JP4459771B2 - 電子内視鏡用プロセッサ - Google Patents

Description

本発明は、体腔内を観察するための電子内視鏡が接続される電子内視鏡用プロセッサに、関する。

周知のように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年では、この反応現象を利用して体腔壁下の生体組織に生じた異状を検出する電子内視鏡システムが、開発されている。

この種の電子内視鏡システムの多くは、白色光を照明光として利用する従来の動作状態とは別に、前述した異状を検出するための特殊な動作状態で動作するように、構成されている。従来の動作状態では、この電子内視鏡システムは、電子内視鏡の挿入部の先端から体腔内へ白色光を照射し、白色光にて照明された体腔内のカラー画像を通常観察画像として表示装置に表示する。これに対し、特殊な動作状態では、この電子内視鏡システムは、生体組織を励起させるための励起光を挿入部の先端から体腔内へ照射し、蛍光を放射する体腔壁のカラー画像を蛍光観察画像として表示装置に表示する。

生体組織からは、緑色を主に含む蛍光が強く放射されるため、前述した蛍光観察画像においては、体腔の奥行きや体腔壁表面の凹凸に起因する陰影が、緑と黒のコントラストの変化として示されるが、このような体腔壁の一部に病変組織が存在していると、蛍光観察画像内には、陰影による暗部とは別の暗部が、出現する可能性が高い。そのため、術者は、蛍光観察画像内のこの暗部を観察することにより、従来の動作状態により表示装置に映し出される通常観察画像を通じては認識し得ない異状を、認識することができる。

なお、特許文献１及び特許文献２には、前述した特殊な動作状態で電子内視鏡システムを動作させるための技術が、開示されている。
特開２００４−０００５０５号公報 特表２００２−５３５６４５号公報

ところで、内視鏡施術に携わる従事者の中には、鉗子を利用した生検用組織の採取や、剪刀を利用した病変組織の切除などの一般的な内視鏡下施術を、前述した電子内視鏡システムによる蛍光観察画像を通じて行いたいと要望する者がいる。

ところが、採取や切除がなされた施術部位から出血があって体腔壁が血液に覆われてしまうと、血液の主要成分であるヘモグロビンが励起光を照射されても蛍光を発せず、なおかつ、体腔壁下の生体組織には励起光が届かなくなることにより体腔壁から蛍光が放射されなくなるため、蛍光観察画像が暗くなってしまうという問題があった。このような問題があると、蛍光観察画像を通じた施術において出血があると、途端に蛍光観察画像が暗くなって、鉗子や剪刀の操作を行えなくなり、そればかりか、止血の施術ができなくなって、被検者に時間的な被害等を被らせてしまう虞がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、蛍光観察画像を通じた施術において施術箇所から出血があった場合でも施術を安全に続行できるようにすることにある。

上記の課題を解決するために発明された第１の態様の電子内視鏡用プロセッサは、被検体の体腔に挿入される挿入部を有する電子内視鏡が着脱自在に装着されるとともに、前記挿入部の先端に対向する被写体を撮像することによって得られた画像データ（画像信号）が入力される電子内視鏡用プロセッサであって、前記挿入部に引き通されてその挿入部の先端に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に向けて、前記被写体を照明するための白色光と生体組織を励起するための励起光とを選択的に導入する光源部，前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを通常観察画像データとして取得し、前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを蛍光観察画像データとして取得する画像データ取得部，前記画像データ取得部が取得した画像データに対して所定の処理を施して外部装置へ出力する画像処理部，前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を連続的に入射させている場合において、前記画像データ取得部が取得した前記蛍光観察画像データの少なくとも一色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを判定する判定部，前記判定部が前記輝度値が前記閾値を下回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を少なくとも周期的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の像を含む画像を表示するための画像データを前記外部装置へ出力させる臨時処理制御部を備えることを、特徴としている。

このように構成されると、励起光がライトガイドの入射端面に連続的に入射されている場合において、蛍光観察画像データの少なくとも一色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を下回る程度に、その蛍光観察画像データの示す蛍光観察画像が全体的に暗くなったときには、表示装置には、白色光にて照明された被写体の像を含む画像が表示されるようになり、それからさらに、その蛍光観察画像が全体的に明るくなったときには、再び、励起光がライトガイドの入射端面に連続的に入射されるようになる。このため、施術箇所から出血があることによって蛍光観察画像が一時的に暗くなったとしても、術者は、白色光にて照明された被写体像を通じて施術を安全に続行することができる。

また、上記の課題を解決するために発明された第２の態様の電子内視鏡用プロセッサは、被検体の体腔に挿入される挿入部を有する電子内視鏡が着脱自在に装着されるとともに、前記挿入部の先端に対向する被写体を撮像することによって得られた画像データ（画像記号）が入力される電子内視鏡用プロセッサであって、前記挿入部に引き通されてその挿入部の先端に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に向けて、前記被写体を照明するための白色光と生体組織を励起するための励起光とを選択的に導入する光源部，前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを通常観察画像データとして取得し、前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを蛍光観察画像データとして取得する画像データ取得部，前記画像データ取得部が取得した画像データに対して所定の処理を施して外部装置へ出力する画像処理部，一つ以上の動作モードのうちの一つの動作モードにおいては、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を短期間だけ周期的に入射させてそれ以外の期間においては前記励起光を連続的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記画像データ取得部が取得した画像データのうちの前記蛍光観察画像データのみを処理させる動作制御部，前記動作モードにおいて、前記画像データ取得部が取得した前記通常観察画像データの赤色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を上回ったか否かを判定する判定部，前記判定部が前記輝度値が前記閾値を上回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を少なくとも周期的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の像を含む画像を表示するための画像データを前記外部装置へ出力させる臨時処理制御部を備えることを、特徴としている。

このように構成されると、励起光がライトガイドの入射端面にほぼ連続的に入射されることによって表示装置に蛍光観察画像が表示されている場合において、励起光出力の合間にライトガイドに供給される白色光に基づいて取得される通常観察画像データの示す通常観察画像が、その赤色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を上回る程度に、全体的に赤色を帯びたときには、表示装置には、白色光にて照明された被写体の像を含む画像が表示されるようになり、それからさらに、その通常観察画像が全体的に赤色を帯びなくなったときには、再び、励起光がライトガイドの入射端面にほぼ連続的に入射されて表示装置に蛍光観察画像が表示されるようになる。このため、施術箇所から出血があることによって通常観察画像の赤色が一時的に強くなったとしても、術者は、白色光にて照明された被写体像を通じて施術を安全に続行することができる。

従って、本発明によれば、蛍光観察画像を通じた施術において施術箇所から出血があった場合でも施術を安全に続行できるようになる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、三例説明する。

実施形態１

図１は、本発明の第１実施形態である電子内視鏡システムの構成図である。本実施形態の電子内視鏡システムは、電子内視鏡１０，本体装置２０，及び、表示装置３０を、備えている。

電子内視鏡１０は、光の届かない体腔内を観察するための器具である。図２は、電子内視鏡１０の構成図である。電子内視鏡１０は、挿入部１１，操作部１２，ケーブル部１３，及び、接続部１４に、区分される。

挿入部１１は、体腔内に挿入される部分であり、樹脂製の被覆管とこの被覆管に覆われた管状の骨格構造とを主要な構成としている。その骨格構造は、与えられた外力に応じて柔軟に屈曲するとともに、体腔壁を傷つけない程度に屈曲の状態を維持できる剛性を保有する。なお、被覆管と骨格構造は、図示されていない。また、挿入部１１の内部の構成については後述する。

操作部１２は、各種スイッチボタン１２１，アングルノブ１２２，鉗子口１２３，ホース継手１２４などを備えた部分であり、挿入部１１の基端に接続されている。なお、アングルノブ１２２は、図１にのみ図示され、ホース継手１２４は、図２にのみ図示されている。アングルノブ１２２は、挿入部１１におけるその先端から基端に向かって所定の長さの部分に組み込まれた図示せぬ湾曲機構を遠隔操作するための把手であり、このアングルノブ１２２が操作されると、挿入部１１の先端部分の湾曲状態が変化する。鉗子口１２３は、挿入部１１の内部に鉗子チャンネルとして引き通された細管１０１へ、鉗子や剪刀や凝固電極などの処置具を挿入するための開口である。但し、図１では、鉗子口１２３には蓋がされている。ホース継手１２４は、挿入部１１の内部に送気送水チャンネルとして引き通された細管１０２と図示せぬ送気送水装置から延びるホースとを接続するための口金であり、操作部１２においてアングルノブ１２２がある側とは反対側に備えられている。

