JP6205531B1 - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

内視鏡システムは、蛍光薬剤を励起させるための励起光と、照明光と、を発する光源部と、蛍光薬剤が投与された被検体の体腔内に存在する被写体に対する励起光の照射に応じて発生する蛍光と、被写体に対する照明光の照射に応じて発生する反射光と、をそれぞれ撮像する撮像部と、撮像部により撮像された反射光に応じた画像である第１の画像と、被写体における蛍光の発生箇所を示す画像である第２の画像と、を相互に重複せずかつ周期性を有する画素配列で混合した観察画像を生成するように構成された混合画像生成部と、を有する。

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に、蛍光観察に用いられる内視鏡システムに関するものである。

医療分野においては、例えば、被検体に投与された蛍光薬剤を励起するための励起光を当該被検体の体腔内に存在する所望の被写体に照射した際の蛍光の発生状態に基づき、当該所望の被写体に病変部位が含まれているか否か等を診断するような観察手法である蛍光観察が従来行われている。そして、例えば、国際公開番号ＷＯ２００５／０４８８２６号には、前述のような蛍光観察に用いられるセンチネルリンパ節検出装置が開示されている。

具体的には、国際公開番号ＷＯ２００５／０４８８２６号には、蛍光色素が予め注入された腫瘍近傍におけるリンパ節を含む生体観察部に対して励起光を照射するとともに、当該励起光の照射に応じて当該生体観察部から発せられる蛍光を撮像して蛍光画像を得るような構成が開示されている。また、国際公開番号ＷＯ２００５／０４８８２６号には、励起光の照射に応じて生体観察部から発せられる蛍光を撮像して得られる蛍光画像と、当該生体観察部に照射された当該励起光の反射光を撮像して得られる通常画像と、を重畳した観察画像を取得するとともに、当該取得した観察画像の輝度及び／またはコントラストを調整して画像表示装置に表示するような構成が開示されている。

しかし、国際公開番号ＷＯ２００５／０４８８２６号に開示された構成によれば、蛍光画像と通常画像とを単に重畳していることに起因し、当該通常画像に本来含まれている情報である生体組織の凹凸等の構造を示す情報が失われてしまう場合がある、という問題点が生じている。

すなわち、国際公開番号ＷＯ２００５／０４８８２６号に開示された構成によれば、生体組織から発せられる蛍光を観察する際に、蛍光の発生箇所における生体組織の構造を把握することが困難な観察画像が表示されてしまう場合がある、という前述の問題点に応じた課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、生体組織から発せられる蛍光を観察する際に、当該蛍光の発生箇所における当該生体組織の構造を従来よりも容易に把握させることが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体に投与される蛍光薬剤を励起させるための励起光と、前記被検体の体腔内を照明するための照明光と、を発することができるように構成された光源部と、前記蛍光薬剤が投与された前記被検体の体腔内に存在する被写体に対する前記励起光の照射に応じて発生する蛍光と、前記被写体に対する前記照明光の照射に応じて発生する反射光と、をそれぞれ撮像するように構成された撮像部と、前記撮像部により撮像された前記反射光に応じた画像である第１の画像と、前記被写体における前記蛍光の発生箇所を示す画像である第２の画像と、を相互に重複せずかつ周期性を有する画素配列で混合した観察画像を生成するように構成された混合画像生成部と、を有する。

実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。 輪郭強調処理部による輪郭強調処理が施された白色光画像を用いて観察画像を生成する際の構成の一例を示す図。 図７の輪郭強調処理部による輪郭強調処理において利用可能な空間フィルタの一例を示す図。 輪郭強調処理部による輪郭強調処理を観察画像に対して直接施す際の構成の一例を示す図。 図９の輪郭強調処理部による輪郭強調処理において利用可能な空間フィルタの一例を示す図。 実施形態の第１の変形例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施形態の第２の変形例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施形態の第２の変形例に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

図１から図１３は、本発明の実施形態に係るものである。

内視鏡システム１は、例えば、図１に示すように、被検体の体腔内に挿入されるとともに、当該体腔内に存在する生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力するように構成された内視鏡２と、当該被写体に照射される光を内視鏡２に供給するように構成された光源装置３と、内視鏡２から出力される撮像信号に対して種々の処理を施すことにより観察画像を生成して出力するように構成されたプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される観察画像を画面上に表示するように構成された表示装置５と、を有している。図１は、実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。

内視鏡２は、例えば、図１に示すように、被検体の体腔内に挿入可能な細長形状に形成された挿入部２１と、挿入部２１の基端側に設けられた操作部２２と、を有して構成されている。また、内視鏡２は、ライトガイドケーブル２７を介し、光源装置３に対して着脱可能な構成を具備している。また、内視鏡２は、操作部２２から延設された信号ケーブル２８を介し、プロセッサ４に対して着脱可能な構成を具備している。

挿入部２１及びライトガイドケーブル２７の内部には、光源装置３から供給される光を伝送するためのライトガイド１１が挿通されている。

ライトガイド１１の出射端部は、図１に示すように、挿入部２１の先端部における照明レンズ１２の近傍に配置されている。また、ライトガイド１１の入射端部は、図１に示すように、ライトガイドケーブル２７を介して内視鏡２に接続されている光源装置３における集光レンズ３２の近傍に配置されている。

挿入部２１の先端部には、ライトガイド１１により伝送された光を外部へ出射するための照明レンズ１２と、外部から入射される光を受光するための対物レンズ１３と、が設けられている。また、挿入部２１の先端部には、撮像素子１４と、対物レンズ１３から撮像素子１４に至るまでの光路上に配置された励起光カットフィルタ１５と、が設けられている。

撮像素子１４は、例えば、原色系または補色系のカラーフィルタを撮像面に取り付けたカラーＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子１４は、励起光カットフィルタ１５を透過した光を撮像して撮像信号を生成するとともに、当該生成した撮像信号をプロセッサ４へ出力するように構成されている。

励起光カットフィルタ１５は、例えば、対物レンズ１３を経て出射される光に含まれる各波長帯域のうち、励起光ＥＸＡ（後述）と同じ波長帯域を遮断するとともに、励起光ＥＸＡと異なる波長帯域を透過させるような光学特性を具備して形成されている。すなわち、励起光カットフィルタ１５は、励起光ＥＸＡの照射に応じて蛍光薬剤から発せられる蛍光ＦＬＡ（後述）を透過させるような光学特性を具備して形成されている。

すなわち、本実施形態の撮像部は、撮像素子１４と、励起光カットフィルタ１５と、を有して構成されている。

操作部２２は、挿入部２１の基端側に設けられているとともに、術者等のユーザが把持可能な形状を具備して形成されている。また、操作部２２には、例えば、ユーザの操作に応じた種々の指示をプロセッサ４に対して行うことが可能な１つ以上のスイッチであるスコープスイッチ（不図示）が設けられている。

光源装置３は、例えば、図１に示すように、発光部３１と、集光レンズ３２と、光源駆動部３３と、を有して構成されている。

発光部３１は、白色光源５１と、励起光源５２と、ダイクロイックミラー５３と、を有して構成されている。

白色光源５１は、例えば、キセノンランプ、白色ＬＥＤ、または、赤色、緑色及び青色の３色のＬＥＤのいずれかを具備して構成されている。また、白色光源５１は、光源駆動部３３から出力される光源駆動信号に応じ、例えば、赤色域、緑色域及び青色域の各波長帯域を含む光である白色光ＷＬＡを発生するように構成されている。なお、本実施形態においては、白色光源５１の代わりに、例えば、少なくとも青色域から近赤外域までの波長帯域を具備する光である広帯域光を発するランプを具備して構成された広帯域光源と、当該広帯域光に含まれる各波長帯域のうちの白色光ＷＬＡの波長帯域と同じ波長帯域を透過させつつ他の波長帯域を遮断するような光学特性を具備する光学フィルタと、が光源装置３に設けられていてもよい。

