CN105473049A - 荧光观察装置 - Google Patents

Abstract

提供荧光观察装置(100)，该荧光观察装置(100)具有：光源(3)，其向被检体照射照明光和激励光；返回光图像生成部(61)和荧光图像生成部(62)，它们分别生成被检体的返回光图像(G1)和荧光图像(G2)；荧光检测部(63)，其从荧光图像(G2)检测荧光区域；返回光图像调整部(65)，其对返回光图像(G1)的灰度值进行调整；重叠图像生成部(66)，其根据调整了灰度值的返回光图像(G1’)和荧光图像(G2)生成重叠图像(G3)；以及系数设定部(64)，其在荧光检测部(63)检测出荧光区域的情况下，设定返回光图像调整部(65)对返回光图像(G1)的灰度值的调整幅度使得与荧光检测部(63)未检测出荧光区域的情况相比返回光图像(G1)的灰度值降低。

Description

荧光观察装置

技术领域

本发明涉及荧光观察装置。

背景技术

以往，在使用荧光药剂来诊断病变部的荧光观察装置中，公知有将活体组织的白色光图像中检测出荧光的区域置换为规定的颜色的标记进行显示的方法。由此，观察者能够可靠地识别视野中存在的病变部。另一方面，存在无法观察标注了标记的病变部具有何种形态的问题。而且，存在与白色光图像不同性质的标记给观察者带来不自然感的问题。尤其被误检为荧光的微小的噪声也被显示为标记，由此会给观察者带来图像的闪烁感。

因此，公知有如下方法：通过将拍摄来自病变部的荧光所得的荧光图像分配给构成白色光图像的R、G、B的成分图像中的任意一种而在白色光图像上重叠显示荧光图像(例如，参照专利文献1。)。通过该方法生成的重叠图像在与荧光图像内的荧光区域对应的区域中也包含白色光图像的信息。因此，能够在不会妨碍病变部的形态观察并且不会给观察者带来不自然感和闪烁感的情况下显示荧光区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/135992号

专利文献2：日本特开2003-10101号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的方法中，存在如下问题：在荧光的强度相对于像白色光图像那样明亮的返回光图像较低的情况下，很难在重叠图像中确保荧光区域的充分的识别性。

因此，公知有如下方法：通过光电转换元件接收荧光像和照明光像并进行光电转换而取得分别表示荧光像和照明光像的模拟信号，以比表示照明光像的模拟信号大的增益来放大表示荧光像的模拟信号(例如，参照专利文献2)。但是，在光电转换元件和对该光电转换元件所生成的模拟信号进行处理的AD转换电路中存在动态范围。因此，存在如下情况：在荧光的强度相对于明亮的照明光像较低的情况下，很难确保对于表示荧光像的模拟信号得到在重叠图像中荧光区域的充分的识别性所需要的足够的增益。

并且，在监视器等显示图像的构件中也存在显示上的动态范围。因此，在监视器上以某程度的明亮度来显示照明光图像的情况下，即使能够确保足够大的表示荧光像的模拟信号的增益，有时也无法以确保在重叠图像中荧光区域的充分的识别性所需要的充分的明亮度来显示荧光区域。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种荧光观察装置，该荧光观察装置能够在将荧光图像重叠显示于白色光图像上而得到的图像中提高荧光区域的识别性。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提供以下的手段。

本发明提供一种荧光观察装置，其具有：光源，其向被检体照射照明光和激励光；返回光图像生成部，其生成返回光图像，该返回光图像是对因从该光源照射所述照明光而从所述被检体发出的返回光进行拍摄而得到的；荧光图像生成部，其生成荧光图像，该荧光图像是对因从所述光源照射所述激励光而从所述被检体发出的荧光进行拍摄而得到的；荧光检测部，其从该荧光图像生成部所生成的所述荧光图像检测具有规定的灰度值阈值以上的灰度值的荧光区域；返回光图像调整部，其对所述返回光图像的灰度值进行调整；重叠图像生成部，其生成重叠图像，该重叠图像是将该返回光图像调整部对灰度值进行调整后的返回光图像与所述荧光图像重叠而得到的；以及系数设定部，其根据所述荧光检测部对所述荧光区域的检测结果来设定所述返回光图像调整部对所述返回光图像的灰度值的调整幅度，该系数设定部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，设定所述调整幅度使得与所述荧光检测部未检测出所述荧光区域的情况相比所述返回光图像的灰度值降低。

根据本发明，通过返回光图像生成部生成返回光图像，该返回光图像是借助来自光源的照明光的照射对被检体的形态进行拍摄而得到的，通过荧光图像生成部生成荧光图像，该荧光图像是借助来自光源的激励光的照射对来自被检体的特定区域的荧光进行拍摄而得到的。而且，通过重叠图像生成部生成在返回光图像上重叠荧光图像而得到的重叠图像。在该重叠图像中，观察者能够与被检体的形态和荧光区域分别对应地进行观察。并且，由于在重叠了荧光区域的区域中重叠图像也包含返回光图像的信息，因此也能够观察与荧光区域对应的区域的被检体的形态。

