(57)【要約】【課題】通常像と蛍光像とに基づいて生成される特殊像を順次モニタに表示させる場合において、励起光の波長帯域を選択可能にし、然も、何れの波長帯域が選択され場合でも迷光像が蛍光像に混ざることを防止できる内視鏡システムを、提供する。【解決手段】電子内視鏡１０の挿入部１０ａは、対物レンズ１２と撮像素子１７の間に液晶フィルタ１４〜１６を３枚備える。液晶フィルタ１４〜１６は、第１乃至第３波長帯域のうち、光源プロセッサ装置２０のシステムコントロール部２２からの信号に応じた波長帯域の光を除去する。一方、システムコントロール部２２は、第１乃至第３波長帯域の光のみを透過させる第１乃至第３励起光透過フィルタ２４３ｂ〜２４３ｄを持つ回転板２４３の、ランプ２４１から射出される白色光の光路内への挿入量を調節し、液晶フィルタ１４〜１６の除去できる励起光をライトガイド１３の基端面へ入射する。【選択図】図２
2005058619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入するための細管状の挿入部と、
前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、
生体組織を励起させるための励起光の波長帯域を操作者に任意に指定させるための指定手段と、
前記体腔内を照明するための照明光，及び、前記操作者によって指定された波長帯域の励起光を交互に射出する光源部と、
前記光源部から射出される前記照明光及び前記励起光を導いて前記挿入部の先端から射出するための照明光学系と、
前記照明光が前記光源部から射出される期間では、前記対物光学系を透過した光をそのまま透過させ、前記励起光が前記光源部から射出される期間では、前記対物光学系を透過した光から少なくともその励起光を除去する除去部と、
前記除去部を透過する光の光路上において前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影して画像信号を出力する撮影装置と、
前記光源部が前記照明光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号と、前記光源部が前記励起光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号とに基づいて、患部と推定し得る箇所が示された画像を表示させるための画像信号を生成する画像処理部と
を備えることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記除去部は、駆動時には全ての波長帯域の光を透過させて非駆動時には所定の波長帯域の光のみを透過させてその他の波長帯域の光を除去する複数の液晶フィルタから、構成されており、前記各液晶フィルタが透過させ得る光の波長帯域は、それぞれ異なる
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記指定手段は、互いに異なる３つの波長帯域の中から１つを任意に指定するための手段である
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記光源部は、
前記白色光を射出する光源と、
互いに異なる３つの波長帯域の励起光をそれぞれ前記白色光の中から取り出すための３つの励起光透過フィルタと、
何れか１つの励起光透過フィルタを所定の時間間隔を空けて前記白色光の光路内に繰り返し挿入する挿入機構と、
前記白色光の光路内に繰り返し挿入される励起光透過フィルタを、前記指定手段を通じて操作者に指定された波長帯域の励起光を前記白色光の中から取り出すための励起光透過フィルタに切り替えるための切替機構と
を有することを特徴とする請求項３記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記画像処理部は、
前記光源部が前記照明光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号に基づいて通常画像データを生成するとともに、前記光源部が前記励起光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号に基づいて蛍光画像データを生成する前段処理部と、
前記前段処理部が生成した前記通常画像データ及び前記蛍光画像データを何れも輝度データに変換し、両画像データの階調幅を等しくさせる正規化処理をした後、両画像データにおける互いに同じ位置にある画素の階調値の差分の絶対値を算出し、各画素の差分の絶対値がそれ自身の階調値とされた画像データを患部画像データとして生成する患部画像データ生成部と、
前記患部画像データ生成部が生成した患部画像データをそれの基となる前記通常画像データに加算して、患部と推定し得る箇所が示された画像を表示させるための特殊画像データを生成する加算部と、
前記加算部において生成された前記特殊画像データに基づいて画像信号を生成する後段処理部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記撮影装置は、前記対物光学系により形成される像を撮像して画像信号を出力する撮像素子である
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胃腸や気管支などの体腔内を観察するための内視鏡システムに、関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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内視鏡システムが、開発されている。