ケーブル部１３は、各種の信号線１０３〜１０５とそれら信号線１０３〜１０５を覆う樹脂製の管とを備えた電纜であり、その先端は、操作部１２の側面に接続されている。ケーブル部１３内に引き通された信号線１０３〜１０５のうち、信号線１０３は、操作部１２の各種スイッチボタン１２１に接続された信号線である。残りの信号線１０４，１０５については後述する。

接続部１４は、ケーブル部１３の基端を本体装置２０に着脱自在に装着するためのいわゆるプラグである。接続部１４は、本体装置２０の図示せぬソケットに装着される際にその本体装置２０側に向けられる当接面に、端子１４１を備えている。この端子１４１の各電極には、ケーブル部１３内に引き通された信号線１０３〜１０５のうち、信号線１０３，１０４の端部が接続されている。

これら各部１１〜１４に区分される電子内視鏡１０は、更に、束ねられた多数の光ファイバからなるライトガイド１０６を内蔵している。ライトガイド１０６は、接続部１４，ケーブル部１３，操作部１２，及び、挿入部１１内に順に引き通されており、ライトガイド１０６の基端は、接続部１４における上記の当接面から突出する金属管１４２内に固定されている。ライトガイド１０６の先端部分は、それを構成する多数の光ファイバが二つの束に分けられてそれぞれ別個に束ねられることによって、二股に分岐しており、束ねられてなる各枝部の先端は、双方とも、挿入部１１の先端に固定されている。

この挿入部１１の先端面には、図示されていないが、五個の貫通孔が形成されている。そのうちの二個の貫通孔は、鉗子チャンネルとしての細管１０１，及び、送気送水チャンネルとしての細管１０２にそれぞれ接続されており、鉗子チャンネルの開口端１１１，及び、送気送水チャンネルの開口端１１２として機能する。なお、送気送水チャンネルの開口端１１２には、細管１０２を通じて送られてきた液体や気体を後述の対物光学系１１４の表面に向けて噴出するための図示せぬノズルが、装着されている。

また、残りの三個の貫通孔のうち、二個の貫通孔には、配光レンズ１１３，１１３が嵌め込まれている。図２に示されるように、二個の配光レンズ１１３，１１３には、それぞれ、ライトガイド１０６の先端部分に形成された各枝部の先端面が対向している。

そして、残りの一個の貫通孔には、第１レンズ１１４ａが嵌め込まれている。第１レンズ１１４ａは、挿入部１１内に配置された第２レンズ１１４ｂ及び第３レンズ１１４ｃとともに、対物光学系１１４を構成する。対物光学系１１４は、挿入部１１の先端に対向した被写体の像を形成する光学系である。第１レンズ１１４ａと第２レンズ１１４ｂとの間には、明るさ絞り１１５が配置されている。明るさ絞り１１５は、第１レンズ１１４ａと第２レンズ１１４ｂとの間を通過する光の量を制限する光学素子である。

さらに、挿入部１１は、励起光除去フィルタ１１６を内蔵している。励起光除去フィルタ１１６は、入射してきた光の中から、蛍光の放射という現象を生体組織において引き起こさせるための励起光と同じ波長帯域の光を除去するフィルタである。この励起光除去フィルタ１１６は、対物光学系１１４の後方に配置されており、対物光学系１１４から射出された光からは、励起光と同じ波長成分が除去される。図３は、励起光除去フィルタ１１６の分光透過率を示すグラフである。図３に示されるように、励起光除去フィルタ１１６は、約４００ｎｍ以上の波長帯域の光を透過させる。なお、励起光は、約３５０ｎｍ乃至３８０ｎｍの波長成分からなる。

さらに、挿入部１１は、撮像素子１１７を内蔵している。撮像素子１１７は、二次元的に配列された多数の画素により構成される撮像面を有する単板のエリアイメージセンサであり、その撮像面上にはカラーフィルタがオンチップされている。撮像素子１１７は、励起光除去フィルタ１１６を挟んで対物光学系１１４がある側とは反対側に配置されており、その撮像面の位置は、対物光学系１１４の像面の位置に一致している。

ケーブル部１３内に引き通された信号線１０３〜１０５のうち、信号線１０４，１０５は、更に挿入部１１に引き通されており、撮像素子１１７に接続されている。これら信号線１０４，１０５のうち、撮像素子１１７の出力側の信号線１０４は、前述したように、接続部１４の端子１４１の電極に直接接続されている。その一方、撮像素子１１７の入力側の信号線１０５は、接続部１４内に配置されたドライバ１４３に接続されており、このドライバ１４３の入力側の信号線１４４が、端子１４１の電極に接続されている。ドライバ１４３は、撮像素子１１７の駆動を制御するための回路であり、２フィールド：１フレームの飛越走査方式にて蓄積電荷を読み出させるように撮像素子１１７を制御する。

さらに、接続部１４は、ＲＯＭ１４５を内蔵している。ＲＯＭ１４５は、電子内視鏡１０についての一意な情報を記憶した記憶装置である。なお、その情報は、電子内視鏡１０の型番であっても良いし、電子内視鏡１０が内蔵する部品の性能値であっても良い。性能値としては、例えば、ライトガイド１０６の直径や分光透過率、或いは、撮像素子１１７の駆動電圧や画素数がある。このような情報を記憶したＲＯＭ１４５は、信号線１４６を介して端子１４１の電極に接続されている。

本体装置２０は、電子内視鏡１０を制御するためのプロセッサである。図４は、本体装置２０の構成図である。本体装置２０は、タイミングコントロールユニット２１，光源ユニット２２，画像処理ユニット２３，及び、システムコントロールユニット２４を、備えている。

タイミングコントロールユニット２１は、各種の基準信号を生成してその信号の出力を制御する機器である。タイミングコントロールユニット２１は、光源ユニット２２，画像処理ユニット２３，及び、システムコントロールユニット２４に接続されており、これらユニット２２〜２４へ各基準信号を送出する。

なお、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０に装着されると、このタイミングコントロールユニット２１は、接続部１４内のドライバ１４３に接続される。タイミングコントロールユニット２１は、ドライバ１４３に接続されると、このドライバ１４３にも各基準信号を送出する。ドライバ１４３は、この各基準信号に従って、飛越走査のタイミングを制御する。

光源ユニット２２は、電子内視鏡１０のライトガイド１０６の基端面に光を供給するための機器である。なお、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０に装着されると、接続部１４の金属管１４２が、光源ユニット２２内に挿入され、ライトガイド１０６の基端が、光源ユニット２２内に固定される。

図５は、光源ユニット２２の構成図である。光源ユニット２２は、その光学構成として、白色光源装置２２１，絞り機構２２２，回転遮蔽板２２３，励起光源装置２２４，ダイクロイックミラー２２５，及び、集光レンズ２２６を、備えている。

白色光源装置２２１は、白色光を平行光として射出する装置である。白色光源装置２２１は、図示されていないが、焦点から放射される光を反射することにより平行光に変換する放物面鏡，及び、放物面鏡の焦点に配置された発光点から白色光を発するキセノンランプを、主要な構成としている。

絞り機構２２２は、略円形開口を形成する複数の絞り羽根が変位されるとその開口の直径を変化させる周知の構造を有しており、その開口は、白色光源装置２２１から平行光として射出される白色光の光路上に、これと同軸に配置されている。絞り羽根を変位させるためのギアには、モータ２２７の駆動軸の先端に固定されたピニオンギアが噛み合わされており、このモータ２２７が駆動すると、絞り機構２２２が開口の直径を変化させ、開口を通過する白色光の光束量が変化する。つまり、絞り機構２２２は、白色光の調光手段として機能する。

