JP2002330919A - 蛍光観察用内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自家蛍光に基く蛍光画像と光源からの光に基
く画像を、モニタに動画像として同時に表示する。 【解決手段】 蛍光観察内視鏡システムのカメラボック
ス２０内に、切替ミラー２８を有する光学ユニット２３
を設ける。切替レバー２２によって蛍光観察モードを選
択する場合、光源装置内にあるＥＸフィルタをランプか
ら放射する光の光路内に配置する。そして、励起光を観
察部位Ｓに照射させると、励起光の照射によって生体組
織から発生する自家蛍光と励起光の反射光とが含まれる
光をファイバスコープの接眼部１３から射出し、この光
を切替ミラー２８の第２ミラー２８Ｂに照射する。第２
ミラー２８Ｂは、参照光を第１の撮像部３２の方向へ導
き、自家蛍光を第２の撮像部４２の方へ導く。そして、
第１の撮像部３２から出力される画像信号と、第２の撮
像部４２から出力される画像信号とに基いて、自家蛍光
により形成される蛍光観察画像と参照光により形成され
る参照画像をともに動画像としてモニタに同時表示す
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、気管支などの体内
から発せられる蛍光に基いて、観察部位の悪性病変組織
を観察できる蛍光観察内視鏡システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特定波長領域の光である励起光を
生体に照射すると生体から緑色波長領域の光を主成分と
する蛍光が発せられることが知られている（以下では、
自家蛍光という）。この自家蛍光は、正常組織の発光強
度が病変組織の発光強度より強いことが特徴とされてお
り、画面に表示することによって観察部位に病変組織が
存在するか観察することができる。

【０００３】医療分野において、この自家蛍光を利用し
た蛍光観察用の内視鏡システムが提供されており、従来
の汎用の内視鏡システムとは異なって独自の構成とされ
ている。蛍光観察用内視鏡システムでは、可視帯域の波
長領域を有する通常光を生体に照射し画像を観察する通
常観察と、励起光を照射して画像を観察する蛍光観察が
切り替えられるようになっており、オペレータのレバー
操作などによって切り替えられる。通常観察の場合、観
察部位に反射した通常光によって観察部位の画像が形成
され、これにより観察部位の画像（通常画像）がモニタ
に再現される。一方、蛍光観察の場合、励起光によって
自家蛍光が生体から発生し、その自家蛍光によって形成
される観察部位の画像（蛍光画像）がモニタに再現され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような蛍光観察用
内視鏡システムでは、通常画像、蛍光画像どちらか一方
の画像しかモニタに再現することができない。蛍光画像
は緑色の波長領域成分の光によって形成されるため、モ
ニタ上には緑色を基調とした濃淡画像が表示される。こ
の蛍光画像は、病変組織と正常組織のとの差を認識する
こと以外に関しては、通常画像に比べて部位の観察に適
さない。そこで、２つの画像を同時に表示できる蛍光観
察用内視鏡システムが提案されており、例えば特開２０
００−２３９０３号公報に開示されている。

【０００５】しかしながら、上記公報に記載された蛍光
観察用内視鏡システムでは、通常画像に対応する画像
（ここでは参照画像という）として表示できるが、蛍光
画像は静止画像としてしか表示できない。したがって、
内視鏡先端の位置がずれた場合、モニタには異なった部
位を撮影した画像が表示されてしまい、観察が困難とな
る。

【０００６】そこで本発明では、自家蛍光に基く蛍光画
像と光源からの光に基く画像を、モニタに動画像として
同時に表示することができる蛍光観察用内視鏡システム
を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光観察用内視
鏡システムは、ファイバスコープが使用されるととも
に、２つの撮像部が設けられた蛍光観察用内視鏡システ
ムであり、がん細胞などの悪性病変部を早期に発見する
ことが可能な内視鏡システムである。スコープは、青色
波長領域の光を主成分とする光（以下では、励起光とい
う）を観察対象まで伝達するライトガイド用光ファイバ
ー束と、観察対象に励起光が照射することによって発生
する緑色の波長領域の光を主成分とした光（以下では、
自家蛍光という）と励起光の反射光である参照光とを成
分とする光（以下では、混成光という）を観察用光学系
が含まれる接眼部の側まで光学的画像を形成した状態で
伝達するイメージガイド用光ファイバー束とを有するフ
ァイバスコープである。本発明では、スコープの接眼部
とスコープで捉えた被写体像を撮像するための撮像部と
の間に、接眼部から射出する混成光を参照光と自家蛍光
とに分離し、参照光および自家蛍光をそれぞれ第１の方
向と第２の方向へ導く光学ユニットが設けられる。撮像
部は、第１の方向へ導かれた参照光により形成される画
像（以下では参照画像という）を撮像し、該参照画像に
応じた参照画像信号を出力する第１の撮像部と、第２の
方向へ導かれた自家蛍光により形成される画像（以下で
は蛍光観察画像という）を撮像し、該蛍光観察画像に応
じた蛍光観察画像信号を出力する第２の撮像部によって
構成される。撮像部から出力される画像信号を信号処理
するため信号処理部が設けられており、この信号処理部
は、蛍光観察画像と参照画像とが動画像として同時に表
示されるように、入力される参照画像信号と蛍光観察画
像信号とを処理して同時表示に対応する映像信号（以下
では、マルチ表示映像信号という）を出力する。そし
て、画像を表示するための表示装置が信号処理部に接続
されており、信号処理部から出力されるマルチ表示映像
信号に基いて、蛍光画像と参照画像とを動画像として同
時に表示する。光学ユニットを設けることにより、参照
画像と蛍光観察画像をともに動画像として同時に表示
（マルチ表示）することができる。表示装置には、参照
画像および蛍光観察画像が、それぞれ所定の色（参照画
像の場合は青色、蛍光観察画像は緑色）を基調とした濃
淡画像で表示されるが、病変部発見を容易にするような
色を基調としてもよい。例えば、参照画像の色として蛍
光観察画像と同じ緑色を基調とすることにより、画像の
比較がしやすくなる。

