JP5342869B2 - 内視鏡装置、内視鏡照明装置、画像形成装置、内視鏡照明装置の作動方法および画像形成装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、光を走査させて観察画像を取得する内視鏡装置に関し、特に、照明制御に関する。

内視鏡装置として、ＣＣＤなどのイメージセンサの代わりに走査型光ファイバを備えた内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そこでは、シングルモード光ファイバなどの走査型光ファイバが設けられ、先端部分は、圧電アクチュエータによって保持される。

圧電アクチュエータは、振動振幅を変調および増幅させながら、ファイバ先端部を中心から外側へ螺旋状に振動させる（共振させる）。これにより、光ファイバを通った照明光は、観察部位に向けて螺旋状に放射される。光走査は所定のフレームレートで実行され、螺旋状走査が周期的に行われる。

観察部位で反射した光は、プロセッサもしくはスコープ先端部に設けられたフォトセンサによって検出され、画素信号が生成される。このとき、画素信号は所定のサンプリングレートによって時系列的に検出される。検出された１フレーム分の画素信号は走査位置と対応づけられ、ラスタ配列後の信号処理によって映像信号が生成される。
米国特許６，２９４，７７５号明細書 米国特許７，１５９，７８２号明細書

観察対象の中心部付近のスパイラル一周分の走査距離（長さ）は、周辺部の走査距離に比べて短いそのため、スパイラル一周当たりのサンプリングレートが一定の場合、検出されるサンプル画素は中心エリア付近で密となり、ほぼ同じ走査位置の画素情報が数多く取得される。一方、モニタに表示される観察画像の解像度、すなわち画素間隔はどの部分においても変わらない。その結果、中心付近の重複画素データを破棄する必要が生じ、画素データを有効に活用していない。

本発明の内視鏡装置は、検出される画素データを有効に利用する内視鏡装置であり、第１の照明光と第２の照明光とを照射可能な光源と、光源からの照明光をスコープ先端部へ伝達する光ファイバと、光ファイバ先端部を振動させることによって、観察対象に対し照明光を螺旋状に走査させる走査手段と、走査位置に応じて、第１の照明光と第２の照明光を選択的に放射させる光源制御手段と、所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出し、観察画像を生成する画像形成手段とを備える。例えば、所定のサンプリングレートに基づき、一周分のスパイラル走査において検出される画素数が各周において一定になる。

本発明では、光源制御手段が、第１の照明光によるスポットと第２の照明光によるスポットとを混在させるように、照明を切り替え制御する。そして、画像形成手段が、第１の照明光による画素信号から第１の観察画像を生成し、第２の照明光による画素信号から第２の観察画像を生成する。

第１の照明光と第２の照明光が入り交じって照射されるため、１つの照明光によるスポットが偏って存在しない。そのため、距離が互いに近くほぼ同じ走査位置で、異なる照明光による画素データが検出される。その結果、第１および第２の観察画像に関して言えば、被写体として同じ観察対象であるとともに、画質（解像度）レベルにおいて実質的な差の生じない、異なる照明光に基づく２つの画像、第１の観察画像、第２の観察画像が形成可能となる。

照明光の分散をより確実にするためには、光源制御手段が、走査位置に応じて第１の照明光と第２の照明光とを交互にパルス照射させるのがよい。２つの画像を同時に表示させて診断を効果的に行うため、第１の観察画像と第２の観察画像とを同時に画面表示させる表示処理手段を設けるのがよい。

照明光として様々な波長領域の光を照射可能であり、カラー観察画像用の光、蛍光観察画像用の励起光、赤外光の波長を含むあるいはそれに近い長波長領域の光が用いられる。例えばガン検診などを行う場合、第１の照明光および第２の照明光を、それぞれ、カラー観察画像用の光（例えば、白色光）と、蛍光観察画像用の励起光（もしくはその逆）として定めればよい。あるいは、近赤外光を第２の照明光としてもよい。

観察画像に要求される解像度に比べて過度に多くのサンプル画素を検出すると、破棄する画素データを数多く検出することになる。一方、観察画像周辺部における走査ラインでは、サンプル位置間隔が画面解像度に近くなり、破棄できる画素データも少ない。

