(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発する第１の半導体光源と、
前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発する第２の半導体光源と、
前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成する波長変換部材と、
前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を撮像することにより得られた画像信号に基づいて、肥厚を少なくとも含む被検体画像を生成する画像生成部と、
前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るコントラスト調整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】
青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発する第１の半導体光源と、
前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発する第２の半導体光源と、
前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成する波長変換部材と、
前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を撮像することにより得られた画像信号に基づいて、微細構造を少なくとも含む被検体画像を生成する画像生成部と、
前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項３】
前記第１の照明光は中心波長が４０５ｎｍであり、前記第２の照明光は中心波長が４４５ｎｍであり、前記白色光は４６０〜７００ｎｍの波長範囲を有していることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記波長変換部材は蛍光体であることを特徴とする請求項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】
前記肥厚強調画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１，請求項１を引用する請求項３，４のいずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記微細構造強調画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項２，請求項２を引用する請求項３，４のいずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項７】
青色帯域において狭帯域化された第１青色光を発する青色光光源と、
前記第１青色光よりも長波長側にある第２青色光と、緑色光と、赤色光とを発して白色光を生成する白色光光源と、
前記第２青色光の光量が前記第１青色光の光量よりも大きくなるように、前記第１青色光及び前記第２青色光の光量を制御する光源制御部と、
前記第１青色光及び前記白色光で照明された被検体を撮像して得られた画像信号に基づいて、肥厚を少なくとも含む中深層強調画像を生成する画像生成部と、
前記中深層強調画像の色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項８】
青色帯域において狭帯域化された第１青色光を発する青色光光源と、
前記第１青色光よりも長波長側にある第２青色光と、緑色光と、赤色光とを発して白色光を生成する白色光光源と、
前記第１青色光の光量が前記第２青色光の光量よりも大きくなるように、前記第１青色光及び前記第２青色光の光量を制御する光源制御部と、
前記第１青色光及び前記白色光で照明された被検体を撮像して得られた画像信号に基づいて、微細構造を少なくとも含む表層強調画像を生成する画像生成部と、
前記表層強調画像の色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項９】
第１の半導体光源が、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発するステップと、
第２の半導体光源が、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発するステップと、
波長変換部材が、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成するステップと、
前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を電子内視鏡が撮像することによって得られた画像信号に基づいて、画像生成部が、肥厚を少なくとも含む被検体画像を生成するステップと、
