JP2021010404A - Observation device, observation method, and endoscope apparatus - Google Patents

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清 内川
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Abstract

To provide an observation device, an observation method, and an endoscope apparatus, capable of diagnosing cancer infiltration in each layer by separating a surface layer part from a deep part of an object.SOLUTION: An observation device 100 includes a polarization detector 40 for detecting a polarization state of light from an object in each of a plurality of wavelengths, and a determination part 223a for determining the object state at a depth position corresponding to the wavelength, based on the polarization state. An observation method includes a stage for detecting the polarization state of light from the object in each of the plurality of wavelengths, and a stage for determining the object state at the depth position corresponding to the wavelength, based on the polarization state.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、観察装置、観察方法及び内視鏡装置に関するものである。 The present invention relates to an observation device, an observation method and an endoscopic device.

所定の狭帯域波長の1つの光源を備え、偏光した光を使用し、消化器、特に、胃壁の粘膜層部に生じた配向等による構造的な異方性を有する組織から戻る戻り光の非偏光の光の割合、すなわち戻り光の偏光度に基づいて粘膜層の厚みを算出する。これにより、胃壁の粘膜層の厚さの変化を検出し、これにより、がんの浸潤度を診断できる可能性があることが知られている(特許文献1参照)。 Non-return light from a digestive organ, especially a tissue with structural anisotropy due to orientation, etc., that occurs in the mucosal layer of the stomach wall, with one light source of a given narrow band wavelength and polarized light. The thickness of the mucosal layer is calculated based on the ratio of polarized light, that is, the degree of polarization of return light. It is known that this may detect a change in the thickness of the mucosal layer of the stomach wall, thereby diagnosing the degree of cancer infiltration (see Patent Document 1).

特許第5501155号公報Japanese Patent No. 5501155

しかしながら、上述の特許文献1に開示された技術では、表層部と深層部を分離して各層のがんの浸潤度を診断することが困難である。 However, with the technique disclosed in Patent Document 1 described above, it is difficult to separate the surface layer portion and the deep layer portion to diagnose the degree of cancer infiltration in each layer.

第1の態様によれば、観察装置は、対象物からの光の偏光状態を複数の波長ごとに検出する偏光検出部と、偏光状態に基づいて、前記波長に対応する深さ位置における対象物の状態を判定する判定部と、を備える。第2の態様によれば、観察方法は、対象物からの光の偏光状態を複数の波長ごとに検出する段階と、偏光状態に基づいて、前記波長に対応する深さ位置における対象物の状態を判定する段階と、を含む。 According to the first aspect, the observation device includes a polarization detection unit that detects the polarization state of light from the object for each of a plurality of wavelengths, and the object at a depth position corresponding to the wavelength based on the polarization state. It is provided with a determination unit for determining the state of. According to the second aspect, the observation method includes a step of detecting the polarization state of light from the object for each of a plurality of wavelengths and the state of the object at a depth position corresponding to the wavelength based on the polarization state. And the stage of determining.

実施の形態である観察装置が適用される内視鏡装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of the endoscope apparatus to which the observation apparatus which is an embodiment is applied. 実施の形態である観察装置が適用される内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the endoscope system to which the observation apparatus which is an embodiment is applied. 実施の形態である親内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the parent endoscopy system which is an embodiment. 実施の形態である観察装置が適用される子内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the child endoscopy system to which the observation device which is an embodiment is applied. 実施の形態である親内視鏡装置と子内視鏡装置の挿入部の先端部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tip part of the insertion part of the parent endoscope apparatus and the child endoscope apparatus which are embodiment. 図5のA−A線に沿った矢視断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 実施の形態である観察装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the main part of the observation apparatus which is an embodiment. 実施の形態である観察装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main part of the observation apparatus which is an embodiment. 実施の形態である観察装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main part of the observation apparatus which is an embodiment. 実施の形態に係る内視鏡装置の挿入部の先端部の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the tip part of the insertion part of the endoscope device which concerns on embodiment. 実施の形態である観察装置における、偏光生成部から出射する光の偏光状態の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the polarization state of the light emitted from the polarization generation part in the observation apparatus which is an embodiment. 短い波長を有する光と長い波長を有する光の組織における到達の違いとジョーンズ行列に用いる深さ領域を示す図である。It is a figure which shows the difference in arrival in the structure of the light having a short wavelength and the light which has a long wavelength, and the depth region used for the Jones matrix. 折り返し光学系を透過光学系に置き換えるために、折り返し光学系における短い波長を有する光と長い波長を有する光の組織における到達の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in arrival in the structure of the light having a short wavelength and the light having a long wavelength in the folding optical system in order to replace the folding optical system with a transmission optical system. 短い波長を有する光について折り返し光学系を透過光学系に置き換えた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which replaced the folding optical system with a transmission optical system for light having a short wavelength. 長い波長を有する光について折り返し光学系を透過光学系に置き換えた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which replaced the folding optical system with a transmission optical system for light having a long wavelength.

図1〜図6を参照して、実施の形態である観察装置が適用される内視鏡システムおよび及び子内視鏡装置について説明する。これらの図において、本実施の形態に係る内視鏡システム1は、親子式内視鏡システムであり、親内視鏡システム1Aと子内視鏡システム1Bから構成されている。親内視鏡システム1Aは、親内視鏡装置110および親側本体部210を有する。子内視鏡システム1Bは、子内視鏡装置120および子側本体部220を有する。親子式内視鏡とは、親内視鏡となる通常サイズの内視鏡のワーキングチャンネルに、子内視鏡である細径の内視鏡を挿通させたものである。 An endoscopic system to which the observation device of the embodiment is applied and a child endoscopic device will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In these figures, the endoscope system 1 according to the present embodiment is a parent-child endoscope system, and is composed of a parent endoscope system 1A and a child endoscope system 1B. The parent endoscope system 1A includes a parent endoscope device 110 and a parent main body 210. The child endoscope system 1B has a child endoscope device 120 and a child side main body 220. The parent-child endoscope is a device in which a small-diameter endoscope, which is a child endoscope, is inserted into the working channel of a normal-sized endoscope, which is a parent endoscope.

親内視鏡装置110は、図1に示すように、人体等の被検体の体腔内に挿入部111の先端部112が挿入され、被検体内の粘膜内面等の対象物に光を照射する。親内視鏡装置110は、対象物からの戻り光を撮像し、対象物像の画像信号を取得する。子内視鏡装置120も、親内視鏡装置110と同様に、人体等の被検体の体腔内に挿入部121の先端部122が挿入され、被検体内の粘膜内面等の対象物に光を照射する。子内視鏡装置120は、対象物からの戻り光を撮像し、対象物像の画像信号を取得する。 As shown in FIG. 1, the parent endoscope device 110 inserts the tip 112 of the insertion portion 111 into the body cavity of a subject such as the human body, and irradiates an object such as the inner surface of the mucous membrane in the subject with light. .. The parent endoscope device 110 captures the return light from the object and acquires an image signal of the object image. In the child endoscope device 120 as well as the parent endoscope device 110, the tip portion 122 of the insertion portion 121 is inserted into the body cavity of the subject such as the human body, and light is emitted to an object such as the inner surface of the mucous membrane in the subject. Irradiate. The child endoscope device 120 captures the return light from the object and acquires an image signal of the object image.

親側本体部210は、親内視鏡装置110の先端部112から照射される光を発生する光源216(図3参照)を有し、親内視鏡装置110が取得した画像信号に対して各種画像処理を行う。子側本体部220も、親側本体部210と同様に、子内視鏡装置120の先端部122から照射される光を発生する光源226(図4参照)を有し、子内視鏡装置120が取得した画像信号に対して各種画像処理を行う。 The parent main body 210 has a light source 216 (see FIG. 3) that generates light emitted from the tip 112 of the parent endoscope device 110, and has a light source 216 (see FIG. 3) with respect to an image signal acquired by the parent endoscope device 110. Performs various image processing. Like the parent main body 210, the child main body 220 also has a light source 226 (see FIG. 4) that generates light emitted from the tip 122 of the child endoscope device 120, and is a child endoscope device. Various image processing is performed on the image signal acquired by 120.

親内視鏡装置110は、挿入部111、操作部113、およびコネクタ部114を有する。挿入部111は、可撓性(つまり軟性)を有する管部材111aを有し、細長形状を有する。操作部113は、挿入部111の先端部112が行う湾曲操作や観察操作を操作する。コネクタ部114は、親内視鏡装置110を親側本体部210に着脱自在に接続する。 The parent endoscope device 110 has an insertion unit 111, an operation unit 113, and a connector unit 114. The insertion portion 111 has a flexible (that is, soft) tube member 111a and has an elongated shape. The operation unit 113 operates the bending operation and the observation operation performed by the tip portion 112 of the insertion unit 111. The connector portion 114 detachably connects the parent endoscope device 110 to the parent side main body portion 210.

親内視鏡装置110の挿入部111の内部には、図5および図6に示すように、ワーキングチャンネル116が形成されている。ワーキングチャンネル116は、挿入部111内部に形成された中空筒状の通路である。ワーキングチャンネル116は、操作部113に形成された開口113aから、挿入部111の先端部112にまで至っている。ワーキングチャンネル116は、一般的に、鉗子等の処置具を親内視鏡装置110の先端部112にまで導くために用いられる。 As shown in FIGS. 5 and 6, a working channel 116 is formed inside the insertion portion 111 of the parent endoscope device 110. The working channel 116 is a hollow tubular passage formed inside the insertion portion 111. The working channel 116 extends from the opening 113a formed in the operation portion 113 to the tip portion 112 of the insertion portion 111. The working channel 116 is generally used to guide a treatment tool such as forceps to the tip 112 of the parent endoscope device 110.

子内視鏡装置120は、図1に示すように、親内視鏡装置110と同様に、挿入部121、操作部123、およびコネクタ部124を有する。子内視鏡装置120の挿入部121は親内視鏡装置110のワーキングチャンネル116内に挿通されている。 As shown in FIG. 1, the child endoscope device 120 has an insertion unit 121, an operation unit 123, and a connector unit 124, similarly to the parent endoscope device 110. The insertion portion 121 of the child endoscope device 120 is inserted into the working channel 116 of the parent endoscope device 110.

図3に示すように、親側本体部210は、制御部211と、記憶部212と、画像処理部213と、検出部ドライバ214と、光源ドライバ215と、光源216と、集光レンズ217と、を有する。さらに、親側本体部210は、ディスプレイコントローラ218および入力インタフェース(I/F)219を有する。親側本体部210は、光学コネクタ310および電気コネクタ311により親内視鏡装置110に接続されている。 As shown in FIG. 3, the main body 210 includes a control unit 211, a storage unit 212, an image processing unit 213, a detection unit driver 214, a light source driver 215, a light source 216, and a condenser lens 217. , Have. Further, the parent main body 210 has a display controller 218 and an input interface (I / F) 219. The main body 210 is connected to the parent endoscope device 110 by an optical connector 310 and an electric connector 311.

制御部211はCPU等の演算素子を有し、記憶部212に格納されている図略の制御用プログラムが起動時に読み出されてこの制御部211において実行される。これにより、制御部211は、画像処理部213、検出部ドライバ214、光源ドライバ215、ディスプレイコントローラ218および入力インタフェース219を含む親内視鏡システム1A全体の制御を行う。 The control unit 211 has an arithmetic element such as a CPU, and a control program (not shown) stored in the storage unit 212 is read out at startup and executed by the control unit 211. As a result, the control unit 211 controls the entire parent endoscope system 1A including the image processing unit 213, the detection unit driver 214, the light source driver 215, the display controller 218, and the input interface 219.

記憶部212はハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体およびROM、RAM等の半導体記憶媒体を備える。この記憶部212には上述の制御用プログラムが格納されているとともに、制御部211の制御動作時に必要とされる各種データが一時的に格納される。記憶部212には、画像処理部213によって処理がされた画像データが格納される。 The storage unit 212 includes a large-capacity storage medium such as a hard disk drive and a semiconductor storage medium such as a ROM or RAM. The above-mentioned control program is stored in the storage unit 212, and various data required for the control operation of the control unit 211 are temporarily stored. Image data processed by the image processing unit 213 is stored in the storage unit 212.

画像処理部213は、親内視鏡装置110の検出部316により撮像された対象物像の画像信号を取得し、この画像信号に対して各種画像処理を行う。画像処理部213は、画像処理結果をディスプレイコントローラ218に出力する。 The image processing unit 213 acquires an image signal of an object image captured by the detection unit 316 of the parent endoscope device 110, and performs various image processing on the image signal. The image processing unit 213 outputs the image processing result to the display controller 218.

