内視鏡システム
【課題】輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さを抑えるのに好適な内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】内視鏡システムを、複数の光路と、所定の広帯域の照明光を複数の光路に供給する照明光供給手段と、複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、各光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系と、から構成する。
【解決手段】内視鏡システムを、複数の光路と、所定の広帯域の照明光を複数の光路に供給する照明光供給手段と、複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、各光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系と、から構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を狭帯域光観察するために狭帯域光によって照射する内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器分野においては、体腔内に狭帯域光を照射して体腔内の特定部位の強調画像（狭帯域光画像）を生成して表示する電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
特許文献１〜３に記載の電子内視鏡システムは、分光特性の異なるフィルタを円周方向に複数配置した回転式フィルタターレットを有している。電子内視鏡システムは、回転式フィルタターレットを回転させることによって複数のフィルタを照明光路に選択的に挿入し配置する。例えば、通常のカラー画像をモニタに表示させる場合は、可視光領域全域を透過させるフィルタを光路に挿入して配置し、狭帯域光画像をモニタに表示させる場合は、特定の狭帯域光を透過させるフィルタを光路に挿入し配置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２９７０４２号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０９２３７号公報
【特許文献３】特開昭５９−２２８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
狭帯域光画像を生成するためには、可視光領域を含む広帯域の照明光を狭帯域光に制限する必要がある。そのため、狭帯域光観察では、広帯域光を用いる通常のカラーの内視鏡観察と比べて被写体への照明光量が少ない。従って、狭帯域光画像には暗く観察し難いという問題がある。狭帯域光画像の輝度不足は、ゲインを上げることによって解消することができる。しかし、この場合、ゲインと共にノイズも増加して画質が劣化する弊害が避けられない。このため、ゲインを上げることによる輝度不足の解消は、好適な解決策とはいえない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る内視鏡システムは、複数の光路と、所定の広帯域の照明光を複数の光路に供給する照明光供給手段と、複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、各光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系とを有している。
【０００７】
本発明に係る内視鏡システムによれば、被写体を複数のライトガイド及び照明光学系を通じて狭帯域光及び広帯域光の両方によって照射するため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【０００８】
複数の光路は、例えば第一の光路と第二の光路を有している。この場合、分光手段は、第二の光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する光学フィルタを有した構成としてもよい。第一、第二の光路には、例えば、第一の光路を第一の本光路と副光路に分離する第一の光路分離手段と、第二の光路を第二の本光路と副光路に分離する第二の光路分離手段と、第一の本光路と第二の副光路を結合して第一の結合光路とする第一の結合手段と、第二の本光路と第一の副光路を結合して第二の結合光路とする第二の結合手段とが配置されている。また、複数のライトガイドは、第一の結合光路と結合する第一のライトガイドと、第二の結合光路と結合する第二のライトガイドとを有している。
【０００９】
本発明に係る内視鏡システムは、第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路を遮蔽自在な光路遮蔽手段を有した構成としてもよい。
【００１０】
本発明に係る内視鏡システムは、照明光学系を通じて照射された被写体を撮像する固体撮像素子を有した構成としてもよい。この場合、光路遮蔽手段は、固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中、所定の狭帯域光と、分光手段による分光がなされない光路を伝送した広帯域光とが第一、第二の各ライトガイドに交互に供給されるように第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行う構成してもよい。
【００１１】
また、光路遮蔽手段は、電荷蓄積期間の所定の第一期間中、広帯域光又は狭帯域光の一方が第一のライトガイドに供給され、他方が第二のライトガイドに供給されると共に、電荷蓄積期間における第一期間終了後の残りの第二期間中、第一のライトガイドに対して、第一期間に供給されていない広帯域光又は狭帯域光の一方が供給され、他方が第二のライトガイドに供給されるように、第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行う構成としてもよい。
【００１２】
本発明に係る内視鏡システムは、照明光により照射された被写体からの反射光を取り込む対物レンズをその先端面に備える内視鏡を有した構成としてもよい。また、複数の照明光学系は、第一、第二の各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する第一、第二の照明レンズを内視鏡の先端面に有した構成としてもよい。この場合、第一と第二の照明レンズは、内視鏡の先端面において例えば対物レンズを互いに挟む位置に設置されている。
【００１３】
照明光供給手段は、所定の広帯域の照明光を放射する光源と、光源から放射された照明光を複数の光路に分離する照明光分離手段とを有した構成としてもよい。
【００１４】
本発明に係る内視鏡システムは、光源を搭載した光源装置と、光源装置と接続され、複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡とを有した構成としてもよい。かかる構成において、照明光分離手段は、例えば光源装置内に配置される。この場合、複数のライトガイドの各基端は、光源装置との接続部に差し込まれ、照明光分離手段によって分離された各光路と結合するように光源装置内に配される。また、照明光分離手段は、内視鏡内に配置された構成としてもよい。この場合、光源装置と内視鏡は、光源と照明光分離手段との間に配置された単一の光路を介して光学的に接続される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る内視鏡システムによれば、被写体が複数のライトガイド及び照明光学系を通じて狭帯域光及び広帯域光の両方によって照射される。そのため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロセッサが有する分離制御部の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電子スコープの先端面の外観を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプロセッサが有する各開閉器のスイッチング状態と、電子スコープの先端面に設置された各配光レンズから射出される照明光との関係を示す図である。
