(57)【要約】【課題】励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部を備えた内視鏡装置において、内視鏡挿入部の先端と被観察部との間の距離情報をより簡易な構成で精度良く取得する。【解決手段】被観察部の近傍に設置された蛍光標識Ｍを撮像し、その撮像した蛍光標識Ｍの信号強度に基づいて、内視鏡挿入部先端と被観察部との距離情報を取得する。【選択図】図７
2011110272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部と、該内視鏡挿入部による励起光の照射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して前記被観察部の蛍光像を撮像する撮像部とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記撮像部が、前記被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像するものであり、
前記撮像部によって撮像された蛍光標識の信号強度に基づいて、前記内視鏡挿入部先端と前記被観察部との距離情報を取得する距離情報取得部を備えたことを特徴とする蛍光内視鏡装置。
【請求項２】
前記距情報取得部が、前記撮像部の光学系のコサイン４乗則に起因する補正データが予め設定されたものであり、前記蛍光標識の信号強度に対して前記補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項３】
前記距情報取得部が、前記蛍光標識に照射される前記励起光の照度分布に起因する補正データが予め設定されたものであり、前記蛍光標識の信号強度に対して前記補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項４】
前記蛍光標識が、所定の間隔を空けて複数配置されるものであり、
前記距離情報取得部が、前記蛍光標識の信号強度と前記間隔の信号強度とに基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項５】
前記蛍光標識が、前記被観察部の近傍に設置される処置具に設けられていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項６】
前記距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、前記励起光の照射強度を制御する照射強度制御部を備えたことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の蛍光内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部を備えた内視鏡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システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部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式内視鏡システムが広く実用化されている。
【０００３】
また、上記のような内視鏡システムとして、たとえば、特許文献１においては、通常画像とともに、励起光の照射によって被観察部から発せられた自家蛍光像を撮像して自家蛍光画像を得、これらの画像をモニタ画面上に表示する蛍光内視鏡システムが提案されている。
【０００４】
また、蛍光内視鏡システムとしては、たとえば、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）を予め体内に投入し、励起光を被観察部に照射して血管内のＩＣＧの蛍光を検出することによって血管の蛍光画像を取得するものも提案されている。
【０００５】
ここで、上記のような内視鏡システムにおいては、体腔内に挿入される内視鏡挿入部の先端と被観察部との距離情報を得たい場合がある。
【０００６】
従来、医用機器に用いられる距離測定装置としては、測定定規、超音波測距装置、レーザ測距装置などが提案されている。
【０００７】
また、たとえば、特許文献２には、被観察部に対して赤色や赤外のレーザスポット光を照射し、そのスポット光の反射光を２つの撮像素子によって撮像し、撮像素子に入射する光路の違いから距離を取得する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２０４９０５号公報
【特許文献２】特許第３１９１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、測定定規は生体への侵襲リスクや撮像系への写りこみの問題があり、超音波測距装置やレーザ測距装置は装置が大型化し、コストが増加するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法では、観察用の照明光である白色光と距離測定用のスポット光を同時に照射すると、白色光の反射成分のために類似スポット光が生じ、正確な距離を測定することができない問題を生じる。また、通常画像内には種々の色成分からなる被写体が含まれているためスポット光の反射光部分のみを認識するのは非常に困難である。すなわち、特許文献２に記載の方法では、通常画像の撮像中に距離の測定を行うことができない問題を生じる。
【００１１】
また、たとえば、内視鏡挿入部の先端と被観察部との距離情報に応じて被観察部に照射される励起光の強度を制御する場合などには、蛍光画像を撮像中に励起光の強度を制御する必要があるが、特許文献２に記載の方法では、赤色や赤外のレーザスポット光は蛍光画像には現われないため距離の測定を行うことができない。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部を備えた内視鏡装置において、内視鏡挿入部の先端と被観察部との間の距離情報をより簡易な構成で精度良く取得することができる内視鏡装置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】
【００１３】
本発明の蛍光内視鏡装置は、体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部と、内視鏡挿入部による励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して被観察部の蛍光像を撮像する撮像部とを備えた蛍光内視鏡装置において、撮像部が、被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像するものであり、撮像部によって撮像された蛍光標識の信号強度に基づいて、内視鏡挿入部先端と被観察部との距離情報を取得する距離情報取得部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、上記本発明の蛍光内視鏡装置においては、距情報取得部を、撮像部の光学系のコサイン４乗則に起因する補正データが予め設定されたものとし、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するものとすることができる。
