(57)【要約】      【課題】  赤外線を用いた観察ができるよう撮像素子に赤外線を透過させ且つ通常観察における赤外線の影響（例えば画質の劣化等）を抑えることができるカラーフィルタを提供する。      【解決手段】  カラー画像を撮像するための撮像素子前面に配置されるカラーフィルタであって、それぞれ異なる波長の電磁波を透過させる特定波長透過フィルタを複数種類有し、複数種類の特定波長透過フィルタが該撮像素子の各画素にそれぞれ対応するようマトリクス状に配列されたカラーフィルタにおいて、複数種類の特定波長透過フィルタの中に赤外線を透過させるものを備える。  【選択図】      図６
2006006922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像を撮像するための撮像素子前面に配置されるカラーフィルタであって、それぞれ異なる波長の電磁波を透過させる特定波長透過フィルタを複数種類有し、複数種類の前記特定波長透過フィルタが該撮像素子の各画素にそれぞれ対応するようマトリクス状に配列されたカラーフィルタにおいて、
複数種類の前記特定波長透過フィルタの中に赤外線を透過させるものを含んだこと、を特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
複数種類の前記特定波長透過フィルタには、少なくとも、赤成分の波長の電磁波を透過させるＲフィルタ、緑成分の波長の電磁波を透過させるＧフィルタ、青成分の波長の電磁波を透過させるＢフィルタ、及び、赤外線を透過させるＩフィルタが含まれること、を特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
それぞれ一つの前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、及び、Ｉフィルタを二行×二列のマトリクスとしたフィルタ群を複数有し、複数の前記フィルタ群をマトリクス状に配列したこと、を特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記Ｉフィルタが、前記Ｒフィルタ及び前記Ｂフィルタに隣接して配置されていること、を特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記Ｉフィルタが、該二行×二列のマトリクスの中で前記Ｇフィルタと対角線上に位置するよう配置されていること、を特徴とする請求項３又は請求項４の何れかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
複数種類の前記特定波長透過フィルタには、少なくとも、緑及び青成分の波長の電磁波を透過させるＣｙフィルタ、赤及び青成分の波長の電磁波を透過させるＭｇフィルタ、赤及び緑成分の波長の電磁波を透過させるＹｅフィルタ、緑成分の波長の電磁波を透過させるＧフィルタ、及び、赤外線を透過させるＩフィルタが含まれること、を特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ、及び、Ｉフィルタをマトリクス状に配列し、
該配列の少なくとも一の行又は列に複数の前記Ｉフィルタを直列に配置したこと、を特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
対象物を撮像して画像信号を出力する撮像素子であって、請求項１から請求項７の何れかに記載された前記カラーフィルタがその前面に配置された撮像素子を有した電子内視鏡と、
該画像信号をモニタ表示可能に処理する画像処理装置と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、カラー画像を撮像するための撮像素子前面に配置されるカラーフィルタ、及び、このカラーフィルタを有した電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡システムを用いて医者が患者の体腔内を診察するときに、通常の可視光領域の光を体腔内に照射し患部を観察する通常観察と共に、特定の波長の光の照射に対して生体組織の特定の部位から特徴的な光が得られることを利用して、特定の波長の光のみを照射し患部を観察することが提案され実用に供されている。例えば、赤外光を生体組織に照射すると、血管組織やリンパ系組織からのみ反射光が得られる。
【０００３】
