JP4689767B2 - 蛍光画像装置および蛍光画像装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光画像を生成する蛍光画像装置および蛍光画像装置の作動方法に関する。

しかしながら、蛍光画像の輝度値の強度の情報のみから病変部位等を抽出した場合には、抽出目標とする病変部位を精度良く識別できないおそれがある。
例えば、自家蛍光は、粘膜表層における血管増生、つまりヘモグロビンが豊富にある病変部分だけでなく、粘膜が厚くなっている粘膜肥厚部分によっても減弱する。このため、自家蛍光の強度のみによる画像情報においては、腺腫（adenoma）のような病変部位の他に、良性のポリープとしての過形成性ポリープ（hyperplastic polyp）までも異常所見の可能性が高い画像として提供してしまうことがある。
このため、蛍光画像の他に参照光に基づく画像情報を利用して、正常部位と病変部位とをより的確に判別又は識別して、診断をより円滑に行い易くする、信頼性の高い診断用蛍光画像を提供することが望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、蛍光画像の他に参照光に基づく画像情報を利用して、信頼性の高い診断用蛍光画像を生成する蛍光画像装置および蛍光画像装置の作動方法を提供することを目的とする。

しかしながら、蛍光画像の輝度値の強度の情報のみから病変部位等を抽出した場合には、抽出目標とする病変部位を精度良く識別できないおそれがある。
例えば、自家蛍光は、粘膜表層における血管増生、つまりヘモグロビンが豊富にある病変部分だけでなく、粘膜が厚くなっている粘膜肥厚部分によっても減弱する。このため、自家蛍光の強度のみによる画像情報においては、腺腫（adenoma）のような病変部位の他に、良性のポリープとしての過形成性ポリープ（hyperplastic polyp）までも異常所見の可能性が高い画像として提供してしまうことがある。
このため、蛍光画像の他に参照光に基づく画像情報を利用して、正常部位と病変部位とをより的確に判別又は識別して、診断をより円滑に行い易くする、信頼性の高い診断用蛍光画像を提供することが望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、蛍光画像の他に参照光に基づく画像情報を利用して、信頼性の高い診断用蛍光画像を生成する蛍光画像装置及び蛍光画像取得方法を提供することを目的とする。

本発明の１形態の蛍光画像装置は、被検体に励起光及び参照光を照射する照射部と、前記励起光に基づく蛍光像と、前記参照光に基づき、少なくとも所定の波長領域の第１の反射光像を含む反射光像と、を撮像する撮像部と、前記蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号と、前記反射光像から前記第１の反射光像に対応する第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とを含む、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号を生成する画像信号生成部と、前記蛍光画像の画像信号と所定値を乗算した前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号との強度の比較、又は前記蛍光画像の画像信号と前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とに基づいて両画像の相対的強度を算出し算出された算出値と所定の閾値とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づき前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号と前記蛍光画像の画像信号とのうちの一方の画像信号を前記診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として、選択的に出力する選択部と、を有する。

本発明の１形態の蛍光画像装置の作動方法は、照射部から被検体に照射された励起光に基づき撮像部で撮像した蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号と、前記照射部から前記被検体に照射された参照光に基づき撮像部で撮像した少なくとも第１の反射光像を含む反射光像から前記第１の反射光像に対応する第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とを含み、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号を画像信号生成部が生成する第１のステップと、前記蛍光画像の画像信号と所定値を乗算した前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号との強度の比較、又は前記蛍光画像の画像信号と前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とに基づいて両画像の相対的強度を算出し算出された算出値と所定の閾値とを比較部で比較する第２のステップと、前記比較結果に基づき前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号と前記蛍光画像の画像信号とのうちの一方の画像信号を前記診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として選択部が選択的に出力する第３のステップと、を有する。

図１は本発明の第１の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図２は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図３は図２の回転フィルタに取り付けられた励起光フィルタ等の透過特性を示す図。 図４は画像処理回路の構成を示すブロック図。 図５は蛍光画像取得方法の処理手順を示すフローチャート。 図６は動作説明用の画像例を示す図。 図７Ａは図６の説明用の数値例の表。 図７Ｂは第１の実施形態の第３変形例の画像処理回路の構成を示すブロック図。 図８は本発明の第２の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図９は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図１０は図９の回転フィルタに取り付けられた励起光フィルタ等の透過特性を示す図。 図１１は画像処理回路の構成を示すブロック図。 図１２は第２の実施形態の変形例の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図１３は第２の実施形態の変形例の画像処理回路の構成を示すブロック図。 図１４は本発明の第３の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図１５は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図１６は図１５の回転フィルタに設けられた励起光フィルタ等の透過特性を示す図。 図１７は本発明の第４の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図１８は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図１９は本発明の第５の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図２０は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図２１は図２０の回転フィルタに設けられた励起光フィルタ等の透過特性を示す図。 図２２は本発明の第６の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図２３は本発明の第７の実施形態の蛍光画像装置の全体構成を示すブロック図。 図２４は光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 変形例における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の蛍光画像装置１Ａは、被検体としての生体内部を観察するための内視鏡２Ａと、生体内部の蛍光観察を行うために１つの励起光と３つの狭帯域からなる１つの参照光とを順次照射する光源部３Ａと、励起光の照射時により蛍光で撮像した蛍光の撮像信号と、参照光の照射時の照明光の下でその反射光で撮像した撮像信号に対する信号処理を行い、少なくとも蛍光の画像信号を含む複数の画像信号を生成する画像信号生成手段を含むプロセッサ４Ａと、このプロセッサ４Ａにより生成された蛍光画像を含む画像をカラー表示するカラーモニタ（以下、単にモニタと略記）５とを備える。

内視鏡２Ａは、体腔内に挿入できる程度の外径を有する可撓性の挿入部７を有し、その挿入部７の先端に設けられた先端部８には、光源部３Ａから供給された光を拡散させて被検体に照射する照射手段を形成する照明レンズ９と、被検体からの戻り光により被検体の光学像を結ぶための対物レンズ１０と、その結像位置に配置された撮像素子としてのＣＣＤ（電荷結合素子）１１とが設けられている。
また、ＣＣＤ１１の撮像面の各画素の前には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ），青（Ｂ）に色分離するように画素単位で配置されたカラーフィルタ１１ａが取り付けられている。このようにＣＣＤ１１の撮像面には光学的に色分離するカラーフィルタ１１ａが取り付けられているので、ＣＣＤ１１は各画素毎に色分離した撮像信号を出力する。
また、このカラーフィルタ１１ａの前には、励起光をカットする励起光カットフィルタ１１ｂが配置されている。

また、挿入部７の後端に設けられた操作部１２には、スコープスイッチ１３と、内視鏡２Ａにおける少なくともその機種を含む固有のＩＤ情報が格納されているスコープＩＤ発生部１４とが設けられている。
撮像手段を形成するＣＣＤ１１は、プロセッサ４Ａに設けられたＣＣＤ駆動回路１５から出力されるＣＣＤ駆動信号により駆動され、被検体の光学像を撮像した撮像信号は、プロセッサ４Ａに設けられたプリアンプ１６に出力する。
スコープスイッチ１３には、ＣＣＤ１１の撮像面に結像された光学像に対応する画像を、静止画像として記録する指示であるレリーズスイッチ等の複数のスイッチが設けられている。
術者がスコープスイッチ１３の操作を行うと、該操作に基づく操作信号がプロセッサ４Ａに設けられた制御部１７に出力され、該操作信号に基づき、制御部１７は蛍光画像装置１Ａの各部の制御を行う。

スコープＩＤ発生部１４は、内視鏡２Ａがプロセッサ４Ａに接続された際に、プロセッサ４Ａに設けられた機種検知回路１８に対し、接続された内視鏡２ＡのＩＤ情報を出力する。なお、制御部１７は、内視鏡２ＡのＩＤ情報を利用して、その内視鏡２Ａに用いられているＣＣＤ１１に対応した各種の制御を行う。
挿入部７の内部には、光源部３Ａから照射される光を導光するための、石英ファイバ等により構成されたライトガイドファイバ１９が挿通されている。
このライトガイドファイバ１９の一端は、光源部３Ａに対して着脱自在に接続される光源用コネクタ２０を有する構成となっており、また、ライトガイドファイバ１９の他端は、挿入部７の先端部８に設けられた照射手段としての照明レンズ９の近傍に配置されている。

光源部３Ａは、ランプ駆動回路２１と、このランプ駆動回路２１により発光するように駆動され、白色光に近い波長帯域の光を発光する例えばキセノンランプ２２と、キセノンランプ２２の照射光路上に設けられ、このキセノンランプ２２から発光される光量を制限することにより光量を調整する光源絞り（単に絞りと言う）２３と、キセノンランプ２２の光路上に設けられた回転フィルタ２５と、回転フィルタ２５を通過した光を集光するコンデンサレンズ２６とを有している。
絞り２３は、プロセッサ４Ａの制御部１７と接続され、制御部１７は制御信号に基づき、絞り２３の開き量を調整して光量調整の制御を行う。また、制御部１７は、ランプ駆動回路２１の動作を制御する。
上記回転フィルタ２５は、この回転フィルタ２５を回転駆動させる回転用モータ（以下、単にモータ）２７の回転軸に取り付けられている。

このモータ２７は、回転軸等に取り付けられた図示しないエンコーダを有し、このエンコーダは、回転フィルタ２５の回転駆動状態に対応した検出信号を、プロセッサ４Ａの制御部１７に出力する。制御部１７は、回転速度が一定となるようにモータ２７の回転を制御する。
図２は、回転フィルタ２５周辺部の構成を示す。
この回転フィルタ２５は、円板形状で、その周方向には、２つの開口が等しい角度で設けられており、２つの開口には、励起光を透過する透過特性を有する励起光フィルタ６Ｅｘと、参照光を透過する透過特性の参照光フィルタ６Ｒｅとが取り付けられている。
具体的には、図３の点線で示すように励起光フィルタ６Ｅｘは、例えば青（Ｂ）色の長波長寄りの波長帯域を透過するフィルタ特性を示す。

