JP2006055503A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 白色光画像と蛍光画像が観察できる電子内視鏡装置において、蛍光画像の視認性を向上させる。
【解決手段】 照明光として白色光を照射し、取得した白色光画像の画像信号を基に、使用者により設定された測光モードで測光処理を行い、白色光の光量を調節する絞りの位置を演算し、絞りを駆動する（Ｓ１０２乃至Ｓ１０６）。自動測光が設定されている場合、絞りの位置に基づいて測光モードを決定し、測光処理を行う（Ｓ１１４、Ｓ１１６）。この測光処理の結果に基づいて、励起光を出射するレーザ光源の出力パワーを制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、励起光を照射することにより生体組織の病変部位を発見する電子内視鏡装置に関する。

従来より、特定波長の励起光を生体に照射すると生体内組織が蛍光を発生することが知られている。この自家蛍光の特性は正常組織と病変組織により異なり、正常組織の発光強度の方が病変組織の発光強度より強い。したがって、この生体内組織の自家蛍光の特徴を利用すれば、生体の表層から視認することが困難な早期癌の発見等に有効である。

医療の分野ではこの蛍光観察が可能な電子内視鏡装置が提案されており、可視帯域の波長を有する通常光を照射し生体を観察する通常光観察と、励起光を照射し生体を観察する蛍光観察とが切り換えられるようになっている。通常光観察においては、生体に通常光を照射し、生体から反射される通常光を結像させ、通常光光学像がＴＶモニタに再現される。また、蛍光観察においては、体腔内の生体組織に励起光を照射し、該生体内組織が発する蛍光による光学像がＴＶモニタに再現される。

このような電子内視鏡装置には、励起光の照射が被験者に与える負担を考慮し、電子スコープの挿入部先端が生体組織に接触したことが検出されると、励起光の出力を所定の強度以下に制御する蛍光撮像装置がある。
特開２００２−７８６７０号公報

生体組織に対する励起光強度は電子スコープの挿入部先端が生体組織に近づくにつれ急上昇する。ところが、上記の蛍光撮像装置では、挿入部先端と生体組織との接触が検知されない限り、励起光出力の制御は行われない。従って、挿入部先端が生体組織に極めて接近し、かつ接触はしない状態が継続してしまうと、被験者に大きな負担を与えることとなる。また、上記の蛍光撮像装置では、励起光強度の上昇に伴い発生する可能性のある蛍光光学像におけるハレーションについては何ら考慮されていない。

本発明は、以上の問題を解決するものであり、通常光画像及び蛍光画像の観察が可能な電子内視鏡装置において励起光強度の上昇がもたらす影響を防止することを目的とする。

本発明に係る電子内視鏡装置は、可視帯域の通常光を出射する通常光光源と、特定波長の励起光を出射する励起光光源と、通常光光源から出射された通常光を被観察体に照射し、通常光画像を取得する通常光画像取得処理と、励起光光源から出射された励起光を被観察体に照射し、蛍光画像を取得する蛍光画像取得処理とを交互に実行する画像取得手段と、通常光画像取得処理を実行する時に行われる被観察体の測光の結果を考慮して、被観察体の測光モードを設定する測光モード設定手段と、蛍光画像取得処理を実行する時の励起光光源の駆動を制御するための被観察体の測光を、測光モード設定手段により設定された測光モードで実行する測光手段と、この測光手段の測光結果に基づいて励起光光源から出射される励起光の強度を制御する励起光制御手段とを備えることを特徴とする。

通常光光源から出射され被観察体へ照射される光束の光量を調節する絞りと、通常光画像取得処理の実行時の測光結果に基づいて絞りの位置を演算する絞り位置演算手段とを備え、測光モード設定手段は、絞り位置演算手段により演算された絞りの位置に基づいて測光モードを設定してもよい。

通常光画像取得処理の実行時の測光結果に基づいて、通常光画像を撮像するための固体撮像素子のシャッター速度を演算するシャッター速度演算手段を備え、測光モード設定手段は、シャッター速度演算手段により演算されたシャッター速度に基づいて測光モードを設定してもよい。

