JP2015136580A - 光走査型内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偽色と色ずれの発生を抑制できる、光走査型内視鏡装置を提供する。【解決手段】光走査型内視鏡装置１０は、複数の異なる波長の光を選択的に射出する光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部３２と、光源からの光を対象物上で繰り返し走査させる走査手段と、光の照射により対象物から得られる光を検出して電気信号に変換する光検出部３５と、光検出部からの電気信号に基づいて画像信号を生成する信号処理部３７とを備え、発光タイミング制御部は、走査中に、光源からの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で切り替えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を光走査する光走査型内視鏡装置に関する。

従来の光走査型内視鏡装置として、赤色（以下、「Ｒ」とする。）、緑色（以下、「Ｇ」とする。）、及び青色（以下、「Ｂ」とする。）の光を、１回の走査ごとに（すなわち１画像の撮影ごとに）切り替えて対象物に照射して、各走査のそれぞれで得られるデジタル信号に基づいて生成された画像どうしを合成して、カラーの表示用画像を得るものが、知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１２５５９８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、Ｒ、Ｇ、Ｂの光の走査中に、対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きがある場合（すなわち画像内での対象物の位置が変位する場合）、各走査で得られるデジタル信号に基づいて生成された表示用画像内で、対象物が色ごとにずれて現れる現象（以下、「色ずれ」という。）が生ずるという問題があった。

一方、色ずれの発生を抑制するための技術としては、１回の走査中に、Ｒ、Ｇ、Ｂの光を画像の画素ごとに切り替えて対象物に照射して、画素毎に足りない色については周辺画素から補間処理することにより、カラーの表示用画像を作成するものが、考えられる。しかし、このような補間処理をする結果、画像内で対象物の色が実際とは異なる色で現れる現象（以下、「偽色」という。）が生ずるおそれがある。また、画像処理により偽色の発生を抑制しようとすると、画像の解像度が低下するおそれがある。

したがって、この点に着目してなされた本発明の目的は、偽色と色ずれの発生を抑制できる、光走査型内視鏡装置を提供することにある。

上記目的を達成する光走査型内視鏡装置の発明は、
複数の異なる波長の光を選択的に射出する光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
前記光源からの光を対象物上で繰り返し走査させる走査手段と、
前記光の照射により前記対象物から得られる光を検出して電気信号に変換する光検出部と、
前記光検出部からの電気信号に基づいて画像信号を生成する信号処理部と
を備え、
前記発光タイミング制御部は、走査中に、前記光源からの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で切り替えることを特徴とする。

前記発光タイミング制御部は、複数回の走査にわたって、走査軌跡上の同一位置に複数の異なる波長の光が照射されるようにすることが好ましい。

１回の走査で得られる前記画像信号に基づき１つの表示用画像を生成する第１画像モードと、複数回の走査で得られる前記画像信号に基づき１つの表示用画像を生成する第２画像モードとを、切り替えることができると好適である。

ユーザによるボタン操作に応じて、前記第１画像モード及び前記第２画像モードの切り替えを行うのが好適である。

光走査型内視鏡装置は、前記対象物との間の相対的な動きを検出する動き検出部をさらに備え、
前記動き検出部による検出結果に応じて、前記第１画像モード及び前記第２画像モードの切り替えを行うようにしてもよい。

前記発光タイミング制御部が、走査中に、前記光源からの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で切り替えるモードを第１発光モードとするとき、前記発光タイミング制御部は、走査ごとに、前回の走査で発光された光の波長とは異なる１つの波長の光を発光させる第２発光モードをさらに有し、前記第２画像モード下において、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替えることができると好ましい。