在该情况下，在荧光图像内不存在荧光区域的通常时，生成实质上等同于返回光图像的重叠图像。另一方面，当荧光检测部在荧光图像内检测出荧光区域的情况下，返回光图像部根据由系数设定部以返回光图像的灰度值比通常时小的方式设定的调整幅度，对返回光图像的灰度值进行调整，灰度值被调整后的返回光图像被用于重叠图像的生成。因此，在该情况下，生成因返回光图像的明亮度整体上降低而使荧光区域的明亮度被强调的重叠图像。这样，通过根据需要来调整重叠图像内的返回光图像的明亮度而能够提高荧光区域的识别性。

在上述发明中，也可以是，所述系数设定部设定超过0且小于1的系数，所述返回光图像调整部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，使所述系数设定部所设定的所述系数与所述返回光图像的灰度值相乘。

这样，能够仅通过运算处理来调整返回光图像的灰度值，能够使装置结构简化。

在上述发明中，也可以是，该荧光观察装置具有拍摄所述返回光的摄像元件，所述系数设定部设定所述摄像元件对所述返回光的曝光量的降低幅度，所述返回光图像调整部具有曝光量控制部，该曝光量控制部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，按照由所述系数设定部设定的所述降低幅度使所述摄像元件的曝光量降低。在该情况下，也可以是，所述曝光量控制部对所述返回光向所述摄像元件的入射光量、所述摄像元件的曝光时间以及照射到所述被检体的所述照明光的光量中的至少一个进行控制。

这样，在荧光图像内检测出荧光区域的情况下，通过降低摄像元件对返回光的曝光量而由返回光图像生成部生成与通常时相比灰度值被降低的返回光图像。由此，能够将返回光图像生成部所生成的返回光图像直接用于重叠图像的生成，因此能够使运算处理简化。

在上述发明中，也可以是，所述荧光检测部所检测出的所述荧光区域的灰度值越大，所述系数设定部使所述返回光图像的灰度值的降低幅度越小。

这样，在荧光区域的灰度值足够大的情况下，相对于返回光图像能够得到荧光区域的充分的识别性。因此，在该情况下，通过减小返回光图像的灰度值的降低幅度而能够防止因返回光图像的灰度值被过度地降低而导致重叠图像内的被检体的像不清楚。

在上述发明中，也可以是，所述系数设定部根据所述返回光图像的色调来变更该返回光图像的灰度值的调整幅度。

这样，在返回光图像内的被检体的色调与重叠图像内的荧光区域的显示色的对比度较高的情况下，相对于返回光图像能够得到荧光区域的充分的识别性。因此，在该情况下，通过减小返回光图像的灰度值的降低幅度而能够防止因返回光图像的灰度值被过度地降低而导致重叠图像内的被检体的像不清楚。

在上述发明中，也可以是，所述返回光图像调整部仅在构成由所述荧光检测部检测出的所述荧光区域的像素的数量在规定的像素数阈值以上的情况下，降低所述返回光图像的灰度值。

这样，不论是否从被检体发出荧光，都能够防止因将荧光图像内的噪声检测为荧光区域而导致返回光图像的灰度值被不必要地降低。

发明效果

根据本发明，实现了能够在将荧光图像重叠显示于白色光图像上而得到的图像中提高荧光区域的识别性的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的荧光观察装置的整体结构图。

图2是说明图1的图像处理单元的图像处理的流程图。

图3是图1的荧光观察装置的第一变形例的整体结构图。

图4是图1的荧光观察装置的第二变形例的整体结构图。

图5是本发明的第二实施方式的荧光观察装置的整体结构图。

图6是示出在图5的系数设定部中使用的荧光区域的灰度值的代表值n与系数α的函数的曲线图。

图7是说明图5的图像处理单元的图像处理的流程图。

图8是本发明的第三实施方式的荧光观察装置的整体结构图。

图9是示出在图8的系数设定部中使用的荧光区域的灰度值的代表值n与系数β的函数的曲线图。

图10是说明图8的图像处理单元的图像处理的流程图。

图11是本发明的第四实施方式的荧光观察装置的整体结构图。

图12是本发明的第五实施方式的荧光观察装置的整体结构图。

图13是示出在图12的系数设定部中使用的表示比Z与系数α的函数的曲线图。

具体实施方式

【第一实施方式】

以下，参照图1至图4对本发明的第一实施方式的荧光观察装置100进行说明。

本实施方式的荧光观察装置100是内窥镜装置，如图1所示，具有：细长的插入部2，其插入到体内；光源3；照明单元4，其从插入部2的前端朝向观察对象(被检体)X照射来自该光源3的激励光和照明光；摄像单元5，其设置于插入部2的前端，取得作为观察对象X的活体组织的图像信息S1、S2；图像处理单元6，其配置于插入部2的基端侧，对摄像单元5所取得的图像信息S1、S2进行处理；以及监视器7，其对该图像处理单元6所处理的图像G3进行显示。

