(57)【要約】【課題】可視光域の複数波長の蛍光像を白色光と同時に観察する際に、フレームレートを向上して位置ずれが低減された画像を提供する。【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長領域における帯域光を含み、少なくとも２つの帯域光が、各々の長波長側の一部帯域を除く波長特性を有する照明光を射出する光源部３と、該光源部３からの帯域光の被写体Ｘにおける反射光を撮影する反射光撮像部５５と、２以上の帯域光のそれぞれにより発生する異なる帯域の２以上の蛍光を撮影する蛍光撮像部５６，５８と、該蛍光撮像部５６，５８の前段に配置され、帯域光を遮断し、一部帯域に波長を有する２以上の蛍光を透過する波長特性を有する励起光カットフィルタ５７とを備え、蛍光撮像部５６，５８が、該励起光カットフィルタ５７を透過した２以上の蛍光を区別して撮影可能に構成されている蛍光観察装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長領域における帯域光を含み、少なくとも２つの前記帯域光が、各々の長波長側の一部帯域を除く波長特性を有する照明光を射出する光源部と、
該光源部からの帯域光の被写体における反射光を撮影する反射光撮像部と、
２以上の前記帯域光のそれぞれにより発生する異なる帯域の２以上の蛍光を撮影する蛍光撮像部と、
該蛍光撮像部の前段に配置され、前記帯域光を遮断し、前記一部帯域に波長を有する２以上の前記蛍光を透過する波長特性を有する励起光カットフィルタとを備え、
前記蛍光撮像部が、該励起光カットフィルタを透過した２以上の前記蛍光を区別して撮影可能に構成されている蛍光観察装置。
【請求項２】
前記蛍光撮像部が、異なる帯域の２以上の前記蛍光を択一的に透過するように透過帯域を切り替える可変分光素子を備える請求項１に記載の蛍光観察装置。
【請求項３】
前記蛍光撮像部が、カラー撮像素子からなる請求項１に記載の蛍光観察装置。
【請求項４】
前記光源部が、白色光源と、該白色光源から発せられた白色光に含まれる前記照明光を透過させる波長特性を有する励起フィルタとを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項５】
表示部と、
前記反射光撮像部によって取得された反射光画像および前記蛍光撮像部によって取得された２以上の蛍光画像を前記表示部に表示させる表示画像制御部とを備え、
前記蛍光撮像部が、前記２以上の蛍光を１回ずつ順番に撮影する期間を１サイクルとして、前記２以上の蛍光の撮影および前記２以上の蛍光画像の取得を繰り返し、
前記表示画像制御部が、前記２以上の蛍光画像と、該２以上の蛍光画像のいずれか１つと同時刻または最も近い時刻に撮影された前記反射光画像とを同時に前記表示部に表示させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置。
【請求項６】
前記表示画像制御部が、最新の前記反射光画像および前記２以上の蛍光画像を前記表示部に表示させる請求項５に記載の蛍光観察装置。
【請求項７】
前記反射光撮像部が、各サイクルにおいて、１サイクルの略中間で１回のみ反射光を撮影する請求項５または請求項６に記載の蛍光観察装置。
【請求項８】
前記蛍光撮像部が、前記２以上の蛍光を区別して撮影可能であり、
前記光源部が、前記反射光撮像部による撮影期間中には前記帯域光を同時に射出し、前記蛍光撮像部のみによる撮影期間中には２以上の前記帯域光のうちの１つのみを射出する請求項７に記載の蛍光観察装置。
【請求項９】
前記光源部が、前記蛍光撮像部のみによる撮影期間中には、前記反射光撮像部による撮影期間中に比べて前記帯域光の強度を増大させる請求項７または請求項８に記載の蛍光観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色光と可視光域の複数波長の蛍光の同時観察を実現した蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この蛍光観察装置では、白色光と励起光とを順番に被写体に照射し、白色光画像および複数種類の蛍光画像を順番に取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の蛍光観察装置では、取得する画像の種類の数に応じて、各種類の画像のフレームレートが低下する。したがって、例えば、内視鏡を移動させながら生体内を観察したり、大きく動く器官等を観察したりする場合に、ある時点で取得され白色光画像と次に取得された白色光画像との間で撮影時刻の差が大きくなることに起因して観察対象の撮影範囲のずれが生じる。白色光画像は主に観察対象の形態の観察に用いられるが、フレームレートの低い白色光画像では観察対象の形態の詳細な観察が難しいという問題がある。
【０００５】
