(57)【要約】【課題】被写体を表示形態の異なる複数種類の画像で表示する画像信号処理装置において表示対象である狭帯域光画像のコントラストが低いこと。【解決手段】画像信号処理装置を、所定の狭帯域光で照射された被写体を撮影した撮像装置からの画像信号が入力する画像信号入力手段と、撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、各表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得するカラーマトリクス係数取得手段と、取得された各カラーマトリクス係数を用いて画像信号に対して夫々異なる色変換処理を行う色変換処理実行手段と、夫々異なる色変換処理が行われた各画像信号を合成して各画像信号に対応する画像が一画面内に並んで配置される合成画像を生成する合成画像生成手段と、から構成する。【選択図】図７
2013022219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の狭帯域光で照射された被写体を撮影した撮像装置からの画像信号が入力する画像信号入力手段と、
前記撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、
各前記表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、
前記指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得するカラーマトリクス係数取得手段と、
前記取得された各カラーマトリクス係数を用いて前記画像信号に対して夫々異なる色変換処理を行う色変換処理実行手段と、
前記夫々異なる色変換処理が行われた各前記画像信号を合成して該各画像信号に対応する画像が一画面内に並んで配置される合成画像を生成する合成画像生成手段と、
を有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記所定の狭帯域光を前記撮像装置が有するライトガイドを通じて前記被写体に照射する狭帯域光照射手段
を有することを特徴とする、請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記狭帯域光照射手段は、夫々異なる分光特性を有する複数種類の狭帯域光を前記ライトガイドを通じて前記被写体に選択的に照射し、
前記カラーマトリクス係数記憶手段は、前記狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶しており、
前記カラーマトリクス係数取得手段は、現在前記被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち前記指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得することを特徴とする、請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
前記狭帯域光照射手段は、
所定の広帯域光を放射する光源と、
前記広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、
前記複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、
前記指定された狭帯域光フィルタを前記広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段と、
を有することを特徴とする、請求項３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
所定の狭帯域光を被写体に照射する狭帯域光照射手段と、
前記狭帯域光が照射された被写体を撮影して画像信号を生成する撮影手段と、
前記撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、
各前記表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、
前記指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得するカラーマトリクス係数取得手段と、
前記取得された各カラーマトリクス係数を用いて前記画像信号に対して夫々異なる色変換処理を行う色変換処理実行手段と、
前記夫々異なる色変換処理が行われた各前記画像信号を合成して該各画像信号に対応する画像が一画面内に並んで配置される合成画像を生成する合成画像生成手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項６】
前記狭帯域光照射手段は、夫々異なる分光特性を有する複数種類の狭帯域光を前記被写体に選択的に照射し、