励起光制御手段は、励起光光源の発光出力パワーを制御してもよく、また、励起光光源の駆動信号のパルス幅を制御してもよい。

好ましくは、測光モード設定手段は、通常光画像の観察のために使用者により測光モードが指定されている場合、当該測光モードを設定する。

好ましくは、画像取得手段は、被観察体の１フレームの画像情報の取得において、当該１フレームを構成する第１フィールドの画像情報の取得時に、通常光画像取得処理を実行し、当該１フレームを構成する第２フィールドの画像情報の取得時に、蛍光画像取得処理を実行する。

以上のように、本発明によれば、通常光による観察と自家蛍光による観察ができる電子内視鏡装置において、通常光照射時に行われる測光処理の結果に基づいて励起光光源からの出射光の強度が制御される。従って、撮影される映像に他の領域に比べ高輝度の部分が含まれていても、通常光画像及び蛍光画像の双方においてハレーションが防止される。また、測光結果に基づいて励起光の強度が制御されるため、無駄な励起光の照射は行われず、励起光を照射することにより生体に与える負担も軽減される。

図１は、本発明に係る第１実施形態が適用される電子内視鏡装置のブロック図である。電子スコープ１０には多数の光ファイバーから成るライトガイド１１が挿通しており、ライトガイド１１は電子スコープ１０の挿入部１２の先端１２Ａまで延びている。挿入部先端１２Ａにおいてライトガイド１１の出射端１１Ａの前方には配光レンズ１３が配置される。

画像処理プロセッサ３０のシステムコントローラ３１は、電子内視鏡装置全体をコントロールする例えばマイクロプロセッサである。画像処理プロセッサ３０内には、白色光を出射するランプ３２が設けられる。ランプ３２には例えばキセノンランプ等が用いられ、システムコントローラ３１の制御に基づくランプ用電源３３からの電力供給により点灯駆動する。点灯したランプ３２から出射された白色光は、絞り３４、回転プレート３７を介してハーフミラー４０へ導かれる。白色光はハーフミラー４０を透過し、集光レンズ４１によりライトガイド１１の入射端１１Ｂへ集光させられる。

また、システムコントローラ３１には波長が例えば４０８ｎｍ（ナノメータ）の励起光を出射する半導体レーザであるレーザ光源４２が接続されている。キースイッチ４４は画像処理プロセッサ３０の筐体に配設されており、キー４３の操作に応じてキースイッチ４４のオンオフが切り替わる。レーザ光源４２の主電源のオンオフはキースイッチ４４のオンオフにそれぞれ連動する。また、レーザ光源４２における励起光の出射の開始及び停止、励起光の発光出力パワー等はシステムコントローラ３１からの制御信号に基づいて制御される。レーザ光源４２から出射された励起光は、レンズ４５を介してハーフミラー４０へ導かれる。励起光はハーフミラー４０により反射され、集光レンズ４１によりライトガイド１１の入射端１１Ｂへ集光させられる。

図２は、絞り３４の斜視図である。絞り３４は、本体３４Ａと、本体３４Ａと連続して形成される支持部３４Ｂとを有する薄板状の部材である。本体３４Ａは略矩形を呈し、スリット３４Ｃが形成されている。支持部３４Ｂはその中央近傍において、モータ３５の出力軸が固定的に嵌合している。絞り３４は、本体３４Ａがランプ３２からの白色光の光路内に介在するよう配置される。モータ３５が回転すると、その出力軸を中心として絞り３４が揺動する。その結果、スリット３４Ｃが上述の白色光の光路内において介在する度合いが変化し、白色光が遮断される量が変化する。すなわち、モータ３５の回転方向及び回転量を制御することにより、回転プレート３７へ導かれる白色光の光量が調節される。モータ３５の回転方向及び回転量は、システムコントローラ３１からの制御信号に基づいて動作する絞りドライバ３６により制御される。

画像処理プロセッサ３０のフロントパネル４６（図１参照）には、測光モードを選択するボタンが設けられている。このボタンを操作することにより、使用者は、自動測光、ピーク測光、平均測光等の中から測光モードを適宜選択することができる。

尚、本明細書では、スリット３４Ｃが白色光の光路内に介在する度合いが最も大きく、白色光の遮光量が最小の場合の絞り３４の位置を「開口位置」とし、スリット３４Ｃが白色光の光路内に介在する度合いが最も小さく、白色光の遮光量が最大の場合の絞り３４の位置を「閉口位置」とする。

