電子内視鏡装置
【課題】 様々な被検体に対応させて、蛍光画像信号の増幅の度合いを最適に調節することが可能な電子内視鏡装置を、提供する。
【解決手段】 ピーク値検出回路Ｔ２７は、被検体への白色光照射中に得られたＷ画像信号，励起光照射中に得られたＦ画像信号を、１フレームずつ処理することにより、１フレーム中のＷ画像信号の最大値（参照ピーク値）及び１フレーム中のＦ画像信号の最大値（蛍光ピーク値）を、取得する。これら両ピーク値に基づいて、参照係数値及び蛍光係数値が夫々算出される。そして、両係数器ＭＷ，ＭＦは、Ｗ画像信号及びＦ画像信号に、参照係数値及び蛍光係数値を夫々乗じてレベル調整する。レベル調整されたＷ画像信号の青色成分からレベル調整されたＦ画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が生成される。
【解決手段】 ピーク値検出回路Ｔ２７は、被検体への白色光照射中に得られたＷ画像信号，励起光照射中に得られたＦ画像信号を、１フレームずつ処理することにより、１フレーム中のＷ画像信号の最大値（参照ピーク値）及び１フレーム中のＦ画像信号の最大値（蛍光ピーク値）を、取得する。これら両ピーク値に基づいて、参照係数値及び蛍光係数値が夫々算出される。そして、両係数器ＭＷ，ＭＦは、Ｗ画像信号及びＦ画像信号に、参照係数値及び蛍光係数値を夫々乗じてレベル調整する。レベル調整されたＷ画像信号の青色成分からレベル調整されたＦ画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が生成される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体から発せられる自家蛍光による蛍光観察が可能な電子内視鏡装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被検体としての生体に紫外光等の励起光を照射した場合にこの生体から発せられる蛍光（自家蛍光）を撮像することにより、生体の観察に供する電子内視鏡装置が、利用されている。なお、病変の生じた生体組織から発せられる自家蛍光の強度は、健康な生体組織から発せられる自家蛍光の強度よりも小さいことが知られている。従って、術者は、この自家蛍光による被検体の蛍光画像を観察することにより、その蛍光強度の小さい領域に、病変が生じている可能性が高いと、認識することができる。
【０００３】この電子内視鏡装置は、白色光と励起光とを交互に切り換えて射出する光源ユニット，射出された白色光及び励起光を導く照明光学系，及び，照明光により照明された被検体を撮像するＣＣＤを、備えている。
【０００４】そして、照明光学系から射出された白色光が被検体を照明している間に、ＣＣＤは、その被検体の像を取得し、参照画像信号として出力する。一方、照明光学系から射出された励起光が被検体を照射すると、この被検体は、自家蛍光を発する。すると、ＣＣＤは、この自家蛍光による被検体像を撮像して、蛍光画像信号として出力する。
【０００５】これら参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて、被検体の診断用画像信号が生成される。即ち、参照画像信号における特定の色成分に対応した部分から、蛍光画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が生成される。この診断用画像信号は、モニタに診断用画像として表示される。
【０００６】この診断用画像は、被検体における自家蛍光の発せられていない部分については、モノクロ画像と同様に表示される。しかし、この診断用画像は、被検体における自家蛍光が発せられている部分については、その自家蛍光の強度に応じて着色された状態で、表示される。従って、術者は、この診断用画像を観察することにより、被検体の形状を把握するとともに、当該被検体における自家蛍光の強度を認識して、診断を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】なお、被検体から発せられる自家蛍光は、極めて微弱である。このため、参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて診断用画像信号が生成されるためには、この蛍光画像信号は大幅に増幅されなければならない。
【０００８】また、この自家蛍光の強度は、生体内の部位によって異なる。さらに、この自家蛍光の強度には、個体差がある。即ち、蛍光画像信号に対する増幅の度合いは、被検体に応じて設定されることが望ましい。しかしながら、実際には、被検体に応じて増幅の度合いを調節することは、困難であった。
【０００９】そこで、様々な被検体に対応させて、蛍光画像信号の増幅の度合いを最適に調節することが可能な電子内視鏡装置を提供することを、本発明の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【００１１】即ち、この電子内視鏡装置は、被検体を照明する照明光学系と、可視光，及び，生体組織自体からの蛍光を励起する励起光を発し、これら可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く光源ユニットと、前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮像して画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照明光学系に可視光が導かれている期間に対応する部分に基づいて参照画像信号を生成し、前記照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分に基づいて蛍光画像信号を生成し、この蛍光画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この蛍光画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅するプロセッサとを、備えたことを特徴とする。
【００１２】このように構成されると、蛍光画像信号は、常に最適な強度になるように、調節される。即ち、蛍光画像信号の強度が比較的小さい場合には、その増幅の度合いは大きく調節され、蛍光画像信号の強度が比較的大きい場合には、その増幅の度合いは小さく調節される。この調節は動的になされるので、常に、最適な強度の蛍光画像信号が得られる。同様に、参照画像信号も、その強度が動的に調節されてもよい。この参照画像信号から蛍光画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が得られてもよい。
【００１３】また、前記プロセッサは、前記参照画像信号及び蛍光画像信号における互いに対応した所定の処理単位の部分を取得して、前記参照画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である参照ピーク値を取得するとともに、前記蛍光画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である蛍光ピーク値を取得するピーク値検出部と、前記参照ピーク値に基づいて参照係数値を取得するとともに、前記蛍光ピーク値に基づいて蛍光係数値を取得する係数値取得部と、前記参照画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する参照係数値を乗じた強度になるよう増幅するとともに、前記蛍光画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する蛍光係数値を乗じた強度になるよう増幅する信号調整部とを、備えていてもよい。
【００１４】このように構成されると、ピーク値検出部は、参照画像信号及び蛍光画像信号を、所定の処理単位（例えば１フレーム）毎に処理して、参照ピーク値及び蛍光ピーク値を取得する。そして、係数値取得部は、参照ピーク値及び蛍光ピーク値を所定の換算式に代入することにより、参照係数値及び蛍光係数値を夫々取得する。なお、ピーク値をｘとし、係数値をｙとした場合に、この換算式ｙ＝ｆ（ｘ）は、ｘの減少関数である。このｆ（ｘ）は、解析学的に下に凸な関数であってもよい。例えば、ｙは、ｘに対して反比例していてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一実施形態による電子内視鏡装置について、説明する。
【００１６】＜電子内視鏡装置の全体構成＞図１は、この電子内視鏡装置の構成図である。この図１に示されるように、電子内視鏡装置は、電子内視鏡１，及び，外部装置（光源・プロセッサ装置）２を、備えている。
【００１７】まず、電子内視鏡（以下、内視鏡と略記）１について説明する。この内視鏡１は、図１にはその形状が示されていないが、生体内に挿入される可撓管状の挿入部，この挿入部の基端側に対して一体に連結された操作部，及び，この操作部と外部装置２とを連結するライトガイド可撓管を、備えている。
【００１８】内視鏡１の挿入部の先端は、硬質部材製の図示せぬ先端部により封止されている。また、この挿入部の先端近傍の所定領域には、図示せぬ湾曲機構が組み込まれており、当該領域を湾曲させることができる。操作部には、湾曲機構を湾曲操作するためのダイヤル，及び各種操作スイッチが、設けられている。
【００１９】この内視鏡１の先端部には、少なくとも３つの開口が開けられており、これら３つの開口のうちの２つは、配光レンズ１１，及び，対物レンズ１２により、夫々封止されている。なお、他の開口の１つは、鉗子孔として利用される。
【００２０】さらに、内視鏡１は、ライトガイド１３を有している。このライトガイド１３は、光ファイバが多数束ねられてなるファイババンドルから構成されている。そして、このライトガイド１３は、その先端面（出射面）を配光レンズ１１に対向させるとともに、挿入部，操作部及びライトガイド可撓管内を引き通され、その基端側が外部装置２内に引き込まれている。なお、これらライトガイド１３及び配光レンズ１１は、照明光学系に相当する。
【００２１】また、内視鏡１は、撮像素子としてのＣＣＤ（charge-coupled device）エリアセンサ１４を備えている。このＣＣＤエリアセンサ（以下ＣＣＤと略記）１４の撮像面は、内視鏡１の先端部が被検体に対向配置された状態において、対物レンズ１２が当該被検体の像を結ぶ位置に、配置されている。なお、これら対物レンズ１２及びＣＣＤ１４間の光路中には、図示せぬ励起光カットフィルタが、挿入配置されている。この励起光カットフィルタは、生体の自家蛍光を励起する励起光を遮断するとともに、可視光を透過させる。これら対物レンズ１２及び励起光カットフィルタは、対物光学系に相当する。
【００２２】なお、図１における符号１５は、内視鏡１の操作部に設けられた複数の操作スイッチのうちの１つを、模式的に示したものである。この操作スイッチ１５は、後述する通常観察状態と蛍光観察状態とを切り換えるために、用いられる。
【００２３】次に、外部装置２について説明する。この外部装置２は、光源ユニット２０，並びに，タイミングコントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２及びシステムコントローラＴ３を有するプロセッサＴを、備えている。
【００２４】この外部装置２における光源ユニット２０は、白色光源２１及び励起光源２２を、備えている。一方の白色光源２１は、図示せぬキセノンランプ及びリフレクタを、有している。そして、この白色光源２１は、そのキセノンランプが発した白色光（可視光）を、リフレクタで反射させることにより、平行光として射出する。他方の励起光源２２は、図示せぬＵＶランプ及びリフレクタを、有している。なお、この励起光源２２のＵＶランプは、生体の自家蛍光を励起する紫外帯域の励起光を、発する。そして、この励起光源２２は、そのＵＶランプが発した励起光を、リフレクタで反射させることにより、平行光として射出する。
【００２５】白色光源２１から発せられた白色光の光路上には、集光レンズ２３が、配置されている。この集光レンズ２３は、入射した平行光を、ライトガイド１３の基端面（入射面）に収束させる。
【００２６】この集光レンズ２３から射出された収束光の光路上におけるライトガイド１３以前の所定位置には、ＲＧＢホイール２４が挿入される。このＲＧＢホイール２４は、図２の（Ａ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、互いに同形状の３つの開口が等間隔で開けられている。これら各開口には、青色光（Ｂ光）のみを透過させるＢフィルタ２４１，緑色光（Ｇ光）のみを透過させるＧフィルタ２４２，及び，赤色光（Ｒ光）のみを透過させるＲフィルタ２４３が、夫々填め込まれている。
【００２７】なお、図２の（Ａ）に示された例では、これら各フィルタ２４１〜２４３は、同形状であるが、当該ホイール２４の周方向に沿った長さが互いに異なっていてもよい。即ち、ホイール２４の周方向に沿った長さが長いものから順に、Ｂフィルタ２４１，Ｇフィルタ２４２，Ｒフィルタ２４３となっていてもよい。
【００２８】図１に示されるように、このＲＧＢホイール２４は、モータ２４Ｍに連結されている。そして、ＲＧＢホイール２４は、モータ２４Ｍに駆動されて回転し、そのＢフィルタ２４１，Ｇフィルタ２４２，及びＲフィルタ２４３を、順次繰り返して光路中に挿入する。なお、このモータ２４Ｍは、移動機構２４Ｓに取り付けられている。そして、この移動機構２４Ｓは、モータ２４Ｍ及びＲＧＢホイール２４を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、この移動機構２４Ｓは、ＲＧＢホイール２４を、その各フィルタ２４１〜２４３を光路中に挿入可能となる挿入位置，又は，光路から退避した退避位置へ、移動させる。
【００２９】なお、図１のＲＧＢホイール２４は、退避位置にある。そして、このＲＧＢホイール２４は、図１の状態から図１の上下方向における上向きへ移動することにより、挿入位置をとる。このＲＧＢホイール２４に連結されたモータ２４Ｍ，及び移動機構２４Ｓは、ホイール駆動機構に相当する。
【００３０】また、白色光源２１から発せられた白色光の光路上における当該白色光源２１の直後には、第１のロータリーシャッタ２５が、挿入される。このロータリーシャッタ２５は、図２の（Ｂ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、１つの開口が開けられている。この開口には、透明な平行平板状の光学部材が填め込まれている。この光学部材が、白色光を透過させる透過部２５１になっている。
