(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に励起光および前記生体組織における病変組織と正常組織とで反射特性および吸収特性が変化しない参照光を照射する照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝度に前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に前記生体組織が受光した前記励起光の強度と該励起光の受光により前記生体組織から発生した自家蛍光の強度との比率を示す蛍光収率を反映させた前記表示信号を生成するものであることを特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項２】
前記蛍光収率を反映させる手法が、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との加色混合により行うものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光画像表示装置。
【請求項３】
前記蛍光収率が、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られるものであることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光画像表示装置。
【請求項４】
生体組織に励起光および前記生体組織における病変組織と正常組織とで反射特性および吸収特性が変化しない参照光を照射する照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝度に前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させた前記表示信号を生成するものであることを特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項５】
前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させる手法が、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍光画像信号により行うものであることを特徴とする請求項４記載の蛍光画像表示装置。
【請求項６】
前記表示信号生成手段が、カラーマトリクス回路を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の蛍光画像表示装置。
【請求項７】
前記カラーマトリクス回路がＲＧＢ信号を生成するものであることを特徴とする請求項６記載の蛍光画像表示装置。
【請求項８】
前記照射手段が、面順次照射手段を備え、該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の蛍光画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍光を測定し、生体組織に関する情報を表す画像として表示する蛍光画像表示方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、励起光の照射により生体組織内の内在色素から発せられる自家蛍光を画像として検出し、この検出された自家蛍光による画像を分析することにより各種疾患に伴う組織性状の変化を識別する測定装置が研究されている。
【０００３】
当初、生体組織から発生する自家蛍光の強度変化に注目して生体の組織性状の測定を行う研究が行われたが、生体組織に照射される励起光の照射角度および距離の違い等により生体組織が受光する励起光の強度が変化し、この励起光の受光強度の違いにより生体組織から発生する自家蛍光の強度が変化するので、自家蛍光の強度情報だけでは生体組織の組織性状を識別する十分な識別能が得られないことがわかり、生体組織の部位が受光した励起光の強度と、この励起光の受光により前記部位から発生した自家蛍光の強度との比率、すなわち励起光を照射する距離や角度によって影響を受けない値である蛍光収率を反映した値を求めることにより測定部位の組織性状を識別する方式等が提案されている。
【０００４】
しかし、生体組織の各部位が受光した励起光の強度を直接検出することは難しく、また励起光の照射を受けた生体組織によって反射された励起光の強度分布が生体組織が受光した励起光の強度分布を正しく反映すれば、この反射された励起光の強度分布を測定することにより生体組織が受光した励起光の強度分布を求めることができるが、自家蛍光を発生させるために照射する励起光のうち可視波長領域の短波長側の波長領域の励起光は種々生体組織に対して一様な吸収を受けないので、反射された励起光の強度分布を測定しても生体組織が受光した励起光の強度分布を正しく反映していない。そこで、蛍光収率を求める１つの方策として、種々生体組織に対して一様な吸収を受ける近赤外光を参照光として生体組織に照射し、この参照光の照射を受けた生体組織によって反射された反射参照光の強度分布を検出してその値を生体組織が受光した励起光の強度分布の代わりとして用いる手法が提案されている。
【０００５】
さらに、生体組織によって反射された反射参照光の強度を撮像することにより得た２次元画像データをカラー表示装置の赤色チャンネルに送り、生体組織から発生した自家蛍光の強度を撮像することにより取得した画像データを緑色チャンネルに送ることにより、自家蛍光の強度と反射参照光の強度との比率（すなわち蛍光収率）を色および輝度を変化させる表示信号として処理し、生体の組織性状の変化を画像として表示する手法が特表平第１０−５００５８８号に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生体組織によって反射された反射参照光の強度を撮像した画像信号をカラー表示装置の赤色チャンネルに送り、生体組織から発生した自家蛍光の強度を撮像した画像信号を緑色チャンネルに送ることにより生成される画像の表示輝度は、観察対象となる生体組織の形状・遠近・影等を反映した輝度情報と、生体の組織性状（癌組織あるいは正常組織等の性状）を反映した輝度情報との双方をミックスした複雑な情報で表される。従って、表示された信号を目視で観察し病変部のために暗くなっているのか、または遠方もしくは凹み等のために暗くなっているのかを判断することは難しく、重要な診断情報である生体の組織形状を見誤ることがある。さらに、病変部の自家蛍光の強度は低くなり、その表示輝度も低くなるので、色の変化が捉えにくくなって病変部の見落としが発生する場合がある。
【０００７】
また、表示装置が表示する画像のダイナミックレンジは検出装置が撮像する画像のダイナミックレンジより一般的に狭く、表示装置に表示されるときに上記欠点はさらに悪い方向に強調されることになる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、生体組織に関する情報である生体の組織性状および生体の形状をより正確に表示させることができる蛍光画像表示方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光画像表示方法は、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍光、および参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出し、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成し、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する蛍光画像表示方法において、前記表示信号を、輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の相対強度を反映させるように生成したことを特徴とする。
