JP4520216B2 - 蛍光観察内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡を通じて被検部に通常観察用の白色光と蛍光励起用の励起光とを順次照射することによって得られた画像データを処理して、モニター上に被検部の可視画像と蛍光画像とを動画表示する蛍光観察内視鏡装置に、関する。

生体組織に対して青〜紫外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（特に、緑光領域の強度）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。

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、生体組織に向けて照射光を導く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、生体組織に対する照射光として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画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。

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って当該体腔内挿入部先端に嵌め込まれた対物レンズが形成した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蔭の部分を特定し、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

しかしながら、上述した構成の蛍光観察内視鏡装置によると、術者は、異状部位を識別するために、切替装置（フットスイッチ，切替レバー等）を操作することによって通常観察モードと蛍光観察モードとを交互に切替えなければならない。これは、上記蛍光観察内視鏡装置では、通常観察モードと蛍光観察モードとが完全に分けられているので、通常カラー画像のリアルタイム動画と蛍光画像のリアルタイム動画とを同時にモニター上に表示できないことに、起因する。

これに対して、撮像素子が撮像を行う周期である１フレーム（画像信号の走査はインターレース方式であるので、１フレームは更に２フィールドの期間に区分される）毎に、ライトガイドに導入する光を白色光と励起光との間で自動的に切り替え、白色光照射時期に対応した奇数番フレーム（若しくは偶数番フレーム）の通常カラー画像と、励起光照射時期に対応した偶数番フレーム（若しくは奇数番フレーム）の蛍光画像とを、モニター上に並べて表示することも考えられる。

しかしながら、この方式によると、通常カラー画像及び蛍光画像の夫々の動画レート（即ち、単位時間中に更新される画像のコマ数）は、ＮＴＳＣやＰＡＬのテレビジョン規格（上述した通常観察モードと蛍光観察モードとで表示する動画像を完全に切り替える方式におけるのと同じ動画レート）の半分となってしまうので、動きが不自然な為に細部が判別し難くなってしまう。

また、各フレームにおける各フィールド毎に、ライトガイドに導入する光を白色光と励起光との間で自動的に切り替え、白色光照射時期に対応した奇数番フィールド（若しくは偶数番フィールド）の通常カラー画像と、励起光照射時期に対応した偶数番フィールド（若しくは奇数番フィールド）の蛍光画像とを、モニター上に並べて表示することも考えられる。この場合、通常カラー画像及び蛍光画像の夫々の動画レートはテレビジョン規格と同じになるが、各コマの垂直方向における解像度（走査線本数）がテレビジョン規格の半分となってしまうので、やはり、細部が判別し難くなってしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、動画レート及び垂直方向における解像度を落とすことなく、通常カラー画像のリアルタイムの動画と蛍光画像のリアルタイムの動画とを、表示装置によって同時に表示することができる蛍光観察内視鏡装置を、提供することである。

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、体腔内に励起光を導入し、この励起光によって励起した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、その先端に対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検部の像を撮像して、１フレームが２フィールドからなる映像信号に変換して出力する撮像装置とを備えた内視鏡と、（ａ＋２ｎ：但し、ａは所定の整数，ｎは任意の整数）番フレームの第１フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間には白色光を、（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間には励起光を、夫々前記被検部に照射する光照射手段と、前記撮像装置から（ａ＋２ｎ）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された映像信号，（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された映像信号，（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された映像信号，及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された映像信号を、第１乃至第４の記憶領域に夫々上書格納する記憶手段と、各フレームの第１フィールドに相当するタイミングで前記記憶手段の第１記憶領域及び第３記憶領域から夫々映像信号を読み出して互いに結合し、各フレームの第２フィールドに相当するタイミングで前記記憶手段の第４記憶領域及び第２記憶領域から夫々映像信号を読み出して、前記第１記憶領域から読み出した映像信号に前記第４記憶領域から読み出した映像信号が対応するとともに前記第３記憶領域から読み出した映像信号に前記第２記憶領域から読み出した映像信号が対応するように互いに結合し、順次出力する結合手段と、前記結合手段から順次出力された映像信号に基づいて動画表示を行う表示手段とを、備えたことを特徴とする。