光源3具有：氙气灯31；滤波器32，其从该氙气灯31所发出的光切出激励光和照明光；以及耦合透镜33，其对滤波器32所切出的激励光和照明光进行会聚。滤波器32选择性地透射与激励光和照明光对应的400nm至740nm的波段的光。即，在本实施方式中，近红色外光(例如，波段700nm至740nm)被用作激励光。另外，也可以取代氙气灯31而使用其他种类的灯光源或LED等半导体光源。

照明单元4具有：光导纤维41，其配置在插入部2的长度方向的大致整个范围内；以及照明光学系统42，其设置于插入部2的前端。光导纤维41对耦合透镜33所会聚的激励光和照明光进行导光。照明光学系统42使光导纤维41导光来的激励光和照明光扩散而照射到与插入部2的前端对置的观察对象X。

摄像单元5具有：物镜51，其对来自观察对象X的光进行会聚；分色镜52，其反射该物镜51所会聚的光中的激励光和荧光，并透射具有比激励光短的波长的白色光(波段400nm至700nm、返回光)；两个聚光透镜53、54，它们分别对该分色镜52所反射的荧光和透过分色镜52的白色光进行会聚；彩色CCD那样的摄像元件55，其拍摄聚光透镜53所会聚的白色光；以及高灵敏度单色CCD那样的摄像元件56，其拍摄聚光透镜54所会聚的荧光。在图中，标号57是选择性地透射分色镜52所反射的光中的荧光(例如，波段760nm至850nm)并切断激励光的激励光截止滤波器。

白色光用的摄像元件55和荧光用的摄像元件56可以像上述那样是彼此不同种类的摄像元件，也可以是相同种类的摄像元件。

图像处理单元6具有：白色光图像生成部(返回光图像生成部)61，其根据摄像元件55所取得的白色光图像信息S1生成白色光图像(返回光图像)G1；荧光图像生成部62，其根据摄像元件56所取得的荧光图像信息S2生成荧光图像G2；荧光检测部63，其从该荧光图像生成部62所生成的荧光图像G2检测荧光区域F；系数设定部64，其根据该荧光检测部63的检测结果设定与白色光图像G1的灰度值相关的系数α；白色光图像调整部(返回光图像调整部)65，其通过根据系数α调整白色光图像G1的灰度值而生成调整图像G1’；以及重叠图像生成部66，其通过在调整图像G1’上重叠荧光图像G2而生成重叠图像G3。

荧光检测部63保持针对荧光图像G2的灰度值的规定的阈值Th。荧光检测部63将从荧光图像生成部62输入的荧光图像G2的各像素的灰度值与阈值Th进行比较，检测具有该阈值Th以上的灰度值的像素作为荧光区域F。荧光检测部63将表示是否检测出荧光区域F的信号S3输出给系数设定部64。

系数设定部64保持规定的两个值α1、α2作为系数α，根据从荧光检测部63接收到的信号S3来选择值α1或值α2，并将所选择的值输出给白色光图像调整部65。这里，α1＝1，0＜α2＜1(例如，α2＝0.6)。系数设定部64在从荧光检测部63接收到表示检测出荧光区域F的信号的情况下，选择α2。另一方面，系数设定部64在从荧光检测部63接收到表示未检测出荧光区域F的信号的情况下，选择α1。

下式(1)表示通过白色光图像调整部65和重叠图像生成部66进行的根据白色光图像G1和荧光图像G2生成重叠图像G3的处理。在式(1)中，R、G以及B是白色光图像G1的各像素的红色(R)成分、绿色(G)成分以及蓝色(B)成分的灰度值，FL是荧光图像G2的各像素的灰度值，R’、G’以及B’是重叠图像G3的各像素的R成分、G成分以及B成分的灰度值。白色光图像调整部65和重叠图像生成部66对白色光图像G1和荧光图像G2的所有像素进行式(1)的处理。

【式1】

$\left(\begin{array}{c}{R}^{\′}\\ G^{\′}\\ B^{\′}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}a& 0& 0& 0\\ 0& a& 0& 1\\ 0& 0& a& 0\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\\ FL\end{array}\right)\mathrm{...}\left(1\right)$

