JP2011217836A

JP2011217836A - Electronic endoscopic system

Info

Publication number: JP2011217836A
Application number: JP2010087829A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Kobayashi; 将太郎小林
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-11-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a suitable image by detecting the shape of the optical fiber of an endoscope.SOLUTION: An electronic endoscopic system includes: a light source for emitting specific light having a wavelength different from that of RGB light; an optical means for applying the specific light, which propagates through a scanning optical fiber to be emitted from the scanning optical fiber, to a plurality of light receiving optical fibers without scanning the surface of an observation object; a light loss part group having light loss parts provided at a plurality of places of the different positions of the different light receiving optical fibers over the range from the leading end sides of a plurality of the light receiving optical fibers to the base end sides thereof; a light receiving part for receiving the specific light; a means for calculating the curvatures of a plurality of the light receiving optical fibers on the basis of the light loss quantities in the light loss parts detected by the light receiving part when a plurality of the light receiving optical fibers are bent; a means for calculating the shape of the scanning optical fiber by successively binding the tangential lines of the operated curvatures at the different positions; a means for specifying the scanning position of the scanning optical fiber and a means for correcting the pixel position of an image signal on the basis of the scanning position.

Description

本発明は、電子内視鏡装置に関連し、詳しくは、極細径の光ファイバの先端を共振させて出射した光により対象物を走査し画像情報を取得する走査型内視鏡において、走査用光ファイバとして使用する走査用光ファイバの外周に配置された受光用光ファイバの曲率を検出し、この検出結果に基づいて走査用光ファイバの走査位置を検出し、検出した走査位置に基づいて正確な画像補正を行う装置に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope apparatus. More specifically, the present invention relates to a scanning endoscope that scans an object with light emitted by resonating the tip of an ultrafine optical fiber and obtains image information. The curvature of the light receiving optical fiber arranged on the outer periphery of the scanning optical fiber used as the optical fiber is detected, the scanning position of the scanning optical fiber is detected based on the detection result, and the accurate scanning is performed based on the detected scanning position. The present invention relates to an apparatus for performing correct image correction.

医師が患者の体腔内を観察するときに使用する装置として一般的に電子内視鏡が知られている。従来の一般的な電子内視鏡の撮像素子には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などが用いられているが、これらの代替となるものとして特許文献１に開示される次世代の撮像システムが提案されている。この撮像システムでは、走査用光ファイバとレーザを用いて観察対象物を走査し、観察対象物のドット毎の色情報を得て画像化する。 An electronic endoscope is generally known as an apparatus used when a doctor observes a body cavity of a patient. Conventional imaging devices for general electronic endoscopes use a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), etc., which are disclosed in Patent Document 1 as an alternative to these. Next-generation imaging systems have been proposed. In this imaging system, an observation object is scanned using a scanning optical fiber and a laser, and color information for each dot of the observation object is obtained and imaged.

特許文献１には、このような撮像システムを用いた従来の走査型内視鏡における、内視鏡挿入部の先端部が示されている。円筒型の圧電素子に走査用光ファイバが挿し通されている。圧電素子には電極が設けられ、この電極によって圧電素子が駆動される。圧電素子は、固定材によって内視鏡挿入部のシース内に固定されているとともに、接着剤によって走査用光ファイバと接合されている。 Patent Document 1 discloses a distal end portion of an endoscope insertion portion in a conventional scanning endoscope using such an imaging system. A scanning optical fiber is inserted through a cylindrical piezoelectric element. The piezoelectric element is provided with an electrode, and the piezoelectric element is driven by the electrode. The piezoelectric element is fixed in the sheath of the endoscope insertion portion by a fixing material, and is joined to the scanning optical fiber by an adhesive.

圧電素子は走査用光ファイバの先端部を共振させ、これによって、走査用光ファイバの先端部が螺旋状に走査され、かかる螺旋状の走査が所定の周期で繰り返される。この所定の周期で走査用光ファイバから出射された光は、光学レンズによって観察対象物に集光され、観察対象物上を上記の走査パターンで走査し、観察対象物からの反射光は、走査用光ファイバを中心として円環状に配置された複数の受光用光ファイバを伝搬してビデオプロセッサ内の受光部に到達する。なお、走査用光ファイバの先端部の螺旋状の走査が所定周期で繰り返し実行され、これにより、フルカラー画像がモニタに表示される技術原理は、特許文献１のみならず、特許文献２や非特許文献１などの技術文献などに記載されており、公の技術となっている。 The piezoelectric element resonates the distal end portion of the scanning optical fiber, whereby the distal end portion of the scanning optical fiber is spirally scanned, and this spiral scanning is repeated at a predetermined cycle. The light emitted from the scanning optical fiber in this predetermined cycle is condensed on the observation object by the optical lens, and the observation object is scanned with the above scanning pattern, and the reflected light from the observation object is scanned. It propagates through a plurality of light receiving optical fibers arranged in an annular shape centering on the optical fiber for use and reaches the light receiving part in the video processor. The technical principle that the spiral scanning of the tip end portion of the scanning optical fiber is repeatedly executed at a predetermined cycle, whereby a full-color image is displayed on the monitor is not only Patent Document 1, but also Patent Document 2 and Non-Patent It is described in technical documents such as Document 1, and is a public technology.

また、図１に示すように、従来では、術者は施術前に内視鏡挿入部１００の先端部をビデオプロセッサに差し込み、走査用光ファイバから出射される光をビデオプロセッサ内の光位置センサ２９に所定時間だけ受光させる。光位置センサ２９は半導体位置検出素子とも呼ばれる光センサである。基本的にはフォトダイオードのような１つの接合面を持つＰＩＮ構造の半導体であって、半導体面上に光が入射すると電荷が発生し、発生した電荷が両端の電極に到達する。到達した電荷の量はスポット光の位置から電極までの距離に反比例することに基づき、受光スポットの位置を算出する。ＣＰＵ２７は、光位置センサ２９から把握される走査用光ファイバからの出射光の受光スポット位置を用いて走査用光ファイバの走査経路などを記憶する。その後、術者は患者の体腔内に内視鏡を挿入して観察を開始する。 Also, as shown in FIG. 1, in the prior art, an operator inserts the distal end portion of the endoscope insertion portion 100 into a video processor before the operation, and transmits the light emitted from the scanning optical fiber to the optical position sensor in the video processor. 29 receives light for a predetermined time. The optical position sensor 29 is an optical sensor also called a semiconductor position detection element. Basically, it is a PIN structure semiconductor such as a photodiode having a single junction surface. When light is incident on the semiconductor surface, a charge is generated, and the generated charge reaches the electrodes at both ends. The position of the light receiving spot is calculated based on the fact that the amount of the electric charge reached is inversely proportional to the distance from the spot light position to the electrode. The CPU 27 stores the scanning path of the scanning optical fiber and the like using the light receiving spot position of the emitted light from the scanning optical fiber grasped from the optical position sensor 29. Thereafter, the operator inserts an endoscope into the body cavity of the patient and starts observation.

観察対象物からの反射光は内視鏡の先端部から受光用光ファイバを伝搬して受光部２４に到達する。受光部２４に到達した光は光電変換され、光電変換された信号に対して増幅、色調整、画素位置補正などのさまざまな処理が施された後に画像信号が生成される。これらの処理において、走査用光ファイバの螺旋走査によって検出される画素信号に応じた画面上での画素位置が定められる。そして、画像信号と画素位置とを関連付けることにより内視鏡が撮像する全体の画像が生成され、生成された画像がモニタに出力される。術者は、このようにして得られた体腔内の映像をモニタ上で観察して検査や施術などを行うことができる。 The reflected light from the observation object propagates from the distal end portion of the endoscope through the light receiving optical fiber and reaches the light receiving portion 24. The light reaching the light receiving unit 24 is photoelectrically converted, and an image signal is generated after various processes such as amplification, color adjustment, and pixel position correction are performed on the photoelectrically converted signal. In these processes, the pixel position on the screen is determined according to the pixel signal detected by the helical scanning of the scanning optical fiber. Then, the entire image captured by the endoscope is generated by associating the image signal with the pixel position, and the generated image is output to the monitor. The surgeon can observe the image in the body cavity obtained in this way on a monitor and perform an examination or a treatment.

米国特許第６，５６３，１０５号明細書US Pat. No. 6,563,105 米国特許第６，８５６，７１２号明細書US Pat. No. 6,856,712

ＳＰＩＥ会報、オプティカルエンジニアリング、２００６年２月、第６０８３巻、シーベルその他「フルカラー走査型ファイバ内視鏡」 Seibel et al. “A full-color scanning fiber endoscope” Proceeding of SPIE, Vol. 6083, Optical Engineering, February, 2006SPIE Bulletin, Optical Engineering, February 2006, Volume 6083, Sebel et al. “A full-color scanning fiber endoscope” Proceeding of SPIE, Vol. 6083, Optical Engineering, February, 2006

ところが、上記の従来の内視鏡では、患者の体腔内の対象物を撮像している間は走査用光ファイバの位置をリアルタイムで把握しているわけではない。このため、温度変化により走査用光ファイバの屈曲状態が変わったり、経年変化により走査用光ファイバの特性が変わったり、走査用光ファイバの先端部の駆動条件が変わったりすると、光位置センサで把握した画素位置と実際に受光している画像情報に対応する画素位置との間にずれが生じる。そのため、画素信号に応じた画面上での画素位置が正確に検出できなくなり、生成される画像が歪むなどの現象が発生してしまう。 However, in the conventional endoscope described above, the position of the scanning optical fiber is not grasped in real time while the object in the body cavity of the patient is imaged. For this reason, the optical position sensor can detect when the bending state of the scanning optical fiber changes due to temperature changes, the characteristics of the scanning optical fiber change due to secular changes, or the driving conditions of the scanning optical fiber change. There is a deviation between the pixel position and the pixel position corresponding to the image information actually received. Therefore, the pixel position on the screen according to the pixel signal cannot be detected accurately, and a phenomenon such as distortion of the generated image occurs.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、電子内視鏡において、既存の構成を大きく変更することなく、リアルタイムで走査用光ファイバの形状を把握して、画素信号に応じた画面上での正確な画素位置を検出し、画像補正を行って歪みのない画像を生成することができる装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is to detect the exact pixel position on the screen according to the pixel signal by grasping the shape of the scanning optical fiber in real time without greatly changing the existing configuration in the electronic endoscope. And providing an apparatus capable of generating an image without distortion by performing image correction.

