JP2017104354A - 照射システム - Google Patents

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文香 横内
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Abstract

【課題】回転フィルタを回転させる構成では、回転位置を検知する要素を厳しい公差で管理しなければならない。【解決手段】照射システムを、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部から第一の導光部材に向かう第一の光と第二の光源部から第二の導光部材に向かう第二の光を交互に遮蔽する遮蔽部とを備える構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、光を被写体に照射する照射システムに関する。
特殊な画像を撮影することが可能な内視鏡システムが知られている。例えば特許文献１に、この種の内視鏡システムの具体的構成が記載されている。
特許文献１に記載の内視鏡システムは、回転フィルタが搭載された光源装置を備えている。回転フィルタは、特定の波長域の光のみを通過させる光学フィルタであり、単純な円板形状ではなく、外周側の一部の領域が切り欠けられた特殊な形状を有している。コントローラは、回転フィルタを一定の回転周期で回転駆動させて、光学フィルタ部分と切欠き部分を照射光の光路に順次挿入し、光学フィルタ部分を通過した照射光による生体組織の撮像と、切り欠き部分を通過した（すなわち、フィルタリングされていない）照射光による生体組織の撮像を順次行う。コントローラは、光学フィルタ部分を通過した照射光により照射された生体組織の撮像データに基づいて１つの観察画像を生成すると共に、フィルタリングされていない照射光により照射された生体組織の撮像データに基づいてもう１つの観察画像を生成し、生成された２種類の観察画像をモニタの表示画面内に並べて表示させる。
国際公開第２０１２／１０８４２０号パンフレット
特許文献１に記載の回転フィルタの中心部には、回転フィルタの回転位置を検知するためのシルクがプリントされている。しかし、シルクは非常に小さいため、シルクが極僅かな誤差を持つだけで、回転フィルタの回転位置を精確に検知することができなくなるという問題が指摘される。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、波長域の異なる２つの照射光を被写体に照射するのに好適な照射システムを提供することである。
本発明の一実施形態に係る照射システムは、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部から第一の導光部材に向かう第一の光と、第二の光源部から第二の導光部材に向かう第二の光を、交互に遮蔽する遮蔽部とを備える。
また、本発明の一実施形態に係る照射システムにおいて、遮蔽部は、第一の光と第二の光を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互に遮蔽する構成としてもよい。
また、本発明の一実施形態に係る照射システムは、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部の光源と第二の光源部の光源を交互にオンすることにより、第一の光と第二の光を第一の導光部材と前第二の導光部材に交互に入射させる制御部とを備える。
また、本発明の一実施形態に係る照射システムにおいて、制御部は、第一の光源部の光源と第二の光源部の光源を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互にオン／オフする構成としてもよい。
また、本発明の一実施形態に係る照射システムにおいて、第一の光源部は、第一の光を射出する光源を有し、第二の光源部は、第三の光を射出する光源と、第三の光を第二の光にフィルタリングする光学フィルタとを有する構成としてもよい。
本発明の一実施形態によれば、波長域の異なる２つの照射光を被写体に照射するのに好適な照射システムが提供される。
本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられるＬＥＤの分光強度分布を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられる狭帯域光フィルタの分光特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられるシャッタ部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子スコープとプロセッサとの接続部分の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態の変形例１に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例２に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例３に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例４に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。
プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及び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２２２に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム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、操作パネル２２４に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２２４より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の観察モードの切替指示がある。観察モードには、通常観察モード、特殊観察モード、ツイン観察モード等がある。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システム１内の各回路に出力する。
プロセッサ２００は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０６Ａ及び２０６Ｂを備えている。図２（ａ）に、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂの分光強度分布を例示する。図２（ａ）に示されるように、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂは、不均一な発光スペクトルを有する所謂擬似的な白色光源である。
また、プロセッサ２００は、紫ＬＥＤ２１０Ｂを備えている。図２（ｂ）に、紫ＬＥＤ２１０Ｂの分光強度分布を例示する。図２（ｂ）に示されるように、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、紫領域のみを発光する光源である。
白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、コリメータレンズ２０８Ａを介してシャッタ部２４０に入射される。
白色ＬＥＤ２０６Ｂより放射された白色光、紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された紫色光は、それぞれ、コリメータレンズ２０８Ｂ、２１２Ｂを介してダイクロイックミラー２１４Ｂに入射される。すなわち、ダイクロイックミラー２１４Ｂには、白色光と紫色光を足し合わせた光（図２（ｃ）に例示される分光強度分布を持つ光）が入射される。以下、説明の便宜上、白色光と紫色光を足し合わせた光を「重畳光」と記す。
