(57)【要約】【課題】簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得られる蛍光観察用画像処理装置を実現する。【解決手段】画像処理装置４Ａは、ＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当て、１つの画像として合成して合成画像を生成すると共に、前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、入力される前記３つの画像信号のゲインを調整する画像処理回路３８を有して構成される。【選択図】　図１
2004024611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号と、の３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を青色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光観察用画像処理装置。
【請求項２】
ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を青色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光観察用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光画像を得る蛍光観察用画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡装置は、医療用分野及び工業用分野で広く用いられる。特に、医療用分野において、内視鏡装置は、通常の白色光による通常画像を得る他に、正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得るものがある。
【０００３】
このような内視鏡装置に用いられる蛍光観察用画像処理装置は、例えば、特開２００１−１３７１７４号公報に記載されているように、主として蛍光の相対強度を色に、輝度に参照光の強度を反映させて画像信号を生成するものが提案されている。
【０００４】
また、蛍光観察用画像処理装置は、例えば、特開２０００−２７０２６５号公報に記載されているように、蛍光観察画像を形成する画像信号に対して、１つのチャンネルを蛍光画像の画像信号、その他のチャンネルを反射光画像の画像信号に割り当てることで、蛍光画像と背景画像とを重ね合わせてて合成画像を構築するものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２００１−１３７１７４号公報に記載の蛍光観察用画像処理装置は、正常組織から発せられる蛍光の強度が患者毎に異なるため、患者毎に正常組織の色調が異なって、病変組織と正常組織との識別が困難になる可能性がある。
【０００６】
また、上記特開２０００−２７０２６５号公報に記載の蛍光観察用画像処理装置は、反射光画像の波長帯域が白色光画像を形成するときと同じ広帯域となり、合成画像における正常組織と病変組織とを見分ける明暗情報（コントラスト）が低下してしまう。
【０００７】
一方、上記特開２０００−２７０２６５号公報に記載の蛍光観察用画像処理装置は、反射光画像と比較して蛍光画像における正常組織の明るさの変化幅が大きいので、蛍光画像と反射光画像とに対して同一の演算処理をしたとき、正常部の色調の変化が大きくなる可能性がある。
従って、上記特開２０００−２７０２６５号公報に記載の蛍光観察用画像処理装置は、十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような合成画像を得ることが困難である。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得られる蛍光観察用画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明の蛍光観察用画像処理装置は、ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号と、の３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を青色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、を具備したことを特徴としている。
また、請求項２に係わる本発明の蛍光観察用画像処理装置は、ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を青色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、を具備したことを特徴としている。
この構成により、簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得られる蛍光観察用画像処理装置を実現する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の１実施の形態を説明する。
図１ないし図１７は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図２は通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタが設けられた切替フィルタの構成を示す図、図３は通常観察用フィルタ、蛍光観察用フィルタ及び励起光カットフィルタの波長に対する透過特性を示し、図３（Ａ）は通常観察用フィルタの波長に対する透過特性を示すグラフ、図３（Ｂ）は蛍光観察用フィルタの波長に対する透過特性を示すグラフ、図３（Ｃ）は励起光カットフィルタの波長に対する透過特性を示すグラフ、図４は通常観察モードで白い被写体を観察した場合と、蛍光観察モードで皮膚を観察した場合とのＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性とを示し、図４（Ａ）は通常観察モードで白い被写体を観察した場合のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示すグラフ、図４（Ｂ）は蛍光観察モードで皮膚を観察した場合のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示すグラフ、図５は生体組織に対する蛍光画像の波長より得られる強度分布の特性例と、生体組織に対する反射光の波長より得られる強度分布の特性例とを示し、図５（Ａ）は生体組織に対する蛍光画像の波長より得られる強度分布の特性例を示すグラフ、図５（Ｂ）は生体組織に対する反射光の波長より得られる強度分布の特性例を示すグラフ、図６は図１の画像処理回路の構成を示すブロック図、図７はモニタに表示される合成画像に対して関心領域を設定する際の画像表示例、図８は合成画像上の正常組織と病変組織とより設定した関心領域内の画素値の平均値をプロットした色度図、図９は図８のＵＣＳ色度図に対して、正常組織と病変組織の集合が正規分布であると仮定し、縦軸Ｖ、横軸Ｕそれぞれの確率分布関数を求めた際の図、図１０はゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図、図１１は図１０の４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例、図１２は図１０の４つの境界点で囲まれる範囲外に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例を示し、図１２（Ａ）は黄色系統の色で表示された合成画像の例、図１２（Ｂ）は橙色系統の色で表示された合成画像の例、図１２（Ｃ）は緑色系統の色で表示された合成画像の例、図１２（Ｄ）は青色系統の色で表示された合成画像の例、図１３は変形例を示すゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図、図１４は図１３の４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例、図１５は図１３の４つの境界点で囲まれる範囲外に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例を示し、図１５（Ａ）は緑色系統の色で表示された合成画像の例、図１５（Ｂ）は紫色系統の色で表示された合成画像の例、図１５（Ｃ）は黄色系統の色で表示された合成画像の例、図１５（Ｄ）は桃色系統の色で表示された合成画像の例、図１６は切替フィルタに加えて４００ｎｍ付近の励起光を除くフィルタを設けた際の特性を示し、図１６（Ａ）はフィルタの波長に対する透過特性を示すグラフ、図１６（Ｂ）は蛍光観察モードで皮膚を観察した場合のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示すグラフ、図１７は励起光カットフィルタの代わりに、４００ｎｍ付近の励起光を除くフィルタを設けた際の特性を示し、図１７（Ａ）はフィルタの波長に対する透過特性を示すグラフ、図１７（Ｂ）は蛍光観察モードで皮膚を観察した場合のＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性を示すグラフである。
【００１１】
図１に示す本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置１Ａは、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡２Ａと、通常観察用の通常光及び励起光を発する光源装置３Ａと、通常観察画像と蛍光画像を構築するための信号処理を行う蛍光観察用画像処理装置（以下、単に画像処理装置）４Ａと、通常光による通常画像と蛍光による蛍光画像とを表示可能なモニタ５とにより構成される。
【００１２】
電子内視鏡２Ａは、体腔内に挿入される細長の挿入部７を有して構成される。この挿入部７は、先端部８に照明手段と撮像手段を内蔵している。また、この挿入部７は、通常観察のための通常光及び励起光を伝送（導光）するライトガイドファイバ９が挿通されている。このライトガイドファイバ９は、手元側の入射端に設けた光源用コネクタ１０が光源装置３Ａに着脱自在に接続される。
【００１３】
光源装置３Ａは、ランプ駆動回路１１により発光するように駆動され、赤外波長帯域から可視光帯域を含む光を放射するランプ１２と、このランプ１２による照明光路上に設けられ、ランプ１２からの光量を制限する光源絞り１３と、照明光路上に設けられた切替フィルタ部１４と、この切替フィルタ部１４を通った光を集光するコンデンサレンズ１５とを備えている。
【００１４】
この切替フィルタ部１４は、回転用モータ１６により回転されると共に、移動用モータ２０により光路上に配置されるフィルタが切り替えられる切替フィルタ１７と、回転用モータ１６に取り付けたラック１８に螺合するピニオン１９を回転駆動することにより、回転用モータ１６と共に切替フィルタ１７を光軸に垂直な方向に移動する移動用モータ２０とを備えている。
【００１５】
切替フィルタ１７は、図２に示すように内周側と外周側とに同心状に通常観察用のＲＧＢフィルタ２１と蛍光観察用フィルタ２２とが設けてある。切替フィルタ１７は、前記移動用モータ２０を駆動することにより光路上に通常照明用フィルタ２１を設定して通常画像モード（通常モードともいう）での動作状態に設定したり、通常照明用フィルタ２１から蛍光照明用フィルタ２２に切り換えて蛍光画像モード（蛍光モードともいう）に設定した動作状態に切り替えができるようにしている。
【００１６】
前記ＲＧＢフィルタ２１は、周方向にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが３等分するように設けてある。ＲＧＢフィルタ２１は、回転モータ１６で回転駆動されることにより、それぞれのＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが光路中に順次、略連続的に介挿される。
【００１７】
また、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、この透過特性が図３（Ａ）に示すように、６００−７００ｎｍ、５００−６００ｎｍ、４００−５００ｎｍの各波長帯の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。図３等では符号２１ａ、２１ｂ、２１ｃの代わりに、そのフィルタ透過特性に対応する符号Ｒ、Ｇ、Ｂを用いて示している（後述する蛍光観察用フィルタ２２においても、同様である）。
【００１８】
また、蛍光観察用フィルタ２２は、周方向に狭帯域の赤（Ｒ１）、狭帯域の緑（Ｇ１）、狭帯域の励起光（Ｅ１）をそれぞれ透過するＲ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが３等分するように設けてある。蛍光観察用フィルタ２２は、回転用モータ１６で回転駆動されることで、それぞれのＲ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが光路中に順次介挿される。
また、Ｒ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、この透過特性が図３（Ｂ）に示すように５９０−６１０ｎｍ、５４０−５６０ｎｍ、３９０−４４５ｎｍを各波長帯域の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。
【００１９】
光源装置３Ａからの照明光は、ライトガイドファイバ９により、電子内視鏡２Ａの挿入部７の先端側に伝送（導光）される。このライトガイドファイバ９は、蛍光観察のための蛍光と通常観察のための通常光とを少ない伝送ロスで伝送する。このライトガイドファイバ９は、例えば多成分系ガラスファイバ、石英ファイバ等で形成される。
ライトガイドファイバ９の先端面に伝送された光は、その先端面に対向する照明窓に取り付けた照明レンズ２４を経て、拡開して体腔内の観察対象部位側に照射される。
【００２０】
先端部８は、この照明窓に隣接して観察窓が設けてある。先端部８は、観察窓の後方において、光学像を結ぶための対物レンズ系２５と、遠点から近点までフォーカスを合わせるため空間的に入射光量を制限する絞り２６と、励起光をカットする励起光カットフィルタ２７と、蛍光及び反射光の各画像を撮像する撮像素子として例えばモノクロ撮像（或いは白黒撮像）を行う電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２８とが配置されている。
尚、蛍光及び反射画像を撮像する撮像素子は、ＣＣＤ２８の代わりにＣＭＤ　（Ｃｈａｒｇｅｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ）　撮像素子、Ｃ−ＭＯＳ撮像素子、ＡＭＩ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　ＭＯＳ　Ｉｍａｇｅｒ）、ＢＣＣＤ（Ｂａｃｋ　Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ　ＣＣＤ）でも良い。
【００２１】
励起光カットフィルタ２７は、蛍光観察時に蛍光を発生させるために励起される励起光を遮光するフィルタである。この励起光カットフィルタ２７の特性を図３（Ｃ）に示す。この図３（Ｃ）に示すように４７０−７００ｎｍの波長帯域を透過する、つまり、青色帯域の一部の波長（４００−４７０ｎｍ）を除いた可視光を透過する特性を有する。
【００２２】
