JP2002143081A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体のカラー画像とともに自家蛍光の強度
分布を観察可能な電子内視鏡装置を、提供する。 【解決手段】 演算回路Ｔ２８は、被検体に青色光，緑
色光，赤色光，及び励起光（ＵＶ光）が照射されている
期間中に夫々取得されたＢ画像信号，Ｇ画像信号，Ｒ画
像信号，及びＦ画像信号を処理する。演算回路Ｔ２８
は、Ｇ画像信号とＦ画像信号との差分データの強度に基
づいて、Ｂ画像信号，Ｇ画像信号，Ｒ画像信号を増幅し
て出力する。なお、差分データの値が大きい場合には、
増幅のゲインを示す係数値は大きく設定され、差分デー
タの値が小さい場合には、この係数値は小さく設定され
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、生体から発せられ
る自家蛍光による蛍光観察が可能な電子内視鏡装置に、
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体としての生体に紫外光等の
励起光を照射した場合にこの生体から発せられる蛍光
（自家蛍光）を撮像することにより、生体の観察に供す
る電子内視鏡装置が、利用されている。なお、病変の生
じた生体組織から発せられる自家蛍光の強度は、健康な
生体組織から発せられる自家蛍光の強度よりも小さいこ
とが知られている。従って、術者は、この自家蛍光によ
る被検体の蛍光画像を観察することにより、その蛍光強
度の小さい領域に、病変が生じている可能性が高いと、
認識することができる。

【０００３】この電子内視鏡装置は、白色光と励起光と
を交互に切り換えて射出する光源ユニット，射出された
白色光及び励起光を導く照明光学系，及び，照明光によ
り照明された被検体を撮像するＣＣＤを、備えている。

【０００４】そして、照明光学系から射出された白色光
が被検体を照明している間に、ＣＣＤは、その被検体の
像を取得し、参照画像信号として出力する。一方、照明
光学系から射出された励起光が被検体を照射すると、こ
の被検体は、自家蛍光を発する。すると、ＣＣＤは、こ
の自家蛍光による被検体像を撮像して、蛍光画像信号と
して出力する。

【０００５】これら参照画像信号及び蛍光画像信号に基
づいて、被検体の診断用画像信号が生成される。即ち、
参照画像信号における特定の色成分に対応した部分か
ら、蛍光画像信号が減算されることにより、診断用画像
信号が生成される。この診断用画像信号は、モニタに診
断用画像として表示される。

【０００６】この診断用画像は、被検体における自家蛍
光の発せられていない部分については、モノクロ画像と
同様に表示される。しかし、この診断用画像は、被検体
における自家蛍光が発せられている部分については、そ
の自家蛍光の強度に応じて着色された状態で、表示され
る。従って、術者は、この診断用画像を観察することに
より、被検体の形状を把握するとともに、当該被検体に
おける自家蛍光の強度を認識して、診断を行うことがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術による
電子内視鏡装置は、被検体のモノクロ画像を示す参照用
画像信号に画像処理を施すことにより、診断用画像信号
を生成している。従って、術者は、被検体のカラー画像
を観察することはできない。

【０００８】なお、被検体のカラー画像と上記診断用画
像とを切り換えて観察可能な電子内視鏡装置も提案され
ている。しかし、この電子内視鏡装置は、被検体のカラ
ー画像と診断用画像とを同時に動画表示することができ
ない。従って、術者は、被検体のカラー画像を観察しつ
つ、当該カラー画像における自家蛍光の強度分布を同時
に知ることはできない。

【０００９】そこで、被検体のカラー画像信号に自家蛍
光の強度分布に応じた画像処理がなされた診断用画像信
号を生成する電子内視鏡装置を提供することを、本発明
の課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡
装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成
を採用した。

【００１１】即ち、この電子内視鏡装置は、被検体を照
明する照明光学系と、青色光，緑色光，赤色光，及び，
生体組織自体からの蛍光を励起する励起光を発し、これ
ら青色光，緑色光，赤色光，及び励起光を、順次、前記
照明光学系へ導く光源ユニットと、前記被検体表面から
の光のうちの励起光以外の成分を収束させて、この被検
体表面の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系に
よって形成された被検体表面の像を撮像して画像信号に
変換する撮像素子と、前記撮像素子により取得された画
像信号のうち、前記照明光学系に青色光が導かれている
期間に対応する部分に基づいてＢ画像信号を取得し、前
記照明光学系に緑色光が導かれている期間に対応する部
分に基づいてＧ画像信号を取得し、前記照明光学系に赤
色光が導かれている期間に対応する部分に基づいてＲ画
像信号を取得し、前記照明光学系に励起光が導かれてい
る期間に対応する部分に基づいて蛍光画像信号を取得
し、取得したＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号
から選択される参照画像信号から、蛍光画像信号を減算
することにより差分信号を生成し、生成した差分信号の
強度に応じて、Ｂ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信
号から選択される１つ以上の増幅対象信号を増幅し、増
幅した増幅対象信号，並びに，Ｂ画像信号，Ｇ画像信
号，及びＲ画像信号のうちの増幅対象信号以外の信号
を、診断用画像信号として出力するプロセッサとを、備
えたことを特徴とする。