ダイクロイックミラー２１４Ｂに入射された重畳光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂにてフィルタリングされて、シャッタ部２４０に入射される。ここで、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、プロセッサ２００の筐体に取り付けられており、筐体内において位置が固定されている。狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、例えば単純な円板形状を持つ。
図３（ａ）に、狭帯域光フィルタ２１６Ｂの分光特性を例示する。また、図３（ｂ）に、狭帯域光フィルタ２１６Ｂについて図３（ａ）とは別の分光特性例を示す。図３（ａ）や図３（ｂ）に示されるように、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、特定の波長域の光のみを通過させる分光特性を持つ。以下、説明の便宜上、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた光を「特殊光」と記す。
図４に、シャッタ部２４０の構成を示す。図４に示されるように、シャッタ部２４０は、回転盤２４１を備えている。回転盤２４１はステンレス等の金属製部材であり、図４（ａ）に示されるように、開口２４１ａが形成されている。開口２４１ａは、約１８０°に広がる扇形状を有している。
シャッタ制御回路２２０がシステムコントローラ２０２の制御下でＤＣモータ２４２を駆動制御すると、ＤＣモータ２４２の駆動力が伝達機構（ベルト）２４３を介して回転軸２４４に伝達されて、回転軸２４４が回転する。これにより、回転盤２４１は、回転軸２４４を中心に回転する。
回転盤２４１は、その回転位置に応じて白色光と特殊光の一方の光路を遮蔽すると同時に開口２４１ａが他方の光路に挿入されることにより他方の光路の光を通過させる。以下説明の便宜上、開口２４１ａが白色光の光路に位置する状態（言い換えると、特殊光の光路のみを遮蔽する状態）を「白色光通過状態」と記し、開口２４１ａが特殊光の光路に位置する状態（言い換えると、白色光の光路のみを遮蔽する状態）を「特殊光通過状態」と記す。
開口２４１ａの位置は、回転盤２４１が回転軸２４４を中心に回転することで、白色光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わる。以下、説明の便宜上、回転盤２４１の回転中、開口２４１ａが白色光の光路に位置する期間を「白色光通過期間」と記し、開口２４１ａが特殊光の光路に位置する期間を「特殊光通過期間」と記す。なお、開口２４１ａの角度範囲は１８０°に僅かに満たないため、白色光通過期間と特殊光通過期間との間には、両方の光路が遮蔽される極僅かな遮蔽期間が存在する。
白色光通過期間中は、コリメータレンズ２０８Ａを通過した白色光が開口２４１ａを通過して、集光レンズ２１８Ａに入射される。集光レンズ２１８Ａに入射された白色光は、集光レンズ２１８ＡによりＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２Ａの入射端面に集光されて、ＬＣＢ１０２Ａ内に入射される。
ＬＣＢ１０２Ａ内に入射された白色光は、ＬＣＢ１０２Ａ内を伝播する。ＬＣＢ１０２Ａ内を伝播した白色光は、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２Ａの射出端面より射出され、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。配光レンズ１０４Ａからの白色光より照射された被写体からの戻り光は、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。
特殊光通過期間中は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂを通過した特殊光が開口２４１ａを通過して、集光レンズ２１８Ｂに入射される。集光レンズ２１８Ｂに入射された特殊光は、集光レンズ２１８ＢによりＬＣＢ１０２Ｂの入射端面に集光されて、ＬＣＢ１０２Ｂ内に入射される。
ＬＣＢ１０２Ｂ内に入射された特殊光は、ＬＣＢ１０２Ｂ内を伝播する。ＬＣＢ１０２Ｂ内を伝播した特殊光は、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２Ｂの射出端面より射出され、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。配光レンズ１０４Ｂからの特殊光より照射された被写体からの戻り光は、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、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。なお、固体撮像素子１０８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に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。
電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１０が備えられている。ドライバ信号処理回路１１０には、配光レンズ１０４Ａ又は配光レンズ１０４Ｂからの光により照射された被写体の画像信号がフレーム周期で固体撮像素子１０８より入力される。なお、以降の説明において「フレーム」は「フィールド」に置き替えてもよい。本実施形態において、フレーム周期、フィールド周期はそれぞれ、１／３０秒、１／６０秒である。ドライバ信号処理回路１１０は、固体撮像素子１０８より入力される画像信号に対して所定の処理を施してプロセッサ２００の前段信号処理回路２２６に出力する。
ドライバ信号処理回路１１０はまた、メモリ１１２にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１２に記録される電子スコープ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、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１０は、メモリ１１２より読み出され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、電子スコープ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、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ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１１０にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１０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。
前段信号処理回路２２６は、ドライバ信号処理回路１１０より１フレーム周期で入力される画像信号に対してデモザイク処理、マトリックス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して、画像メモリ２２８に出力する。
画像メモリ２２８は、前段信号処理回路２２６より入力される画像信号をバッファし、タイミングコントローラ２０４によるタイミング制御に従い、後段信号処理回路２３０に出力する。
後段信号処理回路２３０は、画像メモリ２２８より入力される画像信号を処理してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
