内視鏡システム
【課題】内視鏡システムで通常使用している光源とは異なる光源を用いた場合であっても、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことが少ない表示画像を生成する。
【解決手段】白色ＬＥＤ１２から射出された白色光Ｌ１を観察対象へ照射して、撮像素子２２により撮像し、ＲＧＢ画像信号を取得して、推定分光データ算出部３３へ出力する。推定分光データ算出部３３では、ＲＧＢ画像信号と記憶部４１に記憶されている推定分光マトリクスデータを用いてマトリクス演算を行なって、推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を算出する。擬似通常画像生成部３６では、この推定分光データと記憶部４１に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータとを用いてマトリクス演算を行なって擬似３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成する。表示信号生成部３６では、擬似ＲＧＢ画像信号から擬似通常画像表示信号を生成して表示装置２へ出力する。
【解決手段】白色ＬＥＤ１２から射出された白色光Ｌ１を観察対象へ照射して、撮像素子２２により撮像し、ＲＧＢ画像信号を取得して、推定分光データ算出部３３へ出力する。推定分光データ算出部３３では、ＲＧＢ画像信号と記憶部４１に記憶されている推定分光マトリクスデータを用いてマトリクス演算を行なって、推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を算出する。擬似通常画像生成部３６では、この推定分光データと記憶部４１に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータとを用いてマトリクス演算を行なって擬似３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成する。表示信号生成部３６では、擬似ＲＧＢ画像信号から擬似通常画像表示信号を生成して表示装置２へ出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象への光の照射により観察対象の像を撮像素子により撮像し、その撮像素子から出力された画像信号を取得する画像取得方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、白色光によって照明された体腔内の観察対象を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子内視鏡装置が広く実用化されている。
【０００３】
このような内視鏡装置においては、白色光を射出する光源としては通常キセノンランプが使用されている。一方、近年ＬＥＤの開発が進められ、内視鏡装置の光源としても実用化されつつある。
【０００４】
特許文献１には、Ｒ光を射出するＬＥＤ、Ｂ光を射出するＬＥＤおよびＲ光を射出するＬＥＤを用いて白色光を構成して画像を取得する内視鏡システムが記載されている。また、特許文献２においては、白色光を射出するＬＥＤと、複数個の狭帯域光を射出するＬＥＤとからなる光源を有するカプセルタイプの内視鏡システムが開示されている。この内視鏡システムにおいては、ＲＧＢモザイクフィルタが設けられた撮像素子により同時方式でカラーの通常画像の取得および狭帯域画像の取得を行っている。
【特許文献１】特開２００７−２９５５５号公報
【特許文献２】特開２００６−６８４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、内視鏡システムの光源としては、キセノンランプが用いられることが多く、キセノンランプから射出された光を照射して取得したカラー画像を使用者は見慣れている。キセノンランプから射出される光の分光放射特性を図１に示す。一方、白色ＬＥＤの分光放射特性は、ＬＥＤのタイプによりさまざまに異なっている。例えば、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせることにより生成した白色ＬＥＤから射出される光の分光放射特性を図２に示す。
【０００６】
このように、白色ＬＥＤから射出される光の分光放射特性が、キセノンランプの分光放射特性とはかなり異なる場合には、白色ＬＥＤから発せられた光を観察対象に照射して画像を取得した場合、その表示画像は青みを帯びた表示画像となり、キセノンランプから発せられた光を用いて取得した表示画像に慣れた使用者は、表示画像の色味に違和感を持つ虞がある。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、通常使用している光源とは異なる光源を用いた場合であっても、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことが少ない表示画像を生成することができる内視鏡システム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】
【０００８】
本発明の内視鏡システムは、観察対象へ照射する照明光を射出する光源部と、
前記照明光が照射された前記観察対象の像を撮像する撮像素子を備える撮像部と、
前記撮像素子から出力された画像信号に基づいて、表示画像を生成するプロセッサ部とを備える内視鏡システムにおいて、
前記照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた推定分光マトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスを記憶する第２に記憶部と、
前記撮像素子により取得された画像信号と、前記第１の記憶部に記憶されている前記推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出する推定分光データ算出手段と、
該推定分光データ算出手段において算出された推定分光データと前記第２の記憶部に記憶されている擬似システムマトリクスとを用いて、表示画像として擬似通常画像を生成する擬似通常画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、なお、ここで「照明光」とは白色光であってもよいし、あるいは所望の波長帯域の光であってもよい。また白色光であれば、キセノンランプのような単一の光源から射出される光であってもよいし、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光源から射出される光を重畳した光であってもよい。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光から構成される光である場合には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光は同時に照射されるものであってもよいし、あるいは順次照射されるものであってもよい。また、撮像部とプロセッサ部とは直接電気的に接続されるものであってもよいし、あるいは無線等により接続されるものであってもよい。
【００１０】
また、前記光源部および前記第１の記憶部は、前記撮像部内に設けられていてもよい。さらに、前記光源部は、ＬＥＤからなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内視鏡システムによれば、撮像素子により取得された画像信号と、記憶されている推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出し、この推定分光データと、照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスとを用いて、表示画像としての擬似通常画像を生成することにより、観察対象へ照明光ではなく、擬似照明光を照射した場合に得られる画像信号に基づく表示画像を表示することができ、通常使用している光源とは異なる光源を用いた場合であっても、通常使用している光源を用いて撮像した表示画像と近時した表示画像を表示することができ、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の画像取得装置の一実施形態を用いた内視鏡システムについて詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態を用いた内視鏡システム５の概略構成を示すものである。本内視鏡システムは、白色光の照射および狭帯域光の照射を時分割で行い、白色光の照射により撮像した通常画像と、狭帯域光の照射により撮像した狭帯域画像とを並べて表示装置に表示するものである。
