JPWO2013121616A1 - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

本実施形態の内視鏡装置１は、ＣＣＤ７と、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２を制御するＬＥＤ制御部１７（制御部１５）と、を有し、ＬＥＤ制御部１７は、ＣＣＤ７の撮像周期Ｓごとの撮像開始タイミング信号を基に、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の駆動時間が重ならないように、撮像周期Ｓ内で２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２の駆動を順次行うとともに、撮像周期Ｓ内の露光量を調整するために、前記ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の駆動時間を可変に制御し、撮像周期Ｓ内において、二番目以降に駆動するＬＥＤ２の前記撮像周期Ｓ内における少なくとも最初の駆動を、その前に駆動しているＬＥＤ１の駆動タイミングを基準に駆動させるように制御する。

Description

本発明は、観察部位に照射する照明光を出射する複数の照明部と、これら複数の照明部の駆動を制御する制御部とを有する内視鏡装置に関する。

内視鏡装置には、照明光を出射する照明部を有し、照明部からの出射光を観察部位へ照明光として照射し、被写体から反射された照明光の戻り光を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子で受光（露光）し光電変換することにより、被写体の画像に対応した画像信号を得る、所謂電子内視鏡装置が、一般的に知られている。

この様な電子内視鏡装置において、所謂面順次式の内視鏡装置が一般的に知られている。面順次式の内視鏡装置は、固体撮像素子の受光素子の前面に受光側カラーフィルタを有さず、内視鏡画像の形成に必要となる複数色の照明光を観察部位へ順番に照射する。そして、照明光の照射毎に１つの撮像周期として固体撮像素子が露光し、被写体から反射された戻り光を固体撮像素子で光電変換し、各々の撮像周期毎に、所定の色の画像信号を得る。そして、各々の撮像周期毎に得られた各色の画像信号を合成処理することにより、１つの内視鏡画像を得ることができる。

この様な面順次式の内視鏡装置には、内視鏡画像の形成に必要となる複数色の照明光を生成するための各色の照射側カラーフィルタを有するカラーホイールが例えば白色光を発する光源の前方に配置された光源装置を有し、このカラーホイールを回転駆動することにより、例えばＲ，Ｇ，Ｂ等の複数色の照明光を、ライトガイド等を介して順に内視鏡の挿入部の先端部から被写体に照射するものがある。

このような構成の内視鏡装置は、カラーホイールの回転周期によってＲ，Ｇ，Ｂ等の各色の照明光の照射時間や照射周期（照射タイミング）が決まる。そして、この決められた照射周期における照射時間内で、固体撮像素子の露光時間を調整して各色の画像信号を得ることにより、適切な明るさの内視鏡画像を得ることができる。

しかし、固体撮像素子の撮像周期は、各色の照明光の照射周期に合わせる必要があり、固体撮像素子の撮像周期は、カラーホイールの回転周期によって決まってしまうことになるので、例えば観察部位が心臓近傍等の動きのある部位の場合、被写体が動いたり、観察部位の動きに起因して固体撮像素子を内蔵した内視鏡の挿入部の先端部が動いてしまい、モニタに表示される内視鏡画像に色ズレや画像ブレが発生してしまう虞がある。
つまり、各色の照明光の照射周期が、カラーホイールの一定の回転周期によって決まっているため、各色の照明光の照射周期の間隔が長いと、固体撮像素子の撮像周期も長くなり、例えば、Ｒの照明光の露光時に対するＧの照明光の露光時の、固体撮像素子が設けられた内視鏡の先端部と被写体との相対位置にずれが生じ、これにより、合成された1つの内視鏡画像におけるＲとＧとの画像にずれが生じ、内視鏡画像に所謂色ズレが生じる虞がある。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各照明光に応じた固体撮像素子の撮像周期や露光時間が長ければ長くなるほど、前記先端部の動きに起因して画像ブレも発生し易くなってしまう。

そこで、従来では、内視鏡画像に生じる色ズレや画像ブレを軽減するために、例えば、日本特開２００７−２９７４６号公報において提案された内視鏡装置がある。

日本特開２００７−２９７４６号公報に記載の内視鏡装置は、被写体からの戻り光が明るい又は暗いといった観察状況に応じて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の照明光を発光する３つのＬＥＤの各々の点灯時間および各々の色の画像信号を得るための固体撮像素子の露光時間を、標準的な時間と、短い時間と、逆に長い時間と、を選択出来るようにするとともに、この選択に応じて、固体撮像素子による撮像周期およびＲ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤの点灯周期（点灯タイミング）を、標準的な周期と、短い周期と、逆に長い周期と、に変えるように制御することにより、観察状況に応じて最適な撮像周期による観察画像が得られるようにして、内視鏡画像の色ズレや画像ブレを低減している。
前記日本特開２００７−２９７４６号公報に記載の内視鏡は、例えば、ＣＣＤの撮像周期と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤの点灯周期とを、所定のタイミング信号に基づいて、垂直転送パルスに同期させると同時にその周期を短くしたり、長くしたりするように、ＣＣＤの撮像周期及びＬＥＤの点灯周期の変更制御を行う必要がある。