若对式(1)所表示的处理具体地进行说明，则白色光图像调整部65使系数设定部64所设定的系数α与白色光图像G1的各像素的各颜色成分的灰度值相乘而计算调整图像G1’的各像素的各颜色成分的灰度值。重叠图像生成部66使单色的荧光图像G2与构成彩色的调整图像G1’的三个颜色成分图像(即，红色(R)成分图像、绿色(G)成分图像以及蓝色(B)成分图像)中的任意一个相加。而且，重叠图像生成部66根据加上了荧光图像G2的颜色成分图像和其他的两个颜色成分图像来重构彩色的重叠图像G3。

根据以上的处理，在系数α为α1(＝1)的情况下，白色光图像G1直接成为调整图像G1’。即，根据具有原始的灰度值的白色光图像G1生成重叠图像G3。另一方面，在系数α为α2的情况下，生成灰度值降低的白色光图像G1作为调整图像G1’，根据该调整图像G1’生成重叠图像G3。

根据式(1)生成的重叠图像G3为在调整图像G1’上重叠显示红色、绿色或蓝色的荧光区域F而得到的图像。在本实施方式中，由于作为观察对象X的活体组织的色调包含较多的R成分，因此重叠图像G3中的荧光区域F的显示色优选作为红色的补色的绿色。因此，在式(1)中，以将荧光区域F分配到调整图像G1’的G成分图像的方式设定矩阵。

接着，对这样构成的荧光观察装置100的作用进行说明。

要想使用本实施方式的荧光观察装置100来观察作为观察对象X的体内的活体组织，需要预先对观察对象X投放聚集于病变部Y的荧光物质。而且，将插入部2插入到体内，使插入部2的前端与观察对象X对置配置。接下来，通过使光源3进行动作而将激励光和照明光从插入部2的前端照射到观察对象X。

在观察对象X中，因包含在病变部Y中的荧光物质被激励光激励而发出荧光，并且在观察对象X的表面上反射白色光。从观察对象X发出的荧光和所反射的白色光的一部分返回到插入部2的前端，由物镜51会聚。

物镜51所会聚的光中的白色光透过分色镜52，由聚光透镜53会聚，作为白色光图像信息S1被摄像元件55取得。另一方面，物镜51所会聚的荧光被分色镜52反射，在通过激励光截止滤波器57去除激励光之后，由聚光透镜54会聚，作为荧光图像信息S2被摄像元件56取得。各摄像元件55、56所取得的图像信息S1、S2被发送至图像处理单元6。

在图2中示出说明图像处理单元6的图像处理的流程图。

在图像处理单元6中，白色光图像信息S1被输入到白色光图像生成部61而生成白色光图像G1，荧光图像信息S2被输入到荧光图像生成部62而生成荧光图像G2(步骤S1)。接下来，在荧光检测部63中对在荧光图像G2内是否存在荧光区域F进行判定(步骤S2)。

当视野中不存在病变部Y的情况下，由于在步骤S2中不会检测出荧光区域F(步骤S2的“否”)，因此在系数设定部64中设定α1(＝1)作为系数α(步骤S3)。因此，在白色光图像调整部65中，白色光图像G1直接作为调整图像G1’被输出到重叠图像生成部66(步骤S5)，在重叠图像生成部66中生成在未加工的白色光图像G1上重叠几乎不具有灰度值的荧光图像G2而得到的重叠图像G3(步骤S6)。此时生成的重叠图像G3实质上与原始的白色光图像G1同等。

另一方面，当视野中存在病变部Y的情况下，由于在步骤S2中检测出荧光区域F(步骤S2的“是”)，因此在系数设定部64中设定α2(＜1)作为系数α(步骤S4)。因此，在白色光图像调整部65中通过对白色光图像G1实施灰度值的降低处理而生成调整图像G1’(步骤S5)，生成在该调整图像G1’上重叠具有原始的灰度值的荧光图像G2而得到的重叠图像G3(步骤S6)。此时生成的重叠图像G3为在整体上明亮度降低的白色光图像G1上重叠与该白色光图像G1相比相对较亮的荧光区域F而得到的图像。因此，在重叠图像G3中，荧光区域F的明亮度明显。

这样，根据本实施方式，根据观察者所关注的荧光区域F是否存在于视野内来切换包含在重叠图像G3中的白色光图像G1的明亮度。即，由于在不存在荧光区域F的情况下，在监视器7上显示通常的清楚的白色光图像G1，因此观察者能够清楚地观察活体组织的形态。另一方面，在存在荧光区域F的情况下，在监视器7上显示白色光图像G1的明亮度降低的重叠图像G3，使得荧光区域F的明亮度明显。因此，观察者能够容易地识别荧光区域F，同时也能够充分清楚地观察在荧光区域F的背后显示的活体组织。

