JP3884265B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射光画像と蛍光画像を得る内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになった。特に医療用分野においては、通常の白色光による通常画像を得る内視鏡装置の他に、正常組織と病変組織とを識別し易いような画像が得られるような技術の提案も行われている。
【０００３】
例えば、第１の従来例としての特開２００１−１３７１７４号公報では、主として蛍光の相対強度を色に、輝度に参照光の強度を反映させて表示信号を生成する装置を開示している。
また、第２の従来例としての特開２０００−２７０２６５号公報では、蛍光画像と背景画像とを重ね合わせる装置を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
第１の先行技術では正常組織から発せられる蛍光の強度は患者毎に異なるため、患者毎に正常組織の色調が異なって、病変組織と正常組織との識別が困難になる可能性がある。
また、第２の従来例では、反射光が広帯域のため、十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得る機能が低下する欠点がある。
【０００５】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で十分に正常組織と病変組織とを識別し易いような画像を得ることができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、少なくとも蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段を持つ光源と、生体組織に前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、前記蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して画像を構築する画像生成手段と、前記画像生成手段により処理された画像を表示する表示手段よりなる内視鏡装置における前記画像生成手段と表示手段の間に接続可能であり、前記蛍光画像モード時において、入力した蛍光画像信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に軸変換し、前記表示手段に表示する際、病変組織部分を所定の略単一の色相内に集約するように表示する第１の表示制御モードと、当該略単一の色相内に集約して表示された当該病変組織部分を所定の複数の色相に分散させて表示可能とする第２の表示制御モードとを切り換えて表示するよう制御する手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図１３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示し、図２は通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタが設けられた切替フィルタの構成を示し、図３は通常観察用フィルタ、蛍光観察用フィルタ及び励起光カットフィルタの波長に対する透過特性を示し、図４は画像処理回路の構成を示し、図５は生体組織に対する蛍光画像の波長より得られる強度分布の特性例と、生体組織に対する反射光の波長より得られる強度分布の特性例とを示し、図６は蛍光強度と２つの反射光強度を３軸とした軸空間座標上で正常の部分と病変の部分とを分布させた様子を示し、図７は第１の反射光の波長をパラメータとした場合における第２の反射光の中心波長に対する分離度の変化の様子を示し、図８は第１の反射光の波長幅をパラメータとした場合における第２の反射光の中心波長に対する分離能の変化の様子を示し、図９から図１２まではマトリックスを変更した場合におけるる正常部分と病変部分の分布を示す色度図を示し、図１３は画像処理回路による演算範囲を示す。
【０００８】
図１に示す本発明の第１の実施の形態の通常観察モードと蛍光観察モードとを備えた内視鏡装置１Ａは、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡２Ａと、通常観察用の光及び励起用光を発する光源装置３Ａと、通常観察画像と蛍光画像を構築するための信号処理を行うプロセッサ４Ａと、通常光による画像と蛍光による画像を表示するモニタ５とにより構成される。
【０００９】
電子内視鏡２Ａは体腔内に挿入される細長の挿入部７を有し、この挿入部７の先端部８に照明手段と撮像手段を内蔵している。
挿入部７内には通常観察のための照明光及び励起光を伝送（導光）するライトガイドファイバ９が挿通され、このライトガイドファイバ９の手元側の入射端に設けた光源用コネクタ１０は光源装置３Ａに着脱自在に接続される。
【００１０】
光源装置３Ａは、ランプ駆動回路１１により発光するように駆動され、赤外波長帯域から可視光帯域を含む光を放射するランプ１２と、このランプ１２による照明光路上に設けられ、ランプ１２からの光量を制限する光源絞り１３と、照明光路上に設けられた切替フィルタ部１４と、この切替フィルタ部１４を通った光を集光するコンデンサレンズ１５とを備えている。
【００１１】
この切替フィルタ部１４は回転用モータ１６により回転されると共に、移動用モータ２０により光路上に配置されるフィルタが切り替えられる切替フィルタ１７と、回転用モータ１６に取り付けたラック１８に螺合するピニオン１９を回転駆動することにより、回転用モータ１６と共に切替フィルタ１７を光軸に垂直な方向に移動する移動用モータ２０とを備えている。
【００１２】
切替フィルタ１７には図２に示すように内周側と外周側とに同心状に通常観察用のＲＧＢフィルタ２１と蛍光観察用フィルタ２２とが設けてあり、前記移動用モータ２０を駆動することにより光路上に通常照明用フィルタ２１を設定して通常画像モード（通常モードともいう）での動作状態に設定したり、通常照明用フィルタ２１から蛍光照明用フィルタ２２に切り換えて蛍光画像モード（蛍光モードともいう）に設定した動作状態に切り替えができるようにしている。
【００１３】
上記ＲＧＢフィルタ２１は、周方向にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが３等分するように設けてあり、回転モータ１６で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に順次、略連続的に介挿される。
【００１４】
また、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの透過特性は図３（Ａ）に示すように、６００−７００ｎｍ、５００−６００ｎｍ、４００−５００ｎｍの各波長帯の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。図３等では符号２１ａ、２１ｂ、２１ｃの代わりに、そのフィルタ透過特性に対応する符号Ｒ、Ｇ、Ｂを用いて示している（後述する蛍光観察用フィルタ２２においても、同様である）。
【００１５】
また、蛍光観察用フィルタ２２は、周方向に狭帯域の赤（Ｒ１）、狭帯域の緑（Ｇ１）、狭帯域の励起光（Ｅ１）をそれぞれ透過するＲ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが３等分するように設けてあり、回転用モータ１６で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に順次介挿される。
また、Ｒ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの透過特性は図３（Ｂ）に示すように５９０−６１０ｎｍ、５４０−５６０ｎｍ、３９０−４４５ｎｍを各波長帯域の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。
【００１６】
光源装置３Ａからの照明光はライトガイドファイバ９により、電子内視鏡２Ａの挿入部７の先端側に伝送（導光）される。このライトガイドファイバ９は蛍光観察のための光と通常観察のための光を少ない伝送ロスで伝送する。このライトガイドファイバ９としては、例えば多成分系ガラスファイバ、石英ファイバ等で構成される。
【００１７】
ライトガイドファイバ９の先端面に伝送された光は、その先端面に対向する照明窓に取り付けた照明レンズ２４を経て、拡開して体腔内の観察対象部位側に照射される。
【００１８】
先端部８にはこの照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には光学像を結ぶための対物レンズ系２５と、遠点から近点までフォーカスを合わせるため空間的に入射光量を制限する絞り２６と、励起光をカットする励起光カットフィルタ２７と、蛍光および反射光の各画像を撮像する撮像素子として例えばモノクロ撮像（或いは白黒撮像）を行う電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２８とが配置されている。
蛍光および反射画像を撮像する撮像素子としては、ＣＣＤ２８の代わりにＣＭＤ (Charged Modulation Device) 撮像素子、Ｃ−ＭＯＳ撮像素子、ＡＭＩ(Amplified MOS Imager)、ＢＣＣＤ(Back Illuminated ＣＣＤ）でも良い。