そのため、光源制御手段は、観察対象（走査エリア）の一部である所定の走査範囲において、第１の照明光と第２の照明光とを混在させるのが好ましい。ここで、所定の走査範囲は、所定のサンプリングレートによるサンプル間隔が観察画像解像度に従う画素間隔より短い走査範囲を示す。所定の走査範囲外では、第１の照明光もしくは第２の照明光を単独で照射させればよい。

例えば光源制御手段は、観察対象の中央エリアにおいて、第１の照明光と第２の照明光とを混在させるのが好ましい。また、所定の走査範囲を、所定の走査範囲における第１の観察画像と第２の観察画像との解像度を同レベルにできる範囲として定めることができる。

さらに、所定の走査範囲を、一周分の走査ラインに沿ったサンプル画素数に対し取捨可能な画素数の割合に基づいて定めることもできる。例えば、２つの照明光によって２つの観察画像を取得することから、必要なサンプル画素数の２倍画素データを取得可能な範囲を所定の走査範囲として定めるのが望ましい。

なお、観察画像取得の組み合わせを自在にするため、光源制御手段は、観察対象（走査エリア全体）に対して全体を照射させる照明光を、第１の照明光と第２の照明光との間で切り替えるようにしてもよい。

さらに、光源が、第３の照明光を照射するように構成してもよい。この場合、光源制御手段が、第１の照明光によるスポットと、第２の照明光によるスポットと、第３の照明光によるスポットとを混在させ、画像形成手段が、第３の照明光による画素信号から第３の観察画像を生成する。また、第１の観察画像と第２の観察画像と第３の観察画像とを同時に画面表示させる画像信号処理手段を設けるのがよい。例えば、光源制御手段が、走査位置に応じて第１の照明光と第２の照明光と第３の照明光を交互にパルス照射させればよい。

例えば第３の照明光として、赤外光の波長を含むあるいはそれに近い長波長領域の光である場合、赤外光、近赤外光によって観察対象との距離が測れることから、第３の照明光に基づき、内視鏡先端から観察対象までの距離を測定する距離測定手段を設けるのがよい。例えば、励起光を第１もしくは第２の照明光として照射する場合、内視鏡先端との距離が短く、かつ観察画像に暗部が存在すれば、病変部と確実に判断可能となる。

本発明の内視鏡照明装置は、観察対象に対し照明光を螺旋状に走査させる走査手段と、第１の照明光と第２の照明光とを照射可能な光源から、走査位置に応じて、第１の照明光と第２の照明光を選択的に放射させる光源制御手段とを備え、光源制御手段が、第１の照明光によるスポットと第２の照明光によるスポットとを混在させるように、照明を切り替え制御することを特徴とする。また、本発明の画像形成装置は、内視鏡照明装置の照明による反射光から、所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出する画素検出手段と、第１の照明光による画素信号から第１の観察画像を生成し、第２の照明光による画素信号から第２の観察画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。ファイバ先端部を振動させてもよく、あるいは光学系によって照明光を走査させてもよい。

本発明の内視鏡照明方法は、観察対象に対し照明光を螺旋状に走査させ、第１の照明光と第２の照明光とを照射可能な光源から、走査位置に応じて、第１の照明光と第２の照明光を選択的に放射させ、また、第１の照明光によるスポットと第２の照明光によるスポットとを混在させるように、照明を切り替えることを特徴とする。また、本発明の内視鏡画像形成方法は、内視鏡照明方法の照明による反射光から、所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出し、第１の照明光による画素信号から第１の観察画像を生成し、第２の照明光による画素信号から第２の観察画像を生成することを特徴とする。

本発明によれば、画素データを有効に利用することによって、診断に役立つ様々な観察画像を得ることができる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である内視鏡装置のブロック図である。図２は、走査型光ファイバを模式的に示した図である。

内視鏡装置は、スコープ１０とプロセッサ３０とを備え、スコープ１０には、照明用の光ファイバ（以下、走査型光ファイバという）１７と観察対象からの反射光を伝送する光ファイバ（以下、イメージファイバという）１４が設けられている。イメージファイバ１４の先端部は分岐しており、光学レンズ１９の周囲に配置されている。スコープ１０はプロセッサ３０に着脱自在に接続され、また、プロセッサ３０にはモニタ６０が接続される。

プロセッサ３０には、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ発光するレーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが設けられ、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂによって駆動される。Ｒ，Ｇ，Ｂの光を同時発光させることにより、白色光を観察対象に向けて照射する。