さらに、白色光画像と蛍光画像とを同時にモニタに表示する際に、白色光画像と蛍光画像との間にも上述した観察対象の撮影範囲のずれが生じる。特に複数種類の蛍光画像を観察する場合には、白色光画像と各種類の蛍光画像との撮影時刻の差がより大きくなり、撮影範囲のずれも顕著になるという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、可視光域の複数波長の蛍光像を白色光と同時に観察する際に、フレームレートを向上して位置ずれが低減された画像を提供することができる蛍光観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長領域における帯域光を含み、少なくとも２つの前記帯域光が、各々の長波長側の一部帯域を除く波長特性を有する照明光を射出する光源部と、該光源部からの帯域光の被写体における反射光を撮影する反射光撮像部と、２以上の前記帯域光のそれぞれにより発生する異なる帯域の２以上の蛍光を撮影する蛍光撮像部と、該蛍光撮像部の前段に配置され、前記帯域光を遮断し、前記一部帯域に波長を有する２以上の前記蛍光を透過する波長特性を有する励起光カットフィルタとを備え、前記蛍光撮像部が、該励起光カットフィルタを透過した２以上の前記蛍光を区別して撮影可能に構成されている蛍光観察装置を提供する。
【０００８】
本態様によれば、光源部から射出されたＲ、Ｇ、Ｂの帯域光が被写体に照射されると、被写体における帯域光の反射光が反射光撮像部により撮影され、反射光画像が取得される。一方、２以上の帯域光を励起光としてこれらの帯域光からずれた帯域に発生する２以上の蛍光は、蛍光撮像部の前段に設けられた励起光カットフィルタを透過し、光源部からの帯域光は励起光カットフィルタによって蛍光撮像部に入射することなく遮断される。そして、励起光カットフィルタを透過した２以上の帯域の蛍光は、蛍光撮像部において区別されて撮影され、２以上の波長の蛍光画像が取得される。その結果、反射光については連続的に撮影することができるので、フレームレートの高い反射光画像を提供することができる。さらに、２以上の蛍光については反射光と同時に撮影することができるので、反射光画像との間で撮影範囲のずれが低減された蛍光画像を提供することができる。
【０００９】
上記態様においては、前記蛍光撮像部が、異なる帯域の２以上の前記蛍光を択一的に透過するように透過帯域を切り替える可変分光素子を備えていてもよい。
このようにすることで、２以上の蛍光は、可変分光素子の透過帯域を切り替えることにより、順次撮影される。この場合においても、各蛍光の撮影は白色光と同時に行われるので、２以上の蛍光はいずれも白色光と同時観察することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記蛍光撮像部が、カラー撮像素子からなっていてもよい。
このようにすることで、励起光カットフィルタを透過した２以上の帯域の蛍光はカラー撮像素子のカラーフィルタによって区別されて別個の画素により撮影される。これにより、反射光画像を連続的に観察しながら、該反射光画像と同時に２以上の帯域の蛍光画像を観察することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記光源部が、白色光源と、該白色光源から発せられた白色光に含まれる前記照明光を透過させる波長特性を有する励起フィルタとを備えていてもよい。
このようにすることで、２以上の帯域光を混合してなる擬似的な白色光の被写体における反射光を連続的に観察することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、表示部と、前記反射光撮像部によって取得された反射光画像および前記蛍光撮像部によって取得された２以上の蛍光画像を前記表示部に表示させる表示画像制御部とを備え、前記蛍光撮像部が、前記２以上の蛍光を１回ずつ順番に撮影する期間を１サイクルとして、前記２以上の蛍光の撮影および前記２以上の蛍光画像の取得を繰り返し、前記表示画像制御部が、前記２以上の蛍光画像と、該２以上の蛍光画像の内のいずれか１つと同時刻または最も近い時刻に撮影された前記反射光画像とを同時に前記表示部に表示させてもよい。
このようにすることで、異なる時刻に撮影された複数の蛍光画像を反射光画像と一緒に表示する際に、蛍光画像と反射光画像と撮影時刻の差に因る、蛍光画像と反射光画像との撮影範囲のずれが観察に与える影響を抑制することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記表示画像制御部が、最新の前記反射光画像および前記２以上の蛍光画像を前記表示部に表示させてもよい。
このようにすることで、表示部に表示される画像を、反射光画像および蛍光画像のフレームレートと同一の高いフレームレートで更新し、被写体の最新の情報を観察者に提供することができる。
【００１４】
また、上記態様においては、前記反射光撮像部が、各サイクルにおいて、１サイクルの略中間で１回のみ反射光を撮影してもよい。
このようにすることで、同一サイクル中に撮影される複数の蛍光画像との反射光画像と撮影時刻の差を略等しくし、複数の蛍光画像と反射光画像との撮影範囲のずれによる影響を抑制することができる。
【００１５】
また、上記態様においては、前記蛍光撮像部が、前記２以上の蛍光を区別して撮影可能であり、前記光源部が、前記反射光撮像部による撮影期間中には前記帯域光を同時に射出し、前記蛍光撮像部のみによる撮影期間中には２以上の前記帯域光のうちの１つのみを射出してもよい。
このようにすることで、反射光の撮影期間以外の期間においては、他の色の蛍光によるクロストークを含まない正確な蛍光画像を取得することができる。
【００１６】
また、上記態様においては、前記光源部が、前記蛍光撮像部のみによる撮影期間中には、前記反射光撮像部による撮影期間中に比べて前記帯域光の強度を増大させてもよい。