【００１３】
内視鏡システム１は、図３に示すように、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット１０と、このスコープユニット１０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット３０とから構成されている。
【００１４】
スコープユニット１０は、照明用光学系１１、ＬＥＤ１２〜１４、該ＬＥＤ１２〜１４を駆動するＬＥＤ駆動部１６、結像光学系２１、撮像素子２２、該撮像素子２２を駆動する撮像素子駆動部２５、撮像素子２２から出力されて信号を処理するＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２４、および各部の動作を制御するスコープコントローラ２６を備えている。
【００１５】
ＬＥＤ１２は、通常画像撮像用の白色光Ｌ１を射出するＬＥＤであり、ＬＥＤ１３および１４は、狭帯域画像撮像用の狭帯域光を射出するＬＥＤである。図２は白色ＬＥＤ１２の発光スペクトルを示すものである。また、図２は狭帯域ＬＥＤ１３および１４の発光スペクトルを示すものであり、この図２に示すように、ＬＥＤ１３からは、中心波長４１５ｎｍ、半値幅２０〜４０ｎｍの狭帯域光がＬ２射出され、ＬＥＤ１４からは中心波長５４０ｎｍ、半値幅２０〜４０ｎｍの狭帯域光Ｌ３が射出される。
【００１６】
撮像素子２２はたとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなり、結像光学系２１により結像された観察対象像を光電変換して画像情報を取得するものである。この撮像素子２２には、微小なＲＧＢフィルタから構成される色フィルタ２７が撮像面の前面に設けられている。撮像素子２２により取得された画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路２３によりサンプリングおよび増幅され、Ａ／Ｄ変換部２４によりＡ／Ｄ変換され、その後プロセッサユニット３０に出力される。
【００１７】
プロセッサユニット３０は、スコープユニット１０から入力された画像信号から表示用の画像を生成するプロセッサ部３１と、該プロセッサ部３１へ接続され、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスを記憶する記憶部４１と、キーボードあるいはタッチパネルなどからなる入力部４２とを備えている。なお、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスの詳細は後述する。
【００１８】
プロセッサ部３１は、スコープユニット１０から入力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３色画像信号を取得するＲＧＢ信号取得部３２と、ＲＧＢ画像信号と推定分光マトリクスデータとを用いて推定分光データを算出する推定分光データ算出部３３と、この推定分光データと擬似システムマトリクスデータとを用いて、擬似通常画像信号を生成する擬似通常画像生成部３４と、狭帯域光Ｌ２および狭帯域光Ｌ３の照射により取得されたＲＧＢ画像信号に基づいて狭帯域画像信号を生成する狭帯域画像生成部３５と、補正通常画像生成部３４で生成された補正通常画像信号と、狭帯域画像生成部３５において取得された狭帯域画像信号とに対し、種々の処理を施して表示用画像信号を生成する表示信号生成部３６とを備えている。
【００１９】
記憶部４１には、観察対象の推定分光データを算出するための推定分光マトリクスデータが記憶されている。推定分光マトリクスデータはテーブルとして記憶部３２にあらかじめ記憶されている。この推定分光マトリクスデータは、観察対象へ照射される白色光Ｌ１の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクスデータであり、撮像素子２２により撮像されたＲＧＢ画像信号と、この推定分光マトリクスデータとの演算により、白色光Ｌ１の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等に依存しない、観察対象の分光データを得ることができる。なお、この推定分光マトリクスデータの詳細は、特開２００３−９３３３６号公報あるいは特開２００７−２０２６２１号公報などに開示されている。本実施形態において、この記憶部３２に格納されている推定分光マトリクスデータの一例は次の表１のようになる。
【表１】
【００２０】
この表１のマトリクスデータは、例えば４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた６１の波長域パラメータ（係数セット）ｐ１〜ｐ６１とから構成されている。
【００２１】
また、記憶部４１には、観察対象の推定分光データから擬似通常画像信号を算出するための擬似システムマトリクスデータが記憶されている。擬似システムマトリクスデータはテーブルとして記憶部３２にあらかじめ記憶されている。
【００２２】
まず、通常のシステムマトリクスデータについて説明し、その後で擬似システムマトリクスデータについて説明する。システムマトリクスは、観察対象に照射される白色光Ｌ１の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクスデータであり、観察対象の分光反射率と、このシステムマトリクスとの演算により、白色光Ｌ１の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等を反映した観察対象の３色画像信号を得ることができる。なお、システムマトリクスと前述の推定分光マトリクスとは一般化逆行列の関係となる。
【００２３】
一方、擬似システムマトリクスは、擬似通常画像を生成する際に使用する擬似光源、例えばキセノンランプから射出された光の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したシステムマトリクスデータである。観察対象の分光反射率と、この擬似システムマトリクスとの演算により、キセノンランプから射出された光の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等を反映した観察対象の３色画像信号を得ることができる。すなわち、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号を演算により算出することができる。本実施形態において、この記憶部４１に格納されている擬似システムマトリクスデータの一例は次の表２のようになる。
【表２】
【００２４】
この表２のマトリクスデータは、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号と対応する３つの画像信号パラメータ（係数セット）ｐｒ、ｐｇ、ｐｂから構成されている。
【００２５】
表示装置２は、液晶表示装置やＣＲＴ等から構成され、プロセッサユニット３０から出力された表示用の画像信号に基づいて擬似通常画像および狭帯域画像を表示するものである。
【００２６】
次に、本実施形態の内視鏡システムの動作について説明する。まず、スコープユニット１０の挿入部分が体腔内に挿入された後、プロセッサユニット３０のプロセッサ部３１からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ駆動部１６は、白色ＬＥＤ１２と、狭帯域ＬＥＤ１３および１４とを１／６０秒間隔で交互に駆動する。