回転遮蔽板２２３は、開口が一つだけ穿たれた円板である。図６は、回転遮蔽板２２３の正面図である。図６に示されるように、回転遮蔽板２２３には、略半円形の開口２２３ａが穿たれている。その開口２２３ａの円弧の中心は、回転遮蔽板２２３の外周円の中心に一致しており、回転遮蔽板２２３の中心は、モータ２２８の駆動軸の先端に固定されている。また、回転遮蔽板２２３は、白色光源装置２２１から平行光として射出される白色光の光路に対して垂直に挿入されており、白色光は、回転遮蔽板２２３の偏心位置に入射する。このため、モータ２２８が駆動することによって、回転遮蔽板２２３がその中心軸周りに回転すると、白色光の光路には、開口２２３ａが繰り返し挿入され、回転遮蔽板２２３における開口２２３ａが無い部分によって白色光が周期的に遮蔽される。従って、回転遮蔽板２２３における開口２２３ａが無い部分は、シャッタとして機能する。

励起光源装置２２４は、前述した励起光を射出する装置である。励起光源装置２２４は、図示されていないが、焦点から射出される光を平行光に変換するコリメートレンズ，及び、励起光として使用される波長帯域を持つレーザ光をコリメートレンズの焦点から放射する半導体レーザを、主要な構成としている。励起光源装置２２４から平行光として射出される励起光の光路は、絞り機構２２２及び回転遮蔽板２２３を挟んで白色光源装置２２１がある側とは反対側において、この白色光源装置２２１から平行光として射出される白色光の光路と直交している。

ダイクロイックミラー２２５は、白色光を透過させるとともに励起光を反射する光学素子である。ダイクロイックミラー２２５は、白色光の光路と励起光の光路とが交差する位置に配置されており、何れの光路に対しても４５°傾いている。これにより、励起光源装置２２４から平行光として射出された励起光は、ダイクロイックミラー２２５によって直角に反射され、ダイクロイックミラー２２５を透過した白色光と同一の光路上を、この白色光と同一の進行方向へ進む。従って、ダイクロイックミラー２２５は、光路合成素子として機能する。

集光レンズ２２６は、平行光を収斂させるためのコンデンサレンズである。集光レンズ２２６は、ダイクロイックミラー２２５を透過した白色光の光路（すなわち当該ミラー２２５にて反射された励起光の光路）上に配置されており、電子内視鏡１０の接続部１４の金属管１４２内に固定されているライトガイド１０６の基端面に向けて、これら光を収斂させる。従って、ライトガイド１０６の基端面は、入射端面として機能し、挿入部１１の先端に配置されるライトガイド１０６の先端面は、射出端面として機能する。

光源ユニット２２は、前述した各光源装置２２１，２２４及び各モータ２２７，２２８の動作を制御するため、更に、第１出力制御回路２２１ａ，第２出力制御回路２２４ａ，第１駆動回路２２７ａ，及び、第２駆動回路２２８ａを、備えている。

これら各回路２２１ａ，２２４ａ，２２７ａ，２２８ａは、何れも、後述のシステムコントロールユニット２４に接続されており、このシステムコントロールユニット２４からの指示を受けて、各光源２２１，２２４及びモータ２２７，２２８を制御する。具体的には、システムコントロールユニット２４は、三つの動作モードの何れかにて光源ユニット２２を動作させる。三つの動作モードは、通常観察モード，蛍光観察モード，及び、特殊観察モードからなる。

通常観察モードでは、第１出力制御回路２２１ａが白色光源装置２２１に対して白色光の連続出力を行わせ、第２出力制御回路２２４ａが励起光源装置２２４の駆動を停止させ、第２駆動回路２２８ａが回転遮蔽板２２３の開口２２３ａを白色光の光路に挿入させる。これにより、白色光だけがライトガイド１０６の入射端面に連続的に入射する。その結果、ライトガイド１０６の射出端面から、電子内視鏡１０の挿入部１１の先端前方に向けて、白色光が連続的に射出される。

蛍光観察モードでは、第１出力制御回路２２１ａが白色光源装置２２１の駆動を停止させ、第２出力制御回路２２４ａが励起光源装置２２４に対して励起光の連続出力を行わせる。これにより、励起光だけがライトガイド１０６の入射端面に連続的に入射する。その結果、ライトガイド１０６の射出端面から、電子内視鏡１０の挿入部１１の先端前方に向けて、励起光が連続的に射出される。

特殊観察モードでは、第１出力制御回路２２１ａが白色光源装置２２１に対して白色光の連続出力を行わせ、第２出力制御回路２２４ａが励起光源装置２２４に対して励起光の周期的な出力を行わせ、第２駆動回路２２８ａが回転遮蔽板２２３を回転させる。このとき、第２出力制御回路２２４ａ及び第２駆動回路２２８ａは、タイミングコントロールユニット２１から入力される信号に従って励起光源装置２２４及び第２駆動回路２２８ａを制御する。具体的には、第２出力制御回路２２４ａは、前述した１フレーム中の第２フィールドの画像データに相当する電荷を撮像素子１１７が蓄積する間だけ、励起光が出力されるように励起光源装置２２４の出力周期を制御し、第２駆動回路２２８ａは、１フレーム中の第１フィールドの画像データに相当する電荷を撮像素子１１７が蓄積する間だけ、開口２２３ａが白色光の光路に挿入されるように回転遮蔽板２２３の回転位相を制御する。これにより、白色光と励起光とが、ライトガイド１０６の入射端面に交互に入射する。その結果、ライトガイド１０６の射出端面から、挿入部１１の先端前方に向けて、白色光と励起光とが交互に射出される。図７は、特殊観察モードにおいて挿入部１１の先端から射出される光のタイミングチャートである。

以上に説明した何れかの動作モードにて動作する光源ユニット２２においては、図５に示されるように、さらに、第１駆動回路２２７ａが、後述の画像処理ユニット２３に接続されており、画像処理ユニット２３から後述の信号が入力されるようになっている。第１駆動回路２２７ａは、入力されるこの信号に従って絞り機構２２２の開口の直径を制御する。

その画像処理ユニット２３は、電子内視鏡１０の挿入部１１内の撮像素子１１７が生成する画像データ（画像信号）に所定の処理を施してビデオ信号に変換するための機器である。なお、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０に装着されると、画像処理ユニット２３は、接続部１４の端子１４１，及び、電子内視鏡１０の各部１１〜１４内の信号線１０５を介して、挿入部１１の先端内の撮像素子１１７に接続される。図４には、画像処理ユニット２３が撮像素子１１７に接続された状態が、示されている。

図８は、画像処理ユニット２３の構成図である。画像処理ユニット２３は、前段処理回路２３１，第１マトリクス回路２３２，第１ＲＧＢメモリ２３３，第２ＲＧＢメモリ２３４，後段処理回路２３５，第２マトリクス回路２３６，度数分布生成回路２３７，及び、比較回路２３８を、備えている。

前段処理回路２３１は、電子内視鏡１０の挿入部１１内の撮像素子１１７がアナログ信号の電送形態で出力した画像データのデータ形式を以後の処理に適切なデータ形式へと変換するための回路である。具体的には、前段処理回路２３１は、撮像素子１１７から入力されるアナログ信号に対し、色分離，デジタル化，及び、色空間変換などの処理を施すことによって、ＲＧＢの色成分の画像データを生成した後、生成した画像データに対し、カラーバランス等の一般的な処理を施す。

また、この前段処理回路２３１は、後述のシステムコントロールユニット２４から指示された期間だけ、光源ユニット２２の第１駆動回路２２７ａへ信号を出力する処理を行う。前段処理回路２３１は、この処理では、撮像素子１１７から入力されるアナログ信号から、１フレーム中の第１フィールドの輝度信号を抽出し、この輝度信号における最も高い輝度レベルを読み出し、この輝度レベルが所定のレベルになるような絞り機構２２２の開口径を算出し、この開口径にするように指示する信号を第１駆動回路２２７ａへ出力する。つまり、前段処理回路２３１と第２駆動回路２２８ａによって、白色光の出力量がフィードバック制御される。