【００３１】図１に示されるように、このロータリーシャッタ２５は、モータ２５Ｍに連結されている。そして、このロータリーシャッタ２５は、モータ２５Ｍに駆動されて回転し、その透過部２５１を、間欠的に光路中に挿入する。なお、このモータ２５Ｍは、移動機構２５Ｓに取り付けられている。そして、この移動機構２５Ｓは、モータ２５Ｍ及びロータリーシャッタ２５を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、この移動機構２５Ｓは、ロータリーシャッタ２５を、その開口部２５１を光路中に挿入可能となる挿入位置，又は，光路から退避した退避位置へ、移動させる。なお、図１のロータリーシャッタ２５は、挿入位置にある。そして、このロータリーシャッタ２５は、図１の状態から図１の上下方向における上向きへ移動することにより、退避位置をとる。
【００３２】なお、このロータリーシャッタ２５及び集光レンズ２３間の所定位置において、白色光の光路と励起光の光路とは、直交している。即ち、励起光源２２は、発した励起光が、白色光源２１から発せられた白色光の光路上における上記所定位置で、当該白色光の光路と直交するように、配置されている。これら白色光及び励起光の光路同士が直交する位置には、ハーフミラー２６が、挿入される。このハーフミラー２６は、該ハーフミラー２６を透過した白色光の光路と同じ光路上を励起光が進むように、この励起光を反射させる。
【００３３】また、励起光源２２から発せられた励起光の光路上におけるハーフミラー２６以前の位置には、第２のロータリーシャッタ２７が、挿入される。このロータリーシャッタ２７は、図２の（Ｃ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、１つの開口が開けられている。この開口には、透明な平行平板状の光学部材が填め込まれている。この光学部材が、励起光を透過させる透過部２７１になっている。
【００３４】図１に示されるように、このロータリーシャッタ２７は、モータ２７Ｍに連結されている。そして、このロータリーシャッタ２７は、モータ２７Ｍに駆動されて回転し、その透過部２７１を、間欠的に光路中に挿入する。
【００３５】これらハーフミラー２６及びモータ２７Ｍは、ステージ２８に対して固定されている。このステージ２８は、ステージ移動機構２９に連結されている。このステージ移動機構２９は、ステージ２８を移動させることにより、ハーフミラー２６，並びに，モータ２７Ｍ及びロータリーシャッタ２７を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、ステージ移動機構２９は、ステージ２８を、ハーフミラー２６が白色光の光路中に挿入された挿入位置，又は，ハーフミラー２６が白色光の光路から退避した退避位置へ、移動させる。なお、図１のステージ２８は、挿入位置にある。そして、このステージ２８は、図１に示された状態から図１の上下方向における下向きへ移動することにより、退避位置をとる。
【００３６】また、プロセッサＴにおけるタイミングコントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２，及びシステムコントローラＴ３は、相互に接続されている。このプロセッサＴのタイミングコントローラＴ１は、各モータ２４Ｍ，２５Ｍ，２７Ｍに夫々接続されている。そして、このタイミングコントローラＴ１は、これら各モータ２４Ｍ，２５Ｍ，２７Ｍを夫々同期させて、等速回転させる。
【００３７】このプロセッサＴのシステムコントローラＴ３は、各移動機構２４Ｓ，２５Ｓ，及びステージ移動機構２９と、夫々接続されている。そして、このシステムコントローラＴ３は、移動機構２４Ｓを制御することにより、ＲＧＢホイール２４を挿入位置へ移動させるとともに、移動機構２５Ｓ及びステージ移動機構２９を夫々制御することにより、第１のロータリーシャッタ２５及びステージ２８を退避位置へ移動させることができる。この状態において、光源ユニット２０が、通常観察状態にあると称される。
【００３８】一方、図１に示されるように、システムコントローラＴ３が、移動機構２４Ｓを制御することにより、ＲＧＢホイール２４を退避位置へ移動させるとともに、移動機構２５Ｓ及びステージ移動機構２９を夫々制御することにより、第１のロータリーシャッタ２５及びステージ２８を挿入位置へ移動させることができる。この状態において、光源ユニット２０が、蛍光観察状態にあると称される。
【００３９】なお、システムコントローラＴ３は、操作スイッチ１５の状態に応じて、光源ユニット２０を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。即ち、術者は、操作スイッチ１５を切り換えることにより、光源ユニット２０を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。
【００４０】この光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、白色光源２１から発せられた白色光は、集光レンズ２３へ入射する。一方、ステージ２８は、退避位置にあるので、励起光源２２から発せられた励起光は、集光レンズ２３へは入射しない。また、第１のロータリーシャッタ２５も、退避位置にある。従って、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合には、集光レンズ２３には、常時、白色光のみが入射する。
【００４１】この集光レンズ２３を透過した白色光は、ＲＧＢホイール２４の各フィルタ２４１〜２４３により、Ｂ光，Ｇ光，及びＲ光に順次変換される。これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光は、ライトガイド１３の基端面（入射面）に収束する。そして、これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光は、このライトガイド１３により導かれて、配光レンズ１１へ向かう。すると、配光レンズ１１からは、これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光が、順次、繰り返し射出される。
【００４２】この配光レンズ１１から射出されたＢ光，Ｇ光，及びＲ光が、順次、被検体を照射している際に、内視鏡１の対物レンズ１２は、ＣＣＤ１４の撮像面近傍に被検体像を形成する。この被検体像は、ＣＣＤ１４により画像信号に変換される。なお、ＣＣＤ１４は、プロセッサＴのタイミングコントローラＴ１に接続されており、このタイミングコントローラＴ１から送信された駆動信号に従って、画像信号を出力する。また、プロセッサＴの画像信号処理回路Ｔ２は、ＣＣＤ１４に接続されており、このＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得する。
【００４３】図３は、本実施形態の照明及び画像取得のタイミングチャートである。なお、この図３の（Ａ）は、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、タイミングコントローラＴ１から出力されたＣＣＤ１４への駆動信号を示している。また、この図３の（Ｂ）は、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、配光レンズ１１から被検体へ向けて射出されたＢ光，Ｇ光，及びＲ光の照射期間を示している。
【００４４】この図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、配光レンズ１１からＢ光が射出される「Ｂ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｂ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＢ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｂ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｂ転送」期間中に、Ｂ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４５】この「Ｂ転送」期間の直後の「Ｇ蓄積」期間は、配光レンズ１１からＧ光が射出される「Ｇ照射」期間に対応している。この「Ｇ蓄積」期間において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｇ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｇ転送」期間中に、Ｇ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４６】この「Ｇ転送」期間の直後の「Ｒ蓄積」期間は、配光レンズ１１からＲ光が射出される「Ｒ照射」期間に対応している。この「Ｒ蓄積」期間において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｒ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｒ転送」期間中に、Ｒ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４７】そして、画像信号処理回路Ｔ２は、後述の如く、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号に基づき、被検体のカラー画像を示すカラー画像信号を生成する。なお、画像信号処理回路Ｔ２は、モニタ３に接続されている。そして、この画像信号処理回路Ｔ２は、生成したカラー画像信号に基づいて、被検体のカラー画像をモニタ３に表示させる。
【００４８】次に、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合について、説明する。この場合に、白色光源２１から発せられた白色光は、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されている期間中にのみ、ハーフミラー２６へ向けて射出される。一方、励起光源２２から射出された励起光は、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されている期間中にのみ、ハーフミラー２６へ向けて射出される。
【００４９】なお、タイミングコントローラＴ１は、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されていない期間中に、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されるように、かつ、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されていない期間中に、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されるように、各モータ２５Ｍ，２７Ｍを夫々等速回転させている。
【００５０】このため、ハーフミラー２６へは、白色光と励起光とが、交互に繰り返し入射する。このハーフミラー２６を透過した白色光は、集光レンズ２３によりライトガイド１３の入射面に収束される。一方、このハーフミラー２６により反射された励起光は、集光レンズ２３によりライトガイド１３の入射面に収束される。そして、これら白色光及び励起光は、交互に、ライトガイド１３により導かれて、配光レンズ１１へ向かう。すると、配光レンズ１１からは、これら白色光及び励起光が、交互に繰り返し射出される。
【００５１】そして、被検体が白色光に照明されている期間中には、この被検体表面において反射された光は、対物レンズ１２により収束されて、ＣＣＤ１４の撮像面近傍に被検体像を形成する。この被検体像は、ＣＣＤ１４により画像信号に変換される。
【００５２】一方、この被検体に対して励起光が照射されている期間中には、この被検体は、自家蛍光を発する。このため、対物レンズ１２へは、この被検体から発せられた自家蛍光，及び，この被検体表面において反射された励起光が、入射する。但し、励起光は、図示せぬ励起光カットフィルタにより遮断されるので、ＣＣＤ１４の撮像面近傍には、被検体の自家蛍光のみによる被検体像が形成される。
【００５３】なお、ＣＣＤ１４は、タイミングコントローラＴ１から送信された駆動信号に従って、画像信号を出力する。また、プロセッサＴの画像信号処理回路Ｔ２は、ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得する。図３の（Ｃ）は、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合に、タイミングコントローラＴ１から出力されたＣＣＤ１４の駆動信号を示している。また、この図３の（Ｄ）は、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合に、配光レンズ１１から被検体へ向けて射出された励起光（ＵＶ光），及び白色光（Ｗ光）の照射期間を示している。
【００５４】この図３の（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、配光レンズ１１からＷ光が射出される「Ｗ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｗ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＷ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｗ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｗ転送」期間中に、Ｗ画像信号（参照画像信号）として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００５５】一方、配光レンズ１１からＵＶ光が射出される「ＵＶ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｆ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＵＶ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、自家蛍光（Ｆ光）による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｆ転送」期間中に、Ｆ画像信号（蛍光画像信号）として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００５６】＜画像信号処理回路の構成＞この画像信号処理回路Ｔ２は、これらＷ画像信号，及びＦ画像信号を取得して処理し、モニタ３に画像表示させる回路である。図４は、画像信号処理回路Ｔ２を示すブロック図である。この図４に示されるように、画像信号処理回路Ｔ２は、タイミングコントローラＴ１に夫々接続されたＣＣＤプロセス回路Ｔ２１，Ａ／ＤコンバータＴ２２，フレームメモリＴ２３，３つのメモリＴ２４〜Ｔ２６，ピーク値検出回路Ｔ２７，演算回路Ｔ２８，及び，ビデオプロセス回路Ｔ２９を、備えている。
