(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色域の光、緑色域の光、及び、青色域の光からなる広帯域光と、前記広帯域光に比べて狭い波長帯域を有する青色域の光の狭帯域光と、を生体における被写体に対して照明光として順次出射することにより、前記被写体を照明する照明手段と、
前記照明手段から前記広帯域光及び前記狭帯域光が順次出射された際の、前記被写体からの戻り光を各々撮像する撮像手段と、
前記広帯域光の戻り光を撮像して得られた各色成分に基づいて第１の観察画像を生成し、前記緑色域の光の戻り光を撮像して得られた緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調させた信号と、前記狭帯域光の戻り光を撮像して得られた狭帯域成分の信号とに基づいて第２の観察画像を生成し、前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像を並列に同時に表示する処理を行う信号処理手段と、
を有することを特徴とする生体観測システム。
【請求項２】
前記照明手段は、白色光を発する光源手段と、前記光源手段から前記撮像手段に至るまでの光路上に配置され、前記白色光が有する波長帯域を制限することにより、前記白色光を、前記赤色域の光と、前記緑色域の光と、前記青色域の光と、前記狭帯域光と、に順次分光する帯域制限手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の生体観測システム。
【請求項３】
前記帯域制限手段は、前記光源手段において発せられる前記白色光を分光することにより、前記赤色域の光と、前記緑色域の光と、前記青色域の光と、前記狭帯域光と、を生成する分光手段を有するとともに、駆動手段による回転駆動に伴って回転することにより、前記分光手段が前記光源手段の前記光路上に順次介挿される、回転フィルタとして構成されていることを特徴とする請求項２に記載の生体観測システム。
【請求項４】
前記被写体には、血管が含まれることを特徴とする請求項１に記載の生体観測システム。
【請求項５】
前記被写体には、血管が含まれることを特徴とする請求項２に記載の生体観測システム。
【請求項６】
前記被写体には、血管が含まれることを特徴とする請求項３に記載の生体観測システム。
【請求項７】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項１に記載の生体観測システム。
【請求項８】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項２に記載の生体観測システム。
【請求項９】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項３に記載の生体観測システム。
【請求項１０】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項４に記載の生体観測システム。
【請求項１１】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項５に記載の生体観測システム。
【請求項１２】
前記緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調する処理は、空間フィルタを用いたフィルタリング処理であることを特徴とする請求項６に記載の生体観測システム。
【請求項１３】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の生体観測システム。
【請求項１４】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の生体観測システム。
【請求項１５】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の生体観測システム。
【請求項１６】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の生体観測システム。
【請求項１７】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の生体観測システム。
【請求項１８】
前記照明手段は、照明光として順次出射される各光の光量を制御する光量制御手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の生体観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体観測システムに関し、特に、２つの観察画像を同一の表示手段に併せて表示可能な生体観測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡及び光源装置等を有する内視鏡システムは、従来より、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システムは、術者等が被検体としての生体内の観察等を行うという用途において主に用いられている。【０００３】
また、医療分野における内視鏡システム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、白色光を生体内の被写体に照射し、肉眼による観察と略同様の該被写体の像を撮像する通常観察の他に、通常観察における照明光よりも狭い帯域を有する光である狭帯域光を該被写体に照射して観察を行うことにより、通常観察に比べ、生体における粘膜表層の血管等が強調された像を撮像する、狭帯域光観察（ＮＢＩ： Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）がある。【０００４】
