JP5484977B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光観察装置に関するものである。

従来、蛍光薬剤を用いて病変領域を診断する蛍光観察装置において、観察距離によって照射光の強度が変化するため、蛍光画像の各画素の輝度値を参照光画像の各画素の輝度値で除算して、蛍光画像を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−２４７２３２号公報

しかしながら、上記の蛍光観察装置において観察距離が近い場合には、参照光の反射光および蛍光が表面散乱か内部散乱かの違いによって、前述の除算結果に誤差が生じるため、蛍光画像に不適切な補正を行ってしまい、病変領域の観察精度を低下させてしまうという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察距離が近い場合にも、蛍光画像に不適切な補正を行うことを防止して、病変領域の観察精度を向上することができる蛍光観察装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、被検体に照射する照明光および励起光を発生する光源部と、該光源部からの励起光の照射によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、前記光源部からの照明光の照射によって前記被検体から戻る戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像における各画素の輝度値を、前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像における各画素の輝度値で除算して、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成する蛍光画像補正部と、前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像を、該戻り光画像の撮像条件によって規格化し、規格化された戻り光画像の階調値に基づいて、前記補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域であるエラー領域を判別するエラー画像判別部と、該エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置を採用する。

本発明によれば、光源部からの照明光および励起光が被検体に照射され、戻り光画像生成部により照明光の戻り光から戻り光画像が生成されるとともに、蛍光画像生成部により励起光が被検体に照射されて発生した蛍光から蛍光画像が生成される。そして、画像補正部により、蛍光画像における各画素の輝度値が戻り光画像における各画素の輝度値で除算されて各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像が生成される。また、エラー画像判別部により、戻り光画像が撮像条件（露光時間やゲイン、光源から出射される照明強度等）によって規格化され、規格化された戻り光画像の階調値に基づいて、補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域であるエラー領域が判別され、該エラー領域が画像表示部に表示される。

上記のように、蛍光画像の各画素の輝度値を戻り光画像の各画素の輝度値で除算して、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成することで、観察距離や観察角度による蛍光強度への影響を排除することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。

また、観察距離が近い場合には、照明光の戻り光および蛍光が表面散乱か内部散乱かの違いによって、戻り光画像による除算結果、すなわち補正蛍光画像の輝度値に大きな誤差が生じる。この場合に、エラー画像判別部により、戻り光画像を撮像条件によって規格化して、エラー領域を判別することで、観察距離が近い場合にも、補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域、すなわち不適切な補正が行われてしまう領域をエラー領域として表示させることができ、病変領域の見逃し等を防止することができる。

上記発明において、前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像における階調値の大きい領域の面積を用いて前記エラー領域を判別することとしてもよい。
規格化された戻り光画像において階調値の大きい領域には、照明光が正反射することによって戻り光の強度が高い正反射領域も含まれる。そこで、この領域の面積を用いてエラー領域を判別することで、正反射領域を除いてエラー領域を判別することができ、エラー領域の判別精度を向上することができる。

上記発明において、前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を、前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像に重畳して表示することとしてもよい。
エラー領域を戻り光画像に重畳して表示することで、被検体の戻り光画像におけるエラー領域の位置を操作者が認識することができ、エラー領域における再観察を促して病変領域の見逃し等を防止することができる。

上記発明において、前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を、該エラー領域の周辺とは異なる色で着色して表示することとしてもよい。
エラー領域を異なる色で着色して表示することで、被検体の戻り光画像におけるエラー領域の位置を操作者にわかりやすく表示することができ、エラー領域における再観察を促して病変領域の見逃し等を防止することができる。

上記発明において、前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により前記エラー領域が判別された場合には、画面上にエラー表示を行うこととしてもよい。
画面上にエラー表示を行うことで、エラー領域があることを操作者に認識させることができ、エラー領域における再観察を促して病変領域の見逃し等を防止することができる。

上記発明において、前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像の周辺領域における階調値に基づいて前記エラー領域を判別することとしてもよい。
画像の周辺領域は体腔内壁からの反射光等により明るくなりやすいので、この周辺領域における階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