【図５】狭帯域光画像観察モードに設定されているときに、本発明の実施形態に係る電子スコープが有する固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中に各配光レンズから射出される照明光を説明する図である。
【図６】別の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムについて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用の撮像システムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００、モニタ３００を有している。電子スコープ１００の基端は、プロセッサ２００と接続されている。プロセッサ２００は、電子スコープ１００が出力する画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ１００を介して照射する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、画像信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。
【００１９】
図１に示されるように、プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４を有している。システムコントローラ２０２は、電子内視鏡システム１を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ２０４は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
【００２０】
ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、主に可視光領域から不可視である赤外領域に広がる波長域の光を放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８から放射された照明光は、コリメートレンズ２１０によってコリメートされると共に絞り２１２を通過して適正な光量に制限される。
【００２１】
絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４によって動作して開度が変化して、ランプ２０８から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部（不図示）に対する輝度調節操作に応じて設定変更される。
【００２２】
フロントパネル２１８の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル２１８の具体的構成例には、プロセッサ２００のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式ＧＵＩ（Graphical User Interface）、ハードウェアキーとＧＵＩとの組合せ等が想定される。
【００２３】
絞り２１２を通過した照明光は、分離制御部２３０に入射する。図２は、分離制御部２３０の光学構成を模式的に示す図である。図２に示されるように、分離制御部２３０は、光学フィルタ２３０Ｆ、ハーフミラー２３１Ａ、ミラー２３１Ｂ、ハーフミラー２３２Ａ、２３２Ｂ、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ、光路結合部２３７Ａ、２３７Ｂ、ＬＣＢ２３８Ａ、２３８Ｂを有している。
【００２４】
分離制御部２３０に入射した照明光は、ハーフミラー２３１Ａによって光路ＯＰ１とＯＰ２に分離される。光路ＯＰ１に分離された照明光は、ハーフミラー２３１Ａによって光路ＯＰ１ａとＯＰ１ｂに更に分離される。以下、説明の便宜上、光路ＯＰ１ａとＯＰ１ｂに分離された照明光を「広帯域光」と記す。光路ＯＰ２に分離された照明光は、ミラー２３１Ｂによって光路が折り曲げられた後、光学フィルタ２３０Ｆによって特定の狭帯域光に分光される。狭帯域光は、ハーフミラー２３１Ｂによって光路ＯＰ２ａとＯＰ２ｂに分離される。ここで、特定の狭帯域光は、例えばヘモグロビンの吸収に適した波長域に透過ピークを持つ半値幅の狭い光である。
【００２５】
光路ＯＰ１ａ、ＯＰ１ｂ、ＯＰ２ａ、ＯＰ２ｂには夫々、ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂが配置されている。光路ＯＰ１ａ、ＯＰ１ｂに分離された広帯域光は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂに入射する。光路ＯＰ２ａ、ＯＰ２ｂに分離された狭帯域光は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ２３４ａ、２３４ｂに入射する。
【００２６】
ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂには夫々、開閉器（例えば光ファイバスイッチ）２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂが取り付けられている。開閉器２３５ａ、２３５ｂは夫々、ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ内を伝播する広帯域光を透過又は遮蔽する。開閉器２３６ａ、２３６ｂは夫々、ＬＣＢ２３４ａ、２３４ｂ内を伝播する狭帯域光を透過又は遮蔽する。
【００２７】
ＬＣＢ２３３ａと２３４ａは、光路結合部２３７Ａにおいて単一のＬＣＢ２３８Ａにまとめられている。そのため、ＬＣＢ２３８Ａには、開閉器２３５ａ、２３６ａの各スイッチング状態に応じて広帯域光又は狭帯域光の一方若しくは両方が入射する。ＬＣＢ２３３ｂと２３４ｂは、光路結合部２３７Ｂにおいて単一のＬＣＢ２３８Ｂにまとめられている。そのため、ＬＣＢ２３８Ｂにも、開閉器２３５ｂ、２３６ｂの各スイッチング状態に応じて広帯域光又は狭帯域光の一方若しくは両方が入射する。なお、光路結合部２３７Ａ、２３７Ｂにおいては夫々、ＬＣＢ２３３ａと２３４ａ、ＬＣＢ２３３ｂと２３４ｂが例えば接着剤等によって束ねられたうえで、フェルール等によって保護・保持されている。
【００２８】
電子スコープ１００が有するＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの入射端（基端）は、プロセッサ２００との接続部に差し込まれ、プロセッサ２００内に配されている。ＬＣＢ２３８Ａ、２３８Ｂに入射した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの入射端に入射して、ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂ内を全反射を繰り返すことによって伝播する。ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂ内を伝播した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、電子スコープ１００の先端に配されたＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの射出端から射出する。ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの射出端から射出した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂを介して被写体を照射する。
【００２９】
図３は、電子スコープ１００の先端面１００Ｔの外観を示す図である。図３に示されるように、先端面１００Ｔにおいて、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂは、対物レンズ１０６の中心を通る線（図３中一点鎖線）を挟んで対称位置に配置されている。そのため、対物レンズ１０６には、少なくとも一方向（図３中左右方向）においてバランスの取れた配光で照射された被写体の反射光が入射する。対物レンズ１０６に入射した反射光は、固体撮像素子１０８の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
【００３０】
固体撮像素子１０８は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に応じた画像信号に変換する。変換された画像信号は、プリアンプ１１０による信号増幅後、内視鏡側信号処理回路１１２に入力する。別の実施形態では、固体撮像素子１０８は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであってもよい。