本発明の一実施形態よれば、圧電素子によって走査用光ファイバの先端部が共振されて走査され、走査が所定の周期で繰り返され、所定の周期で走査用光ファイバから出射されるＲＧＢ光が、光学素子を介して観察対象物上を走査され、観察対象物から反射した反射光は、走査用光ファイバを中心として円環状に配置された第１の複数の受光用光ファイバを伝搬して、ビデオプロセッサ内の第１の受光部に到達し、第１の受光部で光電変換された電気信号を画像処理して画像信号を生成し、モニタに出力する、電子内視鏡装置において、ＲＧＢ光とは異なる波長を有する特定光を発生させる光源と、走査用光ファイバを伝搬して走査用光ファイバから出射される特定光を、観察対象物上を走査させることなく、走査用光ファイバの外周に円環状に配置された第２の複数の受光用光ファイバに入射させる光学手段と、第２の複数の受光用光ファイバのうち１つの受光用光ファイバの外周面と、１つの受光用光ファイバと所定の配置関係にある別の受光用光ファイバの外周面とに、特定光の光量を減少させる光損失部を少なくとも１つずつ走査用光ファイバの長手方向において互いに同位置に設けることによる一対の光損失部群を、第２の複数の受光用光ファイバの先端側から基端側にかけて、異なる受光用光ファイバの異なる位置に設けた複数対の光損失部群と、第２の複数の受光用光ファイバの基端側に設けられる、特定光を受光する第２の受光部と、第２の受光部により検出される光損失部での光損失量に基づいて、複数対の光損失部群が設けられた複数の異なる位置における第２の複数の受光用光ファイバの曲率を求める曲率演算手段と、曲率演算手段によって演算された複数の異なる位置における曲率の接線を順次結ぶことによって、屈曲時の走査用光ファイバの形状を算出する形状演算手段と、走査用光ファイバの形状から走査用光ファイバの走査位置を特定する走査位置特定手段と、走査用光ファイバの走査位置に基づいて画像信号の画素位置を補正する画素位置補正手段とを有する。 According to one embodiment of the present invention, the tip of the scanning optical fiber is resonated and scanned by the piezoelectric element, the scanning is repeated at a predetermined cycle, and the RGB light emitted from the scanning optical fiber at a predetermined cycle is generated. The reflected light that is scanned on the observation object via the optical element and reflected from the observation object propagates through the first plurality of light receiving optical fibers arranged in an annular shape around the scanning optical fiber. In an electronic endoscope apparatus that arrives at a first light receiving unit in a video processor, performs image processing on an electrical signal photoelectrically converted by the first light receiving unit, generates an image signal, and outputs the image signal to a monitor. A light source that generates specific light having a wavelength different from that of light, and specific light that is propagated through the scanning optical fiber and emitted from the scanning optical fiber, without scanning the object to be observed. A ring on the outer circumference Optical means that is incident on the second plurality of light receiving optical fibers disposed on the outer peripheral surface of one of the second plurality of light receiving optical fibers, one light receiving optical fiber, and a predetermined optical fiber. A pair of lights by providing at least one light loss portion for reducing the amount of specific light at the same position in the longitudinal direction of the scanning optical fiber on the outer peripheral surface of another light receiving optical fiber having the arrangement relationship A plurality of pairs of light loss portions provided at different positions of different light receiving optical fibers from the distal end side to the proximal end side of the second plurality of light receiving optical fibers, and the second plurality of light receiving portions. A plurality of pairs of light loss parts provided on the base end side of the optical fiber based on the amount of light loss in the second light receiving part for receiving the specific light and the light loss part detected by the second light receiving part At a plurality of different positions provided with A shape for calculating the shape of the scanning optical fiber at the time of bending by sequentially connecting curvature calculating means for obtaining the curvature of the plurality of light receiving optical fibers and tangents of the curvatures at different positions calculated by the curvature calculating means An arithmetic means, a scanning position specifying means for specifying the scanning position of the scanning optical fiber from the shape of the scanning optical fiber, and a pixel position correcting means for correcting the pixel position of the image signal based on the scanning position of the scanning optical fiber Have

好ましくは、光学手段は、光学素子の１つを形成し、走査用光ファイバの出射端面と対向する面が凹面である光学素子を有し、凹面には、ＲＧＢ光を透過し特定光を反射する反射膜が施されている。このため、特別な光学系を追加することなく、光学素子の表面を加工するだけで特定光を受光用光ファイバに導光することが可能になる。 Preferably, the optical means includes an optical element that forms one of the optical elements and has a concave surface facing the emission end surface of the scanning optical fiber, and the concave surface transmits RGB light and reflects specific light. A reflective film is applied. For this reason, it becomes possible to guide the specific light to the light receiving optical fiber only by processing the surface of the optical element without adding a special optical system.

さらに好ましくは、上記所定の配置関係は、走査用光ファイバの光軸を中心として９０度離れた位置関係である。また、特定光が赤外光である。そして、光損失部は、受光用光ファイバの外周面を研磨やエッチング、切り込みなどの加工方法で形成された欠損部であってもよいし、受光用光ファイバのクラッドの一部に光吸収物質や光透過物質を用いることで形成してもよい。 More preferably, the predetermined positional relationship is a positional relationship that is 90 degrees away from the optical axis of the scanning optical fiber. Further, the specific light is infrared light. The light loss portion may be a defective portion formed by a processing method such as polishing, etching, or cutting the outer peripheral surface of the light receiving optical fiber, or a light absorbing material may be formed on a part of the cladding of the light receiving optical fiber. Alternatively, a light transmitting substance may be used.

本発明の電子内視鏡装置によれば、走査用光ファイバの走査位置をリアルタイムで把握することができる。そして、動作環境の変化により走査用光ファイバの駆動が変化しても、走査位置と受光した光から得られる画像信号とをより正確に対応付けることができるため、撮像画像における画素位置の補正を正確に行って歪みのない画像を生成することができる。したがって、術者はより正確な判断に基づく施術を行うとともに検査時間を短縮することができる。さらに、走査用光ファイバの走査動作を記憶するための光位置センサをビデオプロセッサ内に設ける必要がなくなるため、ビデオプロセッサの小型化や製造コストの低減をもたらすことも期待することができる。 According to the electronic endoscope apparatus of the present invention, the scanning position of the scanning optical fiber can be grasped in real time. Even if the drive of the scanning optical fiber changes due to changes in the operating environment, it is possible to more accurately associate the scanning position with the image signal obtained from the received light. To generate an image without distortion. Therefore, the surgeon can perform a procedure based on a more accurate judgment and reduce the examination time. Furthermore, since it is not necessary to provide an optical position sensor for storing the scanning operation of the scanning optical fiber in the video processor, it can be expected that the video processor is reduced in size and manufacturing cost.

図１は、従来における電子内視鏡装置のビデオプロセッサの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video processor of a conventional electronic endoscope apparatus. 図２は、本発明の実施形態における電子内視鏡装置が設けられる内視鏡挿入部の先端部を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a distal end portion of an endoscope insertion portion in which the electronic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention is provided. 図３は、本発明の実施形態における電子内視鏡装置のビデオプロセッサの構成要素を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing components of the video processor of the electronic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention. 図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態における電子内視鏡装置の走査用光ファイバの先端部と走査用光ファイバを中心としてその外周に円環状に配置された複数の第２の受光用光ファイバとの関係を示す概略断面図である。4 (a) and 4 (b) show a plurality of second optical elements arranged in an annular shape around the distal end of the scanning optical fiber and the scanning optical fiber of the electronic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows the relationship with 2 optical fibers for light reception. 図５（ａ）は、第２の受光用光ファイバ１８_Ｘ１，１８_Ｙ１及び１８_Ｘ２，１８_Ｙ２の光損失部を示す第２の受光用光ファイバの側断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ａ’−Ａ’，Ｂ’−Ｂ’各線に沿って切断した断面図である。FIG. 5A is a side sectional view of the second light receiving optical fiber showing the light loss portion of the second light receiving optical fibers 18 _X1 and 18 _Y1 and 18 _X2 and 18 _Y2 , and FIG. These are sectional drawings cut | disconnected along each line of AA, BB, A'-A ', B'-B' of Fig.5 (a). 図６は、本発明の実施形態における第２の受光用光ファイバの展開図である。FIG. 6 is a development view of the second light receiving optical fiber in the embodiment of the present invention. 図７は、本発明の実施形態における電子内視鏡装置の受光部の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a light receiving unit of the electronic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention. 図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態における電子内視鏡装置の走査用光ファイバの屈曲形状の検出方法を示す概略図である。FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams illustrating a method for detecting the bent shape of the scanning optical fiber of the electronic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention. 図９（ａ）〜（ｄ）は、電子内視鏡の走査用光ファイバにより撮像されるテストチャート及びテストチャートの表示を示す模式図である。FIGS. 9A to 9D are schematic diagrams showing test charts captured by the scanning optical fiber of the electronic endoscope and display of the test charts.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における電子内視鏡装置について説明する。なお、複数の図にまたがって同じ部材を示す場合は同じ番号を付すこととする。また、以下の説明において、各部材の先端とはそれぞれ内視鏡挿入部の先端側の端部を意味し、各部材の基端とはそれぞれ内視鏡挿入部の基端側の端部を意味するものとする。 Hereinafter, an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected, when showing the same member over several figures. In the following description, the distal end of each member means the end portion on the distal end side of the endoscope insertion portion, and the proximal end of each member means the end portion on the proximal end side of the endoscope insertion portion. Shall mean.

