JP2003111716A - 標準光源、補正係数算出方法および装置並びに蛍光画像生成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光診断画像生成装置を構成する結像光学手
段や固体撮像手段のばらつきの影響を除去する。 【解決手段】 標準光源１００から発せられる、光量お
よび輝度スペクトルが既知であり、時間的な変動が小さ
く、輝度が均一の標準光Ｌｓを撮像し、ＩＲ反射標準画
像データＳ１および蛍光標準画像データＳ２を得る。こ
れらの画像データにより表される標準画像の除算値を算
出し、この除算値により予め定められた基準値を除算す
ることにより補正係数Ｈ１を求める。生体観察部１０を
撮像して、蛍光画像データＫ０およびＩＲ反射画像デー
タＦ１を得、これらのデータにより表される蛍光画像お
よびＩＲ反射画像の除算データＤを求め、この除算デー
タＤを補正係数Ｈ１により補正して蛍光診断画像データ
Ｇを得、これを蛍光診断画像１２としてモニタ２７０に
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、励起光の照射によ
り生体観察部から発せられた蛍光を撮像し、生体観察部
に関する情報を表す蛍光診断画像を生成するに際し、よ
り正確な蛍光診断画像を得るための標準光源、補正係数
算出方法および装置並びに蛍光診断画像生成方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より固体撮像素子を搭載した内視鏡
装置が広く用いられている。この内視鏡装置は、固体撮
像素子により撮像した画像をモニタ等に表示することに
より複数の人間が同時に観察することができる利点を有
し、また、撮像した画像を表示する前に種々の画像処理
を施すことにより、特徴的な画像を強調してモニタ上に
表示することもできるため、医療の発展に大きく貢献し
ている。

【０００３】ところで、内視鏡装置においては、所定の
波長帯域の励起光を生体観察部に照射した場合に、正常
組織と病変組織とでは発生する蛍光強度が異なることを
利用して、生体観察部に所定波長の励起光を照射し、生
体観察部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を用い
て、病変状態を判定することが行われている。

【０００４】このような蛍光画像を表示するための蛍光
診断画像表示装置は基本的に、励起光を生体観察部に対
して照射する励起光照射手段と、生体組織が発する蛍光
を撮像して蛍光画像を取得する固体撮像手段と、蛍光を
固体撮像手段に結像する結像光学手段と、この固体撮像
手段の出力を受けて上記蛍光画像を表示する表示手段と
からなるものであり、多くの場合、体腔内部に挿入され
る内視鏡や、コルポスコ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。

【０００５】ここで、生体組織には凹凸があるため、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略
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。このため、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発する場合があり、
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。このような不具
合を低減するために、異なる波長帯域（４８０ｎｍ付近
の狭帯域と４３０ｎｍ近傍から７３０ｎｍ近傍の広帯
域）の蛍光画像における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蛍光診断画
像として表示する方法、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の表
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蛍光診断画像として表示する
方法、すなわち、蛍光収率を反映した値を求めて画像を
表示する方法等が提案されている。

【０００６】また、異なる波長帯域の蛍光強度の除算値
または蛍光強度と反射光強度との除算値に色の情報を割
り当てて蛍光診断画像を生成し、蛍光診断画像における
色の違いにより生体組織の病変状態を表す方法や、その
色の違いにより生体組織の病変状態を示す色画像と、参
照光の照射による反射光の強度に輝度の情報を割り当て
ることにより得られた輝度画像とを合成することによ
り、生体組織の形状も画像に反映させた凹凸感のある蛍
光診断画像を表示する方法も提案されている。

【０００７】このような波長帯域が異なる蛍光や、参照
光の反射光から画像を得るためには、各波長帯域の光に
対応した複数の固体撮像手段および複数の結像光学手段
が用いられ、各固体撮像手段において波長帯域が異なる
蛍光や参照光の反射光を検出し、蛍光画像や参照光反射
画像を得ることにより、上述した蛍光診断画像を得るこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに複数の固体撮像手段および複数の結像光学手段を用
いた場合、各結像光学手段における透過特性のばらつ
き、および各固体撮像手段間における入出力特性のばら
つきが存在する。さらに、結像光学手段および固体撮像
手段のばらつきは温度や経年により変化する。したがっ
て、蛍光診断画像表示装置の使用環境や使用年数の経過
によって、同一の部位を撮影した場合であっても得られ
る比率が変化し、蛍光診断画像を用いて正確な診断を行
うことが困難となる。また、ばらつきは蛍光診断画像表
示装置の機種間においても生じるため、異なる装置にお
いて取得した蛍光診断画像を用いて比較診断を行うよう
な場合には、正確な診断を行うことができない。

【０００９】さらに、蛍光診断画像表示装置では、励起
光や参照光の照射ムラ、結像光学手段の透過ムラ、結像
光学手段および固体撮像手段のアライメントのばらつ
き、固体撮像手段の検出ムラ、蛍光や参照光の反射光が
固体撮像手段に検出されるまでの効率ムラ等により、固
体撮像手段における光検出効率の部分的な低下（シェー
ディング）が生じると、固体撮像手段において取得され
る蛍光画像や参照光反射画像にシェーディングに起因す
る濃淡ムラが生じてしまう。このように、蛍光画像や参
照光反射画像に濃淡ムラが生じた場合にも、組織性状を
正確に反映した蛍光診断画像を得ることができなくなっ
てしまう。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、結像光学手段や固体撮像手段のばらつきの影響を除
去することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の標準
光源は、蛍光の波長帯域の光を含む標準光を発すること
を特徴とするものである。

【００１２】「蛍光の波長帯域」としては、具体的には
４００ｎｍ〜７５０ｎｍとすることができる。

【００１３】なお、本発明による第１の標準光源におい
ては、前記標準光は、均一な輝度分布を有することが好
ましい。

【００１４】また、本発明による第１の標準光源におい
ては、前記蛍光の波長帯域が、励起光を生体観察部に照
射した際に、該生体観察部の正常組織から発せられる蛍
光と略同一であることが好ましい。

【００１５】また、本発明による第１の標準光源におい
ては、白色光を発するハロゲンランプと、該ハロゲンラ
ンプから発せられた白色光のうち、前記蛍光の波長帯域
の光を透過させる帯域フィルタとを備えるものとしても
よい。

【００１６】本発明による第２の標準光源は、蛍光の波
長帯域の光および参照光の波長帯域の光を含む標準光を
発することを特徴とするものである。

【００１７】「参照光」とは、種々の生体組織に対して
一様な吸収を受ける光を意味し、具体的には７５０ｎｍ
〜１０００ｎｍの波長帯域の近赤外光を参照光として用
いることができる。

【００１８】なお、本発明による第２の標準光源におい
ては、前記標準光は、均一な輝度分布を有することが好
ましい。

【００１９】また、本発明による第２の標準光源におい
ては、前記蛍光の波長帯域が、励起光を生体観察部に照
射した際に、該生体観察部の正常組織から発せられる蛍
光と略同一であることが好ましい。

【００２０】また、本発明による第２の標準光源におい
ては、白色光を発するハロゲンランプと、該ハロゲンラ
ンプから発せられた白色光のうち、前記蛍光の波長帯域
の光および前記参照光の反射光の波長帯域の光を透過さ
せる帯域フィルタとを備えるものとしてもよい。

【００２１】本発明による第１の補正係数算出方法は、
励起光の照射により生体観察部から発せられた蛍光を撮
像して波長帯域が異なる複数の蛍光画像を取得する撮像
手段と、該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出する
比率算出手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、前
記比率を補正する補正係数を算出する補正係数算出方法
であって、本発明による第１の標準光源から発せられた
標準光を前記撮像手段により撮像して波長帯域が異なる
複数の標準画像を取得し、該複数の標準画像間の光強度
の比率を前記比率算出手段により算出し、予め定められ
た基準値を前記比率によって除算することにより、前記
補正係数を算出することを特徴とするものである。

【００２２】「励起光」の波長帯域としては、４００ｎ
ｍ〜４２０ｎｍとすることができる。

【００２３】「波長帯域が異なる複数の標準画像を取得
する」とは、標準光から、フィルタ、プリズムあるいは
ダイクロイックミラー等からなる結像光学手段を用い
て、互いに異なる波長帯域の標準光を取り出し、それら
の標準光に基づいた光学像を検出して標準画像を撮像す
ることを意味する。例えば、標準光から４８０ｎｍ付近
の波長帯域の光と、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域
の光とを取り出し、それぞれの波長帯域の光を検出して
各波長帯域の標準画像を撮像することである。