【００３１】
タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、内視鏡側信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。内視鏡側信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
【００３２】
内視鏡側信号処理回路１１２に入力した画像信号は、相関二重サンプリング処理によるリセット雑音及びアンプ雑音の除去、ＡＧＣ（Auto Gain Control）によるゲイン調整、ＡＤ変換等の処理後、プロセッサ側信号処理回路２２０に入力する。
【００３３】
プロセッサ側信号処理回路２２０に入力した画像信号は、γ補正、補間処理、色変換等の処理後、各色信号別にフレーム単位でＲ、Ｇ、Ｂの各色対応のフレームメモリ（不図示）にバッファリングされる。バッファリングされた各色信号は、タイミングコントローラ２０４によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出されて、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換される。変換された映像信号がモニタ３００に順次入力することにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００３４】
術者は、フロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部を通じて電子内視鏡システム１の観察モードを設定変更することができる。観察モードが設定変更されると、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂのスイッチング制御が変更されるため、ＬＣＢ１０２Ａ又は１０２Ｂへの入射光の分布が広帯域光又は狭帯域光の一方の分布若しくは両方を重ねた分布の何れかに変わる。これにより、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂから被写体に照射される照明光の分布が変わる。図４（ａ）〜（ｅ）に、各開閉器のスイッチング状態と、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズから射出される照明光との関係を示す。
【００３５】
（通常カラー画像観察モード）
通常カラー画像観察モードに設定されている場合、開閉器２３５ａ及び２３５ｂのスイッチング状態が透過状態に固定されると共に、開閉器２３６ａ及び２３６ｂのスイッチング状態が遮蔽状態に固定される（図４（ａ）参照）。そのため、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズからは広帯域光が射出される。モニタ３００の表示画面には、少なくとも一方向（図３中左右方向）において配光バランスの取れた通常のカラー画像が表示される。
【００３６】
（狭帯域光画像観察モード）
狭帯域光観察するためには使用波長が狭帯域に制限されるため、広帯域光である白色光を用いた通常の内視鏡観察と比べて被写体への照明光量が少ない。そのため、狭帯域光画像は暗く観察し難いという問題点を抱えている。しかし、狭帯域光画像観察モードに設定されているときにモニタ３００の表示画面に表示される狭帯域光画像では、本問題点が解消されている。
【００３７】
図５（ａ）、（ｂ）は、狭帯域光画像観察モードに設定されているときに、固体撮像素子１０８における一フレームの電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズから射出される照明光を説明する図である。図５（ａ）は、電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ａから射出される照明光を示し、図５（ｂ）は、同じく電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ｂから射出される照明光を示す。
【００３８】
システムコントローラ２０２は、狭帯域光画像観察モードに設定されると、一フレームの電荷蓄積期間の前半期間中、開閉器２３５ａ及び２３６ｂを透過状態にスイッチングすると共に開閉器２３５ｂ及び２３６ａを遮蔽状態にスイッチングする（図４（ｂ）参照）。一フレームの電荷蓄積期間の後半期間中は、開閉器２３５ａ及び２３６ｂを遮蔽状態にスイッチングすると共に開閉器２３５ｂ及び２３６ａを透過状態にスイッチングする（図４（ｄ）参照）。これにより、前半期間中、広帯域光が配光レンズ１０４Ａから射出されると同時に狭帯域光が配光レンズ１０４Ｂから射出され、後半期間中、狭帯域光が配光レンズ１０４Ａから射出されると同時に広帯域光が配光レンズ１０４Ｂから射出される（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３９】
狭帯域光画像観察モードにおいては、一フレームの画像を生成するにあたり、狭帯域光に併せて広帯域光が被写体に照射される。そのため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【００４０】
また、狭帯域光画像観察モードにおいては、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光と狭帯域光が射出されて被写体が照射される。そのため、輝度不足が解消されると共に、少なくとも一方向（図３中左右方向）において配光バランスの取れた狭帯域光画像が観察される。
【００４１】
ところで、狭帯域光画像観察モードに設定されているときの各開閉器のスイッチング制御には種々のパターンが想定される。例えば、一フレームの電荷蓄積期間の前半期間中、開閉器２３５ａ及び２３５ｂを透過状態にスイッチングすると共に開閉器２３６ａ及び２３６ｂを遮蔽状態にスイッチングし（図４（ａ）参照）、後半期間中、開閉器２３５ａ及び２３５ｂを遮蔽状態にスイッチングすると共に開閉器２３６ａ及び２３６ｂを透過状態にスイッチングする（図４（ｃ）参照）。すなわち、前半期間中は、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光を射出し、後半期間中は、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから狭帯域光を射出する。
【００４２】
また、例えば、一フレームの電荷蓄積期間の全期間中、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂの全てを透過状態にスイッチングする（図４（ｅ）参照）。この場合、照明光量が更に増加する。そのため、モニタ３００の表示画面には、輝度不足がより一層解消された狭帯域光画像が表示される。
【００４３】
なお、狭帯域光と広帯域光が被写体に重畳的に照射されることに伴い、モニタ３００の表示画面上において狭帯域光の分光特性に対応する特定構造（ここでは血管）のコントラストが低下することが懸念される。そのため、プロセッサ側信号処理回路２２０は、狭帯域光画像観察モードに設定されている場合、予め用意された複数種類のカラーマトリクス係数の中から、上記狭帯域の色成分を他の色成分に対して相対的に濃くするように設定されたカラーマトリクス係数を選択して色変換処理を行う。これにより、モニタ３００の表示画面には、輝度不足とコントラスト低下の両方が改善された血管の狭帯域光画像が表示される。
【００４４】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば光源は、一つに限らず、光路ＯＰ１、ＯＰ２の各光路に対して別個独立に備えられていてもよい。
【００４５】
また、図５の例では、長さが同じ前半期間と後半期間とで各開閉器のスイッチング状態を切り替えているが、別の実施形態では、前後半の期間に代えて、長さの異なる第一期間と第二期間とで各開閉器のスイッチング状態を切り替える構成としてもよい。
【００４６】
また、別の実施形態では、一フレームの電荷蓄積期間を三つ以上の期間に区分して、各期間への切り替わり時に各開閉器のスイッチング状態を切り替える構成としてもよい。
【００４７】