上記発明において、前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像の周辺領域および中央領域における階調値に基づいて前記エラー領域を判別することとしてもよい。
画像の周辺領域は体腔内壁からの反射光等により明るくなりやすく、画像の中央領域は照明光の照射部からの距離が近いため明るくなりやすい。したがって、画像の周辺領域および中央領域における階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

上記発明において、前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像における前記照明光の出射端近傍に対応する領域の階調値に基づいて前記エラー領域を判別することとしてもよい。
照明光の出射端近傍は明るくなりやすいため、戻り光画像における照明光の出射端近傍に対応する領域の階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

上記発明において、細長いスコープ（内視鏡スコープ）と、該スコープ内に設けられ、前記エラー領域の基準となるエラー判別条件を記憶する記憶部とを備え、前記エラー画像判別部が、前記記憶部から前記エラー判別条件を読み出して前記エラー領域を判別することとしてもよい。
エラー領域の基準となるエラー判別条件はスコープ毎に異なる。そこで、スコープにエラー判別条件を記憶する記憶部を設け、この記憶部からエラー画像判別部がエラー条件を読み出すことで、スコープ毎に適切なエラー判別条件を設定することができる。これにより、エラー領域の判別精度を向上することができる。

上記発明において、細長いスコープ（内視鏡スコープ）と、該スコープ内に設けられ、該スコープの情報を記憶するスコープ情報記憶部と、前記エラー領域の基準となるエラー判別条件を複数記憶するエラー判別条件記憶部とを備え、前記エラー画像判別部が、前記スコープ情報記憶部に記憶されたスコープの情報に基づいて、前記エラー判別条件記憶部に記憶された前記エラー判別条件を読み出して、前記エラー領域を判別することとしてもよい。
スコープ情報記憶部に記憶されたスコープの情報に基づいて、エラー判別条件記憶部に記憶されたエラー判別条件を読み出してエラー領域を判別することで、スコープ毎に適切なエラー判別条件を設定することができ、エラー領域の判別精度を向上することができる。

本発明によれば、観察距離が近い場合にも、蛍光画像に不適切な補正を行うことを防止して、病変領域の観察精度を向上することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１の励起光透過フィルタの透過率特性を示すグラフである。 図１の励起光カットフィルタの透過率特性を示すグラフである。 図１のモニタに表示される画面例である。 エラー領域を表示する際の処理を説明するフローチャートである。 エラー検出領域を説明する図であり、（ａ）は円形の画像例、（ｂ）は八角形の画像例である。 エラー検出領域を説明する図であり、（ａ）は円形の画像例、（ｂ）は八角形の画像例である。 エラー検出領域を説明する図であり、（ａ）は内視鏡の先端部の平面図、（ｂ）の内視鏡に対応するエラー検出領域を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図９の蛍光観察装置によるモニタに表示される画面例である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１１の変形例に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１３の蛍光観察装置による処理を説明するフローチャートである。 補正蛍光画像の輝度値と観察距離との関係を示すグラフである。 規格化された白色光画像の信号値と観察距離との関係を示すグラフである。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。ここでは、本実施形態に係る蛍光観察装置１を内視鏡装置に適用した例について説明する。
図１に示すように、蛍光観察装置１は、内視鏡１０と、光源装置（光源部）１７と、画像演算部２０と、モニタ（画像表示部）４３とを備えている。

内視鏡１０は、体腔内に挿入される細長い挿入部を有しており、その内部にはライトガイドファイバ１３が設けられている。ライトガイドファイバ１３は、一端が内視鏡１０の先端まで延び、他端が光源装置１７に接続されている。これにより、光源装置１７から射出された光が、内視鏡１０の先端まで導かれて、体腔内の被検体Ａに照射されるようになっている。

内視鏡１０と画像演算部２０とは、画像伝送ケーブル１６によって接続されている。また、画像演算部２０とモニタ４３とは、モニタケーブル４５によって接続されている。これにより、内視鏡１０で取得した画像データは、画像伝送ケーブル１６を伝わって画像演算部２０に送られる。送られてきた画像データは、画像演算部２０内で画像処理が施された後、モニタケーブル４５によってモニタ４３に伝送され、モニタ画面上に表示される。

