(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、前記励起光および前記照明光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光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反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、
前記励起光射出手段が異常動作したことを検出する励起光異常検出手段と、
該励起光異常検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出手段から前記照明光を射出し、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段と、
前記画像表示制御手段が異常動作したときに、前記照明光射出手段に前記照明光を射出させ、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換えるための入力手段とを備え、
前記通常画像表示制御手段が、さらに、前記入力手段の入力信号に応答して、前記照明光射出手段に前記照明光を射出させ、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換え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】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、参照光を射出する参照光射出手段と、前記励起光、前記照明光および前記参照光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光像、前記照明光の照射により前記被測定部から反射される反射光による通常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光による反射像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像と反射像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記参照光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、
前記励起光射出手段および前記参照光射出手段の少なくとも一方が、異常動作したことを検出する射出異常検出手段と、
前記射出異常検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出手段から前記照明光を射出し、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段と、
前記画像表示制御手段が異常動作したときに、前記照明光射出手段に前記照明光を射出させ、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換えるための入力手段とを備え、
前記通常画像表示制御手段が、さらに、前記入力手段の入力信号に応答して、前記照明光射出手段に前記照明光を射出させ、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換え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３】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、前記励起光および前記照明光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光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反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、
前記撮像部のいずれか１つが異常動作したことを検出する撮像異常検出手段と、
該撮像異常検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出手段から前記照明光を射出し、前記撮像部を異常動作していない撮像部に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段とを備えたことを特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項４】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、参照光を射出する参照光射出手段と、前記励起光、前記照明光および前記参照光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光像、前記照明光の照射により前記被測定部から反射される反射光による通常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光による反射像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像と反射像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記参照光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、
前記撮像部のいずれか１つが異常動作したことを検出する撮像異常検出手段と、
該撮像異常検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出手段から前記照明光を射出し、前記撮像部を異常動作していない撮像部に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段とを備えたことを特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項５】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、前記励起光および照明光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光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反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記撮像手段、および前記表示手段を制御する画像表示制御手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記撮像手段、および前記表示手段と前記画像表示制御手段とをそれぞれ電気的に接続する励起光射出制御ライン、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインとからなる蛍光画像表示装置において、
前記照明光射出手段が、前記照明光射出制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記照明光を射出するものであり、
前記撮像手段が、前記撮像制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、
前記表示手段が、前記表示制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、
前記照明光射出制御ライン、前記撮像制御ラインおよび前記表示制御ラインの少なくとも１つの制御ラインが、断線したことを検出する断線検出手段と、
該断線検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出制御ライン、前記撮像制御ラインおよび前記表示制御ラインのうち、断線していない制御ラインの制御信号をオフ状態にする通常画像表示制御手段とを備えたこと特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項６】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、参照光を射出する参照光射出手段と、前記励起光、前記照明光および前記参照光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光像、前記照明光の照射により前記被測定部から反射される反射光による通常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光による反射像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する撮像手段と、前記撮像された蛍光像と反射像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記参照光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記参照光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段と前記画像表示制御手段とをそれぞれ電気的に接続する励起光射出制御ライン、照明光射出制御ライン、参照光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインとからなる蛍光画像表示装置において、
前記照明光射出手段が、前記照明光射出制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記照明光を射出するものであり、
前記撮像手段が、前記撮像制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、
前記表示手段が、前記表示制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、前記通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、
前記照明光射出制御ライン、前記撮像制御ラインおよび前記表示制御ラインの少なくとも１つの制御ラインが、断線したことを検出する断線検出手段と、
該断線検出手段の検出信号に応答して、前記照明光射出制御ライン、前記撮像制御ラインおよび前記表示制御ラインのうち、断線していない制御ラインの前記制御信号をオフ状態にする通常画像表示状態とする通常画像表示制御手段とを備えたこと特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項７】
励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、前記励起光および前記照明光を被測定部まで導光する導光手段と、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による蛍光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反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、前記撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、前記励起光射出手段、前記照明光射出手段、前記撮像手段および前記表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、
前記画像表示制御手段が異常動作したときに、前記照明光射出手段に前記照明光を射出させ、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換えるための入力手段と、
前記入力手段の入力信号に応答して、前記照明光射出手段から前記照明光を射出し、前記撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、前記表示手段を前記通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段とを備えたことを特徴とする蛍光画像表示装置。
【請求項８】
前記表示手段が、前記蛍光画像および前記通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有し、該２台の表示装置のうち、前記撮像部のいずれかが異常動作した前記検出信号に応答して、前記２台の表示装置のうち、前記異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置が、表示しないものであることを特徴とする請求項３または４記載の蛍光画像表示装置。
【請求項９】
前記表示手段が、前記蛍光画像および前記通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有し、該２台の表示装置のうち、前記撮像部のいずれかが異常動作した前記検出信号に応答して、前記２台の表示装置のうち、前記異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置が、フリーズ画面を表示するものであることを特徴とする請求項３または４記載の蛍光画像表示装置。
【請求項１０】
前記表示手段が、前記蛍光画像および前記通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有し、該２台の表示装置のうち、前記撮像部のいずれかが異常動作した前記検出信号に応答して、前記２台の表示装置のうち、前記異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置が、撮像部異常動作のメッセージを表示するものであることを特徴とする請求項３または４記載の蛍光画像表示装置。
【請求項１１】
前記励起光が、ＧａＮ系の半導体レーザ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、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受光することにより病変組織の局在、浸潤範囲を蛍光画像として表示する技術が提案されている。
【０００３】
通常、励起光を照射すると、図１２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微弱な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】
ところで、励起光による蛍光の強度を画像として表示する場合、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。発明者らは、このような不具合を低減するために、異なる波長帯域から取得した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を提案している。
【０００５】
