(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
発光波長が異なる複数の半導体発光素子を搭載し、該半導体発光素子の発光光を前記電子内視鏡に導入する光源装置と、
前記固体撮像素子から出力される赤色、緑色、及び青色の撮像画像信号に基づいて、観察画像データを生成する画像処理手段と、
前記半導体発光素子の発光量を制御するための駆動量に応じた、前記照明窓からの前記照明光の各色成分の光量を示す特性を記憶したメモリと、を備え、
前記半導体発光素子の駆動量を変更して前記被写体に照射される前記照明光の強度を変更する際、前記画像処理手段は、前記メモリに記憶された特性データに基づいて、前記各色の撮像画像信号を増減させる補正演算処理を行う内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡システムであって、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、前記照明光の光量変更を指示する光量制御部を備え、
前記光量制御部は、前記照明光の光量変更を指示する際、前記画像処理手段に対して前記補正演算処理を指示する内視鏡システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内視鏡システムであって、
前記半導体発光素子は、青色光を発する１又は複数の半導体発光素子を含み、
前記半導体発光素子からの青色光を導くライトガイドの出射端と前記照明窓との間に設けられ、前記青色光を受光して該青色光の一部で緑色光及び赤色光を発光する蛍光体を備え、
前記照明窓から、前記半導体発光素子からの青色光と、前記蛍光体からの緑色光及び赤色光が混合された白色照明光が出射される内視鏡システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の内視鏡システムであって。
前記半導体発光素子は、赤色光を発光する第１の半導体発光素子と、緑色光を発光する第２の半導体発光素子と、青色光を発光する第３の半導体発光素子とを含む内視鏡システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡システムであって、
前記光源装置は、観察モードによって前記複数の半導体発光素子の発光比率を変更する内視鏡システム。
【請求項６】
先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
発光波長が異なる複数の半導体発光素子を搭載し、該半導体発光素子の発光光を前記電子内視鏡に導入する光源装置と、
前記固体撮像素子から出力される赤色、緑色、及び青色の撮像画像信号に基づいて、観察画像データを生成する画像処理手段と、
前記半導体発光素子の発光量を制御するための駆動量に応じた、前記照明窓からの前記照明光の各色成分の光量を示す特性を記憶したメモリと、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、前記照明光の光量変更を指示する光量制御部と、を備える内視鏡システムの駆動方法であって、
前記光量制御部が、前記照明光の光量変更を指示する際、前記画像処理手段に、前記メモリに記憶された特性データに基づいて、前記各色の撮像画像信号を増減させる補正演算処理を行わせる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記半導体発光素子は、青色光を発する１又は複数の半導体発光素子を含み、
前記半導体発光素子からの青色光を導くライトガイドの出射端と前記照明窓との間に設けられ、前記青色光を受光して該青色光の一部で緑色光及び赤色光を発光する蛍光体を備え、
前記照明窓から、前記半導体発光素子からの青色光と、前記蛍光体からの緑色光及び赤色光が混合された白色照明光が出射される内視鏡システムの駆動方法。
【請求項８】
請求項６に記載の内視鏡システムの駆動方法であって。
前記半導体発光素子は、赤色光を発光する第１の半導体発光素子と、緑色光を発光する第２の半導体発光素子と、青色光を発光する第３の半導体発光素子とを含む内視鏡システムの駆動方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記光源装置は、観察モードによって前記複数の半導体発光素子の発光比率を変更する内視鏡システムの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡先端部に固体撮像素子を搭載した電子内視鏡を備える内視鏡システム及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、内視鏡システムを利用した医療診断が盛んに行われている。内視鏡システムは、体腔内に挿入される挿入部を備えた電子内視鏡（スコープ）と、この電子内視鏡が着脱自在に接続される本体装置とで構成される。
【０００３】