次に、本実施形態の蛍光観察装置１の詳細な構成およびモニタ画面の表示を説明する。
図１に示すように、光源装置１７の内部には、キセノンランプ（Ｘｅランプ）２１と、波長選択フィルタ２２とが設置されている。Ｘｅランプ２１は、白色光および励起光を発生する。Ｘｅランプ２１から発せられた光は、波長選択フィルタ２２を通過することで、設定された波長域のみの白色光と励起光が通過する。具体的には、図２に示すように、波長選択フィルタ２２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光を透過させ、その他の波長域の光を反射するようになっている。

また、図１に示すように、内視鏡１０の内部には、ライトガイドファイバ１３と、白色光用カラーＣＣＤ２３と、スプリッタ２４と、照明光学系２５と、撮像光学系２６と、励起光カットフィルタ２７と、蛍光用モノクロＣＣＤ２８とが設けられている。

光源装置１７から射出された白色光および励起光は、内視鏡１０内のライトガイドファイバ１３により導かれ、内視鏡１０の先端に配置された照明光学系２５によって被検体Ａへ照射される。白色光が被検体Ａに照射されることによって、被検体Ａからの反射光が内視鏡１０先端に配置された撮像光学系２６に入射する。また、励起光が被検体Ａに照射されることによって、被検体Ａ上において蛍光が発生し、該蛍光が撮像光学系２６に入射する。

スプリッタ２４は、被検体Ａからの反射光を透過させる一方、被検体Ａにおいて発生した蛍光を反射するようになっている。このような特性を有することで、スプリッタ２４は、撮像光学系２６に入射した反射光と蛍光とを分離する。このとき蛍光の波長は、励起光の波長よりも長波長側にシフトしているため、励起光の波長よりも長波長側の光を反射するスプリッタを使用する。

励起光カットフィルタ２７は、蛍光から励起光（反射光）を取り除くためのフィルタである。具体的には、図３に示すように、スプリッタ２４は、７６５ｎｍ〜８５０ｎｍの波長域の光を透過させ、その他の波長域の光を反射するようになっている。

励起光カットフィルタ２７を通過させることで、蛍光は励起光（反射光）と完全に分離され、分離された蛍光は蛍光用モノクロＣＣＤ２８により検出される。分離された蛍光は微弱であるため、蛍光用モノクロＣＣＤ２８は白色光用カラーＣＣＤ２３よりも高感度のものを用いる。この蛍光用モノクロＣＣＤ２８によって検出された蛍光画像データは、画像伝送ケーブル１６ｂを介して画像演算部２０内の蛍光画像生成部３０に送られる。

一方、スプリッタ２４を透過した被検体Ａからの反射光は、白色光用カラーＣＣＤ２３により検出される。白色光用カラーＣＣＤ２３によって検出された白色光画像データは、画像伝送ケーブル１６ａを介して画像演算部２０内の白色光画像生成部２９に送られる。

図１に示すように、画像演算部２０は、白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２９と、蛍光画像生成部３０と、蛍光画像補正部３１と、エラー画像判別部３２と、自動露光時間調整部３３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）３４と、後段処理部３５と、エラー表示部３６とを機能として備えている。

白色光画像生成部２９は、白色光用カラーＣＣＤ２３によって検出された白色光画像データから白色光画像を生成するようになっている。白色光画像生成部２９は、生成した白色光画像を蛍光画像補正部３１、エラー画像判別部３２、および自動露光時間調整部３３に送信するようになっている。

蛍光画像生成部３０は、蛍光用モノクロＣＣＤ２８によって検出された蛍光画像データから蛍光画像を生成するようになっている。蛍光画像生成部３０は、生成した蛍光画像を蛍光画像補正部３１およびＡＧＣ３４に送信するようになっている。

蛍光画像補正部３１は、蛍光画像生成部３０により生成された蛍光画像における各画素の輝度値を、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像において蛍光画像の各画素に対応する各画素の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成するようになっている。蛍光画像補正部３１は、生成した補正蛍光画像を後段処理部３５に送信するようになっている。

