JP2008188229A - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作者による移動や外部から受ける振動あるいは姿勢変更等が生じても、高精度に分光特性を制御して、所望の観察画像を取得することを可能とする。
【解決手段】生体の体腔内に少なくとも一部が挿入され、該体腔内の撮影対象Ａの画像を取得する内視鏡システムであって、間隔を空けて対向する２つの光学基板１３ａ，１３ｂと、入力される駆動信号に応じて２つの光学基板１３ａ，１３ｂの間隔を変化させるアクチュエータ１３ｃと、２つの光学基板１３ａ，１３ｂに固定され、光学基板１３ａ，１３ｂの間隔を検出するセンサ１６と、光学基板１３ａ，１３ｂの近傍に配置され、センサ１６からの出力が入力され、能動素子を含みセンサ１６の出力に対応する電気信号を出力する電気回路１７と、該電気回路１７と各センサ１６とを接続する電気配線２４を、これら電気回路１７とセンサ１６との間のいずれかの位置において固定する固定部２５とを備える内視鏡システムを提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内視鏡システムに関するものである。

内視鏡先端の撮像光学系または照明光学系の少なくとも一方に、複数の光学基板の間隔をピエゾ素子からなる駆動手段により可変としたエタロン素子を配置して、観察光または照明光の波長特性を変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に開示された技術を用いることにより生体等の分光情報を取得することができる。特許文献１に開示されているエタロン素子は、２以上の光学基板間にこれらの光学基板の間隔を変化させるピエゾ素子からなる駆動手段を備えている。

特許第２８０２０６１号明細書

しかしながら、特許文献１の内視鏡においては、２つの光学基板に面間隔を検出するためのセンサが配置されておらず、高精度の分光特性制御を行うことができないという不都合がある。また仮に、センサが備えられている装置を仮定した場合、特に内視鏡などの可搬型分光装置では、操作者による挿入部の移動や体腔から受ける振動あるいは患者の姿勢変更等によりセンサに接続する電気配線の位置が変動し、センサからの信号にノイズや変動（ドリフトなど）が発生する可能性がある。そして、センサからの信号にノイズや変動が発生すると高精度の信号検出が困難になり、分光特性の制御を高精度に行うことができないという不都合がある。

すなわち、電界または磁界を利用して複数の光学基板の面間隔を検出するセンサの出力に基づいて当該光学基板の面間隔を制御する可変型エタロン分光素子においては、当該エタロン分光素子を含む装置全体の動きに伴って当該センサからの電気配線に作用する外力（振動等）が発生し、それによって発生する当該電気配線の変位が当該光学基板の面間隔の検出精度に悪影響を与える可能性がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、操作者による移動や外部から受ける振動あるいは姿勢変更等が生じても、高精度に分光特性を制御して、所望の観察画像を取得することを可能とする内視鏡システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体の体腔内に少なくとも一部が挿入され、該体腔内の撮影対象の画像を取得する内視鏡システムであって、間隔を空けて対向する２つの光学基板と、入力される駆動信号に応じて前記２つの光学基板の間隔を変化させるアクチュエータと、前記２つの光学基板に固定され、前記光学基板の間隔を検出するセンサと、前記光学基板の近傍に配置され、前記センサからの出力が入力され、能動素子を含み前記センサの出力に対応する電気信号を出力する電気回路と、該電気回路と各センサとを接続する電気配線を、これら電気回路とセンサとの間のいずれかの位置において固定する固定部とを備える内視鏡システムを提供する。

上記発明においては、前記電気回路が、増幅回路を有することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記電気回路が、バッファ回路を有することとしてもよい。

また、上記発明においては、前記センサが、前記２つの光学基板にそれぞれ電極を備え、該電極間の静電容量を検出することにより、２つの光学基板の間隔を検出することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記センサが、前記２つの光学基板の一方に設けられたコイルと他方に設けられた金属板とを備え、前記コイルのインピーダンスを検出することにより、２つの光学基板の間隔を検出することとしてもよい。