図５は、電子スコープ１００とプロセッサ２００との接続部分の構成を模式的に示す図である。図５に示されるように、電子スコープ１００のコネクタ部１５０には、ガイド筒１５２及び電気コネクタ１５４が設けられている。ガイド筒１５２は、ＬＣＢ１０２Ａの基端部１０２Ａａ及びＬＣＢ１０２Ｂの基端部１０２Ｂａを保持している。また、プロセッサ２００のコネクタ部２５０には、ガイド筒受け部２５２及び電気コネクタ受け部２５４が設けられている。
ガイド筒１５２とガイド筒受け部２５２とが接続されることにより、ＬＣＢ１０２Ａと集光レンズ２１８Ａが結合すると共にＬＣＢ１０２Ｂと集光レンズ２１８Ｂが結合する。これにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００は光学的に接続される。また、電気コネクタ１５４と電気コネクタ受け部２５４とが接続されることにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００は電気的に接続される。
次に、各観察モード時における電子内視鏡システム１の動作について説明する。
［通常観察モード］
通常観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。一方、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。すなわち、被写体には、図２（ａ）に例示される分光強度分布を持つ白色光が照射される。
なお、通常観察モード中は、白色ＬＥＤ２０６Ａを常時オンし、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂを常時オフしてもよい。
固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［特殊観察モード］
特殊観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。一方、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。すなわち、被写体には、特殊光、すなわち、図２（ｃ）に例示される分光強度分布を持つ重畳光を狭帯域光フィルタ２１６Ｂでフィルタリングしたものが照射される。
なお、特殊観察モード中は、白色ＬＥＤ２０６Ａを常時オフし、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂを常時オンしてもよい。
固体撮像素子１０８は、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。ここで、特殊光は、特定の生体構造に対する吸収度の高い光である。そのため、画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
ツイン観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように（言い換えると、白色光通過期間と特殊光通過期間に１フレーム毎に交互に切り替わるように）、回転軸２４４を中心に回転する。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光と特殊光とが交互に照射される。
固体撮像素子１０８は、あるフレームにおいて、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力し、続くフレームにおいて、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。すなわち、固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体の画像信号と、特殊光により照射された被写体の画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に交互に出力する。前者と後者の画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力される。
モニタ３００の表示画面内には、観察画像を表示する領域が２つ並べられている。一方の領域には、白色光により照射された被写体の通常のカラー画像が表示され、もう一方の領域には、特殊光により照射された被写体（特定の生体構造）が強調された分光画像が表示される。すなわち、モニタ３００の表示画面には、被写体の通常のカラー画像と分光画像とが並べて表示される。
このように、本実施形態によれば、狭帯域光フィルタ２１６Ｂが被可動部材でなくプロセッサ２００の筐体内に固定された部材であることから、シルクのような回転位置を検知するための指標が不要となる。また、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、被可動部材でないことから、形状面での制約が少なく、例えば単純な円板形状でよい。すなわち、本実施形態によれば、厳しい公差管理が求められる指標が不要であり、また、狭帯域光フィルタ２１６Ｂの形状面での制約が少ないため、製造面でのメリット（例えば歩留まりを向上させ易い。）が得られる。
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
上記の実施形態では、光源装置をプロセッサ２００に内蔵しているが、別の実施形態では、プロセッサ２００と光源装置とを分離した構成としてもよい。この場合、プロセッサ２００と光源装置との間でタイミング信号を送受信するための有線又は無線の通信手段が設けられる。
図６は、本実施形態の変形例１に係る電子内視鏡システム１ｚの構成を示すブロック図である。図６に示されるように、電子内視鏡システム１ｚは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｚ及びモニタ３００を備えている。本変形例１に係る電子内視鏡システム１ｚは、プロセッサ２００ｚがシャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有さない点以外は、上記の実施形態に係る電子内視鏡システム１と構成が同じである。
本変形例１に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作について説明する。
［通常観察モード］
本変形例１に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは常時オンされ、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オフされる。そのため、被写体には、白色光が照射される。
固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
なお、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、演色性の向上のため、通常観察モード中、常時オンされていてもよい。
［特殊観察モード］
本変形例１に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは常時オフされ、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。そのため、被写体には、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた特殊光が照射される。
固体撮像素子１０８は、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。そのため、画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
本変形例１に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光と特殊光とが交互に照射される。
