71)를 통해서 촬상된 G 신호는, 통상 관찰에 적합한 광대역의 G 화상 신호이며(도 12 참조), G 신호를 스루하여 셀렉터(102)에 WLI-G로서 출력함과 함께, G 신호를 BPF(111)를 통해서 색 변환 회로(114)에 출력한다. 또한，원색 컬러 필터(71)를 통해서 촬상된 B 신호는, 협대역광 관찰에 적합한 협대역의 B 화상 신호이며(도 12 참조), B 신호를 색 변환 회로(114)에 출력함과 함께, LPF(112)를 통하여 밝기 조정 회로(113)에 의해 밝기 조정을 행하고, 셀렉터(102)에 WLI-B로서 출력한다.

색 변환 회로(114)는, 입력된 화상 신호에 대하여 소정의 색 변환 처리를 실시하고, 셀렉터(102)에 NBI-R, NBI-G, NBI-B로서 출력한다.

그리고, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, WLI-R, WLI-G, WLI-B와, NBI-R, NBI-C, NBI-B를 γ 보정 회로(26) 혹은 합성 회로(201)에 출력한다. 합성 회로(201)는, 입력된 화상 신호를 합성한다.

즉, 본 실시예에서는, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 표시 모드가 통상광 관찰 화상 및 협대역광 관찰 화상을 동시에 관찰 모니터(5)에 표시하는 경우에는, 셀렉터(102)에 구비되는 메모리(도시 생략)로부터, 6개의 화상 신호(WLI-R, WLI-G, WLI-B, NBI-R, NBI-G, NBI-B)가 합성 회로(201)에 입력되도록 절환된다.

합성 회로(201)는, 동일한 색 신호의 2개의 화상 신호(WLI-R과 NBI-R, WLI-G와 NBI-G, WLI-B과 NBI-B)를 각각 축소한 후 합성함으로써 합성 화상 신호(R, G, B의 화상 신호)를 생성하여 γ 보정 회로(26)에 출력한다.

통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상 중 어느 한쪽만을 표시하는 모드의 경우, 셀렉터(102)는, 제어 회로(200)로부터의 제어 신호에 기초하여, 합성 회로(201)에 화상 신호가 출력되도록 절환되지는 않고, 통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상의 R 신호, G 신호, B 신호가 γ 보정 회로(26)에 출력되도록 절환된다.

제어 회로(200)는, 모드 절환 회로(42)로부터의 모드 절환 신호에 기초하여, 상기한 모드를 판정하여 셀렉터(102)의 절환을 행한다. 그리고, 제어 회로(200)는, T.G(37)로부터의 타이밍 신호에 기초하여, 셀렉터(102)에서의 R, G, B 신호가, 합성 회로(201) 혹은 γ 보정 회로(26)에 출력되도록 제어한다(합성 회로(201)에의 출력의 경우, WLI-R, WLI-G, WLI-B, NBI-R, NBI-G, NBI-B가 동시에, 또한 γ 보정 회로(26)에의 출력의 경우, 예를 들면 통상광 관찰 화상을 표시하는 모드에서는, WLI-R, WLI-G, WLI-B가 동시에, 셀렉터(102)로부터 출력되도록 제어).

또한，상기한 합성 회로(201)에서는, 동일한 색 신호의 2개의 화상 신호를 각각 축소하여 좌우에 배치되도록 합성 처리하는 내용을 설명하였지만, 화상 신호에서의 피사체 화상 신호(피사체상에 기초한 화상 신호 부분. 도 8이면 여백을 제외한 통상광 관찰 화상에 상당하는 화상 신호)만을 검출하고, 상기 2개의 화상 신호로부터 검출한 상기 피사체 화상 신호만을 좌우에 배치함으로써 합성 처리를 행하도록 하여도 된다.

