JP5685406B2 - 画像撮像装置およびその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源から射出された照射光を照射窓を介して被観察部に照射して画像を撮像する画像撮像装置および画像撮像装置の照射窓の洗浄方法に関するものである。

従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。

また、このような内視鏡システムの１つとして、被検体の生体組織表面から一定の深さ以上に存在する通常画像上には現れない血管を確認するため、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）を予め体内に投入し、近赤外光を被観察部に照射して血管内のＩＣＧの蛍光を検出することによって血管の蛍光画像を取得する内視鏡システムも提案されている。

ここで、上述したような内視鏡システムを用いて内視鏡外科手術を行う際には、体腔内に挿入される挿入部の先端に煙やミストなどが付着し、内視鏡の撮像レンズや照射窓が汚れることが多く、その都度体腔外へ内視鏡を抜出して清掃することが行われている。

特に、上述したような近赤外域の蛍光観察を行う内視鏡システムにおいては、近赤外レーザ光を広い範囲に照射するため、かつ被観察部における照射面での近赤外レーザ光の集中を避けるため、通常、コヒーレントなレーザ光を拡散させて使用することが多く、このため一般的には近赤外光の照射窓の面積を大きくする必要がある。

そのため、近赤外光の照射窓に、上述したような汚れが付着する可能性が高くなり、内視鏡を清掃する頻度が高くなるが、汚れが付着する度に体腔外へ内視鏡を抜き出し、清掃後に再び内視鏡を挿入するようにしたのでは、その清掃の間は手術が停止してしまい、かつ再び内視鏡を挿入した際には視界（視野）が変更になってしまうため手術時間に対して大きなロスとなる問題がある。

また、上述したように内視鏡システムにおいて、レーザ光源などの比較的パワー密度が高い光源を用いる場合には、内視鏡先端に装備された照明窓に血液等の汚れが付着した場合には、その汚れが照射光によって焦げ付き、必要な照明ができなくなる問題がある。また、照射窓における焦げ付きや照射窓からの反射光の増加によって、照射窓までの導光部材の温度が上昇し焼き付きなどの問題も生じる。

そこで、たとえば、特許文献１から特許文献４においては、内視鏡挿入部の先端に洗浄機構を設け、内視鏡挿入部を体腔外に取り出すことなく、撮像レンズや照射窓を清掃可能な内視鏡装置が提案されている。

特開２００９−２７９２９１号公報 特開２００８−２７９２０２号公報 特開平９−２５３０３４号公報 特開平７−２８９５１４号公報

しかしながら、特許文献１から特許文献４に記載の内視鏡システムにおいては、たとえば、通常画像を観察中において挿入部先端の撮像レンズ面に汚れが付着した場合には、実際に撮影された画像を操作者が観察することによって挿入部先端に汚れが付着しているか否かを判断することができるが、たとえば、通常画像を観察中において近赤外光の照射窓のみに汚れが付着している場合には、その汚れの付着に気づくことができず、通常画像の観察から蛍光画像の観察に切り替えた際も、近赤外光は不可視なため、その照度の減少に気づくのが困難であり、上述した照射窓における焦げ付きが発生する問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、照射窓の汚れの洗浄を適切なタイミングで行うことができ、照射窓における汚れの焦げ付きなどを効果的に防止することができる画像撮像装置および画像撮像装置の照射窓の洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の画像撮像装置の照射窓洗浄方法は、光源から射出された照射光を照射窓を介して被観察部に照射する光照射部と、照射光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して画像を撮像する撮像部とを備えた画像撮像装置の照射窓の洗浄方法であって、照射光の照射開始の指示を受け付け、その照射光の照射開始の指示に応じて照射窓に向けて液体を射出することを特徴とする。

本発明の画像撮像装置は、光源から射出された照射光を照射窓を介して被観察部に照射する光照射部と、照射光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して画像を撮像する撮像部とを備えた画像撮像装置において、照射窓に向けて液体を射出する照射窓洗浄部と、照射光の照射開始の指示を受け付ける照射開始指示受付部とを備え、照射窓洗浄部が、照射光の照射開始の指示に応じて液体を射出するものであることを特徴とする。

また、上記本発明の画像撮像装置は、光照射部を、体腔内に挿入される体腔挿入部を備えたものとし、照射窓を体腔挿入部の先端に設けることができる。

また、光照射部を、照射光として励起光を照射窓を介して被観察部に照射するものとし、撮像部を、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像するものとできる。