【００２４】「基準値」とは、標準光源から発せられる
標準光の輝度スペクトル分布に基づいて算出される値で
あり、例えば、標準光の輝度スペクトル分布を複数の標
準画像に対応する波長帯域において積分することによ
り、標準光の各波長帯域における強度値を求め、各強度
値間の比率を算出することにより求めることができる。

【００２５】本発明による第２の補正係数算出方法は、
励起光の照射により生体観察部から発せられた蛍光を撮
像して蛍光画像を取得する蛍光画像撮像手段と、参照光
の照射を受けた前記生体観察部によって反射された前記
参照光の反射光を撮像して反射画像を取得する反射画像
撮像手段と、前記蛍光画像および前記反射画像間の光強
度の比率を算出する比率算出手段とを備えた蛍光画像撮
像装置において、前記比率を補正する補正係数を算出す
る補正係数算出方法であって、本発明による第２の標準
光源から発せられた標準光を前記蛍光画像撮像手段およ
び前記反射画像撮像手段により撮像して、前記蛍光の波
長帯域の光に基づく蛍光標準画像および前記参照光の反
射光の波長帯域の光に基づく反射光標準画像を取得し、
前記蛍光標準画像および前記反射光標準画像間の光強度
の比率を前記比率算出手段により算出し、予め定められ
た基準値を前記比率によって除算することにより、前記
補正係数を算出することを特徴とするものである。

【００２６】ここで、「蛍光標準画像および反射光標準
画像を取得する」とは、標準光から、フィルタ、プリズ
ムあるいはダイクロイックミラー等からなる結像光学手
段を用いて、蛍光の波長帯域および参照光の波長帯域の
光を取り出し、それらの光に基づいた光学像を検出して
標準画像を取得することを意味する。例えば、標準光か
ら４００ｎｍ〜７５０ｎｍの蛍光の波長帯域の光と、７
５０ｎｍ〜１０００ｎｍの参照光の波長帯域の光とを取
り出し、それぞれの波長帯域の光を検出して蛍光標準画
像および反射光標準画像を撮像することである。

【００２７】本発明による第１の補正係数算出装置は、
本発明による第１の補正係数算出方法を実施するための
ものであり、励起光の照射により生体観察部から発せら
れた蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光画像を
取得する撮像手段と、該複数の蛍光画像間の光強度の比
率を算出する比率算出手段とを備えた蛍光画像撮像装置
において、前記比率を補正する補正係数を算出する補正
係数算出装置であって、本発明による第１の標準光源か
ら発せられた標準光を前記撮像手段により撮像すること
により取得された複数の標準画像について、前記比率算
出手段により算出された該複数の標準画像間の光強度の
比率によって、予め定められた基準値を除算することに
より、前記補正係数を算出する補正係数算出手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００２８】本発明による第２の補正係数算出装置は、
本発明による第２の補正係数算出方法を実施するための
ものであり、励起光の照射により生体観察部から発せら
れた蛍光を撮像して蛍光画像を取得する蛍光画像撮像手
段と、参照光の照射を受けた前記生体観察部によって反
射された前記参照光の反射光を撮像して反射画像を取得
する反射画像撮像手段と、前記蛍光画像および前記反射
画像間の光強度の比率を算出する比率算出手段とを備え
た蛍光画像撮像装置において、前記比率を補正する補正
係数を算出する補正係数算出装置であって、本発明によ
る第２の標準光源から発せられた標準光を撮像すること
により取得された、前記蛍光の波長帯域の光に基づく蛍
光標準画像および前記参照光の反射光の波長帯域の光に
基づく反射光標準画像について、前記比率算出手段によ
り算出された前記蛍光標準画像および前記反射光標準画
像間の光強度の比率によって、予め定められた基準値を
除算することにより、前記補正係数を算出する補正係数
算出手段を備えたことを特徴とするものである。

【００２９】本発明による第１の蛍光診断画像生成方法
は、励起光の照射により生体観察部から発せられた蛍光
を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光画像を取得し、
該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出し、本発明に
よる第１の補正係数算出方法により算出された補正係数
に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を算出
し、該補正済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診
断画像を生成することを特徴とするものである。

【００３０】「波長帯域が異なる複数の蛍光画像を取得
する」とは、照明光の照射により生体観察部から発せら
れた蛍光から、フィルタ、プリズムあるいはダイクロイ
ックミラー等からなる結像光学手段を用いて、互いに異
なる波長帯域の蛍光を取り出し、それらの蛍光に基づい
た光学像を検出して蛍光画像を撮像することを意味す
る。例えば、蛍光として４８０ｎｍ付近の波長帯域の蛍
光と、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域の蛍光とを用
いる場合、４８０ｎｍ付近の蛍光を透過する狭帯域フィ
ルタを透過した狭波長帯域の蛍光に基づいた狭帯域蛍光
画像と、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの広帯域フィルタを透
過した広波長帯域の蛍光に基づいた広帯域蛍光画像とを
撮像することである。

【００３１】「蛍光診断画像」としては、補正済み比率
を表す画像、補正済み比率に色の情報を割り当てた画
像、あるいは生体観察部に参照光をも照射した場合に
は、この色の情報を割り当てた色画像と参照光の照射に
よる反射光の強度に輝度の情報を割り当てることにより
得られた輝度画像との合成画像等を用いることができ
る。

【００３２】本発明による第２の蛍光診断画像生成方法
は、励起光の照射により生体観察部から発せられた蛍光
を撮像して蛍光画像を取得し、参照光の照射を受けた前
記生体観察部によって反射された前記参照光の反射光を
撮像して反射画像を取得し、前記蛍光画像および前記反
射画像間の光強度の比率を算出し、本発明による第２の
補正係数算出方法により算出された補正係数に基づい
て、前記比率を補正して補正済み比率を算出し、該補正
済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画像を生
成することを特徴とするものである。

【００３３】「蛍光診断画像」としては、補正済み比率
を表す画像、補正済み比率に色の情報を割り当てた画
像、あるいはこの色の情報を割り当てた色画像と参照光
の照射による反射光の強度に輝度の情報を割り当てるこ
とにより得られた輝度画像との合成画像等を用いること
ができる。

【００３４】本発明による第１の蛍光診断画像生成装置
は、本発明による第１の蛍光診断画像生成方法を実施す
るためのものであり、励起光を生体観察部に照射する光
照射手段と、前記励起光の照射により前記生体観察部か
ら発せられた蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍
光画像を取得する蛍光画像撮像手段と、該複数の蛍光画
像間の光強度の比率を算出する比率算出手段と、本発明
による第１の補正係数算出方法により算出された補正係
数に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を算出
する補正手段と、該補正済み比率に基づいて前記生体観
察部の蛍光診断画像を生成する画像生成手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００３５】なお、本発明による第１の蛍光診断画像生
成装置においては、本発明による第１の補正係数算出装
置をさらに備えるものであってもよく、さらに、本発明
による第１の標準光源をさらに備えるものであってもよ
い。

【００３６】また、前記光照射手段および前記蛍光画像
撮像手段の一部または全部が、生体内部に挿入される内
視鏡の形態としてもよい。

【００３７】本発明による第２の蛍光診断画像生成装置
は、本発明による第２の蛍光診断画像生成方法を実施す
るためのものであり、励起光および参照光を生体観察部
に照射する光照射手段と、前記励起光の照射により前記
生体観察部から発せられた蛍光を撮像して蛍光画像を取
得する蛍光画像撮像手段と、前記参照光の照射を受けた
前記生体観察部によって反射された前記参照光の反射光
を撮像して反射画像を取得する反射画像撮像手段と、前
記蛍光画像および前記反射画像間の光強度の比率を算出
する比率算出手段と、本発明による第２の補正係数算出
方法により算出された補正係数に基づいて、前記比率を
補正して補正済み比率を算出する補正手段と、該補正済
み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画像を生成
する画像生成手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００３８】なお、本発明による第２の蛍光診断画像生
成装置においては、本発明による第２の補正係数算出装
置をさらに備えるものであってもよく、さらに、本発明
による第２の標準光源をさらに備えるものであってもよ
い。

【００３９】また、前記光照射手段、前記蛍光画像撮像
手段および前記反射画像撮像手段の一部または全部が、
生体内部に挿入される内視鏡の形態としてもよい。

【００４０】なお、本発明による補正係数算出方法およ
び蛍光診断画像生成方法をコンピュータに実行させるた
めのプログラムとして提供してもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明による第１の標準光源は蛍光の波
長帯域の光を含む標準光を発するものであるため、蛍光
を撮像して蛍光診断画像を取得する装置において標準光
を撮像し、撮像により取得された標準画像の信号強度を
標準光の強度と比較することにより、その装置において
どの程度標準光が変化して撮像されるかを容易に認識す
ることができる。