自動露光時間調整部３３は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像の輝度値に基づいて白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間を調整するようになっている。
ＡＧＣ３４は、蛍光画像生成部３０により生成された蛍光画像の輝度値に基づいて蛍光用モノクロＣＣＤ２８のゲインを調整するようになっている。

エラー画像判別部３２は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像を、白色光画像の撮像条件によって規格化し、規格化された白色光画像の階調値に基づいてエラー領域を判別するようになっている。ここで、白色光画像の撮像条件とは、例えば白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間やゲイン、光源から出射される照明光強度である。

具体的には、エラー画像判別部３２は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像の各画素の輝度値を、自動露光時間調整部３３により調整された白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間で除算することで、白色光画像を、白色光画像の撮像条件によって規格化する。そして、規格化された白色光画像の階調値を観察距離に換算し、この観察距離が予め設定された閾値よりも小さな領域をエラー領域として判別するようになっている。なお、ここで、エラー領域とは、補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域である。

また、エラー画像判別部３２は、規格化された白色光画像における階調値の大きい領域の面積が、予め設定された面積（例えば１０００ピクセル）よりも大きな場合に、この領域をエラー領域として判別するようになっている。
ここで、規格化された白色光画像において階調値の大きい領域には、照明光が正反射することによって白色光の強度が高い正反射領域も含まれる。そこで、上記のように、階調値の大きい領域の面積を用いてエラー領域を判別することで、正反射領域を除いてエラー領域を判別することができ、エラー領域の判別精度を向上することができる。

後段処理部３５は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像と、蛍光画像補正部３１により生成された補正蛍光画像と、エラー画像判別部３２により判別されたエラー領域とを合成し、合成画像を生成するようになっている。具体的には、後段処理部３５は、画蛍光画像補正部３１により生成された補正蛍光画像の階調値ごとに病変レベルを分ける。そして、後段処理部３５は、所定のレベル以上の領域について、白色光画像のデータにスーパーインポーズを行い、病変部位の表示を行うようになっている。

エラー表示部３６は、エラー画像判別部３２によりエラー領域があることが判別された場合には、図４に示すように、モニタ４３の画面上にエラー表示を行うようになっている。なお、エラー表示としては、図４に示すように、「Ｅｒｒｏｒ（エラー）」の文字を表示させるだけでなく、この文字を点滅させたり、着色して表示させることとしてもよい。
画面上にエラー表示を行うことで、エラー領域がある、すなわち観察距離が近すぎることを操作者に認識させることができ、エラー領域における再観察を促して病変領域の見逃し等を防止することができる。

モニタ４３は、後段処理部３５により生成された画像およびエラー表示部３６により生成されたエラー表示画像を画面上に表示させるようになっている。
また、モニタ４３は、図示しない観察モード切替部により、複数の観察モードのうち、いずれの観察モードによる画像をモニタ４３に表示させるかをユーザに設定させるようにしてもよい。ここで、複数の観察モードとは、例えば、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像Ａ１をそのままモニタ４３に表示させる観察モード（白色光画像観察モード）、後段処理部３５により生成された合成画像Ａ２をモニタ４３に表示させる観察モード（合成画像観察モード）、および白色光画像Ａ１および合成画像Ａ２を同時に表示させる観察モード（２画像観察モード）である。

上記構成を有する蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
まず、本実施形態の蛍光観察装置１を使用して被検体Ａの観察を始めると、光源装置１７からの光がライトガイドファイバ１３を介して被検体Ａに照射される。これにより、白色光画像生成部２９により被検体Ａの反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに、蛍光画像生成部３０により被検体Ａから発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される。

次に、補正蛍光画像補正部３１により、各画素について蛍光画像の輝度値を白色光画像の輝度値で除算することで補正蛍光画像が生成される。
この際、自動露光時間調整部３３により白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間が調整されるとともに、ＡＧＣ３４により蛍光用モノクロＣＣＤ２８のゲインが調整される。
また、エラー画像判別部３２によりエラー領域の判別が行われる。当該処理の詳細については後述する。

