(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、複数のフレームに分けて、被検体に照射する照明手段と、
各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で順次撮像するとともに、その撮像により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成する動画生成手段と、
前記複数のモードの観察動画を表示する表示手段と、
前記複数のモードの観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出する明るさ検出手段と、
前記複数のモード間の露光条件の相互関係を予め記憶する記憶部を有し、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと前記相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を求めた前記露光条件に設定する露光条件設定手段と、
前記露光条件設定手段で設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整する露光量調整手段と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記記憶部は、
特定の観察動画の視認性を、それ以外の観察動画よりも向上させるために用いられる第１メモリと、
特定の観察動画を含む２以上の観察動画の視認性を、それ以外の観察動画よりも向上させるために用いられる第２メモリとを有し、
前記第１及び第２メモリは、手動で切り替えが可能であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記露光条件の相互関係は、各フレームにおける照明光の光量の相互関係を示す光量比であ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】
前記露光条件の相互関係は、各フレームにおける前記撮像素子の露光時間の相互関係を示す露光時間比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】
前記複数の観察動画は、白色光を前記被検体に照明することで得られる通常観察動画と、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数に差がある波長の酸素飽和度測定光を前記被検体に照射することで得られる酸素飽和度観察動画と、特定深さの血管に対して高い吸光係数を有する狭帯域光を含む照明光を前記被検体に照射することによって得られる血管強調観察動画であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記照明手段は、前記複数波長の照明光を発光する複数の半導体光源であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記照明手段は、広帯域光を複数の波長成分に分離することによって、前記複数波長の照明光を生成する波長分離部であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項８】
互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、複数のフレームに分けて、被検体に照射するとともに、各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で順次撮像する内視鏡装置に接続された内視鏡システムのプロセッサ装置において、
前記撮像素子により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成する動画生成手段と、
前記複数の観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出する明るさ検出手段と、
前記複数のモード間の露光条件の相互関係を予め記憶する記憶部を有し、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと前記相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を求めた前記露光条件に設定する露光条件設定手段と、
前記露光条件設定手段で設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整する露光量調整手段と、
を備えることを特徴とする内視鏡システムのプロセッサ装置。
【請求項９】
照明手段が、互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、複数のフレームに分けて、被検体に照射するステップと、
動画生成手段が、各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で順次撮像するとともに、その撮像により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成するステップと、
明るさ検出手段が、前記複数の観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出するステップと、
露光条件設定手段が、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと、記憶部に予め記憶された前記複数のモード間の露光条件の相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を求めた前記露光条件に設定するステップと、
露光量調整手段が、設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整するステップと、
を有す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、白色光などの広帯域の照明光によって生成される通常光画像の他、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像など複数種類の内視鏡画像を１つのモニタに同時表示する内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、及び内視鏡システムにおける露光量調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の内視鏡分野においては、キセノン光などの広帯域光によって被検体内の全体的な観察を行う通常光観察の他に、血管に対する吸光係数が高い狭帯域光を被検体に照射することによって、表層血管など、ガン診断をする上で重要な部位を強調する血管強調観察が行われている。また、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を、疑似カラーなどで画像化する酸素飽和度観察も行われている。この酸素飽和度観察では、ガンの兆候を示す低酸素領域とそれ以外の高酸素領域とが異なる色で表示されるため、ガンの性状を直感的に把握することが可能となる。
【０００３】