日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムは、狭帯域な照明光を出力するための、離散的な分光特性を有するフィルタが設けられた光源装置と、該照明光により照明された被写体の像を撮像するための内視鏡とを有して構成されている。そして、日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムは、前述した構成を有することにより、前記被写体に対する狭帯域光観察を行うことができる。【０００５】
しかし、日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムは、通常観察において撮像された被写体の像と、狭帯域光観察において撮像された被写体の像とのうち、一方の被写体の像のみがモニタに表示される構成である。そのため、日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムを用いた場合、術者は、例えば、病変を拾い上げるためのスクリーニングを行う際、内視鏡を挿入または抜去するための操作等を行いながら、該内視鏡システムの観察内容を通常観察または狭帯域光観察のいずれかに切り替えるための操作を頻繁に行わなければならない状況が生じ得る。【０００６】
また、日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムは、通常観察及び狭帯域光観察を可能とするために、光源装置に設けられた帯域制限手段を観察内容の変更に伴って切り替えるための機構等を有して構成されている。そのため、日本国特開２００２−０９５６３５号公報に提案されている内視鏡システムにおいては、通常観察及び狭帯域光観察を行うための構成が複雑化してしまうという課題が生じている。【０００７】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、煩雑な操作を行うことなく、かつ、簡易な構成により、通常観察及び狭帯域光観察を併せて行うことのできるような生体観測システムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における一態様の生体観測システムは、赤色域の光、緑色域の光、及び、青色域の光からなる広帯域光と、前記広帯域光に比べて狭い波長帯域を有する青色域の光の狭帯域光と、を生体における被写体に対して照明光として順次出射することにより、前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手段から前記広帯域光及び前記狭帯域光が順次出射された際の、前記被写体からの戻り光を各々撮像する撮像手段と、前記広帯域光の戻り光を撮像して得られた各色成分に基づいて第１の観察画像を生成し、前記緑色域の光の戻り光を撮像して得られた緑成分信号の低域から中域までの周波数成分を強調させた信号と、前記狭帯域光の戻り光を撮像して得られた狭帯域成分の信号とに基づいて第２の観察画像を生成し、前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像を並列に同時に表示する処理を行う信号処理手段と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る生体観測システムの要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１の生体観測システムの光源装置に設けられた回転フィルタの構成を示す図。
【図３】図２の回転フィルタが有するＲフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタの分光特性を示す図。
【図４】図２の回転フィルタが有するＢ１フィルタの分光特性を示す図。
【図５】図１に示す生体観測システムのモニタにおいて表示される、通常観察画像及び狭帯域光観察画像の一例を示す図。
【図６】図１のフィルタリング回路が有する空間フィルタの振幅特性の一例を示す図。
【図７】本実施形態に係る生体観測システムの要部の構成の、図１とは異なる例を示す図。
【図８】図１の生体観測システムの光源装置に設けられた回転フィルタの構成の、図２とは異なる例を示す図。
【図９】図８の回転フィルタが有するＢ１フィルタ及びＧｎフィルタの分光特性を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１から図９は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本実施形態に係る生体観測システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の生体観測システムの光源装置に設けられた回転フィルタの構成を示す図である。図３は、図２の回転フィルタが有するＲフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタの分光特性を示す図である。図４は、図２の回転フィルタが有するＢ１フィルタの分光特性を示す図である。図５は、図１に示す生体観測システムのモニタにおいて表示される、通常観察画像及び狭帯域光観察画像の一例を示す図である。図６は、図１のフィルタリング回路が有する空間フィルタの振幅特性の一例を示す図である。図７は、本実施形態に係る生体観測システムの要部の構成の、図１とは異なる例を示す図である。図８は、図１の生体観測システムの光源装置に設けられた回転フィルタの構成の、図２とは異なる例を示す図である。図９は、図８の回転フィルタが有するＢ１フィルタ及びＧｎフィルタの分光特性を示す図である。【００４６】
