JP2001137174A - 蛍光画像表示方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起光の照射により生体組織から発生する自
家蛍光の蛍光画像表示方法および装置において、生体組
織に関する情報である生体の組織性状および生体の形状
等をより正確に表示させるようにする。 【解決手段】 内視鏡ユニット２００から照射された
励起光Ｌｒを受光した生体組織１から発生した自家蛍光
Ｋｊ、および内視鏡ユニット２００から照射された参照
光Ｌｓを受光した前記生体組織１によって反射された反
射参照光をそれぞれ自家蛍光画像データＤｊおよび参照
光画像データＤｓとして撮像ユニット３００により取得
し、この自家蛍光画像データＤｊおよび参照光画像デー
タＤｓに基づき表示信号を表示信号処理ユニット４００
により生成し、該生成された表示信号によって生体組織
１に関する情報を表示ユニット５００に表示するにあた
り、輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、
かつ色に主として前記自家蛍光Ｋｊの相対強度を反映さ
せるように前記表示信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光の照射によ
り生体組織から発生した自家蛍光を測定し、生体組織に
関する情報を表す画像として表示する蛍光画像表示方法
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、励起光の照射により生体組織
内の内在色素から発せられる自家蛍光を画像として検出
し、この検出された自家蛍光による画像を分析すること
により各種疾患に伴う組織性状の変化を識別する測定装
置が研究されている。

【０００３】当初、生体組織から発生する自家蛍光の強
度変化に注目して生体の組織性状の測定を行う研究が行
われたが、生体組織に照射される励起光の照射角度およ
び距離の違い等により生体組織が受光する励起光の強度
が変化し、この励起光の受光強度の違いにより生体組織
から発生する自家蛍光の強度が変化するので、自家蛍光
の強度情報だけでは生体組織の組織性状を識別する十分
な識別能が得られないことがわかり、生体組織の部位が
受光した励起光の強度と、この励起光の受光により前記
部位から発生した自家蛍光の強度との比率、すなわち励
起光を照射する距離や角度によって影響を受けない値で
ある蛍光収率を反映した値を求めることにより測定部位
の組織性状を識別する方式等が提案されている。

【０００４】しかし、生体組織の各部位が受光した励起
光の強度を直接検出することは難しく、また励起光の照
射を受けた生体組織によって反射された励起光の強度分
布が生体組織が受光した励起光の強度分布を正しく反映
すれば、この反射された励起光の強度分布を測定するこ
とにより生体組織が受光した励起光の強度分布を求める
ことができるが、自家蛍光を発生させるために照射する
励起光のうち可視波長領域の短波長側の波長領域の励起
光は種々生体組織に対して一様な吸収を受けないので、
反射された励起光の強度分布を測定しても生体組織が受
光した励起光の強度分布を正しく反映していない。そこ
で、蛍光収率を求める１つの方策として、種々生体組織
に対して一様な吸収を受ける近赤外光を参照光として生
体組織に照射し、この参照光の照射を受けた生体組織に
よって反射された反射参照光の強度分布を検出してその
値を生体組織が受光した励起光の強度分布の代わりとし
て用いる手法が提案されている。

【０００５】さらに、生体組織によって反射された反射
参照光の強度を撮像することにより得た２次元画像デー
タをカラー表示装置の赤色チャンネルに送り、生体組織
から発生した自家蛍光の強度を撮像することにより取得
した画像データを緑色チャンネルに送ることにより、自
家蛍光の強度と反射参照光の強度との比率（すなわち蛍
光収率）を色および輝度を変化させる表示信号として処
理し、生体の組織性状の変化を画像として表示する手法
が特表平第１０−５００５８８号に提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生体組
織によって反射された反射参照光の強度を撮像した画像
信号をカラー表示装置の赤色チャンネルに送り、生体組
織から発生した自家蛍光の強度を撮像した画像信号を緑
色チャンネルに送ることにより生成される画像の表示輝
度は、観察対象となる生体組織の形状・遠近・影等を反
映した輝度情報と、生体の組織性状（癌組織あるいは正
常組織等の性状）を反映した輝度情報との双方をミック
スした複雑な情報で表される。従って、表示された信号
を目視で観察し病変部のために暗くなっているのか、ま
たは遠方もしくは凹み等のために暗くなっているのかを
判断することは難しく、重要な診断情報である生体の組
織形状を見誤ることがある。さらに、病変部の自家蛍光
の強度は低くなり、その表示輝度も低くなるので、色の
変化が捉えにくくなって病変部の見落としが発生する場
合がある。

【０００７】また、表示装置が表示する画像のダイナミ
ックレンジは検出装置が撮像する画像のダイナミックレ
ンジより一般的に狭く、表示装置に表示されるときに上
記欠点はさらに悪い方向に強調されることになる。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、生体組織に関する情報である生体の組織性状
および生体の形状をより正確に表示させることができる
蛍光画像表示方法および装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光画像表示方
法は、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍
光、および参照光の照射を受けた前記生体組織によって
反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号およ
び参照光画像信号として検出し、前記自家蛍光画像信号
および参照光画像信号に基づき表示信号を生成し、該生
成された表示信号によって前記生体組織に関する情報を
表示する蛍光画像表示方法において、前記表示信号を、
輝度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ
色に主として前記自家蛍光の相対強度を反映させるよう
に生成したことを特徴とする。

【００１０】前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる
手法は、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号と
の加色混合により行うことができる。

【００１１】本発明の蛍光画像表示方法は、励起光の照
射により生体組織から発生した自家蛍光、および参照光
の照射を受けた前記生体組織によって反射された反射参
照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画像信号
として検出し、前記自家蛍光画像信号および参照光画像
信号に基づき表示信号を生成し、該生成された表示信号
によって前記生体組織に関する情報を表示する蛍光画像
表示方法において、前記表示信号を、輝度に主として前
記反射参照光の強度を反映させ、かつ色に主として前記
自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映させるように生
成したことを特徴とする。

【００１２】前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反
映させる手法は、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中の
互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍
光画像信号により行うことができる。

【００１３】本発明の蛍光画像表示装置は、生体組織に
励起光および参照光を照射する照射手段と、該励起光の
照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該
参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された
反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画
像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信
号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表
示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記
生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍
光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝
度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色
に主として前記自家蛍光の相対強度を反映させたもので
あることを特徴とする。

【００１４】前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる
手法は、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号と
の加色混合により行うものとすることができる。

【００１５】前記自家蛍光の相対強度が、前記自家蛍光
画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られた
ものとすることができる。

【００１６】本発明の蛍光画像表示装置は、生体組織に
励起光および参照光を照射する照射手段と、該励起光の
照射により前記生体組織から発生した自家蛍光および該
参照光の照射を受けた前記生体組織によって反射された
反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像信号および参照光画
像信号として検出する検出手段と、前記自家蛍光画像信
号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成する表
示信号生成手段と、該生成された表示信号によって前記
生体組織に関する情報を表示する表示手段とを備えた蛍
光画像表示装置において、前記表示信号生成手段が、輝
度に主として前記反射参照光の強度を反映させ、かつ色
に主として前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反映
させたものであることを特徴とする。

【００１７】前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反
映させる手法は、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中の
互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍
光画像信号により行うものとすることができる。