図３は、回転プレート３７の正面図である。回転プレート３７は円形を呈し、周方向に沿ってセクタ状の開口部３７Ａが形成されている。開口部３７Ａは回転プレート３７の略半分の領域を占めている。回転プレート３７の中心３７Ｂにはモータ３８（図１参照）の出力軸が固定的に嵌合している。モータ３８の回転に応じて開口部３７Ａがランプ３２からの白色光の光路内に位置決めされると、白色光はハーフミラー４０へ導かれ、開口部３７Ａ以外の領域が当該光路内に位置決めされると、白色光は遮断される。モータ３８の回転は、システムコントローラ３１からの制御信号に基づいて動作する回転プレートドライバ３９により制御される。

再び図１を参照すると、入射端１１Ｂに入射した白色光若しくは励起光は、ライトガイド１１により挿入部先端１２Ａまで導かれ、出射端１１Ａから出射される。出射光は配光レンズ１３を介して挿入部先端１２Ａの前方に出射され、これにより被観察体が照射される。被観察体からの反射光若しくは自家蛍光は、電子スコープ１０の挿入部先端１２Ａに配設された対物レンズ１４、励起光を遮断し白色光及び自家蛍光を透過させる励起光カットフィルタ１５を介してＣＣＤ１６に入射する。これにより、ＣＣＤ１６の受光面に被観察体の光学像若しくは自家蛍光像が結像される。

電子スコープ１０内のスコープＣＰＵ１７は、画像処理プロセッサ３０のシステムコントローラ３１のＣＰＵ（図示せず）との間でＳＣＩ（Serial Communication Interface）により制御信号等の送受信を行う。スコープＣＰＵ１７からの制御信号に基づいてＣＣＤドライバ１８からＣＣＤ駆動信号が出力され、ＣＣＤ１６の駆動が制御される。ＣＣＤ１６では被観察体の光学像若しくは自家蛍光像が光電変換され、アナログ画像信号が出力される。

システムコントローラ３１は、例えばＮＴＳＣ方式に準拠し、１／３０（秒）毎に１フレームの画像信号が生成されるよう、スコープＣＰＵ１７へＣＣＤ１６の駆動制御信号を出力する。また、システムコントローラ３１は、回転プレート３７が１／３０（秒）毎に１回転するようモータ３８の駆動を制御する。さらに、１フレームの画像信号を構成する第１フィールドの画像信号がＣＣＤ１６により取得されるとき、開口部３７Ａが白色光の光路内に介在し、第２フィールドの画像信号が取得されるとき、開口部３７Ａ以外の領域が白色光の光路内に介在するよう、システムコントローラ３１はＣＣＤ１６の駆動と回転プレート３７の回転の同期をとる。

さらに、システムコントローラ３１は、回転プレート３７の回転と同期をとって、レーザ光源４２へのパルス信号の出力を制御する。回転プレート３７の回転中、開口部３７Ａがランプ３２からの白色光の光路内に位置するとき、レーザ光源４２を駆動するためのパルス信号の出力は停止され、開口部３７Ａ以外の領域がランプ３２からの白色光の光路内に位置するとき、この駆動パルス信号が出力される。すなわち、白色光が回転プレート３７により遮光されるときは励起光がライトガイド１１の入射端１１Ｂへ導かれ、白色光が回転プレート３７に遮光されず入射端１１Ｂへ導かれるときは励起光の出射が停止される。

以上のシステムコントローラ３１の制御により、１フレームの画像信号を取得するにあたって、第１フィールドについては白色光画像の画像信号が取得され、第２フィールドについては自家蛍光画像の画像信号が取得される。

ＣＣＤ１６から出力されたアナログ画像信号は画像処理プロセッサ３０の画像信号処理回路４７へ伝送される。画像信号処理回路４７は入力された画像信号に増幅処理、ガンマ補正、輪郭強調等の所定の画像信号処理が施され、画像信号処理回路４７に設けられた画像メモリ（図示せず）に画像データとして格納される。画像メモリ内の画像データは、適時読み出されてＮＴＳＣ方式に準拠したビデオ信号処理が施され、ＴＶモニタ５０へ出力される。その結果、ＴＶモニタ５０に被観察体の映像が表示される。上述のように、第１実施形態では、第１フィールドは白色光画像の画像信号が取得され、第２フィールドは自家蛍光画像の画像信号が取得される。従って、ＴＶモニタ５０には第１フィールドの画像信号に基づく白色光画像と第２フィールドの画像信号に基づく蛍光画像が並べて表示される。

