DE112017004396T5

DE112017004396T5 - Elektronisches endoskop und elektronisches endoskopsystem

Info

Publication number: DE112017004396T5
Application number: DE112017004396.4T
Authority: DE
Inventors: Kunihiko ONOBORI
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2019-05-23
Also published as: WO2018043293A1; CN109310285B; JPWO2018043293A1; CN109310285A; US20190269309A1; JP6732029B2

Abstract

Ein elektronisches Endoskop, das dazu in der Lage ist, eine Verringerung der Lichtmenge in einem gewünschten Wellenlängenband zu verhindern, ist dazu eingerichtet, in eine Körperhöhle eingeführt zu werden, und umfasst: einen Einführschlauch mit einem Lichtemissionsanschluss an seinem Spitzenabschnitt; einen Lichtleiter, der dazu eingerichtet ist, Licht zu dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs zur Emission eines erstes Lichts von dem Spitzenabschnitt zu leiten; und einer Lichtemissionsvorrichtung, die zur Emission eines zweiten Lichts von dem Spitzenabschnitt eingerichtet ist, wobei das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters für das Wellenlängenband des zweiten Lichts kleiner oder gleich dem Transmissionsvermögen für das Wellenlängenband des ersten Lichts ist. Die Lichtpfadlänge des zweiten Lichts von der Lichtemissionsvorrichtung bis zu einem Emissionsanschluss für das zweite Licht, der in dem Spitzenabschnitt bereitgestellt ist, ist kürzer als die Lichtpfadlänge des ersten Lichts in dem Lichtleiter.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskop und ein elektronisches Endoskopsystem.
Stand der Technik
Ein Endoskopsystem, das die spektrale Intensitätscharakteristik eines Bestrahlungslichts ändert, um eine Aufnahme eines besonderen Bildes zu ermöglichen, ist bekannt. Beispielsweise beschreibt das Patentdokument 1 eine konkrete Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung, die in einem Endoskopsystem dieser Art verwendet wird.
Das in dem Patentdokument 1 beschriebene Endoskopsystem umfasst eine Lichtquellenvorrichtung, die mit zwei Licht emittierenden Dioden (LEDs) und einem optischen Filter bereitgestellt ist. Eine der zwei LEDs ist eine violette LED, die Licht in dem violetten Wellenlängenband emittiert. Die andere LED ist eine Fluoreszenz-LED, die eine blaue LED und ein gelbes Fluoreszenzmaterial aufweist. Durch Mischen eines blauen LED-Lichts und einer gelben Fluoreszenz wird ein pseudoweißes Licht emittiert. Das optische Filter ist ein wellenlängenselektives Filter, das lediglich in einem bestimmten Wellenlängenband Licht transmittiert, und ist einsetzbar/entfernbar in einem Lichtpfad des Bestrahlungslichts platziert, das von der Fluoreszenz-LED emittiert wird.
Falls das optische Filter aus dem Lichtpfad extrahiert ist, wird bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Lichtquellenvorrichtung ein Gegenstand mit einem Licht bestrahlt, das von der Fluoreszenz-LED als ein weißes Licht ohne eine Begrenzung des Wellenlängenbands emittiert wird. Falls das optische Filter in den Lichtpfad eingesetzt wurde, wird der Gegenstand sowohl mit von der Fluoreszenz-LED emittiertem Licht in einem begrenzten Wellenlängenband als auch mit von der violetten LED emittiertem Licht bestrahlt. Durch eine Änderung der spektralen Intensitätscharakteristik des Bestrahlungslichts zur Beleuchtung des Gegenstands mit Licht lediglich in einem bestimmten Wellenlängenband ist es in dieser Weise möglich, ein Aufnahmebild zu erlangen, das ein bestimmtes Gewebe des Gegenstands in einem lebenden Körper verstärkt.
Zitierliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: WO 2012/108420
Erfindungszusammenfassung
Aufgabenstellung der Erfindung
Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Endoskopsystem wird ein von der Lichtquellenvorrichtung emittiertes Licht in eine optische Faser in einem elektronischen Endoskop eingegeben. Das durch die optische Faser geführte Licht wird von einem Spitzenabschnitt des elektronischen Endoskops ausgegeben. Die optische Faser weist eine Charakteristik eines Transmittierens von Licht in dem sichtbaren Lichtband auf, jedoch weist sie eine Wellenlängenabhängigkeit des Transmissionsvermögens gemäß ihrem Material auf. Beispielsweise weist ein für die optische Faser allgemein verwendetes Quarz ein geringeres Transmissionsvermögen auf, je kürzer die Lichtwellenlänge ist. Falls daher ein Gegenstand unter Verwendung von violettem Licht beobachtet wird, das eine relativ kurze Wellenlänge aufweist, ist die Menge des violetten Lichts klein, wodurch ein Problem verursacht wird, dass das resultierende Aufnahmebild dunkel ist. Ferner wird in einigen Fällen die optische Faser abhängig von dem verwendeten Material und aufgrund einer Verschlechterung mit der Zeit gelb. Aufgrund dieses Gelbwerdens gibt es ein Problem, dass das Transmissionsvermögen der optischen Faser für Licht in dem violetten Wellenlängenband sich verschlechtert, was das Aufnahmebild weiter abdunkelt.
Die vorstehenden Probleme entstehen durch die Tatsache, dass das Lichttransmissionsvermögen der optischen Faser zwischen den Wellenlängenbändern verschieden ist.
Hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Probleme ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein elektronisches Endoskop und ein elektronisches Endoskopsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Verringerung der Lichtmenge in einem gewünschten Wellenlängenband zu verhindern, auch wenn die optische Faser eine Charakteristik aufweist, dass ihr Lichttransmissionsvermögen zwischen den Wellenlängenbändern verschieden ist.
Lösung der Aufgabenstellung
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, umfasst das elektronische Endoskop gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung:

einen Einführschlauch, der dazu eingerichtet ist, in eine Körperhöhle eingeführt zu werden, und der mit einem Lichtemissionsanschluss an seinem Spitzenabschnitt bereitgestellt ist;
einen Lichtleiter, der dazu eingerichtet ist, Licht zu dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs zur Emission eines ersten Lichts von dem Spitzenabschnitt zu leiten; und
eine Lichtemissionsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein zweites Licht von dem Spitzenabschnitt zu emittieren, wobei das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters für das Wellenlängenband des zweiten Lichts kleiner oder gleich dem Transmissionsvermögen für das Wellenlängenband des ersten Lichts ist.

Die Lichtpfadlänge des zweiten Lichts von der Lichtemissionsvorrichtung zu einem in dem Spitzenabschnitt platzierten Emissionsanschluss für das zweite Licht, ist kürzer als die Lichtpfadlänge des ersten Lichts in dem Lichtleiter.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Lichtemissionsvorrichtung vorzugsweise in dem Spitzenabschnitt platziert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das zweite Licht vorzugsweise eine Spitzenwellenlänge zwischen einer Wellenlänge von 405 nm und einer Wellenlänge von 425 nm auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise eine Vielzahl von Festkörperlichtemissionsvorrichtungen in dem Spitzenabschnitt platziert, und die Lichtemissionsvorrichtung ist eine der Vielzahl von Festkörperlichtemissionsvorrichtungen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das elektronische Endoskop vorzugsweise eine Lichtquellenvorrichtung, die zur Emission eines ersten Lichts zu dem Lichtleiter eingerichtet ist.
Das elektronische Endoskopsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:

das vorstehend beschriebene elektronische Endoskop; und
eine elektronische Endoskopverarbeitungseinrichtung, an die das elektronische Endoskop abnehmbar verbindbar ist.

