WO2016170604A1 - 内視鏡装置 - Google Patents

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裕美 志田
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Definitions

  • the present invention relates to an endoscope apparatus.
  • an endoscope apparatus that obtains an endoscopic image with an expanded dynamic range by photographing a subject multiple times with different exposure times and synthesizing a plurality of acquired images (for example, Patent Documents). 1).
  • the endoscope apparatus of Patent Literature 1 uses a color CCD to photograph a subject twice with a long exposure time (1/60 seconds) and a short exposure time (1/240 seconds), and two digital signals obtained. Are separated into R, G, B signals. Next, an R signal with an expanded dynamic range is generated by combining an R signal with a short exposure time and an R signal with a long exposure time. The G signal and the B signal also expand the dynamic range in the same manner as the R signal. Next, a color endoscope image having a dynamic range wider than the dynamic range of the CCD is generated using the R signal, G signal, and B signal whose dynamic range is expanded.
  • the endoscope apparatus of Patent Document 1 is suitable for photographing a subject having a large difference in brightness, such as a cylindrical digestive tract.
  • a method may be used in which a blue pigment having a high contrast with respect to the reddish color of the living tissue is dispersed in the diagnosis region to enhance the unevenness of the diagnosis region of the living tissue.
  • the color of the endoscopic image is often biased to red or blue, and red and blue information is particularly important in endoscopic image diagnosis.
  • the endoscope apparatus of Patent Document 1 uniformly adjusts the dynamic range of the R signal, the G signal, and the B signal based on the brightness of the entire image, and the dynamic range of the R signal, the G signal, and the B signal. Cannot be adjusted individually. In this case, color saturation occurs in a dark red or dark blue region, or blackout occurs in a dark region. Therefore, there is a problem that red and blue differences in biological tissue, which are important in endoscopic image diagnosis, cannot be accurately reproduced in an endoscopic image.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus capable of obtaining an endoscopic image that accurately reproduces a difference in color of a living tissue.
  • the present invention provides the following means.
  • the present invention provides an illumination unit that sequentially irradiates a subject with illumination light of three colors of red, green, and blue, an imaging unit that captures the illumination light reflected by the subject and acquires an image, and the illumination unit Control that causes the imaging unit to sequentially acquire component images of three colors of red, green, and blue by controlling the imaging unit to perform imaging in synchronization with irradiation of the three colors of illumination light from A dynamic range enlarging unit that generates an enlarged component image obtained by enlarging a dynamic range for a component image of at least one color other than green among the three color component images acquired by the imaging unit, and the dynamic range An image generation unit configured to combine the at least one color expansion component image generated by the expansion unit and the other color component image to generate a color endoscope image, and the control unit includes the least Controlling the imaging unit to shoot illumination light of one color a plurality of times with different exposure times, thereby causing the imaging unit to acquire a pluralit
  • the three-color component image is acquired by the imaging unit performing imaging of the subject in synchronization with the illumination light irradiated from the illumination unit to the subject being switched between red, green, and blue.
  • An RGB-format endoscopic image is generated from the acquired three-color component images by the image generation unit.
  • the control unit causes the imaging unit to perform photographing of the same color illumination light a plurality of times with different exposure times, thereby allowing a plurality of components having different brightnesses.
  • An image is acquired.
  • the dynamic range expanding unit generates a red or / and blue expanded component image having a dynamic range wider than the dynamic range of the green component image by combining a plurality of component images of the same color with different brightness. .
  • a red or / and blue component image having a wide dynamic range it is possible to obtain an endoscopic image that accurately reproduces the color of a living tissue, particularly red or / and blue. .
  • control unit controls the imaging unit so that each of the red and blue illumination lights is photographed a plurality of times with different exposure times, and the exposure time in photographing the red illumination light
  • the exposure time in photographing the blue illumination light may be controlled independently of each other.
  • an exposure time setting unit sets an exposure time in the next photographing of the illumination light of at least one color based on a distribution of gradation values of the plurality of component images of at least one color. It may be.
  • the exposure time setting unit determines whether the exposure time is excessive or insufficient based on the gradation value distribution. If the exposure time is insufficient, the exposure time is set longer in the next shooting, and the exposure time is excessive. In some cases, the exposure time in the next shooting is set shorter. Thereby, in the next photographing, a component image having an appropriate contrast can be acquired.
  • an attention area setting section that sets an attention area within a photographing range of the component image by the imaging section
  • the exposure time setting section includes the attention area among the plurality of component images of at least one color. Based on the distribution of gradation values in the region of interest set by the region setting unit, the exposure time in the next shooting of the at least one color illumination light may be set. By doing so, the dynamic range of the red or / and blue enlarged component image is optimized with respect to the color and brightness of the region of interest. Therefore, high color reproducibility of the attention area can be ensured in the endoscopic image.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a front view of the color variable filter in the illumination unit of the endoscope apparatus of FIG. It is a timing chart which shows the timing of irradiation of illumination light, and exposure of an image pick-up element. It is a figure explaining the process in the dynamic range expansion part and compression part of the endoscope apparatus of FIG. It is a flowchart which shows operation
  • An example of an endoscopic image (upper stage), an image signal having a long exposure time along the line AA of the endoscopic image (middle stage), and an image signal after extending the long exposure time (lower stage) are shown.
  • An example of an endoscopic image (upper stage), an image signal having a short exposure time along the line AA of the endoscopic image (middle stage), and an image signal after reducing the short exposure time (lower stage) are shown. It is a graph which shows the relationship between the brightness of a to-be-photographed object, and the gradation value of the image signal of long exposure time. It is a graph which shows the relationship between a to-be-photographed object's brightness, and the gradation value of the image signal of short exposure time.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the image processor image processor in the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is an example of the endoscopic image in which the attention area was set. It is a flowchart which shows the exposure time setting routine in operation
  • the endoscope apparatus 1 sequentially irradiates a living tissue (subject) with illumination light of three colors of red (R), green (G), and blue (B). This is a frame sequential method in which three color image signals are acquired in order and a color endoscopic image is generated from the acquired three color image signals.
  • the endoscope apparatus 1 includes an elongated insertion portion 2 that is inserted into a living body, and an illumination unit 3 and an image processor 4 that are connected to the proximal end of the insertion portion 2.
  • the insertion unit 2 includes an illumination lens 5 and an objective lens 6 provided on the distal end surface of the insertion unit 2, a condenser lens 7 provided on the proximal end surface of the insertion unit 2, and the illumination lens 5 and the condenser lens 7. And a light guide 8 disposed along the longitudinal direction and an image sensor (imaging unit) 9 disposed on the proximal end side of the objective lens 6.
  • the condenser lens 7 condenses the illumination light incident from the illumination unit 3 on the base end surface of the light guide 8.
  • the light guide 8 guides the illumination light incident on the base end surface from the condenser lens 7 to the front end surface and emits the light toward the illumination lens 5 from the front end surface.
  • the illumination lens 5 diffuses the illumination light incident from the light guide 8 and irradiates the living tissue S.
  • the objective lens 6 images the illumination light reflected by the living tissue S and incident on the objective lens 6 on the imaging surface of the imaging element 9.
  • the image sensor 9 is a monochrome CCD image sensor or a monochrome CMOS image sensor.
  • the imaging device 9 as will be described later, the illumination light L R to the living body tissue S, L G, which is controlled by the control unit 14 to perform synchronization with shot irradiation of L B. After the exposure, the image sensor 9 generates an image signal by photoelectric conversion, and transmits the generated image signal to an image memory 15 (described later) in the image processor 4.
  • the flexible insertion portion 2 is provided with the image sensor 9 at the distal end portion.
  • an image formed by the objective lens 6 is relayed to the proximal end side of the objective lens 6.
  • a rigid insertion portion including a relay optical system may be used.
  • an imaging element is arrange
  • the illumination unit 3 includes a light source (for example, a xenon lamp) 10 that emits white light, two condenser lenses 11 and 12 disposed on the output optical axis of the light source 10, and the two condenser lenses 11. , 12 and a color variable filter 13 disposed between the two.
  • the condensing lens 11 condenses the light emitted from the light source 10 and enters the color variable filter 13.
  • the condensing lens 12 condenses the light transmitted through the color variable filter 13 and enters the condensing lens 7 of the insertion unit 2.
  • the color variable filter 13 includes three color filters 13R, 13G, and 13B that are evenly arranged around a rotation axis 13a that is arranged in parallel to the output optical axis of the light source 10. .
  • R filter 13R is allowed to transmit only R light L R
  • G filter 13G is allowed to transmit only G light L G
  • B filter 13B is to transmit only the B light L B.
  • Filter 13R by the color variable filter 13 is rotated to the rotating shaft 13a around, 13G, 13B is disposed on the output optical axis in order, the condenser lens 7, R light L R, G light L G and B light L B is made incident from the color variable filter 13 in order.