また、光源としてレーザ光源またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いることができる。

また、撮像部を、被観察部から発せられた光を撮像レンズを介して受光するものとし、撮像レンズに向けて液体を射出する撮像レンズ洗浄部と照射窓洗浄部とを別個に設けることができる。

また、照射窓洗浄部を、照射光の照射開始の指示に応じて、撮像レンズ洗浄部および照射窓洗浄部のうちの照射窓洗浄部のみから液体を射出するものとできる。

また、光照射部を、照射光として励起光を励起光用の照射窓を介して被観察部に照射するものとするとともに、照射光として白色光を白色光用の照射窓を介して被観察部に照射するものとし、撮像部を、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像するものとするとともに、白色光の照射によって被観察部から発せられた反射光を受光して通常画像を撮像するものとし、照射窓洗浄部を、液体を射出するノズルを有するものとし、１つのそのノズルによって励起光用の照射窓と白色光用の照射窓との両方に向けて液体を射出するものとできる。

また、光照射部を、照射光として励起光を励起光用の照射窓を介して被観察部に照射するものとするとともに、照射光として白色光を白色光用の照射窓を介して被観察部に照射するものとし、撮像部を、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を撮像レンズを介して受光して蛍光画像を撮像するものとするとともに、白色光の照射によって被観察部から発せられた反射光を撮像レンズを介して受光して通常画像を撮像するものとし、照射窓洗浄部を、液体を射出するノズルを有するものとし、１つのそのノズルによって励起光用の照射窓と白色光用の照射窓と撮像レンズとに向けて液体を射出するものとできる。

また、照射射窓洗浄部を、体腔挿入部の周囲に設けられる外套管に設けることができる。

本発明の画像撮像装置の照射窓の洗浄方法によれば、光源から射出された照射光を照射窓を介して被観察部に照射し、その照射光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して画像を撮像する画像撮像装置において、照射光の照射開始の指示に応じて照射窓洗浄部から照射窓に向けて液体を射出して洗浄を行うようにしたので、照射光を射出する際には必ず照射窓の洗浄を行うことができ、照射窓における汚れの焦げ付きなどを効果的に防止することができる。

本発明の画像撮像装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図 体腔挿入部の概略構成図 体腔挿入部の先端部の概略構成図 図３の４−４’線断面図 体腔挿入部の各投光ユニットによって照射される光のスペクトルおよびその光の照射によって被観察部から発せられる蛍光および反射光のスペクトルを示す図 撮像ユニットの概略構成を示す図 撮像ユニットの分光感度を示す図 画像処理装置および光源装置の概略構成を示す図 送気送水装置の概略構成を示す図 本発明の画像撮像装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの作用を説明するためのフローチャート 送気送水装置のその他の実施形態の概略構成を示す図 本発明の画像撮像装置のその他の実施形態を用いた硬性鏡システムの洗浄ノズルを示す図 本発明の画像撮像装置のその他の実施形態を用いた硬性鏡システムの洗浄ノズルを示す図

以下、図面を参照して本発明の画像撮像装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。本実施形態は、体内に挿入される挿入部の先端に設けられた照射窓の洗浄タイミングに特徴を有するものであるが、まずは、そのシステム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。

本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、青色光と近赤外光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された青色光を波長変換した白色光と近赤外光を被観察部に照射するとともに、白色光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像と近赤外光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施すとともに、光源装置２と後述する送気送水装置５とに制御信号を出力するプロセッサ３と、プロセッサ３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の蛍光画像および通常画像を表示するモニタ４と、プロセッサ３からの制御信号に応じて硬性鏡撮像装置１０に生理食塩水および炭酸ガスを供給する送気送水装置５とを備えている。

硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、腹腔や胸腔などの体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。

また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、およびケーブル接続口３０ｃを備えている。

接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。

挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、先端側３０Ｙから入射された被観察部の通常像および蛍光像はレンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に射出される。

挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続口３０ｃが設けられており、このケーブル接続口３０ｃに光ケーブルＬＣが機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとが光ケーブルＬＣを介して光学的に接続されることになる。