以上から、通常観察用の動画、血管強調観察用の動画、酸素飽和度観察用の動画は、いずれも診断上重要な画像となり得るため、これらを１つのモニタに同時に表示しておくことが好ましい。このように複数種類の動画を同時表示しておくことで、様々な観点からの診断が可能となるため、診断能が飛躍的に向上する。なお、複数種類の動画の同時表示については、特許文献１に詳細が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような通常観察用の動画、血管強調観察用の動画、酸素飽和度用の動画の生成には、それぞれ波長成分が異なる複数種類の照明光が必要となる。例えば、通常観察用の動画については、キセノン光などの広帯域の照明光が必要となり、また、血管強調観察用の動画については、特定の波長に狭帯域化した狭帯域光が必要となり、酸素飽和度観察用の動画については、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数に差がある波長の照明光が必要となる。
【０００６】
したがって、これら複数種類の動画を同時取得・同時表示するためには、それら動画の生成に必要な複数種類の照明光を順次切り替えて照射し、その反射像を順次撮像する必要がある。また、照明光の光量はそれぞれの動画毎に異なっているため、各動画に応じた露光量調整（AE（Auto Exposure））を行う必要がある。この露光量調整については、一般的には、直前に取得した最新の画像に基づいて行われることが多い。しかしながら、この最新の画像の種類と、露光量調整しようとする動画の種類とが異なる場合（例えば、最新の画像が「血管強調観察用の画像」で、露光量調整しようとする動画が「通常観察用の動画」である場合）には、適切に露光量調整されないおそれがある。したがって、複数種類の動画を取得・表示する際に、各動画について適切に露光量調整することが求められていた。
【０００７】
本発明は、複数種類の動画を取得・表示する際に、各動画について適切に露光量を調整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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、複数のフレームに分けて、被検体に照射する照明手段と、各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で順次撮像するとともに、その撮像により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成する動画生成手段と、前記複数のモードの観察動画を表示する表示手段と、前記複数の観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出する明るさ検出手段と、前記複数のモード間の露光条件の相互関係を予め記憶する記憶部を有し、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと前記相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を前記露光条件に設定する露光条件設定手段と、前記露光条件設定手段で設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整する露光量調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記記憶部は、特定の観察動画の視認性を、それ以外の観察動画よりも向上させるために用いられる第１メモリと、特定の観察動画を含む２以上の観察動画の視認性を、それ以外の観察動画よりも向上させるために用いられる第２メモリとを有し、前記第１及び第２メモリは、手動で切り替えが可能であることが好ましい。
【００１０】
前記露光条件の相互関係は、各フレームにおける照明光の光量の相互関係を示す光量比であることが好ましい。前記露光条件の相互関係は、各フレームにおける前記撮像素子の露光時間の相互関係を示す露光時間比であることが好ましい。
【００１１】
前記複数の観察動画は、白色光を前記被検体に照明することで得られる通常観察動画と、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数に差がある波長の酸素飽和度測定光を前記被検体に照射することで得られる酸素飽和度観察動画と、特定深さの血管に対して高い吸光係数を有する狭帯域光を含む照明光を前記被検体に照射することによって得られる血管強調観察動画であることが好ましい。
【００１２】
前記照明手段は、前記複数波長の照明光を発光する複数の半導体光源であることが好ましい。前記照明手段は、広帯域光を複数の波長成分に分離することによって、前記複数波長の照明光を生成する波長分離部であることが好ましい。
【００１３】
本発明のプロセッサ装置は、互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、被検体に向けて、順次照射するとともに、各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で順次撮像する内視鏡装置に接続された内視鏡システムのプロセッサ装置において、前記撮像素子により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成する動画生成手段と、前記複数の観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出する明るさ検出手段と、前記複数のモード間の露光条件の相互関係を予め記憶する記憶部を有し、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと前記相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を求めた前記露光条件に設定する露光条件設定手段と、前記露光条件設定手段で設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整する露光量調整手段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、照明手段が、互いに異なる波長成分を有する複数波長の照明光を、被検体に向けて、順次照射するステップと、動画生成手段が、各照明光を照射したフレーム毎に前記被検体の像を撮像素子で撮像するとともに、その撮像により得られた画像に基づいて、各照明光に対応する複数のモードの観察動画を各々独立して生成するステップと、明るさ検出手段が、前記複数の観察動画のうち特定モードの観察動画の明るさを検出するステップと、露光条件設定手段が、前記明るさ検出手段で検出した前記特定モードの観察動画の明るさと、記憶部に予め記憶された前記複数のモード間の露光条件の相互関係とに基づいて、前記特定モードを含む全ての前記モードの前記露光条件を求め、前記複数のモード間を遷移する際に、前記複数のモードの露光条件を求めた前記露光条件に設定するステップと、露光量調整手段が、設定された露光条件に従って、前記撮像素子における露光量を調整するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の観察動画のうち、例えばユーザーが着目する特定の観察動画の明るさに基づいて、特定の観察動画を含む全ての観察動画の露光条件を設定し、その設定された露光条件に従って露光量を調整していることから、少なくとも特定の観察動画は適切に露光量が調整される。また、露光条件は、各観察動画における最適な露光量を、特定の観察動画の明るさに応じて定めたものであることから、特定の観察動画のみならず、その他の観察動画における露光量も適正値となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】第１実施形態における内視鏡システムの内部構成を表すブロック図である。