【００１２】このように構成されると、増幅対象信号
は、参照画像信号から蛍光画像信号が差し引かれること
により得られた差分信号の強度に応じて、増幅される。
即ち、増幅対象信号における被検体の自家蛍光が弱い部
分に相当する部分が、大きく増幅される。なお、前記増
幅対象信号は、Ｂ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信
号であってもよい。また、この増幅対象信号は、Ｂ画像
信号のみであってもよい。

【００１３】なお、Ｂ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画
像信号のうち、通常、Ｇ画像信号が最も大きな強度で取
得される。このため、参照画像信号は、このＧ画像信号
であることが好ましい。

【００１４】また、プロセッサは、Ｂ画像信号，Ｇ画像
信号，及びＲ画像信号を、輝度信号，及び１つ以上の色
差信号に変換してもよい。この場合には、プロセッサ
は、輝度信号を参照画像信号及び増幅対象信号とする。
なお、色差信号は、一対であってもよく、単一であって
もよい。さらに、プロセッサは、増幅された増幅対象信
号（輝度信号）と、増幅されていない色差信号とを、診
断用画像信号として出力してもよく、これら輝度信号及
び色差信号を、カラー画像のＢ成分，Ｇ成分，及びＲ成
分に夫々対応した３つの画像信号に変換した後に、これ
ら各画像信号を診断用画像信号として出力してもよい。

【００１５】また、増幅対象信号が増幅される際のゲイ
ン（係数値）は、差分信号の強度が大きい場合には大き
く設定され、差分信号の強度が小さい場合には小さく設
定される。なお、このゲインは、差分信号の強度に対し
て比例していてもよく、差分信号の強度に応じて階段状
（ステップ状）に変化してもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態による電子内視鏡装置について、説明する。

【００１７】

【第１実施形態】＜電子内視鏡装置の全体構成＞図１
は、この電子内視鏡装置の構成図である。この図１に示
されるように、電子内視鏡装置は、電子内視鏡１，及
び，外部装置（光源・プロセッサ装置）２を、備えてい
る。

【００１８】まず、電子内視鏡（以下、内視鏡と略記）
１について説明する。この内視鏡１は、図１にはその形
状が示されていないが、生体内に挿入される可撓管状の
挿入部，この挿入部の基端側に対して一体に連結された
操作部，及び，この操作部と外部装置２とを連結するラ
イトガイド可撓管を、備えている。

【００１９】内視鏡１の挿入部の先端は、硬質部材製の
図示せぬ先端部により封止されている。また、この挿入
部の先端近傍の所定領域には、図示せぬ湾曲機構が組み
込まれており、当該領域を湾曲させることができる。操
作部には、湾曲機構を湾曲操作するためのダイヤル，及
び各種操作スイッチが、設けられている。

【００２０】この内視鏡１の先端部には、少なくとも３
つの開口が開けられており、これら３つの開口のうちの
２つは、配光レンズ１１，及び，対物レンズ１２によ
り、夫々封止されている。なお、他の開口の１つは、鉗
子孔として利用される。

【００２１】さらに、内視鏡１は、ライトガイド１３を
有している。このライトガイド１３は、光ファイバが多
数束ねられてなるファイババンドルから構成されてい
る。そして、このライトガイド１３は、その先端面（出
射面）を配光レンズ１１に対向させるとともに、挿入
部，操作部及びライトガイド可撓管内を引き通され、そ
の基端側が外部装置２内に引き込まれている。なお、こ
れらライトガイド１３及び配光レンズ１１は、照明光学
系に相当する。

【００２２】また、内視鏡１は、撮像素子としてのＣＣ
Ｄ（charge-coupled device）エリアセンサ１４を備え
ている。このＣＣＤエリアセンサ（以下ＣＣＤと略記）
１４の撮像面は、内視鏡１の先端部が被検体に対向配置
された状態において、対物レンズ１２が当該被検体の像
を結ぶ位置に、配置されている。なお、これら対物レン
ズ１２及びＣＣＤ１４間の光路中には、図示せぬ励起光
カットフィルタが、挿入配置されている。この励起光カ
ットフィルタは、生体の自家蛍光を励起する励起光を遮
断するとともに、可視光を透過させる。これら対物レン
ズ１２及び励起光カットフィルタは、対物光学系に相当
する。

【００２３】次に、外部装置２について説明する。この
外部装置２は、光源ユニット２０，並びに，タイミング
コントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２及びシステム
コントローラＴ３を有するプロセッサＴを、備えてい
る。

【００２４】この外部装置２における光源ユニット２０
は、白色光源２１及び励起光源２２を、備えている。一
方の白色光源２１は、図示せぬキセノンランプ及びリフ
レクタを、有している。そして、この白色光源２１は、
そのキセノンランプが発した白色光（可視光）を、リフ
レクタで反射させることにより、平行光として射出す
る。他方の励起光源２２は、図示せぬＵＶランプ及びリ
フレクタを、有している。なお、この励起光源２２のＵ
Ｖランプは、生体の自家蛍光を励起する紫外帯域の励起
光を、発する。そして、この励起光源２２は、そのＵＶ
ランプが発した励起光を、リフレクタで反射させること
により、平行光として射出する。

