JP6383370B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光観察装置に関するものである。

従来、単一の光源と単一の撮像素子とを使用し、被写体からの可視域の照明光の反射光と蛍光との両方を共通の撮像素子で同時に撮影する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３１２８３０号公報

しかしながら、特許文献１の蛍光観察装置において、蛍光と反射光との強度差が大きくなると、弱い方の光が強い方の光に埋もれてしまい、弱い方の光の像を画像で観察することが困難になるという問題がある。例えば、蛍光信号に対して反射光信号が強過ぎると、蛍光像を鮮明に観察することが困難になる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、被写体からの反射光および蛍光を共通の撮像素子を用いて同時に撮影する蛍光観察装置において、反射光像および蛍光像の両方を同時に鮮明に観察することができる蛍光観察装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、照明光を出射する照明光源と前記照明光の波長帯域のうち一部の波長帯域を有する励起光を出射する励起光源とを有し、前記照明光と前記励起光とを同時に被写体に照射する光源部と、前記照明光の照射によって前記被写体において反射された反射光と、前記励起光の照射によって前記被写体において発生する蛍光とを同時に撮影する単一の撮像素子と、該撮像素子の前段に配置され、前記励起光をカットし、前記反射光のうち前記励起光を除く全部または大部分を透過させるフィルタと、前記照明光源の前記照明光の出力強度と前記励起光源の前記励起光の出力強度とを互いに独立に調整する調光部とを備える蛍光観察装置を提供する。

本発明によれば、光源部からの照明光および励起光が同時に被写体に照射されることによって反射光および蛍光が発生し、反射光および蛍光の両方が共通の撮像素子によって撮影される。これにより、被写体の照明光像と蛍光像との両方を１つの画像内で同時に観察することができる。

この場合に、被写体で発生する反射光および蛍光の強度は、それぞれ照明光および励起光の強度に比例する。したがって、別々に設けられている照明光源および励起光源の出力強度を調光部によって互いに独立に調整することによって、反射光と蛍光との信号強度が同レベルとなるようにこれら反射光と蛍光との強度比を適切に調整して、反射光像と蛍光像の両方を同時に鮮明に観察することができる。

上記発明においては、前記調光部が、前記撮像素子によって前記反射光および前記蛍光を撮影して取得された画像の階調値に基づき、前記照明光源の出力強度と前記励起光源の出力強度とを調整してもよい。
このようにすることで、ユーザの操作を必要とせずに、各光源の出力強度を自動調整することができる。

上記発明においては、前記撮像素子によって取得された画像が、カラー画像であり、前記調光部が、前記カラー画像を構成する複数の単色画像のうち、前記蛍光の色に対応する単色画像の階調値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整し、他の単色画像の階調値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整してもよい。
このようにすることで、反射光および蛍光のそれぞれの強度を、互いの影響が排除された画像に基づいて正確に評価し、各光源の出力強度をより適切に調整することができる。

上記発明においては、前記調光部が、前記画像の全体または一部分の階調値の平均値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整し、前記画像の全体または一部分の階調値の最大値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整してもよい。
このようにすることで、画像の階調値の平均値を用いることによって、被写体の広範囲で発生する反射光の強度をより正確に評価することができる。一方、画像の階調値の最大値を用いることによって、被写体の局所で発生する蛍光の強度をより正確に評価することができる。

上記発明においては、前記光源部が、前記照明光を連続的に前記被写体に照射するとともに、前記励起光を間欠的に前記被写体に照射し、前記撮像素子が、前記励起光および前記照明光の両方が前記被写体に照射されているときに第１の画像を取得し、前記照明光のみが前記被写体に照射されているときに第２の画像を取得し、前記調光部が、前記第２の画像の階調値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整し、前記第１の画像から前記第２の画像を減算して得られた第３の画像の階調値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整してもよい。
このようにすることで、反射光像のみを含む第２の画像を用いることによって、反射光の強度をより正確に評価することができる。一方、蛍光像のみを含む第３の画像を用いることによって、蛍光の強度をより正確に評価することができる。