本体装置は、プロセッサ装置と光源装置とを備える。プロセッサ装置は、電子内視鏡の挿入部先端に内蔵された固体撮像素子から出力される撮像信号を受信して画像処理を行い、得られた観察画像をモニタに表示する。光源装置は、電子内視鏡内に挿通されたライトガイドを通して体腔内を照明する光を発生する。
【０００４】
電子内視鏡の挿入部先端に搭載される固体撮像素子としては、特許文献１に記載されている様に、低電圧駆動が可能で多画素化と高速読出化が容易なＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型が使われている。
【０００５】
電子内視鏡は、一般的なデジタルカメラ等とは異なり、特殊な環境下で使用される。例えば、図８（ａ）に示す様に、電子内視鏡先端部１を暗所である体腔２内に挿入し、患部３を遠くから撮影したり、図８（ｂ）に示す様に、電子内視鏡先端部１を患部３に近づけて患部３の拡大画像を撮影したりする。図８（ａ）の撮影状態における照明光の強さで患部３に近づき、図８（ｂ）の撮影状態にすると、照明光が強すぎて患部３の観察画像が白飛びしてしまう。
【０００６】
そこで、光源装置で発生させる照明光の強さを弱くするのであるが、この比が、電子内視鏡では、例えば２０００：１と大きい。つまり、図８（ａ）の撮影状態にしたときの照明光の強さを、１／２０００程度に弱めて図８（ｂ）の撮影状態にする必要がある。
【０００７】
この様に、照明光の強さを大きく変えると、別の問題が発生する。図９は、この問題の一例を説明するグラフである。カラー画像を撮影するために、照明光には、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色の波長帯域の光が含まれる様にしている。このＲＧＢの照明光に含まれる色成分の割合が、照明光の強さを大きく変えると、変化してしまう。例えば、図９に示す例では、照明光が弱いときに比べて、照明光を強くすると、発光効率の光源固体差が出る等して、Ｒ／Ｇは一定であるのに対し、Ｂ／Ｇが上昇してしまう場合がある。
【０００８】
この様な場合、同じ患部３の観察画像を電子内視鏡先端部１を患部３に近づけながら観察していた医者は、図８（ａ）における観察画像と、図８（ｂ）における観察画像とで、色味の違う画像を観察することになり、違和感を感じてしまう。特に、表層血管観察を行う場合、Ｂ／Ｇは一定である必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２０１５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、照明光の明るさ（強度）を変化させても観察画像の色味変化を抑制する内視鏡システム及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内視鏡システムは、先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
発光波長が異なる複数の半導体発光素子を搭載し、該半導体発光素子の発光光を前記電子内視鏡に導入する光源装置と、
前記固体撮像素子から出力される赤色、緑色、及び青色の撮像画像信号に基づいて、観察画像データを生成する画像処理手段と、
前記半導体発光素子の発光量を制御するための駆動量に応じた、前記照明窓からの前記照明光の各色成分の光量を示す特性を記憶したメモリと、を備え、
前記半導体発光素子の駆動量を変更して前記被写体に照射される前記照明光の強度を変更する際、前記画像処理手段は、前記メモリに記憶された特性データに基づいて、前記各色の撮像画像信号を増減させる補正演算処理を行うものである。
また、本発明の内視鏡システムの駆動方法は、先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
発光波長が異なる複数の半導体発光素子を搭載し、該半導体発光素子の発光光を前記電子内視鏡に導入する光源装置と、
前記固体撮像素子から出力される赤色、緑色、及び青色の撮像画像信号に基づいて、観察画像データを生成する画像処理手段と、
前記半導体発光素子の発光量を制御するための駆動量に応じた、前記照明窓からの前記照明光の各色成分の光量を示す特性を記憶したメモリと、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、前記照明光の光量変更を指示する光量制御部と、を備える内視鏡システムの駆動方法であって、
前記光量制御部が、前記照明光の光量変更を指示する際、前記画像処理手段に、前記メモリに記憶された特性データに基づいて、前記各色の撮像画像信号を増減させる補正演算処理を行わせるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遠い被写体の画像と近い被写体の画像で色味変化がなくなり、見易い画像を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す電子内視鏡の先端部の先端面正面図である。