このようにすることで、反射光の撮影期間以外の期間においては、より高強度の蛍光を発生させて、より明るい蛍光画像を取得することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、可視光域の複数波長の蛍光像を白色光と同時に観察する際に、フレームレートを向上して位置ずれが低減された画像を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【図２】図１の蛍光観察装置に備えられる励起フィルタおよび励起光カットフィルタの波長特性例を示す図である。
【図３】図１の蛍光観察装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】図１の蛍光観察装置の動作の変形例を示すタイミングチャートである。
【図５】図１の蛍光観察装置の動作の他の変形例を示すタイミングチャートである。
【図６】図１の蛍光観察装置に備えられる励起フィルタおよび励起光カットフィルタの他の波長特性例を示す図である。
【図７】図１の蛍光観察装置の変形例を示す全体構成図である。
【図８】図７の動作を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１０】図９の蛍光観察装置に備えられる励起フィルタおよび励起光カットフィルタの変形例の波長特性例を示す図である。
【図１１】図９の蛍光観察装置の動作の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１２】図９の蛍光観察装置の動作の他の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１３】図９の蛍光観察装置の動作の他の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１４】図９の蛍光観察装置の動作の他の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１５】図９の蛍光観察装置の動作の他の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１６】図９の蛍光観察装置の動作の他の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。
【図１８】図１７の蛍光観察装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について、図１から図８を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、蛍光内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、光源ユニット（光源部）３と、該光源ユニット３からの照明光を挿入部２の先端２ａから生体組織（被写体）Ｘに向けて照射する照明ユニット４と、挿入部２の先端２ａ付近に設けられ、生体組織Ｘの画像信号を取得する撮像ユニット５と、撮像条件を設定する撮像条件設定部７と、設定された撮像条件に従って光源ユニット３および撮像ユニット５を制御し、画像を生成するプロセッサ６と、該プロセッサ６によって画像信号から生成された画像Ｐ，Ｑを表示するモニタ８とを備えている。
【００２０】
光源ユニット３は、白色光を発生する白色光源３１と、該白色光源３１から発せられた白色光から、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長領域において１つの帯域光を透過させる励起フィルタ（トリプルバンドパスフィルタ）３２と、該励起フィルタ３２を透過した３つの帯域光を集光するカップリングレンズ３３とを備えている。励起フィルタ３２を透過した３つの帯域光は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの帯域を有しているので、カップリングレンズ３３によって集光された光は、擬似的な白色光を構成している。一方、励起フィルタ３２を透過した３つの帯域光は、それぞれ生体組織Ｘに存在する蛍光物質を励起する励起光として作用するようになっている。各帯域光によって励起されることにより生体組織Ｘにおいて発生する蛍光は、帯域光とは異なる波長（後述するノッチ帯域内の波長）を有している。
【００２１】
照明ユニット４は、挿入部２に配置されたライトガイドファイバ４１と、挿入部２の先端２ａに設けられた照明光学系４２とを備えている。ライトガイドファイバ４１は、カップリングレンズ３３によって集光された光をその基端から先端まで導光する。照明光学系４２は、ライトガイドファイバ４１の先端から出射された擬似的な白色光を、挿入部２の先端２ａに対向する生体組織Ｘに照射するようになっている。
【００２２】
撮像ユニット５は、生体組織Ｘからの光を集める対物レンズ５１と、該対物レンズ５１によって集められた光を２つに分割するビームスプリッタ５２と、該ビームスプリッタ５２によって分割された光をそれぞれ集光する２つの集光レンズ５３，５４と、集光レンズ５３，５４によって集光された光をそれぞれ撮影する第１の撮像素子（反射光撮像部）５５および第２の撮像素子（蛍光撮像部）５６と、ビームスプリッタ５２と第２の撮像素子５６との間に配置され、蛍光のみを選択的に透過させる励起光カットフィルタ５７および、透過帯域を切り替えて異なる波長の蛍光を択一的に透過させる可変分光素子（蛍光撮像部）５８とを備えている。
