WO2017098864A1 - 内視鏡システム - Google Patents

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WO2017098864A1
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light source
subject
endoscope system
white
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秀典 宅島
邦彦 尾登
文香 横内
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Hoya株式会社
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Publication date
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system that irradiates a subject with light.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2012/108420 pamphlet
  • the endoscope system described in Patent Document 1 includes a light source device on which a rotary filter is mounted.
  • the rotary filter is an optical filter that allows only light in a specific wavelength range to pass therethrough, and has a special shape in which a part of the outer peripheral side is cut out, rather than a simple disk shape.
  • the controller drives the rotary filter to rotate at a constant rotation period, sequentially inserts the optical filter portion and the cutout portion into the optical path of the irradiation light, images the biological tissue by the irradiation light that has passed through the optical filter portion, and performs the cutout.
  • the biological tissue is sequentially imaged by the irradiation light that has passed through the portion (that is, is not filtered).
  • the controller generates one observation image based on the imaging data of the biological tissue irradiated with the irradiation light that has passed through the optical filter portion, and also based on the imaging data of the biological tissue irradiated with the irradiation light that has not been filtered. Another observation image is generated, and the generated two types of observation images are displayed side by side on the display screen of the monitor.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope system suitable for irradiating a subject with two irradiation lights having different wavelength ranges.
  • An endoscope system includes a first light source unit that emits first light and first light that is incident from the first light source unit toward a subject.
  • One light guide member a second light source unit that emits second light having a wavelength range different from that of the first light, and second light incident from the second light source unit toward the subject.
  • the shielding unit may be configured to alternately shield the first light and the second light at a timing synchronized with a predetermined imaging cycle.
  • an endoscope system guides a first light source unit that emits first light and first light incident from the first light source unit toward a subject.
  • a first light guide member, a second light source unit that emits second light having a wavelength range different from that of the first light, and second light incident from the second light source unit toward the subject By alternately turning on the second light guide member that guides light, the light source of the first light source unit, and the light source of the second light source unit, the first light guide member transmits the first light and the second light.
  • a control unit that alternately enters the front second light guide member.
  • control unit alternately turns on / off the light source of the first light source unit and the light source of the second light source unit at a timing synchronized with a predetermined imaging cycle. It is good also as composition to do.
  • the first light source unit includes a light source that emits the first light, and the second light source unit emits the third light. And an optical filter that filters the third light into the second light.
  • an endoscope system suitable for irradiating a subject with two irradiation lights having different wavelength ranges is provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic endoscope system 1 is a system specialized for medical use, and includes an electronic scope 100, a processor 200, and a monitor 300.
  • the processor 200 includes a system controller 202 and a timing controller 204.
  • the system controller 202 executes various programs stored in the memory 222 and controls the entire electronic endoscope system 1 in an integrated manner.
  • the system controller 202 is connected to the operation panel 224.
  • the system controller 202 changes each operation of the electronic endoscope system 1 and parameters for each operation in accordance with an instruction from the operator input from the operation panel 224.
  • the input instruction by the operator includes, for example, an instruction to switch the observation mode of the electronic endoscope system 1.
  • the observation mode includes a normal observation mode, a special observation mode, a twin observation mode, and the like.
  • the timing controller 204 outputs a clock pulse for adjusting the operation timing of each unit to each circuit in the electronic endoscope system 1.
  • the processor 200 includes white LEDs (light emitting diodes) 206A and 206B.
  • FIG. 2A illustrates the spectral intensity distribution of the white LEDs 206A and 206B.
  • the white LEDs 206A and 206B are so-called pseudo white light sources having a non-uniform emission spectrum.
  • the processor 200 includes a purple LED 210B.
  • FIG. 2B illustrates the spectral intensity distribution of the purple LED 210B.
  • the purple LED 210B is a light source that emits light only in the purple region.
  • the white LED 206A is an example of a first light source unit. White light emitted from the white LED 206A is incident on the shutter unit 240 via the collimator lens 208A.
  • the white LED 206B, the purple LED 210B, and the dichroic mirror 214B are examples of the second light source unit.
  • White light emitted from the white LED 206B and violet light emitted from the purple LED 210B are incident on the dichroic mirror 214B via the collimator lenses 208B and 212B, respectively. That is, light (light having a spectral intensity distribution exemplified in FIG. 2C) is incident on the dichroic mirror 214B by adding white light and violet light.
  • light obtained by adding white light and violet light is referred to as “superimposed light”.
  • the superposed light incident on the dichroic mirror 214B is filtered by the narrowband optical filter 216B and incident on the shutter unit 240.
  • the narrowband optical filter 216B is attached to the housing of the processor 200, and its position is fixed in the housing.
  • the narrow band optical filter 216B has, for example, a simple disk shape.
  • FIG. 3A illustrates the spectral characteristics of the narrowband optical filter 216B.
  • FIG. 3B shows another spectral characteristic example of the narrow-band optical filter 216B different from that shown in FIG.
  • the narrowband optical filter 216B has spectral characteristics that allow only light in a specific wavelength range to pass.
  • special light light filtered by the narrow-band optical filter 216B is referred to as “special light”.
  • FIG. 4 shows the configuration of the shutter unit 240.
  • the shutter unit 240 functions as a shielding unit that alternately shields the light from the first light source unit and the light from the second light source unit, and includes a turntable 241 as shown in FIG. Yes.
  • the turntable 241 is a metal member such as stainless steel, and an opening 241a is formed as shown in FIG.
  • the opening 241a has a fan shape extending about 180 °.
  • the shutter control circuit 220 drives and controls the DC motor 242 under the control of the system controller 202
  • the driving force of the DC motor 242 is transmitted to the rotating shaft 244 via the transmission mechanism (belt) 243, and the rotating shaft 244 rotates. .
  • the turntable 241 rotates around the rotation shaft 244.
  • the turntable 241 blocks one optical path of white light and special light according to the rotation position, and at the same time allows the light of the other optical path to pass through the opening 241a being inserted into the other optical path.
  • a state where the opening 241a is positioned in the optical path of white light is referred to as a “white light passing state”
  • the opening 241a is positioned in the optical path of special light.
  • a state (in other words, a state in which only the optical path of white light is blocked) is referred to as a “special light passing state”.
  • the position of the opening 241a is switched alternately between the light path of white light and the light path of special light when the turntable 241 rotates around the rotation shaft 244.
