JP4794777B2 - 内視鏡用光源装置の回転フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤色（以下Ｒと称す）光，緑色（以下Ｇと称す）光，青色（以下Ｂと称す）光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができる面順次方式の内視鏡システムに関し、特に照明光を放射する光源装置内に設けられ、異なる波長の光放射を面順次に生成するために光路中に配置される回転フィルタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができる面順次方式の内視鏡システムが提案され、実用に供されている。
【０００３】
この種の内視鏡システムには、通常画像観察撮影から特殊観察撮影へとスムーズに移行することができ、且つフィルタ及びフィルタ選択機能を小型化する等の目的として、例えば特公平６−４０１７４号公報によって提案がなされている内視鏡装置がある。
【０００４】
この提案による内視鏡装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光照明による通常観察と、λ１〜λ３ないしλ１〜λ６までの照明による特殊観察とを適宜切換えることが可能な内視鏡システムが開示されており、特に、内周部にＲ，Ｇ，Ｂ光フィルタが、外周にλ１、λ２、λ３光フィルタが配置されている回転フィルタ板が開示されている。この提案により開示された回転フィルタを図６に示す。
【０００５】
図６は上記提案による回転フィルタの構成例を示す要部説明図であり、図６（ａ）はＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群とを二つ並列に並べて同心円状に装着した一実施形態の回転円板フィルタを示し、図６（ｂ）はＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群とを同心円状に装着した他の実施形態の回転円板フィルタを示している。
【０００６】
上記提案による回転フィルタ円板１００（１００Ａ）は、光源装置内の照明光路に対して挿脱自在に配置されている。
【０００７】
Ｒ，Ｇ，Ｂ光照明による通常観察の場合には、回転フィルタ円板１００は、内周側に配置されているＲＧＢフィルタ群１０１が照明光路内に面するように移動され、Ｒ，Ｇ，Ｂ光が面順次に放射される。
【０００８】
一方、λ１〜λ３光照明による特殊観察を実施する場合には、回転フィルタ板１００Ａは、外周部に配置されているλ１〜λ３フィルタ群１０２が照明光路に面するように移動され、λ１〜λ３の光が順次照明される。
【０００９】
ここで、上記構成の回転フィルタの、回転フィルタ円板の半径（回転中心から光束中心までの距離）と照明光量について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は回転フィルタ円板上の回転中心に対する光束位置（内周側又は外周側）を説明する説明図であり、図８は図７の光束位置に応じた照明光量をグラフに示した図であり、図８（ａ）は光束が外周側に設けられた場合、図８（ｂ）は光束が内周側に設けられた場合、図８（ｃ）は光源の動作状態、図８（ｃ）はＣＣＤの動作状態をそれぞれ示している。
【００１０】
通常、面順次内視鏡システムにおける光源装置は、プロセッサによる撮像素子の駆動信号に同期して回転フィルタ円板を回転させ、撮像素子が電荷を蓄積する期間には特定波長の光を放射し、撮像素子が電荷を読み出す期間には遮光状態とし、この放射・遮光の動作を順次繰り返す。この限られた電荷蓄積期間中に照明できる光量（照射光量）は、回転フィルタが挿入される位置における光束の径を一定とする場合には、回転中心から光束までの距離が大きいほど大きくなる。
【００１１】
つまり、図７に示すように、回転フィルタ円板１００ａの回転中心に対して光束が内周側に位置する場合（光束が内周側光束位置１１１に位置する場合）と、外周側に位置する場合（光束が外周側光束位置１１２に位置する場合）とで説明すると、光束が内周側にある（回転中心から光束までの距離が短い）ときには、全光束が開口するまでにθ２の回転角度を要するが、光束が外周側にあるときに必要な回転角度θ１だけであり、θ２よりも小さくなる。
【００１２】
また、このときの各照射光量を示すと、図８（ａ），図８（ｂ）のグラフにおける面積で表すことができる。すなわち、図８（ｃ）に示す光源の照明時間及び図８（ｄ）に示すＣＣＤの露光時間において、図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、図８（ａ）に示すグラフの面積が広いことから、光束が外周側に位置する方が大きな照射光量を得られることになる。
【００１３】
したがって、光源装置などの寸法的な制約から回転円板の径が制限されることを前提とせざるを得ない中で、フィルタ群は回転フィルタ円板の外周側に設けた方が、大きな照明光量を得られ、その結果、効率よく照明することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案の内視鏡装置に開示された回転板フィルタでは、ＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群との両フィルタ群がなるべく外周側に配置され構成とはなってはおらず、つまり、さらに大きな照明光が得られ、効率よく照明できる回転フィルタ構造を備えていない。
【００１５】
そこで、図９に示すように、通常観察用フィルタ群１２１と機能観察用フィルタ群１２２とを同心円状に構成する回転フィルタ１２０において、両フィルタ群をなるべく外周側に近接させて配置する回転フィルタ構造が望まれるが、このような回転フィルタ構造を実施すると、以下の問題点が生じる。
【００１６】
まず、一つ目の問題点としては、照明光学系に対する回転フィルタユニットの位置決め精度が悪い場合には、図９に示すように、例えば外周側のフィルタ群（機能観察用フィルタ群１２２）を光路１２３に挿入するように作動させた場合でも、照明光の一部１２４は内周側フィルタを通過して射出されてしまい、機能画像の撮像を妨げる虞れがある。特に蛍光観察などの特殊観察の場合には、励起光によって生体粘膜から発せられる微弱な蛍光を撮像する必要があるため、わずかにでも可視領域の漏れ光が照明されてしまうと、観察性能が著しく劣化する虞れがある。上述の漏れ光を確実に回避するためには、内周フィルタ群と外周フィルタ群とを十分な間隔を持って構成することにより防ぐことが可能であると考えられる。しかしその場合には内周フィルタ群は回転フィルタ円板の回転中心から比較的に近い位置にフィルタ群を配置しなければならず、結果として照明光率が悪く、撮像に必要な明るさが得られないことも考えられる。
【００１７】
次に、二つ目の問題点としては、フィルタ形状が複雑になるために高価になってしまうということがある。回転フィルタ１２０は、図９に示すように、光の露光遮光を決定する金属製の円板１２５に、所望の波長透過特性を有するフィルタを張り付けることにより実現されている。しかし内周フィルタ群、外周フィルタ群の露光窓が近接して設けられている場合には、特に外周側に設けるフィルタ（図示例では機能観察用フィルタ群１２２）の形状１２６としては、内周側形状と外周側形状をともに円弧形状のフィルタとする必要があり、高価ものとなってしまう。
【００１８】
また、このような問題点は、前述した上記提案の内視鏡システムの回転フィルタでは言及されてはおらず、なんら解決がなされていないのが現状である。
【００１９】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、目的としないフィルタ群からの透過漏れ光を確実に防止でき、画像の撮像に十分な照明光量を得ることができるとともに、比較的安価な光学フィルタで構成できる内視鏡用光源装置の回転フィルタの提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタは、同一の外周と同一の内周を有し、同一円周上に円弧状に順次形成された第１のフィルタ群と、前記第１のフィルタ群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１のフィルタ群の内周と略同じ径の外周を有し、同一円周上に円弧状に形成された第２のフィルタ群と、を有する光学フィルタと、前記光学フィルタを接着固定するもので、前記第１のフィルタ群及び前記第２のフィルタ群を覆うように位置決めされて設けられた、露光又は遮光のための開口群を有する金属製円板と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項２記載の発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタは、請求項１に記載の内視鏡用光源装置の回転フィルタにおいて、前記金属製円板は、同一の外周と同一の内周を有し、第１のフィルタ群を同一円周上に円弧状に順次形成するための第１の開口群と、前記第１の開口群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１の開口群の内周と略同じ径の外周を有し、第２のフィルタ群を同一円周上に円弧状に形成するための第２の開口群とを有し、前記光学フィルタは、前記第１のフィルタ群を形成するために、前記第１の開口群の各開口に保持され、この第１の開口群の外径と略同じ外径を有する円弧であるとともにこの外径に対する内径側が少なくともこの開口を覆う直線状である第１の光学フィルタ群と、前記第２のフィルタ群を形成するために、前記第２の開口群を覆う第２の光学フィルタ群とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
