JP2012090889A

JP2012090889A - 蛍光観察装置

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Publication number: JP2012090889A
Application number: JP2010242608A
Authority: JP
Inventors: Yumi Shida; 裕美志田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-17
Also published as: CN103200857B; CN103200857A; US20130235258A1; US9313388B2; EP2620092A4; EP2620092A1; WO2012056970A1; EP2620092B1

Abstract

【課題】距離や角度により蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定する。
【解決手段】被写体Ａに対し、励起光および照明光を照射する照明部３と、該照明部３からの励起光の照射により前記被写体Ａにおいて発生した蛍光を撮影し蛍光画像Ｓ２を取得する蛍光撮像部１８と、照明部３からの照明光の照射により被写体Ａから戻る戻り光を撮影し戻り光画像Ｓ１を取得する戻り光撮像部１７と、蛍光撮像部１８により取得された蛍光画像Ｓ２が、設定された閾値Ｓ４以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部２４と、戻り光撮像部１７により取得された戻り光画像Ｓ１の階調値が高いほど閾値Ｓ４を高く設定する閾値設定部２２とを備える蛍光観察装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光観察装置に関するものである。

従来、観察対象の反射光画像と蛍光画像とを取得し、反射光画像の信号強度が所定の設定レベルを超えているか否かによって、蛍光画像の蛍光強度が小さい領域についても、病変部として検出する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−１９１９８９号公報

しかしながら、特許文献１の蛍光観察装置は、固定の閾値によって病変部を抽出するので、照明部の角度や距離が変動した場合には病変部を抽出しきれないという不都合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、距離や角度により蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定することができる蛍光観察装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、被写体に対し、励起光および照明光を照射する照明部と、該照明部からの励起光の照射により前記被写体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を取得する蛍光撮像部と、前記照明部からの照明光の照射により前記被写体から戻る戻り光を撮影し戻り光画像を取得する戻り光撮像部と、前記蛍光撮像部により取得された蛍光画像が、設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部と、前記戻り光撮像部により取得された戻り光画像の階調値が高いほど前記閾値を高く設定する閾値設定部とを備える蛍光観察装置を提供する。

本発明によれば、照明部から発せられた励起光が被写体に照射されると、被写体内に含まれる蛍光物質が励起されて発生した蛍光が蛍光撮像部によって撮影され、蛍光画像が取得される。また、照明部から発せられた照明光が被写体に照射されると、被写体から戻る戻り光が戻り光撮像部によって撮影され、戻り光画像が取得される。

そして、取得された蛍光画像の内、閾値設定部により設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域が領域抽出部により抽出される。戻り光画像の階調値が高い領域は、照明部と被写体とが近い等の位置関係により蛍光画像の階調値も高くなっている。したがって、戻り光画像の階調値が高いほど高い閾値を用いることにより、照明部と被写体との位置関係に依存して蛍光画像の階調値が高くなっている領域が高輝度領域として抽出されることを防止できる。すなわち、被写体への照射距離や角度により蛍光画像の階調値が高くなっている領域を除いて、真に、蛍光物質が多く存在する領域を抽出することができる。

上記発明においては、前記閾値設定部が、第１の階調値と第２の階調値との間において、前記戻り光画像の階調値が高いほど高くなる関数に従う前記閾値を設定し、前記第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、前記関数により算出される値より大きな前記閾値を設定するとしてもよい。
このようにすることで、第１の階調値と第２の階調値との間においては、関数に従う閾値により、高輝度領域を抽出することができる。

戻り光画像の階調値が第１の階調値より小さい階調値範囲は蛍光画像の階調値にノイズが多く含まれ、戻り光画像の階調値が前記第２の階調値より大きい階調値範囲は蛍光画像の階調値で飽和状態となる可能性が大きくなる。したがって、戻り光画像の階調値が第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、関数により算出される値より大きな閾値を設定することにより、ノイズや飽和状態などの蛍光信号の信頼性が低い領域が高輝度領域として抽出されることを防止することができる。

