JP2006141686A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】 子画面によるリアルタイムの状態把握を可能としつつ、子画面が親画面による静止画観察の妨げになるのを避けることができる電子内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】 撮影が開始されると、白色光源３０から発した白色光で照明された体腔内の画像を撮像素子１３により撮影し、出力された通常画像信号に基づいてモニター６０に通常画像の動画がフルスクリーンで表示される。静止画用スイッチ７２がオンされると通常画像の静止画を親画面とし、通常画像の動画を子画面とする映像信号が生成され、モニター６０に表示される。子画面は、静止画用スイッチ７２を押してから一定時間表示され、その後非表示となる。システムコントローラ７０は、タイミングコントローラ７１を介して比較器８２によりヒストグラムを比較させ、その結果信号を受け取り、差が基準値より大きい場合には子画面を再度表示させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、体腔壁を照明して撮影し、その画像をモニター等の表示装置に表示させて観察可能にする電子内視鏡システムに関し、特に、表示装置に静止画を表示する際に、リアルタイムの動画を子画面として同時に表示できる電子内視鏡システムに関する。

同一モニタ画面上に親画面と子画面とを設定し、内視鏡の撮像素子により撮像された体腔壁の静止画を親画面に表示し、動画を子画面に表示する電子内視鏡システムは、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１の発明は、子画面と親画面との表示領域が同一であると子画面の画像が縮小されすぎて観察が困難となることから、親画面の画像領域よりも小さな画像領域で任意に設定した子画面用の動画を形成し、この動画を子画面に表示することを特徴としている(段落０００８、図３)
特開２００２−２９１６９４号公報 段落０００８，図３

しかしながら、特許文献１の電子内視鏡システムでは、静止画を親画面として表示するとき、常に親画面の一部の領域に動画が子画面としてスーパーインポーズされて表示されるため、この子画面がリアルタイムの状態を把握する上では有効であるが、患部全体を静止画により詳細に観察したい場合には観察の妨げとなる場合がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、子画面によるリアルタイムの状態把握を可能としつつ、子画面が親画面による静止画観察の妨げになるのを避けることができる電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による電子内視鏡システムは、体腔内に挿入される挿入部と、挿入部を通して照明光を挿入部先端に導くライトガイドと、照明された体腔内の画像を撮影する撮像素子とを有する電子内視鏡と、体腔内を観察するための可視光を発する可視光源を備え、可視光をライトガイドに入射させる光源装置と、体腔内が可視光により照明されている期間に撮像素子から出力される信号により通常画像信号を生成する画像信号生成手段と、画像信号生成手段から出力される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、静止画像を得る際に術者により操作される静止画用スイッチと、撮影中に静止画用スイッチが操作された際に、操作時に生成されていた通常画像信号に基づいて通常画像の静止画を表示装置に親画面として表示させると共に、連続的に生成される通常画像信号に基づいて通常画像の動画を表示装置に子画面として一定時間表示させた後、この子画面を非表示にする制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の態様による電子内視鏡システムは、上記の光源装置に体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光を発する励起光源を加えて、可視光と励起光とを選択的にライトガイドに入射させるようにし、体腔壁が励起光により照射されている期間には撮像素子から出力される信号により蛍光画像信号を生成する機能を画像信号生成手段に付加し、制御手段は、蛍光撮影の際には光源装置を制御して励起光をライトガイドに入射させると共に、画像信号生成手段を制御して蛍光画像信号を生成させ、通常撮影の際には光源装置を制御して可視光をライトガイドに入射させると共に、画像信号生成手段を制御して通常画像信号を生成させ、静止画用スイッチが操作された場合、蛍光撮影時には蛍光画像の静止画を、通常撮影時には通常画像の静止画を表示装置に親画面として表示させ、通常画像信号に基づいて通常画像の動画を表示装置に子画面として一定時間表示させた後、この子画面を非表示にするようにしたことを特徴とする。

上記第１，第２のいずれの態様においても、親画面に静止画を表示した際の通常画像信号のヒストグラムと、子画面に表示する刻々と変化する通常画像信号のヒストグラムとを比較する比較手段を備え、制御手段は、比較手段の出力から両ヒストグラムの差が所定のレベルを超えたと判断される場合に、通常画像の動画を表示装置に子画面として再表示させることが望ましい。

また、本発明の第３、第４の態様による電子内視鏡システムは、それぞれ上記第１，第２の態様と同様の構成に上記のヒストグラムの比較手段を加え、静止画用スイッチが押されてから一定時間子画面を表示するのではなく、ヒストグラムの比較結果に基づいて子画面を表示するようにしたことを特徴とする。

