三板式電子内視鏡および電子内視鏡システム
【課題】高精度な診療を行うための資料として好適な、色再現性や解像度がより高い、特にＲに対する解像度が高い画像を提供することができる三板式電子内視鏡を提供すること。
【解決手段】三板式電子内視鏡は、被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、Ｒ用撮像素子の画素数は、Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向にＲ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されているような構成にした。
【解決手段】三板式電子内視鏡は、被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、Ｒ用撮像素子の画素数は、Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向にＲ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されているような構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、三枚の撮像素子を用いて体腔内を撮像する三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を有する電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検者の体腔内の部位を観察、治療するため、電子内視鏡システムが広く知られ実用に供されている。このような電子内視鏡システムは、例えば、体腔内を撮像するための電子内視鏡、電子内視鏡により取得された撮像信号に画像処理を施すプロセッサ、プロセッサにより処理され生成されたビデオ信号を表示するモニタ等から構成されている。このような電子内視鏡システムは、例えば、下記の特許文献１に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１４２９０号公報
【０００４】
特許文献１に例示される従来の電子内視鏡システムでは、単一の撮像素子によって撮像が行われる単板式である。そのため、画像の解像度や色再現性を高くするためには、該撮像素子の画素数を大きくしなければならず、高価な構成になってしまう。そこで、近年、撮像素子を三枚使用した三板式の電子内視鏡システムが提案されている。三板式の電子内視鏡システムは、例えば、以下の特許文献２に開示される。
【０００５】
【特許文献２】特開２００４−２５４７７７号公報
【０００６】
特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、被写体からの光をダイクロイックプリズム等を用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分に分離する。そして、３枚の撮像素子が各成分を受光することにより生成される各色信号を後段の画像処理部によって合成することにより被写体の画像を生成する。特許文献２に例示される電子内視鏡システムでは、画素ずらし法を用いることにより、撮像画像を高い解像度で表示することができる。
【０００７】
ここで、体腔内を観察する場合に用いられるいわゆる医療用電子内視鏡システムの場合、撮像された画像は、より精度の高い診断や治療を行うために重要な資料となる。そのため、通常の画像に比べてより一層の高解像度そして高い色再現性が要求される。特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、従来の単板式に比べると、高い色再現性と高解像度を備えた画像を生成することができる。しかし、特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、汎用の三板式撮像手段を単に電子内視鏡分野に転用したに過ぎない。そのため、撮像される画像は、高精度な診療を行うための資料として採用するに十分高い色再現性や解像度を満足しておらず、さらなる改善が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みて、高精度な診療を行うための資料として好適な、色再現性や解像度がより高い画像を提供することができる三板式電子内視鏡および該三板式電子内視鏡を有する電子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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の三板式電子内視鏡は、被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、Ｒ用撮像素子の画素数は、Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向にＲ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応する三枚の撮像素子を使用することにより、画像の色再現性を向上させることができる。また、三枚の撮像素子の光学的位置に関して画素ずらし法を採用することにより、画像の解像度を向上させることもできる。さらに、請求項１に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ用撮像素子の画素数を他の撮像素子よりも多く設定している。これにより、特にＲの解像度を高めることが可能になる。
【００１１】
請求項２に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ用撮像素子、Ｂ用撮像素子の各画素数を順にＰｒ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）の関係を有することが望ましい。
【００１２】
請求項３に記載の三板式電子内視鏡によれば、各撮像素子の画素はいずれも正方形状であることが望ましい。
【００１３】
より具体的には、Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｇ＝Ｐｂ（請求項４）、あるいはＰｒ＝Ｐｇ（請求項５）の関係を有するように構成することができる。前者の関係を有するように構成することにより、Ｇ用撮像素子に要求される画素数を抑えてコストダウンを図ることができる。後者の関係を有するように構成することにより、Ｒの解像度を担保しつつさらなる高解像度化が実現される。
【００１４】
また、請求項６に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、水平方向と垂直方向の双方にずれていてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の双方の光学的位置がずれていることが望ましい。これにより、さらなる解像度の向上が図られる。この場合、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の各光学的位置は、Ｇ用撮像素子（Ｂ用撮像素子）の１／２画素分ずれていることが望ましい（請求項８）。
【００１６】
