(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の狭帯域光を含む第１の照明光を発する第１の光源と、第２の狭帯域光を含む第２の照明光を発する第２の光源とを有し、前記第１の光源は、前記第１の狭帯域光を発する第一半導体光源を備えている照明手段と、
前記照明手段の駆動を制御する駆動制御手段であり、前記第一半導体光源を定格出力で点灯して前記第１の照明光を定格発光状態にする第１の発光モードと、前記第２の照明光の照明中に、前記第一半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して第１の照明光を減光状態にする第２の発光モードとを順次行う駆動制御手段と、
前記第１の発光モード中に被観察部位を撮像して第一画像を出力し、前記第２の発光モード中に被観察部位を撮像して第二画像を出力するカラー撮像素子と、
減光状態の第１の照明光による信号成分を第１ノイズ成分として算出するノイズ成分算出手段と、
前記第二画像から前記第１ノイズ成分を除去するノイズ成分除去手段と、
前記第一画像及び前記第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、前記被観察部位における血管情報を画像化した血管情報画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記第２の光源は、前記第２の狭帯域光を発する第二半導体光源を有し、
前記駆動制御手段は、前記第１の発光モード時において、前記定格発光状態の第１の照明光の照明中に、前記第二半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して前記第２の照明光を減光状態にするとともに、前記第２の発光モード時において、前記減光状態の第１の照明光の照明中に、前記第二半導体光源を定格出力で点灯して前記第２の照明光を定格発光状態にし、
前記ノイズ成分算出手段は、減光状態の第２の照明光による信号成分を第２ノイズ成分として算出し、
前記ノイズ成分除去手段は、前記第一画像から前記第２ノイズ成分を除去し、
前記表示手段は、前記第２ノイズ成分が除去された第一画像及び前記第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、前記血管情報画像を表示することを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記第１の光源は、前記第１の狭帯域光である励起光を吸収して緑〜赤の波長帯域の蛍光を発する蛍光体を有する波長変換部材を有することを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記第１の狭帯域光である励起光は青色の狭い波長帯域、前記第２の狭帯域光は青色〜緑色の狭い波長帯域、蛍光は緑色〜黄色のブロードな波長帯域であることを特徴とする請求項３記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記カラー撮像素子は、ＲＧＢ各色の画素値を出力し、
前記ノイズ成分除去手段は、第二画像のＢ画素値から、前記第１ノイズ成分を除去するとともに、第一画像のＧ画素値から、前記第２ノイズ成分を除去し、
前記表示手段は、前記第一画像のＲ画素値、前記第２ノイズ成分が除去された第一画像のＧ画素値、及び前記第１ノイズ成分が除去された第二画像のＢ画素値に基づいて、前記血管情報画像を表示することを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項６】
照明光の少なくとも一つは、その波長帯域がカラー撮像素子のＲＧＢ各画素のうちの二つの画素の感度領域と重なっていることを特徴とする請求項５記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記カラー撮像素子は、ＣＭＹ各色の画素値を出力し、
前記ノイズ成分除去手段は、第二画像のＣ画素値から、前記第１ノイズ成分を除去するとともに、第一画像のＭ、Ｙ画素値から、前記第２ノイズ成分を除去し、
前記表示手段は、前記第２ノイズ成分が除去された第一画像のＭ、Ｙ画素値、および前記第１ノイズ成分が除去された第二画像のＣ画素値に基づいて、前記血管情報画像を表示することを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記血管情報は酸素飽和度であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記血管情報画像には血管走行の可視像が含まれることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
被観察部位にブロードな波長帯域の白色光を連続的に照射して肉眼で観察したときと略同等の画像を前記表示手段に表示する通常観察モードと、
前記血管情報画像を前記表示手段に表示する狭帯域光観察モードとを備え、各モードを切替可能に構成することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
第１の狭帯域光を発する第一半導体光源を有し、前記第１の狭帯域光を含む第１の照明光を発する第１の光源と、第２の狭帯域光を含む第２の照明光を発する第２の光源とを備える内視鏡システムの作動方法において、
駆動制御手段が、前記第一半導体光源を定格出力で点灯して前記第１の照明光を定格発光状態にする第１の発光モードと、前記第２の照明光の発光中に、前記第一半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して第１の照明光を減光状態にする第２の発光モードとを順次行うステップと、
カラー撮像素子が、前記第１の発光モード中に被観察部位を撮像して第一画像を出力し、前記第２発光モード中に被観察部位を撮像して第二画像を出力するステップと、
ノイズ成分算出手段が、減光状態の第１の照明光による信号成分を第１ノイズ成分として算出するステップと、
ノイズ成分除去手段が、前記第二画像から前記第１ノイズ成分を除去するステップと、
表示手段が、前記第一画像及び前記第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、前記被観察部位における血管情報を画像化した血管情報画像を表示する表示ステップとを備えることを特徴とする内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの半導体光源を含む複数の光源を切り替えて被観察部位に複数種の照明光を照射して観察を行う内視鏡システムおよびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において内視鏡を利用した検査が盛んに行われている。周知の如く、内視鏡は被検体内に挿入する挿入部の先端から被検体の被観察部位に照明光を照射し、被観察部位の像を取り込む。
