JPH10151104A

JPH10151104A - 蛍光内視鏡装置

Info

Publication number: JPH10151104A
Application number: JP8313876A
Authority: JP
Inventors: Katsuichi Imaizumi; 克一今泉; Kazunari Nakamura; 一成中村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 1998-06-09
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: JP3713347B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光観察時には明るく、通常光観察時には深
い被写体深度で観察することができる蛍光内視鏡装置を
提供すること。【解決手段】ランプ１０の光は帯域制限回転フィルタ
１１及びＲＧＢ回転フィルタ１３等を経て電子内視鏡２
Ａのライトガイドファイバ８に導光され、蛍光物質が投
与された被検査体１９に照射され、反射光及び蛍光は対
物レンズ２０とその光路中に配置されたフィルタ絞り２
２等を経てＣＣＤ２１で受光される。フィルタ絞り２２
は可視光に対しては中央の小さな円形開口部分のみが透
過領域となり、蛍光に対してはこの円形開口及びその外
側のリング形状の開口部分が透過領域となるフィルタ特
性を有し、可視光による通常観察の場合には入射光量が
絞られた深い被写体深度の画像となり、蛍光による観察
の場合には入射光量をあまり絞らないで明るい画像が得
られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、患部等の部位からの蛍
光を観察することができる蛍光内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に挿入部を挿入することに
より、食道、胃、小腸、大腸等の消化管や肺等の気管を
観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通し
た処置具を用いて各種の治療処理のできる内視鏡が利用
されている。特に、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の電子撮
像デバイスを用いた電子内視鏡は、モニタ上に画像を表
示でき内視鏡を操作する術者の疲労が少ないために、広
く使用されている。

【０００３】ところで、最近、蛍光物質を予め検査対象
者の体内に投与し、蛍光物質を励起する励起光を照射す
ることにより蛍光画像を得る診断法が注目されている。
特に、被写体に白色光を照射して得られる通常光画像と
励起光を照射して得られる蛍光画像の双方を観察できる
装置は診断能の向上が期待できる。

【０００４】そのような装置として、例えば特開平７−
５９７８３号公報においては、蛍光物質励起用の波長帯
域と通常観察用の可視域の波長帯域の光を、回転フィル
タによって切り替えながら照射する装置が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
励起光照射時に観察される蛍光は微弱で、通常観察光照
射時に観察される反射光と比べると極めて暗いために、
蛍光画像と通常画像の双方を適当な明るさで得ることは
できなかった。

【０００６】また、蛍光物質が発する蛍光は微弱である
ために、得られる蛍光画像は画質の悪いものとなってい
た。

【０００７】また、蛍光物質が生体に対して透過性の良
い赤外の蛍光を発する場合には、蛍光と同じ波長帯域に
体外からの光が混入し、ノイズとなることがあった。

【０００８】（発明の目的）本発明は上述した点に鑑み
てなされたもので、蛍光観察時には明るく、通常光観察
時には深い被写体深度で観察することができる蛍光内視
鏡装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】蛍光物質を被検査対象物
に投与して診断を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍
光物質の励起波長を含む第１の波長帯域の光と可視光を
含む第２の波長帯域の光を前記被検査対象物に照射する
光源手段と、前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物
質の蛍光像を撮像する撮像手段と、前記被検査対象物と
前記撮像手段との光路上に挿入された絞り手段と、を有
し、前記絞り手段は可視光を透過する可視光透過部と可
視光を透過せず前記蛍光物質の蛍光の波長帯域の光を透
過し、前記可視光透過部より透過領域が大きい可視光非
透過部を有する構成にすることにより、蛍光が絞り手段
を多く通過でき、蛍光による画像はより明るくなり、通
常光による画像は絞られてより深い被写体深度で観察す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を具体的に説明する。（第１の実施の形態）図１ないし図１１は、本発明の第
１の実施の形態に係り、図１は、第１の実施の形態の蛍
光内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図２は帯
域制限回転フィルタの構成を示す説明図、図３は帯域制
限回転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図４はＲ
ＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図。図５はＲＧＢ回
転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図６は励起光
カットフィルタの分光透過特性を示す説明図、図７はフ
ィルタ絞りの構成を示す説明図、図８はフィルタ絞りの
分光透過特性を示す説明図、図９は通常光観察時の動作
を示す説明図、図１０は蛍光観察時の動作を示す説明
図、図１１は通常光・蛍光同時観察時の動作を示す説明
図である。本実施の形態の目的は蛍光による画像はより
明るく、通常光による画像はより深い被写体深度で観察
することができる蛍光内視鏡装置を提供することにあ
る。

【００１１】図１に示す本発明の第１の実施の形態の蛍
光内視鏡装置１Ａは、体腔内に挿入して観察するための
電子内視鏡２Ａと、通常観察用の光及び励起用光を発す
る光源装置３Ａと、信号処理を行うプロセッサ４Ａ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、レーザ光による処置を行うレーザ光源６とにより構
成される。

【００１２】電子内視鏡２Ａは体腔内に挿入される細長
の挿入部７を有し、この挿入部７の先端部１７には撮像
手段を内蔵している。この挿入部７内には通常観察のた
めの照明光及び励起光を伝送するライトガイドファイバ
８が挿通され、このライトガイドファイバ８の手元側の
入射端は光源装置３Ａに着脱自在に接続することができ
る。

【００１３】光源装置３Ａは、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１０と、このランプ１０
による照明光路上に設けられた帯域制限する回転フィル
タ１１と、ランプ１０からの光量を制限する照明光絞り
１２と、ＲＧＢ回転フィルタ１３と、集光するコンデン
サレンズ１４とを備えている。帯域制限フィルタ１１及
びＲＧＢ回転フィルタ１３はそれぞれモータ１５、１６
により回転駆動される。

【００１４】帯域制限フィルタ１１は図２に示すように
可視光透過フィルタ１１ａと、赤外光透過フィルタ１１
ｂとが設けられている。また、図３は可視光透過フィル
タ１１ａの透過特性と赤外光透過フィルタ１１ｂの透過
特性を示している。

【００１５】そして、ランプ１０の光は可視光透過フィ
ルタ１１ａ或いは赤外光透過フィルタ１１ｂにより可視
光帯域或いは赤外帯域の光成分のみが抽出され、照明光
絞り１２により光量が制御されてＲＧＢ回転フィルタ１
３に入射される。

【００１６】このＲＧＢ回転フィルタ１３は図４に示す
ように、周方向にＲ、Ｇ、Ｂ透過フィルタ１３ａ、１３
ｂ、１３ｃが３等分するように設けてあり、モータ１６
で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に順次介
挿される。

【００１７】また、Ｒ、Ｇ、Ｂ透過フィルタ１３ａ、１
３ｂ、１３ｃの透過特性を図５に示す。Ｒフィルタ１３
ａ、Ｇフィルタ１３ｂ、Ｂフィルタ１３ｃの分光透過特
性は、赤、緑、青の波長領域の光の他に、インドシアニ
ングリーン（ＩＣＧ）誘導体標識抗体を励起する波長の
光も透過するようになっている。

【００１８】ＲＧＢ回転フィルタ１３を通った光はコン
デンサレンズ１４により集光されてライトガイドファイ
バ８の入射端に照射される。そして、このライトガイド
ファイバ８によって光が伝送され、挿入部７の先端部１
７に固定された先端面からさらに照明窓に取り付けた照
明レンズ１８を経て体腔内の（被検査対象物或いは）被
検査体１９側に出射する。

【００１９】被検査体１９の体内に、癌などの病巣部に
対して親和性をもつ蛍光物質としてＩＣＧ誘導体標識抗
体が予め投与されていると、７７０〜７８０ｎｍ付近の
赤外光の照射により励起し、８１０〜８２０ｎｍ付近の
赤外域の蛍光が発生する。

【００２０】先端部１７にはこの照明窓に隣接して観察
窓が設けてあり、この観察窓には対物レンズ２０が取り
付けてあり、照明された被検査体１９からの反射光及び
蛍光を集光して結像位置にその像を結ぶ。この結像位置
には固体撮像素子としてＣＣＤ２１が配置されており、
光電変換する。この対物レンズ２０とＣＣＤ２１とは撮
像手段を構成する。

【００２１】本実施の形態では対物レンズ２０とＣＣＤ
２１との間の撮像光路上に入射光量を制限する絞り手段
として波長依存性を持つ透過特性のフィルタ絞り２２を
配置すると共に、励起光をカットする励起光カットフィ
ルタ２３も配置している。

【００２２】フィルタ絞り２２は、例えば図６に示すよ
うに同心円状に３つの部分に分かれている。つまり、最
も内側に形成された円形状の可視光透過部２２ａ、その
外側に形成されたリング形状の可視光非透過部２２ｂ、
その外側に形成されたリング形状の遮光部２２ｃとが設
けられている。