【００５７】ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１は、ＣＣＤ１４に接続されている。そして、このＣＣＤプロセス回路Ｔ２１は、ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得して、ホワイトバランスの調整，及びγ補正等の処理を施した後に、出力する。Ａ／ＤコンバータＴ２２は、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換して、デジタルの画像信号（画像データ）として出力する。
【００５８】フレームメモリＴ２３は、ＣＣＤ１４の画素毎に１０ビットのデータを記憶可能な記憶領域を有する。そして、Ａ／ＤコンバータＴ２２から出力された画像データは、一旦、このフレームメモリＴ２３内に格納される。そして、このフレームメモリＴ２３内に格納された信号は、入力のときとは異なる所定のタイミングで、出力される。
【００５９】３つのメモリＴ２４〜Ｔ２６は、いずれも、ＣＣＤ１４の画素毎に１０ビットのデータを記憶可能な記憶領域を、有する。これら各メモリＴ２４〜Ｔ２６，及び，ピーク値検出回路Ｔ２７は、フレームメモリＴ２３に夫々接続されている。そして、これら各メモリＴ２４〜Ｔ２６，及び，ピーク値検出回路Ｔ２７には、フレームメモリＴ２３から出力された信号が、入力される。但し、各メモリＴ２４〜Ｔ２６には、タイミングコントローラＴ１により夫々指定された期間中にフレームメモリＴ２３から出力された画像データのみが、格納される。
【００６０】図５は、演算回路Ｔ２８のブロック図である。この演算回路Ｔ２８は、一対の係数器ＭＦ，ＭＷ，減算器，及び，一対のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を、有している。第１の係数器ＭＦは、第１のメモリＴ２４に接続されている。一方、第２の係数器ＭＷは、第２のメモリＴ２５に接続されている。また、これら両係数器ＭＦ，ＭＷは、夫々、ピーク値検出回路Ｔ２７に接続されている。
【００６１】そして、これら両係数器ＭＦ，ＭＷは、各メモリＴ２４、Ｔ２５から夫々読み出されたデータに対して、レベル調整のための係数値を乗ずる信号調整部として機能する。なお、これら両係数器ＭＦ，ＭＷに設定される係数値は、ピーク値検出回路Ｔ２７により算出される。このピーク値検出回路Ｔ２７については、図８乃至図１２を用いて後述する。
【００６２】図５に示された第１のスイッチＳＷ１，及び第２のスイッチＳＷ２は、夫々、図示せぬ信号線によりシステムコントローラＴ３と接続されている。そして、システムコントローラＴ３は、これら両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を、夫々切り換えて、各メモリＴ２４，Ｔ２５，Ｔ２６から読み出された画像データを、３つの出力端子Ｐ１〜Ｐ３へ出力させる。
【００６３】なお、図４に示されるように、演算回路Ｔ２８は、ビデオプロセス回路Ｔ２９に接続されている。さらに、このビデオプロセス回路Ｔ２９は、モニタ３に接続されている。そして、図５に示された演算回路Ｔ２８の各出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３から出力されたデータは、夫々、カラー画像のＢ成分，Ｇ成分，Ｒ成分として、ビデオプロセス回路Ｔ２９に入力する。
【００６４】このビデオプロセス回路Ｔ２９は、Ｂ成分，Ｇ成分，及びＲ成分に夫々対応したデータを、Ｄ／Ａ変換することにより、アナログのＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号を、取得する。さらに、このビデオプロセス回路Ｔ２９は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号とともに動画表示用の所定の仕様に基づく同期信号を、モニタ３へ出力する。そして、モニタ３は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号，並びに，同期信号に基づいて、カラー画像をその画面に動画表示する。
【００６５】図５に示された演算回路Ｔ２８における第１のスイッチＳＷ１は、第１の出力端子Ｐ１への出力を選択するためのものである。即ち、第１のスイッチＳＷ１は、第１の出力端子Ｐ１へ、第１のメモリＴ２４から読み出された画像データを出力する通常観察状態，又は，第２の係数器ＭＷから出力されたデータと第１の係数器ＭＦから出力されたデータとの差分データを出力する蛍光観察状態に、切り換えられる。但し、図５における第１のスイッチＳＷ１は、蛍光観察状態になっている。
【００６６】この演算回路Ｔ２８における第２のスイッチＳＷ２は、第３の出力端子Ｐ３への出力を選択するためのものである。即ち、第２のスイッチＳＷ２は、第３の出力端子Ｐ３へ、第３のメモリＴ２６から読み出された画像データを出力する通常観察状態，又は，第２のメモリＴ２５から読み出された画像データを出力する蛍光観察状態に、切り換えられる。但し、図５における第２のスイッチＳＷ２は、蛍光観察状態になっている。
【００６７】なお、第１の出力端子Ｐ１，及び第３の出力端子Ｐ３へ夫々出力される画像データは、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２によって切り換えられるのに対し、第２の出力端子Ｐ２へは、常に、第２のメモリＴ２５から読み出された画像データが、出力される。
【００６８】そして、システムコントローラＴ３は、光源ユニット２０を通常観察状態に設定するとともに演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を夫々通常観察状態に切り換えることにより、この演算回路Ｔ２８に、被検体のカラー画像を示すデータをビデオプロセス回路Ｔ２９へ送信させることができる。図６は、通常観察状態における処理の説明図である。
【００６９】一方、システムコントローラＴ３は、光源ユニット２０を蛍光観察状態に設定するとともに演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を夫々蛍光観察状態に切り換えることにより、この演算回路Ｔ２８に、両係数器ＭＷ，ＭＦから出力されたデータの差分データを、ビデオプロセス回路Ｔ２９へ送信させることができる。図７は、蛍光観察状態における処理の説明図である。
【００７０】なお、システムコントローラＴ３は、操作スイッチ１５の状態に応じて、光源ユニット２０とともに各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。即ち、術者は、操作スイッチ１５を切り換えることにより、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を、通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。
【００７１】まず、図４乃至図６を参照して、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、通常観察状態に設定された場合の処理について説明する。この場合には、ＣＣＤ１４からＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号が、順次繰り返して出力される。これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号は、夫々、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１及びＡ／ＤコンバータＴ２２により処理されることにより、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データに変換される。これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、一旦、フレームメモリＴ２３内に格納された後に、このフレームメモリＴ２３から読み出される。
【００７２】そして、フレームメモリＴ２３から読み出されたＢ画像データは、第１のメモリＴ２４内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３から読み出されたＧ画像データは、第２のメモリＴ２５内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３から読み出されたＲ画像データは、第３のメモリＴ２６内に格納される。
【００７３】これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、夫々、各メモリＴ２４〜Ｔ２６から所定のタイミングで読み出され、演算回路Ｔ２８へ出力される。そして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が通常観察状態にあるので、各出力端子Ｐ１〜Ｐ３へは、夫々、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データが、出力される。即ち、図６に示されるように、各メモリＴ２４〜Ｔ２６から夫々読み出されたＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、各出力端子Ｐ１，Ｐ２，及びＰ３へ出力される。
【００７４】ビデオプロセス回路Ｔ２９は、これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データを、Ｄ／Ａ変換することにより、アナログのＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号を取得し、同期信号とともに、通常画像信号としてモニタ３へ送信する。すると、モニタ３には、被検体のカラー画像が動画表示される。
【００７５】次に、図４，図５及び図７を参照して、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、蛍光観察状態に設定された場合の処理について説明する。この場合には、ＣＣＤ１４からＦ画像信号，及びＷ画像信号が、交互に繰り返して出力される。これらＦ画像信号，及びＷ画像信号は、夫々、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１及びＡ／ＤコンバータＴ２２により処理されることにより、Ｆ画像データ，及びＷ画像データに変換される。即ち、Ａ／ＤコンバータＴ２２からは、これらＦ画像データ，及びＷ画像データが、交互に出力される。これらＦ画像データ，及びＷ画像データは、一旦、フレームメモリＴ２３内に格納された後に、このフレームメモリＴ２３から読み出される。
【００７６】そして、フレームメモリＴ２３からＦ画像データが読み出されている期間中に、このＦ画像データは、第１のメモリＴ２４内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３からＷ画像データが読み出されている期間中に、このＷ画像データは、第２のメモリＴ２５内に格納される。
【００７７】これらＦ画像データ，及びＷ画像データは、夫々、各メモリＴ２４，Ｔ２５から所定のタイミングで読み出される。そして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が蛍光観察状態にあるので、図７に示されるように、第２の出力端子Ｐ２，及び第３の出力端子Ｐ３へは、Ｗ画像データが出力される。但し、第１の出力端子Ｐ１へは、両係数器ＭＷ，ＭＦから出力されたデータの差分データが、出力される。即ち、第２のメモリＴ２５から読み出されてレベル調整されたＷ画像データと、第１のメモリＴ２４から読み出されてレベル調整されたＦ画像データとの差分データが、第１の出力端子Ｐ１へ出力される。
【００７８】ビデオプロセス回路Ｔ２９は、これら各出力端子Ｐ１〜Ｐ３から出力された画像データを、Ｄ／Ａ変換し、同期信号とともに診断用画像信号としてモニタ３へ送信する。すると、モニタ３には、被検体の画像（診断用画像）が動画表示される。
【００７９】仮に、各出力端子Ｐ１〜Ｐ３へＷ画像データのみが出力されるならば、モニタ３には、白色光が照射された状態における被検体のモノクロ画像が、表示されることになる。しかし、実際には、上記のように第１の出力端子Ｐ１へは、Ｗ画像データからＦ画像データが減算された差分データが出力される。このため、モニタ３に表示された診断用画像において、被検体の自家蛍光が発せられていない部分に対応する領域は、当該部分のモノクロ画像と同等もしくは青色になっている。一方、モニタ３に表示された画像において、被検体の自家蛍光が発せられている部分に対応する領域は、その自家蛍光の強度に応じて着色された状態になっている。
【００８０】＜ピーク値検出回路の詳細構成＞上記の両係数器ＭＦ，ＭＷに用いられる係数値は、ピーク値検出回路Ｔ２７により算出される。なお、第１の係数器ＭＦに設定される係数値が蛍光係数値と称される。一方、第２の係数器ＭＷに設定される係数値が参照係数値と称される。以下、図８を参照してピーク値検出回路Ｔ２７の構成について、説明する。この図８に示されるように、ピーク値検出回路Ｔ２７は、比較器Ｄ，３つのスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，一対のレジスタＥＦ，ＥＷ，及び，一対の正規化回路ＮＦ，ＮＷを、備えている。なお、これら比較器Ｄ，各スイッチＳＷ３〜ＳＷ５，両レジスタＥＦ，ＥＷは、ピーク値検出部に相当し、両正規化回路ＮＦ，ＮＷは、係数値取得部に相当する。
【００８１】これらのうち、両レジスタＥＦ，ＥＷは、ＣＣＤ１４の１画素分に相当する１０ビットのデータを、夫々格納可能である。スイッチＳＷ３は、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータを出力する状態，又は，何も出力しない状態に、切り換えられる。このスイッチＳＷ３は、比較器Ｄに接続されており、この比較器Ｄの状態に応じて切り換えられる。
【００８２】また、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、図示せぬ信号線によりタイミングコントローラＴ１と接続されている。一方のスイッチＳＷ４は、スイッチＳＷ３から出力されたデータを、第１のレジスタＥＦへ出力するＦ選択状態，又は，第２のレジスタＥＷへ出力するＷ選択状態に、切り換えられる。他方のスイッチＳＷ５は、第１のレジスタＥＦから読み出されたデータを出力するＦ選択状態，又は，第２のレジスタＥＷから読み出されたデータを出力するＷ選択状態に、切り換えられる。
