(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、該照射手段による前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像を結像光学系と通して撮像素子により撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された蛍光画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、
前記撮像手段により撮像された前記蛍光画像の画像信号に基づいて、該画像信号の大小を表す代表値を算出する統計量算出手段を有し、
前記撮像手段が、前記代表値に基づいて前記結像光学系の倍率を制御することにより前記蛍光像の大きさを決定する倍率制御手段を有するものであり、
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像全体の前記画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする蛍光画像撮像装置。
【請求項２】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、
該画像処理手段が、前記蛍光画像の画像として表示させたい有効範囲の前記画像信号に前記画像処理を施すものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項３】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、
該表示手段が、前記画像処理手段により画像処理された前記有効範囲の前記画像信号に基づいて前記観察画像を表示するものであることを特徴とする請求項２記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項４】
前記有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有することを特徴とする請求項３記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項５】
前記読出手段が、前記蛍光画像の前記有効範囲の前記画像信号のみを読み出すものであることを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項６】
励起光および照明光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、該照射手段による前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像および前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像に基づく通常画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された蛍光画像および通常画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、
前記撮像手段により撮像された前記蛍光画像の画像信号に基いて、該画像信号の大小を表わす代表値を算出する統計量算出手段を有し、
前記撮像手段が、前記代表値に基づいて前記結像光学系の倍率を制御することにより前記蛍光像および前記通常像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とする蛍光画像撮像装置。
【請求項７】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、
該画像処理手段が、前記蛍光画像の画像として表示させたい有効範囲および該有効範囲に対応する前記通常画像の前記画像信号に前記画像処理を施すものであることを特徴とする請求項６記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項８】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、
該表示手段が、前記画像処理手段により画像処理された前記蛍光画像および前記通常画像の前記有効範囲の前記画像信号に基づいて前記観察画像を表示するものであることを特徴とする請求項７記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項９】
前記有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有することを特徴とする請求項８記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１０】
前記読出手段が、前記蛍光画像および前記通常画像の前記有効範囲の前記画像信号のみを読み出すものであることを特徴とする請求項７から９いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１１】
励起光および参照光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、該照射手段による前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像および前記参照光の照射により前記被測定部から反射される反射像に基づく反射画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された蛍光画像および反射画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、
前記撮像手段により撮像された前記蛍光画像または前記反射画像の画像信号に基づいて、該画像信号の大小を表す代表値を算出する統計量算出手段を有し、
前記撮像手段が、前記代表値に基づいて前記結像光学系の倍率を制御することにより前記蛍光像および前記反射像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とする蛍光画像撮像装置。
【請求項１２】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、
該画像処理手段が、前記蛍光画像の画像として表示させたい有効範囲および該有効範囲に対応する前記反射画像の前記画像信号に前記画像処理を施すものであることを特徴とする請求項１１記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１３】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、
該表示手段が、前記画像処理手段により画像処理された前記蛍光画像および前記反射画像の前記有効範囲の前記画像信号に基づいて前記観察画像を表示するものであることを特徴とする請求項１２記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１４】
前記有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有することを特徴とする請求項１３記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１５】
前記読出手段が、前記蛍光画像および前記反射画像の前記有効範囲の前記画像信号のみを読み出すものであることを特徴とする請求項１２から１４いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１６】
励起光、参照光および照明光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、該照射手段による前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像、前記参照光の照射による前記被測定部から反射される反射像に基づく反射画像および前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像に基づく通常画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された蛍光画像、反射画像および通常画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、
前記撮像手段により撮像された前記蛍光画像または前記反射画像の画像信号に基づいて、該画像信号の大小を表す代表値を算出する統計量算出手段を有し、
前記撮像手段が、前記代表値に基づいて前記結像光学系の倍率を制御することにより前記蛍光像、前記反射像および前記通常画像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とする蛍光画像撮像装置。
【請求項１７】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、
該画像処理手段が、前記蛍光画像の画像として表示させたい有効範囲および該有効範囲に対応する前記反射画像および前記通常画像の前記画像信号に前記画像処理を施すものであることを特徴とする請求項１６記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１８】
前記読出手段により読み出された前記画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、
該表示手段が、前記画像処理手段により画像処理された前記蛍光画像、前記反射画像および前記通常画像の前記有効範囲の前記画像信号に基づいて前記観察画像を表示するものであることを特徴とする請求項１７記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項１９】
前記有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有することを特徴とする請求項１８記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２０】
前記読出手段が、前記蛍光画像、前記反射画像および前記通常画像の前記有効範囲の前記画像信号のみを読み出すものであることを特徴とする請求項１７から１９いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２１】
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像全体または前記反射画像全体の前記画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする請求項１１から２０いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２２】
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像の関心領域の前記画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２３】
