(57)【要約】【課題】診断において特に重要な像に対するローリングシャッタ歪みの影響を低減して明瞭な画像が得られる内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法を提供する。【解決手段】内視鏡システム１０は、点灯及び消灯を各々独立に制御可能な第１色光または第２色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部２０と、イメージセンサ４８と、イメージセンサ４８からローリングシャッタ方式で信号を読み出す撮像制御部５３と、蓄積期間において第１色光及び第２色光を点灯し、読出期間において第１色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第２色光を消灯する光源制御部２２と、を備える。【選択図】図９
2018027232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色光と前記第１色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第２色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、前記第１色光または前記第２色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、
前記第１色光を受光する第１色画素と、前記第２色光を受光する第２色画素と、を有し、少なくとも前記第１色画素または前記第２色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、
蓄積期間に少なくとも前記第１色画素または前記第２色画素において電荷を蓄積し、かつ、前記蓄積期間に続く読出期間に、前記第１色画素または前記第２色画素から信号をローリングシャッタ方式で読み出す撮像制御部と、
前記蓄積期間において前記第１色光及び前記第２色光を点灯し、前記読出期間において前記第１色光の点灯を維持し、かつ、前記読出期間において前記第２色光を消灯する光源制御部と、
を備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記イメージセンサは、前記第１色画素を含む画素行の集合体である第１画素群と、前記第１色画素を含まない画素行の集合体である第２画素群と、を有し、かつ、
前記撮像制御部は、前記第１画素群と前記第２画素群の各画素群ごとに信号の読み出しを行う請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記イメージセンサは、前記第１色画素を含む画素行の集合体である第１画素群と、前記第１色画素を含まない画素行の集合体である第２画素群と、を有し、かつ、
前記第１画素群または前記第２画素群が含む色ごとに画像を生成する請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記読出期間における前記第１色光の光量を、前記蓄積期間における前記第１色光の光量と等しくする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光源制御部は、前記読出期間における前記第２色光の光量を、少なくとも前記蓄積期間における前記第２色光の光量よりも小さくする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記光源制御部は、前記蓄積期間ごとに前記照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更する請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
複数の前記読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号、または、複数の前記読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の画像を用いて１つの画像を生成する画像生成部を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記第１色画素から得た信号、または、前記第１色画素から得た信号を用いて生成した画像を用いて、前記観察対象の静止度を算出する静止度算出部を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記第１色光は赤色光であり、かつ、前記第２色光は前記赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記第２色光は赤色光であり、かつ、前記第１色光は前記赤色光よりも短波長帯域の光である請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
第１色光と前記第１色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第２色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、前記第１色光または前記第２色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、前記第１色光を受光する第１色画素と、前記第２色光を受光する第２色画素と、を有し、少なくとも前記第１色画素または前記第２色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、を備える内視鏡システムの作動方法において、
撮像制御部が、蓄積期間に少なくとも前記第１色画素または前記第２色画素において電荷を蓄積するステップと、
前記撮像制御部が、前記蓄積期間に続く読出期間に、前記第１色画素または前記第２色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出すステップと、
光源制御部が、前記蓄積期間において前記第１色光及び前記第２色光を点灯するステップと、
前記光源制御部が、前記読出期間において前記第１色光の点灯を維持し、かつ、前記読出期間において前記第２色光を消灯するステップと、
を備え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、内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、光源装置、内視鏡、及び、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いて診断することが一般的になっている。光源装置は照明光を発生する。内視鏡は、イメージセンサを用いて観察対象を撮像する。そして、プロセッサ装置は観察対象の画像を生成し、モニタに表示する。
【０００３】
内視鏡が搭載するイメージセンサは、機種によって、モノクロセンサである場合と、カラーセンサである場合がる。モノクロセンサは、画素にカラーフィルタが設けられておらず、入射する光を波長に依らず受光して観察対象を撮像する。このため、モノクロセンサを用いる場合、観察対象のカラー画像を得るためには、例えば、照明光を赤色、緑色、及び青色（以下、ＲＧＢという）に順次切り替えて、これら各色の画像を得る。一方、カラーセンサは、各画素が例えばＲＧＢいずれかのカラーフィルタを有する。このため、カラーセンサを用いる場合、例えば、照明光に白色光を使用するすればＲＧＢ各色の画像を同時に得る。
【０００４】
また、イメージセンサには、観察対象からの光を光電変換して電荷を蓄積する期間（以下、蓄積期間という）等の長さを調節可能なものがある。蓄積期間等のが長さ調節可能なイメージセンサがカラーセンサである場合には、例えばＲＧＢの各色ごとに蓄積期間等を調節することができる。例えば、特許文献１の内視鏡システムにおいては、赤色光を受光する赤色画素の蓄積期間を、他の色の光を受光する画素の蓄積期間よりも長くすることで、画質を向上している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０８６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内視鏡システムにおいては、観察対象について担持している情報が撮像して得る画像の色毎に異なる。例えば、青色画素で観察対象を撮像して得る青色画像（以下、Ｂ画像という）、緑色画素で観察対象を撮像して得る緑色画像（以下、Ｇ画像という）、及び赤色画素で観察対象を撮像して得る赤色画像（以下、Ｒ画像という）を取得し、これらの画像を用いて表示用のカラー画像を生成する内視鏡システムにおいては、ピットパターン等の粘膜表面の微細構造及び粘膜下の比較的浅い位置にある細い血管の像は主にＢ画像に表れる。Ｒ画像にはピットパターン及び細い血管等は殆ど写らず、主に観察対象の大局的な凹凸が表れる。Ｇ画像は、Ｂ画像とＲ画像の中間的な情報を担持する。すなわち、短波長の光で観察対象を撮像して得た画像ほど、浅い位置にある細かい構造等の情報を多く担持する。
【０００７】
診断においては、ピットパターン及び細い血管等が特に重要な判断材料になるので、Ｂ画像等のピットパターン及び細い血管等が写る画像は歪み等が少ない画像であることが望ましい。逆に、Ｒ画像等のピットパターン及び細い血管等がそもそも写らない画像は、ある程度の歪みを許容できる。その代わりに、観察対象を明瞭に観察するために、明るい画像であることが求められる。
【０００８】
ところで、近年においては、性能その他の理由からイメージセンサにＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを採用する内視鏡システムが多くなっている。ＣＭＯＳセンサは、一般に、縦横に配列した画素の信号を行ごとに順次読み出すローリングシャッタ方式で読み出しを行う。ローリングシャッタ方式の読み出しは、画素行ごとに読み出すタイミングに時間差があるので、得られる画像にはこの読み出しの時間差に起因した歪み（以下、ローリングシャッタ歪みという）が生じやすい。このため、ＣＭＯＳセンサを用いてローリングシャッタ方式で読み出しを行う場合には、特にＢ画像等のピットパターン及び細い血管等が写る画像のローリングシャッタ歪みを低減することが求められ、かつ、Ｒ画像の明るさを確保する工夫が求められる。