  • a period in which the opening 241a is positioned in the white light optical path while the turntable 241 is rotating is referred to as a “white light passing period”
  • a period in which the opening 241a is positioned in the special light optical path is referred to as “special light passing through”.
  • Period " since the angle range of the opening 241a is slightly less than 180 °, there is a very short shielding period in which both optical paths are shielded between the white light passage period and the special light passage period.
  • the white light that has passed through the collimator lens 208A passes through the opening 241a and enters the condenser lens 218A.
  • the white light incident on the condensing lens 218A is condensed on the incident end face of the LCB (Light Carrying Bundle) 102A by the condensing lens 218A and is incident on the LCB 102A.
  • LCB Light Carrying Bundle
  • the LCB 102A functions as a first light guide member that guides light from the first light source unit toward the subject.
  • the white light incident on the LCB 102A propagates in the LCB 102A.
  • the white light that has propagated through the LCB 102A is emitted from the exit end face of the LCB 102A disposed at the tip of the electronic scope 100, and is irradiated onto the subject through the light distribution lens 104A.
  • Return light from the subject irradiated with white light from the light distribution lens 104 ⁇ / b> A forms an optical image on the light receiving surface of the solid-state imaging device 108 via the objective lens 106.
  • the special light that has passed through the narrow-band optical filter 216B passes through the opening 241a and enters the condenser lens 218B.
  • the special light incident on the condenser lens 218B is condensed on the incident end face of the LCB 102B by the condenser lens 218B and is incident on the LCB 102B.
  • the LCB 102B functions as a second light guide member that guides light from the second light source unit toward the subject.
  • the special light incident on the LCB 102B propagates in the LCB 102B.
  • the special light propagating through the LCB 102B is emitted from the exit end face of the LCB 102B disposed at the tip of the electronic scope 100, and is irradiated onto the subject through the light distribution lens 104B.
  • the return light from the subject irradiated with the special light from the light distribution lens 104B forms an optical image on the light receiving surface of the solid-state image sensor 108 via the objective lens 106.
  • the solid-state image sensor 108 is a single-plate color CCD (Charge Coupled Device) image sensor having a Bayer pixel arrangement.
  • the solid-state image sensor 108 accumulates an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as a charge corresponding to the amount of light, and generates R (Red), G (Green), and B (Blue) image signals. Output.
  • the solid-state imaging element 108 is not limited to a CCD image sensor, and may be replaced with a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or other types of imaging devices.
  • the solid-state image sensor 108 may also be one equipped with a complementary color filter.
  • a driver signal processing circuit 110 is provided in the connection part of the electronic scope 100.
  • An image signal of a subject irradiated with light from the light distribution lens 104A or the light distribution lens 104B is input to the driver signal processing circuit 110 from the solid-state imaging device 108 in a frame period.
  • “frame” may be replaced with “field”.
  • the frame period and the field period are 1/30 seconds and 1/60 seconds, respectively.
  • the driver signal processing circuit 110 performs predetermined processing on the image signal input from the solid-state image sensor 108 and outputs the processed image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 of the processor 200.
  • the driver signal processing circuit 110 also accesses the memory 112 and reads the unique information of the electronic scope 100.
  • the unique information of the electronic scope 100 recorded in the memory 112 includes, for example, the number and sensitivity of the solid-state image sensor 108, the operable frame rate, the model number, and the like.
  • the driver signal processing circuit 110 outputs the unique information read from the memory 112 to the system controller 202.
  • the system controller 202 performs various calculations based on the unique information of the electronic scope 100 and generates a control signal.
  • the system controller 202 controls the operation and timing of various circuits in the processor 200 using the generated control signal so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed.
  • the timing controller 204 supplies clock pulses to the driver signal processing circuit 110 according to the timing control by the system controller 202.
  • the driver signal processing circuit 110 drives and controls the solid-state imaging device 108 at a timing synchronized with the frame rate of the video processed on the processor 200 side, according to the clock pulse supplied from the timing controller 204.
  • the pre-stage signal processing circuit 226 performs predetermined signal processing such as demosaic processing, matrix calculation, and Y / C separation on the image signal input from the driver signal processing circuit 110 in one frame period, and outputs the result to the image memory 228. To do.
  • the image memory 228 buffers the image signal input from the upstream signal processing circuit 226 and outputs it to the downstream signal processing circuit 230 according to the timing control by the timing controller 204.
  • the post-stage signal processing circuit 230 processes the image signal input from the image memory 228 to generate monitor display screen data, and converts the generated monitor display screen data into a predetermined video format signal.
  • the converted video format signal is output to the monitor 300. Thereby, the image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a connection portion between the electronic scope 100 and the processor 200.
  • a guide tube 152 and an electrical connector 154 are provided on the connector portion 150 of the electronic scope 100.
  • the guide cylinder 152 holds the base end portion 102Aa of the LCB 102A and the base end portion 102Ba of the LCB 102B.
  • the connector portion 250 of the processor 200 is provided with a guide tube receiving portion 252 and an electrical connector receiving portion 254.
  • the electronic scope 100 and the processor 200 are optically connected.
  • the electronic scope 100 and the processor 200 are electrically connected by connecting the electrical connector 154 and the electrical connector receiving portion 254.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LED 210B are always turned on. Further, the turntable 241 stops in a white light passing state. Therefore, the white light emitted from the white LED 206A passes through the turntable 241 (opening 241a) and is irradiated to the subject via the condenser lenses 218A, LCB 102A, and the light distribution lens 104A. On the other hand, white light and violet light emitted from the white LED 206B and the violet LED 210B are filtered by the narrow band optical filter 216B, but are blocked by the turntable 241 and are not irradiated to the subject. That is, the subject is irradiated with white light having the spectral intensity distribution illustrated in FIG.
  • the white LED 206A may be always turned on, and the white LED 206B and the purple LED 210B may be always turned off.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LED 210B are always turned on. Moreover, the turntable 241 stops in a special light passing state. Therefore, the white light and the violet light emitted from the white LED 206B and the purple LED 210B are filtered by the narrow band optical filter 216B, and then pass through the rotating disk 241 (opening 241a), and the condensing lens 218B, LCB 102B, and light distribution lens. The subject is irradiated via 104B. On the other hand, since the white light emitted from the white LED 206A is shielded by the turntable 241, the subject is not irradiated. That is, the subject is irradiated with special light, that is, the superposed light having the spectral intensity distribution illustrated in FIG. 2C filtered by the narrow band optical filter 216B.
