JP2009268617A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 明滅光が人間の目に入る状況ではチョッパの回転周波数を切り替える内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 光源と内視鏡のライトガイドとの間に配置され、通過する照明光を周期的に明滅させる照明光明滅手段と、内視鏡からの信号に基づく第１の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御する制御手段とを備える内視鏡用光源装置であって、さらに、制御手段が、所定の条件が満たされた場合に、第１の周波数とは異なる第２の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、明滅光を供給可能な内視鏡用光源装置に関する。

一般に、患者の体腔内を診断又は治療するための電子内視鏡システムは、先端部に備えられた撮像素子で体腔内を撮像する電子スコープと、電子スコープにより生成された画像信号を処理してモニタに出力するビデオプロセッサと、体腔内の観察部位を照明するための光を電子スコープに供給する光源装置とから構成される。ビデオプロセッサには、光源装置を内蔵しているものもある。このような電子内視鏡システムでは、光源装置からの照明光が電子スコープの先端から体腔内へ向けて照射され、体腔内壁で反射した反射光がＣＣＤなどの撮像素子によって光電変換される。光電変換によって生成された電荷は、画像信号として読み取られて、ビデオプロセッサに転送されてモニタに出力される。

従来、上記の電子内視鏡システムにおいて、動きのある被写体を鮮明に撮像するために、撮像素子のフィールドレートに同期させたオプティカルチョッパ（以下、「チョッパ」という。）を使用して、各フィールドにおける露光時間を短くする手法が知られている。特許文献１には、このような露光時間の調整を行なうために、ライトガイドと光源との間に照明光を明滅させるためのチョッパを備えた電子内視鏡用光源装置が記載されている。特許文献１に記載のチョッパは、開口部と遮光部を有する回転盤を有しており、回転盤が照明光の光路を横断するように配置されている。回転盤が一定の回転速度で回転することにより、照明光が開口部を通過する状態と、遮光部によって遮断される状態とが交互に繰り返される。このため、回転盤を通過する光は、回転盤の回転によって明滅光となる。また、チョッパは電子スコープから転送される画像信号に同期して回転するように制御される。これにより、各フィールドにおける露光時間が一定時間に調節される構成となっている。
特公平６−３８１３４号公報

ところで、近年、電子内視鏡システムで用いられる撮像素子の高画素化、より詳しくはメガピクセル化が進んでいる。高画素数の撮像素子では、撮像の際に電荷を蓄える時間が長く必要になり、それに伴いビデオプロセッサに画像信号を転送する転送レートが低くなる。例えば、電子内視鏡での利用に適した１２０万画素の撮像素子における画像信号の転送レートは３０Ｈｚ程度になる。このような高画素数の撮像素子を備えた電子スコープを使用して明滅光による撮像を行なう場合、光源装置に備えられたチョッパは、電子スコープから転送される画像信号に同期して約３０Ｈｚの周波数で回転し、照明光を明滅させる。

通常、上述のようなチョッパによる明滅光は、電子スコープを体腔内に挿入した状態で体腔内壁に向けて照射されるため、術者や患者の目に入ることは想定されていない。しかしながら、実際には、検査前後に明滅光を放射している状態の電子スコープが検査室内に置かれる場合もあり、明滅光が術者など検査室内にいる人の目に入ることがある。また、その他にも、体腔内から摘出した病巣や検査前の口腔内を観察する際の照明として電子スコープの照明光が利用される場合や、ファイバスコープを光源装置に接続して検査を行なう場合など、直接観察に光源装置からの照明光を使用する場合にも、術者等の目に明滅光が入ることになる。

一般的に人間が連続光として認識する光の周波数は５０Ｈｚ以上とされている。そのため、上記のように３０Ｈｚの周波数で明滅する光は、人間の目にも明滅光として感知される。従って、上記のように明滅光が体腔外に放射される状況では、術者や周囲の人間の目に明滅光が感知され、光のちらつきによる不快感を覚えたり、術者が適切な直接観察を行なえないといった問題が生じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、明滅光が術者等の目に入る状況においては、照明光が明滅する周波数をちらつきが感じない周波数域に切り替えることが可能な内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明により、内視鏡に照明光を供給するための内視鏡用光源装置であって、光源と内視鏡のライトガイドとの間に配置され、通過する照明光を周期的に明滅させる照明光明滅手段と、内視鏡からの信号に基づく第１の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御する制御手段とを有するものが提供される。この内視鏡用光源装置は、制御手段が、所定の条件が満たされた場合に、第１の周波数と異なる第２の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御することを特徴としている。

この場合、第２の周波数は、第１の周波数よりも高い値に設定される。また、第２の周波数は５０Ｈｚ以上であることが好ましい。このような構成により、明滅する照明光が術者や検査室内にいる人の目に入る場合でも、術者等が光のちらつきにより不快感を覚えることがない。明滅光が術者等の目に入る場合としては、例えば明滅する照明光が放射されている状態で内視鏡の先端が体腔外に取り出されて明滅光が処置室内に放出される場合や、電子内視鏡による体腔内の観察の前後に行われる口腔内や取り出した組織の観察に電子内視鏡の照明光を利用する場合、あるいはファイバスコープによる観察を行う場合等がある。