また、前段処理回路２３１は、第１ＲＧＢメモリ２３３，及び、第２ＲＧＢメモリ２３４に接続されており、前述した処理が施されてなるＲＧＢの色成分の画像データを、順次、第１ＲＧＢメモリ２３３及び第２ＲＧＢメモリ２３４に出力する。さらに、前段処理回路２３１は、第１マトリクス回路２３２にも接続されており、第２フィールドのＲＧＢ画像データを第１マトリクス回路２３２に出力する。

第１マトリクス回路２３２は、ＲＧＢ画像データから輝度成分（Ｙ成分）の画像データを生成するための回路である。第１マトリクス回路２３２は、輝度成分の画像データをシステムコントロールユニット２４へ出力する。なお、この輝度成分の画像データは、システムコントロールユニット２４では、蛍光観察モード又は特殊観察モードのときに、光源ユニット２２の励起光源装置２２４の出力制御に用いられる。つまり、第１マトリクス回路２３２は、励起光の出力量をフィードバック制御するのに用いられる回路である。

第１ＲＧＢメモリ２３３及び第２ＲＧＢメモリ２３４は、何れも、ＲＧＢの各色成分の画像データを一時的に記録しておくための記憶装置である。なお、両メモリ２３３，２３４が画像データを保存するか否かは、後述のシステムコントロールユニット２４に指示されたタイミングコントロールユニット２１によって制御される。また、両メモリ２３３，２３４に保存された画像データを出力するタイミングも、タイミングコントロールユニット２１によって制御される。具体的には、タイミングコントロールユニット２１は、前述した通常観察モード，蛍光観察モード，及び、特殊観察モードの何れかにて各メモリ２３３，２３４を動作させる。

通常観察モードでは、タイミングコントロールユニット２１は、第１ＲＧＢメモリ２３３に対し、入力される全ての画像データを一旦記憶させ、後述の後段処理回路２３５の処理開始タイミングに合わせて記憶中の画像データを出力させる。一方、第２ＲＧＢメモリ２３４に対しては、タイミングコントロールユニット２１は、入力される全ての画像データを記憶させない。これにより、第１ＲＧＢメモリ２３３だけが、画像データの一時記憶に使用されることとなる。なお、通常観察モードでは、前述したように、光源ユニット２２が電子内視鏡１０のライトガイド１０６に白色光を供給する。このため、通常観察モード下において第１ＲＧＢメモリ２３３に記憶される画像データは、挿入部１１の先端の前方にある体腔壁の表面に入射した白色光のうちその表面で反射された光によって形成される像に基づいて、撮像素子１１７により生成されたものとなる。以下では、この画像データを、便宜上、「通常観察画像データ」と表記する。

蛍光観察モードでは、タイミングコントロールユニット２１は、第１ＲＧＢメモリ２３３に対し、入力される全ての画像データを記憶させない。一方、第２ＲＧＢメモリ２３４に対しては、タイミングコントロールユニット２１は、入力される全ての画像データを一旦記憶させ、後述の後段処理回路２３５の処理開始タイミングに合わせて記憶中の画像データを出力させる。これにより、第２ＲＧＢメモリ２３４だけが、画像データの一時記憶に使用されることとなる。なお、蛍光観察モードでは、前述したように、光源ユニット２２が電子内視鏡１０のライトガイド１０６に励起光を供給する。このため、蛍光観察モード下において第２ＲＧＢメモリ２３４に記憶される画像データは、励起光が照射された体腔壁下の生体組織から放射される蛍光によって形成される像に基づいて、撮像素子１１７により生成されたものとなる。以下では、この画像データを、便宜上、「蛍光観察画像データ」と表記する。

特殊観察モードでは、タイミングコントロールユニット２１は、第１ＲＧＢメモリ２３３に対し、前述した１フレーム中の第１フィールドの画像データを一旦記憶させ、第２フィールドの画像データを記憶させない。一方、第２ＲＧＢメモリ２３４に対しては、タイミングコントロールユニット２１は、１フレーム中の第１フィールドの画像データを記憶させず、第２フィールドの画像データを一旦記憶させる。これにより、第１ＲＧＢメモリ２３３は、第１フィールドの画像データの一時記憶に使用され、第２ＲＧＢメモリ２３４は、第２フィールドの画像データの一時記憶に使用されることとなる。そして、タイミングコントロールユニット２１は、後述の後段処理回路２３５の処理開始タイミングに合わせて、各ＲＧＢメモリ２３３，２３４に記憶中の各画像データを出力させる。なお、この特殊観察モードでは、前述したように、光源ユニット２２が、第１フィールドと第２フィールドのタイミングに合わせて白色光と励起光とを交互に電子内視鏡１０のライトガイド１０６に供給する。このため、特殊観察モード下において第１ＲＧＢメモリ２３３に記憶される画像データは、前述した通常観察画像データとなり、特殊観察モード下において第２ＲＧＢメモリ２３４に記憶される画像データは、前述した蛍光観察画像データとなる。

後段処理回路２３５は、ＲＧＢの色成分毎の画像データのデータ形式を外部装置へ出力するのに適切なデータ形式へと変換するための回路である。具体的には、後段処理回路２３５は、通常観察モードでは、第１ＲＧＢメモリ２３３から出力されるＲＧＢの各色成分の画像データに対し、アナログ化及びエンコーディング等の一般的な処理を施すことによって、飛越走査方式に準拠した例えばＮＴＳＣ信号などのビデオ信号を生成する。また、後段処理回路２３５は、蛍光観察モードでは、第２ＲＧＢメモリ２３４から出力されるＲＧＢの各色成分の画像データに対し、前述した一般的な処理を施すことによってビデオ信号を生成する。

また、特殊観察モードでは、後段処理回路２３５は、第１ＲＧＢメモリ２３３から出力される通常観察画像データに基づく通常観察画像と、第２ＲＧＢメモリ２３４から出力される蛍光観察画像データに基づく蛍光観察画像とを一画面内に同時に示す合成画像（図１４参照）の画像データを生成し、この画像データに対し、前述した一般的な処理を施すことによって、ビデオ信号を生成する。

この後段処理回路２３５は、生成したビデオ信号を、外部出力端子に接続された表示装置３０へ出力する。なお、表示装置３０は、画像処理ユニット２３からビデオ信号の電送形態で出力された画像データに基づいて、画像を表示する。

第２マトリクス回路２３６は、第１マトリクス回路２３２と同様に、ＲＧＢの画像データから輝度成分の画像データを生成するための回路である。なお、第２マトリクス回路２３６は、第２ＲＧＢメモリ２３４の出力側に接続されており、この第２マトリクス回路２３６には、第２ＲＧＢメモリ２３４から、蛍光観察モード又は特殊観察モードにおける蛍光観察画像データが、順次入力される。

度数分布生成回路２３７は、輝度成分の画像データの各画素を標本として輝度値の階級毎の標本の度数を計数することによって度数分布データを生成する回路である。度数分布生成回路２３７は、第２マトリクス回路２３６から入力される蛍光観察画像データの輝度成分に基づいて度数分布データを生成すると、その度数分布データを比較回路２３８へ出力する。

比較回路２３８は、度数分布データにおける最小値から最大値に向かって所定番目の標本が属する階級の輝度値を比較対象値として読み出し、この比較対象値が所定の閾値を下回っていた場合に信号を出力する回路である。

図９は、比較対象値と閾値との関係を説明するために用いられるグラフである。図９では、全体的に暗い画像の画像データについての度数分布データＡ、すなわち、比較的階級の低い側に標本が集中している度数分布データＡについての比較対象値が「Ｘ」として示されている。その一方、全体的に明るい画像の画像データについての度数分布データＢ、すなわち、比較的階級の高い側に標本が集中している度数分布データＢについての比較対象値が「Ｚ」として示されている。なお、斜線部分は、所定番目までの標本の個数を示している。