検出部ドライバ214は、検出部316に対して、検出部316を駆動する信号を発生して検出部316に供給する。 The detection unit driver 214 generates a signal for driving the detection unit 316 to the detection unit 316 and supplies the signal to the detection unit 316.

光源216は親内視鏡装置110の先端部112から照射される光を発生するものであり、光源ドライバ215により駆動される。本実施の形態に係る光源216は対象物を照明する照明光を発生する。例えば、光源216は白色光を出射する発光素子である。 The light source 216 generates light emitted from the tip 112 of the parent endoscope device 110, and is driven by the light source driver 215. The light source 216 according to the present embodiment generates illumination light that illuminates an object. For example, the light source 216 is a light emitting element that emits white light.

光源216により発生された光は、集光レンズ217により一定幅の光束に収束され、光学コネクタ310を介して親内視鏡装置110の光ファイバ115内に導光される。 The light generated by the light source 216 is converged to a light flux having a constant width by the condenser lens 217, and is guided into the optical fiber 115 of the parent endoscope device 110 via the optical connector 310.

ディスプレイコントローラ218は、画像処理部213からの出力である画像信号を、親側本体部210の外に設けられたディスプレイ312の画面に表示させるためのディスプレイ駆動信号を発生し、これをディスプレイ312に供給する。 The display controller 218 generates a display drive signal for displaying an image signal output from the image processing unit 213 on the screen of the display 312 provided outside the main body 210 on the parent side, and displays this on the display 312. Supply.

入力インタフェース219は、親側本体部210の外に設けられたキーボード等の入力装置330からの操作入力信号を受け入れ、これを制御部211に供給する。 The input interface 219 receives an operation input signal from an input device 330 such as a keyboard provided outside the main body 210 on the parent side, and supplies the operation input signal to the control unit 211.

図4に示すように、子側本体部220も、親側本体部210と同様に、制御部221と、記憶部222と、画像処理部223と、検出部ドライバ224と、光源ドライバ225と、光源226と、集光レンズ227と、を有する。さらに、子側本体部220は、ディスプレイコントローラ228および入力インタフェース(I/F)229を有する。子側本体部220は、光学コネクタ30および電気コネクタ31により子内視鏡装置120に接続されている。 As shown in FIG. 4, the child side main body 220 also includes the control unit 221 and the storage unit 222, the image processing unit 223, the detection unit driver 224, and the light source driver 225, similarly to the parent side main body 210. It has a light source 226 and a condenser lens 227. Further, the child side main body 220 has a display controller 228 and an input interface (I / F) 229. The child-side main body 220 is connected to the child endoscope device 120 by an optical connector 30 and an electric connector 31.

制御部221はCPU等の演算素子を有し、記憶部222に格納されている図略の制御用プログラムが起動時に読み出されてこの制御部221において実行される。これにより、制御部221は、画像処理部223と、検出部ドライバ224と、光源ドライバ225と、ディスプレイコントローラ228および入力インタフェース(I/F)229を含む子内視鏡システム1B全体の制御を行う。 The control unit 221 has an arithmetic element such as a CPU, and a control program (not shown) stored in the storage unit 222 is read out at startup and executed by the control unit 221. As a result, the control unit 221 controls the entire child endoscope system 1B including the image processing unit 223, the detection unit driver 224, the light source driver 225, the display controller 228, and the input interface (I / F) 229. ..

記憶部222はハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体およびROM、RAM等の半導体記憶媒体を備える。この記憶部222には上述の制御用プログラムが格納されているとともに、制御部221の制御動作時に必要とされる各種データが一時的に格納される。記憶部222には、画像処理部223によって処理がされた画像データが格納される。 The storage unit 222 includes a large-capacity storage medium such as a hard disk drive and a semiconductor storage medium such as ROM and RAM. The above-mentioned control program is stored in the storage unit 222, and various data required for the control operation of the control unit 221 are temporarily stored. Image data processed by the image processing unit 223 is stored in the storage unit 222.

画像処理部223は、子内視鏡装置120の検出部50により撮像された対象物像の画像信号を取得し、この画像信号に対して各種画像処理を行う。画像処理部223は、画像処理結果をディスプレイコントローラ228に出力する。 The image processing unit 223 acquires an image signal of an object image captured by the detection unit 50 of the child endoscope device 120, and performs various image processing on the image signal. The image processing unit 223 outputs the image processing result to the display controller 228.

子側本体部220の画像処理部223は判定部223aを有する。判定部223aは、検出部50により撮像された対象物像の画像信号に基づいて、対象物からの2つの波長の光の偏光状態により、波長に対応する深さ位置における対象物の状態を判定する。 The image processing unit 223 of the child side main body 220 has a determination unit 223a. The determination unit 223a determines the state of the object at the depth position corresponding to the wavelength based on the polarization state of the light of two wavelengths from the object based on the image signal of the object image captured by the detection unit 50. To do.

子側本体部220の検出部50および画像処理部223により行われる画像処理の詳細については後述する。 The details of the image processing performed by the detection unit 50 and the image processing unit 223 of the child side main body 220 will be described later.

検出部ドライバ224は、検出部50に対して、検出部50を駆動する信号を発生して検出部50に供給する。 The detection unit driver 224 generates a signal for driving the detection unit 50 with respect to the detection unit 50 and supplies the signal to the detection unit 50.

光源226は子内視鏡装置120の先端部122から照射される光を発生するものであり、光源ドライバ225により駆動される。本実施の形態に係る光源226は短波長光源226aおよび長波長光源226bを有する。短波長光源226aおよび長波長光源226bは狭帯域でかつ空間的コヒーレンスが低く、スペックルが除去又は低減された光を発生する。なお、短波長光源226aおよび長波長光源226bには、スペックルの除去又は低減のためにスペックル除去機構又は低減機構が設けられる。光源ドライバ225は、短波長光源226aおよび長波長光源226bを交互にまたは同時に駆動する。 The light source 226 generates light emitted from the tip portion 122 of the child endoscope device 120, and is driven by the light source driver 225. The light source 226 according to the present embodiment has a short wavelength light source 226a and a long wavelength light source 226b. The short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b have a narrow band and low spatial coherence, and generate light with speckle removed or reduced. The short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b are provided with a speckle removal mechanism or a reduction mechanism for removing or reducing speckle. The light source driver 225 drives the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b alternately or simultaneously.

短波長光源226aが発生する光の波長帯域は、長波長光源226bの波長よりも短く設定され、例えば400nmから450nmの間で1波長または複数波長が選択されうる。 The wavelength band of the light generated by the short wavelength light source 226a is set shorter than the wavelength of the long wavelength light source 226b, and for example, one wavelength or a plurality of wavelengths may be selected between 400 nm and 450 nm.

長波長光源226bが発生する光の波長帯域は、短波長光源226aの波長よりも長く設定され、例えば600nmから650nmの間で1波長または複数波長が選択されうる。 The wavelength band of the light generated by the long wavelength light source 226b is set longer than the wavelength of the short wavelength light source 226a, and for example, one wavelength or a plurality of wavelengths may be selected between 600 nm and 650 nm.

短波長光源226aおよび長波長光源226bが発生する光の帯域幅は5nm以下、好ましくは3nm程度とされる。帯域幅の関係で、このような短波長光源226aおよび長波長光源226bはレーザー光源から構成されることが好ましい。なお、短波長光源226aと長波長光源226bの波長帯域は、405nmから670nmの間の波長が選択されることが好ましい。 The bandwidth of the light generated by the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b is 5 nm or less, preferably about 3 nm. In terms of bandwidth, such a short wavelength light source 226a and a long wavelength light source 226b are preferably composed of a laser light source. The wavelength band of the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b is preferably selected from a wavelength between 405 nm and 670 nm.

短波長光源226aおよび長波長光源226bが発生する光の波長帯域および帯域幅は、検出部50のイメージセンサ57上に発生させる後述する干渉縞の本数および幅によって定められうる。 The wavelength band and bandwidth of the light generated by the short-wavelength light source 226a and the long-wavelength light source 226b can be determined by the number and width of interference fringes generated on the image sensor 57 of the detection unit 50, which will be described later.

集光レンズ227は、短波長集光レンズ227aおよび長波長集光レンズ227bを有する。短波長光源226aにより発生された光は、短波長集光レンズ227aにより一定幅の光束に収束され、長波長光源226bにより発生された光は、長波長集光レンズ227bにより一定幅の光束に収束され、それぞれ光学コネクタ30を介して子内視鏡装置120の光ファイバ15内に導光される。 The condenser lens 227 includes a short wavelength condenser lens 227a and a long wavelength condenser lens 227b. The light generated by the short wavelength light source 226a is converged to a constant width light beam by the short wavelength condensing lens 227a, and the light generated by the long wavelength light source 226b is converged to a constant width light beam by the long wavelength condensing lens 227b. Then, the light is guided into the optical fiber 15 of the child endoscope device 120 via the optical connector 30.

ここで、光ファイバ15の本数は、後述する偏光検出部40の偏光生成部60の個数に等しい本数である。本実施の形態では、偏光生成部60の個数は6つであるため、光ファイバ15の本数は6本である。このため、光源226と集光レンズ227との間には切替部226cが設けられている。切替部226cは、光源ドライバ225が点灯させた短波長光源226aおよび長波長光源226bのどちらかの光をいずれか一本の光ファイバ15内に導光する。切替部226cは、短波長光源226aおよび長波長光源226bを同時に駆動する場合、どちらかをシャッタにより遮断する。併せて、切替部226cは、短波長光源226aおよび長波長光源226bを交互にまたは同時に駆動する場合、6つの光ファイバ15のうち光を導光する光ファイバ15以外の光ファイバ15への光を遮断する。なお、一本の光ファイバ15ごとに短波長光源226aおよび長波長光源226bの照射を順に切り替えてもよいし、短波長光源226aおよび長波長光源226bごとに、光を入射する光ファイバ15を順に切り替えてもよい。 Here, the number of optical fibers 15 is equal to the number of polarization generating units 60 of the polarization detecting unit 40, which will be described later. In the present embodiment, the number of the polarization generating units 60 is 6, so the number of the optical fibers 15 is 6. Therefore, a switching unit 226c is provided between the light source 226 and the condenser lens 227. The switching unit 226c guides the light of either the short wavelength light source 226a or the long wavelength light source 226b lit by the light source driver 225 into any one optical fiber 15. When the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b are driven at the same time, the switching unit 226c shuts off either of them by the shutter. At the same time, when the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b are driven alternately or simultaneously, the switching unit 226c transmits light to the optical fibers 15 other than the optical fiber 15 that guides the light among the six optical fibers 15. Cut off. The irradiation of the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b may be switched in order for each optical fiber 15, or the optical fibers 15 for incident light may be sequentially switched for each of the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b. You may switch.

ディスプレイコントローラ228は、画像処理部223からの出力である画像信号を、子側本体部220の外に設けられたディスプレイ32の画面に表示させるためのディスプレイ駆動信号を発生し、これをディスプレイ32に供給する。 The display controller 228 generates a display drive signal for displaying an image signal output from the image processing unit 223 on the screen of the display 32 provided outside the child side main body 220, and displays this on the display 32. Supply.

入力インタフェース229は、子側本体部220の外に設けられたキーボード等の入力装置330からの操作入力信号を受け入れ、これを制御部221に供給する。 The input interface 229 receives an operation input signal from an input device 330 such as a keyboard provided outside the child side main body 220, and supplies the operation input signal to the control unit 221.

本実施の形態である観察装置100の偏光検出部40は、図4,図5〜図7および図10に示すように、子内視鏡装置120の挿入部121の先端部122に設けられている。 The polarization detection unit 40 of the observation device 100 according to the present embodiment is provided at the tip end portion 122 of the insertion portion 121 of the child endoscope device 120, as shown in FIGS. 4, 5 to 7, and 10. There is.

以下、図5および図6を参照して先端部112,122について説明する。 Hereinafter, the tip portions 112 and 122 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

親内視鏡装置110の先端部112には、照明光検出部314が設けられている。照明光検出部314は、照明部315と検出部316とノズル317とを有する。照明部315は、対象物に光源216の光を照射する。検出部316は、照明部315による光が照射された対象物からの光を検出する。ノズル317は、対象物に水等を噴射する。上述したワーキングチャンネル116の開口116aは、この親内視鏡装置110の先端部112に形成されている。 An illumination light detection unit 314 is provided at the tip end 112 of the parent endoscope device 110. The illumination light detection unit 314 has an illumination unit 315, a detection unit 316, and a nozzle 317. The illumination unit 315 irradiates the object with the light of the light source 216. The detection unit 316 detects the light from the object irradiated with the light by the illumination unit 315. The nozzle 317 injects water or the like onto the object. The opening 116a of the working channel 116 described above is formed at the tip 112 of the parent endoscope device 110.