尚、この電子内視鏡２Ａは、蛍光画像モードと通常画像モードとを選択する指示操作や、フリーズ、レリーズの指示操作を行うためのスコープスイッチ２９が設けてある。このスコープスイッチ２９からの操作信号は、制御回路３７に入力される。そして、制御回路３７は、その操作信号に対応した制御動作を行うようになっている。
【００２３】
例えば、ユーザは、スコープスイッチ２９におけるモード切換スイッチの通常モードスイッチを操作する。すると、光源装置３Ａは、制御回路３７の制御により、ライトガイドファイバ９に通常モードの照明光、つまりＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態となる。更に、画像処理装置４Ａも制御回路３７の制御により、通常モードに対応した信号処理を行う状態になる。
【００２４】
ここで、図４（Ａ）は通常モードにより、白い紙等の白い被写体を撮像した場合におけるＣＣＤ２８の受光面（撮像面）での光強度を示す。
この場合、図３（Ａ）に示す特性のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃによりＲ，Ｇ，Ｂ光の照明が行われる。ここで、ＣＣＤ２８の前に配置された励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性は、図３（Ｃ）に示すようにＧ、Ｒの光を全て透過するが、Ｂの光に対してその長波長側の一部を透過する特性である。このため、ＣＣＤ２８の受光面（撮像面）での光強度は、図４（Ａ）において２点鎖線で示すＢの短波長側がカットされたものとなる。つまり、ＣＣＤ２８は、Ｂの光に対しては実線で示すようにその長波長側の一部のみが受光されることになる。
【００２５】
従って、Ｂフィルタ２１ｃによるＢ光での照明期間では、ＣＣＤ２８で受光される光量が他のＲ、Ｇフィルタ２１ａ、２１ｂによるＲ光、Ｇ光での照明期間の場合よりも低下することになる。
このため（これを解消するため）、制御回路３７は、通常観察モードにおいて、Ｂフィルタ２１ｃによる照明期間における撮像のとき、Ｒ、Ｇフィルタ２１ａ、２１ｂによる照明期間における撮像のときに比べて、その照明光量を増大したり、信号処理系側で増幅率を増大させてホワイトバランスのとれた通常画像が得られるようにしている。
【００２６】
また、ユーザは、スコープスイッチ２９におけるモード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作する。すると、光源装置３Ａは、制御回路３７の制御により、ライトガイドファイバ９に蛍光モードの照明光、つまりＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光を順次供給する状態となる。更に、画像処理装置４Ａも制御回路３７の制御により、蛍光モードに対応した信号処理を行う状態になる。
【００２７】
ここで、図４（Ｂ）は蛍光モードで例えば皮膚を観察した場合におけるＣＣＤ２８の受光面（撮像面）での光強度を示す。
この場合、皮膚は、図３（Ｂ）に示すＲ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃにより照明される。ここで、Ｒ１、Ｇ１フィルタ２２ａ、２２ｂによる反射光は、励起光カットフィルタ２７の透過帯域内であるので、皮膚の反射特性に応じてＣＣＤ２８で受光される。しかしながら、Ｅ１フィルタ２２ｃの励起光による反射光は、図４（Ｂ）の２点鎖線で示すように励起光カットフィルタ２７の透過帯域の外になるのでカットされる。また、その励起光による蛍光は、励起光カットフィルタ２７の透過帯域内のものがＣＣＤ２８で受光される。尚、この蛍光の光量は、Ｒ１、Ｇ１フィルタ２２ａ、２２ｂによる照明の場合の反射光量に比較してかなり小さいので、図４（Ｂ）において、例えば１０倍（×１０の表記）して表示している。
【００２８】
ＣＣＤ２８は、画像処理装置４Ａ内に設けたＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号により駆動され、ＣＣＤ２８に結像された光学像を光電変換して画像信号を出力する。
この画像信号は、画像処理装置４Ａ内に設けた信号入力手段としてのプリアンプ３２でケーブル伝送時の損失分を増幅される。そして、画像信号は、更にオートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路３３で所定レベルまで増幅される。その後、画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジタル信号（画像データ）に変換される。変換された各画像データは、切換を行うマルチプレクサ３５を経て、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ及び第３フレームメモリ３６ｃに一時格納（記憶）される。
【００２９】
尚、ＣＣＤ駆動回路３１は、制御回路３７により制御される。具体的には、制御回路３７は、後述するように通常モードにおいて、Ｂフィルタ２１ｃで照明を行った場合、ＣＣＤ２８で受光される光量が他のＲ、Ｇフィルタ２１ａ、２１ｂで照明を行った場合よりも低下するので、ＣＣＤ駆動回路３１に対して電子シャッタ機能を動作させる。
【００３０】
また、制御回路３７は、蛍光モードにおいても、Ｅ１フィルタ２２ｃにより励起光を照射して蛍光画像を得る期間におけるＣＣＤ２８で受光される光量がＲ１、Ｇ１フィルタ２２ａ、２２ｂで照明を行った場合の反射光の場合よりもはるかに低下するので、ＣＣＤ駆動回路３１に対して電子シャッタ機能を動作させる。
また、制御回路３７は、選択されたモードに応じて移動用モータ２０を制御する。
【００３１】
また、回転用モータ１６は、制御回路３７により制御されると共に、この回転用モータ１６の回転軸等に取り付けた図示しないエンコーダのエンコード信号を制御回路３７へ出力するようになっている。制御回路３７は、エンコーダの出力に同期してＣＣＤ駆動回路３１やマルチプレクサ３５の切換等を制御する。
また、制御回路３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、通常モードにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの照明のもとで撮像した各画像データをそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。
【００３２】
また、蛍光モードにおいても、制御回路３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、Ｒ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの照明のもとで撮像した各信号をそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。
上記フレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納された画像データは、画像処理回路３８に入力される。そして、画像処理回路３８は、入力信号に対して正常組織部分と病変組織部分とを識別し易い色相の出力信号に変換する画像処理を施す。そして、画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力される。
【００３３】
本実施の形態では、画像処理装置４Ａは、蛍光画像モードとして、信号入力手段であるプリアンプ３２に３つの画像信号、つまり、狭帯域の２つの照明光Ｇ１、Ｒ１による生体組織での反射光を撮像した反射光画像の画像信号と、励起光Ｅ１により生体組織より発生した蛍光を撮像した蛍光画像の画像信号と、を入力されるようになっている。
そして、本実施の形態では、画像処理回路３８は、合成手段としてＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当て、１つの画像として合成して合成画像を生成するようになっている。更に、本実施の形態では、画像処理回路３８は、後述するように入力される３つの画像信号のゲインを調整するようにしている。
