(57)【要約】【課題】観察中の臓器または臓器の境界部分を検出し、自家蛍光観察時におけるシステム色調を臓器毎に自動で切換えること。【解決手段】本発明の内視鏡装置１は、光源３より出射する照明光を基に、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８により被検体を撮像し、撮像した前記被検体の像を画像信号に変換して送信するスコープ２を備え、前記画像信号に対し、所定の色補正を行うカラーバランス補正回路３５と、前記スコープ２により撮像した画像信号に基づく画像の平均色調を基に前記被検体の臓器を識別する臓器識別部４０Ａを有する画像処理回路４０と、前記臓器識別部４０Ａからの臓器識別信号に基づき、前記カラーバランス補正回路３５を制御するＣＰＵ４４とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より出射する照明光を基に、固体撮像素子により被検体を撮像し、撮像した前記被検体の像を画像信号に変換して送信する撮像手段を有する内視鏡装置において、
前記画像信号に対し、所定の色補正を行う色補正手段と、
前記撮像手段により撮像した前記被検体の臓器を識別する臓器識別手段と、
前記臓器識別手段からの識別結果に基づき、前記色補正手段を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記内視鏡装置は、通常光観察、蛍光観察の少なくとも１つの観察モードにて動作することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記臓器識別手段は、前記撮像手段による画像信号に基づき、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記臓器識別手段は、前記通常観察時の画像信号に基づく通常光観察画像の平均的色調に基づき、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記臓器識別手段は、前記通常観察時の画像信号に基づく通常光観察画像の画像パターンに基づき、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記臓器識別手段は、被検体からの反射光強度と蛍光強度との比率を導出し、この比率と所定の閾値とを比較することによって、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記臓器識別手段は、前記光源の絞り位置を検出する絞り位置検出手段を備え、この絞り位置検出手段による検出結果に基づき、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記固体撮像素子は前記蛍光観察を行うための高感度撮像素子であり、前記臓器識別手段は、前記高感度撮像素子の増幅率を導出し、この増幅率と所定の閾値とを比較することによって、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記撮像手段を有するスコープの所定箇所に磁気センサを設けるとともに、このスコープを挿通するマウスピースに磁界発生素子を設け、前記臓器識別手段は、前記磁気センサによる検出結果に基づき前記スコープの挿入長を求めることにより、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。  
【請求項１０】
前記撮像手段を有するスコープ先端部にｐＨ値を検出する検出手段を設け、前記臓器識別手段は、前記検出手段により検出されたｐＨ値と所定の閾値とを比較することにより、前記被検体の臓器の識別を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記色補正手段は、少なくとも臓器毎の色補正を行うための補正係数を記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、前記臓器識別手段からの識別結果に基づく臓器の補正係数を前記記憶手段から読み出して、前記画像信号に対して色補正を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に観察中の臓器、または臓器の境界部分を自動で検出し、この検出結果に基づき自家蛍光観察時のシステム色調を臓器毎に自動で切換えることのできる内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置は医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、術者が被検体である生体内の検査、観察等の処置を行うという用途において主に用いられている。  
医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、主に白色光を生体内に照射し、肉眼による観察と略同様の生体内の像を撮像する通常観察の他に、特定の波長域を有する励起光を生体内に照射した際に生体内の生体組織が発する自家蛍光の像を撮像し、該自家蛍光の像を観察することにより、生体内の正常部位及び病変部位を判別することができる自家蛍光観察がある。
【０００３】
自家蛍光観察を行うことができる従来の内視鏡装置としては、例えば特開２００４−２４４９６号公報や特開２００４−２４４９７号公報によって開示された蛍光診断画像生成装置がある。  
前記特開２００４−２４４９６号公報による蛍光診断画像生成装置は、蛍光診断画像生成手段を有している。  
この蛍光診断画像生成手段は、励起光の照射により生体組織から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データと、光の反射により前記生体組織から発せられる反射光に基づいた補助画像データを取得し、画素毎に、蛍光画像データの画素値と補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てて蛍光診断画像データを生成して出力するもので、前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更して、自家蛍光強度の部位毎のバラツキを無くすようにしている。
【０００４】
また、前記特開２００４−２４４９７号公報による蛍光診断画像生成装置は、前記従来例と略同様であるが、前記蛍光診断画像生成手段は、画素毎に、蛍光画像データの画素値と補助画像データの画素値との比率を反映する蛍光演算値を求め、この蛍光演算値に応じて色情報を割り当てるもので、前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光演算値を求める際の演算条件を変更して、自家蛍光強度の部位毎のバラツキを無くすようにしている。
【０００５】
以上、述べた前記従来の蛍光診断画像生成装置は、前記蛍光診断画像データを生成し出力する際に、測定部位が複数枚である場合であっても、表示された蛍光診断画像データの色情報に基づいて、組織性状を容易に認識することができる。
【０００６】
また、前述したように組織性状（臓器）を検出する従来技術としては、例えば特開２００４−４９９２５号公報によって開示された臓器認識装置がある。  
この提案による臓器認識装置は、入力超音波映像信号から体内の臓器を認識するための装置であって、前記入力超音波映像信号の第１の特徴ベクトルと、予め決められた臓器種別の超音波像に対する平均ベクトル及び標準偏差ベクトルに基づいて、前記平均ベクトルの中のいずれか１つを選択し、選択した平均ベクトルに対応する臓器を前記入力超音波映像信号に対応する臓器として決定する臓器決定手段を有している。  
こうして、前記従来の臓器認識装置は、入力超音波映像信号から体内の各臓器を自動に認識することができる。
【特許文献１】特開２００４−２４４９６号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４９７号公報
【特許文献３】特開２００４−４９９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の内視鏡装置は、臓器毎、特に食道と胃とでは自家蛍光強度が異なるため、臓器毎に自家蛍光観察における最適な色を実現するために、カラーゲイン値を変更する必要がある。しかしながら、前記特開２００４−２４４９６号公報や特開２００４−２４４９７号公報の従来技術では、カラーゲイン値を変更する場合、観察者がスイッチ操作等により毎回操作しなければならず煩わしかった。また、前記内視鏡装置では、カラーゲイン値を変更する際に必要な、臓器毎に異なる補正係数を有している場合、観察中の臓器が変わったとしても、観察者がそれに気づかずに別の臓器に対応した色設定で観察してしまう場合があるといった不都合があった。
【０００８】