図２は、本実施形態の電子内視鏡装置における内視鏡挿入部１００の先端部を示す概略図である。図２に示すように、内視鏡挿入部１００の長手方向にＺ軸を定め、内視鏡挿入部の先端側に向かう方向をＺ軸の正の方向とする。そして、Ｚ軸に垂直な平面をＸＹ直交座標系の平面（ＸＹ平面）とする。紙面に垂直で奥に進む方向をＸ軸の正の方向、紙面上方向をＹ軸の正の方向とする。また、図３は本実施形態の電子内視鏡装置におけるビデオプロセッサ２００の構成要素を示すブロック図である。光源部２２には、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）及び赤外（ＩＲ）の各波長に対応する光を発振するレーザ光源（図示せず）が個別に設けられている。Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長に対応する光は、ダイクロイックミラーなどで構成された光結合器（図示せず）によって結合されＲＧＢ光として、内視鏡挿入部１００内の走査用光ファイバ１７の光源側端面に入射する。また、ＩＲ光はそのまま走査用光ファイバ１７の光源側端面に入射する。なお、光源部２２としては、可視から赤外にわたる広帯域なスーパーコンティニューム光を発振する単一の光源とすることもできる。また、レーザ光源に限らず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いるなど、種々の光源とすることができる。 FIG. 2 is a schematic view showing a distal end portion of the endoscope insertion portion 100 in the electronic endoscope apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the Z axis is defined in the longitudinal direction of the endoscope insertion portion 100, and the direction toward the distal end side of the endoscope insertion portion is defined as the positive direction of the Z axis. A plane perpendicular to the Z axis is defined as a plane (XY plane) in the XY orthogonal coordinate system. The direction perpendicular to the plane of the paper and going backward is the positive direction of the X axis, and the upward direction of the paper is the positive direction of the Y axis. FIG. 3 is a block diagram showing components of the video processor 200 in the electronic endoscope apparatus of the present embodiment. The light source unit 22 is individually provided with a laser light source (not shown) that oscillates light corresponding to each wavelength of red (R), green (G), blue (B), and infrared (IR). . Light corresponding to each of the R, G, and B wavelengths is combined by an optical coupler (not shown) formed of a dichroic mirror or the like, and is converted into RGB light to the scanning optical fiber 17 in the endoscope insertion unit 100. Incident on the light source side end face. Further, the IR light is directly incident on the light source side end face of the scanning optical fiber 17. The light source unit 22 may be a single light source that oscillates a broadband supercontinuum light ranging from visible to infrared. In addition to the laser light source, various light sources such as an LED (Light Emitting Diode) can be used.

走査用光ファイバ１７は、光源側端面に入射したＲＧＢ光及びＩＲ光を走査用光ファイバ先端部１２の出射端まで導光し、対物レンズ群１５に向けて出射する。走査用光ファイバ１７の先端側の中途部は、圧電素子１０及び電極１１などから構成された円筒型あるいは箱型の圧電素子ユニットに挿し通されており、接着剤２０によって圧電素子ユニットの先端と接着固定されている。圧電素子ユニットは固定材１３によってシース１４内に固定されている。電極１１には電線１１ａ〜１１ｄが接続されており、各電線は、内視鏡挿入部１００の基端に設けられたコネクタ２８ａまで延びている。内視鏡側のコネクタ２８ａとビデオプロセッサ２００側のコネクタ２８ｂを接続したときに、各電線は、ビデオプロセッサ２００の駆動部２３内のＸ軸ドライバ（図示せず）又はＹ軸ドライバ（図示せず）に接続される。 The scanning optical fiber 17 guides the RGB light and IR light incident on the light source side end face to the emission end of the scanning optical fiber tip 12 and emits the light toward the objective lens group 15. A midway portion on the distal end side of the scanning optical fiber 17 is inserted into a cylindrical or box-shaped piezoelectric element unit composed of the piezoelectric element 10 and the electrode 11. Bonded and fixed. The piezoelectric element unit is fixed in the sheath 14 by a fixing material 13. Electric wires 11 a to 11 d are connected to the electrode 11, and each electric wire extends to a connector 28 a provided at the proximal end of the endoscope insertion portion 100. When the connector 28a on the endoscope side and the connector 28b on the video processor 200 side are connected, each electric wire is connected to an X-axis driver (not shown) or a Y-axis driver (not shown) in the drive unit 23 of the video processor 200. ).

圧電素子１０は走査用光ファイバ先端部１２を共振させる一対のアクチュエータからなる。アクチュエータは圧電アクチュエータである。Ｘ軸ドライバは、ＣＰＵ２７から送信される駆動制御信号に基づいて一方のアクチュエータに第１の交流電圧を印加する。また、Ｙ軸ドライバは、ＣＰＵ２７から送信される駆動制御信号に基づいて他方のアクチュエータに第１の交流電圧と同一の周波数で位相が直交する第２の交流電圧を印加する。 The piezoelectric element 10 includes a pair of actuators that resonate the scanning optical fiber tip 12. The actuator is a piezoelectric actuator. The X-axis driver applies a first AC voltage to one actuator based on the drive control signal transmitted from the CPU 27. Further, the Y-axis driver applies a second AC voltage whose phase is orthogonal to the other actuator based on the drive control signal transmitted from the CPU 27 at the same frequency as the first AC voltage.

２つのアクチュエータは印加される第１及び第２の交流電圧に応じて振動し、走査用光ファイバ先端部１２のＸ軸方向及びＹ軸方向への共振運動を生じさせる。その結果、走査用光ファイバ先端部１２の出射端は、アクチュエータが発生させるＸ軸方向及びＹ軸方向への運動エネルギーの合成により、ＸＹ平面に近似する面（以後、「ＸＹ近似面」とする）上において内視鏡挿入部１００の中心軸ＡＸを中心とする所定半径の円の軌跡を描く。 The two actuators vibrate according to the applied first and second alternating voltages, and cause the resonance motion of the scanning optical fiber tip 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction. As a result, the exit end of the scanning optical fiber tip 12 is a surface that approximates the XY plane (hereinafter referred to as “XY approximate surface”) by combining the kinetic energy generated by the actuator in the X-axis direction and the Y-axis direction. ) Draw a locus of a circle with a predetermined radius centered on the central axis AX of the endoscope insertion portion 100.

そして、走査用光ファイバ先端部１２の出射端が所定半径の円の軌跡を描いている状態で、アクチュエータへの交流電圧の印加が停止され、走査用光ファイバ先端部１２の共振が減衰する。この減衰により、出射端はＸＹ近似面上において渦巻パターンの軌跡を描きながら中心軸ＡＸに向かい、最終的に中心軸ＡＸ上で停止する。なお、アクチュエータへの交流電圧の印加が停止されてから出射端が中心軸ＡＸ上で停止するまでの期間を渦巻パターン期間と呼ぶ。出射端が中心軸ＡＸ上で停止した後、再びそれぞれのアクチュエータに交流電圧が印加され、出射端は上記所定半径の円の軌跡を描く状態になる。こうして走査用光ファイバ先端部１２は上記動作を繰り返す。 Then, the application of the AC voltage to the actuator is stopped in a state in which the emission end of the scanning optical fiber tip 12 draws a circular locus with a predetermined radius, and the resonance of the scanning optical fiber tip 12 is attenuated. As a result of this attenuation, the exit end moves toward the central axis AX while drawing the locus of the spiral pattern on the XY approximate plane, and finally stops on the central axis AX. A period from when the application of the AC voltage to the actuator is stopped until the emission end stops on the central axis AX is referred to as a spiral pattern period. After the exit end stops on the central axis AX, an AC voltage is applied again to each actuator, and the exit end enters a state of drawing a locus of a circle with the predetermined radius. Thus, the scanning optical fiber tip 12 repeats the above operation.