【図３Ａ】通常光の発光スペクトルを表すグラフである。
【図３Ｂ】第１及び第２酸素飽和度測定光、通常光、血管強調用照明光の発光スペクトルを表すグラフである。
【図４Ａ】カラーの撮像素子に設けられたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素を示す図である。
【図４Ｂ】Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の分光透過率を示すグラフである。
【図４Ｃ】電子シャッターの説明に用いられる図である。
【図５Ａ】第１実施形態の通常光観察モードにおける撮像素子の撮像制御を説明するための図である。
【図５Ｂ】第１実施形態のマルチ観察モードにおける撮像素子の撮像制御を説明するための図である。
【図６】各フレームにおいて発光する照明光の光量を説明するための図である。
【図７】フレーム間光量比を示す表である。
【図８Ａ】キー動画がその他の動画よりも明るく表示された表示装置の図である。
【図８Ｂ】キー動画を含む２つの動画が残りの動画よりも明るく表示された表示装置の図である。
【図９】各フレームにおける露光時間を説明するための図である。
【図１０】露光時間比を示す表である。
【図１１】動画処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】酸素飽和度と信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２との相関関係を示すグラフである。
【図１３】ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図１４】血液量と信号比Ｒ２／Ｇ２との相関関係を示すグラフである。
【図１５】図１２のグラフにおいて信号比から酸素飽和度を求める方法を説明するためのである。
【図１６Ａ】第１血管強調画像の生成方法の説明に用いられる図である。
【図１６Ｂ】第２血管強調画像の生成方法の説明に用いられる図である。
【図１７Ａ】３つの動画を同時表示する表示装置の図である。
【図１７Ｂ】図１７とは異なる表示態様で、３つの動画を同時表示する表示装置の図である。
【図１８】マルチ観察モードにおける一連の流れを表すフローチャートである。
【図１９】第２実施形態における内視鏡システムの内部構成を表すブロック図である。
【図２０】回転フィルタを示す図である。
【図２１】回転フィルタの測定用フィルタ部、Ｂフィルタ部、Ｇフィルタ部、Ｒフィルタ部、ＢＮフィルタ部、ＧＮフィルタ部の分光透過率を示すグラフである。
【図２２Ａ】第２実施形態の通常光観察モードにおける撮像制御を説明するための図である。
【図２２Ｂ】第２実施形態のマルチ観察モードにおける撮像制御を説明するための図である。
【図２３】各動画毎に独立で光量及び露光時間を設定することを説明するための図である。
【図２４】キー動画のフレームレートをそれ以外の動画よりも高くした表示装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、被検体内を照明する光を発生する光源装置１１と、光源装置１１からの光を被検体の被観察領域に照射し、その反射像を撮像する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２での撮像により得られた画像信号を画像処理するプロセッサ装置１３と、画像処理によって得られた内視鏡画像等を表示する表示装置１４と、キーボード等で構成される入力装置１５とを備えている。
【００１８】
内視鏡装置１２には、操作部１６側から順に、軟性部１７、湾曲部１８、スコープ先端部１９が設けられている。軟性部１７は可撓性を有しているため、屈曲自在にすることができる。湾曲部１８は、操作部１６に配置されたアングルノブ１６ａの回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部１８は、被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲させることができるため、スコープ先端部１９を所望の観察部位に向けることができる。
【００１９】
内視鏡システム１０は、波長範囲が青色から赤色に及ぶ可視光の被検体像からなる通常観察動画を表示装置１４に表示する通常観察モードと、通常観察動画の他、表層血管など、ガン診断をする上で重要な部位を強調した血管強調観察動画、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度観察動画の３種類の動画を表示装置１４に表示するマルチ観察モードを備えている。
【００２０】
また、マルチ観察モードにおいては、３種類の動画の中でユーザーが特に着目するキー動画の視認性を向上させるキーフレーム優先モード、キー動画を含む２つの動画の視認性を向上させる複数フレーム優先モード、３種類の動画全ての視認性を向上させる全フレーム優先モードの３つのモードを備えている。マルチ観察モード中は、それら３つの優先モードのうちのいずれか一つに設定される。以上の通常観察モードとマルチ観察モード間の切り替え及び３つの優先モード間の切り替えは、内視鏡装置の切り替えスイッチ２１や入力装置１５によって入力される入力情報に基づき、適宜切り替えられる。
【００２１】
図２に示すように、光源装置１１は、３種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３と、光源制御部２０とを備えている。レーザ光源ＬＤ１は、中心波長が４７３ｎｍの第１レーザ光を発する。この第１レーザ光は、内視鏡装置１２のスコープ先端部１９に配置された蛍光体５０で、緑色から赤色に波長範囲を有する蛍光に波長変換される。レーザ光源ＬＤ２は、中心波長が４４５ｎｍの第２レーザ光を発する。この第２レーザ光も、蛍光体５０によって、蛍光に波長変換される。レーザ光源ＬＤ３は、中心波長４０５nmの第３レーザ光を発する。この第３レーザ光は、その一部がスコープ先端部１９の蛍光体５０に吸収されて蛍光に波長変換されるが、その大部分は蛍光体５０をそのまま透過する。各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３から発せられる第１〜第３レーザ光は、集光レンズ（図示省略）を介してそれぞれ光ファイバ２４〜２６に入射する。
【００２２】
なお、第１レーザ光の波長範囲は４６０〜４８０ｎｍにすることが好ましく、第２レーザ光の波長範囲は４４０〜４６０ｎｍにすることが好ましく、第３レーザ光の波長範囲は４００〜４１０nmにすることが好ましい。また、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００２３】
光源制御部２０は、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３を制御することによって、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３の発光タイミングを調節する。本実施形態では、通常観察モードのときには、図３Ａに示すように、レーザ光源ＬＤ２をオンにし、それ以外のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３をオフにする。したがって、レーザ光源ＬＤ２の第２レーザ光とこの第２レーザ光により蛍光体５０で励起発光する蛍光とを含む通常光が、被検体に照射される。
【００２４】