  • the white LED 206A may be always turned off, and the white LED 206B and the purple LED 210B may be constantly turned on.
  • the solid-state imaging device 108 images a subject irradiated with special light, and outputs the image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110.
  • the special light is light having a high absorbance with respect to a specific biological structure. Therefore, the image signal is processed by the pre-stage signal processing circuit 226, the image memory 228, and the post-stage signal processing circuit 230 and output to the monitor 300, so that a spectroscopic image in which a specific anatomy is emphasized is displayed on the display screen of the monitor 300. Is displayed.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LED 210B are always turned on. Further, the turntable 241 switches alternately between the white light path and the special light path at every timing when the position of the opening 241a is synchronized with the frame period (in other words, the white light passage period and the special light path). It rotates about the rotation axis 244 so that it switches alternately every frame during the light passage period. Therefore, the subject is irradiated with white light and special light alternately at a timing synchronized with the frame period (for each frame).
  • the solid-state image sensor 108 images a subject irradiated with white light in a certain frame, outputs the image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110, and irradiates with special light in the subsequent frame.
  • the captured subject is imaged, and the image signal is output to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110. That is, the solid-state imaging device 108 alternately outputs the image signal of the subject irradiated with white light and the image signal of the subject irradiated with the special light to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110.
  • the former and latter image signals are processed by the former stage signal processing circuit 226, the image memory 228 and the latter stage signal processing circuit 230 and output to the monitor 300.
  • the display screen of the monitor 300 two areas for displaying observation images are arranged.
  • a normal color image of a subject irradiated with white light is displayed in one area, and a spectral image in which the subject (specific anatomy) irradiated with special light is emphasized is displayed in the other area. Is done. That is, the normal color image and the spectral image of the subject are displayed side by side on the display screen of the monitor 300.
  • the narrowband optical filter 216B is not a movable member but a member fixed in the housing of the processor 200, an index for detecting a rotational position such as silk is provided. It becomes unnecessary. Further, since the narrow-band optical filter 216B is not a movable member, there are few restrictions on the shape surface, and for example, a simple disk shape may be used. That is, according to the present embodiment, an index that requires strict tolerance management is unnecessary, and there are few restrictions on the shape of the narrowband optical filter 216B, so that it is easy to improve manufacturing advantages (for example, yield). .) Is obtained.
  • Embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
  • the embodiment of the present invention also includes contents appropriately combined with embodiments or the like clearly shown in the specification or obvious embodiments.
  • the light source device is built in the processor 200, but in another embodiment, the processor 200 and the light source device may be separated. In this case, wired or wireless communication means for transmitting and receiving timing signals between the processor 200 and the light source device is provided.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system 1z according to the first modification of the present embodiment.
  • the electronic endoscope system 1z includes an electronic scope 100, a processor 200z, and a monitor 300.
  • the electronic endoscope system 1z according to the first modification has the same configuration as the electronic endoscope system 1 according to the above-described embodiment except that the processor 200z does not include the shutter control circuit 220 and the shutter unit 240. is there.
  • the white LED 206A is always turned on, and the white LED 206B and the purple LED 210B are always turned off. Therefore, the subject is irradiated with white light.
  • the solid-state imaging device 108 images a subject irradiated with white light, and outputs the image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110.
  • the image signal is processed by the pre-stage signal processing circuit 226, the image memory 228, and the post-stage signal processing circuit 230 and output to the monitor 300, whereby a normal color image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • the purple LED 210B may be always turned on during the normal observation mode in order to improve color rendering.
  • the white LED 206A is always off, and the white LED 206B and the purple LED 210B are always on. For this reason, the subject is irradiated with the special light filtered by the narrow-band optical filter 216B.
  • the solid-state imaging device 108 images a subject irradiated with special light, and outputs the image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110. Therefore, the image signal is processed by the pre-stage signal processing circuit 226, the image memory 228, and the post-stage signal processing circuit 230 and output to the monitor 300, so that a spectroscopic image in which a specific anatomy is emphasized is displayed on the display screen of the monitor 300. Is displayed.
  • the system controller 202 operates as a control unit that alternately makes each light incident on each of the first and second light guide members by alternately turning on the light sources of the first and second light source units.
  • the white LEDs 206A are alternately turned on / off by the system controller 202 at a timing synchronized with the frame period (every frame).
  • the white LED 206B and the purple LED 210B are also turned on / off alternately by the system controller 202 at a timing synchronized with the frame period (every frame).
  • the subject is irradiated with white light and special light alternately at a timing synchronized with the frame period (for each frame).
  • the solid-state image sensor 108 images a subject irradiated with white light in a certain frame, outputs the image signal to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110, and irradiates with special light in the subsequent frame.
  • the captured subject is imaged, and the image signal is output to the pre-stage signal processing circuit 226 via the driver signal processing circuit 110.
  • the former and latter image signals are processed by the former stage signal processing circuit 226, the image memory 228 and the latter stage signal processing circuit 230 and output to the monitor 300.
  • the normal color image and the spectral image of the subject are displayed side by side on the display screen of the monitor 300.
  • the purple LED 210B may be always turned on during the twin observation mode in order to improve the color rendering of a normal color image.
  • the shutter control circuit 220 and the shutter unit 240 are not necessary, so that a merit in terms of manufacturing cost can be obtained.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system 1y according to the second modification of the present embodiment.
  • the electronic endoscope system 1 y includes an electronic scope 100, a processor 200 y, and a monitor 300.
  • the electronic endoscope system 1y according to the second modification has the same configuration as the electronic endoscope system 1 shown in FIG. 1 except that the processor 200y has a dichroic mirror 214A.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LED 210B are always turned on. Further, the turntable 241 stops in a white light passing state.
  • the dichroic mirror 214B transmits 50% of the violet light emitted from the purple LED 210B and reflects 50%. Therefore, a part of purple light that has passed through the dichroic mirror 214B is incident on the dichroic mirror 214A.
  • the violet light incident on the dichroic mirror 214A and the white light emitted from the white LED 206A are added together by the dichroic mirror 214A (becomes superimposed light having the spectral characteristics illustrated in FIG. 2C) and rotated.
  • the light passes through the panel 241 (opening 241a) and is irradiated onto the subject via the condenser lens 218A, LCB 102A, and light distribution lens 104A.
  • the subject is irradiated with superimposed light.
