JP6465436B2 - 走査型内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、被写体を走査して画像を取得する走査型内視鏡システムに関する。

従来、医療分野等に用いられる内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、挿入部に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を具備して構成された走査型内視鏡システムが知られている。

具体的には、走査型内視鏡システムは、例えば、光源部から発せられた光を導光する照明用の光ファイバの先端部を揺動させることにより被写体を所定の走査経路で２次元走査し、当該被写体からの戻り光を受光用の光ファイバで受光し、当該受光用の光ファイバで受光された戻り光に基づいて被写体の画像を生成するように構成されている。

このような画像を生成するための技術として、例えば、特許文献１には、キャリブレーションにより順次サンプリングされた励起光の位置（サンプリング点）と内視鏡画像の画素位置（ラスタ座標）との対応関係を求めて作成したリマップテーブルを参照して、各サンプリング点で得られる各デジタル検出信号を対応する画素アドレスのデータとして割り当てる技術が開示されている。

特開２０１３−１２１４５５号公報

しかしながら、特に、スパイラル走査によって取得される各サンプリングデータのサンプル点には間隔が粗な部分と密な部分とで開きがあり、しかも、各サンプル点は画像上の各画素位置と１対１で対応していないため、全域にわたって十分に高精細な画像を得ることが困難となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、効率の良い処理により、高精細な画像を得ることができる走査型内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による走査型内視鏡システムは、走査型内視鏡により被検体上に走査される照明光の照射位置に応じた前記被検体からの戻り光の光強度情報を前記照明光の照射位置毎に順次検出する検出部と、１画素を構成するための光強度情報を格納する複数の格納領域が二次元画像上の画素毎に各々設けられている記憶部と、前記検出部において順次検出される前記光強度情報の検出順序と前記二次元画像上における複数の前記画素の前記格納領域とを関連付けるための座標変換テーブルと、前記座標変換テーブルに基づき、前記検出部において順次検出される前記光強度情報の検出順序を主キーとして、前記検出順序に各々対応する前記光強度情報を、前記二次元画像上における複数の前記画素の前記格納領域に順次対応付ける処理部と、を有するものである。

本発明の走査型内視鏡システムによれば、効率の良い処理により、高精細な画像を得ることができる。

走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図 アクチュエータ部の構成を説明するための断面図 アクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図 中心点Ａから最外点Ｂに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図 最外点Ｂから中心点Ａに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図 画像生成部の要部を示す機能ブロック図 画像生成用データ記憶部に記録される各情報の一例を示す図 生成されたフレーム画像データの一例を示す図 スパイラルアドレスを主キーとしてラスタアドレスを特定する座標変換テーブルの一例を示す図 重み係数検索用の係数テーブルの一例を示す図 画像生成用データ記憶部に対する光強度情報の書き込み処理を説明するための図 フレーム画像生成ルーチンを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図、図２はアクチュエータ部の構成を説明するための断面図、図３はアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図、図４は中心点Ａから最外点Ｂに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図、図５は最外点Ｂから中心点Ａに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図、図６は画像生成部の要部を示す機能ブロック図、図７は画像生成用データ記憶部に記録される各情報の一例を示す図、図８は生成されたフレーム画像データの一例を示す図、図９はスパイラルアドレスを主キーとしてラスタアドレスを特定する座標変換テーブルの一例を示す図、図１０は重み係数検索用の係数テーブルの一例を示す図、図１１は画像生成用データ記憶部に対する光強度情報の書き込み処理を説明するための図、図１２はフレーム画像生成ルーチンを示すフローチャートである。

図１に示すように、走査型内視鏡システム１は、例えば、被検者の体腔内に挿入される走査型の内視鏡２と、内視鏡２を接続可能な本体装置３と、本体装置３に接続される表示装置４と、を有して構成されている。

内視鏡２は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状をなす挿入部１１を有して構成されている。

挿入部１１の基端部には、内視鏡２を本体装置３のコネクタ受け部６２に着脱自在に接続するためのコネクタ部６１が設けられている。

コネクタ部６１及びコネクタ受け部６２の内部には、図示しないが、内視鏡２と本体装置３とを電気的に接続するための電気コネクタ装置が設けられている。また、コネクタ部６１及びコネクタ受け部６２の内部には、図示しないが、内視鏡２と本体装置３とを光学的に接続するための光コネクタ装置が設けられている。