【００８３】そして、タイミングコントローラＴ１は、フレームメモリＴ２３からＦ画像データが読み出されている期間中に、これら両スイッチＳＷ４，ＳＷ５を夫々Ｆ選択状態に切り換え、フレームメモリＴ２３からＷ画像データが読み出されている期間中に、これら両スイッチＳＷ４，ＳＷ５を夫々Ｗ選択状態に切り換える。なお、図８における両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、いずれもＦ選択状態になっている。
【００８４】比較器Ｄは、０又は１に設定されるフラグを、有している。そして、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータと、スイッチＳＷ５から出力されたデータとを比較して、そのフラグを設定する。即ち、フレームメモリＴ２３から出力されたデータが、スイッチＳＷ５から出力されたデータよりも大きい場合には、フラグは１に設定され、それ以外の場合には、フラグは０に設定される。
【００８５】そして、スイッチＳＷ３は、比較器Ｄのフラグが１の場合には、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータを出力する状態に設定され、比較器Ｄのフラグが０の場合には、何も出力しない状態に設定される。
【００８６】このピーク値検出回路Ｔ２７は、光源ユニット２０及び演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、蛍光観察状態に設定された場合に、フレームメモリＴ２３から出力されたＦ画像データ及びＷ画像データを、所定の処理単位である１フレームずつ繰り返し処理する。
【００８７】まず、Ｆ画像データ（１フレーム）の処理について、図９乃至図１１を参照して説明する。この処理の開始時に、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、Ｆ選択状態に設定される。従って、Ｆ画像データの処理の際には、レジスタＥＦが利用され、レジスタＥＷは利用されない。なお、この処理の開始時に、レジスタＥＦは、ゼロクリアされる。即ち、図９に示されるように、レジスタＥＦ内の値は０に設定される。
【００８８】そして、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの最初の１画素のデータＰ１を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出された０を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ１がＰ１＞０であるとすると、比較器Ｄは、そのフラグを１に設定する。すると、スイッチＳＷ３は、フレームメモリＴ２３からのデータを出力する状態に設定されるので、このスイッチＳＷ３からは、Ｐ１が出力される。そして、このスイッチＳＷ３から出力されたＰ１は、スイッチＳＷ４を介してレジスタＥＦへ出力される。このため、レジスタＥＦ内には、Ｐ１が格納される。
【００８９】次に、図１０に示されるように、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの２番目の画素のデータＰ２を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出されたＰ１を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ２がＰ２≦Ｐ１であるとすると、比較器Ｄは、そのフラグを０に切り換える。すると、スイッチＳＷ３は、データを出力しない状態に設定される。このため、レジスタＥＦは、Ｐ１を格納した状態を保つ。
【００９０】次に、図１１に示されるように、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの３番目の画素のデータＰ３を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出されたＰ１を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ３がＰ３≦Ｐ１であると、比較器Ｄは、そのフラグを０に保つ。すると、スイッチＳＷ３は、データを出力しない状態に設定される。このため、レジスタＥＦは、Ｐ１を格納した状態を保つ。
【００９１】さらに、ピーク値検出回路Ｔ２７は、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データ（１フレーム）における残りの全ての画素について、同様に処理する。この全ての画素についての処理後、レジスタＥＦ内には、１フレーム分のＦ画像データにおける各画素の輝度のうちの最大値（蛍光ピーク値）が、格納されている。
【００９２】そして、正規化回路ＮＦは、このレジスタＥＦから蛍光ピーク値を読み出して、蛍光係数値を算出する。この蛍光係数値をｙとし、レジスタＥＦから読み出される蛍光ピーク値をｘとすると、当該蛍光係数値ｙは、（１）式、ｙ＝１０２３／ｘ …（１）
に基づいて、算出される。図１２は、この（１）式のグラフである。なお、Ｆ画像データは、ＣＣＤ１４の各画素の輝度を１０ビット（０〜１０２３）で表現している。このため、レジスタＥＦから読み出される値は、１０２３（上限値）を越えることがない。これら（１）式及び図１２のグラフに示されるように、蛍光ピーク値ｘがｘ＝１０２３のときに、蛍光係数値ｙは、ｙ＝１．０になる。この蛍光ピーク値ｘが小さくなるにつれて、蛍光係数値ｙは大きくなってゆく。つまり、この蛍光係数値ｙは、蛍光ピーク値ｘに対して反比例している。このため、蛍光ピーク値ｘと蛍光係数値ｙとの積は、常に、一定になる（ｘ・ｙ＝１０２３）。
【００９３】そして、正規化回路ＮＦは、算出した蛍光係数値を、係数器ＭＦへ送信することにより、この係数器ＭＦに、蛍光係数値を設定する。
【００９４】次に、ピーク値検出回路Ｔ２７は、Ｗ画像データ（１フレーム）を処理する。この処理の開始時に、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、Ｗ選択状態に設定される。従って、Ｗ画像データの処理の際には、レジスタＥＷが利用され、レジスタＥＦは利用されない。なお、この処理の開始時に、レジスタＥＷは、ゼロクリアされる。
【００９５】そして、上記のＦ画像データの処理の場合と同様に、Ｗ画像データが１フレーム分処理された後には、レジスタＥＷ内には、１フレーム分のＷ画像データにおける各画素の輝度値のうちの最大値（参照ピーク値）が、格納されている。この参照ピーク値は、正規化回路ＮＷに読み出されて参照係数値の算出に用いられる。なお、この正規化回路ＮＷにおける処理は、上記の正規化回路ＮＦの場合と同様である。そして、係数器ＭＷには、正規化回路ＮＷにより算出された参照係数値が、設定される。
【００９６】上述のように、フレームメモリＴ２３からＦ画像データ及びＷ画像データが順に１フレームずつ読み出されると、両係数器ＭＦ，ＭＷには、蛍光係数値及び参照係数値が夫々設定され、メモリＴ２４内には、Ｆ画像データが１フレーム分格納されるとともに、メモリＴ２５内には、Ｗ画像データが１フレーム分格納される。
【００９７】そして、図５に示された演算回路Ｔ２８は、メモリＴ２５からＷ画像データを読み出して各出力端子Ｐ２，Ｐ３へ出力する。同時に、演算回路Ｔ２８の係数器ＭＷは、このＷ画像データに参照係数値を乗じてレベル調整し、係数器ＭＦは、メモリＴ２４から読み出されたＦ画像データに蛍光係数値を乗じてレベル調整する。このレベル調整により、Ｆ画像データ及びＷ画像データにおける各画素の輝度値の最大値は、夫々、１０２３に設定される。そして、出力端子Ｐ１へは、レベル調整されたＷ画像データからレベル調整されたＦ画像データが差し引かれた差分データが、出力される。
【００９８】これら各出力端子Ｐ１〜Ｐ３から出力された画像データは、ビデオプロセス回路Ｔ２９によりＤ／Ａ変換され、同期信号とともに診断用画像信号としてモニタ３へ送信される。そして、上記の処理が繰り返されることにより、モニタ３には、被検体の診断用画像が動画表示される。
【００９９】＜実施形態の作用＞上記のように、光源ユニット２０，及び演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が夫々蛍光観察状態に設定された場合に、画像信号処理回路Ｔ２のフレームメモリＴ２３内には、Ｆ画像データ及びＷ画像データが１フレームずつ順次格納されてゆく。
【０１００】そして、画像信号処理回路Ｔ２は、そのフレームメモリＴ２３内に格納したＦ画像信号及びＷ画像信号を、１フレームずつ繰り返し読み出すとともに、各フレーム毎に、当該フレーム中のデータの増幅のゲインを調節している。このため、出力端子Ｐ１へ出力される差分データは、常に、最適にレベル調整されている。即ち、モニタ３上の診断用画像におけるＢ成分は、被検体の状態に関らず、常に最適に調節されている。このため、生体内の部位や被験者の個人差に関らず、常に、最適に調節された診断用画像が得られる。従って、術者は、この診断用画像を観察することにより、正確な診断を行うことができる。
【０１０１】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の電子内視鏡装置は、蛍光画像信号を、その強度が常に最適になるように増幅している。従って、多様な被検体に対して当該被検体の状態を正確に示す蛍光画像信号が取得される。さらに、この蛍光画像信号に基づいて診断用画像が得られると、術者は、この診断用画像を観察することにより、常に、被検体の状態を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電子内視鏡装置を示す構成図
【図２】 本発明の一実施形態のホイール及びロータリーシャッタを示す図
【図３】 本発明の一実施形態の照明及び画像取得のタイミングチャート
【図４】 本発明の一実施形態の画像信号処理回路を示すブロック図
【図５】 本発明の一実施形態の演算回路を示すブロック図
【図６】 通常観察状態における処理の説明図
【図７】 蛍光観察状態における処理の説明図
【図８】 本発明の一実施形態のピーク値検出回路を示すブロック図
【図９】 ピーク値検出処理の説明図
【図１０】 ピーク値検出処理の説明図
【図１１】 ピーク値検出処理の説明図
【図１２】 正規化回路における係数値決定用のグラフ
【符号の説明】
１ 電子内視鏡
１１ 配光レンズ
１２ 対物レンズ
１３ ライトガイド
１４ ＣＣＤエリアセンサ
２ 外部装置（光源・プロセッサ装置）
２０ 光源ユニット
２４ ホイール
２４Ｓ 移動機構
２４Ｍ モータ
Ｔ プロセッサ
Ｔ１ タイミングコントローラ
Ｔ２ 画像信号処理回路
Ｔ２７ ピーク値検出回路
ＮＦ，ＮＷ 正規化回路
Ｔ２８ 演算回路
ＭＦ，ＭＷ 係数器
Ｔ３ システムコントローラ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体から発せられる自家蛍光による蛍光観察が可能な電子内視鏡装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被検体としての生体に紫外光等の励起光を照射した場合にこの生体から発せられる蛍光（自家蛍光）を撮像することにより、生体の観察に供する電子内視鏡装置が、利用されている。なお、病変の生じた生体組織から発せられる自家蛍光の強度は、健康な生体組織から発せられる自家蛍光の強度よりも小さいことが知られている。従って、術者は、この自家蛍光による被検体の蛍光画像を観察することにより、その蛍光強度の小さい領域に、病変が生じている可能性が高いと、認識することができる。
【０００３】この電子内視鏡装置は、白色光と励起光とを交互に切り換えて射出する光源ユニット，射出された白色光及び励起光を導く照明光学系，及び，照明光により照明された被検体を撮像するＣＣＤを、備えている。
【０００４】そして、照明光学系から射出された白色光が被検体を照明している間に、ＣＣＤは、その被検体の像を取得し、参照画像信号として出力する。一方、照明光学系から射出された励起光が被検体を照射すると、この被検体は、自家蛍光を発する。すると、ＣＣＤは、この自家蛍光による被検体像を撮像して、蛍光画像信号として出力する。
【０００５】これら参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて、被検体の診断用画像信号が生成される。即ち、参照画像信号における特定の色成分に対応した部分から、蛍光画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が生成される。この診断用画像信号は、モニタに診断用画像として表示される。
【０００６】この診断用画像は、被検体における自家蛍光の発せられていない部分については、モノクロ画像と同様に表示される。しかし、この診断用画像は、被検体における自家蛍光が発せられている部分については、その自家蛍光の強度に応じて着色された状態で、表示される。従って、術者は、この診断用画像を観察することにより、被検体の形状を把握するとともに、当該被検体における自家蛍光の強度を認識して、診断を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】なお、被検体から発せられる自家蛍光は、極めて微弱である。このため、参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて診断用画像信号が生成されるためには、この蛍光画像信号は大幅に増幅されなければならない。
【０００８】また、この自家蛍光の強度は、生体内の部位によって異なる。さらに、この自家蛍光の強度には、個体差がある。即ち、蛍光画像信号に対する増幅の度合いは、被検体に応じて設定されることが望ましい。しかしながら、実際には、被検体に応じて増幅の度合いを調節することは、困難であった。
【０００９】そこで、様々な被検体に対応させて、蛍光画像信号の増幅の度合いを最適に調節することが可能な電子内視鏡装置を提供することを、本発明の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【００１１】即ち、この電子内視鏡装置は、被検体を照明する照明光学系と、可視光，及び，生体組織自体からの蛍光を励起する励起光を発し、これら可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く光源ユニットと、前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮像して画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照明光学系に可視光が導かれている期間に対応する部分に基づいて参照画像信号を生成し、前記照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分に基づいて蛍光画像信号を生成し、この蛍光画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この蛍光画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅するプロセッサとを、備えたことを特徴とする。