また、上記発明においては、前記電気回路が、前記センサの電極間に生じる静電容量を電気信号に変換することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記固定部が、前記電気配線を光学基板に固定していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記固定部が、前記電気配線を固定側の光学基板に固定していることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記固定部が、固定側の光学基板を固定するベース部材に前記電気配線を固定していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記固定部が、前記センサから前記電気回路までの前記電気配線を中継する端子台に、当該電気配線を固定していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記固定部が、前記電気配線を接着剤により固定していることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記固定部が、前記センサからの複数の電気配線を相互に固定していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記固定部が、異なる光学基板に設けられたセンサからの電気配線を相互に固定していることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記固定部が、同一の光学基板に設けられたセンサからの電気配線を相互に固定していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記光学基板、前記アクチュエータおよび前記センサを備える可変分光素子が、前記挿入部の先端部に配置されていることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記光学基板、前記アクチュエータおよび前記センサを備える可変分光素子が、前記挿入部の先端部に対し反対側の基端部に配置されていることとしてもよい。

本発明によれば、操作者による移動や外部から受ける振動あるいは姿勢変更等が生じても、高精度に分光特性を制御して、所望の観察画像を取得することができるという効果を奏する。

以下、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡システム１について、図１〜図６を参照して説明する。
内視鏡システム１は、図１に示されるように、生体の体腔内に挿入される挿入部２と、該挿入部２内に配置される撮像ユニット３と、複数種の光を発する光源ユニット４と、前記撮像ユニット３および光源ユニット４を制御する制御ユニット５と、撮像ユニット３により取得された画像を表示する表示ユニット６とを備えている。

前記挿入部２は、生体の体腔に挿入できる極めて細い外形寸法を有し、その内部に、前記撮像ユニット３と、前記光源ユニット４からの光を先端２ａまで伝播するライトガイド７とを備えている。
前記光源ユニット４は、体腔内の観察対象Ａを照明し、観察対象Ａにおいて反射して戻る反射光を取得するための照明光を発する照明光用光源８と、体腔内の観察対象に照射され、観察対象内に存在する蛍光物質を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する励起光用光源９と、これらの光源８，９を制御する光源制御回路１０とを備えている。

前記照明光用光源８は、例えば、図示しないキセノンランプおよびバンドパスフィルタを組み合わせたもので、バンドパスフィルタの５０％透過域は、４３０〜４６０ｎｍである。すなわち、光源８は、波長帯域４３０〜４６０ｎｍの照明光を発生するようになっている。

前記励起光用光源９は、例えば、ピーク波長６６０±５ｎｍの励起光を出射する半導体レーザである。この波長の励起光は、Ｃｙ５．５（Ａｍｅｒｓｈａｍ社製）やＡＬＥＸＡＦＬＵＯＲ７００（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ社製）等の蛍光薬剤を励起することができる。
前記光源制御回路１０は、後述するタイミングチャートに従う所定のタイミングで、照明光用光源８と励起光用光源９とを交互に点灯および消灯させるようになっている。

前記撮像ユニット３は、挿入部２の先端部に配置されている。
また、前記撮像ユニット３は、図２に示されるように、観察対象Ａから入射される光を集光するレンズ１１ａ，１１ｂを含む撮像光学系１１と、観察対象Ａから入射されてくる励起光を遮断する励起光カットフィルタ１２と、制御ユニット５の作動により分光特性を変化させられる可変分光素子１３と、撮像光学系１１により集光された光を撮影して電気信号に変換する撮像素子１４と、これらを支持する枠部材１５とを備えている。

可変分光素子１３は、平行間隔をあけて配置され対向面に反射膜が設けられた２枚の円板状の光学基板１３ａ，１３ｂと、該光学基板１３ａ，１３ｂの間隔を変化させるアクチュエータ１３ｃとを備えるエタロン型の光学フィルタである。光学基板１３ａは、前記枠部材１５に直接固定され、光学基板１３ｂは、アクチュエータ１３ｃを介して枠部材１５に取り付けられている。