【０００３】
その内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端が体腔内に挿入された際に、その体腔内を照明するための照明光と体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光とを内視鏡の先端から交互に射出できるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この種の内視鏡システムは、円板に穿たれた２個以上の貫通孔の少なくとも１つに、白色光の中から励起光を取り出すための励起光透過フィルタを備えており、光源から射出される白色光の光路内に挿入された当該円板を回転させることにより、内視鏡内のライトガイドに照明光としての白色光と励起光とを交互に導入する。
【０００５】
また、この種の内視鏡システムは、体腔壁の表面で反射された照明光により形成される体腔内の像（通常像）と、体腔壁下の生体組織が発した蛍光により形成される体腔内の像（蛍光像）とを交互に撮影し、通常像と蛍光像とに基づいて生成される特殊像を順次モニタに表示させる。
【０００６】
なお、この種の内視鏡システムでは、励起光を体腔内に照射した際、体腔壁の表面で反射された励起光により形成される体腔内の像（迷光像）が蛍光像に混ざることを防止するため、対物光学系から撮影装置までの間に、励起光を除去するための励起光除去フィルタが組み付けられている。
【特許文献１】特開平０６−１２５９１１号公報（００２４〜００２７，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、最近の研究により、励起光の波長帯域の違いが生体組織の反応現象に何らかの変化を生じさせることが、明らかになりつつある。このため、励起光の波長帯域を変えながら特殊像を観察したいとの要望が研究者から出されることが、予想される。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の内視鏡システムでは、円板は、１つの波長帯域の励起光を透過させるための励起光透過フィルタしか、有していない。然も、対物光学系から撮影装置までの間に組み付けられている励起光除去フィルタも、１つの波長帯域にしか対応していない。そのため、従来の内視鏡システムでは励起光の波長帯域を変更することができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、通常像と蛍光像とに基づいて生成される特殊像を順次モニタに表示させる場合において、励起光の波長帯域を選択可能にし、然も、何れの波長帯域が選択された場合でも迷光像が蛍光像に混ざることを防止できる内視鏡システムを、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明による内視鏡システムは、以下のような構成を採用した。
【００１１】
すなわち、この内視鏡システムは、体腔内に挿入するための細管状の挿入部と、前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、生体組織を励起させるための励起光の波長帯域を操作者に任意に指定させるための指定手段と、前記体腔内を照明するための照明光，及び、前記操作者によって指定された波長帯域の励起光を交互に射出する光源部と、前記光源部から射出される前記照明光及び前記励起光を導いて前記挿入部の先端から射出するための照明光学系と、前記照明光が前記光源部から射出される期間では、前記対物光学系を透過した光をそのまま透過させ、前記励起光が前記光源部から射出される期間では、前記対物光学系を透過した光から少なくともその励起光を除去する除去部と、前記除去部を透過する光の光路上において前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影して画像信号を出力する撮影装置と、前記光源部が前記照明光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号と、前記光源部が前記励起光を射出する期間に前記撮影装置から取得した画像信号とに基づいて、患部と推定し得る箇所が示された画像を表示させるための画像信号を生成する画像処理部とを備えることを、特徴としている。
【００１２】
このように構成されると、照明光が内視鏡の挿入部の先端から射出されている時には、除去部は、対物光学系を透過した光を、そのまま撮影装置へ素通りさせ、指定手段において操作者により指定された波長帯域の励起光が内視鏡の挿入部から射出されている時には、除去部は、対物光学系を透過した光から、少なくともその波長帯域の光を除去して、残りの波長帯域の光を撮影装置へと通過させる。
【００１３】
このため、撮影装置は、操作者が指定した波長帯域の励起光が挿入部の先端から射出されている時には、体腔壁の表面で反射された励起光により形成される体腔内の像（迷光像）を撮影することなく、体腔壁下の生体組織が発した蛍光により形成される体腔内の像（蛍光像）のみを、撮影する。
【００１４】
然も、指定手段において別の波長帯域が指定されると、内視鏡の挿入部から励起光が射出される時の波長可変除去フィルタは、除去する光の波長帯域を、指定手段において指定されている別の波長帯域へと変更するので、結局、撮影装置は、迷光像を撮影することなく、蛍光像のみを撮影することとなる。
【００１５】
