JP2005349007A - 電子内視鏡用プロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】電子内視鏡の挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布が一致しない場合であっても、病変部が正確に認識できる特殊観察画像を表示装置に表示することができるようにする電子内視鏡用プロセッサを、提供する。
【解決手段】電子内視鏡システムの本体装置２０の画像処理部２０ｃは、キャップ４０が先端に挿入された挿入部１０ａの先端から、白色光と励起光とを照射することにより、キャップ４０の内側底面での照度分布を示す白色配光データと励起配光データを取得した後、励起配光データの各輝度値を白色配光データの各輝度値に一致させる補正値を算出する。特殊観察モードに切り替えられると、画像処理部２０ｃは、蛍光画像データと参照画像データとの差分データを算出する前に、蛍光画像データの各輝度値を補正値にて補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、体腔内を観察するために用いられる電子内視鏡に照明光を供給すると共に電子内視鏡から画像データを取得する電子内視鏡用プロセッサに、関する。

周知のように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は自家蛍光といい、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年、体腔壁下の生体組織に生じた異状をこの反応現象を利用して検出する電子内視鏡システムが、開発されている。

この種の電子内視鏡システムの一つとして、二つの観察モードを備えた電子内視鏡システムがある。一つ目の観察モードは、白色光が照明された体腔壁からの反射光による通常観察画像を表示装置に表示する通常観察モードであり、二つ目の観察モードは、通常観察画像を参照画像とし、上記自家蛍光に基づいて病変部として算出された領域を示す患部画像が、この参照画像にスーパーインポーズされてなる特殊観察画像を表示装置に表示する特殊観察モードである。特許文献１及び特許文献２には、特殊観察画像を表示装置に表示することができる電子内視鏡システムが、開示されている。

上記の特殊観察モードでは、電子内視鏡システムは、電子内視鏡の挿入部の先端から、体腔内を照明するための白色光と、自家蛍光を生体組織において引き起こさせるための励起光とを、交互に射出する。そして、電子内視鏡システムは、挿入部の先端から白色光が射出されている期間には、体腔壁の表面に照射された白色光のうちその表面で反射された光により形成されるその体腔壁の画像の画像データを参照画像データとして取得し、挿入部の先端から励起光が射出されている期間には、励起光が照射された体腔壁下の生体組織から放射される蛍光により形成される画像の画像データを蛍光画像データとして取得する。さらに、電子内視鏡システムは、一組の参照画像データと蛍光画像データとを取得するたびに、参照画像データと蛍光画像データとに基づいて、特殊観察画像の画像データを生成する。

この特殊観察画像の画像データの生成手順について、より具体的に説明すると、内視鏡システムは、まず、参照画像データ及び蛍光画像データからそれぞれの輝度成分を抽出し、抽出した各画像データの輝度成分を、互いの階調幅が等しくなるように規格化する。続いて、電子内視鏡システムは、参照画像データの規格化後の輝度成分から蛍光画像データの規格化後の輝度成分を差し引くことにより（同一座標上の輝度値の差分を全ての座標について算出することにより）、患部画像データを生成する。なお、このように参照画像データの輝度成分から蛍光画像データの輝度成分を差し引くことにより、体腔の奥行きや体腔壁表面の凹凸に起因する陰影が打ち消され、蛍光の強度が他の部分よりも弱い部分の位置及び強度の弱さを示す患部画像データが抽出される。そして、電子内視鏡システムは、参照画像データに患部画像データを合成することにより（例えば参照画像データの緑色成分に患部画像データを加算することにより）、特殊観察画像の画像データを生成する。

このような手順により生成された画像データによって表示装置に表示される特殊観察画像では、白色光にて照明された体腔壁のカラー画像の上に、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体が存在する部分が、着色されることとなり、然も、その部分の色の濃さによってその部分の生体組織の病変部の悪化の度合いが、示されることとなる。
特開２００３−０６１９０９号公報 特開２００２−２２８９４２号公報

ところで、近年、同一の光源から射出される光から白色光と励起光とを取り出そうとすると励起光の光強度が低くなるという理由から、白色光と励起光とを別々の光源から交互に電子内視鏡のライトガイドの入射端面に供給して、ライトガイド及び配光光学系（配光レンズ等）を介して挿入部の先端から射出させる構成が、電子内視鏡システムに採用されるようになってきた。

しかしながら、白色光と励起光とが別々の光源から同一のライトガイド及び配光光学系へ供給されると、白色光と励起光の波長の違いから、挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布（射出端面に対向して配置された面における照度の分布）が異なってしまう。すると、参照画像データの輝度成分と蛍光画像データの輝度成分との差分を算出した際に、体腔内の陰影が正確に排除されなくなる。そのため、実際には病変部でないにも拘わらず病変部であるかのように認識されやすい部分が特殊観察画像の中に現れるという問題が、発生する。このような問題があると、特殊観察画像を通じて体腔内を観察する術者に対し、正常な生体組織と異常な生体組織との見極めが難しい場合に、誤診を誘発する可能性がある。

本発明は、前述した従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、電子内視鏡の挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布が一致しない場合であっても、病変部を正確に認識できる特殊観察画像を表示装置に表示することができるようにする電子内視鏡用プロセッサを、提供することにある。

上記の課題を解決するために発明された電子内視鏡用プロセッサは、電子内視鏡の内部に引き通されてその挿入部の先端に組み込まれた配光光学系の近傍に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に対して光を供給するとともに、前記挿入部の先端に組み込まれた対物光学系が形成する被写体の像を撮像した撮像素子から画像信号を取得する電子内視鏡用プロセッサであって、前記挿入部の先端に対向する被写体を照明する白色光と、生体組織に照射することにより自家蛍光の放射を引き起こさせる励起光とを前記ライトガイドの入射端面に導入する光源部，所定の補正用処理指示を受け付けると、前記光源部に対して前記ライトガイドの入射端面へ前記白色光と前記励起光とを個別に入射させ、前記挿入部の先端から標準被写体に前記白色光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて白色配光データを取得するとともに、前記挿入部の先端から前記標準被写体に前記励起光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて励起配光データを取得する配光データ取得部，前記配光データ取得部が前記白色配光データ及び前記励起配光データを取得すると、前記白色配光データの各輝度値に対して前記励起配光データの各輝度値をそれぞれほぼ一致させる補正値を、前記白色配光データ及び前記励起配光データに基づいて算出する演算部，所定の開始指示を受け付けると、前記光源部に対して前記ライトガイドの入射端面へ前記白色光と前記励起光とを繰り返し交互に入射させ、前記挿入部から前記白色光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて参照画像データを取得し、前記挿入部から前記励起光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて蛍光画像データを取得する画像データ取得部，前記画像データ取得部が一組の前記参照画像データと前記蛍光画像データとを取得するたびに、前記補正値にて各輝度値が補正された前記蛍光画像データの輝度成分と前記参照画像データの輝度成分との差分データに基づいて、患部画像データを生成する患部画像データ生成部，前記患部画像データ生成部が前記患部画像データを生成すると、前記患部画像データの各色成分を前記参照画像データの各色成分にそれぞれ加算することによって特殊観察画像データを生成する特殊観察画像データ生成部，及び、前記特殊観察画像データ生成部が生成した前記特殊観察画像データを表示装置に出力する出力部を備えることを、特徴としている。

