(57)【要約】【課題】可視光領域の照明光による離散的な分光画像生成におけるＳ／Ｎを改善する。【解決手段】光源部４１は、制御部４２および内視鏡１０１に接続されており、制御部４２からの信号に基づいて所定の光量で白色光の照射を行う。また、光源部４１は、白色光源としてのランプ１５、赤外カットフィルタ１５ａ、光路上に挿脱される白色光の所定波長域の光量を制限する光量制限フィルタ１６、光量制限フィルタ１６を光路上に挿脱するフィルタ挿脱駆動部１７及び白色光を出射する集光レンズ１８を有している。例えば、光量制限フィルタ１６は青色帯域の透過率を１００％としたとき、他の帯域の透過率を５０％に制限する。【選択図】図２
2007244681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体である生体に光を照射する照明部、及び／又は該照明部からの照明光に基づいて前記生体から反射される光を光電変換し、撮像信号を生成する撮像部の動作を制御し、表示装置へ前記撮像信号を出力する信号処理制御部を具備した生体観測装置であって、
前記撮像信号から光学的波長狭帯域の画像に対応する分光信号を信号処理によって生成する分光信号生成部と、
前記分光信号を前記表示装置へ出力する際に当該分光信号を形成する複数の帯域ごとに色調を調整する色調整部と、
を有し、
さらに、前記照明部から前記撮像部に至る光路上に、前記光路上の光に対する分光特性を制御する分光特性制御部
を設けたことを特徴とする生体観測装置。
【請求項２】
前記分光特性制御部は、
前記照明光の分光強度特性を制御する分光強度制御部及び、または前記撮像部における撮像素子の分光感度特性を制御する撮像素子分光感度制御部である
ことを特徴とする請求項１に記載の生体観測装置。
【請求項３】
前記分光特性制御部は、
所定の波長域の強度及び、または感度を、他の波長域の強度及び、または感度より相対的に高める
ことを特徴とする請求項１または２に記載の生体観測装置。
【請求項４】
前記分光特性制御部は、
青色波長域の強度及び、または感度を、他の波長域の強度及び、または感度より相対的に高める
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の生体観測装置。
【請求項５】
前記表示装置は、タッチパネル機能を有し、
前記タッチパネル機能により前記分光信号生成部を制御する信号生成制御部を有する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の生体観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体を撮像して得られるカラー画像信号を利用して、信号処理により分光画像として表示装置上に表示する生体観測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体観測装置として、照明光を照射し体腔内の内視鏡画像を得る内視鏡装置が広く用いられている。この種の内視鏡装置では、光源装置からの照明光を体腔内にライトガイド等を用い導光しその戻り光により被写体を撮像する撮像部を有する電子内視鏡が用いられ、ビデオプロセッサにより撮像部からの撮像信号を信号処理することにより観察モニタに内視鏡画像を表示し患部等の観察部位を観察するようになっている。
【０００３】
内視鏡装置において通常の生体組織観察を行う場合は、１つの方式としては、光源装置で可視光領域の白色光を発光し、例えばＲＧＢ等の回転フィルタを介することで面順次光を被写体に照射し、この面順次光による戻り光をビデオプロセッサで同時化し画像処理することでカラー画像を得ている。また、内視鏡装置において通常の生体組織観察を行う場合は、別の方式としては、内視鏡の撮像部の撮像面の前面にカラーチップを配し、光源装置で可視光領域の白色光を発光し、該白色光による戻り光をカラーチップにて各色成分毎に分離することで撮像しビデオプロセッサで画像処理することでカラー画像を得ている。
【０００４】
生体組織は、照射される光の波長により光の吸収特性及び散乱特性が異なるため、例えば特開２００２−９５６３５号公報においては、可視光領域の照明光を離散的な分光特性の狭帯域なＲＧＢ面順次光を生体組織に照射し、生体組織の所望の深部の組織情報を得る狭帯域光内視鏡装置が開示されている。
【０００５】
特開２００３−９３３３６号公報においては、可視光領域の照明光による画像信号を信号処理し離散的な分光画像を生成し、生体組織の所望の深部の組織情報を得る狭帯域光内視鏡装置が開示されている。
【０００６】
この特開２００３−９３３３６号公報の装置では、通常光観察画像を得る際の照明光量に対して、光量制御部にて分光画像を得る際の照明光量を下げる処理（例えば、照明光照射タイミング制御、光チョッパ制御、ランプ印加電流制御や電子シャッタ制御等）を行い、撮像部であるＣＣＤの飽和を回避する制御がなされている。
【特許文献１】特開２００２−９５６３５号公報
【特許文献２】特開２００３−９３３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば上記特開２００３−９３３３６号公報に記載の装置では、ランプからの照明光を被写体に照射する照明光学系及び被写体像を撮像する撮像光学系において、例えば、近紫外光遮断のため、内視鏡のライトガイドの伝送特性及び光源光路上に挿入されている赤外カットフィルタの透過特性等により、青波長帯域の照明光量は低くなり、またＣＣＤの感度特性も青波長帯域が低いことが多いため、撮像した画像情報から、該青波長帯域の分光画像を生成すると、他の波長帯域の分光画像と比較して、相対的に低Ｓ／Ｎになるといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、可視光領域の照明光による離散的な分光画像生成におけるＳ／Ｎを改善することのできる生体観測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】
本発明の生体観測装置は、
被検体である生体に光を照射する照明部、及び／又は該照明部からの照明光に基づいて前記生体から反射される光を光電変換し、撮像信号を生成する撮像部の動作を制御し、表示装置へ前記撮像信号を出力する信号処理制御部を具備した生体観測装置であって、
前記撮像信号から光学的波長狭帯域の画像に対応する分光信号を信号処理によって生成する分光信号生成部と、
前記分光信号を前記表示装置へ出力する際に当該分光信号を形成する複数の帯域ごとに色調を調整する色調整部と、
を有し、
さらに、前記照明部から前記撮像部に至る光路上に、前記光路上の光に対する分光特性を制御する分光特性制御部
を具備して構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可視光領域の照明光による離散的な分光画像生成におけるＳ／Ｎを改善することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１２】
図１ないし図３６は本発明の実施例１に係わり、図１は電子内視鏡装置の外観を示す外観図、図２は図１の電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図３は図２の光量制限フィルタの透過特性を示す図、図４は図２のＣＣＤの前面に設けられる色フィルタの配列を示す図、図５は図２のマトリックス演算部におけるマトリックスを算出するマトリックス算出方法を説明する図、図６は図２のマトリックス演算部で生成された分光画像の分光特性を示す図、図７は図２の電子内視鏡装置により観察する生体組織の層方向構造を示す図、図８は図２の電子内視鏡装置からの照明光の生体組織の層方向への到達状態を説明する図、図９は図２の電子内視鏡装置での通常観察時におけるＲＧＢ光の各バンドの分光特性を示す図、図１０は図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第１の図である。