【００１５】
また、距情報取得部を、蛍光標識に照射される励起光の照度分布に起因する補正データが予め設定されたものとし、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するものとすることができる。
【００１６】
また、蛍光標識を所定の間隔を空けて複数配置し、距離情報取得部を、蛍光標識の信号強度と間隔の信号強度とに基づいて距離情報を取得するものとすることができる。
【００１７】
また、蛍光標識を、被観察部の近傍に設置される処置具に設けることができる。
【００１８】
また、距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、励起光の照射強度を制御する照射強度制御部を設けることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の蛍光内視鏡装置によれば、被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像し、その撮像した蛍光標識の信号強度に基づいて、内視鏡挿入部先端と被観察部との距離情報を取得するようにしたので、内視鏡挿入部の先端と被観察部との間の精度良い距離情報をより簡易な構成で精度良く取得することができる。
【００２０】
また、上記本発明の蛍光内視鏡装置において、撮像部の光学系のコサイン４乗則に起因する補正データや蛍光標識に照射される励起光の照度分布に起因する補正データを予め設定し、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するようにした場合には、より精度良い距離情報を取得することができる。
【００２１】
また、蛍光標識を所定の間隔を空けて複数配置し、蛍光標識の信号強度と上記間隔の信号強度とに基づいて距離情報を取得するようにした場合には、たとえば、蛍光標識の信号距度から上記間隔の信号強度を減算した結果に基づいて距離情報を取得するようにすれば、
蛍光標識の周囲から発せられたバックグランドの蛍光に基づく信号を除去することができ、より精度良い距離情報を取得することができる。
【００２２】
また、蛍光標識を、被観察部の近傍に設置される処置具に設けるようにした場合には、特別な器具などを準備することなく、既存の装置で距離情報を取得することができる。
【００２３】
また、距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、励起光の照射強度を制御するようにした場合には、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図
【図２】硬質挿入部の概略構成図
【図３】撮像ユニットの概略構成図
【図４】画像処理装置および光源装置の概略構成を示すブロック図
【図５Ａ】鉗子の概略構成を示す図
【図５Ｂ】鉗子に設けられたマークの一例を示す図
【図６】硬質挿入部と鉗子とが体腔内に挿入された状態の一例を示す図
【図７】通常画像およびマーク画像を含む蛍光画像の一例を示す図
【図８】本発明の内視鏡装置の一実施形態における距離情報の取得方法を説明するためのフローチャート
【図９】硬質挿入部先端と被観察部との距離を示す図
【図１０】第１の撮像系のレンズのコサイン４乗則に起因する蛍光画像信号の強度変化Ｃ１，Ｃ２と、被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する蛍光画像信号の強度変化Ｄ１，Ｄ２との一例を示す図
【図１１】硬質挿入部の先端と被観察部との距離情報と、補正済蛍光画像信号とを対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図
【図１２】マークのその他の実施形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。
【００２６】
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、白色の通常光および励起光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された通常光および励起光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像および励起光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施す画像処理装置３と、画像処理装置３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像および蛍光画像を表示するモニタ４とを備えている。
【００２７】
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、腹腔内に挿入される硬質挿入部３０と、硬質挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。
【００２８】
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、硬質挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、硬質挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、ケーブル接続口３０ｃ、照射レンズ３０ｄ、および撮像レンズ３０ｅを備えている。
【００２９】
接続部材３０ａは、硬質挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と硬質挿入部３０とが着脱可能に接続される。
【００３０】
挿入部材３０ｂは、腹腔内の撮影を行う際に腹腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略１０ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、他端側３０Ｙから入射された被観察部の通常像および蛍光像は撮像レンズ３０ｅおよび上記レンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に射出される。
【００３１】