本発明によれば、被写体からの反射光および蛍光を共通の撮像素子を用いて同時に撮影する蛍光観察装置において、反射光像および蛍光像の両方を同時に鮮明に観察することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。 （ａ）白色光、（ｂ）励起光、（ｃ）光源ユニットからの出力光および（ｄ）バリアフィルタの波長特性を示すグラフである。 （ａ）蛍光色素、（ｂ）蛍光、（ｃ）反射光および（ｄ）撮像素子への入射光の波長特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。 図４の蛍光観察装置の変形例を示す全体構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の全体構成図である。 図６の蛍光観察装置の回転フィルタが備える３色のフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各々の波長特性を示すグラフである。 図６の蛍光観察装置の作用を説明する図であり、（ａ），（ｂ）第１のステップ、（ｃ），（ｄ）第２のステップおよび（ｅ），（ｆ）第３のステップにおける、光源ユニットからの出力光（（ａ），（ｃ），（ｅ））および撮像素子への入射光（（ｂ），（ｄ），（ｆ））の波長特性を示すグラフである。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１００について図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１００は、内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、光源ユニット（光源部）３と、該光源ユニット３からの白色光（照明光）Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘを挿入部２の先端２ａから生体組織（被写体）Ｘに向けて照射する照明ユニット４と、挿入部２の先端２ａに設けられ、生体組織Ｘの画像情報Ｓを取得する撮像ユニット５と、画像情報Ｓを処理する画像プロセッサ６と、該画像プロセッサ６によって生成された画像Ａを表示する表示部７とを備えている。

光源ユニット３は、白色光源（照明光源）３１と、励起光源３２と、これら２つの光源３１，３２から出射された白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘを合波するダイクロイックミラー３３と、該ダイクロイックミラー３３によって合波された光を集光するカップリングレンズ３４とを備えている。

白色光源３１は、例えば、キセノンランプを用いた光源であり、図２（ａ）に示されるように、可視領域全体（具体的には、４００ｎｍから６５０ｎｍ）にわたって波長を有する白色光Ｌｗを出射する。
励起光源３２は、例えば、狭帯域光を出射するレーザダイオードを用いた光源であり、図２（ｂ）に示されるように、青色（具体的には、波長４８０ｎｍから４９０ｎｍ）の励起光Ｌｅｘを出射する。
ダイクロイックミラー３３は、励起光Ｌｅｘを反射し、白色光Ｌｗを透過させることによって、図２（ｃ）に示されるように、白色光Ｌｗと励起光Ｌｅｘとが重畳された光を出力する。

照明ユニット４は、挿入部２の長手方向のほぼ全長にわたって配置されたライトガイドファイバ４１と、挿入部２の先端２ａに設けられた照明光学系４２とを備えている。ライトガイドファイバ４１は、カップリングレンズ３４によって集光された光を導光する。照明光学系４２は、ライトガイドファイバ４１によって導光されてきた白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘを拡散させて、挿入部２の先端２ａに対向する生体組織Ｘに照射する。

撮像ユニット５は、生体組織Ｘからの光を結像する対物レンズユニット５１と、該対物レンズユニット５１によって結像された光を撮影する撮像素子５２と、対物レンズユニット５１と撮像素子５２との間に配置されたバリアフィルタ（フィルタ）５３とを備えている。

撮像素子５２は、例えば、カラーＣＣＤまたはカラーＣＭＯＳであり、対物レンズユニット５１によって結像された光をカラー撮影する。
バリアフィルタ５３は、図２（ｄ）に示されるように、励起光Ｌｅｘの波長領域の光を遮断し、これ以外の波長帯域の光を透過させる光学特性を有している。

画像プロセッサ６は、撮像素子５２によって取得された画像情報Ｓからカラー画像Ａを生成する画像生成部６１を備えている。画像生成部６１は、生成した画像Ａを表示部７に出力する。
画像プロセッサ６は、ユーザによって入力操作可能な白色光量入力ボタン６２および励起光量入力ボタン６３と、これらのボタン６２，６３への入力に従って白色光源３１および励起光源３２の出力強度を互いに独立に制御する調光部６４とを備えている。