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像または前記反射画像の関心領域の前記画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする請求項１１から２０いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２４】
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像内の所定の範囲に関心度に応じた重み付けをする演算をして該演算された画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする請求項２２記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２５】
前記統計量算出手段が、前記蛍光画像内または前記反射画像内の所定の範囲に関心度に応じた重み付けをする演算をして該演算された画像信号の代表値を算出するものであることを特徴とする請求項２１または２３記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２６】
前記画像信号の代表値が、輝度信号またはＹ信号に関する最大値、最小値、平均値、最大値と標準偏差の組み合わせ、最小値と標準偏差の組み合わせおよび平均値と標準偏差の組み合わせの少なくとも１つであり、該統計量の最大値、最小値、平均値のいずれかが小さいとき前記倍率を小さくし、大きいとき前記倍率を大きくすることを特徴とする請求項１から２６いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２７】
前記読出手段が、前記有効範囲に応じて読出周波数を制御するものであることを特徴とする請求項５、１０、１５または２０記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２８】
前記画像信号に基づく画素データが、９ｂｉｔ以上のｂｉｔ数で示される場合、該データが上位８ｂｉｔ以下のｂｉｔ数で示されるようビットシフトするビットシフト手段を備え、
前記統計量算出手段が、該ビットシフトされた前記画素データに基づいて前記代表値を算出するものであることを特徴とする請求項１から２７いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項２９】
前記照射手段、前記撮像手段および前記読出手段の一部または全部が、生体内部に挿入される挿入部を有する内視鏡の形態であることを特徴とする請求項１から２８いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項３０】
前記照射手段、前記撮像手段および前記読出手段の一部が前記挿入部に配設され、前記挿入部に配設された部分以外の前記照射手段、前記撮像手段および前記読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、前記倍率制御手段に前記倍率を制御される前記結像系が前記プロセッサ部内に配設されるものであることを特徴とする請求項１から２９いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【請求項３１】
前記照射手段、前記撮像手段および前記読出手段の一部が前記挿入部に配設され、前記挿入部に配設された部分以外の前記照射手段、前記撮像手段および前記読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、前記倍率制御手段に制御される前記結像光学系が前記挿入部内に配設されるものであることを特徴とする請求項１から２９いずれか１項記載の蛍光画像撮像装置。
【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被測定部から発生した蛍光像を生体組織に関する情報を示す画像として撮像する蛍光画像撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体内在色素の励起光波長領域にある励起光を生体組織に照射した場合に、正常組織と病変組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生体組織に所定波長領域の励起光を照射し、生体内在色素が発する蛍光を検出することにより病変組織の局在、浸潤範囲を認識する蛍光検出装置が提案されている。
【０００３】
通常、励起光を照射すると、図６に実線で示すように正常組織からは強い蛍光が発せられ、病変組織からは破線で示すように正常組織から発せられる蛍光より弱い蛍光が発せられるため、蛍光強度を測定することにより、生体組織が正常であるか病変状態にあるかを判定することができる。
【０００４】
さらに、励起光による蛍光を撮像素子などにより撮像し、蛍光の強度に応じた蛍光画像として表示する方法も提案されている。そして、上記技術においては、生体組織に凹凸があるため、生体組織に照射される励起光の強度は均一ではない。また、生体組織から発せられる蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織よりも近くにある病変組織の方が、強い蛍光を受光する場合があり、励起光による蛍光の強度の情報だけでは生体組織の組織性状を正確に識別することができない。このような不具合を低減するために、異なる波長帯域（４８０ｎｍ付近の狭帯域と４３０ｎｍ近傍から７３０ｎｍ近傍の広帯域）から取得した２種類の蛍光強度の比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた画像表示方法や、種々の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光の強度を検出して、蛍光強度との比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、蛍光収率を反映した値を求めて画像表示する方法などが提案されている。また、異なる波長帯域の蛍光強度の除算値または蛍光強度と参照光の照射による反射光の強度の除算値に色の情報を割り当て、その色の違いにより生体組織の病変状態を画像として示す方法や、さらに、その色の違いにより生体組織の病変状態を示す色画像と参照光の照射による反射光の強度に輝度の情報を割り当てることにより得られた輝度画像とを合成することにより、生体組織の形状も画像に反映させた凹凸感のある画像を示す方法なども提案されている。
【０００５】
また、上記技術において、生体組織から発生する蛍光強度は非常に弱いため、この蛍光強度に基づく蛍光画像のＳ／Ｎは非常に悪いものとなる。従って、この蛍光画像のＳ／Ｎを改善する方法として、これまでに、蛍光強度を増大させるために撮像素子で撮像される蛍光画像の強度に基づいて増倍型撮像素子のゲインをコントロールする方法が提案されている。また、検出される蛍光強度から撮像素子のビニングサイズをアクティブに変更する方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、増倍型撮像素子のゲインをコントロールする方法では、蛍光強度と共にノイズ強度も増大してしまう。また、撮像素子のビニングサイズを変更する方法では、ビニングにより蛍光強度は増大するが、画素結合時に周辺画素のダークノイズも増大させてしまうため、結果として十分なＳ／Ｎを得ることができない。さらに、ビニングサイズの変更のための撮像素子のドライブ回路が複雑となる欠点もある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて、蛍光強度のみを増大することにより、その蛍光強度に基づく蛍光画像のＳ／Ｎを改善することができる蛍光画像撮像装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の蛍光画像撮像装置は、励起光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、照射手段による励起光の照射により被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像を結像光学系と通して撮像素子により撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された蛍光画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、撮像手段により撮像された蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出する統計量算出手段を有し、撮像手段が、統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、読出手段により読み出された画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、画像処理手段は、所定の有効範囲の画像信号に画像処理を施すものとすることができる。
【００１０】
また、読出手段により読み出された画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、表示手段は、画像処理手段により画像処理された所定の有効範囲の前記画像信号に基づいて観察画像を表示するものとすることができる。
【００１１】
また、上記所定の有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有するようにすることができる。
【００１２】
また、読出手段は、蛍光画像の所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとすることができる。
【００１３】
本発明による第２の蛍光画像撮像装置は、励起光および照明光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、照射手段による励起光の照射により被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像および照明光の照射により被測定部から反射される通常像に基づく通常画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された蛍光画像および通常画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、撮像手段により撮像された蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出する統計量算出手段を有し、撮像手段が、統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像および通常像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、読出手段により読み出された画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、画像処理手段は、所定の有効範囲およびその所定の有効範囲に対応する通常画像の画像信号に画像処理を施すものとすることができる。