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続口３０ｃが設けられており、このケーブル接続口３０ｃに光ケーブルＬＣが機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとが光ケーブルＬＣを介して光学的に接続されることになる。
【００３２】
照射レンズ３０ｄは、硬質挿入部３０の他端側３０Ｙに設けられており、光ケーブルＬＣによって導光された通常光および励起光を被観察部に対し照射するものである。なお、挿入部材３０ｂ内にはケーブル接続口３０ｃから照射レンズ３０ｄまで通常光および励起光を導光するライトガイドが収容されており（図示せず）、照射レンズ３０ｄはライトガイドによって導光された通常光および励起光を被観察部に照射するものである。
【００３３】
図３は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、硬質挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、硬質挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。
【００３４】
第１の撮像系は、硬質挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を透過した励起光をカットする励起光カットフィルタ２２と、硬質挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ４を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ４を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。
【００３５】
第２の撮像系は、硬質挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ３を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ３を撮像する撮像素子２６を備えている。
【００３６】
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ４の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４はモノクロの撮像素子である。
【００３７】
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）、またはシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
【００３８】
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号および撮像素子２６から出力された通常画像信号に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブル５（図１参照）を介して画像処理装置３に出力するものである。
【００３９】
画像処理装置３は、図４に示すように、通常画像入力コントローラ３１、蛍光画像入力コントローラ３２、画像処理部３３、メモリ３４、ビデオ出力部３５、操作部３６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３７、ＣＰＵ３８および距離情報取得部３９を備えている。
【００４０】
通常画像入力コントローラ３１および蛍光画像入力コントローラ３２は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ３１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ３２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ３４に格納される。
【００４１】
画像処理部３３は、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
【００４２】
距離情報取得部３９は、撮像ユニット２０から出力された蛍光画像信号に基づいて、硬質挿入部３０の先端と被観察部との距離情報を取得するものである。
【００４３】
ここで、本実施形態の硬性鏡システムにおいては、図５Ａに示すような鉗子６が使用される。図５Ａに示す鉗子６は、被観察部を挟持したり、所定の処置を施したりする作動部６ａと、作動部６ａが設けれ、細い円柱形状からなる柄部分６ｂと、操作者が作動部６ａの動作を行うための操作部６ｃとを備えている。そして、鉗子６の先端部分の柄部分６ｂの円周上には、図５Ｂに示すように、距離計測用のマークＭが設けられている。本実施形態においては、このマークＭは、７５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の近赤外の励起光の照射によって８００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の蛍光を発する蛍光材料によって円筒形状に形成されている。なお、マークＭを形成する蛍光材料については、後述するＩＣＧなどの蛍光薬剤や自家蛍光の波長帯域と同じ波長帯域の蛍光を発する材料を用いることが望ましい。
【００４４】
そして、撮像ユニット２０から出力される蛍光画像信号には、このマークＭを表す信号が含まれており、距離情報取得部３９は、このマークＭを表す信号の強度に基づいて、硬質挿入部３０の先端と被観察部との距離情報を取得するものである。なお、距離情報取得部３９の作用については、後で詳述する。
【００４５】
ビデオ出力部３５は、画像処理部３３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。
【００４６】
操作部３６は、種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、ＴＧ３７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ４５を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。また、ＣＰＵ３６は装置全体を制御するものである。
【００４７】
光源装置２は、図４に示すように、約４００〜７００ｎｍの広帯域の波長からなる通常光（白色光）Ｌ１を射出する通常光源４０と、通常光源４０から射出された通常光Ｌ１を集光する集光レンズ４２と、集光レンズ４２によって集光された通常光Ｌ１を透過するとともに、後述する励起光Ｌ２を反射し、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２とを光ケーブルＬＣの入射端に入射させるダイクロイックミラー４３とを備えている。なお、通常光源４０としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源４０と集光レンズ４２との間には、絞り４１が設けられており、ＡＬＣ（Automatic light control）からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。