また、図３に体腔挿入部３０の先端側３０Ｙの構成を示す。図３に示すように、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、通常像および蛍光像を結像する撮像レンズ３０ｄと、その撮像レンズ３０ｄを挟んで略対称に白色光を照射する白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆと近赤外光を照射する近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈが設けられている。このように白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆおよび近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈを撮像レンズ３０ｄに対して対称に２つ設けるようにしているのは、被観察部の凹凸によって通常像および蛍光像に陰影ができないようにするためである。

さらに、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、送気送水装置５から供給された生理食塩水や炭酸ガスを射出する撮像レンズ用洗浄ノズル７と、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８と、第２の照射レンズ用洗浄ノズル９とが設けられている。

そして、撮像レンズ用洗浄ノズル７の開口部７ａは、撮像レンズ３０ｄに向けられており、その開口部７ａから撮像レンズ３０ｄに向けて生理食塩水や炭酸ガスが射出されるように構成されている。

また、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８の開口部８ａは、白色光用照射レンズ３０ｆおよび近赤外光用照射レンズ３０ｈの方に向けられており、その開口部８ａから白色光用照射レンズ３０ｆおよび近赤外光用照射レンズ３０ｈに向けて生理食塩水や炭酸ガスが射出されるよう構成され、また、第２の照射レンズ用洗浄ノズル９の開口部９ａは、白色光用照射レンズ３０ｅおよび近赤外光用照射レンズ３０ｇの方に向けられており、その開口部９ａから白色光用照射レンズ３０ｅおよび近赤外光用照射レンズ３０ｇに向けて生理食塩水や炭酸ガスが射出されるよう構成されている。

また、図４に、図３の４-４’線断面図を示す。図４に示すように、体腔挿入部３０内には、白色投光ユニット７０と近赤外投光ユニット６０とが設けられている。

白色投光ユニット７０は、青色光を導光するマルチモード光ファイバ７１と、マルチモード光ファイバ７１によって導光された青色光の一部を吸収して励起され、緑色〜黄色の可視光を発する蛍光体７２とを備えている。蛍光体７２は、複数種類の蛍光物質から形成されており、たとえば、ＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光物質などを含んで形成される。

そして、蛍光体７２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材７３が設けられており、スリーブ部材７３の内部には、マルチモード光ファイバ７１を中心軸として保持するフェニール７４が挿入されている。さらに、フェニール７４の後端側（先端側とは逆側）から延出されるマルチモード光ファイバ７１には、その外皮を覆うフレキシブルスリーブ７５がスリーブ部材７３との間に挿入されている。

また、近赤外投光ユニット６０は、近赤外光を導光するマルチモード光ファイバ６１を備えており、マルチモード光ファイバ６１と近赤外光用照射レンズ３０ｈとの間には空間６２が設けられている。

また、近赤外投光ユニット６０にも、空間６２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材６３が設けられており、白色投光ユニット７０と同様に、フェニール６４およびフレキシブルスリーブ６５が設けられている。

また、各投光ユニットにおいて使用されるマルチモード光ファイバとしては、たとえば、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径が直径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの細径なものを使用することができる。

なお、上記では、白色光用照射レンズ３０ｆを含む白色投光ユニット７０と近赤外光用照射レンズ３０ｈを含む近赤外光投光ユニット６０について説明したが、白色光用照射レンズ３０ｅを含む白色投光ユニットと近赤外光用照射レンズ３０ｇを含む近赤外光投光ユニットも同様の構成である。

ここで、各投光ユニットによって被観察部に照射される光のスペクトルおよびその光の照射によって被観察部から発せられる蛍光および反射光のスペクトルを図５に示す。図５には、白色投光ユニット７０の蛍光体７２を透過して照射された青色光スペクトルＳ１と、白色投光ユニット７０の蛍光体７２において励起されて照射された緑色〜黄色の可視光スペクトルＳ２と、近赤外投光ユニット６０によって照射された近赤外光スペクトルＳ３と、近赤外投光ユニット６０による近赤外光スペクトルＳ３の照射によって発せられたＩＣＧ蛍光スペクトルＳ４とが示されている。

なお、本明細書における白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、たとえば、基準光であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、たとえば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光なども広義に含むものとする。したがって、白色投光ユニット７０は、図５に示すような青色光スペクトルＳ１と可視光スペクトルＳ２とを照射するものであるが、これらのスペクトルからなる光も白色光であるとする。

図６は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。

第１の撮像系は、体腔挿入部３０から射出された蛍光像を透過するとともに、近赤外光をカットする近赤外光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および近赤外光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ２を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ２を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。

