(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象に含まれる黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第１波長帯域の第１光と、前記第１波長帯域よりも長波長であり、且つ前記観察対象に含まれるヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光量が変化し、且つ前記黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第２波長帯域の第２光とを発する光源と、
前記観察対象を撮像する撮像センサと、
前記光源と前記撮像センサとの少なくともいずれかを制御して、第１プレ撮影用の前記第１光で照明された前記観察対象を撮像する第１プレ撮影と、第２プレ撮影用の前記第２光で照明された前記観察対象を撮像する第２プレ撮影とを行う制御部と、
前記第１プレ撮影を行って得られた第１画像信号に基づいて、前記黄色色素の濃度を算出する黄色色素濃度算出部と、
算出された前記黄色色素の濃度に基づいて、前記第２プレ撮影における前記第２光の規定露光量を算出する規定露光量算出部と、
前記第２光の前記規定露光量をもとに前記第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号に基づいて、特定の演算を行うことによって演算値を算出する演算値算出部と、
前記演算値が予め定められた最適値に近づいたか否かを判定する判定部とを備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記演算値が前記最適値に近づいたと判定された場合の前記第２光の前記規定露光量に基づき、本撮影用の前記第２光で照明された前記観察対象を撮像する本撮影を行い、
前記本撮影を行って得られた第３画像信号に基づいて、酸素飽和度算出部により前記酸素飽和度が算出され、
前記酸素飽和度算出部により算出された前記酸素飽和度と、前記第３画像信号とに基づいて、画像生成部により前記酸素飽和度が表された酸素飽和度画像が生成される請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記酸素飽和度を算出して前記酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度モードに切り替えるためのモード切替部を有し、
前記制御部は、前記酸素飽和度モードに切り替えられた場合に、前記第１プレ撮影と前記第２プレ撮影とを行う請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記酸素飽和度画像を静止画として取得するための静止画取得指示を出力する静止画取得指示部を有し、
前記制御部は、前記静止画取得指示が出力された場合に、前記第１プレ撮影と前記第２プレ撮影とを行う請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記酸素飽和度画像に基づいた前記観察対象の動画の表示中に、前記第１プレ撮影と前記第２プレ撮影とを行う請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１プレ撮影と前記第２プレ撮影とで前記観察対象を照明する照明時間を、前記本撮影で前記観察対象を照明する照明時間よりも短時間とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記撮像センサは、前記第１波長帯域と前記第２波長帯域との少なくともいずれかに対して感度を有する特定画素を含む複数の画素を有し、
前記制御部は、前記第１プレ撮影と前記第２プレ撮影とを行う場合に、前記複数の画素のうち、前記特定画素以外の画素からは信号読出しを行わずに、前記特定画素から信号読出しを行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２光の前記規定露光量をもとに、前記第２プレ撮影における前記第２光の発光量と、前記第２プレ撮影における前記撮像センサの露光時間との少なくともいずれかを制御する請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記規定露光量算出部は、前記黄色色素濃度算出部で算出された前記黄色色素の濃度が高いほど、前記第２プレ撮影における前記第２光の前記規定露光量を大きくする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記最適値は、前記観察対象に前記黄色色素が無い場合に得られる値である請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光源は、前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域よりも長波長であり、且つ血液量に応じて吸光量が変化する第３波長帯域の第３光を発し、
前記制御部は、前記第１プレ撮影では、第１プレ撮影用の前記第１光及び前記第３光で照明された前記観察対象を撮像し、前記第２プレ撮影では、第２プレ撮影用の前記第２光及び前記第３光で照明された前記観察対象を撮像し、
前記規定露光量算出部は、前記第２プレ撮影における前記第２光と前記第３光との少なくともいずれかの前記規定露光量を算出し、
前記演算値算出部は、前記第２光と前記第３光との少なくともいずれかの前記規定露光量をもとに前記第２プレ撮影を行って得られた前記第２画像信号に基づいて、前記演算値を算出する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記特定の演算は、前記第２プレ撮影を行って得られた前記第２画像信号のうち、前記第３光で照明された前記観察対象を撮像して得られた画像信号に対する、前記第２光で照明された前記観察対象を撮像して得られた画像信号の比である信号比を算出することである請求項１１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第１プレ撮影を行う場合に、前記第１光と前記第３光とを順次発光させ、前記第２プレ撮影を行う場合に、前記第２光と前記第３光とを順次発光させる請求項１１または１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第１プレ撮影を行う場合に、前記第１光と前記第３光とを同時発光させ、前記第２プレ撮影を行う場合に、前記第２光と前記第３光とを同時発光させる請求項１１または１２に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記第３光は、狭帯域光である請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１６】
前記第３光は、広帯域光を帯域制限して生成される請求項１５に記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
前記規定露光量算出部は、前記黄色色素濃度算出部で算出された前記黄色色素の濃度が高いほど、前記第２プレ撮影における前記第３光の前記規定露光量を小さくする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１８】
前記第１波長帯域は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が同じ等吸収波長である請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１９】
前記第１波長帯域は４５０±１０ｎｍであり、前記第２波長帯域は４７０±１０ｎｍであり、前記第３波長帯域は５４０±２０ｎｍである請求項１８に記載の内視鏡システム。
【請求項２０】
光源が、観察対象に含まれる黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第１波長帯域の第１光と、前記第１波長帯域よりも長波長であり、且つ前記観察対象に含まれるヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光量が変化し、且つ前記黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第２波長帯域の第２光とを発するステップと、
撮像センサが、前記観察対象を撮像するステップと、
制御部が、前記光源と前記撮像センサとの少なくともいずれかを制御して、第１プレ撮影用の前記第１光で照明された前記観察対象を撮像する第１プレ撮影と、第２プレ撮影用の前記第２光で照明された前記観察対象を撮像する第２プレ撮影とを行うステップと、
黄色色素濃度算出部が、前記第１プレ撮影を行って得られた第１画像信号に基づいて、前記黄色色素の濃度を算出するステップと、
規定露光量算出部が、算出された前記黄色色素の濃度に基づいて、前記第２プレ撮影における前記第２光の規定露光量を算出するステップと、
演算値算出部が、前記第２光の前記規定露光量をもとに前記第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号に基づいて、特定の演算を行うことによって演算値を算出するステップと、
判定部が、前記演算値が予め定められた最適値に近づいたか否かを判定するステップとを有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、観察対象の酸素飽和度を算出する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。特に、単に観察対象を撮像するだけでなく、観察対象を照明する照明光の波長を工夫したり、観察対象を撮像して得た画像信号に分光推定処理等の信号処理を施したりすることによって、血管や腺管構造等の特定の組織や構造を強調した観察画像を得る内視鏡システムが普及している。
【０００３】
また、近年においては、病変部の診断を行うために、観察対象を撮像して得られる画像信号に基づいて生体機能情報を得る内視鏡システムもある。生体機能情報としては、例えば、特許文献１に示すように、血中ヘモグロビンの酸素飽和度が用いられる。酸素飽和度を取得する方法として、特許文献１には、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波長を有する光を酸素飽和度の測定光として用い、測定光の照明中に得られる画像信号を少なくとも含む複数の画像信号と酸素飽和度との相関関係を用いて、酸素飽和度を算出することが記載されている。
【０００４】
上記のような複数の画像信号と酸素飽和度との相関関係については、食道、胃、大腸などの各種部位や、性別、年齢など患者の違いによって異なる場合がある。これに対しては、特許文献１では、酸素飽和度による体内の観察を実際に行う前に、観察対象の中でも正常部を撮像して得られた画像信号に基づいて酸素飽和度のプレ測定を行い、このプレ測定で得られた酸素飽和度と、基準となる正常部の酸素飽和度とに基づいて相関関係を補正している。このような相関関係の補正を行うことで、部位や患者の影響を受けることなく酸素飽和度を算出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