図４は、第１実施形態における画像取得処理の前半の制御手順を示すフローチャートであり、図５は同処理の後半の制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００で、システムコントローラ３１からランプ用電源３３へ電力供給開始の制御信号が出力され、ランプ用電源３３からランプ３２への電力供給が開始される。その結果、ランプ３２から白色光が出射される。次いで、ステップＳ１０２において、回転プレート３７の開口部３７Ａがランプ３２からの白色光の光路内に介在するよう、システムコントローラ３１からモータ３８へ制御信号が出力される。これにより、被観察体に対する白色光の照射が開始される。

ステップＳ１０４において、システムコントローラ３１からスコープＣＰＵ１７へＣＣＤ１６の駆動を指示する制御信号が出力される。その結果、１フィールド分の白色光画像の画像信号が取得される。次いでステップＳ１０６において、画像信号から輝度信号が抽出され、使用者によりフロントパネル４６で設定された測光モードに基づいて測光処理が実行される。そして、測光結果に基づいて、被観察体像に照射される白色光の光量を調節すべく絞り３４の駆動位置が演算される。尚、上述のように、ステップＳ１０２の処理と本ステップのＣＣＤ駆動は同期をとって実行される。

次いでステップＳ１０８乃至Ｓ１１２において、使用者によりフロントパネル４６で設定された測光モードと、ステップＳ１０６で演算された絞り３４の駆動位置との組合せから、励起光照射時の測光モードが決定される。

使用者により自動測光が選択されており（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、絞り３４の駆動位置が基準位置より閉口位置側であれば（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１４においてピーク測光が実行される。基準位置とは、上述の開口位置と閉口位置の中間、すなわち最大光量と最小光量の中間の光量を通過させる絞り３４の位置である。絞り３４の駆動位置が基準位置より閉口位置側である場合とは、被観察体画像の輝度が高く、照明光の光量を低減させなければならない場合である。例えば、処置具が画面内に写しこまれていたり、体内器官の内壁面において微細な凹凸が連続している等、他の領域に比べ極めて高輝度の領域が存在する状況が考えられる。従って、照明光の光量を抑えてハレーションを防止すべくピーク測光が実行される。

自動測光が選択されており（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、絞り３４の駆動位置が基準位置より開口位置側であれば（ステップＳ１１０でＮＯ）、ステップＳ１１６において平均測光が実行される。絞り３４の駆動位置が基準位置より開口位置側である場合とは、被観察体画像の輝度が全体的に低く、照明光の光量を増加させなければならない場合である。例えば、体内器官の比較的広い領域を撮影している状況が考えられる。従って、撮影範囲の全体にわたって輝度を上げ、撮影画像を見易くすべく、平均測光が選択される。

使用者により自動測光が選択されていない場合（ステップＳ１０８でＮＯ）は、使用者により選択された測光モードを確認する。選択された測光モードがピーク測光であれば（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、ステップＳ１１４へ進み、蛍光画像の取得においてもピーク測光が実行される。選択された測光モードがピーク測光でなければ（ステップＳ１１２でＮＯ）、ステップＳ１１６へ進み蛍光画像の取得においても平均測光が選択される。

ステップＳ１１４若しくはＳ１１６において測光処理が実行されたら図５のステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、ステップＳ１１４若しくはＳ１１６での測光処理の結果に基づいてレーザ光源４２の出力パワーが設定される。

レーザ光源４２の出力パワーが決定されたらステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、白色光の照射停止処理が行われる。回転プレート３７が回転され、開口部３７Ａ以外の領域がランプ３２からの白色光の光路内に介在させられる。これにより被観察体への白色光の照射は停止される。次いで、ステップＳ１２２では励起光の照射が開始される。システムコントローラ３１からレーザ光源４２へ、ステップＳ１１８で設定された出力パワーで励起光を出力する指令信号が出力され、それに応じてレーザ光源４２から励起光が出射され、被観察体に照射される。