【００１３】
図１１は図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第２の図、図１２は図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第３の図、図１３は図６の各分光画像を示す第１の図、図１４は図６の各分光画像を示す第２の図、図１５は図６の各分光画像を示す第３の図、図１６は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１の図、図１７は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第２の図、図１８は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第３の図、図１９は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第４の図、図２０は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第５の図である。
【００１４】
図２１は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第６の図、図２２は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第７の図、図２３は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第８の図、図２４は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第９の図、図２５は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１０の図、図２６は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１１の図、図２７は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１２の図、図２８は図２のマトリックス演算部で生成された分光画像のホワイトバランス処理を説明する図、図２９は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１３の図、図３０は図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１４の図である。
【００１５】
図３１は図１の内視鏡装置本体の背面のボードスロットの構成を示す図、図３２は図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第１の図、図３３は図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第２の図、図３４は図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第３の図、図３５は図２の内視鏡装置本体に接続可能な波長選択用の専用のキーボードの一例を示す図、図３６は図４の色フィルタの変形例の配列を示す図である。
【００１６】
本発明の実施例における生体観察装置としての電子内視鏡装置では、照明用光源から被検体である生体に光を照射し、その照射光に基づいて生体から反射される光を撮像部である個体撮像素子にて受光し光電変換することにより、カラー画像信号である撮像信号を生成し、その撮像信号から光学的波長狭帯域の画像に対応する分光信号である分光画像信号（以下、単に分光画像とも記す）を信号処理によって生成するようになっている。
【００１７】
図１に示すように、実施例１の電子内視鏡装置１００は、観察部としての内視鏡１０１、内視鏡装置本体１０５、表示装置としての表示モニタ１０６を有している。また、内視鏡１０１は、被検体の体内に挿入される挿入部１０２、挿入部１０２の先端に設けられた先端部１０３および、挿入部１０２の先端側とは反対側に設けられ、先端部１０３の湾曲動作等を指示するためのアングル操作部１０４から主として構成されている。
【００１８】
軟性鏡である内視鏡１０１で取得された被検体の画像は、内視鏡装置本体１０５にて所定の信号処理がなされ、表示モニタ１０６において、処理された画像が表示される。表示モニタ１０６の表示部には、タッチパネル１０６ａが設けられており、表示モニタ１０６の表示部に各種設定画面を表示し、タッチパネル１０６ａのポインティングデバイス機能（以下、タッチパネル機能と記す）を用いたグラフィックインターフェイスを実現している。
【００１９】
次に、図２を参照して、内視鏡装置本体１０５について詳しく説明する。なお、図２は、電子内視鏡装置１００のブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、内視鏡装置本体１０５は、主に照明部としての光源部４１、信号処理制御部としての制御部４２、本体処理装置４３から構成されている。制御部４２及び本体処理装置４３は、前記光源部４１及び／または撮像部としてのＣＣＤ２１の動作を制御し、表示装置である表示モニタ１０６への画像信号を出力し、タッチパネル１０６ａのタッチパネル機能を制御する信号処理制御部を構成している。また、制御部４２は、各種データを記憶しているデータ記憶部４４に接続されている。
【００２１】
なお、本実施例では、１つのユニットである内視鏡装置本体１０５内に光源部４１と画像処理等を行う本体処理装置４３を有するものとして説明を行うが、これらの光源部４１と本体処理装置４３は、内視鏡装置本体１０５とは別のユニットとして、取り外し可能なように構成されていても良い。
【００２２】
照明部である光源部４１は、制御部４２および内視鏡１０１に接続されており、制御部４２からの信号に基づいて所定の光量で白色光（完全な白色光でない場合も含む）の照射を行う。また、光源部４１は、白色光源としてのランプ１５と、赤外カットフィルタ１５ａと、光路上に挿脱される白色光の所定波長域の光量を制限する分光特性制御部としての光量制限フィルタ１６と、光量制限フィルタ１６を光路上に挿脱するフィルタ挿脱駆動部１７と、白色光を出射する集光レンズ１８とを有している。
【００２３】
図３は光量制限フィルタ１６の透過特性を示す。例えば、図３に示すように、光量制限フィルタ１６は青色帯域の透過率を１００％としたとき、他の帯域の透過率を５０％に制限する。
【００２４】
また、光源部４１にコネクタ１１を介して接続された内視鏡１０１は、先端部１０３に対物レンズ１９及びＣＣＤ等の固体撮像素子２１（以下、単にＣＣＤと記載する）を備えている。本実施例におけるＣＣＤ２１は単板式（同時式電子内視鏡用に用いられるＣＣＤ）であり、原色型である。なお、図４はＣＣＤ２１の撮像面に配置される色フィルタの配列を示している。ＣＣＤ２１の撮像面に配置される色フィルタは色分解部を構成する。
【００２５】
また、図２に示すように、挿入部１０２は、内部に、光源部４１から照射された光を先端部１０３に導くライトガイド１４と、ＣＣＤ２１で得られた被検体の画像を本体処理装置４３に伝送するための信号線と、また、処置を行うための鉗子チャネル２８等を備えている。なお、鉗子チャネル２８に鉗子を挿入するための鉗子口２９は、操作部１０４近傍に設けられている。