図９に示されるように、閾値Ｙは、比較対象値Ｘよりも高い輝度値に設定されている。この場合、比較回路２３８は、度数分布データＡが入力されると、信号を出力する。一方、閾値Ｙは、比較対象値Ｚよりも低い輝度値に設定されている。この場合、比較回路２３８は、度数分布データＢが入力されても、信号を出力することはない。つまり、比較回路２３８は、全体的に暗い画像の画像データが第２ＲＧＢメモリ２３４から出力されたときに信号を出力する。なお、この比較回路２３８は、システムコントロールユニット２４に接続されており、信号は、このシステムコントロールユニット２４に出力される。

システムコントロールユニット２４は、本体装置２０全体を制御するための機器である。なお、システムコントロールユニット２４は、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置に装着されると、接続部１４の端子１４１，及び、信号線１０３を介して、操作部１２の各種スイッチボタン１２１に接続される。図４には、システムコントロールユニット２４がスイッチボタン１２１に接続された状態が、示されている。これらスイッチボタン１２１には、前述した動作モードを切り替えるためのスイッチボタンが含まれており、このスイッチボタン１２１が押下されるたびに、システムコントロールユニット２４は、動作モードの通常観察モードへの設定とその設定の解除を交互に行う。なお、通常観察モードの切り替えに係る本体装置２０の制御内容については、図１１を用いて後述する。

また、このシステムコントロールユニット２４は、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置に装着されると、接続部１４の端子１４１，及び、信号線１４６を介して、接続部１４内のＲＯＭ１４５に接続される。図４には、システムコントロールユニット２４がＲＯＭ１４５に接続された状態が、示されている。システムコントロールユニット２４は、このＲＯＭ１４５に接続されると、ＲＯＭ１４５から、その電子内視鏡１０についての一意な情報を読み出すことができるようになる。

また、このシステムコントロールユニット２４は、図４に示されるように、本体装置２０の前面に設置されている操作盤２４１を、備えている。操作盤２４１には、各種のスイッチボタンやメニューボタンや上下キーボタンが備えられている。これらボタンのうちの一つは、前述した通常観察モードの切断時において動作モードの切り替えを行うための切替ボタンとなっている。図１０は、切替ボタン２４１ａの正面図である。図１０に示されるように、操作盤２４１は、切替ボタン２４１ａの上側にインジケータランプ２４１ｂを備えており、切替ボタン２４１ａが押下されるたびに、インジケータランプ２４１ｂは、点灯状態と消灯状態とに切り替えられる。切替ボタン２４１ａが押下されてインジケータランプ２４１ｂが消灯されると、システムコントロールユニット２４は、動作モードを蛍光観察モードに設定し、切替ボタン２４１ａが再度押下されてインジケータランプ２４１ｂが点灯されると、動作モードを特殊観察モードに設定する。

このシステムコントロールユニット２４は、本体装置２０の全体制御をするためのプログラムを、図示せぬ記憶装置に記憶しており、主電源が投入されると、この記憶装置からプログラムを読み出して、全体制御処理を開始する。図１１は、この全体制御処理の内容を示すフローチャートである。

処理の開始後、最初のステップＳ１００１では、システムコントロールユニット２４は、本体装置２０に装着された接続部１４内のＲＯＭ１４５から情報を読み取る。ここで、本体装置２０に接続部１４が装着されていなかったときには、システムコントロールユニット２４は、装着されるまで待機し、装着されると、装着された接続部１４内のＲＯＭ１４５から情報を読み取る。システムコントロールユニット２４は、ＲＯＭ１４５から情報を読み取ると、読み取った情報に基づいて、白色光源装置２２１及び励起光源装置２２４の出力量を初期値として設定する。また、システムコントロールユニット２４は、動作モードの初期状態として、例えば通常観察モードを設定する。

次のステップＳ１００２では、システムコントロールユニット２４は、動作モードが通常観察モードに設定されているか否かを、判別する。そして、通常観察モードが設定されていると判断した場合（Ｓ１００２；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１００３へ処理を進める。

ステップＳ１００３では、システムコントロールユニット２４は、光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３が通常観察モードにて動作するように、光源ユニット２２の各回路２２１ａ，２２４ａ，２２７ａ，２２８ａの制御を開始するとともに、タイミングコントロールユニット２１を通じて画像処理ユニット２３内のハードウエア２３１〜２３５の制御を開始する。開始後、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１１へ処理を進める。

一方、ステップＳ１００２において、動作モードが通常観察モードに設定されていないと判断した場合（Ｓ１００２；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１００４へ処理を進める。

ステップＳ１００４では、システムコントロールユニット２４は、動作モードが蛍光観察モードに設定されているか特殊観察モードに設定されているか（すなわち、図１０に示すインジケータランプ２４１ｂが消灯しているか点灯しているか）を、判別する。そして、動作モードが蛍光観察モードに設定されていると判断した場合（Ｓ１００４；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１００５へ処理を進める。

ステップＳ１００５では、システムコントロールユニット２４は、光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３が蛍光観察モードで動作するように、光源ユニット２２の各回路２２１ａ，２２４ａ，２２７ａ，２２８ａの制御を開始するとともに、タイミングコントロールユニット２１を通じて画像処理ユニット２３内のハードウエア２３１〜２３５の制御を開始する。開始後、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１１へ処理を進める。

一方、ステップＳ１００４において、動作モードが特殊観察モードに設定されていると判断した場合（Ｓ１００４；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１００６へ処理を進める。

ステップＳ１００６では、システムコントロールユニット２４は、光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３が特殊観察モードで動作するように、光源ユニット２２の各回路２２１ａ，２２４ａ，２２７ａ，２２８ａの制御を開始するとともに、タイミングコントロールユニット２１を通じて画像処理ユニット２３内のハードウエア２３１〜２３５の制御を開始する。開始後、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１１へ処理を進める。

システムコントロールユニット２４は、電子内視鏡１０の操作部１２のスイッチボタン１２１，及び／又は、本体装置２０の操作盤２４１における切替ボタン２４１ａに対する操作がなされた際に、以上に説明したステップＳ１００２乃至Ｓ１００６の処理を実行することにより、切り替え後の動作モードの実行を開始する。そして、このような動作モードの実行開始後、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１１乃至Ｓ１０１９の処理ループを実行する。

ステップＳ１０１１では、システムコントロールユニット２４は、動作モードが蛍光観察モードに設定されているか否かを、判別する。そして、本体装置２０の動作モードが蛍光観察モードに設定されていると判断した場合（Ｓ１０１１；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１２へ処理を進める。

ステップＳ１０１２では、システムコントロールユニット２４は、比較回路２３８から信号を受信しているか否かを、判別する。そして、システムコントロールユニット２４は、比較回路２３８から信号を受信していないと判断した場合（Ｓ１０１２；ＮＯ）、ステップＳ１０１７へ処理を進め、比較回路２３８から信号を受信していると判断した場合（Ｓ１０１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１０１３へ処理を進める。

ステップＳ１０１３では、システムコントロールユニット２４は、本体装置２０に対し、臨時モードでの動作を開始させる。臨時モードは、比較回路２３８から信号が出力されている期間だけ、特殊観察モードと同様の動作モードにて光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３を動作させるモードである。すなわち、臨時モードにおいては、光源ユニット２２は、白色光と励起光とを電子内視鏡１０のライトガイド１０６に供給し、画像処理ユニット２３は、通常観察画像データと蛍光観察画像データとを撮像素子１１７から交互に取得して処理をする。システムコントロールユニット２４は、動作モードを臨時モードに設定した後、光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３の動作を臨時モードにて開始させる。その後、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１７へ処理を進める。

一方、ステップＳ１０１１において、動作モードが蛍光観察モードに設定されていないと判断した場合（Ｓ１０１１；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１４へ処理を進める。

ステップＳ１０１４では、システムコントロールユニット２４は、動作モードが臨時モードに設定されているか否かを、判別する。そして、システムコントロールユニット２４は、動作モードが臨時モードに設定されていないと判断した場合（Ｓ１０１４；ＮＯ）、ステップＳ１０１７へ処理を進め、本体装置２０の動作モードが臨時モードに設定されていると判断した場合（Ｓ１０１４；ＹＥＳ）、ステップＳ１０１５へ処理を進める。

