JP5371941B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、２種類の特定の波長の光を利用して特殊光観察を行う内視鏡システムに関する。

近年、特定の狭い波長帯域（狭帯域光）を生体組織に照射して、生体組織内の血管を強調した観察像を得るなど、いわゆる特殊光観察を行える内視鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。血管（へモグロビン）の光吸収スペクトルは、４１５ｎｍ付近や５４０ｎｍ付近の帯域に吸収ピークを持つため、これらの内視鏡システムでは、狭帯域光として、４１５ｎｍ付近の光吸収率が高い帯域の波長を持つ青色（Ｂ）狭帯域光と、５４０ｎｍ付近の光吸収率が高い帯域の波長を持つ緑色（Ｇ）狭帯域光を照明光として使用している。

血管の光吸収率が高い帯域に対応する狭帯域光を使用すると、観察像においては、血管部分は光が吸収されるため暗く、血管の周辺組織では吸収されずに、散乱、反射するため明るく写る。そして、照明光を狭帯域化することにより、光吸収率が高い帯域から外れる波長が照明光から取り除かれるため、血管部分において散乱、反射する成分が減り、血管とその周辺組織のコントラストが強調された観察像が得られる。

また、生体組織内における光の散乱特性は、波長が長いほど低くなるため、波長が長い光ほど生体組織の深層まで到達する（深達度が高い）。そのため、Ｂ狭帯域光とより波長が長いＧ狭帯域光の２種類の狭帯域光を利用することにより、Ｂ狭帯域光により、生体組織表面近くの表層にある表層血管を強調した像を得て、Ｇ狭帯域光により、より深い中深層の血管を強調した像を得ることができる。

特許文献１に記載されている内視鏡システムは、白色光源と、Ｂ狭帯域光及びＧ狭帯域光をそれぞれ透過する２種類のバンドパスフィルタが設けられた回転フィルタとを有し、回転フィルタを回転させることにより２種類のバンドパスフィルタが交互に白色光源の光路に挿入されるタイミングに合わせて、イメージセンサにより２種類の狭帯域光による観察像を時分割で撮像する面順次方式の撮像方式が採用されている。面順次方式では、撮像した２枚の観察像を合成することにより、表層及び中深層の血管の両方が強調された観察像がモニタに表示される。

特開２００１−１７０００９号公報

特殊光観察時には、イメージセンサが内蔵された内視鏡先端部が動いたりすることで、特に内視鏡先端部と血管との距離を含む撮影条件が変化する。これにより、血管の検知能や観察像の明るさが変わってしまう。例えば、内視鏡先端部を血管に近接させた位置で観察する近景観察に対して、内視鏡先端部を血管から離した位置で観察する遠景観察の場合には、光量が不足して画面全体が暗くなってしまう。その結果、観察像を観察しにくいという問題が生じる。

こうした問題に対しては、撮像素子の信号出力のゲインを上げるといった信号処理で対処する方法もあるが、ゲインを上げるとノイズも大きくなるので、信号出力が小さい場合には、Ｓ／Ｎが著しく低下する。狭帯域光観察では、白色光を利用する通常観察と比べて、少ない光量で撮像を行うため、信号出力は小さくなる場合が多いため、信号処理で対処する方法は採用しにくい。

また、特殊光観察では、近景観察時と遠景観察時とでは観察対象が必ずしも同じにはならない。例えば遠景観察時には、表層血管及び中深層血管の位置関係を含む被観察部位の全体の状態を観察し、逆に近景観察時には、早期癌などによる病変が現れやすい表層血管を集中的に観察することがある。このような場合には、近景観察と遠景観察とで要求される狭帯域光の波長帯域は異なるが、特許文献１の内視鏡システムでは、近景観察や遠景観察といった撮影条件に応じて出射する狭帯域光を変えることができないので、必ずしも良好な観察像が得られるとは限らない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、近景観察や遠景観察などの撮影条件に応じた良好な観察像が得られる面順次方式の内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の内視鏡システムは、特殊光観察に用いる第１狭帯域光、及び前記第１狭帯域光の波長帯域よりも長波長側の波長帯域を有する第２狭帯域光を、所定の順番で繰り返し出射する狭帯域光源と、前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光がそれぞれ照射された被観察部位を撮像して前記被観察部位の観察像を得る撮像手段と、前記撮像手段により得られた前記観察像に基づき、その取得時における所定の撮影条件を検出する撮影条件検出手段であり、前記撮影条件として、内視鏡の先端部と前記被観察部位との距離が近い状態にある近景観察状態または前記距離が遠い状態にある遠景観察状態にあるか否かを検出する前記撮影条件検出手段と、前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に応じて、前記狭帯域光源から出射される前記第１狭帯域光の第１出射時間と前記第２狭帯域光の第２出射時間とを制御する光源制御手段であり、前記撮影条件検出手段が前記近景観察状態を検出した場合には前記第１出射時間が前記第２出射時間よりも長くなり、前記遠景観察状態を検出した場合には前記第２出射時間が前記第１出射時間よりも長くなるように、前記狭帯域光源を制御する前記光源制御手段と、を備えることを特徴とする。

前記狭帯域光源は、白色の広帯域光を出射する広帯域光源と、前記広帯域光のうち前記第１狭帯域光を透過させる第１フィルタ、及び前記広帯域光のうち前記第２狭帯域光を透過させる第２フィルタを有する略環状のフィルタエリアが、回転軸を中心として前記撮影条件ごとに同心円状に設けられてなる回転フィルタと、前記回転フィルタをその半径方向に移動させて、個々の前記フィルタエリアのいずれかを選択的に前記広帯域光の光路に挿入させるフィルタエリア挿入手段と、前記回転軸を中心に前記回転フィルタを回転させるフィルタ回転手段とを備えており、前記回転フィルタは、個々の前記フィルタエリアにおける前記第１フィルタ及び第２フィルタの面積の比率が、前記撮影条件ごとに予め定められた前記第１出射時間及び第２出射時間の比率に合わせて設定されていることが好ましい。

前記光源制御手段は、前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に対応する前記フィルタエリアが前記光路に挿入されるように、前記フィルタエリア挿入手段を制御することが好ましい。

前記回転フィルタは、前記第１フィルタの面積が前記第２フィルタの面積よりも大きく形成された第１狭帯域光優先フィルタエリアと、前記第２フィルタの面積が前記第１フィルタの面積よりも大きく形成された第２狭帯域光優先フィルタエリアとを有することが好ましい。

前記光源制御手段は、前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に基づき、当該撮影条件で予め設定された前記第１出射時間及び第２出射時間の設定値に従って、前記第１狭帯域光及び第２狭帯域光がそれぞれ出射されるように前記狭帯域光源を制御することが好ましい。

前記狭帯域光源は、白色の広帯域光を出射する広帯域光源と、前記広帯域光の光路に配置され、前記広帯域光のうち前記第１狭帯域光を透過させる第１フィルタ、及び前記広帯域光のうち前記第２狭帯域光を透過させる第２フィルタを有する回転フィルタと、前記回転フィルタを回転させて、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタを交互に前記光路に挿入させるフィルタ回転手段とを備えており、前記光源制御手段は、前記第１フィルタ及び第２フィルタがそれぞれ前記光路に挿入される挿入時間が、前記第１出射時間及び第２出射時間の設定値にそれぞれ等しくなるように前記フィルタ回転手段を制御することが好ましい。

前記フィルタ回転手段は、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタがそれぞれ前記広帯域光の光路に挿入された状態で一時停止するように、前記回転フィルタを間欠的に回転させるとともに、前記第１フィルタ及び第２フィルタがそれぞれ前記光路内で一時停止する時間が、前記第１出射時間及び第２出射時間の設定値にそれぞれ等しくなることが好ましい。

