(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織の表面下の観察対象部分が存在する位置に応じて定められる所定の範囲の深さに到達する第１の光成分を透過する第１のカラーフィルタによって覆われる第１の画素を有する撮像素子を備え、
前記第１の光成分は、３原色のいずれかに属する成分であって、
前記撮像素子は、前記第１の光成分が属する原色に属し前記第１の光成分とは帯域の異なる第２の光成分を透過する第２のカラーフィルタによって覆われる第２の画素と、前記第１の光成分と異なる原色に属する第３の光成分を透過する第３のカラーフィルタによって覆われる第３の画素と、前記第１、第３の光成分と異なる原色に属する第４の光成分を透過する第４のカラーフィルタによって覆われる第４の画素とを有する
ことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記第１、第３の画素が第１の方向に沿って順番に繰返すように配置され、前記第２、第４の画素が前記第１の方向に沿って順番に繰返すように配置され、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に沿って前記第１、第４の画素が順番に繰返すように配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記第１の光成分は４００〜４５０ｎｍの帯域の光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記第２、第３、第４の光成分は、それぞれ４５０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域の光であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子内視鏡。
【請求項５】
請求項１の電子内視鏡に被写体を照射するための照明光を供給する内視鏡光源ユニットであって、
前記照明光を発する光源と、
前記照明光における前記第１の光成分以外の帯域の少なくとも一部の帯域の光を遮光する光源フィルタと、
前記光源フィルタを、前記光源と前記照明光を前記光源から前記被写体まで伝達するライトガイドの入射端との間への挿入および離脱させるフィルタ駆動手段とを備える
ことを特徴とする内視鏡光源ユニット。
【請求項６】
前記光源フィルタは青色および緑色の成分の光を透過させることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡光源ユニット。
【請求項７】
前記光源フィルタは５５０ｎｍより短い波長の光を透過させることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡光源ユニット。
【請求項８】
請求項１に記載の電子内視鏡が撮像する画像の表示を、複数の表示モードのいずれかに切替えるための入力手段と、
前記入力手段が前記複数の表示モードの一つである狭帯域モードに切替えられているときには、前記撮像素子が被写体の光学像を受光するときに前記第１の画素から生成される画素信号に輪郭強調処理を行う信号処理手段とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項９】
前記信号処理手段は、前記撮像素子が前記被写体の光学像を受光するときに前記第１、第２の画素から生成される画素信号を加算することにより、前記被写体の光学像の前記第１の光成分に相当する第１の画像信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１０】
前記信号処理手段において前記第１の画像信号を生成するときに、前記第１、第２の画素から生成される画素信号の加算する比率を変更可能であることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１１】
生体組織の表面下の観察対象部分が存在する位置に応じて定められる所定の範囲の深さに到達する第１の光成分を透過する第１のカラーフィルタによって覆われる第１の画素と、前記第１のカラーフィルタと同じ色であって前記第１の光成分とは帯域の異なる第２の光成分を透過する第２のカラーフィルタによって覆われる第２の画素と、前記第１のカラーフィルタと異なる色である第３の光成分を透過する第３のカラーフィルタによって覆われる第３の画素と、前記第１、第３のカラーフィルタと異なる色である第４の光成分を透過する第４のカラーフィルタによって覆われる第４の画素とを有する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像する画像の表示を、複数の表示モードのいずれかに切替えるための入力手段と、