また、参照光フィルタ６Ｒｅは、図３の実線で示すように狭帯域のＲ，Ｇ，Ｂの波長を狭帯域で透過する３峰性のフィルタ特性を示す。なお、図３においては、３峰性のフィルタ特性におけるＲ，Ｇ，Ｂの波長帯域をそれぞれ透過するＲフィルタ特性、Ｇフィルタ特性、Ｂフィルタ特性部分をそれぞれ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂで示している。
狭帯域のＢフィルタ特性６Ｂは、ヘモグロビンが選択的に吸収する例えば４１５ｎｍの波長が中心波長に設定されている。また、狭帯域のＧフィルタ特性６Ｇ，狭帯域のＲフィルタ特性６Ｒは、例えばそれぞれの中心波長が５４０ｎｍ、６１０ｎｍに設定されている。
また、図３の２点鎖線で示すように励起光カットフィルタ１１ｂは、励起光フィルタ６Ｅｘの波長帯域を選択的にカットする特性を有し、その他の波長帯域を透過する特性を有する。

本実施形態においては、図３に示すように励起光フィルタ６Ｅｘと参照光フィルタ６Ｒｅとを順次透過した光を用いて、照明レンズ９から励起光と参照光とを被検体に照射する。そして、撮像手段を形成するＣＣＤ１１により、被検体に対する撮像を行う。
この場合、ＣＣＤ１１にはＲ，Ｇ，Ｂに色分離するカラーフィルタ１１ａが設けてある同時式の撮像手段であるので、Ｂの波長帯域の励起光を被検体に照射した場合には、被検体からＲとＧで発せられる自家蛍光の蛍光像を撮像する。
また、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ特性を備えた参照光フィルタ６Ｒｅを被検体に照射した場合には、被検体から反射された反射光による反射光像を撮像する。
図１のプロセッサ４Ａは、ＣＣＤ駆動回路１５と、プリアンプ１６と、制御部１７と、機種検知回路１８と、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路３１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３２と、信号分離回路３３と、第１フレームメモリ３４ａと、第２フレームメモリ３４ｂと、第３フレームメモリ３４ｃと、第４フレームメモリ３４ｄと、第５フレームメモリ３４ｅと、補間回路３５と、画像処理回路３６と、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路３７と、調光回路（又は明るさ検出回路）３８と、を有する。ＣＣＤ１１から出力される撮像信号は、プリアンプ１６において増幅された後、ＡＧＣ回路３１と、調光回路３８とに入力される。

調光回路３８は、プリアンプ１６により増幅された撮像信号における撮像画像の平均の明るさを検出する。また、この調光回路３８は、この平均の明るさを、予め設定された所定の明るさ目標値と比較する。
そして、例えば目標値との差分量の信号を、調光するための調光信号（明るさ検出信号）として制御部１７を介して絞り２３の開き量を調整する。
例えば、撮像画像の明るさが目標値以上の場合には、絞り２３の開き量を絞るための調光信号を出力し、撮像画像の明るさが目標値未満の場合には、絞り２３の開き量を大きく調整する調光信号を出力する。
ＣＣＤ１１から出力される撮像信号は、プリアンプ１６において増幅され、さらにＡＧＣ回路３１において所定のレベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。

そして、デジタル信号に変換された撮像信号は、各撮像信号からカラーフィルタ１１ａにより色分離された各色信号成分を分離する信号分離回路３３を経て、画像信号に変換される。この信号分離回路３３は、診断用蛍光画像を形成するための複数の画像信号を生成する画像信号生成手段を構成する。

なお、後述するようにこの診断用蛍光画像は、複数（具体的には３つ）の画像信号により構成され、その場合の各画像信号に対応する各画像は、この診断用蛍光画像の画像成分に相当する。この場合、診断用蛍光画像成分に相当する各画像は、少なくとも１つの蛍光画像（蛍光画像と反射光画像とが混在する場合を含む）と、反射光画像とからなる。

上記信号分離回路３３により分離抽出された画像信号は、画像信号記録手段である第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂ、第３フレームメモリ３４ｃ、第４フレームメモリ３４ｄ、第５フレームメモリ３４ｅに、一時的に記録される。
信号分離回路３３は、例えば高速で切替が可能なマルチプレクサにより形成され、このマルチプレクサは、カラーフィルタ１１ａの配列に応じた情報を記録する例えば制御部１７内に設けられたＲＯＭからの情報に応じて、制御部１７により切り替えられる。
この場合、励起光により蛍光の撮像信号が信号分離回路３３を形成するマルチプレクサに入力される期間においては、制御部１７は、Ｒの蛍光の撮像信号が入力されるタイミングにおいては、第１フレームメモリ３４ａを記録先とするように切り替えることにより、第１フレームメモリ３４ａはＲの蛍光の画像信号Ｒ-Ｅｍが記録される。

なお、本明細書においては、Ｉ-Ｅｍ（但しＩ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｉの波長帯域の蛍光画像の画像信号を表す。同様に後述するＪ-Ｒｅ（但しＪ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｊの波長帯域の反射光画像の画像信号を表す。
またＧの蛍光の撮像信号がマルチプレクサに入力されるタイミングにおいては、第２フレームメモリ３４ｂが記録先とするように切り替えることにより、第２フレームメモリ３４ｂにはＧの蛍光の画像信号Ｇ-Ｅｍが記録される。
一方、参照光の照射によるその反射光による撮像信号が信号分離回路３３を形成するマルチプレクサに入力される期間においては、制御部１７は、Ｒの反射光の撮像信号が入力されるタイミングにおいては、第３フレームメモリ３４ｃを記録先とするように切り替える。

また、Ｇの反射光による撮像信号が入力されるタイミングにおいては、制御部１７は、第４フレームメモリ３４ｄを記録先とするように切り替え、Ｂの反射光の撮像信号が入力されるタイミングにおいては、第５フレームメモリ３４ｅを記録先とするように切り替える。
そして、第３フレームメモリ３４ｃと、第４フレームメモリ３４ｄと、第５フレームメモリ３４ｅとには、それぞれＲ、Ｇ，Ｂの反射光の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅがそれぞれ格納される。
第１フレームメモリ３４ａ〜第５フレームメモリ３４ｅにそれぞれ記録された複数の画像信号は、所定の時間周期において同期された後、補間回路３５により画素の補間が行われた後、画像処理される入力画像信号として画像処理回路３６に入力されて、以下に説明するように所定の画像信号処理が行われ、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号が生成される。

なお、補間回路３５は、画像処理回路３６において、同じ画素位置の画像信号（画素信号）間で演算を行う場合、欠落する画素を隣接する画素で補間したり、周囲の画素の平均値で補間して、演算を行うことができるようにする。
この補間回路３５は、制御部１７の制御下で画素補間の処理を行う。なお、この補間回路３５の処理を、画像処理回路３６が行うようにしても良い。また、補間回路３５を信号分離回路３３と第１フレームメモリ３４ａ〜第５フレームメモリ３４ｅとの間に設けるようにしても良い。
この場合には、補間された５つの画像信号Ｇ-Ｅｍ，Ｂ-Ｒｅ，Ｒ-Ｅｍ，Ｇ-Ｒｅ，Ｒ-Ｒｅをそれぞれ第１フレームメモリ３４ａ〜第５フレームメモリ３４ｅに格納するようにする。なお、制御部１７は、画像処理回路３６の動作も制御する。

画像処理回路３６での画像処理により生成された複数の画像信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutは、Ｄ／Ａ変換回路３７によりアナログの画像信号に変換されて、モニタ５のＲ、Ｇ，Ｂチャンネルにそれぞれ出力される。そして、モニタ５には、画像処理回路３６での画像処理により生成された複数（３つ）の画像信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutが、診断用蛍光画像としてカラー表示される。
なお、ＣＣＤ駆動回路１５は、制御部１７により制御される。ＣＣＤ駆動回路１５は、ＣＣＤ１１に対して、励起光の照射後のタイミングと、参照光の照射後のタイミングにおいてＣＣＤ１１から蛍光の撮像信号と反射光の撮像信号とを読み出すためのＣＣＤ駆動信号を印加する。
また、制御部１７は、モータ２７のエンコーダから出力された駆動状態信号に基づき、ＣＣＤ駆動回路１５、信号分離回路３３のマルチプレクサ等を制御する。

また、制御部１７は、ランプ駆動回路２１を制御し、キセノンランプ２２が発光する光量等の調整を行う。
図４は、画像処理回路３６の構成を示す。図４の画像処理回路３６に入力される５つの画像信号は、Ｇ-Ｅｍ，Ｂ-Ｒｅ，Ｒ-Ｅｍ，Ｇ-Ｒｅ，Ｒ-Ｒｅであり、画像処理回路３６から出力される複数の画像信号は、Ｒout，Ｇout，Ｂoutで表している。
なお、本明細書においてはＲout，Ｇout，Ｂoutは、以下にも説明するようにモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルにそれぞれ出力される画像信号を表しており、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号となる。
図４に示すように蛍光の画像信号Ｇ-Ｅｍと、特定の波長帯域の反射光（第１の反射光ともいう）の画像信号Ｂ-Ｒｅは、選択手段としてのセレクタ４１に入力されると共に、ノイズを低減する前処理を行うローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２を経て第１演算回路４３に入力される。

第１演算回路４３は、第１の演算を行う。第１の演算として、具体的には、
Ｂ-Ｒｅ(i,j)/Ｇ-Ｅｍ(i,j) （１）
を行う。なお、ここで、(i,j)は、２次元画像上における２次元の座標、又は２次元の画素位置を表している。従って、例えばＢ-Ｒｅ(i,j)は、特定の波長帯域の画像信号Ｂ-Ｒｅに対応する特定の（第１の）反射光画像を表す。同様に、Ｇ-Ｅｍ(i,j)は、画像信号Ｇ-Ｅｍに対応する蛍光画像を表す。
他の画像信号も同様の意味である。なお、上述したように、蛍光画像、反射光画像は、診断用蛍光画像の画像成分又は成分画像の意味を持つ。第１演算回路４３は、上記の１式のように、特定の反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)と蛍光画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)との相対的強度を算出する算出手段を形成する。
第１演算回路４３により第１の演算が行われた演算値又は算出値Ｂ-Ｒｅ(i,j)/Ｇ-Ｅｍ(i,j)は、比較手段としての比較回路４４により、閾値回路４５からの所定の閾値Ｖｔｈと比較される。なお、この所定の閾値Ｖｔｈは、正常部位、又は良性のポリープとしての過形成ポリープと、病変部位としての腺腫とを識別する値（大雑把には１より大きな値）に設定されている。比較回路４４は、比較結果により選択手段としてのセレクタ４１の切替を制御する。