偏光検出部40は、子内視鏡装置120の先端部122に設けられ、挿入部121がワーキングチャンネル116内に挿通されている状態では、親内視鏡装置110の先端部112に配置されている。なお、図5では、偏光検出部40の配置状態を明確に図示するために、偏光検出部40がワーキングチャンネル116の開口116aから外方に突出するように図示されている。しかし、偏光検出部40により対象物を観察する際は、図6に示すように、偏光検出部40はワーキングチャンネル116内に収納されている。 The polarization detection unit 40 is provided at the tip portion 122 of the child endoscope device 120, and is arranged at the tip portion 112 of the parent endoscope device 110 in a state where the insertion portion 121 is inserted into the working channel 116. There is. In FIG. 5, in order to clearly show the arrangement state of the polarization detection unit 40, the polarization detection unit 40 is shown so as to project outward from the opening 116a of the working channel 116. However, when observing the object by the polarization detection unit 40, the polarization detection unit 40 is housed in the working channel 116 as shown in FIG.

以下、図7〜図11を参照して偏光検出部40について説明する。なお、以下の説明では主に光学素子および光路について説明を行う関係で、図7〜図11においては検出部50と子側本体部220とを結ぶ電気回路や子内視鏡装置120の被覆等他の構成についての詳細な説明は省略する。 Hereinafter, the polarization detection unit 40 will be described with reference to FIGS. 7 to 11. In the following description, mainly the optical element and the optical path will be described. In FIGS. 7 to 11, the electric circuit connecting the detection unit 50 and the child-side main body 220, the coating of the child endoscope device 120, etc. Detailed description of other configurations will be omitted.

偏光検出部40は、対象物からの光を検出する検出部50と、この検出部50の周囲に配置され、それぞれ異なる偏光状態を有する光を生成して対象物に照射する6つの偏光生成部60とを有する。これら検出部50および偏光生成部60は、図7および図10に示すように、子内視鏡装置120の挿入部121の管部材121a内に収納されている。 The polarization detection unit 40 is a detection unit 50 that detects light from an object, and six polarization generation units that are arranged around the detection unit 50 to generate light having different polarization states and irradiate the object. Has 60 and. As shown in FIGS. 7 and 10, the detection unit 50 and the polarization generation unit 60 are housed in the tube member 121a of the insertion unit 121 of the child endoscope device 120.

なお、図7以降において図示するように、検出部50の光軸方向にx軸を取っている。そして、x軸の正方向を対象物に向かう方向とする。 As shown in FIGS. 7 and 7 onward, the x-axis is taken in the optical axis direction of the detection unit 50. Then, the positive direction of the x-axis is set as the direction toward the object.

検出部50は、図7に示すように、前群レンズ51、絞り52、偏光分離部53、結像レンズ54、偏光板55、保護ガラス56およびイメージセンサ57を有する。 As shown in FIG. 7, the detection unit 50 includes a front group lens 51, an aperture 52, a polarization separation unit 53, an imaging lens 54, a polarizing plate 55, a protective glass 56, and an image sensor 57.

前群レンズ51は、検出部50において対象物側(図7において右端)に配置されている。絞り52は円環状に形成され、前群レンズ51の出射側に配置されている。偏光分離部53には絞り52から出射される光が入射される。結像レンズ54は、偏光分離部53から出射される光の干渉縞を後述するイメージセンサ57の撮像面57a上に結像させる後群レンズである。検光子である偏光板55および保護ガラス56は、イメージセンサ57の撮像面57aの前方(図10において右方)に順に配置されている。イメージセンサ57は、複数の画素を有する撮像素子であり、その撮像面57aに結像された干渉縞を撮像する。 The front group lens 51 is arranged on the object side (right end in FIG. 7) in the detection unit 50. The diaphragm 52 is formed in an annular shape and is arranged on the exit side of the front group lens 51. The light emitted from the diaphragm 52 is incident on the polarization separation unit 53. The imaging lens 54 is a rear lens group that forms an image of interference fringes of light emitted from the polarizing separation unit 53 on the imaging surface 57a of the image sensor 57, which will be described later. The polarizing plate 55 and the protective glass 56, which are detectors, are arranged in order in front of the imaging surface 57a of the image sensor 57 (on the right side in FIG. 10). The image sensor 57 is an image pickup device having a plurality of pixels, and images interference fringes formed on the image pickup surface 57a.

検出部50は、後に詳述する6つの偏光生成部60による対象物の照明範囲の共通部分の少なくとも一部をその検出範囲とするように設計されており、より好ましくは、6つの偏光生成部60による全照明範囲よりも撮像範囲が広くなるように設定されている。あるいは、検出部50の検出範囲に応じて、この検出範囲を偏光生成部60による対象物の照明範囲の共通部分の少なくとも一部とするように偏光生成部60を設計してもよい。 The detection unit 50 is designed so that at least a part of the common portion of the illumination range of the object by the six polarization generation units 60, which will be described in detail later, is the detection range, and more preferably, the six polarization generation units. The imaging range is set to be wider than the total illumination range of 60. Alternatively, depending on the detection range of the detection unit 50, the polarization generation unit 60 may be designed so that this detection range is at least a part of the common portion of the illumination range of the object by the polarization generation unit 60.

検出部50の検出範囲に生成した偏光が照射されるように、複数の偏光生成部60のそれぞれの出射角度を設定してもよい。この場合、複数の偏光生成部60のそれぞれの配置状態を調整してもよい。このように偏光生成部60による対象物の照明範囲と検出部50の検出範囲とを設定することで、対象物の照射範囲からの戻り光を検出部50により確実に検出することができる。なお、本実施の形態では、照射される偏光の照射光軸および検出部50で受光する照射領域からの光の受光光軸は、照射される偏光の照射領域からの正反射光を低減するために互いにずれていてもよい。 The emission angles of the plurality of polarized light generating units 60 may be set so that the generated polarized light is irradiated to the detection range of the detection unit 50. In this case, the arrangement state of each of the plurality of polarization generating units 60 may be adjusted. By setting the illumination range of the object by the polarization generating unit 60 and the detection range of the detection unit 50 in this way, the return light from the irradiation range of the object can be reliably detected by the detection unit 50. In this embodiment, the irradiation optical axis of the polarized light to be irradiated and the optical axis of the light received from the irradiation region received by the detection unit 50 are for reducing the specular reflection light from the irradiation region of the polarized light to be irradiated. May be offset from each other.

偏光分離部53は、2枚の変形サバール板53cと、これら変形サバール板53cの間に配置された1/2波長板53dとを有する。本実施の形態における変形サバール板53cは、複屈折性を有する一軸性結晶からなる2枚の平行平面板53a(例えばYVO4)と、これら平行平面板53aの間に配置された広帯域の1/2波長板53bとを有する。 The polarization separating unit 53 has two modified Sabar plates 53c and a 1/2 wavelength plate 53d arranged between the modified Sabar plates 53c. The modified Sabar plate 53c in the present embodiment is formed by two parallel flat plates 53a (for example, YVO4) made of birefringent uniaxial crystals and 1/2 of a wide band arranged between the parallel flat plates 53a. It has a wave plate 53b.

変形サバール板53cは、複屈折性を有する一対の平行平面板53aを、特定の結晶方位に配置された1/2波長板53dを介して、その光軸が90°異なるように貼り合わせたものである。変形サバール板53cに入射する光が異なる偏光状態が重なり合った光であった場合、変形サバール板53cは異なる偏光状態の光を分離して出射させる。 The modified Sabar plate 53c is formed by laminating a pair of parallel flat plates 53a having birefringence so that their optical axes differ by 90 ° via a 1/2 wavelength plate 53d arranged in a specific crystal orientation. Is. When the light incident on the modified Sabar plate 53c is light in which different polarized states are overlapped, the modified Sabar plate 53c separates and emits light having different polarized states.

偏光分離部53から出射された光は結像レンズ54により収束され、偏光板55および保護ガラス56を通してイメージセンサ57の撮像面57a上で結像される。そして、異なる偏光状態の光がこの撮像面57a上で干渉して干渉縞を形成する。 The light emitted from the polarization separation unit 53 is converged by the imaging lens 54, and is imaged on the imaging surface 57a of the image sensor 57 through the polarizing plate 55 and the protective glass 56. Then, light in different polarized states interferes on the imaging surface 57a to form interference fringes.

イメージセンサ57は、その撮像面57a上に結像した光を撮像し、その結果を画像信号として出力する。イメージセンサ57は、上述のように撮像面57a上に形成される干渉縞を撮像するため、微細な干渉縞が撮像可能な解像度を有している。撮像面57a上に形成される干渉縞の本数および幅は、短波長光源226aおよび長波長光源226bのどちらかが発生する光の波長帯域に依存する。 The image sensor 57 images the light formed on the image pickup surface 57a and outputs the result as an image signal. Since the image sensor 57 images the interference fringes formed on the image pickup surface 57a as described above, the image sensor 57 has a resolution capable of capturing fine interference fringes. The number and width of the interference fringes formed on the imaging surface 57a depend on the wavelength band of the light generated by either the short wavelength light source 226a or the long wavelength light source 226b.

複数の偏光生成部60はそれぞれ、図8および図9に示すように、1枚の偏光板(偏光変換素子)61a〜61fと、この偏光板61a〜61fの出射側に配置された平凹レンズ(発散光学素子)62とを有する。また、一部の偏光板61a、61bと平凹レンズ62との間には1/4波長板(偏光光学素子)63が配置されている。1/4波長板63が配置されている場合、1枚の偏光板61a、61b、1/4波長板63および平凹レンズ62により偏光生成部60が構成される。なお、以下の説明および図示において、偏光板61a〜61fの位置を特定せずに一般的に示す場合は、符号61により代表して説明する。 As shown in FIGS. 8 and 9, each of the plurality of polarization generating units 60 includes one polarizing plate (polarizing conversion element) 61a to 61f and a plano-concave lens (planar concave lens) arranged on the exit side of the polarizing plates 61a to 61f, respectively. It has a divergent optical element) 62. Further, a quarter wave plate (polarizing optical element) 63 is arranged between some of the polarizing plates 61a and 61b and the plano-concave lens 62. When the 1/4 wave plate 63 is arranged, the polarization generating unit 60 is composed of one polarizing plate 61a, 61b, the 1/4 wave plate 63, and the plano-concave lens 62. In the following description and illustration, when the positions of the polarizing plates 61a to 61f are generally shown without being specified, they will be described as represented by reference numerals 61.

図8および図9に示すように、6つの偏光生成部60は二群に分けられて検出部50の周囲に配置されている。より詳細には、3つの偏光生成部60が偏光分離部53の図中上方に配置され、3つの偏光生成部60が偏光分離部53の図中下方に配置されている。また、6つの偏光生成部60は、検出部50の光軸方向であるx軸に直交する同一面内に配置されている。 As shown in FIGS. 8 and 9, the six polarization generating units 60 are divided into two groups and arranged around the detecting unit 50. More specifically, the three polarization generating units 60 are arranged in the upper part of the drawing of the polarization separating unit 53, and the three polarization generating units 60 are arranged in the lower part of the drawing of the polarization separating unit 53. Further, the six polarization generating units 60 are arranged in the same plane orthogonal to the x-axis which is the optical axis direction of the detecting unit 50.

図8および図9に示すように、x軸に沿って見た場合、複数の偏光生成部60のそれぞれの一部がイメージセンサ57の一部と重複している。これにより、検出部50の光軸方向から見た本実施の形態の偏光検出部40の外径をよりコンパクトにすることができる。この結果、偏光検出部40全体の小型化に寄与することができる。複数の偏光生成部60のうちの少なくとも一つの少なくとも一部が、検出部50の光軸方向にイメージセンサ57に重複するように配置されていればよい。 As shown in FIGS. 8 and 9, when viewed along the x-axis, a part of each of the plurality of polarization generating units 60 overlaps with a part of the image sensor 57. As a result, the outer diameter of the polarization detection unit 40 of the present embodiment as viewed from the optical axis direction of the detection unit 50 can be made more compact. As a result, it is possible to contribute to the miniaturization of the entire polarization detection unit 40. At least a part of at least one of the plurality of polarization generating units 60 may be arranged so as to overlap the image sensor 57 in the optical axis direction of the detecting unit 50.