第１の実施の形態：
（構成）
図１乃至図３は本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第１の実施の形態を示し、図１は本発明の回転フィルタを適用した内視鏡用光源装置を有する内視鏡システム全体の構成を示すブロック図、図２は図１の回転フィルタの構成を示す構成図、図３は図２の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャートであり、図３（ａ）は通常観察モード実行時、図３（ｂ）は蛍光観察モード実行時をそれぞれ示している。
【００２５】
本発明を適用した内視鏡システム１は、図１に示すように、照明光を発生するとともに、本発明の回転フィルタ１４が搭載された光源装置１０と、生体内に挿入されるビデオスコープ３０と、該ビデオスコープ３０からの信号を処理するビデオプロセッサ装置（以降、プロセッサ装置と称す）４０と、該ビデオスコープ４０により撮像された映像信号に基づく画像を表示するモニタ装置５０と、から構成される。
【００２６】
光源装置１０は、主に内視鏡用として構成された光源装置であり、光を放射するランプ１１と、該ランプ１１から放射された赤外光を制限するための赤外カットフィルタ１２と、透過光を集光するためのレンズ１３と、照明光路上に挿脱自在に設けられて透過波長を制限するＲＧＢ回転フィルタ１４と、該ＲＧＢ回転フィルタ１４を回転動作させるモータ１５と、前記ＲＧＢ回転フィルタ１４を照明光路と垂直方向に移動させる回転フィルタ移動機構１６と、出射光量を制御する照明光絞り１７と、を備えて構成されている。
【００２７】
ビデオスコープ３０には、ライトガイドファイバー３１が内蔵されており、該ライトガイドファイパー３１の基端部は前記光源装置１０に接続されている。ライトガイドファイバー３１は、ビデオスコープ先端まで、光源装置１０から放射された光を導く機能を備えている。
【００２８】
ビデオスコープ３０の先端には、撮像素子（ＣＣＤ）３２、撮像素子に光を結像させる対物レンズ３３が配置されている。撮像素子３２と対物レンズ３３との間には、蛍光観察時の励起光を遮断する波長特性を有する励起光カットフィルタ３４が搭載されている。
【００２９】
プロセッサ装置４０は、上述したようにビデオスコープ３０からの撮像信号をモニタ装置５０に表示するための信号処理を行い、得られた映像信号をモニタ装置５０に供給して該映像信号に基づく画像を画面に表示させる表示制御の他に、同期駆動信号をモータ１５に供給してモータ１５の回転駆動制御を行うと同時に、位置制御信号を回転フィルタ移動機構１６に供給して回転フィルタ移動機構１６の駆動制御等を主に行うものである。
【００３０】
なお、上記構成の内視鏡システム１は、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができ、繰り替えたモードにて撮像した撮像信号をモニタ装置５０に表示可能である。
【００３１】
次に、上記内視鏡システム１に搭載されたＲＧＢ回転フィルタ１４の構成を図2を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、本発明の特徴となるＲＧＢ回転フィルタ１４は、金属製円板２１と、ガラス基材に干渉膜がコーティングされた複数の光学フィルタ（通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ及び蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）とを含んで構成される。
【００３３】
金属製円板２１は、その内周部に通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂのための開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂがそれぞれ配置されている。これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、同一の外周と同一の内周を有して形成され、通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを同一円周上に円弧状に順次形成するためのものである。
【００３４】
また、金属製円板２１の外周部には、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX のための開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX がそれぞれ配置されている。この開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX は、前記開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに対して角度方向に重ならずに交互に、開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２の内周と略同じ径の外周を有し、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX を同一円周上に円弧状に形成するためのものである。
【００３５】
これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX は、図２に示すように、回転中心に対して、同心円上に構成されている。
【００３６】
なお、この金属製円板２１の開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂともう一方の開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX とは、回転フィルタ１４が撮像素子（ＣＣＤ３２）の駆動信号に同期して所定の回転速度で動作する際、適切な露光期間、遮光期間を作り出すように、その大きさ形状や配置位置が適切に設計されるようになっている。
【００３７】
一方、各光学フィルタ（通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ及び蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）は、おのおのの露光窓（開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX ）を覆うように位置決めされて金属製円板２１上に接着固定されている。
【００３８】
さらに、詳細に説明すると、通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを覆うようにそれぞれ接着固定され、またその形状は、これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの外径と略同じ外径を有する円弧状に形成されたものであるとともに、この外径に対する内径側が少なくともこの開口を覆う直線状にそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX についても、前記通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂと略同様の形状で形成されており、開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX を覆うように位置決めされて金属製円板２１上に接着固定される。
【００４０】
通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおいて、Ｒフィルタ２４Ｒは６００−７００ｎｍの波長透過特性を有し、Ｇフィルタ２４Ｇは５００−６００ｎｍの波長透過特性を有し、Ｂフィルタ２４Ｂは４００−５００ｎｍの波長透過特性をそれぞれ有している。
【００４１】
また、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX においては、４００−４５０ｎｍを透過する蛍光励起フィルタ（Ｅｘフィルタ）２５ＥX と、５４０−５６０ｎｍを透過する狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１（Ｇフィルタ）と、６００−６２０ｎｍを透過する狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１（Ｒフィルタ）とにより構成される。
【００４２】
なお、通常ＲＧＢ観察用、蛍光観察用の両フィルタ群の配置については、通常ＲＧＢ観察用フィルタ群を外周側に、蛍光観察用フィルタ群を内周側に配置してもかまわないことは、言うまでもない。各々のフィルタ群において、各フィルタ開口時のランプ電流値をそれぞれ調整することにより、出射光量比率（Ｒ／Ｇ／Ｂの比率、及びＥｘ／Ｇ’／Ｒ’の比率）を調整できる手段を有している。