【０００３】
従来、照明光の光源にはキセノンランプやメタルハライドランプ等の白色光源が用いられていたが、病変の発見を容易にするために狭い波長帯域の光（狭帯域光）を被観察部位に照射し、その反射光を画像化して観察する手法が脚光を浴びている（特許文献１参照）。
【０００４】
狭帯域光を照射して得られた撮像信号に基づき、血管中のヘモグロビンの酸素飽和度といった血管情報を取得する方法も鋭意研究されている（特許文献２参照）。特許文献２では、３００〜４００ｎｍ、４００ｎｍ付近、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、４５０〜８５０ｎｍ等の各波長帯域で複数の波長セットの狭帯域光を照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５８３７３１号
【特許文献２】特開平０６−３１５４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
狭帯域光の光源として半導体レーザダイオード等の半導体光源が知られている。半導体光源は点消灯を繰り返すと主として温度要因により点灯時に出力がオーバーシュートして照明光の光量が不安定になるという問題がある。照明光の光量が安定化しないと照射ムラが生じて観察画像の画質が劣化する。特許文献１、２にはこの問題に対する解決策は開示されていない。
【０００７】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体光源のオーバーシュートに起因する画質劣化を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、第１の狭帯域光を含む第１の照明光を発する第１の光源と、第２の狭帯域光を含む第２の照明光を発する第２の光源とを有し、第１の光源は、第１の狭帯域光を発する第一半導体光源を備えている照明手段と、照明手段の駆動を制御する駆動制御手段であり、第一半導体光源を定格出力で点灯して第１の照明光を定格発光状態にする第１の発光モードと、第２の照明光の照明中に、第一半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して第１の照明光を減光状態にする第２の発光モードとを順次行う駆動制御手段と、第１の発光モード中に被観察部位を撮像して第一画像を出力し、第２の発光モード中に被観察部位を撮像して第二画像を出力するカラー撮像素子と、減光状態の第１の照明光による信号成分を第１ノイズ成分として算出するノイズ成分算出手段と、第二画像から前記第１ノイズ成分を除去するノイズ成分除去手段と、第一画像及び第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、被観察部位における血管情報を画像化した血管情報画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の光源は、第２の狭帯域光を発する第二半導体光源を有し、駆動制御手段は、第１の発光モード時において、定格発光状態の第１の照明光の照明中に、第二半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して第２の照明光を減光状態にするとともに、第２の発光モード時において、減光状態の第１の照明光の照明中に、第二半導体光源を定格出力で点灯して第２の照明光を定格発光状態にし、ノイズ成分算出手段は、減光状態の第２の照明光による信号成分を第２ノイズ成分として算出し、ノイズ成分除去手段は、第一画像から第２ノイズ成分を除去し、表示手段は、第２ノイズ成分が除去された第一画像及び第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、血管情報画像を表示することが好ましい。第１の光源は、第１の狭帯域光である励起光を吸収して緑〜赤の波長帯域の蛍光を発する蛍光体を有する波長変換部材を有することが好ましい。第１の狭帯域光である励起光は青色の狭い波長帯域、第２の狭帯域光は青色〜緑色の狭い波長帯域、蛍光は緑色〜黄色のブロードな波長帯域であることが好ましい。
【００１０】
カラー撮像素子は、ＲＧＢ各色の画素値を出力し、ノイズ成分除去手段は、第二画像のＢ画素値から、第１ノイズ成分を除去するとともに、第一画像のＧ画素値から、前記第２ノイズ成分を除去し、表示手段は、第一画像のＲ画素値、第２ノイズ成分が除去された第一画像のＧ画素値、及び第１ノイズ成分が除去された第二画像のＢ画素値に基づいて、血管情報画像を表示することが好ましい。
【００１１】
照明光の少なくとも一つは、その波長帯域がカラー撮像素子のＲＧＢ各画素のうちの二つの画素の感度領域と重なっていることが好ましい。
【００１２】
カラー撮像素子は、ＣＭＹ各色の画素値を出力し、ノイズ成分除去手段は、第二画像のＣ画素値から、第１ノイズ成分を除去するとともに、第一画像のＭ、Ｙ画素値から、第２ノイズ成分を除去し、表示手段は、第２ノイズ成分が除去された第一画像のＭ、Ｙ画素値、および第１ノイズ成分が除去された第二画像のＣ画素値に基づいて、血管情報画像を表示することが好ましい。
【００１３】
血管情報は酸素飽和度であることが好ましい。血管情報画像には血管走行の可視像が含まれることが好ましい。
【００１４】
被観察部位にブロードな波長帯域の白色光を連続的に照射して肉眼で観察したときと略同等の画像を表示手段に表示する通常観察モードと、血管情報画像を表示手段に表示する狭帯域光観察モードとを備え、各モードを切替可能に構成することが好ましい。
【００１５】
本発明は、第１の狭帯域光を発する第一半導体光源を有し、第１の狭帯域光を含む第１の照明光を発する第１の光源と、第２の狭帯域光を含む第２の照明光を発する第２の光源とを備える内視鏡システムの作動方法において、駆動制御手段が、第一半導体光源を定格出力で点灯して前記第１の照明光を定格発光状態にする第１の発光モードと、第２の照明光の発光中に、第一半導体光源を定格出力よりも下げて点灯して第１の照明光を減光状態にする第２の発光モードとを順次行うステップと、カラー撮像素子が、第１の発光モード中に被観察部位を撮像して第一画像を出力し、第２発光モード中に被観察部位を撮像して第二画像を出力するステップと、ノイズ成分算出手段が、減光状態の第１の照明光による信号成分を第１ノイズ成分として算出するステップと、ノイズ成分除去手段が、第二画像から第１ノイズ成分を除去するステップと、表示手段が、第一画像及び第１ノイズ成分が除去された第二画像に基づいて、被観察部位における血管情報を画像化した血管情報画像を表示する表示ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、出力の大きさを変えつつ半導体光源を常時点灯させ、その常時点灯によって生じるノイズ成分を除去した複数色の画素値を元に、血管情報画像を表示するので、半導体光源のオーバーシュートに起因する画質劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子内視鏡システムの構成を示す外観図である。