  • the rotation speed of the color variable filter 13 is constant, and the three filters 13R, 13G, and 13B all have the same shape and dimensions. Accordingly, from the illumination lens 5, as shown in FIG. 3, R light L R, the G light L G and B light L B is irradiated sequentially in living tissue S at predetermined time intervals, and, R light L R, irradiation time per one G light L G and B light L B are equal to each other.
  • the rotation speed of the color variable filter 13 is preferably not less than 30 rps and not more than 60 rps so that the frame rate of the endoscopic image is not less than 30 fps and not more than 60 fps suitable for moving images.
  • the image processor 4 includes a control unit 14 that controls the image sensor 9, an image memory 15 that temporarily stores the image signals S RL , S RS , S G , S BL , and S BS received from the image sensor 9, and R
  • a dynamic range expansion unit 16 that performs dynamic range expansion processing on the image signals S RL and S RS and the B image signals S BL and S BS , and an R expanded image signal S RL + S RS and B expansion whose dynamic range is expanded
  • a compression unit 17 that compresses the gradation value of the image signal S BL + S BS and an image generation unit 18 that generates an endoscopic image from the image signals S RL '+ S RS ', S G , S BL '+ S BS '. I have.
  • Control unit 14 acquires the R light L R, the information of the timing of the irradiation of the G light L G and B light L B from the illumination unit 3. Control unit 14, based on the information of the acquired timing, as shown in FIG. 3, R light L R, in synchronization with the irradiation of the G light L G and B light L B, preset exposure time T The imaging element 9 is caused to perform imaging with RL , T RS , T G , T BL , and T BS . Thus, the control unit 14, in one frame period, R light L R, to execute imaging of G light L G and B light L B on the imaging device 9 in this order.
  • the control unit 14, during the illumination period of the G light L G is performed only on the image pickup device 9 once taken with exposure time T G. Thereby, one G image signal S G is acquired by the image sensor 9 during one frame period.
  • the control unit 14 during the illumination period of the R light L R, the long exposure time T RL, taken to execute twice shorter than the long exposure time T RL short exposure time T RS. Accordingly, two R image signals S RL and S RS having different exposure times are sequentially acquired by the image sensor 9 during one frame period.
  • two B image signals S BL and S BS having different exposure times are sequentially acquired by the image sensor 9 during one frame period. As shown in FIG.
  • the image signals S RL and S BL having a long exposure time are image signals in which a dark region of the living tissue S is clearly captured with high contrast.
  • the short exposure time image signals S RS and S BS are image signals in which a bright region of the living tissue S is clearly captured with high contrast.
  • the exposure times T RL , T RS , T G , T BL , and T BS are input to the control unit 14 when an observer inputs an arbitrary value using an input device (not shown) connected to the image processor 4, for example. It is set up.
  • R image signal S RL, the exposure time for the S RS T RL, and T RS, B image signals S BL, the exposure time for the S BS T BL, and T BS can be set independently of each other.
  • the exposure time T G is set to 15 msec
  • the long exposure time T RL is set to 10 msec
  • the short exposure times T RS and T BS are set to 5 msec.
  • the image memory 15 sequentially receives the R image signal S RL , the R image signal S RS , the G image signal S G , the B image signal S BL , and the B image signal S BS during one frame period.
  • the image memory 15 transmits only the G image signal S G constituting the G component image to the image generating unit 18, and the R image signals S RL and S RS constituting the R component image and the B image signal constituting the B component image.
  • S BS and S BL are transmitted to the dynamic range expansion unit 16.
  • FIG. 4 shows processing of the R image signals S RL and S RS in the dynamic range expansion unit 16 and the compression unit 17.
  • FIG. 4 shows only R image signals S RL , S RS , S RL + S RS , S RL '+ S RS ' as an example, but B image signals S BL , S BS , S BL + S BS , S BL '+ S BS ' has the same characteristics.
  • the dynamic range expansion unit 16 When the dynamic range expansion unit 16 receives two R image signals S RL and S RS from the image memory 15, the gradation value of each pixel in the R image signal S RL and the gradation value of each pixel in the R image signal S RS Are added to generate an R enlarged image signal S RL + S RS constituting an R enlarged component image.
  • the dynamic range expansion unit 16 receives the gradation value of each pixel in the B image signal S BL and the pixel values in the B image signal S BS . By adding the gradation value, the B enlarged image signal S BL + S BS constituting the B enlarged component image is generated.
  • Enlarged image signals S RL + S RS, S BL + S BS has a wide dynamic range than the dynamic range of the image pickup device 9, the image signal S RL, S RS, S G , S BL, 2 times the floor S BS Has a logarithm.
  • the dynamic range expansion unit 16 transmits the generated R expanded image signal S RL + S RS and B expanded image signal S BL + S BS to the compression unit 17.
  • the compression unit 17 compresses the number of gradations of the R enlarged image signal S RL + S RS and the B enlarged image signal S BL + S BS in half. Accordingly, the number of gradations of the R enlarged image signal S RL + S RS and the B enlarged image signal S BL + S BS becomes equal to the number of gradations of the G image signal S G.
  • the compressing unit 17 transmits the compressed R enlarged image signal S RL '+ S RS ' and B enlarged image signal S BL '+ S BS ' to the image generating unit 18.
  • Image generating unit 18 a G image signal S G unprocessed received from the image memory 15, received from the compression unit 17 R enlarged image signals S RL '+ S RS' and B enlarged image signals S BL '+ S BS' and A color endoscope image is generated by synthesizing RGB.
  • the image generation unit 18 transmits the generated endoscopic image to the display unit 24.
  • the display unit 24 sequentially displays the received endoscopic images.
  • exposure times T RL , T RS , T G , T BL , and T BS are initialized by, for example, an observer (step S1). Then, when the illumination unit 3 starts to operate, is incident on the R light L R, the light guide 8 in the insertion portion 2 is G light L G and B light L B via the condenser lens 12 and 7 in order, insertion portion 2 of the tip toward the body tissue S from R light L R, the G light L G and B light L B is repeatedly irradiated in order (step S2).
  • step S3 In the irradiation period of the G light L G (YES in step S3), and the control unit 14 by executing the shooting only once on the image pickup device 9 (step S4), and one of the G image signal S G Obtained (step S5).
  • step S6 In the irradiation period of the R light L R by executing (NO in step S3), and a shooting photography and short exposure time of the long exposure time in order to control unit 14 is an imaging device 9 (Step S6) Two R image signals S RL and S RS are acquired (step S7).
  • step S6 Two B image signals SBL and SBS are acquired (step S7).
  • the two R image signals S RL and S RS are added to each other in the dynamic range expanding unit 16 to generate an R expanded image signal S RL + S RS with an expanded dynamic range (step S8).
  • the two B image signals S BL and S BS are added to each other in the dynamic range expanding unit 16 to generate a B expanded image signal S BL + S BS with an expanded dynamic range (step S8).
  • the R enlarged image signal S RL + S RS and the B enlarged image signal S BL + S BS are transmitted to the image generation unit 18 after the number of gradations is compressed by the compression unit 17 (step S9).
  • the G image signal S G is input from the image sensor 9 via the image memory 15, and the R enlarged image signal S RL '+ S RS ' and the B enlarged image signal S BL '+ S BS are input from the compression unit 17.
  • the compression unit 17 When 'is input (YES in step S10), three color image signals S G , S RL ' + S RS ', S BL ' + S BS 'are combined to generate a color endoscopic image. (Step S11).
  • the generated endoscopic images are sequentially displayed on the display unit 24 as moving images (step S12).
  • the brightness of the entire endoscopic image is ensured by the G image signal S G photographed with an exposure time TG longer than the R image signals S RL and S RS and the B image signals S BL and S BS.
  • the image processor 4 is controlled by the image processor 4 and the image signals S RL , S RS , S G , S BL , S Only the processing of the BS needs to be changed from the conventional endoscope apparatus. Therefore, there is an advantage that an endoscopic image with high color reproducibility can be obtained without complicating the configuration and maintaining the high resolution and high frame rate of the conventional endoscope apparatus.
  • an endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the endoscope apparatus imaging of the R image signals S RL, S RS and B image signals S BL, S BS of the next R light L R and B light L B based on the distribution of gradation values Is different from the endoscope apparatus 1 of the first embodiment in that the exposure times T RL , T RS , T BL , and T BS are feedback-controlled.
  • the endoscope apparatus of the present embodiment includes an image processor 41 in FIG. 6 instead of the image processor 4.
  • the configuration other than the image processor 41 is the same as that of the endoscope apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the image processor 41 further includes a threshold processing unit 19 and an exposure time setting unit 20.
  • the image memory 15 transmits the R image signals S RL and S RS and the B image signals S BL and S BS to the threshold processing unit 19 in addition to the dynamic range expansion unit 16.
  • the threshold processing unit 19 includes a threshold value ⁇ RL for the tone value of the R image signal S RL , a threshold value ⁇ RS for the tone value of the R image signal S RS , and a threshold value ⁇ BL for the tone value of the B image signal S BL , , And a threshold value ⁇ BS for the gradation value of the B image signal S BS .