ステップＳ１０１５では、システムコントロールユニット２４は、比較回路２３８から信号を受信していないか否かを、判別する。そして、システムコントロールユニット２４は、比較回路２３８から信号を受信していないと判断した場合（Ｓ１０１５；ＮＯ）、ステップＳ１０１７へ処理を進め、比較回路２３８から信号を受信していると判断した場合（Ｓ１０１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１０１６へ処理を進める。

ステップＳ１０１６では、システムコントロールユニット２４は、動作モードを蛍光観察モードに設定することによって、臨時モードを解除する。その後、システムコントロールユニット２４は、光源ユニット２２及び画像処理ユニット２３に対し、蛍光観察モードでの動作を開始させる。そして、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１７へ処理を進める。

ステップＳ１０１７では、システムコントロールユニット２４は、電子内視鏡１０の操作部１２において動作モードの設定が変更されたか否かを、判別する。そして、観察モードの設定が変更されなかったと判断した場合（Ｓ１０１７；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１８へ処理を進める。

ステップＳ１０１８では、システムコントロールユニット２４は、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０から取り外されているか否かを、判別する。そして、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０から取り外されていないと判断した場合（Ｓ１０１８；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１９へ処理を進める。

ステップＳ１０１９では、システムコントロールユニット２４は、操作盤２４１において主電源切断用のスイッチボタン（図示略）が押下されたか否かを、判別する。そして、主電源切断用のスイッチボタンが押下されていなかったと判断した場合（Ｓ１０１９；ＮＯ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１１へ処理を進める。

ステップＳ１０１１からステップＳ１０１９の処理ループを実行中、動作モードの設定が変更されたと判断した場合（Ｓ１０１７；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１７からステップＳ１００２へ処理を分岐させる。

また、上記の処理ループの実行中、電子内視鏡１０の接続部１４が本体装置２０から取り外されていると判断した場合（Ｓ１０１８；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１８からステップＳ１００１へ処理を分岐させる。

また、上記の処理ループを実行中、主電源切断用のスイッチボタンが押下されていたと判断した場合（Ｓ１０１９；ＹＥＳ）、システムコントロールユニット２４は、ステップＳ１０１９から処理を分岐させ、本体装置２０における当該全体制御処理を終了する。

システムコントロールユニット２４は、以上に説明したステップＳ１０１１からステップＳ１０１９の処理ループを実行することにより、動作モードの切り替え操作があったかどうか、接続部の着脱があったかどうか、主電源切断操作があったかどうか、臨時モードへ移行すべきかどうかを、それぞれ、監視する。そして、システムコントロールユニット２４は、動作モードの切り替え操作があったときには、動作モードを切り替える処理を実行し、主電源切断操作があったときには、全体制御処理を終了させ、臨時モードへ移行すべき旨の信号が画像処理ユニットからあったときには、臨時モードへ移行させる。

以上のように構成されるため、第１実施形態の電子内視鏡システムは、以下に記述するような作用及び効果を、有する。

第１実施形態の電子内視鏡システムを使用して被検者に対して施術を行う術者は、まず、表示装置３０と本体装置２０とを接続してそれぞれの主電源を投入する。続いて、術者は、電子内視鏡１０の接続部１４を本体装置２０に装着し、操作部１２のスイッチボタン１２１を操作することによって動作モードを通常観察モードに切り替える。すると、前述したように、白色光の光路内に回転遮蔽板２２３の開口２２３ａが配置され、さらに、白色光源装置２２１から白色光が射出されるようになる。これにより、電子内視鏡１０の挿入部１１の先端からは、白色光が連続的に射出されるようになる。

術者が、白色光を射出している挿入部１１の先端を被検者の肺や気管支などの呼吸器に挿入すると、白色光が体腔内に照射されるようになり、体腔壁の表面に入射した白色光のうちその表面で反射された光の一部が、対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過して撮像素子１１７の撮像面に入射する。対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過した光によって撮像面上に形成された体腔壁の像は、撮像素子１１７によって通常観察画像データに変換され、画像処理ユニット２３において一般的な処理が施されて表示装置３０へ出力され、最終的に、カラーの通常観察画像として表示装置３０に映し出される。図１２は、通常観察画像の一例を示す図である。術者は、この図１２に示されるような通常観察画像を通じて、体腔壁の状態を観察したり鉗子などの処置具を用いた施術を行ったりすることができる。

続いて、術者は、カラーの通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、蛍光観察を行う必要があると判断した場合、電子内視鏡１０の操作部１２のスイッチボタン１２１を操作することによって通常観察モードを解除した後、本体装置２０の操作盤２４１上の切替ボタン（図１０参照）２４１ａを押下することによってインジケータランプ２４１ｂを消灯させて、動作モードを蛍光観察モードに切り替える。すると、前述したように、励起光源装置２２４から励起光が射出されるようになる。これにより、電子内視鏡１０の挿入部１１の先端からは、励起光が連続的に射出されるようになる。

そして、励起光によって励起した体腔壁下の生体組織から放射された蛍光の一部と、体腔壁の表面で反射された励起光の一部とが、対物光学系１１４に入射する。対物光学系１１４から撮像素子１１７に向けて射出された光からは、励起光と同じ波長帯域の光が励起光除去フィルタ１１６によって除去され、撮像素子１１７の撮像面には、蛍光だけが入射する。対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過した蛍光によって撮像面上に形成された体腔壁の像は、撮像素子１１７によって蛍光観察画像データに変換され、画像処理ユニット２３において一般的な処理が施されて表示装置３０へ出力され、最終的に、カラーの蛍光観察画像として表示装置３０に映し出される。図１３は、蛍光観察画像の一例を示す図である。術者は、この図１３に示されるような蛍光観察画像を通じて、体腔壁下の生体組織の状態を観察したり鉗子などの処置具を用いた施術を行ったりすることができる。

また、蛍光観察画像の観察を行っている場合において、通常観察画像との比較を行ったり、蛍光を発しない処置具の状態を確認したりする必要が生じたときには、術者は、本体装置２０の操作盤２４１上の切替ボタン（図１０参照）２４１ａを押下することによってインジケータランプ２４１ｂを点灯させて、動作モードを特殊観察モードに切り替える。すると、前述したように、回転遮蔽板２２３が回転され、白色光源装置２２１から白色光が射出されるようになり、励起光源装置２２４から励起光が周期的に射出されるようになる。これにより、電子内視鏡１０の挿入部１１の先端からは、白色光と励起光とが交互に射出されるようになる。

白色光が挿入部１１の先端から射出される期間では、体腔壁の表面に入射した白色光のうちその表面で反射された光の一部が、対物光学系１１４を透過して撮像素子１１７の撮像面に入射する。対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過した光によって撮像面上に形成された体腔壁の像は、撮像素子１１７によって通常観察画像データに変換され、画像処理ユニット２３へ出力される。一方、励起光が挿入部１１の先端から射出される期間では、励起光が照射された体腔壁下の生体組織が放射した蛍光の一部が、対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過して撮像素子１１７の撮像面に入射する。対物光学系１１４及び励起光除去フィルタ１１６を透過した蛍光によって撮像面上に形成された体腔壁の像は、撮像素子１１７によって蛍光観察画像データに変換され、画像処理ユニット２３へ出力される。そして、画像処理ユニット２３は、前述したように、１フィールド分の通常観察画像データと蛍光観察画像データとが入力される毎に、双方の画像データに基づく画像を一画面に同時に示す合成画像の画像データを生成して、表示装置３０へ出力し、表示装置３０は、この画像データに基づいて合成画像を映し出す。図１４は、合成画像の一例を示す図である。術者は、この合成画像を通じて、通常観察画像と蛍光観察画像とを比較しながら、観察したり施術したりできる。