【００４２】本発明による第２の標準光源は蛍光の波長
帯域の光および参照光の波長帯域の光を含む標準光を発
するものであるため、蛍光および参照光を撮像して蛍光
診断画像を取得する装置において標準光を撮像し、撮像
により取得された標準画像の信号強度を標準光の強度と
比較することにより、その装置において撮像された標準
光がどのように変化するかを容易に認識することができ
る。

【００４３】とくに、第１および第２の標準光源におい
て、標準光を均一な輝度分布を有するものとした場合、
標準光を撮像することにより取得された標準画像の信号
強度と標準光の強度とを、標準画像上の各画素位置にお
いて比較することにより、標準画像の濃淡ムラすなわち
装置に含まれるシェーディングの影響を知ることができ
る。したがって、標準画像の信号強度と標準光の強度と
の差分値あるいは除算値を、シェーディングを補正する
ための補正係数として算出し、装置において実際に生体
組織を撮像することにより取得される蛍光診断画像をこ
の補正係数により補正すれば、シェーディングの影響が
除去された蛍光診断画像を得ることができる。よって、
蛍光診断画像を用いた診断の精度を向上させることがで
きる。

【００４４】本発明による第１の補正係数算出方法およ
び装置においては、第１の標準光源から発せられた標準
光が撮像されて、波長帯域が異なる複数の標準画像が取
得され、複数の標準画像間の光強度の比率が算出され、
算出された比率を予め定められた基準値となるように補
正する補正係数が算出される。この補正係数は、蛍光画
像撮像装置において取得される複数の蛍光画像間の光強
度の比率を補正した際に、蛍光画像に含まれる撮像手段
や結像光学手段のばらつきの影響を除去するものであ
る。

【００４５】したがって、本発明による第１の蛍光診断
画像生成方法および装置において取得される複数の蛍光
画像間の光強度の比率を、この補正係数によって補正す
ることにより、装置に含まれる撮像手段や結像光学手段
のばらつきの影響を除去して、生体観察部の組織性状を
正確に反映した蛍光診断画像を得ることができる。

【００４６】また、機種間のばらつきの影響を除去する
ことができるため、異なる装置において取得した蛍光診
断画像を用いて比較診断を行うような場合にも、正確な
診断を行うことができる。

【００４７】さらに、標準光源が均一な輝度分布を有す
るものである場合には、蛍光診断画像から装置のシェー
ディングに起因する濃淡ムラをも除去することができる
ため、シェーディングの影響のない高画質の蛍光診断画
像を得ることができ、その結果、診断の正確性をより向
上させることができる。

【００４８】また、光照射手段および蛍光画像撮像手段
の一部または全部が、生体内部に挿入される挿入部を有
する内視鏡の形態とした場合には、蛍光内視鏡装置とし
て有効に利用することができる。

【００４９】本発明による第２の補正係数算出方法およ
び装置においては、第２の標準光源から発せられた標準
光が撮像されて、蛍光標準画像および参照光標準画像が
取得され、各画像間の光強度の比率が算出され、算出さ
れた比率を予め定められた基準値となるように補正する
補正係数が算出される。この補正係数は、蛍光画像撮像
装置において取得される蛍光画像および参照光反射画像
間の光強度の比率を補正した際に、蛍光画像および参照
光反射画像に含まれる撮像手段や結像光学手段のばらつ
きの影響を除去するものである。

【００５０】したがって、本発明による第２の蛍光診断
画像生成方法および装置において取得される蛍光画像お
よび参照光反射画像間の光強度の比率を、この補正係数
により補正することにより、装置に含まれる撮像手段や
結像光学手段のばらつきの影響を除去して、生体観察部
の組織性状を正確に反映した蛍光診断画像を得ることが
できる。

【００５１】また、機種間のばらつきの影響を除去する
ことができるため、異なる装置において取得した蛍光診
断画像を用いて比較診断を行うような場合にも、正確な
診断を行うことができる。

【００５２】さらに、標準光源が均一な輝度分布を有す
るものである場合には、蛍光診断画像から装置のシェー
ディングに起因する濃淡ムラをも除去することができる
ため、シェーディングの影響のない高画質の蛍光診断画
像を得ることができ、その結果、診断の正確性をより向
上させることができる。

【００５３】また、光照射手段、蛍光画像撮像手段およ
び反射画像撮像手段の一部または全部が、生体内部に挿
入される挿入部を有する内視鏡の形態とした場合には、
蛍光内視鏡装置として有効に利用することができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による蛍光診断画像生成装置を適用した蛍光内視鏡装置
の概略構成図である。図１に示すように本発明の第１の
実施形態による蛍光内視鏡装置は、生体観察部１０に励
起光Ｌ２および参照光Ｌ５を照射し、生体観察部１０か
ら発せられた蛍光Ｌ３および参照光Ｌ５の反射光を撮像
して蛍光画像および参照光反射画像を取得し、これらの
画像の信号強度の比率すなわち対応する画素値の比率を
算出し、算出した比率を蛍光診断画像としてモニタに表
示するものである。図１に示すように、本発明の第１の
実施形態による内視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部
位に挿入される内視鏡挿入部２００、画像処理部２およ
び標準光源１００からなる。

【００５５】画像処理部２は、通常画像撮像用の白色光
Ｌ１、蛍光画像撮像用の励起光Ｌ２、およびＩＲ反射画
像撮像用の近赤外光である参照光Ｌ５を発する光源を備
える照明ユニット２１０、生体観察部１０についての蛍
光画像および参照光の反射画像であるＩＲ反射画像を撮
像して蛍光画像データＫ０およびＩＲ反射画像データＦ
１を得る撮像ユニット２２０、蛍光画像データＫ０およ
びＩＲ反射画像データＦ１により表される蛍光画像およ
びＩＲ反射画像間における対応する画素値の除算値を除
算データＤとして算出して除算データＤに基づいた蛍光
診断画像データＧを生成する画像生成ユニット２３０、
通常画像を表す通常画像データＮおよび蛍光診断画像デ
ータＧに対して、可視画像として表示するための画像処
理を行う画像処理ユニット２４０、各ユニットに接続さ
れ、動作タイミングの制御を行うコントローラ２５０、
画像処理ユニット２４０において処理された通常画像デ
ータＮを通常画像１３として表示するモニタ２６０、並
びに画像処理ユニット２４０において処理された蛍光診
断画像データＧを蛍光診断画像１２として表示するモニ
タ２７０から構成されている。

【００５６】内視鏡挿入部２００は、内部に先端まで延
びるライトガイド２０１、ＣＣＤケーブル２０２、およ
びイメージファイバ２０３を備えている。ライトガイド
２０１およびＣＣＤケーブル２０２の先端部、すなわち
内視鏡挿入部２００の先端部には、照明レンズ２０４お
よび対物レンズ２０５を備えている。また、イメージフ
ァイバ２０３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２０６を備えている。ＣＣＤケーブル２
０２の先端部には、図示省略されたカラーフィルタがオ
ンチップされたＣＣＤ撮像素子２０７が接続され、ＣＣ
Ｄ撮像素子２０７には、プリズム２０８が取り付けられ
ている。

【００５７】ライトガイド２０１は、石英ガラスファイ
バである励起光ライトガイド２０２ａ、多成分ガラスフ
ァイバである白色光ライトガイド２０２ｂ、および多成
分ガラスファイバである近赤外光ライトガイド２０２ｃ
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２０２ｂ、励起光ライトガイド２０２ａ
および近赤外光ライトガイド２０２ｃは照明ユニット２
１０に接続されている。

【００５８】標準光源１００は、標準光Ｌｓを発するも
のであり、白色光を発するハロゲンランプ１０１、ハロ
ゲンランプ１０１に電気的に接続された標準光源用電源
１０２、および４種類のバンドパスフィルタがモザイク
状に配列された分光フィルタ１０３から構成されてい
る。ここで、ハロゲンランプ１０１を用いているのは、
光量および輝度スペクトルが既知であり、時間的な変動
が小さく、また輝度分布が均一だからである。