【００２３】
図２に励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７の透過率特性（波長特性）を示す。励起フィルタ３２は、波長間隔をあけた３つの帯域の光を透過させ、励起光カットフィルタ５７は、励起フィルタ３２を透過する波長の光を遮断し、励起フィルタ３２を透過しない波長の光を透過させるようになっている。
【００２４】
具体的には、励起フィルタ３２は、可視光域（波長約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）の内、Ｒ（約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ）、Ｇ（約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ）、Ｂ（約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ）の各波長領域に、光を透過させる透過帯域（図２の実線参照。）を有している。また、励起フィルタ３２は、Ｂの透過帯域とＧの透過帯域との間、Ｇの透過帯域とＲの透過帯域との間、および、Ｒの透過帯域の長波長側の３箇所に、光を遮断するノッチ帯域を有している。３つのノッチ帯域は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各透過帯域を透過した３つの帯域光によって励起される蛍光の波長にそれぞれ対応している。励起光カットフィルタ５７は、ノッチ帯域と重複する波長領域に蛍光を透過させる透過帯域（図２の鎖線参照。）を有している。
【００２５】
ビームスプリッタ５２は、対物レンズ５１によって集められた光を２つに分割し、一方を第１の撮像素子５５へ向かって反射させ、他方を第２の撮像素子５６へ向かって透過させるようになっている。
第１の撮像素子５５は、例えば、カラーＣＣＤまたはカラーＣＭＯＳであり、ビームスプリッタ５２で反射した生体組織Ｘからの反射光をカラー撮影して反射光画像信号を生成するようになっている。
第２の撮像素子５６は、例えば、高感度モノクロＣＣＤであり、生体組織Ｘから発せられて励起光カットフィルタ５７および可変分光素子５８を透過した蛍光を撮影して蛍光画像信号を生成するようになっている。
【００２６】
撮像条件設定部７は、第１の撮像素子５５による反射光の撮影条件および第２の撮像素子５６による蛍光の撮像条件を、観察者が図示しない入力手段を使用して入力する装置である。撮像条件とは、例えば、露光時間、ゲイン、蛍光波長等である。撮像条件設定部７で設定された撮影条件は、プロセッサ６の制御信号生成部６３に送信される。
【００２７】
プロセッサ６は、第１の撮像素子５５によって取得された反射光画像信号から反射光画像Ｐを生成する反射光画像生成部６１と、第２の撮像素子５６によって取得された蛍光画像信号から蛍光画像Ｑを生成する蛍光画像生成部６２と、制御信号生成部６３と、表示画像制御部６４とを備えている。制御信号生成部６３は、設定された撮像条件に従って、白色光源３１、撮像素子５５，５６および可変分光素子５８を制御するようになっている。表示画像制御部６４は、反射光画像生成部６１によって生成された反射光画像Ｐおよび蛍光画像生成部６２によって生成された蛍光画像Ｑを、所定のフレームレートでモニタ８に出力して表示させる。
【００２８】
以下、第１の撮像素子５５および第２の撮像素子５６が同一のフレームレートに設定され、かつ、３色の蛍光を撮影するように、撮像条件設定部７に撮像条件が設定されている場合について説明する。この場合には、制御信号生成部６３は、図３に示されるように、第１の撮像素子５５による１回の露光とともに、第２の撮像素子５６による１色の蛍光の露光を実施させる。また、制御信号制御部６３は、第２の撮像素子５６による３色の蛍光の露光を第１の撮像素子５５による３回の露光とともに順次行うことを繰り返させる。
【００２９】
さらに具体的には、制御信号生成部６３は、図３に示されるように、観察が開始されると、白色光源３１を連続的に点灯させて白色光を連続的に発生させ、第１の撮像素子５５による反射光の撮影（白色露光）を各フレームで行わせるとともに、可変分光素子５８を制御して、透過させる蛍光の波長帯域を、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの帯域光によって励起される蛍光（以下、Ｒ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光という。）の波長帯域に順次切り替えるようになっている。
【００３０】
図３のタイミングチャートの「表示画像」の段は、各フレームにおいてモニタ８に表示される反射光画像Ｐおよび蛍光画像Ｑの組み合わせを示している。例えば、最初のフレームの「白色露光（１回目）」および「Ｒ蛍光露光（１回目）」において反射光およびＲ蛍光がそれぞれ撮影されると、「白色露光（１回目）」および「Ｒ蛍光露光（１回目）」によって取得された「反射光画像（１回目）」および「Ｒ蛍光画像（１回目）」が次のフレームでモニタ８に表示される。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