上記発明においては、前記閾値設定部が、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して形成された分割領域毎に前記閾値を設定し、前記領域抽出部が、各前記分割領域に設定された前記閾値を用いて、各前記分割領域に対応する位置に配置される前記蛍光画像の各小領域について、前記高輝度領域を抽出するとしてもよい。
このようにすることで、１画素毎に閾値を設定することに比べ演算量が少なくて済み、演算に要する時間を節約することができる。

上記発明においては、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して前記分割領域を形成するとともに、各該分割領域に対応する位置に配される前記蛍光画像の前記小領域を各前記分割領域に対応づける画像分割部と、前記戻り光画像内の複数の画素の平均階調値を算出する平均階調値算出部とを備え、前記画像分割部は、前記平均階調値算出部により算出された平均階調値が高いほど分割数を増やしてもよい。
このようにすることで、平均階調値算出部により算出される戻り光画像の平均階調値に応じた分割数によって、画像分割部により戻り光画像の分割領域が形成され、各分割領域毎に蛍光画像の各小領域が対応づけられる。

照明部を被写体に近接させたり、対向させたりしているときは、被写体をより詳細に観察しようとしている状態であり、この状態では平均階調値が高い。したがって、平均階調値が高いときに分割数を増やすことで、詳細に蛍光画像を観察することができる。
一方、照明部を被写体から遠くしたり、入射角度を浅くしたりしたときは、被写体を大まかに観察しようとしている状態であり、この状態では平均階調値が低い。したがって、平均階調値が低いときに分割数を減らすことで、演算回数が少なくてすみ、演算に要する時間を節約することができる。

上記発明においては、観察条件を変更するために着脱される着脱部品を備え、該着脱部品に識別情報が記憶され、該着脱部品に記憶された識別情報を読み取る識別情報読取部と、前記識別情報と前記戻り光画像の階調値と前記閾値とを対応づけて記憶する記憶部と、前記記憶部により対応づけて記憶された前記閾値を設定する前記閾値設定部とを備えていてもよい。

このようにすることで、着脱部品を着脱して観察条件を変更すると、着脱部品に記憶されている識別情報が、識別情報読取手段によって読み取られ、記憶部により識別情報と戻り光画像の階調値に対応づけて記憶された閾値は、閾値設定部により設定される。これにより、観察条件に合わせて最適な閾値を選択でき、観察条件が変動した場合においても定量性の高い蛍光観察を行うことができる。
着脱部品としては、例えば、内視鏡装置におけるスコープ等を挙げることができ、その場合に変更される観察条件としては、観察可能な蛍光の波長や強度および観察対象部位（胃、大腸など）等を挙げることができる。

本発明によれば、距離や角度による蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。予め設定された分割数で正方配列された複数の分割領域を示す図である。平均階調値が大きいほど大きくなる単調増加関数である閾値と平均階調値の関係のグラフを示す図である。図３において平均階調値の値に応じて適用する関数を変えたときの閾値と平均階調値の関係のグラフを示す図である。本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。図３において観察対象部位に応じて変化するグラフを示す図である。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、光源（照明部）３と、該光源３からの励起光および照明光を挿入部２の先端から被写体Ａに向けて照射する照明ユニット（照明部）４と、挿入部２の先端に設けられ、被写体Ａである生体組織の画像情報を取得する撮像ユニット５と、挿入部２の基端側に配置され、撮像ユニット５により取得された画像情報を処理する画像処理部６と、該画像処理部６により処理された画像Ｇを表示するモニタ７とを備えている。

光源３は、キセノンランプ８と、該キセノンランプ８から発せられた光から、励起光および照明光（波長帯域４００〜７４０ｎｍ）を切り出すフィルタ９と、フィルタ９により切り出された励起光および照明光を集光するカップリングレンズ１０とを備えている。
照明ユニット４は、挿入部２の長手方向のほぼ全長にわたって配置され、カップリングレンズ１０によって集光された励起光および照明光を導光するライトガイドファイバ１１と、挿入部２の先端に設けられ、ライトガイドファイバ１１によって導光されてきた励起光および照明光を拡散させて、挿入部２の先端面２aに対向する被写体Ａに照射する照明光学系１２とを備えている。