挿入部１１の内部における基端部から先端部にかけての部分には、本体装置３の光源ユニット２１から供給された照明光を照明光学系１４へ導光する光ファイバである照明用ファイバ１２と、被写体からの戻り光を受光して本体装置３の検出ユニット２３へ導くための１本以上の光ファイバを具備する受光用ファイバ１３と、がそれぞれ挿通されている。

照明用ファイバ１２の光入射面を含む入射端部は、本体装置３の内部に設けられた合波器３２に配置されている。また、照明用ファイバ１２の光出射面を含む出射端部は、挿入部１１の先端部に設けられたレンズ１４ａの光入射面の近傍に配置されている。

受光用ファイバ１３の光入射面を含む入射端部は、挿入部１１の先端部の先端面における、レンズ１４ｂの光出射面の周囲に固定配置されている。また、受光用ファイバ１３の光出射面を含む出射端部は、本体装置３の内部に設けられた分波器３６に配置されている。

照明光学系１４は、照明用ファイバ１２の光出射面を経た照明光が入射されるレンズ１４ａと、レンズ１４ａを経た照明光を被写体へ出射するレンズ１４ｂと、を有して構成されている。

挿入部１１の先端部側における照明用ファイバ１２の中途部には、本体装置３のドライバユニット２２から供給される駆動信号に基づいて駆動するアクチュエータ部１５が設けられている。

照明用ファイバ１２及びアクチュエータ部１５は、挿入部１１の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図２に示す位置関係を具備するようにそれぞれ配置されている。図２は、アクチュエータ部の構成を説明するための断面図である。

照明用ファイバ１２とアクチュエータ部１５との間には、図２に示すように、接合部材としてのフェルール４１が配置されている。具体的には、フェルール４１は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。

フェルール４１は、図２に示すように、四角柱状に形成されており、挿入部１１の長手軸方向に直交する第１の軸方向であるＸ軸方向に対して垂直な側面４２ａ及び４２ｃと、挿入部１１の長手軸方向に直交する第２の軸方向であるＹ軸方向に対して垂直な側面４２ｂ及び４２ｄと、を有している。また、フェルール４１の中心には、照明用ファイバ１２が固定配置されている。なお、フェルール４１は、柱形状を具備する限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。

アクチュエータ部１５は、図２に示すように、側面４２ａに沿って配置された圧電素子１５ａと、側面４２ｂに沿って配置された圧電素子１５ｂと、側面４２ｃに沿って配置された圧電素子１５ｃと、側面４２ｄに沿って配置された圧電素子１５ｄと、を有している。

圧電素子１５ａ〜１５ｄは、予め個別に設定された分極方向に分極され、本体装置３から供給される駆動信号に応じて伸縮するように構成されている。

すなわち、内視鏡２は、本体装置３の光源ユニット２１から発せられる照明光により被写体を走査するとともに、当該被写体からの戻り光を受光用ファイバ１３において受光するように構成されている。

本体装置３は、光源ユニット２１と、ドライバユニット２２と、検出ユニット２３と、不揮発性のメモリ２４と、コントローラ２５と、を有して構成されている。

光源ユニット２１は、光源３１ａ、３１ｂ及び３１ｃと、合波器３２と、を有して構成されている。

光源３１ａは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、赤色の波長帯域の光（以降、Ｒ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

光源３１ｂは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、緑色の波長帯域の光（以降、Ｇ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

光源３１ｃは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、青色の波長帯域の光（以降、Ｂ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。

合波器３２は、光源３１ａから発せられたＲ光と、光源３１ｂから発せられたＧ光と、光源３１ｃから発せられたＢ光と、を合波して照明用ファイバ１２の光入射面に供給するように構成されている。

ドライバユニット２２は、信号発生器３３と、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂと、アンプ３５と、を有して構成されている。

信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための第１の駆動信号として、例えば、図３の破線で示すような、所定の変調を正弦波に施して得られる信号波形を具備する信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ａへ出力する。また、信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための第２の駆動信号として、例えば、図３の一点鎖線で示すような、第１の駆動信号の位相を９０°ずらした信号波形を具備する信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ｂへ出力する。図３は、アクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図である。

