(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第２狭帯域光との両方に感応する第１混合画素と第２混合画素とが読み出しされる補色系撮像素子と、
前記第１狭帯域光に基づく画像化に前記第１混合画素の信号値を用い、前記第２狭帯域光に基づく画像化に前記第２混合画素の信号値を用いる信号処理部と、
前記第１及び第２狭帯域光を検体内に同時照射すると共に、前記第２狭帯域光の光量に対する前記第１狭帯域光の光量の光量比が、前記第２狭帯域光の光量よりも前記第１狭帯域光の光量を多くし、かつ、前記第１混合画素の信号値よりも前記第２混合画素の信号値を大きくするように設定された光源装置を有する照明部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記補色系撮像素子は、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーンの各カラーフィルタセグメントからなる補色市松線順次方式の補色系色分離フィルタを有し、
前記第１混合画素は、マゼンタ画素とシアン画素との組み合わせであり、前記第２混合画素は、グリーン画素とイエロー画素との組み合わせである請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記光量比は、式（ａ）を満たす「Ｚ」の値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
１＜Ｚ＜ＺｉＳ２／Ｓ１  ・・・（ａ）
ここで、Ｓ１は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合の前記第１混合画素の信号値であり、Ｓ２は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合の前記第２混合画素の信号値であり、Ｚｉは、前記独立照射時における前記第２狭帯域光の光量に対する前記第１狭帯域光の光量の比である。
【請求項４】
前記Ｓ１は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合の複数の前記第１混合画素の信号値の平均値であり、前記Ｓ２は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合の複数の前記第２混合画素の信号値の平均値であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光源装置には、前記補色系撮像素子を有する補色型内視鏡と、原色系撮像素子を有する原色型内視鏡とが着脱自在に接続されることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記光源装置に前記補色型内視鏡が接続された場合に、前記光源装置を制御して、前記光源装置に前記原色型内視鏡が接続された場合よりも大きな値に前記光量比を設定する制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記光源装置に前記原色型内視鏡が接続された場合に、前記光量比を「１」とし、前記光源装置に前記補色型内視鏡が接続された場合に、前記光量比を前記式（ａ）を満たす「Ｚ」の値に設定することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記補色型内視鏡及び前記原色型内視鏡は、それぞれ固有情報を記憶した情報記憶部を有しており、
前記制御部は、前記光源装置に接続された内視鏡の前記情報記憶部から前記固有情報を読み出して、内視鏡の種類を判定することを特徴とすることを特徴とする請求項６または７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記補色型内視鏡の前記情報記憶部は、前記式（ａ）を満たす最適光量比を記憶しており、
前記制御部は、前記光源装置に前記補色型内視鏡が接続された場合に、前記情報記憶部から読み出した前記最適光量比に基づいて前記光量比を設定することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記光源装置から前記第１及び第２狭帯域光をそれぞれ独立照射して前記最適光量比を算出するキャリブレーションモードを有し、
前記制御部は、前記キャリブレーションモードで算出された前記最適光量比を、前記光源装置に接続された前記補色型内視鏡の前記情報記憶部に記憶させることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光源装置は、複数のＬＥＤ光源を有しており、
前記制御部は、前記複数のＬＥＤ光源の発光強度及び／又は発光時間を制御することにより前記光量比を設定することを特徴とする請求項６から１０いずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記第１混合画素の信号値Ｍ１と、前記第２混合画素の信号値Ｍ２とを、式（ｂ）及び（ｃ）に基づいて補正する補正部を備えることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項に記載の内視鏡システム。
Ｍ１’＝Ｍ１−Ｋ２×Ｍ２  ・・・（ｂ）
Ｍ２’＝Ｍ２−Ｋ１×Ｍ１  ・・・（ｃ）
ここで、Ｋ１は、前記第１狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第１混合画素の信号値に対する前記第２混合画素の信号値の比であり、Ｋ２は、前記第２狭帯域光のみを独立照射した場合における前記第２混合画素の信号値に対する前記第１混合画素の信号値の比である。
【請求項１３】
画像表示装置のＲ、Ｇ、Ｂチャネルのうち、前記Ｂチャネル及び前記Ｇチャネルに前記第１混合画素の信号値を割り当て、前記Ｒチャネルに前記第２混合画素の信号値を割り当てることにより特殊画像を表示させるチャネル割当部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記光量比は、式（ｄ）を満たす「Ｚ」の値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
１＜Ｚ＜ａ２／ａ１  ・・・（ｄ）
ここで、ａ１は、前記第１混合画素の前記第１狭帯域光に対する感度であり、ａ２は、前記第２混合画素の前記第２狭帯域光に対する感度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補色系撮像素子を用いた狭帯域光観察を行う内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療においては、光源装置、電子内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。光源装置は、照明光を発生して検体内に照射する。電子内視鏡は、照明光が照射されて検体内を撮像素子により撮像して画像信号を生成する。プロセッサ装置は、電子内視鏡により生成された撮像信号を画像処理してモニタに表示するための観察画像を生成する。
【０００３】
内視鏡システムで使用される観察方法としては、波長域の広い通常光（白色光）を照明光とする通常光観察の他に、波長域の狭い特殊光（狭帯域光）を照明光とする狭帯域光観察が知られている。狭帯域光観察は、例えば、白色光の場合に得られる光学情報では埋もれてしまい易い粘膜表層の血管走行の状態の視認性を向上させて表示することができる。このため、狭帯域光観察では、血管走行の中でも表層血管に着目し、その表層血管の形態によって、病変部の進行度や、深さ方向の深達度などを判断することができる。
【０００４】
この狭帯域光観察では、血液中のヘモグロビンに吸収されやすい２つの狭帯域光（４１５ｎｍ付近に中心波長を有する青色狭帯域光と、５４０ｎｍ付近に中心波長を有する緑色狭帯域光）が用いられている。狭帯域光観察での撮像方式としては、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とを交互に照射し、各狭帯域光の照射毎にモノクロの撮像素子を用いて撮像する面順次方式の他、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とを同時照射して、カラーフィルタを有する同時式撮像素子で撮像する同時方式が知られている（特許文献１、２参照）。同時方式は、面順次方式に比べて解像度は低いが、画像にブレが生じにくいという利点や、内視鏡システムの構成が簡単化されるという利点がある。
【０００５】
同時式撮像素子には、原色系フィルタを有する原色系撮像素子と、補色系フィルタを有する補色系撮像素子とがある。原色系撮像素子は、補色系撮像素子と比べて感度は劣るものの色再現性に優れているため、色を重視する内視鏡システムで用いられる。一方、補色系撮像素子は、原色系撮像素子に比べて色再現性は劣るものの高感度であるため、感度を重視する内視鏡システムで用いられる。したがって、原色系撮像素子と補色系撮像素子はそれぞれ一長一短であるため、今後の内視鏡システムは、原色系撮像素子を内蔵した原色型内視鏡と、補色系撮像素子を内蔵した補色型内視鏡との両方が接続可能な内視鏡システムが求められている。