【図２】電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図３】ベイヤー配列のカラーフィルタを示す図である。
【図４】ＣＣＤのＲＧＢ各画素の分光感度特性を示すグラフである。
【図５】励起光、狭帯域光、および蛍光の発光スペクトルを表すグラフである。
【図６Ａ】ＣＣＤおよび第一、第二半導体光源の動作を示すタイミングチャートである。
【図６Ｂ】第１発光パターン（第一半導体光源の出力を１００％、第二半導体光源の出力を１０％とした場合の励起光、狭帯域光、および蛍光の発光スペクトル）と、第２発光パターン（第一半導体光源の出力を１０％、第二半導体光源の出力を１００％とした場合の励起光、狭帯域光、および蛍光の発光スペクトル）を表すグラフである。
【図７】画像処理部の構成を示す図である。
【図８】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光特性を示すグラフである。
【図９】算出参照情報の例を示すグラフである。
【図１０】酸素飽和度算出モードの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】補色系ＣＣＤに設けられたカラーフィルタを示す図である。
【図１２】ＣＭＹのカラーフィルタの分光透過率を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１において、電子内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、および光源装置１２からなる。電子内視鏡１０は、周知の如く、被検体（患者）内に挿入される可撓性の挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４と、プロセッサ装置１１および光源装置１２に接続されるコネクタ１５と、操作部１４、コネクタ１５間を繋ぐユニバーサルコード１６とを有する。
【００１９】
操作部１４には、挿入部１３の先端１７を上下左右方向に湾曲させるためのアングルノブや、送気・送水ノズルからエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタンの他、観察画像を静止画記録するためのレリーズボタンといった操作部材が設けられている。
【００２０】
また、操作部１４の先端側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口が設けられている。鉗子口は、挿入部１３内の鉗子チャンネルを通して、先端１７に設けられた鉗子出口に連通している。
【００２１】
プロセッサ装置１１は、光源装置１２と電気的に接続され、電子内視鏡システム２の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１０に給電を行い、先端１７に搭載されたＣＣＤ３３（図２参照）の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１１は、伝送ケーブルを介してＣＣＤ３３から出力された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１１で生成された画像データは、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ１８に観察画像として表示される。
【００２２】
電子内視鏡システム２には、被検体の被観察部位に白色光を照射して観察する通常観察モードと、被観察部位に白色光および狭帯域光を照射して、生体組織の血管中のヘモグロビンの酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出モード（狭帯域光観察モード）とが用意されている。各モードの切替は操作部１４のモード切替スイッチ１９を操作することにより行われる。電子内視鏡システム２の電源投入直後は通常観察モードが自動的に選択される。
【００２３】
図２において、先端１７には、観察窓３０、照明窓３１等が設けられている。観察窓３０の奥には、レンズ群およびプリズムからなる対物光学系３２を介して、被検体内撮影用のＣＣＤ３３が配されている。照明窓３１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３に配設されたライトガイド３４、および照明レンズ３５で導光される光源装置１２からの照明光を被観察部位に照射する。
【００２４】
ＣＣＤ３３は、観察窓３０、対物光学系３２を経由した被検体内の被観察部位の像が撮像面に入射するように配置されている。撮像面には複数の色セグメントからなるカラーフィルタ、例えば、図３に示すベイヤー配列（Ｒ−赤、Ｇ−緑、Ｂ−青）の原色カラーフィルタ３６が形成されている。原色カラーフィルタ３６の分光透過率、および画素自体の分光感度によって、ＣＣＤ３３のＲＧＢ各画素の分光透過率は、図４に示すようになる。したがって、Ｒ画素は６５０ｎｍ近傍、Ｇ画素は５５０ｎｍ近傍、Ｂ画素は４５０ｎｍ近傍の波長の光にそれぞれ感度を有する。ＲＧＢ各画素の感度は幾つかの波長帯域でオーバーラップしており、例えばＢ画素とＧ画素はともに、４５０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長帯域に感度を有する。
【００２５】
図２に戻って、アナログ信号処理回路（以下、ＡＦＥと略す）３７は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと略す）、自動ゲイン制御回路（以下、ＡＧＣと略す）、およびアナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ３３から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ３３で生じるリセット雑音およびアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１１から指定されるゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を所定のビット数のデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄでデジタル化された撮像信号は、伝送ケーブルを介してプロセッサ装置１１の画像処理回路４９に入力される。