第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ１を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ１を撮像する撮像素子２６を備えている。

高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ２の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４はモノクロの撮像素子である。

撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。

ここで、図７に、撮像ユニット２０の分光感度のグラフを示す。具体的には、撮像ユニット２０は、第１の撮像系がＩＲ（近赤外）感度を有し、第２の撮像系がＲ（赤）感度、Ｇ（緑）感度、Ｂ（青）感度を有するように構成されている。

また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、プロセッサ３から出力されたＣＣＤ駆動信号に基づいて高感度撮像素子２４および撮像素子２６を駆動制御するとともに、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号および撮像素子２６から出力された通常画像信号に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブルを介してプロセッサ３に出力するものである。

図８は、光源装置２およびプロセッサ３の概略構成を示す図である。プロセッサ３は、図８に示すように、通常画像入力コントローラ３１、蛍光画像入力コントローラ３２、画像処理部３３、メモリ３４、ビデオ出力部３５、操作部３６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３７、および制御部３８を備えている。

通常画像入力コントローラ３１および蛍光画像入力コントローラ３２は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ３１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ３２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ３４に格納される。

画像処理部３３は、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。

ビデオ出力部３５は、画像処理部３３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。

操作部３６は、近赤外光の照射開始指示、すなわち通常画像撮影モードから蛍光画像撮影モードへの切り替え指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。なお、本実施形態においては、近赤外光の照射開始指示を操作部３６によって受け付けるようにしたが、これに限らず、たとえば、フットペダルの押下によって近赤外光の照射開始指示を受け付けるようにしてもよい。

また、ＴＧ３７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ４３，４６，４９を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。

制御部３８は、システム全体を制御するものであるが、本実施形態においては、特に操作部３６によって受け付けられた近赤外光の照射開始指示信号に応じて、送気送水装置５に対して送水のための制御信号を出力するものである。そして、この近赤外光の照射に連動した送水制御は、近赤外光出射連動モードとして予め設定されるものであるが、本実施形態においては、この近赤外光出射連動モードは、操作者が操作部３６を用いてオン/オフ可能なように構成されている。

光源装置２は、図８に示すように、４４５ｎｍの青色光を射出する青色ＬＤ光源４０と、青色ＬＤ光源４０から射出された青色光を集光して光ファイバスプリッタ４２に入射させる集光レンズ４１と、集光レンズ４１によって入射された青色光を光ケーブルＬＣ１と光ケーブルＬＣ２との両方に同時に入射する光ファイバスプリッタ４２と、青色ＬＤ光源４０を駆動するＬＤドライバ４３とを備えている。

そして、光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２は、それぞれ白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１に光学的に接続されるものである。

また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を射出する複数の近赤外ＬＤ光源４４，４７と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光を集光して光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４に入射する複数の集光レンズ４５，４８と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７を駆動する複数のＬＤドライバ４６，４９とを備えている。

そして、光ケーブルＬＣ３およびＬＣ４は、それぞれ近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１に光学的に接続されているものとする。

また、本実施形態においては、励起光として近赤外光を用いるようにしたが、上記近赤外光に限定されず、被検者に投入される蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。

また、本実施形態においては、レーザ光源を用いるようにしたが、ＬＥＤ光源を用いるようにしてもよい。

図９は、送気送水装置５の概略構成を示すブロック図である。送気送水装置５は、図９に示すように、ＣＯ_２ボンベ５０１、液体貯蔵タンク５０２、送圧・流量調整部５０３、送気送水制御部５０４、流量センサ５０５，５０６、３方弁５０７、およびヒータ部５０８を備えている。

ＣＯ_２ボンベ５０１は、ＣＯ_２ガスを貯蔵しており、ＣＯ_２ボンベ５０１のＣＯ_２ガスは管路６０１を介して送圧・流量調整部５０３に送られる。送圧・流量調整部５０３は、ＣＯ_２ガスの圧力および流量を調整し、管路６０２を介して液体貯蔵タンク５０２に送気する。また、液体貯蔵タンク５０２は、たとえば、生理食塩水を貯蔵するものであり、管路６０２を介して送気されたＣＯ_２ガスにより生理食塩水を管路６０３に送水することができるように構成されている。また、液体貯蔵タンク５０２は、ＣＯ_２ガスを管路６０４に送気することもできるものである。

