WO2014054742A1 - 内視鏡システムおよびその制御方法 - Google Patents

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WO2014054742A1
WO2014054742A1 PCT/JP2013/076959 JP2013076959W WO2014054742A1 WO 2014054742 A1 WO2014054742 A1 WO 2014054742A1 JP 2013076959 W JP2013076959 W JP 2013076959W WO 2014054742 A1 WO2014054742 A1 WO 2014054742A1
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light
imaging
endoscope system
light source
optical path
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PCT/JP2013/076959
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亮 町田
武志 菅
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system that variably controls optical performance and a control method thereof.
  • an endoscope for special observation for example, fluorescence observation
  • JP-A-2006-51334 a rotary filter having a transparent parallel plane plate inserted perpendicularly to the optical path of light passing through the objective optical system and an excitation light removal filter is provided.
  • An endoscope is disclosed in which normal observation and special observation are switched by an objective optical system and no parallax occurs in an observation image.
  • JP-A-2006-51334 in a special observation mode in which white light and excitation light are emitted from the tip of the insertion portion, a period during which the rotation filter is rotated and excitation light is emitted from the tip of the insertion portion. Only an endoscope technique is disclosed in which an excitation light removal filter is inserted into a objective optical system from a transparent plane-parallel plate.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a normal observation image and a special observation image without parallax, and to easily perform simultaneous observation of the normal observation image and the special observation image.
  • the object is to provide a mirror system and its control method.
  • an endoscope system includes a light source that emits illumination light, an imaging element that captures an image formed by an objective optical system, and the light amount or wavelength band of the imaging light.
  • the adjustment member that drives the adjustment member that adjusts the in-focus position to be inserted into and removed from the objective optical system, and the adjustment member takes an image in conjunction with the switching of the spectrum of the illumination light by the light source.
  • a control unit that drives and controls the light adjusting device so as to be inserted into and removed from the optical path.
  • An endoscope system control method includes a light source that illuminates illumination light, an imaging element that captures an image formed by an objective optical system, and a light amount or a wavelength band or a combination of imaging light.
  • Control of an endoscope system comprising: a light adjustment device having a drive unit that drives an adjustment member that adjusts a focal position so as to be inserted into and removed from the objective optical system; and a control unit that drives and controls the light adjustment device.
  • the control unit drives and controls the light adjustment device so that the adjustment member is inserted into and removed from the photographing optical path in conjunction with switching of the spectrum of the illumination light by the light source.
  • an endoscope system that can acquire a normal observation image and a special observation image with no parallax and can easily simultaneously observe the normal observation image and the special observation image, and a control method thereof.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a control unit of a video processor that controls the light adjustment device of the imaging unit in synchronization with the light source device.
  • FIG. 1 which shows the example of a drive control timing in which a control part controls a light adjustment apparatus, when observing normal observation and fluorescence observation simultaneously
  • FIG. 1 shows the example of a drive control timing in which a control part controls a light adjustment apparatus at the time of carrying out simultaneous observation of normal observation and NBI same as the above
  • FIG. 1 shows the example of a drive control timing in which a control part controls a light adjustment apparatus to switching of a far point observation and a near point observation similarly
  • Sectional drawing which shows the structure of the objective optical system in the imaging unit which has two solid-state image sensors of the 2nd Embodiment of this invention Table showing light incident on each of the two solid-state image sensors
  • the endoscope in the following description of the configuration will be described by taking a so-called flexible endoscope having an insertion portion flexible for insertion into the digestive organs of the upper or lower part of the living body, but is not limited thereto.
  • the technique can be applied to a so-called rigid endoscope having a hard insertion portion used for surgery.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an endoscope system
  • FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an imaging unit
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a light adjustment device
  • FIG. 4 is a perspective view of the light adjustment device.
  • FIG. 5 is a plan view of the light adjustment device
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the light adjustment device
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a control unit of a video processor that controls the light adjustment device of the imaging unit in synchronization with the light source device.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an endoscope system
  • FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an imaging unit
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a light adjustment device
  • FIG. 4 is a perspective view of the light adjustment device.
  • FIG. 5 is a plan view of the light adjustment device
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of drive control timing in which the control unit controls the light adjustment device when the normal observation and the fluorescence observation are performed simultaneously.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the drive control timing when the normal observation and the NBI are performed simultaneously.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of drive control timing at which the control unit controls the light adjustment device for switching between far-point observation and near-point observation.
  • an endoscope system 1 mainly includes an endoscope 2, a light source device 3 that is a light source of illumination light, a video processor 4, and a monitor 5. ing.
  • the endoscope 2 includes a long and narrow insertion portion 9, an operation portion 10, and a universal cable 19 that is an electric cable.
  • the insertion portion 9 of the endoscope 2 includes a distal end portion 6, a bending portion 7, and a flexible tube portion 8 in order from the distal end.
  • the operation section 10 is provided with a bending operation knob 14 for bending the bending section 7 of the insertion section 9 and is provided with switches 15 and 16 for various endoscope functions. Yes.
  • a UD bending operation knob 12 for bending the bending portion 7 in the vertical direction and an RL bending operation knob 13 for bending the bending portion 7 in the left-right direction are superimposed. It is arranged.
  • the connecting portion between the insertion portion 9 and the operation portion 10 includes a gripping portion 11 that also serves as a gripping portion by the user, and a bend preventing portion provided between the gripping portion 11 and one end of the flexible tube portion 8 of the insertion portion 9. And a treatment instrument channel insertion portion 18 serving as an opening of a treatment instrument channel through which various treatment instruments arranged in the insertion portion 9 are inserted.
  • the universal cable 19 extended from the operation unit 10 has an endoscope connector 19a that is detachable from the light source device 3 at the extended end.
  • the endoscope 2 according to the present embodiment illuminates from the light source device 3 to the distal end portion 6 by a light guide bundle (not shown) of illumination means disposed in the universal cable 19, the operation unit 10, and the insertion unit 9. It transmits light.
  • the endoscope connector 19a is provided with a coiled coil cable 20 extending, and an electric connector detachably attached to the video processor 4 is provided at an extended end of the coil cable 20.
  • the video processor 4 is electrically connected to a monitor 5 that displays an endoscopic image, and receives an imaging signal photoelectrically converted by an endoscope imaging unit 30 described later, which is an imaging unit described later of the endoscope 2.
  • the signal is processed and output to the monitor 5 as an image signal.
  • the endoscope system 1 is provided with an air / water supply function for ejecting air and water from the distal end portion 6 of the insertion portion 9 of the endoscope 2 in the light source device 3.
  • the imaging unit 30 of the present invention will be described below based on the drawings.
  • the imaging unit 30 includes a metal and substantially tubular lens frame 31, a unit holding frame 32 fitted outside the lens frame 31, and an outer side behind the unit holding frame 32. And a reinforcing frame 33 fitted therein.
  • the lens frame 31 is made of metal such as stainless steel, and constitutes a lens fixing frame that holds the first lens group 41 and the second lens group 42 that are the objective optical system 40. Between the first lens group 41 and the second lens group 42 of the lens frame 31, a light adjusting device 50, which will be described later, provided with a minute actuator is disposed. In addition, the lens frame 31 is fitted by inserting the distal end portion of the unit holding frame 32 to the base end portion.
