JP4459710B2 - Fluorescence observation endoscope device - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡を通じて被検部に蛍光励起用の励起光を照射することによって被検部の生体組織から発した蛍光による像を撮像する蛍光観察内視鏡装置に、関する。   The present invention relates to a fluorescence observation endoscope apparatus that captures an image of fluorescence emitted from a living tissue of a test part by irradiating the test part with excitation light for fluorescence excitation through an endoscope.

生体組織に対してある波長帯域の光を励起光として照射すると、生体組織から蛍光が発せられることが知られている(この蛍光は「自家蛍光」と言われる)。さらに、自家蛍光の強度は生体の病変組織(腫瘍,癌)から発生するものの方が正常組織から発生するものよりも低いので、画像として表されると、病変組織を内包した病変部位が正常組織のみからなる正常部位よりも暗く表示されることも、知られている。   It is known that when a living tissue is irradiated with light of a certain wavelength band as excitation light, fluorescence is emitted from the living tissue (this fluorescence is called “autofluorescence”). Furthermore, since the intensity of autofluorescence is lower in the living body from the diseased tissue (tumor, cancer) than that from the normal tissue, when expressed as an image, the lesion site containing the diseased tissue is normal tissue. It is also known that the image is displayed darker than a normal region consisting of only.

このような知識をベースに、内視鏡を通じて生体の自家蛍光を撮像し、生体が正常であるか異常であるかの診断に供される蛍光画像を表示する蛍光観察内視鏡装置が、提案されている。このような蛍光観察内視鏡装置は、従来の内視鏡(電子内視鏡)及び光源プロセッサ装置(電子内視鏡から出力された映像信号を処理してビデオ信号として出力するプロセッサを備えた光源装置)を改変することによって、構成されている。具体的には、蛍光観察内視鏡装置に用いられる電子内視鏡は、そのライトガイドファイババンドル(以下、単に「ライトガイド」という)として青〜紫外帯域の光に対する透過性が良い石英ガラスファイバーからなるものが用いられ、その対物窓から撮像素子に至る光路中に励起光として用いる特定波長の光をカットするための励起光カットフィルタが挿入されたものとなっている。また、光源プロセッサ装置は、白色光又は励起光とを任意に切り替えて内視鏡のライトガイドに導入できるように構成されているとともに、白色光をライトガイドに導入する時(以下、「通常観察モード」という)と励起光をライトガイドに導入する時(以下、「蛍光観察モード」という)とで、電子内視鏡から出力される映像信号に対する画像処理内容を変更するように構成されている。   Based on such knowledge, a fluorescence observation endoscopic device that captures autofluorescence of a living body through an endoscope and displays a fluorescent image for diagnosis of whether the living body is normal or abnormal is proposed. Has been. Such a fluorescence observation endoscope apparatus includes a conventional endoscope (electronic endoscope) and a light source processor apparatus (a processor that processes a video signal output from the electronic endoscope and outputs it as a video signal). The light source device) is modified. Specifically, an electronic endoscope used in a fluorescence observation endoscope apparatus is a quartz glass fiber having a good transmittance for light in a blue to ultraviolet band as its light guide fiber bundle (hereinafter simply referred to as “light guide”). The excitation light cut filter for cutting the light of the specific wavelength used as excitation light is inserted in the optical path from the objective window to the image sensor. The light source processor device is configured to be able to arbitrarily switch between white light or excitation light and introduce it into the light guide of the endoscope, and when introducing white light into the light guide (hereinafter referred to as “normal observation”). Mode ”and when the excitation light is introduced into the light guide (hereinafter referred to as“ fluorescence observation mode ”), the image processing content for the video signal output from the electronic endoscope is changed. .

このように構成されている蛍光観察内視鏡装置を使用する術者(医師)は、光源プロセッサ装置を通常観察モードに設定した状態で、通常の内視鏡を用いる場合と同様にしてモニター上に表示される画像(即ち、体腔内挿入部先端から照射された白色光の体腔内壁表面での反射光による像を撮像素子が撮像することによって得られた通常カラー画像)を観察しながら、その体腔内挿入部の先端を被験者の体腔内に挿入して行く。そして、異状が生じている疑いのある部位(被検部)をその画像内に捉えると、術者は、光源プロセッサ装置を蛍光観察モードに切り替える。すると、白色光の代わりに励起光が体腔内挿入部先端から被検部に向けて照射され、その励起光によって励起された体腔内壁下の生体組織から生じた蛍光のみによる被検部の像が対物光学系によって形成され、これを撮像素子が撮像することによって得られた画像(蛍光画像)がモニター上に表示される。この蛍光画像では、上述したように異状部が暗くなっている他、元々励起光が届かない部位(例えば、体腔内の奥)も暗い陰となっている。但し、後者の部位は、通常観察モードにおいても照明光が届かないので、通常カラー画像でも暗くなっているはずである。そこで、術者は、一時的に通常観察モードに切り替えることによって蛍光画像と通常カラー画像とを比較して、蛍光画像中の暗部のうち陰の部分を特定し、陰でない暗部があれば、それを異状部位と特定するのである。
特開平09−131306号公報
An operator (physician) who uses the fluorescence observation endoscope apparatus configured as described above has the light source processor device set to the normal observation mode and performs the same operation on the monitor as in the case of using the normal endoscope. While observing the image displayed on the image (that is, a normal color image obtained by the image pickup device capturing an image of white light irradiated from the distal end of the body cavity insertion portion on the surface of the body cavity inner wall) The tip of the body cavity insertion part is inserted into the body cavity of the subject. And if the site | part (test part) which is suspected of having abnormality is caught in the image, an operator will switch a light source processor apparatus to fluorescence observation mode. Then, instead of white light, excitation light is irradiated from the distal end of the body cavity insertion portion toward the test portion, and an image of the test portion only by fluorescence generated from the living tissue under the body cavity inner wall excited by the excitation light is obtained. An image (fluorescent image) formed by the objective optical system and captured by the imaging device is displayed on the monitor. In this fluorescent image, the abnormal part is dark as described above, and the part where the excitation light does not reach (for example, the back of the body cavity) is also darkly shaded. However, since the illumination light does not reach the latter part even in the normal observation mode, it should be dark even in the normal color image. Therefore, the operator compares the fluorescent image with the normal color image by temporarily switching to the normal observation mode, identifies the shadow portion of the dark portion in the fluorescent image, and if there is a dark portion that is not a shadow portion, Is identified as an abnormal site.
JP 09-131306 A

しかしながら、上記構成を有する従来の蛍光観察内視鏡装置は、励起光カットフィルタを透過した蛍光が結ぶ像を撮像して、その像における蛍光強度分布をディスプレイ上に表示するものであったので、どのようなスペクトルの蛍光が生じているのかを正確に知ることは困難であった。   However, since the conventional fluorescence observation endoscope apparatus having the above configuration captures an image formed by the fluorescence transmitted through the excitation light cut filter and displays the fluorescence intensity distribution in the image on the display, It was difficult to know exactly what spectrum of fluorescence was occurring.

この点、内視鏡に通常備えられている鉗子チャンネルを通じて、体腔内挿入部の先端までファイバープローブを挿通し、そのファイバープローブを通して蛍光を分光測定器に導き、この分光測定器によって蛍光のスペクトルを測定するライトプローブ方式の蛍光内視鏡システムならば、既に実用されている。   In this regard, a fiber probe is inserted through the forceps channel normally provided in an endoscope to the distal end of the body cavity insertion portion, and the fluorescence is guided to the spectrometer through the fiber probe. A light probe type fluorescence endoscope system for measurement is already in practical use.

しかしながら、このライトプローブ方式の蛍光内視鏡システムによると、鉗子チャンネルの先端から突出したライトプローブの先端と、体腔内挿入部の先端に組み込まれた対物光学系とが、体腔内挿入部の先端面内でずれている為に、このライトプローブ先端を正確に被検部に当接させことが困難であるという問題がある。つまり、術者は、対物光学系を通じて撮像される映像を見ながらライトプローブ先端を被検部に近づけるための操作をするのであるが、この映像を撮像中は、ライトプローブ先端を斜め手前から見ている構図になるので、このライトプローブ先端の軸がどこを向いているのかが見当付かない。その為に、ライトプローブ先端を目標としている被検部に正確に当接することが困難なのである。しかも、ライトプローブ先端を安定して保持するには、鉗子チャンネルからのライトプローブの突出量をできるだけ少なくする必要があるが、そのようにしてライトプローブの突出量を少なくしてしまうと、ライトプローブの先端が対物光学系及び撮像素子の視野から外れて全く見えなくなってしまうという問題も生じる。   However, according to this light probe type fluorescence endoscope system, the tip of the light probe protruding from the tip of the forceps channel and the objective optical system incorporated in the tip of the body cavity insertion portion are the tip of the body cavity insertion portion. There is a problem in that it is difficult to bring the tip of the light probe into contact with the test portion accurately because it is displaced in the plane. In other words, the surgeon performs an operation to bring the tip of the light probe closer to the test portion while viewing the image captured through the objective optical system. While imaging this image, the operator looks at the tip of the light probe from an oblique front. I can't figure out where the axis of this light probe tip is. For this reason, it is difficult to accurately contact the tip of the light probe with the target test portion. Moreover, in order to stably hold the tip of the light probe, it is necessary to reduce the protrusion amount of the light probe from the forceps channel as much as possible, but if the protrusion amount of the light probe is reduced in this way, There is also a problem that the tip of the lens becomes out of view of the objective optical system and the image sensor and is completely invisible.

そこで、本発明の課題は、蛍光分光測定の対象物を、この蛍光分光測定のための光学系を通じて観察することができ、もって、蛍光分光測定のための光学系を正確且つ容易に測定対象物に導いて接触させることが可能な蛍光内視鏡装置を、提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to allow an object of fluorescence spectroscopy measurement to be observed through the optical system for fluorescence spectroscopy measurement, so that the optical system for fluorescence spectroscopy measurement can be accurately and easily measured. It is intended to provide a fluorescence endoscope apparatus that can be guided to and brought into contact with.