コントラスト調整部が、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るステップと、を備えることを特徴とする内視鏡システムの作動方法。
【請求項１０】
第１の半導体光源が、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発するステップと、
第２の半導体光源が、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発するステップと、
波長変換部材が、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成するステップと、
前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を電子内視鏡が撮像することによって得られた画像信号に基づいて、画像生成部が、微細構造を少なくとも含む被検体画像を生成するステップと、
コントラスト調整部が、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るステップと、を備えることを特徴と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、生体組織上に形成されるピットパターンなどの微細構造や肥厚などの凹凸パターンを明瞭に観察することができる内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、及び画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療においては、内視鏡装置を用いた診断等が広く行われている。この内視鏡診断では、被検体内の照明光として広帯域光の白色光を用いる通常光観察の他、特定波長の特殊光を照明光として用いることによって、ガンなどの病変部を他の部位よりも明瞭化したり、また、病変部の位置や大きさを直感的に把握し易くする特殊光観察も行われるようになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、生体組織の深さ方向への深達度及び血中ヘモグロビンの吸光特性が波長依存性を有すること利用し、短波長の青色狭帯域光で、生体組織表層に形成される微細血管やピットパターンなどの微細構造の明瞭化するとともに、青色狭帯域光よりも長波長の緑色狭帯域光で、生体組織の中深層に位置する太い血管を明瞭化している。これら表層〜中深層の血管や表層微細構造は、ガンの鑑別や深達度診断をする際の重要な手がかりとなることから、青色狭帯域光や緑色狭帯域光で明瞭化することによって、鑑別等の精度を飛躍的に向上させることができる。
【０００４】
また、特許文献２では、自家蛍光を励起するための励起光を生体組織に照射したときには、ガンなどの病変によって肥厚している病変部位からの自家蛍光は、肥厚していない正常部位からの自家蛍光よりも光量が減少するという特性を利用することで、病変部位と正常部位との境界の明確化を図っている。このように病変部位との境界を明確化することで、スクリーニング時のように遠景状態から観察を行う場合に、病変部の位置や大きさの把握が容易になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７０００９号公報
【特許文献２】特開平８−２５２２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、ガンの鑑別方法や深達度診断の方法は多岐にわたっている。したがって、表層微細血管や中深層血管などの血管パターンと、表層微細構造や肥厚などの凹凸パターンの両方から、ガン診断を行う場合の他、凹凸パターンのみに着目して診断を行う場合もある。このように凹凸パターンのみに着目して診断を行う場合には、凹凸パターンの視認性を向上させる一方で、血管パターンの視認性を低下させる必要がある。
【０００７】
この凹凸パターンのみの明瞭化については、特許文献１には記載及び示唆がない。また、特許文献２によれば、凹凸パターンのうち肥厚の明瞭化を行うことができる。しかしながら、肥厚の検出に用いる自家蛍光は微弱であるため、これを感度良く捉えるためには、ＥＭＣＣＤのような高感度の撮像素子が別途必要となってしまう。
【０００８】
本発明は、表層微細構造や肥厚などの生体組織上の凹凸のみを明瞭化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】
【０００９】