本発明によれば、偽色と色ずれの発生を抑制できる、光走査型内視鏡装置を提供することができる。

第１実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 図１のスコープを概略的に示す概観図である。 図２のスコープの先端部の断面図である。 図３の駆動部および照明用光ファイバの揺動部を示す図であり、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 第１実施の形態において第１発光モード及び第１画像モードを組み合わせた例を説明するための図である。 図５の例における走査軌跡と画素番号との関係を説明するための図である。 図５の例において、走査ごとに各画素にて照射される光の波長（色）を説明するための図である。 第２実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施の形態において第１発光モード及び第２画像モードを組み合わせた例を説明するための図である。 第３実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 第４実施の形態において第２発光モード及び第２画像モードを組み合わせた例を説明するための図である。 第１発光モードの他の例を説明するための図である。 図４の駆動部の変形例を説明するための図であり、図１３（ａ）はスコープの先端部の断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の駆動部を拡大して示す斜視図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の偏向磁場発生用コイルおよび永久磁石を含む部分の光ファイバの軸に垂直な面による断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１〜図７を参照して、本発明の第１実施の形態を説明する。図１は、第１実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、光走査型内視鏡装置１０は、スコープ２０と、制御装置本体３０と、ディスプレイ４０とを、備えている。

まず、制御装置本体３０の構成を説明する。制御装置本体３０は、光走査型内視鏡装置１０全体を制御する制御部３１と、発光タイミング制御部３２と、レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ（光源）と、結合器３４と、駆動制御部３８と、光検出器３５（光検出部）と、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）３６と、信号処理部３７とを、備えている。

レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、発光タイミング制御部３２による制御に従って、複数の異なる波長（本実施の形態では、Ｒ、Ｇ及びＢの３色の波長）の光を選択的に射出する光源を構成している。ここで、「複数の異なる波長の光を選択的に射出する」とは、すなわち、発光タイミング制御部３２により選択されたいずれか１つの波長の光を、発光タイミング制御部３２により選択されたタイミングで射出することを意味する。レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂとしては、例えばＤＰＳＳレーザ（半導体励起固体レーザ）やレーザダイオードを使用することができる。

発光タイミング制御部３２は、制御部３１からの制御信号に応じて、光源の発光タイミングを制御する。後述するように、本実施の形態において、発光タイミング制御部３２は、１回の走査中に、光源からのＲ、Ｇ、Ｂの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で、一定の時間間隔（発光周期Ｔ_Ｅ）毎に切り替える。なお、以下、このような発光タイミング制御方式を、「第１発光モード」という。
ここで、「１回の走査」とは、１画像を撮影するために、走査軌跡の始点から終点まで１回走査することを意味している。また、「発光周期Ｔ_Ｅ」とは、光源を構成するレーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂのそれぞれの発光周期を意味するのではなく、光源から順次射出される光の発光周期を意味している。

レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから射出されるレーザ光は、結合器３４により同軸に合成された光路を経て、照明光としてシングルモードファイバである照明用光ファイバ１１に入射される。結合器３４は、例えばダイクロイックプリズム等を用いて構成される。
レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂおよび結合器３４は、制御装置本体３０と信号線で結ばれた、制御装置本体３０とは別の筐体に収納されていても良い。

結合器３４から照明用光ファイバ１１に入射した光は、スコープ２０の先端部まで導光され、対象物１００に照射される。その際、制御装置本体３０の駆動制御部３８は、スコープ２０の駆動部２１を振動駆動することによって、照明用光ファイバ１１の先端部を振動駆動する。これにより、照明用光ファイバ１１から射出された照明光は、対象物１００の観察表面上を、本例ではらせん状に、２次元走査する。照明光の照射により対象物１００から得られる反射光や散乱光などの光は、マルチモードファイバにより構成される検出用光ファイババンドル１２の先端で受光して、スコープ２０内を通り制御装置本体３０まで導光される。

なお、本例では、照明用光ファイバ１１及び駆動部２１が、光源からの光を対象物１００上で繰り返し走査させる走査手段を構成している。

光検出器３５は、光源の発光周期Ｔ_Ｅ毎に、Ｒ、Ｇ又はＢのいずれかの波長（以下、「色」ともいう。）の光の照射により得られた光を対象物１００から検出用光ファイババンドル１２を介して検出して、当該波長に帯域制限されたアナログ信号（電気信号）を出力する。