励起光源５２は、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）を具備して構成されている。また、励起光源５２は、光源駆動部３３から出力される光源駆動信号に応じ、例えば、被検体に投与される所定の蛍光薬剤の励起波長を含む狭帯域な光である励起光ＥＸＡを発生するように構成されている。なお、以降においては、特に言及の無い限り、被検体に投与される蛍光薬剤がＩＣＧ（インドシアニングリーン）であり、励起光ＥＸＡがＩＣＧの励起波長を含む狭帯域な近赤外光であり、かつ、励起光ＥＸＡよりも長波長側の波長帯域に属する近赤外光である蛍光ＦＬＡがＩＣＧから発せられるものとして説明を行う。

ダイクロイックミラー５３は、例えば、白色光源５１から発せられる白色光ＷＬＡを透過させて集光レンズ３２側へ出射するとともに、励起光源５２から発せられる励起光ＥＸＡを反射して集光レンズ３２側へ出射するような光学特性を具備して構成されている。

すなわち、発光部３１は、光源駆動部３３から出力される駆動信号に応じて白色光源５１を発光させることにより、白色光ＷＬＡを発生することができるように構成されている。また、発光部３１は、光源駆動部３３から出力される駆動信号に応じて励起光源５２を発光させることにより、励起光ＥＸＡを発生することができるように構成されている。また、発光部３１は、白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡを集光レンズ３２へ出射することができるように構成されている。

集光レンズ３２は、発光部３１から出射される光を集光してライトガイド１１の入射端部へ出射するように構成されている。

光源駆動部３３は、プロセッサ４から出力される制御信号に基づき、白色光源５１及び励起光源５２を駆動させるための光源駆動信号を生成して発光部３１へ出力するように構成されている。

すなわち、光源装置３は、被検体に投与される蛍光薬剤を励起させるための励起光ＥＸＡと、当該被検体の体腔内を照明するための照明光である白色光ＷＬＡと、を発することができるように構成されている。

プロセッサ４は、例えば、図１に示すように、撮像素子駆動部４１と、セレクタ４２と、白色光画像生成部４３と、蛍光画像生成部４４と、重畳画像生成部４５と、混合画像生成部４６と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）４７と、制御部４８と、を有して構成されている。なお、本実施形態によれば、例えば、プロセッサ４の各部が、個々の電子回路として構成されていてもよく、または、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路における回路ブロックとして構成されていてもよい。

撮像素子駆動部４１は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、撮像素子１４を駆動させるための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。

セレクタ４２は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、内視鏡２から出力される撮像信号の出力先を白色光画像生成部４３または蛍光画像生成部４４のいずれかに設定するための動作を行うように構成されている。

白色光画像生成部４３は、セレクタ４２を経て出力される撮像信号に基づいて白色光画像ＷＩＡを生成するとともに、当該生成した白色光画像ＷＩＡを重畳画像生成部４５及び混合画像生成部４６の各々へ出力するように構成されている。すなわち、白色光画像生成部４３は、撮像素子１４により撮像された白色光ＷＬＡの反射光に応じた画像である白色光画像ＷＩＡを生成するように構成されている。

蛍光画像生成部４４は、セレクタ４２を経て出力される撮像信号に基づいて蛍光画像ＦＩＡを生成するとともに、当該生成した蛍光画像ＦＩＡを重畳画像生成部４５へ出力するように構成されている。すなわち、蛍光画像生成部４４は、撮像素子１４により撮像された蛍光ＦＬＡに応じた画像である蛍光画像ＦＩＡを生成するように構成されている。

重畳画像生成部４５は、制御部４８から出力される制御信号に応じた動作を行うことができるように構成されている。また、重畳画像生成部４５は、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡと、蛍光画像生成部４４から出力される蛍光画像ＦＩＡと、を重畳するための処理を行うことにより重畳画像ＳＩＡを生成し、当該生成した重畳画像ＳＩＡを混合画像生成部４６へ出力するように構成されている。

具体的には、重畳画像生成部４５は、例えば、下記数式（１）を用い、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡの一の画素位置における画素ＷＰの画素値と、蛍光画像生成部４４から出力される蛍光画像ＦＩＡの当該一の画素位置における画素ＦＰの画素値と、を重畳することにより、重畳画像ＳＩＡの当該一の画素位置における画素ＳＰの画素値を得るような処理を画像全域で行う。

なお、下記数式（１）において、Ｒｉは画素ＷＰの赤色成分の輝度値を表し、Ｇｉは画素ＷＰの緑色成分の輝度値を表し、Ｂｉは画素ＷＰの青色成分の輝度値を表し、Ｆｉは画素ＦＰの（蛍光成分の）輝度値を表し、Ｒｏは画素ＳＰの赤色成分の輝度値を表し、Ｇｏは画素ＳＰの緑色成分の輝度値を表し、Ｂｏは画素ＳＰの青色成分の輝度値を表すものとする。また、下記数式（１）のα、β及びγは、重畳画像ＳＩＡに含まれる蛍光ＦＬＡの発生箇所の色調を規定するための重み係数を表し、例えば、重畳画像生成部４５において予め設定された固定値であってもよく、または、制御部４８からの制御信号に応じて設定される可変値であってもよい。

すなわち、重畳画像生成部４５は、内視鏡２により撮像された被写体における蛍光ＦＬＡの発生箇所を示す画像である重畳画像ＳＩＡを生成するように構成されている。

混合画像生成部４６は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡの一部と、重畳画像生成部４５から出力される重畳画像ＳＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。なお、混合画像生成部４６において行われる処理の詳細については、後程説明する。

入力Ｉ／Ｆ４７は、ユーザの操作に応じた指示を行うことが可能な１つ以上のスイッチ及び／またはボタンを具備して構成されている。

制御部４８は、入力Ｉ／Ｆ４７からの指示に応じた動作を行わせるための制御信号を生成して光源駆動部３３、重畳画像生成部４５及び混合画像生成部４６へそれぞれ出力することができるように構成されている。また、制御部４８は、内視鏡システム１の各部の制御を行う際に用いられる制御情報が格納されたメモリ４９を具備して構成されている。

制御部４８は、発光部３１における白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡの発生タイミングと、撮像素子１４における撮像動作と、プロセッサ４に入力される撮像信号の出力先と、を同期させるための制御信号を生成して光源駆動部３３、撮像素子駆動部４１及びセレクタ４２へそれぞれ出力するように構成されている。

制御部４８は、メモリ４９から読み込んだ制御情報に応じ、白色光画像ＷＩＡに含まれる画素ＷＰ及び重畳画像ＳＩＡに含まれる画素ＳＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６へ出力するように構成されている。

次に、本実施形態の内視鏡システム１の動作等について説明する。なお、以降においては、被検体の体腔内に存在する所望の被写体の蛍光観察が行われる前に、当該所望の被写体にＩＣＧ（蛍光薬剤）が予め投与されているものとして説明を進める。また、以降においては、簡単のため、白色光ＷＬＡが照射された被写体を撮像して得られる白色光画像ＷＩＡを観察画像として表示装置５に表示させるような観察手法である、白色光観察に関する説明を省略するものとする。

まず、ユーザは、内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、例えば、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチ（不図示）を操作することにより、被写体の蛍光観察を開始させるための指示を制御部４８に対して行う。また、ユーザは、挿入部２１を被検体の体腔内に挿入してゆくことにより、当該体腔内に存在する所望の被写体の近傍に挿入部２１の先端部を配置する。