γ 보정 회로(26)는, 실시예 1과 동등하게, 제어 신호에 기초하여, WLI의 화상 신호와 NBI의 화상 신호를 판별하고, WLI 화상 신호에 대해서는 gamma-1의 특성을 적용하고, NBI 화상 신호에 대해서는 gamma-2의 특성을 적용한다. 상기의 화상 신호의 판별에는, 화상 영역 정보를 이용한다. 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같은 표시의 경우에서는, 화면의 좌측 절반에 상당하는 화상 신호는 WLI 화상 신호라고 판별하여 gamma-1의 특성을 적용하고, 우측 절반의 화상 신호는 NBI 화상 신호라고 판별하여 gamma-2의 특성을 적용한다.

통상광 관찰 화상 혹은 협대역광 관찰 화상만이 표시되는 모드의 경우에는, 제어 신호로부터의 제어 신호에 기초하여, 통상광 관찰 화상의 경우에는, gamma-1의 특성에 의한 γ 보정 처리를 행하고, 협대역광 관찰 화상의 경우에는, gamma-2의 특성에 의한 γ 보정 처리를 행한다(이 경우, γ 보정 회로(26)는, 상기 제어 신호에 기초하여, 화상 신호의 판별은 행하지 않음).

본 실시예의 비디오 프로세서(7)는, 실시예 1과 마찬가지로，셀렉터(102)를 통한 화상 신호에 γ 보정 처리를 실시하는 γ 보정 회로(26)와, γ 보정 처리된 화상 신호를 확대 처리하는 확대 회로(27)와, 확대 처리된 화상 신호에 윤곽 강조 처리를 실시하는 강조 회로(28)를 구비하고，D/A 회로(34, 35, 36)에 의해 강조 회로(28)로부터의 화상 신호를 아날로그의 영상 신호로 변환하여 관찰 모니터(5)에 출력한다.

또한，본 실시예에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 제어 회로(200)를 갖고 있다. 이 제어 회로(200)는, CCD 드라이버(20)로부터의 CCD 구동에 관한 신호를 입력하고 있다. 상기 제어 회로(200)는, CCD 드라이버(20)로부터의 CCD 구동에 관한 신호에 기초하여, 1 프레임분의 촬상을 검지하고, 셀렉터(102)를 제어하여, 셀렉터(102)로부터 WLI-R, WLI-G, WLI-B와, NBI-R, NBI-G, NBI-B를 γ 보정 회로(26) 혹은 합성 회로(20)에 출력하도록 되어 있다.

이와 같이 본 실시예에서도, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

<실시예 3>

도 14 내지 도 19는, 본 발명의 실시예 3에 관한 것으로，도 14는 내시경 장치의 구성을 나타내는 구성도, 도 15는 도 14의 열선 커트 필터의 투과 특성을 나타내는 도면, 도 16은 도 14의 보색 필터의 구성을 나타내는 구성도, 도 17은 도 14의 대역별 신호 변환부의 구성을 나타내는 구성도, 도 18은 도 14의 열선 커트 필터의 투과 특성의 변형예를 나타내는 도면, 도 19는 도 14의 대역별 신호 변환부의 변형예의 구성을 나타내는 구성도이다.

실시예 3은, 실시예 2와 거의 동일하므로, 서로 다른 점만 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 광원 장치(4)는 실시예 2와 거의 동일하지만, 열선 커트 필터(12)에 도 15에 도시한 바와 같은 투과 특성을 갖게 하고 있다. 또한，CCD(2)의 촬상면에는, 원색 컬러 필터(71) 대신에, 도 16에 도시한 바와 같은 구성의 보색 필터(81)를 설치하고 있다.

본 실시예의 비디오 프로세서(7)에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, A/D 변환기(24)로부터의 화상 신호를 Y/C 분리 회로(82)에서 Y/C 분리(휘도/색차 신호 분리)하고, Y/C 분리된 휘도 신호 Y 및 색차 신호 Cr, Cb를 메모리(83)에 일단 저장하고, 메모리(83)로부터 휘도 신호 Y 및 색차 신호 Cr, Cb를 읽어내어 RGB 매트릭스 회로(84)에 의해 RGB 신호로 변환한다. 그리고, RGB 매트릭스 회로(84)로부터의 R 신호, G 신호 및 B 신호는, 실시예 1과 마찬가지로，W.B(25)에 의해 화이트 밸런스 처리가 실행된다. 그 후, 화이트 밸런스 처리된 R 신호, G 신호 및 B 신호는, 대역별 신호 변환부(101)에 출력된다. 대역별 신호 변환부(101) 이후의 구성은 실시예 2와 마찬가지이다.