【００２５】白色光源２１から発せられた白色光の光路
上には、集光レンズ２３が、配置されている。この集光
レンズ２３は、入射した平行光を、ライトガイド１３の
基端面（入射面）に収束させる。

【００２６】この集光レンズ２３から射出された収束光
の光路上におけるライトガイド１３以前の所定位置に
は、ホイール２４が挿入されている。このホイール２４
は、図２に示されるように、円板状に形成され、その外
周に沿ったリング状の部分に、４つの開口が開けられて
いる。これら各開口は、互いに、その周方向に沿った長
さが異なっているため、その大きさが異なっている。即
ち、図２における左側の開口が最も大きく、図２の時計
廻り順に小さくなっている。

【００２７】そして、これら各開口には、大きいものか
ら順に、透明部材２４０，Ｂフィルタ２４１，Ｇフィル
タ２４２，及びＲフィルタ２４３が、夫々填め込まれて
いる。Ｂフィルタ２４１は、青色帯域の光（Ｂ光）のみ
を透過させるフィルタであり、Ｇフィルタ２４２は、緑
色帯域の光（Ｇ光）のみを透過させるフィルタであり、
Ｒフィルタ２４３は、赤色帯域の光（Ｒ光）のみを透過
させるフィルタである。なお、透明部材２４０は、少な
くとも励起光を透過させる平行平板状の光学部材であ
る。また、この透明部材２４０の周方向の長さは、ホイ
ール２４の外周における半周に近い長さである。

【００２８】図１に示されるように、このホイール２４
は、モータ２５に連結されている。そして、ホイール２
４は、モータ２５に駆動されて回転し、そのＢフィルタ
２４１，Ｇフィルタ２４２，Ｒフィルタ２４３，透明部
材２４０を、順次繰り返して光路中に挿入する。

【００２９】なお、白色光源２１から発せられた白色光
の光路における集光レンズ２３以前の所定位置におい
て、当該白色光の光路と励起光の光路とは、直交してい
る。即ち、励起光源２２は、発した励起光が、白色光源
２１から発せられた白色光の光路上における上記所定位
置で、当該白色光の光路と直交するように、配置されて
いる。これら白色光及び励起光の光路同士が直交する位
置には、切換ホイール２６が、挿入される。

【００３０】この切換ホイール２６は、図３に示される
ように、円板の半周に亘って、切り欠きが形成されたの
と同等の形状に、形成されている。即ち、この切換ホイ
ール２６は、大径の半円部分及び小径の半円部分が一体
に接合されたのと同等の形状に、形成されている。な
お、この切換ホイール２６は、白色光を遮断するととも
に励起光を反射する特性を有する板状部材からなってい
る。

【００３１】図１に示されるように、この切換ホイール
２６は、モータ２７に連結されており、その中心軸を中
心として回転する。なお、この切換ホイール２６の中心
軸は、各光源部２１，２２から射出された白色光及び励
起光の光路を含む平面内に配置されている。さらに、こ
の切換ホイール２６は、これら白色光及び励起光が互い
に交差する位置に、その大径部分が差し掛かることがで
きるように、配置されている。

【００３２】そして、この切換ホイール２６は、その大
径部分が、白色光と励起光とが交差する位置に差し掛か
った状態において、白色光を遮断するとともに、励起光
を反射させる。なお、この切換ホイール２６は、白色光
と励起光とが交差する位置にその小径部分が近接した場
合には、これら白色光及び励起光に干渉しないように、
配置されている。

【００３３】そして、この切換ホイール２６の小径部分
が白色光と励起光との交差位置に近接した状態におい
て、この切換ホイール２６に干渉されずに直進した白色
光は、集光レンズ２３へ向う。しかし、切換ホイール２
６に干渉されずに直進した励起光は、この集光レンズ２
３へは向わないので、当該集光レンズ２３に入射するの
は、白色光のみである。この白色光は、集光レンズ２３
によりライトガイド１３の基端面に収束される。

【００３４】この切換ホイール２６の大径部分が白色光
と励起光との交差位置に差し掛かった状態において、励
起光は、この切換ホイール２６に反射されて集光レンズ
２３へ向う。しかし、白色光は、この切換ホイール２６
に遮断されて、集光レンズ２３に入射することがない。
そして、切換ホイール２６に反射された励起光は、集光
レンズ２３によりライトガイド１３の基端面に収束され
る。

【００３５】従って、切換ホイール２６が回転すると、
白色光及び励起光は、交互に、集光レンズ２３へ入射す
る。なお、モータ２７は、切換ホイール２６を等速回転
させる。このため、集光レンズ２３から射出される白色
光の射出時間及び励起光の射出時間は、互いに等しくな
っている。