  • Threshold alpha RL, alpha BL is the minimum gradation value 0 for the long exposure time R image signals S RL and B image signals S BL, or, to a value in the vicinity of large said minimum gradation value than said minimum gradation value Is set.
  • Threshold processing unit 19 receives the R image signals S RL from the image memory 15, among all the pixels of the R image signals S RL, counting the number M R of pixels having a gradation value equal to or smaller than the threshold value alpha RL. Further, when the threshold value processing unit 19 receives the R image signal S RS from the image memory 15, the threshold value processing unit 19 measures the number N R of pixels having a gradation value equal to or greater than the threshold value ⁇ RS among all the pixels of the R image signal S RS. To do. Similarly, the threshold processing unit 19 receives the B image signal S BL from the image memory 15, among all the pixels of the B image signal, counts the number M B of pixels having a threshold alpha BL following gradation value . Further, when receiving the B image signal S BS from the image memory 15, the threshold processing unit 19 measures the number N B of pixels having a gradation value equal to or higher than the threshold ⁇ BS among all the pixels of the B image signal S BS. To do.
  • FIG. 7 and 8 show an example of an endoscopic image (upper stage) and the distribution of gradation values (middle and lower stages) along the line AA of the endoscopic image.
  • 9 and 10 brightness and image signals S RL of the living tissue S, S RS, S BL, which represents the relationship between the tone value of S BS.
  • the region of the convex portion in the endoscopic image 25 becomes relatively bright and the region of the concave portion is relatively Becomes darker.
  • the threshold processing unit 19 underexposure number M of pixels in a region R having the minimum gradation value 0, and M B, the number of pixels in the overexposed area having the maximum tone value 255 N R, and N B measure.
  • Exposure time setting unit 20 receives the number M R of the pixels, based on the number M R of pixels to calculate the extension time of the long exposure time T RL, an extended time calculated in the current long exposure time T RL By adding, the next long exposure time TRL is calculated.
  • a first lookup table LUT in which the number of pixels MR and the extension time are associated in advance is used.
  • the number M R and the extended time of the pixel for example, as shown in FIG. 11, a zero extension time when the number M R of the pixel is zero, the extension time increases in proportion to the number M R of pixels As described above, the correspondence is made in the first LUT.
  • the exposure time setting unit 20 calculates a shortening time of the short exposure time T RS based on the number N R of pixels, and uses the calculated shortening time as the current short exposure time T R. By subtracting from RS , the next short exposure time TRS is calculated.
  • a second LUT in which the number of pixels N R and the shortening time are associated in advance is used.
  • the number N R and shorten the time of the pixel for example, as shown in FIG. 12, a zero shortened time when the number N R of the pixel is zero, increased time savings in proportion to the number N R of the pixel As shown, the second LUT is associated.
  • Exposure time setting unit 20 receives the number M B of the pixel, in the same manner as the long exposure time T RL, based on the number M B of pixels to calculate the following long exposure time T BL, the number of pixels N B , The next short exposure time T BS is calculated based on the number of pixels N B in the same manner as the short exposure time T RS .
  • the exposure time setting unit 20 transmits the calculated next exposure times T RL , T RS , T BL , and T BS to the control unit 14.
  • Control unit 14 the exposure time T RL received from the exposure time setting unit 20, T BL, T RS, the T BS, sets the exposure time in the next photographing of the R light L R and B light L B.
  • step S13 two of the R image signals S RL in step S7, after the S RS is acquired, the R image signals S RL, the S RS based on the following R image signals S RL, exposure time T RL for the acquisition of S RS, T RS is set (step S13).
  • the threshold processing unit 19 among all the pixels included in the R image signals S RL of the long exposure time T RL, the number M R of the pixel having the minimum gradation value 0 Measurement is performed (step S131).
  • the number M R of the measured pixel represents the size of the black solid areas in the R image signals S RL, the larger the underexposure region, the number M R of the pixel is increased.
  • Exposure time setting unit 20, the larger the number M R of the pixel, so that the next long exposure time T RL becomes longer, and calculates the following long exposure time T RL (step S132), the calculated the next The long exposure time TRL is set in the control unit 14 (step S133).
  • Step S4 photographing of the R light L R is performed at longer long exposure time T RL (Step S4).
  • the blackout is eliminated, and an image signal SRL having contrast in a dark region is acquired.
  • the current long exposure time T RL is as it follows the long exposure time T RL Calculated and set.
  • the threshold processing unit 19 measures the number N R of pixels having the maximum gradation value 255 among all the pixels included in the R image signal S RS having the short exposure time T RS (step S134).
  • the number N R of the measured pixel represents the size of the overexposed region in the R image signal S RS, the larger the overexposed area, the number N R of the pixel is increased.
  • step S4 photographing of the R light L R is executed in a shorter short exposure time T RS (step S4).
  • T RS a shorter short exposure time
  • an input unit 21 may be further provided for the observer to select which of the overriding and overexposure is prioritized.
  • the exposure time setting unit 20 As a result of calculating the next long exposure times T RL and T BL and the short exposure times T RS and T BS as described above, the sum of the long exposure time and the short exposure time T RL + T RS and T BL + T BS is illumination light L R, it is possible that exceeds the irradiation time per one L B. In such a case (YES in step S137), the exposure time setting unit 20, as shown in FIG.
  • step S139 depends on which one of the elimination of overexposure and the elimination of underexposure is selected by the input unit 21 (step S139), the long exposure times T RL and T BL and the short exposure times T RS and T BS are determined (steps S138 to S143).
  • the exposure time setting unit 20 determines the long exposure time T RL preferentially (step S140), short exposure time T RS, the long and short exposure from the irradiation time determining a the time subtracting the time T RL (step S141).
  • the exposure time setting unit 20 determines preferentially (step S142), the long exposure time T RL is short-exposure from the irradiation time determining a the time subtracting the time T RS (step S143).
  • the endoscope apparatus according to this embodiment is a modification of the endoscope apparatus according to the second embodiment, and is not an entire pixel of the image signals S RL , S RS , S BL , S BS , but a region of interest. based on the distribution of the gradation values of the pixel in the in that feedback control next R light L R and B light L exposure time T RL in shooting B, T RS, T BL, a T BS, a second embodiment It is different from the endoscope apparatus of the form.
  • the endoscope apparatus of this embodiment includes an image processor 42 in FIG. 18 instead of the image processor 4.
  • the configuration other than the image processor 42 is the same as that of the endoscope apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the image processor 42 further includes an attention area input section (attention area setting section) 22 and a position information setting section 23.
  • the attention area input unit 22 is, for example, a pointing device such as a stylus pen or a mouse that can specify a position on an endoscopic image displayed on the display unit 24. As shown in FIG. 19, the observer can designate any region within the imaging range of the endoscopic image 25 displayed on the display unit 24 as the attention region B using the attention region input unit 22. It has become.
  • the position information setting unit 23 acquires the position of the specified attention area B from the attention area input section 22, converts the acquired position into the address of the pixel in the endoscopic image 25, and converts the address to the threshold processing section 19. Send to.
  • the threshold processing unit 19 includes the pixels in the attention area B according to the address received from the position information setting unit 23 among the pixels of the R image signals S RL and S RS and the B image signals S BL and S BS received from the image memory 15. Select. Next, the threshold processing unit 19, a threshold alpha RL tone values of the selected pixels, alpha RS, by comparing the alpha BL or alpha BS, the number M R of pixels, N R, M B or N B Measure.
  • Exposure time setting unit 20 determines the number of pixels M R, based on the M B to determine the next long exposure time T RL, T BL, the number N R, on the basis of the N B following short exposure time T RS pixels , T BS is calculated.
  • the number of pixels M R, N R, M B , the maximum value of N B is different depending on the size of the region of interest B. Therefore, the exposure time setting unit 20 determines the ratio C / C B of the total number C B of pixels existing in the attention area B with respect to the total number C of pixels in the entire endoscopic image.
  • the number of pixels M R , N R , M B by multiplying the N B, the number M R of pixels, N R, M B, the correction value M R ⁇ C / C B of N B, N R ⁇ C / C B, M B ⁇ C / C B, N B ⁇ C / C B is obtained. Then, the exposure time setting unit 20 calculates the next exposure times T RL , T BL , T RS , T BS from the LUTs of FIGS. 11 and 12 using the obtained correction value instead of M or N.
  • the exposure time setting unit 20 the breadth of the region of interest B, i.e. may hold a plurality of LUT corresponding to the total number of pixels C B.
  • the plurality of LUT are those where the number of pixels M R, N R, M B , the relationship between N B and the extension time or less time already corrected according to the total number of C B.
  • the exposure time setting unit 20 can calculate the next exposure times T RL , T BL , T RS , and T BS by selecting an optimum LUT according to the total number C B.
  • the main routine of this embodiment is the same as the main routine of the second embodiment of FIG. 13, and the contents of the exposure time setting routine (step S13) are different from those of the second embodiment.
  • the exposure time setting routine S13 the following R image signals S RL, exposure time for the acquisition of S RS T RL, T RS is set.