另外，在本实施方式中，在通过荧光检测部63检测出荧光区域F时，优选系数设定部64还考虑被检测为该荧光区域F的像素的数量来设定系数α。即，荧光检测部63将具有灰度值阈值Th以上的灰度值的像素的数量输出给系数设定部64。系数设定部64仅在从荧光检测部63接收到的像素的数量为规定的像素数阈值以上的情况下，选择α2。另一方面，系数设定部64即使检测出具有灰度值阈值Th以上的灰度值的像素，在该像素的数量比规定的像素数阈值少的情况下，也选择α1。

在视野中不存在病变部Y的情况下，也可能在荧光图像G2中产生具有规定的灰度值阈值Th以上的灰度值的噪声。在将这样的噪声错误检测为荧光区域F的情况下，在重叠图像G3中白色光图像G1的明亮度进行不必要的变动，从而给观察者带来麻烦。因此，仅在超过灰度值阈值Th的像素的数量足够的情况下，降低白色光图像G1的灰度值，从而能够防止因响应噪声而使白色光图像G1的灰度值被不必要地降低的情况。

接着，对本实施方式的变形例进行说明。

(第一变形例)

如图3所示，本实施方式的第一变形例的荧光观察装置100还具有阈值设定部67，该阈值设定部67根据白色光图像G1的灰度值设定荧光检测部63的灰度值阈值Th。

阈值设定部67从白色光图像生成部61接收白色光图像G1，计算白色光图像G1的灰度值的代表值m。代表值m例如是白色光图像G1的所有像素的灰度值的平均值或者中间值。阈值设定部67基于规定的函数，根据代表值m计算灰度值阈值Th。这里，规定的函数是代表值m越大灰度值阈值Th也越大的增加函数。

白色光图像G1的灰度值根据插入部2的前端与观察对象X之间的观察距离而整体地变动，观察距离越小，白色光图像G1的整体的明亮度越增加。与其同样地，荧光图像G2的灰度值也根据观察距离而整体地变动，即使观察对象X发出的荧光的强度相同，观察距离越大，荧光图像G2内的荧光区域F的灰度值也会越小。

根据本变形例，根据白色光图像G1的灰度值的代表值m判断观察距离的大小，灰度值阈值Th也与因观察距离的变动而引起的荧光图像G2的灰度值的变动对应地变动，由此能够提高荧光区域F的检测精度，其结果为，具有如下的优点：能够向观察者呈现进一步适当地调整白色光图像G1的明亮度的重叠图像G3。

(第二变形例)

如图4所示，本实施方式的第二变形例的荧光观察装置100还具有除算部68，该除算部68使荧光图像G2除以白色光图像G1。

除算部68通过使从荧光图像生成部62输入的荧光图像G2的各像素的灰度值除以从白色光图像生成部61输入的白色光图像G1的各像素的灰度值而生成灰度值被校正后的荧光图像(以下，称作校正荧光图像。)G2’。而且，除算部68将所生成的校正荧光图像G2’输出给荧光检测部63和重叠图像生成部66。

荧光检测部63取代荧光图像G2而从校正荧光图像G2’检测荧光区域F。

重叠图像生成部66取代荧光图像G2而使用校正荧光图像G2’生成重叠图像G3。即，重叠图像生成部66使用校正荧光图像G2’的灰度值作为式(1)的FL。

白色光图像G1的灰度值除了根据上述的观察距离之外还根据插入部2的前端与观察对象X之间的观察角度而发生变动。与其同样地，荧光图像G2的灰度值也根据观察距离和观察角度而发生变动。因此，通过使荧光图像G2除以白色光图像G1而将荧光图像G2的灰度值标准化，得到被去除了依赖于观察距离和观察角度的差异的灰度值的变化的校正荧光图像G2’。通过使用这样的校正荧光图像G2’，能够提高荧光区域F的检测精度，还能够提供可靠性较高的重叠图像G3。

【第二实施方式】

接着，参照图5至图7对本发明的第二实施方式的荧光观察装置200进行说明。在本实施方式中，主要对与第一实施方式不同的结构进行说明，对与第一实施方式共同的结构标注相同的标号并省略说明。

如图5所示，本实施方式的荧光观察装置200主要在如下的方面与第一实施方式不同：还具有计算由荧光检测部63检测出的荧光区域F的灰度值的代表值n的代表值计算部69；以及系数设定部64根据由代表值计算部69计算出的代表值n来设定系数α。

在本实施方式中，荧光检测部63在存在具有规定的灰度值阈值Th以上的灰度值的像素的情况下，提取该像素并将提取出的像素的灰度值S4输出给代表值计算部69。

代表值计算部69例如计算平均值作为从荧光检测部63输入的像素的灰度值S4的代表值n，并将计算出的代表值n输出给系数设定部64。

在本实施方式中，系数设定部64根据由代表值计算部69计算出的代表值n，基于规定的函数计算系数α的值，并将计算出的值输出给白色光图像调整部65。这里，规定的函数是代表值n越大系数α也越大的增加函数，例如如图6所示，是线性函数。代表值n为在灰度值阈值Th以上且在荧光图像G2的灰度值可以取得的最大值以下的范围的值，系数α为超过0且1以下的范围的值。