上記の課題を解決するために案出された本発明による蛍光観察内視鏡装置は、体腔内の被検部に励起光を照射し、この励起光によって励起した被検部の生体組織が発する蛍光による像を内視鏡によって撮像する蛍光観察内視鏡装置であって、その先端に結像光学系を備えると共に、この結像光学系によってその先端面に形成された被検部の像を基端面まで伝送するファイババンドルを内蔵した内視鏡と、励起光を発する励起光光源と、この励起光光源から発した励起光を前記ファイババンドルの基端面に導く光学系であって、この励起光を前記ファイババンドルの端面に収束させる集光レンズを含む励起光光学系と、前記ファイババンドルの端面と前記集光レンズとの間に配置され、前記ファイババンドルの端面から出射した光束を前記励起光の光路から分離する第1の分離光学素子と、この第1の分離光学素子によって分離された前記光束を収束させることによって前記ファイババンドルの基端面に伝送された像を再結像させる再結像光学系と、この再結像光学系によって再結像された像を撮像する撮像素子と、前記第1の分離光学素子と前記撮像素子との間に配置され、前記第1の分離光学素子によって分離された前記光束を更に分離する第2の分離光学素子と、この第2の分離光学素子によって分離された光束を分光測定する分光器と、前記第1の分離光学素子と前記撮像光学素子及び前記分光器との間に配置され、前記励起光と同じ波長帯域の光を遮断するフィルタ手段とを備えたことを特徴とする。   The fluorescence observation endoscope apparatus according to the present invention devised to solve the above-described problems irradiates a test part in a body cavity with excitation light, and a living tissue of the test part excited by the excitation light is emitted. A fluorescence observation endoscope apparatus that captures an image of fluorescence with an endoscope, and includes an imaging optical system at a tip thereof, and an image of a test part formed on the tip surface by the imaging optical system. An endoscope with a built-in fiber bundle that transmits to the base end face, an excitation light source that emits excitation light, and an optical system that guides the excitation light emitted from the excitation light source to the base end face of the fiber bundle. An excitation light optical system including a condensing lens for converging light on the end face of the fiber bundle, and a light beam emitted from the end face of the fiber bundle, disposed between the end face of the fiber bundle and the condensing lens. A first separation optical element that separates from the optical path of the optical fiber, and a re-image that re-images the image transmitted to the base end face of the fiber bundle by converging the light beam separated by the first separation optical element An optical system, an imaging element that captures an image re-imaged by the re-imaging optical system, and the first separation optical element and the imaging element, and the first separation optical element A second separation optical element for further separating the separated light beam; a spectroscope for spectroscopic measurement of the light beam separated by the second separation optical element; the first separation optical element; the imaging optical element; And a filter unit disposed between the spectroscope and blocking light in the same wavelength band as the excitation light.

このように構成されると、励起光光源から発した励起光は、励起光光学系を通じて内視鏡内のファイババンドルの基端面に導かれ、集光レンズによって収束されることによって、このファイババンドルの基端面に入射する。ファイババンドルは、その基端面から入射した励起光をその先端面から射出する。すると、結像光学系が、この励起光を、被検部に照射する。この励起光が照射された被検部の生体組織が発する蛍光は、内視鏡の再結像光学系に入射することによって、ファイババンドルの先端面に被検部の像を結ぶ。この像は、ファイババンドルによってその基端面まで伝送され、その基端面に再現される。この基端面から発した前記像を形成する蛍光は、第1の分離光学素子によって励起光の光路から分離され、第2の分離光学素子によって更に分離される。この第2の分離光学素子によって分離された蛍光の一方は、再結像光学系によって、撮像素子の撮像面に、ファイババンドルの基端面に現れた像を再結像させる。この像は、この撮像素子によって撮像される。第2の分離光学系によって分離された蛍光の他方は、分光器によって再結像される。従って、撮像素子が像を撮像することによって得られた映像信号によって表示される映像の中心は、結像光学系の光軸の延長線に一致する。従って、術者がこの映像を見ながら、映像の中心に被検部の中心を捉えた状態を維持する様に内視鏡を操作すれば、簡単に、結像光学系の光軸を被検部の中心に接触させることができる。しかも、撮像素子によって撮像される像を形成する光束は、分光器に入射する光束と等価なので、術者は、分光器によって分光測定されている対象を常時認識することができる。   When configured in this way, the excitation light emitted from the excitation light source is guided to the base end surface of the fiber bundle in the endoscope through the excitation light optical system, and is converged by the condensing lens. It is incident on the base end face of. The fiber bundle emits excitation light incident from the base end face thereof from the front end face. Then, the imaging optical system irradiates the test part with this excitation light. The fluorescence emitted from the living tissue of the test part irradiated with the excitation light is incident on the re-imaging optical system of the endoscope, thereby forming an image of the test part on the tip surface of the fiber bundle. This image is transmitted to the base end face by the fiber bundle and reproduced on the base end face. The fluorescence that forms the image emitted from the base end face is separated from the optical path of the excitation light by the first separation optical element, and further separated by the second separation optical element. One of the fluorescence separated by the second separation optical element re-images the image appearing on the base end face of the fiber bundle on the image pickup surface of the image pickup element by the re-imaging optical system. This image is captured by this image sensor. The other of the fluorescence separated by the second separation optical system is re-imaged by the spectrometer. Therefore, the center of the image displayed by the image signal obtained by the image pickup device picking up an image coincides with the extension line of the optical axis of the imaging optical system. Therefore, the operator can easily examine the optical axis of the imaging optical system if he / she operates the endoscope so that the center of the subject is captured at the center of the subject while viewing this image. The center of the part can be contacted. Moreover, since the light beam forming the image picked up by the image sensor is equivalent to the light beam incident on the spectroscope, the surgeon can always recognize the object being spectroscopically measured by the spectroscope.

以上に説明したように、本発明の蛍光観察内視鏡装置によれば、蛍光分光測定の対象物を、この蛍光分光測定のための光学系を通じて観察することができ、もって、蛍光分光測定のための光学系を正確且つ容易に測定対象物に導いて接触させることが可能となる。   As described above, according to the fluorescence observation endoscope apparatus of the present invention, an object of fluorescence spectrometry can be observed through the optical system for fluorescence spectroscopy, and thus Therefore, it is possible to accurately and easily guide the optical system to the object to be measured.

次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described based on the attached drawings.

図1は、本発明による蛍光観察内視鏡装置の実施の形態である内視鏡システムの外観図である。図1に示されるように、この内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡10,光源プロセッサ装置20,及び、モニター60を、備えている。   FIG. 1 is an external view of an endoscope system that is an embodiment of a fluorescence observation endoscope apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the endoscope system includes a fluorescence observation endoscope 10, a light source processor device 20, and a monitor 60.

蛍光観察内視鏡10は、通常の電子内視鏡に蛍光観察用の改変を加えたものであり、図3に示すように、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部10a,その体腔内挿入部10aの先端部分を湾曲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と光源プロセッサ装置20とを接続するためのライトガイド可撓管10e,及び、このライトガイド可撓管10eの基端に設けられたコネクタ10dを、備えている。   The fluorescence observation endoscope 10 is obtained by adding a modification for fluorescence observation to a normal electronic endoscope. As shown in FIG. 3, the insertion into a body cavity is formed to be elongated in order to be inserted into a body cavity. A light guide flexible tube 10e for connecting the operation portion 10b and the light source processor device 20; an operation portion 10b having an angle knob for bending the distal end portion of the body cavity insertion portion 10a; A connector 10d provided at the base end of the light guide flexible tube 10e is provided.

図2の概略図に示すように、体腔内挿入部10aの先端面には、第1結像レンズ(結像光学系に相当)11及び第2結像レンズ(対物光学系に相当)12が夫々嵌め込まれている。そして、この体腔内挿入部10aの内部には、第2結像レンズ12の光軸に沿って、この第2結像レンズ12によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子13が、組み込まれている。この撮像素子13は、その撮像面にモザイクフィルタが被せられたカラー固体撮像素子(カラーCCD)である。第2結像レンズ12と撮像素子13との間には、第2結像レンズ12から射出された光束から所定波長帯域の光(後述する励起光1に相当する波長の光)を遮断する励起光カットフィルタ14が挿入されている。   As shown in the schematic diagram of FIG. 2, a first imaging lens (corresponding to an imaging optical system) 11 and a second imaging lens (corresponding to an objective optical system) 12 are provided on the distal end surface of the body cavity insertion portion 10a. Each is fitted. An imaging element 13 that captures an image of a subject formed by the second imaging lens 12 along the optical axis of the second imaging lens 12 is incorporated in the body cavity insertion portion 10a. ing. The image pickup device 13 is a color solid-state image pickup device (color CCD) in which a mosaic filter is covered on the image pickup surface. Excitation that blocks light in a predetermined wavelength band (light having a wavelength corresponding to excitation light 1 to be described later) from the light beam emitted from the second imaging lens 12 between the second imaging lens 12 and the image sensor 13. An optical cut filter 14 is inserted.

撮像素子13から出力された映像信号を伝送するための信号ケーブル18は、体腔内挿入部10a,操作部10b及びライトガイド可撓管10e内を引き通されて、コネクタ10dの端面に設けられた電気コネクタ17に接続されている。   A signal cable 18 for transmitting a video signal output from the imaging device 13 is provided on the end surface of the connector 10d through the body cavity insertion portion 10a, the operation portion 10b, and the light guide flexible tube 10e. It is connected to the electrical connector 17.

この信号ケーブル18と並行して、体腔内挿入部10a,操作部10b及びライトガイド可撓管10e内には、CFB(コヒーレントファイババンドル,即ち、レーザー光に対する透過性が優れた光ファイバから構成され、その両端における各光ファイバの並び順が互いに完全に一致しているファイババンドル)16が、引き通されている。このCFB16の先端は、体腔内挿入部10aの先端部内において第1結像レンズ11に対向し、その基端は、コネクタ10dの端面から突出した金属製のパイプ19内に挿入されて固定されている。   In parallel with the signal cable 18, the body cavity insertion portion 10a, the operation portion 10b, and the light guide flexible tube 10e are composed of a CFB (coherent fiber bundle, that is, an optical fiber excellent in laser light transmission). The fiber bundle 16 in which the arrangement order of the optical fibers at the both ends completely coincides with each other. The distal end of the CFB 16 faces the first imaging lens 11 in the distal end portion of the body cavity insertion portion 10a, and the proximal end thereof is inserted and fixed in a metal pipe 19 protruding from the end face of the connector 10d. Yes.