また、第２の周波数は、第１の周波数の整数倍であることが好ましい。これにより、第２の周波数で照明光を明滅した場合でも、各フレームあたりの露光時間は一定となる。このため、第２の周波数で明滅させた照明光を使用して電子内視鏡観察を行っても、ちらつきの無い映像が得られる。

内視鏡用光源装置は、さらに電子内視鏡が接続されたか否かを検出する接続検知手段を有していてもよい。この場合、制御手段が、接続検知手段によって電子内視鏡の接続が検知されない場合に、第２の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御することが好ましい。これにより、例えばファイバスコープが内視鏡用光源装置に接続された場合には、第２の周波数で明滅する照明光がファイバスコープに供給されるため、術者が観察像のちらつきによって不快を感じることなく、快適に観察を行うことができる。

また、接続検知手段がリミットスイッチを有し、リミットスイッチからの信号に基づいて電子内視鏡が接続されたか否かを検知するような構成であってもよい。この構成により、電子内視鏡がリミットスイッチのある電気接続部を介して光源装置に接続されているか否かが判断される。これにより、例えばファイバスコープなどが電気接続部を介さずに接続される場合には、第２の周波数で明滅すべきと判断され、術者が観察像のちらつきによって不快を感じることなく、快適に観察を行うことができる。

また、接続検知手段が、内視鏡用光源装置と内視鏡との通信に基づいて、電子内視鏡が接続されたか否かを検知する構成であってもよい。この場合において、ファイバスコープの多くは通信機能を有さないため、通信が成功したか否かによって、接続された内視鏡が、ファイバスコープのような、照明光が直接人の目に入るように作られた（又は、使用中に照明光が体外に洩れて人の目に入る蓋然性が高い）ものであるか否かを判断することができる。したがって、このような構成によれば、第２の周波数で明滅すべきか否かを、より確実に判断することができる。この場合において、接続検知手段が、電子内視鏡から同期信号を受信したか否かに基づいて、電子内視鏡が接続されたか否かを検知する構成としてもよい。この構成によれば、信号の有無という簡単な判断処理によって第２の周波数で明滅すべきか否かを判断することができる。

内視鏡用光源装置は、ユーザによる操作を受け付ける手動操作部を更に有していてもよい。この場合において、制御手段は、手動操作部がユーザによる操作を受け付けたときに、第２の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御することが好ましい。このような構成により、ユーザ（術者等）が必要とするときに確実に第２の周波数で照明光を明滅させることができる。

内視鏡用光源装置は、電子内視鏡によって撮像された画像の変化を検知する画像変化検知手段を更に有していてもよい。この場合において、制御手段が、画像変化検知手段によって撮像画像の変化が検知されなかった場合に、第２の周波数で照明光を明滅させるように照明光明滅手段を制御する構成が好ましい。このような構成によれば、内視鏡観察の前後に照明光が放射されている状態で電子内視鏡が検査室内等（体腔外）に置かれたときに、不快なちらつき光が検査室内等に放出され続けることが無い。また、この場合において、画像変化検知手段が、電子内視鏡から送信される輝度信号もしくは色差信号に基づいて撮像画像の変化を検知する構成であってもよい。

したがって、本発明によれば、明滅光が術者等の目に入る状況では、照明光が明滅する周波数を不快なちらつきを感じない周波数域に切り替えることが可能な内視鏡用光源装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る内視鏡用光源装置について説明する。

図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１００の構成を示したブロック図である。電子内視鏡システム１００は、患者の体腔内を術者が観察・診断するためのシステムである。電子内視鏡システム１００は、本発明の内視鏡用光源装置を含むプロセッサ１００Ａ、体腔内を撮像するための電子スコープ１００Ｂおよびモニタ１００Ｃを有している。

プロセッサ１００Ａは、システムコントローラ１、タイミングコントローラ２、光源部３、画像処理部４を備えている。システムコントローラ１やタイミングコントローラ２は、プロセッサ１００Ａ本体のみならず、電子内視鏡システム１００全体の駆動制御や同期を図るための回路部である。光源部３は、電子スコープ１００Ｂによる撮像時に体腔内を照明するための照明光を生成する。光源部３にて生成された照明光は、ライトガイド接続部１０２に差し込まれる電子スコープ１００Ｂのライトガイド５へ供給される。画像処理部４は、電子スコープ１００Ｂにより撮像された体腔内の画像に関する信号（画像信号）を、電気接続部１０１を介して電子スコープ１００Ｂから受信し、所定の処理を施してモニタ１００Ｃに出力する。プロセッサ１００Ａは、さらにプロセッサ１００Ａに電子スコープ１００Ｂが接続されているか否かを検知するスコープ検知部１２、後述する回転板３６の回転周波数を切り替えるための周波数切替ボタン１３、および電子スコープ１００Ｂから受信した撮像画像の変化を検知するための画像変化検知部１４を備えている。

