(57)【要約】【課題】複数色の光が同時照射された被検体内をカラー撮像素子で撮像する場合に、混色の発生を防止することができる内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法、光源装置、光源装置の作動方法を提供する【解決手段】内視鏡システム１０は、通常モードと高画質モードとを有している。発光素子制御部２２は、高画質モードでは、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲを照射する第１発光モードと、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧを照射する第２発光モードとを切り替える制御を行う。撮像素子３６は、第１発光モードで照明中の観察対象２４を撮像して、第１青色画像信号及び第１赤色画像信号を出力し、第２発光モードで照明中の観察対象２４を撮像して、第２青色画像信号及び第２緑色画像信号を出力する。高画質画像生成部５６は、第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号から、高画質画像を生成する。【選択図】図１２
2016032494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光を発する青色発光素子と、
赤色光を発する赤色発光素子と、
広帯域の緑色光を発する緑色発光素子と、
前記青色光及び前記赤色光を発光させる第１発光モードと、前記緑色光を発光させる第２発光モードとで前記青色発光素子と前記赤色発光素子と前記緑色発光素子とを制御し、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替える制御を行う発光素子制御部と、
前記青色光に感度を有する青色画素と、前記赤色光に感度を有する赤色画素と、前記緑色光に感度を有し、更に前記青色光及び前記赤色光のうち少なくともいずれかの光に感度を有する緑色画素とが設けられたカラー撮像素子と、
前記第１発光モードで照明中の被検体を撮像し、且つ前記第２発光モードで照明中の被検体を撮像して画像信号を出力する撮像制御部と、
前記画像信号から特定画像を生成する画像処理部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
紫色光を発する紫色発光素子を更に有し、
前記青色画素は、前記青色光と前記紫色光に感度を有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】
前記発光素子制御部は、前記第２発光モードにおいて、前記紫色光と前記緑色光とを発光させるように、前記紫色発光素子と前記緑色発光素子とを制御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】
前記撮像制御部は、前記各色画素に対応した画像信号を出力し、
前記画像処理部は、前記第１発光モードで前記青色画素から出力された第１青色画像信号と、前記第２発光モードで前記青色画素から出力された第２青色画像信号とを重み付けして加算した加算青色画像信号を求める信号加算部と、
前記加算青色画像信号と、前記第１発光モードで前記赤色画素から出力された第１赤色画像信号と、前記第２発光モードで前記緑色画素から出力された第２緑色画像信号とから前記特定画像を生成する画像生成部とを備え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】
前記信号加算部は、前記第２青色画像信号の重み付けを、前記第１青色画像信号の重み付けよりも大きくすることを特徴とする請求項４記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記発光素子制御部は、前記第１発光モードにおいて、前記紫色光と前記青色光と前記赤色光とを発光させるように、前記紫色発光素子と前記青色発光素子と前記赤色発光素子とを制御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７】
前記撮像制御部は、前記各色画素に対応した画像信号を出力し、
前記画像処理部は、前記第１発光モードで前記青色画素から出力された第１青色画像信号と、前記第１発光モードで前記赤色画素から出力された第１赤色画像信号と、前記第２発光モードで前記緑色画素から出力された第２緑色画像信号とから、前記特定画像を生成する画像生成部を備えることを特徴とする請求項６記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記発光素子制御部は、前記第１発光モードにおいて、前記紫色光を光量ＰＶ１で発光させ、前記青色光を光量ＰＢ１で発光させ、前記緑色光を光量ＰＧ１で発光させ、前記赤色光を光量ＰＲ１で発光させ、且つ前記第２発光モードにおいて、前記紫色光を光量ＰＶ２で発光させ、前記青色光を光量ＰＢ２で発光させ、前記緑色光を光量ＰＧ２で発光させ、前記赤色光を光量ＰＲ２で発光させ、
前記第１発光モードの場合、前記光量ＰＢ１を前記光量ＰＢ２よりも大きくし、前記光量ＰＲ１を前記光量ＰＲ２よりも大きくし、前記光量ＰＶ１を前記光量ＰＶ２よりも小さくし、前記光量ＰＧ１を前記光量ＰＧ２よりも小さくし、
前記第２発光モードの場合、前記光量ＰＶ２を前記光量ＰＶ１よりも大きくし、前記光量ＰＧ２を前記光量ＰＧ１よりも大きくし、前記光量ＰＢ２を前記光量ＰＢ１よりも小さくし、前記光量ＰＲ２を前記光量ＰＲ１よりも小さくするように、前記紫色発光素子と前記青色発光素子と前記緑色発光素子と前記赤色発光素子とを制御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９】
前記発光素子制御部は、前記第１発光モードにおいて、前記紫色光を光量ＰＶ１で発光させ、前記青色光を光量ＰＢ１で発光させ、前記緑色光を光量ＰＧ１で発光させ、前記赤色光を光量ＰＲ１で発光させ、且つ前記第２発光モードにおいて、前記紫色光を光量ＰＶ２で発光させ、前記青色光を光量ＰＢ２で発光させ、前記緑色光を光量ＰＧ２で発光させ、前記赤色光を光量ＰＲ２で発光させ、
前記第１発光モードの場合、前記光量ＰＶ１を前記光量ＰＶ２よりも大きくし、前記光量ＰＢ１を前記光量ＰＢ２よりも大きくし、前記光量ＰＲ１を前記光量ＰＲ２よりも大きくし、前記光量ＰＧ１を前記光量ＰＧ２よりも小さくし、
前記第２発光モードの場合、前記光量ＰＧ２を前記光量ＰＧ１よりも大きくし、前記光量ＰＶ２を前記光量ＰＶ１より小さくし、前記光量ＰＢ２を前記光量ＰＢ１よりも小さくし、前記光量ＰＲ２を前記光量ＰＲ１よりも小さくするように、前記紫色発光素子と前記青色発光素子と前記緑色発光素子と前記赤色発光素子とを制御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１０】
前記第１発光モードで出力された画像信号と前記第２発光モードで出力された画像信号とのうち、同じ色の光で照明された被検体を撮像して出力された画像信号間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
前記位置ずれ量に基づいて、前記第１発光モードで出力された画像信号と前記第２発光モードで出力された画像信号との間の位置合わせを行う位置合わせ部とを備えることを特徴とする請求項８または９記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記青色発光素子の光路上に、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の特定波長の光を減衰する減衰フィルタを有することを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記発光素子制御部は、前記第１発光モード、前記第２発光モード内において、前記各色発光素子から光を順次に発光させることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
前記発光素子制御部は、前記各色発光素子から光を同時に発光させることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
青色発光素子が、青色光を発するステップと、
赤色発光素子が、赤色光を発するステップと、
緑色発光素子が、広帯域の緑色光を発するステップと、
発光素子制御部が、前記青色光及び前記赤色光を発光させる第１発光モードと、前記緑色光を発光させる第２発光モードとで前記青色発光素子と前記赤色発光素子と前記緑色発光素子とを制御し、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替えるステップと、
撮像制御部が、前記青色光に感度を有する青色画素と、前記赤色光に感度を有する赤色画素と、前記緑色光に感度を有し、更に前記青色光及び前記赤色光のうち少なくともいずれかの光に感度を有する緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を制御することで、前記第１発光モードで照明中の被検体を撮像し、且つ前記第２発光モードで照明中の被検体を撮像して画像信号を出力するステップと、
画像処理部が、前記画像信号から特定画像を生成する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。
【請求項１５】
青色画素と赤色画素と緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を有する内視鏡に対して、光を供給する内視鏡用の光源装置において、
前記青色画素に対して感度を有する青色光を発する青色発光素子と、
前記赤色画素に対して感度を有する赤色光を発する赤色発光素子と、
前記緑色画素に対して感度を有し、更に前記青色画素及び前記赤色画素のうち少なくともいずれかの画素に対して感度を有する広帯域の緑色光を発する緑色発光素子と、
前記青色光及び前記赤色光を発光させる第１発光モードと、前記緑色光を発光させる第２発光モードとで前記青色発光素子と前記赤色発光素子と前記緑色発光素子とを制御し、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替える制御を行う発光素子制御部とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１６】
青色画素と赤色画素と緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を有する内視鏡に対して、光を供給する内視鏡用の光源装置の作動方法において、
青色発光素子が、前記青色画素に対して感度を有する青色光を発するステップと、
赤色発光素子が、前記赤色画素に対して感度を有する赤色光を発するステップと、
緑色発光素子が、前記緑色画素に対して感度を有し、更に前記青色画素及び前記赤色画素のうち少なくともいずれかの画素に対して感度を有する広帯域の緑色光を発するステップと、
発光素子制御部が、前記青色光及び前記赤色光を発光させる第１発光モードと、前記緑色光を発光させる第２発光モードとで前記青色発光素子と前記赤色発光素子と前記緑色発光素子とを制御し、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替えるステップとを備えることを特徴とする光源装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなど複数の半導体光源を用いて、カラーの撮像素子における混色の防止を可能とする内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法、光源装置、光源装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療においては、内視鏡用光源装置（以下、光源装置という）、電子内視鏡（以下、内視鏡という）、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。光源装置は、被検体内を照明するための照明光を発生する。内視鏡は、撮像素子を備え、照明光で照明された被検体内を撮像して画像信号を生成する。プロセッサ装置は、内視鏡から送信された画像信号に画像処理を施してモニタに表示するための画像を生成する。