【０００６】
特許文献１、２には、補色系撮像素子として、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロ（Ｙｅ）の４種の画素を有する補色市松色差線順次方式のものが示されている。この補色市松色差線順次方式では、フィールド読み出しにより、隣接する２行の各画素信号が混合（加算）されて読み出される。具体的には、Ｍｇ画素とＣｙ画素、Ｇ画素とＹｅ画素、Ｍｇ画素とＹｅ画素、Ｇ画素とＣｙ画素の４種の組み合わせで読み出される。この補色市松色差線順次方式は、４種の混合画素の信号に基づいて加減算を行うだけで、簡単にＹ／Ｃ信号及びＲＧＢ信号を生成することができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４００９６２６号公報
【特許文献２】特許第４８４７２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の内視鏡システムで狭帯域光観察を行う場合、原色系撮像素子では、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とが、ブルー（Ｂ）画素及びグリーン（Ｇ）画素によりそれぞれ個別に撮像されるため、色分離性がよく、表層血管の視認性（表層血管と粘膜とのコントラスト）に優れる画像が得られる。これに対して、補色系撮像素子では、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とが各混合画素により同時にセンシングされる（すなわち、混色が生じる）ため、色分離性が悪く、表層血管が散乱光の影響でボケることにより、表層血管の視認性が低下するという問題がある。
【０００９】
この問題に関連して、特許文献１，２では、Ｙ／Ｃ信号をＲＧＢ信号に変換するためのマトリクス演算における係数を、カラーフィルタの特性等に応じて変更することにより混色を低減させることが記載されている。しかし、このマトリクス演算は、各混合画素信号に基づく演算を行う信号処理回路内で行われるものであり、各混合画素信号は信号処理回路に入力される時点で既に青色狭帯域光成分と緑色狭帯域光成分とが混じった信号であるので、マトリクス演算は色分離性及び表層血管の視認性を根本的に向上させるものではない。
【００１０】
本発明は、補色系撮像素子を用いた狭帯域光観察において、色分離性及び表層血管の視認性を向上させることを可能とする内視鏡システム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、ブルーまたはバイオレットの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光と、グリーンの波長域中に中心波長を有する第１狭帯域光より長波長の第２狭帯域光との両方に感応する第１混合画素と第２混合画素とが読み出しされる補色系撮像素子と、第１狭帯域光に基づく画像化に第１混合画素の信号値を用い、第２狭帯域光に基づく画像化に第２混合画素の信号値を用いる信号処理部と、第１及び第２狭帯域光を検体内に同時照射すると共に、第２狭帯域光の光量に対する第１狭帯域光の光量の光量比が、第２狭帯域光の光量よりも第１狭帯域光の光量を多くし、かつ、第１混合画素の信号値よりも第２混合画素の信号値を大きくするように設定された光源装置を有する照明部と、を備える。補色系撮像素子は、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーンの各カラーフィルタセグメントからなる補色市松線順次方式の補色系色分離フィルタを有し、第１混合画素は、マゼンタ画素とシアン画素との組み合わせであり、第２混合画素は、グリーン画素とイエロー画素との組み合わせであることが好ましい。
【００１２】
光量比は、式（ａ）を満たす「Ｚ」の値に設定されていることが好ましい。
１＜Ｚ＜ＺｉＳ２／Ｓ１  ・・・（ａ）
ここで、Ｓ１は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合の第１混合画素の信号値であり、Ｓ２は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合の第２混合画素の信号値であり、Ｚｉは、独立照射時における第２狭帯域光の光量に対する第１狭帯域光の光量の比である。
【００１３】
Ｓ１は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合の複数の第１混合画素の信号値の平均値であり、Ｓ２は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合の複数の第２混合画素の信号値の平均値であることが好ましい。
【００１４】
光源装置には、補色系撮像素子を有する補色型内視鏡と、原色系撮像素子を有する原色型内視鏡とが着脱自在に接続されることが好ましい。
【００１５】
光源装置に補色型内視鏡が接続された場合に、光源装置を制御して、光源装置に原色型内視鏡が接続された場合よりも大きな値に光量比を設定する制御部を備えることが好ましい。
【００１６】
この場合、制御部は、光源装置に原色型内視鏡が接続された場合に、光量比を「１」とし、光源装置に補色型内視鏡が接続された場合に、光量比を式（ａ）を満たす「Ｚ」の値に設定することが好ましい。
【００１７】
補色型内視鏡及び原色型内視鏡は、それぞれ固有情報を記憶した情報記憶部を有しており、制御部は、光源装置に接続された内視鏡の情報記憶部から固有情報を読み出して、内視鏡の種類を判定することが好ましい。
【００１８】
補色型内視鏡の情報記憶部は、式（ａ）を満たす最適光量比を記憶しており、制御部は、光源装置に補色型内視鏡が接続された場合に、情報記憶部から読み出した最適光量比に基づいて光量比を設定することが好ましい。
【００１９】
光源装置から第１及び第２狭帯域光をそれぞれ独立照射して最適光量比を算出するキャリブレーションモードを有し、制御部は、キャリブレーションモードで算出された最適光量比を、光源装置に接続された補色型内視鏡の情報記憶部に記憶させることが好ましい。
【００２０】
光源装置は、複数のＬＥＤ光源を有しており、制御部は、複数のＬＥＤ光源の発光強度及び／又は発光時間を制御することにより光量比を設定することが好ましい。
【００２１】
第１混合画素の信号値Ｍ１と、第２混合画素の信号値Ｍ２とを、式（ｂ）及び（ｃ）に基づいて補正する補正部を備えることが好ましい。
Ｍ１’＝Ｍ１−Ｋ２×Ｍ２  ・・・（ｂ）
Ｍ２’＝Ｍ２−Ｋ１×Ｍ１  ・・・（ｃ）
ここで、Ｋ１は、第１狭帯域光のみを独立照射した場合における第１混合画素の信号値に対する第２混合画素の信号値の比であり、Ｋ２は、第２狭帯域光のみを独立照射した場合における第２混合画素の信号値に対する第１混合画素の信号値の比である。
【００２３】
画像表示装置のＲ、Ｇ、Ｂチャネルのうち、Ｂチャネル及びＧチャネルに第１混合画素の信号値を割り当て、Ｒチャネルに第２混合画素の信号値を割り当てることにより特殊画像を表示させるチャネル割当部を備えることが好ましい。
【００２４】
光量比は、式（ｄ）を満たす「Ｚ」の値に設定されていることが好ましい。
１＜Ｚ＜ａ２／ａ１  ・・・（ｄ）
ここで、ａ１は、第１混合画素の第１狭帯域光に対する感度であり、ａ２は、第２混合画素の第２狭帯域光に対する感度である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第２狭帯域光の光量に対する第１狭帯域光の光量の光量比が、第２狭帯域光の光量よりも第１狭帯域光の光量を多くし、かつ、第１混合画素の信号値よりも第２混合画素の信号値を大きくするように設定されているので、色分離性及び表層血管の視認性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。
【図３】紫色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】通常光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図５】合波部の構成を説明する図である。
【図６】緑色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】補色系色分離フィルタを示す模式図である。
【図８】原色系色分離フィルタを示す模式図である。
【図９】狭帯域光観察モード時の光源及び補色系撮像素子の駆動タイミングを示す図である。
【図１０】補色系撮像素子からの出力信号を示す図である。
【図１１】補色系撮像素子の分光感度特性を例示するグラフである。
【図１２】第１〜第４混合画素の分光感度特性を例示するグラフである。
【図１３】ライトガイドの分光減衰特性を例示するグラフである。
【図１４】キャリブレーションモード時の光源及び補色系撮像素子の駆動タイミングを示す図である。