【００１０】
前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる手法は、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との加色混合により行うことができる。
【００１１】
本発明の蛍光画像表示方法は、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍光、および参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出し、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成し、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する蛍光画像表示方法において、前記表示信号を、輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させるように生成したことを特徴とする。
【００１２】
前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させる手法は、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍光画像信号により行うことができる。
【００１３】
本発明の蛍光画像表示装置は、生体組織に励起光および参照光を照射する照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の相対強度を反映させたものであることを特徴とする。
【００１４】
前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる手法は、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との加色混合により行うものとすることができる。
【００１５】
前記自家蛍光の相対強度が、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られたものとすることができる。
【００１６】
本発明の蛍光画像表示装置は、生体組織に励起光および参照光を照射する照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させたものであることを特徴とする。
【００１７】
前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させる手法は、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍光画像信号により行うものとすることができる。
【００１８】
前記表示信号生成手段は、カラーマトリクス回路を備え、さらに該カラーマトリクス回路がＲＧＢ信号を生成するものとすることができる。
【００１９】
前記照射手段は、面順次照射手段を備え、該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むものとすることができる。
【００２０】
なお、前記「表示信号」とは、表示装置に入力することにより画像を再生させることができる信号を意味し、ＮＴＳＣ方式の信号、ＰＡＬ方式の信号、ＳＥＣＡＭ方式の信号およびＲＧＢ信号等を意味する。
【００２１】
また、前記「自家蛍光の相対強度」とは、生体組織が受光した励起光の強度とこの励起光の受光により生体組織から発生した自家蛍光の強度との比率（すなわち蛍光収率）等、励起光を受光する位置や角度に依存しない相対的な強度を意味する。
【００２２】
また、前記「蛍光スペクトルの形状を表す強度」とは、必ずしもスペクトルの形状そのものを表していなくてもよく、全波長領域に亘る蛍光スペクトルの強度を特定の波長領域の蛍光スペクトルの強度で除算した値等の、特定の領域のスペクトルの形状を代表する値等を表す相対的な強度を意味する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の蛍光画像表示方法および装置によれば、生体組織に関する情報を表示するにあたり、主として表示信号の輝度信号に反射参照光の強度を反映させ、かつ主として表示信号の色信号に自家蛍光の相対強度を反映させるように生成し、反射参照光の強度と自家蛍光の相対強度とが互いに干渉しないようにしたので、生体の組織性状と生体の形状とを正確に表示させることができる。
【００２４】
前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる手法を、自家蛍光画像信号と参照光画像信号との加色混合により行うものとすれば、生体組織に関する情報をより正確に表示させることができる。
【００２５】
前記自家蛍光の相対強度を、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られたものとすれば、数値に基づいた生体組織に関する情報をより正確に表示させることができる。
【００２６】
本発明の蛍光画像表示方法および装置によれば、生体組織に関する情報を表示するにあたり、主として表示信号の輝度信号に反射参照光の強度を反映させ、かつ主として表示信号の色信号に自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させるように生成し、反射参照光の強度と、自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を表す強度とが互いに干渉しないようにしたので、生体の組織性状と生体の形状とをより正確に表示させることができる。
【００２７】
前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させる手法を、自家蛍光の蛍光スペクトルの中の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍光画像信号により行うものとすれば、生体組織に関する情報をより正確に表示させることができる。
【００２８】
前記表示信号生成手段を、カラーマトリクス回路を備えたものとすれば、より正確な表示信号を生成することができ、生体組織に関する情報をより正確に表示させることができる。
【００２９】
前記表示信号生成手段を、カラーマトリクス回路を備え、該カラーマトリクス回路がＲＧＢ信号を生成するものとすれば、生体組織に関する情報をより正確に表示させることができる。
【００３０】
前記照射手段が、面順次照射手段を備え、該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むものとすれば、参照光の照射手段を別途用意する必要がなく装置構成を簡素化することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を蛍光内視鏡装置に適用した概略構成を示す図である。
【００３３】
本実施の形態による蛍光内視鏡装置８００は、白色光Ｌｗ、参照光Ｌｓおよび励起光Ｌｒをそれぞれ射出する３つの光源を備えた光源ユニット１００、光源ユニット１００から射出された励起光Ｌｒを照射光ファイバ２１を通して生体組織１に照射し、この励起光Ｌｒの照射により生体組織１から発生した自家蛍光Ｋｊによる像（以後自家蛍光像Ｚｊと呼ぶ）をイメージファイバ２２を通して伝搬する内視鏡ユニット２００、内視鏡ユニット２００のイメージファイバ２２を通して伝搬された自家蛍光像Ｚｊを撮像しデジタル値に変換して２次元画像データとして出力する撮像ユニット３００、撮像ユニット３００から出力された２次元画像データを表示信号に変換して出力する表示信号処理ユニット４００および表示信号処理ユニット４００から出力された表示信号を入力し表示する表示ユニット５００から構成されている。
【００３４】
