JP2009034224A - 医療装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ノイズの発生を低減し、被検対象組織までの距離に関係なく、良好な蛍光観察画像を取得することのできる医療装置の実現。
【解決手段】 医療装置は、第１の光源３からの第１の照明光を被検体に照射する第１の照明窓１７と、第１の照明窓とは異なる位置に設けられ、第２の光源１６から第２の照明光を被検体に照射する第２の照明窓２３と、被検体を撮像する電子撮像部１５（１４）と、電子撮像部により得られた撮像信号に基づいて、観察画像を生成する画像生成部６４と、第１の照明窓、及び第２の照明窓から照射される夫々の照明光量を同期して調光する調光部５１と、第１の照明窓からの照明光量の増減に応じて、観察画像の色調が所定に維持されるように、調光部、或いは画像生成部を制御する制御部５０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、白色光による通常観察と蛍光画像とを観察可能とする医療装置に関する。
近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになった。また、医療用分野においては、通常の白色光による通常画像を得る内視鏡装置の他に、蛍光画像を得る内視鏡装置も実現されている。
このような蛍光画像を得る内視鏡装置には、例えば、特許文献１に記載されるように、１つの撮像素子により通常画像と蛍光画像の両方を撮像可能とする技術が開示されている。また、特許文献１には、内視鏡装置が通常画像と蛍光画像を別々に撮影する２つの撮像素子を備えた構成も開示されている。
特開２００２−３３６１９６号公報
しかしながら、従来の内視鏡装置は、具備する照明装置による照明光のみで蛍光画像を取得する場合、励起光の光量が足りないと組織の自家蛍光が微弱となり、良好な蛍光画像を取得することができないという問題がある。そこで、蛍光画像を取得するときだけ、励起光を発光させる第２の照明装置を設けて、励起光量をアシストする構成が考えられる。
このように、励起光をアシスト発光する第２の照明装置を内視鏡装置に設けた場合、この第２の照明装置による発光の前後では、励起光の増減に伴い、撮像画像のホワイトバランスが崩れてしまい、カラーバランスの良いクリアな蛍光画像を取得することが困難であった。
さらに、２つの照明装置からの励起光は、挿入部の先端部に配置した２つの発光位置ズレの関係、及びこれら２つの発光位置から被検対象組織までの距離の関係に応じて、被検対象組織への配光ムラが発生してしまい、取得した蛍光画像に色むらが生じるという課題があった。
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノイズの発生を低減し、被検対象組織までの距離に関係なく、良好な蛍光観察画像を取得することのできる医療装置を実現することである。
上記目的を達成するために本発明による医療装置は、第１の光源からの第１の照明光を被検体に照射する第１の照明窓と、該第１の照明窓とは異なる位置に設けられ、第２の光源から第２の照明光を上記被検体に照射する第２の照明窓と、上記被検体を撮像する電子撮像部と、該電子撮像部により得られた撮像信号に基づいて、観察画像を生成する画像生成部と、上記第１の照明窓、及び上記第２の照明窓から照射される夫々の照明光量を同期して調光する調光部と、上記第１の照明窓からの照明光量の増減に応じて、上記観察画像の色調が所定に維持されるように、上記調光部、或いは上記画像生成部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ノイズの発生を低減し、被検対象組織までの距離に関係なく、良好な蛍光観察画像を取得することのできる医療装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本発明の実施の形態においては、体腔内に挿入して、生体組織を観察する医療装置である内視鏡装置を用いて、以下に説明する。
（第１の実施の形態）
先ず、第１の実施の形態について説明する。
図１から図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図２は内視鏡装置の挿入部の先端面構成を示す平面図、図３はライトガイドファイバからのＧ参照光における光源装置の絞り開度と光量の関係を示したグラフ、図４は発光ダイオードが発光する励起光における供給駆動電流と光量の関係を示したグラフ、図５は図３のＧ参照光の輝度信号とそのときの光量に対して、アシスト励起光を発光させる発光ダイオードへの供給駆動電流の設定された変化量に合せて、Ｇ参照光に対する一定の比率で励起光の輝度信号とそのときの光量の変化状態を示すグラフである。