この結果、撮影装置は、体腔壁の表面で反射された照明光により形成される体腔内の像（通常像）と、迷光像の含まれていない蛍光像とを、交互に撮影し、通常像と蛍光像とに基づいて生成される特殊像が、順次モニタに表示される。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明によれば、通常像と蛍光像とに基づいて生成される特殊像を順次モニタに表示させる場合において、励起光の波長帯域が選択可能となり、然も、何れの波長帯域が選択された場合でも迷光像が蛍光像に混ざることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態である電子内視鏡システムの外観図である。また、図２は、この電子内視鏡システムを概略的に示す構成図である。この電子内視鏡システムは、電子内視鏡１０，光源プロセッサ装置２０，及び、モニタ３０を、備えている。
【００１９】
図２には、電子内視鏡１０の詳細な形状が図示されていないが、電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓管状の挿入部１０ａを、有している。この挿入部１０ａの先端には、湾曲部が組み込まれ、その基端には、湾曲部の湾曲量及び湾曲方向を操作するためのアングルノブや各種のスイッチが設けられた操作部１０ｂが、備えられている。
【００２０】
挿入部１０ａの先端面には、少なくとも２つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２がそれぞれ嵌め込まれている。
【００２１】
さらに、挿入部１０ａ内には、ライトガイド１３が引き通されている。ライトガイド１３は、可撓な多数の光ファイバからなり、その先端面は、配光レンズ１１に対向している。また、ライトガイド１３の基端は、操作部１０ｂの側面から延びた可撓管１０ｃ内に、引き通されており、さらに、その可撓管１０ｃの先端に設けられたコネクタＣの先端に、固定されている。
【００２２】
さらに、挿入部１０ａ内には、平板状の３枚の液晶フィルタ１４〜１６が組み込まれている。これら液晶フィルタ１４〜１６は、何れも、液晶とこの液晶を挟む一対の透明電極とこれらを挟む一対のガラス板とを主に有する光学フィルタであり、対物レンズ１２を透過した光の光路上に重ねられた状態で配置されている。
【００２３】
そして、各液晶フィルタ１４〜１６とも、両透明電極に所定の電圧が印加されている時には、対物レンズ１２を透過した光をそのまま透過させ、両透明電極に電圧が印加されていない時には、対物レンズ１２を透過した光のうち、所定の波長帯域の光を透過させてその他の波長帯域の光を除去する。但し、電圧が透明電極に印加されていない時に除去される光の波長帯域は、各液晶フィルタ１４〜１６によって異なる。
【００２４】
具体的には、透明電極間に電圧が印加されていない時、１枚目の第１液晶フィルタ１４は、約４７０ｎｍ以下の光を除去してそれより上の波長帯域の光を透過させ、２枚目の第２液晶フィルタ１５は、約５４０ｎｍ以下の光を除去してそれより上の波長帯域の光を透過させ、３枚目の第３液晶フィルタ１６は、約６１０ｎｍ以下の光を除去してそれより上の波長帯域の光を透過させる。
【００２５】
各液晶フィルタ１４〜１６には、それぞれ信号線１４ａ〜１６ａが接続されている。これら信号線１４ａ〜１６ａは、何れも、接続された液晶フィルタの透明電極に所定量の電圧を印加するための電線である。これら信号線１４ａ〜１６ａは、挿入部１０ａ内及び可撓管１０ｃ内に順に引き通されており、さらに、コネクタＣの先端に固定されている。
【００２６】
さらに、挿入部１０ａ内には、撮像素子１７が組み込まれている。撮像素子１７は、二次元的に配列された多数の画素により構成される撮像面を有する単板のエリアイメージセンサであり、その撮像面には、原色系カラーフィルタがオンチップされている。この撮像素子１７は、３枚の液晶フィルタ１４〜１６を透過した光の光路上に配置されており、その撮像面は、ほぼ、対物レンズ１２の像面に位置している。
【００２７】
この撮像素子１７には、少なくとも２本の信号線１７ａ，１７ｂが接続されている。一方の信号線１７ａは、この撮像素子１７の駆動信号を伝送するための電線であり、他方の信号線１７ｂは、この撮像素子１７から出力される画像信号を伝送するための電線である。
【００２８】
これら信号線１７ａ，１７ｂは、挿入部１０ａ内及び可撓管１０ｃ内に順に引き通されており、一方の信号線１７ａは、コネクタＣ内のドライバ１８に接続され、他方の信号線１７ｂは、コネクタＣの先端に固定されている。ドライバ１８は、撮像素子１７の駆動信号を生成してその撮像素子１７へ出力する回路である。
【００２９】
光源プロセッサ装置２０は、タイミングコントロール部２１，システムコントロール部２２，画像処理部２３，及び、光源部２４を、備えている。
【００３０】
なお、光源プロセッサ装置２０の筐体の側面には、上記コネクタＣを嵌め込み可能なコネクタ受けが、備えられている。このコネクタ受けに上記コネクタＣが嵌め込まれると、コネクタＣ内のドライバ１８がタイミングコントロール部２１に接続され、各液晶フィルタ１４〜１６が信号線１４ａ〜１６ａを介してシステムコントロール部２２に接続されるとともに、電子内視鏡１０の操作部１０ｂに設けられている各種のスイッチが図示せぬ信号線を介してシステムコントロール部２２に接続され、信号線１７ｂが画像処理部２３に接続され、ライトガイド１３の基端が光源部２４に入り込む。
【００３１】