【００４３】
（作用）
次に、内視鏡のシステムの動作について図３を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
いま、図１に示す内視鏡システム１の電源を投入したとする。すると、該内視鏡システム１では、ＲＧＢ通常観察モードで起動するように設定されていることから、該内視鏡システム１は、このＲＧＢ観察モードを起動する。
【００４５】
通常観察モードでは、光源装置１０内のＲＧＢ回転フィルタ円板１４は、内周ＲＧＢフィルタ２４群（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）が照明光路に面するように、プロセッサ装置４０によるフィルタ移動機構１６の駆動制御によって位置決めされる。さらに、ＲＧＢ回転フィルタ１４は、プロセッサ装置４０から供給される撮像素子駆動信号に同期して、約２０Ｈｚの回転速度で回転する。
【００４６】
一方、光源装置１０からは、図３（ａ）に示すタイミングチャートの如く照明光が放射され、ライトガイドファイバ３１によって被検体の観察部位まで導かれることになる。
【００４７】
そして、被検体の観察部位で反射される光は、スコープ先端の撮像素子（ＣＣＤ）３２上に結像され、Ｒ反射画像、Ｇ反射画像、Ｂ反射画像が順次撮像される。それらの画像はプロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理され、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に通常観察画像が表示される。
【００４８】
その後、検査者は、通常観察モードのもとでビデオスコープ４０を被検体の目的部位まで挿入した後、蛍光観察モードに切り換える。この場合、図示はしないがビデオスコープ４０の操作部に搭載されている機能スイッチの一つが観察モードの切替信号入力に割り当てられており、検査者は、この機能スイッチを操作することにより、蛍光観察モード切換指示をプロセッサ装置４０に与える。
【００４９】
蛍光観察モードが選択されると、プロセッサ装置４０から光源装置１０へと、回転フィルタ位置切り替え制御信号が入力され、回転フィルタ移動機構１６によって、ＲＧＢ回転フィルタ１４は外周フィルタ群（蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）が照明光路に面する位置に移動される。
【００５０】
さらに回転フィルタ１４は、外周部が光路に面するように移動されると同時に、プロセッサ装置４０との同期を維持したまま半分の約１０Ｈｚの回転速度で回転するように制御される。
【００５１】
一方、光源装置１０からは、蛍光励起フィルタ２５ＥX ，狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１，狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１を透過した光が、図３（ｂ）のタイミングチャートに示すように放射される。
【００５２】
この場合、蛍光観察像は暗いので、図３（ｂ）に示す如く、露光時間を３倍に設定している。
【００５３】
すると、蛍光励起フィルタ２５ＥX を透過した４００−４５０ｎｍの透過励起光は、一部が観察対象である生体組織に吸収されて自家蛍光を励起し、一部が観察対象から反射されることになる。この反射された励起光は、対物光学系内の励起光カットフィルタ３４によって遮断されるので、自家蛍光画像が撮像される。
【００５４】
また、狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１，狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１の透過光照明時には、図３（ｂ）に示すタイミングでそれぞれの反射画像が撮像される。
【００５５】
そして、蛍光画像と２つの狭帯域画像は、プロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理がなされ、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に機能情報を強調した画像として表示がなされることになる。
【００５６】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、上記構成の回転フィルタ円板１４を用いることにより、任意の波長の照明光を得る際、意図しないフィルタ透過光が混入してしまうような隣接する位置に他のフィルタが配置されていないために、特に微弱な自家蛍光の撮像が妨げられる虞れがない。また、通常用観察用フィルタ群と蛍光観察用フィルタ群とは、相対的に回転フィルタ１４の外周側に配置されているので、被検体の観察に必要な照射光量を得ることが可能である。さらに回転フィルタ円板ユニットを構成する全ての光学フィルタの形状は、図２に示す如く円弧を有するのは一辺のみであり、残りは全て直線形状であるので、比較的安価に製作することが可能である。
【００５７】
第２の実施の形態：
（構成）
図４及び図５は本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第２の実施の形態を示し、図４は本実施の形態の回転フィルタの構成を示す構成図、図５は図４の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャートであり、図４（ａ）は通常観察モード実行時、図４（ｂ）は特殊機能観察モード実行時をそれぞれ示している。
【００５８】
内視鏡システム１の全体構成については、前記第１の実施の形態と略同一であり、説明簡略化のため省力する。異なる点は、該内視鏡システム１の光源装置に搭載された回転フィルタ１４に改良を施した点である。
【００５９】
図４に示すように、本実施の形態におけるＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは、各開口部及び光学フィルタ群の形状や配置位置等の構成については、前記第１実施の形態のＲＧＢ回転フィルタ１４と略同様であるが、外周部の開口窓を覆うように接着固定される特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３を設けたことが特徴である。
【００６０】
金属製円板２１の内周部には、通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂのための開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置されている。また、金属製円板２１の外周部には、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３のための開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３が配置されている。これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３λ１，２３λ２，２３λ３は、前記第１の実施の形態と同様に回転中心に対して、同心円上に構成されている。
【００６１】
なお、この金属製円板２１に設けられた各開口窓は、回転フィルタ１４が撮像素子（ＣＣＤ）３２の駆動信号に同期して所定の回転速度で動作する際、適切な露光期間、遮光期間を作り出すように、適切に設計されている。また、本実施の形態では、開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３の大きさが前記第１の実施の形態の開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX よりも多少大きめに形成されているが、これに限定されるものではなく、上述したように適切な動作効果が得られる大きさに設計されて形成される。
【００６２】
また、金属製円板２１の開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３に接着固定される特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３は、赤外観察用の波長を有するフィルタでも良いし、生体粘膜の極表面の構造を観察するための紫外から青色領域の波長を有するフィルタを用いても良い。
【００６３】
（作用）
次に、本実施の形態の内視鏡システムの動作について図５を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
本実施の形態の内視鏡システム１においては、電源投入後、前記第１の実施の形態と同様にＲＧＢ通常観察モードを起動する。つまり、ビデオプロセッサ４０は、光源装置１０内のＲＧＢ回転フィルタ円板１４において、内周ＲＧＢフィルタ２４群（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）が照明光路に面するように、フィルタ移動機構１６を駆動制御して該ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａの位置決めを行い、さらに、撮像素子駆動信号に基づきモータ１５を駆動制御することにより、前記ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａを約２０Ｈｚの回転速度で回転させる。