なお、「親画面」は、比較的サイズの大きい画面であり、望ましくは、モニターの画面のほぼ全域を占め、「子画面」は、比較的サイズの小さい画面であり、望ましくは、親画面の一部に重ねて表示される。

本発明によれば、静止画用スイッチを押すことにより、親画面で静止画、子画面で動画が表示され、所定時間が経過すると、子画面が非表示となって静止画が画面全体に表示される。したがって、静止画用スイッチを押した後、所定時間の間は、子画面の表示によりリアルタイムの状態を把握でき、所定時間経過後は静止画により患部全体を詳細に観察することができる。

また、内視鏡先端をある程度移動させた場合には、リアルタイムの状態を確認する必要性が高まる。画像信号のヒストグラムは内視鏡先端を移動させた場合に変化するため、ヒストグラムの比較をする場合には、確認の必要性がある場合に再度子画面により動画が表示され、リアルタイムの状態を把握することができる。

なお、蛍光画像を表示する場合、蛍光画像は通常画像と比較して輝度が低くＳ／Ｎ比が小さいため、蛍光画像のヒストグラムを比較すると、ノイズの影響により内視鏡先端を移動させなくともヒストグラムが変化したものと判断される虞がある。そこで、上記第２の態様のように、親画面に蛍光画像の静止画を表示する際にもＳ／Ｎ比の高い通常画像のヒストグラムを比較することにより、内視鏡先端の移動を的確に検知して子画面の再表示の判断をすることが可能となる。

以下、本発明にかかる電子内視鏡システムの実施例を２例、図面に基づいて説明する。実施例１は可視光により照明された体腔壁を撮影した通常画像の観察が可能な通常の電子内視鏡、実施例２はこれに加えて励起光を照射することにより発生した自家蛍光を撮影した蛍光画像の観察が可能な蛍光内視鏡を利用したシステムである。

図１は、本発明の実施例１に係る電子内視鏡システムの外観図、図２は、その内部構成を示すブロック図である。図１に示されるように、実施例１の電子内視鏡システムは、電子内視鏡１０、光源装置２０及びモニター６０を備えている。

電子内視鏡１０は、体腔内に挿入されるために細長く形成され、先端に湾曲可能な湾曲部を備えた挿入部１０ａ、挿入部１０ａの湾曲部を操作するためのアングルノブ等を有する操作部１０ｂ、操作部１０ｂと光源装置２０とを接続するためのライトガイド可撓管１０ｃ、及び、このライトガイド可撓管１０ｃの基端に設けられたコネクタ１０ｄを備えている。

光源装置２０は、電子内視鏡１０に対して照明光を供給すると共に、後に詳述するように、電子内視鏡１０により撮影された信号により画像信号を生成する画像信号生成手段としての機能、及び、撮影された通常画像を操作に応じて親子画面にして表示させる制御手段としての機能を有している。光源装置２０の前面には、この光源装置２０の主電源をオンオフする主電源スイッチ２２と、各種の操作スイッチが配列したスイッチパネル２３とが設けられている。

以下、図２にしたがって電子内視鏡１０、及び光源装置２０の詳細な構成を順に説明する。電子内視鏡１０の挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が設けられている。そして、この挿入部１０ａの先端内部には、対物レンズ１２によって形成された被写体の像を撮影するＣＣＤカラーイメージセンサ等のカラー画像を撮影可能な撮像素子１３、撮像素子１３から出力された画像信号を増幅するケーブルドライバ１５が組み込まれている。

ケーブルドライバ１５によって駆動された画像信号を伝送するための信号ケーブル１８は、挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内を引き通されて、電子内視鏡１０のコネクタ１０ｄに接続された光源装置２０の後述の回路に接続されている。

この信号ケーブル１８と並行して、挿入部１０ａ、操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内には、複数の光ファイバを束ねて構成されるライトガイド１６が引き通されている。このライトガイド１６の先端は、挿入部１０ａの先端部内において配光レンズ１１に対向し、その基端は、コネクタ１０ｄを介して光源装置２０内に挿入された状態で固定されている。実施例１のライトガイドは、可視光域の透過率が高いライトガイドであり、紫外域の透過率は考慮されていないため、安価なグラスファイバー等により構成されている。

光源装置２０は、電子内視鏡１０のライトガイド１６の基端の端面に体腔壁を観察するための白色光を導入するとともに、電子内視鏡１０のケーブルドライバ１５から受信した画像信号を処理して映像信号を生成し、モニター６０へ出力する。

