(57)【要約】  複数の照明光を切り替えて照明することに適さない状況に対して、適切に対処することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供する。  モノ発光モードでは、特定の照明光を発光し、特定の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる特定の観察画像をモニタ（１８）に表示する。マルチ発光モードでは、第１の照明光と第２の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光し、第１観察画像と第２観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えてモニタ（１８）に表示する。ユーザーにより予め設定された指定条件を満たした場合に、マルチ発光モードからモノ発光モードに自動的に切り替える。
2019093356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長帯域の光を発光する複数の半導体光源と、  前記複数の半導体光源を制御する光源制御部であり、特定の発光比率を有する特定の照明光のみを発光するモノ発光モードと、第１の発光比率を有する第１の照明光と前記第１の発光比率と異なる第２の発光比率を有する第２の照明光とを含む複数の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光するマルチ発光モードとに関する制御を行う光源制御部と、  前記モノ発光モードの場合には、前記特定の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる特定の観察画像を表示部に表示する制御を行い、前記マルチ発光モードの場合には、前記第１の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第１の観察画像と前記第２の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第２の観察画像とを含む複数の観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えて前記表示部に表示する制御を行う表示制御部と、  ユーザーにより予め設定された指定条件を満たした場合に、前記マルチ発光モードから前記モノ発光モードに自動的に切り替えるモード自動切替部とを備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記指定条件は、前記マルチ発光モードの使用時間が時間用閾値以上となることである請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記指定条件は、前記観察画像の静止画の保存回数が回数用閾値以上となることである請求項１または２記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記指定条件は、前記観察対象に関する撮影条件が変化した場合である請求項１ないし３いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記観察対象には、第１の部位と前記第１の部位と異なる第２の部位が含まれ、  前記指定条件は、前記観察対象が、前記第１の部位から前記第２の部位に変わった場合、または前記第２の部位から前記第１の部位に変わった場合である請求項４記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記第１の部位は食道であり、前記第２の部位は胃である請求項５記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記指定条件は、前記観察対象の明るさが、第１明るさ閾値以下、または前記第１明るさ閾値より大きい第２明るさ閾値以上となった場合である請求項４ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記観察対象の倍率を変化させるための倍率変更部を有し、  前記指定条件は、前記観察対象の倍率変化量が倍率用閾値を超えた場合である請求項４ないし７いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記観察対象との距離を示す観察距離を取得する観察距離取得部を有し、  前記指定条件は、前記観察距離の変化量が距離用閾値を超えた場合である請求項４ないし８いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記観察画像のブレ量を算出するブレ量算出部を有し、  前記指定条件は、前記ブレ量がブレ量用閾値を超えた場合である請求項４ないし９いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
互いに異なる波長帯域の光を発光する複数の半導体光源を制御する光源制御部が、特定の発光比率を有する特定の照明光のみを発光するモノ発光モードと、第１の発光比率を有する第１の照明光と前記第１の発光比率と異なる第２の発光比率を有する第２の照明光とを含む複数の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光するマルチ発光モードとに関する制御を行う光源制御ステップと、  表示制御部が、前記モノ発光モードの場合には、前記特定の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる特定の観察画像を表示部に表示する制御を行い、前記マルチ発光モードの場合には、前記第１の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第１の観察画像と前記第２の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第２の観察画像とを含む複数の観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えて前記表示部に表示する制御を行う表示制御ステップと、  モード自動切替部が、ユーザーにより予め設定された指定条件を満たした場合に、前記マルチ発光モードから前記モノ発光モードに自動的に切り替えるモード切替ステップとを有する内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、波長帯域が異なる複数の照明光を切り替えて照明し、各照明光に対応する観察画像を切り替えて表示する内視鏡システム及びその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年の医療分野では、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムが広く用いられている。