第1結像レンズ11は、第2結像レンズ12よりも短い焦点距離を有する正レンズである。よって、CFB16の先端面から射出された光は、第1結像レンズ11によって屈折されて、第2結像レンズ12の作動距離(即ち、通常の観察において被検部を置くべき位置)よりも手前で一旦CFB16の先端面の像を形成し、第2結像レンズ12の作動距離において、第2結像レンズ12及び撮像素子13による撮影範囲の全域に照射される。逆に、第1結像11の作動距離の位置に配置された被写体から発した光は、この第1結像レンズ11によって屈折されて、CFB16の先端面上に当該被写体の像を結ぶ。この被写体の像は、CFB16によって伝送され、CFB16の基端面に再現される。   The first imaging lens 11 is a positive lens having a shorter focal length than the second imaging lens 12. Therefore, the light emitted from the front end surface of the CFB 16 is refracted by the first imaging lens 11 and is more than the working distance of the second imaging lens 12 (that is, the position where the test portion is to be placed in normal observation). An image of the front end surface of the CFB 16 is once formed in front, and is irradiated on the entire imaging range by the second imaging lens 12 and the image sensor 13 at the working distance of the second imaging lens 12. On the contrary, the light emitted from the subject arranged at the working distance of the first imaging 11 is refracted by the first imaging lens 11 and forms an image of the subject on the front end surface of the CFB 16. This subject image is transmitted by the CFB 16 and reproduced on the base end surface of the CFB 16.

光源プロセッサ装置20は、蛍光観察内視鏡10が着脱自在に接続され、接続された蛍光観察内視鏡10のCFB16の基端面に照明光(白色光)及びレーザー光を選択的に照射するとともに、蛍光観察内視鏡10の電気コネクタ17を通じて撮像素子13から受信した映像信号に対して画像処理を行い、さらに、CFB16の基端面に再現された像を撮像して映像信号に変換するとともに分光測定して分光スペクトル信号を生成し、得られた映像信号及び分光スペクトル信号に対して画像処理を行い、モニター60へ出力されるビデオ信号を合成する装置である。   The light source processor device 20 is detachably connected to the fluorescence observation endoscope 10, and selectively irradiates illumination light (white light) and laser light to the proximal end surface of the CFB 16 of the connected fluorescence observation endoscope 10. Then, image processing is performed on the video signal received from the image sensor 13 through the electrical connector 17 of the fluorescence observation endoscope 10, and further, an image reproduced on the base end face of the CFB 16 is captured and converted into a video signal, and the spectrum is obtained. This is a device that generates a spectral signal by measurement, performs image processing on the obtained video signal and spectral signal, and synthesizes a video signal output to the monitor 60.

この光源プロセッサ装置20の筐体の正面のパネルには、蛍光観察内視鏡10が着脱自在に接続される時に、蛍光観察内視鏡10のパイプ19がその外面側から挿入される筒であるソケット20aが、設けられている。このソケット20aに穿たれた貫通孔は、光源プロセッサ装置20の内部空間に通じている。この光源プロセッサ装置20の内部空間内には、ソケット20aの中心軸(即ち、ソケット20aに挿入されたパイプ19内のCFB16の中心軸)の延長線に沿って順番に、第1ビームスプリッタ22,ロッドレンズ23,集光レンズ28,ハーフミラー29,ロータリーシャッタ32,及び、ランプ33が、配置されている。   The front panel of the casing of the light source processor device 20 is a cylinder into which the pipe 19 of the fluorescence observation endoscope 10 is inserted from the outer surface side when the fluorescence observation endoscope 10 is detachably connected. A socket 20a is provided. The through hole formed in the socket 20a communicates with the internal space of the light source processor device 20. In the inner space of the light source processor device 20, the first beam splitters 22 and 22 are sequentially arranged along the extension line of the central axis of the socket 20a (that is, the central axis of the CFB 16 in the pipe 19 inserted into the socket 20a). A rod lens 23, a condensing lens 28, a half mirror 29, a rotary shutter 32, and a lamp 33 are arranged.

ランプ33は、ランプ用電源38によって電源電流が供給されて白色光を発光する電球(図示略)と、この電球から発散光として発した白色光を平行光にするためのレンズ又はリフレクター(図示略)とを備えている白色光光源である。そのため、ランプ33は、白色光を、集光レンズ28の光軸に沿った平行光として、ハーフミラー29に向けて射出する。   The lamp 33 is supplied with a power supply current from a lamp power source 38 to emit white light (not shown), and a lens or reflector (not shown) for converting white light emitted from the light bulb as divergent light into parallel light. ). Therefore, the lamp 33 emits white light toward the half mirror 29 as parallel light along the optical axis of the condenser lens 28.

ハーフミラー29は、集光レンズ28の光軸に対して45度傾けて配置されている。このハーフミラー29は、ランプ33からの白色光を透過するとともに、集光レンズ28の光軸に対して垂直な方向からの光を、集光レンズ28の光軸に沿って反射して当該集光レンズ28に入射させるハーフミラーである。   The half mirror 29 is disposed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis of the condenser lens 28. The half mirror 29 transmits white light from the lamp 33 and reflects light from a direction perpendicular to the optical axis of the condensing lens 28 along the optical axis of the condensing lens 28. This is a half mirror that is incident on the optical lens 28.

これらランプ33とハーフミラー29との間に介在しているロータリーシャッタ32は、図4に示す正面形状を有する板である。即ち、このロータリーシャッタ32は、半径が比較的小さい半円板(以下、「小半径部32a」)と半径が比較的大きい半円板(以下、「大半径部32b」)とを同軸に接合した形状を有している。   The rotary shutter 32 interposed between the lamp 33 and the half mirror 29 is a plate having a front shape shown in FIG. In other words, the rotary shutter 32 has a semicircular disk having a relatively small radius (hereinafter referred to as “small radius part 32a”) and a semicircular disk having a relatively large radius (hereinafter referred to as “large radius part 32b”) coaxially joined. Has the shape.

このロータリーシャッタ32は、第1モータ34によって回転自在に保持されている。即ち、この第1モータ34は、撮像素子13が1フレームの撮像を行う間に丁度1回転するように回転している。そして、小半径部32aは常にランプ33からの白色光の光路の外に存在するが、大半径部32bはこの白色光の光路に侵入して白色光を遮光するように、このロータリーシャッタ32の回転軸の位置が定められている。   The rotary shutter 32 is rotatably held by a first motor 34. In other words, the first motor 34 rotates so as to make one rotation while the image sensor 13 captures one frame. The small radius portion 32a always exists outside the optical path of white light from the lamp 33, but the large radius portion 32b enters the optical path of white light and blocks the white light so as to shield the white light. The position of the rotation axis is determined.

集光レンズ28は、その光軸に沿ってハーフミラー29側から入射してきた平行光を、ソケット20aに挿入されたパイプ19内のCFB16の基端面に向けて、集光する。ロッドレンズ23は、全体として負のパワーを有しているので、集光レンズ28の焦点距離を伸ばす機能を果たしている。   The condensing lens 28 condenses the parallel light incident from the half mirror 29 side along the optical axis toward the base end surface of the CFB 16 in the pipe 19 inserted into the socket 20a. Since the rod lens 23 has a negative power as a whole, the rod lens 23 functions to extend the focal length of the condenser lens 28.

第1ビームスプリッタ22は、ロットレンズ23から射出された白色光及び後述のレーザー光をCFB16の基端面に向けて透過するとともにCFB16の基端面から射出された光を90度反射させる反射面を備えているプリズムであり、第1の分離光学素子に相当する。   The first beam splitter 22 includes a reflecting surface that transmits white light emitted from the lot lens 23 and laser light described later toward the base end face of the CFB 16 and reflects light emitted from the base end face of the CFB 16 by 90 degrees. And corresponds to the first separation optical element.

一方、ハーフミラー29によって90度折り曲げられた集光レンズ28の光軸上には、順番に、コリメータレンズ39及びレーザーユニット40が、配置されている。レーザーユニット40は、3種類の波長から任意に選択された波長のレーザー光を発散光として射出する装置(励起光光源に相当)であり、コリメータレンズ39は、このレーザーユニット40から発散光として発したレーザー光を平行光とするレンズである。これらコリメータレンズ39,ハーフミラー29,集光レンズ28,ロッドレンズ23及び第1ビームスプリッタ22が、励起光光学系に相当する。   On the other hand, a collimator lens 39 and a laser unit 40 are arranged in order on the optical axis of the condenser lens 28 bent 90 degrees by the half mirror 29. The laser unit 40 is an apparatus (corresponding to an excitation light source) that emits laser light of a wavelength arbitrarily selected from three types of wavelengths as divergent light, and the collimator lens 39 emits light from the laser unit 40 as divergent light. It is the lens which makes the laser beam which is done parallel light. The collimator lens 39, the half mirror 29, the condenser lens 28, the rod lens 23, and the first beam splitter 22 correspond to an excitation light optical system.

図5は、レーザーユニット40の詳細構成を示す図である。この図5に示されるように、このレーザーユニット40は、基板上に固定された第1乃至第3の半導体レーザー401〜403,同じく基板上に固定されたロッドレンズ404,各半導体レーザー401〜403の発光点から発したレーザー光を夫々ロッドレンズ404の基端に導く第1乃至第3の光ファイバー405〜407,各半導体レーザー401〜403に夫々駆動電流を供給する第1乃至第3のドライバ408〜410から、構成される。このロッドレンズ404は、その先端面がコリメータレンズ39の前側焦点と一致するように、そのコリメータレンズ39の光軸と同軸に設置されている。   FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of the laser unit 40. As shown in FIG. 5, the laser unit 40 includes first to third semiconductor lasers 401 to 403 fixed on a substrate, a rod lens 404 fixed on the substrate, and semiconductor lasers 401 to 403. The first to third drivers 408 for supplying driving currents to the first to third optical fibers 405 to 407 and the semiconductor lasers 401 to 403 for guiding the laser beams emitted from the light emitting points to the base end of the rod lens 404, respectively. ˜410. The rod lens 404 is installed coaxially with the optical axis of the collimator lens 39 so that the tip surface thereof coincides with the front focal point of the collimator lens 39.