光源装置２０の光学系は、ほぼ平行な可視光(白色光)を発する白色光源(放電管ランプ)３０と、白色光源３０から発した白色光の光束径を調整する調光用絞り３１と、調光用絞り３１を透過した白色光を集光させてライトガイド１６の基端の端面に入射させる集光レンズ３２とを備えている。調光用絞り３１は、絞り用モータ３１ａにより駆動され、対象物の反射率に応じて白色光の光量を調整する機能を持つ。

光源装置２０には、白色光源３０に電流を供給するランプ用電源５１、上記の絞り用モータ３１ａの駆動量から調光用絞り３１の開口値を検知する絞り検知センサ３１ｂ、この絞り検知センサ３１ｂからの信号を用いて絞り用モータ３１ａをフィードバック制御するモータドライバ５３、撮像素子１３を駆動するＣＣＤドライバ５６が備えられている。また、画像信号の処理系として、ケーブルドライバ１５から受信した画像信号を処理する前段信号処理回路５７、この前段信号処理回路５７で処理され出力されたデジタルの画像信号を一時的に記憶する第１〜第３画像メモリ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、これらの画像メモリから読み出されたデジタルの画像信号をテレビモニターに表示するための規格化映像信号に変換して出力する後段信号処理回路５９、第１画像メモリ５８ａに記録された画像信号のヒストグラムを求める第１ヒストグラム回路８０、第３画像メモリ５８ｃに記録された画像信号のヒストグラムを求める第２ヒストグラム回路８１、これら第１，第２ヒストグラム回路８０，８１から出力されるヒストグラム信号を比較する比較器８２を備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ７０及びタイミングコントローラ７１を備えている。

第１画像メモリ５８ａ、及び第２画像メモリ５８ｂは、フルスクリーン表示画面用の画像信号及び親子画面表示する場合の親画面用の画像信号を記憶するメモリであり、それぞれインターレース画像の第１フィールド、第２フィールドを描画するための画像信号を記憶する。これら両メモリからの画像信号により１画面(動画であれば１コマ)分の画像データが構成される。第３画像メモリ５８ｃは、親子画面表示する場合の子画面用の画像信号を記憶するメモリである。

第１，第２ヒストグラム回路８０，８１は、画像信号の各画素毎の輝度を調べ、輝度値毎にその輝度値を持つ画素の数をカウントして度数分布であるヒストグラムを生成、出力する。例えば、輝度の範囲が８ビットのデジタルデータである場合、すなわち、２５６段階に分類される場合には、１段階から２５６段階の各輝度値毎に該当する画素数をカウントし、ヒストグラムを生成する。図３は、生成されたヒストグラムの例を示す。図３の横軸は輝度値、縦軸は画素数であり、実線で示す曲線ａは暗い画像、破線で示す曲線ｂは明るい画像のヒストグラムを示している。

比較器８２は、静止画用スイッチ７２が押されて親子画面が表示された後、第１，第２ヒストグラム回路８０，８１から出力されるヒストグラムを比較する。第１ヒストグラム回路８０から出力されるのは、静止画用スイッチ７２が押された際に第１画像メモリ５８ａに記憶されていた画像信号、すなわち親画面として表示されている静止画の第１フィールドの画像信号であり、第２ヒストグラム回路８１から出力されるのは、静止画用スイッチ７２が押された後も刻々と変化する第３画像メモリ５８ｃに記憶される画像信号、すなわち子画面として表示されている動画の画像信号である。比較器８２は、第１ヒストグラム回路８０から出力されるヒストグラムを中心値とする所定の範囲を定め、第２ヒストグラム回路８１から出力されるヒストグラムがこの範囲に入るか否かを判断して出力する。例えば、図４に実線で示すヒストグラムｃが第１ヒストグラム回路８０から出力された場合、これを中心値とする上限ラインｄ、下限ラインｅを破線で示すように定め、第２ヒストグラム回路８２から出力されるヒストグラムがこの上限、下限ラインｄ，ｅの間に入るか否かを判断する。具体的には、比較器８２は、各輝度毎に第２ヒストグラム回路８２からに出力されるヒストグラムの画素数が、第１ヒストグラム回路８０から出力されたヒストグラムの画素数を中心値とする所定範囲に入るか否かを判定し、少なくともいずれか１つの輝度値で範囲から外れた場合に、ヒストグラムの差が基準値より大きいと判断する。