電子スコープ１００Ｂは、電気接続部１０１およびライトガイド接続部１０２を介して、プロセッサ１００Ａに着脱自在に接続される。また、電子スコープ１００Ｂは、体腔内に挿入される可撓性の挿入部可撓管を有している。電子スコープ１００Ｂの内部には、光の伝送路である光ファイバ束から成るライトガイド５が延在している。ライトガイド５の挿入部可撓管の先端側には伝送された光を外部（つまり体腔内）に照射するための配光レンズ６が設けられている。また、上記先端には配光レンズ３の他に対物レンズ７が設けられており、その後方に固体撮像素子８が配置されている。電子スコープ１００Ｂは、さらにスイッチ１０、スコープ制御部９およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）１１を有している。

システムコントローラ１の制御の下、光源部３の光源３１から連続光が照射される。光源３１から照射された連続光の光路中には、回転板３６が配設されている。図２は、回転板３６を拡大して示した図である。図２（ａ）は回転板３６の正面図であり、図２（ｂ）は回転板３６の側面図である。回転板３６は、回転軸３６ａを中心とした円盤形状を有している。回転板３６は、開口部３６ｂと遮光部３６ｃを有している。

光源３１から放射された連続光は、回転板３６の開口部３６ｂが光路中にあるときのみライトガイド５の一端に入射し、遮光部３６ｃが光路中にあるときは遮光部３６ｃによって遮られるため回転板３６を通過することができない。つまり、光源３１から照射された連続光は、回転板３６が回転することにより、周期的に点滅を繰り返す間欠的な照明光（明滅光）に変換される。なお、このように連続光を明滅光に変換する手段は、本実施形態のような回転板式のオプティカルチョッパに限定されない。例えば、回転するミラーを有する反射型のものや、液晶セルやカーセル等の電気光学効果を利用したシャッター、あるいはファラデー効果や磁気カー効果等の磁気光学効果を利用したシャッター等を照明光を明滅する手段として使用してもよい。

回転板３６は、モータ制御部３２によって駆動制御される。具体的には、回転板３６は、モータ制御部３２がドライバ３３を介してモータ３４を駆動することにより回転する。回転板３６には、エンコーダ３５が取り付けられている。エンコーダ３５は、図示しないセンサ部を有しており、回転板３６に設けられた図示しない凸部がセンサ部を横切るたびにパルスを出力する。モータ制御部３２による回転板３６の制御については、後で詳述する。

回転板３６によって明滅された照明光は、電子スコープ１００Ｂのライトガイド５内を伝播し、配光レンズ６を介して、挿入部可撓管の先端から射出される。体腔内の生体組織で反射した明滅光は、対物レンズ７を介して固体撮像素子８に入射する。固体撮像素子８は、入射する光に応じた電荷を蓄積しつつ、システムコントローラ１の制御の下、定期的に電荷の掃捨、転送を繰り返す。なお、ここで掃捨とは蓄積した電荷を廃棄し画像生成には用いない処理を意味する。転送とは蓄積した電荷を画像信号として出力する処理を意味する。

固体撮像素子８から出力された画像信号は、ＤＳＰ１１に入力される。ＤＳＰ１１は、電子スコープ１００Ｂとプロセッサ１００Ａとの間で信号の整合性をとるため、画像信号に所定の処理を施す。ここでいう所定の処理には、例えば、画像信号のダイナミックレンジを所定の範囲に制限するクリッピング処理、輝度の階調特性や色再現性が適切になるようにγ（ガンマ）特性を補正するガンマ補正処理等が含まれる。固体撮像素子８から出力された画像信号は、ＤＳＰ１１にてこれらの処理を施されることにより、プロセッサ１００Ａの入力仕様を満たすように変換される。

具体的には、固体撮像素子８からの画像信号は、ＤＳＰ１１によりサンプリング、色分離されて輝度信号Ｙ、および色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換される。そして、各信号Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、プロセッサ１００Ａに出力される。

ＤＳＰ１１から出力された各信号Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、プロセッサ１００Ａの画像処理部４に入力される。画像処理部４は、入力した各信号Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに所定の処理を施し、モニタ１００Ｃの入力規格に適合する映像信号に変換して、モニタ１００Ｃに出力する。モニタ１００Ｃは、入力された映像信号に対応する画像を表示する。

以下、本発明の特徴である、回転板３６の回転周波数を制御するモータ制御部３２の制御処理について詳述する。図３は、モータ制御部の構成を示す図である。図３に示されるように、モータ制御部３２は、位相比較部３２ａと、速度比較部３２ｂと、制御切替部３２ｃとから構成される。位相比較部３２ａには、エンコーダ３５から回転板３６の回転に応じて出力されるパルスと、電子スコープ１００Ｂから送信される同期信号とが入力される。この同期信号とは、ＤＳＰ１１から、プロセッサ１００Ａに画像信号が転送される際の転送パルスに同期した信号である。本実施形態では、１００万画素以上の撮像素子を備えた電子スコープにおける画像信号の転送パルスに同期した３０Ｈｚの周波数で同期信号が送信される。位相比較部３２ａは、入力された同期信号とパルスの位相とを比較し、位相差をなくすように回転板３６の回転動作を制御する。これにより、回転板３６は、電子スコープ１００Ｂの同期信号と同期して回転する。