【０００９】
本発明は、診断において特に重要な像に対するローリングシャッタ歪みの影響を低減し、その結果、明瞭な画像が得られる内視鏡システム及び内視鏡システム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】
【００１０】
本発明の内視鏡システムは、第１色光と第１色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第２色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、第１色光または第２色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、第１色光を受光する第１色画素と、第２色光を受光する第２色画素と、を有し、少なくとも第１色画素または第２色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、蓄積期間に少なくとも第１色画素または第２色画素において電荷を蓄積し、かつ、蓄積期間に続く読出期間に、第１色画素または第２色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出す撮像制御部と、蓄積期間において第１色光及び第２色光を点灯し、読出期間において第１色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第２色光を消灯する光源制御部と、を備える。
【００１１】
イメージセンサは、第１色画素を含む画素行の集合体である第１画素群と、第１色画素を含まない画素行の集合体である第２画素群と、を有し、かつ、撮像制御部は、第１画素群と第２画素群の各画素群ごとに信号の読み出しを行うことが好ましい。
【００１２】
イメージセンサは、第１色画素を含む画素行の集合体である第１画素群と、第１色画素を含まない画素行の集合体である第２画素群と、を有し、かつ、第１画素群または第２画素群が含む色ごとに画像を生成することが好ましい。
【００１３】
光源制御部は、読出期間における第１色光の光量を、蓄積期間における第１色光の光量と等しくすることが好ましい。
【００１４】
光源制御部は、読出期間における第２色光の光量を、少なくとも蓄積期間における第２色光の光量よりも小さくすることが好ましい。
【００１５】
光源制御部は、蓄積期間ごとに照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更することが好ましい。
【００１６】
複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号、または、複数の読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の画像を用いて１つの画像を生成する画像生成部を備えることが好ましい。
【００１７】
第１色画素から得た信号、または、第１色画素から得た信号を用いて生成した画像を用いて、観察対象の静止度を算出する静止度算出部を備えることが好ましい。
【００１８】
第１色光は赤色光であり、かつ、第２色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光であることが好ましい。
【００１９】
第２色光は赤色光であり、かつ、第１色光は赤色光よりも短波長帯域の光であることが好ましい。
【００２０】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、第１色光と第１色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第２色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、第１色光または第２色光のいずれかを含む照明光を発生する光源部と、第１色光を受光する第１色画素と、第２色光を受光する第２色画素と、を有し、少なくとも第１色画素または第２色画素を用いて観察対象を撮像するイメージセンサと、を備える内視鏡システムの作動方法において、撮像制御部が、蓄積期間に少なくとも第１色画素または第２色画素において電荷を蓄積するステップと、撮像制御部が、蓄積期間に続く読出期間に、第１色画素または第２色画素からローリングシャッタ方式で信号を読み出すステップと、光源制御部が、蓄積期間において第１色光及び第２色光を点灯するステップと、光源制御部が、読出期間において第１色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第２色光を消灯するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法は、蓄積期間において第１色光及び第２色光を点灯し、読出期間において第１色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第２色光を消灯する。したがって、本発明の内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法は、イメージセンサにＣＭＯＳセンサを用いてローリングシャッタ方式で読み出しを行う場合に、診断において特に重要な像に対するローリングシャッタ歪みの影響を低減した明瞭な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムのブロック図である。
【図３】第１実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。
【図５】カラーフィルタの分光透過特性を示すグラフである。
【図６】イメージセンサの画素配列を示す説明図である。
【図７】内視鏡システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】画像処理部の作用を示す説明図である。
【図９】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】第２実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。
【図１１】第２実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。
【図１２】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図１３】第２実施形態の画像処理部の作用を示す説明図である。
【図１４】第２実施形態の変形例における光源部の構成を示すブロック図である。
【図１５】照明光を時分割点灯する場合のタイミングチャートである。
【図１６】照明光を時分割点灯する場合のタイミングチャートである。
【図１７】第３実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。
【図１８】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図１９】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図２０】第３実施形態の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図２１】信号比と酸素飽和度の相関関係を示すグラフである。
【図２２】第４実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。
【図２３】第４実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。
【図２４】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図２５】第４実施形態の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図２６】第５実施形態の光源部の構成を示すブロック図である。
【図２７】第５実施形態の照明光の波長帯域及び分光スペクトルを示すグラフである。
【図２８】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図２９】第５実施形態の画像生成部の構成を示すブロック図である。
【図３０】イメージセンサの動作と照明光の関係を示すタイミングチャートである。
【図３１】変形例における画像生成部の作用を示す説明図である。
【図３２】カプセル内視鏡の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、観察対象を撮像する内視鏡１２と、照明光を発生する光源装置１４と、観察対象を撮像して得た画像（以下、撮像画像という）を用いて観察用の画像（以下、観察画像という）を生成するプロセッサ装置１６と、観察画像を表示するモニタ１８と、ユーザインタフェースの１つであるコンソール１９と、を有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続し、かつ、プロセッサ装置１６と電気的に接続する。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分にある操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃと、先端部１２ｄと、を有している。挿入部１２ａにあるアングルノブ１２ｅを操作すると、湾曲部１２ｃが湾曲する。湾曲部１２ｃが湾曲した結果、先端部１２ｄが所望の方向に向く。なお、先端部１２ｄには、観察対象に向けて空気または水等を噴出する噴出口（図示しない）が設けられている。
【００２４】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切り替えスイッチ１３ａ及びズーム操作部１３ｂが設けられている。モード切り替えスイッチ１３ａは、内視鏡システム１０が複数の観察モードを有する場合に、観察モードの切り替え操作に用いる。本実施形態においては、内視鏡システム１０は、観察モードの１つである通常観察モードで作動する。通常観察モードは、照明光に白色光を用いて観察対象を撮像する。そして、得られた撮像画像を用いて、自然な色合いの観察画像（以下、通常観察画像という）を生成し、表示部であるモニタ１８に表示する。
