JP2013220235A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光の切り換え時に生じる内視鏡観察像の白飛びや黒潰れを防止する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る光源装置は、白色光束を出射する白色光源と、白色光束から複数種類の照明光を順次取り出す回転フィルタと、を備える。回転フィルタが、回転軸を中心とする同心円状の複数のフィルタ領域を有する回転板と、回転板を一定速度で回転させる駆動部と、白色光束が入射するフィルタ領域を切り換える切り換え手段と、を備え、各フィルタ領域が、円周方向に配列された、通常観察用の照明光である白色光を取り出す白色光フィルタ部と、特殊光観察用の照明光である特殊光を取り出す特殊光フィルタ部と、を有し、１回転当たりに、白色光フィルタ部が取り出す白色光のエネルギー量と、特殊光フィルタ部が取り出す特殊光のエネルギー量が等しく、且つ、白色光束の入射下で各フィルタ領域が１回転当たりに取り出す照明光のエネルギー量が等しい。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明光の切り換えが可能な内視鏡用光源装置に関する。

医療機器分野においては、特性の異なる波長域の照明光を使用した観察を同時に行うことで病変部の診断を容易にする電子内視鏡システムが知られている（特許文献１）。

特許文献１には、通常観察用の白色光（通常光）を減光して透過させる減光フィルタと特定の波長域の光（特殊光）のみを透過する特殊光用フィルタが円周方向に交互に配置された回転板を備え、撮像のタイミングと同期して回転させた回転板に白色ランプ光を通して得た照明光を使用することにより、例えばフレーム毎に通常観察像と特殊光観察像とを交互に撮像して、通常観察と特殊光観察の同時観察を可能にした電子内視鏡装置が記載されている。

特許文献１の装置においては、露出調整は、応答の遅い絞りを使用して行われる為、通常光と特殊光との極めて短い周期の切り換えに追従することができない。従って、観察像毎に露出を調整することができず、通常光と特殊光の光量の差が大きい場合には、観察画像に白飛びや黒潰れが生じる。その為、特許文献１の装置では、特殊光と通常光の光量が一致するように、減光フィルタを使用して通常光の光量を調整している。減光フィルタには金属網が使用され、金属網のメッシュにより透過する通常光の光量が調整される。

回転板には、回転軸を中心とする同心円上に、複数の減光フィルタと特殊光用フィルタが交互に配列されている。電子内視鏡装置には白色ランプ光が回転板に入射する位置を各フィルタが配列された同心円間で切り換える切り換え手段が設けられており、何れかの同心円上に白色ランプ光が入射して、その同心円上に配列された各フィルタに白色ランプ光が順次通されるようになっている。各同心円上にはそれぞれ波長域の異なる特殊光を選択的に透過させる特殊光用フィルタが配置されており、切り換え手段により白色ランプ光が入射する同心円を切り換えることで、白色ランプ光から取り出す特殊光の種類（波長域）を切り換えられるようになっている。

特開２０１１−２００３７７号公報

特許文献１の内視鏡装置では、減光フィルタの透過光量が同一同心円上に配置された特殊光用フィルタの透過光量と同程度になるよう調整されているが、異なる同心円上に配置されたフィルタ（特殊光用フィルタ及び減光フィルタ）間では透過光量が調整されていない。その為、切り換え手段により観察中に特殊光を切り換えた時に、照明光の光量が急激に変化して、切り換えの直後に画面全体に白飛びや黒潰れが発生し、自動露出や自動調光が機能するまでの間、観察ができなくなるという問題があった。

本発明の実施形態によれば、白色光束を出射する白色光源と、白色光束から複数種類の照明光を順次取り出す回転フィルタと、を備え、回転フィルタが、回転軸を中心とする同心円状の複数のフィルタ領域を有する回転板と、回転板を一定速度で回転させる駆動部と、白色光束が入射するフィルタ領域を切り換える切り換え手段と、を備え、各フィルタ領域が、円周方向に配列された、通常観察用の照明光である白色光を取り出す白色光フィルタ部と、特殊光観察用の照明光である特殊光を取り出す特殊光フィルタ部と、を有し、１回転当たりに、白色光フィルタ部が取り出す白色光のエネルギー量と、特殊光フィルタ部が取り出す特殊光のエネルギー量が等しく、且つ、白色光束の入射下で各フィルタ領域が１回転当たりに取り出す照明光のエネルギー量が等しいことを特徴とする内視鏡用光源装置が提供される。