  • step S144 it is determined whether or not the attention area B is set.
  • the attention area B is not set (NO in step S144)
  • the next exposure times T RL , T RS , T BL , and T BS are set according to the same procedure as in the second embodiment (steps S131 to S136). ).
  • the threshold processing unit 19 among the pixels constituting the region of interest B, the number M R of the pixel having the minimum gradation value 0 is measured (step S145 ), the number M R of the measured pixels is corrected according to the total number C B of the pixel in the target region R (step S146), on the basis of the correction value M R ⁇ C / C B, the following long exposure time T RL Calculated and set (steps S147 and S148). Subsequently, the threshold processing unit 19 measures the number N R of pixels having the maximum gradation value 255 among the pixels constituting the attention area B (step S149), and the measured number N R of the pixels is the attention area.
  • step S150 is corrected according to the total number C B of R pixel (step S150), the correction value N R ⁇ based on C / C B, the following short exposure time T RS is calculated and set (step S151, S152).
  • step S151, S152 Regarding the B image signals S BL and S BS , similarly to the R image signals S RL and S RS , the next long exposure time T BL and the next short exposure time T BS are set by steps S145 to S152.
  • the next exposure time T RL , T RS , and the following exposure time T RL , T RS , T BL and T BS are adjusted.
  • the endoscopic image 25 with higher contrast in the attention area B can be obtained, and there is an advantage that the attention area B can be observed more accurately.
  • shooting is performed twice with different exposure times within one irradiation period of R light and B light. Instead, shooting is performed three times or more. May be. In this case, it is preferable that the exposure times in the three shootings are all different.
  • the dynamic range of both the R image signal and the B image signal is expanded. Instead, only one of the R image signal and the B image signal is used. The dynamic range may be expanded. In this case, only a plurality of image signals for expanding the dynamic range may be acquired by a plurality of shootings.

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Abstract

内視鏡装置（１）は、ＲＧＢの３色の照明光を順番に被写体に照射する照明部（３）と、被写体によって反射された照明光を撮影する撮像部（９）と、３色の照明光を順番に撮影するように、かつ、Ｇ以外の少なくとも１色の照明光を異なる露光時間で複数回撮影するように撮像部（９）を制御して３色の成分画像を撮像部（９）に取得させる制御部（１４）と、少なくとも１色の複数の成分画像同士を合成することによって拡大成分画像を生成するダイナミックレンジ拡大部（１６）と、少なくとも１色の拡大成分画像と他の色の成分画像とを合成してカラーの内視鏡画像を生成する画像生成部（１８）とを備える。

Description

内視鏡装置
　本発明は、内視鏡装置に関するものである。
　従来、異なる露光時間で被写体を複数回撮影し、取得された複数の画像を合成することによって、ダイナミックレンジを拡大した内視鏡画像を得る内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　特許文献１の内視鏡装置は、カラーＣＣＤを用いて被写体を長い露光時間（１／６０秒）と短い露光時間（１／２４０秒）とで２回撮影し、得られた２つのデジタル信号をＲ、Ｇ、Ｂの３色の信号に分離する。次に、露光時間の短いＲ信号と露光時間の長いＲ信号とを合成することによって、ダイナミックレンジを拡大したＲ信号を生成する。Ｇ信号およびＢ信号も、Ｒ信号と同様にしてダイナミックレンジを拡大する。次に、ダイナミックレンジを拡大したＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を用いて、ＣＣＤのダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを有するカラーの内視鏡画像を生成している。
　露光時間が短い撮影においては、強い照明光が当たる近点領域のような明るい領域が、ハレーションを起こすことなく鮮明に撮影される。露光時間が長い撮影においては、照明光が届き難い遠点領域のような暗い領域が黒つぶれすることなく鮮明に撮影される。したがって、特許文献１の内視鏡装置は、筒状の消化管のように、明暗差が大きい被写体の撮影に適している。
特開平１１－２３４６６２号公報
　内視鏡画像診断において、観察者は、発赤のような赤色の炎症部分や青色の静脈に注目する。また、生体組織の赤みがかった色に対してコントラストが高い青色の色素を診断領域に散布して生体組織の診断領域の凹凸感を強調する方法が使用されることがある。このように、内視鏡画像の色は赤色または青色に偏っていることが多く、内視鏡画像診断においては赤色と青色の情報が特に重要である。
　しかしながら、特許文献１の内視鏡装置は、画像全体の明るさを基準にＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号のダイナミックレンジを一律に調整しており、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号のダイナミックレンジを個別に調整することができない。この場合、濃い赤色または濃い青色の領域において色の飽和が生じたり、暗い領域において黒つぶれが生じたりする。そのため、内視鏡画像診断において重要な、生体組織の赤色の違いおよび青色の違いを、内視鏡画像において正確に再現することができないという問題がある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織の色の違いを正確に再現した内視鏡画像を得ることができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明は、赤、緑および青の３色の照明光を順番に被写体に照射する照明部と、前記被写体によって反射された前記照明光を撮影して画像を取得する撮像部と、前記照明部からの前記３色の照明光の照射と同期して撮影を実行するように前記撮像部を制御することによって、赤、緑および青の３色の成分画像を順番に前記撮像部に取得させる制御部と、前記撮像部によって取得された前記３色の成分画像の内、緑以外の少なくとも１色の成分画像について、ダイナミックレンジを拡大した拡大成分画像を生成するダイナミックレンジ拡大部と、該ダイナミックレンジ拡大部によって生成された前記少なくとも１色の拡大成分画像と他の色の成分画像とを合成してカラーの内視鏡画像を生成する画像生成部とを備え、前記制御部が、前記少なくとも１色の照明光を異なる露光時間で複数回撮影するように前記撮像部を制御することによって、前記少なくとも１色の複数の成分画像を撮像部に取得させ、前記ダイナミックレンジ拡大部が、前記少なくとも１色の複数の成分画像同士を合成することによって前記拡大成分画像を生成する内視鏡装置を提供する。
　本発明によれば、照明部から被写体へ照射される照明光が赤、緑および青の間で切り替わるのに同期して撮像部が被写体の撮影を実行することによって３色の成分画像が取得され、取得された３色の成分画像から画像生成部によってＲＧＢ形式の内視鏡画像が生成される。
　この場合に、赤または／および青の照明光の撮影において、制御部が、同一色の照明光を異なる露光時間で複数回、撮像部に撮影を実行させることによって、明るさの異なる複数の成分画像が取得される。
　ダイナミックレンジ拡大部は、明るさの異なる同一色の複数の成分画像同士を合成することによって、緑の成分画像のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを有する赤または／および青の拡大成分画像を生成する。このように、広いダイナミックレンジを有する赤または／および青の成分画像を使用することによって、生体組織の色、特に赤色または／および青色の違いを正確に再現した内視鏡画像を得ることができる。
　上記発明においては、前記制御部が、赤および青の前記照明光の各々を異なる露光時間で複数回撮影するように前記撮像部を制御するとともに、前記赤の照明光の撮影における前記露光時間と、前記青の照明光の撮影における前記露光時間とを互いに独立に制御してもよい。
　このようにすることで、赤の拡大成分画像と青の拡大成分画像のダイナミックレンジを互いに独立に制御し、生体組織のさらに高い色再現性を有する内視鏡画像を得ることができる。
　上記発明においては、前記少なくとも１色の複数の成分画像の階調値の分布に基づいて、次の前記少なくとも１色の照明光の複数回の撮影における露光時間を設定する露光時間設定部を備えていてもよい。