白色光量入力ボタン６２および励起光量入力ボタン６３は、画像プロセッサ６の筐体の前面に設けられている。白色光量入力ボタン６２は、白色光Ｌｗの強度を入力可能であり、入力された強度を調光部６４に送信する。励起光量入力ボタン６３は、励起光Ｌｅｘの強度を入力可能であり、入力された強度を調光部６４に送信する。
調光部６４は、白色光量入力ボタン６２から受信した強度に従って、白色光源３１の出力強度を調整する。調光部６４は、励起光量入力ボタン６３から受信した強度に従って、励起光源３２の出力強度を調整する。

次に、このように構成された蛍光観察装置１００の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１００を用いて生体組織Ｘを観察するには、予め、例えば病変部に集積する蛍光色素を生体組織Ｘに投与しておく。本実施形態においては、図３（ａ）に示されるように、４７０ｎｍから４９０ｎｍに励起波長λｅｘを有し、５１０ｎｍから５３０ｎｍに蛍光波長λｅｍを有する蛍光色素を想定している。

まず、体内に挿入部２を挿入してその先端２ａを生体組織Ｘに対向配置し、光源ユニット３の作動によって白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘを同時に、挿入部２の先端２ａから生体組織Ｘに照射する。生体組織Ｘにおいては、白色光Ｌｗが生体組織Ｘの表面において反射されることによって反射光Ｌｗ’（図３（ｃ）参照。）が発生する。これと同時に、励起光Ｌｅｘの照射によって、波長５１０ｎｍから５３０ｎｍの蛍光Ｌｆ（図３（ｂ）参照。）と、波長４８０から４９０ｎｍの励起光の反射光Ｌｅｘ’との２つの成分が発生する。

白色光および励起光の反射光Ｌｗ’，Ｌｅｘ’と蛍光Ｌｆとのうち一部は、挿入部２の先端２ａに戻り、対物レンズユニット５１へ入射する。そして、励起光の反射光Ｌｅｘ’はバリアフィルタ５３によって遮断され、白色光の反射光Ｌｗ’と蛍光Ｌｆとが撮像素子５２へ入射する（図３（ｄ）参照。）。

このようにして、反射光Ｌｗ’と蛍光Ｌｆとが共通の撮像素子５２によって同時に撮影されて画像情報Ｓとして取得される。次に、画像プロセッサ６内の画像生成部６１において、画像情報Ｓから画像Ａが生成され、生成された画像Ａが表示部７に表示される。この画像Ａは、生体組織Ｘの反射光像と蛍光像とが重畳された画像である。

ここで、画像Ａ内の反射光像および蛍光像の明るさは、生体組織Ｘに照射される白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘの強度にそれぞれ比例する。本実施形態において、ユーザは、表示部７に表示されている画像Ａを観察しながら、白色光量入力ボタン６２および励起光量入力ボタン６３を操作し、各光源３１，３２の出力強度を互いに独立に調整することによって、画像Ａ内の反射光像および蛍光像の明るさを互いに独立に調整することができる。したがって、例えば、画像Ａ内において反射光像と蛍光像とが互いに略同一の明るさで表示されるように、ボタン６２，６３を用いて各光源３１，３２の出力強度を調整することによって、反射光像および蛍光像の両方を鮮明に観察することができるという利点がある。

本実施形態においては、調光部６４が、励起光源３２の出力強度に対して、白色光源３１の出力強度に応じた上限を設定することが好ましい。
生体組織Ｘに対して近距離から強い励起光Ｌｅｘが照射されると、生体組織Ｘが熱による影響を受けたり、自家蛍光が発生したりしてしまうという問題が発生し得る。一方、近距離から励起光Ｌｅｘが照射されたとしても上記の問題が発生しないように、励起光Ｌｅｘの強度を一律に低く制限してしまうと、遠距離から観察する場合に蛍光色素を十分に励起することができない可能性がある。