光源ユニット１００には、照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａおよび照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂが接続されており、白色光光源１０から射出された白色光Ｌｗは白色光集光レンズ１１によって集光され分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａに入射する。またＩｎＧａＮ−ＬＤからなる４１０ｎｍの波長の光を発生する励起光光源１３から射出された励起光Ｌｒは、反射ミラー１７によって略直角に反射され、さらに４１０ｎｍの波長の光を反射し７８０ｎｍの波長の光を透過するダイクロイックミラー１８によって略直角に反射され集光レンズ１４に入射し集光され分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂに入射し、ＧａＡｓ−ＬＤからなる７８０ｎｍの波長の光を発生する参照光光源１６から射出された参照光Ｌｓはダイクロイックミラー１８を透過し集光レンズ１４によって集光されて分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂに入射する。なお、白色光光源１１、励起光光源１３および参照光光源１６にはそれぞれの光源を駆動するための白色光電源１２、励起光電源１５および参照光電源１９が備えられている。
【００３５】
内視鏡ユニット２００は、屈曲自在な先端部２０１と、光源ユニット１００および撮像ユニット３００が接続された操作部２０２とから構成され、励起光Ｌｒ、参照光Ｌｓおよび白色光Ｌｗを伝搬する照射光ファイバ２１と、参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１によって反射された参照光による像（以後参照光像Ｚｓと呼ぶ）および自家蛍光像Ｚｊを伝搬するイメージファイバ２２と、後述する白色光像撮像器２７によって撮像され変換された電気的な画像信号を伝送するケーブル２８とが先端部２０１から操作部２０２に亘ってその内部に敷設されている。
【００３６】
分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａから入射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出された白色光Ｌｗの照射を受けた生体組織１に生じた像（以後白色光像Ｚｗと呼ぶ）は、白色光像対物レンズ２５を通してプリズム２６に入射し、プリズム２６によりその光路は略直角に向きを変えられて白色光像撮像器２７上に結像され電気的な画像信号に変換されてケーブル２８により操作部２０２に伝送される。なお、白色光像撮像器２７は撮像素子２７ａに補色モザイクフィルタ２７ｂが密着され形成されたものであり、補色モザイクフィルタ２７ｂは撮像素子２７ａの各画素に対応して、イェローＹｅ、マゼンタＭｇ、グリーンＧおよびシアンＣｙの４色の微小フィルタが配置され、撮像素子２７ａの各画素にはこれら４色の微小フィルタを透過した光が受光される。
【００３７】
分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂから入射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出された励起光Ｌｒの照射を受けた生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊは対物レンズ２４によってイメージファイバ２２の端面２２ｄに結像され他端の端面２２ｆに伝搬される。分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂから入射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出された参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１に生じた参照光像Ｚｓも、対物レンズ２４によってイメージファイバ２２の端面２２ｄに結像され他端の端面２２ｆに伝搬される。
【００３８】
撮像ユニット３００には、ケーブル２８およびイメージファイバ２２の端面２２ｆが接続され、ケーブル２８によって伝送された白色光像Ｚｗを担持する画像信号は白色光像プロセス回路部３１によって雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処理等が施され（例えば、ＣＤＳ回路、輪郭補正回路、クランプ回路、およびガンマ補正回路等による処理が施され）、さらにカラーマトリクス回路により色差信号と輝度信号に変換され出力される。そして、白色光像プロセス回路部３１から出力された色差信号と輝度信号は白色光像Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル値に変換され色差信号データと輝度信号データとして出力される。一方、イメージファイバ２２の端面２２ｆに伝搬された参照光像Ｚｓおよび自家蛍光像Ｚｊは、それぞれ異なるタイミングで結像レンズ３３によって撮像器３４上に結像され撮像されて電気的な画像信号に変換され出力される。その後この画像信号はプロセス回路部３５によって雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処理等が施されＡ／Ｄ変換器３６によって数値化されて２次元画像データとして出力される。
【００３９】
なお、撮像器３４は、撮像素子３４ａ上に励起光カットフィルタ３４ｂが密着され形成されたものであり、励起光カットフィルタ３４ｂは４３０ｎｍ以下の波長の光を遮断し４３０ｎｍを越える波長の光を透過させる。
【００４０】
表示信号処理ユニット４００には、撮像された白色光像Ｚｗに関連するの処理を行う白色光像信号処理部４０１および撮像された自家蛍光像Ｚｊに関連する処理を行う蛍光像信号処理部４０２が備えられている。白色光像信号処理部４０１には、白色光像Ａ／Ｄ変換器３２から出力された色差信号データおよび輝度信号データを記憶する白色光像メモリ４１、白色光像メモリ４１に記憶された色差信号データおよび輝度信号データを入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換し出力する白色光像表示信号生成器４２が配設されている。一方、蛍光像信号処理部４０２には、蛍光像Ａ／Ｄ変換器３６から出力された２次元画像データを記憶する蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４、蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４から２次元画像データを入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換し出力する後述するカラーマトリクス回路を内部に備えた蛍光像表示信号生成器４５が配設されている。
【００４１】
表示ユニット５００には、表示信号処理ユニット４００の白色光像表示信号生成器４２および蛍光像表示信号生成器４５から出力された表示信号を入力し、それぞれの信号を重ね合わせて１つの表示信号に統合し出力するスーパーインポーザ５１およびスーパーインポーザ５１によって出力された表示信号を入力し表示する表示器５２が備えられている。
【００４２】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。まず、白色光像Ｚｗを表す表示信号の生成について説明する。
【００４３】
白色光光源１０から射出された白色光Ｌｗは内視鏡ユニット２００を経由して生体組織１に照射される。白色光Ｌｗの照射を受けた生体組織１に生じた白色光像Ｚｗは白色光像対物レンズ２５およびプリズム２６を介して白色光像撮像器２７によって撮像され電気的な画像信号に変換されてケーブル２８によって撮像ユニット３００に伝送される。
【００４４】