接着，对这样构成的荧光观察装置200的作用进行说明。

根据本实施方式的荧光观察装置200，在步骤S2中检测出荧光区域F的情况下的处理与第一实施方式不同。如图7所示，在荧光图像G2中存在荧光区域F的情况下(步骤S2的“是”)，在荧光检测部63中提取荧光区域F(步骤S21)。接下来，在代表值计算部69中计算提取出的荧光区域F的灰度值的代表值n(步骤S22)。接下来，在系数设定部64中设定与代表值n对应的系数α(步骤S23)。白色光图像调整部65使用在步骤S23中设定的系数α生成调整图像G1’(步骤S5)。

这里，在步骤S23中设定的系数α是反映了荧光区域F的整体的明亮度的值。因此，在白色光图像调整部65中降低白色光图像G1的灰度值时的降低幅度根据荧光区域F的整体的明亮度进行调整。即，在荧光区域F整体上足够亮的情况下，系数α为更接近1的值，生成相对于白色光图像G1明亮度几乎不降低的调整图像G1’。另一方面，在荧光区域F整体上足够暗的情况下，系数α为更小的值，生成相对于白色光图像G1明亮度被充分降低的调整图像G1’。

这样，根据本实施方式具有如下的优点：通过根据荧光区域F的明亮度将白色光图像G1的明亮度的降低幅度调整到为了得到荧光区域F的充分的识别性所需要的充分的量，而能够提高重叠图像G3中的荧光区域F的识别性，并且将白色光图像G1的明亮度的降低幅度抑制在最小限度。由于其他的效果与第一实施方式相同，因此省略说明。

另外，在本实施方式中，系数设定部64也可以将计算出的系数α输出给监视器7，监视器7显示系数α。

这样，具有如下的优点：观察者能够识别到与通常的(即，α＝1时的)白色光图像G1相比，在当前显示于监视器7的重叠图像G3中调整图像G1’的明亮度降低了哪种程度，能够提高基于重叠图像G3的诊断精度。

【第三实施方式】

接着，参照图8至图10对本发明的第三实施方式的荧光观察装置300进行说明。在本实施方式中，主要对与第一和第二实施方式不同的结构进行说明，对与第一和第二实施方式共同的结构标注相同的标号并省略说明。

如图8所示，本实施方式的荧光观察装置300主要在如下的方面与第一和第二实施方式不同：还具有在第二实施方式中说明的代表值计算部69和对设置于白色光图像G1用的摄像元件55的前级的孔径光阑8进行控制的曝光量控制部(返回光图像调整部)70；以及系数设定部64取代系数α而设定与孔径光阑8的孔径相关的系数β。

系数设定部64根据由代表值计算部69计算出的代表值n，基于规定的函数计算系数β，并将计算出的系数β输出给曝光量控制部70。这里，规定的函数是代表值n越大系数β也越大的增加函数，例如如图9所示，是线性函数。系数β是超过0且1以下的范围的值。

曝光量控制部70通过发送信号S5而对孔径光阑8的孔径进行控制，该信号S5根据荧光检测部63的荧光区域F的检测结果和从系数设定部64输入的系数β而对孔径光阑8指定孔径。具体而言，曝光量控制部70在荧光检测部63未检测出荧光区域F的通常时，将孔径光阑8的孔径维持在规定的直径。另一方面，曝光量控制部70在荧光检测部63检测出荧光区域F的情况下，将孔径光阑8的孔径控制在使通常时的直径乘以系数β而得到的直径。例如，在系数β是0.8的情况下，控制孔径光阑8使得孔径为通常时的80％。在该情况下，摄像元件55的白色光的曝光量降低到通常时的80％左右。

在本实施方式中，重叠图像生成部66始终直接使用白色光图像生成部61所生成的白色光图像G1和荧光图像生成部62所生成的荧光图像G2来生成重叠图像G3。即，在本实施方式中，像后述那样白色光图像生成部61所生成的白色光图像G1为调整完灰度值的调整图像。因此，不论有无荧光区域F，重叠图像生成部66都根据采用α＝1的式(1)生成重叠图像G3。

接着，对这样构成的荧光观察装置300的作用进行说明。

根据本实施方式的荧光观察装置300，在步骤S2中判定有无荧光区域F之后的处理与第一实施方式和第二实施方式不同。如图10所示，当在步骤S2中未检测出荧光区域F的情况下(步骤S2的“否”)，孔径光阑8的孔径被调整为规定的直径(步骤S31、S36)。由此，接下来生成的白色光图像G1为具有通常的明亮度的图像。