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、観察中の臓器または臓器の境界部分を検出し、自家蛍光観察時におけるシステム色調を臓器毎に自動で切換えることのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内視鏡装置は、光源より出射する照明光を基に、固体撮像素子により被検体を撮像し、撮像した前記被検体の像を画像信号に変換して送信する撮像手段を有する内視鏡装置において、前記画像信号に対し、所定の色補正を行う色補正手段と、前記撮像手段により撮像した前記被検体の臓器を識別する臓器識別手段と、前記臓器識別手段からの識別結果に基づき、前記色補正手段を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の内視鏡装置は、観察中の臓器または臓器の境界部分を検出し、自家蛍光観察時におけるシステム色調を臓器毎に自動で切換えることができるといった利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１乃至図４は本発明の第１実施例に係り、図１は第１実施例に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図２は図１のカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図、図３は図１の画像処理回路の構成を示すブロック図、図４は図３の画像処理回路による臓器識別方法を説明するための説明図である。
【００１３】
図１に示すように、第１実施例の内視鏡装置１は、体腔内に挿入され、体腔内を撮像するための電子内視鏡（以下、スコープと略記）２と、観察用の照明光を発生する光源装置３と、スコープ２で撮像された画像信号に対する信号処理を行うプロセッサ４と、内視鏡画像を表示する観察モニタ５と、内視鏡画像を記憶するデジタルファイリング装置６Ａと、記憶する内視鏡画像の写真撮影等が可能な写真撮影装置６Ｂと、を有している。
【００１４】
前記スコープ２は、体腔内に挿入される細長の挿入部２Ａと、この挿入部２Ａの後端に設けられた操作部２Ｂとを有する。この挿入部２Ａ内には照明光を伝送するライトガイド１５が挿通され、このライトガイド１５の後端のライトガイドコネクタ１５Ａは光源装置３に着脱自在に接続され、光源装置３から供給される照明光を伝送し、挿入部２Ａの先端部２ａの照明窓に取り付けられた先端面からさらに照明レンズ７６を経て体腔内の患部等の被写体１５Ｂ側を照明する。
【００１５】
この先端部２ａには、照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物光学系２３が取り付けてあり、その結像位置に照明された被写体１５Ｂの光学像を結像する。この結像位置には固体撮像素子として例えば通常観察用のＣＣＤ２７が配置されており、結像された光学像を光電変換する。  
この対物光学系２３とＣＣＤ２７との間には、赤外カットフィルタなどの光学フィルタ２５が配置されている。このＣＣＤ２７は挿入部２Ａ内等に挿通された信号線を介してプロセッサ４と電気的に接続される。
【００１６】
また、本実施例のスコープ２は、前記対物光学系２３、光学フィルタ２５，通常観察用のＣＣＤ２７の他にさらに、対物光学系２４、光学フィルタ２６、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８を設けている。
【００１７】
対物光学系２４は、前記観察窓近傍の他の観察窓に取付けられており、その結像位置に照明された被写体１５Ｂの光学像を結像する。その結像位置には固体撮像素子としての例えば前記蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８が配置されており、結像された光学像を光電変換する。
【００１８】
光学フィルタ２６は、対物光学系２４と高感度ＣＣＤ２８との間に配置されている。この高感度ＣＣＤ２８は挿入部２Ａ内等に挿通された信号線を介してプロセッサ４と電気的に接続される。
【００１９】
また、このスコープ２の操作部２Ｂ等には、スコープ２の機種情報や電子シャッタ速度等が記憶されたスコープＩＤ記憶用素子３１と、通常観察と蛍光観察との観察モードを切替操作するための観察モード切替スイッチ３２とが設けてある。なお、本実施例では、通常観察と蛍光観察を同時に行うので前記観察モード切替スイッチ３２は用いない、
光源装置３は、後述するランプ８を駆動するためのランプ駆動回路７と、このランプ駆動回路７により駆動されて光を照射するキセノンランプ等のランプ８と、このランプ８の照明光路上に設けられ、複数の光学フィルタをモータ９の駆動により切替可能なフィルタターレット１０と、照明光量を制限するための照明光照明光絞りと、照明光を面順次光にするための回転フィルタ１２と、この回転フィルタ１２を照明光の光軸に対して垂直方向に移動するためのモータ１４と、スコープ２のライトガイド１５の基端面（入射端面）に回転フィルタ１２を経た面順次光を集光する集光レンズ１６と、を有している。
【００２０】
なお、図１に示す例では、モータ１３にラック１４ａが、モータ１４にはピニオン１４ｂが取付けられ、モータ１４を回転することにより、モータ１３と共に回転フィルタ１２は図１の上下方向（実際には左右方向）に移動される。
【００２１】
回転フィルタ１２は、図示はしないが円板状に構成され、中心を回転軸として、赤、緑、青の波長の光を透過するＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタが配置されている。また、フィルタの分光特性は、回転フィルタ１２の各フィルタが配置されている以外の部分は、光を遮光する部材により構成されている。
【００２２】
プロセッサ４は、ＣＣＤ２７を駆動する駆動信号を発生するＣＣＤドライバ４６と、高感度ＣＣＤ２８を駆動する駆動信号を発生する高感度ＣＣＤドライバ４７とを有する。  
また、このプロセッサ４は、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８から出力された撮像信号に対する前処理を行うプリプロセス回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、カラーバランス補正回路３５と、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７、３８、３９と、画像処理回路４０と、Ｄ／Ａ変換回路４１、４２、４３との順に画像信号が流れるように構成されている。
【００２３】
また、このプロセッサ４には、装置全体の各種制御動作を行うＣＰＵ４４と、観察モード切替スイッチ３２からの切替信号に基づき通常観察と蛍光観察との観察モードを切替える観察モード切換え回路４５と、調光を行う調光信号を発生する調光回路４９と、電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路５０と、回転フィルタ１２の照明光の光軸に対する垂直方向の移動を駆動するモータ１４を制御する光源制御回路５１と、Ｄ／Ａ変換回路４１、４２、４３からの画像信号を符号化して出力する符号化回路５２と、を備えている。なお、本実施例では、通常観察と蛍光観察を同時に行うので前記観察モード切替回路４５は動作しない。
【００２４】
デジタルファイリング装置６Ａは、符号化回路５２からの出力画像データを随時記録し、写真撮影装置６Ｂはこの出力画像データの写真撮影等を行う。
【００２５】
本実施例では、プロセッサ４は、同時化メモリ３７、３８、３９からのＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に基づき臓器の判定を行い臓器識別信号をカラーバランス補正回路３５に出力する画像処理回路４０を有し、カラーバランス補正回路３５は、この供給された臓器識別信号に基づき入力画像信号の色調を補正する。
【００２６】
この場合、画像処理回路４０は、通常観察時のＣＣＤ２７による画像信号を基に臓器の判定を行うようになっている。したがって、ＣＣＵ４１は、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８の駆動時にも、通常観察用のＣＣＤ２７を駆動させるようにＣＣＤドライバ４６及び高感度ＣＣＤドライバ４７を制御する。
【００２７】
また、スコープ２にはそのスコープ２に内蔵されたＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８にそれぞれ結像する光学系及びライトガイド１５の固有の情報を記憶するスコープＩＤ記憶用素子３１を備え、ＣＰＵ４４はその情報を読み出して電子シャッタ制御を行う電子シャッタ制御回路５０に電子シャッタ速度を決定する情報として入力する。
【００２８】
電子シャッタ制御回路５０には、さらに、観察モード切替回路４５からの観察モード切換え制御信号と後述するカラーバランス補正回路３５からの出力信号とが入力される。そして、電子シャッタ制御回路５０は、このようにスコープ２側及び光源装置３からそれぞれ固有の情報が入力されることにより、ＣＣＤドライバ４６及び高感度ＣＣＤドライバ４７を介してＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８における面順次の各色光に対する電荷蓄積時間を電子シャッタによりカラーバランスを保持できるように制御する。
【００２９】
次に、カラーバランス補正回路３５の構成を図２を参照しながら説明する。  
図２に示すように、カラーバランス補正回路３５は、蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａと、通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂとを有している。  
蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａは、臓器に応じた３つの異なるカラーバランス補正係数をそれぞれ記憶するための不揮発性メモリである食道用補正係数記憶メモリ５７ａ、胃用補正係数記憶メモリ５７ｂ、十二指腸用補正係数記憶メモリ５７ｃと、臓器に応じたカラーバランス補正係数を選択するセレクタ５８ａと、乗算器５９ａとから構成されている。
【００３０】