前記入力手段が前記複数の表示モードの一つである狭帯域モードに切替えられているときには、前記撮像素子が被写体の光学像を受光するときに前記第１の画素から生成される画素信号に輪郭強調処理を行う信号処理手段とを備える
ことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１２】
前記被写体を照射するための照明光を発する光源と、
前記第３の光成分の一部および前記第４の光成分を遮光する光源フィルタと、
前記入力手段が前記狭帯域モードに切替えられているときは、前記光源フィルタを前記光源と前記照明光を前記光源から前記被写体まで伝達するライトガイドの入射端との間への挿入させるフィルタ駆動手段とを備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織を撮像して、撮像した画像を表示する電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に照射する光の生体組織内部への到達の深さが、光の波長に依存することが知られている。図６に示すように、生体組織に照射される光の波長が短いほど、光は生体組織の表面下の浅い位置までしか到達せず、生体組織の表面下の浅い位置にある組織Ｏsの反射光の強度は相対的に大きい。一方、波長が長くなるほど、光は深い位置まで到達し、表面下から深い位置にある組織Ｏdの反射光の強度が相対的に大きくなる。
【０００３】
短波長で狭帯域の光が照射される時に撮像される画像においては、生体組織の表面下の浅い位置にある毛細血管等が明確に表示される。この性質を利用し、照明光の帯域を狭帯域化して生体組織に照射し、生体組織の表面下の観察対象部分を明確に撮像する電子内視鏡装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、提案された電子内視鏡装置は面順次方式電子内視鏡装置であり、画像の時間的ずれが生じていた。その結果、内視鏡先端や患部が大きく動いているときには、画像の時間的ずれにより高画質の画像を得ることが出来なかった。
【０００５】
また、面順次方式電子内視鏡では回転フィルタを用いるので、機構が複雑であり、装置が大型化してしまった。また、回転可動部の定期的なメンテナンスなどの作業を要し、取扱いが煩雑であった。
【特許文献１】特開２００２−９５６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明では、回転フィルタを用いること無く、生体組織の表面下の観察対象の組織を撮像可能な電子内視鏡システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子内視鏡は、生体組織の表面下の観察対象部分が存在する位置に応じて定められる所定の範囲の深さに到達する第１の光成分を透過する第１のカラーフィルタによって覆われる第１の画素を有する撮像素子を備えることを特徴としている。
【０００８】
なお、第１の光成分は３原色のいずれかに属する成分であって、撮像素子は第１の光成分が属する原色に属し第１の光成分とは帯域の異なる第２の光成分を透過する第２のカラーフィルタによって覆われる第２の画素と第１の光成分と異なる原色に属する第３の光成分を透過する第３のカラーフィルタによって覆われる第３の画素と第１、第３の光成分と異なる原色に属する第４の光成分を透過する第４のカラーフィルタによって覆われる第４の画素とを有することが好ましい。
【０００９】
また、第１、第３の画素が第１の方向に沿って順番に繰返すように配置され、第２、第４の画素が第１の方向に沿って順番に繰返すように配置され、第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に沿って第１、第４の画素とが順番に繰返すように配置されることが好ましい。
【００１０】
また、第１の光成分は４００〜４５０ｎｍの帯域の光であることが好ましい。さらには、第２、第３、第４の光成分は、それぞれ４５０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域の光であることが好ましい。
【００１１】
本発明の内視鏡光源ユニットは、被写体を照射するための照明光を発する光源と、所定の帯域の光を遮光する光源フィルタと、光源フィルタを光源と照明光を光源から被写体まで伝達するライトガイドの入射端との間への挿入および離脱させるフィルタ駆動手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
なお、光源フィルタは青色および緑色の成分の光を透過させること、または光源フィルタは５５０ｎｍより短い波長の光を透過させることが好ましい。
【００１３】
