JP2012050633A - Image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特殊光の被観察部への照射によって被観察部から発せられた光を受光して特殊画像を取得する画像撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus that receives light emitted from an observed portion by irradiating the observed portion with special light and acquires a special image.
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。 Conventionally, endoscope systems for observing tissue in a body cavity are widely known, and a normal image is obtained by imaging a portion to be observed in a body cavity by irradiation with white light, and this normal image is displayed on a monitor screen. Electronic endoscope systems have been widely put into practical use.
また、上記のような内視鏡システムとして、たとえば、特許文献１においては、通常画像とともに、励起光の照射によって被観察部から発せられた自家蛍光像を撮像して自家蛍光画像を得、これらの画像をモニタ画面上に表示する蛍光内視鏡システムが提案されている。 Moreover, as an endoscope system as described above, for example, in Patent Document 1, an autofluorescence image emitted from an observed part by irradiation of excitation light is captured together with a normal image to obtain autofluorescence images. There has been proposed a fluorescence endoscope system that displays the above image on a monitor screen.
また、蛍光内視鏡システムとしては、たとえば、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）を予め体内に投入し、励起光を被観察部に照射して血管内のＩＣＧの蛍光を検出することによって蛍光画像を取得するものも提案されている。 In addition, as a fluorescence endoscope system, for example, ICG (Indocyanine Green) is put in the body in advance, and the fluorescence image is acquired by detecting the fluorescence of ICG in the blood vessel by irradiating the observation light with the excitation light. Something to do is also proposed.
ここで、上述したような蛍光内視鏡システムは、微弱な蛍光を検出するため、蛍光画像を撮像する撮像系において、被観察部を反射した励起光や白色光の照射によって被観察部を反射した反射光をカットする励起光カットフィルタが設けられており、蛍光画像のみを高感度に撮像するような構成となっている。 Here, since the fluorescence endoscope system as described above detects weak fluorescence, in the imaging system that captures a fluorescent image, the observed part is reflected by irradiation with excitation light or white light reflected from the observed part. An excitation light cut filter for cutting the reflected light is provided, and only a fluorescent image is captured with high sensitivity.
したがって、蛍光画像上においては蛍光の発光部分のみが観察可能であり、その発光部分の周辺は観察することができない。 Therefore, only the fluorescent light emission part can be observed on the fluorescent image, and the periphery of the light emission part cannot be observed.
しかしながら、蛍光画像上で発光している部分が臓器などのどの部分に位置しているのかを確認したい場合もある。 However, there are cases in which it is desired to confirm in which part of the organ the light emitting part is located on the fluorescent image.
なお、特許文献１においては、励起光を照射して蛍光画像を観察する際、励起光カットフィルタの閾値を可視光側に下げることによって励起光の一部を被観察部に照射し、蛍光画像の発光部分の周辺を視認できるようにする方法が開示されている。 In Patent Document 1, when observing a fluorescence image by irradiating excitation light, a part of the excitation light is irradiated to the observed part by lowering the threshold of the excitation light cut filter to the visible light side, and the fluorescence image A method for enabling the periphery of the light emitting portion to be visually recognized is disclosed.
しかしながら、特許文献１においては、励起光の一部を照明光として利用しているため、励起光の反射光の強度と蛍光の強度とを独立して制御することができず、蛍光の強度によっては励起光の反射光の強度が蛍光の強度以上となってしまい蛍光部分を適切に観察できない問題がある。 However, in Patent Document 1, since a part of the excitation light is used as illumination light, the intensity of the reflected light of the excitation light and the intensity of the fluorescence cannot be controlled independently, depending on the intensity of the fluorescence. Has a problem that the intensity of reflected light of excitation light is higher than the intensity of fluorescence and the fluorescent part cannot be observed properly.
本発明は、上記の問題に鑑み、上述した蛍光画像のような特殊画像を撮像する画像撮像装置において、特殊画像の発光部分とその周辺部分とを明確に区別できるように撮像することができ、被観察部における発光部分の位置を把握することができる画像撮像装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can capture an image capturing device that captures a special image such as the above-described fluorescent image so that the light emitting portion of the special image and its peripheral portion can be clearly distinguished, It is an object of the present invention to provide an image pickup apparatus that can grasp the position of a light emitting part in an observed part.
本発明の画像撮像装置は、特殊光を被観察部に照射する特殊光照射部と、特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して特殊画像を撮像する撮像素子および上記光を透過するとともに特殊光の波長以下の波長帯域の光をカットする特殊光カットフィルタを有する撮像部とを備えた画像撮像装置において、特殊光カットフィルタを透過する波長であって、撮像素子の感度範囲内の波長の照明光を被観察部に照射する照明光照射部を備えたことを特徴とする。 An image pickup apparatus of the present invention includes a special light irradiating unit that irradiates a portion to be observed with special light, an image pickup device that receives light emitted from the portion to be observed by irradiation of the special light and picks up a special image, and the light And an imaging unit having a special light cut filter that cuts light in a wavelength band equal to or less than the wavelength of the special light, the wavelength of the special light cut filter and the sensitivity of the image sensor An illumination light irradiating unit for irradiating the observed part with illumination light having a wavelength within the range is provided.
また、上記本発明の画像撮像装置においては、特殊光照射部と照明光照射部とを、互いに独立して特殊光と照明光とを照射可能なものとできる。 In the image pickup apparatus of the present invention, the special light irradiation unit and the illumination light irradiation unit can be irradiated with the special light and the illumination light independently of each other.
また、撮像部を、特殊光のみの被観察部への照射によって被観察部から発せられた光を受光して特殊画像を撮像するものとするとともに、特殊光と照明光との両方の照射によって被観察部から発せられた光を受光して混合画像を撮像するものとし、混合画像と特殊画像とに基づいて、照明光の被観察部への照射による反射光のみに応じた反射画像を取得する反射画像取得部と、特殊画像と反射画像とを合成した合成画像を取得する合成画像取得部とを設けることができる。 In addition, the imaging unit receives a light emitted from the observed part by irradiating only the special light to the observed part and picks up a special image, and by irradiating both the special light and the illumination light. Suppose that the light emitted from the observed part is received and a mixed image is captured, and a reflected image corresponding to only the reflected light from the illumination light irradiated on the observed part is obtained based on the mixed image and the special image. And a composite image acquisition unit that acquires a composite image obtained by combining the special image and the reflection image.