【０００８】構成の簡素化や、サイズの小型化を考慮し
て、光学ユニットには、参照光を反射するとともに自家
蛍光を透過する反射特性を有するダイクロイックミラー
が設けられることが望ましい。これにより、参照光が第
１の方向へ導かれ、自家蛍光が接眼部から射出する光の
光軸に沿った第２の方向へ導かれる。

【０００９】励起光を放射する光源装置に関しては、従
来の光源装置の構成をできるだけ利用するため、可視光
の波長領域ほぼ全体に渡った分光特性を有する光源特性
光をライトガイド用光ファイバー束の入射端へ向けて放
射するランプと、光源特性光のうちほぼ励起光のみ透過
させ、光源特性光の光路である第１光路内に配置される
励起光透過フィルタとが設けられていることが望まし
い。

【００１０】従来の内視鏡装置のようにフルカラー画像
も表示装置に表示可能とするため、内視鏡システムは、
励起光および可視光の波長領域ほぼ全体に渡った分光特
性を有する光（以下では光源特性光という）のいずれか
を選択的にライトガイド用光ファイバー束の入射端へ向
けて放射する光源装置と、光源特性光を観察対象に照射
することによって観察する通常観察方式と励起光を観察
対象に照射することによって観察する蛍光観察方式のど
ちらか一方の観察方式を選択するための観察方式選択操
作部と、観察方式選択操作部に対する操作に従って、通
常観察方式が選択されている場合には光源特性光を放射
し、蛍光観察方式が選択されている場合には励起光を放
射する放射光制御部とをさらに有することが望ましい。
この場合、観察方式選択操作部に対する操作によって通
常観察方式が選択されている場合、ライトガイド用光フ
ァイバー束が光源特性光を観察対象まで伝達し、イメー
ジガイド用ライトガイドファイバが光源特性光の反射光
である通常光を該接眼部側まで伝達する。また、光学ユ
ニットは、接眼部から射出する通常光を所定の方向へ導
く第１光学素子と、接眼部から射出する参照光を第１の
方向に導くとともに自家蛍光を第２の方向に導く第２光
学素子とにより構成される切替光学素子であって、第１
光学素子と第２光学素子のどちらか一方が接眼部から射
出される光の光路となる第２光路に選択的に配置される
切替光学素子と、観察方式選択操作部に対する操作に従
って、通常観察方式が選択されている場合には第１光学
素子を該第２光路内へ配置し、蛍光観察方式が選択され
ている場合には第２光学素子を該第２光路内へ配置する
切替光学素子駆動部とを有することが望ましい。この場
合、第１の撮像部が、通常観察方式が選択された場合に
は通常光により形成される通常観察画像を撮像して通常
観察画像に応じた通常観察画像信号をカラー画像信号と
して出力し、信号処理部が、通常観察方式が選択された
場合には通常観察画像が表示装置に動画像として表示さ
れるように、通常観察画像信号を処理して通常観察映像
信号を出力する。このような構成により、オペレータが
操作部を操作することによって、励起光による参照画像
と蛍光観察画像との表示と観察部位のフルカラー表示の
どちらも表示可能である。

【００１１】通常観察の場合、第１の撮像部において通
常観察用の撮像素子を新たに設けることも可能である
が、構成の簡素化を考慮して、第１の撮像部に設けられ
る第１撮像素子の受光面において、通常観察画像および
参照画像を形成させるように、第１光学素子が通常光を
第１の方向へ導くことが望ましい。

【００１２】上記のように光源装置内にフィルタを設け
る構成の場合、放射光制御部が、通常観察方式が選択さ
れている場合には励起光透過フィルタを該第１光路外へ
配置し、蛍光観察方式が選択されている場合には励起光
透過フィルタを該第１光路内へ配置する。光学素子に関
しては、例えば、第１光学素子は、通常光を実質的に全
反射する反射ミラーであり、第２の光学素子は上記のダ
イクロイックミラーである。また、保守性、設計容易性
を考慮して、切替光学素子および励起光透過フィルタを
切替光学素子制御部は、切替光学素子を駆動させるため
のアクチュエータとしてソレノイドを有し、放射光制御
部が、励起光透過フィルタを駆動させるためのアクチュ
エータとしてソレノイドを有することが望ましい。

【００１３】本発明の蛍光観察用内視鏡システムは、可
視光の波長領域ほぼ全体に渡った分光特性を有する光源
特性光を放射する光源と、光源特性光のうち青色波長領
域を主成分とするほぼ励起光のみ透過させ、選択的に光
源特性光の光路である第１光路内および第１光路外のい
ずれかに配置される励起光透過フィルタと、励起光透過
フィルタが該第１光路外にある場合には光源特性光を観
察対象まで伝達し、励起光透過フィルタが該第１光路内
にある場合には励起光を観察対象まで伝達するライトガ
イド用光ファイバー束と、励起光透過フィルタが該第１
光路外にある場合には光源特性光が観察対象に照射した
ときの反射光である通常光を該接眼部側まで伝達し、励
起光透過フィルタが該第１光路内にある場合には観察対
象に励起光が照射することによって発生する緑色の波長
領域の光を主成分とした自家蛍光と励起光の反射光であ
る参照光とを成分とする混成光を接眼部側まで光学的画
像を形成した状態で伝達するイメージガイド用光ファイ
バー束とを有するスコープと、接眼部から射出される通
常光を第１の方向へ導く第１光学素子と、接眼部から射
出される参照光を第１の方向に導くとともに自家蛍光を
第２の方向に導く第２光学素子とによって構成される切
替光学素子であって、選択的に反射光学素子と分離光学
素子のどちらか一方が接眼部から射出される光の光路と
なる第２光路に配置される切替光学素子と、光源特性の
光を観察対象に照射することによって観察する通常観察
方式と励起光を観察対象に照射することによって観察す
る蛍光観察方式のどちらか一方の観察方式を選択するた
めの観察方式選択操作部と、観察方式選択操作部に対す
る操作に従って、通常観察方式が選択されている場合に
は励起光透過フィルタを該第１光路外へ配置し、蛍光観
察方式が選択されている場合には励起光透過フィルタを
該第１光路内へ配置するフィルタ駆動部と、観察方式選
択操作部に対する操作に従って、通常観察方式が選択さ
れている場合には第１光学素子を該第２光路内へ配置
し、蛍光観察方式が選択されている場合には第２光学素
子を該第２光路内へ配置する切替光学素子駆動部と、第
１の方向に沿って配置され、通常観察方式が選択された
場合には通常光により形成される通常観察画像を撮像し
て通常観察画像に応じた通常観察画像信号を出力し、蛍
光観察方式が選択された場合には参照光により形成され
る参照画像を撮像して該参照画像に応じた参照画像信号
を出力する第１の撮像部と、第２の方向に沿って配置さ
れ、蛍光観察方式が選択された場合には自家蛍光により
形成される蛍光観察画像を撮像して該蛍光観察画像に応
じた蛍光観察画像信号を出力する第２の撮像部と、通常
観察方式が選択された場合には通常観察画像信号に基い
て通常観察映像信号を出力するとともに、蛍光観察方式
が選択された場合には蛍光観察画像と参照画像が同一画
面に表示されるように参照画像信号および蛍光観察画像
信号を処理してマルチ表示映像信号を出力する信号処理
部と、通常観察方式が選択された場合には通常観察映像
信号に基いて通常観察画像を動画像として表示し、蛍光
観察方式が選択された場合にはマルチ表示映像信号に基
いて参照画像および蛍光観察画像をともに動画像として
表示する表示装置とを備えたことを特徴とする。

