JP6253527B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
照明用光源32とLD33との一方または両方が挿入部2の先端20に配置されていてもよい。あるいは、照明用光源32とLD33との一方または両方が光学アダプタ6の内部に配置されていてもよい。
図2に示す内視鏡装置1を用いて本変形例を説明する。本変形例の内視鏡装置1は、図14に示す手順で動作する。図14を参照して、内視鏡装置1の動作を説明する。本変形例では、観察モードにおける波長変調の周期をユーザが指定することが可能である。以下では、図12に示す手順と異なる点を説明し、図12に示す手順と同じ点については説明を省略する。
図15は、本変形例の内視鏡装置1aの構成を示している。図15では、光学アダプタ6cの種類を検出するための構成のみが示され、図2に示す構成と同様の構成については省略されている。図15に示すように、内視鏡装置1aは、挿入部2aと、コントロールユニット3aとを有する。挿入部2aの先端20aには交換式の光学アダプタ6cが装着されている。本変形例の内視鏡装置1aは、挿入部2aの先端20aに装着された光学アダプタ6cの種類に応じた処理を行う。
図2に示す内視鏡装置1を用いて本変形例を説明する。本変形例では、照明用光源32は、白色光を生成する白色LEDである。また、LD33は、青色の波長に対応する青色光を生成する青色LDである。
図2に示す内視鏡装置1を用いて本変形例を説明する。本変形例では、照明用光源32は、第1の波長に対応する第1の光を生成する半導体光源である。また、LD33は、第1の波長と異なる第2の波長に対応するコヒーレントな第2の光を生成する。第1の光と第2の光とを混合した光は白色光である。例えば、照明用光源32は、黄色の波長(第1の波長)に対応する黄色光を生成する黄色LEDである。また、LD33は、青色の波長(第2の波長)に対応する青色光を生成する青色LDである。
図2に示す内視鏡装置1を用いて本変形例を説明する。波長可変レーザーを用いて、LD33によって生成される光の波長を変調させる制御を行うことが可能である。
スペックルパターンを投射するためのコヒーレント光源であるLDから出射された光が光ファイバーに入射する前に光に光路長差を与えることで、光ファイバーから出射される光にランダムな位相分布を与えることができる。
図2に示す内視鏡装置1を用いて本変形例を説明する。本変形例では、内視鏡装置1は、計測モード中は、スペックルパターンが常に投射されている状態と、スペックルパターンが低減されている状態とを高速に切り替えることが可能である。また、内視鏡装置1は、スペックルパターンが投射されている状態の画像と、スペックルパターンが低減されている状態の画像との両方を順次撮影する。
前述したように、マルチモードファイバーである光ファイバー82は回折界スペックルを発生させる。つまり、光ファイバー82は、LD33によって生成された光を挿入部2の先端20に伝送すると共に、LD33によって生成された光に対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させる。光ファイバー82が変形することで、挿入部2の先端20から出射される光の位相分布が変化し、スペックルパターンが変化する。したがって、圧電素子等を用いて光ファイバー82を振動させることで、スペックルパターンが振動する。
図19は、本変形例の内視鏡装置1bの構成を示している。図19に示すように、内視鏡装置1bは、挿入部2bとコントロールユニット3bとを有する。図19では、回折界スペックルの発生と回折界スペックルの制御とに関する構成のみが示され、図2に示す構成と同様の構成については省略されている。
2,2a,2b 挿入部
3,3a,3b コントロールユニット
4 操作部
5 表示部
6,6a,6b,6c 光学アダプタ
20,20a,20b 先端
21 撮像部
30 撮像制御部
31 映像処理回路
32 照明用光源
33 LD
34 光源制御回路
35 温度制御素子
36 温度制御回路
37 CPU
38 信号検出回路
39 振動発生部
40 振動制御回路
41 位相分散部
60,60a,60b 対物レンズ
61 配光調節光学系
69 導光光学系
76 電気的素子
77a,77b,78a,78b 接続部
200 光学部材
201,202,204 レンズ
203 光路長分散部
Claims (28)
- 第1の光を生成する第1の光源と、
コヒーレントな第2の光を生成する半導体光源であって前記第1の光源と異なる第2の光源と、
観察モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させ、計測モード中に前記第1の光源を点灯または消灯させると共に前記第2の光源を点灯させる光源制御部と、
物体の内部の被写体を複数の視点から撮像し、前記被写体の複数の像の画像データを生成する撮像部と、
前記計測モード中に生成された前記画像データに基づいて前記被写体の3次元形状を算出する演算部と、
前記観察モード中に生成された前記画像データに基づく画像を前記観察モード中に表示する表示部と、
前記物体の内部に挿入される挿入部であって、前記撮像部が配置され、前記第1の光と前記第2の光とを前記挿入部の先端から前記被写体に投射する、または前記第1の光と前記第2の光とを、前記先端に装着された光学アダプタを介して前記被写体に投射する前記挿入部と、
前記第2の光に対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させるスペックルパターン発生部と、