また、特殊画像の信号強度が反射画像の信号強度の１以上の定数倍よりも小さい場合には、照明光の光量を減らすように照明光照射部を制御する照明光制御部を設けることができる。 Further, when the signal intensity of the special image is smaller than a constant multiple of 1 or more than the signal intensity of the reflected image, an illumination light control unit that controls the illumination light irradiation unit to reduce the amount of illumination light can be provided. .
また、照明光制御部を、特殊画像の信号強度が反射画像の信号強度の１以上の定数倍よりも大きい場合には、照明光の光量を増やすように照明光照射部を制御するものとできる。 Further, the illumination light control unit can control the illumination light irradiation unit so as to increase the amount of illumination light when the signal intensity of the special image is greater than one constant multiple of the signal intensity of the reflected image. .
また、特殊光カットフィルタによってカットされる通常光を被観察部に照射する通常光照射部と、通常光の被観察部への照射によって被観察部から反射された反射光を受光して通常画像を撮像する通常画像撮像部とを設けることができる。 In addition, a normal light irradiating unit that irradiates the observed part with normal light cut by the special light cut filter, and a normal image that receives reflected light reflected from the observed part by irradiating the observed part with normal light. And a normal image capturing unit for capturing the image.
また、特殊光照射部を、特殊光として励起光を被観察部に照射するものとし、撮像部を、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して特殊画像として蛍光画像を撮像するものとできる。 In addition, the special light irradiation unit irradiates excitation light as special light to the observation part, and the imaging unit receives fluorescence emitted from the observation part by irradiation of excitation light, and displays a fluorescence image as a special image. It can be taken.
また、照明光照射部を、照明光として、特殊光の照射によって被観察部から発せられた光のピーク波長と略同じ波長の光を照射するものとできる。 In addition, the illumination light irradiating unit can irradiate light having substantially the same wavelength as the peak wavelength of the light emitted from the observed portion by irradiating special light as illumination light.
本発明の画像撮像装置によれば、特殊光を被観察部に照射する特殊光照射部と、特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して特殊画像を撮像する撮像素子および上記光を透過するとともに特殊光の波長以下の波長帯域の光をカットする特殊光カットフィルタを有する撮像部とを備えた画像撮像装置において、特殊光カットフィルタを透過する波長であって、撮像素子の感度範囲内の波長の照明光を被観察部に照射する照明光照射部を設けるようにしたので、特殊画像を撮像しているときに、上述したような励起光カットフィルタによってカットされない波長特性の照明光を照射することによって、特殊画像の発光部分の周辺も撮像することができ、被観察部における発光部分の位置を把握することができる。 According to the image pickup apparatus of the present invention, the special light irradiation unit that irradiates the observation target part with the special light, the imaging element that receives the light emitted from the observation target part by the special light irradiation, and picks up the special image, and An imaging device including an imaging unit having a special light cut filter that transmits the light and cuts light in a wavelength band equal to or less than the wavelength of the special light. Since the illumination light irradiating unit for irradiating the observation part with illumination light having a wavelength within the sensitivity range is provided, wavelength characteristics that are not cut by the excitation light cut filter as described above when capturing a special image By irradiating the illumination light, the periphery of the light emitting part of the special image can be imaged, and the position of the light emitting part in the observed part can be grasped.
また、上記本発明の画像撮像装置において、特殊光照射部と照明光照射部とを、互いに独立して特殊光と照明光とを照射可能ものにした場合には、たとえば、特殊光のみの被観察部への照射によって特殊画像を撮像するとともに、特殊光と照明光との両方の照射によって混合画像を撮像し、混合画像と特殊画像とに基づいて、照明光の照射による反射光のみに応じた反射画像を取得することができるので、特殊画像と反射画像とを区別して、すなわち特殊光の照射による発光部分とその周辺部分とを明確に区別して表示することができる。 In the image pickup apparatus of the present invention, when the special light irradiation unit and the illumination light irradiation unit can irradiate the special light and the illumination light independently of each other, for example, A special image is captured by irradiating the observation unit, and a mixed image is captured by irradiating both special light and illumination light. Based on the mixed image and special image, only reflected light from illumination light is applied. Since the reflected image can be acquired, the special image and the reflected image can be distinguished from each other, that is, the light emitting portion and its peripheral portion by special light irradiation can be clearly distinguished and displayed.
以下、図面を参照して本発明の画像撮像装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。 Hereinafter, a rigid endoscope system using an embodiment of an image pickup apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a rigid endoscope system 1 of the present embodiment.
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、白色の通常光、励起光および蛍光波長域照明光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された通常光、励起光および後述する蛍光波長域照明光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像、励起光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像、および励起光と蛍光波長域照明光の照射により被観察部から発せられた光に基づく混合像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施す画像処理装置３と、画像処理装置３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像、蛍光画像および後述する合成画像を表示するモニタ４とを備えている。 As shown in FIG. 1, the rigid endoscope system 1 of the present embodiment includes a light source device 2 that emits white normal light, excitation light, and fluorescent wavelength region illumination light, and normal light and excitation light emitted from the light source device 2. In addition, the fluorescent wavelength region illumination light described later is guided to irradiate the observed part, and the normal image based on the reflected light reflected from the observed part by normal light irradiation and emitted from the observed part by excitation light irradiation. A rigid mirror imaging device 10 that captures a fluorescence image based on the fluorescence and a mixed image based on the light emitted from the observed portion by irradiation with excitation light and fluorescence wavelength region illumination light, and the rigid mirror imaging device 10. An image processing device 3 that performs predetermined processing on the obtained image signal, and a monitor 4 that displays a normal image, a fluorescence image, and a composite image described later based on a display control signal generated in the image processing device 3. Preparation There.
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the rigid endoscope imaging apparatus 10 includes a body cavity insertion unit 30 that is inserted into a body cavity, and an imaging unit 20 that captures a normal image and a fluorescence image of the observed portion guided by the body cavity insertion unit 30. And.