【００１４】本発明の蛍光観察用の撮像装置は、青色波
長領域の光を主成分とする励起光を観察対象まで伝達す
るライトガイド用光ファイバー束と、観察対象に励起光
が照射することによって発生する緑色の波長領域の光を
主成分とした自家蛍光と励起光の反射光である参照光と
を成分とする混成光を観察用光学系が含まれる接眼部の
側まで光学的画像を形成した状態で伝達するイメージガ
イド用光ファイバー束とを有するスコープが着脱自在に
接続される撮像装置であって、接眼部から射出する混成
光を参照光と自家蛍光とに分離し、参照光および自家蛍
光をそれぞれ第１の方向と第２の方向へ導く光学ユニッ
トと、第１の方向へ導かれた参照光により形成される参
照画像を撮像し、該参照画像に応じた参照画像信号を出
力する第１の撮像部と、第２の方向へ導かれた自家蛍光
により形成される蛍光観察画像を撮像し、該蛍光観察画
像に応じた蛍光観察画像信号を出力する第２の撮像部と
を備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。

【００１６】図１は、本実施形態である蛍光観察用内視
鏡システムを示した概略図である。本実施形態の蛍光観
察用内視鏡システムは、がん細胞などの悪性病変部を検
出するための内視鏡システムである。

【００１７】蛍光観察用内視鏡システムには、ファイバ
スコープ１０と、カメラボックス２０と、第１カメラコ
ントローラ４４、第２カメラコントローラ４６、光源装
置５０、モニタ８０が備えられている。ファイバスコー
プ１０は光源装置５０およびカメラボックス２０に着脱
自在に接続され、カメラボックス２０は第１カメラコン
トローラ４４、第２カメラコントローラ４６を介して、
光源装置５０内に設けられたセレクタ６０と接続されて
いる。セレクタ６０は、モニタ８０に接続される。観察
作業を開始すると、ファイバスコープ１０の先端部が観
察対象となる部位Ｓの場所まで体内に挿入される。

【００１８】光源装置５０内には、光源としてキセノン
ランプ５２が設けられており、キセノンランプ５２から
放射した光は、赤外線カットフィルタ５４、ＥＸフィル
タ５６、集光レンズ（図示せず）を介してファイバスコ
ープ１０内に設けられたライトガイド１２の入射端１２
Ａに入射する。赤外線カットフィルタ５４はキセノンラ
ンプから放射される光のうち赤外線波長領域の光を遮断
するフィルタであり、また、ＥＸフィルタ５６は、青色
波長領域の光のみを透過させるフィルタである。ＥＸフ
ィルタ５６は、アクチュエータであるソレノイド５８に
よって駆動され、必要に応じて入射端１２Ａへ進む光の
光路（第１光路）内もしくは光路外へ移動される。

【００１９】ライトガイド１２は、キセノンランプ５２
から放射された光をファイバスコープ１０の先端部へ導
くための光ファイバー束であり、入射端１２Ａに入射し
た光はファイバスコープ１０の先端部から出射する。こ
れにより、観察部位Ｓに光が照射される。観察部位Ｓで
反射した光は、対物レンズ１９を介してファイバスコー
プ１０内に設けられたイメージガイド１４の入射端１４
Ａに入射する。これにより、観察部位Ｓの画像が入射端
１４Ａに形成される。イメージガイド１４は、入射端１
４Ａに形成される画像を光学的に伝達するための光ファ
イバー束であり、観察部位Ｓの画像は接眼光学系１８を
有する接眼部１３へ光学的に導かれる。

【００２０】撮像装置であるカメラボックス２０内に
は、第１および第２の撮像部３２、４２と、切替ミラー
２８が含まれた光学ユニット２３が設けられている。第
１の撮像部３２には、撮像素子であって補色カラーフィ
ルタが受光面上に配置された第１ＣＣＤ３２Ａが設けら
れており、一方、第２の撮像部４２にはカラーフィルタ
が配置されていない第２ＣＣＤ４２Ａが備えられてい
る。第１および第２の撮像部３２、４２は、それぞれ第
１カメラコントローラ４４と第２カメラコントローラ４
４、４６によって制御されており、第１および第２ＣＣ
Ｄ３２Ａ、４２Ａがそれぞれのコントローラによって駆
動される。感度コントローラ２４は、イメージインテン
シファイアー３８の感度を調整するためのつまみであ
る。

