JP4744279B2

JP4744279B2 - 電子内視鏡装置

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Publication number: JP4744279B2
Application number: JP2005339317A
Authority: JP
Inventors: 啓高杉
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: JP2007143647A

Description

本発明は、通常光による観察と蛍光による観察とを行うことのできる電子内視鏡装置に関する。

内視鏡による生体組織の観察においては、可視光を用いた通常の内視鏡観察に加え、励起光を照射して蛍光像による観察を行う蛍光観察がある。この蛍光観察は、生体組織に対して波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光(励起光)を照射すると、正常な組織は略４８０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲の蛍光を強く発し、癌細胞等の患部は蛍光が弱くなることを利用したものであり、通常の内視鏡観察では視認しにくい早期癌等の異常部位を発見し得る技術として知られている。

従来、蛍光診断に用いられる電子内視鏡装置は、例えば特許文献１に開示されているように、光源から発せられた照明光路中に励起光だけを透過する励起用フィルタを配置すると共に、内視鏡の挿入部先端の対物光学系と固体撮像素子との間に、蛍光の波長の光だけを透過する蛍光透過用フィルタを配置している。
特開平４−１５０８４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような装置では、被写体に照射される照明光は励起光だけであり、固体撮像素子に入射する光線は蛍光だけになるので、蛍光観察専用の装置となり、被写体に対して通常光による内視鏡観察をすることはできない。

このため、従来、患部の位置や状態を視覚的に観察するために内視鏡観察を行う場合には、その度に、蛍光観察用の内視鏡装置と通常光観察用の内視鏡装置とを取り替えて交互に使用する必要があり、患者及び医師の双方にとって大きな負担になっていた。

そこで、通常の内視鏡観察と蛍光観察とを切り替え可能とする電子内視鏡装置が望まれるが、単に通常の内視鏡観察と蛍光観察とを切り替えるだけでは、同じタイミングで通常光観察像と蛍光観察像とを撮像することができず、通常光観察画像と蛍光観察画像とを同時に観察することはできない。従って、観察画像の切り替え中に被写体が動いてしまうと、同―部位を観察できない等、通常光観察画像と蛍光観察画像との対比が容易ではないといった問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、通常光観察用の画像と蛍光観察用の画像とを同時に生成し、双方の画像を容易に対比可能とする電子内視鏡装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による電子内視鏡装置は、電子シャッタを有して通常光による被写体像を撮像する通常光撮像手段と、被写体からの蛍光像を撮像する蛍光撮像手段とを有する内視鏡と、前記通常光撮像手段及び前記蛍光撮像手段からの撮像信号を信号処理し、通常光画像と蛍光画像とを生成する画像処理装置とを備えた電子内視鏡装置において、前記画像処理装置は、前記通常光撮像手段を駆動する通常光撮像制御手段と、前記蛍光撮像手段を駆動する蛍光撮像制御手段と、前記通常光撮像手段からの撮像信号を信号処理し、前記通常光画像を生成する通常光画像用信号処理手段と、前記被写体の蛍光像を含む撮像信号を信号処理し、前記蛍光画像を生成する蛍光画像用信号処理手段とを備え、前記通常光撮像制御手段と前記蛍光撮像制御手段とは同時に駆動されることを特徴とする。

本発明による電子内視鏡装置によれば、通常光観察用の画像と蛍光観察用の画像とを時間差のない同じタイミングで同じ部位の画像として同時に得ることが可能であり、従来のような通常光観察と蛍光観察の切り替え作業も必要なく、観察者の操作性を向上して負担を軽減することができる。また、同じタイミングで得られた異なる観察モードの画像を見ることができるため、蛍光観察用の画像と通常光観察用の画像との対比が行いやすい内視鏡画像を得ることが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図２はＲＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図、図３は蛍光波長帯域と各フィルタ特性を示す説明図である。