【００６５】
この場合、光源装置１０からは、図４（ａ）に示すタイミングチャートの如く照明光が放射され、ライトガイドファイバ３１によって被検体の観察部位まで導かれることになる。
【００６６】
こうして、被検体の観察部位で反射される光は、スコープ先端の撮像素子（ＣＣＤ）３２上に結像され、Ｒ反射画像、Ｇ反射画像、Ｂ反射画像が順次撮像された後、それらの画像はプロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理され、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に通常観察画像が表示される。
【００６７】
本実施の形態では、検査者は、通常観察モードのもとでビデオスコープ４０を被検体の目的部位まで挿入した後、特殊機能観察モードに切り換える。
【００６８】
蛍光観察モードが選択されると、プロセッサ装置４０から光源装置１０へと、回転フィルタ位置切り替え制御信号が入力され、回転フィルタ移動機構１６によって、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは外周フィルタ群（特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３）が照明光路に面する位置に移動される。
【００６９】
このとき、回転フィルタ１４は、外周部が光路に面するように移動されると同時に、プロセッサ装置４０によるモータ１５の駆動制御により、前記通常観察モード実行時と同様の回転速度で回転される。
【００７０】
また、この場合、光源装置１０からは、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３を透過した光が、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように放射され、また、この透過した光が観察対象に反射されること二より、図５（Ｂ）に示すタイミングでそれぞれの反射画像が撮像される。
【００７１】
その後、これらの反射画像は、プロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理がなされ、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に機能情報を強調した特殊画像として表示がなされることになる。
【００７２】
つまり、図５（ｂ）に示すように、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３の各照明時間及びこのフィルタ群のそれぞれの露光時間は、図５（ａ）に示す通常観察モード実行時のタイミングと略同様である。
【００７３】
すなわち、本実施の形態においては、特殊観察モードが選択されて金属製円板１２の外周の特殊フィルタ群が光路に挿入された場合でも、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは回転周波数を変更せずに、撮像素子（ＣＣＤ）３２の駆動信号に同期して回転することになる。したがって、通常観察時と同じタイミングで、特殊波長の照明を得ることが可能である。
【００７４】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、通常観察モードから特殊観察モードを切換て実行する場合でも、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａの回転周波数を変更する必要はなく、通常観察と同じタイミングで特殊波長の照明を得られ、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
［付記］
（付記１） 光源と、この光源により発した光から観察対象物のカラー撮像画像を撮像するための照明光を生成するＲＧＢ回転フィルタとを有する光源装置と、
挿入部先端に設けられた前記観察対象物を撮像する撮像素子と、該挿入部先端へと前記光源装置からの照明光を導くための導光手段と、観察モードの切換手段を有する操作部と、前記撮像素子によって撮像された撮像信号を出力する出力手段とを有する内視鏡と、
前記内視鏡の操作部からの操作指示に基づき、前記光源装置を制御するとともに、前記内視鏡の出力手段からの撮像信号を取り込み、表示するための信号処理を行い出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置からの撮像信号に基づく画像を表示するモニタ装置と、具備した内視鏡システムにおいて、
前記ＲＧＢ回転フィルタは、第１及び第２のフィルタ群を有して構成されたもので、該第１及び第２のフィルタ群は一枚の回転円板上に同心円状に配置されているとともに、回転角度方向に互い違いに配置されていることを特徴とする内視鏡システム。
【００７５】
（付記２） 前記第１及び第２のフィルタ群の内、一方のフィルタ群は赤フィルタ，緑フィルタ，青フィルタにより構成されるＲＧＢフィルタ群であり、他方のフィルタ群は前記一方のフィルタよりも波長透過帯域が短いフィルタを含む特殊フィルタ群であることを特徴とする付記１記載の内視鏡システム。
【００７６】
（付記３） 前記ＲＧＢフィルタ群の円板開口角度よりも、前記特殊フィルタ群の円板開口角度の方が大きいことを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７７】
（付記４） 前記ＲＧＢフィルタ群及び特殊フィルタ群はそれぞれ３枚のフィルタから構成されており、一方のフィルタ群が光路に挿入された際の回転速度は、他方のフィルタ群が光路に挿入された際の回転速度の１／２であることを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７８】
（付記５） 前記ＲＧＢフィルタ群及び特殊フィルタ群の内、回転円板の外周側に配置されるフィルタ群のそれぞれの光学フィルタの外形形状は、一辺が円弧形状であり、その対向する辺は直線形状であることを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、簡単な構成で目的としないフィルタ群からの透過漏れ光を確実に防止でき、画像の撮像に十分な照明光量を得ることができるとともに、比較的安価な光学フィルタで構成できる内視鏡用光源装置の回転フィルタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第１の実施の形態を示し、本発明の回転フィルタを適用した内視鏡システム全体の構成を示すブロック図。
【図２】図１の回転フィルタの構成を示す構成図、
【図３】図２の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャート。
【図４】本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第２の実施の形態を示し、該回転フィルタの構成を示す構成図。
【図５】図４の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャート。
【図６】従来の回転フィルタの構成例を示す要部説明図。
【図７】回転フィルタ円板上の回転中心に対する光束位置（内周側又は外周側）を説明する説明図。
【図８】図７の光束位置に応じた照明光量をグラフに示した図。
【図９】通常観察用フィルタ群と機能観察用フィルタ群とを同心円状に構成した従来の回転フィルタを示す構成図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム、
１０…光源装置、
１１…ランプ、
１４…回転フィルタ、
１５…モータ、
１６…回転フィルタ移動機構、
２１…金属製円板、
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…開口部（通常観察用フィルタ群用）、
２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX …開口部（蛍光観察用フィルタ群用）、
２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ１２…通常観察用フィルタ、
２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX …蛍光観察用フィルタ、
３０…ビデオスコープ、
３２…撮像素子（ＣＣＤ）、
４０…プロセッサ装置、
５０…モニタ装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤色（以下Ｒと称す）光，緑色（以下Ｇと称す）光，青色（以下Ｂと称す）光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができる面順次方式の内視鏡システムに関し、特に照明光を放射する光源装置内に設けられ、異なる波長の光放射を面順次に生成するために光路中に配置される回転フィルタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができる面順次方式の内視鏡システムが提案され、実用に供されている。