【００５９】ここで、分光フィルタ１０３は、１０００
ｎｍ付近の波長帯域の光を透過させるバンドパスフィル
タ、８００ｎｍ付近の波長帯域の光を透過させるバンド
パスフィルタ、６００ｎｍ付近の波長帯域の光を透過さ
せるバンドパスフィルタおよび４００ｎｍ付近の波長帯
域の光を透過させるバンドパスフィルタがモザイク状に
配列されてなるものである。ここで、ハロゲンランプ１
０１から発せられる白色光の輝度スペクトル分布は図２
に示すものであるが、分光フィルタ１０３を透過するこ
とにより、標準光Ｌｓは、図３に示すように、４００ｎ
ｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍおよび１０００ｎｍ付近の
波長帯域にのみ輝度スペクトル分布を有する光となる。
したがって、標準光Ｌｓは、蛍光Ｌ３の波長帯域の光お
よび参照光Ｌ５の波長帯域の光を含むものとなってい
る。

【００６０】なお、分光フィルタ１０３に加えてさらに
ＮＤフィルタを組み合わせることにより、図４に示すよ
うに各波長帯域の輝度を略一定としてもよい。

【００６１】また、標準光Ｌｓの輝度分布は均一となっ
ているが、ここで、輝度分布が均一であるとは、標準光
Ｌｓが照射可能な全範囲に亘って同一の輝度値を有する
もののみならず、図５に示すように、標準光Ｌｓの光軸
を通る任意の断面において、光軸に垂直な方向における
輝度の分布が光軸に対称である場合も含むものとする。

【００６２】照明ユニット２１０は、通常画像撮像用の
白色光Ｌ１を発するハロゲンランプ等の白色光源２１
１、白色光源２１１に電気的に接続された白色光源用電
源２１２、白色光源２１１から射出された白色光を集光
する白色光用集光レンズ２１３、蛍光画像撮像用の励起
光Ｌ２を発するＧａＮ系半導体レーザ２１４、ＧａＮ系
半導体レーザ２１４に電気的に接続されている励起光用
電源２１５、ＧａＮ系半導体レーザ２１４から射出され
る励起光を集光する励起光用集光レンズ２１６、ＩＲ反
射画像撮像用の波長帯域７５０ｎｍ〜１０００ｎｍ内の
いずれかの発振波長の参照光Ｌ５を発するＧａＡｓ系半
導体レーザ２１７、ＧａＡｓ系半導体レーザ２１７に電
気的に接続された参照光用電源２１８、およびＧａＡｓ
系半導体レーザ２１７から射出された参照光Ｌ５を集光
する参照光用集光レンズ２１９を備える。

【００６３】撮像ユニット２２０は、イメージファイバ
２０３により伝搬された蛍光Ｌ３および参照光Ｌ５の反
射光Ｌ６を撮像系に導くコリメートレンズ１２１、蛍光
Ｌ３および反射光Ｌ６から励起光近傍の波長である４２
０ｎｍ以下の波長帯域の光をカットする励起光カットフ
ィルタ１２２、波長７００ｎｍ以下の蛍光Ｌ３を透過さ
せ、７００ｎｍ以上の反射光Ｌ６を直角方向に反射する
ダイクロイックミラー１２３、ダイクロイックミラー１
２３を透過した蛍光Ｌ３を結像させる集光レンズ１２
８、集光レンズ１２８により結像された蛍光Ｌ３により
表される蛍光画像を撮像するＣＣＤ撮像素子２２１、Ｃ
ＣＤ撮像素子２２１において撮像された撮像信号をデジ
タル化して蛍光画像データＫ０を得るＡ／Ｄ変換回路２
２２、ダイクロイックミラー１２３において反射された
反射光Ｌ６を結像させる集光レンズ２２５、集光レンズ
２２５により結像された反射光Ｌ６により表されるＩＲ
反射画像を撮像するＣＣＤ撮像素子２２６、およびＣＣ
Ｄ撮像素子２２６において撮像された撮像信号をデジタ
ル化して反射画像データＦ１を得るＡ／Ｄ変換回路２２
７を備えている。

【００６４】画像生成ユニット２３０は、撮像ユニット
２２０のＡ／Ｄ変換回路２２２において得られた蛍光画
像データＫ０を記憶する画像メモリ２３１、撮像ユニッ
ト２２０のＡ／Ｄ変換回路２２７において得られたＩＲ
反射画像データＦ１を記憶する画像メモリ２３２、蛍光
画像およびＩＲ反射画像間の除算値である除算データＤ
を算出する演算部２３３、除算データＤを後述するよう
に補正するための補正係数Ｈ１を算出する補正係数算出
部２３４、算出された補正係数Ｈ１を記憶する補正メモ
リ２３５、および除算データＤを補正係数Ｈ１により補
正して蛍光診断画像データＧを生成する補正部２３６か
ら構成されている。

【００６５】ここで、補正係数算出部２３４には、補正
係数Ｈ１を算出するために用いられる基準値Ｂが記憶さ
れている。この基準値Ｂは、標準光Ｌｓの輝度スペクト
ル分布における４００ｎｍから６００ｎｍの波長帯域の
積分値を、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長帯域の積
分値により除した値であり、標準光源１００を第１の実
施形態による蛍光内視鏡装置において撮像した際に取得
される標準画像の画素値の理論値を表すものである。具
体的には、４００ｎｍから６００ｎｍの波長帯域の積分
値をｉｋ、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長帯域の積
分値をｉｉとした場合、基準値Ｂ＝ｉｋ／ｉｉとなる。

【００６６】画像処理ユニット２４０は、ＣＣＤ撮像素
子２０７において取得された信号のプロセス処理を行う
信号処理回路２４１、信号処理回路２４１において得ら
れた画像データをデジタル化してデジタルの通常画像デ
ータＮを得るＡ／Ｄ変換回路２４２、通常画像データＮ
を記憶する通常画像メモリ２４３、通常画像データＮお
よび蛍光診断画像データＧをビデオ信号に変換して出力
するビデオ信号処理回路２４４を備えている。

【００６７】コントローラ２５０は、各部位に接続さ
れ、動作タイミングを制御している。

【００６８】次いで、第１の実施形態の動作について説
明する。まず、補正係数Ｈ１の算出の動作について説明
する。補正係数Ｈ１を算出するために、図６に示すよう
に、標準光源１００から発せられる標準光Ｌｓを撮像ユ
ニット２２０において撮像する。撮像前に、標準光Ｌｓ
の光軸とイメージファイバ２０３の光軸とが一致するよ
うに、内視鏡挿入部２００と標準光源１００とが位置決
めされる。そして、コントローラ２５０からの信号に基
づいて標準光源１００の標準光源用電源１０２が駆動さ
れ、ハロゲンランプ１０１から白色光が発せられる。白
色光は分光フィルタ１０３を透過して標準光Ｌｓとして
標準光源１００から射出される。

【００６９】標準光Ｌｓは、集光レンズ２０６により集
光され、イメージファイバ２０３の先端に入射され、イ
メージファイバ２０３を経て、コリメートレンズ１２１
により集光され、励起光カットフィルタ１２２を透過
し、ダイクロイックミラー１２３に入射する。

【００７０】ダイクロイックミラー１２３は、波長７０
０ｎｍ以上の光を直角方向に反射するため、標準光Ｌｓ
に含まれる８００ｎｍおよび１０００ｎｍの波長成分は
反射され、集光レンズ２２５を透過してＣＣＤ撮像素子
２２６において受光され、光電変換された後、Ａ／Ｄ変
換回路２２７においてデジタル信号に変換され、画像メ
モリ２３２にＩＲ反射標準画像データＳ１として記憶さ
れる。

【００７１】一方、ダイクロイックミラー１２３を透過
した４００ｎｍおよび６００ｎｍの波長成分を含む標準
光Ｌｓは、集光レンズ１２８を透過してＣＣＤ撮像素子
２２１において受光され、光電変換された後、Ａ／Ｄ変
換回路２２２においてデジタル信号に変換され、画像メ
モリ２３１に蛍光標準画像データＳ２として記憶され
る。

【００７２】この際、ＩＲ反射標準画像データＳ１また
は蛍光標準画像データＳ２により表されるＩＲ反射標準
画像または蛍光標準画像は図７（ａ）に示すように円形
となるが、これらの標準画像のｘ方向およびｙ方向にお
ける画素値の分布を、図７（ｂ）に示すようにモニタ２
７０に表示してもよい。本実施形態による蛍光内視鏡装
置のオペレータは、モニタ２７０に表示された画素値の
分布を観察し、分布が図７（ｂ）に実線で示すように測
定されるべき分布（破線参照）からずれている場合に
は、画素値の分布が図７（ｂ）に破線で示す分布となる
ようにイメージファイバ２０３や撮像ユニット２２０の
構成要素を調整することにより、光軸の調整を行うこと
ができる。なお、ＩＲ反射標準画像データＳ１または蛍
光標準画像データＳ２により表される標準画像の画素値
の分布が、測定されるべき分布からずれている場合に
は、音声やモニタ２７０への表示等による警告を行うよ
うにしてもよい。また、画素値の分布を測定されるべき
分布に一致させるための補正値を算出するようにしても
よい。