このように、励起光の強度分布を示す励起配光データの各輝度値を、白色光の強度分布を示す白色配光データの各輝度値に一致させる補正値を算出しておき、特殊観察モードにおいて蛍光画像データと参照画像データとの差分データを算出する前に、蛍光画像データの各輝度値を上記の各補正値にて補正するようにすれば、電子内視鏡の挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布が一致しない場合であっても、参照画像データと蛍光画像データの差分を取った際に、体腔内の陰影を正確に排除することができ、患部画像内において病変部でない部分が病変部として示されてしまうことがなくなる。

以上に説明したように、本発明によれば、電子内視鏡の挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布が一致しない場合であっても、病変部を正確に認識できる特殊観察画像を表示装置に表示することができるようになる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態について、説明する。

図１は、本発明の実施形態である電子内視鏡システムの構成図である。本実施形態の電子内視鏡システムは、電子内視鏡１０，本体装置２０，及び、表示装置３０を、備えている。

電子内視鏡１０は、光の届かない体腔内を観察するための器具である。電子内視鏡１０は、挿入部１０ａ，操作部１０ｂ，ケーブル部１０ｃ，及び、接続部１０ｄに、区分される。

挿入部１０ａは、体腔内に挿入される部分であり、樹脂製の被覆管とこの被覆管に覆われた管状の骨格構造とを備えている。その骨格構造は、与えられた外力に応じて柔軟に屈曲するとともに、体腔壁を傷つけない程度に屈曲の状態を維持できる剛性を保有する。また、挿入部１０ａは、図示していないが、その先端部内に、配光光学系、対物光学系及び撮像素子を備えている。対物光学系は、挿入部１０ａの先端に対向した被写体の像を形成し、撮像素子は、対物光学系によって形成された像を撮像して画像データに変換する。更に、挿入部１０ａの先端部は、その先端から基端に向かって所定の長さの部分に組み込まれた図示せぬ湾曲機構により湾曲可能である（図１では、挿入部１０ａの先端部を湾曲した状態を実線で、延ばした状態を破線で示している。）。

操作部１０ｂは、各種スイッチ１１１，アングルノブ１１２，鉗子口１１３，図示せぬホース継手などを備えた部分であり、挿入部１０ａの基端に接続されている。なお、アングルノブ１１２は、前述の湾曲機構に対する図示せぬワイヤ牽引機構により、挿入部１０ａの先端部の湾曲状態を変化させるための把手である。鉗子口１１３は、挿入部１０ａの内部に鉗子チャンネルとして引き通された細管へ、鉗子や剪刀や凝固電極などの処置具を挿入するための開口である。但し、図１では、鉗子口１１３には蓋がされている。図示せぬホース継手は、挿入部１０ａの内部に送気送水チャンネルとして引き通された細管と図示せぬ送気送水装置から延びるホースとを接続するための口金であり、操作部１０ｂにおいてアングルノブ１１２がある側とは反対側に備えられている。

ケーブル部１０ｃは、各種の信号線とその信号線を覆う樹脂製の管とを備えた電纜であり、その先端は、操作部１０ｂの側面に接続されている。なお、ケーブル部１０ｃ内の信号線は、図示していないが、操作部１０ｂ及び挿入部１０ａに引き通されて挿入部１０ａ内の撮像素子に接続された信号線，及び、操作部１０ｂの各種スイッチ１１１に接続された信号線を、含んでいる。

接続部１０ｄは、ケーブル部１０ｃの基端を本体装置２０に着脱自在に装着するためのいわゆるコネクタである。接続部１０ｄは、本体装置２０に装着された際に本体装置２０に当接する装着面に、ケーブル部１０ｃ内に引き通された信号線の端部が接続された端子１１４を、備えている。

これら各部１０ａ〜１０ｄに区分される電子内視鏡１０は、図示していないが、更に、束ねられた多数の光ファイバからなるライトガイド及び配光光学系を備えている。ライトガイドは、挿入部１０ａ，操作部１０ｂ，ケーブル部１０ｃ，及び、接続部１０ｄ内に順に引き通されており、ライトガイドの先端は、挿入部１０ａの先端に設けられた配光光学系の近傍に固定され、ライトガイドの基端は、接続部１０ｄにおける上記の装着面から突出する金属管１１５内に固定されている。配光光学系は、ライトガイドの先端から出射された光を挿入部１０ａの先端面に対向した体腔壁等に向けて照射する。

本体装置２０は、電子内視鏡１０を制御するためのプロセッサである。本体装置２０は、制御部２０ａ，光源部２０ｂ，及び、画像処理部２０ｃに、区分される。

制御部２０ａは、本体装置２０全体を制御するための機器であり、図示していないが、各種の基準信号を生成してその信号の出力を制御するタイミングジェネレータを、備えている。光源部２０ｂ及び画像処理部２０ｃは、この制御部２０ａに接続されており、光源部２０ｂ及び画像処理部２０ｃにおける各種の処理は、上記の基準信号に従って時系列的に進行する。

また、制御部２０ａは、図示していないが、電子内視鏡１０の接続部１０ｄが本体装置２０に装着されると、接続部１０ｄの端子１１４，及び、各部１０ａ〜１０ｄ内の図示せぬ信号線を介して、挿入部１０ａ内の図示せぬ撮像素子，及び、操作部１０ｂの各種スイッチ１１１に電気的に接続される。制御部２０ａは、図示せぬ撮像素子に接続されている状態では、その撮像素子における蓄積電荷の掃き出しタイミングや受光感度を制御する。また、制御部２０ａは、操作部１０ｂの各種スイッチ１１１のうちの一つが操作されると、観察モードを、通常観察モード及び特殊観察モードの何れか一方に切り替えると共に、光源部２０ｂ及び画像処理部２０ｃの動作状態を、切替後の観察モードに対応した動作状態へ変化させる。

光源部２０ｂは、電子内視鏡１０の図示せぬライトガイドの基端面に光を供給するための機器である。なお、図示していないが、電子内視鏡１０の接続部１０ｄが本体装置２０に装着されると、接続部１０ｄの金属管１１５が、光源部２０ｂ内に挿入され、図示せぬライトガイドの基端が、光源部２０ｂ内に固定される。

図２は、光源部２０ｂの構成図である。光源部２０ｂは、光学構成として、白色光光源２１１，光束径縮小光学系２１２，回転遮蔽板２１３，励起光光源２１４，コリメートレンズ２１５，ダイクロイックミラー２１６，及び、集光レンズ２１７を、備えている。