また、請求項９に記載の電子内視鏡システムは、上記の特徴を有する三板式電子内視鏡と、少なくとも三板式電子内視鏡が接続自在に構成されたプロセッサと、を有し、プロセッサは、接続された三板式電子内視鏡から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対して、Ｒ用撮像素子の駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングを行い、所定の画像処理を施すことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の電子内視鏡システムによれば、単一の撮像素子を有する単板式電子内視鏡をさらに有し、プロセッサは、三板式電子内視鏡と単板式電子内視鏡が択一的に接続されるように構成されており、接続された電子内視鏡を判別する判別手段を有し、該判別手段により接続状態にあると判別された電子内視鏡に対応する画像処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、体腔内の生体組織が、一般に赤成分を多く反射する傾向にあること、そして撮像画像の高解像度化には、ＧやＢ、特にＢの解像度に比べてＲの解像度が大きく影響することに着目することによりなされた発明である。
【００１９】
すなわち、本発明に係る三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を有する電子内視鏡システムによれば、三板式および画素ずらし法を採用し、加えてＲ用撮像素子の画素数を他の撮像素子特にＢ用撮像素子よりも多く設定することにより、従来の構成に比べて、Ｒの解像度を効果的に高めることができた。その結果として、診療用画像として好適に用いるために必要とされる高い色再現性および高い解像度を有する画像がユーザに提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本実施形態の三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を備える電子内視鏡システムの構成および作用について説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１００の概略構成を表す図である。電子内視鏡システム１００は、プロセッサ１０、三板式電子内視鏡３０、モニタ５０を有する。三板式電子内視鏡３０はコネクタ部３０ａと先端に撮像系を持つ可撓管３０ｂと図示しない操作部（把持部）からなる。三板式電子内視鏡３０は、コネクタ部３０ａを介してプロセッサ３０に光学的かつ電気的に接続される。モニタ５０は、プロセッサ１０に接続され所定の情報を適宜表示する。
【００２２】
プロセッサ１０は、システムコントローラ１、光源部２、判別回路３、撮像素子駆動部４、タイミングコントローラ５、画像処理部６、フロントパネル兼操作部（以下、単にフロントパネルという）７を有する。
【００２３】
三板式電子内視鏡３０は、ライトガイド３１、配光レンズ３２、対物レンズ３３、撮像部３４、ＲＯＭ３７を有する。配光レンズ３２、対物レンズ３３、撮像部３４は可撓管３０ｂの先端近傍に位置している。なお、実際の電子内視鏡では、配光レンズ３２や対物レンズ３３は、複数枚のレンズを有するレンズ群として構成されるが、各図では便宜上単レンズとして示している。
【００２４】
電子内視鏡システム１００を用いた基本的な撮像処理は以下のようにして行われる。まず予め術者が三板式電子内視鏡３０の先端、より詳しくは可撓管３０ｂの先端を観察対象の近傍に配設する。例えば、観察対象が体腔内の生体組織である場合には、可撓管３０ｂの先端を被検者の体腔内における該生体組織がある位置まで挿入する。
【００２５】
可撓管３０ｂの先端が観察対象近傍に位置した状態で、術者が三板式電子内視鏡３０の図示しない操作部を操作すると、プロセッサ１０は撮像処理を開始する。
【００２６】
本実施形態では、三板式電子内視鏡３０が接続されると、ＲＯＭ３７から三板式電子内視鏡３０を識別するためのデータ等、例えば機種名や型番、さらには撮像素子の方式や画素数、γ特性等といった仕様が出力される。プロセッサ１０の判別回路３は、読み出した識別情報に対応した制御を適時行う。本実施形態では、プロセッサ１０は、三板式電子内視鏡３０に好適な制御を行う。
【００２７】
システムコントローラ１は、プロセッサ１０のみならず電子内視鏡システム１００全体を統括して制御する。撮像処理を行う場合、システムコントローラ１は、まず光源部２を発光制御する。光源部２は、光源２１、絞り２２、絞り駆動機構２３、集光レンズ２４を有する。システムコントローラ１からの制御信号を受信すると、光源２１は光を照射する。本実施形態では、周知の白色光源、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が光源１として使用される。
【００２８】
光源２１から照射された光は、まず絞り２２に入射する。絞り２２は、絞り駆動機構２３によって所定光量の光がライトガイド３１に導かれるように光量調整を行う。絞り２２から射出された光は、集光レンズ２４を介して三板式電子内視鏡３０のライトガイド３１、より詳しくはライトガイド３１の入射端３１ａに入射する。ライトガイド３１は光ファイバ束である。よって、入射光は、ライトガイド３１内を伝送し、射出端３１ｂから射出される。射出光は、配光レンズ３２を介して可撓管３０ｂの先端から照射され、観察対象を照明する。
【００２９】
照明された観察対象からの反射光は、対物レンズ３３を介して撮像部３４に入射する。図２は撮像部３４の概略構成を示す図である。撮像部３４は、ダイクロイックプリズム３５とＲ用、Ｇ用、Ｂ用の各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを有する。ダイクロイックプリズム３５は、対物レンズ３３を介して入射する光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する機能を持つ。本実施形態ではフィリップス型のダイクロイックプリズムを使用する。すなわち、ダイクロイックプリズム３５は、三つの三角プリズム３５ａ、３５ｂ、３５ｃを接合して構成される。三角プリズム３５ａ、３５ｃの接合面Ｓ２は、Ｂ成分に対して高い反射特性を有する光学膜が施されている。三角プリズム３５ａ、３５ｂの接合面Ｓ３は、Ｒ成分に対して高い反射特性を有する光学膜が施されている。
【００３０】
撮像部３４のダイクロイックプリズム３５に入射した光のうち、Ｒ成分は、三接合面Ｓ３で反射し、接合面Ｓ２に入射する。ここでＲ成分は、接合面Ｓ２に対して全反射条件を満たすような入射角を持って入射する。そのため、Ｒ成分は、接合面Ｓ２で全反射してＲ用ＣＣＤ３６Ｒに入射する。Ｇ成分は、各接合面Ｓ２、Ｓ３を透過してＧ用ＣＣＤ３６Ｇに入射する。Ｂ成分は、接合面Ｓ２で反射し入射側端面Ｓ１に入射する。ここでＢ成分は、入射側端面Ｓ１に対して全反射条件を満たすような入射角を持って入射する。そのため、Ｂ成分は、入射側端面Ｓ１で全反射してＢ用ＣＣＤ３６Ｂに入射する。
【００３１】
図３〜図５は、それぞれＲ用ＣＣＤ３６Ｒ、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂの画素配列を模式的に示す図である。なお、図３以降の各図に示すＣＣＤの画素配列はあくまで説明の便宜上描かれた模式的なものであり、実際のサイズとは異なる。
【００３２】
図３〜図５に示すように、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、受光面全体のサイズは同一であるが、画素数が異なる。詳しくは、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの画素数を順にＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｇ＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）という関係を有する。一般に電子内視鏡システム１００で撮像される体腔内の生体組織はＲ成分に対する反射率が高い。従って、他の成分に比べてＲの画素数を多く設定することにより、撮像画像におけるＲの解像度を高くすることができる。本実施形態では、ｎ＝２に設定している。
【００３３】