次いで、ステップＳ１２４において、蛍光画像の取得処理が実行される。励起光が照明光として照射された状態でＣＣＤ１６から出力される画像信号に対し、画像信号処理回路において所定の画像処理が施され、１フレームを構成する第２フィールドの画像信号が取得される。

次いで、ステップＳ１２６において、システムコントローラ３１からレーザ光源４２へ、励起光の出力を停止する指令信号が出力される。これにより、被観察体への励起光の照射が終了する。以上により、第１フィールドについては白色光の照射による白色光画像が得られ、第２フィールドについては励起光の照射による自家蛍光画像が得られる。

ステップＳ１２８において、使用者によりフロントパネル４６または電子スコープ１０のストップボタン（図示せず）が押されたか否かがチェックされる。ストップボタンが押されていないことが確認されたら、図４のステップＳ１０２へ戻り、上述の処理が繰り返される。上述のように、回転プレート３７は１／３０（秒）に１回転するよう制御されている。従って、ステップＳ１０２からＳ１２０までの処理、及びステップＳ１２２からＳ１２８までの処理はそれぞれ１／６０（秒）で実行される。

一方、ストップボタンが押されたことが確認されたらステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、システムコントローラ３１からランプ用電源３３へ電力供給停止の制御信号が出力され、ランプ用電源３３からランプ３２への電力供給が停止され、ランプ３２が消灯される。

図６は、第１実施形態における絞り３４の位置とレーザ光源４２の出力パワーの相対的関係を示すグラフである。自動調光が設定されている場合、ステップＳ１０２からＳ１２６までのループ処理において、白色光画像の全体輝度値が低い状態が継続すれば、白色光の光量を上げるべく絞り３４は開口位置に維持される。このとき、上述のステップＳ１１０の判断の結果実行されるステップＳ１１６の平均測光においても、同様に白色光画像の全体輝度値が低いとの結果が得られる。その結果、ステップＳ１１８の処理によりレーザ光源４２の出力パワーも最大値に維持される（ｔ１０〜ｔ１１）。

絞り３４が開口位置から基準位置へ変位する場合とは、白色光画像の全体輝度値が次第に上昇し、白色光の光量が次第に減少される場合である。また、絞り３４が基準位置から閉口位置へ変位する場合とは、白色光画像のピーク輝度値が次第に上昇し、白色光の光量が次第に減少される場合である。従って、絞り３４の開口位置から閉口位置への変位に連動してレーザ光源４２の出力パワーも徐々に減少される（ｔ１１〜ｔ１２）。

ステップＳ１０２からＳ１２６までのループ処理において、白色光画像のピーク輝度値が高い状態が継続すれば、白色光の光量を下げるべく絞り３４は閉口位置に維持される。このとき、ステップＳ１１０の判断の結果実行されるステップＳ１１４のピーク測光においても、同様に白色光画像のピーク輝度値が高いとの結果が得られる。その結果、ステップＳ１１８の処理によりレーザ光源４２の出力パワーも最小値に維持される（ｔ１２以降）。

また、使用者により自動調光以外の測光モードが設定されている場合、当該測光モードにより、絞り３４の位置制御及び励起光の出力パワーの設定において測光処理が行われる。従って、絞り３４の位置が相対的に開口位置に近ければ、レーザ光源４２の出力パワーも相対的に強くなり、絞り３４の位置が相対的に閉口位置に近ければ、レーザ光源４２の出力パワーも相対的に弱くなる。すなわち、絞り３４の位置と励起光の出力パワーの相対的関係は、自動調光が設定されている場合と同様、図６のグラフに示す態様となる。

以上のように、第１実施形態においては、使用者により自動調光が設定されている場合、白色光画像取得時の測光処理において演算された絞り３４の位置に基づいて、励起光を照射する際の測光モードが決定される。そして、その測光モードで実行される測光処理の結果に応じてレーザ光源４２の出力パワーが制御される。また、使用者により測光モードが設定されている場合、白色光の光量を制御するための絞り位置の演算においても、励起光の出力パワーの設定においても、当該測光モードにより測光処理が実行される。従って、励起光の照射により得られる自家蛍光画像においてもハレーションが防止され、視認するのに適切な明るさに調整された画像が常時得られる。また、励起光の出力パワーは被観察体の状態に応じて適宜低下させられるため、生体に与える負担が軽減される。