また、上記技術による蛍光画像表示装置は基本的に、生体組織に励起光および照明光を照射する照射手段と、生体内在色素が発光する蛍光による蛍光像と照明光の照射により反射される反射光による通常像とをそれぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、撮像された生体組織の蛍光像および通常像を画像として表示する表示手段とから構成される。そして、多くの場合、体腔内部に挿入される内視鏡や、コルポスポープあるいは手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成される。このように構成された装置では、通常の測定時、まず、通常画像の表示を観察しながら、体内挿入部を対象とされる被測定部付近まで挿入する。その後、励起光を照射し、蛍光強度の測定を行なう。測定後、再び、通常画像の表示を観察しながら体内挿入部を抜去する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、体内挿入部を挿入し始めてから、抜去し終わるまでは、被験者の体内から安全に取り出すため、必ず通常画像表示状態に切り換えられなければならない。
【０００７】
しかしながら、蛍光画像表示方法および装置において、測定者が所望の画像が得られなくなる何らかの装置の動作異常に対する安全対策は、これまでに提供されていなかった。所望の画像を得られなくなる装置の動作異常の原因としては、撮像系の異常、光源の出力低下、通常画像表示に関与する機械要素の動作異常、また、機械要素を制御する制御部あるいは制御信号ラインの異常が考えられる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて、蛍光画像表示方法および装置において、上記異常により所望の画像を観察できない状況が生じた場合に、体内挿入部を安全かつ迅速に取り出すことができ、被験者及び測定者の安全を確保す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】
本発明による蛍光画像表示装置は、励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、励起光および照明光を被測定部まで導光する導光手段と、励起光の照射により被測定部から発生する蛍光による蛍光像および照明光の照射により被測定部から反射される反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、励起光射出手段、照明光射出手段、撮像手段および表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、励起光射出手段が異常動作したことを検出する励起光異常検出手段と、励起光異常検出手段の検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、撮像部とは、撮像素子や蛍光像および通常像を撮像素子に導くミラーなどを意味し、また、「それぞれ撮像する別個の撮像部」とは、蛍光像および通常像を撮像するとき利用するそれぞれ別の撮像素子、それぞれ別のミラー、もしくは、それぞれ別のミラーの位置状態があることを意味し、つまり、蛍光像および通常像を撮像する状態がそれぞれ別の状態であることを意味する。また、蛍光像を撮像する撮像部および通常像を撮像する撮像部が、それぞれ複数存在してもよい。
【００１１】
また、励起光異常検出手段により検出される動作異常は、励起光源の電源のＯＮまたはＯＦＦの切り換え異常、また、光源に流れるドライブ電流の異常、励起光源の冷却装置（空冷ファンや冷却用ペルチェ素子の不良など）の異常（冷却装置が異常動作して、励起光源が冷却されない場合、励起光の出力が弱くなり、蛍光画像が得られなくなる。）などの励起光源駆動装置に関する動作異常がある。また、励起光源自体の経時劣化や絶縁破壊などもある。要は、励起光射出手段から、規定値以下の出力の励起光しか出力されない、もしくは、出力されない状態になり、蛍光画像が撮像できなくなる動作異常であれば、如何なるものでもよい。
【００１２】
また、励起光射出手段の異常動作が検出されたとき行われる、照明光の射出、撮像手段の通常像を撮像する状態への切り換え、および表示手段の通常画像を表示する状態への切り換えは、照明光射出手段、撮像手段、表示手段が、それぞれ前記状態でない場合に行なうものとする。
【００１３】
また、上記蛍光画像表示装置において、参照光を射出する参照光射出手段を備える場合は、励起光射出手段および参照光射出手段の少なくとも一方が、異常動作したことを検出する射出異常検出手段を備え、射出異常検出手段の検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段を備えたものとすることもできる。また、このとき、上記撮像手段は、上記蛍光像および上記通常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光による反射像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する。
【００１４】
ここで、撮像部とは、上記同様撮像素子や蛍光像、通常像および反射像を撮像素子に導くミラーなどを意味し、また、「それぞれ撮像する別個の撮像部」とは、蛍光像、通常像および反射像を撮像するとき利用するそれぞれ別の撮像素子、それぞれ別のミラー、もしくは、それぞれ別のミラーの位置状態があることを意味し、つまり、蛍光像、通常像および反射像を撮像する状態がそれぞれ別の状態であることを意味する。また、蛍光像を撮像する撮像部、通常像を撮像する撮像部および反射像を撮像する撮像部が、それぞれ複数存在してもよい。
【００１５】
ここで、射出異常検出手段により検出される動作異常は、上記の励起光射出手段の動作異常に加え、参照光源の動作異常に関するものであり、参照光源の電源のＯＮまたはＯＦＦの切り換え異常、光源に流れるドライブ電流の異常などの参照光源駆動装置の動作異常の他、参照光源（ハロゲンランプ）の経時劣化や球切れなどがある。要は、参照光射出手段から、規定値以下の出力の参照光しか出力されない、もしくは、出力されない状態になり、反射画像が撮像できなくなる動作異常であれば、如何なるものでもよい。
【００１６】
また、本発明による蛍光画像表示装置は、励起光を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、励起光および照明光を被測定部まで導光する導光手段と、励起光の照射により被測定部から発生する蛍光による蛍光像および照明光の照射により被測定部から反射される反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、励起光射出手段、照明光射出手段、撮像手段および表示手段を制御する画像表示制御手段とからなる蛍光画像表示装置において、撮像部のいずれか１つが異常動作したことを検出する撮像異常検出手段と、撮像異常検出手段の検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像部を異常動作していない撮像部に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、蛍光像および通常像を撮像するそれぞれ別個の撮像部が、複数存在する場合には、所定の優先順位をつけて、異常動作してない撮像部に切り換えるものとする。
【００１８】
また、撮像異常検出手段は、撮像部の異常動作を検出するものであれば、如何なるものでもよく、例えば、通常像と蛍光像をそれぞれ異なる状態で撮像するミラーがあるとき、そのミラーの位置状態の異常のような機械的な異常を検出するもの、また、通常像と蛍光像をそれぞれ撮像する撮像素子のいずれかが正常に撮像できない状態の異常のような電気的な異常を検出するものなどがある。
【００１９】
また、撮像部のいずれか１つが異常動作したことが検出されたとき行われる、照明光の射出、撮像部の異常動作してない撮像部への切り換えおよび表示手段の通常画像を表示する状態への切り換えは、照明光射出手段、撮像手段、表示手段が、それぞれ前記状態でない場合に行なうものとする。
【００２０】
また、上記蛍光画像表示装置において、参照光を射出する参照光射出手段と参照光の照射により被測定部から反射される反射光による反射像を撮像する撮像部を備えている場合は、撮像部のいずれか１つが異常動作したことを検出する撮像異常検出手段と、撮像異常検出手段の検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像部を異常動作していない撮像部に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段とを備えたものとすることもできる。
【００２１】
また、本発明による蛍光画像表示装置は、励起を射出する励起光射出手段と、照明光を射出する照明光射出手段と、励起光および照明光を被測定部まで導光する導光手段と、励起光の照射により被測定部から発生する蛍光による蛍光像および照明光の照射により被測定部から反射される反射光による通常像を、それぞれ撮像する別個の撮像部を有する１つの撮像手段と、撮像された蛍光像に基づいた蛍光画像および通常像に基づいた通常画像を表示する表示手段と、励起光射出手段、照明光射出手段、撮像手段、および表示手段を制御する画像表示制御手段と、励起光射出手段、照明光射出手段、撮像手段、および表示手段と画像表示制御手段とをそれぞれ電気的に接続する励起光射出制御ライン、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインとからなる蛍光画像表示装置において、照明光射出手段が、照明光射出制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、照明光を射出するものであり、撮像手段が、撮像制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、表示手段が、表示制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインの少なくとも１つの制御ラインが、断線したことを検出する断線検出手段と、断線検出手段の検出信号に応答して、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインのうち、断線していない制御ラインの制御信号をオフ状態とする通常画像表示制御手段とを備えたこと特徴とするものである。
【００２２】
ここで、断線とは、物理的な制御ラインの断線や、照明光射出手段、撮像手段および表示手段と画像表示制御手段との接続不良などを意味し、つまり、画像表示制御手段から各手段に制御信号を送れない状態を意味する。また、オフ状態とは、上記断線により制御信号がない状態およびその状態と同様の電気信号がある状態を意味する。
【００２３】
また、通常画像表示制御手段は、断線していない制御ラインの制御信号をオフ状態としてもよいし、全ての制御ラインの制御信号をオフ状態とするものでもよい。
【００２４】
また、上記蛍光画像表示装置において、参照光を照射する参照光照射手段を備えた場合においても、同様である。
【００２５】
また、本発明における蛍光画像表示装置は、画像表示制御手段が異常動作したときに、照明光射出手段に照明光を射出させ、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えるための入力手段を備え、通常画像表示制御手段が、入力手段の入力信号に応答して、照明光射出手段に前記照明光を射出させ、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【００２６】
ここで、前記入力手段は、画像表示制御手段を初期状態にするリセットスイッチなどと兼用でもよい。
【００２７】
また、本発明による蛍光画像表示装置は、表示手段を、蛍光画像および通常画像を、切り換えて表示する１台の表示装置を有するもの、もしくは、蛍光画像および通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有するものとすることができる。
【００２８】
また、本発明による蛍光画像表示装置において、撮像部の異常動作を検出する撮像異常検出手段を有するものについて、表示手段が、蛍光画像および通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有するときは、撮像部のいずれかが異常動作した検出信号に応答して、２台の表示装置のうち、異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置が、表示しないものであることを特徴とするものである。
【００２９】
また、上記２台の表示装置のうち、撮像部のいずれかが異常動作した検出信号に応答して、異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置に、フリーズ画面を表示するものとすることもできる。
【００３０】
また、上記２台の表示装置のうち、撮像部のいずれかが異常動作した検出信号に応答して、異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置に、撮像部異常動作のメッセージを表示するものとすることができる。
【００３１】
また、本発明による蛍光画像表示装置は、励起光が、ＧａＮ系の半導体レーザであることを特徴とするものである。
【００３２】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明による蛍光画像表示装置によれば、励起光射出手段が異常動作したとき、その異常動作を検出する励起光異常検出手段を備え、その検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像手段を前記通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示することにより、励起光射出手段に異常が生じた場合には、その異常動作に対応して、自動的に通常画像を表示する状態に切り換わるので、例えば、本発明による蛍光画像表示装置を蛍光内視鏡に適用した場合は、被験者の体内に挿入される内視鏡挿入部を通常画像を観察しながら、体内から安全に抜去することができる。
【００３３】
また、上記蛍光画像表示装置において、参照光を射出する参照光射出手段を備えている場合には、励起光射出手段および参照光射出手段の少なくとも一方が、異常動作したとき、その異常動作を検出する射出異常検出手段を備え、その検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、本発明による蛍光画像表示装置によれば、撮像部のいずれか１つが異常動作したことを検出する撮像異常検出手段を備え、その検出信号に応答して、照明光射出手段から照明光を射出し、撮像部を異常動作していない撮像部に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示することにより、撮像部の異常動作を検出することができ、その異常動作に対応して、自動的に撮像部を異常動作していない撮像部に切り換えるので、通常画像表示に関与する撮像部が異常動作した場合においても、異常動作していない撮像部を利用することにより、継続して通常画像を表示することが可能である。
【００３５】
さらに、上記蛍光画像表示装置において、複数の撮像部を備えている場合には、撮像部が異常動作したときでも、複数の異常動作していない撮像部のいずれかに切り換えることができるので、より信頼性高く継続して通常画像を表示することができる。例えば、３つの撮像部を備えている場合には、２つの撮像部の異常動作まで対応することができる。
【００３６】