【００２６】
操作部１０４は、内部に内視鏡１０１の種別情報を格納しているＩＤ部１１０を設けている。また操作部１０４は、外表面に各種操作を指示する指示スイッチ部１１１を設けている。指示スイッチ部１１１は、少なくとも、Ｓ／Ｎを改善した分光画像を生成するための後述する分光画像生成モードを指示するモード切替スイッチを有している。
【００２７】
また、生体観測装置用の信号処理装置としての本体処理装置４３は、光源部４１と同様、コネクタ１１を介して内視鏡１０１に接続される。本体処理装置４３は、内部に前記内視鏡１０１内の前記ＣＣＤ２１を駆動するためのＣＣＤドライブ４３１を備えている。また、本体処理装置４３は、通常画像であるカラー画像を得るための信号回路系として輝度信号処理系と色信号処理系を有する。
【００２８】
本体処理装置４３の前記輝度信号処理系は、前記ＣＣＤ２１に接続され、ＣＣＤ２１からの撮像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部４３２と、この輪郭補正部４３２で補正されたデータから輝度信号を生成する輝度信号処理部４３４とを有する。また、本体処理装置４３の前記色信号処理系は、前記ＣＣＤ２１に接続され、ＣＣＤ２１にて得られた撮像信号のサンプリング等を行いＲＧＢ信号を生成するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）４３３ａ乃至４３３ｃ、このＳ／Ｈ回路４３３ａ乃至４３３ｃの出力に接続され、色信号の生成を行う色信号処理部４３５を有する。
【００２９】
また、本体処理装置４３は、輝度信号処理系と色信号処理系の出力から１つの通常画像であるカラー画像を生成する通常画像生成部４３７を有している。この通常画像生成部４３７は、表示画像生成部４３９に輝度信号であるＹ信号、色差信号であるＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号を出力し、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号に基づき表示画像生成部４３９が表示モニタ１０６に表示する通常画像であるカラー画像の通常画像信号を生成する。
【００３０】
一方、本体処理装置４３は、分光信号である分光画像信号を得るための信号回路系として、Ｓ／Ｈ回路４３３ａ乃至４３３ｃの出力（ＲＧＢ信号）が入力され、ＲＧＢ信号に対して所定のマトリックス演算を行う、分光信号生成部としてのマトリックス演算部４３６を有している。前記マトリックス演算部４３６でのマトリックス演算とは、カラー画像信号同士に加算処理等を行い、また、後述のマトリックス算出方法により求められたマトリックスを乗算する処理をいう。
【００３１】
なお、本実施例では、このマトリックス演算の方法として、電子回路処理（電子回路を用いたハードウェアによる処理）を用いた方法について説明するが、数値データ処理（プログラムを用いたソフトウェアによる処理）を用いた方法であっても良い。また、実施するにあたっては、これらの方法を組み合わせとすることも可能である。
【００３２】
マトリックス演算部４３６の出力である分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3は、色調整部である色調整部４４０にて色調整演算が行われ、分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3より分光カラーチャンネル画像信号Ｒch、Ｇch、Ｂchが生成される。生成された分光カラーチャンネル画像信号Ｒch、Ｇch、Ｂchは表示画像生成部４３９を介して表示モニタ１０６のＲＧＢのカラーチャンネルＲ-(ch)、Ｇ-(ch)、Ｂ-(ch)に送られる。
【００３３】
なお、表示画像生成部４３９は、通常画像及び／または分光画像等とからなる表示画像を生成し、表示モニタ１０６に表示画像を出力するものであり、また分光画像同士の切換表示も可能である。つまり操作者は、通常画像、カラーチャンネルＲ-(ch)による分光カラーチャンネル画像、カラーチャンネルＧ-(ch)による分光カラーチャンネル画像、カラーチャンネルＢ-(ch)による分光カラーチャンネル画像から、選択的に表示モニタ１０６に表示させることができる。また、いずれか２つ以上の画像を同時に表示モニタ１０６に表示可能な構成としても良い。特に、通常画像と分光カラーチャンネル画像（以下、分光チャンネル画像ともいう）を同時に表示可能とした場合には、一般的に観察を行っている通常画像と分光チャンネル画像を簡単に対比することができ、それぞれの特徴（通常画像の特徴は色度合いが通常の肉眼の観察に近く観察しやすい。分光チャンネル画像の特徴は通常画像では観察できない所定の血管等を観察することができる。）を加味した上で、観察することができ診断上非常に有用である。
【００３４】
ここで、マトリックス演算部４３６におけるマトリックスを算出するマトリックス算出方法について説明する。
【００３５】
（マトリックス算出方法）
図５は、カラー画像信号（ここでは、説明を簡単にするために、Ｒ・Ｇ・Ｂとするが、後述するように、補色型固体撮像素子においては、Ｇ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｙｅの組合せでも良い）から、より光学的波長狭帯域の画像に対応する画像に相当する分光画像信号を生成する際の信号の流れを示した概念図である。以下、ベクトル及び行列（マトリックス）は太文字あるいは「」（例えば、行列Ａを”Ａの太文字”、あるいは「Ａ」と表記）で、それ以外は文字修飾なしで表記する。
【００３６】
まず、電子内視鏡装置１００は、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれの撮像部の分光感度特性としてのカラー感度特性を数値データ化する。ここで、Ｒ・Ｇ・Ｂのカラー感度特性とは、白色光の光源を用い、白色の被写体を撮像する時にそれぞれ得られる波長に対する出力の特性である。
【００３７】
なお、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれのカラー感度特性は、簡略化したグラフとして各画像データの右に示されている。また、この時の、Ｒ・Ｇ・Ｂのカラー感度特性をそれぞれn次元の列ベクトル「Ｒ」・「Ｇ」・「Ｂ」とする。
【００３８】
次に、電子内視鏡装置１００は、抽出したい分光信号、例えば３つの分光信号の基本分光特性として、中心波長λ1、λ2、λ3（例えばλ1＝420nm、λ2＝540nm、λ3＝605nm）の分光画像用狭帯域パンドパスフィルタＦ1・Ｆ2・Ｆ3の特性を数値データ化する。なお、この時のフィルタの特性をそれぞれn次元の列ベクトル「Ｆ1」・「Ｆ2」・「Ｆ3」とする。
【００３９】
得られた数値データを基に、以下の関係を近似する最適な係数セットを求める。即ち、
【数１】
2007244681.tif 000003
【００４０】
となるマトリックスの要素を求めればよい。
【００４１】
上の最適化の命題の解は数学的には、以下のように与えられる。Ｒ・Ｇ・Ｂのカラー感度特性を表すマトリックスを「Ｃ」、抽出したい狭帯域パンドパスフィルタの分光特性を表すマトリックスを「Ｆ」、主成分分析あるいは直交展開（あるいは直交変換）を実行するところの、求める係数マトリックスを「Ａ」とすると、
【数２】
2007244681.tif 000004
【００４２】