本発明の内視鏡プロセッサは、生体組織の表面下の観察対象組織の存在する位置に応じて定められる所定の範囲の深さに到達する３原色のいずれかに属する第１の光成分を透過する第１のカラーフィルタによって覆われる第１の画素と第１の光成分が属する原色に属し第１の光成分とは帯域の異なる第２の光成分を透過する第２のカラーフィルタによって覆われる第２の画素と第１の光成分と異なる原色に属する第３の光成分を透過する第３のカラーフィルタによって覆われる第３の画素と第１、第３の光成分と異なる原色に属する第４の光成分を透過する第４のカラーフィルタによって覆われる第４の画素とを有する撮像素子が撮像する画像の表示を複数の表示モードのいずれかに切替えるための入力手段と、入力手段が複数の表示モードの一つである狭帯域モードに切替えられているときには撮像素子が被写体の光学像を受光するときに第１の画素から生成される画素信号に輪郭強調処理を行う信号処理手段とを備えることを特徴としている。
【００１４】
なお、信号処理手段は撮像素子が被写体の光学像を受光するときに第１、第２の画素から生成される画素信号を加算することにより被写体の光学像の第１の光成分に相当する第１の画像信号を生成することが好ましい。さらには、信号処理手段において第１の画像信号を生成するときに第１、第２の画素から生成される画素信号の加算する比率を変更可能であることが好ましい。
【００１５】
本発明の内視鏡システムは、生体組織の表面下の観察対象部分が存在する位置に応じて定められる所定の範囲の深さに到達する第１の光成分を透過する第１のカラーフィルタによって覆われる第１の画素と第１のカラーフィルタと同じ色であって第１の光成分とは帯域の異なる第２の光成分を透過する第２のカラーフィルタによって覆われる第２の画素と第１のカラーフィルタと異なる色である第３の光成分を透過する第３のカラーフィルタによって覆われる第３の画素と第１、第３のカラーフィルタと異なる色である第４の光成分を透過する第４のカラーフィルタによって覆われる第４の画素とを有する撮像素子と、撮像素子が撮像する画像の表示を複数の表示モードのいずれかに切替えるための入力手段と、入力手段が複数の表示モードの一つである狭帯域モードに切替えられているときには撮像素子が被写体の光学像を受光するときに第１の画素から生成される画素信号に輪郭強調処理を行う信号処理手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
なお、被写体を照射するための照明光を発する光源と、照明光の中の第３の光成分の一部および第４の光成分を遮光する光源フィルタと、入力手段が狭帯域モードに切替えられているときは光源フィルタを光源と照明光を光源から被写体まで伝達するライトガイドの入射端との間への挿入させるフィルタ駆動手段とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回転フィルタを用いることなく色信号の時間的なズレを防ぐことにより、生体組織の表面下の特定の観察対象の組織を明確に狭帯域の光を照射するときの画像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した電子内視鏡、光源ユニット、および内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００１９】
内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡４０、およびモニタ５０によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡４０、及びモニタ５０に接続される。被写体を照射するための光を発光する光源ユニット３０が、内視鏡プロセッサ２０の内部に設けられる。光源ユニット３０において発光する光は、電子内視鏡４０に設けられるライトガイド４１を介して被写体（図示せず）に照射される。
【００２０】
電子内視鏡４０の挿入部４２の先端に設けられたＣＣＤ等の撮像素子４３により撮像された被写体の画像は、画像信号として内視鏡プロセッサ２０に送られる。画像信号は、内視鏡プロセッサ２０に設けられた画像処理ユニット２１において、所定の信号処理が行われる。所定の信号処理が行われた画像信号はモニタ５０に送られ、画像信号に基づく画像がモニタ５０に表示される。
【００２１】
光源ユニット３０は、白色光を発する光源３１、集光レンズ３２、光源フィルタ３３、光源フィルタ駆動機構３４、およびモータ３５によって構成される。光源３１から照射される光をライトガイド４１の入射端に導くための光路中に集光レンズ３２が設けられる。集光レンズ３２により光源３１が発する光が集光され、ライトガイド４１の入射端に入射される。
【００２２】
光源フィルタ３３は光源フィルタ駆動機構３４に支持され、光源３１の光路中に挿入および離脱可能である。光源フィルタ３３の光源３１の光路への挿入および離脱は、モータ３５を駆動することにより実行される。モータ３５の駆動は、システムコントローラ２２によって制御される。