前記第１狭帯域光及び第２狭帯域光は、生体組織内の血管を強調表示させるために利用される光であり、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピークに対応する波長を有する青色狭帯域光、緑色狭帯域光であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、狭帯域光源から所定の順番で繰り返し出射される第１狭帯域光の第１出射時間と第２狭帯域光の第２出射時間とを制御するようにしたので、近景観察や遠景観察などの各種撮影条件に応じて、第１及び第２出射時間のうち撮影条件に適した方の出射時間を長くすることができる。これにより、撮影条件に応じた良好な観察像が得られる。

第１実施形態の内視鏡システムの斜視図である。 第１実施形態の内視鏡システムの電気的構成を示したブロック図である。 通常観察用回転フィルタの断面図である。 特殊光観察用回転フィルタの断面図である。 特殊光観察の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 （Ａ）通常観察モード、（Ｂ）近景観察モード、（Ｃ）遠景観察モードにおけるＣＣＤの撮像処理を説明するための説明図である。 近景用特殊光画像の一例を示した説明図である。 遠景用特殊光画像の一例を示した説明図である。 図４の特殊光観察用回転フィルタの他実施形態である統合回転フィルタの断面図である。 第２実施形態の内視鏡システムの電気的構成を示したブロック図である。 第２実施形態の特殊光観察の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の（Ａ）通常観察モード及び近景観察モード、（Ｂ）遠景観察モードにおけるＣＣＤの撮像処理を説明するための説明図である。 図１０に示した特殊光観察用回転フィルタの他実施形態である統合回転フィルタの断面図である。 図４の特殊光観察用回転フィルタとは異なる遠景観察用フィルタエリアを有する他実施形態の特殊光観察用回転フィルタの断面図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、患者の消化管内や気管内などの管内（被観察部位）を撮像する電子内視鏡１１と、電子内視鏡１１により得られた撮像信号に基づいて管内の観察画像を生成するプロセッサ装置１２と、管内を照射する照明光を電子内視鏡１１に対して供給する光源装置１３と、観察画像を表示するモニタ１４とを備えている。

内視鏡システム１０では、管内を白色光などの広帯域光で照明することで管内を全体的に観察する通常観察モードと、管内を狭帯域光で照明して表層血管などを強調表示した状態で観察する特殊光観察モードとの２つの観察モードを有している。また、特殊光観察モードには、電子内視鏡１１の先端部と管内の生体組織との距離が近い近景状態で観察を行う近景観察モードと、生体組織との距離が遠い遠景状態で観察を行う遠景観察モードとの２つの観察モードがある。

電子内視鏡１１は、管内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部に連設され、電子内視鏡１１の把持及び挿入部１６の操作に用いられる操作部１７と、操作部１７をプロセッサ装置１２及び光源装置１３にそれぞれ接続するユニバーサルコード１８とを備えている。

挿入部１６の先端部位である挿入部先端部１６ａには、管内の照明や撮影に用いられる光学系、イメージセンサなどが内蔵されている。また、挿入部先端部１６ａの先端面には、観察窓１９（図２参照）、照明窓２０（図２参照）の他に、図示は省略するが送気送水ノズル、挿入部１６内に挿通された鉗子チャネルの出口となる鉗子出口等が設けられている。挿入部先端部１６ａの後端には、湾曲自在な湾曲部１６ｂが連設されている。

操作部１７には、アングルノブ２１、操作ボタン２２、鉗子入口２３などが設けられている。アングルノブ２１は、挿入部１６の湾曲方向及び湾曲量を調整する際に回転操作される。操作ボタン２２は、送気・送水や吸引等の各種の操作に用いられる。鉗子入口２３は鉗子チャネルに連通している。

ユニバーサルコード１８には、送気・送水チャンネル、信号ケーブル、及びライトガイドなどが組み込まれている。このユニバーサルコード１８の先端部にはコネクタ部２５ａが設けられている。このコネクタ部２５ａは光源装置１３に接続する。また、コネクタ部２５ａからはコネクタ部２５ｂが分岐している。このコネクタ部２５ｂはプロセッサ装置１２に接続する。

図２に示すように、光源装置１３は、広帯域光源３０と、通常観察モードで使用される通常観察用回転フィルタ３１と、特殊光観察モードで使用される特殊光観察用回転フィルタ３２と、フィルタシフト機構（フィルタエリア挿入手段）３３と、フィルタ回転機構（フィルタ回転手段）３４と、集光レンズ３５とを備えている。

広帯域光源３０は、例えばキセノンランプ、白色ＬＥＤ、マイクロホワイト光源などが用いられ、波長が赤色領域から青色領域（約４７０〜７００ｎｍ）にわたる白色の広帯域光ＢＢを発生する。この広帯域光源３０は、内視鏡検査中に広帯域光ＢＢを常時出射する。

通常観察用回転フィルタ３１は、通常観察モード時にその一部分が広帯域光源３０から出射される広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。また、特殊光観察用回転フィルタ３２は、特殊光観察モード時にその一部分が広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。

図３に示すように、通常観察用回転フィルタ３１は、その回転軸３１ａの周方向に沿って設けられた青色フィルタ３７Ｂと、緑色フィルタ３７Ｇと、赤色フィルタ３７Ｒとを備えている。各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒの面積は全て同じ大きさになるように形成されている。青色フィルタ３７Ｂは、広帯域光ＢＢのうち青色帯域の光（Ｂ光）を透過させる。緑色フィルタ３７Ｇは、広帯域光ＢＢのうち緑色帯域の光（Ｇ光）を透過させる。赤色フィルタ３７Ｒは、広帯域光ＢＢのうち赤色帯域の光（Ｒ光）を透過させる。

各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒは、通常観察モード時に通常観察用回転フィルタ３１が回転することにより、広帯域光ＢＢの光路内に所定の順番（例えば、青、緑、赤、青、・・・）で繰り返し挿入される。これにより、通常観察用回転フィルタ３１からは、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光、・・・が順に出射される。

図４に示すように、特殊光観察用回転フィルタ３２は、広帯域光源３０から入射する広帯域光ＢＢのうち、特殊光観察モードで予め定められた２種類の特定の波長帯域の狭帯域光を透過させる。この２種類の狭帯域光は、青色の特定の波長帯域に制限された狭帯域光（以下、Ｂ狭帯域光という、第１狭帯域光）Ｂｎと、緑色の特定の波長帯域に制限された狭帯域光（以下、Ｇ狭帯域光という、第２狭帯域光）Ｇｎとからなる。

Ｂ狭帯域光Ｂｎの波長帯域は、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピーク（例えば４１５ｎｍ付近）にあわせて調整されている。また、生体組織の光散乱特性に関する知見などから、照射された光の波長が４７０ｎｍ付近を超えなければ、表層血管では照射された光のほとんどが吸収されて挿入部先端部１６ａに返らない。逆に表層血管の周辺の生体組織では、比較的強い散乱特性によって照射された光の多くが反射して挿入部先端部１６ａにまで返る。これにより、表層血管とその周辺の生体組織とのコントラストが極めて高くなるため、表層血管などを十分に強調表示することができる。

Ｇ狭帯域光Ｇｎの波長帯域は、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピーク（例えば５４０ｎｍ付近）にあわせて調整されている。また、生体組織の光散乱特性に関する知見などから、照射された光の波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍ付近の間では、光が表層血管よりも深部にある中深層血管に到達する。この光は中深層血管では吸収される一方で、中深層血管の周辺の生体組織では反射及び散乱される。その結果、中深層血管とその周りの生体組織とのコントラストが高くなるため、中深層血管などを十分に強調表示することができる。