アクチュエータ１３ｃは積層型の圧電素子であり、光学基板１３ｂの周縁に沿って周方向に等間隔をあけて４カ所に設けられている。
この可変分光素子１３は、アクチュエータ１３ｃの作動により、光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法を変化させ、それによって、軸方向に通過する光の波長帯域を変化させることができるようになっている。

さらに具体的には、可変分光素子１３は、図４に示されるように、１つの固定透過帯域および１つの可変透過帯域の２つの透過帯域を有する透過率波長特性を有している。固定透過帯域は、可変分光素子１３の状態によらず、常に入射光を透過するようになっている。また、可変透過帯域は可変分光素子１３の状態に応じて透過率特性が変化するようになっている。

可変分光素子１３を構成する２つの光学基板１３ａ，１３ｂには、該光学基板１３ａ，１３ｂの間隔を検出するためのセンサ１６が備えられている。センサ１６は、静電容量方式のものであって、光学基板１３ａ，１３ｂの光学有効径外の外周部に、相互に対向する位置にそれぞれ設けられた複数のセンサ電極１６ａ，１６ｂを備えている。センサ電極１６ａ，１６ｂは、光学基板１３ａ，１３ｂの外周部に周方向に沿って等間隔に４箇所配置されている。センサ電極１６ａ，１６ｂとしては金属膜を用いることができる。

静電容量方式は、センサ電極１６ａ，１６ｂ間の静電容量が面間隔に反比例して変化する特性を用いるものである。センサ電極１６ａ，１６ｂには、電気配線２４を介して電気回路１７が接続されている。すなわち、図３に示されるように、撮像ユニット３の可変分光素子１３と同センサ１６用の電気回路１７とが電気的に接続され、該電気回路１７の出力が図１に示される可変分光素子制御回路１９に接続されている。

電気回路１７は、例えば、図６に示されるように、センサ電極１６ａ，１６ｂに交流電流を供給し、光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法に応じて決定されるセンサ電極１６ａ，１６ｂ間の静電容量を電圧信号に変換し、増幅して（電圧Ｖを）出力するようになっている。図６中、符号２２は能動素子であるオペアンプ、符号２３は交流電源である。電気回路１７は、枠部材１５に固定されている。

また、本実施形態においては、各センサ電極１６ａ，１６ｂから引き出された電気配線２４は、電気回路１７との間において固定側の光学基板１３ａに接着剤２５により固定されている。
アクチュエータ１３ｃによる光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法の調整量は微細であり、それに伴うセンサ電極１６ａ，１６ｂ間の静電容量の変動も微小である。このため、センサ電極１６ａ，１６ｂから引き出される電気配線２４間に形成される静電容量（寄生容量）の変動も無視できない。

本実施形態によれば、センサ電極１６ａ，１６ｂから引き出される電気配線２４が接着剤２５により光学基板１３ａに固定されているので、電気配線２４の変位は、光学基板１３ｂの変位に伴う変位のみに止まる。したがって、操作者による挿入部２の移動や体腔から受ける振動、患者の姿勢変更等が生じても、センサ電極１６ａ，１６ｂと電気回路１７との間の電気配線２４が変位しないようになっている。

蛍光観察においては、一般に、得られる蛍光強度が微弱なため、光学系の透過効率は非常に重要になる。エタロン型の可変分光素子１３は、反射膜が平行なときに高い透過率が得られるが、その平行度調整に誤差があると透過率が急激に低下する。したがって、蛍光観察用の撮像ユニット３に用いられる可変分光素子１３としては、間隔を変化させたときの２つの光学基板１３ａ，１３ｂの傾き誤差を調整するために、複数のセンサ１６を備え、複数の駆動自由度を有していることが望ましい。
センサ電極１６ａ，１６ｂからの信号をもとに、アクチュエータ１３ｃへの駆動信号のフィードバック制御を実施することにより、透過率特性の制御において精度を向上させることができる。

本実施形態において、可変分光素子１３は、蛍光薬剤が励起光により励起されることによって発せられる蛍光（薬剤蛍光）の波長を含む波長帯域（例えば、６９０〜７１０ｎｍ）に可変透過帯域を備えている。そして、可変分光素子１３は、制御ユニット５からの制御信号に応じて２つの状態に変化するようになっている。