【０００３】
この種の内視鏡システムには、通常画像観察撮影から特殊観察撮影へとスムーズに移行することができ、且つフィルタ及びフィルタ選択機能を小型化する等の目的として、例えば特公平６−４０１７４号公報によって提案がなされている内視鏡装置がある。
【０００４】
この提案による内視鏡装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光照明による通常観察と、λ１〜λ３ないしλ１〜λ６までの照明による特殊観察とを適宜切換えることが可能な内視鏡システムが開示されており、特に、内周部にＲ，Ｇ，Ｂ光フィルタが、外周にλ１、λ２、λ３光フィルタが配置されている回転フィルタ板が開示されている。この提案により開示された回転フィルタを図６に示す。
【０００５】
図６は上記提案による回転フィルタの構成例を示す要部説明図であり、図６（ａ）はＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群とを二つ並列に並べて同心円状に装着した一実施形態の回転円板フィルタを示し、図６（ｂ）はＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群とを同心円状に装着した他の実施形態の回転円板フィルタを示している。
【０００６】
上記提案による回転フィルタ円板１００（１００Ａ）は、光源装置内の照明光路に対して挿脱自在に配置されている。
【０００７】
Ｒ，Ｇ，Ｂ光照明による通常観察の場合には、回転フィルタ円板１００は、内周側に配置されているＲＧＢフィルタ群１０１が照明光路内に面するように移動され、Ｒ，Ｇ，Ｂ光が面順次に放射される。
【０００８】
一方、λ１〜λ３光照明による特殊観察を実施する場合には、回転フィルタ板１００Ａは、外周部に配置されているλ１〜λ３フィルタ群１０２が照明光路に面するように移動され、λ１〜λ３の光が順次照明される。
【０００９】
ここで、上記構成の回転フィルタの、回転フィルタ円板の半径（回転中心から光束中心までの距離）と照明光量について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は回転フィルタ円板上の回転中心に対する光束位置（内周側又は外周側）を説明する説明図であり、図８は図７の光束位置に応じた照明光量をグラフに示した図であり、図８（ａ）は光束が外周側に設けられた場合、図８（ｂ）は光束が内周側に設けられた場合、図８（ｃ）は光源の動作状態、図８（ｃ）はＣＣＤの動作状態をそれぞれ示している。
【００１０】
通常、面順次内視鏡システムにおける光源装置は、プロセッサによる撮像素子の駆動信号に同期して回転フィルタ円板を回転させ、撮像素子が電荷を蓄積する期間には特定波長の光を放射し、撮像素子が電荷を読み出す期間には遮光状態とし、この放射・遮光の動作を順次繰り返す。この限られた電荷蓄積期間中に照明できる光量（照射光量）は、回転フィルタが挿入される位置における光束の径を一定とする場合には、回転中心から光束までの距離が大きいほど大きくなる。
【００１１】
つまり、図７に示すように、回転フィルタ円板１００ａの回転中心に対して光束が内周側に位置する場合（光束が内周側光束位置１１１に位置する場合）と、外周側に位置する場合（光束が外周側光束位置１１２に位置する場合）とで説明すると、光束が内周側にある（回転中心から光束までの距離が短い）ときには、全光束が開口するまでにθ２の回転角度を要するが、光束が外周側にあるときに必要な回転角度θ１だけであり、θ２よりも小さくなる。
【００１２】
また、このときの各照射光量を示すと、図８（ａ），図８（ｂ）のグラフにおける面積で表すことができる。すなわち、図８（ｃ）に示す光源の照明時間及び図８（ｄ）に示すＣＣＤの露光時間において、図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、図８（ａ）に示すグラフの面積が広いことから、光束が外周側に位置する方が大きな照射光量を得られることになる。
【００１３】
したがって、光源装置などの寸法的な制約から回転円板の径が制限されることを前提とせざるを得ない中で、フィルタ群は回転フィルタ円板の外周側に設けた方が、大きな照明光量を得られ、その結果、効率よく照明することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案の内視鏡装置に開示された回転板フィルタでは、ＲＧＢフィルタ群と特殊観察用フィルタ群との両フィルタ群がなるべく外周側に配置され構成とはなってはおらず、つまり、さらに大きな照明光が得られ、効率よく照明できる回転フィルタ構造を備えていない。
【００１５】
そこで、図９に示すように、通常観察用フィルタ群１２１と機能観察用フィルタ群１２２とを同心円状に構成する回転フィルタ１２０において、両フィルタ群をなるべく外周側に近接させて配置する回転フィルタ構造が望まれるが、このような回転フィルタ構造を実施すると、以下の問題点が生じる。
【００１６】
まず、一つ目の問題点としては、照明光学系に対する回転フィルタユニットの位置決め精度が悪い場合には、図９に示すように、例えば外周側のフィルタ群（機能観察用フィルタ群１２２）を光路１２３に挿入するように作動させた場合でも、照明光の一部１２４は内周側フィルタを通過して射出されてしまい、機能画像の撮像を妨げる虞れがある。特に蛍光観察などの特殊観察の場合には、励起光によって生体粘膜から発せられる微弱な蛍光を撮像する必要があるため、わずかにでも可視領域の漏れ光が照明されてしまうと、観察性能が著しく劣化する虞れがある。上述の漏れ光を確実に回避するためには、内周フィルタ群と外周フィルタ群とを十分な間隔を持って構成することにより防ぐことが可能であると考えられる。しかしその場合には内周フィルタ群は回転フィルタ円板の回転中心から比較的に近い位置にフィルタ群を配置しなければならず、結果として照明光率が悪く、撮像に必要な明るさが得られないことも考えられる。
【００１７】
次に、二つ目の問題点としては、フィルタ形状が複雑になるために高価になってしまうということがある。回転フィルタ１２０は、図９に示すように、光の露光遮光を決定する金属製の円板１２５に、所望の波長透過特性を有するフィルタを張り付けることにより実現されている。しかし内周フィルタ群、外周フィルタ群の露光窓が近接して設けられている場合には、特に外周側に設けるフィルタ（図示例では機能観察用フィルタ群１２２）の形状１２６としては、内周側形状と外周側形状をともに円弧形状のフィルタとする必要があり、高価ものとなってしまう。
【００１８】
また、このような問題点は、前述した上記提案の内視鏡システムの回転フィルタでは言及されてはおらず、なんら解決がなされていないのが現状である。
【００１９】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、目的としないフィルタ群からの透過漏れ光を確実に防止でき、画像の撮像に十分な照明光量を得ることができるとともに、比較的安価な光学フィルタで構成できる内視鏡用光源装置の回転フィルタの提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタは、同一の外周と同一の内周を有し、同一円周上に円弧状に順次形成された第１のフィルタ群と、前記第１のフィルタ群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１のフィルタ群の内周と略同じ径の外周を有し、同一円周上に円弧状に形成された第２のフィルタ群と、を有する光学フィルタと、前記光学フィルタを接着固定するもので、前記第１のフィルタ群及び前記第２のフィルタ群を覆うように位置決めされて設けられた、露光又は遮光のための開口群を有する金属製円板と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項２記載の発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタは、請求項１に記載の内視鏡用光源装置の回転フィルタにおいて、前記金属製円板は、同一の外周と同一の内周を有し、第１のフィルタ群を同一円周上に円弧状に順次形成するための第１の開口群と、前記第１の開口群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１の開口群の内周と略同じ径の外周を有し、第２のフィルタ群を同一円周上に円弧状に形成するための第２の開口群とを有し、前記光学フィルタは、前記第１のフィルタ群を形成するために、前記第１の開口群の各開口に保持され、この第１の開口群の外径と略同じ外径を有する円弧であるとともにこの外径に対する内径側が少なくともこの開口を覆う直線状である第１の光学フィルタ群と、前記第２のフィルタ群を形成するために、前記第２の開口群を覆う第２の光学フィルタ群とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
第１の実施の形態：
（構成）