6つの偏光生成部60は、波長ごとのそれぞれ異なる偏光状態を有する光を対象物に照射する。この点について以下詳細に説明する。 The six polarization generating units 60 irradiate the object with light having different polarization states for each wavelength. This point will be described in detail below.

光の偏光状態はストークスベクトルで記述することができ、このストークスベクトルは次式のように、4行1列のストークス行列で書き表すことができる。

ここに、ストークス行列の各成分は、sが光強度、sがx−y直線偏光、sが45°直線偏光、sが円偏光である。sは強度を表すため正の値を取る。s=sとは0°直線偏光であることを意味し、s=−sは90°直線偏光であることを意味する。また、s=sは45°直線偏光であることを意味し、s=−sは−45°直線偏光であることを意味する。さらに、s=sは右回り円偏光であることを意味し、s=−sは左回り円偏光であることを意味する。
The polarization state of light can be described by a Stokes vector, and this Stokes vector can be written by a Stokes matrix of 4 rows and 1 column as shown in the following equation.

Here, as for each component of the Stokes matrix, s 0 is light intensity, s 1 is xy linearly polarized light, s 2 is 45 ° linearly polarized light, and s 3 is circularly polarized light. s 0 takes a positive value to represent the intensity. s 1 = s 0 means 0 ° linearly polarized light, and s 1 = −s 0 means 90 ° linearly polarized light. Further, s 2 = s 0 means that it is linearly polarized at 45 °, and s 2 = −s 0 means that it is linearly polarized at −45 °. Further, s 3 = s 0 means that it is clockwise circularly polarized light, and s 3 = −s 0 means that it is counterclockwise circularly polarized light.

それぞれの偏光生成部60、より詳細には偏光板61a〜61fおよび1/4波長板63のそれぞれの組み合わせは、s=±1、s=±1、s=±1の6種類の偏光状態のいずれか一つの偏光状態を有する光を生成するように設定されている。 Each combination of the polarization generating unit 60, more specifically, the polarizing plates 61a to 61f and the 1/4 wave plate 63 has 6 types of s 1 = ± 1, s 2 = ± 1, and s 3 = ± 1. It is set to generate light having a polarized state of any one of the polarized states.

具体的には、6つの偏光生成部60では、図11に示すように、各々の偏光生成部60から出射される光のストークス成分がそれぞれ図示する成分となるように、偏光板61a〜61fが選択され、また、1/4波長板63の配置位置が定められている。 Specifically, in the six polarization generating units 60, as shown in FIG. 11, the polarizing plates 61a to 61f are arranged so that the Stokes component of the light emitted from each polarization generating unit 60 is a component shown in the drawing. It is selected and the arrangement position of the 1/4 wave plate 63 is determined.

各々の偏光生成部60から出射される光の偏光状態をどのように異ならせるか、言い換えればどのようなストークス成分を有する光を出射させるかは任意に決定可能である。 It is possible to arbitrarily determine how to make the polarization state of the light emitted from each polarization generating unit 60 different, in other words, what kind of Stokes component the light has.

ここで、ストークス成分sは角度による偏光状態の変化が他の成分s、sよりも小さいので、ストークス成分s=+1を有する光を照射する偏光板61cおよびストークス成分s=−1を有する光を照射する偏光板61fが離れて配置されても問題ない。 Here, since the change in the polarization state of the Stokes component s 1 with an angle is smaller than that of the other components s 2 and s 3 , the polarizing plate 61c and the Stokes component s 1 = − that irradiate light having the Stokes component s 1 = + 1. There is no problem even if the polarizing plate 61f for irradiating the light having 1 is arranged apart.

加えて、ストークス成分s=±1を有する光を照射する偏光板61a、61bおよび1/4波長板63については、これら偏光板61a、61bの出射側に配置される1/4波長板63を共通化でき、また、1/4波長板63を保持する図略のホルダを共通化できる観点から、これら偏光板61a、61bを隣り合わせに配置するメリットがある。 In addition, with respect to the polarizing plates 61a and 61b and the 1/4 wave plate 63 that irradiate light having the Stokes component s 3 = ± 1, the 1/4 wave plate 63 arranged on the emitting side of these polarizing plates 61a and 61b There is a merit that these polarizing plates 61a and 61b are arranged side by side from the viewpoint that the holders shown in the drawing for holding the 1/4 wave plate 63 can be shared.

平凹レンズ62は、偏光板61および1/4波長板63から出射される光を発散し、対象物を照明するレンズである。ここで、平凹レンズ62から出射される光の半画角が35度以内となるように、平凹レンズ62の光学設計がなされている。これは、半画角が35度以内であれば、偏光生成部60から照射された光の偏光状態は大きく変化しないからである。また、後に詳述する光ファイバ15の開口数(NA:numerical aperture)を考慮すると、この光ファイバ15から出射する光の半画角は15度以内とされる。 The plano-concave lens 62 is a lens that radiates the light emitted from the polarizing plate 61 and the quarter wave plate 63 to illuminate the object. Here, the optical design of the plano-concave lens 62 is made so that the half angle of view of the light emitted from the plano-concave lens 62 is within 35 degrees. This is because if the half angle of view is within 35 degrees, the polarization state of the light emitted from the polarization generating unit 60 does not change significantly. Further, considering the numerical aperture (NA) of the optical fiber 15 described in detail later, the half angle of view of the light emitted from the optical fiber 15 is within 15 degrees.

偏光生成部60に用いられる発散光学素子としての平凹レンズ62は、同様に光の発散効果を有する他の光学素子、例えばボールレンズと比較して、偏光性能が良いことから、偏光生成部60として好適である。 The plano-concave lens 62 as a divergent optical element used in the polarization generating unit 60 has better polarization performance as compared with other optical elements having a light diverging effect, for example, a ball lens. Suitable.

偏光生成部60には、図7および図10で詳細に示すように、子内視鏡装置120の光ファイバ15により光が導光される。光ファイバ15は、図7に示すように、子内視鏡装置120の挿入部121の管部材121a内を挿入部121の長手方向に沿って延び、この挿入部121の先端部122にまで至ってその出射端15aが偏光板61の入射端(図7において左端)近傍に配置されている。 Light is guided to the polarization generating unit 60 by the optical fiber 15 of the child endoscope device 120, as shown in detail in FIGS. 7 and 10. As shown in FIG. 7, the optical fiber 15 extends in the tube member 121a of the insertion portion 121 of the child endoscope device 120 along the longitudinal direction of the insertion portion 121, and reaches the tip portion 122 of the insertion portion 121. The exit end 15a is arranged near the incident end (left end in FIG. 7) of the polarizing plate 61.

光ファイバ15は、短波長光源226a又は長波長光源226bからの光の偏光状態を解消して(偏光スクランブルして)偏光生成部60まで導光する。本実施の形態では、図10に示すように、光ファイバ15はコア15bの断面が略正方形でクラッド15cの断面外形が略円形のマルチモード光ファイバである。このような構成の光ファイバ15は、偏光板61の入射面に偏光解消された安定な光を供給でき、したがって偏光板61を通過した偏光状態は空間的および時間的に安定な光強度を保つことができる。 The optical fiber 15 eliminates the polarization state of the light from the short wavelength light source 226a or the long wavelength light source 226b (polarization scramble) and guides the light to the polarization generation unit 60. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the optical fiber 15 is a multimode optical fiber in which the cross section of the core 15b is substantially square and the cross section of the clad 15c is substantially circular. The optical fiber 15 having such a configuration can supply stable depolarized light to the incident surface of the polarizing plate 61, and therefore the polarized state passing through the polarizing plate 61 maintains stable light intensity spatially and temporally. be able to.

本実施の形態では、子内視鏡装置120に偏光生成部60と同数、つまり6本の光ファイバ15が設けられており(図7では2本のみ図示している)、これら光ファイバ15には短波長光源226a又は長波長光源226bから共通に光が導光される。従って、偏光生成部60からは、時分割的に偏光状態の異なる光が対象物に照射されることになる。 In the present embodiment, the child endoscope device 120 is provided with the same number of optical fibers 15 as the polarization generating unit 60, that is, six optical fibers 15 (only two are shown in FIG. 7), and these optical fibers 15 are provided. Light is commonly guided from the short wavelength light source 226a or the long wavelength light source 226b. Therefore, the polarization generating unit 60 irradiates the object with light having different polarization states in a time-division manner.

なお、本実施の形態である偏光検出部40を構成する各要素は、高温環境下における滅菌処理を行っても高い偏光計測精度が維持できるような材料で形成されている。具体的には、1/2波長板53b、53dおよび1/4波長板63は水晶から構成されている。また、平凹レンズ62は光学ガラスから構成されている。さらに、偏光板61は無機材料またはワイヤーグリッドから構成されている。そして、変形サバール板53cを構成する平行平面板53aはYVOから構成されている。 Each element constituting the polarization detection unit 40 according to the present embodiment is made of a material capable of maintaining high polarization measurement accuracy even when sterilized in a high temperature environment. Specifically, the 1/2 wave plates 53b and 53d and the 1/4 wave plate 63 are made of quartz. Further, the plano-concave lens 62 is made of optical glass. Further, the polarizing plate 61 is made of an inorganic material or a wire grid. The parallel flat plate 53a constituting the modified Sabar plate 53c is composed of YVO 4 .

ここに、滅菌処理のオートクレーブは、一例として115℃で30分間、121℃で20分間、126℃で15分間、134℃で10分間のいずれかの条件で行われる。 Here, the sterilization autoclave is carried out, for example, under any of the conditions of 115 ° C. for 30 minutes, 121 ° C. for 20 minutes, 126 ° C. for 15 minutes, and 134 ° C. for 10 minutes.

そして、本実施の形態である観察装置100は、偏光検出部40と画像処理部223、特に判定部223aとから構成される。 The observation device 100 according to the present embodiment is composed of a polarization detection unit 40 and an image processing unit 223, particularly a determination unit 223a.

次に、偏光検出部40を用いた内視鏡システム1によるストークス成分s〜sの測定方法の原理について説明する(K. Oka and N. Saito, "Snapshot complete imaging polarimeter using Savart plates", SPIE 6295-9, 1 (2006)参照、N. Saito, S. Odate, K. Otaki, M. Kubota, R. Kitahara, and K. Oka, "Wide field snapshot imaging polarimeter using modified Savart plates", SPIE 88730M-1 (2013)参照)。 Next, the principle of the measurement method of the Stokes components s 0 to s 3 by the endoscope system 1 using the polarization detection unit 40 will be described (K. Oka and N. Saito, "Snapshot complete imaging polarimeter using Savart plates", See SPIE 6295-9, 1 (2006), N. Saito, S. Odate, K. Otaki, M. Kubota, R. Kitahara, and K. Oka, "Wide field snapshot imaging polarimeter using modified Savart plates", SPIE 88730M -1 (see 2013)).

イメージセンサ57により撮像された光の強度分布をI(x,y)とする。測定光に含まれるストークス成分の2次元分布をそれぞれs(x,y)、s(x,y)、s(x,y)、s(x,y)とすると、これらストークス成分の2次元分布を用いて光強度分布を表すと次式のようになる。

ここに、argは複素数の偏角を示す関数であり、φ(x,y)およびφ(x,y)は、それぞれ2枚の変形サバール板53cにより与えられる位相差である。
Let I (x, y) be the intensity distribution of the light imaged by the image sensor 57. Assuming that the two-dimensional distributions of the Stokes components contained in the measurement light are s 0 (x, y), s 1 (x, y), s 2 (x, y), and s 3 (x, y), respectively, these Stokes components The light intensity distribution can be expressed using the two-dimensional distribution of.

Here, arg is a function indicating the argument of a complex number, and φ 1 (x, y) and φ 2 (x, y) are phase differences given by two modified Sabar plates 53c, respectively.