食道用補正係数記憶メモリ５７ａ、胃用補正係数記憶メモリ５７ｂ及び十二指腸用補正係数記憶メモリ５７ｃは、回転フィルタ１２のＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタがそれぞれ光路に挿入された状態で撮像された画像信号、つまり、各臓器のＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対応するカラーバランス補正係数が格納されている。
【００３１】
そして、ＣＰＵ４４から（同時化メモリ３７〜３９に書換を行う）メモリ書換信号により、各補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃから格納されているカラーバランス補正係数を読み出す。
【００３２】
セレクタ５８ａは、後述する画像処理回路４０からの臓器識別信号に基づき、各補正係数メモリ５７ａ〜５７ｃの内、いずれかの補正係数メモリを選択するようになっている。
【００３３】
乗算器５９ａでは、入力される入力画像信号（具体的には蛍光観察時の蛍光像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号）とセレクタ５８ａで選択されたカラーバランス補正係数との乗算を行い出力する。各補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃには、ＣＰＵ４４で算出されるカラーバランス補正係数が予め書き込まれるようになっている。
【００３４】
蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａから出力された画像信号は、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７、３８、３９により面順次信号の同時化が行われる。
【００３５】
一方、通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂは、３つの異なるカラーバランス補正係数をそれぞれ記憶するための不揮発性メモリであるＲチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｄ、Ｇチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｅ、Ｂチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｆと、カラーバランス補正係数を選択するセレクタ５８ｂと、乗算器５９ｂとから構成されている。
【００３６】
各補正係数記憶メモリ５７ｄ、５７ｅ、５７ｆは、回転フィルタ１２のＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタがそれぞれ光路に挿入された状態で撮像された画像信号、つまりＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対応するカラーバランス補正係数が格納されている。
【００３７】
そして、ＣＰＵ４４から（同時化メモリ３７〜３９に書換を行う）メモリ書換信号により、各補正係数記憶メモリ５７ｄ〜５７ｆから格納されているカラーバランス補正係数を読み出す。
【００３８】
そして、セレクタ５８ｂは、後述する画像処理回路４０からの臓器識別信号に基づき、各補正係数メモリ５７ｄ〜５７ｆの内、いずれかの補正係数メモリを選択するようになっている。  
例えば、セレクタ５８ｂは、Ｒフィルタが光路に挿入されているタイミングではＲチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｄを、Ｇフィルタが光路に挿入されているタイミングではＧチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｅを、Ｂフィルタが光路に挿入されているタイミングではＢチャンネル補正係数記憶メモリ５７ｆをそれぞれ選択する。
【００３９】
乗算器５９ｂでは、入力される入力画像信号（具体的には通常観察時における通常像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号）とセレクタ５８ｂで選択されたカラーバランス補正係数との乗算を行い出力する。各補正係数記憶メモリ５７ｄ〜５７ｆには、ＣＰＵ４４で算出されるカラーバランス補正係数が予め書き込まれるようになっている。
【００４０】
通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂから出力された画像信号は、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７、３８、３９により面順次信号の同時化が行われる。
【００４１】
なお、前記カラーバランス補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｆは、前記したように予めカラーバランス補正係数の固定値を保存しておく方法によって格納しても良く、あるいは途中て適宜変更出来るような方法によって書き換えるようにしても良い。
【００４２】
次に、画像処理回路４０の構成を図３を参照しながら説明する。  
図３に示すように、画像処理回路４０は、内部に臓器識別手段である臓器識別部４０Ａを有している。この臓器識別部４０Ａは、同時化メモリ３７〜３９からそれぞれ供給されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号に基づき、現在観察中の臓器がどの臓器であるかの識別を行い、識別結果を前記臓器識別信号としてカラーバランス補正回路３５に出力する。
【００４３】
本実施例では、画像処理回路４０の臓器識別部４０Ａは、通常観察像の色調に基づき観察中の臓器の識別を行うようになっている。  
例えば、通常観察像、つまり、通常観察時における内視鏡画像は、図４に示すように、観察モニタ５の画面上の画面４Ａに表示される。この場合、画面４Ａに表示される内視鏡画像が上部消化管における食道を観察しているものであるとすると、この内視鏡画像は、白みの強い箇所が多い傾向のものとなる。  
また、画面４Ａに表示される内視鏡画像が上部消化管における胃を観察しているものであるとすると、この内視鏡画像は、赤みの強い箇所が多い傾向のものとなる。  
さらに、画面４Ａに表示される内視鏡画像が上部消化管における十二指腸を観察しているものであるとすると、この内視鏡画像は、胆汁により黄色みがかった傾向のものとなる。
【００４４】
このため、本実施例では、前記臓器識別部４０Ａは、供給されたＲ、Ｇ、Ｂ信号の画像信号に基づく内視鏡画像の内、通常光観察画像（通常観察時における内視鏡画像）から、図４に示すように設定した領域４Ｂ（平均的色調を導出するための領域）における平均的色調を導出する。そして、臓器識別部４０Ａは、通常光観察画像の平均的色調（例えば各色の光強度の比率等を使用）を基に、現在観察中の臓器がどの臓器であるかの識別を行い、前記臓器識別信号を得ている。
【００４５】
このように得られた臓器識別信号は、前記カラーバランス補正回路３５に出力されることにより、前記したようにカラーバランス補正回路３５では、各臓器の蛍光像用補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃを有しているので、前記臓器識別部４０Ａからの臓器識別信号に基づいたカラーバランス補正係数が選択出力され、さらに入力画像信号と乗算されることで、臓器に応じた色調の補正が自動的に行われるようになっている。
【００４６】
次に、本実施例の作用を説明する。  
スコープ２を光源装置３並びにプロセッサ４に接続した状態で電源を投入すると、スコープ２のスコープＩＤ記憶用素子３１より、スコープ２の機種情報と電子シャッタ速度とがプロセッサ４内のＣＰＵ４４に読み出され、ＣＰＵ４４のレジスタ等に記憶（格納）され、必要とされる時に読み出して使用することができる状態に設定される。
【００４７】
ここで、スコープＩＤ記憶用素子３１より読み出される電子シャッタ速度とは、スコープ２に搭載されたライトガイド１５の本数や長さ、結像する対物光学系２３、２４や光学フィルタ２５、２６、固体撮像素子としてのＣＣＤ２７、高感度ＣＣＤ２８が、機種により異なること、また、同一機種でも個体差が存在することを考慮したうえで、スコープ２にて撮像される画像信号のカラーバランスが一定に保たれるよう、スコープ２の製造時に測定され、予め記憶された値である。
【００４８】
尚、ライトガイド１５の照明光の伝送特性（透過率ともいう）が照明光の波長帯域により異なることも考慮して、面順次光の各色に対してそれぞれ異なる電子シャッタ速度が設定される。  
一方、光源装置３では、ランプ８から放射された照明光が、フィルタターレット１０に設けられた光学フィルタを通過し、照明光照明光絞りによって適切な明るさとなるように照明光量が調節される。
【００４９】
照明光照明光絞りを通過した照明光は、モータ１３によって回転駆動される回転フィルタ１２により、面順次光へと変換され、集光レンズ１６によって、スコープ２のライトガイド１５の入射端面に集光して照射され、ライトガイド１５により伝送されその先端面から被写体１５Ｂ側に照射される。
【００５０】
被写体１５Ｂからの戻り光は、スコープ２の対物光学系２３、２４、光学フィルタ２５、２６を経てＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８に結像され、光電変換される。そして、プロセッサ４のＣＣＤドライバ４６及び高感度ＣＣＤドライバ４７からの駆動信号の印加により、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８で光電変換された撮像信号がそれぞれ画像信号として、プロセッサ４のプリプロセス回路３３に入力される。