【００３６】また、プロセッサＴにおけるタイミングコ
ントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２，及びシステム
コントローラＴ３は、相互に接続されている。このプロ
セッサＴのタイミングコントローラＴ１は、各モータ２
５，２７に夫々接続されている。そして、このタイミン
グコントローラＴ１は、これら各モータ２５，２７を夫
々同期させて、等速回転させる。

【００３７】即ち、タイミングコントローラＴ１は、切
換ホイール２６の小径部分が白色光と励起光との交差位
置に近接している期間中に、ホイール２４の各フィルタ
２４１〜２４３を光路中に挿入させるとともに、切換ホ
イール２６の大径部分が白色光と励起光との交差位置に
差し掛かっている期間中にホイール２４の透明部材２４
０を光路中に挿入させるように、これら両ホイール２
４，２６を夫々等速回転させる。

【００３８】すると、切換ホイール２６の小径部分の近
傍を通過して集光レンズ２３を透過した白色光は、ホイ
ール２４の各フィルタ２４１〜２４３により、順次、Ｂ
光，Ｇ光，及びＲ光に変換される。そして、切換ホイー
ル２６の大径部分により反射された励起光は、集光レン
ズ２３を透過した後に、ホイール２４の透明部材２４０
を透過する。このため、ライトガイド１３の基端面に
は、Ｂ光，Ｇ光，Ｒ光，及び励起光が、順次、繰り返し
収束する。

【００３９】そして、これらＢ光，Ｇ光，Ｒ光，及び励
起光は、このライトガイド１３により導かれて、配光レ
ンズ１１へ向かう。すると、配光レンズ１１からは、こ
れらＢ光，Ｇ光，Ｒ光，及び励起光が、順次、繰り返し
射出される。

【００４０】この配光レンズ１１から射出されたＢ光，
Ｇ光，及びＲ光が、順次、被検体を照射している期間中
に、内視鏡１の対物レンズ１２は、ＣＣＤ１４の撮像面
近傍に被検体像を形成する。この被検体像は、ＣＣＤ１
４により画像信号に変換される。一方、配光レンズ１１
から射出された励起光が被検体を照射している期間中
に、この被検体は、自家蛍光を発する。従って、対物レ
ンズ１２へは、この被検体から発せられた自家蛍光，及
び，この被検体表面において反射された励起光が、入射
する。但し、励起光は、図示せぬ励起光カットフィルタ
により遮断されるので、ＣＣＤ１４の撮像面近傍には、
被検体の自家蛍光のみによる被検体像が形成される。こ
の被検体像は、ＣＣＤ１４により画像信号に変換され
る。

【００４１】なお、ＣＣＤ１４は、プロセッサＴのタイ
ミングコントローラＴ１に接続されており、このタイミ
ングコントローラＴ１から送信された駆動信号に従っ
て、画像信号を出力する。また、プロセッサＴの画像信
号処理回路Ｔ２は、ＣＣＤ１４に接続されており、この
ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得する。

【００４２】図４は、本実施形態の照明及び画像取得の
タイミングチャートである。なお、この図４の（Ａ）
は、配光レンズ１１から被検体へ向けて射出されたＢ
光，Ｇ光，及びＲ光の照射期間を示している。また、こ
の図４の（Ｂ）は、タイミングコントローラＴ１から出
力されたＣＣＤ１４への駆動信号を示している。

【００４３】この図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるよ
うに、配光レンズ１１からＢ光が射出される「Ｂ照射」
期間が、ＣＣＤ１４の「Ｂ蓄積」期間に相当する。即
ち、被検体にＢ光が照射された状態において、ＣＣＤ１
４の各画素には、Ｂ光による被検体像に対応した電荷が
蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｂ
転送」期間中に、Ｂ画像信号として画像信号処理回路Ｔ
２へ送信される。

【００４４】この「Ｂ転送」期間の直後の「Ｇ蓄積」期
間は、配光レンズ１１からＧ光が射出される「Ｇ照射」
期間に対応している。この「Ｇ蓄積」期間において、Ｃ
ＣＤ１４の各画素には、Ｇ光による被検体像に対応した
電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後
の「Ｇ転送」期間中に、Ｇ画像信号として画像信号処理
回路Ｔ２へ送信される。

【００４５】この「Ｇ転送」期間の直後の「Ｒ蓄積」期
間は、配光レンズ１１からＲ光が射出される「Ｒ照射」
期間に対応している。この「Ｒ蓄積」期間において、Ｃ
ＣＤ１４の各画素には、Ｒ光による被検体像に対応した
電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後
の「Ｒ転送」期間中に、Ｒ画像信号として画像信号処理
回路Ｔ２へ送信される。

【００４６】一方、配光レンズ１１からＵＶ光が射出さ
れる「ＵＶ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｆ蓄積」期間
に相当する。即ち、被検体にＵＶ光が照射された状態に
おいて、ＣＣＤ１４の各画素には、自家蛍光（Ｆ光）に
よる被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように
蓄積された電荷は、直後の「Ｆ転送」期間中に、Ｆ画像
信号（蛍光画像信号）として画像信号処理回路Ｔ２へ送
信される。