Ｄ／Ａ変換器３４ａは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第１の駆動信号をアナログの第１の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。

Ｄ／Ａ変換器３４ｂは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第２の駆動信号をアナログの第２の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。

アンプ３５は、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂから出力された第１及び第２の駆動信号を増幅してアクチュエータ部１５へ出力するように構成されている。

ここで、例えば、図３の破線で示すような信号波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ部１５の圧電素子１５ａ及び１５ｃに供給されるとともに、図３の一点鎖線で示すような信号波形を具備する第２の駆動信号がアクチュエータ部１５の圧電素子１５ｂ及び１５ｄに供給されることにより、照明用ファイバ１２の出射端部が渦巻状に揺動され、このような揺動に応じて被写体の表面が図４及び図５に示すような渦巻状の走査経路で走査される。図４は、中心点Ａから最外点Ｂに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図である。図５は、最外点Ｂから中心点Ａに至る渦巻状の走査経路の一例を示す図である。

具体的には、まず、時刻Ｔ１においては、被写体の表面における照明光の照射位置の中心点Ａに相当する位置に照明光が照射される。その後、第１及び第２の駆動信号の振幅が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が中心点Ａを起点として外側へ第１の渦巻状の走査経路を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２に達すると、被写体の表面における照明光の照射位置の最外点Ｂに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が最外点Ｂを起点として内側へ第２の渦巻状の走査経路を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ３に達すると、被写体の表面における中心点Ａに照明光が照射される。

すなわち、アクチュエータ部１５は、ドライバユニット２２から供給される第１及び第２の駆動信号に基づいて照明用ファイバ１２の出射端部を揺動することにより、当該出射端部を経て被写体へ出射される照明光の照射位置を図４及び図５に示す渦巻状の走査経路に沿って変位させることが可能な構成を具備している。

検出ユニット２３は、分波器３６と、検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃと、Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂ及び３８ｃと、を有して構成されている。

分波器３６は、ダイクロイックミラー等を具備し、受光用ファイバ１３の光出射面から出射された戻り光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃへ出射するように構成されている。

検出器３７ａは、例えば、アバランシェフォトダイオード等を具備し、分波器３６から出力されるＲ光の強度を所定の検出タイミング毎に順次検出し、当該検出したＲ光の強度に応じたアナログのＲ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ａへ出力するように構成されている。

検出器３７ｂは、例えば、アバランシェフォトダイオード等を具備し、分波器３６から出力されるＧ光の強度を所定の検出タイミング毎に順次検出し、当該検出したＧ光の強度に応じたアナログのＧ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｂへ出力するように構成されている。

検出器３７ｃは、例えば、アバランシェフォトダイオード等を具備し、分波器３６から出力されるＢ光の強度を所定の検出タイミング毎に順次検出し、当該検出したＢ光の強度に応じたアナログのＢ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｃへ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ａは、検出器３７ａから出力されたアナログのＲ信号をデジタルのＲ信号に変換し、変換したＲ信号を、被検体からの戻り光（赤色の波長帯域の戻り光）の光強度情報としてコントローラ２５へ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ｂは、検出器３７ｂから出力されたアナログのＧ信号をデジタルのＧ信号に変換し、変換したＧ信号を、被検体からの戻り光（緑色の波長帯域の戻り光）の光強度情報としてコントローラ２５へ出力するように構成されている。

Ａ／Ｄ変換器３８ｃは、検出器３７ｃから出力されたアナログのＢ信号をデジタルのＢ信号に変換し、変換したＢ信号を、被検体からの戻り光（青色の波長帯域の戻り光）の光強度情報としてコントローラ２５へ出力するように構成されている。

このように、本実施形態において検出ユニット２３は、各照射位置において被検体からの戻り光の光強度情報を順次検出するための検出部としての機能を実現する。

メモリ２４には、本体装置３の制御の際に用いられる各種制御情報が格納されている。すなわち、メモリ２４には、制御情報として、例えば、図３の信号波形を特定するための信号レベル、周波数及び位相差等のパラメータを含む情報が予め格納されている。また、メモリ２４には、被写体を渦巻状の走査経路で走査する際の照明光の位置（照射位置）を示す走査位置データが予め格納されている。