３方弁５０７は、管路６０３からの生理食塩水と、管路６０４からのＣＯ_２ガスを切り替えて送気送水管路６０５に送気送水し、生理食塩水またはＣＯ_２ガスを送気送水管路６０５を介して撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８、および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９に供給するものである。

流量センサ５０５は管路６０３を流れる生理食塩水の流量を検出するセンサであり、流量センサ５０６は管路６０４を流れるＣＯ_２ガスの流量を検出するセンサである。

ヒータ部５０８は、液体貯蔵タンク５０２内の生理食塩水を所定温度に保持するヒータであり、温度センサを内蔵している。

送気送水制御部５０４は、プロセッサ３の制御部３８から出力された制御信号および流量センサ５０５，５０６からの検出信号に基づき、送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７およびヒータ部５０８を制御するものである。

次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、被験者の静脈から標識試薬が投与されるとともに、送気送水装置５によってＣＯ_２ガスを体腔内に供給して気腹する。なお、このとき送気送水制御部５０４は、ヒータ部５０８を制御して生理食塩水を所定温度に保持する（Ｓ１０）。

次に、操作者によってプロセッサ３の操作部３６を用いて通常画像撮影モードが選択され、その選択信号が制御部３８によって受け付けられ、制御部３８によって各装置が制御され、通常画像の撮像および表示が行われる（Ｓ１２）。

通常画像撮像モードが選択された場合には、光源装置２の青色ＬＤ光源４０から射出された青色光が、集光レンズ４１および光ファイバスプリッタ４２を介して光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２の両方に同時に入射される。そして、さらに青色光は光ケーブルＬＣ１，ＬＣ２により導光されて体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１によって導光される。そして、マルチモード光ファイバ７１の出射端から出射された青色光は、一部は蛍光体７２を透過して被観察部に照射され、一部以外は蛍光体７２によって緑色〜黄色の可視光に波長変換され、その可視光が被観察部に照射される。すなわち、青色光と緑色〜黄色の可視光とからなる白色光が被観察部に照射される。

そして、白色光の照射によって被観察部から反射された通常像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。

撮像ユニット２０に入射された通常像は、ダイクロイックプリズム２１によって直角方向に反射され、第２結像光学系２５によって撮像素子２６の撮像面に結像され、撮像素子２６によって撮像される。

そして、撮像素子２６からそれぞれ出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に出力される。

そして、プロセッサ３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ３１において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部３３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。

そして、ビデオ出力部３５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。

そして、上記のようにして通常画像が表示された状態において、医師などが所望の被観察部について蛍光画像の撮影が行いたいと考えた場合には、蛍光画像撮影モードに切り替えられる（Ｓ１４，ＹＥＳ）。

蛍光画像撮影モードへの切替え指示は操作部３６において行われ、その切替指示に応じて制御部３８からＴＧ３７を介して近赤外ＬＤ光源４４，４７を駆動するＬＤドライバ４６，４９に近赤外光出射開始の制御信号が出力され、その制御信号に応じてＬＤドライバ４６，４９は近赤外光ＬＤ光源４４，４７から近赤外光を出射させる。

一方、蛍光画像撮影モードへの切替え指示が操作部３６において行われた際、制御部３８は、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８と第２の照射レンズ用洗浄ノズル９とからの送水が、近赤外光出射連動モードに設定されているか否かを確認する（Ｓ１６）。

そして、近赤外光出射連動モードに設定されている場合には（Ｓ１６，ＹＥＳ）、制御部３８は、蛍光画像撮影モードへの切替え指示の受け付けに応じて、送気送水装置５の送気送水制御部５０４に制御信号を出力し、送気送水装置５は、入力された制御信号に応じて送水を開始する（Ｓ１８）。

具体的には、送圧・流量調整部５０３によってＣＯ_２ボンベ５０１のＣＯ_２ガスの圧力および流量が調整され、管路６０２を介して液体貯蔵タンク５０２に送気され、この送気によって液体貯蔵タンク５０２内の生理食塩水が管路６０３に送水される。

そして、管路６０３を流れる生理食塩水が３方弁５０７を通過して送気送水管路６０５に供給され、送気送水管路６０５を介して撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８、および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９に供給され、撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９から生理食塩水が出射されて白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆと近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈと撮像レンズ３０ｄとが洗浄される。

そして、上述したようなレンズの洗浄とともに、蛍光画像の撮影が開始される。具体的には、光源装置２の近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光が、集光レンズ４５，４８を介して光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４に入射され、光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４を介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１によって導光されて被観察部に照射される。