生体観測システム１は、図１に示すように、体腔内に挿入され、該体腔内において、生体組織等の被写体の像を撮像して撮像信号として出力する、内視鏡等である生体撮像装置２と、生体撮像装置２に対し、該被写体を照明するための光を出射する光源装置３と、生体撮像装置２に内蔵された撮像手段を駆動すると共に、生体撮像装置２から出力された撮像信号に対して信号処理を行い映像信号として出力する、ビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４から出力される映像信号に基づき、該被写体の像を画像表示する、表示手段としてのモニタ５とを有して要部が構成されている。【００４７】
生体撮像装置２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７と、挿入部７の後端に設けられた操作部８とを有して構成されている。そして、挿入部７は、先端側に先端部２２を有して構成されている。【００４８】
また、生体撮像装置２は、術者等の操作によりビデオプロセッサ４に対し、例えば、モニタ５に表示される画像の表示モードを設定する指示等の各種指示を行うための、１または複数のスイッチからなるスコープスイッチ２０を有している。そして、スコープスイッチ２０においてなされた各種指示は、指示信号としてビデオプロセッサ４に対して出力される。【００４９】
なお、本実施形態の生体観測システム１は、スコープスイッチ２０において設定可能な前記表示モードとして、例えば、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像からなる通常観察画像と、該所望の被写体の粘膜表層及び粘膜表層よりやや深い層に存在する血管の像のコントラストが強調された像からなる狭帯域光観察画像とのうち、該通常観察画像及び該狭帯域光観察画像を一の画像内に併せて表示させる併用観察モード、該通常観察画像のみを表示させる通常観察モード、及び、該狭帯域光観察画像のみを表示させる狭帯域光観察モードの、少なくとも３つの表示モードを有するものであるとする。【００５０】
生体撮像装置２の先端部２２は、図示しない照明窓に取り付けられた照明レンズ２３と、該照明窓に隣接して設けられた図示しない観察窓に取り付けられた対物レンズ２４と、対物レンズ２４の結像位置に配置された撮像素子である、ＣＣＤ（電荷結合素子）２５とを有して構成される。また、撮像手段としてのＣＣＤ２５は、対物レンズ２４により結像された被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として出力する。そして、ＣＣＤ２５から出力された撮像信号は、信号線２６を介し、ビデオプロセッサ４に対して出力される。また、信号線２６は、図示しないコネクタを介し、ビデオプロセッサ４に対して着脱自在に接続可能な構成を有している。【００５１】
また、挿入部７の内部には、光源装置３から出射された光を伝送するためのライトガイド９が挿通されている。ライトガイド９は、照明レンズ２３の光入射側に光出射面を有する一端が配置されると共に、光入射面を有する他端が光源装置３に対して着脱自在に接続可能な構成を有している。【００５２】
光源装置３は、ビデオプロセッサ４に設けられた調光回路３３の制御に基づいて駆動するランプ駆動回路１０と、ランプ駆動回路１０により印加される駆動電流に基づいて駆動するランプ１１と、ランプ１１が出射する光の熱線を遮断する熱線カットフィルタ１２と、熱線カットフィルタ１２を介して出射された光の光量を制御する絞り装置１３とを有している。【００５３】
また、光源装置３は、ランプ１１の光路上に配置され、絞り手段としての絞り装置１３から出射された光を面順次光に変換して出射可能とする回転フィルタ１４と、回転フィルタ１４から出射される光を集光し、ライトガイド９の光入射面に対して出射する集光レンズ１５と、モータ制御回路１６と、モータ制御回路１６の制御に基づいて回転フィルタ１４を回転駆動させるモータ１７とを有している。【００５４】
光源手段としてのランプ１１は、例えば、キセノンランプ等により構成され、少なくとも可視領域の帯域を含む白色光を出射する。また、照明手段の一部として構成されるランプ１１は、ランプ駆動回路１０により印加される駆動電流に基づき、該電流に応じた光量の前記白色光を出射する。【００５５】
照明手段の一部として構成される、帯域制限手段としての回転フィルタ１４は、図２に示すように、中心を回転軸とした円板状のフィルタであり、周方向部分にフィルタ群１４Ａを有して構成されている。【００５６】
分光手段としてのフィルタ群１４Ａは、各々が図３に示す分光特性となるように設定された、主に赤色の帯域の光を透過するＲフィルタ１４ｒ、主に緑色の帯域の光を透過するＧフィルタ１４ｇ及び主に青色の帯域の光を透過するＢフィルタ１４ｂを分光手段として有するとともに、さらに、図４に示す、Ｂフィルタ１４ｂに比べて狭帯域の光を透過する分光特性となるように設定された、Ｂ１フィルタ１４ｂ１を分光手段として有して構成されている。【００５７】
また、モータ制御回路１６は、モータ１７の回転駆動を制御するとともに、該回転駆動に応じたタイミングにおいて、ビデオプロセッサ４に設けられたタイミングジェネレータ４９におけるタイミング信号の生成の際に用いられる信号である、モータ駆動信号を出力する。【００５８】