また、レーザー光源２０Ｂだけを単独で放射可能であり、蛍光観察画像を表示するときにＢに応じた短波長の光を放射する。さらに、Ｒよりも赤外光に波長領域が近い近赤外光を放射するレーザー光源２０Ｉが設けられており、近赤外光による画像表示するときに近赤外光が放射される。レーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂによって放射された白色光は、ハーフミラー群２４、集光レンズ２５によって集光され、走査型光ファイバ１７に入射する。入射した白色光は、走査型光ファイバ１７を通ってスコープ先端部１０Ｔへ送られる。

図２に示すように、スコープ先端部１０Ｔから射出する照明光を走査させるスキャナデバイス（以下、ＳＦＥスキャナという）１６が、スコープ先端部１０Ｔに設けられている。ＳＦＥスキャナ１６はアクチュエータ１８備え、スコープ１０内に設けられたシングルモード型の走査型光ファイバ１７は、円筒状アクチュエータ１８の軸に挿通されて保持される。

スコープ先端部１０Ｔに固定されたアクチュエータ１８は、ピエゾ素子によるチューブ型アクチュエータであり、走査型光ファイバ１７の先端部１７Ａを二次元的に共振させる。アクチュエータ１８には、水平方向（Ｘ軸方向）、垂直方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ相対する２対の圧電素子（図示せず）が設けられ、水平方向の共振、垂直方向の共振をそれぞれ行う。

アクチュエータ１８は、直交する２方向に沿って所定の共振モードでファイバ先端部１７Ａを共振させる。カンチレバー状に支持されるファイバ先端部１７Ａは、水平方向の共振、垂直方向の共振を受けることにより先端面１７Ｓの向きを変え、軸中心から外側へ向けて螺旋状に動く。

その結果、先端面１７Ｓから射出し、光学レンズ１９を通って観察部位Ｓに到達する光の軌跡ＰＴは、中心から外側へ向かう螺旋状の走査線になる。螺旋状走査線ＰＴの径方向間隔をできる限り密にすることによって、観察対象Ｑ全体が順に照射されていく。

観察対象Ｑで反射した光は、イメージファイバ１４に入射し、プロセッサ３０へ導かれる。イメージファイバ１４からの反射光は、光学レンズ２６、ハーフミラー群２７によってＲ，Ｇ，Ｂの光に分離され、それぞれフォトセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂに入射する。フォトセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの光をＲ，Ｇ，Ｂに応じた画素信号に変換する。

Ｒ，Ｇ，Ｂに応じた画素信号は、Ａ／Ｄ変換器２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂにおいてデジタル画素信号に変換され、信号処理回路３２へ送られる。信号処理回路３２では、順次送られるＲ，Ｇ，Ｂのデジタル画素信号と照明光の走査位置とのマッピングにより、画素位置が特定され、１フレーム分のデジタル画素信号がラスタ配列される。１フレーム分のデジタル画素信号は、一時的に第１画像メモリ３３Ａに格納される。

信号処理回路３２では、デジタル画素信号に対してホワイトバランス調整、色変換処理など様々な画像信号処理が施され、画像信号が生成される。１フレーム分の画像信号は、第１画像用メモリ３３Ａ、第２画像用メモリ３３Ｂへ交互に格納される。画像信号はエンコーダ３７を介してモニタ６０に送信され、フルカラーの観察画像がモニタ６０に表示される。

一方、蛍光観察画像を表示する場合、短波長領域のＢに応じた光が励起光として観察対象Ｑに照射される。信号処理回路３２では、組織に励起光が照射されると蛍光が組織内から放射する。光学レンズ２６、ハーフミラー群２７を通った蛍光に基づいて画素信号が検出され、１フレーム分のデジタル画素信号は第２画像メモリ３３Ｂに格納される。

また、近赤外光による観察画像を表示する場合、近赤外光が観察対象Ｑに照射され、反射光による画素信号がフォトセンサ２８Ｉから読み出される。検出された画素信号は、Ａ／Ｄ変換器２９Ｉにおいてデジタル化され、第３画像メモリ３３Ｃに格納される。

ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコントローラ４０は、プロセッサ３０の動作を制御し、ＲＯＭには動作制御に関するプログラムが格納されている。コントローラ４０は、信号処理回路３２、タイミングコントローラ３４、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂなどへ制御信号を出力する。