また、本発明による蛍光画像表示装置によれば、照明光射出手段が、照明光射出制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、照明光を射出するものであり、撮像手段が、撮像制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、表示手段が、表示制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインの少なくとも１つの制御ラインが、断線したことを検出する断線検出手段を備え、その検出信号に応答して、照明光射出制御ライン、撮像制御ラインおよび表示制御ラインのうち、断線していない制御ラインの制御信号をオフ状態にし、通常画像を表示する状態に切り換えることができるので、装置の制御ラインの断線を検出することができ、また、その制御ラインの断線が通常画像表示に関与する制御信号を伝達する制御ラインである場合でも、継続して通常画像を表示することができる。
【００３７】
また、画像表示制御手段が異常動作したときに、照明光射出手段に照明光を射出させ、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えるための入力手段を備え、その入力手段の入力信号に応答して、照明光射出手段に照明光を射出させ、撮像手段を通常像を撮像する状態に切り換え、表示手段を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示することができるので、通常画像表示に関与する制御信号を出力する画像表示制御手段が異常動作した場合においても、測定者の入力操作により、強制的に通常画像を表示することができる。
【００３８】
また、本発明による蛍光画像表示装置によれば、表示手段を、蛍光画像および通常画像を、切り換えて表示する１台の表示装置とすることができるので、装置をコストダウンすることができる。
【００３９】
また、本発明による蛍光画像表示装置によれば、表示手段を、蛍光画像および通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置とすることができるので、２つの画像を同時に観察することができ、比較観察も可能となる。
【００４０】
また、上記蛍光画像表示装置の撮像部の異常動作を検出する撮像異常検出手段を有するものについて、表示手段が、蛍光画像および通常画像を、それぞれ表示する２台の表示装置を有するときは、撮像部のいずれかが異常動作した検出信号に応答して、２台の表示装置のうち、異常動作した撮像部により撮像された画像を表示する方の表示装置が、表示しない、もしくは、フリーズ画面を表示することができるので、撮像部の異常動作により、測定者が判断を誤ったり、混乱を起こすような画像を表示することを回避することができる。さらに、撮像部異常動作のメッセージを表示することができるので、撮像部の異常動作を測定者が認識することができる。
【００４１】
また、正常組織の特徴的な光強度から外れた、３８０ｎｍから４２０ｎｍの波長の励起光を用いることにより、生体組織について、より信頼性の高い情報を得ることができる。また、励起光として、ＧａＮ系半導体レーザを用いることにより、装置の小型化および低価格化が可能となる。
【００４２】
【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。
【００４３】
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に適用した概略構成を示す図である。
【００４４】
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、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。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、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２次元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２次元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２次元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４００と、通常像をデジタル値に変換して２次元画像データとし、その２次元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、照明ユニット１１０のＧａＮ系半導体レーザ１１１および参照光源１１７の温度異常、半導体レーザ駆動装置１１２および参照光源駆動装置１１８の電源不良、ドライブ電流異常および上記以外の原因による照明ユニット１１０からの励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓの射出異常に応答して通常画像表示状態に制御する通常画像表示制御手段７００と、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ２００と、制御用コンピュータ２００が異常動作したとき、各ユニットおよびモニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換えるためのリセットスイッチ４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から構成される。なお、リセットスイッチ４は、制御用コンピュータ２００を初期状態にするものでもある。
【００４５】
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、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド１０１ａおよび石英ガラスファイバである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および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。なお、励起光ライトガイド１０１ｂは参照光を導光するライトガイドでもある。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。
【００４６】
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半導体レーザ用電源を含む半導体レーザ駆動装置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白色光用電源を含む白色光源駆動装置１１５、反射画像用の参照光Ｌｓを発する参照光源１１７、その参照光源１１７に電気的に接続され参照光源用電源を含む参照光源駆動装置１１８、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から出力される励起光Ｌｒを透過し、参照光源１１７から出力される参照光Ｌｓを直角方向に反射するダイクロイックミラー１２０、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から出力される励起光Ｌｒおよび参照光源１１７から出力される参照光Ｌｓをほぼ透過し、一部直角方向に反射する透過ミラー１２６、透過ミラー１２６を反射した励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓをモニタし、その強度が規定値以下になったとき（射出されていないときも含む）、励起光または参照光の射出異常として検出し、その検出信号を通常画像表示制御手段７００に出力する射出異常検出手段１２１、ＧａＮ系半導体レーザ１１１の温度をモニタし、その温度が規定値以上になったとき、その異常を検出し、検出信号を通常画像表示制御手段７００に出力するＧａＮ系半導体レーザ温度検出手段１２２、参照光源１１７の温度をモニタし、その温度が規定値以上になったとき、その異常を検出し、検出信号を通常画像表示制御手段７００に出力する参照光源温度検出手段１２４、半導体レーザ駆動装置１１２の半導体レーザ用電源がＯＮまたはＯＦＦしないこと、およびＧａＮ系半導体レーザの駆動電流が異常電流であることを検出し、その検出信号を通常画像表示制御手段７００に出力する半導体レーザ駆動装置異常検出手段１２３、参照光源駆動装置１１８の参照光源用電源がＯＮまたはＯＦＦしない、および参照光源の駆動電流が異常電流であることを検出し、その検出信号を通常画像表示制御手段７００に出力する参照光源駆動装置異常検出手段１２５から構成される。
【００４７】
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、反射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３０２、コリメートレンズ３０１を透過した蛍光像（７５０ｎｍ以下の波長の光）を直角方向に反射するダイクロイックミラー３０３、ダイクロイックミラー３０３を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３０８、ハーフミラー３０８を透過した自家蛍光像を直角方向に反射する蛍光像用ミラー３１３、蛍光像用ミラー３１３を直角方向に反射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３０４、広帯域蛍光像用集光レンズ３０４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３０５、広帯域バンドパスフィルタ３０５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３０６、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された自家蛍光像を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ＡＤ変換器３０７、ハーフミラー３０８を直角方向に反射した自家蛍光像を結像させる狭帯域蛍光像用集光レンズ３０９、狭帯域蛍光像用集光レンズ３０９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３１０、狭帯域バンドパスフィルタ３１０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、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を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ＡＤ変換器３１２、ダイクロイックミラー３０３を透過した反射像を結像させる反射像用集光レンズ３１４、反射像用集光レンズ３１４により結像された反射像を撮像する反射像用撮像素子３１５、反射像用撮像素子３１５により撮像された反射像を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ＡＤ変換器３１６とを備えている。
【００４８】
画像演算ユニット４００は、デジタル化された自家蛍光画像信号データを記憶する自家蛍光画像用メモリ４０１と、反射画像信号データを記憶する反射画像用メモリ４０２、自家蛍光像用メモリ４０１に記憶された２つの波長帯域の自家蛍光画像の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、その演算値に色情報を割り当てる自家蛍光画像演算部４０３、反射画像用メモリ４０２に記憶された反射画像の各画素値に輝度情報を割り当てる反射画像演算部４０４、自家蛍光画像演算部４０３から出力される色情報をもった画像信号と反射像演算部４０４から出力される輝度情報をもった画像信号を合成して合成画像を生成し出力する画像合成部４０５を備えている。
【００４９】
自家蛍光画像用メモリ４０１は、図示省略した広帯域自家蛍光画像記憶領域および狭帯域自家蛍光画像記憶領域から構成され、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された広帯域自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１により撮像された狭帯域蛍光画像は狭帯域蛍光画像記憶領域に保存される。
【００５０】
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、通常像用ミラー５０１に反射された反射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、通常画像用撮像素子５０３により撮像された反射像を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ＡＤ変換器５０４、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画像用メモリ５０５、通常画像用メモリ５０５から出力された通常画像信号および画像合成部４０５から出力された合成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、通常画像と合成画像を切り換えて表示するものである。
【００５１】
次に、上記実施の形態における蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【００５２】
まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像と反射画像を用いて合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【００５３】
異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像撮像時には、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駆動装置１１２により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、ダイクロイックミラー１２０と透過ミラー１２６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１０４により集光され、イメージファイバ１０２の先端に入射され、励起光カットフィルタ１０４を透過して、イメージファイバ１０５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、ダイクロイックミラー３０３にて直角方向に反射される。そして、ハーフミラー３０８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３０８を透過した自家蛍光像は、蛍光像用ミラー３１３を直角方向に反射し、広帯域蛍光用集光レンズ３０４により結像され、広帯域蛍光用集光レンズ３０４を透過した自家蛍光像は、広帯域バンドパスフィルタ３０５を透過して、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像され、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換器３０７へ入力され、デジタル化された後、自家蛍光用画像メモリ４０１の広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存される。
【００５４】