ＡＤＣ３６は、光検出器３５からのアナログ信号をデジタル信号（電気信号）に変換し、信号処理部３７に出力する。

信号処理部３７は、発光周期Ｔ_Ｅ毎にＡＤＣ３６から入力された、各波長に対応するデジタル信号を、それぞれ発光タイミングと走査位置とに対応付けて、順次メモリ（図示せず）に記憶する。この発光タイミングと走査位置との情報は、制御部３１から得る。制御部３１では、駆動制御部３８により印加した振動電圧の振幅および位相などの情報から、走査経路（走査軌跡）上の走査位置の情報が算出される。そして、信号処理部３７は、走査終了後または走査中に、ＡＤＣ３６から入力された各デジタル信号に基づいて、強調処理、γ処理、補間処理等の画像処理を必要に応じて行って画像信号を生成し、対象物１００の画像をディスプレイ４０に表示する。
なお、後述するように、本実施の形態において、信号処理部３７は、１回の走査で得られる画像信号に基づき１つの表示用画像を生成する。以下、このような画像生成方式を、「第１画像モード」という。

次に、スコープ２０の構成を説明する。図２は、スコープ２０を概略的に示す概観図である。スコープ２０は、操作部２２および挿入部２３を備える。操作部２２には、制御装置本体３０からの照明用光ファイバ１１、検出用光ファイババンドル１２、及び配線ケーブル１３が、それぞれ接続されている。これら照明用光ファイバ１１、検出用光ファイババンドル１２および配線ケーブル１３は挿入部２３内部を通り、挿入部２３の先端部２４（図２における破線部内の部分）まで延在している。

図３は、図２のスコープ２０の挿入部２３の先端部２４を拡大して示す断面図である。スコープ２０の挿入部２３の先端部２４は、駆動部２１、投影用レンズ２５ａ、２５ｂ（光学系）、中心部を通る照明用光ファイバ１１および外周部を通る検出用光ファイババンドル１２を含んで構成される。

駆動部２１は、照明用光ファイバ１１の先端部１１ｃを振動駆動する。駆動部２１は、取付環２６によりスコープ２０の挿入部２３の内部に固定されたアクチュエータ管２７、並びに、アクチュエータ管２７内に配置されるファイバ保持部材２９および圧電素子２８ａ〜２８ｄ（図４（ａ）および（ｂ）参照）を含んで構成される。照明用光ファイバ１１は、ファイバ保持部材２９で支持されるとともにファイバ保持部材２９で支持された固定端１１ａから先端部１１ｃまでが、揺動可能に支持された揺動部１１ｂとなっている。一方、検出用光ファイババンドル１２は挿入部２３の外周部を通るように配置され、先端部２４の先端まで延在している。さらに、検出用光ファイババンドル１２の各ファイバの先端部には図示しない検出用レンズを備える。

さらに、投影用レンズ２５ａ、２５ｂおよび検出用レンズは、スコープ２０の挿入部２３の先端部２４の最先端に配置される。投影用レンズ２５ａ、２５ｂは、照明用光ファイバ１１の先端部１１ｃから射出されたレーザ光が、対象物１００上に照射されて略集光するように構成されている。また、検出用レンズは、対象物１００上に集光されたレーザ光が、対象物１００により反射、散乱等をした光又は対象物１００上に集光されたレーザ光の照射により発生する蛍光（対象物１００から得られる光）等を取り込み、検出用レンズの後に配置された検出用光ファイババンドル１２に集光、結合させるように配置される。なお、投影用レンズは、二枚構成に限られず、一枚や他の複数枚のレンズにより構成しても良い。

図４（ａ）は、光走査型内視鏡装置１０の駆動部２１の振動駆動機構および照明用光ファイバ１１の揺動部１１ｂを示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。照明用光ファイバ１１は角柱状の形状を有するファイバ保持部材２９の中央を貫通して、ファイバ保持部材２９に固定保持される。ファイバ保持部材２９の４つの側面は、それぞれ±Ｙ方向および±Ｘ方向に向いている。そして、ファイバ保持部材２９の±Ｙ方向の両側面にはＹ方向駆動用の一対の圧電素子２８ａ、２８ｃが固定され、±Ｘ方向の両側面にはＸ方向駆動用の一対の圧電素子２８ｂ、２８ｄが固定される。