しかしながら、このように、ＣＣＤの撮像周期及びＬＥＤの点灯周期の変更制御を行うために、ＣＣＤを駆動させるタイミング信号のためのクロック周波数を変更することは容易ではなく、このような変更制御が可能な内視鏡装置を構築しようとしても、回路構成が複雑になってしまい、結果として、システム全体が高価になってしまう。

また、日本特開２００７−２９７４６号公報に記載の内視鏡装置では、固体撮像素子の撮像周期を予め決められた複数の周期からしか選択することができず、観察状況に応じて撮像周期の細かい制御が行えない。また、予め決められた周期の種類を増やすと、回路構成が複雑になってしまい、結果として、システム全体が高価になってしまう。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、かつ安価で、明るく高品位な内視鏡画像を得ることのできる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、観察部位の観察画像を得る撮像部と、単数または複数の発光素子を有し、前記観察部位を照射する照明光を出射する複数の照明部と、前記複数の照明部の駆動を制御する照明制御部と、を有する内視鏡装置であって、各々の前記照明部により前記観察部位に照射される光は、異なる色の光であるとともに、前記照明制御部は、前記複数の照明部の駆動時間が互いに重ならないように、前記撮像部の撮像周期内で前記複数の照明部を順次駆動するように制御し、前記撮像周期内において、二番目以降に駆動する前記照明部の前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、前記二番目以降に駆動する前記照明部よりも前に駆動している照明部の駆動タイミングを基準に駆動するように制御する。

本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図 図１の内視鏡装置の作用を説明するもので、インデックス信号、ＬＥＤ１、及びＬＥＤ２のタイミングチャート 図１の内視鏡の挿入部先端部の変形例１の構成を示す構成図 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の作用を説明するためのタイミングチャート 変形例２における内視鏡装置の制御例を示すタイミングチャート 開示例１における光源ユニットの構成を示す模式図 図６のＬＥＤ１が故障したときの動作状態を示す模式図 開示例２における光源ユニットの構成を示す模式図 図８のＬＥＤ１が故障したときの動作状態を示す模式図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す内視鏡装置１は、体腔内に挿入し、観察部位を観察する電子内視鏡（以下、内視鏡と称す）２と、この内視鏡２に通常光及び特殊光を供給する光源装置３と、内視鏡２により撮像された画像信号を信号処理してモニタ４に表示させるプロセッサ５と、を備えて構成される。

内視鏡２は、体腔内に挿入する挿入部２Ａの先端部２Ｂに設けられた固体撮像素子であるＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、ＣＣＤと称す）７と、先端部２ＢのＣＣＤ７の前方に配設された対物レンズ系８と、挿入部２Ａの先端部２Ｂへ観察照明光を導くライトガイド９と、内視鏡２の操作を行う操作部に設けられた操作スイッチ（図示せず）と、光源装置３に接続するためのコネクタ部１０と、プロセッサ５に接続するための電気コネクタ部１１と、を有する。

内視鏡装置１は、通常光による通常光観察と、特殊光による特殊光観察、ここでは狭帯域光による狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＮＢＩ）とが可能なものである。

内視鏡２は、内視鏡画像の形成に必要となる複数色の受光側カラーフィルタ７ａをＣＣＤ７の複数の受光素子の前面に規則性を持ち配置している。
受光側カラーフィルタ７ａは、補色系のカラーフィルタであり、各色の受光側カラーフィルタ７ａを透過した戻り光の光量の差分を用いて、各色の画像信号を得る。

なお、受光側カラーフィルタ７ａは、補色系に限らず、例えばＲ，Ｇ，Ｂ等の通常光用受光側カラーフィルタと、特殊光での内視鏡画像を形成するために必要となる少なくとも１つの特殊光用受光側カラーフィルタと、を所定の規則性を持ち配設し、各色の画像信号を得てもよく、また、通常光用受光側カラーフィルタが特殊光用受光側カラーフィルタを兼ねても構わない。
光源装置３と、プロセッサ５も、それぞれ複数の観察モードを有し、特に、通常光と、特殊光の両方の観察モードに対応しており、内視鏡２と組み合わせて、内視鏡装置１は、通常光観察と特殊光観察を行うことができる。

プロセッサ５は、内視鏡装置１の全体のタイミングを制御するためのタイミングジェネレータ１２と、内視鏡２のＣＣＤ７を駆動するＣＣＤドライバ１３と、ＣＣＤ７からの画像信号を処理する画像処理部１４と、内視鏡装置１全体を制御する制御部１５と、キーボード、フロントパネル等の入力及び表示手段（図示せず）と、を有する。

タイミングジェネレータ１２は、ＣＣＤ７により撮像するタイミング信号であるインデックス信号を生成して制御部１５に供給し、制御部１５は、このインデックス信号に基づき、ＣＣＤドライバ１３を制御してＣＣＤ７を駆動させる。
なお、インデックス信号は、ＣＣＤ７の撮像周期Ｓ（図２参照）毎の撮像開始タイミング信号、すなわち、ＣＣＤ７による露光期間に同期している基準信号であって、例えば、内視鏡画像の１フィールド及び１フレームに１回の周期で発生する垂直同期信号である。勿論、インデックス信号は、前記垂直同期信号に限定されるものではなく、他の手段で生成される同様な基準信号を用いても良い。
画像処理部１４は、ＣＣＤ７からの画像信号を処理してモニタ４に出力する。これにより、内視鏡画像はモニタ４に表示される。
また、画像処理部１４には、明るさ検知部１４ａが設けられている。この明るさ検知部１４ａは、以前の撮像周期における画像信号を基に、内視鏡画像の明るさを判定し、その検知結果を制御部１５に出力する。