【００２１】ファイバスコープ１０の接眼部１３を通っ
た光は、切替ミラー２８によって第１の撮像部３２およ
び第２の撮像部４２の方向へ選択的に導かれる。第１の
撮像部３２の方向（第１の方向）へ導かれると、絞り
（ここでは図示せず）結像レンズ３０を介して第１ＣＣ
Ｄ３２Ａの受光面に到達する。これにより、第１ＣＣＤ
３２Ａの受光面に被写体像、すなわち観察部位Ｓの画像
が形成される。被写体像が形成されると、被写体像に応
じた１フレーム分の画像信号が順次所定間隔で読み出さ
れ、第１カメラコントローラ４４へ送られる。第１カメ
ラコントローラ４４では、読み出された画像信号に対し
て所定の処理が施され、光源装置５０内のセレクタ６０
へ送られる。本実施形態では、ＮＴＳＣ方式に従って、
１フレーム分の画像信号が１／３０秒ごとに第１ＣＣＤ
３２Ａから読み出される。

【００２２】一方、切替ミラー２８によってファイバス
コープ１０から送られてきた光が第２の撮像部４２の方
向（第２の方向）へ導かれると、絞り（ここでは図示せ
ず）、蛍光フィルタ３４、結像レンズ３６を介してイメ
ージインテンシファイア３８に入射する。イメージイン
テンシファイア３８は、光強度を増幅させてより高い輝
度の像を再生するための光増幅器であり、光強度が増幅
された光は、イメージインテンシファイア３８から射出
されると結像レンズ４０を介して第２ＣＣＤ４２Ａの受
光面に到達する。これにより、第２ＣＣＤ４２Ａの受光
面に被写体像が形成される。第２ＣＣＤ４２Ａにおいて
も、被写体像に応じた画像信号が順次読み出され、第２
カメラコントローラ４６において画像信号処理が施さ
れ、そして処理された画像信号がセレクタ６０へ送られ
る。セレクタ６０では、後述するように、所定の映像信
号がモニタ８０へ出力される。

【００２３】本実施形態では、可視光の波長領域全体に
渡ってほぼ一様な分光分布特性を有する光（以下では、
光源特性光という）を観察部位に照射した場合に形成さ
れる画像（以下では、通常観察画像という）をモニタ８
０に再現する通常観察モードと、主に青色波長領域の光
であって生体組織から自家蛍光を発生させる光（以下で
は励起光という）を観察部位に照射し、その場合、励起
光の観察部位での反射光によって形成される画像（以下
では、参照画像という）と自家蛍光によって形成される
画像（以下では蛍光観察画像という）とをモニタ８０に
動画像として同時に再現する蛍光観察モードとが、オペ
レータによって選択される。切替レバー２２は、観察モ
ードを通常観察モードと蛍光観察モードのどちらか一方
に切り替えるための操作部であり、オペレータが切替レ
バー２２を押し込むと切替スイッチ２６がＯＮ状態とな
り、通常観察モードが設定される。一方、オペレータが
切替レバー２２を引き抜くと切替スイッチ２６がＯＦＦ
状態となり、蛍光観察モードが設定される。

【００２４】切替ミラー２８は、第１ミラー２８Ａ、第
２ミラー２８Ｂによって構成され、アクチュエータのソ
レノイド２８Ｃによって駆動される。後述するように、
切替スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦに従って所定量だけ回
転する。切替スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ信号は光源装
置５０内のセレクタ６０へ送られ、ＥＸフィルタ５６
は、この切替スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦに従って位置
が切り替えられる。

【００２５】図２は、セレクタ６０のブロック図であ
る。

【００２６】図２に示すように、セレクタ６０には、Ｃ
ＰＵ６２、第１切替部６４、第２切替部６６、画像合成
部６８が設けられている。ＣＰＵ６２は、蛍光観察用内
視鏡システム全体の動作を制御しており、ＣＰＵ６２に
入力される切替スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ信号に従っ
て、第１および第２切替部６４、６６、画像合成部６８
および光源装置５０内のソレノイド５８に対して制御信
号を送る。

【００２７】第１および第２切替部６４、６６は、それ
ぞれスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有する。通常観察モード
の場合、第１カメラコントローラ４４から順次送られて
くる画像信号のみが映像信号としてモニタ８０へ送られ
るように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が切り替えられる。
これにより、観察部位Ｓの画像がモニタ８０に表示され
る。一方、蛍光観察モードの場合、第２カメラコントロ
ーラ４６から送られてくる画像信号が画像合成部６８へ
送られるとともに、画像合成部６８から送られてくる信
号がモニタへ出力されるように、スイッチＳＷ１、ＳＷ
２が切り替えられる。

【００２８】そして、画像合成部６８では、第１カメラ
コントローラ４４から送られてくる画像信号による被写
体像と第２カメラコントローラ４６から送られてくる画
像信号による被写体像とが同一画面上に動画像として表
示されるように、画像処理が施される。そして、画像合
成部６８から出力される１フレーム分の画像信号がモニ
タ８０へ映像信号として順次送られるように、第２切替
部６６が切り替えられる。

【００２９】図３は、蛍光観察モードにおけるモニタ８
０の表示画像を示した図である。

【００３０】蛍光観察モードの場合、モニタ８０の右側
の第１領域ＡＲ１には第１カメラコントローラ４４から
出力される画像信号（以下では、参照画像信号）に基い
た被写体像が、左側の第２領域ＡＲ２には第２カメラコ
ントローラ４６から出力される画像信号に基く被写体像
がそれぞれ動画像として表示される。図２に示した画像
合成部６８では、図３に示すような画面表示となるよう
に画像信号処理が施される。第１領域ＡＲ１に映し出さ
れる被写体像が上述した参照画像であり、また、第２領
域ＡＲ２に映し出される被写体像が上述した蛍光観察画
像である。