【図１５】補色用第１処理部の構成を示すブロック図である。
【図１６】第１及び第２混合画素信号中の主成分の各割合及び両者の和を例示するグラフである。
【図１７】内視鏡システムの作用を説明するフローチャートである。
【図１８】青色狭帯域光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図１９】光源装置の変形例を示す模式図である。
【図２０】回転型フィルタの構成を示す模式図である。
【図２１】第１狭帯域用フィルタ部の透過特性を例示するグラフである。
【図２２】第２狭帯域用フィルタ部の透過特性を例示するグラフである。
【図２３】補色系色分離フィルタの変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１において、内視鏡システム１０は、光源装置１１と、プロセッサ装置１２と、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に着脱自在に接続可能な電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）１３により構成されている。光源装置１１は、照明光を発生して内視鏡１３に供給する。内視鏡１３は、先端側が検体の体腔内等に挿入されて、体腔内を撮像する。プロセッサ装置１２は、内視鏡１３の撮像制御を行うと共に、内視鏡１３が取得した撮像信号に対して信号処理を施す。
【００２９】
プロセッサ装置１２には、画像表示装置１４及び入力装置１５が接続されている。画像表示装置１４は、液晶モニタ等であり、プロセッサ装置１２により生成された検体内の画像を表す検体画像を表示する。入力装置１５は、キーボードやマウスにより構成され、プロセッサ装置１２に対して各種情報を入力する。
【００３０】
内視鏡１３には、補色系撮像素子２８（図２参照）を備える補色型内視鏡１３ａと、原色系撮像素子２９（図２参照）を備える原色型内視鏡１３ｂがあり、いずれも光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続可能である。補色型内視鏡１３ａと原色型内視鏡１３ｂは、撮像素子以外は同一の構成であって、挿入部１６と、操作部１７と、ユニバーサルケーブル１８と、ライトガイドコネクタ１９ａと、信号コネクタ１９ｂにより構成されている。
【００３１】
挿入部１６は、細長く、検体の体腔内等に挿入される。操作部１７は、挿入部１６の後端に接続されており、スコープスイッチや湾曲操作ダイヤル等が設けられている。スコープスイッチには、観察モードを切り替えるためのモード切替スイッチ１７ａが含まれている。
【００３２】
ユニバーサルケーブル１８は、操作部１７から延出されている。ライトガイドコネクタ１９ａ及び信号コネクタ１９ｂは、ユニバーサルケーブル１８の端部に設けられている。ライトガイドコネクタ１９ａは、光源装置１１に着脱自在に接続される。信号コネクタ１９ｂは、プロセッサ装置１２に着脱自在に接続される。
【００３３】
内視鏡システム１０は、観察モードとして、通常光観察モードと狭帯域光観察モードとを有する。通常光観察モードでは、波長域が青色帯域から赤色帯域に及ぶ通常光（白色光）を検体に照射して撮像が行われ、通常光画像が生成される。狭帯域光観察モードでは、波長域の狭い狭帯域光（後述する紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎ）を検体に照射して撮像が行われ、狭帯域光画像が生成される。この通常光観察モード及び狭帯域光観察モードは、補色型内視鏡１３ａと原色型内視鏡１３ｂとのいずれを用いる場合にも可能である。
【００３４】
通常光観察モードと狭帯域光観察モードとは、前述のモード切替スイッチ１７ａにより切り替え可能であるが、プロセッサ装置１２に接続可能なフットスイッチ（図示せず）や、プロセッサ装置１２のフロントパネルに設けられたボタン、入力装置１５等により切り替え可能としても良い。
【００３５】
図２において、光源装置１１は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源２０と、光源制御部２１と、合波部２４とを有している。ＬＥＤ光源２０は、紫色ＬＥＤ（Ｖ−ＬＥＤ）２０ａと、白色ＬＥＤ（ＷＬ−ＬＥＤ）２０ｂとにより構成されている。Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、図３に示すように、３８０〜４４０ｎｍの波長域の紫色狭帯域光Ｖｎを発生する。ＷＬ−ＬＥＤ２０ｂは、図４に示すように、広波長域の白色光ＷＬを発生する。光源制御部２１は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光制御を行う。
【００３６】
合波部２４は、図５に示すように、ダイクロイックミラー２２と、第１〜第３レンズ２３ａ〜２３ｃとを有している。第１及び第２レンズ２３ａ，２３ｂは、それぞれＬＥＤ２０ａ，２０ｂに対応して配置されており、各ＬＥＤ２０ａ，２０ｂから射出された光を集光して平行光とする。Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂは、光軸が直交するように配置されており、この光軸の交点にダイクロイックミラー２２が配置されている。
【００３７】
ダイクロイックミラー２２は、例えば５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域の光を透過させると共に、５３０ｎｍ未満及び５５０ｎｍ以上の波長域の光を反射させる光学特性を有している。したがって、紫色狭帯域光Ｖｎは、ダイクロイックミラー２２により反射され、第３レンズ２３ｃにより集光される。一方の白色光ＷＬは、その一部がダイクロイックミラー２２を透過し、図６に示すように、５３０〜５５０ｎｍの波長域の緑色狭帯域光Ｇｎとなって第３レンズ２３ｃにより集光される。
【００３８】
狭帯域光観察モード時には、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂが同時に点灯し、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとがダイクロイックミラー２２により合波されて第３レンズ２３ｃにより集光され、ライトガイド２７に入射する。
【００３９】
通常光観察モード時には、ダイクロイックミラー２２は、移動機構（図示せず）によりＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸外に移動される。これにより、通常光観察モード時には、白色光ＷＬは、第３レンズ２３ｃに直接入射し、ライトガイド２７に供給される。通常光観察モード時には、ダイクロイックミラー２２が退避し、Ｖ−ＬＥＤ２０ａから射出された紫色狭帯域光Ｖｎはダイクロイックミラー２２で反射されても第３レンズ２３ｃには入射しないので、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは点灯・非点灯のいずれでも良い。
【００４０】
紫色狭帯域光Ｖｎは、中心波長が約４０５ｎｍであり、可視光領域においてヘモグロビンの吸光係数が高い波長である。緑色狭帯域光Ｇｎは、中心波長が約５４０ｎｍであり、緑色光の波長域においてヘモグロビンの吸光係数が高い波長である。また、緑色狭帯域光Ｇｎは、紫色狭帯域光Ｖｎより粘膜での反射率が高いという特性を有する。
【００４１】
内視鏡１３の挿入部１６の先端には、照明窓と観察窓とが隣接して設けられており、照明窓に照明レンズ２５が取り付けられており、観察窓に対物レンズ２６が取り付けられている。内視鏡１３内には、ライトガイド２７が挿通されており、ライトガイド２７の一端が照明レンズ２５に対向している。ライトガイド２７の他端は、ライトガイドコネクタ１９ａに配置され、光源装置１１内に挿入される。
【００４２】
照明レンズ２５は、光源装置１１からライトガイド２７に入射され、ライトガイド２７から射出された光を集光して検体内に照射する。対物レンズ２６は、検体の生体組織等からの反射光を集光して光学像を結像する。対物レンズ２６の結像位置には、光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像素子（補色型内視鏡１３ａの場合には補色系撮像素子２８、原色型内視鏡１３ｂの場合には原色系撮像素子２９）が配置されている。補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。
【００４３】