図１において、符号１は電子内視鏡装置であり、この電子内視鏡装置１は、可視光による被写体の通常光観察及び被写体から発する蛍光による蛍光観察が可能な電子内視鏡１０と、電子内視鏡１０を駆動し、電子内視鏡１０で撮像した通常光観察像及び蛍光観察像を信号処理して通常光画像及び蛍光画像を生成する画像処理装置としてのビデオプロセッサ２０とを備えて構成されている。ビデオプロセッサ２０にはモニタ２が接続され、このモニタ２の画面に通常光観察画像３及び蛍光観察画像４が表示される。

電子内視鏡１０は、体腔内等に挿入される可撓性の挿入部１０ａと、この挿入部１０ａの基端側に設けられた操作部１０ｂとを備え、操作部１０ｂの側部から延出されるユニバーサルコード１０ｃを介してビデオプロセッサ２０に連結される。挿入部１０ａの先端部には、通常光撮像手段である撮像素子１１と、蛍光撮像手段である撮像素子１２とが前方に向けて並んで配置されている。通常光撮像用の撮像素子１１としては、電子シャッタ機能に対応した固体撮像素子で例えばモノクロ用の電荷結合素子（ＣＣＤ）が用いられ、蛍光撮像用の撮像素子１２としては、例えば、微弱な生体からの蛍光を捕らえることが可能な高感度固体撮像素子が用いられる。

尚、以下では、通常光撮像用の撮像素子１１を主として通常光用ＣＣＤ１１と記載し、蛍光撮像用の撮像素子１２を主として蛍光用ＣＣＤ１２と記載する。

これらの通常光用ＣＣＤ１１及び蛍光用ＣＣＤ１２においては、一方の蛍光用ＣＣＤ１２の前面に５２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光だけを透過する蛍光透過用フィルタ１３が配置され、他方の通常光用ＣＣＤ１１の前方には、蛍光透過用フィルタは配置されていない。そして、これらのＣＣＤ１１，１２の前方に対物光学系（図示せず）が配置され、前方の被写体の像が各ＣＣＤ１１，１２の撮像面に結像される。

尚、通常光用ＣＣＤ１１と蛍光用ＣＣＤ１２との両者に対して共通の一つの対物光学系を配置するようにしても良い。

また、挿入部１０ａ先端の対物光学系と並んで、照明用ライトガイドファイババンドル（以下、単に「ライトガイド」と記載）１４の出射端が照明光学系（図示せず）を介して配置されている。ライトガイド１４は、挿入部１０ａからユニバーサルコード１０ｃを経てビデオプロセッサ２０に接続され、ビデオプロセッサ２０内に設けた光源から入射端に入射された照明光を導光し、内視鏡先端の出射端から対物光学系の観察範囲に向けて照明光を照射する。

ビデオプロセッサ２０は、ライトガイド１４に照明光を供給するための光源系やＣＣＤ駆動及び信号処理のための各種信号処理回路系を備えている。照明光供給用の光源系としては、例えばキセノンランプや調光回路等を有する光源部２１を備え、この光源部２１とライトガイド１４の入射端との間の照明光路中に、ＲＧＢ回転フィルタ２２が配置されている。

光源部２１からの出射光は、ＲＧＢ回転フィルタ２２を透過してライトガイド１４により導光され、電子内視鏡１０の挿入部１０ａ先端から出射される。ＲＧＢ回転フィルタ２２は、図２に示されるように、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色のフィルタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを各々扇状に形成したものであり、光源部２１を介して制御されるモータ２３によって等速度で回転される。その結果、電子内視鏡１０の挿入部１０ａ先端の前方にある被写体が、赤、緑、青の３色の照明光によって順に繰り返し照明される。

尚、各フィルタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが透過する光の波長領域は、例えば、赤（Ｒ）：５８０ｎｍ〜６５０ｎｍ、緑（Ｇ）：５００ｎｍ〜５８０ｎｍ、青（Ｂ）：４００ｎｍ〜５００ｎｍである。