【００４８】
また、光源装置２は、蛍光色素であるＩＣＧを励起して蛍光を発生させる７５０〜８００ｎｍの近赤外光を励起光Ｌ２として射出するＬＤ光源４４と、ＬＤ光源４４を駆動するＬＤドライバ４５と、ＬＤ光源４４から射出された励起光Ｌ２を集光する集光レンズ４６と、集光レンズ４６によって集光された励起光Ｌ２をダイクロイックミラー４３に向けて反射するミラー４７とを備えている。
【００４９】
また、本実施形態においては、励起光Ｌ２として、上述したような波長帯域の光を用いるようにしたが、上記波長帯域の光に限定されず、マークＭを形成する蛍光材料、被検者に投入される蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。
【００５０】
ＬＤドライバ４５は、画像処理装置３の距離情報取得部３９において取得された距離情報に基づいて、ＬＤ光源４４から出力される励起光の強度を制御するものである。すなわち、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるように、距離情報が大きくなるにつれて励起光の強度が強くなり、距離情報が小さくなるにつれて励起光の強度を弱くなるようにＬＤ光源４４を駆動制御するものである。
【００５１】
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について説明する。
【００５２】
まず、光ケーブルＬＣが接続された硬質挿入部３０およびケーブル５が撮像ユニット２０に取り付けられた後、光源装置２および撮像ユニット２０および画像処理装置３の電源が投入され、これらが駆動される。
【００５３】
次に、図６に示すように、操作者により硬質挿入部３０および鉗子６が腹腔内に挿入され、鉗子６により被観察部が挟持されるとともに、硬質挿入部３０の先端が被観察部の近傍に設置される。
【００５４】
そして、光源装置２の通常光源４０から射出された通常光Ｌ１が、集光レンズ４２、ダイクロイックミラー４３および光ケーブルＬＣを介して硬質挿入部３０に入射され、硬質挿入部３０の照射レンズ３０ｄから被観察部に照射される。一方、光源装置２のＬＤ光源４４から射出された特殊光Ｌ２が、集光レンズ４６、ミラー４７、ダイクロイックミラー４３および光ケーブルＬＣを介して硬質挿入部３０に入射され、硬質挿入部３０の照射レンズ３０ｄから被観察部に通常光とともに照射される。
【００５５】
そして、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像されるとともに、特殊光Ｌ２の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像が撮像される。なお、被観察部には、予めＩＣＧが投与されており、このＩＣＧから発せられる蛍光を撮像するものとする。
【００５６】
より具体的には、通常像の撮像の際には、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像Ｌ３が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内の撮像レンズ３０ｅおよびレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００５７】
撮像ユニット２０に入射された通常像Ｌ３は、ダイクロイックプリズム２１により撮像素子２６に向けて直角方向に反射され、第２結像光学系２５により撮像素子２６の撮像面上に結像され、撮像素子２６によって所定間隔を空けて順次撮像される。なお、本実施形態においては、通常画像は３０ｆｐｓのフレームレートで撮像されるものとする。
【００５８】
撮像素子２６から順次出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介して画像処理装置３に順次出力される。
【００５９】
一方、蛍光像の撮像の際には、特殊光の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像Ｌ４が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内の撮像レンズ３０ｅおよびレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００６０】
撮像ユニット２０に入射された蛍光像Ｌ４は、ダイクロイックプリズム２１および特殊光カットフィルタ２２を通過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって所定間隔を空けて撮像される。なお、本実施形態においては、蛍光画像は５〜１０ｆｐｓのフレームレートで撮像されるものとする。
【００６１】
高感度撮像素子２４から順次出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介して画像処理装置３に順次出力される。
【００６２】
そして、画像処理装置３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ３１において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部３３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
【００６３】
そして、ビデオ出力部３５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。
【００６４】
一方、画像処理装置３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部３３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
【００６５】
そして、ビデオ出力部３５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。
【００６６】
本実施形態においては、通常画像と蛍光画像とは同時に表示するものとするが、これに限らず、操作者の指示に応じて切り替えて表示してもよい。図７に、モニタ４に表示された通常画像および蛍光画像の一例を示す。
【００６７】
ここで、図７に示すように、蛍光画像内には鉗子６の先端に設けられたマークＭのマーク蛍光画像も含まれており、すなわち、蛍光画像信号にマーク蛍光画像を表すマーク蛍光画像信号が含まれている。本実施形態の硬性鏡システムにおいては、この蛍光画像信号に含まれるマーク蛍光画像信号に基づいて、硬質挿入部３０の先端と被観察部との距離情報を取得する。