【００３１】従来知られているように、病変組織から発
生する自家蛍光の強度は、正常組織から発生する自家蛍
光の強度に比べて小さい。したがって、病変部に関して
は、第１領域ＡＲ１の参照画像では際立って認識されな
い（病変部とその周辺部とに輝度差がない）が、第２領
域ＡＲ１の蛍光観察画像では黒っぽく映し出される。な
お、励起光が青色波長領域を主成分とすることから、第
１領域ＡＲ１の参照画像は青色を基調とした濃淡画像で
ある。一方、第２ＣＣＤ４２Ａにはカラーフィルタが配
置されていないが、病変部が認識しやすくするため、第
２カメラコントローラ４６において色調整処理が施さ
れ、モニタ８０に表示される蛍光観察画像は緑色を基調
とした濃淡画像になる。

【００３２】なお、本実施形態の蛍光観察内視鏡システ
ムにおいては、図１に示すように、ファイバスコープ１
０内に形成された鉗子チャンネル（図示せず）に導光プ
ローブ１６が挿入されている。導光プローブ１６によ
り、励起光により発生する自家蛍光はポリクロメータ９
０へ導かれる。ポリクロメータ９０は多波長スペクトル
強度を測定する分光器であり、入射された蛍光の分光測
定が行われる。その測定結果に対してパーソナルコンピ
ュータ９２にて所定の演算処理が実行され、その演算結
果が演算用モニタ９４に表示される。

【００３３】以下では、図４〜図７を用いて、通常観察
モード、蛍光観察モードにおいて、ファイバスコープ１
０から送られてくる光の経路を説明する。

【００３４】図４は、切替ミラー２８の正面図であり、
図５、図６は、それぞれ通常観察モードと蛍光観察モー
ドにおけるカメラボックス２０内を示した図である。図
７は、切替ミラー２８の反射特性を示した図である。

【００３５】図４に示すように、切替ミラー２８では、
ロータリーソレノイドであるソレノイド２８Ｃに対し
て、扇状の第１ミラー２８Ａと第２ミラー２８Ｂとが間
隔を空けて取り付けられている。ソレノイド２８Ｃが駆
動することによって、第１ミラー２８Ａと第２ミラー２
８Ｂとが同一平面内をソレノイド２８Ｃ中心に回転す
る。第１ミラー２８Ａと第２ミラー２８Ｂの中央部に
は、ファイバスコープ１０の接眼部１３から射出する光
の光束断面積に合わせたエリアを有するミラー部２９
Ａ、２９Ｂがそれぞれ設けられている。

【００３６】通常観察モードの場合、すなわち、切替レ
バー２２が押し込まれており、切替スイッチ２６がＯＮ
状態である場合、光源装置５０内のＥＸフィルタ５６
は、光源装置５０内の光路（第１光路）から外されてい
る。したがって、キセノンランプ６０から放射される、
可視光の波長領域全体に渡ってほぼ一様な分光特性を有
する光源特性光がそのまま観察部位Ｓに照射する。この
光が観察部位Ｓで反射したときの反射光（以下では通常
光という）は、ファイバスコープ１０の接眼部１３から
射出する。図５に示すように、通常観察モードの場合、
切替ミラー２８は、第１ミラー２８Ａのミラー部２９Ａ
が接眼部１３から射出する光の光軸Ｌに対して４５度の
角度で光路（第２光路）に収まるように位置決めされ
る。これにより、ファイバスコープ１０からの光は、第
１ミラー２８Ａのミラー部２９Ａ前面に照射する。

【００３７】図７には、第１ミラー２８Ａ（ミラー部２
９Ａ）の４５度入射角での反射特性が実線ＲＬ１で示さ
れており、横軸が波長（nm）、縦軸が反射率（％）を示
す。第１ミラー２８Ａは、すべての波長領域の光を９０
％以上反射し、すなわち実質的に全反射する反射ミラー
である。したがって、ミラー部２９Ａに照射した光は、
第２の撮像部４２の方向（第２の方向）へは進まず、第
１の撮像部３２の方向（第１の方向）へ進む。そして、
絞り３１、結像レンズ３０を介して第１の撮像部３２の
第１ＣＣＤ３２Ａ受光面に到達すると、通常光による被
写体像（以下では通常観察画像という）が第１ＣＣＤ３
２Ａの受光面に形成される。これにより、第１の撮像部
３２から通常観察画像に応じたカラー画像信号（以下で
は通常観察画像信号という）がモニタ８０上において、
カラー画像が動画像として表示される。

【００３８】一方、蛍光観察モードの場合、すなわち、
切替レバー２２が引き抜かれており、切替スイッチ２６
がＯＦＦ状態である場合、光源装置５０内のＥＸフィル
タ５６は、光源装置５０内の光路（第１光路）内に位置
決めされている。したがって、キセノンランプ６０から
放射されて観察部位Ｓに照射する光は、青色波長領域の
みからなる励起光となる。励起光が観察部位Ｓに照射す
ると、励起光の反射光（以下では参照光という）と、励
起光によって生体組織自身から発生する自家蛍光の両方
が含まれる光（混成光）がファイバスコープ１０を通っ
てカメラボックス２０へ送られる。そして、図６に示す
ように、切替ミラー２８は、第２ミラー２８Ｂのミラー
部２９Ｂが光軸Ｌに対して４５度の角度で収まるように
位置決めされる。これにより、ファイバスコープ１０か
ら射出する光（混成光）は、第２ミラー２８Ｂのミラー
部２９Ｂ全体に照射される。

【００３９】再び図７を参照すると、第２ミラー２８Ｂ
のミラー部２９Ｂにおける４５度入射角の反射特性が破
線ＲＬ２で示されている。第２ミラー２８Ｂ（ミラー部
２９）は、特定の波長領域の光を反射するダイクロイッ
クミラーである。第２ミラー２８Ｂは、緑色の波長領域
（およそ５００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光に対しては反射
率が１０％以下であり、実質的にこの領域の光が入射す
るとすべて透過する。一方、緑色の波長領域以外の光に
対しては反射率が９０％以上であり、すなわち実質的に
全反射する。したがって、ファイバスコープ１０の接眼
部１３から射出する、参照光と自家蛍光からなる光がミ
ラー部２９Ｂに入射すると、参照光は第１の撮像部３２
の方向（第１の方向）へ導かれ、自家蛍光は第２の撮像
部４２の方向（第２の方向）へ導かれる。すなわち、自
家蛍光は、絞り３３、蛍光フィルタ３４、結像レンズ３
６を介してイメージインテンシファイア３８、結像レン
ズ４０を介して第２の撮像部４２の第２ＣＣＤ４２Ａ受
光面に到達する。

