JP2021006070A - 内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
【課題】8K内視鏡を含む内視鏡システムの利便性をより一層向上させる。【解決手段】硬性内視鏡10の固体撮像素子1311の8K相当数の画素は、可視光用の画素と励起光用の画素とに分かれている。可視光用の画素の光電変換素子と挿入部との間には、青の波長を透過するフィルタ、緑の波長を透過するフィルタ、及び赤の波長を透過するフィルタが各々設けられており、励起光用の画素と挿入部との間には、励起光の波長を透過するフィルタが設けられている。【選択図】図4
Description
この発明は、8K高解像度の内視鏡を適用した内視鏡システムに関する。に関する。
細長い挿入部を体腔に挿入し、体腔内の様子を撮影して低侵襲手術を施術するための軟性内視鏡に関わる技術が各種提案されている。この種の内視鏡に関わる発明の開示した文献として、特許文献1がある。
ところで、画像処理技術や光学技術の発展により、4K、8Kと呼ばれる高解像度映像技術が実用化されている。2K→4K→8Kという映像技術の進化は、内視鏡を用いた医療機器の分野、低侵襲手術の分野にも技術革新を起こしつつある。内視鏡に8K高解像度映像技術を適用すると、例えば、手術用の細糸や臓器の微細な患部、臓器・組織間の境界の認識が容易になり、細胞レベルの観察も可能になる。これにより、手術の信頼性・確実性が高まり、医療技術のより一層の進展が期待される。すなわち、臓器の患部の識別性が高くなり、不意に患部以外を傷つけるおそれも少なくなる。また、術視野を拡大でき、施術範囲が広い場合でも手術し易くなり、手術機器位置の確認や手術機器間の干渉を避けるにも便宜である。さらに、大画面観察も可能になり、手術関係者全員が同じ画像を共有でき、コミュニケーションがスムーズになる。このように、4K、8K高解像度映像技術の利用は大きな発展性を秘めている。
しかしながら、従来の高解像度内視鏡システムは、手術中における毛細血管のケアという点において改善の余地があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、8K内視鏡を含む内視鏡システムの利便性をより一層向上させることを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、患者の体腔内の被写体を撮像し、画像信号を出力する内視鏡と、前記内視鏡の出力信号に所定の3D化処理を施し、3D化処理により得た3D画像信号を所定のフレームレートの動画像信号としてディスプレイ装置に出力する制御装置とを具備する内視鏡システムであって、前記内視鏡は、筐体と、前記筐体を基端として延在する挿入部と、前記挿入部の端部から患者の体腔内の被写体に向けて可視光と励起光とを含む光を照射する照射部と、前記筐体内に収められた固体撮像素子であって、前記被写体から前記挿入部内を導かれた光を光電変換する光電変換素子を有する所定数の画素をマトリクス状に並べた固体撮像素子とを具備し、前記固体撮像素子の所定数の画素は、可視光用の画素と励起光用の画素とに分かれており、可視光用の画素の光電変換素子と前記挿入部との間には、青の波長を透過するフィルタ、緑の波長を透過するフィルタ、及び赤の波長を透過するフィルタが各々設けられており、励起光用の画素と前記挿入部との間には、励起光の波長を透過するフィルタが設けられており、前記制御装置は、前記固体撮像素子における可視光用の画素の出力信号と励起光用の画素の出力信号を合成した合成画像を生成し、この合成画像に前記3D化処理を施すことを特徴とする内視鏡システムを提供する。
この内視鏡システムにおいて、前記内視鏡は、固体撮像素子の画素数が8K相当の数である8K内視鏡であり、前記固体撮像素子における隣り合う画素のピッチが、前記被写体を照らす照明内の光の波長のうち最も長い波長よりも大きくなっていてもよい。
また、前記筐体は、前記挿入部内を通る光の光軸と直交する断面の面積が広いマウント部と当該断面の面積がマウント部よりも狭い把持部とを有し、前記マウント部に前記固体撮像素子が収められていてもよい。
また、前記挿入部は、中空な硬性鏡筒を有し、前記硬性鏡筒内には、対物レンズを含む複数のレンズが設けられていてもよい。
また、前記筐体に接続された空気供給管及び空気排出管と、前記空気供給管を経由して前記筐体内に空気を強制供給し且つ前記空気排出管を経由して前記筐体内から空気を強制排気する給排気装置と、前記空気供給管を流れる空気を冷却する空気冷却装置とを有し、前記筐体、前記空気供給管、及び前記空気排出管は1つの密閉空間を形成するように接続され、前記筐体内には、前記固体撮像素子に設けられた第1のヒートシンクと、画像処理用FPGAと、前記FPGAに設けられた第2のヒートシンクと、前記第2のヒートシンクを覆い前記空気排出管に接続されたカバー部材とが設けられており、前記筐体内において、前記第1のヒートシンクを冷却する第1の空気流と前記第2のヒートシンクを冷却する第2の空気流が生成され、前記第1の空気流は、前記空気供給管から供給された冷却空気が前記第1のヒートシンクに吹き付けられ、前記第1のヒートシンクの周囲に発散するように構成され、前記第2の空気流は、前記第2のヒートシンクの周囲から前記カバー部材を経由して、前記空気排出管に流れるように構成されていてもよい。
また、前記挿入部は、中空な軟性鏡筒を有し、前記軟性鏡筒内には、対物レンズと、マルチコアファイバと、被写体からの光を1回又は複数回に渡って反射させて前記対物レンズに導く1個又は複数個のミラーとが設けられており、前記1個又は複数個のミラーのうち少なくとも1個のミラーは、前記マルチコアファイバの各コアを通る光の光軸方向に対する傾きをもった第1の軸、及び前記第1の軸と直交する第2の軸の2つの軸周りに傾動可能であり、前記制御装置は、前記ミラーの傾斜角度を前記フレームレートのフレーム切替時間間隔よりも短い時間間隔で周期的に切替えることにより、前記被写体における相異なる部分の分割領域画像を生成し、生成した分割領域画像を合成することにより、1フレーム分の動画像を生成してもよい。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態である内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。内視鏡システムは、硬性内視鏡10、照明装置20、ディスプレイ装置30、制御装置40、偏光メガネ50、吸排気装置60、及び空気冷却装置70を備える。
図1は、本発明の第1実施形態である内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。内視鏡システムは、硬性内視鏡10、照明装置20、ディスプレイ装置30、制御装置40、偏光メガネ50、吸排気装置60、及び空気冷却装置70を備える。