撮像ユニット５は、被写体Ａの所定の観察範囲から戻る光を集光する対物レンズ１３と、該対物レンズ１３によって集光された光のうち、励起波長以上の光（励起光および蛍光）を反射し、励起波長より短い波長の白色光（戻り光）を透過するダイクロイックミラー１４と、該ダイクロイックミラー１４により反射された蛍光およびダイクロイックミラー１４を透過した白色光をそれぞれ集光する２つの集光レンズ１５，１６と、集光レンズ１５，１６によって集光された白色光および蛍光を撮影するＣＣＤのような２個の撮像素子１７，１８とを備えている。図中、符号１９は、ダイクロイックミラー１４によって反射された光のうち励起光を遮断する（例えば、波長帯域７６０〜８５０ｎｍの光だけを透過する）励起光カットフィルタである。

画像処理部６は、撮像素子１７により取得された白色光画像情報Ｓ１から白色光画像Ｇ１を生成する白色光画像生成部２０と、白色光画像Ｇ１を複数の分割領域Ｒに分割して画像分割情報を得る画像分割部２１と、画像分割部２１により得られた画像分割情報から分割領域Ｒごとに閾値Ｓ４を設定する閾値設定部２２と、撮像素子１８により取得された蛍光画像情報Ｓ２から蛍光画像Ｇ２を生成する蛍光画像生成部２３と、閾値設定部２２により設定された各領域の閾値Ｓ４をもとに、蛍光画像Ｇ２から高輝度領域を抽出して高輝度領域画像Ｇ３を生成する領域抽出部２４と、領域抽出部２４により生成された高輝度領域画像Ｇ３と白色光画像Ｇ１とを切り換えてモニタ７に表示させる画像切替部２５とを備えている。

画像分割部２１は、白色光画像生成部２０から生成された白色光画像Ｇ１を格子状に分割し、縦横に配列された複数の分割領域Ｒを生成するようになっている。本実施形態においては、画像分割部２１は、例えば、図２に示されるように、予め設定された分割数（Ｍ×Ｍ）で、正方配列された複数の分割領域Ｒを生成するようになっている。

また、画像分割部２１は、白色光画像Ｇ１の各分割領域Ｒの位置と、各分割領域Ｒと同一範囲の被写体Ａを撮影している蛍光画像Ｇ２の小領域（図示略）の位置との対応関係を示す領域対応情報を記憶している。上述したように、白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２は、同一の被写体Ａから戻る光をダイクロイックミラー１４により分岐して撮影することにより得られているので、重複した撮影範囲を含み、被写体Ａの同一位置を撮影している画素の対応関係は、各撮像素子１７，１８の大きさや配置により定まっている。したがって、領域対応情報は、例えば、白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒを構成する画素のアドレス範囲と、蛍光画像Ｇ２の小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５との対応表である。

そして、画像分割部２１は、記憶している領域対応情報を用いて、蛍光画像Ｇ２の小領域毎に、該小領域の画素のアドレス範囲Ｓ５と、該小領域に対応する分割領域Ｒを構成する複数画素の階調値Ｓ３とを対応づけて出力するようになっている。

閾値設定部２２は、画像分割部２１から入力された各分割領域Ｒを構成する複数の画素の階調値Ｓ３を、対応する小領域毎に加算平均して平均階調値を算出するようになっている。
また、閾値設定部２２は、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を抽出するための閾値を平均階調値の関数として記憶している。

この関数は、標準試料等を撮影して得られた白色光画像Ｇ１の平均階調値と、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を精度よく抽出するための閾値との関係から予め得られたものである。白色光画像Ｇ１が明るい領域においては蛍光強度も高くなる傾向があるため、この関数は、図３に示されるように、平均階調値が大きいほど大きくなる単調増加関数となっている。

閾値設定部２２は、小領域毎に算出した平均階調値をこの関数に当てはめて閾値Ｓ４を求めるとともに、各小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５と対応づけて出力するようになっている。