撮像条件設定部７を介して観察者が撮像条件を設定すると、制御信号生成部６３が、白色光源３１を点灯させるとともに撮像素子５５，５６および可変分光素子５８を制御する。
【００３２】
白色光源３１が点灯されると、白色光源３１から発せられた白色光が励起フィルタ３２を通過させられることによって、波長帯域の一部が切り欠かれ、波長間隔をあけたＲ，Ｇ，Ｂの各波長領域の一部の帯域の光を含む照明光がカップリングレンズ３３によってライトガイドファイバ４１に入射される。励起フィルタ３２によって、白色光の一部の帯域が部分的に切り欠かれるが、励起フィルタ３２を透過した光はＲ、Ｇ、Ｂの各帯域の光を全て含んでいるため、擬似的な白色光として、ライトガイドファイバ４１によって挿入部２の先端２ａまで導かれた後に、照明光学系４２によって生体組織Ｘに照射される。
【００３３】
擬似的な白色光が生体組織Ｘに照射されると、生体組織Ｘの表面において反射された反射光、および、生体組織Ｘ内に存在している蛍光物質が励起されることによる蛍光が戻り光として撮像ユニット５の対物レンズ５１により集光される。対物レンズ５１により集光された光は、ビームスプリッタ５２によって２つに分岐され、一方の光は集光レンズ５３を介して第１の撮像素子５５に入射し、他方の光は励起光カットフィルタ５７を透過した波長の光が集光レンズ５４によって集光され、さらに可変分光素子５８を通過した波長の光が第２の撮像素子５６に入射する。
【００３４】
第１の撮像素子５５に入射する光には照明光の反射光の他、蛍光も含まれるが、反射光と蛍光との強度の違いにより、反射光画像信号中における蛍光は無視し得る程度である。そして、第１の撮像素子５５により生成された反射光画像信号が、反射光画像生成部６１に入力されることにより、反射光画像Ｐが生成される。生成された反射光画像Ｐは表示画像制御部６４に送られてモニタ８に表示される。
【００３５】
また、ビームスプリッタ５２で分岐された他方の光は、励起光カットフィルタ５７を通過させられることにより、光源ユニット３からの光が全て除去され、生体組織Ｘにおいて発生した蛍光のみが、可変分光素子５８に入射される。制御信号生成部６３は可変分光素子５８を制御して、フレーム毎に透過させる蛍光の波長を切り替えることにより、Ｒ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光を順次透過させる。これにより、Ｒ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光がフレーム毎に別々に撮影されて蛍光画像信号が生成される。蛍光画像信号は、蛍光画像生成部６２に順次送られることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３つの帯域の蛍光画像（Ｒ蛍光画像、Ｇ蛍光画像、Ｂ蛍光画像）Ｑが取得される。
そして、生成された蛍光画像Ｑは、順次表示画像制御部６４に送られることによりモニタ８に表示される。
【００３６】
このように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、第１の撮像素子５５によって擬似的な白色光の生体組織Ｘにおける反射光が連続的に撮影されるので、生体組織Ｘの反射光画像Ｐを高いフレームレートで連続的にモニタ８に表示することができる。その一方で、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれかの帯域光に基づく蛍光画像Ｑが、いずれかのフレームにおいて白色光と同時に取得される。したがって、白色光による観察を連続的に行いながら、複数波長の蛍光像の同時観察を行うことができるという利点がある。また、反射光画像Ｐと各蛍光画像Ｑとの撮影時刻の差がゼロまたは低減されるので、反射光画像Ｐに対して撮影範囲が同一の、または、撮影範囲のずれが少ない蛍光画像Ｑを提供することができるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態においては、３つの帯域の蛍光画像Ｑを順次取得することとしたが、これに代えて、３つの帯域の蛍光画像Ｑのうち１つを連続して取得してもよい。例えば、撮像条件設定部７は、観察者が３つの帯域の蛍光画像Ｑから１つを選択して設定可能に構成され、制御信号部６３は、撮像条件設定部７に設定された蛍光画像Ｑが連続して取得されるように、可変分光素子５８を制御する。観察者は、撮像条件設定部７の設定を変更することによって、現在取得されている蛍光画像Ｑから他の帯域の蛍光画像Ｑへ切り替えることができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、反射光画像Ｐの露光時間と蛍光画像Ｑの露光時間とを等しく、１フレームに要する時間に一致させたが、これに代えて、図４に示されるように、反射光画像Ｐの露光時間と蛍光画像Ｑの露光時間とを異ならせてもよい。図４に示す例では、蛍光画像Ｑの露光時間を反射光画像Ｐの露光時間の２倍に設定し、より明るい蛍光画像Ｑを取得することができる。反射光画像Ｐの露光時間および蛍光画像Ｑの露光時間は、例えば、観察者が観察前に入力手段を使用して所望の露光時間を撮像条件設定部７に入力することにより設定される。