白色光光源２１１は、白色光を平行光として射出する装置であり、焦点から放射される光を平行光として反射する放物面鏡，及び、放物面鏡の焦点に発光点が配置されたキセノンランプを、備えている。光束径縮小光学系２１２は、一対の凸レンズ２１２ａ，２１２ｂからなるケプラー型のアフォーカル光学系であり、白色光光源２１１から平行光として射出される白色光の光束径を縮小する。

回転遮蔽板２１３は、図示せぬ略半円形の開口が一つだけ穿たれた円板である。その開口の円弧の中心は、回転遮蔽板２１３の外周円の中心に一致しており、回転遮蔽板２１３の中心は、回転遮蔽板用モーター２２１の駆動軸の先端に固定されている。また、回転遮蔽板２１３は、光束径縮小光学系２１２の光軸に対して直交しており、白色光は、回転遮蔽板２１３の偏心位置に入射する。このため、回転遮蔽板２１３は、回転遮蔽板用モーター２２１によって駆動されると、その駆動軸を回転中心として回転し、光束径縮小光学系２１２から平行光として射出される白色光の光路に図示せぬ開口を繰り返し挿入し、白色光を周期的に遮蔽する。

励起光光源２１４は、蛍光の放射という現象を生体組織において引き起こさせるための励起光を射出するレーザー発光ダイオードである。コリメートレンズ２１５は、励起光光源２１４から射出される励起光を平行光に変換する。コリメートレンズ２１５から平行光として射出される励起光の光路は、光束径縮小光学系２１２から平行光として射出される白色光の光路と直交している。

ダイクロイックミラー２１６は、白色光を透過させるとともに励起光を反射する光学素子である。ダイクロイックミラー２１６は、白色光の光路と励起光の光路とが交差する位置に配置されており、光束径縮小光学系２１２の光軸方向に対して４５°傾いているとともに、コリメートレンズ２１５の光軸方向に対しても４５°傾いている。光束径縮小光学系２１２から平行光として射出された白色光は、ダイクロイックミラー２１６を透過するとともに、コリメートレンズ２１５から平行光として射出された励起光は、ダイクロイックミラー２１６によって直角に反射されることにより、白色光と同一の光路上をこの白色光の進行方向と同じ方向へ進む。従って、ダイクロイックミラー２１６は、光路合成素子として機能する。

集光レンズ２１７は、平行光を収斂させるためのコンデンサレンズである。集光レンズ２１７は、ダイクロイックミラー２１６を透過した白色光の光路（すなわち当該ミラー２１６にて反射された励起光の光路）上に配置されており、電子内視鏡１０の金属管１１５内に固定されている図示せぬライトガイドの基端面に向けて、これら光を収斂させる。従って、ライトガイドの基端面は、入射端面として機能し、挿入部の先端に配置されるライトガイドの先端面は、射出端面として機能する。

光源部２０ｂは、以上に説明した光学構成を制御するために、更に、図示せぬ二個の光源用電源回路，図示せぬ回転遮蔽板用モータードライブ回路，ステージ２２２，ステージ用駆動装置２２３，及び、光源部コントローラ２２４を、備えている。

図示せぬ二個の光源用電源回路は、何れも、光源に電力を供給する回路であり、光源部コントローラ２２４に制御されることによって光源に供給する電力量を調整する。一方の光源用電源回路は、白色光光源２１１を制御するためのものであり、他方の光源用電源回路は、励起光光源２１４を制御するためのものである。図示せぬ回転遮蔽板用モータードライブ回路は、回転遮蔽板２１３を駆動軸に固定している回転遮蔽板用モーター２２１の駆動を制御するための回路である。

ステージ２２２は、物体を一方向に沿って平行移動させるための機構であり、このステージ２２２上には、回転遮蔽板用モーター２２１，及び、ダイクロイックミラー２１６が、設置されている。ステージ２２２上の回転遮蔽板用モーター２２１に固定されている回転遮蔽板２１３は、ステージ２２２の移動に伴って、光束径縮小光学系２１２から平行光として射出される白色光の光路から引き抜かれ、或いは、その白色光の光路に挿し戻される。また、ステージ２２２上のダイクロイックミラー２１６は、ステージ２２２の移動に伴って、白色光の光路及び励起光の光路から引き抜かれ、或いは、白色光の光路と励起光の光路とが交差する位置に戻される。

ステージ用駆動装置２２３は、ステージ２２２を駆動するための装置であり、図示していないが、ステージ用モーターとギア機構とステージ用モータードライブ回路とを備えている。ギア機構は、図示せぬステージ用モーターの回転力をステージ２２２の駆動力に変換するための機構であり、例えばラックギア及びピニオンギアにて構成されている。ステージ用モータードライブ回路は、図示せぬステージ用モーターを駆動するための回路であり、回転遮蔽板用モーター２２１及びダイクロイックミラー２１６の移動方向及び移動量を光源部コントローラ２２４から受信すると、その移動方向へその移動量だけ回転遮蔽板用モーター２２１及びダイクロイックミラー２１６が移動するように、ステージ２２２を駆動させる。

光源部コントローラ２２４は、光源部２０ｂ全体を制御するためのコントローラであり、図示していないが、上記の二個の光源用電源回路，上記の各種ドライブ回路，及び、ステージ用駆動装置２２３に接続されている。また、光源部コントローラ２２４は、制御部２０ａにも接続されており、制御部２０ａから上記の基準信号や観察モードを示す信号を受信する。

なお、光源部コントローラ２２４は、通常観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信すると、ステージ用駆動装置２２３を制御してステージ２２２を移動させることにより、白色光の光路から回転遮蔽板２１３を引き抜くとともに、白色光の光路及び励起光の光路からダイクロイックミラー２１６を引き抜く。また、光源部コントローラ２２４は、図示せぬ光源用電源回路の一方を制御することによって、白色光光源２１１に対して白色光の射出を開始させる。これにより、白色光のみが集光レンズ２１７に入射するようになるので、電子内視鏡１０の金属管１１５内の図示せぬライトガイドの入射端面には、白色光が連続して入射し、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、白色光が連続して射出される。

他方、光源部コントローラ２２４は、特殊観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信すると、ステージ用駆動装置２２３を制御してステージ２２２を移動させることにより、白色光の光路に回転遮蔽板２１３を挿し入れるとともに、白色光の光路と励起光の光路とが交差する位置にダイクロイックミラー２１６を配置させる。また、光源部コントローラ２２４は、図示せぬ光源用電源回路の双方を制御することによって、白色光光源２１１に対して白色光の射出を開始させるとともに、励起光光源２１４に対して励起光の周期的な射出を開始させる。さらに、システムコントローラ２２４は、図示せぬドライブ回路を制御して回転遮蔽板用モーター２２１を駆動することによって、回転遮蔽板２１３を回転させる。このとき、光源部コントローラ２２４は、制御部２０ａから入力される後述の垂直帰線消去信号のパルスが示すタイミングに同期させながら、回転遮蔽板２１３の回転位相と励起光の射出間隔とを制御することにより、集光レンズ２１７に対して白色光と励起光とを交互に入射させる。これにより、電子内視鏡１０の金属管１１５内の図示せぬライトガイドの入射端面には、白色光と励起光とが交互に入射するようになるので、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、白色光と励起光とが交互に射出される。図３は、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端から白色光と励起光とが射出されるタイミングを示すチャートである。