この構成によれば、各フィルタ領域によって取り出される照明光を使用して撮像したときに、略同じ露光状態が得られるため、撮像中に使用する照明光を切り換えても、白飛びや黒潰れの発生が防止される。

複数のフィルタ領域の特殊光フィルタ部が、それぞれ異なる波長スペクトルの特殊光を取り出す構成としてもよい。

また、特殊光フィルタ部において、回転板には円周方向に延びる第１のスリットが形成されており、第１のスリットが、白色光束から特殊光を取り出す特殊光フィルタ素子により塞がれた構成としてもよい。

また、白色光束の入射下で特殊光フィルタ部が１回転当たりに取り出す特殊光のエネルギー量が、円周方向に延びるスリットの中心角により調整された構成としてもよい。

また、白色光束の入射下で特殊光フィルタ部が１回転当たりに取り出す特殊光のエネルギー量が、スリットの幅により調整された構成としてもよい。

上記の構成によれば、調整用の部材を追加することなく、自由度の高い光量調整が可能となる。

白色光フィルタ部に白色光を減衰して取り出す減光フィルタが配置された構成としてもよい。

また、白色光フィルタ部において、回転板には円周方向に延びる第２のスリットが形成されており、第２のスリットが減光フィルタにより塞がれた構成としてもよい。

また、減光フィルタが網であり、該網のメッシュにより白色光フィルタが取り出す白色光の光量が調整された構成としてもよい。

また、各フィルタ領域の第２のスリットが、同一の幅及び同一の中心角を有し、同一のメッシュの網により塞がれた構成としてもよい。

この構成によれば、メッシュの異なる多種類の網を使用する必要が無く、またスリットのサイズが共通であるため加工し易く、部材の調達・管理コストを下げることができる。

また、白色光フィルタ部と特殊光フィルタ部が、回転板を円周方向に等分割した分割領域内にそれぞれ配置されており、駆動部は、白色光束が分割領域の其々に入射する期間が１フレーム又は１フィールドの撮像が行われる撮像期間と一致するように、回転板を一定速度で回転させる構成としてもよい。

この構成によれば、撮像と同期して白色光と特殊光の切り換えとを行うことが可能になる。

本発明の実施形態の構成によれば、使用する照明光を切り換えた際に生じる観察画像の白飛びや黒潰れが防止される。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子内視鏡装置１の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る電子内視鏡装置１に内蔵される回転フィルタ２６０を集光レンズ２１０側から見た時の正面図である。 図３は、白色光束Ｌが回転フィルタ２６０に入射する位置を切り換える仕組みを説明する図である。 図４は、回転フィルタの変形例の正面図である。 図５は、白色光束Ｌが回転フィルタに入射する位置を切り換える仕組みの別例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の電子内視鏡装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態の電子内視鏡装置１は、電子内視鏡１００、電子内視鏡用プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

電子内視鏡用プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２やタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２０３に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡装置１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、タッチパネル２１８に接続され、タッチパネル２１８から入力されるユーザからの指示に応じて、電子内視鏡装置１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡装置１内の各種回路に出力する。

ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、白色光束Ｌを放射する。ランプ２０８には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ２０８から放射された白色光束Ｌは、後述する回転フィルタ２６０を通過した後、集光レンズ２１０によって集光されつつ、絞り（不図示）を介して適正な光量に制限されて、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端に入射する。

回転フィルタ２６０は、スペクトルの異なる２種類の照明光（例えば白色光と特殊光）を、撮像のタイミングと同期して交互に切り換えて透過させる。撮像と同期して動作する回転フィルタ２６０を使用することにより、例えば１フレーム毎に撮像に使用する照明光を白色光と特殊光とで切り換えて、通常観察の撮像と特殊光観察の撮像とを交互に行うことができる。また、後述のように、回転フィルタ２６０は、各フレーム期間に通過する照明光（白色光又は特殊光）の光量の時間積分が略等しくなるように構成されている。その為、１フレーム毎に調光を行う必要が無く、照明光の切り換え周期に対して応答時間が格段に遅い絞りを使用しても、各観察の撮像に対して適切な調光を行うことが可能になっている。回転フィルタ２６０の構成の詳細については後述する。

入射端からＬＣＢ１０２に導入された照明光は、ＬＣＢ１０２内を伝播し、電子内視鏡１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の出射端から出射して、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。被写体からの反射光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。