前段信号処理回路５７、画像メモリ５８ａ〜５８ｃ、後段信号処理回路５９が画像信号生成手段としての機能を有し、第１、第２ヒストグラム回路８０、８１及び比較器８２が比較手段としての機能を有し、システムコントローラ７０及びタイミングコントローラ７１が制御手段としての機能を有している。

システムコントローラ７０には、電子内視鏡１０の操作部１０ｂに設けられた静止画用スイッチ７２が接続されると共に、スイッチパネル２３に配置された各種スイッチが電気的に接続されており、これらの各スイッチの設定に基づき、ランプ用電源５１を制御して白色光を発光させ、あるいは停止すると共に、モニター６０に表示する画面を切り換える。

タイミングコントローラ７１は、システムコントローラ７０からの指令に基づいて、ＣＣＤドライバ５６を介して撮像素子１３の撮像タイミングを制御すると共に、各画像メモリ５８ａ〜５８ｃに対するデータの書き込み、読み出しを制御し(アドレス・データ制御)、前段信号処理回路５７、後段信号処理回路５９に対して画像信号の処理タイミングを指示する。なお、前段信号処理回路５７は、通常撮影の際に入力される画像信号の輝度レベルをシステムコントローラ７０に伝達し、システムコントローラ７０は、この輝度レベル応じて白色光の強度を適宜調整して、モニター６０上に表示される通常画像を適度な明るさとするため、絞り用モータ３１ａを駆動するモータドライバ５３を制御する。

次に、上記のように構成された実施例１の電子内視鏡システムの画像表示処理を図５に示すフローチャート、及び図６に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。システムコントローラ７０は、電源が投入されて撮影が開始されると、ランプ用電源５１を制御して白色光源３０を連続的に発光させる。これにより、白色光源３０から発した白色光は、連続的にライトガイド１６に入射する。そして、タイミングコントローラ７１は、ＣＣＤドライバ５６を制御して電子内視鏡１０の先端に設けられた撮像素子１３により、白色光で照明された体腔内のカラー画像を撮影させる。撮像素子１３から出力された通常画像信号は、ケーブルドライバ１５及び信号ケーブル１８を介して前段信号処理回路５７に入力される。

撮像素子１３による撮像タイミングは、図６に示すとおりであり、第１フィールドの撮像の間に、その前に撮像された第２フィールドの画像信号が転送され、第２フィールドの撮像の間に、その前に撮像された第１フィールドの画像信号が転送される。

前段信号処理回路５７は、タイミングコントローラ７１からの信号に基づいて通常画像信号を第１画像メモリ５８ａ、第２画像メモリ５８ｂ及び第３メモリ５８ｃに記憶させる。図６に示すように、第１フィールドの画像信号は、第１画像メモリ５８ａと第３画像メモリ５８ｃに書き込まれる。後段信号処理回路５９は、タイミングコントローラ７１からの信号に基づいて、第１画像メモリ５８ａ、第２画像メモリ５８ｂから画像信号を読み出して映像信号に変換してモニター６０に通常画像の動画をフルスクリーンで表示させる(S01)。

なお、図６に示されるように、第１ヒストグラム回路８０は、第１画像メモリ５８ａの画像信号を読み出してヒストグラムを生成する。第２ヒストグラム回路８１と比較器８２とは静止画用スイッチがオンされるまでは非作動である。

静止画用スイッチ７２がオンされると(S02, Yes)、タイミングコントローラ７１は、第１，第２画像メモリ５８ａ，５８ｂへの書き込みを禁止すると共に、撮像素子１３による撮影を続行させて第１フィールドの画像信号を第３画像メモリ５８ｃに記憶させる。したがって、図６に示すように、第１画像メモリ５８ａの記憶内容と第１ヒストグラム回路８０の出力とは静止画用スイッチがオンされた段階の値でホールドされる。一方、第３画像メモリ５８ｃの内容は逐次撮像素子１３からの画像信号によって書き換えられ、第２ヒストグラム回路８１は第３画像メモリ５８ｃに記憶される画像データを読み出してヒストグラムを生成する。比較器８２は、第２ヒストグラム回路８１がヒストグラムを生成してホールド状態となったときに、両ヒストグラム回路８０，８１の出力を比較して差が基準値を超えるか否かを判断する。

後段信号処理回路５９は、タイミングコントローラ７１からの信号に基づいて、第１、第２画像メモリ５８ａ，５８ｂから繰り返し同一の信号を読み出して通常画像の静止画を親画面とし、第３メモリ５８ｃから順次書き換えられる信号を読み出して通常画像の動画を子画面とする映像信号を生成し、モニター６０に表示させる(S03)。図７は、静止画用スイッチ７２をオンした際にモニター６０上に表示される画面の一例を示す。なお、子画面の表示には２つのフィールドは必要ないため、第３画像メモリ５８ｃに入力されるのは、第１フィールドの画像データのみである。