また、使用者により測光モードが設定されている場合、同一の測光モードで測光処理が実行され、絞り３４の位置と励起光の出力パワーが設定されるため、白色光画像と蛍光画像がＴＶモニタ５０に並べて表示されても違和感を生じさせることがない。

図７は、本発明に係る第２実施形態が適用される電子内視鏡装置のブロック図である。図７において、図１のブロック図と同様の要素には同一の符号が付されている。第２実施形態の電子内視鏡装置では、画像処理プロセッサ３０内にＣＣＤドライバ４８が設けられている。電子スコープ１０の挿入部先端１２Ａに設けられたＣＣＤ１６は、システムコントローラ３１の制御に基づいて動作するＣＣＤドライバ４８の駆動信号により制御される。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

図８は、第２実施形態における画像取得処理の前半の制御手順を示すフローチャートであり、図９は同処理の後半の制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理は、図４のステップＳ１００、Ｓ１０２の処理と同様である。すなわち、システムコントローラ３１の制御により、ランプ用電源３３から電力が供給されランプ３２が点灯し（Ｓ２００）、回転プレート３７が回転し、開口部３７Ａがランプ３２からの白色光の光路内に位置づけられ、被観察体に白色光が照射される（Ｓ２０２）。そして、ステップＳ２０４において、システムコントローラ３１の制御に基づいて、ＣＣＤドライバ４８からＣＣＤ１６へ駆動信号が出力され、第１フィールドの白色光画像が取得される（Ｓ２０４）。

次いで、ステップＳ２０６へ進み、第１フィールドの白色光画像の画像信号から輝度信号が抽出され、使用者によりフロントパネル４６で設定された測光モードに基づいて測光処理が実行される。測光結果に基づいてＣＣＤ１６の電子シャッター機能のシャッター速度が演算される。

ステップＳ２０８乃至Ｓ２１２において、使用者によりフロントパネル４６で設定された測光モードと、ステップＳ２０６で演算されたシャッター速度との組合せから、励起光照射時の測光モードが決定される。

使用者により自動測光が選択されており（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、ＣＣＤ１６のシャッター速度が基準値より速ければ（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、ステップＳ２１４においてピーク測光が実行される。本実施形態では、ＮＴＳＣ方式に準拠しているため最も遅いシャッター速度は１／６０（秒）となる。また、最も速いシャッター速度は、ＣＣＤ１６の特性により定まる。基準値とは、この最遅値と最速値の間の所定の値である。シャッター速度が基準値より速く設定される場合とは、ＣＣＤ１６の電荷蓄積時間を基準値より短く設定しなければならない場合である。すなわち、測光時の被観察体画像の輝度が高く、ＣＣＤ１６の受光量を低減させなければならない場合である。例えば、処置具が画面内に写しこまれており、他の領域に比べ極めて高輝度の領域が存在する状況が考えられる。従って、ハレーションを防止すべくピーク測光が実行される。

自動測光が選択されており（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、設定されたシャッター速度が基準値より遅ければ（ステップＳ２１０でＮＯ）、ステップＳ２１６において平均測光が実行される。シャッター速度が基準値より遅い場合とは、被観察体画像の輝度が全体的に低く、ＣＣＤ１６の電荷蓄積時間を基準値より長く設定してＣＣＤ１６の受光量を増加させなければならない場合である。例えば、体内器官の比較的広い領域を撮影している状況が考えられる。従って、撮影範囲の全体にわたって輝度を上げるべく、平均測光が選択される。

使用者により自動測光が選択されていない場合（ステップＳ２０８でＮＯ）は、第１実施形態と同様、蛍光画像の取得においても使用者により選択された測光モードで測光処理が実行される。