図7乃至図9は、夫々、第1乃至第3の半導体レーザー401〜403が発するレーザー光(励起光1〜3)の波長スペクトルを、そのレーザー光(励起光1〜3)によって生体組織から生じる蛍光の波長スペクトル及び、そのレーザー光(励起光1〜3)に夫々対応した後述の各励起光カットフィルタA〜Cの透過波長帯域と対比して示すグラフであり、互いに、縦軸(強度)及び横軸(波長)のスケール及び原点の値を共通としている。これら各グラフには、具体的な値は示されていないが、概略的に説明すると、第1の半導体レーザー401が発するレーザー光(励起光1)の波長スペクトルは紫外帯域(波長λ1)にあり、それによって生体組織が発する蛍光のピークは青〜緑の帯域に生じる。また、第2の半導体レーザー402が発するレーザー光(励起光2)の波長スペクトルは青色帯域(波長λ2)にあり、それによって生体組織が発する蛍光のピークは緑〜赤の帯域に生じる。また、第3の半導体レーザー403が発するレーザー光(励起光3)の波長スペクトルは緑色帯域(波長λ3)にあり、それによって生体組織が発する蛍光のピークは赤〜赤外の帯域に生じる。   7 to 9 show the wavelength spectra of the laser beams (excitation light 1 to 3) emitted from the first to third semiconductor lasers 401 to 403, respectively, from the living tissue by the laser light (excitation light 1 to 3). FIG. 5 is a graph showing the wavelength spectrum of the generated fluorescence and the transmission wavelength bands of the excitation light cut filters A to C described later corresponding to the laser beams (excitation light 1 to 3), respectively, and the vertical axis (intensity) ) And horizontal axis (wavelength) scale and origin values are common. Although specific values are not shown in these graphs, generally speaking, the wavelength spectrum of the laser light (excitation light 1) emitted from the first semiconductor laser 401 is in the ultraviolet band (wavelength λ1). Thus, the fluorescence peak emitted by the living tissue is generated in the blue to green band. In addition, the wavelength spectrum of the laser light (excitation light 2) emitted from the second semiconductor laser 402 is in the blue band (wavelength λ2), whereby the fluorescence peak emitted from the living tissue occurs in the green to red band. In addition, the wavelength spectrum of the laser light (excitation light 3) emitted by the third semiconductor laser 403 is in the green band (wavelength λ3), whereby the fluorescence peak emitted by the living tissue is generated in the red to infrared band.

図2に戻り、CFB16の基端面から射出されて第1ビームスプリッタ22によって90度反射された光の光路上には、順番に、結像レンズ24,第2ビームスプリッタ25,回転フィルタ26及び分光器30が、配置されている。結像レンズ24は、CFB16の基端面に現れた像を、分光器30の受光面(及び後述する撮像素子35の撮像面)に結像させる正レンズ(再結像光学系に相当する)である。第2ビームスプリッタ25は、結像レンズ24から射出された光の一部を分光器30に向けて透過するとともに残りを90度反射させる部分反射面を有するプリズム(第2の分離光学素子に相当する)である。   Returning to FIG. 2, the imaging lens 24, the second beam splitter 25, the rotary filter 26, and the spectroscopic lens 24 are sequentially arranged on the optical path of the light emitted from the base end surface of the CFB 16 and reflected by 90 degrees by the first beam splitter 22. A vessel 30 is arranged. The imaging lens 24 is a positive lens (corresponding to a re-imaging optical system) that forms an image appearing on the base end surface of the CFB 16 on the light receiving surface of the spectrometer 30 (and an imaging surface of an imaging device 35 described later). is there. The second beam splitter 25 is a prism (corresponding to a second separation optical element) having a partial reflection surface that transmits part of the light emitted from the imaging lens 24 toward the spectroscope 30 and reflects the rest by 90 degrees. ).

回転フィルタ26は、図6の正面図に示す構造を有する円板であり、その中心(回転軸)に関して120度づつの等角度間隔で、3種類のフィルタ(励起光カットフィルタA,励起光カットフィルタB,励起光カットフィルタC)が嵌め込まれている。励起光カットフィルタAは、蛍光観察内視鏡10における第2結像レンズ12と撮像素子13との間に組み込まれた励起光カットフィルタ14と同じ透過波長特性を有しており、図7に示すように、励起光1の波長帯域(λ1)に相当する光は遮断するが、この励起光によって生じた蛍光は透過する。また、励起光カットフィルタBは、図8に示すように、励起光2の波長帯域(λ2)に相当する光は遮断するが、この励起光によって生じた蛍光は透過する。また、励起光カットフィルタCは、図9に示すように、励起光3の波長帯域(λ3)に相当する光は遮断するが、この励起光によって生じた蛍光は透過する。この回転フィルタ26は、結像レンズ24から射出された光の光路に各励起光カットフィルタA〜Cを挿入可能な位置に、第2モータ27によって回転自在に保持されている。この第2モータ27は、ステッピングモータ又はサーボモータであり、後述する制御回路42による制御に従って、各励起光カットフィルタA〜Cを選択的に上記光路に挿入して停止させるように、回転フィルタ26を回転させる。即ち、回転フィルタ26及び第2モータ27が、複数のフィルタを光束の光路中に選択的に挿入する機構に相当する。更に、制御回路としての制御回路42を合わせた全体がフィルタ手段の一方を構成する。   The rotary filter 26 is a disc having the structure shown in the front view of FIG. 6, and three types of filters (excitation light cut filter A, excitation light cut) are arranged at equal angular intervals of 120 degrees with respect to the center (rotation axis). A filter B and an excitation light cut filter C) are fitted. The excitation light cut filter A has the same transmission wavelength characteristic as that of the excitation light cut filter 14 incorporated between the second imaging lens 12 and the image sensor 13 in the fluorescence observation endoscope 10. As shown, the light corresponding to the wavelength band (λ1) of the excitation light 1 is blocked, but the fluorescence generated by this excitation light is transmitted. Further, as shown in FIG. 8, the excitation light cut filter B blocks light corresponding to the wavelength band (λ2) of the excitation light 2, but transmits fluorescence generated by the excitation light. Further, as shown in FIG. 9, the excitation light cut filter C blocks light corresponding to the wavelength band (λ3) of the excitation light 3, but transmits fluorescence generated by the excitation light. The rotary filter 26 is rotatably held by the second motor 27 at a position where the excitation light cut filters A to C can be inserted into the optical path of the light emitted from the imaging lens 24. The second motor 27 is a stepping motor or a servo motor, and according to control by a control circuit 42 described later, the rotary filter 26 is configured to selectively insert the excitation light cut filters A to C into the optical path and stop them. Rotate. That is, the rotary filter 26 and the second motor 27 correspond to a mechanism for selectively inserting a plurality of filters into the optical path of the light beam. Further, the whole of the control circuit 42 as the control circuit constitutes one of the filter means.

分光器30は、一般に利用されるものであるので詳細な説明は省略するが、その概要は、光センサにより検出した光のうちの幾つかの波長の強度を測定し、測定結果を電子情報(分光スペクトル信号)として出力する機器である。   The spectroscope 30 is generally used and will not be described in detail. However, the outline of the spectroscope 30 is to measure the intensity of several wavelengths of the light detected by the optical sensor, and the measurement result is electronic information ( (Spectral spectrum signal).

一方、第2ビームスプリッタ25によって90度反射された光の光路上には、順番に、励起光カットフィルタ31及び撮像素子35が、配置されている。この励起光カットフィルタ31は、図9に示す励起光カットフィルタCと同じ透過波長特性を有しているので、本実施形態において用いる全てのレーザ光(励起光1〜3)を遮断し、励起光1によって生じた蛍光の一部,励起光2によって生じた蛍光のピーク波長及びそれよりも長い波長帯域の部分,励起光3によって生じた蛍光のほぼ全部を透過する。即ち、この励起光カットフィルタ31が、フィルタ手段の他方を構成する。   On the other hand, an excitation light cut filter 31 and an image sensor 35 are arranged in order on the optical path of the light reflected by 90 degrees by the second beam splitter 25. Since this excitation light cut filter 31 has the same transmission wavelength characteristics as the excitation light cut filter C shown in FIG. 9, all the laser beams (excitation light 1 to 3) used in this embodiment are blocked and excited. A part of the fluorescence generated by the light 1, a peak wavelength of the fluorescence generated by the excitation light 2 and a part of a longer wavelength band, and almost all of the fluorescence generated by the excitation light 3 are transmitted. That is, this excitation light cut filter 31 constitutes the other of the filter means.

撮像素子35は、この励起光カットフィルタ31を透過した蛍光によって形成される像(CFB16の基端面に再現される像)を撮像する。なお、この撮像素子35は、モノクロ撮像素子で事足りるが、カラー撮像素子であっても良い。   The image sensor 35 captures an image (image reproduced on the base end face of the CFB 16) formed by the fluorescence transmitted through the excitation light cut filter 31. The image pickup device 35 is a monochrome image pickup device, but may be a color image pickup device.

光源プロセッサ装置20の筐体の正面側パネルには、パイプ19がソケット20aに挿入された状態において電気コネクタ17を構成する各端子と夫々導通する多数の電極からなる電気ソケット21と、外部から操作される複数のスイッチ(図2においては、通常観察モード/蛍光観察モード/分光測定準備モードのモード切替スイッチ23a,自家蛍光の分光測定開始スイッチ23b,レーザーユニット40の射出光の波長選択ボタン[λ1選択ボタン23c,λ2選択ボタン23d,λ3選択ボタン23e]のみ図示)を有する操作パネル23が、設けられている。そして、操作パネル23上の各スイッチ23a〜eは、夫々、制御回路42に接続されている。その結果、操作パネル(操作手段に相当)23上の各スイッチ23a〜eに対する操作によって生じた操作信号は、夫々、制御回路42に入力される。なお、波長選択ボタン23c〜eは、何れか一つが投入されると他が解除される構造となっているために、常に、何れか一つのみが投入されている。   The front panel of the housing of the light source processor device 20 has an electrical socket 21 made up of a number of electrodes each conducting with each terminal constituting the electrical connector 17 when the pipe 19 is inserted into the socket 20a, and an external operation. A plurality of switches (in FIG. 2, a mode changeover switch 23a in normal observation mode / fluorescence observation mode / spectral measurement preparation mode, autofluorescence spectroscopic measurement start switch 23b, wavelength selection button [λ1] of the emitted light of the laser unit 40) An operation panel 23 having a selection button 23c, a λ2 selection button 23d, and a λ3 selection button 23e] is provided. The switches 23a to 23e on the operation panel 23 are connected to the control circuit 42, respectively. As a result, operation signals generated by operations on the switches 23a to 23e on the operation panel (corresponding to the operation means) 23 are input to the control circuit 42, respectively. In addition, since any one of the wavelength selection buttons 23c to 23e is released when the other is input, only one of the wavelength selection buttons 23c to 23e is always input.