続いてシステムコントローラ７０は、子画面表示タイマーをスタートさせ(S04)、静止画用スイッチ７２がオンしている間、タイマーがタイムアップするのを待つ(S05, S06)。待機の間に静止画用スイッチがオフすると、S01に戻って通所画像を動画でフルスクリーン表示する。静止画用スイッチ７２がオンされたままタイムアップすると、それまで親画面として表示されていた通常画像を静止画でフルスクリーン表示する(S07)。これにより、子画面は、静止画用スイッチ７２を押してから一定時間表示され、その後非表示となる。したがって、静止画への切り換え直後は子画面の動画によりリアルタイムの状態を知ることができ、一定時間経過後は、子画面を非表示にして患部全体を観察することができる。

次に、システムコントローラ７０は、タイミングコントローラ７１を介して比較器８２によりヒストグラムの比較を実行させ(S08)、その結果信号を受け取り、差が基準値より大きい場合にはS03に戻って子画面を再度表示させ、差が基準値より小さい場合には静止画用スイッチ７２がオンしている間(S10, Yes)、繰り返してヒストグラムの比較を実行させる。待機の間に静止画用スイッチがオフすると、S01に戻って通所画像を動画でフルスクリーン表示する。

以上説明した実施例１の構成によれば、静止画用スイッチを押した後一定時間の間は、子画面にリアルタイムの動画が表示され、一定時間経過後に子画面は非表示となる。そして、ヒストグラムの変化がない場合には子画面は非表示のままとなり、内視鏡先端部が移動してヒストグラムが変化すると、再びリアルタイムの状態を確認する必要が生じるため、子画面でリアルタイムの動画が表示される。このように、ヒストグラムの変化をモニターすることにより、必要に応じて子画面の表示、非表示を切り換えることができ、子画面を表示した場合にはリアルタイムの状態を知ることができると共に、子画面を非表示とした場合には、静止画により患部全体を詳細に観察することが可能となる。

なお、上記の実施例１と同様の構成で、静止画用スイッチ７２が押されてから一定時間子画面を表示するのではなく、ヒストグラムの比較結果のみに基づいて子画面を表示するようにしてもよい。図８は、このような実施例１の変形例の処理を示すフローチャートである。変形例では、静止画用スイッチがオンされるまでは通常画像を動画でフルスクリーン表示し(S11)、静止画用スイッチがオンされると(S12, Yes)、通常画像の静止画を親画面として表示する(S13)。この段階では子画面は表示されない。次に、実施例１と同様にしてヒストグラムを比較し(S14)、差が基準値より大きい場合には(S15, Yes)通常画像の動画を子画面として表示させ(S16)、差が基準値より小さい場合には(S15, No)子画面を非表示にする(S17)。静止画用スイッチ７２がオンしている間(S18, Yes)、繰り返してヒストグラムの比較を実行して子画面の表示、非表示を切り換え、待機の間に静止画用スイッチがオフすると、S11に戻って通所画像を動画でフルスクリーン表示する。

変形例によれば、静止画用スイッチを押すと直ちに静止画がフルスクリーンで表示されるため、実施例１のように所定時間が経過して子画面が非表示になるのを待つことなく患部全体の観察が可能となる。また、内視鏡先端を移動させた場合には、ヒストグラムが変化するため、リアルタイムの動画が子画面として表示され、現状の確認が可能となる。

図９は、本発明の実施例２に係る電子内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。外観は図１に示した実施例１と同様である。実施例２の電子内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡１０Ａ、光源装置２０Ａ及びモニター６０を備えている。

蛍光観察内視鏡１０Ａは、実施例１の電子内視鏡１０の内部に蛍光観察用の改変を加えたものであり、外観は実施例１の電子内視鏡１０と同様に、挿入部８０ａの他、図示せぬ操作部、ライトガイド可撓管、及び、コネクタを備えている。

光源装置２０Ａは、実施例１の光源装置２０の内部に励起光発生用の改変を加えたものであり、蛍光観察内視鏡１０Ａに対して照明光及び励起光を供給すると共に、後に詳述するように、蛍光撮影内視鏡１０Ａにより撮影された信号により画像信号を生成する画像信号生成手段としての機能、及び、撮影された蛍光画像、通常画像を操作に応じて親子画面にして表示させる制御手段としての機能を有している。