タイミングコントローラ３４は、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、およびＳＦＥスキャナ１６に駆動信号を出力するファイバドライバ３６Ａ、３６Ｂに対して同期信号を出力し、ファイバ先端部１７Ａの振動と発光タイミングを同期させる。また、タイミングコントローラ３４は、所定のサンプリングレートによって画素信号を検出するため、クロックパルス信号をフォトセンサ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ，２８Ｉへ出力する。

プロセッサ３０のフロントパネルには、モニタ６０に表示される観察画像の表示方法を切り替えるためのスイッチ５０が設けられている。ここでは、フルカラーの通常観察画像と蛍光観察画像を同時表示する２画面表示モードと、通常観察画像、蛍光観察画像、そして近赤外光による観察画像（以下、ＩＲ観察画像という）を同時表示する３画面表示モードに切り替え可能である。

３画面表示モードの場合、コントローラ４０は、近赤外光による画像データ基づき、観察対象までの距離を測定する。測定した距離に基づき、励起光の光強度を調整し、蛍光に基づく画素信号の増幅度を調整する。オペレータは、観察対象までの距離を参考にしながら、蛍光観察画像の暗部が病変部であるか判断する。

図３は、走査範囲によって異なる照射領域を示した図である。図４は、照明光の照射タイミングチャートを示した図である。

円状に形成される１画面分の観察画像Ｍは、螺旋状走査によって形成される画像であり、径方向の走査ライン数は、中心位置から２５０本に定められている。ただし、走査ライン数はスパイラル数を表し、走査位置が径方向に沿った直線上を出発して同一直線に到達するまでを１走査ラインしてカウントする。ここでは、５００×５００ドット（ピクセル）の解像度で円状の観察画像Ｍを形成するように、検出されたサンプル画素の取捨選択が行われる。

螺旋状走査の角速度一定条件の下、各走査ラインのサンプリングレートを一定にして画素信号を検出する場合、走査開始直後に走査される観察画像Ｍの中央エリアでは、周辺領域に比べてほぼ同じ走査位置の重複したサンプル画素信号が多く検出される。これは、走査ライン一周の長さが短いためである。その一方で、周辺部の走査ラインに沿ったサンプル画素間隔は、モニタ６０の解像度要求を満たす範囲で適切な距離を維持する。

本実施形態の２画面表示モードでは、画素が必要以上に検出される中央エリア内では、白色光、励起光を交互にパルス照射し、それ以外の周辺部を白色光で照射する。そして、解像度に関して同レベルである一方、画像サイズが異なる通常観察画像と蛍光観察画像とを形成する。

ここで、各スパイラル走査線の一周当たりのサンプリングレートを２０００とした場合、２０００サンプルの半分、すなわち１０００サンプル数だけ利用する走査ラインの走査ラインを求める。外周長さをＩ、走査ラインの半径をｒとすると、以下の式を満たすｒが求められる。

Ｉ＝２×π×ｒ＝２０００／２ ・・・（１）

径方向に関して走査ラインが密であれば、半径ｒは走査ライン数に相当する。ｒ＝１５９の場合、中心Ｏから１５９ライン（全体で３１８ライン）までの走査エリアＮ１では、半分以下のサンプル画素数で観察画像を形成可能であり、半分以上の画素情報が重複している。したがって、走査エリアＮ１内では、白色光、励起光を交互に照射しても、同一の画素数（解像度）で画像を形成することができる。

図４（ａ）には、２画面表示モードにおける照明光の照射タイミングが示されている。１フレーム期間の走査開始からエリアＮ１内を走査するまでの間、白色光（ＷＬ）、励起光（ＦＬ）を交互に照射する。エリアＮ１の範囲外まで走査が進行すると、白色光のみ照射する。

一方、３画面表示モードの場合、中央エリア内で白色光（ＷＬ）、励起光、近赤外光（ＩＲ）を順番に照射する。サンプリングレートが２０００（／周）の場合、サンプル数が１／３となる走査ラインが、以下の式から求められる。

Ｉ＝２×π×ｒ＝２０００／３ ・・・（２）

（２）式を満たす走査ライン数ｒを求めると、ｒ＝１０６が得られる。したがって、中心Ｏから走査ライン１０６（全体で２１２ライン）までのエリアをＮ２とすると、走査エリアＮ２まで、白色光、励起光、近赤外光が交互に照射される。図４（ｂ）には、３画面表示モードにおける照射タイミングが図示されている。