【０００３】
光源装置は、従来では、キセノンランプや白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の白色光源（特許文献１参照）の他、ＬＤ（Laser Diode）と、このＬＤが発する光により励起されて蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた白色光源（特許文献２参照）が用いられている。一方、近年では、青色光を発する青色ＬＥＤ、緑色光を発する緑色ＬＥＤ、及び赤色光を発する赤色ＬＥＤ等の発光素子を独立に制御することにより、各色の光を自由に組み合わせて発光する半導体光源（特許文献３参照）が用いられつつある。半導体光源は、白色光源と比較して、各色の光の光量を独立に制御することで、様々な色合いを持つ照明光を自在に生成できるという利点がある。
【０００４】
内視鏡が備える撮像素子は、青色（Ｂ）フィルタが設けられた青色画素、緑色（Ｇ）フィルタが設けられた緑色画素、及び赤色（Ｒ）フィルタが設けられた赤色画素を有するカラーの撮像素子（以下、カラー撮像素子という）が一般的に用いられている（特許文献１〜３参照）。青色画素は、青色光に感度を有し、青色光の戻り光を受光して青色画像信号を生成する。緑色画素は、緑色光に感度を有し、緑色光の戻り光を受光して緑色画像信号を生成する。赤色画素は、赤色光に感度を有し、赤色光の戻り光を受光して赤色画像信号を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０５０４５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２５５０１号公報
【特許文献３】特許第５３９３４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、波長帯域が互いに隣接する複数色の光を同時に発光させた場合にカラー撮像素子で撮像を行うと、１色の画素が２色以上の光を受光し、いわゆる混色が発生してしまう。例えば、波長帯域が互いに隣接する青色光及び緑色光を同時に発光した場合、緑色画素は、青色光と緑色光との両方の光を受光し、混色が発生する。このため、緑色画素からは、青色光の情報と緑色光の情報とが混在した緑色画像信号が生成される。このような混色が発生すると、モニタに表示する画像の色の再現性が悪化することが問題である。
【０００７】
この問題に関して、特許文献１〜３のうちの特許文献３には、画像信号の混色状態を補正する混色補正処理を行うことによって、画像信号の混色状態を補正することが記載されている。しかしながら、特許文献３に記載の混色補正処理は、混色が発生した状態で出力された画像信号（つまり、混色の影響を受けた画像信号）に対して演算を行うものであり、混色の発生を根本的に防止するものではない。
【０００８】
本発明は、複数色の光が同時照射された被検体内をカラー撮像素子で撮像する場合であっても、混色の発生を防止することができる内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法、光源装置、光源装置の作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、青色光を発する青色発光素子と、赤色光を発する赤色発光素子と、広帯域の緑色光を発する緑色発光素子と、青色光及び赤色光を発光させる第１発光モードと、緑色光を発光させる第２発光モードとで青色発光素子と赤色発光素子と緑色発光素子とを制御し、第１発光モードと第２発光モードとを切り替える制御を行う発光素子制御部と、青色光に感度を有する青色画素と、赤色光に感度を有する赤色画素と、緑色光に感度を有し、更に青色光及び赤色光のうち少なくともいずれかの光に感度を有する緑色画素とが設けられたカラー撮像素子と、第１発光モードで照明中の被検体を撮像し、且つ第２発光モードで照明中の被検体を撮像して画像信号を出力する撮像制御部と、画像信号から特定画像を生成する画像処理部とを備える。
【００１０】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、青色発光素子が、青色光を発するステップと、赤色発光素子が、赤色光を発するステップと、緑色発光素子が、広帯域の緑色光を発するステップと、発光素子制御部が、青色光及び赤色光を発光させる第１発光モードと、緑色光を発光させる第２発光モードとで青色発光素子と赤色発光素子と緑色発光素子とを制御し、第１発光モードと第２発光モードとを切り替えるステップと、撮像制御部が、青色光に感度を有する青色画素と、赤色光に感度を有する赤色画素と、緑色光に感度を有し、更に青色光及び赤色光のうち少なくともいずれかの光に感度を有する緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を制御することで、第１発光モードで照明中の被検体を撮像し、且つ第２発光モードで照明中の被検体を撮像して画像信号を出力するステップと、画像処理部が、画像信号から特定画像を生成するステップとを備える。
【００１１】
本発明の光源装置は、青色画素と赤色画素と緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を有する内視鏡に対して、光を供給する内視鏡用の光源装置において、青色画素に対して感度を有する青色光を発する青色発光素子と、赤色画素に対して感度を有する赤色光を発する赤色発光素子と、緑色画素に対して感度を有し、更に青色画素及び赤色画素のうち少なくともいずれかの画素に対して感度を有する広帯域の緑色光を発する緑色発光素子と、青色光及び赤色光を発光させる第１発光モードと、緑色光を発光させる第２発光モードとで青色発光素子と赤色発光素子と緑色発光素子とを制御し、第１発光モードと第２発光モードとを切り替える制御を行う発光素子制御部とを備える。
【００１２】
本発明の光源装置の作動方法は、青色画素と赤色画素と緑色画素とが設けられたカラー撮像素子を有する内視鏡に対して、光を供給する内視鏡用の光源装置の作動方法において、青色発光素子が、青色画素に対して感度を有する青色光を発するステップと、赤色発光素子が、赤色画素に対して感度を有する赤色光を発するステップと、緑色発光素子が、緑色画素に対して感度を有し、更に青色画素及び赤色画素のうち少なくともいずれかの画素に対して感度を有する広帯域の緑色光を発するステップと、発光素子制御部が、青色光及び赤色光を発光させる第１発光モードと、緑色光を発光させる第２発光モードとで青色発光素子と赤色発光素子と緑色発光素子とを制御し、第１発光モードと第２発光モードとを切り替えるステップとを備える。
【００１３】
紫色光を発する紫色発光素子を更に有し、青色画素は、青色光と紫色光に感度を有することが好ましい。
【００１４】
発光素子制御部は、第２発光モードにおいて、紫色光と緑色光とを発光させるように、紫色発光素子と緑色発光素子とを制御しても良い。
【００１５】
撮像制御部は、各色画素に対応した画像信号を出力し、画像処理部は、第１発光モードで青色画素から出力された第１青色画像信号と、第２発光モードで青色画素から出力された第２青色画像信号とを重み付けして加算した加算青色画像信号を求める信号加算部と、加算青色画像信号と、第１発光モードで赤色画素から出力された第１赤色画像信号と、第２発光モードで緑色画素から出力された第２緑色画像信号とから特定画像を生成する画像生成部とを備えることが好ましい。また、信号加算部は、第２青色画像信号の重み付けを、第１青色画像信号の重み付けよりも大きくすることが好ましい。
【００１６】
発光素子制御部は、第１発光モードにおいて、紫色光と青色光と赤色光とを発光させるように、紫色発光素子と青色発光素子と赤色発光素子とを制御してもよい。
【００１７】
撮像制御部は、各色画素に対応した画像信号を出力し、画像処理部は、第１発光モードで青色画素から出力された第１青色画像信号と、第１発光モードで赤色画素から出力された第１赤色画像信号と、第２発光モードで緑色画素から出力された第２緑色画像信号とから、特定画像を生成する画像生成部を備えることが好ましい。
【００１８】
発光素子制御部は、第１発光モードにおいて、紫色光を光量ＰＶ１で発光させ、青色光を光量ＰＢ１で発光させ、緑色光を光量ＰＧ１で発光させ、赤色光を光量ＰＲ１で発光させ、且つ第２発光モードにおいて、紫色光を光量ＰＶ２で発光させ、青色光を光量ＰＢ２で発光させ、緑色光を光量ＰＧ２で発光させ、赤色光を光量ＰＲ２で発光させ、第１発光モードの場合、光量ＰＢ１を光量ＰＢ２よりも大きくし、光量ＰＲ１を光量ＰＲ２よりも大きくし、光量ＰＶ１を光量ＰＶ２よりも小さくし、光量ＰＧ１を光量ＰＧ２よりも小さくし、第２発光モードの場合、光量ＰＶ２を光量ＰＶ１よりも大きくし、光量ＰＧ２を光量ＰＧ１よりも大きくし、光量ＰＢ２を光量ＰＢ１よりも小さくし、光量ＰＲ２を光量ＰＲ１よりも小さくするように、紫色発光素子と青色発光素子と緑色発光素子と赤色発光素子とを制御しても良い。
【００１９】
発光素子制御部は、第１発光モードにおいて、紫色光を光量ＰＶ１で発光させ、青色光を光量ＰＢ１で発光させ、緑色光を光量ＰＧ１で発光させ、赤色光を光量ＰＲ１で発光させ、且つ第２発光モードにおいて、紫色光を光量ＰＶ２で発光させ、青色光を光量ＰＢ２で発光させ、緑色光を光量ＰＧ２で発光させ、赤色光を光量ＰＲ２で発光させ、第１発光モードの場合、光量ＰＶ１を光量ＰＶ２よりも大きくし、光量ＰＢ１を光量ＰＢ２よりも大きくし、光量ＰＲ１を光量ＰＲ２よりも大きくし、光量ＰＧ１を光量ＰＧ２よりも小さくし、第２発光モードの場合、光量ＰＧ２を光量ＰＧ１よりも大きくし、光量ＰＶ２を光量ＰＶ１より小さくし、光量ＰＢ２を光量ＰＢ１よりも小さくし、光量ＰＲ２を光量ＰＲ１よりも小さくするように、紫色発光素子と青色発光素子と緑色発光素子と赤色発光素子とを制御しても良い。
【００２０】
第１発光モードで出力された画像信号と第２発光モードで出力された画像信号とのうち、同じ色の光で照明された被検体を撮像して出力された画像信号間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、位置ずれ量に基づいて、第１発光モードで出力された画像信号と第２発光モードで出力された画像信号との間の位置合わせを行う位置合わせ部とを備えることが好ましい。
【００２１】
青色発光素子の光路上に、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の特定波長の光を減衰する減衰フィルタを有することが好ましい。
【００２２】
発光素子制御部は、第１発光モード、第２発光モード内において、各色発光素子から光を順次に発光させても良い。また、発光素子制御部は、各色発光素子から光を同時に発光させても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、波長帯域が互いに離間した青色光と赤色光とを発光する第１発光モードで照明中の被検体をカラー撮像素子で撮像し、且つ緑色光を発光する第２発光モードで照明中の被検体をカラー撮像素子で撮像して画像信号を出力することにより、混色の発生を防止することができる内視鏡システム、内視鏡システムの作動方法、光源装置、光源装置の作動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】各色発光素子が発光する光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図４】紫色光、青色光、及び緑色光の観察対象への深達度を示す説明図である。