各圧電素子２８ａ〜２８ｄは、制御装置本体３０の駆動制御部３８からの配線ケーブル１３が接続されており、駆動制御部３８によって電圧が印加されることによって駆動される。

Ｘ方向の圧電素子２８ｂと２８ｄとの間には常に正負が反対で大きさの等しい電圧が印加され、同様に、Ｙ方向の圧電素子２８ａと２８ｃとの間にも常に反対方向で大きさの等しい電圧が印加される。ファイバ保持部材２９を挟んで対向配置された圧電素子２８ｂ、２８ｄが、互いに一方が伸びるとき他方が縮むことによって、ファイバ保持部材２９に撓みを生じさせ、これを繰り返すことによりＸ方向の振動を生ぜしめる。Ｙ方向の振動についても同様である。

駆動制御部３８は、Ｘ方向駆動用の圧電素子２８ｂ、２８ｄとＹ方向駆動用の圧電素子２８ａ、２８ｃとに、同一の周波数の振動電圧を印加し、あるいは、異なる周波数の振動電圧を印加し、振動駆動させることができる。Ｙ方向駆動用の圧電素子２８ａ、２８ｃとＸ方向駆動用の圧電素子２８ｂ、２８ｄとをそれぞれ振動駆動させると、図３、図４に示した照明用光ファイバ１１の揺動部１１ｂが振動し、先端部１１ｃが偏向するので、先端部１１ｃから出射されるレーザ光は対象物１００の表面を順次（本例では、らせん状に）走査する。

次に、光走査型内視鏡装置１０の動作について、発光タイミング制御部３２および信号処理部３７の処理を中心に、図５〜図７を参照して説明する。図５は、第１発光モード及び第１画像モードを用いた動作例を説明するための図であり、図の左側から右側に進むにつれて時間が進む。レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの発光タイミングを図５（ａ）〜（ｃ）に、結合器３４の出力を図５（ｄ）に、光検出器３５の出力を図５（ｅ）に、１つの画像内の各画素を走査軌跡に沿って走査される順に振った画素番号を図５（ｆ）に、１回の走査をするごとに順番に振った番号（走査番号）を図５（ｇ）に、走査番号と表示用画像の番号との対応関係を図５（ｈ）に、それぞれ示す。図６は、図５の例で用いられるらせん状の走査軌跡と画素番号との関係を示しており、図７は、図５の例において、１回の走査ごとに各画素にて照射される光の色を示している。

図５及び図６に示すように、本例では、１回の走査中において、照明用光ファイバ１１の先端部１１ｃが内側から外側に向けてらせん状の軌跡（経路）に沿って移動される。先端部１１ｃが最外側の終点に到達すると、走査が終了し、先端部１１ｃがいったん最内側の始点に戻ってから、次回の走査が開始される。

発光タイミング制御部３２は、前述した第１発光モード下において、１回の走査中に、レーザ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂからの光の色を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で、発光周期Ｔ_Ｅ毎に切り替える。より具体的に、図５及び図７に示す例において、発光順序は、走査１ではＲ、Ｇ、Ｂの繰り返しであり、走査２ではＧ、Ｂ、Ｒの繰り返しであり、走査３ではＢ、Ｒ、Ｇの繰り返しであり、走査４以降も同様にして発光順序が走査ごとに変更される。

一方、信号処理部３７は、前述した第１画像モード下において、１回の走査中に発光周期Ｔ_Ｅ毎に光検出器３５からＡＤＣ３６を介して順次に入力されたＲ、Ｇ、又はＢの電気信号に基づいて、画像信号を得て、この画像信号に基づいて１つの表示用画像を生成する。より具体的に、図５に示す例では、走査１〜３で得られる画像信号に基づいて、それぞれ表示用画像１〜３を生成する。

