JP4773583B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光観察装置に関し、特に、複数の蛍光体から発せられる蛍光を観察可能な蛍光観察装置に関するものである。

近年、分子標的薬剤を用いた癌診断技術が注目され始めている。具体的には、例えば、癌細胞において特異的に発現する生体タンパク質をターゲットとした蛍光プローブ（蛍光薬剤）を生体の対象部位へ散布または注入した後、該対象部位において発せられる蛍光に基づいて癌の有無を判別する、という手法が近年研究されている。そして、このような手法は、消化管分野の癌の早期発見において有用である。

また、前述の手法を応用したものとして、蛍光波長が異なる複数種類の蛍光プローブを生体の対象部位へ散布または注入した後、該対象部位において発せられる複数の蛍光に基づき、該複数種類の蛍光プローブに対応する複数種類の生体タンパク質の発現状態を複合的に観察する、という手法が提案されつつある。そして、このような手法は、癌のステージの推定、癌の浸潤リスクの予測、及び、癌の転移リスクの予測等において有用であると考えられている。

例えば日本国特開２００８−１６１５５０号公報によれば、複数種類の蛍光プローブを生体の対象部位へ散布または注入して観察を行う内視鏡システムにおいて、観察時に得られた蛍光の強度と蛍光プローブの濃度との間の関係に基づく演算処理を行うことにより、各蛍光プローブ毎の蛍光画像（蛍光の分布画像）を取得可能な構成が開示されている。

ところで、蛍光プローブを用いた蛍光観察においては、例えば、同一の対象部位を観察する場合であっても、使用する蛍光プローブの種類に応じて蛍光の明るさが異なるような状況が生じる。また、蛍光プローブを用いた蛍光観察においては、例えば、対象部位に作用させた蛍光プローブから発せられる蛍光に応じた蛍光画像と、該対象部位において反射した反射光（参照光）に応じた反射光画像（参照光画像）と、を重畳した観察画像を見ながら該対象部位に対する診断が行われる。

そのため、同一の対象部位に複数の蛍光プローブを同時に作用させた場合、該複数の蛍光プローブから発せられる複数の蛍光に応じて取得される複数の蛍光画像間における明るさが異なることにより、例えば、反射光画像の明るさに対して明るすぎる蛍光画像と、反射光画像の明るさに対して暗すぎる蛍光画像とが重畳された観察画像が出力されてしまう可能性が十分考えられる。そして、このような観察画像を見ながらの診断においては、反射光画像の明るさに対して明るすぎる部分と、反射光画像の明るさに対して暗すぎる部分と、がいずれも診断に適しない明るさとして表示されてしまう、という問題点がある。

一方、日本国特開２００８−１６１５５０号公報によれば、前述した問題点を解決するための手段については何ら言及されていない。そのため、日本国特開２００８−１６１５５０号公報に記載の技術においては、複数の蛍光画像と反射光画像とを重畳した観察画像において、観察対象部位に対する診断能の低下を招くような画像が表示されてしまう、という課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の蛍光プローブから発せられる複数の蛍光に応じて取得される複数の蛍光画像間における明るさを適切に調整することにより、観察対象部位に対する診断能の向上を図ることが可能な蛍光観察装置を提供することを目的としている。

本発明における蛍光観察装置は、複数の蛍光物質をそれぞれ励起させるための複数の励起光と、狭い波長帯域を有する参照光と、を出射可能な光源部と、前記複数の励起光を前記複数の蛍光物質に対して出射することにより発せられる複数の蛍光と、前記参照光の反射光と、を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記複数の蛍光と、前記参照光の反射光と、に応じた画像信号をそれぞれ生成する画像生成部と、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号の明るさと、前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさと、をそれぞれ検出するとともに、前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさを基準として明るさの上限値及び下限値を設定し、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号の明るさが前記上限値と前記下限値との間の範囲内に各々入っているか否かを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部における検出結果に基づき、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号のうち、前記範囲内から外れた各画像信号の明るさについて、色調を調整しつつ前記範囲内の値になるように調整する明るさ調整部と、前記明るさ調整部により色調が調整された各画像信号をそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて画像合成する画像合成部と、を有する。

本発明の実施例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。 撮像アクチュエータのフィルタ切替機構において、光学フィルタが光路上に介挿された場合の状態を示す図。 フィルタ切替機構を図２の状態にする際の、磁石変位装置の通電時の状態を示す図。 撮像アクチュエータのフィルタ切替機構において、光学フィルタが光路上から退避された場合の状態を示す図。 フィルタ切替機構を図４の状態にする際の、磁石変位装置の非通電時の状態を示す図。 撮像アクチュエータに設けられた光学フィルタの特性を示す図。 撮像アクチュエータに設けられた、図６とは異なる光学フィルタの特性を示す図。 光源装置に設けられた切り替えフィルタの構成の一例を示す図。 切り替えフィルタに設けられた通常光フィルタの特性を示す図。 切り替えフィルタに設けられた第１励起光フィルタの特性を示す図。 切り替えフィルタに設けられた第２励起光フィルタの特性を示す図。 切り替えフィルタに設けられた第３励起光フィルタの特性を示す図。 光源装置に設けられた回転フィルタの構成の一例を示す図。 回転フィルタに設けられた光学フィルタの特性を示す図。 回転フィルタに設けられた、図１４とは異なる光学フィルタの特性を示す図。 回転フィルタに設けられた、図１４及び図１５とは異なる光学フィルタの特性を示す図。 スコープに設けられたＣＣＤの露光期間及び読出期間を示すタイミングチャート。 回転フィルタの回転に伴う各光学フィルタの介挿動作及び退避動作を示すタイミングチャート。 撮像アクチュエータに設けられた各光学フィルタの、第１の観察モードにおける介挿動作及び退避動作を示すタイミングチャート。 撮像アクチュエータに設けられた各光学フィルタの、第２の観察モードにおける介挿動作及び退避動作を示すタイミングチャート。 撮像アクチュエータに設けられた各光学フィルタの、第３の観察モードにおける介挿動作及び退避動作を示すタイミングチャート。 第１の蛍光プローブから発せられる第１の蛍光に応じて取得される画像の一例を示す図。 第２の蛍光プローブから発せられる第２の蛍光に応じて取得される画像の一例を示す図。 被写体において反射した参照光に応じて取得される画像の一例を示す図。 図２２の画像と、図２４の画像と、を合成した合成画像を示す図。 図２２の画像と、図２５の画像と、を同一画面内に並べて表示した場合の一例を示す図。 図２３の画像と、図２４の画像と、を合成した合成画像を示す図。 図２３の画像と、図２７の画像と、を同一画面内に並べて表示した場合の一例を示す図。 図２２の画像と、図２３の画像と、を合成した合成画像を示す図。 図２２の画像と、図２３の画像と、図２４の画像と、を合成した合成画像を示す図。 図２９の画像と、図３０の画像と、を同一画面内に並べて表示した場合の一例を示す図。 図２２の画像と、図２３の画像と、図２４の画像と、を同一画面内に並べて表示した場合の一例を示す図。 第１の画像信号、第２の画像信号及び第３の画像信号の明るさの検出結果の一例を示す図。 図３３の明るさの検出結果を得た場合における、第１の画像信号の明るさと、第２の画像信号の明るさとの調整結果の一例を示す図。 光源装置に設けられた回転フィルタの構成の、図１３とは異なる例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