  • the unit holding frame 32 holds the optical member 43 at the rear part.
  • the front surface of the cover glass 44 is fixed to the rear surface of the optical member 43 with an optical adhesive.
  • a solid-state image pickup element 45 as an image pickup means as an image sensor such as a CCD or CMOS is fixed by an optical adhesive.
  • the solid-state imaging device 45 is electrically connected to the imaging substrate 46.
  • the optical member 43, the cover glass 44, the solid-state imaging device 45, and the imaging substrate 46 held by the unit holding frame 32 are covered with the reinforcing frame 33.
  • the periphery of the solid-state imaging device 45 and the imaging substrate 46 is covered with a filler (not shown) such as an adhesive in the reinforcing frame 33 for moisture prevention, insulation and the like.
  • the imaging unit 30 configured in this manner is configured so that photographing light (subject image) incident on the first lens group 41 and the second lens group 42 is imaged by the light receiving unit of the solid-state imaging device 45.
  • the solid-state imaging device 45 photoelectrically converts the photographic light and outputs imaging data of the subject to the imaging substrate 46.
  • substrate 46 processes electrically imaging data appropriately, and outputs it to the communication cable (not shown) electrically connected.
  • This communication cable is inserted and arranged in the endoscope 2, and the video processor 4 as an external device shown in FIG. 1 and an electrical connector provided on the coil cable 20 extending from the endoscope connector 19 a are provided. Electrically connected.
  • the light adjustment device 50 as the light adjusting means will be described below based on the drawings.
  • the light adjustment device 50 includes a substrate 51 in which an optical opening 52 is formed, a substrate 53 in which an optical opening 54 is formed, and a plate-like light adjustment in which an optical opening 55 is formed.
  • the substrate 51 and the substrate 53 are plate bodies having disc portions 51a and 53a having substantially the same diameter, and an optical aperture 52 and an optical aperture are formed at the centers of the disc portions 51a and 53a.
  • An optical aperture 54 serving as a stop is provided.
  • the optical aperture 55 of the light adjusting mechanism 56 has a predetermined aperture diameter as an optical diaphragm based on the objective optical system 40.
  • the optical aperture 54 has an aperture diameter smaller than that of the optical aperture 55 of the light adjusting mechanism 56 and the optical aperture 52 of the substrate 51.
  • substrate 53 have the rectangular parts 51b and 53b extended from one outer peripheral part of the disk parts 51a and 53a. These rectangular portions 51b and 53b are opposed to each other when they are overlapped (stacked) together to constitute a retracting portion into which the light adjustment mechanism 56 enters.
  • the rectangular portion 53b of the substrate 53 has a convex portion 53c that forms a gap for allowing the light adjusting mechanism 56 to enter the edge portion by contacting the rectangular portion 51b of the substrate 51 when the rectangular portion 51b overlaps. have. Note that the retreating unit including the rectangular units 51 b and 53 b is disposed in a dead space in the imaging unit 30.
  • Rotating shaft holes 63 and 64 are respectively formed in the substrates 51 and 53 at positions corresponding when the optical aperture 52 and the optical aperture 54 are laminated together.
  • the light adjustment mechanism 56 disposed between the substrates 51 and 53 is provided with a magnetic rotating shaft member 59. Both ends of the rotary shaft member 59 are rotatably inserted into the rotary shaft holes 63 and 64, respectively.
  • a spacer member 65 is disposed between the substrate 51 and the substrate 53 in order to form a gap for allowing the light adjusting mechanism 56 to freely rotate.
  • the light adjusting mechanism 56 is provided with an optical filter 55 a as a light adjusting member in the optical opening 55.
  • the optical filter 55a cuts off light having an excitation wavelength when performing special observation, for example, fluorescence observation.
  • the light adjusting mechanism 56 is not limited to a mechanism for inserting / removing the optical filter 55a onto / from the photographing optical path, and may be a zoom mechanism in which a zoom lens is disposed in the optical aperture 55. Further, the optical aperture 55 itself is provided. A variable aperture mechanism having an optical variable aperture may be used.
  • the electromagnetic drive source 70 of the light adjusting mechanism 56 includes a U-shaped yoke member 71 (yoke) as a structure and two winding coil portions (electromagnetic coil portions) wound around two arm portions of the yoke member 71. ) 72 and 73, and disposed on the substrate 51 in a region outside the photographing light beam by the objective optical system 40.
  • the winding coil portions 72 and 73 constitute a drive portion, and are wound at both ends of the yoke member 71 so that both end portions 74 and 75 of the yoke member 71 are exposed. Both end portions 74 and 75 of the yoke member 71 are provided at positions facing each other with the rotary shaft member 59 interposed therebetween.
  • the light adjustment device 50 configured as described above is configured such that the light adjustment mechanism 56 rotates the rotation shaft member 59 using the electromagnetic drive source 70, thereby causing the central axis of the rotation shaft member 59 to rotate. Is rotated around the center of rotation. That is, by applying a current to the electromagnetic drive source 70, the rotating shaft member 59 is rotated by the magnetic force generated from the both end portions 74 and 75 of the yoke member 71, and the light adjustment mechanism 56 is superimposed on the optical aperture 52 and the optical aperture 54.
  • the position B can be moved mutually.
  • the optical filter 55a of the light adjusting mechanism 56 is moved to the first stationary position A on the photographing optical path.
  • the fluorescence observation can be performed here, and the optical filter 55a can be switched to the second stationary position B that is removed from the photographing optical path so that the normal light observation can be performed.
  • the endoscope 2 does not include the two objective optical systems (imaging unit 30) for normal observation and fluorescence observation, but the normal observation and the fluorescence observation are performed by one objective optical system 40. It is the structure which can be switched and observed.
  • the imaging unit 30 of the endoscope 2 configured in this manner is switched between the normal observation and the fluorescence observation without parallax by one photographing light focused by the objective optical system 40 by switching by the light adjustment device 50. It is configured to allow simultaneous observation.
  • the light adjustment mechanism 56 is a zoom mechanism in which a zoom lens is disposed in the optical aperture 55 as described above, the light adjustment mechanism 56 is switched between the first stationary position A and the second stationary position B. By moving, the zoom or tele state can be switched. Further, as described above, when the light adjustment mechanism 56 is a variable diaphragm mechanism having the optical aperture 55 as an optical variable diaphragm, the light adjustment mechanism 56 is switched between the first stationary position A and the second stationary position B. By doing so, it is possible to change the depth of field by adjusting the amount of light.
  • the optical filter 55a of the light adjusting mechanism 56 is an excitation light cut filter.
  • the light adjustment device 50 is driven and controlled by the control unit 21 of the video processor 4 as shown in FIG. Note that the control unit 21 of the video processor 4 sequentially separates the three primary color lights of red (R light), green (G light), and blue (B light) and the excitation light (EX light) provided in the light source device 3.
  • the light adjustment device 50 is driven and controlled in synchronization with the driving of a rotary filter (not shown) that is a color filter for (spectrographic) illumination.
  • the control unit 21 of the video processor 4 performs the illumination light irradiation timing by the light source device 3, that is, the timing at which red, green, blue, and excitation light are sequentially irradiated.
  • the optical adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 is overlapped with the optical opening 52 and the optical opening 54 so that the optical filter 55a is inserted into the photographing optical path, or the first stationary position A or the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 is a rectangular portion.