【００２３】これらの可視光透過部２２ａ、可視光非透
過部２２ｂ及び遮光部２２ｃの透過特性を図７に示す。

【００２４】最も内側の小さな円形領域の可視光透過部
２２ａは可視光帯域から赤外帯域までほぼフラットな透
過特性を有し、可視光非透過部２２ｂは、可視光域は透
過せず、赤外域の蛍光の波長帯域の光は透過するフィル
タ特性を持つ。従って、フィルタ絞り２２は、可視光に
対しては小さな透過断面積或いは小さな透過領域の可視
光透過部２２ａのみが光を透過するので、開口量の小さ
い絞りの役目をし、赤外帯域の蛍光に対しては可視光透
過部２２ａと可視光非透過部２２ｂの双方が光を透過す
るので開口量の大きい絞りの役目をすることになる。な
お、最も外側の遮光部２２ｃは可視光及び赤外光の全波
長帯域の光を遮光する。

【００２５】ＣＣＤ２１で光電変換された画像信号はプ
ロセッサ４Ａ内の信号を増幅するプリアンプ２４、ゲイ
ンの自動調整を行うオートゲインコントロール（ＡＧ
Ｃ）回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、切換を行うマルチ
プレクサ回路２７、画像を一時記憶する第１のフレーム
メモリ２８、第２のフレームメモリ２９、画像強調など
の処理をする画像処理回路３０、画像表示の制御を行う
画像表示制御回路３１、Ｄ／Ａ変換回路３２を経てモニ
タ５に出力される。

【００２６】また、このプロセッサ４Ａはプリアンプ２
４を通した信号に基づいて照明光絞り１２の開口量を制
御する自動調光回路３３、蛍光内視鏡装置１Ａ全体の同
期をとるタイミング制御回路３４を備えている。

【００２７】また、レーザ治療用のレーザ光を発生する
レーザ光源６にはレーザ光を導くレーザガイド３７が接
続され、このレーザガイド３７は、電子内視鏡２Ａに設
けた鉗子チャネル３６に挿入できる構造になっている。

【００２８】また、プロセッサ４Ａのフロントパネル等
には観察モード選択スイッチが設けてあり、この観察モ
ード選択スイッチにより、可視光による通常の内視鏡画
像で観察する通常観察モード、蛍光による蛍光画像で観
察する蛍光観察モード、蛍光及び通常の内視鏡画像で観
察する蛍光・通常観察モードを選択することができるよ
うにしている。

【００２９】つまり、観察モード選択スイッチにより選
択を行うと、その指示はタイミング制御回路３４に入力
され、このタイミング制御回路３４はモータ１５、１６
及びマルチプレクサ２７の切換制御を行い、図９ないし
図１１で示す各モードに対応した制御を行う。

【００３０】例えば、通常観察モードを選択した場合に
は、タイミング制御回路３４は帯域制限回転フィルタ１
１の可視光透過フィルタ１１ａが光路上に固定されるよ
うにモータ１５の回転量を制御し、かつＲＧＢ回転フィ
ルタ１３が毎秒３０回転するようにモータ１６の回転制
御を行う。

【００３１】また、この状態での照明、つまりＲ、Ｇ、
Ｂの順次照明のもとでＣＣＤ２１での撮像により得られ
る画像信号をマルチプレクサ２７の切換を制御して第１
のフレームメモリ２８又は第２のフレームメモリ２９に
記憶されるようにする。

【００３２】また、蛍光観察モードを選択した場合に
は、タイミング制御回路３４は帯域制限回転フィルタ１
１の赤外光透過フィルタ１１ｂが光路上に固定されるよ
うにモータ１５の回転量を制御し、かつＲＧＢ回転フィ
ルタ１３が毎秒３０回転するようにモータ１６の回転制
御を行う。

【００３３】また、この状態での照明、つまり赤外光の
照射のもとでＣＣＤ２１での撮像により得られる蛍光の
画像信号をマルチプレクサ２７の切換を制御して第１の
フレームメモリ２８又は第２のフレームメモリ２９に記
憶されるようにする。

【００３４】さらに蛍光・通常観察モードを選択した場
合には、タイミング制御回路３４は帯域制限回転フィル
タ１１を毎秒９０回転するようにモータ１５の回転を制
御し、かつＲＧＢ回転フィルタ１３が毎秒３０回転する
ようにモータ１６の回転制御を行う。

【００３５】また、この状態での照明、つまりＲ、赤外
光、Ｇ、赤外光、Ｂ、赤外光の順次照射のもとでＣＣＤ
２１での撮像により得られる赤、蛍光、緑、蛍光、青、
蛍光の画像信号をマルチプレクサ２７の切換を制御して
可視光の画像信号を第１のフレームメモリ２８に、蛍光
の画像信号を第２のフレームメモリ２９に記憶されるよ
うに制御する。

【００３６】本実施の形態では撮像手段の光路上に入射
光量を制限するフィルタ絞り２２で形成した絞り手段を
設け、このフィルタ絞り２２は可視光に対しては中央の
小さな円形部分のみが可視光が透過できる開口となり、
一方蛍光に対しては中央の小さな円形部分と、その外側
のリング形状の開口部分とが蛍光が透過できる開口とな
るように可視光透過部２２ａと、可視光非透過部２２ｂ
とを形成して、可視光に対しては入射光量を大幅に絞
り、深い被写界深度の画像が得られるようにすると共
に、蛍光に対しては入射光量をあまり絞らないで、明る
い画像が得られるようにしていることが特徴となってい
る。

【００３７】次に、このように構成された蛍光内視鏡装
置１Ａの動作について説明する。被検査体１９の体内に
は、癌などの病巣部に対して親和性をもち、赤外域の光
で励起し、かつ赤外域で蛍光を発する蛍光物質として例
えばＩＣＧ誘導体標識抗体が投与される。

【００３８】このＩＣＧ誘導体標識抗体の場合は、７７
０〜７８０ｎｍ付近の赤外光の照射で励起し、８１０〜
８２０ｎｍ付近の赤外蛍光を発生する。従って、体内に
励起光を照射すると病変部からは蛍光が多く発せられ、
この蛍光を検出することにより病変の有無を確認でき
る。

【００３９】光源装置３Ａのランプ１０は、キセノンラ
ンプであり、可視光領域及びＩＣＧ誘導体標識抗体の励
起波長を含む波長帯域の光が放射される。ランプ１０か
ら放射された光は帯域制限回転フィルタ１１に入射され
る。

【００４０】この帯域制限回転フィルタ１１は、図２に
示すように、円形のフィルタ板を２分して半分の領域が
可視光透過フィルタ１１ａ、残りの半分の領域が赤外光
透過フィルタ１１ｂの領域となっている。

【００４１】この可視光透過フィルタ１１ａは、図３の
実線の分光透過特性に示すように赤、緑、青を含む可視
光領域を透過する帯域フィルタである。また、赤外光透
過フィルタ１１ｂは、点線で示すようにＩＣＧ標識抗体
を励起する波長帯域のみを透過し、蛍光の波長帯域等の
光を遮断する帯域フィルタである。

【００４２】この帯域制限回転フィルタ１１を通過した
光は、照明光絞り１２により光量を調整され、ＲＧＢ回
転フィルタ１３に入射される。

【００４３】ＲＧＢ回転フィルタ１３は、図４に示すよ
うに、フィルタ板を３等分するようにＲフィルタ１３
ａ、Ｇフィルタ１３ｂ、Ｂフィルタ１３ｃが配置されて
いる。それぞれのフィルタの分光透過特性は、図５に示
すように、赤、緑、青の波長領域の光の他に、ＩＣＧ誘
導体標識抗体を励起する波長の光も透過する。

【００４４】通常光観察時には、帯域制限回転フィルタ
１１の可視光透過フィルタ１１ａが光路上に固定され、
ＲＧＢ回転フィルタ１３は毎秒３０回転することによ
り、赤、緑、青の光が順次照射される（図９参照）。

【００４５】蛍光観察時には帯域制限回転フィルタ１１
の赤外光透過フィルタ１１ｂが光路上に固定され、ＲＧ
Ｂ回転フィルタ１３は毎秒３０回転することにより、励
起光の波長帯域の赤外光が照射される（図１０参照）。

【００４６】また、蛍光像と通常光像を同時観察する場
合には、ＲＧＢ回転フィルタ１３は毎秒３０回転し、帯
域制限回転フィルタ１１は毎秒９０回転することによ
り、赤、励起光、緑、励起光、青、励起光と順次照射さ
れる（図１１参照）。

【００４７】このときタイミング制御回路３４は、ＲＧ
Ｂ回転フィルタ１３と帯域制限回転フィルタ１１が同期
して回転するように制御する。

【００４８】このＲＧＢ回転フィルタ１３を透過した光
は、電子内視鏡２Ａのライトガイドファイバ８の入射端
に入射され、このライトガイドファイバ８により伝送さ
れる。そして、ライトガイドファイバ８の先端面から被
検査体１９に照射される。電子内視鏡２Ａや光源装置３
Ａの光学系は、全て赤外域にも対応した設計になってい
る。被検査体１９では、照射光が生体組織により吸収、
反射されると共に、病巣部からは投与した蛍光物質に起
因する蛍光が発せられる。