この場合、比較回路４４は、第１の演算が行われた算出値Ｂ-Ｒｅ(i,j)/Ｇ-Ｅｍ(i,j)が閾値Ｖｔｈより大きい場合には、セレクタ４１が画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)を選択し、それ以外の場合にはセレクタ４１が画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)を選択するように切替を制御する。
なお、このセレクタ４１から選択的に出力される画像Ｒout(i,j)の画像信号Ｒoutは、モニタ５の例えばＲチャンネルに、Ｒの色信号として出力される画像信号となる。
セレクタ４１、第１演算回路４３、比較回路４４及び閾値回路４５は、蛍光画像と特定の波長帯域の反射光画像との一方を両者の相対強度値に応じて選択的に出力する画像選択出力回路４６を形成する。そして、この画像選択出力回路４６により、後述するように診断するのに適した診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として、他の画像信号と共に、モニタ５側に出力される。

なお、上記のように所定の閾値Ｖｔｈとの比較結果に応じて、モニタ５には画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)又は画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)がＲの色成分画像として表示されるため、カラー表示部としてのモニタ５に表示されるカラー画像は所定の閾値Ｖｔｈとの比較結果に応じて、赤の色調が異なる。

また、蛍光の画像信号Ｇ-Ｅｍと画像信号Ｒ-Ｅｍとは第２演算回路４７に入力され、この第２演算回路４７は、第２の演算を行う。第２の演算としては、具体的には、
｛Ｇ-Ｅｍ(i,j)＋Ｒ-Ｅｍ(i,j)＋３２log（Ｇ-Ｅｍ(i,j)/Ｒ-Ｅｍ(i,j)）｝/３ （２）
を行う。つまり、第２の演算回路４７は、２つの蛍光の画像信号の強度と、両画像信号の対数比を取った強度とを３で除算して平均化する演算している。
この第２演算回路４７により第２の演算が行われた蛍光画像の画像信号Ｇoutは、モニタ５のＧチャンネルに出力される画像信号となる。
また、反射光画像の画像信号Ｇ-ＲｅとＲ-Ｒｅとは第３演算回路４８に入力され、この第３演算回路４８は、第３の演算を行う。第３の演算としては、具体的には、
｛Ｇ-Ｒｅ(i,j)＋Ｒ-Ｒｅ(i,j)｝/２ （３）
を行う。

この第３演算回路４８により第３の演算が行われた反射光画像の画像信号Ｂoutは、モニタ５のＢチャンネルに出力される画像信号となる。
このように本実施形態に係る画像処理回路３６においては、蛍光画像（の画像信号）を単に閾値と比較するのでなく、特定（第１）の参照光による特定（第１）の反射光画像（の画像信号）と相対的な強度を算出する算出値を閾値Ｖｔｈと比較して、その比較結果に応じて画像表示を行う表示装置としてのモニタ５の特定のチャンネル（この場合、Ｒチャンネル）に出力する画像の画像信号として選択的に出力し、この画像を含むことにより診断用蛍光画像が生成される。
この場合の特定の参照光による反射光としては、ヘモグロビンが豊富な腺腫の部位において特異的に吸収する波長となるＢの狭帯域の参照光の照射によるその反射光で撮像する撮像信号を用いる。この特定の参照光は、粘膜肥厚としての過形成性ポリープの部位においては、吸収が小さく、従ってその反射光は減弱が小さい（腺腫の場合と比較すると、殆ど減衰されない）。

一方、腺腫の部位と、粘膜肥厚としての過形成性ポリープの部位においては、自家蛍光が共に減弱する。この場合、腺腫の部位の方が減弱の程度が大きいが、励起光の強度にも依存するため、自家蛍光の強度のみから両者を識別するには閾値を調整する必要がある。そこで、本実施形態においては、腺腫と過形成性ポリープとがそれぞれ示す上記の２つの特徴的な特性を利用して、上述した第１の演算を行う。この第１の演算を行うことにより、腺腫の部位に対して過形成性ポリープの部位ではより大きな値として検出される。この場合、蛍光の強度は励起光の強度に依存するが、反射光の場合にも同様の依存性を示すため、蛍光画像で特定の反射光画像を除算することにより、その強度の影響を十分に低減できる。
このような演算により、両者の部位をより的確に判別又は識別し易くする、信頼性の高い診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号を生成する画像選択出力回路４６を形成している。

このような構成による本実施形態の蛍光画像装置１Ａ及びその蛍光画像取得方法の作用を図５を参照して次に説明する。図１に示すように蛍光画像装置１Ａを使用可能な状態にセットする。
具体的には内視鏡２Ａの光源用コネクタ２０を光源部３Ａに接続すると共に、内視鏡２Ａで撮像される信号がプロセッサ４Ａに入力されるようにプロセッサ４Ａとも接続する。また、プロセッサ４Ａの映像信号がモニタ５に出力されるようにプロセッサ４Ａとモニタ５とを接続する。このようにして蛍光画像装置１Ａの電源を投入して動作状態にする。すると、光源部３Ａ及びプロセッサ４Ａは、動作状態となり、制御部１７は、光源部３Ａとプロセッサ４Ａの各部の動作を制御する。
光源部３Ａは、図５のステップＳ１に示すように励起光と、Ｒ，Ｇ，Ｂの参照光とを順次（交互）に、内視鏡２Ａのライトガイドファイバ１９に出射し、このライトガイドファイバ１９を経て照明レンズ９から励起光と参照光とを被検体側に照射する状態となる。

そしてステップＳ２に示すように内視鏡２Ａの撮像手段を形成するカラーフィルタ１１ａを備えたＣＣＤ１１は、励起光に基づく蛍光像と、参照光に基づく反射光像とを撮像する。
ＣＣＤ１１により撮像された撮像信号は、プロセッサ４Ａのプリアンプ１６で増幅され、ＡＧＣ回路３１により所定の振幅となるようにゲインが自動調整される。そして、Ａ／Ｄ変換回路３２により、デジタルの撮像信号に変換された後、信号分離回路３３に入力される。
信号分離回路３３は、蛍光像を撮像した蛍光の撮像信号が入力される期間（蛍光信号期間）においては、Ｒの蛍光の撮像信号とＧの蛍光の撮像信号とをカラーフィルタ１１ａのＲとＧの配列に応じて、画素単位で切り替え、第１フレームメモリ３４ａと第２フレームメモリ３４ｂとにそれぞれＲの蛍光の画像信号Ｒ-ＥｍとＧの蛍光の画像信号Ｇ-Ｅｍとを一時格納する。

この場合、Ｒの蛍光の画像信号Ｒ-Ｅｍと、Ｇの蛍光の画像信号Ｇ-Ｅｍとをそれぞれ格納する第１フレームメモリ３４ａと第２フレームメモリ３４ｂのアドレスは、カラーフィルタ１１ａのＲとＧの配列に対応したアドレス値に設定される。
このため、第１フレームメモリ３４ａと第２フレームメモリ３４ｂには、ＣＣＤ１１の撮像面に光学的にＲ，Ｇ，Ｂに色分離されて結像される蛍光像のカラー画像におけるＲ，Ｇの色成分の画像信号に対応するものとなる。
つまり、ステップＳ３に示すように第１フレームメモリ３４ａと第２フレームメモリ３４ｂには、ＣＣＤ１１の撮像面に結像された蛍光像に対応した蛍光画像の画像信号Ｒ-Ｅｍ，Ｇ-Ｅｍが（生成されて）格納される。

蛍光信号期間の場合とほぼ同様に、信号分離回路３３は、反射光像を撮像した反射光の撮像信号が入力される期間（反射光信号期間）においては、Ｒの反射光の撮像信号、Ｇの反射光の撮像信号及びＢの反射光の撮像信号をカラーフィルタ１１ａのＲ、Ｇ、Ｂの配列に応じて、画素単位で切り替え、第３フレームメモリ３４ｃ、第４フレームメモリ３４ｄ及び第５フレームメモリ３４ｅにはＲ、Ｇ，Ｂの反射光の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅとして一時格納する。
この場合、Ｒ、Ｇ，Ｂの反射光の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅをそれぞれ格納する第３フレームメモリ３４ｃ〜第５フレームメモリ３４ｅのアドレスは、カラーフィルタ１１ａのＲ、Ｇ、Ｂの配列に対応したアドレス値に設定される。
このため、第３フレームメモリ３４ｃ〜第５フレームメモリ３４ｅには、ＣＣＤ１１の撮像面に光学的にＲ，Ｇ，Ｂに色分離されて結像される反射光像のカラー画像におけるＲ，Ｇ、Ｂの色成分の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅに対応するものとなる。

つまり、ステップＳ３に示すように第３フレームメモリ３４ｃ〜第５フレームメモリ３４ｅには、ＣＣＤ１１の撮像面に結像された反射光像に対応した反射光画像の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅが格納される。
第１フレームメモリ３４ａ〜第５フレームメモリ３４ｅに格納された５つの画像信号Ｒ-Ｅｍ，Ｇ-Ｅｍ，Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅは、ステップＳ４に示すように補間回路３５により画素補間された後、画像処理回路３６に入力される。
画像処理回路３６は、ステップＳ５に示すようにＬＰＦ４２でノイズ低減された蛍光画像（の画像信号Ｇ-Ｅｍ）と特定の波長帯域の反射光画像（の画像信号Ｂ-Ｒｅ）とに対して第１演算回路４３により相対強度値を算出する演算処理としての除算の処理を行う。このステップＳ５の演算処理により算出された相対強度値Ｂ-Ｒｅ/Ｇ-Ｅｍは、さらに次のステップＳ６において比較回路４４により、所定の閾値Ｖｔｈと比較する比較処理が行われる。

さらに次のステップＳ７において比較回路４４は、所定の閾値Ｖｔｈとの比較結果に応じて前記第１演算回路４３により相対強度値の算出が行われた蛍光画像（の画像信号Ｇ-Ｅｍ）と特定の波長帯の反射光画像（の画像信号Ｂ-Ｒｅ）をセレクタ４１から所定の画像の画像信号Ｒoutとして選択的に出力する。選択的に出力された画像信号Ｒoutは、例えば表示装置としてのモニタ５のＲチャンネルに出力される。
また、画像処理回路３６は、ステップＳ８に示すように、第２演算回路４７、第３演算回路４８とにより蛍光画像間、反射光画像間で第２の演算処理、及び平均値を算出する第３の演算処理が行う。
そして、第２演算回路４７、第３演算回路４８によりそれぞれ演算で算出された２つ画像信号Ｇout，Ｂoutは、Ｇ及びＢチャンネルにそれぞれ出力される。
そして、次のステップＳ９に示すようにステップＳ７により、第１演算回路４３を含む画像選択出力回路４６による画像信号Ｒoutと、ステップＳ８により第２演算回路４７及び第３演算回路４８によりそれぞれ生成された画像信号Ｇout、Ｂoutが、モニタ５の表示面に診断に利用される診断用蛍光画像、換言すると内視鏡蛍光画像としてカラー表示される。