【図３】図１に示す電子内視鏡の先端部の縦断面図である。
【図４】図１に示す内視鏡システムの制御系のブロック構成図である。
【図５】図４に代わる実施形態の内視鏡システムの制御系ブロック構成図である。
【図６】ＣＭＯＳ型固体撮像素子を用いたときの電子シャッタ制御の説明図である。
【図７】ＣＣＤ型固体撮像素子を用いたときの電子シャッタ制御の説明図である。
【図８】患部を遠くから撮影する場合（ａ）と患部に近づいて撮影する場合（ｂ）の説明図である。
【図９】照明光の明るさに対するＢ／Ｇ，Ｒ／Ｇの変化の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図である。本実施形態の内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２と、本体装置を構成するプロセッサ装置１４及び光源装置１６とから構成される。電子内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。
【００１６】
挿入部２０の先端には先端部２６が連設され、先端部２６内に、体腔内撮影用の撮像チップ（撮像装置）５４（図３参照）が内蔵される。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されたとき、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し／引きされ、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内で所望の方向に向けられる。
【００１７】
ユニバーサルコード２４の基端にはコネクタ３６が設けられている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、プロセッサ装置１４に接続される他、光源装置１６にも接続される。
【００１８】
プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブル６８（図３参照）を介して電子内視鏡１２に給電を行い、撮像チップ５４の駆動を制御すると共に、撮像チップ５４からケーブル６８を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換する。
【００１９】
プロセッサ装置１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８に内視鏡撮影画像（観察画像）として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６とも電気的に接続され、光源装置１６を含め内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。
【００２０】
図２は、電子内視鏡１２の先端部２６の先端面２６ａを示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０と、照明窓４２と、鉗子出口４４と、送気・送水用ノズル４６が設けられている。
【００２１】
観察窓４０は、先端面２６ａの中央且つ片側に偏心して配置されている。照明窓４２は、観察窓４０に関して対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。
【００２２】
鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された鉗子チャンネル７０（図３参照）に接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から体腔内に出される。
【００２３】
送気・送水用ノズル４６は、操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。
【００２４】
図３は電子内視鏡１２の先端部２６の縦断面図である。図３に示すように、観察窓４０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系５０を保持する鏡筒５２が配設されている。鏡筒５２は、挿入部２０の中心軸に対物光学系５０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒５２の後端には、対物光学系５０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げて撮像チップ５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。
【００２５】
撮像チップ５４は、本実施形態ではＣＭＯＳ型の固体撮像素子５８と、固体撮像素子５８の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路６０とが一体形成されたモノリシック半導体（いわゆるＣＭＯＳセンサチップ）であり、支持基板６２上に実装されている。勿論、ＣＣＤ型の固体撮像素子を使用することもできる。