内視鏡システムでは、内視鏡から観察対象に照明光を照射し、その照明光で照明中の観察対象を内視鏡の撮像素子で撮像して得られるＲＧＢ画像信号に基づいて、観察対象の画像をモニタ上に表示する。【０００３】  また、近年においては、波長帯域が異なる複数の照明光を用いて、観察対象の照明を行うことにより、観察対象から多くの診断情報を得ることも行われている。例えば、特許文献１では、４００ｎｍ台、５００ｎｍ台、６００ｎｍ台の狭帯域光からなる波長セットを自動的に切り替えて照明することにより、観察対象に含まれる表層血管の酸素飽和度、中層血管の酸素飽和度、深層血管の酸素飽和度をそれぞれ観察できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１３５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  複数の観察画像をそれぞれ頻繁に確認するような場合においては、複数の照明光を自動的に切り替えて観察対象に照明し、各照明光に対応する観察画像を自動的に切り替えて表示することで、ユーザーに負担をかけることなく、各観察画像を確認することができるようになる。ただし、このように複数の照明光を切り替えて観察対象に照明する場合は、各照明光が観察対象に確実に照明することが求められる。そのため、照明光を発光し、観察対象を撮像する内視鏡の先端部が意図せず動いたり、また、観察対象のピントがずれて照明光が観察対象に当たりにくくなる場合には、複数の照明光を切り替えて照明することに、適さない場合がある。【０００６】  本発明は、複数の照明光を自動的に切り替えて観察対象に照明し、各照明光に対応する観察画像を切り替えて表示する場合において、複数の照明光を切り替えて照明することに適さない状況に対して、適切に対処することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の内視鏡システムは、複数の半導体光源と、光源制御部と、表示制御部と、モード自動切替部とを備える。複数の半導体光源は、互いに異なる波長帯域の光を発光する。光源制御部は、複数の半導体光源を制御する光源制御部であり、特定の発光比率を有する特定の照明光のみを発光するモノ発光モードと、第１の発光比率を有する第１の照明光と第１の発光比率と異なる第２の発光比率を有する第２の照明光とを含む複数の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光するマルチ発光モードとに関する制御を行う。表示制御部は、モノ発光モードの場合には、特定の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる特定の観察画像を表示部に表示する制御を行い、マルチ発光モードの場合には、第１の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第１の観察画像と第２の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第２の観察画像とを含む複数の観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えて表示部に表示する制御を行う。モード自動切替部は、ユーザーにより予め設定された指定条件を満たした場合に、マルチ発光モードからモノ発光モードに自動的に切り替える。【０００８】  指定条件は、マルチ発光モードの使用時間が時間用閾値以上となることであることが好ましい。指定条件は、観察画像の静止画の保存回数が回数用閾値以上となることであることが好ましい。【０００９】  指定条件は、観察対象に関する撮影条件が変化した場合であることが好ましい。観察対象には、第１の部位と第１の部位と異なる第２の部位が含まれ、指定条件は、観察対象が、第１の部位から第２の部位に変わった場合、または第２の部位から第１の部位に変わった場合であることが好ましい。第１の部位は食道であり、第２の部位は胃であることが好ましい。指定条件は、観察対象の明るさが、第１明るさ閾値以下、または第１明るさ閾値より大きい第２明るさ閾値以上となった場合であることが好ましい。観察対象の倍率を変化させるための倍率変更部を有し、指定条件は、観察対象の倍率変化量が倍率用閾値を超えた場合であることが好ましい。観察対象との距離を示す観察距離を取得する観察距離取得部を有し、指定条件は、観察距離の変化量が距離用閾値を超えた場合であることが好ましい。観察画像のブレ量を算出するブレ量算出部を有し、指定条件は、ブレ量がブレ量用閾値を超えた場合であることが好ましい。【００１０】  本発明の内視鏡システムの作動方法は、光源制御ステップと、表示制御ステップと、モード切替ステップとを有する。光源制御ステップでは、互いに異なる波長帯域の光を発光する複数の半導体光源を制御する光源制御部が、特定の発光比率を有する特定の照明光のみを発光するモノ発光モードと、第１の発光比率を有する第１の照明光と第１の発光比率と異なる第２の発光比率を有する第２の照明光とを含む複数の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光するマルチ発光モードとに関する制御を行う。表示制御ステップでは、表示制御部が、モノ発光モードの場合には、特定の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる特定の観察画像を表示部に表示する制御を行い、マルチ発光モードの場合に���、第１の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第１の観察画像と第２の照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第２の観察画像とを含む複数の観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えて表示部に表示する制御を行う。