また、映像のフレームレートが高い場合は、奇数フレームの電荷蓄積期間の全期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光が射出され（図４（ａ）参照）、偶数フレームの電荷蓄積期間の全期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから狭帯域光が射出される構成としてもよい（図４（ｃ）参照）。
【００４８】
また、光学フィルタ２３０Ｆは、分光特性の異なるフィルタを円周方向に複数配置した回転式フィルタターレットに置き換えてもよい。この場合、回転式フィルタターレットの回転によって光路ＯＰ２に選択的に挿入されるフィルタの分光特性に応じた複数種類の狭帯域光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００４９】
また、本実施形態では、配光レンズは、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの二つであるが、別の実施形態では、配光バランスをより一層向上させるため、三つ以上配置されていてもよい。例えば、プロセッサ２００は、二つの分離制御部２３０を筐体内に並列に配置し、ランプ２０８が放射した照明光をハーフミラー等によって分離して各分離制御部２３０に入射させるように構成される。電子スコープ１００は、各分離制御部２３０に結合する二対のＬＣＢが基端から先端に亘り配置され、各ＬＣＢの射出端からの照明光を外部に射出する４つの配光レンズが先端面Ｔに設置される。先端面Ｔにおいて、４つの配光レンズは、対物レンズ１０６を取り囲むように等間隔（９０度間隔）で配置される。そのため、対物レンズ１０６には、より一層バランスの取れた配光で照射された被写体の反射光が入射する。
【００５０】
また、本実施形態では、狭帯域光画像を表示する構成を採用したが、別の実施形態では、狭帯域光画像に代えて蛍光画像を表示する構成を採用してもよい。
【００５１】
また、別の実施形態では、分離制御部２３０を電子スコープ１００に配置してもよい。図６は、分離制御部２３０を電子スコープ１００に配置した電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図６に示されるように、別の実施形態の分離制御部２３０は、電子スコープ１００の基端部（例えばプロセッサ２００との接続部）に配置されている。別の実施形態においては、分離制御部２３０をプロセッサ２００内に配置した図１の構成例と比較してＬＣＢ１０２Ａ及び１０２Ｂの全長を短く設計することができる。
【００５２】
また、別の実施形態において、絞り２１２を通過した照明光は、プロセッサ２００に配置されたカップリングレンズ２１１を介してＬＣＢ１０２Ｃに入射し、電子スコープ１００に配置された分離制御部２３０に入射する。すなわち、別の実施形態では、電子スコープ１００とプロセッサ２００とが単一のＬＣＢ１０２Ｃを通じて光学的に接続される。そのため、電子スコープ１００とプロセッサ２００との接続部の構造が図１の構成例と比較して簡単になる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０４Ａ、１０４Ｂ 配光レンズ
２００ プロセッサ
２３０ 分離制御部
２３０Ｆ 光学フィルタ
２３１Ａ、２３２Ａ、２３２Ｂ ハーフミラー
２３１Ｂ ミラー
２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２３８Ａ、２３８Ｂ ＬＣＢ
２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ 開閉器
２３７Ａ、２３７Ｂ 光路結合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を狭帯域光観察するために狭帯域光によって照射する内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器分野においては、体腔内に狭帯域光を照射して体腔内の特定部位の強調画像（狭帯域光画像）を生成して表示する電子内視鏡システムが知られている。この種の電子内視鏡システムの具体的構成例は、特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
特許文献１〜３に記載の電子内視鏡システムは、分光特性の異なるフィルタを円周方向に複数配置した回転式フィルタターレットを有している。電子内視鏡システムは、回転式フィルタターレットを回転させることによって複数のフィルタを照明光路に選択的に挿入し配置する。例えば、通常のカラー画像をモニタに表示させる場合は、可視光領域全域を透過させるフィルタを光路に挿入して配置し、狭帯域光画像をモニタに表示させる場合は、特定の狭帯域光を透過させるフィルタを光路に挿入し配置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２９７０４２号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０９２３７号公報
【特許文献３】特開昭５９−２２８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
狭帯域光画像を生成するためには、可視光領域を含む広帯域の照明光を狭帯域光に制限する必要がある。そのため、狭帯域光観察では、広帯域光を用いる通常のカラーの内視鏡観察と比べて被写体への照明光量が少ない。従って、狭帯域光画像には暗く観察し難いという問題がある。狭帯域光画像の輝度不足は、ゲインを上げることによって解消することができる。しかし、この場合、ゲインと共にノイズも増加して画質が劣化する弊害が避けられない。このため、ゲインを上げることによる輝度不足の解消は、好適な解決策とはいえない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る内視鏡システムは、複数の光路と、所定の広帯域の照明光を複数の光路に供給する照明光供給手段と、複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、各光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系とを有している。
【０００７】
本発明に係る内視鏡システムによれば、被写体を複数のライトガイド及び照明光学系を通じて狭帯域光及び広帯域光の両方によって照射するため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【０００８】
複数の光路は、例えば第一の光路と第二の光路を有している。この場合、分光手段は、第二の光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する光学フィルタを有した構成としてもよい。第一、第二の光路には、例えば、第一の光路を第一の本光路と副光路に分離する第一の光路分離手段と、第二の光路を第二の本光路と副光路に分離する第二の光路分離手段と、第一の本光路と第二の副光路を結合して第一の結合光路とする第一の結合手段と、第二の本光路と第一の副光路を結合して第二の結合光路とする第二の結合手段とが配置されている。また、複数のライトガイドは、第一の結合光路と結合する第一のライトガイドと、第二の結合光路と結合する第二のライトガイドとを有している。
【０００９】
本発明に係る内視鏡システムは、第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路を遮蔽自在な光路遮蔽手段を有した構成としてもよい。
【００１０】
本発明に係る内視鏡システムは、照明光学系を通じて照射された被写体を撮像する固体撮像素子を有した構成としてもよい。この場合、光路遮蔽手段は、固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中、所定の狭帯域光と、分光手段による分光がなされない光路を伝送した広帯域光とが第一、第二の各ライトガイドに交互に供給されるように第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行う構成してもよい。
【００１１】