【００２５】
図２に示すように、光源装置１４は、光源部２０と、光源部２０を制御する光源制御部２２と、を備える。光源部２０は、第１色光と、第１色光とは波長帯域または分光スペクトルが異なる第２色光の点灯及び消灯を各々独立に制御可能であり、かつ、少なくとも第１色光または第２色光のいずれかを含む照明光を発生する。
【００２６】
より具体的には、図３に示すように、本実施形態においては、光源部２０は、Ｂ広帯域光源２４、Ｇ広帯域光源２５、及び、Ｒ広帯域光源２６の３つの光源を備える。また、Ｂ広帯域光源２４、Ｇ広帯域光源２５、及び、Ｒ広帯域光源２６は、例えば、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の半導体光源である。
【００２７】
Ｂ広帯域光源２４は、青色の広帯域な光（以下、Ｂ広帯域光という）を発光する光源である。青色とは、主に約４００ｎｍから約５００ｎｍ程度の波長を有する光の色を言う。広帯域とは、内視鏡システム１０において単一の波長（単波長）であるとはみなせない程度に広い波長帯域を言う。例えば、数１０ｎｍから１００ｎｍ以上の波長帯域が広帯域である。Ｂ広帯域光源２４が発光するＢ広帯域光２７は、例えば、図４に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。
【００２８】
Ｇ広帯域光源２５は、緑色の広帯域な光（以下、Ｇ広帯域光という）を発光する光源である。緑色とは、主に約５００ｎｍから約６００ｎｍ程度の波長を有する光の色を言う。また、Ｒ広帯域光源２６は、赤色の広帯域な光（以下、Ｒ広帯域光という）を発光する光源である。赤色とは、主に約６００ｎｍから約７００ｎｍ程度の波長を有する光の色を言う。Ｇ広帯域光源２５が発光するＧ広帯域光２８、及び、Ｒ広帯域光源２６が発光するＲ広帯域光２９は、例えば、図４に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。
【００２９】
光源制御部２２は、Ｂ広帯域光源２４、Ｇ広帯域光源２５、及び、Ｒ広帯域光源２６の点灯、消灯、及び光量を、イメージセンサ４８の駆動タイミングに合わせて各々に制御する。点灯とは、イメージセンサ４８において観察対象を撮像できる程度（すなわち観察画像において観察対象の像を視認できる程度）の光量で発光することを言う。消灯とは、完全に発光を停止することの他、イメージセンサ４８において観察対象を撮像し得ない程度の光量に減光することを含む。
【００３０】
なお、本実施形態においては、赤色光であるＲ広帯域光２９が第１色光であり、かつ、赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の青色光であるＢ広帯域光２７が第２色光である。上記の通り、Ｒ広帯域光２９とＢ広帯域光２７は、波長帯域及び分光スペクトルが異なる。また、本実施形態においては、Ｂ広帯域光２７はイメージセンサ４８の駆動タイミングに合わせて点灯と消灯を繰り返す。一方、光源部２０は、内視鏡１２が観察対象を撮像する際に、Ｒ広帯域光２９の点灯を維持する。したがって、光源部２０は、イメージセンサ４８の駆動タイミングに合わせて、照明光を、Ｂ広帯域光２７とＲ広帯域光２９の両方を含む照明光と、Ｒ広帯域光２９だけを含む照明光とで切り替えるが、少なくともＲ広帯域光２９またはＢ広帯域光２７のいずれかを含む照明光を発生する。また、本実施形態においては、Ｂ広帯域光２７の代わりにＧ広帯域光２８を第２色光と捉えることもできる。Ｇ広帯域光２８も、Ｒ広帯域光２９に対して上記Ｂ広帯域光２７と同様の関係にあるからである。
【００３１】
光源部２０が発生した照明光は、ライトガイド４１に入射する。ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード内に内蔵されており、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。ユニバーサルコードは、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である。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できる。
【００３２】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮影光学系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を介して照明光を観察対象に照射する。撮影光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、及びイメージセンサ４８を有している。イメージセンサ４８は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等（反射光の他、散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む）を用いて観察対象を撮影する。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３ｂの操作をすることで移動し、イメージセンサ４８を用いて撮影する観察対象を拡大または縮小する。
【００３３】
イメージセンサ４８は、ＣＭＯＳセンサであり、かつ、いわゆる原色系のカラーセンサである。すなわち、イメージセンサ４８の各画素は、青色の光を透過する青色カラーフィルタ、緑色の光を透過する緑色カラーフィルタ、または、赤色の光を透過する赤色カラーフィルタのうちいずれかを有する。青色カラーフィルタを有する画素がＢ画素（「Ｂ」）であり、緑色カラーフィルタを有する画素がＧ画素（「Ｇ」）であり、赤色カラーフィルタを有する画素がＲ画素（「Ｒ」）である。これら各色のカラーフィルタは、例えば、図５に示す分光透過特性を有する。このため、例えば、イメージセンサ４８は、観察対象によるＢ広帯域光２７の反射光をＢ画素で受光し、観察対象によるＧ広帯域光２８の反射光をＧ画素で受光し、かつ、観察対象によるＲ広帯域光２９の反射光はＲ画素で受光する。本実施形態においては、Ｒ広帯域光２９が第１色光であるため、Ｒ画素が第１色光を受光する第１色画素である。また、本実施形態においては、Ｂ広帯域光２７が第２色光であるため、Ｂ画素が第２色光を受光する第２色画素である。したがって、イメージセンサ４８は、少なくとも第１色画素または第２色画素を用いて観察対象を撮像する。
【００３４】
図６に示すように、イメージセンサ４８は、ＲＧＢ各色の画素を配列した撮像面を有する。例えば、図６に示す通り、奇数番目の画素行（図６において横方向に並んだ画素の組）にはＢ画素とＧ画素を交互に配列してあり、かつ、偶数番目の画素行にはＧ画素とＲ画素を交互に配列してある。また、列方向（図６の縦方向）に見れば、Ｂ画素を含む画素列はＢ画素とＧ画素が交互に配列してあり、かつ、Ｒ画素を含む画素列はＧ画素とＲ画素が交互に配列してある。
【００３５】
イメージセンサ４８はＣＭＯＳセンサであるため、各画素ごとに信号の読み出し及びリセット等を任意に行うことができるが、本実施形態においては、イメージセンサ４８は信号の読み出し及びリセット等の動作を画素行ごとにまとめて行う。また、イメージセンサ４８は、信号の読み出し及びリセット等の動作を任意の画素行を選択して行うことができるが、本実施形態においては、行番号が小さい順に全ての画素行の信号の読み出し及びリセットを順次行う。すなわち、本実施形態においては、イメージセンサ４８の信号の読み出し方式は、いわゆるプログレッシブ方式である。
【００３６】
また、イメージセンサ４８の読み出し方式は、いわゆるローリングシャッタ方式である。すなわち、イメージセンサ４８の各画素は、各画素の信号の読み出しを行って各画素が蓄積した電荷を破棄（リセット）すると、光電変換により電荷を蓄積し得る状態になる。前述のとおり、イメージセンサ４８は画素行ごとに順次信号の読み出し及びリセットを行うので、１回の撮像において光電変換により電荷を蓄積し得る期間の開始及び終了のタイミングには画素行ごとにずれがある。
【００３７】
プロセッサ装置１６は、制御部５２と、画像取得部５４と、画像処理部６１と、表示制御部６６と、を有する。
【００３８】
制御部５２は、内視鏡システム１０を統括的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等であり、少なくともイメージセンサ４８の動作を制御する撮像制御部５３を含む。例えば、制御部５２は、照明光の発光タイミングと撮影フレームの同期制御を行う。具体的には、制御部５２による同期制御の結果、光源制御部２２は、蓄積期間において第１色光及び第２色光を点灯し、読出期間において第１色光の点灯を維持し、かつ、読出期間において第２色光を消灯する。「点灯を維持する」とは、読出期間における第１色光の光量を、蓄積期間における第１色光の光量と実質的に等しくすることを言う。光量を「実質的に等しくする」とは、自動露光制御による光量変化を含めて、取得する撮像画像の明るさが等しくなるように光量を制御することを言う。また、本実施形態においては、光源制御部２２は、読出期間における第２色光の光量を、少なくとも蓄積期間における第２色光の光量よりも小さくすることで、読出期間において第２色光を消灯する。
【００３９】
また、内視鏡システム１０が複数の観察モードを有する場合、制御部５２は、モード切り替えスイッチ１３ａからモード切り替え信号の入力を受けて、光源制御部２２、撮像制御部５３、及び画像処理部６１等に制御信号を入力することにより、観察モードを切り替える。
【００４０】
撮像制御部５３は、蓄積期間と読出期間とに分けてイメージセンサ４８を制御し、かつ、蓄積期間と読出期間と一定の時間ごとに（例えば１／６０秒ごとに）交互に繰り返すようにイメージセンサ４８を制御する。本実施形態においては、１つの蓄積期間と、この１つの蓄積期間に続く読出期間の合計が１単位の撮像フレームである。
【００４１】