ステップＳ２１４若しくはＳ２１６において測光処理が実行されたら図９のステップＳ２１８へ進む。ステップＳ２１８では、レーザ光源４２に出力されるパルス信号のパルス幅が設定される。第２実施形態において、当該パルス信号のパルス幅は、ＣＣＤ１６のシャッター速度と連動して決定される。シャッター速度が相対的に遅ければ、パルス幅は相対的に長く設定され、ＣＣＤ１６の受光量は相対的に増加される。換言すれば、シャッター速度が相対的に速ければ、パルス幅は相対的に短く設定され、ＣＣＤ１６の受光量は相対的に低減される。

次いで、ステップＳ２２０において、ステップＳ１２０と同様、回転プレート３７の開口部３７Ａ以外の領域をランプ３２からの白色光の光路内に介在させることにより白色光の照射停止処理が行われる。ステップＳ２２２では励起光の照射が開始される。すなわち、システムコントローラ３１からレーザ光源４２へ、ステップＳ２１８で設定されたパルス幅を有するパルス信号が出力される。その結果、レーザ光源４２から励起光が出射され、被観察体に照射される。

ステップＳ２２４において、図５のステップＳ１２４と同様、励起光が照明光として照射された状態で、１フレームを構成する第２フィールドの画像信号が取得される。次いで、ステップＳ２２６において、システムコントローラ３１からレーザ光源４２へのパルス信号の出力が停止される。これにより、被観察体への励起光の照射が終了する。以上により、第１フィールドについては白色光の照射による白色光画像が得られ、第２フィールドについては励起光の照射による自家蛍光画像が得られる。

ステップＳ２２８及びステップＳ２３０の処理は図５のステップＳ１２８、Ｓ１３０と同様である。すなわち、第２実施形態においても、ストップボタンが押されない間は、第１フィールドを白色光画像で取得し、第２フィールドを自家蛍光画像で取得するループ処理が繰り返し実行される。

図１０は、第２実施形態におけるＣＣＤ１６のシャッター速度とレーザ光源４２へ出力されるパルス信号のパルス幅との相対的関係を示すグラフである。自動調光が設定されている場合、ステップＳ２０２からＳ２２６までのループ処理において、白色光画像の全体輝度値が低い状態が継続すれば、ＣＣＤ１６の受光量を増加させるべく、シャッター速度は最も遅い値に維持される。このとき、上述のステップＳ２１０の判断の結果実行されるステップＳ２１６の平均測光においても、同様に白色光画像の全体輝度値が低いとの結果が得られる。その結果、ステップＳ２１８の処理によりレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅は最長に維持される（ｔ２０〜ｔ２１）。

シャッター速度が最も遅い値から基準値へ変位する場合とは、白色光画像の全体輝度値が次第に上昇し、ＣＣＤ１６の受光量が次第に減少される場合である。また、シャッター速度が基準値から最も速い値へ変位する場合とは、白色光画像のピーク輝度値が次第に上昇し、ＣＣＤ１６の受光量が次第に減少される場合である。従って、シャッター速度が次第に速くなるよう制御されるのに連動してレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅も徐々に短く制御される（ｔ２１〜ｔ２２）。

ステップＳ２０２からＳ２２６までのループ処理において、白色光画像のピーク輝度値が高い状態が継続すれば、ＣＣＤ１６の受光量を下げるべく、シャッター速度は最も速い値に制御される。このとき、ステップＳ２１０の判断の結果実行されるステップＳ２１４のピーク測光においても、同様に白色光画像のピーク輝度値が高いとの結果が得られる。その結果、ステップＳ２１８の処理によりレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅は最短に維持される（ｔ２２以降）。

また、使用者により自動調光以外の測光モードが設定されている場合、当該測光モードにより、ＣＣＤ１６のシャッター速度の算出における測光処理及びレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅の設定における測光処理が行われる。従って、シャッター速度が相対的に遅ければ、レーザ光源４２の駆動信号のパルス幅は相対的に長くなり、シャッター速度が相対的に速ければ、同駆動信号のパルス幅は相対的に短くなる。ＣＣＤ１６のシャッター速度とレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅との相対的関係は、自動調光が設定されている場合と同様、図１０のグラフに示す態様となる。