図５は、照明制御処理を示したフローチャートである。図６は、２画面表示モード、３画面表示モードにおける画面表示を示した図である。

ステップＳ１０１では、複数の観察画像を表示する表示モードがオペレータによって選択されたか否かが判断される。複数の観察画像を表示する表示モードが選択されていない場合、白色光のみが照射される（Ｓ１２７）。これにより、通常のカラー観察画像Ｉ（ＷＬ）のみが表示される。一方、複数の観察画像を表示する表示モードが選択された場合、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、２画面表示モードが選択されたか否かが判断される。２画面表示モードが選択された場合、ステップ１０３へ進み、白色光（ＷＬ）、励起光（ＦＬ）を交互に照射するように、タイミングコントローラ３４がレーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを制御する。レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、フォトセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの画素読み出しタイミング（サンプリングレート）に合わせてＲ，Ｇ，Ｂの同時発光とＢの発光とを交互に切り替える。

ステップＳ１０４では、サンプリングレート（１周当たり２０００）に基づき、走査位置（サンプルポイント）に対応したサンプル回数Ｓがカウントされる。サンプルポイントＳが奇数番目（＝２ｋ−１）である場合、白色光による画素が検出されていることから、画素データが第１画像メモリ３３Ａに格納される（Ｓ１０５）。一方、サンプルポイントが偶数番目（＝２ｋ）である場合、蛍光によるサンプル画素が検出されていることから、画素データが第２画像メモリ３３Ｂに格納される（Ｓ１０６）。

ステップＳ１０７では、走査ポイントが図３に示した走査エリアＮ１の範囲内であるか否かが判断される。走査エリアＮ１の範囲内を走査している場合、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６が繰り返し実行される。一方、走査エリアＮ１の範囲外まで走査が進行すると、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、白色光を連続照射するように、レーザードライバ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが制御される。そして、得られる画素データは、そのまま第１画像メモリ３３Ａに格納される。観察対象全体が走査されるまでステップＳ１０８が実行される（Ｓ１０９）。

なお、走査エリアＮ１内では、白色光、励起光による画素データを交互に分けて取得してもサンプル位置の重複する画素データが存在するが、それら画素データは破棄される。また、走査エリアＮ１以外の走査範囲においても、必要分のサンプル数を超える画素データは破棄される。

モニタ６０へ画像データを出力する場合、第１フィールドと第２フィールドに分けて通常観察画像と蛍光観察画像の画像データを出力する。第１フィールドでは、通常観察画像データが第１画像メモリ３３Ａから読み出される。一方、第２フィールドでは、蛍光観察画像データが第２画像メモリ３３Ｂから読み出される（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。

図６（ａ）では、２画面表示モードにおける画面表示が図示されている。白色光に基づく観察画像Ｉ（ＷＬ）は、観察対象全体に対して白色光を照射しているため、走査範囲全体の画像領域を有する。一方、励起光に基づく蛍光観察画像Ｉ（ＦＬ）は、走査エリアＮ１内だけ励起光を照射しているため、走査エリアＮ１に応じた（通常観察画像Ｉ（ＷＬ）より小さい）画像サイズになる。

一方、ステップＳ１０２において３画面表示モードが選択されたと判断されると、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、白色光（ＷＬ）、励起光（ＦＬ）、近赤外光（ＩＲ）を順番に交互照射するように、レーザー光源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、２２Ｉが制御される。照射切り替えは、サンプリングレートに基づく画素信号読み出しタイミングに同期して行われる。

サンプルポイントＳの数に応じて画素データが振り分けられ、白色光に基づく画素データが第１画像メモリ３３Ａ、励起光に基づく画素データが第２画像メモリ３３Ｂ、近赤外光に基づく画素データが第３画像メモリ３３Ｂへ格納される（Ｓ１１４〜Ｓ１１８）。

走査位置が図３に示す走査エリアＮ２内の場合、ステップＳ１１３〜Ｓ１１８が繰り返し実行される（Ｓ１１９）。そして、走査エリアＮ２外まで走査が進行すると、白色光のみ照射するようにレーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂが制御される。そして、検出された画素データは第１画像メモリ３３Ａへ格納される（Ｓ１２０）。なお、３画面表示モードにおいても、必要のない画素データは破棄される。