本発明の内視鏡システムは、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発する第１の半導体光源と、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発する第２の半導体光源と、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成する波長変換部材と、前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を撮像することにより得られた画像信号に基づいて、肥厚を少なくとも含む被検体画像を生成する画像生成部と、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の内視鏡システムは、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発する第１の半導体光源と、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発する第２の半導体光源と、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成する波長変換部材と、前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を撮像することにより得られた画像信号に基づいて、微細構造を少なくとも含む被検体画像を生成する画像生成部と、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の内視鏡システムは、青色帯域において狭帯域化された第１青色光を発する青色光光源と、前記第１青色光よりも長波長側にある第２青色光と、緑色光と、赤色光とを発して白色光を生成する白色光光源と、前記第２青色光の光量が前記第１青色光の光量よりも大きくなるように、前記第１青色光及び前記第２青色光の光量を制御する光源制御部と、前記第１青色光及び前記白色光で照明された被検体を撮像して得られた画像信号に基づいて、肥厚を少なくとも含む中深層強調画像を生成する画像生成部と、前記中深層強調画像の色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする。
本発明の内視鏡システムは、青色帯域において狭帯域化された第１青色光を発する青色光光源と、前記第１青色光よりも長波長側にある第２青色光と、緑色光と、赤色光とを発して白色光を生成する白色光光源と、前記第１青色光の光量が前記第２青色光の光量よりも大きくなるように、前記第１青色光及び前記第２青色光の光量を制御する光源制御部と、前記第１青色光及び前記白色光で照明された被検体を撮像して得られた画像信号に基づいて、微細構造を少なくとも含む表層強調画像を生成する画像生成部と、前記表層強調画像の色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るコントラスト調整部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記第１の照明光は中心波長が４０５ｎｍであり、前記第２の照明光は中心波長が４４５ｎｍであり、前記白色光は４６０〜７００ｎｍの波長範囲を有していることが好ましい。前記波長変換部材は蛍光体であることが好ましい。前記肥厚強調画像を表示する表示手段を備えることが好ましい。または、前記微細構造強調画像を表示する表示手段を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、第１の半導体光源が、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発するステップと、第２の半導体光源が、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発するステップと、波長変換部材が、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成するステップと、前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を電子内視鏡が撮像することによって得られた画像信号に基づいて、画像生成部が、肥厚を少なくとも含む被検体画像を生成するステップと、コントラスト調整部が、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記肥厚のみを強調した肥厚強調画像を得るステップと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、第１の半導体光源が、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光を発するステップと、第２の半導体光源が、前記第１の照明光とは波長域が異なる第２の照明光を発するステップと、波長変換部材が、前記第２の照明光のうち一部の光を吸収して緑色光及び赤色光を発し、前記第２の照明光のうち前記一部の光以外のその他の光と前記緑色光及び赤色光とによって白色光を生成するステップと、前記