【００２７】
白色ＬＥＤ１２、または狭帯域ＬＥＤ１３および１４が駆動されると、この白色ＬＥＤ１２から射出された白色光Ｌ１または狭帯域ＬＥＤ１３および１４から射出された狭帯域光Ｌ２およびＬ３は、照明用光学系１１を介して観察対象に照射される。撮像素子駆動部２５によって駆動された撮像素子２２が観察対象の像を撮像して、画像信号を出力する。この画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換部２４でＡ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてプロセッサユニット３０のＲＧＢ信号取得部３２へ入力される。
【００２８】
ＲＧＢ信号取得部３２では、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成する。なお、白色光Ｌ１の照射により生成されたＲＧＢ画像信号は、推定分光データ算出部３３へ出力され、狭帯域光Ｌ２およびＬ３の照射により生成されたＲＧＢ画像信号は、狭帯域画像信号生成部３５へ出力される。なお、狭帯域光Ｌ２は中心波長４１５ｎｍの光であるためＢ画像信号に対応し、狭帯域光Ｌ３は中心波長５４０ｎｍの光であるためＧ画像信号に対応する。なお、Ｒ画像信号は赤色の光が観察対象へ照射されていないため、ゼロ値として出力される。
【００２９】
ＲＧＢ信号取得部３２から白色光Ｌ１の照射によるＲＧＢ画像信号が入力されると、推定分光データ算出部３３では、画素毎に、ＲＧＢ信号取得部３２から出力された白色光Ｌ１によるＲＧＢ画像信号と、記憶部４１に記憶されている推定分光マトリクスデータを用いて、次式で示すマトリクス演算を行なって推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４へ出力する。
【数１】
【００３０】
擬似通常画像生成部３４は、この推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）と、記憶部４１に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータ（ｐｒ，ｐｇ，ｐｂ）とを用いて、次式で示すマトリクス演算を行なって補正３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成し、適宜各種の信号処理を施した上、擬似ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【数２】
【００３１】
その後、ＲＧＢ信号取得部３２から狭帯域光Ｌ２および狭帯域光Ｌ３の照射によるＲＧＢ画像信号が入力される。なお、前述したように狭帯域光Ｌ２は中心波長４１５ｎｍの光であるためＢ画像信号として、狭帯域光Ｌ３は中心波長５４０ｎｍの光であるためＧ画像信号として入力される。なお、Ｒ画像信号は赤色の光が観察対象へ照射されていないため、画像信号は入力されない。
【００３２】
狭帯域画像生成部３５では、入力されたＢ画像信号を表示用のＢ画像信号およびＲ画像信号へ割り当て、また入力されたＧ画像信号を、表示用のＧ画像信号へ割り当てる。この表示用のＲＧＢ画像信号へ適宜各種の信号処理を施した上、狭帯域ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【００３３】
表示信号生成部３６では、擬似通常画像生成部３４から入力された擬似ＲＧＢ画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、さらに、このＹ／Ｃ信号へ対し、Ｉ／Ｐ変換およびノイズ除去などの各種信号処理を施して擬似通常画像表示信号を生成する。また、狭帯域画像生成部３５から入力された狭帯域ＲＧＢ画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、さらに、このＹ／Ｃ信号へ対し、Ｉ／Ｐ変換およびノイズ除去などの各種信号処理を施して狭帯域画像表示信号を生成する。狭帯域画像表示信号と擬似通常画像表示信号とを合成して表示信号を生成して表示装置２へ出力する。なお、表示装置２には、１／３０秒間隔で更新される動画が表示される。
【００３４】
表示装置２は、入力された表示信号に基づいて、擬似通常画像および狭帯域画像を表示する。擬似通常画像は、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号を演算により算出して表示したものである。
【００３５】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態においては、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号に基づく表示画像を表示するので、通常使用しているキセノンランプとは異なる光源を用いた場合であっても、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことを防止することができる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態である内視鏡システム６の概略構成図を示すものである。なお、図１に示す第１の実施形態である内視鏡システム５と同一の部位については、同符号を付与し、説明を省略する。
【００３７】
図４に示すように、本発明の実施形態を用いた内視鏡システム６は、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット５０と、このスコープユニット５０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット５１とから構成されている。
【００３８】
本内視鏡システム６は、プロセッサユニット５１に設けられた記憶部５２には、擬似システムマトリクスのみが記憶され、推定分光マトリクスは、スコープユニット５０に設けられた記憶部５３に記憶されている点が、図３に示す内視鏡システム５とは異なるものである。
【００３９】
ＲＧＢ信号取得部３２から白色光Ｌ１の照射によるＲＧＢ画像信号が入力されると、推定分光データ算出部３３では、画素毎に、ＲＧＢ信号取得部３２から出力された白色光Ｌ１によるＲＧＢ画像信号と、スコープコントローラ２６を介して記憶部５３から読み出した推定分光マトリクスデータを用いて推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４へ出力する。なお、スコープユニット５０の記憶部５３に記憶されている推定分光マトリクスデータは、スコープユニット５０に設けられている白色ＬＥＤ１２の分光放射率を反映したものである。
【００４０】
一般に、プロセッサユニットとスコープユニットとは着脱自在に構成されている。またスコープユニットは使用する毎に洗浄が必要であり、そのため一台のプロセッサユニットに対して、複数個のスコープユニットが順次接続されて使用される。一方、白色ＬＥＤの分光放射率は、個々のバラツキが大きい。このため、白色ＬＥＤ１２の分光放射率を反映する推定分光マトリクスがプロセッサユニットに設けられた記憶部に記憶されている場合には、この推定分光マトリクスは、個々のスコープユニットに搭載されている白色ＬＥＤ１２の平均的な分光放射率を反映したものであり、個々の白色ＬＥＤ１２の分光反射率を正確に反映しているとは言い難い。一方、本実施の形態においては、スコープユニット５０を製造する際に、このスコープユニット５０に搭載されている白色ＬＥＤ１２に対応する推定分光マトリクスを求めて、記憶部５３へ記憶させる。このため、記憶部５３へ記憶されている推定分光マトリクスは、白色ＬＥＤ１２の分光放射率をより正確に反映したマトリクスである。
【００４１】