固体撮像素子１０８は、あるフレームにおいて、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力し、続くフレームにおいて、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。前者と後者の画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力される。これにより、モニタ３００の表示画面には、被写体の通常のカラー画像と分光画像とが並べて表示される。
なお、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、通常のカラー画像の演色性を向上させるため、ツイン観察モード中、常時オンされていてもよい。
このように、本変形例１においては、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０が不要となることから、製造コスト面でのメリットが得られる。
図７は、本実施形態の変形例２に係る電子内視鏡システム１ｙの構成を示すブロック図である。図７に示されるように、電子内視鏡システム１ｙは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｙ及びモニタ３００を備えている。本変形例２に係る電子内視鏡システム１ｙは、プロセッサ２００ｙがダイクロイックミラー２１４Ａを有する点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
本変形例２に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作について説明する。
［通常観察モード］
本変形例２に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。
ダイクロイックミラー２１４Ｂは、紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された紫色光を５０％透過させると同時に５０％反射する。そのため、ダイクロイックミラー２１４Ｂを透過した一部の紫色光がダイクロイックミラー２１４Ａに入射される。ダイクロイックミラー２１４Ａに入射された紫色光と、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、ダイクロイックミラー２１４Ａにて足し合わせられて（図２（ｃ）に例示される分光特性を持つ重畳光となり）、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。
すなわち、被写体には、重畳光が照射される。重畳光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、演色性が向上された、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。なお、ダイクロイックミラー２１４Ｂにて反射された紫色光及び白色ＬＥＤ２０６Ｂより放射された白色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。
［特殊観察モード］
本変形例２に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
すなわち、被写体には、特殊光が照射される。なお、ダイクロイックミラー２１４Ａにて反射された紫色光及び白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。特殊光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
本変形例２に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされる。また、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、常時オンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、重畳光の光路に配置され、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされるフレームでは、特殊光の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光と特殊光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。通常のカラー画像用に重畳光が被写体に照射されるため、ツイン観察モード中も通常のカラー画像の演色性が向上する。
図８は、本実施形態の変形例３に係る電子内視鏡システム１ｘの構成を示すブロック図である。図８に示されるように、電子内視鏡システム１ｘは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｘ及びモニタ３００を備えている。本変形例３に係る電子内視鏡システム１ｘは、プロセッサ２００ｘが紫ＬＥＤ２１０Ａ、コリメータレンズ２１２Ａ及びダイクロイックミラー２１４Ａを有する点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
本変形例３に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作について説明する。
［通常観察モード］
本変形例３に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ａ及び２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。紫ＬＥＤ２１０Ａより放射された紫色光は、コリメータレンズ２１２Ａを介してダイクロイックミラー２１４Ａにて反射され、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光と足し合わせられて（図２（ｃ）に例示される分光特性を持つ重畳光となり）、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。
すなわち、被写体には、重畳光が照射される。重畳光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、演色性が向上された、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。
［特殊観察モード］
本変形例３に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ａ及び２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
すなわち、被写体には、特殊光が照射される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａより放射された白色光及び紫色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。特殊光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
本変形例３に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、重畳光の光路に配置され、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされるフレームでは、特殊光の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光と特殊光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。通常のカラー画像用に重畳光が被写体に照射されるため、ツイン観察モード中も通常のカラー画像の演色性が向上する。