第１の照明光及び前記白色光で照明された被検体を電子内視鏡が撮像することによって得られた画像信号に基づいて、画像生成部が、微細構造を少なくとも含む被検体画像を生成するステップと、コントラスト調整部が、前記被検体画像について色特性値に応じてコントラストを調整することによって、前記微細構造のみを強調した微細構造強調画像を得るステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、凹凸強調画像生成手段で得られる凹凸強調画像は、青色帯域において狭帯域化された第１の照明光と波長変換部材で白色光を励起するための第２の照明光との光量比に応じて、被検体画像の色特性値を調整して得られた画像であるため、この凹凸強調画像では、表層微細構造や肥厚などの生体組織上の凹凸のみが明瞭化されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】内視鏡システムを示す図である。
【図２】内視鏡システムの内部構成を示す図である。
【図３Ａ】通常観察モード時における白色光Ｗの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３Ｂ】微細構造観察モード時における白色光Ｗの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３Ｃ】肥厚観察モード時における白色光Ｗの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３Ｄ】微細構造・肥厚観察モード時における白色光Ｗの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４Ａ】ズームレンズがワイド位置にある場合の被検体内の画像を示す図である。
【図４Ｂ】ズームレンズがテレ位置にある場合の被検体内の画像を示す図である。
【図５】Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルターの分光透過率を示すグラフである。
【図６Ａ】通常観察モード時におけるＣＣＤの撮像制御を説明するための図である。
【図６Ｂ】微細構造観察モード、肥厚観察モード、微細構造・肥厚観察モード時におけるＣＣＤの撮像制御を説明するための図である。
【図７】特殊光画像生成部の内部構成を示す図である。
【図８】微細構造強調画像の生成方法を説明するための図である。
【図９】肥厚強調画像の生成方法を説明するための図である。
【図１０】微細構造観察モードにおける一連の流れを表したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、内視鏡システム１０は、被検体内を撮像する電子内視鏡１１と、電子内視鏡１１で撮像した画像に各種画像処理を施すプロセッサ装置１２と、被検体を照明する光を電子内視鏡１１に供給する光源装置１３と、プロセッサ装置１２で各種画像処理が施された画像を表示するモニタ１４とを備えている。
【００１８】
電子内視鏡１１は、被検体内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に設けられた操作部１７と、操作部１７とプロセッサ装置１２及び光源装置１３との間を連結するユニバーサルコード１８とを備えている。挿入部１６の先端には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１９が形成されている。湾曲部１９は、操作部１７のアングルノブ２１を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部１９の先端には、体腔内撮影用の光学系等を内蔵した先端部１６ａが設けられている。先端部１６ａは、湾曲部１９の湾曲動作によって被検体内の所望の方向に向けられる。
【００１９】
また、操作部１７には、各種モードに切り替えるためのモード切替ＳＷ１５が設けられている。モードは、白色光で照明された被検体を撮像することで得られる通常光画像をモニタ１４に表示する通常観察モードと、生体組織の表層上に形成された微細構造を強調した微細構造強調画像をモニタ１４に表示する微細構造観察モードと、生体組織において表層から中深層にかけて厚みを帯びた肥厚を強調した肥厚強調画像をモニタ１４に表示する肥厚観察モードと、微細構造及び肥厚の両方を微細構造・肥厚強調画像をモニタ１４に表示する微細構造・肥厚観察モードとの合計３つのモードで構成される。
【００２０】
ユニバーサルコード１８には、プロセッサ装置１２および光源装置１３側にコネクタ２４が取り付けられている。コネクタ２４は、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタであり、電子内視鏡１１は、このコネクタ２４を介して、プロセッサ装置１２および光源装置１３に着脱自在に接続される。
【００２１】