さらに、動作モードが蛍光観察モードにあるときに、施術部位から出た血液によって体腔壁の大部分が覆われてしまうと、血液が励起光を照射されても蛍光を発しないため、図１３に示されるように出血部分の像が真っ黒となり、蛍光観察画像が全体的に暗くなってしまう。こうなると、蛍光観察画像を通じた観察が行えなくなる。しかしながら、このように蛍光観察画像が全体的に暗くなるときには、画像処理ユニット２３の比較回路２３８から、システムコントロールユニット２４へ信号が送られる。システムコントロールユニット２４は、この信号を受信すると、動作モードを臨時モードに切り替え、通常観察画像と蛍光観察画像の合成画像を表示装置３０に表示する。逆に、臨時モードにおいて、体腔壁の表面が生理食塩水などによって洗い流されることによって血液に覆われなくなって正常な粘膜が露出するようになると、蛍光観察画像の明るさが戻る。すると、比較回路２３８からの信号の出力が停止する。システムコントロールユニット２４は、これを受けて、動作モードを臨時モードから蛍光観察モードへ戻す。このように、蛍光観察モード下で施術中に施術箇所から出血があることによって、蛍光観察画像の観察が不能になったとしても、直ちに、合成画像が表示されることとなるため、処置具の操作を行ったり、止血の施術をしたりすることができる。

実施形態２

図１５は、第２実施形態の電子内視鏡システムにおける画像処理ユニット２３の構成図である。また、図１６は、第２実施形態における比較対象値と閾値との関係を説明するために用いられるグラフである。

第２実施形態の電子内視鏡システムは、第１実施形態のそれと殆ど同じ構成となっているが、三点だけ、第１実施形態と相違する。

第一の相違点としては、図１５と図８とを比較して明らかなように、第２マトリクス回路２３６が無い代わりに、第２ＲＧＢメモリ２３４から出力されるＲＧＢの画像データのうちのＲ画像データだけが度数分布生成回路２３７に入力されるようになっている。

第二の相違点としては、第２実施形態の比較回路２３８が度数分布データ（Ｒ画像データについての度数分布データ）から比較対象値として読み出す輝度値が、度数分布データにおける最小値から最大値に向かって所定番目の標本の属する階級の輝度値ではなく、全体の中間にある標本（すなわち中間値）が属する階級の輝度値となっている。

第三の相違点としては、比較回路２３８から信号が出力されている期間だけシステムコントロールユニット２４が動作させる臨時モードが、特殊観察モードと同様の動作モードではなく、通常観察モードと同様の動作モードとなっている。つまり、臨時モード下では、表示装置３０には、通常観察画像と蛍光観察画像の合成画像ではなく、通常観察画像が表示される。

ところで、体腔壁において血液で覆われていない部分は、励起光を照射されると蛍光を発する。蛍光には、赤色成分が含まれているため、出血がなかったり出血があっても血液で覆われる部分が小さかったりしたときには、度数分布データは、図１６におけるグラフＤのように、比較的階級の高い側に標本が集中したグラフとなる。なお、図１６においてこの度数分布データＤの中間値の属する階級の輝度値は、「Ｓ」として示されている。

一方、体腔壁において血液で覆われた部分は、前述したように、血液が励起光を照射されても蛍光を発しない。このため、血液で覆われる部分が大きいときには、度数分布データは、図１６におけるグラフＣのように、比較的階級の低い側に標本が集中したグラフとなる。なお、図１６においてこの度数分布データＣの中間値の属する階級の輝度値は、「Ｑ」として示されている。

そして、図１６に示されるように、閾値Ｒは、比較対象値Ｑよりも高い輝度値に設定されている。この場合、比較回路２３８は、度数分布データＣが入力されると、信号を出力する。一方、閾値Ｒは、比較対象値Ｓよりも低い輝度値に設定されている。この場合、比較回路２３８は、度数分布データＤが入力されても、信号を出力することはない。つまり、比較回路２３８は、全体的に暗いＲ画像データが第２ＲＧＢメモリ２３４から出力されたときに信号をシステムコントロールユニット２４に出力する。

このように構成されていても、動作モードが蛍光観察モードである場合において、施術部位から出た血液によって体腔壁の大部分が覆われることによって、蛍光観察画像のＲ成分が全体的に暗くなったときには、画像処理ユニット２３の比較回路２３８から、システムコントロールユニット２４へ信号が送られ、システムコントロールユニット２４が、この信号を受けて、動作モードを臨時モードに切り替える。その結果、通常観察画像（図１２参照）を表示装置３０に表示する。

つまり、第２実施形態においても、蛍光観察モード下で施術中に施術箇所から出血があることによって、蛍光観察画像の観察が不能になったとしても、直ちに、通常観察画像が表示されることとなるため、処置具の操作を行ったり、止血の施術をしたりすることができる。

実施形態３

図１７は、第３実施形態の画像処理ユニット２３の構成図である。

第３実施形態の電子内視鏡システムは、第１実施形態のそれと殆ど同じ構成となっているが、五点だけ、第１実施形態と相違する。

第一の相違点としては、図示していないが、光源ユニット２２において、図５の回転遮蔽板２２３の代わりに、チョッパーが配置されている。チョッパーは、半円形状の板であり、このチョッパーにおける円弧の中心は、第１実施形態の回転遮蔽板２２３と同様に、モータ２２８の駆動軸の先端に固定されている。また、このチョッパーは、白色光源装置２２１から平行光として射出される白色光の進行方向に対して垂直となるように、設置されており、モータ２２８の駆動軸は、この白色光の光路からずれた位置に配置されている。このため、モータ２２８が駆動することによって、図示せぬチョッパーがその中心軸周りに回転すると、白色光の光路には、チョッパーが繰り返し挿入され、白色光が周期的に遮蔽される。すなわち、この図示せぬチョッパーは、第１実施形態の回転遮蔽板２２３と同等に機能する。

第二の相違点としては、図１５と図８とを比較して明らかなように、第２マトリクス回路２３６が無い代わりに、第１ＲＧＢメモリ２３４から出力されるＲＧＢの画像データのうちのＲ画像データだけが度数分布生成回路２３７に入力されるようになっている。

第三の相違点としては、第３実施形態の比較回路２３８が度数分布データ（Ｒ画像データについての度数分布データ）から比較対象値として読み出す輝度値が、度数分布データにおける最大値から最小値に向かって所定番目の標本の属する階級の輝度値ではなく、全体の中間にある標本（すなわち中間値）が属する階級の輝度値となっている（図１６参照）。

第四の相違点としては、蛍光観察モードにおいて、システムコントロールユニット２４は、ライトガイド１０６の入射端面に励起光を連続的に入射させるのではなく、５９／６０秒間だけ励起光を射出して１／６０秒間だけ白色光を射出する動作を、繰り返し行う。具体的には、光源ユニット２２の第１出力制御回路２２１ａが白色光源装置２２１に対して白色光の連続出力を行わせる。また、第２駆動回路２２８ａは、６０フィールド（３０フレーム）中の第１フィールドの画像データに相当する電荷を撮像素子１１７が蓄積する間だけ、ライトガイド１０６の入射端面に白色光が入射されるように、図示せぬチョッパーの回転位相を制御する。さらに、第２出力制御回路２２４ａは、白色光を射出する期間以外の期間だけ、励起光が出力されるように励起光源装置２２４の出力周期を制御する。図１８は、蛍光観察モードにおいて挿入部１１の先端から射出される光のタイミングチャートである。

第五の相違点としては、蛍光観察モードにおいて、タイミングコントロールユニット２１は、第１ＲＧＢメモリ２３３に対し、前述した６０フレーム中の第１フィールドの画像データを一旦記憶させ、それ以外の画像データを記憶させない。一方、第２ＲＧＢメモリ２３４に対しては、タイミングコントロールユニット２１は、前述の６０フィールド中の第２乃至６０フィールドの画像データを一旦記憶させ、それ以外の画像データを記憶させない。そして、タイミングコントロールユニット２１は、後述の後段処理回路２３５の処理開始タイミングに合わせて、各ＲＧＢメモリ２３３，２３４に記憶中の各画像データを出力させる。なお、後段処理回路２３５は、蛍光観察モードでは、第１実施形態と同様に、第２ＲＧＢメモリ２３４から出力されるＲＧＢの各色成分の画像データに対してのみ、前述した一般的な処理を施すことによってビデオ信号を生成する。但し、このビデオ信号に基づいて表示装置３０に表示される蛍光観察画像は、１／３０コマの１フィールドだけ、欠損している。