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、ケーブル接続口３０ｃ、および照射窓３０ｄを備えている。 Moreover, as shown in FIG. 2, the rigid-scope imaging device 10 has the body cavity insertion part 30 and the imaging unit 20 connected detachably. The body cavity insertion portion 30 includes a connection member 30a, an insertion member 30b, a cable connection port 30c, and an irradiation window 30d.
接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。 The connection member 30a is provided on one end side 30X of the body cavity insertion part 30 (insertion member 30b). For example, the connection member 30a is fitted into an opening 20a formed on the imaging unit 20 side, whereby the imaging unit 20 and the body cavity insertion part 30 are connected. Are detachably connected.
挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、他端側３０Ｙから入射された被観察部の通常像および蛍光像はレンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に射出される。 The insertion member 30b is inserted into the body cavity when photographing inside the body cavity, and is formed of a hard material and has, for example, a cylindrical shape with a diameter of about 5 mm. A lens group for forming an image of the observed portion is accommodated inside the insertion member 30b, and the normal image and the fluorescent image of the observed portion incident from the other end 30Y pass through the lens group. The light is emitted to the imaging unit 20 side of the one end side 30X.
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続口３０ｃが設けられており、このケーブル接続口３０ｃに光ケーブルＬＣが機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとが光ケーブルＬＣを介して光学的に接続されることになる。 A cable connection port 30c is provided on the side surface of the insertion member 30b, and the optical cable LC is mechanically connected to the cable connection port 30c. Thereby, the light source device 2 and the insertion member 30b are optically connected via the optical cable LC.
照射窓３０ｄは、体腔挿入部３０の他端側３０Ｙに設けられており、光ケーブルＬＣによって導光された通常光、励起光および蛍光波長域照明光を被観察部に対し照射するものである。なお、挿入部材３０ｂ内にはケーブル接続口３０ｃから照射窓３０ｄまで通常光、励起光および蛍光波長域照明光を導光するライトガイドが収容されており（図示せず）、照射窓３０ｄはライトガイドによって導光された通常光、励起光および蛍光波長域照明光を被観察部に照射するものである。 The irradiation window 30d is provided on the other end side 30Y of the body cavity insertion portion 30, and irradiates the observed portion with normal light, excitation light, and fluorescent wavelength region illumination light guided by the optical cable LC. The insertion member 30b accommodates a light guide (not shown) for guiding normal light, excitation light, and fluorescent wavelength region illumination light from the cable connection port 30c to the irradiation window 30d. The observation part is irradiated with normal light, excitation light, and fluorescent wavelength region illumination light guided by a guide.
図３は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像および混合像を撮像して被観察部の蛍光画像信号および混合画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像および混合像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。なお、混合像については、後で詳述する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the imaging unit 20. The imaging unit 20 captures the fluorescent image and the mixed image of the observed part formed by the lens group in the body cavity insertion unit 30 to generate the fluorescent image signal and the mixed image signal of the observed part. And a second imaging system that captures a normal image of the observed portion imaged by the lens group in the body cavity insertion unit 30 and generates a normal image signal. These imaging systems are divided into two optical axes orthogonal to each other by a dichroic prism 21 having a spectral characteristic that reflects a normal image and transmits a fluorescent image and a mixed image. The mixed image will be described later in detail.
第１の撮像系は、被観察部において反射し、ダイクロイックプリズム２１を透過した励起光の波長以下の光をカットするとともに、後述する蛍光波長域照明光を透過する励起光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ４または混合像Ｌ５を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ４または混合像Ｌ５を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。 The first imaging system cuts light having a wavelength equal to or less than the wavelength of the excitation light reflected by the observed portion and transmitted through the dichroic prism 21 and an excitation light cut filter 22 that transmits fluorescent wavelength region illumination light, which will be described later, and a body cavity A first imaging optical system 23 that forms a fluorescent image L4 or a mixed image L5 emitted from the insertion unit 30 and transmitted through the dichroic prism 21 and the excitation light cut filter 22 is imaged by the first imaging optical system 23. And a high-sensitivity imaging device 24 that captures the fluorescent image L4 or the mixed image L5.
第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ３を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ３を撮像する撮像素子２６を備えている。 The second imaging system includes a second imaging optical system 25 that forms a normal image L3 emitted from the body cavity insertion unit 30 and reflected by the dichroic prism 21, and a normal image formed by the second imaging optical system 25. An image sensor 26 that captures the image L3 is provided.
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ４の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。また、高感度撮像素子２４は、励起光および蛍光波長域照明光の被観察部への照射によって被観察部から発せられた混合像Ｌ５も検出し、混合画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４はモノクロの撮像素子である。 The high-sensitivity imaging element 24 detects light in the wavelength band of the fluorescent image L4 with high sensitivity, converts it into a fluorescent image signal, and outputs it. The high-sensitivity imaging device 24 also detects a mixed image L5 emitted from the observed portion by irradiating the observed portion with excitation light and fluorescent wavelength region illumination light, converts it to a mixed image signal, and outputs it. is there. The high sensitivity image sensor 24 is a monochrome image sensor.
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）、またはシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。 The image sensor 26 detects light in the wavelength band of the normal image, converts it into a normal image signal, and outputs it. On the image pickup surface of the image pickup element 26, color filters of three primary colors red (R), green (G) and blue (B), or cyan (C), magenta (M) and yellow (Y) are arranged in a Bayer array or a honeycomb. It is provided in an array.
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号および混合画像信号と撮像素子２６から出力された通常画像信号とに対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブル５（図１参照）を介して画像処理装置３に出力するものである。 In addition, the imaging unit 20 includes an imaging control unit 27. The imaging control unit 27 performs CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) on the fluorescence image signal and the mixed image signal output from the high-sensitivity imaging device 24 and the normal image signal output from the imaging device 26. Processing and A / D conversion processing are performed and output to the image processing apparatus 3 via the cable 5 (see FIG. 1).
画像処理装置３は、図４に示すように、通常画像入力コントローラ３１、蛍光画像入力コントローラ３２、画像処理部３３、メモリ３４、ビデオ出力部３５、操作部３６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３７およびＣＰＵ３８を備えている。 As shown in FIG. 4, the image processing apparatus 3 includes a normal image input controller 31, a fluorescence image input controller 32, an image processing unit 33, a memory 34, a video output unit 35, an operation unit 36, a TG (timing generator) 37, and a CPU 38. It has.