【００１９】
励起光カットフィルタ２７は蛍光観察時に、蛍光を発生させるために励起される励起光を遮光するフィルタである。この励起光カットフィルタ２７の特性を図３（Ｃ）に示す。この図３（Ｃ）に示すように４７０−７００ｎｍの波長帯域を透過する、つまり、青色帯域の一部の波長（４００−４７０ｎｍ）を除いた可視光を透過する特性を有する。
【００２０】
なお、この電子内視鏡２Ａには蛍光画像モードと通常画像モードとを選択する指示操作や、フリーズ、レリーズの指示操作を行うためのスコープスイッチ２９が設けてあり、その操作信号は制御回路３７に入力され、制御回路３７はその操作信号に対応した制御動作を行う。
【００２１】
例えばスコープスイッチ２９におけるモード切換スイッチの通常モードスイッチを操作すると、光源装置３Ａはライトガイドファイバ９に通常モードの照明光、つまりＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態となり、またプロセッサ４Ａも通常モードに対応した信号処理を行う状態になる。
【００２２】
また、モード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作すると、光源装置３Ａはライトガイドファイバ９に蛍光モードの照明光、つまりＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光を順次供給する状態となり、またプロセッサ４Ａも蛍光モードに対応した信号処理を行う状態になる。
【００２３】
ＣＣＤ２８はプロセッサ４Ａ内に設けたＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号により駆動され、ＣＣＤ２８に結像された光学像を光電変換して画像信号を出力する。
【００２４】
この画像信号はプロセッサ４Ａ内に設けたプリアンプ３２で増幅され、さらにオートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路３３で所定レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジタル信号（画像データ）に変換され、各画像データは切換を行うマルチプレクサ３５を経て、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ及び第３フレームメモリ３６ｃに一時格納（記憶）される。
【００２５】
なお、ＣＣＤ駆動回路３１は制御回路３７により制御される。具体的には、後述するように通常モードにおいては、Ｂフィルタ２１ｃで照明を行った場合、ＣＣＤ２８で受光される光量が他のＲ、Ｇフィルタ２１ａ、２１ｂで照明を行った場合よりも低下するので、電子シャッタ機能を動作させる。
【００２６】
また、蛍光モードにおいても、Ｅ１フィルタ２２ｃにより励起光を照射して蛍光画像を得る期間におけるＣＣＤ２８で受光される光量がＲ１、Ｇ１フィルタ２２ａ、２２ｂで照明を行った場合の反射光の場合よりもはるかに低下するので、電子シャッタ機能を動作させる。
【００２７】
また、制御回路３７は選択されたモードに応じて移動用モータ２０を制御する。また、回転用モータ１６は制御回路３７により制御されると共に、この回転用モータ１６の回転軸等に取り付けた図示しないエンコーダの出力は制御回路３７に入力され、制御回路３７はこのエンコーダの出力に同期してＣＣＤ駆動回路３１やマルチプレクサ３５の切換等を制御する。
【００２８】
また、制御回路３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、通常モードではＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの照明のもとで撮像した各画像データをそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。
【００２９】
また、蛍光モードにおいても、制御回路３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、Ｒ１、Ｇ１、Ｅ１フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの照明のもとで撮像した各信号をそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。
上記フレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納された画像データは画像処理回路３８に入力され、図４で後述するように入力信号に対してマトリックス回路４５で変換して正常組織部分と病変組織部分とを識別し易い色相の出力信号に変換する画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力される。
【００３０】
本実施の形態の特徴の１つとなる画像処理回路３８では、これに入力される３つの信号、つまり、狭帯域の２つの照明光Ｇ１、Ｒ１による生体組織での反射光を撮像した反射光撮像信号と励起光Ｅ１により生体組織より発生した蛍光を撮像した蛍光画像信号を画像処理回路３８でマトリックス変換処理してカラー表示するＲＧＢの３つのチャンネルに割り当てるようにしている。
【００３１】
また、このプロセッサ４Ａにはプリアンプ３２を通した信号に基づいて光源装置３Ａ内の光源絞り１３の開口量を自動的に制御する調光回路４０が設けてある。また、この調光回路４０は制御回路３７により、制御される。
また、この制御回路３７は、ランプ駆動回路１１のランプ１２を発光駆動するランプ電流を制御する。
また、この制御回路３７はスコープスイッチ２９の操作に応じた制御動作を行う。
【００３２】
また、電子内視鏡２Ａにはその電子内視鏡２Ａの少なくともその機種を含む固有のＩＤ情報を発生するスコープＩＤ発生部４１を有し、電子内視鏡２Ａをプロセッサ４Ａに接続すると、プロセッサ４Ａ側に設けた機種検知回路４２により、接続された電子内視鏡２Ａの機種情報を検知し、その機種情報を制御回路３７に送る。
【００３３】
制御回路３７は接続された電子内視鏡２Ａの機種の特性に応じて、画像処理回路３８のマトリックス回路のパラメータを適切なものに設定する制御信号を送る。また、画像処理回路３８には、マトリックス回路のパラメータを選択設定ができる設定スイッチ４３も接続されている。
【００３４】
図４を参照して画像処理回路３８の具体的な構成を示す。
図４に示すように第１〜第３フレームメモリ３６ａ〜３６ｃから画像処理回路３８の３つの入力端Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃには通常画像モードではＲ、Ｇ、Ｂの信号が入力され、蛍光画像モードではＲ１、Ｇ１、ＥＸの信号が入力される。ここでは、簡単化のため、Ｒ１、Ｇ１の信号は、Ｒ１、Ｇ１の照明光の下で、生体組織で反射信号を撮像した撮像信号を示し、ＥＸの信号は励起光Ｅ１の下で撮像した蛍光画像の信号を示している。
【００３５】
入力端Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに入力されたＲ、Ｇ、Ｂの信号或いはＲ１、Ｇ１、ＥＸの信号はマトリックス回路４５により、信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に変換されて出力される。実際には、通常画像モードでは入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂをそのまま出力する。一方、蛍光画像モードでは、入力信号Ｒ１、Ｇ１、ＥＸは信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に変換されて出力される。
【００３６】
つまり、マトリックス回路４５の３行３列のマトリックスエレメント（パラメータとも言う）をａｉｊとした場合、
【００３７】
【式１】

と表される。
【００３８】
なお、式１は蛍光画像モードの場合で示す。一方、式１′はより一般的に入力信号として入力１、２、３（通常モードでは入力１、２、３は信号Ｒ、Ｇ、Ｂとなり、蛍光モードではＲ１、Ｇ１、ＥＸとなる）に対してマトリックス回路４５により信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に変換して出力する場合を示している。
【００３９】
マトリックス回路４５の出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′はさらに３つのレンジ補正テーブル４６ａ、４６ｂ、４６ｃを通して所定範囲外のものが補正され、この画像処理回路３８の出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′となり、出力端Ｔａ′、Ｔｂ′、Ｔｃ′から（モニタ５のＲ、Ｇ、Ｂチャンネルに接続されている）Ｄ／Ａ変換回路３９に出力される。
【００４０】
なお、レンジ補正テーブル４６ａ、４６ｂ、４６ｃは、このレンジ補正テーブル４６ａ、４６ｂ、４６ｃに入力される信号における異常値を補正するためのもので、通常の信号レベルのものはそのまま出力するので、簡単化のためレンジ補正テーブル４６ａ、４６ｂ、４６ｃの出力信号もＲ′、Ｇ′、Ｂ′で示す。