【００１５】
また、読出手段により読み出された画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、表示手段は、画像処理手段により画像処理された蛍光画像および通常画像の所定の有効範囲の画像信号に基づいて観察画像を表示するものとすることができる。
【００１６】
また、上記所定の有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有するようにすることができる。
【００１７】
また、読出手段は、蛍光画像および通常画像の所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとすることができる。
【００１８】
本発明による第３の蛍光画像撮像装置は、励起光および参照光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、照射手段による励起光の照射により被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像および参照光の照射により被測定部から反射される反射像に基づく反射画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された蛍光画像および反射画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、撮像手段により撮像された蛍光画像または反射画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出する統計量算出手段を有し、撮像手段が、統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像および反射像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、読出手段により読み出された画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、画像処理手段は、所定の有効範囲および所定の有効範囲に対応する反射画像の画像信号に画像処理を施すものとすることができる。
【００２０】
また、読出手段により読み出された画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、表示手段は、画像処理手段により画像処理された蛍光画像および反射画像の所定の有効範囲の画像信号に基づいて観察画像を表示するものとすることができる。
【００２１】
また、上記所定の有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有するようにすることができる。
【００２２】
また、読出手段は、蛍光画像および反射画像の所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとすることができる。
【００２３】
本発明による第４の蛍光画像撮像装置は、励起光、参照光および照明光を被測定部まで導光して照射する照射手段と、照射手段による励起光の照射により被測定部から発生する蛍光像に基づく蛍光画像、参照光の照射による被測定部から反射される反射像に基づく反射画像および照明光の照射により被測定部から反射される通常像に基づく通常画像を結像光学系を通して撮像素子により撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された蛍光画像、反射画像および通常画像に基づく画像信号を読み出す読出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、撮像手段により撮像された蛍光画像または反射画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出する統計量算出手段を有し、撮像手段が、統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像、反射像および通常画像の大きさを決定する倍率制御手段を有することを特徴とするものである。
【００２４】
また、読出手段により読み出された画像信号に所定の画像処理を施す画像処理手段を有し、画像処理手段は、所定の有効範囲および所定の有効範囲に対応する反射画像および通常画像の画像信号に画像処理を施す
ものとすることができる。
【００２５】
また、読出手段により読み出された画像信号に基づいて観察画像を表示する表示手段を有し、表示手段は、画像処理手段により画像処理された蛍光画像、反射画像および通常画像の所定の有効範囲の画像信号に基づいて観察画像を表示するものとすることができる。
【００２６】
また、上記所定の有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御する表示倍率制御手段を有するようにすることができる。
【００２７】
また、読出手段は、蛍光画像、反射画像および通常画像の所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとすることができる。
【００２８】
ここで、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、上記「統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御する」とは、例えば、蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量が所定の閾値より小さい場合、つまり蛍光画像の画像信号の大きさが十分な大きさでないときは結像光学系により蛍光像の大きさが縮小されるよう倍率を制御し、また、統計量が所定の閾値より大きい場合、つまり蛍光画像の画像信号の大きさが大きいときは結像光学系により蛍光像の大きさが拡大されるよう倍率を制御し、また、統計量が略所望の値である場合、つまり蛍光画像の画像信号の大きさが適当な大きさのときは結像光学系により蛍光像の大きさが等倍されるよう倍率を制御することを意味する。もしくは、複数の閾値およびその閾値に応じた倍率を設定し、段階的に倍率を変更するようにしてもよい。なお、上記「蛍光像の大きさ」とは、撮像素子に結像される蛍光像の大きさを意味する。
【００２９】
また、上記「画像信号に基づく統計量」とは、例えば、蛍光画像または反射画像の画像強度（画像信号そのものを意味する）や表示する際に変換されたＹ信号（ＮＴＳＣ信号のＹＩＱのＹ、ＹＣｂＣｒのＹ等）などから算出される統計量を意味する。また、反射画像の画像信号に輝度情報を割り当てるような場合には、この輝度情報から統計量を算出するようにしてもよい。要は、蛍光画像または反射画像の画像信号に基づく信号や情報から算出される統計量であれば如何なるものでもよい。
【００３０】
また、第２の蛍光画像撮像装置においては、蛍光像の大きさに応じて通常像の大きさも制御することができ、例えば、上記のように蛍光像が結像光学系により縮小よび等倍される場合には通常像は等倍するようにし、蛍光像が結像光学系により拡大される場合には通常像も拡大するようにすることができる。
【００３１】
また、第３の蛍光画像撮像装置においては、蛍光像の大きさに応じて反射像の大きさも制御することができ、例えば、上記のように蛍光像が結像光学系により縮小される場合は反射像も縮小するようにし、蛍光像が等倍される場合は反射像も等倍するようにし、蛍光像が拡大される場合は反射像も拡大するようにすることができる。
【００３２】
また、第４の蛍光画像撮像装置においては、蛍光像の大きさに応じて通常像および反射像の大きさも制御することができ、例えば、上記のように蛍光像が結像光学系により縮小される場合は通常像は等倍し反射像は縮小するようにし、蛍光像が等倍される場合は通常像および反射像も等倍するようにし、蛍光像が拡大される場合は通常像および反射像も拡大するようにすることができる。
【００３３】
また、上記第１または第２の蛍光画像撮像装置において、所定の領域は、蛍光画像全体であり、統計量算出手段は、蛍光画像全体の画像信号の統計量を算出するものとすることができる。
【００３４】
また、上記第３または第４の蛍光画像撮像装置において、所定の領域は、蛍光画像全体または反射画像全体であり、統計量算出手段は、蛍光画像全体または反射画像全体の画像信号の統計量を算出するものとすることができる。
【００３５】
また、上記第１または第２の蛍光画像撮像装置において、所定の領域は、蛍光画像の関心領域であり、統計量算出手段は、関心領域の画像信号の統計量を算出するものとすることができる。
【００３６】
また、上記第３または第４の蛍光画像撮像装置において、所定の領域は、蛍光画像または反射画像の関心領域であり、統計量算出手段は、関心領域の画像信号の統計量を算出するものとすることができる。
【００３７】
ここで、上記「関心領域」とは、例えば、画像診断に際して、診断上、特に関心度の高い領域を意味する。
【００３８】
また、上記「所定の有効範囲」とは、例えば、実際に観察対象物が撮像素子上に結像されている範囲であり、画像診断に際して、撮像される蛍光画像の中で画像として表示させたい範囲などを意味する。
【００３９】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、統計量算出手段は、所定の領域内の所定の範囲に関心度に応じた重み付けをする演算をしてその演算された画像信号の統計量を算出するものとすることができる。
【００４０】
ここで、上記「所定の領域内の所定の範囲に関心度に応じた重み付けをする演算する」とは、例えば、所定の領域内において、最も関心度の高い範囲の画像信号に１を掛け合わせ、次に関心度の高い領域の画像信号に０．５を掛け合わせ、残りの領域の画像信号に０．１を掛け合わせることにより、関心度に応じた重み付けを行うことを意味する。
【００４１】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、画像信号の統計量は、最大値、最小値、平均値、最大値と標準偏差の組み合わせ、最小値と標準偏差の組み合わせおよび平均値と標準偏差の組み合わせの少なくとも１つであり、その統計量の最大値、最小値、平均値のいづれかが小さいとき前記倍率を小さくし、大きいとき前記倍率を大きくするものとすることができる。
【００４２】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、読出手段は、所定の有効範囲に応じて読出周波数を制御するものとすることができる。
【００４３】