前記カラーマトリクス係数記憶手段は、前記狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶しており、
前記カラーマトリクス係数取得手段は、現在前記被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち前記指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数を前記カラーマトリクス係数記憶手段から取得することを特徴とする、請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記狭帯域光照射手段は、
所定の広帯域光を放射する光源と、
前記広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、
前記複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、
前記指定された狭帯域光フィルタを前記広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段と、
を有することを特徴とする、請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像信号処理装置と、
前記撮像装置である電子内視鏡と、
を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項９】
請求項５から請求項７の何れか一項に記載の撮像システムであって、
前記狭帯域光照射手段、前記表示モード指定手段、前記カラーマトリクス係数記憶手段、前記カラーマトリクス係数取得手段、前記色変換処理実行手段、及び前記合成画像生成手段を有するプロセッサと、
前記撮影手段を有する電子内視鏡と、
を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号をモニタ表示可能に処理する画像信号処理装置に関連し、詳しくは、観察視野に含まれる種々の特定構造の狭帯域光画像をモニタの表示画面に表示させるのに好適な画像信号処理装置、撮像システム、及び電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器分野においては、体腔内に狭帯域光を照射して体腔内の特定部位の強調画像（狭帯域光画像）を生成して表示する電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の電子内視鏡システムは、例えばＢフィルタ（狭帯域光フィルタ）、Ｇフィルタ（広帯域光フィルタ）、Ｒフィルタ（広帯域光フィルタ）の各光学フィルタが配置された面順次方式対応の回転フィルタを有している。ビデオプロセッサは、狭帯域のＢ画像信号を擬似的に広帯域のＢ画像信号に変換し、変換後のＢ画像信号及び広帯域のＧ及びＲ画像信号を用いて通常光（白色光）画像を生成する。また、ビデオプロセッサは、ＲＧＢの各画像信号に所定の色変換処理を施して狭帯域光画像を生成する。モニタの表示画面には、通常光画像又は狭帯域光画像の一方が表示、若しくは両方が一画面内に同時に表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１に記載の電子内視鏡システムでは、通常光画像を擬似的に生成するため、Ｇ及びＲフィルタに広帯域な分光特性を持たせている。しかし、Ｇ及びＲフィルタに広帯域な分光特性を持たせた結果、狭帯域光画像のコントラストが低下するという弊害が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る画像信号処理装置は、所定の狭帯域光で照射された被写体を撮影した撮像装置からの画像信号が入力する画像信号入力手段と、撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、各表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得するカラーマトリクス係数取得手段と、取得された各カラーマトリクス係数を用いて画像信号に対して夫々異なる色変換処理を行う色変換処理実行手段と、夫々異なる色変換処理が行われた各画像信号を合成して各画像信号に対応する画像が一画面内に並んで配置される合成画像を生成する合成画像生成手段とを有することを特徴とする装置である。
【０００７】
本発明に係る画像信号処理装置によれば、特定波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタを用いて撮影された被写体像に対して夫々異なる複数種類の色変換処理が施されるため、コントラストの高い、夫々異なる特定構造の狭帯域光画像が一画面内に表示される。術者は、一画面内に表示される複数種類の狭帯域光画像を比較観察等することにより、生体組織等の被写体を多面的に診断等することができる。
【０００８】