固体撮像素子１０８は、ＩＲ（InfraRed）カットフィルタ１０８ａ、ベイヤ配列カラーフィルタ１０８ｂの各種フィルタが受光面に配置された単板式カラーＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサであり、受光面上で結像した光学像に応じたＲ、Ｇ、Ｂ各色の撮像信号を生成する。生成された撮像信号は、電子内視鏡１００の接続部内に設けられたドライバ信号処理回路１１２においてＡＤ変換、信号増幅等の処理が行われた後、電子内視鏡用プロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に入力される。なお、固体撮像素子１０８の種類は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置を使用してもよい。

ドライバ信号処理回路１１２において、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の撮像信号が、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒからなる画像信号に変換され、更にデジタル信号に変換された後、電子内視鏡用プロセッサ２００の前段信号処理回路２２０に送られる。また、ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４にアクセスして電子内視鏡１００の固有情報を読み出す。メモリ１１４に記録される電子内視鏡１００の固有情報には、例えば固体撮像素子１０８の画素数や感度、対応可能なレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１２は、メモリ１１４から読み出した固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。

システムコントローラ２０２は、電子内視鏡１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、電子内視鏡用プロセッサ２００に接続中の電子スコープに適した処理がなされるように電子内視鏡用プロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。

タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１２にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１２は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８を電子内視鏡用プロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。

電子内視鏡用プロセッサ２００の前段信号処理回路２２０は、電子内視鏡１００のドライバ信号処理回路１１２から送られてくる画像信号に対して種々の画像処理を施す。具体的には、前段信号処理回路２２０は、ドライバ信号処理回路１１２から送られてくる輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒをそれぞれ増幅した後、内蔵するマトリクス回路（不図示）に送り、撮像に使用された照明光のスペクトル特性（直接的には、照明光のフィルタリングに使用された光学フィルタのスペクトル特性）に応じて、変換特性を決定するマトリクス係数の値を更新し、画像信号の色補正を行う。マトリクス回路は、入力される輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換して出力する。マトリクス回路から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号は、それぞれ増幅されて適切な信号レベルに調整された後に、各色毎に画像メモリ２３０に格納される。

後述のように、回転フィルタ２６０による通常光と特殊光の切り換えのタイミングは、撮像素子１０８における撮像期間（フレーム期間）の切り換えのタイミングと同期している。従って、撮像素子１０８は、ある露光期間に白色光を受光して通常観察像の撮像信号を生成して出力した後に、続く露光期間に特殊光を受光して特殊光観察像の撮像信号を生成して出力し、これを繰り返すことで各観察像の撮像信号を交互に出力する。また、画像メモリ２３０は、通常観察の画像信号を記憶する通常観察画像用メモリと、特殊光観察の画像信号を記憶する特殊光観察画像用メモリを備えている。そして、画像メモリ２３０は、通常観察画像用メモリに書き込む際には特殊光観察画像用メモリへの書き込みを停止し、特殊光観察画像用メモリに書き込む際には通常観察画像用メモリへの書き込みを停止する。この画像メモリ２３０の動作モードの切り換えは、タイミングコントローラ２０４からのクロックパルスに同期して行われる。

また、前段信号処理回路２２０のマトリクス回路の処理で使用されるマトリクス係数は、白色光と各特殊光のそれぞれに対応する係数が用意されており、各マトリクス係数はメモリ２２２に記憶されている。そして、タイミングコントローラ２０４からのクロックパルスに基づいて、照明光の切り換えのタイミングに合わせて、次に処理する画像信号の撮像に使用された照明光の種類（通常光又は特殊光の一つ）に対応するマトリクス係数がメモリ２２２から前段信号処理回路２２０に送られて、マトリクス回路に設定される。

タイミングコントローラ２０４からのクロックパルスに同期して画像メモリ２３０の通常観察画像用メモリ又は特殊光観察画像用メモリから読み出された画像信号は、後段信号処理回路２４０に送られる。後段信号処理回路２４０は、画像メモリ２３０から送られてきた通常観察及び特殊光観察の各画像信号と、システムコントローラ２０２から送られてきた観察条件等の情報に基づいてモニタ表示用画面データを生成する画面生成処理を行い、生成したモニタ表示用画面データを各種のデジタル又はアナログビデオ信号に変換する。画面生成処理においては、例えば、各観察画像を縮小及び結合して分割表示画面を生成する処理、一方の観察画像を縮小して他方の観察画像の一部に子画面として挿入して親子画面を生成する処理、各観察画像のうち一つを選択して選択した画像を全画面表示させる画面を生成する処理、又はタッチパネル２１８によって入力された内視鏡観察に関する情報（例えば、術者名、患者名、観察日時、観察に使用した照明光の種別等）をスーパーインポーズする処理等が行われる。なお、上記の分割表示画面や親子画面を生成する処理により、同一モニタ３００上に、通常観察像と特殊光観察像とを同時に表示するモニタ表示用画面データを生成することができる。通常光観察像と特殊光観察像とを一画面に表示することにより、術者は両観察像を同時に見ながら、患部の診断や識別を容易に行うことが可能になる。画面生成処理は、システムコントローラ２０２の制御に基づいて行われる。