以下、蛍光観察内視鏡１０Ａ、及び光源装置２０Ａの詳細な構成を順に説明する。なお、それぞれ実施例１と同一の要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。蛍光観察内視鏡１０Ａの挿入部１０ａの先端面に設けられた対物レンズ１２と撮像素子１３との間には、対物レンズ１２から撮像素子１３に向けて射出された光から後述する蛍光励起用のレーザー光に相当する波長成分を除去するための励起光カットフィルター１４が組み込まれている。

励起光カットフィルター１４は、図１０に示すように、励起光を遮断し、励起光より長い波長の光を透過させる特性を有しており、これにより、蛍光撮影時に撮像素子１３に励起光が入射するのを防ぎ、蛍光のみの撮影が可能となる。なお、励起光には、生体の自家蛍光を励起する近紫外の波長域の光が選択され、励起光カットフィルター１４により励起光成分がカットされても、通常のカラー画像を撮影する際の青成分の撮像には支障がない。

信号ケーブル１８と並行して引き通されたライトガイド１９は、短波長の励起光を効率よく伝達するため、紫外域の透過率が高い石英ファイバー等を束ねて構成されている。

光源装置２０Ａは、蛍光観察内視鏡１０のライトガイド１９の基端の端面に体腔壁を観察するための白色光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡１０のケーブルドライバ１５から受信した画像信号を処理して映像信号を生成し、モニター６０へ出力する。

光源装置２０の光学系は、実施例１と同様の白色光源３０と、調光用絞り３１と、集光レンズ３２とに加え、励起光を発する励起用光源(レーザー)３３と、この励起用光源３３から発した励起光を導く光導波路(シングルファイバー)３４と、この光導波路３４から発した発散光である励起光を平行光にするコリメートレンズ３５と、白色光の光路と励起光の光路とを合成するダイクロイックミラー３６とを備えている。

白色光源３０からライトガイド１９までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、光路合成素子であるダイクロイックミラー３６により合成している。ダイクロイックミラー３６は、可視光を透過させ、それ以下の波長の近紫外光を反射させる特性を有し、これにより白色光の大部分を透過させ、励起光を反射させ、これら透過した白色光と反射した励起光とをライトガイド１９の基端の端面へ向かう単一の光路に導く。

光源装置２０Ａには、ランプ用電源５１、励起用光源３３を駆動してオンオフするレーザードライバ５２、モータドライバ５３、ＣＣＤドライバ５６が備えられている。また、画像信号の処理系としては、第１〜第４の４つの画像メモリ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを備える。システムコントローラ７０には、静止画用スイッチ７２の他、蛍光モードスイッチ７３が接続されている。画像信号処理系の各回路の機能は、実施例１と同様である。

システムコントローラ７０は、蛍光モードスイッチ７３がオフの間はシステムを通常モードに設定して白色光により照明された体腔内の画像を撮影、表示する。また、蛍光モードスイッチ７３がオンされると、システムを蛍光モードに設定し、励起光により照射された体腔壁から発する自家蛍光の画像を撮影、表示する。

第１画像メモリ５８ａ、及び第２画像メモリ５８ｂは、通常モードでは、フルスクリーン表示画面用の画像信号及び親子画面表示する場合の親画面用の通常画像信号を記憶し、蛍光モードでは、同様の蛍光画像信号を記憶するメモリであり、それぞれインターレース画像の第１フィールド、第２フィールドを描画するための画像信号を記憶する。第３画像メモリ５８ｃは、静止画用スイッチが押された際に、白色光により照明された体腔内の通常画像の画像信号を記憶するメモリである。さらに、観察第４画像メモリ５８ｄは、静止画用スイッチがオンされた後、親子画面表示する場合の子画面用の通常画像信号を記憶するメモリである。

次に、実施例２の電子内視鏡システムの作用について説明する。通常モードでの作用は実施例１と同一である。すなわち、白色光を連続的に照射して撮影した通常画像を動画として表示し、静止画用スイッチがオンされると、第１，第２画像メモリ５８ａ，５８ｂへの書き込みを禁止して通常画像の静止画を親画面として表示すると共に、予め定められた一定時間通常画像の動画を子画面として表示し、一定時間経過後に非表示にする。通常モードでの親子画像は、図７に示した実施例１における表示例と同様である。さらに、静止画用スイッチがオンされた時点での通常画像の画像信号を記憶する第３画像メモリ５８ｃから第１ヒストグラム回路８０で生成されたヒストグラムと、刻々と変化する通常画像の画像信号を記憶する第４画像メモリ５８ｄから第２ヒストグラム回路８１で生成されたヒストグラムとを比較器８により比較し、内視鏡先端が移動してヒストグラムの差が基準値より大きくなった場合には再度子画面を表示させる。