制御部４８は、プロセッサ４の電源が投入された際に、メモリ４９から制御情報を読み込むとともに、当該読み込んだ制御情報に応じ、白色光画像ＷＩＡに含まれる画素ＷＰ及び重畳画像ＳＩＡに含まれる画素ＳＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６へ出力する。

具体的には、制御部４８は、例えば、白色光画像ＷＩＡに含まれる各画素の中から、相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列のうちの第１の画素配列に該当する位置に存在する複数の画素ＷＰである画素群ＷＧＡを抽出させるとともに、重畳画像ＳＩＡに含まれる各画素の中から、前述の一組の画素配列のうちの第２の画素配列に該当する位置に存在する複数の画素ＳＰである画素群ＳＧＡを抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６へ出力する。

制御部４８は、プロセッサ４の電源が投入され、かつ、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチからの指示を検知した際に、発光部３１における白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡの発生タイミングと、撮像素子１４における撮像動作と、プロセッサ４に入力される撮像信号の出力先と、を同期させるための制御信号を生成して光源駆動部３３、撮像素子駆動部４１及びセレクタ４２へそれぞれ出力する。

具体的には、制御部４８は、例えば、ローリングシャッタ方式の撮像動作を撮像素子１４に行わせるための制御信号を生成して撮像素子駆動部４１へ出力する。また、制御部４８は、例えば、ローリングシャッタ方式の撮像動作において撮像素子１４の全ラインで読み出しが行われない期間であるブランキング期間毎に、光量ＡＬ１の白色光ＷＬＡ及び当該光量ＡＬ１の励起光ＥＸＡを交互に（時分割に）発生させるための制御信号を生成して光源駆動部３３へ出力する。また、制御部４８は、例えば、白色光ＷＬＡの発生時にプロセッサ４に入力される撮像信号の出力先を白色光画像生成部４３に設定するとともに、励起光ＥＸＡの発生時にプロセッサ４に入力される撮像信号の出力先を蛍光画像生成部４４に設定するための制御信号を生成してセレクタ４２へ出力する。

そして、前述のような制御部４８の制御によれば、例えば、撮像素子１４の第１のブランキング期間において白色光ＷＬＡが被写体に照射され、当該被写体から発生する戻り光である白色光ＷＬＡの反射光が撮像素子１４により撮像され、撮像素子１４により生成された撮像信号がセレクタ４２を経て白色光画像生成部４３へ出力され、当該撮像信号に基づいて生成された白色光画像ＷＩＡが重畳画像生成部４５及び混合画像生成部４６の各々へ出力される。

また、前述のような制御部４８の制御によれば、例えば、前述の第１のブランキング期間とは異なる撮像素子１４の第２のブランキング期間において励起光ＥＸＡが被写体に照射され、当該被写体から発生する戻り光に含まれる蛍光ＦＬＡが撮像素子１４により撮像され、撮像素子１４により生成された撮像信号がセレクタ４２を経て蛍光画像生成部４４へ出力され、当該撮像信号に基づいて生成された蛍光画像ＦＩＡが重畳画像生成部４５へ出力される。

重畳画像生成部４５は、例えば、上記数式（１）の係数α、β及びγをα＝γ＝０かつβ＝１に設定した状態において、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡと、蛍光画像生成部４４から出力される蛍光画像ＦＩＡと、を重畳するための処理を行うことにより重畳画像ＳＩＡを生成し、当該生成した重畳画像ＳＩＡを混合画像生成部４６へ出力する。すなわち、このような重畳画像生成部４５の動作によれば、内視鏡２により撮像された被写体における蛍光ＦＬＡの発生箇所が緑色で示されるような重畳画像ＳＩＡが混合画像生成部４６へ出力される。

混合画像生成部４６は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡの一部と、重畳画像生成部４５から出力される重畳画像ＳＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。

具体的には、混合画像生成部４６は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、例えば、第１の市松状の画素配列に則って画素群ＷＧＡを抽出し、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則って画素群ＳＧＡを抽出し、当該抽出した画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを混合することにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。そして、このような動作が混合画像生成部４６において行われることにより、例えば、図２に示すように、画素ＷＰと画素ＳＰとが１画素毎に交互に配置され、かつ、画素ＷＰの画素数と画素ＳＰの画素数とが同数になるような観察画像が生成される。また、前述のような動作が混合画像生成部４６において行われる場合には、メモリ４９に格納される制御情報の中に、第１の市松状の画素配列に則って画素群ＷＧＡを抽出させるとともに、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則って画素群ＳＧＡを抽出させるための情報が含まれる。図２は、実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

以上に述べたように、本実施形態の内視鏡システム１によれば、白色光画像ＷＩＡに含まれる生体組織の凹凸等の構造を示す情報を極力残しつつ、重畳画像ＳＩＡに含まれる蛍光ＦＬＡの発生箇所を示す情報を付与した観察画像を表示装置５に表示させることができる。そのため、本実施形態によれば、生体組織から発せられる蛍光を観察する際に、当該蛍光の発生箇所における当該生体組織の構造を従来よりも容易に把握させることができる。

なお、本実施形態によれば、内視鏡システム１の構成を適宜変形することにより、ＩＣＧ以外の他の蛍光薬剤に対応させるようにしてもよい。

具体的には、例えば、被検体に投与される蛍光薬剤がフルオレセインである場合には、フルオレセインの励起波長を含む狭帯域な青色光が励起光ＥＸＢとして励起光源５２から発せられ、白色光ＷＬＡを透過させつつ励起光ＥＸＢを反射するようなハーフミラーがダイクロイックミラー５３の代わりに設けられ、励起光ＥＸＢと同じ波長帯域の光が励起光カットフィルタ１５において遮断され、かつ、励起光ＥＸＢの照射に応じてフルオレセインから発せられる緑色光である蛍光ＦＬＢを含む可視域の光が励起光カットフィルタ１５を透過するようにすればよい。

また、本実施形態によれば、相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列である限りにおいては、メモリ４９に格納される制御情報の中に、前述の市松状の画素配列以外の他の画素配列に則って画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための情報が含まれていてもよい。

具体的には、本実施形態によれば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、例えば、白色光画像ＷＩＡを２×２画素の小領域に分割した際の各領域の右上に存在する画素ＷＰを画素群ＷＧＡに属する画素として抽出させるとともに、重畳画像ＳＩＡを２×２画素の小領域に分割した際の各領域の右上以外に存在する各画素ＳＰを画素群ＳＧＡに属する画素として抽出させるための情報が含まれていてもよい。そして、このような一組の画素配列に則って混合画像生成部４６が画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出した場合には、例えば、図３に示すように、画素ＳＰと画素ＷＰとが水平方向の奇数番目のラインに交互に配置され、画素ＳＰのみが水平方向の偶数番目のラインに配置され、かつ、画素ＳＰの画素数が画素ＷＰの画素数の３倍になるような観察画像が生成される。図３は、実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

また、本実施形態によれば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、例えば、第１の縦縞状の画素配列に則って画素群ＷＧＡを抽出させるとともに、当該第１の縦縞状の画素配列に重複しない第２の縦縞状の画素配列に則って画素群ＳＧＡを抽出させるための情報が含まれていてもよい。そして、このような一組の画素配列に則って混合画像生成部４６が画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出した場合には、例えば、図４に示すように、画素ＳＰのみが垂直方向の奇数番目のラインに配置され、画素ＷＰのみが垂直方向の偶数番目のラインに配置され、かつ、画素ＷＰの画素数と画素ＳＰの画素数とが同数になるような観察画像が生成される。図４は、実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