【００５１】
プロセッサ４に入力された画像信号は、このプリプロセス回路３３でＣＤＳ（相関２重サンプリング）等の処理によりリセットノイズ等が除去されて画像信号成分が抽出される。  
プリプロセス回路３３から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、カラーバランス補正回路３５に入力される。
【００５２】
このカラーバランス補正回路３５は、図２で説明したように、蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａと通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂとを有している。  
そして、蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａでは、各臓器の蛍光像用補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃを有しているので、前記臓器識別部４０Ａからの臓器識別信号に基づいたカラーバランス補正係数が選択出力され、さらに入力画像信号と乗算されることで、臓器に応じた色調の補正が自動的に行われるようになっている。
【００５３】
つまり、ＣＰＵ４４から（同時化メモリ３７〜３９に書換を行う）メモリ書換信号により、各補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃから格納されているカラーバランス補正係数を読み出す。
【００５４】
セレクタ５８ａは、後述する画像処理回路４０からの臓器識別信号に基づき、各補正係数メモリ５７ａ〜５７ｃの内、いずれかの補正係数メモリを選択するようになっている。
【００５５】
乗算器５９ａでは、入力される入力画像信号（具体的には蛍光観察時の蛍光像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号）とセレクタ５８ａで選択されたカラーバランス補正係数との乗算を行い出力する。各補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃには、ＣＰＵ４４で算出されるカラーバランス補正係数が予め書き込まれるようになっている。
【００５６】
蛍光像用カラーバランス補正回路３５Ａから出力された画像信号は、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７、３８、３９により面順次信号の同時化が行われる。
【００５７】
一方、通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂでは、３つの異なるカラーバランス補正係数をそれぞれ記憶するための各補正係数記憶メモリ５７ｄ、５７ｅ、５７ｆを有しているので、前記臓器識別信号に基づいたカラーバランス補正係数が選択出力され、さらに入力画像信号と乗算されることで、臓器に応じた色調の補正が自動的に行われるようになっている。
【００５８】
つまり、ＣＰＵ４４から（同時化メモリ３７〜３９に書換を行う）メモリ書換信号により、各補正係数記憶メモリ５７ｄ〜５７ｆから格納されているカラーバランス補正係数を読み出す。
【００５９】
そして、セレクタ５８ｂは、後述する画像処理回路４０からの臓器識別信号に基づき、各補正係数メモリ５７ｄ〜５７ｆの内、いずれかの補正係数メモリを選択するようになっている。  
乗算器５９ｂでは、入力される入力画像信号（具体的には通常観察時における通常像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号）とセレクタ５８ｂで選択されたカラーバランス補正係数との乗算を行い出力する。各補正係数記憶メモリ５７ｄ〜５７ｆには、ＣＰＵ４４で算出されるカラーバランス補正係数が予め書き込まれるようになっている。
【００６０】
通常像用カラーバランス補正回路３５Ｂから出力された画像信号は、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７、３８、３９により面順次信号の同時化が行われる。
【００６１】
同時化メモリ３７〜３９では、Ｒフィルタを通したＲの照明光の下で撮像されたＲの画像信号は同時化メモリ３７に書き込まれ、Ｇフィルタを通したＧの照明光の下で撮像されたＧの画像信号は同時化メモリ３８に書き込まれ、Ｂフィルタを通したＢの照明光の下で撮像されたＢの画像信号は同時化メモリ３９に書き込まれる。そして、これらは同時に読み出されて同時化されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号が出力される。
【００６２】
同時化された信号は、画像処理回路４０に入力される。この画像処理回路４０では、ガンマ補正処理、構造強調処理、色処理、及び臓器認識処理等が行われる。この場合、画像処理回路４０の臓器識別部４０Ａは、図３及び図４で示したように、同時化された画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）に基づく内視鏡画像の内、通常光観察画像（通常観察時における内視鏡画像）から領域４Ｂ（図４参照）における平均的色調を導出する。そして、臓器識別部４０Ａは、通常光観察画像の平均的色調（例えば各色の光強度の比率等を使用）を基に、現在観察中の臓器がどの臓器であるかの識別を行い、前記臓器識別信号を前記カラーバランス補正回路３５にフィードバックする。  
画像処理回路４０より出力された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路４１、４２、４３により再びアナログ信号に変換され、観察モニタ５上に、ＣＣＤ２７または高感度ＣＣＤ２８で撮像された画像がカラーで表示される。
【００６３】
また、Ｄ／Ａ変換回路４１、４２、４３ｃの出力は、符号化回路５２で符号化され、デジタルファイリング装置６Ａに記録されたり、写真撮影装置６Ｂにて写真撮影で記録される。
【００６４】
調光回路４９では、カラーバランス補正回路３５から出力された画像信号に基づき、画像が適正な明るさとなるように、光源装置３の照明光照明光絞りの位置を調整するための調光信号を出力する。調光信号は、光量不足の場合、照明光照明光絞りを開放する方向へ動作させ、逆に、光量過剰の場合は、照明光照明光絞りを閉じる方向へ動作させる。このようにして、常時適正な照明光量に自動調光（調節）される。
【００６５】
電子シャッタ制御回路５０では、各色において、ＣＰＵ４４に記憶されたスコープ２の電子シャッタ速度と、スコープＩＤ記憶用素子３１からのスコープ識別情報とに基づき、照明光照明光絞りの位置に応じて補正された電子シャッタ速度が導出され、導出された補正後の電子シャッタ速度がＣＣＤドライバ４６及び高感度ＣＣＤドライバ４７に伝送される。
【００６６】
ＣＣＤドライバ４６及び高感度ＣＣＤドライバ４７では、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８の駆動信号をそれぞれ生成、出力する。とともに、入力された補正後の電子シャッタ速度を基に、電子シャッタ制御パルスを生成、出力する。
【００６７】
電子シャッタは、図示はしないが、ＣＣＤ２７及び高感度ＣＣＤ２８に蓄積された不要な電荷を掃き出しパルスにより設定されたタイミングで掃き出させ、読み出しパルスによって読み出される信号電荷の電荷蓄積時間を制御するものであり、被写体１５Ｂが動きのある場合でも色ずれの発生を抑制できるメリットもある。
【００６８】
したがって、本実施例によれば、前記カラーバランス補正回路３５では、各臓器の蛍光像用補正係数記憶メモリ５７ａ〜５７ｃを有しているので、前記臓器識別部４０Ａからの臓器識別信号に基づいたカラーバランス補正係数が選択出力され、さらに入力画像信号と乗算されることで、臓器に応じた色調の補正が自動的に行うことが可能となる。これにより、従来必要であった、カラーバランス補正を行うのに必要なカラーゲイン値の入力操作を不要にできる。
【００６９】
なお、本実施例では、通常光観察用のＣＣＤ２７と蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８とを同時に駆動させて、通常光観察用のＣＣＤ２７により得られた通常光観察画像を基に観察中の臓器の識別を行ったが、この通常観察像が切り替わることを検出し、さらに、所定のカラーゲイン値パターン（画像パターン）と比較を行うことにより、臓器の識別を行い、色調を自動的に制御するようにしても良い。
【００７０】
例えば、食道は、通常光観察画像の一部に管腔がある傾向にあり、また、円筒の内部を観察いているようで、画面外側がスコープ先端に近いため明るく、逆に中心が暗い傾向の特徴を有している。一方、胃は、通常光観察画像の一部に広く開けた状態があり、また胃角など特徴的な部位を有している。
【００７１】
したがって、食道から胃へ（胃から食道）へスコープ２を移動させる場合、食道と胃との境界部分に該当する噴門部を通過することになることから、前記臓器認識部４０Ａは、この噴門部のカラーゲイン値パターン（画像パターン）を予め記憶しておき、このカラーゲイン値と通常光観察画像から検出したカラーゲイン値パターンとを比較し、一致した場合に胃、又は食道と識別し、臓器識別信号を出力する。これにより、この臓器信号識別信号にに基づき、色調を切替えることが可能となる。