モード切替ステップでは、モード自動切替部が、ユーザーにより予め設定された指定条件を満たした場合に、マルチ発光モードからモノ発光モードに自動的に切り替える。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、複数の照明光を自動的に切り替えて観察対象に照明し、各照明光に対応する観察画像を切り替えて表示する場合において、複数の照明光を切り替えて照明することに適さない状況に対して、適切に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。
【図２】第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】通常画像を示す画像図である。
【図５】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む第１照明光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図６】第１観察画像を示す画像図である。
【図７】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む第２照明光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図８】第２観察画像を示す画像図である。
【図９】マルチ発光モードにおける第１照明光及び第２照明光の発光と第１観察画像及び第２観察画像の表示を示す説明図である。
【図１０】マルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１１】マルチ発光モードの使用時間が時間用閾値以上となった場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１２】静止画の保存回数が回数用閾値以上となった場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１３】撮影条件取得部の機能を示すブロック図である。
【図１４】観察部位が第１の部位から第２の部位に変化した場合、又は観察部位が第２の部位から第１の部位に変化した場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１５】明るさが第１明るさ閾値以下、又は明るさが第２明るさ閾値以上となる場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１６】倍率変化量が倍率用閾値を超える場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１７】観察距離の変化量が距離用閾値を超える場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１８】ブレ量がブレ量用閾値を超える場合にマルチ発光モードから通常モードに自動切替することを示す説明図である。
【図１９】指定条件設定メニューを示す画像図である。
【図２０】マルチ発光モードから通常モードに自動切替する一連の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、キーボード１９とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。なお、キーボード１９は図示したキーボードの他、マウスなどが含まれる。
【００１４】  また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３ａ、静止画取得指示部１３ｂ、ズーム操作部１３ｃが設けられている。モード切替ＳＷ１３ａは、通常モードと、マルチ発光モードの切り替えに用いられる。通常モードは、通常光（特定の照明光）を発光して、通常画像（特定の観察画像）をモニタ１８に表示する。マルチ発光モードは、表層血管を強調するための第１照明光と深層血管を強調するための第２照明光とを、特定の発光パターンに従って、切り替えて発光を行う。また、マルチ発光モードでは、第１照明光を観察対象に照明して得られる第１観察画像と、第２照明光を観察対象に照明して得られる第２観察画像とを、特定の表示パターンに従って、切り替えてモニタ１８に表示する。なお、本発明の「モノ発光モード」は通常モードに対応している。
【００１５】  静止画取得指示部１３ｂは、観察対象の静止画を静止画保存部６３（図２参照）に保存するための指示に用いられる。ズーム操作部１３ｃは、内視鏡１２に設けられたズームレンズ４７及びズーム駆動部４７ａ（図２参照）の操作に用いられる。
【００１６】  プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びキーボード１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。キーボード１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（User Interface：ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００１７】  図２に示すように、光源装置１４は、光源部２０と、光源制御部２１と、光路結合部２３とを有している。光源部２０は、複数波長帯域の光を発光し、且つ、各波長帯域の光の発光比率の変更が可能となっている。なお、本明細書において、「互いに異なる複数の波長帯域の光」とは、複数の波長帯域が全く重ならないことを意味するものではなく、複数の波長帯域が一部重なっていてもよいことを意味する。光源部２０は、複数波長帯域の光を発するために、V-LED（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、G-LED（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、R-LED（Red Light Emitting Diode）２０ｄを有している。なお、光源部２０には複数の半導体光源を設けられていればよいため、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。