タイミングコントロール部２１は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラである。光源プロセッサ装置２０とコネクタＣ内のドライバ１８とにおける各種の処理は、この基準信号に従って進行する。なお、光源プロセッサ装置２０では、基準信号が示す各タイミングの二個一組を一周期（例えば１／３０秒）として、各部２２〜２４が処理を進行する。
【００３２】
システムコントロール部２２は、光源プロセッサ装置２０全体を制御するコントローラである。このシステムコントロール部２２は、電子内視鏡１０の操作部１０ｂに設けられている各種のスイッチや図示せぬ操作盤上のスイッチに接続されており、これらスイッチを通じて入力を受け付けると、その入力に応じた処理を実行する。
【００３３】
また、このシステムコントロール部２２は、電子内視鏡１０の操作部１０ｂ上のスイッチＳＷになされた切り替え操作に応じて、通常観察モード，及び、第１乃至第３特殊観察モードの何れか１つに、観察モードを切り替える。さらに、このシステムコントロール部２２は、観察モードを切り替えた際には、信号線１４ａ〜１６ａを通じて各液晶フィルタ１４〜１６の透明電極に印加している電圧を、変化させる。
【００３４】
具体的には、システムコントロール部２２は、通常観察モードの時には、全ての液晶フィルタ１４〜１６の透明電極に所定量の電圧を常時印加する。また、システムコントロール部２２は、第１特殊観察モードの時には、第２及び第３液晶フィルタ１５，１６の透明電極に所定量の電圧を常時印加し、第１液晶フィルタ１４の透明電極には第１のタイミングにのみ所定量の電圧を印加する。
【００３５】
また、システムコントロール部２２は、第２特殊観察モードの時には、第１及び第３液晶フィルタ１４，１６の透明電極に所定量の電圧を常時印加し、第２液晶フィルタ１５には第１のタイミングにのみ所定量の電圧を印加する。また、システムコントロール部２２は、第３特殊観察モードの時には、第１及び第２液晶フィルタ１４，１５の透明電極に所定量の電圧を常時印加し、第３液晶フィルタ１６には第１のタイミングにのみ所定量の電圧を印加する。
【００３６】
画像処理部２３は、撮像素子１７から送られてくる画像信号を常時受信し、その画像信号に各種の処理を施して、モニタ３０へ出力する。具体的には、この画像処理部２３は、初段処理回路２３１，赤色成分用メモリ２３２ｒ，緑色成分用メモリ２３２ｇ，青色成分用メモリ２３２ｂ，輝度成分生成回路２３３，第１輝度成分用メモリ２３４ａ，第２輝度成分用メモリ２３４ｂ，患部画像データ生成回路２３５，スイッチ回路２３６，加算器２３７，及び、後段処理回路２３８を、備えている。
【００３７】
初段処理回路２３１は、撮像素子１７から送られてくる画像信号に所定の処理を施すための回路である。この初段処理回路２３１が画像信号に施す処理としては、高周波成分除去，増幅，ブランキング，クランピング，ホワイトバランス，ガンマ補正，アナログデジタル変換，及び、色分離がある。この初段処理回路２３１は、上述した処理を画像信号に施すことにより、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色成分の画像データを生成する。
【００３８】
なお、この初段処理回路２３１は、上記一周期中の第１のタイミングで生成した各色成分の画像データを、各色成分用メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂへ出力し、第２のタイミングでは、各色成分用メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂへは出力しない。また、この初段処理回路２３１は、その一周期中の第１及び第２のタイミングで順次生成した各色成分の画像データを、何れも輝度データ生成回路２３３へ出力する。
【００３９】
各色成分用メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂは、初段処理回路２３１から出力されるＲＧＢの各色成分画像データを一旦格納するためのメモリである。これら各メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂは、基準信号に従ったタイミングにて、各色成分画像データを出力する。但し、Ｒ成分画像データは、加算器２３７へ出力されるが、Ｇ成分画像データ及びＢ成分画像データは、後段処理回路２３８へ出力される。
【００４０】
輝度成分生成回路２３３は、初段処理回路２３１から出力されるＲＧＢの各色成分画像データに基づいて、ＹＣｒＣｂの色空間における輝度成分（Ｙ成分）の画像データを生成する回路である。つまり、この輝度成分生成回路２３３は、概念的には、ＲＧＢの各色成分画像データにおける互いに同じ位置にある画素の階調値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をＹ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂの式に代入して演算することにより、その位置の画素の輝度値Ｙを算出する処理を行う。
【００４１】
なお、この輝度成分生成回路２３３は、上記一周期中の第１のタイミングで初段処理回路２３１から出力された各色成分画像データに基づくＹ成分画像データを、第１輝度成分用メモリ２３４ａへ出力し、第２のタイミングで初段処理回路２３１から出力された各色成分画像データに基づくＹ成分画像データを、第２輝度成分用メモリ２３４ｂへ出力する。
【００４２】