その後この画像信号は、白色光像プロセス回路部３１および白色光像Ａ／Ｄ変換器３２を経由して白色光像信号処理部４０１の白色光像メモリ４１に色差信号データおよび輝度信号データとして記憶される。より具体的には、白色光像撮像器２７の補色フィルタ２７ｂの４色のフィルタ、イエローＹｅ、マゼンタＭｇ、グリーンＧおよびシアンＣｙをそれぞれ通過し撮像された光の強度情報が、白色光像プロセス回路部３１のカラーマトリクス回路により色差信号および輝度信号に変換され、さらに白色光像Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル値に変換されて色差信号データおよび輝度信号データとして白色光像メモリ４１に記憶される。そして、白色光像メモリ４１に記憶された色差信号データおよび輝度信号データは、白色光像表示信号生成器４２に入力され表示装置が表示可能なＮＴＳＣ方式のＹ、ＱおよびＩ信号に変換されて表示ユニット５００に出力される。
【００４５】
つづいて、生体組織に関する情報を表す表示信号の生成について説明する。励起光光源１３から射出された励起光Ｌｒは内視鏡ユニット２００を経由して生体組織１に照射され、励起光Ｌｒの照射を受けた生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊは対物レンズ２４、イメージファイバ２２および結像レンズ３３を通して撮像器３４によって撮像され電気的な画像信号に変換さる。その後、この画像信号はプロセス回路部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０１の蛍光像メモリ４３に自家蛍光画像データＤｊとして記憶される。一方、参照光光源１３から射出された参照光Ｌｓは内視鏡ユニット２００を経由して生体組織１に照射され、参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１に生じた参照光像Ｚｓは対物レンズ２４、イメージファイバ２２および結像レンズ３３を通して撮像器３４によって撮像され電気的な画像信号に変換される。その後、この画像信号はプロセス回路部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０１の参照光像メモリ４４に参照光画像データＤｓとして記憶される。
【００４６】
蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４にそれぞれ記憶された自家蛍光画像データＤｊおよび参照光画像データＤｓは、蛍光像表示信号生成器４５に入力され生体組織に関する情報を表す蛍光画像としてＮＴＳＣ方式の表示信号に変換され表示ユニット５００に出力される。
【００４７】
白色光像表示信号生成器４２によって生成されたＮＴＳＣ方式の表示信号と、蛍光像表示信号生成器４５によって生成されたＮＴＳＣ方式の表示信号とは表示ユニット５００のスーパーインポーザ５１に入力され１画面を表す信号となるように合成され表示器５２によって表示される。
【００４８】
ここで、上記蛍光像表示信号生成器４５によって施される処理について詳細を説明する。この蛍光像表示信号生成器４５によって施される処理は、主として輝度が反射参照光の強度を反映し、かつ主として色が前記自家蛍光の相対強度を反映するように表示信号を生成するものである。
【００４９】
ＮＴＳＣ方式の信号は、３原色信号である赤色Ｒ、緑色Ｇおよび青色Ｂの３種類の信号から誘導され、主に輝度を表す輝度信号Ｙと主に色を表す色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）とから生成されており、実際に信号が伝送されるときには、色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）からさらに誘導されるＩ信号およびＱ信号が用いられ、４ＭＨｚの周波数帯域幅に輝度信号Ｙが、１．５ＭＨｚの周波数帯域幅にＩ信号が、０．５ＭＨｚの周波数帯域幅にＱ信号がそれぞれ割り当てられ伝送されるように定められている。
【００５０】
従って、蛍光像表示信号生成器４５は、ＮＴＳＣ信号を生成するときに自家蛍光画像データＤｊおよび参照光像画像データＤｓを入力して、輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）（以後Ｒ-ｙとして記述する）および色差信号（Ｂ−Ｙ）（以後Ｂ-ｙとして記述する）を生成することになる。すなわち、ある１画面を表すために必要な２次元画像データである輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）、色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）および色差画像データＢ-ｙ（ｘ，ｙ）が蛍光像表示信号生成器４５に備えられたカラーマトリクス回路により下記式（１）に従って求められる。
【００５１】
【数１】
0003983947.tif 000002
ここで、輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）は参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）のみを反映し、自家蛍光画像データＤｊ（ｘ，ｙ）の成分を含まない２次元画像データとなり、
Ｙ（ｘ，ｙ）＝ａ２×Ｄｓ（ｘ，ｙ）
として表される。
【００５２】
また、２つの色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）は、
Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）＝ｂ１×Ｄｊ（ｘ，ｙ）＋ｂ２×Ｄｓ（ｘ，ｙ）
Ｂ-ｙ（ｘ，ｙ）＝ｃ１×Ｄｊ（ｘ，ｙ）＋ｃ２×Ｄｓ（ｘ，ｙ）
として表され、これらの色差信号は参照光画像データＤｓと自家蛍光画像データＤｊとの相対比率すなわち生体組織の組織性状を反映する蛍光収率を表す信号となる。従って、輝度の変化が主に形状を表し、色の変化が主に生体の組織性状を表す表示信号が生成される。
【００５３】
なお、図２に示すように、この色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）はＢ-ｙ（ｘ，ｙ）＝０のときには色度軸Ｘ−Ｙを備えた座表上において直線Ｍで表される領域の色の変化に対応し、色差画像データＢ-ｙ（ｘ，ｙ）はＲ-ｙ（ｘ，ｙ）＝０のときに色度図のＸ−Ｙ座表上において直線Ｎで表される領域の色の変化に対応し、さらに色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）が共に０でない場合には、直線Ｍおよび直線Ｎに挟まれる領域の色の変化に対応するように、ＲＧＢ信号と、Ｙ、（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）信号と、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号との関係がＮＴＳＣ方式として定められているので、式（１）の係数ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２の値を適当に選ぶことにより自家蛍光画像データＤｊと参照光画像データＤｓとの比率を任意の色に対応させて表示させることができる。すなわち、この色の変化は参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）と自家蛍光画像データＤｊ（ｘ，ｙ）に基づく加色混合により表される。
【００５４】