  • Drive control is performed to move to the second stationary position B which is retracted into the retracting portion 51b, 53b and removed from the photographing optical path.
  • the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 is an excitation light cut filter
  • the optical filter 55a has a first stationary position A and a second stationary position in the illumination light spectrum in accordance with the irradiation timing of the excitation light.
  • the light adjustment device 50 is driven and controlled by the control unit 21 so as to be inserted and removed at the position B. That is, the control unit 21 drives and controls the light adjustment device 50 so that the optical filter 55a is inserted into the first stationary position A on the photographing optical path during the light shielding period between blue and excitation light, and the excitation light and red light are controlled.
  • the light adjustment device 50 is driven and controlled so that the optical filter 55a is retracted from the photographing optical path to the second stationary position B during the light shielding period between the two.
  • the endoscope system 1 of the present embodiment is red when the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 is located at the second stationary position B where it is retracted from the photographing optical path.
  • a normal observation image obtained by combining and colorizing three images of the subject image obtained by sequentially irradiating green and blue illumination light can be acquired, and the optical filter 55a is placed at the first stationary position A inserted in the imaging optical path.
  • the fluorescence observation image can be acquired by detecting autofluorescence from the subject obtained by irradiation with illumination light of excitation light.
  • the endoscope system 1 normally performs each rotation of a rotary filter (not shown) provided in the light source device 3 that sequentially illuminates the three primary color lights of red, green, and blue as the spectrum of illumination light and the excitation light. An observation image and a fluorescence observation image can be acquired. Therefore, the endoscope system 1 can perform simultaneous observation of fluorescence observation, which is one of normal observation and special light observation.
  • the endoscope system 1 is also an example in which a monochrome imager is used for the solid-state imaging device 45 and an imaging method based on an RGB plane sequential method is employed.
  • the optical filter 55a of the light adjusting mechanism 56 transmits NBI light.
  • the video processor 4 drives the light adjustment device 50 in synchronization with the rotation period of a rotary filter (not shown) that sequentially colors and illuminates the three primary colors of red, green, and blue provided in the light source device 3. Control.
  • the control unit 21 of the video processor 4 adjusts the light according to the irradiation timing of the illumination light from the light source device 3, that is, the timing at which red, green, and blue are sequentially irradiated.
  • the optical adjustment mechanism 56 of the apparatus 50 is overlapped with the optical aperture 52 and the optical aperture 54, and the first stationary position A where the optical filter 55a is inserted on the photographing optical path or the optical filter 55a of the optical adjustment mechanism 56 is the rectangular portions 51b and 53b.
  • the drive control is performed to move the second retracted position B to the second stationary position B that is removed from the photographing optical path.
  • the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 is a filter that transmits only NBI light
  • the optical filter 55a is arranged in accordance with one rotation period of RGB light, that is, one rotation period of the rotation filter of the light source device 3.
  • the light adjustment device 50 is driven and controlled by the control unit 21 so as to be inserted and removed at the first stationary position A and the second stationary position B. That is, the control unit 21 drives and controls the light adjustment device 50 so that the optical filter 55a is inserted into the first stationary position A on the photographing optical path during the light blocking period between blue and red in the illumination light spectrum. Then, the light adjustment device 50 is repeatedly driven and controlled so that the optical filter 55a retracts from the photographing optical path to the second stationary position B during the next light shielding period between blue and red.
  • the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 when the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 is located at the second stationary position B that is retracted from the photographing optical path, red as the spectrum of the illumination light.
  • a normal observation image obtained by synthesizing three color images of a subject image obtained by sequential irradiation of green and blue illumination light to be colored can be obtained, and a first stationary position A inserted into the imaging optical path by the optical filter 55a
  • the NBI image can be acquired by optimizing the center wavelength to 415 nm and 540 nm in the spectrum of the photographing light (reflected light) obtained by the irradiation of the illumination light of red, green and blue.
  • the endoscope system 1 can acquire a normal observation image and an NBI image for each rotation cycle of a rotation filter (not shown) provided in the light source device 3 that sequentially illuminates the three primary color lights of red, green, and blue. . Therefore, the endoscope system 1 can perform simultaneous observation of NBI, which is one of normal observation and special light observation.
  • the optical filter 55a may be a filter for performing various special light observations in addition to the fluorescence observation and NBI as described above.
  • the present invention is not limited to the above-described fluorescence observation and NBI observation, but instead of the optical filter 55a of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50, a lens is disposed in the optical aperture 55 to perform far-point observation and near-point observation ( A configuration in which the focus position) can be switched and controlled.
  • the endoscope system 1 here also uses an example in which a monochrome imager is used for the solid-state imaging device 45 and an imaging method based on an RGB plane sequential method is employed.
  • the video processor 4 synchronizes the light adjustment device 50 in synchronization with the rotation period of a rotary filter (not shown) that sequentially colors and illuminates the three primary colors of red, green, and blue provided in the light source device 3. Drive control.
  • the unit 21 includes a rectangular portion 51b that is a first stationary position A in which the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 is overlapped with the optical opening 52 and the optical opening 54 and the lens is inserted into the photographing optical path or the lens of the light adjustment mechanism 56. , 53b, and drive control to move to the second stationary position B that is retracted in the retracting portion and removed from the photographing optical path.
  • the endoscope system 1 here can acquire a far-point observation image when the lens of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 is located at the second stationary position B where the lens is retracted from the photographing optical path. Is located at the first stationary position A to be inserted on the photographing optical path, the near point observation image can be acquired.
  • the light adjustment device is arranged so that the lens is inserted / removed at the first stationary position A and the second stationary position B in accordance with one period of RGB light, that is, the light shielding period of one rotation period of the rotation filter of the light source device 3. If 50 is driven and controlled by the control unit 21, far-point observation and near-point observation can be acquired simultaneously. That is, the control unit 21 drives and controls the light adjustment device 50 so that the lens is inserted into the first stationary position A on the photographing optical path during the light-shielding period between blue and red. The light adjusting device 50 is repeatedly driven and controlled so as to retreat from the photographing optical path to the second stationary position B during the light shielding period.
  • the endoscope system 1 allows the far-point observation image and the near-point observation for each rotation cycle of the rotation filter (not shown) provided in the light source device 3 that sequentially illuminates the three primary color lights of red, green, and blue. Images can be acquired. Therefore, the endoscope system 1 can obtain an observation image with a wide depth of field by combining the near point observation image and the far point observation image acquired as described above. At this time, since the images obtained by one objective optical system 40 are synthesized, these images are not affected by parallax.
  • the lens of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50 may be a zoom lens, or may be configured to switch between wide / telescopic images.
  • the endoscope system 1 is configured such that the control unit 21 of the video processor 4 drives and controls the light adjustment device 50 in conjunction with the switching of the spectrum of the illumination light of the light source device 3. As such, it is configured so that different observation images can be observed simultaneously. Further, the endoscope 2 has a configuration in which different photographing images are obtained by condensing each photographing light with the same objective optical system 40, which leads to a reduction in the diameter of the distal end portion 6 of the insertion portion 9. There are advantages.
  • a monochrome imager is used for the solid-state imaging element 45 of the endoscope 2 and only the imaging method based on the surface sequential method using the RGB (EX) illumination light of the light source device 3 has been described.