【００４９】被検査体１９からの反射光と蛍光は、光路
上に配置されたフィルタ絞り２２、励起光カットフィル
タ２３を経てＣＣＤ２１で撮像される。フィルタ絞り２
２は、図６に示すように同心円状に中心から可視光透過
部２２ａ、可視光非透過部２２ｂ、遮光部２２ｃから成
っており、それぞれの分光透過特性は図７に示すように
なっている。

【００５０】可視光非透過部２２ｂは、可視光は透過せ
ず、赤外の蛍光の波長帯域の光は透過する。従って、フ
ィルタ絞り２２は、可視光に対しては可視光透過部２２
ａのみが光を透過するので小さい開口量の絞りの役目を
し、赤外蛍光に対しては可視光透過部２２ａと可視光非
透過部２２ｂの双方が光を透過するので大きい開口量の
絞りの役目をすることになる。

【００５１】そのため、通常光（可視光）観察時には被
写体深度が深くシャープな可視光の像がＣＣＤ２１上に
形成され、蛍光観察時には、明るい蛍光の像がＣＣＤ２
１上に形成される。可視光を用いた通常光観察時には、
生体組織の色や形状から病変部を判別するのでシャープ
な画像を得る必要があるが、蛍光観察は存在診断であ
り、病変の有無が画像の明るさとして得られるだけなの
で、空間分解能の高いシャープな画像を得るよりも、よ
り明るい画像を得ることが必要となり、本実施の形態は
これを満足している。

【００５２】励起光カットフィルタ２３はＩＣＧ誘導体
標識抗体の励起光成分を遮断し、蛍光成分と可視光成分
を透過するように構成されており、その分光透過特性は
図８に示すようになっている。

【００５３】従って、ＣＣＤ２１では、ＲＧＢ回転フィ
ルタ１３と帯域制限回転フィルタ１１の位置に応じて、
赤、緑、青の可視光、あるいは赤外の蛍光を受光する。
ＣＣＤ２１は、図示しないＣＣＤ駆動回路によってＲＧ
Ｂ回転フィルタ１３、帯域制限フィルタ１１の回転に同
期して駆動され、帯域制限回転フィルタ１１の回転の有
無に応じて毎秒１８０フレームあるいは毎秒９０フレー
ムの画像を形成する（図９〜図１１参照）。

【００５４】ＣＣＤ２１からの電気信号は、プロセッサ
４Ａのプリアンプ２４に入力され、増幅された後、ＡＧ
Ｃ回路２５によりゲインの調整が行われる。その後、信
号はＡ／Ｄ変換回路２６に入力され、アナログ信号から
デジタル信号に変換される。このデジタル信号は、マル
チプレクサ２７を介して第１のフレームメモリ２８又は
第２のフレームメモリ２９に記憶される。

【００５５】マルチプレクサ２７は、タイミング制御回
路３４からの制御信号に基づき、帯域制限回転フィルタ
１１の可視光透過フィルタ１１ａが挿入されているとき
に撮像された信号は第１のフレームメモリ２８に、赤外
光透過フィルタ１１ｂが挿入されているときに撮像され
た信号は第２のフレームメモリ２９に信号を切り換えて
入力されるようにする。

【００５６】第１、第２のフレームメモリ２８、２９
は、それぞれ図示しない３つのフレームメモリにより構
成されており、ＲＧＢ回転フィルタ１３のＲフィルタ１
３ａ挿入時、Ｇフィルタ１３ｂ挿入時、Ｂフィルタ１３
ｃ挿入時のそれぞれの画像が記録される。

【００５７】３つのフレームメモリは同時に読み出され
ることにより、時系列で送られてくる面順次画像の同時
化が行われる。第１、第２のフレームメモリ２８、２９
から出力された信号は画像処理回路３０に入力され、画
像強調、ノイズ除去等の画像処理が行われ、さらに画像
表示制御回路３１に入力され、蛍光画像、通常画像、文
字情報の同時表示のための表示制御等が行われる。

【００５８】画像表示制御回路３１から出力されたデジ
タル信号は、Ｄ／Ａ変換回路３２に入力され、アナログ
信号に変換され、モニタ５に出力される。自動調光回路
３３では、適度な明るさの照明光が得られるように、照
明光絞り１２を制御する信号を送る。タイミング制御回
路３４は、ＲＧＢ回転フィルタ１３、帯域制限フィルタ
１１の回転、ＣＣＤ駆動、各種映像信号処理の同期をと
る。モニタ５上では、帯域制限回転フィルタ１１の位置
に応じて通常光像、蛍光像、あるいはその双方を同時に
観察することができる。

【００５９】この場合、モニタ５の表示面に表示される
通常光像は深い被写界深度を有するシャープな画像とな
り、一方蛍光像は明るい画像となるので、的確な診断す
る場合に役に立つ。

【００６０】また、本実施の形態では通常光像及び蛍光
像を同時に撮像できるので、蛍光像により得られる病変
の可能性がある部分を通常光像でさらに確認する場合の
位置決め等を簡単に行うことができる等のメリットがあ
る。

【００６１】レーザ治療を行うときには、レーザ光源６
からレーザ光が発せられる。発せられたレーザ光は、レ
ーザガイド３７を通じて患部に照射される。レーザ光源
６は半導体レーザを用いたもので、波長はＩＣＧ誘導体
標識抗体の励起波長に合わせてある。

【００６２】従って、レーザ光の照射により蛍光像や通
常光像が大きく乱れることはない。また、レーザ光がＩ
ＣＧ誘導体標識抗体に吸収されるため効率よく患部を治
療できる。

【００６３】本実施の形態では、観察用光源手段として
単一のランプを用いたが、例えば通常光観察用のハロゲ
ンランプと蛍光物質励起用のレーザあるいは発光ダイオ
ードのように２つ以上の光源を組み合わせてもよい。

【００６４】また、蛍光物質励起用の照明光は、体外か
ら照射するようにしてもよい。また、励起光カットの機
能はＣＣＤ２１の前面に設けるものに限らず、対物レン
ズ２０面やフィルタ絞り２２面に設けるようにしてもよ
い。

【００６５】また、ＣＣＤ２１の位置は電子内視鏡２Ａ
の挿入部７の先端部１７に配置するものに限らず、プロ
セッサ４Ａ内部に設けてイメージガイドファイバで光を
導くようにしてもよいし、光学式内視鏡に着脱可能なカ
メラヘッド内に配置してもよい。

【００６６】また、ＣＣＤ２１の前面にイメージインテ
ンシファイアを配して、感度を向上させてもよい。ま
た、フレームごとの処理の代わりに、フィールドごとに
処理を行ってもよい。

【００６７】本実施の形態は以下の効果を有する。絞り
部分において蛍光の透過する領域を可視光（通常光）が
透過する領域に比べて大きくなる構成にしたので、蛍光
が絞り部分を沢山通過でき、蛍光による画像はより明る
く、通常光による画像はより深い被写体深度で観察する
ことができるようになる。

【００６８】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を説明する。

【００６９】図１２ないし図１７は、本発明の第２の実
施の形態に係り、図１２は、内視鏡装置の全体の構成を
示すブロック図、図１３は並列回転フィルタの構成を示
す説明図、図１４は並列回転フィルタの分光透過特性を
示す説明図、図１５は液晶絞りの構成を示す説明図、図
１６は積算処理回路の構成を示す説明図、図１７は第２
の実施の形態の動作を示す説明図である。

【００７０】本実施の形態の目的は蛍光ではより明るく
ノイズの少ない画像で観察でき、通常光ではより被写体
深度が深くぶれが少ない画像で観察することができる蛍
光内視鏡装置を提供することにある。第２の実施の形態
は、第１の実施の形態と類似の構成であるので、異なる
点を中心に説明し、類似機能を持つ構成には同じ符号を
付けその説明を省略する。

【００７１】図１２に示す第２の実施の形態の蛍光内視
鏡装置１Ｂは、図１の蛍光内視鏡装置１Ａにおいて、電
子内視鏡２Ａにおけるフィルタ絞り２２の代わりに液晶
を用いた液晶絞り３８を採用した電子内視鏡２Ｂと、ま
た光源装置３Ａから帯域制限フィルタ１１を除去し、Ｒ
ＧＢ回転フィルタ１３の代わりに透過波長を制限する並
列回転フィルタ３９を用いた光源装置３Ｂと、プロセッ
サ４Ａにおける第１のフレームメモリ２８及び第２のフ
レームメモリ２９の代わりにＲ用メモリ４１ａ，Ｇ用メ
モリ４１ｂ，Ｂ用メモリ４１ｃと、３つの積算処理回路
４２とを設けたプロセッサ４Ｂとを用いている。

