WO2011048886A1 - 蛍光観察装置 - Google Patents

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WO2011048886A1
WO2011048886A1 PCT/JP2010/065827 JP2010065827W WO2011048886A1 WO 2011048886 A1 WO2011048886 A1 WO 2011048886A1 JP 2010065827 W JP2010065827 W JP 2010065827W WO 2011048886 A1 WO2011048886 A1 WO 2011048886A1
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light
fluorescent
fluorescence
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圭 久保
信行 道口
今泉　克一
俊二 武井
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fluorescence observation apparatus, and more particularly to a fluorescence observation apparatus capable of observing fluorescence emitted from a plurality of phosphors.
  • cancer diagnosis technology using molecular target drugs has begun to attract attention. Specifically, for example, after spraying or injecting a fluorescent probe (fluorescent drug) targeting a biological protein specifically expressed in cancer cells to a target site of a living body, cancer is generated based on the fluorescence emitted from the target site.
  • a method of discriminating whether or not there is a problem has been studied. Such a technique is useful for early detection of cancer in the gastrointestinal tract field.
  • the plurality of types of fluorescent probes are based on a plurality of fluorescence emitted from the target site.
  • a method of observing the expression state of a plurality of types of biological proteins corresponding to the above is being proposed. Such a method is considered to be useful in estimation of cancer stage, prediction of cancer invasion risk, prediction of cancer metastasis risk, and the like.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-161550 displays a mode for displaying a fluorescent image corresponding to the fluorescence emitted from the observation target region and a reflected light image corresponding to the reflected light reflected from the observation target region.
  • a technique is disclosed that can be switched between a mode for displaying and a mode for displaying a combined image obtained by combining the fluorescent image and the reflected light image.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-161550 for example, when comparing the states of observation target parts, for example, a complicated operation of switching the above three modes one by one is performed. Therefore, there is a problem that an excessive burden is imposed on the surgeon.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and by making it possible to compare the states of the observation target parts from various aspects without requiring a complicated operation, the diagnostic ability for the observation target parts is improved. It is an object of the present invention to provide a fluorescence observation apparatus that can perform the above-described operation.
  • the fluorescence observation apparatus includes a light source unit capable of emitting a plurality of excitation lights for exciting a plurality of fluorescent substances and a reference light, and the plurality of excitation lights for the plurality of fluorescent substances.
  • a light source unit capable of emitting a plurality of excitation lights for exciting a plurality of fluorescent substances and a reference light
  • the plurality of excitation lights for the plurality of fluorescent substances.
  • the imaging part which images a plurality of fluorescence emitted by emitting and the reflected light of the reference light
  • An image generation unit that generates an image signal, a plurality of fluorescence images related to the image signal corresponding to the plurality of fluorescence, and a reference light image related to an image signal corresponding to the reflected light of the reference light
  • an image processing unit that assigns and outputs to each channel.
  • the figure which shows the state at the time of electricity supply of the magnet displacement apparatus at the time of making a filter switching mechanism into the state of FIG. The figure which shows a state when an optical filter is evacuated from the optical path in the filter switching mechanism of an imaging actuator.
  • the figure which shows an example of a structure of the switching filter provided in the light source device The figure which shows the characteristic of the normal light filter provided in the switching filter. The figure which shows the characteristic of the 1st excitation light filter provided in the switching filter. The figure which shows the characteristic of the 2nd excitation light filter provided in the switching filter. The figure which shows the characteristic of the 3rd excitation light filter provided in the switching filter.
  • the figure which shows the characteristic of the optical filter provided in the rotation filter The figure which shows the characteristic of the optical filter different from FIG. 14 provided in the rotation filter.
  • 6 is a timing chart showing an exposure period and a readout period of a CCD provided in the scope.
  • 6 is a timing chart showing an interposing operation and a retracting operation in a first observation mode of each optical filter provided in the imaging actuator.
  • 10 is a timing chart showing an interposing operation and a retracting operation in a third observation mode of each optical filter provided in the imaging actuator.
  • combined the image of FIG. 22 and the image of FIG. The figure which shows an example at the time of displaying the image of FIG. 22 and the image of FIG. 25 side by side on the same screen.
  • combined the image of FIG. 22 and the image of FIG. The figure which shows the synthesized image which synthesize
  • the endoscope system 301 can be inserted into a body cavity of a subject, and the scope 2 that images the subject 201 in the body cavity and outputs an imaging signal, and the imaging of the scope 2
  • the light source device 1 that supplies illumination light for illuminating the subject 201 that is the object
  • the processor 3 that performs various signal processing on the imaging signal from the scope 2
  • the output signal from the processor 3
  • a monitor 4 for displaying the image
  • a digital filing device 5 for storing an image corresponding to the output signal from the processor 3, and a photography device 6 for capturing an image corresponding to the output signal from the processor 3.
  • a light guide 13 for transmitting illumination light supplied from the light source device 1 to the distal end portion of the scope 2 is inserted into the scope 2.
  • the scope 2 includes an illumination optical system 14a that emits illumination light transmitted by the light guide 13 to the subject 201, an objective optical system 14b that forms an image of return light from the subject 201 illuminated by the illumination light, A monochrome type CCD 14 in which an imaging surface is arranged at an image forming position of the objective optical system 14b and an imaging actuator 39 arranged on an optical path between the objective optical system 14b and the CCD 14 are provided at the distal end portion. .
  • the scope 2 includes a mode switch 15 that can perform an operation related to switching of an observation mode of the endoscope system 301, a release switch 16 that can perform an operation related to acquisition of a still image of the subject 201, and types of the scope 2. And a scope discriminating element 17 in which unique discriminating information corresponding to the above is stored.
