JP2014166340A - Endoscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡システムに関し、特に、偏光観察を行うことが可能な内視鏡システムに関するものである。 The present invention relates to an endoscope system, and more particularly to an endoscope system capable of performing polarization observation.
医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を有して構成されたシステムが知られている。 In endoscopes in the medical field, various techniques have been proposed for reducing the diameter of an insertion portion that is inserted into a body cavity of a subject in order to reduce the burden on the subject. As an example of such a technique, a scanning endoscope that does not include a solid-state imaging device in a portion corresponding to the above-described insertion portion, and a system that includes the scanning endoscope are known. ing.
具体的には、走査型内視鏡を有するシステムは、例えば、照明光供給部から発せられた照明光を導光する照明用ファイバの先端部を揺動させることにより被写体を予め設定された走査パターンで2次元走査し、当該被写体からの戻り光を照明用ファイバの周囲に配置された受光用ファイバで受光し、当該受光用ファイバで受光された戻り光に基づいて当該被写体の画像を生成するように構成されている。そして、このようなシステムに類似する構成を有するものとしては、例えば、特許文献1に開示された走査ビームシステムが知られている。
Specifically, a system having a scanning endoscope, for example, scans a subject in advance by swinging the tip of an illumination fiber that guides illumination light emitted from an illumination light supply unit. The pattern is two-dimensionally scanned, the return light from the subject is received by a light receiving fiber disposed around the illumination fiber, and an image of the subject is generated based on the return light received by the light receiving fiber. It is configured as follows. And as what has a structure similar to such a system, the scanning beam system disclosed by
また、医療分野においては、生体内の細胞に対する組織学的な所見を得るための手法として、例えば、光の偏光特性を利用した偏光観察が従来行われている。 In the medical field, as a technique for obtaining histological findings on cells in a living body, for example, polarization observation using the polarization characteristics of light is conventionally performed.
ところで、前述のような走査型内視鏡を有して構成されたシステムにおいては、例えば、照明光供給部から発せられる照明光の偏光状態を所望の偏光状態に変化させることにより、当該所望の偏光状態の照明光を照明用ファイバに供給することができる一方で、挿入部の挿入操作に伴って生じる応力等により、当該挿入部に設けられた当該照明用ファイバを伝播する照明光の偏光状態が乱れることに起因し、当該所望の偏光状態での偏光観察を好適に行うことができない、という問題点が生じている。 By the way, in a system configured with a scanning endoscope as described above, for example, by changing the polarization state of illumination light emitted from the illumination light supply unit to a desired polarization state, the desired While the illumination light in the polarization state can be supplied to the illumination fiber, the polarization state of the illumination light propagating through the illumination fiber provided in the insertion portion due to stress or the like caused by the insertion operation of the insertion portion This causes a problem that polarization observation in the desired polarization state cannot be suitably performed.
一方、特許文献1には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されておらず、すなわち、前述の問題点に応じた課題が依然として存在している。
On the other hand,
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、所望の偏光状態での偏光観察を好適に行うことが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope system capable of suitably performing polarized light observation in a desired polarization state.
本発明の一態様の内視鏡システムは、光源と、前記光源から発せられた光を所望の偏光状態に偏光させることが可能な偏光状態設定部と、前記偏光状態設定部から供給される前記照明光を導光するための光ファイバを具備して構成された導光部と、前記光ファイバの光出射面において前記照明光が反射することにより生じる反射光を受光するとともに、当該受光した反射光の偏光状態に応じた信号を出力するように構成された第1の受光部と、前記第1の受光部から出力される前記信号に基づき、前記偏光状態設定部の偏光状態を制御するように構成された制御部と、を有する。 An endoscope system according to an aspect of the present invention includes a light source, a polarization state setting unit capable of polarizing light emitted from the light source into a desired polarization state, and the polarization state setting unit. A light guide unit configured to include an optical fiber for guiding illumination light, and reflected light generated when the illumination light is reflected on a light exit surface of the optical fiber, and the received reflection Based on the first light receiving unit configured to output a signal corresponding to the polarization state of light and the signal output from the first light receiving unit, the polarization state of the polarization state setting unit is controlled. And a controller configured as described above.