モータ１７は、モータ制御回路１６の制御に基づいて回転駆動することにより、回転フィルタ１４を、例えば、１秒間に１５回転といった所定の回転速度として回転させる。そして、モータ制御回路１６及びモータ１７が前述した構成を有することにより、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタがランプ１１の光路上に順次介挿される。【００５９】
なお、照明手段の一部として構成される、光量制御手段としてのランプ駆動回路１０は、ビデオプロセッサ４に設けられた調光回路３３の制御に基づき、フィルタ群１４Ａが有するＢ１フィルタ１４ｂ１がランプ１１の光路上に介挿されているタイミングにおいて、第１の電流値を有する駆動電流をランプ１１に印加する。また、ランプ駆動回路１０は、ビデオプロセッサ４に設けられた調光回路３３の制御に基づき、フィルタ群１４Ａが有するＢ１フィルタ１４ｂ１以外の各フィルタがランプ１１の光路上に介挿されているタイミングにおいて、前記第１の電流値に比べて小さい電流値である、第２の電流値を有する駆動電流をランプ１１に印加する。【００６０】
ビデオプロセッサ４に設けられた指示信号検知回路２１は、スコープスイッチ２０から出力される指示信号に基づき、前述した、併用観察モード、通常観察モード及び狭帯域観察モードの各表示モードに応じた画像を表示させるための制御信号を、信号合成回路３６ｂに対して出力する。【００６１】
駆動手段としてのモータ１７の回転駆動により回転フィルタ１４が回転すると、ランプ１１から出射された白色光は、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタである、Ｒフィルタ１４ｒ、Ｇフィルタ１４ｇ、Ｂフィルタ１４ｂ及びＢ１フィルタ１４ｂ１を透過することにより順次分光され、集光レンズ１５により集光された後、ライトガイド９の光入射面に順次入射される。【００６２】
光源装置３から出射された光は、ライトガイド９の光入射面に入射された後、光出射面側に設けられた照明レンズ２３を介し、生体組織等の被写体に対して出射される。【００６３】
照明レンズ２３から順次出射される、Ｒフィルタ１４ｒを透過した光、Ｇフィルタ１４ｇを透過した光、Ｂフィルタ１４ｂを透過した光及びＢ１フィルタ１４ｂ１を透過した光により照明された被写体は、対物レンズ２４により結像された後、ＣＣＤ２５により各々撮像される。そして、ＣＣＤ２５により撮像された被写体の像は、撮像信号として、信号線２６を介し、ビデオプロセッサ４に対して出力される。【００６４】
なお、ＣＣＤ２５は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づいて決定されるタイミングにおいて、ＣＣＤ２５に対してＣＣＤ駆動信号を出力するＣＣＤドライバ２９と、プリアンプ３０とに接続されている。このような構成により、ＣＣＤ２５は、ＣＣＤドライバ２９から出力されるＣＣＤ駆動信号に基づいて駆動し、駆動状態において撮像信号を生成すると共に、生成した撮像信号をプリアンプ３０に対して出力する。【００６５】
撮像手段としてのＣＣＤ２５からビデオプロセッサ４に対して出力された撮像信号は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づいて決定されるタイミングにおいて、プリアンプ３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が行われ、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス回路３４に入力される。【００６６】
ホワイトバランス回路３４は、入力される撮像信号に対してホワイトバランス処理を行った後、該ホワイトバランス処理を行った後の撮像信号を調光回路３３及びオートゲインコントロール回路（以降、ＡＧＣ回路と略記する）３５に対して出力する。具体的には、ホワイトバランス回路３４は、前記ホワイトバランス処理として、例えば、白色面を被写体とした場合に、Ｇフィルタ１４ｇを透過した光のもとにおいてＣＣＤ２５により撮像された被写体の像の撮像信号（以降、Ｇ信号と記す）を基準として、Ｒフィルタ１４ｒを透過した光のもとにおいてＣＣＤ２５により撮像された被写体の像の撮像信号（以降、Ｒ信号と記す）、Ｂフィルタ１４ｂを透過した光のもとにおいてＣＣＤ２５により撮像された被写体の像の撮像信号（以降、Ｂ信号と記す）及びＢ１フィルタ１４ｂ１を透過した光のもとにおいてＣＣＤ２５により撮像された被写体の像の撮像信号（以降、Ｂ１信号と記す）の各信号に対するホワイトバランス補正係数を算出し、該ホワイトバランス補正係数を該各信号に乗算することにより、該各信号間における撮像信号の強度を同等とする処理を行う。【００６７】
ＡＧＣ回路３５は、調光回路３３から出力される明るさ制御信号と、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号とに基づき、ホワイトバランス回路３４から出力される撮像信号に対するゲイン調整を行い、該ゲイン調整後の撮像信号をメモリ３６ａに対して出力する。具体的には、ＡＧＣ回路３５は、前記ゲイン調整として、例えば、ホワイトバランス回路３４から出力されるＢ１信号が一の強度を有するように、該Ｂ１信号に対するゲインアップを行う。【００６８】
また、タイミングジェネレータ４９は、モータ制御回路１６から出力されるモータ駆動信号に基づき、光源装置３及びビデオプロセッサ４の各部が処理及び動作等を行う際のタイミングを決定するためのタイミング信号を生成するとともに、該タイミング信号を所定のタイミングにおいて該各部に出力する。【００６９】
メモリ制御回路４８は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づいて決定されるタイミングにおいて、メモリ３６ａ及び信号合成回路３６ｂが有する図示しないメモリに蓄積された撮像信号を各部に出力させるための制御を行う。【００７０】