となる。従って、（１）式に示した命題は、以下の関係を満足するマトリックス「Ａ」を求めるに等しい。
【数３】
2007244681.tif 000005
【００４３】
ここで、分光特性を表すスペクトルデータとしての点列数nとしては、n＞３であるので、（３）式は１次元連立方程式ではなく、線形最小二乗法の解として与えられる。即ち、（３）式から擬似逆行列を解けばよい。マトリックス「Ｃ」の転置行列を「tＣ」とすれば、（３）式は
【数４】
2007244681.tif 000006
【００４４】
となる。「tＣＣ」はn×nの正方行列であるので、（４）式はマトリックス「Ａ」についての連立方程式と見ることができ、その解は、
【数５】
2007244681.tif 000007
【００４５】
与えられる。
【００４６】
（５）式にて求められたマトリックス「Ａ」について、電子内視鏡装置１００は、（３）式の左辺の変換を行うことで、抽出したい狭帯域パンドパスフィルタＦ1・Ｆ2・Ｆ3の特性を近似することができる。
【００４７】
このようにして算出されたマトリックスを用いて、マトリックス演算部４３６が通常カラー画像信号から分光画像信号を生成する。
【００４８】
次に、本実施の形態における電子内視鏡装置１００の動作について図２を参照して詳しく説明する。
【００４９】
なお、以下においては、まず通常画像生成の動作について説明し、後に分光画像生成の動作について説明する。
【００５０】
通常画像生成：
まず、光源部４１の動作を説明する。制御部４２からの制御信号に基づいて、フィルタ挿脱駆動部１７は、光量制限フィルタ１６を光路上からはずした位置に設定する。ランプ１５からの光束は、赤外カットフィルタ１５ａを介して、光量制限フィルタ１６を透過することなく、集光レンズ１８により、内視鏡１０１と光源部４１の接続部にあるコネクタ１１内に設けられた光ファイババンドルであるライトガイド１４の入射端に、集光される。
【００５１】
集光された光束は、ライトガイド１４を通り、先端部１０３に設けられた照明光学系から被検体の体内に照射される。照射された光束は、被検体内で反射し、対物レンズ１９を介して、ＣＣＤ２１において図４で示した色フィルタ別に信号が収集される。
【００５２】
収集された信号は、上記の輝度信号処理系と色信号処理系に並列に入力される。輝度信号系の輪郭補正部４３２には、色フィルタ別に収集された信号が画素ごとに加算され入力され、輪郭補正後、輝度信号処理部４３４に入力される。輝度信号処理部４３４では、輝度信号が生成され、通常画像生成部４３７に入力される。
【００５３】
また一方で、ＣＣＤ２１で収集された信号は、各フィルタ毎にＳ／Ｈ回路４３３ａ乃至４３３ｃに入力され、それぞれＲ・Ｇ・Ｂ信号が生成される。さらにＲ・Ｇ・Ｂ信号は、色信号処理部４３５にて色信号が生成され、通常画像生成部４３７において、前記輝度信号および色信号からＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号が生成され、表示画像生成部４３９により、表示モニタ１０６に被検体の通常画像が表示される。
【００５４】
分光画像生成：
分光画像生成には、２つの生成モードがある。第１の分光画像生成モードは、通常画像生成時と同様に、ランプ１５からの光束を光量制限フィルタ１６を透過させないモードである。第２の分光画像生成モードは、ランプ１５からの光束を光量制限フィルタ１６を透過させるモードである。デフォルト状態では、制御部４２は、分光画像の生成モードを前記第１の分光画像生成モードに設定している。そして、指示スイッチ部１１１のモード切替スイッチが操作されると、制御部４２は、フィルタ挿脱駆動部１７を駆動制御し、ランプ１５からの光束の光路上にフィルタ挿脱駆動部１７を配置し、第２の分光画像生成モードに設定する。この結果、第２の分光画像生成モードでは、ランプ１５からの光束が光量制限フィルタ１６を透過することとなる。
【００５５】
なお、本実施例は、指示スイッチ部１１１のモード切替スイッチに限らず、本体１０５に設けられているキーボードあるいはタッチパネル１０６ａを操作することで、分光画像の生成モードを第２の分光画像生成モードに設定するようにしてもよい。それ以外の動作は第１の分光画像生成モードと第２の分光画像生成モードは同じであるので、第１の分光画像生成モードを例に説明する。また、通常画像生成と同様の動作を行うものに関しては、説明は省略する。
【００５６】
第１の分光画像生成モードの分光画像生成時においては、Ｓ／Ｈ回路４３３ａ乃至４３３ｃの出力（ＲＧＢ信号）は、マトリックス演算部４３６で増幅・加算処理が行われる。そして、マトリックス演算部４３６の出力である分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3は、色調整部４４０にて色調整演算が行われ、分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3より分光カラーチャンネル画像信号Ｒch、Ｇch、Ｂchが生成される。生成された分光カラーチャンネル画像信号Ｒch、Ｇch、Ｂchが表示モニタ１０６のＲＧＢのカラーチャンネルＲ-(ch)、Ｇ-(ch)、Ｂ-(ch)に送られる。
【００５７】
これにより、本体処理装置４３は、図６に示すような中心波長λ1、λ2、λ3とする狭帯域パンドパスフィルタＦ1・Ｆ2・Ｆ3を介した狭帯域光で得られる狭帯域光観察画像に相当する分光画像を表示モニタ１０６に表示させることがきる。
【００５８】
狭帯域パンドパスフィルタＦ1・Ｆ2・Ｆ3に対応する、この擬似フィルタ特性を用いて生成された分光画像の一例を以下に示す。
【００５９】
図７に示すように、体腔内組織５１は、例えば深さ方向に異なった血管等の吸収体分布構造を持つ場合が多い。粘膜表層付近には主に毛細血管５２が多く分布し、またこの層より深い中層には毛細血管の他に毛細血管より太い血管５３が分布し、さらに深層にはさらに太い血管５４が分布するようになる。
【００６０】
一方、光は体腔内組織５１に対する光の深さ方向の深達度は、光の波長に依存しており、可視域を含む照明光は、図８に示すように、青（Ｂ）色のような波長が短い光の場合、生体組織での吸収特性及び散乱特性により表層付近までしか光は深達せず、そこまでの深さの範囲で吸収、散乱を受け、表面から出た光が観測される。また、青（Ｂ）色光より波長が長い、緑（Ｇ）色光の場合、青（Ｂ）色光が深達する範囲よりさらに深い所まで深達し、その範囲で吸収、散乱を受け、表面から出た光が観測される。さらにまた、緑（Ｇ）色光より波長が長い、赤（Ｒ）色光は、さらに深い範囲まで光が到達する。
【００６１】
体腔内組織５１の通常観察時におけるＲＧＢ光は、図９に示すように、各波長域がオーバーラップしているために、
（１）Ｂ帯域光によりＣＣＤ２１で撮像される撮像信号には図１０に示すような浅層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像され、
（２）また、Ｇ帯域光によりＣＣＤ２１で撮像される撮像信号には図１１に示すような中層での組織情報を多く含む浅層及び中層組織情報を有するバンド画像が撮像され、
（３）さらにＲ帯域光によりＣＣＤ２１で撮像される撮像信号には図１２に示すような深層での組織情報を多く含む中層及び深層組織情報を有するバンド画像が撮像される。
【００６２】
そして内視鏡装置本体１０５により、これらＲＧＢ撮像信号を信号処理することで、内視鏡画像としては所望あるいは自然な色再現の内視鏡画像を得ることが可能となる。
【００６３】