なお、本実施形態の各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面を構成する画素は、矩形状（本実施形態では正方形状）である。図３〜図５に示すように、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒの画素の一辺の長さをＬｒ、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇの画素の一辺の長さをＬｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂの画素の一辺の長さをＬｂ、とする。上記の通り、Ｇ用ＣＣＤ３６ＧとＢ用ＣＣＤ３６Ｂは、受光面サイズと画素数が同一であるため、Ｌｇ＝Ｌｂである。
【００３４】
また、本実施形態では、画素ずらし法を用いて撮像画像の解像度を高くしている。つまり、上記３枚のＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、互いの光学的位置が微少にずれて配設されている。なお、本文において光学的位置とは、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面に平行な面内での配置位置のことをいう。また、ずれとは、各ＣＣＤにそれぞれ入射する光の主光線の受光面での入射位置と該受光面中心がずれていることをいう。また、ずれの大きさは、主光線の入射位置と受光面中心が、ＣＣＤの画素配列の水平方向および垂直方向においてどれだけ離れているかによって表す。
【００３５】
図６は、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂのずれ具合を説明するための模式図である。より詳しくは、各ＣＣＤに入射する光の主光線の入射位置を一致させて各ＣＣＤの光学的位置を重ねて示す図である。
【００３６】
図６では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒを実線で、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇを破線で、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂを一点鎖線で、それぞれ示している。また図６中、画素配列の水平方向をＸ方向、垂直方向をＹ方向、Ｘ、Ｙの各方向に直交する方向（主光線の進行方向）をＺ方向と定義する。
【００３７】
図６に示すように、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂは、それぞれＲ用ＣＣＤ３６Ｒに対して、Ｘ、Ｙの両方向にＲ用ＣＣＤの１／２画素分だけずれて配設されている。また、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂは、互いに、Ｘ、Ｙの両方向にＧ用ＣＣＤ３６Ｇ（またはＢ用ＣＣＤ３６Ｂ）の１／２画素分だけずれて配設されている。
【００３８】
各色成分は、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面で光学像を結ぶ。各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、プロセッサ１０の撮像素子駆動部４によって駆動制御される。詳しくは、撮像素子駆動部４は、システムコントローラ１の制御下、タイミングコントローラ５により規定される所定のタイミングで、撮像素子３４に駆動信号を送信する。各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、撮像素子駆動部４から送信される駆動信号に同期して、上記光学像に基づく各色信号を生成し、プロセッサ１０の画像処理部６に定期的に送信する。なお実際のシステム１００では、撮像素子駆動部４と撮像部３４間、および撮像部３４と画像処理部６間は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に対応して計三本の信号線が存在するが、図１では、図示の簡略化のため一本のみ示す。
【００３９】
画像処理部６は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号が入力する順に、前段画像信号処理部６１、Ｒ、Ｇ、Ｂの各メモリ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ、後段画像信号処理部６３を有する。前段画像信号処理部６１は、システムコントローラ１の制御下、各色信号に信号増幅処理やＡ／Ｄ変換処理といった所定の処理を行う。なお、術者等は、フロントパネル７に配設された種々のスイッチ等を操作することによって、画像処理部６が行う画像処理内容を変更することができる。
【００４０】
ここでＡ／Ｄ変換処理に際し、各色信号は、いずれもＲ用ＣＣＤ３６Ｒの駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングされる。つまり、Ｒ信号に関しては１画素分に相当するアナログデータが２回サンプリングされる。またＧ信号とＢ信号に関しては１画素分に相当するアナログデータが４回サンプリングされる。サンプリングされた各色のデジタルデータは、対応するメモリ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｒにそれぞれ一時的に格納される。各メモリに格納された各色のデジタルデータは、タイミングコントローラ５から送信されるタイミング信号に同期して後段画像信号処理部６３に一斉に出力される。該タイミング信号の送信タイミングは、例えばモニタ５０のフレームレートに対応するように決定される。
【００４１】
後段画像信号処理部６３は、画像メモリ６２から読み出された各色データに周知の画像処理を施す。該画像処理には例えば、色毎のゲイン調整や解像度調整、ホワイトバランスやブラックバランスの調整、ガンマ補正、エンハンス処理等がある。そして、各色信号を合成して外部（ここではモニタ５０）に出力するための一系統の画像信号を生成する。
【００４２】
図７は、後段画像信号処理部６３により生成された画像信号に対応する画像を説明するための模式図である。より詳しくは、図７中、実線部は図３に示すＲ用ＣＣＤ３６Ｒのうち任意に抽出したＲ１〜Ｒ１６の画素からなる正方形状の領域に対応するＲの画像データを示す。また、破線部は、図４に示すＧ用ＣＣＤ３６Ｇのうち任意に抽出したＧ１〜Ｇ４の画素からなる正方形状の領域に対応するＧの画像データを示す。また、一点鎖線部は、図５に示すＢ用ＣＣＤ３６Ｂのうち任意に抽出したＢ１〜Ｂ４の画素からなる正方形状の領域に対応するＢの画像データを示す。
【００４３】
図７において、太枠で示す領域、つまりＲ、Ｇ、Ｂすべての画像データが重複する正方形状領域（以下、便宜上画像領域という。）が実際の画像として表示される部分である。１つまたは２つの画像データのみからなる領域は、画像信号生成処理時に除去される。図７に示す画像領域は、ｄ１〜ｄ３６までの計３６ドットからなる。
【００４４】
各ドットの画像は、ドットの位置に対応するＲ、Ｇ、Ｂの各デジタルデータを所定のマトリックスに当てはめて演算することにより求められる。例えば、
ｄ１＝Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１
ｄ２＝Ｒ２＋Ｇ１＋Ｂ１
ｄ３＝Ｒ２＋Ｇ１＋Ｂ２
…
ｄ３６＝Ｒ１６＋Ｇ４＋Ｂ４
という演算が行われる。なお、必要に応じて各色成分に対して重み付けがなされてもよい。
【００４５】
以上の処理により生成された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路によってモニタ５０の規格に適合するアナログ信号に変換された後、モニタ５０に出力される。モニタ５０は、入力する画像信号に対応する画像を表示する。