本発明に係る画像信号処理装置は、所定の狭帯域光を撮像装置が有するライトガイドを通じて被写体に照射する狭帯域光照射手段を有する構成としてもよい。
【０００９】
狭帯域光照射手段は、夫々異なる分光特性を有する複数種類の狭帯域光をライトガイドを通じて被写体に選択的に照射する構成としてもよい。また、カラーマトリクス係数記憶手段は、狭帯域光毎に別個に関連付けられた複数種類の表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶したものとしてもよい。この場合、カラーマトリクス係数取得手段は、現在被写体に照射されている狭帯域光に関連付けられた複数種類の表示モードのうち指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得する構成としてもよい。
【００１０】
狭帯域光照射手段は、所定の広帯域光を放射する光源と、広帯域光を夫々異なる分光特性を有する狭帯域光に分光する複数種類の狭帯域光フィルタと、複数種類の狭帯域光フィルタの何れか一つを指定するフィルタ指定手段と、指定された狭帯域光フィルタを広帯域光の光路に配置するフィルタ配置手段とを有する構成としてもよい。
【００１１】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る撮像システムは、所定の狭帯域光を被写体に照射する狭帯域光照射手段と、狭帯域光が照射された被写体を撮影して画像信号を生成する撮影手段と、撮影された被写体の表示モードを複数種類の表示モードの中から指定する表示モード指定手段と、各表示モードで用いられる複数種類のカラーマトリクス係数を記憶するカラーマトリクス係数記憶手段と、指定された表示モードに対応する複数種類のカラーマトリクス係数をカラーマトリクス係数記憶手段から取得するカラーマトリクス係数取得手段と、取得された各カラーマトリクス係数を用いて画像信号に対して夫々異なる色変換処理を行う色変換処理実行手段と、夫々異なる色変換処理が行われた各画像信号を合成して各画像信号に対応する画像が一画面内に並んで配置される合成画像を生成する合成画像生成手段とを有することを特徴としたシステムである。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の一形態に係る電子内視鏡システムは、上記画像信号処理装置と、所定の撮像装置である電子内視鏡を有することを特徴とするシステムである。
【００１３】
また、上記の課題を解決する本発明の別の形態に係る電子内視鏡システムは、上記撮像システムの一形態であって、狭帯域光照射手段、表示モード指定手段、カラーマトリクス係数記憶手段、カラーマトリクス係数取得手段、色変換処理実行手段、及び合成画像生成手段を有するプロセッサと、撮影手段を有する電子内視鏡とを有することを特徴とするシステムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特定波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタを用いて撮影された被写体像に対して夫々異なる複数種類の色変換処理を施すことにより、コントラストの高い、夫々異なる特定構造の狭帯域光画像を一画面内に表示させることができる画像信号処理装置、撮像システム、及び電子内視鏡システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムが有するプロセッサに搭載された回転式フィルタターレットの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回転式フィルタターレットの各光学フィルタの分光特性を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る内視鏡画像観察処理のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプロセッサに実装された色変換回路による色変換処理を概念的に説明する図である。
【図６】本発明の実施形態においてモニタの表示画面上で強調表示される生体の特定構造が色変換処理にて適用されるカラーマトリクス係数毎に異なることを説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態における狭帯域光画像の表示画面例を示す図である。
【図８】別の実施形態における狭帯域光画像の表示画面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムについて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用の撮像システムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００、モニタ３００を有している。電子スコープ１００の基端は、プロセッサ２００と接続されている。プロセッサ２００は、電子スコープ１００が出力する画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ１００を介して照明する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、画像信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。