【００３４】
また、この画像処理装置４Ａは、プリアンプ３２を通した信号に基づいて光源装置３Ａ内の光源絞り１３の開口量を自動的に制御する調光回路４０が設けてある。また、この調光回路４０は、制御回路３７により制御される。
また、この制御回路３７は、ランプ駆動回路１１のランプ１２を発光駆動するランプ電流を制御する。また、この制御回路３７は、スコープスイッチ２９の操作に応じた制御動作を行う。
【００３５】
また、電子内視鏡２Ａは、少なくともその機種を含む固有のＩＤ情報を発生するスコープＩＤ発生部４１を有している。電子内視鏡２Ａを画像処理装置４Ａに接続すると、画像処理装置４Ａ側に設けた機種検知回路４２は、接続された電子内視鏡２Ａの機種情報を検知し、その機種情報を制御回路３７に送信するようになっている。
【００３６】
制御回路３７は、接続された電子内視鏡２Ａの機種の特性に応じて、画像処理回路３８のマトリクス変換等のパラメータを適切なものに設定する制御信号を出力する。また、画像処理回路３８は、マトリクス変換等のパラメータを選択設定ができる設定スイッチ４３も接続されている。
【００３７】
また、内視鏡装置１Ａは、光源装置３Ａの切替フィルタ１７のＲＧＢフィルタ２１、蛍光観察用フィルタ２２及び、電子内視鏡２Ａの撮像光路中に設けた励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性を図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように設定して、正常組織と病変組織の部分との分離度を大きくできるようにしている。
【００３８】
図５（Ａ）は生体組織により得られる蛍光画像の波長に対する強度分布の特性例を示し、図５（Ｂ）は生体組織により得られる反射光の波長に対する強度分布の特性例とを示す。
図５（Ａ）から分かるように蛍光画像の強度特性は、５２０ｎｍ付近でピークとなる分布特性を示し、本実施の形態では励起光カットフィルタ２７による透過特性をこの５２０ｎｍ付近の波長帯域を含むように設定している。
【００３９】
また、図５（Ｂ）の反射光の強度特性は、５５０ｎｍ付近でヘモグロビンによる吸収が大きく、この波長付近で反射強度が低下する谷となっている。尚、６００ｎｍ付近はヘモグロビンによる非吸収帯となる。そして、２つのフィルタ２２ａ、２２ｂ（図ではＧ１、Ｒ１）の中心波長は５５０ｎｍと６００ｎｍに設定されている。
つまり、本実施の形態では、Ｒ１フィルタ２２ａは、この帯域を酸化ヘモグロビンの吸光度が低い部分に設定し、且つＧ１フィルタ２２ｂは、この帯域を酸化ヘモグロビンの吸光度が高い部分に設定している。
【００４０】
尚、蛍光モードで照明し、その反射光で撮像する第１及び第２の照明光（反射光）となるＧ１、Ｒ１の光は、その波長幅を例えば２０ｎｍに設定している（尚、２０ｎｍ以下に設定しても良い）。
尚、Ｅ１フィルタ２２ｃにより遮光された青色領域（の長波長領域）と、励起光カットフィルタ２７で遮光させた青色領域（の短波長領域）の光の透過率は、ＯＤ４（１／１００００）以下に設定されている。
【００４１】
尚、蛍光画像の波長帯域は、反射光による画像の強度に比べて小さいので、その輝度レベルが反射光による画像に比べて相対的に低くなり、色相による識別もしにくくなる。このため、蛍光画像の波長帯域は、輝度レベルを大きくして色相による識別をし易くするために少なくとも蛍光スペクトルにおけるピークの波長（５２０ｎｍ付近）を含む広い帯域に設定している。
【００４２】
上述したように、本実施の形態では、蛍光画像の強度は、反射光の場合に比べてはるかに弱いので、図５（Ａ）に示すようにその強度がピークとなる５２０ｎｍ付近の波長帯域を含む蛍光画像を得る特性の励起光カットフィルタ２７を採用している。これにより、本実施の形態の画像処理装置４Ａは、Ｓ／Ｎの良い蛍光画像を得られるようにしている。
【００４３】
また、本実施の形態では、画像処理装置４Ａは、蛍光画像モードとして合成画像上で正常組織と病変組織とを識別し易い色相（輝度も含む）となるように、正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ（　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ　ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ　）　１９７６　ＵＣＳ（　Ｕｎｉｆｏｒｍ−Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ−Ｓｃａｌｅ　ｄｉａｇｒａｍ　）色度図に対して後述の４点で囲まれる範囲に含まれるように、画像処理回路３８で３つの画像信号のゲインを調整するようにしている。
【００４４】
図６に示すように画像処理回路３８は、ルックアップテーブル（図ではＬＵＴと略記））５１を採用している。
このルックアップテーブル５１は、パラメータ決定部５２を介してＲＯＭ５３と接続されている。このパラメータ決定部４７は、制御回路３７と設定スイッチ４３とに接続されている。
【００４５】
ＲＯＭ５３は、予め複数通りの出力値が格納されており、パラメータ決定部５２を介して制御回路３７の制御信号及び設定スイッチ４３の設定により決定されたものがルックアップテーブル５１にセットされる。
【００４６】
ここで、本実施の形態では、ＲＯＭ５３は、正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、３つの画像信号のゲインを調整可能な出力値が格納されている。
【００４７】
そして、入力端Ｔａ〜Ｔｃから入力される３つの信号に対してルックアップテーブル５１は、対応する出力値が読み出され、出力端Ｔａ′、Ｔｂ′、Ｔｃ′からＲ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力するようになっている。尚、通常モードの場合、ルックアップテーブル５１は、入力信号をそのまま出力する特性のものにセットされるようになっている。
そして、出力端Ｔａ′、Ｔｂ′、Ｔｃ′からＲ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力された画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力され、このモニタ５で合成画像として表示される。
【００４８】
上述のように正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように設定した理由を図７ないし図１２を用いて説明する。
【００４９】
図７は、モニタ５に表示される合成画像に対して関心領域を設定する際の画像表示例である。尚、図７中、記載されている色は、その近辺での表示色を表現しており、実際にはその記載されている色により表示されている。以降、合成画像は、上記のように表現されている。
ここで、合成画像上の病変組織は、画像中心付近に存在しており、図７中では、橙色に表示されている。その周囲の正常組織は、紫色に表示されている。そして、血管は、赤紫色に表示されており、正常組織との区別が困難な部分がある。
【００５０】
ここで、合成画像上の正常組織と病変組織とより関心領域を設定し、領域内の画素値の平均を求める。求めた平均値は、関心領域での平均的な色調である。これをＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図にプロットする。
この操作は、例えば、下部消化管での病変部位１４４箇所に対し、関心領域を正常組織と病変組織よりそれぞれ２箇所ずつ設定して計２８８点のデータを取って行い、これらデータを色度図にプロットする。このプロットした色度図を図８に示す。