制御部１５は、インデックス信号に基づいてＣＣＤドライバ１３を制御してＣＣＤ７を駆動させる。また、制御部１５は、画像処理部１４による信号処理を制御して、得られた内視鏡画像をモニタ４に表示させる。

また、制御部１５は、信号ケーブル６を介して光源装置３の後述するＬＥＤ制御部１７との間で通信を行い、各種データのやり取りを行っている。
本実施形態において、制御部１５は、明るさ検知部１４ａからの明るさ検知結果と、タイミングジェネレータ１２からのインデックス信号とを、光源装置３のＬＥＤ制御部１７に出力する。
なお、明るさの検知結果は、制御部１５を介さず、画像処理部１４からＬＥＤ制御部１７へ直接出力されてもよい。

また、本実施形態においては、タイミングジェネレータ１２とＣＣＤドライバ１３と画像処理部１４と制御部１５とを、別々の構成としているが、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)等により、一部または全てを１つの構成としても良い。

光源装置３は、光源ユニット１６と、この光源ユニット１６を制御するＬＥＤ制御部１７と、を有して構成される。
光源ユニット１６は、単数または複数の発光素子を有する複数の照明部であるＬＥＤ１、ＬＥＤ２と、光学フィルタ１８と、光学フィルタ１８からの照明光をライトガイド９の端面に照射するためのレンズ１９と、を有する。
なお、本実施形態では、発光素子をＬＥＤとしているが、これに限らず、レーザダイオードや有機ＥＬ等でもよい。

ＬＥＤ１は、例えば、白色に発光するＬＥＤであり、ＬＥＤ２は、例えば、バイオレット（Ｖ）色に発光するＬＥＤである。すなわち、本実施形態の内視鏡装置１は、狭帯域光観察などの特殊光観察を行うために、複数の照明部として前記２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２が設けられている。
なお、複数の照明部は、前記２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２に限定されるものではなく、例えば、必要な発光色が得られるように３つ以上のＬＥＤを設けて構成しても良い。

光学フィルタ１８は、ＬＥＤ１からの白色光を緑（Ｇ）色に変換してレンズ１９へと照射するとともに、ＬＥＤ２からのバイオレット光を反射してレンズ１９へと照射する光学特性を有する。

すなわち、本実施形態の内視鏡装置１は、狭帯域光観察などの特殊光観察を行うのに必要な緑（Ｇ）色光とバイオレット光を得るために、複数の照明部として前記２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２と光学フィルタ１８が設けられている。

また、この光学フィルタ１８は、軸１８ａを支点として、ＬＥＤ１からの光の光路中から待避するように回動可能に構成されている。
つまり、図１中の内視鏡装置１において、光学フィルタ１８の配置位置は、狭帯域光観察などの特殊光観察を行う状態を示している。
一方、白色光の通常光による通常光観察を行う場合には、内視鏡２の図示しない操作部による操作によって、通常光観察モードに切り替えたとすると、プロセッサ５の制御部１５は、この通常光観察モード実行のための制御信号を光源装置３のＬＥＤ制御部１７に出力する。そしてこの制御信号を受信したＬＥＤ制御部１７は、光学フィルタ１８に駆動力を与える図示しない駆動部を制御することにより、光学フィルタ１８が、ＬＥＤ１の光路中から待避する位置（図１中の破線に示す位置）に配置される。これにより、ＬＥＤ１のみからの白色光がレンズ１９へと照射されることにより、通常光観察を行うのに必要な白色光を得ている。

レンズ１９は、入射光をライトガイド９の端面に照射する。これにより、光源ユニット１６からの照明光は、ライトガイド９により内視鏡２の先端部２Ｂへと伝達され、照明光が被写体に照射される。

照明制御部であるＬＥＤ制御部１７は、プロセッサ５の明るさ検知部１４ａによる明るさ検知結果と、タイミングジェネレータ１２からのインデックス信号とに基づいて、光学ユニット１６のＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯制御を行う。また、ＬＥＤ制御部１７は、前記制御部１５からの制御信号に基づいて、光学フィルタ１８が通常光観察又は特殊光観察に応じた位置に配置されるように図示しない駆動部を制御する。

なお、本実施形態では、内視鏡装置１の光源ユニット１６の制御は、ＬＥＤ制御部１７によって行われるように説明したが、プロセッサ５の制御部１５と光源装置３のＬＥＤ制御部１７は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)等により構成しても良い。

本実施形態の内視鏡装置１において、通常光観察を行う際は、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ２を点灯させず、ＣＣＤ７の撮像周期ごとの撮像開始タイミング信号であるインデックス信号を基に、ＬＥＤ１の駆動を行うとともに、前記撮像周期内の露光量を調整するために、ＬＥＤ１の駆動時間を可変に制御する。