通常画像入力コントローラ３１および蛍光画像入力コントローラ３２は、所定容量のラインバッファを備えており、通常画像入力コントローラ３１は、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号を一時的に記憶するものであり、蛍光画像入力コントローラ３２は、蛍光画像信号および混合画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ３１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ３２に記憶された蛍光画像信号および混合画像信号はバスを介してメモリ３４に格納される。 The normal image input controller 31 and the fluorescence image input controller 32 include a line buffer having a predetermined capacity, and the normal image input controller 31 receives the normal image signal for each frame output from the imaging control unit 27 of the imaging unit 20. The fluorescent image input controller 32 temporarily stores the fluorescent image signal and the mixed image signal. The normal image signal stored in the normal image input controller 31 and the fluorescent image signal and the mixed image signal stored in the fluorescent image input controller 32 are stored in the memory 34 via the bus.
画像処理部３３は、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号、蛍光画像信号および混合画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。画像処理部３３のより具体的な構成を図５に示す。 The image processing unit 33 receives the normal image signal, the fluorescence image signal, and the mixed image signal for each frame read from the memory 34, performs predetermined image processing on these image signals, and outputs them to the bus. is there. A more specific configuration of the image processing unit 33 is shown in FIG.
画像処理部３３は、図５に示すように、通常画像処理部５１、蛍光画像処理部５２、混合画像処理部５３および反射画像取得部５４を備えている。 As shown in FIG. 5, the image processing unit 33 includes a normal image processing unit 51, a fluorescence image processing unit 52, a mixed image processing unit 53, and a reflected image acquisition unit 54.
通常画像処理部５１は、入力された通常画像信号に対し、通常画像に適した所定の画像処理を施して出力するものである。 The normal image processing unit 51 performs predetermined image processing suitable for the normal image on the input normal image signal and outputs the processed image.
蛍光画像処理部５２は、入力された蛍光画像信号に対し、蛍光画像に適した所定の画像処理を施して出力するものである。 The fluorescence image processing unit 52 performs predetermined image processing suitable for the fluorescence image on the input fluorescence image signal and outputs the processed signal.
混合画像処理部５３は、入力された混合画像信号に対し、混合画像に適した所定の画像処理を施して出力するものである。 The mixed image processing unit 53 performs predetermined image processing suitable for the mixed image on the input mixed image signal and outputs it.
反射画像取得部５４は、混合画像処理部５３から出力された混合画像信号から蛍光画像処理部５２から出力された蛍光画像信号を減算して反射画像信号を取得して出力するものである。 The reflected image acquisition unit 54 subtracts the fluorescent image signal output from the fluorescent image processing unit 52 from the mixed image signal output from the mixed image processing unit 53 to acquire and output a reflected image signal.
図４に戻り、ビデオ出力部３５は、画像処理部３３から出力された通常画像信号、蛍光画像信号および反射画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。 Returning to FIG. 4, the video output unit 35 receives the normal image signal, the fluorescence image signal, and the reflected image signal output from the image processing unit 33 via the bus, and performs predetermined processing to generate a display control signal. The display control signal is output to the monitor 4.
操作部３６は、種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、ＴＧ３７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ４５を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。また、ＣＰＵ３６は装置全体を制御するものである。 The operation unit 36 receives input by the operator such as various operation instructions and control parameters. The TG 37 outputs a driving pulse signal for driving the high-sensitivity imaging device 24, the imaging device 26 of the imaging unit 20, and the LD driver 45 of the light source device 2 described later. The CPU 36 controls the entire apparatus.
光源装置２は、約４００〜７００ｎｍの広帯域の波長からなる通常光（白色光）Ｌ１を射出する通常光源４０と、通常光源４０から射出された通常光Ｌ１を集光する集光レンズ４２と、集光レンズ４２によって集光された通常光Ｌ１を透過するとともに、後述する励起光Ｌ２を反射し、通常光Ｌ１および励起光Ｌ２とを光ケーブルＬＣの入射端に入射させるダイクロイックミラー４３とを備えている。なお、通常光源４０としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源４０と集光レンズ４２との間には、絞り４１が設けられており、ＡＬＣ（Automatic light control）４８からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。 The light source device 2 includes a normal light source 40 that emits normal light (white light) L1 having a broadband wavelength of about 400 to 700 nm, a condenser lens 42 that collects the normal light L1 emitted from the normal light source 40, and A dichroic mirror 43 that transmits normal light L1 collected by the condensing lens 42, reflects excitation light L2 to be described later, and makes the normal light L1 and excitation light L2 enter the incident end of the optical cable LC is provided. Yes. For example, a xenon lamp is used as the normal light source 40. A diaphragm 41 is provided between the normal light source 40 and the condenser lens 42, and the amount of the diaphragm is controlled based on a control signal from an ALC (Automatic light control) 48.
また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を励起光Ｌ２として射出する近赤外ＬＤ光源４４と、近赤外ＬＤ光源４４を駆動するＬＤドライバ４５と、近赤外ＬＤ光源４４から射出された励起光Ｌ２を集光する集光レンズ４６と、集光レンズ４６によって集光された励起光Ｌ２をダイクロイックミラー４３に向けて反射するとともに、後述する蛍光波長域照明光を透過するダイクロイックミラー４７とを備えている。 The light source device 2 includes a near-infrared LD light source 44 that emits near-infrared light of 750 to 790 nm as excitation light L2, an LD driver 45 that drives the near-infrared LD light source 44, and a near-infrared LD light source 44. The condensing lens 46 that condenses the excitation light L2 emitted from the light source, and reflects the excitation light L2 collected by the condensing lens 46 toward the dichroic mirror 43 and transmits fluorescent wavelength region illumination light described later. A dichroic mirror 47 is provided.
なお、励起光Ｌ２としては、広帯域の波長からなる通常光よりも狭帯域の波長が用いられる。そして、励起光Ｌ２としては上記波長域の光に限定されず、蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。 In addition, as excitation light L2, the wavelength of a narrow band is used rather than the normal light which consists of a broadband wavelength. And as excitation light L2, it is not limited to the light of the said wavelength range, It determines suitably according to the kind of fluorescent pigment | dye, or the kind of biological tissue made to autofluoresce.