ここで、上記「所定の有効範囲に応じて読出周波数を制御する」とは、例えば、ＣＣＤにより撮像された画像を読出手段により画像信号として読み出す場合には、読出手段は基準のクロック信号に基づく水平／垂直転送信号により画像信号を順次読み出していくが、所定の有効範囲が広い程、画像信号を読み出す画素数が多くなるので読出周波数は高くなる。従って、有効範囲の広さに応じて読出周波数が決まり、読出手段はその読出周波数に応じて水平／垂直転送信号により画像信号を順次読み出すことを意味する。
【００４４】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、画像信号に基づく画素データが、９ｂｉｔ以上のｂｉｔ数で示される場合、該データが上位８ｂｉｔ以下のｂｉｔ数で示されるようビットシフトするビットシフト手段を備え、統計量算出手段は、ビットシフトされた画素データに基づいて統計量を算出するものとすることができる。
【００４５】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置は、照射手段、撮像手段および読出手段の一部または全部が、生体内部に挿入される挿入部を有する内視鏡の形態とすることができる。
【００４６】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置は、照射手段、撮像手段および読出手段の一部が挿入部に配設され、挿入部に配設された部分以外の照射手段、撮像手段および読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、倍率制御手段に前記倍率を制御される結像光学系はプロセッサ部内に配設されるものとすることができる。
【００４７】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置は、照射手段、撮像手段および読出手段の一部が挿入部に配設され、挿入部に配設された部分以外の照射手段、撮像手段および読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、倍率制御手段に制御される結像光学系が挿入部内に配設されるものとすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明による第１の蛍光画像撮像装置によれば、統計量算出手段が撮像手段により撮像された蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段が統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像の大きさを決定するようにしたので、蛍光像の強度が弱い場合においても、つまり蛍光画像の画像信号の大きさが所望の値より小さい場合においても、その統計量に基づいて結像倍率系が適当な倍率に制御され蛍光像を縮小することにより蛍光像の強度のみを増大するので、蛍光画像のＳ／Ｎを改善することができる。
【００４９】
本発明による第２の蛍光画像撮像装置によれば、統計量算出手段が撮像手段により撮像された蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段が統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像および通常像の大きさを決定するようにしたので、上記第１の蛍光画像撮像装置の効果に加え、通常像の大きさを蛍光像の大きさに応じたものとすることができる。
【００５０】
本発明による第３の蛍光画像撮像装置は、統計量算出手段が撮像手段により撮像された蛍光画像または反射画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段が統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像および反射像の大きさを決定するようにしたので、上記第１の蛍光画像撮像装置の効果に加え、反射像を蛍光像の大きさに応じた大きさとすることができ、蛍光画像および反射画像を利用して画像演算をする場合においても、適当な画像間演算処理を行うことができる。さらに、統計量算出手段が反射画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出した場合には、撮像手段と被測定部との距離をより反映した倍率に制御することができる。
【００５１】
本発明による第４の蛍光画像撮像装置は、統計量算出手段が撮像手段により撮像された蛍光画像または反射画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段が統計量に基づいて結像光学系の倍率を制御することにより蛍光像、反射像および通常画像の大きさを決定するようにしたので、上記第１から第３の蛍光画像撮像装置と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、画像処理手段が、所定の領域内の所定の有効範囲の画像信号に画像処理を施すものとした場合には、画像処理時間を短縮することができる。
【００５３】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、表示手段が、画像処理手段により画像処理された所定の有効範囲の画像信号に基づいて観察画像を表示するものとした場合には、特に関心度の高い範囲のみを観察画像として表示することができる。
【００５４】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、所定の有効範囲の画像信号に基づく観察画像が、予め定められた一定の大きさで表示されるよう表示倍率を制御した場合には、結像光学系により縮小された画像であっても拡大表示により視認性を確保することができる。
【００５５】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、読出手段が、所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとした場合には、読出処理の時間を短縮することができる。
【００５６】
また、上記第１または第２の蛍光画像撮像装置において、所定の領域を、蛍光画像全体とし、統計量算出手段が、蛍光画像全体の画像信号の統計量を算出するものとした場合には、蛍光画像全体を反映したより適当な統計量を算出することができる。
【００５７】
また、上記第３または第４の蛍光画像撮像装置において、所定の領域を、蛍光画像全体または反射画像全体とし、統計量算出手段が、蛍光画像全体または反射画像の画像信号の統計量を算出するものとした場合には、蛍光画像全体または反射画像全体を反映したより適当な統計量を算出することができ、特に反射画像全体の画像信号の統計量を算出した場合には、撮像手段と被測定部との距離をより反映した統計量を算出することができる。
【００５８】
また、上記第１または第２の蛍光画像撮像装置において、所定の領域を、蛍光画像の関心領域とし、統計量算出手段が、関心領域の画像信号の統計量を算出するものとした場合には、関心領域についてより適当な統計量を算出することができる。
【００５９】
また、上記第３または第４の蛍光画像撮像装置において、所定の領域を、蛍光画像または反射画像の関心領域とし、統計量算出手段が、関心領域の画像信号の統計量を算出するものとした場合には、関心領域についてより適当な統計量を算出することができ、特に反射画像全体の画像信号の統計量を算出した場合には、撮像手段と被測定部との距離をより反映した統計量を算出することができる。
【００６０】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、統計量算出手段が、所定の領域内の所定の範囲に関心度に応じた重み付けをする演算をしてその演算された画像信号の統計量を算出するものとした場合には、蛍光画像または反射画像においてより関心度の高い範囲の画像信号が統計量に反映するようにすることができる。
【００６１】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、画像信号の統計量を、最大値、最小値、平均値、最大値と標準偏差の組み合わせ、最小値と標準偏差の組み合わせおよび平均値と標準偏差の組み合わせの少なくとも１つとし、その統計量の最大値、最小値、平均値のいづれかが小さいとき前記倍率を小さくし、大きいとき前記倍率を大きくするものとするものとした場合には、簡易な演算で統計量を算出することができ、その統計量を反映した倍率の制御を行うことができる。
【００６２】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、読出手段が、所定の有効範囲に応じて読出周波数を制御するものとした場合には、読出周波数を必要最低限に制限することができるので、読出しにともなって発生する読出しノイズを制限することができ、蛍光画像、反射画像および通常画像のＳ／Ｎを改善することができる。
【００６３】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置において、画像信号に基づく画素データが、９ｂｉｔ以上のｂｉｔ数で示される場合、該データが上位８ｂｉｔ以下のｂｉｔ数で示されるようビットシフトするビットシフト手段を備え、統計量算出手段は、ビットシフトされた画素データに基づいて統計量を算出するものとした場合には、８ｂｉｔの汎用統計演算機を利用することができ、演算処理の高速化を図ることができる。
【００６４】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置が、照射手段、撮像手段および読出手段の一部または全部が、生体内部に挿入される挿入部を有する内視鏡の形態とした場合には、蛍光内視鏡装置として有効に利用することができる。
【００６５】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置が、照射手段、撮像手段および読出手段の一部が挿入部に配設され、挿入部に配設された部分以外の照射手段、撮像手段および読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、倍率制御手段に前記倍率を制御される結像光学系はプロセッサ部内に配設されるものとした場合には、挿入部の構成が簡易にでき、また、挿入部の重量が軽くなるのでその操作性を高めることができる。
【００６６】
また、上記第１から第４の蛍光画像撮像装置が、照射手段、撮像手段および読出手段の一部が挿入部に配設され、挿入部に配設された部分以外の照射手段、撮像手段および読出手段の一部がプロセッサ部に配設される構成であり、倍率制御手段に制御される結像光学系が挿入部内に配設されるものとした場合には、装置をより小型に構成することができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蛍光画像撮像装置を蛍光内視鏡に適用した実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の蛍光内視鏡の概略構成図である。
【００６８】