特殊光観察用回転フィルタ３２には、その中心の回転軸３２ａから外側に向かって、２種類の略環状の近景観察用フィルタエリア（第１狭帯域光優先フィルタエリア）３９、遠景観察用フィルタエリア（第２狭帯域光優先フィルタエリア）４０が同心円状に設けられてなる。

近景観察用フィルタエリア３９は、近景観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。近景観察用フィルタエリア３９は、回転軸３２ａの周方向に沿って設けられた第１青色（Ｂ）狭帯域光用フィルタ（第１フィルタ）４１Ｂと、第１緑色（Ｇ）狭帯域光用フィルタ（第２フィルタ）４１Ｇとからなる。

第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂは、広帯域光ＢＢのうちＢ狭帯域光Ｂｎを透過させる。また、第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇは、広帯域光ＢＢのうちＧ狭帯域光Ｇｎを透過させる。第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂの面積は、第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇの面積よりも大きくなるように形成されている。

各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇは、近景観察用フィルタエリア３９が広帯域光ＢＢの光路内に挿入された状態で、特殊光観察用回転フィルタ３２が回転することによって、広帯域光ＢＢの光路内に所定の順番（例えば、青、緑、青、緑、・・・）で繰り返し挿入される。これにより、特殊光観察用回転フィルタ３２からは、Ｂ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎ、Ｂ狭帯域光Ｂｎ、・・・が交互に繰り返し出射される。

近景観察用フィルタエリア３９では、第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂの面積を第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇの面積よりも大きく形成しているので、Ｂ狭帯域光Ｂｎの出射時間（以下、Ｂ出射時間という）がＧ狭帯域光Ｇｎの出射時間（以下、Ｇ出射時間）よりも長くなる。このようにＢ出射時間とＧ出射時間とは、第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂ、第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇの面積の比に応じて定まる。

第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂとの面積と第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇの面積との比率は、近景観察モードで予め定められたＢ出射時間とＧ出射時間との比率（Ｂ出射時間＞Ｇ出射時間）に合わせて設定されている。本実施形態では、両狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率を例えば２：１に設定している。

遠景観察用フィルタエリア４０は、遠景観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。遠景観察用フィルタエリア４０は、回転軸３２ａの周方向に沿って設けられた第２青色（Ｂ）狭帯域光用フィルタ（第１フィルタ）４２Ｂと、第２緑色（Ｇ）狭帯域光用フィルタフィルタ（第２フィルタ）４２Ｇとからなる。

第２Ｂ狭帯域光用フィルタ４２Ｂは、第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂと同じ光透過特性を有しており、広帯域光ＢＢのうちＢ狭帯域光Ｂｎを透過させる。また、第２Ｇ狭帯域光用フィルタ４２Ｇは、第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇと同じ光透過特性を有しており、広帯域光ＢＢのうちＧ狭帯域光Ｇｎを透過させる。第２Ｂ狭帯域光用フィルタ４２Ｂの面積は、第２Ｇ狭帯域光用フィルタ４２Ｇの面積よりも小さく形成されている。

各色狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇは、遠景観察用フィルタエリア４０が広帯域光ＢＢの光路内に挿入された状態で、特殊光観察用回転フィルタ３２が回転することによって、広帯域光ＢＢの光路内に所定の順番で繰り返し挿入される。これにより、特殊光観察用回転フィルタ３２からは、Ｂ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎ、Ｂ狭帯域光Ｂｎ、・・・が交互に繰り返し出射される。

遠景観察用フィルタエリア４０では、第２Ｇ狭帯域光用フィルタ４２Ｇの面積を第２Ｂ狭帯域光用フィルタエリア４２Ｂの面積よりも大きく形成しているので、Ｇ出射時間がＢ出射時間よりも長くなる。両狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率は、遠景観察モードで予め定められたＢ出射時間とＧ出射時間との比率（Ｂ出射時間＜Ｇ出射時間）に合わせて設定されている。本実施形態では、両狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率を例えば１：２に設定している。

図２に戻って、フィルタシフト機構３３は、通常観察用回転フィルタ３１及び特殊光観察用回転フィルタ３２をそれぞれ広帯域光ＢＢの光路に対して略垂直な方向に移動させる。フィルタシフト機構３３は、通常観察用回転フィルタ３１を、その各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒのいずれかが広帯域光ＢＢの光路内に挿入される挿入位置と、全色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒが光路内から退避した退避位置との間で移動させる。そして、フィルタシフト機構３３は、通常観察モード時には通常観察用回転フィルタ３１を挿入位置に移動させ、特殊光観察モード時には通常観察用回転フィルタ３１を退避位置に移動させる。

また、フィルタシフト機構３３は、特殊光観察用回転フィルタ３２を、その近景観察用フィルタエリア３９が広帯域光ＢＢの光路内に挿入される近景観察挿入位置と、遠景観察用フィルタエリア４０が広帯域光ＢＢの光路内に挿入される遠景観察挿入位置と、両フィルタエリア３９，４０を広帯域光ＢＢの光路上から退避した退避位置との間で移動させる。フィルタシフト機構３３は、通常観察モード時には特殊光観察用回転フィルタ３２を退避位置に移動させ、近景観察モード時には特殊光観察用回転フィルタ３２を近景観察挿入位置に移動させ、遠景観察モード時には特殊光観察用回転フィルタ３２を遠景観察挿入位置に移動させる。

フィルタ回転機構３４は、通常観察用回転フィルタ３１及び特殊光観察用回転フィルタ３２のそれぞれの回転軸３１ａ，３２ａに接続されている。フィルタ回転機構３４は、通常観察モード時は通常観察用回転フィルタ３１を一定速度で回転させ、特殊光観察モード時は特殊光観察用回転フィルタ３２を一定速度で回転させる。

両回転フィルタ３１，３２の回転速度は、例えば３フレーム分の撮像期間で１回転するように設定されている。これにより、通常観察用回転フィルタ３１を透過するＢ光、Ｇ光、Ｒ光にはそれぞれ１フレーム分の撮像期間が割り当てられる。一方で、特殊光観察用回転フィルタ３２の近景観察用フィルタエリア３９を透過するＢ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎにはそれぞれ２フレーム分、１フレーム分の撮像期間が割り当てられる。また、遠景観察用フィルタエリア４０を透過するＢ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎにはそれぞれ１フレーム分、２フレーム分の撮像期間が割り当てられる。

集光レンズ３５は、通常観察モード時には通常観察用回転フィルタ３１から出射されるＢ光、Ｇ光、Ｒ光の光路であって、特殊光観察モード時には特殊光観察用回転フィルタ３２から出射されるＧ狭帯域光Ｇｎ及びＢ狭帯域光Ｂｎの光路上に配置されている。集光レンズ３５は、入射した各照明光をライトガイド４３に入射させる。

上記各構成により、光源装置１３は、通常観察モード時にはＢ光、Ｇ光、Ｒ光をライトガイド４３へ繰り返し出射する。また、光源装置１３は、特殊光観察モードの近景観察モード、遠景観察モードに応じて出射時間がそれぞれ異なるＢ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎをライトガイド４３へ繰り返し出射する。

電子内視鏡１１は、ライトガイド４３、ＣＣＤ型イメージセンサ（以下、ＣＣＤという、撮像手段）４４、アナログ処理回路（ＡＦＥ：Analog Front End）４５、撮像制御部４６を備えている。ライトガイド４３は大口径光ファイバ、バンドルファイバなどである。このライトガイド４３は、入射端が光源装置１３に挿入されており、出射端が挿入部先端部１６ａ内に設けられた照射レンズ４８に対向している。ライトガイド４３から照射レンズ４８に入射した照明光は、照明窓２０を通して管内に照射される。そして、管内で反射した光は、観察窓１９を通して集光レンズ５１に入射する。