このように構成されると、記憶手段の第１乃至第４記憶領域には、夫々、（ａ＋２ｎ）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された通常画像の映像信号，（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された蛍光画像の映像信号，（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された蛍光画像の映像信号，及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された通常画像の映像信号が格納され、以後、撮像装置から各フィールド単位の映像信号が出力される毎に、サイクリックに更新されていく。一方、結合手段は、各フレームの第１フィールドに相当するタイミングで、第１記憶領域から第１フィールドに相当する通常画像の映像信号を読み出すと同時に、第３記憶領域から第１フィールドに相当する蛍光画像の映像信号を読み出し、各フレームの第２フィールドに相当するタイミングで、第４記憶領域から第２フィールドに相当する通常画像の映像信号を読み出すと同時に、第２記憶領域から第２フィールドに相当する蛍光画像の映像信号を読み出する。そして、第１記憶領域から読み出した第１フィールドに相当する通常画像の映像信号と第４記憶領域から読み出した第２フィールドに相当する通常画像の映像信号とが互いに対応するとともに、第３記憶領域から読み出した第１フィールドに相当する蛍光画像の映像信号と第２記憶領域から読み出した第２フィールドに相当する蛍光画像の映像信号とが互いに対応するように、同時に読み出した映像信号同士（通常画像の映像信号及び蛍光画像の映像信号）を結合する。その結果、個々の記憶領域に格納された各映像信号は、新たな映像信号によって更新されるまでの間に夫々２回づつ読み出され、それにより、結合後の映像信号における通常画像に相当する部分についても、蛍光画像に相当する部分についても、各フレームは常に２フィールド分の映像信号からから構成されているとともに、フレーム全体としてみた場合には、フレーム毎にその内容が更新されていることになる。その結果、本件発明によれば、通常画像のリアルタイム動画と蛍光画像のリアルタイム動画とを表示手段によって同時に表示することができるにも拘わらず、テレビジョン規格に則した動画レート及び垂直方向の解像度で、各画像のリアルタイム動画を表示することができるのである。

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、動画レート及び垂直方向における解像度を落とすことなく、通常カラー画像のリアルタイム動画と蛍光画像のリアルタイム動画とを、表示装置によって同時に表示することができる。

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。

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。

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、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。

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、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々嵌め込まれた光照射窓及び撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部１０ａの内部には、対物レンズ（対物光学系）１２によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子（カラーＣＣＤ）１３，この撮像素子１３を駆動する駆動回路１５，対物レンズ１２から射出された光から後述する蛍光励起用のレーザー光に相当する波長成分を除去するためのレーザー光カットフィルター１４が、組み込まれている。これら撮像素子１３及び駆動回路１５が、前記対物光学系によって形成された被検部の像を撮像して１フレームが２フィールドからなる映像信号に変換して出力する撮像装置に、該当する。

撮像素子１３から出力されて駆動回路１５によって処理された画像信号を伝送するための信号ケーブル（各走査線に沿ってＲ［赤］，Ｇ［緑］，Ｂ［青］の各画素から夫々読み出したＲＧＢの各画像信号を夫々伝送するための３系統の信号線を含む信号ケーブル）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３１に接続されている。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、石英ファイバからなる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）１６が引き通されている。このライトガイド１６の先端は、体腔内挿入部１０ａの先端部内において配光レンズ１１に対向し、その基端は、コネクタ１０ｄ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。

光源プロセッサ装置２０は、蛍光観察内視鏡１０のライトガイド１６の端面に照明光（白色光）又はレーザー光を選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡１０の電気コネクタピン３１を通じて駆動回路１５から受信した画像信号に対して画像処理を行うことによってビデオ信号を生成してモニタ６０へ出力する装置である。

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内のライトガイド１６の中心軸）の延長線に沿って順番に、集光レンズ２８，ビームスプリッタ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。

集光レンズ２８は、その光軸に沿ってビームスプリッタ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内のライトガイド１６の基端面に集光するレンズである。

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ライトガイド１６に向けた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。その結果として、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、ビームスプリッタ２９を通して集光レンズ２８に向けて射出する。

ビームスプリッタ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。このビームスプリッタ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。