酸素飽和度の算出精度は、上記のように部位や患者が異なる場合に低下する他、観察対象にビリルビンやステルコビリン等の黄色（あるいは黄褐色）色素が有る場合にも低下することがある。このため、酸素飽和度の算出を行う前に黄色色素等の粘液等を除去するために観察対象の洗浄が行われるが、黄色色素等の粘液等を完全に除去することは困難であり、また、観察中に新たに分泌されることもある。したがって、観察対象に黄色色素が有る状況で特許文献１に示すようなプレ測定が行われた場合には、黄色色素等に影響された画像信号に基づいて相関関係の補正が行われるので、酸素飽和度を高精度に算出することは困難である。
【０００７】
本発明は、観察対象に黄色色素などが有る状況においても、酸素飽和度を高精度に算出することができ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】
【０００８】
本発明の内視鏡システムは、観察対象に含まれる黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第１波長帯域の第１光と、第１波長帯域よりも長波長であり、且つ観察対象に含まれるヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光量が変化し、且つ黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第２波長帯域の第２光とを発する光源と、観察対象を撮像する撮像センサと、光源と撮像センサとの少なくともいずれかを制御して、第１プレ撮影用の第１光で照明された観察対象を撮像する第１プレ撮影と、第２プレ撮影用の第２光で照明された観察対象を撮像する第２プレ撮影とを行う制御部と、第１プレ撮影を行って得られた第１画像信号に基づいて、黄色色素の濃度を算出する黄色色素濃度算出部と、算出された黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影における第２光の規定露光量を算出する規定露光量算出部と、第２光の規定露光量をもとに第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号に基づいて、特定の演算を行うことによって演算値を算出する演算値算出部と、演算値が予め定められた最適値に近づいたか否かを判定する判定部とを備える。
【０００９】
制御部は、演算値が最適値に近づいたと判定された場合の第２光の規定露光量に基づき、本撮影用の第２光で照明された観察対象を撮像する本撮影を行い、本撮影を行って得られた第３画像信号に基づいて、酸素飽和度算出部により酸素飽和度が算出され、酸素飽和度算出部により算出された酸素飽和度と、第３画像信号とに基づいて、画像生成部により酸素飽和度が表された酸素飽和度画像が生成されることが好ましい。
【００１０】
酸素飽和度を算出して酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度モードに切り替えるためのモード切替部を有し、制御部は、酸素飽和度モードに切り替えられた場合に、第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行うことが好ましい。
【００１１】
酸素飽和度画像を静止画として取得するための静止画取得指示を出力する静止画取得指示部を有し、制御部は、静止画取得指示が出力された場合に、第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行うことが好ましい。
【００１２】
制御部は、酸素飽和度画像に基づいた観察対象の動画の表示中に、第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行うことが好ましい。
【００１３】
制御部は、第１プレ撮影と第２プレ撮影とで観察対象を照明する照明時間を、本撮影で観察対象を照明する照明時間よりも短時間とすることが好ましい。
【００１４】
撮像センサは、第１波長帯域と第２波長帯域との少なくともいずれかに対して感度を有する特定画素を含む複数の画素を有し、制御部は、第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行う場合に、複数の画素のうち、特定画素以外の画素からは信号読出しを行わずに、特定画素から信号読出しを行うことが好ましい。
【００１５】
制御部は、第２光の規定露光量をもとに、第２プレ撮影における第２光の発光量と、第２プレ撮影における撮像センサの露光時間との少なくともいずれかを制御することが好ましい。
【００１６】
規定露光量算出部は、黄色色素濃度算出部で算出された黄色色素の濃度が高いほど、第２プレ撮影における第２光の規定露光量を大きくすることが好ましい。
【００１７】
最適値は、観察対象に黄色色素が無い場合に得られる値であることが好ましい。
【００１８】
光源は、第１波長帯域及び第２波長帯域よりも長波長であり、且つ血液量に応じて吸光量が変化する第３波長帯域の第３光を発し、制御部は、第１プレ撮影では、第１プレ撮影用の第１光及び第３光で照明された観察対象を撮像し、第２プレ撮影では、第２プレ撮影用の第２光及び第３光で照明された観察対象を撮像し、規定露光量算出部は、第２プレ撮影における第２光と第３光との少なくともいずれかの規定露光量を算出し、演算値算出部は、第２光と第３光との少なくともいずれかの規定露光量をもとに第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号に基づいて、演算値を算出することが好ましい。
【００１９】
特定の演算は、第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号のうち、第３光で照明された観察対象を撮像して得られた画像信号に対する、第２光で照明された観察対象を撮像して得られた画像信号の比である信号比を算出することが好ましい。
【００２０】
制御部は、第１プレ撮影を行う場合に、第１光と第３光とを順次発光させ、第２プレ撮影を行う場合に、第２光と第３光とを順次発光させることが好ましい。
【００２１】
制御部は、第１プレ撮影を行う場合に、第１光と第３光とを同時発光させ、第２プレ撮影を行う場合に、第２光と第３光とを同時発光させることが好ましい。
【００２２】
第３光は、狭帯域光であることが好ましい。また、第３光は、広帯域光を帯域制限して生成されることが好ましい。
【００２３】
規定露光量算出部は、黄色色素濃度算出部で算出された黄色色素の濃度が高いほど、第２プレ撮影における第３光の規定露光量を小さくすることが好ましい。
【００２４】
第１波長帯域は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が同じ等吸収波長であることが好ましい。
【００２５】
第１波長帯域は４５０±１０ｎｍであり、第２波長帯域は４７０±１０ｎｍであり、第３波長帯域は５４０±２０ｎｍであることが好ましい。
【００２６】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、光源が、観察対象に含まれる黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第１波長帯域の第１光と、第１波長帯域よりも長波長であり、且つ観察対象に含まれるヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光量が変化し、且つ黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化する第２波長帯域の第２光とを発するステップと、撮像センサが、観察対象を撮像するステップと、制御部が、光源と撮像センサとの少なくともいずれかを制御して、第１プレ撮影用の第１光で照明された観察対象を撮像する第１プレ撮影と、第２プレ撮影用の第２光で照明された観察対象を撮像する第２プレ撮影とを行うステップと、黄色色素濃度算出部が、第１プレ撮影を行って得られた第１画像信号に基づいて、黄色色素の濃度を算出するステップと、規定露光量算出部が、算出された黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影における第２光の規定露光量を算出するステップと、演算値算出部が、第２光の規定露光量をもとに第２プレ撮影を行って得られた第２画像信号に基づいて、特定の演算を行うことによって演算値を算出するステップと、判定部が、演算値が予め定められた最適値に近づいたか否かを判定するステップとを有する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、観察対象に黄色色素などが有る状況においても、酸素飽和度を高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】撮像センサの画素配列を示す図である。
【図４】カラーフィルタの分光特性を示すグラフである。
【図５】通常モードの照明光及び観察対象の撮像を説明するための説明図である。
【図６】酸素飽和度モードの第１プレ撮影及び第２プレ撮影における照明光及び観察対象の撮像を説明するための説明図である。
【図７】酸素飽和度モードの本撮影における照明光及び観察対象の撮像を説明するための説明図である。
【図８】プレ撮影用処理部の機能を示すブロック図である。
【図９】黄色色素の吸光係数を示すグラフである。
【図１０】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１１】本撮影を行うか否かを決定する流れを示すフローチャートである。
【図１２】酸素飽和度画像生成部の機能を示すブロック図である。
【図１３】信号比と酸素飽和度との相関関係を説明するための説明図である。
【図１４】第１実施形態の内視鏡システムの作用を示すフローチャートである。
【図１５】酸素飽和度モードにおいて、第２青色光の規定露光量に基づいた発光制御と撮像制御を説明するための説明図である。
【図１６】動画表示中の第１プレ撮影、第２プレ撮影、及び本撮影を説明するための説明図である。
【図１７】間引き読出し方式による信号読出しを説明するための説明図である。
【図１８】第１プレ撮影及び第２プレ撮影における順次発光を説明するための説明図である。
【図１９】酸素飽和度モードにおいて、緑色狭帯域光の規定露光量に基づいた発光制御と撮像制御を説明するための説明図である。
【図２０】第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図２１】回転フィルタの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