ＣＣＤ４４は、複数のフォトダイオード（図示せず）が２次元配列された撮像面４４ａを有しており、集光レンズ５１から入射する被写体光を電気的な撮像信号に変換してＡＦＥ４５へ出力する。このＣＣＤ４４は、所定の分光感度を有するモノクロＣＣＤである。なお、ＣＣＤの代わりにＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。ＣＣＤ４４には、プロセッサ装置１２により制御される撮像制御部４６が接続している。

撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のＣＰＵに接続されており、このＣＰＵから指令に基づきＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５に出力する。通常観察モード時には、通常観察用回転フィルタ３１の回転に応じて、Ｂ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって青色画像信号を出力するステップと、Ｇ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって緑色画像信号を出力するステップと、Ｒ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって赤色画像信号を出力するステップとが繰り返し実行される。

また、特殊光観察モード時には、その観察モードの種類と特殊光観察用回転フィルタ３２の回転とに応じて、Ｂ狭帯域光Ｂｎの光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって青色狭帯域撮像信号を出力するステップと、Ｇ狭帯域光Ｇｎの光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって緑色狭帯域撮像信号を出力するステップとが繰り返し実行される。

ＡＦＥ４５は、図示は省略するが、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施してノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に送る。

プロセッサ装置１２は、ＣＰＵ（光源制御手段）５４と、デジタル信号処理部（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）５５と、フレームメモリ５６と、観察状態判定部５７と、表示制御回路５８と、観察モード切替スイッチ５９とを備えている。ＣＰＵ５４は、プロセッサ装置１２の各部、電子内視鏡１１の撮像制御部４６、及び光源装置１３のフィルタシフト機構３３、フィルタ回転機構３４に信号線で接続されており、これらを統括的に制御する。

ＤＳＰ５５は、ＡＦＥ４５から入力される撮像信号に対し、ホワイトバランス調整、色調処理、階調処理、シャープネス処理などの信号処理を行う。ＤＳＰ５５は、通常観察モード時には、ＡＦＥ４５から順次入力される青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号に上記信号処理を施すことによって、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の通常画像データを生成する。この通常画像データはフレームメモリ５６に記憶される。

一方、ＤＳＰ５５は、観察モードが近景観察モードに設定されている場合に、ＡＦＥ４５から順次入力される青色狭帯域撮像信号と緑色狭帯域撮像信号のそれぞれに対して適宜信号処理を施すことで、青色狭帯域画像及び緑色狭帯域画像からなる２色の近景用特殊光画像データを生成する。また、ＤＳＰ５５は、観察モードが遠景観察モードに設定されている場合に、ＡＦＥ４５から順次入力される両狭帯域撮像信号のそれぞれに対して適宜信号処理を施すことで、同様に２色の遠景用特殊光画像データを生成する。これら近景用特殊光画像データ及び遠景用特殊光画像データもフレームメモリ５６に記憶される。

観察状態判定部５７は、フレームメモリ５６に新たに記憶された近景用特殊光画像データまたは遠景用特殊光画像データのいずれか一方の画像データの輝度信号に基づき、露光量を検出する。そして、観察状態判定部５７は、この露光量が一定値以上である場合には現時点で近景観察状態にあると判定し、この露光量が一定値未満である場合には遠景観察状態にあると判定する。この判定結果はＣＰＵ５４に逐次入力される。

表示制御回路５８は、観察モードが通常観察モードである場合には、フレームメモリ５６から３色の通常画像データを読み出し、これら３色の通常画像を合成した観察像をモニタ１４に表示させる。モニタ１４に合成通常画像を表示する際には、Ｂ，Ｇ，Ｒの通常画像を、それぞれモニタ１４のＢチャンネル、Ｇチャンネル、Ｒチャンネルに割り当てて出力する。

また、表示制御回路５８は、観察モードが特殊光観察モードである場合には、フレームメモリ５６から２色の特殊光画像データを読み出し、これら２色の特殊光画像を合成した観察像をモニタ１４に表示させる。この観察像を表示する際には、青色狭帯域画像をモニタ１４のＢ，Ｇチャネルに割り当て、緑色狭帯域画像をモニタ１４のＲチャネルに割り当てる。モニタ１４に表示される観察像の表層血管部分は、Ｂ狭帯域光Ｂｎの吸収により青色狭帯域画像の画素値が「０」に近くなることで、Ｂ，Ｇチャネルが暗くなり、Ｒチャネルのみが相対的に明るくなるので、茶色に表示される。また、中深層血管部分は、Ｇ狭帯域光Ｇｎの吸収によりＲチャネルが暗くなるので、Ｂ，Ｇチャネルを混合したシアンで表示される。

観察モード切替スイッチ５９は、内視鏡システム１０の観察モードを通常観察モードまたは特殊光観察モードに切り替える際に操作される。

ＣＰＵ５４は、観察モード切替スイッチ５９で通常観察モードが選択された場合には、観察モードを通常観察モードに設定する。また、ＣＰＵ５４は、観察モード切替スイッチ５９で特殊光観察モードが選択された場合には、観察状態判定部５７の判定結果に基づき、観察モードを近景観察モードあるいは遠景観察モードに設定する。そして、ＣＰＵ５４は、設定した観察モードの種類に応じて、フィルタシフト機構３３及びフィルタ回転機構３４を制御して、光源装置１３から出射される照明光の種類を切り替える。

また、ＣＰＵ５４は、内視鏡検査時に広帯域光ＢＢの光路上に挿入されているフィルタの種類を判別する挿入フィルタ判別部５４ａとして機能する。挿入フィルタ判別部５４ａは、通常観察モード時には通常観察用回転フィルタ３１の回転速度と、その各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒの面積・形状と、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒのいずれかに設けられた基準マーカ（図示せず）をリーダ（図示せず）で読み取った結果とに基づいて、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒのいずれが広帯域光ＢＢの光路上に挿入されているかを判別する。

一方で挿入フィルタ判別部５４ａは、近景観察モード時には、特殊光観察用回転フィルタ３２の回転速度と、その各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積・形状と、各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇのいずれかに設けられた基準マーカの読取結果とに基づいて、各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇのいずれが広帯域光ＢＢの光路上に挿入されているかを判別する。また、挿入フィルタ判別部５４ａは、遠景観察モード時にも同様の方法で各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇのいずれが広帯域光ＢＢの光路上に挿入されているかを判別する。ＣＰＵ５４は、挿入フィルタ判別部５４ａの判別結果に基づき、撮像制御部４６を制御してＣＣＤ４４を駆動させる。

次に、図５に示すフローチャートを用いて上記構成の内視鏡システム１０の作用について説明を行う。プロセッサ装置１２や光源装置１３などの電源がＯＮされて内視鏡検査の準備処理（以下、検査準備処理という）が行われると、ＣＣＤ４４の駆動が開始されるとともに、広帯域光源３０からの広帯域光ＢＢの出射が開始される。なお、内視鏡システム１０は、電源ＯＮ時の初期状態では通常観察モードに設定されている。

ＣＰＵ５４は、検査準備処理中にフィルタシフト機構３３を制御して、通常観察用回転フィルタ３１及び特殊光観察用回転フィルタ３２をそれぞれ挿入位置、退避位置に移動させる。次いで、ＣＰＵ５４は、フィルタ回転機構３４を制御して、通常観察用回転フィルタ３１を一定速度で回転させる。これにより、通常観察用回転フィルタ３１から集光レンズ３５に向けてＢ光、Ｇ光、Ｒ光が繰り返し出射される。