  • the CCD 14 is driven in accordance with the control of the processor 3 and performs photoelectric conversion on the return light from the subject 201 imaged on the imaging surface, thereby generating an imaging signal and outputting it to the processor 3.
  • the CCD 14 of this embodiment is provided with an electronic shutter (not shown) that can adjust the exposure time and the readout time in accordance with the control of the processor 3.
  • the CCD 14 of this embodiment is provided with a charge amplification device (not shown).
  • the filter switching device 39a of the imaging actuator 39 includes a first arrangement state (interpolation state) in which a filter that allows passage of only light in a predetermined wavelength band is inserted on the optical path from the objective optical system 14b to the CCD 14, and
  • the second arrangement state (withdrawal state) in which the filter that passes only light in the predetermined wavelength band is retracted from the optical path from the objective optical system 14b to the CCD 14 can be switched according to the control of the processor 3. It has a configuration.
  • the filter switching device 39a of the imaging actuator 39 has a configuration similar to the configuration of the light adjusting device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-8717. That is, the filter switching device 39a includes the filter switching mechanism 101 and the magnet displacement device 102.
  • the filter switching mechanism 101 is formed so that the filter moving member 105, the closing stopper 107, and the opening stopper 108 are sandwiched between the lower substrate 103 and the upper substrate 104.
  • One end of the shape memory alloy wire 120 is fixed to the magnet 119 of the magnet displacement device 102. Further, a bias spring 121 and an insulating tube 122 are passed through the shape memory alloy wire 120. On the other hand, the other end of the shape memory alloy wire 120 is fixed to a crimping member (not shown). Note that the above-described crimping member (not shown) is also fixed at the end of the tube 122 opposite to the magnet 119.
  • the filter moving member 105 is press-fitted with a rotating shaft 109 and a columnar magnet 110.
  • the filter moving member 105 is provided with an optical filter unit 118 having an optical filter 117a.
  • the lower substrate 103 is formed with an optical opening 111, a rotation shaft insertion hole for inserting the rotation shaft 109, and a notch for guiding the magnet 110.
  • the upper substrate 104 has an optical aperture having the same or slightly larger diameter as the optical aperture 111, a rotation shaft insertion hole for inserting the rotation shaft 109, and a guide for the magnet 110. And notches are formed.
  • the rotating shaft 109 is inserted into rotating shaft insertion holes provided in the lower substrate 103 and the upper substrate 104, respectively.
  • the filter moving member 105 can be rotationally displaced about the rotation shaft 109.
  • the rotation movable range of the filter moving member 105 is limited by the closing stopper 107 and the opening stopper 108.
  • the movable range of the magnet 110 is limited by guide notches provided on the lower substrate 103 and the upper substrate 104, respectively.
  • the filter moving member 105 when the filter moving member 105 is rotationally displaced about the rotation shaft 109, for example, when the optical filter unit 118 contacts the closing stopper 107, the center of the optical filter 117a and the optical aperture 111 are obtained. Matches the center of.
  • the shape memory alloy wire 120 contracts with the application of voltage according to the control of the processor 3,
  • the magnet 119 fixed to one end of the shape memory alloy wire 120 is displaced toward the tube 122 against the repulsive force of the bias spring 121, so that the N pole of the magnet 110 and the N pole of the magnet 119 face each other. Placed in.
  • the filter moving member 105 rotates counterclockwise about the rotation shaft 109, and the optical filter unit 118 is closed. It contacts the hour stopper 107.
  • the optical aperture 111 is covered by the optical filter unit 118, so that the filter switching mechanism 101 returns light in a predetermined wavelength band defined by the optical filter 117a. Only is passed through the imaging surface of the CCD 14.
  • the shape memory alloy wire 120 expands as the voltage is applied according to the control of the processor 3, and the shape changes.
  • the magnet 119 fixed to one end of the memory alloy wire 120 is displaced to the opposite side of the tube 122 according to the repulsive force of the bias spring 121, so that the S pole of the magnet 110 and the N pole of the magnet 119 are opposed to each other.
  • the optical aperture 111 is not covered by the optical filter unit 118, so that the filter switching mechanism 101 performs band limitation on the return light that has passed through the objective optical system 14b. Without passing through, the return light passes through the imaging surface of the CCD 14 as it is.
  • optical filter 117a of the filter switching device 39a in this embodiment is formed so as to pass only light of 680 to 750 nm as shown in FIG. 6, for example.
  • the imaging actuator 39 of the present embodiment is configured to include a filter switching device 39a and a filter switching device 39b having a configuration substantially similar to the filter switching device 39a.
  • the filter switching device 39b has an optical filter 117b that allows only return light having a wavelength band different from that of the optical filter 117a to pass therethrough, and the other parts have the same configuration as the filter switching device 39a. Further, the optical filter 117b is formed so as to pass only light of 790 to 850 nm, for example, as shown in FIG.
  • the imaging actuator 39 of the present embodiment is not limited to the one configured based on the configuration of the light adjusting device described in JP 2009-8717 A as described above.
  • the imaging actuator 39 according to the present embodiment is configured to be able to switch between the first arrangement state (insertion state) and the second arrangement state (retraction state) for each of the optical filters 117a and 117b.
  • it may be configured based on another configuration such as a light adjusting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-8719, for example.
  • the light source device 1 is inserted on a lamp 7 that emits light in a wavelength region including a visible region and a near-infrared region, a switching filter 8 provided so as to vertically traverse the optical path of the lamp 7, and the optical path of the lamp 7.