図５（ａ）は、電子内視鏡システムの撮像素子としても用いられる従来のＣＣＤ素子の構成を示す図である。一般的に、カラーのＣＣＤ素子３００は、赤外線カットフィルタ３０１、ＲＧＢ等のカラーフィルタ３０２、及びＣＣＤチップ３１０を備える。一般に、可視光を想定した内視鏡システムでは、白色光により照明された観察部位からの反射光に含まれる赤外線がＣＣＤ素子で受光されると、色の再現性に悪影響を及ぼすことが知られている。そのため通常のＣＣＤ素子３００は、ＣＣＤチップ３１０の上面にカラーフィルタ３０２を配置しその上面全体に均一に赤外線カットフィルタ３０１を配置し赤外光を遮断している。
【０００４】
また特開平１１−３１８８０６号公報には、内視鏡先端部に信号ケーブルで配線された発光素子を備え付けて特定の波長の光を照射する内視鏡装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３１８８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、患部に対して赤外線を照射することにより、血管の異常等を観察できることが知られている。しかしながら上述したように赤外線は赤外線カットフィルタによって殆ど遮断されてしまうため、撮像素子で受光され得る赤外線の光量は非常に少なくなってしまう。また、例えば赤外線カットフィルタを取り除いた場合、各カラーフィルタが赤外線を必ずしも効率良く透過させるとは限らないため、赤外線照射時に取得される映像の輝度が低くなる。また更に、撮像素子が受光面全域で赤外線を受光してしまうため、通常観察で取得される映像が、全体的に赤みがかり、劣化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、赤外線を用いた観察ができるよう撮像素子に赤外線を透過させ且つ通常観察における赤外線の影響（例えば画質の劣化等）を抑えることができるカラーフィルタ、及び、電子内視鏡システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係るカラーフィルタは、カラー画像を撮像するための撮像素子前面に配置されるものであって、それぞれ異なる波長の電磁波を透過させる特定波長透過フィルタを複数種類有し、複数種類の特定波長透過フィルタが該撮像素子の各画素にそれぞれ対応するようマトリクス状に配列されたものであり、複数種類の特定波長透過フィルタの中に赤外線を透過させるものを含んだことを特徴とする。
【０００８】
なお、上記カラーフィルタにおいて、複数種類の特定波長透過フィルタには、少なくとも、赤成分の波長の電磁波を透過させるＲフィルタ、緑成分の波長の電磁波を透過させるＧフィルタ、青成分の波長の電磁波を透過させるＢフィルタ、及び、赤外線を透過させるＩフィルタが含まれ得る。このようなカラーフィルタは、それぞれ一つのＲ、Ｇ、Ｂ、及び、Ｉフィルタを二行×二列のマトリクスとしたフィルタ群を複数有し、これら複数のフィルタ群をマトリクス状に配列したものであっても良い。なお、Ｉフィルタが、Ｒフィルタ及びＢフィルタに隣接して配置されていても良い。また、Ｉフィルタが、該二行×二列のマトリクスの中でＧフィルタと対角線上に位置するよう配置されていても良い。
【０００９】
また、上記カラーフィルタにおいて、複数種類の特定波長透過フィルタには、少なくとも、緑及び青成分の波長の電磁波を透過させるＣｙフィルタ、赤及び青成分の波長の電磁波を透過させるＭｇフィルタ、赤及び緑成分の波長の電磁波を透過させるＹｅフィルタ、緑成分の波長の電磁波を透過させるＧフィルタ、及び、赤外線を透過させるＩフィルタが含まれ得る。このようなカラーフィルタは、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｇ、及び、Ｉフィルタをマトリクス状に配列したものであって、該配列の少なくとも一の行又は列に複数のＩフィルタを直列に配置したものであっても良い。
【００１０】