また、ダイクロイックミラー３０３で反射し、ハーフミラー３０８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３０９により結像され、狭帯域バンドパスフィルタ３１０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、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１からの映像信号はＡＤ変換器３１２へ入力され、デジタル化された後、自家蛍光用画像メモリ４０１の狭帯域自家域蛍光画像領域に保存される。なお、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された自家蛍光像のデジタルデータ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のデジタルデータはそれぞれ異なる領域に保存される。なお、このとき可動ミラー３０２は、自家蛍光像の光軸に対して平行な破線位置になっているものとする。
【００５５】
また、参照光源１１７より参照光Ｌｓが射出され、この参照光Ｌｓは、参照光用集光レンズ１１９を透過し、ダイクロイックミラー１２０を直角方向に反射し透過ミラー１２６を透過して、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡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。参照光Ｌｓの照射により生じる生体組織９からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、集光レンズ１０５を透過した反射像は、励起光カットフィルタ１０４を透過し、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。励起光カットフィルタは、波長４２０ｎｍ以上の反射光を透過するロングパスフィルタである。コリメートレンズ３０１を透過した反射像は、ダイクロイックミラー３０３を透過し、反射像用集光レンズ３１４により結像され、反射画像用撮像素子３１５により撮像され、反射画像用撮像素子３１５からの映像信号はＡＤ変換器３１６へ入力され、デジタル化された後、反射画像用メモリ４０２に保存される。なお、このとき可動ミラー３０２は、反射像の光軸に対して平行な破線位置になっているものとする。
【００５６】
自家蛍光用画像メモリ４０１に保存された２つの波長帯域の自家蛍光画像は、自家蛍光画像演算部４０３で、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。また、反射画像用メモリ４０２に保存された反射画像は、反射画像演算部４０４で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。自家蛍光画像演算部４０３と反射画像演算部４０４から出力された２つの画像信号は、画像合成部４０５で合成される。画像合成部４０５で合成された合成画像は、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、合成画像が表示される。
【００５７】
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駆動装置１１５により白色光源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。励起光カットフィルタ１０４は、波長４２０ｎｍ以上の可視光を透過するロングパスフィルタである。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。通常画像用撮像素子５０３からの映像信号は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により保存された通常画像信号は、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。
【００５８】
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２００により制御される。
【００５９】
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。
【００６０】
ここで、上記合成画像表示状態にあるとき、ＧａＮ系半導体レーザ１１１または参照光源１１７の温度が、冷却装置（図示省略）の故障（空冷ファンまたはＧａＮ系半導体レーザ１１１冷却用ペルチェ素子の不良）などにより、規定値以上になったとき、この温度異常は、ＧａＮ系半導体レーザ温度検出手段１２２または参照光源温度検出手段１２４より検出され、その検出信号は、通常画像表示制御手段７００に出力される。このとき、通常画像表示制御手段７００は、制御用コンピュータ２００により自動的に上記作用により、通常画像を表示する状態に切り換える。また、半導体レーザ駆動装置１１２の半導体レーザ用電源がＯＮまたはＯＦＦしない、およびＧａＮ系半導体レーザ１１１の駆動電流が異常電流（十分な電流が流れない、もしくは、過剰電流が流れている。）であるとき、この異常は、半導体レーザ駆動装置異常検出手段１２３により検出され、その検出信号は通常画像表示制御手段７００に出力される。また、参照光源駆動装置１１８の参照光源用電源がＯＮまたはＯＦＦしない、および参照光源の駆動電流が異常電流であるとき、この異常は参照光源駆動装置異常検出手段１２５により検出され、その検出信号は通常画像表示制御手段７００に出力される。これらのときも同様に、通常画像表示制御手段７００は、制御用コンピュータ２００により自動的に上記作用により、通常画像を表示する状態に切り換える。
【００６１】
また、上記以外の原因により、励起光または参照光の強度が、規定値以下となったとき（励起光、参照光が射出されてないときも含む）、この射出異常は、射出異常検出手段１２１により検出され、その検出信号は、通常画像表示制御手段７００に出力される。このときも同様に、通常画像表示制御手段７００は、制御用コンピュータ２００により自動的に上記作用により、通常画像を表示する状態に切り換える。
【００６２】
また、制御用コンピュータ２００が異常動作した場合、リセットスイッチ４を押すことにより、制御用コンピュータ２００は初期状態となり、そして、通常画像表示制御７００は、リセットスイッチ４が押されたことを検出し、制御用コンピュータ２００に通常画像を表示するよう制御信号を出力させる。
【００６３】
また、上記作用にて、通常画像表示に切り換えられたとき、通常画像表示制御手段７００は、制御用コンピュータ２００によりモニタ６００の一部分（図示省略）に、異常動作があったことを測定者に知らせるためのエラーメッセージを表示する。
【００６４】
また、通常画像表示状態にあるとき、上記異常が検出された場合は、通常画像表示制御手段７００は、上記エラーメッセージの表示のみを行なう。
【００６５】
また、本実施の形態では、モニタ６００に通常画像と合成画像を切り換えて表示する構成としたが、２台のモニタを用いて、それぞれの画像を表示させる構成としてもよい。この場合、合成画像を表示する方のモニタは、上記異常動作が生じたとき、表示しない、もしくはフリーズ画面、エラーメッセージを表示するようにすることもできる。
【００６６】
また、本実施の形態では、参照光源を利用した形態としたが、参照光源を利用せず、自家蛍光画像から２つの異なる波長帯域の自家蛍光像を撮像し、各画像の各画素値の比率に応じた演算を行ない、この演算値に色情報を割り当て、色情報をもった自家蛍光画像を表示するようにしてもよいし、また、後述する第４の実施の形態のように白色光源を参照光源として利用してもよい。
【００６７】
また、本実施の形態におけるＧａＮ系半導体レーザおよび参照光源の温度異常、半導体レーザ駆動装置および参照光源の駆動装置の動作異常の他に、励起光源の経時劣化や絶縁破壊などの励起光源の異常や参照光源の経時劣化や球切れ（参照光源が、ハロゲンランプの場合）などの参照光源の異常も検出して、同様に、通常画像表示状態に切り換えるようにしてもよい。
【００６８】
上記のように構成された本発明による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡によれば、ＧａＮ系半導体レーザ１１１および参照光源１１７の温度異常、ＧａＮ系半導体レーザ駆動装置１１２および参照光源駆動装置１１８の異常動作、上記以外の原因による励起光および参照光の射出異常を検出したとき、その異常を検出するＧａＮ系半導体レーザ温度検出手段１２２、参照光源温度検出手段１２４、半導体レーザ駆動装置異常検出手段１２３、参照光源駆動装置異常検出手段１２５、射出検出手段１２１を備え、その検出信号に応答して、白色光源駆動装置１１５をＯＮにし、白色光源１１４により白色光Ｌｗを射出し、可動ミラー３０２を通常画像撮像側に切り換え、モニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示するので、上記異常動作に対応して、自動的に通常画像を表示する状態に切り換えることができ、被験者の体内に挿入された内視鏡挿入部を通常画像を観察しながら、安全に抜去することができる。
【００６９】
次に、本発明の第２の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。
【００７０】
図２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に適用した概略構成を示す図である。なお、図１に示す第１の実施の形態と同等の要素については、特に必要のない限り説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態による蛍光内視鏡は、第１の実施の形態の照明ユニット１１０に励起光および参照光の射出を禁止する励起光シャッター１３０と、第１の実施の形態における射出検出手段１２１、ＧａＮ系半導体レーザ温度検出手段１２２、ＧａＮ系半導体レーザ駆動装置異常検出手段１２３、参照光源温度検出手段１２４、参照光源駆動装置異常検出手段１２５の代わりに画像検出ユニット３００に可動ミラー３０２の異常動作を検出する可動ミラー位置検出手段３１７および照明ユニット１１０に励起光シャッター１３０の異常動作を検出するシャッター位置検出手段１４０と、可動ミラー位置検出手段３１７およびシャッター位置検出手段１４０の検出信号に応答して通常画像表示状態に制御する通常画像表示制御手段７０５とを備えたものである。励起光シャッター１３０は、シャッター１３０ａとシャッター１３０ａを動作させる電磁弁１３０ｂにより構成される。
【００７２】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡の作用を図３および図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７３】
まず、ステップ１０で、モニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換える。ステップ１１で、電磁弁１３０ｂによりシャッター１３０ａを動作させ、励起光シャッター１３０を閉じる。
【００７４】
ステップ１２で、励起光シャッター１３０が閉じられたかどうかを調べ、閉じられてない場合は、シャッター位置検出手段１４０で検出され、ステップ１３へ進む。ステップ１３で、シャッター位置検出手段１４０の検出信号は、通常画像表示制御手段７０５に出力され、通常画像表示制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により、モニタ６００に異常動作したことを表示し、ステップ１４へ進む。励起光シャッターが閉じている場合には、そのままステップ１４に進む。
【００７５】
ステップ１４で、半導体レーザ駆動装置１１２および参照光源駆動装置１１８がＯＮしている場合には（自家蛍光画像表示状態から通常画像表示状態に移行した場合であり、蛍光内視鏡立ち上げ時には、すでにＯＦＦになっているものとする。）、ＯＦＦにする。ステップ１５で、可動ミラー３０２を、通常画像用撮像素子５０３に通常像Ｚｗが撮像されるよう通常画像撮像側に動作させる。ステップ１６で、可動ミラー３０２が通常画像撮像側に動作したかを調べ、通常画像撮像側になっている場合には、そのままステップ１７に進む。
【００７６】
ステップ１７で、白色光源駆動装置１１５をＯＮにする。ステップ１８で、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。励起光カットフィルタ１０４は、波長４２０ｎｍ以上の可視光を透過するロングパスフィルタである。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。通常画像用撮像素子５０３からの映像信号は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により保存された通常画像信号は、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。
【００７７】
ステップ１６で、可動ミラー３０２が通常画像撮像側に動作せず、自家蛍光画像撮像側になったままの場合には、可動ミラー位置検出手段３１７により検出され、ステップ１９に進む。ステップ１９で、可動ミラー位置検出手段３１７の検出信号は、通常画像表示制御手段７０５に出力され、通常画像表示制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により、モニタ６００に可動ミラー３０２が、異常動作したことを表示し、ステップ２０へ進む。ステップ２０で、白色光源駆動装置１１５をＯＮにする。ステップ２１で、モニタ６００を合成画像表示側に切り換える。ステップ２２で、ステップ１８と同様の作用にて、白色光Ｌｗの反射光が、コリメートレンズ３０１に入射される。コリメートレンズ３０１を透過した通常像は、ダイクロイックミラー３０３を直角方向に反射し、ハーフミラー３０８を５０％の透過率で透過する。そして、蛍光像用ミラー３１３により直角方向に反射され、蛍光像用集光レンズ３０４に入射される。蛍光像用集光レンズ３０４を透過した通常像は、広帯域バンドパスフィルタ３０５を透過して、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像される。広帯域蛍光画像用撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換器３０７へ入力され、デジタル化された後、その通常画像信号は、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。
【００７８】
ステップ２３で、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が押されたかどうかを監視する。フットスイッチ２が押された場合、ステップ２４に進む。ステップ２４で、白色光源駆動装置１１５をＯＦＦにする。ステップ２５で、可動ミラー３０２を、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１および反射画像用撮像素子３１５に自家蛍光像Ｚｊ、反射像Ｚｓが撮像されるよう自家蛍光画像撮像側に動作させる。ステップ２６で、可動ミラーが自家蛍光画像撮像側に動作したかを調べ、自家蛍光画像撮像側になっている場合には、そのままステップ２８に進む。自家蛍光画像撮像側になっておらず通常画像撮像側のまま場合は、可動ミラー位置検出手段３１７により検出され、ステップ２７へ進む。