また、速度比較部３２ｂには、エンコーダ３５から回転板３６の回転に応じて出力されるパルスと、システムコントローラ１の図示しないメモリに記憶されている周波数指示値とが入力される。本実施形態では、周波数指示値は５０Ｈｚ以上に設定されている。これは、人間が連続光として感知することができる光の明滅する周波数が凡そ５０Ｈｚ以上であることを考慮して設定されたものである。すなわち、周波数指示値は、電子スコープ１００Ｂの同期信号よりも高い周波数に設定される。速度比較部３２ｂでは、エンコーダ３５からのパルスに基づいて算出された回転板３６の回転速度と、周波数指示値に基づいて算出された速度とを比較し、両者の速度差をなくすように、回転板３６の回転動作を制御する。これにより回転板３６は、予め設定された周波数指示値に基づいた速度で回転する。

制御切替部３２ｃは、位相比較部３２ａおよび速度比較部３２ｂのいずれによってモータドライバ３３を制御するかを切り替えるものである。この切替えは、システムコントローラ１から出力される切替信号に基づいて行なわれる。

次に、システムコントローラ１によって出力される切替信号の生成を含む明滅周波数切り替え処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。本実施形態では、プロセッサ１００Ａに電子スコープ以外が接続されている場合、術者によって手動で周波数の切り替えが指示された場合、または電子スコープの撮像画像の変化が検知されない場合に、電子スコープによる体腔内観察は行われていないとみなし、回転板３６を５０Ｈｚ以上の周波数で回転するように制御が行われる。また、本処理は、システムコントローラ１によって実行され、プロセッサ１００Ａの電源がＯＮになったときに開始される。

まず、Ｓ１にて、電子スコープの接続有無を表すパラメータＮについて、初期設定値として０が入力される。なお、Ｎ＝１は電子スコープが接続されていることを示し、Ｎ＝０は電子スコープが接続されていないことを示す。次に、Ｓ２にて、プロセッサ１００Ａに電子スコープが接続されているか否かが確認される。本実施形態では、電気接続部１０１の接続状態等を検知することで、電子スコープが接続されているか否かが判断される。具体的には、プロセッサ１００Ａの電気接続部１０１に何も電気的に接続されていない場合に、電子スコープ以外の内視鏡（例えば、ファイバスコープなど）がライトガイド接続部５のみを介して接続されていると判断する。

図５は、スコープ検知部１２にて行なわれる具体的な電子スコープの接続検知処理（図４における処理Ｓ２）を示すフローチャートである。まず、Ｓ１１にて、プロセッサ１００Ａに備えられたリミットスイッチ１５の状況を確認する（図１）。リミットスイッチ１５は、電気接続部１０１のコネクタ挿通孔の内側に設けられた機械式のスイッチである。リミットスイッチ１５は、電子スコープ１００Ｂのコネクタがコネクタ挿通孔に挿入された場合にはＯＮ状態であることを示す信号をプロセッサ１００Ａに送信し、コネクタ挿通孔に何も挿入されていない場合はＯＦＦ状態であることを示す信号をプロセッサ１００Ａに送信する。

リミットスイッチ１５からの信号に基づき、リミットスイッチ１５がＯＦＦ状態であると判断された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、電子スコープが接続されていないと判断され、処理はＳ１２に進み、Ｎの値に０が入力されて本処理Ｓ２が終了する。一方、リミットスイッチ１５がＯＮ状態であると判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理はＳ１３へ進み、スコープ制御部９との通信が行なわれる。

ここでの通信とは、システムコントローラ１とスコープ制御部９との間で電子スコープ１００Ｂのシリアルナンバーなどの内視鏡識別データに関するやり取りを行なうことである。続くＳ１４では、スコープ制御部９との通信が成功したか否かが判断される。ここで、通信の成功とは、ただ単純に内視鏡識別データに関するやりとりが実行されただけでなく、システムコントローラ１が該識別データに基づき本実施形態の明滅周波数切替処理に好適な電子スコープ（例えばメガピクセル内視鏡）が接続されていると判断したことも含む。通信が成功した場合は（Ｓ１４：ＹＥＳ）、明滅周波数切替処理に好適な電子スコープが接続されていると判断され、Ｎに１が入力される（Ｓ１５）。一方、通信が成功しなかった場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、明滅周波数切替処理に好適な電子スコープは接続されていないと判断されて、処理はＳ１２に進み、Ｎに０が入力される。Ｓ１５およびＳ１２の処理が行なわれると、処理Ｓ２は終了する。なお、以下の本文では、説明の簡略化のため、特段の断りが無い限りは、明滅周波数切替処理に好適な電子スコープを単純に電子スコープと記す。