内視鏡システム３０１は、図１に示すように、被検者の体腔内に挿入可能であるとともに、該体腔内の被写体２０１を撮像して撮像信号を出力するスコープ２と、スコープ２の撮像対象となる被写体２０１を照明するための照明光を供給する光源装置１と、スコープ２からの撮像信号に対して種々の信号処理を施して出力するプロセッサ３と、プロセッサ３からの出力信号に応じた画像を表示するモニタ４と、プロセッサ３からの出力信号に応じた画像を記憶するデジタルファイリング装置５と、プロセッサ３からの出力信号に応じた画像を撮影する写真撮影装置６と、を有して構成されている。また、スコープ２の内部には、光源装置１から供給される照明光を、スコープ２の先端部へ伝送するためのライトガイド１３が挿通されている。

スコープ２は、ライトガイド１３により伝送された照明光を被写体２０１に対して出射する照明光学系１４ａと、該照明光により照明された被写体２０１からの戻り光を結像する対物光学系１４ｂと、対物光学系１４ｂの結像位置に撮像面が配置されたモノクロタイプのＣＣＤ１４と、対物光学系１４ｂとＣＣＤ１４との間の光路上に配置された撮像アクチュエータ３９と、を先端部に具備している。また、スコープ２は、内視鏡システム３０１の観察モードの切り替えに係る操作が可能なモード切替スイッチ１５と、被写体２０１の静止画像の取得に係る操作が可能なレリーズスイッチ１６と、スコープ２の種類等に応じた固有の判別情報が格納されたスコープ判別素子１７と、を有している。

ＣＣＤ１４は、プロセッサ３の制御に応じて駆動するとともに、撮像面に結像された被写体２０１からの戻り光に対して光電変換を施すことにより、撮像信号を生成してプロセッサ３へ出力する。また、本実施例のＣＣＤ１４には、プロセッサ３の制御に応じて露光時間及び読出時間を調整することが可能な、図示しない電子シャッタが設けられている。さらに、本実施例のＣＣＤ１４には、図示しない電荷増幅装置が設けられている。

ここで、撮像アクチュエータ３９の詳細な構成について説明を行う。

撮像アクチュエータ３９のフィルタ切替装置３９ａは、所定の波長帯域の光のみを通過させるフィルタを対物光学系１４ｂからＣＣＤ１４に至るまでの光路上に介挿する第１の配置状態（介挿状態）、及び、該所定の波長帯域の光のみを通過させるフィルタを対物光学系１４ｂからＣＣＤ１４に至るまでの光路上から退避する第２の配置状態（退避状態）を、プロセッサ３の制御に応じて切り替え可能な構成を有している。

具体的には、撮像アクチュエータ３９のフィルタ切替装置３９ａは、特開２００９−８７１７号公報に記載された光調節装置の構成と類似の構成を有している。すなわち、フィルタ切替装置３９ａは、フィルタ切替機構１０１と、磁石変位装置１０２と、を有して構成されている。

フィルタ切替機構１０１は、フィルタ移動部材１０５と、閉時ストッパ１０７と、開時ストッパ１０８と、を下基板１０３及び上基板１０４の間に挟むようにして形成されている。

磁石変位装置１０２の磁石１１９には、形状記憶合金ワイヤ１２０の一端が固定されている。また、形状記憶合金ワイヤ１２０には、バイアスバネ１２１と絶縁性のチューブ１２２とが通されている。一方、形状記憶合金ワイヤ１２０の他端は、図示しないカシメ部材に固定されている。なお、前述の図示しないカシメ部材は、チューブ１２２の磁石１１９とは反対側の端部においても固定されている。

フィルタ移動部材１０５には、回転軸１０９と、円柱状の磁石１１０と、が圧入されている。また、フィルタ移動部材１０５には、光学フィルタ１１７ａを有する光学フィルタ部１１８が設けられている。

一方、下基板１０３には、光学開口１１１と、回転軸１０９を挿入するための回転軸挿入孔と、磁石１１０のガイド用の切り欠きと、が形成されている。また、上基板１０４にも、下基板１０３と略同様に、光学開口１１１と同一またはやや大きい径を有する光学開口と、回転軸１０９を挿入するための回転軸挿入孔と、磁石１１０のガイド用の切り欠きと、が形成されている。

すなわち、回転軸１０９は、下基板１０３及び上基板１０４にそれぞれ設けられた回転軸挿入孔に挿入されている。これにより、フィルタ移動部材１０５は、回転軸１０９を中心に回転変位することができる。そして、フィルタ移動部材１０５の回転可動範囲は、閉時ストッパ１０７と開時ストッパ１０８とによって制限されている。また、磁石１１０は、下基板１０３及び上基板１０４にそれぞれ設けられたガイド用の切り欠きにより、可動範囲が制限されている。

以上に述べた構成によれば、フィルタ移動部材１０５が回転軸１０９を中心に回転変位した際に、例えば、光学フィルタ部１１８が閉時ストッパ１０７に接触すると、光学フィルタ１１７ａの中心と光学開口１１１の中心とが一致する。

フィルタ切替装置３９ａの前述の第１の配置状態に（介挿状態）おいては、例えば図３に示すように、プロセッサ３の制御に応じた電圧の印加に伴って形状記憶合金ワイヤ１２０が収縮し、形状記憶合金ワイヤ１２０の一端に固定された磁石１１９がバイアスバネ１２１の反発力に抗してチューブ１２２の側に変位することにより、磁石１１０のＮ極と磁石１１９のＮ極とが対向する位置に配置される。