擬似通常画像生成部３４は、この推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）と、記憶部５２に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータとを用いて、マトリクス演算を行なって補正３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成し、適宜各種の信号処理を施した上、擬似ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【００４２】
表示信号生成部３６では、この擬似ＲＧＢ画像信号から擬似通常画像表示信号を生成し、また狭帯域画像生成部３５から入力された狭帯域ＲＧＢ画像信号から狭帯域画像表示信号を生成し、狭帯域画像表示信号と擬似通常画像表示信号とを合成して表示信号を生成して表示装置２へ出力する。
【００４３】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の内視鏡システムにおいては、第１の実施の形態と同様な効果が得られ、さらに推定分光マトリクスが白色ＬＥＤ１２の分光反射率をより正確に反映したものであるため、より正確な推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を得ることができ、より実際の通常画像に近く、信頼性の高い擬似通常画像を表示することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、白色光Ｌ１用の光源として白色ＬＥＤ１２を用いたが、これに限定されるものではなく、Ｒ光を射出するＬＥＤ、Ｇ光を射出するＬＥＤおよびＢ光を射出するＬＥＤの３つの光源を用いてもよい。あるいはＲ光を射出するＬＥＤと、ＬＥＤ１３、およびＬＥＤ１４とを白色光用の光源として使用することもできる。
【００４５】
次に、図５を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、本発明の第５の実施形態である内視鏡システム７の概略構成図を示すものである。なお、図１に示す第１の実施形態である内視鏡システム５と同一の部位については、同符号を付与し、説明を省略する。
【００４６】
内視鏡システム７は、図５に示すように、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット６０と、このスコープユニット６０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット６１とから構成されている。
【００４７】
スコープユニット６０には、光源としてＬＥＤ６２が設けられている。ＬＥＤ６２は、図６に示すような分光放射率を有する光Ｌ４を射出するものである。光Ｌ４は、４３０ｎｍおよび５４０ｎｍにおいて放射率のピークを有する。すなわち、通常画像撮像用の白色光と、狭帯域画像撮像用の狭帯域光とを同時に射出するＬＥＤである。
【００４８】
プロセッサユニット６１は、スコープユニット６０から入力された画像信号から表示用の画像を生成するプロセッサ部６３と、該プロセッサ部６３へ接続され、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスを記憶する記憶部４１と、入力部４２とを備えている。
【００４９】
プロセッサ部６３は、図３に示す第１の実施形態である内視鏡システム５のプロセッサ部３１のＲＧＢ信号取得部３２の代わりに、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成し、推定分光データ算出部３３および狭帯域画像信号生成部３５へ出力するＲＧＢ画像取得部６４を備えている。他の構成は内視鏡システム５のプロセッサ部３１の構成と同様である。
【００５０】
スコープユニット６０の挿入部分が体腔内に挿入された後、プロセッサユニット６１のプロセッサ部６３からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ駆動部１６は、ＬＥＤ６２を駆動する。ＬＥＤ６２から射出された光Ｌ４は、照明用光学系１１を介して観察対象に照射される。 撮像素子駆動部２５によって駆動された撮像素子２２が観察対象の像を撮像して、画像信号を出力する。この画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換部２４でＡ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてプロセッサユニット６３のＲＧＢ信号取得部６４へ入力される。
【００５１】
ＲＧＢ信号取得部６４では、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成し、推定分光データ算出部３３および狭帯域画像信号生成部３５へ出力する。
【００５２】
以下、図３に示す第１の実施形態である内視鏡システム５のプロセッサ部３１と同様に、推定分光データ算出分３３で推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４で擬似ＲＧＢ画像信号を算出して表示信号生成部３６へ出力する。なお、記憶部４１に記憶されている推定システムマトリクスは、ＬＥＤ６２から射出される光Ｌ４の分光反射率を反映するものである。
【００５３】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の内視鏡システムにおいては、第１の実施の形態と同様な効果が得られ、さらに一つのＬＥＤのみから構成される簡易な光源を用いて、狭帯域画像と擬似通常画像とを表示することができる。
【００５４】
また、上記実施形態の内視鏡システムにおいては、スコープユニットの撮像素子として、ＲＧＢの色フィルタを有する原色型撮像素子を用いるようにしたが、これに限らず、例えばＣＭＹ（シアン、マゼンダ、イエロー）の色フィルタを有する補色型撮像素子を用いてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態のような、スコープ部を備えた内視鏡装置にかぎるものではなく、腹腔鏡やコルポスコープあるいはカプセル内視鏡などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】キセノンランプから射出された光の分光放射率を示す図
【図２】白色ＬＥＤから射出された光の分光放射率を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図５】本発明の第３の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図６】ＬＥＤから射出される光の分光放射率を示す図
【符号の説明】
【００５７】
５，６，７ 内視鏡システム
２ 表示装置
１０，５０，６０ スコープユニット
１１ 照明用光学系
１２，１３，１４，６２ ＬＥＤ
１６ ＬＥＤ駆動部
２１ 結像光学系
２２ 撮像素子
２３ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
２４ Ａ／Ｄ変換部
２５ 撮像素子駆動部
２６ スコープコントローラ
２７ 色フィルタ
３０，５１，６１ プロセッサユニット
３１，６３ プロセッサ部
３２，６４ ＲＧＢ信号取得部
３３ 推定分光データ算出部
３４ 擬似通常画像生成部
３５ 狭帯域画像生成部
３６ 表示信号生成部
４１ 記憶部
４２ 入力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象への光の照射により観察対象の像を撮像素子により撮像し、その撮像素子から出力された画像信号を取得する画像取得方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、白色光によって照明された体腔内の観察対象を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子内視鏡装置が広く実用化されている。
【０００３】
このような内視鏡装置においては、白色光を射出する光源としては通常キセノンランプが使用されている。一方、近年ＬＥＤの開発が進められ、内視鏡装置の光源としても実用化されつつある。