第１の状態は、可変透過帯域での透過率を５０％以上に増大させ、薬剤蛍光を透過させる状態である。第２の状態は、可変透過帯域での透過率を２０％以下に低下させ、薬剤蛍光を遮断する状態である。
第２の状態は、可変透過帯域の波長域を第１の状態から変化させることによって、薬剤蛍光を遮断してもよい。

固定透過帯域は、例えば、４２０〜５４０ｎｍの範囲に配置され、平均透過率６０％以上に設計されている。
また、固定透過帯域は、照明光に対する反射光の波長を含む波長帯域に位置し、上記第１および第２の状態のいずれの場合においても反射光を撮像素子１４に向けて透過させることができるようになっている。

また、前記励起光カットフィルタ１２は、４２０〜６４０ｎｍの波長帯域で透過率８０％以上、６５０〜６７０ｎｍの波長帯域でＯＤ値４以上（＝透過率１×１０^−４以下）、６９０〜７５０ｎｍの波長帯域で透過率８０％以上である。

前記制御ユニット５は、図１に示されるように、撮像素子１４を駆動制御する撮像素子制御回路１８と、可変分光素子１３を駆動制御する可変分光素子制御回路１９と、撮像素子１４により取得された画像情報を記憶するフレームメモリ２０と、該フレームメモリ２０に記憶された画像情報を処理して表示ユニット６に出力する画像処理回路２１とを備えている。
撮像素子制御回路１８および可変分光素子制御回路１９は、前記光源制御回路１０に接続され、光源制御回路１０による照明光用光源８および励起光用光源９の切り替えに同期して可変分光素子１３および撮像素子１４を駆動制御するようになっている。

具体的には、図５のタイミングチャートに示されるように、光源制御回路１０の作動により、励起光用光源９から励起光が発せられるときには、可変分光素子制御回路１９が、可変分光素子１３を第１の状態として、撮像素子制御回路１８が撮像素子１４から出力される画像情報を第１のフレームメモリ２０ａに出力させるようになっている。また、照明光用光源８から照明光が発せられるときには、可変分光素子制御回路１９が、可変分光素子１３を第２の状態として、撮像素子制御回路１８が撮像素子１４から出力される画像情報を第２のフレームメモリ２０ｂに出力するようになっている。

また、前記画像処理回路２１は、例えば、励起光の照射により得られる蛍光画像情報を第１のフレームメモリ２０ａから受け取って表示ユニット６の第１のチャネルに出力し、照明光の照射により得られる反射光画像情報を第２のフレームメモリ２０ｂから受け取って表示ユニット６の第２のチャネルに出力するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム１を用いて、生体の体腔内の撮影対象Ａを撮像するには、蛍光薬剤を体内に注入するとともに、挿入部２を体腔内に挿入し、その先端２ａを体腔内の撮影対象Ａに対向させる。この状態で、光源ユニット４および制御ユニット５を作動させ、光源制御回路１０の作動により、照明光用光源８および励起光用光源９を交互に作動させて照明光および励起光をそれぞれ発生させる。

光源ユニット４において発生した励起光および照明光は、それぞれライトガイド７を介して挿入部２の先端２ａまで伝播され、挿入部２の先端２ａから撮影対象Ａに向けて照射される。
励起光が撮影対象Ａに照射された場合には、撮影対象Ａに浸透している蛍光薬剤が励起されて蛍光が発せられる。撮影対象Ａから発せられた蛍光は、撮像ユニット３の撮像光学系１１により集光され、励起光カットフィルタ１２を透過し、可変分光素子１３に入射される。

可変分光素子１３は、可変分光素子制御回路１９の作動により励起光用光源９の作動に同期して第１の状態に切り替えられているので、蛍光に対する透過率が増大させられており、入射された蛍光を透過させることができる。この場合に、撮影対象Ａに照射された励起光の一部が、撮影対象Ａにおいて反射され、蛍光とともに撮像ユニット３に入射されるが、撮像ユニット３には励起光カットフィルタ１２が設けられているので、励起光は遮断され、撮像素子１４に入射されることが阻止される。