一方、マルチ観察モードのときには、酸素飽和度観察動画の画像を取得するための酸素飽和度フレームと、通常観察動画の画像を取得するための通常フレームと、血管強調観察動画の画像を取得するための血管強調フレームとで、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３の発光タイミングが異なっている。なお、光源装置１１による発光及び内視鏡装置１２による被検体の撮像は、酸素飽和度フレーム、通常フレーム、血管強調フレームの順で行われる。
【００２５】
図３Ｂに示すように、酸素飽和度フレームは、２つの第１及び第２フレームで構成される。第１フレームでは、レーザ光源ＬＤ１をオンにし、それ以外のレーザ光源ＬＤ１，２をオフにし、第２フレームでは、レーザ光源ＬＤ２をオンにし、それ以外のレーザ光源ＬＤ１、３をオフにする。したがって、第１フレームには、レーザ光源ＬＤ１の第１レーザ光とこの第１レーザ光により蛍光体５０で励起発光する蛍光を含む第１酸素飽和度測定光が被検体に照射され、第２フレームには、レーザ光源ＬＤ２の第２レーザ光とこの第２レーザ光により蛍光体５０で励起発光する蛍光を含む第２酸素飽和度測定光が被検体に照射される。
【００２６】
通常フレームにおいては、通常観察モードの場合と同様に、レーザ光源ＬＤ２の第２レーザ光とこの第２レーザ光により蛍光体５０で励起発光する蛍光とを含む通常光が、被検体に照射される。血管強調フレームでは、レーザ光源ＬＤ２、３がオンにされ、それ以外のレーザ光源ＬＤ１がオフにされる。したがって、レーザ光源ＬＤ２の第２レーザ光、レーザ光源ＬＤ３の第３レーザ光、及びこれら第２、第３レーザ光により蛍光体５０で励起発光する蛍光を含む血管強調用照明光が被検体に照射される。
【００２７】
また、光源制御部２０は、プロセッサ装置１３内の明るさ調整部の指示に従って、第１及び酸素飽和度測定光の光量Ｐ、通常光の光量Q、血管強調用照明光の光量Rを調整する。
【００２８】
カプラ２２は、光ファイバ２４〜２６からの第１〜第３レーザ光を２系統の光に分波し、その２系統の光をライトガイド２８，２９に入射させる。ライトガイド２８，２９は多数の光ファイバを束ねたバンドルファイバなどから構成される。
【００２９】
内視鏡装置１２は電子内視鏡から構成され、ライトガイド２８，２９で導光された２系統（２灯）の光を被観察領域に向けて照射する照明部３３と、被観察領域を撮像する１系統の撮像部３４と、内視鏡装置１２と光源装置１１及びプロセッサ装置１３とを着脱自在に接続するコネクタ部３６を備えている。
【００３０】
照明部３３は、撮像部３４の両脇に設けられた２つの照明窓４３，４４を備えており、各照明窓４３，４４は、蛍光体５０を透過した光を被観察領域に向けて照射する。撮像部３４は、スコープ先端部１９の略中心位置に、被観察領域からの反射光を受光する１つの観察窓４２を備えている。
【００３１】
照明窓４３，４４の奥には、それぞれ投光ユニット４７，５４が収納されている。各投光ユニット４７，５４は、ライトガイド２８，２９からの第１〜第３レーザ光を蛍光体５０に当てて、蛍光を励起発光させる。第１〜第３レーザ光と蛍光は、レンズ５１を介して被観察領域に向けて照射される。
【００３２】
蛍光体５０は、第１〜第３レーザ光の一部を吸収して緑色〜赤色に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。第１〜第３レーザ光が蛍光体５０に照射されると、蛍光体５０から発せられる緑色〜赤色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５０により吸収されず透過した第１〜第３レーザ光の励起光とが合わされて、疑似白色光が生成される。
【００３３】
なお、蛍光体５０は略直方体形状を有していることが好ましい。この場合、蛍光体５０は、蛍光体物質をバインダで略直方体状に固めて形成してもよく、また、無機ガラスなどの樹脂に蛍光体物質を混合したものを略直方体状に形成してもよい。この蛍光体５０は、商品名としてマイクロホワイト（登録商標）（Micro White（ＭＷ））とも呼ばれている。
【００３４】
図２に示すように、観察窓４２の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット（図示省略）等の光学系が設けられており、さらにその対物レンズユニットの奥には、被観察領域の像光を受光して被観察領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子６０が設けられている。なお、撮像素子６０として、ＩＴ（インターライントランスファー）型のＣＣＤを使用するが、そのほか、グローバルシャッターを有するＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を使用してもよい。
【００３５】
撮像素子６０は、対物レンズユニットからの光を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力する。撮像素子６０はカラーＣＣＤであり、図４Ａに示すように、その受光面には、Ｂ色のカラーフィルタが設けられたＢ画素６０ｂ、Ｇ色のカラーフィルタが設けられたＧ画素６０ｇ、Ｒ色のカラーフィルタが設けられたＲ画素６０ｒを１組とする画素群が、マトリックス状に配列されている。Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色のカラーフィルタは、図４Ｂの曲線６３，６４，６５に示すように、それぞれ青色帯域、緑色帯域、赤色帯域に分光透過率を有している。
【００３６】
また、撮像素子６０は、電荷蓄積時間を調整する電子シャッター機能を備えている。この電子シャッター機能では、図４Ｃに示すように、１フレームの期間内の所定タイミングに蓄積電荷をリセット（排出）し、そのリセット後に蓄積した電荷のみを、撮像信号として読み出す。このリセット後に電荷を蓄積した時間（電荷蓄積時間）が、露光時間となる。したがって、電荷蓄積時間を制御することによって、撮像素子６０における露光時間を調整することができる。
【００３７】
図２に示すように、撮像素子６０から出力される撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６７を通じてＡ／Ｄ変換器６８に入力される。Ａ／Ｄ変換器６８は、撮像信号（アナログ信号）をその電圧レベルに対応する画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３６を介して、プロセッサ装置１３に入力される。
【００３８】
撮像制御部７０は撮像素子６０の撮像制御を行う。図５Ａに示すように、通常観察モード時には、１フレーム期間内で、通常光を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を青色信号Ｂｃ、緑色信号Ｇｃ、赤色信号Ｒｃとして読み出すステップが行われる。これは通常光観察モードに設定されている間、繰り返し行われる。
【００３９】
一方、酸素飽和度観察モード時には、図５Ｂに示すように、まず、酸素飽和度フレームの第１フレームにおいて、第１酸素飽和度測定光（第１レーザ光（４７３nm）＋蛍光）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を青色信号Ｂ１、緑色信号Ｇ１、赤色信号Ｒ１として読み出すステップが行われる。そして、酸素飽和度フレームの第２フレームで、第２酸素飽和度測定光（第２レーザ光（445nm＋蛍光）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を青色信号Ｂ２、緑色信号Ｇ２、赤色信号Ｒ２として読み出すステップが行われる。