これにより、前述の第１の配置状態（介挿状態）においては、磁石１１０と磁石１１９との間に斥力が発生し、磁石１１０がフィルタ切替機構１０１の中心方向に向かって変位する。この結果、前述の第１の配置状態（介挿状態）においては、例えば図２に示すように、フィルタ移動部材１０５が回転軸１０９を中心に反時計回りに回転し、光学フィルタ部１１８が閉時ストッパ１０７に接触する。

そして、前述の第１の配置状態（介挿状態）においては、光学フィルタ部１１８により光学開口１１１が覆われるため、フィルタ切替機構１０１は、光学フィルタ１１７ａによって規定される所定の波長帯域の戻り光のみをＣＣＤ１４の撮像面へ通過させる。

一方、以上に述べた構成によれば、フィルタ移動部材１０５が回転軸１０９を中心に回転変位した際に、例えば、光学フィルタ部１１８が開時ストッパ１０８に接触すると、光学フィルタ部１１８が光学開口１１１から完全に退避する。

フィルタ切替装置３９ａの前述の第２の配置状態（退避状態）においては、例えば図５に示すように、プロセッサ３の制御に応じた電圧の印加に伴って形状記憶合金ワイヤ１２０が伸長し、形状記憶合金ワイヤ１２０の一端に固定された磁石１１９がバイアスバネ１２１の反発力に従ってチューブ１２２の反対側に変位することにより、磁石１１０のＳ極と磁石１１９のＮ極とが対向する位置に配置される。

これにより、前述の第２の配置状態（退避状態）においては、磁石１１０と磁石１１９との間に引力が発生し、磁石１１０がフィルタ切替機構１０１の外周方向に向かって変位する。この結果、前述の第２の配置状態（退避状態）においては、例えば図４に示すように、フィルタ移動部材１０５が回転軸１０９を中心に時計回りに回転し、光学フィルタ部１１８が開時ストッパ１０８に接触する。

そして、前述の第２の配置状態（退避状態）においては、光学フィルタ部１１８により光学開口１１１が覆われないため、フィルタ切替機構１０１は、対物光学系１４ｂを通過した戻り光に対する帯域制限を行うことなく、該戻り光をそのままＣＣＤ１４の撮像面へ通過させる。

なお、本実施例におけるフィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａは、例えば図６に示すように、６８０〜７５０ｎｍの光のみを通過させるように形成されているものとする。

また、本実施例の撮像アクチュエータ３９は、図１に示すように、フィルタ切替装置３９ａと、フィルタ切替装置３９ａと略同様の構成を有するフィルタ切替装置３９ｂと、を具備して構成されている。

フィルタ切替装置３９ｂは、光学フィルタ１１７ａとは異なる波長帯域の戻り光のみを通過させる光学フィルタ１１７ｂを有している一方、これ以外の部分についてはフィルタ切替装置３９ａと同じ構成を具備している。また、光学フィルタ１１７ｂは、例えば図７に示すように、７９０〜８５０ｎｍの光のみを通過させるように形成されている。

なお、本実施例の撮像アクチュエータ３９は、以上に述べたような、特開２００９−８７１７号公報に記載された光調節装置の構成に基づいて構成されるものに限らない。具体的には、本実施例の撮像アクチュエータ３９は、光学フィルタ１１７ａ及び１１７ｂのそれぞれについて、前述の第１の配置状態（介挿状態）及び第２の配置状態（退避状態）を切り替え可能な構成を有する限りにおいては、例えば、特開２００９−８７１９号公報に記載された光調節装置等の他の構成に基づいて構成されるものであっても良い。

光源装置１は、可視域及び近赤外域を含む波長領域の光を発するランプ７と、ランプ７の光路を垂直に横切るように設けられた切替フィルタ８と、ランプ７の光路上に介挿するフィルタを切替フィルタ８の各フィルタのうちの１つに切り替えるモータ９と、ランプ７の光路を垂直に横切るように設けられた回転フィルタ１０と、回転フィルタ１０を回転駆動するモータ１１と、切替フィルタ８から回転フィルタ１０に至るランプ７の光路上に配置された絞り１２と、回転フィルタ１０を通過した照明光をライトガイド１３の光入射側の端面に集光する集光レンズ１２ａと、を有して構成されている。

図８に示すように、円板形状を有する切替フィルタ８には、可視域の光を通過させる通常光フィルタ５０と、可視域の一部及び赤色域の光を通過させる第１励起光フィルタ５１と、可視域の一部及び近赤外域の光を通過させる第２励起光フィルタ５５と、第１励起光フィルタ５１及び第２励起光フィルタ５５の通過帯域を併せ持つ第３励起光フィルタ５６と、が円板の周方向に沿って設けられている。すなわち、切替フィルタ８は、プロセッサ３の制御に応じてモータ９が回転することにより、通常光フィルタ５０、第１励起光フィルタ５１、第２励起光フィルタ５５、及び、第３励起光フィルタ５６のうちのいずれか１つのフィルタがランプ７の光路上に介挿され、かつ、該１つのフィルタ以外の他の３つのフィルタがランプ７の光路上から退避されるように構成されている。

通常光フィルタ５０は、図９に示すように、ランプ７から発せられた各波長帯域の光のうち、４００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

第１励起光フィルタ５１は、図１０に示すように、ランプ７から発せられた各波長帯域の光のうち、５４０〜５６０ｎｍ、及び、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

第２励起光フィルタ５５は、図１１に示すように、ランプ７から発せられた各波長帯域の光のうち、５４０〜５６０ｎｍ、及び、７００〜７６０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

第３励起光フィルタ５６は、図１２に示すように、ランプ７から発せられた各波長帯域の光のうち、５４０〜５６０ｎｍ、及び、６００〜７６０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

絞り１２は、切替フィルタ８を通過した光の光量を、プロセッサ３の制御に応じて増減させることが可能な構成を有している。

図１３に示すように、円板形状を有する回転フィルタ１０には、赤色域の光を通過させる光学フィルタ４１と、緑色域の光を通過させる光学フィルタ４２と、青色域及び近赤外域の光を通過させる光学フィルタ４３と、が円板の周方向に沿って設けられている。すなわち、回転フィルタ１０は、プロセッサ３の制御（後述のタイミングジェネレータ３０のタイミング信号）に応じてモータ１１が回転することにより、光学フィルタ４１、４２及び４３が順次入れ替わりつつ、ランプ７の光路上に介挿、または、ランプ７の光路上から退避されるように構成されている。なお、本実施例の回転フィルタ１０は、光学フィルタ４１、４２及び４３が配置された箇所以外がランプ７の光路上に介挿された場合に、光を通過させないように形成されているものとする。