補色系撮像素子２８の撮像面には、光学像を光学的に画素毎に色分離する補色系色分離フィルタ２８ａが設けられている。この補色系色分離フィルタ２８ａは、図７に示すように、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）の４種のカラーフィルタセグメントを有し、各カラーフィルタセグメントは画素単位で取り付けられている。したがって、補色系撮像素子２８は、Ｍｇ、Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅの４種の画素を有し、奇数列を、Ｍｇ画素、Ｃｙ画素、Ｍｇ画素、Ｙｅ画素、・・・の順番、偶数列を、Ｇ画素、Ｙｅ画素、Ｇ画素、Ｃｙ画素、・・・の順番とするように、奇数行にＭｇ画素とＧ画素とが交互に配置され、偶数行にＣｙ画素とＹｅ画素とが交互に配置されている。このカラーフィルタ配列は、補色市松色差線順次方式と呼ばれている。
【００４４】
原色系撮像素子２９の撮像面には、原色系色分離フィルタ２９ａが設けられている。この原色系色分離フィルタ２９ａは、図８に示すように、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３種のカラーフィルタセグメントを有し、各カラーフィルタセグメントは画素単位で取り付けられている。したがって、原色系撮像素子２９は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種の画素を有し、奇数列にＧ画素とＢ画素とが交互に配置され、偶数列にＲ画素とＧ画素が交互に配置され、奇数行にＧ画素とＲ画素とが交互に配置され、偶数行にＢ画素とＧ画素とが交互に配置されている。このカラーフィルタ配列は、原色ベイヤー方式と呼ばれている。
【００４５】
内視鏡１３には、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成された情報記憶部３０が設けられている。情報記憶部３０は、内視鏡１３の固有情報（撮像素子のカラーフィルタ配列や画素数）等を記憶している。
【００４６】
プロセッサ装置１２は、制御部３１と、撮像制御部３２と、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、明るさ検出回路３５と、調光回路３６と、信号処理部３７と、チャネル割当部３８とを有する。
【００４７】
制御部３１は、プロセッサ装置１２内の各部と、光源装置１１との制御を行う。制御部３１は、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に内視鏡１３が接続された際に、情報記憶部３０から内視鏡１３の固有情報を読み取り、接続された内視鏡１３が補色型内視鏡１３ａであるか原色型内視鏡１３ｂであるかを判定する。撮像制御部３２は、制御部３１により判定された内視鏡１３の種類に応じて、撮像素子（補色系撮像素子２８または原色系撮像素子２９）を駆動する。
【００４８】
撮像制御部３２は、補色系撮像素子２８の場合には、光源装置１１の発光タイミングに合わせて、補色系撮像素子２８をフィールド読み出し方式で駆動する。具体的には、フィールド読み出し方式では、奇数フィールドと偶数フィールドとの各読み出し時において、列方向に隣接する２画素を２行の各画素信号が混合（加算）して読み出される（図７参照）。この画素信号の混合は、ＣＣＤイメージセンサの水平転送路（図示せず）内で行われる。図９は、狭帯域光観察モード時の駆動タイミングを示している。通常光観察モード時の駆動タイミングは、照明光を白色光ＷＬとすること以外は狭帯域光観察モード時と同一である。
【００４９】
このフィールド読み出し方式より、補色系撮像素子２８からは、奇数フィールドと偶数フィールドとのそれぞれにおいて、図１０に示すように、Ｍｇ画素とＣｙ画素との混合画素信号（以下、第１混合画素信号という）Ｍ１と、Ｇ画素とＹｅ画素との混合画素信号（以下、第２混合画素信号という）Ｍ２と、Ｍｇ画素とＹｅ画素との混合画素信号（以下、第３混合画素信号という）Ｍ３と、Ｇ画素とＣｙ画素との混合画素信号（以下、第４混合画素信号という）Ｍ４が出力される。
【００５０】
補色系撮像素子２８の各画素がカラーフィルタセグメントに応じて、例えば図１１に示す分光感度特性を有することから、各混合画素は、例えば図１２に示す分光感度特性を有する。この分光感度特性によると、第１〜第４混合画素のうち、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）が紫色狭帯域光Ｖｎ（中心波長４０５ｎｍ）に対して最も高感度であり、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）が緑色狭帯域光Ｇｎ（中心波長５４０ｎｍ）に対して最も高感度であることが分かる。ただし、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）は、緑色狭帯域光Ｇｎに対しても高い感度を有しており、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）は、紫色狭帯域光Ｖｎに対して若干の感度を有している。
【００５１】
狭帯域光観察モード時には、第１混合画素信号Ｍ１に基づいて、紫色狭帯域光Ｖｎの画像化が行われ、第２混合画素信号Ｍ２に基づいて緑色狭帯域光Ｇｎの画像化が行われる。一方、通常光観察モード時には、第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４を全て用いて画像化が行われる。
【００５２】
撮像制御部３２は、原色系撮像素子２９の場合には、光源装置１１の発光タイミングに合わせて、原色系撮像素子２９を周知のプログレッシブ読み出し方式で駆動する。このプログレッシブ読み出し方式では、画素信号の混合は行われずに、１行ずつ順に１フレーム分の画素信号が個別に読み出される。
【００５３】
補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９から出力された信号は、ＣＤＳ回路３３に入力される。ＣＤＳ回路３３は、入力された信号に対して相関二重サンプリングを行って、ＣＣＤイメージセンサで生じるノイズ成分を除去する。ＣＤＳ回路３３によりノイズ成分が除去された信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４に入力されると共に、明るさ検出回路３５に入力される。Ａ／Ｄ変換回路３４は、ＣＤＳ回路３３から入力された信号をデジタル信号に変換して、信号処理部３７に入力する。
【００５４】
明るさ検出回路３５は、ＣＤＳ回路３３から入力された信号に基づいて、明るさ（信号の平均輝度）を検出する。調光回路３６は、明るさ検出回路３５により検出された明るさ信号と、基準の明るさ（調光の目標値）との差分である調光信号を生成する。この調光信号は、光源制御部２１に入力される。光源制御部２１は、基準の明るさが得られるように、ＬＥＤ光源２０の発光量を調整する。
【００５５】
制御部３１は、内視鏡１３のモード切替スイッチ１７ａが操作された際に発せられるモード切替信号を受信し、受信したモード切替信号に基づいて、光源装置１１の発光方式と信号処理部３７の信号処理方式を切り替える。
【００５６】
制御部３１は、狭帯域光観察モードの場合には、情報記憶部３０から読み取った固有情報に基づく内視鏡１３の種類に応じて光源制御部２１を制御し、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度を変更する。具体的には、原色型内視鏡１３ｂの場合には、制御部３１は、原色型内視鏡１３ｂから検体内に射出される紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの光量がほぼ等しくなるように光源制御部２１を制御する。
【００５７】
一方、補色型内視鏡１３ａの場合には、制御部３１は、補色型内視鏡１３ａから検体内に射出される緑色狭帯域光Ｇｎの光量に対する紫色狭帯域光Ｖｎの光量の光量比Ｚが、式（１）を満たすように光源制御部２１を制御する。この光量比Ｚは、少なくとも原色型内視鏡１３ｂの場合（Ｚ＝１）よりも大きい。
【００５８】
【数１】
0005932748.tif 000002
【００５９】
ここで、Ｓ１は、紫色狭帯域光Ｖｎのみを独立照射した場合に得られる第１混合画素信号Ｍ１ｖである。Ｓ２は、緑色狭帯域光Ｇｎのみを独立照射した場合に得られる第２混合画素信号Ｍ２ｇである。Ｚｉは、この独立照射時における緑色狭帯域光Ｇｎの光量Ｙｉに対する紫色狭帯域光Ｖｎの光量Ｘｉの比（Ｘｉ／Ｙｉ）である。
【００６０】
詳しくは後述するが、式（１）は、検体に同時照射される紫色狭帯域光Ｖｎの光量を緑色狭帯域光Ｇｎの光量より高めるとともに、緑色狭帯域光Ｇｎに基づく画像化に用いられる第２混合画素の信号値を、紫色狭帯域光Ｖｎに基づく第１混合画素の画像化に用いられる信号値よりも高くする光量比Ｚの条件である。これにより、後述するように色分離性が向上すると共に、表層血管の視認性（表層血管と粘膜のコントラスト）が向上する。
【００６１】
特に、光量比Ｚは、式（２）で表される最適光量比Ｚ０に設定することが好ましい。この最適光量比Ｚ０は、式（１）で規定される範囲の中央値である。
【００６２】
【数２】
0005932748.tif 000003
【００６３】