この制御回路42には、上述した第1モータ34,第2モータ27,ランプ用電源38及び第1乃至第3のドライバ408〜410に接続されており、これらを制御するための信号を出力する。   The control circuit 42 is connected to the first motor 34, the second motor 27, the lamp power supply 38, and the first to third drivers 408 to 410, and outputs signals for controlling them. .

具体的には、制御回路42は、何れの動作モードにおいても、ランプ用電源38を起動することによってランプ33から白色光を射出させる。そして、モード切替スイッチ23aが投入される毎に、その動作モードを、通常観察モード,蛍光観察モード,分光測定準備モードの順に、サイクリックに切り換える。   Specifically, the control circuit 42 emits white light from the lamp 33 by activating the lamp power supply 38 in any operation mode. Each time the mode changeover switch 23a is turned on, the operation mode is cyclically switched in the order of the normal observation mode, the fluorescence observation mode, and the spectroscopic measurement preparation mode.

そして、制御回路42は、動作モードが通常観察モードに切り替わると、第1モータ34を制御することによって、ロータリーシャッタ32をその小径部32aの弧が白色光の光路に近接した回転位置にて停止させる。この結果、ランプ33から射出された白色光がロータリーシャッタ32を通過して、常時、CFB16に入射する。   When the operation mode is switched to the normal observation mode, the control circuit 42 controls the first motor 34 to stop the rotary shutter 32 at a rotation position where the arc of the small diameter portion 32a is close to the optical path of white light. Let As a result, the white light emitted from the lamp 33 passes through the rotary shutter 32 and is always incident on the CFB 16.

また、制御回路42は、動作モードが蛍光観察モードに切り替わると、その内部において発生したタイミング信号(個々のフレームの先頭タイミングを示す垂直同期信号)に同期して第1モータ34を制御することによって、第1ロータリーシャッタ32を回転させる。その結果、図10に示すように、ランプ33から射出された白色光は、ロータリーシャッタ32の小径部32aの弧が白色光の光路に近接する期間(第2フィールドに相当する期間)のみこのロータリーシャッタ32を通過し、ハーフミラー29,集光レンズ28,ロッドレンズ23及び第1ビームスプリッタ22を透過して、CFB16に入射する。CFB16及び第1結像レンズ11を通じて配光された白色光は、被検部の表面で反射され、第2結像レンズ12により、励起光カットフィルタ14を通じて撮像素子13の撮像面上に被検部の像を形成し、第2フィールド分の映像信号に変換される。   In addition, when the operation mode is switched to the fluorescence observation mode, the control circuit 42 controls the first motor 34 in synchronization with a timing signal (vertical synchronization signal indicating the start timing of each frame) generated therein. Then, the first rotary shutter 32 is rotated. As a result, as shown in FIG. 10, the white light emitted from the lamp 33 is rotated only during a period (a period corresponding to the second field) in which the arc of the small diameter portion 32 a of the rotary shutter 32 is close to the optical path of the white light. The light passes through the shutter 32, passes through the half mirror 29, the condenser lens 28, the rod lens 23, and the first beam splitter 22, and enters the CFB 16. The white light distributed through the CFB 16 and the first imaging lens 11 is reflected by the surface of the test part, and is detected by the second imaging lens 12 on the imaging surface of the imaging device 13 through the excitation light cut filter 14. An image of the portion is formed and converted into a video signal for the second field.

同時に、制御回路42は、第1ドライバ408を制御することにより、ロータリーシャッタ32の大径部32bが白色光を遮光している期間(第1フィールドに相当する期間)のみ、この第1ドライバ408に接続されている第1半導体レーザー401からレーザー光(励起光1)を射出させる。その結果、図10に示すように、レーザーユニット40から射出された励起光1は、ハーフミラー29,集光レンズ28,ロッドレンズ23及び第1ビームスプリッタ22を透過して、CFB16に入射する。CFB16及び第1結像レンズ11を通じて導光された励起光1が照射された被検部は、図7に示す波長帯域の蛍光を発し、この蛍光及び被検部の表面で反射された励起光は、第2結像レンズ12により、励起光カットフィルタ14を通じて撮像素子13の撮像面上にこの蛍光のみに基づく被検部の像を形成し、第1フィールド分の映像信号に変換される。   At the same time, the control circuit 42 controls the first driver 408 so that the first driver 408 is only in a period during which the large-diameter portion 32b of the rotary shutter 32 blocks white light (a period corresponding to the first field). A laser beam (excitation light 1) is emitted from the first semiconductor laser 401 connected to. As a result, as shown in FIG. 10, the excitation light 1 emitted from the laser unit 40 passes through the half mirror 29, the condensing lens 28, the rod lens 23, and the first beam splitter 22, and enters the CFB 16. The test portion irradiated with the excitation light 1 guided through the CFB 16 and the first imaging lens 11 emits fluorescence in the wavelength band shown in FIG. 7, and the fluorescence and the excitation light reflected on the surface of the test portion. The second imaging lens 12 forms an image of the test part based only on this fluorescence on the imaging surface of the imaging element 13 through the excitation light cut filter 14 and is converted into a video signal for the first field.

また、制御回路42は、動作モードが分光測定準備モードに切り替わると、第1ロータリーシャッタ32を回転させる。同時に、制御回路42は、第3ドライバ410を制御することにより、ロータリーシャッタ32の大径部32bが白色光を遮光している期間(第1フィールドに相当する期間)のみ、この第3ドライバ410に接続されている第3半導体レーザー410からレーザー光(励起光3)を射出させる。その結果、図10に示すように、レーザーユニット40から射出された励起光3は、ハーフミラー29,集光レンズ28,ロッドレンズ23及び第1ビームスプリッタ22を透過して、CFB16に入射する。CFB16及び第1結像レンズ11を通じて励起光3が照射された被検部は、図9に示す波長帯域の蛍光を発し、この蛍光及び被検部の表面で反射された励起光は、第1結像レンズ11を通じて、CFB16の先端面上に被検部のそれぞれの像を形成する。この像は、CFB16の基端面まで伝送され、結像レンズ24によって、励起光カットフィルタ31を通じて撮像素子35の撮像面上にこの蛍光のみに基づく像が再結像され、第1フィールド分の映像信号に変換される。   Further, the control circuit 42 rotates the first rotary shutter 32 when the operation mode is switched to the spectroscopic measurement preparation mode. At the same time, the control circuit 42 controls the third driver 410 to control the third driver 410 only during a period during which the large-diameter portion 32b of the rotary shutter 32 blocks white light (a period corresponding to the first field). A laser beam (excitation light 3) is emitted from the third semiconductor laser 410 connected to. As a result, as shown in FIG. 10, the excitation light 3 emitted from the laser unit 40 passes through the half mirror 29, the condensing lens 28, the rod lens 23, and the first beam splitter 22, and enters the CFB 16. The test portion irradiated with the excitation light 3 through the CFB 16 and the first imaging lens 11 emits fluorescence in the wavelength band shown in FIG. 9, and the excitation light reflected on the surface of the fluorescence and the test portion is the first. Through the imaging lens 11, each image of the test portion is formed on the tip surface of the CFB 16. This image is transmitted to the base end surface of the CFB 16, and an image based on this fluorescence alone is re-imaged on the imaging surface of the imaging device 35 through the excitation light cut filter 31 by the imaging lens 24, and the image for the first field. Converted to a signal.

さらに、制御回路42は、分光測定準備モード中に分光測定開始スイッチ23bが投入されると、動作モードを分光測定モードに切り替え、その時点で投入されている波長選択ボタン32c〜eに対応したドライバ408〜410を制御し、制御対象ドライバ408〜410に接続されている半導体レーザー401〜403からレーザー光を射出させる。その結果、図10に示すように、レーザーユニット40から射出されたレーザー光は、ハーフミラー29,集光レンズ28,ロッドレンズ23及び第1ビームスプリッタ22を透過して、CFB16に入射する。この時、同時に、制御回路42は、第2モータ27を制御することにより、制御対象ドライバ408〜410に対応した励起光カットフィルタA〜CをCFB16から分光器30に至る光路中に挿入する。CFB16及び第1結像レンズ11を通じてレーザー光が照射された被検部は、そのレーザー光の波長帯域に対応した波長帯域の蛍光を発し、この蛍光は、第1結像レンズ11を通じて、CFB16の先端面上に被検部の像を形成する。この像は、CFB16の基端面まで伝送され、結像レンズ24及び第2ビームスプリッタ25によって、励起光カットフィルタ31を通じて撮像素子35の撮像面上に再結像されて、第1フィールド分の映像信号に変換されるとともに、その時点で投入されている波長選択ボタン32c〜eに対応して駆動されたロータリーフィルタ26における励起光カットフィルタA〜Cを通じて分光器30の受光面上にレーザーユニット40から射出されたレーザー光に対応した蛍光による像が再結像されて、分光スペクトル信号に変換される。なお、分光測定モード中に再度分光測定開始スイッチ23bが投入されると、動作モードが分光測定準備モードに戻る。また、分光測定モード中にモード切替スイッチ23aが投入されると、動作モードが通常観察モードに切り替わる。   Further, when the spectroscopic measurement start switch 23b is turned on during the spectroscopic measurement preparation mode, the control circuit 42 switches the operation mode to the spectroscopic measurement mode, and the driver corresponding to the wavelength selection buttons 32c to 32e that are turned on at that time. 408 to 410 are controlled, and laser beams are emitted from the semiconductor lasers 401 to 403 connected to the controlled drivers 408 to 410. As a result, as shown in FIG. 10, the laser light emitted from the laser unit 40 passes through the half mirror 29, the condensing lens 28, the rod lens 23 and the first beam splitter 22 and enters the CFB 16. At the same time, the control circuit 42 controls the second motor 27 to insert the excitation light cut filters A to C corresponding to the controlled drivers 408 to 410 into the optical path from the CFB 16 to the spectrometer 30. The test portion irradiated with the laser light through the CFB 16 and the first imaging lens 11 emits fluorescence in a wavelength band corresponding to the wavelength band of the laser light, and this fluorescence passes through the first imaging lens 11 and passes through the CFB 16. An image of the test part is formed on the tip surface. This image is transmitted to the base end surface of the CFB 16, and is re-imaged on the imaging surface of the imaging device 35 through the excitation light cut filter 31 by the imaging lens 24 and the second beam splitter 25, and the image for the first field. The laser unit 40 on the light receiving surface of the spectroscope 30 through the excitation light cut filters A to C in the rotary filter 26 that is converted into a signal and is driven corresponding to the wavelength selection buttons 32 c to e that are input at that time. An image by fluorescence corresponding to the laser light emitted from the laser beam is re-imaged and converted into a spectral signal. Note that when the spectroscopic measurement start switch 23b is turned on again during the spectroscopic measurement mode, the operation mode returns to the spectroscopic measurement preparation mode. Further, when the mode switch 23a is turned on during the spectroscopic measurement mode, the operation mode is switched to the normal observation mode.