画像処理部２０ｃは、電子内視鏡１０の挿入部１０ａ内の図示せぬ撮像素子が生成する画像信号に所定の処理を施してビデオ信号に変換するためのものである。なお、電子内視鏡１０の接続部１０ｄが本体装置２０に装着されると、画像処理部２０ｃは、接続部１０ｄの端子１１４，及び、各部１０ａ〜１０ｄ内の図示せぬ信号線を介して、挿入部１０ａの先端内の図示せぬ撮像素子に接続される。

図４は、画像処理部２０ｃの構成図である。画像処理部２０ｃは、前段処理回路２３１，Ｒメモリ２３２ｒ，Ｇメモリ２３２ｇ，Ｂメモリ２３２ｂ，逆マトリックス変換回路２３３，Ｃメモリ２３４ｃ，Ｆメモリ２３４ｆ，メモリコントロール回路２３５，画像処理部コントローラ２３６，ＤＲＡＭ２３７，Ｄメモリ２３８，加算回路２４１，Ｄ／Ａ変換回路２４２，及び、エンコード回路２４３を、備えている。

前段処理回路２３１は、電子内視鏡１０の挿入部１０ａ内の撮像素子１１６がアナログ信号の電送形態で出力した画像信号のデータ形式を以後の処理に適切な形式に変換するための回路である。具体的には、前段処理回路２３１は、デコード回路２３１ａ，Ａ／Ｄ変換回路２３１ｂ，及び、マトリックス変換回路２３１ｃを、備えている。

デコード回路２３１ａは、撮像素子１１６から出力されるアナログ信号を、輝度成分（Ｙ）を示すアナログ信号と二つの色差成分（Ｃｒ，Ｃｂ）を示す二つのアナログ信号とに分解するための回路である。Ａ／Ｄ変換回路２３１ｂは、デコード回路２３１ａにおいて生成される三つのアナログ信号をそれぞれデジタル信号へ変換するための回路である。マトリックス変換回路２３１ｃは、Ａ／Ｄ変換回路２３１ｂによってデジタル化されたＹＣＣ成分の画像データをＲＧＢの色成分の画像データに変換するための回路である。

Ｒメモリ２３２ｒ，Ｇメモリ２３２ｇ，及び、Ｂメモリ２３２ｂは、何れも、画像データを一時的に記録しておくための記憶装置である。前段処理回路２３１のマトリックス変換回路がＲＧＢの各色成分の画像データを生成すると、それら各色成分の画像データは、その色成分に対応するメモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂにそれぞれ入力される。

逆マトリックス変換回路２３３は、ＲＧＢ系の色成分の画像データから輝度成分（Ｙ成分）の画像データを生成するための回路である。Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆは、何れも、画像データを一時的に記録しておくためのデュアルポートメモリである。Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆのデータポートには、逆マトリックス変換回路２３３が生成したＹ成分の画像データが入力されるが、その画像データは、記録の指示を示すパルス信号が後述のメモリコントロール回路２３５からＣメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆの制御ポートに入力されたときに、Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆに記録される。

メモリコントロール回路２３５は、逆マトリックス変換回路２３３から出力されたＹ成分の画像データをＣメモリ２３４ｃとＦメモリ２３４ｆの何れに記録させるかを制御するための回路である。メモリコントロール回路２３５は、一対のＮＡＮＤ回路２３５ａ，２３５ｂを備えている。一方の第１ＮＡＮＤ回路２３５ａには、制御部２０ａから出力される垂直帰線消去信号ＶＢＳと、画像処理部コントローラ２３６から出力される後述の第１チェックシステム信号ＣＳ１とが、入力される。他方の第２ＮＡＮＤ回路２３５ｂには、制御部２０ａから出力される垂直帰線消去信号ＶＢＳと、画像処理部コントローラ２３６から出力される後述の第２チェックシステム信号ＣＳ２とが、入力される。

ここで、画像処理部２０ｃ内の各回路の説明の途中であるが、先に、垂直帰線消去信号ＶＢＳと第１及び第２チェックシステム信号ＣＳ１，ＣＳ２とについて説明する。図５は、垂直帰線消去信号ＶＢＳの変化，第１及び第２チェックシステム信号ＣＳ１，ＣＳ２の変化，並びに、第１及び第２ＮＡＮＤ回路２３５ａ，２３５ｂの出力信号の変化のタイミングを示すチャートである。

垂直帰線消去信号ＶＢＳは、ビデオ信号における画像再現に不要な垂直帰線消去期間の波形を一定なペデスタルレベルとするためにビデオ信号に重畳される信号である。ここで、２フィールド：１フレームの飛越走査方式を採る例えばＮＴＳＣ信号においては、１フィールドを再現するための２６２．５本の走査線のデータ領域（２６２．５Ｈ）のうち、先頭から２１本分の走査線のデータ量に相当するデータ領域（２１Ｈ）の部分が、垂直帰線消去期間となる。そして、ＮＴＳＣ信号による画像データ伝送時間は、１フレーム当たり２９．９７ミリ秒であり、１フィールド当たりにすると１４．９８５ミリ秒であるから、垂直帰線消去信号は、図５に示されるように、１４．９８５ミリ秒間のうちの１．１９８８ミリ秒間だけハイの状態になり残りがロウの状態となるような周期的な信号（一フィールドにつき一回パルスが立ち上がる信号）となっている。

また、第１及び第２チェックシステム信号ＣＳ１，ＣＳ２は、制御部２０ａから出力される垂直帰線消去信号ＶＢＳに基づいてシステムコントローラ２３６が生成する信号である。

なお、図５において破線にて示しているように、通常観察モードでは、第１チェックシステム信号ＣＳ１も第２チェックシステム信号ＣＳ２も、常時Ｌ（ロウ）の状態を維持する信号として生成される。従って、通常観察モードでは、図５に示していないが、第１ＮＡＮＤ回路２３５ａから出力される信号も、第２ＮＡＮＤ回路２３５ｂから出力される信号も、常時Ｈ（ハイ）の状態を維持する信号となっている。Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆは、常時Ｈの状態を維持する信号が制御ポートに入力されても、画像データを記憶しない。つまり、通常観察モードでは、Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆは機能しない。