そして、近赤外光の励起光の照射によって被観察部から発せられたＩＣＧ蛍光像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。

撮像ユニット２０に入射されたＩＣＧ蛍光像は、ダイクロイックプリズム２１および近赤外光カットフィルタ２２を透過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって撮像される。高感度撮像素子２４から出力されたＩＣＧ蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に出力される。

そして、プロセッサ３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部３３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。

そして、ビデオ出力部３５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。

一方、Ｓ１６において、近赤外光出射連動モードが設定されていない場合には（Ｓ１６，ＮＯ）、このとき特に送水制御は行われず、後述するマニュアルモードでの送気送水制御となる。

次に、Ｓ１４に戻り、蛍光画像撮影モードが選択されていないとき、すなわち通常画像撮影モードが継続して選択されている場合には、撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９からの生理食塩水などの出射は、操作者によるマニュアルモードとなる。

具体的には、たとえば、操作者によって通常画像上において汚れが付着していると判断され、操作者によってプロセッサ３の操作部３６を用いて送気送水スイッチの操作が行われた場合には、送気送水制御部５０４は、送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７を制御して手動による送気送水を実行する。

具合的には、操作者によって撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９から送水を行うよう操作された場合には、送圧・流量調整部５０３によってＣＯ_２ボンベ５０１のＣＯ_２ガスの圧力および流量が調整され、管路６０２を介して液体貯蔵タンク５０２に送気され、この送気によって液体貯蔵タンク５０２内の生理食塩水が管路６０３に送水される。

そして、管路６０３を流れる生理食塩水が３方弁５０７を通過して送気送水管路６０５に供給され、送気送水管路６０５を介して撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９に供給されて射出される。

また、操作者によって撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９から送気を行うよう操作された場合には、３方弁５０７が管路６０４側に切り替えられ、液体貯蔵タンク５０２内を通過したＣＯ_２ガスが管路６０４に送気され、その送気されたＣＯ_２ガスが３方弁５０７を通過して送気送水管路６０５に供給され、送気送水管路６０５を介して撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９に供給されて射出される。

そして、硬性鏡システム１による手技が終了するまで、上記Ｓ１２〜Ｓ２０の処理が繰り返される（Ｓ２２）。

なお、上記第１の実施形態の硬性鏡システムにおいては、通常画像撮影モードと蛍光画像撮影モードとを切り替えるようにしたが、これに限らず、通常画像撮影モードと蛍光画像撮影モードとの両方の選択を受け付け、通常画像と蛍光画像の撮影を両方同時に行うようにしてもよい。この場合においても、蛍光画像の撮像の際には、制御部３８によって近赤外光出射連動モードが設定されているか否かが確認され、近赤外光出射連動モードが設定されている場合には、上述したように近赤外光の出射に連動して撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９から生理食塩水が出射される。そして、近赤外光出射連動モードが設定されていない場合にはマニュアルモードでの送気送水制御が行われる。

また、上記実施形態においては、近赤外光出射連動モードが設定されている場合には、近赤外光の出射に連動して、撮像レンズ３０ｄと近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈとの両方を洗浄するようにしたが、これに限らず、このとき近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈのみ洗浄し、撮像レンズ３０ｄの洗浄については近赤外光の出射に連動させないようにしてもよい。

具体的には、たとえば、図１１に示すように、３方弁５０７よりも下流側に２方弁５０９を設け、蛍光画像撮影モードへの切替え指示が行われた際には、照射レンズ側管路６０５ａを介して第１および第２の照射レンズ用洗浄ノズル８，９からのみ生理食塩水が射出されるようにし、撮像レンズ側管路６０５ｂには、このとき生理食塩水を送水しないようにしてもよい。

このように撮像レンズ３０ｄ側の洗浄を行わないことによって、洗浄水により不用意に通常画像または蛍光画像の撮像を妨げるのを防止することができ、術者へストレスを与えるのを防止することができる。