蓄積期間とは、どの画素行からも信号の読み出しをせずに、イメージセンサ４８の全画素が照明光の反射光等を各々受光して電荷を蓄積する期間である。読出期間とは、蓄積期間に続き、イメージセンサ４８の各画素から信号を読み出す期間である。また、本実施形態においては、撮像制御部５３は、信号の読み出し後直ちに画素が蓄積した電荷を破棄して、画素のリセットを行う。したがって、読出期間には、信号の読み出し及びリセットを行う期間である。
【００４２】
すなわち、撮像制御部５３は、蓄積期間にイメージセンサ４８の各画素において電荷を蓄積し、かつ、蓄積期間に続く読出期間に、イメージセンサ４８の各画素から信号をローリングシャッタ方式で読み出す。ここで言うイメージセンサ４８の各画素には、少なくとも第１色画素（Ｒ画素）または第２色画素（Ｂ画素）を含む
【００４３】
画像取得部５４は、撮像制御部５３がイメージセンサ４８から読み出す信号を受信することで、イメージセンサ４８から撮像画像を取得する。より具体的には、画像取得部５４は、撮像フレームごとに、Ｂ画素から読み出した信号によって形成するＢ画像、Ｇ画素から読み出した信号によって形成するＧ画像、及び、Ｒ画像から読み出した信号によって形成するＲ画像の３種類の撮像画像を取得する。
【００４４】
画像取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、変換部５９と、を有し、これらを用いて、取得した撮像画像に各種処理を施す。
【００４５】
ＤＳＰ５６は、取得した撮像画像に対し、必要に応じて欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種処理を施す。
【００４６】
欠陥補正処理は、イメージセンサ４８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した撮像画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした撮像画像にゲインを乗じることにより各撮像画像の信号レベルを整える処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした撮像画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理後の撮像画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理（等方化処理または同時化処理とも言う）は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の撮像画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列のため、イメージセンサ４８において他の色の画素を配置しているために、画素値がない画素である。例えば、Ｂ画像はＢ画素において観察対象を撮像して得る撮像画像なので、イメージセンサ４８のＧ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ４８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに変換する処理である。
【００４７】
ノイズ低減部５８は、輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。変換部５９は、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒを再びＢＧＲの各色の撮像画像に再変換する。
【００４８】
画像処理部６１は、上記各種処理を施した撮像画像に対して、必要に応じて例えば、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理等を施し、１つのカラーの観察画像を生成する。通常観察モードにおいては、画像処理部６１が生成する観察画像は通常観察画像である。色変換処理においては、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理等を行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の組織や構造を強調する処理である。表示制御部６６は、画像処理部６１が生成した観察画像を順次取得し、適した形式に変換してモニタ１８に順次出力表示する。これにより、医師等は、観察画像を用いて観察対象を観察できる。
【００４９】
次に、内視鏡システム１０の一連の動作の流れを、図７に示すフローチャートに沿って説明する。まず、観察を開始すると、撮像制御部５３は、イメージセンサ４８の動作を蓄積期間の動作にする（Ｓ１１）。同時に、光源制御部２２は、光源部２０によって白色の照明光を発生する（Ｓ１２）。具体的には、光源制御部２２は、Ｂ広帯域光源２４、Ｇ広帯域光源２５、及びＲ広帯域光源２６を全て点灯する。これにより、光源部２０は、Ｂ広帯域光２７と、Ｇ広帯域光２８と、Ｒ広帯域光２９と、を含み、全体として白色の照明光を発生する。このため、上記蓄積期間（Ｓ１１）においては、イメージセンサ４８は、各画素において白色の照明光の反射光等を光電変換し、電荷を蓄積する。
【００５０】
蓄積期間（Ｓ１１）の開始後一定時間が経過すると、撮像制御部５３は、イメージセンサ４８の動作を読出期間の動作に切り替える（Ｓ１３）。同時に、光源制御部２２は、照明光を切り替える（Ｓ１４）。具体的には、光源制御部２２は、読出期間においては、Ｂ広帯域光２７とＧ広帯域光２８を消灯し、かつ、Ｒ広帯域光２９の点灯は維持する。このため、読出期間においても、光源部２０はＲ広帯域光２９を照明光として発生する。
【００５１】
撮像制御部５３は、読出期間（Ｓ１３）において、イメージセンサ４８から画素行ごとに信号を読みだすと、画像取得部５４はＲＧＢ各色の撮像画像を取得する（Ｓ１５）。そして、図８に示すように、画像処理部６１は、画像取得部５４が各種処理を施したＲ画像、Ｇ画像、及びＢ画像の３色の撮像画像を用いて通常観察画像を生成し、かつ、表示制御部６６は、通常観察画像をモニタ１８に表示する（Ｓ１６）。内視鏡システム１０は、これらの動作を、通常観察モードを終了して他の観察モードに切り替えるか、観察自体を終了するまで、繰り返し行う（Ｓ１７）。
【００５２】
上記のように、内視鏡システム１０は、ローリングシャッタ方式で読み出しを行うイメージセンサ４８が蓄積期間と読出期間の動作を交互に繰り返し行う際に、蓄積期間においては、Ｂ広帯域光２７、Ｇ広帯域光２８、及びＲ広帯域光２９を点灯する。そして、読出期間においては、Ｂ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８を消灯する一方、Ｒ広帯域光２９の点灯は維持する。このため、内視鏡システム１０は、Ｂ画像とＧ画像との同時性を向上し、Ｂ画像及びＧ画像のローリングシャッタ歪みを低減できる。かつ、これらローリングシャッタ歪みを低減したＢ画像及びＧ画像とともに、内視鏡システム１０では、読出期間にＲ広帯域光２９も消灯する場合よりも明るいＲ画像が得られる。したがって、内視鏡システム１０で生成及び表示する観察画像は、ローリングシャッタ方式で読み出しを行うイメージセンサを用いた従来の内視鏡システムにおける観察画像よりも、診断において特に重要な像が写る画像のローリングシャッタ歪みが小さく、かつ、明瞭である。
【００５３】
より具体的には、イメージセンサ４８が蓄積期間と読出期間を交互に繰り返し、かつ、読出期間においてはローリングシャッタ方式で読出を行う場合に、蓄積期間においてＢ広帯域光２７、Ｇ広帯域光２８、及びＲ広帯域光２９を点灯し、かつ、読出期間においてＢ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８を消灯すると、図９に示すように、１つの撮像フレームＦ１においてイメージセンサ４８がＢ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８の反射光等を受光する期間は蓄積期間に一致する。例えば、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の蓄積期間（以下、蓄積期間Ｔ１−Ｔ２と記す。他の蓄積期間及び読出期間についても同じ。）に電荷を蓄積した各画素の信号は、この蓄積期間Ｔ１−Ｔ２に続く、次の読出期間Ｔ２−Ｔ３において読み出す。しかし、読出期間Ｔ２−Ｔ３においてはＢ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８の反射光等は発生しないので、読出期間Ｔ２−Ｔ３におけるＢ画素及びＧ画素が蓄積した電荷の量は、蓄積期間Ｔ１−Ｔ２において蓄積した量のまま増減しない。したがって、読出期間Ｔ２−Ｔ３においてローリングシャッタ方式で画素行ごとに信号を順次読み出ししたとしても、Ｂ画像及びＧ画像にはローリングシャッタ歪みはほぼ発生しない。Ｂ画像及びＧ画像に写る細かい血管等の像は、その細かさ故、わずかなローリングシャッタ歪みがあるだけでも観察し難くなってしまう場合がある。しかし、上記のように、Ｂ画像及びＧ画像のローリングシャッタ歪みを抑えたことで、このＢ画像及びＧ画像を用いて生成した観察画像を用いれば、診断に特に重要な細かい血管等の像を明瞭に観察可能である。
【００５４】
一方、Ｒ広帯域光２９については、蓄積期間だけでなく、読出期間においても点灯を維持するので、Ｒ画素がＲ広帯域光２９の反射光等を受光する期間は、イメージセンサ４８における蓄積期間よりも長い。例えば、読出期間Ｔ２−Ｔ３に信号を読み出すＲ画素が、Ｒ広帯域光２９の反射光等を受光する期間は、以前の読出期間Ｔ０−Ｔ１において信号を読み出てリセットした後、読み出し期間Ｔ２−Ｔ３において実際に信号を読み出すまでの期間（以下、実質的蓄積期間という）Ｌ２になる。このＲ画素の実質的蓄積期間Ｌ２は、各蓄積期間の長さＬ１よりも長い（Ｌ１＜Ｌ２）。蓄積期間の長さと読出期間の長さが全て等しければ、実質的蓄積期間Ｌ２は、各蓄積期間の長さＬ１の２倍である。したがって、Ｂ画像及びＧ画像と比較して、Ｒ画像は明るさが確保しやすくなっている。この明るいＲ画像を観察画像の生成に用いれば、観察画像の明るさ等が向上する。もちろん、読出期間までＲ広帯域光２９の点灯を維持しているので、Ｒ画像にローリングシャッタ歪みは生じる。しかし、Ｒ画像にはＢ画像等と比べると、もともと細かい血管等の像は写らないので、多少のローリングシャッタ歪みがあったとしても診断に支障はない。