各輝度成分用メモリ２３４ａ，２３４ｂは、何れも、Ｙ成分画像データを一旦格納するためのメモリである。これら各メモリ２３４ａ，２３４ｂは、基準信号に従ったタイミングにて、各Ｙ成分画像データを患部画像データ生成回路２３５へ出力する。
【００４３】
患部画像データ生成回路２３５は、各輝度成分用メモリ２３４ａ，２３４ｂから出力される各Ｙ成分画像データに基づいて患部画像データを生成する回路である。より具体的には、この患部画像データ生成回路２３５は、先ず、両Ｙ成分画像データの階調幅を等しくさせる正規化処理をした後、両Ｙ成分画像データにおける互いに同じ位置にある画素の階調値の差分の絶対値を算出し、各画素の差分の絶対値がそれ自身の階調値とされた画像データを患部画像データとして生成する。
【００４４】
スイッチ回路２３６は、患部画像データ生成回路２３５と加算器２３７との間を開閉するための回路である。このスイッチ回路２３６は、システムコントロール部２２によって制御されることにより、通常観察モードの時には、患部画像データを加算器２３７へ出力させず、第１乃至第３特殊観察モードの時には、患部画像データを加算器２３７へ出力させる。
【００４５】
加算器２３７は、患部画像データが入力されたときのみ、この患部画像データをＲ成分画像データに加算する回路である。つまり、この加算器２３７は、通常観察モードの時には、Ｒ成分画像データをそのまま後段処理回路２３８へ素通りさせ、第１乃至第３特殊観察モードの時には、患部画像データを加算したＲ成分画像データを後段処理回路２３８へ送る。
【００４６】
後段処理回路２３８は、加算器２３７から出力されるＲ成分画像データと、Ｇ成分用メモリ２３２ｇ及びＢ成分用メモリ２３２ｂからそれぞれ出力されるＧ成分画像データ及びＢ成分画像データとを、モニタ出力用の画像信号に変換するための回路である。この後段処理回路２３８において各色成分画像データに施される処理としては、デジタルアナログ変換，エンコーディング，及び、インピーダンスマッチングなどがある。この後段処理回路２３８は、上述した処理を各色成分画像データに施すことにより、セパレートビデオ信号や複合ビデオ信号を生成し、モニタ３０へ出力する。
【００４７】
モニタ３０は、光源プロセッサ装置２０から出力されるビデオ信号を受信すると、そのビデオ信号に基づいてカラー画像を表示する。
【００４８】
光源部２４は、ライトガイド１３の基端面に導入する光を射出するためのユニットである。具体的には、この光源部２４は、ランプ２４１，電源回路２４２，回転板２４３，第１モータ２４４，ステージ機構２４５，第２モータ２４６，移動用ドライバ２４７，及び、同期用ドライバ２４８を、備えている。
【００４９】
ランプ２４１は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視帯域全域の波長成分を持つ白色光をライトガイド１３の基端面に向けて発する光源である。電源回路２４２は、システムコントロール部２２からの指示を受けて、ランプ２４１へ電力を供給し、又はその供給を停止する回路である。
【００５０】
回転板２４３は、幾つかの貫通孔が穿たれている円板と何れかの貫通孔に嵌め込まれた光学フィルタとからなる。図３は、この回転板２４３の正面図である。図３に示されるように、回転板２４３の中心とその外周縁との間には、半円弧の弓形に湾曲した帯状の貫通孔２４３ａが穿たれている。
【００５１】
また、この回転板２４３において、その中心を挟んで貫通孔２４３ａとは反対側の領域には、半円弧の弓形に湾曲した３つの帯状の貫通孔が穿たれている。これら３つの貫通孔は、各々の半円弧の中心が回転板２４３の中心に一致するように配置されているとともに、この領域を径方向において三等分しており、全体として、貫通孔２４３ａとほぼ同じ大きさを有している。そして、これら３つの貫通孔には、回転板２４３の外側から中心に向かう順に、それぞれ、第１乃至第３励起光透過フィルタ２４３ｂ〜２４３ｄが嵌め込まれている。
【００５２】
第１乃至第３励起光透過フィルタ２４３ｂ〜２４３ｄは、何れも、生体組織を励起させるための励起光を上記白色光の中から取り出すための光学フィルタである。但し、各フィルタ２４３ｂ〜２４３ｄが白色光から取り出せる励起光の波長帯域は、それぞれ異なっている。
【００５３】
具体的には、第１励起光透過フィルタ２４３ｂは、約４４０ｎｍ乃至４６０ｎｍの第１波長帯域の光のみを透過させる光学フィルタであり、第２励起光透過フィルタ２４３ｃは、約５１０ｎｍ乃至５３０ｎｍの第２波長帯域の光のみを透過させる光学フィルタであり、第３励起光透過フィルタ２４３ｄは、約５８０ｎｍ乃至６００ｎｍの第３波長帯域の光のみを透過させる光学フィルタである。図４は、これら第１乃至第３波長帯域と可視帯域との関係が示された分光図である。
【００５４】
第１モータ２４４は、上述したように構成される回転板２４３を回転させるためのアクチュエータであり、その駆動軸は、回転板２４３の中心軸に一致する状態で、この回転板２４３の中心に固定されている。
【００５５】
ステージ機構２４５は、ステージ上に設置された物体を一方向にのみ平行移動させるための機構であり、そのステージ上には、第１モータ２４４が設置されている。このステージ機構２４５が正逆に駆動されると、第１モータ２４４の駆動軸に固定された回転板２４３が、ランプ２４１から射出される白色光の光路に対し、垂直に挿抜される。
【００５６】
第２モータ２４６は、このステージ機構２４５を駆動するためのアクチュエータであり、移動用ドライバ２４７は、システムコントロール部２２からの指示を受けて、この第２モータ２４６の駆動を制御するための回路である。