これらランプ３３とビームスプリッタ２９との間に介在しているロータリーシャッタ３２は、円形の板からなり、第１モータ３４によって回転自在に保持されている。そして、この第１モータ３４自体は、第２モータ２４によって集光レンズ３４の光軸に直交する方向へ移動可能に、スライドテーブル２５上に載置されている。なお、この第２モータ２４の駆動軸には、その駆動軸の回転量に応じた信号を出力する位置検出センサ２６が取り付けられている。従って、この位置検出センサ２６から出力される信号に基づいて、システムコントロール回路４２がロータリーシャッタ３２の位置を求めることが可能となっている。具体的には、ロータリーシャッタ３２は、位置検出センサ２６からの信号に基づいて第２モータ２４がシステムコントロール回路４２によって制御されることにより、後述する通常観察モード下では、ランプ３３から射出される白色光の光路から完全に待避した位置（以下、「待避位置」という）へ移動され、蛍光観察モード下では、その外周縁と中心との間の部位が白色光の光路に挿入される位置（以下、「挿入位置」という）へ移動される。

図３は、ロータリーシャッタ３２をランプ３３側から見た状態を示す図である。この図に示すように、ロータリーシャッタ３２には、中心角が１８０度である扇状（１／２の円環状）の開口３２ａが穿たれており、ロータリーシャッタ３２が挿入位置に在るときには、このロータリーシャッタ３２の回転に伴って、開口３２ａの径方向における中央を集光レンズ２８の光軸が相対的に通過する。

一方、ビームスプリッタ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、レーザー光源４０が配置されている。レーザー光源４０は、レーザー用電源４１によって所定の駆動電流が供給されて励起光として機能する特定波長帯域（紫外〜青）のレーザー光を射出する半導体レーザー（図示略）と、この半導体レーザーから発散光として射出されたレーザー光を平行光とするコリメータレンズ（図示略）とから、構成されている。図４は、このレーザー光源４０から射出されるレーザー光の波長分布と蛍光観察内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａの先端に内蔵される励起光カットフィルタ１４の透過特性とを併せて示すグラフである。この図４に示されるように、レーザー光の波長帯域は、励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域の外にあり、このレーザー光によって励起される生体組織が発する蛍光の波長帯域が励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域に含まれている。

以上の光学構成により、ロータリーシャッタ３２が待避位置に在る時には、ランプ３３から射出された白色光は、常に、ビームスプリッタ２９を透過して、集光レンズ２８に入射し、更にライドガイド１６に入射する。このとき、後述するシステムコントロール回路４２の制御により、レーザー光源４０からのレーザー光の射出は停止されている。一方、ロータリーシャッタ３２が挿入位置に在る時には、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の開口３２ａが集光レンズ２８の光軸上に位置する期間のみ、このロータリーシャッタ３２を通過して、ビームスプリッタ２９を透過して集光レンズ２８に入射する。このとき、後述するシステムコントロール回路４２の制御により、レーザー光源４０は、ロータリーシャッタ３２が白色光を遮光している期間のみレーザー光を発光する。このレーザー光は、ビームスプリッタ２９によって反射されて、白色光と交互に集光レンズ２８に入射し、更にライトガイド１６に入射する。ライトガイド１６に入射した白色光及び励起光は、ライトガイド１６により導光され、配光レンズ１１を通じて被検部に照射される。

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３１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、モード切替スイッチ２３ａ，レーザースイッチ２３ｂ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，２３ｂは、夫々、制御手段としてのシステムコントロール回路４２に接続されている。その結果、操作パネル２３上の各スイッチ２３ａ，２３ｂに対する操作によって生じた操作信号は、夫々、システムコントロール回路４２に入力される。

このシステムコントロール回路４２には、上述した位置検出センサ２６が接続されており、この位置検出センサ２６から出力された信号が入力される。また、このシステムコントロール回路４２は、上述した第１モータ３４，第２モータ２４，ランプ用電源３８及びレーザー用電源４１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。

具体的には、システムコントロール回路４２は、主電源投入とともに、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。また、システムコントロール回路４２は、モード切替スイッチ２３ａが押下される毎に、その動作モードを通常観察モードと蛍光観察モードとの間で切り換える。