【００５５】
［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、内視鏡システム１０は通常観察モードで動作し、自然な色合いの通常観察画像を生成及び表示しているが、いわゆる狭帯域観察画像を生成及び表示する狭帯域観察モードにおいても本発明は好適である。狭帯域光観察モードとは、青色及び緑色の狭帯域光を用いて観察対象を撮像し、得られた撮像画像を用いて、血管等を強調した観察画像（狭帯域観察画像）を生成及び表示する観察モードである。
【００５６】
内視鏡システム１０に狭帯域観察モードを設ける場合、図１０に示すように、光源部２０に、少なくともＢ狭帯域光源２２４、Ｇ狭帯域光源２２５、及びＲ広帯域光源２６を設ける。Ｂ狭帯域光源２２４及びＧ狭帯域光源２２５は、第１実施形態のＢ広帯域光源２４及びＧ広帯域光源２５の代わりに設けても良いが、狭帯域観察モードを通常観察モードと切り替えて使用する場合には、第１実施形態のＢ広帯域光源２４及びＧ広帯域光源２５に加えて、Ｂ狭帯域光源２２４及びＧ狭帯域光源２２５を設ける。また、光学フィルタ等と第１実施形態のＢ広帯域光源２４及びＧ広帯域光源２５とでＢ狭帯域光源２２４及びＧ狭帯域光源２２５を構成しても良い。Ｒ広帯域光源２６は、第１実施形態と同様である。
【００５７】
Ｂ狭帯域光源２２４は、青色の狭帯域な光（以下、Ｂ狭帯域光という）を発光する光源である。狭帯域とは、内視鏡システム１０において概ね単波長であるとみなせる程度に狭い波長帯域を言う。例えば、中心波長に対して±数１０ｎｍの波長帯域が狭帯域である。Ｂ狭帯域光源２２４が発光するＢ狭帯域光２２７は、例えば、図１１に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。すなわち、Ｂ狭帯域光２２７は、中心波長が約４５０ｎｍであり、この中心波長を中心に概ね±数１０ｎｍ程度の波長帯域を有する。Ｂ狭帯域光２２７の反射光等は、Ｂ画素が受光する（図５参照）。
【００５８】
Ｇ狭帯域光源２２５は、緑色の狭帯域な光（以下、Ｇ狭帯域光という）を発光する光源である。Ｇ狭帯域光源２２５が発光するＧ狭帯域光２２８は、例えば、図１１に示す波長帯域及び分光スペクトルを有する。すなわち、Ｇ狭帯域光２２８は、中心波長が約５５０ｎｍであり、この中心波長を中心に概ね±数１０ｎｍ程度の波長帯域を有する。Ｇ狭帯域光２２８の反射光等は、Ｇ画素が受光する（図５参照）。
【００５９】
狭帯域観察モードの場合、図１２に示すように、光源制御部２２は、第１実施形態におけるＢ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８の代わりに、イメージセンサ４８の蓄積期間に合わせてＢ狭帯域光２２７及びＧ狭帯域光２２８を点灯し、かつ、読出期間においてはＢ狭帯域光２２７及びＧ狭帯域光２２８を消灯する。また、Ｒ広帯域光２９については、第１実施形態の通常観察モードと同様である。すなわち、光源制御部２２は、イメージセンサ４８の蓄積期間においてＲ広帯域光２９を点灯し、かつ、読出期間においてもＲ広帯域光２９の点灯を維持する。
【００６０】
したがって、狭帯域観察モードにおいては、Ｂ狭帯域光２２７の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るＢ画像と、Ｇ狭帯域光２２８の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るＧ画像には、ローリングシャッタ歪みがほぼ生じない。また、Ｒ広帯域光２９の反射光等を用いて観察対象を撮像して得るＲ画像は従来よりも明るい。
【００６１】
狭帯域観察モードにおいては、図１３に示すように、画像処理部６１は、画像取得部５４からＢ画像及びＧ画像を取得する。そして、Ｂ画像及びＧ画像を用いて、狭帯域観察モードの観察画像である狭帯域観察画像を生成及び表示する。具体的には、画像処理部６１は、例えば、Ｂ画像をＢチャンネル及びＧチャンネルに割り当て、かつ、Ｇ画像をＲチャンネルに割り当てることにより、狭帯域観察画像を生成する。
【００６２】
上記の通り、狭帯域観察モードにおいては、Ｒ画像を狭帯域観察画像の生成に使用しない。その代わり、図１３に示すように、狭帯域観察モードを設ける内視鏡システム１０においては、プロセッサ装置１６に静止度算出部２５１を設けることが好ましい。
【００６３】
静止度算出部２５１は、１または複数のＲ画像を用いて静止度を算出する。静止度とは、観察対象の動きを大きさ、観察対象の動きの向き、または、観察対象の動きの大きさ及び向きを表す数値である。ここで言う観察対象の動きには、観察対象自身の動きの他、内視鏡１２の動きによる相対的な観察対象の動きを含む。静止度は、１枚のＲ画像を用いて算出する場合、例えば周波数解析により算出する。Ｒ画像に高周波成分が少なければ観察対象の動きが大きいと評価できるので、高周波数成分の量に基づいて静止度を算出することができる。また、複数のＲ画像を用いて静止度を算出する場合、例えば、各Ｒ画像に写る観察対象の対応する点間の位置から求まる動きベクトルの向きや大きさから静止度を算出することができる。いずれにしても、静止度算出部２５１は、読出期間まで点灯を維持したＲ広帯域光２９の反射光等を用いて観察対象を撮像して得たＲ画像を使用する。このＲ画像は従来のＲ画像よりも明るいので、このＲ画像を用いた結果、従来よりも正確に静止度を算出することができる。
【００６４】
静止度算出部２５１は、算出した静止度を、例えば、表示制御部６６に入力し、狭帯域観察画像とともに、モニタ１８に静止度を表示する。医師等は、静止度をみれば、観察対象の動きの大きさを容易かつ客観的に把握することができる。
【００６５】
また、上記第２実施形態においては、Ｂ狭帯域光源２２４を用いているが、内視鏡システム１０に狭帯域観察モードを設ける場合、図１４に示すように、Ｂ狭帯域光源２２４の代わりに、あるいは、Ｂ狭帯域光源２２４に加えて、Ｖ狭帯域光源２５２を設けることができる。Ｖ狭帯域光源２５２は、紫色の狭帯域な光（以下、Ｖ狭帯域光という）を発光する光源である。紫色とは、主に約３５０ｎｍから約４００ｎｍ程度の波長を有する光の色を言う。
【００６６】
Ｖ狭帯域光源２５２を設ける場合、光源制御部２２は、Ｖ狭帯域光を上記第２実施形態のＢ狭帯域光２２７とともに、または、Ｂ狭帯域光２２７の代わりに、イメージセンサ４８の蓄積期間に点灯し、読出期間においては消灯する。Ｂ狭帯域光２２７とＶ狭帯域光を比較すると、より波長が短いＶ狭帯域光の方が、観察対象の粘膜表面に近い血管等を捉えやすい。このため、Ｖ狭帯域光をＢ狭帯域光２２７の代わりに用いれば、Ｂ狭帯域光２２７を用いた場合とは狭帯域観察画像において強調する血管等が変わる。また、Ｂ狭帯域光２２７とともにＶ狭帯域光を用いれば、狭帯域観察画像において、Ｂ狭帯域光２２７だけを用いた場合には強調できなかった血管等が強調できるようになることがある。
【００６７】
上記第２実施形態においては、イメージセンサ４８の蓄積期間において、Ｂ狭帯域光２２７とＧ狭帯域光２２８を同時に点灯しているが、Ｂ狭帯域光２２７及びＧ狭帯域光２２８の光量が足りていれば、図１５に示すように、Ｂ狭帯域光２２７とＧ狭帯域光２２８は、蓄積期間内において順次に点灯することができる。すなわち、Ｂ狭帯域光２２７とＧ狭帯域光２２８を時分割点灯にすることができる。第１実施形態におけるＢ広帯域光２７及びＧ広帯域光２８についても同様である。また、図１６に示すように、Ｂ狭帯域光２２７、Ｇ狭帯域光２２８、及び、Ｒ広帯域光２９を時分割点灯にすることができる。第１実施形態におけるＢ広帯域光２７、Ｇ広帯域光２８、及び、Ｒ広帯域光２９についても同様である。
【００６８】
上記第２実施形態においては、Ｒ広帯域光２９が第１色光であり、かつ、Ｂ狭帯域光２２７とＧ狭帯域光２２８の両方またはいずれか一方が第２色光である。Ｂ狭帯域光２２７を第２色光とする場合にはＢ画素が第２色画素であり、Ｇ狭帯域光２２８を第２色光とする場合にはＧ画素が第２色画素である。Ｂ狭帯域光２２７及びＧ狭帯域光２２８を第２色光とする場合には、イメージセンサ４８にはＢ狭帯域光２２７及びＧ狭帯域光２２８を両方とも受光する画素がないが、Ｂ画素及びＧ画素の集合（例えば、行方向に隣接するＢ画素とＧ画素のペア）が実質的に第２色画素を構成する。いずれにしても、第２実施形態においては、第１色光は赤色光であり、第２色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。
【００６９】
［第３実施形態］
第１実施形態の通常観察モード、及び、第２実施形態の狭帯域観察モードの他に、本発明は、観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度観察モードにも好適である。
【００７０】
内視鏡システム１０に酸素飽和度観察モードを設ける場合、図１７に示すように、光源部２０には、Ｂ広帯域光源２４、Ｇ広帯域光源２５、及び、Ｒ広帯域光源２６に加え、酸素飽和度を測定するための狭帯域な光を発光する狭帯域光源３０１を設ける。狭帯域光源３０１は、酸素飽和度を測定するための光（以下、測定光という）を発光する。測定光は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が大きい波長を中心波長に有する狭帯域光である。図１８に示すように、例えば、約４７０ｎｍの波長において、酸化ヘモグロビンの吸光係数３０３と還元ヘモグロビンの吸光係数３０４の差が大きくなる。したがって、本実施形態においては、狭帯域光源３０１は、中心波長が約４７０ｎｍの狭帯域光である。図１８から分かる通り、約４７０ｎｍ以外にも、紫色、青色、または、緑色の波長帯域において、酸化ヘモグロビンの吸光係数３０３と還元ヘモグロビンの吸光係数３０４の差が大きい波長がある。したがって、これらのいずれかの波長を中心波長とする狭帯域光を発光する光源を狭帯域光源３０１にすることができる。
【００７１】