術者は、モニタ５にカラー表示される診断用蛍光画像を診断に利用する。この場合、画像選択出力回路４６による画像選択により、モニタ５には、腺腫と、粘膜肥厚としての過形成性ポリープとを異なる色調で表示することが可能となるため、術者は的確な診断を行うことが容易となる。従って、術者は、円滑に診断を行うことができる。
次に本実施形態により、被検体として生体粘膜を観察した場合の作用をより具体的に説明する。図６は、腺腫５１と、過形成性ポリープ５２とが正常粘膜５３中に混在した生体粘膜の画像の模式図と、その光学的な特性例とを示す。
具体的には、図６の上側に、腺腫５１と過形成性ポリープ５２とが混在した生体粘膜の画像を示し、その画像を水平な線に沿った水平座標位置での明るさ（又は輝度値）の特性例をその下側に示している。

また、図６における下側の明るさの特性例としては、自家蛍光の場合の蛍光画像の明るさと、狭帯域のＢの参照光の場合の反射光画像の明るさと、の特性を示している。換言すると、図４の第１演算回路４３に入力される蛍光画像（の画像信号Ｇ-Ｅｍ）と、特定のＢの反射光画像（の画像信号Ｂ-Ｒｅ）の明るさに対応したものとなる。
図６の特性から分かるように自家蛍光は、腺腫５１のようにヘモグロビンを豊富に含む部位において大きく減弱する。また、この自家蛍光は、過形成性ポリープ５２の部位においても腺腫５１よりは減弱の程度が小さいが、減弱する。
また、図６に示すように狭帯域のＢの反射光は、腺腫５１のようにヘモグロビンを豊富に含む部位において大きく減弱する。このため、上記第１の演算を行うと、腺腫５１の部位においては大雑把に評価すると１に近い値となる。

これに対して、狭帯域のＢの反射光は、過形成性ポリープ５２においては、通常の生体粘膜の場合とほぼ同様に殆ど減弱しない。このため、第１の演算を行うと、過形成性ポリープ５２の部位においては大雑把に評価すると１に比較するとより大きな値となる。
このため、閾値として１よりも少し大きな値に設定した場合、この閾値と比較した比較結果により、上述したように選択的に出力する画像を変更する。
これにより、セレクタ４１から選択的に出力される画像は、腺腫５１と過形成性ポリープ５２とをより信頼性の高い状態で判別又は識別に適した画像、つまり診断用蛍光画像を形成する１つの特徴的な画像となる。そして、本実施形態は、この画像を含めて診断用蛍光画像を生成する。

このように本実施形態においては、上記のように自家蛍光と特定の波長の反射光に関する腺腫５１と過形成性ポリープ５２との特性上の差異を利用することにより、両者を判別又は識別し易くする（換言すると的確な診断を行い易くする信頼性の高い）診断用蛍光画像を生成することが特徴となる。
これに対して、単に自家蛍光の明るさを閾値とした場合には、腺腫５１を判別又は識別するための閾値の値を大幅に調整することが必要になり、その信頼性が低下する。
図７Ａは、例えば図６の画像における正常粘膜５３部分では、蛍光画像、反射光画像の明るさをそれぞれ１００％とした場合における第１演算回路４３による演算結果を示すと共に、腺腫５１と過形成性ポリープ５２としての模式的な明るさを％で表した表を示す。そして、閾値Ｖｔｈの値を、例えば１．５〜２．３程度に設定した場合にセレクタ４１から選択的に出力される画像を示している。

図７Ａに示すように正常粘膜５３、過形成性ポリープ５２、腺腫５１の各部位は、Ｇの蛍光画像、つまりＧ-Ｅｍ(i,j)の明るさ、Ｂの反射光画像、つまりＧ-Ｅｍ(i,j)の明るさがそれぞれ異なるため、例えば、Ｇ-Ｅｍ(i,j)の明るさでＧ-Ｅｍ(i,j)の明るさを除算した相対強度値は、それぞれの部位に応じて異なる値となる。
この場合、単に蛍光の明るさのみの情報からこれらの部位を識別しようとした従来例の場合には、得られた蛍光の明るさが、励起光の強度にも依存するため、確実に識別することが困難となる。
これに対して、本実施形態においては、従来例と同様に蛍光の明るさは、励起光の強度にも依存するが、その依存性は反射光においても同様の傾向を有するため、上記のように相対強度値として算出することにより、その影響を十分に低減できる。また、本実施形態においては、上記の相対強度値に対して、閾値Ｖｔｈが過形成性ポリープ５２と腺腫５１とを判別し易い値に設定されている。

従って、上記のように相対的な強度値で算出しているので、相対強度値でない場合に比較して、閾値Ｖｔｈの値が励起光の強度等に依存しない意味を持ち、過形成性ポリープ５２と腺腫５１とを、より信頼性の高い状態で判別又は識別することを可能とする。
そして、正常部位としての粘膜肥厚（過形成性ポリープ）と病変部位としての腺腫とに対応した画像が、閾値Ｖｔｈに応じて選択され、従ってモニタ５には異なる色調でカラー表示される。
このように本実施形態によれば、より信頼性の高い診断用蛍光画像を生成することが可能となり、術者は病変部位を的確に診断することが行い易くなる。
なお、上述した第１の実施形態における第１演算回路４３は、１式により相対強度を算出するようにしているが、１式の逆数、つまり以下の１′式のような演算を行うようにしても良い。

Ｇ-Ｅｍ(i,j)/Ｂ-Ｒｅ(i,j) （１′）
このような演算に応じて、閾値回路４５による閾値も例えば１／Ｖｔｈ等のように設定すれば良い。この変形例は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を有する。
第１の実施形態における画像処理回路３６の第２変形例として、上記第１演算回路４３による第１の演算を以下のようにコントラストを算出するように変形しても良い。
本変形例においては第１演算回路４３は、第１の演算として、具体的には、
｜Ｂ-Ｒｅ(i,j)−Ｇ-Ｅｍ(i,j)｜/｜Ｂ-Ｒｅ(i,j)＋Ｇ-Ｅｍ(i,j)｜（４）
を行う。なお、４式中における｜Ａ｜は、Ａの絶対値を意味する。そして、閾値回路４５は、この演算に対応した閾値が設定され、比較回路４４はこの第１の演算結果と閾値とを比較してセレクタ４１を切り替える。比較回路４４により、閾値との比較結果に応じてＧ-Ｅｍ或いはＢ-Ｒｅを選択して出力することは、上述した第１の実施形態と同様である。

４式の場合、分子の部分が腺腫と過形成性ポリープとの両部位において異なるため、閾値を用いてその判別又は識別が可能となる。
大雑把に述べると、４式の分子は、腫瘍では０に近い値となり、これに対して過形成性ポリープでは０に比較するとより大きな値となる。このため、両者の中間の値に閾値を設定することにより、閾値との比較結果により、両部位を的確に判別又は識別することができる。
また、本変形例においても、蛍光画像と反射光画像の両方の情報を用いるようにしているので、蛍光画像のみの場合よりも、正常部位と病変部位をより信頼性の高い状態で判別又は識別し、かつその結果に応じて異なる色調で表示することができる。このため、術者は的確な診断を行い易くなる。

また、上述した第１の実施形態において、比較回路４４は第１演算回路４３により算出された算出値が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合には、反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ-Ｒｅを選択的に出力するが、反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ-Ｒｅと蛍光画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ-Ｅｍとの平均値を選択的に出力するようにしても良い。
このようにすると、通常の正常組織とは異なる過形成性ポリープ５２の部位である可能性が高いことを判別し易くできる。
なお、上述した第１の実施形態（及び変形例）においては、蛍光観察を行う機能のみを説明したが、さらに白色光を照射するように切り替え、カラーフィルタ１１ａにより色分離して通常の同時式の撮像及び画像処理を行い、可視の波長領域に対する通常のカラー画像を生成する通常観察を行う構成にしても良い。これに関しては後述する図２５に関連してその説明を行っている。以下に説明する他の実施形態に関しても、通常観察を行う通常観察モードを備えた構成にしても良い点は同様である。

上述した第１の実施形態においては、反射光画像と蛍光画像との相対的強度を算出する算出手段としての例えば図４の第１の演算回路４３により算出された算出値を所定の閾値と比較を行う構成にしていた。これに対して、以下の第３変形例のように相対的強度を所定の閾値と比較を行うことなく、反射光画像と蛍光画像とを所定値を用いた強度の比較結果に基づいて、その一方を選択的に出力する選択手段を構成しても良い。
図７Ｂは、本変形例の画像処理回路３６における画像選択出力回路４６Ｂの構成を示す。この画像選択出力回路４６Ｂは、例えば、図４における画像選択出力回路４６において、第１の演算回路４３、比較回路４４，閾値回路４５を、比較手段としての比較回路４４Ｂに変更した構成としている。

蛍光画像Ｇ−Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ−Ｅｍと、反射光画像Ｂ−Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ−Ｒｅとはローパスフィルタ４２を介して比較回路４４Ｂに入力される。
この比較回路４４Ｂは、以下の４′式のように、反射光画像Ｂ−Ｒｅ(i,j)と、所定値を乗算した蛍光画像Ｇ−Ｅｍ(i,j)との比較を行う比較手段を形成する。つまり、この比較回路４４Ｂは、
Ｂ−Ｒｅ(i,j)＞ｋ×Ｇ−Ｅｍ(i,j) （４′）
を満たすか否かの比較を行う。そして、比較回路４４Ｂは、４′式を満たす比較結果の場合には、図７Ｂのセレクタ４１の切替を制御し、反射光画像Ｂ−Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ−Ｒｅを選択的に出力させる。

一方、比較回路４４Ｂは、４′式を満たさない比較結果の場合には、図７Ｂのセレクタ４１の切替を制御し、蛍光画像Ｇ−Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ−Ｅｍを選択的に出力させる。ここで、ｋは、所定値、又は所定値に（Ｂ−Ｒｅ(i,j)の画素値平均）／（Ｇ−Ｅｍ(i,j)の画素値平均）を乗算した値である。その他の構成は、図４の場合と同様である。
このような構成の本変形例においては、比較回路４４Ｂは、その比較結果に応じて図７Ｂのセレクタ４１の切替を制御し、反射光画像Ｂ−Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ−Ｒｅと蛍光画像Ｇ−Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ−Ｅｍとを選択的に出力する。本変形例は、第１の実施形態とほぼ同様の作用効果を有する。