本発明における内視鏡システムによれば、所望の偏光状態での偏光観察を好適に行うことができる。 According to the endoscope system of the present invention, polarization observation in a desired polarization state can be suitably performed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1から図6は、本発明の実施例に係るものである。図1は、実施例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。 1 to 6 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the endoscope system according to the embodiment.
内視鏡システム1は、例えば図1に示すように、照明光供給部2と、シングルモードファイバ3と、走査型内視鏡4と、アクチュエータ部5と、走査駆動部6と、光ファイババンドル7と、光検出部8と、画像処理部9と、モニタ10と、光カプラ11と、分岐光ファイバ12と、反射光受光部13と、制御部14と、指示入力部15と、を有して構成されている。
As shown in FIG. 1, for example, the
照明光供給部2は、制御部14の制御に基づいてレーザ光を発するレーザ光源2aと、レーザ光源2aからシングルモードファイバ3の光入射面へ出射されるレーザ光の偏光状態を制御部14の制御に応じた偏光状態に設定する偏光状態設定部2bと、を有して構成されている。
The illumination light supply unit 2 includes a laser light source 2 a that emits laser light based on the control of the
レーザ光源2aは、制御部14の制御に基づき、例えば、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の3つの色を混合したレーザ光を出射するように構成されている。
The laser light source 2a is configured to emit, for example, laser light in which three colors of red (R), green (G), and blue (B) are mixed based on the control of the
偏光状態設定部2bは、レーザ光源2aからシングルモードファイバ3の光入射面までの光路上に配置されているとともに、レーザ光源2aから出射されるレーザ光の光路を回転中心とし、制御部14の制御に応じた回転角度となるようにそれぞれ回転する1/2波長板21及び1/4波長板22を有して構成されている。
The polarization
すなわち、以上に述べたような照明光供給部2の構成によれば、偏光状態設定部2bにおける1/2波長板21の回転角度と1/4波長板22の回転角度との組合せにより、レーザ光源2aから発せられたレーザ光を所望の偏光状態に偏光させることができるとともに、当該所望の偏光状態に偏光したレーザ光を照明光としてシングルモードファイバ3に供給することができる。
That is, according to the configuration of the illumination light supply unit 2 as described above, the laser is obtained by combining the rotation angle of the half-
シングルモードファイバ3の光入射面を含む端部は、照明光供給部2に接続されている。また、シングルモードファイバ3の光出射面を含む端部は、走査型内視鏡4の先端部の内部に配置されている。
The end including the light incident surface of the
走査型内視鏡4は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状の挿入部を具備して構成されている。走査型内視鏡4の挿入部の内部には、シングルモードファイバ3と、被写体からの戻り光の偏光方向を所定の偏光方向PHに揃えるための偏光子7aを光入射面に設けた光ファイババンドル7と、がそれぞれ挿通されている。すなわち、偏光子7aは、光ファイババンドル7の光入射面に入射される戻り光の偏光方向を所定の偏光方向PHに揃えるように構成されている。
The scanning endoscope 4 includes an elongated insertion portion that can be inserted into a body cavity of a subject. An optical fiber in which a
一方、走査型内視鏡4の挿入部の内部には、走査駆動部6から供給される駆動信号に応じてシングルモードファイバ3の光出射面を含む端部を揺動するように構成されたアクチュエータ部5が設けられている。
On the other hand, the insertion portion of the scanning endoscope 4 is configured to swing the end portion including the light exit surface of the
シングルモードファイバ3及びアクチュエータ部5は、走査型内視鏡4の挿入部の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図2に示す位置関係を具備するようにそれぞれ配置されている。図2は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータ部の構成を説明するための断面図である。
The
図2に示すように、シングルモードファイバ3とアクチュエータ部5との間には、接合部材としてのフェルール41が配置されている。具体的には、フェルール41は、例えば、ジルコニア(セラミック)またはニッケル等により形成されている。
As shown in FIG. 2, a