光源装置１３は、特定波長の励起光ＥＬを発する励起光光源３０と、青色帯域において特定波長に狭帯域化された青色狭帯域光ＢＮを発する青色狭帯域光源３１と、励起光光源３０からの励起光ＥＬが入射する励起光用光ファイバ３２と、青色狭帯域光源３１からの青色狭帯域光ＢＮが入射する青色狭帯域光用光ファイバ３３と、これら光ファイバ３２，３３と電子内視鏡内のライトガイド４３とを光学的に連結するカプラー３５と、励起光光源３０及び青色狭帯域光源３１のＯＮ・ＯＦＦを切り替えるための光源切替部３６と、励起光光源３０及び青色狭帯域光源３１の光量を調整する光量制御部３７を備えている。
【００２２】
励起光光源３０はレーザーダイオードなどの半導体光源で構成され、中心波長４４５ｎｍの励起光ＥＬを発する（図３Ａ〜Ｄ参照）。この励起光ＥＬは、励起光用光ファイバ３２、カプラー３５及びライトガイド４３を介して、電子内視鏡１１の先端部１６ａに設けられた蛍光体４０に照射される。蛍光体４０では、励起光ＥＬの一部を吸収して緑色〜赤色（４６０〜７００ｎｍ）の蛍光ＦＬを励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質）を含んで構成される。蛍光体４０で励起発光した蛍光ＦＬは、蛍光体４０により吸収されず透過した励起光ＥＬと合波することで、白色光Ｗが生成される（図３Ａ〜Ｄ参照）。この白色光Ｗは、表層から中深層に至るまでの大きい深達度を有していることから、肥厚などの検出に用いられる。
【００２３】
青色狭帯域光源３１はレーザーダイオードなどの半導体光源で構成され、中心波長４０５ｎｍの青色狭帯域光ＢＮを発する（図３Ａ〜Ｄ参照）。この青色狭帯域光ＢＮは、生体組織の表層にまで深達度を有していることから、生体組織の表層にある表層微細血管や微細構造を明るく光らせるために用いられる。
【００２４】
光源切替部３６はプロセッサ装置内のコントローラー５９に接続されており、設定されているモードに応じて、励起光光源３０及び青色狭帯域光源３１のＯＮ（点灯）、ＯＦＦ（消灯）を切り替える。通常観察モードに設定されている場合には、励起光光源３０が常時ＯＮにされる一方で、青色狭帯域光源３１は常時ＯＦＦにされる。したがって、被検体には白色光Ｗのみが常時照射される。一方、微細構造観察モード、肥厚観察モード、又は微細構造・肥厚観察モードに設定されている場合には、励起光光源３０と青色狭帯域光源３１の両方が常時ＯＮにされる。これにより、白色光Ｗ及び青色狭帯域光ＢＮの両方が、被検体に照射される。
【００２５】
光量制御部３７はプロセッサ装置内のコントローラー５９に接続されており、設定されているモードに応じて、励起光光源３０及び青色狭帯域光源３１の光量を調整する。通常観察モードに設定されている場合には、図３Ａに示すように、励起光ＥＬは光量ＥＬｃに調整される。通常観察モード以外のモードでは、この光量ＥＬｃを基準に、励起光ＥＬ及び青色狭帯域光ＢＮの光量の調整が行われる。微細構造観察モードに設定されている場合には、図３Ｂに示すように、励起光ＥＬを光量ＥＬｃよりも小さい光量ＥＬｓに調整することにより、白色光Ｗ全体の光量を減少させる。一方、青色狭帯域光ＢＮは光量ＥＬｃよりも大きい光量ＢＮｓに調整される。即ち、励起光ＥＬと青色狭帯域光ＢＮの光量比において、青色狭帯域光ＢＮの割合の方が高くなるように調整される。
【００２６】
肥厚観察モードに設定されている場合には、図３Ｃに示すように、励起光ＥＬを光量ＥＬｃよりも大きい光量ＥＬｄに調整することにより、白色光Ｗ全体の光量を増加させる。一方、青色狭帯域光ＢＮは光量ＥＬｃよりも小さい光量ＢＮｄに調整される。即ち、励起光ＥＬと青色狭帯域光ＢＮの光量比において、励起光ＥＬの割合の方が高くなるように調整される。微細構造・肥厚観察モードに設定されている場合には、図３Ｄに示すように、励起光ＥＬを光量ＥＬｃよりも大きい光量ＥＬｂに調整することで白色光Ｗ全体の光量を増加させるとともに、青色狭帯域光ＢＮも光量ＥＬｃよりも大きい光量ＢＮｂに調整される。また、光量の調整時には、励起光ＥＬと青色狭帯域光ＢＮの光量比が１：１となるように、それぞれの光量が調整される。
【００２７】
図２に示すように、電子内視鏡１１は、ライトガイド４３、ＣＣＤ４４、アナログ処理回路４５（ＡＦＥ：Analog Front End）、撮像制御部４６、倍率制御部４７を備えている。ライトガイド４３は大口径光ファイバ、バンドルファイバなどであり、入射端が光源装置内のカプラー３５に挿入されており、出射端が蛍光体４０に向けられている。ライトガイド４３内で導光された光は、蛍光体４０、ズームレンズ４８ａ、照射レンズ４８ｂ、及び照明窓４９を通して、被検体内に照射される。
【００２８】