【００７９】
ステップ２７で可動ミラー位置検出手段３１７の検出信号は、通常画像表示制御手段７０５に出力され、通常画像表示制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により、モニタ６００に可動ミラー３０２が、異常動作したことを表示し、ステップ１７へ戻る。ステップ２８で、半導体レーザ駆動装置１１２および参照光源駆動装置１１８をＯＮにする。ステップ２９で、電磁弁１３０ａによりシャッター１３０ｂを動作させ、励起光シャッター１３０を開く。ステップ３０で、励起光シャッターが開いたかどうかをシャッター位置検出手段１４０により調べ、開いていない場合は、シャッター位置検出手段１４０で検出され、ステップ３１へ進む。ステップ３１で、シャッター位置検出手段１４０の検出信号は、通常画像表示制御手段７０５に出力され、通常画像表示制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により、モニタ６００に励起光シャッター１３０が異常動作したことを表示し、ステップ１１へ戻る。励起光シャッター１３０が正常に開いている場合は、ステップ３２に進む。
【００８０】
ステップ３２で、モニタ６００を合成画像を表示するよう切り換える。ステップ３３で、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、ダイクロイックミラー１２０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１０４により集光され、イメージファイバ１０２の先端に入射され、励起光カットフィルタ１０４を透過して、イメージファイバ１０５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、ダイクロイックミラー３０３にて直角方向に反射され、ハーフミラー３０８を５０％の透過率で透過し、５０％の反射率で反射する。ハーフミラー３０８を反射した自家蛍光像は、蛍光像用ミラー３１３により直角方向に反射され、広帯域蛍光用集光レンズ３０４により結像され、広帯域蛍光用集光レンズ３０４を透過した自家蛍光像は、広帯域バンドパスフィルタ３０５を透過して、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像され、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換器３０７へ入力され、デジタル化された後、自家蛍光用画像メモリ４０１の広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存される。
【００８１】
また、ダイクロイックミラー３０３にて反射され、ハーフミラー３０８で反射した自家蛍光像は、狭帯域蛍光用集光レンズ３０９により結像され、狭帯域バンドパスフィルタ３１０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、狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子３１１からの映像信号はＡＤ変換器３１２へ入力され、デジタル化された後、自家蛍光用画像メモリ４０１の狭帯域自家域蛍光画像領域に保存される。なお、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された自家蛍光像のデジタルデータ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のデジタルデータはそれぞれ異なる領域に保存される。なお、このとき可動ミラー３０２は、自家蛍光像の光軸に対して平行な破線位置になっているものとする。
【００８２】
また、参照光源１１７より参照光Ｌｓが射出され、この参照光Ｌｓは、参照光用集光レンズ１１９を透過し、ダイクロイックミラー１２０を直角方向に反射して、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡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。参照光Ｌｓの照射により生じる生体組織９からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、集光レンズ１０５を透過した反射像は、励起光カットフィルタ１０４を透過し、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。励起光カットフィルタは、波長４２０ｎｍ以上の反射光を透過するロングパスフィルタである。コリメートレンズ３０１を透過した反射像は、ダイクロイックミラー３０３を透過し、反射像用集光レンズ３１４により結像され、反射画像用撮像素子３１５により撮像され、反射画像用撮像素子３１５からの映像信号はＡＤ変換器３１６へ入力され、デジタル化された後、反射画像用メモリ４０２に保存される。なお、このとき可動ミラー３０２は、反射像の光軸に対して平行な破線位置になっているものとする。
【００８３】
自家蛍光用画像メモリ４０１に保存された２つの波長帯域の自家蛍光画像は、自家蛍光画像演算部４０３で、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。また、反射画像用メモリ４０２に保存された反射画像は、反射画像演算部４０４で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。自家蛍光画像演算部４０３と反射画像演算部４０４から出力された２つの画像信号は、画像合成部４０５で合成される。画像合成部４０５で合成された合成画像は、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、合成画像が表示される。ステップ３４で、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が押されたかどうかを監視する。フットスイッチ２が押された場合、ステップ１０に戻る。
【００８４】
上記フローチャートにおいて、ステップ１２（または、ステップ３０）にて、励起光シャッター１３０が閉じてない場合、つまり、ステップ１３（または、ステップ３１）に進んだとき、また、ステップ１６にて可動ミラー３０２の位置が通常画像撮像側になっていない場合、つまり、ステップ１９に進んだとき、また、ステップ２６にて、可動ミラー３０２の位置が自家蛍光画像撮像側になっていない場合、つまり、ステップ２７に進んだときは、ステップ２３でのフットスイッチ２が押下されるまでは、各ステップにおける一連の動作は、通常画像表示制御手段７０５により制御される。上記通常画像表示制御手段７０５で制御される動作以外の各ステップにおける一連の動作は、制御用コンピュータ２００により制御される。また、その他の作用については、第１の実施の形態による作用と同様である。
【００８５】
上記のように構成された本発明による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡によれば、励起光シャッター１３０が異常動作したとき、その異常動作を検出するシャッター位置検出手段１４０を備え、その検出信号に応答して、半導体レーザ駆動装置１１２と参照光源駆動装置１１８をＯＦＦにして、励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓの射出を禁止し、白色光源駆動装置１１５をＯＮにし、白色光源１１４により白色光Ｌｗを射出し、可動ミラー３０２を通常画像撮像側に切り換え、モニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示するので、励起光シャッター１３０の異常動作に対応して、自動的に通常画像を表示する状態に切り換えることができ、被験者の体内に挿入された内視鏡挿入部を通常画像を観察しながら、安全に抜去することができる。
【００８６】
また、可動ミラー３０２が異常動作（自家蛍光画像撮像側になったままで、通常画像撮像側に切り換わらない）したことを検出する可動ミラー位置検出手段３１７を備え、その検出信号に応答して、励起光の射出および参照光の射出を禁止し、白色光を射出し、広帯域蛍光画像用高感度撮像素子３０６により通常像を撮像するように切り換え、モニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換えて、通常画像を表示することにより、可動ミラー３０２の異常動作に対して、自動的に通常画像を表示する状態に切り換えることができる。
【００８７】
次に、本発明の具体的な第３の実施の形態について図面を用いて説明する。図５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に適用した概略構成を示す図である。なお、図１に示す第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８８】
本実施の形態における蛍光内視鏡は、上記第１の実施の形態における蛍光内視鏡において、照明ユニット１１０が、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが断線したとき、白色光を射出するものであり、画像検出ユニット３００および表示信号処理手段５００が、同様に制御ラインが断線したとき、通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、モニタ６００が、同様に制御ラインが断線したとき、通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、また、画像信号処理部３の各ユニットおよびモニタ６００と制御用コンピュータ２１０とを繋ぐ制御ラインのいずれかが断線したことを検出する制御ライン断線検出手段８００を備え、制御ライン断線検出手段により断線が検出されたとき、断線した制御ラインに繋がるユニット以外のユニットを制御して通常画像を表示する状態に切り換える通常画像表示制御手段７１０とを備えたものである。
【００８９】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【００９０】
本実施の形態における蛍光内視鏡は、画像信号処理部３の各ユニットおよびモニタ６００と制御用コンピュータ２１０とを繋ぐ制御ラインのいずれかが断線したとき、この断線を、制御ライン断線検出手段８００により検出する。そして、その検出信号は、通常画像表示制御手段７１０に出力される。通常画像表示制御手段７１０は、制御用コンピュータ２１０により、通常画像を表示する状態となるように、断線した制御ラインに繋がるユニット以外の各ユニットおよびモニタ６００を制御する。
【００９１】
各ユニットおよびモニタ６００は、制御用コンピュータ２１０と繋がっている制御ラインが、断線したとき、制御信号としてオフ信号を検出するが（ここで、「制御信号としてオフ信号を検出する」とは、断線により制御用コンピュータ２１０からの制御信号がない状態を検出することを意味する。）、このとき、各ユニットおよびモニタ６００は、通常画像を表示する状態に切り換わるよう動作する。つまり、照明ユニット１１０では、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが、断線し、制御信号がオフ状態となったとき、このオフ信号に応答して、電磁弁１３０ａにより、シャッター１３０ｂを動作させ、励起光シャッター１３０を閉じ、また、半導体レーザ駆動装置１１２と参照光源駆動装置１１８をＯＦＦにして、励起光および参照光の射出を禁止する。また、白色光源駆動装置１１５をＯＮにし、白色光源１１４により白色光Ｌｗを射出する。
【００９２】
また、画像検出ユニット３００では、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが、断線し、制御信号がオフ状態となったとき、このオフ信号に応答して、可動ミラー３０２を、通常画像用撮像素子５０３に通常像Ｚｗが撮像されるよう通常画像撮像側に動作させる。
【００９３】
また、表示信号処理ユニット５００では、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが、断線し、制御信号がオフ状態となったとき、画像検出ユニット３００の可動ミラー３０２により直角方向に反射された通常像は通常像用ミラー５０１で直角方向に反射され、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。通常画像用撮像素子５０３からの映像信号は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により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路５０６によってＤＡ変換後にモニタ６００に出力される。
【００９４】
また、モニタ６００は、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが、断線し、制御信号がオフ状態となったとき、通常画像を表示する状態に切り換り、表示信号処理ユニット５００からの入力信号により、通常画像を表示する。
【００９５】
また、画像演算ユニット４００では、制御用コンピュータ２１０に繋がる制御ラインが、断線し、制御信号がオフ状態となったとき、合成画像を生成する処理は行わない。
【００９６】
各ユニットおよびモニタ６００と制御用コンピュータ２１０とを繋ぐ制御ラインのいずれかが断線したとき、その断線した制御ラインに繋がるユニットは、上記のように、制御信号がオフ状態になることにより、通常画像を表示する状態に切り換わり、その断線した制御ラインに繋がっていない各ユニットは、制御ライン断線検出手段８００の検出信号により、通常画像表示制御手段７１０が、制御用コンピュータ２１０からオフ信号（制御信号がない状態と同様の電気信号）を出力して、通常画像を表示する状態に切り換えられて、通常画像が表示される。その他の作用については、第１の実施の形態による作用と同様である。
【００９７】
本発明による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡によれば、白色光源駆動装置１１５が、制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、白色光を射出するものであり、可動ミラー３０２が、制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、通常像を撮像する状態に切り換わるものであり、モニタ６００が、表示制御ラインの制御信号がオフ状態であることに応答して、通常画像を表示する状態に切り換わるものであり、上記各制御ラインの少なくとも１つの制御信号が、断線によりオフ状態になったことを検出するオフ信号検出手段を備え、その検出信号に応答して、制御ラインのうち、断線していないものにオフ信号を出力し、通常画像を表示する状態に切り換えることができるので、制御ラインの断線を検出することができ、また、その制御ラインの断線が通常画像表示に関する制御信号を伝達する制御ラインである場合でも、継続して通常画像を表示することができる。また、制御用コンピュータ２１０が異常動作したときに、励起光の射出および参照光の射出を禁止し、可動ミラー３０２を通常像を撮像する状態に切り換え、モニタ６００を通常画像を表示する状態に切り換えるためのリセットスイッチを備えているので、制御用コンピュータ２１０の異常動作に対応して、測定者がリセットスイッチ４を押下するにより、強制的に通常画像を表示することができ、被験者の体内に挿入された内視鏡挿入部を通常画像を観察しながら、安全に抜去することができる。