【００１８】
図１に示されるように、プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４を有している。システムコントローラ２０２は、電子内視鏡システム１を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ２０４は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
【００１９】
ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、主に可視光領域から不可視である赤外領域に広がる波長域の光を放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８から放射された照明光は、集光レンズ２１０によって集光されると共に絞り２１２を介して適正な光量に制限される。
【００２０】
絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４によって動作して開度が変化して、ランプ２０８から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部（不図示）に対する輝度調節操作に応じて設定変更される。
【００２１】
フロントパネル２１８の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル２１８の具体的構成例には、プロセッサ２００のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式ＧＵＩ（Graphical User Interface）、ハードウェアキーとＧＵＩとの組合せ等が想定される。
【００２２】
絞り２１２を通過した照射光は、回転式フィルタターレット２１３に入射する。図２は、回転式フィルタターレット２１３の構成を示す図である。図２に示されるように、回転式フィルタターレット２１３は、円周方向に配置された複数の光学フィルタＦ１〜Ｆ３、及び開口ＡＰを有している。開口ＡＰは、何れの光学フィルタも貼り付けられていない開口である。また、開口ＡＰは、可視光領域全域の光を透過させるフィルタに置き換えてもよい。
【００２３】
図３は、光学フィルタＦ１〜Ｆ３の分光特性の一例を示す。図３中、縦軸は、分光透過率（正規化されているため単位無し）を示し、横軸は、波長（単位：ｎｍ）を示す。図３に示されるように、光学フィルタＦ１は、三つの波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。光学フィルタＦ２は、例えばヘモグロビンの吸収に適した波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。光学フィルタＦ３は、光学フィルタＦ２と異なる特定構造（例えば胃の腺管構造等）に対応する波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタである。各狭帯域光フィルタは、例えばディテクション用（体腔内の広い範囲の中から病変部を探し出すのに適した分光特性を持つフィルタ）や精査用（発見した病変部の精査に適した分光特性を持つフィルタ）など、用途毎に備えられていてもよい。
【００２４】
モータ２１５は、例えばドライバ２１６のドライブ制御下で駆動するステップモータであり、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介して回転式フィルタターレット２１３と機械的に連結している。モータ２１５は、回転式フィルタターレット２１３を印加電圧（パルス）に応じた角度だけ回転させる。
【００２５】
術者は、フロントパネル２１８に対するフィルタ切替操作又は電子スコープ１００の手元操作部に設置されたフィルタ切替ボタン１１４の操作を通じて回転式フィルタターレット２１３を回転させることができる。なお、図１中、図面を簡明化するため、フィルタ切替ボタン１１４（及び後述する表示モード切替ボタン１１６）と他のブロックとの結線は省略している。
【００２６】
回転式フィルタターレット２１３は、フィルタ切替操作が行われる毎に９０°回転して、光学フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、開口ＡＰを照明光路に選択的に挿入させて配置する。回転式フィルタターレット２１３の外周縁付近には、ホームポジションを検出するための位置検出用穴Ｈが開けられている。システムコントローラ２０２は、フォトインタラプタＦＩを通じた位置検出用穴Ｈの検出とモータ２１５への印加パルス数を基に、照明光路に何れの光学フィルタ又は開口ＡＰが挿入され配置されているかを認識する。