観察対象全体の走査が終了するまでステップＳ１２０が繰り返し実行される（Ｓ１２１）。そして、３つのフィールド期間で３つの画像データを別々に出力するため、第１フィールドにおいて通常観察画像データ、第２フィールドでは蛍光観察蔵データ、そして第３フィールドでは近赤外光画像データが出力される（Ｓ１２２〜Ｓ１２６）。観察が終了すると、照明制御処理は終了する（Ｓ１２７）。

図６（ｂ）には、通常観察画像Ｉ（ＷＬ）、蛍光観察画像Ｉ（ＦＬ）、赤外光画像Ｉ（ＩＲ）を同時表示した画面が図示されている。蛍光観察画像Ｉ（ＦＬ）、赤外光画像Ｉ（ＩＲ）の画像領域サイズは、走査エリアＮ２のサイズに相当する。また、赤外光Ｉによる画素信号に基づき、スコープ先端部から観察対象までの距離が測定され。モニタ６０に表示される（ここでは図示せず）。

なお、オペレータのスイッチ５０に対する操作により、観察対象全体を照射する照明光を切り替えることが可能であり、ステップＳ１０８、Ｓ１２０において、白色光以外の励起光、近赤外光を照射することも可能である。この場合、観察画像のサイズが切り替わる。図６には、２画面表示モード、３画面表示モードにおいて、励起光を観察対象全体に照射したときの画面が示されている。

このように本実施形態によれば、照明光を所定のサンプリングレートに従って螺旋状走査させることが可能であり、２画面表示モードの場合、走査エリアＮ１では白色光と励起光とを交互に照射させる一方、それ以外の走査エリアでは白色光を照射させる。これにより、白色光による通常観察画像と励起光による蛍光観察画像が画面に同時表示される。

重複するサンプル画素の多い中央エリアに相当する走査エリアＮ１では、解像度が同レベルの通常観察画像、蛍光観察画像を形成することができ、サンプル画素を無駄なく有効利用することによって、診断に役立つ複数の観察画像を表示できる。また、３画面表示モードにおいては、３種類の観察画像を表示することができ、さらに観察対象までの距離を近赤外光による画素信号から検出することによって、患部の診断が一層確実になる。

白色光、励起光、近赤外光以外の波長領域の光を放射させることも可能である。また、２画面表示モードで励起光、近赤外光を使用してもよく、光の組み合わせを適宜変更してもよい。また、粘膜表層の血管などを明確に表示させるような狭帯域の光を放射させてもよい。

走査エリアＮ１、Ｎ２は、観察画像の解像度、サンプリングレートなどに応じて定めればよい。また、光の照射は、重複画素が多い領域では交互でなくスポット混在させる範囲で照射することも可能である。さらに、ファイバを振動させずに照明光を光学系などによって２次元走査させてもよい。

本実施形態である内視鏡装置のブロック図である。 走査型光ファイバを模式的に示した図である。 走査範囲によって異なる照射領域を示した図である。 照明光の照射タイミングチャートを示した図である。 照明制御処理を示したフローチャートである。 ２画面表示モード、３画面表示モードにおける画面表示を示した図である。

符号の説明

１０ ビデオスコープ
１６ ＳＦＥスキャナ
１７ 走査型光ファイバ
２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ レーザー光源
３０ プロセッサ
３３Ａ 第１画像用メモリ
３３Ｂ 第２画像用メモリ
３３Ｃ 第３画像メモリ
４０ コントローラ

Claims (18)