すなわち、ＬＥＤ制御部１７は、例えば、１つの撮像周期における標準的な明るさを記憶しており、この明るさと、前フィールドまたは前フレームの明るさである明るさ検知結果との差に基づいて、ＬＥＤ１の点灯期間を算出し駆動させる。

これにより、被写体に通常光である白色光が照射され、その照射光の戻り光をＣＣＤ７が１つの撮像周期として露光する。そして、ＣＣＤ７は、受光側カラーフィルタ７ａを通過した戻り光を基に光電変換し、１つの撮像周期における各色の画像信号を得る。そして各色の画像信号を合成し、１つの画像周期における通常光観察の内視鏡画像を得る。

次に、本実施形態の内視鏡装置１において、特殊光観察を行う際は、ＬＥＤ制御部１７は、ＣＣＤ７の撮像周期ごとの撮像開始タイミング信号であるインデックス信号を基に、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の駆動時間が互いに重ならないように、かつ前記撮像周期内で２つのＬＥＤ１とＬＥＤ２の駆動を連続して順次行うとともに、前記撮像周期内の露光量を調整するために、前記２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２の駆動時間を可変に制御し、前記撮像周期内において、二番目以降に駆動するＬＥＤ２の前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、その前に駆動しているＬＥＤ１の駆動タイミングを基準に駆動させるように制御する。

この場合、ＬＥＤ制御部１７は、前記撮像周期内において、前記二番以降に駆動するＬＥＤ２の、前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、その前に駆動しているＬＥＤ１の駆動停止タイミングと略同時に駆動させるように制御する。
すなわち、内視鏡装置１は、複数の観察モードを有し、複数のＬＥＤは、ユーザにより指定あるいは選択された観察モードに応じて、各ＬＥＤの点灯と非点灯が制御される。

このようなＬＥＤ制御部１７によるＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯制御例について、図１及び図２を用いて説明する。
図２は、図１の内視鏡装置の作用を説明するためのタイミングチャートであり、図２（ａ）はインデックス信号、図２（ｂ）はＬＥＤ１の駆動信号、図２（ｃ）はＬＥＤ２の駆動信号をそれぞれ示している。なお、図２中“Ｈｉｇｈ”レベルは信号のオン状態を示し、“Ｌｏｗ”レベルは信号のオフ状態を示す。

いま、図１に示す内視鏡装置１の電源投入後、挿入部２Ａを体腔内に挿入し、体腔内の観察部位の、狭帯域光による特殊光観察を行うものとする。
このとき、本実施形態の内視鏡装置１は、図２に示すようなタイミングで、光源装置３の光源ユニット１６の点灯制御を行う。

すなわち、プロセッサ５のタイミングジェネレータ１２から図２（ａ）に示すようなタイミングのインデックス信号と、明るさ検知部１４ａからの明るさ検知結果とが光源装置３のＬＥＤ制御部１７に供給されると、ＬＥＤ制御部１７は、まず、撮像開始タイミング信号であるインデックス信号によって決まるＣＣＤ７の撮像周期Ｓ内（時刻ｔ０〜時刻ｔｓの間の示す期間内）において、明るさ検知結果に基づき、ＬＥＤ１、及びＬＥＤ２の各点灯期間Ｔ１、Ｔ２を算出する。

この場合、ＬＥＤ制御部１７は、例えば、１つの撮像周期における標準的な明るさを記憶しており、この明るさと、前フィールドまたは前フレームの明るさである明るさ検知結果との差に基づいて、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１と、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２とを算出する。すなわち、ＬＥＤ制御部１７は、１つの撮像周期における所定の明るさと、当該撮像周期よりも一つ前の撮像周期におけるフィールド又はフレームの明るさとの差に基づいて、各照明部の駆動時間を算出する。

そして、各ＬＥＤ１、２の点灯期間Ｔ１、Ｔ２を決定すると、ＬＥＤ制御部１７は、図２（ａ）に示すインデックス信号が“Ｈｉｇｈ”レベルになった時刻ｔｏにおいて、ＬＥＤ１を発光させる（図２（ｂ）参照）。すると、ＬＥＤ１により発光した白色光は、光学フィルタ１８により緑（Ｇ）色光に変換された後、レンズ１９によりライトガイド９の端面に入射される。

その後、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１の経過後、即ち、時刻ｔ１において、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ１の点灯を消灯させると同時に、ＬＥＤ２を点灯させるように制御する（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）。このＬＥＤ２の点灯タイミングの制御は、ＬＥＤ１の点灯時間を基準として行っても、ＬＥＤ１を消灯させることを基準として行っても良い。

すなわち、ＬＥＤ１の点灯許可期間内（時刻ｔ０〜時刻ｔｓ）であっても、ＬＥＤ１の消灯と同時に、ＬＥＤ２が点灯することになる。
すると、時刻ｔ１において、ＬＥＤ２により出射されたバイオレット光は、光学フィルタ１８により反射された後、レンズ１９によりライトガイド９の端面に入射される。このＬＥＤ２の点灯は、算出された点灯期間Ｔ２の間、即ち、時刻ｔ２まで行われることになる。