そして、可変分光素子１３を透過した蛍光は撮像素子１４に入射され、蛍光画像情報が取得される。取得された蛍光画像情報は、第１のフレームメモリ２０ａに記憶され、画像処理回路２１によって、表示ユニット６の第１のチャネルに出力されて表示ユニット６により表示される。

一方、照明光が撮影対象Ａに照射された場合には、撮影対象Ａの表面において照明光が反射され、撮像光学系１１により集光されて励起光カットフィルタ１２を透過し、可変分光素子１３に入射される。照明光の反射光の波長帯域は、可変分光素子１３の固定透過帯域に位置しているので、可変分光素子１３に入射された反射光は全て可変分光素子１３を透過させられる。

そして、可変分光素子１３を透過した反射光は撮像素子１４に入射され、反射光画像情報が取得される。取得された反射光画像情報は、第２のフレームメモリ２０ｂに記憶され、画像処理回路２１によって、表示ユニット６の第２のチャネルに出力されて表示ユニット６により表示される。

この場合に、可変分光素子１３は、可変分光素子制御回路１９の作動により照明光用光源８の作動に同期して第２の状態に切り替えられているので、蛍光に対する透過率が低下させられており、蛍光が入射されても、これを遮断する。これにより、反射光のみが撮像素子１４により撮影される。
このように、本実施形態に係る内視鏡システム１によれば、蛍光画像と反射光画像とを使用者に提供することができる。

この場合において、本実施形態に係る内視鏡システム１によれば、可変分光素子１３にセンサ１６が設けられているので、第１の状態および第２の状態に切り替えられた際に、センサ１６により２枚の光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法が検出され、アクチュエータ１３ｃに加える電圧信号がフィードバック制御される。これにより、光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法が精度よく制御され、高精度に所望の波長帯域の光を分光し、鮮明な蛍光画像および反射光画像を得ることができる。

さらに、本実施形態においては、センサ電極１６ａ，１６ｂから出力されたセンサ電極１６ａ，１６ｂ間の静電容量を示す電気信号が、可変分光素子１３の光学基板１３ｂに固定された電気回路１７により増幅されるとともに出力インピーダンスが低減された後に、挿入部２内を伝送され、挿入部２の基端側から体外の可変分光素子制御回路１９に送られる。したがって、センサ１６により検出された電気信号に対するノイズの混入を低減することができ、光学基板１３ａ，１３ｂの間隔を高精度に検出でき、ひいては可変分光素子１３の分光特性を高精度に制御することができるという効果がある。

また、本実施形態においては、センサ電極１６ａ，１６ｂから引き出された電気配線２４が電気回路１７に接続されるまでの途中位置において固定側の光学基板１３ａに接着剤２５により固定されているので、電気配線２は、光学基板１３ｂが変位することに伴って変位する場合以外に大きく変位することが抑制される。すなわち、電気配線２４によって形成される寄生容量が、アクチュエータ１３ｃによる光学基板１３ａ，１３ｂの相対的な変位とは無関係に変動してしまうことを防止することができる。

したがって、操作者による挿入部２の移動や体腔から受ける振動、患者の姿勢変更等が生じても、電気配線２４が変動せず、これにより、センサ１６により検出される光学基板１３ａ，１３ｂの間隔寸法が変動してしまうことをより確実に防止することができる。
特に、内視鏡検査においては、観察時の進退動作やアングル動作などが必須であり、可変分光素子１３自体が変位させられるのに加えて、拍動等を行う観察対象に挿入部２の少なくとも一部が接触することが多く、観察対象からの振動を受け易いため、本実施形態のようにすることが有利である。

なお、本実施形態に係る内視鏡システム１においては、以下の各種の変形、変更が可能である。
本実施形態においては、各光学基板１３ａ，１３ｂに備えられたセンサ電極１６ａ，１６ｂから引き出された電気配線２４を纏めて固定側の光学基板１３ａに接着剤２５で固定することとした。これに代えて、図７に示されるように、各光学基板１３ａ，１３ｂに設けられたセンサ電極１６ａ，１６ｂから引き出された電気配線２４は、各センサ電極１６ａ，１６ｂが設けられている光学基板１３ａ，１３ｂに接着剤２５により固定することにしてもよい。