【００５７】
なお、ステージ機構２４５には、ステージの位置を検出するための位置センサ２４７ａが取り付けられており、システムコントロール部２２は、この位置センサ２４７ａから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出し、ステージが所定の位置に達するまで第２モータ２４６を駆動するように移動用ドライバ２４７に指示する。
【００５８】
より具体的には、システムコントロール部２２は、観察モードが通常観察モードに切り替えられた際には、移動用ドライバ２４７を通じて第２モータ２４６を制御して、白色光の光路から回転板２４３が引き抜かれるまでステージ機構２４５を駆動する。
【００５９】
また、このシステムコントロール部２２は、観察モードが第１特殊観察モードに切り替えられた際には、移動用ドライバ２４７を通じて第２モータ２４６を制御して、回転板２４３の回転中に第１励起光透過フィルタ２４３ｂが白色光の光路内に繰り返し挿入される位置にこの回転板２４３が配置されるまで、ステージ機構２４５を駆動する。
【００６０】
また、このシステムコントロール部２２は、観察モードが第２特殊観察モードに切り替えられた際には、回転板２４３の回転中に第２励起光透過フィルタ２４３ｃが白色光の光路内に繰り返し挿入される位置にこの回転板２４３が配置されるまで、ステージ機構２４５を駆動し、観察モードが第３特殊観察モードに切り替えられた際には、回転板２４３の回転中に第３励起光透過フィルタ２４３ｄが白色光の光路内に繰り返し挿入される位置にこの回転板２４３が配置されるまで、ステージ機構２４５を駆動する。
【００６１】
同期用ドライバ２４８は、基準信号に従って第１モータ２４４の駆動を制御するための回路である。なお、回転板２４３の外周縁近傍には、この回転板２４３の回転周期を検出するための光センサ２４８ａが配置されており、同期用ドライバ２４８は、この光センサ２４８ａから得られる信号に基づいて、回転板２４３の回転位相を、基準信号の示すタイミングに同期させる。但し、回転板２４３の回転位相を検出する手段は、光センサ２４８ａではなく、例えば、第１モータ２４４に組み付けられるエンコーダでも構わない。
【００６２】
この同期用ドライバ２４８は、第１特殊観察モードの時には、上記一周期中の第１のタイミングに合わせて、回転板２４３の貫通孔２４３ａを白色光の光路に挿入し、第２のタイミングに合わせて、第１励起光透過フィルタ２４３ｂを白色光の光路に挿入する。
【００６３】
また、これと同様に、同期用ドライバ２４８は、第２特殊観察モードの時には、第１のタイミングで貫通孔２４３ａを白色光の光路に挿入し、第２タイミングで第２励起光透過フィルタ２４３ｃを白色光の光路に挿入する。また、同期用ドライバ２４８は、第３特殊観察モードの時には、第１のタイミングで貫通孔２４３ａを白色光の光路に挿入し、第２タイミングで第３励起光透過フィルタ２４３ｄを白色光の光路に挿入する。
【００６４】
本実施形態の電子内視鏡システムが、以上のように構成されるので、この電子内視鏡システムの操作者は、以下に示されるような手順により、体腔内を観察することができる。
【００６５】
まず、操作者は、電子内視鏡１０と光源プロセッサ装置２０とモニタ３０とを接続し、光源プロセッサ装置２０とモニタ３０の電源を投入する。続いて、操作者は、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端を体腔内に挿入し、電子内視鏡１０の操作部１０ｂにあるスイッチＳＷを操作して、通常観察モードに切り替える。
【００６６】
すると、システムコントロール部２２が、信号線１４ａ〜１６ａを介して、３枚の液晶フィルタ１４〜１６の透明電極に所定量の電圧を印加する。この所定量の電圧が透明電極に印加された各液晶フィルタ１４〜１６は、何れも、全ての波長帯域の光を透過させるようになる。
【００６７】
また、これと同時に、ランプ２４１から射出される白色光の光路からは、回転板２４３が引き抜かれ、ライトガイド１３の基端面には、白色光が常時入射し、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、白色光が連続的に射出され、体腔内が照明される。そして、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ１２を透過した光は、３枚の液晶フィルタ１４〜１６を順次透過して、撮像素子１７の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像（通常像）が、対物レンズ１２によって形成される。
【００６８】
撮像面上に形成された通常像は、撮像素子１７によって撮像され、画像信号が画像処理部２３へ出力される。画像処理部２３では、初段処理回路２３１が画像信号に所定の処理を施してＲＧＢの各色成分の画像データを生成する。これら各色成分画像データは、患部画像データが加算されることなく、後段処理回路２３８へ出力され、後段処理回路２３８においてモニタ出力用の画像信号であるビデオ信号に変換される。そして、そのビデオ信号がモニタ３０に出力される。
【００６９】
このため、モニタ３０には、通常像が、カラーの通常観察画像として表示される。操作者は、この通常観察画像を見ながら、体腔壁の状態を観察することができる。
【００７０】
さらに、操作者は、モニタ３０上の通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、第１波長帯域の励起光を利用して得られる特殊観察画像の観察を行う。具体的には、操作者は、電子内視鏡１０の操作部１０ｂにあるスイッチＳＷを操作して、第１特殊観察モードに切り替える。