【図５】青色制限光の分光ペクトルを示すグラフである。
【図６】通常光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図７】第１発光モードで照射される青色制限光及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図８】第２発光モードで照射される紫色光及び緑色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図９】カラーフィルタアレイの構成を示す図である。
【図１０】カラーフィルタの透過特性を示す図である。
【図１１】加算青色画像信号の生成について説明する説明図である。
【図１２】本発明の作用を説明するフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の第１発光モードで照射される紫色光、青色制限光、及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１４】第２実施形態の第２発光モードで照射される緑色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１５】第３実施形態の第１発光モードで照射される紫色光、青色制限光、緑色光、及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１６】第３実施形態の第２発光モードで照射される紫色光、青色制限光、緑色光、及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１７】第３実施形態の高画質画像生成部の機能を示すブロック図である。
【図１８】第３実施形態のフレーム間の位置ずれ補正を説明する説明図である。
【図１９】第４実施形態の第１発光モードで照射される紫色光、青色制限光、緑色光、及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図２０】第４実施形態の第２発光モードで照射される紫色光、青色制限光、緑色光、及び赤色光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図２１】第４実施形態のフレーム間の位置ずれ補正を説明する説明図である。
【図２２】第１発光モード、及び第２発光モードの撮像後に画像信号を出力する例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄとを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作によって、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。
【００２６】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切り替えスイッチ（以下、モード切替ＳＷという）１３が設けられている。モード切替ＳＷ１３は、観察モードの切り替え操作に用いられる。内視鏡システム１０は、観察モードとして通常モードと高画質モードとを有している。通常モードは、白色光の戻り光を撮像して得た自然な色合いの画像（以下、通常画像という）をモニタ１８に表示する。高画質モードは、通常画像よりも高画質な高画質画像（特定画像）をモニタ１８に表示する。
【００２７】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、各観察モードの画像や、画像に付帯する画像情報等を表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるユーザインタフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００２８】
図２に示すように、光源装置１４は、観察対象に照射する照明光を発生させる光源部２０と、特定波長の光を減衰する減衰フィルタ２１と、光源部２０の駆動を制御する発光素子制御部２２と、光源部２０及び減衰フィルタ２１によって生成される光の光路を結合する光路結合部２３とを備えている。
【００２９】
光源部２０は、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの４色のＬＥＤを有する。
【００３０】
図３に示すように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５ｎｍ、波長帯域３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの紫色光ＬＶを発光する紫色発光素子である。Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４６０ｎｍ、波長帯域４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光ＬＢを発光する青色発光素子である。Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ広帯域の緑色光ＬＧを発光する緑色発光素子である。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０ｎｍ〜６３０ｎｍで、波長帯域が６００ｎｍ〜６５０ｎｍに及び赤色光ＬＲを発光する赤色発光素子である。なお、Ｖ−ＬＥＤ２０ａとＢ−ＬＥＤ２０ｂの中心波長は、±５ｎｍから±１０ｎｍ程度の幅を有する。
【００３１】
紫色光ＬＶ及び青色光ＬＢは、生体組織表層のヘモグロビンでの吸収が大きく、且つ血管周辺の生体組織内では殆ど拡散せずに反射される光である。緑色光ＬＧは、紫色光ＬＶ及び青色光ＬＢよりも生体組織内に深く拡散し、且つヘモグロビンによる吸収も大きい光である。
【００３２】
ここで、図４に示すように、光は、その色（波長）によって観察対象２４への深達度が変化し、長波長であるほど深達度が深い。深達度とは、観察対象２４の粘膜から、深さ方向に光が到達する度合いを示したものである。そして、粘膜からの深さによって、表層、中層、及び深層と称し、表層のなかでも特に浅く粘膜に近い部分を極表層と称する。血管は、粘膜にも存在するが、表層（及び極表層）以下の深さに多く存在する。粘膜に対して深い位置に存在するほど、太い血管が観察される傾向にある。例えば、極表層〜表層に分布する極表層血管２５は最も径が細く、表層付近に分布する表層血管２６は極表層血管２５よりも径が太く、中層付近に分布する中層血管２７はさらに径が太い。血管が太くなる程、血液量が多くなるため、ヘモグロビンが多く含まれる。
【００３３】
また、例えば、紫色光ＬＶ、青色光ＬＢ、及び緑色光ＬＧを観察対象２４に照射した場合には、紫色光ＬＶは極表層から表層程度まで到達し、青色光ＬＢは表層程度まで到達し、緑色光ＬＧは中層程度まで到達する。したがって、紫色光ＬＶの戻り光には主に粘膜と極表層血管の情報が含まれ、青色光ＬＢの戻り光には主に粘膜、極表層血管、及び表層血管の情報が含まれ、緑色光ＬＧの戻り光には主に粘膜と中層血管の情報が含まれる。
【００３４】
図５に示すように、減衰フィルタ２１は、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂの光路上に設けられ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発する青色光ＬＢのうち、短波長側の波長帯域（波長帯域が４６０ｎｍ未満）の光を透過し、長波長側の波長帯域（波長帯域が４６０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内）の光を減衰する。すなわち、減衰フィルタ２１は、青色光ＬＢを特定の波長に帯域制限した青色光（以下、青色制限光という）ＬＢｓを生成する。それは、減衰フィルタ２１によって青色光ＬＢから青色制限光ＬＢｓを生成することで、血管のコントラストが良くなるということが分かっているからである。
【００３５】
また、減衰フィルタ２１は、模式的に波長４６０ｎｍで青色光ＬＢを減衰しているが、実際の減衰特性は波長５ｎｍ〜１０ｎｍ程度の幅を持つ。このため、減衰フィルタ２１は、波長４６０ｎｍ以上の光を減衰するために、波長４５０ｎｍ付近から透過率が減衰する特性を有する。
【００３６】
発光素子制御部２２は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの点灯／消灯、及び点灯時の光量を独立に制御することにより、各色光の発光タイミング、発光期間、光量、及び分光スペクトルを調節する。
【００３７】
具体的には、図６に示すように、通常モードでは、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させることにより、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲを同時に発光させる。これにより、通常モードでは、紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓと緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとが光路結合部２３によって結合され、観察対象２４に照射される。紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓと緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとからなる通常光は、それぞれ予め定められた特定の光量に制御され、ほぼ白色とされている。
【００３８】
また、キセノンランプ等の白色光源との演色性を維持するためには、観察対象２４に照射する紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの分光スペクトルに離散的な波長帯域がないことが好ましい。このため、減衰フィルタ２１の減衰特性は、キセノンランプ等との演色性が維持可能な程度に波長４６０ｎｍ以上の波長帯域の光を低減する特性を有する。
【００３９】
一方、発光素子制御部２２は、高画質モード時に、第１発光モードと第２発光モードとを切り替える制御を行う。
【００４０】
第１発光モードでは、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを点灯させ、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＧ−ＬＥＤ２０ｃを消灯させることにより、青色光ＬＢと赤色光ＬＲを同時に発光させる。青色光ＬＢに関しては、減衰フィルタ２１によって青色制限光ＬＢｓとされる。これにより、第１発光モードでは、図７に示すように、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとが光路結合部２３によって結合され、観察対象２４に照射される。
【００４１】
第２発光モードでは、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＧ−ＬＥＤ２０ｃを点灯させ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを消灯させることにより、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧを同時に発光させる。これにより、第２発光モードでは、図８に示すように、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとが光路結合部２３によって結合され、観察対象２４に照射される。
【００４２】