また、本実施形態によれば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、例えば、第１の横縞状の画素配列に則って画素群ＷＧＡを抽出させるとともに、当該第１の横縞状の画素配列に重複しない第２の横縞状の画素配列に則って画素群ＳＧＡを抽出させるための情報が含まれていてもよい。そして、このような一組の画素配列に則って混合画像生成部４６が画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出した場合には、例えば、図５に示すように、画素ＷＰのみが水平方向の奇数番目のラインに配置され、画素ＳＰのみが水平方向の偶数番目のラインに配置され、かつ、画素ＷＰの画素数と画素ＳＰの画素数とが同数になるような観察画像が生成される。図５は、実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

また、本実施形態によれば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、例えば、重畳画像ＳＩＡを２×２画素の小領域に分割した際の各領域の右下に存在する画素ＳＰを画素群ＳＧＡに属する画素として抽出させるとともに、白色光画像ＷＩＡを２×２画素の小領域に分割した際の各領域の右下以外に存在する各画素ＷＰを画素群ＷＧＡに属する画素として抽出させるための情報が含まれていてもよい。そして、このような一組の画素配列に則って混合画像生成部４６が画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出した場合には、例えば、図６に示すように、画素ＷＰのみが水平方向の奇数番目のラインに配置され、画素ＷＰと画素ＳＰとが水平方向の偶数番目のラインに交互に配置され、かつ、画素ＷＰの画素数が画素ＳＰの画素数の３倍になるような観察画像が生成される。図６は、実施形態に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

また、本実施形態によれば、例えば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、混合画像生成部４６による観察画像の生成に用いられる二組以上の画素配列を示す情報が含まれている場合に、当該二組以上の画素配列のうちの一組の画素配列に応じた所望の観察画像を表示させるための指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われるとともに、当該一組の画素配列に則って画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号が制御部４８から混合画像生成部４６へ出力されるようにしてもよい。

そして、前述のような構成によれば、例えば、生体組織の構造の視認性よりも蛍光ＦＬＡの発生箇所の視認性を重視した観察画像を表示させるための指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われた際に、図３に示したような画素配列を具備する観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。また、前述のような構成によれば、例えば、蛍光ＦＬＡの発生箇所の視認性よりも生体組織の構造の視認性を重視した観察画像を表示させるための指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われた際に、図６に示したような画素配列を具備する観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。また、生体組織の構造と蛍光ＦＬＡの発生箇所との間の視認性のバランスを重視した観察画像を表示させるための指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われた際に、図２、図４または図５のいずれかに示したような画素配列を具備する観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。

また、本実施形態によれば、例えば、制御部４８が、画素ＷＰと画素ＳＰとが異なる画素数になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、上記数式（１）のβの値を画素数の差に応じた値に設定させるための制御信号を重畳画像生成部４５へ出力するようにしてもよい。

具体的には、制御部４８は、例えば、画素ＳＰの画素数が画素ＷＰの画素数の３倍になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、上記数式（１）のβの値を１／３に設定させるための制御信号を重畳画像生成部４５へ出力するようにしてもよい。そして、このような制御部４８の制御によれば、重畳画像生成部４５が上記数式（１）を用いて重畳画像ＳＩＡを生成する際に、蛍光画像ＦＩＡに対して適用される重み係数β（＝１／３）が、白色光画像ＷＩＡに対して適用される重み係数（＝１）の１／３倍に設定される。

また、制御部４８は、例えば、画素ＷＰの画素数が画素ＳＰの画素数の３倍になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、上記数式（１）のβの値を３に設定させるための制御信号を重畳画像生成部４５へ出力するようにしてもよい。そして、このような制御部４８の制御によれば、重畳画像生成部４５が上記数式（１）を用いて重畳画像ＳＩＡを生成する際に、蛍光画像ＦＩＡに対して適用される重み係数β（＝３）が、白色光画像ＷＩＡに対して適用される重み係数（＝１）の３倍に設定される。

また、本実施形態によれば、例えば、制御部４８が、画素ＷＰと画素ＳＰとが異なる画素数になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、白色光ＷＬＡの光量と励起光ＥＸＡの光量とを画素数の差に応じた光量に設定させるための制御信号を光源駆動部３３へ出力するようにしてもよい。

具体的には、制御部４８は、例えば、画素ＳＰの画素数が画素ＷＰの画素数の３倍になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、白色光ＷＬＡの光量を励起光ＥＸＡの光量の３倍にするための制御信号を光源駆動部３３へ出力するようにしてもよい。そして、このような制御部４８の制御によれば、発光部３１から発せられる励起光ＥＸＡの光量が光量ＡＬ２に設定されるともに、発光部３１から発せられる白色光ＷＬＡの光量が当該光量ＡＬ２の３倍の光量である光量ＡＬ３に設定される。

また、制御部４８は、例えば、画素ＷＰの画素数が画素ＳＰの画素数の３倍になるように画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号を混合画像生成部４６へ出力する際に、励起光ＥＸＡの光量を白色光ＷＬＡの光量の３倍にするための制御信号を光源駆動部３３へ出力するようにしてもよい。そして、このような制御部４８の制御によれば、発光部３１から発せられる白色光ＷＬＡの光量が光量ＡＬ４に設定されるともに、発光部３１から発せられる励起光ＥＸＡの光量が当該光量ＡＬ４の３倍の光量である光量ＡＬ５に設定される。

また、本実施形態によれば、例えば、画素群ＷＧＡ及びＳＧＡの抽出に用いられる一組の画素配列が、被検体に対して施される手術の種類及び／または被検体に投与される蛍光薬剤の種類に応じて決定されるようにしてもよい。

具体的には、例えば、メモリ４９に格納される制御情報の中に、被検体に対して施される手術の種類及び／または被検体に投与される蛍光薬剤の種類と、画素群ＷＧＡ及びＳＧＡの抽出に用いられる画素配列と、が関連付けられた複数の初期設定を示す情報が含まれている場合に、手術の種類及び／または蛍光薬剤の種類を選択する旨の指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われるとともに、当該指示に対応する初期設定に含まれる一組の画素配列を用いて画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを抽出させるための制御信号が制御部４８から混合画像生成部４６へ出力されるようにしてもよい。そして、このような構成によれば、例えば、ＩＣＧを蛍光薬剤として選択する旨の指示が入力Ｉ／Ｆ４７において行われた際に、当該指示に対応する初期設定に応じ、第１の市松状の画素配列に則って画素群ＷＧＡを抽出させるとともに、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則って画素群ＳＧＡを抽出させるための制御信号が制御部４８から混合画像生成部４６へ出力される。

また、本実施形態によれば、例えば、混合画像生成部４６が重畳画像生成部４５の機能を含んだ構成にしてもよい。

具体的には、混合画像生成部４６は、制御部４８から出力される制御信号に基づき、例えば、第１の市松状の画素配列に則った画素では上記数式（１）の係数α、β及びγをいずれも０として画素群ＷＧＡを生成し、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則った画素では、α＝γ＝０、β＝１とすることで画素群ＳＧＡを生成できる。このようにして画素群ＷＧＡ及びＳＧＡを混合した観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。

また、本実施形態によれば、例えば、図７に示すように、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡの輪郭を強調するための輪郭強調処理を行うとともに、当該輪郭強調処理を施した白色光画像ＷＩＡを混合画像生成部４６へ出力するように構成された輪郭強調処理部６１がさらに（プロセッサ４に）設けられていてもよい。なお、このような場合においては、白色光画像生成部４３から出力される白色光画像ＷＩＡに含まれる画素ＷＰに対し、例えば、図８に示すような、３×３画素のサイズの鮮鋭化フィルタである空間フィルタＳＦＡを適用するような輪郭強調処理が輪郭強調処理部６１において行われるようにすればよい。図７は、輪郭強調処理部による輪郭強調処理が施された白色光画像を用いて観察画像を生成する際の構成の一例を示す図である。図８は、図７の輪郭強調処理部による輪郭強調処理において利用可能な空間フィルタの一例を示す図である。