【００７３】次いで、補正係数算出部２３４において、
画像メモリ２３１に記憶された蛍光標準画像データＳ２
により表される蛍光標準画像および画像メモリ２３２に
記憶されたＩＲ反射標準画像データＳ１により表される
ＩＲ反射標準画像の各画素毎に、蛍光標準画像における
画素値をＩＲ反射標準画像における対応する画素値で除
算し、除算データを得る。さらに除算データにより基準
値Ｂを除算することにより補正係数Ｈ１を算出する。す
なわち、基準値Ｂ／除算データの演算を行って補正係数
Ｈ１を算出する。なお、補正係数Ｈ１は除算データによ
り表される画像の各画素位置毎に算出される。また、画
素値の分布を測定されるべき分布に一致させるための補
正値が算出されている場合には、この補正値が補正係数
Ｈ１に反映される。算出された補正係数Ｈ１は、補正メ
モリ２３５に記憶される。

【００７４】このように算出された補正係数Ｈ１は、後
述するように生体観察部１０を撮像することにより得ら
れる除算データＤを補正した際に、除算データＤに含ま
れる、内視鏡挿入部２００および撮像ユニット２２０を
構成する光学系（集光レンズ２０６、コリメートレンズ
１２１等）や検出系（ＣＣＤ撮像素子２２１，２２６
等）の透過特性や感度の違い等に起因するばらつきの影
響を除去するものである。すなわち、図８に示すよう
に、実線で示す標準光Ｌｓを検出することにより取得さ
れる標準画像の画素値に補正係数Ｈ１を乗算することに
より、画素値を破線で示す理論値となるように補正する
ものである。

【００７５】次いで、生体観察部１０の撮像について説
明する。まず、通常画像の撮像および通常画像の表示の
動作を説明し、次に反射画像の撮像、蛍光画像の撮像時
の動作を説明し、その後で蛍光診断画像の表示の動作に
ついて説明する。

【００７６】第１の実施形態においては、通常画像の撮
像、ＩＲ反射画像の撮像、および蛍光画像の撮像が時分
割で交互に行われる。通常画像の撮像時には、コントロ
ーラ２５０からの信号に基づいて白色光源用電源２１２
が駆動され、白色光源２１１から白色光Ｌ１が射出され
る。白色光Ｌ１は白色光用集光レンズ２１３を経て白色
光ライトガイド２０２ｂに入射され、内視鏡挿入部２０
０の先端まで導光された後、照明レンズ２０４から生体
観察部１０に照射される。

【００７７】白色光Ｌ１の反射光Ｌ４は対物レンズ２０
５によって集光され、プリズム２０８において反射され
て、ＣＣＤ撮像素子２０７に結像される。

【００７８】信号処理回路２４１においては、ＣＣＤ撮
像素子２０７において得られた反射光Ｌ４の撮像信号か
らカラー画像であるアナログの通常画像データが作成さ
れる。アナログの通常画像データはＡ／Ｄ変換回路２４
２に入力され、デジタル化された後、通常画像データＮ
として通常画像メモリ２４３に記憶される。通常画像メ
モリ２４３に記憶された通常画像データＮは、ビデオ信
号処理回路２４４によってビデオ信号に変換された後に
モニタ２６０に入力され、モニタ２６０に通常画像１３
として表示される。上記一連の動作は、コントローラ２
５０によって制御される。

【００７９】次に、ＩＲ反射画像を撮像する場合の動作
について説明する。ＩＲ反射画像の撮像時には、コント
ローラ２５０からの信号に基づき参照光用電源２１８が
駆動され、ＧａＡｓ系半導体レーザ２１７から波長帯域
７５０ｎｍ〜１０００ｎｍ内のいずれかの発振波長の近
赤外光である参照光Ｌ５が射出される。参照光Ｌ５は、
参照光用集光レンズ２１９を経て参照光ライトガイド２
０２ｃに入射され、内視鏡挿入部２００の先端まで導光
された後、照明レンズ２０４から生体観察部１０に照射
される。

【００８０】参照光Ｌ５の反射光Ｌ６は集光レンズ２０
６により集光され、イメージファイバ２０３の先端に入
射され、イメージファイバ２０３を経て、コリメートレ
ンズ１２１により集光され、励起光カットフィルタ１２
２を透過し、ダイクロイックミラー１２３に入射する。

【００８１】ダイクロイックミラー１２３は、波長７０
０ｎｍ以上の光を直角方向に反射するため、参照光Ｌ５
の反射光Ｌ６は反射され、集光レンズ２２５を透過して
ＣＣＤ撮像素子２２６において受光され、光電変換され
た後、Ａ／Ｄ変換回路２２７においてデジタル信号に変
換され、画像メモリ２３２にＩＲ反射画像データＦ１と
して記憶される。

【００８２】次に、蛍光画像を撮像する場合の動作につ
いて説明する。コントローラ２５０からの信号に基づい
て励起光用電源２１５が駆動され、ＧａＮ系半導体レー
ザ２１４から波長４１０ｎｍの励起光Ｌ２が射出され
る。励起光Ｌ２は、励起光用集光レンズ２１６を透過
し、励起光ライトガイド２０２ａに入射され、内視鏡挿
入部２００の先端まで導光された後、照明レンズ２０４
から生体観察部１０に照射される。

【００８３】励起光Ｌ２を照射されることにより生じる
生体観察部１０からの蛍光Ｌ３は、集光レンズ２０６に
より集光され、イメージファイバ２０３の先端に入射さ
れ、イメージファイバ２０３を経て、コリメートレンズ
１２１により集光され、励起光カットフィルタ１２２お
よびダイクロイックミラー１２３を透過する。ダイクロ
イックミラー１２３を透過した蛍光Ｌ３は、集光レンズ
１２８を透過してＣＣＤ撮像素子２２１において受光さ
れ、光電変換された後、Ａ／Ｄ変換回路２２２において
デジタル信号に変換され、画像メモリ２３１に蛍光画像
データＫ０として記憶される。

【００８４】次いで、画像生成ユニット２３０の演算部
２３３において、画像メモリ２３１に記憶された蛍光画
像データＫ０により表される蛍光画像および画像メモリ
２３２に記憶されたＩＲ反射画像データＦ１により表さ
れるＩＲ反射画像の各画素毎に、蛍光画像における画素
値をＩＲ反射画像における対応する画素値で除算して除
算データＤが算出される。算出された除算データＤは、
補正メモリ２３５に記憶された補正係数Ｈ１により補正
部２３６において補正されて蛍光診断画像データＧが得
られる。具体的には、除算データにＤより表される画像
の各画素に対して、各画素に対応する補正係数Ｈ１を乗
算することにより、蛍光診断画像データＧが算出され
る。蛍光診断画像データＧは画像処理ユニット２４０の
ビデオ信号処理回路２４４に出力される。

【００８５】ビデオ信号処理回路２４４によってビデオ
信号に変換された蛍光診断画像データＧはモニタ２７０
に入力され、モニタ２７０に蛍光診断画像１２として表
示される。上記一連の動作は、コントローラ２５０によ
って制御される。

【００８６】このように、第１の実施形態においては、
蛍光画像データＫ０およびＩＲ反射画像データＦ１から
得られる除算データＤを補正係数Ｈ１により補正して蛍
光診断画像データＧを得るようにしたため、モニタ２７
０に表示される蛍光診断画像１２は、装置に含まれる光
学系や検出系のばらつきの影響が除去されたものとな
る。したがって、生体観察部１０の組織性状を正確に反
映した蛍光診断画像１２をモニタ２７０に表示すること
ができ、これにより蛍光診断画像１２を用いて正確な診
断を行うことができる。

【００８７】また、除算データＤを補正係数Ｈ１によっ
て補正することにより、蛍光診断画像生成装置の機種間
のばらつきの影響を除去することができるため、異なる
装置において取得した蛍光診断画像１２を用いて比較診
断を行うような場合にも、正確な診断を行うことができ
る。