Ｓ１は、紫色狭帯域光Ｖｎの独立照射時における複数の第１混合画素信号値Ｍ１ｖの平均値（例えば、奇数フィールドと偶数フィールドとの全ての第１混合画素信号値Ｍ１ｖの平均値）とすることが好ましい。同様に、Ｓ２は、緑色狭帯域光Ｇｎの独立照射時における複数の第２混合画素信号値Ｍ２ｇの平均値（例えば、奇数フィールドと偶数フィールドとの全ての第２混合画素信号値Ｍ２ｇの平均値）とすることが好ましい。
【００６４】
この最適光量比Ｚ０は、内視鏡システム１０の製造時の最終検査工程等で、光源装置１１から紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとを所定の光量比Ｚｉ（例えば、Ｚｉ＝１）でそれぞれ独立に照射（時分割照射）させ、補色系撮像素子２８から第１及び第２混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ２ｇを取得し、式（２）に基づいて演算を行うことにより求められる。このように製造段階で求められた最適光量比Ｚ０は、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶される。
【００６５】
制御部３１は、補色型内視鏡１３ａが光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続されて、モード切替スイッチ１７ａにより狭帯域光観察モードが選択された場合には、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶された最適光量比Ｚ０を読み出して、光源制御部２１を制御し、補色型内視鏡１３ａから式（１）を満たす光量比Ｚの紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎが射出されるようにＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂを強度変調して発光強度を設定する。
【００６６】
前述のライトガイド２７は、図１３に示すような分光減衰特性を有し、約４４０ｎｍ以下の短波長域で伝播光の減衰率が高くなる。このため、紫色狭帯域光Ｖｎは、光源装置１１から射出された後、補色型内視鏡１３ａのライトガイド２７内で、緑色狭帯域光Ｇｎより多く減衰することになる。したがって、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度比と、補色型内視鏡１３ａから射出される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量比Ｚとは一致しないため、制御部３１は、ライトガイド２７の分光減衰率を考慮してＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度を設定する。例えば、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度比と、補色型内視鏡１３ａから射出される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量比Ｚとの関係を予め実測してテーブル化しておき、このテーブルに基づいてＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂを制御すればよい。
【００６７】
また、内視鏡システム１０は、製品としての完成後に最適光量比Ｚ０を再計算することを可能とするキャリブレーションモードを有する。このキャリブレーションモードは、入力装置１５等の操作により選択可能である。このキャリブレーションモードでは、制御部３１は、光源装置１１のＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂを個別に点灯させて、図１４に示すように、紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとを時分割照射し、各照射タイミングに合わせて補色系撮像素子２８を駆動する。
【００６８】
このキャリブレーションモードで用いる紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの光量比Ｚｉは、光源制御部２１に設定中の光量比Ｚのままで良い。制御部３１には、最適光量比算出部３９が構成されている。最適光量比算出部３９は、式（２）に基づく演算を行い、最適光量比Ｚ０を算出する。
【００６９】
信号処理部３７は、セレクタ４０と、補色用第１処理部４１と、補色用第２処理部４２と、原色用第１処理部４３と、原色用第２処理部４４と、キャリブレーション用処理部４５とを有している。セレクタ４０は、制御部３１により判定された内視鏡１３の種類及び観察モードに応じて、処理部４１〜４５のうちからいずれか１つを選択する。
【００７０】
キャリブレーション用処理部４５は、前述のキャリブレーションモード時に選択される。キャリブレーションモード時に補色系撮像素子２８から出力された信号は、ＣＤＳ回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して信号処理部３７に入力され、セレクタ４０によりキャリブレーション用処理部４５に送られる。キャリブレーション用処理部４５は、入力された信号から、前述の第１及び第２混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ２ｇを抽出し、各信号値の平均値を求めて、制御部３１内の最適光量比算出部３９に入力する。最適光量比算出部３９は、キャリブレーション用処理部４５から入力された信号値を用いて、式（２）に基づいて最適光量比Ｚ０を算出する。
【００７１】
また、制御部３１は、キャリブレーションが行われると、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶された最適光量比Ｚ０を消去して、最適光量比算出部３９により算出された最適光量比Ｚ０に書き換える。
【００７２】
補色用第１処理部４１は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが通常光観察モードである場合に選択される。補色用第１処理部４１には、補色系撮像素子２８から第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４（図１０参照）が入力される。補色用第１処理部４１は、補色市松色差線順次方式に用いられる周知のＹ／Ｃ変換を行って、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂを生成し、さらにマトリクス演算により輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，ＣｂをＲＧＢ信号に変換する。このＲＧＢ信号は、チャネル割当部３８に送られる。具体的には、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、行方向に隣接する第１混合画素信号Ｍ１と第２混合画素信号Ｍ２との加減算と、行方向に隣接する第３混合画素信号Ｍ３と第４混合画素信号Ｍ４との加減算とにより算出される。
【００７３】
補色用第２処理部４２は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合に選択される。補色用第２処理部４２は、図１５に示すように、信号抽出部４６と、補間処理部４７と、混色補正部４８とを有する。
【００７４】
信号抽出部４６は、補色系撮像素子２８から入力される第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４から、第１及び第２混合画素信号Ｍ１，Ｍ２のみを抽出して補間処理部４７に入力する。補間処理部４７は、周知の画素補間処理を行い、各混合画素の位置について第１及び第２混合画素信号Ｍ１，Ｍ２の２つの信号を生成する。混色補正部４８は、式（３）を用いて混色補正処理を行う。
【００７５】
【数３】
0005932748.tif 000004
【００７６】
ここで、Ｋ１は、紫色狭帯域光Ｖｎのみを独立照射した場合に得られる第１混合画素信号Ｍ１ｖに対する第２混合画素信号Ｍ２ｖの比（Ｍ２ｖ／Ｍ１ｖ）である。Ｋ２は、緑色狭帯域光Ｇｎのみを独立照射した場合に得られる第２混合画素信号Ｍ２ｇに対する第１混合画素信号Ｍ１ｇの比（Ｍ１ｇ／Ｍ２ｇ）である。
【００７７】
混色補正部４８は、補正係数Ｋ１，Ｋ２を、前述のキャリブレーションモード時に得られる第１混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ１ｇ及び第２混合画素信号Ｍ２ｇ，Ｍ２ｖを用いて算出する。混色補正部４８は、算出した補正係数Ｋ１，Ｋ２を、キャリブレーションが再度行われるまでの間、保持し続ける。
【００７８】