また、光路遮蔽手段は、電荷蓄積期間の所定の第一期間中、広帯域光又は狭帯域光の一方が第一のライトガイドに供給され、他方が第二のライトガイドに供給されると共に、電荷蓄積期間における第一期間終了後の残りの第二期間中、第一のライトガイドに対して、第一期間に供給されていない広帯域光又は狭帯域光の一方が供給され、他方が第二のライトガイドに供給されるように、第一の本光路、第一の副光路、第二の本光路、第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行う構成としてもよい。
【００１２】
本発明に係る内視鏡システムは、照明光により照射された被写体からの反射光を取り込む対物レンズをその先端面に備える内視鏡を有した構成としてもよい。また、複数の照明光学系は、第一、第二の各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する第一、第二の照明レンズを内視鏡の先端面に有した構成としてもよい。この場合、第一と第二の照明レンズは、内視鏡の先端面において例えば対物レンズを互いに挟む位置に設置されている。
【００１３】
照明光供給手段は、所定の広帯域の照明光を放射する光源と、光源から放射された照明光を複数の光路に分離する照明光分離手段とを有した構成としてもよい。
【００１４】
本発明に係る内視鏡システムは、光源を搭載した光源装置と、光源装置と接続され、複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡とを有した構成としてもよい。かかる構成において、照明光分離手段は、例えば光源装置内に配置される。この場合、複数のライトガイドの各基端は、光源装置との接続部に差し込まれ、照明光分離手段によって分離された各光路と結合するように光源装置内に配される。また、照明光分離手段は、内視鏡内に配置された構成としてもよい。この場合、光源装置と内視鏡は、光源と照明光分離手段との間に配置された単一の光路を介して光学的に接続される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る内視鏡システムによれば、被写体が複数のライトガイド及び照明光学系を通じて狭帯域光及び広帯域光の両方によって照射される。そのため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロセッサが有する分離制御部の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電子スコープの先端面の外観を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプロセッサが有する各開閉器のスイッチング状態と、電子スコープの先端面に設置された各配光レンズから射出される照明光との関係を示す図である。
【図５】狭帯域光画像観察モードに設定されているときに、本発明の実施形態に係る電子スコープが有する固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中に各配光レンズから射出される照明光を説明する図である。
【図６】別の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムについて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用の撮像システムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００、モニタ３００を有している。電子スコープ１００の基端は、プロセッサ２００と接続されている。プロセッサ２００は、電子スコープ１００が出力する画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ１００を介して照射する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、画像信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。
【００１９】
図１に示されるように、プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２、タイミングコントローラ２０４を有している。システムコントローラ２０２は、電子内視鏡システム１を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ２０４は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
【００２０】
ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、主に可視光領域から不可視である赤外領域に広がる波長域の光を放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８から放射された照明光は、コリメートレンズ２１０によってコリメートされると共に絞り２１２を通過して適正な光量に制限される。
【００２１】
絞り２１２には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ２１４が機械的に連結している。モータ２１４は例えばＤＣモータであり、ドライバ２１６のドライブ制御下で駆動する。絞り２１２は、モニタ３００の表示画面に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ２１４によって動作して開度が変化して、ランプ２０８から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部（不図示）に対する輝度調節操作に応じて設定変更される。
【００２２】
フロントパネル２１８の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル２１８の具体的構成例には、プロセッサ２００のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式ＧＵＩ（Graphical User Interface）、ハードウェアキーとＧＵＩとの組合せ等が想定される。
【００２３】
絞り２１２を通過した照明光は、分離制御部２３０に入射する。図２は、分離制御部２３０の光学構成を模式的に示す図である。図２に示されるように、分離制御部２３０は、光学フィルタ２３０Ｆ、ハーフミラー２３１Ａ、ミラー２３１Ｂ、ハーフミラー２３２Ａ、２３２Ｂ、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ、光路結合部２３７Ａ、２３７Ｂ、ＬＣＢ２３８Ａ、２３８Ｂを有している。
【００２４】
分離制御部２３０に入射した照明光は、ハーフミラー２３１Ａによって光路ＯＰ１とＯＰ２に分離される。光路ＯＰ１に分離された照明光は、ハーフミラー２３１Ａによって光路ＯＰ１ａとＯＰ１ｂに更に分離される。以下、説明の便宜上、光路ＯＰ１ａとＯＰ１ｂに分離された照明光を「広帯域光」と記す。光路ＯＰ２に分離された照明光は、ミラー２３１Ｂによって光路が折り曲げられた後、光学フィルタ２３０Ｆによって特定の狭帯域光に分光される。狭帯域光は、ハーフミラー２３１Ｂによって光路ＯＰ２ａとＯＰ２ｂに分離される。ここで、特定の狭帯域光は、例えばヘモグロビンの吸収に適した波長域に透過ピークを持つ半値幅の狭い光である。
【００２５】
光路ＯＰ１ａ、ＯＰ１ｂ、ＯＰ２ａ、ＯＰ２ｂには夫々、ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂが配置されている。光路ＯＰ１ａ、ＯＰ１ｂに分離された広帯域光は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂに入射する。光路ＯＰ２ａ、ＯＰ２ｂに分離された狭帯域光は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ２３４ａ、２３４ｂに入射する。
【００２６】
ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂには夫々、開閉器（例えば光ファイバスイッチ）２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂが取り付けられている。開閉器２３５ａ、２３５ｂは夫々、ＬＣＢ２３３ａ、２３３ｂ内を伝播する広帯域光を透過又は遮蔽する。開閉器２３６ａ、２３６ｂは夫々、ＬＣＢ２３４ａ、２３４ｂ内を伝播する狭帯域光を透過又は遮蔽する。
【００２７】