図４に戻って、次にＳ３において、Ｎ＝１、すなわち電子スコープ１００Ｂが接続されていると判断された場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４の処理へ進む。一方、Ｓ３において、Ｎ＝０、すなわち電子スコープ１００Ｂが接続されていないと判断された場合は（Ｓ３：ＮＯ）、システムコントローラ１は、周波数指示値に基づいて回転板３６を制御するように指示する切替信号を生成し、モータ制御部３２へ出力する（Ｓ８）。

これにより、例えば、ファイバスコープなどで直接観察が行なわれる等、プロセッサ１００Ａの照明光が術者の目に入る場合には、自動的に回転板３６の回転周波数が５０Ｈｚ以上になるよう制御される。

Ｓ４では、周波数切替ボタン１３がＯＮか否かが判断される。周波数切替ボタン１３は、図１に示すようにプロセッサ１００Ａの外装に備えられた図示しないフロントパネルに設けられている。もしくは、周波数切替ボタン１３は、電子スコープ１００Ｂの把持部（図示なし）に設けられても良い。周波数切替ボタン１３は、術者によって手動でＯＮ／ＯＦＦされるものである。周波数切替ボタン１３がＯＦＦになっていると判断された場合は（Ｓ４：ＮＯ）、Ｓ５の処理へ進む。一方、周波数切替ボタン１３がＯＮになっていると判断された場合は（Ｓ４：ＹＥＳ）、システムコントローラ１は、周波数指示値に基づいて回転板３６を制御するように指示する切替信号を生成し、モータ制御部３２へ出力する（Ｓ８）。

これにより、周波数切替ボタン１３がＯＮになっている場合は、術者により周波数の切替が指示されたと判断して、モータ制御部３２を切り替えるための切替信号を送信する。そのため、術者が体腔内から摘出した病巣や検査前の口腔内などを照らす照明として電子スコープ１００Ｂの照明光を利用するときなどには、術者が周波数切替ボタン１３を手動操作でＯＮにすることにより、回転板３６の回転周波数が５０Ｈｚ以上となり、ちらつきの無い照明光がスコープの先端から放射になるよう制御される。

次に、Ｓ５では、電子スコープ１００Ｂから送られる撮像画像に変化があるか否かが判断される。この画像変化検知処理は、電子スコープ１００Ｂが内視鏡観察に使用されている状態にあるか、または観察に使用されず検査室内などに置かれている状態にあるかを判別するために行なわれる。図６は、電子スコープ１００Ｂによって撮像された画像の変化を検知する画像変化検知部１４で行なわれる画像変化検知処理（図４におけるＳ５）を表すフローチャートである。本実施形態では、電子スコープ１００Ｂによって撮像される画像の変化は、電子スコープ１００Ｂから送信される輝度信号Ｙに基づいて判断される。まず、本処理が開始されると、ＤＳＰ１１から転送される１フィールドの輝度信号Ｙ１を取得する（Ｓ５１）。そして次のフィールドの信号が送信されるまで待機する（Ｓ５２）。その後、ＤＳＰ１１から次のフィールドの画像信号が転送されると、そのフィールドの輝度信号Ｙ２を取得する（Ｓ５３）。

そして、続くＳ５４にて、輝度信号Ｙ１とＹ２の輝度レベルを比較して差分値を算出する。次に、Ｓ５４にて算出された差分値が、予め定められた閾値以上であるか否かが判断される（Ｓ５５）。ここで用いられる閾値は、内視鏡観察のために電子スコープ１００Ｂが操作され、撮像画像に変化が生じていると判断されるフィールド間の輝度レベルの差分値を適宜設定したものである。例えば、電子スコープ１００Ｂを実際に処置中の検査室内に置いた状態で内視鏡の映像を一定時間取得し、取得した映像における隣接フィールド間の輝度レベルの変化量の平均値に標準偏差の２倍（若しくは３倍）を加えた値を上記閾値として設定することができる。

Ｓ５５にて、差分値が閾値より大きい場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）は、電子スコープ１００Ｂで撮像された画像に変化がある（すなわち、電子スコープ１００Ｂが内視鏡観察に使用されている）と判断され、撮像画像の変化を示すパラメータＤの値に１が入力される（Ｓ５６）。一方、差分値が閾値以下の場合（Ｓ５５：ＮＯ）は、電子スコープ１００Ｂで取得された画像に変化がない（すなわち、電子スコープ１００Ｂは内視鏡観察に使用されていない）と判断され、撮像画像の変化を示すパラメータＤの値に０が入力される（Ｓ５７）。Ｓ５６およびＳ５７の処理の後、撮像画像の変化検知処理（Ｓ５）は終了する。