【００２７】
照射光は、照明光路に配置されている光学フィルタ（Ｆ１〜Ｆ３の何れか）によって特定の狭帯域光に分光されて、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射する。開口ＡＰが照明光路に配置されている場合は、絞り２１２を通過した照射光（すなわち、可視光領域を含む広帯域の光）がＬＣＢ１０２の入射端に直接入射する。
【００２８】
ＬＣＢ１０２の入射端に入射した照射光は、ＬＣＢ１０２内を全反射を繰り返すことによって伝播する。ＬＣＢ１０２内を伝播した照射光は、電子スコープ１００の先端に配されたＬＣＢ１０２の射出端から射出する。ＬＣＢ１０２の射出端から射出した照射光は、配光レンズ１０４を介して被写体を照射する。被写体からの反射光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
【００２９】
固体撮像素子１０８は、例えば補色市松型画素配置を有するインターレース方式の単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、イエローＹｅ、シアンＣｙ、グリーンＧ、マゼンタＭｇの各補色に対応する画像信号を得る。
【００３０】
固体撮像素子１０８は、実質的な感度向上やフレームレート向上のため、垂直方向に隣接する２つの画素の画像信号を加算して混合信号Ｗｒ、Ｇｂ、Ｗｂ、Ｇｒを生成して出力する。混合信号Ｗｒ、Ｇｂ、Ｗｂ、Ｇｒは、プリアンプ１１０による信号増幅後、内視鏡側信号処理回路１１２に入力する。なお、固体撮像素子１０８のカラー配列は、例えばベイヤ型であってもよい。また、固体撮像素子１０８は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに置き換えてもよい。
【００３１】
タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、内視鏡側信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。内視鏡側信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
【００３２】
内視鏡側信号処理回路１１２に入力した画像信号は、所定のアナログ信号処理の後、ＡＤ変換されて、プロセッサ側信号処理回路２２０に入力する。
【００３３】
プロセッサ側信号処理回路２２０は、色変換回路２２２、メモリ２２４、画像処理回路２２６を有している。色変換回路２２２は、メモリ２２４に記憶された所定のカラーマトリクス係数を用いてプロセッサ側信号処理回路２２０に入力した画像信号（補色信号（ＭＧＹＣ））を原色信号（ＲＧＢ）に変換し、画像処理回路２２６に出力する。画像処理回路２２６は、入力した原色信号に対してγ補正や輪郭強調等の所定の画像処理を行い、各色信号別にフレーム単位でＲ、Ｇ、Ｂの各色対応のフレームメモリ（不図示）にバッファリングする。画像処理回路２２６は、バッファリングされた各色信号をタイミングコントローラ２０４によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出して、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換する。変換された映像信号がモニタ３００に順次入力することにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００３４】
モニタ３００の表示画面には、被写体の画像が例えば表示モードに応じた形態で表示される。表示モードは、術者によるフロントパネル２１８に対する表示モード設定操作又は電子スコープ１００の手元操作部に設置された表示モード切替ボタン１１６の操作に従って設定変更される。
【００３５】
術者は、照明光路に挿入され配置される光学フィルタ毎に種々の異なる表示モードを設定することができる。具体的には、術者は、光学フィルタＦ１が照明光路に配置されている期間、光学フィルタＦ１の分光特性に対応する夫々異なる特定構造を強調表示する複数種類の表示モードを選択し設定することができる。光学フィルタＦ２、Ｆ３が照明光路に配置されている期間中は夫々、光学フィルタＦ２、Ｆ３の分光特性に対応する夫々異なる特定構造を強調表示する複数種類の表示モードを選択し設定することができる。
【００３６】
メモリ２２４には、各光学フィルタＦ１〜Ｆ３に対応付けられた複数種類の表示モードで用いられるカラーマトリクス係数が記憶されている。説明の便宜上、光学フィルタＦ１に係る各表示モードで用いられるｎ種類のカラーマトリクス係数に符号Ｍ１１〜Ｍ１ｎを付し、光学フィルタＦ２に係る各表示モードで用いられるｍ種類のカラーマトリクス係数に符号Ｍ２１〜Ｍ２ｍを付し、光学フィルタＦ３に係る各表示モードで用いられるｌ種類のカラーマトリクス係数に符号Ｍ３１〜Ｍ３ｌを付す。