【００４１】
また、このマトリックス回路４５はそのパラメータａｉｊを決定するパラメータ決定部４７と接続され、このパラメータ決定部４７は制御回路３７とＲＯＭ４８とが接続されている。また、このＲＯＭ４８には、設定スイッチ４３が接続されている。
【００４２】
ＲＯＭ４８にはパラメータａｉｊを変えた複数のマトリックスエレメントが格納されており、制御回路３７による制御信号によってパラメータ決定部４７により決定（選択）されるパラメータがマトリックス回路４５に送られ、式１′のパラメータａｉｊが決定される。
【００４３】
具体的には、制御回路３７により、プロセッサ４Ａに接続された電子内視鏡２Ａの機種に応じてその機種の場合に適したパラメータに設定する制御信号がパラメータ決定部４７に送られ、パラメータ決定部４７は制御信号に対応したパラメータに決定する。
【００４４】
また、ユーザが設定スイッチ４３を操作して、ＲＯＭ４８に格納されたパラメータを選択設定した場合には、パラメータ決定部４７はその選択設定されたパラメータとなるようにマトリックス回路４５のパラメータを設定する。
【００４５】
本実施の形態では内視鏡装置１Ａでは、光源装置３Ａの切替フィルタ１７のＲＧＢフィルタ２１、蛍光観察用フィルタ２２及び、電子内視鏡２Ａの撮像光路中に設けた励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性を図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように設定して、正常組織と病変組織の部分との分離度を大きくできるようにしたことが特徴となっている。
【００４６】
また、画像処理回路３８により、特に入力信号Ｒ１，Ｇ１，ＥＸに対してマトリックス変換を行って正常組織と病変組織とを識別し易いように色相が異なり、病変組織が特定の色相に入るように表示できるように設定したことも特徴となっている。
【００４７】
まず分離能を大きくしたことを図５等を参照して以下に説明する。
図５（Ａ）は生体組織により得られる蛍光画像の波長に対する強度分布の特性例を示し、図５（Ｂ）は生体組織により得られる反射光の波長に対する強度分布の特性例とを示す。
【００４８】
図５（Ａ）から分かるように５２０ｎｍ付近でピークとなる分布特性を示し、本実施の形態では励起光カットフィルタ２７による透過特性をこの５２０ｎｍ付近の波長帯域を含むように設定している。
【００４９】
また、図５（Ｂ）の反射光の強度特性では、５５０ｎｍ付近でヘモグロビンによる吸収が大きく、この波長付近で反射強度が低下する谷となっている。なお、６００ｎｍ付近はヘモグロビンによる非吸収帯となる。
そして、２つのフィルタ２２ａ、２２ｂ（図ではＧ１、Ｒ１）の中心波長は５５０ｎｍと６００ｎｍに設定されている。
【００５０】
つまり、本実施の形態では、Ｒ１フィルタ２２ａの帯域を酸化ヘモグロビンの吸光度が低い部分に設定し、かつＧ１フィルタ２２ｂの帯域を酸化ヘモグロビンの吸光度が高い部分に設定している。
【００５１】
なお、蛍光モードで照明し、その反射光で撮像する第１及び第２の照明光（反射光）となるＧ１、Ｒ１の光は、その波長幅を例えば２０ｎｍに設定している（後述するように２０ｎｍ以下に設定しても良い）。
なお、Ｅ１フィルタ２２ｃにより遮光された青色領域（の長波長領域）と、励起光カットフィルタ２７で遮光させた青色領域（の短波長領域）の光の透過率はＯＤ４（１／１００００）以下に設定されている。
【００５２】
上述のように蛍光モードでの２つの反射光の画像を得る場合におけるその波長（中心波長）を５５０ｎｍと６００ｎｍに設定した理由を図６等により説明する。なお、蛍光画像の波長帯域は反射光による画像の強度に比べて小さいので、その輝度レベルが反射光による画像に比べて相対的に低くなり、色相による識別もしにくくなるので、その輝度レベルを大きくして色相による識別をし易くするために少なくとも蛍光スペクトルにおけるピークの波長（５２０ｎｍ付近）を含む広い帯域に設定している。
【００５３】
図６は２つの反射光強度と蛍光強度とを３軸とした軸空間座標上で正常の部分と病変の部分とを分布させた様子を示す。図６において、梨地模様で示す部分が生体組織における正常組織、斜線で示す部分が生体組織における病変組織となることを示す。
【００５４】
そして、正常組織と病変組織とが重なった部分が小さい程、正常組織と病変組織との識別が容易となるので、本実施の形態では、この重なり部分が最小となるように、２つの反射光の帯域を統計的手法（具体的にはフィッシャーの判別関数）を用いて算出する。
つまり、正常組織と病変組織の分布の重なりにより分離能Ｓを以下の式で求める。
【００５５】
分離能Ｓ＝１−（正常組織と病変組織の分布が重なった部分）／（分布全体）
そして、第１の反射光と第２の反射光との中心波長を変化させて、得られる分離能Ｓを算出する。
【００５６】
図７は第１の反射光をパラメータとして変化させた場合における第２の反射光の中心波長に対して得られる分離能Ｓを示す。ここでは、第１の反射光の中心波長をパラメータとして５１０ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍと変化させた場合を示している。
【００５７】
そして、第１の反射光の中心波長が５５０ｎｍで、第２の反射光の中心波長が６００ｎｍの場合に最も大きな分離能Ｓが得られることが分かる。なお、第１の反射光と第２の反射光の中心波長を入れ換えた場合、つまり第１の反射光の中心波長が６００ｎｍで、第２の反射光の中心波長が５５０ｎｍの場合に最も大きな分離能Ｓが得られる。
【００５８】
また、図８は第１の反射光の中心波長を５５０ｎｍとし、その波長幅をパラメータとして変化させた場合に得られる分離能Ｓを示す。図８では波長幅を８０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍにした場合を示す。
【００５９】
図８から第１の反射光の中心波長を５５０ｎｍは略２０ｎｍかこれより小さい場合に大きな分離能Ｓが得られることが分かる。図８からは２０ｎｍより１０ｎｍの場合の方が大きな分離能Ｓが得られるが、波長幅を小さくすると、強度が低下してＳ／Ｎが低下する。このため、本実施の形態では、２０ｎｍの波長幅に設定している。プロセッサ４Ａの信号処理系等のＳ／Ｎに応じて、波長幅を２０ｎｍ以下の例えば１０ｎｍ等にしても良い。
【００６０】
図７及び図８から、本実施の形態では、図３に示したように第１及び第２の反射光（照明光）の波長をそれぞれ、５５０ｎｍと６００ｎｍとに設定すると共に、その波長幅を２０ｎｍに設定して、大きな分離能Ｓにできるように、つまり正常組織と病変組織とを出来るだけ分離した状態に分布させることができるようにしている。
【００６１】
上述したように、本実施の形態では蛍光画像の強度は反射光の場合に比べてはるかに弱いので、図５（Ａ）に示すようにその強度がピークとなる５２０ｎｍ付近の波長帯域を含む蛍光画像を得る特性の励起光カットフィルタ２７を採用している。これにより、Ｓ／Ｎの良い蛍光画像を得られるようにしている。
【００６２】
また、本実施の形態では、画像処理回路３８によるマトリックス変換のパラメータを適切な値に設定して、正常組織と病変組織とを表示画像上で、識別し易い色相（輝度も含む）となるようにしている。
そして、図９から図１２に示す色度図上に正常組織と病変組織が識別し易い状態で分布するような輝度及び色相の状態で、擬似カラー表示できるようにしている。
【００６３】
なお、図１３はモニタ５の表示面を示す。モニタ５には図１３における正方形部分４９がＣＣＤ２８により撮像した撮像エリアであり、モニタ５にはその４隅の暗くなる部分をカットした八角形部分が内視鏡画像の表示エリア５０となり、本実施の形態ではこの表示エリア５０の範囲に相当する映像信号期間のみ画像処理回路３８を動作させることにより、画像処理回路３８でマトリックス変換等を行う処理量を減らし、高速処理ができるようにしている。
このような構成による本実施の形態の作用を以下に説明する。
図１に示すように電子内視鏡２Ａの光源用コネクタ１０を光源装置３Ａに接続し、また電子内視鏡２Ａの図示しない信号用コネクタをプロセッサ４Ａに接続する。そして、図１に示すような接続状態に設定して、各装置の電源を投入し、動作状態に設定する。すると、制御回路３７は初期設定の動作を行い、この初期設定の状態では例えば通常モードで動作するように設定する制御を行う。
【００６４】
この通常モードでは、制御回路３７は光源装置３Ａの移動用モータ２０を制御して、切替フィルタ１７をその内周側のＲＧＢフィルタ２１が照明光路中に位置するように設定する。
そして、回転モータ１６を回転させる。ランプ１２の白色光は切替フィルタ１７のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが順次照明光路中に配置されるようになり、観察対象側へＲ、Ｇ、Ｂの照明光が出射される。
【００６５】
この通常モードでは切替フィルタによる（観察対象側への）照明光はＲ、Ｇ、Ｂフィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが順次照明光路中に配置される。