  • a normal color image of the subject with improved color rendering is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • the violet light reflected by the dichroic mirror 214B and the white light emitted from the white LED 206B are filtered by the narrow-band optical filter 216B, but are shielded by the rotating disk 241 and are not irradiated to the subject.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LED 210B are always turned on. Moreover, the turntable 241 stops in a special light passing state. Therefore, the white light and the violet light emitted from the white LED 206B and the purple LED 210B are filtered by the narrow band optical filter 216B, and then pass through the rotating disk 241 (opening 241a), and the condensing lens 218B, LCB 102B, and light distribution lens. The subject is irradiated via 104B.
  • the subject is irradiated with special light.
  • the purple light reflected by the dichroic mirror 214A and the white light emitted from the white LED 206A are shielded by the rotating disk 241 and are not irradiated to the subject.
  • a spectral image in which a specific anatomy is emphasized is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • the white LED 206A is alternately turned on / off at a timing synchronized with the frame period (every frame).
  • the white LEDs 206B are also turned on / off alternately at a timing synchronized with the frame period (every frame). More specifically, in the frame in which the white LED 206A is turned on, the white LED 206B is turned off, and in the frame in which the white LED 206A is turned off, the white LED 206B is turned on.
  • the purple LED 210B is always turned on.
  • the turntable 241 rotates around the rotation shaft 244 so that the position of the opening 241a is alternately switched to the optical path of the superimposed light and the optical path of the special light at a timing synchronized with the frame period (for each frame). More specifically, the opening 241a is arranged in the optical path of the superimposed light in the frame where the white LED 206A is turned on, and is arranged in the optical path of the special light in the frame where the white LED 206B is turned on. Therefore, the subject is alternately irradiated with the superimposed light and the special light at a timing synchronized with the frame period (for each frame).
  • an image in which a normal color image and a spectral image are arranged is displayed on the display screen of the monitor 300. Since the subject is irradiated with superimposed light for a normal color image, the color rendering of the normal color image is improved even in the twin observation mode.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system 1x according to Modification 3 of the present embodiment.
  • the electronic endoscope system 1x includes an electronic scope 100, a processor 200x, and a monitor 300.
  • the electronic endoscope system 1x according to Modification 3 has the same configuration as the electronic endoscope system 1 shown in FIG. 1 except that the processor 200x includes a purple LED 210A, a collimator lens 212A, and a dichroic mirror 214A. .
  • the subject is irradiated with superimposed light.
  • a normal color image of the subject with improved color rendering is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • white light and violet light emitted from the white LED 206B and the violet LED 210B are filtered by the narrow band optical filter 216B, but are shielded by the turntable 241 and are not irradiated to the subject.
  • the white LEDs 206A and 206B and the purple LEDs 210A and 210B are always turned on. Moreover, the turntable 241 stops in a special light passing state. Therefore, the white light and the violet light emitted from the white LED 206B and the purple LED 210B are filtered by the narrow band optical filter 216B, and then pass through the rotating disk 241 (opening 241a), and the condensing lens 218B, LCB 102B, and light distribution lens. The subject is irradiated via 104B.
  • the subject is irradiated with special light.
  • the white light and the purple light emitted from the white LED 206A and the purple LED 210A are shielded by the turntable 241 and are not irradiated to the subject.
  • a spectral image in which a specific anatomy is emphasized is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • the white LED 206A and the purple LED 210A are alternately turned on / off at a timing synchronized with the frame period (every frame).
  • the white LED 206B and the purple LED 210B are also turned on / off alternately at a timing synchronized with the frame period (every frame). More specifically, in the frame in which the white LED 206A and the purple LED 210A are turned on, the white LED 206B and the purple LED 210B are turned off, and in the frame in which the white LED 206A and the purple LED 210A are turned off, the white LED 206B and the purple LED 210B are turned on.
  • the turntable 241 rotates around the rotation shaft 244 so that the position of the opening 241a is alternately switched to the optical path of the superimposed light and the optical path of the special light at a timing synchronized with the frame period (for each frame). More specifically, the opening 241a is arranged in the optical path of the superimposed light in the frame where the white LED 206A is turned on, and is arranged in the optical path of the special light in the frame where the white LED 206B is turned on. Therefore, the subject is alternately irradiated with the superimposed light and the special light at a timing synchronized with the frame period (for each frame).
  • an image in which a normal color image and a spectral image are arranged is displayed on the display screen of the monitor 300. Since the subject is irradiated with superimposed light for a normal color image, the color rendering of the normal color image is improved even in the twin observation mode.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an electronic endoscope system 1w according to Modification 4 of the present embodiment.
  • the electronic endoscope system 1w includes an electronic scope 100, a processor 200w, and a monitor 300.
  • the electronic endoscope system 1w according to the fourth modification is the same as that shown in FIG. 1 except that the processor 200w has a green LED 206B ′ instead of the white LED 206B and does not have the narrowband optical filter 216B.
  • the configuration is the same as that of the endoscope system 1.
  • the white LED 206A, the green LED 206B ', and the purple LED 210B are always turned on. Further, the turntable 241 stops in a white light passing state. Therefore, the white light emitted from the white LED 206A passes through the turntable 241 (opening 241a) and is irradiated to the subject via the condenser lenses 218A, LCB 102A, and the light distribution lens 104A. On the other hand, since the green light and the purple light emitted from the green LED 206B 'and the purple LED 210B are shielded by the turntable 241, they are not irradiated to the subject. A normal color image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 300 by processing the image signal of the subject irradiated with white light.
  • the white LED 206A, the green LED 206B 'and the purple LED 210B are always turned on. Moreover, the turntable 241 stops in a special light passing state. Therefore, the green light and the violet light emitted from the green LED 206B 'and the purple LED 210B pass through the rotating disk 241 (opening 241a) and are irradiated to the subject via the condenser lens 218B, the LCB 102B, and the light distribution lens 104B.
  • the subject is irradiated with light that is a sum of green light and violet light and has characteristics that approximate the spectral characteristics illustrated in FIG.
  • the white light emitted from the white LED 206A and the white light is shielded by the turntable 241, so that the subject is not irradiated.
  • a spectral image in which a specific anatomy is emphasized is displayed on the display screen of the monitor 300.
  • the white LED 206A is alternately turned on / off at a timing synchronized with the frame period (every frame).
  • the green LED 206B 'and the purple LED 210B are also turned on / off alternately at a timing synchronized with the frame period (for each frame). More specifically, in the frame in which the white LED 206A is turned on, the green LED 206B 'and the purple LED 210B are turned off, and in the frame in which the white LED 206A is turned off, the green LED 206B' and the purple LED 210B are turned on.