  • the present invention is limited to this.
  • the solid-state imaging device 45 may be a color imager, and the illumination light of the light source device 3 may be white light.
  • the control unit 21 uses the first optical filter 55a (which may be a lens) of the light adjustment mechanism 56 of the light adjustment device 50. What is necessary is just to set it as the structure which drives and controls so that it may insert / remove at the stationary position A and the 2nd stationary position B.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an objective optical system in an image pickup unit having two solid-state image sensors
  • FIG. 12 is a table showing light incident on the two solid-state image sensors.
  • the same reference numerals are used for the various configurations that have already been described in the first embodiment, and descriptions of these configurations are omitted.
  • the endoscope system 1 includes two first and second solid-state image sensors 45a and 45b on which imaging light separated by the prism unit 60, which is an optical path separating unit, of the imaging unit 30 of the endoscope 2 is incident. And have.
  • the first solid-state image sensor 45a is a color imager
  • the second solid-state image sensor 45b is a monochrome imager.
  • the light source device 3 has a rotation filter (not shown) for irradiating the three primary color lights of red, green, and blue in order by color separation (spectral), and irradiates illumination light. It has become.
  • the imaging unit 30 is provided with a prism unit 60 that splits photographing light into a predetermined spectrum and causes light of a specific wavelength to enter each of the first and second solid-state imaging elements 45a and 45b. . That is, the two imaging lights separated into two by the prism unit 60 are incident on the first and second solid-state imaging devices 45a and 45b, respectively.
  • a light adjusting device 50 is provided on the object point side of the first solid-state imaging element 45a.
  • the prism unit 60 passes light in the visible range (R light, G light, and B light) and reflects near-infrared light, a total reflection prism 47, and these dichroic.
  • the prism 46 and the prism 47 have two optical members 48 and 49 that protect the reflecting surfaces. In other words, only the R light, the G light, and the B light of the photographing light incident on the dichroic prism 46 pass through the dichroic prism 46 and are incident on the first solid-state image sensor 45a. Also, the infrared imaging light reflected by the dichroic prism 46 is reflected by the prism 47 and is incident on the second solid-state image sensor 45b.
  • the first solid-state imaging device 45a includes incident light based on illumination light sequentially irradiated with R light, G light, and B light from the light source device 3.
  • the R light passes through the dichroic prism 46 at the timing of the R light, the G light (and the slight red region light) at the G light timing, and the B light (and the slight red region light at the B light timing).
  • Shooting light is incident.
  • the illumination timing of the RGB light it is possible to obtain a normal observation image by separating each incident RGB light with the on-chip filter of the first solid-state imaging device 45a which is a color imager.
  • the second solid-state imaging device 45b has a dichroic prism 46 in incident light based on illumination light sequentially irradiated with R light, G light, and B light from the light source device 3.
  • Near-infrared light as reference light at the timing of reflected R light, fluorescence at the timing of G light, and fluorescent photographing light at the timing of B light are incident.
  • the incident near-infrared light and fluorescence are detected by the second solid-state imaging device 45b which is a monochrome imager, and the three images are combined to obtain a fluorescence observation image. can do.
  • fluorescence can be acquired twice in one cycle of RGB light of illumination light, that is, B light and G light, which is advantageous in brightness, and a bright fluorescence observation image can be acquired.