次に、処理は図４のＳ６に移る。Ｓ６において、Ｄ＝１の場合、すなわちＳ５の処理において撮像画像に変化が有るため電子スコープ１００Ｂが内視鏡観察に使用されていると判断された場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理はＳ７へ進む。Ｓ７において、システムコントローラ１は、同期信号に基づいて回転板３６を制御するように指示する切替信号を生成し、モータ制御部３２へ出力する。一方、Ｓ６において、Ｄ＝０の場合、すなわちＳ５の処理において撮像画像に変化が無いため電子スコープ１００Ｂは内視鏡観察に使用されていないと判断された場合は（Ｓ６：ＮＯ）、処理はＳ８へ進む。Ｓ８において、システムコントローラ１は、周波数指示値に基づいて回転板３６を制御するように指示する切替信号を生成し、モータ制御部３２へ出力する。

これにより、電子スコープ１００Ｂが検査前後に照射光を放出した状態で検査室内などに置かれ、術者や検査室内にいる人の目に明滅光が直接入る場合などには、自動的に回転板３６の回転周波数が５０Ｈｚ以上になるよう制御される。

上記処理によってシステムコントローラ１から出力された切替信号に基づいて、モータ制御部３２の制御切替部３２ｃが切り替えられることにより、回転板の回転周波数およびそれにより明滅される明滅光の周波数が切り替えられる。

上述のように、本実施形態におけるプロセッサ１００Ａは、電子スコープが未接続の場合（ファイバスコープが接続されている場合）、術者の手動操作により周波数切替ボタンがＯＮになっている場合、もしくは電子スコープ１００Ｂが撮像する撮像画像の変化が検知されない場合、のそれぞれの場合に、プロセッサ１００Ａから供給される明滅光が人間の目に直接入ると判断し、回転板３６を５０Ｈｚ以上の周波数で回転制御する構成となっている。この構成により、電子スコープ１００Ｂによる内視鏡観察時には、電子スコープ１００Ｂからの画像信号の転送パルスに同期した明滅光が供給され、その一方でファイバスコープ等により直接観察を行なう場合などには、人間が連続光と認識する５０Ｈｚ以上の周波数で明滅する明滅光が供給されるように、回転板３６の回転周波数が適切に切り替えられるようになる。これにより、明滅光が直接人間のみに入る場合でも、ちらつきを感知することなく不快感を防ぐことができる。またさらに、ファイバスコープなどを用いた場合も、ちらつきの無い照明光により適切な直接観察を行なうことができる。

以上が本発明の実施形態であるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。例えば、上記実施形態における光源装置では、電子スコープが未接続の場合、周波数切替ボタンがＯＮになっている場合、および電子スコープ１００Ｂの撮像画像の変化が検知されない場合、のそれぞれを判断する手段を備える構成となっているが、これらの内、少なくとも何れか一つの判断手段を備える構成としても良い。

また、上記実施形態では、電子スコープ１００Ｂの同期信号、もしくはシステムコントローラ１に記憶されている周波数指示値の何れかに基づいて回転板３６を制御することとしているが、電子スコープ１００Ｂがプロセッサ１００Ａに接続されている場合は、電子スコープ１００Ｂからの同期信号の周波数、もしくは同期信号の周波数を整数倍した周波数のいずれかに基づいて回転板３６を制御するようにしても良い。

図７は、上記変形例におけるモータ制御部３２０の構成を示す図である。図７では、図３のモータ制御部３２と比べ、速度比較部３２ｂの代わりに分周器３２ｄを備えている点が異なる。さらに、図７のモータ制御部３２０では、制御切替部３２ｅが、エンコーダ３５から出力されるパルスを位相比較部３２ａに入力させるか、分周器３２ｄからの出力を位相比較部３２ａに入力させるかを切り替えるようになっている。

また、分周器３２ｄは、エンコーダ３５から出力されるパルスの周波数を、１／Ｎの周波数に変換する処理を行なうためのものである。分周器３２ｄにおける分周数Ｎは、任意の整数値に設定される。以下に説明する本発明の変形例においては、分周数Ｎは２に設定されている。

図８は、本変形例における切替信号の生成を含む明滅周波数切り替え処理を説明するフローチャートである。このフローチャートは上記実施形態における図４のフローチャートに対応する。なお、本変形例におけるプロセッサは電子スコープ専用装置を想定する。そのため、電子スコープの接続検知を行わない構成になっている。それにより、図８のフローチャートは、図４のフローチャートと比べて、電子スコープ接続検知に関する処理（Ｓ１〜Ｓ３）を含んでいない点、ならびにＳ１０４及びＳ１０５の処理が異なる。本変形例においても、制御切替部３２ｅの切替は、上記実施形態と同様にシステムコントローラ１からの切替信号によって行なわれる。具体的には、電子スコープを使用した通常の内視鏡観察であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ、かつ、Ｓ１０３：ＹＥＳ）は、エンコーダ３５から出力されるパルスを位相比較部３２ａに入力するよう指示する切替信号が出力される（Ｓ１０４）。一方、直接観察であると判断される等、上記通常の内視鏡観察以外の場合（Ｓ１０１：ＹＥＳまたはＳ１０３：ＮＯ）には、分周器３２ｄの出力を位相比較部３２ａに入力させるように指示する切替部信号が出力される（Ｓ１０５）。