光学フィルタ４１は、図１４に示すように、切替フィルタ８及び絞り１２を通過した光が有する各波長帯域のうち、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

光学フィルタ４２は、図１５に示すように、切替フィルタ８及び絞り１２を通過した光が有する各波長帯域のうち、５００〜６００ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

光学フィルタ４３は、図１６に示すように、切替フィルタ８及び絞り１２を通過した光が有する各波長帯域のうち、４００〜５００ｎｍ、及び、７００〜７６０ｎｍの波長帯域の光を通過させるように形成されている。

ＣＣＤ１４から出力された撮像信号は、プロセッサ３に入力された後、プリプロセス回路１８においてＣＤＳ（相関２重サンプリング）等の処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路１９においてデジタルの画像信号に変換された後、カラーバランス補正回路２０へ出力される。

カラーバランス補正回路２０は、タイミングジェネレータ３０からのタイミング信号に基づき、回転フィルタ１０の光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングに同期するように、光学フィルタ４１、４２及び４３のそれぞれに対応するカラーバランス補正係数を選択するとともに、選択したカラーバランス補正係数を図示しないメモリから読み込む。そして、カラーバランス補正回路２０は、図示しないメモリから読み込んだカラーバランス補正係数をＡ／Ｄ変換回路１９から順次出力される画像信号に対して乗算した後、乗算後の画像信号をマルチプレクサ２１へ出力する。

なお、前述のカラーバランス補正係数は、ホワイトバランス等のカラーバランス動作におけるＣＰＵ３３の演算処理により算出される補正値であって、該演算処理の処理結果として、カラーバランス補正回路２０の図示しないメモリへ格納される。また、前述のホワイトバランス等のカラーバランス動作は、プロセッサ３に設けられたカラーバランス設定スイッチ３６において、該カラーバランス動作の実行開始に係る操作をＣＰＵ３３が検出したタイミングで開始される。

マルチプレクサ２１は、タイミングジェネレータ３０からのタイミング信号に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングに同期するように、カラーバランス補正回路２０から出力される画像信号を同時化メモリ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃへ適宜振り分けつつ出力する。

同時化メモリ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃは、マルチプレクサ２１から出力される画像信号を一時的に記憶することが可能な構成を有している。

画像処理回路２３は、同時化メモリ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃに記憶された画像信号を同時に読み込んだ後、読み込んだ３つの画像信号に対して所定の画像処理を施す。そして、画像処理回路２３は、前記所定の画像処理後の３つの画像信号を、第１の色成分（例えば赤（Ｒ）成分）に相当する第１の色チャンネル、第２の色成分（例えば緑（Ｇ）成分）に相当する第２の色チャンネル、及び、第３の色成分（例えば青（Ｂ）成分）に相当する第３の色チャンネルにぞれぞれ割り当てて色調調整回路２４へ出力する。

色調調整回路２４は、図示しないメモリに格納された色調調整係数を読み込んだ後、該色調調整係数と、画像処理回路２３から出力された第１の色成分（第１の色チャンネル）の画像信号と、第２の色成分（第２の色チャンネル）の画像信号と、第３の色成分（第３の色チャンネル）の画像信号と、を用いたマトリクス演算処理を行う。その後、色調調整回路２４は、前述のマトリクス演算処理を施した後の第１の色成分の画像信号と、第２の色成分の画像信号と、第３の色成分の画像信号と、に対してそれぞれガンマ補正処理を施す。そして、色調調整回路２４は、前述のガンマ補正処理を施した後の第１の色成分、第２の色成分及び第３の色成分の画像信号を、符号化回路２６及び調光回路２７へそれぞれ出力する。また、色調調整回路２４は、前述のガンマ補正処理を施した後の、第１の色成分の画像信号をＤ／Ａ変換回路２５ａへ出力し、第２の色成分の画像信号をＤ／Ａ変換回路２５ｂへ出力し、第３の色成分の画像信号をＤ／Ａ変換回路２５ｃへ出力する。

なお、前述の色調調整係数は、色調調整動作におけるＣＰＵ３３の演算処理により算出される調整値であって、該演算処理の処理結果として、色調調整回路２４の図示しないメモリへ格納される。また、前述の色調調整動作は、プロセッサ３に設けられた色調設定スイッチ３８において、モニタ４に表示される色調の変更に係る操作をＣＰＵ３３が検出したタイミングで開始される。そして、ＣＰＵ３３は、モニタ４に表示される色調の変更に係る操作がなされた際に、変更後の色調に対応する色調調整係数を算出するための演算処理を行う。

色調調整回路２４から出力された、第１の色成分、第２の色成分及び第３の色成分の画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路２５ａ、２５ｂ及び２５ｃにおいてそれぞれアナログの映像信号に変換された後、モニタ４へ出力される。これにより、モニタ４は、各観察モードに対応した観察画像を表示する。

また、色調調整回路２４から出力された、第１の色成分、第２の色成分及び第３の色成分の画像信号は、符号化回路２６において符号化処理がそれぞれ施された後、デジタルファイリング装置５及び写真撮影装置６へ出力される。これにより、デジタルファイリング装置５は、ＣＰＵ３３がレリーズスイッチ１６における入力操作を検出した際の静止画像を画像データとして記録する。また、写真撮影装置６は、ＣＰＵ３３がレリーズスイッチ１６における入力操作を検出した際の静止画像を撮影する。

調光回路２７は、色調調整回路２４から出力される第１の色成分、第２の色成分及び第３の色成分の画像信号の各々の信号レベルに基づき、観察モードに応じた適切な光量の照明光が光源装置１から供給されるように絞り１２に対する制御を行う。また、調光回路２７は、増幅率制御回路２９の増幅率を変化させる制御を行う。

露光時間制御回路２８は、タイミングジェネレータ３０から出力されるタイミング信号と、ＣＰＵ３３からの出力信号と、に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングに同期し、かつ、ＣＰＵ３３からの該出力信号に応じたものとなるようにＣＣＤ１４の電子シャッタを制御する。そして、このような電子シャッタに対する制御により、ＣＣＤ１４における露光時間が変更される。

増幅率制御回路２９は、調光回路２７による制御と、タイミングジェネレータ３０から出力されるタイミング信号とに基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングに同期し、かつ、調光回路２７の制御に応じた増幅率になるようにＣＣＤ１４の電荷増幅装置を制御する。そして、このような電荷増幅装置に対する制御により、ＣＣＤ１４における増幅率が変更される。