【００３７】
（内視鏡画像観察処理）
図４は、本発明の実施形態に係る内視鏡画像観察処理のフローチャートを示す。内視鏡画像観察処理においては、被写体を通常のカラー画像又は表示モードに対応した形態で表示する。内視鏡画像観察処理の実行は、電子内視鏡システム１のシステム起動時、又はフロントパネル２１８若しくはフィルタ切替ボタン１１４に対するフィルタ切替操作が行われたときに開始される。また、内視鏡画像観察処理の実行中にフィルタ切替操作が行われると、内視鏡画像観察処理は、Ｓ１の処理に強制的に戻される。なお、説明の便宜上、本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「Ｓ」と省略して記す。
【００３８】
＜図４のＳ１（フィルタ判定処理）＞
システムコントローラ２０２は、フォトインタラプタＦＩを通じた位置検出用穴Ｈの検出とモータ２１５への印加パルス数を基に、何れの光学フィルタ又は開口ＡＰが照明光路に挿入され配置されているかを認識する。なお、電子内視鏡システム１のシステム起動時には、開口ＡＰが照明光路に挿入され配置される。具体的には、システムコントローラ２０２は、システムの起動と共に、モータ２１５に対する駆動制御を通じて回転式フィルタターレット２１３を回転させて位置検出用穴Ｈを検出し、開口ＡＰが照明光路に挿入され配置されるように回転式フィルタターレット２１３を穴Ｈの検出位置から所定角度回転させる。
【００３９】
システムコントローラ２０２は、開口ＡＰが照明光路に配置されている場合（Ｓ１：ＮＯ）、処理をＳ２に進める。光学フィルタＦ１〜Ｆ３の何れかが照明光路に配置されている場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、処理をＳ３に進める。
【００４０】
＜図４のＳ２（通常カラー画像生成処理）＞
開口ＡＰが照明光路に配置されているため、被写体には可視光領域を含む広帯域の光が照射される。固体撮像素子１０８は、広帯域光によって照射された被写体からの反射光を受光して画像信号に変換する。画像信号は、プリアンプ１１０、内視鏡側信号処理回路１１２、プロセッサ側信号処理回路２２０の各回路における信号処理を経て、モニタ３００に出力される。これにより、モニタ３００の表示画面には、被写体の通常のカラー画像が表示されて、本フローチャートの処理が終了する。表示画面上の通常のカラー画像の表示は、例えば電子内視鏡システム１のシステム停止まで又はフィルタ切替操作が行われるまで継続する。
【００４１】
＜図４のＳ３（狭帯域光画像生成処理）＞
光学フィルタＦ１〜Ｆ３の何れかが照明光路に配置されているため（以下、説明の便宜上、現在照明光路に配置されている光学フィルタを「光路配置フィルタ」と記す。）、被写体には光路配置フィルタの分光特性に応じた狭帯域光が照射される。固体撮像素子１０８は、狭帯域光によって照射された被写体からの反射光を受光して画像信号に変換する。画像信号は、プリアンプ１１０、内視鏡側信号処理回路１１２の各回路における信号処理を経て、プロセッサ側信号処理回路２２０に入力する。
【００４２】
色変換回路２２２は、システムコントローラ２０２からの所定の制御信号に従い、光路配置フィルタと、現在設定されている表示モード（便宜上「設定表示モード」と記す。）によって特定される二種類のカラーマトリクス係数をメモリ２２４内のカラーマトリクス係数群の中から選択する。色変換回路２２２は、内視鏡側信号処理回路１１２からの画像信号に対して、選択された各カラーマトリクス係数による二通りの色変換処理を行う。色変換処理後の二種類の画像信号ＩＳ１、ＩＳ２は、画像処理回路２２６に入力する。
【００４３】
例えば光路配置フィルタが光学フィルタＦ１である場合を考える。この場合、色変換回路２２２は、システムコントローラ２０２からの所定の制御信号に従い、光学フィルタＦ１に対応付けられたカラーマトリクス係数Ｍ１１〜Ｍ１ｎの中から設定表示モードに対応する二種類のカラーマトリクス係数をメモリ２２４内のカラーマトリクス係数群の中から選択し、それを用いて二通りの色変換処理を行う。
【００４４】
画像処理回路２２６は、画像信号ＩＳ１、ＩＳ２に対してγ補正や輪郭強調等の所定の画像処理を行い、画像処理後の各画像信号を合成して各画像信号ＩＳ１、ＩＳ２に対応する画像が一画面内に並んで配置される一枚の合成画像をなす画像信号を生成する。画像処理回路２２６は、生成した画像信号をフレームメモリにバッファリングし、所定のタイミングで映像信号に変換してモニタ３００に出力する。
【００４５】