【００１２】このように構成されると、蛍光画像信号は、常に最適な強度になるように、調節される。即ち、蛍光画像信号の強度が比較的小さい場合には、その増幅の度合いは大きく調節され、蛍光画像信号の強度が比較的大きい場合には、その増幅の度合いは小さく調節される。この調節は動的になされるので、常に、最適な強度の蛍光画像信号が得られる。同様に、参照画像信号も、その強度が動的に調節されてもよい。この参照画像信号から蛍光画像信号が減算されることにより、診断用画像信号が得られてもよい。
【００１３】また、前記プロセッサは、前記参照画像信号及び蛍光画像信号における互いに対応した所定の処理単位の部分を取得して、前記参照画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である参照ピーク値を取得するとともに、前記蛍光画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である蛍光ピーク値を取得するピーク値検出部と、前記参照ピーク値に基づいて参照係数値を取得するとともに、前記蛍光ピーク値に基づいて蛍光係数値を取得する係数値取得部と、前記参照画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する参照係数値を乗じた強度になるよう増幅するとともに、前記蛍光画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する蛍光係数値を乗じた強度になるよう増幅する信号調整部とを、備えていてもよい。
【００１４】このように構成されると、ピーク値検出部は、参照画像信号及び蛍光画像信号を、所定の処理単位（例えば１フレーム）毎に処理して、参照ピーク値及び蛍光ピーク値を取得する。そして、係数値取得部は、参照ピーク値及び蛍光ピーク値を所定の換算式に代入することにより、参照係数値及び蛍光係数値を夫々取得する。なお、ピーク値をｘとし、係数値をｙとした場合に、この換算式ｙ＝ｆ（ｘ）は、ｘの減少関数である。このｆ（ｘ）は、解析学的に下に凸な関数であってもよい。例えば、ｙは、ｘに対して反比例していてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一実施形態による電子内視鏡装置について、説明する。
【００１６】＜電子内視鏡装置の全体構成＞図１は、この電子内視鏡装置の構成図である。この図１に示されるように、電子内視鏡装置は、電子内視鏡１，及び，外部装置（光源・プロセッサ装置）２を、備えている。
【００１７】まず、電子内視鏡（以下、内視鏡と略記）１について説明する。この内視鏡１は、図１にはその形状が示されていないが、生体内に挿入される可撓管状の挿入部，この挿入部の基端側に対して一体に連結された操作部，及び，この操作部と外部装置２とを連結するライトガイド可撓管を、備えている。
【００１８】内視鏡１の挿入部の先端は、硬質部材製の図示せぬ先端部により封止されている。また、この挿入部の先端近傍の所定領域には、図示せぬ湾曲機構が組み込まれており、当該領域を湾曲させることができる。操作部には、湾曲機構を湾曲操作するためのダイヤル，及び各種操作スイッチが、設けられている。
【００１９】この内視鏡１の先端部には、少なくとも３つの開口が開けられており、これら３つの開口のうちの２つは、配光レンズ１１，及び，対物レンズ１２により、夫々封止されている。なお、他の開口の１つは、鉗子孔として利用される。
【００２０】さらに、内視鏡１は、ライトガイド１３を有している。このライトガイド１３は、光ファイバが多数束ねられてなるファイババンドルから構成されている。そして、このライトガイド１３は、その先端面（出射面）を配光レンズ１１に対向させるとともに、挿入部，操作部及びライトガイド可撓管内を引き通され、その基端側が外部装置２内に引き込まれている。なお、これらライトガイド１３及び配光レンズ１１は、照明光学系に相当する。
【００２１】また、内視鏡１は、撮像素子としてのＣＣＤ（charge-coupled device）エリアセンサ１４を備えている。このＣＣＤエリアセンサ（以下ＣＣＤと略記）１４の撮像面は、内視鏡１の先端部が被検体に対向配置された状態において、対物レンズ１２が当該被検体の像を結ぶ位置に、配置されている。なお、これら対物レンズ１２及びＣＣＤ１４間の光路中には、図示せぬ励起光カットフィルタが、挿入配置されている。この励起光カットフィルタは、生体の自家蛍光を励起する励起光を遮断するとともに、可視光を透過させる。これら対物レンズ１２及び励起光カットフィルタは、対物光学系に相当する。
【００２２】なお、図１における符号１５は、内視鏡１の操作部に設けられた複数の操作スイッチのうちの１つを、模式的に示したものである。この操作スイッチ１５は、後述する通常観察状態と蛍光観察状態とを切り換えるために、用いられる。
【００２３】次に、外部装置２について説明する。この外部装置２は、光源ユニット２０，並びに，タイミングコントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２及びシステムコントローラＴ３を有するプロセッサＴを、備えている。
【００２４】この外部装置２における光源ユニット２０は、白色光源２１及び励起光源２２を、備えている。一方の白色光源２１は、図示せぬキセノンランプ及びリフレクタを、有している。そして、この白色光源２１は、そのキセノンランプが発した白色光（可視光）を、リフレクタで反射させることにより、平行光として射出する。他方の励起光源２２は、図示せぬＵＶランプ及びリフレクタを、有している。なお、この励起光源２２のＵＶランプは、生体の自家蛍光を励起する紫外帯域の励起光を、発する。そして、この励起光源２２は、そのＵＶランプが発した励起光を、リフレクタで反射させることにより、平行光として射出する。
【００２５】白色光源２１から発せられた白色光の光路上には、集光レンズ２３が、配置されている。この集光レンズ２３は、入射した平行光を、ライトガイド１３の基端面（入射面）に収束させる。
【００２６】この集光レンズ２３から射出された収束光の光路上におけるライトガイド１３以前の所定位置には、ＲＧＢホイール２４が挿入される。このＲＧＢホイール２４は、図２の（Ａ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、互いに同形状の３つの開口が等間隔で開けられている。これら各開口には、青色光（Ｂ光）のみを透過させるＢフィルタ２４１，緑色光（Ｇ光）のみを透過させるＧフィルタ２４２，及び，赤色光（Ｒ光）のみを透過させるＲフィルタ２４３が、夫々填め込まれている。
【００２７】なお、図２の（Ａ）に示された例では、これら各フィルタ２４１〜２４３は、同形状であるが、当該ホイール２４の周方向に沿った長さが互いに異なっていてもよい。即ち、ホイール２４の周方向に沿った長さが長いものから順に、Ｂフィルタ２４１，Ｇフィルタ２４２，Ｒフィルタ２４３となっていてもよい。
【００２８】図１に示されるように、このＲＧＢホイール２４は、モータ２４Ｍに連結されている。そして、ＲＧＢホイール２４は、モータ２４Ｍに駆動されて回転し、そのＢフィルタ２４１，Ｇフィルタ２４２，及びＲフィルタ２４３を、順次繰り返して光路中に挿入する。なお、このモータ２４Ｍは、移動機構２４Ｓに取り付けられている。そして、この移動機構２４Ｓは、モータ２４Ｍ及びＲＧＢホイール２４を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、この移動機構２４Ｓは、ＲＧＢホイール２４を、その各フィルタ２４１〜２４３を光路中に挿入可能となる挿入位置，又は，光路から退避した退避位置へ、移動させる。
【００２９】なお、図１のＲＧＢホイール２４は、退避位置にある。そして、このＲＧＢホイール２４は、図１の状態から図１の上下方向における上向きへ移動することにより、挿入位置をとる。このＲＧＢホイール２４に連結されたモータ２４Ｍ，及び移動機構２４Ｓは、ホイール駆動機構に相当する。
【００３０】また、白色光源２１から発せられた白色光の光路上における当該白色光源２１の直後には、第１のロータリーシャッタ２５が、挿入される。このロータリーシャッタ２５は、図２の（Ｂ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、１つの開口が開けられている。この開口には、透明な平行平板状の光学部材が填め込まれている。この光学部材が、白色光を透過させる透過部２５１になっている。
【００３１】図１に示されるように、このロータリーシャッタ２５は、モータ２５Ｍに連結されている。そして、このロータリーシャッタ２５は、モータ２５Ｍに駆動されて回転し、その透過部２５１を、間欠的に光路中に挿入する。なお、このモータ２５Ｍは、移動機構２５Ｓに取り付けられている。そして、この移動機構２５Ｓは、モータ２５Ｍ及びロータリーシャッタ２５を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、この移動機構２５Ｓは、ロータリーシャッタ２５を、その開口部２５１を光路中に挿入可能となる挿入位置，又は，光路から退避した退避位置へ、移動させる。なお、図１のロータリーシャッタ２５は、挿入位置にある。そして、このロータリーシャッタ２５は、図１の状態から図１の上下方向における上向きへ移動することにより、退避位置をとる。
【００３２】なお、このロータリーシャッタ２５及び集光レンズ２３間の所定位置において、白色光の光路と励起光の光路とは、直交している。即ち、励起光源２２は、発した励起光が、白色光源２１から発せられた白色光の光路上における上記所定位置で、当該白色光の光路と直交するように、配置されている。これら白色光及び励起光の光路同士が直交する位置には、ハーフミラー２６が、挿入される。このハーフミラー２６は、該ハーフミラー２６を透過した白色光の光路と同じ光路上を励起光が進むように、この励起光を反射させる。
【００３３】また、励起光源２２から発せられた励起光の光路上におけるハーフミラー２６以前の位置には、第２のロータリーシャッタ２７が、挿入される。このロータリーシャッタ２７は、図２の（Ｃ）に示されるように、円板状に形成され、その外周に沿ったリング状の部分に、１つの開口が開けられている。この開口には、透明な平行平板状の光学部材が填め込まれている。この光学部材が、励起光を透過させる透過部２７１になっている。
【００３４】図１に示されるように、このロータリーシャッタ２７は、モータ２７Ｍに連結されている。そして、このロータリーシャッタ２７は、モータ２７Ｍに駆動されて回転し、その透過部２７１を、間欠的に光路中に挿入する。
【００３５】これらハーフミラー２６及びモータ２７Ｍは、ステージ２８に対して固定されている。このステージ２８は、ステージ移動機構２９に連結されている。このステージ移動機構２９は、ステージ２８を移動させることにより、ハーフミラー２６，並びに，モータ２７Ｍ及びロータリーシャッタ２７を、図１の上下方向へ移動させる。即ち、ステージ移動機構２９は、ステージ２８を、ハーフミラー２６が白色光の光路中に挿入された挿入位置，又は，ハーフミラー２６が白色光の光路から退避した退避位置へ、移動させる。なお、図１のステージ２８は、挿入位置にある。そして、このステージ２８は、図１に示された状態から図１の上下方向における下向きへ移動することにより、退避位置をとる。
【００３６】また、プロセッサＴにおけるタイミングコントローラＴ１，画像信号処理回路Ｔ２，及びシステムコントローラＴ３は、相互に接続されている。このプロセッサＴのタイミングコントローラＴ１は、各モータ２４Ｍ，２５Ｍ，２７Ｍに夫々接続されている。そして、このタイミングコントローラＴ１は、これら各モータ２４Ｍ，２５Ｍ，２７Ｍを夫々同期させて、等速回転させる。
【００３７】このプロセッサＴのシステムコントローラＴ３は、各移動機構２４Ｓ，２５Ｓ，及びステージ移動機構２９と、夫々接続されている。そして、このシステムコントローラＴ３は、移動機構２４Ｓを制御することにより、ＲＧＢホイール２４を挿入位置へ移動させるとともに、移動機構２５Ｓ及びステージ移動機構２９を夫々制御することにより、第１のロータリーシャッタ２５及びステージ２８を退避位置へ移動させることができる。この状態において、光源ユニット２０が、通常観察状態にあると称される。
【００３８】一方、図１に示されるように、システムコントローラＴ３が、移動機構２４Ｓを制御することにより、ＲＧＢホイール２４を退避位置へ移動させるとともに、移動機構２５Ｓ及びステージ移動機構２９を夫々制御することにより、第１のロータリーシャッタ２５及びステージ２８を挿入位置へ移動させることができる。この状態において、光源ユニット２０が、蛍光観察状態にあると称される。
【００３９】なお、システムコントローラＴ３は、操作スイッチ１５の状態に応じて、光源ユニット２０を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。即ち、術者は、操作スイッチ１５を切り換えることにより、光源ユニット２０を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。
【００４０】この光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、白色光源２１から発せられた白色光は、集光レンズ２３へ入射する。一方、ステージ２８は、退避位置にあるので、励起光源２２から発せられた励起光は、集光レンズ２３へは入射しない。また、第１のロータリーシャッタ２５も、退避位置にある。従って、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合には、集光レンズ２３には、常時、白色光のみが入射する。
【００４１】この集光レンズ２３を透過した白色光は、ＲＧＢホイール２４の各フィルタ２４１〜２４３により、Ｂ光，Ｇ光，及びＲ光に順次変換される。これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光は、ライトガイド１３の基端面（入射面）に収束する。そして、これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光は、このライトガイド１３により導かれて、配光レンズ１１へ向かう。すると、配光レンズ１１からは、これらＢ光，Ｇ光，及びＲ光が、順次、繰り返し射出される。