図2は、本実施形態の内視鏡システムによる支援の下に執り行う手術の一例である単孔式腹腔鏡下手術を示す図である。単孔式腹腔鏡下手術では、患者の腹部(多くの場合はへその位置)に2センチメートル程度の孔をあけてその孔にポート(樹脂製の枠)を装着し、炭酸ガスを入れて体腔内を膨らませる。手術の術者は、内視鏡、メス、及び鉗子(挟んだり引っ張ったりする手術具)をポートから体腔内に挿入し、ディスプレイ装置30に表示される内視鏡の撮影画像を観察しながら、体腔内の患部に処置を施す。
本実施形態では、手術の前に、患者の静脈に近赤外励起薬剤を注射する。この薬剤が患者の体内に行き渡ると、ある波長の励起光に照らされた血管が近赤外光を発する。また、術者は、3D画像の立体視用の偏光メガネ50を装着する。そのうえで、図3に示すように、制御装置40は、硬性内視鏡10から、患者の体腔内の患部の可視光の画像とその奥の毛細血管からの赤外光の画像とを取得し、これらの画像を3Dの動画像としてディスプレイ装置30に表示させる。また、制御装置40は、偏光メガネ50内のセンサの検知信号、及びディスプレイ装置30内のセンサの検知信号の関係に基づいて、ディスプレイ装置30の表示画像内における術者の視線の先の注視点FPを特定し、注視点FPの周囲をズームインする。
図1において、硬性内視鏡10は、患者の体腔内を撮影する役割を果たす装置である。硬性内視鏡10は、カメラ本体130、挿入部110、及び接眼レンズマウント部120を有している。カメラ本体130の筺体131は、筒体の前部の断面の厚みを広げたような形をしている。
図4は、図1の筺体131を矢印A方向から見た図である。筺体131は、前側のマウント部1131と後側の把持部1132とからなる。マウント部1131の前面には真円状の開口が設けられている。筺体131のマウント部1131の断面の面積は筺体131の把持部1132の面積よりも広くなっている。筺体131のマウント部1131の前面の開口には、環状の枠体が嵌め込まれている。筺体131内における前面の枠体に臨む位置には、固体撮像素子1311とA/D変換部1319がある。固体撮像素子1311は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。固体撮像素子1311は、8K相当の個数の画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)をマトリクス状に並べたものである。ここで、iは、画素の行のインデックスであり、jは、画素の列のインデックスである。固体撮像素子1311の画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)の各々は、光電変換素子ELと光電変換素子ELの光電変換により得られた信号電荷を増幅するアンプAMPとを有する。
図4において、固体撮像素子1311における4320行7680列の画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)は、2行2列の4つの画素PXij毎のブロックになっている。各ブロックの4つの画素PXijには、赤、緑、青、及び近赤外光のフィルタが貼られている。具体的には、ブロックの左上の画素PXijのフィルタは赤フィルタ(赤の波長のみを透過するフィルタ)になっている。ブロックの左下の画素PXijのフィルタは緑フィルタ(緑の波長のみを透過するフィルタ)になっている。ブロックの右上の画素PXijのフィルタは青フィルタ(青の波長のみを透過するフィルタ)になっている。ブロックの右下の画素PXijのフィルタは近赤外光フィルタ(近赤外光の波長のみを透過するフィルタ)になっている。
また、固体撮像素子1311における隣り合う画素PXijのピッチ(より具体的には、隣り合う画素PXijの光電変換素子ELの受光領域の中心間の距離D)は、被写体を照らす光の波長のうち最も長い波長よりも大きくなっている。被写体を照らす光が可視光のみを含むものであれば、画素PXijのピッチは、2.8μm〜3.8μmが好適である。被写体を照らす光が可視光と近赤外光とを含むものであれば、画素PXijのピッチは3.8μm以上が好適である。
A/D変換部1319は、画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)のアンプAMPによる増幅を経た信号電荷を点順次でA/D変換し、A/D変換により得たデータを画像信号SDとして出力する。筺体131内には、固体撮像素子1311及びA/D変換部1319のほかに、ヒートシンク1316、ダクト1318、画像処理用FPGA1331、ヒートシンク1336、カバー部材1338、ダクト166Bなどが収められている(図14参照)。これら各部の詳細は、後述する。
筺体131の側面の後部には、ボタン139IN及び139OUTが設けられている。ボタン139IN及び139OUTは、トリガ発生部としての役割を果たすものである。ボタン139INを短く1回押す操作がなされると、ディスプレイ装置30に表示されている画像のズームインを指示するズームイントリガ信号が硬性内視鏡10から制御装置40に送信される。ボタン139OUTを短く1回押す操作がなされると、ディスプレイ装置30に表示されている画像のズームアウトを指示するズームアウトトリガ信号が硬性内視鏡10から制御装置40に送信される。
図1において、接眼レンズマウント部120は、筒体の外周の一部を内側に凹ませたような形をしている。接眼レンズマウント部120内には、接眼レンズ1201が嵌め込まれている。挿入部110は、患者の体腔内に挿入される部分である。挿入部110は、硬性鏡筒111とアイピース112とを有する。挿入部110の外周におけるアイピース112よりも先端側の位置には照明装置用の接続コネクタ113が設けられている。
図5は、図1の挿入部110のB−B’線断面図である。図5に示すように、挿入部110内には、中空導光領域1112がある。中空導光領域1112は、挿入部110自体の直径より僅かに小さな直径をもった空洞である。挿入部110における中空導光領域1112を囲む外殻には、、数百本〜数千本の光ファイバ1901が埋め込まれている。図5では、簡便のため、光ファイバ1901を16本だけ示している。挿入部110における光ファイバの先端の先には拡散レンズ(不図示)が設けられている。挿入部110の中空導光領域1112における先端のわずかに内側の位置には対物レンズ1111が嵌め込まれている。中空導光領域1112における対物レンズ1111とアイピース112の間には、リレーレンズ1113が嵌め込まれている。挿入部110のアイピース112は、接眼レンズマウント部120に連結される。接眼レンズマウント部120は、筺体131の前面の枠体に連結される。