一方、図５において実線にて示しているように、特殊観察モードでは、第１チェックシステム信号ＣＳ１も、第２チェックシステム信号ＣＳ２も、１４．９８５ミリ秒毎にＨとＬを繰り返し、且つ、上記の垂直帰線消去信号ＶＢＳと同期した信号として生成される。但し、第２チェックシステム信号ＣＳ２の位相は、第１チェックシステム信号ＣＳ１の位相に対し、１８０°ずれている。より具体的には、垂直基線消去信号ＶＢＳの各パルスが第１フィールドの開始タイミング及び第２フィールドの開始タイミングを交互に規定している場合において、第１フィールドの開始タイミングでは第１チェックシステム信号ＣＳ１のパルスが立ち上がり、第２フィールドの開始タイミングにおいては第２チェックシステム信号ＣＳ２のパルスが立ち上がる。

従って、特殊観察モードでは、図５に示すように、第１ＮＡＮＤ回路２３５ａから出力される信号は、２９．９７ミリ秒間のうちの１．１９８８ミリ秒間だけＬの状態になり残りがＨの状態となるような周期的な信号（第１フィールドの開始タイミングにおいてのみパルスが落ち込む信号）となり、第２ＮＡＮＤ回路２３５ｂから出力される信号は、第１ＮＡＮＤ回路２３５ａから出力される信号に対して位相が１８０°ずれた信号（第２フィールドの開始タイミングにおいてのみパルスが落ち込む信号）となっている。Ｃメモリ２３４ｃ及びＦメモリ２３４ｆは、制御ポートにＬのパルスが入力された後にデータポートに入力された画像データを記憶するので、特殊観察モードでは、第１フィールドの画像データがＦメモリ２３４ｆに記録されずにＣメモリ２３４ｃに記録され、第２フィールドの画像データがＣメモリ２３４ｃに記録されずにＦメモリ２３４ｆに記録される。

本実施形態では、特殊観察モードにおいては、電子内視鏡１０の挿入部１０ａ内の撮像素子１１６が第１フィールドの画像信号を生成する期間では、その挿入部１０ａの先端から白色光が射出され、撮像素子１１６が第２フィールドの画像信号を生成する期間では、その挿入部１０ａの先端から励起光が射出される。このため、撮像素子１１６は、白色光が照射された体腔壁の表面からの反射光によって形成されるその体腔壁の画像信号（以下、参照画像信号と表記する）を、第１フィールドの画像信号として生成し、励起光が照射された体腔壁下の生体組織から放射される蛍光によって形成されるその体腔壁の画像信号（以下、蛍光画像信号と表記する）を、第２フィールドの画像信号として生成する。その結果、特殊観察モードでは、Ｃメモリ２３４ｃには、参照画像信号に基づいて逆マトリックス変換回路２３３によって生成された参照画像データのＹ成分が記録され、Ｆメモリ２３４ｆには、蛍光画像信号に基づいて逆マトリックス変換回路２３３によって生成された蛍光画像データのＹ成分が記録される。

図４を用いた画像処理部２０ｃ内の各回路の説明に戻る。画像処理部コントローラ２３６は、画像処理部２０ｃ全体を制御するためのコントローラであり、図示していないが、画像処理部２０ｃ内の各回路に接続されている。また、画像処理部コントローラ２３６は、制御部２０ａに接続されており、制御部２０ａから上記の各種の基準信号や観察モードを示す信号や垂直基線消去信号ＶＢＳを受信する。

なお、画像処理部コントローラ２３６は、通常観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信すると、前段処理回路２３１から一フィールド毎に出力されるＲＧＢの色成分の画像データが、毎回、ＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂに記録されて加算回路２４１へ出力されるように、各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂの制御ポートに信号を送出する。

他方、画像処理部コントローラ２３６は、特殊観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信すると、前段処理回路２３１から交互に出力される参照画像データ及び蛍光画像データのうちの参照画像データだけがＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂに記録されて加算回路２４１へ出力されるように、各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂの制御ポートに信号を送出する。これにより、各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂは、特殊観察モードでは、第１フィールドのタイミングにおいては参照画像データのＲＧＢの色成分を記憶して加算回路２４１へ出力し、第２フィールドのタイミングにおいては蛍光画像データを記憶せず、第１フィールドのタイミングにおいて記憶しておいた参照画像データを加算回路２４１へ出力することとなる。

特殊観察モードにおいては、画像処理部コントローラ２３６は、更に、第１フィールドのタイミングでＣメモリ２３４ｃに記録された参照画像データのＹ成分と、第２フィールドのタイミングでＦメモリ２３４ｆに記録された蛍光画像データのＹ成分とに基づいて、患部画像データを生成する。なお、この患部画像データの生成手順については、図１０を参照しながら後述する。

ＤＲＡＭ２３７は、画像処理部コントローラ２３６が患部画像データを生成するに際して作業領域が展開される記憶装置である。Ｄメモリ２３８は、画像データを一時的に記録しておくためのデュアルポートメモリである。画像処理部コントローラ２３６が患部画像データを生成した際に、その患部画像データがＤメモリ２３８に記録される。

加算回路２４１は、画像データ同士を加算するための回路であり、ＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂとＤメモリ２３８とに接続されている。加算回路２４１は、通常観察モードでは、Ｄメモリ２３８から患部画像データが送られてこないため、ＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂ内の各色成分の画像データをそのままＤ／Ａ変換回路２４２へ出力する。一方、特殊観察モードでは、Ｄメモリ２３８から患部画像データが送られてくるため、加算回路２４１は、ＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂ内の各色成分の画像データのそれぞれに、患部画像データの対応する色成分を加算して、Ｄ／Ａ変換回路２４２へ出力する。

Ｄ／Ａ変換回路２４２は、デジタル信号をアナログ信号に変換するための回路である。具体的には、Ｄ／Ａ変換回路２４２は、加算回路２４１から出力されるＲＧＢの各色成分の画像データを示すデジタル信号を、それぞれ、アナログ信号に変換する。エンコード回路２４３は、Ｄ／Ａ変換回路２４２から出力されたアナログ信号に基づいて、ＮＴＳＣ等のアナログのビデオ信号を生成する回路である。

表示装置３０は、画像データに基づいて画像を表示する装置である。表示装置３０には、画像処理部２０ｃからビデオ信号の電送形態で出力された画像データが入力される。

以上のように構成される電子内視鏡システムは、従来の電子内視鏡システムと同様に、ホワイトバランスの調節機能を備えている。ホワイトバランスは、白い被写体を白として表示装置３０の画面上に再現出来るように画像データに施す処理のことを言い、図４には示されていないが、画像処理部２０ｃの前段処理回路２３１において画像データに施される。ホワイトバランスの調節機能は、この画像データに施される補正値を更新するための機能である。