なお、このとき撮像レンズ３０ｄの洗浄については、たとえば、上述したようマニュアルモードで行うようにすればよい。

また、撮像レンズ３０ｄの洗浄を近赤外光の出射に連動させるか否かについて選択指示を受け付けるようにし、その選択指示に基づいて、撮像レンズ３０ｄの洗浄を近赤外光の出射に連動させたり、マニュアルモードにしたり切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、撮像レンズ用洗浄ノズル７、第１の照射レンズ用洗浄ノズル８および第２の照射レンズ用洗浄ノズル９の３つの洗浄ノズルを設けるようにしたが、これに限らず、たとえば、図１２に示すように、１つの洗浄ノズル８０によって全てのレンズを洗浄するようにしてもよい。なお、図１２に示す実施形態においては、近赤外光投光ユニット６０を１つだけ設けるようにし、近赤外光照射レンズ３０ｉを楕円形として照射範囲が広くなるように構成されている。

また、上記実施形態においては、送気送水管路を体腔挿入部３０内に内挿して、体腔挿入部３０の先端に洗浄ノズルを設けるようにしたが、これに限らず、図１３に示すように、体腔挿入部３０の側面周囲に設けられる外套管９０に送気送水管路を設けるとともに、その先端に第１の洗浄ノズル９１、第２の洗浄ノズル９２および第３の洗浄ノズル９３を設けるようにしてもよい。外套管９０は、体腔挿入部３０に固定されているわけではないので、第１〜第３の洗浄ノズル９１，９２，９３の位置を体腔挿入部３０の先端の円周上において任意の場所に設置することができ、洗浄箇所の自由度をもたせることができる。

また、上記実施形態は、本発明の画像撮像装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。また、内視鏡システムに限らず、体内に挿入される挿入部を備えていない、いわゆるビデオカメラ型の医用画像撮像装置に適用してもよい。

１ 硬性鏡システム
２ 光源装置
３ プロセッサ
４ モニタ
５ 送気送水装置
７ 撮像レンズ用洗浄ノズル
７ 撮像レンズ用洗浄ノズル
７ａ 開口部
８ 照射レンズ用洗浄ノズル
８ａ 開口部
９ 照射レンズ用洗浄ノズル
９ａ 開口部
１０ 硬性鏡撮像装置
２０ 撮像ユニット
２４ 高感度撮像素子
２６ 撮像素子
３０ 体腔挿入部
３０ｄ 撮像レンズ
３０ｅ，３０ｆ 白色光用照射レンズ
３０ｇ，３０ｈ 近赤外光用照射レンズ
３０ｉ 近赤外光照射レンズ
３６ 操作部
３８ 制御部
４０ 青色ＬＤ光源
４４，４７ 近赤外光ＬＤ光源
６０ 近赤外投光ユニット
７０ 白色投光ユニット
８０ 洗浄ノズル
９０ 外套管
９１ 第１の洗浄ノズル
９２ 第２の洗浄ノズル
９３ 第３の洗浄ノズル
５０４ 送気送水制御部

Claims (2)

1. 光源から射出された照射光を照射窓を介して被観察部に照射する光照射部と、前記照射光の照射によって前記被観察部から発せられた光を撮像レンズを介して受光して画像を撮像する撮像部とを備えた画像撮像装置において、
   前記照射窓に向けて液体を射出する照射窓洗浄部と、
   該照射窓洗浄部とは別個に設けられた、前記撮像レンズに向けて液体を射出する撮像レンズ洗浄部と、
   前記照射光の照射開始の指示を受け付ける照射開始指示受付部とを備え、
   前記照射光の照射開始の指示が受け付けられた時点において、前記撮像レンズ洗浄部および前記照射窓洗浄部のうちの前記照射窓洗浄部のみから前記液体が射出されることを特徴とする画像撮像装置。
2. 照射開始指示受付部と、光照射部と、照射窓洗浄部と、該照射窓洗浄部とは別個に設けられた撮像レンズ洗浄部と、撮像部とを備えた画像撮像装置の作動方法であって、
   前記照射開始指示受付部が、照射光の照射開始の指示を受け付け、
   前記光照射部が、前記照射光の照射開始の指示が受け付けられた時点において前記照射光を照射窓を介して被観察部に対して射出し、
   前記撮像部が、前記照射光の射出によって前記被観察部から発せられた光を撮像レンズを介して受光して画像を撮像し、
   前記照射光の照射開始の指示が受け付けられた時点において、前記照射窓洗浄部および前記撮像レンズ洗浄部のうち前記照射窓洗浄部のみが前記照射窓に向けて液体を射出し、前記撮像レンズ洗浄部は前記撮像レンズに向けて液体を射出しないことを特徴とする画像撮像装置の作動方法。

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