次に、後段処理部３５により、補正蛍光画像と白色光画像とが合成される。また、エラー画像表示部３６により、エラー画像判別部３２によりエラー領域が判別された場合に、エラー表示画像が生成される。
このように生成された合成画像およびエラー表示画像は、設定された観察モードに応じてモニタ４３に表示される。

以下に、エラー画像判別部３２によるエラー領域の判別方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
前提として、エラー判別が行われる観察距離、すなわち白色光画像の階調値を白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間で除算した規格化された白色画像の階調値が予め設定されている。

まず、白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間から、エラー判別が行われる規格化された白色光画像の階調値（閾値階調値）が算出される（ステップＳ１）。
次に、規格化された白色光画像において、前述の閾値階調値を超える階調値を有する領域が抽出される（ステップＳ２）。
次に、このように抽出された領域の面積が、予め設定された面積（例えば１０００ピクセル）よりも大きいか否かが判別される（ステップＳ３）。

ステップＳ３において、抽出された領域の面積が予め設定された面積よりも大きいと判別された場合には、エラー距離、すなわち観察距離が近過ぎると判断され、エラー表示部３６にエラー表示を行う旨の信号が送信される（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ３において、抽出された領域の面積が予め設定された面積よりも小さいと判別された場合には、抽出された領域が正反射領域であると判断され、モニタ４３に合成画像がそのまま表示される（ステップＳ５）。

以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、蛍光画像の各画素の輝度値を白色光画像の各画素の輝度値で除算して、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成し、この補正蛍光画像に基づいて被検体Ａの状態を表示することで、観察距離や観察角度による蛍光強度への影響を排除して被検体Ａの状態を判定することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。

また、観察距離が近い場合には、照明光の白色光および蛍光が表面散乱か内部散乱かの違いによって、白色光画像による除算結果、すなわち補正蛍光画像の輝度値に大きな誤差が生じる。この場合に、エラー画像判別部３２により、白色光画像を、白色光画像の撮像条件によって規格化して、エラー領域を判別することで、観察距離が近い場合にも、補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域、すなわち不適切な補正が行われてしまう領域をエラー領域として表示させることができ、病変領域の見逃し等を防止することができる。

また、モニタ４３が、エラー画像判別部３２により判別されたエラー領域を、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像に重畳して表示することで、被検体Ａの白色光画像におけるエラー領域の位置を操作者が認識することができ、エラー領域における再観察を促して病変領域の見逃し等を防止することができる。

なお、本実施形態に係る蛍光観察装置１において、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、エラー画像判別部３２が、規格化された白色光画像の周辺領域Ａ５における階調値に基づいてエラー領域を判別することとしてもよい。
画像の周辺領域Ａ５は体腔内壁からの反射光等により明るくなりやすいので、この周辺領域Ａ５における階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、エラー画像判別部３２が、規格化された白色光画像の周辺領域Ａ５および中央領域Ａ６における階調値に基づいてエラー領域を判別することとしてもよい。
画像の周辺領域Ａ５は体腔内壁からの反射光等により明るくなりやすく、画像の中央領域Ａ６は照明光の照射部からの距離が近いため明るくなりやすい。したがって、画像の周辺領域Ａ５および中央領域Ａ６における階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

また、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、エラー画像判別部３２が、規格化された白色光画像における照明光の出射端近傍（ライトガイドファイバ１３の先端）に対応する領域Ａ７の階調値に基づいてエラー領域を判別することとしてもよい。ここで、図８（ａ）は内視鏡１０の先端面の平面図、図８（ｂ）は被検体Ａの画像を示している。
照明光の出射端近傍は明るくなりやすいため、白色光画像における照明光の出射端近傍に対応する領域Ａ７の階調値に基づいてエラー領域を判別することで、エラー領域を判別する際の演算量を減らし、高速な処理を行うことができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２が第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と異なる点は、エラー領域を着色して表示する点である。

図９に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置２において、画像演算部２０は、白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２９と、蛍光画像生成部３０と、蛍光画像補正部３１と、エラー画像判別部３２と、自動露光時間調整部３３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）３４と、後段処理部（状態判定部）３５とを機能として備えている。