また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡システムは、対象物を撮像して画像信号を出力する撮像素子であって、上記カラーフィルタがその前面に配置された撮像素子を有した電子内視鏡と、該画像信号をモニタ表示可能に処理する画像処理装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラーフィルタを採用すると可視光線及び赤外線の双方を効率良く通過させることができるため、電子内視鏡システムにおいて、赤外線を照明光としたときに術者に良好な映像を観察させることが可能となる共に、通常観察においては赤外線の影響（例えば画質の劣化等）を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の内視鏡システムでは、キセノンランプやハロゲンランプの光により患部を照射する通常観察と、特定の波長の光を放射する蓄光デバイスの照射光による観察の２種類の観察が想定されている。基本となる照射光の光源にはランプが使用され、副次的な照射光の光源として蓄光ガラスが使用される。
【００１３】
最初に、内視鏡システムの構成と通常観察時の各部の動作について説明する。図１は、本発明の内視鏡システム１００の概略図である。内視鏡システム１００は、内視鏡１とプロセッサ２を備える。プロセッサ２は、ランプ３と集光レンズ４を備える。ランプ３には、キセノンランプやハロゲンランプが使用される。
【００１４】
図１を用いて、通常観察時の内視鏡システム１００の処理について説明する。プロセッサ２に備えられた「第一の光源」としてのランプ３から発光された「照射光」としての光は、集光レンズ４でライトガイド５の入射端に集光されて内視鏡１に伝送される。内視鏡１に伝送された光は、内視鏡１に挿通されたライトガイド５を介して内視鏡先端部６に伝送され、「対象物」としての観察部位を照射する。観察部位の光学像は内視鏡先端部６に備えられた図１に示されない撮像素子により撮像されて画像信号１４に変換され、画像信号１４は内視鏡１に挿通された信号ケーブル１１を介してプロセッサ２に伝送され、図１に示されない画像処理回路にてモニタ表示用の映像信号１３に変換処理される。その後、映像信号１３はモニタ１２に伝送され観察部位の映像が表示される。
【００１５】
図２は、本発明の内視鏡先端部６の概略図である。内視鏡１は、内視鏡先端部６、ライトガイド５、ガラス板１５と図２では示されない撮像素子を備える。内視鏡先端部６は、対物レンズ７、配光レンズ８、カンシ口９を備える。ライトガイド５により伝送された光は、出射端側で分岐されたライトガイド５を介してそれぞれの配光レンズ８に到達して観察部位を照射する。照射された観察部位からの反射光は対物レンズ７に入射し、対物レンズ７により観察部位の光学像が図２では示されない撮像素子の受光面に結像される。カンシ口９は、観察部位付近のものに医療処置を施す処置具類を引き出す為に設けられた穴である。
【００１６】
図３は、本発明の内視鏡先端部６を内視鏡１の側面から見た概略図である。内視鏡１は、内視鏡先端部６、ライトガイド５、「撮像手段」としての撮像素子１０、信号ケーブル１１、ガラス板１５を備える。図３では、撮像素子１０は、内視鏡先端部６内に配置され対物レンズ７からの光を受光する。この撮像素子１０は、ＣＣＤ素子などが好ましい。対物レンズ７からの光は、撮像素子１０で撮像され画像信号１４に変換される。画像信号１４は、信号ケーブル１１によってプロセッサ２に伝送される。プロセッサ２において、画像信号１４は後述の処理（段落００２９及び００３０参照）と同様の信号処理が施されて映像信号に変換され、モニタ１２に出力されて映像として表示される。
【００１７】
次に蓄光デバイスの照射による患部の観察時について説明する。まず蓄光デバイスとは何かについて説明する。蓄光デバイスとは、光をある一定時間照射されることにより光のエネルギーを蓄え、その蓄えられたエネルギーにより一定時間、可視光、赤外線、及び紫外線などの所定の波長の電磁波を放出するものである。また蓄光デバイスは、電気ケーブルやライトガイドなどの有線方式のエネルギー供給を必要としない、独立して配置可能なデバイスである。この蓄光デバイスとしては、蓄光ガラスなどが知られている。また蓄光ガラスは、その組成成分を変える事により、任意の波長の電磁波を照射することが可能となっている。本実施形態において蓄光ガラスの発する波長は、主に赤外線付近、紫外線付近の波長域が想定されている。
【００１８】