【００１８】  光源制御部２１は、ＬＥＤ２０a〜２０ｄの駆動を制御する。光路結合部２３は、４色のLED２０a〜２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２a内に挿通されたライトガイド４１及び照明レンズ４５を介して、被検体内に照射される。
【００１９】  図３に示すように、V-LED２０ａは、中心波長４０５±１０nm、波長範囲３８０〜４２０nmの紫色光Ｖを発生する。B-LED２０ｂは、中心波長４６０±１０nm、波長範囲４２０〜５００nmの青色光Ｂを発生する。G-LED２０ｃは、波長範囲が４８０〜６００nmに及ぶ緑色光Ｇを発生する。R-LED２０ｄは、中心波長６２０〜６３０nmで、波長範囲が６００〜６５０nmに及ぶ赤色光Ｒを発生する。
【００２０】  光源制御部２１は、いずれの観察モードにおいても、V-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、及びR-LED２０ｄを点灯する制御を行う。また、光源制御部２１は、通常モード時には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比がＶｃ：Ｂｃ：Ｇｃ：Ｒｃとなる通常光を発光するように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する（図３参照）。この通常光により照明された観察対象を撮像することにより、図４に示すように、表層血管が強調された第１観察画像が得られる。なお、本明細書において、発光比率とは、各半導体光源の光強度比をいい、光強度比は０（ゼロ）の場合を含む。したがって、各半導体光源のいずれか１つまたは２つ以上が点灯しない場合を含む。例えば、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒ間の光強度比が１：０：０：０の場合のように、半導体光源の１つのみを点灯し、他の３つは点灯しない場合も、発光比率を有するものとする。
【００２１】  また、光源制御部２１は、マルチ発光モードの場合に発光される第１照明光は、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光比率がＶｓ１：Ｂｓ１：Ｇｓ１：Ｒｓ１にて発光するように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。第１照明光は、４００ｎｍ以上４４０ｎｍ以下にピークを有することが好ましい。そのため、第１照明光は、図５に示すように、紫色光Ｖの光強度が、その他の青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの光強度よりも大きくなるように、Ｖｓ１：Ｂｓ１：Ｇｓ１：Ｒｓ１が設定されている（Ｖｓ１＞Ｂｓ１、Ｇｓ１、Ｒｓ１）。この第１照明光により照明された観察対象を撮像することにより、図６に示すように、表層血管が強調された第１観察画像が得られる。
【００２２】  また、第１照明光には、赤色光Ｒのような第１の赤色帯域を有しているため、粘膜の色を正確に再現することができる。さらに、第１照明光には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇのように第１の青色帯域及び第１の緑色帯域を有しているため、上記のような表層血管の他、腺管構造や凹凸など各種構造も強調することができる。
【００２３】  また、光源制御部２１は、マルチ発光モードの場合に照明される第２照明光は、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの発光比率がＶｓ２：Ｂｓ２：Ｇｓ２：Ｒｓ２にて発光するように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。第２照明光は、第１照明光に対して、４６０ｎｍ、５４０ｎｍ、６３０ｎｍの強度比を大きくすることが好ましい。
【００２４】  そのため、第２照明光は、図７に示すように、第１照明光における青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの光量と比較して、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの光量が大きくなるように、Ｖｓ２：Ｂｓ２：Ｇｓ２：Ｒｓ２が設定されている。この第２照明光により照明された観察対象を撮像することにより、図８に示すように、中深層血管が強調された第１観察画像が得られる。
【００２５】  また、紫色光Ｖの光強度は、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの光強度よりも小さくなるように、Ｖｓ２：Ｂｓ２：Ｇｓ２：Ｒｓ２が設定されている（Ｖｓ２＜Ｂｓ２、Ｇｓ２、Ｒｓ２）。また、第２照明光には、赤色光Ｒのような第２の赤色帯域を有しているため、粘膜の色を正確に再現することができる。さらに、第２照明光には、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇのように第２の青色帯域及び第２の緑色帯域を有しているため、上記のような深層血管の他、腺管構造や凹凸など各種構造も強調することができる。
【００２６】  また、光源制御部２１は、マルチ発光モードに設定されている場合には、第１照明光と第２照明光とを、特定の発光パターンに従って、自動的に切り替えて発光する制御を行う。本実施形態では、図９に示すように、特定の発光パターンとして、第１照明光と第２照明光とを、２フレーム間隔で、切り替えて発光する。また、第１照明光の発光により得られる第１観察画像と第２照明光の発光により得られる第２観察画像は、特定の表示パターンとして、２フレーム間隔で切り替えてモニタ１８に表示される。
【００２７】  図２に示すように、ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