ズームレンズ４８ａには、このズームレンズ４８ａを光軸方向に移動させるアクチュエータ４８ｃが取り付けられている。アクチュエータ４８ｃは、コントローラ５９に接続された倍率制御部４７によって駆動制御される。倍率制御部４７は、ズーム操作部２０で設定された倍率に応じた位置にズームレンズ４８ａが移動するように、アクチュエータ４８ｃを制御する。スクリーニング時のように、被検体内の全体的な様子を観察する必要がある場合には、ズームレンズ４８ａをワイド位置にセットして、図４Ａのような非拡大画像をモニタ１４に表示させる。一方、癌の鑑別診断時のように、観察部位の詳細構造を観察する必要がある場合には、ズームレンズ４８ａをテレ位置にセットして、図４Ｂのような拡大画像をモニタ１４に表示させる。
【００２９】
なお、通常観察モード時、肥厚観察モード時には、被検体内の全体的な様子を観察することが多いことから、ズームレンズ４８ａをワイド位置にセットすることが多い。一方、微細構造観察モード時には、観察対象を拡大して観察することが多いことから、ズームレンズ４８ａをテレ位置にセットすることが多い。
【００３０】
図２に示すように、観察窓５０は、被検体からの戻り光を受光する。受光した光は、集光レンズ５１を介してＣＣＤ４４に入射する。ＣＣＤ４４は、集光レンズ５１からの光が入射する撮像面４４ａを有しており、この撮像面４４ａで受光した光を光電変換して信号電荷を蓄積する。蓄積された信号電荷は撮像信号として読み出され、ＡＦＥ４５に送られる。ＣＣＤ４４はカラーＣＣＤであり、撮像面４４ａには、Ｂ色のカラーフィルタが設けられたＢ画素、Ｇ色のカラーフィルタが設けられたＧ画素、Ｒ色のカラーフィルターが設けられたＲ画素の３色の画素が配列されている。これらＢ色、Ｇ色、Ｒ色のカラーフィルターは、図５に示す曲線５２，５３，５４で示される分光透過率を有している。
【００３１】
ＡＦＥ４５は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）（いずれも図示省略）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ４４の駆動により生じたノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に入力する。
【００３２】
撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９から指示がなされたときにＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５に出力する。
【００３３】
通常観察モードに設定されている場合には、図６Ａに示すように、１フレーム期間内で、白色光Ｗの像光を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷として読み出すステップとが行なわれる。この撮像制御は、通常観察モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。なお、このモードにおいては、ＣＣＤ４４のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素からは、それぞれ青色信号Ｂｃ、緑色信号Ｇｃ、赤色信号Ｒｃが出力される。
【００３４】
一方、微細構造観察モード、肥厚観察モード、微細構造・肥厚モードに設定されている場合には、図６Ｂに示すように、１フレーム期間内で、白色光Ｗ及び青色狭帯域光ＢＮの像光を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷として読み出すステップとが行なわれる。この撮像制御は、微細構造観察モード、肥厚観察モード、微細構造・肥厚モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。
【００３５】
なお、微細構造観察モード時には、ＣＣＤ４４のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素から、それぞれ青色信号Ｂｓ、緑色信号Ｇｓ、赤色信号Ｒｓが出力される。また、肥厚観察モード時には、ＣＣＤ４４のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素から、それぞれ青色信号Ｂｄ、緑色信号Ｇｄ、赤色信号Ｒｄが出力される。また、微細構造・肥厚観察モード時には、ＣＣＤ４４のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素から、それぞれ青色信号Ｂｂ、緑色信号Ｇｂ、赤色信号Ｒｂが出力される。
【００３６】
図２に示すように、プロセッサ装置１２は、通常光画像生成部５５と、フレームメモリ５６と、特殊光画像生成部５７と、表示制御回路５８を備えており、コントローラー５９が各部を制御している。通常光画像生成部５５は、白色光Ｗの像光を電子内視鏡１１で撮像して得られる信号Ｂｃ、Ｇｃ、Ｒｃから、通常光画像画像を作成する。生成された通常光画像はフレームメモリ５６に一時的に記憶される。
【００３７】