図１に示す、本実施の形態の内視鏡装置１は、通常観察モードと蛍光観察モードとを備えている。この内視鏡装置１は、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡２と、通常観察用の照明光、及び蛍光観察用の励起光を発する光源装置３と、通常観察画像と蛍光画像を構築する信号処理を行うプロセッサ４と、通常光による画像と蛍光による画像を表示するモニタ５とにより主に構成される。
電子内視鏡（以下、単に内視鏡と略記する）２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７を備え、この挿入部７に連設された操作部を構成する基部に、後述する２つの撮像手段を切替える切替スイッチ（ＳＷ）、機種情報等が格納されたスコープＩＤ１２、通常観察モードと蛍光観察モードを選択する指示操作、フリーズ、及びレリーズの指示操作を行うためのスコープスイッチ（ＳＷ）１３が配設されている。
内視鏡２の挿入部７内には、通常観察のための照明光、或いは蛍光観察のための励起光を伝送するライトガイドファイバ９が挿通されている。このライトガイドファイバ９は、手元側の入射端に設けた光源用コネクタ１０まで挿設されている。そして、この光源用コネクタ１０は、光源装置３と着脱自在に接続される。
本実施の形態において、挿入部７の先端に配設された先端部８内には、２つの電子撮像部、及び２つの照明部が設けられている。
２つの電子撮像部のうちの一方は、通常観察用の電荷結合素子（以下、第１のＣＣＤと記載する）１４であり、他方が蛍光観察用の電荷結合素子（以下、第２のＣＣＤと記載する）１５である。尚、これら各ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）１４，１５のイメージセンサは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、ＣＭＤ(Ｃｈａｒｇｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ)イメージセンサ、ＡＭＩ(Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＭＯＳ Ｉｍａｇｅｒ)、ＢＣＣＤ(Ｂａｃｋ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ ＣＣＤ）イメージセンサを用いても良い。
先端部８の各ＣＣＤ１４，１５の夫々の前方側には、撮影する被写体側から順に、表面位置が先端部８の先端面に略合せられた透明な部材から形成された観察窓１８，２１と、遠点から近点までフォーカスを合わせるため空間的に入射光量を制限する絞り１９と、光学像を結ぶための対物光学系である対物レンズ２０と、が配設されている。
尚、第２のＣＣＤ１５の直前にのみ、励起光をカットする励起光カットフィルタであるバリアフィルタ２２が設けられている。このバリアフィルタ２２は、蛍光観察時に、生体組織の自家蛍光を精度よく第２のＣＣＤ１５が撮像できるように、発光している余計な励起光を遮光するフィルタである。例えば、バリアフィルタ２２は、４６０−７００ｎｍの波長帯域を透過する、つまり、青色帯域の一部の波長（４００−４６０ｎｍ）を除いた可視光を透過する特性を備えているものである。
さらに、第２のＣＣＤ１５には、第１のＣＣＤ１４よりも、高画質な画像を取得できる高精度なイメージャが用いられている。
また、２つの照明部のうちの一方は、上述した、光源装置３からの照明光、或いは励起光を伝送するライトガイドファイバ９であり、他方が組織の自家蛍光が増大するようにアシストするための励起光を発光する、例えば、中心波長４５０ｎｍの青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤと記載する）１６である。
先端部８は、内部に配置された、ライトガイドファイバ９の端面、及びＬＥＤ１６の夫々に対向するように、透明な部材から形成された２つの照明窓１７，２３が先端面に配設されている。また、先端部８内におけるＬＥＤ１６と照明窓２３の間には、所定波長領域の励起光のみを透過する励起光フィルタ２４が設けられている。
尚、本実施の形態の先端部８の先端面の構成は、図２に示すように、略中央に第１のＣＣＤ１４に対応する観察窓１８が配置され、外周側に第２のＣＣＤ１５に対応する観察窓２１、２つの照明窓１７、及びＬＥＤ１６に対応する２つの照明窓２３が配置されている。つまり、本実施の形態では、ＬＥＤ１６が２つ設けられ、これらＬＥＤ１６からの励起光が２つの照明窓２３から照射される。また、先端部８の先端面には、従来から用いられている、送気送水ノズル２５、及び処置具チャンネル開口２６が配設されている。
次に、図１に戻って、光源装置３の構成について、以下に説明する。
本実施の形態の光源装置３は、ランプ駆動回路３１により発光するように駆動され、赤外波長帯域から可視光帯域を含む光を放射するランプ３２と、このランプ３２の光路上に設けられ、モータ４９により回転位置が切り替えられる切替フィルタ３８と、ランプ３２の照明光路上に設けられ、ランプ３２からの光量を制限する光源絞り３５と、照明光路上に設けられた切替フィルタ部３０と、この切替フィルタ部３０を通った光を集光するコンデンサレンズ４１と、を備えている。