ホワイトバランス調節機能を動作させるには、まず、電子内視鏡システムを使用して被検者に対して施術を行う術者が、図６の平面断面図及び図７の側面断面図に示すような有底角筒状のキャップ４０の中に、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端を挿入する必要がある。このキャップ４０の内側の底面には、ホワイトシート等の標準被写体が備えられている。術者は、キャップ４０に挿入部１０ａの先端を挿入した後、電子内視鏡１０の操作部１０ｂの各種スイッチ１１１のうちの一つであるホワイトバランス調節スイッチを操作する。本体装置２０の制御部２０ａが、ホワイトバランス調節スイッチが操作されたことを検出すると、その旨を画像処理部２０ｃに通知する。この通知をトリガーとして、画像処理部２０ｃのシステムコントローラ２３６内の図示せぬＣＰＵが、やはり図示せぬＲＯＭ内から画質補正用プログラムを読み出して実行する。すると、画像処理部２０ｃでは、画質補正用処理が開始される。この画質補正用処理は、従来のホワイトバランス処理と共に、本発明に係る処理の内容を、含んでいる。

図８は、画質補正用処理の内容を示すフローチャートである。図８に示されるように、画質補正用処理は、ステップＳ１００１〜Ｓ１００７及び処理ループＬ１からなる。

ステップＳ１００１では、画像処理部コントローラ２３６は、挿入部１０ａの先端からの白色光の射出を開始するように、制御部２０ａを介して光源部２０ｂの光源部コントローラ２２４に指示する。なお、挿入部１０ａの先端から白色光が射出されると、キャップ４０の内側底面の標準被写体で反射された光により形成される当該標準被写体の画像の画像データが、キャップ４０の底面での白色光の二次元的な照度分布を示す白色配光データとして、挿入部１０ａ内の撮像素子１１６によって生成される。生成された白色配光データには、前段処理回路２３１において前述した処理が施され、白色配光データの各色成分がＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂに記録される。また、白色配光データの各色成分は、逆マトリックス変換回路２３３に入力され、前述した処理が施されることによって、白色配光データのＹ成分がＣメモリ２３４ｃに記録される。

次のステップＳ１００２では、画像処理部コントローラ２３６は、Ｃメモリ２３４ｃに記録された白色配光データのＹ成分をＤＲＡＭ２３７に取り込む。

次のステップＳ１００３では、画像処理部コントローラ２３６は、挿入部１０ａの先端からの白色光の射出を停止するように、制御部２０ａを介して光源部２０ｂの光源部コントローラ２２４に指示する。

次のステップＳ１００４では、画像処理部コントローラ２３６は、ホワイトバランス設定処理を開始する。なお、ホワイトバランス設定処理は、一般的な技術であるので、ここでは説明しない。簡単に説明すると、ステップＳ１００２においてＲＧＢの各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂに記録された白色配光データの各色成分に基づいて、画像データの各色成分の出力特性を変更するための補正値を、決定する。

次のステップＳ１００５では、画像処理部コントローラ２３６は、挿入部１０ａの先端からの励起光の射出を開始するように、制御部２０ａを介して光源部２０ｂの光源部コントローラ２２４に指示する。なお、挿入部１０ａの先端から励起光が射出されると、キャップ４０の内側底面の標準被写体で反射された光により形成される当該標準被写体の画像の画像データが、キャップ４０の底面での励起光の二次元的な照度分布を示す励起配光データとして、挿入部１０ａ内の撮像素子１１６によって生成される。生成された励起配光データは、前段処理回路２３１及び逆マトリックス変換回路２３３に入力され、前述した処理が施されることによって、励起配光データのＹ成分がＦメモリ２３４ｆに記録される。

次のステップＳ１００６では、画像処理部コントローラ２３６は、Ｆメモリ２３４ｆに記録された励起配光データのＹ成分をＤＲＡＭ２３７に取り込む。

次のステップＳ１００７では、画像処理部コントローラ２３６は、挿入部１０ａの先端からの励起光の射出を停止するように、制御部２０ａを介して光源部２０ｂの光源部コントローラ２２４に指示する。その後、画像処理部コントローラ２３６は、処理ループＬ１を実行する。

処理ループＬ１では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ１００６においてＤＲＡＭ２３７に取り込んだ励起配光データにおける走査線（画像上にｘｙ直交座標が定義されている場合において同一のｙ座標値を持つ一群）毎に区分されるデータ（以下、走査線データと表記する）を一つずつ処理対象として特定することにより、ステップＳ１０１１乃至Ｓ１０１３を全ての走査線データについて順次実行する。

ステップＳ１０１１では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ１００２においてＤＲＡＭ２３７に取り込んだ白色配光データにおける各走査線データのうち、処理対象走査線データと同じｙ座標にある走査線の走査線データを特定する。続いて、画像処理部コントローラ２３６は、特定した走査線データと処理対象走査線データとが互いに同じ階調幅となるように規格化する。なお、図９は、白色配光データの規格化後の走査線データと励起配光データの規格化後の走査線データとを同一座標上に描いたグラフを示している。規格化後、画像処理部コントローラ２３６は、特定した走査線データから処理対象走査線データを差し引くことにより（同一の座標にある画素（輝度値）同士の差分を取ることにより）、同一のｙ座標値を持つ走査線同士の差分データを算出する。

次のステップＳ１０１２では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ１０１１において算出した差分データ（ｘ座標値と差分値とからなるヒストグラム）を近似する曲線を表現する一次元高次多項式Ｉｃ＝ａｘ^ｊ＋ｂｘ^ｊ−１＋…＋ｇｘ＋ｈを、補正式として算出する。この補正式Ｉｃにおいて、ｘは、走査線上での画素の位置を示すｘ座標値が代入される変数であり、ｊは、事前に設定された次数であり、ａ〜ｈは、その差分値データに特有の定数である。

次のステップＳ１０１３では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ１０１２において算出された補正式Ｉｃの各係数ａ〜ｈを、処理対象走査線データの走査線のｙ座標値と対応付けて、ＤＲＡＭ２３７に記録する。記録後、画像処理部コントローラ２３６は、この処理対象走査線データに対する処理ループＬ１の実行を終了する。

画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ１００６においてＤＲＡＭ２３７に取り込んだ励起配光データ内の全走査線のデータに対し、以上に説明した処理ループＬ１を実行し終えると、図８の画質補正用処理を終了する。

以上に説明した画質補正用処理が実行されることによって各ｙ座標値について算出される補正式Ｉｃの各係数ａ〜ｈは、特殊観察モードにおいて患部画像データが生成される際に利用される。本体装置２０の画像処理部２０ｃでは、特殊観察モードを示す信号が制御部２０ａから入力されると、この入力をトリガーとして、画像処理部２０ｃの画像処理部コントローラ２３６内の図示せぬＣＰＵが、やはり図示せぬＲＯＭ内から患部画像データ生成用プログラムを読み出して実行する。すると、画像処理部２０ｃでは、患部画像データ生成処理が開始される。