【００２６】
固体撮像素子５８の撮像面（受光面）５８ａは、プリズム５６の出射面と対向するように配置されている。撮像面５８ａ上には、矩形枠状のスペーサ６３を介して矩形板状のカバーガラス６４が取り付けられている。撮像チップ５４とスペーサ６３とカバーガラス６４とは、接着剤を介して組み付けられており、これにより、塵埃などの侵入から撮像面５８ａが保護される。
【００２７】
挿入部２０の後端に向けて延設された支持基板６２の後端部には、複数の入出力端子６２ａが支持基板６２の幅方向に並べて設けられている。入出力端子６２ａには、ユニバーサルコード２４を介してプロセッサ装置１４との各種信号のやり取りを媒介するための信号線６６が接合されており、入出力端子６２ａは、支持基板６２に形成された配線やボンディングパッド等（図示せず）を介して撮像チップ５４内の周辺回路６０と電気的に接続されている。
【００２８】
信号線６６は、可撓性の管状のケーブル６８内にまとめて挿通されている。ケーブル６８は、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に接続されている。
【００２９】
また、図２，図３では図示を省略しているが、照明窓４２の奥には、照明部が設けられている。照明部には、光源装置１６からの照明光を導くライトガイド１２０（図４参照）の出射端１２０ａが配されており、本実施形態では、この出射端と照明窓４２との間に蛍光体５３を設けている。ライトガイド１２０は、ケーブル６８と同様に、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に入射端が接続されている。
【００３０】
図４は、内視鏡システム１０の制御系を示したブロック図である。図４に示すように、電子内視鏡１２の先端部２６には、固体撮像素子５８と、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ：アナログフロントエンド）７２と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）７８と、ＣＰＵ８０と、データ書き換え可能な不揮発性メモリ８１とが設けられている。
【００３１】
ＴＧ７８は、ＣＰＵ８０の制御に基づき、固体撮像素子５８の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、リセットパルス等）とＡＦＥ７２用の同期パルスとを発生する。固体撮像素子５８は、ＴＧ７８から入力される駆動パルスにより駆動され、対物光学系５０を介して撮像面５８ａに結像された光学像を光電変換して撮像信号として出力する。
【００３２】
固体撮像素子５８の撮像面５８ａには、多数の画素がマトリクス状に配置されており、各画素にはそれぞれフォトセンサ（光電変換素子）が設けられている。固体撮像素子５８の撮像面５８ａに入射した光は各画素のフォトセンサに電荷として蓄積される。そして、垂直走査回路及び水平走査回路（いずれも不図示）による垂直方向と水平方向の走査によって、各画素のフォトセンサに蓄積された信号電荷量は画素信号として順次読み出され、所定のフレームレートで出力される。
【００３３】
なお、図示は省略するが、固体撮像素子５８は、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤ配列の原色カラーフィルタ）を備えた単板カラー撮像方式の固体撮像素子である。
【００３４】
また、固体撮像素子５８の各フォトセンサの蓄積電荷を撮像信号として読み出す信号読出回路の構成は従来周知であり、例えば３トランジスタ構成や４トランジスタ構成などの一般的な構成を適用することが可能であり、ここでは説明を省略する。
【００３５】
ＡＦＥ７２は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路と、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）と、Ａ／Ｄ変換器とにより構成されている。ＣＤＳ回路は、固体撮像素子５８から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、固体撮像素子５８で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。
【００３６】
ＡＧＣは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた撮像信号を、ＣＰＵ８０から指定されたゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。ＡＦＥ７２でデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）は、信号線６６を通してプロセッサ装置１４に入力される。