  • a diaphragm 12 disposed on the optical path of the lamp 7 extending from the rotary filter 10 to the rotary filter 10, and a condenser lens 12 a that condenses the illumination light that has passed through the rotary filter 10 on the light incident side end face of the light guide 13. Configured.
  • the switching filter 8 having a disk shape includes a normal light filter 50 that transmits visible light, and a first excitation light filter 51 that transmits part of the visible light and red light.
  • the normal optical filter 50 is formed so as to pass light in the wavelength band of 400 to 650 nm among the light in the wavelength bands emitted from the lamp 7.
  • the first excitation light filter 51 is formed so as to pass light in the wavelength bands of 540 to 560 nm and 600 to 650 nm among the light of each wavelength band emitted from the lamp 7. ing.
  • the second excitation light filter 55 is formed so as to pass light in the wavelength bands of 540 to 560 nm and 700 to 760 nm among the light of each wavelength band emitted from the lamp 7. ing.
  • the third excitation light filter 56 is formed to pass light in the wavelength bands of 540 to 560 nm and 600 to 760 nm among the light in the wavelength bands emitted from the lamp 7. ing.
  • the diaphragm 12 has a configuration capable of increasing or decreasing the amount of light that has passed through the switching filter 8 in accordance with the control of the processor 3.
  • the rotary filter 10 having a disk shape includes an optical filter 41 that transmits red light, an optical filter 42 that transmits green light, and blue and near-infrared light. And an optical filter 43 that allows the light to pass therethrough is provided along the circumferential direction of the disk. That is, the rotation filter 10 is placed on the optical path of the lamp 7 while the optical filters 41, 42, and 43 are sequentially replaced by the rotation of the motor 11 according to the control of the processor 3 (timing signal of the timing generator 30 described later). It is configured to be inserted or retreated from the optical path of the lamp 7. Note that the rotary filter 10 of this embodiment is formed so as not to allow light to pass through when the optical filter 41, 42 and 43 are inserted on the optical path of the lamp 7 except for the places where the optical filters 41, 42 and 43 are disposed. To do.
  • the optical filter 41 is formed so as to pass light in the wavelength band of 600 to 650 nm among the wavelength bands of the light having passed through the switching filter 8 and the diaphragm 12.
  • the optical filter 42 is formed so as to pass light in the wavelength band of 500 to 600 nm among the wavelength bands of the light having passed through the switching filter 8 and the diaphragm 12.
  • the optical filter 43 is formed so as to pass light in the wavelength bands of 400 to 500 nm and 700 to 760 nm among the wavelength bands of the light that has passed through the switching filter 8 and the diaphragm 12. Has been.
  • the imaging signal output from the CCD 14 is input to the processor 3, and then subjected to processing such as CDS (correlated double sampling) in the preprocess circuit 18, and converted into a digital image signal in the A / D conversion circuit 19. And then output to the color balance correction circuit 20.
  • CDS correlated double sampling
  • the color balance correction circuit 20 Based on the timing signal from the timing generator 30, the color balance correction circuit 20 synchronizes with the optical filter 41, the optical filter 41, 42 and 43 of the rotary filter 10 in synchronization with the timing at which the optical filter 41, 42 and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7.
  • the color balance correction coefficient corresponding to each of 42 and 43 is selected, and the selected color balance correction coefficient is read from a memory (not shown).
  • the color balance correction circuit 20 multiplies the image signal sequentially output from the A / D conversion circuit 19 by the color balance correction coefficient read from the memory (not shown), and then outputs the multiplied image signal to the multiplexer 21. To do.
  • the color balance correction coefficient described above is a correction value calculated by the calculation process of the CPU 33 in a color balance operation such as white balance, and the result of the calculation process is transferred to a memory (not shown) of the color balance correction circuit 20. Stored.
  • the color balance operation such as the white balance described above is started at the timing when the CPU 33 detects an operation related to the start of execution of the color balance operation in the color balance setting switch 36 provided in the processor 3.
  • the multiplexer 21 is an image signal output from the color balance correction circuit 20 so as to synchronize with the timing at which the optical filters 41, 42 and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7 based on the timing signal from the timing generator 30. Are output to the simultaneous memories 22a, 22b and 22c while being appropriately distributed.
  • the simultaneous memories 22a, 22b and 22c have a configuration capable of temporarily storing the image signal output from the multiplexer 21.
  • the image processing circuit 23 reads the image signals stored in the synchronization memories 22a, 22b, and 22c at the same time, and then performs predetermined image processing on the three read image signals. Then, the image processing circuit 23 converts the three image signals after the predetermined image processing into a first color channel and a second color component (for example, a first color component (for example, red (R) component)). The second color channel corresponding to the green (G) component) and the third color channel corresponding to the third color component (for example, blue (B) component) are allotted to the color tone adjustment circuit 24. Output.
  • a first color component for example, red (R) component
  • the second color channel corresponding to the green (G) component) and the third color channel corresponding to the third color component for example, blue (B) component
  • the color tone adjustment circuit 24 reads the color tone adjustment coefficient stored in a memory (not shown), and then the image signal of the color tone adjustment coefficient and the first color component (first color channel) output from the image processing circuit 23. Then, matrix calculation processing using the image signal of the second color component (second color channel) and the image signal of the third color component (third color channel) is performed. Thereafter, the color tone adjustment circuit 24 applies the first color component image signal, the second color component image signal, and the third color component image signal after the above-described matrix calculation processing is performed. To apply gamma correction.