タイミングジェネレータ３０は、内視鏡システム３０１の各部の動作を適切に同期させるためのタイミング信号を生成して出力する。

ＣＣＤドライバ３１は、タイミングジェネレータ３０から出力されるタイミング信号に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングに同期するようにＣＣＤ１４を駆動させる。

撮像アクチュエータ制御回路３２は、タイミングジェネレータ３０から出力されるタイミング信号に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングと、フィルタ切替装置３９ａにおける光学フィルタ１１７ａの配置状態の切り替えタイミングと、フィルタ切替装置３９ｂにおける光学フィルタ１１７ｂの配置状態の切り替えタイミングと、を同期させるための制御を撮像アクチュエータ３９に対して行う。

ＣＰＵ３３は、プロセッサ３に設けられた調整値設定スイッチ３５、カラーバランス設定スイッチ３６、画像処理設定スイッチ３７、及び、色調設定スイッチ３８における操作状態を検出し、検出結果に応じた制御及び処理等を行う。

ＣＰＵ３３は、プロセッサ３に設けられた画像表示選択スイッチ６０における操作状態を検出し、検出結果に応じた観察画像をモニタ４に出力させるための制御を画像処理回路２３に対して行う。

ＣＰＵ３３は、プロセッサ３に接続されたスコープ２のモード切替スイッチ１５における操作状態を検出し、検出結果に応じた観察モードに変更するための制御を光源装置１のモータ９等に対して行う。

ＣＰＵ３３は、プロセッサ３に接続されたスコープ２のレリーズスイッチ１６における操作状態を検出し、検出結果に応じて、デジタルファイリング装置５における静止画像の記録、及び（または）、写真撮影装置６における静止画像の撮影に係る制御を行う。

ＣＰＵ３３は、スコープ２がプロセッサ３に接続された際に、スコープ判別素子１７に格納された情報を読み込み、読み込んだ該情報に応じた制御を行う。

なお、本実施例のＣＰＵ３３は、プロセッサ３の各部に対して包括的な制御を行えるように、図示しない信号線等を介してプロセッサ３の各部と接続されているものとする。

続いて、本実施例の作用について説明を行う。

まず、術者等は、内視鏡システム３０１の各部を接続して電源を投入することにより、該各部の動作を開始させる。

一方、プロセッサ３の電源が投入されるに伴い、タイミングジェネレータ３０からのタイミング信号の出力が開始される。

ＣＣＤドライバ３１は、タイミングジェネレータ３０からのタイミング信号に基づき、例えば、図１７のタイミングチャートに応じてＣＣＤ１４を駆動させる。これにより、ＣＣＤ１４は、電荷の蓄積に係る期間としての露光期間Ｔ１と、露光期間Ｔ１のうちに蓄積された電荷の掃き出しに係る期間としての読出期間Ｔ２とが交互に入れ替わるように動作する。

また、光源装置１の電源が投入され、かつ、タイミングジェネレータ３０からのタイミング信号の出力が開始されるに伴い、モータ１１の回転駆動が開始される。そして、モータ１１の回転駆動に伴い、光学フィルタ４１、４２及び４３が順次入れ替わりつつ、ランプ７の光路上に介挿、または、ランプ７の光路上から退避される。なお、モータ１１の回転駆動に伴う光学フィルタ４１、４２及び４３の介挿動作及び退避動作は、例えば、図１８のタイミングチャートに応じたタイミングにより行われる。すなわち、モータ１１は、ＣＣＤ１４の露光期間においてランプ７の光路上に光学フィルタ４１、４２及び４３を順次介挿させ、かつ、ＣＣＤ１４の読出期間において光学フィルタ４１、４２及び４３をランプ７の光路上から退避させるように回転フィルタ１０を回転させる。

一方、術者等は、スコープ２のモード切替スイッチ１５を操作することにより、内視鏡システム３０１を所望の観察モードに移行させるための指示を行う。また、術者等は、例えば、励起波長６００〜６５０ｎｍかつ蛍光波長６８０〜７５０ｎｍを具備する第１の蛍光プローブ、及び、励起波長７００〜７６０ｎｍかつ蛍光波長７９０〜８５０ｎｍを具備する第２の蛍光プローブを、スコープ２を用いて被写体２０１の観察を行う事前に投与または散布しておく。

ここで、本実施例では、モード切替スイッチ１５において、切替フィルタ８に設けられたフィルタの枚数に対応する４つの観察モードへの切り替えを行うことができる。

例えば、モード切替スイッチ１５において第１の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、ＣＰＵ３３は、光源装置１のモータ９を制御することにより、第１励起光フィルタ５１をランプ７の光路上に介挿させる。すなわち、前述の第１の観察モードにおいては、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光と、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の第１の励起光と、を有する面順次な第１の照明光がライトガイド１３へ供給される。

さらに、モード切替スイッチ１５において第１の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、撮像アクチュエータ制御回路３２は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングと、フィルタ切替装置３９ａにおける光学フィルタ１１７ａの配置状態の切り替えタイミングと、を同期させるように撮像アクチュエータ３９を動作させる。

具体的には、図１７、図１８及び図１９に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第１の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の露光期間かつ光学フィルタ４１がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第１の配置状態（介挿状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。一方、図１７、図１８及び図１９に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第１の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の読出期間、光学フィルタ４２がランプ７の光路上に介挿されている期間、または、光学フィルタ４３がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。

従って、前述の第１の観察モードにおいては、ライトガイド１３から出射される第１の照明光（第１の励起光）により第１の蛍光プローブが励起されるため、６８０〜７５０ｎｍの波長帯域の第１の蛍光と、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光とが、被写体の２０１からの戻り光としてＣＣＤ１４の撮像面に順次結像される。

例えば、モード切替スイッチ１５において第２の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、ＣＰＵ３３は、光源装置１のモータ９を制御することにより、第２励起光フィルタ５５をランプ７の光路上に介挿させる。すなわち、前述の第２の観察モードにおいては、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光と、７００〜７６０ｎｍの波長帯域の第２の励起光と、を有する面順次な第２の照明光がライトガイド１３へ供給される。

さらに、モード切替スイッチ１５において第２の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、撮像アクチュエータ制御回路３２は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングと、フィルタ切替装置３９ｂにおける光学フィルタ１１７ｂの配置状態の切り替えタイミングと、を同期させるように撮像アクチュエータ３９を動作させる。

具体的には、図１７、図１８及び図２０に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第２の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の露光期間かつ光学フィルタ４３がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第１の配置状態（介挿状態）とする。一方、図１７、図１８及び図２０に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第２の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の読出期間、光学フィルタ４１がランプ７の光路上に介挿されている期間、または、光学フィルタ４２がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。