また、ビデオプロセッサ２０の各種信号処理回路系としては、通常光用ＣＣＤ１１の駆動・制御を行う通常光撮像制御手段としての通常光用ＣＣＤ制御部２５、蛍光用ＣＣＤ１２の駆動・制御を行う蛍光撮像制御手段としての蛍光用ＣＣＤ制御部２６、通常光用ＣＣＤ１１からの撮像信号を処理し、通常光画像を生成する通常光画像用信号処理手段としての通常光画像用ビデオ回路部２７、蛍光用ＣＣＤ１２からの撮像信号を処理し、蛍光画像を生成する蛍光画像用信号処理手段としての蛍光画像用ビデオ回路部２８、各部を同期して動作させるタイミング信号を生成するタイミング回路部２９、通常光画像と蛍光画像とを合成し、モニタ２へ出力する画像合成回路部３０が備えられている。

通常光用ＣＣＤ制御部２５は、通常光用ＣＣＤ１１を駆動し、ＲＧＢ回転フィルタ２２を介して被写体に照射される照明光による撮像を制御する。また、蛍光観察に合わせて照明光量が増大された場合には、通常光用ＣＣＤ１１の電子シャッタによる露光制御を行い、適正な明るさの通常光画像が得られるように露光量を調整する。

蛍光用ＣＣＤ制御部２６は、蛍光用ＣＣＤ１２を駆動し、ＲＧＢ回転フィルタ２２を介して被写体に照射される照明光により、被写体から発生する蛍光による像を含む被写体像の撮像を制御する。このとき、照明光の光量を最大にしても十分な明るさの蛍光画像が得られない場合には、蛍光用ＣＣＤ１２のゲインを制御して適正な明るさの蛍光画像が得られるように調整する。

通常光画像用ビデオ回路部２７は、通常光用ＣＣＤ１１から伝達される撮像信号を処理し、被写体の通常のカラー映像信号を生成する。一方、蛍光画像用ビデオ回路部２８は、蛍光用ＣＣＤ１２から伝達される撮像信号のうち、蛍光透過用フィルタ１３を透過する波長の光による撮像信号を抽出し、被写体の蛍光画像を生成する。

タイミング回路部２９は、タイミング信号を生成し、通常光用ＣＣＤ制御部２５、蛍光用ＣＣＤ制御部２６、通常光画像用ビデオ回路部２７、蛍光画像用ビデオ回路部２８、ＲＧＢ回転フィルタ２２を回転させるモータ２３を制御する光源部２１にタイミング信号を供給する。このタイミング信号に基づいて、通常光用ＣＣＤ制御部２５と蛍光用ＣＣＤ制御部２６とが同時に駆動され、通常光用ＣＣＤ１１と蛍光用ＣＣＤ１２とで同じタイミングで撮像された通常光による被写体像と蛍光像とを得ることができる。また、通常光画像用ビデオ回路部２７及び蛍光画像用ビデオ回路部２８の各処理、及びモータ２３によるＲＧＢ回転フィルタ２２の回転が同期を取って制御される。

画像合成回路部３０は、通常光画像用ビデオ回路部２７からの通常光画像と蛍光画像用ビデオ回路部２８からの蛍光画像とを合成処理し、通常光画像と蛍光画像との一方又は双方からなる合成画像をモニタ２に出力し、モニタ２の画面に合成画像を表示させる。図１においては、モニタ２の画面に、通常光観察画像３と蛍光観察画像４とを並列に表示する例を示している。

以上の構成による電子内視鏡装置１による内視鏡観察では、ビデオプロセッサ２０のタイミング回路部２９からのタイミング信号に基づいて光源部２１のランプ発光及びモータ２３によるＲＧＢ回転フィルタ２２の回転が制御され、被写体が赤、緑、青の３色の照明光によって順に繰り返し照明される。また、タイミング回路部２９からのタイミング信号により、通常光用ＣＣＤ制御部２５を介して通常光用ＣＣＤ１１が駆動され、同時に蛍光用ＣＣＤ制御部２６を介して蛍光用ＣＣＤ１２が駆動される。

その結果、通常光用ＣＣＤ１１においては、いわゆるＲＧＢ面順次方式による撮像が行われ、このＲＧＢ面順次方式による撮像信号が通常光画像用ビデオ回路部２７に入力される。通常光画像用ビデオ回路部２７では、プリプロセスによるノイズ除去やカラーバランス補正を経てＲ，Ｇ，Ｂ信号の同時化を行い、更に、ガンマ補正や色補正等の処理を行って被写体の通常のカラー映像信号を生成する。