【００４６】
ここで、モニタ５０により表示される画像は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する三枚のＣＣＤを用いて撮像されているため、非常に高い色再現性を持っている。また、画素ずらし法を用いることにより、画像全体の高解像度化も実現している。さらに、他の色成分用のＣＣＤに比べてＲ用のＣＣＤの画素数を多く設定していることにより、赤の色解像度を高くすることができ、結果としてより内視鏡診療に好適な画像が提供される。
【００４７】
以上が本発明の実施形態である。なお、本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形を行うことができる。
【００４８】
上記実施形態では、三板式電子内視鏡３０を使用した構成であるが、状況に応じて既存の単板式電子内視鏡を使用することも可能である。この場合、判別回路３が接続された単板式電子内視鏡の識別データに基づいて、該単板式電子内視鏡を判別する。システムコントローラ１は、判別回路３から送信される判別結果に従い、単板式電子内視鏡に好適な制御を行う。
【００４９】
また、上記実施形態では、いずれのＣＣＤも光学的位置がずれていると説明した。ここで本発明に係る電子内視鏡は、必ずしも全てのＣＣＤがずれている必要はなく、少なくともＲ用ＣＣＤ３６Ｒに対してＧ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂのいずれか一方がずれていれば足りる。
【００５０】
また、上記実施形態では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒの画素数を他のＣＣＤより増加させる構成を採っているが、Ｇ用ＣＣＤ３６ＧもＲ用ＣＣＤ３６Ｒの画素数と同一に設定しても良い（つまり、Ｐｒ＝Ｐｇ＝ｎ２×Ｐｂ）。これにより、より一層の高解像化された画像が提供可能になる。
【００５１】
さらに上記実施形態では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒに対してＧ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６ＢはいずれもＸ、Ｙの両方向にずれていると説明したが、いずれか一方にのみずれた構成であっても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、各ＣＣＤの画素は正方形状であるとして説明した。本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムは、正方形状以外の形状の画素を持つＣＣＤを使用することも可能である。例えば、ハニカム状や長方形状の画素を持つＣＣＤを使用することもできる。
【００５３】
加えて、本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムでは、Ｒ用ＣＣＤの画素数は、必ずしもＢ（Ｇ）用の画素数のｎ２倍である必要はなく、Ｂ（Ｇ）用の画素数の整数倍であればよい。ただし、整数倍に設定すると、Ｒ用ＣＣＤの画素形状と、Ｂ（Ｇ）用ＣＣＤの画素形状とが異なることもある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡システムを概略的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡の撮像部を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態のＲ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態のＧ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態のＢ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態の各ＣＣＤのずれ具合を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施形態の後段画像信号処理部により生成された画像信号に対応する画像を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ システムコントローラ
２ 光源部
６ 画像処理部
６１ 前段信号処理部
６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ 画像メモリ
６３ 後段信号処理部
１０ プロセッサ
３０ 電子内視鏡
３４ 撮像部
３５ ダイクロイックプリズム
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ ＣＣＤ
５０ モニタ
１００ 電子内視鏡システム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、三枚の撮像素子を用いて体腔内を撮像する三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を有する電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検者の体腔内の部位を観察、治療するため、電子内視鏡システムが広く知られ実用に供されている。このような電子内視鏡システムは、例えば、体腔内を撮像するための電子内視鏡、電子内視鏡により取得された撮像信号に画像処理を施すプロセッサ、プロセッサにより処理され生成されたビデオ信号を表示するモニタ等から構成されている。このような電子内視鏡システムは、例えば、下記の特許文献１に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１４２９０号公報
【０００４】
特許文献１に例示される従来の電子内視鏡システムでは、単一の撮像素子によって撮像が行われる単板式である。そのため、画像の解像度や色再現性を高くするためには、該撮像素子の画素数を大きくしなければならず、高価な構成になってしまう。そこで、近年、撮像素子を三枚使用した三板式の電子内視鏡システムが提案されている。三板式の電子内視鏡システムは、例えば、以下の特許文献２に開示される。
【０００５】
【特許文献２】特開２００４−２５４７７７号公報
【０００６】
特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、被写体からの光をダイクロイックプリズム等を用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分に分離する。そして、３枚の撮像素子が各成分を受光することにより生成される各色信号を後段の画像処理部によって合成することにより被写体の画像を生成する。特許文献２に例示される電子内視鏡システムでは、画素ずらし法を用いることにより、撮像画像を高い解像度で表示することができる。
【０００７】