【００４７】なお、実際には、上記各照射期間の長さは
互いに異なっている。即ち、時間が長いものから順に、
「ＵＶ照射」期間，「Ｂ照射」期間，「Ｇ照射」期間，
及び「Ｒ照射」期間になっている。しかし、図４では、
模式的に、これら各照射期間は互いに等しく示されてい
る。

【００４８】＜画像信号処理回路の構成＞この画像信号
処理回路Ｔ２は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，Ｒ画
像信号，及びＦ画像信号を取得して処理し、モニタ３に
画像表示させる回路である。図５は、画像信号処理回路
Ｔ２を示すブロック図である。この図５に示されるよう
に、画像信号処理回路Ｔ２は、タイミングコントローラ
Ｔ１に夫々接続されたＣＣＤプロセス回路Ｔ２１，Ａ／
ＤコンバータＴ２２，フレームメモリＴ２３，４つのメ
モリＴ２４〜Ｔ２７，演算回路Ｔ２８，及び，ビデオプ
ロセス回路Ｔ２９を、備えている。

【００４９】ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１は、ＣＣＤ１４
に接続されている。そして、このＣＣＤプロセス回路Ｔ
２１は、ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得し
て、ホワイトバランスの調整，及びγ補正等の処理を施
した後に、出力する。Ａ／ＤコンバータＴ２２は、ＣＣ
Ｄプロセス回路Ｔ２１から出力された画像信号をＡ／Ｄ
変換して、デジタルの画像信号（画像データ）として出
力する。

【００５０】フレームメモリＴ２３は、ＣＣＤ１４の画
素毎に１０ビットのデータを記憶可能な記憶領域を有す
る。そして、Ａ／ＤコンバータＴ２２から出力された画
像データは、一旦、このフレームメモリＴ２３内に格納
される。そして、このフレームメモリＴ２３内に格納さ
れた信号は、入力のときとは異なる所定のタイミング
で、出力される。

【００５１】４つのメモリＴ２４〜Ｔ２７は、いずれ
も、ＣＣＤ１４の画素毎に１０ビットのデータを記憶可
能な記憶領域を、有する。これら各メモリＴ２４〜Ｔ２
７は、フレームメモリＴ２３に夫々接続されている。そ
して、これら各メモリＴ２４〜Ｔ２７には、フレームメ
モリＴ２３から出力された信号が、入力される。但し、
各メモリＴ２４〜Ｔ２７には、タイミングコントローラ
Ｔ１により夫々指定された期間中にフレームメモリＴ２
３から出力された画像データのみが、格納される。

【００５２】図６は、演算回路Ｔ２８のブロック図であ
る。この演算回路Ｔ２８は、減算器，ルックアップテー
ブルＬＵＴ，係数器Ｍ，及び３つの出力端子Ｐ１〜Ｐ３
を、有している。この係数器Ｍは、各メモリＴ２４，Ｔ
２５，Ｔ２６，及びルックアップテーブルＬＵＴに、夫
々接続されている。ルックアップテーブルＬＵＴは、減
算器を介して、メモリＴ２５及びメモリＴ２７に接続さ
れている。

【００５３】この係数器Ｍは、各メモリＴ２４〜Ｔ２６
から読み出されたＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ
画像データにおける各画素の輝度値に、以下に説明する
係数値を乗ずることにより、増幅する。なお、ルックア
ップテーブルＬＵＴは、メモリＴ２５から読み出された
Ｇ画像データと、メモリＴ２７から読み出されたＦ画像
データとの差分データ（差分信号）を取得して、この差
分データの各画素毎に係数値を決定するとともに、決定
した係数値を、係数器Ｍに設定する。なお、このＧ画像
データは、参照画像信号として利用されている。

【００５４】図７は、差分データの値と係数値との関係
を示すグラフである。このグラフの横軸は、差分データ
における各画素の輝度値を示し、縦軸は、係数値を示し
ている。ルックアップテーブルＬＵＴは、このグラフに
従って、入力した差分データの各画素の輝度値に、夫
々、係数値を関連付ける。そして、各画素毎に関連付け
られた輝度値が、係数器Ｍに順次設定される。この図７
のグラフに示されるように、輝度値が大きくなるにつれ
て、係数値は、段階的に大きくなる。即ち、輝度値が大
きくなるにつれて、係数値は、１．０から０．２単位で
段階的に２．０まで大きくなる。

【００５５】係数器Ｍは、メモリＴ２４から読み出され
たＢ画像データの各画素の輝度値を順次取得するととも
に、取得した各画素の輝度値に当該画素に関連付けられ
た係数値を乗ずることにより、このＢ画像データを増幅
する。同時に、この係数器Ｍは、メモリＴ２５から読み
出されたＧ画像データの各画素の輝度値を順次取得する
とともに、取得した各画素の輝度値に当該画素に関連付
けられた係数値を乗ずることにより、このＧ画像データ
を増幅する。同時に、この係数器Ｍは、メモリＴ２６か
ら読み出されたＲ画像データの各画素の輝度値を順次取
得するとともに、取得した各画素の輝度値に当該画素に
関連付けられた係数値を乗ずることにより、このＲ画像
データを増幅する。これらＢ，Ｇ，Ｒの各画像データ
（画像信号）は、増幅対象信号に相当する。