図７に示すように、特殊光画像生成部５７は、微細構造強調画像生成部６１と、肥厚強調画像生成部６２と、微細構造・強調画像生成部６３とを備えている。微細構造強調画像生成部６１は、生体組織表層に形成される微細孔が多数集まったピットパターンなどから構成される表層微細構造などを強調した表層強調画像を生成する画像生成部６１ａと、表層強調画像のコントラストを調整して、表層微細構造のみを強調した微細構造強調画像を生成するコントラスト調整部６１ｂとを備えている。
【００３８】
画像生成部６１ａは、微細構造観察モード時に取得した信号Ｂｓ、Ｇｓ、Ｒｓに基づいて、表層強調画像を生成する。信号Ｂｓは、白色光Ｗの成分よりも青色狭帯域光ＢＮの成分が多く含まれている。この青色狭帯域光ＢＮは、ピットパターンの微細孔に、白色光や青色狭帯域光ＢＮが入り込んで多重散乱現象を生じさせることによって、ピットパターンを明るく光らせる。したがって、ピットパターンがある微細構造の領域の画素値は極めて高くなっている。また、青色狭帯域光ＢＮは生体組織表層にまで深達度を有し、ヘモグロビンの吸光係数が高い波長域に含まれている。そのため、表層強調画像においては表層微細血管が有る領域の画素値は他の領域と比べて小さくなっている。
【００３９】
コントラスト調整部６１ｂは、表層強調画像中で微細構造を強調表示するために、表層強調画像のコントラストを調整する。コントラスト調整に際しては、まず、表層強調画像を色相、彩度、明度の色空間に変換する。色空間変換後の表層強調画像６８では、図８（Ａ）に示すように、微細構造７０の色相は白色に対応する値となり、微細血管７１の色相は黒味を帯びた色に対応する値となり、微細構造７０及び微細血管７１以外の粘膜７２の色相は青味を帯びた色に対応する値となる。
【００４０】
これら色相から、表層強調画像６８における微細構造７０、微細血管７１、粘膜７２の位置を特定する。それらの位置が特定されたら、微細構造７０の明度を大きくする一方で、微細血管７１及び粘膜７２の明度を小さくする。これにより、図８（Ｂ）に示すように、微細構造７０が強調表示される一方で、微細血管７１及び粘膜７２の表示が抑制された微細構造強調画像７４が得られる。この微細構造強調画像７４は、色空間からＲＧＢの画像に変換された後に、表示制御回路５８によってモニタ１４に表示される。なお、コントラスト調整部６１ｂでは明度の増減によって微細構造のコントラストを向上させたが、明度以外の各種色特性値に応じて微細構造及びそれ以外のコントラストを調整してもよい。
【００４１】
以上のように、微細構造観察モードにおいて、微細構造７０が白色で表示され、微細血管７１は黒味を帯びた色で表示され、粘膜７２が青味を帯びた色で表示されるのは、以下の理由からである。微細構造観察モードで被検体に照射される光は、青色狭帯域光ＢＮの成分を多く含んでいるため、青味を帯びた白色光となっている。この青味を帯びた白色光が照明されたときには、ピットパターンなどの微細構造では、微細孔に入り込んだ光が多重散乱現象を起こして白く光る。そのため、微細構造は白色に表示される。また、微細血管は、青色帯域の光に対して高い吸光特性を示すため、微細血管で反射する光の量は減少する。そのため、微細血管は黒味を帯びた色で表示される。これに対して、粘膜は単に反射するだけであるので、青味を帯びて表示される。
【００４２】
肥厚強調画像生成部６２は、生体組織表層から隆起した部位によって表層から中深層にかけて厚みを帯びた肥厚などを強調した中深層強調画像を生成する画像生成部６２ａと、中深層強調画像のコントラストを調整するコントラスト調整部６２ｂとを備えている。
【００４３】
画像生成部６２ａは、肥厚観察モード時に取得した信号Ｂｄ、Ｇｄ、Ｒｄに基づいて、中深層強調画像を生成する。信号Ｇｄ、Ｒｄには、青色狭帯域光ＢＮよりも白色光Ｗの成分が多く含まれている。この白色光Ｗを肥厚部分に照射したときには、肥厚部分からの反射光は、肥厚でない部分の反射光と比較して、光量が落ちている。したがって、肥厚がある領域の画素値は低くなっている。また、白色光Ｗは生体組織の中深層にまで深達度を有してことから、中深層部分に血管がある場合には、その血管部分の画素値は、肥厚がある領域よりも更に低くなっている。以上から、中深層強調画像においては、肥厚していない領域、肥厚している領域、血管領域の順に、画素値が低くなっている。
【００４４】
コントラスト調整部６２ｂは、中深層強調画像中で肥厚を強調表示するために、中深層強調画像のコントラストを調整する。コントラストの調整に際しては、まず、コントラスト調整部６１ｂと同様、中深層強調画像を色相、彩度、明度の色空間に変換する。色空間変換後の中深層強調画像７８では、図９（Ａ）に示すように、肥厚８０の色相は灰色を帯びた色に対応する値となり、中深層血管８１の色相は黒味を帯びた色に対応する値となり、肥厚８０及び中深層血管８１以外の粘膜８２の色相は黄色を帯びた色に対応する値となる。
【００４５】