前記計測モード中に、前記回折界スペックルによるスペックルパターンが前記被写体に投射され、前記観察モード中に、前記被写体に投射される前記スペックルパターンが前記計測モード中よりも低減するように前記回折界スペックルを制御するスペックルパターン制御部と、
を有する内視鏡装置。 - 第1の光を生成する第1の光源と、
コヒーレントな第2の光を生成する半導体光源であって前記第1の光源と異なる第2の光源と、
観察モード中に前記第1の光源を点灯させると共に前記第2の光源を計測モード中の前記第2の光源の光量よりも少ない光量で点灯させる、または前記第2の光源を消灯させ、前記計測モード中に前記第1の光源を点灯または消灯させると共に前記第2の光源を点灯させる光源制御部と、
物体の内部の被写体を複数の視点から撮像し、前記被写体の複数の像の画像データを生成する撮像部と、
前記計測モード中に生成された前記画像データに基づいて前記被写体の3次元形状を算出する演算部と、
前記観察モード中に生成された前記画像データに基づく画像を前記観察モード中に表示する表示部と、
前記物体の内部に挿入される挿入部であって、前記撮像部が配置され、前記第1の光と前記第2の光とを前記挿入部の先端から前記被写体に投射する、または前記第1の光と前記第2の光とを、前記先端に装着された光学アダプタを介して前記被写体に投射する前記挿入部と、
前記第2の光に対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させるスペックルパターン発生部と、
を有する内視鏡装置。 - 前記第1の光は、第1の光ファイバーによって前記先端に伝送され、
前記第2の光は、前記第1の光ファイバーと異なる第2の光ファイバーによって前記先端に伝送され、
前記第1の光と前記第2の光とを出射する共通の窓が前記先端に形成されている請求項1または請求項2に記載の内視鏡装置。 - 前記挿入部の前記先端に配置され、前記第1の光と前記第2の光とを前記被写体に投射する範囲を調節する配光調節光学系をさらに有する請求項1または請求項2に記載の内視鏡装置。
- 前記被写体を複数の視点から見た複数の像を形成する対物レンズと、前記第1の光と前記第2の光とを前記被写体に投射する範囲を調節する配光調節光学系と、前記先端から出射された前記第1の光と前記第2の光とを前記配光調節光学系に導く導光光学系とを有する前記光学アダプタを前記挿入部の前記先端に装着すること、および前記先端に装着された前記光学アダプタを前記先端から取り外すことが可能である請求項1または請求項2に記載の内視鏡装置。
- 前記第1の光は、第1の光ファイバーによって前記先端に伝送され、
前記第2の光は、前記第1の光ファイバーと異なる第2の光ファイバーによって前記先端に伝送され、
前記導光光学系の前記先端側の端面の外径は前記第1の光ファイバーの外径と前記第2の光ファイバーの外径とのどちらよりも大きい請求項5に記載の内視鏡装置。 - 前記光学アダプタは、前記光学アダプタの種類に応じた電気特性を有する電気的素子と、前記挿入部の前記先端と電気的に接続する第1の接続部と、をさらに有し、
前記挿入部の前記先端に配置され、前記第1の接続部と電気的に接続する第2の接続部と、
前記電気的素子から出力された信号を検出する信号検出部と、
前記信号検出部によって検出された信号に基づいて前記光学アダプタの種類を識別する識別部と、
をさらに有する請求項5に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の光源は、第1の波長に対応する第1の光を生成する半導体光源であり、
前記第2の光源は、前記第1の波長と異なる第2の波長に対応するコヒーレントな第2の光を生成し、
前記第1の光と前記第2の光とを混合した光が白色光であり、
前記光源制御部は、観察モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させ、計測モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させる請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の光源は、第1の波長に対応する光と、前記第1の波長と異なる第2の波長に対応する光とを含む第1の光を生成する半導体光源であり、
前記第2の光源は、前記第1の波長および前記第2の波長と異なる第3の波長に対応するコヒーレントな第2の光を生成し、
前記第1の光と前記第2の光とを混合した光が白色光であり、
前記光源制御部は、観察モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させ、計測モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させる請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の光がコヒーレントな光であり、
前記スペックルパターン発生部は、前記第1の光と前記第2の光とに対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させる請求項9に記載の内視鏡装置。 - 前記光源制御部は、前記計測モード中に前記第1の光源と前記第2の光源とを点灯させる請求項1または請求項2に記載の内視鏡装置。