図１において、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、観察対象の体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。操作部１２ｂは、湾曲部１２ｃを湾曲動作させるための操作に用いるアングルノブ１２ｅを有する。湾曲部１２ｃは、アングルノブ１２ｅの操作に基づいて湾曲動作することによって、先端部１２ｄを所望の方向に向けさせる。先端部１２ｄには、観察対象に向けて洗浄液を噴射する噴射口（図示しない）が設けられている。
【００３０】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、観察モードの切り替え操作に用いるモード切替部１２ｆと、観察対象の静止画を取得するための静止画取得指示を出力する静止画取得指示部１２ｇとが設けられている。
【００３１】
内視鏡システム１０は、通常モードと酸素飽和度モードの２つの観察モードを有している。通常モードでは、照明光に白色光を用いて観察対象を撮像して得た自然な色合いの画像（以下、通常画像という）がモニタ１８に表示される。酸素飽和度モードでは、観察対象の酸素飽和度を測定し、この酸素飽和度を擬似カラーなどで画像化した画像（以下、酸素飽和度画像という）がモニタ１８に表示される。
【００３２】
また、酸素飽和度モードでは、通常モードから酸素飽和度モードに切り替えられた場合にプレ撮影モードが行われ、プレ撮影モードの完了後に本撮影モードが行われる。プレ撮影モードとは、本撮影モードの前に、観察対象の撮影を行って得られる画像信号に基づいて、本撮影モードで使用する規定露光量を決定する撮影モードである。本撮影モードとは、プレ撮影モードで決定された規定露光量をもとに観察対象の撮影を行って得られる画像信号と酸素飽和度との相関関係を用いて、観察対象の酸素飽和度を算出し、その酸素飽和度の酸素飽和度画像を表示する撮影モードである。
【００３３】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、観察対象の画像や、観察対象の画像に付帯する画像情報などを表示する。コンソール１９は、機能設定などの入力操作を受け付けるユーザーインターフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報などを記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００３４】
図２において、光源装置１４は、光源２０と、緑色狭帯域フィルタ２１と、フィルタ挿抜部２２と、光源制御部２３と、光路結合部２４とを備えている。光源２０は、例えば、複数の半導体光源を有し、これらをそれぞれ点灯または消灯する。光源２０が点灯することによって、観察対象を照明する照明光が発せられる。本実施形態では、光源２０は、ＢＳ−ＬＥＤ（Blue Short -wavelength Light Emitting Diode）２０ａ、ＢＬ−ＬＥＤ（Blue Long-wavelength Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの４色のＬＥＤを有する。
【００３５】
ＢＳ−ＬＥＤ２０ａは、波長帯域４５０±１０ｎｍ（本発明の「第１波長帯域」に対応する）の第１青色光ＢＳ（本発明の「第１光」に対応する）を発する。ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂは、第１青色光ＢＳよりも長波長である波長帯域４７０±１０ｎｍ（本発明の「第２波長帯域」に対応する）の第２青色光ＢＬ（本発明の「第２光」に対応する）を発する。Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域５００ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発する。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、波長帯域６４０±２０ｎｍの赤色光Ｒを発する。なお、各色の光は、それぞれの中心波長とピーク波長とが同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００３６】
緑色狭帯域フィルタ２１は、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃと光路結合部２４との間に配置されている。緑色狭帯域フィルタ２１は、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃから発せられる緑色光Ｇを、波長帯域５４０±２０ｎｍ（本発明の「第３波長帯域」に対応する）に波長制限することによって、緑色狭帯域光Ｇｎ（本発明の「第３光」に対応する）を生成する。フィルタ挿抜部２２は、光源制御部２３によって制御され、通常モードの場合に緑色狭帯域フィルタ２１を緑色光Ｇの光路上から抜き去り、酸素飽和度モードの場合に緑色狭帯域フィルタ２１を緑色光Ｇの光路上に挿入する。
【００３７】
光源制御部２３は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに対して独立に制御信号を入力することによって、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの点灯や消灯、点灯時の発光量などを独立に制御する。光源制御部２３における点灯及び消灯の制御は、観察モードごとに異なっている。通常モードの場合、光源制御部２３は、ＢＳ−ＬＥＤ２０ａ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、Ｒ−ＬＥＤ２０ｄを同時に点灯することによって、第１青色光ＢＳ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを同時に発光させる。
【００３８】
一方、酸素飽和度モードの場合、光源制御部２３は、プレ撮影モードと本撮影モードとで発光制御を異ならせている。例えば、光源制御部２３は、プレ撮影モードでは、第１青色光ＢＳを少なくとも発光させる第１プレ発光と、第２青色光ＢＬを少なくとも発光させる第２プレ発光とを行う。また、光源制御部２３は、本撮影モードでは、第２青色光ＢＬを発光させる第１本発光と、第１青色光ＢＳ、緑色狭帯域光Ｇｎ、及び赤色光Ｒを発光させる第２本発光とを、交互に行う。
【００３９】
具体的には、プレ撮影モードにおいて第１プレ発光を行う場合、光源制御部２３は、ＢＳ−ＬＥＤ２０ａとＧ−ＬＥＤ２０ｃを同時に点灯させることによって、第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎを同時発光させる。また、第２プレ発光を行う場合、光源制御部２３は、ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂとＧ−ＬＥＤ２０ｃを同時に点灯させることによって、第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎを同時発光させる。
【００４０】
本撮影モードにおいて第１本発光を行う場合、光源制御部２３は、ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂを点灯させることによって、第２青色光ＢＬを発光させる。第２本発光を行う場合、光源制御部２３は、ＢＳ−ＬＥＤ２０ａ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを同時に点灯させることによって、第１青色光ＢＳ、緑色狭帯域光Ｇｎ、及び赤色光Ｒを同時発光させる。なお、本実施形態では、光源制御部２３は、本撮影モードにおける第１本発光と第２本発光とのそれぞれの照明時間よりも、プレ撮影モードにおける第１プレ発光と第２プレ発光とのそれぞれの照明時間を短時間とする。
【００４１】
光路結合部２４は、ミラーやレンズなどで構成されており、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄから発せられる各光をライトガイド２６に入射させる。ライトガイド２６は、内視鏡１２及びユニバーサルコードに内蔵されている。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を接続するコードである。ライトガイド２６は、光路結合部２４からの光を、内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。
【００４２】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは、照明レンズ３２を有している。この照明レンズ３２を介して、ライトガイド２６からの照明光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ３４と撮像センサ３６とを有している。対物レンズ３４は、照明光で照明された観察対象からの戻り光を撮像センサ３６に入射させる。これにより、撮像センサ３６に観察対象の像が結像される。
【００４３】
撮像センサ３６は、照明光で照明された観察対象を撮像して画像信号を出力するカラーの撮像センサである。図３に示すように、撮像センサ３６の撮像面上には、複数の画素３７が行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）にマトリクス状に２次元配列されている。１つの画素３７には、Ｂ（青色）カラーフィルタ３８、Ｇ（緑色）カラーフィルタ３９、及びＲ（赤色）カラーフィルタ４０のいずれかが設けられている。各カラーフィルタ３８〜４０の配列は、ベイヤー配列であり、Ｇカラーフィルタ３９が市松状に１画素おきに配置され、Ｂカラーフィルタ３８とＲカラーフィルタ４０とが、残りの画素上に、それぞれ正方格子状に配置されている。
【００４４】
以下では、Ｂカラーフィルタ３８が設けられた画素３７をＢ画素（青色画素）（本発明の「特定画素」に対応する）と称し、Ｇカラーフィルタ３９が設けられた画素３７をＧ画素（緑色画素）と称し、Ｒカラーフィルタ４０が設けられた画素３７をＲ画素（赤色画素）と称する。Ｂ画素とＧ画素とは、偶数（０，２，４・・・Ｎ−１）の各画素行に、交互に配置されている。Ｒ画素とＧ画素とは、奇数（１，３，５・・・Ｎ）の各画素行に、交互に配置されている。なお、画素行とは、行方向に並んだ１行分の画素３７を示している。
【００４５】
図４に示すように、Ｂカラーフィルタ３８は、波長帯域が３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの光を透過させる。Ｇカラーフィルタ３９は、波長帯域が４５０ｎｍ〜６３０ｎｍの光を透過させる。Ｒカラーフィルタ４０は、波長帯域が５８０ｎｍ〜７６０ｎｍの光を透過させる。このため、Ｂ画素は、第１青色光ＢＳの波長帯域４５０±１０ｎｍと第２青色光ＢＬの波長帯域４７０±１０ｎｍとに対して感度を有する。Ｇ画素は、緑色光Ｇの波長帯域５００ｎｍ〜６００ｎｍ及び緑色狭帯域光Ｇｎの波長帯域５４０±２０ｎｍに対して感度を有する。Ｒ画素は、赤色光Ｒの波長帯域６４０±２０ｎｍに対して感度を有する。