【００１８】前記表示信号生成手段は、カラーマトリク
ス回路を備え、さらに該カラーマトリクス回路がＲＧＢ
信号を生成するものとすることができる。

【００１９】前記照射手段は、面順次照射手段を備え、
該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むものと
することができる。

【００２０】なお、前記「表示信号」とは、表示装置に
入力することにより画像を再生させることができる信号
を意味し、ＮＴＳＣ方式の信号、ＰＡＬ方式の信号、Ｓ
ＥＣＡＭ方式の信号およびＲＧＢ信号等を意味する。

【００２１】また、前記「自家蛍光の相対強度」とは、
生体組織が受光した励起光の強度とこの励起光の受光に
より生体組織から発生した自家蛍光の強度との比率（す
なわち蛍光収率）等、励起光を受光する位置や角度に依
存しない相対的な強度を意味する。

【００２２】また、前記「蛍光スペクトルの形状を表す
強度」とは、必ずしもスペクトルの形状そのものを表し
ていなくてもよく、全波長領域に亘る蛍光スペクトルの
強度を特定の波長領域の蛍光スペクトルの強度で除算し
た値等の、特定の領域のスペクトルの形状を代表する値
等を表す相対的な強度を意味する。

【００２３】

【発明の効果】本発明の蛍光画像表示方法および装置に
よれば、生体組織に関する情報を表示するにあたり、主
として表示信号の輝度信号に反射参照光の強度を反映さ
せ、かつ主として表示信号の色信号に自家蛍光の相対強
度を反映させるように生成し、反射参照光の強度と自家
蛍光の相対強度とが互いに干渉しないようにしたので、
生体の組織性状と生体の形状とを正確に表示させること
ができる。

【００２４】前記自家蛍光の相対強度を色に反映させる
手法を、自家蛍光画像信号と参照光画像信号との加色混
合により行うものとすれば、生体組織に関する情報をよ
り正確に表示させることができる。

【００２５】前記自家蛍光の相対強度を、前記自家蛍光
画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られた
ものとすれば、数値に基づいた生体組織に関する情報を
より正確に表示させることができる。

【００２６】本発明の蛍光画像表示方法および装置によ
れば、生体組織に関する情報を表示するにあたり、主と
して表示信号の輝度信号に反射参照光の強度を反映さ
せ、かつ主として表示信号の色信号に自家蛍光の蛍光ス
ペクトルの形状を反映させるように生成し、反射参照光
の強度と、自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を表す強度
とが互いに干渉しないようにしたので、生体の組織性状
と生体の形状とをより正確に表示させることができる。

【００２７】前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を反
映させる手法を、自家蛍光の蛍光スペクトルの中の互い
に異なる波長領域から取得した２種類の前記自家蛍光画
像信号により行うものとすれば、生体組織に関する情報
をより正確に表示させることができる。

【００２８】前記表示信号生成手段を、カラーマトリク
ス回路を備えたものとすれば、より正確な表示信号を生
成することができ、生体組織に関する情報をより正確に
表示させることができる。

【００２９】前記表示信号生成手段を、カラーマトリク
ス回路を備え、該カラーマトリクス回路がＲＧＢ信号を
生成するものとすれば、生体組織に関する情報をより正
確に表示させることができる。

【００３０】前記照射手段が、面順次照射手段を備え、
該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むものと
すれば、参照光の照射手段を別途用意する必要がなく装
置構成を簡素化することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。

【００３２】図１は、本発明の蛍光画像表示方法を実施
する蛍光画像表示装置を蛍光内視鏡装置に適用した概略
構成を示す図である。

【００３３】本実施の形態による蛍光内視鏡装置８００
は、白色光Ｌｗ、参照光Ｌｓおよび励起光Ｌｒをそれぞ
れ射出する３つの光源を備えた光源ユニット１００、光
源ユニット１００から射出された励起光Ｌｒを照射光フ
ァイバ２１を通して生体組織１に照射し、この励起光Ｌ
ｒの照射により生体組織１から発生した自家蛍光Ｋｊに
よる像（以後自家蛍光像Ｚｊと呼ぶ）をイメージファイ
バ２２を通して伝搬する内視鏡ユニット２００、内視鏡
ユニット２００のイメージファイバ２２を通して伝搬さ
れた自家蛍光像Ｚｊを撮像しデジタル値に変換して２次
元画像データとして出力する撮像ユニット３００、撮像
ユニット３００から出力された２次元画像データを表示
信号に変換して出力する表示信号処理ユニット４００お
よび表示信号処理ユニット４００から出力された表示信
号を入力し表示する表示ユニット５００から構成されて
いる。

【００３４】光源ユニット１００には、照射光ファイバ
２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａ
および照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイ
バ２１Ｂの端面２１ｂが接続されており、白色光光源１
０から射出された白色光Ｌｗは白色光集光レンズ１１に
よって集光され分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａに入
射する。またＩｎＧａＮ−ＬＤからなる４１０ｎｍの波
長の光を発生する励起光光源１３から射出された励起光
Ｌｒは、反射ミラー１７によって略直角に反射され、さ
らに４１０ｎｍの波長の光を反射し７８０ｎｍの波長の
光を透過するダイクロイックミラー１８によって略直角
に反射され集光レンズ１４に入射し集光され分岐光ファ
イバ２１Ｂの端面２１ｂに入射し、ＧａＡｓ−ＬＤから
なる７８０ｎｍの波長の光を発生する参照光光源１６か
ら射出された参照光Ｌｓはダイクロイックミラー１８を
透過し集光レンズ１４によって集光されて分岐光ファイ
バ２１Ｂの端面２１ｂに入射する。なお、白色光光源１
１、励起光光源１３および参照光光源１６にはそれぞれ
の光源を駆動するための白色光電源１２、励起光電源１
５および参照光電源１９が備えられている。

【００３５】内視鏡ユニット２００は、屈曲自在な先端
部２０１と、光源ユニット１００および撮像ユニット３
００が接続された操作部２０２とから構成され、励起光
Ｌｒ、参照光Ｌｓおよび白色光Ｌｗを伝搬する照射光フ
ァイバ２１と、参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１に
よって反射された参照光による像（以後参照光像Ｚｓと
呼ぶ）および自家蛍光像Ｚｊを伝搬するイメージファイ
バ２２と、後述する白色光像撮像器２７によって撮像さ
れ変換された電気的な画像信号を伝送するケーブル２８
とが先端部２０１から操作部２０２に亘ってその内部に
敷設されている。

【００３６】分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａから入
射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出さ
れた白色光Ｌｗの照射を受けた生体組織１に生じた像
（以後白色光像Ｚｗと呼ぶ）は、白色光像対物レンズ２
５を通してプリズム２６に入射し、プリズム２６により
その光路は略直角に向きを変えられて白色光像撮像器２
７上に結像され電気的な画像信号に変換されてケーブル
２８により操作部２０２に伝送される。なお、白色光像
撮像器２７は撮像素子２７ａに補色モザイクフィルタ２
７ｂが密着され形成されたものであり、補色モザイクフ
ィルタ２７ｂは撮像素子２７ａの各画素に対応して、イ
ェローＹｅ、マゼンタＭｇ、グリーンＧおよびシアンＣ
ｙの４色の微小フィルタが配置され、撮像素子２７ａの
各画素にはこれら４色の微小フィルタを透過した光が受
光される。