後段信号処理回路２４０が生成したビデオ信号は、モニタ３００に入力され、画面表示される。術者は、モニタ３００に表示される観察画像を確認しながら体腔内の部位の観察や治療を行う。

また、後段信号処理回路２４０は、異なる画面表示を行う複数のビデオ信号を同時に出力できるように構成されている。また、電子内視鏡用プロセッサ２００は、後段信号処理回路２４０が出力する複数のビデオ信号に対応した複数のビデオ出力端子（不図示）を備えており、複数のモニタ３００を接続して、各モニタ３００に異なる画面を表示させることができるように構成されている。例えば、後段信号処理回路２４０は、通常観察像を全画面表示させるビデオ信号と、特殊光観察像を全画面表示させるビデオ信号とを同時に生成し、それぞれを別のモニタ３００に出力して、通常観察像と特殊光観察像を同時に表示させることができる。

次に、回転フィルタ２６０の構成について説明する。図２は、本実施形態の回転フィルタ２６０を集光レンズ２１０側から見た正面図である。また、図３は、回転フィルタ２６０の付近を拡大した電子内視鏡用プロセッサ２００内部の平面図である。図１〜３に示すように、回転フィルタ２６０は、回転板２６１と、回転板２６１に固定されたフィルタ２６５ａ〜ｃ及び網２６３と、モータ２６６と、モータ２６６を駆動制御するドライバ２６５と、回転板２６１の回転位置を検出するフォトインタラプタ２６７とを備えている。回転板２６１は、その中心がモータ２６６の駆動軸２６６ａ（図３）に連結され、モータ２６６によって回転駆動される。モータ２６６には、高精度の回転角制御が可能なステッピングモータが使用される。

回転板２６１は、複数のスリット２６２ａ〜ｃ、２６４ａ〜ｃ及び開口２６１ａが形成された円盤状の部材である。スリット２６２ａ〜ｃ及び２６４ａ〜ｃは、其々回転板２６１の回転軸Ｃを中心とする同心円上に形成された円弧帯状の開口である。スリット２６２ａと２６４ａ、２６２ｂと２６４ｂ及び２６２ｃと２６４ｃは、それぞれ同一円周上に形成されて、一対のスリット対を構成している。回転板２６１は、各スリット対が形成された何れかの円周上に白色光束Ｌが垂直入射するように配置され、回転板２６１が一定の速度で回転すると、この円周上に形成されたスリット対に白色光束Ｌが交互に周期的に入射される。各スリット対のうち、回転板２６１の半面（図２における左上部分）に形成された一方のスリット２６４ａ〜ｃにはフィルタ２６５ａ〜ｃがそれぞれ嵌め込まれており、残りの半面（図２における右下部分）に形成された他方のスリット２６２ａ〜ｃは網２６３により覆われている。

また、後述するように、電子内視鏡用プロセッサ２００には、回転板２６１又は回転板２６１を通過する白色光束Ｌの経路の一部を回転板２６１の半径方向に移動させることで、白色光束Ｌが入射するスリット対を切り換え可能な切り換え手段が設けられている。切り換え手段によって白色光束Ｌが入射するスリット対を切り換えることにより、回転フィルタ２６０が取り出す特殊光の種類（波長域）が切り換えられるようになっている。

フィルタ２６５ａ〜ｃは、それぞれ異なる波長域の特殊光を選択的に透過させる波長フィルタであり、スリット２６４ａ〜ｃにそれぞれ隙間無く嵌め込まれ、接着剤等で回転板２６１に固定されている。フィルタ２６５ａ〜ｃとしては、例えば、蛍光観察の励起光として有効な波長４００〜５００ｎｍ付近の紫外域、血中モグロビンの吸収域であり血管観察に有効な波長４１５ｎｍ又は５４０ｎｍ近傍の狭帯域、被写体の深層部観察に有効な波長６５０ｎｍ近傍の狭帯域等の特定の波長域を選択的に透過させる吸収型や反射型の各種光学フィルタが使用される。また、複数の離散的な透過域を有する複峰性のフィルタを使用することもできる。