領域抽出部２４は、蛍光画像生成部２３により生成された蛍光画像Ｇ２から、閾値設定部２２から受け取った小領域毎の閾値Ｓ４を用いて、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を抽出するようになっている。
具体的には、領域抽出部２４は、蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値と、該画素が属する小領域に対して設定されている閾値Ｓ４とを比較するようになっている。領域抽出部２４は、比較の結果、階調値が閾値Ｓ４より高い画素を、高輝度領域を構成する画素として抽出する。そして、階調値が閾値Ｓ４を超えた画素に値「１」、階調値が閾値Ｓ４以下の画素に値「０」を与えることにより、値「１」を有する画素の集合を高輝度領域画像Ｇ３として生成するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて被写体Ａである体内の生体組織の観察を行うには、体内に挿入部２を挿入して、挿入部２の先端面２ａを被写体Ａに対向させる。そして、光源３を作動させて、励起光および照明光を発生させ、カップリングレンズ１０によってライトガイドファイバ１１に入射させる。ライトガイドファイバ１１内を導光されて挿入部２の先端に達した励起光および照明光は、挿入部２先端の照明光学系１２によって拡散されて被写体Ａに照射される。

被写体Ａにおいては、内部に含まれている蛍光物質が励起光によって励起されることにより蛍光が発せられるとともに、被写体Ａの表面において白色光が反射させられる。蛍光および照明光の反射光（白色光）は、被写体Ａから挿入部２の先端面２ａに戻り、その一部の観察範囲内から発せられた蛍光および白色光が対物レンズ１３によって集光される。

対物レンズ１３によって集光された蛍光および白色光はダイクロイックミラー１４によって波長毎に分岐され、例えば４００〜７００ｎｍの波長帯域の白色光は、集光レンズ１５によって集光され、撮像素子１７により白色光画像情報Ｓ１として取得される。

また、対物レンズ１３によって集光された蛍光および白色光の内、ダイクロイックミラー１４を反射した光、例えば７００〜８５０ｎｍの波長帯域の励起光および蛍光を含む光からは、励起光カットフィルタ１９によって励起光（例えば７４０ｎｍ以下の光）が除去された後に、蛍光のみが集光レンズ１６によって集光されて撮像素子１８によって蛍光画像情報Ｓ２として取得される。

各撮像素子１７，１８によって取得された画像情報Ｓ１，Ｓ２は、画像処理部６に送られる。画像処理部６においては、白色光画像情報Ｓ１が白色光画像生成部２０に入力されて白色光画像Ｇ１が生成される。一方、蛍光画像情報Ｓ２が蛍光画像生成部２３に入力されて蛍光画像Ｇ２が生成される。

生成された白色光画像Ｇ１は、画像分割部２１により正方配列されたＭ×Ｍ個の分割領域Ｒに分割される。そして、画像分割部２１においては、記憶されている領域対応情報を用いて各分割領域Ｒを構成する複数の画素の階調値Ｓ３と、その分割領域Ｒに対応する蛍光画像Ｇ２の小領域の画素のアドレス範囲Ｓ５とが対応づけられて、閾値設定部２２に出力される。

閾値設定部２２においては、画像分割部２１から入力されてきた白色光画像Ｇ１の階調値Ｓ３が小領域毎に加算平均されて、平均階調値が算出される。そして、算出された平均階調値が予め記憶されている関数に当てはめられて閾値Ｓ４が算出される。これにより、蛍光画像Ｇ２の小領域毎に閾値Ｓ４が設定される。そして、設定された閾値Ｓ４は、小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５と対応づけられて領域抽出部２４に出力される。

領域抽出部２４では、蛍光画像生成部２３により生成された蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値が、閾値設定部２２から入力された閾値Ｓ４と比較され、閾値Ｓ４を超える階調値を有する画素が高輝度領域として抽出され、高輝度領域画像Ｇ３が生成される。