ここで、通常、観察距離（生体組織Ｘと挿入部２の先端２ａとの間の距離）が近い程、撮像素子５２への反射光Ｌｗ’の入射光量は増加するので、白色光源３１の出力強度は弱く設定される。そこで、白色光源３１の出力強度が低い程、励起光源３２の出力強度の上限を低く設定することによって、生体組織Ｘに対して近距離から強い励起光Ｌｅｘが照射されることを防ぐことができる。

例えば、各光源３１，３２の出力強度は、「１」から「１０」の１０段階で変更可能であるとする。ただし、「１」が最弱であり、「１０」が最強である。白色光源３１の出力強度と励起光源３２の出力強度とは、レベル値が同一であっても、その絶対値は異なる。例えば、レベル値が同じ「１０」であったとしても、励起光源３２の出力強度の絶対値は、白色光源３１の出力強度の絶対値の１００倍である。

生体組織Ｘを遠距離から観察する場合に、白色光源３１の出力強度がユーザによって「１０」に設定されたとする。このときに、調光部６４は、励起光源３２の出力強度の上限を「１０」に設定し、「１」から「１０」の範囲で、励起光源３２の出力強度を変更可能とする。一方、生体組織Ｘを近距離から観察する場合に、白色光源３１の出力強度がユーザによって「３」に設定されたとする。このときに、調光部６４は、励起光源３２の出力強度の上限を「３」に設定し、「１」から「３」の範囲で、励起光源３２の出力強度を変更可能にする。

このように、白色光源３１の出力強度Ｉｗに対する励起光源３２の出力強度Ｉｅｘの割合Ｉｅｘ／Ｉｗが所定値以下となるように、励起光源３２の出力強度Ｉｅｘに対して上限を設定することによって、生体組織Ｘに照射される励起光Ｌｅｘの強度を適切な範囲で調整することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２００について図４および図５を参照して説明する。
本実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第１の実施形態においては、生体組織Ｘに照射される白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘをユーザが手動で調光することとした。これに対し、本実施形態は、白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘを自動で調光する点において、第１の実施形態と異なっている。

具体的には、本実施形態に係る蛍光観察装置２００は、図４に示されるように、画像プロセッサ６が、白色光量入力ボタン６２および励起光量入力ボタン６３に代えて、白色光測定部６５および励起光測定部６６を備えている。

画像生成部６１は、カラー画像Ａを構成する３色の単色画像（すなわち、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）のうち、蛍光Ｌｆが呈する色に対応する単色画像を励起光測定部６６に送信し、他の１つの単色画像を白色光測定部６５に送信する。本実施形態においては、蛍光Ｌｆが緑色であるので、Ｇ画像を励起光測定部６６に送信し、生体組織Ｘが赤成分を多く含む色であるので、Ｒ画像を白色光測定部６５に送信することとする。

白色光測定部６５は、画像生成部６１から受信したＲ画像の階調値の代表値（例えば、平均値または中央値）を算出し、得られた代表値を調光部６４に送信する。Ｒ画像の代表値と白色光Ｌｗの強度との間には、正の相関関係が存在する。したがって、白色光測定部６５は、Ｒ画像の代表値から、生体組織Ｘへ照射される白色光Ｌｗの強度を測定することができる。

励起光測定部６６は、画像生成部６１から受信したＧ画像の階調値の代表値（例えば、平均値または中央値）を算出し、得られた代表値を調光部６４に送信する。Ｇ画像の代表値と励起光Ｌｅｘの強度との間には、正の相関関係が存在する。したがって、励起光測定部６６は、Ｇ画像の代表値から、生体組織Ｘへ照射される励起光Ｌｅｘの強度を測定することができる。

調光部６４は、白色光測定部６５から受信した代表値に基づき、該代表値が所定の値になるように、白色光源３１の出力強度を制御する。調光部６４は、励起光測定部６６から受信した代表値に基づき、該代表値が所定の値内になるように、励起光源３２の出力強度を制御する。