―方、蛍光用ＣＣＤ１２からの撮像信号は、蛍光画像用ビデオ回路部２８に入力される。蛍光画像用ビデオ回路部２８では、ＲＧＢ回転フィルタ２２による赤、緑、青の照明光のうち、青色の照明光（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）で被写体が照明されたときの信号だけを抽出し、被写体の蛍光画像を生成する。つまり、蛍光用ＣＣＤ１２で得られる画像は、蛍光透過用フィルタ１３を透過することができる波長の光による像だけであり、図３に示すように、青色の照明光に含まれる波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの励起光によって被写体から波長５２０ｎｍ〜７００ｎｍの光が励起され、蛍光透過用フィルタ１３を透過して蛍光用ＣＣＤ１２で撮像された被写体像から蛍光画像が生成される。

この場合、生体から発生する蛍光は微弱であるため、明瞭な蛍光画像を得るためには、照明光の光量を通常光観察よりも増大させる必要がある。しかしながら、本実施形態の電子内視鏡１０においては、通常光観察と蛍光観察とで照明光が共通となっており、蛍光観察にあわせて照明光量を増大させると通常光画像には明るすぎる照明光となり、適正な照明光量とはならない場合がある。

従って、通常光用ＣＣＤ制御部２５は、通常光用ＣＣＤ１１の電子シャッタ制御を行って露光量を調節し、適正な明るさの通常光画像が得られるようにする。電子シャッタによる露光量の調節方法は、周知の一般的な制御で良く、明るすぎる照明光に対して、通常光用ＣＣＤ１１の電荷蓄積時間を、ＲＧＢの各色光に対してカラーバランスを一定に保持しながら短縮するように制御し、撮像に寄与する光量すなわち画像の明るさを適正光量に調整する。

更に、照明光量を最大にしても十分な明るさが得られない場合は、蛍光用ＣＣＤ制御部２６は、蛍光用ＣＣＤ１２のゲインを制御することにより、適正な明るさの蛍光画像が得られるようにする。例えば、蛍光用ＣＣＤ１２として、素子内部にＣＭＤ（Chrge Multiplicantion Device）のイオン化を利用した電荷の増倍機構を有する高感度撮像素子を用いた場合、蛍光用ＣＣＤ制御部２６は、素子への制御パルス或いは印加電圧を制御して素子内での信号の増幅率を増大させることにより、照明光量の不足を補って適正な明るさの蛍光画像が得られるように制御する。

通常光画像用ビデオ回路部２７で生成されたカラー画像と蛍光画像用ビデオ回路部２８で生成された蛍光画像とは、画像合成回路部３０に入力されて合成処理され、蛍光画像と通常光画像の―方又は両方からなる合成画像が生成される。この合成画像は、画像合成回路部３０からモニタ２に出力され、例えば、図１に示すように、モニタ２の画面に通常光観察画像３と蛍光観察画像４とが並列に表示される。

尚、図１では、通常光観察画像３と蛍光観察画像４を並列に表示しているが、表示方法はこれに限らず、通常光観察画像３と蛍光観察画像４を重ねて表示しても良い。

以上のように本実施形態の電子内視鏡装置１においては、通常光観察画像と蛍光観察画像を同時に得ることができるため、これまで必要であった通常光観察と蛍光観察とを切り替える作業がなくなり、観察者の操作性が向上し、切り替え操作による負担を軽減することができる。また、同じタイミングで得られた異なる観察モードの画像を見ることができるため、蛍光観察画像と通常光観察画像との対比が行いやすいという利点があり、診断能の向上に寄与することができる。

更に、通常光用撮像素子の露光制御や蛍光用撮像素子のゲイン制御を行うことにより、共通の照明光に対して通常光観察画像と蛍光観察画像との双方を適正な明るさの画像にすることができ、光源系の構成を簡素化してシステムコストの低減を図ることができる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図４及び図５は本発明の実施の第２形態に係り、図４は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図５はＲＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図である。