ここで、体腔内を観察する場合に用いられるいわゆる医療用電子内視鏡システムの場合、撮像された画像は、より精度の高い診断や治療を行うために重要な資料となる。そのため、通常の画像に比べてより一層の高解像度そして高い色再現性が要求される。特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、従来の単板式に比べると、高い色再現性と高解像度を備えた画像を生成することができる。しかし、特許文献２に例示される三板式の電子内視鏡システムは、汎用の三板式撮像手段を単に電子内視鏡分野に転用したに過ぎない。そのため、撮像される画像は、高精度な診療を行うための資料として採用するに十分高い色再現性や解像度を満足しておらず、さらなる改善が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みて、高精度な診療を行うための資料として好適な、色再現性や解像度がより高い画像を提供することができる三板式電子内視鏡および該三板式電子内視鏡を有する電子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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の三板式電子内視鏡は、被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、Ｒ用撮像素子の画素数は、Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向にＲ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応する三枚の撮像素子を使用することにより、画像の色再現性を向上させることができる。また、三枚の撮像素子の光学的位置に関して画素ずらし法を採用することにより、画像の解像度を向上させることもできる。さらに、請求項１に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ用撮像素子の画素数を他の撮像素子よりも多く設定している。これにより、特にＲの解像度を高めることが可能になる。
【００１１】
請求項２に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｒ用撮像素子、Ｂ用撮像素子の各画素数を順にＰｒ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）の関係を有することが望ましい。
【００１２】
請求項３に記載の三板式電子内視鏡によれば、各撮像素子の画素はいずれも正方形状であることが望ましい。
【００１３】
より具体的には、Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｇ＝Ｐｂ（請求項４）、あるいはＰｒ＝Ｐｇ（請求項５）の関係を有するように構成することができる。前者の関係を有するように構成することにより、Ｇ用撮像素子に要求される画素数を抑えてコストダウンを図ることができる。後者の関係を有するように構成することにより、Ｒの解像度を担保しつつさらなる高解像度化が実現される。
【００１４】
また、請求項６に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、水平方向と垂直方向の双方にずれていてもよい。
【００１５】
請求項７に記載の三板式電子内視鏡によれば、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の双方の光学的位置がずれていることが望ましい。これにより、さらなる解像度の向上が図られる。この場合、Ｇ用撮像素子とＢ用撮像素子の各光学的位置は、Ｇ用撮像素子（Ｂ用撮像素子）の１／２画素分ずれていることが望ましい（請求項８）。
【００１６】
また、請求項９に記載の電子内視鏡システムは、上記の特徴を有する三板式電子内視鏡と、少なくとも三板式電子内視鏡が接続自在に構成されたプロセッサと、を有し、プロセッサは、接続された三板式電子内視鏡から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対して、Ｒ用撮像素子の駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングを行い、所定の画像処理を施すことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の電子内視鏡システムによれば、単一の撮像素子を有する単板式電子内視鏡をさらに有し、プロセッサは、三板式電子内視鏡と単板式電子内視鏡が択一的に接続されるように構成されており、接続された電子内視鏡を判別する判別手段を有し、該判別手段により接続状態にあると判別された電子内視鏡に対応する画像処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、体腔内の生体組織が、一般に赤成分を多く反射する傾向にあること、そして撮像画像の高解像度化には、ＧやＢ、特にＢの解像度に比べてＲの解像度が大きく影響することに着目することによりなされた発明である。
【００１９】
すなわち、本発明に係る三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を有する電子内視鏡システムによれば、三板式および画素ずらし法を採用し、加えてＲ用撮像素子の画素数を他の撮像素子特にＢ用撮像素子よりも多く設定することにより、従来の構成に比べて、Ｒの解像度を効果的に高めることができた。その結果として、診療用画像として好適に用いるために必要とされる高い色再現性および高い解像度を有する画像がユーザに提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本実施形態の三板式電子内視鏡および該電子内視鏡を備える電子内視鏡システムの構成および作用について説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１００の概略構成を表す図である。電子内視鏡システム１００は、プロセッサ１０、三板式電子内視鏡３０、モニタ５０を有する。三板式電子内視鏡３０はコネクタ部３０ａと先端に撮像系を持つ可撓管３０ｂと図示しない操作部（把持部）からなる。三板式電子内視鏡３０は、コネクタ部３０ａを介してプロセッサ３０に光学的かつ電気的に接続される。モニタ５０は、プロセッサ１０に接続され所定の情報を適宜表示する。
【００２２】
プロセッサ１０は、システムコントローラ１、光源部２、判別回路３、撮像素子駆動部４、タイミングコントローラ５、画像処理部６、フロントパネル兼操作部（以下、単にフロントパネルという）７を有する。
【００２３】
三板式電子内視鏡３０は、ライトガイド３１、配光レンズ３２、対物レンズ３３、撮像部３４、ＲＯＭ３７を有する。配光レンズ３２、対物レンズ３３、撮像部３４は可撓管３０ｂの先端近傍に位置している。なお、実際の電子内視鏡では、配光レンズ３２や対物レンズ３３は、複数枚のレンズを有するレンズ群として構成されるが、各図では便宜上単レンズとして示している。
【００２４】
電子内視鏡システム１００を用いた基本的な撮像処理は以下のようにして行われる。まず予め術者が三板式電子内視鏡３０の先端、より詳しくは可撓管３０ｂの先端を観察対象の近傍に配設する。例えば、観察対象が体腔内の生体組織である場合には、可撓管３０ｂの先端を被検者の体腔内における該生体組織がある位置まで挿入する。
【００２５】
可撓管３０ｂの先端が観察対象近傍に位置した状態で、術者が三板式電子内視鏡３０の図示しない操作部を操作すると、プロセッサ１０は撮像処理を開始する。
【００２６】
本実施形態では、三板式電子内視鏡３０が接続されると、ＲＯＭ３７から三板式電子内視鏡３０を識別するためのデータ等、例えば機種名や型番、さらには撮像素子の方式や画素数、γ特性等といった仕様が出力される。プロセッサ１０の判別回路３は、読み出した識別情報に対応した制御を適時行う。本実施形態では、プロセッサ１０は、三板式電子内視鏡３０に好適な制御を行う。
【００２７】
システムコントローラ１は、プロセッサ１０のみならず電子内視鏡システム１００全体を統括して制御する。撮像処理を行う場合、システムコントローラ１は、まず光源部２を発光制御する。光源部２は、光源２１、絞り２２、絞り駆動機構２３、集光レンズ２４を有する。システムコントローラ１からの制御信号を受信すると、光源２１は光を照射する。本実施形態では、周知の白色光源、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が光源１として使用される。