本実施の形態による蛍光内視鏡は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部１００と、生体組織から得られた情報を画像信号に処理する画像信号処理部１と、画像信号処理部１で処理された信号を可視画像として表示するモニタ６００とから構成される。画像信号処理部１は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒをそれぞれ射出する２つの光源を備えた照明ユニット１１０と、この励起光の照射により生体組織９から発生した自家蛍光像Ｚｊを撮像し、デジタル値に変換して画像データとして出力する画像検出ユニット３００と、画像検出ユニット３００から出力された自家蛍光像の画像データに距離補正等の演算および画像処理を行って出力する画像演算ユニット４００と、通常像をデジタル値に変換して画像データとし、その画像データおよび画像演算ユニット４００の出力信号をビデオ信号に変換して出力する表示信号処理ユニット５００と、通常画像表示状態と合成画像表示状態を切り換えるフットスイッチ２とから構成される。
【００６９】
内視鏡挿入部１００は、内部に先端まで延びるライトガイド１０１と、イメージファイバ１０２を備えている。ライトガイド１０１の先端部、即ち内視鏡挿入部１００の先端部には、照明レンズ１０３を備えている。また、イメージファイバ１０２は多成分ガラスファイバであり、その先端部には励起光フィルタ１０４と集光レンズ１０５を備えている。ライトガイド１０１は、白色光ライトガイド１０１ａ、励起光ライトガイド１０１ｂがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド１０１ａ、励起光ライトガイド１０１ｂは照明ユニット１１０へ接続されている。イメージファイバ１０２の一端は、画像検出ユニット３００へ接続されている。
【００７０】
照明ユニット１１０は、自家蛍光画像用の励起光Ｌｒを発するＧａＮ系半導体レーザ１１１およびそのＧａＮ系半導体レーザ１１１に電気的に接続される半導体レーザ用電源１１２、通常画像用の白色光Ｌｗを発する白色光源１１４ 、その白色光源１１４に電気的に接続される白色光用電源１１５を備えている。
【００７１】
画像検出ユニット３００には、イメージファイバ１０２が接続され、イメージファイバ１０２により伝搬された自家蛍光像、通常像を結像するコリメートレンズ３０１、コリメートレンズ３０１を透過した通常像を直角方向に全反射し、コリメートレンズ３０１を透過した蛍光像は破線で示す位置に移動し通過させる可動ミラー３０２、コリメートレンズ３０１を透過した自家蛍光像（７５０ｎｍ以下の波長の光）の光量の５０％を透過し、５０％を直角方向に反射するハーフミラー３０３、ハーフミラー３０３を反射した自家蛍光像を直角方向に反射する蛍光像用ミラー３０４、後述する倍率制御手段３１６により倍率が制御されハーフミラー３０３を透過した自家蛍光像および蛍光像用ミラー３０４を反射した自家蛍光像を拡大または縮小または等倍して透過する結像光学系３０５、結像光学系３０５を所定の倍率で透過した自家蛍光像を結像させる広帯域蛍光像用集光レンズ３０６および狭帯域蛍光像用集光レンズ３０７、広帯域蛍光像用集光レンズ３０６を透過した自家蛍光像から４３０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長を選択する広帯域バンドパスフィルタ３０８、広帯域バンドパスフィルタ３０８を透過した自家蛍光像を撮像する広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０、狭帯域蛍光像用集光レンズ３０７により結像された自家蛍光像から４３０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長を取り出す狭帯域バンドパスフィルタ３０９、狭帯域バンドパスフィルタ３０９を透過した自家蛍光像を撮像する狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１、後述する倍率制御手段３１６からの制御信号に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０および狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１における駆動範囲を制御して該駆動範囲の画像信号を読み出す読出手段３１４、読出手段３１４からの制御信号に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器３１２、読出手段３１４からの制御信号に基づいて狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器３１３、ＡＤ変換器３１２から出力され後述する広帯域蛍光画像用メモリ４０１に記憶された画像データおよびＡＤ変換器３１３から出力され後述する狭帯域蛍光画像用メモリ４０２に記憶された画像データに基づいて統計量を算出する統計量算出手段３１５、統計量算出手段３１５から出力される統計量に基づいて結像倍率系３０５および後述する通常像結像光学系５０７の倍率を決定して結像光学系３０５および通常像結像光学系５０７の倍率がその倍率となるよう倍率制御信号を出力し、また、その倍率に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１および後述する通常画像用撮像素子５０３における駆動範囲を決定しその駆動範囲における画像信号を読み出すよう読出手段３１４，５０８に制御信号を出力する倍率制御手段３１６を備えている。
【００７２】
なお、統計量算出手段３１５は、統計量を演算する際、画像データのビット数を８ビット以下にシフトするビットシフト手段３１７を備えている。
【００７３】
画像演算ユニット４００は、ＡＤ変換器３１２から出力された広帯域自家蛍光画像の画像データを記憶する広帯域蛍光画像用メモリ４０１、ＡＤ変換器３１３から出力された狭帯域自家蛍光画像の画像データを記憶する狭帯域蛍光画像用メモリ４０２、広帯域蛍光画像用メモリ４０１に記憶された広帯域自家蛍光画像の画像データと狭帯域蛍光画像用メモリ４０２に記憶された広帯域自家蛍光画像の画像データの対応する各画素値の比率に応じた演算を行って各画素の演算値を算出し、その演算値の大きさに応じた色情報を割り当てて色画像を生成し出力する画像生成手段４０３を備えている。
【００７４】
表示信号処理ユニット５００は、可動ミラー３０２により反射された通常像を直角方向に反射する通常像用ミラー５０１、倍率制御手段３１６により倍率が制御され通常像用ミラー５０１により反射された通常像を拡大または等倍して透過する通常像結像光学系５０７、通常像結像光学系５０７により拡大または等倍された通常像を結像する通常像用集光レンズ５０２、通常像用集光レンズ５０２で結像された通常像を撮像する通常画像用撮像素子５０３、倍率制御手段３１６からの制御信号に基づいて通常画像用撮像素子５０３における駆動範囲を制御して該駆動範囲の画像信号を読み出す読出手段５０８、読出手段５０８からの制御信号に基づいて通常画像用撮像素子５０３から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器５０４、デジタル化された画像信号を記憶する通常画像用メモリ５０５、通常画像用メモリ５０５から出力された画像信号および画像生成手段４０３から出力された色画像信号をビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路５０６を備えている。モニタ６００は、通常画像と色画像を切り換えて表示するものである。
【００７５】
次に、上記実施の形態における蛍光内視鏡の作用について説明する。まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像を利用して色画像を表示する場合の作用について説明する。
【００７６】
制御用コンピュータ２００からの信号に基づき半導体レーザ用電源１１２に駆動されＧａＮ系半導体レーザ１１１から励起光Ｌｒが射出され、励起光Ｌｒは、励起光用集光レンズ１１３を透過し、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３ から生体組織９へ照射される。励起光Ｌｒの照射により生じる生体組織９からの自家蛍光像は、集光レンズ１０５により集光され、励起光カットフィルタ１０４を透過して、イメージファイバ１０２の先端に入射しイメージファイバ１０２を経て、コリメートレンズ３０１に入射する。励起光カットフィルタ１０４は、波長４２０ｎｍ以上の全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励起光Ｌｒの波長は４１０ｎｍであるため、生体組織９で反射された励起光は、この励起光カットフィルタ１０４でカットされる。コリメートレンズ３０１を透過した自家蛍光像は、ハーフミラー３０３で５０％の透過率で透過し、５０％の反射率で反射される。ハーフミラー３０３を直角方向に反射した自家蛍光像は、蛍光像用ミラー３０４を直角方向に反射する。ハーフミラー３０３を透過した自家蛍光像および蛍光像用ミラー３０４を反射した自家蛍光像はともに結像光学系３０５に入射される。このとき、結像光学系３０５に最初に入射された自家蛍光像については、結像光学系３０５を等倍で透過する。結像光学系３０５を等倍で透過した自家蛍光像は、広帯域蛍光像用集光レンズ３０６により結像され、広帯域蛍光像用集光レンズ３０６を透過した自家蛍光像は、広帯域バンドパスフィルタ３０８を透過して、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０により撮像される。蛍光像用ミラー３０４により反射された自家蛍光像は、狭帯域蛍光用集光レンズ３０７により結像され、狭帯域バンドパスフィルタ３０９を透過して、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１により撮像される。
【００７７】
広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０と狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１により撮像された自家蛍光像は電気信号である画像信号に変換され、読出手段３１４の制御信号によってそれぞれ画像信号が読み出される。そして、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０から出力された画像信号はＡＤ変換器３１２に入力されデジタル化された後、広帯域蛍光画像用メモリ４０１に記憶され、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１から出力された画像信号はＡＤ変換器３１３に入力されデジタル化された後、狭帯域蛍光画像用メモリ４０２に記憶される。
【００７８】