従って、前述の第２の観察モードにおいては、ライトガイド１３から出射される第２の照明光（第２の励起光）により第２の蛍光プローブが励起されるため、７９０〜８５０ｎｍの波長帯域の第２の蛍光と、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光とが、被写体の２０１からの戻り光としてＣＣＤ１４の撮像面に順次結像される。

例えば、モード切替スイッチ１５において第３の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、ＣＰＵ３３は、光源装置１のモータ９を制御することにより、第３励起光フィルタ５６をランプ７の光路上に介挿させる。すなわち、第３の観察モードにおいては、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光と、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の第１の励起光と、７００〜７６０ｎｍの波長帯域の第２の励起光と、を有する面順次な第３の照明光がライトガイド１３へ供給される。

さらに、モード切替スイッチ１５において第３の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、撮像アクチュエータ制御回路３２は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、光学フィルタ４１、４２及び４３がランプ７の光路上に順次介挿されるタイミングと、フィルタ切替装置３９ａにおける光学フィルタ１１７ａの配置状態の切り替えタイミングと、フィルタ切替装置３９ｂにおける光学フィルタ１１７ｂの配置状態の切り替えタイミングと、を同期させるように撮像アクチュエータ３９を動作させる。

具体的には、図１７、図１８及び図２１に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第３の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の露光期間かつ光学フィルタ４１がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第１の配置状態（介挿状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。また、図１７、図１８及び図２１に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第３の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の露光期間かつ光学フィルタ４３がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第１の配置状態（介挿状態）とする。一方、図１７、図１８及び図２１に示すように、撮像アクチュエータ制御回路３２は、前述の第３の観察モードにおいては、ＣＣＤ１４の読出期間、または、光学フィルタ４２がランプ７の光路上に介挿されている期間に、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とし、さらに、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。

従って、前述の第３の観察モードにおいては、ライトガイド１３から出射される第３の照明光（第１の励起光及び第２の励起光）により、第１の蛍光プローブ及び第２の蛍光プローブが励起されるため、６８０〜７５０ｎｍの波長帯域の第１の蛍光と、７９０〜８５０ｎｍの波長帯域の第２の蛍光と、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の参照光とが、被写体の２０１からの戻り光としてＣＣＤ１４の撮像面に順次結像される。

また、モード切替スイッチ１５において第４の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、ＣＰＵ３３は、光源装置１のモータ９を制御することにより、通常光フィルタ５０をランプ７の光路上に介挿させる。すなわち、第４の観察モードにおいては、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の赤色光（Ｒ光）と、５００〜６００ｎｍの波長帯域の緑色光（Ｇ光）と、４００〜５００ｎｍの波長帯域の青色光（Ｂ光）と、を有する面順次な第４の照明光がライトガイド１３へ供給される。

さらに、モード切替スイッチ１５において第４の観察モードの選択に係る操作がなされた場合、撮像アクチュエータ制御回路３２は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、フィルタ切替装置３９ａの光学フィルタ１１７ａの配置状態、及び、フィルタ切替装置３９ｂの光学フィルタ１１７ｂの配置状態を前述の第２の配置状態（退避状態）とする。

従って、前述の第４の観察モードにおいては、ライトガイド１３から出射される第４の照明光（Ｒ光、Ｇ光及びＢ光）の反射光が、被写体の２０１からの戻り光としてＣＣＤ１４の撮像面に順次結像される。

ここで、以降においては、前述の第３の観察モードがモード切替スイッチ１５において選択された場合について主に述べる。

前述の第３の観察モードにおいては、第１の蛍光、第２の蛍光及び参照光にそれぞれ対応する撮像信号がＣＣＤ１４から順次出力される。ＣＣＤ１４から順次出力された各撮像信号は、プリプロセス回路１８と、Ａ／Ｄ変換回路１９と、カラーバランス補正回路２０と、マルチプレクサ２１とを経た後、同時化メモリ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃにそれぞれ格納される。

なお、前述の第３の観察モードにおいてマルチプレクサ２１から出力される各画像信号のうち、第１の蛍光に対応する第１の画像信号に係る画像は、例えば図２２に示すようなものとなる。また、前述の第３の観察モードにおいてマルチプレクサ２１から出力される各画像信号のうち、第２の蛍光に対応する第２の画像信号に係る画像は、例えば図２３に示すようなものとなる。さらに、前述の第３の観察モードにおいてマルチプレクサ２１から出力される各画像信号のうち、参照光に対応する第３の画像信号に係る画像は、例えば図２４に示すようなものとなる。

ここで、本実施例では、画像表示選択スイッチ６０の操作により、モニタ４に表示される観察画像の表示態様を様々に切り替えることができる。

例えば、ＣＰＵ３３は、画像表示選択スイッチ６０において第１の表示態様の選択に係る操作がなされた場合、画像処理回路２３を制御することにより、図２２の画像と図２４の画像とを、第１〜第３の色チャンネル（Ｒ、Ｇ及びＢチャンネル）のうちのそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて合成した、図２５の合成画像を生成させる。その後、ＣＰＵ３３は、画像処理回路２３を制御することにより、図２２のモノクロ画像と、図２５の合成画像とを、同一画面内に並べて表示させるような制御を行う。これにより、モニタ４には、図２６に示すような第１の表示態様の観察画像が表示される。図２６の第１の表示態様の観察画像によれば、術者等は、第１の蛍光プローブが集積している部分に係る情報と、被写体２０１の構造に係る情報とを比較しながら観察を行うことができる。

例えば、ＣＰＵ３３は、画像表示選択スイッチ６０において第２の表示態様の選択に係る操作がなされた場合、画像処理回路２３を制御することにより、図２３の画像と図２４の画像とを、第１〜第３の色チャンネル（Ｒ、Ｇ及びＢチャンネル）のうちのそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて合成した、図２７の合成画像を生成させる。その後、ＣＰＵ３３は、画像処理回路２３を制御することにより、図２３のモノクロ画像と、図２７の合成画像とを、同一画面内に並べて表示させるような制御を行う。これにより、モニタ４には、図２８に示すような第２の表示態様の観察画像が表示される。図２８の第２の表示態様の観察画像によれば、術者等は、第２の蛍光プローブが集積している部分に係る情報と、被写体２０１の構造に係る情報とを比較しながら観察を行うことができる。