【０００４】
特許文献１には、Ｒ光を射出するＬＥＤ、Ｂ光を射出するＬＥＤおよびＲ光を射出するＬＥＤを用いて白色光を構成して画像を取得する内視鏡システムが記載されている。また、特許文献２においては、白色光を射出するＬＥＤと、複数個の狭帯域光を射出するＬＥＤとからなる光源を有するカプセルタイプの内視鏡システムが開示されている。この内視鏡システムにおいては、ＲＧＢモザイクフィルタが設けられた撮像素子により同時方式でカラーの通常画像の取得および狭帯域画像の取得を行っている。
【特許文献１】特開２００７−２９５５５号公報
【特許文献２】特開２００６−６８４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、内視鏡システムの光源としては、キセノンランプが用いられることが多く、キセノンランプから射出された光を照射して取得したカラー画像を使用者は見慣れている。キセノンランプから射出される光の分光放射特性を図１に示す。一方、白色ＬＥＤの分光放射特性は、ＬＥＤのタイプによりさまざまに異なっている。例えば、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせることにより生成した白色ＬＥＤから射出される光の分光放射特性を図２に示す。
【０００６】
このように、白色ＬＥＤから射出される光の分光放射特性が、キセノンランプの分光放射特性とはかなり異なる場合には、白色ＬＥＤから発せられた光を観察対象に照射して画像を取得した場合、その表示画像は青みを帯びた表示画像となり、キセノンランプから発せられた光を用いて取得した表示画像に慣れた使用者は、表示画像の色味に違和感を持つ虞がある。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、通常使用している光源とは異なる光源を用いた場合であっても、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことが少ない表示画像を生成することができる内視鏡システム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】
【０００８】
本発明の内視鏡システムは、観察対象へ照射する照明光を射出する光源部と、
前記照明光が照射された前記観察対象の像を撮像する撮像素子を備える撮像部と、
前記撮像素子から出力された画像信号に基づいて、表示画像を生成するプロセッサ部とを備える内視鏡システムにおいて、
前記照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた推定分光マトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスを記憶する第２に記憶部と、
前記撮像素子により取得された画像信号と、前記第１の記憶部に記憶されている前記推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出する推定分光データ算出手段と、
該推定分光データ算出手段において算出された推定分光データと前記第２の記憶部に記憶されている擬似システムマトリクスとを用いて、表示画像として擬似通常画像を生成する擬似通常画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、なお、ここで「照明光」とは白色光であってもよいし、あるいは所望の波長帯域の光であってもよい。また白色光であれば、キセノンランプのような単一の光源から射出される光であってもよいし、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光源から射出される光を重畳した光であってもよい。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光から構成される光である場合には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色の光は同時に照射されるものであってもよいし、あるいは順次照射されるものであってもよい。また、撮像部とプロセッサ部とは直接電気的に接続されるものであってもよいし、あるいは無線等により接続されるものであってもよい。
【００１０】
また、前記光源部および前記第１の記憶部は、前記撮像部内に設けられていてもよい。さらに、前記光源部は、ＬＥＤからなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内視鏡システムによれば、撮像素子により取得された画像信号と、記憶されている推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出し、この推定分光データと、照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスとを用いて、表示画像としての擬似通常画像を生成することにより、観察対象へ照明光ではなく、擬似照明光を照射した場合に得られる画像信号に基づく表示画像を表示することができ、通常使用している光源とは異なる光源を用いた場合であっても、通常使用している光源を用いて撮像した表示画像と近時した表示画像を表示することができ、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の画像取得装置の一実施形態を用いた内視鏡システムについて詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態を用いた内視鏡システム５の概略構成を示すものである。本内視鏡システムは、白色光の照射および狭帯域光の照射を時分割で行い、白色光の照射により撮像した通常画像と、狭帯域光の照射により撮像した狭帯域画像とを並べて表示装置に表示するものである。
【００１３】
内視鏡システム１は、図３に示すように、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット１０と、このスコープユニット１０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット３０とから構成されている。
【００１４】
スコープユニット１０は、照明用光学系１１、ＬＥＤ１２〜１４、該ＬＥＤ１２〜１４を駆動するＬＥＤ駆動部１６、結像光学系２１、撮像素子２２、該撮像素子２２を駆動する撮像素子駆動部２５、撮像素子２２から出力されて信号を処理するＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２４、および各部の動作を制御するスコープコントローラ２６を備えている。
【００１５】
ＬＥＤ１２は、通常画像撮像用の白色光Ｌ１を射出するＬＥＤであり、ＬＥＤ１３および１４は、狭帯域画像撮像用の狭帯域光を射出するＬＥＤである。図２は白色ＬＥＤ１２の発光スペクトルを示すものである。また、図２は狭帯域ＬＥＤ１３および１４の発光スペクトルを示すものであり、この図２に示すように、ＬＥＤ１３からは、中心波長４１５ｎｍ、半値幅２０〜４０ｎｍの狭帯域光がＬ２射出され、ＬＥＤ１４からは中心波長５４０ｎｍ、半値幅２０〜４０ｎｍの狭帯域光Ｌ３が射出される。
【００１６】
撮像素子２２はたとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなり、結像光学系２１により結像された観察対象像を光電変換して画像情報を取得するものである。この撮像素子２２には、微小なＲＧＢフィルタから構成される色フィルタ２７が撮像面の前面に設けられている。撮像素子２２により取得された画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路２３によりサンプリングおよび増幅され、Ａ／Ｄ変換部２４によりＡ／Ｄ変換され、その後プロセッサユニット３０に出力される。
【００１７】