検査準備処理が完了すると、電子内視鏡１１の挿入部１６が患者の消化管や気管などの管内に挿入される。集光レンズ３５に個々に入射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、それぞれライトガイド４３、照射レンズ４８、及び照明窓２０を経て、患者の管内に照射される。これにより、この管内で反射／散乱したＢ光、Ｇ光、Ｒ光が観察窓１９に入射し、さらに集光レンズ５１を通してＣＣＤ４４に入射する。

この際に挿入フィルタ判別部５４ａは、通常観察用回転フィルタ３１の回転速度などに基づいて、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒのいずれが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されているかを判別する。そして、この判別結果に基づき、ＣＰＵ５４は、撮像制御部４６を制御してＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。

図６（Ａ）に示すように、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒの面積の比率は１：１：１であるので、ＣＣＤ４４は、通常観察用回転フィルタ３１が１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間にＢ光を光電変換して青色画像信号をＡＦＥ４５へ出力する。次いで、ＣＣＤ４４は、通常観察用回転フィルタ３１がさらに１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間にＧ光を光電変換して緑色画像信号をＡＦＥ４５へ出力する。そして、ＣＣＤ４４は、通常観察用回転フィルタ３１がさらに１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間にＲ光を光電変換して赤色画像信号をＡＦＥ４５へ出力する。以下同様に、ＣＣＤ４４は通常観察用回転フィルタ３１の回転に応じて、各色画像信号を繰り返し出力する。

ＡＦＥ４５は、ＣＣＤ４４からの撮像信号に各種信号処理を施して、デジタルな青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号を順次にプロセッサ装置１２のＤＳＰ５５へ出力する。各色撮像信号は、ＤＳＰ５５により各種信号処理が施された後、３色の通常画像データとしてフレームメモリ５６に記憶される。表示制御回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された各通常画像データを読み出して、これら各通常画像データ基づきモニタ１４に通常観察像を表示させる。

以下、観察モードが特殊光観察モードに切り替えられるまで、あるいは内視鏡検査が終了となるまで、通常画像データの取得と、通常画像のモニタ表示とが繰り返し実行される。

図５に戻って、通常観察から特殊光観察に切り替える場合には、観察モード切替スイッチ５９を特殊光観察モードに切り替える。なお、特殊光観察モードでは初期設定で近景観察モードに設定される。ＣＰＵ５４は、観察モード切替スイッチ５９が特殊光観察モード切り替えられたときに、フィルタシフト機構３３に対してフィルタ切替指令を発した後、さらにフィルタ回転機構３４に対して回転切替指令を発する。

フィルタシフト機構３３は、ＣＰＵ５４からのフィルタ切替指令を受けて、通常観察用回転フィルタ３１を退避位置に移動させるとともに、特殊光観察用回転フィルタ３２を近景観察挿入位置に移動させる。次いで、フィルタ回転機構３４は、ＣＰＵ５４からの回転切替指令を受けて通常観察用回転フィルタ３１の回転を停止させるとともに、特殊光観察用回転フィルタ３２を一定速度で回転させる。これにより、近景観察用フィルタエリア３９の第１Ｂ狭帯域光用フィルタ４１Ｂと第１Ｇ狭帯域光用フィルタ４１Ｇとが交互に繰り返し広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。

特殊光観察用回転フィルタ３２からライトガイド４３などを経て、患者の管内にＢ狭帯域光Ｂｎ及びＧ狭帯域光Ｇｎが交互に繰り返し照射される。これにより、この管内で反射／散乱したＢ狭帯域光Ｂｎ、Ｇ狭帯域光Ｇｎが観察窓１９などを通してＣＣＤ４４に入射する。

この際に、挿入フィルタ判別部５４ａは、特殊光観察用回転フィルタ３２の回転速度などに基づいて、各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇのいずれが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されているかを判別する。そして、この判別結果に基づき、ＣＰＵ５４は、撮像制御部４６を制御して、ＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。

図６（Ｂ）に示すように、各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率は２：１であるので、ＣＣＤ４４は、特殊光観察用回転フィルタ３２が２／３回転する間の２フレーム分の撮像期間に、Ｂ狭帯域光Ｂｎを光電変換して青色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。次いで、ＣＣＤ４４は、特殊光観察用回転フィルタ３２がさらに１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間に、Ｇ狭帯域光Ｇｎを光電変換して緑色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。これにより、ＡＦＥ４５から青色狭帯域撮像信号と緑色狭帯域撮像信号とが順次にＤＳＰ５５に送られ、このＤＳＰ５５にて２色の近景用特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。

表示制御回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された２色の近景用特殊光画像データを読み出す。そして、図７に示すように、表示制御回路５８は、各近景用特殊光画像データ基づき、近景用特殊光観察像６０をモニタ１４に表示させる。

近景観察時には、両狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率を２：１にすることで、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率が２：１になる。このため、特殊光観察用回転フィルタ３２が一回転する間の３フレーム分の撮像期間のうち、２フレーム分の撮像期間はＢ狭帯域光Ｂｎの光電変換による信号電荷の蓄積等が行われる。その結果、近景用特殊光観察像６０では、緑色狭帯域画像よりも青色狭帯域画像が強調されるので、表層血管とその周辺の生体組織とコントラストがより高くなり、表層血管をより強調して表示することができる。これにより、近景観察時には、早期癌などによる病変が現れやすい表層血管を集中的に観察することができる。

図５に戻って、観察状態判定部５７は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された近景用特殊光画像データの輝度信号に基づき、撮影時の露光量を検出する。次いで、観察状態判定部５７は、露光量の検出結果が一定値以上である場合には、近景観察状態にあると判定して、この判定結果をＣＰＵ５４に送る。この判定結果を受けて、ＣＰＵ５４は近景観察モードを継続する。以下、観察状態判定部５７の判定結果が遠景観察状態に変わるまで、近景用特殊光画像データの取得と、近景用特殊光観察像６０の表示と、露光量の検出と、観察状態の判定とが繰り返し実行される。

観察状態判定部５７は、露光量の検出結果が一定値未満になった場合には、観察状態が遠景観察状態に切り替わったと判定し、この判定結果をＣＰＵ５４へ送る。この判定結果を受けて、ＣＰＵ５４は特殊光観察モードを遠景観察モードに切り替える。

次いで、ＣＰＵ５４は、フィルタシフト機構３３に対して遠景観察切替指令を発する。この指令を受けて、フィルタシフト機構３３は、特殊光観察用回転フィルタ３２を遠景観察挿入位置に移動させる。特殊光観察用回転フィルタ３２の回転は継続しているので、第２Ｂ狭帯域光用フィルタ４２Ｂと第２Ｇ狭帯域光用フィルタ４２Ｇとが交互に繰り返し広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。これにより、患者の管内に、Ｂ狭帯域光Ｂｎ及びＧ狭帯域光Ｇｎが交互に繰り返し照射される。

近景観察モード時と同様に、患者の管内で反射／散乱した各色狭帯域光Ｂｎ，Ｇｎが観察窓１９などを通してＣＣＤ４４に入射する。この際に、挿入フィルタ判別部５４ａは、各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇのいずれが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されているかを判別する。そして、この判別結果に基づき、ＣＰＵ５４は、撮像制御部４６を制御してＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。