メモリ３６ａは、ＡＧＣ回路３５から出力される撮像信号を順次蓄積するとともに、メモリ制御回路４８の制御に基づき、回転フィルタ１４が１回転する間に入力される撮像信号をそれぞれ各部に出力する。具体的には、メモリ３６ａは、メモリ制御回路４８の制御に基づき、Ｒ信号を信号合成回路３６ｂ及び同時化回路３８に対して出力し、Ｇ信号を信号合成回路３６ｂ及びフィルタリング回路３７に対して出力する。また、メモリ３６ａは、メモリ制御回路４８の制御に基づき、Ｂ信号を信号合成回路３６ｂに対して出力し、Ｂ１信号を同時化回路３８に対して出力する。【００７１】
フィルタリング回路３７は、生体における、粘膜表層よりやや深い層に存在する血管の像のコントラストが強調された状態として、該血管の像を含む被写体の像がモニタ５に画像表示されるように、メモリ３６ａから出力されるＧ信号が有する、低域から中域までの周波数成分を強調するための画像強調処理を行うとともに、該処理を行った後のＧ信号をＧ１信号として同時化回路３８に対して出力する。具体的には、フィルタリング回路３７は、前記画像強調処理として、メモリ３６ａから出力されるＧ信号に基づく被写体の像のうち、低域から中域までの周波数成分を透過させる特性を有する空間フィルタを用いたフィルタリング処理を行う。そして、フィルタリング回路３７が前記フィルタ処理を行うことにより、粘膜表層よりやや深い層に存在する血管の像のコントラストが強調される。なお、本実施形態のフィルタリング回路３７は、例えば、図６に示すような振幅特性を有する空間フィルタを用いて前記フィルタリング処理を行うものとして構成されている。【００７２】
同時化回路３８は、メモリ３６ａから出力されるＲ信号及びＢ１信号と、フィルタリング回路３７から出力されるＧ１信号とを同時化するとともに、同時化したＲ信号、Ｇ１信号及びＢ１信号を色変換回路３９に対して出力する。【００７３】
色変換回路３９は、同時化回路３８により同時化されて出力された撮像信号である、Ｒ信号、Ｇ１信号及びＢ１信号に対し、例えば、３×３のマトリクスを用いることより色変換の処理を行い、該色変換の処理を行った後のＲ信号、Ｇ１信号及びＢ１信号を信号合成回路３６ｂに対して出力する。【００７４】
信号合成回路３６ｂは、図示しないメモリを有して構成され、メモリ３６ａから出力される、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号からなる第１の撮像信号と、色変換回路３９から出力される、Ｒ信号、Ｇ１信号及びＢ１信号からなる第２の撮像信号とを該メモリに蓄積する。そして、第１及び第２の画像生成手段としての信号合成回路３６ｂは、指示信号検知回路２１から出力される制御信号と、メモリ制御回路４８により行われる制御とに基づき、スコープスイッチ２０において設定された表示モードに応じたＲＧＢ信号を、前記第１の撮像信号及び前記第２の撮像信号から生成した後、該ＲＧＢ信号が有するＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分をγ補正回路４１に対して順次出力する。【００７５】
具体的には、信号合成回路３６ｂは、例えば、スコープスイッチ２０において、画像の表示モードが併用観察モードとして設定された場合、前記第１の撮像信号が有するＲ信号に応じた被写体の像である第１のＲ像と、前記第２の撮像信号が有するＲ信号に応じた被写体の像である第２のＲ像との各々に対し、例えば、縮小処理等の処理を施すことにより、該第１のＲ像を１フレーム分の画像内の左側に配置し、該第２のＲ像を１フレーム分の画像内の右側に各々配置したものを、前記ＲＧＢ信号におけるＲ成分として出力する。また、信号合成回路３６ｂは、例えば、スコープスイッチ２０において、画像の表示モードが併用観察モードとして設定された場合、前記第１の撮像信号が有するＧ信号に応じた被写体の像であるＧ像と、前記第２の撮像信号が有するＧ１信号に応じた被写体の像であるＧ１像との各々に対し、例えば、縮小処理等の処理を施すことにより、該Ｇ像を１フレーム分の画像内の左側に配置し、該Ｇ１像を１フレーム分の画像内の右側に各々配置したものを、前記ＲＧＢ信号におけるＧ成分として出力する。さらに、信号合成回路３６ｂは、例えば、スコープスイッチ２０において、画像の表示モードが併用観察モードとして設定された場合、前記第１の撮像信号が有するＢ信号に応じた被写体の像であるＢ像と、前記第２の撮像信号が有するＢ１信号に応じた被写体の像であるＢ１像との各々に対し、例えば、縮小処理等の処理を施すことにより、該Ｂ像を１フレーム分の画像内の左側に配置し、該Ｂ１像を１フレーム分の画像内の右側に各々配置したものを、前記ＲＧＢ信号におけるＢ成分として出力する。【００７６】
すなわち、信号合成回路３６ｂは、以上に述べた各処理を行うことにより、併用観察モードに応じた画像として、各々縮小された通常観察画像及び狭帯域光観察画像を左右に配置した画像を生成する。【００７７】
また、信号合成回路３６ｂは、例えば、スコープスイッチ２０において、画像の表示モードが通常観察モードとして設定された場合、前記第１のＲ像を前記ＲＧＢ信号におけるＲ成分として出力し、前記Ｇ像を前記ＲＧＢ信号におけるＧ成分として出力し、前記Ｂ像を前記ＲＧＢ信号におけるＢ成分として出力する。【００７８】
さらに、信号合成回路３６ｂは、例えば、スコープスイッチ２０において、画像の表示モードが狭帯域光観察モードとして設定された場合、前記第２のＲ像を前記ＲＧＢ信号におけるＲ成分として出力し、前記Ｇ１像を前記ＲＧＢ信号におけるＧ成分として出力し、前記Ｂ１像を前記ＲＧＢ信号におけるＢ成分として出力する。【００７９】