網２６３は、細かなメッシュを有する金属網であり、減光フィルタ（ニュートラルフィルター）として機能する。白色光束Ｌが網２６３で覆われたスリット２６２ａ〜ｃに入射している間は、スリット２６２ａ〜ｃ及び網２６３を介して回転フィルタ２６０を通過した白色光が、照明光としてＬＣＢ１０２に供給されて、通常観察が行われる。

スリット２６２ａ〜ｃは、それぞれ同一のスリット幅（回転板２６１の半径方向におけるスリットの寸法）と同一の中心角（回転板２６１の円周方向におけるスリットの寸法）を有しており、共通の網２６３により覆われている。その為、回転板２６１が１回転する間に各スリット２６２ａ〜ｃを通過する照明光（白色光）の光量の時間積分は略同じ値となる。従って、切り換え手段によって白色光束Ｌが入射するスリット２６２ａ〜ｃを切り換えても、略同じ露光状態で通常観察を継続することができる。

一方、白色光束Ｌがフィルタ２６５ａ〜ｃで覆われたスリット２６４ａ〜ｃに入射している間は、白色光束Ｌに含まれる複数の波長域のうち、特定の波長域の光（すなわり特殊光）のみがスリット２６４ａ〜ｃ及びフィルタ２６５ａ〜ｃを介して回転フィルタ２６０を通過し、照明光としてＬＣＢ１０２に供給されて、特殊光観察が行われる。

また、フィルタ２６５ａ〜ｃが埋め込まれたスリット２６４ａ〜ｃは、中心角は同一であるが、埋め込まれたフィルタ２６５ａ〜ｃの光学濃度に応じてそれぞれ設定されたスリット幅を有している。各スリット２６４ａ〜ｃのスリット幅は、白色光束Ｌのビーム径よりも狭く設定されており、スリット幅によって各スリット２６４ａ〜ｃを透過する特殊光の光量が調整されている。本実施形態においては、回転板２６１が１回転する間に、各スリット２６４ａ〜ｃを介してＬＣＢ１０２に供給される特殊光の光量の時間積分（エネルギー）が互いに同程度となるように、各スリット２６４ａ〜ｃの幅の大きさが設定されている。具体的には、フィルタ２６５ａ〜ｃのうち最も光学濃度の高いフィルタ２６５ｃが埋め込まれたスリット２６４ｃは最大のスリット幅（本実施形態ではスリット２６２ａ〜ｃと同じスリット幅）が与えられ、回転板２６１が１回転する間にスリット２６４ｃ及びフィルタ２６５ｃを通過する光量に基づいて他のフィルタ２６５ａ、ｂが埋め込まれるスリット２６４ａ、ｂのスリット幅が設定されている。この構成により、切り換え手段によって観察に使用する特殊光を他の波長域のものに切り換えても、特殊光観察の露光レベルは大きく変動せず、特殊光を切り換えた直後に撮像した観察画像に白飛びや黒潰れが発生することが防止される。

また、１フレーム期間に回転フィルタ２６０を透過する白色光の光量は、網２６３のメッシュによって調整することできる。本実施形態では、回転板２６１が１回転する間に、網２６３及びスリット２６２ａ〜ｃを透過する白色光の光量の時間積分が、フィルタ２６５ａ〜ｃ及びスリット２６４ａ〜ｃを透過する特殊光の光量の時間積分と同程度になるように網２６３のメッシュが設定されている。この構成により、照明光が切り換わる１フレームの撮影毎に調光を行わなくても、通常観察と特殊光観察の撮像を同程度の露光状態で行うことができ、白飛びや黒潰れの発生が防止される。

また、回転板２６１の外周部には、回転板２６１の回転の基準位置を示す開口２６１ａが形成されている。開口２６１ａは、回転板２６１の外周部近傍に配置されたフォトインタラプタ２６７によって検出され、回転板２６１の回転位置の制御に使用される。フォトインタラプタ２６７は、開口２６１ａを検出すると、基準位置検出信号をドライバ２６５に出力する。開口２６１ａは、フィルタ２６５ａ〜ｃで覆われたスリット２６４ａ〜ｃが形成された回転板２６０の半面（図２における左上部分）と、網２６３で覆われたスリット２６２ａ〜ｃが形成された半面（図２における右下部分）との境界部に配置されている。すなわち、回転板２６１の回転が撮像と完全に同期していれば、タイミングコントローラ２０４のクロックパルスとフォトインタラプタ２６７の基準位置検出信号が同時に出力されるようになっている。ドライバ２６５は、クロックパルスと基準位置検出信号の受信に時間差があった場合は、この時間差が解消されるように、モータ２６６の回転の位相を調整する。