【００８８】また、補正係数Ｈ１を定期的に算出すれ
ば、光学系や検出系の経時によるばらつきを補正するこ
とができる。

【００８９】さらに、標準光源１００から発せられる標
準光Ｌｓは、輝度分布が均一であるため、除算データＤ
を補正係数Ｈ１により補正することにより、取得される
蛍光診断画像１２から装置のシェーディングに起因する
濃淡ムラをも除去することができる。したがって、シェ
ーディングの影響のない高画質の蛍光診断画像１２を得
ることができ、その結果、診断の正確性をより向上させ
ることができる。

【００９０】次いで、本発明の第２の実施形態について
説明する。図９は本発明の第２の実施形態による蛍光診
断画像生成装置を適用した蛍光内視鏡装置の概略構成図
である。なお、第２の実施形態において第１の実施形態
と同一の構成については同一の参照番号を付し、詳細な
説明は省略する。図９に示すように本発明の第２の実施
形態による蛍光内視鏡装置は、生体観察部１０に励起光
Ｌ２を照射し、生体観察部１０から発せられた蛍光Ｌ３
を撮像して波長帯域が異なる２つの蛍光画像を得、これ
らの蛍光画像の信号強度の比率を算出し、算出した比率
を蛍光診断画像としてモニタに表示するものである。

【００９１】このため、第２の実施形態においては、第
１の実施形態による蛍光内視鏡装置からライトガイド２
０１の近赤外光ライトガイド２０２ｃ、照明ユニット２
１０からＧａＡｓ系半導体レーザ２１７、参照光用電源
２１８、および参照光用集光レンズ２１９が省略されて
いる。また、撮像ユニット２２０′および画像生成ユニ
ット２３０′が第１の実施形態における撮像ユニット２
２０および画像生成ユニット２３０と異なる構成となっ
ている。

【００９２】すなわち、第２の実施形態における撮像ユ
ニット２２０′は、イメージファイバ２０３により伝搬
された蛍光Ｌ３を結像系に導くコリメートレンズ１２
１、蛍光Ｌ３から励起光近傍の波長である４２０ｎｍ以
下の波長帯域の光をカットする励起光カットフィルタ１
２２、励起光カットフィルタ１２２を透過した蛍光Ｌ３
を分光するハーフミラー１２４、ハーフミラー１２４に
おいて反射された蛍光Ｌ３を結像させる集光レンズ１２
５、集光レンズ１２５により結像された蛍光Ｌ３により
表される蛍光画像を撮像する、フィルタ１２６がオンチ
ップされたＣＣＤ撮像素子１２７、ハーフミラー１２４
を透過した蛍光Ｌ３を結像させる集光レンズ１２８、集
光レンズ１２８により結像された蛍光Ｌ３により表され
る蛍光画像を撮像する、フィルタ１２９がオンチップさ
れたＣＣＤ撮像素子２２１、およびＣＣＤ撮像素子１２
７，２２１において撮像された撮像信号をデジタル化し
て２種類の蛍光画像データＫ１，Ｋ２を得るＡ／Ｄ変換
回路２２２を備えている。

【００９３】フィルタ１２６は、４３０ｎｍ〜５３０ｎ
ｍの波長帯域の光を透過させる狭帯域フィルタであり、
フィルタ１２９は、４３０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域
の光を透過させる広帯域フィルタである。

【００９４】画像生成ユニット２３０′は、撮像ユニッ
ト２２０′のＡ／Ｄ変換回路２２２において得られた２
種類の蛍光画像データＫ１，Ｋ２を記憶する画像メモリ
２３１′、蛍光画像データＫ１，Ｋ２により表される蛍
光画像間の除算値である除算データＤ′を算出する演算
部２３３′、除算データＤ′を後述するように補正する
補正係数Ｈ２を算出する補正係数算出部２３４′、算出
された補正係数Ｈ２を記憶する補正メモリ２３５′、お
よび除算データＤ′を補正係数Ｈ２により補正して蛍光
診断画像データＧ′を生成する補正部２３６′から構成
されている。

【００９５】なお、標準光源１００から発せられる標準
光Ｌｓは、図３に示すように、４００ｎｍ、６００ｎ
ｍ、８００ｎｍおよび１０００ｎｍ付近の波長帯域にの
み輝度スペクトル分布を有する光であるが、第２の実施
形態においては、４００ｎｍおよび６００ｎｍの波長帯
域にのみ輝度スペクトル分布を有する光であってもよ
い。

【００９６】次いで、第２の実施形態の動作について説
明する。まず、補正係数Ｈ２の算出の動作について説明
する。補正係数Ｈ２を算出するために、第１の実施形態
と同様に、標準光源１００から発せられる標準光Ｌｓを
撮像ユニット２２０において撮像する。この際、コント
ローラ２５０からの信号に基づいて標準光源１００の標
準光源用電源１０２が駆動され、ハロゲンランプ１０１
から白色光が発せられる。白色光は分光フィルタ１０３
を透過して標準光Ｌｓとして標準光源から射出される。

【００９７】標準光Ｌｓは、集光レンズ２０６により集
光され、イメージファイバ２０３の先端に入射され、イ
メージファイバ２０３を経て、コリメートレンズ１２１
により集光され、励起光カットフィルタ１２２透過し、
ハーフミラー１２４において分光される。ハーフミラー
１２４において反射された標準光Ｌｓは、集光レンズ１
２５を透過してＣＣＤ撮像素子１２７において受光さ
れ、光電変換された後、Ａ／Ｄ変換回路２２２において
デジタル信号に変換され、画像メモリ２３１′の狭帯域
蛍光画像記憶領域に狭帯域蛍光標準画像データＳ３とし
て記憶される。一方、ハーフミラー１２４を透過した標
準光Ｌｓは、集光レンズ１２８を透過してＣＣＤ撮像素
子２２１において受光され、光電変換された後、Ａ／Ｄ
変換回路２２２においてデジタル信号に変換され、画像
メモリ２３１′の広帯域蛍光画像記憶領域に広帯域蛍光
標準画像データＳ４として記憶される。

【００９８】この際、第１の実施形態と同様に、狭帯域
蛍光標準画像データＳ３または広帯域蛍光標準画像デー
タＳ４により表される狭帯域蛍光標準画像または広帯域
蛍光標準画像のｘ方向およびｙ方向における画素値の分
布を、モニタ２７０に表示して、光軸の調整を行った
り、画素値の分布を測定されるべき分布に一致させるた
めの補正値を算出してもよい。

【００９９】次いで、補正係数算出部２３４において、
画像メモリ２３１′に記憶された狭帯域蛍光標準画像デ
ータＳ３により表される狭帯域蛍光標準画像および広帯
域蛍光標準画像データＳ４により表される広帯域蛍光標
準画像の各画素毎に、狭帯域蛍光標準画像における画素
値を広帯域蛍光標準画像における対応する画素値で除算
し、除算データを得る。さらに除算データにより基準値
Ｂ′を除算することにより補正係数Ｈ２を算出する。す
なわち、基準値Ｂ′／除算データの演算を行って補正係
数Ｈ２を算出する。なお、補正係数Ｈ２は除算データに
より表される画像の各画素位置毎に算出される。また、
画素値の分布を測定されるべき分布に一致させるための
補正値が算出されている場合には、この補正値が補正係
数Ｈ２に反映される。算出された補正係数Ｈ２は、補正
メモリ２３５′に記憶される。

【０１００】なお、基準値Ｂ′は、標準光Ｌｓの輝度ス
ペクトル分布における４００ｎｍの波長帯域の積分値
を、４００ｎｍから６００ｎｍの波長帯域の積分値によ
り除した値であり、標準光源１００を第２の実施形態に
よる蛍光内視鏡装置において撮像した際に取得される標
準画像の画素値の理論値を表すものである。具体的に
は、４００ｎｍの波長帯域の積分値をｉｎ、４００ｎｍ
から６００ｎｍの波長帯域の積分値をｉｗとした場合、
基準値Ｂ′＝ｉｎ／ｉｗとなる。

【０１０１】このように算出された補正係数Ｈ２は、後
述するように生体観察部１０を撮像することにより得ら
れる除算データＤ′を補正した際に、除算データＤ′に
含まれる、内視鏡挿入部２００および撮像ユニット２２
０′を構成する光学系や検出系のばらつきの影響を除去
するものである。