Ｒ、Ｇ、Ｂの光で順次照明され、ＣＣＤ２８で撮像された信号は、増幅、Ａ／Ｄ変換された後、マルチプレクサ３５が制御回路３７で順次切り換えられることにより、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次格納される。
【００６６】
これらフレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分の画像データは所定のフレーム期間（例えば３３ｍｓ、つまり１／３０秒）で同時に読み出され、画像処理回路３８に入力される。
【００６７】
この画像処理回路３８は通常モードでは、入力信号をそのまま出力する。例えばマトリックス回路４５とレンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃをスルーしてＤ／Ａ変換回路３９に出力するようにしても良いし、通常モードに設定したマトリックス回路４５を通すようにしても良い。
【００６８】
この場合には、例えば制御回路３７は通常モードである制御信号をパラメータ決定部４７に送り、パラメータ決定部４７は、マトリックス回路４５のパラメータａｉｊとしてａ１１、ａ２２、ａ３３の対角要素のみを１、その他を０にして、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力信号としてそのまま出力する。この場合、レンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃは例えばスルーして信号を通す。
【００６９】
このようにして、Ｄ／Ａ変換回路３９を経てアナログの標準的な映像信号、ここではＲＧＢ信号にされてＲ、Ｇ、Ｂチャンネルからモニタ５に出力され、モニタ５の表示面には（白色光を照射した場合に、直接被写体を観察した場合のカラー色調を反映した）通常観察画像がカラー表示される。
【００７０】
上述したように、Ｂフィルタ２１ｃを通して照明を行った場合における被写体側での反射光量は励起光カットフィルタ２７によりその短波長側がカットされてＣＣＤ２８で受光されるため、そのＢの色成分画像の受光量が他のＲ、Ｇの色成分画像の受光量より少なくなり、そのままではホワイトバランスが崩れることになる。
【００７１】
これを防止するために、制御回路３７はＣＣＤ駆動回路３１を介してＢフィルタ２１ｃでの照明期間で撮像した場合のＣＣＤ２８の増幅率を例えば２倍に増大させる。
また、制御回路３７はランプ駆動回路１１を制御し、Ｂフィルタ２１ｃでの照明期間におけるランプ１２を駆動するランプ電流を、例えば通常のランプ電流の値増大させて、Ｂの照明光量を増大させる。
【００７２】
また、制御回路３７はＣＣＤ駆動回路３１を制御し、ＣＣＤ２８の電子シャッタの機能を動作させる。つまり、Ｒ、Ｇの照明期間においては、その照明期間の一部の期間でのみ撮像を行うようにして、短い撮像期間となるようにＣＣＤ２８を駆動し、これに対してＢの照明期間においては、その照明期間の全部を撮像に用いるようにして、長い撮像期間となるようにする。
【００７３】
このようにして、モニタ５にはホワイトバランスがとれた通常画像を表示する。なお、電子シャッタによる撮像期間の設定は予め白い被写体を撮像した場合に、モニタ５でその被写体が白く表示されるように、制御回路３７内の図示しないメモリ等に、具体的な撮像期間の値が格納されている（或いは、電源投入の後の初期設定の際に、白い被写体を撮像して、電子シャッタによる撮像期間を具体的に設定するようにしても良い）。この時、電子シャッタの撮像期間ではなく、ＣＣＤ増幅率の値、ランプ電流の値を記憶して、これらを単独或いは組み合わせても良い。
【００７４】
このようにして通常モードで被写体を観察でき、例えば注目する患部部位等の被写体に対して蛍光観察を行いたい場合には、スコープスイッチ２９のモード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作する。
【００７５】
すると、この操作信号を受けて、制御回路３７は光源装置３Ａは移動用モータ２０を駆動して、切替フィルタ１７を移動させ、蛍光観察用フィルタ２２が照明光路上に配置される状態に設定し、蛍光モードに切り換える。
蛍光モードに設定されると、電子内視鏡２Ａのライトガイドファイバ９には蛍光モードの照明光、つまり図３（Ｂ）に示すＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次供給される状態となる。
【００７６】
そして、被写体にはＲ１、Ｇ１、Ｅ１の光が順次照射される。Ｒ１、Ｇ１の照明の場合には、通常モードでのＲ、Ｇの光が順次照射された場合と同様の動作となる。つまり、この場合にはＲ１、Ｇ１の被写体での反射光をＣＣＤ２８で受光する。この場合、励起光カットフィルタ２７による影響を受けないで、ＣＣＤ２８は撮像することになる。
【００７７】
これに対し、励起光Ｅ１を照射した場合には、その励起光Ｅ１の反射光は励起光カットフィルタ２７で殆ど完全に遮光され、かつこの励起光カットフィルタ２７の透過帯域内の被写体側からの蛍光を受光する。
【００７８】
この蛍光の強度は、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光の強度に比べてはるかに小さいので、上述した通常モードでのＲ、Ｇの照明、Ｂの照明及びそれらの場合の信号処理と類似した動作を行うようにして、（Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光の画像と対比し易い）明るい蛍光画像が表示されるようにする。
【００７９】
具体的には、Ｒ１、Ｇ１の被写体での反射光を撮像する場合には、電子シャッタにより、照明期間の一部の期間でのみＣＣＤ２８で撮像した画像データを第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂに格納するようにする。
【００８０】
これに対し、Ｅ１の励起光を照射した場合で、その蛍光画像を撮像する場合には、ＣＣＤ２８の増幅率を例えば１０倍から１００倍程度に増大し、かつランプ電流も増大し、励起光の照明光量も増大させる。そして、この場合に撮像した蛍光画像データを第３フレームメモリ３６ｃに格納する。
そして、１フレーム周期で第１フレームメモリ３６ａ〜第３フレームメモリ３６ｃの画像データを同時に読み出し、画像処理回路３８に入力される。
【００８１】
画像処理回路３８は図４に示した構成であり、入力信号Ｒ１、Ｇ１、ＥＸはマトリックス回路４５で変換されて出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′となる。この場合、実際に使用される電子内視鏡２Ａの機種により、同じ光源装置３Ａを採用した場合にも、ライトガイド９の光の（特に波長に対する）伝送特性や、内蔵されたＣＣＤ２８の（特に波長に対する）感度特性等の影響を受ける。また、観察する被写体により、光の吸収特性等が異なるため、入力信号Ｒ１、Ｇ１、ＥＸの相対的な大きさが変化するので、予め使用されている機種や被写体による影響を調べ、機種や被写体による依存性を解消するように制御回路３７は制御信号をパラメータ決定部４７に送る。
【００８２】
従って、マトリックス回路４５からは機種や被写体による特性を補償した出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が得られるようになる。例えば、図１の電子内視鏡２Ａとは、ライトガイド９の伝送特性が異なる機種の電子内視鏡（分かり易くするために２Ｃとする）を採用した場合、電子内視鏡２Ａと同じ状態で生体組織を撮像した場合、画像処理回路３８に入力される信号Ｒ１、Ｇ１、ＥＸの値は電子内視鏡２Ａの場合と異なるが、マトリックス回路４５を通した出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′の相対的な値は同じとなるようにマトリックス回路４５のパラメータが（電子内視鏡２Ａの機種の場合とは異なる値に）設定される。
【００８３】
このように（導光して照明する照明手段と撮像手段を含む電子内視鏡の機種を検知した検知信号によりマトリックス回路４５のパラメータは適切な値に自動的に設定されてこのマトリックス回路４５から機種や被写体に依存しない出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が得られる。
【００８４】
これらの出力信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′はレンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃにより、例えばマトリックス変換により適正な範囲から外れた場合、具体的には大きくなり過ぎた及び小さくなり過ぎた場合には、上限値及び下限値でカットして適正な範囲の信号レベルに補正する（具体的には輝度レベルが０未満２５５以上にならないように補正する）。
【００８５】
レンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃを通った信号は、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換され、モニタ５で擬似的にカラー表示される。 本実施の形態では蛍光モードに設定した場合、標準の機種の電子内視鏡２Ａの場合には、マトリックス回路４５のマトリックスは以下の式２或いは式３に示す値のマトリックスに設定される。また、さらに選択の操作を行うことにより式４或いは式５のマトリックスに設定することができる。式２〜式４はそれぞれ図９〜図１２の色度図に対応する。