【００５６】そして、係数器Ｍは、増幅したＢ画像デー
タを第１の出力端子Ｐ１へ出力し、増幅したＧ画像デー
タを第２の出力端子へ出力し、増幅したＲ画像データを
第３の出力端子Ｐ３へ出力する。

【００５７】なお、図５に示されるように、この演算回
路Ｔ２８は、ビデオプロセス回路Ｔ２９に接続されてい
る。さらに、このビデオプロセス回路Ｔ２９は、モニタ
３に接続されている。そして、図６に示された演算回路
Ｔ２８の各出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３から出力された画
像データは、夫々、カラー画像のＢ成分，Ｇ成分，Ｒ成
分として、ビデオプロセス回路Ｔ２９に入力する。

【００５８】このビデオプロセス回路Ｔ２９は、Ｂ成
分，Ｇ成分，及びＲ成分に夫々対応したデータを、Ｄ／
Ａ変換することにより、アナログのＢ画像信号，Ｇ画像
信号，及びＲ画像信号を、取得する。さらに、このビデ
オプロセス回路Ｔ２９は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信
号，及びＲ画像信号とともに動画表示用の所定の仕様に
基づく同期信号を、モニタ３へ出力する。そして、モニ
タ３は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信
号，並びに，同期信号に基づいて、画像（診断用画像）
をその画面に動画表示する。

【００５９】＜第１実施形態の作用＞上記のように、演
算回路Ｔ２８は、メモリＴ２５から読み出されたＧ画像
データとメモリＴ２７から読み出されたＦ画像データと
の差分データに基づき、係数器Ｍにおける増幅のゲイン
を調節している。例えば、被検体のある領域に関して、
Ｇ画像データの画素の輝度値が略一定であったとして
も、この領域内の特定の部分においてのみＦ画像データ
の輝度値が低くなっているとすると、この特定の部分に
対応する差分データの各画素の値は、その周辺の部分に
対応する各画素の値に比べて大きくなる。

【００６０】このため、上記の特定の部分に対応する画
素に関連付けられた係数値は、この特定の部分の周辺に
対応する画素に関連付けられた係数値よりも、大きくな
る。従って、図８に示されるように、診断用画像におい
て、被検体における特定の部分Ｈはその周辺部分に比べ
て明るく表示される。なお、係数器Ｍは、Ｂ画像デー
タ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データを、その同一の画
素に対しては同一の係数値を乗ずることにより、増幅し
ている。このため、診断用画像において、被検体におけ
る自家蛍光の弱い部分は、その輝度が変化するもののそ
の色は殆ど変わっていない。

【００６１】従って、術者は、この診断用画像を観察す
ることにより、被検体における自家蛍光が弱くなった部
分を容易に識別することができるだけでなく、被検体の
実際の色を略正確に認識することができる。

【００６２】さらに、係数器Ｍの係数値は、差分データ
の各画素の値の変化に応じて、段階的に変化するので、
差分データにおける輝度値の近い画素同士は、その係数
値が互いに等しくなる。従って、図８に示されるよう
に、診断用画像には、自家蛍光の強度に応じて段階的な
パターンが現れる。このため、術者は、診断用画像にお
けるパターンを観察することにより、自家蛍光の強度の
差を明確に認識することができる。

【００６３】

【第２実施形態】本実施形態の電子内視鏡装置は、上記
の第１実施形態の電子内視鏡装置の構成において、上記
の演算回路Ｔ２８を本実施形態の演算回路Ｔ２８’で置
き換えた点を、特徴としている。

【００６４】図９は、この演算回路Ｔ２８’のブロック
図である。この図９に示されるように、演算回路Ｔ２
８’は、減算器，第１変換器Ｖ１，第２変換器Ｖ２，係
数器Ｍ，及びルックアップテーブルＬＵＴを、有してい
る。第１変換器Ｖ１は、各メモリＴ２４，Ｔ２５，Ｔ２
６に、夫々接続されている。この第１変換器Ｖ１は、各
メモリＴ２４，Ｔ２５，Ｔ２６から夫々読み出されたＢ
画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データを、輝度
信号を示すＣＹデータ，並びに，一対の色差信号を夫々
示すＣｂデータ及びＣｒデータに変換して出力する。こ
れら輝度信号及び色差信号は、ＣＣＩＲ等において定め
られた規格に従うものであってもよい。

【００６５】係数器Ｍは、第１変換器Ｖ１におけるＣＹ
データが出力される端子，及びルックアップテーブルＬ
ＵＴに接続されている。そして、この係数器Ｍは、第１
変換器Ｖ１から出力されたＣＹデータを取得するととも
に、このＣＹデータを、その各画素の値に係数値を乗ず
ることにより、増幅する。