上述のマトリックス演算部４３６におけるマトリックス処理は、カラー画像信号に、上述のようにして予め生成された擬似バンドパスフィルタ（マトリックス）を用いて、分光画像信号を作成するものである。例えば図６に示したような所望の深層組織情報が抽出可能な離散的で狭帯域な分光特性の擬似バンドパスフィルタＦ1乃至Ｆ3を用いて、分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3が得られる。擬似バンドパスフィルタＦ1乃至Ｆ3は、図６に示すように、各波長域がオーバーラップしていないために、
（４）擬似バンドパスフィルタＦ1による分光画像信号Ｆ1には図１３に示すような浅層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、また、
（５）擬似バンドパスフィルタＦ2による分光画像信号Ｆ2には図１４に示すような中層での組織情報を有するバンド画像が撮像され、さらに
（６）擬似バンドパスフィルタＦ3による分光画像信号Ｆ3には図１５に示すような深層での組織情報を有するバンド画像が撮像されれる。
【００６４】
このようにして得られた分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3に対して色調整部４４０は、最も単純な色変換の例として、分光画像信号Ｆ3を分光カラーチャンネル画像信号Ｒchに、分光画像信号Ｆ2を分光カラーチャンネル画像信号Ｇchに、分光画像信号Ｆ1を分光カラーチャンネル画像信号Ｂchに、それぞれ割り付け、表示画像生成部４３９を介して、表示モニタ１０６のＲＧＢのカラーチャンネルＲ-(ch)、Ｇ-(ch)、Ｂ-(ch)に出力する。
【００６５】
これらカラーチャンネルＲ-(ch)、Ｇ-(ch)、Ｂ-(ch)によるカラー画像を表示モニタ１０６にて観察した場合、例えぱ図１６に示すような画像となる。太い血管が深い位置にあり、分光画像信号Ｆ3が反映され、所定の目標色としてのカラー画像としては赤色系のパターンとして示される。中層付近にある血管網は分光画像信号Ｆ2が強く反映されるので、所定の目標色としてのカラー画像としてはマゼンタ色系のパターンとして示される。血管網の内、粘膜表面付近に存在するものは黄色系のパターンとして表現される。
【００６６】
なお、分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3は、被写体の分光反射率の他に、レンズや光電変換系等内視鏡の分光感度にも依存するため、制御部４３は、操作部１０４内のＩＤ部１１０から内視鏡１０１の種別情報であるＩＤを読み出し、ＩＤに基づきデータ記憶部４４に格納している、接続された内視鏡１０１に応じた補正係数を用いて分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3を補正する。なお、本実施例は、補正係数をＩＤ部１１０に格納しておき、制御部４３はＩＤ部１１０からＩＤと共に補正係数を読み出すように構成しても良い。
【００６７】
上述したように、分光画像信号Ｆ1乃至Ｆ3は、擬似バンドパスフィルタＦ1乃至Ｆ3に相とするマトリックスにより生成されるが、擬似バンドパスフィルタＦ1乃至Ｆ3は中心波長λ1、λ2、λ3により特徴付けられる。すなわち、本体処理装置４３は、１つの中心波長λを設定することで、１つの擬似バンドパスフィルタＦを決定し、この擬似バンドパスフィルタＦに基づき、分光画像信号Ｆを生成する。
【００６８】
本実施例は、タッチパネル１０６ａの機能を用いて、グラフィックユーザインターフェイスにより中心波長λを設定し、所望の分光画像信号Ｆを生成することができるようになっている。
【００６９】
以下、タッチパネル１０６ａの機能によるグラフィックユーザインターフェイスについて説明する。
【００７０】
本実施例では、本体処理装置４３は、分光画像信号に対応した擬似バンドパスフィルタの中心波長を設定するための設定画面を図１７のようにタッチパネル１０６ａを有する観察モニタ１０６上に表示させる。この設定画面は、複数、例えば６つの中心波長λ11、λ12、λ13、λ21、λ22、λ23の設定が可能である。例えば波長λ11の設定を開始するλ11ボタン２０１をタッチパネル機能を用いて選択すると、本体処理装置４３は、選択可能な波長を複数有するポップアップウインドウ２０７を観察モニタ１０６上に展開表示する。そして、該ポップアップウインドウ２０７の設定波長値をタッチパネル機能を用いて選択することで、本体処理装置４３は、波長λ11に設定波長値を設定するようになっている。図１７は本体処理装置４３が波長λ11に設定波長値４２５ｎｍを設定した状態を示している。他の波長、すなわち、λ12ボタン２０２、λ13ボタン２０３、λ21ボタン２０４、λ22ボタン２０５、λ23ボタン２０６の設定操作も、波長λ11と同様に設定画面でタッチパネル機能を用いて設定波長値を設定できる。この設定画面で少なくとも３つの波長（例えば、波長λ11、λ12、λ13）にそれぞれ設定波長値を設定することで、分光画像がカラー化できる。以下、カラー化された分光画像をカラー分光画像という。
【００７１】
本実施例では、擬似バンドパスフィルタの中心波長を設定するための設定画面は、図１７に限らず、本実施例の第１の変形例として、図１８に示すように、予めカラー化するために３つの波長を組とした複数の波長セットを設定するセットテーブル２０８を有する設定画面でもよい。この図１８の設定画面をタッチパネル１０６ａを有する観察モニタ１０６上に表示させた場合、セットテーブル２０８に設定されている複数の波長セットより所望の波長セットがタッチパネル機能を用いて選択可能である。
【００７２】
また、本実施例の第２の変形例として、図１９に示すように、選択ボタン２０９を設け、タッチパネル機能を用いて選択ボタン２０９を操作する度に、セットテーブル２０８を波長セットをトグル的に移動させて設定するようにしても良い。具体的には、タッチパネル機能を用いて選択ボタン２０９を操作する度に、セット１→セット２→セット３→セット４→セット１→というように設定するセットを移動させて選択する。図２０は図１９の状態で、タッチパネル機能を用いて選択ボタン２０９を操作された際の設定画面を示しており、図１９に示すようなセット１の選択が、選択ボタン２０９の操作で図２０に示すように、セット２の選択に移動するようになっている。
【００７３】
本実施例では、表示画像生成部４３９は、カラー分光画像をタッチパネル１０６ａ（すなわち、観察モニタ１０６）の表示画面に表示する表示形態として、（１）通常光観察画像とカラー分光画像同時表示形態、（２）カラー分光画像表示のみの表示形態、（３）通常光観察画像表示のみの表示形態等により実施する。
【００７４】
本体処理装置４３は、通常光観察画像と分光カラー画像同時表示形態では、図２１に示すように、表示画像生成部４３９により観察モニタ１０６上に通常光観察画像２１０とカラー化されたカラー分光画像２１１を同時に表示することができる。このとき、表示画像生成部４３９は、通常光観察画像２１０及びカラー分光画像２１１の他に、カラー分光画像２１１のカラー化に使用可能な、例えば上述した設定画面で設定した６つ中心波長の分光画像のサムネイル画像２２１〜２２６が表示されるようになっている。そして、カラー分光画像２１１を構成する３つの分光画像のサムネイル画像は、他のサムネイル画像と異なる表示形態（例えば、輝度あるいは色調）で表示される。本実施例では、タッチパネル機能を用いて、サムネイル画像２２１〜２２６を選択することで、カラー分光画像２１１を構成する３つの分光画像を任意に変更することができる。具体的には、例えばカラー分光画像２１１にタッチすると、サムネイル画像２２１〜２２６が選択可能状態となり、カラー化するための３つの中心波長の分光画像のサムネイル画像を選択することで、カラー分光画像２１１を構成する３つの分光画像が変更される。図２１は中心波長λ11、λ12、λ13の３つの分光画像によりカラー分光画像２１１が生成された状態を示し、図２２は中心波長λ12、λ21、λ23の３つの分光画像によりカラー分光画像２１１が生成された状態を示している。