【００２６】
ＣＣＤ駆動回路３８は、ＣＣＤ３３の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、電子シャッタパルス、読み出しパルス、リセットパルス等）とＡＦＥ３７用の同期パルスとを発生する。ＣＣＤ３３は、ＣＣＤ駆動回路３８からの駆動パルスに応じて撮像動作を行い、撮像信号を出力する。ＡＦＥ３７の各部は、ＣＣＤ駆動回路３８からの同期パルスに基づいて動作する。
【００２７】
ＣＰＵ３９は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１とが接続された後、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４５からの動作開始指示に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３８を駆動させるとともに、ＣＣＤ駆動回路３８を介してＡＦＥ３７のＡＧＣのゲインを調整する。
【００２８】
ＣＰＵ４５は、プロセッサ装置１１全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４５は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続している。ＲＯＭ４６には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラム（ＯＳ、アプリケーションプログラム等）やデータ（グラフィックデータ等）が記憶されている。ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ４６から必要なプログラムやデータを読み出して、作業用メモリであるＲＡＭ４７に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ４５は、検査日時、患者や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、プロセッサ装置１１の操作パネルやＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークより得て、ＲＡＭ４７に記憶する。
【００２９】
操作部４８は、プロセッサ装置１１の筐体に設けられる操作パネル、あるいは、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。ＣＰＵ４５は、操作部４８、および電子内視鏡１０の操作部１４にあるレリーズボタンやモード切替スイッチ１９等からの操作信号に応じて、各部を動作させる。
【００３０】
画像処理回路４９は、電子内視鏡１０から入力された撮像信号に対して、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、画像強調、画像用ノイズリダクション、色変換等の各種画像処理を施す他、後述する酸素飽和度の算出を行う。
【００３１】
表示制御回路５０は、ＣＰＵ４５からＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７のグラフィックデータを受け取る。グラフィックデータには、観察画像の無効画素領域を隠して有効画素領域のみを表示させる表示用マスク、検査日時、あるいは患者や術者、現在選択されている観察モード等の文字情報、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ；Graphical User Interface）等がある。表示制御回路５０は、画像処理回路４９からの画像に対して、表示用マスク、文字情報、ＧＵＩの重畳処理、モニタ１８の表示画面への描画処理等の各種表示制御処理を施す。
【００３２】
表示制御回路５０は、画像処理回路４９からの画像を一時的に格納するフレームメモリを有する。表示制御回路５０は、フレームメモリから画像を読み出し、読み出した画像をモニタ１８の表示形式に応じたビデオ信号（コンポーネント信号、コンポジット信号等）に変換する。これにより、モニタ１８に観察画像が表示される。
【００３３】
プロセッサ装置１１には、上記の他にも、画像に所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す圧縮処理回路や、圧縮された画像をＣＦカード、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＣＤ−Ｒ等のリムーバブルメディアに記録するメディアＩ／Ｆ、ＬＡＮ等のネットワークとの間で各種データの伝送制御を行うネットワークＩ／Ｆ等が設けられている。これらはデータバス等を介してＣＰＵ４５と接続されている。
【００３４】
光源装置１２は、第一半導体レーザ光源５５および第二半導体レーザ光源５６を有する。各光源５５、５６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系、ＩｎＧａＮＡｓ系、あるいはＧａＮＡｓ系の半導体レーザダイオードである。図５に示すように、第一半導体レーザ光源５５は、ライトガイド３４の出射端に配された波長変換部材６４を励起発光させるための励起光、例えば中心波長４４５ｎｍの青色の励起光Ｌ１を発する。一方第二半導体レーザ光源５６は、血管中のヘモグロビンの酸素飽和度を算出するための狭帯域光、例えば中心波長４７３ｎｍの青色〜緑色の狭帯域光Ｌ２を発する。
【００３５】
各光源５５、５６は、光源ドライバ５７、５８によってそれぞれ駆動される。集光レンズ５９、６０は、各光源５５、５６から発せられた各光を集光して、各光源５５、５６の出射端側に配された二本のライトガイド３４ａ、３４ｂに導光する。ライトガイド３４ａ、３４ｂはカプラー６１を介して一本のライトガイド３４に連結されている。集光レンズ５９、６０とライトガイド３４ａ、３４ｂの間には、ライトガイド３４ａ、３４ｂの入射端に入射させる光の光量を調節するための可動絞り６２、６３が設けられている。なお、カプラー６１を設けるのではなく、各光源５５、５６用に二本のライトガイドを設けてもよい。
【００３６】
波長変換部材６４は、第一半導体レーザ光源５５からの青色の励起光Ｌ１及び第二レーザ光源５６からの狭帯域光Ｌ２の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体が分散配置、または表面に塗布されたガラスである。この波長変換部材４９で励起発光する緑色〜黄色の蛍光（図５にＬ３で示す）と蛍光体の励起発光に寄与しない青色の励起光Ｌ１とが合波されて白色光が生成され、照明窓３１を通して被観察部位に照射される。なお、蛍光体としては、例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質が用いられ、商品名としてマイクロホワイト（登録商標）（Micro White（ＭＷ））とも呼ばれている。