【００２３】
なお、光源フィルタ駆動機構３４には位置検出センサ３６が設けられ、光源フィルタ３３の位置が位置検出センサ３６によって検出される。また、位置検出センサ３６によって検出される光源フィルタ３３の位置がシステムコントローラ２２に送られる。光源フィルタ３３の位置に基づいて、システムコントローラ２２によって前述のようにモータ３５の駆動が制御される。
【００２４】
図２に光源フィルタ３３の分光特性を示す。図２に示すように、光源フィルタ３３は、緑色の光成分の一部と赤色の光成分を遮光し、青色および緑色の光成分を透過する部材、特に５５０ｎｍより短い波長の光成分を透過させる部材によって形成される。
【００２５】
したがって、光源フィルタ３３を光源３１の光路中に挿入すると、白色光のうちの青色および緑色の光成分がライトガイド４１の入射端に入射される。一方、光源フィルタ３３を光源３１の光路から離脱させると、白色光がライトガイド４１の入射端に入射される。
【００２６】
なお、光源フィルタ３３の光路への挿入または離脱は、電子内視鏡４０に設けられる切替スイッチ４４を操作することにより実行される。切替スイッチ４４は、システムコントローラ２２に接続されており、切替スイッチ４４への入力に基づいて、システムコントローラ２２がモータ３５を制御して、光源フィルタ３３の挿入または離脱が行なわれる。
【００２７】
ライトガイド４１の出射端から出射する光が、配光レンズ４５を介して挿入部４２先端付近に照射される。光が照射された被写体の反射光が、対物レンズ４６を介して撮像素子４３に撮像される。撮像素子４３は撮像素子駆動回路２３に駆動されることにより撮像動作を実行し、画像信号が生成される。
【００２８】
撮像素子４３の受光面には、複数の画素が設けられる。撮像素子４３の撮像動作の実行により各画素における受光量に応じた画素信号が生成される。画像信号は、これら複数の画素において生成される画素信号によって構成される。
【００２９】
各画素には、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、第１のＢフィルタ、および第２のＢフィルタのいずれか一つのカラーフィルタによって覆われる。図３に各カラーフィルタの分光特性を示す。
【００３０】
第１のＢフィルタは、４００ｎｍ〜４５０ｎｍの帯域の青色光を透過可能である（符号Ｂ１参照）。第２のＢフィルタは、４５０ｎｍ〜５００ｎｍの帯域の青色光を透過可能である（符号Ｂ２参照）。Ｇフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの帯域の緑色光を透過可能である（符号Ｇ参照）。Ｒフィルタは、６００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域の赤色光を透過可能である（符号Ｒ参照）。
【００３１】
図４に、受光面におけるカラーフィルタの配置を示す。図４に示すように、それぞれの列は、Ｒフィルタ（符号Ｒ参照）と第１のＢフィルタ（符号Ｂ１参照）とが、あるいはＧフィルタ（符号Ｇ参照）と第２のＢフィルタ（符号Ｂ２参照）とが交互に配置される。Ｒフィルタと第１のＢフィルタとが配置される列と、Ｇフィルタと第２のＢフィルタとが配置される列とが、交互に並べられる。また、Ｒフィルタと同じ行には第２のＢフィルタが、Ｇフィルタと同じ行には第１のＢフィルタが配置される。
【００３２】
各カラーフィルタに覆われた画素において生成される画素信号は、それぞれのカラーフィルタが透過する光成分の受光量に応じた画素信号である。すなわち、Ｒフィルタによって覆われた画素からはＲ信号が、Ｇフィルタによって覆われた画素からはＧ信号が、第１のＢフィルタによって覆われた画素からはＢ１信号が、第２のＢフィルタによって覆われた画素からはＢ２信号が生成され、画像処理ユニット２１に送られる。
【００３３】
なお、光源フィルタ３３を光源３１の光路に挿入しているとき赤色の光成分は被写体に照射されないため、この間に生成されるＲ信号は実質的に信号強度が０レベルである。
【００３４】
画像処理ユニット２１は、前段信号処理回路２４、後段信号処理回路２５、狭帯域画像処理回路２６、通常画像処理回路２７、及び切替回路２８によって構成される。
【００３５】
前述のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ１信号、およびＢ２信号によって構成される画像信号は、前段信号処理回路２４に送られる。前段信号処理回路２４において画像信号は、アナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに所定の信号処理が行われる。
【００３６】