そして、生成された高輝度領域画像Ｇ３は、画像切替部２５によって白色光画像Ｇ１と切り替えてモニタ７に表示される。モニタ７に表示された白色光画像Ｇ１を観察しながら、操作者が必要に応じて画像切替部２５を操作することにより、高輝度領域画像Ｇ３をモニタ７に表示させて、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を白色光画像Ｇ１に対応づけて観察することができる。

この場合において、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、小領域毎に設定された閾値Ｓ４を用いて蛍光画像Ｇ２の高輝度領域が抽出される。閾値Ｓ４は、蛍光画像Ｇ２の小領域に対応する白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒの平均階調値が高ければ高いほど大きく設定されているので、被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域のみを高輝度領域として抽出することができる。

すなわち、生成された蛍光画像Ｇ２において、階調値の高い領域には、被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域と、励起光が強く照射されている領域とが含まれているが、病変部として抽出したいのは被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域のみである。また、白色光画像Ｇ１の階調値が高い領域は、照明ユニット４と被写体Ａとの位置関係によって高強度の白色光が照射されている領域であり、照射される励起光の強度も高くなっている。

したがって、白色光画像Ｇ１の階調値が高い領域においては閾値Ｓ４を大きく設定することにより、高強度の励起光が照射されているために蛍光画像Ｇ２の階調値が高くなっている領域を高輝度領域として抽出され難くすることができる。
その結果、励起光の被写体Ａへの照射距離や角度に依存することなく、真に蛍光物質が多く存在する領域を抽出することができる。例えば、生体組織内に発生した腫瘍部に特異的に集積する蛍光物質を投与して観察を行う場合、真に蛍光物質が多く存在する領域、すなわち、腫瘍部を精度よく特定することができるという利点がある。

また、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、高輝度領域を抽出するための閾値Ｓ４を分割領域Ｒ毎にまとめて設定するので、画素毎に閾値Ｓ４を設定する場合に比べて演算量が少なくて済み、演算に要する時間を節約することができる。
また、白色光画像Ｇ１の階調値によって配光影響を取り除くので、蛍光画像Ｇ２を白色光画像Ｇ１によって除算することにより配光影響を取り除くことに比べ演算量を低減することができる。

なお、本実施形態においては、白色光画像Ｇ１の平均階調値の全域にわたって同一の関数を用いて閾値Ｓ４を設定したが、これに代えて、図４に示されるように、平均階調値に応じて適用する関数を異ならせてもよい。
例えば、白色光画像Ｇ１を撮影する撮像素子１７の取り得る最小階調値Ｃ１より若干大きな第１の階調値Ｃ２と、最大階調値Ｃ３より若干小さい第２の階調値Ｃ４とを用いて、第１の階調値Ｃ２と第２の階調値Ｃ４の間においては上述した単調増加関数を用いることとしてもよい。そして、第１の階調値Ｃ２より小さい範囲および第２の階調値Ｃ４以上の階調値範囲においては、蛍光画像Ｇ２を撮影する撮像素子１８の取り得る最大階調値より大きな値Ｄが閾値Ｓ４として設定されるようにすることが好ましい。

生成された白色光画像Ｇ１において、階調値が小さい範囲ではノイズが多く含まれており、最大階調値となっている領域では、飽和している可能性が高い。このため、これらの領域では適正な閾値Ｓ４を選択することが困難であり、これらの領域においては閾値Ｓ４を大きく設定することにより、信号の信頼性の低い領域が高輝度領域として抽出されてしまうことを防止することができる。
なお、最大階調値より大きな値Ｄを設定することに代えて、関数により算出される値より大きな任意の閾値Ｓ４を採用してもよい。

また、本実施形態においては、関数として図２に示されるような一次関数を例示したが、これに代えて、単調増加関数であれば、他の任意の関数を採用してもよい。また、関数として計算式を記憶しておいてもよいし、平均階調値と閾値Ｓ４との対応関係を示すマップを記憶しておいて閾値Ｓ４を設定することにしてもよい。