【０１０２】次いで、生体観察部１０の撮像について説
明する。第２の実施形態においては、通常画像の撮像、
および蛍光画像の撮像が時分割で交互に行われる。ここ
で、通常画像１３の表示は第１の実施形態による蛍光内
視鏡装置と同様であるため、詳細な説明は省略し、ここ
では、蛍光画像の撮像および蛍光診断画像の表示の動作
について説明する。

【０１０３】コントローラ２５０からの信号に基づいて
励起光用電源２１５が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ
２１４から波長４１０ｎｍの励起光Ｌ２が射出される。
励起光Ｌ２は、励起光用集光レンズ２１６を透過し、励
起光ライトガイド２０２ａに入射され、内視鏡挿入部２
００の先端まで導光された後、照明レンズ２０４から生
体観察部１０に照射される。

【０１０４】励起光Ｌ２を照射されることにより生じる
生体観察部１０からの蛍光Ｌ３は、集光レンズ２０６に
より集光され、イメージファイバ２０３の先端に入射さ
れ、イメージファイバ２０３を経て、コリメートレンズ
１２１により集光され、励起光カットフィルタ１２２を
透過して、ハーフミラー１２４において分光される。ハ
ーフミラー１２４において反射された蛍光Ｌ３は、集光
レンズ１２５を透過してＣＣＤ撮像素子１２７において
受光され、光電変換された後、Ａ／Ｄ変換回路２２２に
おいてデジタル信号に変換され、画像メモリ２３１′の
狭帯域蛍光画像記憶領域に狭帯域蛍光画像データＫ２と
して記憶される。一方、ハーフミラー１２４を透過した
蛍光Ｌ３は、集光レンズ１２８を透過してＣＣＤ撮像素
子２２１において受光され、光電変換された後、Ａ／Ｄ
変換回路２２２においてデジタル信号に変換され、画像
メモリ２３１′の広帯域蛍光画像記憶領域に広帯域蛍光
画像データＫ１として記憶される。

【０１０５】次いで、画像生成ユニット２３０の演算部
２３３においては、画像メモリ２３１′に記憶された広
帯域蛍光画像データＫ１および狭帯域蛍光画像データＫ
２により表される広帯域蛍光画像および狭帯域蛍光画像
の各画素毎に、狭帯域蛍光画像における画素値を広帯域
蛍光画像における画素値で除算し、その除算データＤ′
が算出される。算出された除算データＤ′は、補正メモ
リ２３５′に記憶された補正係数Ｈ２により補正部２３
６′において補正されて、蛍光診断画像データＧ′が得
られる。具体的には、除算データＤ′により表される画
像の各画素に対して、各画素に対応する補正係数Ｈ２を
乗算することにより、蛍光診断画像データＧ′が算出さ
れる。蛍光診断画像データＧ′は画像処理ユニット２４
０のビデオ信号処理回路２４４に出力される。

【０１０６】ビデオ信号処理回路２４４によってビデオ
信号に変換された蛍光診断画像データＧ′はモニタ２７
０に入力され、モニタ２７０に蛍光診断画像１２′とし
て表示される。上記一連の動作は、コントローラ２５０
によって制御される。

【０１０７】このように、第２の実施形態においては、
蛍光画像データＫ１，Ｋ２から得られる除算データＤ′
を補正係数Ｈ２により補正するようにしたため、モニタ
２７０に表示される蛍光診断画像１２は、装置に含まれ
る光学系や検出系のばらつきの影響が除去されたものと
なる。したがって、生体観察部１０の組織性状を正確に
反映した蛍光診断画像１２をモニタ２７０に表示するこ
とができ、これにより正確な診断を行うことができる。
また、第１の実施形態と同様に、機種間のばらつきさら
には装置のシェーディングの影響を除去することができ
る。

【０１０８】なお、上記第１および第２の実施形態にお
いては、標準画像の各画素毎に補正係数Ｈ１，Ｈ２を算
出しているが、全画素位置における平均値を算出し、標
準画像の画素位置に拘わらず値が同一の補正係数Ｈ１，
Ｈ２を用いるようにしてもよい。この場合、装置のシェ
ーディングの影響を除去することはできないが、補正係
数Ｈ１，Ｈ２によって除算データＤ，Ｄ′を補正するこ
とにより、除算データＤ，Ｄ′から光学系や検出系のば
らつきおよび機種間のばらつきの影響を除去することが
できるものである。

【０１０９】また、上記第１および第２の実施形態にお
いては、標準光源１００を備えているが、標準光源１０
０を第１および第２の実施形態による蛍光内視鏡装置と
は別個に設けるようにしてもよい。

【０１１０】さらに、上記第１および第２の実施形態に
おいては、補正係数Ｈ１，Ｈ２を補正メモリ２３５，２
３５′に記憶しているが、蛍光内視鏡装置とは別の場所
に記憶するようにしてもよい。例えば、画像処理部２と
ネットワーク接続されたデータサーバに、補正係数Ｈ
１，Ｈ２を保管しておき、生体観察部１０の撮像時にデ
ータサーバにアクセスして補正係数Ｈ１，Ｈ２をダウン
ロードして、除算データＤ，Ｄ′の補正に用いるように
してもよい。

【０１１１】また、上記第１および第２の実施形態にお
いて、経時によりＣＣＤ撮像素子の感度が低下する場合
がある。このため、定期的に標準光源１００から発せら
れる標準光Ｌｓを撮像し、予め定められた値以上の画素
値を有する画像が得られるか否かを確認することによ
り、撮像ユニット２２０を構成するＣＣＤ撮像素子の感
度の低下の確認を行うことができる。

【０１１２】さらに、撮像した標準光Ｌｓに基づく標準
画像をモニタ２７０に表示することにより、内視鏡挿入
部２００の先端の汚れの程度を認識することができる。

【０１１３】また、上記第１および第２の実施形態にお
いては、通常画像を撮像しているが、通常画像を撮像す
ることなく、蛍光診断画像のみを表示するようにしても
よい。

【０１１４】また、上記第１および第２の実施形態にお
いては、得られた蛍光診断画像データＧ，Ｇ′をそのま
まモニタ２７０に蛍光診断画像１２として表示している
が、蛍光診断画像データＧ，Ｇ′の値に色の情報を割り
当てて、蛍光診断画像１２における色の違いにより生体
組織の病変状態を表すようにしてもよい。

【０１１５】さらに、第１の実施形態においては、蛍光
診断画像データＧに色の情報を割り当てた色画像および
ＩＲ反射画像データＦに輝度の情報を割り当てた輝度画
像を生成し、色画像および輝度画像を合成した合成画像
を蛍光診断画像１２として生成してもよい。また、第２
の実施形態において、照明ユニット２１０に参照光Ｌ５
を発するＧａＡｓ系半導体レーザ２１７を設けて、参照
光Ｌ５の反射光Ｌ６を撮像してＩＲ反射画像データを取
得するようにし、蛍光診断画像データＧ′に色の情報を
割り当てた色画像および反射ＩＲ画像データに輝度の情
報を割り当てた輝度画像を生成し、色画像および輝度画
像を合成した合成画像を蛍光診断画像１２として生成し
てもよい。これにより、生体組織の形状も画像に反映さ
せた凹凸感のある蛍光診断画像１２を表示することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による蛍光診断画像生
成装置を適用した蛍光内視鏡装置の概略構成図

【図２】ハロゲンランプから発せられる白色光の輝度ス
ペクトル分布を示す図

【図３】標準光の輝度スペクトル分布を示す図

【図４】補正された標準光の輝度スペクトル分布を示す
図

【図５】標準光の輝度分布を示す図

【図６】標準光の撮像状態を示す図

【図７】撮像された標準光に基づく画像の画素値の分布
を示す図

【図８】補正係数による補正を説明するための図

【図９】本発明の第２の実施形態による蛍光診断画像生
成装置を適用した蛍光内視鏡装置の概略構成図

【符号の説明】

２ 画像処理部 １０ 生体観察部 Ｌ１ 白色光 Ｌ２ 励起光 Ｌ３ 蛍光 Ｌ４，Ｌ６ 反射光 Ｌ５ 参照光 Ｌｓ 標準光 １００ 標準光源 ２００ 内視鏡挿入部 ２０１ ライトガイド ２０２ ＣＣＤケーブル １２７，２２１，２２６ ＣＣＤ撮像素子 ２１０ 照明ユニット ２１１ 白色光源 ２１４ ＧａＮ系半導体レーザ ２１７ ＧａＡｓ系半導体レーザ ２２０，２２０′ 撮像ユニット ２３０，２３０′ 画像生成ユニット ２４０ 画像処理ユニット ２５０ コントローラ ２６０，２７０ モニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｇ０２Ｂ 23/26 Ｄ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA05 EA01 EA14 FA01 FA06 GA08 GB21 HA01 HA02 HA05 JA03 KA09 LA03 NA01 NA06 2H040 BA01 CA02 GA02 GA06 4C061 AA00 BB00 CC00 DD03 GG01 HH51 HH52 HH53 HH54 JJ11 5C054 AA01 AA07 CA04 CC07 CH02 EA01 EA05 FC03 HA12