【００３７】
このＣＰＵ８０に接続されるメモリ８１に、電子内視鏡１２に搭載される蛍光体５３の特性データ及び固体撮像素子５８の各画素に積層されるカラーフィルタの特性データ等が格納される。精度の高い観察撮像を得る必要がある場合、電子内視鏡１２に搭載される蛍光体５３や固体撮像素子５８の個体差バラツキを考慮した画像処理を行う必要があるためであり、これについては後述する。このメモリ８１内の特性データは、後述するプロセッサ装置１４のＣＰＵ８２から要求されたとき、ＣＰＵ８０がＣＰＵ８２に送信する。
【００３８】
プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ８２と、ＲＯＭ８４と、ＲＡＭ８５と、画像処理回路（ＤＳＰ）８６と、表示制御回路８８とを備えて構成される。
【００３９】
ＣＰＵ８２は、プロセッサ装置１４内の各部を制御するとともに、内視鏡システム１０の全体を統括的に制御する。ＲＯＭ８４には、プロセッサ装置１４の動作を制御するための各種プログラムや制御用データが記憶される。また、ＲＡＭ８５には、ＣＰＵ８２により実行されるプログラムやデータなどが一時記憶される。
【００４０】
ＤＳＰ８６は、ＣＰＵ８２の制御に基づき、ＡＦＥ７２から入力された撮像信号に対し、色補間，色分離，色バランス調整，ホワイトバランス補正，ガンマ補正，画像強調処理等を施し、画像データを生成する。
【００４１】
ＤＳＰ８６から出力された画像データは表示制御回路８８に入力され、表示制御回路８８は、ＤＳＰ８６から入力された画像データを、モニタ３８に対応した信号形式に変換しモニタ３８の画面に表示させる。
【００４２】
プロセッサ装置１４の操作部９０は、固体撮像素子５８の動作モードを選択し又は切り替えるためのモード切替ボタンや、その他ユーザの指示入力を受け付ける各種ボタンが設けられている。
【００４３】
光源装置１６は、主光源１００と、主光源駆動回路１０１と、補助光源１０２と、補助光源駆動回路１０３と、ＣＰＵ１０４と、合波部１０５とを備えて構成される。ＣＰＵ１０４は、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２と通信を行い、主光源駆動回路１０１，補助光源駆動回路１０３の制御を行う。
【００４４】
ＣＰＵ１０４の指示によって、主光源駆動回路１０１は主光源１００の主発光量を制御し、ＣＰＵ１０４の指示によって補助光源駆動回路１０３は補助光源１０２の補助発光量を制御する。合波部１０５は、主光源１００と補助光源１０２の夫々の出射光を合波してライトガイド１２０の入射端１２０ｂに出射する。
【００４５】
主光源１００は、本実施形態では波長４４５ｎｍの青色レーザを発光するレーザダイオード（半導体素子）でなり、主光源駆動回路１０１によりパルス駆動されて発光量が制御される。補助光源１０２は、本実施形態では波長４０５ｎｍの青色レーザを発光するレーザダイオード（半導体素子）でなり、補助光源駆動回路１０３によりパルス駆動されて発光量が制御される。波長４０５ｎｍの青色光は、特殊光観察で使用される。各光源１００，１０２の発光比率は、ユーザ指示の観察モードによってＣＰＵ８２，１０４により変更される。
【００４６】
ライトガイド１２０の出射端１２０ａと電子内視鏡１２の先端照明窓４２との間には、上述した様に蛍光体５３が設けられている。ライトガイド１２０を通った青色レーザ光は蛍光体５３に照射され、蛍光体５３を励起状態にすると共に、その一部は蛍光体５３を透過して青色光として照明窓４２から出射される。
【００４７】
蛍光体５３は、主として波長４４５ｎｍの青色レーザ光で励起され、光の波長帯域でいうと、青色と緑色の境界当たりの波長域から赤色の波長域までの広範囲の光（色としては黄色）を発光する。この黄色の光と蛍光体５３を透過する青色光（蛍光体５３で発光する青色光も一部含む。）とが混合されて白色光となり、照明窓４２を通して被写体を照明することになる。
【００４８】
赤色（Ｒ）光と青色（Ｂ）光と緑色（Ｇ）光を含む白色光で照明された被写体（患部）からの反射光を、ＲＧＢの３原色のカラーフィルタを搭載した固体撮像素子５８で受光することで、被写体のカラー画像が再現される。
【００４９】
上記のように構成された内視鏡システム１０で体腔内を観察する際には、電子内視鏡１２と、プロセッサ装置１４と、光源装置１６と、モニタ３８の電源をオンにして、電子内視鏡１２の挿入部２０を体腔内に挿入し、光源装置１６からの照明光で体腔内を照明しながら、固体撮像素子５８により撮像される体腔内の画像をモニタ３８で観察することになる。
【００５０】
プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２は、固体撮像素子５８から出力される撮像画像信号から照明光の光量制御を行うか否かを判断する。つまり、観察画像が暗い画像の場合には照明光の光量増加を図り、観察画像が明るすぎる場合には照明光の光量減少を図る。
【００５１】