  • the color tone adjustment circuit 24 sends the image signals of the first color component, the second color component, and the third color component after the above-described gamma correction processing to the encoding circuit 26 and the light control circuit 27. Output each.
  • the color tone adjustment circuit 24 outputs the image signal of the first color component to the D / A conversion circuit 25a after the above-described gamma correction processing, and outputs the image signal of the second color component to the D / A. It outputs to the conversion circuit 25b and outputs the image signal of the third color component to the D / A conversion circuit 25c.
  • the above-described color tone adjustment coefficient is an adjustment value calculated by the calculation process of the CPU 33 in the color tone adjustment operation, and is stored in a memory (not shown) of the color tone adjustment circuit 24 as a result of the calculation process.
  • the above-described color tone adjustment operation is started at the timing when the CPU 33 detects an operation related to the change of the color tone displayed on the monitor 4 in the color tone setting switch 38 provided in the processor 3. Then, when an operation related to a change in the color tone displayed on the monitor 4 is performed, the CPU 33 causes a calculation process to calculate a color tone adjustment coefficient corresponding to the color tone after the change.
  • the image signals of the first color component, the second color component, and the third color component output from the color tone adjustment circuit 24 are converted into analog video signals in the D / A conversion circuits 25a, 25b, and 25c, respectively. Is output to the monitor 4. Thereby, the monitor 4 displays an observation image corresponding to each observation mode.
  • the image signals of the first color component, the second color component, and the third color component output from the color tone adjustment circuit 24 are subjected to encoding processing in the encoding circuit 26, and then digital filing.
  • the data is output to the device 5 and the photography device 6. Accordingly, the digital filing device 5 records a still image when the CPU 33 detects an input operation on the release switch 16 as image data.
  • the photographing apparatus 6 captures a still image when the CPU 33 detects an input operation on the release switch 16.
  • the dimming circuit 27 has an appropriate light amount corresponding to the observation mode based on the signal levels of the image signals of the first color component, the second color component, and the third color component output from the color tone adjustment circuit 24.
  • the diaphragm 12 is controlled so that the illumination light is supplied from the light source device 1.
  • the dimming circuit 27 performs control to change the amplification factor of the amplification factor control circuit 29.
  • the exposure time control circuit 28 is synchronized with the timing at which the optical filters 41, 42, and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7 based on the timing signal output from the timing generator 30 and the output signal from the CPU 33.
  • the electronic shutter of the CCD 14 is controlled so as to correspond to the output signal from the CPU 33.
  • the exposure time in CCD14 is changed by control with respect to such an electronic shutter.
  • the amplification factor control circuit 29 is synchronized with the timing at which the optical filters 41, 42, and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7 based on the control by the dimming circuit 27 and the timing signal output from the timing generator 30.
  • the charge amplifying device of the CCD 14 is controlled so that the amplification factor according to the control of the light control circuit 27 is obtained.
  • the amplification factor in the CCD 14 is changed by controlling the charge amplifying device.
  • the timing generator 30 generates and outputs a timing signal for appropriately synchronizing the operations of each unit of the endoscope system 301.
  • the CCD driver 31 drives the CCD 14 based on the timing signal output from the timing generator 30 so as to synchronize with the timing at which the optical filters 41, 42 and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7.
  • the imaging actuator control circuit 32 determines the timing at which the optical filters 41, 42 and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7, and the arrangement of the optical filter 117a in the filter switching device 39a. Control for synchronizing the switching timing of the state and the switching timing of the arrangement state of the optical filter 117b in the filter switching device 39b is performed on the imaging actuator 39.
  • the CPU 33 detects operation states in the adjustment value setting switch 35, the color balance setting switch 36, the image processing setting switch 37, and the color tone setting switch 38 provided in the processor 3, and performs control and processing according to the detection result. Do.
  • the CPU 33 detects an operation state of the image display selection switch 60 provided in the processor 3 and performs control for causing the monitor 4 to output an observation image corresponding to the detection result to the image processing circuit 23.
  • the CPU 33 detects an operation state of the mode change switch 15 of the scope 2 connected to the processor 3 and performs control for changing to the observation mode according to the detection result on the motor 9 of the light source device 1 and the like.
  • the CPU 33 detects an operation state of the release switch 16 of the scope 2 connected to the processor 3, and records a still image in the digital filing device 5 and / or a still image in the photography device 6 according to the detection result. Control related to shooting is performed.
  • the CPU 33 reads information stored in the scope discriminating element 17, and performs control according to the read information.
  • surgeon or the like connects each part of the endoscope system 301 and turns on the power to start the operation of each part.
  • the CCD driver 31 drives the CCD 14 according to the timing chart of FIG. 17, for example, based on the timing signal from the timing generator 30.
  • the CCD 14 operates such that the exposure period T1 as a period related to charge accumulation and the readout period T2 as a period related to sweeping out the accumulated charge during the exposure period T1 are alternately switched.
  • the rotation drive of the motor 11 is started.
  • the optical filters 41, 42, and 43 are sequentially replaced while being inserted into the optical path of the lamp 7 or retracted from the optical path of the lamp 7. Note that the insertion operation and the retraction operation of the optical filters 41, 42, and 43 accompanying the rotation drive of the motor 11 are performed, for example, at a timing according to the timing chart of FIG.
  • the motor 11 sequentially inserts the optical filters 41, 42, and 43 on the optical path of the lamp 7 during the exposure period of the CCD 14, and places the optical filters 41, 42, and 43 on the optical path of the lamp 7 during the readout period of the CCD 14.