図1において、照明装置20は、可視光の波長及び近赤外光の波長を有する光を発光する発光素子と、発光素子を駆動するドライバ回路とを有する。照明装置20は、挿入部110の接続コネクタ113に接続される。照明装置20の照明光(可視光及び近赤外光の波長を有する光)は、挿入部110の光ファイバ1901を通り、その先の拡散レンズを介して体腔内に照射される。
図1において、ディスプレイ装置30は、8K相当の表示画素(4320行7680列の表示画素)をもった液晶ディスプレイである。ディスプレイ装置30には、位置検出センサ36及び向き検出センサ37が設けられている。位置検出センサ36は、ディスプレイ装置30の位置を検出する。具体的には、位置検出センサ36は、地軸方向と平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向と直交する一の方向をY軸方向とし、Z軸方向及びY軸方向の両方と直交する方向をX軸方向とし、手術を行う部屋内の基準点(例えば、部屋の中心とする)を原点(0.0.0)とした場合における、ディスプレイ装置30のX軸上の位置、Y軸上の位置、及びZ軸上の位置を示す座標信号SDX、SDY、及びSDZを出力する。
向き検出センサ37は、ディスプレイ装置30の向きを検出する。具体的には、向き検出センサ37は、X軸方向及びY軸方向に平行な面を基準面とし、基準面に対するディスプレイ装置30の表示画面のX軸周り方向の傾きを表示画面の仰角とし、表示画面の仰角を示す角度信号SDθXを出力する。また、向き検出センサ37は、基準面に対するディスプレイ装置30の表示画面のZ軸周り方向の傾きを表示画面の方角とし、表示画面の方角を示す角度信号SDθZを出力する。
図1において、偏光メガネ50は、パッシブ方式(円偏光フィルター方式)の偏光メガネである。図6に示すように、偏光メガネ50のフレーム54には、左レンズ55L及び右レンズ55Rが嵌め込まれている。左レンズ55Lは、3D画像の左眼用画像を術者の左眼網膜に導く。右レンズ55Rは、3D画像の右眼用画像を術者の右眼網膜に導く。
偏光メガネ50のフレーム54における左レンズ55Lの左上には、位置検出センサ56が埋め込まれている。位置検出センサ56は、偏光メガネ50の位置を検出する。具体的には、位置検出センサ56は、基準点(部屋の中心)を原点(0.0.0)とした場合における、偏光メガネ50のX軸上の位置、Y軸上の位置、及びZ軸上の位置を示す座標信号SGX、SGY、及びSGZを出力する。
偏光メガネ50のフレーム54における右レンズ55Rの右上には、向き検出センサ57が埋め込まれている。向き検出センサ57は、偏光メガネ50のレンズ55L及び55Rの向きを検出する。具体的には、向き検出センサ57は、基準面(X軸方向及びY軸方向に平行な面)に対する偏光メガネ50のレンズ55L及び55RのX軸周り方向の傾きをレンズ55L及び55の仰角とし、レンズ55L及び55Rの仰角を示す角度信号SGθXを出力する。また、向き検出センサ57は、基準面に対するZ軸周り方向の傾きをレンズ55L及び55Rの方角とし、レンズ55L及び55Rの方角を示す角度信号SGθZを出力する。
偏光メガネ50のフレーム54の左の鼻あてには、第1の電位センサ51が埋め込まれている。偏光メガネ50のフレーム54の右の鼻あてには、第2の電位センサ52が埋め込まれている。偏光メガネ50のフレーム54の真ん中のブリッジには、第3の電位センサ53が埋め込まれている。電位センサ51は、術者の顔面における左の鼻あてが接する部分の電位を検出し、検出した電位を示す左部電位信号SGV1を出力する。電位センサ52は、術者の顔面における右の鼻あてが接する部分の電位を検出し、検出した電位を示す右部電位信号SGV2を出力する。電位センサ53は、術者の顔面におけるブリッジが接する部分の電位を検出し、検出した電位を示す上部電位信号SGV3を出力する。
偏光メガネ50のフレーム54の右のつるには無線通信部58が埋め込まれている。無線通信部58は、位置検出センサ56の出力信号SGX、SGY、及びSGZ、向き検出センサ57の出力信号SGθX、及びSGθZ、電位センサ51の出力信号SGV1、電位センサ52の出力信号SGV2、並びに、電位センサ53の出力信号SGV3でキャリアを変調し、この変調により得た無線信号SG’を発信する。
図1において、制御装置40は、内視鏡システムの制御中枢としての役割を果たす装置である。図7に示すように、制御装置40は、無線通信部41、操作部42、入出力インターフェース43、画像処理部44、記憶部45、及び制御部46を有する。無線通信部41は、無線信号SG’を受信し、この信号SG’を復調して得た信号SGX、SGY、SGZ、SGθX、SGθZ、SGV1、SGV2、及びSGV3を制御部46に供給する。
操作部42は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネルなどの各種操作を行うものである。入出力インターフェース43は、ディスプレイ装置30及び硬性内視鏡10と制御装置40との間のデータの送受信を仲介するものである。画像処理部44は、イメージプロセッサである。記憶部45は、RAM(Random Access Memory)などの揮発性メモリとEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリとを併有するものである。記憶部45は、制御部46や画像処理部44の動作プログラムPRGを記憶する。また、記憶部45は、制御部46及び画像処理部44に、受信バッファ45S、左眼画像用バッファ45L、右眼画像用バッファ45R、描画フレームバッファ45D、表示フレームバッファ45Eなどの記憶領域やワークエリアを提供する。
制御部46は、CPUを含む。制御部46は、記憶部45内の動作プログラムPRGの働きにより、照明駆動処理、撮像素子駆動処理、表示制御処理、及びズーム制御処理を実行する。照明駆動処理は、照明装置20内のドライバを駆動する駆動信号を入出力インターフェース43を介して照明装置20に供給する処理である。撮像素子駆動処理は、硬性内視鏡10内の固体撮像素子1311を駆動する駆動信号を入出力インターフェース43を介して内視鏡10に供給する処理である。
表示制御処理は、硬性内視鏡10から送信される画像信号SDに3D化処理を施し、3D化処理により得た3D画像を59.94フレーム/1秒のフレームレートの動画像の画像信号SD3Dとしてディスプレイ装置30に出力する処理である。
ズーム制御処理は、ズームインまたはズームアウトのトリガ信号が発生した場合に、トリガ信号の発生時における偏光メガネ50の電位センサ51の検知信号SGV1が示す電位波形、電位センサ52の検知信号SGV2が示す電位波形、及び電位センサ53の検知信号SGV3が示す電位波形に基づいて、偏光メガネ50のレンズ55L及び55R上における術者の視線と対応する視線位置を求め、この視線位置、ディスプレイ装置30の位置と偏光メガネ50の位置の関係、及びディスプレイ装置30の向きと偏光メガネ50の向きとの関係に基づいて、術者の注視点FPを特定し、注視点FPの周囲の画像を拡大又は縮小する処理である。