Die elektronische Endoskopverarbeitungseinrichtung umfasst

die Lichtquellenvorrichtung, die zur Emission des ersten Lichts eingerichtet ist, und
eine Lichtquellenansteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zu erzeugen, das eine Lichtemission der Lichtemissionsvorrichtung und der Lichtquellenvorrichtung steuert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die elektronische Endoskopverarbeitungseinrichtung vorzugsweise ein optisches Filter auf, das in den Lichtpfad des ersten Lichts einsetzbar und aus diesem entfernbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das optische Filter vorzugsweise eine Filtercharakteristik derart auf, dass von dem sichtbaren Lichtband lediglich in dem grünen Wellenlängenband Licht transmittiert wird.
Das elektronische Endoskopsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:

das vorstehend beschriebene elektronische Endoskop; und
eine Lichtquellenvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das erste Licht an den Lichtleiter zu emittieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das erste Licht vorzugsweise ein Licht mit einer Wellenlänge, die länger als das zweite Licht ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Lichtquellenvorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von Lichtquelleneinheiten auf, die dazu eingerichtet sind, Licht in voneinander verschiedenen Wellenlängenbändern zu emittieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine der Vielzahl der Lichtquelleneinheiten vorzugsweise eine Lichtquelleneinheit, die dazu eingerichtet ist, das zweite Licht zu emittieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das vorstehend beschriebene elektronische Endoskopsystem vorzugsweise eine Lichtquellenansteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zur individuellen Steuerung einer Lichtemission der Lichtemissionsvorrichtung und der Lichtquellenvorrichtung gemäß jeder einer Vielzahl von Betriebsarten zu erzeugen, und
die Lichtquellenansteuerschaltung ist dazu eingerichtet, ein erstes Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung zur Emission von Licht in einer ersten Betriebsart ansteuert, und ein zweites Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtemissionsvorrichtung zur Emission von Licht in einer zweiten Betriebsart ansteuert, wodurch die Lichtquellenvorrichtung und die Lichtemissionsvorrichtung gesteuert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das vorstehend beschriebene Endoskopsystem eine Lichtquellenansteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zur individuellen Steuerung einer Lichtemission der Festkörperlichtemissionsvorrichtungen und der Lichtquellenvorrichtung zu steuern,
wobei das elektronische Endoskop eine Abbildungsvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen Gegenstand mit einer vorbestimmten Einzelbildrate zur Erzeugung eines Bildsignals abzubilden, und
die Lichtquellenansteuerschaltung dazu eingerichtet ist, ein erstes Steuersignal, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung zur Emission von Licht ansteuert, sowie ein zweites Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtemissionsvorrichtung zur Emission von Licht ansteuert, wobei sie abwechselnd zwischen den Steuersignalen für jedes Einzelbild des Bildsignals umschaltet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem elektronischen Endoskop und dem elektronischen Endoskopsystem, die vorstehend beschrieben sind, kann eine Verringerung der Lichtmenge in einem gewünschten Wellenlängenband verhindert werden, auch wenn das optische Filter eine Charakteristik aufweist, dass sein Lichttransmissionsvermögen zwischen den Wellenlängenbändern verschieden ist.
Figurenliste

1 zeigt eine Blockdarstellung eines elektronischen Endoskopsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Blockdarstellung einer Lichtquellenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 3(a) und 3(b) zeigen Ansichten, die spektrale Intensitätsverteilungen des Beleuchtungslichts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
4 zeigt eine Blockdarstellung einer Lichtquellenvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 5(a) und 5(b) zeigen Ansichten, die spektrale Intensitätsverteilungen des Beleuchtungslichts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
6 zeigt eine Blockdarstellung einer Lichtquellenvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 7(a) und 7(b) zeigen Ansichten, die spektrale Intensitätsverteilungen des Beleuchtungslichts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Insbesondere ist nachstehend ein elektronisches Endoskopsystem als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das mit einer endoskopspezifischen Lichtquellenvorrichtung bereitgestellt ist.
Ein elektronisches Endoskop eines Ausführungsbeispiels der Erfindung umfasst:

Hinsichtlich des vorstehend beschriebenen ist die Lichtpfadlänge des zweiten Lichts von der Lichtemissionsvorrichtung zu einem in dem Spitzenabschnitt platzierten Emissionsanschluss für das zweite Licht kürzer als die Lichtpfadlänge des ersten Lichts in dem Lichtleiter, der das erste Licht leitet.
Da die Lichtpfadlänge des zweiten Lichts, für die das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters kleiner oder gleich dem Transmissionsvermögen für das Wellenlängenband des ersten Lichts ist, gemäß der vorstehenden Beschreibung kürzer als die Lichtpfadlänge des Lichtleiters ist, der das erste Licht leitet, fällt ein Lichtverlust des zweiten Lichts aufgrund des Lichtleiters unabhängig davon, ob das zweite Licht durch den Lichtleiter geleitet wird oder nicht, überhaupt nicht an oder wird reduziert. Somit kann eine Verringerung der Menge des zweiten Lichts, das von dem Spitzenabschnitt als einem Beleuchtungslicht emittiert wird, vollständig verhindert oder verringert werden. Gemäß einem elektronischen Endoskop eines Ausführungsbeispiels ist die Lichtemissionsvorrichtung vorzugsweise in dem Spitzenabschnitt des elektronischen Endoskops platziert. Hierdurch wird ein Führen des zweiten Lichts durch den Lichtleiter unnötig gemacht, und somit kann ein Lichtverlust des zweiten Lichts aufgrund des Lichtleiters überhaupt nicht auftreten.
Gemäß einem elektronischen Endoskop eines Ausführungsbeispiels kann das zweite Licht von dem Emissionsanschluss in dem Spitzenabschnitt unter Verwendung einer Führung durch ein Lichtleiterkabel emittiert werden. Da die Länge des Lichtleiterkabels kurz ist, das das zweite Licht führt, wird ferner in diesem Fall der Lichtverlust des zweiten Lichts aufgrund des Lichtleiters im Vergleich zu dem Fall verringert, dass dies durch dasselbe Lichtleiterkabel wie das erste Licht geführt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Lichtemissionsvorrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, das zweite Licht zu emittieren, für das das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters geringer als das Transmissionsvermögen für das Wellenlängenband des ersten Lichts ist.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines elektronischen Endoskopsystems 1 zeigt, das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer endoskopspezifischen Lichtquellenvorrichtung 201 bereitgestellt ist. Gemäß 1 umfasst das elektronische Endoskopsystem 1, das ein für eine medizinische Verwendung spezialisiertes System ist, ein elektronisches Endoskop 100, eine Verarbeitungseinrichtung 200 und einen Monitor 300.
Das elektronische Endoskop 100 weist einen Einführschlauch 101, der in eine Körperhöhle eines Menschen eingeführt wird, und einen Verbindungsabschnitt 102 auf. Das elektronische Endoskop 100 ist mit der Verarbeitungseinrichtung 200 über den Verbindungsabschnitt 102 entfernbar verbunden.
Die Verarbeitungseinrichtung 200 umfasst eine Systemsteuerung 21 und eine Zeitablaufsteuerungseinrichtung 22. Die Systemsteuerung 21 führt in einem Speicher 23 gespeicherte verschiedene Programme aus, und steuert das gesamte elektronische Endoskopsystem 1 in einer vollständigen Weise. Ebenso ist die Systemsteuerung 21 mit einem Bedienpaneel 24 verbunden. In Reaktion auf Anweisungen von dem Benutzer, die über das Bedienpaneel 24 eingegeben sind, ändert die Systemsteuerung 21 die Abläufe des elektronische Endoskopsystems 1 und Parameter für die Abläufe. Die Zeitablaufsteuerungseinrichtung 22 gibt Taktsignale zur Einstellung des Zeitablaufs der Abläufe der Komponenten an die Schaltkreise in dem elektronischen Endoskopsystem 1 aus.
Die Verarbeitungseinrichtung 200 umfasst eine Lichtquellenvorrichtung 201. 2 zeigt eine Blockdarstellung der Lichtquellenvorrichtung 201. Die Lichtquellenvorrichtung 201 umfasst erste bis vierte Lichtquelleneinheiten 111 bis 114. Eine Lichtemission der ersten bis vierten Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 wird durch Steuersignale einzeln gesteuert, die jeweils durch erste bis vierte Lichtquellenansteuerschaltungen 141 bis 144 erzeugt sind.
Die erste Lichtquelleneinheit 111 ist eine rotes Licht emittierende Diode (LED), die Licht in dem roten Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 620 bis 680 nm) emittiert. Die zweite Lichtquelleneinheit 112 weist eine blaue LED, die Licht in dem blauen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 430 bis 470 nm) emittiert, und ein Fluoreszenzmaterial auf. Das Fluoreszenzmaterial wird durch das von der blauen LED emittierte blaue LED-Licht zur Emission einer Fluoreszenz in dem grünen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 460 bis 600 nm) angeregt. Die dritte Lichtquelleneinheit 113 ist eine blaue LED, die Licht in dem blauen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 430 bis 470 nm) emittiert. Die vierte Lichtquelleneinheit 114 ist eine violette LED, die Licht in dem violetten Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 395 bis 435 nm) emittiert.
Kollimatorlinsen 121 bis 124 sind jeweils in der Lichtemissionsrichtung vor den Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 angeordnet. Das von der ersten Lichtquelleneinheit 111 emittierte rote LED-Licht wird durch die Kollimatorlinse 121 in paralleles Licht umgewandelt, und fällt auf einen dichroitischen Spiegel 131 ein. Das von der zweiten Lichtquelleneinheit 112 emittierte Licht, d.h., das blaue LED-Licht und die grüne Fluoreszenz werden durch die Kollimatorlinse 122 in paralleles Licht umgewandelt, und fallen auf den dichroitischen Spiegel 131 ein. Der dichroitische Spiegel 131 verbindet den Lichtpfad des von der ersten Lichtquelleneinheit 111 emittierten Lichts mit dem Lichtpfad des von der zweiten Lichtquelleneinheit 112 emittierten Lichts. Im Einzelnen weist der dichroitische Spiegel 131, der eine Grenzwellenlänge nahe einer Wellenlänge von 600 nm aufweist, eine Charakteristik auf, Licht mit einer Wellenlänge von größer oder gleich der Grenzwellenlänge zu transmittieren und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als der Grenzwellenlänge zu reflektieren. Daher tritt das von der ersten Lichtquelleneinheit 111 emittierte rote LED-Licht durch den dichroitischen Spiegel 131 hindurch, und von der zweiten Lichtquelleneinheit 112 emittiertes Licht wird von dem dichroitischen Spiegel 131 reflektiert. In dieser Weise werden der Lichtpfad des roten LED-Lichts mit dem Lichtpfad des blauen LED-Lichts und der grünen Fluoreszenz verbunden. Das Licht, dessen Lichtpfade durch den dichroitischen Spiegel 131 verbunden sind, fällt auf einen dichroitischen Spiegel 132 ein.
Das von der dritten Lichtquelleneinheit 113 emittierte blaue LED-Licht wird durch die Kollimatorlinse 123 in paralleles Licht umgewandelt, und fällt auf den dichroitischen Spiegel 132 ein. Der dichroitische Spiegel 132 verbindet den Lichtpfad des von dem dichroitischen Spiegel 131 einfallenden Lichts mit dem Lichtpfad des von der dritten Lichtquelleneinheit 113 emittierten blauen LED-Lichts. Im Einzelnen weist der dichroitische Spiegel 132, der eine Grenzwellenlänge nahe einer Wellenlänge von 500 nm aufweist, eine Charakteristik auf, Licht mit einer Wellenlänge von größer oder gleich der Grenzwellenlänge zu transmittieren und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als der Grenzwellenlänge zu reflektieren. Daher treten das rote LED-Licht und die grüne Fluoreszenz von dem Licht, das auf den dichroitischen Spiegel 131 einfällt, durch den dichroitischen Spiegel 132 hindurch, und das blaue LED-Licht wird von dem dichroitischen Spiegel 132 reflektiert. Ebenso wird das von der dritten Lichtquelleneinheit 113 emittierte blaue LED-Licht von dem dichroitischen Spiegel 132 reflektiert. In dieser Weise ist der Lichtpfad des roten LED-Lichts und der grünen Fluoreszenz mit dem Lichtpfad des von der dritten Lichtquelleneinheit 113 emittierten blauen LED-Lichts verbunden. Das Licht, dessen Lichtpfade durch den dichroitischen Spiegel 132 verbunden sind, fällt auf einen dichroitischen Spiegel 133 ein.
Das von der vierten Lichtquelleneinheit 114 emittierte violette LED-Licht wird durch die Kollimatorlinse 124 in paralleles Licht umgewandelt, und fällt auf den dichroitischen Spiegel 133 ein. Der dichroitische Spiegel 133 verbindet den Lichtpfad des von dem dichroitischen Spiegel 132 einfallenden Lichts mit dem Lichtpfad des von der vierten Lichtquelleneinheit 114 emittierten violetten LED-Lichts. Im Einzelnen weist der dichroitische Spiegel 133, der eine Grenzwellenlänge nahe einer Wellenlänge von 430 nm aufweist, eine Charakteristik auf, Licht mit einer Wellenlänge von größer oder gleich der Grenzwellenlänge zu transmittieren und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als der Grenzwellenlänge zu reflektieren. Daher ist der Lichtpfad des von dem dichroitischen Spiegel 132 einfallenden Lichts mit dem Lichtpfad des von der vierten Lichtquelleneinheit 114 emittierten violetten LED-Lichts durch den dichroitischen Spiegel 133 verbunden, und das resultierende Licht wird von der Lichtquellenvorrichtung 201 als ein Beleuchtungslicht L emittiert.