また、光源装置２は、ＩＣＧの蛍光のピーク波長と略同じ波長の光を蛍光波長域照明光Ｌ０として射出する照明光ＬＤ光源４９と、照明光ＬＤ光源４９を駆動するＬＤドライバ５０と、照明光ＬＤ光源４９から射出された蛍光波長域照明光Ｌ０をダイクロイックミラー４７に向けて反射するミラー５７とを備えている。 In addition, the light source device 2 includes an illumination light LD light source 49 that emits light having substantially the same wavelength as the fluorescence peak wavelength of ICG as fluorescence wavelength region illumination light L0, an LD driver 50 that drives the illumination light LD light source 49, and illumination. And a mirror 57 that reflects the fluorescence wavelength region illumination light L0 emitted from the light LD light source 49 toward the dichroic mirror 47.
ここで、図６に、近赤外ＬＤ光源４４から射出される励起光Ｌ２のスペクトルＳ１と、照明光ＬＤ光源４９から射出される蛍光波長域照明光Ｌ０のスペクトルＳ２と、ＩＣＧの蛍光の発光スペクトルＳ３とを示している。上述したように、本実施形態においては、蛍光波長域照明光Ｌ０として、ＩＣＧの蛍光のピーク波長と略同じ波長の光を用いている。そして、この蛍光波長域照明光Ｌ０は、図３に示した蛍光画像を撮像する第１の撮像系における励起光カットフィルタ２２を透過する光であり、ＩＣＧ蛍光とともに高感度撮像素子２４によって光電変換されるものである。 Here, FIG. 6 shows the spectrum S1 of the excitation light L2 emitted from the near-infrared LD light source 44, the spectrum S2 of the fluorescence wavelength region illumination light L0 emitted from the illumination light LD light source 49, and the fluorescence emission of ICG. Spectrum S3 is shown. As described above, in the present embodiment, light having substantially the same wavelength as the peak wavelength of fluorescence of ICG is used as the fluorescence wavelength region illumination light L0. And this fluorescence wavelength range illumination light L0 is the light which permeate | transmits the excitation light cut filter 22 in the 1st imaging system which images the fluorescence image shown in FIG. 3, and is photoelectrically converted by the high sensitivity image sensor 24 with ICG fluorescence. It is what is done.
なお、蛍光波長域照明光Ｌ０の波長としてはこの波長に限らず、励起光カットフィルタ２２を透過する光であって高感度撮像素子２４の感度範囲内の波長の光であればその他の波長の光を用いてもよい。 Note that the wavelength of the fluorescent wavelength region illumination light L0 is not limited to this wavelength, and any other wavelength can be used as long as it is light that passes through the excitation light cut filter 22 and has a wavelength within the sensitivity range of the high-sensitivity imaging device 24. Light may be used.
また、光源装置２は、光ケーブルＬＣを介して硬性鏡撮像装置１０に光学的に接続されている。 The light source device 2 is optically connected to the rigid mirror imaging device 10 via the optical cable LC.
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について説明する。 Next, the operation of the rigid endoscope system of this embodiment will be described.
本実施形態の硬性鏡システムは、励起光の照射によるＩＣＧの蛍光の蛍光画像と、白色光の照射による通常画像と、励起光と蛍光波長域照明光とを同時に照射することによって、蛍光画像における蛍光部分以外の範囲も蛍光部分とともに確認できるようにした合成画像とを表示するものあるが、まずは、通常画像と蛍光画像とを表示する作用について説明する。 The rigid endoscope system of this embodiment irradiates the fluorescence image of ICG fluorescence by irradiation of excitation light, the normal image by irradiation of white light, and the excitation light and the fluorescence wavelength region illumination light simultaneously. There are some which display a composite image in which a range other than the fluorescent part can be confirmed together with the fluorescent part. First, the operation of displaying the normal image and the fluorescent image will be described.
まず、操作者により体腔挿入部３０が体腔内に挿入され、体腔挿入部３０の先端が被観察部の近傍に設置される。 First, the body cavity insertion part 30 is inserted into the body cavity by the operator, and the distal end of the body cavity insertion part 30 is installed in the vicinity of the observed part.
そして、光源装置２の通常光源４０から射出された通常光Ｌ１が、集光レンズ４２、ダイクロイックミラー４３および光ケーブルＬＣを介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０の照射窓３０ｄから被観察部に照射される。一方、光源装置２の近赤外ＬＤ光源４４から射出された励起光Ｌ２が、集光レンズ４６、ミラー４７、ダイクロイックミラー４３および光ケーブルＬＣを介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０の照射窓３０ｄから通常光Ｌ１と同時に被観察部に照射される。 Then, the normal light L1 emitted from the normal light source 40 of the light source device 2 is incident on the body cavity insertion unit 30 via the condenser lens 42, the dichroic mirror 43, and the optical cable LC, and is irradiated from the irradiation window 30d of the body cavity insertion unit 30. Irradiate the observation part. On the other hand, the excitation light L2 emitted from the near-infrared LD light source 44 of the light source device 2 is incident on the body cavity insertion unit 30 via the condenser lens 46, the mirror 47, the dichroic mirror 43, and the optical cable LC, and the body cavity insertion unit 30 The irradiated portion is irradiated simultaneously with the normal light L1 from the irradiation window 30d.
そして、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像されるとともに、励起光Ｌ２の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像が撮像される。なお、被観察部には、予めＩＣＧが投与されており、このＩＣＧから発せられる蛍光を撮像するものとする。 Then, a normal image based on the reflected light reflected from the observed portion by the irradiation of the normal light L1 is captured, and a fluorescent image based on the fluorescence emitted from the observed portion by the irradiation of the excitation light L2 is captured. It should be noted that ICG is administered to the observed part in advance, and fluorescence emitted from the ICG is imaged.
具体的には、通常像の撮像の際には、通常光Ｌ１の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像Ｌ３が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。 Specifically, when capturing the normal image, the normal image L3 based on the reflected light reflected from the observed portion by the irradiation of the normal light L1 is incident from the distal end 30Y of the insertion member 30b, and the inside of the insertion member 30b. The light is guided by the lens group and emitted toward the imaging unit 20.