【００５１】
図８に示すように色度図は、正常組織がＵ０．２２，Ｖ０．５７５付近から左斜め上方向に亘って分布し、病変組織がＵ０．２２，Ｖ０．５７５付近から右斜め下方向に亘って分布している。
そして、図９に示すように正常組織と病変組織の集合が正規分布であると仮定し、縦軸Ｖ、横軸Ｕそれぞれの確率分布関数を求める。そして、正常組織と病変組織との関数の交点をそれぞれの集合の境界点とする。
【００５２】
この操作を上述した画像処理回路３８に入力される３つの信号、つまり、狭帯域の２つの照明光Ｇ１、Ｒ１による生体組織での反射光を撮像した反射光画像の画像信号と、励起光Ｅ１により生体組織より発生した蛍光を撮像した蛍光画像の画像信号のゲインを種々変えて種々変えて合成した合成画像に対して行い、合成画像で正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点を色度図にプロットする。
【００５３】
尚、このとき、上述したように画像処理回路３８は、ＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当てた合成画像を生成するようになっている。
【００５４】
図１０は、ゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図である。
図１０に示すように正常組織と病変組織とを識別することが可能な境界点は、４つの境界点（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）で囲まれる範囲内に分布する。
【００５５】
そこで、この４つの境界点（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）で囲まれる範囲内に、境界点が入るようにゲインを設定することが、合成画像上で正常組織と病変組織とを識別することを可能にするための条件となる。
ここで、例えば、上記４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点があるように、上述したように画像処理回路３８に入力される３つの信号のゲインを調整して合成すると、図１１に示すように合成画像が表示される。
【００５６】
図１１は、上記４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタ５に表示される合成画像である。
図１１に示すように合成画像は、画像中心付近に存在している病変組織が桃色に表示されている。そして、病変組織の周囲の正常組織は、黄緑色に表示されている。このことにより、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが可能である。尚、血管は、青色に表示されており、組織との区別が容易である。
【００５７】
一方、例えば、上記４つの境界点で囲まれる範囲内外に、境界点があるように、上述したように画像処理回路３８に入力される３つの信号のゲインを調整し、合成すると、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように合成画像が表示される。
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す合成画像は、正常組織と病変組織とが同色系統の色で表示され、容易に識別することが困難である。
【００５８】
例えば、図１２（Ａ）に示す合成画像は、病変組織が橙色に表示されている。そして、病変組織の周囲の正常組織は、黄色に表示されている。このことにより、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが困難である。尚、血管は、暗緑色に表示されており、組織との区別が困難である。
同様に、図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す合成画像も、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが困難である。尚、図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す合成画像は、記載されている色によりその近辺での表示色を表現している。
【００５９】
このような構成による本実施の形態の作用を以下に説明する。
ユーザは、図１に示すように電子内視鏡２Ａの光源用コネクタ１０を光源装置３Ａに接続し、また電子内視鏡２Ａの図示しない信号用コネクタを画像処理装置４Ａに接続する。そして、ユーザは、図１に示すような接続状態に設定して、各装置の電源を投入し、動作状態に設定する。すると、制御回路３７は、初期設定の動作を行い、この初期設定の状態では例えば通常モードで動作するように設定する制御を行う。
【００６０】
この通常モードでは、制御回路３７は、光源装置３Ａの移動用モータ２０を制御して、切替フィルタ１７をその内周側のＲＧＢフィルタ２１が照明光路中に位置するように設定する。
そして、制御回路３７は、回転モータ１６を回転させる。ランプ１２の白色光は、切替フィルタ１７のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが順次照明光路中に配置されるようになり、観察対象側へＲ、Ｇ、Ｂの照明光が出射される。
【００６１】
この通常モードで、切替フィルタによる（観察対象側への）照明光は、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが順次照明光路中に配置される。
被写体は、Ｒ、Ｇ、Ｂの光で順次照明され、この被写体からのＲ、Ｇ、Ｂの反射光は、ＣＣＤ２８で撮像される。そして、ＣＣＤ２８で撮像された信号は、画像処理装置４Ａの増幅、Ａ／Ｄ変換された後、マルチプレクサ３５が制御回路３７で順次切り換えられることにより、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次格納される。
【００６２】
これらフレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分の画像データは、所定のフレーム期間（例えば３３ｍｓ、つまり１／３０秒）で同時に読み出され、画像処理回路３８に入力される。
この画像処理回路３８は、通常モードで入力信号をそのまま出力する。
【００６３】
このようにしてＲ、Ｇ、Ｂの色成分の画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３９を経てアナログの標準的な画像信号、ここではＲＧＢ信号にされてＲ、Ｇ、Ｂチャンネルからモニタ５に出力される。モニタ５は、この表示面に（白色光を照射した場合に、直接被写体を観察した場合のカラー色調を反映した）通常観察画像がカラー表示される。
【００６４】
上述したように、Ｂフィルタ２１ｃを通して照明を行った場合における被写体側での反射光量は、励起光カットフィルタ２７によりその短波長側がカットされてＣＣＤ２８で受光されるため、そのＢの色成分画像の受光量が他のＲ、Ｇの色成分画像の受光量より少なくなり、そのままではホワイトバランスが崩れることになる。
【００６５】
これを防止するために、制御回路３７は、ＣＣＤ駆動回路３１を介してＢフィルタ２１ｃでの照明期間で撮像した場合のＣＣＤ２８の増幅率を例えば２倍に増大させる。
また、制御回路３７は、ランプ駆動回路１１を制御し、Ｂフィルタ２１ｃでの照明期間におけるランプ１２を駆動するランプ電流を、例えば通常のランプ電流の値を増大させて、Ｂの照明光量を増大させる。
【００６６】
また、制御回路３７は、ＣＣＤ駆動回路３１を制御し、ＣＣＤ２８の電子シャッタの機能を動作させる。つまり、制御回路３７は、Ｒ、Ｇの照明期間において、その照明期間の一部の期間でのみ撮像を行うようにして、短い撮像期間となるようにＣＣＤ駆動回路３１によりＣＣＤ２８を駆動させ、これに対してＢの照明期間において、その照明期間の全部を撮像に用いるようにして、長い撮像期間となるようにする。