例えば、胃や腸のように管状で、かつ病変組織を含まない図３に示すような生体器官２に内視鏡ユニット２００の先端部２０１を挿入し蛍光画像の測定を行う場合には、先端部２０１に近い部位Ａが受光する参照光Ｌｓの強度は高く、先端部２０１から遠い部位Ｂが受光する参照光の強度は低くなる。従ってこのとき撮像器３５によって撮像された参照光像Ｚｓを表す画像の強度分布は、図４に示すように中心部の領域Ｏを中心に回転対称となり周辺部から中心部に向かってその強度が徐々に低くなり、参照光像Ｚｓを表す画像のＵ−Ｕ’断面の強度分布も図５に示すように周辺部から中心部に向かってその強度が徐々に低くなる。
【００５５】
また、上記参照光Ｌｓの代わりに励起光Ｌｒが照射された場合も、生体器官２が受光する励起光Ｌｒの受光強度の分布は前記参照光Ｌｓの照射により生体器官２が受光する参照光Ｌｓの受光強度の分布と同様な分布となるので、撮像器３５によって撮像される自家蛍光像Ｚｊを表す画像の強度分布は、中心部の領域Ｏを中心に回転対称となり周辺部から中心部に向かってその強度が減少する。
【００５６】
このように生体器官２に病変組織が存在しない場合には、参照光Ｌｓが照射されたときに撮像される参照光像Ｚｓの強度分布と励起光Ｌｒが照射されたときに撮像される自家蛍光像Ｚｊの強度分布とはほぼ等しい形状を示す。
【００５７】
ここで、さらに図６に示すように生体器官２の部位Ｐ１およびＰ２に病変組織が存在し、部位Ｐ３に凹部が存在したときに蛍光画像の測定を行う場合には、内視鏡の先端部２０１から参照光Ｌｓが照射されると、参照光Ｌｓは病変組織および正常組織において反射特性および吸収特性がほとんど変化しないので、参照光像Ｚｓを表す強度分布は、図７に示すように部位Ｐ１およびＰ２においては変化はないが、部位Ｐ３においては凹部の受光した参照光Ｌｓの強度が低くなったためにこの部位から反射される反射参照光の強度も低くなり、図８に示すように参照光像Ｚｓを表す画像のＵ−Ｕ’断面の部位Ｐ３の強度も低下する。一方、内視鏡の先端部２０１から励起光Ｌｒが照射されると、病変組織の部位Ｐ１およびＰ２から発せられる自家蛍光の強度は他の部位の正常組織より低くなるので、自家蛍光像Ｚｊを表す画像のＵ−Ｕ’断面の強度分布は、図９に示すように部位Ｐ１およびＰ２において低下し、部位Ｐ３においては凹部の受光した励起光Ｌｒの強度が低いためにこの部位から発生する自家蛍光の強度も低くなり、自家蛍光像Ｚｊを表す画像のＵ−Ｕ’断面の部位Ｐ１、Ｐ２およびＰ３の強度は低下する。従って、図８および図９から明らかなように輝度の変化が主に形状を表し、色の変化が主に生体の組織性状を表す表示信号が生成される。
【００５８】
そして、自家蛍光像Ｚｊを撮像して得られた自家蛍光画像データＤｊは蛍光像メモリ４３に記憶され、参照光像Ｚｓを撮像して得られた参照光画像データＤｓは参照光像メモリ４４に記憶される。
【００５９】
次に、蛍光像メモリ４３に記憶された自家蛍光画像データＤｊおよび参照光像メモリ４４に記憶された参照光画像データＤｓは、蛍光像表示信号生成器４５に入力されＮＴＳＣ方式のＹ、ＱおよびＩ信号に変換される。
【００６０】
すなわち、図１０に示すように蛍光像表示信号生成器４５に入力された自家蛍光画像データＤｊおよび参照光画像データＤｓは、カラーマトリクス回路４５ａに入力される。カラーマトリクス回路４５ａに入力された上記２つの画像データは、式（１）に従って変換され輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）、色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）として出力される。そして、これらの輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）、色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）および色差画像データＢ-ｙ（ｘ，ｙ）は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂ１、４５ｂ２および４５ｂ３によってそれぞれアナログ信号に変換され、さらにＮＴＳＣエンコーダ４５ｃによってＹ、Ｉ、Ｑ信号に変換されて出力される。
【００６１】
表示信号処理ユニットから出力されたＮＴＳＣ信号は、表示ユニット５００に入力され表示される。
【００６２】
上記のことにより、従来特に識別が難しかった、受光強度の低い部位における正常組織の凹部と病変組織との識別を色の識別として容易に行うことができ、さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像素子のダイナミックレンジＲｓに比べて表示器のダイナミックレンジＲｈが狭いことにより、本来異なる輝度で表示されるべき部位、例えば部位Ｐ２およびＱ（図１１（ａ）参照）が表示されたときに同等の輝度で表示されてしまうことによる（図１１（ｂ）参照）病変組織の見落としの発生を防止することができる。また、重要な診断情報である組織形状を正確に表示することができる。
【００６３】
なお、上記測定は図１２に示すようなタイミングチャートに従って各光の照射と各撮像素子による露光および読み出しとが行われ、励起光Ｌｒ、参照光Ｌｓ、白色光Ｌｗは、１／３０秒毎に取得される画像の２コマ分の間に（１／１５秒の間に）互いに干渉しないタイミングで照射されるので、他の光の照射によって測定が妨げられることはない。また、励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓは１／１５秒毎に照射され、自家蛍光像Ｚｊおよび参照光像Ｚｓも１／１５秒毎に取得されるので表示器５２に表示される蛍光画像も１／１５秒毎に更新される動画として表示される。
【００６４】
また図１０に示すように蛍光像表示信号生成器４５のカラーマトリクス回路４５ａに入力した自家蛍光画像データＤｊおよび参照光画像データＤｓをいったん輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｒ−Ｂ）に変換した後、ＲＧＢエンコーダ４５ｄにそれぞれの値を入力しＮＴＳＣ方式に定められた下記式
Ｙ＝＋０．５９Ｇ＋０．３０Ｒ＋０．１１Ｂ
Ｒ−Ｙ＝−０．５９Ｇ＋０．３０Ｒ−０．１１Ｂ
Ｂ−Ｙ＝−０．５９Ｇ−０．３０Ｒ＋０．１１Ｂ
Ｇ−Ｙ＝＋０．５９Ｇ−０．３０Ｒ−０．１１Ｂ
に従って３原色信号であるＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換し出力することもできる。
【００６５】
なお、この場合、表示ユニットとしてはＲ、Ｇ、Ｂ信号を直接入力し画像として表示することができる表示システムを選択する必要がある。
【００６６】
上記のように、本発明によれば、生体の組織性状と生体の形状とをより正確に表示させることができる。
【００６７】
また上記実施の形態では表示信号としてＮＴＳＣ方式を用いたが、ＰＡＬ方式あるいはＳＥＣＡＭ方式等を用いても輝度信号および色差信号に対して上記と同様の対応付けを行うことにより同様の効果を得ることができる。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態の蛍光像表示信号生成器４５の代わりに図１３に示す蛍光像表示信号生成器６０を用いたものである。
【００６９】
蛍光像表示信号生成器６０は、除算器６１、除算メモリ６２、参照光像メモリ６３、ルックアップテーブル６４、Ｄ／Ａ変換器６５およびＮＴＳＣエンコーダ６６から構成されており、蛍光像表示信号生成器６０の除算器６１に入力された自家蛍光画像データＤｊ（ｘ，ｙ）および参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）は対応するそれぞれの画素位置毎に、
Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）＝Ｄｊ（ｘ，ｙ）／Ｄｓ（ｘ，ｙ）