【００６８】
具体的には、図８のフローチャートに示すように、距離情報取得部３９は蛍光画像信号を取得し（Ｓ１０）、その取得した蛍光画像信号に対し、第１の撮像系のレンズのコサイン４乗則に起因する影響と被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する影響とを除去するための補正処理を施す（Ｓ１２）。
【００６９】
補正処理としては、具体的には、各画素の蛍光画像信号Ｑ（ｘ，ｙ）に対し、補正係数ｋ（ｘ，ｙ）をそれぞれ掛け合わせてＱ’（ｘ，ｙ）を各画素について取得する。
【００７０】
補正係数ｋ（ｘ，ｙ）は、ＬＤ光源４４から射出された励起光を、所定の照射距離で完全拡散板などに照射し、その反射光を撮像することによって励起光画像信号を取得し、その励起光画像信号について、ｋ（ｘ，ｙ）＝ＱＬ（０，０）/ＱＬ（ｘ，ｙ）を算出することによって取得される。なお、上式のＱＬ（ｘ，ｙ）は励起光画像信号の各画素の値であり、ＱＬ（０，０）は励起光画像信号の最大輝度値の値である。また、本実施形態においては、励起光の光軸と第１の撮像系の光軸とは略同軸であるとし、最大輝度値ＱＬ（０，０）は中心画素の値であるとする。
【００７１】
ここで、図９に示すように、硬質挿入部３０の先端と被観察部との距離がＬ１の場合とＬ２の場合とにおける、第１の撮像系のレンズのコサイン４乗則に起因する蛍光画像信号の強度変化Ｃ１，Ｃ２と、被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する蛍光画像信号の強度変化Ｄ１，Ｄ２とを図１０に示す。なお、図１０における原点０は中心画素の位置であり、横軸は半径方向についての位置情報を示す。
【００７２】
図１０に示すように、分布Ｃ１と分布Ｄ２の積の分布形状と分布Ｃ２と分布Ｄ２の積の分布形状とは、距離に依存せず相似の関係となる。したがって、上式で算出されるｋ（ｘ，ｙ）は、すなわち、最大値輝度値と所定の画素の値の比は、距離に依存せずに一定値になることになる。
【００７３】
そして、距離情報取得部３９は、上述したようにして算出した補正済蛍光画像信号Ｑ’（ｘ，ｙ）からマーク蛍光画像信号を抽出する（Ｓ１４）。マーク蛍光画像信号の抽出については、たとえば、パターン認識や蛍光画像信号の強度などに基づいて行うようにすればよい。
【００７４】
距離情報取得部３９には、図１１に示すような、硬質挿入部３０の先端と被観察部との距離情報と、補正済蛍光画像信号Ｑ’（ｘ，ｙ）とを対応づけたルックアップテーブルが予め設定されており、距離情報取得部３９は、上述したようにして抽出したマーク蛍光画像信号に基づいて距離情報Ｌｘを取得する（Ｓ１６）。
【００７５】
そして、距離情報取得部３９において取得された距離情報ＬｘはＣＰＵ３８に出力され、ＣＰＵ３８において、入力された距離情報Ｌｘに応じた励起光の強度が取得される。なお、ＣＰＵ３８には、予め距離情報Ｌｘと励起光の強度とを対応付けたルックアップテーブルなどが設定されているものとする。励起光の強度としては、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるような強度に設定されている。すなわち、距離情報が大きくなるにつれて励起光の強度が強くなり、距離情報が小さくなるにつれて励起光の強度を弱くなるように設定されている。また、被観察部が損傷を受けない範囲においては、操作者によって任意に励起光の強度を調整可能なようにしてもよい。
【００７６】
そして、ＣＰＵ３８は、上述したように取得した励起光の強度に基づいてＬＤドライバ４５に制御信号を出力し、ＬＤドライバ４５は、入力された制御信号に基づいてＬＤ光源４４から出力される励起光の強度を制御する（Ｓ１８）。
【００７７】
また、上記実施形態の説明においては、鉗子６に円筒形状のマークＭを１つだけ設けるようにしたが、これに限らず、図１２に示すように、鉗子６にライン状の複数のマークＭ１，Ｍ２を設けるようにしてもよい。
【００７８】
そして、たとえば、補正済蛍光画像信号Ｑ’（ｘ，ｙ）からマークＭ１に対応する第１マーク蛍光画像信号と、マークＭ２に対応する第２マーク蛍光画像信号と、マークＭ１とマークＭ２の間の蛍光材料が塗布されていない部分ＮＭに対応するマーク無し蛍光画像信号とを抽出し、第１マーク蛍光画像信号と第２マーク蛍光画像信号との平均値または最大値などからマーク無し蛍光画像信号を減算し、その減算した第３マーク蛍光画像信号と図１１に示すルックアップテーブルとに基づいて距離情報を取得するようにしてもよい。
【００７９】
上述したようにマーク無し蛍光画像信号を減算するようにするのは、マークＭ１，Ｍ２に対応する蛍光画像信号にはマークの周囲から発せられたバックグランドの蛍光に基づく信号も含まれているため、このバックグランドの蛍光の影響を少なくし、より精度良い距離情報を取得するためである。
【００８０】
また、上記実施形態においては、マークとして、鉗子６の円周上に形成されたラインを用いるようにしたが、これに限らず、たとえば、矩形状のパターンを用いるようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態においては、マークを鉗子に設けるようにしたが、これに限らず、その他の手術に用いられる処置具に設けるようにしてもよいし、マークが設けられたシートなどを被観察部の近傍に貼付するようにしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、距離情報に基づいて励起光の強度を制御するようにしたが、距離情報に基づいて通常光の強度を制御するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態においては、通常光源としてキセノンランプを用いるようにしたが、これに限らず、ＧａＮ系半導体レーザを用いた高輝度白色光源(商品名：マイクロホワイト、日亜化学工業（株）製)を用いるようにしてもよい。この高輝度白色光源は、波長４４５ｎｍの半導体レーザから出射する光を，光学レンズを用いて光ファイバに導光し，蛍光体材料を塗布した光ファイバのもう一方の端面から，全光束が５０１ｎｍの白色光を放出させるものである。
【００８４】
また、上記実施形態は、本発明の撮像装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１     硬性鏡システム
２     光源装置
３     画像処理装置
４     モニタ
６     鉗子
１０   硬性鏡撮像装置
２０   撮像ユニット
３０   硬質挿入部
３９   距離情報取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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