ＬＣＢ２３３ａと２３４ａは、光路結合部２３７Ａにおいて単一のＬＣＢ２３８Ａにまとめられている。そのため、ＬＣＢ２３８Ａには、開閉器２３５ａ、２３６ａの各スイッチング状態に応じて広帯域光又は狭帯域光の一方若しくは両方が入射する。ＬＣＢ２３３ｂと２３４ｂは、光路結合部２３７Ｂにおいて単一のＬＣＢ２３８Ｂにまとめられている。そのため、ＬＣＢ２３８Ｂにも、開閉器２３５ｂ、２３６ｂの各スイッチング状態に応じて広帯域光又は狭帯域光の一方若しくは両方が入射する。なお、光路結合部２３７Ａ、２３７Ｂにおいては夫々、ＬＣＢ２３３ａと２３４ａ、ＬＣＢ２３３ｂと２３４ｂが例えば接着剤等によって束ねられたうえで、フェルール等によって保護・保持されている。
【００２８】
電子スコープ１００が有するＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの入射端（基端）は、プロセッサ２００との接続部に差し込まれ、プロセッサ２００内に配されている。ＬＣＢ２３８Ａ、２３８Ｂに入射した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、カップリングレンズ（不図示）を介してＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの入射端に入射して、ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂ内を全反射を繰り返すことによって伝播する。ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂ内を伝播した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、電子スコープ１００の先端に配されたＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの射出端から射出する。ＬＣＢ１０２Ａ、１０２Ｂの射出端から射出した照明光（広帯域光又は狭帯域光）は夫々、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂを介して被写体を照射する。
【００２９】
図３は、電子スコープ１００の先端面１００Ｔの外観を示す図である。図３に示されるように、先端面１００Ｔにおいて、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂは、対物レンズ１０６の中心を通る線（図３中一点鎖線）を挟んで対称位置に配置されている。そのため、対物レンズ１０６には、少なくとも一方向（図３中左右方向）においてバランスの取れた配光で照射された被写体の反射光が入射する。対物レンズ１０６に入射した反射光は、固体撮像素子１０８の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。
【００３０】
固体撮像素子１０８は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に応じた画像信号に変換する。変換された画像信号は、プリアンプ１１０による信号増幅後、内視鏡側信号処理回路１１２に入力する。別の実施形態では、固体撮像素子１０８は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであってもよい。
【００３１】
タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、内視鏡側信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。内視鏡側信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
【００３２】
内視鏡側信号処理回路１１２に入力した画像信号は、相関二重サンプリング処理によるリセット雑音及びアンプ雑音の除去、ＡＧＣ（Auto Gain Control）によるゲイン調整、ＡＤ変換等の処理後、プロセッサ側信号処理回路２２０に入力する。
【００３３】
プロセッサ側信号処理回路２２０に入力した画像信号は、γ補正、補間処理、色変換等の処理後、各色信号別にフレーム単位でＲ、Ｇ、Ｂの各色対応のフレームメモリ（不図示）にバッファリングされる。バッファリングされた各色信号は、タイミングコントローラ２０４によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出されて、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換される。変換された映像信号がモニタ３００に順次入力することにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００３４】
術者は、フロントパネル２１８又は電子スコープ１００の手元操作部を通じて電子内視鏡システム１の観察モードを設定変更することができる。観察モードが設定変更されると、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂのスイッチング制御が変更されるため、ＬＣＢ１０２Ａ又は１０２Ｂへの入射光の分布が広帯域光又は狭帯域光の一方の分布若しくは両方を重ねた分布の何れかに変わる。これにより、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂから被写体に照射される照明光の分布が変わる。図４（ａ）〜（ｅ）に、各開閉器のスイッチング状態と、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズから射出される照明光との関係を示す。
【００３５】
（通常カラー画像観察モード）
通常カラー画像観察モードに設定されている場合、開閉器２３５ａ及び２３５ｂのスイッチング状態が透過状態に固定されると共に、開閉器２３６ａ及び２３６ｂのスイッチング状態が遮蔽状態に固定される（図４（ａ）参照）。そのため、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズからは広帯域光が射出される。モニタ３００の表示画面には、少なくとも一方向（図３中左右方向）において配光バランスの取れた通常のカラー画像が表示される。
【００３６】
（狭帯域光画像観察モード）
狭帯域光観察するためには使用波長が狭帯域に制限されるため、広帯域光である白色光を用いた通常の内視鏡観察と比べて被写体への照明光量が少ない。そのため、狭帯域光画像は暗く観察し難いという問題点を抱えている。しかし、狭帯域光画像観察モードに設定されているときにモニタ３００の表示画面に表示される狭帯域光画像では、本問題点が解消されている。
【００３７】
図５（ａ）、（ｂ）は、狭帯域光画像観察モードに設定されているときに、固体撮像素子１０８における一フレームの電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの各レンズから射出される照明光を説明する図である。図５（ａ）は、電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ａから射出される照明光を示し、図５（ｂ）は、同じく電荷蓄積期間中に配光レンズ１０４Ｂから射出される照明光を示す。
【００３８】
システムコントローラ２０２は、狭帯域光画像観察モードに設定されると、一フレームの電荷蓄積期間の前半期間中、開閉器２３５ａ及び２３６ｂを透過状態にスイッチングすると共に開閉器２３５ｂ及び２３６ａを遮蔽状態にスイッチングする（図４（ｂ）参照）。一フレームの電荷蓄積期間の後半期間中は、開閉器２３５ａ及び２３６ｂを遮蔽状態にスイッチングすると共に開閉器２３５ｂ及び２３６ａを透過状態にスイッチングする（図４（ｄ）参照）。これにより、前半期間中、広帯域光が配光レンズ１０４Ａから射出されると同時に狭帯域光が配光レンズ１０４Ｂから射出され、後半期間中、狭帯域光が配光レンズ１０４Ａから射出されると同時に広帯域光が配光レンズ１０４Ｂから射出される（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３９】
狭帯域光画像観察モードにおいては、一フレームの画像を生成するにあたり、狭帯域光に併せて広帯域光が被写体に照射される。そのため、狭帯域光だけを被写体に照射していた従来構成の問題点が解消されて（すなわち、広帯域光を併せて照射することによって照明光量不足が抑えられて）、輝度不足による狭帯域光画像の視認性の悪さが抑えられる。