所定の信号処理が行われた画像信号は、狭帯域画像処理回路２６または通常画像処理回路２７の一方に送られる。前段信号処理回路２４、狭帯域画像処理回路２６、および通常画像処理回路２７はタイミングコントローラ２９に接続される。タイミングコントローラ２９がこれらの回路２４、２６、２７の行なう動作を制御することによって、画像信号を送る回路の選択が行なわれる。なお、各回路２４、２６、２７において行なわれる他の動作もタイミングコントローラ２９によって制御される。
【００３７】
なお、タイミングコントローラ２９はシステムコントローラ２２に接続される。タイミングコントローラ２９はシステムコントローラ２２により、その動作が制御される。前述の切替スイッチ４４への入力に基づいて、システムコントローラ２２がタイミングコントローラ２９を制御して、画像信号が送られる回路が選択される。
【００３８】
通常画像処理回路２７では、画像信号に対して色分離処理、ホワイトバランス処理、補間処理、γ補正、Ｙ／Ｃ処理などの所定の信号処理が行われる。なお、Ｂ１信号とＢ２信号とを加算することにより青色成分の信号が生成され、生成された青色成分の信号を用いて、前述のホワイトバランス処理以降の処理が行われる。
【００３９】
なお、青色成分の形成のためのＢ１信号とＢ２信号との加算において、加算する比率を内視鏡プロセッサ２０に設けられる操作パネル（図示せず）またはキーボード（図示せず）からの設定により変更可能である。
【００４０】
一方、狭帯域画像処理回路２６では、色分離処理、補間処理、γ補正処理が行われる。γ補正の後、Ｂ１信号にのみ輪郭強調処理が行われる。輪郭強調処理が行われたＢ１信号、Ｂ２信号、およびＧ信号を用いてＹ／Ｃ処理が行われる。
【００４１】
狭帯域画像処理回路２６または、通常画像処理回路２７において、所定の信号処理が行われた画像信号は、切替回路２８に送られる。切替回路２８によって、狭帯域画像処理回路２６または通常画像処理回路２７のいずれかから出力された画像信号が後段信号処理回路２５に送られる。
【００４２】
後段信号処理回路２５では、送られた画像信号が複合映像信号に変換される。また、複合映像信号はデジタル信号からアナログ信号に変換される。さらに、後段信号処理回路２５では、クランプ、プランキング処理などの所定の信号処理が行われる。
【００４３】
所定の信号処理が行われた複合映像信号がモニタ５０に出力され、前述のように撮像した被写体がモニタ５０に表示される。なお、被写体に白色光が照射されるときに、通常画像処理回路２７において信号処理の行なわれる画像信号により通常カラーの被写体像が表示される。一方、被写体に青緑色の光が照射されるときに、狭帯域画像処理回路２６において信号処理の行われる画像信号により表面下の所定の深さにある生体組織が強調された狭帯域画像が表示される。
【００４４】
次に図５のフローチャートを参照して、内視鏡プロセッサ２０により制御される通常画像表示および狭帯域画像表示の処理について説明する。
【００４５】
ステップＳ１００において、内視鏡システム１０全体の初期化を行なう。初期化を行なうことにより、撮像素子４３が撮像可能となり、光源３１を発光させ、画像処理ユニット２１における画像信号の信号処理が実行可能となる。
【００４６】
初期化が終わるとステップＳ１０１に進み、切替スイッチ４４が通常カラー画像表示モードと狭帯域画像表示モードのいずれに切替わっているかを判断する。狭帯域画像表示モードである場合は、ステップＳ１０２に進む。
【００４７】
ステップＳ１０２では、光源フィルタ３３を光源３１の光路中に挿入して、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、撮像素子４３から出力される画像信号を狭帯域画像処理回路２６に出力し、画像信号に対して狭帯域画像処理を行う。狭帯域画像処理とは前述のように、狭帯域画像処理回路２６で行われるＢ１信号にのみ施す輪郭強調処理を含む所定の信号処理である。
【００４８】
狭帯域画像処理を終えると、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、切替回路２８を狭帯域画像の出力に切替える。
【００４９】
ステップＳ１０１において、通常カラー画像表示である場合はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、光源フィルタ３３を光源３１の光路から離脱させ、ステップＳ１０６に進む。
【００５０】
ステップＳ１０６では、撮像素子４３から出力される画像信号を通常画像処理回路２７に出力し、画像信号に対して通常画像処理を行う。なお、通常画像処理とは前述のように、通常画像処理回路２７で行う所定の信号処理である。
【００５１】