後段処理部３５は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像と、蛍光画像補正部３１により生成された補正蛍光画像と、エラー画像判別部３２により判別されたエラー領域とを合成し、合成画像を生成するようになっている。具体的には、後段処理部３５は、画蛍光画像補正部３１により生成された補正蛍光画像の階調値ごとに病変レベルを分け、病変レベル毎に疑似カラー化を行う。また、エラー画像判別部３２により判別されたエラー領域については、エラー領域以外の領域とは異なる色（例えばグレーや黄色）で着色する。

このように疑似カラー化および着色された画像を合成することで、図１０に示すように、モニタ４３上に、被検体Ａを正常領域Ｂ１と病変領域Ｂ２とエラー領域Ｂ３とに色分けして表示することができる。
上記のように、エラー領域Ｂ３を異なる色で着色して表示することで、被検体Ａの白色光画像におけるエラー領域Ｂ３の位置を操作者にわかりやすく表示することができ、エラー領域Ｂ３における再観察を促して病変領域Ｂ２の見逃し等を防止することができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置３について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置３が第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と異なる点は、取り付けられるスコープ（内視鏡スコープ）毎にエラー判別条件を設定する点である。

図１１に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置３において、画像演算部２０は、白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２９と、蛍光画像生成部３０と、蛍光画像補正部３１と、エラー画像判別部３２と、自動露光時間調整部３３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）３４と、後段処理部（状態判定部）３５と、エラー表示部３６と、スコープ情報読出部５１とを機能として備えている。
また、内視鏡１０は、図１に示す構成要素の他、スコープ情報保持部（記憶部）１１を備えている。

スコープ情報保持部１１は、例えばＩＣチップであり、スコープ毎に特有のエラー領域を判別するためのエラー判別条件が保存されている。ここで、エラー判別条件は、例えば規格化された白色光画像の階調値である。
スコープ情報読出部５１は、スコープ情報保持部１１から保存されているスコープ毎のエラー判別条件を読み出し、スコープ毎のエラー判別条件をエラー画像判別部３２に送信するようになっている。

エラー画像判別部３２は、スコープ情報読出部５１から送信されたスコープ毎のエラー判別条件に基づいてエラー領域を判別するようになっている。具体的には、エラー画像判別部３２は、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像の各画素の輝度値を、自動露光時間調整部３３により調整された白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間で除算することで、白色光画像を、白色光画像の撮像条件によって規格化する。そして、規格化された白色光画像の階調値が、スコープ情報読出部５１から送信された階調値よりも大きな領域をエラー領域として判別するようになっている。

エラー領域の基準となるエラー判別条件はスコープ毎に異なる。そこで、本実施形態に係る蛍光観察装置３のように、スコープ情報保持部１１からスコープ情報読出部５１を介してエラー画像判別部３２がエラー判別条件を読み出すことで、スコープ毎に適切なエラー判別条件を設定することができる。これにより、エラー領域の判別精度を向上することができる。

［変形例］
以下に、本実施形態に係る蛍光観察装置３の変形例について説明する。
図１２に示すように、本変形例に係る蛍光観察装置３’において、画像演算部２０は、白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２９と、蛍光画像生成部３０と、蛍光画像補正部３１と、エラー画像判別部３２と、自動露光時間調整部３３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）３４と、後段処理部（状態判定部）３５と、エラー表示部３６と、スコープ情報読出部５１と、エラー条件保存部（エラー判別条件記憶部）５２とを機能として備えている。
また、内視鏡１０は、図１に示す構成要素の他、スコープ情報保持部（スコープ情報記憶部）１１を備えている。

スコープ情報保持部１１は、例えばＩＣチップであり、スコープ毎に特有の識別番号が保存されている。
スコープ情報読出部５１は、スコープ情報保持部１１から保存されているスコープ毎の特有の識別番号を読み出し、スコープの情報をエラー条件保存部５２に送信するようになっている。

エラー条件保存部５２は、スコープ情報読出部５１から送信されたスコープの情報に基づいて、エラー領域を判別するためのエラー判別条件を設定するようになっている。具体的には、エラー条件保存部５２は、スコープの情報と、規格化された白色光画像においてエラー領域として判別する階調値とが対応付けられたテーブルを有しており、スコープ情報読出部５１から送信されたスコープの情報に対応する階調値を、エラー領域として判別するエラー判別条件として設定するようになっている。エラー条件保存部５２は、このように設定したエラー判別条件をエラー画像判別部３２に送信するようになっている。