本実施形態の回転フィルタ２６０では、フィルタ２６５ａ〜ｃの光学濃度に応じて、フィルタ２６５ａ〜ｃ及びスリット２６４ａ〜ｃの幅（回転板２６１の半径方向における寸法）を決定することにより、撮像期間に回転フィルタ２６０を透過する各特殊光の光量の時間積分が一定に揃えられているが、フィルタ２６５ａ〜ｃ及びスリット２６４ａ〜ｃの他の寸法や形状、配置によっても同様の効果を得ることができる。本実施形態の回転フィルタの変形例を図４に示す。なお、図４に示す回転フィルタ２６０’は、フィルタ２６５ａ’〜ｃ’及びスリット２６４ａ’〜ｃ ’の寸法関係を除いては、図２に示す回転フィルタ２６０と同一構成のものである為、同一構成については同一の参照符号を使用して詳しい説明は省略する。

図４に示すように、回転フィルタ２６０’においては、フィルタ２６５ａ’〜ｃ’及びフィルタ２６５ａ’〜ｃ ’が埋め込まれたスリット２６４ａ’〜ｃ ’は、幅（回転板２６１’の半径方向における寸法）は同一であるが、中心角（回転板２６１’の円周方向における寸法）はそれぞれ異なる大きさに設定されている。スリット２６４ａ’〜ｃ’及びフィルタ２６５ａ’〜ｃ’の中心角の大きさを変えることにより、回転板２６１が１回転する間に各フィルタ２６５ａ’〜ｃ’を通過した特殊光がＬＣＢ１０２に供給される時間、すなわち特殊光観察の１フレームの撮像期間中の露光時間を変えることができる。図４の変形例においては、フィルタ２６５ａ’〜ｃ’の光学濃度に応じて、フィルタ２６５ａ’〜ｃ’及びスリット２６４ａ’〜ｃ’の中心角が設定されている。具体的には、フィルタ２６５ａ’〜ｃ’のうち最も光学濃度の高いフィルタ２６５ｃ’が埋め込まれたスリット２６４ｃ’に最大の中心角（本実施形態ではスリット２６２ａ〜ｃと同じ中心角）が与えられ、回転板２６１’が１回転する間にスリット２６４ｃ’及びフィルタ２６５ｃ’を通過する光量に基づいて他のフィルタ２６５ａ’、ｂ’が埋め込まれるスリット２６４ａ’、ｂ’の中心角が設定されている。このように、フィルタとスリットの円周方向の寸法を調整することによっても、図２の実施形態の構成と同様の効果を得ることができる。

次に、白色光束Ｌが入射するスリット対を切り換える切り換え手段について説明する。図３に示すように、回転フィルタ２６０は、図示しないリニアアクチュエータに取り付けられており、白色光束Ｌの経路と垂直な方向（図中の矢印方向）に移動可能に構成されている。術者が、タッチパネル２１８や電子内視鏡１００の操作部に設けられた操作ボタン（不図示）などを用いて、特殊光の種類（波長域）を変更する操作を行うと、この操作に基づいてシステムコントローラ２０２がドライバ２６５に制御信号を送り、回転フィルタ２６０を白色光束Ｌの光軸と垂直な方向（すなわち、回転板２６１の半径方向）に移動させる。これにより、白色光束Ｌが入射するスリット対が切り換えられる、回転フィルタ２６０から出射される特殊光の種類が変更される。