대역 제한 수단으로서의 열선 커트 필터(12)의 투과 특성이, 도 15에 도시한 바와 같이 협대역 특성으로 되어 있기 때문에，본 실시예의 대역별 신호 변환부(101)는, 도 17에 도시한 바와 같이, R 신호, G 신호, B 신호를 색 변환 회로(114)에 의해 소정의 색 변환 처리한 후, NBI-R, NBI-G, NBI-B로서 셀렉터(102)에 출력한다. 또한，R 신호, G 신호, B 신호 각각을 LPF(112)를 통해서 밝기 조정 회로(113)에 의해 밝기 조정을 행하고, 셀렉터(102)에 WLI-R, WLI-G, WLI-B로서 출력한다.

이와 같이 본 실시예에서도, 실시예 2와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한，열선 커트 필터(12)의 투과 특성은 도 15에 한하지 않고, 도 18에 도시한 바와 같은 투과 특성으로 하여도 된다. 이 경우, 본 실시예의 대역별 신호 변환부(101)는, 도 19에 도시한 바와 같이, R 신호 및 G 신호를 스루하여 WLI-R, WLI-G로서 셀렉터(102)에 출력한다. 또한，B 신호는 LPF(112)를 통해서 밝기 조정 회로(113)에 의해 밝기 조정을 행하고, 셀렉터(102)에 WLI-B로서 출력한다. 그리고, R 신호 및 G 신호 각각을, BPF(111)를 통해서 색 변환 회로(114)에 출력하고, B 신호와 함께, 색 변환 회로(114)에 의해 소정의 색 변환 처리한 후, NBI-R, NBI-G, NBI-B로서 셀렉터(102)에 출력한다.

<<부기>>

<부기항 1>

청구항 1에서, 상기 생체 화상 변환 수단은, 상기 제1 생체 화상 정보와 상기 제2 생체 화상 정보에서는 서로 다른 화상 신호 변환 처리를 실시하는 화상 신호 변환 수단을 갖는다.

<부기항 2>

부기항 1에서, 상기 화상 신호 변환 수단은, 화상 신호의 콘트라스트를 변환하는 콘트라스트 변환 수단(예를 들면, γ 보정 회로(26)) 및, 또는 화상 신호의 색조를 변환하는 색조 변환 수단(예를 들면, 색 변환 회로(114))으로 구성된다.

본 발명은, 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서, 다양한 변경, 개변 등이 가능하다.

본 출원은, 2006년 8월 18일에 일본에 출원된 특허 출원 제2006-223576호를 우선권 주장의 기초로서 출원하는 것이며, 상기한 개시 내용은, 본원 명세서, 청구의 범위에 인용되는 것이다.

Claims

피검체에 조명광을 조사하는 조명 수단과,

상기 조명 수단으로부터의 조명광에 의해 조명된 상기 피검체의 피검체상을 수광하고, 상기 피검체의 생체 화상 정보를 취득하는 생체 화상 정보 취득 수단과,

상기 조명 수단과 상기 생체 화상 정보 취득 수단에 이르는 광로 상에 배치되고, 상기 피검체에 대한 광의 심달도에 따라서 배분된 복수의 파장 대역 중 적어도 1개의 파장 대역을 소정 대역폭으로 제한하는 대역 제한 수단과,

상기 생체 화상 정보 취득 수단이 취득한 상기 생체 화상 정보를, 상기 소정 대역폭의 상기 복수의 파장 대역의 대역 제한광의 조사에 따른 제1 생체 화상 신호 정보와, 상기 조명광의 조사에 따른 제2 생체 화상 정보로 변환하는 생체 화상 정보 변환 수단과,