さらに、制御回路42は、映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43に接続されており、この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43に対しても、タイミング信号を入力するとともに、現在の動作モード,及び、操作パネル23において現在投入されている励起光選択スイッチ23c〜eに相当する励起光の種類又は現時点でCFB16に導入されている光の種類を、通知する。   Further, the control circuit 42 is connected to the video signal processing / spectral spectrum signal processing circuit 43. The control circuit 42 also inputs a timing signal to the video signal processing / spectral spectrum signal processing circuit 43 and the current operation mode. , And the type of excitation light corresponding to the excitation light selection switches 23c to 23e currently input on the operation panel 23 or the type of light currently introduced into the CFB 16 is notified.

この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43には、また、電気ソケット21を構成する各電極が接続されている。よって、蛍光観察内視鏡10内の撮像素子13から出力されたRGBの各映像信号は、電気コネクタ17及び電気ソケット21を通じて、映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43に入力される。同様に、この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43には、光源プロセッサ装置20内の撮像装置35及び分光器30に接続されている。よって、この撮像装置35から出力された映像信号及び分光器30から出力された分光スペクトル信号が、制御回路42に入力される。さらに、この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43には、モニター60が接続されている。映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43は、蛍光観察内視鏡10の撮像素子13から入力されたRGBの各映像信号,光源プロセッサ装置20内の撮像装置35から出力された映像信号及び分光器30から出力された分光スペクトル信号を処理することによって、通常観察モードにおいては通常カラー画像の動画を示す画面を、蛍光観察モードにおいては夫々蛍光観察内視鏡10の撮像素子13によって得られた通常カラー画像の動画及び蛍光画像の動画を並べて示す画面を、分光測定準備モードにおいては蛍光観察内視鏡10の撮像素子13によって得られた通常カラー画像の動画及び光源プロセッサ装置20内の撮像装置35によって得られた蛍光画像の動画の動画を並べて示す画面を、分光測定モードにおいては、これら通常カラー画像の動画及び蛍光画像の動画に加えて分光器30から入力された分光スペクトル信号が示すグラフを並べて示す画面を、モニター60上に表示する(図11参照)。   The video signal processing and spectral spectrum signal processing circuit 43 is connected to each electrode constituting the electrical socket 21. Therefore, the RGB video signals output from the imaging device 13 in the fluorescence observation endoscope 10 are input to the video signal processing and spectral signal processing circuit 43 through the electrical connector 17 and the electrical socket 21. Similarly, the video signal processing and spectral spectrum signal processing circuit 43 is connected to the imaging device 35 and the spectroscope 30 in the light source processor device 20. Therefore, the video signal output from the imaging device 35 and the spectral signal output from the spectroscope 30 are input to the control circuit 42. Further, a monitor 60 is connected to the video signal processing / spectral spectrum signal processing circuit 43. The video signal processing and spectral spectrum signal processing circuit 43 includes RGB video signals input from the imaging device 13 of the fluorescence observation endoscope 10, video signals output from the imaging device 35 in the light source processor device 20, and a spectroscope. By processing the spectral signal output from 30, a normal color image moving image is displayed in the normal observation mode, and a normal image obtained by the imaging element 13 of the fluorescence observation endoscope 10 in the fluorescence observation mode. A screen showing a moving image of a color image and a moving image of a fluorescent image side by side, a moving image of a normal color image obtained by the imaging element 13 of the fluorescence observation endoscope 10 and an imaging device 35 in the light source processor device 20 in the spectroscopic measurement preparation mode. In the spectroscopic measurement mode, a screen that displays the moving images of fluorescent images obtained by The screen shown side by side graph indicated by the input spectrum signal from the spectroscope 30 in addition to the video movie and fluorescence images of a color image is displayed on the monitor 60 (see FIG. 11).

図12は、この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43の内部構造を示すブロック図である。この図12に示されるように、映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43内において、撮像素子13から出力されたR,G,Bの各映像信号,及び、撮像素子35から出力された映像信号は、前段映像信号処理回路431に入力される。この前段映像信号処理回路431はメモリ432に接続され、このメモリ432はスキャンコンバータ433に接続され、このスキャンコンバータ433は後段映像信号処理回路434に接続され、この後段映像信号処理回路434にモニター60が接続される。また、制御回路42から出力された上記情報は、夫々、前段映像信号処理回路431及びスキャンコンバータ433に入力される。さらに、分光器30から出力された分光スペクトル信号は、AD変換器435に入力される。このAD変換器435はメモリ436に接続され、このメモリ436はグラフ生成ブロック437に接続され、このグラフ生成ブロック437はスキャンコンバータ433に接続されている。さらに、この映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路43内には、制御回路42から受け取ったタイミング信号に同期して、各回路431〜437を動作させる同期信号を発生させるタイミングコントローラ438が備えられている。   FIG. 12 is a block diagram showing the internal structure of the video signal processing / spectral spectrum signal processing circuit 43. As shown in FIG. 12, in the video signal processing and spectral spectrum signal processing circuit 43, R, G, B video signals output from the image sensor 13 and video signals output from the image sensor 35. Is input to the preceding video signal processing circuit 431. This front-stage video signal processing circuit 431 is connected to a memory 432, this memory 432 is connected to a scan converter 433, this scan converter 433 is connected to a rear-stage video signal processing circuit 434, and this rear-stage video signal processing circuit 434 has a monitor 60. Is connected. Further, the information output from the control circuit 42 is input to the preceding video signal processing circuit 431 and the scan converter 433, respectively. Further, the spectral signal output from the spectroscope 30 is input to the AD converter 435. The AD converter 435 is connected to a memory 436, which is connected to a graph generation block 437, and this graph generation block 437 is connected to a scan converter 433. Further, the video signal processing and spectral signal processing circuit 43 is provided with a timing controller 438 for generating a synchronization signal for operating the circuits 431 to 437 in synchronization with the timing signal received from the control circuit 42. Yes.

前段映像信号処理回路431は、撮像素子13から送られてくるRGBの各映像信号及び撮像素子35から送られてくる映像信号に対して所定の処理を施すための回路である。この前段映像信号処理回路431が各映像信号に施す処理としては、高周波成分除去,増幅,ブランキング,クランピング,ホワイトバランス,ガンマ補正,アナログデジタル変換,及び、色分離がある。   The pre-stage video signal processing circuit 431 is a circuit for performing predetermined processing on the RGB video signals sent from the image sensor 13 and the video signals sent from the image sensor 35. Processing performed by the pre-stage video signal processing circuit 431 on each video signal includes high-frequency component removal, amplification, blanking, clamping, white balance, gamma correction, analog-digital conversion, and color separation.

メモリ432の内部は、各モードにおいてCFB16に白色光が導入されている間に撮像素子13から前段映像信号処理回路431に入力されて上記処理が施された映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)が夫々格納(上書き)されるR映像信号領域432a,G映像信号領域432b,B映像信号領域432c,蛍光観察モードにおいてCFB16に励起光1が導入されている間に撮像素子13から前段映像信号処理回路431に入力されて上記処理が施された映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)が夫々格納されるR蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e,B蛍光映像信号領域432fに、区分されている。なお、撮像素子35がカラー撮像素子である場合には、分光測定準備モード及び分光測定モードにおいてこの撮像素子35から前段映像信号処理回路431に入力されて上記処理が施された映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)は、夫々、R蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e,B蛍光映像信号領域432fに格納される。これに対して、撮像素子35がモノクロ撮像素子である場合には、この撮像素子35から前段映像信号処理回路431に入力されて上記処理が施された映像信号は、全く同じ内容にて、R蛍光映像号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fに格納される。   The inside of the memory 432 is a video signal (R video signal, G video signal) that is input from the image sensor 13 to the preceding video signal processing circuit 431 and subjected to the above processing while white light is introduced into the CFB 16 in each mode. , B video signal) is stored (overwritten) in each of the R video signal region 432a, the G video signal region 432b, the B video signal region 432c, and the imaging element 13 while the excitation light 1 is being introduced into the CFB 16 in the fluorescence observation mode. R video signal region 432d and G fluorescent video signal region 432e in which the video signals (R video signal, G video signal, B video signal) input to the preceding video signal processing circuit 431 and subjected to the above processing are respectively stored. , B fluorescent image signal area 432f. In the case where the image sensor 35 is a color image sensor, a video signal (R video image) that has been input from the image sensor 35 to the preceding video signal processing circuit 431 and subjected to the above processing in the spectroscopic measurement preparation mode and the spectroscopic measurement mode. Signal, G video signal, and B video signal) are stored in the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f, respectively. On the other hand, when the image pickup device 35 is a monochrome image pickup device, the video signal input from the image pickup device 35 to the preceding-stage video signal processing circuit 431 and subjected to the above processing has exactly the same content. They are stored in the fluorescent video signal area 432d, the G fluorescent video signal area 432e, and the B fluorescent video signal area 432f.

一方、AD変換器435は、アナログ信号として入力された分光スペクトル信号をデジタル信号に変換する回路である。このAD変換器435によってデジタル信号に変換された分光スペクトル信号は、一旦メモリ436に書き込まれ、グラフ生成ブロック437によって、横軸に波長をとるとともに縦軸に強度をとる分光スペクトルグラフのイメージデータに変換される。   On the other hand, the AD converter 435 is a circuit that converts a spectral signal input as an analog signal into a digital signal. The spectrum signal converted into a digital signal by the AD converter 435 is once written in the memory 436, and converted into image data of a spectrum spectrum graph in which the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the intensity by the graph generation block 437. Converted.