なお、４′式を、以下の４″式のように変形して、比較回路４４Ｂが４″式の比較を行うようにしても良い。
Ｂ−Ｒｅ(i,j)／Ｇ−Ｅｍ(i,j) ＞ｋ （４″）
この場合には、比較回路４４Ｂは、両画像の相対的強度をｋと比較することになる。
４″式の左辺は、１式に該当し、４″式の右辺のｋを閾値Ｖｔｈに設定すると、上述した第１の実施形態における第１演算回路４３による相対的強度を算出する第１の演算と、比較回路４４による閾値との比較の処理内容となる。
換言すると、比較回路４４Ｂの処理は、相対的強度を算出する算出部と、相対的強度を閾値と比較する比較部の機能を含む。また、この変形例における図５に相当する処理手順は、図５におけるステップＳ５とステップＳ６との両処理内容を包含する処理（つまり、４″式）を比較回路４４Ｂが行う。

（第２の実施形態）
次に図８から図１１を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図８は本発明の第２の実施形態の蛍光画像装置１Ｂの構成を示す。この蛍光画像装置１Ｂは、モノクロのＣＣＤ１１を備えた内視鏡２Ｂと、面順次の光源部３Ｂと、プロセッサ４Ｂ及びモニタ５とからなる。内視鏡２Ｂは、図１の内視鏡２Ａにおいて、カラーフィルタ１１ａを有しない面順次方式で撮像を行うＣＣＤ１１を備えた内視鏡である。
また、光源部３Ｂは、図１の光源部３Ａに用いた回転フィルタ２５には、図９に示すように３つのフィルタが取り付けられている。
図９は本実施形態における回転フィルタ２５周辺部の構成を示す。図９に示す３つのフィルタは、励起光フィルタ６Ｅｘと、広帯域の黄（Ｙ）の波長帯域を透過するＹ参照光フィルタ６Ｙと、狭帯域のＢ参照光フィルタ６Ｂであり、励起光フィルタ６Ｅｘは第１の実施形態と同じである。

第１の実施形態においては、撮像手段側においてカラーフィルタ１１ａにより光学的に色分離を行っていたが、本実施形態においてはモノクロのＣＣＤ１１を採用しているので、参照光の照射のために、異なる波長帯域を透過する２つのフィルタ６Ｙ，６Ｂを用いるようにしている。
図１０は、これら３つのフィルタ６Ｅｘ，フィルタ６Ｙ，６Ｂの透過率特性を示す。この場合、フィルタ６Ｂは、第１の実施形態で説明した狭帯域のＢ光を生成するフィルタ特性を示す。フィルタ６Ｙは、Ｇの波長からＲの波長まで、広帯域に透過する特性を有する。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様にＣＣＤ１１の前に励起光カットフィルタ１１ｂが配置されている。
そして、この光源部３Ｂは、励起光と、参照光としての広帯域のＹ光（つまりＧ及びＲ光）と、狭帯域のＢ光とを面順次に発生する。そして、励起光と、参照光としての広帯域のＹ光と、狭帯域のＢ光の照射により、モノクロのＣＣＤ１１は、蛍光像、参照光としてのＹ光に対する反射光像（つまりＧ及びＲの反射光像）及びＢ光に対するＢの反射光像を撮像し、それぞれに対応する撮像信号を出力する。

また、本実施形態に係るプロセッサ４Ｂは、上記のようにＣＣＤ１１が３つの撮像信号を発生するため、図１Ａのプロセッサ４Ａにおける信号分離回路３３の代わりに、３つの撮像信号をフレーム単位で順次切り替えて画像信号に変換するマルチプレクサ３３Ｂを採用している。
具体的には、励起光による蛍光の撮像信号、Ｙ光及びＢ光の撮像信号が、それぞれ第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂ、第３フレームメモリ３４ｃに蛍光の画像信号Ｅｍ，反射光の画像信号Ｙ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅとしてそれぞれ格納される。
そして、これらのフレームメモリ３４ａ〜３４ｃから読み出された画像信号Ｅｍ，Ｙ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅは、画像処理回路３６Ｂに入力される。

本実施形態においては、上記のようにモノクロのＣＣＤ１１を採用して面順次式に撮像を行うため、ＣＣＤ１１により反射光像を撮像した撮像信号を画像信号と見なすこともできる。これに対して、上述した第１の実施形態においては、反射光像を撮像した撮像信号は、さらに信号分離回路３３を経て画像信号が生成されている。

図１１は本実施形態に係る画像処理回路３６Ｂの構成を示す。この画像処理回路３６Ｂは、以下の説明するように蛍光（画）像と特定の反射光（画）像との平均化を行う平均化処理手段を有する。

第２フレームメモリ３４ｂから読み出された反射光画像Ｙ-Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｙ-Ｒｅは、赤の画像信号Ｒoutとして出力されると共に、青の画像信号Ｂoutとして出力される。つまり、
Ｒout(i,j)＝Ｙ-Ｒｅ(i,j) （５）
Ｂout(i,j)＝Ｙ-Ｒｅ(i,j) （６）
なお、(i,j)は第１の実施形態で説明したように２次元画像の座標又は画素位置を表す。また、第１フレームメモリ３４ａと第３フレームメモリ３４ｃからそれぞれ読み出された蛍光画像Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｅｍと、特定の波長帯域の反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ-Ｒｅは、平均化回路６１に入力され、加算した値を２で除算して平均化された画像信号が緑の画像信号Ｇoutとして出力される。つまり、
Ｇout(i,j)＝｛Ｅｍ(i,j)＋Ｂ-Ｒｅ(i,j)｝/２ （７）
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

７式のように平均化することにより、蛍光画像のみの場合よりも明るく、診断し易い蛍光画像の画像信号を生成する。
そして、本実施形態は、画像処理回路３６Ｂは、５式〜７式の画像の画像信号をＤ／Ａ変換回路３７を介してモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルに出力し、モニタ５には５式〜７式の３つの画像信号による診断用蛍光画像がカラー表示される。
本実施形態の場合には、診断用蛍光画像を取得する方法は、第１の実施形態における図５のフローチャートを参照して説明すると、以下のようになる。
図５のステップＳ１のように励起光と参照光が被検体としての例えば生体粘膜に照射される。具体的には、励起光フィルタ６Ｅｘを通した励起光と、広帯域のＹ（Ｇ及びＲ）の参照光と、狭帯域のＢの参照光とが照明レンズ９を経て順次に照射される。

そして、図５のステップＳ２のように励起光と２つの参照光に基づく蛍光像と、２つの反射光像とがＣＣＤ１１により撮像される。
具体的には、励起光により生体粘膜から発せられる自家蛍光の蛍光像と、広帯域のＹ（Ｇ及びＲ）の参照光による反射光像と、狭帯域のＢの参照光による特定の反射光像とが撮像され、ＣＣＤ１１から撮像信号として出力される。
ステップＳ２による蛍光像と２つの反射光像の撮像信号からステップＳ３の画像信号が生成される。具体的には、蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号Ｅｍと、２つの反射光像に対応する反射光画像の画像信号Ｙ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅとが生成されて、第１フレームメモリ３４ａ〜第１フレームメモリ３４ｃに格納される。
次に図５のステップＳ４を行うことなく、ステップＳ５に対応して、蛍光画像と特定の反射光画像に対して（相対強度値の算出でなく）平均化処理を画像処理回路３６Ｂが行う。そして、この平均化処理により生成された画像信号（Ｅｍ＋Ｂ-Ｒｅ）/２がモニタ５のＧチャンネルに出力される。

この平均化処理は蛍光画像と特定の反射光画像に対して上記７式の処理である。次に図５のステップＳ６，Ｓ７、Ｓ８を行うことなく、図１１に示すように広帯域の反射光画像の画像信号Ｙ-Ｒｅがモニタ５の２つのＲ，Ｂチャンネルに出力される。
そして、これらのＲ，Ｇ，Ｂチャンネルに出力された３つの画像信号がモニタ５により診断用蛍光画像としてカラー表示される。
本実施形態においては、７式に示すように蛍光画像と特定の反射光画像とを加算して平均化した画像の画像信号を生成して、モニタ５に出力するようにしている。このように両画像を加算して平均化することにより、蛍光画像のみで出力する場合よりも正常粘膜における粘膜肥厚（過形成性ポリ-プ）部位での低コントラスト化が可能になる。また、蛍光画像のみの場合よりも、ノイズを低減、つまりＳ／Ｎを大きくできる。

従って、本実施形態は以下の効果を有する。
正常粘膜における、粘膜肥厚を伴う領域と粘膜肥厚を伴わない部位とのコントラストは、蛍光画像で高く、青色反射光画像で低い。このことから、平均化処理によって、蛍光画像のみよりも低コントラスト化が可能である。また、蛍光画像のみよりもノイズを低下させることが可能となる。
また、黄色参照光の反射光で撮像を行う構成を採用したことにより、赤色及び緑色の参照光に基づく粘膜情報を再現でき、また、３つの帯域（バンド）の照射光と、その照射時間を維持させたまま、赤色、緑色、青色の参照光および励起光の４バンドに相当する照明が可能となるため、各バンドの照射によって得られる画像のＳ／Ｎも高く維持できる。

なお、本実施形態においては、上述したように平均化処理を行う。このために、励起光と、参照光間の強度調整、または蛍光像と反射光像間の輝度値を予め調整される。この場合、例えば正常粘膜を基準として蛍光像と反射光像間の信号強度をバランスさせるようにしても良い。
なお、本実施形態においては、上述したように平均化した画像信号をモニタ５の特定のチャンネルに出力する構成にしているが、第１の実施形態のように、セレクタ４１，比較回路４４，閾値回路４５等を設けて、比較回路による閾値との比較結果に応じてセレクタ４１から選択的に出力する画像信号を切り替えるようにしても良い。
例えば、平均化した画像の輝度値を予め設定した閾値と比較して、輝度値が閾値以下の場合には蛍光画像Ｅｍ(i,j)又はＢの反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)を出力するようにしても良い。