そして、システムコントロール回路４２は、その動作モードが通常観察モードから蛍光観察モードに切り替えられると、第２モータ２４を制御してロータリーシャッタ３２を挿入位置へ移動させる。これととともに、システムコントロール回路４２は、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）を第１モータ３４に入力することによって、図６（ａ）に示す如く、奇数番目のフレームにおける第１フィールド及びそれに続く偶数番目のフレームにおける第２フィールドに相当する期間のみ、ロータリーシャッタ３２の開口３２ａがランプ３３から発した白色光を通過させてライトガイド１６に入射させるとともに、奇数番目のフレームにおける第２フィールド及びそれに続く偶数番目のフレームにおける第１フィールドに相当する期間には、ロータリーシャッタ３２がランプ３３から発した白色光を遮光するように、第１モータ３４によるロータリーシャッタ３２の回転位相を制御する。同時に、システムコントロール回路４２は、タイミング信号をレーザー用電源４１に入力することによって、図６（ａ）に示す如く、奇数番目のフレームにおける第２フィールド及びそれに続く偶数番目のフレームにおける第１フィールドに相当する期間のみ、レーザ光源４０がレーザー光を射出してライトガイド１６に入射させるとともに、奇数番目のフレームにおける第１フィールド及びそれに続く偶数番目のフレームにおける第２フィールドに相当する期間にはレーザー光源４０がレーザー光の射出を停止するように、レーザー用電源４１を制御する。即ち、配光レンズ１１，ライトガイド１６，集光レンズ２８，ビームスプリッタ２９，ロータリーシャッタ３２，ランプ３３，第１モータ３４，ランプ用光源３８，レーザー光源４０，レーザー用電源４１及びシステムコントロール回路４２が、（ａ＋２ｎ：但し、ａは所定の整数，ｎは任意の整数）番フレームの第１フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間には白色光を（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間には励起光を夫々前記被検部に照射する光照射手段に、相当する。

一方、システムコントロール回路４２は、その動作モードが蛍光観察モードから通常観察モードに切り替えられると、第２モータ２４を制御してロータリーシャッタ３２を待避位置へ移動させる。これととともに、システムコントロール回路４２は、第１モータ３４及びレーザー用電源４１を停止させる。

さらに、システムコントロール回路４２は、映像信号処理回路４３に接続されており、この映像信号処理回路４３に対しても、切替後の動作モードを通知するとともに、タイミング信号を入力する。この映像信号処理回路４３には、また、電気ソケット２１を構成する各電極に接続されている。よって、駆動回路１５を通じて撮像素子１３から出力されたＲＧＢの各画像信号は、電気コネクタ３１及び電気ソケット２１を通じて、映像信号処理回路４３に入力される。さらに、この映像信号処理回路４３には、モニター６０が接続されている。映像信号処理回路４３は、蛍光観察内視鏡１０の駆動回路１５から入力されたＲＧＢの各画像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、蛍光観察モードにおいては、選択的に、蛍光画像の動画を示す画面，又は、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、モニター６０上に表示する。

図５は、この映像信号処理回路４３の内部構造を示すブロック図である。この図５に示されるように、映像信号処理回路４３内において、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号は、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、第１後段映像信号処理回路４３３，第２後段映像信号処理回路４３４及びスキャンコンバータ４３５に接続され、このスキャンコンバータ４３５は第３後段映像信号処理回路４３６に接続され、これら各後段映像信号処理回路４３３，４３４，４３６に、モニター６０が接続される。なお、メモリ４３２の内部は、第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａ（第１記憶領域），第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂ（第４領域），第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃ（第３記憶領域），第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄ（第２記憶領域）に、区分されている。

前段映像信号処理回路４３１は、撮像素子１７から送られてくるＲＧＢの各画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が各画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。なお、本実施形態においては、モニター６０はＲＧＢモニターであるので、以後の回路においても、ＲＧＢの各画像信号は、互いに並行に処理されることになる。よって、以後においては、単に、「画像信号」と表記するものとする。

そして、初段処理回路２３１は、通常観察モード下においては、上記処理を施した後に、各フレームの第１フィールドの画像信号についてはメモリ４３２の第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａに、第２フィールドの画像信号については第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄに、夫々格納（上書き）する。また、前段処理回路２３１は、蛍光観察モード下においては、上記処理を施した後に、図６（ｂ）〜（ｅ）に示すように、奇数番フレームの第１フィールドの画像信号についてはメモリ４３２の第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａ（第１記憶領域）に、同じ奇数番フレームの第２フィールドの画像信号については第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄ（第２記憶領域）に、続く偶数番フレームの第１フィールドの画像信号については第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃ（第３記憶領域）に、同じ偶数番フレームの第２フィールドの画像信号については第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂ（第４記憶領域）に、夫々格納（上書き）する。