これにより、ＣＣＤ７の1つの撮像周期内において、被写体に特殊光である緑（Ｇ）色光とバイオレット光とが順次照射される。その照射光の戻り光をＣＣＤ７が１つの撮像周期内で１回の露光期間内で露光する。ＣＣＤ７は、受光側カラーフィルタ７ａを通過した光を光電変換し、１つの撮像周期における各色の画像信号を得る。そして各色の画像信号を合成し、１つの撮像周期における特殊光観察の内視鏡画像を得る。

なお、本実施形態では、ＬＥＤ１の消灯とＬＥＤ２の点灯は、時刻ｔ１において、タイムラグがない状態で切り替わるように説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、プロセッサ５のＣＣＤドライバ１３の動作能力に応じてタイムラグが生じても良い。但し、内視鏡画像の色ズレや画像ブレの軽減を考慮すると、極力タイムラグの発生を無くすように構成することが望ましい。

また、本実施形態では、ＬＥＤ２の点灯タイミングを、ＬＥＤ１の点灯時間Ｔ１または消灯タイミングｔ１を基準とし制御しているが、これに限らず、例えば図１にあるように、ＬＥＤ１から出射される光を検知する光センサ２０により、ＬＥＤ１の消灯を検知し、この検知結果を基に、ＬＥＤ２の点灯タイミングを制御しても良い。すなわち、ＬＥＤ１の停止のタイミングが、その前に駆動しているＬＥＤ１から出射される光を検知する光センサの検知結果に基づいて、検知されるようにして、ＬＥＤ２の点灯タイミングを制御しても良い。

従って、このようなＬＥＤ制御部１７のＬＥＤ１、Ｌ２Ｄ２の点灯制御を行うことにより、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、ＣＣＤ７の露光期間は、点灯期間Ｔ１＋点灯期間Ｔ２となり、ＣＣＤ７の撮像周期期間Ｓ（図２（ａ）参照）内における複数の色の露光期間の間隔を短くすることができる。

このため、特に、動きが速い心臓に近い部位の臓器等の観察部位を観察している際に、その観察部位の動きに起因してＣＣＤ７を内蔵した先端部２Ｂが動いてしまっても、ＣＣＤ７の撮像周期期間Ｓ（図２（ａ）参照）内における複数のＬＥＤの点灯期間の間隔が短く、もしくはほとんど無いので、モニタ４に表示される内視鏡画像に発生する画像ブレを軽減することができる。

また、ＣＣＤ７の撮像周期期間Ｓ（図２（ａ）参照）内において、ＬＥＤ１の消灯とＬＥＤ２の点灯との間のタイムラグがなく、タイムラグが生じたとしても短い時間にすることができるので、特に、動きが速い心臓に近い部位の臓器等の観察部位を観察している際に、その観察部位の動きに起因してＣＣＤ７を内蔵した先端部２Ｂが動いてしまっても、モニタ４に表示される内視鏡画像に発生する色ズレを軽減することができる。

ところで、特殊光観察モードにおいて、緑（Ｇ）色の照明光は、ＬＥＤ１かたの白色光を光学フィルタ１８を透過させ変換しており、この変換により光量のロスが生じる。よって、明るい緑（Ｇ）色の照明光を得るためには、ＬＥＤ１を高出力で駆動させる必要がある。本実施形態においては、複数のＬＥＤの駆動時間が互いに重ならいように、１つの撮像周期内で前記複数の照明部を順次点灯させることにより、ＬＥＤを同時に高出力で駆動させるより、ＬＥＤを駆動させるための電源に大きな負荷がかからず、電源の大型化や回路の複雑化を防ぐことができる。
従って、第１の実施形態によれば、簡単な構成で、かつ安価で、明るく高品位な内視鏡画像を得ることのできる内視鏡装置１を実現することができる。

なお、本実施形態において、複数の照明部は、前記２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２に限定し、通常光観察モードと特殊光観察モードとを切り換える構成としたが、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を発する３つのＬＥＤを設けて構成し、上記の特殊光観察モードと同様に、ＬＥＤ制御部１７によって１つの撮像周期内でＲ，Ｇ，Ｂ各色のＬＥＤを順次点灯させる様に点灯制御を行い、通常光観察を行える構成としてもよい。また、図３の変形例１に示すように、内視鏡２の先端部２Ｂ内に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を発光する３つのＬＥＤ１６ａ〜１６ｃを設けて構成し、前記同様にＬＥＤ制御部１７によって点灯制御を行っても良い。この場合も、前記第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の作用を説明するためのタイミングチャートであり、図５は、変形例２における内視鏡装置の制御例を示すタイミングチャートである。

本実施形態の内視鏡装置１は、前記第１の実施形態と同様の構成であるが、光源装置３の特殊光観察モードにおけるＬＥＤ制御部１７の制御方法が前記第１の実施形態とは異なる。
即ち、本実施形態の内視鏡装置１において、ＬＥＤ制御部１７は、複数の照明部の少なくとも２つを、撮像周期期間Ｓ内において複数回駆動させるように制御する。