  • the rotary filter 10 is rotated so as to be retreated.
  • the surgeon or the like operates the mode changeover switch 15 of the scope 2 to give an instruction to shift the endoscope system 301 to a desired observation mode.
  • the surgeon or the like for example, has a first fluorescent probe having an excitation wavelength of 600 to 650 nm and a fluorescence wavelength of 680 to 750 nm, and a second fluorescent probe having an excitation wavelength of 700 to 760 nm and a fluorescence wavelength of 790 to 850 nm. Is administered or dispersed in advance before the subject 201 is observed using the scope 2.
  • the mode changeover switch 15 can switch to four observation modes corresponding to the number of filters provided in the changeover filter 8.
  • the CPU 33 controls the motor 9 of the light source device 1 to place the first excitation light filter 51 on the optical path of the lamp 7. Interpose. That is, in the first observation mode described above, the surface-sequential first illumination light having the reference light in the wavelength band of 540 to 560 nm and the first excitation light in the wavelength band of 600 to 650 nm is the light guide. 13 is supplied.
  • the imaging actuator control circuit 32 sequentially places the optical filters 41, 42, and 43 on the optical path of the lamp 7 based on the control of the CPU 33.
  • the imaging actuator 39 is operated so as to synchronize the insertion timing and the switching timing of the arrangement state of the optical filter 117a in the filter switching device 39a.
  • the imaging actuator control circuit 32 performs the exposure period of the CCD 14 and the optical filter 41 is on the optical path of the lamp 7.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the first arrangement state (interpolation state), and the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is set to the above-described state.
  • the second arrangement state is assumed.
  • the imaging actuator control circuit 32 has the optical filter 42 inserted on the optical path of the lamp 7 during the readout period of the CCD 14.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the second arrangement state (retracted state) described above, and
  • the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is the above-described second arrangement state (retracted state).
  • the first fluorescent probe is excited by the first illumination light (first excitation light) emitted from the light guide 13, and the reference light is reflected by the subject 201. Therefore, the first fluorescence in the wavelength band of 680 to 750 nm and the reflected light of the reference light in the wavelength band of 540 to 560 nm are sequentially imaged on the imaging surface of the CCD 14 as return light from the subject 201.
  • the CPU 33 controls the motor 9 of the light source device 1 to place the second excitation light filter 55 on the optical path of the lamp 7. Interpose. That is, in the second observation mode described above, the surface-sequential second illumination light having the reference light in the wavelength band of 540 to 560 nm and the second excitation light in the wavelength band of 700 to 760 nm is the light guide. 13 is supplied.
  • the imaging actuator control circuit 32 sequentially places the optical filters 41, 42, and 43 on the optical path of the lamp 7 based on the control of the CPU 33.
  • the imaging actuator 39 is operated so as to synchronize the insertion timing and the switching timing of the arrangement state of the optical filter 117b in the filter switching device 39b.
  • the imaging actuator control circuit 32 performs the exposure period of the CCD 14 and the optical filter 43 is on the optical path of the lamp 7.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the second arrangement state (retracted state), and the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is set to the above-described second arrangement state. 1 is an arrangement state (an insertion state).
  • the imaging actuator control circuit 32 inserts the optical filter 41 on the optical path of the lamp 7 during the readout period of the CCD 14.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the second arrangement state (retracted state) described above, and
  • the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is the above-described second arrangement state (retracted state).
  • the second fluorescent probe is excited by the second illumination light (second excitation light) emitted from the light guide 13, and the reference light is reflected by the subject 201. Therefore, the second fluorescence in the wavelength band of 790 to 850 nm and the reflected light of the reference light in the wavelength band of 540 to 560 nm are sequentially imaged on the imaging surface of the CCD 14 as return light from the subject 201.
  • the CPU 33 controls the motor 9 of the light source device 1 to place the third excitation light filter 56 on the optical path of the lamp 7. Interpose. That is, in the third observation mode, the reference light in the wavelength band of 540 to 560 nm, the first excitation light in the wavelength band of 600 to 650 nm, and the second excitation light in the wavelength band of 700 to 760 nm, The surface-sequential third illumination light is supplied to the light guide 13.
  • the imaging actuator control circuit 32 sequentially places the optical filters 41, 42, and 43 on the optical path of the lamp 7 based on the control of the CPU 33.
  • the imaging actuator 39 is operated so as to synchronize the insertion timing, the switching timing of the arrangement state of the optical filter 117a in the filter switching device 39a, and the switching timing of the arrangement state of the optical filter 117b in the filter switching device 39b.
  • the imaging actuator control circuit 32 performs the exposure period of the CCD 14 and the optical filter 41 is on the optical path of the lamp 7.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the first arrangement state (interpolation state), and the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is set to the above-described state.
  • the second arrangement state is assumed.
  • the imaging actuator control circuit 32 is configured so that the exposure period of the CCD 14 and the optical filter 43 are inserted on the optical path of the lamp 7 in the third observation mode.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the second arrangement state (retracted state), and the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is set to the first arrangement state.
  • the imaging actuator control circuit 32 has the readout period of the CCD 14 or the optical filter 42 interposed on the optical path of the lamp 7.
  • the arrangement state of the optical filter 117a of the filter switching device 39a is set to the second arrangement state (retracted state), and the arrangement state of the optical filter 117b of the filter switching device 39b is set to the second arrangement state.