【００８６】
【式２】

蛍光モードに設定した場合には、マトリックス回路４５のマトリックスは式２或いは式３に設定され、その場合には図９或いは図１０に示すように色度図（に相当する状態）で正常組織部分と病変組織部分とが異なり、特に病変組織部分が略単一の色相に入るようにしてモニタ５には擬似カラーで表示される。
【００８７】
例えば、式２の場合には、蛍光波長帯域からなる画像信号ＥＸをＧチャンネルに、２つの異なる中心波長と波長幅を持った反射光波長帯域のうちの１つをＲチャンネル、もう１つの反射光波長帯域をＢチャンネルに配置したものとなっている。
式２に対応する図９の場合には病変組織部分はピンクの色相付近に限定されるようになる。
【００８８】
また、式３の場合には、式２の場合と同様に蛍光波長帯域からなる画像信号ＥＸをＧチャンネルに、残りの２つの反射光波長帯域の信号を式２と逆に入れ換えている。
【００８９】
式３に対応する図１０の場合には病変組織部分は紫の色相付近に限定されるようになる。なお、図９或いは図１０に対応する表示モードは蛍光モードにおける切換モードを操作することにより相互に切り換えることができる。そして、ユーザは好みの方で表示させることができる。
【００９０】
従って、術者は図９の場合にはピンクの色相付近で表示される部分を注目することにより、病変組織である可能性が高いと判断できる。
また、術者は図１０の場合には、紫の色相付近で表示される部分を注目することにより、病変組織である可能性が高いと判断できる。
【００９１】
また、図９或いは図１０のような色度図に対応する状態の擬似カラーによる表示状態で、病変組織の可能性が高いと判断できた場合には、スコープスイッチ２９の蛍光モードにおいてさらに用意した病変組織用モードのスイッチを操作した場合には、制御回路３７によりパラメータ決定部４７はマトリックス回路４５のパラメータをさらに変更して、式４或いは式５に設定する。
【００９２】
式４或いは式５は図１１或いは図１２に示すような色度図に相当する状態で、蛍光モードでの画像、つまり２つの反射光画像と蛍光画像を擬似カラー表示する。
【００９３】
式４及び式５では蛍光画像の信号ＥＸをＢチャンネルに、２つの反射光画像の信号Ｇ１、Ｒ１をＧ、Ｒチャンネル及び入れ換えたＲ、Ｇチャンネルにしたものである。
【００９４】
図１１或いは図１２では病変組織が複数の色相に分布するように表示されるので、最初から正常組織と病変組織との診断を行う場合には適切ではないかもしれないが、図９或いは図１０で病変組織の可能性が高いと診断したような場合には、さらに図１１或いは図１２に示すような表示モードにすると、その色相の違いにより、病変組織の状態をより詳しく診断することがし易い。例えば、色相の変化により、病変の進行の程度等を判断し易くなる。
【００９５】
このように本実施の形態によれば、２つの反射光による画像と蛍光画像とで擬似カラーで表示する場合に、正常組織と病変組織との重なりを小さくして分離能Ｓを大きくなるように反射光による画像の波長を適切な値に設定し、また蛍光画像の波長もそのＳ／Ｎが大きく識別し易いようにし、病変組織を正常組織とは異なり、識別し易い略単一の色相に入るように擬似カラー表示するようにしているので、病変組織の部分か否かを診断する場合、術者は病変組織を容易に診断することができる。つまり、診断し易い環境を提供できる。
【００９６】
また、電子内視鏡２Ａの撮像素子の前に配置した励起光カットフィルタ２７は、青色の波長帯域の一部を含む励起光をカットすると共に、前記励起カットフィルタ２７は、通常観察を行うための可視領域の青色光の一部以外の光を透過する（青色光の一部と、緑、赤の波長帯の全域を透過する）ようにしているので、１つの撮像素子を挿入部７の先端部８に配置することにより、通常画像の撮像と蛍光画像の撮像及び信号処理により通常画像と蛍光画像の表示ができる。
【００９７】
従って、（複数の撮像素子を内蔵した場合に比較して）電子内視鏡２Ａの挿入部７を細径にでき、挿入使用できる適用範囲を広げることができると共に、挿入の際に患者に与える苦痛を軽減できる。また、術者も体腔内に挿入する作業が容易となる。また、１つの撮像素子で済むので低コスト化が可能となる。
【００９８】
また、励起光として可視光の波長帯域（領域）内の青色を採用しているので、光源装置３Ａのランプ１２として、通常照明（白色照明）に使用できるハロゲンランプ、キセノンランプ等を使用できる。また、紫外線等を励起光とした場合に比較して、ライトガイドファイバ９による伝送ロスを小さくできたり、通常照明用のものをそのまま使用できる等のメリットがある。
特に、簡単な構成で正常組織と病変組織を識別し易いように（蛍光画像と反射光画像とによる）画像画像を擬似カラー表示すことができるる内視鏡装置１Ａを実現できる。
【００９９】
次に第１の実施の形態の変形例を説明する。
図１４は第１変形例の画像処理回路３８Ｂの構成を示す。第１変形例の画像処理回路３８Ｂは図４において、マトリックス回路４５とレベル補正テーブル４６ａ〜４６ｃの代わりにルックアップテーブル（図ではＬＵＴと略記））５１を採用している。
【０１００】
このルックアップテーブル５１はパラメータ決定部５２を介してＲＯＭ５３と接続され、このパラメータ決定部４７は制御回路３７と設定スイッチ４３に接続されている。
ＲＯＭ５３には予め複数通りの出力値が格納されており、パラメータ決定部５２を介して制御回路３７の制御信号及び設定スイッチ４３の設定により決定されたものがルックアップテーブル５１にセットされる。
【０１０１】
そして、入力端Ｔａ〜Ｔｃから入力される３つの信号に対してルックアップテーブル５１により対応する出力値が読み出され、出力端Ｔａ′、Ｔｂ′、Ｔｃ′からＲ、Ｇ、Ｂチャンネルに出力される。
【０１０２】
なお、通常モードの場合には、ルックアップテーブル５１は入力信号をそのまま出力する特性のものにセットされる。
本変形例は第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を有する。
【０１０３】
図１５は第２変形例の画像処理回路３８Ｃを示す。
この画像処理回路３８Ｃは、図１４において、ルックアップテーブル５１の代わりに色調変換部５５にしている。
【０１０４】
色調変換部５５はＣＰＵや演算回路等で構成され、式１′のマトリックス変換（及びレンジ補正テーブル処理）の演算処理を行う。
なお、通常モードの場合には、色調変換部５４は入力信号を（演算処理しないで）そのまま出力する。本変形例は第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を有する。
【０１０５】
（第２の実施の形態）
図１６は本発明の第２の実施の形態における画像処理回路３８Ｄを示す。
この画像処理回路３８Ｄは、図４において、さらに強調変換テーブル５６、コンパレータ５７、ＲＯＭ５８を設けた構成となっている。
【０１０６】
本実施の形態では図４の入力端Ｔｃとマトリックス回路４５との間には強調変換テーブル５６が配置され、蛍光画像の信号ＥＸはこの強調変換テーブル５６によって強調処理されてマトリックス回路４５に入力される。
【０１０７】
また、入力端Ｔａ、Ｔｂはマトリックス回路４５と接続されると共に、コンパレータ５７と接続され、このコンパレータ５７により入力端Ｔａ、Ｔｂから入力される信号Ｒ１、Ｇ１は所定の範囲から逸脱する信号が検出され、その検出信号はマトリックス回路４５とレンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃとの間に配置されたＲＯＭ５８に入力される。
【０１０８】
ＲＯＭ５８は入力端Ｔａ、Ｔｂから入力される信号の輝度レベルと上限値とを比較し、上限値を越える場合には、マトリックス回路４５による変換処理後の３つの信号の輝度レベルを例えば全て同じ上限値に設定する（この場合には白で表示されることになる）。
【０１０９】
また、強調変換テーブル５６は、図１７に示すような入出力特性Ｋに設定されており、特に入力レベルの小さい病変組織側の信号に対する出力レベルを大きくなるように伸張し、入力レベルの範囲が大きい方に偏った正常組織側の信号に対する出力レベルの範囲を狭くなるように圧縮する。
【０１１０】
このようにすることにより、マトリックス回路４５に入力される３つの信号のレベルが偏ったものとなっているのを補正し、より望ましいレベルで入力できるように変換処理する。
なお、強調変換テーブル５６は通常モードでは機能しないで、入力信号をそのまま出力する。
その他は第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１１１】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を有すると共に、さらに蛍光画像の信号レベルを伸張し、擬似カラー表示した場合の輝度レベルを大きくして色相の識別や色調の変化の具合等をより識別し易くできる（輝度レベルが低いとその色相等の識別も困難になる）。
また、入力信号のレベルが大きくなり過ぎるような場合にも、適正なレベルの色調で表示するようにできる。