図１２は第２の実施形態の変形例の蛍光画像装置１Ｃの構成を示す。この蛍光画像装置１Ｃは、内視鏡２Ｃと、光源部３Ｃと、プロセッサ４Ｃ及びモニタ５とから構成される。本変形例における内視鏡２Ｃは第１の実施形態の同時式の内視鏡２Ａと同じ構成であり、また光源部３Ｃも、第１の実施形態の光源部３Ａと同じ構成である。
また、本変形例のプロセッサ４Ｃは、第１の実施形態のプロセッサ４Ａにおいて、画像処理回路３６とは異なる画像処理を行う画像処理回路３６Ｃが採用されている。
図１３は、本変形例に係る画像処理回路３６Ｃの構成を示す。
蛍光画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ-Ｅｍと、反射光画像Ｂ-Ｒｅ(i,j)の画像信号Ｂ-Ｒｅとは平均化回路６２ａに入力され、平均化の処理がされて画像信号Ｒoutとして出力される。つまり、
Ｒout(i,j)＝｛Ｇ-Ｅｍ(i,j)＋Ｂ-Ｒｅ(i,j)｝/２ （８）
蛍光画像Ｇ-Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｇ-Ｅｍと、蛍光画像Ｒ-Ｅｍ(i,j)の画像信号Ｒ-Ｅｍとは演算回路６３に入力され、第１の実施形態の第２演算回路４７と同じ演算処理されて画像信号Ｇoutとして出力される。

つまり、
Ｇout(i,j)＝｛Ｇ-Ｅｍ(i,j)＋Ｒ-Ｅｍ(i,j)＋３２log（Ｇ-Ｅｍ(i,j)/（Ｒ-Ｅｍ(i,j)）｝/３ （９）
また、反射光画像Ｇ-Ｒｅ(i,j)、Ｒ-Ｒｅ(i,j)の両画像信号Ｇ-ＲｅとＲ-Ｒｅとは平均化回路６２ｂに入力され、平均化の処理がされて画像信号Ｂoutとして出力される。
Ｂout(i,j)＝｛Ｇ-Ｒｅ(i,j)＋Ｒ-Ｒｅ(i,j)｝/２ （１０）
そして、画像処理回路３６Ｃは、８式〜１０式の画像の画像信号をＤ／Ａ変換回路３７を介してモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルに出力し、モニタ５には８式〜１０式の画像が診断用蛍光画像としてカラー表示される。
本変形例は以下の効果を有する。

蛍光を分光して撮像する場合においても、蛍光画像と青参照光の反射光画像との平均化処理により、蛍光画像のみよりも粘膜肥厚を伴う正常粘膜のコントラストを抑えることが可能となり、また、よりノイズを低下させることができる。
また、 赤、緑の参照光の反射光画像も平均化処理することにより、ノイズを軽減できる。
なお、本実施形態においても、後述する図２５にて説明するように広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの照明光を順次照射して、面順次式のカラー撮像を行い、通常のカラー画像をモニタ５に表示する機能を備えた構成にしても良い。

（第３の実施形態）
次に図１４から図１６を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。従来は広帯域な１つの励起光を照射することにより蛍光を励起していたため、異なる物質からの蛍光放射、または粘膜層ごとの蛍光放射の違いを検出することができず、多様な病変の検出には適さなかった。
また、自家蛍光は血液による吸収の影響を受けるため、自家蛍光像のみの画像情報では炎症と腫瘍の鑑別が困難であった。このため、本実施形態は、以下の構成により、腫瘍と炎症とを識別し易くする。図１４は本発明の第３の実施形態の蛍光画像装置１Ｄの構成を示す。
この蛍光画像装置１Ｄは、内視鏡２Ｄと、光源部３Ｄと、プロセッサ４Ｄ及びモニタ５とから構成される。
内視鏡２Ｄは、モノクロのＣＣＤ１１を有する内視鏡であり、図８の内視鏡２Ｂと同じ構成である。但し、励起光カットフィルタ（１１ｄで示す）は、以下に説明する２つの波長帯域の励起光をカットするフィルタ特性（図１６参照）を有する。

また、光源部３Ｄは、図９の場合と同様に回転フィルタ２５には、３つのフィルタが取り付けられている。但し、本実施形態においては、図１５に示すように異なる波長で励起光を発生する２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１及び６Ｅｘ２と、１つの参照光としての例えば緑の波長帯域の光を照射するフィルタ６Ｒｅ（Ｇ）とを有する。
図１６は３つのフィルタの透過特性を示す。２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１及び６Ｅｘ２は、青の長波長側の帯域と、青のより短波長側をそれぞれ透過する特性に設定されている。そして、光源部３Ｄは、２つの励起光と、緑の波長の光を発生して内視鏡２Ｄに順次出射する。
ＣＣＤ１１は、２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１及び６Ｅｘ２の場合にそれぞれ被検体として生体粘膜などから発生する蛍光像を撮像すると共に、参照光の場合の反射光像を撮像し、３つの撮像信号をプロセッサ４Ｄに出力する。

具体的には、励起光フィルタ６Ｅｘ１による第１の励起光による蛍光の撮像信号と、励起光フィルタ６Ｅｘ２による第２の励起光による蛍光の撮像信号とプロセッサ４Ｄに出力する。
プロセッサ４Ｄのマルチプレクサ３３Ｂは、第１の励起光による蛍光の撮像信号と、第２の励起光による蛍光の撮像信号とで、第１フレームメモリ３４ａと、第２フレームメモリ３４ｂとを選択するように切り替え、第１フレームメモリ３４ａと、第２フレームメモリ３４ｂとにそれぞれ画像信号Ｅｍ１，Ｅｍ２として格納する。また、マルチプレクサ３３Ｂは、参照光の反射光の撮像信号を第３フレームメモリ３４ｃに画像信号Ｇ-Ｒｅとして格納する。

また、このプロセッサ４Ｄは、図８のプロセッサ４Ｂにおいて、第１フレームメモリ３４ａ〜第３フレームメモリ３４ｃから読み出された画像信号Ｅｍ１，Ｅｍ２，Ｇ-ＲｅをそのままＤ／Ａ変換回路３７に出力する構成としている。
この場合、画像信号Ｅｍ１，Ｅｍ２，Ｇ-Ｒｅはモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルにそれぞれ出力され、モニタ５に内視鏡蛍光画像としてカラー表示される。
なお、図１４において、点線で示す画像処理回路３６Ｄは、本実施形態の変形例における画像処理回路を示す。
その他の構成は、第２の実施形態と同様の構成である。
本実施形態によれば、簡単な構成で以下の効果を有するものとなる。

青色の波長帯域における長波長帯域と、短波長帯域の２つの励起光Ｅｘ１，Ｅｘ２を用いることで、異なる粘膜層に分布する蛍光物質を励起して検出することが可能となり、また励起光の波長の違いにより異なる蛍光物質を検出可能となる為、選択的に検出する機能が向上する。
換言すると、病変に応じて異なる蛍光物質を用いることにより、多様な病変の検出が可能となる。また緑の反射光像の反射光画像の画像信号を付加するにより、腫瘍を炎症とは異なる色調で描出することができる。
また、波長は深さ方向に異なる透過特性を示すので、粘膜の深さ方向に応じて異なる深さでの選択的な蛍光観察をすることができる。

本実施形態の変形例として、例えば図１４に点線で示すように画像処理回路３６Ｄを設けるようにしても良い。そして、この画像処理回路３６Ｄにより、以下のような演算を行うようにしても良い。
具体的には、蛍光画像Ｅｍ１(i,j)、Ｅｍ２(i,j)に対しては
Ｒout(i,j)＝Ｇout(i,j)＝３２log(Ｅｍ１(i,j)/Ｅｍ２(i,j))＋Ｅｍ２(i,j) （１１）
の演算を行い、この演算された画像の画像信号を、モニタ５のＲチャンネルとＧチャンネルに出力する。
また、反射光画像Ｇ-Ｒｅ（Ｂ）(i,j)をモニタ５のＢチャンネルに出力する。つまり、
Ｂout(i,j)＝Ｇ-Ｒｅ（Ｂ）(i,j) （１２）
とする。
本変形例も第３の実施形態とほぼ同様の効果を有する。この他に、赤の参照光を追加した４つの帯域の光を用いるようにしても良い。その場合には、例えば赤の参照光による反射光の画像信号Ｒ-Ｒｅを用いて、上記１１式を変更した演算処置を行うようにしても良い。具体的には、
Ｒout(i,j)＝Ｒ-Ｒｅ(i,j)
とし、画像信号Ｇoutは、１１式を用いる。

（第４の実施形態）
次に図１７から図１８を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態は、異なる物質からの蛍光放射、または粘膜層ごとの蛍光放射の違いを検出する等、多様な病変の検出に適する蛍光画像装置を提供することを目的とする。図１７は本発明の第４の実施形態の蛍光画像装置１Ｅの構成を示す。
この蛍光画像装置１Ｅは、内視鏡２Ｅと、光源部３Ｅと、プロセッサ４Ｅ及びモニタ５とから構成される。
本実施形態における内視鏡２Ｅは、第１の実施形態と同様にカラーフィルタ１１ａを備えた同時式内視鏡を採用している。但し、本実施形態の励起光カットフィルタ１１ｄは、第３の実施形態と同じものである。この励起光カットフィルタ１１ｄは、図１６に示すように緑の波長帯域よりも長波長側を透過する特性を有する。

また、光源部３Ｅは、図１８に示すように第３の実施形態で説明した２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１，６Ｅｘ２が回転フィルタ２５に取り付けられている。従って、この光源部３Ｅは第１の励起光と第２の励起光を出射する。

そして、励起光カットフィルタ１１ｄが設けられた同時式の撮像手段を構成するＣＣＤ１１の撮像面には、２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１，６Ｅｘ２により第１の励起光と第２の励起光が照射された際の生体粘膜側から放射される赤及び緑の蛍光像をカラーフィルタ１１ａにより光学的に色分離する。それぞれ撮像された蛍光の撮像信号は、プロセッサ４Ｅに出力される。
プロセッサ４Ｅは、図１のプロセッサ４Ａにおける５つのフレームメモリ３４ａ〜３４ｅが４つのフレームメモリ３４ａ〜３４ｄに変更されている。また、この場合、信号分離回路３３は、第１の蛍光の撮像信号が入力される期間においては、ＲとＧの画素の信号成分が入力されるタイミングでそれぞれ切り替えて第１のフレームメモリ３４ａと第２のフレームメモリ３４ｂとに蛍光の画像信号Ｒ-Ｅｍ１、Ｇ-Ｅｍ１として格納する。