本変形例に係る蛍光観察装置３’によれば、スコープ情報保持部１１に記憶されたスコープの情報に基づいて、エラー条件保存部５２に記憶されたエラー判別条件を読み出してエラー領域を判別することで、スコープ毎に適切なエラー判別条件を設定することができ、エラー領域の判別精度を向上することができる。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置４について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置４が第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と異なる点は、エラー領域を判別するためのエラー判別条件を自動的に設定する点である。

図１３に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置４は、図１に示す構成要素の他、標準試料Ｆを載置するステージ５５と、ステージ５５を内視鏡１０の光軸に沿う方向に移動させる距離移動部５６と、距離移動部５６によるステージ５５の移動距離を検出する距離情報入力部５７とを備えている。

また、本実施形態に係る蛍光観察装置４において、画像演算部２０は、白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２９と、蛍光画像生成部３０と、蛍光画像補正部３１と、エラー画像判別部３２と、自動露光時間調整部３３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）３４と、後段処理部（状態判定部）３５と、エラー表示部３６と、エラー範囲決定部５８とを機能として備えている。

上記構成を有する蛍光観察装置４の作用について図１４に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、自然数ｎ＝０と設定する（ステップＳ１１）。
次に、ｎ＝ｎ＋１と設定し（ステップＳ１２）、観察距離Ｄを設定する（ステップＳ１３）。この際、蛍光観察装置４と標準試料Ｆとの距離を一定の距離に離す。また、２回目以降は、これまで観察した距離ではない距離に設定する。

次に、白色光画像生成部２９により標準試料Ｆの反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに、蛍光画像生成部３０により標準試料Ｆから発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される（ステップＳ１４）。なお、白色光画像と蛍光画像を生成する順番はどちらからでもよく、また同時に行うこととしてもよい。

次に、補正蛍光画像補正部３１により、各画素について蛍光画像の輝度値を白色光画像の輝度値で除算することで補正蛍光画像が生成される（ステップＳ１５）。
次に、エラー画像判別部３２により、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像の各画素の輝度値が、自動露光時間調整部３３により調整された白色光用カラーＣＣＤ２３の露光時間で除算されることで、白色光画像が撮像条件によって規格化される（ステップＳ１６）。

次に、規格化された白色光画像の関心領域における平均輝度値と、補正蛍光画像の関心領域における平均輝度値とが算出され（ステップＳ１７）、図１５および図１６に示すように、これらの算出結果がグラフ上のプロットされる（ステップＳ１８）。ここで、図１５は補正蛍光画像の輝度値と観察距離Ｄとの関係を示すグラフであり、図１６は規格化された白色光画像の信号値と観察距離Ｄとの関係を示すグラフである。
このステップＳ１２からステップＳ１８までの処理が予め設定されたａ回繰り返される（ステップＳ１９）。ここで、ａは予め設定された２以上の整数である。

次に、補正蛍光画像と白色光画像のそれぞれについて、図１５および図１６に示すように、累乗近似により各プロット点の近似曲線を求める（ステップＳ２０）。
次に、補正蛍光画像の平均輝度値を算出する（ステップＳ２１）。

次に、図１５に示すように、その輝度値が、補正後蛍光画像の平均輝度値から許容誤差範囲を超えた値になる観察距離Ｄ１０を設定する（ステップＳ２２）。
次に、図１６に示すように、規格化した白色光画像において観察距離Ｄ１０となる信号値をエラーの閾値として設定する（ステップＳ２３）。
そして、このように設定したエラーの閾値をエラー画像判別部３２に送信する（ステップＳ２４）。

以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置４によれば、標準試料Ｆを載置するステージ５５を距離移動部５６により移動させ、その際の観察距離Ｄと補正蛍光画像および白色光画像における輝度値との関係からエラー領域を判別するための閾値を設定することができる。これにより、適切なエラー判別条件を設定することができ、エラー領域の判別精度を向上することができる。