この照明光の増減制御を行う場合、ＣＰＵ８２はＣＰＵ８０に指令を出して蛍光体５３の特性データを取得し、光源装置１６のＣＰＵ１０４に指令を出力し、主光源１００の発光量を制御させる。
【００５２】
ＣＰＵ１０４からの指示を受けた主光源駆動回路１０１は、主光源１００の発光量制御を行う。主光源１００から発光される青色レーザ光（波長４４５ｎｍ）を受けた蛍光体５３は、そのレーザ光量に応じた黄色光（緑色Ｇ＋赤色Ｒ）を発光すると共に、入射する波長４４５ｎｍの青色光のうち所要割合の青色光を透過する。
【００５３】
この透過する波長４４５ｎｍの青色光は、図９の特性データを持つ蛍光体５３及び主光源１００の場合、発光量が多くなるほど即ち明るくなるほど、蛍光体５３を透過する青色光の割合が増え、Ｂ／Ｇが増加してしまう。
【００５４】
そこで、本実施形態では、主光源１００の主発光量増加指示がＣＰＵ８２，１０４から主光源駆動回路１０１に出されたとき、ＣＰＵ８２は蛍光体５３の特性データに基づいて同時にＤＳＰ８６に対し補正処理の指示を発行し、ＤＳＰ８６は、この特性データを補正処理のパラメータとして画像処理を行う。この例では、主発光量の増量指示が出されたとき、固体撮像素子５８から出力されるＲＧＢの各色撮像画像信号のうち、青色（Ｂ）光の割合が他色に対して増えるため、Ｂ光の撮像画像信号量を減量補正し、主発光量の増量指示前と観察画像に色味が変化しないようにする。
【００５５】
この様に、本実施形態では、主発光量増量指示と同時にＤＳＰ８６に青みを減少させる画像処理の指示が出されるため、照明光の色味変化に対して観察画像の色味変化を応答遅れ無しに抑制することが可能となる。
【００５６】
本実施形態のＤＳＰ８６は、上述した色味変化を抑制する画像処理を行うと共に、通常のホワイトバランス補正も行う。ホワイトバランス補正では、観察画像の患部の色がおかしいのか、それとも照明光の色味がおかしいのかの区別ができない。しかし、本実施形態では、ホワイトバランス補正とは別に、照明光の色味変化を抑制する補正を行うため、患部の色に引きずられることなく適正なホワイトバランス補正が可能となる。ＤＳＰ８６がホワイトバランス補正を行うとき、ＣＰＵ８０，ＣＰＵ８２から渡された固体撮像素子５８のカラーフィルタの個体差データが用いられる。
【００５７】
図５は、本発明の別実施形態に係る内視鏡システムの制御系ブロック図である。図４の実施形態と異なる箇所は光源装置１６である。図４の実施形態では、蛍光体５３を用いたが、本実施形態では蛍光体５３を用いずに、光源装置１６として３原色夫々のＬＥＤ光源（半導体素子）を用いている。
【００５８】
本実施形態の光源装置１６は、光源としてのＲ光発光ＬＥＤ１００ｒ，Ｇ光発光ＬＥＤ１００ｇ，Ｂ光発光ＬＥＤ１００ｂと、これら光源１００ｒ，１００ｇ，１００ｂの夫々を駆動する光源駆動回路１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂと、これら光源駆動回路１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂに制御指令を出力するＣＰＵ１１４と、各光源１００ｒ，１００ｇ，１００ｂの出射光を合波してライトガイド１２０の入射端１２０ｂに入射させる合波部１１５とを備えて構成される。ＣＰＵ１１４は、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２と通信を行い、光源駆動回路１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂの制御を行う。
【００５９】
本実施形態では、光源として発光ＬＥＤ１００ｒ，１００ｇ，１００ｂを用いたが、各色を発光するレーザダイオードを用いても良い。これら光源１００ｒ，１００ｇ，１００ｂは、各光源駆動回路１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂにより発光強度が制御される。
【００６０】
合波部１１５で合波された光は、被写体照明光として多数本の光ファイバを束ねて構成されるライトガイド１２０の入射端１２０ｂに導入され、出射端１２０ａから照明窓４２を通り被写体に向けて出射される。
【００６１】
赤色（Ｒ）光と青色（Ｂ）光と緑色（Ｇ）光を含む白色光で照明された被写体（患部）からの反射光を、ＲＧＢの３原色のカラーフィルタを搭載した固体撮像素子５８で受光することで、被写体のカラー画像が再現される。
【００６２】
図８で説明した様に、電子内視鏡１２の先端部を患部から遠ざけて観察画像を撮像する場合と、患部に近づけて観察画像を撮像する場合、照明光の明るさ制御を行う。照明光の明るさは、固体撮像素子５８の撮像画像信号から判断でき、観察画像が所定の明るさより暗くなったときは照明光の発光量を上げて明るくし、観察画像が所定の明るさより明るくなったときは照明光の発光量を下げて暗くする。
【００６３】