プロセッサユニット３０は、スコープユニット１０から入力された画像信号から表示用の画像を生成するプロセッサ部３１と、該プロセッサ部３１へ接続され、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスを記憶する記憶部４１と、キーボードあるいはタッチパネルなどからなる入力部４２とを備えている。なお、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスの詳細は後述する。
【００１８】
プロセッサ部３１は、スコープユニット１０から入力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３色画像信号を取得するＲＧＢ信号取得部３２と、ＲＧＢ画像信号と推定分光マトリクスデータとを用いて推定分光データを算出する推定分光データ算出部３３と、この推定分光データと擬似システムマトリクスデータとを用いて、擬似通常画像信号を生成する擬似通常画像生成部３４と、狭帯域光Ｌ２および狭帯域光Ｌ３の照射により取得されたＲＧＢ画像信号に基づいて狭帯域画像信号を生成する狭帯域画像生成部３５と、補正通常画像生成部３４で生成された補正通常画像信号と、狭帯域画像生成部３５において取得された狭帯域画像信号とに対し、種々の処理を施して表示用画像信号を生成する表示信号生成部３６とを備えている。
【００１９】
記憶部４１には、観察対象の推定分光データを算出するための推定分光マトリクスデータが記憶されている。推定分光マトリクスデータはテーブルとして記憶部３２にあらかじめ記憶されている。この推定分光マトリクスデータは、観察対象へ照射される白色光Ｌ１の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクスデータであり、撮像素子２２により撮像されたＲＧＢ画像信号と、この推定分光マトリクスデータとの演算により、白色光Ｌ１の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等に依存しない、観察対象の分光データを得ることができる。なお、この推定分光マトリクスデータの詳細は、特開２００３−９３３３６号公報あるいは特開２００７−２０２６２１号公報などに開示されている。本実施形態において、この記憶部３２に格納されている推定分光マトリクスデータの一例は次の表１のようになる。
【表１】
【００２０】
この表１のマトリクスデータは、例えば４００ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた６１の波長域パラメータ（係数セット）ｐ１〜ｐ６１とから構成されている。
【００２１】
また、記憶部４１には、観察対象の推定分光データから擬似通常画像信号を算出するための擬似システムマトリクスデータが記憶されている。擬似システムマトリクスデータはテーブルとして記憶部３２にあらかじめ記憶されている。
【００２２】
まず、通常のシステムマトリクスデータについて説明し、その後で擬似システムマトリクスデータについて説明する。システムマトリクスは、観察対象に照射される白色光Ｌ１の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクスデータであり、観察対象の分光反射率と、このシステムマトリクスとの演算により、白色光Ｌ１の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等を反映した観察対象の３色画像信号を得ることができる。なお、システムマトリクスと前述の推定分光マトリクスとは一般化逆行列の関係となる。
【００２３】
一方、擬似システムマトリクスは、擬似通常画像を生成する際に使用する擬似光源、例えばキセノンランプから射出された光の分光放射率と、撮像素子２２の分光感度特性および色フィルタ２７の波長透過特性等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したシステムマトリクスデータである。観察対象の分光反射率と、この擬似システムマトリクスとの演算により、キセノンランプから射出された光の分光放射特性や撮像システムの固有の分光特性等を反映した観察対象の３色画像信号を得ることができる。すなわち、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号を演算により算出することができる。本実施形態において、この記憶部４１に格納されている擬似システムマトリクスデータの一例は次の表２のようになる。
【表２】
【００２４】
この表２のマトリクスデータは、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号と対応する３つの画像信号パラメータ（係数セット）ｐｒ、ｐｇ、ｐｂから構成されている。
【００２５】
表示装置２は、液晶表示装置やＣＲＴ等から構成され、プロセッサユニット３０から出力された表示用の画像信号に基づいて擬似通常画像および狭帯域画像を表示するものである。
【００２６】
次に、本実施形態の内視鏡システムの動作について説明する。まず、スコープユニット１０の挿入部分が体腔内に挿入された後、プロセッサユニット３０のプロセッサ部３１からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ駆動部１６は、白色ＬＥＤ１２と、狭帯域ＬＥＤ１３および１４とを１／６０秒間隔で交互に駆動する。
【００２７】
白色ＬＥＤ１２、または狭帯域ＬＥＤ１３および１４が駆動されると、この白色ＬＥＤ１２から射出された白色光Ｌ１または狭帯域ＬＥＤ１３および１４から射出された狭帯域光Ｌ２およびＬ３は、照明用光学系１１を介して観察対象に照射される。撮像素子駆動部２５によって駆動された撮像素子２２が観察対象の像を撮像して、画像信号を出力する。この画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換部２４でＡ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてプロセッサユニット３０のＲＧＢ信号取得部３２へ入力される。
【００２８】
ＲＧＢ信号取得部３２では、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成する。なお、白色光Ｌ１の照射により生成されたＲＧＢ画像信号は、推定分光データ算出部３３へ出力され、狭帯域光Ｌ２およびＬ３の照射により生成されたＲＧＢ画像信号は、狭帯域画像信号生成部３５へ出力される。なお、狭帯域光Ｌ２は中心波長４１５ｎｍの光であるためＢ画像信号に対応し、狭帯域光Ｌ３は中心波長５４０ｎｍの光であるためＧ画像信号に対応する。なお、Ｒ画像信号は赤色の光が観察対象へ照射されていないため、ゼロ値として出力される。
【００２９】
ＲＧＢ信号取得部３２から白色光Ｌ１の照射によるＲＧＢ画像信号が入力されると、推定分光データ算出部３３では、画素毎に、ＲＧＢ信号取得部３２から出力された白色光Ｌ１によるＲＧＢ画像信号と、記憶部４１に記憶されている推定分光マトリクスデータを用いて、次式で示すマトリクス演算を行なって推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４へ出力する。
【数１】
【００３０】
擬似通常画像生成部３４は、この推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）と、記憶部４１に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータ（ｐｒ，ｐｇ，ｐｂ）とを用いて、次式で示すマトリクス演算を行なって補正３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成し、適宜各種の信号処理を施した上、擬似ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【数２】
【００３１】
その後、ＲＧＢ信号取得部３２から狭帯域光Ｌ２および狭帯域光Ｌ３の照射によるＲＧＢ画像信号が入力される。なお、前述したように狭帯域光Ｌ２は中心波長４１５ｎｍの光であるためＢ画像信号として、狭帯域光Ｌ３は中心波長５４０ｎｍの光であるためＧ画像信号として入力される。なお、Ｒ画像信号は赤色の光が観察対象へ照射されていないため、画像信号は入力されない。