そして、信号合成回路３６ｂから出力されたＲＧＢ信号が有する各成分は、γ補正回路４１によりγ補正され、拡大回路４２により拡大補間処理された後、強調回路４３に入力される。【００８０】
強調回路４３は、拡大回路４２から出力されるＲＧＢ信号が有する各成分に対して構造強調または輪郭強調の処理を行った後、該処理を行った後のＲＧＢ信号をセレクタ４４に対して出力する。【００８１】
そして、強調回路４３から出力されたＲＧＢ信号は、セレクタ４４を介し、同時化回路４５に入力される。【００８２】
同時化回路４５は、セレクタ４４から出力されるＲＧＢ信号が有する各成分を蓄積するための、３つのメモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃを有して構成されている。そして、同時化回路４５は、メモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃに蓄積された、ＲＧＢ信号の各成分を同時化して出力する。【００８３】
同時化回路４５において同時化されて出力されたＲＧＢ信号は、画像処理回路４６により動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃに入力される。【００８４】
Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃは、画像処理回路４６から出力されるＲＧＢ信号が有する各成分を格納し、格納された該各成分をアナログの映像信号に変換した後、該映像信号をモニタ５に対して出力する。【００８５】
調光回路３３は、ホワイトバランス回路３４から出力されるＢ１信号の強度に基づき、該Ｂ１信号の強度を一の強度まで増加させるための明るさ制御信号をＡＧＣ回路３５に対して出力する。また、調光回路３３は、ホワイトバランス回路３４から出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各信号の強度に基づき、該各信号の強度が所定の強度となるように、絞り装置１３に対する制御を行う。さらに、調光回路３３は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づき、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタがランプ１１の光路上に介挿されるタイミングに応じ、駆動電流の電流値を切り替えつつ出力させる制御をランプ駆動回路１０に対して行う。そして、調光回路３３は、前述したような各制御をランプ駆動回路１０、絞り装置１３及びＡＧＣ回路３５に対して行うことにより、生体撮像装置２により撮像される被写体の像がモニタ５に画像として表示される際の、該画像の明るさを調整する。【００８６】
次に、本実施形態の生体観測システム１の作用について説明を行う。【００８７】
まず、術者等は、図１に示すような状態として、生体撮像装置２を光源装置３及びビデオプロセッサ４に接続すると共に、前記各部及びモニタ５の電源を投入することにより、生体観測システム１を起動状態とする。なお、前記起動状態直後において、スコープスイッチ２０は、併用観察モードとして設定されているものであるとする。【００８８】
生体観測システム１が起動状態になると、モータ制御回路１６は、ランプ１１の光路上に配置された回転フィルタ１４が１秒間に１５回転といった所定の回転速度により回転するように、モータ１７の回転駆動を制御する。また、モータ制御回路１６は、前記所定の回転速度に応じたタイミングにおいて、タイミングジェネレータ４９に対してモータ駆動信号を出力する。タイミングジェネレータ４９は、モータ制御回路１６から出力されるモータ駆動信号に基づき、光源装置３及びビデオプロセッサ４の各部が処理及び動作等を行う際のタイミングを決定するためのタイミング信号を生成するとともに、該タイミング信号を所定のタイミングにおいて該各部に出力する。そして、ビデオプロセッサ４のＣＣＤドライバ２９は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づき、ＣＣＤ２５に対してＣＣＤ駆動信号を出力する。【００８９】
また、ビデオプロセッサ４の調光回路３３は、生体観測システム１が起動状態になると、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づき、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタがランプ１１の光路上に介挿されるタイミングに応じ、駆動電流の電流値を切り替えつつ出力させる制御をランプ駆動回路１０に対して行う。また、ランプ駆動回路１０は、調光回路３３の制御に基づき、ランプ１１に対し、第１の電流値を有する駆動電流及び第２の電流値を有する駆動電流を交互に切り替えながら印加する。【００９０】
これにより、ランプ１１は、フィルタ群１４Ａが有するＢ１フィルタ１４ｂ１がランプ１１の光路上に介挿されているタイミングにおいて、第１の電流値を有する駆動電流に応じた、相対的に大きな光量の白色光を発する。また、ランプ１１は、フィルタ群１４Ａが有するＢ１フィルタ１４ｂ１以外の各フィルタがランプ１１の光路上に介挿されているタイミングにおいて、第２の電流値を有する駆動電流に応じた、相対的に小さな光量の白色光を発する。その結果、Ｂ１信号のＳ／Ｎが向上するとともに、モニタ５に表示される狭帯域光観察画像におけるコントラストが強調される。【００９１】