このように構成された蛍光観察装置２００の作用について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２００によれば、画像生成部６１において生体組織Ｘのカラー画像Ａが生成されると、カラー画像Ａを構成する３色の単色画像のうち、Ｒ画像が白色光測定部６５に、Ｇ画像が励起光測定部６６に、それぞれ送信される。そして、白色光測定部６５において、Ｒ画像の明るさから生体組織Ｘに照射されている白色光Ｌｗの強度が測定され、該白色光Ｌｗの強度が所定の値となるように白色光源３１が調光部６４によってフィードバック制御される。一方、励起光測定部６６において、Ｇ画像の明るさから生体組織Ｘに照射されている励起光Ｌｅｘの強度が測定され、該励起光Ｌｅｘの強度が所定の値となるように励起光源３２が調光部６４によってフィードバック制御される。

このように、本実施形態によれば、カラー画像Ａ内の反射光像および蛍光像の各々が常に適切な一定の明るさで表示されるように、各光源３１，３２の出力強度を自動制御することによって、ユーザは、調光のための操作をせずとも反射光像および蛍光像の両方を常に鮮明に観察することができるという利点がある。また、観察距離の変動等によって生体組織Ｘに照射される白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘの強度が変動したときに、これらの強度が迅速に適切に調整される。したがって、必要以上に強い白色光Ｌｗおよび励起光Ｌｅｘが生体組織Ｘに照射されることを防止することができるという利点がある。

また、Ｒ画像は、生体組織Ｘ（特に、血液）によってほとんど吸収されない赤色の反射光の画像であり、最も安定して取得される。このようなＲ画像を用いることによって、生体組織Ｘに照射されている白色光Ｌｗの強度を正確に測定し、白色光源３１の出力強度を適切に制御することができるという利点がある。一方、Ｇ画像は、反射光Ｌｗ’の影響が小さく、蛍光Ｌｆが最も鮮明に撮影された画像である。このようなＧ画像を用いることによって、生体組織Ｘに照射されている励起光Ｌｅｘの強度を正確に測定し、励起光源３２の出力強度を適切に制御することができるという利点がある。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、調光部６４が、励起光源３２の出力強度に対して、白色光源３１の出力強度に応じた上限を設定することが好ましい。

本実施形態においては、白色光測定部６５および励起光測定部６６が、単色画像を測光することに代えて、カラー画像Ａの全体または一部分の階調値の平均値および最大値をそれぞれ算出してもよい。
この場合、画像生成部６１は、生成したカラー画像Ａをそのまま白色光測定部６５および励起光測定部６６に送信する。

白色光測定部６５は、カラー画像Ａの全体または一部分（好ましくは中央部分）の階調値の平均値を算出し、得られた平均値を調光部６４に送信する。
励起光測定部６６は、カラー画像Ａの全体または一部分（好ましくは中央部分）の階調値の最大値を算出し、得られた最大値を調光部６４に送信する。
調光部６４は、受信した平均値が所定の値になるように白色光源３１の出力強度を制御し、受信した最大値が所定の値になるように励起光源３２の出力強度を制御する。

反射光像は、カラー画像Ａ全体に写っているため、カラー画像Ａの全体または一部分の階調値の平均値を用いることによって、蛍光Ｌｆに因る明るい局所の影響を無視することができ、白色光Ｌｗの強度を正確に測定することができる。一方、蛍光像は、カラー画像Ａ内の、蛍光色素が集積した局所のみに写っているため、カラー画像Ａの階調値の最大値を用いることによって、励起光Ｌｅｘの強度を正確に測定することができる。

本実施形態においては、反射光像と蛍光像とが重畳されたカラー画像Ａに基づいて、白色光源３１および励起光源３２を制御することとしたが、これに代えて、以下に説明するように、反射光像のみを含む画像と、蛍光像のみを含む画像とを生成し、これら画像に基づいて白色光源３１および励起光源３２を制御してもよい。

すなわち、白色光源３１は、白色光Ｌｗを連続的に出射し、励起光源３２は、オンオフを繰り返すことによって励起光Ｌｅｘを間欠的に出射する。この励起光源３２のオンオフ動作は、撮像素子５２の撮影のタイミングに同期して行われる。これにより、励起光源３２がオンであるときに撮像素子５２によって取得された画像情報Ｓから、蛍光像と反射光像とが重畳された第１のカラー画像Ａ１が生成され、励起光源３２がオフであるときに撮像素子５２によって取得された画像情報Ｓから、反射光像のみを含む第２のカラー画像Ａ２が生成される。