蛍光モードでは、励起用光源３３を点灯して励起光を連続的に照射し、体腔壁が発する自家蛍光の画像を撮影した蛍光画像を動画として表示する。静止画用スイッチがオンされると、第１，第２画像メモリ５８ａ，５８ｂへの書き込みを禁止して蛍光画像の静止画を親画面として表示すると共に、励起用光源３３を消灯して白色光源３０を点灯し、予め定められた一定時間通常画像の動画を子画面として表示し、経過後に非表示にする。図１１は、蛍光モードでの親子画面の表示例である。さらに、白色光源３０を点灯した段階での通常画像の画像信号を第３画像メモリ５８ｃに記憶すると共に、刻々と変化する通常画像の画像信号を第４画像メモリ５８ｄに記憶する。第１，第２ヒストグラム回路８０，８１は、上記と同様各画像メモリに記憶された通常画像の画像信号からヒストグラムを求め、比較器８２により比較する。内視鏡先端が移動してヒストグラムの差が基準値より大きくなった場合には再度子画面を表示させる。

実施例２によれば、通常モードでは実施例１と同一の効果が得られると共に、蛍光モードでは蛍光画像の動画表示と静止画表示とを切り換えつつ、静止画の表示時には通常画像を必要な場合に子画面に動画で表示することができ、リアルタイムでの観察が可能となる。蛍光画像は通常画像と比較して輝度が低いため、子画面に表示する動画を蛍光画像とすると、対象の確認が困難になる。また、蛍光画像のヒストグラムでは輝度が低いことからＳＮ比が低くなり、ヒストグラムの比較においてノイズの影響が大きく、誤判断の可能性が高くなる。そこで、実施例２では、親画面に蛍光画像を表示する場合にも、子画面には通常画像を表示し、かつ、ヒストグラムの比較も通常画像を用いて実施している。なお、実施例２についても、実施例１の変形例と同様の変形例を構成することができる。

本発明の実施例１に係る電子内視鏡システムの外観図である。 図１に示される電子内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。 撮影された画像のヒストグラムの例を示すグラフである。 ヒストグラムを比較する際の範囲の上限、下限を示すグラフである。 実施例１の電子内視鏡システムの処理を示すフローチャートである。 実施例１の電子内視鏡システムの信号処理のタイミングを示すチャートである。 実施例１の電子内視鏡システムで静止画用スイッチをオンした際にモニター上に表示される画面の一例を示す説明図である。 実施例１の電子内視鏡システムの変形例の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る電子内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。 実施例２の電子内視鏡システムに使用される励起光カットフィルターの透過特性を示すグラフである。 実施例２の電子内視鏡システムで静止画用スイッチをオンした際にモニター上に表示される画面の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 電子内視鏡
１０Ａ 蛍光観察内視鏡
１６，１９ ライトガイド
２０，２０Ａ 光源装置
３０ 白色光源
３２ コンデンサレンズ
３３ 励起光源
３５ コリメートレンズ
３６ ダイクロイックミラー
５７ 前段信号処理回路
５８ａ〜５８ｄ 画像メモリ
５９ 後段信号処理回路
６０ モニター
７０ システムコントローラ
７１ タイミングコントローラ
７２ 静止画用スイッチ
７３ 蛍光モードスイッチ
８０ 第１ヒストグラム回路
８１ 第２ヒストグラム回路
８２ 比較器

Claims (6)