これら色相から、中深層強調画像７８における肥厚８０、中深層血管８１、粘膜８２の位置を特定する。それらの位置が特定されたら、肥厚８０の明度を大きくする一方で、中深層血管８１及び粘膜８２の明度を小さくする。これにより、図９（Ｂ）に示すように、肥厚８０が強調表示される一方で、中深層血管８１及び粘膜８２の表示が抑制された肥厚強調画像８４が得られる。この肥厚強調画像８４は、色空間からＲＧＢの画像に変換された後、表示制御回路５８によってモニタ１４に表示される。なお、コントラスト調整部６２ｂでは明度の増減によって肥厚のコントラストを向上させたが、明度以外の各種色特性値に応じて微細構造及びそれ以外のコントラストを調整してもよい。
【００４６】
以上のように、肥厚観察モードにおいて、肥厚８０が灰色で表示され、中深層血管８１は黒味を帯びた色で表示され、粘膜８２が黄味を帯びた色で表示されるのは、以下の理由からである。肥厚観察モードで被検体に照射される光は、白色光Ｗの成分のうち蛍光ＦＬの成分を多く含んでいるため、黄味を帯びた白色光となっている。この黄味を帯びた白色光が照明されたときには、肥厚８０は反射光の光量が落ちる特性があるため、灰色で表示される。同様にして、中深層血管８１は肥厚よりも更に反射光の光量が落ちる特性があるため、黒味を帯びた色で表示される。これに対して、粘膜８２は、反射光の光量が落ちることが無いので、黄味を帯びた色で表示される。
【００４７】
微細構造・肥厚強調画像生成部６３は、微細構造・肥厚観察モード時に取得した信号Ｂｂ、Ｇｂ、Ｒｂに基づいて、微細構造とともに肥厚を強調した微細構造・肥厚強調画像を生成する。生成された微細構造・肥厚強調画像は、表示制御回路５８によってモニタ１４に表示される。信号Ｂｂには通常観察モード時の光量ＥＬｃよりも大きい光量ＥＬｂを有する青色狭帯域光ＢＮの成分が含まれているとともに、信号Ｇｂ、Ｒｂには通常観察モード時よりも大きい光量を有する白色光Ｗの成分が含まれている。したがって、微細構造・肥厚強調画像においては、ピットパターンがある微細構造の領域の画素値は極めて高くなっている一方、肥厚している領域は低くなっているため、微細構造及び肥厚部分はそれぞれ強調表示されている。
【００４８】
次に、微細構造観察モードにおける一連の流れを、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。なお、肥厚観察モードや微細構造・肥厚観察モード時における一連の流れも略同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
モード切替ＳＷ１５により微細構造観察モードに切り替えられると、既に点灯している励起光光源３０に加えて、青色狭帯域光源３１が点灯する。また、励起光ＥＬは通常観察モード時の光量ＥＬｃよりも小さい光量ＥＬｓに設定されるとともに、青色狭帯域光ＢＮの光量は光量ＥＬｃよりも大きいＥＬｓに設定される。光量が設定された励起光ＥＬ及び青色狭帯域光ＢＮは、ライトガイド４３等を介して、蛍光体４０に照射される。蛍光体４０では、励起光ＥＬによって白色光Ｗが発せられる一方、青色狭帯域光ＢＮはそのまま透過する。蛍光体４０を経た白色光Ｗ及び青色狭帯域光ＢＮは、被検体に向けて同時に照射される。白色光及び青色狭帯域光ＢＮで照明された被検体をカラーのＣＣＤ４４で撮像することにより、ＣＣＤ４４から青色信号Ｂｓ、緑色信号Ｇｓ、赤色信号Ｒｓが出力される。
【００５０】
次に、青色信号Ｂｓ、緑色信号Ｇｓ、赤色信号Ｒｓに基づいて、表層強調画像を生成する。表層強調画像では、ピットパターンの微細孔に青色狭帯域光ＢＮが入り込んで多重散乱現象が生じることによって、ピットパターンを明るく表示されている。一方、青色狭帯域光ＢＮは表層の微細血管が強調表示されている。したがって、表層強調画像では、ピットパターンなどの微細構造だけでなく、表層の微細血管も明瞭化しているれている。
【００５１】
次に、表層強調画像において、微細構造のみを強調表示させるために、コントラストの調整を行う。まず、表層強調画像を、色相、彩度、明度の色空間に変換し、色相の値から、微細構造、微細血管、粘膜の位置を特定する。それらの位置が特定されたら、微細構造の明度を大きくする一方で、微細血管及び粘膜の明度を小さくする。これにより、微細構造７０のみが強調表示された微細構造強調画像が得られる。この微細構造強調画像は、色空間からＲＧＢの画像に変換された後に、表示制御回路５８によってモニタ１４に表示される。
【符号の説明】
【００５２】
１０  内視鏡システム
３２  励起光光源
３３  青色狭帯域光源
４０  蛍光体
６１  微細構造強調画像生成部
６１ａ，６２ａ  画像生成部
６２  肥厚強調画像生成部
６１ｂ，６２ｂ  コントラスト調整部
７４  微細構造強調画像
８４  肥厚強調画像
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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