各後段映像信号処理回路４３３，４３４，４３５は、択一的に動作し、夫々、メモリ４３２から逐次読み出した一フレーム分の映像信号（即ち、第１フィールドの映像信号及び第２フィールドの映像信号がなす映像信号）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６０へ出力する回路である。具体的には、第１後段映像信号処理回路４３３は、通常観察モード下においてのみ動作して、第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａ及び第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂから夫々映像信号を読み出し、第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａから読み出した映像信号を各フレームにおける第１フィールドの映像信号として扱うとともに、第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂから読み出した映像信号を各フレームにおける第２フィールドの映像信号として扱うことによって、各フレーム毎の映像信号を合成する。また、第２後段映像信号処理回路４３４は、蛍光観察モード下においてのみ操作パネル部２３の表示切替スイッチ２３ｃ（図２参照）の一方への切り換えによって動作して、第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃ及び第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄから夫々映像信号を読み出し、第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃから読み出した映像信号を各フレームにおける第１フィールドの映像信号として扱うとともに、第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄから読み出した映像信号を各フレームにおける第２フィールドの映像信号として扱うことによって、各フレーム毎の映像信号を合成する。

また、スキャンコンバータ４３５は、蛍光観察モード下においてのみ操作パネル部２３の表示切替スイッチ２３ｃの他方への切り換えによって動作して、メモリ４３２の各領域４３２ａ〜ｄから所定の順番で映像信号を読み出すことによって、１画面中に通常カラー画像と蛍光画像とを並べて示すための映像信号を合成して、第３後段映像信号処理回路４３６に入力する。スキャンコンバータ４３５によるメモリ４３２の各領域４３２ａ〜ｄからの読み出しのシーケンスを、図６（ｂ）〜（ｈ）に示す。先ず、前提として、映像信号のメモリ４３２への書き込み及び読み出しに要する時間のために、撮像時（即ち、白色光又は励起光を被検部に照射して被検部を撮像素子が撮像するタイミング）とスキャンコンバータ４３５による読み出しとの間には、丁度１フレーム分のタイムラグが生じる。従って、第１フレームの映像信号をスキャンコンバータ４３５に入力し始めるタイミングは、第２フレームの撮像を開始するタイミングと一致するので、同じタイミング信号に基づいて相互に同期して動作する。同様に、第２フレームの映像信号をスキャンコンバータ４３５に入力し始めるタイミングは、第３フレームの撮像を開始するタイミングと一致するので、同じタイミング信号に基づいて相互に同期して動作する。

そして、スキャンコンバータ４３５は、第１フレームの第１フィールドに相当するタイミングでは、第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａ及び第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃから夫々映像信号を読み出して結合させることによって、通常カラー画像と蛍光画像とを並べて表示させる映像信号の第１フレームの第１フィールド分として、第３後段映像信号信号処理回路４３６に入力する。また、スキャンコンバータ４３５は、第１フレームの第２フィールドに相当するタイミングでは、第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂ及び第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄから夫々映像信号を読み出して結合させることによって、通常カラー画像と蛍光画像とを並べて表示させる映像信号の第１フレームの第２フィールド分として、第３後段映像信号信号処理回路４３６に入力する。以後においても同様に、スキャンコンバータ４３５は、各フレームの第１フィールドに相当するタイミングでは、第１フィールド通常カラー画像領域４３２ａ及び第１フィールド蛍光画像領域４３２ｃから夫々映像信号を読み出して結合させることによって、通常カラー画像と蛍光画像とを並べて表示させる映像信号の第１フィールド分として第３後段映像信号信号処理回路４３６に入力し、第２フィールドに相当するタイミングでは、第２フィールド通常カラー画像領域４３２ｂ及び第２フィールド蛍光画像領域４３２ｄから夫々映像信号を読み出して結合させることによって、通常カラー画像と蛍光画像とを並べて表示させる映像信号の第２フィールド分として第３後段映像信号信号処理回路４３６に入力する。

スキャンコンバータ４３５が以上のように動作することにより、メモリ４３２の各領域４３２ａ〜ｄに格納されている個々のフィールドの映像信号は、新たな映像信号によって更新されるまでの間に、２回にわたって（連続した２フレームにおける該当フィールドにおいて）読み出される。その結果、各フレームが第１フィールド及び第２フィールドから構成されるとともに、フレーム全体としてみた場合にはフレーム毎にその内容が更新される（即ち、テレビジョン規格に則した動画レート及び垂直方向の解像度を備えた）通常カラー画像と蛍光画像とを表示させるための映像信号が、得られるのである。

第３後段映像信号処理回路４３６は、スキャンコンバータ４３５と同期して動作して、スキャンコンバータ４３５から順次入力される各フレーム毎の映像信号に基づいて、上述した処理を実行する。