スキャンコンバータ433は、通常観察モード下においては、各フレームに相当する期間毎に、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b,B映像信号領域432cから夫々映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)を読み出して、後段映像信号処理回路434へ入力する。   In the normal observation mode, the scan converter 433 receives video signals (R video signal and G video signal from the R video signal area 432a, the G video signal area 432b, and the B video signal area 432c, respectively, for each period corresponding to each frame. , B video signal) and input to the subsequent video signal processing circuit 434.

また、スキャンコンバータ433は、蛍光観察モード下においては、各フレームに相当する期間毎に、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b及びB映像信号領域432cから夫々映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)を読み出すとともに、R蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fから夫々映像信号を読み出す。そして、スキャンコンバータ433は、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b及びB映像信号領域432cから読み出した映像信号とR蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fから読み出した映像信号とを互いに結合して、通常カラー画像と蛍光画像(第2結像レンズ12を通じて撮像された蛍光画像)とを並べて表示させる映像信号を生成して、後段映像信号処理回路434に入力する。   Further, in the fluorescence observation mode, the scan converter 433 receives video signals (R video signal, G) from the R video signal region 432a, the G video signal region 432b, and the B video signal region 432c for each period corresponding to each frame. Video signals, B video signals), and video signals are read from the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f, respectively. The scan converter 433 receives the video signal read from the R video signal region 432a, the G video signal region 432b, and the B video signal region 432c, the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f. Are combined with each other to generate a video signal for displaying a normal color image and a fluorescent image (fluorescent image captured through the second imaging lens 12) side by side, and a subsequent video signal processing circuit 434 is generated. To enter.

また、スキャンコンバータ433は、分光測定準備モード下においては、各フレームに相当する期間毎に、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b及びB映像信号領域432cから夫々映像信号(R映像信号,G映像信号,B映像信号)を読み出すとともに、R蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fから夫々映像信号を読み出す。そして、スキャンコンバータ433は、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b及びB映像信号領域432cから読み出した映像信号とR蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fから読み出した映像信号とを互いに結合して、通常カラー画像と蛍光画像(第1結像レンズ11を通じて撮像された蛍光画像)とを並べて表示させる映像信号を生成して、後段映像信号処理回路434に入力する。   Further, in the spectroscopic measurement preparation mode, the scan converter 433 receives video signals (R video signal, R video signal region 432a, G video signal region 432b, and B video signal region 432c for each period corresponding to each frame, respectively. (G video signal, B video signal) and video signals are read from the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f, respectively. The scan converter 433 receives the video signal read from the R video signal region 432a, the G video signal region 432b, and the B video signal region 432c, the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f. Are combined with each other to generate a video signal for displaying a normal color image and a fluorescent image (fluorescent image captured through the first imaging lens 11) side by side, and a subsequent video signal processing circuit 434 is generated. To enter.

また、スキャンコンバータ433は、分光測定モード下においては、上記分光測定準備モード下において読み出した映像信号に加えて、グラフ生成ブロック437から分光スペクトルグラフを示すイメージデータを受信する。そして、スキャンコンバータ433は、R映像信号領域432a,G映像信号領域432b及びB映像信号領域432cから読み出した映像信号とR蛍光映像信号領域432d,G蛍光映像信号領域432e及びB蛍光映像信号領域432fから読み出した映像信号とグラフ生成ブロック437から受信したイメージデータとを互いに結合して、通常カラー画像と蛍光画像(第1結像レンズ11を通じて撮像された蛍光画像)と分光スペクトルグラフを並べて表示させる映像信号を生成して、後段映像信号処理回路434に入力する。   In the spectroscopic measurement mode, the scan converter 433 receives image data indicating a spectroscopic spectrum graph from the graph generation block 437 in addition to the video signal read in the spectroscopic measurement preparation mode. The scan converter 433 receives the video signal read from the R video signal region 432a, the G video signal region 432b, and the B video signal region 432c, the R fluorescent video signal region 432d, the G fluorescent video signal region 432e, and the B fluorescent video signal region 432f. The image signal read from the image data and the image data received from the graph generation block 437 are combined with each other, and the normal color image, the fluorescence image (fluorescence image captured through the first imaging lens 11), and the spectral spectrum graph are displayed side by side. A video signal is generated and input to the subsequent video signal processing circuit 434.

後段映像信号処理回路434は、スキャンコンバータ433から入力された映像信号に対して、デジタルアナログ変換,エンコーディング,及び、インピーダンスマッチング等の処理を施してモニター60へ出力する。その結果、モニター60上には、通常観察モード下では通常カラー画像のリアルタイム動画が表示され、蛍光観察モード下では通常カラー画像のリアルタイム画像及び第2結像レンズ12を通じて撮像された蛍光画像のリアルタイム画像が並べて表示され、分光測定準備モード下では通常カラー画像のリアルタイム画像及び第1結像レンズ11を通じて撮像された蛍光画像のリアルタイム画像が並べて表示され、分光測定モード下では通常カラー画像のリアルタイム画像,第1結像レンズ11を通じて撮像された蛍光画像のリアルタイム画像及び分光スペクトルグラフが並べて表示される(図11参照)。   The post-stage video signal processing circuit 434 performs processing such as digital / analog conversion, encoding, impedance matching, and the like on the video signal input from the scan converter 433 and outputs the result to the monitor 60. As a result, a real-time moving image of the normal color image is displayed on the monitor 60 in the normal observation mode, and a real-time image of the normal color image and the fluorescent image captured through the second imaging lens 12 are displayed in the fluorescence observation mode. The images are displayed side by side. In the spectroscopic measurement preparation mode, the real time image of the normal color image and the real time image of the fluorescent image captured through the first imaging lens 11 are displayed side by side. In the spectroscopic measurement mode, the real time image of the normal color image is displayed. , The real-time image of the fluorescence image captured through the first imaging lens 11 and the spectral spectrum graph are displayed side by side (see FIG. 11).

以上のように構成された内視鏡システムを用いる術者は、まず、制御装置42に主電源を投入した後で、モード切替スイッチ23aを適宜押下することによって、この制御装置42の動作モードを通常観察モードに切り替える。通常観察モードに切り替わると、蛍光観察内視鏡10の体腔内挿入部10aの先端(第1結像レンズ11)からは常時白色光が射出され、モニタ60上には第2結像レンズ12を通じて撮像された通常カラー画像が表示される。そこで、術者は、このモニター60上に表示された通常カラー画像を見ながら、蛍光観察内視鏡10を操作して、その体腔内挿入部10aを被験者の体腔内に挿入して、被検部に導いていく。   An operator using the endoscope system configured as described above first switches the operation mode of the control device 42 by appropriately pressing the mode switch 23a after turning on the main power to the control device 42. Switch to normal observation mode. When the mode is switched to the normal observation mode, white light is always emitted from the distal end (first imaging lens 11) of the body cavity insertion portion 10a of the fluorescence observation endoscope 10 and is passed through the second imaging lens 12 on the monitor 60. The captured normal color image is displayed. Therefore, the operator operates the fluorescence observation endoscope 10 while viewing the normal color image displayed on the monitor 60, and inserts the body cavity insertion portion 10a into the body cavity of the subject. Lead to the department.

そして、通常カラー画像内に被検部を捕捉すると、術者は、モード切替スイッチ23aを一回投入することにより、制御装置42の動作モードを蛍光観察モードに切り替える。すると、体腔内挿入部10aの先端の第1結像レンズ11からは、白色光と励起光1とがフィールド毎に交互に射出され、モニター60には、共に第2結像レンズ12を通じて撮像された通常カラー画像と蛍光画像とが並べて表示される。   When the test portion is captured in the normal color image, the operator switches the operation mode of the control device 42 to the fluorescence observation mode by turning on the mode changeover switch 23a once. Then, white light and excitation light 1 are alternately emitted from the first imaging lens 11 at the tip of the body cavity insertion portion 10 a for each field, and both images are captured on the monitor 60 through the second imaging lens 12. The normal color image and the fluorescent image are displayed side by side.

この蛍光画像中に異状部位である可能性の高い暗部を検出すると、術者は、モード切替スイッチ23aを一回投入することにより、制御装置42の動作モードを分光測定準備モードに切り替える。すると、体腔内挿入部10aの先端の第1結像レンズ11からは、白色光と励起光3とがフィールド毎に交互に射出されるようになり、モニター60上において表示されていた蛍光画像は、第1結像レンズ11を通じて撮像された蛍光画像に切り替わる。そこで、術者は、モニター60上に表示されている通常カラー画像と蛍光画像とを見ながら体腔内挿入部10aの先端の向きを微調整し、異常部位であると疑いをかけている被疑部位を、蛍光画像の中心に捕捉する。このようにして、被疑部位が蛍光画像の中心に捕捉されたということは、第1結像レンズ11の光軸上に被疑部位が存在しているということである。そこで、術者は、被疑部位が蛍光画像の中心から外れないように体腔内挿入部10aの先端の向きを微調整しながら、体腔内挿入部10aの先端を被疑部位に接近させていく。このようにして体腔内挿入部10aの先端を被疑部位に対して接近させて接触させると、第1結像レンズ11の表面が被疑部位に押しつけられることになる。   When a dark part that is likely to be an abnormal part is detected in the fluorescent image, the operator switches the operation mode of the control device 42 to the spectroscopic measurement preparation mode by turning on the mode changeover switch 23a once. Then, white light and excitation light 3 are alternately emitted from the first imaging lens 11 at the tip of the body cavity insertion portion 10a for each field, and the fluorescence image displayed on the monitor 60 is Then, the fluorescent image captured through the first imaging lens 11 is switched. Therefore, the surgeon finely adjusts the direction of the distal end of the body cavity insertion portion 10a while looking at the normal color image and the fluorescence image displayed on the monitor 60, and suspects that the suspected part is an abnormal part. At the center of the fluorescent image. In this way, the fact that the suspected part is captured at the center of the fluorescent image means that the suspected part exists on the optical axis of the first imaging lens 11. Therefore, the surgeon moves the tip of the body cavity insertion portion 10a closer to the suspected site while finely adjusting the direction of the tip of the body cavity insertion portion 10a so that the suspected site does not deviate from the center of the fluorescence image. When the distal end of the body cavity insertion portion 10a is brought close to and brought into contact with the suspected site in this way, the surface of the first imaging lens 11 is pressed against the suspected site.