通常画像処理を終えると、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、切替回路２８を通常画像の出力に切替える。
【００５２】
ステップＳ１０４またはステップＳ１０７の終了後、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、狭帯域画像処理または通常画像処理が施された画像信号に基づいて、複合映像信号を生成し、モニタ５０に出力する。
【００５３】
ステップＳ１０８の終了後にステップＳ１０９に進み、電子内視鏡４０による被写体の観察を終了する入力があるかを確認する。入力が無い場合は、ステップＳ１０１に戻る。以後、ステップＳ１０９において、観察を終了する入力があるまでステップＳ１０１〜ステップＳ１０９の処理を繰返す。ステップＳ１０９において、観察を終了すると内視鏡プロセッサ２０による画像表示の処理を終了する。
【００５４】
以上のように本実施形態の内視鏡システム１０によれば、回転フィルタを用いること無く、生体組織の表面下の特定の観察対象組織を明確に観察可能である。回転フィルタを用いることが無いので、時間的ズレの無い高画質の画像を表示することが可能となり、より正確な診断をすることが可能になる。また、全体として、面順次方式電子内視鏡装置に比べ、機構が簡潔化されるので、装置の小型化および保守の簡便化が図れるようになる。
【００５５】
なお、以上の内視鏡システムを構成する電子内視鏡４０、光源ユニット３０、および内視鏡プロセッサ２０が有する効果について以下に説明する。
【００５６】
電子内視鏡４０によれば、通常の白色光を照射する場合であっても、狭帯域画像に相当する画像信号を生成することが可能である。所定の帯域の光を透過させるカラーフィルタにより、所望の深さにある生体組織に到達する帯域の光を受光して画素信号を生成することが可能だからである。
【００５７】
特に、本実施形態の電子内視鏡４０によって、生体組織表面下において毛細血管がある深さに到達する４００ｎｍ〜５００ｎｍの光の受光量に応じた画素信号を生成可能である。したがって、重要な観察対称である毛細血管の詳細な画像を検出することが可能である。
【００５８】
また、ヘモグロビンにおいて最も吸収される４２０ｎｍ近辺の光成分の画素信号を第１のＢフィルタによって覆われた画素により生成することが可能である。したがって、毛細血管の更なる詳細な画像を検出することが可能である。
【００５９】
また、本実施形態の電子内視鏡によれば、狭帯域画像のみならず、通常カラー画像も正確に検出することが可能になる。
【００６０】
狭帯域の光成分の受光量に応じたＢ１信号のみによって被写体像の青色の光成分を十分に検出することは出来ない。そのため、Ｂ１信号またはＢ２信号と、Ｇ信号、Ｒ信号だけでは、白色光の反射光である画像を再現性良く検出することが難しい。
【００６１】
しかし、電子内視鏡４０では第１、第２のＢフィルタにより別々に覆われた画素において生成される画素信号を用いることにより青色のすべての帯域の画素信号を生成することが出来るので、通常カラー画像も正確に検出することが可能である。
【００６２】
また、撮像素子４３の受光面において、２×２に並ぶ４つの画素には、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、および第１、第２のＢフィルタのいずれか一つのフィルタによって覆われているため、画素が並ぶ行方向にも列方向にも同じ解像度の通常カラー画像を検出することが可能である。
【００６３】
なお、電子内視鏡４０では、生体組織の表面下の比較的浅い位置にある毛細血管を詳細に表示させるために光の透過帯域が４００ｎｍ〜４５０ｎｍである第１のＢフィルタ、および光の透過帯域が４５０ｎｍ〜５００ｎｍである第２のＢフィルタを用いているが、所望の観察対象となる生体組織が存在する深さに到達する帯域の光を透過するフィルタであれば、いかなるフィルタを用いてもよい。
【００６４】
第１のＢ信号および第２のＢ信号の少なくとも一方を用いて青色の光成分についての狭帯域画像を検出可能であるが、緑色または赤色の光成分についての狭帯域画像をその帯域の光を透過するフィルタを用いて検出してもよい。
【００６５】
また、本実施形態の光源ユニット３０によれば、電子内視鏡４０のようにカラーフィルタの透過帯域を調整することによって狭帯域画像を検出する電子内視鏡に対して、より詳細な狭帯域画像を検出させることが可能である。
【００６６】
本実施形態では、青色の光成分を検出して生体組織表面下の比較的浅い位置の組織を観察している。ＣＣＤなどの撮像素子４３では青色の光成分の感度が緑色や赤色の光成分の感度に比べて低く、青色の狭帯域画像を検出するためには照明光の光量が大きなことが好ましい。一方、光の照射によって生体組織に生じる健康被害を防ぐためには、照明光の光量を低くすることが好ましい。
【００６７】