第２形態は、前述の第１形態に対し、通常光観察用の照明系とは別系統で蛍光観察用の青色の励起光を出射する照明系を設けたものである。尚、第１形態と同様の動作をする部材や回路部については同様の番号を付して、その説明を省略する。

図４に示すように、第２形態の電子内視鏡装置４０は、通常光観察及び蛍光観察が可能な電子内視鏡５０と、この電子内視鏡５０を駆動し、電子内視鏡５０からの通常光観察像及び蛍光観察像を信号処理してモニタ２に通常光観察画像及び蛍光観察画像を表示するビデオプロセッサ６０とを備えて構成されている。電子内視鏡５０は、第１形態の電子内視鏡１０と同様、可撓性の挿入部５０ａと、この挿入部５０ａの基端側に設けられた操作部５０ｂとを備え、操作部５０ｂの側部から延出されるユニバーサルコード５０ｃを介してビデオプロセッサ６０に連結される。

電子内視鏡５０の挿入部５０ａ先端部には、通常光用ＣＣＤ１１と蛍光用ＣＣＤ１２とが前方に向けて並んで配置されており、一方の蛍光用ＣＣＤ１２の前面に５２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光だけを透過する蛍光透過用フィルタ１３が配置され、他方の通常光用ＣＣＤ１１の前方には、蛍光透過用フィルタは配置されていない。また、両ＣＣＤ１１，１２の対物光学系の観察範囲に向けて照明光を照射するライトガイド１４の出射端に並んで、ライトガイド１４とは別系統の光路から青色の励起光を照明光として出射するための青色ＬＥＤ５１が配置されている。

この電子内視鏡５０に対応するビデオプロセッサ６０は、第１形態のビデオプロセッサ２０に対し、通常光用ＣＣＤ１１の駆動・制御を行う通常光用ＣＣＤ制御部２５、蛍光用ＣＣＤ１２の駆動・制御を行う蛍光用ＣＣＤ制御部２６、通常光画像と蛍光画像とを合成し、モニタ２へ出力する画像合成回路部３０は同様であるが、光源部２１とライトガイド１４の入射端との間の照明光路中に配置されるＲＧＢ回転フィルタ６１、通常光用ＣＣＤ１１からの撮像信号を処理し、通常光画像を生成する通常光画像用ビデオ回路部６２、蛍光用ＣＣＤ１２からの撮像信号を処理し、蛍光画像を生成する蛍光画像用ビデオ回路部６３、各部を同期して動作させるタイミング信号を生成するタイミング回路部６４の機能構成が若干異なる。

ＲＧＢ回転フィルタ６１は、図５に示されるように、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の通常光観察用の３色のフィルタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃに加え、蛍光観察用の青フィルタ６１ｄを、通常光観察用の青フィルタ６１ｃ及び赤フィルタ６１ａに隣接して設け、各々を扇状に形成して配置したものである。これによって、ＲＧＢ回転フィルタ６１がモータ２３によって等速度で回転されると、赤フィルタ６１ａ、緑フィルタ６１ｂ、青フィルタ６１ｃ，６１ｄが順次光路上に挿入され、その結果、ライトガイド１４を経由して挿入部５０ａ先端の前方にある被写体が赤、緑、青(通常光観察用)、青(蛍光観察用)の順に、３種類計４つの照明光で繰り返し照明され、青色の照明光が２回続けて照射されることになる。尚、各フィルタ６１ａ〜６１ｄが透過する光の波長領域は第１形態と同様である。

また、電子内視鏡５０の挿入部５０ａ先端部に配置された青色ＬＥＤ５１は、ＲＧＢ回転フィルタ６１の蛍光観察用の青フィルタ６１ｄが光路上に挿入されるタイミングで発光し、照明光量を増大させて蛍光観察時に必要な照明光量を確保する。青色ＬＥＤ５１の発光タイミングは、ビデオプロセッサ６０のタイミング回路部６４によって制御される。