以上のように、第２実施形態においては、使用者により自動調光が設定されている場合、白色光画像取得時の測光処理において演算されたＣＣＤ１６のシャッター速度に基づいて、励起光を照射する際の測光モードが決定される。そして、その測光モードで実行される測光処理の結果に応じてレーザ光源４２の駆動信号のパルス幅が制御される。また、使用者により測光モードが設定されている場合、白色光画像取得時のＣＣＤ１６の受光量を制御するためのシャッター速度の演算においても、レーザ光源４２の駆動信号のパルス幅の設定においても、当該測光モードにより測光処理が実行される。従って、第１実施形態と同様の効果が得られる。

尚、第１実施形態では、レーザ光源４２自体の出力パワーを絞り３４の位置と連動させることにより励起光の強度を制御し、第２実施形態では、レーザ光源４２の駆動パルスのパルス幅をＣＣＤ１６のシャッター速度（電荷蓄積時間）と連動させることにより励起光の強度を制御しているが、これに限るものではない。第１実施形態において、レーザ光源４２の駆動パルスのパルス幅を絞り３４の位置と連動させてもよいし、第２実施形態において、レーザ光源４２自体の出力パワーをＣＣＤ１６のシャッター速度と連動させてもよい。

本発明に係る第１実施形態が適用される電子内視鏡装置のブロック図である。 白色光の光量を調節するための絞りの斜視図である。 照明光を白色光と励起光の間で切り替えるための回転プレートの正面図である。 第１実施形態における画像取得処理の前半の制御手順を示すフローチャートである。 第１実施形態における画像取得処理の後半の制御手順を示すフローチャートである。 第１実施形態における絞りの位置とレーザ光源の出力パワーとの相対的関係を示すグラフである。 本発明に係る第２実施形態が適用される電子内視鏡装置のブロック図である。 第２実施形態における画像取得処理の前半の制御手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における画像取得処理の後半の制御手順を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるＣＣＤのシャッター速度とレーザ光源を駆動するパルス信号のパルス幅との相対的関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 電子スコープ
１１ ライトガイド
１６ ＣＣＤ
３０ 画像処理プロセッサ
３２ ランプ
３４ 絞り
３７ 回転プレート
４２ レーザ光源
５０ ＴＶモニタ

Claims (7)

1. 可視帯域の通常光を出射する通常光光源と、
   特定波長の励起光を出射する励起光光源と、
   前記通常光光源から出射された通常光を照射し、被観察体の通常光画像を取得する通常光画像取得処理と、前記励起光光源から出射された励起光を照射し、前記被観察体の蛍光画像を取得する蛍光画像取得処理とを交互に実行する画像取得手段と、
   前記通常光画像取得処理を実行する時に行われる前記被観察体の測光の結果を考慮して、前記被観察体の測光モードを設定する測光モード設定手段と、
   前記蛍光画像取得処理を実行する時の前記励起光光源の駆動を制御するための前記被観察体の測光を、前記測光モード設定手段により設定された測光モードで実行する測光手段と、
   前記測光手段の測光結果に基づいて前記励起光光源から出射される励起光の強度を制御する励起光制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 前記通常光光源から出射され前記被観察体へ照射される光束の光量を調節する絞りと、
   前記通常光画像取得処理の実行時の測光結果に基づいて前記絞りの位置を演算する絞り位置演算手段とを備え、
   前記測光モード設定手段は、前記絞り位置演算手段により演算された前記絞りの位置に基づいて前記測光モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
3. 前記通常光画像取得処理の実行時の測光結果に基づいて、前記通常光画像を撮像するための固体撮像素子のシャッター速度を演算するシャッター速度演算手段を備え、
   前記測光モード設定手段は、前記シャッター速度演算手段により演算されたシャッター速度に基づいて前記測光モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
4. 前記励起光制御手段は、前記励起光光源の発光出力パワーを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
5. 前記励起光制御手段は、前記励起光光源の駆動信号のパルス幅を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
6. 前記測光モード設定手段は、前記通常光画像の観察のために使用者により測光モードが指定されている場合、当該測光モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
7. 前記画像取得手段は、前記被観察体の１フレームの画像情報の取得において、当該１フレームを構成する第１フィールドの画像情報の取得時に、前記通常光画像取得処理を実行し、当該１フレームを構成する第２フィールドの画像情報の取得時に、前記蛍光画像取得処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
   
   

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