より詳細に説明すると、図8に示すように、表示制御処理では、制御部46は、画像信号SD(可視光の画像と近赤外光の画像)を撮影画像データとして記憶部45の受信バッファ45Sに記憶する。次に、制御部46は、受信バッファ45S内の撮影画像データから、両眼視差をもった左眼用画像データ及び右眼用画像データを生成し、左眼用画像データ及び右眼用画像データを左眼画像用バッファ45L及び右眼画像用バッファ45Rに記憶する。次に、制御部46は、左眼用画像データ及び右眼用画像データを合成し、合成した画像データを記憶部45の描画フレームバッファ45Dに記憶する。制御部46は、1/59.94秒(≒0.17秒)毎に、記憶部45の描画フレームバッファ45Dと表示フレームバッファ45Eとを置き換え、表示フレームバッファ45E内の画像データを画像信号SD3Dとしてディスプレイ装置30に出力する。
図9に示すように、ズーム制御処理では、制御部46は、偏光メガネ50の電位センサ51の出力信号SGV1、電位センサ52の出力信号SGV2、及び電位センサ53の出力信号SGV3から、電位センサ53の電位を基準電位とした場合における電位センサ51の電位(振幅の絶対値と正負の符号)、電位センサ53の電位を基準電位とした場合における電位センサ52の電位(振幅の絶対値と正負の符号)を求める。
その上で、制御部46は、記憶部45の左眼視線位置特定テーブルを参照し、偏光メガネ50のレンズ55L上における術者の左眼視線位置のX座標値とY座標値(レンズ55Lに平行で電位センサ53の位置を原点(0.0)とするXY平面と左目の視線の交差位置のX座標値とY座標値)を特定する。また、制御部46は、記憶部45の右眼視線位置特定テーブルを参照し、偏光メガネ50のレンズ55R上における術者の右眼視線位置のX座標値とY座標値(レンズ55Rに平行で電位センサ53の位置を原点(0.0)とするXY平面と右目の視線の交差位置のX座標値とY座標値)を特定する。
ここで、人の眼は、角膜側が正に帯電しており、網膜側が負に帯電している。このため、図10の波形に示すように、術者が視線を正面から上に向けると、視線を上に向けた時点(図10の時刻tU)における電位センサ53の電位を基準とする電位センサ51の電位(左眼電位)と電位センサ53の電位を基準とする電位センサ52の電位(右眼電位)がいずれも負になる。
図11に示すように、術者が視線を正面から下に向けると、視線を下に向けた時点(図11の時刻tD)における電位センサ53の電位を基準とする電位センサ51の電位(左眼電位)と電位センサ53の電位を基準とする電位センサ52の電位(右眼電位)がいずれも正になる。
図12に示すように、術者が視線を正面から左に向けると、視線を左に向けた時点(図12の時刻tL)における電位センサ53の電位を基準とする電位センサ51の電位(左眼電位)が正になり、電位センサ53の電位を基準とする電位センサ52の電位(右眼電位)が負になる。
図13に示すように、術者が視線を正面から右に向けると、視線を左に向けた時点(図13の時刻tR)における電位センサ53の電位を基準とする電位センサ51の電位(左眼電位)が負になり、電位センサ53の電位を基準とする電位センサ52の電位(右眼電位)が正になる。
左眼視線位置特定テーブルには、被験者の視線を偏光メガネ50の左レンズ55L上の各点に向けたときの第1の電位センサ51、第2の電位センサ52、及び第3の電位センサ53の電位の実測値が、各点のX座標及びY座標と対応付けて収録されている。右眼視線位置特定テーブルには、偏光メガネ50を装着した被験者の視線を右レンズ55R上の各点に向けたときの第1の電位センサ51、第2の電位センサ52、及び第3の電位センサ53の電位の実測値が、各点のX座標及びY座標と対応付けて収録されている。よって、術者の偏光メガネ50のセンサの出力信号SGV1、SGV2、及びSGV3を基にテーブルを参照することにより、偏光メガネ50のレンズ上における術者の視線位置の特定が可能となる。
図9において、制御部46は、ディスプレイ装置30の位置検出センサ36の出力信号SDXと偏光メガネ50の位置検出センサ56の出力信号SGXの差SDX−SGX、ディスプレイ装置30の位置検出センサ36の出力信号SDYと偏光メガネ50の位置検出センサ56の出力信号SGYの差SDY−SGY、ディスプレイ装置30の位置検出センサ36の出力信号SDZと偏光メガネ50の位置検出センサ56の出力信号SGZの差SDZ−SGZ、ディスプレイ装置30の向き検出センサ37の出力信号SDθXと偏光メガネ50の向き検出センサ57の出力信号SGθXの差SDθX−SGθX、ディスプレイ装置30の向き検出センサ37の出力信号SDθZと偏光メガネ50の向き検出センサ57の出力信号SGθZの差SDθZ−SGθZを各々求める。
制御部46は、これらの差SDX−SGX、SDY−SGY、SDZ−SGZ、SDθX−SGθX、及びSDθZ−SGθZから、左右の眼の視線位置のX座標値及びY座標値をディスプレイ装置30の表示画面上の注視点FPのX座標値及びY座標値に変換するための変換行列を生成し、左右の眼の視線位置のX座標値及びY座標値をこの変換行列を作用させることにより、注視点FPのX座標値及びY座標値を求める。制御部46は、注視点FPのX座標値及びY座標値を注視点データとして画像処理部44に供給する。画像処理部44は、ズームイントリガ信号が発生している場合は、注視点データを受けとると、描画フレームバッファ45D内の画像を、注視点FPを中心とする所定の矩形領域の拡大画像に書き換える処理を行う。また、画像処理部44は、ズームアウトトリガ信号が発生している場合は、注視点データを受けとると、描画フレームバッファ45D内の画像を、注視点FPを中心とする所定の矩形領域の縮小画像に書き換える処理を行う。
図1において、内視鏡の筺体131の把持部1132の後端には、ケーブル165、空気供給管164A、及び空気排出管164Bの一端が接続されている。ケーブル165は、制御装置40に接続されている。空気供給管164Aは、空気冷却装置70を介して吸排気装置60に接続されている。空気排出管164Bは、吸排気装置60に接続されている。吸排気装置60は、空気供給管164Aを経由して筺体131内に空気を強制供給する役割と、空気排気管を経由して筺体131内から空気を強制排気する役割とを併有する装置である。空気冷却装置70は、空気供給管164Aを流れる空気を冷却する役割を果たす装置である。
硬性内視鏡10の筺体131、空気供給管164A、及び空気排出管164Bは、一つの密閉空間を形成し、この密閉空間内に筺体131内を冷やす空気の流れが生じる。この空気の流れについて説明する。図14(A)は、筺体131内の構成の詳細を示す図である。図14(B)は、吸排気装置60、空気冷却装置70、空気供給管164A、及び空気排出管164Bの構成の詳細を示す図である。