また、この補正係数Ｋ１，Ｋ２を、製造段階で求めて、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶しておき、補色型内視鏡１３ａが光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続された際に、制御部３１が情報記憶部３０から取得するようにしても良い。さらに、キャリブレーションが行われた場合に、補色型内視鏡１３ａの情報記憶部３０に記憶された補正係数Ｋ１，Ｋ２を消去して、混色補正部４８により算出された補正係数Ｋ１，Ｋ２に書き換えることが好ましい。
【００７９】
式（３）の混色補正処理は、混色成分（第１混合画素信号Ｍ１中の緑色狭帯域光Ｇｎ成分と、第２混合画素信号Ｍ２中の紫色狭帯域光Ｖｎ成分）を低減させる。混色補正後の第１及び第２混合画素信号Ｍ１’，Ｍ２’は、チャネル割当部３８に送られる。
【００８０】
原色用第１処理部４３は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが通常光観察モードである場合に選択される。原色用第１処理部４３には、原色系撮像素子２９からＲＧＢ信号が入力される。このＲＧＢ信号は、１画素に、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの信号が割り当てられたものである。原色用第１処理部４３は、周知の画素補間処理を行い、各画素についてＲ、Ｇ、Ｂの３つの信号を生成する。この画素補間処理後のＲＧＢ信号は、チャネル割当部３８に送られる。
【００８１】
原色用第２処理部４４は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合に選択される。原色用第２処理部４４には、原色系撮像素子２９からＲＧＢ信号が入力される。原色用第２処理部４４は、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎに感応するＢ信号及びＧ信号を抽出し、同様に画素補間処理を施すことにより、画素毎のＢ信号及びＧ信号を生成する。このＢ信号及びＧ信号は、チャネル割当部３８に送られる。
【００８２】
チャネル割当部３８は、観察モードが通常光観察モードである場合には、内視鏡１３の種類によらずＲＧＢ信号が入力されるため、このＲ、Ｇ、Ｂの信号をそれぞれ画像表示装置１４のＲｃｈ、Ｇｃｈ、Ｂｃｈの各チャネルに割り当てて表示させる。これにより、画像表示装置１４には、通常光によって照明された検体の像が映し出された通常画像が表示される。
【００８３】
また、チャネル割当部３８は、内視鏡１３の種類が補色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合には、補色用第２処理部４２から入力された第１及び第２混合画素信号Ｍ１’，Ｍ２’を、式（４）に示すように画像表示装置１４の各チャネルに割り当てて表示させる。
【００８４】
【数４】
0005932748.tif 000005
【００８５】
これにより、画像表示装置１４には、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎにより照明された検体の像が映し出された特殊画像が表示される。式（４）では、紫色狭帯域光Ｖｎに対応する第１混合画素信号Ｍ１’を２つのチャネルに割り当てて表示させているので、特殊画像は、生体表層付近の表層血管（毛細血管など）等の構造が視認しやすい画像となる。なお、第１及び第２混合画素信号Ｍ１’，Ｍ２’に、「１」，「０」以外の係数で重み付けを行ってチャネルに割り当てても良い。
【００８６】
さらに、チャネル割当部３８は、内視鏡１３の種類が原色型で、かつ観察モードが狭帯域光観察モードである場合には、原色用第２処理部４４から入力されたＢ信号及びＧ信号を、式（５）に示すように画像表示装置１４の各チャネルに割り当てて表示させる。
【００８７】
【数５】
0005932748.tif 000006
【００８８】
これにより、画像表示装置１４には、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎにより照明された検体の像が映し出された特殊画像が表示される。この特殊画像は、生体表層付近の表層血管等の構造が視認しやすい画像である。同様に、Ｂ信号及びＧ信号に、「１」，「０」以外の係数で重み付けを行ってチャネルに割り当てても良い。
【００８９】
次に、光量比Ｚの範囲を規定する式（１）の導出方法について説明する。補色型内視鏡１３ａから検体内に同時照射される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量をそれぞれ“Ｘ”、“Ｙ”とし、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）の紫色狭帯域光Ｖｎに対する平均的な感度を“ａ１”、第１混合画素（Ｍｇ＋Ｃｙ）の緑色狭帯域光Ｇｎに対する平均的な感度を“ｂ１”、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）の緑色狭帯域光Ｇｎに対する平均的な感度を“ａ２”、第２混合画素（Ｇ＋Ｙｅ）の紫色狭帯域光Ｖｎに対する平均的な感度を“ｂ２”とすると、第１及び第２混合画素信号Ｍ１，Ｍ２は、式（６）で表される。平均的な感度とは、各狭帯域光の波長域における感度を平均化したものである。
【００９０】
【数６】
0005932748.tif 000007
【００９１】
また、これらの感度ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２を用いて、前述の混色補正処理に用いられる補正係数Ｋ１，Ｋ２は、式（７），（８）で表される。
【００９２】
【数７】
0005932748.tif 000008
【数８】
0005932748.tif 000009
【００９３】
式（６）で表される第１及び第２混合画素信号Ｍ１，Ｍ２に対して、式（３）で表される混色補正を行うと、混色補正後の第１及び第２混合画素信号Ｍ１’，Ｍ２’は、式（９），（１０）で表される。
【００９４】
【数９】
0005932748.tif 000010
【数１０】
0005932748.tif 000011
【００９５】
したがって、検体に同時照射される紫色狭帯域光Ｖｎの光量Ｘを緑色狭帯域光Ｇｎの光量Ｙより高める（Ｘ＞Ｙ）とともに、緑色狭帯域光Ｇｎに基づく画像化に用いられる第２混合画素の信号値Ｍ２’を、紫色狭帯域光Ｖｎに基づく画像化に用いられる第１混合画素の信号値Ｍ１’よりも高くする（Ｍ１’＜Ｍ２’）ための光量比Ｚ（＝Ｘ／Ｙ）の条件は、式（１１）で表される。
【００９６】
【数１１】
0005932748.tif 000012
【００９７】
光量Ｘｉの紫色狭帯域光Ｖｎのみを独立照射した場合の第１混合画素信号Ｍ１ｖと、光量Ｙｉの緑色狭帯域光Ｇｎのみを独立照射した場合の第２混合画素信号Ｍ２ｇとは、それぞれ式（１２），（１３）で表される。
【００９８】
【数１２】
0005932748.tif 000013
【数１３】
0005932748.tif 000014
【００９９】
この式（１２），（１３）を式（１１）に適用すると、前述の式（１）が得られる。図１２を参照すると、ａ１≒０．４５、ａ２≒０．９８であるので、これらの値を式（１１）に代入すると、式（１）で規定される光量比Ｚは、１＜Ｚ＜２．２の範囲であり、最適光量比Ｚ０はおよそ１．６であることが分かる。
【０１００】
図１６は、第１混合画素信号Ｍ１中に占める紫色狭帯域光Ｖｎの成分の割合Ｐ１（＝ａ１Ｘ／（ａ１Ｘ＋ｂ１Ｙ））と、第２混合画素信号Ｍ２中に占める緑色狭帯域光Ｇｎの成分の割合Ｐ２（＝ａ２Ｙ／（ａ２Ｙ＋ｂ２Ｘ））と、両者の和（Ｐ１＋Ｐ２）とを、光量比Ｚ（＝Ｘ／Ｙ）に対して示したものである。ここでは、図１２の分光感度特性に基づいて、ａ１≒０．４５、ａ２≒０．９８、ｂ１≒０．５３、ｂ２≒０．０７としている。
【０１０１】
光量比Ｚが１＜Ｚ＜２．２の範囲では、Ｚ＝１の場合と比べて、割合Ｐ１が増加するのに対して割合Ｐ２は減少するが、割合Ｐ１の増加率が割合Ｐ２の減少率より大きいため、両者の和が増加（Ｓ／Ｎ比が向上）する。したがって、この範囲では、紫色狭帯域光Ｖｎの成分と、緑色狭帯域光Ｇｎの成分との色分離性が向上するとともに、緑色狭帯域光Ｇｎに基づく画像化に用いられる第２混合画素の信号値Ｍ２’が、紫色狭帯域光Ｖｎに基づく画像化に用いられる第１混合画素の信号値Ｍ１’よりも増加する。紫色狭帯域光Ｖｎは表層血管中のヘモグロビンで殆ど吸収されるのに対して、緑色狭帯域光Ｇｎは粘膜等で反射されやすいので、Ｍ２’＞Ｍ１’であることにより、粘膜等での反射光の光量が増え、表層血管の視認性（表層血管と粘膜とのコントラスト）が向上する。
【０１０２】
次に、内視鏡システム１０の作用を、図１７に示すフローチャートに沿って説明する。術者により、内視鏡１３が光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続されると、プロセッサ装置１２の制御部３１は、内視鏡１３内の情報記憶部３０から固有情報を読み取り、接続された内視鏡１３が、補色型内視鏡１３ａであるか原色型内視鏡１３ｂであるかを判定する。例えば、補色型内視鏡１３ａである場合には、制御部３１は、光源装置１１及びプロセッサ装置１２を通常光観察モードに設定し、信号処理部３７内のセレクタ４０に補色用第１処理部４１を選択させる。