フェルール41は、図2に示すように、四角柱として形成されており、X軸方向(紙面の左右方向)に対して垂直な側面42a及び42cと、Y軸方向(紙面の上下方向)に対して垂直な側面42b及び42dとを有する。また、フェルール41の中心には、シングルモードファイバ3が固定配置されている。なお、フェルール41は、角柱である限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
アクチュエータ部5は、図2に示すように、側面42aに沿って配置されたアクチュエータ5aと、側面42bに沿って配置されたアクチュエータ5bと、側面42cに沿って配置されたアクチュエータ5cと、側面42dに沿って配置されたアクチュエータ5dと、を有している。
As shown in FIG. 2, the
アクチュエータ5a及び5cは、例えば、圧電素子により形成されているとともに、走査駆動部6から供給される駆動信号に応じて駆動する(伸縮する)ことにより、シングルモードファイバ3の光出射面を含む端部をX軸方向に沿って揺動することができるように構成されている。
The
アクチュエータ5b及び5dは、例えば、圧電素子により形成されているとともに、走査駆動部6から供給される駆動信号に応じて駆動する(伸縮する)ことにより、シングルモードファイバ3の光出射面を含む端部をY軸方向に沿って揺動することができるように構成されている。
The
走査駆動部6は、制御部14の制御に基づき、アクチュエータ部5を駆動させるための駆動信号を生成して出力するように構成されている。
The
光ファイババンドル7の光入射面及び偏光子7aを含む端部は、走査型内視鏡4の先端部の内部に配置されている。また、光ファイババンドル7の光出射面を含む端部は、光検出部8に接続されている。
The light incident surface of the
光検出部8は、光ファイババンドル7から出射される戻り光の強度に応じた色信号を生成して画像処理部9へ出力するように構成されている。
The light detection unit 8 is configured to generate a color signal corresponding to the intensity of the return light emitted from the
画像処理部9は、光検出部8から出力される色信号に応じた観察画像を生成してモニタ10へ出力するように構成されている。
The image processing unit 9 is configured to generate an observation image corresponding to the color signal output from the light detection unit 8 and output the observation image to the
モニタ10は、画像処理部9により生成された観察画像等を表示することができるように構成されている。
The
光カプラ11は、シングルモードファイバ3の導光経路上に設けられており、照明光供給部2から供給される照明光を、シングルモードファイバ3の光出射面側へ導く一方で、分岐光ファイバ12側へは導かないように構成されている。また、光カプラ11は、シングルモードファイバ3の光出射面において照明光がフレネル反射することにより生じるフレネル反射光(以降、単に反射光とも称する)を、分岐光ファイバ12側へ導く一方で、照明光供給部2側へは導かないように構成されている。
The
すなわち、以上に述べた構成によれば、照明光供給部2から供給される照明光が、光カプラ11を中途部に設けたシングルモードファイバ3により導光されて被写体に照射されるとともに、当該被写体に照射された照明光の戻り光が、偏光子7aを光入射面に設けた光ファイババンドル7により受光される。
That is, according to the configuration described above, the illumination light supplied from the illumination light supply unit 2 is guided by the
また、以上に述べた構成によれば、照明光供給部2から供給される照明光の大部分がシングルモードファイバ3の光出射面を経て被写体へ照射される一方で、照明光供給部2から供給される照明光のごく一部がシングルモードファイバ3の光出射面で反射して分岐光ファイバ12側へ導光されるようになっている。
Further, according to the configuration described above, most of the illumination light supplied from the illumination light supply unit 2 is irradiated to the subject through the light exit surface of the
反射光受光部13は、分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の光路上にそれぞれ配置され、分岐光ファイバ12から出射される反射光の光路を回転中心とし、制御部14の制御に応じた回転角度となるようにそれぞれ回転する1/2波長板131及び1/4波長板132を有している。さらに、反射光受光部13は、1/2波長板131及び1/4波長板132を通過した反射光を、所定の偏光方向PHに一致する偏光方向に偏光させることが可能な偏光子133と、偏光子133を通過した反射光を受光し、当該受光した反射光の強度に応じた電気信号を出力するフォトダイオード134と、を有している。
The reflected
すなわち、本実施例の反射光受光部13は、分岐光ファイバ12から出射される反射光を受光するとともに、当該受光した反射光の偏光状態に応じた信号を出力するように構成されている。
That is, the reflected
制御部14は、CPU等を具備し、図示しないメモリから読み込んだ制御プログラムに基づく種々の制御を行うことができるように構成されている。
The
具体的には、制御部14は、図示しないメモリから読み込んだ制御プログラムに基づき、例えば、走査型内視鏡4から出射される照明光の照射位置が所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように、シングルモードファイバ3の光出射面を含む端部を揺動させるための制御を走査駆動部6に対して行うように構成されている。すなわち、アクチュエータ部5は、光走査部としての機能を具備し、前述のような制御部14の制御に応じて走査駆動部6から出力される駆動信号に基づき、被写体へ照射される照明光の照射位置が所定の走査パターン(例えば渦巻状の走査パターン)に応じた軌跡を描くように、シングルモードファイバ3の光出射面を含む端部を揺動させることができる。