走査位置データは、例えば、図４及び図５に示したような渦巻状の走査経路（第１及び第２の渦巻状の走査経路）における照明光の照射位置を示す座標位置データとしてメモリ２４に予め格納されている。すなわち、メモリ２４には、ドライバユニット２２が第１，第２の駆動信号によってアクチュエータ部１５を駆動した際の、各タイミングにおける照射位置を示す座標位置データが走査位置データとして格納されている。これにより、検出ユニット２３において所定の検出タイミング毎に光強度情報を順次検出した際に、当該光強度情報の検出順序ｎと、被検体上に走査される照明光の照射位置と、を一義的に関連付けることが可能となっている。

コントローラ２５は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路により構成されることにより、光源制御部２５ａと、走査制御部２５ｂと、画像生成部２５ｃと、を有して構成されている。

光源制御部２５ａは、メモリ２４から読み込んだ制御情報に基づき、例えば、光源３１ａ〜３１ｃを同時に発光させるための制御を光源ユニット２１に対して行うように構成されている。

走査制御部２５ｂは、メモリ２４から読み込んだ制御情報に基づき、例えば、図３に示すような信号波形を具備する駆動信号を生成させるための制御をドライバユニット２２に対して行うように構成されている。

画像生成部２５ｃは、検出ユニット２３から出力されるデジタル信号（光強度情報）を用いて１フレーム分の観察画像を生成し、当該生成した１フレーム分の観察画像を表示装置４へ順次出力するように構成されている。本実施形態において、具体的には、画像生成部２５ｃは、例えば、図３に示す渦巻状の照射軌跡（スパイラル走査軌跡）に沿って順次検出された光強度情報に基づき、ラスタスキャン形式の観察画像を生成することが可能となっている。

表示装置４は、例えば、モニタ等を具備し、本体装置３から出力される観察画像を表示することができるように構成されている。

次に、画像生成部２５ｃにおいて行われる観察画像（ラスタ画像）の生成処理について、図６乃至図１２を参照して説明する。なお、画像生成部２５ｃは、実際には、検出ユニット２３において分波して検出されたＲ光、Ｇ光及びＢ光の各光強度情報に基づいて、ラスタ画像上の各画素にＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度情報等を設定するための処理をそれぞれ並行して或いは順次行うが、以下の説明においては、説明を簡略化するため、これらを区別することなく１つの処理にて説明する。

画像生成部２５ｃには、スパイラル走査によって各照射位置で検出されるサンプリングデータとして、光強度情報が検出ユニット２３から順次入力される。ここで、例えば、光強度情報には中心点Ａから最外点Ｂまでのサンプリング点（照射位置）毎にカウントされる検出順序ｎ（＝０〜Ｎ）が付帯されており（図４参照）、この検出順序ｎに基づいて各光強度情報のサンプリング点が一義的に求まるようになっている。すなわち、本実施形態において、検出順序ｎは、スパイラル走査によって順次検出される各光強度情報の検出位置を示すスパイラルアドレスｎとして機能する。

このような光強度情報が入力されると、画像生成部２５ｃは、実空間での照明光の照射位置に対応する二次元画像上の位置と、当該二次元画像上の各画素位置と、の関係に基づき、各照射位置毎に順次検出された光強度情報をラスタ座標上の各画素に対応付ける。そして、画像生成部２５ｃは、対応付けした光強度情報に基づいて各画素の画素値（例えば、輝度情報等）を算出することにより、１フレームの観察画像を表示するための二次元画像情報（フレーム画像データ）を生成する。

この場合において、画像生成部２５ｃは、先ず、二次元画像の各画素値を複数の光強度情報の補完によって算出すべく、各画素にそれぞれ複数の光検出情報を対応付けたデータ群を生成する。そして、画像生成部２５ｃは、例えば、画素毎に各光検出情報の加重平均処理を行い、それぞれ算出した光強度情報の加重平均値に基づいて二次元画像の各画素値を算出する。

このような処理を実現するため、本実施形態の画像生成部２５ｃは、機能的には、例えば、図６に示すように、画像メモリ５０と、テーブル保持部５１と、処理部５２と、を有して構成されている。