【００２８】  内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０aと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、及び撮像センサ４８を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象の反射像が結像される。ズームレンズ４７はズーム駆動部４７ａにより光軸に沿って移動が可能である。このズームレンズ４７が移動することにより、観察対象が拡大又は縮小される。なお、本発明の「倍率変更部」は、ズーム操作部１３ｃ、ズームレンズ４７、及びズーム駆動部４７ａを含む構成に対応する。
【００２９】  撮像センサ４８はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ４８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素、Ｇフィルタが設けられたＧ画素、Ｂフィルタが設けられたＢ画素を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。
【００３０】  なお、撮像センサ４８としては、RGBのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色−原色色変換によって、CMYGの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ４８はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。
【００３１】  撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）５２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。
【００３２】  プロセッサ装置１６は、内視鏡１２で得られた画像などの医用画像を処理する医用画像処理装置に対応している。このプロセッサ装置１６は、画像取得部５３と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ除去部５８と、画像処理部６０と、パラメータ切替部６２と、表示制御部６６と、中央制御部６８と、モード自動切替部６９とを備えている。画像取得部５３には、内視鏡１２からのデジタルのカラー画像信号が入力される。カラー画像信号は、撮像センサ４８のＲ画素から出力されるＲ画像信号と、撮像センサ４８のＧ画素から出力されるＧ画像信号と、撮像センサ４８のＢ画素から出力されるＢ画像信号とから構成されるＲＧＢ画像信号である。
【００３３】  ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン処理、色調整処理、ガンマ変換処理、又はデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたＲＧＢ画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。
【００３４】  ゲイン処理では、オフセット処理後のＲＧＢ画像信号に特定のゲインパラメータを乗じることにより信号レベルが整えられる。特定のゲインパラメータは、観察モード毎に異なっている。例えば、通常モードの場合であれば、通常光の照明及び撮像により得られた画像信号に対して、特定のゲインパラメータとして、通常光用ゲインパラメータを乗じる通常光用ゲイン処理を行う。また、マルチ発光モードの場合であれば、第１照明光の照明時には、第１照明光の照明及び撮像により得られたRGB画像信号に対して、特定のゲインパラメータとして、第１照明光用ゲインパラメータを乗じる第１照明光用ゲイン処理が行われ、且つ、第２照明光の照明時には、第２照明光の照明及び撮像により得られたRGB画像信号に対して、特定のゲインパラメータとして、第２照明光用ゲインパラメータを乗じる第２照明光用ゲイン処理が行われる。
【００３５】  その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のＲＧＢ画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、同時化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。
【００３６】  ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施されたＲＧＢ画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、ＲＧＢ画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去されたＲＧＢ画像信号は、画像処理部６０に送信される。
【００３７】  画像処理部６０は、ＲＧＢ画像信号に対して、各種の画像処理を施す。各種の画像処理には、通常モード又はマルチ発光モードに関わらず同じ条件で行われる画像処理の他、モード毎に異なる条件で行われる画像処理がある。モード毎に異なる条件で行われる画像処理には、色再現性を高めるための色調整処理、及び、血管や凹凸などの各種構造を強調するための構造強調処理が含まれる。色調整処理及び構造強調処理は、２次元ＬＵＴ（Look Up Table）、３次元ＬＵＴ（Look Up Table）、又はマトリックスなどを用いる処理である。画像処理部６０では、色強調処理及び構造強調処理を行う場合には、観察モード毎に設定された色強調処理パラメータと、構造強調処理パラメータが用いられる。これら色強調処理パラメータ又は構造強調処理パラメータの切替は、パラメータ切替部６２により行われる。
【００３８】  画像処理部６０は、通常モードにセットされている場合には、パラメータ切替部６２によって通常光用色強調処理パラメータと通常光用構造強調処理パラメータに切り替えられる。そして、通常光用色強調処理パラメータを用いて、ＲＧＢ画像信号に対して通常光用色強調処理を施し、且つ、通常光用構造強調処理パラメータを用いて、ＲＧＢ画像信号に対して通常光用構造強調処理を施す。そして、以上の処理が施されたＲＧＢ画像信号は、通常画像として、表示制御部６６に入力される。