  • the rotating disk 241 has a rotating shaft 244 so that the position of the opening 241a is alternately switched between a white light path and a special light (green light + purple light) path at every timing synchronized with the frame period.
  • the opening 241a is arranged in the optical path of white light in the frame where the white LED 206A is turned on, and is arranged in the optical path of special light (green light + purple light) in the frame where the green LED 206B ′ is turned on.
  • the subject is alternately irradiated with white light and light having characteristics approximating the spectral characteristics illustrated in FIG. 3B at a timing synchronized with the frame period (for each frame).
  • the electronic endoscope system 1w according to the fourth modification has an advantageous configuration for cost reduction because the narrowband optical filter 216B is unnecessary.
  • the structure further equipped with red LED can be considered as a further modification of this modification 4.
  • the red LED, the green LED 206B ', and the purple LED 210B can irradiate the subject with light having characteristics approximate to the spectral characteristics illustrated in FIG. As a result, a spectral image different from that of the above-described embodiment or modification is obtained.
  • the configuration including the shutter control circuit 220 and the shutter unit 240 is illustrated, but in the further modified example, as in the modified example 1, the shutter control circuit 220 and the shutter unit 240 are provided. It may be replaced with a configuration that does not.

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Abstract

内視鏡システムを、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部から第一の導光部材に向かう第一の光と第二の光源部から第二の導光部材に向かう第二の光を交互に遮蔽する遮蔽部とを備える構成とする。

Description

内視鏡システム
　本発明は、光を被写体に照射する内視鏡システムに関する。
　特殊な画像を撮影することが可能な内視鏡システムが知られている。例えば国際公開第２０１２／１０８４２０号パンフレット（以下、「特許文献１」と記す。）に、この種の内視鏡システムの具体的構成が記載されている。
　特許文献１に記載の内視鏡システムは、回転フィルタが搭載された光源装置を備えている。回転フィルタは、特定の波長域の光のみを通過させる光学フィルタであり、単純な円板形状ではなく、外周側の一部の領域が切り欠けられた特殊な形状を有している。コントローラは、回転フィルタを一定の回転周期で回転駆動させて、光学フィルタ部分と切欠き部分を照射光の光路に順次挿入し、光学フィルタ部分を通過した照射光による生体組織の撮像と、切り欠き部分を通過した（すなわち、フィルタリングされていない）照射光による生体組織の撮像を順次行う。コントローラは、光学フィルタ部分を通過した照射光により照射された生体組織の撮像データに基づいて１つの観察画像を生成すると共に、フィルタリングされていない照射光により照射された生体組織の撮像データに基づいてもう１つの観察画像を生成し、生成された２種類の観察画像をモニタの表示画面内に並べて表示させる。
　特許文献１に記載の回転フィルタの中心部には、回転フィルタの回転位置を検知するためのシルクがプリントされている。しかし、シルクは非常に小さいため、シルクが極僅かな誤差を持つだけで、回転フィルタの回転位置を精確に検知することができなくなるという問題が指摘される。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、波長域の異なる２つの照射光を被写体に照射するのに好適な内視鏡システムを提供することである。
　本発明の一実施形態に係る内視鏡システムは、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部から第一の導光部材に向かう第一の光と、第二の光源部から第二の導光部材に向かう第二の光を、交互に遮蔽する遮蔽部とを備える。
　また、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムにおいて、遮蔽部は、第一の光と第二の光を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互に遮蔽する構成としてもよい。
　また、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムは、第一の光を射出する第一の光源部と、第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、第一の光源部の光源と第二の光源部の光源を交互にオンすることにより、第一の光と第二の光を第一の導光部材と前第二の導光部材に交互に入射させる制御部とを備える。
　また、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムにおいて、制御部は、第一の光源部の光源と第二の光源部の光源を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互にオン／オフする構成としてもよい。
　また、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムにおいて、第一の光源部は、第一の光を射出する光源を有し、第二の光源部は、第三の光を射出する光源と、第三の光を第二の光にフィルタリングする光学フィルタとを有する構成としてもよい。
　本発明の一実施形態によれば、波長域の異なる２つの照射光を被写体に照射するのに好適な内視鏡システムが提供される。
本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられるＬＥＤの分光強度分布を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられる狭帯域光フィルタの分光特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システムに備えられるシャッタ部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子スコープとプロセッサとの接続部分の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態の変形例１に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例２に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例３に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例４に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。
　プロセッサ２００は、システムコントローラ２０２及びタイミングコントローラ２０４を備えている。システムコントローラ２０２は、メモリ２２２に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２２４に接続されている。システムコントローラ２０２は、操作パネル２２４より入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の観察モードの切替指示がある。観察モードには、通常観察モード、特殊観察モード、ツイン観察モード等がある。タイミングコントローラ２０４は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
　プロセッサ２００は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０６Ａ及び２０６Ｂを備えている。図２（ａ）に、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂの分光強度分布を例示する。図２（ａ）に示されるように、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂは、不均一な発光スペクトルを有する所謂擬似的な白色光源である。
　また、プロセッサ２００は、紫ＬＥＤ２１０Ｂを備えている。図２（ｂ）に、紫ＬＥＤ２１０Ｂの分光強度分布を例示する。図２（ｂ）に示されるように、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、紫領域のみを発光する光源である。
　白色ＬＥＤ２０６Ａは、第一の光源部の一例である。白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、コリメータレンズ２０８Ａを介してシャッタ部２４０に入射される。
　白色ＬＥＤ２０６Ｂ、紫ＬＥＤ２１０Ｂ及びダイクロイックミラー２１４Ｂは、第二の光源部の一例である。白色ＬＥＤ２０６Ｂより放射された白色光、紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された紫色光は、それぞれ、コリメータレンズ２０８Ｂ、２１２Ｂを介してダイクロイックミラー２１４Ｂに入射される。すなわち、ダイクロイックミラー２１４Ｂには、白色光と紫色光を足し合わせた光（図２（ｃ）に例示される分光強度分布を持つ光）が入射される。以下、説明の便宜上、白色光と紫色光を足し合わせた光を「重畳光」と記す。