次に蓄光ガラスが配置される場所について説明する。蓄光ガラスは、ランプ３の光が一定時間照射され且つ蓄光ガラスから発生する電磁波を対物レンズ７で観察可能な部位に照射できる所なら基本的には内視鏡システム１００のどこに配置されても良い。本実施例では、内視鏡先端部６の先端に蓄光ガラスで形成されたガラス板１５を取り付けることを主に想定している（図２参照）。またこのガラス板１５は、内視鏡先端部６に取り付けが容易であるように、カバーガラス形状としてもよい。更に、カバーガラスの一部を蓄光ガラスで形成する構成としても良い。このガラス板１５には、光が通過できるように内視鏡先端部６の対物レンズ７、配光レンズ８、及びカンシ口９に相当する位置に穴が開けられている。また、蓄光ガラスで形成された、配光レンズ８（図２参照）、集光レンズ４（図１参照）、ライトガイド５（図１参照）の少なくとも一つを光源として使用する構成としても良い。またガラス板１５を取り付けず、内視鏡先端部６の一部を蓄光ガラスにしても良い。
【００１９】
次に蓄光ガラスを光源に使用した場合の内視鏡システムの動作について説明する。条件としてガラス板１５、配光レンズ８、集光レンズ４、ライトガイド５の少なくとも一つが「第二の光源」としての蓄光ガラスで形成されているものとする。まずに、ランプ３により集光レンズ４が照射され、照射された光が集光レンズ４及びライトガイド５を介して内視鏡先端部６に伝送されることが一定時間行われる（図１参照）。内視鏡先端部６に伝送された光は、配光レンズ８を通過して、対象物を一定時間照射する。このときの対象物は何でも良い。一定時間照射することにより、蓄光デバイスであり得るガラス板１５、配光レンズ８、集光レンズ４、ライトガイド５の何れかに光のエネルギーが蓄えられる。
【００２０】
蓄光デバイスを光源として用いた観察を行う場合、先ず、ランプ３を発光させてガラス板１５等の蓄光デバイスに受光させる。ガラス板１５等の蓄光デバイスは、その状態が、蓄積される光エネルギー量に応じて基底状態から励起状態に向かって徐々に変化していく。術者は、患部を照射するのに十分なエネルギーが蓄光デバイスに蓄えられたと判断した時点でランプ３の電源をＯＦＦにする。なお、電源をＯＦＦすべきタイミングは、蓄光デバイスの組成成分や形状、サイズ等の各パラメータに基づいて予め決まっている。このため、術者は、適切なタイミングで電源をＯＦＦさせることができる。光エネルギーの供給が遮断されると、蓄光デバイスは、基底状態に戻ろうと作用して、途中、長い準安定な期間をもって発光する。すなわちガラス板１５、配光レンズ８、集光レンズ４、又は、ライトガイド５等は、基底状態に戻る過程で特定波長の光（赤外線付近や、紫外線付近等）を放射する。これにより、特定波長の光で患部が照射され、赤外線や紫外線等を用いた患部の観察を行うことが可能となる。
【００２１】
本実施の形態では、赤外線や紫外線等の放射に電気的エネルギーが不要なため、これらの特定波長を放射する光源専用の信号ケーブルを備える必要がなくなる。従って内視鏡を細径化させることが可能となり、又、断線などによるエネルギー供給の不備もなくなる。また、内視鏡に不可欠な構成（ガラス板１５、配光レンズ８、集光レンズ４、又は、ライトガイド５等）を光源として使用しているため、上記特定波長専用の光源を新たに追加する必要がなく、構成の簡略化、コストダウン等が達成され得る。また更に、上記特定波長用のフィルタを光路中に設ける必要がない点からも、構成の簡略化、コストダウン等が達成され得る。
【００２２】
ガラス板１５、配光レンズ８、集光レンズ４、ライトガイド５などの光学部品は電気配線などの接続物が極めて少ないため取り外しが簡単であり、観察したい患部の種類に応じて異なる波長の電磁波を放出する蓄光ガラスに取り替えることにより、簡単に所望の波長の電磁波を照射することが可能となる。
【００２３】
なお蓄光デバイスからの光の強度は大きくない為、これを照明光として用いた場合、撮像素子１０から出力された画像信号の強度（信号レベル）が、後述されるように、プロセッサ２において所定のレベルとなるように通常観察時の画像信号と比べて増幅されている。なお、ここでいう所定のレベルとは、蓄光デバイスを光源として用いたときの映像を、通常観察時の映像に対して遜色のない明るさでモニタに表示させるための画像信号の強度レベルに相当する。
【００２４】
次に赤外線を放射する蓄光デバイスを用いた内視鏡システムの画像信号の強度調整について説明する。最初に内視鏡システムの制御系の構成について説明し、次に蓄光デバイスによる照射時の画像信号１４の増幅方法について説明する。以下蓄光デバイスは、主に赤外線領域の電磁波（光）を放射するものとして説明を行う。
【００２５】
図４は、内視鏡システム１００の制御系の詳細図である。図４は、図１には示されていない制御系の構成を主に追加したものである。内視鏡システム１００は、内視鏡１、プロセッサ２を備える。内視鏡１は、対物レンズ７、配光レンズ８、ガラス板１５、撮像素子１０、ＣＣＤ制御回路１８を備える。