また、本実施形態においては、複数画素からなる分割領域Ｒ毎に、その平均階調値から閾値Ｓ４を設定することとしたが、画素毎に閾値Ｓ４を設定することにしてもよい。このようにすることで、さらに詳細に高輝度領域を抽出することができる。

また、本実施形態においては、白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を白色光画像Ｇ１に対応づけてモニタ７に表示させ観察する際、並列してもよいし、重ねてもよい。
また、本実施形態においては、画像処理部６に画像分割部２１を設けるとしたが、これがなくてもよい。したがって、分割領域Ｒ毎ではなく、画素毎に閾値Ｓ４を設定し、高輝度領域を算出してもよい。このようにすることで、精度よく高輝度領域を抽出することができる。

また、本実施形態においては分割領域Ｒに対応する蛍光画像の小領域の平均階調値を求めて、この平均階調値と分割領域Ｒの閾値Ｓ４とを比較することにより高輝度領域を抽出してもよい。このようにすることで高輝度領域の抽出の演算量を低減し、高速で表示を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２６について以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る蛍光観察装置２６は、図５に示されるように、画像処理部６の白色光画像生成部２０と画像分割部２１の間に平均階調値算出部２７を備えている。
平均階調値算出部２７は、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像Ｇ１の全画素の階調値を加算平均して平均階調値Ｓ６を算出し、画像分割部２１に出力するようになっている。

また、本実施形態においては、画像分割部２１は、被写体Ａの同一位置を撮影している白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の画素毎の対応関係を示す対応情報を記憶している。
そして、画像分割部２１は、平均階調値算出部２７から入力された白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６により、平均階調値Ｓ６が高いほど多い分割数で画像を分割するようになっている。

すなわち、画像分割部２１は、分割数を設定すると、その分割数で白色光画像Ｇ１を分割した場合の各分割領域Ｒを構成する画素のアドレス範囲を決定するとともに、記憶されている対応情報から、分割領域Ｒのアドレス範囲に対応する蛍光画像Ｇ２の小領域のアドレス範囲Ｓ５を決定するようになっている。そして、画像分割部２１では、決定された各小領域のアドレス範囲Ｓ５に、対応する分割領域Ｒを構成する各画素の階調値Ｓ３が対応づけられて出力されるようになっている。

画像分割部２１は平均階調値Ｓ６の明るさによって決定された分割数によって、白色光画像Ｇ１を分割し、分割領域Ｒを生成するようになっている。
分割領域Ｒを構成する複数画素の階調値Ｓ３と、記憶している白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の対応情報を用いて分割された白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒ毎に対応する蛍光画像Ｇ２の各小領域を構成する各画素のアドレス範囲Ｓ５とを対応づけて、出力するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置２６によれば、より詳細に被写体Ａを観察したい場合は照明ユニット４と被写体Ａを近接させたり対向させたりすることにより、詳細に観察することができる。
この場合、被写体Ａと照明ユニット４の距離が近くなったり照明光の入射角度が深くなったりするため、白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６が高くなる。したがって、白色光画像Ｇ１の分割数を増やすことで分割領域Ｒ毎に詳細に高輝度領域を抽出することができる。

一方、大まかに被写体Ａを観察したい場合は、照明ユニット４を被写体Ａから離したり入射角度を浅くしたりするときであり、白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６が低くなる。したがって、白色光画像Ｇ１の分割数を減らすことで、演算回数が少なくてすみ、演算に要する時間を節約することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置２８について以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る蛍光観察装置２８においては、図６に示されるように、観察対象部位に応じて交換できるように、光源３および画像処理部６に対して着脱可能な挿入部（着脱部品）２を備えている。挿入部２には、該挿入部の識別情報を記憶するＩＣチップ２９が設けられている。

また、挿入部２が取り付けられる光源３側にＩＣチップ２９内の識別情報を読み取る読取装置３０と、識別情報と関数Ｓ７とを対応づけて記憶する記憶部３１とが備えられている。
読取装置３０は、挿入部２が取り付けられると、該挿入部２に設けられているＩＣチップ２９内の識別情報を読み取り、読み取った識別情報に対応する関数Ｓ７を記憶部３１から取得して、閾値設定部２２に出力するようになっている。