【０１１２】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１８ないし図２１を参照して説明する。図１８は、第３の実施の形態の内視鏡装置を示す。図１８に示す内視鏡装置１Ｃは電子内視鏡（ここでは、スコープと略記）２Ｂと、照明光を供給する光源装置３Ａと、信号処理を行うプロセッサ４Ｃと、画像を表示するモニタ５と、プロセッサ４Ｃの出力端に接続される画像処理装置３８Ｅと、この画像処理装置３８Ｅの出力端に接続されたモニタ６１と、画像処理装置３８Ｅに接続されたキーボード６２とから構成される。
【０１１３】
この内視鏡装置１Ｃでは、例えば図１のスコープ２Ａの代わりに２つの撮像素子を内蔵した機種等が異なるスコープ２Ｂを採用できるようにしている。
このスコープ２Ｂは蛍光観察用ＣＣＤ（蛍光用ＣＣＤ）２８ａと通常観察用ＣＣＤ（通常用ＣＣＤ）２８ｂとを挿入部７の先端部８に設けている。
【０１１４】
先端部８の観察窓には光学像を結ぶための対物レンズ系２５ａと、空間的に光量を制限する第１絞り２６ａと、励起光カットフィルタ２７と、蛍光像を撮像する撮像素子としての蛍光観察用ＣＣＤ２８ａとによる蛍光観察用撮像部と、光学像を結ぶための対物レンズ系２５ｂと、第２絞り２６ｂと、通常像を撮像する撮像素子としての通常観察用ＣＣＤ２８ｂとによる通常観察用撮像部とが配置されている。なお、第１絞り２６ａのｆＮｏ．は第２絞り２６ｂのｆＮｏ．より小さい値となる。つまり、蛍光用ＣＣＤ２８ａにより多くの光量が入るようになっている。
【０１１５】
２つのＣＣＤ２８ａ、２８ｂは切替スイッチ６４を介してＣＣＤ駆動回路３１とプリアンプ３２とに接続されている。この切替スイッチ６４は制御回路３７により切替が制御される。つまり、スコープスイッチ２９により蛍光モードが選択されると、蛍光用ＣＣＤ２８ａが選択使用され、通常モードが選択されると、通常用ＣＣＤ２８ｂが選択使用される。
【０１１６】
また、本実施の形態においてもスコープ２Ｂの機種が異なるものを接続して使用できるようにスコープ２Ｂにはその種類（機種）を含む固有の識別情報を発生するスコープＩＤ発生部４１（図では簡単化のため単にスコープＩＤと略記）が設けてあり、プロセッサ４Ｃに設けた機種検知回路４２はそのスコープＩＤにより機種を検知する。
【０１１７】
なお、スコープＩＤ発生部４１は、スコープ２Ｂの機種を含む情報が書き込まれたメモリ素子で構成されるが、これに限定されるものでなく、例えば複数のスイッチからなるディップスイッチ等で構成することもできる。
【０１１８】
そして、プロセッサ４Ｃの機種検知回路４２により検知された機種情報は制御回路３７に送られ、制御回路３７は検出された機種に応じてその機種のスコープに適した蛍光モード及び通常モードで観察できるように光源装置３Ｃ等を制御する。
また、本実施の形態における光源装置３Ａは図１の光源装置３Ａと同様の構成である。
また、ＣＣＤ２８ａの前に配置した励起光カットフィルタ２７は図３（Ｃ）に示すような透過特性に設定されている。
【０１１９】
また、プロセッサ４Ｃは図１のプロセッサ４Ａにおいて、画像処理回路３８の代わりにガンマ補正等の映像信号生成の処理を行う映像処理回路６５が採用されている。そして、このプロセッサ４Ｃの映像出力端のＲ、Ｇ、Ｂチャンネルから出力される信号はモニタ５に出力されると共に、画像処理装置３８Ｅにも出力される。
【０１２０】
図１９はこの画像処理装置３８Ｅの構成を示す。
この画像処理装置３８Ｅは、プロセッサ４ＣのＲ、Ｇ、Ｂチャンネルから出力されるアナログの映像信号に対してＡ／Ｄ変換回路７１ａ〜７１ｃによりＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号はルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃに入力され、逆ガンマ補正が行われる。
【０１２１】
逆ガンマ補正が行われた信号はマトリックス回路４５に入力され、第１の実施の形態と同様にマトリックス変換処理が行われ、また、その出力信号に対してレンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃによりレンジ補正処理が行われる。
レンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃの出力信号はさらにルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃに入力され、ガンマ補正が行われた後、Ｄ／Ａ変換回路７４ａ〜７４ｃによりアナログ信号に変換されてモニタ６１に出力される。
【０１２２】
また、マトリックス回路４５には、パラメータ決定部４７が接続され、このパラメータ決定部４７にはＲＯＭ４８と外部のキーボード６２とが接続されている。
【０１２３】
ＲＯＭ４８には第１の実施の形態と同様に複数通りのマトリックスエレメントを発生するパラメータが格納されており、キーボード６２による選択操作によりパラメータ決定部４７を介してマトリックス回路４５のマトリックスが決定される。
【０１２４】
本実施の形態では、プロセッサ４Ｃではほぼ通常の映像処理を行い、その外部に設けた映像処理装置３８Ｅにより、蛍光モードでは正常組織と病変組織とを識別し易い画像にする処理を行うようにしている。
【０１２５】
また、蛍光観察用ＣＣＤ２８ａ、通常観察用ＣＣＤ２８ｂとを備えたスコープ２Ｂを採用することにより、それぞれの機能を兼用した場合よりも、それぞれのモードで画質の良い画像を得ることができるようにしている。
【０１２６】
次に本実施の形態の作用を説明する。
スコープ２Ｂがプロセッサ４Ｂに接続されると、そのスコープＩＤ回路４１からのＩＤ情報を機種検知回路４２で検知し、この機種検知回路４２の検知信号により制御回路３７は、接続されたスコープの機種を判断する。そして、判断した機種に応じた制御動作を行う。
【０１２７】
スコープ２Ｂが接続された状態の場合で、通常モードが選択されると、制御回路３７は切替スイッチ６４を通常観察用ＣＣＤ２８ｂが選択されるように切り替える。
また、この通常モードでは切替フィルタ部１４の内周側のＲＧＢフィルタ２１が光路上に配置される。
【０１２８】
本実施の形態ではＣＣＤ２８ｂの前には励起光カットフィルタ２７が配置されていないので、通常のＣＣＤでの撮像と同様にＲ、Ｇ、Ｂの面順次撮像を行うことができる。
【０１２９】
このため、このモードでは第１の実施の形態におけるＢの照明期間に、ランプ電流の増大等を必要としないで、ホワイトバランスのとれた撮像及び表示を行うことができる。
【０１３０】
また、蛍光モードが選択されると、制御回路３７は蛍光観察用ＣＣＤ２８ａが選択されるように切替スイッチ４６を切り替える。
また、制御回路３７は移動用モータ２０を制御して、蛍光観察用フィルタ５１が照明光路上に配置されるように切替フィルタ１７を移動する。
【０１３１】
この場合には、第１の実施の形態におけるスコープ２Ａで撮像を行う状態と同じとなる。
なお、蛍光モードではＣＣＤ２８ａの増幅率、ランプ電流等が増大される。 この場合のプロセッサ４Ｃにより映像信号生成の処理が行われ、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルから出力される映像信号はモニタ５に入力されると共に、画像処理装置３８Ｅに入力される。
【０１３２】
この場合、モニタ５には第１の実施の形態におけるマトリックス変換処理等が行われないで擬似カラー表示されることになる。
一方、画像処理装置３８Ｅにより、第１の実施の形態のプロセッサ４Ａ内の画像処理回路３８で行っていたのと類似の処理を行う。
【０１３３】
画像処理装置３８Ｅでは、プロセッサ４Ｃの外部に出力されるアナログの映像信号が入力されるので、図１９に示すようにＡ／Ｄ変換回路７１ａ〜７１ｃによりＡ／Ｄ変換し、さらにルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃにより逆ガンマ補正を行ってガンマ補正されていないデジタルの信号にする。
【０１３４】
そして、マトリックス回路４５でマトリックス変換処理し、その後レンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃでレンジ補正を行う。その後は、ルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃによりガンマ補正を行って、Ｄ／Ａ変換回路７４ａ〜７４ｃを通して、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルからモニタ６１に出力し、モニタ６１の表示面には第１の実施の形態で説明したものと同様の画像を表示する。
【０１３５】
本実施の形態によれば、通常モードでは青色の波長帯域の一部が励起光カットフィルタで遮光されるような事なく撮像でき、Ｓ／Ｎの良い通常画像を得ることができる。
【０１３６】
また、蛍光モードにおいては、外部の画像処理装置３８Ｅを通すことにより、第１の実施の形態で説明したのと同様に正常組織と病変組織を識別し易い状態で擬似カラー表示することができる。
【０１３７】
図２０は画像処理装置３８Ｅに接続されたモニタ６１に表示される画像例を示す。このモニタ６１の表示面における画像表示部８０には画像処理装置３８Ｅにより出力される画像が擬似カラーで表示される。