図14(A)に示すように、筺体131内の前方における接眼レンズ1201と対峙する位置には、固体撮像素子1311とそれを支持する基板1312とがある。この基板1312には、A/D変換部1319などの電子部品が装着されている。図15は、図14(A)の固体撮像素子1311及び基板1312の周辺を拡大した図である。固体撮像素子1311には、反射防止ガラス1315が貼られている。固体撮像素子1311と基板1312との間には、複数子のボールグリッド1313が介挿されている。
基板1312の裏には、ヒートシンク1316がある。ヒートシンク1316は、平板1316Aから複数のフィン1316Bを起立させた、いわゆる針状タイプのものである。基板1312の中央には、ヒートシンク1316の平板1316Aとほぼ同じ寸法の開口がある。ヒートシンク1316の平板1316Aはこの開口に嵌め込まれている。ヒートシンク1316の平板1316Aは、熱伝導性接着剤1314を介して固体撮像素子1311に接着されている。筺体131内における把持部1132の内側の位置にはダクト1318がある。ダクト1318の一端はヒートシンク1316のフィン1316Bに向けられている。ダクト1318の他端は空気供給管164Aと接続されている。
筺体131の把持部1132の内側におけるダクト1318の下方には、画像処理用FPGA(Field Programmable Gate Array)1331、基板1332、ヒートシンク1336、カバー部材1338、及びダクト166Bからなる構造体がある。図16は、図14(A)の画像処理用FPGA1331、基板1332、カバー部材1338、ヒートシンク1336、及びダクト166Bの周辺を拡大した図である。画像処理用FPGA1331と基板1332との間には、複数子のボールグリッド1333が介挿されている。
基板1332の上には、ヒートシンク1336がある。ヒートシンク1336は、平板1336Aから複数のフィン1336Bを起立させた、いわゆる針状タイプのものである。ヒートシンク1336の平板1336Aの寸法は画像処理用FPGA1331の寸法とほぼ同じである。ヒートシンク1336の平板1336Aは、熱伝導性接着剤1334を介して画像処理用FPGA1331に接着されている。
ヒートシンク1336の上には、カバー部材1338がある。カバー部材1338は、薄い箱体1338Aの下面を開放し、開放された側と反対の面の中心から筒1338Bを突出させ、その筒1338Bを筒の基端面と直交する方向に向けて緩やかに屈曲させたような形を有している。カバー部材1338の開口は、ヒートシンク1336を覆っている。カバー部材1338の筒1338Bの先端はダクト166Bと接続されている。ダクト166Bの他端は空気排出管164Bと接続されている。
筺体131内の以上の構成において、吸排気装置60内の空気供給装置160Aと空気排出装置160B、及び空気冷却装置70を動作させると、空気供給装置160Aは、+10hPa〜+20hPaの正圧を作り出し、この圧力により外部から吸い込んだ空気を空気供給管164Aに送出する。空気排出装置160Bは、−10hPa〜−20hPaの負圧を作り出し、この圧力により空気排出管164B164Bから吸い込んだ空気を外部に送出する。
空気供給装置160Aから空気供給管164Aに送出された空気は、空気冷却装置70を経由するときに空気冷却装置70によって冷却される。冷却された空気は、空気供給管164A及びダクト1318を経由し、ダクト1318の先端の開口から第1の空気流としてヒートシンク1316に吹き付けられる。第1の空気流は、ヒートシンク1316を経由してその側部に流れ、筺体131内を循環する。第1の空気流は、ヒートシンク1316を経由する際にその熱を奪う。ヒートシンク1316を経由してその下部に流れた空気は、第2の空気流として、筺体131内の下部のヒートシンク1336に吹き付けられる。第2の空気流は、ヒートシンク1336を経由した後、カバー部材1338の開口に吸い込まれる。第2の空気流は、ヒートシンク1336を経由する際にその熱を奪う。ヒートシンク1336を経由してカバー部材1338に吸い込まれた空気は、ダクト166B及び空気排出管164Bを経由し、空気排出装置160Bにより外部に排出される。
以上が、本実施形態の詳細である。本実施形態によると、次の効果が得られる。
第1に、本実施形態では、硬性内視鏡10の固体撮像素子1311は、8K相当の個数の画素PXijを(i=1〜4320、j=1〜7680)有している。ここで、従来の2Kや4Kの内視鏡では、被写体の近くまで内視鏡を近づけて撮影せざるを得ず、体腔内においてメスや鉗子などの手術器具が内視鏡と干渉して手術が滞ることも起こりえた。しかし、本実施形態の内視鏡は、体腔内の被写体から8cm〜12cm程度の離れた位置から被写体を撮影したとしても、十分に微細な撮影画像を得ることができる。このため、体腔内において広い視野と手術空間を確保し、より円滑な手術を実現することができる。
第1に、本実施形態では、硬性内視鏡10の固体撮像素子1311は、8K相当の個数の画素PXijを(i=1〜4320、j=1〜7680)有している。ここで、従来の2Kや4Kの内視鏡では、被写体の近くまで内視鏡を近づけて撮影せざるを得ず、体腔内においてメスや鉗子などの手術器具が内視鏡と干渉して手術が滞ることも起こりえた。しかし、本実施形態の内視鏡は、体腔内の被写体から8cm〜12cm程度の離れた位置から被写体を撮影したとしても、十分に微細な撮影画像を得ることができる。このため、体腔内において広い視野と手術空間を確保し、より円滑な手術を実現することができる。
第2に、本実施形態では、硬性内視鏡10の固体撮像素子1311の画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、及び近赤外光フィルが貼られており、可視光のRGB画像と近赤外光の画像とを重ねた画像をディスプレイ装置30に表示させるようになっている。ここで、患者の静脈に赤外励起薬剤を注射すると、薬剤が血中のたんぱく質と結合する。励起光を血管の外から当てると、近赤外光を発し、この近赤外光が画像に写る。よって、術者は、ディスプレイ装置30に表示される1つの画像を観ることにより、施術の対象である患部そのものの様子と、その奥の血管の分布の様子とを同時に把握することができる。
第3に、本実施形態では、硬性内視鏡10の撮影画像を3Dの動画像としてディスプレイ装置30に表示させる。よって、術者は、体腔内における施術の対象の器官と手術器具の位置関係や距離を正確に把握することができる。
第4に、本実施形態では、制御装置40は、トリガ信号の発生時における偏光メガネ50内のセンサの検知信号及びディスプレイ装置30内のセンサの検知信号の関係に基づいて、ディスプレイ装置30の表示画像内における術者の注視点FPを特定し、この注視点FPの周囲を拡大表示する。術者は、煩わしい入力操作をせずに、ズームインやズームアウトの範囲を自らの意図通りに指定することができる。