各挿入部２の撮像ユニット５は、それぞれの観察対象部位に適した観察を行えるように、異なる光学的特性を有しているので、各挿入部２が交換されると、白色光画像Ｇ１の階調値から閾値Ｓ４を設定するための関数Ｓ７も図７に示されるように、観察対象部位に応じて変化する。

したがって、本実施形態によれば、挿入部２のＩＣチップ２９に記憶された識別情報を読み取り、識別情報に対応する関数Ｓ７を記憶部３１から読み出して閾値設定部２２に出力することにより、閾値設定部２２は、観察対象部位に適した閾値Ｓ４を設定することができる。
すなわち、光源３に対して挿入部２が交換されても、該挿入部２に最適の関数Ｓ７が設定され、定量性の高い高輝度領域を取得することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、光源３に記憶部３１を備えて、関数Ｓ７を閾値設定部２２に出力することとしたが、これに代えて、識別情報に対応づけた関数を閾値設定部２２が記憶していて、読取装置３０から送られてくる識別情報に基づいて対応する関数を選択することにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、蛍光観察装置１，２６，２８として内視鏡を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の蛍光観察装置に適用することにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、照明光の反射光として白色光を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、励起光の反射光、自家蛍光等の他の任意の光を用いることにしてもよい。またダイクロイックミラー１４や励起光カットフィルタ１９の透過波長領域も、これに限定されるものではなく、他の任意の波長に適用することにしてもよい。

Ａ被写体
Ｓ１白色光画像情報（戻り光画像）
Ｓ２蛍光画像情報（蛍光画像）
Ｓ４閾値
１，２６，２８蛍光観察装置
２挿入部（着脱部品）
３光源（照明部）
４照明ユニット（照明部）
１７撮像素子（戻り光撮像部）
１８撮像素子（蛍光撮像部）
２１画像分割部
２２閾値設定部
２４領域抽出部
２７平均階調値算出部
３０読取装置（識別情報読取部）
３１記憶部

Claims

被写体に対し、励起光および照明光を照射する照明部と、
該照明部からの励起光の照射により前記被写体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を取得する蛍光撮像部と、
前記照明部からの照明光の照射により前記被写体から戻る戻り光を撮影し戻り光画像を取得する戻り光撮像部と、
前記蛍光撮像部により取得された蛍光画像が、設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部と、
前記戻り光撮像部により取得された戻り光画像の階調値が高いほど前記閾値を高く設定する閾値設定部とを備える蛍光観察装置。
前記閾値設定部が、第１の階調値と第２の階調値との間において、前記戻り光画像の階調値が高いほど高くなる関数に従う前記閾値を設定し、前記第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、前記関数により算出される値より大きな前記閾値を設定する請求項１に記載の蛍光観察装置。
前記閾値設定部が、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して形成された前記分割領域毎に前記閾値を設定し、
前記領域抽出部が、各前記分割領域に設定された前記閾値を用いて、各前記分割領域に対応する位置に配置される前記蛍光画像の各小領域について、前記高輝度領域を抽出する請求項１または請求項２に記載の蛍光観察装置。
前記戻り光画像を複数画素毎に分割して前記分割領域を形成するとともに、各該分割領域に対応する位置に配される前記蛍光画像の前記小領域を各前記分割領域に対応づける画像分割部と、
前記戻り光画像内の複数の画素の平均階調値を算出する平均階調値算出部とを備え、
前記画像分割部は、前記平均階調値算出部により算出された平均階調値が高いほど分割数を増やす請求項３に記載の蛍光観察装置。
観察条件を変更するために着脱される着脱部品を備え、
該着脱部品に識別情報が記憶され、
該着脱部品に記憶された識別情報を読み取る識別情報読取部と、
前記識別情報と前記戻り光画像の階調値と前記閾値とを対応づけて記憶する記憶部と、
前記記憶部により対応づけて記憶された前記閾値を設定する前記閾値設定部とを備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置。