【００３７】
図４の分光感度特性より、中心波長４４５ｎｍの励起光Ｌ１の反射光にはＢ画素のみが感応する。中心波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｌ２の反射光には、Ｂ画素およびＧ画素が感応する。蛍光Ｌ３は概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍのブロードな光であるため、ＲＧＢ全ての画素が感応する。
【００３８】
光源装置１２のＣＰＵ６６は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４５と通信し、光源ドライバ５７、５８を介して各光源５５、５６の各レーザ光の点消灯制御および可動絞り６２、６３による光量制御を各光源５５、５６および各可動絞り６２、６３別に行う。
【００３９】
通常観察モードが選択された場合、ＣＰＵ４５は、ＣＰＵ６６を介して光源ドライバ５７の駆動を制御して、第一半導体レーザ光源５５のみを点灯させる。被観察部位に照射される照明光は第一半導体レーザ光源５５からの中心波長４４５ｎｍの励起光Ｌ１と波長変換部材６４からの蛍光Ｌ３が混合された白色光のみとなる。
【００４０】
酸素飽和度算出モードが選択された場合は、ＣＰＵ４５は、ＣＰＵ６６を介して光源ドライバ５７、５８の駆動を制御して、図６Ａに示すように、各光源５５、５６のうちの一方を１００％の定格出力（光量）で点灯させているときは他方を定格出力の例えば１０％で点灯させる。そしてこの点灯動作をＣＣＤ３３の蓄積・読出期間単位で繰り返す。即ち、酸素飽和度算出モードにおいては、各光源５５、５６のいずれも消灯させることがないため、消灯から点灯に切り替えたときのオーバーシュートの発生を抑えることができる。なお、ＣＣＤ３３の蓄積期間だけ各光源５５、５６の１００％の出力とし、続く読出期間から次の蓄積期間までは１０％の出力としてもよい。
【００４１】
以上のような点灯動作を行うことにより、図６Ｂに示すように、互いに発光強度が異なる第１発光パターンと第２発光パターンとが、交互に繰り返される。第１発光パターンでは、出力１００％の励起光Ｌ１及び出力１０％の狭帯域光Ｌ２と、これら光Ｌ１，Ｌ２によって波長変換部材６４で励起発光する蛍光Ｌ３とが混色した白色光が被検体内に照射される。第２発光パターンでは、出力１０％の励起光Ｌ１及び出力１００％の狭帯域光Ｌ２と、これら光Ｌ１，Ｌ２によって波長変換部材６４で励起発光する蛍光Ｌ３とが混色した白色光が被検体内に照射される。ここで、波長変換部材６４での光吸収率は、狭帯域光Ｌ２よりも、励起光Ｌ１の方が大きい。そのため、第２発光パターンにおける蛍光Ｌ３の発光強度は、第１発光パターンにおける蛍光Ｌ３の発光強度と比較して、１０％程度低下する。即ち、Ｌ３（第２発光パターン）＝９／１０×Ｌ３（第１発光パターン）である。
【００４２】
図７において、画像処理回路４９には、酸素飽和度算出部７０が設けられている。酸素飽和度算出部７０の前段には血管領域特定部７１が接続されている。血管領域特定部７１はＡＦＥ３７から入力される画像を解析し、例えば血管部分とそれ以外の部分の輝度値の差を参照することで血管が映し出された領域を特定する。血管領域特定部７１は、特定した血管領域の情報を画像とともに酸素飽和度算出部７０に出力する。酸素飽和度算出部７０は、酸素飽和度算出モードで被観察部位に白色光および狭帯域光を交互に照射してその反射光を撮像した連続する二組の画像Ｐ１、Ｐ２（図６Ａ参照）に基づき、血管中のヘモグロビンの酸素飽和度を算出する。
【００４３】
図８に示すように、血管中のヘモグロビンは、照明光の波長によって吸光係数μａが変化する。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさ（吸光度）を表し、ヘモグロビンに照射された光の減衰状況を表すＩ０ｅｘｐ（−μａ×ｘ）の式の係数である。ここで、Ｉ０は照明光の強度であり、ｘ（ｃｍ）は被観察部位表面から血管までの深さである。
【００４４】
また、酸素と結合していない還元ヘモグロビンＨｂと酸素と結合した酸化ヘモグロビンＨｂＯは異なる吸光特性をもち、同じ吸光係数μａを示す等吸収点（各ヘモグロビンの吸光係数μａの交点）を除いて、吸光係数μａに差が生じる。
【００４５】
吸光係数μａに差があると、同じ血管に対して同じ強度且つ同じ波長の光を照射しても反射光の強度が変化する。また、同じ強度で波長が異なる光を照射しても、波長によって吸光係数μａが変わるため同様に強度が変化する。従って、複数の波長帯域の狭帯域光を照射して得た複数の画像を解析すれば、血管中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの割合、すなわち酸素飽和度の情報を得ることができる。
【００４６】
酸素飽和度算出部７０は、酸素飽和度算出モードで被観察部位に白色光および狭帯域光を照射して得た連続する二組の画像Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ一時的に記憶するフレームメモリ（図示せず）を有する。酸素飽和度算出部７０は、フレームメモリから各画像Ｐ１、Ｐ２を読み出し、各画像Ｐ１、Ｐ２の血管領域特定部７１で特定した血管領域の画素値を用いた種々の演算、例えば各画像Ｐ１、Ｐ２間の画素値の比や差分をとることにより画像パラメータを算出する。
【００４７】
一例として、第１発光パターンに基づく光照射で得られた第一画像Ｐ１と、第２発光パターンに基づく光照射で得られた第二画像Ｐ２とを用いて酸素飽和度を算出する場合を考える（図６Ｂ参照）。
【００４８】
図４のＣＣＤ３３のＲＧＢ各画素の分光透過率、および図６Ｂの各照明光Ｌ１〜Ｌ３の分光強度特性より、第一画像Ｐ１のＲＧＢ画素値ｒ１、ｇ１、ｂ１は各照明光Ｌ１〜Ｌ３の反射光を撮像した結果であるため、
ｒ１＝Ｌ３・・・（１）
ｇ１＝１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３・・・（２）
ｂ１＝Ｌ１＋１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３・・・（３）
と表すことができる。中心波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｌ２は光量が定格の１０％であるため１／１０が乗算されている。同様に第二画像Ｐ２のＲＧＢ画素値ｒ２、ｇ２、ｂ２は、
ｒ２＝９／１０（Ｌ３）・・・（４）
ｇ２＝Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）・・・（５）