撮像ユニット２０に入射された通常像Ｌ３は、ダイクロイックプリズム２１により撮像素子２６に向けて直角方向に反射され、第２結像光学系２５により撮像素子２６の撮像面上に結像され、撮像素子２６によって所定のフレームレートで順次撮像される。 The normal image L3 incident on the imaging unit 20 is reflected by the dichroic prism 21 in the direction perpendicular to the imaging element 26, and is imaged on the imaging surface of the imaging element 26 by the second imaging optical system 25. 26 sequentially captures images at a predetermined frame rate.
撮像素子２６から順次出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介して画像処理装置３に順次出力される。 The normal image signal sequentially output from the image sensor 26 is subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion processing in the imaging control unit 27, and then the image is transmitted through the cable 5. The data is sequentially output to the processing device 3.
そして、画像処理装置３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ３１において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部３３の通常画像処理部５１において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。 The normal image signal input to the image processing device 3 is temporarily stored in the normal image input controller 31 and then stored in the memory 34. The normal image signal for each frame read from the memory 34 is subjected to gradation correction processing and sharpness correction processing in the normal image processing unit 51 of the image processing unit 33, and then sequentially output to the video output unit 35. Is done.
そして、ビデオ出力部３５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。 Then, the video output unit 35 performs a predetermined process on the input normal image signal to generate a display control signal, and sequentially outputs the display control signal for each frame to the monitor 4. The monitor 4 displays a normal image based on the input display control signal.
一方、蛍光像の撮像の際には、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像Ｌ４が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。 On the other hand, when the fluorescent image is picked up, a fluorescent image L4 based on the fluorescence emitted from the observed portion by the irradiation of the excitation light is incident from the tip 30Y of the insertion member 30b and guided by the lens group in the insertion member 30b. And emitted toward the imaging unit 20.
撮像ユニット２０に入射された蛍光像Ｌ４は、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を通過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって所定のフレームレートで撮像される。 The fluorescent image L4 incident on the imaging unit 20 passes through the dichroic prism 21 and the excitation light cut filter 22, and is then imaged on the imaging surface of the high-sensitivity imaging element 24 by the first imaging optical system 23, and has high sensitivity. Images are taken at a predetermined frame rate by the image sensor 24.
高感度撮像素子２４から順次出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介して画像処理装置３に順次出力される。 The fluorescent image signals sequentially output from the high-sensitivity image sensor 24 are subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion processing in the imaging control unit 27, and then passed through the cable 5. Are sequentially output to the image processing apparatus 3.
そして、画像処理装置３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部３３の蛍光画像処理部５２において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。 The fluorescence image signal input to the image processing device 3 is temporarily stored in the fluorescence image input controller 32 and then stored in the memory 34. Then, the fluorescence image signal for each frame read from the memory 34 is subjected to predetermined image processing in the fluorescence image processing unit 52 of the image processing unit 33 and then sequentially output to the video output unit 35.
そして、ビデオ出力部３５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。 The video output unit 35 performs a predetermined process on the input fluorescent image signal to generate a display control signal, and sequentially outputs the display control signal for each frame to the monitor 4. The monitor 4 displays a fluorescent image based on the input display control signal.
そして、上記のようにして蛍光画像が表示されている状態において、観察者が蛍光画像における発光部分だけでなく、その発光部分の周囲の範囲も確認したい場合がある。そのような場合には、観察者によって操作部３６を用いて合成画像の表示指示が行われ、この指示に応じて合成画像の表示が行われる。以下、その合成画像の表示の作用について説明する。 In a state where the fluorescent image is displayed as described above, the observer may want to check not only the light emitting portion in the fluorescent image but also the range around the light emitting portion. In such a case, the observer gives an instruction to display a composite image using the operation unit 36, and the composite image is displayed in response to this instruction. Hereinafter, the operation of displaying the composite image will be described.
合成画像を表示する際には、具体的には、上述したような蛍光画像の撮像が行われている状態において、さらに、光源装置２の照明光ＬＤ光源４９から射出された蛍光波長域照明光Ｌ０が、ミラー５７、ダイクロイックミラー４７、ダイクロイックミラー４３および光ケーブルＬＣを介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０の照射窓３０ｄから被観察部に照射される。 When displaying the composite image, specifically, in a state where the fluorescent image is captured as described above, the fluorescent wavelength region illumination light emitted from the illumination light LD light source 49 of the light source device 2 is further provided. L0 is incident on the body cavity insertion section 30 via the mirror 57, the dichroic mirror 47, the dichroic mirror 43, and the optical cable LC, and is irradiated to the observed part from the irradiation window 30d of the body cavity insertion section 30.
このとき、励起光Ｌ２は連続して照射されているが、蛍光波長域照明光Ｌ０は、励起光Ｌ２が照射されている間に、所定の間隔を空けてパルス状に照射される。すなわち、照明光ＬＤ光源４９は、オン・オフを交互に繰り返して駆動され、これに応じてパルス状の蛍光波長域照明光Ｌ０が照射される。 At this time, the excitation light L2 is continuously irradiated, but the fluorescence wavelength region illumination light L0 is irradiated in a pulsed manner with a predetermined interval while the excitation light L2 is being irradiated. That is, the illumination light LD light source 49 is driven by alternately turning it on and off, and the pulsed fluorescence wavelength region illumination light L0 is irradiated accordingly.
そして、励起光Ｌ２のみが照射されている場合には、すなわち蛍光波長域照明光Ｌ０がオフしている場合には、上述した蛍光画像の撮像の場合と同様の処理が行われ、画像処理部３３の蛍光画像処理部５２において所定の画像処理が施された後、反射画像取得部５４に出力される。 When only the excitation light L2 is irradiated, that is, when the fluorescence wavelength range illumination light L0 is off, the same processing as that in the case of capturing the fluorescent image described above is performed, and the image processing unit After the predetermined image processing is performed in the 33 fluorescence image processing units 52, the image is output to the reflected image acquisition unit 54.
一方、励起光Ｌ２と蛍光波長域照明光Ｌ０との両方が被観察部に照射されている場合には、励起光Ｌ２と蛍光波長域照明光Ｌ０との両方の照射によって被観察部から発せられた光に基づく混合像Ｌ５が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。 On the other hand, when both the excitation light L2 and the fluorescence wavelength range illumination light L0 are irradiated on the observed part, the light is emitted from the observed part by both the excitation light L2 and the fluorescence wavelength range illumination light L0. The mixed image L5 based on the incident light enters from the tip 30Y of the insertion member 30b, is guided by the lens group in the insertion member 30b, and is emitted toward the imaging unit 20.