図４（ａ），（ｂ）は、走査用光ファイバ先端部１２と受光用光ファイバ１８の断面を示す概略図である。説明を簡便にするため、走査用光ファイバ先端部１２は中心軸ＡＸ上で停止しているものとする。したがって、走査用光ファイバ先端部１２の光軸は内視鏡先端部１００の中心軸ＡＸと同一とみなすことができる。また、図５（ａ）は、図４（ａ）における受光用光ファイバ１８_Ｘ１，１８_Ｙ１，１８_Ｘ２，１８_Ｙ２の光損失部を示す側面図である。そして、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ａ’−Ａ’，Ｂ’−Ｂ’の各線に沿ってそれぞれ切断した断面を示す図である。走査用光ファイバ先端部１２の外周には、複数本からなる受光用光ファイバ１８が接着剤によって走査用光ファイバ先端部１２に接着固定されている。１つの受光用光ファイバ１８_Ｘ１には、その外周面上で、中心軸ＡＸと受光用光ファイバ１８_Ｘ１の中心とを結ぶ線上に光損失部４１を設ける。さらに、図５（ａ）に示すように、受光用光ファイバ１８_Ｘ１の軸方向に、光損失部４１と同じ光学特性を有する光損失部４２，４３を順次等間隔で並んで設ける。また、受光用光ファイバ１８_Ｘ１に対して、中心軸ＡＸを中心として９０度離れた位置にある別の受光用光ファイバ１８_Ｙ１にも、受光用光ファイバ１８_Ｘ１に設けられた光損失部４１〜４３と同じ長手方向の位置に、光損失部４１〜４３と同じ光学特性を有する光損失部４４〜４６が設けられている。図５（ａ）から分かるように、光損失部４１〜４３と光損失部４４〜４６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ配置されている。なお、光損失部４１〜４６は、受光用光ファイバ１８_Ｘ１の受光部２４側の端面から光損失部４１〜４３までの各距離と、受光用光ファイバ１８_Ｙ１の受光部２４側の端面から光損失部４４〜４６までの各距離とがそれぞれ等しくなるように設ける。また、光損失部は、たとえばファイバに研磨やエッチング、切り込みなど種々の加工方法によって欠損部を作成したり、クラッドの一部に光吸収物質や光透過物質を用いたりすることで形成される。 FIGS. 4A and 4B are schematic views showing cross sections of the scanning optical fiber tip 12 and the light receiving optical fiber 18. In order to simplify the description, it is assumed that the scanning optical fiber tip 12 is stopped on the central axis AX. Therefore, the optical axis of the scanning optical fiber tip 12 can be regarded as the same as the central axis AX of the endoscope tip 100. FIG. 5A is a side view showing light loss portions of the light receiving optical fibers 18 _X1 , 18 _Y1 , 18 _X2 , and 18 _Y2 in FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along lines AA, BB, A′-A ′, and B′-B ′ in FIG. A plurality of light receiving optical fibers 18 are bonded and fixed to the scanning optical fiber tip 12 with an adhesive on the outer periphery of the scanning optical fiber tip 12. A single light-receiving optical fiber 18 _X1, on its outer circumferential surface, providing an optical loss portion 41 on the line connecting the center of the center axis AX and the light-receiving optical fiber 18 _X1. Further, as shown in FIG. 5A, light loss portions 42 and 43 having the same optical characteristics as the light loss portion 41 are sequentially arranged at equal intervals in the axial direction of the light receiving optical fiber 18 _X1 . Further, another light receiving optical fiber 18 _Y1 located 90 degrees away from the light receiving optical fiber 18 _X1 with the center axis AX as the center is also connected to the light loss portion 41 provided in the light receiving optical fiber 18 _X1. The optical loss portions 44 to 46 having the same optical characteristics as the optical loss portions 41 to 43 are provided at the same longitudinal positions as. As can be seen from FIG. 5A, the light loss portions 41 to 43 and the light loss portions 44 to 46 are arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The light loss portions 41 to 46 are distances from the end surface of the light receiving optical fiber 18 _{X1 on} the light receiving portion 24 side to the light loss portions 41 to 43 and the end surface of the light receiving optical fiber 18 _{Y1 on} the light receiving portion 24 side. The distances from the light loss portions 44 to 46 are set to be equal to each other. In addition, the light loss portion is formed by creating a defect portion by various processing methods such as polishing, etching, and cutting in the fiber, or by using a light absorbing material or a light transmitting material for a part of the cladding.

ここで、１つの受光用光ファイバにおいて、１個又は複数個（本実施形態においては、等間隔で３個）設けた光損失部を１つの群とみなし、これと中心軸ＡＸを中心として９０度離れた位置にある受光用光ファイバに設けられた同様な光損失部群を一対とする。そして、この一対の光損失部群が設けられた位置における受光用光ファイバのＸ軸方向及びＹ軸方向の曲率をそれぞれ検出し、検出されたＸ軸方向及びＹ軸方向の曲率を合成することによって、一対の光損失部群が設けられた位置での受光用光ファイバの曲率が求められる。この一対の光損失部群は、受光用光ファイバの曲率を検出したい位置に設ける必要があるため、受光用光ファイバ１８_Ｘ１に隣接する受光用光ファイバ１８_Ｘ２と受光用光ファイバ１８_Ｙ１に隣接する受光用光ファイバ１８_Ｙ２にも、受光用光ファイバ１８_Ｘ１及び受光用光ファイバ１８_Ｙ１と同様に、光損失部１４１〜１４６が設けられる。光損失部１４１〜１４６の位置は、図５（ａ）から明らかなように光損失部４１〜４６の位置と異なっている。そして、本実施形態においては、先端側から基端側に向けて、同様な一対の光損失部群が順次設けられていくことにより、長手方向においてそれぞれ異なる位置におけるＸ軸方向及びＹ軸方向の曲率を合成した受光用光ファイバの曲率を検出することができる。なお、光損失部は１つの受光用光ファイバ上に１個あれば曲率を検出することができるが、複数個の光損失部を設けることで曲率の検出精度を高めることができる。 Here, in one light-receiving optical fiber, one or a plurality (three in this embodiment, three at equal intervals) of optical loss portions are regarded as one group, and 90 and around the central axis AX. A pair of similar optical loss portions provided in the light receiving optical fiber at a position apart from each other is taken as a pair. Then, the curvatures in the X-axis direction and the Y-axis direction of the light-receiving optical fiber at the position where the pair of optical loss portions are provided are respectively detected, and the detected curvatures in the X-axis direction and the Y-axis direction are synthesized. Thus, the curvature of the light receiving optical fiber at the position where the pair of optical loss portion groups is provided is obtained. The pair of light loss portion group, it is necessary to provide a position to be detected curvature of the light-receiving optical fiber, adjacent to the light-receiving optical fiber 18 _Y1 and the light-receiving optical fiber 18 _X2 adjacent to the light-receiving optical fiber 18 _X1 Similarly to the light receiving optical fiber 18 _X1 and the light receiving optical fiber 18 _Y1 , the light receiving optical fiber 18 _Y2 is also provided with light loss portions 141 to 146. The positions of the light loss portions 141 to 146 are different from the positions of the light loss portions 41 to 46 as is apparent from FIG. In the present embodiment, a similar pair of light loss portions is sequentially provided from the distal end side to the proximal end side, so that the X axis direction and the Y axis direction at different positions in the longitudinal direction can be obtained. It is possible to detect the curvature of the optical fiber for receiving light combining the curvature. Note that the curvature can be detected if there is one light loss part on one light receiving optical fiber, but the accuracy of detecting the curvature can be improved by providing a plurality of light loss parts.

図５（ａ）に示す受光用光ファイバにおいては、光損失部４１，４４，１４１，１４４が設けられている側を先端側、光損失部４３，４６，１４３，１４６が設けられている側を基端側とする。また、便宜上、受光用光ファイバ１８_Ｘ１及び受光用光ファイバ１８_Ｙ１の光損失部４１〜４６が設けられている位置をｚｎ、光損失部１４１〜１４６が設けられている位置をｚｎ−１とする。ｚｎ及びｚｎ−１は、図８（ａ），（ｂ）に示すｚｎ及びｚｎ−１に対応するものである。従って、図５（ａ）には示さないが、図８（ａ）のｚ１からｚ３に示す位置にも、上記のような一対の光損失部群が設けられている。 In the light receiving optical fiber shown in FIG. 5A, the side on which the light loss portions 41, 44, 141, and 144 are provided is the tip side, and the side on which the light loss portions 43, 46, 143, and 146 are provided. Is the proximal side. Further, for convenience, the positions where the light loss portions 41 to 46 of the light receiving optical fiber 18 _X1 and the light receiving optical fiber 18 _Y1 are provided are zn, and the positions where the light loss portions 141 to 146 are provided are zn−1. To do. zn and zn-1 correspond to zn and zn-1 shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Therefore, although not shown in FIG. 5A, the pair of optical loss portions as described above is also provided at the positions indicated by z1 to z3 in FIG. 8A.

また、受光用光ファイバの曲率の検出精度を高めるために、光損失部群を二対設け、位置ｚｋ（ｋは自然数；１≦ｋ≦ｎ）における曲率を２重に測定することもできる。図６は、図４（ａ）に示す受光用光ファイバの長手方向における光損失部群の配置を示す概略図である。図６では、位置ｚｎにて、二対の受光用光ファイバ１８_Ｘ１，１８_Ｙ１と１８_Ｘ４，１８_Ｙ４において、光損失部の配置位置と配置間隔が互いに同じである光損失部群を設けている。すなわち、受光用光ファイバ１８_Ｘ４と１８_Ｙ４において、光損失部２４１〜２４６は、それぞれ光損失部４１〜４６に対応するものであると考えることができる。受光用光ファイバ１８_Ｘ４と１８_Ｙ４の位置関係も、受光用光ファイバ１８_Ｘ１と１８_Ｙ１の位置関係と同様に、受光用光ファイバ１８_Ｙ４は、受光用光ファイバ１８_Ｘ４に対して中心軸ＡＸを中心として９０度離れた位置にある。受光用光ファイバ１８_Ｘ１と１８_Ｙ１と対になる受光用光ファイバは、受光用光ファイバ１８_Ｘ２と１８_Ｙ２や１８_Ｘ３と１８_Ｙ３としてもよい。 Further, in order to improve the accuracy of detecting the curvature of the light receiving optical fiber, two pairs of optical loss portions can be provided, and the curvature at the position zk (k is a natural number; 1 ≦ k ≦ n) can be measured twice. FIG. 6 is a schematic view showing the arrangement of the optical loss portion group in the longitudinal direction of the light receiving optical fiber shown in FIG. In FIG. 6, at the position zn, in the two pairs of light receiving optical fibers 18 _X1 , 18 _Y1 and 18 _X4 , 18 _Y4 , an optical loss unit group in which the arrangement positions and the arrangement intervals of the optical loss units are the same is provided. Yes. That is, in the light receiving optical fibers 18 _X4 and 18 _Y4 , the light loss portions 241 to 246 can be considered to correspond to the light loss portions 41 to 46, respectively. The positional relationship between the light receiving optical fibers 18 _X4 and 18 _{Y4 is the same as} the positional relationship between the light receiving optical fibers 18 _X1 and 18 _Y1 , and the light receiving optical fiber 18 _Y4 has a central axis AX with respect to the light receiving optical fiber 18 _X4 . Is 90 degrees away from the center. The light receiving optical fibers that are paired with the light receiving optical fibers 18 _X1 and 18 _Y1 may be the light receiving optical fibers 18 _X2 and 18 _Y2 or 18 _X3 and 18 _Y3 .