また、図８に示されるように、各光学基板１３ａ，１３ｂに周方向に間隔をあけて複数設けられた複数のセンサ電極１６ａ，１６ｂ毎に、固定側の光学基板１３ａに電気配線２４を接着剤２５により固定してもよい。
また、図９に示されるように、固定側の光学基板１３ａを固定する枠部材１５に電気配線２４が接着剤２５により固定されていてもよい。

また、図１０に示されるように、固定側の光学基板１３ａを固定する枠部材１５に固定された端子台２６において電気配線２４を中継することにしてもよい。
また、図１１に示されるように、端子台２６により固定されるまでのセンサ電極１６ａ，１６ｂからの複数の電気配線２４どうしを相互に接着剤２５により固定することにしてもよい。

また、図１２に示されるように、電気配線２４として、絶縁被覆を有するフィーダ線、ツイストペア線あるいはフラットケーブルを採用してもよい。このようにすることによっても、センサ電極１６ａ，１６ｂからの電気配線２４を相互に固定することができる。
また、図１３に示されるように、センサ電極１６ａ，１６ｂから固定側の光学基板１３ａに近接して配置した電気回路１７までの途中位置において、電気配線２４を固定側の光学基板１３ａに接着剤２５により固定することにしてもよい。

また、本実施形態に係る内視鏡システム１においては、反射光画像および薬剤蛍光画像を切り替えて取得する場合について説明したが、これに代えて、反射光画像のみを取得する場合、あるいは自家蛍光画像と薬剤蛍光画像とを切り替えて取得する場合あるいは自家蛍光画像と反射光画像とを切り替えて取得する場合等の他の観察方法に適用することもできる。
また、電気回路１７として静電容量値を電圧値に変換する回路を採用したが、これに代えて、電流値に変換する回路を用いてもよい。

また、本実施形態においては、センサ１６として、静電容量方式を採用したが、これに代えて、例えば、渦電流方式等の他の方式を用いてもよい。ここで、渦電流方式のセンサとは、コイルとコンデンサで構成した共振回路で作った高周波数の磁界により対象物に渦電流を発生させ、この渦電流によって磁界が変化することを利用して変位を測定するものである。コイルと対象物との距離によって決まる磁界の強さをコイルのインピーダンスの変化として検出するもので、一方の光学基板１３ａ（１３ｂ）に金属板を配置し、他方の光学基板１３ｂ（１３ａ）の対向位置にコイルを配置することにより構成される。

また、挿入部２が変形する軟性鏡について説明したが、これに代えて硬性鏡に適用することにしてもよい。また、観察対象Ａとしては生体に限られるものではなく、配管や機械、構造物などの内部を観察対象Ａとする工業用内視鏡にも適用することができる。
また、挿入部２の先端に撮像素子１４を配置した内視鏡システム１を例に挙げて説明したが、これに代えて、図１４に示されるように、挿入部２内にイメージファイバ３０を配置し、挿入部２の基端側に撮像ユニット３１を備えるファイバ型の内視鏡システム３２に適用することにしてもよい。図中、符号３３は対物レンズである。

また、電気回路１７として静電容量を電圧信号として検出して増幅する回路を用いたが、これに限定されるものではなく、増幅機能を有しないバッファ回路を採用してもよい。バッファ回路としては、例えば、ボルテージフォロワ回路が挙げられる。バッファ回路によってもセンサ出力の出力インピーダンスを低下させることができ、耐ノイズ性を向上させることができる。

さらに、図６の電気回路１７を挿入部先端に配置する構成としたが、これに限られるものではなく、オペアンプ２２部分のみを挿入部先端に配置し、交流電源２３を挿入部の外部に配置する構成としてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡システムについて、図１５を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る内視鏡システム１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態における内視鏡システムは、第１の実施形態における内視鏡システム１が、撮像ユニット３に可変分光素子１３を備えていたのに対し、光源ユニット４０の一部に可変分光素子１３を備えている点で相違している。
すなわち、光源ユニット４０は、挿入部２の先端部に配置されている。