しかし、発光ＬＥＤ１００ｒ，１００ｇ，１００ｂの通電量を増減制御すると、発光ＬＥＤ１００ｒ，１００ｇ，１００ｂ間の個体差が変化する等し、図９で説明した様に、照明光に含まれるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の割合が変化することがある。この場合、観察画像の色味が変化したり、Ｂ／Ｇが上昇して表層血管観察に不向きとなる。
【００６４】
そこで、本実施形態では、観察画像の色味が変化しない様に、固体撮像素子５８から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像画像信号に対して補正処理を施し、光源への通電量が変化し照明光の色味が変化しても、常に、図９の例えばＡ点位置を基準位置とし、このＡ点位置の色味と同じ色味となるように色バランス調整を行った観察画像データを生成する。
【００６５】
例えば、光源への通電量制御を行い、図９の例えばＢ点で示す位置で光源を発光させたとする。このＢ点位置では、既にＡ点位置に対してＢ／Ｇが上昇している。高精度な表層血管観察を行う場合、色味制御を高精度に行う必要がある。そこで、例えば図９のＢ／Ｇの特性データを予め図５のＣＰＵ８２がＲＯＭ８４内に持っていれば、ＤＳＰ８６に指示し、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像画像信号のうちＢ光の撮像画像信号量を減らして図９のＡ点位置（基準位置：例えばＢ／Ｇ＝１）に合わせた撮像画像を補正演算処理により求め、モニタ３８に表示することが可能となる。
【００６６】
光源１００ｒ，１００ｇ，１００ｂの特性データは、電子内視鏡１２のメモリ８１や、光源装置１６のＣＰＵ１１４内のＲＯＭ等に格納しておいても良く、これらメモリに格納しておけば、ＣＰＵ８２は何時でもこれらデータを読み出すことができる。
【００６７】
上述した実施形態では、図９に例示した特性を基に説明したが、照明光を強くしたとき、どの色の光量がどの色の光量に対して増減するかは、光源個体差によるため、本発明は図９の特性に限定されるものではない。照明光を強くしたときどの様な各色光量の変化が起きるかは予め調べておくことができ、調べたデータをＲＯＭ８４等にテーブルデータとして保持しておけば、ＣＰＵ８２はＤＳＰ８６に適切な補正処理を、光量増減指示と同時に指示することができ、制御応答遅れなく、常に基準位置の色味に合わせた観察画像データを得ることができる。
【００６８】
ここで、例えば図９の横軸の全て点におけるデータをテーブルデータとして保持しておく必要はなく、離散的な特定位置のデータ（図９の例では明るさ５０，１００，１５０，２００，…の各位置のデータ）を保持しておき、これらの間のデータは補間演算で求めれば良い。
【００６９】
図６は、電子シャッタのシャッタ期間（露光期間）を制御することで、１フレーム画像を撮像するときの露光量を一定にする説明図である。ＣＭＯＳ型固体撮像素子５８は、基本的にローリングシャッタ駆動で被写体を動画像として撮像しており、各画素行毎に、少しずつ露光期間（ある画素行にリセット信号２０１を印加するタイミングから、この画素行の画素信号を読み出す読出信号２０２を印加するタイミングまで）をずらしながら各画素行順に被写体画像の撮像を行っている。
【００７０】
１フレームの被写体画像を、例えば〔１／３０〕秒で撮影し、１秒間に３０フレームの被写体の動画像を撮影するとする。電子内視鏡先端部を患部から遠い場所から徐々に近い場所に近づける場合、電子内視鏡先端部から出射する照明光の光量が一定であると、患部に近づくほど患部からの反射光量は増え、固体撮像素子５８の露光量は増し、観察画像は徐々に明るくなる。そこで、図６（ａ）→図６（ｂ）に示す様に、画素信号を読み出す読出信号２０２に対してリセット信号２０１を近づけ、露光期間を短くしていくと、観察画像の明るさを一定に制御することができる。遠ざけるときの制御は逆となる。
【００７１】
この電子シャッタ制御では、光源への通電量を固定とし、照明光の光量を一定（つまり、照明光の色味は変化しない。）にした状態でも行うことができる。そこで、この電子シャッタ制御による明るさ一定制御と、上述した図４，図５で説明した実施形態の照明光の光量制御とを併用するのが好ましい。例えば、電子シャッタ制御で明るさ一定制御が可能な場合は電子シャッタ制御だけを行い、照明光の光量を増減する必要が生じたときは、図４，図５で説明した実施形態の発光光量制御に切り替える。あるいは、図４，図５の実施形態の制御時にも電子シャッタ制御を併用しても良い。
【００７２】
図７は、固体撮像素子５８がＣＣＤ型の場合の電子シャッタ露光制御の例を示す図である。ＣＣＤ型固体撮像素子の場合、各画素（光電変換素子）と垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）との間に設けたトランスファーゲートに読出信号２０５を印加することで、撮像画像信号を垂直電荷転送路に読み出す。このとき、トランスファーゲートに印加する読出信号２０５は定周期で印加するが、各画素の蓄積電荷を基板側に廃棄する電子シャッタパルス２０６と、次の読出信号２０５までの期間（＝露光期間）を制御することで、露光期間（電荷蓄積時間）の制御が行われる。図示する例では、幅の短い電子シャッタパルス２０７を印加することで、電子シャッタパルス２０６を印加したフレームより、露光期間（電荷蓄積時間）は長くなる。