この切替フィルタ部３０は、回転用モータ３９により回転される。また、切替フィルタ部３０は、移動用モータ３７ａにより光路上に配置される通常観察用、及び蛍光観察用の夫々のフィルタが切り替えられる切替フィルタ３８を備え、回転用モータ３９に取り付けたラック３６に螺合するピニオン３７を回転駆動することにより、回転用モータ３９と共に切替フィルタ３８を光軸に直交する方向にスライド移動する。
切替フィルタ３８には、図示しないが、内周側と外周側とに同心状に、内周側の通常照明用ＲＧＢフィルタと、外周側の蛍光照明用フィルタと、が設けてられている。つまり、本実施の形態では、移動用モータ３７ａを駆動することにより光路上に通常照明用フィルタを設定して通常画像モード（通常モードともいう）での動作状態、或いは、通常照明用フィルタから蛍光照明用フィルタに切り換えて蛍光画像モード（蛍光モードともいう）に設定した動作状態に切り替えができるような構成となっている。
尚、通常照明用ＲＧＢフィルタは、周方向にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲフィルタ、Ｇフィルタ、及びＢフィルタが３等分するように設けられている。このＲＧＢフィルタは、回転モータ３９で回転駆動されることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィルタが光路上に順次、略連続的に位置する。
また、通常照明時のＲ、Ｇ、Ｂの各フィルタの透過特性は、例えば、Ｒフィルタが６００−７００ｎｍ、Ｇフィルタが５００−６００ｎｍ、Ｂフィルタが４００−５００ｎｍの各波長帯の光をそれぞれ透過するフィルタ特性に設定されている。
一方で、蛍光観察用フィルタは、通常観察用フィルタよりも切替フィルタ３８での外周側に設けられ、周方向に狭帯域の赤（Ｒ）、狭帯域の緑（Ｇ）、狭帯域の励起光（Ｂ）をそれぞれ透過するＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタが３等分するように設けられている。そして、この蛍光照明用フィルタは、回転用モータ３９で回転駆動されることにより、それぞれが光路中に順次、位置される。
また、蛍光観察用フィルタの透過特性は、例えば、Ｒフィルタが６４０−６６０ｎｍ、Ｇフィルタが５４０−５６０ｎｍ、Ｂフィルタが４００−４４０ｎｍを各波長帯域の光をそれぞれ透過するフィルタ特性に設定されている。
また、ランプ３２の直前に配設された切替フィルタ３８は、複数のフィルタが照明光路上に位置するように回転モータ３４により回転され、実質的に可視光の波長帯を制限することなく透過するフィルタの他に、蛍光モード下で、接続使用される内視鏡２に応じて、被写体側に照射される励起光の波長を制限する少なくとも１つのフィルタを備えている。尚、切替フィルタ３８は、赤外線観察のための赤外線照明光に波長帯を制限するフィルタを有している場合もある。
以上から、光源装置３からの照明光は、上述のライトガイドファイバ９により、電子内視鏡２の挿入部７の先端側に伝送（導光）される。このライトガイドファイバ９は、蛍光観察のための光と通常観察のための光を少ない伝送ロスで伝送する。尚、ライトガイドファイバ９としては、例えば多成分系ガラスファイバ、石英ファイバ等で構成される。
ライトガイドファイバ９の先端面に伝送された光は、その先端面に対向する照明窓に取り付けた照明窓１７を経て、拡開して体腔内の観察対象部位側に照射される。
次に、プロセッサ４の構成について、以下に説明する。
本実施の形態のプロセッサ４は、制御部５０と、この制御部５０に設けられた調光部を構成する調光回路５１と、機種検知回路５２と、ＣＣＤ駆動回路５３と、ＬＥＤ駆動回路５４と、プリアンプ５５と、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路５６と、Ａ／Ｄ変換回路５７と、マルチプレクサ５８と、３つのフレームメモリ６１〜６３と、画像生成部である画像処理回路６４と、Ｄ／Ａ変換回路６５と、を有している。
プロセッサ４は、内視鏡２の切替ＳＷを介して入力されたＣＣＤ１４，１５からの画像信号をプリアンプ５５で増幅し、さらにＡＧＣ回路５６で所定レベルまで増幅した後、Ａ／Ｄ変換回路５７によりアナログ信号からデジタル信号（画像データ）に変換する。
そして、各画像データは、切換を行うマルチプレクサ５８を経て、第１フレームメモリ６１、第２フレームメモリ６２、及び第３フレームメモリ６３に一時格納（記憶）される。
これらフレームメモリ６１〜６３に格納された画像データは、画像処理回路６４に入力され、輪郭強調などが施された後、Ｄ／Ａ変換回路６５によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力される。
また、このプロセッサ４の調光回路５１は、プリアンプ５５を通した信号に基づいて光源装置３内の光源絞り３５の開口量を自動的に制御する。この調光回路４０は、制御部５０により制御される。