具体的には、ＬＥＤ制御部１７は、図４に示すように、予め明るさ検知結果に基づいて算出したＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１と、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２とを夫々均等に分割し、分割した点灯期間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｇ、点灯期間Ｔ２ａ〜Ｔ２ｇを求める。

すなわち、均等に分割した点灯期間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｇを全て加算すると、前記第１の実施形態で求めた点灯期間Ｔ１（図３参照）となる。また、均等に分割した点灯期間Ｔ２ａ〜Ｔ２ｇを全て加算すると、前記第１の実施形態で求めた点灯期間Ｔ２（図３参照）となる。

そして、ＬＥＤ制御部１７は、前記第１の実施形態と同様に、図４（ａ）に示すインデックス信号が“Ｈｉｇｈ”レベルになった時刻ｔｏにおいて、ＬＥＤ１を点灯させる（図４（ｂ）参照）。

その後、ＬＥＤ制御部１７は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１ａの経過後、即ち、時刻ｔ１において、ＬＥＤ１の点灯を消灯させると同時に、ＬＥＤ２を点灯させるように制御する。

そして、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２ａの経過後、即ち、時刻ｔ２において、ＬＥＤ２の点灯を消灯させると同時に、ＬＥＤ１を点灯させるように制御する。 以降、同様にＬＥＤ制御部１７は、点灯期間Ｔ１ｇと点灯期間Ｔ２ｇとによる点灯が完了するまで、各点灯期間に対応するようにＬＥＤ１とＬＥＤ２とを交互に点灯させるように制御する。すなわち、ＬＥＤ制御部１７は、複数のＬＥＤのそれぞれの駆動時間を均等に分割した点灯時間だけ、各ＬＥＤが交互に点灯するように、複数のＬＥＤを複数回駆動させる。

これにより、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の１回の点灯期間を短縮することができるとともに、ＬＥＤ１の消灯タイミングとＬＥＤ２の点灯タイミングとの間にタイムラグが発生しない。
従って、第２の実施形態の内視鏡装置１においても、前記第１の実施形態と同様に、内視鏡画像の色ズレ及び画像ブレの発生を軽減することができる。
なお、本実施形態の内視鏡装置１は、図５の変形例２に示すように、撮像周期内におけるＬＥＤ１の総点灯時間Ｔ１およびＬＥＤ２の総点灯時間Ｔ２の各点灯期間を、所定の回数で均等に分割したが、これに限らず、任意の期間で分割し、その分割した点灯期間に対応するようにＬＥＤ１、ＬＥＤの点灯制御を行っても良い。すなわち、ＬＥＤ制御部１７は、２つのＬＥＤの駆動時間のそれぞれを所定の期間で分割した点灯時間だけ、２つのＬＥＤが交互に点灯するように、複数のＬＥＤを複数回駆動させる。

具体的には、ＬＥＤ制御部１７は、図５に示すように、予め明るさ検知結果に基づいて算出したＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１と、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２とを夫々任意の値で分割し、分割した点灯期間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃと、点灯期間Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃを求める。

この場合、点灯期間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂは同じ値とし、点灯期間Ｔ１からこれら点灯期間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂを引いた残りの点灯期間を点灯期間Ｔ１ｃとしている。また、点灯期間Ｔ２ａ、Ｔ２ｂについても同じ値とし、点灯期間Ｔ２からこれら点灯期間Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを引いた残りの点灯期間を点灯期間Ｔ２ｃとしている。

すなわち、任意の値で分割した点灯期間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃを全て加算すると、前記第１の実施形態で求めた点灯期間Ｔ１（図３参照）となる。また、任意の値で分割した点灯期間Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃを全て加算すると、前記第１の実施形態で求めた点灯期間Ｔ２（図３参照）となる。

そして、ＬＥＤ制御部１７は、前記第２の実施形態と同様に、図５（ａ）に示すインデックス信号が“Ｈｉｇｈ”レベルになった時刻ｔｏにおいて、ＬＥＤ１を点灯させる（図５（ｂ）参照）。

その後、ＬＥＤ制御部１７は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１ａの経過後、即ち、時刻ｔ１において、ＬＥＤ１の点灯を消灯させると同時に、ＬＥＤ２を点灯させるように制御する。

そして、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２ａの経過後、即ち、時刻ｔ２において、ＬＥＤ２を消灯させると同時に、ＬＥＤ１を点灯させるように制御する。
その後、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１ｂの経過後、即ち、時刻ｔ３において、ＬＥＤ１を消灯させると同時に、ＬＥＤ２を点灯させるように制御する。

そして、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ２の点灯期間Ｔ２ｂの経過後、即ち、時刻ｔ４において、ＬＥＤ２を消灯させると同時に、ＬＥＤ１を点灯させるように制御する。
その後、ＬＥＤ制御部１７は、ＬＥＤ１の点灯期間Ｔ１ｃの経過後、時刻ｔ５において、ＬＥＤ１を消灯させた後、時刻ｔ６〜ｔ７の間に示す残りの点灯期間Ｔ２ｃ内においてＬＥＤ２を点灯させるように制御する。