Das von der Lichtquellenvorrichtung 201 emittierte Beleuchtungslicht L wird auf der Einfallsendoberfläche eines Lichtleiterbündels (LCB) 11 durch eine Kondensorlinse 25 gesammelt, und in das LCB 11 eingegeben.
Das in das LCB 11 eingegebene Beleuchtungslicht L breitet sich durch das LCB 11 aus. Das durch das LCB 11 ausgebreitete Beleuchtungslicht L wird von der ausgehenden Endoberfläche des LCB 11 ausgegeben, die in einem Spitzenabschnitt 101A des elektronischen Endoskops 100 gelegen ist, um einen Gegenstand über eine Lichtverteilungslinse 12 zu bestrahlen, die an einem Emissionsanschluss 101B platziert ist. Ein von dem Gegenstand zurückkehrendes Licht, der mit dem Beleuchtungslicht L von der Lichtverteilungslinse 12 bestrahlt ist, bildet mittels einer Objektivlinse ein optisches Bild auf einer Lichtempfangsoberfläche einer Festkörperabbildungsvorrichtung 14 aus.
Die Festkörperabbildungsvorrichtung 14 ist ein Einzelplattenfarbbildsensor einer ladungsgekoppelten Vorrichtungsart (sog. „Charge Coupled Device“, CCD) mit einer Bayer-Bildelementanordnung. Die Festkörperabbildungsvorrichtung 14 akkumuliert ein auf jedem Bildelement der Lichtempfangsoberfläche ausgebildetes optisches Bild als eine der Lichtmenge entsprechende Ladung, erzeugt rote (R), grüne (G) und blaue (B) Bildelementsignale, und gibt die erzeugten Signale aus. Insbesondere ist die Festkörperabbildungsvorrichtung 14 nicht notwendigerweise ein CCD-Bildsensor, sondern kann mit einem CMOS-Bildsensor (komplementärer Metalloxidhalbleiter) oder jeder anderen Art von Abbildungsvorrichtung ersetzt sein. Die Festkörperabbildungsvorrichtung 14 kann andererseits eine sein, die komplementäre Filter umfasst.
Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 ist in dem Verbindungsabschnitt 102 des elektronischen Endoskops 100 bereitgestellt. Bildsignale des Gegenstands werden von der Festkörperabbildungsvorrichtung 14 mit einer vorbestimmten Einzelbildrate in die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 eingegeben. Die Einzelbildrate ist beispielsweise 1/30 s. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 führt eine vorbestimmte Verarbeitung für die von der Festkörperabbildungsvorrichtung 14 empfangenen Bildsignale durch, und gibt die resultierenden Signale an eine vorgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung 26 der Verarbeitungseinrichtung 200 aus.
Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 greift ebenso auf einen Speicher 16 zu, und liest eindeutige Informationen des elektronischen Endoskops 100 aus. Beispiele der in dem Speicher 16 aufgezeichneten eindeutigen Informationen des elektronischen Endoskops 100 umfassen die Anzahl der Bildelemente, und eine Empfindlichkeit der Festkörperabbildungsvorrichtung 14, die betreibbare Einzelbildrate und die Modellnummer. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 gibt die aus dem Speicher 16 ausgelesenen eindeutigen Informationen an die Systemsteuerung 21 aus.
Die Systemsteuerung 21 führt verschiedene Arten einer Berechnung auf der Grundlage der eindeutigen Informationen des elektronischen Endoskops 100 zur Erzeugung von Steuerungssignalen durch. Unter Verwendung der erzeugten Steuerungssignale steuert die Systemsteuerung 21 die Abläufe und den Zeitablauf der verschiedenen Schaltungen in der Verarbeitungseinrichtung 200, sodass eine geeignete Verarbeitung für das elektronische Endoskop 100 durchgeführt wird, die mit der Verarbeitungseinrichtung 200 verbunden ist.
Die Zeitablaufsteuerungseinrichtung 22 führt Zeittaktsignale an die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 gemäß der Zeitablaufsteuerung durch die Systemsteuerung 21 zu. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 steuert die Ansteuerung der Festkörperabbildungsvorrichtung 14 zu einem Zeitpunkt, der mit der Einzelbildrate eines auf der Seite der Verarbeitungseinrichtung 200 verarbeiteten Bildes entsprechend den von der Zeitablaufsteuerungseinrichtung 22 zugeführten Zeittaktsignalen synchronisiert ist.
Die vorgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung 26 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung, wie etwa eine Demosaikverarbeitung, eine Matrixberechnung und eine Y/C-Trennung für die Bildsignale durch, die von der Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 15 mit einer Einzelbildrate empfangen sind, und gibt die resultierenden Signale an einen Bildspeicher 27 aus.
Der Bildspeicher 27 puffert die Bildsignale, die von der vorgeschalteten Signalverarbeitungsschaltung 26 empfangen sind, und gibt die Signale an eine nachgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung 28 gemäß der Zeitablaufsteuerung durch die Zeitablaufsteuerungseinrichtung 22 aus.
Die nachgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung 28 verarbeitet die von dem Bildspeicher 27 empfangenen Bildsignale zur Erzeugung von Bildschirmdaten für eine Monitoranzeige, und wandelt die erzeugten Bildschirmdaten für eine Monitoranzeige in ein vorbestimmtes Videoformatsignal um. Das umgewandelte Videoformatsignal wird an den Monitor 300 ausgegeben. In dieser Weise wird ein Bild des Gegenstands auf dem Bildschirm des Monitors 300 angezeigt.
Ebenso ist eine LED 18 (die Lichtemissionsvorrichtung oder die Festkörperlichtemissionsvorrichtung) in dem Spitzenabschnitt 101A des Einführschlauchs 101 des elektronischen Endoskops 100 platziert. Eine Lichtemission der LED 18 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das durch eine in dem Verbindungsabschnitt 102 platzierte Lichtquellenansteuerschaltung 17 erzeugt ist. Die LED 18 ist eine violette LED, die ein Licht in dem violetten Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 395 bis 435 nm) emittiert. Ein Gegenstand wird mit dem von der LED 18 emittierten violetten LED-Licht über eine Lichtverteilungslinse 19 bestrahlt, die an einem Emissionsanschluss 101C platziert ist. Die LED 18 wird in dem Spitzenabschnitt 101A platziert, um zu verhindern, dass ein von der LED 108 emittiertes Licht (das zweite Licht) durch den LCB 11 geführt wird, der einen Teil des Lichts absorbiert. Das LCB 11 weist eine Transmissionscharakteristik auf, dass das Transmissionsvermögen zwischen den Lichtwellenlängenbändern verschieden ist. Daher emittiert die LED 18 Licht in einem Wellenlängenband, für das das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters kleiner oder gleich dem Transmissionsvermögen für das Wellenlängenband von dem von der Lichtquellenvorrichtung 201 emittierten Licht ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das von der LED 18 emittierte Licht ein Licht in dem violetten Wellenlängenband.
Das elektronische Endoskopsystem 1 eines Ausführungsbeispiels weist eine Vielzahl von Beobachtungsbetriebsarten einschließlich einer normalen Beobachtungsbetriebsart und einer besonderen Beobachtungsbetriebsart auf. Diese Beobachtungsbetriebsarten können abhängig von dem Gegenstand, der manuell oder automatisch zu beobachten ist, zueinander umgeschaltet werden. Falls es beispielsweise gewünscht ist, den Gegenstand unter einer Beleuchtung mit normalem Licht zu beobachten, wird die Beobachtungsbetriebsart zu der normalen Beobachtungsbetriebsart umgeschaltet. Das normale Licht ist beispielsweise weißes Licht oder pseudoweißes Licht. Weißes Licht weist eine flache spektrale Intensitätsverteilung in dem sichtbaren Lichtband auf. Pseudoweißes Licht ist in der spektralen Intensitätsverteilung nicht flach, sondern ist eine Mischung von Lichtkomponenten in einer Vielzahl von Wellenlängenbändern. Falls es ferner gewünscht ist, ein Aufnahmebild zu erlangen, bei dem beispielsweise ein bestimmtes Körpergewebe durch eine Beleuchtung des Gegenstands mit besonderem Licht verstärkt wurde, wird die Beobachtungsbetriebsart zu der besonderen Beobachtungsbetriebsart umgeschaltet. Das besondere Licht ist ein Licht, das beispielsweise für ein bestimmtes Körpergewebe ein hohes Absorptionsvermögen aufweist. Ein Fall, bei dem das Körpergewebe in der besonderen Beobachtungsbetriebsart verstärkt ist, ist ein nachstehend beschriebenes oberflächliches Blutgefäß.
Oberflächliche Blutgefäße umfassen Blut, das darin ein Hämoglobin umfasst. Hämoglobin ist dafür bekannt, Absorptionsspitzen nahe einer Wellenlänge von 415 nm und nahe einer Wellenlänge von 550 nm aufzuweisen. Daher kann durch eine Bestrahlung des Gegenstands mit besonderem Licht, das für eine Verstärkung oberflächlicher Blutgefäße geeignet ist (im Einzelnen, ein Licht mit einer hohen Intensität nahe 415 nm, die eine Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist), ein Aufnahmebild erlangt werden, bei dem oberflächliche Blutgefäße verstärkt wurden. Ebenso kann durch eine Bestrahlung des Gegenstands mit besonderem Licht mit einer hohen Intensität nahe 550 nm, die die andere Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist, zusammen mit dem Licht nahe 415 nm ein helles Aufnahmebild erlangt werden, während der Zustand der Verstärkung der oberflächlichen Blutgefäße erhalten bleibt. Insbesondere muss bei der Beobachtung der oberflächlichen Blutgefäße die Spitze der spektralen Intensität des besonderen Lichts nicht notwendigerweise vollständig mit 415 nm übereinstimmen, sondern das besondere Licht muss lediglich Licht mit einer Wellenlänge von 415 nm enthalten. Beispielsweise ist es in Hinsicht auf einen Blickpunkt, wie etwa eine leichte Herstellung, die Stabilität einer Produktleistungsfähigkeit und einer stabilen Versorgung von Produkten, bevorzugt, Licht mit einer Spitzenwellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 405 nm bis 425 nm auszuwählen.