なお、これら第二乃至第五の相違点によると、第３実施形態の蛍光観察モードにおいては、蛍光観察画像データだけが後段処理回路２３５において処理されて、蛍光観察画像が表示装置３０に表示される一方、通常観察画像データ（のＲ成分）は、出血の有無の判断に利用されることとなる。ここで、第３実施形態の比較回路２３８は、通常観察画像データのＲ成分の度数分布データについて閾値よりも比較対象値が上回っている場合に、信号を送出するようになっている。これは、施術部位から出た血液によって体腔壁の大部分が覆われて、通常観察画像の大部分が赤色になったときに、通常観察画像データのＲ成分が明るくなったことを検出するためである。

このように構成されていても、動作モードが蛍光観察モードである場合において、施術部位から出た血液によって体腔壁の大部分が覆われることによって、蛍光観察画像が全体的に暗くなったとき（通常観察画像が全体的に赤くなったとき）には、画像処理ユニット２３の比較回路２３８から、システムコントロールユニット２４へ信号が送られ、システムコントロールユニット２４が、この信号を受けて、動作モードを臨時モードに切り替える。その結果、通常観察画像と蛍光観察画像の合成画像（図１４参照）を表示装置３０に表示する。

つまり、第３実施形態においても、蛍光観察モード下で施術中に施術箇所から出血があることによって、蛍光観察画像の観察が不能になったとしても、直ちに、合成画像が表示されることとなるため、処置具の操作を行ったり、止血の施術をしたりすることができる。

なお、第３実施形態の臨時モードにおいては、合成画像を表示装置３０に表示しても良いが、通常観察画像を表示装置３０に表示しても良い。

本発明の第１実施形態である電子内視鏡システムの構成図 電子内視鏡の構成図 励起光除去フィルタの分光透過率を示すグラフ 本体装置の構成図 光源ユニットの構成図 回転遮蔽板の正面図 特殊観察モード下で挿入部先端から射出される光のタイミングチャート 画像処理ユニットの構成図 比較対象値と閾値との関係を説明するために用いられるグラフ 切替ボタンの正面図 全体制御処理の内容を示すフローチャート 通常観察画像の一例を示す図 蛍光観察画像の一例を示す図 合成画像の一例を示す図 第２実施形態の電子内視鏡システムにおける画像処理ユニットの構成図 比較対象値と閾値との関係を説明するために用いられるグラフ 第３実施形態の画像処理ユニットの構成図 蛍光観察モード下で挿入部先端から射出される光のタイミングチャート

符号の説明

１０ 電子内視鏡
１０１ 細管
１０２ 細管
１０３ 信号線
１０４ 信号線
１０５ 信号線
１０６ ライトガイド
１１ 挿入部
１１１ 開口端
１１２ 開口端
１１３ 配光レンズ
１１４ 対物光学系
１１４ａ レンズ
１１４ｂ レンズ
１１４ｃ レンズ
１１５ 絞り
１１６ 励起光除去フィルタ
１１７ 撮像素子
１２ 操作部
１２１ スイッチボタン
１２２ アングルノブ
１２３ 鉗子口
１２４ ホース継手
１３ ケーブル部
１４ 接続部
１４１ 端子
１４２ 金属管
１４３ ドライバ
１４４ 信号線
１４５ ＲＯＭ
１４６ 信号線
２０ 本体装置
２１ タイミングコントロールユニット
２２ 光源ユニット
２２１ 白色光源装置
２２１ａ 出力制御回路
２２２ 絞り機構
２２３ 回転遮蔽板
２２３ａ 開口
２２４ 励起光源装置
２２４ａ 出力制御回路
２２５ ダイクロイックミラー
２２６ 集光レンズ
２２７ モータ
２２７ａ 駆動回路
２２８ モータ
２２８ａ 駆動回路
２３ 画像処理ユニット
２３１ 前段処理回路
２３１ａ メニューボタン
２３２ マトリクス回路
２３３ 第１ＲＧＢメモリ
２３４ 第２ＲＧＢメモリ
２３５ 後段処理回路
２３６ マトリクス回路
２３７ 度数分布生成回路
２３８ 比較回路
２４ システムコントロールユニット
２４１ 操作盤
２４１ａ 切替ボタン
２４１ｂ インジケータランプ
３０ 表示装置

Claims (8)

1. 被検体の体腔に挿入される挿入部を有する電子内視鏡が着脱自在に装着されるとともに、前記挿入部の先端に対向する被写体を撮像することによって得られた画像データが入力される電子内視鏡用プロセッサであって、
   前記挿入部に引き通されてその挿入部の先端に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に向けて、前記被写体を照明するための白色光と生体組織を励起するための励起光とを選択的に導入する光源部，
   前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを通常観察画像データとして取得し、前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを蛍光観察画像データとして取得する画像データ取得部，
   前記画像データ取得部が取得した画像データに対して所定の処理を施して外部装置へ出力する画像処理部，
   前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を連続的に入射させている場合において、前記画像データ取得部が取得した前記蛍光観察画像データの少なくとも一色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを判定する判定部，
   前記判定部が前記輝度値が前記閾値を下回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を少なくとも周期的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の像を含む画像を表示するための画像データを前記外部装置へ出力させる臨時処理制御部
   を備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。
2. 前記臨時処理制御部は、前記判定部が前記輝度値が前記閾値を下回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を連続的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の画像を表示するための通常観察画像データを前記外部装置へ出力させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡用プロセッサ。
3. 前記臨時処理制御部は、前記判定部が前記輝度値が前記閾値を下回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光と前記励起光とを交互に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の像と前記励起光を照射されて蛍光を放射する前記被写体の像とを含む画像を表示するための画像データを前記外部装置へ出力させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡用プロセッサ。
4. 前記判定部は、前記画像データ取得部が取得した前記蛍光観察画像データの赤色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電子内視鏡用プロセッサ。
5. 前記判定部は、前記赤色成分を構成する各輝度値の中から大きさ順における中間値の輝度値を選択し、その選択した輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項４記載の電子内視鏡用プロセッサ。
6. 前記判定部は、前記画像データ取得部が取得した前記蛍光観察画像データの全成分から色空間変換にて算出される輝度成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを、判定する
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電子内視鏡用プロセッサ。
7. 前記判定部は、前記輝度成分を構成する各輝度値の中から大きさの昇順における所定番目の輝度値を選択し、その選択した輝度値が所定の閾値を下回ったか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項６記載の電子内視鏡用プロセッサ。
8. 被検体の体腔に挿入される挿入部を有する電子内視鏡が着脱自在に装着されるとともに、前記挿入部の先端に対向する被写体を撮像することによって得られた画像データが入力される電子内視鏡用プロセッサであって、
   前記挿入部に引き通されてその挿入部の先端に射出端面が配置されたライトガイドの入射端面に向けて、前記被写体を照明するための白色光と生体組織を励起するための励起光とを選択的に導入する光源部，
   前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを通常観察画像データとして取得し、前記光源部が前記ライトガイドの入射端面に前記励起光を導入した期間においては、前記電子内視鏡から入力される画像データを蛍光観察画像データとして取得する画像データ取得部，
   前記画像データ取得部が取得した画像データに対して所定の処理を施して外部装置へ出力する画像処理部，
   一つ以上の動作モードのうちの一つの動作モードにおいては、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を短期間だけ周期的に入射させてそれ以外の期間においては前記励起光を連続的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記画像データ取得部が取得した画像データのうちの前記蛍光観察画像データのみを処理させる動作制御部，
   前記動作モードにおいて、前記画像データ取得部が取得した前記通常観察画像データの赤色成分を構成する各輝度値の中から選択された輝度値が所定の閾値を上回ったか否かを判定する判定部，
   前記判定部が前記輝度値が前記閾値を上回っていると判定している期間だけ、前記光源部に対し、前記ライトガイドの入射端面に前記白色光を少なくとも周期的に入射させるとともに、前記画像処理部に対し、前記白色光にて照明された前記被写体の像を含む画像を表示するための画像データを前記外部装置へ出力させる臨時処理制御部
   を備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。