【００７３】
なお、図６，図７を用い、電子シャッタ制御を併用する例について述べたが、必ずしも電子シャッタ制御を併用しなければならない訳ではない。また、光源としてレーザダイオードやＬＥＤ等の半導体素子を用いた例を説明したが、光源種類はこれらに限るものではない。
【００７４】
例えば光源装置１６内に光源としてキセノンランプを用意し、キセノンランプとライトガイド１２０の入射端１２０ｂとの間に絞りを設け、絞りの開口量で光源光量を調整することでも良い。キセノンランプからの光を絞りで絞った場合、絞りを通る光の波長分布が変化する可能性、即ち、色味が変化する可能性がある。このため、図４，図５で説明した実施形態でと同様に画像処理で色味が変化しない様にする。例えば、絞りの開口制御に連動してＤＳＰ８６が色味制御のための画像処理を行う。
【００７５】
以上述べた実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、先端部に固体撮像素子が搭載されると共に該固体撮像素子に隣接して照明部が設けられ、被検体の体腔内に前記先端部が挿入されたとき該体腔内の被写体を前記照明部で照明し前記固体撮像素子で該被写体の画像を撮影する電子内視鏡と、
赤色光，緑色光，青色光の３原色光を混合した照明光を生成し、前記照明部から前記被写体に出射する照明手段と
を備える内視鏡システム及びその駆動方法であって、
前記固体撮像素子から出力される赤色光，緑色光，青色光の各色の撮像画像データを処理するに際し、前記照明光の強度を変化させたとき他色の光量に対して少なくなる光量の色の撮像画像データ量を増量補正し、又は、他色の光量に対して多くなる光量の色の撮像画像データを減量補正して画像処理を行う
ことを特徴とする。
【００７６】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法の前記照明手段は、青色光を受光して該青色光の一部で緑色光及び赤色光を発光する蛍光体を備えることを特徴とする。
【００７７】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記照明手段の光源が半導体素子で形成されることを特徴とする。
【００７８】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法の前記照明手段は発光波長の異なる複数の光源を備え、観察モードによって各光源の発光比率を変更することを特徴とする。
【００７９】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記増量補正又は前記減量補正するパラメータを前記電子内視鏡内のメモリに保持することを特徴とする。
【００８０】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記パラメータを用いた前記画像処理手段の行う前記増量補正又は前記減量補正は、前記照明手段に発行される前記照明光の強度を変化させる指令に基づいて行うことを特徴とする。
【００８１】
以上述べた実施形態によれば、内視鏡先端部を主要被写体に近づけて撮影しても遠ざけて撮影しても観察画像の色味が変化することがなくなり、違和感のない見易い観察画像を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る内視鏡システムは、被写体の近い画像と遠い画像とで色味変化がなくなり、見易い観察画像を提供でき、高品質画像を撮像可能な内視鏡システムとして有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  内視鏡システム
１２  電子内視鏡
１４  プロセッサ装置
１６  光源装置
２６  先端部
２６ａ  先端部先端面
４０  観察窓
４２  照明窓
５３  蛍光体
５４  撮像素子チップ
５８  固体撮像素子
８０，８２，１０４，１１４  ＣＰＵ
８１  データ書き換え可能な不揮発性メモリ
１００  主光源（波長４４５ｎｍ）
１００ｒ  Ｒ光発光ＬＥＤ
１００ｇ  Ｇ光発光ＬＥＤ
１００ｂ  Ｂ光発光ＬＥＤ
１０１  主光源駆動回路
１０２  補助光源（波長４０５ｎｍ：特殊光観察光源）
１０３  補助光源駆動回路
１０５，１１５  合波部
１２０  ライトガイド
１２０ａ  ライトガイド出射端
１２０ｂ  ライトガイド入射端
【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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