制御切替部３２ｅによって、エンコーダ３５から出力されるパルスが位相比較部３２ａに入力された場合は、図３のモータ制御部３２と同様に、位相比較部３２ａにて電子スコープ１００Ｂからの同期信号と、当該パルスの位相差が比較され、位相差がなくなるように回転板３６の回転が制御される。これにより、通常の体腔内観察の場合は、電子スコープ１００Ｂからの同期信号と同期するように、回転板３６が回転制御される。

一方、切替部３２ｅによって分周器３２ｄからの出力が位相比較部３２ａに入力される場合は、エンコーダ３５から出力されたパルス列は、分周器３２ｄによって１／２の周波数のパルス列に変換された後に、位相比較部３２ａに入力される。そして、この場合も同様に、位相比較部３２ａにおいて、電子スコープ１００Ｂからの同期信号とパルスとの位相差が比較され、位相差がなくなるように回転板３６の回転が制御される。このとき、位相比較部３２ａでは、分周器３２ｄによって実際に回転板３６が回転する周波数（照明光が明滅する周波数）の１／２に相当する周波数のパルス列が同期信号と比較される。このように、同期信号と明滅周波数の１／２のパルス列との位相差が無くなるように制御が行なわれることにより、同期信号の２倍の周波数で回転するように回転板３６が制御されることになる。具体的には、同期信号が３０Ｈｚであった場合は、その２倍の６０Ｈｚで回転するように回転板３６が制御される。

上記変形例においては、通常の体腔内観察時は、電子スコープ１００Ｂからの同期信号に同期した明滅光を供給し、その一方で直接観察などを行なうときには、同期信号の整数倍の周波数（例えば６０Ｈｚ）で明滅する明滅光を供給するように、回転板３６の回転周波数を適切に切り替えることが可能となる。これにより、明滅光が直接人間の目に入る場合も、ちらつきを感知することなく不快感を防ぐことができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態のように、速度比較部を必要としないため、モータ制御部を簡易に構成することが可能となる。

また、上記変形例においては、プロセッサは電子スコープ専用装置であり、電子スコープ１００Ｂがプロセッサ１００Ａに接続されていることを前提として電子スコープ接続検知処理を備えない構成としたが、図７のモータ制御部３２０に図３の速度比較部３２ｂおよび制御切替部３２ｃを追加することで、電子スコープ接続検知処理によって検知される電子スコープ１００Ｂの接続状態によっても、回転板３６の回転周波数を切り替えることが可能となる。

また、その他の変形も可能である。例えば、上記実施形態における電子スコープ１００Ｂの接続は、リミットスイッチの状況およびスコープ制御部９との通信に基づいて検知されている。このように重複して接続判断を行なうことにより、本発明に係る光源装置に好適な電子スコープの接続検知に関する信頼性をより高いものとしている。ただし、本発明に係る内視鏡用光源装置の構成は、これに限定されるものではない。リミットスイッチの状況とスコープ制御部９との通信のいずれか一方のみの判断をもって、接続検知するような構成であっても良い。また、その他にも、例えば、電子スコープ１００Ｂからの同期信号の有無に基づいて電子スコープの接続を検知することも可能である。

また、上記実施形態では、プロセッサ１００Ａのフロントパネルまたは電子スコープ１００Ｂの把持部に周波数切替ボタン１３が設けられ、このボタンを手動操作することで回転板３６の周波数の切替を行っているが、これに限定されるものではなく、フロントパネルに設けられた別の機能を有するボタン（例えばマニュアル調光設定ボタンなど）に周波数の切替機能を同時に割り当てることも可能である。この場合、例えばマニュアル調光設定ボタンに割り当てた場合では、マニュアル調光設定ボタンが操作されると、マニュアル調光設定モードが機能するのと同時に、周波数の切替が指示される。これにより、周波数切替のために別個ボタンを設ける必要がなくなり、部品点数も減少する。

さらに、上記実施形態における電子スコープ１００Ｂの撮像画像の画像変化検知処理では、輝度信号Ｙの輝度レベルに基づいて画像の変化を検知しているが、これに限定されるものではなく、例えば映像信号の色差信号の各種パラメータに基づいて検知するなど、さまざまな方法が適用可能である。例えば、色差信号を利用する場合には、一般に体腔内の観察組織は赤味を有しているため、原色信号に変換した場合に赤色が強くなる（すなわち、色差信号Ｒ−Ｙが大きい）画像信号が電子スコープから出力されている場合に電子スコープによる内視鏡観察が行なわれていると判断するような構成にしてもよい。