図１乃至図３は本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第１の実施の形態を示し、図１は本発明の回転フィルタを適用した内視鏡用光源装置を有する内視鏡システム全体の構成を示すブロック図、図２は図１の回転フィルタの構成を示す構成図、図３は図２の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャートであり、図３（ａ）は通常観察モード実行時、図３（ｂ）は蛍光観察モード実行時をそれぞれ示している。
【００２５】
本発明を適用した内視鏡システム１は、図１に示すように、照明光を発生するとともに、本発明の回転フィルタ１４が搭載された光源装置１０と、生体内に挿入されるビデオスコープ３０と、該ビデオスコープ３０からの信号を処理するビデオプロセッサ装置（以降、プロセッサ装置と称す）４０と、該ビデオスコープ４０により撮像された映像信号に基づく画像を表示するモニタ装置５０と、から構成される。
【００２６】
光源装置１０は、主に内視鏡用として構成された光源装置であり、光を放射するランプ１１と、該ランプ１１から放射された赤外光を制限するための赤外カットフィルタ１２と、透過光を集光するためのレンズ１３と、照明光路上に挿脱自在に設けられて透過波長を制限するＲＧＢ回転フィルタ１４と、該ＲＧＢ回転フィルタ１４を回転動作させるモータ１５と、前記ＲＧＢ回転フィルタ１４を照明光路と垂直方向に移動させる回転フィルタ移動機構１６と、出射光量を制御する照明光絞り１７と、を備えて構成されている。
【００２７】
ビデオスコープ３０には、ライトガイドファイバー３１が内蔵されており、該ライトガイドファイパー３１の基端部は前記光源装置１０に接続されている。ライトガイドファイバー３１は、ビデオスコープ先端まで、光源装置１０から放射された光を導く機能を備えている。
【００２８】
ビデオスコープ３０の先端には、撮像素子（ＣＣＤ）３２、撮像素子に光を結像させる対物レンズ３３が配置されている。撮像素子３２と対物レンズ３３との間には、蛍光観察時の励起光を遮断する波長特性を有する励起光カットフィルタ３４が搭載されている。
【００２９】
プロセッサ装置４０は、上述したようにビデオスコープ３０からの撮像信号をモニタ装置５０に表示するための信号処理を行い、得られた映像信号をモニタ装置５０に供給して該映像信号に基づく画像を画面に表示させる表示制御の他に、同期駆動信号をモータ１５に供給してモータ１５の回転駆動制御を行うと同時に、位置制御信号を回転フィルタ移動機構１６に供給して回転フィルタ移動機構１６の駆動制御等を主に行うものである。
【００３０】
なお、上記構成の内視鏡システム１は、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の照明による通常観察モードと、特定波長の光の照明による特殊観察モードとを適宜切換えることができ、繰り替えたモードにて撮像した撮像信号をモニタ装置５０に表示可能である。
【００３１】
次に、上記内視鏡システム１に搭載されたＲＧＢ回転フィルタ１４の構成を図2を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、本発明の特徴となるＲＧＢ回転フィルタ１４は、金属製円板２１と、ガラス基材に干渉膜がコーティングされた複数の光学フィルタ（通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ及び蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）とを含んで構成される。
【００３３】
金属製円板２１は、その内周部に通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂのための開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂがそれぞれ配置されている。これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、同一の外周と同一の内周を有して形成され、通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを同一円周上に円弧状に順次形成するためのものである。
【００３４】
また、金属製円板２１の外周部には、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX のための開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX がそれぞれ配置されている。この開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX は、前記開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに対して角度方向に重ならずに交互に、開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２の内周と略同じ径の外周を有し、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX を同一円周上に円弧状に形成するためのものである。
【００３５】
これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX は、図２に示すように、回転中心に対して、同心円上に構成されている。
【００３６】
なお、この金属製円板２１の開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂともう一方の開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX とは、回転フィルタ１４が撮像素子（ＣＣＤ３２）の駆動信号に同期して所定の回転速度で動作する際、適切な露光期間、遮光期間を作り出すように、その大きさ形状や配置位置が適切に設計されるようになっている。
【００３７】
一方、各光学フィルタ（通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ及び蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）は、おのおのの露光窓（開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX ）を覆うように位置決めされて金属製円板２１上に接着固定されている。
【００３８】
さらに、詳細に説明すると、通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを覆うようにそれぞれ接着固定され、またその形状は、これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの外径と略同じ外径を有する円弧状に形成されたものであるとともに、この外径に対する内径側が少なくともこの開口を覆う直線状にそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX についても、前記通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂと略同様の形状で形成されており、開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX を覆うように位置決めされて金属製円板２１上に接着固定される。
【００４０】
通常観察用ＲＧＢフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおいて、Ｒフィルタ２４Ｒは６００−７００ｎｍの波長透過特性を有し、Ｇフィルタ２４Ｇは５００−６００ｎｍの波長透過特性を有し、Ｂフィルタ２４Ｂは４００−５００ｎｍの波長透過特性をそれぞれ有している。
【００４１】
また、蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX においては、４００−４５０ｎｍを透過する蛍光励起フィルタ（Ｅｘフィルタ）２５ＥX と、５４０−５６０ｎｍを透過する狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１（Ｇフィルタ）と、６００−６２０ｎｍを透過する狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１（Ｒフィルタ）とにより構成される。
【００４２】
なお、通常ＲＧＢ観察用、蛍光観察用の両フィルタ群の配置については、通常ＲＧＢ観察用フィルタ群を外周側に、蛍光観察用フィルタ群を内周側に配置してもかまわないことは、言うまでもない。各々のフィルタ群において、各フィルタ開口時のランプ電流値をそれぞれ調整することにより、出射光量比率（Ｒ／Ｇ／Ｂの比率、及びＥｘ／Ｇ’／Ｒ’の比率）を調整できる手段を有している。
【００４３】
（作用）
次に、内視鏡のシステムの動作について図３を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
いま、図１に示す内視鏡システム１の電源を投入したとする。すると、該内視鏡システム１では、ＲＧＢ通常観察モードで起動するように設定されていることから、該内視鏡システム１は、このＲＧＢ観察モードを起動する。
【００４５】