【００７１】
すると、システムコントロール部２２が、第２及び第３液晶フィルタ１５，１６の透明電極に所定量の電圧を常時印加するとともに、第１液晶フィルタ１４に対しては、第１のタイミングでは所定量の電圧を印加し、第２のタイミングでは電圧を印加しない。この結果、３枚の液晶フィルタ１４〜１６は、第１のタイミングでは、全ての波長帯域の光を透過させ、第２のタイミングでは、約４７０ｎｍより上の波長帯域の光のみを透過させるようになる。
【００７２】
また、これと同時に、ランプ２４１から射出される白色光の光路には、回転板２４３が挿入され、回転板２４３の貫通孔２４３ａと第１励起光透過フィルタ２４３ｂとが、それぞれ第１及び第２のタイミングに同期しながら交互に白色光の光路に挿入される。その結果、ライトガイド１３の基端面には、白色光と第１波長帯域の励起光とが交互に入射し、電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端からは、白色光と第１波長帯域の励起光とが交互に射出される。
【００７３】
体腔内に白色光が照射された期間では、体腔内が照明される。そして、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ１２を透過した光は、３枚の液晶フィルタ１４〜１６を透過して、撮像素子１７の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像（通常像）が、対物レンズ１２によって形成される。
【００７４】
一方、体腔内に第１波長帯域の励起光が照射された期間では、体腔壁下の生体組織が励起して蛍光を発するとともに、この励起光が体腔壁の表面で反射される。そして、蛍光と励起光とを含む光のうちの対物レンズ１２を透過した光は、第１液晶フィルタ１４によって、約４７０ｎｍ以下の波長成分を除去される。つまり、蛍光と約４４０ｎｍ乃至４６０ｎｍの第１波長帯域の励起光とを含む光から、その励起光が除去される。この第１液晶フィルタ１４を透過した蛍光は、撮像素子１７の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像（蛍光像）が、対物レンズ１２によって形成される。
【００７５】
撮像面上に交互に形成された通常像と蛍光像は、撮像素子１７によって撮像され、それらの画像信号が画像処理部２３へ順次出力される。画像処理部２３では、初段処理回路２３１が画像信号に所定の処理を施し、第１のタイミングでは、通常像に基づく各色成分画像データ（通常画像データ）を各色成分用メモリ２３２ｒ，２３２ｇ，２３２ｂと輝度成分生成回路２３３へ出力し、第２のタイミングでは、蛍光像に基づく各色成分画像データ（蛍光画像データ）を輝度成分生成回路２３３へ出力する。
【００７６】
輝度成分生成回路２３３は、通常像に基づく各色成分画像データを第１のタイミングで取得すると、輝度成分画像データに変換して第１輝度成分用メモリ２３４ａへ出力し、蛍光像に基づく各色成分画像データを第２のタイミングで取得すると、輝度成分画像データに変換して第２輝度成分用メモリ２３４ｂへ出力する。そして、第１及び第２輝度成分用メモリ２３４ａ，２３４ｂ内の輝度成分画像データに基づいて、患部画像データ生成回路２３５が、患部画像データを生成する。
【００７７】
そして、通常像に基づく各色成分画像データ中のＲ成分画像データにその患部画像データが加算された後、各色成分画像データが、後段処理回路２３８においてモニタ出力用の画像信号であるビデオ信号に変換され、このビデオ信号がモニタ３０に出力される。
【００７８】
このため、モニタ３０には、通常像と蛍光像とに基づいて生成された特殊像が、カラーの特殊観察画像として表示される。操作者は、この特殊観察画像を見ながら、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤色にて示された部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、認識することができる。
【００７９】
さらに、操作者は、必要がある場合に、体腔内に照射する励起光の波長帯域を第２（又は第３）波長帯域に変更して、特殊観察画像の観察を行う。具体的には、操作者は、電子内視鏡１０の操作部１０ｂにあるスイッチＳＷを操作して、第２（又は第３）特殊観察モードに切り替える。
【００８０】
すると、システムコントロール部２２が、第１及び第３（又は、第１及び第２）液晶フィルタ１４，１６（又は１４，１５）の透明電極に所定量の電圧を常時印加するとともに、第２（又は第３）液晶フィルタ１４（又は１５）に対しては、第１のタイミングでは所定量の電圧を印加し、第２のタイミングでは電圧を印加しない。この結果、３枚の液晶フィルタ１４〜１６は、第１のタイミングでは、全ての波長帯域の光を透過させ、第２のタイミングでは、約５４０ｎｍ（又は約６１０ｎｍ）より上の波長帯域の光のみを透過させるようになる。
【００８１】
また、これと同時に、ランプ２４１から射出される白色光の光路には、回転板２４３が挿入され、回転板２４３の貫通孔２４３ａと第２（又は第３）励起光透過フィルタ２４３ｃ（又は２４３ｄ）とが、それぞれ第１及び第２のタイミングに同期しながら交互に白色光の光路に挿入される。その結果、ライトガイド１３の基端面には、白色光と第２（又は第３）波長帯域の励起光とが交互に入射し、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。