蛍光画像Ｑと反射光画像Ｐの露光時間は任意の比率で設定することにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態においては、トリプルバンドパスフィルタからなる励起フィルタ３２と、３つの帯域を遮断する励起光カットフィルタ５７を用いて、３つの帯域の蛍光を撮影することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、同じ構成で２つの帯域の蛍光を撮影することにしてもよい。この場合、可変分光素子５８によって２つの帯域の蛍光のみを第２の撮像素子５６へ通過させることにすればよい。第２の撮像素子５６により撮影する蛍光の数を少なくすることで、各帯域の蛍光画像Ｑのフレームレートを向上することができる。
【００４０】
また、２つの帯域の蛍光のみを撮影する場合には、２つの帯域の白色光をカットする励起フィルタ３２と、当該帯域の蛍光を通過して他の帯域の白色光をカットする励起光カットフィルタ５７とを用いてもよい。例えば、ＲおよびＢの波長帯域の光により励起される２つの蛍光を撮影するには、図６に示される波長特性の励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７を用いることにすればよい。
【００４１】
また、本実施形態に係る蛍光観察装置１においては、励起光カットフィルタ５７を透過した蛍光を可変分光素子５８によって選択的に透過させることとしたが、これに代えて、可変分光素子５８と励起光カットフィルタ５７の順序を入れ替えてもよい。
【００４２】
また、本実施形態の蛍光撮像部においては、可変分光素子５８によって、２以上の帯域の蛍光を順次選択的に透過させて別々に白色光と同時に撮影することとしたが、これに代えて、図７に示されるように、可変分光素子５８をなくし、第２の撮像素子５６としてカラーＣＣＤ（以下、カラーＣＣＤ５６ともいう。）を採用してもよい。
このようにすることで、励起光カットフィルタ５７によって反射光が除去された２以上の帯域の蛍光が、カラーＣＣＤ５６の各画素に備えられたカラーフィルタによって選択されて、異なる画素により撮影される。これにより、２以上の帯域の蛍光を区別して撮影することができる。
【００４３】
この場合には、図８に示されるように、２以上の帯域の全ての蛍光を同時に撮影することができるという利点がある。
また、この場合のカラーＣＣＤ５６に代えて、帯域毎に分光して撮影する３つのＣＣＤ（３板式ＣＣＤなど）を採用してもよい。
また、反射光画像Ｐと蛍光画像Ｑの１フレームの時間は、同じであっても異なっていてもよい。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置について、図９から図１６を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態に係る蛍光観察装置は、図９に示されるように、表示画像制御部６４が、２以上の帯域の蛍光画像を交互にではなく同時にモニタ８に表示させる点において、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と相違している。
【００４６】
蛍光観察装置は、図５における蛍光観察装置１と同様に、２色（図示する例ではＲおよびＢ）の帯域光によって励起される２色の蛍光を交互に撮影して、Ｒ蛍光画像ＱとＢ蛍光画像Ｑとを交互に取得する。
【００４７】
すなわち、図６に示される波長特性を有する励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７が用いられる。励起フィルタ３２は、Ｂの透過帯域とＧの透過帯域との間、および、Ｒの透過帯域の長波長側の２箇所にノッチ帯域を有し、励起光カットフィルタ５７は、ノッチ帯域に対応するＢ蛍光およびＲ蛍光を透過させるようになっている。
【００４８】
制御信号生成部６３は、図９に示されるように、第１の撮像素子５５による１回の露光毎に第２の撮像素子５５による１色の蛍光の露光を実施し、第２の撮像素子５６による２色の蛍光の露光を第１の撮像素子５５による２回の露光の間に順次行うことを繰り返すように、反射光源３１、第１の撮像素子５５、第２の撮像素子５６および可変分光素子５８を制御する。これにより、繰返し撮影するときの最小繰り返し単位である１サイクル中に、反射光画像Ｐが２フレーム取得され、Ｒ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑが１フレームずつ取得される。
【００４９】
表示画像制御部６４は、同一サイクル中に取得された反射光画像Ｐ、Ｒ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑを重畳して重畳画像を生成し、生成された重畳画像をモニタ８に出力して表示させる。
このときに、反射光画像Ｐは、同一サイクル中に２フレーム取得される。以下、Ｒ蛍光画像Ｑと同時刻に取得された１番目の反射光画像を第１の反射光画像Ｐと言い、Ｂ蛍光画像Ｑと同時刻に取得された２番目の反射光画像を第２の反射光画像Ｐと言う。
【００５０】
本実施形態において、撮像条件設定部７は、第１の反射光画像Ｐおよび第２の反射光画像Ｐのいずれを重畳画像の生成に使用するかを観察者が選択して設定可能に構成されている。表示画像制御部６４は、撮像条件設定部７を介して観察者によって設定された一方の反射光画像Ｐを重畳画像の生成に使用する。図９に示す例では、第２の反射光画像Ｐを重畳画像に使用している。