【００４６】
撮像センサ３６としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを利用可能である。撮像センサ３６は、撮像制御部４２によって画像信号の読出しが制御される。撮像制御部４２は、信号読出し方式として、全画素読出し方式と間引き読出し方式とが実行可能である。
【００４７】
全画素読出し方式では、全ての画素３７について（図３参照）、先頭の画素行「０」から最後尾の画素行「Ｎ」まで、１画素行ずつ順に信号読出しが行われる。間引き読出し方式では、ＢＧＲの各画素のうち特定の１色の画素から信号読出しを行うことを可能とする。本実施形態では、撮像制御部４２は、全画素読出し方式で信号読出しを行うことによって、ＢＧＲの各画素から画像信号をそれぞれ出力させる。
【００４８】
なお、原色の撮像センサ３６の代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（グリーン）の補色フィルタを備えた補色撮像センサを用いても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるので、補色−原色色変換によって、ＣＭＹＧの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換することにより、撮像センサ３６と同様のＲＧＢ各色の画像信号を得ることができる。
【００４９】
撮像制御部４２は、光源制御部２３と互いに電気的に接続されており、光源制御部２３の発光制御に応じて撮像制御を行う。図５に示すように、通常モードの場合、撮像制御部４２は、光源制御部２３の制御に基づいて発光される第１青色光ＢＳ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒで照明中の観察対象を１フレーム毎に撮像するように、撮像センサ３６を制御する。これにより、撮像センサ３６のＢ画素からＢｃ画像信号が出力され、Ｇ画素からＧｃ画像信号が出力され、Ｒ画素からＲｃ画像信号が出力される。なお、撮像制御部４２は、撮像センサ３６による露光時間を、照明光の照明時間と同期させている。
【００５０】
酸素飽和度モードの場合、撮像制御部４２は、プレ撮影モードと本撮影モードとで撮像制御を異ならせている。具体的には、プレ撮影モードの場合、図６に示すように、撮像制御部４２は、第１プレ発光時に同時発光される第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎで照明中の観察対象を１フレーム分撮像する第１プレ撮像を実行する。これにより、第１プレ撮像時には、撮像センサ３６のＢ画素からＢｐ画像信号が出力され、Ｇ画素からＧｐ画像信号が出力され、Ｒ画素からＲｐ画像信号が出力される。なお、Ｂｐ画像信号、Ｇｐ画像信号、及びＲｐ画像信号は、本発明の「第１画像信号」に対応する。
【００５１】
また、第２プレ発光時に同時発光される第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎで照明中の観察対象を１フレーム分撮像する第２プレ撮像を実行する。これにより、第２プレ撮像時には、撮像センサ３６のＢ画素からＢｑ画像信号が出力され、Ｇ画素からＧｑ画像信号が出力され、Ｒ画素からＲｑ画像信号が出力される。なお、Ｂｑ画像信号、Ｇｑ画像信号、及びＲｑ画像信号は、本発明の「第２画像信号」に対応する。
【００５２】
これに対し、本撮影モードの場合、図７に示すように、撮像制御部４２は、第１本発光時に発光される第２青色光ＢＬで照明中の観察対象を１フレーム分撮像する第１本撮像と、第２本発光時に同時発光される第１青色光ＢＳ、緑色狭帯域光Ｇｎ、及び赤色光Ｒで照明中の観察対象を１フレーム分撮像する第２本撮像とを実行する。
【００５３】
これにより、第１本撮像時には、撮像センサ３６のＢ画素からＢ１画像信号が出力され、Ｇ画素からＧ１画像信号が出力され、Ｒ画素からＲ１画像信号が出力される。また、第２本撮像時には、撮像センサ３６のＢ画素からＢ２画像信号が出力され、Ｇ画素からＧ２画像信号が出力され、Ｒ画素からＲ２画像信号が出力される。なお、Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１画像信号、及びＢ２，Ｇ２，Ｒ２画像信号は、本発明の「第３画像信号」に対応する。
【００５４】
図２に示すように、ＣＤＳ／ＡＧＣ（Correlated Double Sampling／Automatic Gain Control）回路４６は、撮像センサ３６から得られるアナログの画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４６を経た画像信号は、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ４８により、デジタルの画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。
【００５５】
プロセッサ装置１６は、画像信号取得部５０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２と、ノイズ低減部５４と、画像処理切替部５６と、通常画像生成部５８と、制御部６０と、プレ撮影用処理部６２と、酸素飽和度画像生成部６４と、映像信号生成部６６とを備えている。画像信号取得部５０は、内視鏡１２から入力される画像信号を受信し、受信した画像信号をＤＳＰ５２に送信する。
【００５６】
ＤＳＰ５２は、受信した画像信号に対して、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変換処理等の各種信号処理を行う。欠陥補正処理では、撮像センサ３６の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理した画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理した各色の画像信号に特定のゲインを乗じることにより各画像信号の信号レベルが整えられる。リニアマトリクス処理では、ゲイン補正処理した各色の画像信号の色再現性が高められる。
【００５７】
ガンマ変換処理では、リニアマトリクス処理した各画像信号の明るさや彩度が整えられる。デモザイク処理（等方化処理，同時化処理とも言う）では、各画素の欠落した色の信号を生成することによって、ガンマ変換処理した画像信号を補間する。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。ＤＳＰ５２は、デモザイク処理した各画像信号に対してＹＣ変換処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及び色差信号Ｃｒをノイズ低減部５４に出力する。
【００５８】
ノイズ低減部５４は、ＤＳＰ５２からの画像信号に対して、ノイズ低減処理を施す。ノイズ低減処理は、例えば、移動平均法やメディアンフィルタ法等である。ノイズ低減処理によりノイズが低減された画像信号は、画像処理切替部５６に入力される。
【００５９】
画像処理切替部５６は、設定されている観察モードに応じて、ノイズ低減部５４からの画像信号の送信先を切り替える。具体的には、通常モードに設定されている場合、画像処理切替部５６は、通常画像生成部５８に画像信号を送信する。一方、酸素飽和度モードに設定されている場合、画像処理切替部５６は、プレ撮影モードではプレ撮影用処理部６２に画像信号を送信し、本撮影モードでは酸素飽和度画像生成部６４に画像信号を送信する。
【００６０】
通常画像生成部５８は、画像処理切替部５６から受信した１フレーム分のＲｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、及びＢｃ画像信号に対して、さらに３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（Look Up Table）処理等の色変換処理を施す。色変換処理したＲＧＢ各色の画像データには、各種色彩強調処理が施される。色彩強調処理したＲＧＢ各色の画像データには、空間周波数強調等の構造強調処理が施される。そして、構造強調処理したＲＧＢ各色の画像データは、通常画像として映像信号生成部６６に入力される。
【００６１】
制御部６０は、光源制御部２３と撮像制御部４２とを制御することによって、プレ撮影モードと本撮影モードとを実行する。プレ撮影モードは、モード切替部１２ｆによって酸素飽和度モードに切り替えられた場合に実行する。本撮影モードは、後述する判定部７５による判定結果に基づいて本撮影を行うことを決定した場合に実行する。なお、制御部６０は、画像処理切替部５６と電気的に接続されており、画像処理切替部５６に対して、プレ撮影モードと本撮影モードとのいずれを実行したかの通知を行う。
【００６２】
制御部６０は、プレ撮影モードでは、第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行う。第１プレ撮影では、光源制御部２３を制御することによって第１プレ発光を実行させ、撮像制御部４２を制御することによって第１プレ撮像を実行させる。これにより、第１プレ撮影時には、第１青色光ＢＳ及び緑色狭帯域光Ｇｎで照明された観察対象を撮像することによって、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号とＲｐ画像信号とが得られる。
【００６３】
また、制御部６０は、第２プレ撮影では、光源制御部２３を制御することによって第２プレ発光を実行させ、撮像制御部４２を制御することによって第２プレ撮像を実行させる。これにより、第２プレ撮影時には、第２青色光ＢＬ及び緑色狭帯域光Ｇｎで照明された観察対象を撮像することによって、Ｂｑ画像信号とＧｑ画像信号とＲｑ画像信号とが得られる。
【００６４】
制御部６０は、本撮影モードでは、光源制御部２３を制御することによって第１本発光と第２本発光とを交互に実行させ、この第１本発光と第２本発光に合わせて撮像制御部４２を制御することによって第１本撮像と第２本撮像とを交互に実行させる。これにより、第１本発光と第１本撮像が実行された場合には、第２青色光ＢＬで照明された観察対象を撮像することによって、Ｂ１画像信号とＧ１画像信号とＲ１画像信号とが得られる。また、第２本発光と第２本撮像が実行された場合には、第１青色光ＢＳ、緑色狭帯域光Ｇｎ、及び赤色光Ｒで照明された観察対象を撮像することによって、Ｂ２画像信号とＧ２画像信号とＲ２画像信号とが得られる。
【００６５】