【００７２】光源装置３Ｂにおける並列回転フィルタ３
９はモータ４０により回転駆動され、このモータ４０は
タイミング制御回路３４により回転速度が一定となるよ
うに制御される。この並列回転フィルタ３９は図１３に
示すように外周側にはＲ、Ｇ、Ｂフィルタ３９ａ、３９
ｂ、３９ｃ、内周側には３つのＩＲフィルタ３９ｄが分
けて設けている。この並列回転フィルタ３９は回転軸と
直交する方向に移動可能（図１２では上下方向）であ
り、通常観察時には光路中に外側のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ
３９ａ、３９ｂ、３９ｃが介装され、蛍光観察時には内
側のＩＲフィルタ３９ｄが介装される。

【００７３】これらＲ、Ｇ、Ｂフィルタ３９ａ、３９
ｂ、３９ｃ及びＩＲフィルタ３９ｄの透過特性を図１４
に示す。Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ３９ａ、３９ｂ、３９ｃは
それぞれ赤、緑、青の波長成分を透過し、ＩＲフィルタ
３９ｄは、ＩＣＧ誘導体標識抗体の励起光成分を透過す
る特性を有する。

【００７４】電子内視鏡２Ｂにおける対物レンズ２０と
ＣＣＤ２１との間の光路中に配置され、通過光量を制限
する液晶絞り３８は、図１５に示すように同心円状に３
つの部分に分かれて形成されている。

【００７５】つまり、図１５に示すように同心円状に中
心から開口部３８ａ、液晶板３８ｂ、遮光部３８ｃで構
成されており、液晶板３８ｂへの印加電圧はタイミング
制御回路３４によって制御される。

【００７６】液晶板３８ｂは、電圧を印加した状態では
光を通さず、電圧を印加しない状態では光を透過すると
いう性質を有する。従って、電圧印加時には絞りは小さ
くなり、被写体深度が深く、シャープな像がＣＣＤ２１
上に形成される。また、電圧を印加しない状態では絞り
は大きくなり、明るい像がＣＣＤ２１上に形成される。

【００７７】プロセッサ４Ｂは、図１と同様にプリアン
プ２４、ＡＧＣ回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、マルチ
プレクサ回路２７を有し、このマルチプレクサ回路２７
で選択された信号はＲ用メモリＲ４１ａ、Ｇ用メモリＧ
４１ｂ、Ｂ用メモリＢ４１ｃに入力される。

【００７８】また、Ｒ用メモリＲ４１ａ、Ｇ用メモリＧ
４１ｂ、Ｂ用メモリＢ４１ｃの出力信号はそれぞれ積算
処理回路４２を経て画像処理回路３０に入力され、この
画像処理回路３０の出力は図１と同様に画像表示制御回
路３１、Ｄ／Ａ変換回路３２を経てモニタ５に出力され
っる。

【００７９】また、このプロセッサ４Ｂは自動調光回路
３３、蛍光内視鏡装置１Ｂ全体の同期をとり、並列回転
フィルタ３９の回転や液晶絞り３８や積算処理回路４２
を制御するタイミング制御回路３４を備えている。

【００８０】この積算処理回路４２は、図１６に示すよ
うに、係数の書き換えが可能な２つの乗算器４３、４６
と、加算器４４とフレームメモリ４５により構成され
る。また、レーザ治療用のレーザ光を発生するレーザ光
源６とレーザ光を導くレーザガイド３７が設けられてい
る。

【００８１】次に、このように構成されている蛍光内視
鏡装置１Ｂの動作について説明する。被検査体１９の体
内には、予めインドシアニングリーン（ＩＣＧ）誘導体
標識抗体のように、癌などの病巣部に対して親和性をも
つ蛍光物質が投与されている。

【００８２】光源装置３Ｂのランプ１０からは、可視光
領域、及びＩＣＧ誘導体標識抗体の励起波長を含む波長
帯域の光が放射される。ランプ１０から放射された光
は、照明光絞り１２により光量が調整され、並列回転フ
ィルタ３９を透過する。

【００８３】この並列回転フィルタ３９を透過した光
は、電子内視鏡２Ｂのライトガイドファイバ８の入射端
に入射される。並列回転フィルタ３９は、図１３に示す
ように外周には可視光領域の赤、緑、青の光を透過する
Ｒフィルタ３９ａ、Ｇフィルタ３９ｂ、Ｂフィルタ３９
ｃが配置されており、内周には赤外領域の光を透過する
ＩＲフィルタ３９ｄが配置されている。

【００８４】それぞれのフィルタの透過特性は、図１４
に示すようになっており、ＩＲフィルタ３９ｄは、ＩＣ
Ｇ誘導体標識抗体の励起光成分を透過する。この並列回
転フィルタ３９は、動作時には毎秒３０回転で回転す
る。また、並列回転フィルタ３９は回転軸と垂直方向に
移動可能に設置されており、通常光観察時には外周の
Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ３９ａ、３９ｂ、３９ｃが照明光路
上に挿入されることにより、赤、緑、青の光が順次被写
体に照射され、蛍光観察時には内周のＩＲフィルタ３９
ｄが照明光路上に挿入されることにより、励起光の波長
帯域の赤外光が照射される。

【００８５】被検査体１９からの反射光と蛍光は、液晶
絞り３８、励起光カットフィルタ２３を経てＣＣＤ２１
で撮像される。液晶絞り３８は、図１５に示すように同
心円状に中心から開口部３８ａ、液晶板３８ｂ、遮光部
３８ｃで構成されており、液晶板３８ｂへの印加電圧は
タイミング制御回路３４によって制御される。液晶板３
８ｂは、電圧を印加した状態では光を通さず、電圧を印
加しない状態では光を透過するという性質を有する。

【００８６】そして、図１７に示すように、通常観察時
には電圧が印加されて絞りは小さくなり、被写体深度が
深くシャープな像がＣＣＤ２１上に形成される。また、
蛍光観察時には電圧が印加されない状態で絞りは大きく
なり、明るい像がＣＣＤ２１上に形成される。

【００８７】励起光カットフィルタ２３はＩＣＧ誘導体
標識抗体の励起光成分を遮断し、蛍光成分と可視光成分
を透過するように構成されており、その分光透過特性は
図８に示すようになっている。

【００８８】従って、ＣＣＤ２１では、並列回転フィル
タ３９の位置に応じて、赤、緑、青の可視光、あるいは
赤外の蛍光が受光される。ＣＣＤ２１は、図示しないＣ
ＣＤ駆動回路によって並列回転フィルタ３９の回転に同
期して駆動され、通常光観察時には毎秒９０フレーム、
蛍光観察時には毎秒３０フレームの画像を形成する（図
１７参照）。また、蛍光観察時には通常光観察時に比べ
てＣＣＤ２１の露光時間を長く（図１７では３倍）し
て、より明るい画像が得られるようにしている。

【００８９】ＣＣＤ２１からの電気信号は、プロセッサ
４Ｂのプリアンプ２４に入力され、増幅された後、ＡＧ
Ｃ回路２５によりゲインの調整が行われる。その後、信
号はＡ／Ｄ変換回路２６に入力され、アナログ信号から
デジタル信号に変換される。デジタル信号は、マルチプ
レクサ２７を介して３つのフレームメモリ、Ｒ用メモリ
Ｒ４１ａ、Ｇ用メモリＧ４１ｂ、Ｂ用メモリＢ４１ｃに
記憶される。

【００９０】マルチプレクサ２７は、タイミング制御回
路３４からの制御信号に基づき、並列回転フィルタ３９
のＲフィルタ３９ａ挿入時にはＲ用メモリＲ４１ａに、
Ｇフィルタ３９ｂ又はＩＲフィルタ３９ｄ挿入時にはＧ
用メモリＧ４１ｂに、Ｂフィルタ３９ｃ挿入時にはＢ用
メモリＢ４１ｃに信号を切り替えて入力する。

【００９１】３つのフレームメモリ４１ａ、４１ｂ、４
１ｃの画像信号データは同時に読み出されることによ
り、時系列で送られてくる面順次画像の同時化が行われ
る。各フレームメモリ４１ａ、４１ｂ、４１ｃから出力
されるデジタル信号は、積算処理回路４２によりノイズ
の除去と増幅が行われる。

【００９２】積算処理回路４２は、図１６に示す巡回型
フィルタの構成をしており、入力された画像信号は、乗
算器４３によりｍ（１−ａ）倍にされた後、加算器４４
に入力され、ａ倍にする乗算器４６の出力と加算され
る。この加算器４４の出力は、フレームメモリ４５に入
力されると共に、画像処理回路３０に入力される。

【００９３】フレームメモリ４５では、１フレーム分画
像を遅延させて出力する。２つの乗算器４３、４６の係
数はタイミング制御回路３４から出力される係数書き換
え信号により書き換えることができる。