【００２８】
光源２１から照射された光は、まず絞り２２に入射する。絞り２２は、絞り駆動機構２３によって所定光量の光がライトガイド３１に導かれるように光量調整を行う。絞り２２から射出された光は、集光レンズ２４を介して三板式電子内視鏡３０のライトガイド３１、より詳しくはライトガイド３１の入射端３１ａに入射する。ライトガイド３１は光ファイバ束である。よって、入射光は、ライトガイド３１内を伝送し、射出端３１ｂから射出される。射出光は、配光レンズ３２を介して可撓管３０ｂの先端から照射され、観察対象を照明する。
【００２９】
照明された観察対象からの反射光は、対物レンズ３３を介して撮像部３４に入射する。図２は撮像部３４の概略構成を示す図である。撮像部３４は、ダイクロイックプリズム３５とＲ用、Ｇ用、Ｂ用の各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを有する。ダイクロイックプリズム３５は、対物レンズ３３を介して入射する光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する機能を持つ。本実施形態ではフィリップス型のダイクロイックプリズムを使用する。すなわち、ダイクロイックプリズム３５は、三つの三角プリズム３５ａ、３５ｂ、３５ｃを接合して構成される。三角プリズム３５ａ、３５ｃの接合面Ｓ２は、Ｂ成分に対して高い反射特性を有する光学膜が施されている。三角プリズム３５ａ、３５ｂの接合面Ｓ３は、Ｒ成分に対して高い反射特性を有する光学膜が施されている。
【００３０】
撮像部３４のダイクロイックプリズム３５に入射した光のうち、Ｒ成分は、三接合面Ｓ３で反射し、接合面Ｓ２に入射する。ここでＲ成分は、接合面Ｓ２に対して全反射条件を満たすような入射角を持って入射する。そのため、Ｒ成分は、接合面Ｓ２で全反射してＲ用ＣＣＤ３６Ｒに入射する。Ｇ成分は、各接合面Ｓ２、Ｓ３を透過してＧ用ＣＣＤ３６Ｇに入射する。Ｂ成分は、接合面Ｓ２で反射し入射側端面Ｓ１に入射する。ここでＢ成分は、入射側端面Ｓ１に対して全反射条件を満たすような入射角を持って入射する。そのため、Ｂ成分は、入射側端面Ｓ１で全反射してＢ用ＣＣＤ３６Ｂに入射する。
【００３１】
図３〜図５は、それぞれＲ用ＣＣＤ３６Ｒ、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂの画素配列を模式的に示す図である。なお、図３以降の各図に示すＣＣＤの画素配列はあくまで説明の便宜上描かれた模式的なものであり、実際のサイズとは異なる。
【００３２】
図３〜図５に示すように、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、受光面全体のサイズは同一であるが、画素数が異なる。詳しくは、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの画素数を順にＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｇ＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）という関係を有する。一般に電子内視鏡システム１００で撮像される体腔内の生体組織はＲ成分に対する反射率が高い。従って、他の成分に比べてＲの画素数を多く設定することにより、撮像画像におけるＲの解像度を高くすることができる。本実施形態では、ｎ＝２に設定している。
【００３３】
なお、本実施形態の各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面を構成する画素は、矩形状（本実施形態では正方形状）である。図３〜図５に示すように、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒの画素の一辺の長さをＬｒ、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇの画素の一辺の長さをＬｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂの画素の一辺の長さをＬｂ、とする。上記の通り、Ｇ用ＣＣＤ３６ＧとＢ用ＣＣＤ３６Ｂは、受光面サイズと画素数が同一であるため、Ｌｇ＝Ｌｂである。
【００３４】
また、本実施形態では、画素ずらし法を用いて撮像画像の解像度を高くしている。つまり、上記３枚のＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、互いの光学的位置が微少にずれて配設されている。なお、本文において光学的位置とは、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面に平行な面内での配置位置のことをいう。また、ずれとは、各ＣＣＤにそれぞれ入射する光の主光線の受光面での入射位置と該受光面中心がずれていることをいう。また、ずれの大きさは、主光線の入射位置と受光面中心が、ＣＣＤの画素配列の水平方向および垂直方向においてどれだけ離れているかによって表す。
【００３５】
図６は、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂのずれ具合を説明するための模式図である。より詳しくは、各ＣＣＤに入射する光の主光線の入射位置を一致させて各ＣＣＤの光学的位置を重ねて示す図である。
【００３６】
図６では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒを実線で、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇを破線で、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂを一点鎖線で、それぞれ示している。また図６中、画素配列の水平方向をＸ方向、垂直方向をＹ方向、Ｘ、Ｙの各方向に直交する方向（主光線の進行方向）をＺ方向と定義する。
【００３７】
図６に示すように、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂは、それぞれＲ用ＣＣＤ３６Ｒに対して、Ｘ、Ｙの両方向にＲ用ＣＣＤの１／２画素分だけずれて配設されている。また、Ｇ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂは、互いに、Ｘ、Ｙの両方向にＧ用ＣＣＤ３６Ｇ（またはＢ用ＣＣＤ３６Ｂ）の１／２画素分だけずれて配設されている。
【００３８】
各色成分は、各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの受光面で光学像を結ぶ。各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、プロセッサ１０の撮像素子駆動部４によって駆動制御される。詳しくは、撮像素子駆動部４は、システムコントローラ１の制御下、タイミングコントローラ５により規定される所定のタイミングで、撮像素子３４に駆動信号を送信する。各ＣＣＤ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、撮像素子駆動部４から送信される駆動信号に同期して、上記光学像に基づく各色信号を生成し、プロセッサ１０の画像処理部６に定期的に送信する。なお実際のシステム１００では、撮像素子駆動部４と撮像部３４間、および撮像部３４と画像処理部６間は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に対応して計三本の信号線が存在するが、図１では、図示の簡略化のため一本のみ示す。
【００３９】