光源ユニット４０は、白色光を発生する白色ＬＥＤ（光電変換素子）４１と、２つの光学基板１３ａ，１３ｂおよびアクチュエータ１３ｃからなる可変分光素子１３と、白色ＬＥＤ４１から発せられた白色光を拡散させるレンズ４２と、これらを固定する枠部材１５とを備えている。

アクチュエータ１３ｃは、光学基板１３ｂと枠部材１５との間に配置されている。
また、可変分光素子１３に設けられたセンサ電極１６ａ，１６ｂを有するセンサ１６により検出された静電容量値を電圧信号に変換して増幅する電気回路１７は、枠部材１５に固定されている。これにより、所望の波長帯域の照明光を高い透過率で生体Ａに照射することができ、明るく鮮明な分光画像を取得することが可能となる。

なお、光源ユニット４０においては、単一の白色ＬＥＤ４１を備える場合の他、照明光量の増加および配光特性の向上を図るために、白色ＬＥＤ４１を複数配置することとしてもよい。また、単一の白色ＬＥＤ４１と拡散板とを組み合わせて、光源面積を拡大したものや、ランプなどを用いることとしてもよい。
また、多波長励起の半導体レーザやスーパールミネッセントダイオードなどを用いることもできる。

なお、以上までの実施の形態においては内視鏡システムに可変型エタロン分光素子を適用し、その作用効果を説明していたが、適用例としてはそれに限定されない。例えば、複数の光学基板の面間隔をセンサにより検出し、当該センサの出力に基づいて当該光学基板の面間隔を圧電素子（ＰＺＴ）などアクチュエータにより変化させ、これを制御するエタロン分光素子全般に適用しても効果を奏する。

なぜなら、エタロン分光素子そのものに加わる外部振動は、実施の形態の中で説明したように面間隔検出精度に影響するが、エタロン分光素子そのものも機械的な振動源となり得る。すなわち、エタロン分光素子を構成する光学基板も分光特性を変更するためにアクチュエータで相対的に移動させられるから、光学基板の微小な変位ではあるが、分光素子内部に振動源が存在することになる。
したがって、据え置き型の位置姿勢が変動しない装置に組み込まれたエタロン分光素子においても、この分光素子内部の振動源の影響を抑制し高精度な面間隔の検出を実現するためには、センサからの電気配線を固定することは効果がある。

また、内視鏡以外において、例えば、顕微鏡への適用も考えられる。詳しくは、顕微鏡に搭載された撮像素子の前に上記のようなエタロン分光素子を配置して使用することも考えられる。そのような顕微鏡によって小動物などの生体や生細胞（組織）を観察する場合には、小動物の拍動や培養液の還流装置の振動などが光学基板の面間隔の検出精度に影響することも推測される。したがって、上記のようなエタロン分光素子を搭載した顕微鏡においても実施の形態に記載した内視鏡と同様の効果を期待できる。

以上、実施の形態およびその変形例を説明したが、本明細書には以下の発明も含まれる。
（１）間隔を空けて対向する２つの光学基板と、
入力される駆動信号に応じて前記２つの光学基板の間隔を変化させるアクチュエータと、
前記２つの光学基板に固定され、前記光学基板の間隔を検出するセンサと、
前記光学基板の近傍に配置され、前記センサからの出力が入力され、能動素子を含み前記センサの出力に対応する電気信号を出力する電気回路と、
該電気回路と各センサとを接続する電気配線を、これら電気回路とセンサとの間のいずれかの位置において固定する固定部とを備える可変分光素子。
（２）前記アクチュエータが時分割に前記光学基板の間隔を変化させることにより、異なる波長帯域の２次元の分光画像情報を時分割で取得する（１）に記載の分光素子。
（３）上記（１）に記載の可変分光素子を備える分光装置。