また、この制御部５０は、光源装置３のランプ駆動回路３１のランプ３２を発光駆動するランプ電流を制御する。また、この制御部５０は、内視鏡２のスコープＳＷ１３の操作に応じた各種内視鏡機能制御動作を行う。
なお、ＣＣＤ駆動回路５３は、制御部５０により制御される。具体的には、通常モードにおいては、切替ＳＷ１１により駆動切替された第１のＣＣＤ１４を駆動すると共に、この第１のＣＣＤ１４にて受光される光量が最良となるように電子シャッタ機能を動作させる。
また、ＣＣＤ駆動回路５３は、蛍光モードにおいても、切替ＳＷ１１により駆動切替された第２のＣＣＤ１５を駆動すると共に、この第２のＣＣＤ１５にて受光される被写体の自家蛍光の光量が最良となるように電子シャッタ機能を動作させる。
また、制御部５０は、選択されたモードに応じて、光源装置３の移動用モータ３７ａを制御する。光源装置３の回転用モータ３９は、制御部５０により制御される。この回転用モータ３９の回転軸等に取り付けた図示しないエンコーダの出力は、制御部５０に入力される。
そして、制御部５０は、このエンコーダの出力に同期してＣＣＤ駆動回路５３、及びマルチプレクサ５８の切換等を制御する。また、制御部５０は、マルチプレクサ５８の切換を制御し、通常モードでは通常観察用のＲ、Ｇ、Ｂフィルタの照明のもとで撮像した各画像データを夫々第１フレームメモリ６１、第２フレームメモリ６２、第３フレームメモリ６３に順次記憶させるように制御する。
一方、蛍光モードにおいても、制御部５０は、マルチプレクサ５８の切換を制御し、蛍光観察用のＲ、Ｇ、Ｂフィルタの照明のもとで撮像した各信号をそれぞれ第１フレームメモリ６１、第２フレームメモリ６２、第３フレームメモリ６３に順次記憶させるように制御する。
尚、制御部５０は、内視鏡２のスコープＩＤ回路１２から機種検知回路５２により検知した接続されている内視鏡機種情報に応じて、或いは観察状況に応じて、切替フィルタ３８に設けた複数のフィルタ（帯域を制限しないフィルタと少なくとも１つ（本実施の形態では２つ）の帯域制限するフィルタ）を切り替えて使用できるようにしている。
なお、上述した内視鏡２のスコープＳＷ１３が操作され、例えば、蛍光画像モード、或いは通常画像モードの指示操作がなされると、その操作信号は制御部５０に入力される。そして、制御部５０は、その操作信号に対応した制御動作を行う。
例えば、スコープＳＷ１３におけるモード切換スイッチの通常モードスイッチが操作されると、光源装置３は、ライトガイドファイバ９に通常モードの照明光、つまり通常照明用のＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態となる。また、プロセッサ４は、第１のＣＣＤ１４にて光電変換された通常モードに対応した画像信号処理を行う状態になる。
一方で、モード切換スイッチの蛍光モードスイッチが操作されると、光源装置３は、ライトガイドファイバ９に蛍光モードの照明光、つまり蛍光照明用のＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態となる。このとき、プロセッサ４の制御部５０の調光回路５１は、画像処理回路６４に明るさ信号を出力すると共に、光源装置３の光源絞り３５の開閉状態に同期して、ＬＥＤ駆動回路５４を駆動する。そして、ＬＥＤ駆動回路５４は、調光回路５１によって制御され、内視鏡２のＬＥＤ１６に制御された所定のパルス幅の駆動電流を供給する。
そして、ＬＥＤ１６は、駆動電流値に合せた光量で励起光となる青色の光を励起光フィルタ２４を介して、照明窓２３から被検対象組織へ照射する。
このとき、プロセッサ４は、第２のＣＣＤ１５にて光電変換された蛍光モードに対応した画像信号処理を行う状態になる。また、画像処理回路６４では、自家蛍光画像信号とＧ反射画像信号を合成して、自家蛍光の強度変化を色調変化として、モニタ５へ擬似カラー表示する画像信号を出力する。
尚、これら通常観察用、及び蛍光観察用の２つのＣＣＤ１４，１５は、切替ＳＷ１１により駆動が切替えられ、プロセッサ４内に設けられたＣＣＤ駆動回路５３からのＣＣＤ駆動信号により駆動される。駆動状態の各ＣＣＤ１４，１５に結像された光学像は、光電変換されて、切替ＳＷ１１を介して、画像信号に変換される。
ここで、例えば、従来の構成のプロセッサ４において、蛍光観察モードのとき、画像処理回路６４は、自家蛍光画像を緑色に割り当て、Ｇ反射画像を赤色と青色に割り当ててモニタ５に擬似カラー表示させる。つまり、正常組織が明るい緑色となるように、自家蛍光の強度をＧ反射光の強度と同程度になるようにプロセッサ４内で増幅度を可変する、ＡＦＩ（Ａｕｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）ホワイトバランスが行われる。これにより、癌などの腫瘍性病変では、自家蛍光の強度が減弱してマゼンダの色調となる。このとき、微弱な自家蛍光の強度をプロセッサ４により増幅させるため、蛍光観察画像がどうしてもノイズが多い画像となって、モニタ５に表示されてしまう。