画像生成部２５ｃの画像メモリ５０は、例えば、１画素を構成するための光強度情報を格納する複数の格納領域が二次元画像上の画素毎に各々設けられている記憶部としての画像生成用データ記憶部５５と、この画像生成用データ記憶部５５に格納された画像生成用データに基づいて生成されるフレーム画像データを格納するフレーム画像データ記憶部５６と、を有して構成されている。

具体的には、例えば、図７に示すように、画像生成用データ記憶部５５には、二次元画像上の画素位置を示すラスタアドレス（ｙ，ｘ）毎に、１画素を構成するための要素として複数（例えば、８個）の光強度情報を格納するための格納領域が設定されている。さらに、画像生成用データ記憶部５５には、各格納領域に格納される光強度情報に対応する重み係数を検索するためのインデックス情報が付帯されている。

また、例えば、図８に示すように、フレーム画像データ記憶部５６には、二次元画像上の画素位置を示すラスタアドレス（ｙ，ｘ）毎に、輝度情報等からなる画素値（Image Data）を格納するための格納領域が設定されている。

画像生成部２５ｃのテーブル保持部５１には、ルックアップテーブルとして、検出ユニット２３において順次検出される光強度情報のスパイラルアドレス（検出順序）ｎと二次元画像上における複数の画素の格納領域とを関連付けるための座標変換テーブル５７と、画素毎の加重平均処理において各光強度情報に乗算される重み係数を検索するための係数テーブル５８と、が予め設定されて保持されている。なお、テーブル保持部５１は、内視鏡２の接続時に、内視鏡２に保持している座標変換テーブル５７と、係数テーブル５８と、に対応する内視鏡ごとに固有のデータを読み出し、当該固有のデータに基づいて座標変換テーブル５７と係数テーブル５８とを適宜補正することも可能である。

具体的には、例えば、図９に示すように、座標変換テーブル５７は、検出ユニット２３において順次検出される光強度情報のスパイラルアドレス（検出順序）ｎを主キーとして、１つの光強度情報を、最大７つの画素の格納領域に対して関連付けることが可能となっている。

また、例えば、図１０に示すように、係数テーブル５８は、画像生成用データ記憶部５５の各格納領域に付帯するインデックス情報を、重み係数に対して関連付けることが可能となっている。これらの重み係数は、例えば、スパイラル走査による照明光の照射位置に対応する二次元画像上の位置と、光強度情報が格納される格納領域に対応する画素の二次元画像上の位置と、の距離に応じて設定されている。この場合において、重み係数の桁数を十分な桁数に確保しつつ、係数テーブル５８のデータ量を削減するため、重み係数は予め所定の数にパターン化（図示の例では、６１パターンにパターン化）されていることが望ましい。

なお、これら座標変換テーブル５７及び係数テーブル５８は、キャリブレーション等により、内視鏡２毎に個別に設定或いは補正されていることが望ましい。

次に、画像生成部２５ｃの処理部５２において実行されるフレーム画像生成処理について、図１２に示すフレーム画像生成ルーチンのフローチャートに従って説明する。

このルーチンは、１フレーム毎に実行されるものであり、ルーチンがスタートすると、処理部５２は、先ず、ステップＳ１０１において、スパイラルアドレスｎを「０」に初期化する（ｎ←０）。

そして、ステップＳ１０２において、処理部５２は、現在のスパイラルアドレスｎに対応するｎ番目の光強度情報を検出ユニット２３から取得する。

続くステップＳ１０３において、処理部５２は、テーブル保持部５１に保持された座標変換テーブル５７を参照し、スパイラルアドレスｎを主キーとして、今回取得した光強度情報に対応するラスタアドレス群を検索する。

そして、ステップＳ１０４に進むと、処理部５２は、ステップＳ１０３の検索によって得られたラスタアドレス群に基づき、画像メモリ５０の画像生成用データ記憶部５５において対応する各ラスタアドレス（ｙ，ｘ）の格納領域に、光強度情報を各々書き込む。すなわち、例えば、図９，１１に示すように、現在のスパイラルアドレスｎに対応するラスタアドレスの検索結果として、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（１，３）、及び、（２，１）が抽出された場合、処理部５２は、これら各ラスタアドレスの格納領域に、光強度情報を各々書き込む。

ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むと、処理部５２は、現在のスパイラルアドレスｎが最大値Ｎに到達しているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０５において、スパイラルアドレスｎが未だ最大値Ｎに到達していない場合、処理部５２は、ステップＳ１０６に進み、スパイラルアドレスｎを次のアドレスに更新した後（ｎ←ｎ＋１）、ステップＳ１０２に戻る。

一方、ステップＳ１０５において、スパイラルアドレスｎが最大値Ｎに到達している場合、処理部５２は、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５からステップＳ１０７に進むと、処理部５２は、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）を（０，０）に初期化する（（ｙ，ｘ）←（０，０））。

そして、ステップＳ１０８において、処理部５２は、画像メモリ５０の画像生成用データ記憶部５５から、現在のラスタアドレス（ｙ，ｘ）に対応する光強度情報のデータ群を画像生成用データ記憶部５５の各格納領域から読み出す。さらに、処理部５２は、読み出した各光強度情報の格納領域に付帯するインデックス情報を用い、テーブル保持部５１の係数テーブル５８から、各光強度情報に対応する重み係数を読み出す。

続くステップＳ１０９において、処理部５２は、例えば、ステップＳ１０８で読み出した光強度情報及び重み係数を用いた加重平均処理を行い、算出した光強度情報の加重平均値に基づいて、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）に対応する画素の画素値を算出する。

そして、ステップＳ１１０に進むと、処理部５２は、ステップＳ１０９の演算によって得られた画素値を、画像メモリ５０のフレーム画像データ記憶部５６において対応するラスタアドレス（ｙ，ｘ）の格納領域に書き込んだ後、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１０からステップＳ１１１に進むと、処理部５２は、現在のラスタアドレス（ｙ，ｘ）が最大値に到達しているか否かを調べる。すなわち、例えば、フレーム画像データとして４００×４００画素の画素値を生成する場合、処理部５２は、現在のラスタアドレス（ｙ，ｘ）が（３９９，３９９）に到達しているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１１１において、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）が未だ最大値に到達していない場合、処理部５２は、ステップＳ１１２に進み、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）を次のアドレスに更新した後、ステップＳ１０８に戻る。なお、本実施形態において、このラスタアドレス（ｙ，ｘ）の更新は、走査線毎に順次行われる。すなわち、この更新処理において処理部５２は、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）のうち、ｘの値のみを最大値となるまで順次更新し（（ｙ，ｘ）←（ｙ，ｘ＋１））、ｘの値が最大値となったとき、次の走査線上の先頭のアドレスへと更新する（（ｙ，ｘ）←（ｙ＋１，０））。そして、同一捜査線上において、ｘの値のみを最大値となるまで順次更新し（（ｙ，ｘ）←（ｙ，ｘ＋１））、ｘの値が最大値となったとき、次の走査線上の先頭のアドレスへと更新する（（（ｙ，ｘ）←（ｙ＋１，０））。

一方、ステップＳ１１１において、ラスタアドレス（ｙ，ｘ）が最大値に到達している場合、処理部５２は、本フレームの処理を終了すべくルーチンを抜ける。

このような実施形態によれば、１画素を構成するための光強度情報を格納する複数の格納領域が二次元画像上の画素毎に各々設けられている画像生成用データ記憶部５５と、検出ユニット２３において順次検出される光強度情報の検出順序ｎと二次元画像上における複数の画素の格納領域とを関連付けるための座標変換テーブル５７と、座標変換テーブル５７に基づき、検出ユニット２３において順次検出される光強度情報の検出順序ｎを主キーとして、検出順序ｎに各々対応する光強度情報を、二次元画像上における複数の画素の格納領域に順次対応付ける処理部５２と、を備えて画像生成部２５ｃを構成することにより、効率の良い処理によって、高精細な画像を得ることができる。

すなわち、１画素を構成するための光強度情報を格納する複数の格納領域を二次元画像上の画素毎に各々設けて画像生成用データ記憶部５５を構成し、スパイラル走査によって検出された光強度情報を複数の画素の格納領域に対応付けることにより、複数の光強度情報の補完によって各画素の画素値を各々算出することができ、高精細な画像を得ることができる。