【００９８】
次に、本発明の具体的な第４の実施の形態について図面を用いて説明する。図６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に適用した概略構成を示す図である。なお、図１に示す第１の実施の形態と同等の要素については同番号を付し、特に必要のない限りその説明は省略する。
【００９９】
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、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５、および画像信号処理部５で処理された信号を可視画像として表示するモニタユニット６５０とから構成される。画像信号処理部５は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒおよび反射画像用参照光Ｌｓをそれぞれ射出する２つの光源を備えた照明ユニット１６０と、この励起光により生体組織９から発生した異なる２つの波長帯域の自家蛍光像Ｚｊと参照光により生体組織９から発生した反射像を撮像し、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２次元画像データから距離補正等の演算を行い演算画像を算出し、色情報を割り当て、反射像の２次元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、通常画像をデジタル値に変換して２次元画像データとし、その２次元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５５０、画像検出ユニット３５０のＡＤ変換器異常出力検出手段３５８および表示信号処理ユニット５５０のＡＤ変換器異常出力検出手段５５４に接続され、ＡＤ変換器異常出力検出手段３５８およびＡＤ変換器異常出力検出手段５５４により自家蛍光用高感度撮像素子３５６および通常画像用撮像素子１０７のいずれかの異常動作を検出したとき、その検出信号に応答して、異常動作した撮像素子を異常動作してない撮像素子に切り換えて、各ユニットを通常画像を表示する状態にする通常画像表示制御手段７５０、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ２５０とから構成される。なお、本実施の形態における上記ＡＤ変換器異常出力検出手段３５８および５５４は、自家蛍光用高感度撮像素子３５６および通常画像用撮像素子１０７のいずれかが異常動作した場合、この異常動作をＡＤ変換器の異常出力として検出し、その検出信号を、通常画像表示制御手段７５０に出力するものとする。
【０１００】
内視鏡挿入部１５０は、内部に先端まで延びるライトガイド１０１、ＣＣＤケーブル１５２およびイメージファイバ１５３を備えている。ライトガイド１０１およびＣＣＤケーブル１５２の先端部、即ち内視鏡挿入部１５０の先端部には、照明レンズ１０３および対物レンズ１０６を備えている。また、イメージファイバ１５３は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ１０５を備えている。ＣＣＤケーブル１５２の先端部には、通常画像用撮像素子１０７が接続され、その通常画像用撮像素子１０７には、反射用プリズム１０８が取り付けられている。ライトガイド１０１は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド１０１ａおよび石英ガラスファイバである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および励起光ライトガイド１０１ｂは照明ユニット１６０に接続されている。ＣＣＤケーブル１５２の一端は、表示信号処理ユニット５５０に接続され、イメージファイバ１５３の一端は、画像検出ユニット３５０へ接続されている。
【０１０１】
照明ユニット１６０は、通常画像用白色光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た白色光源駆動装置１１５、白色光源１１４から射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ１１６、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ている半導体レーザ駆動装置１１２、ＧａＮ系半導体レーザから射出される励起光を集光する励起光用集光レンズ１１３を備えている。また、白色光源１１４から射出される白色光Ｌｗには、参照光Ｌｓとして利用できる波長帯域の光が含まれているため、参照光源としても利用できる。
【０１０２】
画像検出ユニット３５０には、イメージファイバ１５３が接続され、イメージファイバ１５３により伝搬された自家蛍光画像および反射像を結像系に導く蛍光用コリメートレンズ３５１、自家蛍光画像から励起光近傍付近の波長をカットする励起光カットフィルタ３５２、その励起光カットフィルタ３５２を透過した自家蛍光画像および反射像から所望の波長帯域を切り出す光学透過フィルタ３５３、その光学透過フィルタを回転させるフィルタ回転装置３５４、その光学透過フィルタを透過した自家蛍光像および反射像を結像させる蛍光用集光レンズ３５５、蛍光用集光レンズ３５５により結像された自家蛍光像および反射像を撮像する蛍光画像用高感度撮像素子３５６、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により撮像された自家蛍光画像および反射像を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ＡＤ変換器３５７、蛍光画像用高感度撮像素子３５６の異常動作をＡＤ変換器３５７の異常出力により検出するＡＤ変換器異常出力検出手段３５８を備えている。
【０１０３】
上記光学透過フィルタは図７に示すような、３種類のバンドパスフィルタ３５３ａ、３５３ｂおよび３５３ｃから構成され、バンドパスフィルタ３５３ａは４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの波長の光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３５３ｂは４３０ｎｍから５３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３５３ｃは７５０ｎｍから９００ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタである。
【０１０４】
画像演算ユニット４５０は、デジタル化された異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像信号データと反射画像信号データを記憶する画像用メモリ４５１、画像用メモリ４５１に記憶された２つの波長帯域の自家蛍光画像の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、その演算値に色情報を割り当てる自家蛍光画像演算部４５２、画像用メモリ４５１に記憶された反射画像の各画素値に輝度情報を割り当てる反射画像演算部４５３、自家蛍光画像演算部４５２から出力される色情報をもった画像信号と反射像演算部４５３から出力される輝度情報をもった画像信号を合成して合成画像を生成し出力する画像合成部４５４を備えている。
【０１０５】
画像用メモリ４５１は、図示省略した狭帯域自家蛍光画像記憶領域、広帯域自家蛍光画像記憶領域および反射画像記憶領域から構成され、光学フィルタ３５３ａを透過した自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、光学フィルタ３５３ｂを透過した自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、光学フィルタ３５３ｃを透過した自家蛍光画像は、反射画像記憶領域に保存される。
【０１０６】
表示信号処理ユニット５５０は、通常画像用撮像素子１０７で得られた映像信号をデジタル化するＡＤ変換器５５１、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画像用メモリ５５２、通常画像用メモリ５５２から出力された画像信号および画像合成部４５４から出力される合成画像信号をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路５５３、通常画像用撮像素子１０７の異常動作をＡＤ変換器５５１の異常出力として検出するＡＤ変換器異常出力検出手段５５４を備えている。
【０１０７】
モニタユニット６５０は、通常画像用モニタ６５１、合成画像用モニタ６５２を備えている。
【０１０８】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【０１０９】
まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像と反射画像を用いて合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【０１１０】
異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像撮像時には、制御コンピュータ２５０からの信号に基づき、半導体レーザ駆動装置１１２が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から波長４１０nmの励起光Ｌｒが射出される。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１５０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。
【０１１１】
励起光Ｌｒを照射されること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、イメージファイバ１５３の先端に入射され、イメージファイバ１５３を経て、励起光カットフィルタ３５２に入射する。励起光カットフィルタ３５２を透過した自家蛍光像は、光学透過フィルタ３５３に入射される。なお、励起光カットフィルタ３５２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３５２でカットされ、光学透過フィルタ３５３へ入射することはない。
【０１１２】
制御用コンピュータ２５０により、フィルタ回転装置３５４が駆動され、自家蛍光像Ｚｊは、光学フィルタ３５３ａを透過した後、蛍光用集光レンズ３５５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により広帯域自家蛍光画像として撮像され、光学フィルタ３５３ｂを透過した後、蛍光用集光レンズ３５５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により狭帯域自家蛍光画像として撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３５６からの映像信号はＡＤ変換回路３５７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４５１に保存される。なお、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により撮像さた広帯域自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像領域に保存され、狭帯域自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像領域に保存される。
【０１１３】
反射画像撮像時には、制御用コンピュータ２５０からの信号に基づき、白色光源電源１１５が駆動され、白色光Ｌｗが射出される。この白色光Ｌｗには、波長帯域が７５０ｎｍから９００ｎｍまでの参照光Ｌｓが含まれる。参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を透過し、白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡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。
【０１１４】
参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗを照射されることにより生じる生体組織９からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１５３の先端に入射され、イメージファイバ１５３ を経て、励起光カットフィルタ３５２に入射する。励起光カットフィルタ３５２を透過した反射像は、光学透過フィルタ３５３に入射される。
【０１１５】
制御用コンピュータ２５０により、フィルタ回転装置３５４が駆動され、反射像は、バンドパスフィルタ３５３ｃを透過した後、蛍光用集光レンズ３５５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３５６からの映像信号はＡＤ 変換回路３５７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４５１に保存される。この時、バンドパスフィルタ３５３ｃでは、白色光Ｌｗに含まれる参照光Ｌｓの照射により生体組織９から反射される反射像を透過する。また、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により撮像された反射画像は、画像用メモリ４５１の反射画像記憶領域に保存される。画像用メモリ４５１に保存された広帯域自家蛍光画像および狭帯域自家蛍光画像は、自家蛍光演算部４５２で、各画像の各画素値の比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。また、画像用メモリ４５１に保存された反射画像は、反射画像演算部４５３で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。自家蛍光画像演算部４５２と反射画像演算部４５３から出力された２つの画像信号は、画像合成部４５４で合成される。画像合成部４５４で合成された合成画像は、ビデオ信号処理回路５５３によってＤＡ変換後にモニタユニット６５０に入力され、合成画像用モニタ６５２に表示される。
【０１１６】
次に、通常画像表示時の作用を説明する。通常画像表示時には、制御用コンピュータ２５０からの信号に基づき白色光源駆動装置１１５が駆動され、白色光源１１４から白色光Ｌｗが射出される。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１５０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の反射光は対物レンズ１０６によって集光され、反射用プリズム１０８に反射して、通常画像用撮像素子１０７に結像される。通常画像用撮像素子１０７からの映像信号はＡＤ変換器５５１へ入力され、デジタル化された後、通常画像用メモリ５５２に保存される。その通常画像用メモリ５５２により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路５５３によってＤＡ変換後にモニタユニット６５０に入力され、通常画像用モニタ６５１に可視画像として表示される。