モータ１７の回転駆動に伴って回転フィルタ１４が回転することにより、ランプ１１において発せされた白色光は、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタである、Ｒフィルタ１４ｒ、Ｇフィルタ１４ｇ、Ｂフィルタ１４ｂ及びＢ１フィルタ１４ｂ１を透過することにより順次分光される。そして、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタを透過した光は、集光レンズ１５により集光された後、照明光としてライトガイド９の光入射面に順次入射される。【００９２】
ライトガイド９に入射された後、伝送された各照明光は、照明レンズ２３を経て被写体に対して順次出射される。【００９３】
ＣＣＤ２５は、ＣＣＤドライバ２９から出力されるＣＣＤ駆動信号に基づいて駆動するとともに、照明レンズ２３から順次出射される各照明光により照明され、さらに、対物レンズ２４により結像された被写体の像を撮像し、撮像した被写体の像を撮像信号としてビデオプロセッサ４に対して出力する。【００９４】
ＣＣＤ２５からビデオプロセッサ４に対して出力された撮像信号は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づいて決定されるタイミングにおいて、プリアンプ３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が行われ、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換され、ホワイトバランス回路３４によりホワイトバランス処理が行われ、ＡＧＣ回路３５によりゲイン調整が行われた後、メモリ３６ａに対して出力される。【００９５】
ＡＧＣ回路３５は、調光回路３３から出力される明るさ制御信号と、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号とに基づき、前記ゲイン調整として、ホワイトバランス回路３４から出力されるＢ１信号が一の強度を有するように、該Ｂ１信号に対するゲインアップを行う。すなわち、ホワイトバランス回路３４から出力されるＢ１信号は、ＡＧＣ回路３５を介することにより、常に前記一の強度を有した状態としてメモリ３６ａに対して出力される。【００９６】
また、メモリ制御回路４８は、タイミングジェネレータ４９から出力されるタイミング信号に基づいて決定されるタイミングにおいて、メモリ３６ａ及び信号合成回路３６ｂが有する図示しないメモリに蓄積された撮像信号を各部に出力させるための制御を行う。【００９７】
メモリ３６ａは、ＡＧＣ回路３５から出力される撮像信号を順次蓄積するとともに、メモリ制御回路４８の制御に基づき、回転フィルタ１４が１回転する間に入力される撮像信号を、信号合成回路３６ｂと、フィルタリング回路３７と、同時化回路３８とに対してそれぞれ出力する。【００９８】
メモリ３６ａから信号合成回路３６ｂに対して直接出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号は、第１の撮像信号を構成する各信号として、第２の撮像信号が信号合成回路３６ｂに入力されるまでの間、信号合成回路３６ｂが有する図示しないメモリにおいて蓄積される。【００９９】
メモリ３６ａから同時化回路３８に対して直接出力されるＲ信号及びＢ１信号と、メモリ３６ａから出力された後、前述した画像強調処理がフィルタリング回路３７により施されたＧ信号であるＧ１信号とは、同時化回路３８により同時化され、色変換回路３９により色変換の処理が行われた後、第２の撮像信号として出力され、信号合成回路３６ｂにおいて蓄積される。なお、前記第２の撮像信号は、Ｒ信号、Ｇ１信号及びＢ１信号からなるものに限らず、例えば、Ｇ１信号及びＢ１信号のみからなるものであっても良い。【０１００】
信号合成回路３６ｂは、指示信号検知回路２１から出力される制御信号と、メモリ制御回路４８の制御とに基づき、図示しないメモリに蓄積された第１の撮像信号及び第２の撮像信号から、併用観察モードに応じたＲＧＢ信号を生成し、該ＲＧＢ信号が有するＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分をγ補正回路４１に対して順次出力する。【０１０１】
信号合成回路３６ｂから出力されたＲＧＢ信号が有する各成分は、γ補正回路４１によりγ補正され、拡大回路４２により拡大補間処理され、強調回路４３により構造強調または輪郭強調の処理が行われた後、セレクタ４４を介して同時化回路４５に入力される。【０１０２】
そして、同時化回路４５は、セレクタ４４から出力されるＲＧＢ信号が有する各成分を蓄積するとともに、該各成分を同時化して出力する。【０１０３】
同時化回路４５において同時化されて出力されたＲＧＢ信号は、画像処理回路４６により動画の色ずれ補正等の画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃに入力される。【０１０４】
Ｄ／Ａ変換回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃは、画像処理回路４６から出力されるＲＧＢ信号が有する各成分を格納し、格納された該各成分をアナログの映像信号に変換した後、該映像信号をモニタ５に対して出力する。【０１０５】
以上に述べたような処理等がビデオプロセッサ４において行われることにより、例えば、図５に示すように、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像が通常観察画像５１Ａとして、また、該所望の被写体の粘膜表層及び粘膜表層よりやや深い層に存在する血管１０１の像のコントラストが強調された像が狭帯域光観察画像５１Ｂとして、モニタ５の同一画面上に併せて表示される。【０１０６】