の除算が行われ、除算された値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）は除算メモリ６２に記憶され、除算値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）に対応する色差信号の値Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）がルックアップテーブル６４から選択され出力される。この除算値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）は蛍光収率を反映する値を表し、蛍光収率の大小により表示色が適宜選択されることになる。一方、参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）を入力した参照光像メモリ６３は、その値を輝度信号の値Ｙ（ｘ，ｙ）として出力する。
【００７０】
そしてＹ（ｘ，ｙ）、Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）の値は、それぞれＤ／Ａ変換器６５ａ、Ｄ／Ａ変換器６５ｂおよびＤ／Ａ変換器６５ｃによってアナログ信号に変換されＮＴＳＣエンコーダ６６に入力されＮＴＳＣ方式のＹ、ＩおよびＱ信号に変換されて蛍光像表示信号生成器６０から出力される。その他の構成および作用は第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態の撮像器３４の代わりにＣＣＤ撮像素子７９ａとこの撮像素子に密着させ形成した図１４に示すようなオンチップフィルタ７９ｂを備えた撮像器７９を用い、第１の実施の形態の蛍光像信号処理部４０２の代わりに図１６に示すような蛍光像信号処理部４０３を用いたものである。
【００７２】
なお、このオンチップフィルタ７９ｂは図１５（ａ）に示すように４３０ｎｍから５３０ｎｍに亘る波長領域の光を透過させる微小フィルタλ２と４３０ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィルタλ１を規則正しく配置したものである。
【００７３】
波長７８０ｎｍの参照光Ｌｓの照射により生体組織に生じた参照光像Ｚｓは撮像器７９上に結像されオンチップフィルタ７９ｂの微小フィルタλ２が配置されている領域は透過せず、微小フィルタλ１が配置されている領域を透過しＣＣＤ撮像素子７９ａによって撮像され電気的な画像信号に変換される。この画像信号はプロセス処理部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０３の画素区画変換器７１に入力され、図１７に示すように微小フィルタλ１および微小フィルタλ２をそれぞれ２個づつ含む区画（ｎ，ｍ）毎に、２つの微小フィルタλ１を透過した参照光の強度の和が参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）の値としてとして求められ出力される。画素区画変換器７１から出力された参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）は参照光像メモリ７２ａに記憶される。
【００７４】
つづいて、励起光Ｌｒの照射により生体組織から発生した自家蛍光像Ｚｊも撮像器７９上に結像されオンチップフィルタ７９ｂの微小フィルタλ１および微小フィルタλ２が配置されている領域を透過しＣＣＤ撮像素子７９ａによって撮像され電気的な画像信号に変換される。この画像信号はプロセス処理部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０３の画素区画変換器７１に入力され、上記と同様に図１７に示すように微小フィルタλ１および微小フィルタλ２をそれぞれ２個づつ含む区画（ｎ，ｍ）毎に、２つの微小フィルタλ１を透過した自家蛍光の強度の和が第１の自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）の値として求められ、２つの微小フィルタλ２を透過した自家蛍光の強度の和が第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）の値として求められて出力される。
【００７５】
画素区画変換器７１から出力された第１の自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）および第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）はそれぞれ蛍光像メモリ７２ｂおよび７２ｃに記憶される。
【００７６】
そして、参照光像メモリ７２ａ、蛍光像メモリ７２ｂおよび蛍光像メモリ７２ｃにそれぞれ記憶された参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）、第１の自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）および第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）は、カラーマトリクス回路７３に入力される。カラーマトリクス回路７４においては下記式（２）で表される演算が施される。
【００７７】
【数２】
0003983947.tif 000003
すなわち、
Ｙ（ｎ，ｍ）＝ａ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
Ｒ-ｙ（ｎ，ｍ）＝ｂ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｂ２×Ｄｊ２（ｎ，ｍ）＋ｂ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
Ｂ-ｙ（ｎ，ｍ）＝ｃ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｃ２×Ｄｊ２（ｎ，ｍ）＋ｃ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
の演算が施される。
【００７８】
ここで、上記係数ｂ１，ｂ２，ｂ３、ｃ１，ｃ２，ｃ３を適当に選ぶことにより正常組織と病変組織との色の変化を任意に定めることができる。
【００７９】
そして、輝度信号データＹ（ｎ，ｍ）、色差信号データＲ-ｙ（ｎ，ｍ）および色差信号データＢ-ｙ（ｎ，ｍ）の値はさらにＤ／Ａ変換器７４ａ、７４ｂおよび７４ｃによりそれぞれアナログ信号に変換され輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）として出力され、ＮＴＳＣエンコーダ７５によってさらにＹ、ＩおよびＱ信号に変換されて出力される。
【００８０】
なお、上記演算は数値化された値を演算する以外に参照光像メモリ７２ａ、蛍光像メモリ７２ｂおよび蛍光像メモリ７２ｃの値をＤ／Ａ変換器でＤ／Ａ変換し、アナログ信号にしてからカラーマトリクス回路に入力し演算させることもできる。その場合、図１７に示したＤ／Ａ変換器７４ａ、７４ｂ、７４ｃは省略される。
【００８１】
また、上記第３の実施の形態における測定は、図１８に示すような各光の照射と各撮像素子による露光および読み出しとがタイミングチャートに従って行われ、励起光Ｌｒ、参照光Ｌｓ、白色光Ｌｗは、１／３０秒毎に取得される画像の２コマ分の間に（１／１５秒の間に）それぞれ互いに干渉しないタイミングで照射されるので、他の光の照射により測定が妨げられることはない。また、励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓは１／１５秒毎に照射され、自家蛍光像Ｚｊおよび参照光像Ｚｓも１／１５秒毎に取得されるので、表示される蛍光画像は１／１５秒毎に画像が更新される動画となる。
【００８２】
なお、上記参照光像メモリ７２ａ、蛍光像メモリ７２ｂおよび蛍光像メモリ７２ｃは、時分割取得された２次元画像データを再び同時化する同時化メモリとして機能するものであり、異なるタイミングで撮像された２次元画像データは定められたタイミングに従って読み出され、輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）に変換される。