【０１３８】
この画像表示部８０の横のボックス８１に入力した患者ＩＤ毎に画像を保存するディレクトリが作成される。ボタン８２により選択したモードにより予め決めてあるマトリックスのパラメータを選択することができる。
その他、画像表示の開始のボタン、停止のボタン、保存のボタン８３、設定画面を呼び出すボタン８４等が設けてある。
【０１３９】
また、図２１はボタン８４を操作して呼び出された設定画面を示す。この場合には図２０の画像表示部８０の上にマトリックスのパラメータの入力するボックス８６とＲ、Ｇ、Ｂチャンネルに対するゲインの設定ボックス８７とが表示され、ユーザは所望とする値に設定することができるようになっている。
【０１４０】
図２２は第１変形例の画像処理装置３８Ｆを示す。この画像処理装置３８Ｆは図１９において、例えばルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃ、マトリックス回路４５、レンジ補正テーブル４６ａ〜４６ｃ、ルックアップテーブル７３ａ〜７３ｃの機能をまとめてルックアップテーブル７６にしている。
本変形例によれば、低コスト化することができる。
【０１４１】
図２３は第２変形例の画像処理装置３８Ｇを示す。この画像処理装置３８Ｇは図１９において、マトリックス回路４５の代わりに色調変換部５５に変更したものである。本変形例は第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を有する。
【０１４２】
図２４は第３変形例の画像処理装置３８Ｈを示す。この画像処理装置３８Ｈは図１６に相当するものである。
つまり、図１６の画像処理回路３８Ｄにおいて、その入力側に図１９と同様にＡ／Ｄ変換回路７１ａ〜７１ｃとルックアップテーブル７２ａ〜７２ｃを設け、またその出力側にルックアップテーブル７３ａ〜７３ｃとＤ／Ａ変換回路７４ａ〜７４ｃとを設けた構成にすると共に、パラメータ決定部４６にはキーボード６２が接続された構成にしている。
【０１４３】
本変形例は第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を有する。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１４４】
［付記］
１．２つの異なる波長帯域の照明光と蛍光を励起するための励起光を照明する光源と、
生体組織に前記照明光が照射され、反射された反射光による各々２つの反射光画像と、前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像を撮像する撮像手段と、
前記２つの反射光画像と蛍光画像とを処理して処理画像を構築する画像処理手段と、
前記処理画像を表示する表示手段よりなる内視鏡装置において、
生体組織からの２つの異なる反射光と蛍光の強度を３軸とした空間座標軸上に分布させた際、正常組織と病変組織が３軸空間座標軸上で分離するように前記反射光と蛍光の波長が選択され、
前記画像処理手段は、前記蛍光画像と前記２つの反射光画像の３つの信号を入力する手段を持ち、輝度かつ／または色相が正常組織と病変組織で異なり、病変組織が特定の範囲の色相に入るように、前記信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に変換する軸変換手段をもつことを特徴とする内視鏡装置。
【０１４５】
１′．２つの異なる波長帯域の照明光と蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、
前記照明光及び励起光を導光する導光手段、
前記導光手段で導光され、生体組織に前記照明光が照射され、反射された反射光による各々２つの反射光画像と、前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像を撮像する撮像手段、
を有する内視鏡と、
前記２つの反射光画像と蛍光画像とを処理して処理画像を構築して、表示手段に出力するする画像処理手段と、
を有する内視鏡装置において、
生体組織からの２つの異なる反射光と蛍光の強度を３軸とした空間座標軸上に分布させた際、正常組織と病変組織が３軸空間座標軸上で分離するように前記反射光と蛍光の波長が選択され、
前記画像処理手段は、前記蛍光画像と前記２つの反射光画像の３つの信号を入力する手段を持ち、輝度かつ／または色相が正常組織と病変組織で異なり、病変組織が特定の範囲の色相に入るように、前記信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に変換する軸変換手段をもつことを特徴とする内視鏡装置。
【０１４６】
２．蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、２つの異なる波長帯域の照明光と蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段をもつ光源と、
生体組織に前記光源から出力された光により、前記照明光による反射光画像と、前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、
前記２つの反射光画像と蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して処理画像を構築する前記画像処理手段と、
前記画像処理手段により処理された画像を表示する表示手段よりなる内視鏡装置において、
生体組織からの２つの異なる反射光と蛍光の強度を３軸とした空間座標軸上に分布させた際、正常組織と病変組織が３軸空間座標軸上で分離するように前記反射光と蛍光の波長が選択され、
前記画像処理手段は、前記２つの反射光画像と蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像の３つの信号を入力する入力手段があり、蛍光画像モード時に、輝度かつ／または色相が正常組織と病変組織で異なり、病変組織が特定の範囲の色相に入るように、前記蛍光画像と前記２つの反射光画像の信号を演算処理し、３つの色成分信号に変換するとともに、通常画像モード時に、前記赤、緑、青色の光による通常光画像の信号をそのまま３つの色成分信号として出力する軸変換手段をもつことを特徴とする内視鏡装置。
【０１４７】
２′．蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、２つの異なる波長帯域の照明光と蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段をもつ光源と、
生体組織に前記光源から出力された光により、前記照明光による反射光画像と、前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、
前記２つの反射光画像と蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して処理画像を構築し、表示手段に出力する画像処理手段と、
を有する内視鏡装置において、
生体組織からの２つの異なる反射光と蛍光の強度を３軸とした空間座標軸上に分布させた際、正常組織と病変組織が３軸空間座標軸上で分離するように前記反射光と蛍光の波長が選択され、
前記画像処理手段は、前記２つの反射光画像と蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像の３つの信号を入力する入力手段があり、蛍光画像モード時に、輝度かつ／または色相が正常組織と病変組織で異なり、病変組織が特定の範囲の色相に入るように、前記蛍光画像と前記２つの反射光画像の信号を演算処理し、３つの色成分信号に変換するとともに、通常画像モード時に、前記赤、緑、青色の光による通常光画像の信号をそのまま３つの色成分信号として出力する軸変換手段をもつことを特徴とする内視鏡装置。
【０１４８】
３．付記１、２において、選択された２つの反射光波長帯域は、１つは、ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域であり、もう１つは、ヘモグロビンの光の非吸収体を含む波長帯域であることを特徴とする。
４．付記１、２において、選択された１つの蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含む波長帯域であり、２つの反射光波長帯域は、それぞれ、５５０ｎｍ、６００ｎｍを含む波長帯域であることを特徴とする。
５．付記４において、選択された１つの蛍光波長帯域は、５２０ｎｍを含むとともに、６２０ｎｍ以上の帯域を除くことを特徴とする。
【０１４９】
６．付記４において、選択された２つの反射光波長帯域の波長幅は、当該２０ｎｍないし２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
７．付記１、２において、３つの色成分信号とはＲＧＢ信号である。
８．付記１、２において、軸変換手段は、マトリックス回路、またはルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと略す）、またはＣＰＵを備えた演算器であることを特徴とする。
【０１５０】