図４（ａ）では、中心軸ＡＸに対して直交する方向にある受光用光ファイバを組として光損失部群を設けているが、図４（ｂ）に示すように、隣り合う受光用光ファイバ、例えば１８_Ｘ１’と１８_Ｙ１’、を組として一方の受光用光ファイバ１８_Ｙ１’にＹ軸方向を向く光損失部を、また他方の受光用光ファイバ１８_Ｘ１’にＸ軸方向を向く光損失部を設け、他の隣り合う受光用光ファイバの組１８_Ｘ２’と１８_Ｙ２’、１８_Ｘ３’と１８_Ｙ３’・・・においても同様に光損失部を設けても、上記説明と同様に受光用光ファイバの長手方向における各位置の曲率を求めることができる。また、受光用光ファイバ１８をシース（図示せず）により被覆して走査用光ファイバと一体化してもよいし、複数のコアを有する光ファイバを用いて走査用光ファイバ及び受光用光ファイバとして機能させてもよい。走査用光ファイバと受光用光ファイバを一体化することにより、光ファイバの駆動を安定させ、より安定した曲率計算を行うことができる。なお、光損失部は、接着剤２０の先端に相当する位置から出射端に至るまでの走査用光ファイバ１７の全長にわたって設けられている。 In FIG. 4A, the optical loss unit group is provided as a set of light receiving optical fibers in a direction orthogonal to the central axis AX. However, as shown in FIG. A pair of fibers, for example, 18 _X1 ′ and 18 _Y1 ′, is directed to one light receiving optical fiber 18 _Y1 ′ with a light loss portion facing the Y-axis direction, and the other light receiving optical fiber 18 _X1 ′ is directed to the X-axis direction. Even if an optical loss part is provided and the optical loss part is similarly provided in the other adjacent optical fiber sets 18 _X2 ′ and 18 _Y2 ′, 18 _X3 ′ and 18 _Y3 ′. In addition, the curvature of each position in the longitudinal direction of the light receiving optical fiber can be obtained. Alternatively, the light receiving optical fiber 18 may be covered with a sheath (not shown) and integrated with the scanning optical fiber, or an optical fiber having a plurality of cores may be used as the scanning optical fiber and the light receiving optical fiber. May function. By integrating the scanning optical fiber and the light receiving optical fiber, it is possible to stabilize the driving of the optical fiber and perform more stable curvature calculation. The light loss portion is provided over the entire length of the scanning optical fiber 17 from the position corresponding to the tip of the adhesive 20 to the emission end.

走査用光ファイバ先端部１２の出射端からはＲＧＢ光とＩＲ光が出射される。出射されたＲＧＢ光は、対物レンズ群１５により集光されて観察対象物上にスポットを形成する。なお、走査用光ファイバ先端部１２の出射端にはコリメートレンズ（図示せず）が取り付けられてもよい。この場合、ＲＧＢ光は、出射端から平行光として出射されて対物レンズ群１５を介して観察対象物上にスポットを形成する。スポットは、一枚の画像を得るために観察対象物上に渦巻パターンを描くように形成される。渦巻パターンの間隔は、走査用光ファイバ先端部１２の出射端の運動速度や各光源の変調周波数などに依存して決まる。 RGB light and IR light are emitted from the emission end of the scanning optical fiber tip 12. The emitted RGB light is condensed by the objective lens group 15 to form a spot on the observation object. A collimating lens (not shown) may be attached to the emission end of the scanning optical fiber tip 12. In this case, the RGB light is emitted as parallel light from the emission end and forms a spot on the observation object via the objective lens group 15. The spot is formed so as to draw a spiral pattern on the observation object in order to obtain one image. The interval between the spiral patterns is determined depending on the movement speed of the emission end of the scanning optical fiber tip 12 and the modulation frequency of each light source.

観察対象物で反射したＲＧＢ光は、シース１４の外周に中心軸ＡＸを中心として円環状に配置された複数の受光用光ファイバ２１に入射し、受光用光ファイバ２１を伝搬してビデオプロセッサ２００内の受光部２４に到達する。なお、渦巻パターンにおけるスポット位置と受光部２４で受光したＲＧＢ光を関連付けることで、スポットにおける画像を得ることができる。受光部２４におけるＲＧＢ光の処理及びスポット位置の決定処理については後述する。図２に示す断面図からわかるように、複数の受光用光ファイバ２１は、外被チューブ１９によってシース１４と挟まれるように被覆されている。対物レンズ群１５は、本実施形態では、４枚の光学素子１５ａ〜１５ｄ（光学レンズを含む）から構成される。対物レンズ群１５は、シース１４内に各光軸をＡＸ軸に一致させて保持固定されている。 The RGB light reflected by the observation object is incident on a plurality of light receiving optical fibers 21 arranged in an annular shape around the center axis AX on the outer periphery of the sheath 14, propagates through the light receiving optical fibers 21, and is transmitted to the video processor 200. The light receiving unit 24 is reached. Note that an image at a spot can be obtained by associating the spot position in the spiral pattern with the RGB light received by the light receiving unit 24. The RGB light processing and spot position determination processing in the light receiving unit 24 will be described later. As can be seen from the cross-sectional view shown in FIG. 2, the plurality of light receiving optical fibers 21 are covered with the sheath 14 by the jacket tube 19. In the present embodiment, the objective lens group 15 includes four optical elements 15a to 15d (including optical lenses). The objective lens group 15 is held and fixed in the sheath 14 such that each optical axis coincides with the AX axis.

光学素子１５ａは凹レンズであり、光学素子１５ａの走査用光ファイバ先端部１２に対向する面１６が凹部を形成している。面１６には、ＲＧＢ光を透過してＩＲ光を反射するＩＲ光反射膜が施されている。面１６は、ＩＲ光を受光用光ファイバ１８の先端面に向けて反射するように設計されている。なお、受光用光ファイバ１８が走査用光ファイバ１７の外周に配置されているため、ＩＲ光反射膜は、面１６に入射するＩＲ光がある程度の散乱角をもって反射するような特性を有することが望ましい。こうして、走査用光ファイバ先端部１２から出射されたＩＲ光は、面１６で反射して、受光用光ファイバ１８の先端面に入射する。なお、本実施形態では、面１６を図２に示す断面において曲線となるように構成しているが、ＩＲ光を受光用光ファイバ１８に導光することができれば任意の形状で面１６を構成してもよい。また、本実施形態では、面１６にＩＲ光反射膜を施した構成としているが、面１６以外の光学素子１５ａ〜１５ｄの面にＩＲ光反射膜などを施してＩＲ光を受光用光ファイバ１８に導光するように構成してもよい。また、ＩＲ光反射膜の代わりに、ＲＧＢ光を透過してＩＲ光を反射するバンドパスフィルタやホットミラーをはじめとする種々の光学フィルタや光学ミラーを用いることもできる。ＩＲ光は、受光用光ファイバ１８に導光された後、一部が受光用光ファイバ１８の光損失部において、漏洩したり、光吸収物質に吸収されたり、光透過物質を透過したりして、受光部２４に到達する。 The optical element 15a is a concave lens, and the surface 16 of the optical element 15a that faces the scanning optical fiber tip 12 forms a recess. The surface 16 is provided with an IR light reflecting film that transmits RGB light and reflects IR light. The surface 16 is designed to reflect IR light toward the distal end surface of the light receiving optical fiber 18. Since the light receiving optical fiber 18 is disposed on the outer periphery of the scanning optical fiber 17, the IR light reflecting film may have a characteristic that the IR light incident on the surface 16 reflects with a certain scattering angle. desirable. Thus, the IR light emitted from the scanning optical fiber tip 12 is reflected by the surface 16 and enters the tip surface of the light receiving optical fiber 18. In the present embodiment, the surface 16 is configured to be curved in the cross section shown in FIG. 2, but the surface 16 is configured in an arbitrary shape as long as IR light can be guided to the light receiving optical fiber 18. May be. In the present embodiment, the IR light reflecting film is applied to the surface 16, but the IR light reflecting film is applied to the surfaces of the optical elements 15a to 15d other than the surface 16 to receive the IR light. You may comprise so that it may guide to. Instead of the IR light reflection film, various optical filters and optical mirrors such as a band pass filter and a hot mirror that transmit RGB light and reflect IR light can be used. After the IR light is guided to the light receiving optical fiber 18, a part of the IR light leaks in the light loss portion of the light receiving optical fiber 18, is absorbed by the light absorbing material, or passes through the light transmitting material. And reaches the light receiving unit 24.