- 前記光源制御部は、前記計測モード中に前記第1の光源を点灯させると共に前記第2の光源を前記撮像部による撮像と同期したタイミングで点灯させ、前記計測モードにおいて、前記撮像部による撮像の露光時間当たりの前記第2の光源の光量を前記露光時間当たりの前記第1の光源の光量よりも大きくする請求項11に記載の内視鏡装置。
- 前記第1の光ファイバーによって伝送された前記第1の光を広角に出射する第1の光学素子と、
前記第2の光ファイバーによって伝送された前記第2の光を広角に出射する第2の光学素子と、
が前記窓の内部に配置されている請求項3に記載の内視鏡装置。 - 前記第1の光ファイバーによって伝送された前記第1の光と、前記第2の光ファイバーによって伝送された前記第2の光とを広角に出射する共通の光学素子が前記窓の内部に配置されている請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記第1の光ファイバーと前記第2の光ファイバーとが少なくとも前記先端の内部で束ねられた複合型光ファイバーを有する請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記第1の光ファイバーと前記第2の光ファイバーとが前記挿入部の内部で束ねられ、前記第1の光ファイバーと前記第2の光ファイバーとが前記挿入部の内部で共通の管状部材によって被覆されている複合型光ファイバーを有する請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記先端において前記第2の光ファイバーが前記複合型光ファイバーの中心側に配置され、
前記先端において前記第1の光ファイバーが前記複合型光ファイバーの外側に配置されている請求項16に記載の内視鏡装置。 - 前記複合型光ファイバーとして束ねられた前記第1の光ファイバーと前記第2の光ファイバーとは、前記先端と前記第1の光源との間かつ前記先端と前記第2の光源との間で分離されている請求項15または請求項16に記載の内視鏡装置。
- 前記スペックルパターン制御部は、前記観察モード中に、前記撮像部による撮像の露光時間と同じ、または前記露光時間よりも短い周期で空間内の前記回折界スペックルの分布が変化するように前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記スペックルパターン制御部は、前記計測モード中に、前記回折界スペックルによるスペックルパターンが前記被写体に投射される第1の状態と、前記被写体に投射される前記スペックルパターンが前記第1の状態よりも低減された第2の状態とが順次切り替わるように前記回折界スペックルを制御し、
前記撮像部は、前記第1の状態と前記第2の状態とのそれぞれで撮像を行う請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記スペックルパターン制御部は前記光源制御部であり、
前記光源制御部は、前記第2の光源によって生成された光の波長を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記光源制御部は、前記観察モード中に前記第2の光源によって生成された光の波長の変化の周期を、前記撮像部による撮像の露光時間と同じ、または前記露光時間よりも短くし、前記計測モード中に前記第2の光源によって生成された光の波長を一定に保つ、または前記計測モード中に前記第2の光源によって生成された光の波長の変化の周期を前記露光時間よりも長くすることにより前記回折界スペックルを制御する請求項21に記載の内視鏡装置。
- 前記撮像部は、電子シャッターにより撮像の露光時間を調整し、
前記第2の光源によって生成された光の波長の変化の周期を、前記電子シャッターのシャッタースピードに応じて決定する周期決定部をさらに有する請求項22に記載の内視鏡装置。 - 前記光源制御部は、前記第2の光源を駆動する電流を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項21に記載の内視鏡装置。
- 前記スペックルパターン制御部は、前記第2の光源の温度を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記スペックルパターン発生部は、前記第2の光の光路に配置され、前記第2の光の進行方向に垂直な方向の位置に応じて光路長が異なり、前記第2の光に対して、前記光路長に応じた位相分布を与える光路長分散部を有し、
前記スペックルパターン制御部は、前記光路長分散部を振動させ、振動の周期を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記スペックルパターン発生部は、前記第2の光を前記先端に伝送すると共に前記第2の光に対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させる光ファイバーを有し、
前記スペックルパターン制御部は、前記光ファイバーを振動させ、振動の周期を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記スペックルパターン発生部は、前記第2の光の位相を分散させることにより前記第2の光に対して、空間的にランダムな回折界スペックルを発生させる位相分散部を有し、
前記スペックルパターン制御部は、前記位相分散部を振動させ、振動の周期を制御することにより前記回折界スペックルを制御する請求項1に記載の内視鏡装置。
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