また、本実施形態によれば、例えば、図９に示すように、混合画像生成部４６から出力される観察画像の輪郭を強調するための輪郭強調処理を行うとともに、当該輪郭強調処理を施した観察画像を表示装置５へ出力するように構成された輪郭強調処理部６２がさらに（プロセッサ４に）設けられていてもよい。なお、このような場合においては、例えば、混合画像生成部４６から出力される観察画像に含まれる画素群ＷＧＡの各画素ＷＰに対し、例えば、図１０に示すような、５×５画素のサイズの鮮鋭化フィルタである空間フィルタＳＦＢを適用するような輪郭強調処理が輪郭強調処理部６２において行われるようにすればよい。但し、図１０の空間フィルタＳＦＢを用いた輪郭強調処理は、図２に例示したような、市松状の画素配列に則って抽出された画素群ＷＧＡを具備する観察画像に対して施されることが望ましい。図９は、輪郭強調処理部による輪郭強調処理を観察画像に対して直接施す際の構成の一例を示す図である。図１０は、図９の輪郭強調処理部による輪郭強調処理において利用可能な空間フィルタの一例を示す図である。

一方、本実施形態は、図１に示したような内視鏡システム１に対して適用されるものに限らず、例えば、図１１に示すような内視鏡システム１Ａに対しても略同様に適用される。

ここで、本実施形態の第１の変形例に係る内視鏡システム１Ａの構成について説明する。なお、以降においては、簡単のため、既述の構成または動作等を適用可能な部分に関する具体的な説明を適宜省略するものとする。

内視鏡システム１Ａは、例えば、図１１に示すように、被検体の体腔内に挿入されるとともに、当該体腔内に存在する生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力するように構成された内視鏡２Ａと、当該被写体に照射される光を内視鏡２Ａに供給するように構成された光源装置３と、内視鏡２Ａから出力される撮像信号に対して種々の処理を施すことにより観察画像を生成して出力するように構成されたプロセッサ４Ａと、プロセッサ４Ａから出力される観察画像を画面上に表示するように構成された表示装置５と、を有している。図１１は、実施形態の第１の変形例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。

内視鏡２Ａは、例えば、図１１に示すように、被検体の体腔内に挿入可能な細長形状に形成された挿入部２１Ａと、挿入部２１Ａの基端側に設けられた操作部２２と、を有して構成されている。

挿入部２１Ａの内部には、光源装置３から供給される光を伝送するためのライトガイド１１が挿通されている。

挿入部２１Ａの先端部には、照明レンズ１２と、対物レンズ１３と、が設けられている。また、挿入部２１Ａの先端部には、撮像素子１４Ａ及び１４Ｂと、分光光学系１６と、励起光カットフィルタ１７と、が設けられている。

撮像素子１４Ａは、例えば、原色系または補色系のカラーフィルタを撮像面に取り付けたカラーＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４Ａから出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子１４Ａは、分光光学系１６を透過した光を撮像して撮像信号を生成するとともに、当該生成した撮像信号をプロセッサ４Ａへ出力するように構成されている。

撮像素子１４Ｂは、例えば、モノクロＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４Ａから出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子１４Ｂは、分光光学系１６により反射されかつ励起光カットフィルタ１７を透過した光を撮像して撮像信号を生成するとともに、当該生成した撮像信号をプロセッサ４Ａへ出力するように構成されている。

分光光学系１６は、例えば、ダイクロイックプリズムを具備して構成されている。また、分光光学系１６は、対物レンズ１３を経て入射される光のうち、７００ｎｍ未満の波長帯域の光を撮像素子１４Ａ側へ透過させるとともに、７００ｎｍ以上の波長帯域の光を励起光カットフィルタ１７側へ反射するような光学特性を具備して構成されている。

励起光カットフィルタ１７は、分光光学系１６から撮像素子１４Ｂに至るまでの光路上に配置されている。また、励起光カットフィルタ１７は、分光光学系１６により反射された光に含まれる各波長帯域のうち、励起光ＥＸＡの波長帯域と同じ波長帯域を遮断するとともに、励起光ＥＸＡの波長帯域と異なる波長帯域を透過させるような光学特性を具備して形成されている。すなわち、励起光カットフィルタ１７は、励起光ＥＸＡの照射に応じて蛍光薬剤から発せられる蛍光ＦＬＡを透過させるような光学特性を具備して形成されている。

すなわち、本変形例の撮像部は、撮像素子１４Ａ及び１４Ｂと、分光光学系１６と、励起光カットフィルタ１７と、を有して構成されている。

プロセッサ４Ａは、例えば、図１１に示すように、撮像素子駆動部４１Ａと、白色光画像生成部４３Ａと、蛍光画像生成部４４Ａと、重畳画像生成部４５Ａと、混合画像生成部４６Ａと、入力Ｉ／Ｆ４７と、制御部４８Ａと、を有して構成されている。なお、本変形例によれば、例えば、プロセッサ４Ａの各部が、個々の電子回路として構成されていてもよく、または、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路における回路ブロックとして構成されていてもよい。

撮像素子駆動部４１Ａは、制御部４８Ａから出力される制御信号に基づき、撮像素子１４Ａ及び１４Ｂを駆動させるための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。

白色光画像生成部４３Ａは、撮像素子１４Ａから出力される撮像信号に基づいて白色光画像ＷＩＡを生成するとともに、当該生成した白色光画像ＷＩＡを重畳画像生成部４５及び混合画像生成部４６の各々へ出力するように構成されている。すなわち、白色光画像生成部４３Ａは、撮像素子１４Ａにより撮像された白色光ＷＬＡの反射光に応じた画像である白色光画像ＷＩＡを生成するように構成されている。

蛍光画像生成部４４Ａは、撮像素子１４Ｂから出力される撮像信号に基づいて蛍光画像ＦＩＡを生成するとともに、当該生成した蛍光画像ＦＩＡを重畳画像生成部４５へ出力するように構成されている。すなわち、蛍光画像生成部４４Ａは、撮像素子１４Ｂにより撮像された蛍光ＦＬＡの反射光に応じた画像である蛍光画像ＦＩＡを生成するように構成されている。

重畳画像生成部４５Ａは、制御部４８Ａから出力される制御信号に応じた動作を行うことができるように構成されている。また、重畳画像生成部４５Ａは、白色光画像生成部４３Ａから出力される白色光画像ＷＩＡと、蛍光画像生成部４４Ａから出力される蛍光画像ＦＩＡと、を重畳するための処理を行うことにより重畳画像ＳＩＡを生成し、当該生成した重畳画像ＳＩＡを混合画像生成部４６Ａへ出力するように構成されている。すなわち、重畳画像生成部４５Ａは、内視鏡２Ａにより撮像された被写体における蛍光ＦＬＡの発生箇所を示す画像である重畳画像ＳＩＡを生成するように構成されている。

混合画像生成部４６Ａは、制御部４８Ａから出力される制御信号に基づき、白色光画像生成部４３Ａから出力される白色光画像ＷＩＡの一部と、重畳画像生成部４５Ａから出力される重畳画像ＳＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。

制御部４８Ａは、入力Ｉ／Ｆ４７からの指示に応じた動作を行わせるための制御信号を生成して光源駆動部３３、重畳画像生成部４５Ａ及び混合画像生成部４６Ａへそれぞれ出力することができるように構成されている。また、制御部４８Ａは、内視鏡システム１Ａの各部の制御を行う際に用いられる制御情報が格納されたメモリ４９Ａを具備して構成されている。