本発明の第１の実施形態に係る内視鏡システムの全体構成を示すブロック図である。 図１の内視鏡システムの撮像ユニットを模式的に示す縦断面図である。 図１の内視鏡システムの撮像ユニット内部の配線接続を説明するブロック図である。 図２の撮像ユニットを構成する可変分光素子の透過率特性を示す図である。 図１の内視鏡システムの動作を説明するタイミングチャートである。 図２の撮像ユニットに備えられる可変分光素子のセンサの信号を増幅する電気回路を示す図である。 図２の撮像ユニットの第１の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第２の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第３の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第４の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第５の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第６の変形例を示す縦断面図である。 図２の撮像ユニットの第７の変形例を示す縦断面図である。 撮像ユニットを挿入部の基端側に配置したファイバ型の内視鏡システムの一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡システムの光源ユニットを模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ 撮影対象
１ 内視鏡システム
２ 挿入部
１３ 可変分光素子
１３ａ，１３ｂ 光学基板
１３ｃ アクチュエータ
１５ 枠部材（ベース部材）
１６ センサ
１６ａ，１６ｂ センサ電極（電極）
１７ 電気回路
２２ オペアンプ（増幅回路）
２４ 電気配線
２５ 接着剤（固定部）

Claims (16)

1. 生体の体腔内に少なくとも一部が挿入され、該体腔内の撮影対象の画像を取得する内視鏡システムであって、
   間隔を空けて対向する２つの光学基板と、
   入力される駆動信号に応じて前記２つの光学基板の間隔を変化させるアクチュエータと、
   前記２つの光学基板に固定され、前記光学基板の間隔を検出するセンサと、
   前記光学基板の近傍に配置され、前記センサからの出力が入力され、能動素子を含み前記センサの出力に対応する電気信号を出力する電気回路と、
   該電気回路と各センサとを接続する電気配線を、これら電気回路とセンサとの間のいずれかの位置において固定する固定部とを備える内視鏡システム。
2. 前記電気回路が、増幅回路を有する請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記電気回路が、バッファ回路を有する請求項１に記載の内視鏡システム。
4. 前記センサが、前記２つの光学基板にそれぞれ電極を備え、該電極間の静電容量を検出することにより、２つの光学基板の間隔を検出する前記請求項１に記載の内視鏡システム。
5. 前記電気回路が、前記センサの電極間に生じる静電容量を電気信号に変換する請求項４に記載の内視鏡システム。
6. 前記センサが、前記２つの光学基板の一方に設けられたコイルと他方に設けられた金属板とを備え、前記コイルのインピーダンスを検出することにより、２つの光学基板の間隔を検出する請求項１に記載の内視鏡システム。
7. 前記固定部が、前記電気配線を光学基板に固定している請求項１に記載の内視鏡システム。
8. 前記固定部が、前記電気配線を固定側の光学基板に固定している請求項７に記載の内視鏡システム。
9. 前記固定部が、固定側の光学基板を固定するベース部材に前記電気配線を固定している請求項１に記載の内視鏡システム。
10. 前記固定部が、前記センサから前記電気回路までの前記電気配線を中継する端子台に、当該電気配線を固定している請求項１に記載の内視鏡システム。
11. 前記固定部が、前記電気配線を接着剤により固定している請求項１に記載の内視鏡システム。
12. 前記固定部が、前記センサからの複数の電気配線を相互に固定している請求項１に記載の内視鏡システム。
13. 前記固定部が、異なる光学基板に設けられたセンサからの電気配線を相互に固定している請求項１２に記載の内視鏡システム。
14. 前記固定部が、同一の光学基板に設けられたセンサからの電気配線を相互に固定している請求項１２に記載の内視鏡システム。
15. 前記光学基板、前記アクチュエータおよび前記センサを備える可変分光素子が、前記挿入部の先端部に配置されている請求項１に記載の内視鏡システム。
16. 前記光学基板、前記アクチュエータおよび前記センサを備える可変分光素子が、前記挿入部の先端部に対し反対側の基端部に配置されている請求項１に記載の内視鏡システム。

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