プレ撮影用処理部６２は、制御部６０によってプレ撮影モードが実行された場合に作動する。図８に示すように、プレ撮影用処理部６２は、送信先切換部７１と、黄色色素濃度算出部７２と、規定露光量算出部７３と、演算値算出部７４と、判定部７５とを備えている。
【００６６】
送信先切換部７１は、制御部６０によって第１プレ撮影と第２プレ撮影とのいずれが行われたかに応じて、画像処理切替部５６から受信した画像信号の送信先を切り替える。具体的には、送信先切換部７１は、第１プレ撮影が行われた場合、この第１プレ撮影時に得られたＢｐ画像信号とＧｐ画像信号とＲｐ画像信号とを黄色色素濃度算出部７２に送信する。また、第２プレ撮影が行われた場合、この第２プレ撮影時に得られたＢｑ画像信号とＧｑ画像信号とＲｑ画像信号とを演算値算出部７４に送信する。
【００６７】
黄色色素濃度算出部７２は、第１プレ撮影を行って得られたＢｐ画像信号とＧｐ画像信号とＲｐ画像信号とのうち、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号とに基づいて黄色色素の濃度を算出する。黄色色素は、粘液や残渣等に含まれるビリルビンやステルコビリン等である。本実施形態では、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号の信号比Ｇｐ／Ｂｐに基づいて黄色色素の濃度を算出する。
【００６８】
図９に示すように、Ｂｐ画像信号に対応している第１青色光ＢＳの波長帯域４５０±１０ｎｍは、黄色色素の吸光係数が最も高い吸収ピーク波長を有していることから、黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化しやすい波長帯域である。また、図１０に示すように、第１青色光ＢＳの波長帯域４５０±１０ｎｍは、ヘモグロビンの吸光係数が比較的高い青色の波長帯域に属し、且つ酸化ヘモグロビン（グラフ７６）と還元ヘモグロビン（グラフ７８）の吸光係数が同じ等吸収波長である。一方、Ｇｐ画像信号に対応している緑色狭帯域光Ｇｎの波長帯域５４０±２０ｎｍは、黄色色素の吸光係数が比較的低く（図９参照）、且つヘモグロビンの吸光係数が比較的高いため（図１０参照）、血液量に応じて吸光量が変化しやすい波長帯域である。したがって、信号比Ｇｐ／Ｂｐの値は、酸素飽和度によって変化することはないが、黄色色素の濃度や血液量によって変化する。
【００６９】
規定露光量算出部７３は、黄色色素濃度算出部７２で算出された黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を算出する。以下において、規定露光量について説明する。規定露光量とは、観察対象に黄色色素が有る場合であっても、観察対象に黄色色素が無いかのように見せかけることによって、酸素飽和度の測定結果に誤差を生じさせないための露光量のことである。ここで、酸素飽和度を測定する際に用いられる第２青色光ＢＬの波長帯域４７０±１０ｎｍは、酸化ヘモグロビン（グラフ７６）と還元ヘモグロビン（グラフ７８）の吸光係数の差が大きい波長帯域であり（図１０参照）、ヘモグロビンの酸素飽和度によって吸光量が変化するので、酸素飽和度の情報を取り扱いやすい。一方で、第２青色光ＢＬの波長帯域４７０±１０ｎｍは、黄色色素の吸光係数が比較的大きく（図９参照）、黄色色素の濃度に応じて吸光量が変化しやすい波長帯域でもあるので、第２青色光ＢＬが黄色色素に吸光された分だけ、酸素飽和度の測定結果に誤差を生じさせることがある。したがって、酸素飽和度を測定する際には、観察対象に黄色色素が有る場合であっても、黄色色素による吸光分が補償されるように第２青色光ＢＬの規定露光量が定められる。
【００７０】
例えば、規定露光量算出部７３は、黄色色素の濃度が高いほど、この黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分が補償されるように、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を大きくする。
【００７１】
規定露光量算出部７３で算出された第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量は、制御部６０に入力される。制御部６０は、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量と、第２プレ撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間とを求めることにより、第２プレ撮影での発光量と露光時間を制御する。光源制御部２３では、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量と観察対象の距離情報等に基づいて第２プレ発光を行う。撮像制御部４２では、第２プレ撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間に基づいて第２プレ撮像を行う。これにより、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量をもとに第２プレ撮影が行われる。なお、本実施形態では、制御部６０は、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量が大きいほど、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量を大きくすることによって、黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分を補償する。
【００７２】
演算値算出部７４は、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量をもとに第２プレ撮影を行って得られたＢｑ画像信号とＧｑ画像信号とＲｑ画像信号とのうち、少なくともＢｑ画像信号に基づいて、特定の演算を行うことによって演算値を算出する。本実施形態では、演算値算出部７４は、Ｂｑ画像信号をＧｑ画像信号で除算した信号比Ｂｑ／Ｇｑを演算値とする。すなわち、特定の演算とは、Ｇｑ画像信号に対するＢｑ画像信号の比を算出することである。信号比Ｂｑ／Ｇｑの値は、黄色色素の濃度によって変化せずに、酸素飽和度及び血液量によって変化する。
【００７３】
判定部７５は、演算値算出部７４で算出された演算値が、予め定められた最適値に近づいたか否かを判定する。最適値とは、観察対象に黄色色素が無い場合に得られる値である。なお、「無い」とは、観察対象に黄色色素が全く無いことを示す他、観察対象に黄色色素が多少は有ることも含まれる。本実施形態では、判定部７５は、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたか否かの判定を行う。ここで、「信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいた」とは、例えば、信号比Ｂｑ／Ｇｑの値と最適値との差分値が、特定の閾値以下となることをいう。
【００７４】
判定部７５は、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたか否かの判定を行う場合、信号比Ｂｑ／Ｇｑの値と最適値との差分値を求め、この差分値と特定の閾値との比較を行う。この比較の結果、判定部７５は、差分値が閾値以下である場合に、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたと判定し、差分値が閾値より大きい場合に、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいていないと判定する。信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたと判定された場合には、実際には観察対象に黄色色素が有る場合であっても、この黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分が補償されるため、観察対象に黄色色素が無いかのように見せかけて酸素飽和度を算出することが可能である。したがって、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたと判定された場合には、酸素飽和度の算出時に、黄色色素によって誤差が発生することが防止される。
【００７５】
判定部７５による判定結果は、制御部６０に入力される。図１１に示すように、制御部６０は、判定部７５からの判定結果に基づいて本撮影を行うか否かを決定する。具体的には、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいていないと判定された場合（図１１でＮＯの場合）、制御部６０は、第１プレ撮影を再び行うことによって、黄色色素の濃度及び規定露光量の算出を再び行わせる。
【００７６】
一方、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたと判定された場合（図１１でＹＥＳの場合）、制御部６０は、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて本撮影を行うことを決定する。そして、制御部６０は、この決定に伴って、プレ撮影モードを完了させて本撮影モードに切り替える。本撮影モードに切り替えた場合、制御部６０は、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を求める。そして、制御部６０は、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量をもとに、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量と、本撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間とを求めることによって、本撮影での発光量と露光時間とを制御する。光源制御部２３では、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量と観察対象の距離情報等に基づいて第１本発光と第２本発光とを行う。撮像制御部４２では、本撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間に基づいて第１本撮像と第２本撮像とを行う。
【００７７】
酸素飽和度画像生成部６４は、本撮影モードにおいて本撮影を行って得られた画像信号のうちのＢ１画像信号、Ｇ２画像信号、及びＲ２画像信号と、酸素飽和度との相関関係を用いて観察対象の酸素飽和度を算出し、算出した酸素飽和度を疑似カラーなどで画像化した酸素飽和度画像を生成する。
【００７８】
図１２に示すように、酸素飽和度画像生成部６４は、信号比算出部８２と、相関関係記憶部８４と、酸素飽和度算出部８６と、画像生成部８８とを備えている。
【００７９】