なお、上述したようにスキャンコンバータ４３５が通常カラー画像の映像信号と蛍光画像の映像信号とを単に結合しただけであると、映像信号処理回路４３（第３後段映像信号処理回路４３６）から出力された映像信号に基づいてモニター６０上に表示される画面は、通常カラー画像のリアルタイム動画と蛍光画像のリアルタイム動画とを単に並べて表示しただけのものとなるが、スキャンコンバータ４３５は、上述した以外にも様々な映像信号を結合することができる。例えば、図示せぬキャラクター生成回路から出力された映像信号（検査に関する文字情報を表示するための映像信号）を、スキャンコンバータ４３５が通常カラー画像の映像信号と蛍光画像の映像信号とに加えて更に結合した場合には、モニター６０上に表示される画面は、例えば、図７に示すようになる。また、映像信号処理回路４３が通常カラー画像の映像信号と蛍光画像の映像信号とを夫々任意にフリーズする静止画像メモリを備えている場合に、スキャンコンバータ４３５が通常カラー画像の映像信号と蛍光画像の映像信号とに加えて更に各静止画像メモリから夫々読み出した静止画像の映像信号を結合した場合には、モニター６０上に表示される画面は、例えば、図８に示すようになる。

何れの場合においても、モニター６０上には、通常カラー画像のリアルタイム動画と蛍光画像のリアルタイム動画とが、並べて表示される。従って、術者は、画像を切り替えるための動作を全く行うことなく、同時に表示される両画像のリアルタイム動画を見比べることによって、異常部位の位置，形状及び大きさを認識することができる。しかも、表示される両画像は、テレビジョン規格に則した動画レート及び垂直方向の解像度を備えているので、細部まで仔細に観察することが可能となっている。

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 内視鏡システムの内部構成を示す概略図 ロータリーシャッタの正面図 レーザー光の分光特性及びレーザー光カットフィルターの透過特性を示すグラフ 映像信号処理回路４３の内部構造を示すブロック図 映像信号処理回路４３の動作を説明するためのタイミングチャート モニターの表示例を示す図 モニターの表示例を示す図

符号の説明

１０ 蛍光観察内視鏡
１２ 対物光学系
１３ 撮像素子
１６ ライトガイドファイババンドル
２０ 光源プロセッサ装置
２８ 集光レンズ
２９ ビームスプリッタ
３２ ロータリーシャッタ
３３ ランプ
４０ レーザー光源
４２ システムコントロール回路
４３ 映像信号処理回路
６０ モニター
４３１ 前段映像信号処理回路
４３２ メモリ
４３５ スキャンコンバータ

Claims (3)

1. 体腔内に励起光を導入し、この励起光によって励起した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、
   その先端に対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検部の像を撮像して、１フレームが２フィールドからなる映像信号に変換して出力する撮像装置とを備えた内視鏡と、
   （ａ＋２ｎ：但し、ａは所定の整数，ｎは任意の整数）番フレームの第１フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間には白色光を、（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間には励起光を、夫々前記被検部に照射する光照射手段と、
   前記撮像装置から（ａ＋２ｎ）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された映像信号，（ａ＋２ｎ）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された映像信号，（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第１フィールドに相当する期間に出力された映像信号，及び（ａ＋２ｎ＋１）番フレームの第２フィールドに相当する期間に出力された映像信号を、第１乃至第４の記憶領域に夫々上書格納する記憶手段と、
   各フレームの第１フィールドに相当するタイミングで前記記憶手段の第１記憶領域及び第３記憶領域から夫々映像信号を読み出して互いに結合し、各フレームの第２フィールドに相当するタイミングで前記記憶手段の第４記憶領域及び第２記憶領域から夫々映像信号を読み出して、前記第１記憶領域から読み出した映像信号に前記第４記憶領域から読み出した映像信号が対応するとともに前記第３記憶領域から読み出した映像信号に前記第２記憶領域から読み出した映像信号が対応するように互いに結合し、順次出力する結合手段と、
   前記結合手段から順次出力された映像信号に基づいて動画表示を行う表示手段と
   を備えたことを特徴とする蛍光観察内視鏡装置。
2. 前記撮像装置は、カラー撮像素子を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光観察内視鏡装置。
3. 前記対物光学系と前記撮像装置との間に前記励起光の波長成分をカットするフィルターを更に備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光観察内視鏡装置。