タイミング回路部６４からのタイミング信号は、通常光用ＣＣＤ制御部２５、蛍光用ＣＣＤ制御部２６、通常光画像用ビデオ回路部６２、蛍光画像用ビデオ回路部６３、ＲＧＢ回転フィルタ６１を回転させるモータ２３を制御する光源部２１に供給され、通常光用ＣＣＤ制御部２５と蛍光用ＣＣＤ制御部２６とが同時に駆動される。そして、同じタイミングで撮像された通常光による被写体像と蛍光像との各撮像信号が通常光画像用ビデオ回路部６２及び蛍光画像用ビデオ回路部６３に出力され、通常光画像用ビデオ回路部６２及び蛍光画像用ビデオ回路部６３での各処理、及びモータ２３によるＲＧＢ回転フィルタ６１の回転がタイミング回路部６４からのタイミング信号により同期を取って制御される。

その結果、通常光用ＣＣＤ１１においては、第１形態と同様、ＲＧＢ画順次方式による撮像が行われ、通常光画像用ビデオ回路部６２において、被写体の通常のカラー映像信号が得られる。但し、通常光画像用ビデオ回路部６２では、ＲＧＢ回転フィルタ６１の赤フィルタ６１ａ、緑フィルタ６１ｂ、通常光観察用の青フィルタ６１ｃのタイミングで撮像された映像信号を同時化することによって通常光画像を生成し、蛍光観察用の青フィルタ６１ｄ及び青色ＬＥＤ５１によって照明されたタイミングで撮像された映像信号は使用しない。

―方、蛍光用ＣＣＤ１２からは、ＲＧＢ回転フィルタ６１の蛍光観察用青フィルタ６１ｄ及び青色ＬＥＤ５１によって照明されて被写体から励起され、蛍光透過用フィルタ１３を透過することができる蛍光による撮像信号と、ＲＧＢ回転フィルタ６１を介して照明された被写体の撮像信号とが蛍光画像用ビデオ回路部６３に伝達される。

蛍光画像用ビデオ回路部６３では、ＲＧＢ回転フィルタ６１の通常光観察用青フィルタ６１ｃによって照明されたタイミングでの撮像信号を使用せず、ＲＧＢ回転フィルタ６１の赤フィルタ６１ａ及び緑フィルタ６１ｂによって照明されたタイミングでの撮像信号と、蛍光による撮像信号とを同時化することにより、蛍光画像を生成する。画像合成回路部３０では、第１形態と同様、通常光画像用ビデオ回路部６２と蛍光画像用ビデオ回路部６３から出カされた画像信号を合成処理し、蛍光観察画像と通常光観察画像の―方又は両方からなる合成画像を生成してモニタ２に出カする。

第２形態の電子内視鏡装置４０においても、第１形態と同様、通常光観察画像と蛍光観察画像を同時に得ることができ、これまで必要であった通常光観察と蛍光観察の切り替え作業が必要なくなり、観察者の操作性が向上する。また、同じタイミングで得られた異なる観察モードの画像を見ることができるため、蛍光観察画像と通常光観察画像との対比が行いやすいという利点を得ることができる。

更に、第２形態の電子内視鏡装置４０では、蛍光観察用の青フィルタ６１ｄのタイミングで青色ＬＥＤ５１を発光させて照明光量を増大させることにより、第１形態に比較してより簡素な制御で通常光観察画像と蛍光観察画像との両方の明るさを適性化することが可能となる。

次に、本発明の実施の第３形態について説明する。図６及び図７は本発明の実施の第３形態に係り、図６は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図７は蛍光用ＣＣＤ前面の対物光学系の構成を示す説明図である。

第３形態は、第２形態に対し、電子内視鏡５０の蛍光用ＣＣＤ１２の対物光学系を変更し、この対物光学系の変更に伴い、ビデオプロセッサ６０の一部の機能を変更したものである。以下、第１，第２形態と同様の部材や回路部については同様の番号を付加し、説明を省略する。