  • the first fluorescent probe and the second fluorescent probe are generated by the third illumination light (first excitation light and second excitation light) emitted from the light guide 13. Is excited and the reference light is reflected by the subject 201, so the first fluorescence in the wavelength band of 680 to 750 nm, the second fluorescence in the wavelength band of 790 to 850 nm, and the reference in the wavelength band of 540 to 560 nm
  • the reflected light of the light is sequentially imaged on the imaging surface of the CCD 14 as return light from the subject 201.
  • the CPU 33 controls the motor 9 of the light source device 1 to insert the normal light filter 50 on the optical path of the lamp 7.
  • red light (R light) in the wavelength band of 600 to 650 nm green light (G light) in the wavelength band of 500 to 600 nm
  • blue light (G light) in the wavelength band of 400 to 500 nm B-sequential fourth illumination light having B light
  • the imaging actuator control circuit 32 performs the arrangement state of the optical filter 117 a of the filter switching device 39 a and the filter based on the control of the CPU 33.
  • the arrangement state of the optical filter 117b of the switching device 39b is defined as the above-described second arrangement state (retracted state).
  • the reflected light of the fourth illumination light (R light, G light, and B light) emitted from the light guide 13 is imaged by the CCD 14 as return light from the subject 201. Images are sequentially formed on the surface.
  • imaging signals corresponding to the first fluorescence, the second fluorescence, and the reference light are sequentially output from the CCD 14, respectively.
  • Each image pickup signal sequentially output from the CCD 14 passes through the preprocess circuit 18, the A / D conversion circuit 19, the color balance correction circuit 20, and the multiplexer 21, and then is stored in the synchronization memories 22a, 22b, and 22c. Is done.
  • an image related to the first image signal corresponding to the first fluorescence is as shown in FIG. 22, for example.
  • an image related to the second image signal corresponding to the second fluorescence is as shown in FIG. 23, for example.
  • an image related to the third image signal corresponding to the reference light is as shown in FIG. 24, for example.
  • the display mode of the observation image displayed on the monitor 4 can be variously switched by operating the image display selection switch 60.
  • the CPU 33 controls the image processing circuit 23 to change the image of FIG. 22 and the image of FIG. A composite image shown in FIG. 25 is generated by assigning and synthesizing different color channels among the third color channels (R, G, and B channels). Thereafter, the CPU 33 controls the image processing circuit 23 so as to display the monochrome image of FIG. 22 and the composite image of FIG. 25 side by side on the same screen. Thereby, the monitor 4 displays an observation image of the first display mode as shown in FIG. According to the observation image of the first display mode in FIG. 26, the surgeon or the like performs observation while comparing the information related to the portion where the first fluorescent probe is integrated with the information related to the structure of the subject 201. It can be carried out.
  • the CPU 33 controls the image processing circuit 23 to change the image of FIG. 23 and the image of FIG. A composite image shown in FIG. 27 is generated by assigning and synthesizing different color channels among the third color channels (R, G, and B channels). Thereafter, the CPU 33 controls the image processing circuit 23 so as to display the monochrome image of FIG. 23 and the composite image of FIG. 27 side by side on the same screen. Thereby, the monitor 4 displays an observation image of the second display mode as shown in FIG. According to the observation image of the second display mode in FIG. 28, the surgeon or the like performs observation while comparing the information related to the portion where the second fluorescent probe is accumulated with the information related to the structure of the subject 201. It can be carried out.
  • the CPU 33 controls the image processing circuit 23 to change the image of FIG. 22 and the image of FIG. A composite image shown in FIG. 29 is generated by being assigned to different color channels among the third color channels (R, G, and B channels), and the image shown in FIG. 22, FIG. 23, and FIG. 30 is generated by assigning and synthesizing these images to different color channels of the first to third color channels (R, G, and B channels).
  • the CPU 33 controls the image processing circuit 23 so as to display the composite image of FIG. 29 and the composite image of FIG. 30 side by side on the same screen.
  • the monitor 4 displays an observation image of the third display mode as shown in FIG.
  • the surgeon compares the information related to the portion where the first and second fluorescent probes are integrated with the information related to the structure of the subject 201. While observing.
  • the CPU 33 controls the image processing circuit 23 so that the image of FIG. 22, the image of FIG. 23, and the image of FIG. Are assigned to different color channels among the first to third color channels (R, G, and B channels) to generate a composite image of FIG. Thereafter, the CPU 33 controls the image processing circuit 23 so as to display the monochrome image of FIG. 22 and the composite image of FIG. 30 side by side on the same screen.
  • the monitor 4 displays an observation image of the fourth display mode as shown in FIG.
  • the operator or the like accumulates information related to the portion where only the first fluorescent probe is accumulated, and the first and second fluorescent probes. Observation can be performed while comparing the information related to the portion.
  • the image is not limited to a display mode in which two images are arranged, and is an image generated by using the images in FIGS. 22, 23, and 24 one by one or by combining a plurality of images.
  • a display mode in which three or more images are arranged may be used. Note that the observation image shown in FIG. 33 shows an example in which the image of FIG. 22, the image of FIG. 23, and the image of FIG. 24 are displayed side by side on the same screen of the monitor 4.
  • a portion corresponding to the image of FIG. 22, a portion corresponding to the image of FIG. 23, and an image of FIG. can be individually changed.
  • the CPU 33 includes a portion corresponding to the image in FIG. 22, a portion corresponding to the image in FIG. 23, and a portion corresponding to the image in FIG. 24 in the observation image displayed on the monitor 4.
  • an arithmetic process is performed to calculate a color tone adjustment coefficient corresponding to the desired color tone.
  • the CPU 33 calculates a coefficient used for matrix calculation processing in the color tone adjustment circuit 24 as the color tone adjustment coefficient described above, and stores the calculation result in a memory (not shown) of the color tone adjustment circuit 24.