상기 생체 화상 정보 변환 수단에 의해 변환된 상기 제1 생체 화상 신호 정보 및 상기 제2 생체 화상 신호 정보에 기초하여, 표시 수단에 표시하는 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제1항에 있어서,

상기 대역 제한 수단은, 상기 조명 수단의 조명광의 상기 파장 대역을 상기 소정 대역폭으로 제한하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제1항에 있어서,

상기 대역 제한 수단은, 상기 생체 화상 정보 취득 수단이 수광한 상기 피검체상의 상기 파장 대역을 상기 소정 대역폭으로 제한하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조명광은 RGB 면순차 광인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명광은 백색광으로서,

상기 생체 화상 정보 취득 수단은 CCD이며,

상기 대역 제한 수단은, 상기 CCD의 촬상면에 배치된 원색 컬러 필터인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제2항에 있어서,

상기 생체 화상 정보 취득 수단은, 보색 필터가 촬상면에 배치된 CCD인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제1항에 있어서,

상기 생체 화상 변환 수단은, 상기 제1 생체 화상 정보와 상기 제2 생체 화상 정보에서는 서로 다른 화상 신호 변환 처리를 실시하는 화상 신호 변환 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
제7항에 있어서,

상기 화상 신호 변환 수단은, 화상 신호의 콘트라스트를 변환하는 콘트라스트 변환 수단 및, 또는 화상 신호의 색조를 변환하는 색조 변환 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
피검체에 조명광을 조사하는 조명 스텝과,

상기 조명광에 의해 조명된 상기 피검체의 피검체상을 수광하고, 상기 피검체의 생체 화상 정보를 취득하는 생체 화상 정보 취득 스텝과,

상기 조명 수단과 상기 생체 화상 정보 취득 수단에 이르는 광로 상에서, 상기 피검체에 대한 광의 심달도에 따라서 배분된 복수의 파장 대역 중 적어도 1개의 파장 대역을 소정 대역폭으로 제한하는 대역 제한 스텝과,

상기 생체 화상 정보 취득 스텝에서 취득한 상기 생체 화상 정보를, 상기 소정 대역폭의 상기 복수의 파장 대역의 대역 제한광의 조사에 따른 제1 생체 화상 신호 정보와, 상기 조명광의 조사에 따른 제2 생체 화상 정보로 변환하는 생체 화상 정보 변환 스텝과,

상기 생체 화상 정보 변환 스텝에 의해 변환된 상기 제1 생체 화상 신호 정 보 및 상기 제2 생체 화상 신호 정보에 기초하여, 표시 수단에 표시하는 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 스텝

을 구비하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제9항에 있어서,

상기 대역 제한 스텝은, 상기 조명 수단의 조명광의 상기 파장 대역을 상기 소정 대역폭으로 제한하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제9항에 있어서,

상기 대역 제한 스텝은, 상기 생체 화상 정보 취득 수단이 수광한 상기 피검체상의 상기 파장 대역을 상기 소정 대역폭으로 제한하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 조명광은 RGB 면순차 광인 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명광은 백색광이고,

상기 생체 화상 정보 취득 스텝은 CCD에 의한 촬상 스텝이며,

상기 대역 제한 스텝은, 상기 CCD의 촬상면에 배치된 원색 컬러 필터에 의한 대역 제한 스텝인 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제10항에 있어서,

상기 생체 화상 정보 취득 스텝은, 보색 필터가 촬상면에 배치된 CCD에 의한 촬상 스텝인 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제9항에 있어서,

상기 생체 화상 변환 스텝은, 상기 제1 생체 화상 정보와 상기 제2 생체 화상 정보에서는 서로 다른 화상 신호 변환 처리를 실시하는 화상 신호 변환 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.
제15항에 있어서,

상기 화상 신호 변환 스텝은, 화상 신호의 콘트라스트를 변환하는 콘트라스트 변환 스텝 및, 또는 화상 신호의 색조를 변환하는 색조 변환 스텝으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치의 신호 처리 방법.