図６に示すように、第３形態の電子内視鏡装置７０は、通常光観察及び蛍光観察が可能な電子内視鏡８０と、電子内視鏡８０を駆動し、電子内視鏡８０からの通常光観察像及び蛍光観察像を信号処理してモニタ２に合成画像を表示するビデオプロセッサ９０とを備えて構成されている。電子内視鏡８０は、第１，第２形態の電子内視鏡１０，５０と同様、可撓性の挿入部８０ａと、この挿入部８０ａの基端側に設けられた操作部８０ｂとを備え、操作部８０ｂの側部から延出されるユニバーサルコード８０ｃを介してビデオプロセッサ９０に連結される。

電子内視鏡８０の挿入部８０ａ先端部には、通常光用ＣＣＤ１１と蛍光用ＣＣＤ１２とが前方に向けて並んで配置されており、両ＣＣＤ１１，１２の対物光学系の観察範囲に向けて照明光を照射するライトガイド１４の出射端に並んで、照明光として青色の励起光を発光し、この青色励起光を出射する青色ＬＥＤ５１が配置されている。

蛍光用ＣＣＤ１２の前面の対物光学系８１は、図７に示すように、被写体からの反射光をスプリッタ８２で２つに分け、レンズ８３，８４によって２つの像を蛍光用ＣＣＤ１２の撮像面に結像するような構成を有している。蛍光用ＣＣＤ１２の前面には、第１の蛍光透過用フィルタ８５と第２の蛍光透過用フィルタ８６との２つのフィルタが配置されている。第１の蛍光透過用フィルタ８５は、第１形態で説明した図３のフィルタ特性において、５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長だけを透過する特性を有し、第２の蛍光透過用フィルタ８６は、５８０ｎｍ〜７０ｎｍの波長だけを透過する特性を有している。

第１の蛍光透過用フィルタ８５は、レンズ８３によって結像される側の蛍光用ＣＣＤ１２の撮像面の半分の領域、第２の蛍光透過用フィルタ８６は、レンズ８４によって結像される側の蛍光用ＣＣＤ１２の撮像面の他の半分の領域といったように、第１，第２の蛍光透過用フィルタ８５，８６のそれぞれが蛍光用ＣＣＤ１２の半分の面積を占めるように蛍光用ＣＣＤ１２の前面に配置されている。

ビデオプロセッサ９０は、第２形態に対し、光源系（光源部２１、ＲＧＢ回転フィルタ６１、モータ２３）の構成は同様であり、信号処理回路系における蛍光画像の生成及び合成に関する機能が若干相違する。すなわち、通常光用ＣＣＤ１１によって撮像された被写体像は、第２形態と同様にして通常光画像用ビデオ回路部６２によって画像化され、通常光画像が生成されるが、蛍光用ＣＣＤ１２で撮像された被写体像は、蛍光画像用ビデオ回路部９１において画像化される。

蛍光画像用ビデオ回路部９１で生成される画像は、画像の半分が第１の蛍光透過用フィルタ８５を透過して得られた５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長での蛍光画像、残り半分が第２の蛍光透過用フィルタ８６を透過して得られた５８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長での蛍光画像となる。これらの蛍光画像は、例えば、５２０ｎｍ〜５８０ｎｍの蛍光画像はＧ画像、５８０ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光画像はＲ画像に割り当てられ、画像合成回路部９２に出カされる。

画像合成回路部９２では、通常光画像用ビデオ回路部６２で生成された通常光画像と蛍光画像用ビデオ回路部９１で生成された蛍光画像とを合成し、モニタ２に出力して表示させる。このモニタ２へ出力される合成画像は、例えば、図６に示されるように、通常光観察画像３、第１の蛍光透過用フィルタ８５を透過して得られた蛍光観察画像４ａ、第２の蛍光透過用フィルタ８６を透過して得られた蛍光観察画像４ｂの３つを並べた表示画像としても良く、また、第１，第２形態と同様の表示画像としても良い。