  • the color tone adjustment circuit 24 stores a color tone adjustment coefficient stored in a memory (not shown), an image signal of a first color component (first color channel) corresponding to the image of FIG. 22, for example, and an image of FIG. Matrix calculation using the image signal of the second color component (second color channel) corresponding to the image signal of the third color component (third color channel) corresponding to the image of FIG. Process.
  • the color tone of the portion corresponding to the image of FIG. 22, the portion corresponding to the image of FIG. 23, and the portion corresponding to the image of FIG. Can be made tones.
  • a portion corresponding to the image of FIG. 22 and a portion corresponding to the image of FIG. 24 may be displayed on the monitor 4.
  • a portion corresponding to the image of FIG. 22 a portion corresponding to the image of FIG. 23, a portion corresponding to the image of FIG.
  • the brightness of the portion corresponding to the image can be individually changed.
  • the CPU 33 includes a portion corresponding to the image in FIG. 22, a portion corresponding to the image in FIG. 23, and a portion corresponding to the image in FIG. 24 in the observation image displayed on the monitor 4.
  • an operation is performed to change the brightness individually to a desired brightness by an operator or the like, an arithmetic process is performed to calculate a target value corresponding to the desired brightness.
  • the CPU 33 outputs the target value as a calculation result to each part of the color tone adjustment circuit 24, the light control circuit 27, and the exposure time control circuit 28.
  • the tone adjustment circuit 24 has the above-described target value, an image signal of the first color component corresponding to the image of FIG. 22, for example, an image signal of the second color component corresponding to the image of FIG. A matrix calculation process using the third color component image signal corresponding to the 23 images is performed.
  • the dimming circuit 27 is based on the target value described above and the signal levels of the image signals of the first color component, the second color component, and the third color component output from the color tone adjustment circuit 24. An amplification factor corresponding to the target value is calculated, and the amplification factor control circuit 29 is controlled according to the calculation result of the amplification factor.
  • the exposure time control circuit 28 controls the electronic shutter of the CCD 14 based on the aforementioned target value and the timing signal output from the timing generator 30 so that the exposure time according to the target value is reached.
  • the amplification factor control circuit 29 is synchronized with the timing at which the optical filters 41, 42 and 43 are sequentially inserted on the optical path of the lamp 7 based on the control by the dimming circuit 27 and the timing signal output from the timing generator 30. Further, the charge amplifying device of the CCD 14 is controlled so that the amplification factor according to the control of the light control circuit 27 is obtained.
  • the control and the like as described above are performed in the adjustment value setting switch 35, the CPU 33, the color tone adjustment circuit 24, the light adjustment circuit 27, the exposure time control circuit 28, and the amplification factor control circuit 29. 4, the brightness of the portion corresponding to the image of FIG. 22, the portion corresponding to the image of FIG. 23, and the portion corresponding to the image of FIG. 24 in the observation image displayed in FIG. Can be.
  • the CCD 14 of this embodiment may be configured as a color CCD in which a color filter (not shown) is arranged on the imaging surface.
  • the CPU 33 causes the normal light filter 50 to be inserted on the optical path of the lamp 7 when the mode changeover switch 15 detects that the fourth observation mode is selected. Control is performed on the motor 9, and control for retracting the rotary filter 10 from the optical path of the lamp 7 is performed on the motor 11.
  • rotary filter 10 of the present embodiment is not limited to the configuration illustrated in FIG. 13, and may be configured as a rotary filter 10 a illustrated in FIG. 34, for example.
  • the rotary filter 10a includes an optical filter 41a that passes light in the wavelength band of 600 to 650 nm, an optical filter 42a that passes light in the wavelength band of 540 to 560 nm, and an optical filter that passes light in the wavelength band of 700 to 760 nm. 43a, and a first filter group consisting of 43a along the circumferential direction on the outer peripheral side of the disk.
  • the rotary filter 10a passes an optical filter 41b that passes light in the wavelength band of 600 to 650 nm, an optical filter 42b that passes light in the wavelength band of 500 to 600 nm, and light in the wavelength band of 400 to 500 nm.
  • a second filter group including the optical filter 43b is provided along the circumferential direction on the inner peripheral side of the disk.
  • the CPU 33 when the CPU 33 detects that the above-described first, second, or third observation mode is selected by the mode changeover switch 15, the CPU 33 moves the rotary filter 10 a to the lamp 7.
  • a filter moving mechanism (not shown) that can be moved in a direction perpendicular to the optical path, the arrangement state of the rotary filter 10a is changed so that each filter of the first filter group moves on the optical path of the lamp 7.
  • the arrangement is such that it can be traversed sequentially.
  • the CPU 33 when the CPU 33 detects that the above-described fourth observation mode is selected by the mode changeover switch 15, the CPU 33 controls the filter moving mechanism to thereby control the rotary filter.
  • the arrangement state of 10a is an arrangement state in which each filter of the second filter group described above can sequentially traverse the optical path of the lamp 7.
  • the light source device 1 includes the rotation filter 10 a instead of the rotation filter 10, for example, a period during which the optical filter 41 a is inserted on the optical path of the lamp 7
  • the period in which the optical filter 42a is inserted on the optical path of the lamp 7 is matched with that of the optical filter 42
  • the period in which the optical filter 43a is inserted on the optical path of the lamp 7 is matched with that of the optical filter 43.
  • the endoscope system 301 uses an observation image that can be compared at a glance with information related to the portion where the fluorescent probe is integrated and information related to the structure of the subject.