Specifically, based on a control program read from a memory (not shown), for example, the
また、制御部14は、指示入力部15においてなされた指示に基づく種々の制御を行うことができるように構成されている。
Further, the
具体的には、制御部14は、指示入力部15においてなされた指示に基づき、例えば、レーザ光源2aをオンまたはオフに切り替えるための制御を行うことができる。また、制御部14は、指示入力部15においてなされた指示に基づき、内視鏡システム1の観察モードを後述の第1の観察モードまたは第2の観察モードのいずれかに設定するための制御等を行うことができる。
Specifically, the
さらに、制御部14は、反射光受光部13から出力される電気信号に基づき、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れを検出するとともに、当該検出した偏光状態の乱れに応じて偏光状態設定部2bの偏光状態を制御するように構成されている。なお、このような偏光状態の乱れの検出に関する具体的な手法については、後程説明する。
Further, the
指示入力部15は、例えば、マウス及び/またはキーボード等のユーザインターフェースを具備し、ユーザの操作に応じた種々の指示を制御部14に対して行うことができるように構成されている。
The
具体的には、指示入力部15は、例えば、内視鏡システム1の観察モードを、所定の偏光方向PHに一致する偏光方向PPで観察を行う第1の観察モード、または、所定の偏光方向PHに直交する偏光方向PSで観察を行う第2の観察モードのいずれかに切り替えるための指示を制御部14に対して行うことができる。
Specifically, the
続いて、本実施例に係る内視鏡システム1の作用について説明する。
Subsequently, the operation of the
まず、内視鏡システム1の観察モードが第1の観察モードに設定された際の動作等について説明する。
First, an operation when the observation mode of the
ユーザは、走査型内視鏡4の挿入部を直線状(どの方向にも湾曲していない状態)にした後、指示入力部15を操作することにより、レーザ光源2aをオンにするための指示を行うとともに、内視鏡システム1の観察モードを第1の観察モードに設定するための指示を行う。
The user makes an insertion part of the scanning endoscope 4 linear (state not curved in any direction) and then operates the
制御部14は、指示入力部15においてなされた指示に基づき、内視鏡システム1の観察モードが第1の観察モードに設定されたことを検出すると、当該第1の観察モードに応じた偏光方向(所定の偏光方向PHに一致する偏光方向)の照明光がシングルモードファイバ3の光入射面に供給されるように、1/2波長板21及び1/4波長板22を回転させるための制御を偏光状態設定部2bに対して行う。
When the
一方、制御部14は、1/2波長板131の回転角度と、1/4波長板132の回転角度と、の組合せを相互に異なる複数の組合せに順次変更するための制御を行いながら(1/2波長板131及び1/4波長板132を回転させながら)、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルをモニタリングする。
On the other hand, the
そして、制御部14は、前述の相互に異なる複数の組合せのうち、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが最大値を示した際の1/2波長板131の回転角度θHD1と、1/4波長板132の回転角度θQD1と、の組合せを検出する。
Then, the
すなわち、分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態が、図3に例示するような過程を経て所定の偏光方向PHに一致する偏光方向PPに揃えられた際に、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルを最大化する回転角度θHD1及び回転角度θQD1の組合せが検出される。図3は、偏光状態が所定の偏光方向PHに一致する偏光方向PPに揃えられる際の過程の一例を示す図である。
That is, when the polarization state of the reflected light emitted from the light exit surface of the branched
ここで、回転角度θHD1は、内視鏡システム1が第1の観察モードに設定された際に分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態のうち、所定の偏光方向PHに一致する偏光方向PPを基準方向(傾斜角度=0°)とした場合における楕円偏光E1の長軸LPの傾斜角度θPに応じた値として検出される(図3参照)。また、回転角度θQD1は、内視鏡システム1が第1の観察モードに設定された際に分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態のうち、楕円偏光E1の楕円率(楕円偏光E1における長軸LPの長さと短軸SPの長さとの比(図3参照))に応じた値として検出される。
Here, the rotation angle θHD1 is a predetermined polarization direction PH among the polarization states of the reflected light emitted from the light exit surface of the branch