【００３２】
狭帯域画像生成部３５では、入力されたＢ画像信号を表示用のＢ画像信号およびＲ画像信号へ割り当て、また入力されたＧ画像信号を、表示用のＧ画像信号へ割り当てる。この表示用のＲＧＢ画像信号へ適宜各種の信号処理を施した上、狭帯域ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【００３３】
表示信号生成部３６では、擬似通常画像生成部３４から入力された擬似ＲＧＢ画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、さらに、このＹ／Ｃ信号へ対し、Ｉ／Ｐ変換およびノイズ除去などの各種信号処理を施して擬似通常画像表示信号を生成する。また、狭帯域画像生成部３５から入力された狭帯域ＲＧＢ画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、さらに、このＹ／Ｃ信号へ対し、Ｉ／Ｐ変換およびノイズ除去などの各種信号処理を施して狭帯域画像表示信号を生成する。狭帯域画像表示信号と擬似通常画像表示信号とを合成して表示信号を生成して表示装置２へ出力する。なお、表示装置２には、１／３０秒間隔で更新される動画が表示される。
【００３４】
表示装置２は、入力された表示信号に基づいて、擬似通常画像および狭帯域画像を表示する。擬似通常画像は、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号を演算により算出して表示したものである。
【００３５】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態においては、観察対象へ白色光Ｌ１ではなく、キセノンランプから射出された光を照射した場合に得られる画像信号に基づく表示画像を表示するので、通常使用しているキセノンランプとは異なる光源を用いた場合であっても、使用者が表示画像の色味に違和感を抱くことを防止することができる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態である内視鏡システム６の概略構成図を示すものである。なお、図１に示す第１の実施形態である内視鏡システム５と同一の部位については、同符号を付与し、説明を省略する。
【００３７】
図４に示すように、本発明の実施形態を用いた内視鏡システム６は、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット５０と、このスコープユニット５０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット５１とから構成されている。
【００３８】
本内視鏡システム６は、プロセッサユニット５１に設けられた記憶部５２には、擬似システムマトリクスのみが記憶され、推定分光マトリクスは、スコープユニット５０に設けられた記憶部５３に記憶されている点が、図３に示す内視鏡システム５とは異なるものである。
【００３９】
ＲＧＢ信号取得部３２から白色光Ｌ１の照射によるＲＧＢ画像信号が入力されると、推定分光データ算出部３３では、画素毎に、ＲＧＢ信号取得部３２から出力された白色光Ｌ１によるＲＧＢ画像信号と、スコープコントローラ２６を介して記憶部５３から読み出した推定分光マトリクスデータを用いて推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４へ出力する。なお、スコープユニット５０の記憶部５３に記憶されている推定分光マトリクスデータは、スコープユニット５０に設けられている白色ＬＥＤ１２の分光放射率を反映したものである。
【００４０】
一般に、プロセッサユニットとスコープユニットとは着脱自在に構成されている。またスコープユニットは使用する毎に洗浄が必要であり、そのため一台のプロセッサユニットに対して、複数個のスコープユニットが順次接続されて使用される。一方、白色ＬＥＤの分光放射率は、個々のバラツキが大きい。このため、白色ＬＥＤ１２の分光放射率を反映する推定分光マトリクスがプロセッサユニットに設けられた記憶部に記憶されている場合には、この推定分光マトリクスは、個々のスコープユニットに搭載されている白色ＬＥＤ１２の平均的な分光放射率を反映したものであり、個々の白色ＬＥＤ１２の分光反射率を正確に反映しているとは言い難い。一方、本実施の形態においては、スコープユニット５０を製造する際に、このスコープユニット５０に搭載されている白色ＬＥＤ１２に対応する推定分光マトリクスを求めて、記憶部５３へ記憶させる。このため、記憶部５３へ記憶されている推定分光マトリクスは、白色ＬＥＤ１２の分光放射率をより正確に反映したマトリクスである。
【００４１】
擬似通常画像生成部３４は、この推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）と、記憶部５２に記憶されている擬似補正システムマトリクスデータとを用いて、マトリクス演算を行なって補正３色画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を生成し、適宜各種の信号処理を施した上、擬似ＲＧＢ画像信号として表示信号生成部３６へ出力する。
【００４２】
表示信号生成部３６では、この擬似ＲＧＢ画像信号から擬似通常画像表示信号を生成し、また狭帯域画像生成部３５から入力された狭帯域ＲＧＢ画像信号から狭帯域画像表示信号を生成し、狭帯域画像表示信号と擬似通常画像表示信号とを合成して表示信号を生成して表示装置２へ出力する。
【００４３】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の内視鏡システムにおいては、第１の実施の形態と同様な効果が得られ、さらに推定分光マトリクスが白色ＬＥＤ１２の分光反射率をより正確に反映したものであるため、より正確な推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を得ることができ、より実際の通常画像に近く、信頼性の高い擬似通常画像を表示することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、白色光Ｌ１用の光源として白色ＬＥＤ１２を用いたが、これに限定されるものではなく、Ｒ光を射出するＬＥＤ、Ｇ光を射出するＬＥＤおよびＢ光を射出するＬＥＤの３つの光源を用いてもよい。あるいはＲ光を射出するＬＥＤと、ＬＥＤ１３、およびＬＥＤ１４とを白色光用の光源として使用することもできる。
【００４５】
次に、図５を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、本発明の第５の実施形態である内視鏡システム７の概略構成図を示すものである。なお、図１に示す第１の実施形態である内視鏡システム５と同一の部位については、同符号を付与し、説明を省略する。
【００４６】
内視鏡システム７は、図５に示すように、被験者の体腔内に挿入され、観察対象を観察するためのスコープユニット６０と、このスコープユニット６０が着脱自在に接続されるプロセッサユニット６１とから構成されている。
【００４７】
スコープユニット６０には、光源としてＬＥＤ６２が設けられている。ＬＥＤ６２は、図６に示すような分光放射率を有する光Ｌ４を射出するものである。光Ｌ４は、４３０ｎｍおよび５４０ｎｍにおいて放射率のピークを有する。すなわち、通常画像撮像用の白色光と、狭帯域画像撮像用の狭帯域光とを同時に射出するＬＥＤである。
【００４８】
プロセッサユニット６１は、スコープユニット６０から入力された画像信号から表示用の画像を生成するプロセッサ部６３と、該プロセッサ部６３へ接続され、推定分光マトリクスおよび擬似システムマトリクスを記憶する記憶部４１と、入力部４２とを備えている。
【００４９】