第5に、本実施形態では、硬性内視鏡10の固体撮像素子1311における隣り合う画素PXijのピッチが、被写体を照らす照明内の光の波長のうち最も長い波長よりも大きくなっている。ここで、8Kの固体撮像素子1311は、4320行7680列もの画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)を配列したものであるため、画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)の集積度を高めないと、筺体131を扱いやすいサイズにし難い。一方、固体撮像素子1311の画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)の集積度を高くしすぎると、固体撮像素子1311における隣り合う画素PXijのピッチと光の波長の大小関係がピッチ<波長になり、光の回折効果により、撮影画像がぼやけたものになってしまう。固体撮像素子1311における隣り合う画素PXijのピッチを被写体を照らす照明内の光の波長のうち最も長い波長よりも大きくすることにより、画像の明瞭生とコンパクト性とを両立した内視鏡を提供することができる。
第6に、硬性内視鏡10の筺体131は、挿入部110内を通る光の光軸と直交する断面の面積が広いマウント部1131と当該断面の面積がマウント部1131よりも狭い把持部1132と有している。8Kの固体撮像素子1311は4320行7680列もの画素PXij(i=1〜4320、j=1〜7680)があるため、4Kのものと同じ寸法にすることは難しく、小型化にもある程度の限界がある。8Kの内視鏡の筺体全体の厚みを固体撮像素子1311の縦横の寸法に合わせてしまうと、片手で把持することができなくなる。本実施形態では、把持部1132の断面積をマウント部1131の断面積よりも狭くしているので、高解像度でありながら、片手で把持しての取り扱いも十分に可能な内視鏡を提供することができる。
第7に、本実施形態では、硬性内視鏡10の筺体131には、固体撮像素子1311に設けられた第1のヒートシンク1316と、画像処理用FPGA1331と、FPGA1331に設けられた第2のヒートシンク1336と、第2のヒートシンク1336を覆い空気排出管164Bに接続されたカバー部材1338とが設けられている。さらに、本実施形態では、第1のヒートシンク1316を冷却する第1の空気流と第2のヒートシンク1336を冷却する第2の空気流が生成され、第1の空気流は、空気供給管164Aから供給された冷却空気が第1のヒートシンク1316に吹き付けられ、第1のヒートシンク1316の周囲に発散するように構成され、第2の空気流は、第2のヒートシンク1336の周囲からカバー部材1338を経由して、空気排出管164Bに流れるように構成されている。よって、内視鏡の筺体131内の主要な発熱源である固体撮像素子1311と画像処理用FPGA1331とを効率よく冷却することができる。
<第2実施形態>
図17は、本発明の第2実施形態である軟性内視鏡10’を含む内視鏡システムの構成を示す図である。本実施形態の内視鏡システムは、口や肛門から軟性内視鏡10’を挿入して体腔内の臓器に対する処置を行う手術を支援するものである。本実施形態では、第1実施形態の内視鏡システムの硬性内視鏡10が軟性内視鏡10’に置き換わっている。軟性内視鏡10’の筺体131内の固体撮像素子は、第1実施形態の硬性内視鏡10の筐体131内の固体撮像素子に比べて画素数が少ないもの(例えば、30万画素の固体撮像素子)となっている。
図17は、本発明の第2実施形態である軟性内視鏡10’を含む内視鏡システムの構成を示す図である。本実施形態の内視鏡システムは、口や肛門から軟性内視鏡10’を挿入して体腔内の臓器に対する処置を行う手術を支援するものである。本実施形態では、第1実施形態の内視鏡システムの硬性内視鏡10が軟性内視鏡10’に置き換わっている。軟性内視鏡10’の筺体131内の固体撮像素子は、第1実施形態の硬性内視鏡10の筐体131内の固体撮像素子に比べて画素数が少ないもの(例えば、30万画素の固体撮像素子)となっている。
図17において、図1と同じものには同一の要素を付し、図1と異なるものには異なる符号を付している。図18(A)は、図1の挿入部110’を矢印A方向から見た図である。図18(B)は、図1の挿入部110’のB−B’線断面図である。軟性内視鏡10’の挿入部110’は、軟性鏡筒111’とアイピース112とを有している。軟性鏡筒111’は、柔軟な素材からなる。
挿入部110’の軟性鏡筒111’内には、中空導光領域1112’がある。中空導光領域1112’は、挿入部110’自体の直径の半分程度の直径をもった空洞である。中空導光領域1112’の断面の中心は、挿入部110’自体の断面の中心からずれている。挿入部110’の中空導光領域1112’を囲む外殻における中空導光領域1112の’中心に近い側の部分の厚みは薄くなっており、中空導光領域1112’の中心から近い側の部分は厚くなっている。挿入部110’の外殻における肉厚の部分には1本の光ファイバ1901が埋め込まれている。挿入部110’における光ファイバ1901の先端の先には拡散レンズ(不図示)が埋め込まれている。
挿入部110の中空導光領域1112’における先端よりも離れた位置には対物レンズ1111が嵌め込まれている。中空導光領域1112’における対物レンズ1111とアイピース112との間にはマルチコアファイバ1116が収められている。マルチコアファイバ1116の各コアCRの導光の方向は、挿入部110’の延在する方向と平行である。
挿入部110の中空導光領域1112’における対物レンズ1111の嵌め込み位置の先端側の部分の断面は、対物レンズ1111及びマルチコアファイバ1116がある部分の断面よりも広くなっている。中空導光領域1112’の先端側の部分における対物レンズ1111と対峙する位置には可動ミラー1114が支持されている。可動ミラー1114は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーである。可動ミラー1114は、第1の軸φ1及び第2の軸φ2の2つの軸周りに揺動し得るように支持されている。第1の軸φ1は、マルチコアファイバ1116の各コアを通る光の光軸(対物レンズ1111の光軸)に対する傾きをもって当該光軸と交差する軸である。第2の軸φ2は、対物レンズ1111の光軸及び第1の軸φ1の両方と直交する軸である。固定ミラー1115は、中空導光領域1112’の先端側の部分における可動ミラー1114と光ファイバ1901の間に固定されている。可動ミラー1114の反射面は、対物レンズ1111と固定ミラー1115を向いている。固定ミラー1115の反射面は、可動ミラー1114と挿入部110’の先端の開口1801の外を向いている。