上式におけるs(x,y)、s(x,y)およびs23(x,y)が(特にs23(x,y)については実数成分および虚数成分)、4つの異なる位相を持つ干渉縞で変調されて一つの光強度分布I(x,y)に含まれる。すなわち、得られた光強度分布I(x,y)を有する二次元画像には、位相が異なる4つ干渉縞が含まれる。光強度分布I(x,y)を2次元フーリエ変換し、空間周波数フィルタリングすることにより、周波数空間上で分離したストークス成分を個別に抽出できる。これらストークス成分の2次元分布は、抽出された成分の振幅および位相から得ることができる。この際、空間周波数フィルタリングおよび振幅、位相の変調は、ストークス成分の2次元分布の変調に適した形にされたフーリエ変換技術により一度に行うことができる。 In the above equation, s 0 (x, y), s 1 (x, y) and s 23 (x, y) have four different phases (especially the real and imaginary components for s 23 (x, y)). It is modulated by the interference fringes and is included in one light intensity distribution I (x, y). That is, the obtained two-dimensional image having the light intensity distribution I (x, y) includes four interference fringes having different phases. By performing a two-dimensional Fourier transform on the light intensity distribution I (x, y) and performing spatial frequency filtering, the Stokes components separated on the frequency space can be individually extracted. The two-dimensional distribution of these Stokes components can be obtained from the amplitude and phase of the extracted components. At this time, the spatial frequency filtering and the modulation of the amplitude and the phase can be performed at once by the Fourier transform technique suitable for the modulation of the two-dimensional distribution of the Stokes component.

そこで、子内視鏡システム1Bの画像処理部223(含む判定部223a)は、検出部50から出力される画像信号の強度の2次元分布を取得し、この強度の2次元分布をフーリエ変換することで、対象物からの戻り光の偏光状態、具体的にはストークス成分s〜sの2次元分布を得る。 Therefore, the image processing unit 223 (including the determination unit 223a) of the child endoscope system 1B acquires the two-dimensional distribution of the intensity of the image signal output from the detection unit 50, and Fourier transforms the two-dimensional distribution of this intensity. As a result, the polarization state of the return light from the object, specifically, the two-dimensional distribution of the Stokes components s 0 to s 3 is obtained.

そして、画像処理部223の判定部223aは、このストークス成分s〜sの2次元分布を用いて、対象物が有する偏光特性を求める。この偏光特性を病巣の浸潤度の判定基準となる値と比較することにより、判定部223aによって病巣の浸潤度を推定してもよい。また、対象物の粘膜層の厚さと偏光特性(偏光解消特性)との関係を示すデータベースを予め用意しておくことにより、判定部223aは、求めた偏光特性に基づいて対象物の粘膜層の厚みを算出し、これにより、がんの浸潤度を診断してもよい。 Then, the determination unit 223a of the image processing unit 223 obtains the polarization characteristics of the object by using the two-dimensional distribution of the Stokes components s 0 to s 3 . By comparing this polarization characteristic with a value that serves as a criterion for determining the degree of infiltration of the lesion, the determination unit 223a may estimate the degree of infiltration of the lesion. Further, by preparing in advance a database showing the relationship between the thickness of the mucosal layer of the object and the polarization characteristic (depolarization characteristic), the determination unit 223a can determine the mucosal layer of the object based on the obtained polarization characteristic. The thickness may be calculated to diagnose the degree of cancer invasion.

対象物への入射光のストークス行列をS=(s,s,s,s)とし、この対象物からの戻り光のストークス行列をS′=(s′,s′,s′,s′)とすると、これらストークス行列の関係は、対象物の偏光特性を示す4行4列のミュラー行列Mにより表される。すなわち、
Stokes matrix of the incident light to the object and S = (s 0, s 1 , s 2, s 3), the return light Stokes matrix from the object S '= (s' 0, s' 1, If s '2, s' 3) to the relationship of these Stokes matrix is represented by the Mueller matrix M of four rows and four columns indicating the polarization characteristics of the object. That is,

ここで、ミュラー行列Mの全16の要素m00〜m33の各要素と偏光の物理的特性との厳密な対応は難しいが、おおまかな関係としては、要素m00は輝度を表し、全16の要素m00〜m33は偏光度を表し、要素m01、m02、m10およびm20は二色性(直線複吸収)を表し、要素m03およびm30は円二色性(円複吸収)を表し、要素m11、m12、m21およびm22は旋光性(円複屈折)を表し、要素m11〜m13、m21〜m23およびm31〜m33は複屈折性(直線複屈折)を表すものである。 Here, it is difficult to make a strict correspondence between each element of all 16 elements m 00 to m 33 of the Muller matrix M and the physical characteristics of polarized light, but as a rough relationship, the element m 00 represents brightness, and all 16 elements. Elements m 00 to m 33 represent the degree of polarization, elements m 01 , m 02 , m 10 and m 20 represent birefringence (straight birefringence), and elements m 03 and m 30 represent circular dichroism (circle). (Double absorption), elements m 11 , m 12 , m 21 and m 22 represent optical rotation (circular dichroism), and elements m 11 to m 13 , m 21 to m 23 and m 31 to m 33 are birefringence. It represents sex (linear birefringence).

既に説明したように、本実施の形態である偏光検出部40によれば、6種類の互いに偏光状態の異なる光、言い換えれば、互いに異なるストークス成分(このストークス成分は全て既知である)を有するストークス行列(これをS〜Sと置く)により表される光を対象物に入射し、それぞれの光が反射して得られる対象物からの戻り光のストークス成分を検出することができる(このストークス成分からなるストークス行列をS′〜S′と置く)。そして、対象物のミュラー行列Mは同一であるので、これらストークス行列S〜S、S′〜S′からミュラー行列Mの各成分を求めることができる。 As described above, according to the polarization detection unit 40 of the present embodiment, Stokes having six types of light having different polarization states, in other words, Stokes components having different Stokes components (all of these Stokes components are known). Light represented by a matrix (referred to as S 1 to S 6 ) is incident on an object, and the Stokes component of the return light from the object obtained by reflecting each light can be detected (this). Stokes matrix of Stokes component placing and S '1 ~S' 6). Since the Muller matrix M of the object is the same, each component of the Muller matrix M can be obtained from these Stokes matrices S 1 to S 6 and S ′ 1 to S ′ 6 .

すなわち、本実施の形態である偏光検出部40において、6つの偏光生成部60のうち4つを用いた場合、4つの行列式を解くことでミュラー行列Mの各成分は一意に定まる。また、6つの偏光生成部60を全て用いれば、最小二乗法を用いてミュラー行列Mの各成分を求めることができる。 That is, when four of the six polarization generating units 60 are used in the polarization detecting unit 40 of the present embodiment, each component of the Muller matrix M is uniquely determined by solving the four determinants. Further, if all six polarization generating units 60 are used, each component of the Muller matrix M can be obtained by using the least squares method.

そして、戻り光のストークス行列S′=(s′,s′,s′,s′)のストークス成分の2次元分布がわかっているので、対象物のミュラー行列Mの各成分の2次元分布も求めることができる。これにより、対象物の偏光度の2次元分布を求めることができる。なお、この偏光度の2次元分布に基づいて対象物の粘膜層の厚みの2次元分布を算出し、これにより、対象物の状態の1つであるがんの浸潤度を診断してもよい。 Since two-dimensional distribution of the Stokes component of the Stokes matrix S of the return light '= (s' 0, s ' 1, s' 2, s' 3) is known, for each component of the Mueller matrix M of the object A two-dimensional distribution can also be obtained. This makes it possible to obtain a two-dimensional distribution of the degree of polarization of the object. The two-dimensional distribution of the thickness of the mucosal layer of the object may be calculated based on the two-dimensional distribution of the degree of polarization, thereby diagnosing the degree of cancer infiltration, which is one of the states of the object. ..

次に、本実施の形態の特徴を説明する。本実施の形態である観察装置100では、対象物のうち所定領域における表層部と深層部を分離して各層のがんの浸潤度を判定部223aにより判定する。以下、この検出原理について説明する。なお、対象物の所定領域に対して、短い波長λを有する光(第1の波長の光)と長い波長λを有する光(第2の波長の光)をそれぞれ照射するが、それぞれの光が照射される照射領域の位置のずれ量が光学分解能以下の大きさであれば、同一の照射領域であるとみなすことができる。また、対象物の内部で短い波長λを有する光と長い波長λを有する光とがそれぞれ透過する領域の位置のずれ量が分解能以下の大きさであれば、それぞれの光が対象物内で同一領域を透過したとみなすことができる。 Next, the features of the present embodiment will be described. In the observation device 100 of the present embodiment, the surface layer portion and the deep layer portion in a predetermined region of the object are separated, and the degree of cancer infiltration in each layer is determined by the determination unit 223a. Hereinafter, this detection principle will be described. It should be noted that the predetermined region of the object is irradiated with light having a short wavelength λ S (light having a first wavelength) and light having a long wavelength λ L (light having a second wavelength), respectively. If the amount of displacement of the position of the irradiation region irradiated with light is larger than the optical resolution, it can be regarded as the same irradiation region. Further, if the amount of displacement of the position of the region through which the light having a short wavelength λ S and the light having a long wavelength λ L are transmitted inside the object is larger than the resolution, each light is inside the object. Can be regarded as transparent in the same area.

比較的長い狭帯域波長の1つの光源を備える場合、光源が発生する光は対象物のうち所定領域の表層部に加え深層部まで到達する。この場合、算出されたミュラー行列Mの16要素の値には表層部と深層部の両方の結果が含まれる。しかし、1つの狭帯域の波長のみによるミュラー行列Mの16要素の値だけでは、表層部と深層部のミュラー行列Mの16要素の値を分離することは困難である。例えば、表層部は正常組織であるが深層部のみにがん組織がある場合、深層部のみにあるがん組織を判別することは困難である。 When one light source having a relatively long narrow band wavelength is provided, the light generated by the light source reaches the deep layer portion in addition to the surface layer portion of a predetermined region of the object. In this case, the calculated 16-element values of the Muller matrix M include the results of both the surface layer and the deep layer. However, it is difficult to separate the values of the 16 elements of the Muller matrix M in the surface layer portion and the deep layer portion only by the values of the 16 elements of the Muller matrix M with only one narrow band wavelength. For example, when the surface layer is normal tissue but the cancer tissue is present only in the deep layer, it is difficult to distinguish the cancer tissue only in the deep layer.

そこで、発明者らは、表層部と深層部のミュラー行列Mの16要素の値を分離するために、光散乱体に入射した光は、波長が長いほど対象物の所定領域の深部までに到達することに着目した。すなわち、発明者らは、複数の波長により、表層部と深層部のミュラー行列Mの16要素の値を分離することが可能であるとの知見に至った。 Therefore, in order to separate the values of the 16 elements of the Muller matrix M in the surface layer portion and the deep layer portion, the inventors, the light incident on the light scatterer reaches the deep part of the predetermined region of the object as the wavelength becomes longer. I focused on doing. That is, the inventors have come to the finding that it is possible to separate the values of 16 elements of the Muller matrix M in the surface layer portion and the deep layer portion by a plurality of wavelengths.

より詳細には、対象物のうち同一の所定領域に、複数の波長(本実施の形態では2つの波長)ごとに最低限4つ、好ましくは6つの偏光生成部60からそれぞれ偏光を照射し、その照射領域の深さ領域からの光をイメージセンサ57で受光する。判定部223aは、イメージセンサ57の画像を用いて、波長ごとにミュラー行列Mを算出する。これにより、対象物の照射領域の深さ領域からの光を受けた画素の数だけミュラー行列Mが取得される。判定部223aは、取得したミュラー行列Mのそれぞれの16個の要素を16次のデータとみなす。これにより、光を受けた画素の数と同数の16次のデータが得られる。波長ごとの同じ画素において、短い波長λを有する光と長い波長λを有する光で特徴づけられる深層部のミュラー行列Mは近似的に以下の式で求まる。

ここで、「M」は短波長光源226aが発生する光すなわち短い波長λを有する光で計測されたミュラー行列であり、「M」は長波長光源226bが発生する光すなわち長い波長λを有する光で計測されたミュラー行列である。
More specifically, the same predetermined region of the object is irradiated with polarized light from at least four, preferably six polarization generating units 60 for each of a plurality of wavelengths (two wavelengths in the present embodiment). The image sensor 57 receives light from the depth region of the irradiation region. The determination unit 223a calculates the Muller matrix M for each wavelength using the image of the image sensor 57. As a result, the M-matrix matrix M is acquired by the number of pixels that receive the light from the depth region of the irradiation region of the object. The determination unit 223a considers each of the 16 elements of the acquired Muller matrix M as 16th-order data. As a result, the same number of 16th-order data as the number of pixels that received light can be obtained. In the same pixel for each wavelength, the Mueller matrix M D of the deep layer characterized by light having a light and long wavelength lambda L with short wavelength lambda S is obtained by the following equation in approximately.