以上、第３形態の電子内視鏡装置７０によれば、第１，第２形態と同様に、通常光観察画像と蛍光観察画像を同時に得ることができると共に、これまで必要であった通常光観察と蛍光観察の切り替え作業も必要なく、観察者の操作性が向上する。また、同じタイミングで得られた異なる観察モードの画像を見ることができるため、蛍光観察画像と通常光観察画像の対比が行いやすいという利点を得ることができる。更に、第３形態では、図３に示したような波長の異なる２種類の蛍光を別々の画像として得ることが可能となるため、観察者の診断能の向上を図ることができる。

尚、第３形態で説明した対物光学系８１では、図７に示すように被写体からの反射光をスプリッタ８２で２つに分け、レンズ８３，８４によって２つの像を蛍光用ＣＣＤ１２に結像するようにしたが、第１の蛍光透過用フィルタ８５と第２の蛍光透過用フィルタ８６をモザイク状にして蛍光用ＣＣＤ１２の前面に配置し、蛍光画像用ビデオ回路部９１での読み出しの制御によって、第１の蛍光透過用フィルタ８５を透過して得られた蛍光画像と第２の蛍光透過用フィルタ８６を透過して得られた蛍光画像とを分離して画像化するようにしても良い。

本発明の実施の第１形態に係り、電子内視鏡装置の構成を示すブロック図同上、ＲＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図同上、蛍光波長帯域と各フィルタ特性を示す説明図本発明の実施の第２形態に係り、電子内視鏡装置の構成を示すブロック図同上、ＲＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図本発明の実施の第３形態に係り、電子内視鏡装置の構成を示すブロック図同上、蛍光用ＣＣＤ前面の対物光学系の構成を示す説明図

符号の説明

１，４０，７０電子内視鏡装置
１０，５０，８０電子内視鏡
１１通常光用ＣＣＤ
１２蛍光用ＣＣＤ
２５通常光用ＣＣＤ制御部
２６蛍光用ＣＣＤ制御部
２７，６２通常光画像用ビデオ回路部
２８，６３，９１蛍光画像用ビデオ回路部
８５，８６蛍光透過用フィルタ

Claims

電子シャッタを有して通常光による被写体像を撮像する通常光撮像手段と、被写体からの蛍光像を撮像する蛍光撮像手段とを有する内視鏡と、
前記通常光撮像手段及び前記蛍光撮像手段からの撮像信号を信号処理し、通常光画像と蛍光画像とを生成する画像処理装置とを備えた電子内視鏡装置において、
前記画像処理装置は、
前記通常光撮像手段を駆動する通常光撮像制御手段と、
前記蛍光撮像手段を駆動する蛍光撮像制御手段と、
前記通常光撮像手段からの撮像信号を信号処理し、前記通常光画像を生成する通常光画像用信号処理手段と、
前記被写体の蛍光像を含む撮像信号を信号処理し、前記蛍光画像を生成する蛍光画像用信号処理手段とを備え、
前記通常光撮像制御手段と前記蛍光撮像制御手段とは同時に駆動されることを特徴とする電子内視鏡装置。
前記通常光撮像手段及び前記蛍光撮像手段に対して前記被写体が蛍光を発する波長の励起光を含む共通の照明光を用い、
前記通常光撮像制御手段は、
前記通常光撮像手段の露光量を前記電子シャッタを介して制御し、前記通常光画像の明るさを適正化することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
前記通常光撮像手段及び前記蛍光撮像手段に対して前記被写体が蛍光を発する波長の励起光を含む共通の照明光を用い、
前記蛍光撮像制御手段は、
前記蛍光撮像手段のゲインを制御して前記蛍光画像の明るさを適正化することを特徴とする請求項１又は２記載の電子内視鏡装置。
前記通常光撮像手段及び前記蛍光撮像手段に対して前記被写体が蛍光を発する波長の励起光を含む共通の照明光を用い、
更に、前記励起光の照射タイミングに合わせて別系統の光路から前記励起光を前記被写体に照射することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
前記蛍光撮像手段の前面に、
互いにフィルタ特性が異なる複数の蛍光透過用フィルタを備え、
前記蛍光画像用信号処理手段は、
前記複数の蛍光透過用フィルタの各々を透過した光による複数の蛍光画像を生成することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。