図１０は、患部画像データ生成処理の内容を示すフローチャートである。図１０に示されるように、患部画像データ生成処理は、ステップＳ２００１〜Ｓ２０１０からなる。

ステップＳ２００１では、画像処理部コントローラ２３６は、垂直基線消去信号における第１フィールドの開始タイミングを規定するパルス（図５参照）を受信するまで、待機する（Ｓ２００１；ＮＯ）。そして、第１フィールドの開始タイミングを規定するパルスを受信すると（Ｓ２００１；ＹＥＳ）、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ２００２へ処理を進める。

ステップＳ２００２では、画像処理部コントローラ２３６は、Ｃメモリ２３４ｃから参照画像データのＹ成分を読み出し、そのＹ成分内の各輝度値を配列変数Ｗｎ（＝ｘ座標値、ｙ座標値）に対応付けて、ＤＲＡＭ２３７に記録する。

次のステップＳ２００３では、画像処理部コントローラ２３６は、垂直基線消去信号における第２フィールドの開始タイミングを規定するパルス（図５参照）を受信するまで、待機する（Ｓ２００３；ＮＯ）。そして、第２フィールドの開始タイミングを規定するパルスを受信すると（Ｓ２００３；ＹＥＳ）、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ２００４へ処理を進める。

ステップＳ２００４では、画像処理部コントローラ２３６は、Ｃメモリ２３４ｃから参照画像データのＹ成分を読み出し、続いて、そのＹ成分における最大輝度値から最小輝度値までの階調値が、ステップＳ２００２において読み出した参照画像データのそれと等しくなるように規格化し、規格化したＹ成分内の各輝度値を配列変数Ｆｎ（＝ｘ座標値、ｙ座標値）に対応付けて、ＤＲＡＭ２３７に記録する。

次のステップＳ２００５では、画像処理部コントローラ２３６は、ＤＲＡＭ２３７に各係数ａ〜ｈが記録されている補正式Ｉｃ＝ａｘ^ｊ＋ｂｘ^ｊ−１＋…＋ｇｘ＋ｈを用いて、配列変数Ｆｎに対応付けられている各輝度値を補正する。具体的には、画像処理部コントローラ２３６は、一つのｙ座標値に対応する補正式Ｉｃを特定した後、配列変数Ｆｎに対応する輝度値のうちのそのｙ座標値を持つ全ての輝度値のそれぞれに対し、その輝度値のｘ座標値を当該補正式Ｉｃの変数ｘに代入して得られる値を加算する。画像処理部コントローラ２３６は、全ての補正式についてこのような処理を行うことによって、配列変数Ｆｎに対応する全ての輝度値を補正した後、補正後の各輝度値を配列変数Ｙｎに対応付けてＤＲＡＭ２３７に記録する。

次のステップＳ２００６では、画像処理部コントローラ２３６は、配列変数Ｙｎから配列変数Ｗｎを減算することによって、補正後の蛍光画像データの各輝度値と参照画像データの各輝度値との差分を算出し（同一の座標における輝度値の差分を全座標のそれぞれについて算出し）、各差分値を配列変数Ｓｎに対応付けてＤＲＡＭ２３７に記録する。

次のステップＳ２００７では、画像処理部コントローラ２３６は、配列変数Ｓｎに対応付けられている各差分値を各画素の輝度値とする白黒の画像を表示するためのカラーの画像データ（ＲＧＢの色成分の画像データ）を生成する。

次のステップＳ２００８では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ２００７において生成された画像データの各画素のうち、配列変数Ｓｎに対応付けられている差分値が所定の閾値を上回っている画素については、赤色成分を最大階調値（例えば２５５）へ変更し、配列変数Ｓｎに対応付けられている差分値が上記の閾値を下回っている画素については、青色成分を最大階調値（例えば２５５）へ変更する。つまり、差分値が最小値から上記の閾値までの間にある場合には、この画像データの画素は、黒色乃至青色の何れかの色を示し、差分値が上記の閾値から最大値までの間にある場合には、この画像データの画素は、赤色乃至白色の何れかの色を示す。

次のステップＳ２００９では、画像処理部コントローラ２３６は、ステップＳ２００８において各画素の色合いが変更された画像データを、患部画像データとしてＤメモリ２３８に記録する。

次のステップＳ２０１０では、画像処理部コントローラ２３６は、通常観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信しているか否かを、判別する。そして、画像処理部コントローラ２３６は、通常観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信していないと判断した場合（Ｓ２０１０；ＮＯ）、ステップＳ２００１へ処理を戻し、通常観察モードを示す信号を制御部２０ａから受信していると判断した場合（Ｓ２０１０；ＹＥＳ）、患部画像データ生成処理を終了する。

以上に説明した処理が行われるため、本実施形態の電子内視鏡システムは、以下に記述するように、作用する。

電子内視鏡システムを使用して被検者に対して施術を行う術者は、表示装置３０と本体装置２０の主電源を投入した後、電子内視鏡１０の接続部１０ｄを本体装置２０に接続する。そして、術者は、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端をキャップ４０に挿入して、前述した操作部１０ｂのホワイトバランス調節スイッチを操作し、ホワイトバランスを調節するとともに（Ｓ１００１〜Ｓ１００４）、特殊観察モードにおいて蛍光画像データを補正するための補正式を決定する処理（Ｓ１００５〜Ｓ１００７，Ｌ１）を実行させる。

このようにして、電子内視鏡１０を使用した観察を行う前にすべき操作を行った後、術者が、電子内視鏡１０の操作部１０ｂのスイッチを操作することによって通常観察モードに切り替えると、前述したように、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、白色光が連続的に射出されるようになる。術者が、白色光を射出している挿入部１０ａの先端を被検者の体腔内に挿入すると、白色光が体腔内に照射されるようになり、体腔壁の表面に入射した白色光のうちその表面で反射された光により形成されるその体腔壁の画像が、カラーの通常観察画像として表示装置３０に映し出される。術者は、この通常観察画像を見ることにより、体腔壁の状態を観察することができる。

次に、術者は、カラーの通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、励起光を利用する特殊観察を行う場合、電子内視鏡１０の操作部１０ｂのスイッチを操作することによって特殊観察モードに切り替える。すると、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、前述したように、白色光と励起光とが交互に射出され、画像処理部２０ｃの画像処理部コントローラ２３６が、患部画像データの生成を開始する（Ｓ２００１〜Ｓ２０１０）。そして、加算回路２４１では、患部画像データのＲＧＢ成分が参照画像データのＲＧＢ成分にそれぞれ加算され、参照画像に患部画像がスーパーインポーズされてなる特殊観察画像の画像データが生成され、ビデオ信号の形態で表示装置３０へ出力される。これにより、表示装置３０には、特殊観察画像が表示される。ここで、前述したように、患部画像データに基づく患部画像の各画素は、黒色乃至青色，及び、赤色乃至白色の何れかの色を示すものとなっており、特殊観察画像は、青黒の中間色，青色，赤色，赤白の中間色，又は、白色の斑点や塊が、体腔壁の輪郭や凹凸を現す参照画像の上に示された画像となっている。この斑点や塊は、参照画像内における相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体の存在位置を示しており、特に、赤色乃至白色にて示される斑点や塊は、上記の閾値以上の差分値が得られる程度に蛍光の強度が落ち込んでいる生体組織の集合体の存在位置を示している。従って、この閾値が適切に設定されていれば、術者は、この特殊観察画像の赤色乃至白色で示されている斑点や塊の部分を通じて、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、高い精度で認識することができる。