酸素飽和度観察モードにおいては、撮像フレームＦ１を第１撮像フレームと、次の撮像フレームＦ２を第２撮像フレームとする場合、図１９に示すように、光源制御部２２は、第１撮像フレームＦ１の蓄積期間においては、Ｒ広帯域光２９と測定光を点灯する。そして、第１撮像フレームＦ１の読出期間においては、Ｒ広帯域光２９の点灯を維持し、かつ、測定光等その他の光を消灯する。一方、第２撮像フレームＦ２の蓄積期間においては、Ｂ広帯域光２７、Ｇ広帯域光２８、及びＲ広帯域光２９を点灯する。そして、第２撮像フレームＦ２の読出期間においてはＲ広帯域光２９の点灯を維持し、かつ、その他の光を消灯する。
【００７２】
したがって、第１撮像フレームＦ１において取得するＢ画像は、測定光の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第１撮像フレームＦ１において取得するＲ画像は、第１実施形態と同様、従来よりも明るい。また、第２撮像フレームＦ２において取得するＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像は、第１実施形態におけるＢ画像、Ｇ画像、及び、Ｒ画像と同様であり、Ｂ画像及びＧ画像はローリングシャッタ歪みがほぼない画像であり、Ｒ画像は従来よりも明るい。以下では、区別のため、第１撮像フレームＦ１において取得するＢ画像をＢ１画像といい、第１撮像フレームＦ１において取得するＲ画像をＲ１画像という。そして、第２撮像フレームＦ２において取得するＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像をそれぞれＢ２画像、Ｇ２画像、Ｒ２画像という。
【００７３】
図２０に示すように、内視鏡システム１０に酸素飽和度観察モードを設ける場合、画像処理部６１には、信号比算出部３１１、酸素飽和度算出部３１２、相関関係記憶部３１３、及び、画像生成部３１４を設ける。そして、酸素飽和度観察モードの場合、画像処理部６１は、画像取得部５４からＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及び、Ｒ２画像を取得する。
【００７４】
信号比算出部３１１は、例えば、Ｇ２画像に対するＢ１画像の比（以下、信号比Ｂ１／Ｇ２という）と、Ｒ２画像に対するＧ２画像の比（以下、信号比Ｒ２／Ｇ２）と、をそれぞれ画素ごとに算出する。信号比Ｂ１／Ｇ２は、主に観察対象の酸素飽和度の値と血液量によって変化し、信号比Ｒ２／Ｇ２は、主に観察対象の血液量に応じて変化する。
【００７５】
酸素飽和度算出部３１２は、信号比算出部３１１が算出した信号比Ｂ１／Ｇ２、及び、信号比Ｒ２／Ｇ２を、相関関係記憶部３１３が記憶する相関関係に照らし合わせることにより、観察対象の酸素飽和度を画素ごとに算出する。相関関係記憶部３１３は、例えば図２１に示すように、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度の相関関係をＬｏｇスケールで記憶している。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度の相関関係はシミュレーション等によって予め求めることができる。
【００７６】
画像生成部３１４は、観察対象の酸素飽和度を色で表す観察画像（以下、酸素飽和度画像という）を生成する。より具体的には、画像生成部３１４は、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を用いて、第１実施形態と同様に、カラーの観察画像を生成する。その後、生成した観察画像の各画素を、酸素飽和度算出部３１２が算出した酸素飽和度の値に応じて着色することによって酸素飽和度画像を生成する。画像生成部３１４は、生成した酸素飽和度画像を表示制御部６６に入力することにより、モニタ１８に表示する。
【００７７】
上記酸素飽和度観察モードにおいては、撮像画像にローリングシャッタ歪みがあると、酸素飽和度の算出精度が低下する。酸素飽和度の算出には、上記の通り、Ｂ１画像、Ｇ２画像、及び、Ｒ２画像を用いるが、これらのうち酸素飽和度の算出精度向上のためにローリングシャッタ歪みをより厳密に取り除く必要がある撮像画像は、Ｂ１画像とＧ２画像である。本質的に酸素飽和度の情報を持っているのは信号比Ｂ１／Ｇ２だからである。信号比Ｂ１／Ｇ２は信号比Ｂ１／Ｇ２の血液量依存性を排除するためのリファレンスである。
【００７８】
上記第３実施形態においては、Ｂ１画像を得るための測定光と、Ｇ２画像を得るためのＧ広帯域光２８は、イメージセンサ４８の蓄積期間において点灯し、読出期間においては消灯するので、Ｂ１画像及びＧ２画像はローリングシャッタ歪みがほぼない。したがって、内視鏡システム１０に上記のように酸素飽和度観察モードを設ければ、従来よりも正確に酸素飽和度を算出及び表示できる。
【００７９】
なお、上記第３実施形態のように、内視鏡システム１０に酸素飽和度観察モードを設ける際には、プロセッサ装置１６に静止度算出部３２１を設けることが好ましい（図２０参照）。静止度算出部３２１は、第２実施形態の静止度算出部２５１と同様にＲ画像を用いて静止度を算出する。但し、本実施形態の静止度算出部３２１は、画像取得部５４からＲ１画像及びＲ２画像を取得し、Ｒ１画像、Ｒ２画像、または、Ｒ１画像及びＲ２画像を用いて静止度を算出する。また、静止度算出部３２１は、算出した静止度を画像処理部６１に入力する。
【００８０】
画像処理部６１においては、例えば、信号比算出部３１１において静止度を使用する。具体的には、信号比算出部３１１は、信号比Ｂ１／Ｇ２を算出する際に、静止度を用いてＢ１画像及びＧ２画像の位置合わせをする。これらの撮像画像にローリングシャッタ歪みがないとしても、取得した撮像フレームが異なるので、観察対象等に動きがあれば、信号比Ｂ１／Ｇ２の算出精度が低下する。このため、信号比算出部３１１は静止度を用いてＢ１画像とＧ２画像の位置合わせをすることにより、より正確に信号比Ｂ１／Ｇ２を算出する。その結果、酸素飽和度算出部３１２においては、より正確に酸素飽和度を算出することができる。
【００８１】
上記第３実施形態においては、Ｒ広帯域光２９が第１色光であり、かつ、測定光とＧ広帯域光２８の両方またはいずれか一方が第２色光である。測定光を第２色光とする場合には、測定光を受光可能な画素が第２色画素である。上記第３実施形態においては測定光は青色の光なのでＢ画素が第２色画素である。Ｇ広帯域光２８を第２色光とする場合には、Ｇ画素が第２色画素である。また、測定光とＧ広帯域光２８の両方を第２色光とする場合、使用する測定光の波長によっては、イメージセンサ４８に測定光とＧ広帯域光２８の両方を受光する画素がない場合があるが、測定光を受光可能な画素とＧ画素の集合が実質的に第２色画素を構成する。上記第３実施形態においては、Ｂ画素及びＧ画素の集合（例えば、行方向に隣接するＢ画素とＧ画素のペア）が実質的に第２色画素を構成する。いずれにしても、第３実施形態においては、第１色光は赤色光であり、かつ、第２色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。
【００８２】
［第４実施形態］
第１実施形態の通常観察モード、第２実施形態の狭帯域観察モード、及び、第３実施形態の酸素飽和度観察モードの他に、本発明は、特定の深さにある組織または構造を選択的に強調する特定深さ強調観察モードにも好適である。
【００８３】
内視鏡システム１０に特定深さ強調観察モードを設ける場合、図２２に示すように、光源部２０には、少なくとも、第１狭帯域光源４０１、第２狭帯域光源４０２、及び、Ｒ広帯域光源２６を設ける。第１狭帯域光源４０１及び第２狭帯域光源４０２は、互いに異なる中心波長を有する狭帯域光を発光する。本実施形態においては、図２３に示すように、第１狭帯域光源４０１はＶ狭帯域光（以下、本実施形態において第１狭帯域光という）４０３を発光し、かつ、第２狭帯域光源４０２はＢ狭帯域光（以下、本実施形態において第２狭帯域光という）４０４を発光する。なお、第１狭帯域光源４０１及び第２狭帯域光源４０２は、発光する狭帯域光の波長を変更可能にすることが好ましい。この場合、第１狭帯域光源４０１は、例えば、互いに波長が異なる狭帯域光を発光する複数のＬＥＤ、広帯域光源と複数の光学フィルタの組み合わせ等によって構成することができる。第２狭帯域光源４０２も同様である。
【００８４】
特定深さ強調観察モードにおいては、撮像フレームＦ１を第１撮像フレームと、次の撮像フレームＦ２を第２撮像フレームとする場合、図２４に示すように、光源制御部２２は、第１撮像フレームＦ１の蓄積期間においては、Ｒ広帯域光２９と第１狭帯域光４０３を点灯する。そして、第１撮像フレームＦ１の読出期間においては、Ｒ広帯域光２９の点灯を維持し、かつ、第１狭帯域光４０３は消灯する。一方、第２撮像フレームＦ２の蓄積期間においては、Ｒ広帯域光２９と第２狭帯域光４０４を点灯する。そして、第２撮像フレームＦ２の読出期間においては、Ｒ広帯域光２９の点灯を維持し、かつ、第２狭帯域光４０４は消灯する。
【００８５】
したがって、第１撮像フレームＦ１において取得するＢ画像は、第１狭帯域光４０３の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第２撮像フレームＦ２において取得するＢ画像は、第２狭帯域光４０４の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、かつ、ローリングシャッタ歪みがほぼない。第１撮像フレームＦ１及び第２撮像フレームＦ２において取得するＲ画像は、第１実施形態と同様、従来よりも明るい。以下、区別のため、第１撮像フレームＦ１において取得するＢ画像をＢ１画像といい、第２撮像フレームにおいて取得するＢ画像をＢ２画像という。Ｒ画像については、第１撮像フレームＦ１及び第２撮像フレームＦ２においてＲ広帯域光２９の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像であり、実質的な蓄積期間の長さも共通するので、区別せずにＲ画像という。
【００８６】
図２５に示すように、内視鏡システム１０に特定深さ強調観察モードを設ける場合、画像処理部６１には、変化量算出部４１１と画像生成部４１２を設ける。そして、特定深さ強調観察モードの場合、画像処理部６１は、画像取得部５４からＢ１画像とＢ２画像を取得する。
【００８７】