信号比算出部８２は、画像処理切替部５６から受信した画像信号に基づいて、酸素飽和度算出部８６で酸素飽和度を算出するために用いる信号比を算出する。具体的には、信号比算出部８２は、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｒ２画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２とをそれぞれ画素毎に算出する。
【００８０】
相関関係記憶部８４は、信号比算出部８２が算出する各信号比と、酸素飽和度との相関関係を、ＬＵＴ（Look Up Table）などの記憶手段に記憶している。この相関関係は、縦軸Ｌｏｇ（Ｂ１／Ｇ２）、横軸Ｌｏｇ（Ｒ２／Ｇ２）で形成される２次元空間上で表した場合、図１３に示すように、２次元空間上において、酸素飽和度が同じ部分を繋ぎ合わせた等値線が、ほぼ横軸方向に沿って形成されている。また、等値線は、酸素飽和度が大きくなるほど、縦軸方向に対して、より下方側に位置する。例えば、酸素飽和度が１００％の等値線９０は、酸素飽和度が０％の等値線９２よりも下方に位置している。なお、この２次元空間における等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションによって予め得られる。
【００８１】
また、上記相関関係は、酸化ヘモグロビン（図１０のグラフ７６）や還元ヘモグロビン（図１０のグラフ７８）の吸光特性や光散乱特性と密接に関連し合っている。信号比Ｂ１／Ｇ２に関しては、酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存度が高い。そこで、信号比Ｂ１／Ｇ２に加えて、主として血液量に依存して変化する信号比Ｒ２／Ｇ２を用いることで、血液量による影響が排除された酸素飽和度を求めることができる。
【００８２】
酸素飽和度算出部８６は、相関関係記憶部８４に記憶した相関関係を参照し、信号比Ｂ１／Ｇ２，信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を画素毎に算出する。酸素飽和度算出部８６では、上述のように黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分が補償された信号比Ｂ１／Ｇ２が用いられるので、観察対象に黄色色素が有る場合であっても、酸素飽和度を高精度に算出することができる。
【００８３】
なお、上限の等値線９０より下方に分布する場合には酸素飽和度を１００％とし、下限の等値線９２より上方に分布する場合には酸素飽和度算出部８６は酸素飽和度を０％とする。また、信号比Ｂ１／Ｇ２，信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する点が上限の等値線９０と下限の等値線９２との間に分布しない場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度が低いことをモニタ１８に表示しても良いし、酸素飽和度を算出しないようにしても良い。
【００８４】
画像生成部８８は、酸素飽和度算出部８６で算出された酸素飽和度と、本撮影を行って得られた画像信号とに基づいて、観察対象の酸素飽和度が表された酸素飽和度画像を生成する。具体的には、画像生成部８８は、Ｂ２画像信号，Ｇ２画像信号，及びＲ２画像信号に対して、酸素飽和度に応じて疑似カラー化するゲインを画素毎に乗じることによって、ＲＧＢ画像データを生成する。生成されたＲＧＢ画像データは、映像信号生成部６６に入力される。このＲＧＢ画像データが酸素飽和度画像である。酸素飽和度画像は、例えば、高酸素の領域（酸素飽和度が６０％以上１００％以下の領域）では、通常画像と同様の色で表され、酸素飽和度が特定値を下回る低酸素の領域（酸素飽和度が０％以上６０％未満の領域）では、通常画像とは異なる色、すなわち疑似カラーで表される。
【００８５】
映像信号生成部６６は、通常画像生成部５８からの通常画像の画像データ、または酸素飽和度画像生成部６４からの酸素飽和度画像の画像データを、モニタ１８上でフルカラー表示を可能にする映像信号に変換する。変換済みの映像信号はモニタ１８に入力される。これにより、モニタ１８には通常画像または酸素飽和度画像が表示される。
【００８６】
次に、本発明の内視鏡システム１０について、図１４のフローチャートに沿って一連の流れを説明する。通常モードにおいてモード切替部１２ｆが操作されると、酸素飽和度モードに切り替えられる。酸素飽和度モードに切り替えられた場合、内視鏡１２の先端部１２ｄから観察対象に対して洗浄液が噴射され、制御部６０によってプレ撮影モードが実行される。
【００８７】
プレ撮影モードが実行されると、まず、第１プレ撮影が行われる。図１５に示すように、第１プレ撮影では、制御部６０が、光源制御部２３を制御することによって、第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎを同時発光する第１プレ発光を行うとともに、撮像制御部４２を制御することによって、第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎで照明中の観察対象を撮像する第１プレ撮像を行う。これにより、第１プレ撮影時には、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号とＲｐ画像信号とが得られる。なお、第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎは、予め定められている第１プレ撮影用の規定露光量に基づいて、それぞれ第１プレ撮影用の第１青色光ＢＳの規定発光量Ｌｐ１（ＢＳ）、第１プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｐ１（Ｇｎ）で第１プレ発光が行われる。また、第１プレ撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｐ１で第１プレ撮像が行われる。
【００８８】
黄色色素濃度算出部７２では、第１プレ撮影を行って得られた画像信号のうち、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号の信号比Ｇｐ／Ｂｐに基づいて、黄色色素の濃度を算出する。規定露光量算出部７３は、算出された黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を算出する。そして、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｐ２（ＢＬ）、第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｐ２（Ｇｎ）、及び第２プレ撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｐ２が求められる。なお、本実施形態では、観察対象に黄色色素が有る場合の第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｐ２（ＢＬ）を求めている。したがって、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｐ２（ＢＬ）は、観察対象に黄色色素が無い場合に求められる第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｓ２（ＢＬ）よりも大きくされていることによって（図１５参照）、黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分を補償することができる。
【００８９】
次に、第２プレ撮影が行われる。第２プレ撮影では、制御部６０が、光源制御部２３を制御することによって、第２プレ撮影用の各規定発光量Ｌｐ２（ＢＬ），Ｌｐ２（Ｇｎ）に基づいて第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎを同時発光する第２プレ発光を行うとともに、撮像制御部４２を制御することによって、第２プレ撮影用の規定露光時間Ｔｐ２に基づいて第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎで照明中の観察対象を撮像する第２プレ撮像を行う。これにより、第２プレ撮影時には、Ｂｑ画像信号とＧｑ画像信号とＲｑ画像信号とが得られる。
【００９０】
演算値算出部７４は、第２プレ撮影を行って得られた画像信号のうち、Ｂｑ画像信号とＧｑ画像信号の信号比Ｂｑ／Ｇｑを演算値として算出する。判定部７５は、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたか否かの判定を行う。この判定の結果、信号比Ｂｑ／Ｇｑが最適値に近づいたと判定された場合に、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて本撮影を行うことが決定され、プレ撮影モードが完了して本撮影モードに切り替えられる。
【００９１】
本撮影モードに切り替えられると、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量に基づいて、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量が求められる。そして、本撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量をもとに、第１本発光における本撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｒ１（ＢＬ）が求められ、第１本撮像における本撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｒ１が求められる。また、第２本発光における本撮影用の第１青色光ＢＳの規定発光量Ｌｒ２（ＢＳ）、本撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｒ２（Ｇｎ）、及び本撮影用の赤色光Ｒの規定発光量Ｌｒ２（Ｒ）が求められ、第２本撮像における本撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｒ２が求められる。
【００９２】
本撮影では、第１本発光及び第１本撮像と、第２本発光及び第２本撮像とが交互に行われる。これにより、第１本発光及び第１本撮像が行われた場合に、Ｂ１画像信号とＧ１画像信号とＲ１画像信号が得られる。また、第２本発光及び第２本撮像が行われた場合に、Ｂ２画像信号とＧ２画像信号とＲ２画像信号が得られる。なお、本撮影では、第１本発光での本撮影用の第２青色光ＢＬの規定発光量Ｌｒ１（ＢＬ）が大きくされているため、黄色色素による第２青色光ＢＬの吸光分が補償される。
【００９３】