画像処理部６は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号が入力する順に、前段画像信号処理部６１、Ｒ、Ｇ、Ｂの各メモリ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ、後段画像信号処理部６３を有する。前段画像信号処理部６１は、システムコントローラ１の制御下、各色信号に信号増幅処理やＡ／Ｄ変換処理といった所定の処理を行う。なお、術者等は、フロントパネル７に配設された種々のスイッチ等を操作することによって、画像処理部６が行う画像処理内容を変更することができる。
【００４０】
ここでＡ／Ｄ変換処理に際し、各色信号は、いずれもＲ用ＣＣＤ３６Ｒの駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングされる。つまり、Ｒ信号に関しては１画素分に相当するアナログデータが２回サンプリングされる。またＧ信号とＢ信号に関しては１画素分に相当するアナログデータが４回サンプリングされる。サンプリングされた各色のデジタルデータは、対応するメモリ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｒにそれぞれ一時的に格納される。各メモリに格納された各色のデジタルデータは、タイミングコントローラ５から送信されるタイミング信号に同期して後段画像信号処理部６３に一斉に出力される。該タイミング信号の送信タイミングは、例えばモニタ５０のフレームレートに対応するように決定される。
【００４１】
後段画像信号処理部６３は、画像メモリ６２から読み出された各色データに周知の画像処理を施す。該画像処理には例えば、色毎のゲイン調整や解像度調整、ホワイトバランスやブラックバランスの調整、ガンマ補正、エンハンス処理等がある。そして、各色信号を合成して外部（ここではモニタ５０）に出力するための一系統の画像信号を生成する。
【００４２】
図７は、後段画像信号処理部６３により生成された画像信号に対応する画像を説明するための模式図である。より詳しくは、図７中、実線部は図３に示すＲ用ＣＣＤ３６Ｒのうち任意に抽出したＲ１〜Ｒ１６の画素からなる正方形状の領域に対応するＲの画像データを示す。また、破線部は、図４に示すＧ用ＣＣＤ３６Ｇのうち任意に抽出したＧ１〜Ｇ４の画素からなる正方形状の領域に対応するＧの画像データを示す。また、一点鎖線部は、図５に示すＢ用ＣＣＤ３６Ｂのうち任意に抽出したＢ１〜Ｂ４の画素からなる正方形状の領域に対応するＢの画像データを示す。
【００４３】
図７において、太枠で示す領域、つまりＲ、Ｇ、Ｂすべての画像データが重複する正方形状領域（以下、便宜上画像領域という。）が実際の画像として表示される部分である。１つまたは２つの画像データのみからなる領域は、画像信号生成処理時に除去される。図７に示す画像領域は、ｄ１〜ｄ３６までの計３６ドットからなる。
【００４４】
各ドットの画像は、ドットの位置に対応するＲ、Ｇ、Ｂの各デジタルデータを所定のマトリックスに当てはめて演算することにより求められる。例えば、
ｄ１＝Ｒ１＋Ｇ１＋Ｂ１
ｄ２＝Ｒ２＋Ｇ１＋Ｂ１
ｄ３＝Ｒ２＋Ｇ１＋Ｂ２
…
ｄ３６＝Ｒ１６＋Ｇ４＋Ｂ４
という演算が行われる。なお、必要に応じて各色成分に対して重み付けがなされてもよい。
【００４５】
以上の処理により生成された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路によってモニタ５０の規格に適合するアナログ信号に変換された後、モニタ５０に出力される。モニタ５０は、入力する画像信号に対応する画像を表示する。
【００４６】
ここで、モニタ５０により表示される画像は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する三枚のＣＣＤを用いて撮像されているため、非常に高い色再現性を持っている。また、画素ずらし法を用いることにより、画像全体の高解像度化も実現している。さらに、他の色成分用のＣＣＤに比べてＲ用のＣＣＤの画素数を多く設定していることにより、赤の色解像度を高くすることができ、結果としてより内視鏡診療に好適な画像が提供される。
【００４７】
以上が本発明の実施形態である。なお、本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形を行うことができる。
【００４８】
上記実施形態では、三板式電子内視鏡３０を使用した構成であるが、状況に応じて既存の単板式電子内視鏡を使用することも可能である。この場合、判別回路３が接続された単板式電子内視鏡の識別データに基づいて、該単板式電子内視鏡を判別する。システムコントローラ１は、判別回路３から送信される判別結果に従い、単板式電子内視鏡に好適な制御を行う。
【００４９】
また、上記実施形態では、いずれのＣＣＤも光学的位置がずれていると説明した。ここで本発明に係る電子内視鏡は、必ずしも全てのＣＣＤがずれている必要はなく、少なくともＲ用ＣＣＤ３６Ｒに対してＧ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６Ｂのいずれか一方がずれていれば足りる。
【００５０】
また、上記実施形態では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒの画素数を他のＣＣＤより増加させる構成を採っているが、Ｇ用ＣＣＤ３６ＧもＲ用ＣＣＤ３６Ｒの画素数と同一に設定しても良い（つまり、Ｐｒ＝Ｐｇ＝ｎ２×Ｐｂ）。これにより、より一層の高解像化された画像が提供可能になる。
【００５１】
さらに上記実施形態では、Ｒ用ＣＣＤ３６Ｒに対してＧ用ＣＣＤ３６Ｇ、Ｂ用ＣＣＤ３６ＢはいずれもＸ、Ｙの両方向にずれていると説明したが、いずれか一方にのみずれた構成であっても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、各ＣＣＤの画素は正方形状であるとして説明した。本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムは、正方形状以外の形状の画素を持つＣＣＤを使用することも可能である。例えば、ハニカム状や長方形状の画素を持つＣＣＤを使用することもできる。
【００５３】
加えて、本発明に係る三板式電子内視鏡や電子内視鏡システムでは、Ｒ用ＣＣＤの画素数は、必ずしもＢ（Ｇ）用の画素数のｎ２倍である必要はなく、Ｂ（Ｇ）用の画素数の整数倍であればよい。ただし、整数倍に設定すると、Ｒ用ＣＣＤの画素形状と、Ｂ（Ｇ）用ＣＣＤの画素形状とが異なることもある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡システムを概略的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡の撮像部を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態のＲ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態のＧ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態のＢ用ＣＣＤの画素配列を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態の各ＣＣＤのずれ具合を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施形態の後段画像信号処理部により生成された画像信号に対応する画像を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ システムコントローラ
２ 光源部
６ 画像処理部
６１ 前段信号処理部
６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ 画像メモリ