本実施形態では、制御装置40の制御部46は、記憶部45内の動作プログラムPRGの働きにより、照明駆動処理、撮像素子駆動処理、表示制御処理、ズーム制御処理、及びミラー駆動処理を行う。ミラー駆動処理は、可動ミラー1114を駆動する駆動信号を入出力インターフェース43を介して可動ミラー1114に供給する処理である。制御部46は、この可動ミラー1114への駆動信号の供給を通じて、可動ミラー1114の軸φ1周り及び軸φ2周りの傾斜角度を動画像のフレームのフレーム切替よりも短い時間T(例えば、T=1/120秒)の間隔毎に周期的に切替えることにより、体腔内の被写体における相異なる部分の分割領域画像を生成し、生成した分割領域画像を合成することにより、フレームの画像を生成する。
より具体的に説明すると、図19に示すように、制御部46は、体腔内における軟性内視鏡10’の撮影範囲をM(Mは2以上の自然数、図19の例ではM=9)分割し、時間T内における時刻t1、時刻t2・・時刻tM(=9)に合わせて次のような処理を行う。
制御部46は、時刻t1において、撮影範囲の全体をM分割したM個の領域AR−k(k=1〜9)のうちの1番目の領域AR−1の光が挿入部110’の先端の開口1801から固定ミラー1115及び可動ミラー1114を経由してマルチコアファイバ1116に導かれるように、可動ミラー1114の傾きを制御する。領域AR−1の光は、マルチコアファイバ1116を通って固体撮像素子1311に到達する。領域AR−1の光は、固体撮像素子1311における光電変換を経た後、画像データとして記憶部45の受信バッファ45Sに記憶される。制御部46は、受信バッファ45Sに領域AR−1の画像データが記憶されると、その画像データを描画フレームバッファ45Dにおける領域AR−1と対応する記憶領域に記憶する。
制御部46は、時刻t2において、M個の領域AR−k(k=1〜9)のうち2番目の領域AR−2の光が挿入部110’の先端の開口1801から固定ミラー1115及び可動ミラー1114を経由してマルチコアファイバ1116に導かれるように、可動ミラー1114の傾きを制御する。領域AR−2の光は、マルチコアファイバ1116を通って固体撮像素子1311に到達する。領域AR−2の光は、固体撮像素子1311における光電変換を経た後、画像データとして記憶部45の受信バッファ45Sに記憶される。制御部46は、受信バッファ45Sに領域AR−2の画像データが記憶されると、その画像データを描画フレームバッファ45Dにおける領域AR−2と対応する記憶領域に記憶する。
制御部46は、時刻t3、時刻t4、時刻t5、時刻t6、時刻t7、時刻t8、時刻t9においても、同様の処理を行い、領域AR−3、領域AR−4、領域AR−5、領域AR−6、領域AR−7、領域AR−8、領域AR−9の各々について生成した画像データを描画フレームバッファ45Dの個別の記憶領域に記憶する。次のフレーム切替の時刻に合わせて、描画フレームバッファ45Dは表示フレームバッファ45Eと置き換えられ、表示フレームバッファ45E内の領域AR−1、AR−2、AR−3、AR−4、AR−5、AR−6、AR−7、AR−8、及びAR−9の画像データが1フレームの動画像信号SC3Dとしてディスプレイ装置30に出力される。
以上が、本実施形態の詳細である。ここで、挿入部110’の軟性内視鏡10’の筐体131内に8Kの固体撮像素子を収めることはできるが、固体撮像素子の画素数と同じ本数までマルチコアファイバ1116のコア数を増やしてしまうと、フレキシブル性が損なわれてしまう。フレキシブル性を維持できるコア数の上限は1万本程度である。
これに対し、本実施形態では、挿入部110の軟性鏡筒111内に可動ミラー1114と固定ミラー1115が設けられており、可動ミラー1114は、マルチコアファイバ1116の各コアCRを通る光の光軸方向に対する傾きをもった第1の軸φ1、及び第1の軸φ1と直交する第2の軸φ2の2つの軸周りに傾動可能となっている。さらに、制御装置40は、可動ミラー1114の傾斜角度を動画像のフレームレートのフレーム切替時間間隔よりも短い時間Tの間隔で周期的に切替えることにより、被写体における相異なる部分の分割領域画像を生成し、生成した分割領域画像を合成することにより、1フレーム分の動画像を生成するようになっている。よって、本実施形態によると、マルチコアファイバ1116を従来のファイバスコープ(2K未満)のものと同程度の太さに抑えたままで、8Kの撮影画像を得ることができる。従って、本実施形態によると、2K未満の固体撮像素子を用いて8K解像度を有する軟性内視鏡10’を実現することができる。
以上、本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても良い。
(1)上記第1及び第2実施形態において、図20(A)に示すように、内視鏡の挿入部110内の光学系(対物レンズ1111、接眼レンズ1201、リレーレンズ1113など)のイメージサークルが、固体撮像素子1311の受光領域と外接するように、焦点距離(固体撮像素子1311と光学系との距離)を短く設定してもよいし、図20(B)に示すように、内視鏡の挿入部110内の光学系(対物レンズ1111、接眼レンズ1201、リレーレンズ1113など)のイメージサークルが、固体撮像素子1311の受光領域と内接するように、焦点距離(固体撮像素子1311と光学系との距離)を長く設定してもよい。
(2)上記第1及び第2実施形態では、偏光メガネ50に位置検出センサ56と向き検出センサ57が埋設されており、ディスプレイ装置30にも位置検出センサ36と向き検出センサ375が埋設されていた。しかし、ディスプレイ装置30を位置検出センサ36と向き検出センサ37のないものとしてもよい。この場合、制御部46は、ディスプレイ装置30の位置のX座標値、Y座標値、及びZ座標値、方角、及び仰角の固定値と、偏光メガネ50の位置検出センサ56及び向き検出センサ57の検知信号の検出信号とを用いて、変換行列を生成するようにしてもよい。
(3)上記第1実施形態では、固体撮像素子1311における4320行7680列の画素PXijは、2行2列の4つの画素PXij毎のブロックになっており、各ブロックの4つの画素PXijには、赤、緑、青、及び近赤外光のフィルタが貼られていていた。しかし、このように4つのブロック毎に、赤、緑、青、及び近赤外光のフィルタを貼らずともよい。例えば、4320行を4行ごとにブロック化し、ブロックの第1の行の全列の画素PXijに赤のフィルタを貼り、第2の行の全列の画素PXijに緑のフィルタを貼り、第3の行の全列の画素PXijに青のフィルタを貼り、第4の行の全列の画素PXijに近赤外光を貼ってもよい。