【００６６】ルックアップテーブルＬＵＴは、減算器を
介して、第１変換器Ｖ１におけるＣＹデータが出力され
る端子，及びメモリＴ２７に接続されている。そして、
このルックアップテーブルＬＵＴは、第１変換器Ｖ１か
ら出力されたＣＹデータと、メモリＴ２７から読み出さ
れたＦ画像データとの差分データを取得し、この差分デ
ータの各画素の値に、夫々、係数値を関連付ける。な
お、係数値は、第１実施形態の場合と同様に、差分デー
タが大きくなると、所定の単位ずつ段階的に大きくな
る。そして、各画素毎に関連付けられた輝度値が、係数
器Ｍに順次設定される。

【００６７】第２変換器Ｖ２は、係数器Ｍ，並びに，第
１変換器Ｖ１におけるＣｂデータ及びＣｒデータが出力
される一対の端子に夫々接続されている。そして、この
第２変換器Ｖ２は、係数器Ｍにより増幅されたＣＹデー
タと第１変換器Ｖ１から出力されたＣｂデータ及びＣｒ
データとを取得して、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及
びＲ画像データに変換して出力する。

【００６８】なお、演算回路Ｔ２８’は、上記第１実施
形態の演算回路Ｔ２８と同様に、３つの出力端子Ｐ１〜
Ｐ３を、有している。そして、第２変換器Ｖ２から出力
されたＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データ
は、夫々、各出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３へ出力される。

【００６９】上述のように、本実施形態の演算回路Ｔ２
８’は、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像デー
タをＣＹデータ，Ｃｂデータ，及びＣｒデータに変換
し、これらのうちの輝度信号を示すＣＹデータのみを増
幅している。このため、モニタ３に表示される診断用画
像では、被検体における自家蛍光の弱い部分は、その色
が変化することなく、その輝度のみが高くなっている。
従って、術者は、この診断用画像を観察することによ
り、被検体における自家蛍光の弱い部分を容易に識別で
きるだけでなく、被検体の色を正確に認識することがで
きる。

【００７０】

【第３実施形態】本実施形態の電子内視鏡装置は、上記
の第１実施形態の電子内視鏡装置の構成において、上記
の演算回路Ｔ２８を本実施形態の演算回路Ｔ２８’’で
置き換えた点を、特徴としている。図１０は、この演算
回路Ｔ２８’’のブロック図である。

【００７１】なお、図６に示された第１実施形態の演算
回路Ｔ２８において、その係数器Ｍは、各メモリＴ２４
〜Ｔ２６から読み出されたＢ画像データ，Ｇ画像デー
タ，及びＲ画像データを、夫々増幅していた。これに対
し、本実施形態の演算回路Ｔ２８’’は、メモリＴ２４
から読み出されたＢ画像データのみを増幅して、第１の
出力端子Ｐ１へ出力する。そして、各メモリＴ２５，Ｔ
２６から読み出されたＧ画像データ，及びＲ画像データ
は、夫々、増幅されずに各出力端子Ｐ２，Ｐ３へ出力さ
れる。この演算回路Ｔ２８’’におけるその他の構成
は、上記演算回路Ｔ２８と同様である。

【００７２】そして、この演算回路Ｔ２８’’のルック
アップテーブルＬＵＴは、メモリＴ２５から読み出され
たＧ画像データと、メモリＴ２７から読み出されたＦ画
像データとの差分データを、取得し、この差分データの
各画素毎に、第１実施形態と同様に係数値を決定し、係
数器Ｍに設定する。

【００７３】この演算回路Ｔ２８’’の各出力端子Ｐ１
〜Ｐ３から出力されたデータは、ビデオプロセス回路Ｔ
２９により診断用画像信号に変換される。すると、モニ
タ３には、この診断用画像信号が診断用画像として表示
される。この診断用画像は、被検体のカラー画像を基
に、被検体における自家蛍光が弱い部分に対応する領域
が青く着色された状態で、表示されている。従って、術
者は、被検体をそのカラー画像に近い状態で観察できる
とともに、この被検体における自家蛍光の弱くなった部
分が青く着色されている故に、当該部分を明確に識別す
ることができる。

【００７４】なお、被検体が消化器等の器官である場合
には、当該被検体は、赤っぽい色をしている。このた
め、診断用画像における自家蛍光の弱い部分が青く着色
されると、術者は、当該部分を識別しやすい。

【００７５】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の電子内
視鏡装置は、被検体のカラー画像に対応する画像信号に
対して、この被検体における自家蛍光の強度分布に応じ
た画像処理を施すことにより、診断用画像信号を生成し
ている。従って、この診断用画像信号が診断用画像とし
て表示されると、術者は、この診断用画像を観察するこ
とにより、被検体のカラー画像を認識するとともに当該
被検体における自家蛍光の強度分布を知ることができ
る。このため、術者は、被検体における病変が生じた可
能性のある部分を、明瞭に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の電子内視鏡装置を示す構
成図