信号比算出部８２では、本撮影を行って得られる画像信号のうち、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｒ２画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２を算出する。酸素飽和度算出部８６では、相関関係記憶部８４に記憶された相関関係を参照して、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を算出する。画像生成部８８は、算出された酸素飽和度と、本撮影を行って得られた画像信号とに基づいて酸素飽和度画像を生成する。
【００９４】
以上のように、本発明の内視鏡システム１０は、第１プレ撮影では、第１青色光ＢＳで照明された観察対象を撮像して得られた画像信号から、黄色色素の濃度を算出し、この黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影における第２青色光ＢＬの規定露光量を算出する。第２プレ撮影では、上記規定露光量に基づいた第２青色光ＢＬで照明された観察対象を撮像して得られた画像信号から、特定の演算を行って演算値を算出し、この演算値が最適値に近づいたか否かを判定する。このように第１プレ撮影及び第２プレ撮影を行うことによって、観察対象に含まれる黄色色素に第２青色光ＢＬが吸光された場合でも、酸素飽和度を高精度に算出することができる。
【００９５】
また、本発明の内視鏡システム１０では、第１，第２プレ撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｐ１，Ｔｐ２を、本撮影用の撮像センサ３６の規定露光時間Ｔｒ１，Ｔｒ２よりもそれぞれ短時間としている（図１５参照）。これにより、酸素飽和度画像が取得されるまでのタイムラグが小さくなり、酸素飽和度画像を用いた診断を速やか行うことが可能となる。
【００９６】
なお、上記実施形態では、第１プレ撮影と第２プレ撮影は、酸素飽和度モードに切り替えられたタイミングに行われているが、これ以外のタイミングに行われるようにしても良い。例えば、静止画取得指示部１２ｇの操作に基づいて静止画取得指示が出力された場合に、第１プレ撮影と第２プレ撮影とが行われるようにしても良い。観察対象の静止画が取得される場合は、医師によって観察対象の精査が行われる可能性が高いので、静止画として取得される酸素飽和度画像には酸素飽和度が正確に表されていることが好ましい。このため、静止画取得指示が出力された場合に第１プレ撮影と第２プレ撮影とを行うことによって、酸素飽和度が正確に反映された酸素飽和度画像を静止画として医師に提供することができる。
【００９７】
また、酸素飽和度画像に基づいた観察対象の動画表示中に、第１プレ撮影と第２プレ撮影とが行われるようにしても良い。例えば、図１６に示すように、動画表示中において、第１フレームで第１プレ撮影が行われ、第２フレームで第２プレ撮影が行われ、第３フレーム及び第４フレームで本撮影が行われ、その後の第５フレーム以降については、第１プレ撮影、第２プレ撮影、本撮影が順次に繰り返されるようにする。動画を構成する画像を取得する場合には、動画表示中の各フレームのうち、本撮影が行われるフレームで得られた画像信号を少なくとも用いる。これにより、動画表示が行われる場合においても、酸素飽和度を高精度に算出することができる。
【００９８】
また、動画表示中は、第１プレ撮影、第２プレ撮影、本撮影を順次に繰り返し行う場合に限らず、例えば、第１，第２プレ撮影が行われるフレームを一定期間が経過する毎に間欠的に設けるようにしても良い。これにより、動画のフレームレートが低下することを防止できる。
【００９９】
また、本撮影が行われるフレームで得られる画像に基づいて観察対象の動き量を検出し、検出した動き量が特定値以下の場合に、第１，第２プレ撮影が行われるフレームを設けるようにしても良い。動き量が特定値以下の場合、観察対象を精査するために内視鏡の動きを停止させている可能性があるため、第１，第２プレ撮影が行われるフレームを設けることによって、酸素飽和度が正確に表された酸素飽和度画像を提供することができる。一方で動き量が特定値より大きい場合、スクリーニング等で内視鏡を大きく動かしている可能性があるため、第１，第２プレ撮影が行われるフレームを設けないようにすることによって、プロセッサ装置１６の処理負担を軽減できる。
【０１００】
なお、上記実施形態では、酸素飽和度画像を取得する際に、本撮影を行って得られた画像信号のみを用いているが、本撮影を行って得られた画像信号に加え、第１プレ撮影及び第２プレ撮影を行って得られた画像信号を用いても良い。但し、第１，第２プレ撮影における照明時間は本撮影における照明時間よりも短時間であるため、第１，第２プレ撮影での規定露光量は本撮影での規定露光量よりも小さい。このため、第１，第２プレ撮影を行って得られた画像信号から画像を生成する場合は、輝度値を増幅するなどの信号処理を施すことによって、規定露光量の不足分を補うことが好ましい。これにより、例えば、動画表示を行う場合に、高フレームレートであり、且つ画像間のチラつきが抑えられた高画質な動画表示が可能である。
【０１０１】
なお、上記実施形態では、撮像制御部４２は、撮像センサ３６に対して全画素読出し方式で信号読出しを行っているが、間引き読出し方式で信号読出しを行っても良い。例えば、図１７に示すように、第１プレ撮影と第２プレ撮影とが行われた場合において、Ｂ画素とＧ画素とからそれぞれ信号読出しを行うようにしても良い。この場合、撮像制御部４２は、偶数（０，２，４・・・Ｎ−１）及び奇数（１，３，５・・・Ｎ）の画素行のうち、偶数の各画素行については、Ｂ画素とＧ画素の信号読出しが行われるように制御する。一方、奇数の各画素行については、Ｇ画素のみについて信号読出しが行われ、Ｒ画素については信号読出しが行われないように制御する。これにより、第１プレ撮影時には、黄色色素の濃度を算出する際に用いられるＢｐ画像信号とＧｐ画像信号とが得られる。また、第２プレ撮影時には、演算値を算出する際に用いられるＢｑ画像信号とＧｑ画像信号とが得られる。このように、Ｒ画素の信号読出しを行わずに、Ｂ画素及びＧ画素の信号読出しを行うことによって、第１プレ撮影及び第２プレ撮影において信号読出しに要する時間が短縮される。
【０１０２】
また、間引き読出し方式で信号読出しを行う場合には、偶数の各画素行について１画素行ずつ信号読出しを行い、奇数の各画素行については信号読出しを行わないようにしても良い。これにより、全画素のうちの半分の画素のみについて信号読出しが行われるので、信号読出しに要する時間が半分程度に短縮される。なお、第１プレ撮影と第２プレ撮影とが行われた場合には、Ｂ画素、Ｇ画素、及びＲ画素のうち、Ｂ画素以外（特定画素以外）の画素からは信号読出しを行わずに、Ｂ画素から信号読出しを行っても良い。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、緑色狭帯域光Ｇｎは、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃからの緑色光Ｇを緑色狭帯域フィルタ２１で波長制限することによって生成しているが、その他に、広帯域光源からの広帯域光（白色光）を緑色狭帯域フィルタ２１で波長制限して生成しても良い。このように、本発明において、広帯域光には、波長帯域が５００ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇの他、白色光などが含まれる。なお、広帯域光源は、白色ＬＥＤなどの半導体光源や、キセノンランプなどである。
【０１０４】
また、上記実施形態では、制御部６０は、第１プレ撮影を行う場合に第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎとを同時発光させ、第２プレ撮影を行う場合に第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎとを同時発光させているが、これに代えて、第１プレ撮影を行う場合に第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎとを順次発光させ、第２プレ撮影を行う場合に第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎとを順次発光させても良い。例えば、図１８に示すように、制御部６０は、撮像センサ３６により露光が行われる期間では各ＬＥＤを点灯させ、撮像センサ３６により信号読出しが行われる期間では各ＬＥＤを消灯させる。この順次発光の場合は、同時発光の場合と比較して、各光の露光時間が半分程度とされているため、各光の発光量を２倍にする。これにより、同時発光させる場合と比較して、ＢＳ−ＬＥＤ２０ａ、ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂ、及びＧ−ＬＥＤ２０ｃが消灯して冷却される期間が設けられるので、光源装置１４の発熱が抑えられる。なお、酸素飽和度画像を取得する際に第１，第２プレ撮影を行って得られた画像信号を用いない場合など、第１，第２プレ撮影での露光量が比較的小さくても良い場合には、各光の発光量を増大させないことによって、光源装置１４の駆動電流の増大が抑えられて、発熱が更に抑えられる。
【０１０５】
上記実施形態では、規定露光量算出部７３は、黄色色素濃度算出部７２で算出された黄色色素の濃度に基づいて、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を算出しているが、これに代えて、第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定露光量を算出しても良い。第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定露光量を算出する場合には、規定露光量算出部７３は、黄色色素の濃度が高いほど、第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定露光量を小さくする。この場合、制御部６０は、図１９に示すように、第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｐ２（Ｇｎ）を求める。第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｐ２（Ｇｎ）は、観察対象に黄色色素が無い場合に求められる第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量Ｌｓ２（Ｇｎ）よりも値が小さい。これにより、演算値算出部７４で算出される信号比Ｂｑ／Ｇｑの値は、観察対象に黄色色素が有る場合と無い場合とで同じになるため、判定部７５によって正確な判定が行われて、酸素飽和度を高精度に算出することができる。
【０１０６】