通常観察モードでは、光源装置１０内のＲＧＢ回転フィルタ円板１４は、内周ＲＧＢフィルタ２４群（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）が照明光路に面するように、プロセッサ装置４０によるフィルタ移動機構１６の駆動制御によって位置決めされる。さらに、ＲＧＢ回転フィルタ１４は、プロセッサ装置４０から供給される撮像素子駆動信号に同期して、約２０Ｈｚの回転速度で回転する。
【００４６】
一方、光源装置１０からは、図３（ａ）に示すタイミングチャートの如く照明光が放射され、ライトガイドファイバ３１によって被検体の観察部位まで導かれることになる。
【００４７】
そして、被検体の観察部位で反射される光は、スコープ先端の撮像素子（ＣＣＤ）３２上に結像され、Ｒ反射画像、Ｇ反射画像、Ｂ反射画像が順次撮像される。それらの画像はプロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理され、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に通常観察画像が表示される。
【００４８】
その後、検査者は、通常観察モードのもとでビデオスコープ４０を被検体の目的部位まで挿入した後、蛍光観察モードに切り換える。この場合、図示はしないがビデオスコープ４０の操作部に搭載されている機能スイッチの一つが観察モードの切替信号入力に割り当てられており、検査者は、この機能スイッチを操作することにより、蛍光観察モード切換指示をプロセッサ装置４０に与える。
【００４９】
蛍光観察モードが選択されると、プロセッサ装置４０から光源装置１０へと、回転フィルタ位置切り替え制御信号が入力され、回転フィルタ移動機構１６によって、ＲＧＢ回転フィルタ１４は外周フィルタ群（蛍光観察用フィルタ２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX ）が照明光路に面する位置に移動される。
【００５０】
さらに回転フィルタ１４は、外周部が光路に面するように移動されると同時に、プロセッサ装置４０との同期を維持したまま半分の約１０Ｈｚの回転速度で回転するように制御される。
【００５１】
一方、光源装置１０からは、蛍光励起フィルタ２５ＥX ，狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１，狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１を透過した光が、図３（ｂ）のタイミングチャートに示すように放射される。
【００５２】
この場合、蛍光観察像は暗いので、図３（ｂ）に示す如く、露光時間を３倍に設定している。
【００５３】
すると、蛍光励起フィルタ２５ＥX を透過した４００−４５０ｎｍの透過励起光は、一部が観察対象である生体組織に吸収されて自家蛍光を励起し、一部が観察対象から反射されることになる。この反射された励起光は、対物光学系内の励起光カットフィルタ３４によって遮断されるので、自家蛍光画像が撮像される。
【００５４】
また、狭帯域Ｇフィルタ２５Ｇ１，狭帯域Ｒフィルタ２５Ｒ１の透過光照明時には、図３（ｂ）に示すタイミングでそれぞれの反射画像が撮像される。
【００５５】
そして、蛍光画像と２つの狭帯域画像は、プロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理がなされ、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に機能情報を強調した画像として表示がなされることになる。
【００５６】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、上記構成の回転フィルタ円板１４を用いることにより、任意の波長の照明光を得る際、意図しないフィルタ透過光が混入してしまうような隣接する位置に他のフィルタが配置されていないために、特に微弱な自家蛍光の撮像が妨げられる虞れがない。また、通常用観察用フィルタ群と蛍光観察用フィルタ群とは、相対的に回転フィルタ１４の外周側に配置されているので、被検体の観察に必要な照射光量を得ることが可能である。さらに回転フィルタ円板ユニットを構成する全ての光学フィルタの形状は、図２に示す如く円弧を有するのは一辺のみであり、残りは全て直線形状であるので、比較的安価に製作することが可能である。
【００５７】
第２の実施の形態：
（構成）
図４及び図５は本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第２の実施の形態を示し、図４は本実施の形態の回転フィルタの構成を示す構成図、図５は図４の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャートであり、図４（ａ）は通常観察モード実行時、図４（ｂ）は特殊機能観察モード実行時をそれぞれ示している。
【００５８】
内視鏡システム１の全体構成については、前記第１の実施の形態と略同一であり、説明簡略化のため省力する。異なる点は、該内視鏡システム１の光源装置に搭載された回転フィルタ１４に改良を施した点である。
【００５９】
図４に示すように、本実施の形態におけるＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは、各開口部及び光学フィルタ群の形状や配置位置等の構成については、前記第１実施の形態のＲＧＢ回転フィルタ１４と略同様であるが、外周部の開口窓を覆うように接着固定される特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３を設けたことが特徴である。
【００６０】
金属製円板２１の内周部には、通常観察用Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂのための開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置されている。また、金属製円板２１の外周部には、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３のための開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３が配置されている。これらの開口窓２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，２３λ１，２３λ２，２３λ３は、前記第１の実施の形態と同様に回転中心に対して、同心円上に構成されている。
【００６１】
なお、この金属製円板２１に設けられた各開口窓は、回転フィルタ１４が撮像素子（ＣＣＤ）３２の駆動信号に同期して所定の回転速度で動作する際、適切な露光期間、遮光期間を作り出すように、適切に設計されている。また、本実施の形態では、開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３の大きさが前記第１の実施の形態の開口窓２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX よりも多少大きめに形成されているが、これに限定されるものではなく、上述したように適切な動作効果が得られる大きさに設計されて形成される。
【００６２】
また、金属製円板２１の開口窓２３λ１，２３λ２，２３λ３に接着固定される特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３は、赤外観察用の波長を有するフィルタでも良いし、生体粘膜の極表面の構造を観察するための紫外から青色領域の波長を有するフィルタを用いても良い。
【００６３】
（作用）
次に、本実施の形態の内視鏡システムの動作について図５を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
本実施の形態の内視鏡システム１においては、電源投入後、前記第１の実施の形態と同様にＲＧＢ通常観察モードを起動する。つまり、ビデオプロセッサ４０は、光源装置１０内のＲＧＢ回転フィルタ円板１４において、内周ＲＧＢフィルタ２４群（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）が照明光路に面するように、フィルタ移動機構１６を駆動制御して該ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａの位置決めを行い、さらに、撮像素子駆動信号に基づきモータ１５を駆動制御することにより、前記ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａを約２０Ｈｚの回転速度で回転させる。
【００６５】
この場合、光源装置１０からは、図４（ａ）に示すタイミングチャートの如く照明光が放射され、ライトガイドファイバ３１によって被検体の観察部位まで導かれることになる。
【００６６】
こうして、被検体の観察部位で反射される光は、スコープ先端の撮像素子（ＣＣＤ）３２上に結像され、Ｒ反射画像、Ｇ反射画像、Ｂ反射画像が順次撮像された後、それらの画像はプロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理され、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に通常観察画像が表示される。