【００６７】
このようにして、モニタ５は、ホワイトバランスがとれた通常画像を表示する。尚、電子シャッタによる撮像期間の設定は、予め白い被写体を撮像した場合に、モニタ５でその被写体が白く表示されるように、制御回路３７内の図示しないメモリ等に、具体的な撮像期間の値が格納されている（或いは、電源投入の後の初期設定の際に、白い被写体を撮像して、電子シャッタによる撮像期間を具体的に設定するようにしても良い）。このとき、制御回路３７は、電子シャッタの撮像期間ではなく、ＣＣＤ増幅率の値、ランプ電流の値をメモリに記憶して、これらを単独或いは組み合わせても良い。
【００６８】
このようにして内視鏡装置１Ａは、通常モードで被写体を観察できる。
一方、ユーザは、例えば注目する患部部位等の被写体に対して蛍光観察を行いたい場合、スコープスイッチ２９のモード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作する。
【００６９】
すると、この操作信号を受けて、制御回路３７は、光源装置３Ａの移動用モータ２０を駆動して、切替フィルタ１７を移動させ、蛍光観察用フィルタ２２が照明光路上に配置される状態に設定し、蛍光モードに切り換える。
蛍光モードに設定されると、電子内視鏡２Ａのライトガイドファイバ９は、蛍光モードの照明光、つまり図３（Ｂ）に示すＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次供給される状態となる。
【００７０】
そして、被写体は、Ｒ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次照射される。Ｒ１、Ｇ１の照明の場合、電子内視鏡２Ａは、通常モードでのＲ、Ｇの光が順次照射された場合と同様の動作となる。つまり、この場合、電子内視鏡２Ａは、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光をＣＣＤ２８で受光する。この場合、ＣＣＤ２８は、励起光カットフィルタ２７による影響を受けないで、撮像することになる。
【００７１】
これに対し、電子内視鏡２Ａは、励起光Ｅ１を照射した場合、その励起光Ｅ１の反射光が励起光カットフィルタ２７で殆ど完全に遮光され、且つこの励起光カットフィルタ２７の透過帯域内の被写体側からの蛍光をＣＣＤ２８で受光する。
この蛍光の強度は、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光の強度に比べてはるかに小さい。このため、像処理装置４Ａの制御回路３７は、上述した通常モードでのＲ、Ｇの照明、Ｂの照明及びそれらの場合の信号処理と類似した動作を行うようにして、（Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光の画像と対比し易い）明るい蛍光画像が表示されるようにする。
【００７２】
具体的には、制御回路３７は、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光を撮像する場合、電子シャッタにより、照明期間の一部の期間でのみＣＣＤ２８で撮像した画像データを第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂに格納するようにする。
【００７３】
これに対し、制御回路３７は、Ｅ１の励起光を照射した場合で、その蛍光画像を撮像する場合には、ＣＣＤ２８の増幅率を例えば１０倍から１００倍程度に増大し、かつランプ電流も増大し、励起光の照明光量も増大させる。そして、この場合、制御回路３７は、撮像した蛍光画像データを第３フレームメモリ３６ｃに格納する。
そして、制御回路３７は、１フレーム周期で第１フレームメモリ３６ａ〜第３フレームメモリ３６ｃの画像データを同時に読み出し、画像処理回路３８に入力させる。
【００７４】
画像処理回路３８は図６に示した構成であり、入力信号Ｒ１、Ｇ１、ＥＸは、ルックアップテーブル５１により対応する出力値が読み出され、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力される。このとき、画像処理回路３８は、ＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当て、合成画像を生成する。
【００７５】
また、この場合、画像処理回路３８の出力値は、電子内視鏡２Ａの機種や被写体による特性を補償されると共に、正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、３つの画像信号のゲインを調整された出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′となる。
【００７６】
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力された画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力され、このモニタ５で合成画像として擬似カラー表示される。
このとき、モニタ５に表示される合成画像は、図１１で説明したように正常組織と病変組織とは、容易に識別することが可能である。
【００７７】
この結果、本実施の形態の画像処理装置４Ａは、正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、画像処理回路３８で３つの画像信号のゲインを調整することで、正常組織と病変組織とを識別し易い合成画像を得られる。
従って、本実施の形態の画像処理装置４Ａは、簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得られるという効果を得る。
【００７８】
また、画像処理回路３８は、ＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当て、１つの画像として合成するように構成しても良い。
【００７９】
この場合、画像処理回路３８は、正常組織と病変組織との色相の境界が、図１３に示すようにＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、入力される３つの画像信号のゲインを調整するようにしている。
【００８０】
図１３は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして得られた、ゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図である。
図１３に示すように正常組織と病変組織とを識別することが容易な境界点は、４つの境界点（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）で囲まれる範囲内に分布する。
【００８１】
そこで、この４つの境界点０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）で囲まれる範囲内に、境界点が入るようにゲインを設定することが、合成画像上で正常組織と病変組織とを識別することを容易にするための条件となる。
【００８２】
ここで、例えば、上記４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点があるように、上述したように画像処理回路３８に入力される３つの信号のゲインを調整して合成すると、図１４に示すように合成画像が表示される。
【００８３】
図１４は、上記４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタ５に表示される合成画像である。