【００４０】
そして、次の通常フレームにおいて、通常光を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を青色信号Ｂ３、緑色信号Ｇ３、赤色信号Ｒ３として読み出すステップの合計２ステップが行われる。そして、次の血管強調フレームにおいて、血管強調用照明光を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を青色信号Ｂ４、緑色信号Ｇ４、赤色信号Ｒ４として読み出すステップが行われる。以上の合計４フレームの撮像制御は、酸素飽和度観察モードに設定されている間、繰り返し行われる。
【００４１】
図２に示すように、プロセッサ装置１３は、制御部７１と、明るさ調整部７２と、動画処理部７３と、記憶部７４とを備えており、制御部７２には表示装置１４及び入力装置１５が接続されている。制御部７２は、内視鏡装置１２の切り替えスイッチ２１や入力装置１５から入力される入力情報に基づいて、動画処理部７３、光源装置１１の光源制御部２０、内視鏡装置１２の撮像制御部７０、及び表示装置１４の動作を制御する。
【００４２】
明るさ調整部７２は、マルチ観察モード時に、３種類の動画の中のキー動画の画像に基づいて、キー動画及びそのキー動画以外の動画の明るさを調整する。この明るさ調整部７２は、明るさ検出部７５と、光量設定部７６と、露光時間設定部７７とを備えている。明るさ検出部７５は、キー動画の画像のうち最新の画像に基づいて、画像全体の明るさを検出する。この明るさとしては、例えば、最新の画像における全画素の画素値の平均値でもよく、その他の指標であってもよい。
【００４３】
光量設定部７６は、図６に示すように、明るさ検出部７５で検出されたキー動画の明るさに基づいて、キー動画取得時に使用する第１及び２酸素飽和度測定光（図６では「酸素」として記載）の光量P（次のフレームでの目標光量）を設定する。そして、この第１及び２酸素飽和度測定光の光量Pと、予め固定値としてメモリ７６ａに記録されているフレーム間光量比（Ｌａ：Ｌｂ：Ｌｃ（＝酸素飽和度フレーム：通常フレーム：血管強調フレーム））とに基づいて、通常光（図６では「通常」として記載）の光量Qと血管強調用照明光（図６では「血管」として記載）の光量Rとを算出する。通常光の光量Qは、光量Pに比Lｂ／Lａを掛け合わせることによって得られ、血管強調用照明光の光量Rは、光量Pに比Lｃ／Ｌａを掛け合わせることによって得られる。以上の光量Ｐ，Ｑ、Ｒに基づいて、第１及び２酸素飽和度測定光、通常光、血管強調用照明光の発光が行われる。
【００４４】
フレーム間光量比は、図７に示すように、キーフレーム優先モード、複数フレーム優先モード、全フレーム優先モードの３つモード毎に異なっている。キーフレーム優先モードの場合であれば、キー動画の明るさが、その他の動画の明るさよりも大きくなる光量比に設定されている。例えば、キー動画が酸素飽和度観察動画の場合であれば、Ｌａ＞Ｌｂ、Ｌｃとなる光量比に設定されている。この場合、表示装置１４には、図８Ａに示すように、酸素飽和度観察動画は、その他の通常観察動画及び血管強調観察動画よりも、明るく表示される。
【００４５】
また、複数フレーム優先モードの場合であれば、複数の動画のうち、キー動画を含む２以上の動画の明るさを、それ以外の動画の明るさよりも大きくなるように、光量比が設定されている。例えば、酸素飽和度観察動画と通常観察動画の視認性を向上する場合であれば、Ｌａ，Ｌｂ＞Ｌｃとなる光量比に設定する。この場合、表示装置１４には、図８Ｂに示すように、酸素飽和度動画及び通常観察動画が、血管強調観察動画よりも明るく表示される。なお、全フレーム優先モードの場合には、全動画の明るさが同じとなる光量比（Ｌａ＝Ｌｂ＝Ｌｃ）に設定されている。
【００４６】
露光時間設定部７７は、図９に示すように、明るさ検出部７５で検出されたキー動画の明るさに基づいて、酸素飽和度フレームにおける撮像素子６０の露光時間Ｋを設定する。そして、この露光時間Ｋと、予め固定値としてメモリ７７ａに記憶したフレーム間の露光時間比（Ｅａ：Ｅｂ：Ｅｃ（＝酸素飽和度フレーム：通常フレーム：血管強調フレーム）））とに基づいて、通常フレーム及び血管強調フレームにおける撮像素子６０の露光時間Ｌ，Ｍを算出する。通常フレームの露光時間Ｌは、露光時間Ｋに比Ｅｂ／Ｅａを掛け合わせることによって得られ、血管強調フレームの露光時間Ｍは、露光時間Ｋに比Ｅｃ／Ｅａを掛け合わせることによって得られる。内視鏡装置１２の撮像制御部７０は、以上の露光時間Ｋ、Ｌ、Ｍに基づいて、撮像素子６０の信号読出しタイミングを制御する。なお、図９では、「酸素」は酸素飽和度フレームを、「通常」は通常フレームを、「血管」は血管強調フレームを表している。
【００４７】
フレーム間の露光時間比は、図１０に示すように、キーフレーム優先モード、複数フレーム優先モード、全フレーム優先モードの３つモードごとに異なっている。キーフレーム優先モードの場合であれば、キー動画の明るさが、その他の動画の明るさよりも大きくなるような露光時間比に設定されている。例えば、キー動画が酸素飽和度観察動画の場合であれば、Ｅａ＞Ｅｂ，Ｅｃとなる露光時間比に設定されている。この場合、各動画は、図８Ａのように、表示装置１４に表示される。
【００４８】
また、複数フレーム優先モードの場合であれば、複数の動画のうち、キー動画を含む２以上の動画の明るさを、その以外の動画の明るさよりも大きくなるような露光時間比に設定されている。例えば、酸素飽和度観察動画と通常観察動画の視認性を向上する場合であれば、Ｅａ，Ｅｂ＞Ｅｃとなる露光時間比に設定されている。この場合、各動画は、図８Ｂのように、表示装置１４に表示される。なお、全フレーム優先モードの場合には、全動画の明るさが同じとなる露光時間比（Ｅａ＝Ｅｂ＝Ｅｃ）に設定されている。
【００４９】
図１１に示すように、動画処理部７３は通常観察動画処理部８０、酸素飽和度観察動画処理部８１、血管強調観察動画処理部８２を備えており、内視鏡装置１２からの画像信号に対して、所定の画像処理を施す。通常観察動画処理部８０は、通常観察モードに設定されている場合には、内視鏡装置１２から順次送信される画像信号Ｂｃ、Ｇｃ、Ｒｃに対して所定の画像処理を施すことによって、通常画像を表示装置１４に順次表示するための通常観察動画を生成する。一方、マルチ観察モードに設定されている場合には、画像信号Ｂ３、Ｇ３、Ｒ３に対して所定の画像処理を施すことによって、通常観察動画を生成する。
【００５０】
酸素飽和度観察動画処理部８１は、内視鏡装置１２から入力される画像信号に基づいて、被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出するとともに、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を表示装置１４に順次表示するための酸素飽和度観察動画を生成する。この酸素飽和度画像処理部８１においては、酸素飽和度フレームで取得した信号のうち、青色信号B１、緑色信号G２及び赤色信号R２を、酸素飽和度の算出用の画像信号として使用する。
【００５１】
酸素飽和度観察動画処理部８１は、信号比算出部８４と、相関関係記憶部８５と、酸素飽和度算出部８６と、動画生成部８８とを備えている。信号比算出部８４は、第１フレームの青色信号Ｂ１と第２フレームの緑色信号Ｇ２との信号比Ｂ１／Ｇ２と、第２フレームの緑色信号Ｇ２と赤色信号Ｒ２との信号比Ｒ２／Ｇ２とを求める。信号比算出部８４では、信号間で同じ位置にある画素間の信号比を算出する。また、信号比は画像信号の全ての画素に対して算出される。なお、信号比は画像信号のうち血管部分の画素のみ求めてもよい。この場合、血管部分は、血管部分の画像信号とそれ以外の部分の画像信号との差に基づいて特定される。