【実施例２】
【００７２】
図５乃至図１８は本発明の第２実施例に係り、図５は第２実施例に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図６は図１のスコープを替えた他の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図７は臓器識別手段であるの照明光絞りを示す図、図８は図７の照明光絞りの絞り位置−照明光強度特性を示すグラフ、図９は臓器識別手段の第１変形例の高感度ＣＣＤの説明図、図１０は高感度ＣＣＤのＣＭＤ印加電圧−増幅率特性を示すグラフ、図１１は臓器識別手段の第２変形例のマウスピースの構成を示す構成図、図１２は図１１のマウスピースに挿通される挿入部の構成を示す構成図、図１３はマウスピースの磁束発生作用を説明するための説明図、図１４はマウスピースに食道の長さ分挿通された挿入部の状態を示す説明図、図１５（Ａ）はスコープの挿入部の変形例を示す構成図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のスコープを用いた場合の作用を説明するための説明図、図１６は、臓器判別手段の第３変形例の構成を示し、図１６（Ａ）はｐＨセンサを設けた挿入部先端部の構成を示す構成図、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）の挿入部先端面の構成を示す構成図、図１７はｐＨセンサを備えた挿入部先端部の変形例を示す構成図、図１８は図１６のｐＨセンサ採用した内視鏡装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図５乃至図１８は、第１実施例の内視鏡装置と同一な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００７３】
本実施例の内視鏡装置１Ａ、１Ｂは、前記第１実施例の内視鏡装置１のように通常光観察用ＣＣＤ２７による情報（画像信号）を用いずとも、臓器を自動的に識別するように構成している。  
なお、本実施例では、臓器識別に際し、スコープの種類が、図１に示すスコープ（２つのＣＣＤ２７、２８を搭載し且つこれら２つのＣＣＤ２７、２８が同時駆動するもの）や、後述する図５に示すスコープ（２つのＣＣＤ２７、２８を搭載し且つこれら２つの内、いずれか１つのＣＣＤを駆動するもの）、あるいは、後述する図６に示すスコープ（通常光観察、蛍光観察共通の１つのＣＣＤ２７を搭載して駆動するもの）のいずれかのものを用いても実施可能である。
【００７４】
まず、図５に示す内視鏡装置１Ａの構成について説明する。  
図５に示すように、内視鏡装置１Ａは、図１に示す第１実施例の内視鏡装置１と略同様の構成であるが、スコープ２が有している２つのＣＣＤ２７、２８の内、いずれか１つのＣＣＤを駆動するのに必要な回路群が付加されている。
【００７５】
つまり、内視鏡装置１Ａのスコープ２には、通常光観察用のＣＣＤ２７、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８とを切り替えて駆動するリレースイッチ２９、及び両ＣＣＤ２７、２８による撮像された信号を切り替えてプロセッサ４に出力させるためのリレースイッチ３０とが設けてある。
【００７６】
また、本実施例では、第１実施例のスコープ２に設けられていた観察モード切替スイッチ３２は使用する。この観察モード切替スイッチ３２は、通常光観察と蛍光観察の観察モードを切替える際に操作することにより、観察モード切替操作信号を後述するプロセッサ４Ｂの観察モード切替回路４５に供給する。
【００７７】
一方、プロセッサ４Ｂには、前記観察モード切替回路４５と、この観察モード切替回路４５からの観察モード切替制御信号に基づきＣＣＤドライバ４６と高感度ＣＣＤドライバ４７とを選択するＣＣＤセレクタ４８とが設けてある。
【００７８】
観察モード切替回路４５は、観察モード切替スイッチ３２からの観察モード切替操作信号に基づく観察モード切替制御信号を生成し、リレー２９、同時化メモリ３７〜３９、画像処理回路４０、ＣＣＤセレクタ４８、調光回路４９、電子シャッタ制御回路５０及び光源制御回路５１に出力する。
【００７９】
ＣＰＵ４４は、観察モード切替回路４５を制御することにより、観察モード切替操作信号に基づく通常観察モードまたは蛍光観察モードを実行するためにＣＣＤセレクタ４８の切替制御を行う。これにより、ＣＣＤセレクタ４８の選択によりＣＣＤドライバ４６または高感度ＣＣＤドライバ４７が選択され、選択されたＣＣＤ（通常観察用のＣＣＤ２７または蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８）を駆動することにより、所望の観察モードにて内視鏡画像を得ることができるようになっている。
【００８０】
また、ＣＰＵ４４は、観察モード切替回路４５を介して観察モード切替スイッチ３２により選択された観察モードに応じて、ＣＣＤセレクタ４８の他、リレー２９、同時化メモリ３７〜３９、画像処理回路４０、ＣＣＤセレクタ４８、調光回路４９、電子シャッタ制御回路５０及び光源制御回路５１を制御する。
【００８１】
本実例の内視鏡装置１Ａは、通常光観察で撮像（観察）できるようにすると共に、蛍光観察を選択して蛍光観察もできるようにすると共に、微弱な蛍光観察時には高感度ＣＣＤ２８を用いて観察できるようにしている。
【００８２】
その他の構成は、前記第１実施例と同様である。  
次に、本実施例の作用について説明する。  
本実施例の内視鏡装置１Ａでは、前記画像処理回路４０の臓器識別部４０Ａ（図３参照）による臓器識別方法が前記第１実施例とは異なる。
【００８３】
具体的には、臓器識別部４０Ａには、同時化後の通常像、または蛍光像の画像信号が入力されるようになっている。臓器識別部４０Ａは、第１実施例にて説明したように図４に示すような領域４Ｂにおける蛍光強度と反射光強度の平均値の比率を導出する。
【００８４】
この場合、臓器によって組織の構造が異なるため、蛍光強度、反射光強度とは、両者の強度等に差が生じる結果、比率も差が生じることになる。  
例えば、上部消化管を例にとると、食道は胃に比べて全般に蛍光強度が強い状態であることが確認されている。また、胃の中でも、粘膜の状態が異なることにより、前記比率に差がある。そこで、本実施例では、事前に各臓器の代表的な静止画像を基に前記比率を導出しておき、上部消化管では、食道と胃と十二指腸を切り分ける値、また、胃の中の粘膜状態の違いを切り分けられる値を閾値として設定しておく。
【００８５】
すなわち、画像処理回路４０内には、図示はしないが予め前記閾値を記憶したメモリが設けられている。そして、臓器識別部４０Ａは、このメモリ（図示せず）からの閾値と前記比率とを比較することによって、観察している臓器を識別し、識別結果を臓器識別信号として前記第１実施例と同様にカラーバランス補正回路３５に出力する。
【００８６】
これにより、前記第１実施例と同様にカラーバランス補正回路３５によって前記臓器識別信号に基づき色調が補正される。
【００８７】
なお、本実施例では、前記閾値は、前記したように予め固定値をメモリ（図示せず）に保存しておく方法によって格納しても良く、あるいは途中て適宜変更出来るような方法によって書き換えるようにしても良い。
【００８８】
その他の作用については、通常観察用ＣＣＤ２７と蛍光観察用の高感度ＣＣＤ２８とのいずれかのＣＣＤが駆動して対応する観察画像が得られる他は、前記第１実施例と同様である。
【００８９】
この構成により、前記第１実施例と同様に臓器に応じた色調の補正が自動的に行うことが可能となり、従来必要であった、カラーバランス補正を行うのに必要なカラーゲイン値の入力操作を不要にできる。
【００９０】
次に、１つのＣＣＤ駆動方式の内視鏡装置１Ｂの構成について図６を参照しながら説明する。
【００９１】
図６に示すように、内視鏡装置１Ｂは、通常光観察、蛍光観察共通の１つのＣＣＤ２７を設けたスコープ２を有している。
【００９２】
また、スコープ２にはそのスコープ２に内蔵されたＣＣＤ２７、ＣＣＤ２７に結像する光学系及びライトガイド１５の固有の情報を記憶するスコープＩＤ記憶用素子３１を備え、ＣＰＵ４４はその情報を読み出して電子シャッタ制御を行う電子シャッタ制御回路５０に電子シャッタ速度を決定する情報として入力する。
【００９３】
電子シャッタ制御回路５０には、さらに、カラーバランス補正回路３５からの出力信号が入力される。そして、電子シャッタ制御回路５０は、このようにスコープ２側から固有の情報が入力されることにより、ＣＣＤドライバ４６を介してＣＣＤ２７における面順次の各色光に対する電荷蓄積時間を電子シャッタによりカラーバランスを保持できるように制御する。
【００９４】
また、本例では、プロセッサ４Ｃには、光源制御回路５１は設けられてない。
【００９５】
一方、光源装置３Ｂには、照明光絞りの位置検出を行うセンサ６１と、このセンサ６１により検出された絞り位置に基づき、観察中の臓器の識別を行う絞り位置−臓器識別信号生成回路６０とが設けてある。  
すなわち、本例では、画像処理回路４０により画像信号を基に観察中の臓器を識別するのではなく、前記絞り位置−臓器識別信号生成回路６０によって観察中の臓器を識別するようになっている。
【００９６】
センサ６１は、照明光絞りの絞り位置を検出し、検出結果を絞り位置−臓器識別信号生成回路６０に出力する。絞り位置−臓器識別信号生成回路６０は、この入力された検出結果である絞り位置と照明光強度とに基づき、観察中の臓器を識別し、識別結果を臓器識別信号としてカラーバランス補正回路３５に出力する。したがって、本例では、画像処理回路４０には、臓器識別部４０Ａを設けなくても良い。