画像生成部６１は、図５に示されるように、生成したこれら２種類のカラー画像Ａ１，Ａ２のうち、第２のカラー画像Ａ２を白色光測定部６５に送信し、両方のカラー画像Ａ１，Ａ２を蛍光演算部６７に出力する。蛍光演算部６７は、第１のカラー画像Ａ１から第２のカラー画像Ａ２を減算することによって、蛍光像のみを含む第３のカラー画像Ａ３を生成し、得られた第３のカラー画像Ａ３を励起光測定部６６に送信する。

このようにすることで、白色光測定部６５は、反射光像のみを含むカラー画像Ａ２に基づき、蛍光Ｌｆの影響を受けることなく、白色光Ｌｗの強度を正確に測定することができる。また、反射光像に関してはフレームレートが落ちないので、反射光像に基づいて通常通り生体組織Ｘの細かな観察を行うことができる。一方、励起光測定部６６は、蛍光像のみを含む第３のカラー画像Ａ３に基づき、反射光Ｌｗ’の影響を受けることなく励起光Ｌｅｘの強度を正確に測定することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置３００について図６から図８を参照して説明する。
本実施形態においては、第１および第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１および第２の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第１および第２の実施形態においては、白色光Ｌｗを生体組織Ｘに照射し、その反射光Ｌｗ’をカラーの撮像素子５２を用いて撮影する同時方式を採用することとした。これに対し、本実施形態は、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の単色光を順番に生体組織Ｘに照射し、各単色光の反射光をモノクロの撮像素子５２’を用いて撮影する面順次方式を採用している点において、第１および第２の実施形態と異なっている。

具体的には、本実施形態に係る蛍光観察装置３００は、図６に示されるように、白色光源３１とダイクロイックミラー３３との間に、回転フィルタ３５をさらに備えている。回転フィルタ３５は、図７に示されるように、青色、緑色および赤色の光をそれぞれ選択的に透過させる３種類のフィルタを備え、白色光源３１とダイクロイックミラー３３との間の光路上に、これら３種類のフィルタを択一的に順番に配置するようになっている。これにより、蛍光観察装置３００は、図８（ａ）から（ｆ）に示されるように、第１のステップから第３のステップまでを繰り返し、Ｂ画像、Ｇ画像およびＲ画像を順番に取得するようになっている。

すなわち、第１のステップにおいては、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、青色光Ｌｂが生体組織Ｘに照射され、生体組織Ｘからの青色光Ｌｂの反射光Ｌｂ’が撮像素子５２に撮影されることによって、Ｂ画像が生成される。第２のステップにおいては、図８（ｃ），（ｄ）に示されるように、緑色光Ｌｇが生体組織Ｘに照射され、生体組織Ｘからの緑色光Ｌｇの反射光Ｌｇ’が撮像素子５２に撮影されることによって、Ｇ画像が生成される。第３のステップにおいては、図８（ｅ），（ｆ）に示されるように、赤色光Ｌｒが生体組織Ｘに照射され、生体組織Ｘからの赤色光Ｌｒの反射光Ｌｒ’が撮像素子５２に撮影されることによって、Ｒ画像が生成される。ここで、励起光源３２は、第２のステップにおいて励起光Ｌｅｘを出射し、第１のステップおよび第３のステップにおいて励起光Ｌｅｘの出射を停止する。これにより、第２のステップにおいては、蛍光像を含むＧ画像を生成される。
画像生成部６１は、３つの単色画像からカラー画像Ａを合成し、得られた画像Ａを表示部７に出力する。