制御部４８Ａは、メモリ４９Ａから読み込んだ制御情報に応じ、白色光画像ＷＩＡに含まれる画素ＷＰ及び重畳画像ＳＩＡに含まれる画素ＳＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６Ａへ出力するように構成されている。

なお、本変形例においては、発光部３１の代わりに、例えば、少なくとも青色域から近赤外域までの波長帯域を具備する光である広帯域光を発するように構成された広帯域光源と、当該広帯域光に含まれる各波長帯域のうちの白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡの波長帯域と同じ波長帯域を透過させつつ他の波長帯域を遮断するような光学特性を具備する光学フィルタと、が光源装置３に設けられていてもよい。

続いて、本変形例の内視鏡システム１Ａの動作等について説明する。

まず、ユーザは、内視鏡システム１Ａの各部を接続して電源を投入した後、例えば、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチを操作することにより、被写体の蛍光観察を開始させるための指示を制御部４８Ａに対して行う。また、ユーザは、挿入部２１Ａを被検体の体腔内に挿入してゆくことにより、当該体腔内に存在する所望の被写体の近傍に挿入部２１Ａの先端部を配置する。

制御部４８Ａは、プロセッサ４Ａの電源が投入された際に、メモリ４９Ａから制御情報を読み込むとともに、当該読み込んだ制御情報に応じ、白色光画像ＷＩＡに含まれる画素ＷＰ及び重畳画像ＳＩＡに含まれる画素ＳＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６Ａへ出力する。

制御部４８Ａは、プロセッサ４Ａの電源が投入され、かつ、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチからの指示を検知した際に、ローリングシャッタ方式の撮像動作を撮像素子１４Ａ及び１４Ｂに行わせるための制御信号を生成して撮像素子駆動部４１Ａへ出力するとともに、光量ＡＬ１の白色光ＷＬＡ及び当該光量ＡＬ１の励起光ＥＸＡを同時に発生させるための制御信号を生成して光源駆動部３３へ出力する。

そして、前述のような制御部４８Ａの制御によれば、白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡが同時に被写体に照射され、当該被写体から発生する戻り光に含まれる白色光ＷＬＡの反射光が撮像素子１４Ａにより撮像され、当該戻り光に含まれる蛍光ＦＬＡが撮像素子１４Ｂにより撮像される。また、前述のような制御部４８Ａの制御によれば、撮像素子１４Ａにより生成された撮像信号が白色光画像生成部４３Ａへ出力され、撮像素子１４Ｂにより生成された撮像信号が蛍光画像生成部４４Ａへ出力され、白色光画像生成部４３Ａにより生成された白色光画像ＷＩＡが重畳画像生成部４５Ａ及び混合画像生成部４６Ａへ出力され、蛍光画像生成部４４Ａにより生成された蛍光画像ＦＩＡが重畳画像生成部４５Ａへ出力される。

重畳画像生成部４５Ａは、例えば、上記数式（１）の係数α、β及びγをα＝γ＝０かつβ＝１に設定した状態において、白色光画像生成部４３Ａから出力される白色光画像ＷＩＡと、蛍光画像生成部４４Ａから出力される蛍光画像ＦＩＡと、を重畳するための処理を行うことにより重畳画像ＳＩＡを生成し、当該生成した重畳画像ＳＩＡを混合画像生成部４６Ａへ出力する。

混合画像生成部４６Ａは、制御部４８Ａから出力される制御信号に基づき、白色光画像生成部４３Ａから出力される白色光画像ＷＩＡの一部と、重畳画像生成部４５Ａから出力される重畳画像ＳＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより、図２に例示したような画素配列を具備する観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。

すなわち、本変形例の内視鏡システム１Ａによれば、内視鏡システム１と同様の観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。そのため、本変形例によれば、生体組織から発せられる蛍光を観察する際に、当該蛍光の発生箇所における当該生体組織の構造を従来よりも容易に把握させることができる。

一方、本実施形態は、図１に示した内視鏡システム１に対して適用されるものに限らず、例えば、図１２に示すような内視鏡システム１Ｂに対しても略同様に適用される。

ここで、本実施形態の第２の変形例に係る内視鏡システム１Ｂの構成について説明する。

内視鏡システム１Ｂは、例えば、図１２に示すように、被検体の体腔内に挿入されるとともに、当該体腔内に存在する生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力するように構成された内視鏡２Ｂと、当該被写体に照射される光を内視鏡２Ｂに供給するように構成された光源装置３Ｂと、内視鏡２Ｂから出力される撮像信号に対して種々の処理を施すことにより観察画像を生成して出力するように構成されたプロセッサ４Ｂと、プロセッサ４Ｂから出力される観察画像を画面上に表示するように構成された表示装置５と、を有している。図１２は、実施形態の第２の変形例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。

内視鏡２Ｂは、細長形状の光学視管２１Ｂと、光学視管２１Ｂの基端部に対して着脱可能なカメラユニット２２Ｂと、を有して構成されている。

光学視管２１Ｂは、被検体の体腔内に挿入可能な挿入部としての機能を具備して構成されている。

光学視管２１Ｂの内部には、光源装置３Ｂから供給される光を伝送するためのライトガイド１１が挿通されている。

光学視管２１Ｂの先端部には、照明レンズ１２と、対物レンズ１３と、が設けられている。

光学視管２１Ｂの内部には、図１２に示すように、対物レンズ１３から入射した光を伝送するための複数のレンズＬＥを具備するリレーレンズ１８が設けられている。すなわち、リレーレンズ１８は、対物レンズ１３から入射した光を伝送する伝送光学系としての機能を具備して構成されている。

光学視管２１Ｂの基端部には、図１２に示すように、リレーレンズ１８により伝送された光に応じた被写体の光学像を肉眼で観察可能とするための接眼レンズ１９が設けられている。

カメラユニット２２Ｂは、撮像部としての機能を具備し、励起光カットフィルタ２３と、ダイクロイックプリズム２４と、撮像素子２５Ａ、２５Ｂ及び２５Ｃと、を有して構成されている。

励起光カットフィルタ２３は、ダイクロイックプリズム２４の前面に配置されており、接眼レンズ１９を経て出射される光に含まれる各波長帯域のうち、励起光ＥＸＡの波長帯域と同じ波長帯域を遮断するとともに、励起光ＥＸＡの波長帯域と異なる波長帯域を透過させるような光学特性を具備して形成されている。すなわち、励起光カットフィルタ２３は、励起光ＥＸＡの照射に応じて蛍光薬剤から発せられる蛍光ＦＬＡを透過させるような光学特性を具備して形成されている。

ダイクロイックプリズム２４は、励起光カットフィルタ２３を経て出射される光を、赤色域〜近赤外域の光と、緑色域の光と、青色域の光と、の３つの波長帯域の光に分離して出射するように構成されている。

撮像素子２５Ａは、例えば、モノクロＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４Ｂから出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２５Ａは、ダイクロイックプリズム２４を経て出射される青色域の光を撮像し、当該撮像した青色域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。

撮像素子２５Ｂは、例えば、モノクロＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４Ｂから出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２５Ｂは、ダイクロイックプリズム２４を経て出射される緑色域の光を撮像し、当該撮像した緑色域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。

撮像素子２５Ｃは、例えば、モノクロＣＭＯＳイメージセンサを具備し、プロセッサ４Ｂから出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２５Ｃは、ダイクロイックプリズム２４を経て出射される赤色域〜近赤外域の光を撮像し、当該撮像した赤色域〜近赤外域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。

光源装置３Ｂは、例えば、図１２に示すように、発光部３１Ｂと、集光レンズ３２と、光源駆動部３３Ｂと、を有して構成されている。

発光部３１Ｂは、広帯域光源５１Ｂと、光学フィルタ５４と、を有して構成されている。

広帯域光源５１Ｂは、例えば、少なくとも青色域から近赤外域までの波長帯域を具備する光である広帯域光を発するランプを具備して構成されている。また、広帯域光源５１Ｂは、光源駆動部３３Ｂから出力される駆動信号に応じて広帯域光を発するように構成されている。