ここで、最初の自家蛍光画像の撮像により広帯域蛍光画像用メモリ４０１および狭帯域蛍光画像用メモリ４０２に記憶された後、その画像データのうち関心領域の画像データが統計量算出手段３１５に出力される。例えば、広帯域蛍光画像用メモリ４０１および狭帯域蛍光画像用メモリ４０２に記憶された画像データの領域が図３に示す領域６０とした場合にそのうち関心領域である領域６１の画像データが出力される。関心領域は予め設定された領域でもよいし、所定の入力手段（図示省略）により入力された領域でもよい。さらに統計量算出手段３１５に出力された関心領域６１の画像データはビットシフト手段３１７により８ビット以下にビットシフトされた後、統計量算出手段３１５において関心度に応じて重み付きを付ける演算が行われる。例えば、関心領域６１の中で最も関心度の高い領域を領域６３とするとこの画像信号に１を掛け合わせ、次に関心度の高い領域を領域６３を除く領域６２とするとこの画像データに０．５を掛け合わせ、さらに次に関心度の高い領域を領域６２を除く領域６１とするとこの画像データに０．１を掛け合わせる。そして、領域６１の全ての重み付きが付けられた画像データについて平均値をとる。この平均値は倍率制御手段３１６に出力され倍率制御手段３１６はこの平均値に応じた自家蛍光画像と通常画像の倍率を決定し、この倍率になるよう結像光学系３０５と通常像結像光学系５０７に倍率制御信号を出力する。倍率制御手段３１６には統計量算出手段３１５から出力される平均値に対応した結像光学系３０５および通常像結像光学系５０７の適当な倍率が設定されているものとする。この設定されている倍率は、例えば、上記平均値の値が所望の値より小さい場合、つまり自家蛍光画像信号の大きさが十分な大きさでないときは結像光学系３０５により自家蛍光像の大きさが縮小される倍率であり、また、上記平均値の値が所望の値より大きい場合、つまり自家蛍光画像信号の大きさが大きいときは結像光学系３０５により自家蛍光像の大きさが拡大される倍率であり、また、上記平均値の値が略所望の値である場合、つまり自家蛍光画像信号の適当なときは結像光学系３０５により自家蛍光像の大きさが等倍される倍率である。
【００７９】
そして、倍率制御手段３１６の倍率制御信号により適当な倍率に制御された結像光学系３０５を通じて次の自家蛍光画像が撮像される。さらに、倍率制御手段３１６から読出手段３１４に有効範囲に応じた駆動範囲が出力され、読出手段３１４はこの有効範囲に応じた駆動範囲のおける狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１および広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０の画像データを読み出す。この有効範囲とは画像として表示させたい領域であり、予め設定されていてもよいし所定の入力手段（図示省略）により入力されるものでもよい。また、読出手段３１４は、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１および広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１０が例えばＣＣＤの場合は、その水平／垂直同期信号および基準クロック信号により読出しを行い、上記有効範囲に応じた駆動範囲の制御はこの水平／垂直同期信号および基準クロック周波数の変更により行われる。結像光学系３０５により縮小された自家蛍光画像が撮像される場合には、読出周波数を下げることになるので、これによりＣＣＤの読出ノイズを低減することができる。
【００８０】
読出手段３１４により読み出された有効範囲に応じた駆動範囲の画像データは狭帯域蛍光画像用メモリ３１８と広帯域蛍光画像用メモリ３１９に記憶される。
【００８１】
そして、狭帯域蛍光画像用メモリ３１８に記憶された有効範囲の狭帯域自家蛍光画像と広帯域蛍光画像用メモリ３１９に記憶された有効範囲の広帯域自家蛍光画像は、画像生成手段４０３で、対応する各画像の各画素値の比率に応じた演算を行い、その演算値に色情報を割り当て、色情報をもった画像信号を生成し出力する。画像生成手段４０３で生成された色画像は、ビデオ信号処理回路５０６によってＤＡ変換後にモニタ６００に入力され、有効範囲の色画像が表示される。この色画像の色の違いにより正常組織か病変組織かの判別が可能となる。
【００８２】
次に、通常画像を表示する場合の作用について説明する。まず、制御用コンピュータ２００からの信号に基づき白色光源１１５が駆動され白色光源１１４から白色光Ｌｗが射出され、白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を経て白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３から生体組織９へ照射される。白色光Ｌｗの反射光は集光レンズ１０５によって集光され、励起光フィルタ１０４を透過して、イメージファイバ１０２の先端に入射され、イメージファイバ１０２を経て、コリメートレンズ３０１に入射する。コリメートレンズ３０１を透過した反射光は、可動ミラー３０２および通常像用ミラー５０１で反射し、通常像結像光学系５０７に入射される。このとき通常像結像光学系５０７は、上記倍率制御手段３１６から出力された倍率制御信号に応じて倍率が制御される。このときの倍率は、例えば、結像光学系３０５において自家蛍光像が拡大されるよう倍率が制御された場合には、通常像結像光学系５０７も同様の倍率に制御され通常像は拡大される。また、結像光学系３０５において自家蛍光像が等倍もしくは縮小されるよう倍率が制御されたときは、通常像結像光学系５０７は等倍に倍率を制御して通常像を透過する。通常像結像光学系５０７により適当な倍率に制御された通常像は通常像用集光レンズ５０２に入射される。通常像用集光レンズ５０２を透過した通常像は、通常画像用撮像素子５０３に結像される。ここで、通常画像用撮像素子５０３では上記自家蛍光画像における有効範囲に応じた画像データが読み出されるよう読出手段５０８により制御される。通常画像用撮像素子５０３から出力された有効範囲の画像データはＡＤ変換器５０４へ入力され、デジタル化された後、通常画像用メモリ５０５に保存される。その通常画像用メモリ５０５により記憶された有効範囲の画像信号は、ビデオ信号処理回路５０６によってＤＡ変換後にモニタ６００に入力され、そのモニタ６００に可視画像として表示される。なお、ビデオ信号処理回路５０６における信号処理は、面順次方式でもよいし、同次式でもよい。
【００８３】
上記色画像表示の作用および通常画像表示の作用に関する一連の動作は、制御用コンピュータ２００により制御される。また、上記色画像表示状態と通常画像表示状態の切り換えは、フットスイッチ２を押下することにより行なわれる。
【００８４】
本発明による蛍光画像撮像装置を適用した蛍光内視鏡によれば、統計量算出手段３１５が蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段３１６が統計量に基づいて結像光学系３０５の倍率を制御することにより蛍光像の大きさを決定するようにしたので、蛍光像の強度が弱い場合においても、つまり蛍光画像の画像信号の大きさが所望の値より小さい場合においても、その統計量に基づいて結像倍率系が適当な倍率に制御され蛍光像を縮小することにより蛍光像の強度のみを増大するので、蛍光画像のＳ／Ｎを改善することができる。
【００８５】
また、画像演算ユニット４００が、所定の領域内の所定の有効範囲の画像信号に画像処理を施すものとしたので、画像処理時間を短縮することができる。
【００８６】
また、モニタ６００が、画像演算ユニット４００により画像処理された所定の有効範囲の前記画像信号に基づいて観察画像を表示するものとしたので、特に関心度の高い範囲のみを観察画像として表示することができる。また、このとき、倍率制御手段３１６により制御された倍率に応じてモニタ６００に表示される観察画像の大きさも変更するようにすれば（例えば、倍率制御手段３１６により自家蛍光像を縮小した場合には観察画像も縮小する）、画素数の減少による観察画像のモザイク化を低減することができる。
【００８７】
また、読出手段３１４が、所定の有効範囲の画像信号のみを読み出すものとしたので、読出処理の時間を短縮することができる。
【００８８】
また、読出手段３１４が、所定の有効範囲に応じて読出周波数を制御するものとしたので、読出周波数を必要最低限に制限することができるので、読出しにともなって発生する読出しノイズを制限することができ、蛍光画像、反射画像および通常画像のＳ／Ｎを改善することができる。
【００８９】
また、統計量算出手段３１７がビットシフト手段３１７により、８ビット以下にビットシフトされた画素データに基づいて統計量を算出するものとしたので、８ｂｉｔの汎用統計演算機を利用することができ、演算処理の高速化を図ることができる。
【００９０】
次に、本発明の第２の蛍光画像撮像装置を蛍光内視鏡に適用した実施の形態について図面を用いて説明する。図２は本実施の形態の蛍光内視鏡の概略構成図である。なお、上記第１の実施の形態を同等の要素については同じ番号とし、特に必要のない限り説明を省略する。
【００９１】
本実施の形態による蛍光内視鏡は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部１５０と、生体組織から得られた情報を画像信号に処理する画像信号処理部３と、画像信号処理部３で処理された信号を可視画像として表示するモニタ６００とから構成される。画像信号処理部３は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒおよび参照画像用参照光Ｌｓをそれぞれ射出する３つの光源を備えた照明ユニット１５０と、この励起光の照射により生体組織９から発生した自家蛍光像Ｚｊと、参照光の照射により生体組織９から発生した反射像Ｚｓを撮像し、デジタル値に変換して画像データとして出力する画像検出ユニット３５０と、画像検出ユニット３５０から出力された自家蛍光像の画像データから距離補正等の演算を行って、その演算値に色情報を割り当て、反射像の画像データに輝度情報を割り当てて、２つの画像情報を合成して出力する画像演算ユニット４５０と、通常像をデジタル値に変換して画像データとし、その画像データおよび画像演算ユニット４５０の出力信号をビデオ信号に変換して出力する表示信号処理ユニット５００と、通常画像表示状態と合成画像表示状態を切り換えるフットスイッチ２とから構成される。
【００９２】
内視鏡挿入部１５０は、内部に先端まで延びるライトガイド１５１と、イメージファイバ１５２を備えている。ライトガイド１５１の先端部、即ち内視鏡挿入部１５０の先端部には、照明レンズ１５３を備えている。また、イメージファイバ１５２は多成分ガラスファイバであり、その先端部には励起光フィルタ１５４と集光レンズ１５５を備えている。ライトガイド１５１は、白色光ライトガイド１５１ａ、励起光ライトガイド１５１ｂおよび参照光ライトガイド１５１ｃがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド１５１ａ、励起光ライトガイド１５１ｂおよび参照光ライトガイド１５１ｃは照明ユニット１１０へ接続されている。イメージファイバ１５２の一端は、画像検出ユニット３５０へ接続されている。
【００９３】