従って、変形例２によれば、各点灯期間を所定の回数で均等に分割しなくても、複数のＬＥＤの点灯期間の間隔を短縮でき、ＬＥＤ１の点灯とＬＥＤ２の点灯の間にタイムラグも発生しないので、前記第２の実施形態と同様に、内視鏡画像の色ズレ及びブレの発生を軽減することができる。

なお、第１及び第２の実施形態では、内視鏡装置１の光源ユニット１６の制御は、ＬＥＤ制御部１７によって行われるように説明したが、プロセッサ５の制御部１５によって行うように構成してもよい。あるいは、プロセッサ５の制御部１５と光源装置３のＬＥＤ制御部１７とを１つの制御部として構成して、光源ユニット１６の制御を行うように構成してもよい。

ところで、本発明の内視鏡装置１は、通常光観察と狭帯域光観察の特殊光観察との両方を行うために、２つのＬＥＤ１、ＬＥＤ２を設けて構成したが、観察の最中に、仮にいずれか一方のＬＥＤが故障した場合でも、挿入部２Ａを体腔内から抜去する等に必要な照明光を確保することができる。このような構成を図６〜図９に開示する。

（開示例１）
図６は、開示例１における光源ユニットの構成を示す模式図、図７は、図６のＬＥＤ１が故障したときの動作状態を示す模式図である。

図６に示す光源装置３の光源ユニット１６は、略前記第１の実施形態と同様である。 即ち、光源ユニット１６は、狭帯域光観察等の特殊光観察を行う場合には、図６に示すように配置された光学フィルタ１８によって、ＬＥＤ１からの白色光を緑（Ｇ）色に変換してレンズ１９へと照射するとともに、ＬＥＤ２からのバイオレット光を反射してレンズ１９へと照射する。これにより、特殊光観察を行うのに必要な緑（Ｇ）色光とバイオレット光を得ている。

一方、通常光観察を行う場合には、光源ユニット１６は、光学フィルタ１８が、ＬＥＤ１の光路中から待避する位置（図６中の破線に示す位置）に配置されることにより、ＬＥＤ１のみからの白色光をレンズ１９へと照射する。これにより、通常光観察を行うのに必要な白色光を得ている。

ここで、観察中に、例えばＬＥＤ１が故障して白色光、或いは緑（Ｇ）色光の照明光が得られなくなったとしても、光学フィルタ１８が図７に示すような位置に配置させることにより、本例の内視鏡装置１では、少なくとも狭帯域光観察で用いられるバイオレット光のみを先端部２Ｂから照射することができる。
これにより、バイオレット光のみではあるが先端部２Ｂから被写体に照射することができるので、挿入部２Ａを体腔内から抜去する等に必要な照明光を確保することができる。

（開示例２）
図８は、開示例２における光源ユニットの構成を示す模式図、図９は、図８のＬＥＤ１が故障したときの動作状態を示す模式図である。

図８に示す光源装置３の光源ユニット１６Ａは、前記開示例１と略同様であるが、ＬＥＤ１が故障した場合でも、バイオレット光ではなく、白色光を得るように構成したことが異なる。

具体的には、光源ユニット１６Ａは、図８に示すように、光学フィルタ１８から反射するＬＥＤ２からのバイオレット光の光路中に配置可能に移動できる蛍光フィルタ３０を設けている。

この蛍光フィルタ３０は、ＬＥＤ１の故障時には、図９に示すように、光学フィルタ１８から反射された、ＬＥＤ２からのバイオレット光の光路中に配置されて、取り込まれたバイオレット光を白色光に変換して出射する光学特性を有している。
つまり、この蛍光フィルタ３０は、通常光観察、又は特殊光観察を行う場合には、図８に示すように、ＬＥＤ２の光路中から待避する位置に配置されている。

一方、手技中に、例えばＬＥＤ１が故障して白色光、或いは緑（Ｇ）色光の照明光が得られなくなった場合には、図９に示すように、蛍光フィルタ３０は、図示しない駆動手段により、光学フィルタ１８から反射された、ＬＥＤ２からのバイオレット光の光路中に配置される。

これにより、蛍光フィルタ３０によって、取り込まれたバイオレット光を白色光に変換してレンズ１９へと照射することができる。したがって、開示例１におけるバイオレット光ではなく、白色光を先端部２Ｂから照射することができるので、通常光観察を行う場合と同様の通常光である白色光を確保することができ、よって、手技を中断することなく、継続して行うことができる。
以上のように、上述した実施形態の内視鏡装置によれば、簡単な構成で、かつ安価で、明るく高品位な内視鏡画像を得ることができる。

本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１２年２月１７日に日本国に出願された特願２０１２−３２９０２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、所定の周期でインデックス信号を出力するタイミングジェネレータと、前記インデックス信号に基づいて、前記所定の周期毎に観察部位を撮像するように駆動される撮像部と、単数または複数の発光素子を有し、前記観察部位を照射する照明光を出射する複数の照明部と、前記複数の照明部の駆動を制御する照明制御部と、を有する内視鏡装置であって、各々の前記照明部により前記観察部位に照射される光は、異なる色の光であるとともに、前記照明制御部は、前記インデックス信号が入力されてから次のインデックス信号が入力されるまでの期間である１つの撮像周期内で、前記複数の照明部の駆動時間が互いに重ならないように、前記複数の照明部を順次駆動するように制御し、前記撮像周期内において、二番目以降に駆動する前記照明部の前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、前記二番目以降に駆動する前記照明部よりも前に駆動している照明部の駆動タイミングを基準に駆動するように制御する。