【００２６】
またプロセッサ２は、ランプ３、集光レンズ４、ランプ制御回路２０、絶縁回路２３、画像信号処理回路２４、アンプ２５、メモリ２８、ビデオ画像処理回路３１、制御部３２を備える。そしてプロセッサ２の外部には、キーボードなどの外部入力インターフェイス３９があり、制御部３２に接続されている。なお、制御部３２は、ランプ３の電源がＯＮされていると判定したときには使用光源が当該ランプ３であると判断し、以下に説明される画像信号の強度調整処理（段落００３１から００３３参照）を実行しない。これに対して、ランプ３の電源がＯＦＦされていると判定したときには使用光源がガラス板１５等の蓄光デバイスであると判断し、強度調整処理を実行する。
【００２７】
配光レンズ８は、通常観察時にはプロセッサ２内に配置されたランプ３から伝送されてきた光を観察対象物に照射することを行う。また、配光レンズ８は、蓄光ガラスで形成されており、ランプ３の電源ＯＦＦ後には、光を観察対象物に照射する光源の一つとしても機能する。蓄光ガラスで形成されたガラス板１５は、ランプ３が照射されている間に光エネルギーを蓄え、ランプ３の電源ＯＦＦ後には、光を観察対象物に照射する主な光源として機能する。
【００２８】
対物レンズ７は、観察対象物からの反射光を集光して撮像素子１０に光を導く。撮像素子１０は、対物レンズ７からの光を受光して、光電変換を行い画像信号１４を出力する。
【００２９】
撮像素子１０から出力された画像信号１４は、ＣＣＤ制御回路１８を経由してプロセッサ２に伝送される。画像信号１４は、絶縁回路２３で電気的に絶縁された状態で伝送され、画像信号処理回路２４に入力する。画像信号処理回路２４に入力された画像信号１４は、所定の信号処理を施された後アンプ２５に入力されその強度が増幅される。図４においては、アンプ２５に入力される画像信号１４は色分離処理されており、アンプ２５として赤成分の信号を増幅するアンプ２５Ｒ、緑成分の信号を増幅するアンプ２５Ｇ、青成分の信号を増幅するアンプ２５Ｂ、及び赤外線の信号を増幅するアンプ２５Ｉが示されている。ランプ３によって白色光が照射される通常観察時に、画像信号１４の各色成分を増幅するために、３種類の可視光領域のアンプ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂが配設されている。ここでは、赤外線を放射する蓄光デバイスによる照射時を想定しているので、アンプ２５Ｉによって画像信号１４Ｉの増幅が行われる。
【００３０】
使用光源がランプ３であると判断した場合、制御部３２は、アンプ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを制御する。これにより、各アンプ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、それぞれ、制御部３２からの増幅信号３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂに基づいて各色成分の信号（画像信号１４の各色成分１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）を所定の明るさの映像信号１３が得られるように増幅する。増幅された画像信号はデジタルデータとしてメモリ２８に格納されたのちビデオ画像処理回路３１に送信される。ビデオ画像処理回路３１において、画像信号１４は、モニタ表示用の映像信号１３に変換され、モニタ１２に出力されて通常観察の映像として表示される。
【００３１】
次に蓄光デバイスによる照射時の画像信号１４Ｉの増幅処理（画像信号の強度調整処理）について説明する。第一の方法として、撮像素子１０の電子シャッタ機能によって画像信号１４Ｉの強度を所定のレベルに調整（増幅）させるものがある。使用光源がガラス板１５等の蓄光デバイスであると判定した場合、制御部３２は、例えば撮像素子１０から出力される画像信号１４Ｉの強度を検出し、その検出結果に基づいてＣＣＤ制御回路１８を制御する。ＣＣＤ制御回路１８は、制御部３２の制御に基づいて撮像素子１０の駆動タイミングを制御し、撮像素子１０から出力される画像信号１４Ｉの強度が所定のレベルとなるように、撮像素子１０の受光面の露光時間を調整する（具体的には露光時間を長く設定する。また別の言い方をすると、シャッタスピードを低速にする）。これにより、蓄光デバイスの照射光による観察において、通常観察時と同等な明るさの映像信号１３の取得が可能となる。