光学フィルタ５４は、広帯域光源５１Ｂから発せられる広帯域光に含まれる各波長帯域のうち、励起光ＥＸＡの波長帯域と同じ波長帯域を透過させるとともに、青色域及び緑色域を１０％程度の透過率で透過させるような光学特性を具備して形成されている。また、光学フィルタ５４は、広帯域光源５１Ｂから発せられる広帯域光に含まれる各波長帯域のうち、青色域、緑色域及び励起光ＥＸＡの波長帯域以外の波長帯域を遮断するような光学特性を具備して形成されている。

すなわち、発光部３１Ｂは、光源駆動部３３Ｂから出力される駆動信号に応じて広帯域光源５１Ｂを発光させることにより、青色域及び緑色域の２つの波長帯域を具備する光である参照光ＲＬＡと、励起光ＥＸＡと、を同時に発生することができるように構成されている。また、発光部３１Ｂは、参照光ＲＬＡ及び励起光ＥＸＡを集光レンズ３２へ出射することができるように構成されている。

なお、本変形例の発光部３１Ｂは、例えば、青色光を発する青色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、励起光ＥＸＡを発するＬＤと、を有して構成されていてもよい。または、本変形例の発光部３１Ｂは、例えば、白色光ＷＬＡを発する白色ＬＥＤと、白色光ＷＬＡに含まれる各波長帯域のうちの参照光ＲＬＡと同じ波長帯域のみを透過させるような光学特性を具備する光学フィルタと、励起光ＥＸＡを発するＬＤと、を有して構成されていてもよい。または、本変形例の発光部３１Ｂは、広帯域光源５１Ｂと、広帯域光源５１Ｂから発せられる広帯域光に含まれる各波長帯域のうちの青色域及び緑色域を１０％程度の透過率で透過させつつ他の波長帯域を遮断するような光学特性を具備する光学フィルタと、励起光ＥＸＡを発するＬＤと、を有して構成されていてもよい。

光源駆動部３３Ｂは、プロセッサ４Ｂから出力される制御信号に基づき、広帯域光源５１Ｂを駆動させるための光源駆動信号を生成して発光部３１Ｂへ出力するように構成されている。

すなわち、光源装置３Ｂは、被検体に投与される蛍光薬剤を励起させるための励起光ＥＸＡと、当該被検体の体腔内を照明するための照明光である参照光ＲＬＡと、を発することができるように構成されている。

プロセッサ４Ｂは、例えば、図１２に示すように、撮像素子駆動部４１Ｂと、参照光画像生成部４３Ｂと、蛍光画像生成部４４Ｂと、混合画像生成部４６Ｂと、入力Ｉ／Ｆ４７と、制御部４８Ｂと、を有して構成されている。なお、本変形例によれば、例えば、プロセッサ４Ｂの各部が、個々の電子回路として構成されていてもよく、または、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路における回路ブロックとして構成されていてもよい。

撮像素子駆動部４１Ｂは、制御部４８Ｂから出力される制御信号に基づき、撮像素子２５Ａ、２５Ｂ及び２５Ｃを駆動させるための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。

参照光画像生成部４３Ｂは、撮像素子２５Ａ及び２５Ｂから出力される撮像信号に基づいて参照光画像ＲＩＡを生成するとともに、当該生成した参照光画像ＲＩＡを混合画像生成部４６Ｂへ出力するように構成されている。すなわち、参照光画像生成部４３Ｂは、撮像素子２５Ａ及び２５Ｂにより撮像された参照光ＲＬＡの反射光に応じた画像である参照光画像ＲＩＡを生成するように構成されている。また、参照光画像ＲＩＡは、撮像素子２５Ａから出力される撮像信号に応じて得られる青色画像と、撮像素子２５Ｂから出力される撮像信号に応じて得られる緑色画像と、を合成したシアン色の画像として生成される。

蛍光画像生成部４４Ｂは、撮像素子２５Ｃから出力される撮像信号に基づいて蛍光画像ＦＩＡを生成するとともに、当該生成した蛍光画像ＦＩＡを混合画像生成部４６Ｂへ出力するように構成されている。なお、蛍光画像生成部４４Ｂにより生成される蛍光画像ＦＩＡは、内視鏡２により撮像された被写体における蛍光ＦＬＡの発生箇所を、参照光画像ＲＩＡの色とは異なる色で示すような画像として生成されるものとする。すなわち、蛍光画像生成部４４Ｂは、内視鏡２Ｂにより撮像された被写体における蛍光ＦＬＡの発生箇所を示す画像である蛍光画像ＦＩＡを生成するように構成されている。

混合画像生成部４６Ｂは、制御部４８Ｂから出力される制御信号に基づき、参照光画像生成部４３Ｂから出力される参照光画像ＲＩＡの一部と、蛍光画像生成部４４Ｂから出力される蛍光画像ＦＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。

制御部４８Ｂは、入力Ｉ／Ｆ４７からの指示に応じた動作を行わせるための制御信号を生成して光源駆動部３３Ｂ及び混合画像生成部４６Ｂへそれぞれ出力することができるように構成されている。また、制御部４８Ｂは、内視鏡システム１Ｂの各部の制御を行う際に用いられる制御情報が格納されたメモリ４９Ｂを具備して構成されている。

制御部４８Ｂは、メモリ４９Ｂから読み込んだ制御情報に応じ、参照光画像ＲＩＡに含まれる画素ＲＰ及び蛍光画像ＦＩＡに含まれる画素ＦＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６Ｂへ出力するように構成されている。

続いて、本変形例の内視鏡システム１Ｂの動作等について説明する。

まず、ユーザは、内視鏡システム１Ｂの各部を接続して電源を投入した後、例えば、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチを操作することにより、被写体の蛍光観察を開始させるための指示を制御部４８Ｂに対して行う。また、ユーザは、光学視管２１Ｂを被検体の体腔内に挿入してゆくことにより、当該体腔内に存在する所望の被写体の近傍に光学視管２１Ｂの先端部を配置する。

制御部４８Ｂは、プロセッサ４Ｂの電源が投入された際に、メモリ４９Ｂから制御情報を読み込むとともに、当該読み込んだ制御情報に応じ、参照光画像ＲＩＡに含まれる画素ＲＰ及び蛍光画像ＦＩＡに含まれる画素ＦＰを相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列に則って抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６Ｂへ出力する。

具体的には、制御部４８Ｂは、例えば、参照光画像ＲＩＡに含まれる各画素の中から、相互に重複せずかつ周期性を有する一組の画素配列のうちの第１の画素配列に該当する位置に存在する複数の画素ＲＰである画素群ＲＧＡを抽出させるとともに、蛍光画像ＦＩＡに含まれる各画素の中から、前述の一組の画素配列のうちの第２の画素配列に該当する位置に存在する複数の画素ＦＰである画素群ＦＧＡを抽出させるための制御信号を生成して混合画像生成部４６Ｂへ出力する。

制御部４８Ｂは、プロセッサ４Ｂの電源が投入され、かつ、入力Ｉ／Ｆ４７の蛍光観察開始スイッチからの指示を検知した際に、ローリングシャッタ方式の撮像動作を撮像素子２５Ａ、２５Ｂ及び２５Ｃに行わせるための制御信号を生成して撮像素子駆動部４１Ｂへ出力するとともに、光量ＡＬ１の広帯域光を発生させるための制御信号を生成して光源駆動部３３Ｂへ出力する。