【００４２】この配光レンズ１１から射出されたＢ光，Ｇ光，及びＲ光が、順次、被検体を照射している際に、内視鏡１の対物レンズ１２は、ＣＣＤ１４の撮像面近傍に被検体像を形成する。この被検体像は、ＣＣＤ１４により画像信号に変換される。なお、ＣＣＤ１４は、プロセッサＴのタイミングコントローラＴ１に接続されており、このタイミングコントローラＴ１から送信された駆動信号に従って、画像信号を出力する。また、プロセッサＴの画像信号処理回路Ｔ２は、ＣＣＤ１４に接続されており、このＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得する。
【００４３】図３は、本実施形態の照明及び画像取得のタイミングチャートである。なお、この図３の（Ａ）は、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、タイミングコントローラＴ１から出力されたＣＣＤ１４への駆動信号を示している。また、この図３の（Ｂ）は、光源ユニット２０が通常観察状態にある場合に、配光レンズ１１から被検体へ向けて射出されたＢ光，Ｇ光，及びＲ光の照射期間を示している。
【００４４】この図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、配光レンズ１１からＢ光が射出される「Ｂ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｂ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＢ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｂ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｂ転送」期間中に、Ｂ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４５】この「Ｂ転送」期間の直後の「Ｇ蓄積」期間は、配光レンズ１１からＧ光が射出される「Ｇ照射」期間に対応している。この「Ｇ蓄積」期間において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｇ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｇ転送」期間中に、Ｇ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４６】この「Ｇ転送」期間の直後の「Ｒ蓄積」期間は、配光レンズ１１からＲ光が射出される「Ｒ照射」期間に対応している。この「Ｒ蓄積」期間において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｒ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｒ転送」期間中に、Ｒ画像信号として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００４７】そして、画像信号処理回路Ｔ２は、後述の如く、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号に基づき、被検体のカラー画像を示すカラー画像信号を生成する。なお、画像信号処理回路Ｔ２は、モニタ３に接続されている。そして、この画像信号処理回路Ｔ２は、生成したカラー画像信号に基づいて、被検体のカラー画像をモニタ３に表示させる。
【００４８】次に、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合について、説明する。この場合に、白色光源２１から発せられた白色光は、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されている期間中にのみ、ハーフミラー２６へ向けて射出される。一方、励起光源２２から射出された励起光は、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されている期間中にのみ、ハーフミラー２６へ向けて射出される。
【００４９】なお、タイミングコントローラＴ１は、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されていない期間中に、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されるように、かつ、第２のロータリーシャッタ２７の透過部２７１が光路中に挿入されていない期間中に、第１のロータリーシャッタ２５の透過部２５１が光路中に挿入されるように、各モータ２５Ｍ，２７Ｍを夫々等速回転させている。
【００５０】このため、ハーフミラー２６へは、白色光と励起光とが、交互に繰り返し入射する。このハーフミラー２６を透過した白色光は、集光レンズ２３によりライトガイド１３の入射面に収束される。一方、このハーフミラー２６により反射された励起光は、集光レンズ２３によりライトガイド１３の入射面に収束される。そして、これら白色光及び励起光は、交互に、ライトガイド１３により導かれて、配光レンズ１１へ向かう。すると、配光レンズ１１からは、これら白色光及び励起光が、交互に繰り返し射出される。
【００５１】そして、被検体が白色光に照明されている期間中には、この被検体表面において反射された光は、対物レンズ１２により収束されて、ＣＣＤ１４の撮像面近傍に被検体像を形成する。この被検体像は、ＣＣＤ１４により画像信号に変換される。
【００５２】一方、この被検体に対して励起光が照射されている期間中には、この被検体は、自家蛍光を発する。このため、対物レンズ１２へは、この被検体から発せられた自家蛍光，及び，この被検体表面において反射された励起光が、入射する。但し、励起光は、図示せぬ励起光カットフィルタにより遮断されるので、ＣＣＤ１４の撮像面近傍には、被検体の自家蛍光のみによる被検体像が形成される。
【００５３】なお、ＣＣＤ１４は、タイミングコントローラＴ１から送信された駆動信号に従って、画像信号を出力する。また、プロセッサＴの画像信号処理回路Ｔ２は、ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得する。図３の（Ｃ）は、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合に、タイミングコントローラＴ１から出力されたＣＣＤ１４の駆動信号を示している。また、この図３の（Ｄ）は、光源ユニット２０が蛍光観察状態にある場合に、配光レンズ１１から被検体へ向けて射出された励起光（ＵＶ光），及び白色光（Ｗ光）の照射期間を示している。
【００５４】この図３の（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、配光レンズ１１からＷ光が射出される「Ｗ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｗ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＷ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、Ｗ光による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｗ転送」期間中に、Ｗ画像信号（参照画像信号）として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００５５】一方、配光レンズ１１からＵＶ光が射出される「ＵＶ照射」期間が、ＣＣＤ１４の「Ｆ蓄積」期間に相当する。即ち、被検体にＵＶ光が照射された状態において、ＣＣＤ１４の各画素には、自家蛍光（Ｆ光）による被検体像に対応した電荷が蓄積される。このように蓄積された電荷は、直後の「Ｆ転送」期間中に、Ｆ画像信号（蛍光画像信号）として画像信号処理回路Ｔ２へ送信される。
【００５６】＜画像信号処理回路の構成＞この画像信号処理回路Ｔ２は、これらＷ画像信号，及びＦ画像信号を取得して処理し、モニタ３に画像表示させる回路である。図４は、画像信号処理回路Ｔ２を示すブロック図である。この図４に示されるように、画像信号処理回路Ｔ２は、タイミングコントローラＴ１に夫々接続されたＣＣＤプロセス回路Ｔ２１，Ａ／ＤコンバータＴ２２，フレームメモリＴ２３，３つのメモリＴ２４〜Ｔ２６，ピーク値検出回路Ｔ２７，演算回路Ｔ２８，及び，ビデオプロセス回路Ｔ２９を、備えている。
【００５７】ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１は、ＣＣＤ１４に接続されている。そして、このＣＣＤプロセス回路Ｔ２１は、ＣＣＤ１４から出力された画像信号を取得して、ホワイトバランスの調整，及びγ補正等の処理を施した後に、出力する。Ａ／ＤコンバータＴ２２は、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換して、デジタルの画像信号（画像データ）として出力する。
【００５８】フレームメモリＴ２３は、ＣＣＤ１４の画素毎に１０ビットのデータを記憶可能な記憶領域を有する。そして、Ａ／ＤコンバータＴ２２から出力された画像データは、一旦、このフレームメモリＴ２３内に格納される。そして、このフレームメモリＴ２３内に格納された信号は、入力のときとは異なる所定のタイミングで、出力される。
【００５９】３つのメモリＴ２４〜Ｔ２６は、いずれも、ＣＣＤ１４の画素毎に１０ビットのデータを記憶可能な記憶領域を、有する。これら各メモリＴ２４〜Ｔ２６，及び，ピーク値検出回路Ｔ２７は、フレームメモリＴ２３に夫々接続されている。そして、これら各メモリＴ２４〜Ｔ２６，及び，ピーク値検出回路Ｔ２７には、フレームメモリＴ２３から出力された信号が、入力される。但し、各メモリＴ２４〜Ｔ２６には、タイミングコントローラＴ１により夫々指定された期間中にフレームメモリＴ２３から出力された画像データのみが、格納される。
【００６０】図５は、演算回路Ｔ２８のブロック図である。この演算回路Ｔ２８は、一対の係数器ＭＦ，ＭＷ，減算器，及び，一対のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を、有している。第１の係数器ＭＦは、第１のメモリＴ２４に接続されている。一方、第２の係数器ＭＷは、第２のメモリＴ２５に接続されている。また、これら両係数器ＭＦ，ＭＷは、夫々、ピーク値検出回路Ｔ２７に接続されている。
【００６１】そして、これら両係数器ＭＦ，ＭＷは、各メモリＴ２４、Ｔ２５から夫々読み出されたデータに対して、レベル調整のための係数値を乗ずる信号調整部として機能する。なお、これら両係数器ＭＦ，ＭＷに設定される係数値は、ピーク値検出回路Ｔ２７により算出される。このピーク値検出回路Ｔ２７については、図８乃至図１２を用いて後述する。
【００６２】図５に示された第１のスイッチＳＷ１，及び第２のスイッチＳＷ２は、夫々、図示せぬ信号線によりシステムコントローラＴ３と接続されている。そして、システムコントローラＴ３は、これら両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を、夫々切り換えて、各メモリＴ２４，Ｔ２５，Ｔ２６から読み出された画像データを、３つの出力端子Ｐ１〜Ｐ３へ出力させる。
【００６３】なお、図４に示されるように、演算回路Ｔ２８は、ビデオプロセス回路Ｔ２９に接続されている。さらに、このビデオプロセス回路Ｔ２９は、モニタ３に接続されている。そして、図５に示された演算回路Ｔ２８の各出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３から出力されたデータは、夫々、カラー画像のＢ成分，Ｇ成分，Ｒ成分として、ビデオプロセス回路Ｔ２９に入力する。
【００６４】このビデオプロセス回路Ｔ２９は、Ｂ成分，Ｇ成分，及びＲ成分に夫々対応したデータを、Ｄ／Ａ変換することにより、アナログのＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号を、取得する。さらに、このビデオプロセス回路Ｔ２９は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号とともに動画表示用の所定の仕様に基づく同期信号を、モニタ３へ出力する。そして、モニタ３は、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号，並びに，同期信号に基づいて、カラー画像をその画面に動画表示する。
【００６５】図５に示された演算回路Ｔ２８における第１のスイッチＳＷ１は、第１の出力端子Ｐ１への出力を選択するためのものである。即ち、第１のスイッチＳＷ１は、第１の出力端子Ｐ１へ、第１のメモリＴ２４から読み出された画像データを出力する通常観察状態，又は，第２の係数器ＭＷから出力されたデータと第１の係数器ＭＦから出力されたデータとの差分データを出力する蛍光観察状態に、切り換えられる。但し、図５における第１のスイッチＳＷ１は、蛍光観察状態になっている。
【００６６】この演算回路Ｔ２８における第２のスイッチＳＷ２は、第３の出力端子Ｐ３への出力を選択するためのものである。即ち、第２のスイッチＳＷ２は、第３の出力端子Ｐ３へ、第３のメモリＴ２６から読み出された画像データを出力する通常観察状態，又は，第２のメモリＴ２５から読み出された画像データを出力する蛍光観察状態に、切り換えられる。但し、図５における第２のスイッチＳＷ２は、蛍光観察状態になっている。
【００６７】なお、第１の出力端子Ｐ１，及び第３の出力端子Ｐ３へ夫々出力される画像データは、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２によって切り換えられるのに対し、第２の出力端子Ｐ２へは、常に、第２のメモリＴ２５から読み出された画像データが、出力される。
【００６８】そして、システムコントローラＴ３は、光源ユニット２０を通常観察状態に設定するとともに演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を夫々通常観察状態に切り換えることにより、この演算回路Ｔ２８に、被検体のカラー画像を示すデータをビデオプロセス回路Ｔ２９へ送信させることができる。図６は、通常観察状態における処理の説明図である。
【００６９】一方、システムコントローラＴ３は、光源ユニット２０を蛍光観察状態に設定するとともに演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を夫々蛍光観察状態に切り換えることにより、この演算回路Ｔ２８に、両係数器ＭＷ，ＭＦから出力されたデータの差分データを、ビデオプロセス回路Ｔ２９へ送信させることができる。図７は、蛍光観察状態における処理の説明図である。