【０１０３】
この通常光観察モードでは、光源装置１１の合波部２４内のダイクロイックミラー２２が前述のように退避すると共に、ＷＬ−ＬＥＤ２０ｂが点灯し、通常光（白色光）ＷＬが生成されて、補色型内視鏡１３ａ内のライトガイド２７内に供給される。また、補色型内視鏡１３ａ内の補色系撮像素子２８は、撮像制御部３２によりフィールド読み出し方式で駆動されて第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４を出力する。この第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４は、補色用第１処理部４１により、Ｙ／Ｃ変換後、ＲＧＢ信号に変換されて、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、通常光のもとで撮像された通常画像が表示される。
【０１０４】
術者は、補色型内視鏡１３ａの挿入部１６を患者の体腔内に挿入することにより、内視鏡検査を行う。体腔内における患部等の検査対象組織の表層血管の走行状態等をより詳しく観察しようと思う場合には、術者によりモード切替スイッチ１７ａが操作される。モード切替スイッチ１７ａが操作された場合には、この操作信号が制御部３１により検出されて、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が狭帯域光観察モードに切り替えられる。
【０１０５】
この狭帯域光観察モードでは、セレクタ４０により補色用第２処理部４２が選択されると共に、光源装置１１の設定変更が行われる。具体的には、合波部２４内のダイクロイックミラー２２がＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸の交点に配置される。このとき、制御部３１は、情報記憶部３０から読み出した固有情報に含まれている最適光量比Ｚ０に基づいて光源制御部２１を制御し、前述の式（１）を満たす光量比Ｚの紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとが補色型内視鏡１３ａから射出されるように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの強度比を変更する。
【０１０６】
Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂとは同時に点灯し、合波部２４により紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとが混合された狭帯域光が生成されて補色型内視鏡１３ａ内のライトガイド２７内に供給される。補色系撮像素子２８は、フィールド読み出し方式で駆動されて第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４を出力する。補色用第２処理部４２では、信号抽出部４６により第１〜第４混合画素信号Ｍ１〜Ｍ４から、第１及び第２混合画素信号Ｍ１，Ｍ２が抽出され、補間処理部４７により画素補間処理が行われた後、混色補正部４８により混色補正が行われる。混色補正後の第１及び第２混合画素信号Ｍ１’，Ｍ２’は、チャネル割当部３８により、Ｒｃｈに第２混合画素信号Ｍ２’、Ｇｃｈ及びＢｃｈに第１混合画素信号Ｍ１’が割り当てられて画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、狭帯域光のもとで撮像が行われた特殊画像が表示される。
【０１０７】
紫色狭帯域光Ｖｎは、検体の表面から表層付近の第１透過距離まで透過可能であることから、紫色狭帯域光Ｖｎに基づく第１画像には、表層血管など第１透過距離に含まれる構造の像が多く含まれている。この第１画像は、第１混合画素信号Ｍ１に基づいて生成される。一方、緑色狭帯域光Ｇｎは、検体の表面から中深層付近の第２透過距離まで透過可能であることから、緑色狭帯域光Ｇｎに基づく第２画像には、中深層血管など第２透過距離に含まれる構造の像が多く含まれている。また、第２画像は、粘膜の微細模様等の視認性に優れる。この第２画像は、第２混合画素信号Ｍ２に基づいて生成される。この第１画像と第２画像とが合成されたものが特殊画像である。
【０１０８】
本実施形態では、光量比Ｚを、最適光量比Ｚ０に基づいて式（１）を満たすように設定する（好ましくは、Ｚ＝Ｚ０とする）ことから、色分離性が向上すると共に、表層血管の視認性（表層血管と粘膜のコントラスト）が向上した特殊画像が得られる。
【０１０９】
特殊画像の表示は、モード切替スイッチ１７ａが操作されるか、入力装置１５により診断を終了するための終了操作が行われるまでの間繰り返し行われる。モード切替スイッチ１７ａが操作されると、通常光観察モードに戻り、終了操作が行われると、動作を終了する。
【０１１０】
一方、制御部３１により、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に原色型内視鏡１３ｂが接続されたと判定されると、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が通常光観察モードに設定される共に、セレクタ４０により原色用第１処理部４３が選択される。この通常光観察モードでは、補色型の場合と同様に、光源装置１１により通常光（白色光）ＷＬが生成されて、原色型内視鏡１３ｂのライトガイド２７内に供給される。
【０１１１】
この場合、原色系撮像素子２９は、プログレッシブ読み出し方式で駆動されてＲＧＢ信号を出力する。このＲＧＢ信号は、原色用第１処理部４３により画素補間処理等が行われて、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、通常光のもとで撮像された通常画像が表示される。
【０１１２】
この後、術者によりモード切替スイッチ１７ａが操作されると、光源装置１１及びプロセッサ装置１２が狭帯域光観察モードに切り替えられる。この狭帯域光観察モードでは、セレクタ４０により原色用第２処理部４４が選択されるとともに、光源装置１１の設定変更が行われ、合波部２４内のダイクロイックミラー２２がＶ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの光軸の交点に配置される。この場合、補色型の場合とは異なり、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度比は、Ｚ＝１となるように設定される。この紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとが混合された狭帯域光が生成されて原色型内視鏡１３ｂのライトガイド２７内に供給される。
【０１１３】
原色系撮像素子２９は、同様にプログレッシブ読み出し方式で駆動されてＲＧＢ信号を出力する。このＲＧＢ信号は、原色用第２処理部４４によりＢ信号及びＧ信号のみが抽出されて、画素補間処理等が行われ、チャネル割当部３８を介して画像表示装置１４に表示される。これにより、画像表示装置１４には、狭帯域光のもとで撮像が行われた特殊画像が表示される。
【０１１４】
補色型の場合と同様に、特殊画像の表示は、モード切替スイッチ１７ａが操作されるか、入力装置１５により終了操作が行われるまでの間繰り返し行われる。モード切替スイッチ１７ａが操作されると、通常光観察モードに戻り、終了操作が行われると、動作を終了する。
【０１１５】
また、光源装置１１及びプロセッサ装置１２に補色型内視鏡１３ａが接続されている場合には、入力装置１５等の操作により最適光量比Ｚ０を再計算するためのキャリブレーションを実行することが可能となっている。このキャリブレーションは、白色板などを撮像対象として行われる。
【０１１６】
キャリブレーションが実行されると、セレクタ４０によりキャリブレーション用処理部４５が選択され、現在使用中の光量比Ｚで紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの時分割照射が行われる。補色系撮像素子２８により第１混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ１ｇ及び第２混合画素信号Ｍ２ｇ，Ｍ２ｖが出力され、キャリブレーション用処理部４５により各信号値の平均値が求められる。そして、現在使用中の光量比Ｚと、第１及び第２混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ２ｇの各平均値とに基づいて最適光量比算出部３９により最適光量比Ｚ０が算出される。制御部３１は、算出された最適光量比Ｚ０を光源装置１１に設定すると共に、補色型内視鏡１３ａ内の情報記憶部３０に記憶された最適光量比Ｚ０を消去して書き換える。
【０１１７】