照明ユニット１５０は、自家蛍光画像用の励起光Ｌｒを発するＧａＮ系半導体レーザ１１１およびそのＧａＮ系半導体レーザ１１１に電気的に接続される半導体レーザ用電源１１２、通常画像用の白色光Ｌｗを発する白色光源１１４ 、その白色光源１１４に電気的に接続される白色光用電源１１５、反射画像用の参照光Ｌｓを発する参照光源１１７およびその参照光源１１７に電気的に接続される参照光源用電源１１８を備えている。
【００９４】
画像検出ユニット３５０には、イメージファイバ１５２が接続され、イメージファイバ１５２により伝搬された自家蛍光像、通常像および反射像を結像するコリメートレンズ３５１、コリメートレンズ３５１を透過した通常像を直角方向に全反射し、コリメートレンズ３５１を透過した自家蛍光像および反射像は破線で示す位置に移動し通過させる可動ミラー３５２、コリメートレンズ３５１を透過した自家蛍光像（７５０ｎｍ以下の波長の光）を直角方向に反射し、コリメートレンズ３５１を透過した反射像を透過するダイクロイックミラー３５３、ダイクロイックミラー３５３を直角方向に反射した自家蛍光像の光量の５０％を透過し、５０％を直角方向に反射するハーフミラー３５４、ハーフミラー３５４を透過した自家蛍光像を直角方向に反射する狭帯域蛍光像用ミラー３５５、後述する倍率制御手段３６９により倍率が制御されダイクロイックミラー３５３を透過した反射像、ハーフミラー３５４を直角方向に反射した自家蛍光像、ハーフミラー３５４を透過し狭帯域蛍光像用ミラー３５５を反射した自家蛍光像を拡大または縮小または等倍して透過する結像光学系３５６、結像光学系３５６を所定の倍率で透過した自家蛍光像および反射像を結像させる広帯域蛍光像用集光レンズ３５８、狭帯域蛍光像用集光レンズ３５９および反射像用集光レンズ３５７、広帯域蛍光像用集光レンズ３５８を透過した自家蛍光像から４３０ｎｍ〜７３０ｎｍの波長を選択する広帯域バンドパスフィルタ３６０、広帯域バンドパスフィルタ３６０を透過した自家蛍光像を撮像する広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３、狭帯域蛍光像用集光レンズ３５９により結像された自家蛍光像から４３０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長を取り出す狭帯域バンドパスフィルタ３６１、狭帯域バンドパスフィルタ３６１を透過した自家蛍光像を撮像する狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４、反射像用集光レンズ３５７を透過した反射像を撮像する反射像用撮像素子３６２、後述する倍率制御手段３６９からの制御信号に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４および反射画像用撮像素子３６２における駆動範囲を制御して該駆動範囲の画像信号を読み出す読出手段３６８、読出手段３６８からの制御信号に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器３６６、読出手段３６８からの制御信号に基づいて狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器３６７、読出手段３６８からの制御信号に基づいて反射画像用撮像素子３６２から出力された画像信号をデジタル値に変換して画像データとして出力するＡＤ変換器３６５、ＡＤ変換器３６６から出力され後述する広帯域蛍光画像用メモリ４５２に記憶された画像データおよびＡＤ変換器３６７から出力され後述する狭帯域蛍光画像用メモリ４５３に記憶された画像データに基づいて統計量を算出する統計量算出手段３７０、統計量算出手段３７０から出力される統計量に基づいて結像倍率系３５６および通常像結像光学系５０７の倍率を決定して結像光学系３５６および通常像結像光学系５０７の倍率がその倍率となるよう倍率制御信号を出力し、また、その倍率に基づいて広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４、反射画像用撮像素子３６２、通常画像用撮像素子５０３における駆動範囲を決定しその駆動範囲における画像信号を読み出すよう読出手段３６８，５０８に制御信号を出力する倍率制御手段３６９を備えている。なお、統計量算出手段３７０は、画像データのビット数を８ビット以下にシフトするビットシフト手段３７１を備えている。
【００９５】
画像演算ユニット４５０は、ＡＤ変換器３６６から出力された広帯域自家蛍光画像の画像データを記憶する広帯域蛍光画像用メモリ４５２、ＡＤ変換器３６７から出力された狭帯域自家蛍光画像の画像データを記憶する狭帯域蛍光画像用メモリ４５３、ＡＤ変換器３６５から出力された反射画像の画像データを記憶する反射画像用メモリ４５１、広帯域蛍光画像用メモリ４５２に記憶された広帯域自家蛍光画像の画像データと狭帯域蛍光画像用メモリ４５３に記憶された広帯域自家蛍光画像の画像データの対応する各画素値の比率に応じた演算を行って各画素の演算値を算出し、その演算値の大きさに応じた色情報を割り当てて色画像を生成して出力する蛍光画像演算手段４５５、反射画像用メモリ４５１に記憶された反射画像の画像データの大きさに応じた輝度情報を割り当てて輝度画像を生成して出力する反射画像演算手段４５４、蛍光画像演算手段４５５にて生成された色画像と反射画像演算手段４５４にて生成された輝度画像を合成して合成画像として出力する画像合成手段４５６を備えている。
【００９６】
次に、上記実施の形態における蛍光内視鏡の作用について説明する。まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像を利用して合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【００９７】
制御用コンピュータ２５０からの信号に基づき半導体レーザ用電源１１２に駆動されＧａＮ系半導体レーザ１１１から励起光Ｌｒが射出され、励起光Ｌｒは、励起光用集光レンズ１１３を透過し、励起光ライトガイド１５１ｂに入射され、内視鏡挿入部１５０の先端部まで導光された後、照明レンズ１５３から生体組織９へ照射される。励起光Ｌｒの照射により生じる生体組織９からの自家蛍光像は、集光レンズ１５５により集光され、励起光カットフィルタ１５４を透過して、イメージファイバ１５２の先端に入射しイメージファイバ１５２を経て、コリメートレンズ３５１に入射する。励起光カットフィルタ１５４は、波長４２０ｎｍ以上の全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励起光Ｌｒの波長は４１０ｎｍであるため、生体組織９で反射された励起光は、この励起光カットフィルタ１５４でカットされる。コリメートレンズ３５１を透過した自家蛍光像は、ダイクロイックミラー３５３により直角方向に反射される。ダイクロイックミラー３５３により反射された自家蛍光像はハーフミラー３５４で５０％の透過率で透過し、５０％の反射率で反射される。ハーフミラー３５４を透過した自家蛍光像は、狭帯域蛍光像用ミラー３５５を直角方向に反射する。ダイクロイックミラー３５３を透過した反射像、ハーフミラー３５４を反射した自家蛍光像および狭帯域蛍光像用ミラー３５５を反射した自家蛍光像はともに結像光学系３５６に入射される。このとき、結像光学系３５６に最初に入射された自家蛍光像については、結像光学系３５６を等倍で透過する。結像光学系３５６を等倍で透過した自家蛍光像は、広帯域蛍光像用集光レンズ３５８により結像され、広帯域蛍光像用集光レンズ３５８を透過した自家蛍光像は、広帯域バンドパスフィルタ３６０を透過して、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３により撮像される。狭帯域蛍光像用ミラー３５５により反射された自家蛍光像は、狭帯域蛍光用集光レンズ３５９により結像され、狭帯域バンドパスフィルタ３６１を透過して、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４により撮像される。
【００９８】
広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３と狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４により撮像された自家蛍光像は電気信号である画像信号に変換され、読出手段３６８の制御信号によってそれぞれ画像信号が読み出される。そして、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３から出力された画像信号はＡＤ変換器３６６に入力されデジタル化された後、広帯域蛍光画像用メモリ４５２に記憶され、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４から出力された画像信号はＡＤ変換器３６７に入力されデジタル化された後、狭帯域蛍光画像用メモリ４５３に記憶される。
【００９９】
ここで、最初の自家蛍光画像の撮像により広帯域蛍光画像用メモリ４５２および狭帯域蛍光画像用メモリ４５３に記憶された後、上記第１の実施の形態と同様にしてその画像データのうち関心領域の画像データが統計量算出手段３７０に出力される。そして、その画像データはビットシフト手段３７１により８ビット以下にビットシフトされた後、統計量演算手段３７０において上記第１の実施の形態と同様の平均値の演算がされた後、この平均値は倍率制御手段３６９に出力され倍率制御手段３６９はこの平均値に応じた自家蛍光画像と通常画像の倍率を決定し、この倍率になるよう結像光学系３５６と通常像結像光学系５０７に倍率制御信号を出力する。
【０１００】
そして、倍率制御手段３６９の倍率制御信号により適当な倍率に制御された結像光学系３５６を通じて次の自家蛍光画像および反射像が撮像される。さらに、倍率制御手段３６９から読出手段３６８に有効範囲に応じた駆動範囲が出力され、読出手段３６８はこの有効範囲に応じた駆動範囲のおける狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３および反射画像用撮像素子３６５の画像データを読み出す。この有効範囲とは画像として表示させたい領域であり、予め設定されていてもよいし所定の入力手段（図示省略）により入力されるものでもよい。また、読出手段３６８は、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６４および広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３６３が例えばＣＣＤの場合は、その水平／垂直同期信号および基準クロック信号により読出しを行い、上記有効範囲に応じた駆動範囲の制御はこの水平／垂直同期信号および基準クロック周波数の変更により行われる。読出手段３６８により読み出された有効範囲に応じた駆動範囲の画像データは狭帯域蛍光画像用メモリ４５３、広帯域蛍光画像用メモリ４５２および反射画像用メモリ４５１に記憶される。
【０１０１】