上記のように各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発光する各色光は、光路結合部２３を介して、挿入部１２ａ内に挿通されたライトガイド２９に入射される。ライトガイド２９は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２、光源装置１４、及びプロセッサ装置１６を接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３からの各色光を内視鏡１２に供給することにより、各色光を先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド２９としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
【００４３】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ３２を有している。ライトガイド２９からの光は、照明レンズ３２を介して、観察対象２４に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ３４及び撮像素子３６を有している。観察対象２４からの戻り光は、対物レンズ３４に入射し、この対物レンズ３４によって撮像素子３６の撮像面３６ａに結像される。
【００４４】
撮像素子３６は、単板カラー方式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等のカラー撮像素子であり、観察対象２４からの戻り光を撮像して画像信号を出力する。撮像素子３６の撮像面３６ａには、光電変換により画素信号を生成する複数の画素が形成されている。
【００４５】
図９に示すように、撮像面３６ａには、カラーフィルタアレイ３８が設けられている。カラーフィルタアレイ３８は、青色（Ｂ）フィルタ３８ａと、緑色（Ｇ）フィルタ３８ｂと、赤色（Ｒ）フィルタ３８ｃとで構成されている。各色フィルタ３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、１つの画素に対応して、その光入射側（つまり、対物レンズ３４側）に配置されている。カラーフィルタアレイ３８の色配列は、ベイヤー配列と呼ばれるものである。さらに、カラーフィルタアレイ３８上には、各画素に対応してマイクロレンズ（図示せず）が設けられている。
【００４６】
図１０に示すように、Ｂフィルタ３８ａは３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｇフィルタ３８ｂは４５０ｎｍ〜６３０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｒフィルタ３８ｃは５８０ｎｍ〜７６０ｎｍの分光透過率を有している。Ｂフィルタ３８ａが設けられた画素（以下、青色画素という）は、青色光ＬＢ（及び青色制限光ＬＢｓ）及び紫色光ＬＶに感度を有し、青色光ＬＢ（及び青色制限光ＬＢｓ）及び紫色光ＬＶの各戻り光を受光して、青色画像信号を出力する。Ｇフィルタ３８ｂが設けられた画素（以下、緑色画素という）は、緑色光ＬＧに感度を有し、緑色光ＬＧの戻り光を受光して、緑色画像信号を出力する。Ｒフィルタ３８ｃが設けられた画素（以下、赤色画素という）は、赤色光ＬＲに感度を有し、赤色光ＬＲの戻り光を受光して、赤色画像信号を出力する。しかし、上記分光透過率は一例であり、赤色画素であっても青色光ＬＢに多少感度を有するものや、青色画素であっても赤色光ＬＲに多少感度を有する撮像素子も存在する。
【００４７】
なお、緑色画素に関しては、緑色光ＬＧに感度を有するだけでなく、緑色光ＬＧの波長帯域と隣接した波長帯域を有する青色光ＬＢ及び赤色光ＬＲのうち少なくともいずれかにも感度を有する。このため、緑色光ＬＧと同時に青色光ＬＢや赤色光ＬＲが照射された場合、緑色画素は、緑色光ＬＧの戻り光のみならず青色光ＬＢや赤色光ＬＲの各戻り光を受光してしまい、混色が発生する。
【００４８】
撮像素子３６から出力される画像信号は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路４０に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０は、アナログ信号である画像信号に対して、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０を経た画像信号は、Ａ（Analog）／Ｄ（Digital）コンバータ４２により、デジタル画像信号に変換される。そして、Ａ／Ｄコンバータ４２からのデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。
【００４９】
プロセッサ装置１６は、撮像制御部４４と、受信部４６と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４８と、ノイズ除去部５０と、画像処理切替部５２と、通常画像生成部５４と、高画質画像生成部５６（画像処理部）と、映像信号生成部５８とを備えている。
【００５０】
撮像制御部４４は、発光素子制御部２２から同期信号を受け（あるいは発光素子制御部２２に同期信号を入力することにより）、発光素子制御部２２の発光タイミングと撮像素子３６の撮像フレームとの同期や、撮像素子３６からの画像信号の出力の制御を行う。
【００５１】
表１に示すように、通常モードの場合、観察対象２４に対して通常光が照射されるため、撮像素子３６は、１フレーム毎に、通常光のうち、紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓの各戻り光を青色画素で受光して青色画像信号を出力し、緑色光ＬＧの戻り光を緑色画素で受光して緑色画像信号を出力し、赤色光ＬＲの戻り光を赤色画素で受光して赤色画像信号を出力する。この撮像制御は、通常モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。
【００５２】
【表１】
2016032494.tif 000003
【００５３】
一方、高画質モードの場合、表２に示すように、第１発光モード時には観察対象２４に対して青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲが照射されるので、撮像素子３６は、第１フレームで、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲのうち、青色制限光ＬＢｓの戻り光を青色画素で受光して第１青色画像信号を出力し、赤色光ＬＲの戻り光を赤色画素で受光して第１赤色画像信号を出力する。なお、第１発光モード時にも緑色画素から第１緑色画像信号を出力する。
【００５４】
【表２】
2016032494.tif 000004
【００５５】
表３に示すように、第２発光モード時には観察対象２４に対して紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧが照射されるので、撮像素子３６は、第２フレームで、紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧのうち、紫色光ＬＶの戻り光を青色画素で受光して第２青色画像信号を出力し、緑色光ＬＧの戻り光を緑色画素で受光して第２緑色画像信号を出力する。なお、第２発光モード時にも赤色画素から第２赤色画像信号を出力する。
【００５６】
【表３】
2016032494.tif 000005
【００５７】
第１発光モード時に照射される青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとは、波長帯域が互いに離間している（図７参照）。これにより、青色画素は、青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光し、赤色光ＬＲで観察対象２４を照明した際の戻り光は受光しないため、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの混色が発生しない。このため、青色画素からは、青色制限光ＬＢｓの戻り光を撮像した第１青色画像信号が出力される。このように、第１青色画像信号は、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの混色の影響を受けていない。
【００５８】
また、赤色画素は、赤色光ＬＲで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光し、青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の戻り光は受光しないため、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの混色が発生しない。このため、赤色画素からは、赤色光ＬＲの戻り光を撮像した第１赤色画像信号が出力される。このように、第１赤色画像信号は、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの混色の影響を受けていない。
【００５９】
一方、第２発光モード時の紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとは、波長帯域が互いに離間している（図８参照）。これにより、青色画素は、紫色光ＬＶで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光し、緑色光ＬＧで観察対象２４を照明した際の戻り光は受光しないため、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの混色が発生しない。このため、青色画素からは、紫色光ＬＶの戻り光を撮像した第２青色画像信号が出力される。このように、第２青色画像信号は、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの混色の影響を受けていない。
【００６０】
また、緑色画素は、緑色光ＬＧで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光し、紫色光ＬＶで観察対象２４を照明した際の戻り光は受光しないため、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの混色が発生しない。このため、緑色画素からは、緑色光ＬＧの戻り光を撮像した第２緑色画像信号が出力される。このように、第２緑色画像信号は、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの混色の影響を受けていない。
【００６１】
このように、第１フレームと第２フレームとの２フレーム分の撮像制御は、高画質モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。また、高画質モードでは、第１フレームで出力された第１青色画像信号、及び第１赤色画像信号と、第２フレームで出力された第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号とを利用して、高画質画像の生成が行われる。上述したように第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号は、混色の影響を受けていないため、高画質モードでは、色の再現性が良い高画質画像が生成される。
【００６２】
また、青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の戻り光には表層血管の情報が含まれているため、第１フレームで出力された第１青色画像信号は、表層血管の情報を有する。これに対し、紫色光ＬＶで観察対象２４を照明した際の戻り光には極表層血管の情報が含まれているため、第２フレームで出力された第２青色画像信号は、極表層血管の情報を有する。