【００５１】
反射光画像Ｐの選択の基準としては、蛍光の強度や分布範囲の広さが挙げられる。
撮影時刻の異なる複数の蛍光画像Ｑを反射光画像Ｐと重畳する場合、少なくとも１つの蛍光画像Ｑの撮影時刻は反射光画像Ｐの撮影時刻と異なることになる。したがって、挿入部２の移動や臓器の動き等によって挿入部２の先端２ａと生体組織Ｘとの相対位置が継時的に変化しているときには、同一サイクル中に取得される複数の蛍光画像Ｑのうち少なくとも１つは、反射光画像Ｐに対して撮影範囲のずれが生じる。
【００５２】
このときに、蛍光画像Ｑが、自家蛍光のように広範囲に分布する蛍光を撮影したものである場合、蛍光画像Ｑの撮影範囲が反射光画像Ｐの撮影範囲からずれていたとしても、この撮影範囲のずれは重畳画像において目立たず、観察者による観察に与える影響は小さい。一方、蛍光画像Ｑが、薬剤蛍光のように局在する蛍光を撮影したものである場合、蛍光画像Ｑの撮影範囲と反射光画像Ｐの撮影範囲とのずれが重畳画像において顕著に現れ、観察者による観察に与える影響は大きい。したがって、観察者は、例えば、局在する蛍光を撮影した蛍光画像Ｑと同時刻に取得された反射光画像Ｐを選択する。
あるいは、観察者が、第１の反射光画像Ｐ１を使用した重畳画像と第２の反射光画像Ｐ２を使用した重畳画像の両方を実際に観察し、観察に適した方を選択してもよい。
【００５３】
このように、本実施形態に係る蛍光観察装置によれば、同一サイクル中に取得された２フレームの反射光画像Ｐの内、蛍光画像Ｑとの撮影範囲のずれが観察に与える影響が大きい方の反射光画像Ｐを選択して重畳画像が生成される。これにより、観察に適した複数の蛍光画像Ｑと反射光画像Ｐとの組み合わせからなる重畳画像を観察者に提供することができるという利点がある。
【００５４】
なお、本実施形態においては、図６に示される波長特性を有する励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７を使用して、Ｒ蛍光およびＢ蛍光を撮影することとしたが、励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７の波長特性は適宜変更可能である。例えば、図１０に示される波長特性の励起フィルタ３２および励起光カットフィルタ５７を用いて、Ｂ蛍光およびＧ蛍光を撮影することとしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態においては、重畳画像に使用する反射光画像Ｐを観察者が選択することとしたが、これに代えて、表示画像制御部６４が蛍光画像Ｑの強度や蛍光の分布範囲の面積に基づいて選択してもよい。例えば、表示画像制御部６４は、Ｒ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑの各々から、所定の閾値以上の階調値を有する画素を選択し、選択された画素の数（すなわち、蛍光の分布範囲の広さ）が少ない方の蛍光画像と同時に取得される反射光画像を選択してもよい。
【００５６】
また、本実施形態においては、同一サイクル中に取得された反射光画像Ｐ、Ｒ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑから重畳画像を生成することとしたが、これに代えて、図１１に示されるように、最新の反射光画像Ｐ、Ｒ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑから重畳画像を生成してもよい。
図９の方式の場合、同一サイクルの期間中には同一の重畳画像が表示され続ける。これに対し、図１１の方式の場合、同一サイクルの期間中に重畳画像を構成する画像が更新されるので、フレームレートが図９の方式の場合の２倍となり、最新の情報をモニタ８に表示することができる。
【００５７】
また、本実施形態においては、同一サイクル中に取得された１フレームの反射光画像Ｐと複数フレームの蛍光画像Ｑとを重畳して重畳画像を生成する場合に、図１２から図１６に示されるように、重畳画像の生成に寄与しない反射光の撮影を省略し、１サイクル中に反射光を１回だけ撮影してもよい。
このようにすることで、反射光の撮影期間以外の期間においては、他の色の蛍光のクロストークを含まない正確な蛍光画像Ｑを得ることができる。
【００５８】
さらに、第１の撮像素子５５による反射光の撮影を実施しない期間においては、図１３に示されるように、光源３１の出力強度を増大させて、より明るい蛍光画像Ｑが取得されるようにしてもよい。
【００５９】
さらに、反射光の撮影を１サイクル中に１回だけ実施する場合には、反射光の撮影のタイミングを、図１４から図１６に示されるように、１サイクル中の略中央に設定することが好ましい。
このようにすることで、一の蛍光画像Ｑの撮影範囲が反射光画像Ｐの撮影範囲から大きくずれてしまうことが無く、観察に与える影響を抑制した重畳画像を生成することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、図１５に示されるように、第１の撮像素子５５による反射光の露光時間が、第２の撮像素子５６による蛍光の露光時間よりも短い場合には、第１の撮像素子５５の露光時間の真ん中と１サイクルの真ん中とのタイミングを一致させることが好ましい。ここで、第１の撮像素子５５のフレームの真ん中ではなく、露光時間の真ん中のタイミングを１サイクルの真ん中と一致させることで、撮影範囲のずれが少なくなる。