  • the optical filter 55a of the light adjusting device 50 as a filter that transmits only NBI light, the mode that allows simultaneous observation with fluorescence observation is switched between normal observation and NBI observation by inserting and removing the optical filter 55a. be able to.
  • the imaging unit 30 of the endoscope 2 includes the separation optical system of the dichroic prism 46, the first solid-state imaging device 45a that is a color imager, and the second solid-state imaging device 45b that is a monochrome imager. Even when the optical system 40 is used, a normal observation without parallax and a fluorescence observation can be performed simultaneously, and a bright fluorescence observation can be achieved.
  • the invention described in the above-described embodiment is not limited to the embodiment and modification examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the described requirements can be deleted if the stated problem can be solved and the stated effect can be obtained.
  • the configuration can be extracted as an invention.

Abstract

　内視鏡システム１は、照明光を照射する光源３と、対物光学系４０により結像された像を撮像する撮像素子４５と、撮影光の光量または波長帯域または合焦位置を調整する調整部材を対物光学系４０に挿脱するように駆動させる駆動部７０を有する光調整装置５０と、光源３による照明光のスペクトルの切換えに連動して調整部材が撮影光路上に挿脱するように光調整装置５０を駆動制御する制御部２１と、を具備する。

Description

内視鏡システムおよびその制御方法
　本発明は、光学性能を可変制御する内視鏡システムおよびその制御方法に関する。
　従来、特殊観察、例えば蛍光観察用の内視鏡は、通常観察用と蛍光観察用の２つの対物光学系を有していた。この従来の内視鏡のように、２つの対物光学系があると、通常観察と特殊観察のモード切換え時に２つの対物光学系による、それぞれの観察画像に視差（パララックス）が生じてしまう。
　そこで、例えば、ＪＰ特開２００６－５１３３４号公報には、対物光学系を通過する光の光路に垂直に挿入される透明な平行平面板と励起光除去フィルタを有する回転フィルタを設けて、１つの対物光学系により通常観察と特殊観察を切換えて観察画像に視差が生じない内視鏡が開示されている。このＪＰ特開２００６－５１３３４号公報には、挿入部の先端から白色光と励起光が射出される特殊観察モードにおいて、回転フィルタが回転され、挿入部の先端から励起光が射出されている期間のみ、透明な平行平面板から励起光除去フィルタを対物光学系内に挿入する内視鏡の技術が開示されている。
　ところで、近年では、病変部位の早期発見がおこなえるように、通常観察と特殊観察の同時観察が行える内視鏡システムが要望されている。この同時観察時において、通常観察画像と特殊観察画像を比較する際、それぞれの画像を２画面表示させたり、重畳表示させたりする場合があり、病変部位を特定し易いように視差のない通常観察画像と特殊観察画像であることが好ましい。
　しかしながら、ＪＰ特開２００６－５１３３４号公報の内視鏡では、単に通常観察モードと特殊観察モードをユーザが選択的に切換え、回転フィルタによる平行平面板と励起光除去フィルタの切換えを行うようになっている。また、ＪＰ特開２００６－５１３３４号公報の内視鏡では、回転フィルタを回転するモータ駆動の制御が難しく、通常観察および特殊観察の同時観察を行うことが非常に困難であった。
　そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、視差のない通常観察画像と特殊観察画像を取得できると共に、これら通常観察画像と特殊観察画像の同時観察が容易に行える内視鏡システムおよびその制御方法の提供を目的としている。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様の内視鏡システムは、照明光を照射する光源と、対物光学系により結像された像を撮像する撮像素子と、撮影光の光量または波長帯域または合焦位置を調整する調整部材を前記対物光学系に挿脱するように駆動させる駆動部を有する光調整装置と、前記光源による前記照明光のスペクトルの切換えに連動して前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御する制御部と、を具備する。
　また、本発明の一態様の内視鏡システムの制御方法は、照明光を照射する光源と、対物光学系により結像された像を撮像する撮像素子と、撮影光の光量または波長帯域または合焦位置を調整する調整部材を前記対物光学系に挿脱するように駆動させる駆動部を有する光調整装置と、前記光調整装置を駆動制御する制御部と、を具備する内視鏡システムの制御方法において、前記制御部が前記光源による前記照明光のスペクトルの切換えに連動して前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御する。
　本発明によれば、視差のない通常観察画像と特殊観察画像を取得できると共に、これら通常観察画像と特殊観察画像の同時観察が容易に行える内視鏡システムおよびその制御方法を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態の内視鏡システムの構成を示す斜視図 同、撮像ユニットの構成を示す断面図 同、光調整装置の構成を示す分解斜視図 同、光調整装置の斜視図 同、光調整装置の平面図 同、光調整装置の断面図 同、撮像ユニットの光調整装置を光源装置に同期して制御するビデオプロセッサの制御部を説明する模式図 同、通常観察および蛍光観察を同時観察するときに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図 同、通常観察およびＮＢＩを同時観察するときに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図 同、遠点観察および近点観察の切換えに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図 本発明の第２の実施の形態の２つの固体撮像素子を有した撮像ユニットにおける対物光学系の構成を示す断面図 同、２つの固体撮像素子にそれぞれ入射する光を示す表
　以下、本発明の内視鏡システムについて説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
　なお、以下の構成説明における内視鏡は、生体の上部または下部の消化器官に挿入するため挿入部が可撓性のある所謂軟性鏡を例に挙げて説明するが、これに限定されることなく、外科用に用いられる挿入部が硬質な所謂硬性鏡にも適用できる技術である。
（第１の実施の形態）
　先ず、図面に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、内視鏡システムの構成を示す斜視図、図２は撮像ユニットの構成を示す断面図、図３は光調整装置の構成を示す分解斜視図、図４は光調整装置の斜視図、図５は光調整装置の平面図、図６は光調整装置の断面図、図７は撮像ユニットの光調整装置を光源装置に同期して制御するビデオプロセッサの制御部を説明する模式図、図８は通常観察および蛍光観察を同時観察するときに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図、図９は通常観察およびＮＢＩを同時観察するときに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図、図１０は遠点観察および近点観察の切換えに制御部が光調整装置を制御する駆動制御タイミング例を示す図である。