すなわち、走査型内視鏡4の挿入部が直線化されている状態で検出される回転角度θHD1及び回転角度θQD1は、第1の観察モードの初期設定時において、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れを最小化するための設定値として扱うことができる。
That is, the rotation angle θHD1 and the rotation angle θQD1 detected in a state where the insertion portion of the scanning endoscope 4 is linearized are set when the first observation mode is initially set and light is guided by the
そして、制御部14は、例えば、シングルモードファイバ3の光出射面から分岐光ファイバ12の光出射面に至るまでの経路における偏光状態の乱れの計測結果に応じて予め設定される補正係数CRを回転角度θHD1に対して乗じて得られる角度(CR×θHD1)になるように1/2波長板21の回転角度を変化させるような制御を行う。また、制御部14は、例えば、補正係数CRを回転角度θQD1に対して乗じて得られる角度(CR×θQD1)になるように1/4波長板22の回転角度を変化させるような制御を行う。すなわち、このような制御により、第1の観察モードにおいて、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れが最小化されるように予め偏光された照明光を照明光供給部2から出射させるための初期設定が行われる。
And the
一方、ユーザは、例えば、モニタ10に表示される観察画像に基づき、以上に述べたような制御等に応じた第1の観察モードの初期設定が完了した旨を確認した後、走査型内視鏡4の挿入部を被検者の体腔内に挿入するための挿入操作を行う。そして、このような挿入操作に伴い、走査型内視鏡4の挿入部が屈曲または湾曲するとともに、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れが初期設定完了時に比べて増大する。図4は、内視鏡システムが第1の観察モードに設定された際の動作等を説明するためのフローチャートである。
On the other hand, for example, the user confirms that the initial setting of the first observation mode according to the control as described above is completed based on the observation image displayed on the
制御部14は、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが初期設定完了時の信号レベルよりも減少したことを検出すると(図4のステップS1)、1/2波長板131の回転角度と、1/4波長板132の回転角度と、の組合せを相互に異なる複数の組合せに順次変更するための制御を行いながら、すなわち、1/2波長板131及び1/4波長板132を回転させながら、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルをモニタリングする(図4のステップS2)。
When the
制御部14は、前述の相互に異なる複数の組合せのうち、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが最大値を示した際の1/2波長板131の回転角度θHDAと、1/4波長板132の回転角度θQDAと、の組合せを検出する(図4のステップS3)。
The
制御部14は、図4のステップS3の検出結果に応じた回転角度になるように1/2波長板21及び1/4波長板22を回転させるための制御を行う(図4のステップS4)。具体的には、制御部14は、補正係数CRを回転角度θHDAに対して乗じて得られる角度(CR×θHDA)になるように1/2波長板21の回転角度を変化させるとともに、補正係数CRを回転角度θQDAに対して乗じて得られる角度(CR×θQDA)になるように1/4波長板22の回転角度を変化させるための制御を行う。
The
制御部14は、図4のステップS4に係る制御を行った後、1/2波長板131及び1/4波長板132の回転角度を初期設定完了時の角度(θHD1及びθQD1に)それぞれ戻すための制御を行う(図4のステップS5)。
After the control according to step S4 of FIG. 4 is performed, the
そして、制御部14は、図4のステップS5に係る制御を行った後、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが初期設定完了時の信号レベルに達したことを検出するまでの間、図4のステップS2以降の制御等を繰り返し行う(図4のステップS6)。
The
以上に述べたような制御部14の制御等によれば、第1の観察モードにおいて、シングルモードファイバ3の光出射面から出射される照明光の偏光方向を所定の偏光方向PHに一致する偏光方向PPに略揃えることができ、その結果、偏光方向PPでの偏光観察を好適に行うことができる。
According to the control of the
次に、内視鏡システム1の観察モードが第2の観察モードに設定された際の動作等について説明する。
Next, an operation when the observation mode of the
ユーザは、走査型内視鏡4の挿入部を直線状にし、かつ、レーザ光源2aをオンにした状態で指示入力部15を操作することにより、内視鏡システム1の観察モードを第2の観察モードに設定するための指示を行う。
The user changes the observation mode of the
制御部14は、指示入力部15においてなされた指示に基づき、内視鏡システム1の観察モードが第2の観察モードに設定されたことを検出すると、当該第2の観察モードに応じた偏光方向(所定の偏光方向PHに直交する偏光方向)の照明光がシングルモードファイバ3の光入射面に供給されるように、1/2波長板21及び1/4波長板22を回転させるための制御を偏光状態設定部2bに対して行う。
When the