以上に述べたように、本実施形態の生体観測システム１は、通常観察画像５１Ａ及び狭帯域光観察画像５１Ｂをモニタ５の同一画面上に併せて表示することを可能とする構成を有している。【０１０７】
そのため、術者等は、生体観測システム１を用いることにより、同じモニタの同一画面上において表示される通常観察画像及び狭帯域光観察画像を見ながら、煩雑な操作を行うことなく通常観察及び狭帯域光観察を併せて行うことができる。【０１０８】
さらに、本実施形態の生体観測システム１においては、光源装置に２以上の帯域制限手段が設けられていない。そのため、本実施形態の生体観測システム１は、光源装置に設けられた帯域制限手段を観察内容の変更に伴って切り替えるための機構等を要することなく、その結果、従来に比べて簡易な構成により通常観察及び狭帯域光観察を行うことを可能とする。【０１０９】
また、本実施形態の生体観測システム１の通常観察モードにおいては、内視鏡装置等の従来の生体観測システムと略同一の分光特性を有する照明光が被写体に対して出射されるとともに、該照明光に応じた被写体の像を有する映像信号が生成される。そのため、本実施形態の生体観測システム１においては、通常観察画像として、内視鏡装置等の従来の生体観測システムと略同一の色調を有する画像、または、内視鏡装置等の従来の生体観測システムと略同一の色再現が実現された状態の画像が生成される。これにより、術者は、内視鏡装置等の従来の生体観測システムに代わり、本実施形態の生体観測システム１を用いて通常観察を行う場合においても、違和感を覚えることなく観察を行うことができる。【０１１０】
なお、本実施形態における帯域制限手段としての回転フィルタ１４は、Ｒフィルタ１４ｒを透過した光、Ｇフィルタ１４ｇを透過した光、Ｂフィルタ１４ｂを透過した光及びＢ１フィルタ１４ｂ１を透過した光の各光を順次生成可能な構成である限りにおいては、回転フィルタ以外の構成を有するものであっても良く、また、ランプ１１の光出射側からＣＣＤ２５の撮像面に至るまでの光路上のいずれに配置されるものであっても良い。【０１１１】
また、本実施形態の生体観測システム１は、前述した構成を有するものに限らず、例えば、図７に示すような生体観測システム１Ａとして構成されるものであっても良い。【０１１２】
生体観測システム１Ａは、内視鏡２と、光源装置３における回転フィルタ１４の代わりに回転フィルタ１４１が設けられた光源装置３Ａと、ビデオプロセッサ４からフィルタリング回路３７を取り除いた構成と同様の構成であるビデオプロセッサ４Ａと、モニタ５と、を有して要部が構成されている。【０１１３】
光源装置３Ａの回転フィルタ１４１は、図８に示すように、周方向部分にフィルタ群１４Ｂを有している。【０１１４】
フィルタ群１４Ｂは、フィルタ群１４Ａが有する各フィルタとしての、Ｒフィルタ１４ｒ、Ｇフィルタ１４ｇ、Ｂフィルタ１４ｂ及びＢ１フィルタ１４ｂ１に加え、Ｇｎフィルタ１４ｇ１を周方向部分にさらに有して構成されている。また、Ｇｎフィルタ１４ｇ１は、図９に示すように、Ｇフィルタ１４ｇに比べて狭帯域の光を透過する分光特性として設定されている。【０１１５】
ここで、生体観測システム１Ａの作用について説明を行う。【０１１６】
Ｇｎフィルタ１４ｇ１を透過した光のもとにおいてＣＣＤ２５により撮像された被写体の像の撮像信号（以降、Ｇｎ信号と記す）は、プリアンプ３０により増幅され、プロセス回路３１により相関２重サンプリング及びノイズ除去等が行われ、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタル信号に変換され、ホワイトバランス回路３４よりホワイトバランス処理が施され、ＡＧＣ回路３５によりゲイン調整が施された後、メモリ３６ａに入力される。【０１１７】
メモリ３６ａは、ＡＧＣ回路３５から出力される撮像信号を順次蓄積するとともに、メモリ制御回路４８の制御に基づき、回転フィルタ１４１が１回転する間に入力される撮像信号をそれぞれ各部に出力する。具体的には、メモリ３６ａは、メモリ制御回路４８の制御に基づき、Ｒ信号を信号合成回路３６ｂ及び同時化回路３８に対して出力するとともに、Ｇ信号を信号合成回路３６ｂに対して出力する。また、メモリ３６ａは、メモリ制御回路４８の制御に基づき、Ｂ信号を信号合成回路３６ｂに対して出力し、Ｂ１信号及びＧｎ信号を同時化回路３８に対して出力する。【０１１８】
メモリ３６ａから出力されたＲ信号、Ｂ１信号及びＧｎ信号は、同時化回路３８により同時化され、色変換回路３９により色変換の処理が行われた後、第３の撮像信号として出力され、信号合成回路３６ｂにおいて蓄積される。【０１１９】
そして、前記第３の撮像信号は、ビデオプロセッサ４Ａが有する信号合成回路３６ｂ以降の各部において、前述した第２の撮像信号に対する処理と同様の処理が施される。これにより、生体観測システム１Ａのモニタ５には、所望の被写体の粘膜表層及び粘膜表層よりやや深い層に存在する血管１０１の像が、生体観測システム１を用いた場合に比べてより高コントラストに画像表示される。【０１２０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。【０１２１】
本出願は、２００６年４月２０日に日本国に出願された特願２００６−１１７０５２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【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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