そこで、本実施の形態の内視鏡装置１は、プロセッサ４が行うカラーバランス（自家蛍光とＧ反射光の増幅比率）を所定に保持、つまり、一定に保ったまま、光源装置３からライトガイドファイバ９により伝送される照明光量の増減に合せて、ＬＥＤ１６によりアシストのための励起光の光量を増減する調光制御が行われる構成となっている。尚、この蛍光観察モード時に、Ｒ参照光を使用しても良い。
ここで、以上のように構成された、本実施の形態の内視鏡装置１による被検対象組織の蛍光観察モード時にプロセッサ４の制御部５０が実行する光源装置３、及びＬＥＤ１６の駆動の制御例について、図３〜図５を用いて詳しく説明する。
先ず、図３に示すように、光源装置３から伝送されたライトガイドファイバ（図中、ＬＧで表示）９から照射されるＧ参照光（励起光）の照明光は、絞りの開度の開閉状態により光量の増減が変化する。このライトガイドファイバ９による照明光の光量の増減は、各ＣＣＤ１５，１６の結像位置から被検対象組織までの距離に応じて可変される。
本実施の形態においては、各ＣＣＤ１４，１５が得た画像により、制御部５０によりホワイトバランスが行われ、調光回路５１により、ホワイトバランスに応じて、光源装置３の光源絞り３５が開閉制御される。
一方で、図４に示すように、蛍光観察モード時に、カラーバランス（自家蛍光とＧ反射光の増幅比率）を所定に保持（一定）にした状態でも、良好な被検対象組織の自家蛍光画像が取得できる所定光量のアシストのための励起光が設定されている。つまり、ＬＥＤ１６は、図４のグラフに合せて、調光回路５１による光源装置３の光源絞り３５の開閉状態に同期して、制御部５０の調光回路５１から供給される駆動電流が変化し、これに合せて発光する励起光の光量の増減制御が行われる。
具体的には、制御部５０は、図５に示すように、ライトガイドファイバ９から照射されるＧ参照光（励起光）の光量と、ＬＥＤ１６の光量との比率が一定となるように、撮影する被検対象組織（被写体）の明るさである輝度信号に応じて、調光回路５１を駆動制御する。尚、この輝度信号は、光源絞り５１の開閉状態により、光源装置３からの照明光の光量が増減し、第２のＣＣＤ１５により撮影され、画像データ化された映像を構成する画面の明るさである。
つまり、詳しくは、図中、任意の輝度信号ｘαのときのライトガイドファイバ９からのＧ参照光の光量ｙαをαとし、任意の輝度信号ｘαのときのＬＥＤ１６の光量ｙΑと上記光量ｙαとの差分（ｙＡ−ｙα）をΑとする。つまり、制御部５０の調光回路５１は、αとΑとの比率（α：Α）が一定となるように、光源装置３の光源絞り３５の開閉状態に同期して、ＬＥＤ１６の駆動電流を変化させる。つまり、制御部５０の調光回路５１は、輝度信号の変化に合せて、ライトガイドファイバ９から照射されるＧ参照光の光量と、ＬＥＤ１６の光量との比率が一定となるように、光源絞り３５の開度と、ＬＥＤ１６の駆動電流を変化させる。尚、ＬＥＤ１６の光量変化の制御は、制御部５０の調光回路５１がＬＥＤ１６へ供給する駆動電流のパルス幅を可変する構成としても良い。
以上から、本実施の形態の内視鏡装置１は、ＬＥＤ１６のアシスト励起光により、自家蛍光の強度が増大するため、カラーバランス（自家蛍光とＧ反射光の増幅比率）を所定に保持（一定）にした状態のまま調光することができ、つまり、自家蛍光の強度を画像処理回路６４により増幅させることがないため、この増幅によって発生するモニタ５に表示される蛍光観察画像のノイズが無くなり、クリアな蛍光観察画像とすることができる。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態において、第１の実施の形態の内視鏡装置にて説明した各構成については、同一の符号を用いて、それらの詳細な説明を省略する。
図６から図８は本発明の第２の実施の形態に係り、図６は蛍光観察モード時に挿入部の先端面から近接する被検対象組織へ照射される照明光（Ｇ参照光）、及びアシスト励起光の配光状態を示す図、図７はＧ参照光の輝度信号とそのときの光量に対して、発光ダイオードによる励起光の輝度信号とそのときの光量の変化状態を示すグラフ、図８は図７に対応した輝度信号に対して、Ｇ（Ｒ）反射光の増幅比率の変化を示すグラフである。
ところで、図６に示すように、蛍光観察モード時に、例えば、破線にて示す内視鏡２の先端部８と被検対象組織との距離が近接した状態では、光源装置３からライトガイドファイバ９により伝送された、２つの照明窓１７から照射される照明光の配光範囲Ｌ１と、ＬＥＤ１６による２つの照明窓２３から照射されるアシスト励起光の配光範囲Ｌ２にムラが生じてしまう。
つまり、被検対象組織に対する距離が近点観察の場合、光源装置３からのＧ参照光（励起光）を含む（Ｒ）ＧＢ照明光の配光範囲Ｌ１と、ＬＥＤ１６からの励起光の配光範囲Ｌ２が重なり合う部分が少なくなり、ＬＥＤ１６からの励起光のみの破線にて示した照射範囲Ｂが発生してしまう。
そのため、光源装置３からの照明光と、ＬＥＤ１６からの励起光とに照射範囲Ｂだけ青色の色ムラが現れてしまう。これにより、被検対象組織の自家蛍光にも色ムラが生じてしまう。