(4)上記第1及び第2実施形態では、筐体131にボタン139IN及び139OUTがあり、ボタン139IN及び139OUTが短く1回押されたことを契機としてトリガ信号が発生するようになっていた。しかし、トリガ信号の発生の契機は別のものであってもよい。例えば、筐体131にマイクロホンを搭載し、術者が「ズーム」という言葉を発したことを契機としてトリガ信号が発生するようにしてもよい。また、ボタン139INを短く1回押す操作がなされると、ディスプレイ装置30に表示されている画像のズームインを指示するズームイントリガ信号が発生し、ボタン139INを長く1回押す操作がなされると、ズームインの解除を指示する解除トリガ信号が発生するようにし、ズームアウトのトリガ信号は発生しないようにしてもよい。
(5)上記第1及び第2実施形態では、固体撮像素子1311はCMOSイメージセンサであった。しかし、固体撮像素子1311をCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサで構成してもよい。
(6)上記第2実施形態では、挿入部110内に一つのマルチコアファイバ1116が収められていた。しかし、複数のマルチコアファイバ1116を収めてもよい。
(7)上記第2実施形態では、挿入部110’は固定ミラー1115と可動ミラー1114の2つのミラーを有していた。しかし、ミラーの個数は1つでも3つ以上でもよい。また、1又は複数のすべてを可動ミラーとしてもよい。要するに、被写体から光が1又は複数のミラーを経由してマルチコアファイバ1116に導かれるようになっており、走査領域を可変にし得るようになってさえいればよい。
(8)上記第2実施形態において、第1の軸φ1は、マルチコアファイバ1116の各コアを通る光の光軸に対して傾いてさえいればよく、マルチコアファイバ1116の各コアを通る光の光軸と交差する必要はない。この場合において、可動ミラー1114の第2の軸φ2周りの傾動は、第1の軸φ1におけるマルチコアファイバ1116の各コアCRを通る光の光軸方向に対する傾きが45度±所定角度になるように制御するとよい。また、可動ミラー1114の第1の軸φ1周りの傾動は、第2の軸φ2におけるマルチコアファイバ1116の各コアCRを通る光の光軸方向に対する傾きが90度±所定角度になるように制御するとよい。
10…硬性内視鏡、10’…軟性内視鏡、20…照明装置、30…ディスプレイ装置、40…制御装置、50…偏光メガネ、60…吸排気装置、70…空気冷却装置、130…筺体、110…挿入部、120…接眼レンズマウント部、41…無線通信部、42…操作部、43…入出力インターフェース、44…画像処理部、45…記憶部、46…制御部
Claims (6)
- 患者の体腔内の被写体を撮像し、画像信号を出力する内視鏡と、
前記内視鏡の出力信号に所定の3D化処理を施し、3D化処理により得た3D画像信号を所定のフレームレートの動画像信号としてディスプレイ装置に出力する制御装置と
を具備する内視鏡システムであって、
前記内視鏡は、
筐体と、
前記筐体を基端として延在する挿入部と、
前記挿入部の端部から患者の体腔内の被写体に向けて可視光と励起光とを含む光を照射する照射部と、
前記筐体内に収められた固体撮像素子であって、前記被写体から前記挿入部内を導かれた光を光電変換する光電変換素子を有する所定数の画素をマトリクス状に並べた固体撮像素子と
を具備し、
前記固体撮像素子の所定数の画素は、可視光用の画素と励起光用の画素とに分かれており、可視光用の画素の光電変換素子と前記挿入部との間には、青の波長を透過するフィルタ、緑の波長を透過するフィルタ、及び赤の波長を透過するフィルタが各々設けられており、励起光用の画素と前記挿入部との間には、励起光の波長を透過するフィルタが設けられており、
前記制御装置は、
前記固体撮像素子における可視光用の画素の出力信号と励起光用の画素の出力信号を合成した合成画像を生成し、この合成画像に前記3D化処理を施す
ことを特徴とする内視鏡システム。 - 前記内視鏡は、固体撮像素子の画素数が8K相当の数である8K内視鏡であり、
前記固体撮像素子における隣り合う画素のピッチが、前記被写体を照らす照明内の光の波長のうち最も長い波長よりも大きくなっている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記筐体は、
前記挿入部内を通る光の光軸と直交する断面の面積が広いマウント部と当該断面の面積がマウント部よりも狭い把持部とを有し、
前記マウント部に前記固体撮像素子が収められている
ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記挿入部は、中空な硬性鏡筒を有し、
前記硬性鏡筒内には、対物レンズを含む複数のレンズが設けられている
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡システム。 - 前記筐体に接続された空気供給管及び空気排出管と、
前記空気供給管を経由して前記筐体内に空気を強制供給し且つ前記空気排出管を経由して前記筐体内から空気を強制排気する給排気装置と、
前記空気供給管を流れる空気を冷却する空気冷却装置と
を有し、
前記筐体、前記空気供給管、及び前記空気排出管は1つの密閉空間を形成するように接続され、
前記筐体内には、
前記固体撮像素子に設けられた第1のヒートシンクと、画像処理用FPGAと、前記FPGAに設けられた第2のヒートシンクと、前記第2のヒートシンクを覆い前記空気排出管に接続されたカバー部材とが設けられており、
前記筐体内において、前記第1のヒートシンクを冷却する第1の空気流と前記第2のヒートシンクを冷却する第2の空気流が生成され、前記第1の空気流は、前記空気供給管から供給された冷却空気が前記第1のヒートシンクに吹き付けられ、前記第1のヒートシンクの周囲に発散するように構成され、前記第2の空気流は、前記第2のヒートシンクの周囲から前記カバー部材を経由して、前記空気排出管に流れるように構成されている
ことを特徴とする請求項4に記載の内視鏡システム。 - 前記挿入部は、中空な軟性鏡筒を有し、
前記軟性鏡筒内には、対物レンズと、マルチコアファイバと、被写体からの光を1回又は複数回に渡って反射させて前記対物レンズに導く1個又は複数個のミラーとが設けられており、
前記1個又は複数個のミラーのうち少なくとも1個のミラーは、前記マルチコアファイバの各コアを通る光の光軸方向に対する傾きをもった第1の軸、及び前記第1の軸と直交する第2の軸の2つの軸周りに傾動可能であり、
前記制御装置は、前記ミラーの傾斜角度を前記フレームレートのフレーム切替時間間隔よりも短い時間間隔で周期的に切替えることにより、前記被写体における相異なる部分の分割領域画像を生成し、生成した分割領域画像を合成することにより、1フレーム分の動画像を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
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