1. 体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部を通して照明光を挿入部先端に導くライトガイドと、照明された体腔内の画像を撮影する撮像素子とを有する電子内視鏡と、
   前記体腔内を観察するための可視光を発する可視光源を備え、前記可視光を前記ライトガイドに入射させる光源装置と、
   前記体腔内が可視光により照明されている期間に前記撮像素子から出力される信号により通常画像信号を生成する画像信号生成手段と、
   前記画像信号生成手段から出力される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
   静止画像を得る際に術者により操作される静止画用スイッチと、
   撮影中に前記静止画用スイッチが操作された際に、操作時に生成されていた前記通常画像信号に基づいて通常画像の静止画を前記表示装置に親画面として表示させると共に、連続的に生成される前記通常画像信号に基づいて通常画像の動画を前記表示装置に子画面として一定時間表示させた後、当該子画面を非表示にする制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
2. 体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部を通して照明光を挿入部先端に導くライトガイドと、照明された体腔内の画像を撮影する撮像素子とを有する電子内視鏡と、
   前記体腔内を観察するための可視光を発する可視光源と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光を発する励起光源とを備え、前記可視光と前記励起光とを選択的に前記ライトガイドに入射させる光源装置と、
   前記体腔内が可視光により照明されている期間に前記撮像素子から出力される信号により通常画像信号を生成し、前記体腔壁が励起光により照射されている期間に前記撮像素子から出力される信号により蛍光画像信号を生成する画像信号生成手段と、
   前記画像信号生成手段から出力される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
   静止画像を得る際に術者により操作される静止画用スイッチと、
   蛍光撮影の際には前記光源装置を制御して前記励起光をライトガイドに入射させると共に、前記画像信号生成手段を制御して蛍光画像信号を生成させ、通常撮影の際には前記光源装置を制御して前記可視光をライトガイドに入射させると共に、前記画像信号生成手段を制御して通常画像信号を生成させ、前記静止画用スイッチが操作された場合、蛍光撮影時には蛍光画像の静止画を、通常撮影時には通常画像の静止画を前記表示装置に親画面として表示させ、前記通常画像信号に基づいて通常画像の動画を前記表示装置に子画面として一定時間表示させた後、当該子画面を非表示にする制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
3. 前記親画面に前記静止画を表示した際の通常画像信号のヒストグラムと、前記子画面に表示する刻々と変化する通常画像信号のヒストグラムとを比較する比較手段を備え、前記制御手段は、前記比較手段の出力から両ヒストグラムの差が所定のレベルを超えたと判断される場合に、通常画像の動画を前記表示装置に子画面として再表示させることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡システム。
4. 体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部を通して照明光を挿入部先端に導くライトガイドと、照明された体腔内の画像を撮影する撮像素子とを有する電子内視鏡と、
   前記体腔内を観察するための可視光を発する可視光源を備え、前記可視光を前記ライトガイドに入射させる光源装置と、
   前記体腔内が可視光により照明されている期間に前記撮像素子から出力される信号により通常画像信号を生成する画像信号生成手段と、
   前記画像信号生成手段から出力される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
   静止画像を得る際に術者により操作される静止画用スイッチと、
   前記静止画用スイッチが押された際の通常画像信号のヒストグラムと、刻々と変化する通常画像信号のヒストグラムとを比較する比較手段と、
   撮影中に前記静止画用スイッチが操作された際に、操作時に生成されていた前記通常画像信号に基づいて通常画像の静止画を前記表示装置に親画面として表示させると共に、前記比較手段の出力から両ヒストグラムの差が所定のレベルを超えたと判断される場合に、連続的に生成される前記通常画像信号に基づいて通常画像の動画を前記表示装置に子画面として表示させる制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
5. 体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部を通して照明光を挿入部先端に導くライトガイドと、照明された体腔内の画像を撮影する撮像素子とを有する電子内視鏡と、
   前記体腔内を観察するための可視光を発する可視光源と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光を発する励起光源とを備え、前記可視光と前記励起光とを選択的に前記ライトガイドに入射させる光源装置と、
   前記体腔内が可視光により照明されている期間に前記撮像素子から出力される信号により通常画像信号を生成し、前記体腔壁が励起光により照射されている期間に前記撮像素子から出力される信号により蛍光画像信号を生成する画像信号生成手段と、
   前記画像信号生成手段から出力される画像信号に基づいて画像を表示する表示手段と、
   静止画像を得る際に術者により操作される静止画用スイッチと、
   前記静止画用スイッチが押された際の通常画像信号のヒストグラムと、刻々と変化する通常画像信号のヒストグラムとを比較する比較手段と、
   蛍光撮影の際には前記光源装置を制御して前記励起光をライトガイドに入射させると共に、前記画像信号生成手段を制御して蛍光画像信号を生成させ、通常撮影の際には前記光源装置を制御して前記可視光をライトガイドに入射させると共に、前記画像信号生成手段を制御して通常画像信号を生成させ、前記静止画用スイッチが操作された場合、蛍光撮影時には蛍光画像の静止画を、通常撮影時には通常画像の静止画を前記表示装置に親画面として表示させ、前記比較手段の出力から両ヒストグラムの差が所定のレベルを超えたと判断される場合に、連続的に生成される前記通常画像信号に基づいて通常画像の動画を前記表示装置に子画面として表示させる制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
6. 前記子画面は、前記親画面の一部に重ねて表示されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子内視鏡システム。