【００３７】分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂから入
射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出さ
れた励起光Ｌｒの照射を受けた生体組織１から発生した
自家蛍光像Ｚｊは対物レンズ２４によってイメージファ
イバ２２の端面２２ｄに結像され他端の端面２２ｆに伝
搬される。分岐光ファイバ２１Ｂの端面２１ｂから入射
しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出され
た参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１に生じた参照光
像Ｚｓも、対物レンズ２４によってイメージファイバ２
２の端面２２ｄに結像され他端の端面２２ｆに伝搬され
る。

【００３８】撮像ユニット３００には、ケーブル２８お
よびイメージファイバ２２の端面２２ｆが接続され、ケ
ーブル２８によって伝送された白色光像Ｚｗを担持する
画像信号は白色光像プロセス回路部３１によって雑音抑
圧、欠陥補正および映像信号処理等が施され（例えば、
ＣＤＳ回路、輪郭補正回路、クランプ回路、およびガン
マ補正回路等による処理が施され）、さらにカラーマト
リクス回路により色差信号と輝度信号に変換され出力さ
れる。そして、白色光像プロセス回路部３１から出力さ
れた色差信号と輝度信号は白色光像Ａ／Ｄ変換器３２に
よってデジタル値に変換され色差信号データと輝度信号
データとして出力される。一方、イメージファイバ２２
の端面２２ｆに伝搬された参照光像Ｚｓおよび自家蛍光
像Ｚｊは、それぞれ異なるタイミングで結像レンズ３３
によって撮像器３４上に結像され撮像されて電気的な画
像信号に変換され出力される。その後この画像信号はプ
ロセス回路部３５によって雑音抑圧、欠陥補正および映
像信号処理等が施されＡ／Ｄ変換器３６によって数値化
されて２次元画像データとして出力される。

【００３９】なお、撮像器３４は、撮像素子３４ａ上に
励起光カットフィルタ３４ｂが密着され形成されたもの
であり、励起光カットフィルタ３４ｂは４３０ｎｍ以下
の波長の光を遮断し４３０ｎｍを越える波長の光を透過
させる。

【００４０】表示信号処理ユニット４００には、撮像さ
れた白色光像Ｚｗに関連するの処理を行う白色光像信号
処理部４０１および撮像された自家蛍光像Ｚｊに関連す
る処理を行う蛍光像信号処理部４０２が備えられてい
る。白色光像信号処理部４０１には、白色光像Ａ／Ｄ変
換器３２から出力された色差信号データおよび輝度信号
データを記憶する白色光像メモリ４１、白色光像メモリ
４１に記憶された色差信号データおよび輝度信号データ
を入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換し
出力する白色光像表示信号生成器４２が配設されてい
る。一方、蛍光像信号処理部４０２には、蛍光像Ａ／Ｄ
変換器３６から出力された２次元画像データを記憶する
蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４、蛍光像メ
モリ４３および参照光像メモリ４４から２次元画像デー
タを入力し表示装置によって表示可能な表示信号に変換
し出力する後述するカラーマトリクス回路を内部に備え
た蛍光像表示信号生成器４５が配設されている。

【００４１】表示ユニット５００には、表示信号処理ユ
ニット４００の白色光像表示信号生成器４２および蛍光
像表示信号生成器４５から出力された表示信号を入力
し、それぞれの信号を重ね合わせて１つの表示信号に統
合し出力するスーパーインポーザ５１およびスーパーイ
ンポーザ５１によって出力された表示信号を入力し表示
する表示器５２が備えられている。

【００４２】次に、上記実施の形態における作用につい
て説明する。まず、白色光像Ｚｗを表す表示信号の生成
について説明する。

【００４３】白色光光源１０から射出された白色光Ｌｗ
は内視鏡ユニット２００を経由して生体組織１に照射さ
れる。白色光Ｌｗの照射を受けた生体組織１に生じた白
色光像Ｚｗは白色光像対物レンズ２５およびプリズム２
６を介して白色光像撮像器２７によって撮像され電気的
な画像信号に変換されてケーブル２８によって撮像ユニ
ット３００に伝送される。

【００４４】その後この画像信号は、白色光像プロセス
回路部３１および白色光像Ａ／Ｄ変換器３２を経由して
白色光像信号処理部４０１の白色光像メモリ４１に色差
信号データおよび輝度信号データとして記憶される。よ
り具体的には、白色光像撮像器２７の補色フィルタ２７
ｂの４色のフィルタ、イエローＹｅ、マゼンタＭｇ、グ
リーンＧおよびシアンＣｙをそれぞれ通過し撮像された
光の強度情報が、白色光像プロセス回路部３１のカラー
マトリクス回路により色差信号および輝度信号に変換さ
れ、さらに白色光像Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル
値に変換されて色差信号データおよび輝度信号データと
して白色光像メモリ４１に記憶される。そして、白色光
像メモリ４１に記憶された色差信号データおよび輝度信
号データは、白色光像表示信号生成器４２に入力され表
示装置が表示可能なＮＴＳＣ方式のＹ、ＱおよびＩ信号
に変換されて表示ユニット５００に出力される。

【００４５】つづいて、生体組織に関する情報を表す表
示信号の生成について説明する。励起光光源１３から射
出された励起光Ｌｒは内視鏡ユニット２００を経由して
生体組織１に照射され、励起光Ｌｒの照射を受けた生体
組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊは対物レンズ２４、
イメージファイバ２２および結像レンズ３３を通して撮
像器３４によって撮像され電気的な画像信号に変換さ
る。その後、この画像信号はプロセス回路部３５および
Ａ／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０１の
蛍光像メモリ４３に自家蛍光画像データＤｊとして記憶
される。一方、参照光光源１３から射出された参照光Ｌ
ｓは内視鏡ユニット２００を経由して生体組織１に照射
され、参照光Ｌｓの照射を受けた生体組織１に生じた参
照光像Ｚｓは対物レンズ２４、イメージファイバ２２お
よび結像レンズ３３を通して撮像器３４によって撮像さ
れ電気的な画像信号に変換される。その後、この画像信
号はプロセス回路部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由
して蛍光像信号処理部４０１の参照光像メモリ４４に参
照光画像データＤｓとして記憶される。

【００４６】蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４
４にそれぞれ記憶された自家蛍光画像データＤｊおよび
参照光画像データＤｓは、蛍光像表示信号生成器４５に
入力され生体組織に関する情報を表す蛍光画像としてＮ
ＴＳＣ方式の表示信号に変換され表示ユニット５００に
出力される。

【００４７】白色光像表示信号生成器４２によって生成
されたＮＴＳＣ方式の表示信号と、蛍光像表示信号生成
器４５によって生成されたＮＴＳＣ方式の表示信号とは
表示ユニット５００のスーパーインポーザ５１に入力さ
れ１画面を表す信号となるように合成され表示器５２に
よって表示される。

【００４８】ここで、上記蛍光像表示信号生成器４５に
よって施される処理について詳細を説明する。この蛍光
像表示信号生成器４５によって施される処理は、主とし
て輝度が反射参照光の強度を反映し、かつ主として色が
前記自家蛍光の相対強度を反映するように表示信号を生
成するものである。