図９は、本実施形態の変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗの構成を示すブロック図である。図９に示されるように、電子内視鏡システム１ｗは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｗ及びモニタ３００を備えている。本変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗは、プロセッサ２００ｗが白色ＬＥＤ２０６Ｂに代えて緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’を有しており且つ狭帯域光フィルタ２１６Ｂを有さない点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
本変形例４に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作について説明する。
［通常観察モード］
本変形例４に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。一方、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された緑色光及び紫色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。白色光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［特殊観察モード］
本変形例４に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された緑色光及び紫色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
すなわち、被写体には、緑色光と紫色光とを足し合わせた光であって、図３（ｂ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光が照射される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ａ及より放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。上記の特性を持つ光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
本変形例４に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光の光路と特殊光（緑色光＋紫色光）の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色光の光路に配置され、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’がオンされるフレームでは、特殊光（緑色光＋紫色光）の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）、白色光と、図３（ｂ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。本変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗは、狭帯域光フィルタ２１６Ｂが不要であることから、コストダウンに有利な構成となっている。
なお、本変形例４の更なる変形例として、赤色ＬＥＤを更に備える構成が考えられる。この場合、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂにより、図３（ａ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光を被写体に照射することができる。これにより、上記の実施形態や変形例等と異なる分光画像が得られる。
また、変形例３、４では、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有する構成を例示しているが、更なる変形例では、変形例１と同様に、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有さない構成に置き換えてもよい。
１ 電子内視鏡システム
１００ 電子スコープ
１０２Ａ、１０２Ｂ ＬＣＢ
１０４Ａ、１０４Ｂ 配光レンズ
１０６ 対物レンズ
１０８ 固体撮像素子
１１０ ドライバ信号処理回路
１１２ メモリ
１５０ コネクタ部
１５２ ガイド筒
１５４ 電気コネクタ
２００ 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
２０６Ａ、２０６Ｂ 白色ＬＥＤ
２０８Ａ、２０８Ｂ コリメータレンズ
２１０Ｂ 紫ＬＥＤ
２１２Ｂ コリメータレンズ
２１４Ｂ ダイクロイックミラー
２１６Ｂ 狭帯域光フィルタ
２１８Ａ、２１８Ｂ 集光レンズ
２２０ シャッタ制御回路
２２２ メモリ
２２４ 操作パネル
２２６ 前段信号処理回路
２２８ 画像メモリ
２３０ 後段信号処理回路
２４０ シャッタ部
２４１ 回転盤
２４１ａ 開口
２４２ ＤＣモータ
２４３ 伝達機構
２４４ 回転軸
２５０ コネクタ部
２５２ ガイド筒受け部
２５４ 電気コネクタ部

Claims (5)

  1. 第一の光を射出する第一の光源部と、
    前記第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、
    前記第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、
    前記第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、
    前記第一の光源部から前記第一の導光部材に向かう第一の光と、前記第二の光源部から前記第二の導光部材に向かう第二の光を、交互に遮蔽する遮蔽部と、
    を備える、
    照射システム。
  2. 前記遮蔽部は、
    前記第一の光と前記第二の光を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互に遮蔽する、
    請求項１に記載の照射システム。
  3. 第一の光を射出する第一の光源部と、
    前記第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、
    前記第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、
    前記第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、
    前記第一の光源部の光源と前記第二の光源部の光源を交互にオンすることにより、前記第一の光と前記第二の光を前記第一の導光部材と前第二の導光部材に交互に入射させる制御部と、
    を備える、
    照射システム。
  4. 前記制御部は、
    前記第一の光源部の光源と前記第二の光源部の光源を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互にオン／オフする、
    請求項３に記載の照射システム。
  5. 前記第一の光源部は、
    前記第一の光を射出する光源
    を有し、
    前記第二の光源部は、
    第三の光を射出する光源と、
    前記第三の光を前記第二の光にフィルタリングする光学フィルタと、
    を有する、
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載の照射システム。
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