【０１１７】
合成画像表示時および通常画像表示時における、上記一連の動作は、制御用コンピュータ２５０によって制御される。なお、自家蛍光画像、反射画像および通常画像の撮像は、それぞれ時分割で交互に行なわれる。
【０１１８】
ここで、蛍光画像用高感度撮像素子３５６および通常画像用撮像素子１０７のいずれかが異常動作した場合、その異常動作は、ＡＤ変換器異常出力検出手段３５８またはＡＤ変換器異常出力検出手段５５４により検出され、その検出信号は、通常画像表示制御手段７５０に出力される。
【０１１９】
自家蛍光撮像時の場合は、通常画像表示制御手段７５０は、制御用コンピュータ２５０により、照明ユニット１６０の半導体レーザ駆動装置１１２をＯＦＦにして、励起光Ｌｒの射出を禁止し、白色光源駆動装置１１５をＯＮにし、白色光源１１４により白色光Ｌｗを射出させる。異常動作した撮像素子が、蛍光画像用高感度撮像素子３５６の場合は、白色光の反射光による通常像は、通常画像用撮像素子１０７により撮像され、通常画像が表示される。
【０１２０】
また、異常動作した撮像素子が、通常画像用撮像素子の場合は、白色光の反射光による通常像は、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により撮像され、通常画像が表示される。
【０１２１】
また、反射画像撮像時、通常画像撮像時の場合は、すでに励起光の射出は停止され、白色光が射出されているので、上記撮像素子の切り換えのみが行なわれ、通常画像が表示される。なお、蛍光画像用高感度撮像素子３５６により、通常像を撮像する場合は、光学透過フィルタ３５３は、通常画像表示制御手段７５０により、４３０ｎｍから７３０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルタ３５３ａに切り換えられているものとする。また、その他の作用については、第１の実施の形態と同様である。
【０１２２】
本発明による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡によれば、蛍光画像用高感度撮像素子３５６および通常画像用撮像素子１０７のいずれか１つが異常動作したことを検出するＡＤ変換器異常出力検出手段３５８および５５４を備え、その検出信号に応答して、励起光の射出を禁止し、白色光を射出し、撮像素子を異常動作していない撮像素子に切り換え、モニタ６５１により通常画像を表示することにより、撮像素子の異常動作を検出した場合に、その異常動作に対応して、撮像素子を異常動作していない撮像素子に切り換えることができるので、継続して通常画像を表示することが可能になる。
【０１２３】
次に、本発明の具体的な第５の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０１２４】
図８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に適用した概略構成を示す図である。なお、図６に示す第４の実施の形態と同等の要素については同番号を付し、特に必要のない限りその説明は省略する。
【０１２５】
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２６０、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６、および画像信号処理部６で処理された信号を可視画像として表示するモニタユニット６５０とから構成される。画像信号処理部６は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒおよび反射画像用参照光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２７０と、この励起光により生体組織９から発生した異なる２つの波長帯域の自家蛍光像Ｚｊと参照光により生体組織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２次元画像データとして出力する画像検出ユニット３６０と、画像検出ユニット３６０から出力された自家蛍光像の２次元画像データから距離補正等の演算を行い演算画像を算出し、色情報を割り当て、反射像の２次元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４６０、通常画像をデジタル値に変換して２次元画像データとし、その２次元画像データおよび画像演算ユニット４６０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５５０と、画像検出ユニット３６０のＡＤ変換器異常出力検出手段３６８およびＡＤ変換器異常出力検出手段３６９と、表示信号処理ユニット５５０のＡＤ変換器異常出力検出手段５５４に接続され、ＡＤ変換器異常出力検出手段３６８、３６９および５５４により、蛍光画像用高感度撮像素子３６３または反射画像用撮像素子３６６または通常画像用撮像素子１０７の異常動作を検出したとき、その検出信号に応答して、異常動作した撮像素子を異常動作してない撮像素子に切り換えて、通常画像表示状態とする通常画像表示制御手段７６０と、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ２８０とから構成される。
【０１２６】
内視鏡挿入部２６０は、内部に先端まで延びるライトガイド２６１、ＣＣＤケーブル１５２およびイメージファイバ１５３を備えている。ライトガイド２６１およびＣＣＤケーブル１５２の先端部、即ち内視鏡挿入部２６０の先端部には、照明レンズ１０３および対物レンズ１０６を備えている。また、イメージファイバ１５３は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ１０５を備えている。ＣＣＤケーブル１５２の先端部には、通常画像用撮像素子１０７が接続され、その通常画像用撮像素子１０７には、反射用プリズム１０８が取り付けられている。ライトガイド２６１は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド２６１ａ、石英ガラスファイバである励起光ライトガイド２６１ｂ、および多成分ガラスファイバである参照光ライトガイド２６１ｃ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２６１ａ、励起光ライトガイド２６１ｂおよび参照光ライトガイド２６２ｃは照明ユニット２７０に接続されている。ＣＣＤケーブル１５２の一端は、表示信号処理ユニット５５０に接続され、イメージファイバ１５３の一端は、画像検出ユニット３６０へ接続されている。
【０１２７】
照明ユニット２７０は、通常画像用白色光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た白色光源駆動装置１１５、白色光源１１４から射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ１１６、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ている半導体レーザ駆動装置１１２、ＧａＮ系半導体レーザから射出される励起光を集光する励起光用集光レンズ１１３、反射画像用の参照光Ｌｓを発する参照光源２１１、その参照光源２１１に電気的に接続された参照光源駆動装置２１２、参照光源２１１から射出された参照光を集光する参照光用集光レンズ２１３を備えている。
【０１２８】
画像検出ユニット３６０には、イメージファイバ１５３が接続され、イメージファイバ１５３により伝搬された自家蛍光画像および反射像を結像系に導く蛍光用コリメートレンズ３５１、自家蛍光画像から励起光近傍付近の波長をカットする励起光カットフィルタ３５２、波長７５０ｎｍ以下の光を透過させ、７５０ｎｍ以上の光を直角方向へ反射するダイクロイックミラー３６１、ダイクロイックミラー３６１を透過した蛍光像を撮像するモザイクフィルタ３６２がオンチップされた蛍光画像用高感度撮像素子３６３、蛍光画像用高感度撮像素子３６３により撮像された自家蛍光像を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ＡＤ変換器３６４、ダイクロイックミラー３６１で反射された反射像を撮像する反射画像用撮像素子３６６、反射画像用撮像素子３６６により撮像された反射像を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ＡＤ変換器３６７、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３６６の異常動作をＡＤ変換器３６４、３６７の異常出力により検出するＡＤ変換器異常出力検出手段３６８、３６９を備えている。
【０１２９】
上記モザイクフィルタ３６２は図９に示すような、２種類の微小な光学フィルタ３６２ａおよび３６２ｂから構成され、光学フィルタ３６２ａは、狭帯域自家蛍光画像撮像用の光学フィルタであり４３０ｎｍから５３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ３６２ｂは、広帯域自家蛍光画像撮像用の光学フィルタであり、４３０ｎｍから７３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタである。各微小な光学フィルタは、蛍光画像用高感度撮像素子３６３の画素と１対１で対応している。
【０１３０】
画像演算ユニット４６０は、デジタル化された異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像信号データを記憶する自家蛍光画像用メモリ４６１、反射画像信号データを記憶する反射画像用メモリ４６２、自家蛍光画像用メモリ４６１に記憶された２つの波長帯域の自家蛍光画像の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、その演算値に色情報を割り当てる自家蛍光画像演算部４６３、反射画像用メモリ４６２に記憶された反射画像の各画素値に輝度情報を割り当てる反射画像演算部４６４、自家蛍光画像演算部４６３から出力される色情報をもった画像信号と反射像演算部４６４から出力される輝度情報をもった画像信号を合成して合成画像を生成し出力する画像合成部４６５を備えている。
【０１３１】
自家蛍光画像用メモリ４６１は、図示省略した狭帯域自家蛍光画像記憶領域および広帯域自家蛍光画像記憶領域から構成され、蛍光画像用高感度撮像素子３６３の狭帯域自家蛍光画像用の光学フィルタ３６２ａと対応した画素で撮像された蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、広帯域自家蛍光画像用の光学フィルタ３６２ｂと対応した画素で撮像された蛍光画像は広帯域蛍光画像記憶領域に保存される。
【０１３２】
表示信号処理ユニット５５０は、通常画像用撮像素子１０７で得られた映像信号をデジタル化するＡＤ変換器５５１、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画像用メモリ５５２、通常画像用メモリ５５２から出力された画像信号および画像合成部４６５の合成画像をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路５５３、通常画像用撮像素子１０７の異常動作をＡＤ変換器５５１の異常出力として検出するＡＤ変換器異常出力検出手段５５４を備えている。
【０１３３】
モニタユニット６５０は、通常画像用モニタ６５１、合成画像用モニタ６５２を備えている。
【０１３４】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【０１３５】
まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像と反射画像を用いて合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【０１３６】
異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像撮像時には、制御コンピュータ２８０からの信号に基づき、半導体レーザ駆動装置１１２が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から波長４１０nmの励起光Ｌｒが射出される。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２６１ｂに入射され、内視鏡挿入部２６０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。
【０１３７】
励起光Ｌｒを照射されることにより生じる生体組織９からの自家蛍光は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１５３の先端に入射され、イメージファイバ１５３を経て、励起光カットフィルタ３５２に入射する。励起光カットフィルタ３５２を透過した自家蛍光は、ダイクロイックミラー３６１に入射される。なお、励起光カットフィルタ３５２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３５２でカットされ、ダイクロイックミラー３６１へ入射することはない。
【０１３８】
励起光カットフィルタ３５２を透過した自家蛍光像Ｚｊは、ダイクロイックミラー３６１を透過した後、蛍光用集光レンズ３５５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３６３にオンチップしたモザイクフィルタ３６２に入射する。
【０１３９】
上記モザイクフィルタ３６２の狭帯域自家蛍光画像用の光学フィルタ３６２ａを透過した蛍光は、狭帯域自家蛍光画像となり、広帯域自家蛍光画像撮像用の光学フィルタ３６２ｂを透過した蛍光は、広帯域自家蛍光画像となる。
【０１４０】
狭帯域自家蛍光画像および広帯域自家蛍光画像は、蛍光画像用高感度撮像素子３６３により撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３６３からの映像信号はＡＤ変換回路３５７へ入力され、デジタル化された後、自家蛍光画像用メモリ４６１に保存される。
【０１４１】
自家蛍光画像用メモリ４６１に保存された狭帯域自家蛍光画像と広帯域自家蛍光画像は、蛍光画像演算部４６３で、各画像の各画素値の比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。
【０１４２】
反射画像撮像時には、制御用コンピュータ２８０からの信号に基づき、参照光源駆動装置２１２が駆動され、参照光Ｌｓが射出される。参照光Ｌｓは、参照光用集光レンズ２１３を透過し、参照光ライトガイド２６２ｃに入射され、内視鏡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。
【０１４３】