　露光時間が不足している場合、階調値の分布が最低階調値側に偏り、露光時間が過剰である場合、階調値の分布が最高階調値側に偏る。露光時間設定部は、階調値の分布に基づいて露光時間の過不足を判断し、露光時間が不足している場合には次の撮影における露光時間をより長く設定し、露光時間が過剰である場合には次の撮影における露光時間をより短く設定する。これにより、次の撮影においては、適切なコントラストを有する成分画像を取得することができる。
　上記発明においては、前記撮像部による前記成分画像の撮影範囲内に注目領域を設定する注目領域設定部を備え、前記露光時間設定部が、前記少なくとも１色の複数の成分画像の内、前記注目領域設定部によって設定された注目領域における階調値の分布に基づいて、次の前記少なくとも１色の照明光の複数回の撮影における露光時間を設定してもよい。
　このようにすることで、注目領域の色および明るさに対して赤または／および青の拡大成分画像のダイナミックレンジが最適化される。したがって、内視鏡画像の内、注目領域の高い色再現性を確保することができる。
　本発明によれば、生体組織の色の違いを正確に再現した内視鏡画像を得ることができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成図である。 図１の内視鏡装置の照明ユニットにおける色可変フィルタの正面図である。 照明光の照射および撮像素子の露光のタイミングを示すタイミングチャートである。 図１の内視鏡装置のダイナミックレンジ拡大部および圧縮部における処理を説明する図である。 図１の内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置における画像プロセッサの構成図である。 内視鏡画像の一例（上段）と、内視鏡画像のＡ－Ａ線における長露光時間の画像信号（中段）と、長露光時間を延長後の画像信号（下段）とを示している。 内視鏡画像の一例（上段）と、内視鏡画像のＡ－Ａ線における短露光時間の画像信号（中段）と、短露光時間を短縮後の画像信号（下段）とを示している。 被写体の明るさと長露光時間の画像信号の階調値との関係を示すグラフである。 被写体の明るさと短露光時間の画像信号の階調値との関係を示すグラフである。 最大階調値を有する画素の数と長露光時間の延長時間との関係を示すグラフである。 最小階調値を有する画素の数と短露光時間の短縮時間との関係を示すグラフである。 図６の画像プロセッサを備える内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。 図１３の露光時間設定ルーチンを示すフローチャートである。 照明光の照射および撮像素子の撮影のタイミングを示すタイミングチャートである。 図６の画像プロセッサの変形例の構成図である。 図１６の画像プロセッサを備える内視鏡装置の動作における露光時間設定ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置における画像プロセッサ画像プロセッサの構成図である。 注目領域が設定された内視鏡画像の一例である。 図１８の画像プロセッサを備える内視鏡装置の動作における露光時間設定ルーチンを示すフローチャートである。
（第１の実施形態）
　以下に、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置１について図１から図５を参照して説明する。
　本実施形態に係る内視鏡装置１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色の照明光を順番に生体組織（被写体）に照射してＲ、ＧおよびＢの３色の画像信号を順番に取得し、取得された３色の画像信号からカラーの内視鏡画像を生成する面順次式である。
　内視鏡装置１は、図１に示されるように、生体内に挿入される細長い挿入部２と、該挿入部２の基端に接続された照明ユニット３および画像プロセッサ４とを備えている。
　挿入部２は、該挿入部２の先端面に設けられた照明レンズ５および対物レンズ６と、挿入部２の基端面に設けられた集光レンズ７と、照明レンズ５と集光レンズ７との間に長手方向に沿って配置されたライトガイド８と、対物レンズ６の基端側に配置された撮像素子（撮像部）９とを備えている。
　集光レンズ７は、照明ユニット３から入射された照明光をライトガイド８の基端面に集光する。
　ライトガイド８は、集光レンズ７から基端面に入射された照明光を先端面まで導光し、該先端面から照明レンズ５へ向かって射出する。
　照明レンズ５は、ライトガイド８から入射された照明光を拡散させて生体組織Ｓに照射する。
　対物レンズ６は、生体組織Ｓにおいて反射されて対物レンズ６に入射した照明光を撮像素子９の撮像面に結像する。
　撮像素子９は、モノクロＣＣＤイメージセンサまたはモノクロＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子９は、後述するように、生体組織Ｓへの照明光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの照射に同期して撮影を実行するように制御部１４によって制御される。撮像素子９は、露光終了後、光電変換によって画像信号を生成し、生成された画像信号を画像プロセッサ４内の画像メモリ１５（後述）へ送信する。
　なお、本実施形態においては、先端部に撮像素子９が設けられた軟性の挿入部２を想定しているが、対物レンズ６の基端側に、該対物レンズ６によって形成された像をリレーするリレー光学系を備える硬性の挿入部を用いてもよい。硬性の挿入部の場合、挿入部の基端側に撮像素子が配置される。
　照明ユニット３は、白色光を発する光源（例えば、キセノンランプ）１０と、該光源１０の出力光軸上に配置された２個の集光レンズ１１，１２と、該２個の集光レンズ１１，１２の間に配置された色可変フィルタ１３とを備えている。
　集光レンズ１１は、光源１０から発せられた光を集光させて色可変フィルタ１３に入射する。集光レンズ１２は、色可変フィルタ１３を透過した光を集光させて挿入部２の集光レンズ７に入射する。
　色可変フィルタ１３は、図２に示されるように、光源１０の出力光軸に平行に配置された回転軸１３ａ回りに均等に配列された３色のフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを有している。Ｒフィルタ１３ＲはＲ光ＬＲのみを透過させ、Ｇフィルタ１３ＧはＧ光ＬＧのみを透過させ、Ｂフィルタ１３ＢはＢ光ＬＢのみを透過させる。色可変フィルタ１３が回転軸１３ａ回りに回転することによってフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが順番に出力光軸上に配置され、集光レンズ７には、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢが順番に色可変フィルタ１３から入射するようになっている。
　ここで、色可変フィルタ１３の回転速度は一定であり、かつ、３つのフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは全て同一の形状および寸法を有する。したがって、照明レンズ５からは、図３に示されるように、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢが一定の時間間隔で順番に生体組織Ｓに照射され、かつ、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢの１回当たりの照射時間は互いに等しくなっている。色可変フィルタ１３の回転速度は、内視鏡画像のフレームレートが動画に適した３０ｆｐｓ以上６０ｆｐｓ以下となるように、３０ｒｐｓ以上６０ｒｐｓ以下であることが好ましい。
　画像プロセッサ４は、撮像素子９を制御する制御部１４と、撮像素子９から受信した画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＧ，ＳＢＬ，ＳＢＳを一時的に保持する画像メモリ１５と、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳに対してダイナミックレンジ拡大処理を実行するダイナミックレンジ拡大部１６と、ダイナミックレンジが拡大されたＲ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳおよびＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳの階調値を圧縮する圧縮部１７と、画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’，ＳＧ，ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’から内視鏡画像を生成する画像生成部１８とを備えている。
　制御部１４は、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢの照射のタイミングの情報を照明ユニット３から取得する。制御部１４は、取得されたタイミングの情報に基づき、図３に示されるように、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢの照射に同期して、予め設定された露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＧ，ＴＢＬ，ＴＢＳで撮像素子９に撮影を実行させる。これにより、制御部１４は、１フレーム期間中に、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢの撮影をこの順番で撮像素子９に実行させる。
　ここで、制御部１４は、Ｇ光ＬＧの照射期間中には、露光時間ＴＧで撮影を１回だけ撮像素子９に実行させる。これにより、１フレーム期間中に１つのＧ画像信号ＳＧが撮像素子９によって取得される。
　一方、制御部１４は、Ｒ光ＬＲの照射期間中には、長露光時間ＴＲＬと、該長露光時間ＴＲＬよりも短い短露光時間ＴＲＳとで撮影を２回実行させる。これにより、１フレーム期間中に、露光時間が異なる２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳが撮像素子９によって順番に取得される。同様に、制御部１４は、Ｂ光ＬＢの照射期間中には、長露光時間ＴＢＬと、該長露光時間ＴＢＬよりも短い短露光時間ＴＢＳとで撮影を２回実行させる。これにより、１フレーム期間中に、露光時間が異なる２つのＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳが撮像素子９によって順番に取得される。図４に示されるように、長露光時間の画像信号ＳＲＬ，ＳＢＬは、生体組織Ｓの内、暗い領域が高いコントラストで鮮明に撮影された画像信号となる。短露光時間の画像信号ＳＲＳ，ＳＢＳは、生体組織Ｓの内、明るい領域が高いコントラストで鮮明に撮影された画像信号となる。
　露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＧ，ＴＢＬ，ＴＢＳは、例えば、画像プロセッサ４に接続された図示しない入力装置を用いて観察者が任意の値を入力することによって、制御部１４に設定されるようになっている。ここで、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ用の露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳと、Ｂ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳ用の露光時間ＴＢＬ，ＴＢＳとは、互いに独立に設定可能である。例えば、各照明光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの１回当たりの照射時間が１５ｍｓｅｃである場合、露光時間ＴＧは１５ｍｓｅｃに設定され、長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬは１０ｍｓｅｃに設定され、短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳは５ｍｓｅｃに設定される。