そこで、術者は、測定開始ボタン23bを投入することによって制御装置42の動作モードを分光測定モードに切り替えるとともに、任意の波長選択ボタン23cからeを押下することによって、任意の波長のレーザー光(励起光1〜3)を被疑部位に照射する。すると、そのレーザー光に起因して被疑部位の生体組織から生じた蛍光が分光器30によって分光測定され、その測定結果である分光スペクトルグラフが、モニター60上に表示される。術者は、この分光スペクトルグラフを見ながら、被疑部位が実際に異状であるのか否かの判断を下すのである。   Therefore, the surgeon switches the operation mode of the control device 42 to the spectroscopic measurement mode by turning on the measurement start button 23b, and presses e from any wavelength selection button 23c, thereby causing laser light of any wavelength ( Excitation light 1-3 is irradiated to a suspected part. Then, the fluorescence generated from the biological tissue at the suspected site due to the laser light is spectroscopically measured by the spectroscope 30, and the spectroscopic spectrum graph as the measurement result is displayed on the monitor 60. The surgeon makes a judgment as to whether or not the suspected site is actually abnormal while looking at the spectral spectrum graph.

以上に説明したように、本実施形態によれば、励起光としてのレーザー光を被検部に照射するためのCFB16及び第1結像レンズ11を通じて、被検部の像が撮像素子35によって撮像されるので、この撮像によって得られた映像信号によってモニター60上に表示された蛍光画像の中心は、第1結像レンズ11の中心と合致している。よって、この蛍光画像の中心に被検部を捕捉したまま体腔内挿入部10aを被検部に接近させれば、レーザー光を照射する第1結像レンズ11を被検部に押しつけることが可能となる。しかも、この蛍光画像は、分光器40による分光測定の対象そのものである。従って、術者は、分光測定対象となっている画像の範囲を正確に認識することができる。   As described above, according to the present embodiment, an image of the test part is picked up by the image sensor 35 through the CFB 16 and the first imaging lens 11 for irradiating the test part with laser light as excitation light. Therefore, the center of the fluorescent image displayed on the monitor 60 by the video signal obtained by this imaging coincides with the center of the first imaging lens 11. Therefore, the first imaging lens 11 that irradiates the laser light can be pressed against the test part by bringing the body cavity insertion part 10a close to the test part while capturing the test part at the center of the fluorescence image. It becomes. Moreover, this fluorescence image is the object of spectroscopic measurement by the spectroscope 40 itself. Therefore, the surgeon can accurately recognize the range of the image that is the object of spectroscopic measurement.

本発明の実施形態による内視鏡システムの外観を示す外観図1 is an external view showing an external appearance of an endoscope system according to an embodiment of the present invention. 内視鏡システムの内部構成を示す概略図Schematic showing the internal configuration of the endoscope system 蛍光観察内視鏡の外観を示す側面図Side view showing appearance of fluorescence observation endoscope ロータリーシャッタの正面図Front view of rotary shutter レーザーユニットの構造を示す詳細図Detailed view showing the structure of the laser unit 回転フィルタの正面図Front view of rotary filter 励起光1の波長スペクトルと励起光カットフィルタAの透過波長帯域とを示すグラフA graph showing the wavelength spectrum of the excitation light 1 and the transmission wavelength band of the excitation light cut filter A 励起光2の波長スペクトルと励起光カットフィルタBの透過波長帯域とを示すグラフGraph showing the wavelength spectrum of the excitation light 2 and the transmission wavelength band of the excitation light cut filter B 励起光3の波長スペクトルと励起光カットフィルタCの透過波長帯域とを示すグラフA graph showing the wavelength spectrum of the excitation light 3 and the transmission wavelength band of the excitation light cut filter C 蛍光観察モード,分光測定準備モード及び分光測定モードにおいてライトガイドに導入される光の種類を示すシーケンス図Sequence diagram showing the types of light introduced into the light guide in the fluorescence observation mode, the spectroscopic measurement preparation mode, and the spectroscopic measurement mode モニターの表示例を示す図Figure showing a monitor display example 映像信号処理及び分光スペクトル信号処理回路の構成を示すブロック図Block diagram showing configuration of video signal processing and spectral spectrum signal processing circuit

符号の説明Explanation of symbols

10 蛍光観察内視鏡
11 第1結像レンズ
12 第2結像レンズ
13 撮像素子
16 CFB
20 光源プロセッサ装置
22 第1ビームスプリッタ
24 結像レンズ
25 第2ビームスプリッタ
29 ハーフミラー
30 分光器
35 撮像素子
40 レーザーユニット
42 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluorescence observation endoscope 11 1st image formation lens 12 2nd image formation lens 13 Image pick-up element 16 CFB
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Light source processor apparatus 22 1st beam splitter 24 Imaging lens 25 2nd beam splitter 29 Half mirror 30 Spectroscope 35 Image pick-up element
40 Laser unit 42 Control circuit

Claims (6)

体腔内の被検部に励起光を照射し、この励起光によって励起した前記被検部の生体組織が発する蛍光による像を内視鏡によって撮像する蛍光観察内視鏡装置であって、
その先端に結像光学系を備えると共に、この結像光学系によってその先端面に形成された前記被検部の像を基端面まで伝送するファイババンドルを内蔵した内視鏡と、
前記励起光を発光する励起光光源と、
この励起光光源から発した励起光を前記ファイババンドルの基端面に導く光学系であって、この励起光を前記ファイババンドルの端面に収束させる集光レンズを含む励起光光学系と、
前記ファイババンドルの端面と前記集光レンズとの間に配置され、前記ファイババンドルの端面から出射した光束を前記励起光の光路から分離する第1の分離光学素子と、
この第1の分離光学素子によって分離された前記光束を収束させることによって前記ファイババンドルの基端面に伝送された像を再結像させる再結像光学系と、
この再結像光学系によって再結像された像を撮像する撮像素子と、
前記第1の分離光学素子と前記撮像素子との間に配置され、前記第1の分離光学素子によって分離された前記光束を更に分離する第2の分離光学素子と、
この第2の分離光学素子によって分離された光束を分光測定する分光器と、
前記第1の分離光学素子と前記撮像光学素子及び前記分光器との間に配置され、前記励起光と同じ波長帯域の光を遮断するフィルタ手段と
を備えたことを特徴とする蛍光観察内視鏡装置。
A fluorescence observation endoscope apparatus that irradiates a test part in a body cavity with an excitation light and captures an image of fluorescence emitted from a living tissue of the test part excited by the excitation light with an endoscope,
An endoscope including an imaging optical system at its distal end, and a built-in fiber bundle that transmits an image of the test part formed on the distal end surface by the imaging optical system to the proximal end surface;
An excitation light source that emits the excitation light;
An optical system that guides the excitation light emitted from the excitation light source to the base end face of the fiber bundle, and includes a condensing lens that converges the excitation light to the end face of the fiber bundle; and
A first separation optical element that is disposed between the end face of the fiber bundle and the condensing lens, and separates the light beam emitted from the end face of the fiber bundle from the optical path of the excitation light;
A re-imaging optical system that re-images the image transmitted to the base end face of the fiber bundle by converging the light beam separated by the first separation optical element;
An image sensor for imaging an image re-imaged by the re-imaging optical system;
A second separation optical element that is disposed between the first separation optical element and the imaging element and further separates the light beam separated by the first separation optical element;
A spectroscope for spectroscopically measuring the light beam separated by the second separation optical element;
A fluorescence observation endoscope comprising: filter means disposed between the first separation optical element, the imaging optical element, and the spectrometer, and blocking light in the same wavelength band as the excitation light. Mirror device.
前記第1の分離光学素子は、前記励起光を透過するとともに前記ファイババンドルの基端面から発した光束を反射するビームスプリッタである
ことを特徴とする請求項1記載の蛍光観察内視鏡装置。
The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 1, wherein the first separation optical element is a beam splitter that transmits the excitation light and reflects a light beam emitted from a base end face of the fiber bundle.
前記励起光光源は、複数種類の波長の励起光を選択的に発光するとともに、
前記フィルタ手段は、前記励起光と同じ各波長の光を夫々遮断する複数のフィルタと、前記第2の分離光学素子と前記分光器との間に前記複数のフィルタを前記第2の分離光学素子によって分離された光束の光路中に選択的に挿入する機構と、前記励起光光源が発光している励起光と同じ波長の光を遮断するフィルタを前記光束の光路に挿入させるように前記機構を制御する制御回路とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の蛍光観察内視鏡装置。
The excitation light source selectively emits excitation light of a plurality of types of wavelengths,
The filter means includes a plurality of filters that respectively block light having the same wavelength as the excitation light, and the plurality of filters between the second separation optical element and the spectrometer. A mechanism for selectively inserting into the optical path of the light beam separated by the light source, and a mechanism for inserting a filter that blocks light having the same wavelength as the excitation light emitted by the excitation light source into the optical path of the light beam. The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 1, further comprising a control circuit that controls the fluorescence observation endoscope apparatus.
前記フィルタ手段は、前記第2の分離光学素子と前記撮像素子との間に配置されて前記励起光光源が発する全種類の励起光と同じ波長の光を遮断するフィルタを有する
ことを特徴とする請求項3記載の蛍光観察内視鏡装置。
The filter means includes a filter that is disposed between the second separation optical element and the imaging element and blocks light having the same wavelength as all types of excitation light emitted from the excitation light source. The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 3.
白色光を発する白色光光源と、
前記内視鏡先端に備えられた対物光学系と、
この対物光学系によって形成された被検部の像を撮像する第2の撮像素子とを
更に備え、
前記励起光光学系は、前記励起光と前記白色光光源から発した白色光とを選択的に前記ファイバーバンドルに導く
ことを特徴とする請求項1記載の蛍光観察内視鏡装置。
A white light source that emits white light;
An objective optical system provided at the distal end of the endoscope;
A second image pickup device for picking up an image of the test part formed by the objective optical system,
2. The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 1, wherein the excitation light optical system selectively guides the excitation light and white light emitted from the white light source to the fiber bundle.
前記対物光学系と前記第2の撮像素子との間に前記励起光と同じ波長帯域の光を遮断するフィルタを備えている
ことを特徴とする請求項5記載の蛍光観察内視鏡装置。
The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 5, further comprising a filter that blocks light having the same wavelength band as the excitation light between the objective optical system and the second imaging element.
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