【００９７】
その他の構成は、図１に示す第１実施例と同様である。
【００９８】
前記構成の内視鏡装置１Ｂの作用について説明する。  
本例の内視鏡装置１Ｂは、前記したようにセンサ６１によって照明光絞り１１の絞り位置を検出し、絞り位置−臓器識別信号生成回路６０によって、検出結果である絞り位置と照明光強度とに基づき、観察中の臓器を識別するようになっている。
【００９９】
この場合、上部消化管においては、胃は食道に比べて、全般に暗い傾向にあることから、光源装置３Ｂの出射光路上に設けられた照明光絞り１１が、図７に示すように開放される傾向にある。絞り位置と照明光強度は、図８に示すような関係を満足している。
【０１００】
したがって、ある値以上の開放状態には胃でしかならない場合、例えば図６に示すように、前記絞り位置−臓器識別信号生成回路６０は、照明光絞り１１の位置が所定以上に開放状態となったことを示すセンサ６１からの検出信号が供給された場合には、観察中の臓器を胃であるものと識別する。このようにして、照明光絞り１１の絞り位置から臓器を識別する。
【０１０１】
なお、絞り位置は、明るさ制御にも用いていることから、位置情報を本例に使用することは容易である。また、色を切替えるタイミングについては、閾値を超えるたびに切替える方法を採用しても良いし、一度閾値を超えると、その後閾値以下に下がっても切替えない方法を採用しても良い。さらに、複数フレームにわたって増幅率の平均値が閾値以上であれば切替えるような方法を採用しても良い。
【０１０２】
そして、前記絞り位置−臓器識別信号生成回路６０は、生成した臓器識別信号をカラーバランス補正回路３５に供給することで、前記第１実施例と同様にカラーバランス補正回路３５によって前記臓器識別信号に基づき色調が補正されることになる。よって、前記第１実施例と同様の効果が得られる。
【０１０３】
次に、第２実施例の臓器判別手段の変形例を後述する。  
臓器判別手段の第１変形例について、図９及び図１０を参照しながら説明する。  
蛍光強度は、反射光の強度よりも小さいことから、蛍光観察時には明るさ確保のため、前記したように高感度ＣＣＤ２８を使用している。すなわち、蛍光観察では、照射した励起光に基づく被写体１５Ｂ（より具体的には生体組織）からの自家蛍光を観察するが、自家蛍光は非常に微弱な光であるため、高感度ＣＣＤ２８を用いる。
【０１０４】
高感度ＣＣＤ２８としては、例えば、ＵＳＰ５、３３７、３４０に示されているように、素子外から制御パルスを入力することにより、素子内での信号の増幅率を制御できるＣＣＤである。そのＣＣＤでは、図９に示すように、素子内に配置されたＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）においてイオン化を利用した電荷の増倍が可能となっている。
【０１０５】
図９の場合には、受光することにより信号電荷の蓄積を行う受光エリア６２と、この受光エリア６２で蓄積された信号電荷が例えば奇数及び偶数の垂直転送部を経てそれぞれ接続された２列の水平転送チャンネル６３と、この２列の水平転送チャンネル６３にそれぞれ接続されたＣＭＤ付き転送チャンネル６４と、このＣＭＤ付き転送チャンネル６４を経て増倍された信号電荷が検出される電荷検出部６５とを備えて高感度ＣＣＤ２８が形成されている。
【０１０６】
ＣＭＤ付き転送チャンネル６４には高感度ＣＣＤドライバ４７（図５参照）からの駆動信号に含まれるＣＭＤ印加電圧により信号電荷が倍増される。したがって、高感度ＣＣＤ２８の増幅率が増大される。この高感度ＣＣＤ増幅率の情報は、高感度ＣＣＤドライバ４７から電子シャッタ制御回路５０に送られ、電子シャッタ速度の制御の際に利用される。
【０１０７】
なお、ＣＭＤは画素毎に配置して画素毎に増幅をすることも可能であり、転送チャンネルに配置して転送ライン毎に増幅することも可能である。また、最近では、制御パルスではなく、電圧値によってＣＭＤを制御できるＣＣＤも提案されている。
【０１０８】
ＣＭＤを用いたＣＣＤ２８では、このＣＣＤ２８からの電荷の読み出し前に内部で増幅が行われるので、ＣＣＤ２８外部で増幅を行うよりも読み出しノイズの影響が少なくなり、高いＳ／Ｎの画像が得られるというメリットがある。そのため、蛍光等、微弱光の撮像に適している。
【０１０９】
高感度ＣＣＤ２８のＣＭＤ印加電圧値と増幅率との関係は、図１０に示すように指数関数で近似され、ＣＭＤ印加電圧値の増加に伴い、増幅率も増加する。蛍光観察時には、高感度ＣＣＤ２８の駆動信号に含まれるＣＭＤ印加電圧値を増減させることで、高感度ＣＣＤ２８の増幅率を増減させ、画像信号の明るさを一定に保つよう調節している。
【０１１０】
胃では、全般に食道よりも暗い状態であることから、増幅率がある閾値以上であれば胃、そうでない場合には食道である、と認識するようにすれば良い。
【０１１１】
前記閾値の導出方法として、以下に示す例が挙げられる。  
前記高感度ＣＣＤ２８の増幅率は、印加する電圧値で決定されるため、ＣＭＤ印加電圧値と増幅率との関係は、前記したように図１０に示すものとなる。予め、胃モデル等により、擬似的に体内と同じ明るさとなる状態を作っておき、内視鏡装置にも、増幅率、もしくはＣＭＤ印加電圧をデジタル信号値に変換して表示する機構を設けておく。
【０１１２】
そして、例えば内視鏡装置のＣＰＵ４４は、内視鏡装置により撮影した静止画像データと、図１０のグラフに示す特性とから、胃と食道の様々な場面において、増幅率を格納しておき、胃でしかなりえない増幅率の最低閾値を導出する（胃は食道よりも暗いことから、食道よりも増幅率が大きくなるため）。そして、ＣＰＵ４４は、その最低閾値を固定係数として、ＣＰＵ４４内、あるいはプロセッサ４内の記憶素子に記憶させておくように制御する。
【０１１３】
なお、この方法だと、図１０のグラフに示す特性がＣＣＤ毎にばらついたとしても、各ＣＣＤ毎の特性図と、増幅率の閾値とがあれば、容易に閾値を導出することができる。
【０１１４】
実際の内視鏡検査では、食道から胃を観察する場合、広がった胃を遠景から観察する場面となり、増幅率が一気に増大することになる。その値は、食道の上限値よりも大きくなるため、前記閾値を超えた値となり、食道から胃に移ることを検出できる。
【０１１５】
なお、色を変えるタイミングについては、図７にて説明した絞り位置検出方法と同様、閾値を超えるたびに切替える方法を採用しても良いし、一度閾値を超えると、その後閾値以下に下がって切替えない方法を採用しても良く、複数フレームにわたって増幅率の平均値が閾値以上であれば切替える方法を採用しても良い。
【０１１６】
以上、説明したような方法は、高感度ＣＣＤ２８の増幅率等の情報を電子シャッタ制御回路５０を介してＣＰＵ４４に供給し、このＣＰＵ４４によって前記した増幅率と閾値との比較制御を行うことにより、観察中の臓器の識別が可能である。
【０１１７】
したがって、ＣＰＵ４４は、識別結果に基づく臓器識別信号をカラーバランス補正回路３５に与えることで、このカラーバランス補正回路３５によって臓器識別信号に基づき色調が補正されることになる。
【０１１８】
次に、臓器判別手段の第２変形例について、図１１乃至図１５を参照しながら説明する。
【０１１９】
図１１に示すように、本例では、マウスピース７０を用いてスコープ２の挿入長を検出し、この検出結果に基づき観察中の臓器の識別を行うように構成している。
【０１２０】
具体的には、マウスピース７０は、図１１に示すように、円筒上の永久磁石等の磁界発生素子７１を本体中央部内に埋め込むように設けている。このマウスピース７０は、図中上部にスコープ２の挿入部２Ａを挿入する幅広の挿入口７０Ａと、下部にこの挿入口７０Ａと連通して挿通された挿入部２Ａが突出する幅狭の開口７０Ｂとを有している。
【０１２１】
一方、スコープ２の挿入部２Ａには、図１２に示すように、先端部２ａからの長さが一般的な人の口から噴門部の長さ（以下、食道の長さＳ１と称す）と略同じになる箇所に、磁気センサ７２を設けている。
【０１２２】
マウスピース７０は、磁界発生素子７１により、マウスピース７０の開口部中心近傍では、図１３に示すように、スコープ挿入方向に平行な向きの磁束が生じるようになっている。
【０１２３】
図１４に示すように、スコープ側の磁気センサ７２として、例えばホール素子を設けておくと、このホール素子を貫通した磁束により、ホール効果を得て、下記式（１）に基づいた電圧値（ΔＶ）を出力することになる。
【０１２４】
Ｖｈ＝Ｋ・Ｉｃ・Ｂ  …式（１）
なお、Ｖｈはホール電圧値、Ｋは積感度定数、Ｉｃは制御電流、Ｂは磁束密度とする。  また、図１４の場合、磁気センサ７２であるホール素子の両端側には、リード線７２ａが接続され、これらリード線７２ａは挿入部２Ａ内を介してプロセッサ４のＣＰＵ４４に電気的に接続されている。
【０１２５】
したがって、前記電圧値がリード線７２ａを介してＣＰＵ４４に供給され、このＣＰＵ４４は、この電圧値が最も大きい領域であることを検出することにより、磁気センサ７２がマウスピース７０を通過したことを検出することができ、この時点で食道から胃に変わったことを識別することができる。
【０１２６】
そして、ＣＰＵ４４は、識別結果を臓器識別信号としてカラーバランス補正回路３５に与えることで、このカラーバランス補正回路３５によって臓器識別信号に基づき色調が補正されることになる。
【０１２７】