Die 3(a) und 3(b) zeigen die spektralen Intensitätsverteilungen des von dem elektronischen Endoskop 100 in den Beobachtungsbetriebsarten emittierten Beleuchtungslichts L: 3(a) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der normalen Beobachtungsbetriebsart (normales Licht), und 3(b) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der besonderen Beobachtungsbetriebsart (besonderes Licht). In den spektralen Intensitätsverteilungen gemäß 3 repräsentiert die x-Achse die Wellenlänge (nm), und die y-Achse repräsentiert die Intensität des Beleuchtungslichts L. Insbesondere zeigt die y-Achse normalisierte Intensitätswerte, bei denen der maximale Wert 1 ist.
Falls sich das elektronische Endoskopsystem 1 in der normalen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die erste bis dritte Lichtquelleneinheit 111 bis 113 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert, jedoch wird die vierte Lichtquelleneinheit 114 nicht angesteuert. In 3(a) sind die Intensitätsverteilungen Dill bis D113, und D18 des jeweils von der ersten bis dritten Lichtquelleneinheit 111 bis 113 und der LED 18 emittierten Lichts gezeigt. Ebenso sind in den 3(a) und 3(b) durch die gepunkteten Linien Grenzwellenlängen λ131 bis λ133 der dichroitischen Spiegel 131 bis 133 gezeigt. Von den in 3(a) gezeigten spektralen Intensitätsverteilungen sind die durch durchgezogene Linien gezeigten Gebiete, Gebiete von Licht, das von dem elektronischen Endoskop 100 emittiert und als das Beleuchtungslicht L verwendet wird. Die durch die gestrichelten Linien angezeigten Gebiete sind Gebiete von Licht, das nicht von der Lichtquellenvorrichtung 201 emittiert wird und nicht als das Beleuchtungslicht L verwendet wird.
Die spektrale Intensitätsverteilung Dill des von der ersten Lichtquelleneinheit 111 emittierten Lichts ist eine steile Intensitätsverteilung mit einer Spitze bei einer Wellenlänge von ungefähr 650 nm. Die spektrale Intensitätsverteilung D112 des von der zweiten Lichtquelleneinheit 112 emittierten Lichts weist zwei Spitzen bei Wellenlängen von ungefähr 450 nm und ungefähr 550 nm auf, die jeweils eine Spitze der spektralen Intensitätsverteilung des von der blauen LED 112 emittierten Lichts und eine Spitze der spektralen Intensitätsverteilung der von dem grünen Fluoreszenzmaterial erzeugten Fluoreszenz. Die spektrale Intensitätsverteilung D113 des von der dritten Lichtquelleneinheit 113 emittierten Lichts ist eine steile Intensitätsverteilung mit einer Spitze bei einer Wellenlänge von ungefähr 450 nm. Die spektrale Intensitätsverteilung D18 des von der LED 18 emittierten Lichts ist eine steile Intensitätsverteilung mit einer Spitze bei einer Wellenlänge von ungefähr 415 nm.
In der normalen Beobachtungsbetriebsart wird von dem elektronischen Endoskop 100 das Beleuchtungslicht L mit einem weiten Wellenlängenband emittiert, das von dem Ultraviolettgebiet (einem Teil des Nah-Ultraviolettgebiets) bis zu dem roten Gebiet reicht. Die spektrale Intensitätsverteilung dieses Beleuchtungslichts L ist eine Kombination der durch die durchgezogenen Linien gezeigten Gebiete von den spektralen Intensitätsverteilungen Dill bis D113 und D18 gemäß 3(a). Durch Aufnehmen des Gegenstands unter Verwendung dieses Beleuchtungslichts L kann ein normales Farbaufnahmebild erlangt werden.
Insbesondere muss in der normalen Beobachtungsbetriebsart die LED 18 nicht notwendigerweise zur Emission von Licht angesteuert werden. Auch falls die LED 18 nicht angesteuert wird, wird das Beleuchtungslicht L mit einem weiten Wellenlängenband, das von einem blauen bis zu einem roten Gebiet reicht, emittiert. Durch Aufnehmen des Gegenstands unter Verwendung dieses Beleuchtungslichts L kann ein normales Farbaufnahmebild erlangt werden.
Falls das elektronische Endoskopsystem 1 sich in der besonderen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die zweite Lichtquelleneinheit 112 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert, jedoch werden die erste, die dritte und die vierte Lichtquelleneinheit 111, 113 und 114 nicht angesteuert. Dadurch ist die Intensität nahe einer Wellenlänge von 415 nm, die eine Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist, im Vergleich zu der Intensität in den anderen Wellenlängenbändern relativ groß, wodurch ein Aufnahmebild erlangt werden kann, in dem die oberflächlichen Blutgefäße verstärkt wurden. Ebenso enthält das von der zweiten Lichtquelleneinheit 112 emittierte Licht eine Lichtkomponente nahe einer Wellenlänge von 550 nm, die die andere Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist. Daher kann durch ein Ansteuern der zweiten Lichtquelleneinheit 112 zusammen mit der LED 18 die Helligkeit des Aufnahmebildes vergrößert werden, während der Zustand der Verstärkung der oberflächlichen Blutgefäße erhalten bleibt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung weist das elektronische Endoskopsystem 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 und die LED 18 auf. Die Lichtemission der Vielzahl von Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 und der LED 18 wird einzeln entsprechend der Beobachtungsbetriebsart gesteuert. Daher ist es durch Auswählen einer oder mehrerer der Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 und der LED 18, die zur Emission von Licht angesteuert werden sollen, und durch Änderung des Ansteuerstroms der einen oder mehreren ausgewählten möglich, die spektrale Intensitätscharakteristik des Beleuchtungslichts L zu einer umzuschalten, die der verwendeten Beobachtungsbetriebsart entspricht.
Das elektronische Endoskopsystem 1 dieses Ausführungsbeispiel weist ferner eine Doppelbetriebsart als einer Beobachtungsbetriebsart auf, bei der eine Aufnahme durchgeführt wird, während die normale Beobachtungsbetriebsart und die besondere Beobachtungsbetriebsart abwechselnd zueinander umgeschaltet werden können. In der Doppelbetriebsart wird die Beobachtungsbetriebsart abwechselnd zwischen der normalen Beobachtungsbetriebsart und der besonderen Beobachtungsbetriebsart für jedes Einzelbild des Aufnahmebildes umgeschaltet. Daher wird die Emissionssteuerung der Lichtquelleneinheiten 111 bis 114 und der LED 18 für jedes Einzelbild der Aufnahmevorrichtung umgeschaltet. Im Einzelnen wird in der normalen Beobachtungsbetriebsart die vierte Lichtquelleneinheit 114 nicht angesteuert, während die erste bis dritte Lichtquelleneinheit 111 bis 113 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die LED 18 nicht angesteuert. In der besonderen Beobachtungsbetriebsart werden die erste, die dritte und die vierte Lichtquelleneinheit 111, 113 und 114 nicht angesteuert, während die zweite Lichtquelleneinheit 112 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert werden. Das in der normalen Beobachtungsbetriebsart aufgenommene Aufnahmebild (normales Aufnahmebild) und das in der besonderen Beobachtungsbetriebsart aufgenommene Aufnahmebild (besonderes Aufnahmebild) werden in der nachgeschalteten Signalverarbeitungsschaltung 28 verbunden. In dieser Weise werden das normale Aufnahmebild und das besondere Aufnahmebild Seite an Seite auf dem Monitor 300 angezeigt.
Daher sind gemäß einem Ausführungsbeispiel die Lichtquellenansteuerschaltungen 17 und 141 bis 144 dazu eingerichtet, Steuersignale für eine einzelne Steuerung der Lichtemission der LED 18 und der Lichtquellenvorrichtung 201 zu erzeugen. Hinsichtlich dessen umfasst das elektronische Endoskop vorzugsweise die Festkörperabbildungsvorrichtung 14, die dazu eingerichtet ist, ein Bildsignal durch eine Abbildung des Gegenstands mit einer vorbestimmten Einzelbildrate zu erzeugen, und die Lichtquellenansteuerschaltungen 17 und 141 bis 144 sind dazu eingerichtet, das erste Steuersignal, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung 201 zur Emission von Licht ansteuert, und das zweite Steuersignal, das zumindest die LED 18 zur Emission von Licht ansteuert, durch ein abwechselndes Umschalten der Steuersignale für jedes Einzelbild des Bildsignals zu erzeugen.