【００３９】  画像処理部６０は、マルチ発光モードにセットされている場合には、第１照明光の照明時には、ＲＧＢ画像信号に対して第１照明光用色強調処理及び第１照明光用構造強調処理を施す。そして、以上の処理が施されたＲＧＢ画像信号は、第１観察画像として、表示制御部６６に入力される。また、第２照明光の照明時には、ＲＧＢ画像信号に対して第２照明光用色強調処理及び第２照明光用構造強調処理を施す。また、画像処理部６０は、マルチ発光モードにセットされている場合には、第１観察画像と第２観察画像との間において、観察対象に含まれる正常粘膜の色を同じにする粘膜色バランス処理が行われる。第１観察画像に対しては、第１粘膜色バランス処理が行われ、第２観察画像に対しては、第１粘膜色バランス処理の結果に基づく第２粘膜色バランス処理が行われる。そして、以上の処理が施されたＲＧＢ画像信号は、第２観察画像として、表示制御部６６に入力される。
【００４０】  なお、第１粘膜色バランス処理については、第１観察画像に含まれるＢ１画像信号、Ｇ１画像信号、Ｒ１画像信号において、例えば、下記Ｄ１）〜Ｄ３）に示すように、画面全体の平均色が特定のカラーバランスになるように自動的に調整される。この第１粘膜色バランス処理は、観察対象において粘膜の色が支配的と仮定して行われる。そして、第１粘膜色バランス処理を行うことにより、第１粘膜色バランス処理済みのＢ１*画像信号、Ｇ１*画像信号、Ｒ１*画像信号が得られる。Ｄ１）Ｂ１*画像信号＝Ｂ１／Ｂ１aveＤ２）Ｇ１*画像信号＝Ｇ１／Ｇ１aveＤ３）Ｒ１*画像信号＝Ｒ１／Ｒ１aveここで、Ｂ１aveは、Ｂ１画像信号の平均画素値（画面全体（有効画素）の画素値の総和／有効画素数）を表している。Ｇ１aveは、Ｇ１画像信号の平均画素値（画面全体（有効画素）の画素値の総和／有効画素数）を表している。Ｒ１aveは、Ｒ１画像信号の平均画素値（画面全体（有効画素）の画素値の総和／有効画素数）を表している。
【００４１】  また、第２粘膜色バランス処理については、第２観察画像に含まれるＢ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号において、例えば、下記Ｅ１）〜Ｅ３）に示すように、画面全体の平均色が特定のカラーバランスになるように自動的に調整される。この第２粘膜色バランス処理では、第１粘膜色バランス処理で算出したＢ１ave、Ｇ１ave、Ｒ１aveが用いられる。そして、第２粘膜色バランス処理を行うことにより、第２粘膜色バランス処理済みのＢ２*画像信号、Ｇ２*画像信号、Ｒ２*画像信号が得られる。Ｅ１）Ｂ２*画像信号＝Ｂ２／Ｂ１aveＥ２）Ｇ２*画像信号＝Ｇ２／Ｇ１aveＥ３）Ｒ２*画像信号＝Ｒ２／Ｒ１ave
【００４２】  表示制御部６６は、画像処理部６０から入力された通常画像、第１観察画像、又は第２観察画像を、モニタ１８で表示可能な画像として表示するための制御を行う。通常モードの場合には、表示制御部６６は、モニタ１８に通常画像を表示する。マルチ発光モードの場合には、表示制御部６６は、第１観察画像又は第２観察画像を、特定の表示パターン（本実施形態では「２フレーム間隔」。図９参照。）に従って、切り替えながらモニタ１８に表示する。
【００４３】  中央制御部６８は、プロセッサ装置１６の各部の制御を行う。また、中央制御部６８は、内視鏡１２又は光源装置１４からの情報を受信し、受信した情報に基づいて、プロセッサ装置１６の各部の制御や、内視鏡１２又は光源装置１４の制御を行う。
【００４４】  モード自動切替部６９は、マルチ発光モードに設定されている場合に、ユーザーが予め設定した指定条件を満たした場合に、図１０に示すように、第１観察モードと第２観察モードを切り替えてモニタ１８に表示するマルチ発光モードから、通常画像のみを連続してモニタ１８に表示する通常モードに切り替える処理を行う。このようにモードを自動的に切り替えることができるようにするのは、観察対象に変わりがなくほとんど変化が無い場合などには、モードの切り替えを忘れたりすることが有るためである。なお、ユーザーにとって、マルチ発光モードと通常モードのいずれに設定されているかが分かりにくい場合があるため、モニタ１８には、マルチ発光モードの場合には「マルチ発光モード」である旨の表示がされ、通常モードの場合には「通常モード」である旨の表示がされている。
【００４５】  マルチ発光モードから通常モードに切り替えるための指定条件としては、例えば、マルチ発光モードの使用時間が、予め定めた時間用閾値以上となることとする。この場合には、プロセッサ装置１６内に設けられた時間計測部（図示しない）において、モード切替ＳＷ１３ａにより、マルチ発光モードに設定されてからの時間が計測される。そして、計測した時間が時間用閾値以上となった場合に、図１１に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。
【００４６】  また、指定条件としては、例えば、観察対象の静止画の保存回数が、予め定めた回数用閾値以上となることとする。この場合には、プロセッサ装置１６内に設けられた回数カウント部（図示しない）において、静止画取得指示部１３ｂが操作された回数をカウントする。そして、カウントした回数が回数用閾値以上となった場合に、図１２に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。
【００４７】  また、指定条件としては、観察対象に関する撮影条件が変化した場合とする。この場合には、撮影条件を取得するために、プロセッサ装置１６の画像処理部６０内に撮影条件取得部７０が設けられる。撮影条件取得部７０は、図１３に示すように、観察部位取得部７２と、明るさ算出部７４と、倍率取得部７６と、観察距離取得部７８と、ブレ量算出部８０とを備えている。
【００４８】  指定条件として、撮影条件の一つである観察部位が変化した場合は、例えば、現在撮影を行っている観察部位が、第１の部位（例えば、「食道」）から第２の部位（例えば、「胃」）に変化した場合、または第２の部位から第１の部位に変化した場合、図１４に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。観察部位が変化する場合は、内視鏡の先端部１２ｄが移動していると考えられ、交互に発光される第１照明光または第２照明光が観察対象に確実に照明されないことがあり、このような場合は、マルチ発光モードに適さない。