本例では、発光周期Ｔ_Ｅが、１画素分の電気信号が入力される周期（画素周期）Ｔ_Ｐと同一である。画素毎に足りない色については周辺画素から公知の方法で補間処理することが好ましい。例えば、図５の走査１の画素５に対しては、Ｇに対応する電気信号が入力されるので、不足しているＲ、Ｂについては、周辺画素から補間処理することが好ましい。このような補間処理により、１画素当たりＲＧＢの３色分の電気信号成分を含めることができる。なお、ここでいう「周辺画素」とは、照明用光ファイバ１１の先端部１１ｃの走査軌跡に従う周辺画素、又は、ディスプレイ４０に出力する画像信号を生成するときに存在する周辺画素を指す。

以上のように、第１発光モードと第１画像モードとを組み合わせて実施する第１実施の形態では、第１発光モードにおいて１回の走査中に光源からの光の色を切り替えるようにしたことに加えて、第１画像モードにおいて特許文献１のように撮影時間のずれた異なる色の画像どうしを合成させることなく表示用画像を生成するので、例えば図５の走査１〜３の実行中に対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きがあった場合でも、色ずれが生じることはない。
また、第１実施の形態では、第１発光モードにおいて、連続する少なくとも２回（本例では３回）の走査にわたって、走査ごとに発光順序を異ならせるので、第１画像モードにおいて走査ごとに生成される各表示用画像を、ユーザが連続して観たときに、各表示用画像内の同一位置での色が時間的に平均化されることとなる。この結果、周辺画素を用いた補間処理によって生じ得る偽色の影響が低減されて、対象物がより実際に近い色で観えるようになる。同様の観点から、第１発光モードでは、本例のように、複数回（本例では３回）の走査にわたって、走査軌跡上での同一の位置（本例では画素）に、複数の異なる色（本例ではＲ、Ｇ、Ｂの３色）の光が照射されるのが好ましい。

第１実施の形態によれば、偽色の発生を抑制するとともに、色ずれの発生を完全に無くすことができる。

（第２実施の形態）
図８〜図９を参照して、本発明の第２実施の形態を説明する。図８は、第２実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態は、ユーザによるボタン５０の操作に応じて、第１画像モードと後述する第２画像モードとの切り替えを行えるようにした点で、第１実施の形態と異なる。なお、本実施の形態では、発光タイミング制御部３２が、第１発光モードの動作をするものとする。第１発光モード及び第１画像モードの内容については、第１実施の形態で説明したとおりである。

ボタン５０は、ユーザの操作によって、第１画像モードと第２画像モードとを切り替えることができるように構成されている。ユーザによりボタン５０が操作されると、いずれの画像モードが選択されたかが、制御部３１を介して信号処理部３７に通知される。

図９は、第１発光モード及び第２画像モードを用いた動作例を説明するための図である。 第２画像モード下において、信号処理部３７は、連続する複数回の走査（図９の例では、今回と直前の２回の計３回の走査）のそれぞれで得られる画像信号に基づいて生成される画像どうしを合成することにより、１つの表示用画像を生成する。具体的に、図９の例では、走査１〜３で得られる画像信号に基づいて、表示用画像１を生成し、走査２〜４で得られる画像信号に基づいて、表示用画像２を生成し、走査３〜５で得られる画像信号に基づいて、表示用画像３を生成する。

第１発光モード及び第２画像モードを組み合わせて実施する図９の例では、連続する３回の走査で得られる３つの画像どうしを合成することにより、表示用画像内の各画素にＲＧＢの３色分の電気信号成分を含めることができる。このため、周辺画素を用いた補間処理が必要無いので、偽色の発生を完全に無くすことができる。また、第１発光モードを用いていることにより、色ずれの発生を抑制することができる。

したがって、対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きがある場合は、色ずれを完全に防止しつつ偽色を抑制できる第１画像モードの方が有利であり、対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きがない場合は、色ずれのおそれがないので、偽色を完全に防止できる第２画像モードの方が有利である。