同様に、この信号分離回路３３は、第２の蛍光の撮像信号が入力される期間においては、ＲとＧの画素の信号成分が入力されるタイミングでそれぞれ切り替えて第３のフレームメモリ３４ｃと第４のフレームメモリ３４ｄとに蛍光の画像信号Ｒ-Ｅｍ２、Ｇ-Ｅｍ２として格納する。
フレームメモリ３４ａ〜３４ｄから読み出された４つの蛍光の画像信号Ｒ-Ｅｍ１、Ｇ-Ｅｍ１、Ｒ-Ｅｍ２、Ｇ-Ｅｍ２は、補間回路３５により画素補間の処理がされた後、画像処理回路３６Ｅにより、以下のように画像処理が行われる。
Ｒout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ１(i,j)/Ｇ-Ｅｍ１(i,j)） （１３）
Ｇout(i,j)＝Ｇ-Ｅｍ１(i,j) （１４）
Ｂout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ２(i,j)/Ｇ-Ｅｍ２(i,j)） （１５）
そして、これらの画像Ｒout(i,j)、Ｇout(i,j)、Ｂout(i,j)がモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルにそれぞれ出力され、モニタ５にカラー表示される。

本実施形態は、以下の効果を有する。
青色の波長帯域における長波長帯域と、短波長帯域の２つの励起光を用いることで、異なる粘膜層に分布する蛍光物質を励起し検出が可能となり、また励起波長の違いにより異なる蛍光物質を検出可能となる為、多様な病変に対する検出の機能が向上する。

（第５の実施形態）
次に図１９から図２１を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。本実施形態は、深さが異なる粘膜層に対する蛍光観察を可能とする等、多様な病変の検出に適する蛍光画像装置を提供することを目的とする。
図１９は本発明の第５の実施形態の蛍光画像装置１Ｆの構成を示す。
この蛍光画像装置１Ｆは、内視鏡２Ｆと、光源部３Ｆと、プロセッサ４Ｆ及びモニタ５とから構成される。
本実施形態における内視鏡２Ｆは、第４の実施形態の内視鏡２Ｅと同じである。つまり、この内視鏡２Ｆは、カラーフィルタ１１ａを備えた同時式内視鏡で、かつ励起光カットフィルタ１１ｄを備えている。

また、光源部３Ｆは、図２０に示すように図１８に示した第４の実施形態で説明した２つの励起光フィルタ６Ｅｘ１，６Ｅｘ２の他にさらに参照光を照射する例えばＹフィルタ６Ｙが回転フィルタ２５に取り付けられている。つまり、回転フィルタ２５には３つのフィルタ６Ｅｘ１，６Ｅｘ２、６Ｙが取り付けられている。
図２１は、３つのフィルタ６Ｅｘ１，６Ｅｘ２、６Ｙの透過特性を示す。

そして、光源部３Ｅは、青の波長帯域の第１の励起光と、第２の励起光と、Ｙフィルタ６Ｙによる緑から赤の波長帯域の参照光とを順次出射する。
本実施形態は、第４の実施形態の構成において、さらにＹの参照光を照射して、生体粘膜によるその反射光像を撮像する。この反射光像に対してもカラーフィルタ１１ａによりＲとＧ成分を抽出する。

このため、本実施形態に係るプロセッサ４Ｆは、第４の実施形態の４つのフレームメモリ３４ａ〜３４ｄの他に、反射光像によるＲとＧの画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅを格納する２つのフレームメモリとしての第５フレームメモリ３４ｅと第６フレームメモリ３４ｆとを備えている。
また、信号分離回路３３は、蛍光像を撮像する期間の動作は、第４の実施形態と同様に行い、参照光による反射光像を撮像する期間においては、信号分離回路３３は、画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅを第５フレームメモリ３４ｅと第６フレームメモリ３４ｆとにそれぞれ格納する。
また、本実施形態のプロセッサ４Ｆの画像処理回路３６Ｆは、以下の演算を行う。

Ｒout(i,j) =３２log（Ｒ-Ｅｍ１(i,j) / Ｇ-Ｅｍ１(i.j)） （１６）
Ｇout(i,j) =３２log（Ｒ-Ｅｍ２(i,j) / Ｇ-Ｅｍ２(i.j)） （１７）
Ｂout(i,j) =３２log（Ｇ-Ｒｅ(i,j) / Ｒ-Ｒｅ(i.j)） （１８）
本実施形態は、以下の効果を有する。

青色の波長帯域における長波長帯域と、短波長帯域の２つの励起光を用いることで、異なる粘膜層に分布する蛍光物質を励起し検出が可能となり、また励起波長の違いにより異なる蛍光物質を検出可能となる為、多様な病変を検出するのに対応できる。また、多様な病変を検出に適した蛍光画像を生成することが可能となる。
また、蛍光を分光検出可能となるため、正常組織の部位と腫瘍組織の部位とを識別し易い高コントラストの画像を生成できる。
また、カラーフィルタ１１ａを備えた同時式のＣＣＤ１１を用いて撮像を行うようにしているので、蛍光を光学的に分光して検出可能となるため、緑帯域の自家蛍光により血管増生等のヘモグロビン（Ｈｂ）吸収によるコントラストが向上し、正常組織と腫瘍組織における自家蛍光の色調変化を検出することができる。

また緑の反射光の画像を付加（生成）することにより、腫瘍組織を炎症組織とは異なる色調で描出でき、赤の反射光の画像を付加（生成）により、腫瘍組織における蛍光減弱と、照明距離による蛍光の強度低下を区別して描出可能となる為、検出して診断する機構も向上する。また、赤と緑の反射光による画像は、カラーフィルタ１１ａを備えたＣＣＤ１１により、一回の照明で一括した撮像により生成することができるメリットもある。
本実施形態の変形例として、上記画像処理回路３６Ｆが以下の演算を行うようにしても良い。
Ｒout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ１(i,j)/Ｇ-Ｅｍ１(i.j)）＋Ｒ-Ｒｅ(i.j) （１９）
Ｇout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ２(i,j)/Ｇ-Ｅｍ２(i,j)）＋Ｒ-Ｒｅ(i.j) （２０）
Ｂout(i,j)＝３２log（Ｇ-Ｒｅ(i,j)/ Ｒ-Ｒｅ(i.j)）＋Ｒ-Ｒｅ(i.j) （２１）
本変形例は、第５の実施形態とほぼ同様の効果を有する。

（第６の実施形態）
次に図２２を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。本実施形態は、正常組織と腫瘍とにおける自家蛍光の色調変化を検出し易くする蛍光画像装置を提供することを目的とする。
図２２は本発明の第６の実施形態の蛍光画像装置１Ｇの構成を示す。この蛍光画像装置１Ｇは、内視鏡２Ｇと、光源部３Ｇと、プロセッサ４Ｇ及びモニタ５とから構成される。本実施形態における内視鏡２Ｇは、第１の実施形態の内視鏡２Ａと同じ内視鏡である。つまり、この内視鏡２Ｇは、カラーフィルタ１１ａを備えた同時式内視鏡で、かつ励起光カットフィルタ１１ｂを備えている。
また、光源部３Ｇも第１の実施形態の光源部３Ａと同じ構成である。つまり、図２に示すように回転フィルタ２５には励起光フィルタ６Ｅｘと参照光フィルタ６Ｒｅとが設けられている。

そして、ＣＣＤ１１は、第１の実施形態と同様に２種類の撮像信号、つまり蛍光の撮像信号と反射光の撮像信号とをプロセッサ４Ｇに出力する。そして、第１の実施形態と同様に５つの画像信号Ｒ-Ｅｍ，Ｇ-Ｅｍ，Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅが第１フレームメモリ３４ａ〜第５フレームメモリ３４ｅにそれぞれ格納される。
このプロセッサ４Ｇは、第１の実施形態のプロセッサ４Ａにおいて、画像処理回路３６と異なる画像処理を行う画像処理回路３６Ｇを備える。その他は、第１の実施形態と同様の構成である。
具体的には、この画像処理回路３６Ｇは、以下の演算を行う。
Ｒout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ(i,j)/Ｇ-Ｅｍ(i.j)） （２２）
Ｇout(i,j)＝Ｇ-Ｒｅ(i,j) （２３）
Ｂout(i,j)＝３２log（Ｇ-Ｒｅ(i,j)/Ｒ-Ｒｅ(i.j)） （２４）
本実施形態は、以下の効果を有する。

カラーフィルタ１１ａを備えたＣＣＤ１１により蛍光を分光して撮像することができるため、正常組織と腫瘍組織における自家蛍光のスペクトル変化を捉えることができ両組織を識別し易い画像を提供できる。
さらに、ヘモグロビンによって吸収され易い緑蛍光を選択的に検出できるため感度向上が期待できる。
また、励起光より波長の短い青の反射光を用いることにより、自家蛍光では得られない粘膜表層の微細構造が描出可能となり、炎症組織と腫瘍組織の識別又は鑑別が容易になるため擬陽性の発生を低減することができる。
なお、本実施形態の変形例として、画像処理回路３６Ｇが以下の演算を行うようにしても良い。
Ｒout(i,j)＝３２log（Ｒ-Ｅｍ(i,j)/Ｇ-Ｅｍ(i.j)）＋Ｒ-Ｒｅ(i.j) （２５）
Ｇout(i,j)＝Ｇ-Ｒｅ(i.j) （２６）
Ｂout(i,j)＝３２log（Ｇ-Ｒｅ(i,j)/Ｒ-Ｒｅ(i.j)）＋Ｒ-Ｒｅ(i.j）（２７）
本変形例は、第６の実施形態とほぼ同様の効果を有する。

（第７の実施形態）
次に図２３を参照して本発明の第７の実施形態を説明する。本実施形態は、粘膜表層の微細な血管構造を描出することができる蛍光画像装置を提供することを目的とする。
図２３は本発明の第７の実施形態の蛍光画像装置１Ｈの構成を示す。この蛍光画像装置１Ｈは、内視鏡２Ｈと、光源部３Ｈと、プロセッサ４Ｈ及びモニタ５とから構成される。本実施形態における内視鏡２Ｈは、図８に示す第２の実施形態の内視鏡２Ｂと同じである。
つまり、この内視鏡２Ｈは、モノクロのＣＣＤ１１を採用した面順次式内視鏡で、かつ励起光カットフィルタ１１ｂを備えている。

また、光源部３Ｈは、第２の実施形態の光源部３Ｂにおいて、回転フィルタ２５に設けた３つのフィルタを４つのフィルタにした構成にしている。つまり、図２４に示すように回転フィルタ２５には、励起光フィルタ６Ｅｘと、狭帯域のＲ，Ｇ，Ｂを透過する参照光フィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが設けてある。
この場合、励起光フィルタ６Ｅｘと参照光フィルタ６Ｂは、第２の実施形態で用いられたものと同じである。
また、フィルタ６Ｒ，６Ｇは、それぞれ赤及び緑の狭帯域を透過する特性に設定されている（例えば図３の６Ｒ，６Ｇと同じである）。