上述した本実施形態の切り換え手段（図３）は、回転フィルタ２６０を移動させることで白色光束Ｌが入射するスリット対を切り換える構成のものであるが、これとは逆に、白色光束Ｌの経路の一部を移動させることで白色光束Ｌが入射するスリット対を切り換える構成も可能である。後者の構成の例を図５に示す。図５に示す切り換え手段は、一対の可動偏向ミラー２７２、２７３と、一対の固定偏向ミラー２７１、２７４とを備えている。可動偏向ミラー２７２、２７３は、図示しないリニアアクチュエータに取り付けられており、回転板２６１の半径方向（図中の矢印方向）に移動可能に構成されている。リニアアクチュエータにより可動偏向ミラー２７２、２７３を矢印方向に移動させることで、固定偏向ミラー２７４及び可動偏向ミラー２７３によって偏向された白色光束Ｌの経路が矢印方向に移動し、白色光束Ｌが入射するスリット対が切り換えられる。また、回転フィルタ２６０から出射した照明光が、可動偏向ミラー２７２及び固定偏向ミラー２７１によって偏向されて、集光レンズ２１０を介してＬＣＢ１０２に導入される。この別例の構成では、図３の構成と比べて光学部品の数は増えるが、大型で重い回転フィルタ２６０の移動が不要となる為、小型のリニアアクチュエータを使用することができ、切り換え手段の軽量化が可能である。

さらに、ランプ２０８と回転フィルタ２６０との間に、白色光束Ｌの経路上に通常観察にも特殊光観察にも使用されない波長域の光（例えば紫外光や赤外光）をカットする光フィルタを設けてもよい。これにより、特殊光フィルタの劣化を抑制することができる。

以上が、本実施形態の説明であるが、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって表現された技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、減光フィルタとして網２６３が使用されているが、別の種類の減光フィルタ（例えば、金属薄膜を使用した反射型フィルタや、吸光性ガラスを使用した透過型フィルタ）を使用してもよい。

また、上記の各実施形態では、スリットの幅は白色光束Ｌのビーム径よりも僅かに狭く設定されているが、スリット２６４ａ’〜ｃ’の長さ（中心角）によって光量を調整する構成（図４）の場合には、各スリット２６２ａ〜ｃ及び２６４ａ’〜ｃ’の幅を白色光束Ｌのビーム径よりも広くすることもできる。また、この場合、通常観察用のスリット２６２ａ〜ｃ間の仕切りを取り除いて、一つの半円状の開口を設けた構成としてもよい。但し、スリット２６２ａ’〜ｃ’間の仕切りは、網２６３の取り付けや支持に役立つ。

例えば、上記の実施形態では、各撮像期間中にＬＣＢ１０２に供給される各特殊光の光量が同程度になるように回転板２６１に設けられるスリット２６４ａ〜ｃのスリット幅（又はスリット２６４ａ’〜ｃ’の中心角）の大きさが設定された構成となっているが、白色光と特殊光とでは撮像素子の感度や被写体の反射率が異なる場合があり、これらの影響を補正した実効的な光量が同程度になるように（すなわち、得られる撮像信号の振幅が同程度になるように）スリットの幅や中心角を設定する構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、通常観察と特殊光観察を１フレーム毎に交互に行うように構成されているが、２つの異なる波長域の照明光を使用した特殊光観察を交互に行う構成としてもよい。この場合、スリット２６２ａ〜ｃには、網２６３の代わりに、フィルタ２６５ａ〜ｃとは透過波長域の異なる光学フィルタが設けられる。また、フィールド読み出し方式の撮像素子を使用する場合には、１フィールドの撮像期間（フィールド期間）毎に照明光を切り換える構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、１回の撮像期間（１フレーム期間）に回転板２６１が１／２回転するように構成されており、これに対応して、回転板２６１の平面領域が円周方向に２分割され、各分割領域内に各撮像に対応するスリット２６２ａ〜ｃ及び２６４ａ〜ｃが設けられているが、回転板２６１を３分割以上の複数分割（ｎ分割）した分割領域内にスリットを配置し、１回の撮像期間に回転板２６１が３回転以上の複数回転する構成としてもよい。この場合は、３種類以上の観察（例えば、通常観察と、５４０ｎｍの波長域を使用した血管観察と、６５０ｎｍの波長域を使用した深層部観察）を同時に行うことができる。また、回転板の回転の１周期が偶数回の撮像が行われる期間となるように構成される場合には、例えば、フィルタを設けたスリットと網を設けたスリットとを円周方向に交互に配列した構成としてもよい。

また、上記の実施形態においては、通常観察用の照明光が通過するスリット２６２ａ〜ｃには網が設けられているが、通常観察用のフィルタを設けても良い。通常観察用のフィルタとして、例えば、可視域以外の波長域をカットするフィルタや、可視域の光源の波長スペクトルを平坦化する平坦化フィルタ、あるいは別の種類の減光フィルタを使用することができる。