ｂ２＝１／１０（Ｌ１）＋Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）・・・（６）
と表せる。
【００４９】
酸素飽和度算出部７０は、血管領域特定部７１で特定した血管領域の同じ位置にある第二画像Ｐ２のＢ画素値ｂ２と第一画像Ｐ１のＧ画素値ｇ１の比ｂ２／ｇ１、および第一画像Ｐ１のＲ画素値ｒ１とＧ画素値ｇ１の比ｒ１／ｇ１を画像パラメータとして算出する。
【００５０】
ここで、画像パラメータの算出にあたって注意すべき点は、本来は各光源５５、５６をＣＣＤ３３の蓄積・読出期間単位で交互に点消灯させて得た二組の画像を用いて血管中のヘモグロビンの酸素飽和度を算出するのであるが、本例では各光源５５、５６の点消灯時の出力のオーバーシュートを抑制するため、各光源５５、５６を消灯させずに第一、第二画像Ｐ１、Ｐ２を得ている。このため、各画像Ｐ１、Ｐ２のＲＧＢ各画素の画素値の成分のうち、本来消灯すべき１０％光量の光の成分は酸素飽和度を算出する際にノイズとなる。そこで、酸素飽和度算出部７０は、以下に説明するように同じ位置にある画素の画素値間で相関演算を行ってノイズ成分を取り除いたうえで画像パラメータを算出する。
【００５１】
第二画像Ｐ２のＢ画素値ｂ２については、上述したように、１／１０（Ｌ１）がノイズ成分になる他、酸素飽和度の算出という観点からは、蛍光成分の９／１０（Ｌ３）もノイズ成分となり得る。したがって、まず１／１０（Ｌ１）の成分を取り除くため、第一画像Ｐ１のＢ画素値ｂ１とＧ画素値ｇ１の差分をとって１／１０する。（２）、（３）式より、
１／１０（ｂ１−ｇ１）＝１／１０［Ｌ１＋１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３−｛１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３｝］＝１／１０（Ｌ１）・・・（７）
また、９／１０（Ｌ３）の成分を取り除くため、第二画像Ｐ２のＲ画素値ｒ２を使用する。相関演算後の最終的な第二画像Ｐ２のＢ画素値ｂ２’は、（４）、（６）、（７）式より、
ｂ２’＝ｂ２−１／１０（ｂ１−ｇ１）−ｒ２＝１／１０（Ｌ１）＋Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）−１／１０（Ｌ１）−９／１０（Ｌ３）＝Ｌ２・・・（８）
となり、中心波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｌ２の成分を抽出することができる。
【００５２】
第一画像Ｐ１のＧ画素値ｇ１には１／１０（Ｌ２）のノイズ成分が含まれる。これを取り除くため、第二画像Ｐ２のＧ画素値ｇ２とＲ画素値ｒ２の差分をとって１／１０する。（４）、（５）式より、
１／１０（ｇ２−ｒ２）＝１／１０｛Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）−９／１０（Ｌ３）｝＝１／１０（Ｌ２）・・・（９）
相関演算後の最終的な第一画像Ｐ１のＧ画素値ｇ１’は、（２）、（９）式より、
ｇ１’＝ｇ１−１／１０（ｇ２−ｒ２）＝１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３−１／１０（Ｌ２）＝Ｌ３・・・（１０）
となり、蛍光Ｌ３の成分を抽出することができる。第一画像Ｐ１のＲ画素値ｒ１にはノイズ成分は含まれていないため、相関演算は行わない。酸素飽和度算出部７０は、相関演算後の各画素値ｂ２’、ｇ１’およびｒ１を用いて画像パラメータの算出（ｂ２’／ｇ１’およびｒ１／ｇ１’の算出）を行う。
【００５３】
なお、（７）〜（１０）式のようにＲＧＢ各画素値の差分をとる場合は、図４のＣＣＤ３３のＲＧＢ各画素の分光透過率、および図５の各照明光Ｌ１〜Ｌ３の分光強度特性に基づいて予め決められた相関係数をＲＧＢ各画素値に乗算する。相関係数は、ＲＧＢ各画素値の差分をとったときにノイズ成分が除去されるような値に設定されている。例えばＧ画素とＲ画素の蛍光Ｌ３に対する分光感度比がＧ／Ｒ＝１．２５であった場合、（９）式のＲ画素値ｒ２を１．２５倍する。
【００５４】
算出参照情報７２は、図９に示すような画像パラメータと酸素飽和度の関係を関数あるいはデータテーブルの形式でもつ。画像パラメータと酸素飽和度の関係は実験等で予め求められる。この図９に示すように、信号比ｒ１／ｇ１´が大きくなるのに従って、信号比ｂ２´／ｇ１´の信号値も大きくなるの（酸素飽和度＝０％限界の等高線が斜め上方にスライドする）は、以下の理由からである。上記したように、信号比ｒ１／ｇ１´は血液量と相関関係があるため、信号比ｒ１／ｇ１´が大きくなるほど血液量も大きくなる。信号ｂ２´、ｇ１´、ｒ１の中で、血液量の増加によって信号値の低下が一番大きくなるのは、緑色信号ｇ１´であり、その次が青色信号ｂ２´である。
【００５５】
これは、緑色信号ｇ１´に含まれる波長成分の５４０〜５８０ｎｍの吸光係数が、青色信号ｂ２´に含まれる波長成分の４７０ｎｍ付近の吸光係数よりも高いためである（図８参照）。したがって、信号比ｂ２´／ｇ１´においては、血液量が大きくなるほど、分子のｂ２´の信号値の低下よりも分母のｇ１´の信号値の低下の方が大きくなる。即ち、信号比ｂ２´／ｇ１´は、血液量が大きくなるにつれて、大きくなる。
【００５６】
酸素飽和度算出部７０は、算出した画像パラメータを関数に代入して演算したりデータテーブルを検索したりして、当該画像パラメータに対応する酸素飽和度を算出参照情報７２から求める。そして、酸素飽和度の算出結果を酸素飽和度画像生成部７３に出力する。
【００５７】
酸素飽和度画像生成部７３は、酸素飽和度算出部７０の算出結果を擬似カラー表示するためのカラーマップに基づき、算出結果を反映させた酸素飽和度画像を生成する。この酸素飽和度画像は、酸素飽和度算出部７０が算出参照情報７２から求めた酸素飽和度を画像かしたものである。カラーマップは、例えば酸素飽和度が比較的低い場合はシアン、中程度はマゼンタ、高い場合はイエローを割り当てるよう構成されている。
【００５８】
次に、上記のように構成された電子内視鏡システム２の作用について説明する。電子内視鏡１０で被検体内を観察する際、術者は、操作部４８を操作して、被検体に関する情報等を入力し、検査開始を指示する。検査開始を指示した後、術者は、電子内視鏡１０の挿入部１３を被検体内に挿入し、光源装置１２からの照明光で被検体内を照明しながら、ＣＣＤ３３による被検体内の観察画像をモニタ１８で観察する。
【００５９】
ＣＣＤ３３から出力された撮像信号は、ＡＦＥ３７の各部で各種処理を施された後、画像処理回路４９に入力される。画像処理回路４９では、入力された撮像信号に対して各種画像処理が施され、画像が生成される。画像処理回路４９で処理された画像は、表示制御回路５０に入力される。表示制御回路５０では、グラフィックデータに応じて各種表示制御処理が実行される。これにより、観察画像がモニタ１８に表示される。