【００７５】
また、本体処理装置４３は、図２３に示すように、タッチパネル１０６ａに通常光画像のみを表示させている場合には、通常光画像の色調を変更するペインティング設定ウインドウ２３０を重畳表示させることが可能となっており、タッチパネル機能を用いペインティング設定ウインドウ２０３のインジケータ２３０ａをタッチすることにより青色に対する赤色の比率を変更することで、通常光画像の色調を変更するができる。
【００７６】
このペインティング設定ウインドウ２０３は、カラー分光画像形態のみの表示形態の場合には、図２４に示すように、中心波長λの波長選択ウインドウ２３０として使用可能となっている。波長選択ウインドウ２３０として使用される際には、インジケータ２３０ａは波長を示し、インジケータ２３０ａの各表示ポイントには、複数の中心波長が割り付けられ、インジケータ２３０ａの３つの表示ポイントを選択することで、波長選択ウインドウ２３０においても、カラー分光画像２１１を構成する３つの分光画像を選択できる。なお、３つの分光画像を選択すると、波長選択ウインドウ２３０の下に分光画像の輝度を設定する輝度設定ウインドウ２３１が表示され、各波長の分光画像の輝度を任意に設定することが可能となっている。
【００７７】
本体処理装置４３は、カラー分光画像表示のみの表示形態では、図２５に示すように、カラー分光画像２４１の近傍に、被検体からの分光反射率２４２がグラフ化されて表示できるようになっており、例えばカラー分光画像２４１を構成する３つの分光画像の波長λ1、λ2、λ3が分光反射率２４２上に提示され、この波長λ1、λ2、λ3はタッチパネル機能により可動でき、波長λ1、λ2、λ3が可変されると、カラー分光画像２４１を構成する３つの分光画像も連動して変化する。
【００７８】
また、カラー分光画像表示形態のみの表示形態において、例えば内視鏡１０１の操作部１０４に設けられている指示スイッチ部１１１のフリーズスイッチ（図示せず）が操作されると、動画で表示されれていたカラー分光画像が、図２６に示すように、静止したフリーズカラー分光画像２４１となる。本体処理装置４３は、フリーズカラー分光画像２４１の近傍には、フリーズカラー分光画像２４１のカラー化に使用可能な、例えば上述した設定画面で設定した６つ中心波長の分光画像のサムネイル画像２２１〜２２６を表示するようになっている。そして、フリーズカラー分光画像２４１を構成する３つの分光画像のサムネイル画像は、他のサムネイル画像と異なる表示形態（例えば、異なる輝度あるいは色調）で表示されるうになっている。本実施例は、タッチパネル機能を用いて、図２７に示すように、サムネイル画像２２１〜２２６を選択し、選択決定ボタン２４３を操作することで、フリーズカラー分光画像２４１を構成する３つの分光画像を任意に変更することができる。さらに本実施例は、タッチパネル機能を用いて、確認ボタン２４４を操作することで、サムネイル画像２２１〜２２６で選択した３つの分光画像による動画のカラー分光画像２４１を表示することができる。なお、本実施例は、確認ボタン２４４を設けずに、選択決定ボタン２４３の操作だけで、自動的にサムネイル画像２２１〜２２６で選択した３つの分光画像による動画のカラー分光画像２４１の表示を行うようにしても良い。
【００７９】
上述したように、本実施例では、内視鏡装置本体１０５は、カラー分光画像を構成する３つの分光画像を任意に変更できるが、この場合、３つの分光画像のホワイトバランス処理の変更を同時に行っている。詳細には、内視鏡装置本体１０５は、例えばデータ記憶部４４に予め、図２８に示すような３つの波長λi、λj、λkを軸とする３次元データテーブルを離散的に記憶しており、この３次元データテーブルの各ボクセルにはホワイトバランス処理に用いる重み係数（ｋx，ｋy，ｋz）がボクセルデータとして格納されている。そして、内視鏡装置本体１０５は、波長λil、λjm、λknの３つの分光画像Ｆl，Ｆm，Ｆnに対して、例えば「カラー分光画像＝ｋx×Ｆl＋ｋy×Ｆm＋ｋz×Ｆn」なる演算によりホワイトバランス処理を行う。
【００８０】
なお、内視鏡装置本体１０５は、各ボクセルデータを記憶するデータ記憶部４４の記憶容量を削減するために、３次元データテーブルを離散的に格納しているので、ボクセルデータ間の重み係数は一般的な線形補間により算出してホワイトバランス処理を行うようになっている。
【００８１】
本体処理装置４３は、通常光観察画像表示のみの表示形態の場合、図２９に示すように、分光画像表示枠２８１を通常光観察画像２１０上に指定することで、指定した分光画像表示枠２８１の領域に、該領域の分光画像を重畳表示することができる。なお、この分光画像表示枠２８１は、図３０に示すように、枠のサイズや位置をタッチパネル機能により任意に変更することが可能となっている。
【００８２】
また、本実施例では、分光画像の構成は、波長を設定パラメータとして用いて設定するとしたが、これに限らず、光の深達度である深さ情報を設定パラメータとして用いて指定しても良いし、血管強調といった機能名称を設定パラメータとして用いて指定して良い。
【００８３】
さらに本実施例は、観察対象である臓器に基づいて、観察に最適な分光画像の構成を自動的に指定しても良い。ここで、臓器に基づく分光画像の構成の指定方法としては、例えば操作部１０４内のＩＤ部１１０からのＩＤにより内視鏡１０１が使用される臓器を識別して指定する方法、タッチパネル１０６ａ上のメニュースイッチで指定する方法、患者情報が記録されているＰＣカードのデータの読み込みにより指定する方法や、通常光観察画像をシーン理解モジュールにより画像処理し臓器を自動認識する方法等がある。
【００８４】
また、本実施例の内視鏡装置本体１０５は、その背面には、図３１に示すように、機能拡張が可能な機能拡張基板が挿設できる複数のボードスロット３００が設けられている。一方、制御部４４は、図３２に示すようなメニューウインドウ２６０をタッチパネル１０６ａに表示することで、実行可能な機能を展開する。機能拡張基板が挿設されていない制御部４４のデフォルト時の機能は、例えば４つの基本機能に分類できるとすると、メニューウインドウ２６０にてメニュー１、２、３、４といったタグ２６１により切替可能となっている。メニューウインドウ２６０は、メニュー１、２、３、４のタグ２６１の他に、複数の機能拡張基板用のメニュータグ２６２を有しており、機能拡張基板がボードスロット３００にセットされていないデフォルト時には、図３３に示すように、メニュータグ２６２は空メニューである。しかし、制御部４４は、ボードスロット３００に機能拡張基板が挿設されると、図３４に示すように、挿設された機能拡張基板の機能の追加機能のメニューウインドウがメニュー５といったタグ２６２ａにより、メニューウインドウ２６０から展開できるようになっている。
【００８５】
この追加機能のメニューウインドウは、ソフトウエア的に構成されており、機能拡張基板が挿設されると、制御部４４が機能拡張基板を識別し、基本機能と同様な構成のメニューウインドウを自動的に生成するので、ソフトウエアのバージョンを変更する必要がない、あるいはソフトウエアのバージョンアップが容易に行える。
【００８６】