【００３２】
第二の方法として、アンプ２５Ｉの増幅率を適切に設定することによって画像信号１４Ｉの強度を所定のレベルに調整させるものがある。使用光源がガラス板１５等の蓄光デバイスであると判断した場合、制御部３２は、例えば撮像素子１０から出力される画像信号１４Ｉの強度を検出し、その検出結果に基づいて、アンプ２５Ｉから出力される画像信号１４Ｉの強度が所定のレベルとなるように、アンプ２５Ｉにおける信号の増幅率を設定する。これにより、蓄光デバイスの照射光による観察において、通常観察時と同等な明るさの映像信号１３の取得が可能となる。
【００３３】
第三の方法として、撮像素子１０の電子シャッタ機能及びアンプ２５Ｉによる画像信号の増幅処理の両方によって画像信号１４Ｉの強度を所定のレベルに調整させるものがある。使用光源がガラス板１５等の蓄光デバイスであると判断した場合、制御部３２は、例えば撮像素子１０から出力される画像信号１４Ｉの強度を検出し、その検出結果に基づいて自身に内蔵されているＲＯＭ等に保存された組合せデータを読み出す。前記のＲＯＭには、組合せデータとして、段階的な値のデータであって、制御部３２によって検出され得る画像信号１４Ｉの強度データが複数保存されている。また更に、これらの強度データの各々に関連付けられて、シャッタスピードの設定値及びアンプ２５Ｉにおける信号の増幅率のデータが保存されている。制御部３２は、アンプ２５Ｉから出力される画像信号１４Ｉの強度が所定のレベルとなるように、読み出された組合せデータに基づいてＣＣＤ制御回路１８及びアンプ２５Ｉを制御する。なお、シャッタスピードの設定値及びアンプ２５Ｉにおける信号の増幅率を、術者が、外部入力インターフェイス３９（キーボード）によって設定するようにしても良い。
【００３４】
次に、通常観察に加えて蓄光デバイスにより赤外線を照射された患部の観察に対応するために、撮像素子１０に備えられたカラーフィルタについて説明を行う。図５（ｂ）は、撮像素子１０の構成を示す図である。撮像素子１０は、カラーフィルタ５０１、ＣＣＤチップ５０２を備える。カラーフィルタ５０１は、対物レンズ７によって集光された電磁波を受信し、所定の各波長の電磁波を透過させる。そして透過してきた電磁波をＣＣＤチップ５０２は受光する。ここでは、蓄光デバイスが放射する電磁波は赤外線であるので、ＣＣＤチップ５０２で受信される電磁波は可視光線と赤外線を想定している。
【００３５】
カラーフィルタ５０１には、可視光線用のＲＧＢのフィルタ構造に赤外線用のフィルタ構造又は可視光線用のＣＭＹのフィルタ構造に赤外線用のフィルタを追加したもの、の２種類が主に考えられる。
【００３６】
図６（ａ）は、既に知られている従来の原色のＲＧＢ形式のカラーフィルタ６００を示す。図６（ｂ）は、本願のＲＧＢＩ形式のカラーフィルタ６０１を示す。カラーフィルタ６０１は、緑成分の波長の電磁波を透過するＧフィルタ６０１Ｇ、赤成分の波長の電磁波を透過するＲフィルタ６０１Ｒ、青成分の波長の電磁波を透過するＢフィルタ６０１Ｂ等の可視光用フィルタ、及び赤外線の波長の電磁波を透過するＩフィルタ６０１Ｉを有する。なおＩフィルタ６０１Ｉは、赤外線を効率良く透過する機能を有すればよく、例えば何もフィルタを付けない状態も含む。また、Ｒフィルタ６０１Ｒ、Ｇフィルタ６０１Ｇ、及び、Ｂフィルタ６０１Ｂの前面には、図示しない赤外線カットフィルタが備えられており、これらのフィルタに入射し得る赤外線は、撮像素子１０において実質的に受光されないものとする。
【００３７】
図６（ｂ）では、各フィルタは正方格子状に配列されている。正方格子の上辺に平行であり、図上右側に向かう方向を「第一の方向」、第一の方向に直角する方向を、「第二の方向」の方向と定義する。またＲ、Ｇ、Ｂ、及びＩフィルタは、二行×二列のマトリクスを一単位として、その配列を繰り返すようにして配列される。
【００３８】
図６（ｂ）からわかるように、Ｉフィルタは、Ｒフィルタ及びＢフィルタに隣接して配列される。またＩフィルタは、Ｇフィルタと点接触して配列される（別の言い方をすると、Ｉフィルタは、上記二行×二列のマトリクスにおいてＧフィルタと対角に位置する）。またＲフィルタ６０１Ｒは、Ｇフィルタ６０１Ｇの第一の方向側に隣接して配列され、Ｂフィルタ６０１Ｂは、Ｇフィルタ６０１Ｇの第二の方向側に隣接して配列されている。そしてＩフィルタ６０１Ｉは、Ｒフィルタ６０１Ｒの第二の方向側に隣接して、及びＢフィルタ６０１Ｂの第一の方向側に隣接して配列されている。また、図６（ａ）上のＲ、Ｇ、Ｂフィルタの配列単位のうち重複するＧフィルタの１つをＩフィルタに取り替えた配列をとっている。このことにより、撮像素子１０において、通常観察時に必要なＲＧＢの画素信号が得られると共に、蓄光デバイスによる赤外線照射時にも画素信号が得られる構成となっている。