　ダイクロイックミラー２１４Ｂに入射された重畳光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂにてフィルタリングされて、シャッタ部２４０に入射される。ここで、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、プロセッサ２００の筐体に取り付けられており、筐体内において位置が固定されている。狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、例えば単純な円板形状を持つ。
　図３（ａ）に、狭帯域光フィルタ２１６Ｂの分光特性を例示する。また、図３（ｂ）に、狭帯域光フィルタ２１６Ｂについて図３（ａ）とは別の分光特性例を示す。図３（ａ）や図３（ｂ）に示されるように、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、特定の波長域の光のみを通過させる分光特性を持つ。以下、説明の便宜上、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた光を「特殊光」と記す。
　図４に、シャッタ部２４０の構成を示す。シャッタ部２４０は、第一の光源部からの光と第二の光源部からの光を交互に遮蔽する遮蔽部として機能するものであり、図４に示されるように、回転盤２４１を備えている。回転盤２４１はステンレス等の金属製部材であり、図４（ａ）に示されるように、開口２４１ａが形成されている。開口２４１ａは、約１８０°に広がる扇形状を有している。
　シャッタ制御回路２２０がシステムコントローラ２０２の制御下でＤＣモータ２４２を駆動制御すると、ＤＣモータ２４２の駆動力が伝達機構（ベルト）２４３を介して回転軸２４４に伝達されて、回転軸２４４が回転する。これにより、回転盤２４１は、回転軸２４４を中心に回転する。
　回転盤２４１は、その回転位置に応じて白色光と特殊光の一方の光路を遮蔽すると同時に開口２４１ａが他方の光路に挿入されることにより他方の光路の光を通過させる。以下説明の便宜上、開口２４１ａが白色光の光路に位置する状態（言い換えると、特殊光の光路のみを遮蔽する状態）を「白色光通過状態」と記し、開口２４１ａが特殊光の光路に位置する状態（言い換えると、白色光の光路のみを遮蔽する状態）を「特殊光通過状態」と記す。
　開口２４１ａの位置は、回転盤２４１が回転軸２４４を中心に回転することで、白色光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わる。以下、説明の便宜上、回転盤２４１の回転中、開口２４１ａが白色光の光路に位置する期間を「白色光通過期間」と記し、開口２４１ａが特殊光の光路に位置する期間を「特殊光通過期間」と記す。なお、開口２４１ａの角度範囲は１８０°に僅かに満たないため、白色光通過期間と特殊光通過期間との間には、両方の光路が遮蔽される極僅かな遮蔽期間が存在する。
　白色光通過期間中は、コリメータレンズ２０８Ａを通過した白色光が開口２４１ａを通過して、集光レンズ２１８Ａに入射される。集光レンズ２１８Ａに入射された白色光は、集光レンズ２１８ＡによりＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２Ａの入射端面に集光されて、ＬＣＢ１０２Ａ内に入射される。
　ＬＣＢ１０２Ａは、第一の光源部からの光を被写体に向けて導光する第一の導光部材として機能する。ＬＣＢ１０２Ａ内に入射された白色光は、ＬＣＢ１０２Ａ内を伝播する。ＬＣＢ１０２Ａ内を伝播した白色光は、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２Ａの射出端面より射出され、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。配光レンズ１０４Ａからの白色光より照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。
　特殊光通過期間中は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂを通過した特殊光が開口２４１ａを通過して、集光レンズ２１８Ｂに入射される。集光レンズ２１８Ｂに入射された特殊光は、集光レンズ２１８ＢによりＬＣＢ１０２Ｂの入射端面に集光されて、ＬＣＢ１０２Ｂ内に入射される。
　ＬＣＢ１０２Ｂは、第二の光源部からの光を被写体に向けて導光する第二の導光部材として機能する。ＬＣＢ１０２Ｂ内に入射された特殊光は、ＬＣＢ１０２Ｂ内を伝播する。ＬＣＢ１０２Ｂ内を伝播した特殊光は、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２Ｂの射出端面より射出され、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。配光レンズ１０４Ｂからの特殊光より照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０６を介して固体撮像素子１０８の受光面上で光学像を結ぶ。
　固体撮像素子１０８は、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０８は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。なお、固体撮像素子１０８は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１０８はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。
　電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１１０が備えられている。ドライバ信号処理回路１１０には、配光レンズ１０４Ａ又は配光レンズ１０４Ｂからの光により照射された被写体の画像信号がフレーム周期で固体撮像素子１０８より入力される。なお、以降の説明において「フレーム」は「フィールド」に置き替えてもよい。本実施形態において、フレーム周期、フィールド周期はそれぞれ、１／３０秒、１／６０秒である。ドライバ信号処理回路１１０は、固体撮像素子１０８より入力される画像信号に対して所定の処理を施してプロセッサ２００の前段信号処理回路２２６に出力する。
　ドライバ信号処理回路１１０はまた、メモリ１１２にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１１２に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０８の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１１０は、メモリ１１２より読み出された固有情報をシステムコントローラ２０２に出力する。
　システムコントローラ２０２は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２０２は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。
　タイミングコントローラ２０４は、システムコントローラ２０２によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１１０にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１１０は、タイミングコントローラ２０４から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１０８をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
　前段信号処理回路２２６は、ドライバ信号処理回路１１０より１フレーム周期で入力される画像信号に対してデモザイク処理、マトリックス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して、画像メモリ２２８に出力する。
　画像メモリ２２８は、前段信号処理回路２２６より入力される画像信号をバッファし、タイミングコントローラ２０４によるタイミング制御に従い、後段信号処理回路２３０に出力する。
　後段信号処理回路２３０は、画像メモリ２２８より入力される画像信号を処理してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
　図５は、電子スコープ１００とプロセッサ２００との接続部分の構成を模式的に示す図である。図５に示されるように、電子スコープ１００のコネクタ部１５０には、ガイド筒１５２及び電気コネクタ１５４が設けられている。ガイド筒１５２は、ＬＣＢ１０２Ａの基端部１０２Ａａ及びＬＣＢ１０２Ｂの基端部１０２Ｂａを保持している。また、プロセッサ２００のコネクタ部２５０には、ガイド筒受け部２５２及び電気コネクタ受け部２５４が設けられている。
　ガイド筒１５２とガイド筒受け部２５２とが接続されることにより、ＬＣＢ１０２Ａと集光レンズ２１８Ａが結合すると共にＬＣＢ１０２Ｂと集光レンズ２１８Ｂが結合する。これにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００は光学的に接続される。また、電気コネクタ１５４と電気コネクタ受け部２５４とが接続されることにより、電子スコープ１００とプロセッサ２００は電気的に接続される。
　次に、各観察モード時における電子内視鏡システム１の動作について説明する。
［通常観察モード］
　通常観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
　通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。一方、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。すなわち、被写体には、図２（ａ）に例示される分光強度分布を持つ白色光が照射される。
　なお、通常観察モード中は、白色ＬＥＤ２０６Ａを常時オンし、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂを常時オフしてもよい。
　固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［特殊観察モード］
　特殊観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
　特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。一方、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。すなわち、被写体には、特殊光、すなわち、図２（ｃ）に例示される分光強度分布を持つ重畳光を狭帯域光フィルタ２１６Ｂでフィルタリングしたものが照射される。
　なお、特殊観察モード中は、白色ＬＥＤ２０６Ａを常時オフし、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂを常時オンしてもよい。
　固体撮像素子１０８は、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。ここで、特殊光は、特定の生体構造に対する吸収度の高い光である。そのため、画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
　ツイン観察モード時における電子内視鏡システム１の動作を説明する。
　ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように（言い換えると、白色光通過期間と特殊光通過期間に１フレーム毎に交互に切り替わるように）、回転軸２４４を中心に回転する。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光と特殊光とが交互に照射される。