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光の波長帯域の光を含む標準光を発
   することを特徴とする標準光源。
2. 【請求項２】 前記標準光は、均一な輝度分布を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の標準光源。
3. 【請求項３】 前記蛍光の波長帯域は、励起光を生体
   観察部に照射した際に、該生体観察部の正常組織から発
   せられる蛍光と略同一であることを特徴とする請求項１
   または２記載の標準光源。
4. 【請求項４】 白色光を発するハロゲンランプと、該
   ハロゲンランプから発せられた白色光のうち、前記蛍光
   の波長帯域の光を透過させる帯域フィルタとを備えたこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の標
   準光源。
5. 【請求項５】 蛍光の波長帯域の光および参照光の波
   長帯域の光を含む標準光を発することを特徴とする標準
   光源。
6. 【請求項６】 前記標準光は、均一な輝度分布を有す
   ることを特徴とする請求項５記載の標準光源。
7. 【請求項７】 前記蛍光の波長帯域は、励起光を生体
   観察部に照射した際に、該生体観察部の正常組織から発
   せられる蛍光と略同一であることを特徴とする請求項５
   または６記載の標準光源。
8. 【請求項８】 白色光を発するハロゲンランプと、該
   ハロゲンランプから発せられた白色光のうち、前記蛍光
   の波長帯域の光および前記参照光の反射光の波長帯域の
   光を透過させる帯域フィルタとを備えたことを特徴とす
   る請求項５から７のいずれか１項記載の標準光源。
9. 【請求項９】 励起光の照射により生体観察部から発
   せられた蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光画
   像を取得する撮像手段と、 該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出する比率算出
   手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、前記比率を
   補正する補正係数を算出する補正係数算出方法であっ
   て、 請求項１から４のいずれか１項記載の標準光源から発せ
   られた標準光を前記撮像手段により撮像して波長帯域が
   異なる複数の標準画像を取得し、 該複数の標準画像間の光強度の比率を前記比率算出手段
   により算出し、 予め定められた基準値を前記比率によって除算すること
   により、前記補正係数を算出することを特徴とする補正
   係数算出方法。
10. 【請求項１０】 励起光の照射により生体観察部から
    発せられた蛍光を撮像して蛍光画像を取得する蛍光画像
    撮像手段と、 参照光の照射を受けた前記生体観察部によって反射され
    た前記参照光の反射光を撮像して反射画像を取得する反
    射画像撮像手段と、 前記蛍光画像および前記反射画像間の光強度の比率を算
    出する比率算出手段とを備えた蛍光画像撮像装置におい
    て、前記比率を補正する補正係数を算出する補正係数算
    出方法であって、 請求項５から８のいずれか１項記載の標準光源から発せ
    られた標準光を前記蛍光画像撮像手段および前記反射画
    像撮像手段により撮像して、前記蛍光の波長帯域の光に
    基づく蛍光標準画像および前記参照光の反射光の波長帯
    域の光に基づく反射光標準画像を取得し、 前記蛍光標準画像および前記反射光標準画像間の光強度
    の比率を前記比率算出手段により算出し、 予め定められた基準値を前記比率によって除算すること
    により、前記補正係数を算出することを特徴とする補正
    係数算出方法。
11. 【請求項１１】 励起光の照射により生体観察部から
    発せられた蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光
    画像を取得する撮像手段と、 該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出する比率算出
    手段とを備えた蛍光画像撮像装置において、前記比率を
    補正する補正係数を算出する補正係数算出装置であっ
    て、 請求項１から４のいずれか１項記載の標準光源から発せ
    られた標準光を前記撮像手段により撮像することにより
    取得された複数の標準画像について、前記比率算出手段
    により算出された該複数の標準画像間の光強度の比率に
    よって、予め定められた基準値を除算することにより、
    前記補正係数を算出する補正係数算出手段を備えたこと
    を特徴とする補正係数算出装置。
12. 【請求項１２】 励起光の照射により生体観察部から
    発せられた蛍光を撮像して蛍光画像を取得する蛍光画像
    撮像手段と、 参照光の照射を受けた前記生体観察部によって反射され
    た前記参照光の反射光を撮像して反射画像を取得する反
    射画像撮像手段と、 前記蛍光画像および前記反射画像間の光強度の比率を算
    出する比率算出手段とを備えた蛍光画像撮像装置におい
    て、前記比率を補正する補正係数を算出する補正係数算
    出装置であって、 請求項５から８のいずれか１項記載の標準光源から発せ
    られた標準光を撮像することにより取得された、前記蛍
    光の波長帯域の光に基づく蛍光標準画像および前記参照
    光の反射光の波長帯域の光に基づく反射光標準画像につ
    いて、前記比率算出手段により算出された前記蛍光標準
    画像および前記反射光標準画像間の光強度の比率によっ
    て、予め定められた基準値を除算することにより、前記
    補正係数を算出する補正係数算出手段を備えたことを特
    徴とする補正係数算出装置。
13. 【請求項１３】 励起光の照射により生体観察部から
    発せられた蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光
    画像を取得し、 該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出し、 請求項９記載の補正係数算出方法により算出された補正
    係数に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を算
    出し、 該補正済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画
    像を生成することを特徴とする蛍光診断画像生成方法。
14. 【請求項１４】 励起光の照射により生体観察部から
    発せられた蛍光を撮像して蛍光画像を取得し、 参照光の照射を受けた前記生体観察部によって反射され
    た前記参照光の反射光を撮像して反射画像を取得し、 前記蛍光画像および前記反射画像間の光強度の比率を算
    出し、 請求項１０記載の補正係数算出方法により算出された補
    正係数に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を
    算出し、 該補正済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画
    像を生成することを特徴とする蛍光診断画像生成方法。
15. 【請求項１５】 励起光を生体観察部に照射する光照
    射手段と、 前記励起光の照射により前記生体観察部から発せられた
    蛍光を撮像して波長帯域が異なる複数の蛍光画像を取得
    する蛍光画像撮像手段と、 該複数の蛍光画像間の光強度の比率を算出する比率算出
    手段と、 請求項９記載の補正係数算出方法により算出された補正
    係数に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を算
    出する補正手段と、 該補正済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画
    像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする
    蛍光診断画像生成装置。
16. 【請求項１６】 請求項１１記載の補正係数算出装置
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載の蛍光
    診断画像生成装置。
17. 【請求項１７】 請求項１から４のいずれか１項記載
    の標準光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１５
    または１６記載の蛍光診断画像生成装置。
18. 【請求項１８】 前記光照射手段および前記蛍光画像
    撮像手段の一部または全部が、生体内部に挿入される内
    視鏡の形態であることを特徴とする請求項１５から１７
    のいずれか１項記載の蛍光診断画像生成装置。
19. 【請求項１９】 励起光および参照光を生体観察部に
    照射する光照射手段と、 前記励起光の照射により前記生体観察部から発せられた
    蛍光を撮像して蛍光画像を取得する蛍光画像撮像手段
    と、 前記参照光の照射を受けた前記生体観察部によって反射
    された前記参照光の反射光を撮像して反射画像を取得す
    る反射画像撮像手段と、 前記蛍光画像および前記反射画像間の光強度の比率を算
    出する比率算出手段と、 請求項１０記載の補正係数算出方法により算出された補
    正係数に基づいて、前記比率を補正して補正済み比率を
    算出する補正手段と、 該補正済み比率に基づいて前記生体観察部の蛍光診断画
    像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする
    蛍光診断画像生成装置。
20. 【請求項２０】 請求項１２記載の補正係数算出装置
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１９記載の蛍光
    診断画像生成装置。
21. 【請求項２１】 請求項５から８のいずれか１項記載
    の標準光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１９
    または２０記載の蛍光診断画像生成装置。
22. 【請求項２２】 前記光照射手段、前記蛍光画像撮像
    手段および前記反射画像撮像手段の一部または全部が、
    生体内部に挿入される内視鏡の形態であることを特徴と
    する請求項１９から２１のいずれか１項記載の蛍光診断
    画像生成装置。