図６（Ｃ）に示すように、各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇの面積の比率は１：２であるので、ＣＣＤ４４は、特殊光観察用回転フィルタ３２が１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間に、Ｂ狭帯域光Ｂｎを光電変換して青色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。次いで、ＣＣＤ４４は、特殊光観察用回転フィルタ３２がさらに２／３回転する間の２フレーム分の撮像期間に、Ｇ狭帯域光Ｇｎを光電変換して緑色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。これにより、ＡＦＥ４５から青色狭帯域撮像信号と緑色狭帯域撮像信号がＤＳＰ５５に送られ、このＤＳＰ５５にて２色の遠景用特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。

表示制御回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された２色の遠景用特殊光画像データを読み出す。そして、図８に示すように、表示制御回路５８は、２色の遠景用特殊光画像データ基づき、遠景用特殊光観察像６１をモニタ１４に表示させる。

遠景観察時には、各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇの面積の比率を１：２にすることで、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率が１：２になる。このため、特殊光観察用回転フィルタ３２が一回転する間の３フレーム分の撮像期間のうち、２フレーム分の撮像期間はＧ狭帯域光Ｂｎの光電変換による信号電荷の蓄積等が行われる。その結果、遠景用特殊光観察像６１では、青色狭帯域画像よりも緑色狭帯域画像が強調される。

ここで、Ｇ狭帯域光ＧｎはＢ狭帯域光Ｂｎと比較して、ヘモグロビンの吸収係数や生体組織内での散乱係数が低いため、生体組織内をより深くかつより広く拡散していく。このため、緑色狭帯域画像が強調された遠景用特殊光観察像６１では管内の粘膜等がより明るくなる。その結果、遠景観察では、表層血管及び中深層血管の位置関係を含む被観察部位の全体の状態が観察し易くなる。

図５に戻って、観察状態判定部５７は、近景観察モード時と同様にして撮影時の露光量を検出する。そして、観察状態判定部５７は、露光量の検出結果が一定値未満である場合には、遠景観察状態が維持されていると判定する。この場合に、ＣＰＵ５４は遠景観察モードを継続する。以下、観察状態判定部５７の判定結果が近景観察状態に変わるまで、遠景用特殊光画像データの取得と、遠景用特殊光観察像６１の表示と、遠景用特殊光画像データに基づく露光量の検出と、観察状態の判定とが繰り返し実行される。

逆に、観察状態判定部５７の判定結果が近景観察状態に変わった場合には、ＣＰＵ５４は特殊光観察モードを近景観察モードに切り替える。これにより、再び近景用特殊光画像データの取得と、近景用特殊光観察像６０の表示と、露光量の検出と、観察状態の判定とが繰り返し実行される。

以下、特殊光観察が終了するまで、観察状態判定部５７が近景観察状態と判定した場合には「Ｂ出射時間＞Ｇ出射時間」となり青色狭帯域画像が強調された状態で特殊光観察が行われ、逆に遠景観察状態と判定した場合には「Ｂ出射時間＜Ｇ出射時間」となり緑色狭帯域画像が強調された状態で特殊光観察が行われる。これにより、近景観察や遠景観察などの撮影条件に応じた良好な特殊光画像が得られる。

上記第１実施形態では、光源装置１３内に通常観察用回転フィルタ３１と特殊光観察用回転フィルタ３２とを別個に設けているが、例えば、図９に示す統合回転フィルタ６３のように、近景観察用フィルタエリア３９及び遠景観察用フィルタエリア４０の内側に、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒからなる通常観察用フィルタエリア６４を設けてもよい。この場合に、フィルタシフト機構３３は、通常観察モード時に通常観察用フィルタエリア６４が広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるように、統合回転フィルタ６３を移動させる。なお、これ以外の動作については第１実施形態と同じであるので説明は省略する。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態の内視鏡システムについて説明を行う。上記第１実施形態では、各狭帯域光用フィルタ４１Ｂ，４１Ｇの面積の比率や各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇの面積の比率を変えることにより、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率を変えている。これに対して、第２実施形態の内視鏡システムでは、特殊光観察用回転フィルタの回転を制御することで、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率を変える。

図１０に示すように、第２実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態とは異なる光源装置６６及びプロセッサ装置６７を備える点を除けば、基本的には第１実施形態と同じ構成であり、この第１実施形態と機能・構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。

光源装置６６は、第１実施形態とは異なる特殊光観察用回転フィルタ６９及びフィルタ回転機構７０を備える点を除けば、第１実施形態の光源装置１３と基本的に同じ構成であるため、この第１実施形態と同じ構成についてはここでは説明を省略する。

特殊光観察用回転フィルタ６９は、広帯域光ＢＢのうちＢ狭帯域光Ｂｎを透過するＢ狭帯域光用フィルタ７１Ｂと、広帯域光ＢＢのうちＧ狭帯域光Ｇｎを透過するＧ狭帯域光用フィルタ７１Ｇとを備える半割りのフィルタである。これら両狭帯域光用フィルタ７１Ｂ，７１Ｇは、それぞれ第１実施形態の各狭帯域光フィルタと同じ光透過性を有するものが用いられる。

フィルタ回転機構７０は、特殊光観察モード時に、各狭帯域光用フィルタ７１Ｂ，７１Ｇが交互にそれぞれ広帯域光ＢＢの光路内に挿入された状態で一時停止するように、特殊光観察用回転フィルタ６９を１８０°のピッチで間欠的に回転させる。Ｂ狭帯域光用フィルタ７１Ｂを光路内で一時停止させる停止時間（以下、Ｂ停止時間という）と、Ｇ狭帯域光用フィルタ７１Ｇを光路内で一時停止させる停止時間（以下、Ｇ停止時間という）とはそれぞれ近景観察モード及び遠景観察モード別に予め定められている。

具体的に近景観察モードでは、Ｂ停止時間とＧ停止時間との比率が、近景観察モードで予め定められたＢ出射時間とＧ出射時間との比率（Ｂ出射時間＞Ｇ出射時間）に合わせて設定されている。また、遠景観察モードでは、Ｂ停止時間とＧ停止時間との比率が、遠景観察モードで予め定められたＢ出射時間とＧ出射時間との比率（Ｂ出射時間＜Ｇ出射時間）に合わせて設定されている。

なお、フィルタシフト機構３３（図２参照）は、特殊光観察用回転フィルタ６９を、広帯域光ＢＢの光路内に挿入される挿入位置と、この光路内から退避した退避位置との間で移動させる。

プロセッサ装置６７は、ＣＰＵ７３と、データテーブル７４が格納されたメモリ７５とを備える点を除けば、第１実施形態のプロセッサ装置１２と基本的に同じ構成である。また、ＣＰＵ７３についても、特殊光観察モード時にフィルタ回転制御部（光源制御手段）７３ａとして機能する点を除けば、第１実施形態のＣＰＵ５４と基本的に同じである。

データテーブル７４には、近景観察モード及び遠景観察モードのそれぞれにおけるＢ停止時間、Ｇ停止時間が設定されている。近景観察モードではＢ停止時間を「２Ｔ」、Ｇ停止時間を「Ｔ」に設定するともに、遠景観察モードではＢ停止時間を「Ｔ」、Ｇ停止時間を「２Ｔ」に設定している。ここで「Ｔ」は、特に限定はされないが、例えば通常観察モード時における各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒの個々の光路挿入時間（すなわち、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の個々の出射時間）である。

フィルタ回転制御部７３ａは、特殊光観察モード時に、観察状態判定部５７の判定結果とメモリ７５内のデータテーブル７４とに基づき、フィルタ回転機構７０を制御して特殊光観察用回転フィルタ６９を間欠回転させる。