【００４９】ＮＴＳＣ方式の信号は、３原色信号である
赤色Ｒ、緑色Ｇおよび青色Ｂの３種類の信号から誘導さ
れ、主に輝度を表す輝度信号Ｙと主に色を表す色差信号
（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）とから生成されており、実
際に信号が伝送されるときには、色差信号（Ｒ−Ｙ）お
よび（Ｂ−Ｙ）からさらに誘導されるＩ信号およびＱ信
号が用いられ、４ＭＨｚの周波数帯域幅に輝度信号Ｙ
が、１．５ＭＨｚの周波数帯域幅にＩ信号が、０．５Ｍ
Ｈｚの周波数帯域幅にＱ信号がそれぞれ割り当てられ伝
送されるように定められている。

【００５０】従って、蛍光像表示信号生成器４５は、Ｎ
ＴＳＣ信号を生成するときに自家蛍光画像データＤｊお
よび参照光像画像データＤｓを入力して、輝度信号Ｙ、
色差信号（Ｒ−Ｙ）（以後Ｒ-ｙとして記述する）およ
び色差信号（Ｂ−Ｙ）（以後Ｂ-ｙとして記述する）を
生成することになる。すなわち、ある１画面を表すため
に必要な２次元画像データである輝度画像データＹ
（ｘ，ｙ）、色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）および色
差画像データＢ-ｙ（ｘ，ｙ）が蛍光像表示信号生成器
４５に備えられたカラーマトリクス回路により下記式
（１）に従って求められる。

【００５１】

【数１】 ここで、輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）は参照光画像デー
タＤｓ（ｘ，ｙ）のみを反映し、自家蛍光画像データＤ
ｊ（ｘ，ｙ）の成分を含まない２次元画像データとな
り、Ｙ（ｘ，ｙ）＝ａ２×Ｄｓ（ｘ，ｙ）として表され
る。

【００５２】また、２つの色差画像データＲ-ｙ（ｘ，
ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）は、 Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）＝ｂ１×Ｄｊ（ｘ，ｙ）＋ｂ２×Ｄｓ
（ｘ，ｙ） Ｂ-ｙ（ｘ，ｙ）＝ｃ１×Ｄｊ（ｘ，ｙ）＋ｃ２×Ｄｓ
（ｘ，ｙ） として表され、これらの色差信号は参照光画像データＤ
ｓと自家蛍光画像データＤｊとの相対比率すなわち生体
組織の組織性状を反映する蛍光収率を表す信号となる。
従って、輝度の変化が主に形状を表し、色の変化が主に
生体の組織性状を表す表示信号が生成される。

【００５３】なお、図２に示すように、この色差画像デ
ータＲ-ｙ（ｘ，ｙ）はＢ-ｙ（ｘ，ｙ）＝０のときには
色度軸Ｘ−Ｙを備えた座表上において直線Ｍで表される
領域の色の変化に対応し、色差画像データＢ-ｙ（ｘ，
ｙ）はＲ-ｙ（ｘ，ｙ）＝０のときに色度図のＸ−Ｙ座
表上において直線Ｎで表される領域の色の変化に対応
し、さらに色差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ
（ｘ，ｙ）が共に０でない場合には、直線Ｍおよび直線
Ｎに挟まれる領域の色の変化に対応するように、ＲＧＢ
信号と、Ｙ、（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）信号と、Ｙ、Ｉ、
Ｑ信号との関係がＮＴＳＣ方式として定められているの
で、式（１）の係数ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２の値
を適当に選ぶことにより自家蛍光画像データＤｊと参照
光画像データＤｓとの比率を任意の色に対応させて表示
させることができる。すなわち、この色の変化は参照光
画像データＤｓ（ｘ，ｙ）と自家蛍光画像データＤｊ
（ｘ，ｙ）に基づく加色混合により表される。

【００５４】例えば、胃や腸のように管状で、かつ病変
組織を含まない図３に示すような生体器官２に内視鏡ユ
ニット２００の先端部２０１を挿入し蛍光画像の測定を
行う場合には、先端部２０１に近い部位Ａが受光する参
照光Ｌｓの強度は高く、先端部２０１から遠い部位Ｂが
受光する参照光の強度は低くなる。従ってこのとき撮像
器３５によって撮像された参照光像Ｚｓを表す画像の強
度分布は、図４に示すように中心部の領域Ｏを中心に回
転対称となり周辺部から中心部に向かってその強度が徐
々に低くなり、参照光像Ｚｓを表す画像のＵ−Ｕ’断面
の強度分布も図５に示すように周辺部から中心部に向か
ってその強度が徐々に低くなる。

【００５５】また、上記参照光Ｌｓの代わりに励起光Ｌ
ｒが照射された場合も、生体器官２が受光する励起光Ｌ
ｒの受光強度の分布は前記参照光Ｌｓの照射により生体
器官２が受光する参照光Ｌｓの受光強度の分布と同様な
分布となるので、撮像器３５によって撮像される自家蛍
光像Ｚｊを表す画像の強度分布は、中心部の領域Ｏを中
心に回転対称となり周辺部から中心部に向かってその強
度が減少する。

【００５６】このように生体器官２に病変組織が存在し
ない場合には、参照光Ｌｓが照射されたときに撮像され
る参照光像Ｚｓの強度分布と励起光Ｌｒが照射されたと
きに撮像される自家蛍光像Ｚｊの強度分布とはほぼ等し
い形状を示す。

【００５７】ここで、さらに図６に示すように生体器官
２の部位Ｐ１およびＰ２に病変組織が存在し、部位Ｐ３
に凹部が存在したときに蛍光画像の測定を行う場合に
は、内視鏡の先端部２０１から参照光Ｌｓが照射される
と、参照光Ｌｓは病変組織および正常組織において反射
特性および吸収特性がほとんど変化しないので、参照光
像Ｚｓを表す強度分布は、図７に示すように部位Ｐ１お
よびＰ２においては変化はないが、部位Ｐ３においては
凹部の受光した参照光Ｌｓの強度が低くなったためにこ
の部位から反射される反射参照光の強度も低くなり、図
８に示すように参照光像Ｚｓを表す画像のＵ−Ｕ’断面
の部位Ｐ３の強度も低下する。一方、内視鏡の先端部２
０１から励起光Ｌｒが照射されると、病変組織の部位Ｐ
１およびＰ２から発せられる自家蛍光の強度は他の部位
の正常組織より低くなるので、自家蛍光像Ｚｊを表す画
像のＵ−Ｕ’断面の強度分布は、図９に示すように部位
Ｐ１およびＰ２において低下し、部位Ｐ３においては凹
部の受光した励起光Ｌｒの強度が低いためにこの部位か
ら発生する自家蛍光の強度も低くなり、自家蛍光像Ｚｊ
を表す画像のＵ−Ｕ’断面の部位Ｐ１、Ｐ２およびＰ３
の強度は低下する。従って、図８および図９から明らか
なように輝度の変化が主に形状を表し、色の変化が主に
生体の組織性状を表す表示信号が生成される。

【００５８】そして、自家蛍光像Ｚｊを撮像して得られ
た自家蛍光画像データＤｊは蛍光像メモリ４３に記憶さ
れ、参照光像Ｚｓを撮像して得られた参照光画像データ
Ｄｓは参照光像メモリ４４に記憶される。