【００６０】
電子内視鏡システム２で検査を行うときには、観察対象に応じて観察モードが切り替えられる。電子内視鏡１０の挿入部１３を被検体内に挿入する際には通常観察モードを選択して、白色光を照射して得られた画像を観察して広い視野を確保しつつ挿入作業を行う。詳細な観察が必要な病変が発見され、その病変の酸素飽和度を取得する際には、酸素飽和度算出モードを実行に移す。そして、必要に応じて電子内視鏡１０に装備されたレリーズボタンを操作して静止画像を取得したり、病変に処置が必要な場合は電子内視鏡１０の鉗子チャンネルに各種処置具を挿通させて、病変の切除や投薬等の処置を施す。
【００６１】
通常観察モードの場合は、ＣＰＵ４５の指令の下にＣＰＵ６６により第一半導体レーザ光源５５が点灯されて、照明窓３１から被観察部位に白色光が照射される。
【００６２】
一方、図１０のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、モード切替スイッチ１９が操作されて酸素飽和度算出モードが選択されると、ＣＰＵ６６により各光源５５、５６のうちの一方が１００％の定格出力で点灯されているときは他方が定格出力の例えば１０％で点灯され、これがＣＣＤ３３の蓄積・読出期間単位で繰り返される。これにより、第１発光パターンに基づく光照射と第２発光パターンに基づく光照射とが、交互に行われる（図６Ｂ参照）。ＣＣＤ３３は、第１発光パターンによる照射時には第一画像Ｐ１を出力し、第２発光パターンによる照射時には第二画像Ｐ２を出力する（Ｓ１１）。
【００６３】
画像処理回路４９では、まず血管領域特定部７１で血管領域が特定された後、酸素飽和度算出部７０で第一、第二画像Ｐ１、Ｐ２の血管領域のＲＧＢ各画素値のノイズ成分を除去して特定の照明光の反射光成分を抽出する相関演算が行われる（Ｓ１２）。その後、相関演算でノイズ成分が除去された画素値で画像パラメータが算出され（Ｓ１３）、算出参照情報７２を元に血管中のヘモグロビンの酸素飽和度が算出される（Ｓ１４）。酸素飽和度の算出結果は、酸素飽和度画像生成部７３で酸素飽和度画像に画像化されてモニタ１８に表示される（Ｓ１５）。上記一連の処理は、モード切替スイッチ１９が操作されて通常観察モードが選択される等して酸素飽和度算出モードが終了される（Ｓ１６でＹＥＳ）まで続行される。
【００６４】
以上説明したように、本発明は、白色光および狭帯域光を照射するための二つの半導体レーザ光源５５、５６の点消灯を繰り返すことなく、各光源５５、５６を消灯せずにその出力を交互に定格出力よりも低く駆動して常時点灯し、得られた二つの画像Ｐ１、Ｐ２のＲＧＢ各画素値の相関演算によりノイズ成分を除去して必要な成分を抽出するので、各光源５５、５６の点消灯による出力のオーバーシュート、ひいてはオーバーシュートに起因する画質劣化を防ぐことができる。
【００６５】
特に酸素飽和度を算出する際には、照明光の光量がオーバーシュートにより不安定になると、二つの画像Ｐ１、Ｐ２の画素値を用いて算出される画像パラメータの確からしさを担保することが難しくなり、酸素飽和度の算出結果も信頼性を欠くものとなるおそれがあるが、本発明ではオーバーシュートが抑えられて光量が安定化するため、酸素飽和度の算出結果の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
中心波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｌ２の反射光がＣＣＤ３３のＢ、Ｇ画素に感応し、蛍光Ｌ３の反射光はＲＧＢ全ての画素が感応し、狭帯域光Ｌ２の成分がＢ、Ｇ画素値、蛍光Ｌ３の成分がＲＧＢ全画素値に含まれるため、相関演算によりノイズ成分を除去して特定の成分を抽出することが可能となる。ある一つの照明光の波長帯域がＲＧＢ各画素のうちの二つの画素の感度領域と重なっていれば、各画素の分光感度特性は既知であるので相関演算は可能である。
【００６７】
上記実施形態では、相関演算の例として第一画像Ｐ１のＧ画素値ｇ１’および第二画像Ｐ２のＢ画素値ｂ２’を挙げたが、本発明はこれに限定されない。下記の（１１）式に示すように、第二画像Ｐ２のＧ画素値ｇ２からＲ画素値ｒ２を減算して中心波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｌ２の成分を抽出してもよい。
ｇ２’＝ｇ２−ｒ２＝Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）−９／１０（Ｌ３）＝Ｌ２・・・（１１）
あるいは（１２）式に示すように、第一画像Ｐ１のＢ画素値ｂ１からＧ画素値ｇ１を減算し、中心波長４４５ｎｍの励起光Ｌ１の成分を抽出してもよい。
ｂ１’＝ｂ１−ｇ１＝Ｌ１＋１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３−｛１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３｝＝Ｌ１・・・（１２）
【００６８】
また、血管情報としては上記実施形態の酸素飽和度に限らず、比ｒ１／ｇ１’を元に血管中の血液量を表したり、上記実施形態のｂ２’や（１１）、（１２）式で求めたｂ１’、ｇ２’を用いて、粘膜表層、中層の血管画像（血管走行の可視像）を表示してもよい。
【００６９】
なお、上記実施形態では、ＲＧＢの原色カラーフィルタが設けられたＣＣＤを用いて、被検体内の撮像を行ったが、これに代えて、図１１に示すようなＣＭＹの補色系のカラーフィルタ１００が設けられた補色系ＣＣＤを用いて、被検体内の撮像を行ってもよい。
【００７０】
図１２に示すように、Ｃ（シアン）のカラーフィルタは、青色帯域及び緑色帯域において高い透過率を有している一方で、赤色帯域においては透過率が極めて低くなっている。Ｍ（マゼンタ）のカラーフィルタは、青色帯域及び赤色帯域において高い透過率を有している一方で、緑色帯域においては透過率が極めて低くなっている。Ｙ（イエロー）のカラーフィルタは、波長４５０ｎｍ以上の波長帯域においては高い透過率を有するものの、それ未満の波長範囲では透過率は極めて低くなっている。
【００７１】
したがって、酸素飽和度算出モード時における図６Ｂの発光パターンと、図１２のカラーフィルタの透過特性とから、Ｃ（シアン）のカラーフィルタが設けられたＣ画素は、励起光Ｌ１、狭帯域光Ｌ２、蛍光Ｌ３の緑色成分に対して感度を有している。また、Ｍ（マゼンタ）のカラーフィルタが設けられたＭ画素は、励起光Ｌ１、狭帯域光Ｌ２、蛍光Ｌ３の赤色成分に対して感度を有している。Ｙ（イエロー）のカラーフィルタが設けられたＹ画素は、狭帯域光Ｌ２、蛍光Ｌ３の緑色成分及び赤色成分に対して感度を有している。
【００７２】