【００７０】なお、システムコントローラＴ３は、操作スイッチ１５の状態に応じて、光源ユニット２０とともに各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。即ち、術者は、操作スイッチ１５を切り換えることにより、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を、通常観察状態又は蛍光観察状態に切り換える。
【００７１】まず、図４乃至図６を参照して、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、通常観察状態に設定された場合の処理について説明する。この場合には、ＣＣＤ１４からＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号が、順次繰り返して出力される。これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号は、夫々、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１及びＡ／ＤコンバータＴ２２により処理されることにより、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データに変換される。これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、一旦、フレームメモリＴ２３内に格納された後に、このフレームメモリＴ２３から読み出される。
【００７２】そして、フレームメモリＴ２３から読み出されたＢ画像データは、第１のメモリＴ２４内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３から読み出されたＧ画像データは、第２のメモリＴ２５内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３から読み出されたＲ画像データは、第３のメモリＴ２６内に格納される。
【００７３】これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、夫々、各メモリＴ２４〜Ｔ２６から所定のタイミングで読み出され、演算回路Ｔ２８へ出力される。そして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が通常観察状態にあるので、各出力端子Ｐ１〜Ｐ３へは、夫々、Ｂ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データが、出力される。即ち、図６に示されるように、各メモリＴ２４〜Ｔ２６から夫々読み出されたＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データは、各出力端子Ｐ１，Ｐ２，及びＰ３へ出力される。
【００７４】ビデオプロセス回路Ｔ２９は、これらＢ画像データ，Ｇ画像データ，及びＲ画像データを、Ｄ／Ａ変換することにより、アナログのＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号を取得し、同期信号とともに、通常画像信号としてモニタ３へ送信する。すると、モニタ３には、被検体のカラー画像が動画表示される。
【００７５】次に、図４，図５及び図７を参照して、光源ユニット２０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、蛍光観察状態に設定された場合の処理について説明する。この場合には、ＣＣＤ１４からＦ画像信号，及びＷ画像信号が、交互に繰り返して出力される。これらＦ画像信号，及びＷ画像信号は、夫々、ＣＣＤプロセス回路Ｔ２１及びＡ／ＤコンバータＴ２２により処理されることにより、Ｆ画像データ，及びＷ画像データに変換される。即ち、Ａ／ＤコンバータＴ２２からは、これらＦ画像データ，及びＷ画像データが、交互に出力される。これらＦ画像データ，及びＷ画像データは、一旦、フレームメモリＴ２３内に格納された後に、このフレームメモリＴ２３から読み出される。
【００７６】そして、フレームメモリＴ２３からＦ画像データが読み出されている期間中に、このＦ画像データは、第１のメモリＴ２４内に格納される。次に、フレームメモリＴ２３からＷ画像データが読み出されている期間中に、このＷ画像データは、第２のメモリＴ２５内に格納される。
【００７７】これらＦ画像データ，及びＷ画像データは、夫々、各メモリＴ２４，Ｔ２５から所定のタイミングで読み出される。そして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が蛍光観察状態にあるので、図７に示されるように、第２の出力端子Ｐ２，及び第３の出力端子Ｐ３へは、Ｗ画像データが出力される。但し、第１の出力端子Ｐ１へは、両係数器ＭＷ，ＭＦから出力されたデータの差分データが、出力される。即ち、第２のメモリＴ２５から読み出されてレベル調整されたＷ画像データと、第１のメモリＴ２４から読み出されてレベル調整されたＦ画像データとの差分データが、第１の出力端子Ｐ１へ出力される。
【００７８】ビデオプロセス回路Ｔ２９は、これら各出力端子Ｐ１〜Ｐ３から出力された画像データを、Ｄ／Ａ変換し、同期信号とともに診断用画像信号としてモニタ３へ送信する。すると、モニタ３には、被検体の画像（診断用画像）が動画表示される。
【００７９】仮に、各出力端子Ｐ１〜Ｐ３へＷ画像データのみが出力されるならば、モニタ３には、白色光が照射された状態における被検体のモノクロ画像が、表示されることになる。しかし、実際には、上記のように第１の出力端子Ｐ１へは、Ｗ画像データからＦ画像データが減算された差分データが出力される。このため、モニタ３に表示された診断用画像において、被検体の自家蛍光が発せられていない部分に対応する領域は、当該部分のモノクロ画像と同等もしくは青色になっている。一方、モニタ３に表示された画像において、被検体の自家蛍光が発せられている部分に対応する領域は、その自家蛍光の強度に応じて着色された状態になっている。
【００８０】＜ピーク値検出回路の詳細構成＞上記の両係数器ＭＦ，ＭＷに用いられる係数値は、ピーク値検出回路Ｔ２７により算出される。なお、第１の係数器ＭＦに設定される係数値が蛍光係数値と称される。一方、第２の係数器ＭＷに設定される係数値が参照係数値と称される。以下、図８を参照してピーク値検出回路Ｔ２７の構成について、説明する。この図８に示されるように、ピーク値検出回路Ｔ２７は、比較器Ｄ，３つのスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，一対のレジスタＥＦ，ＥＷ，及び，一対の正規化回路ＮＦ，ＮＷを、備えている。なお、これら比較器Ｄ，各スイッチＳＷ３〜ＳＷ５，両レジスタＥＦ，ＥＷは、ピーク値検出部に相当し、両正規化回路ＮＦ，ＮＷは、係数値取得部に相当する。
【００８１】これらのうち、両レジスタＥＦ，ＥＷは、ＣＣＤ１４の１画素分に相当する１０ビットのデータを、夫々格納可能である。スイッチＳＷ３は、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータを出力する状態，又は，何も出力しない状態に、切り換えられる。このスイッチＳＷ３は、比較器Ｄに接続されており、この比較器Ｄの状態に応じて切り換えられる。
【００８２】また、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、図示せぬ信号線によりタイミングコントローラＴ１と接続されている。一方のスイッチＳＷ４は、スイッチＳＷ３から出力されたデータを、第１のレジスタＥＦへ出力するＦ選択状態，又は，第２のレジスタＥＷへ出力するＷ選択状態に、切り換えられる。他方のスイッチＳＷ５は、第１のレジスタＥＦから読み出されたデータを出力するＦ選択状態，又は，第２のレジスタＥＷから読み出されたデータを出力するＷ選択状態に、切り換えられる。
【００８３】そして、タイミングコントローラＴ１は、フレームメモリＴ２３からＦ画像データが読み出されている期間中に、これら両スイッチＳＷ４，ＳＷ５を夫々Ｆ選択状態に切り換え、フレームメモリＴ２３からＷ画像データが読み出されている期間中に、これら両スイッチＳＷ４，ＳＷ５を夫々Ｗ選択状態に切り換える。なお、図８における両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、いずれもＦ選択状態になっている。
【００８４】比較器Ｄは、０又は１に設定されるフラグを、有している。そして、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータと、スイッチＳＷ５から出力されたデータとを比較して、そのフラグを設定する。即ち、フレームメモリＴ２３から出力されたデータが、スイッチＳＷ５から出力されたデータよりも大きい場合には、フラグは１に設定され、それ以外の場合には、フラグは０に設定される。
【００８５】そして、スイッチＳＷ３は、比較器Ｄのフラグが１の場合には、フレームメモリＴ２３から読み出されたデータを出力する状態に設定され、比較器Ｄのフラグが０の場合には、何も出力しない状態に設定される。
【００８６】このピーク値検出回路Ｔ２７は、光源ユニット２０及び演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、蛍光観察状態に設定された場合に、フレームメモリＴ２３から出力されたＦ画像データ及びＷ画像データを、所定の処理単位である１フレームずつ繰り返し処理する。
【００８７】まず、Ｆ画像データ（１フレーム）の処理について、図９乃至図１１を参照して説明する。この処理の開始時に、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、Ｆ選択状態に設定される。従って、Ｆ画像データの処理の際には、レジスタＥＦが利用され、レジスタＥＷは利用されない。なお、この処理の開始時に、レジスタＥＦは、ゼロクリアされる。即ち、図９に示されるように、レジスタＥＦ内の値は０に設定される。
【００８８】そして、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの最初の１画素のデータＰ１を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出された０を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ１がＰ１＞０であるとすると、比較器Ｄは、そのフラグを１に設定する。すると、スイッチＳＷ３は、フレームメモリＴ２３からのデータを出力する状態に設定されるので、このスイッチＳＷ３からは、Ｐ１が出力される。そして、このスイッチＳＷ３から出力されたＰ１は、スイッチＳＷ４を介してレジスタＥＦへ出力される。このため、レジスタＥＦ内には、Ｐ１が格納される。
【００８９】次に、図１０に示されるように、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの２番目の画素のデータＰ２を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出されたＰ１を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ２がＰ２≦Ｐ１であるとすると、比較器Ｄは、そのフラグを０に切り換える。すると、スイッチＳＷ３は、データを出力しない状態に設定される。このため、レジスタＥＦは、Ｐ１を格納した状態を保つ。
【００９０】次に、図１１に示されるように、比較器Ｄは、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データのうちの３番目の画素のデータＰ３を取得するとともに、スイッチＳＷ５を介して、レジスタＥＦから読み出されたＰ１を取得する。なお、フレームメモリＴ２３からのＰ３がＰ３≦Ｐ１であると、比較器Ｄは、そのフラグを０に保つ。すると、スイッチＳＷ３は、データを出力しない状態に設定される。このため、レジスタＥＦは、Ｐ１を格納した状態を保つ。
【００９１】さらに、ピーク値検出回路Ｔ２７は、フレームメモリＴ２３から読み出されたＦ画像データ（１フレーム）における残りの全ての画素について、同様に処理する。この全ての画素についての処理後、レジスタＥＦ内には、１フレーム分のＦ画像データにおける各画素の輝度のうちの最大値（蛍光ピーク値）が、格納されている。
【００９２】そして、正規化回路ＮＦは、このレジスタＥＦから蛍光ピーク値を読み出して、蛍光係数値を算出する。この蛍光係数値をｙとし、レジスタＥＦから読み出される蛍光ピーク値をｘとすると、当該蛍光係数値ｙは、（１）式、ｙ＝１０２３／ｘ …（１）
に基づいて、算出される。図１２は、この（１）式のグラフである。なお、Ｆ画像データは、ＣＣＤ１４の各画素の輝度を１０ビット（０〜１０２３）で表現している。このため、レジスタＥＦから読み出される値は、１０２３（上限値）を越えることがない。これら（１）式及び図１２のグラフに示されるように、蛍光ピーク値ｘがｘ＝１０２３のときに、蛍光係数値ｙは、ｙ＝１．０になる。この蛍光ピーク値ｘが小さくなるにつれて、蛍光係数値ｙは大きくなってゆく。つまり、この蛍光係数値ｙは、蛍光ピーク値ｘに対して反比例している。このため、蛍光ピーク値ｘと蛍光係数値ｙとの積は、常に、一定になる（ｘ・ｙ＝１０２３）。
【００９３】そして、正規化回路ＮＦは、算出した蛍光係数値を、係数器ＭＦへ送信することにより、この係数器ＭＦに、蛍光係数値を設定する。
【００９４】次に、ピーク値検出回路Ｔ２７は、Ｗ画像データ（１フレーム）を処理する。この処理の開始時に、両スイッチＳＷ４，ＳＷ５は、夫々、Ｗ選択状態に設定される。従って、Ｗ画像データの処理の際には、レジスタＥＷが利用され、レジスタＥＦは利用されない。なお、この処理の開始時に、レジスタＥＷは、ゼロクリアされる。
【００９５】そして、上記のＦ画像データの処理の場合と同様に、Ｗ画像データが１フレーム分処理された後には、レジスタＥＷ内には、１フレーム分のＷ画像データにおける各画素の輝度値のうちの最大値（参照ピーク値）が、格納されている。この参照ピーク値は、正規化回路ＮＷに読み出されて参照係数値の算出に用いられる。なお、この正規化回路ＮＷにおける処理は、上記の正規化回路ＮＦの場合と同様である。そして、係数器ＭＷには、正規化回路ＮＷにより算出された参照係数値が、設定される。
【００９６】上述のように、フレームメモリＴ２３からＦ画像データ及びＷ画像データが順に１フレームずつ読み出されると、両係数器ＭＦ，ＭＷには、蛍光係数値及び参照係数値が夫々設定され、メモリＴ２４内には、Ｆ画像データが１フレーム分格納されるとともに、メモリＴ２５内には、Ｗ画像データが１フレーム分格納される。