受光部２４で受光したＩＲ光の光量情報に基づき、走査用光ファイバ先端部１２における受光用光ファイバ１８の曲率を算出し、走査用光ファイバ先端部１２の形状をリアルタイムで検出することができる。したがって、走査用光ファイバ先端部１２の出射端が停止した状態から所定半径を有する円の軌跡を描く状態に達するまでにかかる時間、渦巻パターン期間の時間、渦巻パターンのＸＹ近似面における走査用光ファイバ先端部１２の出射端の位置（又は観察対象物上におけるスポット形成位置）を把握することができる。そのため、ＣＰＵ２７は、これらの情報に基づいて、Ｘ軸ドライバ及びＹ軸ドライバに対するタイミング制御、つまり、各アクチュエータに対する交流電圧の印加と停止のタイミング制御と、渦巻パターン期間中における各レーザ光源の変調制御を、フレームレートに応じた周期で繰り返す。 Based on the light quantity information of the IR light received by the light receiving unit 24, the curvature of the light receiving optical fiber 18 at the scanning optical fiber tip 12 can be calculated, and the shape of the scanning optical fiber tip 12 can be detected in real time. . Therefore, the time required to reach a state of drawing a circular locus having a predetermined radius from the state where the emission end of the scanning optical fiber tip 12 is stopped, the time of the spiral pattern period, the scanning light on the XY approximate surface of the spiral pattern The position of the emission end of the fiber tip portion 12 (or the spot formation position on the observation object) can be grasped. Therefore, the CPU 27 controls the timing control for the X-axis driver and the Y-axis driver based on the information, that is, the timing control for applying and stopping the AC voltage to each actuator, and the modulation control for each laser light source during the spiral pattern period. Is repeated at a cycle according to the frame rate.

ここで、図３を参照する。光源部２２や駆動部２３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２５などの動作は、ＣＰＵ２７によって制御される。駆動部２３は、内視鏡挿入部１００の先端部に設けられている圧電素子１０の電極１１に印加する電圧を変化させて、圧電素子１０の駆動を制御する。圧電素子１０の駆動を制御することによって、走査用光ファイバ先端部１２の共振を制御することができる。走査用光ファイバ先端部１２から出射されて観察対象物から反射したＲＧＢ光は、受光用光ファイバ２１の先端面に入射される。また、走査用光ファイバ先端部１２から出射されてＩＲ光反射用の面１６で反射されたＩＲ光は、受光用光ファイバ１８の先端面に入射される。それぞれの受光用光ファイバを伝搬したＲＧＢ光及びＩＲ光は受光部２４に伝搬される。受光部２４は、検出したＲＧＢ各色の光及びＩＲ光を個々に分離し（詳細は後述する）、分離した各光を光電変換によって入射光量に応じたアナログ信号に変換し、ＤＳＰ２５に入力する。ＤＳＰ２５は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づいて増幅処理、色調整、画素位置補正処理などのさまざまな処理を行って画像情報を生成する。生成された画像情報は図示しないエンコーダなどを介してＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）などの所定の規格に準拠する映像信号に変換されてモニタ２６に出力される。これにより、観察対象物の映像や内視鏡挿入部１００の形状画像がモニタ２６に表示される。 Reference is now made to FIG. Operations of the light source unit 22, the drive unit 23, the DSP (Digital Signal Processor) 25, and the like are controlled by the CPU 27. The drive unit 23 controls driving of the piezoelectric element 10 by changing a voltage applied to the electrode 11 of the piezoelectric element 10 provided at the distal end portion of the endoscope insertion unit 100. By controlling the driving of the piezoelectric element 10, the resonance of the scanning optical fiber tip 12 can be controlled. The RGB light emitted from the scanning optical fiber tip 12 and reflected from the observation object enters the tip surface of the light receiving optical fiber 21. The IR light emitted from the scanning optical fiber tip 12 and reflected by the IR light reflecting surface 16 is incident on the tip surface of the light receiving optical fiber 18. The RGB light and IR light that have propagated through the respective light receiving optical fibers are propagated to the light receiving unit 24. The light receiving unit 24 individually separates the detected RGB light and IR light (details will be described later), converts the separated light into an analog signal corresponding to the amount of incident light by photoelectric conversion, and inputs the analog signal to the DSP 25. The DSP 25 converts an input analog signal into a digital signal, and generates image information by performing various processes such as amplification processing, color adjustment, and pixel position correction processing based on the digital signal. The generated image information is converted into a video signal conforming to a predetermined standard such as NTSC (National Television System Committee) or PAL (Phase Alternating Line) through an encoder (not shown) and the like, and is output to the monitor 26. As a result, an image of the observation object and a shape image of the endoscope insertion unit 100 are displayed on the monitor 26.

ここで、受光用光ファイバ１８_Ｘ１における曲率の演算について説明する。光損失部群における光量の損失量と曲率とは比例関係にあり、所定の関数Ｃ＝ｆ（ｌ）（Ｃは曲率；ｌは光量の損失量）を満たす。よって、受光用光ファイバ１８_Ｘ１における光量の損失量を検出することができれば、関数Ｃ＝ｆ（ｌ）より光損失部４１〜４３からなる光損失部群におけるＸ軸方向の曲率が求められる。同様に、関数Ｃ＝ｆ（ｌ）より光損失部４４〜４６からなる光損失部群におけるＹ軸方向の曲率が求められ、Ｘ軸方向の曲率とＹ軸方向の曲率を合成することにより、ｚｎの位置における受光用光ファイバの曲率を求めることができる。他の受光用光ファイバについても同様にして光損失部群における曲率が求められる。なお、同じ受光用光ファイバの別の位置には光損失部群を設けないようにする。たとえば、受光用光ファイバ１８_Ｘ１には位置ｚｎに光損失部４１〜４３からなる光損失部群が設けられているため、受光用光ファイバ１８_Ｘ１のｚｎ以外の位置には光損失部群を設けない。１つの受光用光ファイバ上の複数の位置に光損失部群を設けると、受光部側では受光用光ファイバのどの位置でどの程度の光量の損失が発生しているかを把握することができなくなるからである。走査用光ファイバ先端部１２の別の位置における曲率を検出するには、図５（ａ）に示すように、たとえば、受光用光ファイバ１８_Ｘ１，１８_Ｙ１とは別の１組の受光用光ファイバ１８_Ｘ２，１８_Ｙ２において、所望の位置（ここでは位置ｚｎ−１）に光損失部１４１〜１４６からなる光損失部群を設ける。 Here, the calculation of the curvature in the light receiving optical fiber 18 _X1 will be described. The amount of light loss and the curvature in the optical loss unit group are in a proportional relationship and satisfy a predetermined function C = f (l) (C is the curvature; l is the amount of light loss). Therefore, if the amount of light loss in the light receiving optical fiber 18 _X1 can be detected, the curvature in the X-axis direction in the light loss portion group including the light loss portions 41 to 43 can be obtained from the function C = f (l). Similarly, the curvature in the Y-axis direction in the optical loss unit group composed of the optical loss units 44 to 46 is obtained from the function C = f (l), and the curvature in the X-axis direction and the curvature in the Y-axis direction are synthesized, The curvature of the light receiving optical fiber at the position zn can be obtained. Similarly, the curvature in the optical loss unit group is obtained for the other light receiving optical fibers. It should be noted that the optical loss unit group is not provided at another position of the same light receiving optical fiber. For example, the light receiving optical fiber 18 _X1 is provided with a light loss portion group composed of light loss portions 41 to 43 at the position zn. Therefore, the light loss optical fiber 18 _X1 has a light loss portion group at a position other than zn. Not provided. If a light loss unit group is provided at a plurality of positions on one light receiving optical fiber, it is impossible to grasp how much light loss is generated at which position of the light receiving optical fiber on the light receiving unit side. Because. To detect the curvature at another position of the scanning optical fiber tip 12, as shown in FIG. 5A, for example, a set of light receiving light different from the light receiving optical fibers 18 _X1 and 18 _Y1. In the fibers 18 _X2 and 18 _Y2 , a light loss portion group including the light loss portions 141 to 146 is provided at a desired position (here, position zn−1).

ＩＲ光は、後述する受光部２４の曲率検出用受光部５３によって検出されて光量が測定される。なお、受光用光ファイバの曲率が０であるときのＩＲ光の光量は既知であるため、この既知の光量と測定値とを比較することによって光量の損失量がわかる。そして、光量の損失量に基づいて受光用光ファイバ１８の光損失部群が設けられている位置の曲率を演算することができる。なお、受光用光ファイバ１８の曲げによる放射損失に係る光損失量と光損失部での光損失量とでは、光損失部での光損失量の方が損失量のオーダーが大きいため、ファイバの曲率を求める際はファイバの曲げによる光の放射損失量は無視することができる。 The IR light is detected by a curvature detecting light receiving portion 53 of the light receiving portion 24 described later, and the amount of light is measured. Since the amount of IR light when the curvature of the light receiving optical fiber is 0 is known, the amount of light loss can be determined by comparing this known amount of light with the measured value. And the curvature of the position in which the optical loss part group of the optical fiber 18 for light reception is provided based on the loss amount of light quantity can be calculated. It should be noted that the light loss amount in the light loss portion and the light loss amount in the light loss portion in the light loss portion due to the bending of the light receiving optical fiber 18 are larger in order of the loss amount. When calculating the curvature, the amount of radiation loss due to bending of the fiber can be ignored.