図１４に示すように合成画像は、画像中心付近に存在している病変組織が桃色に表示されている。そして、病変組織の周囲の正常組織は、緑色に表示されている。このことにより、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが可能である。尚、血管は、暗赤色に表示されており、組織との区別が容易である。
【００８４】
一方、例えば、上記４つの境界点で囲まれる範囲内外に、境界点があるように、上述したように画像処理回路３８に入力される３つの信号のゲインを調整し、合成すると、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように合成画像が表示される。
図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す合成画像は、正常組織と病変組織とが同色系統の色で表示され、容易に識別することが困難である。
【００８５】
例えば、図１５（Ａ）に示す合成画像は、病変組織が暗緑色に表示されている。そして、病変組織の周囲の正常組織は、緑色に表示されている。このことにより、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが困難である。尚、血管は、暗緑色に表示されており、組織との区別が困難である。
同様に、図１５（Ｂ）〜（Ｄ）に示す合成画像も、正常組織と病変組織とは、容易に識別することが困難である。尚、図１５（Ｂ）〜（Ｄ）に示す合成画像は、記載されている色によりその近辺での表示色を表現している。
【００８６】
このように構成することで、画像処理回路３８は、ＲＧＢチャンネルのＢチャンネルに反射光の短波長側（ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域）の画像信号、Ｇチャンネルに蛍光画像の画像信号、Ｒチャンネルに反射光の長波長側（ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域）の画像信号を割り当てることで、合成画像を生成すると共に、正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、３つの画像信号のゲインを調整する。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力された画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力され、このモニタ５で合成画像として擬似カラー表示される。
【００８７】
このとき、モニタ５に表示される合成画像は、図１４で説明したように正常組織と病変組織とは、容易に識別することが可能である。
これにより、本変形例の画像処理装置は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。
【００８８】
尚、内視鏡装置１Ａは、光源装置４Ａが切替フィルタ１７に加えて、ポルフィリンの励起波長である４００ｎｍ付近の励起光を除くフィルタを設けて構成しても良い。
このフィルタは、図１６（Ａ）に示すように（図３（Ｂ）に示す）Ｅ１フィルタ２２ｃの透過特性に比べて、青色の短波長側をカットする特性となっている。
【００８９】
このため、上記フィルタが光路上に配置されるように制御回路３７が選択すると、蛍光モードで皮膚を観察した場合、ＣＣＤ２８は、図１６（Ｂ）に示すような特性となる。この場合、内視鏡装置１Ａは、励起光の多くが組織深部に到達するので、深部側からの蛍光の強度を大きくすると共に、ポルフィリンの励起波長である４００ｎｍ付近の励起光を除くことでポルフィリンによる自家蛍光の影響を軽減できる。
【００９０】
また、内視鏡装置１Ａは、電子内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２７の代わりに、ポルフィリンの蛍光を除く励起光カットフィルタを設けて構成しても良い。
このフィルタは、図１７（Ａ）に示すように４９０−６２０ｎｍを透過するように設定されている（従って、６２０ｎｍ或いはこれより少し波長が長い６３０ｎｍ以上の赤色光を透過しない）。このようにして、内視鏡装置１Ａは、ポルフィリンの蛍光帯域つまり、赤色の一部を遮光するように設定している。
【００９１】
このため、内視鏡装置１Ａは、上記フィルタが光路上に配置されるように制御回路３７が選択すると、蛍光モードで皮膚を観察した場合、ＣＣＤ２８は、図１７（Ｂ）に示すような特性となる。この場合、内視鏡装置１Ａは、よりポルフィリンによる自家蛍光の成分を削減できるようになる。尚、ポルフィリンとは、４つのピロール環がメチン橋によって結合した物質で、これに鉄が結合したものがヘム、更にタンパク質のグロビンが結合したものがヘモグロビンである。
【００９２】
尚、本実施の形態では、画像処理装置４Ａは、画像処理回路３８がルックアップテーブル５１を用いて構成されているものに本発明を適用しているが、本発明はこれに限定されず、画像処理回路３８がマトリクス回路や色調変換を用いて構成されているものに本発明を適用しても構わない。
【００９３】
また、本実施の形態では、画像処理装置４Ａは、入力される３つの画像信号のゲインを画像処理回路３８で調整するように構成されているが、本発明はこれに限定されず、例えば、プリアンプ３２やオートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路３３又は、Ｄ／Ａ変換回路３９等で、入力される３つの画像信号のゲインを調整するように構成しても良い。
尚、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【００９４】
［付記］
（付記項１）　ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を青色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光観察用画像処理装置。
【００９５】
（付記項２）　ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第１の反射光画像の画像信号と、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域の照明光を生体組織に照射して得た第２の反射光画像の画像信号と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光を生体組織に照射して得た蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を青色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光観察用画像処理装置。
【００９６】
（付記項３）　白色光による赤色、緑色、青色の光を順次生体組織に照射して得た通常光画像の画像信号を生成する通常画像モードを有することを特徴とする付記項１又は２に記載の蛍光観察用画像処理装置。
（付記項４）　前記蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含む波長帯域であり、
２つの反射光帯域は、それぞれ５５０ｎｍ、６００ｎｍを含む波長帯域であることを特徴とする付記項１又は２に記載の蛍光観察用画像処理装置。
【００９７】
（付記項５）　前記蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含む６２０ｎｍ未満の波長帯域であることを特徴とする付記項４に記載の蛍光観察用画像処理装置。
（付記項６）　前記２つの反射光帯域の波長幅は、２０ｎｍ以下であることを特徴とする付記項４に記載の蛍光観察用画像処理装置。
【００９８】