【００９７】そして、図５に示された演算回路Ｔ２８は、メモリＴ２５からＷ画像データを読み出して各出力端子Ｐ２，Ｐ３へ出力する。同時に、演算回路Ｔ２８の係数器ＭＷは、このＷ画像データに参照係数値を乗じてレベル調整し、係数器ＭＦは、メモリＴ２４から読み出されたＦ画像データに蛍光係数値を乗じてレベル調整する。このレベル調整により、Ｆ画像データ及びＷ画像データにおける各画素の輝度値の最大値は、夫々、１０２３に設定される。そして、出力端子Ｐ１へは、レベル調整されたＷ画像データからレベル調整されたＦ画像データが差し引かれた差分データが、出力される。
【００９８】これら各出力端子Ｐ１〜Ｐ３から出力された画像データは、ビデオプロセス回路Ｔ２９によりＤ／Ａ変換され、同期信号とともに診断用画像信号としてモニタ３へ送信される。そして、上記の処理が繰り返されることにより、モニタ３には、被検体の診断用画像が動画表示される。
【００９９】＜実施形態の作用＞上記のように、光源ユニット２０，及び演算回路Ｔ２８の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が夫々蛍光観察状態に設定された場合に、画像信号処理回路Ｔ２のフレームメモリＴ２３内には、Ｆ画像データ及びＷ画像データが１フレームずつ順次格納されてゆく。
【０１００】そして、画像信号処理回路Ｔ２は、そのフレームメモリＴ２３内に格納したＦ画像信号及びＷ画像信号を、１フレームずつ繰り返し読み出すとともに、各フレーム毎に、当該フレーム中のデータの増幅のゲインを調節している。このため、出力端子Ｐ１へ出力される差分データは、常に、最適にレベル調整されている。即ち、モニタ３上の診断用画像におけるＢ成分は、被検体の状態に関らず、常に最適に調節されている。このため、生体内の部位や被験者の個人差に関らず、常に、最適に調節された診断用画像が得られる。従って、術者は、この診断用画像を観察することにより、正確な診断を行うことができる。
【０１０１】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の電子内視鏡装置は、蛍光画像信号を、その強度が常に最適になるように増幅している。従って、多様な被検体に対して当該被検体の状態を正確に示す蛍光画像信号が取得される。さらに、この蛍光画像信号に基づいて診断用画像が得られると、術者は、この診断用画像を観察することにより、常に、被検体の状態を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電子内視鏡装置を示す構成図
【図２】 本発明の一実施形態のホイール及びロータリーシャッタを示す図
【図３】 本発明の一実施形態の照明及び画像取得のタイミングチャート
【図４】 本発明の一実施形態の画像信号処理回路を示すブロック図
【図５】 本発明の一実施形態の演算回路を示すブロック図
【図６】 通常観察状態における処理の説明図
【図７】 蛍光観察状態における処理の説明図
【図８】 本発明の一実施形態のピーク値検出回路を示すブロック図
【図９】 ピーク値検出処理の説明図
【図１０】 ピーク値検出処理の説明図
【図１１】 ピーク値検出処理の説明図
【図１２】 正規化回路における係数値決定用のグラフ
【符号の説明】
１ 電子内視鏡
１１ 配光レンズ
１２ 対物レンズ
１３ ライトガイド
１４ ＣＣＤエリアセンサ
２ 外部装置（光源・プロセッサ装置）
２０ 光源ユニット
２４ ホイール
２４Ｓ 移動機構
２４Ｍ モータ
Ｔ プロセッサ
Ｔ１ タイミングコントローラ
Ｔ２ 画像信号処理回路
Ｔ２７ ピーク値検出回路
ＮＦ，ＮＷ 正規化回路
Ｔ２８ 演算回路
ＭＦ，ＭＷ 係数器
Ｔ３ システムコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】被検体を照明する照明光学系と、可視光，及び，生体組織自体からの蛍光を励起する励起光を発し、これら可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く光源ユニットと、前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮像して画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照明光学系に可視光が導かれている期間に対応する部分に基づいて参照画像信号を生成し、前記照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分に基づいて蛍光画像信号を生成し、この蛍光画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この蛍光画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅するプロセッサとを備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】前記プロセッサは、前記参照画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この参照画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】前記プロセッサは、前記参照画像信号及び蛍光画像信号における互いに対応した所定の処理単位の部分を取得して、前記参照画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である参照ピーク値を取得するとともに、前記蛍光画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である蛍光ピーク値を取得するピーク値検出部と、前記参照ピーク値に基づいて参照係数値を取得するとともに、前記蛍光ピーク値に基づいて蛍光係数値を取得する係数値取得部と、前記参照画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する参照係数値を乗じた強度になるよう増幅するとともに、前記蛍光画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する蛍光係数値を乗じた強度になるよう増幅する信号調整部とを、備えたことを特徴とする請求項２記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】前記係数値は、前記ピーク値に反比例することを特徴とする請求項３記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】前記プロセッサは、参照画像信号から蛍光画像信号を減算することにより、診断用画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】前記光源ユニットは、円板状に形成されるとともに、青色光のみを透過させるＢフィルタ，緑色光のみを透過させるＧフィルタ，及び赤色光のみを透過させるＲフィルタが、周方向に沿って夫々配列されたホイールと、このホイールを回転させるとともにその各フィルタを、順次繰り返して可視光の光路中に挿入させるか，又は，このホイールを可視光の光路から退避させるホイール駆動機構とを、有し、前記プロセッサは、前記光源ユニットを、可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く蛍光観察状態，又は，可視光のみを前記照明光学系へ導く通常観察状態に設定可能であり、前記光源ユニットを蛍光観察状態に設定した場合には、前記ホイール駆動機構を制御して前記ホイールを可視光の光路から退避させるとともに、参照画像信号から蛍光画像信号を減算することにより、診断用画像信号を生成し、前記光源ユニットを通常観察状態に設定した場合には、前記ホイール駆動機構を制御して前記ホイールの各フィルタを可視光の光路中に順次挿入させるとともに、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記Ｂフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＢ画像信号を生成し、前記Ｇフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＧ画像信号を生成し、前記Ｒフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＲ画像信号を生成し、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号に基づいて、被検体のカラー画像に対応した通常画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】前記プロセッサから出力された画像信号を表示するモニタを、さらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１】被検体を照明する照明光学系と、可視光，及び，生体組織自体からの蛍光を励起する励起光を発し、これら可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く光源ユニットと、前記被検体表面からの光のうちの励起光以外の成分を収束させて、この被検体表面の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検体表面の像を撮像して画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記照明光学系に可視光が導かれている期間に対応する部分に基づいて参照画像信号を生成し、前記照明光学系に励起光が導かれている期間に対応する部分に基づいて蛍光画像信号を生成し、この蛍光画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この蛍光画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅するプロセッサとを備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】前記プロセッサは、前記参照画像信号における所定の処理単位中の最大値が所定の上限値よりも小さい場合には、この参照画像信号を、その強度が前記上限値を超えない範囲内で前記処理単位毎に増幅することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】前記プロセッサは、前記参照画像信号及び蛍光画像信号における互いに対応した所定の処理単位の部分を取得して、前記参照画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である参照ピーク値を取得するとともに、前記蛍光画像信号のうちの当該処理単位の部分における信号の最大値である蛍光ピーク値を取得するピーク値検出部と、前記参照ピーク値に基づいて参照係数値を取得するとともに、前記蛍光ピーク値に基づいて蛍光係数値を取得する係数値取得部と、前記参照画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する参照係数値を乗じた強度になるよう増幅するとともに、前記蛍光画像信号のうちの前記処理単位の部分における信号を、その強度に当該処理単位の部分に対応する蛍光係数値を乗じた強度になるよう増幅する信号調整部とを、備えたことを特徴とする請求項２記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】前記係数値は、前記ピーク値に反比例することを特徴とする請求項３記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】前記プロセッサは、参照画像信号から蛍光画像信号を減算することにより、診断用画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】前記光源ユニットは、円板状に形成されるとともに、青色光のみを透過させるＢフィルタ，緑色光のみを透過させるＧフィルタ，及び赤色光のみを透過させるＲフィルタが、周方向に沿って夫々配列されたホイールと、このホイールを回転させるとともにその各フィルタを、順次繰り返して可視光の光路中に挿入させるか，又は，このホイールを可視光の光路から退避させるホイール駆動機構とを、有し、前記プロセッサは、前記光源ユニットを、可視光と励起光とを交互に切り換えて繰り返し前記照明光学系へ導く蛍光観察状態，又は，可視光のみを前記照明光学系へ導く通常観察状態に設定可能であり、前記光源ユニットを蛍光観察状態に設定した場合には、前記ホイール駆動機構を制御して前記ホイールを可視光の光路から退避させるとともに、参照画像信号から蛍光画像信号を減算することにより、診断用画像信号を生成し、前記光源ユニットを通常観察状態に設定した場合には、前記ホイール駆動機構を制御して前記ホイールの各フィルタを可視光の光路中に順次挿入させるとともに、前記撮像素子により取得された画像信号のうち、前記Ｂフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＢ画像信号を生成し、前記Ｇフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＧ画像信号を生成し、前記Ｒフィルタが可視光の光路中に挿入されている期間に対応する部分に基づいてＲ画像信号を生成し、これらＢ画像信号，Ｇ画像信号，及びＲ画像信号に基づいて、被検体のカラー画像に対応した通常画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】前記プロセッサから出力された画像信号を表示するモニタを、さらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【図１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００２−１４３０８０（Ｐ２００２−１４３０８０Ａ）
【公開日】平成１４年５月２１日（２００２．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−３４３５９１（Ｐ２０００−３４３５９１）
【出願日】平成１２年１１月１０日（２０００．１１．１０）
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年５月２１日（２００２．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１１月１０日（２０００．１１．１０）
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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