【００９４】この巡回型フィルタにおいて、係数ｍは増
幅率を表し係数ｍが大きいほど明るい画像が得られる。
また、係数ａを大きくすると残像効果が大きくなり、画
像のノイズは低減される。

【００９５】本実施の形態では図１７に示すように通常
観察時には係数ｍを１、蛍光観察時には２にして、蛍光
の場合にはより明るい画像が得られるように設定してい
る。また、係数ａは通常観察時には０．１、蛍光観察時
には０．５にして、蛍光の場合にはよりノイズを軽減す
るようにしている。なお、乗算器４３には、乗算結果の
オーバーフロー防止のためのクリップ回路が組み込まれ
ている。

【００９６】積算処理回路４２から出力された信号は画
像処理回路３０に入力され、画像強調等の画像処理が行
われ、さらに画像表示制御回路３１に入力され、文字情
報の表示のための表示制御等が行われる。画像表示制御
回路３１から出力されたデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換回
路３２に入力され、アナログ信号に変換され、モニタ５
に出力される。

【００９７】自動調光回路３３では、適度な明るさの照
明光が得られるように、照明光絞り１２を制御する信号
を送る。タイミング制御回路３４は、並列回転フィルタ
３９の回転、ＣＣＤ駆動、各種映像信号処理の同期をと
ると共に、並列回転フィルタ３９のフィルタの可視・赤
外切り替えに応じて、液晶絞り３８の印加電圧と、乗算
器４３、４６の係数を制御している。

【００９８】可視光による通常光観察時には、液晶絞り
３８に対しては電圧を印加して、絞りを小さくすること
により、被写体深度が深く、シャープな像を得る。ま
た、乗算器４３、４６の係数としては、ｍ＝１、ａ＝
０．１のように、速い動きにも対してもぶれが少ない係
数が代入される。

【００９９】赤外光による蛍光観察時には、液晶絞り３
８に対しては電圧を印可せず、絞りを大きくすることに
より、明るい像を得る。また、乗算器４３、４６の係数
としては、ｍ＝２、ａ＝０．５のように、ノイズ低減効
果が大きく増幅効果のある係数が代入される。モニタ５
上では、並列回転フィルタ３９の位置に応じて通常光
像、又は蛍光像を観察することができる。

【０１００】本実施の形態では、観察用光源手段として
単一のランプを用いたが、例えば通常光観察用のハロゲ
ンランプと蛍光物質励起用のレーザあるいは発光ダイオ
ードのように２つ以上の光源を組み合わせてもよい。ま
た、蛍光物質励起用の照明光は、体外から照射するよう
にしてもよい。また、ＣＣＤ２１の位置は挿入部７の先
端部１７に配置するものに限らず、プロセッサ４Ｂ内部
に設けてイメージガイドファイバで光を導くようにして
もよいし、光学式内視鏡に着脱可能なカメラヘッド内に
配置してもよい。また、ＣＣＤ２１の前面にイメージイ
ンテンシファイアを配して、感度を向上させてもよい。

【０１０１】また、用いる絞りは液晶によるものに限ら
ず、形状記憶合金を用いたものであってもよいし、機械
的に遮光部材を出し入れするものであってもよい。

【０１０２】本実施の形態は以下の効果を有する。蛍光
観察と通常光観察の切り替えに応じて絞りを制御する構
成にしたので、蛍光観察時にはより明るい画像で、通常
光観察時にはより深い被写体深度の画像で観察すること
ができる。

【０１０３】また、蛍光観察と通常光観察の切り替えに
応じて巡回型フィルタの係数を変更する構成にしたの
で、蛍光は少ないノイズで、通常光は速い動きに対応し
て観察することができる。

【０１０４】また、蛍光観察と通常光観察の切り替えに
応じて、ＣＣＤ２１の露光時間を変更する構成にしたの
で、微弱な蛍光をより明るく観察することができる。

【０１０５】（第３の実施の形態）次に第３の実施の形
態を説明する。図１８ないし図２１は、本発明の第３の
実施の形態に係り、図１８は、第３の実施の形態の蛍光
内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図１９は通
常光観察時の動作を示す説明図、図２０は蛍光観察時の
動作を示す説明図、図２１は通常光・蛍光同時観察時の
動作を示す説明図である。

【０１０６】本実施の形態の目的は蛍光と通常光の双方
を適当な明るさで観察することができる蛍光内視鏡装置
を提供することにある。本実施の形態は、第１の実施の
形態と類似の構成であるので、異なる点を中心に説明
し、類似機能を持つ構成には同じ符号を付け、その説明
は省略する。

【０１０７】第３の実施の蛍光内視鏡装置１Ｃは、図１
の蛍光内視鏡装置１Ａにおいて、電子内視鏡１Ａおける
ＣＣＤ２１の代わりに内部で増幅率が可変なＣＣＤ５１
を採用し、かつフィルタ絞り２２の代わりに通過光量を
制限する絞り５２を採用した電子内視鏡２Ｃと、光源装
置３Ａにおいてランプ１０の発光を制御するランプ発光
制御回路５３を設けた光源装置３Ｃと、プロセッサ４Ａ
においてＣＣＤ５１を制御するＣＣＤ駆動回路５４を設
けたプロセッサ４Ｃを有する。

【０１０８】光源装置３Ｃは図１と同様に光を放射する
ランプ１０と、照明光路上に設けられ透過波長を制限す
る帯域制限回転フィルタ１１と、光量を制限する照明光
絞り１２と透過波長を制限するＲＧＢ回転フィルタ１３
と、コンデンサレンズ１４とを有し、さらにランプ１０
の発光を制御するランプ発光制御回路５３を備えてい
る。

【０１０９】帯域制限回転フィルタ１１は図２で示した
ように、可視光透過フィルタ１１ａと赤外光透過フィル
タ１１ｂによって２分されている。ＲＧＢ回転フィルタ
１３は、図４で示したようにＲ、Ｇ、Ｂフィルタ１３
ａ、１３ｂ、１３ｃに３分されている。

【０１１０】また、電子内視鏡２Ｃは、照明光を伝送す
るライトガイドファイバ８と、この先端面に対向して配
置された照明レンズ１８と、通過光量を制限する絞り５
２と、励起光を除去する励起光カットフィルタ２３と、
内部で増幅率が可変なＣＣＤ５１とを有する。

【０１１１】また、プロセッサ４Ｃは、プリアンプ２
４、ＡＧＣ回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、マルチプレ
クサ回路２７、第１のフレームメモリ２８、第２のフレ
ームメモリ２９、画像強調などの処理をする画像処理回
路３０、画像表示制御回路３１、Ｄ／Ａ変換回路３２、
照明光絞り１２を制御する自動調光回路３３、蛍光内視
鏡装置１Ｃ全体の同期をとるタイミング制御回路３４、
ＣＣＤ５１を制御するＣＣＤ駆動回路５４を備えてい
る。

【０１１２】また、レーザ治療用のレーザ光を発生する
レーザ光源６とレーザ光を導くレーザガイド３７が設け
られている。

【０１１３】次に、このように構成されている内視鏡装
置１Ｃの動作について説明する。被検査体１９の体内に
は、予めインドシアニングリーン（ＩＣＧ）誘導体標識
抗体のように、癌などの病巣部に対して親和性をもつ蛍
光物質が投与されている。

【０１１４】光源装置３Ｃのランプ１０からは、可視光
領域、及びＩＣＧ誘導体標識抗体の励起波長を含む波長
帯域の光が放射される。ランプ１０から放射された光は
帯域制限回転フィルタ１１、照明光絞り１２を通過し、
ＲＧＢ回転フィルタ１３を透過する。ＲＧＢ回転フィル
タ１３を透過した光は、電子内視鏡２Ｃのライトガイド
ファイバ８に入射される。

【０１１５】帯域制限回転フィルタ１１は、図２に示す
構成をしており、その分光透過特性は図３に示すように
なっている。ＲＧＢ回転フィルタ１３は、図４に示す構
成をしており、その分光透過特性は、図５に示すように
なっている。

【０１１６】通常光観察時には、図１９に示すようにラ
ンプ発光制御回路５３は例えば１８Ａのランプ電流をパ
ルス状に供給し、ランプ１０はＲＧＢ回転フィルタ１３
の回転に同期して発光する。

【０１１７】また、帯域制限回転フィルタ１１の可視光
透過フィルタ１１ａが光路上に固定され、ＲＧＢ回転フ
ィルタ１３は毎秒３０回転することにより、赤、緑、青
の光が順次照射される（図１９参照）。

【０１１８】蛍光観察時には、ランプ発光制御回路５３
は図２０に示すように２１Ａの電流をパルス状に供給
し、ランプ１０はＲＧＢ回転フィルタ１３の回転に同期
して発光する。

【０１１９】また、帯域制限回転フィルタ１１の赤外光
透過フィルタ１１ｂが光路上に固定され、ＲＧＢ回転フ
ィルタ１３は毎秒３０回転することにより、励起光の波
長帯域の赤外光が照射される（図２０参照）。