９．付記１において、観察する部位に合わせて軸変換手段の複数のパラメータを変更する手段をもつことを特徴とする。
１０．付記２において、観察する部位や観察モードに合わせて前記パラメータを変更する切り替え手段をもつことを特徴とする。
１１．付記９、１０において、切り替え手段とは、内視鏡、または画像処理手段に設けられたスイッチである。
【０１５１】
１２．付記９、１０において、使用する内視鏡の機種を識別し、検査目的に合った前記パラメータを自動的に設定する識別手段を持つことを特徴とする。
１３．付記９、１０において、前記パラメータを入力する入力手段を持つことを特徴とする。
１４．付記１２において、前記入力手段は前記内視鏡装置に接続するキーボードである。
【０１５２】
１５．付記１、２において、前記画像処理手段は、蛍光画像信号の輝度レベルのレンジを伸張するレンジ伸張（強調）手段を持つことことを特徴とする。
１６．付記１、２の前記画像処理手段において、少なくとも１つの反射光画像の特定部位の明るさが特定の値以上である場合、特定部位の３つの色成分信号の値をすべて同じ値にすることを特徴とする。
１７．付記１６において、反射光画像の特定部位の明るさが特定の値以上であることを確認する手段はコンパレータである。
【０１５３】
１８．蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、少なくとも蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段を持つ光源と、
生体組織に前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、
前記蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して画像を構築する画像生成手段と、
前記画像生成手段により処理された画像を表示する表示手段よりなる内視鏡装置における前記画像生成手段と表示手段の間に接続可能であり、
前記蛍光画像モード時、少なくとも蛍光画像信号を入力し、少なくとも蛍光画像信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に軸変換する手段を持つことを特徴とする画像処理装置。
【０１５４】
１８′．蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、少なくとも蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段を持つ光源と、
生体組織に前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、
前記蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して画像を構築し、表示手段に出力する画像生成手段と、
を有する内視鏡装置における前記画像生成手段と前記表示手段の間に接続可能であり、
前記蛍光画像モード時、少なくとも蛍光画像信号を入力し、少なくとも蛍光画像信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に軸変換する手段を持つことを特徴とする画像処理装置。
【０１５５】
１９．付記１８において、３つの色成分信号とはＲＧＢ信号である。
２０．付記１８において、軸変換手段は、マトリックス回路、またはＬＵＴ、またはＣＰＵを備えた演算器であることを特徴とする。
２１．付記１８において、観察する部位や観察モードに合わせて軸変換手段の複数のパラメータを変更する手段を持つことを特徴とする。
【０１５６】
２２．付記１８において、前記パラメータを入力する入力手段を持つことを特徴とする。
２３．付記２２において、前記入力手段は前記画像処理装置に接続するキーボードである。
２４．付記２１において、前記パラメータの情報をモニタに表示する手段を持つことを特徴とする。
【０１５７】
２５．付記１において、前記画像処理手段により前記３つの信号に対する演算処理を行う演算範囲を特定する手段を有する。
２６．付記１８において、前記３つの色成分からなる信号に軸変換する手段は前記３つの色成分からなる信号に対する演算処理を行う演算範囲を特定する手段を有する。
【０１５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、正常組織と病変組織との識別が容易となる画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタが設けられた切替フィルタの構成を示す図。
【図３】通常観察用フィルタ、蛍光観察用フィルタ及び励起光カットフィルタの波長に対する透過特性を示す図。
【図４】画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図５】生体組織に対する蛍光画像及び反射光画像の波長に対する強度分布の特性例を示す図。
【図６】蛍光強度と２つの反射光強度を３軸とした軸空間座標上で正常の部分と病変の部分とをプロットして分布させた様子を示す図。
【図７】第１の反射光の波長をパラメータとした場合における第２の反射光の中心波長に対する分離能の変化の様子を示す図。
【図８】第１の反射光の波長幅をパラメータとした場合における第２の反射光の中心波長に対する分離能の変化の様子を示す図。
【図９】マトリックスエレメントを式２のように設定した場合におけるる正常部分と病変部分の分布を示す色度図。
【図１０】マトリックスエレメントを式３のように設定した場合におけるる正常部分と病変部分の分布を示す色度図。
【図１１】マトリックスエレメントを式４のように設定した場合におけるる正常部分と病変部分の分布を示す色度図。
【図１２】マトリックスエレメントを式５のように設定した場合におけるる正常部分と病変部分の分布を示す色度図。
【図１３】画像処理回路による演算範囲を示す説明図。
【図１４】第１変形例における画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図１５】第２変形例における画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図１６】第３変形例における画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図１７】第３変形例における強調変換テーブルの入出力特性を示す図。
【図１８】本発明の第２の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図１９】画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２０】モニタでの蛍光画像の表示例を示す図。
【図２１】マトリックス回路のパラメータを入力設定する画面を示す図。
【図２２】第１変形例における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２３】第２変形例における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２４】第３変形例における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１Ａ…内視鏡装置
２Ａ…電子内視鏡
３Ａ…光源装置
４Ａ…プロセッサ
５…モニタ
７…挿入部
８…先端部
９…ライトガイドファイバ
１０…コネクタ
１１…ランプ駆動回路
１２…ランプ
１３…光源絞り
１４…切替フィルタ部
１６…回転用モータ
１７…切替フィルタ
１８…ラック
２０…移動用モータ
２１…ＲＧＢフィルタ
２２…蛍光観察用フィルタ
２５…対物レンズ系
２７…励起光カットフィルタ
２８…ＣＣＤ
２９…スコープスイッチ
３１…ＣＣＤ駆動回路
３４…Ａ／Ｄ変換回路
３６ａ〜３６ｃ…フレームメモリ
３７…制御回路
３８…画像処理回路
４３…設定スイッチ
４５…マトリックス回路
４６ａ〜４６ｃ…レンジ補正テーブル
４７…パラメータ決定部
４８…ＲＯＭ

Claims (1)

1. 蛍光情報を含む蛍光画像モードとして、少なくとも蛍光を励起するための励起光を照明する手段と、白色光による通常画像モードとして、赤、緑、青色の光を順次照明する手段を持つ光源と、
   生体組織に前記励起光により励起された蛍光による蛍光画像、および赤、緑、青色の光による通常光画像を撮像する少なくとも１つの撮像手段と、
   前記蛍光画像、または、前記赤、緑、青色の光による通常光画像を処理して画像を構築する画像生成手段と、
   前記画像生成手段により処理された画像を表示する表示手段よりなる内視鏡装置における前記画像生成手段と表示手段の間に接続可能であり、
   前記蛍光画像モード時において、入力した蛍光画像信号を演算処理し、３つの色成分からなる信号に軸変換し、前記表示手段に表示する際、病変組織部分を所定の略単一の色相内に集約するように表示する第１の表示制御モードと、当該略単一の色相内に集約して表示された当該病変組織部分を所定の複数の色相に分散させて表示可能とする第２の表示制御モードとを切り換えて表示するよう制御する手段を備えることを特徴とする画像処理装置。

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