Here, "M S" is the Mueller matrix is measured with light having a light i.e. shorter wavelength lambda S short wavelength light source 226a is generated, "M L" light i.e. longer wavelength lambda generated long wavelength light source 226b It is a Muller matrix measured by light having L.

以下、理論的正確さに鑑みて本発明の原理を、対象物の偏光特性を示すジョーンズ行列Jを用いて説明し、その後、実際の測定条件においてはジョーンズ行列Jに代えてミュラー行列を用いることが可能であることについて説明する。なお、複数の偏光特性を併せ持つ場合には、N行列によるジョーンズ行列Jで表すことができる。 Hereinafter, the principle of the present invention will be described in view of theoretical accuracy by using the Jones matrix J showing the polarization characteristics of the object, and then, in actual measurement conditions, the Muller matrix will be used instead of the Jones matrix J. Explain that is possible. When a plurality of polarization characteristics are combined, it can be represented by the Jones matrix J by the N matrix.

まず、図12に示すように、一般に光散乱体に入射した光は、波長が長いほど(図12の矢印F)深層部まで到達する。短い波長λを有する光(矢印E)は組織の深さZまで到達するが、長い波長λを有する光(矢印F)は組織の深さZまで到達する。そして、後方散乱光のジョーンズ行列Jを図12に示すように定義する。すなわち、図12の矢印Eで示すように、(J0,Z1)は深さゼロ(組織表面)から侵入し、概ね深さZまで到達して戻ってきた光の総和のジョーンズ行列Jとする。各深さ領域(0,Z)、(Z,Z)は光吸収を無視してよいものとし、したがってジョーンズ行列JはShifter、Rotator、およびその線形結合として表されるとする。深さゼロから深さZまでに代表される組織層の厚みは概ね数mm以下とする。なお、(0,Z)は、深さゼロから深さZまでの表層部の深さ領域(矢印E)を、(Z,Z)は、深さZから深さZまでの深層部のみの深さ領域(矢印G)を示す。 First, as shown in FIG. 12, generally, the longer the wavelength of the light incident on the light scattering body (the arrow F in FIG. 12), the deeper the light reaches the deep layer. Light with a short wavelength λ S (arrow E) reaches tissue depth Z 1 while light with a long wavelength λ L (arrow F) reaches tissue depth Z 2 . Then, the Jones matrix J of backscattered light is defined as shown in FIG. That is, as shown by the arrow E in FIG. 12, (J 0, Z 1 ) is the Jones matrix J of the sum of the light that invades from the depth zero (tissue surface), reaches the depth Z 1 and returns. To do. Each depth region (0, Z 1 ), (Z 1 , Z 2 ) allows light absorption to be ignored, so the Jones matrix J is represented as a Shifter, Rotator, and a linear combination thereof. The thickness of the tissue layer represented by the depth from zero to the depth Z 2 is approximately several mm or less. Note that (0, Z 1 ) is the depth region (arrow E) of the surface layer portion from the depth zero to the depth Z 1 , and (Z 1 , Z 2 ) is the depth Z 1 to the depth Z 2 The depth region (arrow G) of only the deep part up to is shown.

ジョーンズ行列Jを形式的に以下のような積分形で表す。ここで、「N」はジョーンズ行列JのN行列である。
The Jones matrix J is formally represented by the following integral form. Here, "N" is the N matrix of the Jones matrix J.

短い波長λを有する光(例えば青色の光)の深さ領域(0,Z)のジョーンズ行列Jは以下のように表される。

ここで、ρ(Z′)は進入経路の確率重み関数である。
The Jones matrix J in the depth region (0, Z 1 ) of light having a short wavelength λ S (eg, blue light) is expressed as follows.

Here, ρ (Z') is a probability weighting function of the approach path.

同様に長い波長λを有する光(例えば赤色の光)の深さ領域(0,Z)のジョーンズ行列Jは形式的に以下のように表される。
Similarly, the Jones matrix J in the depth region (0, Z 2 ) of light having a long wavelength λ L (eg, red light) is formally expressed as follows.

ここで、J0,Z2の積分を下記のように書き換える。
Here, the integral of J0 and Z2 is rewritten as follows.

ここで、JZ1,Z2を以下のように定義する。
Here, J Z1 and Z2 are defined as follows.

結局、「数9」式は以下のように表される。
After all, the formula "Equation 9" is expressed as follows.

さらに以下のように表記を単純化すると、「数10」式以下は以下のようになる。
Further simplifying the notation as follows, the expression "several tens" and below becomes as follows.

そして、前述の条件、すなわちジョーンズ行列JはShifter、Rotator、およびその線形結合として表される場合、ミュラー行列Mは以下の式で計算される。なお、本実施の形態では、偏光解消が無い系なのでジョーンズ行列Jはミュラー行列Mに変換できる。
Then, when the above condition, that is, the Jones matrix J is expressed as Shifter, Rotator, and a linear combination thereof, the Muller matrix M is calculated by the following equation. In this embodiment, the Jones matrix J can be converted to the Muller matrix M because the system does not have depolarization.

「数12」式に「数11」式を代入すると、
Substituting the "number 11" formula into the "number 12" formula

ここで、観測される組織層の厚みは数mm以下、さらに各深さ領域におけるN行列は平均値で近似できるとする。すなわち、下式を仮定する。

ここで、δ,δは、各深さ領域での実効光学長である(2次微小量)。
Here, it is assumed that the observed thickness of the tissue layer is several mm or less, and the N matrix in each depth region can be approximated by an average value. That is, the following equation is assumed.

Here, δ 1 and δ 2 are the effective optical lengths in each depth region (secondary minute amount).

「数14」式を用いて「数13」式を変形すると、下式が求まる。
By transforming the "Equation 13" equation using the "Equation 14" equation, the following equation can be obtained.

この結果、これまでの議論で、「数15」式の「M」を「M」と置き換え、「M」を「M」と置き換え、「M」を「M」と置き換えることが出来るので、上記の「数4」式が求まった。 As a result, in the previous discussion, replaced with the "number 15" type of "M" and "M L" replace "M 1" and "M S", replacing the "M 2" and "M D" Therefore, the above "Equation 4" formula was obtained.

以下、図13〜図15に基づいて、「数4」式について、上記の折り返し光学系を透過光学系に置き換えて説明する。 Hereinafter, based on FIGS. 13 to 15, the “Equation 4” equation will be described by replacing the folded optical system with a transmission optical system.

図13に示すように、短い波長λを有する光(例えば青色の光)と長い波長λを有する光(例えば赤色の光)とは深さゼロから深さZまでの表層部に到達できる。長い波長λを有する光は深さZから深さZまでの深層部にも到達できる。このように、対象物に入射した光は波長の長さによって到達できる層が異なる。そして、図13を図14および図15に示すように透過光学系に置き換える。 As shown in FIG. 13, light having a short wavelength λ S (for example, blue light) and light having a long wavelength λ L (for example, red light) reach the surface layer portion from a depth of zero to a depth of Z 1. it can. Light having a long wavelength λ L can reach deep layers from depth Z 1 to depth Z 2 . In this way, the light that has entered the object has different layers that can be reached depending on the length of the wavelength. Then, FIG. 13 is replaced with a transmission optical system as shown in FIGS. 14 and 15.

短い波長λを有する光は、深さゼロから深さZまでに到達し、深さZから深さゼロまでに戻る。言い換えると、短い波長λを有する光は、表層部を2回透過する。このため、短い波長λを有する光は、透過光学系では図14に示すように置き換えられる。図14のストークス行列の関係は4行4列のミュラー行列Mにより表される。すなわち、

ここで、「Sin」は入力(照明)ストークススペクトルであり、「Sout」は出力(検出)ストークスベクトルであり、「M」は光が表層部を1回透過した場合のミュラー行列である。
Light having a shorter wavelength lambda S reaches the depth Z 1 from zero depth, the flow returns to depth zero depth from Z 1. In other words, light with a short wavelength λ S passes through the surface layer twice. Therefore, the light having a short wavelength λ S is replaced in the transmission optical system as shown in FIG. The relationship of the Stokes matrix in FIG. 14 is represented by the Muller matrix M of 4 rows and 4 columns. That is,

Here, "S in " is an input (illumination) Stokes spectrum, "S out " is an output (detection) Stokes vector, and "M 1 " is a Muller matrix when light is transmitted once through the surface layer. is there.

一方、長い波長λを有する光は、深さゼロから深さZまでに到達し、深さZから深さゼロまでに戻る。言い換えると、長い波長λを有する光は、表層部と深層部をそれぞれ2回通る。このため、長い波長λを有する光は、透過光学系では図15に示すように置き換えられる。図15のストークス行列の関係は4行4列のミュラー行列Mにより表される。すなわち、

ここで、「M」は光が深層部を1回透過した場合のミュラー行列である。
On the other hand, light having a longer wavelength lambda L reaches the depth from zero to a depth Z 2, returns to the depth zero depth from Z 2. In other words, light having a long wavelength λ L passes through the surface layer portion and the deep layer portion twice, respectively. Therefore, the light having a long wavelength λ L is replaced in the transmission optical system as shown in FIG. The relationship of the Stokes matrix in FIG. 15 is represented by the Muller matrix M of 4 rows and 4 columns. That is,

Here, "M 2 " is a Muller matrix when light is transmitted once through the deep layer portion.

そして、組織のミュラー行列M,Mは偏光解消素子として近似したモデルを使用する。言い換えると、ミュラー行列M,Mの対角行列要素の値(対角成分)で近似する。なお、下式は、ミュラー行列M,Mの非対角行列要素の値(非対角成分)の絶対値が所定値より小さい場合、または、対角行列要素の値(少なくとも1つ)と非対角行列要素の値との比または差が所定値よりも大きい場合に近似が成り立つ。すなわち、


なお、どちらにも該当せず近似が成り立たない場合は、近似方式を用いず、「数4」を用いる。また、判定部223aは、近似が成り立つか否かを判断すると共に、「数4」を用いるか否かを判断する。
Then, the Muller matrices M 1 and M 2 of the structure use a model approximated as a depolarizing element. In other words, the values (diagonal components) of the diagonal matrix elements of the Muller matrices M 1 and M 2 are approximated. In the following equation, the absolute value of the value (diagonal component) of the off-diagonal matrix elements of the Muller matrices M 1 and M 2 is smaller than the predetermined value, or the value of the diagonal matrix element (at least one). The approximation holds when the ratio or difference between and the value of the off-diagonal matrix element is greater than the predetermined value. That is,


If neither of these applies and the approximation does not hold, the approximation method is not used and "Equation 4" is used. Further, the determination unit 223a determines whether or not the approximation holds, and also determines whether or not to use "Equation 4".

「数18」式を用いて「数16」式の「M」を変形すると、下式が求まる。
By transforming "M 1 M 1 " of the "Equation 16" equation using the "Equation 18" equation, the following equation can be obtained.

「数18」式と「数19」式を用いて「数17」式の「M」を変形すると、下式が求まる。
By transforming "M 1 M 2 M 2 M 1 " of the "Equation 17" equation using the "Equation 18" equation and the "Equation 19" equation, the following equation can be obtained.

このため、「数16」式の結果から、表層部の作用を得ることができる。また、ミュラー行列M,Mは対角行列に近似しているため「数21」式に「数20」式の逆行列を用いることができる。このため、「数17」式と「数16」式の結果より深層部の作用を得ることができる。すなわち、長い波長λを有する光のミュラー行列Mに短い波長λを有する光のミュラー行列Mの逆行列を用いれば、上記の「数4」式と同様に深層部のミュラー行列Mが求まる。従って、透過光学系により上記の「数4」式と同様に深層部の作用を得ることができる。 Therefore, the action of the surface layer portion can be obtained from the result of the equation "Equation 16". Further, since the Muller matrices M 1 and M 2 are similar to diagonal matrices, the inverse matrix of the "Equation 20" equation can be used for the "Equation 21" equation. Therefore, the action of the deep layer can be obtained from the results of the "Equation 17" and "Equation 16" equations. That is, if the inverse matrix of the Muller matrix M S of light having a short wavelength λ S is used for the Muller matrix M L of light having a long wavelength λ L , the Muller matrix M of the deep layer portion is used as in the above “Equation 4” equation. D is found. Therefore, it is possible to obtain the action of the deep layer portion by the transmission optical system as in the above-mentioned "Equation 4" equation.

次に、ヒトの大腸組織を計測した実験結果から、透過光学系によるミュラー行列の対角行列要素の値から「数4」式の有効性を確認する。 Next, the effectiveness of the "Equation 4" equation is confirmed from the values of the diagonal matrix elements of the Muller matrix by the transmission optical system from the experimental results of measuring the human large intestine tissue.