　固体撮像素子１０８は、あるフレームにおいて、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力し、続くフレームにおいて、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。すなわち、固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体の画像信号と、特殊光により照射された被写体の画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に交互に出力する。前者と後者の画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力される。
　モニタ３００の表示画面内には、観察画像を表示する領域が２つ並べられている。一方の領域には、白色光により照射された被写体の通常のカラー画像が表示され、もう一方の領域には、特殊光により照射された被写体（特定の生体構造）が強調された分光画像が表示される。すなわち、モニタ３００の表示画面には、被写体の通常のカラー画像と分光画像とが並べて表示される。
　このように、本実施形態によれば、狭帯域光フィルタ２１６Ｂが被可動部材でなくプロセッサ２００の筐体内に固定された部材であることから、シルクのような回転位置を検知するための指標が不要となる。また、狭帯域光フィルタ２１６Ｂは、被可動部材でないことから、形状面での制約が少なく、例えば単純な円板形状でよい。すなわち、本実施形態によれば、厳しい公差管理が求められる指標が不要であり、また、狭帯域光フィルタ２１６Ｂの形状面での制約が少ないため、製造面でのメリット（例えば歩留まりを向上させ易い。）が得られる。
　以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
　上記の実施形態では、光源装置をプロセッサ２００に内蔵しているが、別の実施形態では、プロセッサ２００と光源装置とを分離した構成としてもよい。この場合、プロセッサ２００と光源装置との間でタイミング信号を送受信するための有線又は無線の通信手段が設けられる。
　図６は、本実施形態の変形例１に係る電子内視鏡システム１ｚの構成を示すブロック図である。図６に示されるように、電子内視鏡システム１ｚは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｚ及びモニタ３００を備えている。本変形例１に係る電子内視鏡システム１ｚは、プロセッサ２００ｚがシャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有さない点以外は、上記の実施形態に係る電子内視鏡システム１と構成が同じである。
　本変形例１に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作について説明する。
［通常観察モード］
　本変形例１に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
　通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは常時オンされ、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オフされる。そのため、被写体には、白色光が照射される。
　固体撮像素子１０８は、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
　なお、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、演色性の向上のため、通常観察モード中、常時オンされていてもよい。
［特殊観察モード］
　本変形例１に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
　特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは常時オフされ、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。そのため、被写体には、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた特殊光が照射される。
　固体撮像素子１０８は、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。そのため、画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力されることにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
　本変形例１に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｚの動作を説明する。
　システムコントローラ２０２は、第一、第二の各光源部の光源を交互にオンすることにより、各光を第一、第二の各導光部材に交互に入射させる制御部として動作する。ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、システムコントローラ２０２により、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、システムコントローラ２０２により、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光と特殊光とが交互に照射される。
　固体撮像素子１０８は、あるフレームにおいて、白色光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力し、続くフレームにおいて、特殊光により照射された被写体を撮像し、その画像信号をドライバ信号処理回路１１０を介して前段信号処理回路２２６に出力する。前者と後者の画像信号が前段信号処理回路２２６、画像メモリ２２８及び後段信号処理回路２３０にて処理されてモニタ３００に出力される。これにより、モニタ３００の表示画面には、被写体の通常のカラー画像と分光画像とが並べて表示される。
　なお、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、通常のカラー画像の演色性を向上させるため、ツイン観察モード中、常時オンされていてもよい。
　このように、本変形例１においては、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０が不要となることから、製造コスト面でのメリットが得られる。
　図７は、本実施形態の変形例２に係る電子内視鏡システム１ｙの構成を示すブロック図である。図７に示されるように、電子内視鏡システム１ｙは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｙ及びモニタ３００を備えている。本変形例２に係る電子内視鏡システム１ｙは、プロセッサ２００ｙがダイクロイックミラー２１４Ａを有する点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
　本変形例２に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作について説明する。
［通常観察モード］
　本変形例２に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
　通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。
　ダイクロイックミラー２１４Ｂは、紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された紫色光を５０％透過させると同時に５０％反射する。そのため、ダイクロイックミラー２１４Ｂを透過した一部の紫色光がダイクロイックミラー２１４Ａに入射される。ダイクロイックミラー２１４Ａに入射された紫色光と、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、ダイクロイックミラー２１４Ａにて足し合わせられて（図２（ｃ）に例示される分光特性を持つ重畳光となり）、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。
　すなわち、被写体には、重畳光が照射される。重畳光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、演色性が向上された、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。なお、ダイクロイックミラー２１４Ｂにて反射された紫色光及び白色ＬＥＤ２０６Ｂより放射された白色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。
［特殊観察モード］
　本変形例２に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
　特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
　すなわち、被写体には、特殊光が照射される。なお、ダイクロイックミラー２１４Ａにて反射された紫色光及び白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。特殊光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
　本変形例２に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｙの動作を説明する。
　ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされる。また、紫ＬＥＤ２１０Ｂは、常時オンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、重畳光の光路に配置され、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされるフレームでは、特殊光の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光と特殊光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。通常のカラー画像用に重畳光が被写体に照射されるため、ツイン観察モード中も通常のカラー画像の演色性が向上する。
　図８は、本実施形態の変形例３に係る電子内視鏡システム１ｘの構成を示すブロック図である。図８に示されるように、電子内視鏡システム１ｘは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｘ及びモニタ３００を備えている。本変形例３に係る電子内視鏡システム１ｘは、プロセッサ２００ｘが紫ＬＥＤ２１０Ａ、コリメータレンズ２１２Ａ及びダイクロイックミラー２１４Ａを有する点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
　本変形例３に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作について説明する。
［通常観察モード］
　本変形例３に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