一方、制御部14は、1/2波長板131の回転角度と、1/4波長板132の回転角度と、の組合せを相互に異なる複数の組合せに順次変更するための制御を行いながら(1/2波長板131及び1/4波長板132を回転させながら)、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルをモニタリングする。
On the other hand, the
そして、制御部14は、前述の相互に異なる複数の組合せのうち、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが最小値を示した際の1/2波長板131の回転角度θHD2と、1/4波長板132の回転角度θQD2と、の組合せを検出する。
Then, the
すなわち、分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態が、図5に例示するような過程を経て所定の偏光方向PHに直交する偏光方向PSに揃えられた際に、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルを最小化する回転角度θHD2及び回転角度θQD2の組合せが検出される。図5は、偏光状態が所定の偏光方向PHに直交する偏光方向PSに揃えられる際の過程の一例を示す図である。
That is, when the polarization state of the reflected light emitted from the light exit surface of the branched
ここで、回転角度θHD2は、内視鏡システム1が第2の観察モードに設定された際に分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態のうち、所定の偏光方向PHに直交する偏光方向PSを基準方向(傾斜角度=0°)とした場合における楕円偏光E2の長軸LSの傾斜角度θSに応じた値として検出される(図5参照)。また、回転角度θQD2は、内視鏡システム1が第2の観察モードに設定された際に分岐光ファイバ12の光出射面から出射される反射光の偏光状態のうち、楕円偏光E2の楕円率(楕円偏光E2における長軸LSの長さと短軸SSの長さとの比(図5参照))に応じた値として検出される。
Here, the rotation angle θHD2 is a predetermined polarization direction PH among the polarization states of the reflected light emitted from the light exit surface of the branch
すなわち、走査型内視鏡4の挿入部が直線化されている状態で検出される回転角度θHD2及び回転角度θQD2は、第2の観察モードの初期設定時において、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れを最小化するための設定値として扱うことができる。
That is, the rotation angle θHD2 and the rotation angle θQD2 detected in a state where the insertion portion of the scanning endoscope 4 is linearized are set when the light is guided by the
そして、制御部14は、例えば、補正係数CRを回転角度θHD2に対して乗じて得られる角度(CR×θHD2)になるように1/2波長板21の回転角度を変化させるような制御を行う。また、制御部14は、例えば、補正係数CRを回転角度θQD2に対して乗じて得られる角度(CR×θQD2)になるように1/4波長板22の回転角度を変化させるような制御を行う。すなわち、このような制御により、第2の観察モードにおいて、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れが最小化されるように予め偏光された照明光を照明光供給部2から出射させるための初期設定が行われる。
Then, for example, the
一方、ユーザは、例えば、モニタ10に表示される観察画像に基づき、以上に述べたような制御等に応じた第2の観察モードの初期設定が完了した旨を確認した後、走査型内視鏡4の挿入部を被検者の体腔内に挿入するための挿入操作を行う。そして、このような挿入操作に伴い、走査型内視鏡4の挿入部が屈曲または湾曲するとともに、シングルモードファイバ3による導光時に生じる偏光状態の乱れが初期設定完了時に比べて増大する。図6は、内視鏡システムが第2の観察モードに設定された際の動作等を説明するためのフローチャートである。
On the other hand, for example, the user confirms that the initial setting of the second observation mode according to the control as described above is completed based on the observation image displayed on the
制御部14は、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが初期設定完了時の信号レベルよりも増加したことを検出すると(図6のステップS11)、1/2波長板131の回転角度と、1/4波長板132の回転角度と、の組合せを相互に異なる複数の組合せに順次変更するための制御を行いながら、すなわち、1/2波長板131及び1/4波長板132を回転させながら、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルをモニタリングする(図6のステップS12)。
When the
制御部14は、前述の相互に異なる複数の組合せのうち、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが最小値を示した際の1/2波長板131の回転角度θHDBと、1/4波長板132の回転角度θQDBと、の組合せを検出する(図6のステップS13)。
The