撮像ユニット２０に入射された混合像Ｌ５は、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を通過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって所定のフレームレートで撮像される。 The mixed image L5 incident on the imaging unit 20 passes through the dichroic prism 21 and the excitation light cut filter 22, and then is imaged on the imaging surface of the high-sensitivity imaging device 24 by the first imaging optical system 23, and has high sensitivity. Images are taken at a predetermined frame rate by the image sensor 24.
そして、高感度撮像素子２４から順次出力された混合画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介して画像処理装置３に順次出力される。 The mixed image signal sequentially output from the high-sensitivity imaging device 24 is subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion processing in the imaging control unit 27, and then the cable 5 Are sequentially output to the image processing apparatus 3.
そして、画像処理装置３に入力された混合画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の混合画像信号は、画像処理部３３の混合画像処理部５３において所定の画像処理が施された後、反射画像取得部５４に出力される。 The mixed image signal input to the image processing device 3 is temporarily stored in the fluorescence image input controller 32 and then stored in the memory 34. The mixed image signal for each frame read from the memory 34 is subjected to predetermined image processing in the mixed image processing unit 53 of the image processing unit 33 and then output to the reflected image acquisition unit 54.
そして、反射画像取得部５４においては、図７に示すように、入力された混合画像信号から蛍光画像信号が減算され、反射画像信号が取得される。この反射画像信号は、実質的に混合画像から蛍光画像の発光部分のみを差し引いた周辺部分を表す画像信号となる。 Then, in the reflection image acquisition unit 54, as shown in FIG. 7, the fluorescence image signal is subtracted from the input mixed image signal to acquire the reflection image signal. This reflected image signal is an image signal representing a peripheral portion obtained by subtracting only the light emitting portion of the fluorescent image from the mixed image.
そして、反射画像取得部５４において取得された反射画像信号と、蛍光画像処理部５２から出力された蛍光画像信号とがビデオ出力部３５に出力される。 Then, the reflection image signal acquired by the reflection image acquisition unit 54 and the fluorescence image signal output from the fluorescence image processing unit 52 are output to the video output unit 35.
そして、ビデオ出力部３５は、入力された反射画像信号と蛍光画像信号とにそれぞれ異なる色を割り当てて合成することによって合成画像信号を生成し、その合成画像信号に対して所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて、図７に示すような合成画像を表示する。 Then, the video output unit 35 generates a composite image signal by assigning different colors to the input reflected image signal and fluorescent image signal, and performs a predetermined process on the composite image signal. A display control signal is generated, and the display control signal for each frame is sequentially output to the monitor 4. Then, the monitor 4 displays a composite image as shown in FIG. 7 based on the input display control signal.
合成画像においては、蛍光画像の発光部分とその周辺部分とが互いに異なる色によって表示され、蛍光部分の周囲の部分についてもその状態を観察することができる。 In the composite image, the light emitting portion of the fluorescent image and the peripheral portion thereof are displayed in different colors, and the state of the peripheral portion of the fluorescent portion can be observed.
また、上記実施形態のように励起光Ｌ２と蛍光波長域照明光Ｌ０とを同時に照射して合成画像を表示する際、蛍光波長域照明光Ｌ０の光量が大き過ぎると、蛍光画像が反射画像に埋もれてしまい合成画像において蛍光部分が認識しづらくなる可能性がある。 In addition, when the composite image is displayed by simultaneously irradiating the excitation light L2 and the fluorescence wavelength region illumination light L0 as in the above embodiment, if the amount of the fluorescence wavelength region illumination light L0 is too large, the fluorescence image becomes a reflected image. There is a possibility that it is buried and it is difficult to recognize the fluorescent part in the composite image.
そこで、上記で取得した反射画像信号と蛍光画像信号とに基づいて、蛍光波長域照明光の光量を調整するようにしてもよい。 Therefore, the light amount of the fluorescence wavelength region illumination light may be adjusted based on the reflection image signal and the fluorescence image signal acquired above.
具体的には、まず、蛍光画像信号からその発光部分のみの蛍光部分画像信号を抽出し、図８に示すように、混合画像信号からその蛍光部分画像信号を減算して反射画像信号を取得し、さらに、その反射画像信号から上記蛍光部分画像信号に対応する反射部分画像信号を抽出する。 Specifically, first, a fluorescent partial image signal of only the light emitting portion is extracted from the fluorescent image signal, and a reflected image signal is obtained by subtracting the fluorescent partial image signal from the mixed image signal as shown in FIG. Further, a reflected partial image signal corresponding to the fluorescent partial image signal is extracted from the reflected image signal.
そして、蛍光画像信号が反射画像信号に対して信号強度が強い状態を維持するため、たとえば、蛍光部分画像信号と反射部分画像信号との関係が、下式（１）を満たす場合には、蛍光波長域照明光の光量を下げるようにすればよい。
蛍光部分画像信号 − 反射部分画像信号×２ ＜ ０ ・・・（１）
そして、さらに下式（２）を満たす場合には、蛍光波長域照明光の光量を上げるようにしてもよい。
蛍光部分画像信号 − 反射部分画像信号×２ ＞ ０ ・・・（２）
上式（１）と上式（２）との両方を満たすように制御することによって、蛍光画像信号の信号強度と反射画像信号の信号強度との比を一定に維持することができる。
Since the fluorescence image signal maintains a strong signal intensity with respect to the reflected image signal, for example, when the relationship between the fluorescent partial image signal and the reflected partial image signal satisfies the following expression (1), What is necessary is just to make it reduce the light quantity of wavelength range illumination light.
Fluorescent partial image signal−reflected partial image signal × 2 <0 (1)
If the following expression (2) is further satisfied, the amount of fluorescence wavelength region illumination light may be increased.
Fluorescent partial image signal−reflected partial image signal × 2> 0 (2)
By controlling so as to satisfy both the above expressions (1) and (2), the ratio of the signal intensity of the fluorescent image signal and the signal intensity of the reflected image signal can be kept constant.