参照光Ｌｓを照射されることにより生じる生体組織９からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１５３の先端に入射され、イメージファイバ１５３を経て、励起光カットフィルタ３５２に入射する。励起光カットフィルタ３５２を透過した反射光は、ダイクロイックミラー３６１に入射される。ダイクロイックミラー３６１は、波長７５０ｎｍ以上の光は、直角方向に反射するため、参照光Ｌｓの反射光は、反射され、反射像用集光レンズ３６５により結像され、反射画像用撮像素子３６６により撮像され、反射画像用撮像素子３６６からの映像信号はＡＤ変換回路３６７へ入力され、デジタル化された後、反射画像用メモリ４６２に保存される。反射画像用メモリ４６２に保存された反射画像は、反射画像演算部４６４で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。蛍光画像演算部４６３と反射画像演算部４６４から出力された２つの画像は、画像合成部４６５で合成される。画像合成部４６５で合成された合成画像信号は、ビデオ信号処理回路５５３によってＤＡ変換後にモニタユニット６５０に入力され、合成画像用モニタ６５２に表示される。
【０１４４】
次に、通常画像表示時の作用を説明する。通常画像表示時には、制御コンピュータ２８０からの信号に基づき白色光源駆動装置１１５ が駆動され、白色光源１１４から白色光Ｌｗが射出される。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２６２ａに入射され、内視鏡挿入部２６０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の反射光は対物レンズ１０６によって集光され、反射用プリズム１０８に反射して、通常画像用撮像素子１０７に結像される。通常画像用撮像素子１０７からの映像信号はＡＤ変換器５５１へ入力され、デジタル化された後、通常画像用メモリ５５２に保存される。その通常画像用メモリ５５２により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路５５３によってＤＡ変換後にモニタユニット６５０に入力され、通常画像用モニタ６５１に可視画像として表示される。
【０１４５】
合成画像表示時および通常画像表示時における、上記一連の動作は、制御用コンピュータ２８０によって制御される。
【０１４６】
なお、通常画像、自家蛍光画像および反射画像は、図１０に示すようなタイミングチャートに従って、白色光、励起光および参照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なわれ、励起光および参照光と、白色光の照射はそれぞれ異なるタイミングで制御され、１／６０秒毎に取得される画像１コマの間に互いに干渉しないタイミングで照射され、励起光と参照光は互いに異なる波長帯域の光なので、他の光の照射によって測定が妨げられることはない。
【０１４７】
ここで、蛍光画像用高感度撮像素子３６３、通常画像用撮像素子１０７および反射画像用撮像素子３６６のいずれかが異常動作した場合、その異常動作は、ＡＤ変換器異常出力検出手段３６８または３６９または５５４により検出され、その検出信号は、通常画像表示制御手段７６０に出力される。
【０１４８】
このとき、自家蛍光撮像時および反射画像撮像時の場合は、通常画像表示制御手段７６０は、制御用コンピュータ２８０により、照明ユニット２７０の半導体レーザ駆動装置１１２と参照光源駆動装置１１８をＯＦＦにして、励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓの射出を禁止し、白色光源駆動装置１１５をＯＮにし、白色光源１１４により白色光Ｌｗを射出させる。
【０１４９】
異常動作した撮像素子が、蛍光画像用高感度撮像素子３６３の場合は、白色光の反射光による通常像は、通常画像用撮像素子１０７により撮像され、通常画像が表示される。
【０１５０】
通常画像用撮像素子１０７も異常動作している場合は、反射画像用撮像素子３６６により撮像され、通常画像が表示される。
【０１５１】
また、異常動作した撮像素子が、通常画像用撮像素子１０７の場合は、白色光の反射光による通常像は、蛍光画像用高感度撮像素子３６３により撮像され、通常画像が表示される。蛍光画像用高感度撮像素子３６３も動作異常している場合は、反射画像用撮像素子３６６により撮像され、通常画像が表示される。
【０１５２】
また、異常動作した撮像素子が、反射画像用撮像素子３６６の場合は、白色光の反射による通常像は、通常画像用撮像素子１０７により撮像され、通常画像が表示される。通常画像用撮像素子１０７も異常動作している場合は、蛍光画像用高感度撮像素子３６３により撮像され、通常画像が表示される。
【０１５３】
本発明による蛍光画像表示装置を適用した蛍光内視鏡によれば、蛍光画像用高感度撮像素子３６３、通常画像用撮像素子１０７および反射画像用撮像素子３６６のいずれか１つが異常動作したことを検出するＡＤ変換器異常出力検出手段３６８、３６９、５５４を備え、その検出信号に応答して、励起光の射出および参照光の射出を禁止し、白色光を射出し、撮像素子を異常動作していない撮像素子に切り換え、モニタ６５１により通常画像を表示することにより、撮像素子の異常動作を検出することができ、その異常動作に対応して、撮像素子を異常動作していない撮像素子に切り換えることができるので、継続して通常画像を表示することが可能になる。さらに、３つの撮像素子を備えているので、２つの撮像素子の異常動作まで対応することができ、より信頼性高く継続して通常画像を表示することができる。
【０１５４】
上記第４および第５の実施の形態において、蛍光画像用高感度撮像素子および反射画像用撮像素子は、画像信号処理部内ではなく、内視鏡挿入部の先端に配設してもよい。その概略構成図を図１１に示す。内視鏡挿入部１７０は、内部に先端まで延びる蛍光用ＣＣＤケーブル１７４を備えている。蛍光用ＣＣＤケーブル１７４の先端部には、蛍光画像用高感度撮像素子１７１および反射画像用撮像素子１７２が接続され、その間には、参照光による反射像を透過し、励起光による蛍光を直角に反射する反射用プリズム１７３が取り付けられている。蛍光用集光レンズ１０５により集光された蛍光像は、反射用プリズム１７３を反射して、蛍光画像用高感度撮像素子１７１により撮像され、参照光による反射像は、反射用プリズム１７３を透過して、反射像用撮像素子１７２により、撮像される。撮像された自家蛍光画像および反射画像は蛍光用ＣＣＤケーブル１７４を経由して、画像信号処理部に出力される。なお、この構成における内視鏡挿入部を第４の実施の形態に適用する場合、蛍光画像用高感度撮像素子１７１には、第５の実施の形態におけるモザイクフィルタ３６２をオンチップする必要がある。
【０１５５】
また、通常画像用モニタ６５１、合成画像用モニタ６５２のうち、異常動作した撮像素子により撮像された画像を表示する方のモニタは、表示しない、またはフリーズ画面を表示、撮像素子異常動作のメッセージを表示するようにできる。
【０１５６】
また、合成画像を表示する方法については、通常画像用モニタ６５１と合成画像用モニタ６５２とで別々に表示する形態となっているが、１つのモニタで兼用して表示するようにしてもよい。その際、通常画像と合成画像の切換え方法は、制御用コンピュータにより時系列で自動的に行ってもよいし、測定者が適当な切替手段で、任意に切り換える形態であってもよい。さらに、通常画像と合成画像を重ねあわせて表示してもよい。
【０１５７】
また、イメージファイバ１５３は、石英ファイバではなく、多成分ガラスファイバにすることができる。このとき、多成分ガラスファイバに励起光が入射すると蛍光を発するので、励起光カットフィルタ３５２を、集光レンズ１０５とイメージファイバ１５３の自家蛍光像入射端との間に設置する必要がある。石英ファイバから多成分ガラスファイバにすることにより、コストを低減することができる。
【０１５８】
また、撮像素子の異常動作をＡＤ変換器の異常出力として検出したが、撮像素子を駆動する図示省略した撮像素子ドライバ回路の駆動電流の異常として検出することも可能である。また、ＡＤ変換器の出力異常と撮像素子ドライバ回路の駆動電流の異常の両方を検出するようにしてもよい。
【０１５９】
また、上記各実施の形態において、自家蛍光画像演算部、反射画像演算部および画像合成部での演算処理は、各画素単位で行うことに限定されず、蛍光画像用高感度撮像素子のビニング処理に対応する画素単位で演算処理を行なったり、測定者の所望する任意の縦横ｎ×ｍ画素単位で行っても良い。あるいは、測定者の指定した領域のみの演算を行なったり、演算量を考慮して、適当に画素を間引いて比較を行なうこともできる。
【０１６０】
また、画像の演算処理を行なっていない領域がある場合には、その領域の表示色を所定の色で表示することにより、演算処理を行なった領域を明確に表示できる。演算処理を行なう画素を間引いた場合などには、近傍の演算処理結果により補完表示を行う。
【０１６１】
また、励起光源は、波長として４００ｎｍから４２０ｎｍ程度のいずれのものを選んでもよい。
【０１６２】
また、励起光源と白色光源を別個のものとしたが、適当な光学透過フィルタを利用することにより光源を共通化してもよい。
【０１６３】
また、本発明による蛍光画像表示装置は、生体組織に予め吸収させていた蛍光診断薬に励起光を照射した際に発生する蛍光を検出する装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した第１の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡の概略構成図
【図２】本発明による蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した第２の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡の概略構成図
【図３】上記第２の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡の作用を示すフローチャート
【図４】  上記第２の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡の作用を示すフローチャート
【図５】本発明による蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した第３の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡の概略構成図
【図６】本発明による蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した第４の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡の概略構成図
【図７】上記第４の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡に使用される光学透過フィルタの概略構成図
【図８】本発明による蛍光画像表示方法を実施する蛍光画像表示装置を適用した第５の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡の概略構成図
【図９】上記第５の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡に使用されるモザイクフィルタの概略構成図
【図１０】上記第５の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡における励起光、白色光および参照光の露光と自家蛍光、白色光による反射光および参照光による反射光の読出しのタイミングチャートを示す図
【図１１】上記第４および第５の具体的な実施の形態の蛍光内視鏡における蛍光画像用高感度撮像素子および反射画像用撮像素子を内視鏡挿入部の先端に配設した場合の概略構成図
【図１２】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、５、６    画像信号処理部
２    フットスイッチ
４    リセットスイッチ
９    生体組織
１００、１５０、１７０    内視鏡挿入部
１０１、２６１    ライトガイド
１０１ａ、２６１ａ    白色光ライトガイド
１０１ｂ、２６１ｂ    励起光ライトガイド
２６１ｃ    参照光ライトガイド
１０２、１５３    イメージファイバ
１０３    照明レンズ
１０４、３５２    励起光カットフィルタ
１０５    集光レンズ
１０６    対物レンズ
１０７、５０３    通常画像用撮像素子
１０８    反射用プリズム
１１０、１６０    照明ユニット
１１１    ＧａＮ系半導体レーザ
１１２    半導体レーザ駆動装置
１１３    励起光用集光レンズ
１１４    白色光源
１１５    白色光源駆動装置
１１６    白色光用集光レンズ
１１７    参照光源
１１８    参照光源駆動装置
１１９    参照光用集光レンズ
１２０、３０３、３６１    ダイクロイックミラー
１２１    射出異常検出手段
１２２    ＧａＮ系半導体レーザ温度検出手段
１２３    半導体レーザ駆動装置異常検出手段
１２４    参照光源温度検出手段
１２５    参照光源駆動装置異常検出手段
１２６    透過ミラー
１３０    励起光シャッター
１４０    シャッター位置検出手段
１５２    通常像用ＣＣＤケーブル
１７１、３５６、３６３    蛍光画像用高感度撮像素子
１７２、３１５、３６６    反射像用撮像素子
１７３    反射用プリズム
１７４    蛍光用ＣＣＤケーブル
２００、２１０、２５０、２８０    制御用コンピュータ
３００、３５０、３６０    画像検出ユニット
３０１、３５１    コリメートレンズ
３０２    可動ミラー
３０４    広帯域蛍光像用集光レンズ
３０５    広帯域バンドパスフィルタ
３０６    広帯域蛍光画像用高感度撮像素子
３０７、３１２、３１６、３５７    ＡＤ変換器
３６４、３６７、５０４、５５１    ＡＤ変換器
３０８    ハーフミラー
３０９    狭帯域蛍光用集光レンズ
３１０    狭帯域バンドパスフィルタ
３１１    狭帯域蛍光画像用高感度撮像素子
３１３    蛍光像用ミラー
３１４、３６５    反射像用集光レンズ
３１７    可動ミラー位置検出手段
３５３    光学透過フィルタ
３５４    フィルタ回転装置
３５５    蛍光用集光レンズ
３５８、３６８、３６９、５５４    ＡＤ変換器異常出力検出手段
３６２    モザイクフィルタ
４００    画像演算ユニット
４０１、４６１    自家蛍光画像用メモリ
４０２、４６２    反射画像用メモリ
４０３、４６３    自家蛍光画像演算部
４０４、４６４    反射画像演算部
４０５、４６５    画像合成部
５００、５５０    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、５５２    通常画像用メモリ
５０６、５５３    ビデオ信号処理回路
６００    モニタ
６５０    モニタユニット
６５１    通常画像用モニタ
６５２    合成画像用モニタ
７００、７１０、７５０、７６０    通常画像表示制御手段
８００    制御ライン断線検出手段
【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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