【００３９】
上記のように、各フィルタを配列することにより赤外線専用のフィルタが設置されたため、赤外線を効率良く受信することが可能となる。なお本願明細書では、正方格子状のフィルタ配列について説明を行ってきたが、正方格子の方向を４５度傾けた配列であるハニカム配列についても上記と同様の配列が有効である。
【００４０】
図７（ａ）は、既に知られている従来の補色のＣＭＹ形式のカラーフィルタ７００を示す。図７（ｂ）は、ＣＭＹＩ形式のカラーフィルタ７０１を示す。カラーフィルタ７０１は、緑及び青成分の波長の電磁波を透過するＣｙフィルタ７０１Ｃｙ、赤及び緑成分の波長の電磁波を透過するＹｅフィルタ７０１Ｙｅ、赤及び青成分の波長の電磁波を透過するＭｇフィルタ７０１Ｍｇ、緑成分の波長の電磁波を透過するＧフィルタ７０１Ｇ等の可視光用フィルタ、及び赤外線の波長の電磁波を透過するＩフィルタ７０１Ｉを有する。Ｃｙフィルタ７０１Ｃｙ、Ｙｅフィルタ７０１Ｙｅ、Ｍｇフィルタ７０１Ｍｇ、及び、Ｇフィルタ７０１Ｇの前面には、図示しない赤外線カットフィルタが備えられており、これらのフィルタに入射し得る赤外線は、撮像素子１０において実質的に受光されないものとする。
【００４１】
「第一の方向」、「第二の方向」は図６（ｂ）と同様に定義される。複数のＩフィルタ７０１Ｉが、第二の方向の方向に沿ってＣＭＹ形式のカラーフィルタの配列単位間に直列に配置されている（図７（ｂ）参照）。また図示されていないが、複数のＩフィルタ７０１Ｉが第一の方向に沿ってＣＭＹ形式のカラーフィルタの配列単位間に直列に配置されてもよい。また図ではＩフィルタ７０１Ｉは、連続して配列されているが、一部間欠して断続的に配置されても良い。図７（ｂ）のフィルタ配列は、図６（ｂ）のフィルタ配列に比べて、撮像素子１０において赤外線を受光する画素の割合が多くなるので、赤外線に対する感度が高くなる。
【００４２】
上記のように、Ｉフィルタ７０１Ｉを効率よく配列することにより、多数の赤外線専用のフィルタが設置可能となるため、赤外線を効率良く受光することが可能となる。可視光による通常の観察時における色の再現性を改善するために、上述したように、撮像素子１０上の可視光用フィルタのみに更に赤外線カットフィルタを装着することが可能となっている。なお蓄光デバイスが赤外線を照射する場合について説明を行ったが、本発明の形態は、赤外線以外の特定波長の電磁波を照射する観察の場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の内視鏡システム１００の概略図である。
【図２】図２は、本発明の内視鏡先端部６の概略図である。
【図３】図３は、本発明の内視鏡先端部６を内視鏡１の側面から見た概略図である。
【図４】図４は、内視鏡システム１００の制御系の詳細図である。
【図５】図５（ａ）は、従来のＣＣＤ素子の構成を示す図である。図５（ｂ）は、本発明の撮像素子１０の構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、既に知られているＲＧＢ形式のカラーフィルタ６００を示す。図６（ｂ）は、本発明のＲＧＢＩ形式のカラーフィルタ６０１を示す。
【図７】図７（ａ）は、既に知られているＣＭＹ形式のカラーフィルタ７００を示す。図７（ｂ）は、本発明のＣＭＹＩ形式のカラーフィルタ７０１を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１  内視鏡
２  プロセッサ
３  ランプ
４  集光レンズ
５  ライトガイド
６  内視鏡先端部
７  対物レンズ
８  配光レンズ
９  カンシ口
１０  撮像素子
１１  信号ケーブル
１２  モニタ
１３  映像信号
１４  画像信号
１５  ガラス板
２５  アンプ
１００  内視鏡システム
６０１  ＲＧＢＩ式カラーフィルタ
７０１  ＣＭＹＩ式カラーフィルタ
【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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