その際、順次検出される光強度情報を検出順序ｎを主キーとして当該光強度情報を複数画素の格納領域に順次対応付けることにより、効率の良い補完処理を実現することができる。すなわち、例えば、各画素のラスタアドレスを主キーとして光強度情報を各画素に対応付けようとした場合、当該対応付けは、スパイラル走査によって全ての光強度情報を検出した後でなければ行うことができないが、本実施形態のように検出順序（スパイラルアドレス）ｎを主キーとすれば、光強度情報の各画素への対応付けを、スパイラル走査による光強度情報の検出と並行して行うことができる。その結果、限られた１フレーム分の処理時間内において、光強度情報を対応付けるための処理時間を十分に確保することができ、各画素に対して多くの光強度情報を対応付けることができる。

また、補完処理に際し、照明光の照射位置に対応する二次元画像上の位置と、光強度情報が格納される格納領域に対応する画素の二次元画像上の位置と、の距離に応じた係数をそれぞれ設定し、当該係数を光強度情報に乗算することにより、精度のよい補完処理を実現することができる。

さらに、このような係数を予め設定した複数の係数にパターン化してテーブル化することにより、各画素に多くの光強度情報を対応付ける際にも、係数の格納に必要なメモリ容量を効率良く削減することができる。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の実施形態においては、スパイラル走査によって検出した光強度情報をラスタスキャン形式の観察画像の各画素に対して対応付ける場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは勿論である。

１ … 走査型内視鏡システム
２ … 内視鏡
３ … 本体装置
４ … 表示装置
１１ … 挿入部
１２ … 照明用ファイバ
１３ … 受光用ファイバ
１４ … 照明光学系
１４ａ … レンズ
１４ｂ … レンズ
１５ … アクチュエータ部
２１ … 光源ユニット
２２ … ドライバユニット
２３ … 検出ユニット
２４ … メモリ
２５ … コントローラ
２５ａ … 光源制御部
２５ｂ … 走査制御部
２５ｃ … 画像生成部
３１ａ〜３１ｃ … 光源
３２ … 合波器
３３ … 信号発生器
３４ａ，３４ｂ … 変換器
３５ … アンプ
３６ … 分波器
３７ａ〜３７ｃ … 検出器
３８ａ〜３８ｃ … Ａ／Ｄ変換器
４１ … フェルール
５０ … 画像メモリ
５１ … テーブル保持部
５２ … 処理部
５５ … 画像生成用データ記憶部
５６ … フレーム画像データ記憶部
５７ … 座標変換テーブル
５８ … 係数テーブル

Claims (4)

1. 走査型内視鏡により被検体上に走査される照明光の照射位置に応じた前記被検体からの戻り光の光強度情報を前記照明光の照射位置毎に順次検出する検出部と、
   １画素を構成するための光強度情報を格納する複数の格納領域が二次元画像上の画素毎に各々設けられている記憶部と、
   前記検出部において順次検出される前記光強度情報の検出順序と前記二次元画像上における複数の前記画素の前記格納領域とを関連付けるための座標変換テーブルと、
   前記座標変換テーブルに基づき、前記検出部において順次検出される前記光強度情報の検出順序を主キーとして、前記検出順序に各々対応する前記光強度情報を、前記二次元画像上における複数の前記画素の前記格納領域に順次対応付ける処理部と、
   を有することを特徴とする走査型内視鏡システム。
2. 前記複数の格納領域に格納された前記光強度情報から前記二次元画像上の画素値を生成するために前記各光強度情報にそれぞれ乗算される係数が設定された係数テーブルを有することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
3. 前記係数は、前記照明光の照射位置に対応する前記二次元画像上の位置と、前記光強度情報が格納される前記格納領域に対応する前記画素の前記二次元画像上の位置と、の距離に応じた値であることを特徴とする請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
4. 前記係数テーブルには、予めパターン化された複数の係数が設定され、
   前記各係数は、前記各格納領域に付帯するインデックス情報に基づいて、当該各格納領域に格納される前記光強度情報に対応付けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の走査型内視鏡システム。

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