【００６３】
受信部４６は、内視鏡１２からデジタルの画像信号を受信する。ＤＳＰ４８は、受信した画像信号に対して、画素補間処理、ガンマ補正、色補正処理等の信号処理を施す。ノイズ除去部５０は、ＤＳＰ４８で各種信号処理が施された画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去された画像信号は、画像処理切替部５２に送信される。
【００６４】
画像処理切替部５２は、モード切替ＳＷ１３によって通常モードに設定されている場合には、通常モード時に得られる各色画像信号を通常画像生成部５４に送信する。また、モード切替ＳＷ１３によって高画質モードに設定されている場合には、高画質モード時に得られる各色画像信号を高画質画像生成部５６に送信する。
【００６５】
通常画像生成部５４は、通常モードに設定されている場合に作動し、青色画像信号、緑色画像信号、赤色画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行い、通常画像を生成する。色変換処理は、各色画像信号に対して、３×３のマトリックス処理、階調変換処理、及び３次元ＬＵＴ（Look Up Table）処理などにより色変換処理を行う。色彩強調処理は、色変換処理済みの各色画像信号に対して行われる。構造強調処理は、色彩強調処理済みの各色画像信号に対して行われ、例えば、表層付近の血管やピットパターン等の観察対象２４の構造を強調する。そして、構造強調処理済みの青色画像信号、緑色画像信号、赤色画像信号を用いて通常画像を生成する。生成された通常画像は、映像信号生成部５８に順次送信される。
【００６６】
高画質画像生成部５６は、高画質モードに設定されている場合に作動し、各色画像信号のうち、第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号を利用して、高画質画像を生成する。高画質画像生成部５６は、信号加算部６０と、画像生成部６２とを備える。なお、高画質画像生成部５６は、通常画像生成部５４と同様に、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行っても良い。
【００６７】
信号加算部６０は、第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号のうち、第１青色画像信号と第２青色画像信号とを画素毎に加算して、加算青色画像信号を求める。
【００６８】
図１１に示すように、信号加算部６０は、加算青色画像信号を生成する場合、第１青色画像信号と第２青色画像信号とのそれぞれに予め設定された重み付けをして加算する。例えば、第１青色画像信号の重み付けを「ａ」とし、第２青色画像信号の重み付けを「ｂ」とした場合、「ａ＜ｂ」の関係を満たすようにする（すなわち、第２青色画像信号の重み付けを、第１青色画像信号の重み付けよりも大きくする）。具体的には、第１青色画像信号と第２青色画像信号とを、「１：２」の比率で重み付けをして加算する。これにより、加算青色画像信号は、表層血管の情報よりも極表層血管の情報を多く含むようになる。このような加算は、全ての画素について行われる。
【００６９】
画像生成部６２は、加算青色画像信号、第１赤色画像信号、及び第２緑色画像信号から、高画質画像を生成する。加算青色画像信号には極表層血管の情報が多く含まれているため、高画質画像は、通常画像のような色合いや明るさを保ちつつ極表層血管の走行パターンやピットパターン等が強調される。画像生成部６２で生成された高画質画像は、映像信号生成部５８に順次送信される。
【００７０】
映像信号生成部５８は、通常画像生成部５４から受信した通常画像、または、高画質画像生成部５６から受信した高画質画像を、モニタ１８で表示可能な画像として表示するための映像信号に変換し、モニタ１８に順次出力する。これにより、モニタ１８には、通常画像が入力された場合は通常画像を表示し、高画質画像が入力された場合は高画質画像を表示する。
【００７１】
次に、本発明の作用について、図１２に示すフローチャートに沿って説明する。まず、通常モードにおいて、スクリーニングを行う（Ｓ１０）。このスクリーニング時に、ブラウニッシュエリアや発赤など、病変の可能性がある部位（以下、病変可能性部位という）を検出したときには（Ｓ１１）、モード切替ＳＷ１３を操作して、観察モードを高画質モードに切り替える（Ｓ１２）。
【００７２】
観察モードが高画質モードに切り替えられると、発光素子制御部２２は、第１発光モードで光源部２０を制御し、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとを観察対象２４に照射させる（Ｓ１３）。撮像素子３６は、第１フレームで、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲの観察対象２４からの各戻り光を撮像し、第１青色画像信号、第１緑色画像信号、及び第１赤色画像信号を出力する（Ｓ１４）。
【００７３】
その後、発光素子制御部２２は、発光モードを自動的に切り替え、第２発光モードで光源部２０を制御し、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとを観察対象２４に照射させる（Ｓ１５）。撮像素子３６は、第２フレームで、紫色光ＬＶと緑色光ＬＧの観察対象２４からの各戻り光を撮像し、第２青色画像信号、第２緑色画像信号、及び第２赤色画像信号を出力する（Ｓ１６）。
【００７４】
高画質画像生成部５６では、信号加算部６０が、第１青色画像信号と第２青色画像信号とを重み付けして加算することにより、加算青色画像信号を算出する（Ｓ１７）。そして、画像生成部６２が、加算青色画像信号、第１赤色画像信号、及び第２緑色画像信号から、高画質画像を生成する（Ｓ１８）。上記のように生成された高画質画像は、映像信号生成部５８で映像信号に変換され、モニタ１８に表示される（Ｓ１９）。高画質モードは、通常モードに切り替えられるか（Ｓ２０）、診断終了（Ｓ２１）まで繰り返し行われる。
【００７５】
以上のように、本発明は、高画質モードにおいて、波長帯域が互いに離間した青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲを発光する第１発光モードと、波長帯域が互いに離間した紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧを発光する第２発光モードとが交互に切り替えられることにより、各色画素が、それぞれに対応した色の戻り光のみ受光するため、混色の発生を防止することができる。
【００７６】
また、高画質画像を生成する際に、第２青色画像信号の重み付けを第１青色画像信号の重み付けよりも大きくした加算青色画像信号を用いることより、表層血管よりも極表層血管が強調された高画質画像が得られる。
【００７７】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１発光モード時に青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの２色の光を照射し、第２発光モード時に紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの２色の光を照射しているが、第２実施形態では、第１発光モード時に紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの３色の光を照射し、第２発光モード時に緑色光ＬＧのみを照射する。なお、通常モードについては、第１実施形態と同様なので説明を省略し、以下では、高画質モードの場合について説明を行う。
【００７８】
紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓは、両方とも狭帯域の光である。スクリーニングのように遠景観察では、より明るい照明光が用いられることが好ましい。そこで、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓを同時に照射し、より明るい照明光とすることによって、青色画像信号の情報が確実に得られるようにする。
【００７９】
発光素子制御部２２は、第１発光モードでは、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを点灯させて、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃを消灯させることにより、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、及び赤色光ＬＲを同時に発光させる。これにより、第１発光モードでは、図１３に示すように、紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとが光路結合部２３によって結合され、観察対象２４に照射される。
【００８０】
表４に示すように、撮像素子３６は、第１フレームで、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、及び赤色光ＬＲのうち、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の各戻り光を青色画素で受光して第１青色画像信号を出力し、赤色光ＬＲで観察対象２４を照明した際の戻り光を赤色画素で受光して第１赤色画像信号を出力する。なお、第１フレームでも緑色画素から第１緑色画像信号を出力する。
【００８１】
【表４】
2016032494.tif 000006
【００８２】
一方、第２発光モードでは、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃのみを点灯させて、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを消灯させることにより、緑色光ＬＧのみを発光させる。これにより、第２発光モードでは、図１４に示すように、緑色光ＬＧのみが光路結合部２３を介して、観察対象２４に照射される。
【００８３】
表５に示すように、撮像素子３６は、第２フレームで、緑色光ＬＧで観察対象２４を照明した際の戻り光を緑色画素で受光して第２緑色画像信号を出力する。なお、第２フレームでも青色画素から第２青色画像信号を出力し、赤色画素から第２赤色画像信号を出力する。
【００８４】
【表５】
2016032494.tif 000007
【００８５】
第１発光モード時に照射される光のうち、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの波長帯域と、赤色光ＬＲの波長帯域とは互いに離間している。これにより、青色画素は、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の各戻り光を受光し、赤色光ＬＲで観察対象２４を照明した際の戻り光は受光しないため、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、赤色光ＬＲとの間で混色が発生しない。このため、青色画素からは、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を撮像した第１青色画像信号が出力される。このように、第１青色画像信号は、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、赤色光ＬＲとの混色の影響を受けていない。
【００８６】