　画像メモリ１５は、１フレーム期間中に、Ｒ画像信号ＳＲＬ、Ｒ画像信号ＳＲＳ、Ｇ画像信号ＳＧ、Ｂ画像信号ＳＢＬ、およびＢ画像信号ＳＢＳを順番に受信する。画像メモリ１５は、Ｇ成分画像を構成するＧ画像信号ＳＧのみを画像生成部１８へ送信し、Ｒ成分画像を構成するＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ成分画像を構成するＢ画像信号ＳＢＳ，ＳＢＬをダイナミックレンジ拡大部１６へ送信する。
　図４は、ダイナミックレンジ拡大部１６および圧縮部１７におけるＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳの処理を示している。図４には、例としてＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＲＬ＋ＳＲＳ，ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’のみが示されているが、Ｂ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳ，ＳＢＬ＋ＳＢＳ，ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’も同一の特徴を有する。
　ダイナミックレンジ拡大部１６は、画像メモリ１５から２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳを受信すると、Ｒ画像信号ＳＲＬにおける各画素の階調値とＲ画像信号ＳＲＳにおける各画素の階調値とを加算することによって、Ｒ拡大成分画像を構成するＲ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳを生成する。同様に、ダイナミックレンジ拡大部１６は、画像メモリ１５から２つのＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳを受信すると、Ｂ画像信号ＳＢＬにおける各画素の階調値とＢ画像信号ＳＢＳにおける各画素の階調値とを加算することによって、Ｂ拡大成分画像を構成するＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳを生成する。
　拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳ，ＳＢＬ＋ＳＢＳは、撮像素子９のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを有し、画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＧ，ＳＢＬ，ＳＢＳの２倍の階調数を有する。ダイナミックレンジ拡大部１６は、生成されたＲ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳおよびＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳを圧縮部１７へ送信する。
　圧縮部１７は、Ｒ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳおよびＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳの階調数を半分に圧縮する。これにより、Ｒ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳおよびＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳの階調数が、Ｇ画像信号ＳＧの階調数と等しくなる。圧縮部１７は、圧縮されたＲ拡大画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’およびＢ拡大画像信号ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’を画像生成部１８へ送信する。
　画像生成部１８は、画像メモリ１５から受信した未処理のＧ画像信号ＳＧと、圧縮部１７から受信したＲ拡大画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’およびＢ拡大画像信号ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’とをＲＧＢ合成することによってカラーの内視鏡画像を生成する。画像生成部１８は、生成された内視鏡画像を表示部２４に送信する。
　表示部２４は、受信した内視鏡画像を順番に表示する。
　次に、このように構成された内視鏡装置１の作用について図５を参照して説明する。
　最初に、露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＧ，ＴＢＬ，ＴＢＳが、例えば観察者によって初期設定される（ステップＳ１）。次に、照明ユニット３が作動を開始すると、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢが順番に集光レンズ１２，７を介して挿入部２内のライトガイド８に入射し、挿入部２の先端から生体組織Ｓに向かってＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢが順番に繰り返し照射される（ステップＳ２）。生体組織Ｓにおいて反射されたＲ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢは対物レンズ６によって集光されて撮像素子９によって順番に撮影され、画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＧＬ，ＳＢＬ，ＳＢＳが順番に取得される（ステップＳ３～Ｓ７）。
　ここで、Ｇ光ＬＧの照射期間中には（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御部１４が撮像素子９に１回だけ撮影を実行させることによって（ステップＳ４）、１つのＧ画像信号ＳＧが取得される（ステップＳ５）。
　一方、Ｒ光ＬＲの照射期間中には（ステップＳ３のＮＯ）、制御部１４が撮像素子９に長露光時間の撮影と短露光時間の撮影とを順番に実行させることによって（ステップＳ６）、２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳが取得される（ステップＳ７）。同様に、Ｂ光ＬＢの照射期間中には（ステップＳ３のＮＯ）、制御部１４が撮像素子９に長露光時間の撮影と短露光時間の撮影とを順番に実行させることによって（ステップＳ６）、２つのＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳが取得される（ステップＳ７）。
　２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳはダイナミックレンジ拡大部１６において互いに加算されることによって、ダイナミックレンジが拡大されたＲ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳが生成される（ステップＳ８）。同様に、２つのＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳはダイナミックレンジ拡大部１６において互いに加算されることによって、ダイナミックレンジが拡大されたＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳが生成される（ステップＳ８）。Ｒ拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳおよびＢ拡大画像信号ＳＢＬ＋ＳＢＳは、圧縮部１７において階調数がそれぞれ圧縮された後（ステップＳ９）、画像生成部１８に送信される。
　画像生成部１８においては、撮像素子９から画像メモリ１５を介してＧ画像信号ＳＧが入力され、圧縮部１７からＲ拡大画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’およびＢ拡大画像信号ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’が入力されると（ステップＳ１０のＹＥＳ）、３色の画像信号ＳＧ，ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’，ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’が合成されることによってカラーの内視鏡画像が生成される（ステップＳ１１）。生成された内視鏡画像は順番に動画として表示部２４に表示される（ステップＳ１２）。
　このように、本実施形態によれば、表示部２４に表示される内視鏡画像は、広いダイナミックレンジを有するＲ拡大画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’およびＢ拡大画像信号ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’を用いて構成されている。したがって、内視鏡画像は、濃い赤色および濃い青色を色飽和することなく正確に表現することができる。これにより、生体組織Ｓの内、内視鏡画像診断において重要な炎症部位の赤色および静脈の青色が内視鏡画像において正確に再現され、観察者は、炎症部位における赤みの微妙な変化や静脈の詳細な分布を内視鏡画像において観察できるという利点がある。
　また、短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳの撮影において、照明光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが届き難い遠点領域のような暗い領域は、画像信号ＳＲＳ，ＳＢＳがほとんど階調値を有さずノイズに埋もれてしまうために、黒つぶれしてしまうが、長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬの撮影においては、画像信号ＳＲＬ，ＳＢＬが暗い領域において十分に大きな階調値を有する。このような画像信号ＳＲＬ，ＳＢＬから拡大画像信号ＳＲＬ＋ＳＲＳ，ＳＢＬ＋ＳＢＳを生成することによって、黒つぶれを解消した内視鏡画像を得ることができるという利点がある。
　また、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳに比べて長い露光時間ＴＧで撮影されたＧ画像信号ＳＧによって、内視鏡画像全体の明るさを確保することができるという利点がある。また、上述のように赤色および青色の色再現性が高い内視鏡画像を得るためには、画像プロセッサ４による撮像素子９の制御および画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＧ，ＳＢＬ，ＳＢＳの処理のみを従来の内視鏡装置から変更するだけでよい。したがって、構成を複雑化することなく、かつ、従来の内視鏡装置が有する高解像度および高フレームレートを維持しながら、色再現性の高い内視鏡画像を得ることができるという利点がある。