このように、組になった受光用光ファイバの光損失部を用いて走査用光ファイバ先端部１２のさまざまな位置におけるＸ軸方向並びにＹ軸方向の受光用光ファイバの曲率並びにその合成の曲率を検出すると、この検出結果に基づいて走査用光ファイバ先端部１２の形状を把握することができる。図８（ａ）に走査用光ファイバ先端部１２の形状検出の概略図を示す。番号ｚ１，ｚ２，ｚ３・・・ｚｎ−１，ｚｎ（ｎは自然数）は、それぞれ受光用光ファイバに光損失部群が設けられている位置を示し、内視鏡の基端側から先端側に向けて順に割り当てられる。また、位置ｚｎにおけるＸ方向及びＹ方向の曲率を合成した曲率をＣ_ＸＹｎとする。図８（ｂ）は、受光用光ファイバの曲率に基づく内視鏡挿入部の形状検出を模式的に示す図である。便宜上、図８（ｂ）ではＹ方向の曲率のみに基づく形状検出を示すが、Ｘ方向とＹ方向それぞれの曲率を合成した曲率に基づく形状検出も図８（ｂ）に示すものと概念上は変わらない。 As described above, the curvature of the optical fiber for receiving light in the X-axis direction and the Y-axis direction at various positions of the scanning optical fiber tip 12 using the optical loss part of the optical fiber for receiving light and the combined curvature thereof. Is detected, the shape of the scanning optical fiber tip 12 can be grasped based on the detection result. FIG. 8A shows a schematic diagram of shape detection of the scanning optical fiber tip 12. Numbers z1, z2, z3... Zn-1, zn (n is a natural number) indicate positions where the optical loss unit group is provided in the light receiving optical fiber, respectively, from the proximal end side to the distal end side of the endoscope. Assigned in order. Further, the curvature obtained by combining the curvature of the X and Y directions at the position zn and C _{XY n.} FIG. 8B is a diagram schematically showing the shape detection of the endoscope insertion portion based on the curvature of the light receiving optical fiber. For convenience, FIG. 8B shows shape detection based only on the curvature in the Y direction, but the shape detection based on the curvature obtained by combining the curvatures in the X direction and the Y direction is also conceptually shown in FIG. 8B. does not change.

受光用光ファイバ１８の基端から位置ｚｌ（ｌは自然数；１≦ｌ≦ｎ）までの距離ｄｌは既知であり、位置ｚｌにおける曲率Ｃ_Ｙｌと距離ｄｌとから位置ｚｌにおける受光用光ファイバの形状を規定する曲線が得られる。そして、この曲線の接線方向を受光用光ファイバの延伸方向とし、この延伸方向と平行な方向を走査用光ファイバの延伸方向とみなして走査用光ファイバの形状を検出する。このように各光損失部群における走査用光ファイバの形状を検出して位置ｚ１から順に位置ｚｎまで繋げることで走査用光ファイバ先端部１２全体の形状を検出することができる。なお、受光用光ファイバの曲率検出や走査用光ファイバの形状検出に必要なデータはＣＰＵ２７が保持し、ＣＰＵ２７が上記の演算を行う。 The distance dl from the base end of the light receiving optical fiber 18 to the position zl (l is a natural number; 1 ≦ l ≦ n) is known, and the light receiving optical fiber at the position zl from the curvature C _Y l at the position zl and the distance dl. A curve defining the shape is obtained. The shape of the scanning optical fiber is detected by regarding the tangential direction of this curve as the extending direction of the light receiving optical fiber and regarding the direction parallel to the extending direction as the extending direction of the scanning optical fiber. In this way, the shape of the scanning optical fiber tip 12 can be detected by detecting the shape of the scanning optical fiber in each optical loss unit group and connecting the scanning optical fiber from the position z1 to the position zn in order. The CPU 27 holds data necessary for detecting the curvature of the light receiving optical fiber and detecting the shape of the scanning optical fiber, and the CPU 27 performs the above calculation.

以上により、リアルタイムで走査用光ファイバ先端部１２の全体の形状及び出射端の位置を精度良く把握することができるため、検出した出射端の位置と受光部２４で取得したＲＧＢ光の画像情報とを関連付けることで、動作環境の変化に伴う走査用光ファイバの走査経路や走査タイミングのずれの影響を受けることなく、撮像画像における画素位置の補正を正確に行って歪みのない画像を生成することができる。 As described above, since the entire shape of the scanning optical fiber tip 12 and the position of the emission end can be accurately grasped in real time, the detected position of the emission end and the image information of the RGB light acquired by the light receiving unit 24 As a result, it is possible to accurately correct the pixel position in the captured image and generate an image without distortion without being affected by the scanning path of the scanning optical fiber and the shift of the scanning timing accompanying the change in the operating environment. Can do.

ところで、圧電素子は、ヒステリシス特性があることや、製造時に電極や駆動部の非対称性が発生すると動作時に不正振動などの影響が生じること、構成部品の温度特性により性能（共振）が変化することなどにより、撮像画像に歪みが生じる。特に、走査用光ファイバ先端部の出射端が停止状態から動作状態に移行する際に、圧電素子の不安定な動作の影響が大きくなる。例えば、図９（ａ）及び（ｃ）には、走査用光ファイバ先端部を螺旋状に走査させる場合とラスタスキャンによって走査させる場合とで用いられるそれぞれのテストチャートの一例を示す。また、図９（ｂ）及び（ｄ）には、図９（ａ）及び（ｃ）に示すテストチャートを撮像して本発明における補正を行わずにモニタに表示した場合のそれぞれの画像の例を示す。図９（ｂ）及び（ｄ）に示すように、走査用光ファイバ先端部の走査が螺旋状である場合は、テストチャートを構成する各直線が、画面の中心、すなわち中心軸ＡＸを中心とする円の円周方向に歪む。また、図９（ｄ）に示すように、走査用光ファイバ先端部の走査がラスタスキャンである場合は、テストチャートを構成する直線の帯が左右水平方向にずれる。本発明では、これらの画像の歪みを補正して観察や診断に好適な画像を生成することができる。そして、以上説明から理解されるように、本発明においては、走査用光ファイバ先端部の走査パターンは螺旋状に限らず、ラスタスキャン、ジグザグスキャン、リサージュスキャンなどの任意の走査経路を用いることができる。 By the way, the piezoelectric element has hysteresis characteristics, and if the asymmetry of the electrode and the drive part occurs during manufacturing, the influence of improper vibrations occurs during operation, and the performance (resonance) changes depending on the temperature characteristics of the component parts. As a result, the captured image is distorted. In particular, the influence of the unstable operation of the piezoelectric element is increased when the emission end of the scanning optical fiber tip is shifted from the stopped state to the operating state. For example, FIGS. 9A and 9C show examples of test charts used when the scanning optical fiber tip is scanned spirally and when scanned by raster scanning. FIGS. 9B and 9D show examples of images when the test chart shown in FIGS. 9A and 9C is imaged and displayed on the monitor without correction in the present invention. Indicates. As shown in FIGS. 9B and 9D, when the scanning of the scanning optical fiber tip is spiral, each straight line constituting the test chart is centered on the center of the screen, that is, the central axis AX. Distorts in the circumferential direction of the circle. In addition, as shown in FIG. 9D, when the scanning of the scanning optical fiber tip is a raster scan, the straight bands constituting the test chart are shifted in the horizontal direction. In the present invention, an image suitable for observation and diagnosis can be generated by correcting the distortion of these images. As can be understood from the above description, in the present invention, the scanning pattern of the scanning optical fiber tip is not limited to a spiral, and an arbitrary scanning path such as a raster scan, a zigzag scan, or a Lissajous scan may be used. it can.

なお、本実施形態では２本１組の受光用光ファイバで走査用光ファイバ先端部１２の形状を検出しているが、３本以上の受光用光ファイバを１組として走査用光ファイバ先端部１２の形状を検出するように構成してもよい。 In this embodiment, the shape of the scanning optical fiber tip 12 is detected by one set of two optical fibers for receiving light. However, the tip of the scanning optical fiber is set with three or more receiving optical fibers as one set. You may comprise so that 12 shapes may be detected.

図７は、本実施形態における電子内視鏡装置の受光部２４の概略図である。ここで、図７を参照しながら受光部２４の詳細について説明する。なお、便宜上、受光用光ファイバ１８，２１の受光部２４側の端面は、どちらも端面５１に揃えてあるものとする。ただし、本発明における課題を解決する上では、受光用光ファイバ１８と受光用光ファイバ２１とで受光部２４側の端面を揃える必要はない。受光用光ファイバ１８の受光部側の端面５１から受光部２４に出射されたＩＲ光は、ＲＧＢ光を透過してＩＲ光を反射する光学特性を有する光学素子５２（例えば、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムなど）によって反射され、曲率検出用受光部５３へと導かれる。曲率検出用受光部５３には、各受光用光ファイバに対応する受光素子がアレイ状に設けられており、各受光素子は、対応する受光用光ファイバから出射されるＩＲ光の光量情報に応じた電気信号を曲率信号として生成してＤＳＰ２５に送る。ＤＳＰ２５は、受信した曲率信号に対して所定の処理を実行して走査用光ファイバ先端部１２の形状に関する情報を生成する。この情報に基づいて走査用光ファイバ先端部１２の走査位置を算出し、算出した走査位置と、後述するように受光部２４において受光したＲＧＢ光から生成される画像情報とを関連付け、画素位置補正処理を行う。これらの処理を走査用光ファイバ先端部１２の走査経路全体わたって行うことにより、歪みのない観察対象物の撮像画像を得ることができる。 FIG. 7 is a schematic diagram of the light receiving unit 24 of the electronic endoscope apparatus according to the present embodiment. Here, the details of the light receiving unit 24 will be described with reference to FIG. For convenience, it is assumed that both end surfaces of the light receiving optical fibers 18 and 21 on the light receiving unit 24 side are aligned with the end surface 51. However, in order to solve the problem in the present invention, the light receiving optical fiber 18 and the light receiving optical fiber 21 do not need to have the same end face on the light receiving unit 24 side. The IR light emitted from the end face 51 on the light receiving portion side of the light receiving optical fiber 18 to the light receiving portion 24 is an optical element 52 (for example, a dichroic mirror or a dichroic prism) having an optical characteristic of transmitting the RGB light and reflecting the IR light. Etc.) and guided to the curvature detecting light receiving portion 53. The curvature detection light receiving unit 53 is provided with light receiving elements corresponding to the respective light receiving optical fibers in an array, and each light receiving element corresponds to the light quantity information of the IR light emitted from the corresponding light receiving optical fiber. The generated electrical signal is generated as a curvature signal and sent to the DSP 25. The DSP 25 performs predetermined processing on the received curvature signal to generate information regarding the shape of the scanning optical fiber tip 12. Based on this information, the scanning position of the scanning optical fiber tip 12 is calculated, and the calculated scanning position is associated with image information generated from RGB light received by the light receiving unit 24 as will be described later, thereby correcting the pixel position. Process. By performing these processes over the entire scanning path of the scanning optical fiber tip 12, a captured image of the observation object without distortion can be obtained.