Insbesondere sind sowohl das von der LED 18 emittierte Licht als auch das von der vierten Lichtquelleneinheit 114 emittierte Licht ein Licht in dem violetten Wellenlängenband. Falls daher der Gegenstand mit Licht in dem violetten Wellenlängenband zu bestrahlen ist, muss lediglich entweder die LED 18 oder die vierte Lichtquelleneinheit 114 Licht emittieren. Falls die vierte Lichtquelleneinheit 114 zur Emission von Licht angesteuert wird, tritt das von der vierten Lichtquelleneinheit 114 emittierte violette LED-Licht durch das LCB 11 zur Bestrahlung des Gegenstands hindurch. Während das LCB 11 eine Charakteristik einer Transmission von sichtbarem Licht aufweist, variiert dessen Transmissionsvermögen mit dem Wellenlängenband: zum Beispiel wird das Transmissionsvermögen umso geringer, je kürzer die Lichtwellenlänge wird. Ebenso weist das LCB 11 eine Form auf, bei dem die Länge von dem Verbindungsabschnitt 102 des elektronischen Endoskops 100 bis zu dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 1 Meter oder mehr beträgt. Unter der Annahme, dass die Lichtmenge des violetten LED-Lichts, das auf das LCB 11 einfällt, 100% ist, wird die Lichtmenge des violetten LED-Lichts, das von dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 ausgegeben wird, durch das LCB 11 auf ungefähr 40% verringert. Dies verringert die Menge des violetten LED-Lichts für eine Bestrahlung des Gegenstands, wodurch sich das Aufnahmebild in einigen Fällen verdunkelt. Falls andererseits die in dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 platzierte LED 18 zur Emission von Licht anstelle der vierten Lichtquelleneinheit 114 angesteuert wird, verursacht das von der LED 18 emittierte violette LED-Licht keinen Verlust einer Lichtmenge aufgrund einer Transmission durch das LCB 11, und somit kann jedes Fehlen der Lichtmenge des violetten LED-Lichts zur Bestrahlung des Gegenstands verhindert werden.
Daher sind gemäß einem Ausführungsbeispiel die Lichtquellenansteuervorrichtungen 17 und 141 bis 144 dazu eingerichtet, Steuersignale für eine einzelne Steuerung der Lichtemission der LED 18 (Lichtemissionsvorrichtung) und der Lichtquelleneinheit 201 entsprechend jeder der Vielzahl von Betriebsarten zu erzeugen: vorzugsweise sind die Lichtquellenansteuerschaltungen 17 und 141 bis 144 dazu eingerichtet, das erste Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung 201 zur Emission von Licht in der ersten Betriebsart ansteuert, und das zweite Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die LED 18 zur Emission von Licht in der zweiten Betriebsart ansteuert, wodurch die Lichtquellen 201 und die LED 18 gesteuert werden.
In dieser Weise ist es möglich, das Problem zu lösen, dass die Menge des Beleuchtungslichts in der zweiten Betriebsart im Vergleich zu der Beleuchtungslichtmenge in der ersten Betriebsart extrem gering wird.
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel die LED 18, die von dem sichtbaren Licht ein Licht in dem violetten Wellenlängenband mit einer vergleichsweise kurzen Wellenlänge emittiert, in dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 platziert, und die Lichtquelleneinheiten 111 bis 113, die den anderen Lichtbereich mit einer relativ langen Wellenlänge emittieren, sind in der Lichtquellenvorrichtung 201 der Verarbeitungseinrichtung 200 platziert. Das LCB 11 weist ein relativ hohes Transmissionsvermögen für blaues Licht, grünes Licht und rotes Licht auf, die längere Wellenlängen als violettes Licht aufweisen. Obwohl die Lichtquelleneinheiten 111 bis 113 in der Lichtquellenvorrichtung 201 platziert sind, tritt daher ein Verlust der Lichtmenge, die von den Lichtquelleneinheiten 111 bis 113 emittiert ist, in dem LCB 11 weniger leicht auf.
Während die Lichtquellenvorrichtung 201 gemäß 2 die vierte Lichtquelleneinheit 114 mit einer violetten LED aufweist, ist das Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht auf diese Konfiguration begrenzt. Falls das elektronische Endoskop 100 die LED 18 aufweist, muss die Lichtquellenvorrichtung 201 nicht notwendigerweise die Lichtquelleneinheit 114 aufweisen. Da jede Art eines elektronischen Endoskops 100 entfernbar mit der Verarbeitungseinrichtung 200 verbunden ist, weist jedoch die Lichtquellenvorrichtung 201 der Verarbeitungseinrichtung 200 vorzugweise die vierte Lichtquelleneinheit 114 für den Fall auf, dass das elektronische Endoskop 100, das keine LED 18 aufweist, mit der Verarbeitungseinrichtung 200 verbunden und verwendet werden kann.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist das elektronische Endoskopsystem 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das elektronische Endoskopsystem 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist dasselbe wie das elektronische Endoskopsystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, dass die Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 201 der Verarbeitungseinrichtung 200 von der des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist.
4 zeigt eine Blockdarstellung der Lichtquellenvorrichtung 201, die in der Verarbeitungseinrichtung 200 des elektronischen Endoskopsystems 1 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst ist. Die Lichtquellenvorrichtung 201 umfasst erste und zweite Lichtquelleneinheiten 211 und 212. Eine Lichtemission der ersten und zweiten Lichtquelleneinheiten 211 und 212 wird mit Steuersignalen einzeln gesteuert, die jeweils durch erste und zweite Lichtquellenansteuerschaltungen 241 und 242 erzeugt sind.
Die erste Lichtquelleneinheit 211 ist eine rotes Licht emittierende Diode (LED), die Licht in dem roten Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 620 bis 680 nm) emittiert. Die zweite Lichtquelleneinheit 212 weist eine blaue LED, die Licht in dem blauen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 430 bis 470 nm) emittiert, und ein Fluoreszenzmaterial auf. Das Fluoreszenzmaterial wird von dem von der blauen LED emittierten blauen LED-Licht zur Emission einer Fluoreszenz in dem grünen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 460 bis 600 nm) angeregt.
Kollimatorlinsen 221 und 222 sind jeweils in der Lichtemissionsrichtung vor den Lichtquelleneinheiten 211 und 212 platziert. Das von der ersten Lichtquelleneinheit 211 emittierte rote LED-Licht wird durch die Kollimatorlinse 221 in paralleles Licht umgewandelt, und fällt auf einen dichroitischen Spiegel 231 ein. Das von der zweiten Lichtquelleneinheit 212 emittierte Licht, d.h., das blaue LED-Licht und die grüne Fluoreszenz, wird durch die Kollimatorlinse 222 in paralleles Licht umgewandelt, und fällt auf den dichroitischen Spiegel 231 ein. Der dichroitische Spiegel 231 verbindet den Lichtpfad des von der ersten Lichtquelleneinheit 211 emittierten Lichts mit dem Lichtpfad des von der zweiten Lichtquelleneinheit 212 emittierten Lichts. Im Einzelnen weist der dichroitische Spiegel 231, der eine Grenzwellenlänge nahe 600 nm aufweist, eine Charakteristik auf, Licht mit einer Wellenlänge größer oder gleich der Grenzwellenlänge zu transmittieren, und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als der Grenzwellenlänge zu reflektieren. Während das von der ersten Lichtquelleneinheit 211 emittierte rote LED-Licht durch den dichroitischen Spiegel 231 hindurchtritt, wird das von der zweiten Lichtquelleneinheit 212 emittierte Licht von dem dichroitischen Spiegel 231 reflektiert. In dieser Weise werden der Lichtpfad des roten LED-Lichts und der Lichtpfad des blauen LED-Lichts und der grünen Fluoreszenz verbunden. Das Licht, dessen Lichtpfade durch den dichroitischen Spiegel 231 verbunden sind, wird von der Lichtquellenvorrichtung 201 als das Beleuchtungslicht L emittiert.
5 zeigt die spektralen Intensitätsverteilungen des Beleuchtungslichts L, das von dem elektronischen Endoskop 100 in den Beobachtungsbetriebsarten emittiert wird: 5(a) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der normalen Beobachtungsbetriebsart (normales Licht), und 5(b) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der besonderen Beobachtungsbetriebsart (besonderes Licht). In den spektralen Intensitätsverteilungen gemäß 5 repräsentiert die x-Achse die Wellenlänge (nm), und die y-Achse repräsentiert die Intensität des Beleuchtungslichts L. Insbesondere zeigt die y-Achse eine normalisierte Intensität, deren Maximalwert 1 ist.
Falls sich das elektronische Endoskopsystem 1 in der normalen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die erste und die zweite Lichtquelleneinheit 211 und 212 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert. In 5(a) sind spektrale Intensitätsverteilungen D211, D212 und D18 von einem Licht gezeigt, das jeweils von der ersten und zweiten Lichtquelleneinheit 211 und 212 sowie der LED 18 emittiert ist. Ebenso ist in 5(a) eine Grenzwellenlänge λ213 des dichroitischen Spiegels 231 durch eine gepunktete Linie gezeigt. Von den spektralen Intensitätsverteilungen gemäß 5(a) sind Gebiete, die durch die durchgezogenen Linien gezeigt sind, Gebiete von Licht, das von dem elektronischen Endoskop 100 emittiert und als das Beleuchtungslicht L verwendet wird.
Die Lichtpfade des von der Lichtquelleneinheit 211 und 212 emittierten Lichts werden durch den dichroitischen Spiegel 231 verbunden, und die LED 18 wird zur Emission von Licht angesteuert, wobei von dem elektronischen Endoskop 100 das Beleuchtungslicht L emittiert wird, das ein von dem Ultraviolettgebiet (einem Teil des Nah-Ultraviolettgebiets) bis zu dem roten Gebiet (normales Licht) reichendes weites Wellenlängenband aufweist. Die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L (normales Licht) ist eine Kombination der Gebiete, die in den spektralen Intensitätsverteilungen D211, D212 und D18 gemäß 5(a) durch die durchgezogenen Linien gezeigt sind. Durch eine Bestrahlung des Gegenstands mit diesem Beleuchtungslicht L kann ein normales Farbaufnahmebild erlangt werden.