また、赤色画素は、赤色光ＬＲで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光し、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓで観察対象２４を照明した際の各戻り光は受光しないため、赤色光ＬＲと、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓとの間で混色が発生しない。このため、赤色画素からは、赤色光ＬＲの戻り光を撮像した第１赤色画像信号が出力される。このように、第１赤色画像信号は、赤色光ＬＲと、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓとの混色の影響を受けていない。
【００８７】
一方、第２発光モード時には緑色光ＬＧのみが照射される。これにより、緑色画素は、緑色光ＬＧで観察対象２４を照明した際の戻り光のみ受光するため、混色が発生しない。このため、緑色画素からは、緑色光ＬＧの戻り光を撮像した第２緑色画像信号が出力される。このように、第２緑色画像信号は、混色の影響を受けていない。
【００８８】
なお、第２実施形態では、高画質画像の生成を行う際に、第１青色画像信号と第２青色画像信号との加算が行われない。このため、高画質画像生成部５６には、信号加算部６０が設けられていない。そして、画像生成部６２では、第１青色画像信号、第１赤色画像信号、及び第２緑色画像信号から、色の再現性が良い高画質画像が生成される。
【００８９】
以上のように、第２実施形態では、高画質モードにおいて、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲを発光する第１発光モードと、緑色光ＬＧのみを発光する第２発光モードとが交互に切り替えられることにより、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧとの間で混色の発生を防止することができる。また、第１青色画像信号には極表層血管と表層血管との両方の情報が含まれているため、高画質画像は、極表層血管と表層血管との両方が強調される。
【００９０】
［第３実施形態］
第１、第２実施形態では、高画質モードにおいて、一部のＬＥＤを点灯させ、その他のＬＥＤを消灯させているが、第３実施形態では、全てのＬＥＤを点灯させ、且つ第１発光モードと第２発光モードとの間で各ＬＥＤから発光させる光の光量を異ならせる。
【００９１】
発光素子制御部２２は、第１、第２発光モード時に、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄの全てを点灯させることにより、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲの４色の光を発光させる。
【００９２】
また、発光素子制御部２２は、第１発光モードに切り替えられた場合、図１５に示すように、紫色光ＬＶの光量を光量ＰＶ１に設定し、青色制限光ＬＢｓの光量を光量ＰＢｓ１に設定し、緑色光ＬＧの光量を光量ＰＧ１に設定し、赤色光ＬＲの光量を光量ＰＲ１に設定する。なお、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１は、青色光ＬＢの光量を光量ＰＢ１に制御することによって設定される。
【００９３】
一方、第２発光モードに切り替えられた場合、図１６に示すように、紫色光ＬＶの光量を光量ＰＶ２に設定し、青色制限光ＬＢｓの光量を光量ＰＢｓ２に設定し、緑色光ＬＧの光量を光量ＰＧ２に設定し、赤色光ＬＲの光量を光量ＰＲ２に設定する。なお、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２は、青色光ＬＢの光量を光量ＰＢ２に制御することによって設定される。
【００９４】
発光素子制御部２２は、第１発光モードと第２発光モードとの間で、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの各光量を異ならせるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。
【００９５】
具体的には、紫色光ＬＶの光量に関しては、光量ＰＶ１と光量ＰＶ２とがＰＶ１＜ＰＶ２の関係を満たすように、第１発光モードと第２発光モードとでＶ−ＬＥＤ２０ａを制御する。例えば、光量ＰＶ１は、光量ＰＶ２の１／１０の光量とする。
【００９６】
青色制限光ＬＢｓの光量に関しては、光量ＰＢｓ１と光量ＰＢｓ２とがＰＢｓ１＞ＰＢｓ２の関係を満たすように、第１発光モードと第２発光モードとでＢ−ＬＥＤ２０ｂを制御する。例えば、光量ＰＢｓ２は、光量ＰＢｓ１の１／１０の光量とする。
【００９７】
緑色光ＬＧの光量に関しては、光量ＰＧ１と光量ＰＧ２とがＰＧ１＜ＰＧ２の関係を満たすように、第１発光モードと第２発光モードとでＧ−ＬＥＤ２０ｃを制御する。例えば、光量ＰＧ１は、光量ＰＧ２の１／１０の光量とする。
【００９８】
赤色光ＬＲの光量に関しては、光量ＰＲ１と光量ＰＲ２とがＰＲ１＞ＰＲ２の関係を満たすように、第１発光モードと第２発光モードとでＲ−ＬＥＤ２０ｄを制御する。例えば、光量ＰＲ２は、光量ＰＲ１の１／１０の光量とする。
【００９９】
これにより、第１発光モードでは、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲが同時に発光するが、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１と赤色光ＬＲの光量ＰＲ１については、第２発光モード時の青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２と赤色光ＬＲの光量ＰＲ２よりもそれぞれ大きくされた分光スペクトルとなる。これに対して、紫色光ＬＶの光量ＰＶ１と緑色光ＬＧの光量ＰＧ１については、第２発光モード時の紫色光ＬＶの光量ＰＶ２と緑色光ＬＧの光量ＰＧ２よりもそれぞれ小さくされた分光スペクトルとなる。
【０１００】
一方、第２発光モードでは、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲが同時に発光するが、紫色光ＬＶの光量ＰＶ２と緑色光ＬＧの光量ＰＧ２については、第１発光モード時の紫色光ＬＶの光量ＰＶ１と緑色光ＬＧの光量ＰＧ１よりもそれぞれ大きくされた分光スペクトルとなる。これに対して、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２と赤色光ＬＲの光量ＰＲ２については、第１発光モード時の青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１と赤色光ＬＲの光量ＰＲ１よりもそれぞれ小さくされた分光スペクトルとなる。
【０１０１】
表６に示すように、第１発光モードでは、撮像素子３６は、第１フレームで、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲのうち、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を青色画素で受光して第１青色画像信号を出力し、緑色光ＬＧの戻り光を緑色画素で受光して第１緑色画像信号を出力し、赤色光ＬＲの戻り光を赤色画素で受光して第１赤色画像信号を出力する。
【０１０２】
【表６】
2016032494.tif 000008
【０１０３】
表７に示すように、第２発光モードでは、撮像素子３６は、第２フレームで、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲのうち、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を青色画素で受光して第２青色画像信号を出力し、緑色光ＬＧの戻り光を緑色画素で受光して第２緑色画像信号を出力し、赤色光ＬＲの戻り光を赤色画素で受光して第２赤色画像信号を出力する。
【０１０４】
【表７】
2016032494.tif 000009
【０１０５】
第１発光モード時に照射される光のうち、青色制限光ＬＢｓの波長帯域と、紫色光ＬＶの波長帯域及び緑色光ＬＧの波長帯域とは互いに隣接しているものの、紫色光ＬＶの光量ＰＶ１及び緑色光ＬＧの光量ＰＧ１は、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１よりも小さく設定されている。これにより、青色画素は、紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧの各戻り光よりも青色制限光ＬＢｓの戻り光を多く受光するので、青色制限光ＬＢｓと、紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧとの間で混色の発生が抑制される。なお、青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとは、波長帯域が互いに離間しているため、混色が発生しない。このため、青色画素からは、青色制限光ＬＢｓの戻り光を多く撮像した第１青色画像信号が出力される。このように、第１青色画像信号は、青色制限光ＬＢｓと、紫色光ＬＶ及び緑色光ＬＧとの混色の影響が抑制されている。
【０１０６】
また、第１発光モード時に照射される光のうち、赤色光ＬＲの波長帯域と、緑色光ＬＧの波長帯域とは互いに隣接しているものの、緑色光ＬＧの光量ＰＧ１は、赤色光ＬＲの光量ＰＲ１よりも小さく設定されている。これにより、赤色画素は、緑色光ＬＧの戻り光よりも赤色光ＬＲの戻り光を多く受光するので、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとの間で混色の発生が抑制される。このため、赤色画素からは、赤色光ＬＲの戻り光を多く撮像した第１赤色画像信号が出力される。このように、第１赤色画像信号は、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとの混色の影響が抑制されている。
【０１０７】
一方、第２発光モード時に照射される光のうち、紫色光ＬＶの波長帯域と青色制限光ＬＢｓの波長帯域とは互いに隣接しているものの、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２は、紫色光ＬＶの光量ＰＶ２よりも小さく設定されている。これにより、青色画素は、青色制限光ＬＢｓの戻り光よりも紫色光ＬＶの戻り光を多く受光するので、紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓとの間で混色の発生が抑制される。なお、紫色光ＬＶは、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲとは、波長帯域が互いに離間しているため、混色が発生しない。このため、青色画素からは、紫色光ＬＶの戻り光を多く撮像した第２青色画像信号が出力される。このように、第２青色画像信号は、紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓとの混色の影響が抑制されている。
【０１０８】
また、第２発光モード時に照射される光のうち、緑色光ＬＧの波長帯域と、青色制限光ＬＢｓの波長帯域及び赤色光ＬＲの波長帯域とは互いに隣接しているものの、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ２は、緑色光ＬＧの光量ＰＧ２よりも小さく設定されている。これにより、緑色画素は、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲの各戻り光よりも緑色光ＬＧの戻り光を多く受光するので、緑色光ＬＧと、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲとの間で混色の発生が抑制される。このため、緑色画素からは、緑色光ＬＧの戻り光を多く撮像した第２緑色画像信号が出力される。このように、第２緑色画像信号は、緑色光ＬＧと、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲとの混色の影響が抑制されている。