【００５２】
相関関係記憶部８５は、信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２と酸素飽和度との相関関係を記憶している。この相関関係は、図１２に示すように、二次元空間上に酸素飽和度の等高線を定義した２次元テーブルで記憶されている。この等高線の位置、形は光散乱の物理的なシミュレーションで得られ、血液量に応じて変わるように定義されている。例えば、血液量の変化があると、各等高線間の間隔が広くなったり、狭くなったりする。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２はlogスケールで記憶されている。
【００５３】
上記相関関係は、図１３に示すような酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンの吸光特性や光散乱特性と密接に関連性し合っている。ここで、曲線９０は酸化ヘモグロビンの吸光係数を、曲線９１は還元ヘモグロビンの吸光係数を示している。例えば、４７３ｎｍのように吸光係数の差が大きい波長では、酸素飽和度の情報を取り易い。しかしながら、４７３ｎｍの光に対応する信号を含む青色信号Ｂ１は、酸素飽和度だけでなく血液量にも依存度が高い。そこで、青色信号Ｂ１に加え、主として血液量に依存して変化する光に対応する赤色信号Ｒ２と、青色信号Ｂ２と赤色信号Ｒ２のリファレンス信号（規格化用信号）となる緑色信号Ｇ２から得られる信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２を用いることで、血液量に依存することなく、酸素飽和度を正確に求めることができる。
【００５４】
なお、相関関係記憶部８５には、図１４に示すように、信号比Ｒ１／Ｇ１と血液量との相関関係についても記憶されている。この相関関係は、信号比Ｒ１／Ｇ１が大きくなればなるほど血液量も大きくなるように定義される１次元テーブルとして記憶されている。この信号比Ｒ１／Ｇ１と血液量の相関関係は血液量の算出時に用いられる。
【００５５】
また、血中ヘモグロビンの吸光係数の波長依存性から、以下のことが言える。
・波長４７０ｎｍ近辺（例えば、中心波長４７０ｎｍ±１０ｎｍの青色の波長領域）では酸素飽和度の変化に応じて吸光係数が大きく変化する。
・５４０〜５８０ｎｍの緑色の波長範囲で平均すると、酸素飽和度の影響を受けにくい。
・５９０〜７００ｎｍの赤色の波長範囲では、酸素飽和度によって一見吸光係数が大きく変化するように見えるが、吸光係数の値自体が非常に小さいので、結果的に酸素飽和度の影響を受けにくい。
【００５６】
また、図１２に示すように、信号比Ｒ２／Ｇ２が大きくなるのに従って、信号比Ｂ１／Ｇ２の信号値も大きくなるの（酸素飽和度＝０％限界の等高線が斜め上方にスライドする）は、以下の理由からである。上記したように、信号比Ｒ２／Ｇ２は血液量と相関関係があるため、信号比Ｒ２／Ｇ２が大きくなるほど血液量も大きくなる。信号Ｂ１、Ｇ２、Ｒ２の中で、血液量の増加によって信号値の低下が一番大きくなるのは、緑色信号Ｇ２であり、その次が青色信号Ｂ１である。これは、緑色信号Ｇ２に含まれる波長成分の５４０〜５８０ｎｍの吸光係数が、青色信号Ｂ１に含まれる波長成分の４７０ｎｍ付近の吸光係数よりも高いためである（図１３参照）。したがって、信号比Ｂ１／Ｇ２においては、血液量が大きくなるほど、分子のＢ１の信号値の低下よりも分母のＧ２の信号値の低下の方が大きくなる。即ち、信号比Ｂ１／Ｇ２は、血液量が大きくなるにつれて、大きくなる。
【００５７】
酸素飽和度算出部８６は、相関関係記憶部８５に記憶された相関関係と信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２とを用いて、各画素における酸素飽和度を求める。図１５に示すように、相関関係記憶部８５に記憶した相関関係から、信号比算出部で求めた信号比Ｂ１＊／Ｇ２＊、Ｒ２＊／Ｇ２＊に対応する対応点Ｐを特定する。そして、対応点Ｐが酸素飽和度＝０％限界の下限ライン９３と酸素飽和度＝１００％限界の上限ライン９４との間にある場合に、その対応点Ｐが示すパーセント値を酸素飽和度とする。例えば、図１２の場合であれば、対応点Ｐは６０％の等高線上に位置するため、酸素飽和度は６０％となる。
【００５８】
一方、対応点が下限ライン９３と上限ライン９４との間から外れている場合、対応点が下限ライン９３よりも上方に位置するときには酸素飽和度を０％とし、対応点が上限ライン９４よりも下方に位置するときには酸素飽和度を１００％とする。なお、対応点が下限ライン９３と上限ライン９４との間から外れている場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度を下げて表示装置１４上に表示しないようにしてもよい。
【００５９】
動画生成部８８は、酸素飽和度算出部８６で求めた酸素飽和度に基づき、酸素飽和度画像を生成し、この生成された酸素飽和度画像に基づいて、酸素飽和度観察動画を生成する。酸素飽和度画像としては、例えば、酸素飽和度に応じて異なる色（通常観察画像で使用する色とは異なる疑似色を使うため「疑似カラー」と呼ばれる）で表示する方法の他、酸素飽和度が一定値を下回った低酸素領域のみ疑似カラーで表示し、それ以外の領域については通常観察画像と同じ色で表示する方法がある。
【００６０】
血管強調観察動画処理部８２は、表層血管などの特定深さの血管を通常観察画像上で強調した第１血管強調画像を表示装置１４に順次表示するための第１血管強調観察動画を生成する第１処理部９５と、表層血管と中深層血管とを異なる色で表した第２血管強調画像を表示装置１４に順次表示するための第２血管強調観察動画を生成する第２処理部９６とを備えている。
【００６１】
ここで、第１血管強調観察動画を生成する場合には、第２レーザ光（445nm）の光量が第３レーザ光（405nm）の光量よりも大きくなるように被検体を照明する。即ち、照明光の色成分に、青色成分よりも、緑色成分及び赤色成分が多く含まれるようにする。一方、第２血管強調観察動画を生成する場合には、第３レーザ光（405nm）の光量が第２レーザ光（445nm）の光量よりも大きくなるように被検体を照明する。即ち、照明光の色成分に、緑色成分及び赤色成分よりも、青色成分が多く含まれるようにする。
【００６２】
第１処理部９５は、図１６Ａに示すように、血管強調フレーム時に取得した画像信号Ｂ４、Ｇ４、Ｒ４を用いて、通常観察画像及び特殊観察画像を生成する。ここで、画像信号Ｂ４、Ｇ４、Ｒ４は、青色成分よりも緑色成分及び赤色成分が多く含まれる照明光の下で得られた信号である。したがって、通常観察画像を生成する際には、画像信号Ｂ４、Ｇ４、Ｒ４に対して、通常観察用の画像処理を施すことによって、青色成分、緑色成分、赤色成分が略同じ照明光の下で得られた信号と同等の信号に変換する。これにより、通常観察画像が生成される。
【００６３】
一方、特殊観察画像を生成する際には、画像信号Ｂ４、Ｇ４、Ｒ４に対して特殊観察用の画像処理を行うことによって、特定深さの血管を抽出・強調した特殊観察画像を得る。生成された通常観察画像と特殊観察画像を画像合成することによって、第１血管強調画像を得る。第１血管強調画像のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素は、それぞれ表示装置１４のＢ、Ｇ、Ｒチャンネルに割り当てられる。