次に、図１１に示すフローチャートを用いて第２実施形態の内視鏡システムの作用、特に特殊光観察モード時における動作について詳しく説明する。なお、通常観察モード時における動作については上記第１実施形態と基本的に同じであるので、ここでは説明を省略する。

ＣＰＵ７３は、観察モード切替スイッチ５９が特殊光観察モード切り替えられたときに、フィルタシフト機構３３に対して挿入切替指令を発する。この指令を受けてフィルタシフト機構３３は、通常観察用回転フィルタ３１を退避位置に移動させるとともに、特殊光観察用回転フィルタ６９を挿入位置に移動させる。

初期状態では近景観察モードに設定されているので、フィルタ回転制御部７３ａは、メモリ７５内のデータテーブル７４を参照してＢ停止時間を「２Ｔ」、Ｇ停止時間を「Ｔ」にそれぞれ決定する。次いで、フィルタ回転制御部７３ａは、フィルタ回転機構７０に対して回転指令を発する。

フィルタ回転機構７０は、フィルタ回転制御部７３ａからの回転指令を受けて、広帯域光ＢＢの光路内にＢ狭帯域光用フィルタ７１Ｂが挿入された状態で「２Ｔ」時間だけ特殊光観察用回転フィルタ６９を一時停止させる。次いで、特殊光観察用回転フィルタ６９を１８０°回転させて、Ｇ狭帯域光用フィルタ７１Ｇを広帯域光ＢＢの光路内に挿入させた状態で、「Ｔ」時間だけ特殊光観察用回転フィルタ６９を一時停止させる。そして、再び特殊光観察用回転フィルタ６９を１８０°回転させる。

以下同様に、「２Ｔ」時間のＢ狭帯域光用フィルタ７１Ｂの挿入・一時停止、及び「Ｔ」時間のＧ狭帯域光用フィルタ７１Ｇの挿入・一時停止が交互に繰り返される。これにより、特殊光観察用回転フィルタ６９からライトガイド４３などを経て、患者の管内へＢ狭帯域光Ｂｎ及びＧ狭帯域光Ｇｎが交互に繰り返し出射される。そして、この管内で反射／散乱したＢ狭帯域光Ｂｎ及びＧ狭帯域光Ｇｎが、集光レンズ５１などを通してＣＣＤ４４に入射する。

この際に、挿入フィルタ判別部５４ａは、フィルタ回転機構７０の動作を監視するなどして、各狭帯域光用フィルタ７１Ｂ，７１Ｇのいずれが広帯域光ＢＢの光路上に挿入されているかを判別する。そして、この判別結果に基づき、ＣＰＵ７３は、撮像制御部４６を制御してＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。

図１２（Ａ）に示すように、時間「Ｔ」は通常観察用回転フィルタ３１が１／３回転する間の１フレーム分の撮像期間に等しいので、ＣＣＤ４４は、２フレーム分の撮像期間となる「２Ｔ」のＢ停止時間に、Ｂ狭帯域光Ｂｎを光電変換して青色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。次いで、ＣＣＤ４４は、１フレーム分の撮像期間となる次の「１Ｔ」のＧ停止時間に、Ｇ光を光電変換して緑色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。これにより、第１実施形態と同様に、近景用特殊光画像データの生成と、近景用特殊光観察像６０の表示とが実行される。

このように、近景観察時にはＢ停止時間とＧ停止時間との比率を２：１にすることにより、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率を２：１にすることができる。これにより、近景観察時に表層血管をより強調可能という、第１実施形態との同様の効果が得られる。

以下、第１実施形態と同様に、観察状態判定部５７の判定結果が遠景観察状態に変わるまで、近景用特殊光画像データの取得と、近景用特殊光観察像６０の表示と、露光量の検出と、観察状態の判定とが繰り返し実行される。そして、観察状態判定部５７の判定結果が遠景観察状態に変わった場合には、ＣＰＵ７３は特殊光観察モードを遠景観察モードに切り替える。

遠景観察モードに切り替わると、フィルタ回転制御部７３ａは、データテーブル７４を参照してＢ停止時間を「Ｔ」、Ｇ停止時間を「２Ｔ」にそれぞれ決定した後、フィルタ回転機構７０に対して回転指令を発する。これにより、「Ｔ」時間のＢ狭帯域光用フィルタ７１Ｂの挿入・一時停止、及び「２Ｔ」時間のＧ狭帯域光用フィルタ７１Ｇの挿入・一時停止が交互に繰り返し実行される。こうして、各狭帯域光Ｂｎ，Ｇｎが患者の管内に交互に繰り返し照射される。

患者の管内で反射／散乱した各狭帯域光Ｂｎ，Ｇｎは、観察窓１９などを通して順次にＣＣＤ４４に入射する。そして、ＣＰＵ７３は、挿入フィルタ判別部５４ａの判別結果に基づき、撮像制御部４６を制御してＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。

図１２（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ４４は、１フレーム分の撮像期間となる「Ｔ」のＢ停止時間に、Ｂ狭帯域光Ｂｎを光電変換して青色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。次いで、ＣＣＤ４４は、２フレーム分の撮像期間となる次の「２Ｔ」のＧ停止時間に、Ｇ光を光電変換して緑色画像信号をＡＦＥ４５へ出力する。これにより、第１実施形態と同様に、遠景用特殊光画像データの生成と、遠景用特殊光観察像６１の表示とが実行される。

このように、遠景観察時にはＢ停止時間とＧ停止時間との比率を１：２にすることにより、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率を１：２にすることができる。これにより、管内の粘膜等がより明るくなって被観察部位の全体の状態が観察し易くなるという、第１実施形態との同様の効果が得られる。そして、観察状態判定部５７の判定結果が遠景観察状態に変わるまで、遠景用特殊光画像データの取得と、遠景用特殊光観察像６１の表示と、遠景用特殊光画像データに基づく露光量の検出と、観察状態の判定とが繰り返し実行される。なお、観察状態判定部５７が近景検察状態であると判定した場合には、ＣＰＵ７３は特殊光観察モードを近景観察モードに切り替える。

以下、特殊光観察が終了するまで、第１実施形態と同様に近景観察モード下では「Ｂ出射時間＞Ｇ出射時間」となる状態で特殊光観察が行われ、逆に遠景観察モード下では「Ｂ出射時間＜Ｇ出射時間」となる状態で特殊光観察が行われる。その結果、第１実施形態と同様に、近景観察や遠景観察などの撮影条件に応じた良好な特殊光画像が得られる。

上記第２実施形態では、特殊光観察用回転フィルタ６９が通常観察用回転フィルタ３１と別体に設けられているが、例えば、図１３に示す統合回転フィルタ７８のように、各狭帯域光用フィルタ７１Ｂ，７１Ｇの内側に、各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒからなる通常観察用フィルタエリア７９を設けてもよい。この統合回転フィルタ７８では、通常観察モード時に通常観察用フィルタエリア７９が広帯域光ＢＢの光路内に挿入され、特殊光観察モード時に各狭帯域光用フィルタ７１Ｂ，７１Ｇが光路内に挿入される。

上記第２実施形態では、特殊光観察用回転フィルタ６９を間欠回転させているが、特殊光観察用回転フィルタ６９の回転を一時停止させる必要はない。例えば、Ｂ狭帯域光用フィルタ７１Ｂが広帯域光ＢＢの光路内に挿入される挿入時間と、Ｇ狭帯域光用フィルタ７１Ｇを光路内に挿入される挿入時間とが、各観察モードごとに定められたＢ出射時間、Ｇ出射時間にそれぞれ等しくなるように、特殊光観察用回転フィルタ６９の回転速度を制御してもよい。