【０１０９】
また、第３実施形態では、第１、第２実施形態の高画質画像生成部５６に代えて、図１７に示すように、高画質画像生成部７０が設けられている。高画質画像生成部７０には、位置ずれ補正部７２が設けられている。位置ずれ補正部７２は、第１フレームで出力された画像信号と、第２フレームで出力された画像信号との２フレーム間の位置合わせを行う。
【０１１０】
図１８に示すように、位置ずれ補正部７２は、位置ずれ量算出部７４と、位置合わせ部７６とを備えている。位置ずれ量算出部７４は、第１フレームと第２フレームとで出力された各色画像信号のうち、同じ色の光で照明された観察対象２４からの戻り光を撮像して出力された画像信号間の位置ずれ量を算出する。例えば、緑色光ＬＧで照明された観察対象２４からの戻り光を撮像して出力された第１、第２緑色画像信号の全画素について、第１、第２緑色画像信号の比較演算を行うことにより、Ｘ方向の位置ずれ量とＹ方向の位置ずれ量を求める。これらＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量が、第１フレームと第２フレームとの２フレーム間の位置ずれ量に相当する。
【０１１１】
なお、位置ずれ量を算出するために第１、第２緑色画像信号を用いる理由は、第１、第２青色画像信号、又は第１、第２赤色画像信号を用いる場合と比較して、位置ずれ量を正確に求められるからである。位置ずれ量を正確に求めるためには、第１フレームで出力される画像信号と第２フレームで出力される画像信号とのそれぞれから得られる画像に、同じ構造が写っていることが好ましい。ここで、第１、第２青色画像信号の生成に必要な紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓとは、第１フレームと第２フレームとで分光スペクトルが大きく異なっているため（図１５、図１６参照）、第１、第２青色画像信号のそれぞれから得られる画像に写っている構造が異なっている。具体的には、第１青色画像信号から得られる画像には極表層血管の構造よりも表層血管の構造が多く写っており、第２青色画像信号から得られる画像には表層血管の構造よりも極表層血管の構造が多く写っている。また、第１、第２赤色画像信号の生成に必要な赤色光ＬＲは、観察対象で吸収することなく大部分が反射することから、第１、第２赤色画像信号には血管などの構造がほとんど写っていない。
【０１１２】
これに対して、第１、第２緑色画像信号の生成に必要な緑色光ＬＧは、第１フレームと第２フレームとで分光スペクトルがそれほど大きく変わらないため（図１５、図１６参照）、第１、第２緑色画像信号のそれぞれから得られる画像に写っている構造はほぼ同じである。そのため、第１、第２緑色画像信号からは、位置ずれ量を正確に求めることができる。
【０１１３】
位置合わせ部７６は、位置ずれ量算出部７４で求めた位置ずれ量を用いて、第１フレームで出力された画像信号と、第２フレームで出力された画像信号との間の位置合わせを行う。具体的には、高画質画像を生成する際に利用する第１青色画像信号及び第１赤色画像信号と、第２青色画像信号及び第２緑色画像信号との間で位置合わせを行う。位置合わせを行う際は、第１フレームで出力された画像信号を、位置ずれ量の分だけフレーム間の位置ずれを打ち消す方向に移動させる。これにより、第１フレームで出力された画像信号の位置が、第２フレームで出力された画像信号の位置に合わせられ、これら２フレーム間の位置ずれが解消される。なお、これとは反対に、第２フレームで出力された画像信号を移動させて第１フレームで出力された画像信号に合わせてもよい。また、高画質画像を生成する際に利用する画像信号だけでなく、第１フレームで出力された全画像信号と、第２フレームで出力された全画像信号との間で位置合わせを行っても良い。
【０１１４】
高画質画像生成部７０では、位置合わせが行われた第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号に対して、上記第１実施形態と同様に、加算青色画像信号の算出等の各種処理が施された後、高画質画像が生成される。
【０１１５】
以上のように、第３実施形態では、高画質モードにおいて高画質画像を生成する際に、混色の影響が抑制された第１青色画像信号、第１赤色画像信号、第２青色画像信号、及び第２緑色画像信号が用いられるため、通常画像よりも色の再現性が良い高画質画像が得られる。また、同じ色の光から得られる２フレーム間の画像信号を用いて位置ずれが補正されるため、より鮮明な高画質画像となる。
【０１１６】
さらに、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが常時点灯されているため、第１発光モードと第２発光モードとを切り替えるたびに各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの点灯／消灯を繰り返す場合と比較して、各色光の光量が予め設定された特定の光量になるまでの時間（いわゆる、立ち上がり時間）が短縮される。このような立ち上がり時間の短縮により、予め設定された特定の光量で撮像が行われる時間が長く得られるため、高画質画像の明るさを向上させることができる。
【０１１７】
［第４実施形態］
第４実施形態では、第３実施形態と同様に、高画質モードにおいて、全てのＬＥＤを点灯させ、第１発光モードと第２発光モードとの間で各ＬＥＤから発光させる光の光量を異ならせるが、各ＬＥＤから発光させる光の光量のパターンが第３実施形態とは異なっている。
【０１１８】
図１９に示すように、発光素子制御部２２は、第１発光モードでは、紫色光ＬＶの光量を光量ＰＶ１に設定し、青色制限光ＬＢｓの光量を光量ＰＢｓ１に設定し、緑色光ＬＧの光量を光量ＰＧ１に設定し、赤色光ＬＲの光量を光量ＰＲ１に設定する。
【０１１９】
図２０に示すように、第２発光モードでは、紫色光ＬＶの光量を光量ＰＶ２に設定し、青色制限光ＬＢｓの光量を光量ＰＢｓ２に設定し、緑色光ＬＧの光量を光量ＰＧ２に設定し、赤色光ＬＲの光量を光量ＰＲ２に設定する。
【０１２０】
このように、高画質モードの場合、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、赤色光ＬＲ、及び緑色光ＬＧが同時に発光するが、第１発光モードでは、紫色光ＬＶの光量ＰＶ１、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１、及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ１については、第２発光モード時の紫色光ＬＶの光量ＰＶ２、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２、及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ２よりもそれぞれ大きくされた分光スペクトルとなる。これに対して、緑色光ＬＧの光量ＰＧ１については、第２発光モード時の緑色光ＬＧの光量ＰＧ２よりも小さくされた分光スペクトルとなる。
【０１２１】
一方、第２発光モードでは、緑色光ＬＧの光量ＰＧ２については、第１発光モード時の緑色光ＬＧの光量ＰＧ１よりも大きくされた分光スペクトルとなる。これに対して、紫色光ＬＶの光量ＰＶ２、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２、及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ２については、第１発光モード時の紫色光ＬＶの光量ＰＶ１、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１、及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ１よりもそれぞれ小さくされた分光スペクトルとなる。
【０１２２】
第１発光モード時に照射される光のうち、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの波長帯域と、緑色光ＬＧの波長帯域とは互いに隣接しているものの、緑色光ＬＧの光量ＰＧ１は、紫色光ＬＶの光量ＰＶ１及び青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１よりも小さく設定されている。これにより、青色画素は、緑色光ＬＧの戻り光よりも紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を多く受光するので、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、緑色光ＬＧとの間で混色の発生が抑制される。なお、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、赤色光ＬＲとは、波長帯域が互いに離間しているため、混色が発生しない。このため、青色画素からは、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を多く撮像した第１青色画像信号が出力される。このように、第１青色画像信号は、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓと、緑色光ＬＧとの混色の影響が抑制されている。
【０１２３】
また、第１発光モード時に照射される光のうち、赤色光ＬＲの波長帯域と、緑色光ＬＧの波長帯域とは互いに隣接しているものの、緑色光ＬＧの光量ＰＧ１は、赤色光ＬＲの光量ＰＲ１よりも小さく設定されている。これにより、赤色画素は、緑色光ＬＧの戻り光よりも赤色光ＬＲの戻り光を多く受光するので、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとの間で混色の発生が抑制される。このため、赤色画素からは、赤色光ＬＲの戻り光を多く撮像した第１赤色画像信号が出力される。このように、第１赤色画像信号は、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとの混色の影響が抑制されている。
【０１２４】
一方、第２発光モード時に照射される光のうち、緑色光ＬＧの波長帯域と、青色制限光ＬＢｓの波長帯域及び赤色光ＬＲの波長帯域とは互いに隣接しているものの、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ２及び赤色光ＬＲの光量ＰＲ２は、緑色光ＬＧの光量ＰＧ２よりも小さく設定されている。これにより、緑色画素は、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲの各戻り光よりも緑色光ＬＧの戻り光を多く受光するので、緑色光ＬＧと、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲとの間で混色の発生が抑制される。なお、緑色光ＬＧと紫色光ＬＶとは、波長帯域が互いに離間しているため、混色が発生しない。このため、緑色画素からは、緑色光ＬＧの戻り光を多く撮像した第２緑色画像信号が出力される。このように、第２緑色画像信号は、緑色光ＬＧと、青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲとの混色の影響が抑制されている。
【０１２５】
第４実施形態の位置合わせ部７６は、図２１に示すように、位置ずれ量算出部７４で求めたフレーム間の位置ずれ量を用いて、高画質画像の生成に利用される第１青色画像信号及び第１赤色画像信号と、第２緑色画像信号との間の位置合わせを行う。この２フレーム間の位置合わせについては、第３実施形態と同様である。
【０１２６】