【００４０】
また、狭帯域光画像観察モードにおいては、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光と狭帯域光が射出されて被写体が照射される。そのため、輝度不足が解消されると共に、少なくとも一方向（図３中左右方向）において配光バランスの取れた狭帯域光画像が観察される。
【００４１】
ところで、狭帯域光画像観察モードに設定されているときの各開閉器のスイッチング制御には種々のパターンが想定される。例えば、一フレームの電荷蓄積期間の前半期間中、開閉器２３５ａ及び２３５ｂを透過状態にスイッチングすると共に開閉器２３６ａ及び２３６ｂを遮蔽状態にスイッチングし（図４（ａ）参照）、後半期間中、開閉器２３５ａ及び２３５ｂを遮蔽状態にスイッチングすると共に開閉器２３６ａ及び２３６ｂを透過状態にスイッチングする（図４（ｃ）参照）。すなわち、前半期間中は、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光を射出し、後半期間中は、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから狭帯域光を射出する。
【００４２】
また、例えば、一フレームの電荷蓄積期間の全期間中、開閉器２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂの全てを透過状態にスイッチングする（図４（ｅ）参照）。この場合、照明光量が更に増加する。そのため、モニタ３００の表示画面には、輝度不足がより一層解消された狭帯域光画像が表示される。
【００４３】
なお、狭帯域光と広帯域光が被写体に重畳的に照射されることに伴い、モニタ３００の表示画面上において狭帯域光の分光特性に対応する特定構造（ここでは血管）のコントラストが低下することが懸念される。そのため、プロセッサ側信号処理回路２２０は、狭帯域光画像観察モードに設定されている場合、予め用意された複数種類のカラーマトリクス係数の中から、上記狭帯域の色成分を他の色成分に対して相対的に濃くするように設定されたカラーマトリクス係数を選択して色変換処理を行う。これにより、モニタ３００の表示画面には、輝度不足とコントラスト低下の両方が改善された血管の狭帯域光画像が表示される。
【００４４】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば光源は、一つに限らず、光路ＯＰ１、ＯＰ２の各光路に対して別個独立に備えられていてもよい。
【００４５】
また、図５の例では、長さが同じ前半期間と後半期間とで各開閉器のスイッチング状態を切り替えているが、別の実施形態では、前後半の期間に代えて、長さの異なる第一期間と第二期間とで各開閉器のスイッチング状態を切り替える構成としてもよい。
【００４６】
また、別の実施形態では、一フレームの電荷蓄積期間を三つ以上の期間に区分して、各期間への切り替わり時に各開閉器のスイッチング状態を切り替える構成としてもよい。
【００４７】
また、映像のフレームレートが高い場合は、奇数フレームの電荷蓄積期間の全期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから広帯域光が射出され（図４（ａ）参照）、偶数フレームの電荷蓄積期間の全期間中に配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの両方のレンズから狭帯域光が射出される構成としてもよい（図４（ｃ）参照）。
【００４８】
また、光学フィルタ２３０Ｆは、分光特性の異なるフィルタを円周方向に複数配置した回転式フィルタターレットに置き換えてもよい。この場合、回転式フィルタターレットの回転によって光路ＯＰ２に選択的に挿入されるフィルタの分光特性に応じた複数種類の狭帯域光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００４９】
また、本実施形態では、配光レンズは、配光レンズ１０４Ａ、１０４Ｂの二つであるが、別の実施形態では、配光バランスをより一層向上させるため、三つ以上配置されていてもよい。例えば、プロセッサ２００は、二つの分離制御部２３０を筐体内に並列に配置し、ランプ２０８が放射した照明光をハーフミラー等によって分離して各分離制御部２３０に入射させるように構成される。電子スコープ１００は、各分離制御部２３０に結合する二対のＬＣＢが基端から先端に亘り配置され、各ＬＣＢの射出端からの照明光を外部に射出する４つの配光レンズが先端面Ｔに設置される。先端面Ｔにおいて、４つの配光レンズは、対物レンズ１０６を取り囲むように等間隔（９０度間隔）で配置される。そのため、対物レンズ１０６には、より一層バランスの取れた配光で照射された被写体の反射光が入射する。
【００５０】
また、本実施形態では、狭帯域光画像を表示する構成を採用したが、別の実施形態では、狭帯域光画像に代えて蛍光画像を表示する構成を採用してもよい。
【００５１】
また、別の実施形態では、分離制御部２３０を電子スコープ１００に配置してもよい。図６は、分離制御部２３０を電子スコープ１００に配置した電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図６に示されるように、別の実施形態の分離制御部２３０は、電子スコープ１００の基端部（例えばプロセッサ２００との接続部）に配置されている。別の実施形態においては、分離制御部２３０をプロセッサ２００内に配置した図１の構成例と比較してＬＣＢ１０２Ａ及び１０２Ｂの全長を短く設計することができる。
【００５２】
また、別の実施形態において、絞り２１２を通過した照明光は、プロセッサ２００に配置されたカップリングレンズ２１１を介してＬＣＢ１０２Ｃに入射し、電子スコープ１００に配置された分離制御部２３０に入射する。すなわち、別の実施形態では、電子スコープ１００とプロセッサ２００とが単一のＬＣＢ１０２Ｃを通じて光学的に接続される。そのため、電子スコープ１００とプロセッサ２００との接続部の構造が図１の構成例と比較して簡単になる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０４Ａ、１０４Ｂ 配光レンズ
２００ プロセッサ
２３０ 分離制御部
２３０Ｆ 光学フィルタ
２３１Ａ、２３２Ａ、２３２Ｂ ハーフミラー
２３１Ｂ ミラー
２３３ａ、２３３ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２３８Ａ、２３８Ｂ ＬＣＢ
２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ 開閉器
２３７Ａ、２３７Ｂ 光路結合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光路と、
所定の広帯域の照明光を前記複数の光路に供給する照明光供給手段と、
前記複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、
各前記光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、
各前記ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数の光路は、
第一の光路と、
第二の光路と、
を有し、
前記分光手段は、
前記第二の光路に供給された照明光を前記狭帯域光に分光する光学フィルタ
を有し、
前記第一、第二の光路には、
前記第一の光路を第一の本光路と副光路に分離する第一の光路分離手段と、
前記第二の光路を第二の本光路と副光路に分離する第二の光路分離手段と、
前記第一の本光路と前記第二の副光路を結合して第一の結合光路とする第一の結合手段と、
前記第二の本光路と前記第一の副光路を結合して第二の結合光路とする第二の結合手段と、
が配置され、
前記複数のライトガイドは、
前記第一の結合光路と結合する第一のライトガイドと、
前記第二の結合光路と結合する第二のライトガイドと、
を有することを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路を遮蔽自在な光路遮蔽手段
を有することを特徴とする、請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記照明光学系を通じて照射された被写体を撮像する固体撮像素子
を有し、
前記光路遮蔽手段は、