第２実施の形態によれば、画像モードの切り替えを可能にすることにより、対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きの有無に関わらず、常に偽色及び色ずれの抑制が可能である。

また、第２実施の形態によれば、ユーザは、例えば、動画を撮影する場合には第１画像モードを選択し、静止画を撮影する場合には第２画像モードを選択する等、自由に画像モードの切り替えができる。

なお、図９に示す第２画像モードの例では、１回の走査を行うごとに、今回と直前の２回の計３回の走査で得られる画像信号に基づいて１つの表示用画像を生成するので、１回の走査ごとに表示用画像を生成できる。よって、表示用画像の生成頻度（フレームレート）を第１画像モードのフレームレートと同一に維持できる。ただし、第２画像モードでは、複数回の走査を行うごとに１つの表示用画像を生成してもよい。

また、ユーザのボタン５０の操作によって、いずれの画像モードが選択されたかの通知は、制御部３１を介さずに、直接、信号処理部３７に対して行われてもよい。

また、ボタン５０以外の任意の入力手段（例えば、レバー、キー、タッチパネル等）によって、ユーザによる画像モードの切り替えを可能にしてもよい。

（第３実施の形態）
図１０を参照して、本発明の第３実施の形態を説明する。図１０は、第３実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態は、動き検出部５１によって自動的に第１画像モード及び第２画像モードの切り替えを行えるようにした点のみで、第２実施の形態と異なる。なお、本実施の形態では、発光タイミング制御部３２が、第１発光モードの動作をするものとする。第１発光モード、第１画像モード、及び第２画像モードの内容は、第１及び第２実施の形態で説明したとおりである。

動き検出部５１は、対象物との間の相対的な動きを検出するように構成されている。なお、「対象物との間の相対的な動き」とは、画像内での対象物の動きを指しており、実際に対象物と内視鏡装置との間に相対的な動きがある場合に限らず、画像が拡大又は縮小される場合も含む。図１０の例では、動き検出部５１は、スコープ２０に取り付けられており、例えば、駆動部２１等の加速度を検出する加速度センサ、又は、操作部２２における画像の拡大及び縮小用の回転ダイヤルの角度位置を検出するロータリーエンコーダ等として構成される。

制御部３１は、動き検出部５１の検出結果に基づいて、第１画像モード及び第２画像モードの切り替えを行う。例えば、制御部３１は、動き検出部５１の検出結果に基づいて、対象物との間の相対的な動きがあると判断した場合には第１画像モードを選択し、対象物との間の相対的な動きが無いと判断した場合には第２画像モードを選択する。その後、制御部３１は、選択した画像モードに従って動作するよう、信号処理部３７に指示する。

第３実施の形態によれば、自動的に画像モードの切り替えが行われるので、第２実施の形態と比べて、ユーザが画像モードの切り替えを行う手間を省くことができる。

なお、対象物との間の相対的な動きがあるか否かの判断は、対象物の観察（走査）中に任意のタイミングで実施可能であり、例えば、観察開始時のみに実施してもよいし、観察中に定期的に実施してもよい。

また、制御部３１の代わりに、信号処理部３７が、動き検出部５１の検出結果に基づいて第１画像モード及び第２画像モードの切り替えを行ってもよい。

また、動き検出部５１は、制御装置本体３０の例えば制御部３１又は信号処理部３７の内部等に設けられて、画像処理によって、対象物との間の相対的な動きを検出するように構成されてもよい。

（第４実施の形態）
図８、図９、及び図１１を参照して、本発明の第４実施の形態を説明する。本実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の概略構成は、図８に示すものと同様である。本実施の形態は、第２実施の形態の内容に加えて、第２画像モード下において、ユーザによるボタン５０の操作に応じて、第１発光モードと後述する第２発光モードとの切り替えが可能である。なお、第１画像モード下では、発光タイミング制御部３２が、第１発光モードの動作をするものとする。第１発光モード、第１画像モード、及び第２画像モードの内容は、第１及び第２実施の形態で説明したとおりである。