【００８２】
体腔内に白色光が照射された期間では、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ１２を透過した光が、３枚の液晶フィルタ１４〜１６を透過して、撮像素子１７の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像（通常像）が、対物レンズ１２によって形成される。
【００８３】
一方、体腔内に第２（又は第３）波長帯域の励起光が照射された期間では、蛍光と励起光とを含む光から、第２（又は第３）液晶フィルタ１５（又は１６）によって、約５４０ｎｍ（又は約６１０ｎｍ）以下の光が除去される。つまり、蛍光と約５１０ｎｍ乃至５３０ｎｍの第２波長帯域の励起光とを含む光（又は、蛍光と約５８０ｎｍ乃至６００ｎｍの第３波長帯域の励起光とを含む光）から、励起光が除去される。３枚の液晶フィルタ１４〜１６を透過した蛍光は、撮像素子１７の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像（蛍光像）が、対物レンズ１２によって形成される。
【００８４】
この結果、撮像面には、通常像と蛍光像とが交互に形成される。そして、励起光の波長帯域が第１波長帯域である場合と同様の処理が、画像処理部２３内で行われた後、カラーの特殊観察画像が、モニタ３０に表示される。これにより、操作者は、励起光の波長帯域を第２（又は第３）波長帯域へ変更したときの特殊観察画像を観察することができる。
【００８５】
上述したように、本実施形態の電子内視鏡システムでは、光源部２４内の回転板２４３が、第１乃至第３励起光透過フィルタ２４３ｂ〜２４３ｄを備えているとともに、この回転板２４３を回転させるための第１モータが、観察モードに応じて、ステージ機構２４５によりスライドされ、然も、電子内視鏡１０の操作部１０ｂに設けられているスイッチＳＷに対して操作がなされることによって、そのスライドが行われる。このため、操作者は、スイッチＳＷへ操作を行うだけで、光源部２４からライトガイド１３の基端面へ射出される励起光の波長帯域を、任意のものへ、簡単に変更することができる。
【００８６】
また、本実施形態の電子内視鏡システムでは、透過光の波長帯域が互いに異なる３枚の液晶フィルタ１４〜１６が、対物レンズ１２と撮像素子１７との間に配置され、然も、操作部１０ｂに設けられているスイッチＳＷに操作がなされると、観察モードに応じた液晶フィルタ１４〜１６が駆動して、撮像素子１７へ向かう光の中から、励起光の波長帯域を含む光が、除去されるようになる。このため、操作者が励起光の波長帯域を任意のものへ変更した場合でも、体腔壁の表面で反射された励起光により形成される体腔内の像（迷光像）が蛍光像に混ざることがない。
【００８７】
なお、本実施形態の電子内視鏡システムでは、対物レンズ１２と撮像素子１７との間の光路上に３枚の液晶フィルタ１４〜１６を備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、数十ｎｍの波長帯域の光のみを除去するとともにその波長帯域を変化させ得る波長可変フィルタが、開発された場合には、３枚の液晶フィルタ１４〜１６の代わりに、この波長可変フィルタを、対物レンズ１２と撮像素子１７との間に配置することができる。
【００８８】
ところで、一般に、生体組織が発する蛍光の波長帯域は、図５に示されるように、励起光の波長帯域よりも長波長側に出現する。このため、本実施形態の電子内視鏡システムのように、３枚の液晶フィルタ１４〜１６が、励起光の波長帯域とその波長帯域よりも短波長側の光を全て遮蔽するように構成されていても、問題ない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施形態である電子内視鏡システムの外観図
【図２】電子内視鏡システムを概略的に示す構成図
【図３】回転板の正面図
【図４】第１乃至第３波長帯域と可視帯域との関係を説明するための分光図
【図５】励起光の波長帯域と蛍光の波長帯域との関係を説明するための分光図
【符号の説明】
【００９０】
１０      電子内視鏡
１１      配光レンズ
１２      対物レンズ
１３      ライトガイド
１４      第１液晶フィルタ
１５      第２液晶フィルタ
１６      第３液晶フィルタ
１７      撮像素子
１７ａ    信号線
１７ｂ    信号線
１８      ドライバ
２０      光源プロセッサ装置
２１      タイミングコントロール部
２２      システムコントロール部
２３      画像処理部
２３１    前段処理回路
２３３    輝度成分生成回路
２３５    患部画像データ生成回路
２３６    スイッチ回路
２３７    加算器
２３８    後段処理回路
２４      光源部
２４１    ランプ
２４３    回転板
２４３ａ  貫通孔
２４３ｂ  第１励起光透過フィルタ
２４３ｃ  第２励起光透過フィルタ
２４３ｄ  第３励起光透過フィルタ
２４４    第１モータ
２４５    ステージ機構
２４６    第２モータ
２４７    移動用ドライバ
２４８    同期用ドライバ
３０      モニタ
【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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