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、各実施形態において、本発明に係る蛍光観察装置を内視鏡装置に適用した例を説明したが、顕微鏡装置等に適用することとしてもよい。

また、各実施形態において、照明光として白色光を用いた例を説明したが、白色光に限定されるものではなく、励起光の反射光などでもよい。
また、白色光画像生成部２９は、被検体Ａからの反射光から白色光画像を生成することとして説明したが、被検体Ａの自家蛍光等の戻り光から戻り光画像を生成することとしてもよい。

また、各実施形態において、白色光画像生成部２９で生成される白色光画像の各画素の輝度値を調整するために、自動露光時間調整部３３を設けた例を説明したが、これに代えて光源装置１７から出射される光量を調整する調光部を光源装置１７内に設けてもよい。この場合、エラー画像判別部３２では、光源装置１７から出射される照明光強度で規格化した白色光画像の階調値でエラー領域を判別することとしてもよい。

１，２，３，３’，４ 蛍光観察装置
１０ 内視鏡
１１ スコープ情報保持部（スコープ情報記憶部、記憶部）
１７ 光源装置（光源部）
２０ 画像演算部
２９ 白色光画像生成部（戻り光画像生成部）
３０ 蛍光画像生成部
３１ 蛍光画像補正部
３２ エラー画像判別部
３３ 自動露光時間調整部
３４ ＡＧＣ（Automatic Gain Control）
３５ 後段処理部（状態判定部）
３６ エラー表示部
４３ モニタ（画像表示部）
５１ スコープ情報読出部
５２ エラー条件保存部（エラー判別条件記憶部）
Ａ 被検体

Claims (10)

1. 被検体に照射する照明光および励起光を発生する光源部と、
   該光源部からの励起光の照射によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
   前記光源部からの照明光の照射によって前記被検体から戻る戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
   前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像における各画素の輝度値を、前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像における各画素の輝度値で除算して、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成する蛍光画像補正部と、
   前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像を、該戻り光画像の撮像条件によって規格化し、規格化された戻り光画像の階調値に基づいて、前記補正蛍光画像の輝度値が予め設定された許容誤差範囲を超える領域であるエラー領域を判別するエラー画像判別部と、
   該エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置。
2. 前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像における階調値の大きい領域の面積を用いて前記エラー領域を判別する請求項１に記載の蛍光観察装置。
3. 前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を、前記戻り光画像生成部により生成された戻り光画像に重畳して表示する請求項１または請求項２に記載の蛍光観察装置。
4. 前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により判別された前記エラー領域を、該エラー領域の周辺とは異なる色で着色して表示する請求項３に記載の蛍光観察装置。
5. 前記画像表示部が、前記エラー画像判別部により前記エラー領域が判別された場合には、画面上にエラー表示を行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置。
6. 前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像の周辺領域における階調値に基づいて前記エラー領域を判別する請求項１から請求項５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
7. 前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像の周辺領域および中央領域における階調値に基づいて前記エラー領域を判別する請求項１から請求項５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
8. 前記エラー画像判別部が、規格化された戻り光画像における前記照明光の出射端近傍に対応する領域の階調値に基づいて前記エラー領域を判別する請求項１から請求項５のいずれかに記載の蛍光観察装置。
9. 細長いスコープと、
   該スコープ内に設けられ、前記エラー領域の基準となるエラー判別条件を記憶する記憶部とを備え、
   前記エラー画像判別部が、前記記憶部から前記エラー判別条件を読み出して前記エラー領域を判別する請求項１から請求項８のいずれかに記載の蛍光観察装置。
10. 細長いスコープと、
    該スコープ内に設けられ、該スコープの情報を記憶するスコープ情報記憶部と、
    前記エラー領域の基準となるエラー判別条件を複数記憶するエラー判別条件記憶部とを備え、
    前記エラー画像判別部が、前記スコープ情報記憶部に記憶されたスコープの情報に基づいて、前記エラー判別条件記憶部に記憶された前記エラー判別条件を読み出して、前記エラー領域を判別する請求項１から請求項８のいずれかに記載の蛍光観察装置。

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