【図２】 本発明の実施形態のホイールを示す図

【図３】 本発明の実施形態の切換ホイールを示す図

【図４】 本発明の実施形態の照明及び画像取得のタイ
ミングチャート

【図５】 本発明の実施形態の画像信号処理回路を示す
ブロック図

【図６】 本発明の第１実施形態の演算回路を示すブロ
ック図

【図７】 差分データの値と係数値との関係を示すグラ
フ

【図８】 診断用画像例を示す模式図

【図９】 本発明の第２実施形態の演算回路を示すブロ
ック図

【図１０】 本発明の第３実施形態の演算回路を示すブ
ロック図

【符号の説明】

１ 電子内視鏡 １１ 配光レンズ １２ 対物レンズ １３ ライトガイド １４ ＣＣＤエリアセンサ ２ 外部装置（光源・プロセッサ装置） ２０ 光源ユニット ２４ ホイール ２５，２７ モータ ２６ 切換ホイール Ｔ プロセッサ Ｔ１ タイミングコントローラ Ｔ２ 画像信号処理回路 Ｔ２８ 演算回路 Ｍ 係数器 ＬＵＴ ルックアップテーブル Ｖ１ 第１変換器 Ｖ２ 第２変換器 Ｔ３ システムコントローラ

フロントページの続き (72)発明者 榎本 貴之 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA00 CA04 GA02 GA05 GA11 4C061 CC06 HH51 LL01 MM03 QQ04 SS09 SS21 WW08 WW17

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体を照明する照明光学系と、 青色光，緑色光，赤色光，及び，生体組織自体からの蛍
   光を励起する励起光を発し、これら青色光，緑色光，赤
   色光，及び励起光を、順次、前記照明光学系へ導く光源
   ユニットと、 前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収
   束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系
   と、 前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮
   像して画像信号に変換する撮像素子と、 前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照
   明光学系に青色光が導かれている期間に対応する部分に
   基づいてＢ画像信号を取得し、前記照明光学系に緑色光
   が導かれている期間に対応する部分に基づいてＧ画像信
   号を取得し、前記照明光学系に赤色光が導かれている期
   間に対応する部分に基づいてＲ画像信号を取得し、前記
   照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分
   に基づいて蛍光画像信号を取得し、取得したＢ画像信
   号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号から選択される参照画
   像信号から、蛍光画像信号を減算することにより差分信
   号を生成し、生成した差分信号の強度に応じて、Ｂ画像
   信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号から選択される１つ
   以上の増幅対象信号を増幅し、増幅した増幅対象信号，
   並びに，Ｂ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号のう
   ちの増幅対象信号以外の信号を、診断用画像信号として
   出力するプロセッサとを備えたことを特徴とする電子内
   視鏡装置。
2. 【請求項２】前記増幅対象信号は、Ｂ画像信号，Ｇ画像
   信号，及びＲ画像信号であることを特徴とする請求項１
   記載の電子内視鏡装置。
3. 【請求項３】前記増幅対象信号は、Ｂ画像信号のみであ
   ることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
4. 【請求項４】前記参照画像信号は、Ｇ画像信号であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子内
   視鏡装置。
5. 【請求項５】被検体を照明する照明光学系と、 青色光，緑色光，赤色光，及び，生体組織自体からの蛍
   光を励起する励起光を発し、これら青色光，緑色光，赤
   色光，及び励起光を、順次、前記照明光学系へ導く光源
   ユニットと、 前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収
   束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系
   と、 前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮
   像して画像信号に変換する撮像素子と、 前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照
   明光学系に青色光が導かれている期間に対応する部分に
   基づいてＢ画像信号を取得し、前記照明光学系に緑色光
   が導かれている期間に対応する部分に基づいてＧ画像信
   号を取得し、前記照明光学系に赤色光が導かれている期
   間に対応する部分に基づいてＲ画像信号を取得し、前記
   照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分
   に基づいて蛍光画像信号を取得し、取得したＢ画像信
   号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号を、輝度信号，及び１
   つ以上の色差信号に変換し、この輝度信号から蛍光画像
   信号を減算することにより差分信号を生成し、輝度信号
   を増幅対象信号として指定するとともに、指定した増幅
   対象信号を、生成した差分信号の強度に応じて増幅し、
   増幅した増幅対象信号，及び色差信号を、診断用画像信
   号として出力するプロセッサとを備えたことを特徴とす
   る電子内視鏡装置。
6. 【請求項６】前記プロセッサは、増幅した増幅対象信
   号，及び色差信号を、カラー画像の青色成分，緑色成
   分，及び赤色成分に夫々対応させた３つの画像信号に変
   換するとともに、変換したこれら各画像信号を、診断用
   画像信号として出力することを特徴とする請求項５記載
   の電子内視鏡装置。
7. 【請求項７】前記プロセッサは、差分信号の強度が大き
   くなると、増幅対象信号の増幅のゲインを大きくするこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子内
   視鏡装置。
8. 【請求項８】前記プロセッサは、差分信号の強度に応じ
   て、増幅対象信号の増幅のゲインを段階的に変化させる
   ことを特徴とする請求項７記載の電子内視鏡装置。
9. 【請求項９】前記プロセッサから出力された画像信号を
   表示するモニタを、さらに備えたことを特徴とする請求
   項１〜８のいずれかに記載の電子内視鏡装置。