高画質画像生成部７０では、位置合わせが行われた第１青色画像信号、第１赤色画像信号、及び第２緑色画像信号に対して、上記第２実施形態と同様に、各種画像処理が施され、高画質画像が生成される。
【０１２７】
以上のように、第４実施形態では、高画質モードにおいて高画質画像を生成する際に、混色の影響が抑制された第１青色画像信号、第１赤色画像信号、及び第２緑色画像信号が用いられるため、通常画像よりも色の再現性が良い高画質画像が得られる。また、同じ色の光から得られる２フレーム間の画像信号を用いて位置ずれが補正されるため、より鮮明な高画質画像となる。
【０１２８】
さらに、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが常時点灯されているため、第３実施形態と同様に、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの立ち上がり時間の短縮により、所定の光量で撮像が行われる時間が長く得られ、高画質画像の明るさを向上させることができる。
【０１２９】
なお、発光素子制御部２２は、第２実施形態の第１発光モードと、第１実施形態の第２発光モードとを切り替える制御を行うことができる。つまり、発光素子制御部２２は、第１発光モード時に紫色光ＬＶと青色制限光ＬＢｓと赤色光ＬＲとの３色の光を照射させ（図１３参照）、第２発光モード時に紫色光ＬＶと緑色光ＬＧとの２色の光を照射させる（図８参照）。
【０１３０】
この場合、撮像素子３６は、第１発光モードにおいて、第１フレームで、紫色光ＬＶ及び青色制限光ＬＢｓの各戻り光を青色画素で受光して第１青色画像信号を出力し、赤色光ＬＲの戻り光を赤色画素で受光して第１赤色画像信号を出力する。一方、第２発光モードにおいて、第２フレームで、紫色光ＬＶの戻り光を青色画素で受光して第２青色画像信号を出力し、緑色光ＬＧの戻り光を緑色画素で受光して第２緑色画像信号を出力する。
【０１３１】
また、第１発光モードと第２発光モードとの両方で紫色光ＬＶが照射されるため、位置ずれ補正部７２により、第１青色画像信号と第２青色画像信号とを用いて位置合わせを行っても良い。さらに、信号加算部６０により、第１青色画像信号と第２青色画像信号とを加算して、加算青色画像信号を算出しても良い。
【０１３２】
なお、第１〜第４実施形態では、第１発光モード時に発光させる複数色の光を第１フレームの期間内で同時に発光させているが、これら複数色の光を第１フレームの期間内で順次に発光させても良い。同様に、第２発光モード時に発光させる複数色の光を第２フレームの期間内で順次に発光させても良い。このように、第１発光モード、及び第２発光モード内で複数色の光を順次に発光させた場合でも、上記第１〜第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３３】
第１〜第４実施形態では、通常モードの場合、Ｖ−ＬＥＤ２０ａを点灯させることにより、紫色光ＬＶ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの４色の光を観察対象２４に照射させているが、Ｖ−ＬＥＤ２０ａを消灯させ、青色制限光ＬＢｓ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの３色の光を観察対象２４に照射させても良い。
【０１３４】
また、信号加算部６０によって加算青色画像信号を生成する場合、第２青色画像信号の重み付けを、第１青色画像信号の重み付けよりも大きくしているが、第１青色画像信号の重み付けを、第２青色画像信号の重み付けよりも大きくしても良い。このようにした場合、加算青色画像信号は、極表層血管の情報よりも表層血管の情報を多く含むようになる。このように、第１青色画像信号と第２青色画像信号との重み付けは適宜設定可能である。
【０１３５】
本発明において、第１発光モードで照明中の観察対象２４を撮像して画像信号を出力し、第２発光モードで照明中の観察対象２４を撮像して画像信号を出力するようにしているが、それに留まらず、図２２に示すように、第１発光モードで照明中の観察対象２４を撮像し、第２発光モードで照明中の観察対象２４を撮像して、画像信号を出力してもよい。その場合、撮像素子３６は、画素単位で蓄積時間を制御できることが好ましい。蓄積時間は、発光素子の発光期間と同期していることが好ましい。
【０１３６】
具体例として、第１発光モードで青色制限光ＬＢｓ及び赤色光ＬＲが照射され、第２発光モードで緑色光ＬＧが照射される場合について説明を行う。発光素子制御部２２は、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを制御して、青色制限光ＬＢｓ、赤色光ＬＲ、及び緑色光ＬＧのうち、青色制限光ＬＢｓの光量ＰＢｓ１を最も大きく設定し（図２２では、「光量：大」と表記）、赤色光ＬＲの光量ＰＲ１を最も小さく設定する（図２２では、「光量：小」と表記）。緑色光ＬＧの光量ＰＧ２は、光量ＰＢｓ１よりも小さく、且つ光量ＰＲ１よりも大きく設定する（図２２では、「光量：中」と表記）。
【０１３７】
また、発光素子制御部２２は、各色光を発光させる発光期間を制御する。青色制限光ＬＢｓの発光期間は、発光モードが第１発光モードに切り替えられてから時間Ｔ１が経過するまでとし、赤色光ＬＲの発光期間は、発光モードが第１発光モードに切り替えられてから時間Ｔ２が経過するまでとし、緑色光ＬＧの発光期間は、発光モードが第２発光モードに切り替えられてから時間Ｔ３が経過するまでとする。これら時間Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３は、Ｔ３＞Ｔ１、Ｔ２の関係を満たす。このため、赤色光ＬＲの発光期間は長くされ（図２２では、「期間：長」と表記）、青色制限光ＬＢｓの発光期間及び緑色光ＬＧの発光期間は、赤色光ＬＲの発光期間よりも短くされている（図２２では、「期間：短」と表記）。このように、光量の大きさと発光期間の長さを制御することにより、高画質画像の明るさや色合いが制御される。特に、上記のような光量及び発光期間に設定することによって、各色光の総光量が一定に保持され、白色光のような色合いや明るさが保たれる。
【０１３８】
撮像制御部４４は、各色光の発光期間に同期して撮像素子３６の蓄積時間を制御する蓄積制御を行う。蓄積時間は、画素が受光した戻り光を、その光量に応じた信号電荷に変換して蓄積する時間である。第１発光モードでは第１蓄積制御が行われ、第２発光モードでは第２蓄積制御が行われる。第１蓄積制御では、青色画素は、青色制限光ＬＢｓの発光期間に、青色制限光ＬＢｓが発光する時間Ｔ１と同じ時間だけ青色制限光ＬＢｓの戻り光を信号電荷として蓄積する。また、赤色画素は、赤色光ＬＲの発光期間に、赤色光ＬＲが発光する時間Ｔ２と同じ時間だけ赤色光ＬＲの戻り光を信号電荷として蓄積する。一方、第２蓄積制御では、緑色画素は、緑色光ＬＧの発光期間に、緑色光ＬＧが発光する時間Ｔ３と同じ時間だけ緑色光ＬＧの戻り光を信号電荷として蓄積する。
【０１３９】
また、撮像素子３６は、第１蓄積制御と第２蓄積制御が行われた際に、各色画素から信号電荷の読出しが行われ、この信号電荷を画像信号に変換して出力する。具体的には、青色画素から信号電荷の読出しを行い、この信号電荷を第１青色画像信号及び第２青色画像信号に変換して出力する。同様に、緑色画素から信号電荷の読出しを行い、この信号電荷を第１緑色画像信号及び第２緑色画像信号に変換して出力する。赤色画素から信号電荷の読出しを行い、この信号電荷を第１赤色画像信号及び第２赤色画像信号に変換して出力する。
【０１４０】
また、本発明は、後述する付記項に示す構成要素を有する内視鏡システムとして構成した場合でも、本発明の課題を解決することができる。
【０１４１】
［付記項１］
青色光を発する青色発光素子と、
赤色光を発する赤色発光素子と、
広帯域の緑色光を発する緑色発光素子と、
紫色光を発する紫色発光素子と、
前記青色光と前記赤色光と前記紫色光とを発光させ、且つ前記青色光の光量と前記紫色光の光量とが特定の光量比にされた第１発光モードと、前記緑色光を発光させる第２発光モードとで前記青色発光素子と前記赤色発光素子と前記緑色発光素子と前記紫色発光素子とを制御し、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替える制御を行う発光素子制御部と、
前記青色光と前記紫色光に感度を有する青色画素と、前記赤色光に感度を有する赤色画素と、前記緑色光に感度を有し、更に前記青色光と前記紫色光と前記赤色光とのうち少なくともいずれかの光に感度を有する緑色画素とが設けられたカラー撮像素子と、
前記第１発光モードで照明中の被検体を撮像し、且つ前記第２発光モードで照明中の被検体を撮像して画像信号を出力する撮像制御部と、
前記画像信号から特定画像を生成する画像処理部とを備えることを特徴とする内視鏡システム。
【０１４２】
［付記項２］
前記発光素子制御部は、前記紫色光の光量を、前記青色光の光量よりも大きくすることを特徴とする付記項１に記載の内視鏡システム。
【０１４３】
付記項２に係る内視鏡システムによれば、極表層血管の情報が多く含まれた紫色光の光量を、表層血管の情報が多く含まれた青色光の光量よりも大きくすることにより、表層血管よりも極表層血管が強調された特定画像が生成される。
【０１４４】
［付記項３］
前記発光素子制御部は、前記青色光の光量を、前記紫色光の光量よりも大きくすることを特徴とする付記項１に記載の内視鏡システム。
【０１４５】
付記項３に係る内視鏡システムによれば、表層血管の情報が多く含まれた青色光の光量を、極表層血管の情報が多く含まれた紫色光の光量よりも大きくすることにより、極表層血管よりも表層血管が強調された特定画像が生成される。
【符号の説明】
【０１４６】
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
２０  光源部
２０ａ  Ｖ−ＬＥＤ
２０ｂ  Ｂ−ＬＥＤ
２０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ
２０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ
２１  減衰フィルタ
２２  発光素子制御部
３６  撮像素子
３８  カラーフィルタアレイ
３８ａ  青色（Ｂ）フィルタ
３８ｂ  緑色（Ｇ）フィルタ
３８ｃ  赤色（Ｒ）フィルタ
４４  撮像制御部
５４  通常画像生成部
５６、７０  高画質画像生成部
６０  信号加算部
６２  画像生成部
７２  位置ずれ補正部
７４  位置ずれ量算出部
７６  位置合わせ部
【図１】
2016032494.tif 000010
【図２】
2016032494.tif 000011
【図３】
2016032494.tif 000012
【図４】
2016032494.tif 000013
【図５】
2016032494.tif 000014
【図６】
2016032494.tif 000015
【図７】
2016032494.tif 000016
【図８】
2016032494.tif 000017
【図９】
2016032494.tif 000018
【図１０】
2016032494.tif 000019
【図１１】
2016032494.tif 000020
【図１２】
2016032494.tif 000021
【図１３】
2016032494.tif 000022
【図１４】
2016032494.tif 000023
【図１５】
2016032494.tif 000024
【図１６】
2016032494.tif 000025
【図１７】
2016032494.tif 000026
【図１８】
2016032494.tif 000027
【図１９】
2016032494.tif 000028
【図２０】
2016032494.tif 000029
【図２１】
2016032494.tif 000030
【図２２】
2016032494.tif 000031