【００４９】  観察部位に関する情報については、観察部位取得部７２において取得する。観察部位取得部７２は、マルチ発光モードにおいて得られる第１観察画像又は第２観察画像の画像的特徴量から、観察部位を判定する。例えば、第１観察画像又は第２観察画像において画面中央部が他の周辺部よりも明るさが暗い場合には、観察部位は「食道」であると判定される。また、第１観察画像又は第２観察画像において画面中央部が他の周辺部よりも明るさが明るい場合には、観察部位は「胃」であると判定される。
【００５０】  指定条件として、撮影条件の一つである観察対象の明るさが、第１明るさ用閾値以下、又は第１明るさ用閾値より大きい第２明るさ用閾値以上となる場合は、図１５に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。明るさが第１明るさ用閾値以下の場合には、観察対象全体が暗いため、マルチ発光モードに適さない状態となっている。同様にして、明るさが第２明るさ用閾値以上の場合には、ハレーションが生じている場合など、観察対象全体が極めて明るいため、マルチ発光モードに適さない状態となっている。なお、明るさに関する情報は、明るさ算出部７４において取得する。明るさ算出部７４は、第１観察画像または第２観察画像から画素値の平均値を算出し、算出した画素値の平均値から明るさを算出する。ここで、画素値の平均値が大きければ大きいほど、明るさは大きくなる。
【００５１】  指定条件として、撮影条件の一つである観察対象の倍率について、倍率変化量が倍率用閾値を超えた場合に、図１６に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。観察対象の倍率が大きく変化して、倍率変化量が倍率用閾値を超えるような場合には、観察対象に対する照明光の照明分布が変化して、マルチ発光モードに適さない場合が多い。なお、観察対象の倍率については、ズーム操作部１３ｃが操作される毎に、いずれの倍率に設定されたかのズーム情報が倍率取得部７６に送信される。モード自動切替部６９は、倍率取得部７６にて取得したズーム情報を参照して、倍率変化量が倍率用閾値を超えたか否かを判定する。
【００５２】  指定条件として、撮影条件の一つである観察距離（内視鏡の先端部１２ｄと観察対象との距離）について、観察距離の変化量が距離用閾値を超えた場合に、図１７に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。観察対象の倍率と同様に、観察距離が大きく変化して、観察距離の変化量が距離用閾値を超えるような場合には、観察対象に対する照明光の照明分布が変化して、マルチ発光モードに適さない場合が多い。なお、観察距離については、観察距離取得部７８が、マルチ発光モードにて得られる第１観察画像または第２観察画像から画素値の平均値を算出し、算出した画素値の平均値から観察距離を求める。ここで、画素値の平均値が大きければ大きいほど、観察距離は小さいとされる。
【００５３】  指定条件として、撮影条件の一つである画像のブレ量がブレ量用閾値を超えた場合に、図１８に示すように、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。画像のブレ量が大きく、ブレ量がブレ量用閾値を超えるような場合には、照明光が確実に観察対象に当たらない場合があり、マルチ発光モードに適さない場合が多い。なお、ブレ量については、ブレ量算出部８０が、マルチ発光モードにて得られる第１観察画像または第２観察画像からコントラストを求め、コントラストからブレ量を算出する。コントラストが低くなるほど、ブレ量が大きくなる。ブレ量の算出方法としては、コントラストを用いる他、第１観察画像または第２観察画像の周波数成分から算出するようにしてもよい（周波数成分が低周波の成分となるほど、ブレ量が大きくなる）。
【００５４】  以上のように、マルチ発光モードから通常モードへの自動切替に用いる指定条件については、ユーザーにより適宜設定可能である。この場合には、ユーザーはキーボード１９を操作して、図１９に示す指定条件設定メニュー８２をモニタ１８に表示させる。この指定条件設定メニュー８２においては、「時間用閾値」、「回数用閾値」の設定を行うことができる。「時間用閾値」の場合であれば、指定条件設定メニュー８２にて「１００秒」に設定すると、マルチ発光モードの使用時間が「１００秒」に達した時点で、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。また、「回数用閾値」の場合であれば、指定条件設定メニュー８２にて「４０回」に設定すると、静止画取得指示部１３ｂの操作回数が「４０回」に達した時点で、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。
【００５５】  また、指定条件設定メニュー８２においては、「第１の部位」、「第２の部位」の設定を行うことができる。「第１の部位」を「食道」とし、「第２の部位」を「胃」として設定した場合には、観察部位が「食道」から「胃」に変わった場合、又は「胃」から「食道」に変わった場合に、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。また、指定条件設定メニュー８２においては、「第１明るさ閾値」、「第２明るさ閾値」の設定を行うことができる。「第１明るさ閾値」をＰ１とし、「第２明るさ閾値」をＰ２（＞Ｐ１）として設定した場合には、観察対象の明るさがＰ１以下、又はＰ２位以上となった場合に、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。