  • the observation image has a configuration that can be changed to various display modes. Therefore, the endoscope system 301 of the present embodiment can improve the diagnostic ability when making a diagnosis by applying a plurality of fluorescent probes to the observation target site.

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Abstract

　本発明の蛍光観察装置は、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、参照光と、を出射可能な光源部と、複数の励起光を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、参照光の反射光と、を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された複数の蛍光と、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、複数の蛍光に応じた画像信号に係る複数の蛍光画像と、参照光の反射光に応じた画像信号に係る参照光画像と、を複数の色チャンネルにそれぞれ割り当てて出力する画像処理部と、を有する。

Description

蛍光観察装置
　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、観察対象部位に対する診断能の向上を図るために、該観察対象部位の状態を多面的に比較しながら観察可能な技術が希求されている。
　ここで、日本国特開２００８－１６１５５０号公報には、観察対象部位から発せられる蛍光に応じた蛍光画像を表示するモードと、該観察対象部位において反射した反射光に応じた反射光画像を表示するモードと、該蛍光画像及び該反射光画像を合成した合成画像を表示するモードと、を切り替え可能な技術が開示されている。しかし、このような日本国特開２００８－１６１５５０号公報に記載の技術によれば、観察対象部位の状態の比較を行う際に、例えば、前述の３つのモードを逐一切り替えるような煩雑な操作を要するため、術者等に過度な負担を課してしまう、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、煩雑な操作を要することなく観察対象部位の状態を多面的に比較可能とすることにより、該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、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画像信号に係る複数の蛍光画像と、前記参照光の反射光に応じた画像信号に係る参照光画像と、を複数の色チャンネルにそれぞれ割り当てて出力する画像処理部と、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。 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（介挿状態）においては、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わせる。
　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、かつ、参照光が被写体２０１において反射するため、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の反射光とが、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、かつ、参照光が被写体２０１において反射するため、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の反射光とが、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、かつ、参照光が被写体２０１において反射するため、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の反射光とが、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。
　例えば、ＣＰＵ３３は、画像表示選択スイッチ６０において第４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２２のモノクロ画像と、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３２に示すような第４の表示態様の観察画像が表示される。図３２の第４の表示態様の観察画像によれば、術者等は、第１の蛍光プローブのみが集積している部分に係る情報と、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、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３３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３３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。
　一方、本実施例では、調整値設定スイッチ３５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、の明るさを個別に変更することができる。
　例えば、ＣＰＵ３３は、調整値設定スイッチ３５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、の明るさを個別に変更して術者等の所望の明るさとする操作がなされた場合、該所望の明るさに応じた目標値を算出するための演算処理を行う。そして、ＣＰＵ３３は、演算結果としての前記目標値を色調調整回路２４、調光回路２７、及び、露光時間制御回路２８の各部へ出力する。
　色調調整回路２４は、前述の目標値と、例えば図２２の画像に相当する第１の色成分の画像信号と、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の色成分の画像信号と、を用いたマトリクス演算処理を行う。
　調光回路２７は、前述の目標値と、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と、に基づき、該目標値に応じた増幅率を算出し、該増幅率の算出結果に応じて増幅率制御回路２９に対する制御を行う。
　露光時間制御回路２８は、前述の目標値と、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、該目標値に応じた露光時間となるように、ＣＣＤ１４の電子シャッタを制御する。
　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、以上に述べたような制御等が、調整値設定スイッチ３５、ＣＰＵ３３、色調調整回路２４、調光回路２７、露光時間制御回路２８、及び、増幅率制御回路２９において行われることにより、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、の明るさを術者の所望の明るさにすることができる。
　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３４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、蛍光プローブが集積している部分に係る情報と、被写体の構造に係る情報と、を一目で比較可能な観察画像をモニタに表示することが可能であるとともに、該観察画像を様々な表示態様に変更することが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２００９－２４１２８５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 (8)

  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、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画像信号に係る複数の蛍光画像と、前記参照光の反射光に応じた画像信号に係る参照光画像と、を複数の色チャンネルにそれぞれ割り当てて出力する画像処理部と、
    　を有することを特徴とする蛍光観察装置。
  2. 　前記画像処理部は、前記複数の蛍光画像のうちの一の蛍光画像と、前記参照光画像と、を合成した合成画像を生成し、
    　前記一の蛍光画像と、合成画像と、を同一画面内に並べて表示させることを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。
  3. 　前記画像処理部は、
    　前記複数の蛍光画像のうちの第１の蛍光画像と、該第１の蛍光画像とは異なる第２の蛍光画像と、前記参照光画像と、を合成した合成画像を生成し、
    　前記第１の蛍光画像または前記第２の蛍光画像と、前記合成画像と、を同一画面内に並べて表示させることを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。
  4. 　前記画像処理部は、前記一の蛍光画像と、前記参照光画像と、を前記複数の色チャンネルにおける任意のチャンネルにそれぞれ割り当てて前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の蛍光観察装置。
  5. 　前記画像処理部は、前記第１の蛍光画像と、前記第２の蛍光画像と、前記参照光画像と、を前記複数の色チャンネルにおける任意のチャンネルにそれぞれ割り当てて前記合成画像を生成することを特徴とする請求項３に記載の蛍光観察装置。
  6. 　前記複数の蛍光画像と、前記参照光画像と、において個別に明るさを調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察装置。
  7. 　前記複数の励起光は、相互に重複しない波長帯域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。
  8. 　前記複数の蛍光は、相互に重複しない波長帯域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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