【００６７】
本実施の形態では、検査者は、通常観察モードのもとでビデオスコープ４０を被検体の目的部位まで挿入した後、特殊機能観察モードに切り換える。
【００６８】
蛍光観察モードが選択されると、プロセッサ装置４０から光源装置１０へと、回転フィルタ位置切り替え制御信号が入力され、回転フィルタ移動機構１６によって、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは外周フィルタ群（特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３）が照明光路に面する位置に移動される。
【００６９】
このとき、回転フィルタ１４は、外周部が光路に面するように移動されると同時に、プロセッサ装置４０によるモータ１５の駆動制御により、前記通常観察モード実行時と同様の回転速度で回転される。
【００７０】
また、この場合、光源装置１０からは、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３を透過した光が、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように放射され、また、この透過した光が観察対象に反射されること二より、図５（Ｂ）に示すタイミングでそれぞれの反射画像が撮像される。
【００７１】
その後、これらの反射画像は、プロセッサ装置４０内でカラー画像信号に処理がなされ、モニタ装置５０に供給されることにより、モニター上に機能情報を強調した特殊画像として表示がなされることになる。
【００７２】
つまり、図５（ｂ）に示すように、特殊機能観察用フィルタ群２６λ１，２６λ２，２６λ３の各照明時間及びこのフィルタ群のそれぞれの露光時間は、図５（ａ）に示す通常観察モード実行時のタイミングと略同様である。
【００７３】
すなわち、本実施の形態においては、特殊観察モードが選択されて金属製円板１２の外周の特殊フィルタ群が光路に挿入された場合でも、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａは回転周波数を変更せずに、撮像素子（ＣＣＤ）３２の駆動信号に同期して回転することになる。したがって、通常観察時と同じタイミングで、特殊波長の照明を得ることが可能である。
【００７４】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、通常観察モードから特殊観察モードを切換て実行する場合でも、ＲＧＢ回転フィルタ１４Ａの回転周波数を変更する必要はなく、通常観察と同じタイミングで特殊波長の照明を得られ、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
［付記］
（付記１） 光源と、この光源により発した光から観察対象物のカラー撮像画像を撮像するための照明光を生成するＲＧＢ回転フィルタとを有する光源装置と、
挿入部先端に設けられた前記観察対象物を撮像する撮像素子と、該挿入部先端へと前記光源装置からの照明光を導くための導光手段と、観察モードの切換手段を有する操作部と、前記撮像素子によって撮像された撮像信号を出力する出力手段とを有する内視鏡と、
前記内視鏡の操作部からの操作指示に基づき、前記光源装置を制御するとともに、前記内視鏡の出力手段からの撮像信号を取り込み、表示するための信号処理を行い出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置からの撮像信号に基づく画像を表示するモニタ装置と、具備した内視鏡システムにおいて、
前記ＲＧＢ回転フィルタは、第１及び第２のフィルタ群を有して構成されたもので、該第１及び第２のフィルタ群は一枚の回転円板上に同心円状に配置されているとともに、回転角度方向に互い違いに配置されていることを特徴とする内視鏡システム。
【００７５】
（付記２） 前記第１及び第２のフィルタ群の内、一方のフィルタ群は赤フィルタ，緑フィルタ，青フィルタにより構成されるＲＧＢフィルタ群であり、他方のフィルタ群は前記一方のフィルタよりも波長透過帯域が短いフィルタを含む特殊フィルタ群であることを特徴とする付記１記載の内視鏡システム。
【００７６】
（付記３） 前記ＲＧＢフィルタ群の円板開口角度よりも、前記特殊フィルタ群の円板開口角度の方が大きいことを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７７】
（付記４） 前記ＲＧＢフィルタ群及び特殊フィルタ群はそれぞれ３枚のフィルタから構成されており、一方のフィルタ群が光路に挿入された際の回転速度は、他方のフィルタ群が光路に挿入された際の回転速度の１／２であることを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７８】
（付記５） 前記ＲＧＢフィルタ群及び特殊フィルタ群の内、回転円板の外周側に配置されるフィルタ群のそれぞれの光学フィルタの外形形状は、一辺が円弧形状であり、その対向する辺は直線形状であることを特徴とする付記２記載の内視鏡システム。
【００７９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、簡単な構成で目的としないフィルタ群からの透過漏れ光を確実に防止でき、画像の撮像に十分な照明光量を得ることができるとともに、比較的安価な光学フィルタで構成できる内視鏡用光源装置の回転フィルタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第１の実施の形態を示し、本発明の回転フィルタを適用した内視鏡システム全体の構成を示すブロック図。
【図２】図１の回転フィルタの構成を示す構成図、
【図３】図２の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャート。
【図４】本発明の内視鏡用光源装置の回転フィルタの第２の実施の形態を示し、該回転フィルタの構成を示す構成図。
【図５】図４の回転フィルタの動作状態を説明するためのタイミングチャート。
【図６】従来の回転フィルタの構成例を示す要部説明図。
【図７】回転フィルタ円板上の回転中心に対する光束位置（内周側又は外周側）を説明する説明図。
【図８】図７の光束位置に応じた照明光量をグラフに示した図。
【図９】通常観察用フィルタ群と機能観察用フィルタ群とを同心円状に構成した従来の回転フィルタを示す構成図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム、
１０…光源装置、
１１…ランプ、
１４…回転フィルタ、
１５…モータ、
１６…回転フィルタ移動機構、
２１…金属製円板、
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…開口部（通常観察用フィルタ群用）、
２３Ｒ，２３Ｇ，２３ＥX …開口部（蛍光観察用フィルタ群用）、
２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ１２…通常観察用フィルタ、
２５Ｒ１，２５Ｇ１，２５ＥX …蛍光観察用フィルタ、
３０…ビデオスコープ、
３２…撮像素子（ＣＣＤ）、
４０…プロセッサ装置、
５０…モニタ装置。
Claims (2)
- 同一の外周と同一の内周を有し、同一円周上に円弧状に順次形成された第１のフィルタ群と、前記第１のフィルタ群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１のフィルタ群の内周と略同じ径の外周を有し、同一円周上に円弧状に形成された第２のフィルタ群と、を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタを接着固定するもので、前記第１のフィルタ群及び前記第２のフィルタ群を覆うように位置決めされて設けられた、露光又は遮光のための開口群を有する金属製円板と、
を備えたことを特徴とする内視鏡用光源装置の回転フィルタ。 - 前記金属製円板は、
同一の外周と同一の内周を有し、第１のフィルタ群を同一円周上に円弧状に順次形成するための第１の開口群と、前記第１の開口群に対して角度方向に重ならずに交互に、前記第１の開口群の内周と略同じ径の外周を有し、第２のフィルタ群を同一円周上に円弧状に形成するための第２の開口群とを有し、
前記光学フィルタは、
前記第１のフィルタ群を形成するために、前記第１の開口群の各開口に保持され、この第１の開口群の外径と略同じ外径を有する円弧であるとともにこの外径に対する内径側が少なくともこの開口を覆う直線状である第１の光学フィルタ群と、前記第２のフィルタ群を形成するために、前記第２の開口群を覆う第２の光学フィルタ群とを有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置の回転フィルタ。
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| JP2001278646A JP4794777B2 (ja) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | 内視鏡用光源装置の回転フィルタ |
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