【０１２０】蛍光像・通常光像同時観察時には、図２１
に示すようにランプ発光制御回路５３は帯域制限回転フ
ィルタ１１の位置に応じて２１Ａ又は１８Ａの電流をパ
ルス状に供給し、ランプ１０はＲＧＢ回転フィルタ１３
の回転に同期して発光する。このＲＧＢ回転フィルタ１
３は毎秒３０回転し、帯域制限回転フィルタ１１は毎秒
９０回転することにより、赤、励起光、緑、励起光、
青、励起光と順次照射される（図２１参照）。

【０１２１】このときタイミング制御回路３４は、ＲＧ
Ｂ回転フィルタ１３と帯域制限回転フィルタ１１が同期
して回転するように制御すると共に、ランプ発光制御回
路５３が帯域制限回転フィルタ１１の切り替えに応じて
所定の電流をランプに供給するように制御する。

【０１２２】このように、蛍光観察時には通常光観察時
に比べて高いランプ電流を供給することにより、蛍光の
発光強度を増すことができ、明るい蛍光像を得ることが
できる。

【０１２３】被検査体１９からの反射光と蛍光は、光量
を制限する絞り５２、励起光カットフィルタ２３を経て
ＣＣＤ５１で撮像される。励起光カットフィルタ２３は
ＩＣＧ誘導体標識抗体の励起光成分を遮断し、蛍光成分
と可視光成分を透過するように構成されており、その分
光透過特性は図８に示すようになっている。従って、Ｃ
ＣＤ５１では、ＲＧＢ回転フィルタ１３と帯域制限回転
フィルタ１１の位置に応じて、赤、緑、青の可視光、あ
るいは赤外の蛍光を受光する。

【０１２４】本実施の形態で用いられるＣＣＤ５１は、
アバランシェ効果を利用してＣＣＤ５１内部で高い増幅
率を得ることができ、その増幅率は転送クロックの振幅
により制御される。増幅がＣＣＤ５１内部で行われるの
で外部からのノイズの影響が少なく、転送クロックの振
幅を大きくして増幅率を高くすることにより、微弱な光
でも明るく観察することができる。

【０１２５】ＣＣＤ５１は、ＣＣＤ駆動回路５４によっ
て回転フィルタ１１、１３の回転に同期して駆動され、
帯域制限回転フィルタ１１の回転の有無に応じて毎秒１
８０フレームあるいは毎秒９０フレームの画像を形成す
る。帯域制限回転フィルタ１１の可視光透過フィルタ１
１ａ挿入（通常光観察時）時には、ＣＣＤ駆動回路５４
は転送クロックの振幅を小さくして、ＣＣＤ５１での増
幅率を低くする（図１９、図２１参照）。

【０１２６】通常光による観察では比較的明るい画像が
得られるので、低い増幅率で差し支えない。赤外光透過
フィルタ１１ｂ挿入（蛍光観察）時には、転送クロック
の振幅を大きくしてＣＣＤ５１での増幅率を高くする
（図２０、図２１参照）。増幅率を高くすることによ
り、微弱な蛍光も十分な明るさで観察することができ
る。

【０１２７】ＣＣＤ５１からの電気信号は、プロセッサ
４Ｃのプリアンプ２４に入力されて増幅され、ＡＧＣ回
路２５によりゲインの調整が行われる。その後、信号は
Ａ／Ｄ変換回路２６に入力され、アナログ信号からデジ
タル信号に変換される。

【０１２８】デジタル信号は、マルチプレクサ２７を介
して第１のフレームメモリ２８又は第２のフレームメモ
リ２９に記憶される。マルチプレクサ２７は、タイミン
グ制御回路３４からの制御信号に基づき、帯域制限回転
フィルタ１１の可視光透過フィルタ１１ａが挿入されて
いるときには第１のフレームメモリ２８に、赤外光透過
フィルタ１１ｂが挿入されているときには第２のフレー
ムメモリ２９に信号を切り替えて入力する。

【０１２９】第１、第２のフレームメモリ２８、２９か
ら出力された信号は画像処理回路３０に入力され、画像
強調、ノイズ除去等の画像処理が行われ、さらに画像表
示制御回路３１に入力され、蛍光画像、通常画像、文字
情報の同時表示のための表示制御等が行われる。

【０１３０】画像表示制御回路３１から出力されたデジ
タル信号は、Ｄ／Ａ変換回路３２に入力され、アナログ
信号に変換され、モニタ５に出力される。自動調光回路
３３では、適度な明るさの照明光が得られるように、照
明光絞り１２を制御する信号を送る。タイミング制御回
路３４は、回転フィルタの回転、ＣＣＤ駆動、各種映像
信号処理、ランプ発光の同期をとり制御する。

【０１３１】モニタ５上では、帯域制限回転フィルタ１
１の位置に応じて通常光像、蛍光像、あるいはその双方
を同時に観察することができる。本実施の形態では、観
察用光源手段として単一のランプ１０を用いたが、例え
ば通常光観察用のハロゲンランプと蛍光物質励起用のレ
ーザあるいは発光ダイオードのように２つ以上の光源を
組み合わせてもよい。

【０１３２】また、蛍光物質励起用の照明光は、体外か
ら照射するようにしてもよい。また、照明光の光量を制
御する手段は、ランプ電流を変化させるものに限らず、
照明光絞りの開きを制御してもよいし、照明光路上に光
量制限用のフィルタを挿入するものでもよい。

【０１３３】また、ＣＣＤ５１の位置は挿入部７の先端
部１７に配置するものに限らず、プロセッサ４Ｃ内部に
設けてイメージガイドファイバで光を導くようにしても
よいし、光学式内視鏡に着脱可能なカメラヘッド内に配
置してもよい。又、フレームごとの処理の代わりにフィ
ールドごとに処理を行ってもよい。

【０１３４】本実施の形態は以下の効果を有する。蛍光
観察と通常光観察の切り替えに応じてランプ光量とＣＣ
Ｄ５１の増幅率を制御する構成にしたので、蛍光像と通
常観察像の明るさが著しく異なることが無く、蛍光と通
常光の双方を適当な明るさで観察することができる。

【０１３５】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態を説明する。図２２ないし図２７は、本発明
の第４の実施の形態に係り、図２２は第４の実施の形態
の蛍光内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図２
３はＲＧＢ回転フィルタの構成を示す説明図、図２４は
ＲＧＢ回転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図２
５は通常光観察時の動作を示す説明図、図２６は蛍光観
察時の動作を示す説明図、図２７は通常光・蛍光同時観
察時の動作を示す説明図である。

【０１３６】本実施の形態の目的は赤外蛍光観察時に外
部から漏れてくる光を除去し、ノイズの少ない蛍光画像
を得ることができる蛍光内視鏡装置を提供することにあ
る。本実施の形態は、第１の実施の形態と類似の構成で
あるので、異なる点を中心に説明し、類似機能を持つ構
成には同じ符号を付け、その説明は省略する。

【０１３７】図２２に示す第４の実施の形態の蛍光内視
鏡装置１Ｄは、図１の蛍光内視鏡装置１Ａにおいて、電
子内視鏡２Ａにおいてフィルタ絞り２２の代わりに絞り
５２が採用された電子内視鏡２Ｄと、プロセッサ４Ａに
おいてマルチプレクサ２７の出力端には第１のフレーム
メモリ２８及び第２のフレームメモリ２９の代わりにＲ
用メモリ４１ａ，Ｇ用メモリ４１ｂ，Ｂ用メモリ４１ｃ
と、さらにＲ′用メモリ６１ａ，Ｇ′用メモリ６１ｂ，
Ｂ′用メモリ６１ｃと、２つの減算器６２、６３、加算
器６４及び積算処理回路４２とが設けられたプロセッサ
４Ｄと、光源装置３ＡにおいてＲＧＢ回転フィルタ１３
とは特性の異なるＲＧＢ回転フィルタ６５を用いた光源
装置３Ｄとを有する。

【０１３８】図１と同様に光源装置３Ｄは、光を放射す
るランプ１０と、照明光路上に設けられ透過波長を制限
する帯域制限回転フィルタ１１と、光量を制限する照明
光絞り１２と共に、図１のＲＧＢ回転フィルタ１３とは
特性が異なる透過波長を制限するＲＧＢ回転フィルタ６
５とを備えている。

【０１３９】帯域制限回転フィルタ１１は図２で示した
ように、可視光透過フィルタ１１ａと赤外光透過フィル
タ１１ｂによって２分されている。ＲＧＢ回転フィルタ
６５は、図２３に示すようにＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６５
ａ、６５ｂ、６５ｃに３分されている。電子内視鏡２Ｄ
は、照明光を伝送するライトガイドファイバ８と、撮像
手段に入射される光量を制限する絞り５２と、励起光を
除去する励起光カットフィルタ２３と、ＣＣＤ２１とを
有する。