Falls sich das elektronische Endoskopsystem 1 in der besonderen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die zweite Lichtquelleneinheit 212 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert, jedoch wird die erste Lichtquelleneinheit 211 nicht angesteuert. Ebenso ist der Ansteuerstrom der zweiten Lichtquelleneinheit 212 derart eingestellt, dass er kleiner als der in der normalen Beobachtungsbetriebsart ist. Dadurch ist die Intensität nahe einer Wellenlänge von 415 nm, die die Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist, von dem Beleuchtungslicht L (besonderes Licht) im Vergleich zu der Intensität in den anderen Wellenlängenbändern relativ hoch, wodurch ein Aufnahmebild erlangt werden kann, in dem oberflächliche Blutgefäße verstärkt wurden. Ebenso enthält das von der zweiten Lichtquelleneinheit 212 emittierte Licht ein Licht nahe einer Wellenlänge von 550 nm, das die andere Spitze des Absorptionsvermögens von Hämoglobin ist. Durch ein Ansteuern der zweiten Lichtquelleneinheit 212 zur Emission von Licht zusammen mit der Lichtquelleneinheit 211 kann daher die Helligkeit des Aufnahmebildes vergrößert werden, während der Zustand der Hervorhebung der oberflächlichen Blutgefäße erhalten werden kann.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist das elektronische Endoskopsystem 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das elektronische Endoskopsystem 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels darin, dass die Lichtquellenvorrichtung 201 ein optisches Filter 351 aufweist, das lediglich Licht in einem bestimmten Wellenlängenband transmittiert.
6 zeigt eine Blockdarstellung der Lichtquellenvorrichtung 201, die in der Verarbeitungseinrichtung 200 des elektronischen Endoskopsystems 1 des dritten Ausführungsbeispiels umfasst ist. Die Lichtquellenvorrichtung 201 umfasst eine Lichtquelleneinheit 311. Eine Lichtemission der Lichtquelleneinheit 311 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das durch eine Lichtquellenansteuerschaltung 341 erzeugt ist. Die Lichtquelleneinheit 311 weist eine blaue LED, die Licht in dem blauen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 430 bis 470 nm) emittiert, und ein Fluoreszenzmaterial auf. Das Fluoreszenzmaterial wird von dem von der blauen LED emittierten blauen LED-Licht zur Emission einer Fluoreszenz in dem grünen Wellenlängenband (z.B. Wellenlängen von 460 bis 600 nm) angeregt. Das blaue LED-Licht und die grüne Fluoreszenz werden von der Lichtquelleneinheit 311 zur Emission eines pseudoweißen Lichts gemischt. Das von der Lichtquelleneinheit 311 emittierte Licht wird durch eine Kollimatorlinse 312 in paralleles Licht umgewandelt.
Die Lichtquellenvorrichtung 201 umfasst ferner ein optisches Filter 351, das in den Lichtpfad des von der Lichtquelleneinheit 311 emittierten Lichts einsetzbar und aus diesem entfernbar ist. Das optische Filter 351 weist eine Filtercharakteristik einer Transmission von Licht lediglich in einem Wellenlängenband nahe 550 nm auf.
7 zeigt die spektralen Intensitätsverteilungen eines Beleuchtungslichts L, das von dem elektronischen Endoskop 100 in den Beobachtungsbetriebsarten emittiert wird: 7(a) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der normalen Beobachtungsbetriebsart (normales Licht), und 7(b) zeigt die spektrale Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts L in der besonderen Beobachtungsbetriebsart (besonderes Licht). Die x-Achse der spektralen Intensitätsverteilungen gemäß 7 repräsentiert die Wellenlänge (nm), und die y-Achse repräsentiert die Intensität des Beleuchtungslichts L. Insbesondere zeigt die y-Achse eine normalisierte Intensität, bei der der Maximalwert 1 ist.
Falls das elektronische Endoskopsystem 1 sich in der normalen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die Lichtquelleneinheit 311 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert, und das optische Filter 351 ist aus dem Lichtpfad entfernt. Eine spektrale Intensitätsverteilung 311 des von der Lichtquelleneinheit 311 emittierten Lichts weist Spitzen bei Wellenlängen von ungefähr 450 nm und ungefähr 550 nm auf. Die zwei Spitzen sind Spitzen der spektralen Intensitätsverteilungen des blauen LED-Lichts und der grünen Fluoreszenz. Eine spektrale Intensitätsverteilung D18 des von der LED 18 emittierten Lichts weist eine Spitze bei einer Wellenlänge von 415 nm auf.
Falls sich das elektronische Endoskopsystem 1 in der besonderen Beobachtungsbetriebsart befindet, werden die Lichtquelleneinheit 311 und die LED 18 zur Emission von Licht angesteuert. Ebenso ist das optische Filter 351 in den Lichtpfad eingesetzt. Daher ist ein von der Lichtquelleneinheit 311 emittiertes Licht auf ein Licht beschränkt, das lediglich in einem Wellenlängenband nahe 550 nm eine Intensität aufweist. In dieser Weise ist die Intensität nahe einer Wellenlänge von 415 nm und nahe einer Wellenlänge von 550 nm, die die Spitzen des Absorptionsvermögens von Hämoglobin sind, im Vergleich zu der Intensität in den anderen Wellenlängenbändern relativ groß, wodurch ein Aufnahmebild erlangt werden kann, in dem oberflächliche Blutgefäße verstärkt wurden.
Die Lichtquellenvorrichtung 201 ist in der Verarbeitungseinrichtung 200 in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen umfasst. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es ferner bevorzugt, die Lichtquellenvorrichtung 201 in dem elektronischen Endoskop 100 zu platzieren. In diesem Fall kann die Lichtquellenvorrichtung 201 in einem zwischen dem Verbindungsabschnitt 102 und dem Spitzenabschnitt 101A gelegenen Betriebsabschnitt platziert werden, mit dem ein Benutzer das elektronische Endoskop 100 bedient. Ferner fällt in diesem Fall das von der Lichtquellenvorrichtung 201 emittierte Licht (erstes Licht) auf das LCB 11 ein, und wird durch das LCB 11 zu dem Spitzenabschnitt 101A geleitet.
Ferner ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel bevorzugt, die Lichtquellenvorrichtung 201 als eine Komponentenvorrichtung des elektronischen Endoskopsystems 1 getrennt von der Verarbeitungseinrichtung 200 zu platzieren.
Insbesondere ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Lichtquelleneinheit 311 nicht auf eine LED mit einem Fluoreszenzmaterial begrenzt. Beispielsweise kann die Lichtquelleneinheit 311 eine weißes Licht emittierende Leuchte wie etwa eine Xenon-Leuchte sein.
Obgleich veranschaulichende Ausführungsbeispiele der Erfindung vorstehend beschrieben sind, sind die Ausführungsbeispiele der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen begrenzt, sondern es sind verschiedene Abwandlungen innerhalb der technischen Ideen der Erfindung möglich. Beispielsweise sind geeignete Kombinationen der als Veranschaulichung beschriebenen Ausführungsbeispiele in dieser Beschreibung, offensichtliche Ausführungsbeispiele usw., ebenso in den Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst.
Während beispielsweise bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Lichtquelleneinheiten jeweils eine LED aufweisen, ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Eine Laserdiode (LD) kann für jede Lichtquelleneinheit verwendet werden. Ebenso ist es möglich, eine LD anstelle der LED 18 zu verwenden, die in dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 platziert ist.
Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine LED 18 in dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs 101 bereitgestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt. Beispielsweise kann eine Vielzahl von LEDs 18 in dem Spitzenabschnitt 101A des Einführschlauchs 101 platziert sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sollen in diesem Fall die Lichtarten, die von den in dem Spitzenabschnitt 101 platzierten LEDs 18 emittiert werden, vorzugsweise Licht in einem Wellenlängenband sein, für das das Lichttransmissionsvermögen des LCB 11 kleiner oder gleich dem für das von der Lichtquellenvorrichtung 201 emittierte Licht ist, da mit solch einem Licht eine Verringerung einer Lichtmenge wirksam minimiert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: elektronisches Endoskopsystem
11: LCB
12: Lichtverteilungslinse
13: Objektivlinse
14: Festkörperabbildungsbauelement
15: Ansteuersignalverarbeitungsschaltung
16: Speicher
17: Lichtquellenansteuerschaltung
18: LED
19: Lichtverteilungslinse
21: Systemsteuerung
22: Zeitablaufsteuerungseinrichtung
23: Speicher
24: Bedienpaneel
25: Kondensorlinse
26: vorgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung
27: Bildspeicher
28: nachgeschaltete Signalverarbeitungsschaltung
100: elektronisches Endoskop
101: Einführschlauch
101A: Spitzenabschnitt
101B,: 101C Emissionsanschluss
102: Verbindungsabschnitt
111-114: Lichtquelleneinheit
121-124: Kollimatorlinse
131-133: dichroitischer Spiegel
141-144: Lichtquellenansteuerschaltung
200: Verarbeitungseinrichtung
201: Lichtquellenvorrichtung
211, 212: Lichtquelleneinheit
212, 222: Kollimatorlinse
231: dichroitischer Spiegel
241, 242: Lichtquellenansteuerschaltung
311: Lichtquelleneinheit
321: Kollimatorlinse
341: Lichtquellenansteuerschaltung
351: optisches Filter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/108420 [0005]