光学素子５２の後段には、ＲＧＢ光のＢ成分の光を反射するダイクロイックミラー５５と、Ｇ成分の光を反射するダイクロイックミラー５７が設けられている。観察対象物によって反射されたＲＧＢ光は、受光用光ファイバ２１を伝搬して受光用光ファイバの受光部側の端面５１から出射される。出射されたＲＧＢ光は、そのＢ成分の光がダイクロイックミラー５５によって反射されてＢ成分検出用の光電子増倍管５４に導かれる。同様に、Ｇ成分の光はダイクロイックミラー５７によって反射されてＧ成分検出用の光電子増倍管５６に導かれる。なお、Ｒ成分の光はダイクロイックミラー５５，５７によって反射されることなくＲ成分検出用の光電子増倍管５８に進行する。 A dichroic mirror 55 that reflects the B component light of the RGB light and a dichroic mirror 57 that reflects the G component light are provided at the subsequent stage of the optical element 52. The RGB light reflected by the observation object propagates through the light receiving optical fiber 21 and is emitted from the end face 51 on the light receiving portion side of the light receiving optical fiber. In the emitted RGB light, the B component light is reflected by the dichroic mirror 55 and guided to the photomultiplier tube 54 for detecting the B component. Similarly, the G component light is reflected by the dichroic mirror 57 and guided to the photomultiplier tube 56 for G component detection. The R component light travels to the R-component detection photomultiplier tube 58 without being reflected by the dichroic mirrors 55 and 57.

各光電子増倍管で検出されたＲＧＢ各成分の光は光電変換された後、ＤＳＰ２５に送られ、画素位置補正などの処理が実行されて画像信号に変換される。画像信号は、図示しないエンコーダなどを介してＮＴＳＣやＰＡＬなどの所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ２６に出力される。これによって、観察対象物の映像がモニタ２６に表示される。 Light of each RGB component detected by each photomultiplier tube is photoelectrically converted and then sent to the DSP 25, where processing such as pixel position correction is executed and converted into an image signal. The image signal is converted into a video signal conforming to a predetermined standard such as NTSC or PAL via an encoder (not shown) or the like and output to the monitor 26. As a result, an image of the observation object is displayed on the monitor 26.

なお、図７ではＢ成分とＧ成分の光をダイクロイックミラー５５，５７によってそれぞれ反射しているが、ＲＧＢ各成分の光を、対応する光電子増倍管に導くことができれば、ダイクロイックミラー５５，５７で反射させる光の成分は任意に決めることができる。また、光学素子５２とダイクロイックミラー５５，５７の配置も任意に構成することができる。さらに、光電子増倍管の代わりにフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどの受光素子を用いてＲＧＢ光の各成分を検出してもよい。また、各成分に専用の受光素子を用いずに、面順次の撮像方式を採用して単一の受光素子を用いてＲＧＢ成分を検出する構成にしてもよい。 In FIG. 7, the light of the B component and the G component is reflected by the dichroic mirrors 55 and 57, respectively, but if the light of each RGB component can be guided to the corresponding photomultiplier tube, the dichroic mirrors 55 and 57 are reflected. The component of light reflected by can be arbitrarily determined. Further, the arrangement of the optical element 52 and the dichroic mirrors 55 and 57 can be arbitrarily configured. Furthermore, each component of the RGB light may be detected using a light receiving element such as a photodiode or an avalanche photodiode instead of the photomultiplier tube. Further, instead of using a dedicated light receiving element for each component, a configuration may be adopted in which the RGB components are detected using a single light receiving element by adopting a frame sequential imaging method.

上記のような内視鏡形状検出装置では、走査用光ファイバの形状検出に用いる光を伝搬するための光ファイバを走査用光ファイバの外周に配置しているため、内視鏡挿入部自体の径を太くする必要がない。また、走査用光ファイバの形状検出に用いる光は、観察対象物の画像生成に用いる光とは波長が異なるため、観察対象物の画像劣化などを引き起こすこともない。 In the endoscope shape detection apparatus as described above, the optical fiber for propagating the light used for detecting the shape of the scanning optical fiber is disposed on the outer periphery of the scanning optical fiber. There is no need to increase the diameter. Further, since the light used for detecting the shape of the scanning optical fiber has a wavelength different from that of the light used for generating the image of the observation object, it does not cause image deterioration of the observation object.

また、上記実施形態の説明では、走査用光ファイバの形状検出に用いる光をＩＲ光としたが、観察対象物の画像生成に用いる光と波長が異なる光であればＩＲ光に限らず種々の波長の光を用い、その光のみを損失又は減衰させる光損失部やその光のみを反射する光学素子によって本発明の内視鏡形状検出装置を構成することもできる。 In the description of the above embodiment, the light used for detecting the shape of the scanning optical fiber is IR light. However, the light used for generating the image of the observation object is different from the IR light as long as the light has a different wavelength. The endoscope shape detection apparatus of the present invention can also be configured by a light loss part that uses light of a wavelength and loses or attenuates only the light or an optical element that reflects only the light.

１０圧電素子
１１電極
１７走査用光ファイバ
１８，２１受光用光ファイバ
２２光源部
２６モニタ
４１〜４６，１４１〜１４６，２４１〜２４６光損失部
１５ａ〜１５ｄ，５２光学素子
１００内視鏡挿入部
２００ビデオプロセッサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric element 11 Electrode 17 Optical fiber 18 for scanning 18, Optical fiber 22 for light reception Light source part 26 Monitor 41-46, 141-146, 241-246 Optical loss part 15a-15d, 52 Optical element 100 Endoscope insertion part 200 Video processor

Claims

The tip of the scanning optical fiber is resonated and scanned by the piezoelectric element, the scanning is repeated at a predetermined cycle, and the RGB light emitted from the scanning optical fiber at the predetermined cycle passes through the optical element. The reflected light that is scanned on the observation object and reflected from the observation object propagates through the first plurality of light receiving optical fibers arranged in an annular shape centering on the scanning optical fiber, and enters the video processor. In the electronic endoscope apparatus that reaches the first light receiving unit, generates an image signal by performing image processing on the electrical signal photoelectrically converted by the first light receiving unit, and outputs the image signal to the monitor.
A light source that generates specific light having a wavelength different from that of the RGB light;
The specific light that propagates through the scanning optical fiber and is emitted from the scanning optical fiber does not scan the object to be observed, and is arranged in an annular shape on the outer periphery of the scanning optical fiber. Optical means for entering a plurality of light receiving optical fibers;
The outer peripheral surface of one light receiving optical fiber of the second plurality of light receiving optical fibers and the outer peripheral surface of another light receiving optical fiber having a predetermined arrangement relationship with the one light receiving optical fiber, A pair of light loss portions by providing at least one light loss portion for reducing the amount of the specific light at the same position in the longitudinal direction of the scanning optical fiber is provided in the second plurality of light receiving optical fibers. A plurality of pairs of optical loss portions provided at different positions of different light receiving optical fibers from the distal end side to the proximal end side,
A second light receiving unit that receives the specific light, provided on a proximal end side of the second plurality of light receiving optical fibers;
The second plurality of light receiving optical fibers at a plurality of different positions provided with the plurality of pairs of light loss portions based on the amount of light loss at the light loss portion detected by the second light receiving portion. Curvature calculating means for calculating the curvature of
Shape calculating means for calculating the shape of the scanning optical fiber at the time of bending by sequentially connecting tangents of curvature at the plurality of different positions calculated by the curvature calculating means;
Scanning position specifying means for specifying the scanning position of the scanning optical fiber from the shape of the scanning optical fiber;
Pixel position correcting means for correcting the pixel position of the image signal based on the scanning position of the scanning optical fiber,
An electronic endoscope apparatus characterized by that.

The optical means includes
An optical element that forms one of the optical elements and has a concave surface facing the emission end face of the scanning optical fiber;
The concave surface is provided with a reflective film that transmits the RGB light and reflects the specific light.
The electronic endoscope apparatus according to claim 1.

The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the predetermined positional relationship is a positional relationship that is 90 degrees apart from the optical axis of the scanning optical fiber.

The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the specific light is infrared light.

The said light loss part is a defect | deletion part formed by processing methods, such as grinding | polishing, an etching, and cutting, on the outer peripheral surface of the optical fiber for light reception, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Electronic endoscope device.

5. The electron according to claim 1, wherein the light loss portion is formed by using a light absorbing material or a light transmitting material for a part of a cladding of a light receiving optical fiber. Endoscopic device.