図７（ａ）、（ｂ）は、モニタ３００における狭帯域光画像の表示画面例を示す図である。説明の便宜上、画像信号ＩＳ１に基づく狭帯域光画像を「狭帯域光画像ＩＳ１」と記し、画像信号ＩＳ２に基づく狭帯域光画像を「狭帯域光画像ＩＳ２」と記す。図７（ａ）に示されるように、モニタ３００の表示画面には、設定表示モードに対応する狭帯域光画像であって、同一性（観察視野及び撮影時刻が同一）を有する被写体の二種類の狭帯域光画像が一画面に同時に表示される。なお、フィルタ切替操作直後は、切替後の光路配置フィルタに対応する既定の表示モードが設定表示モードとなる。
【００４６】
狭帯域光画像ＩＳ１と狭帯域光画像ＩＳ２のレイアウトは、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部に対するレイアウト切替操作に従って変更することができる。図７（ｂ）は、レイアウト切替後の狭帯域光画像ＩＳ１と狭帯域光画像ＩＳ２の画面表示の一例を示す。図７（ｂ）の画面表示例においては、狭帯域光画像ＩＳ１を主画面（親画面）とし、狭帯域光画像ＩＳ２を副画面（子画面）とする。狭帯域光画像ＩＳ２は、主画面として大きく表示される狭帯域光画像ＩＳ１の右上領域に重畳表示される。
【００４７】
＜図４のＳ４（表示モード切替待機処理）＞
システムコントローラ２０２は、フロントパネル２１８又は表示モード切替ボタン１１６に対する表示モードの切替操作の実行を待機する。待機中は、例えば設定表示モードに対応する狭帯域光画像の表示（図４のＳ３）を継続する。システムコントローラ２０２は、表示モードの切替操作が行われた場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、処理をＳ５に進める。
【００４８】
＜図４のＳ５（表示モード切替後の狭帯域光画像生成処理）＞
色変換回路２２２は、システムコントローラ２０２からの所定の制御信号に従い、光路配置フィルタと切替後の設定表示モードによって特定される二種類のカラーマトリクス係数をメモリ２２４内のカラーマトリクス係数群の中から新たに選択し、選択された各カラーマトリクス係数を用いて二通りの色変換処理を行う。そのため、モニタ３００の表示画面には、切替後の設定表示モードに対応する狭帯域光画像ＩＳ１と狭帯域光画像ＩＳ２が表示される。Ｓ５の処理後、本フローチャートの処理はＳ４に戻る。表示画面上の表示モード切替後の狭帯域光画像の表示は、例えば電子内視鏡システム１のシステム停止まで、又はフィルタ切替操作若しくは表示モード切替操作が行われるまで継続する。
【００４９】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）に、色変換回路２２２による色変換処理の概念図を示す。図５（ａ）の左図は、混合信号Ｗｒ、Ｇｂ、Ｗｂ、Ｇｒの強度分布Ｐを示し、同（ａ）の中央図は、照明光路に配置されている回転式フィルタターレット２１３の光学フィルタ（ここでは光学フィルタＦ１）の分光特性Ｆを示し、同（ａ）の右図は、色変換回路２２２による色変換処理で用いられるカラーマトリクス係数Ｍを示す。なお、強度分布Ｐは、固体撮像素子１０８のオンチップカラーフィルタの垂直方向に隣接する２画素の各々に対応する分光特性を２画素加算処理の数式に適用したときに算出される波長と強度との関係を示す分布である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の強度分布Ｐ、分光特性Ｆ、カラーマトリクス係数Ｍを掛け合わせた結果得られる波長と強度との関係を示す強度分布Ｐ’を示す。
【００５０】
本実施形態においては、図５（ａ）に示される分光特性Ｆ又はカラーマトリクス係数Ｍの少なくとも一方を変えることによって強度分布Ｐ’を変更し、モニタ３００の表示画面上で強調表示される生体の特定構造を変化させる。そこで、色変換回路２２２では、同一の観察対象について二通りの異なる特定構造を強調表示（同一の観察対象を二種類の異なる形態で強調表示）させるため、二種類の異なるカラーマトリクス係数Ｍを用いた色変換処理が行われている。
【００５１】
図６（ａ）、（ｂ）に、モニタ３００の表示画面上で強調表示される生体の特定構造が色変換処理にて適用されるカラーマトリクス係数毎に異なることを説明するための図を示す。図６（ａ）に示されるように、照射光の深達度は、波長に依存する。具体的には、照射光の波長が長いほど深達度が深くなるため、深層の生体構造の観察が可能になる。
【００５２】
色変換処理にて適用される二種類のカラーマトリクス係数Ｍが夫々、強度分布Ｐと分光特性Ｆを掛け合わせた被写体像の強度分布中、短波長成分、長波長成分を重点的に強調するように設計されている場合を考える。この場合、前者のカラーマトリクス係数Ｍを適用して生成される強調画像は、例えば浅層の被写体像（ここでは浅層の血管）を重点的に強調した画像（図６（ｂ）の浅層Ａ）となり、後者のカラーマトリクス係数Ｍを適用して生成される強調画像は、例えば深層の被写体像（ここでは深層の血管）を重点的に強調した画像（図６（ｂ）の深層Ｂ）となる。図６（ｂ）の例では、同一の観察視野内の浅層と深層の血管画像が一画面内に表示されることになる。
【００５３】