另一方面，当在步骤S2中检测出荧光区域F的情况下(步骤S2的“是”)，与第二实施方式的步骤S21至步骤S23同样，在荧光检测部63中提取荧光区域F(步骤S32)，在代表值计算部69中计算荧光区域F的灰度值的代表值n(步骤S33)，在系数设定部64中设定与代表值n对应的系数β(步骤S34)。而且，根据系数β将孔径光阑8的孔径调整为比通常时小(步骤S35、S36)。由此，接下来生成的白色光图像G1为明亮度比通常时降低的图像。即，不收缩位于荧光用的摄像元件56的前级的未图示的孔径光阑而保持原样，收缩位于白色光用的摄像元件55的前级的孔径光阑8，由此能够仅降低从相同的部位产生的光(被反射/吸收的光)中的白色光的受光量，与荧光图像G2相比相对地降低白色光图像G1的明亮度。

这样，根据本实施方式，并不是像第一和第二实施方式那样通过运算处理来降低白色光图像G1的灰度值，而是通过降低摄像元件55的曝光量，根据有无荧光区域F来调整白色光图像G1的明亮度。由此，能够实现与第一实施方式相同的效果。而且，具有如下的优点：通过根据荧光区域F的明亮度来调整孔径光阑8的孔径，而能够与第二实施方式同样地将白色光图像G1的明亮度的降低幅度调整到为了得到荧光区域F的充分的识别性所需要的充分的量，并将重叠图像G3中的白色光图像G1的识别性的降低抑制在最小限度。

另外，在本实施方式中，通过使用孔径光阑8来降低对摄像元件55的入射光量，从而降低白色光图像G1的灰度值，但也可以取而代之，而缩短摄像元件55的曝光时间。曝光时间的调整例如是曝光量控制部70通过对设置于摄像元件55的电子快门(省略图示)的开启时间进行控制而进行的。这样，也能够与使用孔径光阑8时同样地通过白色光图像生成部61生成与通常时相比值灰度值降低的白色光图像G1。

【第四实施方式】

接着，参照图11对本发明的第四实施方式的荧光观察装置400进行说明。在本实施方式中，主要对与第一至第三实施方式不同的结构进行说明，对与第一实施方式共同的结构标注相同的标号并省略说明。

本实施方式的荧光观察装置400在通过调整摄像元件55的曝光量来降低白色光图像G1的灰度值的方面与第三实施方式共同。但是，如图11所示，本实施方式的荧光观察装置400不是在摄像元件55的前级而是在光源3处设置孔径光阑81，光量控制部(曝光量控制部、返回光图像调整部)71通过控制该孔径光阑81而变更向观察对象X照射的照明光的光量。

在本实施方式中，光源3还具有另一个氙气灯311和分束器34。分束器34在针对光导纤维41的入射光轴上对从两个氙气灯31、311发出的光进行合波。另外，氙气灯31、311也可以是其他种类的灯光源或LED等半导体光源。并且，氙气灯31、311可以是相同种类的光源，也可以是彼此不同种类的光源。

光源3取代滤波器32而具有第一滤波器321和第二滤波器322。第一滤波器321从一个氙气灯31所发出的光切出照明光(例如，波段400nm至700nm)。第二滤波器322从另一个氙气灯311所发出的光切出激励光(例如，波段700nm至740nm)。

孔径光阑81配置在第一滤波器321与分束器34之间，对入射给光导纤维41的光中的仅照明光的光量进行变更。

光量控制部71除了取代孔径光阑8而控制孔径光阑81之外，与第三实施方式的曝光量控制部70相同。在本实施方式中，因孔径光阑81的孔径缩小导致向观察对象X照射的照明光的光量和物镜51所会聚的白色光的光量降低，由此摄像元件55的曝光量降低。

关于本实施方式的荧光观察装置400的作用和效果，除了在图10的步骤S31、S35以及S36中被调整孔径的孔径光阑81不同之外，与上述的第三实施方式的荧光观察装置300相同，因此省略说明。

【第五实施方式】

接着，参照图12和图13对本发明的第五实施方式的荧光观察装置500进行说明。在本实施方式中，主要对与第一至第四实施方式不同的结构进行说明，对与第一实施方式共同的结构标注相同的标号并省略说明。

如图12所示，本实施方式的荧光观察装置500主要在系数设定部64还考虑白色光图像G1的颜色成分来设定系数α(0＜α≤1)的方面与第一至第四实施方式不同。

在本实施方式中，白色光图像生成部61除了将白色光图像G1输出给白色光图像调整部65以外，还输出给系数设定部64。

系数设定部64在系数α的设定之前，对从白色光图像生成部61输入的白色光图像G1的色调进行判定。

具体而言，系数设定部64根据白色光图像G1计算平均值＜G’＞和平均值＜R＞。平均值＜G’＞是白色光图像G1的G成分的灰度值的平均值＜G＞与代表值计算部69所计算出的代表值n的和。平均值＜R＞是白色光图像G1的R成分的灰度值的平均值。