以上から、補色系ＣＣＤから出力される第一画像Ｐ１のＣＭＹ画素値Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１と、第二画像Ｐ２のＣＭＹ画素値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２は、以下のようになる。
Ｃ１＝Ｌ１＋１／１０（Ｌ２）＋α（Ｌ３）・・・・・（Ｘ１）
Ｍ１＝Ｌ１＋１／１０（Ｌ２）＋β（Ｌ３）・・・・・（Ｘ２）
Ｙ１＝１／１０（Ｌ２）＋Ｌ３・・・・・（Ｘ３）
Ｃ２＝１／１０（Ｌ１）＋Ｌ２＋α×９／１０（Ｌ３）・・・・・（Ｘ４）
Ｍ２＝１／１０（Ｌ１）＋Ｌ２＋β×９／１０（Ｌ３）・・・・・（Ｘ５）
Ｙ２＝Ｌ２＋９／１０（Ｌ３）・・・・・（Ｘ６）
ここで、α（＜１）は、蛍光Ｌ３のうちＣ画素のＣ（シアン）のカラーフィルタを透過する成分（大部分が緑色成分）の割合を示している。β（＜１）は、蛍光Ｌ３のうちＭ画素のＭ（マゼンタ）のカラーフィルタを透過する成分（大部分が赤色成分）の割合を示している。
【００７３】
補色系ＣＣＤを用いた場合には、第一画像の画素値Ｍ１、Ｙ１と第二画像の画素値Ｃ２をＲＧＢ値に色変換し、その色変換したＲＧＢ値に基づいて酸素飽和度を算出する。なお、ＲＧＢ値に変換する前に、オーバーシュート抑制のために出力１０％で発光させた光の成分をノイズ成分として、Ｍ１、Ｙ１、Ｃ２から除去するノイズ除去処理が行われる。
【００７４】
第二画像の画素値Ｃ２においては、１／１０（Ｌ１）がノイズ成分になる他、酸素飽和度の算出という観点からは、蛍光成分のα×９／１０（Ｌ３）もノイズ成分となる。したがって、Ｃ２については、下記のように、これらノイズ成分を除去することによって、狭帯域光Ｌ２の成分のみを有するＣ２´が得られる。
Ｃ２´＝Ｃ２−１／１０（Ｌ１）−α×９／１０（Ｌ３）＝Ｌ２
【００７５】
なお、Ｌ３については、下記示すように、上記（Ｘ３）、（Ｘ６）の式から得られる値を用いる。
Ｌ３＝１００／９１（１０Ｙ１−Ｙ２）・・・（Ｘ７）
また、Ｌ１については、下記示すように、上記（Ｘ１）、（Ｘ４）、（Ｘ７）の式から得られる値を用いる。
Ｌ１＝１００／９９×｛（Ｃ１−１／１０×Ｃ２）−α（１０Ｙ１−Ｙ２）｝
【００７６】
一方、第一画像の画素値Ｍ１においては、１／１０（Ｌ２）がノイズ成分になるため、このノイズ成分の１／１０（Ｌ２）をＭ１から除去する。これにより、励起光Ｌ１成分と蛍光β（Ｌ３）成分とを有するＭ１´が得られる。
Ｍ１´＝Ｍ１−１／１０（Ｌ２）＝Ｌ１＋β（Ｌ３）
また、第一画像の画素値Ｙ１においては、１／１０（Ｌ２）がノイズ成分になるため、このノイズ成分の１／１０（Ｌ２）をＹ１から除去する。これにより、蛍光Ｌ３成分のみを有するＹ１´が得られる。
Ｙ１´＝Ｙ１−１／１０（Ｌ２）＝Ｌ３
【００７７】
なお、Ｌ２については、下記示すように、上記（Ｘ１）、（Ｘ４）、（Ｘ７）の式から得られる値を用いる。
Ｌ２＝１００／９９×｛（Ｃ２−１／１０×Ｃ１）−８０／９１×α×（１０Ｙ１−Ｙ２）｝
【００７８】
以上のように、ノイズ成分が除去された画素値Ｃ２´、Ｍ１´、Ｙ１´を、原色系のＲＧＢ値（Ｂ値、Ｇ値、Ｒ値）に色変換する。補色系（ＣＭＹ）から原色系（ＲＧＢ）への色変換は、周知の変換方法を用いる。色変換後のＢ値は、上記実施形態のｂ２´に対応しており、Ｇ値は上記実施形態のｇ１´に対応しており、Ｒ値は上記実施形態のｒ１に対応している。そして、これら色変換後のＲＧＢ値に基づいて、上記実施形態と同様の方法で、酸素飽和度を算出する。なお、色変換後のＲＧＢ値については、発光強度と画素値との関係が適正かどうかを確認する処理を行うことが好ましい。
【００７９】
なお、Ｃ２、Ｍ１、Ｙ１を酸素飽和度の算出に用いたが、その他の画素値Ｃ１、Ｍ２、Ｙ１も含めて酸素飽和度の算出を行ってもよい。この場合には、画素値Ｃ１、Ｍ２、Ｙ１のうちＹ１はノイズ成分が無いため、Ｃ１、Ｍ２についてノイズ成分を除去して画素値Ｃ１´、Ｍ２´する。そして、ノイズ成分を除去した画素値Ｃ１´、Ｍ２´と画素値Ｙ１をＲＧＢ値に変換したものに基づいて、酸素飽和度の算出を行う。なお、Ｃ１におけるノイズ成分は１／１０（Ｌ２）であり、Ｍ２におけるノイズ成分は１／１０（Ｌ１）、β×９／１０（Ｌ３）である。
【００８０】
上記実施形態では、半導体光源が二つの場合を例示したが、半導体光源は少なくとも一つでよい。また、複数の光源を交互に定格出力よりも低く駆動するサイクルは、上記実施形態のＣＣＤ３３の蓄積・読出期間単位に限らず、例えば２フレーム毎でもよいし、１フレームは一方の光源の出力を低くし、続く２フレームは他方の光源の出力を低くするというように不定期でもよい。要は半導体光源を点消灯させずに常時点灯させるよう駆動すればよい。
【００８１】
なお、本発明に係る内視鏡システムは、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、撮像素子としてＣＣＤ３３の代わりにＣＭＯＳイメージセンサを用いてもよい。
【００８２】
中心波長４０５ｎｍ、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、７８０ｎｍ等の狭帯域光を照射して、粘膜表層、中層、深層の各血管画像を得たり、生体組織に蛍光物質を注入して励起光を照射し、被観察部位からの蛍光を観察したり、あるいは生体組織の自家蛍光を観察してもよい。
【００８３】
上記実施形態では電子内視鏡を例示したが、本発明はこれに限らず、イメージガイドを用いたファイバスコープや、撮像素子と超音波トランスデューサが先端に内蔵された超音波内視鏡等、他の形態の内視鏡にも適用することができる。
【００８４】
なお、本発明では、酸素飽和度の画像化を行ったが、これに代えて又は加えて、「血液量（酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和）×酸素飽和度（％）」から求まる酸化ヘモグロビンインデックスや、「血液量×（１００−酸素飽和度）（％）」から求まる還元ヘモグロビンインデックスの画像化を行ってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
２  電子内視鏡システム
１０  電子内視鏡
１１  プロセッサ装置
１２  光源装置
１８  モニタ
１９  モード切替スイッチ
３３  ＣＣＤ
３４  ライトガイド
３９、４５、６６  ＣＰＵ
４９  画像処理回路
５０  表示制御回路
５５、５６  第一、第二半導体レーザ光源
６４  波長変換部材
７０  酸素飽和度算出部
７３  酸素飽和度画像生成部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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