なお、上式（１）と上式（２）における定数の２は、この値に限らず、その他の１以上の値としてもよい。 In addition, the constant 2 in the above formula (1) and the above formula (2) is not limited to this value, and may be one or more other values.
また、上記実施形態においては、励起光を連続照射するとともに蛍光波長域照明光をパルス状に照射することによって、励起光のみの照射による蛍光画像と、励起光および蛍光波長域照明光の照射による混合画像とを取得し、その混合画像から蛍光画像を減算することによって反射画像を取得し、その反射画像と蛍光画像とを用いて合成画像を生成するようにしたが、これに限らず、たとえば、励起光と蛍光波長域照明光とを交互に繰り返して照射し、励起光のみの照射による蛍光画像と、蛍光波長域照明光のみの照射による反射画像とを取得し、この蛍光画像と反射画像とを用いて合成画像を生成するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, by irradiating excitation light continuously and irradiating fluorescence wavelength range illumination light in a pulse form, by the fluorescence image by irradiation of only excitation light, and irradiation of excitation light and fluorescence wavelength range illumination light A mixed image is acquired, a reflected image is acquired by subtracting a fluorescent image from the mixed image, and a composite image is generated using the reflected image and the fluorescent image. Then, the excitation light and the fluorescence wavelength region illumination light are alternately and repeatedly irradiated to obtain a fluorescence image by irradiation only with the excitation light and a reflection image by irradiation only with the fluorescence wavelength region illumination light. And a composite image may be generated.
また、上記実施形態においては、蛍光波長域照明光をパルス状に照射するようにしたが、これに限らず、観察者が合成画像を観察したいときに任意のタイミングで蛍光波長域照明光を照射して、上記実施形態と同様にして合成画像を生成するようにしてもよい。 In the above embodiment, the fluorescent wavelength region illumination light is irradiated in a pulsed manner, but this is not limiting, and when the observer wants to observe the composite image, the fluorescent wavelength region illumination light is irradiated at an arbitrary timing. Then, a composite image may be generated in the same manner as in the above embodiment.
なお、上記実施形態においては、第１の撮像系により蛍光画像を撮像するようにしたが、これに限らず、被観察部への特殊光の照射による被観察部の吸光特性に基づく画像を撮像するようにしてもよい。 In the above embodiment, the fluorescent image is captured by the first imaging system. However, the present invention is not limited to this, and an image based on the light absorption characteristics of the observed part by irradiating special light to the observed part is captured. You may make it do.
また、上記実施形態は、本発明の画像取得装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。また、内視鏡システムに限らず、体内に挿入される挿入部を備えていない、いわゆるビデオカメラ型の医用画像撮像装置に適用してもよい。 Moreover, although the said embodiment applies the image acquisition apparatus of this invention to a rigid endoscope system, even if it applies to other endoscope systems which have a flexible endoscope apparatus, for example, it is not restricted to this. Good. Further, the present invention is not limited to an endoscope system, and may be applied to a so-called video camera type medical image capturing apparatus that does not include an insertion portion that is inserted into the body.
１ 硬性鏡システム
２ 光源装置
３ 画像処理装置
４ モニタ
１０ 硬性鏡撮像装置
２０ 撮像ユニット
２２ 励起光カットフィルタ
２４ 高感度撮像素子
２６ 撮像素子
３０ 体腔挿入部
３３ 画像処理部
３５ ビデオ出力部
４０ 通常光源
４９ 照明光ＬＤ光源
５０ ドライバ
５１ 通常画像処理部
５２ 蛍光画像処理部
５３ 混合画像処理部
５４ 反射画像取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rigid endoscope system 2 Light source device 3 Image processing apparatus 4 Monitor 10 Rigid endoscope imaging apparatus 20 Imaging unit 22 Excitation light cut filter 24 High sensitivity imaging element 26 Imaging element 30 Body cavity insertion part 33 Image processing part 35 Video output part 40 Normal light source 49 Illumination light LD light source 50 Driver 51 Normal image processing unit 52 Fluorescent image processing unit 53 Mixed image processing unit 54 Reflected image acquisition unit
Claims (8)
前記特殊光カットフィルタを透過する波長であって、前記撮像素子の感度範囲内の波長の照明光を前記被観察部に照射する照明光照射部を備えたことを特徴とする画像撮像装置。 A special light irradiating unit that irradiates the observed part with special light, an imaging element that receives the light emitted from the observed part by the irradiation of the special light and images the special image, and transmits the light and the special light In an image pickup apparatus including an image pickup unit having a special light cut filter that cuts light in a wavelength band equal to or less than the wavelength of light,
An image imaging apparatus comprising: an illumination light irradiating unit that irradiates the observed part with illumination light having a wavelength that passes through the special light cut filter and within a sensitivity range of the imaging element.
前記混合画像と前記特殊画像とに基づいて、前記照明光の前記被観察部への照射による反射光のみに応じた反射画像を取得する反射画像取得部と、
前記特殊画像と前記反射画像とを合成した合成画像を取得する合成画像取得部とを備えたことを特徴とする請求項２記載の画像撮像装置。 The imaging unit receives a light emitted from the observed portion by irradiating the observed portion with only the special light and captures a special image, and includes the special light and the illumination light. Receives the light emitted from the observed part by both irradiations and captures a mixed image,
Based on the mixed image and the special image, a reflected image acquisition unit that acquires a reflected image according to only reflected light by irradiation of the illumination light to the observed portion;
The image capturing apparatus according to claim 2, further comprising a composite image acquisition unit that acquires a composite image obtained by combining the special image and the reflection image.
前記通常光の前記被観察部への照射によって前記被観察部から反射された反射光を受光して通常画像を撮像する通常画像撮像部とを備えたことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像撮像装置。 A normal light irradiation unit that irradiates the observed portion with normal light cut by the special light cut filter;
6. A normal image capturing unit that captures a normal image by receiving reflected light reflected from the observed unit when the normal light is applied to the observed unit. The image pickup device according to claim 1.
前記撮像部が、前記励起光の照射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して前記特殊画像として蛍光画像を撮像するものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の画像撮像装置。 The special light irradiation unit irradiates the observed portion with excitation light as the special light,
The said imaging part receives the fluorescence emitted from the said to-be-observed part by irradiation of the said excitation light, and images a fluorescence image as said special image, The any one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. The imaging apparatus described.
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