【００５９】次に、蛍光像メモリ４３に記憶された自家
蛍光画像データＤｊおよび参照光像メモリ４４に記憶さ
れた参照光画像データＤｓは、蛍光像表示信号生成器４
５に入力されＮＴＳＣ方式のＹ、ＱおよびＩ信号に変換
される。

【００６０】すなわち、図１０に示すように蛍光像表示
信号生成器４５に入力された自家蛍光画像データＤｊお
よび参照光画像データＤｓは、カラーマトリクス回路４
５ａに入力される。カラーマトリクス回路４５ａに入力
された上記２つの画像データは、式（１）に従って変換
され輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）、色差画像データＲ-
ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）として出力され
る。そして、これらの輝度画像データＹ（ｘ，ｙ）、色
差画像データＲ-ｙ（ｘ，ｙ）および色差画像データＢ-
ｙ（ｘ，ｙ）は、Ｄ／Ａ変換器４５ｂ１、４５ｂ２およ
び４５ｂ３によってそれぞれアナログ信号に変換され、
さらにＮＴＳＣエンコーダ４５ｃによってＹ、Ｉ、Ｑ信
号に変換されて出力される。

【００６１】表示信号処理ユニットから出力されたＮＴ
ＳＣ信号は、表示ユニット５００に入力され表示され
る。

【００６２】上記のことにより、従来特に識別が難しか
った、受光強度の低い部位における正常組織の凹部と病
変組織との識別を色の識別として容易に行うことがで
き、さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像
素子のダイナミックレンジＲｓに比べて表示器のダイナ
ミックレンジＲｈが狭いことにより、本来異なる輝度で
表示されるべき部位、例えば部位Ｐ２およびＱ（図１１
（ａ）参照）が表示されたときに同等の輝度で表示され
てしまうことによる（図１１（ｂ）参照）病変組織の見
落としの発生を防止することができる。また、重要な診
断情報である組織形状を正確に表示することができる。

【００６３】なお、上記測定は図１２に示すようなタイ
ミングチャートに従って各光の照射と各撮像素子による
露光および読み出しとが行われ、励起光Ｌｒ、参照光Ｌ
ｓ、白色光Ｌｗは、１／３０秒毎に取得される画像の２
コマ分の間に（１／１５秒の間に）互いに干渉しないタ
イミングで照射されるので、他の光の照射によって測定
が妨げられることはない。また、励起光Ｌｒおよび参照
光Ｌｓは１／１５秒毎に照射され、自家蛍光像Ｚｊおよ
び参照光像Ｚｓも１／１５秒毎に取得されるので表示器
５２に表示される蛍光画像も１／１５秒毎に更新される
動画として表示される。

【００６４】また図１０に示すように蛍光像表示信号生
成器４５のカラーマトリクス回路４５ａに入力した自家
蛍光画像データＤｊおよび参照光画像データＤｓをいっ
たん輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号
（Ｒ−Ｂ）に変換した後、ＲＧＢエンコーダ４５ｄにそ
れぞれの値を入力しＮＴＳＣ方式に定められた下記式 Ｙ＝＋０．５９Ｇ＋０．３０Ｒ＋０．１１Ｂ Ｒ−Ｙ＝−０．５９Ｇ＋０．３０Ｒ−０．１１Ｂ Ｂ−Ｙ＝−０．５９Ｇ−０．３０Ｒ＋０．１１Ｂ Ｇ−Ｙ＝＋０．５９Ｇ−０．３０Ｒ−０．１１Ｂ に従って３原色信号であるＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換し出力
することもできる。

【００６５】なお、この場合、表示ユニットとしては
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を直接入力し画像として表示することが
できる表示システムを選択する必要がある。

【００６６】上記のように、本発明によれば、生体の組
織性状と生体の形状とをより正確に表示させることがで
きる。

【００６７】また上記実施の形態では表示信号としてＮ
ＴＳＣ方式を用いたが、ＰＡＬ方式あるいはＳＥＣＡＭ
方式等を用いても輝度信号および色差信号に対して上記
と同様の対応付けを行うことにより同様の効果を得るこ
とができる。

【００６８】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の
形態の蛍光像表示信号生成器４５の代わりに図１３に示
す蛍光像表示信号生成器６０を用いたものである。

【００６９】蛍光像表示信号生成器６０は、除算器６
１、除算メモリ６２、参照光像メモリ６３、ルックアッ
プテーブル６４、Ｄ／Ａ変換器６５およびＮＴＳＣエン
コーダ６６から構成されており、蛍光像表示信号生成器
６０の除算器６１に入力された自家蛍光画像データＤｊ
（ｘ，ｙ）および参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）は対
応するそれぞれの画素位置毎に、 Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）＝Ｄｊ（ｘ，ｙ）／Ｄｓ（ｘ，ｙ） の除算が行われ、除算された値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）は除算
メモリ６２に記憶され、除算値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）に対応
する色差信号の値Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）およびＢ-ｙ（ｘ，
ｙ）がルックアップテーブル６４から選択され出力され
る。この除算値Ｓｕｂ（ｘ，ｙ）は蛍光収率を反映する
値を表し、蛍光収率の大小により表示色が適宜選択され
ることになる。一方、参照光画像データＤｓ（ｘ，ｙ）
を入力した参照光像メモリ６３は、その値を輝度信号の
値Ｙ（ｘ，ｙ）として出力する。

【００７０】そしてＹ（ｘ，ｙ）、Ｒ-ｙ（ｘ，ｙ）お
よびＢ-ｙ（ｘ，ｙ）の値は、それぞれＤ／Ａ変換器６
５ａ、Ｄ／Ａ変換器６５ｂおよびＤ／Ａ変換器６５ｃに
よってアナログ信号に変換されＮＴＳＣエンコーダ６６
に入力されＮＴＳＣ方式のＹ、ＩおよびＱ信号に変換さ
れて蛍光像表示信号生成器６０から出力される。その他
の構成および作用は第１の実施の形態と同様である。

【００７１】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の
形態の撮像器３４の代わりにＣＣＤ撮像素子７９ａとこ
の撮像素子に密着させ形成した図１４に示すようなオン
チップフィルタ７９ｂを備えた撮像器７９を用い、第１
の実施の形態の蛍光像信号処理部４０２の代わりに図１
６に示すような蛍光像信号処理部４０３を用いたもので
ある。

【００７２】なお、このオンチップフィルタ７９ｂは図
１５（ａ）に示すように４３０ｎｍから５３０ｎｍに亘
る波長領域の光を透過させる微小フィルタλ２と４３０
ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィルタλ１
を規則正しく配置したものである。

【００７３】波長７８０ｎｍの参照光Ｌｓの照射により
生体組織に生じた参照光像Ｚｓは撮像器７９上に結像さ
れオンチップフィルタ７９ｂの微小フィルタλ２が配置
されている領域は透過せず、微小フィルタλ１が配置さ
れている領域を透過しＣＣＤ撮像素子７９ａによって撮
像され電気的な画像信号に変換される。この画像信号は
プロセス処理部３５およびＡ／Ｄ変換器３６を経由して
蛍光像信号処理部４０３の画素区画変換器７１に入力さ
れ、図１７に示すように微小フィルタλ１および微小フ
ィルタλ２をそれぞれ２個づつ含む区画（ｎ，ｍ）毎
に、２つの微小フィルタλ１を透過した参照光の強度の
和が参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）の値としてとして
求められ出力される。画素区画変換器７１から出力され
た参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）は参照光像メモリ７
２ａに記憶される。