　図１に示すように、本実施の形態の内視鏡システム１は、内視鏡２と、照明光の光源である光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、モニタ５と、から主に構成されている。内視鏡２は、長尺で細長な挿入部９と、操作部１０と、電気ケーブルであるユニバーサルケーブル１９と、を有して構成されている。内視鏡２の挿入部９は、先端から順に先端部６と、湾曲部７と、可撓管部８と、を有して構成されている。
　操作部１０には、挿入部９の湾曲部７を湾曲操作するための湾曲操作ノブ１４が回動自在に配設されると共に、各種内視鏡機能のスイッチ類１５，１６などが設けられている。なお、湾曲操作ノブ１４は、湾曲部７を上下方向に湾曲操作するためのＵＤ湾曲操作ノブ１２と、湾曲部７を左右方向に湾曲操作するためのＲＬ湾曲操作ノブ１３と、が重畳するように配設されている。
　また、挿入部９と操作部１０の連結部は、ユーザによる把持部を兼ねる把持部１１と、この把持部１１および挿入部９の可撓管部８の一端の間に設けられた折れ止め部に配置されて、挿入部９に配設された各種処置具を挿通する処置具チャンネルの開口部となる処置具チャンネル挿通部１８と、を有して構成されている。
　操作部１０から延設されたユニバーサルケーブル１９は、延出端に光源装置３と着脱自在な内視鏡コネクタ１９ａを有している。尚、本実施の形態の内視鏡２は、ユニバーサルケーブル１９、操作部１０および挿入部９に配設された照明手段のライトガイドバンドル（不図示）によって、光源装置３から先端部６まで照明光を伝送するものである。また、内視鏡コネクタ１９ａは、コイル状のコイルケーブル２０が延設しており、このコイルケーブル２０の延出端にビデオプロセッサ４と着脱自在な電気コネクタが設けられている。
　ビデオプロセッサ４は、内視鏡画像を表示するモニタ５と電気的に接続され、内視鏡２の後述する撮像手段である、後述の内視鏡用撮像ユニット３０によって光電変換された撮像信号を信号処理して、画像信号としてモニタ５に出力する。なお、内視鏡システム１は、図示しないが、内視鏡２の挿入部９の先端部６から空気、及び水を噴出する送気送水機能が光源装置３に設けられている。
　ここで、本発明の撮像ユニット３０について、図面に基づいて、以下に説明する。　
　先端部６には、図２に示す、内視鏡用撮像ユニット（以下、単に撮像ユニットという）３０が内蔵されている。この撮像ユニット３０は、図２に示すように、金属製で略管状のレンズ枠３１と、このレンズ枠３１の後方に外嵌されたユニット保持枠３２と、このユニット保持枠３２の後方に外嵌された補強枠３３と、を有している。
　レンズ枠３１は、ここではステンレスなどの金属製であって、対物光学系４０である第１レンズ群４１および第２レンズ群４２を保持するレンズ固定枠を構成している。レンズ枠３１の第１レンズ群４１および第２レンズ群４２との間には、微小アクチュエータを備えた後述する光調整装置５０が配設されている。なお、レンズ枠３１は、基端部部分にユニット保持枠３２の先端部分が外挿して嵌着される。
　ユニット保持枠３２は、後部に光学部材４３を保持している。この光学部材４３の後面には、カバーガラス４４の前面が光学接着剤により固着されている。このカバーガラス４４の後面には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサーとしての撮像手段である固体撮像素子４５が光学接着剤により固着されている。
　この固体撮像素子４５は、撮像基板４６と電気的に接続されている。ユニット保持枠３２に保持された光学部材４３、カバーガラス４４、固体撮像素子４５および撮像基板４６は、補強枠３３に覆われている。固体撮像素子４５および撮像基板４６の周囲は、防湿、絶縁などのために補強枠３３内において接着剤などの充填剤（不図示）により覆われている。
　このように構成された撮像ユニット３０は、第１レンズ群４１および第２レンズ群４２に入射する撮影光（被写体像）が固体撮像素子４５の受光部で結像されるようになっている。この固体撮像素子４５は、撮影光を光電変換して、被写体の撮像データを撮像基板４６に出力する。そして、撮像基板４６は、撮像データを適正に電気的に処理して、電気的に接続された通信ケーブル（不図示）に出力する。この通信ケーブルは、内視鏡２に挿通配置され、図１に示した、外部機器であるビデオプロセッサ４と、内視鏡コネクタ１９ａから延出したコイルケーブル２０に設けられた電気コネクタを介して電気的に接続される。
　ここで、光調整手段としての光調整装置５０について、図面に基づいて、以下に説明する。　
　光調整装置５０は、図３から図５に示すように、光学開口５２が形成された基板５１と、光学開口５４が形成された基板５３と、光学開口５５が形成された板状の光調整機構５６と、基板５３の一面に凸形成され、光調整機構５６の移動を規制する２つの規制部６１，６２と、光調整機構５６を移動させる電磁駆動手段としての電磁駆動源７０と、を備えている。
　この光調整装置５０では、基板５１と基板５３が略同一の直径を備えた円板部５１ａ，５３ａを有する板体であって、これら円板部５１ａ，５３ａの中心に光学開口５２と、光学絞りとなる光学開口５４が設けられている。また、光調整機構５６の光学開口５５は、対物光学系４０に基いた光学絞りとして所定の開口径が設定されている。光学開口５４は、光調整機構５６の光学開口５５及び基板５１の光学開口５２よりも小さな開口径を備える。
　なお、基板５１と基板５３は、円板部５１ａ，５３ａの一外周部から延出する矩形部５１ｂ，５３ｂを有している。これら矩形部５１ｂ，５３ｂは、互いに合わせて重畳（積層）したときに対向して、光調整機構５６が進入する退避部を構成している。また、基板５３の矩形部５３ｂは、矩形部５１ｂが重畳したときに、縁部に基板５１の矩形部５１ｂに当接して光調整機構５６が進入自在とするための隙間を形成する凸部５３ｃを有している。なお、矩形部５１ｂ，５３ｂからなる退避部は、撮像ユニット３０におけるデッドスペースに配置されるものである。
　基板５１、５３には、光学開口５２と光学開口５４を互いに合わせて積層したときに対応する位置に回転軸穴６３、６４がそれぞれ形成されている。基板５１、５３との間に配置される光調整機構５６には、磁性を有する回転軸部材５９が設けられている。この回転軸部材５９は、その両端が、回転軸穴６３、６４に回動可能にそれぞれ挿入される。また、基板５１と基板５３の間には、光調整機構５６が自由に回動するための隙間を形成する為に、スペーサー部材６５が配置されている。
　ここでの光調整機構５６は、光学開口５５に光調整部材である光学フィルタ５５ａが設けられている。この光学フィルタ５５ａは、特殊観察、例えば、蛍光観察を行う時に励起波長の光をカットする。なお、光調整機構５６は、光学フィルタ５５ａを撮影光路上に挿脱する機構に限定されることなく、光学開口５５にズーム用レンズを配設したズーム機構でもよく、さらに、光学開口５５自体を光学可変絞りとした可変絞り機構としてもよい。
　光調整機構５６の電磁駆動源７０は、構造物としてコの字板状のヨーク部材７１（ヨーク）およびヨーク部材７１の２つの腕部に巻回された２つの巻線コイル部（電磁コイル部）７２、７３を備えて、対物光学系４０による撮影光束外領域の基板５１上に配置される。巻線コイル部７２、７３は、駆動部を構成し、ヨーク部材７１の両端部において、ヨーク部材７１の両先端部７４、７５が露出するようにそれぞれ巻かれている。ヨーク部材７１の両先端部７４、７５は、回転軸部材５９を挟むようにして対向した位置に設けられる。
　このように構成された、光調整装置５０は、図６に示すように、光調整機構５６が電磁駆動源７０を用いて回転軸部材５９を回動させることによって、回転軸部材５９の中心軸を回動中心として回動する。即ち、電磁駆動源７０に電流を印加することによってヨーク部材７１の両先端部７４、７５から発生する磁力で回転軸部材５９を回転させ、光調整機構５６を光学開口５２と光学開口５４と重畳させて光学フィルタ５５ａを撮影光路上に配置させる第１の静止位置Ａと、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａを矩形部５１ｂ，５３ｂによる退避部内に進入させて撮影光路上から外す第２の静止位置Ｂと、に相互に移動させることができる。
　そして、ここでの光調整装置５０は、光調整機構５６が光学フィルタ５５ａを備えた構成であるため、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａを撮影光路上となる第１の静止位置Ａに移動させることで、ここでは蛍光観察を行え、また、光学フィルタ５５ａを撮影光路上から外す第２の静止位置Ｂに移動させることで、通常光観察を行えるように切り替えできる。
　このように、本実施の形態の内視鏡２は、通常観察用と蛍光観察用の２つの対物光学系（撮像ユニット３０）を備えなくとも、１つの対物光学系４０によって通常観察と蛍光観察を切り替えて観察することができる構成となっている。このように構成された内視鏡２の撮像ユニット３０は、光調整装置５０による切り替えで、対物光学系４０により集束される１つの撮影光による視差（パララックス）のない通常観察と蛍光観察の同時観察が行えるように構成されている。
　なお、光調整機構５６は、上述したように、光学開口５５にズーム用レンズを配設したズーム機構であれば、光調整機構５６を第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂに切り替え移動させることで、ズームまたはテレの状態を切り替えることができる。さらに、光調整機構５６は、上述したように、光学開口５５を光学可変絞りとした可変絞り機構とした場合、光調整機構５６を第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂに切り替え移動させることで、光の光量調整により被写界深度などの変更を行うことができる。