以上に説明したように、本実施形態の電子内視鏡システムは、励起光の強度分布を示す励起配光データの各輝度値を、白色光の強度分布を示す白色配光データの各輝度値に一致させる補正値を算出しておき、特殊観察モードにおいて蛍光画像データと参照画像データとの差分データを算出する前に、蛍光画像データの各輝度値を上記の各補正値にて補正するようにしているので、電子内視鏡の挿入部の先端から射出される白色光と励起光の強度分布が一致しない場合であっても、参照画像データと蛍光画像データの差分を取った際に、体腔内の陰影を正確に排除することができ、患部画像内において病変部でない部分が病変部として示されてしまうことがなくなる。

また、本実施形態の電子内視鏡システムは、白色光の波長と蛍光の波長との相違による撮像素子の感度の差が参照画像データと蛍光画像データとに影響している場合であっても、その波長の相違による影響を、上記の補正値にて蛍光画像データの各輝度値を補正することより、解消している。

さらに、本実施形態の電子内視鏡システムでは、白色配光データと励起配光データとの各差分値を補正値として図示せぬＥＥＰＲＯＭ等に記憶しておいても良いが、各差分値を各座標値から算出できる近似式（一元高次多項式）を補正式として記憶しておけば、多くの記憶容量を必要とせず、また、走査線のデータ量を一単位としてこの単位毎に蛍光画像データを端から順に補正していくことができる。

本発明の実施形態である電子内視鏡システムの構成図 本体装置の光源部の構成図 電子内視鏡の挿入部の先端から白色光と励起光とが射出されるタイミングを示すチャート 本体装置の画像処理部の構成図 垂直帰線消去信号の変化，第１及び第２チェックシステム信号の変化，並びに、第１及び第２ＮＡＮＤ回路の出力信号の変化のタイミングを示すチャート キャップの平面断面図 キャップの側面断面図 画質補正用処理の内容を示すフローチャート 白色配光データと励起配光データの走査線データを同一座標上に描いたグラフ 患部画像データ生成処理の内容を示すフローチャート

符号の説明

１０ 電子内視鏡
１０ａ 挿入部
１０ｂ 操作部
１０ｃ ケーブル部
１０ｄ 接続部
１１１ スイッチ
１１２ アングルノブ
１１３ 鉗子口
１１４ 端子
１１５ 金属管
１１６ 撮像素子
２０ 本体装置
２０ａ 制御部
２０ｂ 光源部
２０ｃ 画像処理部
２１１ 白色光光源
２１２ 光束径縮小光学系
２１３ 回転遮蔽板
２１４ 励起光光源
２１５ コリメートレンズ
２１６ ダイクロイックミラー
２１７ 集光レンズ
２２１ モーター
２２２ ステージ
２２３ ステージ用駆動装置
２２４ 光源部コントローラ
２３１ 前段処理回路
２３２ｒ Ｒメモリ
２３２ｇ Ｇメモリ
２３２ｂ Ｂメモリ
２３３ 逆マトリックス変換回路
２３４ｃ Ｃメモリ
２３４ｆ Ｆメモリ
２３５ メモリコントロール回路
２３６ 画像処理部コントローラ
２３７ ＤＲＡＭ
２３８ Ｄメモリ
２４１ 加算回路
２４２ Ｄ／Ａ変換回路
２４３ エンコード回路
３０ 表示装置
４０ キャップ

Claims (3)

1. 電子内視鏡の内部に引き通されてその挿入部の先端に組み込まれた配光光学系の近傍に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に対して光を供給するとともに、前記挿入部の先端に組み込まれた対物光学系が形成する被写体の像を撮像した撮像素子から画像信号を取得する電子内視鏡用プロセッサであって、
   前記挿入部の先端に対向する被写体を照明する白色光と、生体組織に照射することにより自家蛍光の放射を引き起こさせる励起光とを前記ライトガイドの入射端面に導入する光源部，
   所定の補正用処理指示を受け付けると、前記光源部に対して前記ライトガイドの入射端面へ前記白色光と前記励起光とを個別に入射させ、前記挿入部の先端から標準被写体に前記白色光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて白色配光データを取得するとともに、前記挿入部の先端から前記標準被写体に前記励起光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて励起配光データを取得する配光データ取得部，
   前記配光データ取得部が前記白色配光データ及び前記励起配光データを取得すると、前記白色配光データの各輝度値に対して前記励起配光データの各輝度値をそれぞれほぼ一致させる補正値を、前記白色配光データ及び前記励起配光データに基づいて算出する演算部，
   所定の開始指示を受け付けると、前記光源部に対して前記ライトガイドの入射端面へ前記白色光と前記励起光とを繰り返し交互に入射させ、前記挿入部から前記白色光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて参照画像データを取得し、前記挿入部から前記励起光が射出されている期間に前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて蛍光画像データを取得する画像データ取得部，
   前記画像データ取得部が一組の前記参照画像データと前記蛍光画像データとを取得するたびに、前記補正値にて各輝度値が補正された前記蛍光画像データの輝度成分と前記参照画像データの輝度成分との差分データに基づいて、患部画像データを生成する患部画像データ生成部，
   前記患部画像データ生成部が前記患部画像データを生成すると、前記患部画像データの各色成分を前記参照画像データの各色成分にそれぞれ加算することによって特殊観察画像データを生成する特殊観察画像データ生成部，及び、
   前記特殊観察画像データ生成部が生成した前記特殊観察画像データを表示装置に出力する出力部
   を備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。
2. 前記演算部は、前記白色配光データの各輝度値に対して前記励起配光データの各輝度値をそれぞれほぼ一致させる補正値を算出するための補正式を、前記白色配光データ及び前記励起配光データに基づいて算出し、
   前記患部画像データ生成部は、前記補正式に基づいて各輝度値が補正された前記蛍光画像データの輝度成分と前記参照画像データの輝度成分との差分データに基づいて、患部画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡用プロセッサ。
3. 前記補正式は、前記白色配光データと前記励起配光データとにおける同一の走査線上の各輝度値の差分からなるヒストグラムを近似する曲線を現す一元高次多項式であり、各走査線毎に算出される
   ことを特徴とする請求項２記載の電子内視鏡用プロセッサ。