【００７４】つづいて、励起光Ｌｒの照射により生体組
織から発生した自家蛍光像Ｚｊも撮像器７９上に結像さ
れオンチップフィルタ７９ｂの微小フィルタλ１および
微小フィルタλ２が配置されている領域を透過しＣＣＤ
撮像素子７９ａによって撮像され電気的な画像信号に変
換される。この画像信号はプロセス処理部３５およびＡ
／Ｄ変換器３６を経由して蛍光像信号処理部４０３の画
素区画変換器７１に入力され、上記と同様に図１７に示
すように微小フィルタλ１および微小フィルタλ２をそ
れぞれ２個づつ含む区画（ｎ，ｍ）毎に、２つの微小フ
ィルタλ１を透過した自家蛍光の強度の和が第１の自家
蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）の値として求められ、
２つの微小フィルタλ２を透過した自家蛍光の強度の和
が第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）の値とし
て求められて出力される。

【００７５】画素区画変換器７１から出力された第１の
自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）および第２の自家
蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）はそれぞれ蛍光像メモ
リ７２ｂおよび７２ｃに記憶される。

【００７６】そして、参照光像メモリ７２ａ、蛍光像メ
モリ７２ｂおよび蛍光像メモリ７２ｃにそれぞれ記憶さ
れた参照光画像データＤｓ（ｎ，ｍ）、第１の自家蛍光
画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）および第２の自家蛍光画像
データＤｊ２（ｎ，ｍ）は、カラーマトリクス回路７３
に入力される。カラーマトリクス回路７４においては下
記式（２）で表される演算が施される。

【００７７】

【数２】 すなわち、Ｙ（ｎ，ｍ）＝ａ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） Ｒ-ｙ（ｎ，ｍ）＝ｂ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｂ２×Ｄ
ｊ２（ｎ，ｍ）＋ｂ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） Ｂ-ｙ（ｎ，ｍ）＝ｃ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｃ２×Ｄ
ｊ２（ｎ，ｍ）＋ｃ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） の演算が施される。

【００７８】ここで、上記係数ｂ１，ｂ２，ｂ３、ｃ
１，ｃ２，ｃ３を適当に選ぶことにより正常組織と病変
組織との色の変化を任意に定めることができる。

【００７９】そして、輝度信号データＹ（ｎ，ｍ）、色
差信号データＲ-ｙ（ｎ，ｍ）および色差信号データＢ-
ｙ（ｎ，ｍ）の値はさらにＤ／Ａ変換器７４ａ、７４ｂ
および７４ｃによりそれぞれアナログ信号に変換され輝
度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−
Ｙ）として出力され、ＮＴＳＣエンコーダ７５によって
さらにＹ、ＩおよびＱ信号に変換されて出力される。

【００８０】なお、上記演算は数値化された値を演算す
る以外に参照光像メモリ７２ａ、蛍光像メモリ７２ｂお
よび蛍光像メモリ７２ｃの値をＤ／Ａ変換器でＤ／Ａ変
換し、アナログ信号にしてからカラーマトリクス回路に
入力し演算させることもできる。その場合、図１７に示
したＤ／Ａ変換器７４ａ、７４ｂ、７４ｃは省略され
る。

【００８１】また、上記第３の実施の形態における測定
は、図１８に示すような各光の照射と各撮像素子による
露光および読み出しとがタイミングチャートに従って行
われ、励起光Ｌｒ、参照光Ｌｓ、白色光Ｌｗは、１／３
０秒毎に取得される画像の２コマ分の間に（１／１５秒
の間に）それぞれ互いに干渉しないタイミングで照射さ
れるので、他の光の照射により測定が妨げられることは
ない。また、励起光Ｌｒおよび参照光Ｌｓは１／１５秒
毎に照射され、自家蛍光像Ｚｊおよび参照光像Ｚｓも１
／１５秒毎に取得されるので、表示される蛍光画像は１
／１５秒毎に画像が更新される動画となる。

【００８２】なお、上記参照光像メモリ７２ａ、蛍光像
メモリ７２ｂおよび蛍光像メモリ７２ｃは、時分割取得
された２次元画像データを再び同時化する同時化メモリ
として機能するものであり、異なるタイミングで撮像さ
れた２次元画像データは定められたタイミングに従って
読み出され、輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色
差信号（Ｂ−Ｙ）に変換される。

【００８３】上記のように自家蛍光の相対強度ならびに
蛍光スペクトル形状を表す強度に基づき、生体組織に関
する情報である生体の組織性状と生体の形状とをより正
確に表示させることができる。すなわち、病変組織と正
常組織とでは自家蛍光の積分強度が異なること、および
病変組織と正常組織とでは規格化スペクトルの短波長側
の積分強度が異なることに基づき正常組織と病変組織と
の識別能を大幅に向上させることができる。

【００８４】また、上記オンチップフィルタ７９ｂを図
１５（ｂ）に示すように４３０ｎｍから５１０ｎｍに亘
る波長領域の光を透過させる微小フィルタλ２と、６３
０ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィルタλ
１とを規則正しく配置したオンチップフィルタ７９ｂ’
に変更し、前記と同様に画像の撮像および撮像された画
像の処理を行うことによって、前記演算式 Ｙ（ｎ，ｍ）＝ａ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） Ｒ−ｙ（ｎ，ｍ）＝ｂ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｂ２×Ｄ
ｊ２（ｎ，ｍ）＋ｂ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） Ｂ−ｙ（ｎ，ｍ）＝ｃ１×Ｄｊ１（ｎ，ｍ）＋ｃ２×Ｄ
ｊ２（ｎ，ｍ）＋ｃ３×Ｄｓ（ｎ，ｍ） における第１の自家蛍光画像データＤｊ１（ｎ，ｍ）に
６３０ｎｍ以上の波長領域の光を透過させる微小フィル
タλ１を透過した自家蛍光による２次元画像データを対
応させ、第２の自家蛍光画像データＤｊ２（ｎ，ｍ）に
４３０ｎｍから５１０ｎｍに亘る波長領域の光を透過さ
せる微小フィルタλ２を透過した自家蛍光による２次元
画像データを対応させ、これらの２次元画像データに基
づき輝度信号データＹ（ｎ，ｍ）、色差信号データＲ−
ｙ（ｎ，ｍ）および色差信号データＢ−ｙ（ｎ，ｍ）を
生成し、さらにＮＴＳＣ方式のＹ、ＩおよびＱ信号に変
換することにより可視画像として表示させることもでき
る。

【００８５】すなわち、上記表示された画像はλ１の波
長領域を透過した自家蛍光の強度と、λ２の波長領域を
透過した自家蛍光の強度との比率を反映した画像であ
り、表示された色の変化により自家蛍光スペクトルの形
状の変化を知ることができる。

【００８６】なお、上記波長領域λ２は正常組織の自家
蛍光スペクトルの最大強度値を示す４８０ｎｍ近傍の波
長領域を含み、波長領域λ１は病変組織の家蛍光スペク
トルの極大値を示す６３０ｎｍ近傍から７００ｎｍ近傍
に亘る波長領域を含むことが好ましい。