接着，系数设定部64计算平均值＜G’＞与平均值＜R＞的比Z＝＜G’＞/＜R＞。而且，系数设定部64根据比Z，基于规定的函数计算系数α，并将系数α输出给白色光图像调整部65。这里，规定的函数是比Z越大系数α也越大的增加函数，例如如图13所示，是线性函数。

重叠图像G3中的荧光区域F的识别性还依赖于活体组织X的色调与荧光区域F的显示色的对比度。

上述的比Z表示活体组织的色调相对于作为荧光区域F的显示色的绿色的对比度。具体而言，在主要因血液引起活体组织的红色程度较强的情况下，比Z和系数α变小，白色光图像G1的灰度值的降低幅度变大。另一方面，在因活体组织的表面被脂肪覆盖等而活体组织的红色程度较弱的情况下，比Z和系数α变大，白色光图像G1的灰度值的降低幅度变小。

这样，根据本实施方式，具有如下的优点：还考虑白色光图像G1的色调，将白色光图像G1的明亮度的降低幅度调整到为了得到荧光区域F的充分的识别性所需要的充分的量，由此能够提高重叠图像G3中的荧光区域F的识别性，并且将白色光图像G1的明亮度的降低幅度抑制在最小限度。

标号说明

100、200、300、400、500：荧光观察装置；2：插入部；3：光源；31、311：氙气灯；32、321、322：滤波器；33：耦合透镜；34：分束器；41：光导纤维；42：照明光学系统；51：物镜；52：分色镜；53、54：聚光透镜；55、56：摄像元件；57：激励光截止滤波器；4：照明单元；5：摄像单元；6：图像处理单元；61：白色光图像生成部(返回光图像生成部)；62：荧光图像生成部；63：荧光检测部；64：系数设定部；65：白色光图像调整部(返回光图像调整部)；66：重叠图像生成部；67：阈值设定部；68：除算部；69：代表值计算部；70：曝光量控制部(返回光图像调整部)；71：光量控制部(曝光量控制部、返回光图像调整部)；7：监视器；8、81：孔径光阑。

Claims (7)

1.一种荧光观察装置，其具有：

光源，其向被检体照射照明光和激励光；

返回光图像生成部，其生成返回光图像，该返回光图像是对因从该光源照射所述照明光而从所述被检体发出的返回光进行拍摄而得到的；

荧光图像生成部，其生成荧光图像，该荧光图像是对因从所述光源照射所述激励光而从所述被检体发出的荧光进行拍摄而得到的；

荧光检测部，其从该荧光图像生成部所生成的所述荧光图像检测具有规定的灰度值阈值以上的灰度值的荧光区域；

返回光图像调整部，其对所述返回光图像的灰度值进行调整；

重叠图像生成部，其生成重叠图像，该重叠图像是将由该返回光图像调整部对灰度值进行调整后的返回光图像与所述荧光图像重叠而得到的；以及

系数设定部，其根据所述荧光检测部对所述荧光区域的检测结果来设定所述返回光图像调整部对所述返回光图像的灰度值的调整幅度，

该系数设定部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，设定所述调整幅度使得与所述荧光检测部未检测出所述荧光区域的情况相比所述返回光图像的灰度值降低。

2.根据权利要求1所述的荧光观察装置，其中，

所述系数设定部设定超过0且小于1的系数，

所述返回光图像调整部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，使所述系数设定部所设定的所述系数与所述返回光图像的灰度值相乘。

3.根据权利要求1所述的荧光观察装置，其中，

该荧光观察装置具有拍摄所述返回光的摄像元件，

所述系数设定部设定所述摄像元件对所述返回光的曝光量的降低幅度，

所述返回光图像调整部具有曝光量控制部，该曝光量控制部在所述荧光检测部检测出所述荧光区域的情况下，按照由所述系数设定部设定的所述降低幅度使所述摄像元件的曝光量降低。

4.根据权利要求3所述的荧光观察装置，其中，

所述曝光量控制部对所述返回光向所述摄像元件的入射光量、所述摄像元件的曝光时间以及照射到所述被检体的所述照明光的光量中的至少一个进行控制。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的荧光观察装置，其中，

所述荧光检测部所检测出的所述荧光区域的灰度值越大，所述系数设定部使所述返回光图像的灰度值的降低幅度越小。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的荧光观察装置，其中，

所述系数设定部根据所述返回光图像的色调来变更该返回光图像的灰度值的调整幅度。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的荧光观察装置，其中，

所述返回光图像调整部仅在构成由所述荧光检测部检测出的所述荧光区域的像素的数量在规定的像素数阈值以上的情况下，降低所述返回光图像的灰度值。