ヒトの大腸組織における波長ごとの計測平均値(全ての患者)の実験結果について説明する。実験結果より上記の「数16」式〜「数21」式を用いて、非がん組織(正常組織)とがん組織のそれぞれにつき表層部で得られたミュラー行列(M )と深層部で得られたミュラー行列(M )の対角成分を求めた。そして、対角成分に基づいて、非がん組織とがん組織を比較した。非がん組織の表層部で得られたミュラー行列(M )と深層部で得られたミュラー行列(M )との同一の対角成分同士の比より、がん組織の表層部で得られたミュラー行列(M )と深層部で得られたミュラー行列(M )との同一の対角成分同士の比の方が、約70〜約80%の割合で大きくなることが、実験結果より明らかになった。言い換えると、がん組織では、表層部で得られたミュラー行列(M )要素の対角成分より深層部で得られたミュラー行列(M )要素の対角成分の方が小さくなる傾向があることが、実験結果より明らかになった。 The experimental results of the measured average values (all patients) for each wavelength in human large intestine tissue will be described. Using experimental results from the "number 16" formula of the - "number 21" type, non-cancerous tissue (normal tissue) and Mueller matrix obtained by the surface layer portion per each cancer tissue (M 1 2) deep obtained Mueller matrix in part sought diagonal elements of (M 2 2). Then, the non-cancerous tissue and the cancerous tissue were compared based on the diagonal components. From the ratio of the same diagonal components of the Muller matrix (M 1 2 ) obtained in the surface layer of the non-cancer tissue and the Muller matrix (M 2 2 ) obtained in the deep layer, the surface layer of the cancer tissue The ratio of the same diagonal components of the Muller matrix (M 1 2 ) obtained in 1 and the Muller matrix (M 2 2 ) obtained in the deep part is larger by about 70 to about 80%. It became clear from the experimental results. In other words, in the cancer tissue, towards the diagonal components of the resulting Mueller matrix (M 1 2) Mueller matrix obtained by the deep portion than diagonal elements (M 2 2) element surface part is smaller The experimental results revealed that there was a tendency.

また、ヒトの大腸組織における波長ごとの各患者の実験結果でも、計測平均値と同様に、各患者について非がん組織とがん組織のそれぞれの表層部で得られたミュラー行列(M )と深層部で得られたミュラー行列(M )の対角成分を求めた。そして、計測平均値と同様に比較すると、がん組織を、約75〜約85%で検出可能であることが、実験結果より明らかになった。 Further, even in the experimental results for each patient for each wavelength in human colon tissue, like the measured average value, each of the surface layer portion obtained in Mueller matrix of the non-cancerous tissue and cancerous tissue for each patient (M 1 2 ) And the diagonal components of the Muller matrix (M 2 2 ) obtained in the deep part were obtained. Then, when compared with the measured average value, it was clarified from the experimental results that the cancer tissue can be detected in about 75 to about 85%.

このため、透過光学系によるミュラー行列Mの対角行列要素の値から深層部のがん組織を判定することができる。従って、発明者らは、透過光学系によるミュラー行列Mの対角行列要素の値から、「数4」式が有効であるとの知見に至った。 Therefore, the cancer tissue in the deep layer can be determined from the value of the diagonal matrix element of the Muller matrix M by the transmission optical system. Therefore, the inventors have come to the finding that the "Equation 4" equation is effective from the values of the diagonal matrix elements of the Muller matrix M by the transmission optical system.

以上のように構成された本実施の形態である観察装置100は、対象物からの光の偏光状態を2つの波長ごとに検出する偏光検出部40と、偏光状態に基づいて算出された偏光特性を示す値の比により、波長に対応する深さ位置における対象物の状態を判定する判定部223aとを有する。 The observation device 100 according to the present embodiment configured as described above includes a polarization detection unit 40 that detects the polarization state of light from an object for each of two wavelengths, and a polarization characteristic calculated based on the polarization state. It has a determination unit 223a for determining the state of the object at the depth position corresponding to the wavelength by the ratio of the values indicating.

従って、判定部223aの判定結果を用いれば、同一の所定領域の表層部と深層部を分離して各層のがんの浸潤度を診断することができる。 Therefore, by using the determination result of the determination unit 223a, the surface layer portion and the deep layer portion of the same predetermined region can be separated to diagnose the degree of cancer infiltration in each layer.

また、本実施の形態である観察装置100によれば、複雑な機構を用いることなく対象物の偏光状態を観察することができる。さらに、本実施の形態である観察装置100では、装置全体の小型化を実現できる。 Further, according to the observation device 100 of the present embodiment, it is possible to observe the polarized state of the object without using a complicated mechanism. Further, in the observation device 100 of the present embodiment, the size of the entire device can be reduced.

以上、図面を参照して、実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、その要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本開示に含まれる。 Although the embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiment and the embodiment, and design changes to the extent that the gist of the embodiment is not deviated are described in the present disclosure. included.

一例として、上述の実施の形態に係る子内視鏡システム1Bの子側本体部220には短波長光源226aおよび長波長光源226bを設けたが、3つ以上の光源を設けてもよい。この場合、各光源が発生する光の波長帯域は、いずれも異なるものとする。 As an example, the child-side main body 220 of the child endoscope system 1B according to the above-described embodiment is provided with a short-wavelength light source 226a and a long-wavelength light source 226b, but three or more light sources may be provided. In this case, the wavelength bands of light generated by each light source are different.

また、短波長光源226aおよび長波長光源226bに代えて、複数の波長成分を含んだ1つの光源(例えばLED光源)を設けてもよい。この場合、分光器を用いて1つの光源が発生する光を分光することにより狭帯域な光を発生しても良いし、バンドパスフィルタを付加して狭帯域な光を発生しても良い。一方、バンドパスフィルタを付加せずに1つの光源が発生する光を光ファイバ15に入射させ、照射領域からの光を少なくともイメージセンサ57よりも手前に設けるバンドパスフィルタを通過させ、狭帯域な光をイメージセンサ57で受光してもよい。また、短波長光源226aおよび長波長光源226bを同時に駆動する場合、シャッタを用いずに、それぞれにより発生された光を光ファイバ15に入射させても良く、同様に少なくともイメージセンサ57よりも手前にバンドパスフィルタを設け、どちらかの狭帯域な光をイメージセンサ57で受光してもよい。ただし、バンドパスフィルタを用いる場合には、バンドパスフィルタを、切り替え可能に少なくとも2つ以上設ける必要があり、いずれも異なる狭帯域な光を透過させる必要がある。また、少なくともイメージセンサ57よりも手前にバンドパスフィルタを設ける場合、光ファイバ15からイメージセンサ57までの間に設けられる偏光光学素子により所定の狭帯域がカットされることを考慮する必要がある。 Further, instead of the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b, one light source (for example, an LED light source) containing a plurality of wavelength components may be provided. In this case, a narrow band light may be generated by dispersing the light generated by one light source using a spectroscope, or a band pass filter may be added to generate a narrow band light. On the other hand, the light generated by one light source is incident on the optical fiber 15 without adding the bandpass filter, and the light from the irradiation region is passed through the bandpass filter provided at least in front of the image sensor 57, resulting in a narrow band. The light may be received by the image sensor 57. Further, when the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b are driven at the same time, the light generated by each may be incident on the optical fiber 15 without using the shutter, and similarly, at least in front of the image sensor 57. A bandpass filter may be provided, and either narrow-band light may be received by the image sensor 57. However, when a bandpass filter is used, it is necessary to provide at least two or more bandpass filters that can be switched, and it is necessary to transmit different narrow band light. Further, when the bandpass filter is provided at least in front of the image sensor 57, it is necessary to consider that a predetermined narrow band is cut by the polarizing optical element provided between the optical fiber 15 and the image sensor 57.

また、がんの浸潤度の診断は上述の実施の形態に限定されない。例えば、以下のような計測を行うことにより、対象物内の病巣の厚さや深さ位置を特定することができる。具体的には、診断する同一臓器上において、明らかに正常である箇所で計測した深さとミュラー行列変化との関係がわかる情報を事前に取得する。次に、上述の実施の形態と同様に、波長が異なる2つの光を病巣が有ると疑われる同一の所定領域に照射する。これにより、深さゼロから深さZまでの表層部で得られたミュラー行列と、深さZから深さZまでの深層部で得られたミュラー行列と、の情報を取得できる。次に、事前に取得した情報とそれらのミュラー行列から、例えば、深さZから深さZまでの深層部に病巣があると判断する。ただし、この時点では深層部における病巣の存在範囲は不明である。次に、当該存在範囲を明らかにするため、長い波長λを有する光を固定して、短い波長λを有する光の波長を徐々に長くしていくことにより、病巣の存在範囲の最上点を計測することができる。なお、この際、2つの光の両方が病巣部分に照射される状態である。これにより、2つの光の到達点の差から病巣の厚さを算出する。さらに、短い波長λを有する光を固定して、長い波長λを有する光の波長を徐々に短くしていくことにより、病巣の存在範囲の最下点を明らかにすれば、病巣の厚さをより正確に計測することができる。 In addition, the diagnosis of cancer infiltration is not limited to the above-described embodiment. For example, the thickness and depth position of the lesion in the object can be specified by performing the following measurements. Specifically, on the same organ to be diagnosed, information that shows the relationship between the depth measured at a clearly normal place and the change in the Muller matrix is acquired in advance. Next, as in the above embodiment, the same predetermined region suspected of having a lesion is irradiated with two lights having different wavelengths. As a result, information on the Muller matrix obtained in the surface layer portion from the depth zero to the depth Z 1 and the Muller matrix obtained in the deep layer portion from the depth Z 1 to the depth Z 2 can be obtained. Next, from the information acquired in advance and their Muller matrix, it is determined that there is a lesion in the deep part from the depth Z 1 to the depth Z 2 , for example. However, at this point, the extent of the lesion in the deep part is unknown. Next, in order to clarify the existence range, the highest point of the existence range of the lesion is obtained by fixing the light having a long wavelength λ L and gradually increasing the wavelength of the light having a short wavelength λ S. Can be measured. At this time, both of the two lights are applied to the lesion portion. As a result, the thickness of the lesion is calculated from the difference between the arrival points of the two lights. Further, if the lowest point of the existence range of the lesion is clarified by fixing the light having a short wavelength λ S and gradually shortening the wavelength of the light having a long wavelength λ L , the thickness of the lesion can be clarified. It is possible to measure the wavelength more accurately.

さらに、上述の実施の形態では対象物における同一の所定領域に、光源226a,226bごとに偏光生成部60からそれぞれ偏光を照射し、その照射領域の深さ領域からの光をイメージセンサ57で受光する例を示した。しかし、所定領域を例えばマトリックス状に複数の小領域に区分して、各小領域の深さ方向のスキャンと、組織の表面方向に沿った複数の小領域間での照射領域の移動とを、繰り返し行ってもよい。この場合、異なる波長の波長差を固定するために、光源としては波長や位相等の性質が安定している半導体レーザーから構成されることが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, the same predetermined region of the object is irradiated with polarized light from the polarization generating unit 60 for each of the light sources 226a and 226b, and the light from the depth region of the irradiation region is received by the image sensor 57. An example is shown. However, a predetermined region is divided into a plurality of small regions in a matrix, for example, and scanning in the depth direction of each small region and movement of the irradiation region between the plurality of small regions along the surface direction of the tissue are performed. It may be repeated. In this case, in order to fix the wavelength difference of different wavelengths, it is preferable that the light source is composed of a semiconductor laser having stable properties such as wavelength and phase.

また、上述の実施の形態である偏光検出部40には6つの偏光生成部60を設けたが、これに代えて、入射光のストークス成分のうちs1=±1、s2=1、s3=1をそれぞれ生成する4つの偏光生成部60を設けてもよい。この場合、これら4つの偏光生成部60のうち、1つの偏光生成部60は1/4波長板63を有さなくてもよく、直線偏光の成分のみで入射光のストークス成分を生成してもよい。 Further, although the polarization detection unit 40 according to the above-described embodiment is provided with six polarization generation units 60, instead of this, s1 = ± 1, s2 = 1, s3 = 1 of the Stokes components of the incident light. You may provide four polarization generation units 60 which generate each of. In this case, one of the four polarized light generating units 60 does not have to have the 1/4 wave plate 63, and the Stokes component of the incident light may be generated only by the linearly polarized light component. Good.