【００８７】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図１９に示すように、本発明の第４の実施の
形態による蛍光内視鏡装置８１０は、白色光Ｌｗおよび
励起光Ｌｒをそれぞれ射出する２つの光源を備えた光源
ユニット１１０、光源ユニット１１０から射出された励
起光Ｌｒを照射光ファイバ２１を通して生体組織１に照
射し、この励起光Ｌｒの照射により生体組織１から発生
した自家蛍光像Ｚｊを撮像し電気的な画像信号に変換し
て出力する内視鏡ユニット２１０、内視鏡ユニット２１
０から出力された画像信号を入力し雑音抑圧、欠陥補正
および映像信号処理等を施しデジタル値からなる２次元
画像データに変換して出力する中継ユニット３１０、中
継ユニット３１０から出力された２次元画像データを表
示信号に変換して出力する表示信号処理ユニット４１０
および表示信号処理ユニット４１０から出力された表示
信号を入力し表示する表示ユニット５１０から構成され
ている。

【００８８】光源ユニット１１０には、照射光ファイバ
２１から分岐された分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａ
および照射光ファイバ２１から分岐された分岐光ファイ
バ２１Ｂの端面２１ｂが接続されており、白色光光源１
０から射出された白色光Ｌｗは白色光集光レンズ１１に
よって集光され分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａに入
射する。ここで、モータ８１の回転軸に回転可能に取り
付けられた、カラー３原色であるＲＧＢフィルタを備え
た円盤状フィルタ８２が白色光源１０と集光レンズ１１
との間に配置されモータ８１により回転されることによ
り、白色光光源１０から射出された白色光ＬｗはＲＧＢ
の面順次照明を行う面順次光Ｌｍとして端面２１ａ入射
する。

【００８９】ＩｎＧａＮ−ＬＤからなる４１０ｎｍの波
長の光を発生する励起光光源１３から射出された励起光
Ｌｒは集光レンズ１４によって集光されて分岐光ファイ
バ２１Ｂの端面２１ｂに入射する。また、白色光光源１
１および励起光光源１３にはそれぞれの光源を駆動する
ための白色光電源１２および励起光電源１５が備えられ
ている。

【００９０】内視鏡ユニット２１０は、屈曲自在な先端
部２１１と、光源ユニット１１０および中継ユニット３
１０が接続された操作部２１２とから構成され、励起光
Ｌｒ、および面順次光Ｌｍを伝搬する照射光ファイバ２
１と、面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１によって
反射された反射面順次光による像（以後面順次光像Ｚｍ
と呼ぶ）および自家蛍光像Ｚｊを撮像し変換した電気的
な画像信号を伝送するケーブル２８とが先端部２１１か
ら操作部２１２に亘ってその内部に敷設されている。

【００９１】分岐光ファイバ２１Ａの端面２１ａから入
射しその端面２１ｃから照射レンズ２３を通して射出さ
れるＲＧＢの面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１に
より生じた像（以後Ｒ面順次光像Ｚｍｒ、Ｂ面順次光像
Ｚｍｇ、Ｇ面順次光像Ｚｍｂと呼ぶ）は、対物レンズ２
５を通してプリズム２６に入射し、プリズム２６により
その光路は略直角に向きを変えられて撮像器８３上に結
像され電気的な画像信号に変換されてケーブル２８によ
って操作部２１２に伝送される。また、励起光Ｌｒの照
射を受けた生体組織１から発生した自家蛍光像Ｚｊも同
様に撮像され操作部２１２に伝送される。

【００９２】なお、撮像器８３は撮像素子８３ａに励起
光カットフィルタ８３ｂが密着され形成されたものであ
り、撮像素子８３ｂの各画素には波長４１０ｎｍの励起
光Ｌｒが除去された光が入射する。

【００９３】中継ユニット３１０には、ケーブル２８が
接続されており、ケーブル２８によって伝送された面順
次光像Ｚｍを担持する画像信号はプロセス回路部３１に
よって雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処理等が施さ
れ、Ａ／Ｄ変換器３２および３６によって数値化され２
次元画像データとして出力される。

【００９４】表示信号処理ユニット４１０には、撮像さ
れた面順次光像Ｚｍの処理を行う面順次光像信号処理部
４１１および自家蛍光像Ｚｊの処理を行う蛍光像信号処
理部４１２が備えられている。面順次光像信号処理部４
１１には、Ａ／Ｄ変換器３２から出力された２次元画像
データを記憶する面順次光像メモリ部４１、面順次光像
メモリ部４１から２次元画像データを入力し表示装置に
よって表示可能な表示信号に変換し出力する面順次光像
表示信号生成器４２が配設されている。

【００９５】一方、蛍光像信号処理部４１２には、Ａ／
Ｄ変換器３６から出力された自家蛍光像Ｚｊの２次元画
像データを記憶する蛍光像メモリ４３およびＲ面順次光
像Ｚｍｒの２次元画像データを記憶する参照光像メモリ
４４、蛍光像メモリ４３および参照光像メモリ４４から
２次元画像データを入力し表示装置によって表示可能な
表示信号に変換し出力する後述するカラーマトリクス回
路を内部に備えた蛍光像表示信号生成器４５が配設され
ている。その他の構成は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００９６】次に、上記実施の形態における作用につい
て説明する。面順次フィルタ８２は図２０に示すように
カラー３原色のＲＧＢフィルタの他に遮光部８２ｄを備
えており、図２１に示すように各光の照射と撮像素子の
露光および読み出しとがタイミングチャートに従って行
われるようにモータ８１によって回転され、ＲＧＢの面
順次照射を各１／９０秒間ずつ合計１／３０秒間行い、
この間に面順次光Ｌｍの照射を受けた生体組織１により
生じたＲ面順次光像Ｚｍｒ、Ｇ面順次光像Ｚｍｇ、Ｂ面
順次光像Ｚｍｂが撮像される。そして、次の１／３０秒
間は白色光源１０からの光の入射は遮断され、励起光源
１３から射出された励起光Ｌｒの照射により生体組織１
から発生した自家蛍光像Ｚｊが撮像される。

【００９７】撮像された自家蛍光像Ｚｊはプロセス回路
３１を経由してＡ／Ｄ変換器３６によって２次元画像デ
ータに変換され自家蛍光画像データＤｊとして蛍光像メ
モリ４３に記憶される。

【００９８】一方、撮像されたＲ面順次光像Ｚｍｒ、Ｂ
面順次光像Ｚｍｇ、Ｇ面順次光像Ｚｍｂはプロセス回路
３１を経由してＡ／Ｄ変換器３２によって２次元画像デ
ータＤｍに変換されＲ画像データＤｍｒ、Ｇ画像データ
ＤｍｇおよびＢ画像データＤｍｂとして白色光像信号処
理部４１１の白色光像メモリ４１のＲメモリ４１ｒ、Ｇ
メモリ４１ｇおよびＢメモリ４１ｂに記憶される。これ
らの２次元画像データはさらに白色光像表示信号生成器
４２によってＮＴＳＣ信号に変換され表示ユニット５１
０に出力される。なお、このときＲ画像データＤｍｒは
蛍光像信号処理部４１２の参照光像メモリ４４にも参照
光像画像データＤｓとして記憶される。すなわち、第１
の実施の形態では生体組織で反射された７８０ｎｍの近
赤外領域の光による像を撮像し参照光画像データＤｓと
したが、赤色の波長領域の光による像でも生体組織によ
って吸収される割合はほぼ均一であるので参照光画像デ
ータＤｓとして用いることができる。従って、白色光お
よび参照光の照射および撮像を共通化することができる
ので装置を簡素化することができる。その他の作用は第
１の実施の形態と同様である。