そして、光源部３Ｈは、励起光と、３つの波長帯域の参照光を順次に出射する。また、ＣＣＤ１１は励起光による蛍光像と、３つの参照光の反射光像を撮像してプロセッサ４Ｈに出力する。
このプロセッサ４Ｈは、図８のプロセッサ４Ｂにおいて、３つのフレームメモリ３４ａ〜３４ｃの他に１つのフレームメモリ３４ｄが追加された４つのフレームメモリ３４ａ〜３４ｄを備えている。
そして、制御部１７は、マルチプレクサ３３Ｂの切替制御を行い、蛍光像を撮像した蛍光の画像信号Ｅｍを第１フレームメモリ３４ａに、Ｒ，Ｇ，Ｂの反射光の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅを第２フレームメモリ３４ｂ〜第４フレームメモリ３４ｄにそれぞれ格納する。
また、本実施形態は、図８の画像処理回路３６Ｂの代わりに、異なる画像処理を行う画像処理回路３６Ｈを用いている。

この画像処理回路３６Ｈは、以下の演算を行う。
Ｒout(i,j)＝３２log（Ｅｍ(i,j)/Ｂ-Ｒｅ(i.j)） （２８）
Ｇout(i,j)＝Ｅｍ(i,j) （２９）
Ｂout(i,j)＝３２log（Ｇ-Ｒｅ(i,j)/Ｒ-Ｒｅ(i.j)） （３０）
本実施形態は、以下の効果を有する。
青反射光を用いることによりヘモグロビン吸収を高コントラストで検出可能となり、粘膜表層の微細な血管構造を描出できる。
また、蛍光画像と合成することでヘモグロビンと、粘膜肥厚の状態を異なる色調で描出可能となるため、炎症と腫瘍性病変の鑑別が容易になり、擬陽性の発生を低減でき、スクリーニング診断の機能が向上する。

なお、例えば本実施形態の図２３の光源部３Ｈとして、回転フィルタ２５を図２５に示す変形例の構成にしても良い。
本変形例は、図２５に示すように回転フィルタ２５の内周側に上記の４つのフィルタ６Ｅｘ、６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを設け、その外周側に通常の広帯域でＲ，Ｇ，Ｂの光を透過するＲ，Ｇ，Ｂフィルタ６Ｒｗ、６Ｇｗ，６Ｂｗを設けている。
また、この回転フィルタ２５を回転するモータ２７を保持する保持部材７１を光路と垂直方向に移動する移動機構としての例えば電磁プランジャ７２を備えている。この電磁プランジャ７２は、制御部１７によりその動作が制御される。
そして、上述した第７の実施形態の蛍光画像装置１Ｈとして使用する場合、つまり蛍光観察モードで使用する場合には、制御部１７は、図２５に示すように光路中に内周側の４つのフィルタ６Ｅｘ、６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが順次介挿される状態に設定する。この蛍光観察モードは、上述した動作となる。

術者は通常観察を行う通常観察モードを選択しようとする場合には、例えばスコープスイッチ１３に設けられた観察モード選択スイッチを操作する。この観察モード選択スイッチの操作信号は制御部１７に入力され、制御部１７は、通常観察モードの指示であることを認識すると、電磁プランジャ７２の電磁石に駆動電流を供給して、可動棒を図２５の下側に吸引して移動する。
この移動により、回転フィルタ２５も２点鎖線で示すように下側（光路と垂直な方向）に移動する。この状態においては、外周側の３つのＲ，Ｇ，Ｂフィルタ６Ｒｗ、６Ｇｗ，６Ｂｗが光路中に順次介挿される状態となる。
そして、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ６Ｒｗ、６Ｇｗ，６Ｂｗにより被検体は、面順次のＲ，Ｇ，Ｂ光で照射される。面順次のＲ，Ｇ，Ｂ光で照射され、被検体で反射された反射光による反射光像がＣＣＤ１１により撮像され、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号がプロセッサ４Ｈに入力される。

制御部１７は、マルチプレクサ３３Ｂに切り替えを制御し、例えが第１フレームメモリ３４ａ〜第３フレームメモリ３４ｃに反射光像の画像信号Ｒ-Ｒｅ，Ｇ-Ｒｅ，Ｂ-Ｒｅを格納する。
そして、第１フレームメモリ３４ａ〜第３フレームメモリ３４ｃに格納されたＲ，Ｇ，Ｂの画像信号は、画像処理回路３６ＨをスルーしてＤ／Ａ変換回路３７を経てモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルに出力される。このモニタ５には通常画像がカラー表示される。このように通常観察を行う機能を備えた構成にしても良い。また、このような構成を他の実施形態や変形例に適用しても良い。
また、第１の実施形態のように、カラーフィルタ１１ａを備えた同時式の内視鏡２Ａのような撮像手段を採用した場合には、回転フィルタ２５の外周側に白色光（換言すると可視の波長帯域）を透過するフィルタを配置し、通常観察モード時には、このフィルタを通した白色光を被検体に照射するようにしても良い。

この場合においても、例えば図１の信号分離回路３３により、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号を生成して、第１フレームメモリ３４ａ〜第３フレームメモリ３４ｃにそれぞれ格納することができる。
そして、第１フレームメモリ３４ａ〜第３フレームメモリ３４ｃに格納したＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を補間回路３５により画素補間して画像処理回路３６をスルーして、上述した場合と同様にＤ／Ａ変換回路３７を経てモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルに出力し、モニタ５に通常画像がカラー表示するようにしても良い。
なお、上述した各実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。

生体粘膜に励起光と参照光とを照射し、撮像により取得された蛍光像と反射光像にそれぞれ対応する蛍光画像及び反射光画像に対する演算を行い、診断に利用される診断用蛍光画像を生成する。

本出願は、２００９年４月２１日に日本国に出願された特願２００９−１０３２５４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (15)

1. 被検体に励起光及び参照光を照射する照射部と、
   前記励起光に基づく蛍光像と、前記参照光に基づき、少なくとも所定の波長領域の第１の反射光像を含む反射光像と、を撮像する撮像部と、
   前記蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号と、前記反射光像から前記第１の反射光像に対応する第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とを含む、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号を生成する画像信号生成部と、
   前記蛍光画像の画像信号と所定値を乗算した前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号との強度の比較、又は前記蛍光画像の画像信号と前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とに基づいて両画像の相対的強度を算出し算出された算出値と所定の閾値とを比較する比較部と、
   前記比較部による比較結果に基づき前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号と前記蛍光画像の画像信号とのうちの一方の画像信号を前記診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として、選択的に出力する選択部と、
   を有することを特徴とする蛍光画像装置。
2. 前記参照光は、青色の波長帯域の第１の参照光を含み、前記撮像部は前記第１の参照光に基づいて前記第１の反射光像を撮像することを特徴とする請求項１に記載の蛍光画像装置。
3. 前記第１の参照光は、ヘモグロビンが選択的に吸収する４１５ｎｍの波長を中心波長に設定された狭帯域の光であり、前記撮像部は前記第１の参照光が照射された被検体からの反射光により前記第１の反射光像を撮像することを特徴とする請求項２に記載の蛍光画像装置。
4. 前記画像信号生成部は、緑色の波長領域において撮像された前記蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の蛍光画像装置。
5. 前記選択部は、前記比較部による比較結果に基づき前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号と前記蛍光画像の画像信号とのうちの一方の画像信号を前記診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として、カラー表示部に特定の色信号として出力することを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の蛍光画像装置。
6. 前記所定の閾値は、前記被検体の生体粘膜における正常部位としての過形成ポリープと、病変部位としての腺腫とを判別するための値に設定されることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の蛍光画像装置。
7. 前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号を前記蛍光画像の画像信号で除算して前記相対的強度が設定された場合には、前記所定の閾値は、１より大きい値に設定されることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の蛍光画像装置。
8. 前記参照光は、赤色及び緑色の狭帯域の第２及び第３の参照光を含み、前記撮像部は前記第２及び第３の参照光に基づいて狭帯域の前記第２及び第３の反射光像を撮像することを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の蛍光画像装置。
9. 前記照射部は、前記参照光として、前記赤色及び緑色の狭帯域の第２及び第３の参照光と、赤色、緑色及び青色の広帯域の第４，第５及び第６の参照光とを切り替えて前記被検体に照射可能とすることを特徴とする請求項８に記載の蛍光画像装置。
10. 前記撮像部は、赤色、緑色及び青色の各波長帯域をそれぞれ透過するカラーフィルタを有し、前記励起光に基づいて、前記赤色及び緑色の各波長帯域の２つの蛍光像を撮像することを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の蛍光画像装置。
11. 前記画像信号生成部は、前記２つの蛍光像の画像信号に対する演算を行って生成した蛍光の画像信号を、前記診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号として、前記１つの画像信号と共に、カラー表示部に出力することを特徴とする請求項１０に記載の蛍光画像装置。
12. 前記画像信号生成部は、さらに前記第２及び第３の反射光像の強度を平均化した平均画像信号を生成し、前記平均画像信号を、前記診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号として、前記１つの画像信号と共に、カラー表示部に出力することを特徴とする請求項８に記載の蛍光画像装置。
13. 照射部から被検体に照射された励起光に基づき撮像部で撮像した蛍光像に対応する蛍光画像の画像信号と、前記照射部から前記被検体に照射された参照光に基づき撮像部で撮像した少なくとも第１の反射光像を含む反射光像から前記第１の反射光像に対応する第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とを含み、診断用蛍光画像を構成する複数の画像信号を画像信号生成部が生成する第１のステップと、
    前記蛍光画像の画像信号と所定値を乗算した前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号との強度の比較、又は前記蛍光画像の画像信号と前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号とに基づいて両画像の相対的強度を算出し算出された算出値と所定の閾値とを比較部で比較する第２のステップと、
    前記比較結果に基づき前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号と前記蛍光画像の画像信号とのうちの一方の画像信号を前記診断用蛍光画像を構成する１つの画像信号として選択部が選択的に出力する第３のステップと、
    を有することを特徴とする蛍光画像装置の作動方法。
14. 前記参照光は、ヘモグロビンが選択的に吸収する４１５ｎｍの波長を中心波長に設定された狭帯域の光であり、前記第１のステップは前記参照光が照射された前記被検体からの反射光により前記第１の反射光像を撮像することを特徴とする請求項１３に記載の蛍光画像装置の作動方法。
15. 前記第１の反射光画像を含む反射光画像の画像信号を前記蛍光画像の画像信号で除算して前記相対的強度が設定された場合には、前記所定の閾値は、１より大きい値に設定されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の蛍光画像装置の作動方法。

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