例えば、ＣＰＵ３３は、画像表示選択スイッチ６０において第３の表示態様の選択に係る操作がなされた場合、画像処理回路２３を制御することにより、図２２の画像と図２３の画像とを、第１〜第３の色チャンネル（Ｒ、Ｇ及びＢチャンネル）のうちのそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて合成した、図２９の合成画像を生成させ、さらに、図２２の画像と図２３の画像と図２４の画像とを、第１〜第３の色チャンネル（Ｒ、Ｇ及びＢチャンネル）のうちのそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて合成した、図３０の合成画像を生成させる。その後、ＣＰＵ３３は、画像処理回路２３を制御することにより、図２９の合成画像と、図３０の合成画像とを、同一画面内に並べて表示させるような制御を行う。これにより、モニタ４には、図３１に示すような第３の表示態様の観察画像が表示される。図３１の第３の表示態様の観察画像によれば、術者等は、第１及び第２の蛍光プローブが集積している部分に係る情報と、被写体２０１の構造に係る情報とを比較しながら観察を行うことができる。

なお、本実施例においては、２枚の画像を並べた表示態様をとるものに限らず、図２２、図２３及び図２４の画像を１枚ずつ用いてまたは複数枚合成して生成される画像を表示する限りにおいては、例えば図３２に示すように、３枚以上の画像を並べた表示態様をとるものであっても良い。なお、図３２に示す観察画像は、図２２の画像と、図２３の画像と、図２４の画像と、をモニタ４の同一画面内に並べて表示した場合の一例を示すものである。

さらに、本実施例では、色調設定スイッチ３８の操作に応じ、モニタ４に表示される観察画像における、図２２の画像に相当する部分と、図２３の画像に相当する部分と、図２４の画像に相当する部分と、の色調を個別に変更することができる。

例えば、ＣＰＵ３３は、色調設定スイッチ３８において、モニタ４に表示される観察画像における、図２２の画像に相当する部分と、図２３の画像に相当する部分と、図２４の画像に相当する部分と、の色調を個別に変更して術者等の所望の色調とする操作がなされた場合、該所望の色調に応じた色調調整係数を算出するための演算処理を行う。

ＣＰＵ３３は、色調調整回路２４におけるマトリクス演算処理に用いる係数を前述の色調調整係数として算出し、算出結果を色調調整回路２４の図示しないメモリに格納する。

そして、色調調整回路２４は、図示しないメモリに格納された色調調整係数と、例えば図２２の画像に相当する第１の色成分（第１の色チャンネル）の画像信号と、例えば図２４の画像に相当する第２の色成分（第２の色チャンネル）の画像信号と、例えば図２３の画像に相当する第３の色成分（第３の色チャンネル）の画像信号と、を用いたマトリクス演算処理を行う。これにより、モニタ４に表示される観察画像における、図２２の画像に相当する部分と、図２３の画像に相当する部分と、図２４の画像に相当する部分と、の色調を術者の所望の色調にすることができる。

なお、本実施例によれば、色調設定スイッチ３８の操作に連動して、モニタ４に表示される観察画像における、図２２の画像に相当する部分と、図２３の画像に相当する部分と、図２４の画像に相当する部分と、がそれぞれ現在どのような色調で表示されているかを術者等に知らせるための情報をモニタ４に表示させるものであっても良い。

ところで、被写体２０１に作用させる蛍光プローブの種類によっては、例えば、第１の蛍光に対応する画像としての図２２の画像の明るさが、参照光に対応する画像としての図２４の画像の明るさに対して明るすぎるまたは暗すぎるような状況が生じ得る。同様に、例えば、第２の蛍光に対応する画像としての図２３の画像の明るさが、参照光に対応する画像としての図２４の画像の明るさに対して明るすぎるまたは暗すぎるような状況が生じ得る。

そこで、本実施例の内視鏡システム３０１においては、参照光に対応する第３の画像信号の明るさを基準として、第１の蛍光に対応する第１の画像信号の明るさと、第２の蛍光に対応する第２の画像信号の明るさと、をそれぞれ調整する。このような明るさの調整において行われる処理等の具体例を以下に述べる。なお、以下に述べる処理等において調整対象となる明るさのパラメータは、画像信号の信号レベルの平均値、または、画像信号の信号レベルのピーク値等のいずれであっても良い。

ＣＰＵ３３は、第１の蛍光に対応する第１の画像信号と、第２の蛍光に対応する第２の画像信号と、参照光に対応する第３の画像信号と、を画像処理回路２３から読み込むとともに、読み込んだ各画像信号の明るさを検出する。これにより、ＣＰＵ３３は、例えば図３３に示すような検出結果を得る。

また、ＣＰＵ３３は、前述の各画像信号の明るさを検出する前後において、図示しないメモリに格納された明るさ調整値を読み込む。さらに、ＣＰＵ３３は、参照光に対応する画像の明るさから前述の明るさ調整値を減じた値を明るさ下限値ＴＨ１として設定し、参照光に対応する画像の明るさに前述の明るさ調整値を加えた値を明るさ上限値ＴＨ２として設定する。その後、ＣＰＵ３３は、第１の画像信号の明るさと、第２の画像信号の明るさとが、下限値ＴＨ１以上かつ上限値ＴＨ２以下であるか否かを判別する。

なお、本実施例において、下限値ＴＨ１及び上限値ＴＨ２は、予め決められた固定の値であっても良く、または、調整値設定スイッチ３５の操作に応じて術者等の所望の値に変更可能であっても良い。さらに、下限値ＴＨ１及び上限値ＴＨ２は、各画像信号間における共通の値として設定されるものであっても良く、または、各画像信号毎の個別の値として設定されるものであっても良い。

そして、ＣＰＵ３３は、例えば図３３に例示した検出結果において、さらに、第１の画像信号の明るさが下限値ＴＨ１未満であることを検出すると、該第１の画像信号の明るさが下限値ＴＨ１以上となるような調整値を算出するための演算処理を行う。

また、ＣＰＵ３３は、例えば図３３に例示した検出結果において、さらに、第２の画像信号の明るさが上限値ＴＨ２を超えていることを検出すると、該第２の画像信号の明るさが上限値ＴＨ２以下となるような調整値を算出するための演算処理を行う。

さらに、ＣＰＵ３３は、第１の画像信号の明るさを下限値ＴＨ１以上とし、かつ、第２の画像信号の明るさが上限値ＴＨ２以下となるような調整値として、例えば、マトリクス演算処理に用いる色調調整係数を算出して色調調整回路２４へ出力する。この場合、色調調整回路２４は、ＣＰＵ３３から出力された色調調整係数と、画像処理回路２３から出力された第１の色成分（第１の色チャンネル）の画像信号と、第２の色成分（第２の色チャンネル）の画像信号と、第３の色成分（第３の色チャンネル）の画像信号と、を用いたマトリクス演算処理を行う。