　ここで、本実施の形態の内視鏡システム１における光調整装置５０の駆動制御例について、以下に説明する。
（通常観察および蛍光観察）
　ここでの内視鏡システム１は、固体撮像素子４５にモノクロイメージャーが用いられ、色再現性に優れたＲＧＢ（ＥＸ）面順次方式による撮像方式が採用されている例を挙げる。また、光調整装置５０は、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａが励起光カットフィルタである。
　光調整装置５０は、図７に示すように、ビデオプロセッサ４の制御部２１により駆動制御される。なお、ビデオプロセッサ４の制御部２１は、光源装置３に設けられた赤（Ｒ光）、緑（Ｇ光）、青（Ｂ光）の３原色光と励起光（ＥＸ光）を順に分色（分光）して照明するためのカラーフィルタである回転フィルタ（不図示）の駆動に同期して光調整装置５０を駆動制御する。
　具体的には、図８に示すように、光源装置３による照明光の照射タイミング、即ち、赤、緑、青および励起光が順次照射されるタイミングに応じて、ビデオプロセッサ４の制御部２１は、光調整装置５０の光調整機構５６を光学開口５２と光学開口５４と重畳させて光学フィルタ５５ａを撮影光路上に挿入させる第１の静止位置Ａまたは光調整機構５６の光学フィルタ５５ａを矩形部５１ｂ，５３ｂによる退避部内に退避させて撮影光路上から外す第２の静止位置Ｂに移動させる駆動制御を行う。
　ここでは、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａが励起光カットフィルタであるため、照明光のスペクトルのうち、励起光の照射タイミングに合わせて光学フィルタ５５ａが第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂで挿脱するように光調整装置５０が制御部２１により駆動制御される。つまり、制御部２１は、青と励起光との間の遮光期間に光学フィルタ５５ａが撮影光路上の第１の静止位置Ａに挿入するように光調整装置５０を駆動制御し、励起光と赤との間の遮光期間に光学フィルタ５５ａが撮影光路上から第２の静止位置Ｂに退避するように光調整装置５０を駆動制御する。
　このように本実施の形態の内視鏡システム１は、光調整装置５０の光調整機構５６の光学フィルタ５５ａが撮影光路上から退避する第２の静止位置Ｂに位置しているとき、赤、緑および青の照明光の順次照射によって得られた被検体像の３画像を合成してカラー化する通常観察画像を取得でき、光学フィルタ５５ａが撮影光路上に挿入する第１の静止位置Ａに位置しているとき、励起光の照明光の照射によって得られた被検体からの自家蛍光を検出して蛍光観察画像が取得できる。
　即ち、内視鏡システム１は、照明光のスペクトルとしての赤、緑、青の３原色光と励起光を順に照明する光源装置３に設けられた回転フィルタ（不図示）の１回転毎に通常観察画像および蛍光観察画像が取得できる。したがって、内視鏡システム１は、通常観察および特殊光観察の１つである蛍光観察の同時観察が行える。
（通常観察およびＮＢＩ）
　なお、上述の蛍光観察に限定することなく、光調整装置５０の光調整機構５６の光学フィルタ５５ａに撮影光の中心波長を４１５ｎｍと５４０ｎｍに最適化するフィルタを用いて、撮影光のスペクトル幅を狭帯域化して、通常観察およびＮＢＩ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ／狭帯域光観察）の同時観察が行える制御構成としてもよい。
　ここでの内視鏡システム１も、固体撮像素子４５にモノクロイメージャーが用いられ、ＲＧＢ面順次方式による撮像方式が採用されている例を挙げる。また、光調整装置５０は、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａがＮＢＩ光を透過させるフィルタである。なお、ビデオプロセッサ４は、光源装置３に設けられた赤、緑、青の３原色光を順に分色して照明する回転フィルタ（不図示）の回転周期に同期して光調整装置５０を駆動制御する。
　具体的には、図９に示すように、光源装置３による照明光の照射タイミング、即ち、赤、緑および青が順次照射されるタイミングに応じて、ビデオプロセッサ４の制御部２１は、光調整装置５０の光調整機構５６を光学開口５２と光学開口５４と重畳させて光学フィルタ５５ａを撮影光路上に挿入させる第１の静止位置Ａまたは光調整機構５６の光学フィルタ５５ａを矩形部５１ｂ，５３ｂによる退避部内に退避させて撮影光路上から外す第２の静止位置Ｂに移動させる駆動制御を行う。
　ここでは、光調整機構５６の光学フィルタ５５ａがＮＢＩ光のみを透過するフィルタであるため、ＲＧＢ光の回転一周期、即ち、光源装置３の回転フィルタの回転一周期に合わせて光学フィルタ５５ａが第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂで挿脱するように光調整装置５０が制御部２１により駆動制御される。つまり、制御部２１は、照明光のスペクトルのうち、青と赤との間の遮光期間に光学フィルタ５５ａが撮影光路上の第１の静止位置Ａに挿入するように光調整装置５０を駆動制御し、次の青と赤との間の遮光期間に光学フィルタ５５ａが撮影光路上から第２の静止位置Ｂに退避するように繰り返し光調整装置５０を駆動制御する。
　ここでの内視鏡システム１は、光調整装置５０の光調整機構５６の光学フィルタ５５ａが撮影光路上から退避する第２の静止位置Ｂに位置しているとき、照明光のスペクトルとしての赤、緑および青の照明光の順次照射によって得られた被検体像の３画像を合成してカラー化する通常観察画像を取得でき、光学フィルタ５５ａが撮影光路上に挿入する第１の静止位置Ａに位置しているとき、赤、緑および青の照明光の照射によって得られた撮影光（反射光）のスペクトルのうち、中心波長を４１５ｎｍと５４０ｎｍに最適化してＮＢＩ画像が取得できる。
　即ち、内視鏡システム１は、赤、緑、青の３原色光を順に照明する光源装置３に設けられた回転フィルタ（不図示）の回転一周期毎に通常観察画像およびＮＢＩ画像が取得できる。したがって、内視鏡システム１は、通常観察および特殊光観察の１つであるＮＢＩの同時観察が行える。なお、光学フィルタ５５ａは、上述したように蛍光観察およびＮＢＩの他、各種特殊光観察を行うためのフィルタとしてもよい。
（遠点観察および近点観察）
　さらに、上述の蛍光観察およびＮＢＩ観察に限定することなく、光調整装置５０の光調整機構５６の光学フィルタ５５ａに変えて、光学開口５５にレンズを配設し、遠点観察と近点観察（合焦位置）を切換え制御できる構成としてもよい。なお、ここでの内視鏡システム１も、固体撮像素子４５にモノクロイメージャーが用いられ、ＲＧＢ面順次方式による撮像方式が採用されている例を挙げる。
　ここでも、ビデオプロセッサ４は、光源装置３に設けられた赤、緑、青の３原色光を順に分色して照明する回転フィルタ（不図示）の回転周期に同期して光調整装置５０を駆動制御する。
　具体的には、図１０に示すように、光源装置３による照明光の照射タイミング、即ち、照明光のスペクトルとしての赤、緑および青が順次照射されるタイミングに応じて、ビデオプロセッサ４の制御部２１は、光調整装置５０の光調整機構５６を光学開口５２と光学開口５４と重畳させてレンズを撮影光路上に挿入させる第１の静止位置Ａまたは光調整機構５６のレンズを矩形部５１ｂ，５３ｂによる退避部内に退避させて撮影光路上から外す第２の静止位置Ｂに移動させる駆動制御を行う。
　ここでの内視鏡システム１は、光調整装置５０の光調整機構５６のレンズが撮影光路上から退避する第２の静止位置Ｂに位置しているとき、遠点観察画像が取得でき、レンズが撮影光路上に挿入する第１の静止位置Ａに位置しているとき、近点観察画像が取得できる構成となっている。
　なお、ＲＧＢ光の１周期、即ち、光源装置３の回転フィルタの回転一周期の遮光期間に合わせてレンズが第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂで挿脱するように光調整装置５０が制御部２１により駆動制御される構成とすれば、遠点観察および近点観察が同時に取得することができる。つまり、制御部２１は、青と赤との間の遮光期間にレンズが撮影光路上の第１の静止位置Ａに挿入するように光調整装置５０を駆動制御し、次の青と赤との間の遮光期間に撮影光路上から第２の静止位置Ｂに退避するように繰り返し光調整装置５０を駆動制御する。
　これにより、内視鏡システム１は、赤、緑、青の３原色光を順に照明する光源装置３に設けられた回転フィルタ（不図示）の回転一周期毎に遠点観察画像および近点観察画像が取得できる。したがって、内視鏡システム１は、上述のようにして取得した近点観察画像と遠点観察画像を合成することで、広い被写界深度の観察画像を得ることができる。また、この際１つの対物光学系４０で得た画像を合成するので、これらの画像に視差（パララックス）の影響はない。なお、光調整装置５０の光調整機構５６のレンズは、ズームレンズでもよく、ワイド／テレの画像を切換える構成としてもよい。
　以上に記載したように本実施の形態の内視鏡システム１は、ビデオプロセッサ４の制御部２１が光源装置３の照明光のスペクトルの切換えに連動して、光調整装置５０を駆動制御する構成として、異なる観察画像を同時観察できるように構成されている。また、内視鏡２は、同一の対物光学系４０でそれぞれの撮影光を集光して異なる観察画像を得る構成となっており、挿入部９の先端部６の細径化にも繋がるという利点がある。