また、規定露光量算出部７３は、黄色色素の濃度が高いほど、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量を大きくし、且つ第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定露光量を小さくしても良い。こうすることで、第２プレ撮影用の第２青色光ＢＬの規定露光量のみを算出する場合と比較して、第２青色光ＢＬを発するＢＬ−ＬＥＤ２０ｂを駆動するための電流の値が小さくなるので、光源装置１４の発熱が抑えられる。また、第２プレ撮影用の緑色狭帯域光Ｇｎの規定露光量のみを算出する場合と比較して、緑色狭帯域光Ｇｎの規定発光量が小さくされることに伴う全体的な明るさの低下が抑えられる。
【０１０７】
なお、上記実施形態では、規定露光量算出部７３は、黄色色素濃度算出部７２で算出された黄色色素の濃度に基づいて第２プレ撮影用の規定露光量を算出しているが、黄色色素の濃度に加え、画素の輝度値に基づいて規定露光量を算出しても良い。輝度値は、０〜２５５の階調幅を有している。輝度値が飽和値（２５５）となっている画素は、いわゆる白とびが発生し、観察対象の視認性を低下させる。このため、黄色色素濃度算出部７２は、例えば、第１プレ撮影を行って得られた画像信号に基づいて各画素の輝度値を平均した平均輝度値を求め、この平均輝度値と飽和値（２５５）との差分値が特定値以上となるように、第２プレ撮影用の規定露光量を求める。このように求めた第２プレ撮影用の規定露光量に基づいて本撮影を行うことによって、白とびの発生が防止され、観察対象を視認性良く観察することができる。
【０１０８】
［第２実施形態］
第２実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーの撮像センサ３６に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。
【０１０９】
図２０に示すように、内視鏡システム１００において、光源装置１４は、第１実施形態の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源１０２と、回転フィルタ１０４と、フィルタ切替部１０６とを備えている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ３６の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ１０８が設けられている。
【０１１０】
広帯域光源１０２は、白色ＬＥＤやキセノンランプなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ１０４は、内側から外側に向けて、内側フィルタ１１０、中間フィルタ１１１、外側フィルタ１１２を備えている（図２１参照）。
【０１１１】
フィルタ切替部１０６は、光源制御部２３と電気的に接続されており、光源制御部２３により制御される各モードに応じて、回転フィルタ１０４を径方向に移動させる。モード切替部１２ｆにより通常モードに設定された場合、フィルタ切替部１０６は、回転フィルタ１０４の内側フィルタ１１０を白色光の光路に挿入する。
【０１１２】
一方、酸素飽和度モードに設定された場合、フィルタ切替部１０６は、第１プレ撮影、第２プレ撮影、本撮影のそれぞれが行われるタイミングに合わせて、中間フィルタ１１１または外側フィルタ１１２を白色光の光路に挿入する。具体的には、フィルタ切替部１０６は、第１プレ撮影及び第２プレ撮影では、回転フィルタ１０４の中間フィルタ１１１を白色光の光路に挿入し、本撮影では、回転フィルタ１０４の外側フィルタ１１２を白色光の光路に挿入する。
【０１１３】
図２１に示すように、内側フィルタ１１０には、周方向に沿って、白色光のうち第１青色光ＢＳを透過させるＢ１フィルタ１１０ａ、白色光のうち緑色光Ｇを透過させるＧフィルタ１１０ｂ、白色光のうち赤色光Ｒを透過させるＲフィルタ１１０ｃが設けられている。したがって、通常モード時には、回転フィルタ１０４が回転することで、第１青色光ＢＳ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが順次に観察対象に照射される。
【０１１４】
中間フィルタ１１１には、周方向に沿って、白色光のうち第１青色光ＢＳを透過させるＢ１フィルタ１１１ａ、白色光のうち緑色狭帯域光Ｇｎを透過させるＧｎフィルタ１１１ｂ、白色光のうち第２青色光ＢＬを透過させるＢ２フィルタ１１１ｃ、Ｇｎフィルタ１１１ｄが設けられている。したがって、酸素飽和度モード時に、中間フィルタ１１１が白色光の光路に挿入された状態で回転フィルタ１０４が回転することで、第１青色光ＢＳ、緑色狭帯域光Ｇｎ、第２青色光ＢＬ、緑色狭帯域光Ｇｎが順次に観察対象に照射される。これにより、第１プレ撮影と第２プレ撮影が行われる。
【０１１５】
外側フィルタ１１２には、周方向に沿って、白色光のうち第１青色光ＢＳを透過させるＢ１フィルタ１１２ａ、白色光のうち第２青色光ＢＬを透過させるＢ２フィルタ１１２ｂ、白色光のうち緑色狭帯域光Ｇｎを透過させるＧｎフィルタ１１２ｃ、白色光のうち赤色光Ｒを透過させるＲフィルタ１１２ｄが設けられている。したがって、酸素飽和度モード時に、外側フィルタ１１２が白色光の光路に挿入された状態で回転フィルタ１０４が回転することで、第１青色光ＢＳ、第２青色光ＢＬ、緑色狭帯域光Ｇｎ、赤色光Ｒが順次に観察対象に照射される。これにより、本撮影が行われる。
【０１１６】
内視鏡システム１００では、通常モードの場合には、第１青色光ＢＳ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒで観察対象が照明される毎にモノクロの撮像センサ１０８で観察対象を撮像する。これにより、Ｂｃ画像信号、Ｇｃ画像信号、Ｒｃ画像信号が得られる。そして、それら３色の画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常画像が生成される。
【０１１７】
一方、酸素飽和度モードの場合には、第１プレ撮影時に、第１青色光ＢＳと緑色狭帯域光Ｇｎとで順次に観察対象が照明される毎にモノクロの撮像センサ１０８で観察対象を撮像する。これにより、Ｂｐ画像信号とＧｐ画像信号とＲｐ画像信号とが得られる。これらの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、黄色色素の濃度の算出、及び第２プレ撮影用の規定露光量の算出が行われる。
【０１１８】
また、第２プレ撮影時に、第２青色光ＢＬと緑色狭帯域光Ｇｎとで順次に観察対象が照明される毎に撮像センサ１０８で観察対象を撮像する。これにより、Ｂｑ画像信号とＧｑ画像信号とＲｑ画像信号とが得られる。これらの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、演算値の算出が行われる。
【０１１９】
なお、上記実施形態では、光源２０は、ＢＳ−ＬＥＤ２０ａ、ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄの４色のＬＥＤを有しているが、その他のＬＥＤを有するようにしても良い。例えば、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに加え、中心波長４０５ｎｍ、波長帯域３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの紫色光Ｖを発するＶ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）を有するようにしても良い。中心波長４０５ｎｍの紫色光Ｖで照明された観察対象を撮像して得られた画像信号は、観察対象の粘膜からの距離が極めて小さい極表層血管の情報が多い。極表層血管は、ガンなどの病変部の診断に有効な情報である。したがって、紫色光Ｖで照明中の観察対象を撮像して得た画像信号に基づいて、極表層血管が表された酸素飽和度画像が生成されるので、ガンなどの病変部の診断に有効な情報をドクターに提供できる。
【０１２０】
また、上記実施形態では、ＢＬ−ＬＥＤ２０ｂから波長帯域４７０±１０ｎｍの第２青色光ＢＬを発しているが、これに代えて、中心波長４６０ｎｍ、波長帯域４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光Ｂを発するＢ−ＬＥＤと、特定の波長帯域を透過させる帯域制限部とによって第２青色光ＢＬを発するようにしても良い。例えば、帯域制限部は、Ｂ−ＬＥＤの光路上に設けられ、Ｂ−ＬＥＤが発する青色光Ｂから、波長４６０ｎｍを境に、短波長側の波長４６０ｎｍ未満をカットし、長波長側の波長４６０ｎｍ以上を透過する。このように生成された波長４６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光を、第２青色光ＢＬとして用いても良い。
【０１２１】
また、帯域制限部については、上記Ｂ−ＬＥＤが発する波長帯域４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光Ｂから、波長４６０ｎｍ以上をカットし、波長４６０ｎｍ未満を透過するように構成しても良い。そして、この場合に生成された波長４２０ｎｍ以上４６０ｎｍ未満の光を、第１青色光ＢＳとして用いても良い。
【０１２２】
なお、上記実施形態では、波長帯域が４５０±１０ｎｍの第１青色光ＢＳを用いているが、これに代えて、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が同じ波長帯域であり、且つ、黄色色素の吸光係数が他の波長帯域と比較して大きい波長帯域の光を用いてもよい。例えば、第１青色光ＢＳの代わりに、波長帯域が５００±１０ｎｍの緑色狭帯域光を用いてもよい。
【０１２３】
なお、上記実施形態では、画像生成部８８は、低酸素の領域のみ疑似カラー化するゲインを乗じているが、高酸素領域でも酸素飽和度に応じたゲインを施し、酸素飽和度画像の全体を疑似カラー化しても良い。また、低酸素領域と高酸素領域を酸素飽和度６０％で分けているがこの境界も任意である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０，１００  内視鏡システム
１２ｆ  モード切替部
１２ｇ  静止画取得指示部
１４  光源装置
２０  光源
２０ａ  ＢＳ−ＬＥＤ
２０ｂ  ＢＬ−ＬＥＤ
２０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ
２０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ
２１  緑色狭帯域フィルタ
２３  光源制御部
３６，１０８  撮像センサ
４２  撮像制御部
６０  制御部
６２  プレ撮影用処理部
７２  黄色色素濃度算出部
７３  規定露光量算出部
７４  演算値算出部
７５  判定部
８６  酸素飽和度算出部
８８  画像生成部
【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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