【０１４０】プロセッサ４Ｄは、プリアンプ２４、ＡＧ
Ｃ回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、マルチプレクサ回路
２７、Ｒ用メモリ４１ａ、Ｇ用メモリＧ４１ｂ、Ｂ用メ
モリＢ４１ｃ、Ｒ′用メモリ６１ａ、Ｇ′用メモリ６１
ｂ、Ｂ′用メモリ６１ｃ、２つの減算器６２、６３、加
算器６４、積算処理回路４２、画像処理回路３０、画像
表示制御回路３１、Ｄ／Ａ変換回路３２、照明光絞り１
２を制御する自動調光回路３３、蛍光内視鏡装置１Ｄ全
体の同期をとるタイミング制御回路３４を備えている。
また、レーザ治療用のレーザ光を発生するレーザ光源６
とレーザ光を導くレーザガイド３７が設けられている。

【０１４１】次に、このように構成されている蛍光内視
鏡装置１Ｄの動作について説明する。被検査体１９の体
内には、予めインドシアニングリーン（ＩＣＧ）誘導体
標識抗体のように、癌などの病巣部に対して親和性をも
つ蛍光物質が投与されている。

【０１４２】光源装置３Ｄのランプ１０からは、可視光
領域、及びＩＣＧ誘導体標識抗体の励起波長を含む波長
帯域の光が放射される。ランプ１０から放射された光は
帯域制限回転フィルタ１１、照明光絞り１２を通過し、
ＲＧＢ回転フィルタ６５を透過する。

【０１４３】ＲＧＢ回転フィルタ６５を透過した光は、
電子内視鏡２Ｄのライトガイドファイバ８に入射され
る。帯域制限回転フィルタ１１は、図２に示した構成を
しており、その分光透過特性は図３に示すようになって
いる。ＲＧＢ回転フィルタ６５は、図２３に示す構成を
しており、その分光透過特性は、図２４に示すようにな
っている。

【０１４４】つまり、Ｒフィルタ６５ａとＧフィルタ６
５ｂは赤外のＩＣＧ誘導体標識抗体の励起光成分を透過
するが、Ｂフィルタ６５ｃは励起光成分は透過しない。
従って、帯域制限回転フィルタ１１の赤外光透過フィル
タ１１ｂが照明光路に挿入されているときに、Ｒフィル
タ６５ａかＧフィルタ６５ｂが挿入されていれば励起光
成分が照射されるが、Ｂフィルタ６５ｃが挿入されてい
れば光は照射されない。

【０１４５】通常光観察時には、帯域制限回転フィルタ
１１の可視光透過フィルタ１１ａが光路上に固定され、
ＲＧＢ回転フィルタ６５は毎秒３０回転することによ
り、赤、緑、青の光が順次照射される（図２５参照）。

【０１４６】蛍光観察時には、帯域制限回転フィルタ１
１の赤外光透過フィルタ１１ｂが光路上に固定され、Ｒ
ＧＢ回転フィルタ６５は毎秒３０回転することにより、
励起光の波長帯域の赤外光が間欠的に照射される（図２
６参照）。

【０１４７】蛍光像・通常光像同時観察時には、ＲＧＢ
回転フィルタ６５は毎秒３０回転し、帯域制限回転フィ
ルタ１１は毎秒９０回転することにより、赤、励起光、
緑、励起光、青、遮光の順で照射される（図２７参
照）。このときタイミング制御回路３４は、ＲＧＢ回転
フィルタ６５と帯域制限回転フィルタ１１が同期して回
転するように制御する。

【０１４８】被検査体１９からの反射光と蛍光は、光量
を制限する絞り５２、励起光カットフィルタ２３を経て
ＣＣＤ２１で撮像される。励起光カットフィルタ２３は
ＩＣＧ誘導体標識抗体の励起光成分を遮断し、蛍光成分
と可視光成分を透過するように構成されており、その分
光透過特性は図８に示すようになっている。

【０１４９】従って、ＣＣＤ２１では、ＲＧＢ回転フィ
ルタ６５と帯域制限回転フィルタ１１の位置に応じて、
赤、緑、青の可視光、赤外の蛍光、あるいは体外から漏
れてくるノイズ（雑音）成分の光を受光する（図２５〜
図２７参照）。

【０１５０】ＣＣＤ２１は、図示しないＣＣＤ駆動回路
によって回転フィルタ１１、６５の回転に同期して駆動
され、帯域制限回転フィルタ１１の回転の有無に応じて
毎秒１８０フレームあるいは毎秒９０フレームの画像を
形成する。

【０１５１】ＣＣＤ２１からの電気信号は、プロセッサ
４Ｄのプリアンプ２４に入力されて増幅され、ＡＧＣ回
路２５によりゲインの調整が行われる。その後、信号は
Ａ／Ｄ変換回路２６に入力され、アナログ信号からデジ
タル信号に変換される。

【０１５２】デジタル信号は、マルチプレクサ２７を介
して６つのフレームメモリ４１ａ〜４１ｃ、６１ａ〜６
１ｃのいずれかに記憶される。マルチプレクサ２７は、
タイミング制御回路３４からの制御信号に基づき、画像
を記憶するメモリを選択する。

【０１５３】帯域制限回転フィルタ１１の可視光透過フ
ィルタ１１ａが照明光路上に挿入されているときには、
ＲＧＢ回転フィルタ６５の位置に応じて、Ｒ用メモリ４
１ａ、Ｇ用メモリ４１ｂ、Ｂ用メモリ４１ｃに画像信号
を記憶する。すなわち、Ｒ用メモリ４１ａには赤で照射
時の画像が、Ｇ用メモリ４１ｂには緑で照射時の画像
が、Ｂ用メモリ４１ｃには青で照射時の画像が記憶され
る。

【０１５４】赤外光透過フィルタ１１ｂが照明光路上に
挿入されているときにはＲＧＢ回転フィルタ６５の位置
に応じて、Ｒ′用メモリ６１ａ、Ｇ′用メモリ６１ｂ、
Ｂ′用メモリ６１ｃに画像信号を記憶する。すなわち、
Ｒ′用メモリ６１ａ、Ｇ′用メモリ６１ｂには蛍光画像
が、Ｂ′用メモリ６１ｃには照明光がない状態での画像
（背景画像）が記憶される。

【０１５５】この背景画像は、体外から漏れて入ってく
る光によるノイズ、及び機器に固有の定常ノイズを表
す。これらの背景ノイズ成分は、通常観察時にはあまり
問題にならないが、微弱な蛍光を観察する時には大きな
問題となる。

【０１５６】特に近赤外域の光はヘモグロビンや水の吸
収が少ないために生体組織への透過性が良く、ＩＣＧ誘
導体標識抗体のような近赤外域の蛍光観察の場合は被検
者外部からの漏れ光の混入が問題となる。

【０１５７】２つの減算器６２、６３では、蛍光画像か
ら背景画像を減算するので、これらの背景ノイズ成分は
除去される。背景ノイズ成分の除去された２つの蛍光画
像は、加算器６４で加算され、加算された信号は、図１
６に示す構成の積算処理回路４２に入力され、時間的に
非定常なノイズ成分の除去が行われる。

【０１５８】Ｒ用メモリ４１ａ、Ｇ用メモリ４１ｂ、Ｂ
用メモリ４１ｃ及び積算処理回路４２から出力された信
号は画像処理回路３０に入力され、画像強調、ノイズ除
去等の画像処理が行われ、さらに画像表示制御回路３１
に入力され、蛍光画像、通常画像、文字情報の同時表示
のための表示制御等が行われる。

【０１５９】画像表示制御回路３１から出力されたデジ
タル信号は、Ｄ／Ａ変換回路３２に入力され、アナログ
信号に変換され、モニタ５に出力される。自動調光回路
３３では、適度な明るさの照明光が得られるように、照
明光絞り１２を制御する信号を送る。タイミング制御回
路３４は、回転フィルタの回転、ＣＣＤ駆動、各種映像
信号処理の同期をとり制御する。

【０１６０】モニタ５上では、帯域制限回転フィルタ１
１の位置に応じて通常光像、蛍光像、あるいはその双方
を同時に観察することができる。本実施の形態では、観
察用光源手段として単一のランプ１０を用いたが、例え
ば通常光観察用のハロゲンランプと蛍光物質励起用のレ
ーザあるいは発光ダイオードのように２つ以上の光源を
組み合わせてもよい。

【０１６１】また、蛍光物質励起用の照明光は、体外か
ら照射するようにしてもよい。また、ＣＣＤ２１の位置
は挿入部７の先端部１７に配置するものに限らず、プロ
セッサ４Ｄ内部に設けてイメージガイドファイバで光を
導くようにしてもよいし、光学式内視鏡に着脱可能なカ
メラヘッド内に配置してもよい。また、フレームごとの
処理の代わりにフィールドごとに処理を行ってもよい。
本実施の形態は以下の効果を有する。励起光照射時の蛍
光像と光を照射しないときの背景像との差をとる構成に
したので、外部からの漏れ光によるノイズの少ない蛍光
画像を得ることができる。なお、上述の複数の実施の形
態を部分的に組み合わせる等して構成される実施の形態
なども本発明に属する。