　なお、上述では、内視鏡２の固体撮像素子４５にモノクロイメージャーが用いられ、光源装置３のＲＧＢ（ＥＸ）照明光による面順次方式による撮像方式のみを説明したが、これに限定されることなく、固体撮像素子４５をカラーイメージャーとし、光源装置３の照明光を白色光としたものでもよい。この構成の場合、光源装置３の照明光のスペクトルの切換えとなる遮光期間としての消灯時に制御部２１は、光調整装置５０の光調整機構５６の光学フィルタ５５ａ（レンズでもよい）が第１の静止位置Ａと第２の静止位置Ｂで挿脱するように駆動制御する構成とすればよい。
（第２の実施の形態）
　次に、図面に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。図１１は、２つの固体撮像素子を有した撮像ユニットにおける対物光学系の構成を示す断面図、図１２は２つの固体撮像素子にそれぞれ入射する光を示す表である。なお、以下の説明において、上述の第１の実施の形態にて説明済みの各種構成については、同一の符号を用いて、それら構成の説明を省略する。
　ここでの内視鏡システム１は、内視鏡２の撮像ユニット３０が光路分離手段であるプリズムユニット６０によって分離された撮影光が入射する２つの第１および第２の固体撮像素子４５ａ，４５ｂと、を有している。なお、ここでは第１の固体撮像素子４５ａがカラーイメージャーであって、第２の固体撮像素子４５ｂがモノクロイメージャーである。
　なお、ここでも、光源装置３は、赤、緑、青の３原色光を順に分色（分光）して照明するための回転フィルタ（不図示）を有して、照明光を照射する構成となっている。
　また、撮像ユニット３０には、撮影光を所定のスペクトルに分光して第１、および第２の固体撮像素子４５ａ，４５ｂのそれぞれに特定波長の光を入射させるプリズムユニット６０が配設されている。即ち、プリズムユニット６０によって、２つに分離された２つの撮影光は、それぞれ第１、および第２の固体撮像素子４５ａ，４５ｂに入射される。なお、第１の固体撮像素子４５ａの物点側には、光調整装置５０が設けられている。
　ところで、上述のように構成された撮像ユニット３０を備えた内視鏡システム１では、例えば、赤から近赤外域の励起光を用いて、近赤外域の蛍光を観察する分子イメージングを例として説明すると、ここでのプリズムユニット６０は、可視域の光（Ｒ光，Ｇ光およびＢ光）を通過させ、近赤外域の光を反射するダイクロイックプリズム４６と、全反射するプリズム４７と、これらダイクロイックプリズム４６およびプリズム４７の反射面を保護する２つの光学部材４８，４９と、を有して構成されている。つまり、ダイクロイックプリズム４６に入射された撮影光は、Ｒ光，Ｇ光およびＢ光のみがダイクロイックプリズム４６を通過して、第１の固体撮像素子４５ａに入射される。また、ダイクロイックプリズム４６で反射された赤外域の撮影光は、プリズム４７によって反射され、第２の固体撮像素子４５ｂに入射される。
　より具体的に説明すると、第１の固体撮像素子４５ａには、図１２の表に示すように、光源装置３からＲ光、Ｇ光およびＢ光が順次照射される照明光に基づく入射光において、ダイクロイックプリズム４６が透過するＲ光のタイミングのときＲ光、Ｇ光のタイミングのときＧ光（およびわずかな赤領域の光）、Ｂ光のタイミングのときＢ光（およびわずかな赤領域の光）の撮影光が入射される。これにより、ＲＧＢ光の照明タイミングにおいて、それぞれ入射されるＲＧＢ光をカラーイメージャーである第１の固体撮像素子４５ａのオンチップフィルタにて分光することで通常観察画像を取得することができる。
　一方、第２の固体撮像素子４５ｂには、図１２の表に示すように、光源装置３からＲ光、Ｇ光およびＢ光が順次照射される照明光に基づく入射光において、ダイクロイックプリズム４６が反射するＲ光のタイミングのとき参照光としての近赤外域の光、Ｇ光のタイミングのとき蛍光、Ｂ光のタイミングのとき蛍光の撮影光が入射される。これにより、ＲＧＢ光の照明タイミングにおいて、それぞれ入射される近赤外域の光および蛍光をモノクロイメージャーである第２の固体撮像素子４５ｂで検出して３画像を合成することで蛍光観察画像を取得することができる。なお、照明光のＲＧＢ光の１周期のうち、Ｂ光およびＧ光のときの２回にわたり蛍光を取得することができ明るさにも有利となり、明るい蛍光観察画像を取得できる。
　ここで、例えば、光調整装置５０の光学フィルタ５５ａをＮＢＩ光のみを透過するフィルタとすることで、光学フィルタ５５ａの挿脱により、蛍光観察と同時観察できるモードを、通常観察とＮＢＩ観察で切替えることができる。
　このように、内視鏡２の撮像ユニット３０にダイクロイックプリズム４６の分離光学系、カラーイメージャーである第１の固体撮像素子４５ａおよびモノクロイメージャーである第２の固体撮像素子４５ｂを備えた対物光学系４０を用いることでも、視差（パララックス）のない通常観察と蛍光観察の同時観察が行え、明るい蛍光観察が行える構成にすることができる。
　なお、上述の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。　
　例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
　本出願は、２０１２年１０月４日に日本国に出願された特願２０１２－２２２２３５号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、および図面に引用されたものである。

Claims (13)

  1. 　照明光を照射する光源と、
    　対物光学系により結像された像を撮像する撮像素子と、
    　撮影光の光量または波長帯域または合焦位置を調整する調整部材を前記対物光学系に挿脱するように駆動させる駆動部を有する光調整装置と、
    　前記光源による前記照明光のスペクトルの切換えに連動して前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御する制御部と、
    　を具備することを特徴とする内視鏡システム。
  2. 　前記制御部は、前記照明光の遮光期間に前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記光源から複数色の照明光が順次照射され、前記撮像素子にモノクロイメージャーを用いた面順次方式による撮像方式であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記制御部は、前記光源から所定波長の光が照射される期間だけ前記調整部材を撮影光路上に挿入するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記制御部は、前記光源に設けられたカラーフィルタの回転一周期毎に前記調整部材を撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  6. 　前記調整部材が所定波長の光をカットまたは透過する光学フィルタであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  7. 　前記調整部材がレンズであることを特徴とする請求項１から請求項３または請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  8. 　前記光源からの白色光の照明光が照射され、前記撮像素子がカラーイメージャーを用いた撮像方式であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  9. 　前記撮像素子を２つ有し、
    　前記２つの撮像素子に特定波長の光に分光して入射させる光路分離手段が前記対物光学系に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  10. 　照明光を照射する光源と、対物光学系により結像された像を撮像する撮像素子と、撮影光の光量または波長帯域または合焦位置を調整する調整部材を前記対物光学系に挿脱するように駆動させる駆動部を有する光調整装置と、前記光調整装置を駆動制御する制御部と、を具備する内視鏡システムの制御方法において、前記制御部が前記光源による前記照明光のスペクトルの切換えに連動して前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする内視鏡システムの制御方法。
  11. 　前記制御部は、前記照明光の遮光期間に前記調整部材が撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡システムの制御方法。
  12. 　前記制御部は、前記光源から所定波長に光が照射される期間だけ前記調整部材を撮影光路上に挿入するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の内視鏡システムの制御方法。
  13. 　前記制御部は、前記光源に設けられたカラーフィルタの回転一周期毎に前記調整部材を撮影光路上に挿脱するように前記光調整装置を駆動制御することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の内視鏡システムの制御方法。
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