前記固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中、前記狭帯域光と前記分光手段による分光がなされない光路を伝送した前記広帯域光とが前記第一、第二の各ライトガイドに交互に供給されるように、前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行うことを特徴とする、請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光路遮蔽手段は、
前記電荷蓄積期間の所定の第一期間中、前記広帯域光又は前記狭帯域光の一方が前記第一のライトガイドに供給され、他方が前記第二のライトガイドに供給されると共に、該電荷蓄積期間における該第一期間終了後の残りの第二期間中、該第一のライトガイドに対して、該第一期間に供給されていない該広帯域光又は該狭帯域光の一方が供給され、他方が該第二のライトガイドに供給されるように、前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行うことを特徴とする、請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記照明光により照射された被写体からの反射光を取り込む対物レンズを先端面に備えた内視鏡
を有し、
前記複数の照明光学系は、
前記第一、第二の各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する第一、第二の照明レンズ
を前記先端面に有し、
前記第一と第二の照明レンズは、前記先端面において前記対物レンズを互いに挟む位置に設置されていることを特徴とする、請求項２から請求項５の何れか一項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記照明光供給手段は、
前記所定の広帯域の照明光を放射する光源と、
前記光源から放射された照明光を前記複数の光路に分離する照明光分離手段と、
を有することを特徴とする、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記光源を搭載した光源装置と、
前記光源装置と接続され、前記複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡と、
を有し、
前記照明光分離手段は、前記光源装置内に配置され、
前記複数のライトガイドの各基端は、前記光源装置との接続部に差し込まれ、前記照明光分離手段によって分離された各前記光路と結合するように該光源装置内に配されていることを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記光源を搭載した光源装置と、
前記光源装置と接続され、前記複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡と、
を有し、
前記照明光分離手段は、前記内視鏡内に配置され、
前記光源装置と前記内視鏡は、前記光源と前記照明光分離手段との間に配置された単一の光路を介して光学的に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項１】
複数の光路と、
所定の広帯域の照明光を前記複数の光路に供給する照明光供給手段と、
前記複数の光路のうち少なくとも一つの光路以外の、残りの少なくとも一つの光路に供給された照明光を所定の狭帯域光に分光する分光手段と、
各前記光路の照明光が入射する複数のライトガイドと、
各前記ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する複数の照明光学系と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数の光路は、
第一の光路と、
第二の光路と、
を有し、
前記分光手段は、
前記第二の光路に供給された照明光を前記狭帯域光に分光する光学フィルタ
を有し、
前記第一、第二の光路には、
前記第一の光路を第一の本光路と副光路に分離する第一の光路分離手段と、
前記第二の光路を第二の本光路と副光路に分離する第二の光路分離手段と、
前記第一の本光路と前記第二の副光路を結合して第一の結合光路とする第一の結合手段と、
前記第二の本光路と前記第一の副光路を結合して第二の結合光路とする第二の結合手段と、
が配置され、
前記複数のライトガイドは、
前記第一の結合光路と結合する第一のライトガイドと、
前記第二の結合光路と結合する第二のライトガイドと、
を有することを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路を遮蔽自在な光路遮蔽手段
を有することを特徴とする、請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記照明光学系を通じて照射された被写体を撮像する固体撮像素子
を有し、
前記光路遮蔽手段は、
前記固体撮像素子における一フレームの電荷蓄積期間中、前記狭帯域光と前記分光手段による分光がなされない光路を伝送した前記広帯域光とが前記第一、第二の各ライトガイドに交互に供給されるように、前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行うことを特徴とする、請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光路遮蔽手段は、
前記電荷蓄積期間の所定の第一期間中、前記広帯域光又は前記狭帯域光の一方が前記第一のライトガイドに供給され、他方が前記第二のライトガイドに供給されると共に、該電荷蓄積期間における該第一期間終了後の残りの第二期間中、該第一のライトガイドに対して、該第一期間に供給されていない該広帯域光又は該狭帯域光の一方が供給され、他方が該第二のライトガイドに供給されるように、前記第一の本光路、前記第一の副光路、前記第二の本光路、前記第二の副光路の各光路の遮蔽を選択的に行うことを特徴とする、請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記照明光により照射された被写体からの反射光を取り込む対物レンズを先端面に備えた内視鏡
を有し、
前記複数の照明光学系は、
前記第一、第二の各ライトガイドを伝送した照明光を被写体に照射する第一、第二の照明レンズ
を前記先端面に有し、
前記第一と第二の照明レンズは、前記先端面において前記対物レンズを互いに挟む位置に設置されていることを特徴とする、請求項２から請求項５の何れか一項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記照明光供給手段は、
前記所定の広帯域の照明光を放射する光源と、
前記光源から放射された照明光を前記複数の光路に分離する照明光分離手段と、
を有することを特徴とする、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記光源を搭載した光源装置と、
前記光源装置と接続され、前記複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡と、
を有し、
前記照明光分離手段は、前記光源装置内に配置され、
前記複数のライトガイドの各基端は、前記光源装置との接続部に差し込まれ、前記照明光分離手段によって分離された各前記光路と結合するように該光源装置内に配されていることを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記光源を搭載した光源装置と、
前記光源装置と接続され、前記複数のライトガイドが基端から先端に至る略全長に亘って配置された内視鏡と、
を有し、
前記照明光分離手段は、前記内視鏡内に配置され、
前記光源装置と前記内視鏡は、前記光源と前記照明光分離手段との間に配置された単一の光路を介して光学的に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３６４（Ｐ２０１３−３６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４６９７（Ｐ２０１１−１３４６９７）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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