そして、狭帯域蛍光画像用メモリ４５３に記憶された有効範囲の狭帯域自家蛍光画像と広帯域蛍光画像用メモリ４５２に記憶された有効範囲の広帯域自家蛍光画像は、蛍光画像演算手段４５５で対応する各画像の各画素値の比率に応じた演算を行い、その演算値に色情報を割り当てられ、色情報をもった画像信号が生成され出力される。一方、反射画像用メモリ４５１に記憶された有効範囲の反射画像は反射画像演算手段４５４でその画素値の大きさに応じた輝度情報が割り当てられ、輝度情報をもった画像信号が生成され出力される。そして、蛍光画像演算手段４５５から出力された色画像信号と反射画像演算手段４５４から出力された輝度画像信号は画像合成手段４５６にて合成され合成画像が生成されて出力される。画像合成手段４５６から出力された合成画像は、ビデオ信号処理回路５０６によってＤＡ変換後にモニタ６００に入力され、有効範囲の合成画像が表示される。この合成画像の色の違いにより正常組織か病変組織かの判別が可能となる。
【０１０２】
通常画像表示の作用については上記第１の実施の形態と同様である。
【０１０３】
上記合成画像表示の作用および通常画像表示の作用に関する一連の動作は、制御用コンピュータ２５０により制御される。また、上記合成画像表示状態と通常画像表示状態の切り換えは、フットスイッチ２を押下することにより行なわれる。
【０１０４】
本発明による蛍光画像撮像装置を適用した上記蛍光内視鏡によれば、統計量算出手段３７０が蛍光画像の所定の領域の画像信号の統計量を算出し、倍率制御手段３６９が統計量に基づいて結像光学系３５６の倍率を制御することにより蛍光像および反射像の大きさを決定するようにしたので、上記第１の実施の形態の効果に加え、反射像を蛍光像の大きさに応じた大きさとすることができ、蛍光画像および反射画像を利用して画像演算をする場合においても、適当な画像間演算処理を行うことができる。
【０１０５】
また、上記第１および第２の実施の形態では、倍率制御手段は、統計量算出手段において算出された統計量に基づいて倍率を制御するようにしたが、実際には全てのユーザーにとって診断しやすい、好みの倍率に制御することは難しい。従って、統計量算出手段を設けずに、ユーザーが適宜結像光学系の倍率を制御できるようボリュームやフットスイッチなどの外部入力手段を設けるようにしてもよい。ユーザーは観察画像の明るさやチラツキに基づいて拡大、縮小を変更し、観察画像が暗かったりチラツキが大きいときには縮小するようにスイッチ等を切り換え、観察が明るくチラツキが小さいときには拡大するようにスイッチ等を切り換えるようにすればよい。そして、画像データの読出しについては、上記第１および第２の実施の形態と同様に上記有効範囲に応じて行うようにすればよい。
【０１０６】
また、上記第１および第２の実施の形態では、有効範囲の画像信号に応じた画像をモニタ６００により表示するようにしたが、つまり、モニタ６００に表示される画像は倍率制御手段により制御された倍率に応じて拡大、縮小されるようにしたが、表示倍率制御手段を設けてモニタ６００に表示される画像の大きさが常に同じになるように表示倍率を制御するようにしてもよい。このように倍率を制御することにより、倍率制御手段により縮小された場合においても拡大表示することにより視認性を確保することができる。また、表示画像は倍率制御手段により制御された倍率に応じて拡大、縮小される場合と、常に同じ大きさで表示される場合とを所定のスイッチで切り換えることができるようにしてもよい。
【０１０７】
また、上記第１および第２の実施の形態では、自家蛍光画像の画像データに基づいて統計量算出手段により統計量を算出するようにしたが、反射画像の画像データの基づいて統計量を算出するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上記第１および第２の実施の形態では、画像データそのものから統計量を算出するようにしたが、これに限らず、表示の際に変換されたＹ信号（ＮＴＳＣ信号のＹＩＱのＹ、ＹＣｂＣｒのＹ等）を用いるようにしてもよい。もしくは、反射画像の画像信号に輝度情報を割り当てるような場合には、この輝度情報から統計量を算出するようにしてもよい。
【０１０９】
また、上記第１および第２の実施の形態では、倍率制御手段の制御信号により読出手段が各撮像素子の駆動範囲を制御することにより有効範囲のみの画像データを読み出すようにしたが、これとは別の実施の形態として、読出手段により各撮像素子で撮像された画像データを全て読み出した後、広帯域蛍光画像用メモリ、狭帯域蛍光画像用メモリ、反射画像用メモリおよび通常画像用メモリに画像データを記憶する際に倍率制御手段からの制御信号により有効範囲の画像データのみを各メモリに記憶するよう制御してもよい。
【０１１０】
また、上記第１および第２の実施の形態では、結像光学系、撮像素子、ＡＤ変換器および読出手段は画像処理部に設置する構成としたが、これとは別の構成として、図４に示すように結像光学系１２、撮像素子１４、ＡＤ変換器１５を内視鏡挿入部１０内部に配置する構成としてもよい。なお、図４における実施の形態では、内視鏡挿入部１０は自家蛍光像、通常像および反射像を集光する集光レンズ１１、結像光学系１２、自家蛍光像、通常像および反射像を撮像素子に結像する集光レンズ１３、撮像素子１４、ＡＤ変換器１５を備えており、結像光学系１２および画像演算ユニット４０には倍率制御手段３０から制御信号が出力され、画像演算ユニットにおける広帯域蛍光画像用メモリ、狭帯域蛍光画像用メモリ、反射画像用メモリは画像データを記憶する際に倍率制御手段３０からの制御信号により有効範囲の画像データのみを各メモリに記憶するよう制御される。
【０１１１】
さらに、図５に示すように結像光学系５２、撮像素子５４、ＡＤ変換器５５および読出手段５６を内視鏡挿入部５０の内部に配置する構成としてもよい。なお、図４における実施の形態では、内視鏡挿入部５０は自家蛍光像、通常像および反射像を集光する集光レンズ５１、結像光学系５２、自家蛍光像、通常像および反射像を撮像素子に結像する集光レンズ５３、撮像素子５４、ＡＤ変換器５５および読出手段５６を備えており、結像光学系５２および読出手段５６には、倍率制御手段３５から制御信号が出力される。各手段の作用については、上記第１および第２の実施の形態と同様である。
【０１１２】
また、上記第１および第２の実施の形態においては、自家蛍光像用の撮像素子と通常画像用の撮像素子をそれぞれ設ける構成としたが、共通化してもよい。さらに、第２の実施の形態においては、反射像用の撮像素子も共通化するようにしてもよい。この場合、時系列により各画像の撮像を切り換えるようにしてもよいし、撮像素子の表面にモザイクフィルタを設置することにより自家蛍光像、通常像および反射像を分離して撮像するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上記第１および第２の実施の形態における倍率制御手段は、制御用コンピュータに内蔵するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記第１および第２の実施の形態における結像光学系は、蛍光像および反射像を結像する結像光学系と通常像を結像する通常象結像光学系とを分離した構成としたが、共通とした構成としてもよい。
【０１１５】
なお、上記第１および第２の実施の形態では、通常像と蛍光像の対応付けを容易にするために、通常像の倍率を蛍光像に合わせるものとしたが、通常像は高い倍率の固定としておいてもよい。この場合、高い解像度の通常像を得ることができる。また、通常像の倍率は変更せず蛍光像のみ倍率を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蛍光画像撮像装置を適用した蛍光内視鏡の第１の実施の形態の概略構成図
【図２】本発明の蛍光画像撮像装置を適用した蛍光内視鏡の第２の実施の形態の概略構成図
【図３】重み付け演算の説明図
【図４】本発明の蛍光画像撮像装置の他の実施形態の一部概略構成図
【図５】本発明の蛍光画像撮像装置の他の実施形態の一部概略構成図
【図６】正常組織と病変組織の蛍光スペクトルの強度分布を示す説明図
【符号の説明】
１、３    画像信号処理部
９    生体組織
１０、５０、１００、１５０    内視鏡挿入部
１１、１３、５１、５３    集光レンズ
１２、５２    結像光学系
１４、５４    撮像素子
１５、５５    ＡＤ変換器
２０、５６    読出手段
３０、３５    倍率制御手段
４０、４５    画像演算ユニット
１０１、１５１    ライトガイド
１０１ａ、１５１ａ    白色光ライトガイド
１０１ｂ、１５１ｂ    励起光ライトガイド
１０２、１５２    イメージファイバ
１０３、１５３    照明レンズ
１０４、１５４    励起光カットフィルタ
１０５、１５５    対物レンズ
１１０、１５０    照明ユニット
１１１    ＧａＮ系半導体レーザ
１１２    半導体レーザ用電源
１１３    励起光用集光レンズ
１１４    白色光源
１１５    白色光源用電源
１１６    白色光用集光レンズ
１１７    参照光源
１１８    参照光源用電源
１１９    参照光用集光レンズ
２００、２５０    制御用コンピュータ
３００、３５０    画像検出ユニット
３０１、３５１    コリメートレンズ
３０２、３５２    可動ミラー
３０３、３５４    ハーフミラー
３０４    蛍光像用ミラー
３０５、３５６    結像光学系
３０６、３５８    広帯域蛍光像用集光レンズ
３０７、３５９    狭帯域蛍光像用集光レンズ
３０８、３６０    広帯域バンドパスフィルタ
３０９、３６１    狭帯域バンドパスフィルタ
３１０、３６３    広帯域蛍光画像用高感度撮像素子
３１１、３６４    狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子
３１２、３１３、３６５、３６６、３６７、５０４    ＡＤ変換器
３１４、３６８、５０８    読出手段
３１５、３７０    統計量算出手段
３１６、３６９    倍率制御手段
３１７、３７１    ビットシフト手段
３５５    狭帯域蛍光像用ミラー
３５７    反射像用集光レンズ
３６２    反射画像用撮像素子
４００、４５０    画像演算ユニット
４０１、４５２    広帯域蛍光画像用メモリ
４０２、４５３    狭帯域蛍光画像用メモリ
４０３    画像生成手段
４５１    反射画像用メモリ
４５４    反射画像演算手段
４５５    蛍光画像用演算手段
４５６    画像合成手段
５００    表示信号処理ユニット
５０１    通常像用ミラー
５０２    通常像用集光レンズ
５０３    通常画像用撮像素子
５０５    通常画像用メモリ
５０６    ビデオ信号処理手段
５０７    通常像用結像光学系
６００    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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【図６】
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