また、上記の実施形態においては、回転板２６１のスリット２６４ａ〜ｃにフィルタ２６５ａ〜ｃが埋め込まれているが、回転板の片面からスリットをフィルタで覆う構成としても良い。また、スリットが形成された回転板とは別にフィルタや網を保持するフィルタ保持部材を設けてもよい。

また、上記の実施形態は、内視鏡の先端部に撮像素子を備えた電子内視鏡装置に本発明を適用した例であるが、内視鏡の基端部（プロセッサ側の端部）に撮像機構を設けた別の方式の内視鏡装置（例えばアイピース部にビデオカメラを取り付けたファイバスコープ等）にも本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態は、プロセッサ内に光源装置を内蔵した構成のものであるが、プロセッサと光源装置とを分離した構成も本発明の範囲に含まれる。この場合、プロセッサと光源装置との間でタイミング信号を送受信する為の有線又は無線の通信手段が設けられる。

また、本実施形態においては、Ｒ、Ｇ、Ｂのベイヤ配列カラーフィルタ１０８ｂを有する固体撮像素子１０８が使用されているが、補色系のＣｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｙｅ（イエロー）、Ｇ（グリーン）のフィルタを有した固体撮像素子を使用した構成とすることもできる。

１ 電子内視鏡装置
１００ 電子内視鏡
１０２ ＬＣＢ
１０４ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
２００ 電子内視鏡用プロセッサ
２０２ システムコントローラ
２０４ タイミングコントローラ
２０６ ランプ電源イグナイタ
２０８ ランプ
２１０ 集光レンズ
２６０ 回転フィルタ
２６２ａ〜ｃ、２６３ａ〜ｃ スリット
２６４ａ〜ｃ フィルタ
２６７ フォトインタラプタ
２６６ モータ
２６５ ドライバ
２１８ タッチパネル
３００ モニタ

Claims (10)

1. 白色光束を出射する白色光源と、
   前記白色光束から複数種類の照明光を順次取り出す回転フィルタと、
   を備え、
   前記回転フィルタが、
   回転軸を中心とする同心円状の複数のフィルタ領域を有する回転板と、
   前記回転板を一定速度で回転させる駆動部と、
   前記白色光束が入射する前記フィルタ領域を切り換える切り換え手段と、を備え、
   各フィルタ領域が、円周方向に配列された、通常観察用の照明光である白色光を取り出す白色光フィルタ部と、特殊光観察用の照明光である特殊光を取り出す特殊光フィルタ部と、を有し、
   １回転当たりに、前記白色光フィルタ部が取り出す白色光のエネルギー量と、前記特殊光フィルタ部が取り出す特殊光のエネルギー量が等しく、且つ、
   前記白色光束の入射下で各フィルタ領域が１回転当たりに取り出す照明光のエネルギー量が等しいことを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記複数のフィルタ領域の特殊光フィルタ部が、それぞれ異なる波長スペクトルの特殊光を取り出す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. 前記特殊光フィルタ部において、前記回転板には円周方向に延びる第１のスリットが形成されており、
   前記第１のスリットが、白色光束から前記特殊光を取り出す特殊光フィルタ素子により塞がれたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記白色光束の入射下で前記特殊光フィルタ部が１回転当たりに取り出す特殊光のエネルギー量が、前記円周方向に延びるスリットの中心角により調整されたことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
5. 前記白色光束の入射下で前記特殊光フィルタ部が１回転当たりに取り出す特殊光のエネルギー量が、前記スリットの幅により調整されたことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
6. 前記白色光フィルタ部に白色光を減衰して取り出す減光フィルタが配置された
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の内視鏡用光源装置。
7. 前記白色光フィルタ部において、前記回転板には円周方向に延びる第２のスリットが形成されており、
   前記第２のスリットが前記減光フィルタにより塞がれた
   ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用光源装置。
8. 前記減光フィルタが網であり、該網のメッシュにより前記白色光フィルタが取り出す白色光の光量が調整された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. 各フィルタ領域の前記第２のスリットが、同一の幅及び同一の中心角を有し、同一のメッシュの前記網により塞がれたことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用光源装置。
10. 白色光フィルタ部と前記特殊光フィルタ部が、前記回転板を円周方向に等分割した分割領域内にそれぞれ配置されており、
    前記駆動部は、前記白色光束が前記分割領域の其々に入射する期間が１フレーム又は１フィールドの撮像が行われる撮像期間と一致するように、前記回転板を一定速度で回転させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の内視鏡用光源装置。

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