【０１６２】［付記］１．蛍光物質を被検査対象物に投与して診断を行う装置
において、前記蛍光物質の励起波長を含む第１の波長帯
域の光と可視光を含む第２の波長帯域の光を前記被検査
対象物に照射する光源手段と、前記被検査対象物の可視
光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、前
記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿入された
絞り手段とを有し、前記絞り手段は可視光を透過する可
視光透過部と可視光を透過せず前記蛍光物質の蛍光の波
長帯域の光を透過し、前記可視光透過部より透過領域が
大きい可視光非透過部を有することを特徴とした蛍光内
視鏡装置。

【０１６３】（付記１、付記２の目的）蛍光観察時には
より明るく、通常光観察時にはより深い被写体深度で観
察することができる蛍光内視鏡装置を提供すること。（付記１の作用）絞り部分において蛍光の透過する領域
を可視光（通常光）が透過する領域に比べて大きくなる
構成にしたので、蛍光が絞り部分を沢山通過でき、蛍光
はより明るく、通常光はより深い被写体深度で観察する
ことができる。

【０１６４】２．蛍光物質から放射される蛍光を観察し
て診断を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍光物質の
励起波長を含む第１の波長帯域の光と可視光を含む第２
の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する
光源手段と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長
帯域の光を切り替える切り替え手段と、前記被検査対象
物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手
段と、前記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿
入された可変絞り手段と、前記切り替え手段の切り替え
に応じて前記可変絞り手段を制御することを特徴とした
蛍光内視鏡装置。

【０１６５】（付記２の作用）蛍光観察と通常光観察の
切り替えに応じて絞りを制御する構成にしたので、蛍光
観察時には絞りを大きくし通常光観察時には絞りを小さ
くすることにより、蛍光はより明るく、通常光はより深
い被写体深度で観察することができる。

【０１６６】３．蛍光物質から放射される蛍光を観察し
て診断を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍光物質の
励起波長を含む第１の波長帯域の光と可視光を含む第２
の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する
光源手段と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長
帯域の光を切り替える切り替え手段と、前記被検査対象
物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段により得られる撮像信号を積分する
積分手段と、前記切り替え手段の切り替えに応じて前記
積分手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。

【０１６７】（付記３の目的）蛍光観察時にはより少な
いノイズで、通常光観察時には速い動きに対応して観察
することができる蛍光内視鏡装置を提供すること。（付記３の作用）蛍光観察と通常光観察の切り替えに応
じて積分手段を制御する構成にしたので、蛍光は少ない
ノイズで、通常光は速い動きに対応して観察することが
できる。

【０１６８】４．蛍光物質から放射される蛍光を観察し
て診断を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍光物質の
励起波長を含む第１の波長帯域の光と可視光を含む第２
の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する
光源手段と、前記光源手段の光量を制御する光量制御手
段と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の
光を切り替える切り替え手段と、前記被検査対象物の可
視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、
前記切り替え手段の切り替えに応じて前記光量制御手段
を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。

【０１６９】（付記４、付記５の目的）通常光と蛍光の
双方を適当な明るさで観察することできる蛍光内視鏡装
置を提供すること。（付記４の作用）蛍光観察と通常光観察の切り替えに応
じて光量を制御する構成にしたので、蛍光と通常光の双
方を適当な明るさで観察することができる。

【０１７０】５．蛍光物質から放射される蛍光を観察し
て診断を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍光物質の
励起波長を含む第１の波長帯域の光と可視光を含む第２
の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する
光源手段と、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長
帯域の光を切り替える切り替え手段と、前記被検査対象
物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段により得られる撮像信号を増幅する
増幅手段と、前記切り替え手段の切り替えに応じて前記
増幅手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。（付記５の作用）蛍光観察と通常光観察の切り替えに応
じて増幅器を制御する構成にしたので、蛍光と通常光の
双方を適当な明るさで観察することができる。

【０１７１】６．蛍光物質を被検査対象物に投与して診
断を行う蛍光内視鏡装置において、前記被検査対象物に
間欠的に光を照射する光源手段と、前記光源手段から光
が照射されているときの前記被検査対象物からの蛍光像
と前記光源手段から光が照射されていないときの前記被
検査対象物からの背景像を撮像する撮像手段と、前記蛍
光像と前記背景像との差を算出する減算手段とを有する
ことを特徴とした赤外蛍光内視鏡装置。

【０１７２】（付記６の目的）赤外蛍光観察時に外部か
ら漏れてくる光を除去し、ノイズの少ない蛍光画像を得
ることができる蛍光内視鏡装置を提供すること。（付記６の作用）蛍光像と光を照射しないときの背景像
の差をとる構成にしたので、ノイズの少ない蛍光画像を
得ることができる。

【０１７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蛍
光物質を被検査対象物に投与して診断を行う蛍光内視鏡
装置において、前記蛍光物質の励起波長を含む第１の波
長帯域の光と可視光を含む第２の波長帯域の光を前記被
検査対象物に照射する光源手段と、前記被検査対象物の
可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段
と、前記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿入
された絞り手段と、を有し、前記絞り手段は可視光を透
過する可視光透過部と可視光を透過せず前記蛍光物質の
蛍光の波長帯域の光を透過し、前記可視光透過部より透
過領域が大きい可視光非透過部を有する構成にしている
ので、可視光は絞り手段によって多く絞られて、可視光
により撮像される画像は深い被写体深度の画像となり、
蛍光は絞り手段により可視光の場合よりも絞られないで
透過し、従って蛍光による画像はより明るい診断に適し
た画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の蛍光内視鏡装置の
全体構成図。

【図２】帯域制限回転フィルタの構成図。

【図３】帯域制限回転フィルタの分光透過特性を示す特
性図。

【図４】ＲＧＢ回転フィルタの構成図。

【図５】ＲＧＢ回転フィルタの分光透過特性を示す特性
図。

【図６】フィルタ絞りの構成図。

【図７】フィルタ絞りの分光透過特性を示す特性図。

【図８】励起光カットフィルタの分光透過特性を示す特
性図。

【図９】通常光観察時の動作説明図。

【図１０】蛍光観察時の動作説明図。

【図１１】通常光・蛍光同時観察時の動作説明図。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置
の全体構成図。

【図１３】並列回転フィルタの構成図。

【図１４】並列回転フィルタの分光透過特性を示す特性
図。

【図１５】液晶絞りの構成図。

【図１６】積算処理回路の構成図。

【図１７】第２の実施の形態の動作説明図。

【図１８】本発明の第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置
の全体構成図。

【図１９】通常光観察時の動作説明図。

【図２０】蛍光観察時の動作説明図。

【図２１】通常光・蛍光同時観察時の動作説明図。

【図２２】本発明の第４の実施の形態の蛍光内視鏡装置
の全体構成図。

【図２３】ＲＧＢ回転フィルタの構成図。

【図２４】ＲＧＢ回転フィルタの分光透過特性を示す特
性図。

【図２５】通常光観察時の動作説明図。

【図２６】蛍光観察時の動作説明図。

【図２７】通常光・蛍光同時観察時の動作説明図。

【符号の説明】

１Ａ…蛍光内視鏡装置２Ａ…電子内視鏡３Ａ…光源装置４Ａ…プロセッサ５…モニタ６…レーザ光源７…挿入部８…ライトガイドファイバ１０…ランプ１１…帯域制限回転フィルタ１１ａ…可視光透過フィルタ１１ｂ…赤外光透過フィルタ１２…照明光絞り１３…ＲＧＢ回転フィルタ１５，１６…モータ２１…ＣＣＤ２２…フィルタ絞り２２ａ…可視光透過部２２ｂ…可視光非透過部２２ｃ…遮光部２３…励起光カットフィルタ２４…プリアンプ２５…ＡＧＣ回路２６…Ａ／Ｄ変換回路２７…マルチプレクサ２８，２９…フレームメモリ３０…画像処理回路３１…画像表示制御回路３２…Ｄ／Ａ変換回路３３…自動調光回路３４…タイミング制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光物質を被検査対象物に投与して診断
を行う蛍光内視鏡装置において、前記蛍光物質の励起波長を含む第１の波長帯域の光と可
視光を含む第２の波長帯域の光を前記被検査対象物に照
射する光源手段と、前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を
撮像する撮像手段と、前記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿入され
た絞り手段と、を有し、前記絞り手段は可視光を透過する可視光透過部
と可視光を透過せず前記蛍光物質の蛍光の波長帯域の光
を透過し、前記可視光透過部より透過領域が大きい可視
光非透過部を有することを特徴とした蛍光内視鏡装置。