変化量算出部４１１は、Ｂ１画像とＢ２画像の変化量を画素ごとに算出し、この変化量を各画素の画素値とした変化量画像（図示しない）を生成する。変化量とは、例えば、Ｂ１画像とＢ２画像の各画素の比または差である。
【００８８】
画像生成部４１２は、Ｂ１画像とＢ２画像のうちいずれか一方を輝度チャンネルに割り当て、かつ、変化量算出部４１１が生成した変化量画像を色差チャンネルに割り当てた観察画像を生成する。この観察画像は、第１狭帯域光４０３及び第２狭帯域光４０４の波長の組み合わせによって定まる特定の深さにある組織または構造等を強調した画像（以下、特定深さ強調画像という）になる。画像生成部４１２は、生成した特定深さ強調画像を表示制御部６６に入力することにより、モニタ１８に表示する。なお、色差チャンネルは、ＣｒチャンネルとＣｂチャンネルの２つのチャンネルがあるので、画像生成部４１２は、ＣｒチャンネルとＣｂチャンネルに、例えば、それぞれ異なる重み付けをした変化量画像を割り当てる。
【００８９】
上記特定深さ強調観察モードにおいては、撮像画像にローリングシャッタ歪みがあると、変化量算出部４１１が算出する変化量の算出精度が低下する。変化量の算出精度が低い場合、例えば、特定深さ強調画像において強調する組織または構造等の深さの精度（深さの選択精度）が低下する。しかし、Ｂ１画像及びＢ２画像にはローリングシャッタ歪みがほぼないので、本実施形態の特定深さ強調観察モードにおいては正確な変化量を算出することができる。その結果、特定深さ強調画像においては、第１狭帯域光４０３及び第２狭帯域光４０４の波長によって定まる任意深さの組織または構造を正確に強調することができる。
【００９０】
なお、上記第４実施形態のように、内視鏡システム１０に特定深さ強調観察モードを設ける際には、プロセッサ装置１６に静止度算出部４２１を設けることが好ましい（図２５参照）。静止度算出部４２１は、第２実施形態の静止度算出部２５１及び第３実施形態の静止度算出部３２１と同様に、Ｒ画像を用いて静止度を算出する。また、本実施形態の静止度算出部４２１は、第３実施形態の静止度算出部３２１と同様に、算出した静止度を画像処理部６１に入力する。
【００９１】
画像処理部６１においては、変化量算出部４１１において静止度を使用する。具体的には、変化量算出部４１１は、変化量を算出する際に、静止度を用いてＢ１画像及びＢ２画像の位置合わせをする。これらの撮像画像にはローリングシャッタ歪みがないとしても、取得した撮像フレームが異なるので、観察対象等に動きがあれば、変化量の算出精度が低下するからである。変化量算出部４１１は、静止度を用いてＢ１画像とＢ２画像の位置合わせをすることにより、より正確に変化量を算出することができる。その結果、特定深さ強調画像においては、強調する組織又は構造の深さの選択精度が向上する。
【００９２】
上記第４実施形態においては、Ｒ広帯域光２９が第１色光であり、かつ、第１狭帯域光４０３及び第２狭帯域光４０４の両方またはいずれか一方が第２色光である。上記第４実施形態においては第１狭帯域光４０３と第２狭帯域光４０４はいずれもＢ画素において受光するのでＢ画素が第２色画素である。但し、第１狭帯域光４０３及び第２狭帯域光４０４の各波長の選択の仕方によっては、第１狭帯域光４０３の反射光等を受光する画素と、第２狭帯域光４０４の反射光等を受光する画素とが異なることがあるが、第１狭帯域光４０３を第２色光とする場合には第１狭帯域光４０３の反射光等を受光する画素が第２色画素であり、第２狭帯域光４０４の反射光等を第２色光とする場合には第２狭帯域光４０４を受光する画素が第２色画素である。そして、第１狭帯域光４０３及び第２狭帯域光４０４の両方を第２色光とする場合には、第１狭帯域光４０３の反射光等を受光する画素と第２狭帯域光４０４の反射光等を受光する画素の集合が実質的に第２色画素を構成する。いずれにしても、第１色光は赤色光であり、かつ、第２色光は赤色光の波長帯域よりも短波長帯域の光である。
【００９３】
［第５実施形態］
上記第１実施形態から第４実施形態の各観察モードの他に、本発明は、粘膜下の特に深い位置にある太い血管（以下、深層血管という）を強調する深層血管強調観察モードにも好適である。
【００９４】
内視鏡システム１０に深層血管強調観察モードを設ける場合、図２６に示すように、光源部２０には、少なくとも、第１Ｒ狭帯域光源５０１、第２Ｒ狭帯域光源５０２、Ｒ広帯域光源２６、及び、Ｃｙ広帯域光源５０３を設ける。第１Ｒ狭帯域光源５０１は、図２７に示すように、例えば中心波長が約６００ｎｍの赤色の狭帯域光（以下、第１Ｒ狭帯域光という）５０６を発光する。また、第２Ｒ狭帯域光源５０２は、例えば中心波長が約６３０ｎｍの赤色の狭帯域光（以下、第２Ｒ狭帯域光という）５０７を発光する。そして、Ｃｙ広帯域光源５０３は、波長帯域が約４００ｎｍから約５５０ｎｍに及ぶシアン色の広帯域光（以下、Ｃｙ広帯域光という）５０９を発光する。
【００９５】
深層血管強調観察モードにおいては、撮像フレームＦ１を第１撮像フレームと、次の撮像フレームＦ２を第２撮像フレームとする場合、図２８に示すように、光源制御部２２は、第１撮像フレームＦ１の蓄積期間においては、第１Ｒ狭帯域光５０６とＣｙ広帯域光５０９を点灯する。そして、第１撮像フレームＦ１の読出期間においては、第１Ｒ狭帯域光５０６を消灯し、代わりにＲ広帯域光２９を点灯し、かつ、Ｃｙ広帯域光５０９の点灯を維持する。一方、第２撮像フレームＦ２の蓄積期間においては、第２Ｒ狭帯域光５０７とＣｙ広帯域光５０９を点灯する。そして、第２撮像フレームＦ２の読出期間においては、第２Ｒ狭帯域光５０７を消灯し、代わりにＲ広帯域光２９を点灯し、かつ、Ｃｙ広帯域光５０９の点灯を維持する。
【００９６】
したがって、第１撮像フレームＦ１において取得するＲ画像は、第１Ｒ狭帯域光５０６の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、Ｒ広帯域光２９の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、を重ね合わせた画像であり、少なくとも第１Ｒ狭帯域光５０６の反射光等を用いて撮像した画像成分にはローリングシャッタ歪みがほぼない。同様に、第２撮像フレームＦ２において取得するＲ画像は、第２Ｒ狭帯域光５０７の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、Ｒ広帯域光２９の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像成分と、を重ね合わせた画像であり、少なくとも第２Ｒ狭帯域光５０７の反射光等を用いて撮像した画像成分にはローリングシャッタ歪みがほぼない。以下、区別のため、第１撮像フレームＦ１において取得するＲ画像をＲ１画像といい、第２撮像フレームＦ２において取得するＲ画像をＲ２画像という。なお、第１撮像フレームＦ１及び第２撮像フレームＦ２において取得するＢ画像は、Ｃｙ広帯域光５０９が含む青色の成分の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像である。同様に、第１撮像フレームＦ１及び第２撮像フレームＦ２において取得するＧ画像は、Ｃｙ広帯域光５０９が含む緑色の成分の反射光等を用いて観察対象を撮像した画像である。
【００９７】
図２９に示すように、内視鏡システム１０に深層血管強調観察モードを設ける場合、画像処理部６１には、変化量算出部５１１と画像生成部５１２を設ける。そして、深層血管強調観察モードの場合、画像処理部６１は、画像取得部５４からＲ１画像及びＲ２画像と、少なくともＧ画像を取得する。
【００９８】
変化量算出部５１１は、Ｒ１画像とＲ２画像の変化量を画素ごとに算出する。本実施形態における変化量とは、例えば、Ｒ１画像とＲ２画像の各画素の比または差である。また、変化量算出部５１１は、変化量を算出すると、算出した変化量に基づく補正係数を算出し、Ｒ１画像またはＲ２画像にこの補正係数を乗算して補正画像（図示しない）を生成する。そして、変化量算出部５１１は、生成した補正画像を画像生成部５１２に入力する。
【００９９】
画像生成部５１２は、Ｒ１画像またはＲ２画像のうち補正画像の生成に使用していない方の画像と、変化量算出部５１１が生成した補正画像と、画像取得部５４から取得するＧ画像を、Ｂチャンネル、Ｇチャンネル、及びＲチャンネルに割り当てることによって観察画像を生成する。この観察画像は、深層血管を強調した画像（以下、深層血管強調画像という）になる。画像生成部５１２は、生成した深層血管強調画像を表示制御部６６に入力することにより、モニタ１８に表示する。
【０１００】
上記深層血管強調観察モードにおいては、Ｒ１画像における第１Ｒ狭帯域光５０６によって撮像した画像成分と、Ｒ２画像における第２Ｒ狭帯域光５０７を用いて観察対象を撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みがあると、変化量算出部５１１が算出する変化量の算出精度が低下する。変化量の算出精度が低い場合、例えば、深層血管強調画像において、深層血管の強調が弱まって、深層血管の視認性が低下する。しかし、Ｒ１画像においては、少なくとも第１Ｒ狭帯域光５０６によって撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みはほぼなく、かつ、Ｒ２画像においては、少なくとも第２Ｒ狭帯域光５０７を用いて観察対象を撮像した画像成分にローリングシャッタ歪みがほぼない。したがって、本実施形態の深層血管強調観察モードにおいては正確な変化量を算出することができる。その結果、深層血管強調画像においては、深層血管を明瞭に強調することができる。
【０１０１】
なお、上記第５実施形態のように、内視鏡システム１０に深層血管強調観察モードを設ける際には、プロセッサ装置１６に静止度算出部５２１を設けることが好ましい（図２９参照）。静止度算出部５２１は、第２実施形態から第４実施形態の各静止度算出部と同様の静止度を算出する。但し、本実施形態においては、静止度算出部５２１は、Ｇ画像またはＢ画像を用いて静止度を算出する。本実施形態におけるＧ画像及びＢ画像は、ローリングシャッタ歪みがあるため、第１実施形態から第４実施形態のＧ画像またはＢ画像よりも、細かい血管等の像が写りにくくなっている。このため、本実施形態においてはＧ画像またはＢ画像を用いて正確な静止度を算出可能である。