ボタン５０は、ユーザの操作によって、第１画像モードと第２画像モードとを切り替えることができるとともに、第２画像モード下において、第１発光モードと第２発光モードとを切り替えることができるように構成されている。ユーザによるボタン５０の操作によって画像モードが切り替えられると、いずれの画像モードが選択されたかが、制御部３１を介して信号処理部３７に通知される。また、第２画像モード下において、ユーザによるボタン５０の操作によって発光モードが切り替えられると、いずれの発光モードが選択されたかが、制御部３１を介して発光タイミング制御部３２に通知される。

図１１は、第２発光モード及び第２画像モードを用いた動作例を説明するための図である。第２発光モード下において、発光タイミング制御部３２は、走査ごとに、前回の走査で発光された光の波長（色）とは異なる１つの波長（色）の光を発光させる。より具体的に、図１１に示す例では、走査１、走査２、走査３では、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの光を発光周期Ｔ_Ｅ毎に発光させる。

第２発光モード及び第２画像モードを組み合わせて実施する図１１の例では、第２画像モードを用いているので偽色を完全に防止でき、さらに、第２発光モードを用いることにより表示用画像内で対象物の輪郭がくっきりと現れる点で、有利である。

第４実施の形態によれば、ユーザは、偽色を防止できる第２画像モード下において、例えば、色ずれの抑制を優先する場合には第１発光モードを選択し、対象物の輪郭を鮮明に観たい場合には第２発光モードを選択する等、必要に応じて発光モードを自由に選択することができる。

なお、本発明は、上述した各実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が可能である。例えば、第１発光モードでは、光源からの光の色ごとの発光回数比率が均一（すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に１：１：１）である場合に限られず、色ごとの発光回数比率が非均一でもよい。図１２は、図５の第１発光モードの例とは異なる、第１発光モードの他の例を示している。図１２の例では、色ごとの発光回数比率が、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に１：２：１であり、発光順序が、走査１ではＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇの繰り返しであり、走査２ではＧ、Ｒ、Ｇ、Ｂの繰り返しであり、走査３ではＢ、Ｇ、Ｒ、Ｇの繰り返しであり、走査４ではＧ、Ｂ、Ｇ、Ｒの繰り返しであり、走査５以降も同様にして発光順序が走査毎に変更される。なお、図１２の第１発光モードの例も、第１画像モード又は第２画像モードのいずれと組み合わせて実施してもよい。

また、光源は、Ｒ、Ｇ、Ｂの光等の可視光に加えて、特殊光（例えば対象物の組織の深部を観察するための近赤外光等）をも、選択的に射出可能に構成されてもよい。

図６の例では、１回の走査により照明用光ファイバ１１の先端部１１ｃがいったん最外側の終点に到達した後、そこから内側に向けてらせん状の軌跡に沿って最内側の始点まで戻る間の戻り期間にわたって、走査を行わないが、この戻り期間中にさらなる走査を行ってもよい。その場合、複数回の走査を途切れなく連続して行うことができるので、フレームレートの向上に繋がる。

また、走査軌跡（走査経路）は、図６の例のようならせん（スパイラル）状のものに限られず、ラスター状あるいはリサージュ状のものでも可能である。

照明用光ファイバ１１の駆動部２１は、圧電素子を用いたものに限られず、例えば、照明用光ファイバ１１に固定した永久磁石とこれを駆動する偏向磁場発生用コイル（電磁コイル）とを用いたものでもよい。以下、この駆動部２１の変形例について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）はスコープ２０の先端部２４の断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の駆動部２１を拡大して示す斜視図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の偏向磁場発生用コイル６２ａ〜６２ｄおよび永久磁石６３を含む部分の照明用光ファイバ１１の軸に垂直な面による断面図である。

照明用光ファイバ１１の揺動部１１ｂの一部には、照明用光ファイバ１１の軸方向に着磁され貫通孔を有する永久磁石６３が、照明用光ファイバ１１が貫通孔を通った状態で結合されている。また、揺動部１１ｂを囲むように、一端部を取付環２６に固定された角型チューブ６１が設けられ、永久磁石６３の一方の極と対向する部分の角型チューブ６１の各側面には、平型の偏向磁場発生用コイル６２ａ〜６２ｄが設けられている。