（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置について図６から図１７を参照して説明する。
　本実施形態に係る内視鏡装置は、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳの階調値の分布に基づいて次のＲ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの撮影における露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＢＬ，ＴＢＳをフィードバック制御する点で、第１の実施形態の内視鏡装置１と異なっている。
　具体的には、本実施形態の内視鏡装置は、画像プロセッサ４に代えて図６の画像プロセッサ４１を備えている。画像プロセッサ４１以外の構成は、図１の第１の実施形態の内視鏡装置１と同一である。
　画像プロセッサ４１は、図６に示されるように、閾値処理部１９と、露光時間設定部２０とをさらに備えている。
　本実施形態において、画像メモリ１５は、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳをダイナミックレンジ拡大部１６に加えて閾値処理部１９にも送信する。
　閾値処理部１９は、Ｒ画像信号ＳＲＬの階調値に対する閾値αＲＬと、Ｒ画像信号ＳＲＳの階調値に対する閾値αＲＳと、Ｂ画像信号ＳＢＬの階調値に対する閾値αＢＬと、Ｂ画像信号ＳＢＳの階調値に対する閾値αＢＳとを有している。閾値αＲＬ，αＢＬは、長露光時間のＲ画像信号ＳＲＬおよびＢ画像信号ＳＢＬの最小階調値０、または、該最小階調値よりも大きく該最小階調値の近傍の値に設定されている。閾値αＲＳ，αＢＳは、短露光時間のＲ画像信号ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＳの最大階調値２５５、または、該最大階調値よりも小さく該最大階調値の近傍の値に設定されている。
　閾値処理部１９は、画像メモリ１５からＲ画像信号ＳＲＬを受信すると、Ｒ画像信号ＳＲＬの全ての画素の内、閾値αＲＬ以下の階調値を有する画素の数ＭＲを計測する。また、閾値処理部１９は、画像メモリ１５からＲ画像信号ＳＲＳを受信すると、Ｒ画像信号ＳＲＳの全ての画素の内、閾値αＲＳ以上の階調値を有する画素の数ＮＲを計測する。
　同様に、閾値処理部１９は、画像メモリ１５からＢ画像信号ＳＢＬを受信すると、Ｂ画像信号の全ての画素の内、閾値αＢＬ以下の階調値を有する画素の数ＭＢを計測する。また、閾値処理部１９は、画像メモリ１５からＢ画像信号ＳＢＳを受信すると、Ｂ画像信号ＳＢＳの全ての画素の内、閾値αＢＳ以上の階調値を有する画素の数ＮＢを計測する。
　図７および図８は、内視鏡画像の一例（上段）と、該内視鏡画像のＡ－Ａ線における階調値の分布（中段および下段）とを示している。図９および図１０は、生体組織Ｓの明るさと画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＢＬ，ＳＢＳの階調値との関係を表している。
　図７および図８に示されるように、生体組織Ｓが凸部および凹部を有している場合、内視鏡画像２５の内、凸部の領域が相対的に明るくなり、凹部の領域が相対的に暗くなる。　　
　長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬが短過ぎると、凹部からの照明光ＬＲ，ＬＢの露光量が過少となり、図７および図９に示されるように、実際には異なる暗さが一律に最小階調値０となる、いわゆる黒つぶれが画像信号ＳＲＬ，ＳＢＬに生じる。この場合、閾値αＲＬ，αＢＬ以下の階調値を有する画素の数ＭＲ，ＭＢが多くなる。一方、短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳが長過ぎると、凸部の領域における露光量が過剰となり、図８および図１０に示されるように、実際には異なる明るさが一律に最大階調値２５５となる、いわゆる白とびが画像信号ＳＲＳ，ＳＢＳに生じる。この場合、閾値αＲＳ，αＢＳ以上の階調値を有する画素の数ＮＲ，ＮＢが多くなる。
　以下、一例として、αＲＬ＝αＢＬ＝０であり、αＲＳ＝αＢＳ＝２５５である場合について説明する。したがって、閾値処理部１９は、最小階調値０を有する黒つぶれ領域における画素の数ＭＲ，ＭＢと、最大階調値２５５を有する白とび領域における画素の数ＮＲ，ＮＢとを計測する。
　露光時間設定部２０は、画素の数ＭＲを受信すると、画素の数ＭＲに基づいて長露光時間ＴＲＬの延長時間を算出し、算出された延長時間を現在の長露光時間ＴＲＬに加算することによって、次の長露光時間ＴＲＬを算出する。延長時間の算出には、例えば、画素の数ＭＲと延長時間とが予め対応付けられた第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）が使用される。画素の数ＭＲおよび延長時間は、例えば、図１１に示されるように、画素の数ＭＲがゼロであるときには延長時間がゼロであり、画素の数ＭＲに比例して延長時間が増加するように、第１のＬＵＴにおいて対応付けられている。
　また、露光時間設定部２０は、画素の数ＮＲを受信すると、画素の数ＮＲに基づいて短露光時間ＴＲＳの短縮時間を算出し、算出された短縮時間を現在の短露光時間ＴＲＳから減算することによって、次の短露光時間ＴＲＳを算出する。短縮時間の算出には、例えば、画素の数ＮＲと短縮時間とが予め対応付けられた第２のＬＵＴが使用される。画素の数ＮＲおよび短縮時間は、例えば、図１２に示されるように、画素の数ＮＲがゼロであるときには短縮時間がゼロであり、画素の数ＮＲに比例して短縮時間が増加するように、第２のＬＵＴにおいて対応付けられている。
　露光時間設定部２０は、画素の数ＭＢを受信すると、長露光時間ＴＲＬと同様にして、画素の数ＭＢに基づいて次の長露光時間ＴＢＬを算出し、画素の数ＮＢを受信すると、短露光時間ＴＲＳと同様にして、画素の数ＮＢに基づいて次の短露光時間ＴＢＳを算出する。
　露光時間設定部２０は、算出された次の露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＢＬ，ＴＢＳを制御部１４へ送信する。
　制御部１４は、露光時間設定部２０から受信した露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬ，ＴＲＳ，ＴＢＳを、次のＲ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの撮影における露光時間として設定する。
　次に、このように構成された内視鏡装置の作用について説明する。
　本実施形態に係る内視鏡装置によれば、図１３に示されるように、ステップＳ７において２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳが取得された後、該Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳに基づいて、次のＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳの取得のための露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳが設定される（ステップＳ１３）。
　具体的には、図１４に示されるように、閾値処理部１９において、長露光時間ＴＲＬのＲ画像信号ＳＲＬが有する全画素の内、最小階調値０を有する画素の数ＭＲが計測される（ステップＳ１３１）。計測された画素の数ＭＲは、Ｒ画像信号ＳＲＬにおける黒つぶれ領域の大きさを表しており、黒つぶれ領域が大きい程、画素の数ＭＲが大きくなる。露光時間設定部２０は、画素の数ＭＲが大きい程、次の長露光時間ＴＲＬがより長くなるように、次の長露光時間ＴＲＬを算出し（ステップＳ１３２）、算出された次の長露光時間ＴＲＬが制御部１４に設定される（ステップＳ１３３）。
　そして、次のフレーム期間においては、図１３に示されるように、より長い長露光時間ＴＲＬでＲ光ＬＲの撮影が実行される（ステップＳ４）。これにより、図７および図９に示されるように、黒つぶれが解消され、暗い領域においてコントラストを有する画像信号ＳＲＬが取得される。Ｒ画像信号ＳＲＬに黒つぶれ領域が存在せず、ステップＳ１３１において計測された画素の数ＭＲがゼロである場合には、現在の長露光時間ＴＲＬがそのまま次の長露光時間ＴＲＬとして算出および設定される。
　次に、閾値処理部１９において、短露光時間ＴＲＳのＲ画像信号ＳＲＳが有する全画素の内、最大階調値２５５を有する画素の数ＮＲが計測される（ステップＳ１３４）。計測された画素の数ＮＲは、Ｒ画像信号ＳＲＳにおける白とび領域の大きさを表しており、白とび領域が大きい程、画素の数ＮＲが大きくなる。露光時間設定部２０は、画素の数ＮＲが大きい程、次の短露光時間ＴＲＳがより短くなるように、次の短露光時間ＴＲＳを算出し（ステップＳ１３５）、算出された次の短露光時間ＴＲＳが制御部１４に設定される（ステップＳ１３６）。
　そして、次のフレーム期間においては、図１３に示されるように、より短い短露光時間ＴＲＳでＲ光ＬＲの撮影が実行される（ステップＳ４）。これにより、図８および図１０に示されるように、白とびが解消され、明るい領域においてコントラストを有する画像信号ＳＲＳが取得される。Ｒ画像信号ＳＲＳに白とび領域が存在せず、ステップＳ１３４において計測された画素の数ＮＲがゼロである場合には、現在の短露光時間ＴＲＳがそのまま次の短露光時間ＴＲＳとして算出および設定される。
　このように、本実施形態によれば、生体組織Ｓの暗い領域に対して長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬが不足していて黒つぶれが生じている場合には、図１５に示されるように、次の撮影における長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬが延長されることによって、暗い領域において明確なコントラストを有する画像信号ＳＲＬ，ＳＢＬが取得される。また、生体組織Ｓの明るい領域に対して短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳが過剰であって白とびが生じている場合には、図１５に示されるように、次の撮影における短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳが短縮されることによって、明るい領域において明確なコントラストを有する画像信号ＳＲＳ，ＳＢＳが取得される。
　このような画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＢＬ，ＳＢＳから生成された拡大画像信号ＳＲＬ’＋ＳＲＳ’，ＳＢＬ’＋ＳＢＳ’を用いることによって、暗い領域と明るい領域の両方において、生体組織Ｓの赤色および青色をより正確に再現した内視鏡画像を得ることができるという利点がある。
　なお、本実施形態においては、図１６に示されるように、白とびの解消と黒つぶれの解消のいずれを優先するかを観察者が選択するための入力部２１をさらに備えていてもよい。