また、本実施形態においては、図１６に示されるように、第１の実施形態と同様に、１サイクル中にＲ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光を順番に撮影してもよい。
また、本実施形態においては、１フレームの反射光画像Ｐおよび複数フレームの蛍光画像Ｑを互いに重畳してモニタ８に表示することとしたが、これに代えて、並列してモニタ８に表示してもよい。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置１０について、図１７および図１８を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１および図２の実施形態に係る蛍光観察装置１，１０と構成を共通とする箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態に係る蛍光観察装置１０は、図１７に示されるように、光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂの帯域光をそれぞれ射出するＬＥＤ３４，３５，３６を採用するとともに、第２の撮像素子５６として、３色の蛍光を区別して撮影可能なカラーＣＣＤを採用し、Ｒ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光を観察する点において、第１および第２の実施形態に係る蛍光観察装置１と相違している。
なお、カラーＣＣＤに代えて、帯域毎に分光して撮影する３つのＣＣＤを採用してもよい。
【００６３】
制御信号生成部６３は、図１８に示されるように、１サイクル中に１回だけ露光を実施するように第１の撮像素子５５を制御し、かつ、１サイクル中に３回の露光を実施するように第２の撮像素子５６を制御する。さらに、制御信号生成部６３は、第２の撮像素子５６による３回の露光の内、１回目の露光期間中にはＢ−ＬＥＤ３６のみが、２回目の露光期間中には３色全てのＬＥＤ３４，３５，３６が、３回目の露光期間中にはＲ−ＬＥＤ３４のみがそれぞれ点灯するように、３個のＬＥＤ３４，３５，３６を制御する。これにより、１サイクル中に、Ｒ蛍光画像Ｑ、Ｇ蛍光画像ＱおよびＢ蛍光画像Ｑが順番に取得され、さらにＧ蛍光画像Ｑと同時に反射光画像Ｐが取得されるようになっている。
【００６４】
表示画像制御部６４は、同一サイクル中に取得された反射光画像Ｐ、Ｂ蛍光画像Ｑ、Ｇ蛍光画像ＱおよびＲ蛍光画像Ｑを重畳して重畳画像を生成し、生成された重畳画像をモニタ８に出力して表示させる。
【００６５】
このように、本実施形態に係る蛍光観察装置１０によれば、反射光画像Ｐの露光を１サイクル内の略中間で実施することによって、Ｂ蛍光画像Ｑと反射光画像Ｐとの撮影時刻の差と、Ｒ蛍光画像Ｑと反射光画像Ｐとの撮影時刻の差が略等しくなる。これにより、重畳画像におけるＢ蛍光画像およびＲ蛍光画像の撮影範囲と反射光画像の撮影範囲とのずれが抑制され、観察に適した重畳画像を観察者に提供することができるという利点がある。また、Ｂ蛍光およびＲ蛍光の露光期間中には、１色のＬＥＤ３６または３４のみが点灯するので、他の色の蛍光のクロストークを含まない正確なＢ蛍光画像ＱおよびＲ蛍光画像Ｑを取得することができるという利点がある。
【００６６】
なお、本実施形態においても、反射光の露光期間以外の期間においてＬＥＤ３４，３５，３６の出力強度を増大させ、より明るい蛍光画像Ｑが取得されるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、１サイクル中にＢ、Ｇ、Ｒの順番で帯域光を射出することとしたが、３色の帯域光の順番は適宜変更可能である。例えば、クロストークをさらに防止するためには、反射光と同時にＢ蛍光が露光されるように、帯域光の順番を設定することが好ましい。蛍光のスペクトルは、長波長側に広がる特性を有している。したがって、Ｒ蛍光、Ｇ蛍光およびＢ蛍光が全て発生する反射光の撮影時には、Ｇ蛍光およびＲ蛍光を他の色の蛍光のクロストークを含まずに撮影することは難しいが、最も短い波長を有するＢ蛍光は、Ｇ蛍光およびＲ蛍光のクロストークを含まずに撮影することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１，１０  蛍光観察装置
３  光源ユニット（光源部）
３１  白色光源（光源）
３２  励起フィルタ
３４，３５，３６  ＬＥＤ（光源）
５５  第１の撮像素子（反射光撮像部）
５６  第２の撮像素子（蛍光撮像部）
５７  励起光カットフィルタ
５８  可変分光素子（蛍光撮像部）
６１  反射光画像生成部
Ｘ  生体組織（被写体）
Ｐ  反射光画像
【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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【図１８】
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