また、図１５（Ａ）に示すように、スコープ２の挿入部２Ａは、先端部２ａから食道の長さＳ１となる箇所に、スコープ２の長手方向に２つの第１、第２磁気センサ７２Ａ、７２Ｂを配設している。そして、ＣＰＵ４４は、この第１、第２磁気センサ７２Ａ、７２Ｂであるホール素子が磁束を検出する順番に応じて、挿入方向を識別することも可能である。
【０１２８】
例えば、図１５（Ｂ）に示すように、挿入部２Ａがマウスピース７０を第１磁気センサ７２Ａから第２磁気センサ７２Ｂを介して通過したとすると、ＣＰＵ４４は、スコープ２の挿入部２Ａが食道から胃にかけて挿入されたことを認識するとともに、食道用から胃用の色調となるようにカラーバランス補正回路３５を制御する。
【０１２９】
一方、挿入部２Ａがマウスピース７０を第２磁気センサ７２Ｂから第１磁気センサ７２Ａを介して通過したとすると、ＣＰＵ４４は、スコープ２の挿入部２Ａが胃から食道にかけて抜去されたことを認識するとともに、胃用から食道用の色調となるようにカラーバランス補正回路３５を制御する。
【０１３０】
なお、本例では、挿入部２Ａ内に複数の磁気センサ７２を設けてもよく、例えば３個以上の臓器を切り分けられるように、（スコープ先端部２ａからの長さ）＝（臓器の境界）となる部分に、それぞれ磁気センサ７２を配置しておいても良い。
【０１３１】
次に、臓器判別手段の第３変形例について、図１６乃至図１８を参照しながら説明する。
【０１３２】
本例では、内視鏡装置にｐＨセンサ機能を設け、このｐＨセンサによるｐＨ値を用いて、観察中の臓器の識別を行うように構成している。
【０１３３】
具体的には、胃では、胃酸の影響により、食道よりもｐＨ値が低い。したがって、スコープ２の挿入部２Ａ先端部近傍には、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示すように、ｐＨセンサ用電極７３が設けられている。
【０１３４】
このｐＨセンサ用電極７３には、リード線７３ａが接続され、このリード線７３ａは後述するｐＨセンサ本体８０の電位差計８１に電気的に接続されている。
【０１３５】
ｐＨセンサ本体８０は、図１８に示すように、プロセッサ４Ｃ近傍、あるいはプロセッサ４Ｃ内に設けられており、出力ｐＨ値をプロセッサ４Ｃへに伝送する機能を有している。このｐＨセンサ本体８０は、基準溶液８４内に収容された参照電極８３と、ｐＨセンサ用電極７３からの検出値と参照電極８３からの基準値との電位差を導出する電位差計８１と、この電位差計８１からの出力値からｐＨ値を導出し導出したｐＨ値をプロセッサ４Ｃ内の臓器検出部８４に出力するｐＨ導出回路８２とを有している。
【０１３６】
この構成により、ｐＨセンサ本体３０は、スコープ２の先端部２ａのｐＨセンサ用電極７３と、参照電極８３との電位差を導出することにより、スコープ２先端部２ａのｐＨ値を導出することができる。
【０１３７】
プロセッサ４Ｃの臓器検出部８４は、予め臓器毎のｐＨ値の閾値を格納しており、先端部２ａのｐＨ値とこの閾値とを比較することにより、現在観察中の臓器を識別することができる（例えばｐＨ値が閾値よりも低ければ胃、逆に高ければ食道、その他と識別する）
なお、ｐＨセンサ用電極７３は、図１６（Ａ）に示すように、鉗子口７４の内側で、生体組織に直接触れないように配設することが必要である。必要であれば、このｐＨセンサ用電極７３に粘膜等が着かないように、ｐＨセンサ洗滌用送水口７３Ａを設けても良い。また、図１６（Ｂ）に示すように、挿入部２Ａの先端部端面には、鉗子口７４、対物光学レンズ７５、ライトガイド７６及びレンズ洗滌用送水口７７が設けられている。
【０１３８】
また、本例では、図１７に示すように、ｐＨセンサ用電極７３は、プローブ形式で鉗子口７４に予め挿入しておき、このｐＨセンサプローブ７８の先端が、スコープ２の先端部２ａから出ない程度に配された構成としても良い。
【０１３９】
したがって、この構成により、前記臓器検出部８４は、供給されたｐＨ値から観察中の臓器を識別し、識別結果を臓器識別信号としてカラーバランス補正回路３５に与えることで、このカラーバランス補正回路３５によって臓器識別信号に基づき色調が補正されることになる。
【０１４０】
以上、説明したように、本実施例によれば、前記第１実施例と同様の効果を有する。  
なお、本発明は、第１実施例及び第２実施例で述べた自動臓器識別手段に限定されるものではなく、第１実施例及び第２実施例の臓器識別手段を複数組み合わせて構成し、臓器の自動識別を行い、色調を補正するように構成しても良い。
【０１４１】
この場合、第１実施例における通常光観察像の色調に基づく臓器識別方法（図４参照）、通常光観察像の画像パターンによる臓器識別方法は、図１にて説明したように２つのＣＣＤを常時駆動させる構成が適している。また、第２実施例における反射強度と蛍光強度の比率に基づく臓器識別方法を含むこれらの３つの臓器識別方法は、色調で臓器を識別しているため、患者の個体のバラツキ等があり、これを考慮する必要がある。
【０１４２】
また、図６及び図７で示した絞り位置に基づく臓器識別方法や第１変形例における臓器識別方法（図９参照）は、食道→胃という観察過程では、極端な明るさの変化があることから精度良く検出できるが、胃を近接して観察する場面や、胃→食道という観察過程では、精度良く検出することが望まれる。
【０１４３】
また、第２変形例における臓器識別方法（図１１及び図１２参照）及び第３変形例における臓器識別方法（図１６及び図１７）は、臓器検出精度がかなり高くなるが、ｐＨセンサ等の部材が必要となり、開発工数や製造コストに関して考慮する必要がある。
【０１４４】
しかしながら、前記した臓器識別手段を複数組み合わせて構成することにより、それぞれの臓器識別手段における必要な部分を補うことができるので、検出精度を向上させることができ、開発が容易に行えることができるとともに、製造コストについても低減することが可能となる。
【実施例３】
【０１４５】
図１９は本発明の第３実施例に係る内視鏡装置に用いられたカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図である。  
本実施例の内視鏡装置は、その全体構成が前記第１実施例における内視鏡装置１（図１参照）の略同様に構成されているが、カラーバランス補正回路３５の構成が異なっている。
【０１４６】
なお、本実施例の説明は、前記第１実施例と同様な構成要素については説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【０１４７】
図１９に示すように、カラーバランス補正回路３５は、臓器毎に３つの異なるカラーバランス補正係数をそれぞれ記憶するための不揮発性メモリである補正係数メモリ５７ｇ〜５７ｉと、臓器に応じたカラーバランス補正係数を選択するセレクタ５８と、乗算器５９とから構成されている。
【０１４８】
補正係数メモリ５７ｇは、例えば食道用のカラーバランス補正係数を記憶し、補正係数メモリ５７ｈは、例えば胃用のカラーバランス補正係数を記憶し、補正係数メモリ５７ｉは、例えば十二指腸のカラーバランス補正係数を記憶するようになっている。
【０１４９】
例えば、スコープ２の挿入時に術者が食道でカラーバランスを取ると、ＣＰＵ４４は、このカラーバランス補正係数を食道用の補正係数メモリ５７ｇに記憶させる。そして、胃において、術者がカラーバランスを取ると、ＣＰＵ４４は、このカラーバランス補正係数を胃用の補正係数メモリ５７ｈに記憶させる。そして、十二指腸において、術者がカラーバランスを取ると、ＣＰＵ４４は、このカラーバランス補正係数を十二指腸用の補正係数メモリ５７ｉに記憶させる。
【０１５０】
このようにして、一度カラーバランスを行うことにより、自動で臓器判別に必要な臓器毎のカラーバランス補正係数を各補正係数メモリ５７ｇ〜５７ｉに取得できるようになっている。
【０１５１】
その後、本実施例の内視鏡装置では、スコープ２を十二指腸→胃→食道と抜く過程で、前記第１及び第２実施例にて説明した自動臓器判別方法により、自動的に観察中の臓器識別がなされ、この臓器識別結果に基づき、前記臓器毎のカラーバランス補正係数を用いて自動的に色調が切替制御される。
【０１５２】
その他の構成及び作用については第１実施例と同様である。
【０１５３】
なお、本実施例では、前記３つの補正係数メモリ５７ｇ〜５７ｉが、食道用メモリ、胃用メモリ、十二指腸用メモリであり、遅くともカラーバランス補正係数取得時には、自動臓器識別手段により、どの臓器であるかを検出し、該当するメモリにカラーバランス係数を記憶させる方法を採用しても良い。また、予め該当する臓器毎のカラーバランス補正係数をメモリに記憶させておいても良く、記憶させておいて必要であれば再取得可能な方法を採用しても良い。
【０１５４】
したがって、本実施例によれば、各臓器毎に一度のカラーバランス取得を行えば、その後は自動的に臓器毎の色調切替を行うことが可能となる。また、個人毎に蛍光強度やカラーバランスが異なっていたとしても、それを合わせたカラーバランスの補正を行うことが可能となる。その他の効果は前記第１実施例と同様である。
【実施例４】
【０１５５】
図２０は本発明の第４実施例に係り、図２０（Ａ）は第４実施例に係る内視鏡装置に用いられたカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図、図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）のカラーバランス補正回路の作用を説明するための説明図である。  
本実施例の内視鏡装置は、その全体構成が前記第１実施例における内視鏡装置１（図１参照）の略同様に構成されているが、カラーバランス補正回路３５の構成が異なっている。
【０１５６】