本実施形態の光源ユニット３０によれば、生体組織に熱傷を生じさせる赤色の光成分を遮光するので、光源３１の発光する光の光量を大きく保ちながら健康被害の発生を防ぐことが可能になる。
【００６８】
また、後述するように本実施形態の内視鏡プロセッサ２０では狭帯域画像に相当する映像信号はＧ信号も用いて生成される。また、通常の白色光を被写体に照射する場合は緑色の光成分より青色の光成分の受光量が低くなってしまい。Ｇ信号を飽和させずに十分な大きさの信号強度であるＢ１信号およびＢ２信号を生成することが出来ない。
【００６９】
しかし、本実施形態の光源ユニット３０によれば、緑色の光成分の一部の帯域を遮光するので、Ｇ信号の信号強度と同等の信号強度であるＢ１信号およびＢ２信号を生成させることが可能になる。
【００７０】
また、本実施形態の光源ユニット３０では、光源フィルタ３３が５５０ｎｍより波長の短い光を透過させるが、Ｇ信号の信号強度と同等の信号強度の第１、第２のＢ信号を生成させることが出来るいかなる帯域の光を透過するフィルタを用いてもよい。
【００７１】
また、本実施形態の内視鏡プロセッサ２０によれば、電子内視鏡４０のようにカラーフィルタの透過帯域を調整することによって狭帯域画像を検出する電子内視鏡から出力される画像信号によって、鮮明な狭帯域画像をモニタ５０に表示させることが可能になる。
【００７２】
狭帯域画像を撮像して表示する従来の内視鏡装置では、狭帯域の光のみを照射するときの画像を表示していたため、単一の色の画像であった。しかし、内視鏡プロセッサ２０では、狭帯域の光の受光量に応じた画素信号だけでなく、他の帯域の光の受光量に応じた画素信号も用いて狭帯域画像に相当する画像信号を生成するので、従来の内視鏡装置と比較して鮮明な画像を得ることが可能になる。
【００７３】
一方、所定の帯域以外の光の受光量に応じた画素信号を用いると、観察対象の組織を明確に表示させることが出来ないことがあった。特に青色の光成分の反射光は緑色や赤色の光成分の反射光に対して検出される信号の強度が低いため、反射光の中で青色の成分が多い観察対象は全体の中で視認出来ないことがあった。
【００７４】
内視鏡プロセッサ２０によれば、狭帯域モードにおいてＢ１信号にのみ輪郭強調処理を施して他の画素信号とともに狭帯域画像に相当する画像信号を生成するため、観察対象の組織を明確に表示しながら、他の原色信号を用いた画像を表示することが可能になる。
【００７５】
また、内視鏡プロセッサ２０によれば、Ｂ１信号とＢ２信号とに基づいて青色の光成分の画像信号を生成するので、狭帯域画像だけでなく、再現性の良い通常カラー画像もモニタ５０に表示させることが可能になる。
【００７６】
また、内視鏡プロセッサ２０によれば、青色の光成分の画像信号を生成する際にＢ１信号とＢ２信号との加算の比率を変更することが可能なので、色調の再現性を高めた画像をモニタ５０に表示することが可能になる。
【００７７】
なお、内視鏡プロセッサ２０には、狭帯域モードにおいて実質的に信号強度がゼロのＲ信号が入力されるが、狭帯域画像処理回路２６においてＲ信号を含めて所定の信号処理を行う構成でもＲ信号を除外して所定の信号処理を行う構成であってもよい。ただし、本実施形態の光源ユニット３０と異なり、狭帯域モードにおいても赤色の光成分を含む光が被写体に照射される場合は、Ｒ信号を除外して所定の信号処理を行う必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態を適用した電子内視鏡、光源ユニット、および内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】光源フィルタの分光特性を示す図である。
【図３】各カラーフィルタの分光特性を示す図である。
【図４】撮像素子の受光面におけるカラーフィルタの配置を示す図である。
【図５】通常画像表示および狭帯域画像表示の処理を示すフローチャートである。
【図６】波長の違いによる生体組織への光の到達状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  内視鏡システム
２０  内視鏡プロセッサ
２１  画像処理ユニット
２６  狭帯域画像処理回路
２７  通常画像処理回路
２８  切替回路
３０  光源ユニット
３１  光源
３３  光源フィルタ
３４  光源フィルタ駆動機構
３５  モータ
４０  電子内視鏡
４３  撮像素子
４４  切替スイッチ
５０  モニタ
【図１】
0004694310.tif 000002
【図２】
0004694310.tif 000003
【図３】
0004694310.tif 000004
【図４】
0004694310.tif 000005
【図５】
0004694310.tif 000006
【図６】
0004694310.tif 000007