そこで、本実施の形態の内視鏡装置１は、制御部５０によって、図７に示すように、光源装置３の光源絞り３５とＬＥＤ１６の駆動電流、或いは、この駆動電流のパルス幅を制御して輝度信号に応じた光量の制御、及びこの制御に同期した、図８に示すような、輝度信号に応じたＧ（Ｒ）反射光の増幅比率の制御を行う。
具体的には、図７、８に示すように、所定の輝度信号の値を閾値ｄとする。この閾値ｄは、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離において、上述のような配光ムラが生じるか生じないかの境目近傍であって、撮像する蛍光観察画像に色ムラが生じない位置の輝度信号の値が設定される。尚、ここでの離間距離とは、正確には照明窓１７から被検体までの距離である。
つまり、本実施の形態の内視鏡装置１は、図７に示すように、輝度信号が閾値ｄより小さい値であった場合、光源装置３からの照明光とＬＥＤ１６からの励起光の配光ムラが生じないように、ＬＥＤ１６への駆動電流が停止されている、或いは、微弱に発光する駆動電流が供給されている状態に制御する。
詳述すると、内視鏡装置１の制御部５０は、閾値ｄよりも輝度信号が小さいとき、調光回路５１からのＬＥＤ駆動回路５４への駆動信号を停止、或いは微弱な電流供給を出力して、ＬＥＤ１６を消灯、或いは微弱に発光させる。
この状態は、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離が近点であり、光源装置３からの照明光のみで、被検対象組織が十分に自家蛍光を行え、ＬＥＤ１６の発光による配光ムラが防止される。
そして、内視鏡装置１の制御部５０は、輝度信号が閾値ｄに達したとき、調光回路５１からのＬＥＤ駆動回路５４への駆動信号を出力して、ＬＥＤ１６を発光させて、励起光を被検対象組織にアシスト照射する。
つまり、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離における配光ムラが生じない所定の距離以上の蛍光観察領域、つまり、輝度信号が閾値ｄ以上のときは、制御部５０は、調光回路５１により、光源装置３からの照明光に加え、ＬＥＤ１６からの励起光を図７のグラフに示すように、同期して調光する。
また、ＬＥＤ１６の発光により励起光をアシストし始めた蛍光観察領域では、被検対象組織の自家蛍光と、光源装置３からの照明光によるＧ（Ｒ）反射光の色バランスが崩れるため、輝度信号の値（被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離）に応じて、図８に示すような、Ｇ（Ｒ）反射光の増幅比率を変化させる。つまり、ここでは、自家蛍光とＧ（Ｒ）反射光の増幅比率を一定にした状態で、ＬＥＤ１６からアシスト励起光を発光すると、色バランスが崩れてしまうため、画像処理回路６４にて、ＬＥＤ１６の光量に合わせたＧ（Ｒ）反射光の増幅率を可変する。
換言すると、ＬＥＤ１６が発光していないときの色バランスの状態を維持するように、ＬＥＤ１６の発光による光量の変化に応じて、Ｇ（Ｒ）反射光の画像データを同期させて増幅する。尚、ノイズの発生を極力抑えるような増幅率であれば、自家蛍光の画像データを増幅させても良い。
以上から、本実施の形態の内視鏡装置１は、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離が近点であるときに生じる色むらを回避して、ＬＥＤ１６によるアシスト励起光を制御し、且つ、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離が遠点であるときに、Ｇ（Ｒ）反射光の画像データを増幅して色バランスの取れた良好な蛍光観察画面をモニタ５へ表示させることができる。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態においても、第１、第２の実施の形態の内視鏡装置にて説明した各構成については、同一の符号を用いて、それらの詳細な説明を省略する。
図９から図１１は本発明の第３の実施の形態に係り、図９は図７に対応した輝度信号に対して、自家蛍光の電子シャッタ値（露光時間）は一定にして、Ｇ（Ｒ）反射光の電子シャッタ値（露光時間）の変化を示すグラフ、図１０は発光ダイオードが消灯しているときの自家蛍光、Ｇ反射光、及びＲ反射光の電子シャッタ値（ＣＣＤ露光時間）を示す図、図１１は発光ダイオードが点灯しているときの自家蛍光、Ｇ反射光、及びＲ反射光の電子シャッタ値（ＣＣＤ露光時間）を示す図である。
本実施の形態の内視鏡装置１では、第２の実施の形態と同様に被検対象組織の自家蛍光に色ムラを生じさせることがなく、さらに、画像データの増幅を行うことなく、色バランスの取れた良好な蛍光観察画面をモニタ５へ表示させることのできる構成を示す。
第２の実施の形態と同様にして、本実施の形態の内視鏡装置１は、制御部５０によって、図７に示したように、光源装置３の光源絞り３５とＬＥＤ１６の駆動電流を制御して輝度信号に応じた照明光、及び励起光の光量の制御を行う。