なお、本実施例の説明は、前記第１実施例と同様な構成要素については説明を省略し、前記第１実施例と異なる部分のみを説明する。
【０１５７】
図２０に示すように、カラーバランス補正回路３５は、所定の臓器のカラーバランス補正係数を記憶するための不揮発性メモリである補正係数メモリ５７Ａと、臓器識別信号が入力され、臓器間の相関係数（以下、臓器係数と称す）を記憶する臓器係数メモリ５７Ｂと、補正係数メモリ５７Ａの出力信号と臓器係数メモリとの出力信号とを乗算する乗算器５８Ａと、この乗算器５８Ａの出力信号と入力画像信号とを乗算して出力する乗算器５９Ａとから構成されている。
【０１５８】
補正係数メモリ５７Ａは、所定の臓器のカラーバランス補正係数を記憶する。例えば、スコープ２の挿入時に術者が食道でカラーバランスを取ると、ＣＰＵ４４は、このカラーバランス補正係数を補正係数メモリ５７Ａに記憶させる。
【０１５９】
本実施例では、生体内の特定の臓器１箇所でカラーバランスを行えば、他の臓器のカラーバランスは、後述する臓器係数にて補正できるようになっている。
【０１６０】
臓器係数メモリ５７Ｂには、予め臓器係数が記憶されている。例えば、胃の色調が食道の色調のＡ倍という臓器係数が予め臓器係数メモリ５７Ｂに記憶されていれば、食道でカラーバランスを行った際に、乗算器５８Ａの出力は、食道のカラーバランス補正係数×Ａ倍したものとなり、この得られた出力と入力画像信号とが乗算器５９Ａによって乗算されることにより、色調が補正される。
【０１６１】
このようなカラーバランスの取得部位及びこの取得部位に応じた臓器係数の一覧が図２０（Ｂ）に示されている。
【０１６２】
つまり、入力画像信号に乗算される乗算器５８Ａの出力は、
（体内のカラーバランス補正係数（術者が取得したもの））×（臓器係数）
となる。
【０１６３】
なお、胃、食道どちらでカラーバランスを行っても臓器係数で補正するようにすれば尚良い。この場合、どの臓器でカラーバランスを行ったか否かは、前記した第１、第２実施例で述べた自動臓器識別方法により検出することができ、それにより得られた臓器識別信号が前記臓器係数メモリ５７Ｂに供給されることにより、その結果、臓器に応じた色調を行うことが可能となる。
【０１６４】
その他の構成及び作用は第１実施例と同様である。
【０１６５】
したがって、本実施例によれば、複数の臓器でカラーバランスを行いカラーバランス補正係数を取得することが不要となる。また、個人毎に蛍光強度やカラーバランスが異なっていたとしても、それを合わせたカラーバランスの補正を行うことが可能となる。その他の効果は前記第１実施例と同様である。
【０１６６】
なお、本発明に係る第１乃至第４実施例、変形例及び応用例において、内視鏡装置は、上部消化管用スコープを接続したときのみ複数の臓器の色調動作を選択可能とする構成にしてもよい。
【０１６７】
つまり、上部消化管では、食道〜十二指腸まで観察するが、特に胃と食道とでは、蛍光観察の色調が異なるため、両者で別の色調とする必要がある。一方、下部消化管では、肛門〜盲腸付近までを観察するが、同じ色調で観察しても問題はない。
【０１６８】
構成としては、スコープＩＤ記憶用素子３１からのスコープ機種情報を入力する色調設定変更許可手段を設け、この色調設定変更許可手段は、このスコープ機種情報を基に上部消化管用スコープが接続されたと認識した場合のみ、ＣＰＵ４４に許可信号を出力する。これを受け、ＣＰＵ４４はこの許可信号を受診した場合のみ、前記した臓器毎の色調の切替を行うとともに、切替えた臓器の色調を実行するように自動的に制御する。  
なお、本例は、自動臓器検出方法を実施することに限定されるものではなく、例えば術者が手動で接続されたスコープの種類や複数の臓器の色調動作の選択等を設定変更できるように構成しても良い。
【０１６９】
また、本発明に係る第１乃至第４実施例、変形例及び応用例において、内視鏡装置は、プロセッサ４に消化管用スコープだけではなく、例えば外科分野用スコープを接続可能に構成しても良い。例えば、現在の蛍光観察は消化管のみで行うようになっているが、外科分野（腹腔鏡等の硬性鏡、非尿器用、耳鼻喉頭用鏡、関節鏡、血管用、動物用等も含む）も使用可能とし、前記臓器検出を行うように構成しても良い。
【０１７０】
また、本発明に係る実施例では、臓器自動識別手段として、全臓器を識別できる構成としても良く、また、特に他の臓器と切り分けたい１つの臓器か、それ以外の臓器かを切り分ける構成とししても良い。
【０１７１】
さらに、本発明に係る実施例では、スコープ２の接眼部に撮像装置を設け、この撮像装置によって画像処理回路等の信号処理するまで処理を行わせるように構成しても良い。
【０１７２】
本発明は前記第１乃至第４実施例、変形例及び応用例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】図１乃至図４は本発明の第１実施例に係り、図１は第１実施例に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】図１のカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図。
【図３】図１の画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図４】図３の画像処理回路による臓器識別方法を説明するための説明図。
【図５】図５乃至図１８は本発明の第２実施例に係り、図５は第２実施例に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図６】図５のスコープを替えた他の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図７】臓器識別手段であるの光源絞りを示す図。
【図８】図７の光源絞りの絞り位置−照明光強度特性を示すグラフ。
【図９】臓器識別手段の第１変形例の高感度ＣＣＤの説明図。
【図１０】高感度ＣＣＤのＣＭＤ印加電圧−増幅率特性を示すグラフ。
【図１１】臓器識別手段の第２変形例のマウスピースの構成を示す構成図。
【図１２】図１１のマウスピースに挿通される挿入部の構成を示す構成図。
【図１３】マウスピースの磁束発生作用を説明するための説明図。
【図１４】マウスピースに食道の長さ分挿通された挿入部の状態を示す説明図。
【図１５】スコープの挿入部の変形例を説明するための説明図。
【図１６】臓器判別手段の第３変形例の構成を示す構成図。
【図１７】ｐＨセンサを備えた挿入部先端部の変形例を示す構成図。
【図１８】図１６のｐＨセンサ採用した内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の第３実施例に係る内視鏡装置に用いられたカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図。
【図２０】本発明の第４実施例に係る内視鏡装置に用いられたカラーバランス補正回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１７４】
１…内視鏡装置、
２…スコープ、
２Ａ…挿入部、
２Ｂ…操作部、
２ａ…先端部、
３…光源装置、
４…プロセッサ、
４Ａ…画面、
４Ｂ…領域、
５…観察モニタ、
６Ａ…デジタルファイリング装置、
６Ｂ…写真撮影装置、
７…ランプ、
１０…フィルタターレット、
１１…照明光絞り、
１２…回転フィルタ
１５…ライトガイド、
１５Ｂ…被写体、
１６…集光レンズ、
２３、２４…対物光学系、
２５、２６…光学フィルタ、
２７…ＣＣＤ、
２８…高感度ＣＣＤ、
３５…カラーバランス補正回路、
３５Ａ…蛍光像用カラーバランス補正回路、
３５Ｂ…通常像用カラーバランス補正回路、
３６…マルチプレクサ、
３７、３８、３９…同時化メモリ、
４０…画像処理回路、
４０Ａ…臓器認識部、
４４…ＣＰＵ、
４９…調光回路、
５０…電子シャッタ制御回路、
５１…光源制御回路
５２…符号化回路、
５７ａ…食道用補正係数記憶メモリ、
５７ｂ…胃用補正係数記憶メモリ、
５７ｃ…十二指腸用補正係数記憶メモリ、
５７ｄ…Ｒチャンネル補正係数記憶メモリ、
５７ｅ…Ｇチャンネル補正係数記憶メモリ、
５７ｆ…Ｂチャンネル補正係数記憶メモリ、
５８ａ、５８ｂ…セレクタ、
５９ａ…乗算器、
５９ｂ…乗算器。  
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
2005348902.tif 000003
【図２】
2005348902.tif 000004
【図３】
2005348902.tif 000005
【図４】
2005348902.tif 000006
【図５】
2005348902.tif 000007
【図６】
2005348902.tif 000008
【図７】
2005348902.tif 000009
【図８】
2005348902.tif 000010
【図９】
2005348902.tif 000011
【図１０】
2005348902.tif 000012
【図１１】
2005348902.tif 000013
【図１２】
2005348902.tif 000014
【図１３】
2005348902.tif 000015
【図１４】
2005348902.tif 000016
【図１５】
2005348902.tif 000017
【図１６】
2005348902.tif 000018
【図１７】
2005348902.tif 000019
【図１８】
2005348902.tif 000020
【図１９】
2005348902.tif 000021
【図２０】
2005348902.tif 000022