このキャリブレーションにより得られる第１混合画素信号Ｍ１ｖ，Ｍ１ｇ及び第２混合画素信号Ｍ２ｇ，Ｍ２ｖは、前述の混色補正において補正係数Ｋ１，Ｋ２を算出する際に用いられる。算出された補正係数Ｋ１，Ｋ２は、補色型内視鏡１３ａ内の情報記憶部３０に書き込まれ、補色型内視鏡１３ａの次回の使用時に用いられる。
【０１１８】
なお、上記実施形態では、光量比Ｚを、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＷＬ−ＬＥＤ２０ｂの発光強度を制御することにより設定しているが、各発光時間を制御することにより設定しても良い。さらに発光強度と発光時間との両方を制御して光量比Ｚを設定しても良い。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、ＬＥＤ光源２０としてＶ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂとを用いているが、Ｖ−ＬＥＤ２０ａに代えて、図１８に示すように、紫色狭帯域光Ｖｎより長波長側の青色狭帯域光Ｂｎを発生する青色ＬＥＤを用いてもよい。この青色狭帯域光Ｂｎの中心波長は約４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内であり、好ましくは約４１５ｎｍである。
【０１２０】
また、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＷＬ−ＬＥＤ２０ｂに代えて、発光波長域の異なる複数のＬＥＤ（例えば、４個のＬＥＤ）を設け、複数のＬＥＤを全て点灯させることにより通常光（白色光）を生成し、複数のＬＥＤのうちの２個のＬＥＤにより２つの狭帯域光を生成するように構成しても良い。さらに、ＬＥＤに代えてＬＤ（Laser Diode）等のその他の半導体光源を用いても良い。
【０１２１】
また、上記実施形態の光源装置１１に代えて、白色光等の波長域の広い光を発するランプと、狭帯域用フィルタとを有する光源装置を用いることも可能である。図１９において、光源装置６０は、ランプ６１と、赤外カットフィルタ６２と、絞り６３と、絞り駆動部６４と、回転型フィルタ６５と、フィルタ切替部６６と、集光レンズ６７とを有する。
【０１２２】
ランプ６１は、前述の制御部３１による制御に基づいて、白色光ＷＬを発生する。赤外カットフィルタ６２は、ランプ６１から発生された白色光ＷＬから赤外成分をカットして絞り６３に入射させる。絞り６３は、絞り駆動部６４により開口量が調整され、白色光ＷＬの通過光量を調整する。この絞り駆動部６４は、前述の調光回路３６により制御される。
【０１２３】
図２０に示すように、回転型フィルタ６５には、第１狭帯域用フィルタ部６５ａと、第２狭帯域用フィルタ部６５ｂと、開口部６５ｃとが設けられている。フィルタ切替部６６は、制御部３１による制御に基づいて回転型フィルタ６５を回転させ、白色光ＷＬの光軸上に、第１狭帯域用フィルタ部６５ａ、狭帯域用フィルタ部６５ｂ、開口部６５ｃのうちのいずれかを配置する。
【０１２４】
第１狭帯域用フィルタ部６５ａは、図２１に示すように、第１の狭帯域（中心波長４０５ｎｍ）にバンドパス特性を有する第１特性部Ｖａと、第２の狭帯域（中心波長５４０ｎｍ）にバンドパス特性を有する第２特性部Ｇａとを備えた２峰性フィルタである。第１特性部Ｖａの透過率と第２特性部Ｇａの透過率とはほぼ等しい。
【０１２５】
この第１狭帯域用フィルタ部６５ａは、観察モードが狭帯域光観察モードであって、内視鏡１３の種類が原色型の場合に白色光ＷＬの光軸上に配置される。白色光ＷＬは、第１狭帯域用フィルタ部６５ａを透過することにより、紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎとなり、集光レンズ６７を介してライトガイド２７に入射する。ライトガイド２７は、前述の図１３に示す分光減衰特性を有するため、この分光減衰特性等を考慮し、ライトガイド２７から射出される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量がほぼ等しくなるように、第１特性部Ｖａの透過率を第２特性部Ｇａの透過率より若干高くすることも好ましい。
【０１２６】
第２狭帯域用フィルタ部６５ｂは、図２２に示すように、第１狭帯域用フィルタ部６５ａと同様に第１の狭帯域にバンドパス特性を有する第１特性部Ｖｂと、第２の狭帯域にバンドパス特性を有する第２特性部Ｇｂとを備えた２峰性フィルタであるが、第１特性部Ｖｂの透過率と第２特性部Ｇｂの透過率とが大きくことなる。
【０１２７】
この第２狭帯域用フィルタ部６５ｂは、観察モードが狭帯域光観察モードであって、内視鏡１３の種類が補色型の場合に白色光ＷＬの光軸上に配置される。白色光ＷＬは、第１狭帯域用フィルタ部６５ａを透過することにより、第１及び第２特性部Ｖｂ，Ｇｂの透過率の比に対応した所定の光量比の紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎとなり、集光レンズ６７を介してライトガイド２７に入射する。第１及び第２特性部Ｖｂ，Ｇｂの透過率の比は、ライトガイド２７から射出される紫色狭帯域光Ｖｎ及び緑色狭帯域光Ｇｎの光量比Ｚが、式（１）を満たす（好ましくは、Ｚ＝Ｚ０）ように、ライトガイド２７の分光減衰特性等を考慮して設定されている。
【０１２８】
開口部６５ｃは、観察モードが通常光観察モードである場合に白色光ＷＬの光軸上に配置される。開口部６５ｃは、入射した白色光ＷＬを波長制限せずにそのまま通過させる。この白色光ＷＬは、集光レンズ６７を介してライトガイド２７に入射し、通常光としてライトガイド２７から射出される。
【０１２９】
また、上記実施形態では、図７に示す補色市松色差線順次方式の補色系色分離フィルタ２８ａを有する補色系撮像素子２８を用いているが、図２３に示す補色市松色差線順次方式の補色系色分離フィルタを有する補色系撮像素子を用いても良い。
【０１３０】
また、上記実施形態では、Ｍｇ画素とＣｙ画素との組み合わせを第１混合画素とし、Ｇ画素とＹｅ画素との組み合わせを第２混合画素としているが、混合画素の組み合わせはこれに限られず適宜変更しても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態では、キャリブレーションモード時に、現在使用中の光量比Ｚで紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの時分割照射を行い、この光量比Ｚと第１及び第２混合画素の各信号値とに基づいて最適光量比Ｚ０を算出しているが、これに代えて、光量比Ｚを段階的に変化させながら紫色狭帯域光Ｖｎと緑色狭帯域光Ｇｎとの時分割照射を行い、各光量比Ｚについて得られる第１混合画素の信号値Ｍ１’と第２混合画素の信号値Ｍ２’との大小関係を判定することにより、式（１）に相当する範囲を特定し、式（２）に相当する最適光量比Ｚ０を求めてもよい。
【０１３２】
また、上記実施形態では、撮像制御部３２、ＣＤＳ回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４等をプロセッサ装置１２内に設けているが、これらを内視鏡１３内に設けても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態では、補色系撮像素子２８及び原色系撮像素子２９をＣＣＤイメージセンサとしているが、これらはＣＭＯＳイメージセンサであっても良い。ＣＭＯＳイメージセンサの場合には、イメージセンサが形成されたＣＭＯＳ半導体基板内に、撮像制御部３２、ＣＤＳ回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４等を形成することが可能である。
【０１３４】
また、上記実施形態では、光源装置及びプロセッサ装置に、補色型内視鏡と原色型内視鏡とが接続可能であるが、補色型内視鏡のみが接続可能であっても良い。
【０１３５】
また、上記実施形態では、光源装置とプロセッサ装置とを別体の装置として構成しているが、これらを単一の装置としても良い。さらに、光源装置を、内視鏡内に組み込んでも良い。
【０１３６】
なお、特許請求の範囲の「照射部」は、本実施形態において「光源装置」と「光源装置からの光を導光して検体内に照射するための光学部材（ライトガイド、照明レンズ等）」を組み合せたものに対応している。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  内視鏡システム
１１  光源装置
１２  プロセッサ装置
１３  内視鏡
１３ａ  補色型内視鏡
１３ｂ  原色型内視鏡
１４  画像表示装置
１６  挿入部
１７  操作部
１７ａ  モード切替スイッチ
２０  ＬＥＤ光源
２４  合波部
２７  ライトガイド
２８  補色系撮像素子
２８ａ  補色系色分離フィルタ
２９  原色系撮像素子
２９ａ  原色系色分離フィルタ
３７  信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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