【００９９】上記のように、本発明によれば生体組織に
関する情報である生体の組織性状および生体の形状等を
より正確に表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による蛍光内視鏡装
置の概略構成図

【図２】色度座標上の色差信号の位置を示す図

【図３】病変組織を含まない生体器官を示す図

【図４】参照像Ｚｓの強度分布を示した図

【図５】参照像ＺｓのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示した
図

【図６】病変組織を含む生体器官を示す図

【図７】参照像Ｚｓの強度分布を示した図

【図８】参照像ＺｓのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示した
図

【図９】自家蛍光像ＺｊのＵ−Ｕ’断面の強度分布を示
した図

【図１０】蛍光像表示信号生成器４５の内部構成を示す
図

【図１１】撮像系と表示系のダイナミックレンジの違い
を示す図

【図１２】第１の実施の形態におけるタイミングチャー
ト

【図１３】蛍光像表示信号生成器６０の内部構成を示す
図

【図１４】モザイクフィルタ７９ｂを示す図

【図１５】微小フィルタλ１および微小フィルタλ２の
透過波長領域を示す図

【図１６】蛍光像信号処理部４０３の内部構成を示す図

【図１７】微小フィルタの画素区画を示す図

【図１８】第３の実施の形態におけるタイミングチャー
ト

【図１９】本発明の第４の実施の形態による蛍光内視鏡
装置の概略構成図

【図２０】面順次フィルタ８２の構造を示す図

【図２１】第４の実施の形態におけるタイミングチャー
ト

【符号の説明】

１ 生体組織 １０ 白色光光源 １１ 白色光集光レンズ １２ 白色光電源 １３ 励起光光源 １４ 集光レンズ １５ 励起光電源 １６ 参照光光源 １７ 反射ミラー １８ ダイクロイックミラー １９ 参照光電源 ２１ 照射光ファイバ ２２ イメージファイバ ２３ 照射レンズ ２４ 対物レンズ ２５ 白色光像対物レンズ ２６ プリズム ２７ 白色光像撮像器 ２８ ケーブル ３１ 白色光像プロセス回路部 ３２ 白色光像Ａ／Ｄ変換器 ３３ 結像レンズ ３４ 撮像器 ３５ プロセス回路部 ３６ Ａ／Ｄ変換器 ４１ 白色光像メモリ ４２ 白色光像表示信号生成器 ４３ 蛍光像メモリ ４４ 参照光像メモリ ４５ 蛍光像表示信号生成器 ５１ スーパーインポーザ ５２ 表示器 １００ 光源ユニット ２００ 内視鏡ユニット ２０１ 先端部 ２０２ 操作部 ３００ 撮像ユニット ４００ 表示信号処理ユニット ４０１ 白色光像信号処理部 ４０２ 蛍光像信号処理部 ５００ 表示ユニット ８００ 蛍光内視鏡装置 Ｌｗ 白色光 Ｌｓ 参照光 Ｌｒ 励起光 Ｋｊ 自家蛍光 Ｚｊ 自家蛍光像

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光の照射により生体組織から発生し
   た自家蛍光、および参照光の照射を受けた前記生体組織
   によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像
   信号および参照光画像信号として検出し、前記自家蛍光
   画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成
   し、該生成された表示信号によって前記生体組織に関す
   る情報を表示する蛍光画像表示方法において、 前記表示信号を、輝度に主として前記反射参照光の強度
   を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の相対強度
   を反映させるように生成することを特徴とする蛍光画像
   表示方法。
2. 【請求項２】 前記自家蛍光の相対強度を反映させる手
   法を、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との
   加色混合により行うことを特徴とする請求項１記載の蛍
   光画像表示方法。
3. 【請求項３】 励起光の照射により生体組織から発生し
   た自家蛍光、および参照光の照射を受けた前記生体組織
   によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍光画像
   信号および参照光画像信号として検出し、前記自家蛍光
   画像信号および参照光画像信号に基づき表示信号を生成
   し、該生成された表示信号によって前記生体組織に関す
   る情報を表示する蛍光画像表示方法において、 前記表示信号を、輝度に主として前記反射参照光の強度
   を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の蛍光スペ
   クトルの形状を反映させるように生成することを特徴と
   する蛍光画像表示方法。
4. 【請求項４】 前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を
   反映させる手法が、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中
   の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家
   蛍光画像信号により行うことを特徴とする請求項３記載
   の蛍光画像表示方法。
5. 【請求項５】 生体組織に励起光および参照光を照射す
   る照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から
   発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生
   体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍
   光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手
   段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基
   づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成さ
   れた表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示
   する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、 前記表示信号生成手段が、輝度に主として前記反射参照
   光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の
   相対強度を反映させた前記表示信号を生成するものであ
   ることを特徴とする蛍光画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記自家蛍光の相対強度を反映させる手
   法が、前記自家蛍光画像信号と前記参照光画像信号との
   加色混合により行うものであることを特徴とする請求項
   ５記載の蛍光画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記自家蛍光の相対強度が、前記自家蛍
   光画像信号と前記参照光画像信号との除算により得られ
   るものであることを特徴とする請求項５または６項記載
   の蛍光画像表示装置。
8. 【請求項８】 生体組織に励起光および参照光を照射す
   る照射手段と、該励起光の照射により前記生体組織から
   発生した自家蛍光および該参照光の照射を受けた前記生
   体組織によって反射された反射参照光をそれぞれ自家蛍
   光画像信号および参照光画像信号として検出する検出手
   段と、前記自家蛍光画像信号および参照光画像信号に基
   づき表示信号を生成する表示信号生成手段と、該生成さ
   れた表示信号によって前記生体組織に関する情報を表示
   する表示手段とを備えた蛍光画像表示装置において、 前記表示信号生成手段が、輝度に主として前記反射参照
   光の強度を反映させ、かつ色に主として前記自家蛍光の
   蛍光スペクトルの形状を反映させた前記表示信号を生成
   するものであることを特徴とする蛍光画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記自家蛍光の蛍光スペクトルの形状を
   反映させる手法が、前記自家蛍光の蛍光スペクトルの中
   の互いに異なる波長領域から取得した２種類の前記自家
   蛍光画像信号により行うものであることを特徴とする請
   求項８記載の蛍光画像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記表示信号生成手段が、カラーマ
    トリクス回路を備えていることを特徴とする請求項５か
    ら９いずれか１項記載の蛍光画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記カラーマトリクス回路がＲＧＢ信
    号を生成するものであることを特徴とする請求項１０記
    載の蛍光画像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記照射手段が、面順次照射手段を備
    え、該面順次照射手段が前記参照光の照射手段を含むも
    のであることを特徴とする請求項５から１１いずれか１
    項記載の蛍光画像表示装置。