さらに、検査室内（体腔外）に電子スコープが置かれる場合は、電子スコープの画像には交流電源（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）に同期して明滅する室内照明光によって照明された像（又は結像しない単なる明暗）が写し出される。このことを利用し、電子スコープの画像から、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚで明滅する室内照明光を検出することによって、電子スコープが体腔内に入れられて通常の内視鏡観察が行なわれているか、体腔外に出されて室内空間に内視鏡観察用の明滅光を放射しているかを判断することができる。そして、この判断結果に基づいて回転板の明滅速度を制御する構成にしてもよい。具体的には、電子スコープから転送される画像の明るさは、フレームレート（例えば３０Ｈｚ）と蛍光灯の明滅周期（例えば５０Ｈｚ）との差分（２０Ｈｚ）の周波数で明暗が繰り返される（うなり）。この明暗の変化の周波数によって、画像が蛍光等の室内照明によって得られたものであるか否かが判断される。また、この室内照明の検知は、電子スコープ１００Ｂの例えば先端部に上記室内照明光を検知するセンサなどを設け、該センサによる検知結果に基づき電子スコープ１００Ｂが体腔外に出されて室内空間に内視鏡観察用の明滅光を放射しているかを判断しても良い。

本発明に係る電子内視鏡システムの構成図である。 図２（ａ）は、本発明の回転板の拡大正面図であり、図２（ｂ）は本発明の回転板の拡大側面図である。 モータ制御部の構成を示す図である。 明滅周波数切り替え処理を示すフローチャートである。 明滅周波数切り替え処理における電子スコープ接続検知処理を示すフローチャートである。 明滅周波数切り替え処理における撮像画像の変化検知処理を示すフローチャートである。 本発明の変形例におけるモータ制御部の構成を示す図である。 本発明の変形例における明滅周波数切り替え処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ システムコントローラ
２ タイミングコントローラ
３ 光源部
４ 画像処理部
５ ライトガイド
９ スコープ制御部
１１ ＤＳＰ
１２ スコープ検知部
１３ 周波数切替ボタン
１４ 画像変化検知部
１５ リミットスイッチ
３１ 光源
３２ モータ制御部
３３ モータドライバ
３４ モータ
３５ エンコーダ
３６ 回転板
１００ 電子内視鏡システム
１００Ａ プロセッサ
１００Ｂ 電子スコープ
１００Ｃ モニタ

Claims (12)

1. 内視鏡に照明光を供給するための内視鏡用光源装置であって、
   光源と前記内視鏡のライトガイドとの間に配置され、通過する前記照明光を周期的に明滅させる照明光明滅手段と、
   前記内視鏡からの信号に基づく第１の周波数で照明光を明滅させるように前記照明光明滅手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、所定の条件が満たされた場合に、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で照明光を明滅させるように前記照明光明滅手段を制御することを特徴とする、内視鏡用光源装置。
2. 前記第２の周波数が前記第１の周波数よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記第２の周波数が５０Ｈｚ以上であることを特徴とする、請求項１もしくは２に記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記第２の周波数が前記第１の周波数の整数倍であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
5. 前記内視鏡用光源装置は、
   電子内視鏡が接続されたか否かを検出する接続検知手段を更に有し、
   前記制御手段が、前記接続検知手段によって電子内視鏡の接続が検知されない場合に、前記第２の周波数で照明光を明滅させるように前記照明光明滅手段を制御することを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の内視鏡用光源装置。
6. 前記接続検知手段が、リミットスイッチを有し、該リミットスイッチからの信号に基づいて電子内視鏡が接続されたか否かを検知することを特徴とする、請求項５に記載の内視鏡用光源装置。
7. 前記接続検知手段が、前記内視鏡用光源装置と前記内視鏡との通信に基づいて、電子内視鏡が接続されたか否かを検知することを特徴とする、請求項５又は６に記載の内視鏡用光源装置。
8. 前記接続検知手段が、前記内視鏡から同期信号を受信したか否かに基づいて、電子内視鏡が接続されたか否かを検知することを特徴とする、請求項７に記載の内視鏡用光源装置。
9. 前記内視鏡用光源装置は、
   該内視鏡用光源装置のユーザによる操作を受け付ける手動操作部を更に有し、
   前記制御手段が、前記手動操作部が前記ユーザによる操作を受け付けたときに、前記第２の周波数で照明光を明滅させるように前記照明光明滅手段を制御することを特徴とする、請求項１から８の何れかに記載の内視鏡用光源装置。
10. 前記内視鏡用光源装置は、
    電子内視鏡によって撮像された画像の変化を検知する画像変化検知手段を更に有し、
    前記制御手段が、前記画像変化検知手段によって前記画像の変化が検知されなかった場合に、前記第２の周波数で照明光を明滅させるように前記照明光明滅手段を制御することを特徴とする、請求項１から９の何れかに記載の内視鏡用光源装置。
11. 前記画像変化検知手段が、前記電子内視鏡から送信される輝度信号に基づき、前記画像の変化を検知することを特徴とする、請求項１０に記載の内視鏡用光源装置。
12. 前記画像変化検知手段が、前記電子内視鏡から送信される色差信号に基づき、前記画像の変化を検知することを特徴とする、請求項１０に記載の内視鏡用光源装置。

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