狭帯域光画像ＩＳ１と狭帯域光画像ＩＳ２には、例えば以下の表示形態の組合せが想定される。表示形態の組合せは、例えばフロントパネル２１８の操作を通じて術者が自由に設定することもできる。なお、擬似的な通常カラー画像は、光学フィルタＦ１の三つの透過ピークがＢ帯域、Ｇ帯域、Ｒ帯域に配置されている場合に生成することができる。
・設定表示モードＡ
（狭帯域光画像ＩＳ１、ＩＳ２）＝（擬似的な通常カラー画像、血管強調画像）
設定表示モードＡに適した観察部位・・・食道など
・設定表示モードＢ
（狭帯域光画像ＩＳ１、ＩＳ２）＝（表面構造の強調画像、深層の血管の強調画像）
設定表示モードＢに適した観察部位・・・胃など
・設定表示モードＣ
（狭帯域光画像ＩＳ１、ＩＳ２）＝（擬似的な通常カラー画像、浅層の血管の強調画像）
設定表示モードＣに適した観察部位・・・胃など
・設定表示モードＤ
（狭帯域光画像ＩＳ１、ＩＳ２）＝（擬似的な通常カラー画像、表面構造の強調画像）
設定表示モードＤに適した観察部位・・・胃など
【００５４】
本実施形態によれば、同一の観察対象が二種類の異なる狭帯域光画像で一画面内に表示されるため、診断能が向上する。術者は、一画面内に表示される二種類の狭帯域光画像を比較観察等することにより、生体を多面的に診断等することができる。また、各狭帯域光画像は、特定波長域に半値幅の狭い透過ピークを持つ狭帯域光フィルタを用いて生成されるため、狭帯域光画像のコントラストが低下する不都合が有効に避けられる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、照明光を分光する一種類の光学フィルタに対して夫々異なる特定構造を強調表示するための複数種類の表示モードが対応付けられている。術者は、被写体の表示形態が既定の二種類（通常光画像及び一種類の狭帯域光画像）に限られる特許文献１に記載の電子内視鏡システムと異なり、表示モードを切り替えることによって観察視野に含まれる多様な特定構造を観察することができる。そのため、重要な生体情報の見落とし等が好適に防がれる。
【００５６】
また、図５（ａ）に示される分光特性Ｆは、フロントパネル２１８又はフィルタ切替ボタン１１４に対して操作を行い、光路配置フィルタを切り替えることで変更される。すなわち、モニタ３００の表示画面上で強調表示される生体の特定構造を変化させること（強度分布Ｐ’の変更）は、光路配置フィルタの切替によっても達成される。例えば光学フィルタＦ１の分光特性では強調表示させ難い特定構造を狭帯域光観察する場合、術者は、光路配置フィルタを光学フィルタＦ２又はＦ３に切り替えると共に当該特定構造を強調表示するのに適した表示モードの設定を行う。これにより、光学フィルタＦ１の分光特性では強調表示させ難い特定構造の狭帯域光画像をモニタ３００の表示画面に表示させることができる。
【００５７】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば別の実施形態では、三種類以上の狭帯域光画像を一画面内に表示する構成としてもよい。
【００５８】
図８（ａ）、（ｂ）は、別の実施形態における狭帯域光画像の表示画面例を示す図である。別の実施形態では、色変換回路２２２は、システムコントローラ２０２からの所定の制御信号に従い、光路配置フィルタと設定表示モードによって特定される三種類のカラーマトリクス係数をメモリ２２４内のカラーマトリクス係数群の中から選択し、選択された各カラーマトリクス係数を用いて三通りの色変換処理を行う。そのため、図８（ａ）に示されるように、モニタ３００の表示画面には、三種類の狭帯域光画像ＩＳ１〜ＩＳ３が表示される。なお、狭帯域光画像ＩＳ１〜ＩＳ３のレイアウトは、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部に対するレイアウト切替操作に従い、例えば図８（ｂ）に示されるレイアウトに変更することができる。また、別の実施形態において、一画面内に表示させる狭帯域光画像の種類の数は、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部の操作を通じて一種類又は二種類若しくは四種類以上に適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電子内視鏡システム
１００  電子スコープ
２００  プロセッサ
２２０  プロセッサ側信号処理回路
２２２  色変換回路
２２４  メモリ
２２６  画像処理回路
３００  モニタ
【図１】
2013022219.tif 000003
【図２】
2013022219.tif 000004
【図３】
2013022219.tif 000005
【図４】
2013022219.tif 000006
【図５】
2013022219.tif 000007
【図６】
2013022219.tif 000008
【図７】
2013022219.tif 000009
【図８】
2013022219.tif 000010