また、本実施例では、各操作をタッチパネル１０６ａで行っているため、ハードウエアの変更を行うことなく、ソフトウエアのバージョンアップで容易に仕様を変更することが可能である。
【００８７】
なお、本実施例は、タッチパネル１０６ａにて全ての操作を行う必要はなく、トラックボールやマウス等のポインティングデバイスにより操作を行っても良いし、例えば、図３５に示すように、波長選択用の専用のキーボード２７０により分光画像の波長を設定するようにしても良い。また、一般的なキーボードのファンクションキーに波長設定機能を割り付けても良い。
【００８８】
以上説明したように、本実施例では、分光画像生成モードを第１の分光画像生成モードとしたデフォルト状態では、通常光観察画像の画質を優先して通常光観察画像と分光画像とを選択的に表示モニタ１０６に表示することが可能であり、また、指示スイッチ部１１１のモード切替スイッチが操作により分光画像生成モードを第２の分光画像生成モードに切り替え、ランプ１５からの光束を光量制限フィルタ１６を透過させて、他の波長帯域の光を青波長帯域の光と比較し光量を半減させることで、分光画像の画質を優先して通常光観察画像と分光画像とを選択的に表示モニタ１０６に表示することができる。
【００８９】
すなわち、分光画像生成モードを第２の分光画像生成モードに設定し、ランプ１５からの光束を光量制限フィルタ１６を透過させることで、例えば青波長帯域の分光画像を他の波長帯域の分光画像と同程度のＳ／Ｎの画像情報に改善することができる。
【００９０】
なお、本実施例は、光量制限フィルタ１６は光路上に挿脱可能に構成するとしたが、光路上に常設してもよい。また、ＣＣＤ２１に設けられる色フィルタに光量制限フィルタと同様な分光特性を持たせることで、光量制限フィルタ１６を省略することが可能である。
【００９１】
また、本実施例は、変形例として、ＲＧＢ原色型カラーフィルタが用いられるのに対し、補色型のカラーフィルタを用いることが可能である。この補色型フィルタの配列は図３６に示されているように、Ｇ、Ｍｇ、Ｙｅ、Ｃｙの各要素から構成される。なお、原色型カラーフィルタの各要素と補色型カラーフィルタの各要素の関係は、Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ、Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ、Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇとなる。
【００９２】
この変形例の場合は、ＣＣＤ２１の全画素読み出しを行い、各色フィルタからの画像を信号処理又は画像処理することになる。補色型フィルタを用いる場合には、図２で示されるＳ／Ｈ回路は、それぞれＲ・Ｇ・Ｂではなく、Ｇ・Ｍｇ・Ｃｙ・Ｙｅについて行われることは言うまでもないが、生体分光反射率が３つの基本的な分光特性で近似できる、という部分が４つ、ないしは４つ以下となる。従って、これに合わせて、推定マトリックスを演算するための次元は３から４に変更される。
【実施例２】
【００９３】
図３７ないし図４３は本発明の実施例２に係わり、図３７は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図３８は図３７のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す図、図３９は第１の分光画像生成モードである光量制限フィルタが光路上にない場合の図３８のＲＧＢ回転フィルタを透過した光の分光特性を示す図、図４０は第２の分光画像生成モードである光量制限フィルタが光路上にある場合の図３８のＲＧＢ回転フィルタを透過した光の分光特性を示す図、図４１は図３７の電子内視鏡装置の変形例の構成を示すブロック図、図４２は図４１のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す図、図４３は図３８のＲＧＢ回転フィルタの変形例の構成を示す図である。
【００９４】
実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００９５】
本実施例は、主として実施例１と光源部４１およびＣＣＤ２１が異なるものである。実施例１では、ＣＣＤ２１に図４で示したカラーフィルタが設けられ、このカラーフィルタによってカラー信号を生成するいわゆる同時式であったのに対し、本実施例では、照明光をＲＧＢの順に照明してカラー信号を生成するいわゆる面順次式を用いる。
【００９６】
図３７に示すように、本実施例における光源部４１は、ランプ１５、赤外カットフィルタ１５ａ、光量制限フィルタ１６を介した光は、ＲＧＢフィルタ２３を透過するようになっている。なお、実施例１と同様に、光量制限フィルタ１６は光路上に対して挿脱可能となっている。また、ＲＧＢ回転フィルタ２３は、ＲＧＢ回転フィルタ制御部２６に接続され、所定の回転速度で回転する。
【００９７】
ＲＧＢ回転フィルタ２３は、図３８に示すように、Ｒ帯域の光を透過するＲフィルタ部２３ｒと、Ｇ帯域の光を透過するＧフィルタ部２３ｇと、Ｂ帯域の光を透過するＢフィルタ部２３ｂとから構成される。図３９に第１の分光画像生成モードである光量制限フィルタ１６が光路上にない場合のＲＧＢ回転フィルタ２３を透過した光の分光特性を示し、図４０に第２の分光画像生成モードである光量制限フィルタ１６が光路上にある場合のＲＧＢ回転フィルタ２３を透過した光の分光特性を示す。
【００９８】
本実施例における光源部の動作としては、ランプ１５から出力された光束が、赤外カットフィルタ１５ａで不要な赤外成分がカットされ、赤外カットフィルタ１５ａを透過した光束は、光量制限フィルタ１６を選択的に介し、ＲＧＢ回転フィルタ２３を透過することによって、所定の時間毎にＲ・Ｇ・Ｂそれぞれの照明光として、光源部から出力される。また、それぞれの照明光は、被検体内で反射し、ＣＣＤ２１で受光される。ＣＣＤ２１で得られた信号は、照射される時間に応じて、内視鏡装置本体１０５に設けられた切換部（図示しない）で振り分けられ、Ｓ／Ｈ回路４３３ａ乃至４３３ｃにそれぞれ入力される。つまり、光源部４１からＲのフィルタを介した照明光が照射された場合には、ＣＣＤ２１で得られた信号は、Ｓ／Ｈ回路４３３ａに入力されることになる。なお、その他の動作については実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００９９】
本実施例によると、実施例１と同様、分光画像生成モードを第２の分光画像生成モードに設定し、ランプ１５からの光束を光量制限フィルタ１６を透過させることで、例えば青波長帯域の分光画像を他の波長帯域の分光画像と同程度のＳ／Ｎの画像情報に改善することができる。
【０１００】
なお、本実施例は、光量制限フィルタ１６を光路上に対して挿脱可能に構成するとしたが、これに限らず、ＲＧＢ回転フィルタ２３を図４２に示すように構成することで、図４１に示すように光量制限フィルタ１６を省略することができる。
【０１０１】
すなわち、回転フィルタ２３は、図４２に示すように、円盤状に構成され中心を回転軸とした２重構造となっており、外側の径部分には図３９に示したような分光特性の面順次光を出力するための第１のフィルタ組を構成するＲフィルタ部２３ｒ1，Ｇフィルタ部２３ｇ1，Ｂフィルタ部２３ｂ1が配置され、内側の径部分には図４０に示したような分光特性の面順次光を出力するための第２のフィルタ組を構成するＲ’フィルタ部２３ｒ2，Ｇ’フィルタ部２３ｇ2，Ｂフィルタ部２３ｂ2が配置されている。
【０１０２】