制御部14は、図6のステップS13の検出結果に応じた回転角度になるように1/2波長板21及び1/4波長板22を回転させるための制御を行う(図6のステップS14)。具体的には、制御部14は、補正係数CRを回転角度θHDBに対して乗じて得られる角度(CR×θHDB)になるように1/2波長板21の回転角度を変化させるとともに、補正係数CRを回転角度θQDBに対して乗じて得られる角度(CR×θQDB)になるように1/4波長板22の回転角度を変化させるための制御を行う。
The
制御部14は、図6のステップS14に係る制御を行った後、1/2波長板131及び1/4波長板132の回転角度を初期設定完了時の角度(θHD2及びθQD2に)それぞれ戻すための制御を行う(図6のステップS15)。
After the control according to step S14 of FIG. 6 is performed, the
そして、制御部14は、図6のステップS15に係る制御を行った後、フォトダイオード134から出力される電気信号の信号レベルが初期設定完了時の信号レベルに達したことを検出するまでの間、図6のステップS12以降の制御等を繰り返し行う(図6のステップS16)。
The
以上に述べたような制御部14の制御等によれば、第2の観察モードにおいて、シングルモードファイバ3の光出射面から出射される照明光の偏光方向を所定の偏光方向PHに直交する偏光方向PSに略揃えることができ、その結果、偏光方向PSでの偏光観察を好適に行うことができる。
According to the control of the
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various changes and applications can be made without departing from the spirit of the invention.
1 内視鏡システム
2 照明光供給部
3 シングルモードファイバ
4 走査型内視鏡
5 アクチュエータ部
6 走査駆動部
7 光ファイババンドル
8 光検出部
9 画像処理部
10 モニタ
11 光カプラ
12 分岐光ファイバ
13 反射光受光部
14 制御部
15 指示入力部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記光源から発せられた光を所望の偏光状態に偏光させることが可能な偏光状態設定部と、
前記偏光状態設定部から供給される前記照明光を導光するための光ファイバを具備して構成された導光部と、
前記光ファイバの光出射面において前記照明光が反射することにより生じる反射光を受光するとともに、当該受光した反射光の偏光状態に応じた信号を出力するように構成された第1の受光部と、
前記第1の受光部から出力される前記信号に基づき、前記偏光状態設定部の偏光状態を制御するように構成された制御部と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。 A light source;
A polarization state setting unit capable of polarizing the light emitted from the light source into a desired polarization state;
A light guide configured to include an optical fiber for guiding the illumination light supplied from the polarization state setting unit;
A first light-receiving unit configured to receive reflected light generated by reflection of the illumination light on a light exit surface of the optical fiber, and to output a signal corresponding to a polarization state of the received reflected light; ,
A control unit configured to control the polarization state of the polarization state setting unit based on the signal output from the first light receiving unit;
An endoscope system comprising:
前記第2の受光部に入射される前記戻り光の偏光方向を所定の偏光方向に揃える偏光部と、
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。 A second light receiving unit for receiving a return light of the illumination light irradiated to the subject through the light emitting surface;
A polarizing unit that aligns the polarization direction of the return light incident on the second light receiving unit with a predetermined polarization direction;
The endoscope system according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡システム。 The control unit, based on the signal output from the first light receiving unit, the tilt angle of the major axis of elliptically polarized light when the predetermined polarization direction is a reference direction, the ellipticity of the elliptically polarized light, The endoscope system according to claim 2, wherein: is detected as disturbance of the polarization state.