Ｙ方向の偏向磁場発生用コイル６２ａと６２ｃのペアおよびＸ方向の偏向磁場発生用コイル６２ｂと６２ｄのペアは、角型チューブ６１のそれぞれ対向する面に配置され、偏向磁場発生用コイル６２ａの中心と偏向磁場発生用コイル６２ｃの中心を結ぶ線と、偏向磁場発生用コイル６２ｂの中心と偏向磁場発生用コイル６２ｄの中心を結ぶ線とは、静止時の照明用光ファイバ１１の配置される角型チューブ６１の中心軸線付近で直交する。これらのコイルは、配線ケーブル１３を介して制御装置本体３０の駆動部３８に接続され、駆動制御部３８からの駆動電流によって駆動される。

さらに、走査手段は、光ファイバの先端を振動させるものに限られない。例えば、光源から対象物に至る光路上にＭＥＭＳミラーなどの光走査素子を設けることも可能である。

１０ 光走査型内視鏡装置
１１ 照明用光ファイバ（走査手段）
１１ａ 固定端
１１ｂ 揺動部
１１ｃ 先端部
１２ 検出用光ファイババンドル
１３ 配線ケーブル
２０ スコープ
２１ 駆動部（走査手段）
２２ 操作部
２３ 挿入部
２４ 先端部
２５ａ、２５ｂ 投影用レンズ
２６ 取付環
２７ アクチュエータ管
２８ａ〜２８ｄ 圧電素子
２９ ファイバ保持部材
３０ 制御装置本体
３１ 制御部
３２ 発光タイミング制御部
３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ レーザ（光源）
３４ 結合器
３５ 光検出器（光検出部）
３６ ＡＤＣ
３７ 信号処理部
３８ 駆動制御部
４０ ディスプレイ
５０ ボタン
５１ 動き検出部
６１ 角型チューブ
６２ａ〜６２ｄ 偏向磁場発生用コイル
６３ 永久磁石
１００ 対象物

Claims (6)

1. 複数の異なる波長の光を選択的に射出する光源の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、
   前記光源からの光を対象物上で繰り返し走査させる走査手段と、
   前記光の照射により前記対象物から得られる光を検出して電気信号に変換する光検出部と、
   前記光検出部からの電気信号に基づいて画像信号を生成する信号処理部と
   を備え、
   前記発光タイミング制御部は、走査中に、前記光源からの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で切り替えることを特徴とする光走査型内視鏡装置。
2. 前記発光タイミング制御部は、複数回の走査にわたって、走査軌跡上の同一位置に複数の異なる波長の光が照射されるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の光走査型内視鏡装置。
3. １回の走査で得られる前記画像信号に基づき１つの表示用画像を生成する第１画像モードと、複数回の走査で得られる前記画像信号に基づき１つの表示用画像を生成する第２画像モードとを、切り替えることができる、請求項１又は２に記載の光走査型内視鏡装置。
4. ユーザによるボタン操作に応じて、前記第１画像モード及び前記第２画像モードの切り替えを行う、請求項３に記載の光走査型内視鏡装置。
5. 前記対象物との間の相対的な動きを検出する動き検出部をさらに備え、
   前記動き検出部による検出結果に応じて、前記第１画像モード及び前記第２画像モードの切り替えを行う、請求項３に記載の光走査型内視鏡装置。
6. 前記発光タイミング制御部が、走査中に、前記光源からの光の波長を、前回の走査の発光順序とは異なる発光順序で切り替えるモードを第１発光モードとするとき、前記発光タイミング制御部は、走査ごとに、前回の走査で発光された光の波長とは異なる１つの波長の光を発光させる第２発光モードをさらに有し、前記第２画像モード下において、前記第１発光モードと前記第２発光モードとを切り替えることができる、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡装置。
   

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