【０１０２】
静止度算出部５２１は、第４実施形態の静止度算出部４２１と同様に、算出した静止度を画像処理部６１に入力する。画像処理部６１では、変化量算出部５１１が変化量を算出する際に、静止度を用いてＲ１画像とＲ２画像の位置合わせをする。これにより、変化量算出部５１１は、より正確に変化量を算出することができる。その結果、深層血管強調画像においては、より明瞭に深層血管を強調することができるので、深層血管の視認性が向上する。
【０１０３】
上記第５実施形態においては、Ｃｙ広帯域光５０９が第１色光であり、Ｃｙ広帯域光５０９を受光するＧ画素またはＢ画素が第１色画素である。また、第５実施形態においては、第１Ｒ狭帯域光５０６及び第２Ｒ狭帯域光５０７が第２色光であり、これらの反射光等を受光するＲ画素が第２色画素である。したがって、第１実施形態から第４実施形態とは異なり、第５実施形態においては第２色光が赤色光であり、かつ、第１色光は赤色光よりも短波長帯域の光である。
【０１０４】
なお、上記第３実施形態から第５実施形態の各観察モードにおいてはいずれも、光源制御部２２が、イメージセンサ４８の蓄積期間ごとに照明光の波長帯域または分光スペクトルを変更し、これら複数の撮像フレームにおいて取得した複数の撮像画像を用いた演算（以下、マルチフレーム演算という）をし、かつ、これら複数の撮像フレームにおいて取得した複数の撮像画像を用いて観察画像（以下、マルチフレーム観察画像という）を生成する。上記第３実施形態から第５実施形態から分かる通り、マルチフレーム演算をする場合、または、マルチフレーム観察画像を生成する場合には、静止度算出部を設け、静止度算出部が算出した静止度を用いて、マルチフレーム演算またはマルチフレーム観察画像の生成に使用する撮像画像の位置合わせをすることが好ましい。
【０１０５】
また、上記第３実施形態から第５実施形態においては、複数の読出期間において取得した信号を用いて生成した複数の撮像画像を用いて、１つのマルチフレーム観察画像を静止しているが、複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号を用いて１つのマルチフレーム観察画像を生成することができる。例えば、画像処理部６１が画像取得部５４の機能を有する場合、または、画像取得部５４が画像処理部６１の機能を有する場合は、複数の読出期間においてそれぞれ取得する複数の信号を用いて１つのマルチフレーム観察画像を生成することになる。
【０１０６】
また、上記第３実施形態から第５実施形態の通り、マルチフレーム演算をするシステムまたはマルチフレーム観察画像を生成するシステムにおいて静止度算出部を設ける場合には、静止度算出部は、第１色画素から得た信号、または、第１色画素から得た信号を用いて生成した撮像画像を用いて静止度を算出することが好ましい。第１色画素から得た信号、または、第１色画素から得た信号を用いて生成した撮像画像を用いれば、静止度を正確に算出できるからである。
【０１０７】
なお、第１実施形態から第５実施形態の各観察モードは、内視鏡システム１０に任意に組み合わせて設けることができる。
【０１０８】
上記第１実施形態から第５実施形態においては、撮像制御部２３は、いわゆるプログレッシブ方式でイメージセンサ４８の画素から信号を読み出すが、いわゆるインタレース方式でイメージセンサ４８の画素から信号を読み出しても良い。この場合、撮像制御部５３は、１画素行おきに信号の読み出し及びリセットを行う。この場合、イメージセンサ４８の各画素は、Ｒ画素（第１色画素）を含む画素行の集合体である第１画素群と、Ｒ画素（第１色画素）を含まない画素行の集合体である第２画素群と、を構成する。すなわち、インタレース方式で読み出しを行う場合には、第１画素群と第２画素群の各画素群ごとに信号の読み出し及びリセットを行う。そして、第１画素群または第２画素群が含む色ごとに、撮像画像を取得する。
【０１０９】
例えば、第１実施形態の通常観察モードの場合、図３０に示すように、画素行ごとの読み出しを、奇数行の読み出しと偶数行の読み出しとに分けて、順次読み出す。各画素群の信号の読み出し及びリセットはローリングシャッタ方式である。また、各画素群なかでは、画素行の番号が小さい順に順次信号の読み出し及びリセットを行う。上記のように、インタレース方式で読み出しを行う場合、第１画素群のＲ画素の信号を用いて形成するＲ画像と、第１画素群のＧ画像の信号を用いて形成するＧ画像（以下、区別のためＧｒ画像という）と、第２画素群のＢ画素の信号を用いて形成するＢ画像と、第２画素群のＧ画素の信号を用いて形成するＧ画像（以下、区別のためＧｂ画像という）と、の４種類の撮像画像を取得することになる。このため、図３１に示すように、画像処理部６１は、まずＧｒ画像とＧｂ画像を用いて、上記第１実施形態と同様のＧ画像を生成し、その後、このＧ画像と、Ｂ画像及びＲ画像とを用いて通常観察画像を生成する。なお、第２実施形態から第５実施形態の各観察モードにおいても、第１実施形態の通常観察モードと同様にインタレース方式で信号の読み出しをすることができる。
【０１１０】
第１実施形態から第５実施形態においては、イメージセンサ４８はいわゆる原色系のカラーセンサであるが、シアン、マゼンタ、イエロー、及びグリーン等の補色系のカラーフィルタを用いた補色系カラーセンサも使用することができる。イメージセンサ４８を補色系のカラーセンサを使用する場合には、照明光が含む第１色光及び第２色光の成分を第１実施形態から第５実施形態のように制御すれば良い。また、補色系のカラーセンサから取得する補色画像は、第１実施形態から第５実施形態のようにＲＧＢ各色の画像に変換可能であるから、画像処理等は上記第１実施形態から第５実施形態と同様に行うことができる。
【０１１１】
上記第１実施形態から第５実施形態においては、イメージセンサ４８の画素配列はいわゆる正方配列であるが、イメージセンサ４８の画素配列はいわゆるハニカム配列等、正方配列以外の配列であっても良い。
【０１１２】
上記第１実施形態から第５実施形態においては、光源部２０が有する光源はＬＥＤであるが、内視鏡システム１０は、ＬＥＤの代わりに、ＬＤ（Laser Diode）等の他の半導体光源を用いても良い。半導体光源と、半導体光源が発光する光を励起光として他の色の光を発光する蛍光体等を組み合わせて用いても良い。キセノンランプ等のランプ光源も光源部２０に使用しても良い。また、半導体光源、半導体光源と蛍光体、及び、ランプ光源とともに波長帯域または分光スペクトルを調節する光学フィルタを組み合わせて光源部２０の光源を構成しても良い。例えば、白色ＬＥＤに光学フィルタを組み合わせて使用することで、第１実施形態から第５実施形態で使用する各色の光を発生することができる。
【０１１３】
第１実施形態から第５実施形態においては、イメージセンサ４８が設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムにおいて本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムにおいても本発明は好適である。図３２に示すように、例えば、カプセル内視鏡システムにおいては、カプセル内視鏡７００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。
【０１１４】
カプセル内視鏡７００は、光源部７０２と制御部７０３と、イメージセンサ７０４と、画像処理部７０６と、送受信アンテナ７０８と、を備えている。光源部７０２は、光源部２０に対応する。制御部７０３は、光源制御部２２及び制御部５２と同様に機能する。また、制御部７０３は、送受信アンテナ７０８を用いて、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線を使用して通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記各実施形態のプロセッサ装置１６とほぼ同様であるが、画像取得部５４及び画像処理部６１に対応する画像処理部７０６はカプセル内視鏡７００に設けられ、観察画像は、送受信アンテナ７０８を介してプロセッサ装置に送信される。イメージセンサ７０４はイメージセンサ４８と同様である。
【符号の説明】
【０１１５】
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
１３ａ  モード切り替えスイッチ
１３ｂ  ズーム操作部
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１８  モニタ
１９  コンソール
２０、７０２  光源部
２２  光源制御部
２３  撮像制御部
２４  Ｂ広帯域光源
２５  Ｇ広帯域光源
２６  Ｒ広帯域光源
２７  Ｂ広帯域光
２８  Ｇ広帯域光
２９  Ｒ広帯域光
３０ａ  照明光学系
３０ｂ  撮影光学系
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
４８、７０４  イメージセンサ
５２、７０３  制御部
５３  撮像制御部
５４  画像取得部
５６  ＤＳＰ
５８  ノイズ低減部
５９  変換部
６１、７０６  画像処理部
６６  表示制御部
２２４  狭帯域光源
２２５  Ｇ狭帯域光源
２２７  Ｂ狭帯域光
２２８  Ｇ狭帯域光
２５１、３２１、４２１、５２１  静止度算出部
２５２  Ｖ狭帯域光源
３０１  狭帯域光源
３１１  信号比算出部
３１２  酸素飽和度算出部
３１３  相関関係記憶部
３１４、４１２、５１２  画像生成部
４０１  第１狭帯域光源
４０２  第２狭帯域光源
４０３  第１狭帯域光
４０４  第２狭帯域光
４１１、５１１  変化量算出部
５０１  第１Ｒ狭帯域光源
５０２  第２Ｒ狭帯域光源
５０３  Ｃｙ広帯域光源
５０６  第１Ｒ狭帯域光
５０７  第２Ｒ狭帯域光
５０９  Ｃｙ広帯域光
７００  カプセル内視鏡
７０８  送受信アンテナ
Ｆ１、Ｆ２  撮像フレーム
Ｌ１  蓄積期間の長さ
Ｌ２  実質的蓄積期間
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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