さらに、複数の偏光生成部60には短波長光源226aおよび長波長光源226bのそれぞれから順に光が切り替えられて入射されていたが、各々の偏光生成部60に周波数時分割した光を入射させてもよい。但し、あまり時分割の周期が長いと対象物の偏光度が変化してしまう可能性があるので、時分割の周期は人間が視認できない程度のものであることが望ましい。 Further, light was switched in order from each of the short wavelength light source 226a and the long wavelength light source 226b and incident on the plurality of polarization generating units 60, but the frequency time-divisioned light was incident on each polarization generating unit 60. May be good. However, if the time division period is too long, the degree of polarization of the object may change. Therefore, it is desirable that the time division period is such that humans cannot see it.

また、偏光生成部60の配置位置は上述の実施の形態に限定されず、検出部50の周囲に配置されていればよい。但し、イメージセンサ57の撮像面57aは通常矩形に形成されているので、観察装置100全体の小型化を考慮すると、上述の実施の形態のように検出部50の上下に、あるいは環状に偏光生成部60を配置することが好ましい。 Further, the arrangement position of the polarization generating unit 60 is not limited to the above-described embodiment, and may be arranged around the detection unit 50. However, since the imaging surface 57a of the image sensor 57 is usually formed in a rectangular shape, considering the miniaturization of the entire observation device 100, polarized light is generated above and below the detection unit 50 or in an annular shape as in the above embodiment. It is preferable to arrange the part 60.

さらに、上述の実施の形態における照射光軸および受光光軸を互いにずらす例を示したが、これに限らず、さらに暗視野で偏光生成部60からそれぞれ偏光を照射し、その照射領域からの光をイメージセンサ57で受光してもよい。これにより、照射される偏光の照射領域からの正反射光を有効的に低減することができる。 Further, an example in which the irradiation optical axis and the light receiving optical axis are shifted from each other in the above-described embodiment is shown, but the present invention is not limited to this, and polarized light is further irradiated from the polarization generating unit 60 in a dark field, and the light from the irradiation region is irradiated. May be received by the image sensor 57. This makes it possible to effectively reduce the specularly reflected light from the irradiated region of the polarized light to be irradiated.

また、上述の実施の形態における偏光生成部60において、偏光板61及び平凹レンズ62、さらには1/4波長板63を互いに接着させて一体化してもよい。この場合、一部の偏光板61(上述の実施の形態では61c〜61f)の対象物側には1/4波長板63が設けられていない。そこで、1/4波長板63の分だけ偏光板61c〜61fの厚みを加えれば、それぞれの偏光生成部60の光路長を等しくすることができる。 Further, in the polarization generating unit 60 in the above-described embodiment, the polarizing plate 61, the plano-concave lens 62, and the 1/4 wave plate 63 may be adhered to each other and integrated. In this case, the 1/4 wave plate 63 is not provided on the object side of some of the polarizing plates 61 (61c to 61f in the above-described embodiment). Therefore, if the thicknesses of the polarizing plates 61c to 61f are added by the amount of the quarter wave plate 63, the optical path lengths of the respective polarization generating units 60 can be made equal.

同様に、光ファイバ15の出射端15aと偏光板61とを接着してもよい。 Similarly, the exit end 15a of the optical fiber 15 and the polarizing plate 61 may be adhered to each other.

また、偏光生成部60の偏光変換素子は、観察装置100の小型化という観点からすると、この偏光変換素子により得られる偏光状態が変化しない、つまりパッシブな偏光変換素子であることが好ましい。この観点から、上述の実施の形態では偏光板61を用いている。しかし、対象物に光を照射する時点だけ偏光状態が変化しなければ足りるので、例えば液晶素子を電気駆動して偏光状態を所定の状態に維持したものも偏光変換素子として用いることができる。 Further, the polarization conversion element of the polarization generation unit 60 is preferably a passive polarization conversion element in which the polarization state obtained by the polarization conversion element does not change from the viewpoint of miniaturization of the observation device 100. From this point of view, the polarizing plate 61 is used in the above-described embodiment. However, since it is sufficient that the polarization state does not change only when the object is irradiated with light, for example, an element in which the liquid crystal element is electrically driven to maintain the polarization state in a predetermined state can also be used as the polarization conversion element.

また、上述の実施の形態に係る観察装置100は、内視鏡システム1および及び子内視鏡装置120に限定されない。すなわち、観察装置100は親子式内視鏡システムに限定されない。例えば、観察装置100は、ワーキングチャンネル116を有さない内視鏡システム及び内視鏡装置に適用されてもよい。 Further, the observation device 100 according to the above-described embodiment is not limited to the endoscope system 1 and the child endoscope device 120. That is, the observation device 100 is not limited to the parent-child endoscope system. For example, the observation device 100 may be applied to endoscopic systems and endoscopic devices that do not have a working channel 116.

さらに、子内視鏡装置120が判定部223aを備えている例を示したが、これに代えて、子内視鏡装置120の一部ではなく外部装置として判定部223aを設けてもよい。この場合、子内視鏡装置120の画像処理部223で処理された画像信号を判定部223aに送信する送信部を子内視鏡装置120に設けてもよい。 Further, although the example in which the child endoscope device 120 is provided with the determination unit 223a is shown, instead of this, the determination unit 223a may be provided as an external device instead of a part of the child endoscope device 120. In this case, the child endoscope device 120 may be provided with a transmission unit that transmits the image signal processed by the image processing unit 223 of the child endoscope device 120 to the determination unit 223a.

また、親内視鏡システム1Aと子内視鏡システム1Bでは別々のディスプレイ312,32に画像を表示する例を示したが、2つのディスプレイ312,32のどちらか1つにまとめて表示してもよい。 Further, in the parent endoscope system 1A and the child endoscope system 1B, an example of displaying an image on separate displays 312 and 32 is shown, but the images are displayed together on one of the two displays 312 and 32. May be good.

また、観察の対象物の偏光特性を示す値は特定次元の行列値としてミュラー行列Mを用いる例を示したが、これに代えて、ジョーンズ行列Jを用いてもよい。この場合、偏光生成部60で生成する偏光の種類の数を適宜設定することができる。 Further, although the Muller matrix M is used as the matrix value of a specific dimension as the value indicating the polarization characteristic of the object to be observed, the Jones matrix J may be used instead. In this case, the number of types of polarized light generated by the polarized light generating unit 60 can be appropriately set.

さらに、観察の対象物の偏光特性を示す値はミュラー行列M,M(M,M)の対応する行列要素の値の比、すなわち、ミュラー行列M,Mの対角行列要素の値を用いる例を示した。しかし、これに代えて又は加えて、ミュラー行列の非対角行列要素の値を用いてもよい。例えば、対角行列要素の値と非対角行列要素の値との比を、ミュラー行列M(M)とミュラー行列M(M)で比較して対象物の状態を判定してもよく、これは透過光学系の説明において近似が成り立たない場合に有効的である。また、その他の例として、ミュラー行列Mとミュラー行列Mの間で対応する行列要素の値の差や二乗の差に基づいて対象物の状態を判定してもよい。 Further, the values indicating the polarization characteristics of the object of observation ratio of the value of the corresponding matrix elements of the Mueller matrix M S, M D (M 1 , M 2), i.e., Mueller matrix M S, diagonal matrix M D An example using element values is shown. However, instead or in addition, the values of the off-diagonal matrix elements of the Muller matrix may be used. For example, the ratio of the value of the diagonal matrix element to the value of the off-diagonal matrix element is compared with the Muller matrix M S (M 1 ) and the Muller matrix M D (M 2 ) to determine the state of the object. Of course, this is effective when the approximation does not hold in the description of the transmission optical system. As another example, it may determine the state of the object based on the difference of the difference or the square of the value of the corresponding matrix elements between the Mueller matrix M S and Mueller matrix M D.

1 内視鏡システム
1A 親内視鏡システム
1B 子内視鏡システム
100 観察装置
110 親内視鏡装置
120 子内視鏡装置(内視鏡装置)
111,121 挿入部
111a,121a 管部材
123 操作部
15 光ファイバ
220 子側本体部
223 画像処理部
223a 判定部
226 光源
226a 短波長光源
226b 高波長光源
40 偏光検出部
50 検出部
57 イメージセンサ
60 偏光生成部
1 Endoscope system 1A Parent endoscope system 1B Child endoscopy system 100 Observation device 110 Parent endoscopy device 120 Child endoscopy device (endoscope device)
111, 121 Insertion unit 111a, 121a Tube member 123 Operation unit 15 Optical fiber 220 Child side main unit 223 Image processing unit 223a Judgment unit 226 Light source 226a Short wavelength light source 226b High wavelength light source 40 Polarization detection unit 50 Detection unit 57 Image sensor 60 Polarization Generator

Claims (9)

対象物からの光の偏光状態を複数の波長ごとに検出する偏光検出部と、
前記偏光状態に基づいて、前記波長に対応する深さ位置における前記対象物の状態を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする観察装置。
A polarization detector that detects the polarization state of light from an object for each of multiple wavelengths,
A determination unit that determines the state of the object at a depth position corresponding to the wavelength based on the polarization state.
An observation device comprising.
前記判定部は、第1の波長の光が照射された前記対象物からの光の偏光状態と、前記第1の波長よりも長い第2の波長の光が照射された前記対象物からの光の偏光状態とに基づいて、前記第1の波長の光が到達する深さ位置と前記第2の波長の光が到達する深さ位置との間の位置における前記対象物の状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の観察装置。 The determination unit includes the polarization state of the light from the object irradiated with the light of the first wavelength and the light from the object irradiated with the light of the second wavelength longer than the first wavelength. To determine the state of the object at a position between the depth position where the light of the first wavelength reaches and the depth position where the light of the second wavelength reaches, based on the polarization state of. The observation device according to claim 1. 前記判定部は、前記第1の波長の光が到達する深さ位置における前記対象物の偏光特性と、前記第2の波長の光が到達する深さ位置における前記対象物の偏光特性とに基づいて、前記第1の波長の光が到達する深さ位置と前記第2の波長の光が到達する深さ位置との間の位置における前記対象物の偏光特性を算出することを特徴とする請求項2に記載の観察装置。 The determination unit is based on the polarization characteristics of the object at the depth position where the light of the first wavelength reaches and the polarization characteristics of the object at the depth position where the light of the second wavelength reaches. The present invention is characterized in that the polarization characteristic of the object is calculated at a position between the depth position where the light of the first wavelength reaches and the depth position where the light of the second wavelength reaches. Item 2. The observation device according to item 2. 前記判定部は、前記偏光特性を示す値のうち少なくとも2つの前記偏光特性を示す値の比により、前記深さ位置における前記対象物の状態を判定することを特徴とする請求項3に記載の観察装置。 The third aspect of claim 3, wherein the determination unit determines the state of the object at the depth position by the ratio of at least two values indicating the polarization characteristics among the values indicating the polarization characteristics. Observation device. 前記偏光特性を示す値はミュラー行列の行列要素の値であることを特徴とする請求項4に記載の観察装置。 The observation device according to claim 4, wherein the value indicating the polarization characteristic is a value of a matrix element of the Muller matrix. 前記行列要素は対角行列要素であることを特徴とする請求項5に記載の観察装置。 The observation device according to claim 5, wherein the matrix element is a diagonal matrix element. 前記偏光検出部は、
それぞれ異なる偏光状態を有する光を生成する複数の偏光生成部と、
前記複数の偏光生成部が生成した前記光が照射された前記対象物からの光を検出する検出部と、
を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の観察装置。
The polarization detection unit
A plurality of polarization generators that generate light having different polarization states,
A detection unit that detects light from the object irradiated with the light generated by the plurality of polarization generating units, and a detection unit.
The observation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the observation device comprises.
対象物からの光の偏光状態を複数の波長ごとに検出する段階と、
前記偏光状態に基づいて、前記波長に対応する深さ位置における前記対象物の状態を判定する段階と、
を含むことを特徴とする観察方法。
The stage of detecting the polarization state of light from an object for each of multiple wavelengths,
A step of determining the state of the object at a depth position corresponding to the wavelength based on the polarization state, and
An observation method comprising.
被検体の体腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部を操作する操作部と、を備え、
前記請求項1〜7のいずれかに記載の前記観察装置の前記偏光検出部が前記挿入部に配置されていることを特徴とする内視鏡装置。
An insertion part that is inserted into the body cavity of the subject,
An operation unit for operating the insertion unit is provided.
An endoscope device according to any one of claims 1 to 7, wherein the polarization detection unit of the observation device is arranged in the insertion unit.
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