または、ＣＰＵ３３は、第１の画像信号の明るさを下限値ＴＨ１以上とし、かつ、第２の画像信号の明るさが上限値ＴＨ２以下となるような調整値として、例えば、電子シャッタの制御に用いる制御パラメータを算出して露光時間制御回路２８へ出力する。この場合、露光時間制御回路２８は、タイミングジェネレータ３０から出力されるタイミング信号と、ＣＰＵ３３から出力された制御パラメータと、に基づいてＣＣＤ１４の電子シャッタを制御することにより、ＣＣＤ１４における露光時間を調整する。

そして、以上に述べた処理等が行われることにより、例えば図３４に示すように、第１の画像信号の明るさが下限値ＴＨ１以上になるように増加され、かつ、第２の画像信号の明るさが上限値ＴＨ２以下になるように低減される。これにより、例えば、図３０に示すような合成画像を生成してモニタ４へ出力する場合であっても、第１の蛍光プローブが集積した部分と、第２の蛍光プローブが集積した部分と、がそれぞれ診断に適した明るさで表示される。

なお、以上に述べた処理等において、図示しないメモリに格納される明るさ調整値は、予め決められた固定の値であっても良く、または、調整値設定スイッチ３５の操作に応じて術者等の所望の値に変更可能であっても良い。また、以上に述べた処理等においては、例えば、前述の明るさ調整値を０に設定することにより、第１の画像信号の明るさ及び第２の画像信号の明るさを、第３の画像信号の明るさと同じ明るさに合わせることも可能である。

なお、本実施例のＣＣＤ１４は、図示しないカラーフィルタを撮像面に配置したカラーＣＣＤとして構成されるものであっても良い。そして、このような構成によれば、ＣＰＵ３３は、モード切替スイッチ１５において前述の第４の観察モードが選択されたことを検出した場合に、通常光フィルタ５０をランプ７の光路上に介挿させる制御をモータ９に対して行い、かつ、回転フィルタ１０をランプ７の光路上から退避させる制御をモータ１１に対して行う。

なお、本実施例の回転フィルタ１０は、図１３に例示した構成を有するものに限らず、例えば、図３５に示す回転フィルタ１０ａとして構成されるものであっても良い。

回転フィルタ１０ａは、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４１ａと、５４０〜５６０ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４２ａと、７００〜７６０ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４３ａと、からなる第１のフィルタ群を円板の外周側の周方向に沿って有している。また、回転フィルタ１０ａは、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４１ｂと、５００〜６００ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４２ｂと、４００〜５００ｎｍの波長帯域の光を通過させる光学フィルタ４３ｂと、からなる第２のフィルタ群を円板の内周側の周方向に沿って有している。

そして、前述のような構成によれば、ＣＰＵ３３は、モード切替スイッチ１５において前述の第１、第２または第３の観察モードが選択されたことを検出した場合に、回転フィルタ１０ａをランプ７の光路に対して垂直な方向に移動させることが可能な図示しないフィルタ移動機構を制御することにより、回転フィルタ１０ａの配置状態を、前述の第１のフィルタ群の各フィルタがランプ７の光路上を順次横切ることができるような配置状態とする。また、前述のような構成によれば、ＣＰＵ３３は、モード切替スイッチ１５において前述の第４の観察モードが選択されたことを検出した場合に、前述のフィルタ移動機構を制御することにより、回転フィルタ１０ａの配置状態を、前述の第２のフィルタ群の各フィルタがランプ７の光路上を順次横切ることができるような配置状態とする。

なお、光源装置１が回転フィルタ１０の代わりに回転フィルタ１０ａを有して構成されている場合であっても、例えば、光学フィルタ４１ａがランプ７の光路上に介挿される期間を光学フィルタ４１のものに合わせ、光学フィルタ４２ａがランプ７の光路上に介挿される期間を光学フィルタ４２のものに合わせ、光学フィルタ４３ａがランプ７の光路上に介挿される期間を光学フィルタ４３のものに合わせることにより、図１７から図２１までの説明で述べたような、第１、第２及び第３の観察モードにおける撮像アクチュエータ３９（フィルタ切替装置３９ａ及び３９ｂ）に対する制御を適用することができる。

以上に述べたように、本実施例の内視鏡システム３０１は、参照光に対応する第３の画像信号の明るさを基準として、第１の蛍光に対応する第１の画像信号の明るさと、第２の蛍光に対応する第２の画像信号の明るさと、をそれぞれ調整可能な構成を有している。そのため、本実施例の内視鏡システム３０１は、観察対象部位に対して複数の蛍光プローブを作用させて診断を行う際の診断能の向上を図ることができる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本出願は、２００９年１０月２０日に日本国に出願された特願２００９−２４１２８６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (3)

1. 複数の蛍光物質をそれぞれ励起させるための複数の励起光と、狭い波長帯域を有する参照光と、を出射可能な光源部と、
   前記複数の励起光を前記複数の蛍光物質に対して出射することにより発せられる複数の蛍光と、前記参照光の反射光と、を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された前記複数の蛍光と、前記参照光の反射光と、に応じた画像信号をそれぞれ生成する画像生成部と、
   前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号の明るさと、前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさと、をそれぞれ検出するとともに、前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさを基準として明るさの上限値及び下限値を設定し、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号の明るさが前記上限値と前記下限値との間の範囲内に各々入っているか否かを検出する明るさ検出部と、
   前記明るさ検出部における検出結果に基づき、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号のうち、前記範囲内から外れた各画像信号の明るさについて、色調を調整しつつ前記範囲内の値になるように調整する明るさ調整部と、
   前記明るさ調整部により色調が調整された各画像信号をそれぞれ異なる色チャンネルに割り当てて画像合成する画像合成部と、
   を有することを特徴とする蛍光観察装置。
2. 前記明るさ調整部は、
   前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさを基準とした調整値を算出する調整値設定部と、
   前記調整値設定部において算出された前記調整値と、前記複数の蛍光に応じた複数の画像信号と、前記参照光の反射光に応じた画像信号と、を用いた演算処理を行う画像調整部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。
3. 前記明るさ調整部は、
   前記参照光の反射光に応じた画像信号の明るさを基準とした調整値を算出する調整値設定部と、
   前記調整値設定部において算出された前記調整値に基づき、前記撮像部に設けられた撮像素子の露光時間を制御する露光時間制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。

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