　通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ａ及び２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。紫ＬＥＤ２１０Ａより放射された紫色光は、コリメータレンズ２１２Ａを介してダイクロイックミラー２１４Ａにて反射され、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光と足し合わせられて（図２（ｃ）に例示される分光特性を持つ重畳光となり）、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。
　すなわち、被写体には、重畳光が照射される。重畳光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、演色性が向上された、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされるものの、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。
［特殊観察モード］
　本変形例３に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
　特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び２０６Ｂ並びに紫ＬＥＤ２１０Ａ及び２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された白色光及び紫色光は、狭帯域光フィルタ２１６Ｂによりフィルタリングされた後、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
　すなわち、被写体には、特殊光が照射される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａより放射された白色光及び紫色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。特殊光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
　本変形例３に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｘの動作を説明する。
　ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａがオンされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａ及び紫ＬＥＤ２１０Ａがオフされるフレームでは、白色ＬＥＤ２０６Ｂ及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光の光路と特殊光の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、重畳光の光路に配置され、白色ＬＥＤ２０６Ｂがオンされるフレームでは、特殊光の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）重畳光と特殊光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。通常のカラー画像用に重畳光が被写体に照射されるため、ツイン観察モード中も通常のカラー画像の演色性が向上する。
　図９は、本実施形態の変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗの構成を示すブロック図である。図９に示されるように、電子内視鏡システム１ｗは、電子スコープ１００、プロセッサ２００ｗ及びモニタ３００を備えている。本変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗは、プロセッサ２００ｗが白色ＬＥＤ２０６Ｂに代えて緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’を有しており且つ狭帯域光フィルタ２１６Ｂを有さない点以外は、図１に示される電子内視鏡システム１と構成が同じである。
　本変形例４に係る各観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作について説明する。
［通常観察モード］
　本変形例４に係る通常観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
　通常観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、白色光通過状態で停止する。そのため、白色ＬＥＤ２０６Ａより放射された白色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ａ、ＬＣＢ１０２Ａ、配光レンズ１０４Ａを介して被写体に照射される。一方、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された緑色光及び紫色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。白色光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、被写体の通常のカラー画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［特殊観察モード］
　本変形例４に係る特殊観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
　特殊観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂは常時オンされる。また、回転盤２４１は、特殊光通過状態で停止する。そのため、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂより放射された緑色光及び紫色光は、回転盤２４１（開口２４１ａ）を通過し、集光レンズ２１８Ｂ、ＬＣＢ１０２Ｂ、配光レンズ１０４Ｂを介して被写体に照射される。
　すなわち、被写体には、緑色光と紫色光とを足し合わせた光であって、図３（ｂ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光が照射される。なお、白色ＬＥＤ２０６Ａ及より放射された白色光は、回転盤２４１にて遮蔽されるため、被写体に照射されない。上記の特性を持つ光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、特定の生体構造が強調された分光画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
［ツイン観察モード］
　本変形例４に係るツイン観察モード時における電子内視鏡システム１ｗの動作を説明する。
　ツイン観察モード中、白色ＬＥＤ２０６Ａは、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂも、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）交互にオン／オフされる。より詳細には、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオフされ、白色ＬＥＤ２０６Ａがオフされるフレームでは、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂがオンされる。また、回転盤２４１は、開口２４１ａの位置がフレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）白色光の光路と特殊光（緑色光＋紫色光）の光路に交互に切り替わるように回転軸２４４を中心に回転する。より詳細には、開口２４１ａは、白色ＬＥＤ２０６Ａがオンされるフレームでは、白色光の光路に配置され、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’がオンされるフレームでは、特殊光（緑色光＋紫色光）の光路に配置される。そのため、被写体には、フレーム周期と同期したタイミングで（１フレーム毎に）、白色光と、図３（ｂ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光とが交互に照射される。これらの光により照射された被写体の画像信号を処理することにより、通常のカラー画像と分光画像とが並ぶ画像がモニタ３００の表示画面に表示される。本変形例４に係る電子内視鏡システム１ｗは、狭帯域光フィルタ２１６Ｂが不要であることから、コストダウンに有利な構成となっている。
　なお、本変形例４の更なる変形例として、赤色ＬＥＤを更に備える構成が考えられる。この場合、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ２０６Ｂ’及び紫ＬＥＤ２１０Ｂにより、図３（ａ）に例示される分光特性に近似する特性を持つ光を被写体に照射することができる。これにより、上記の実施形態や変形例等と異なる分光画像が得られる。
　また、変形例３、４では、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有する構成を例示しているが、更なる変形例では、変形例１と同様に、シャッタ制御回路２２０及びシャッタ部２４０を有さない構成に置き換えてもよい。

Claims (5)

  1. 　第一の光を射出する第一の光源部と、
    　前記第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、
    　前記第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、
    　前記第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、
    　前記第一の光源部から前記第一の導光部材に向かう第一の光と、前記第二の光源部から前記第二の導光部材に向かう第二の光を、交互に遮蔽する遮蔽部と、
    を備える、
    内視鏡システム。
  2. 　前記遮蔽部は、
    　　前記第一の光と前記第二の光を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互に遮蔽する、
    請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　第一の光を射出する第一の光源部と、
    　前記第一の光源部より入射される第一の光を被写体に向けて導光する第一の導光部材と、
    　前記第一の光と波長域の異なる第二の光を射出する第二の光源部と、
    　前記第二の光源部より入射される第二の光を被写体に向けて導光する第二の導光部材と、
    　前記第一の光源部の光源と前記第二の光源部の光源を交互にオンすることにより、前記第一の光と前記第二の光を前記第一の導光部材と前第二の導光部材に交互に入射させる制御部と、
    を備える、
    内視鏡システム。
  4. 　前記制御部は、
    　　前記第一の光源部の光源と前記第二の光源部の光源を所定の撮像周期と同期したタイミングで交互にオン／オフする、
    請求項３に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記第一の光源部は、
    　　前記第一の光を射出する光源
    　を有し、
    　前記第二の光源部は、
    　　第三の光を射出する光源と、
    　　前記第三の光を前記第二の光にフィルタリングする光学フィルタと、
    　を有する、
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載の内視鏡システム。
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