本発明の一態様の内視鏡装置は、所定の周期でインデックス信号を出力するタイミングジェネレータと、複数の受光素子の前面に複数色のカラーフィルタが設けられた固体撮像素子を有し、前記インデックス信号が入力されてから次の前記インデックス信号が入力されるまでの期間である撮像周期毎に観察部位を撮像するように駆動される撮像部と、前記観察部位を照射する第１の照明光を出射する第１の発光素子と、前記観察部位を照射する前記第１の照明光とは色が異なる第２の照明光を出射する第２の発光素子と、１つの前記撮像周期内において、前記第１の照明光が前記観察部位に照射されるように前記第１の発光素子を駆動するとともに、前記第１の照明光の照射が終了したタイミングを基準として前記第２の照明光による前記観察部位の照射が開始されるように前記第２の発光素子を駆動する照明制御部と、前記第１及び第２の照明光で照明され、前記複数色のカラーフィルタを通過した前記観察部位からの戻り光を前記受光素子で受光して得られる画像信号を、１つの前記撮像周期内で得るよう前記撮像部を制御する撮像制御部と、を具備する。

本発明の一態様の内視鏡装置は、所定の周期でインデックス信号を出力するタイミングジェネレータと、複数の受光素子の前面に複数色のカラーフィルタが設けられた固体撮像素子を有し、前記インデックス信号が入力されてから次の前記インデックス信号が入力されるまでの期間である撮像周期毎に観察部位を撮像するように駆動される撮像部と、前記観察部位を照射する第１の照明光を出射する第１の発光素子と、前記観察部位を照射する前記第１の照明光とは色が異なる第２の照明光を出射する第２の発光素子と、１つの前記撮像周期内において、前記第１の照明光が前記観察部位に照射されるように前記第１の発光素子を駆動するとともに、前記第１の照明光の照射が終了したタイミングを基準として前記第２の照明光による前記観察部位の照射が開始されるように前記第２の発光素子を駆動する照明制御部と、前記第１及び第２の照明光で照明され、前記複数色のカラーフィルタを通過した前記観察部位からの戻り光を前記受光素子が光電変換して得られる各色の画像信号を、１つの前記撮像周期における１回の露光期間内で一括して読み出すよう前記撮像部を制御する撮像制御部と、を具備する。

Claims (11)

1. 観察部位の観察画像を得る撮像部と、
   単数または複数の発光素子を有し、前記観察部位を照射する照明光を出射する複数の照明部と、
   前記複数の照明部の駆動を制御する照明制御部と、
   を有する内視鏡装置であって、
   各々の前記照明部により前記観察部位に照射される光は、異なる色の光であるとともに、
   前記照明制御部は、前記複数の照明部の駆動時間が互いに重ならないように、前記撮像部の撮像周期内で前記複数の照明部を順次駆動するように制御し、前記撮像周期内において、二番目以降に駆動する前記照明部の前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、前記二番目以降に駆動する前記照明部よりも前に駆動している照明部の駆動タイミングを基準に駆動するように制御することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記撮像部は、複数の受光素子の前面に複数色の受光側カラーフィルタが設けられた固体撮像素子からなることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記照明制御部は、前記撮像周期内において、前記二番目以降に駆動する前記照明部の、前記撮像周期内における少なくとも最初の駆動を、その前に駆動している照明部の駆動停止タイミングと略同時に駆動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
4. 前記照明制御部は、前記複数の照明部の少なくとも２つを、前記撮像周期内において複数回駆動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
5. 前記照明制御部は、前記撮像周期ごとの露光量を調整するために、前記撮像周期内の前記複数の照明部の駆動時間を可変に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
6. 前記照明制御部は、前記撮像部により得られた観察画像の１フィールド又は１フレームの明るさに基づいて、前記複数の照明部の駆動時間を可変に制御することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記照明制御部は、１つの撮像周期における所定の明るさと、前記撮像周期よりも一つ前の撮像周期におけるフィールド又はフレームの明るさとの差に基づいて、前記複数の照明部の駆動時間を算出することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記照明部の停止のタイミングは、前記その前に駆動している照明部から出射される光を検知する光センサの検知結果に基づいて、検知されることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
9. 前記照明制御部は、前記少なくとも２つの照明部の駆動時間のそれぞれを均等に分割した点灯時間だけ、前記少なくとも２つの照明部が交互に点灯するように、前記複数の照明部を前記複数回駆動させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
10. 前記照明制御部は、前記少なくとも２つの照明部の駆動時間のそれぞれを所定の期間で分割した点灯時間だけ、前記少なくとも２つの照明部が交互に点灯するように、前記複数の照明部を前記複数回駆動させることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
11. 前記内視鏡装置は、複数の観察モードを有し、
    前記複数の照明部は、前記観察モードに応じて、各照明部の点灯と非点灯が制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。

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