６３ 後段信号処理部
１０ プロセッサ
３０ 電子内視鏡
３４ 撮像部
３５ ダイクロイックプリズム
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ ＣＣＤ
５０ モニタ
１００ 電子内視鏡システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、
前記色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、
前記Ｒ用撮像素子の画素数は、前記Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、前記Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向に前記Ｒ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｒ用撮像素子、前記Ｂ用撮像素子の各画素数を順にＰｒ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）の関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三板式電子内視鏡において、
前記各撮像素子の画素は、いずれも正方形状であることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｇ＝Ｐｂの関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｒ＝Ｐｇの関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、前記水平方向と垂直方向の双方にずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
さらに前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の双方の光学的位置がずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項８】
請求項７に記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の各光学的位置は、Ｇ用撮像素子の１／２画素分ずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の三板式電子内視鏡と、
少なくとも前記三板式電子内視鏡が接続自在に構成されたプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、接続された前記三板式電子内視鏡から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対して、前記Ｒ用撮像素子の駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングを行い、所定の画像処理を施すことを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子内視鏡システムにおいて、
単一の撮像素子を有する単板式電子内視鏡をさらに有し、
前記プロセッサは、前記三板式電子内視鏡と前記単板式電子内視鏡が択一的に接続されるように構成されており、接続された電子内視鏡を判別する判別手段を有しており、該判別手段により接続状態にあると判別された電子内視鏡に対応した画像処理を行うことを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１】
被写体からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分に分離する色分離手段と、
前記色分離手段により分離された各成分による像に対応する画像信号を出力するＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子と、を有し、
前記Ｒ用撮像素子の画素数は、前記Ｂ用撮像素子の画素数の整数倍に規定され、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、前記Ｒ用撮像素子の光学的位置に対して、画素配列の水平方向または垂直方向の少なくとも一方向に前記Ｒ用撮像素子の１／２画素分だけずれて配設されていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｒ用撮像素子、前記Ｂ用撮像素子の各画素数を順にＰｒ、Ｐｂとすると、Ｐｒ／ｎ２＝Ｐｂ（ただし、ｎは２以上の整数）の関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三板式電子内視鏡において、
前記各撮像素子の画素は、いずれも正方形状であることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｇ＝Ｐｂの関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子の画素数をＰｇとすると、Ｐｒ＝Ｐｇの関係を有することを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の少なくとも一方の光学的位置は、前記水平方向と垂直方向の双方にずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の三板式電子内視鏡において、
さらに前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の双方の光学的位置がずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項８】
請求項７に記載の三板式電子内視鏡において、
前記Ｇ用撮像素子と前記Ｂ用撮像素子の各光学的位置は、Ｇ用撮像素子の１／２画素分ずれていることを特徴とする三板式電子内視鏡。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の三板式電子内視鏡と、
少なくとも前記三板式電子内視鏡が接続自在に構成されたプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、接続された前記三板式電子内視鏡から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対して、前記Ｒ用撮像素子の駆動周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングを行い、所定の画像処理を施すことを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子内視鏡システムにおいて、
単一の撮像素子を有する単板式電子内視鏡をさらに有し、
前記プロセッサは、前記三板式電子内視鏡と前記単板式電子内視鏡が択一的に接続されるように構成されており、接続された電子内視鏡を判別する判別手段を有しており、該判別手段により接続状態にあると判別された電子内視鏡に対応した画像処理を行うことを特徴とする電子内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１３６７３２（Ｐ２００８−１３６７３２Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２７１８７（Ｐ２００６−３２７１８７）
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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