【００８３】
上記のように自家蛍光の相対強度ならびに蛍光スペクトル形状を表す強度に基づき、生体組織に関する情報である生体の組織性状と生体の形状とをより正確に表示させることができる。すなわち、病変組織と正常組織とでは自家蛍光の積分強度が異なること、および病変組織と正常組織とでは規格化スペクトルの短波長側の積分強度が異なることに基づき正常組織と病変組織との識別能を大幅に向上させることができる。
【００８４】
また、上記オンチップフィルタ７９ｂを図１５（ｂ）に示すように４３０ｎｍから５１０ｎｍに亘る波長領域の光を透過させる微小フィルタλ２と、６３０ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィルタλ１とを規則正しく配置したオンチップフィルタ７９ｂ’に変更し、前記と同様に画像の撮像および撮像された画像の処理を行うことによって、前記演算式
Ｙ（ｎ，ｍ）＝ａ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
Ｒ−ｙ（ｎ，ｍ）＝ｂ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｂ２×Ｄｊ２（ｎ，ｍ）＋ｂ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
Ｂ−ｙ（ｎ，ｍ）＝ｃ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｃ２×Ｄｊ２（ｎ，ｍ）＋ｃ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ）
における第１の自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）に６３０ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィルタλ１を透過した自家蛍光による２次元画像データを対応させ、第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）に４３０ｎｍから５１０ｎｍに亘る波長領域の光を透過させる微小フィルタλ２を透過した自家蛍光による２次元画像データを対応させ、これらの２次元画像データに基づき輝度信号データＹ（ｎ，ｍ）、色差信号データＲ−ｙ（ｎ，ｍ）および色差信号データＢ−ｙ（ｎ，ｍ）を生成し、さらにＮＴＳＣ方式のＹ、ＩおよびＱ信号に変換することにより可視画像として表示させることもできる。
【００８５】
すなわち、上記表示された画像はλ１の波長領域を透過した自家蛍光の強度と、λ２の波長領域を透過した自家蛍光の強度との比率を反映した画像であり、表示された色の変化により自家蛍光スペクトルの形状の変化を知ることができる。
【００８６】
なお、上記波長領域λ２は正常組織の自家蛍光スペクトルの最大強度値を示す４８０ｎｍ近傍の波長領域を含み、波長領域λ１は病変組織の家蛍光スペクトルの極大値を示す６３０ｎｍ近傍から７００ｎｍ近傍に亘る波長領域を含むことが好ましい。
【００８７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１９に示すように、本発明の第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置８１０は、白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｒをそれぞれ射出する２つの光源を備えた光源ユニット１１０、光源ユニット１１０から射出された励起光Ｌｒを照射光ファイバ２１を通して生体組織１に照射し、この励起光Ｌｒの照射により生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊを撮像し電気的な画像信号に変換して出力する内視鏡ユニット２１０、内視鏡ユニット２１０から出力された画像信号を入力し雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処理等を施しデジタル値からなる２次元画像データに変換して出力する中継ユニット３１０、中継ユニット３１０から出力された２次元画像データを表示信号に変換して出力する表示信号処理ユニット４１０および表示信号処理ユニット４１０から出力された表示信号を入力し表示する表示ユニット５１０から構成されている。
【００８８】
光源ユニット１１０には、照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａおよび照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂが接続されており、白色光光源１０から射出された白色光Ｌｗは白色光集光レンズ１１によって集光され分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａに入射する。ここで、モータ８１の回転軸に回転可能に取り付けられた、カラー３原色であるＲＧＢフィルタを備えた円盤状フィルタ８２が白色光源１０と集光レンズ１１との間に配置されモータ８１により回転されることにより、白色光光源１０から射出された白色光ＬｗはＲＧＢの面順次照明を行う面順次光Ｌｍとして端面２１ａ入射する。
【００８９】
ＩｎＧａＮ−ＬＤからなる４１０ｎｍの波長の光を発生する励起光光源１３から射出された励起光Ｌｒは集光レンズ１４によって集光されて分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂに入射する。また、白色光光源１１および励起光光源１３にはそれぞれの光源を駆動するための白色光電源１２および励起光電源１５が備えられている。
【００９０】
内視鏡ユニット２１０は、屈曲自在な先端部２１１と、光源ユニット１１０および中継ユニット３１０が接続された操作部２１２とから構成され、励起光Ｌｒ、および面順次光Ｌｍを伝搬する照射光ファイバ２１と、面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１によって反射された反射面順次光による像（以後面順次光像Ｚｍと呼ぶ）および自家蛍光像Ｚｊを撮像し変換した電気的な画像信号を伝送するケーブル２８とが先端部２１１から操作部２１２に亘ってその内部に敷設されている。
【００９１】
分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａから入射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出されるＲＧＢの面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１により生じた像（以後Ｒ面順次光像Ｚｍｒ、Ｂ面順次光像Ｚｍｇ、Ｇ面順次光像Ｚｍｂと呼ぶ）は、対物レンズ２５を通してプリズム２６に入射し、プリズム２６によりその光路は略直角に向きを変えられて撮像器８３上に結像され電気的な画像信号に変換されてケーブル２８によって操作部２１２に伝送される。また、励起光Ｌｒの照射を受けた生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊも同様に撮像され操作部２１２に伝送される。
【００９２】
なお、撮像器８３は撮像素子８３ａに励起光カットフィルタ８３ｂが密着され形成されたものであり、撮像素子８３ｂの各画素には波長４１０ｎｍの励起光Ｌｒが除去された光が入射する。
【００９３】
中継ユニット３１０には、ケーブル２８が接続されており、ケーブル２８によって伝送された面順次光像Ｚｍを担持する画像信号はプロセス回路部３１によって雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処理等が施され、Ａ／Ｄ変換器３２および３６によって数値化され２次元画像データとして出力される。