プロセッサ部６３は、図３に示す第１の実施形態である内視鏡システム５のプロセッサ部３１のＲＧＢ信号取得部３２の代わりに、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成し、推定分光データ算出部３３および狭帯域画像信号生成部３５へ出力するＲＧＢ画像取得部６４を備えている。他の構成は内視鏡システム５のプロセッサ部３１の構成と同様である。
【００５０】
スコープユニット６０の挿入部分が体腔内に挿入された後、プロセッサユニット６１のプロセッサ部６３からの制御信号に基づいて、ＬＥＤ駆動部１６は、ＬＥＤ６２を駆動する。ＬＥＤ６２から射出された光Ｌ４は、照明用光学系１１を介して観察対象に照射される。 撮像素子駆動部２５によって駆動された撮像素子２２が観察対象の像を撮像して、画像信号を出力する。この画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路２３で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換部２４でＡ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてプロセッサユニット６３のＲＧＢ信号取得部６４へ入力される。
【００５１】
ＲＧＢ信号取得部６４では、撮像素子２２から出力された画像信号からＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分からなるＲＧＢ画像信号を生成し、推定分光データ算出部３３および狭帯域画像信号生成部３５へ出力する。
【００５２】
以下、図３に示す第１の実施形態である内視鏡システム５のプロセッサ部３１と同様に、推定分光データ算出分３３で推定分光データ（ｑ１〜ｑ６１）を作成し、擬似通常画像生成部３４で擬似ＲＧＢ画像信号を算出して表示信号生成部３６へ出力する。なお、記憶部４１に記憶されている推定システムマトリクスは、ＬＥＤ６２から射出される光Ｌ４の分光反射率を反映するものである。
【００５３】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態の内視鏡システムにおいては、第１の実施の形態と同様な効果が得られ、さらに一つのＬＥＤのみから構成される簡易な光源を用いて、狭帯域画像と擬似通常画像とを表示することができる。
【００５４】
また、上記実施形態の内視鏡システムにおいては、スコープユニットの撮像素子として、ＲＧＢの色フィルタを有する原色型撮像素子を用いるようにしたが、これに限らず、例えばＣＭＹ（シアン、マゼンダ、イエロー）の色フィルタを有する補色型撮像素子を用いてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態のような、スコープ部を備えた内視鏡装置にかぎるものではなく、腹腔鏡やコルポスコープあるいはカプセル内視鏡などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】キセノンランプから射出された光の分光放射率を示す図
【図２】白色ＬＥＤから射出された光の分光放射率を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図５】本発明の第３の実施形態である内視鏡システムの概略構成を示すブロック図
【図６】ＬＥＤから射出される光の分光放射率を示す図
【符号の説明】
【００５７】
５，６，７ 内視鏡システム
２ 表示装置
１０，５０，６０ スコープユニット
１１ 照明用光学系
１２，１３，１４，６２ ＬＥＤ
１６ ＬＥＤ駆動部
２１ 結像光学系
２２ 撮像素子
２３ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
２４ Ａ／Ｄ変換部
２５ 撮像素子駆動部
２６ スコープコントローラ
２７ 色フィルタ
３０，５１，６１ プロセッサユニット
３１，６３ プロセッサ部
３２，６４ ＲＧＢ信号取得部
３３ 推定分光データ算出部
３４ 擬似通常画像生成部
３５ 狭帯域画像生成部
３６ 表示信号生成部
４１ 記憶部
４２ 入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象へ照射する照明光を射出する光源部と、
前記照明光が照射された前記観察対象の像を撮像する撮像素子を備える撮像部と、
前記撮像素子から出力された画像信号に基づいて、表示画像を生成するプロセッサ部とを備える内視鏡システムにおいて、
前記照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた推定分光マトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスを記憶する第２に記憶部と、
前記撮像素子により取得された画像信号と、前記第１の記憶部に記憶されている前記推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出する推定分光データ算出手段と、
該推定分光データ算出手段において算出された推定分光データと前記第２の記憶部に記憶されている擬似システムマトリクスとを用いて、表示用の通常画像としての擬似通常画像を生成する擬似通常画像生成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】
前記光源部および前記第１の記憶部が前記撮像部内に設けられてい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】
前記光源部がＬＥＤからな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１】
観察対象へ照射する照明光を射出する光源部と、
前記照明光が照射された前記観察対象の像を撮像する撮像素子を備える撮像部と、
前記撮像素子から出力された画像信号に基づいて、表示画像を生成するプロセッサ部とを備える内視鏡システムにおいて、
前記照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた推定分光マトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記照明光とは分光放射特性が異なる擬似照明光の分光放射特性および前記撮像手段の分光特性に基づいた擬似システムマトリクスを記憶する第２に記憶部と、
前記撮像素子により取得された画像信号と、前記第１の記憶部に記憶されている前記推定分光マトリクスとを用いて、推定分光マトリクスデータを算出する推定分光データ算出手段と、
該推定分光データ算出手段において算出された推定分光データと前記第２の記憶部に記憶されている擬似システムマトリクスとを用いて、表示用の通常画像としての擬似通常画像を生成する擬似通常画像生成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】
前記光源部および前記第１の記憶部が前記撮像部内に設けられてい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】
前記光源部がＬＥＤからなることを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−９９１７２（Ｐ２０１０−９９１７２Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１８４４（Ｐ２００８−２７１８４４）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【復代理人】
【識別番号】１００１２８４５１
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 隆一
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【復代理人】
【識別番号】１００１２８４５１
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 隆一
【Ｆターム（参考）】
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