上記第１実施形態では、Ｂ出射時間＜Ｇ出射時間となるように、遠景観察用フィルタエリア４０の各狭帯域光用フィルタ４２Ｂ，４２Ｇの面積を設定しているが、例えば、図１４に示す特殊光観察用回転フィルタ８１の遠景観察用フィルタエリア８２のように、Ｂ出射時間＝Ｇ出射時間となるように各狭帯域光用フィルタ８３Ｂ，８３Ｇの面積を設定してもよい。この場合には、遠景観察時において表層血管と中深層血管とを共に強調表示した観察像が得られため、表層血管及び中深層血管の位置関係がより把握し易くなる。なお、第２実施形態で同様のことを行う場合には、Ｂ停止時間＝Ｇ停止時間となるように特殊光観察用回転フィルタ６９の回転を制御すればよい。

上記各実施形態では、特殊光観察モード時にＧ狭帯域光とＢ狭帯域光とを光源装置１３から出射させているが、照明光として用いる狭帯域光の波長帯域は特に限定されず、例えば赤色狭帯域光を含む各色狭帯域光を光源装置１３から出射させてもよい。

上記各実施形態では、プロセッサ装置１２，６７のＣＰＵにより光源装置１３，６６の各部を制御しているが、これら各部を制御するＣＰＵ等の制御部を光源装置１３，６６に設けてもよい。

上記実施形態では、光源装置１３から電子内視鏡１１へ広帯域光や狭帯域光を出射しているが、これら広帯域光や狭帯域光の光源を挿入部先端部１６ａ内に設けてもよい。

上記各実施形態では、撮影条件として近景観察及び遠景観察を例に挙げて説明しているが、撮影条件が例えば被観察部位の反射率の高／低などであってもよい。具体的にこの場合には、観察画像を解析するなどの方法で被観察部位の反射率を求めて、被観察部位の反射率が高いときはＢ出射時間＞Ｇ出射時間となり、被観察部位の反射率が低いときはＢ出射時間＜Ｇ出射時間となるように出射時間の切替制御を行う。

上記各実施形態では、Ｂ出射時間とＧ出射時間との比率が２：１になるように各フィルタの面積の比率や、Ｂ，Ｇ停止時間の比率を設定しているが、この比率は適宜変更してよい。

上記実施形態では、２種類の特定の波長の光を利用して表層血管や中深層血管の特殊光観察を行う内視鏡システムについて例に挙げて説明を行ったが、２種類の特定の波長の光を利用して行う蛍光観察（Auto Fluorescence Imaging）、赤外光観察（Infra Red Imaging）、光線力学的診断（Photodynamic diagnosis）などの各種観察、診断に用いられる内視鏡システムに本発明を適用することができる。

１０ 内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２，６７ プロセッサ装置
１３，６８ 光源装置
３２，６９ 特殊光観察用回転フィルタ
３３ フィルタシフト機構
３４，７０ フィルタ回転機構
３９ 近景観察用フィルタエリア
４０ 遠景観察用フィルタエリア
４１Ｂ，４１Ｇ 第１青色狭帯域光用フィルタ、第１緑色狭帯域光用フィルタ
４２Ｂ，４２Ｇ 第２青色狭帯域光用フィルタ、第２緑色狭帯域光用フィルタ
５４，７３ ＣＰＵ
７１Ｂ，７１Ｇ 青色狭帯域光用フィルタ、緑色狭帯域光用フィルタ
７３ａ フィルタ回転制御部
７４ データテーブル

Claims (8)

1. 特殊光観察に用いる第１狭帯域光、及び前記第１狭帯域光の波長帯域よりも長波長側の波長帯域を有する第２狭帯域光を、所定の順番で繰り返し出射する狭帯域光源と、
   前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光がそれぞれ照射された被観察部位を撮像して前記被観察部位の観察像を得る撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた前記観察像に基づき、その取得時における所定の撮影条件を検出する撮影条件検出手段であり、前記撮影条件として、内視鏡の先端部と前記被観察部位との距離が近い状態にある近景観察状態または前記距離が遠い状態にある遠景観察状態にあるか否かを検出する前記撮影条件検出手段と、
   前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に応じて、前記狭帯域光源から出射される前記第１狭帯域光の第１出射時間と前記第２狭帯域光の第２出射時間とを制御する光源制御手段であり、前記撮影条件検出手段が前記近景観察状態を検出した場合には前記第１出射時間が前記第２出射時間よりも長くなり、前記遠景観察状態を検出した場合には前記第２出射時間が前記第１出射時間よりも長くなるように、前記狭帯域光源を制御する前記光源制御手段と、
   を備えることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記狭帯域光源は、
   白色の広帯域光を出射する広帯域光源と、
   前記広帯域光のうち前記第１狭帯域光を透過させる第１フィルタ、及び前記広帯域光のうち前記第２狭帯域光を透過させる第２フィルタを有する略環状のフィルタエリアが、回転軸を中心として前記撮影条件ごとに同心円状に設けられてなる回転フィルタと、
   前記回転フィルタをその半径方向に移動させて、個々の前記フィルタエリアのいずれかを選択的に前記広帯域光の光路に挿入させるフィルタエリア挿入手段と、
   前記回転軸を中心に前記回転フィルタを回転させるフィルタ回転手段とを備えており、
   前記回転フィルタは、個々の前記フィルタエリアにおける前記第１フィルタ及び前記第２フィルタの面積の比率が、前記撮影条件ごとに予め定められた前記第１出射時間及び前記第２出射時間の比率に合わせて設定さ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。
3. 前記光源制御手段は、前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に対応する前記フィルタエリアが前記光路に挿入されるように、前記フィルタエリア挿入手段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。
4. 前記回転フィルタは、前記第１フィルタの面積が前記第２フィルタの面積よりも大きく形成された第１狭帯域光優先フィルタエリアと、前記第２フィルタの面積が前記第１フィルタの面積よりも大きく形成された第２狭帯域光優先フィルタエリアとを有することを特徴とする請求項２または３記載の内視鏡システム。
5. 前記光源制御手段は、前記撮影条件検出手段が検出した前記撮影条件に基づき、当該撮影条件で予め設定された前記第１出射時間及び前記第２出射時間の設定値に従って、前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光がそれぞれ出射されるように前記狭帯域光源を制御することを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
6. 前記狭帯域光源は、
   白色の広帯域光を出射する広帯域光源と、
   前記広帯域光の光路に配置され、前記広帯域光のうち前記第１狭帯域光を透過させる第１フィルタ、及び前記広帯域光のうち前記第２狭帯域光を透過させる第２フィルタを有する回転フィルタと、
   前記回転フィルタを回転させて、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタを交互に前記光路に挿入させるフィルタ回転手段とを備えており、
   前記光源制御手段は、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタがそれぞれ前記光路に挿入される挿入時間が、前記第１出射時間及び前記第２出射時間の設定値にそれぞれ等しくなるように前記フィルタ回転手段を制御することを特徴とする請求項５記載の内視鏡システム。
7. 前記フィルタ回転手段は、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタがそれぞれ前記広帯域光の光路に挿入された状態で一時停止するように、前記回転フィルタを間欠的に回転させるとともに、
   前記第１フィルタ及び前記第２フィルタがそれぞれ前記光路内で一時停止する時間が、前記第１出射時間及び前記第２出射時間の設定値にそれぞれ等しくなることを特徴とする請求項６記載の内視鏡システム。
8. 前記第１狭帯域光及び前記第２狭帯域光は、生体組織内の血管を強調表示させるために利用される光であり、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピークに対応する波長を有する青色狭帯域光、緑色狭帯域光であることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の内視鏡システム。

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