【００９４】
表示信号処理ユニット４１０には、撮像された面順次光像Ｚｍの処理を行う面順次光像信号処理部４１１および自家蛍光像Ｚｊの処理を行う蛍光像信号処理部４１２が備えられている。面順次光像信号処理部４１１には、Ａ／Ｄ変換器３２から出力された２次元画像データを記憶する面順次光像メモリ部４１、面順次光像メモリ部４１から２次元画像データを入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換し出力する面順次光像表示信号生成器４２が配設されている。
【００９５】
一方、蛍光像信号処理部４１２には、Ａ／Ｄ変換器３６から出力された自家蛍光像Ｚｊの２次元画像データを記憶する蛍光像メモリ４３およびＲ面順次光像Ｚｍｒの２次元画像データを記憶する参照光像メモリ４４、蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４から２次元画像データを入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換し出力する後述するカラーマトリクス回路を内部に備えた蛍光像表示信号生成器４５が配設されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００９６】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。面順次フィルタ８２は図２０に示すようにカラー３原色のＲＧＢフィルタの他に遮光部８２ｄを備えており、図２１に示すように各光の照射と撮像素子の露光および読み出しとがタイミングチャートに従って行われるようにモータ８１によって回転され、ＲＧＢの面順次照射を各１／９０秒間ずつ合計１／３０秒間行い、この間に面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１により生じたＲ面順次光像Ｚｍｒ、Ｇ面順次光像Ｚｍｇ、Ｂ面順次光像Ｚｍｂが撮像される。そして、次の１／３０秒間は白色光源１０からの光の入射は遮断され、励起光源１３から射出された励起光Ｌｒの照射により生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊが撮像される。
【００９７】
撮像された自家蛍光像Ｚｊはプロセス回路３１を経由してＡ／Ｄ変換器３６によって２次元画像データに変換され自家蛍光画像データＤｊとして蛍光像メモリ４３に記憶される。
【００９８】
一方、撮像されたＲ面順次光像Ｚｍｒ、Ｂ面順次光像Ｚｍｇ、Ｇ面順次光像Ｚｍｂはプロセス回路３１を経由してＡ／Ｄ変換器３２によって２次元画像データＤｍに変換されＲ画像データＤｍｒ、Ｇ画像データＤｍｇおよびＢ画像データＤｍｂとして白色光像信号処理部４１１の白色光像メモリ４１のＲメモリ４１ｒ、Ｇメモリ４１ｇおよびＢメモリ４１ｂに記憶される。これらの２次元画像データはさらに白色光像表示信号生成器４２によってＮＴＳＣ信号に変換され表示ユニット５１０に出力される。なお、このときＲ画像データＤｍｒは蛍光像信号処理部４１２の参照光像メモリ４４にも参照光像画像データＤｓとして記憶される。すなわち、第１の実施の形態では生体組織で反射された７８０ｎｍの近赤外領域の光による像を撮像し参照光画像データＤｓとしたが、赤色の波長領域の光による像でも生体組織によって吸収される割合はほぼ均一であるので参照光画像データＤｓとして用いることができる。従って、白色光および参照光の照射および撮像を共通化することができるので装置を簡素化することができる。その他の作用は第１の実施の形態と同様である。
【００９９】
上記のように、本発明によれば生体組織に関する情報である生体の組織性状および生体の形状等をより正確に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図２】色度座標上の色差信号の位置を示す図
【図３】病変組織を含まない生体器官を示す図
【図４】参照像Ｚｓの強度分布を示した図
【図５】参照像ＺｓのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示した図
【図６】病変組織を含む生体器官を示す図
【図７】参照像Ｚｓの強度分布を示した図
【図８】参照像ＺｓのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示した図
【図９】自家蛍光像ＺｊのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示した図
【図１０】蛍光像表示信号生成器４５の内部構成を示す図
【図１１】撮像系と表示系のダイナミックレンジの違いを示す図
【図１２】第１の実施の形態におけるタイミングチャート
【図１３】蛍光像表示信号生成器６０の内部構成を示す図
【図１４】モザイクフィルタ７９ｂを示す図
【図１５】微小フィルタλ１および微小フィルタλ２の透過波長領域を示す図
【図１６】蛍光像信号処理部４０３の内部構成を示す図
【図１７】微小フィルタの画素区画を示す図
【図１８】第３の実施の形態におけるタイミングチャート
【図１９】本発明の第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図２０】面順次フィルタ８２の構造を示す図
【図２１】第４の実施の形態におけるタイミングチャート
【符号の説明】
１    生体組織
１０    白色光光源
１１    白色光集光レンズ
１２    白色光電源
１３    励起光光源
１４    集光レンズ
１５    励起光電源
１６    参照光光源
１７    反射ミラー
１８    ダイクロイックミラー
１９    参照光電源
２１    照射光ファイバ
２２    イメージファイバ
２３    照射レンズ
２４    対物レンズ
２５    白色光像対物レンズ
２６    プリズム
２７    白色光像撮像器
２８    ケーブル
３１    白色光像プロセス回路部
３２    白色光像Ａ／Ｄ変換器
３３    結像レンズ
３４    撮像器
３５    プロセス回路部
３６    Ａ／Ｄ変換器
４１    白色光像メモリ
４２    白色光像表示信号生成器
４３    蛍光像メモリ
４４    参照光像メモリ
４５    蛍光像表示信号生成器
５１    スーパーインポーザ
５２    表示器
１００    光源ユニット
２００    内視鏡ユニット
２０１    先端部
２０２    操作部
３００    撮像ユニット
４００    表示信号処理ユニット
４０１    白色光像信号処理部
４０２    蛍光像信号処理部
５００    表示ユニット
８００    蛍光内視鏡装置
Ｌｗ    白色光
Ｌｓ    参照光
Ｌｒ    励起光
Ｋｊ    自家蛍光
Ｚｊ    自家蛍光像
【図１】
0003983947.tif 000004
【図２】
0003983947.tif 000005
【図３】
0003983947.tif 000006
【図４】
0003983947.tif 000007
【図５】
0003983947.tif 000008
【図６】
0003983947.tif 000009
【図７】
0003983947.tif 000010
【図８】
0003983947.tif 000011
【図９】
0003983947.tif 000012
【図１０】
0003983947.tif 000013
【図１１】
0003983947.tif 000014
【図１２】
0003983947.tif 000015
【図１３】
0003983947.tif 000016
【図１４】
0003983947.tif 000017
【図１５】
0003983947.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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