【００５６】  また、指定条件設定メニュー８２においては、「倍率用閾値」の設定を行うことができる。「倍率用閾値」を「５倍」とした場合には、観察対象の倍率変化量が「５倍」を超えた時点で、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。また、指定条件設定メニュー８２においては、「距離用閾値」の設定を行うことができる。「距離用閾値」をＬｘとした場合には、観察距離の変化量がＬｘを超えた場合に、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。また、指定条件設定メニュー８２においては、「ブレ量用閾値」の設定を行うことができる。「ブレ量用閾値」をＢｒに設定した場合には、ブレ量がＢｒを超えた場合に、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替えられる。
【００５７】  次に、マルチ発光モードから通常モードへと自動切替を行う一連の流れについて、図２０に示すフローチャートに沿って説明する。マルチ発光モードにおいては、第１照明光と第２照明光とが、特定の発光パターン（本実施形態では２フレーム間隔）に従って、切り替えて発光される。そして、第１照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第１観察画像と、第２照明光により照明された観察対象を撮像して得られる第２観察画像とを、特定の表示パターン（本実施形態では２フレーム間隔）に従って、切り替えてモニタ１８に表示される。
【００５８】  そして、ユーザーが予め定めた指定条件を満たした場合に、マルチ発光モードから通常モードに自動的に切り替える。指定条件としては、マルチ発光モードの使用時間が時間用閾値を超えた場合や、静止画の保存回数が回数用閾値を超えた場合などがある。その他、指定条件として、観察対象に関する撮影条件が変化した場合がある。通常モードに自動的に切り替えられると、第１照明光と第２照明光の切替発光は停止される。これに合わせて、第１観察画像と第２観察画像の切替表示も停止される。そして、通常光が発光され、通常光により照明された観察対象を撮像して得られる通常画像がモニタ１８に表示される。
【００５９】  なお、上記実施形態においては、第１照明光と第２照明光とを、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光し、且つ、第１照明光に対応する第１観察画像と第２照明光に対応する第２観察画像とを、特定の表示パターンに従って、切り替えてモニタ１８に表示するようにしているが、互いに波長帯域が異なる３種類以上の照明光を、特定の発光パターンに従って、切り替えながら発光し、且つ、各照明光に対応する３種類以上の観察画像を、特定の表示パターンに従って、切り替えてモニタ１８に表示するようにしてもよい。
【００６０】  上記実施形態において、画像取得部５３、ＤＳＰ５６、ノイズ除去部５８、画像処理部６０、パラメータ切替部６２、中央制御部６８、モード自動切替部６９など、プロセッサ装置１６に含まれる処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
【００６１】  １つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【００６２】  さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。
【符号の説明】
【００６３】１０  内視鏡システム１２  内視鏡１２ａ  挿入部１２ｂ  操作部１２ｃ  湾曲部１２ｄ  先端部１２ｅ  アングルノブ１３ｂ  静止画取得指示部１３ｃ  ズーム操作部１４  光源装置１６  プロセッサ装置１８  モニタ１９  キーボード２０  光源部２０ａ  Ｖ−ＬＥＤ（Ｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２０ｂ  Ｂ−ＬＥＤ（Ｂｌｕｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ（Ｇｒｅｅｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ（Ｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２１  光源制御部２３  光路結合部３０ａ  照明光学系３０ｂ  撮像光学系４１  ライトガイド４５  照明レンズ４６  対物レンズ４７  ズームレンズ４７ａ  ズーム駆動部４８  撮像センサ５０  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５３  画像取得部５６  ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５８  ノイズ除去部６０  画像処理部６２  パラメータ切替部６３  静止画保存部６６  表示制御部６８  中央制御部６９  モード自動切替部７０  撮影条件取得部７２  観察部位取得部７４  明るさ算出部７６  倍率取得部７８  観察距離取得部８０  ブレ量算出部８２  指定条件設定メニュー
【図１】
2019093356.tif 000003
【図２】
2019093356.tif 000004
【図３】
2019093356.tif 000005
【図４】
2019093356.tif 000006
【図５】
2019093356.tif 000007
【図６】
2019093356.tif 000008
【図７】
2019093356.tif 000009
【図８】
2019093356.tif 000010
【図９】
2019093356.tif 000011
【図１０】
2019093356.tif 000012
【図１１】
2019093356.tif 000013
【図１２】
2019093356.tif 000014
【図１３】
2019093356.tif 000015
【図１４】
2019093356.tif 000016
【図１５】
2019093356.tif 000017
【図１６】
2019093356.tif 000018
【図１７】
2019093356.tif 000019
【図１８】
2019093356.tif 000020
【図１９】
2019093356.tif 000021
【図２０】
2019093356.tif 000022
【国際調査報告】
2019093356.tif 000023
2019093356.tif 000024
2019093356.tif 000025