このとき、第２の実施の形態では、ＬＥＤ１６の発光により励起光をアシストし始めた蛍光観察領域では、輝度信号の値に応じて、Ｇ（Ｒ）反射光の増幅比率を変化させた。
これに対して、本実施の形態の内視鏡装置１は、第２のＣＣＤ１５に蓄積された電荷を基盤に掃出することにより、露光時間を設定する電子シャッタ機能を利用して、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離（輝度信号）に応じて、図９に示すように、自家蛍光の電子シャッタ値（露光時間）は変えずに一定にしたまま、Ｇ（Ｒ）反射光の電子シャッタ値（露光時間）を変化させる制御を行う。
ここでの制御では、制御装置５０の調光回路５１により、ＣＣＤ駆動回路５３を介して、電子シャッタ値の制御が行われる。
つまり、ＬＥＤ１６によりアシスト励起光が発光される輝度信号が閾値ｄ以上となる被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離の遠点領域では、ＬＥＤ１６の発光により励起光の光量の増加量に同期して、Ｇ（Ｒ）反射光の露光時間を増大させるように電子シャッタ値が可変される。
具体的には、ＬＥＤ１６を点灯すると配光ムラが生じてしまう、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離の近点領域では、図１０に示すように、例えば、自家蛍光の露光時間を時間Ｔｅｘ、及びＧ（Ｒ）反射光の露光時間を時間Ｔｇ（Ｔｒ）とする。
一方、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離の遠点領域では、図９のグラフに応じた奇跡に合わせて、図１１に示すように、自家蛍光の露光時間を時間Ｔｅｘに維持したまま、Ｇ（Ｒ）反射光の露光時間が輝度信号の増減に応じた所定の可変倍率ａが演算された時間Ｔｇ×ａ（Ｔｒ×ａ）に変化される。
つまり、本実施の形態の内視鏡装置１は、第２の実施形態と同様に、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離が近点であるときに生じる色むらを回避して、ＬＥＤ１６によるアシスト励起光を制御し、且つ、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離の遠点領域では、第２のＣＣＤ１５のＧ（Ｒ）反射光の露光時間を制御して、Ｇ（Ｒ）反射光の画像データを増幅することによるノイズの発生を低減させることができ、良好な蛍光観察画像をモニタ５に表示させることができる。
尚、被検対象組織から内視鏡２の先端部８の先端面までの離間距離は、本実施の形態では、光源絞り５１の開閉状態を基に距離を近似的に演算して検出する制御部５０内の距離検出部、或いは画像の明るさによる輝度信号を検出する明るさ検出部を構成する距離検出部の他、例えば、距離検出部を構成する光センサにより計測する構成としても良い。また、本実施の形態の内視鏡２は、ＣＣＤからなる撮像手段を２つ備えているが、通常観察、及び蛍光観察を１つの撮像手段で撮像する構成としても、勿論構わない。
以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
本発明の第１の実施の形態に係り、内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、 同、内視鏡装置の挿入部の先端面構成を示す平面図 同、ライトガイドファイバからのＧ参照光（励起光）における光源装置の絞り開度と光量の関係を示したグラフ 同、発光ダイオードが発光する励起光における供給駆動電流と光量の関係を示したグラフ 同、図３のＧ参照光の輝度信号とそのときの光量に対して、アシスト励起光を発光させる発光ダイオードへの供給駆動電流の設定された変化量に合せて、Ｇ参照光に対する一定の比率で励起光の輝度信号とそのときの光量の変化状態を示すグラフ 本発明の第２の実施の形態に係り、蛍光観察モード時に挿入部の先端面から近接する被検対象組織へ照射される照明光（Ｇ参照光）、及びアシスト励起光の配光状態を示す図 同Ｇ参照光の輝度信号とそのときの光量に対して、発光ダイオードによる励起光の輝度信号とそのときの光量の変化状態を示すグラフ 同、図７に対応した輝度信号に対して、Ｇ（Ｒ）反射光の増幅比率の変化を示すグラフ 本発明の第２の実施の形態に係り、図７に対応した輝度信号に対して、自家蛍光の電子シャッタ値（露光時間）は一定にして、Ｇ（Ｒ）反射光の電子シャッタ値（露光時間）の変化を示すグラフ 同、発光ダイオードが消灯しているときの自家蛍光、Ｇ反射光、及びＲ反射光の電子シャッタ値（ＣＣＤ露光時間）を示す図 同、発光ダイオードが点灯しているときの自家蛍光、Ｇ反射光、及びＲ反射光の電子シャッタ値（ＣＣＤ露光時間）を示す図
符号の説明
１…内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…プロセッサ