【００６４】
なお、特殊観察用の画像処理としては、エッジ強調の他、周波数フィルタリングや信号比Ｂ４／Ｇ４を用いた血管抽出処理が考えられる。例えば、血管は細くなるほど画像中の空間周波数が大きくなる傾向があることから、高周波のフィルタリング処理を施すことによって細い表層血管を抽出することができ、また低〜中周波のフィルタリング処理を施すことによって太い中深層血管を抽出することができる。また、信号比Ｂ４／Ｇ４と血管深さとが比例関係にあることから、信号比Ｂ４／Ｇ４が所定値よりも小さい部分を表層血管として抽出することができ、信号比Ｂ４／Ｇ４が所定値よりも大きい部分を中深層血管として抽出することができる。
【００６５】
第２処理部９６は、図１６Ｂに示すように、血管強調フレーム時に取得した画像信号のうちＢ４、Ｇ４の２つの信号で、第２血管強調画像を生成する。この第２血管強調画像のＢ４を表示装置１４のＢ，Ｇチャンネルに割り当て、Ｇ４を表示装置１４のＲチャンネルに割り当てる。これにより、表示装置１４上では、表層血管と中深層血管が異なる色で表示される。また、Ｂ４、Ｇ４は、緑色成分及び赤色成分よりも青色成分が多く含まれる照明光の下で得られた信号であるため、中深層血管よりも表層血管のほうが強調されている。
【００６６】
制御部７１は、通常観察モード時には、動画処理部７３で生成された通常観察動画を表示装置１４に表示する。また、マルチ観察モード時には、動画処理部７３で生成された酸素飽和度観察動画、通常観察動画、血管強調観察動画の３つの動画を表示装置１４に同時表示する。同時表示の方法としては、図１７Ａに示すように、３つの動画を同じ大きさで表示するほか、図１７Ｂに示すように、キー動画（図１７Ｂでは「酸素飽和度観察動画」）の視認性を向上させるために、キー動画をその他の動画（図１７Ｂでは「通常観察動画と血管強調観察動画」）よりも大きく表示することが考えられる。
【００６７】
次に、本発明の作用について図１８のフローチャートに沿って説明する。内視鏡装置の切り替えスイッチ２１によって、マルチ観察モードに切り替えるとともに、キー動画を「酸素飽和度観察動画」に設定する。これにより、中心波長４７３ｎｍの第１レーザ光を含む第１酸素飽和度測定光と、中心波長４４５nmの第２レーザ光を含む第２酸素飽和度測定光と、別々のフレームで被検体内に照射される。そして、それら第１及び第２酸素飽和度測定光の反射像を撮像することで得られた画像信号のうち、Ｂ１、Ｇ２、Ｒ２を用いて、酸素飽和度画像を生成する。なお、キー動画は「酸素飽和度観察動画」以外であってもよい。
【００６８】
次に、第１及び第２酸素飽和度測定光を照射した後は、通常光を被検体に照射し、その反射像を撮像する。そして、その撮像により得られた画像信号に基づいて、通常観察画像を生成する。そして、通常光を照射した後は、血管強調用照明光を被検体に照射し、その反射像を撮像する。そして、その撮像により得られた画像信号に基づいて、血管強調観察画像を生成する。
【００６９】
次に、キー動画である「酸素飽和度観察動画」を構成する酸素飽和度画像から、明るさの情報を取得する。そして、この明るさの情報に基づいて、次の酸素飽和度フレーム時における第１及び２酸素飽和度測定光の光量Ｐと露光時間Ｋを設定する。そして、設定した光量Ｐに比Ｌｂ／Ｌａを掛け合わせることによって、次の通常フレーム時に照射する通常光の光量Ｑを算出し、光量Ｐに比Ｌｃ／Ｌａを掛け合わせることによって、次の血管強調フレーム時に照射する血管強調用照明光の光量Ｒを算出する。また、設定した露光時間Ｋに比Ｅｂ／Ｅａを掛け合わせることによって、次の通常フレームの露光時間Ｌを算出し、露光時間Ｋに比Ｅｃ／Ｅａを掛け合わせることよって、次の血管強調フレームの露光時間Ｍを算出する。
【００７０】
次に、以上のように算出した光量Ｐ、Ｑ、Ｒに基づいて、第１及び第２酸素飽和度測定光、通常光、血管強調用照明光を発光する。また、算出した各フレームの露光時間Ｋ、Ｌ、Ｍに従って、撮像を行う。そして、上記と同様の手順で、酸素飽和度観察画像、通常観察画像、血管強調観察画像を取得する。そして、これら複数の画像は、表示装置１４に順次送信されることによって、動画として表示される。また、これら画像の動画は、表示装置１４上で所定の大きさで同時表示される。以上の一連の動作は、マルチ観察モードが継続する限り、繰り返し行われる。
【００７１】
上記第１実施形態では、半導体光源の照明光を用いて被検体内の照明を行ったが、これに代えて、第２実施形態では、キセノンランプなどの白色光源の広帯域光から回転フィルタで波長分離した光を用いて、照明を行う（回転フィルタ方式）。この第２実施形態では、図１９に示す内視鏡システム１００を使用する。内視鏡システム１００は、内視鏡装置１０１、光源装置１０２が異なっている以外は、内視鏡システム１０と同様の構成を備えている。したがって、以下においては、内視鏡装置１０１及び光源装置１０２の構成とそれに関連する部分を説明し、その他については説明を省略する。なお、第２実施形態では、回転フィルタ方式を採用するため、短時間での光量調整が難しい。そのためプロセッサ装置１３内の明るさ調整部７２には、光量設定部７６が設けられていない。
【００７２】
内視鏡装置１０１は、スコープ先端部の照明部３３に蛍光体５０が設けられていない点が内視鏡装置１２と異なる。そのため、光源装置１０２からの光は、ライトガイド２８，２９を介して、そのまま被検体内に照射される。また、撮像素子１０３は、撮像素子６０と異なり、撮像面にカラーフィルタが設けられていないモノクロＣＣＤで構成される。また、撮像素子１０３と観察窓４２の間には、露光時間を調整するためのメカシャッター１０５が設けられている。このメカシャッター１０５は、撮像制御部７０により制御される。
【００７３】
それ以外については、内視鏡装置１０１は、内視鏡装置１２と同様の構成を備えている。なお、撮像素子１０３については電子シャッター機能が無いＦＴ（フレームトランスファー）型のものを使用するためメカシャッター１０５を設けるが、撮像素子１０３として電子シャッター機能を有するものを使用する場合には、メカシャッター１０５を設ける必要はない。
【００７４】
光源装置１０２は、広帯域光ＢＢ（４００〜７００ｎｍ）を発する白色光源１１０と、この白色光源１１０からの広帯域光ＢＢを所定波長の光に波長分離する回転フィルタ１１２と、回転フィルタ１１２の回転軸に接続され、一定の回転速度で回転フィルタ１１２を回転させるモータ１１３と、回転フィルタ１１２をその半径方向にシフトさせるシフト部１１４を備えている。
【００７５】
白色光源１１０は、広帯域光ＢＢを放射する光源本体１１０ａと、広帯域光ＢＢの光量を調整する絞り１１０ｂとを備えている。光源本体１１０ａはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどから構成される。絞り１１０ｂの開度は、光量制御部（図示省略）によって調節される。
【００７６】
図２０に示すように、回転フィルタ１１２は、モータ１１３に接続された回転軸１１２ａを回転中心として回転する。この回転フィルタ１１２には、回転軸１１２がある回転中心から順に、半径方向に沿って、第１フィルタ領域と第２フィルタ領域１２０，１２１が設けられている。第１フィルタ領域１２０は、通常観察モード時に広帯域光ＢＢの光路上にセットされ、第２フィルタ領域１２１は、マルチ観察モード時に広帯域光ＢＢの光路上にセットされる。各フィルタ領域１２０，１２１の切替は、シフト部１１４により回転フィルタ１１２を半径方向にシフトさせることによって、行われる。
【００７７】