　上記のようにして次の長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬおよび短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳを算出した結果、長露光時間と短露光時間との和ＴＲＬ＋ＴＲＳ，ＴＢＬ＋ＴＢＳが、照明光ＬＲ，ＬＢの１回当たりの照射時間を超えてしまうことがあり得る。このような場合（ステップＳ１３７のＹＥＳ）、露光時間設定部２０は、図１７に示されるように、白とびの解消と黒つぶれの解消のうちいずれが入力部２１によって選択されているかに従って（ステップＳ１３９）、長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬおよび短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳを決定する（ステップＳ１３８～Ｓ１４３）。
　黒つぶれの解消を優先する場合（ステップＳ１３９のＹＥＳ）、露光時間設定部２０は、長露光時間ＴＲＬを優先的に決定し（ステップＳ１４０）、短露光時間ＴＲＳは、照射時間から長短露光時間ＴＲＬを減算した時間に決定する（ステップＳ１４１）。白とびの解消を優先する場合（ステップＳ１３９のＮＯ）、露光時間設定部２０は、短露光時間ＴＲＳを優先的に決定し（ステップＳ１４２）、長露光時間ＴＲＬは、照射時間から短露光時間ＴＲＳを減算した時間に決定する（ステップＳ１４３）。
　長露光時間と短露光時間との和ＴＲＬ＋ＴＲＳが、照明光ＬＲの照射時間以下である場合には（ステップＳ１３７のＮＯ）、上述したステップＳ１３３，Ｓ１３６と同様にして次の露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳが設定される（ステップＳ１３８）。
　Ｂ画像信号用の露光時間ＴＢＬ，ＴＢＳに関しても同様である。
　このようにすることで、観察者は、凹部のような暗い領域を詳細に観察したいときには、黒つぶれの解消を優先させることで、暗い領域が鮮明に撮影された内視鏡画像２５を確実に観察することができ、凸部のような明るい領域を詳細に観察したいときには、白とびの解消を優先させることで、明るい領域が鮮明に撮影された内視鏡画像２５を確実に観察することができる。
（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置について図１８から図２０を参照して説明する。
　本実施形態に係る内視鏡装置は、第２の実施形態の内視鏡装置を変形したものであって、画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳ，ＳＢＬ，ＳＢＳの全画素ではなく、注目領域内の画素の階調値の分布に基づいて次のＲ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの撮影における露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＢＬ，ＴＢＳをフィードバック制御する点で、第２の実施形態の内視鏡装置と異なっている。
　具体的には、本実施形態の内視鏡装置は、画像プロセッサ４に代えて図１８の画像プロセッサ４２を備えている。画像プロセッサ４２以外の構成は、図１の第１の実施形態の内視鏡装置１と同一である。
　画像プロセッサ４２は、図１８に示されるように、注目領域入力部（注目領域設定部）２２と、位置情報設定部２３とをさらに備えている。
　注目領域入力部２２は、例えば、表示部２４に表示されている内視鏡画像上で位置を指定可能な、スタイラスペンやマウス等のポインティングデバイスである。図１９に示されるように、観察者は、注目領域入力部２２を用いて、表示部２４に表示されている内視鏡画像２５の撮影範囲内の任意の領域を注目領域Ｂとして指定可能となっている。
　位置情報設定部２３は、指定された注目領域Ｂの位置を注目領域入力部２２から取得し、取得された位置を内視鏡画像２５内の画素のアドレスに変換し、アドレスを閾値処理部１９に送信する。
　閾値処理部１９は、画像メモリ１５から受信したＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳおよびＢ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳの画素の内、位置情報設定部２３から受信したアドレスに従って注目領域Ｂ内の画素を選択する。次に、閾値処理部１９は、選択された画素の階調値を閾値αＲＬ，αＲＳ，αＢＬまたはαＢＳと比較することによって、画素の数ＭＲ，ＮＲ，ＭＢまたはＮＢを計測する。
　露光時間設定部２０は、画素の数ＭＲ，ＭＢに基づいて次の長露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬを決定し、画素の数ＮＲ，ＮＢに基づいて次の短露光時間ＴＲＳ，ＴＢＳを算出する。ただし、画素の数ＭＲ，ＮＲ，ＭＢ，ＮＢの最大値は、注目領域Ｂの広さに応じて異なる。したがって、露光時間設定部２０は、内視鏡画像全体の画素の総数Ｃに対する、注目領域Ｂに存在する画素の総数ＣＢの割合Ｃ／ＣＢを画素の数ＭＲ，ＮＲ，ＭＢ，ＮＢに乗算することで、画素の数ＭＲ，ＮＲ，ＭＢ，ＮＢの補正値ＭＲ×Ｃ／ＣＢ，ＮＲ×Ｃ／ＣＢ，ＭＢ×Ｃ／ＣＢ，ＮＢ×Ｃ／ＣＢを得る。そして、露光時間設定部２０は、得られた補正値をＭまたはＮの代わりとして用いて図１１および図１２のＬＵＴから次の露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬ，ＴＲＳ，ＴＢＳを算出する。
　あるいは、露光時間設定部２０は、注目領域Ｂの広さ、つまり画素の総数ＣＢに対応した複数のＬＵＴを保持していてもよい。この複数のＬＵＴは、画素の数ＭＲ，ＮＲ，ＭＢ，ＮＢと延長時間または短縮時間との関係がすでに各総数ＣＢに応じて補正されたものである。露光時間設定部２０は、総数ＣＢに応じて最適なＬＵＴを選択することで、次の露光時間ＴＲＬ，ＴＢＬ，ＴＲＳ，ＴＢＳを算出することができる。
　次に、このように構成された内視鏡装置の作用について説明する。
　本実施形態のメインルーチンは、図１３の第２の実施形態のメインルーチンと同一であり、露光時間設定ルーチン（ステップＳ１３）の内容が第２の実施形態と異なっている。
　本実施形態に係る内視鏡装置によれば、第２の実施形態と同様に、ステップＳ７において２つのＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳが取得された後、露光時間設定ルーチンＳ１３において、次のＲ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳの取得のための露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳが設定される。
　露光時間設定ルーチンＳ１３において、図２０に示されるように、まず、注目領域Ｂの設定の有無が判断される（ステップＳ１４４）。
　注目領域Ｂが設定されていない場合（ステップＳ１４４のＮＯ）、第２の実施形態と同一の手順に従って次の露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＢＬ，ＴＢＳが設定される（ステップＳ１３１～Ｓ１３６）。
　注目領域Ｂが設定されている場合（ステップＳ１４４のＹＥＳ）、閾値処理部１９において、注目領域Ｂを構成する画素の内、最小階調値０を有する画素の数ＭＲが計測され（ステップＳ１４５）、計測された画素の数ＭＲが注目領域Ｒの画素の総数ＣＢに応じて補正され（ステップＳ１４６）、補正値ＭＲ×Ｃ／ＣＢ基づいて、次の長露光時間ＴＲＬが算出および設定される（ステップＳ１４７，Ｓ１４８）。続いて、閾値処理部１９において、注目領域Ｂを構成する画素の内、最大階調値２５５を有する画素の数ＮＲが計測され（ステップＳ１４９）、計測された画素の数ＮＲが注目領域Ｒの画素の総数ＣＢに応じて補正され（ステップＳ１５０）、補正値ＮＲ×Ｃ／ＣＢに基づいて、次の短露光時間ＴＲＳが算出および設定される（ステップＳ１５１，Ｓ１５２）。Ｂ画像信号ＳＢＬ，ＳＢＳに関しても、Ｒ画像信号ＳＲＬ，ＳＲＳと同様に、ステップＳ１４５～Ｓ１５２によって、次の長露光時間ＴＢＬおよび次の短露光時間ＴＢＳが設定される。
　このように、本実施形態によれば、内視鏡画像２５の内、観察者が特に注目したい注目領域Ｂ内の白とびおよび黒つぶれの有無に応じて次の露光時間ＴＲＬ，ＴＲＳ，ＴＢＬ，ＴＢＳが調整される。これにより、注目領域Ｂにおけるコントラストがより高い内視鏡画像２５を得ることができ、注目領域Ｂをより正確に観察することができるという利点がある。
　第１から第３の実施形態においては、Ｒ光およびＢ光の１回の照射期間内に異なる露光時間で２回撮影を実行することとしたが、これに代えて、３回以上撮影を実行してもよい。この場合、３回の撮影における露光時間は全て異なることが好ましい。
　また、第１から第３の実施形態においては、Ｒ画像信号およびＢ画像信号の両方のダイナミックレンジを拡大することとしたが、これに代えて、Ｒ画像信号およびＢ画像信号のうち一方のみのダイナミックレンジを拡大することとしてもよい。この場合、ダイナミックレンジを拡大する画像信号のみ、複数回の撮影によって複数個取得すればよい。
１　内視鏡装置
２　挿入部
３　照明ユニット（照明部）
４，４１，４２　画像プロセッサ
５　照明レンズ
６　対物レンズ
７，１１，１２　集光レンズ
８　ライトガイド
９　撮像素子（撮像部）
１０　光源
１３　色可変フィルタ
１４　制御部
１５　画像メモリ
１６　ダイナミックレンジ拡大部
１７　圧縮部
１８　画像生成部
１９　閾値処理部
２０　露光時間設定部
２１　入力部
２２　注目領域入力部（注目領域設定部）
２３　位置情報設定部
２４　表示部
２５　内視鏡画像

Claims (4)

  1. 　赤、緑および青の３色の照明光を順番に被写体に照射する照明部と、
    　前記被写体によって反射された前記照明光を撮影して画像を取得する撮像部と、
    　前記照明部からの前記３色の照明光の照射と同期して撮影を実行するように前記撮像部を制御することによって、赤、緑および青の３色の成分画像を順番に前記撮像部に取得させる制御部と、
    　前記撮像部によって取得された前記３色の成分画像の内、緑以外の少なくとも１色の成分画像について、ダイナミックレンジを拡大した拡大成分画像を生成するダイナミックレンジ拡大部と、
    　該ダイナミックレンジ拡大部によって生成された前記少なくとも１色の拡大成分画像と他の色の成分画像とを合成してカラーの内視鏡画像を生成する画像生成部とを備え、
    　前記制御部が、前記少なくとも１色の照明光を異なる露光時間で複数回撮影するように前記撮像部を制御することによって、前記少なくとも１色の複数の成分画像を撮像部に取得させ、
    　前記ダイナミックレンジ拡大部が、前記少なくとも１色の複数の成分画像同士を合成することによって前記拡大成分画像を生成する内視鏡装置。
  2. 　前記制御部が、赤および青の前記照明光の各々を異なる露光時間で複数回撮影するように前記撮像部を制御するとともに、前記赤の照明光の撮影における前記露光時間と、前記青の照明光の撮影における前記露光時間とを互いに独立に制御する請求項１に記載の内視鏡装置。
  3. 　前記少なくとも１色の複数の成分画像の階調値の分布に基づいて、次の前記少なくとも１色の照明光の複数回の撮影における露光時間を設定する露光時間設定部を備える請求項１または請求項２に記載の内視鏡装置。
  4. 　前記撮像部による前記成分画像の撮影範囲内に注目領域を設定する注目領域設定部を備え、
    　前記露光時間設定部が、前記少なくとも１色の複数の成分画像の内、前記注目領域設定部によって設定された注目領域における階調値の分布に基づいて、次の前記少なくとも１色の照明光の複数回の撮影における露光時間を設定する請求項３に記載の内視鏡装置。
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