【００４０】励起光の反射光による参照画像が第１ＣＣ
Ｄ３２Ａに形成され、自家蛍光による蛍光観察画像が第
２ＣＣＤ４２Ａに形成されると、前述したように、セレ
クタ６０の画像合成部６８（図２参照）において、第１
カメラコントローラ４４から送られてくる参照画像に応
じた参照画像信号と、第２カメラコントローラ４６から
送られてくる蛍光観察画像に応じた蛍光観察画像信号と
が合成処理され、これにより参照画像と蛍光観察画像が
リアルタイムで同時に表示するための画像信号が映像信
号（マルチ表示映像信号）としてモニタ８０へ出力され
る。

【００４１】このように本実施形態によれば、ダイクロ
イックミラー２８Ｂを設けることにより、接眼部１３か
ら射出する、励起光により発生する自家蛍光および励起
光の反射光である参照光とが混合した光（混成光）が分
離され、参照光が第１の撮像部３２の方向へ導かれ、自
家蛍光が第２の撮像部４２の方向へ導かれる。第１およ
び第２の撮像部３２、４２からそれぞれ出力される参照
画像信号、蛍光観察画像信号は、第１および第２カメラ
コントローラ４４、４６を介して、光源装置５０内に設
けられたセレクタ６０の画像合成部６８に送られる。画
像合成部６８では、参照画像と蛍光観察画像が同時表示
されるように信号処理が施され、同時表示に対応する映
像信号がモニタ８０に出力される。また、切替レバー２
２の操作により通常観察モードを選択した場合は、白色
光の反射光により形成される通常画像が第１の撮像部３
２で撮像され、モニタ８０にフルカラー動画像として表
示される。

【００４２】なお、参照画像と蛍光観察画像を同色にし
て病変部発見をより確実にするため、モニタ８０には緑
色を基調とした参照画像が表示されるように、第１カメ
ラコントローラ４４において色調整処理を画像信号に対
して施してもよい。この場合、青色成分の画像信号を緑
色成分の画像信号に変換するようにゲインコントロール
が施される。

【００４３】光源装置に関しては、キセノンランプ５２
とＥＸフィルタ５６とを備えた構成に限定されず、例え
ば、ＬＥＤランプを使用して発光制御により、白色光
（光源特性光）および励起光をファイバスコープ１０へ
送るようにしてもよい。

【００４４】本実施形態では、切替スイッチ２６のＯＮ
／ＯＦＦに従ってソレノイド２８Ｃが切替ミラー２８を
切り替えるため駆動するが、光源装置５０内のセレクタ
６０のＣＰＵ６２がＯＮ／ＯＦＦを検知し、観察モード
の切替に応じてソレノイド２８Ｃの駆動するようにして
もよい。逆に、切替スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦに従っ
て直接ソレノイド２８Ｃが駆動するようにしてもよい。
また、切替レバー２２の押し込み、引き抜きによって観
察モードを選択する構成に限定されず、他の操作部材に
よって観察モードを切り替える構成にしてもよい。ＥＸ
フィルタ５６、切替ミラー２８を駆動するアクチュエー
タとしては、ソレノイド以外のアクチュエータ、例えば
モータを用いてもよい。

【００４５】本実施形態では、信号処理関連の構成要素
として、第１カメラコントローラ４４、第２カメラコン
トローラ４６、セレクタ６０が別々に独立構成されてい
るが、これらを一体に組み込んだ画像処理装置を構成し
てもよく、さらには光源装置５０内に含めて内視鏡装置
のプロセッサを構成してもよい。

【００４６】通常観察モードにおいて、通常光は第１ミ
ラー２８によって第１の撮像部３２へ導かれるが、新た
に第１の撮像部の構成要素として通常光専用の撮像素子
を設第１の撮像部３２の位置とは異なる場所に設け、通
常光を第１ミラー２８Ｃで専用の撮像素子のある方向へ
導くような構成にしてもよい。

【００４７】本実施形態では、光学ユニット２３内に第
１ミラー２８Ｂを設けたが、ダイクロイックミラー以外
の光学素子（プリズムなど）によって参照光と自家蛍光
とを分離するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、自家蛍光
に基く蛍光画像と光源からの光に基く画像を、モニタに
動画像として同時に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態である蛍光観察用内視鏡システムを
示したブロック図である。

【図２】セレクタのブロック図である。

【図３】蛍光観察モードにおけるモニタの表示画像を示
した図である。

【図４】切替ミラーの正面図である。

【図５】通常観察モードにおけるカメラボックス内を示
した図である。

【図６】蛍光観察モードにおけるカメラボックス内を示
した図である。

【図７】切替ミラーの反射特性を示した図である。

【符号の説明】

１０ ファイバスコープ（スコープ） １２ ライトガイド（ライトガイド用光ファイバー
束） １３ 接眼部 １４ イメージガイド（イメージガイド用光ファイバ
ー束） １８ 接眼光学系 ２０ カメラボックス（蛍光観察用の撮像装置） ２２ 切替レバー（観察方式選択操作部） ２３ 光学ユニット ２８ 切替ミラー（切替光学素子） ２８Ａ 第１ミラー（第１光学素子、反射ミラー） ２８Ｂ 第２ミラー（第２光学素子、ダイクロイックミ
ラー） ２８Ｃ ソレノイド ２９Ａ ミラー部 ２９Ｂ ミラー部 ３２ 第１の撮像部 ３２Ａ 第１ＣＣＤ（第１撮像素子） ４２ 第２の撮像部 ４２Ａ 第２ＣＣＤ ４４ 第１カメラコントローラ ４６ 第２カメラコントローラ ５０ 光源装置 ５２ ランプ（光源） ５６ ＥＸフィルタ（励起光透過フィルタ） ５８ ソレノイド ６０ セレクタ ６２ ＣＰＵ ６８ 画像合成部 ８０ モニタ（表示装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C061 AA07 BB02 CC06 CC07 DD03 FF02 FF46 HH54 LL02 LL08 NN01 NN05 QQ04 QQ09 RR04 RR14 RR17 RR26 WW01 WW10 WW17 XX01 XX02 5C054 AA05 CA04 CC03 CC04 CC07 FE02 FE05 FE18 HA12