寸法および画素数が同一の撮像素子５２，５２’を使用する場合、一般に、同時方式に比べて面順次方式の方が画像Ａの解像度が高くなる。これは、より解像度の高い単色画像が得られることに因る。すなわち、本実施形態に係る蛍光観察装置３００によれば、面順次方式を採用することによって、撮像素子５２よりも小さい撮像素子５２’を使用しつつ、第１および第２の実施形態と同等の解像度の画像Ａを生成することができるという利点がある。その他の効果は、第１および第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態においては、入力ボタン６２，６３に代えて、第２の実施形態において説明した白色光測定部６５および励起光測定部６６を備えてもよい。この場合、白色光測定部６５および励起光測定部６６は、Ｒ画像およびＧ画像から各光Ｌｗ’，Ｌｆの強度を測定することが好ましい。
同時方式においては、蛍光Ｌｆが、Ｇ画像のみならず、Ｒ画像においても観察される。これに対し、面順次方式においては、蛍光Ｌｆが完全に排除されたＲ画像が取得される。したがって、このようなＲ画像を用いることによって、白色光Ｌｗの強度をさらに正確に測定することができる。

本実施形態においては、緑色光Ｌｇと同時に励起光Ｌｅｘを生体組織Ｘに照射することとしたが、これに代えて、青色光Ｌｂまたは赤色光Ｌｒと同時に励起光Ｌｅｘを生体組織Ｘに照射してもよく、２色または３色の光と同時に（すなわち、第１のステップから第３のステップのうち２以上のステップで）励起光Ｌｅｘを照射してもよい。

１００，２００，３００ 蛍光観察装置
２ 挿入部
３ 光源ユニット（光源部）
３１ 白色光源（照明光源）
３２ 励起光源
３３ ダイクロイックミラー
３４ カップリングレンズ
３５ 回転フィルタ
４ 照明ユニット
４１ ライトガイドファイバ
４２ 照明光学系
５ 撮像ユニット
５１ 対物レンズユニット
５２，５２’ 撮像素子
５３ バリアフィルタ
６ 画像プロセッサ
６１ 画像生成部
６２ 白色光量入力ボタン
６３ 励起光量入力ボタン
６４ 調光部
６５ 白色光測定部
６６ 励起光測定部
６７ 蛍光演算部
Ｘ 生体組織（被写体）
Ｌｗ 白色光（照明光）
Ｌｗ’ 反射光
Ｌｅｘ 励起光
Ｌｆ 蛍光

Claims (5)

1. 照明光を出射する照明光源と前記照明光の波長帯域のうち一部の波長帯域を有する励起光を出射する励起光源とを有し、前記照明光と前記励起光とを同時に被写体に照射する光源部と、
   前記照明光の照射によって前記被写体において反射された反射光と、前記励起光の照射によって前記被写体において発生する蛍光とを同時に撮影する単一の撮像素子と、
   該撮像素子の前段に配置され、前記励起光をカットし、前記反射光のうち前記励起光を除く全部または大部分を透過させるフィルタと、
   前記照明光源の前記照明光の出力強度と前記励起光源の前記励起光の出力強度とを互いに独立に調整する調光部とを備える蛍光観察装置。
2. 前記調光部が、前記撮像素子によって前記反射光および前記蛍光を撮影して取得された画像の階調値に基づき、前記照明光源の出力強度と前記励起光源の出力強度とを調整する請求項１に記載の蛍光観察装置。
3. 前記撮像素子によって取得された画像が、カラー画像であり、
   前記調光部が、前記カラー画像を構成する複数の単色画像のうち、前記蛍光の色に対応する単色画像の階調値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整し、他の単色画像の階調値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整する請求項２に記載の蛍光観察装置。
4. 前記調光部が、前記画像の全体または一部分の階調値の平均値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整し、前記画像の全体または一部分の階調値の最大値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整する請求項２に記載の蛍光観察装置。
5. 前記光源部が、前記照明光を連続的に前記被写体に照射するとともに、前記励起光を間欠的に前記被写体に照射し、
   前記撮像素子が、前記励起光および前記照明光の両方が前記被写体に照射されているときに第１の画像を取得し、前記照明光のみが前記被写体に照射されているときに第２の画像を取得し、
   前記調光部が、前記第２の画像の階調値に基づいて前記照明光源の出力強度を調整し、前記第１の画像から前記第２の画像を減算して得られた第３の画像の階調値に基づいて前記励起光源の出力強度を調整する請求項２に記載の蛍光観察装置。

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