第１フィルタ領域１２０は、中心角が１２０°の扇型の領域に、それぞれＢフィルタ部１２０ａ、Ｇフィルタ部１２０ｂ、Ｒフィルタ部１２０ｃが設けられている。図２１に示すように、Ｂフィルタ部１２０ａは広帯域光ＢＢから青色帯域（３８０〜５００nm）のＢ光を透過させ、Ｇフィルタ部１２０ｂは広帯域光ＢＢから緑色帯域（４５０〜６３０nm）のＧ光を透過させ、Ｒフィルタ部１２０ｃは広帯域光ＢＢから赤色帯域（５８０〜７６０nm）のＲ光を透過させる。したがって、回転フィルタ１１２の回転によって、回転フィルタ１１２からＢ光、Ｇ光、Ｒ光が順次出射する。これらＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、集光レンズ１１６及び光ファイバ１１７を通して、ライドガイド２８，２９に入射する。
【００７８】
第２フィルタ領域１２１は、中心角が６０°の扇型の領域に、測定用フィルタ部１２１ａ、Ｂフィルタ部１２１ｂと、Ｇフィルタ部１２１ｃ、Ｒフィルタ部１２１ｄ、ＢＮフィルタ部１２１ｅ、ＧＮフィルタ部１２１ｆが設けられている。図２０に示すように、測定用フィルタ部１２１ａは広帯域光ＢＢのうち、波長範囲４５０〜５００nmの酸素飽和度測定光（測定光）を透過させる。また、Ｂフィルタ部１２１ｂ、Ｇフィルタ部１２１ｃ，Ｒフィルタ部１２１ｄは、上記Ｂ、Ｇ、Ｒフィルタ部１２０ａ〜ｃと同様、青色帯域（３８０〜５００nm）のＢ光、緑色帯域（４５０〜６３０nm）のＧ光、赤色帯域（５８０〜７６０nm）のＲ光を透過させる。
【００７９】
また、ＢＮフィルタ部１２１ｅは、中心波長４１５nmの青色狭帯域光（ＢＮ光）を透過させ、ＧＮフィルタ部１２１ｆは、中心波長５４０nmの緑色狭帯域光（ＧＮ光）を透過させる。したがって、回転フィルタ１１２の回転によって、回転フィルタ１１２から測定光、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光、ＢＮ光、ＧＮ光が順次出射する。これら６種類の光は、集光レンズ１１６及び光ファイバ１１７を通して、ライドガイド２８，２９に入射する。
【００８０】
第２実施形態の内視鏡システム１００では、回転フィルタ方式を採用しているため、撮像制御が内視鏡システム１０と異なる。通常観察モードにおいては、図２２Ａに示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの三色の像光を撮像素子１０３で順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて撮像信号を順次出力する。この一連の動作は、通常光観察モードに設定されている間、繰り返される。そして、Ｂ光に対応する青色信号Ｂｃ、Ｇ光に対応する緑色信号Ｇｃ、Ｒ光に対応する赤色信号Ｒｃに基づき、通常光画像が生成される。
【００８１】
一方、マルチ観察モードにおいては、図２２Ｂに示すように、測定光、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光、ＢＮ光、ＧＮ光を撮像素子１０３で順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて撮像信号を順次出力する。こうした動作がマルチ観察モードに設定されている間、繰り返される。ここで、測定光の像光を撮像したときの信号ｂ１は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる４７３nmの波長成分を有しているため、第１実施形態のＢ１に相当する。
【００８２】
また、Ｂ光の像光を撮像したときの信号ｂ２は、広帯域の青色成分を有しているため、第１実施形態のＢ２又はＢ３に相当する。また、Ｇ光の像光を撮像したとき信号ｇ２は、広帯域の緑色成分を有しているため、第１実施形態のＧ２又はＧ３に相当する。また、Ｒ光の像光を撮像したときの信号ｒ２は、広帯域の赤色成分を有しているため、第１実施形態のＲ２又はＲ３に相当する。また、ＢＮ光の像光を撮像したときの信号ｂ４は、青色成分が他の成分よりも大きいことから、第１実施形態のＢ４に相当する。また、ＧＮ光の像光を撮像したときの信号ｇ４は、緑色成分が他の成分よりも大きいことから、第１実施形態において、第２血管強調観察動画の生成時に使用する照明光の下で得られたＧ４に略相当する。
【００８３】
第２実施形態では、信号ｂ１、ｇ２、ｒ２を用いて酸素飽和度観察動画を生成し、信号ｂ２、ｇ２、ｒ２を用いて通常観察動画を生成し、信号ｂ４、ｇ４を用いて血管強調観察動画を生成する。したがって、酸素飽和度観察動画と通常観察動画は同じ信号ｇ２、ｒ２を使用するため、酸素飽和度フレームと通常フレームにおける露光時間は同じにする。なお、酸素飽和度観察動画、通常観察動画、血管強調観察動画の生成方法は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００８４】
なお、上記実施形態では、キー動画の最新の画像の明るさに基づいて、その後に発光する各照明光の光量と次の各フレームにおける露光時間を設定したが、これに代えて、図２３に示すように、各動画毎に明るさを検出し、その検出した明るさに基づいて、各動画毎にそれぞれ独立で光量を設定し、また露光時間を設定してもよい。なお、図２３では「通常」は通常観察動画を、「血管」は血管強調観察動画を、「酸素」は酸素飽和度観察動画を表している。
【００８５】
なお、上記実施形態では、キー動画の視認性を向上させるために、キー動画についてはそれ以外の動画よりも明るくしたが（図８Ａ参照）、これに代えて、図２４に示すように、キー動画（酸素飽和度観察動画）のフレームレートを、それ以外の動画（通常観察動画、血管強調観察動画）のフレームレートよりも高くすることによって、キー動画の視認性を向上させてもよい。
【００８６】
なお、上記第１実施形態では、スコープ先端部１９に蛍光体５０を設けたが、これに代えて、光源装置１１内に蛍光体５０を設けてもよい。この場合、ＬＤ２（445nm）と光ファイバ２５の間には蛍光体５０を設け、それ以外のＬＤ１（473nm）と光ファイバ２４の間とＬＤ３（405nm）と光ファイバ２６の間については、蛍光体５０を設けなくてもよい。
【００８７】
なお、本発明では、酸素飽和度の画像化を行ったが、これに代えて又は加えて、「血液量（酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和）×酸素飽和度（％）」から求まる酸化ヘモグロビンインデックスや、「血液量×（１００−酸素飽和度）（％）」から求まる還元ヘモグロビンインデックスの画像化を行ってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０，１００  内視鏡システム
１１，１０２  光源装置
１２  内視鏡装置
１３  プロセッサ装置
１４  表示装置
７３  動画処理部
７５  明るさ調整部
７６  光量設定部
７６ａ，７７ａ  メモリ
７７  露光時間設定部
１１２  回転フィルタ
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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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２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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