５…モニタ
７…挿入部
８…先端部
９…ライトガイドファイバ
１０…光源用コネクタ
１２…回路
１７，２３…照明窓
１８，２１…観察窓
２０…対物レンズ
２２…バリアフィルタ
２３…照明窓
２４…励起光フィルタ
２５…送気送水ノズル
２６…処置具チャンネル開口
３０…切替フィルタ部
３１…ランプ駆動回路
３２…ランプ
３４…回転モータ
３６…ラック
３７…ピニオン
３７ａ…移動用モータ
３８…切替フィルタ
３９…回転用モータ
４０…調光回路
４１…コンデンサレンズ
４９…モータ
５０…制御部
５１…調光回路
５２…機種検知回路
５３…駆動回路
５４…駆動回路
５５…プリアンプ
５６…ＡＧＣ回路
５７…変換回路
５８…マルチプレクサ
６１…第１フレームメモリ
６２…第２フレームメモリ
６３…第３フレームメモリ
６４…画像処理回路
６５…Ｄ／Ａ変換回路

Claims (11)

  1. 第１の光源からの第１の照明光を被検体に照射する第１の照明窓と、
    該第１の照明窓とは異なる位置に設けられ、第２の光源から第２の照明光を上記被検体に照射する第２の照明窓と、
    上記被検体を撮像する電子撮像部と、
    該電子撮像部により得られた撮像信号に基づいて、観察画像を生成する画像生成部と、
    上記第１の照明窓、及び上記第２の照明窓から照射される夫々の照明光量を同期して調光する調光部と、
    上記第１の照明窓からの照明光量の増減に応じて、上記観察画像の色調が所定に維持されるように、上記調光部、或いは上記画像生成部を制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする医療装置。
  2. 上記制御部は、上記第１の照明光、及び上記第２の照明光の光量の比が一定となるように、上記調光部、或いは上記画像生成部を制御することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
  3. 上記第１の光源は、光源装置の光源ランプであって、該光源ランプからの光を導光して照射するライトガイドファイバからの上記第１の照明光を上記第１の照明窓から上記被検体に対して照射し、
    第２の光源は、ＬＥＤであって、該ＬＥＤからの光を上記第２の照明窓から上記被検体に対して照射し、
    上記調光部は、上記光源ランプの光を所定の光量に遮光調整する絞りの開閉と、上記ＬＥＤへ供給される駆動電流の増減、若しくは該駆動電流のパルス幅の変更と、により、上記夫々の照明光を同期して調光することを特徴とする請求項２に記載の医療装置。
  4. 上記制御部は、上記夫々の照明光量の調光変化に応じて、所定の波長の光に対応して、撮像信号の増幅比率を変化させて、上記観察画像を生成するように、上記画像生成部を制御することを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
  5. 上記第１の照明窓と上記被検体との距離を検出し、上記制御部に検出信号を出力する距離検出部と、
    上記制御部は、上記調光部により、上記距離検出部による検出結果に応じて、上記第２の光源を消灯する状態、及び上記第１の照明窓から照射される光量に合わせて上記第２の光源が発光する状態を切替え制御することを特徴とする請求項４に記載の医療装置
  6. 上記距離検出部は、上記観察画像の明るさを構成する輝度信号を基に、上記第１の照明窓と上記被検体との距離を検出することを特徴とする請求項５に記載の医療装置。
  7. 上記第１の光源は、光源装置の光源ランプであって、該光源ランプからの光を導光して照射するライトガイドファイバからの上記第１の照明光を上記第１の照明窓から上記被検体に対して照射し、
    上記調光部により、開閉制御され、上記光源ランプの光を所定の光量に遮光調整する絞りを備え、
    上記距離検出部は、上記絞りの開閉量を基に上記第１の照明窓と上記被検体との距離を近似的に演算することを特徴とする請求項５に記載の医療装置。
  8. 上記制御部は、上記第２の光源が発光する状態中、所定の波長の光に対応する撮像信号の増幅比率を変化させることを特徴とする請求項７に記載の医療装置。
  9. 第２の光源は、ＬＥＤであり、
    上記調光部は、上記ＬＥＤへ供給される駆動電流、若しくはパルス幅を変化することで、上記第２の照明の光量を調光することを特徴とする請求項８に記載の医療装置。
  10. 上記電子撮像部は、露光時間を調整する露光時間調整部を有し、
    上記露光時間調整部は、上記第２の光源が発生する状態において、特定の波長の光に対する上記電子撮像部の露光時間を変化させることを特徴とする請求項７に記載の医療装置。
  11. 上記請求項３、請求項９、又は請求項１０の医療装置は、上記ライトガイドファイバの照射端部、上記ＬＥＤ、及び上記電子撮像部が先端に配設された挿入部を備えたことを特徴とする内視鏡である。
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