そして、回転フィルタ２３は、図４１に示すように、制御回部４２により回転フィルタモータ２６の駆動制御がなされ回転され、また径方向の移動（回転フィルタ２３の光路に垂直な移動であって、回転フィルタ２３の第１のフィルタ組あるいは第２のフィルタ組を選択的に光路上に移動）が制御回部４２によりフィルタ切替モータ１７ａによって行われる。
【０１０３】
なお、本実施例ではＲ・Ｇ・Ｂの３バンドの面順次光を照射するとしたが、これに限らず、回転フィルタ２３を４バンド以上のマルチバンド、例えば図４３に示すような４つの異なる帯域の面順次光Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4を透過しマルチバンドの面順次光を照射する回転フィルタとしてもよい。
【０１０４】
この場合、分光画像は４つの帯域の信号から式（６）ないし（８）のように推定される。
【数６】
2007244681.tif 000008
【０１０５】
式（６）では４つの帯域の信号から３つの波長からなるカラー分光画像が生成できる。
【数７】
2007244681.tif 000009
【０１０６】
式（７）では４つの帯域の信号から１つの波長からなるモノクロ分光画像が生成できる。
【数８】
2007244681.tif 000010
【０１０７】
式（８）では４つの帯域の信号から４つの波長の分光画像が生成し、表示画像生成部４３９にて４つの分光画像のうち３つを選択することで、カラー分光画像が生成できる。
【０１０８】
上記のマルチバンドの面順次光を照射する構成は、分光画像を４つの帯域の信号から推定することが可能であるので、より精度よく分光画像を推定することができる。
【０１０９】
なお、上記のマルチバンドの面順次光を照射する構成は、異なる帯域のマルチバンド光を、多色のＬＥＤ，ＬＤにより実現しするようにして良い。
【０１１０】
本発明は、上述した実施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】
【０１１１】
【図１】本発明の実施例１に係る電子内視鏡装置の外観を示す外観図
【図２】図１の電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図３】図２の光量制限フィルタの透過特性を示す図
【図４】図２のＣＣＤの前面に設けられる色フィルタの配列を示す図
【図５】図２のマトリックス演算部におけるマトリックスを算出するマトリックス算出方法を説明する図
【図６】図２のマトリックス演算部で生成された分光画像の分光特性を示す図
【図７】図２の電子内視鏡装置により観察する生体組織の層方向構造を示す図
【図８】図２の電子内視鏡装置からの照明光の生体組織の層方向への到達状態を説明する図
【図９】図２の電子内視鏡装置での通常観察時におけるＲＧＢ光の各バンドの分光特性を示す図
【図１０】図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第１の図
【図１１】図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第２の図
【図１２】図９の通常観察時におけるＲＧＢ光による各バンド画像を示す第３の図
【図１３】図６の各分光画像を示す第１の図
【図１４】図６の各分光画像を示す第２の図、図１５は
【図１５】図６の各分光画像を示す第３の図
【図１６】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１の図
【図１７】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第２の図
【図１８】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第３の図
【図１９】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第４の図
【図２０】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第５の図
【図２１】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第６の図
【図２２】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第７の図
【図２３】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第８の図
【図２４】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第９の図
【図２５】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１０の図
【図２６】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１１の図
【図２７】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１２の図
【図２８】図２のマトリックス演算部で生成された分光画像のホワイトバランス処理を説明する図
【図２９】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１３の図
【図３０】図２のタッチパネルの機能を用いたグラフィックユーザインターフェイスを説明する第１４の図
【図３１】図１の内視鏡装置本体の背面のボードスロットの構成を示す図
【図３２】図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第１の図
【図３３】図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第２の図
【図３４】図３１のボードスロットに挿設される機能拡張基板の追加機能メニューを説明する第３の図
【図３５】図２の内視鏡装置本体に接続可能な波長選択用の専用のキーボードの一例を示す図
【図３６】図４の色フィルタの変形例の配列を示す図
【図３７】本発明の実施例２に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図３８】図３７のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す図
【図３９】第１の分光画像生成モードである光量制限フィルタが光路上にない場合の図３８のＲＧＢ回転フィルタを透過した光の分光特性を示す図
【図４０】第２の分光画像生成モードである光量制限フィルタが光路上にある場合の図３８のＲＧＢ回転フィルタを透過した光の分光特性を示す図
【図４１】図３７の電子内視鏡装置の変形例の構成を示すブロック図
【図４２】図４１のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す図
【図４３】図３７のＲＧＢ回転フィルタの変形例の構成を示す図
【符号の説明】
【０１１２】
１５…ランプ
１５ａ…赤外カットフィルタ
１６…光量制限フィルタ
１７…フィルタ挿脱駆動部
１８…集光レンズ
２１…ＣＣＤ
４１…光源部
４２…制御部
４３…本体処理装置
１００…電子内視鏡装置
１０１…内視鏡
１０２…挿入部
１０３…先端部
１０４…アングル操作部
１０５…内視鏡装置本体
１０６…表示モニタ
４３６…マトリックス演算部
４３９…表示画像生成部
４４０…色調整部
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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