Claims

Elektronisches Endoskop, mit: einem Einführschlauch, der dazu eingerichtet ist, in eine Körperhöhle eingeführt zu werden, und mit einem Lichtemissionsanschluss an seinem Spitzenabschnitt bereitgestellt ist; einem Lichtleiter, der dazu eingerichtet ist, Licht zu dem Spitzenabschnitt des Einführschlauchs zu leiten, um ein erstes Licht von dem Spitzenabschnitt zu emittieren; und einer Lichtemissionsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein zweites Licht von dem Spitzenabschnitt zu emittieren, wobei das Lichttransmissionsvermögen des Lichtleiters für ein Wellenlängenband des zweiten Lichts kleiner oder gleich dem Transmissionsvermögen für ein Wellenlängenband des ersten Lichts ist, wobei die Lichtpfadlänge des zweiten Lichts von der Lichtemissionsvorrichtung bis zu einem Emissionsanschluss für das zweite Licht, der in dem Spitzenabschnitt platziert ist, kürzer als die Lichtpfadlänge des ersten Lichts in dem Lichtleiter ist.
Elektronisches Endoskop nach Anspruch 1, wobei die Lichtemissionsvorrichtung in dem Spitzenabschnitt platziert.
Elektronisches Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Licht eine Spitzenwellenlänge zwischen einer Wellenlänge von 405 nm und einer Wellenlänge von 425 nm aufweist.
Elektronisches Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Vielzahl von Festkörperlichtemissionsvorrichtungen in dem Spitzenabschnitt platziert sind, und die Lichtemissionsvorrichtung eine der Vielzahl der Festkörperlichtemissionsvorrichtungen ist.
Elektronisches Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Lichtquellenvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein erstes Licht zu dem Lichtleiter zu emittieren.
Elektronisches Endoskopsystem, mit: dem elektronischen Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und einer Verarbeitungseinrichtung eines elektronischen Endoskops, zu dem das elektronische Endoskop abnehmbar verbindbar ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung für das elektronische Endoskop die Lichtquellenvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das erste Licht zu emittieren, und eine Lichtquellenansteuerschaltung umfasst, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zu erzeugen, das eine Lichtemission der Lichtemissionsvorrichtung und der Lichtquellenvorrichtung steuert.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungseinrichtung für das elektronische Endoskop ein optisches Filter aufweist, das in den Lichtpfad des ersten Lichts einsetzbar und aus diesem entfernbar ist.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 7, wobei das optische Filter eine Filtercharakteristik aufweist, von einem sichtbaren Lichtband lediglich Licht in einem grünen Wellenlängenband zu transmittieren.
Elektronisches Endoskopsystem, mit: dem elektronischen Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und einer Lichtquellenvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das erste Licht zu dem Lichtleiter zu emittieren.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das erste Licht eine Wellenlänge umfasst, die länger als das zweite Licht ist.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Lichtquellenvorrichtung eine Vielzahl von Lichtquelleneinheiten umfasst, die dazu eingerichtet sind, Licht in Wellenlängenbändern zu emittieren, die voneinander verschieden sind.
Elektronisches Endoskopsystem nach Anspruch 11, wobei eine der Vielzahl von Lichtquelleneinheiten eine Lichtquelleneinheit ist, die dazu eingerichtet ist, das zweite Licht zu emittieren.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, mit einer Lichtquellenansteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zur einzelnen Ansteuerung einer Lichtemission der Lichtemissionsvorrichtung und der Lichtquellenvorrichtung gemäß jeder einer Vielzahl von Betriebsarten zu erzeugen, wobei die Lichtquellenansteuerschaltung dazu eingerichtet ist, ein erstes Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung zur Emission von Licht in einer ersten Betriebsart ansteuert, und ein zweites Steuersignal zu erzeugen, das zumindest die Lichtemissionsvorrichtung zur Emission von Licht in einer zweiten Betriebsart ansteuert, wodurch die Lichtquellenvorrichtung und die Lichtemissionsvorrichtung gesteuert werden.
Elektronisches Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, mit einer Lichtquellenansteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal zur einzelnen Steuerung einer Lichtemission der Festkörperlichtemissionsvorrichtungen und der Lichtquellenvorrichtung zu erzeugen, wobei das elektronische Endoskop eine Abbildungsvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen Gegenstand mit einer vorbestimmten Einzelbildrate zur Erzeugung eines Bildsignals abzubilden, und die Lichtquellenansteuerschaltung dazu eingerichtet ist, ein erstes Ansteuersignal, das zumindest die Lichtquellenvorrichtung zur Emission von Licht ansteuert, und ein zweites Steuersignal, das zumindest die Lichtemissionsvorrichtung zur Emission von Licht ansteuert, durch ein abwechselndes Umschalten der Steuersignale für jedes Einzelbild des Bildsignals zu erzeugen.