（付記項７）　ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域及び、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域との２つの異なる波長帯域の照明光と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光とを発する光源と、
前記光源からの前記２つの異なる波長帯域の照明光を生体組織に照射し、反射された反射光による各々２つの反射光像と、前記光源からの前記励起光を生体組織に照射し、励起された蛍光による蛍光像とを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像して得た２つの反射光画像の画像信号と蛍光画像の画像信号とを信号処理して処理画像を構築する画像処理手段と、を有する内視鏡装置において、
前記画像処理手段は、前記撮像手段で撮像して得た２つの反射光画像の画像信号と、前記蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を青色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２１，０．５３）、（０．１８，０．５０）、（０．２３，０．４４）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【００９９】
（付記項８）　ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域及び、ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域との２つの異なる波長帯域の照明光と、蛍光を励起するための青色の波長帯域である励起光とを発する光源と、
前記光源からの前記２つの異なる波長帯域の照明光を生体組織に照射し、反射された反射光による各々２つの反射光像と、前記光源からの前記励起光を生体組織に照射し、励起された蛍光による蛍光像とを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像して得た２つの反射光画像の画像信号と蛍光画像の画像信号とを信号処理して処理画像を構築する画像処理手段と、を有する内視鏡装置において、
前記画像処理手段は、前記撮像手段で撮像して得た２つの反射光画像の画像信号と、前記蛍光画像の画像信号との３つの画像信号を入力する信号入力手段を有し、
前記ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域を青色、前記ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域を赤色、前記蛍光画像を緑色で表示されるように、前記３つの画像信号を合成して合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、ＣＩＥ　１９７６　ＵＣＳ色度図に対して（０．２２，０．５２）、（０．１８，０．５０）、（０．２２，０．４５）、（０．２５，０．４９）の４点で囲まれる範囲に含まれるように、前記信号入力手段で入力される前記３つの画像信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【０１００】
（付記項９）　白色光による赤色、緑色、青色の光を順次生体組織に照射して得た通常光画像の画像信号を生成する通常画像モードを有することを特徴とする付記項７又は８に記載の内視鏡装置。
（付記項１０）　前記蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含む波長帯域であり、
２つの反射光帯域は、それぞれ５５０ｎｍ、６００ｎｍを含む波長帯域であることを特徴とする付記項７又は８に記載の内視鏡装置。
【０１０１】
（付記項１１）　前記蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含む６２０ｎｍ未満の波長帯域であることを特徴とする付記項１０に記載の内視鏡装置。
（付記項１２）　前記２つの反射光帯域の波長幅は、２０ｎｍ以下であることを特徴とする付記項１０に記載の内視鏡装置。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得られる蛍光観察用画像処理装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタが設けられた切替フィルタの構成を示す図。
【図３】通常観察用フィルタ、蛍光観察用フィルタ及び励起光カットフィルタの波長に対する透過特性を示す図。
【図４】通常観察モードで白い被写体を観察した場合と、蛍光観察モードで皮膚を観察した場合とのＣＣＤで受光した光強度の波長に対する特性とを示す図
【図５】生体組織に対する蛍光画像の波長より得られる強度分布の特性例と、生体組織に対する反射光の波長より得られる強度分布の特性例とを示す図
【図６】図１の画像処理回路の構成を示すブロック図
【図７】モニタに表示される合成画像に対して関心領域を設定する際の画像表示例
【図８】合成画像上の正常組織と病変組織とより設定した関心領域内の画素値の平均値をプロットした色度図
【図９】図８のＵＣＳ色度図に対して、正常組織と病変組織の集合が正規分布であると仮定し、縦軸Ｖ、横軸Ｕそれぞれの確率分布関数を求めた際の図
【図１０】ゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図
【図１１】図１０の４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例
【図１２】図１０の４つの境界点で囲まれる範囲外に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例
【図１３】変形例を示すゲインを変えた際の正常組織と病変組織とを識別することが可能であるときと困難であるときの境界点をプロットした色度図
【図１４】図１３の４つの境界点で囲まれる範囲内の中心に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例
【図１５】図１３の４つの境界点で囲まれる範囲外に境界点がある場合のモニタに表示される合成画像の例
【図１６】切替フィルタに加えて４００ｎｍ付近の励起光を除くフィルタを設けた際の特性を示す図
【図１７】励起光カットフィルタの代わりに、４００ｎｍ付近の励起光を除くフィルタを設けた際の特性を示す図
【符号の説明】
１Ａ…内視鏡装置
２Ａ…電子内視鏡
３Ａ…光源装置
４Ａ…画像処理装置
５…モニタ
７…挿入部
８…先端部
１２…ランプ
１４…切替フィルタ部
１７…切替フィルタ
２１…ＲＧＢフィルタ
２２…蛍光観察用フィルタ
２７…励起光カットフィルタ
２８…ＣＣＤ
３２…プリアンプ
３３…オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路
３４…Ａ／Ｄ変換回路
３５…マルチプレクサ
３６…フレームメモリ
３７…制御回路
３８…画像処理回路
３９…Ｄ／Ａ変換回路
４３…設定スイッチ
５１…ルックアップテーブル
５１…ルックアップテーブル
５２…パラメータ決定部
５３…ＲＯＭ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月9日(2002.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
また、内視鏡装置１Ａは、電子内視鏡２Ａが励起光カットフィルタ２７の代わりに、励起光とポルフィリンの蛍光を除くフィルタを設けて構成しても良い。
このフィルタは、図１７（Ａ）に示すように４９０−６２０ｎｍを透過するように設定されている（従って、６２０ｎｍ或いはこれより少し波長が長い６３０ｎｍ以上の赤色光を透過しない）。このようにして、内視鏡装置１Ａは、ポルフィリンの蛍光帯域つまり、赤色の一部を遮光するように設定している。