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡システム。 The first light receiving unit is disposed on the optical path of the reflected light, and is capable of rotating around the optical path of the reflected light as a rotation center, the first wave plate, the first wave plate, A polarizer that polarizes the reflected light that has passed through the second wave plate in a polarization direction that matches the predetermined polarization direction, and a light detection that receives the reflected light that has passed through the polarizer and outputs the signal The endoscope system according to claim 3, comprising an element.
ことを特徴とする請求項4に記載の内視鏡システム。 The control unit rotates the first wave plate and the second wave plate by setting the predetermined polarization direction to 0 °, so that the signal level of the signal output from the photodetecting element is a maximum value. The endoscope system according to claim 4, wherein a combination of a rotation angle of the first wave plate and a rotation angle of the second wave plate is detected.
ことを特徴とする請求項5に記載の内視鏡システム。 The endoscope system according to claim 5, wherein the control unit controls the polarization state setting unit based on the combination.
をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡システム。 A first observation mode in which the subject is observed in a first polarization direction that coincides with the predetermined polarization direction, or a second observation mode in which the subject is observed in a second polarization direction orthogonal to the predetermined polarization direction. The endoscope system according to claim 2, further comprising: an instruction input unit capable of instructing the control unit to switch to any one of the observation modes.
ことを特徴とする請求項7に記載の内視鏡システム。 The control unit uses the first polarization direction or the second polarization direction as a reference direction based on the signal output from the first light receiving unit and the instruction given by the instruction input unit. The endoscope system according to claim 7, wherein an inclination angle of a major axis of elliptically polarized light and an ellipticity of the elliptically polarized light are detected as disturbance of the polarization state.
ことを特徴とする請求項8に記載の内視鏡システム。 The first light receiving unit is disposed on the optical path of the reflected light, and is capable of rotating around the optical path of the reflected light as a rotation center, the first wave plate, the first wave plate, A polarizer that polarizes the reflected light that has passed through the second wave plate in a polarization direction that matches the predetermined polarization direction, and a light detection that receives the reflected light that has passed through the polarizer and outputs the signal The endoscope system according to claim 8, comprising an element.
ことを特徴とする請求項9に記載の内視鏡システム。 When the instruction for switching to the first observation mode is given by the instruction input unit, the control unit sets the first polarization direction to 0 ° and the first wavelength plate and the second wave By rotating each of the wave plates, the rotation angle of the first wave plate and the rotation angle of the second wave plate when the signal level of the signal output from the photodetecting element shows the maximum value. When the instruction for detecting the first combination and switching to the second observation mode is performed in the instruction input unit, the second polarization direction is set to 0 °, and the first wave plate and the By rotating the second wave plate, the rotation angle of the first wave plate and the second wave plate when the signal level of the signal output from the light detection element shows the minimum value. Second combination of rotation angles The endoscope system according to claim 9, wherein the endoscope system is detected.
ことを特徴とする請求項10に記載の内視鏡システム。 The control unit controls the polarization state setting unit based on the first combination when the instruction for switching to the first observation mode is performed in the instruction input unit, and the instruction input The control of the polarization state setting unit is performed based on the second combination when the instruction to switch to the second observation mode is performed in the unit. Endoscopic system.
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。 Provided on the light guide path of the fiber, and configured to guide the illumination light supplied from the illumination light supply unit to the light emitting surface side of the fiber but not to the first light receiving unit side. The optical coupler according to claim 1, further comprising an optical coupler configured to guide the reflected light to the first light receiving unit side but not to the illumination light supply unit side. Endoscope system.
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。 2. The optical scanning unit according to claim 1, further comprising an optical scanning unit capable of swinging an end including the light emitting surface of the optical fiber so as to draw a locus corresponding to a predetermined scanning pattern. Endoscopy system.
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