そして、前述のような制御部４８Ｂの制御によれば、参照光ＲＬＡ及び励起光ＥＸＡが同時に被写体に照射され、当該被写体から発生する戻り光に含まれる参照光ＲＬＡの反射光が撮像素子２５Ａ及び２５Ｂにより撮像され、当該戻り光に含まれる蛍光ＦＬＡが撮像素子２５Ｃにより撮像される。また、前述のような制御部４８Ｂの制御によれば、撮像素子２５Ａ及び２５Ｂにより生成された撮像信号が参照光画像生成部４３Ｂへ出力され、撮像素子２５Ｃにより生成された撮像信号が蛍光画像生成部４４Ｂへ出力され、参照光画像生成部４３Ｂにより生成された参照光画像ＲＩＡと、蛍光画像生成部４４Ｂにより生成された蛍光画像ＦＩＡと、がそれぞれ混合画像生成部４６Ｂへ出力される。

混合画像生成部４６Ｂは、制御部４８Ｂから出力される制御信号に基づき、参照光画像生成部４３Ｂから出力される参照光画像ＲＩＡの一部と、蛍光画像生成部４４Ｂから出力される蛍光画像ＦＩＡの一部と、を混合するための処理を行うことにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。

具体的には、混合画像生成部４６Ｂは、制御部４８Ｂから出力される制御信号に基づき、例えば、第１の市松状の画素配列に則って画素群ＲＧＡを抽出し、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則って画素群ＦＧＡを抽出し、当該抽出した画素群ＲＧＡ及びＦＧＡを混合することにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。そして、このような動作が混合画像生成部４６Ｂにおいて行われることにより、例えば、図１３に示すように、画素ＲＰと画素ＦＰとが１画素毎に交互に配置され、かつ、画素ＲＰの画素数と画素ＦＰの画素数とが同数になるような観察画像が生成される。また、前述のような動作が混合画像生成部４６Ｂにおいて行われる場合には、メモリ４９Ｂに格納される制御情報の中に、第１の市松状の画素配列に則って画素群ＲＧＡを抽出させるとともに、当該第１の市松状の画素配列に重複しない第２の市松状の画素配列に則って画素群ＦＧＡを抽出させるための情報が含まれる。図１３は、実施形態の第２の変形例に係る内視鏡システムにより生成される観察画像の画素配列の一例を示す図である。

以上に述べたように、本変形例の内視鏡システム１Ｂによれば、参照光画像ＲＩＡに含まれる生体組織の凹凸等の構造を示す情報を極力残しつつ、蛍光画像ＦＩＡに含まれる蛍光ＦＬＡの発生箇所を示す情報を付与した観察画像を表示装置５に表示させることができる。そのため、本変形例によれば、生体組織から発せられる蛍光を観察する際に、当該蛍光の発生箇所における当該生体組織の構造を従来よりも容易に把握させることができる。

なお、本変形例の内視鏡システム１Ｂにおけるカメラユニット２２Ｂ等の構成を適宜変形することにより、例えば、白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡが時分割に照射された被写体から発生する戻り光に含まれる白色光ＷＬＡの反射光及び蛍光ＦＬＡが１つの撮像素子で撮像され、当該１つの撮像素子から出力される撮像信号に基づいて白色光画像ＷＩＡ及び重畳画像ＳＩＡが生成され、当該白色光画像ＷＩＡ及び当該重畳画像ＳＩＡを混合した観察画像が生成されるようにしてもよい。また、本変形例の内視鏡システム１Ｂにおけるカメラユニット２２Ｂ等の構成を適宜変形することにより、例えば、白色光ＷＬＡ及び励起光ＥＸＡが同時に照射された被写体から発生する戻り光に含まれる白色光ＷＬＡの反射光及び蛍光ＦＬＡが２つの撮像素子で撮像され、当該２つの撮像素子から出力される撮像信号に基づいて白色光画像ＷＩＡ及び重畳画像ＳＩＡが生成され、当該白色光画像ＷＩＡ及び当該重畳画像ＳＩＡを混合した観察画像が生成されるようにしてもよい。

本発明は、上述した各実施形態及び各変形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、２０１６年９月６日に日本国に出願された特願２０１６−１７３５２１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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (13)

1. 被検体に投与される蛍光薬剤を励起させるための励起光と、前記被検体の体腔内を照明するための照明光と、を発することができるように構成された光源部と、
   前記蛍光薬剤が投与された前記被検体の体腔内に存在する被写体に対する前記励起光の照射に応じて発生する蛍光と、前記被写体に対する前記照明光の照射に応じて発生する反射光と、をそれぞれ撮像するように構成された撮像部と、
   前記撮像部により撮像された前記反射光に応じた画像である第１の画像と、前記被写体における前記蛍光の発生箇所を示す画像である第２の画像と、を相互に重複せずかつ周期性を有する画素配列で混合した観察画像を生成するように構成された混合画像生成部と、
   を有することを特徴とする内視鏡システム。
2. 相互に重複せずかつ周期性を有する前記画素配列に則り、前記第１の画像に含まれる各画素の中から第１の画素群を抽出させるとともに、前記第２の画像に含まれる各画素の中から第２の画素群を抽出させるための制御信号を生成して前記混合画像生成部に出力する制御部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記制御部は、前記一組の画素配列のうちの第１の市松状の画素配列に則って前記第１の画素群を抽出させ、前記一組の画素配列のうちの第２の市松状の画素配列に則って前記第２の画素群を抽出させることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記制御部は、前記一組の画素配列のうちの第１の縦縞状の画素配列に則って前記第１の画素群を抽出させ、前記一組の画素配列のうちの第２の縦縞状の画素配列に則って前記第２の画素群を抽出させることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
5. 前記制御部は、前記一組の画素配列のうちの第１の横縞状の画素配列に則って前記第１の画素群を抽出させ、前記一組の画素配列のうちの第２の横縞状の画素配列に則って前記第２の画素群を抽出させることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
6. 前記制御部は、前記第１の画像を２×２画素の小領域に分割した際の各領域の所定の位置に存在する画素を前記第１の画素群に属する画素として抽出させるとともに、前記第２の画像を２×２画素の小領域に分割した際の各領域の前記所定の位置以外に存在する各画素を前記第２の画素群に属する画素として抽出させるための制御信号を生成し、
   前記制御部に対して前記第１の画素群及び前記第２の画素群の比率を変更することが可能な入力部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
7. 前記第１の画像と、前記撮像部により撮像された前記蛍光に応じた画像である蛍光画像と、を重畳した重畳画像を前記第２の画像として生成する重畳画像生成部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
8. 前記重畳画像生成部及び前記混合画像生成部は一体的に構成されることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
9. 前記制御部は、前記第１の画像を２×２画素の小領域に分割した際の各領域の所定の位置に存在する画素を前記第１の画素群に属する画素として抽出させるとともに、前記重畳画像を２×２画素の小領域に分割した際の各領域の前記所定の位置以外に存在する各画素を前記第２の画素群に属する画素として抽出させるための制御信号を生成し、
   前記重畳画像生成部は、前記重畳画像を生成する際に、前記制御部からの制御信号に基づいて前記蛍光画像に対して適用する重み係数を設定することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
10. 前記光源部は、前記制御部からの制御信号に基づいて前記照明光の光量を設定することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
11. 前記入力部は、前記被検体に対して施される手術の種類及び／または前記蛍光薬剤の種類を設定可能に構成されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。
12. 前記第１の画像の輪郭を強調するための輪郭強調処理を行うとともに、前記輪郭強調処理を施した前記第１の画像を前記混合画像生成部へ出力するように構成された輪郭強調処理部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
13. 前記混合画像生成部により生成された前記観察画像の輪郭を強調するための輪郭強調処理を行うように構成された輪郭強調処理部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

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