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 青色波長領域の光を主成分とする励起光
   を観察対象まで伝達するライトガイド用光ファイバー束
   と、観察対象に前記励起光が照射することによって発生
   する緑色の波長領域の光を主成分とした自家蛍光と前記
   励起光の反射光である参照光とを成分とする混成光を観
   察用光学系が含まれる接眼部の側まで光学的画像を形成
   した状態で伝達するイメージガイド用光ファイバー束と
   を有するスコープと、 前記接眼部から射出する前記混成光を前記参照光と前記
   自家蛍光とに分離し、前記参照光および自家蛍光をそれ
   ぞれ第１の方向と第２の方向へ導く光学ユニットと、 前記第１の方向へ導かれた前記参照光により形成される
   参照画像を撮像し、該参照画像に応じた参照画像信号を
   出力する第１の撮像部と、 前記第２の方向へ導かれた前記自家蛍光により形成され
   る蛍光観察画像を撮像し、該蛍光観察画像に応じた蛍光
   観察画像信号を出力する第２の撮像部と、 前記蛍光観察画像と前記参照画像とが動画像として同時
   に表示されるように、入力される前記参照画像信号と前
   記蛍光観察画像信号とを処理してマルチ表示映像信号を
   出力する信号処理部と、 前記マルチ表示映像信号に基いて、前記蛍光画像と前記
   参照画像とを動画像として同時に表示する表示装置とを
   備えたことを特徴とする蛍光観察用内視鏡システム。
2. 【請求項２】 前記光学ユニットが、前記参照光を反射
   するとともに前記自家蛍光を透過する反射特性を有する
   ダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項
   １に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
3. 【請求項３】 前記表示装置に表示される前記参照画像
   および蛍光観察画像が、病変部発見を容易にするように
   それぞれ所定の色を基調とした濃淡画像であることを特
   徴とする請求項１に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
4. 【請求項４】 可視光の波長領域ほぼ全体に渡った分光
   特性を有する光源特性光を前記ライトガイド用光ファイ
   バー束の入射端へ向けて放射するランプと、 前記光源特性光のうち前記励起光のみ透過させ、前記光
   源特性光の光路である第１光路内に配置される励起光透
   過フィルタとを含む光源装置をさらに有することを特徴
   とする請求項１に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
5. 【請求項５】 前記励起光および可視光の波長領域ほぼ
   全体に渡った分光特性を有する光源特性光のいずれかを
   選択的に前記ライトガイド用光ファイバー束の入射端へ
   向けて放射する光源装置と、 前記光源特性の光を観察対象に照射することによって観
   察する通常観察方式と前記励起光を観察対象に照射する
   ことによって観察する蛍光観察方式のどちらか一方の観
   察方式を選択するための観察方式選択操作部と、 前記観察方式選択操作部に対する操作に従って、前記通
   常観察方式が選択されている場合には前記光源特性光を
   放射し、前記蛍光観察方式が選択されている場合には前
   記励起光を放射する放射光制御部とをさらに有し、 前記観察方式選択操作部に対する操作によって前記通常
   観察方式が選択されている場合、前記ライトガイド用光
   ファイバー束が前記光源特性光を観察対象まで伝達し、
   前記イメージガイド用ライトガイドファイバが前記光源
   特性光の反射光である通常光を該接眼部側まで伝達し、 前記光学ユニットが、 前記接眼部から射出する前記通常光を所定の方向へ導く
   第１光学素子と、前記接眼部から射出する前記参照光を
   前記第１の方向に導くとともに前記自家蛍光を第２の方
   向に導く第２光学素子とにより構成される切替光学素子
   であって、前記第１光学素子と前記第２光学素子のどち
   らか一方が前記接眼部から射出される光の光路となる第
   ２光路に選択的に配置される切替光学素子と、 前記観察方式選択操作部に対する操作に従って、前記通
   常観察方式が選択されている場合には前記第１光学素子
   を該第２光路内へ配置し、前記蛍光観察方式が選択され
   ている場合には前記第２光学素子を該第２光路内へ配置
   する切替光学素子制御部とを有し、 前記第１の撮像部が、前記通常観察方式が選択された場
   合には前記通常光により形成される通常観察画像を撮像
   して前記通常観察画像に応じた通常観察画像信号をカラ
   ー画像信号として出力し、 前記信号処理部が、前記通常観察方式が選択された場合
   には前記通常観察画像が前記表示装置に動画像として表
   示されるように、前記通常観察画像信号を処理して通常
   観察映像信号を出力することを特徴とする請求項１に記
   載の蛍光観察用内視鏡システム。
6. 【請求項６】 前記光源装置が、前記光源特性光を前記
   ライトガイド用光ファイバー束の入射端へ向けて放射す
   るランプと、前記光源特性光のうちほぼ前記励起光のみ
   透過させ、前記光源特性光の光路である第１光路内もし
   くは第１光路外のいずれかに配置される励起光透過フィ
   ルタとを有し、 前記放射光制御部が、前記通常観察方式が選択されてい
   る場合には前記励起光透過フィルタを該第１光路外へ配
   置し、前記蛍光観察方式が選択されている場合には前記
   励起光透過フィルタを該第１光路内へ配置することを特
   徴とする請求項５に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
7. 【請求項７】 前記第１光学素子が、前記通常光を実質
   的に全反射する反射ミラーであることを特徴とする請求
   項５に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
8. 【請求項８】 前記第２光学素子が、前記参照光を反射
   するとともに前記自家蛍光を透過する反射特性を有する
   ダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項５
   に記載の蛍光観察用内視鏡システム。
9. 【請求項９】 前記切替光学素子制御部が、前記切替光
   学素子を駆動させるためのアクチュエータとしてソレノ
   イドを有し、前記放射光制御部が、前記励起光透過フィ
   ルタを駆動させるためのアクチュエータとしてソレノイ
   ドを有することを特徴とする請求項５に記載の蛍光観察
   用内視鏡システム。
10. 【請求項１０】 前記所定の方向が前記第１の方向であ
    って、 前記第１の撮像部が、前記通常光による前記通常観察画
    像および前記参照画像が形成される第１撮像素子を有す
    ることを特徴とする請求項５に記載の蛍光観察用内視鏡
    システム。
11. 【請求項１１】 可視光の波長領域ほぼ全体に渡った分
    光特性を有する光源特性光を放射する光源と、 前記光源特性光のうち青色波長領域を主成分とするほぼ
    励起光のみ透過させ、選択的に前記光源特性光の光路で
    ある第１光路内および第１光路外のいずれかに配置され
    る励起光透過フィルタと、 前記励起光透過フィルタが該第１光路外にある場合には
    前記光源特性光を観察対象まで伝達し、前記励起光透過
    フィルタが該第１光路内にある場合には前記励起光を観
    察対象まで伝達するライトガイド用光ファイバー束と、
    前記励起光透過フィルタが該第１光路外にある場合には
    前記光源特性光が観察対象に照射したときの反射光であ
    る通常光を該接眼部側まで伝達し、前記励起光透過フィ
    ルタが該第１光路内にある場合には観察対象に前記励起
    光が照射することによって発生する緑色の波長領域の光
    を主成分とした自家蛍光と前記励起光の反射光である参
    照光とを成分とする混成光を接眼部側まで光学的画像を
    形成した状態で伝達するイメージガイド用光ファイバー
    束とを有するスコープと、 前記接眼部から射出される前記通常光を第１の方向へ導
    く第１光学素子と、前記接眼部から射出される前記参照
    光を前記第１の方向に導くとともに前記自家蛍光を第２
    の方向に導く第２光学素子とによって構成される切替光
    学素子であって、選択的に前記第１光学素子と前記第２
    光学素子のどちらか一方が前記接眼部から射出される光
    の光路となる第２光路に配置される切替光学素子と、 前記光源特性の光を観察対象に照射することによって観
    察する通常観察方式と前記励起光を観察対象に照射する
    ことによって観察する蛍光観察方式のどちらか一方の観
    察方式を選択するための観察方式選択操作部と、 前記観察方式選択操作部に対する操作に従って、前記通
    常観察方式が選択されている場合には前記励起光透過フ
    ィルタを該第１光路外へ配置し、前記蛍光観察方式が選
    択されている場合には前記励起光透過フィルタを該第１
    光路内へ配置するフィルタ駆動部と、 前記観察方式選択操作部に対する操作に従って、前記通
    常観察方式が選択されている場合には前記第１光学素子
    を該第２光路内へ配置し、前記蛍光観察方式が選択され
    ている場合には前記第２光学素子を該第２光路内へ配置
    する切替光学素子駆動部と、 前記第１の方向に沿って配置され、前記通常観察方式が
    選択された場合には前記通常光により形成される通常観
    察画像を撮像して前記通常観察画像に応じた通常観察画
    像信号を出力し、前記蛍光観察方式が選択された場合に
    は前記参照光により形成される参照画像を撮像して該参
    照画像に応じた参照画像信号を出力する第１の撮像部
    と、 前記第２の方向に沿って配置され、前記蛍光観察方式が
    選択された場合には前記自家蛍光により形成される蛍光
    観察画像を撮像して該蛍光観察画像に応じた蛍光観察画
    像信号を出力する第２の撮像部と、 前記通常観察方式が選択された場合には前記通常観察画
    像信号に基いて通常観察映像信号を出力するとともに、
    前記蛍光観察方式が選択された場合には前記蛍光観察画
    像と前記参照画像が同一画面に表示されるように前記参
    照画像信号および蛍光観察画像信号を処理してマルチ表
    示映像信号を出力する信号処理部と、 前記通常観察方式が選択された場合には前記通常観察映
    像信号に基いて前記通常観察画像を動画像として表示
    し、前記蛍光観察方式が選択された場合には前記マルチ
    表示映像信号に基いて前記参照画像および蛍光観察画像
    をともに動画像として表示する表示装置とを備えたこと
    を特徴とする蛍光観察用内視鏡システム。
12. 【請求項１２】 青色波長領域の光を主成分とする励起
    光を観察対象まで伝達するライトガイド用光ファイバー
    束と、観察対象に前記励起光が照射することによって発
    生する緑色の波長領域の光を主成分とした自家蛍光と前
    記励起光の反射光である参照光とを成分とする混成光を
    観察用光学系が含まれる接眼部の側まで光学的画像を形
    成した状態で伝達するイメージガイド用光ファイバー束
    とを有するスコープが着脱自在に接続される撮像装置で
    あって、 前記接眼部から射出する前記混成光を前記参照光と前記
    自家蛍光とに分離し、前記参照光および自家蛍光をそれ
    ぞれ第１の方向と第２の方向へ導く光学ユニットと、 前記第１の方向へ導かれた前記参照光により形成される
    参照画像を撮像し、該参照画像に応じた参照画像信号を
    出力する第１の撮像部と、 前記第２の方向へ導かれた前記自家蛍光により形成され
    る蛍光観察画像を撮像し、該蛍光観察画像に応じた蛍光
    観察画像信号を出力する第２の撮像部とを備えたことを
    特徴とする蛍光観察用の撮像装置。
13. 【請求項１３】 前記光学ユニットが、前記参照光を反
    射するとともに前記自家蛍光を透過する反射特性を有す
    るダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求
    項１２に記載の蛍光観察用の撮像装置。