1. 第１の照明光と、第１の照明光とは波長領域の異なる第２の照明光とを照射可能な光源と、
   前記光源からの照明光をスコープ先端部へ伝達する光ファイバと、
   光ファイバ先端部を振動させることによって、観察対象に対し照明光を螺旋状に走査させる走査手段と、
   走査位置に応じて、前記第１の照明光と第２の照明光の照射を切り替え制御する光源制御手段と、
   所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出し、観察画像を生成する画像形成手段とを備え、
   前記光源制御手段が、前記第１の照明光によるスポットと前記第２の照明光によるスポットとを混在させるように、照射を切り替え制御し、
   前記画像形成手段が、前記第１の照明光による画素データから第１の観察画像を生成し、前記第２の照明光による画素データから第２の観察画像を生成することを特徴とすることを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記光源制御手段が、前記所定のサンプリングレートによるサンプル間隔が観察画像解像度に従う画素間隔より短い所定の走査範囲において、前記第１の照明光と前記第２の照明光とを混在させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記光源制御手段が、観察対象の中央エリアにおいて、前記第１の照明光と前記第２の照明光とを混在させることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記所定の走査範囲が、前記第１の観察画像と前記第２の観察画像との解像度を同レベルに設定可能な走査範囲として定められることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 前記所定の走査範囲が、一周分のスパイラル状走査ラインに沿ったサンプル画素数に対し取捨可能な画素数の割合に基づいて定められることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
6. 前記光源制御手段が、前記所定の走査範囲外において、前記第１の照明光もしくは前記第２の照明光を単独で照射させることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の内視鏡装置。
7. 前記光源制御手段が、走査エリア全体を照射させる照明光を、前記第１の照明光と第２の照明光との間で切り替え可能であることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記光源制御手段が、走査位置に応じて前記第１の照明光と前記第２の照明光とを交互にパルス照射させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内視鏡装置。
9. 前記第１の観察画像と前記第２の観察画像とを同時に画面表示させる表示処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内視鏡装置。
10. 前記第１の照明光および前記第２の照明光が、それぞれ、カラー観察画像用の光、蛍光観察画像用の励起光、赤外光の波長を含むあるいはそれに近い長波長領域の光のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の内視鏡装置。
11. 前記光源が、第１の照明光および第２の照明光とは波長領域の異なる第３の照明光を照射可能であり、
    前記光源制御手段が、走査位置に応じて、前記第１の照明光と第２の照明光と第３の照明光の照射を切り替え制御し、
    前記光源制御手段が、前記第１の照明光によるスポットと、前記第２の照明光によるスポットと、前記第３の照明光によるスポットとを混在させるように、照射を切り替え制御し、
    前記画像形成手段が、前記第３の照明光による画素データから第３の観察画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
12. 前記光源制御手段が、走査位置に応じて前記第１の照明光と前記第２の照明光と前記第３の照明光を交互にパルス照射させることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置。
13. 前記第１の観察画像と前記第２の観察画像と前記第３の観察画像とを同時に画面表示させる画像信号処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１乃至１２のいずれかに記載の内視鏡装置。
14. 前記第３の照明光が、赤外光の波長を含むあるいはそれに近い長波長領域の光であって、
    第３の照明光に基づき、内視鏡先端から観察対象までの距離を測定する距離測定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置。
15. 第１の照明光と、第１の照明光とは波長領域の異なる第２の照明光とを照明光として照射可能な光源から照射される照明光を、観察対象に対し螺旋状に走査させる走査手段と、
    走査位置に応じて、前記第１の照明光と第２の照明光の照射を切り替え制御する光源制御手段とを備え、
    前記光源制御手段が、前記第１の照明光によるスポットと前記第２の照明光によるスポットとを混在させるように、照射を切り替え制御することを特徴とする内視鏡照明装置。
16. 請求項１５に記載された内視鏡照明装置によって前記第１の照明光および前記第２の照明光により照射された観察対象からの反射光から、所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出する画素検出手段と、
    前記第１の照明光による画素データから第１の観察画像を生成し、前記第２の照明光による画素データから第２の観察画像を生成する画像生成手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
17. 走査手段が、第１の照明光と第１の照明光とは波長領域の異なる第２の照明光とを照明光として放射可能な光源から放射される照明光を、観察対象に対し螺旋状に走査させ、
    光源制御手段が、走査位置に応じて、前記第１の照明光と第２の照明光の放射を切り替え制御する内視鏡照明装置の作動方法であって、
    前記光源制御手段が、前記第１の照明光によるスポットと前記第２の照明光によるスポットとを混在させるように、放射を切り替えることを特徴とする内視鏡照明装置の作動方法。
18. 画素検出手段が、請求項１７に記載された内視鏡照明装置の作動方法によって放射された前記第１の照明光および前記第２の照明光による観察対象からの反射光から、所定のサンプリングレートによって観察対象に応じた画素データを検出し、
    画像生成手段が、前記第１の照明光による画素データから第１の観察画像を生成し、前記第２の照明光による画素データから第２の観察画像を生成することを特徴とする画像形成装置の作動方法。
    

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