(57)【要約】【課題】内視鏡装置と撮像する対象物との相対的な位置を把握しやすい内視鏡システムを提供する。【解決手段】内視鏡システムは、対象物に第１照明光を照射して対象物を撮像する第１撮像部を有する第１内視鏡装置と、対象物に第２照明光を照射して対象物を撮像する第２撮像部を有し、対象物の状態判定に用いられるデータを取得する第２内視鏡装置と、を備え、第２内視鏡装置によるデータの所得の開始から完了までの少なくとも一定期間に、第１撮像部による撮像を行う内視鏡システムであって、第２内視鏡装置によりデータが取得されている間、第１照明光が第２撮像部に入射することを規制する規制部、を備える。【選択図】図２
2020069308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に第１照明光を照射して前記対象物を撮像する第１撮像部を有する第１内視鏡装置と、
前記対象物に第２照明光を照射して前記対象物を撮像する第２撮像部を有し、前記対象物の状態判定に用いられるデータを取得する第２内視鏡装置と、
を備え、
前記第２内視鏡装置による前記データの取得の開始から完了までの少なくとも一定期間に、前記第１撮像部による撮像を行う内視鏡システムであって、
前記第２内視鏡装置により前記データが取得されている間、前記第１照明光が前記第２撮像部に入射することを規制する規制部を備える内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡システムにおいて、
前記規制部は、前記第２撮像部による前記データの取得の間は、前記第１撮像部に対して前記第１照明光の照射を停止するように制御する内視鏡システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内視鏡システムにおいて、
前記規制部は、前記第２撮像部による撮像を、前記第２照明光の状態がそれぞれ異なる複数回の分割撮像により行うように制御する、内視鏡システム。
【請求項４】
請求項３に記載の内視鏡システムにおいて、
前記第２照明光の状態は、前記第２照明光の偏光状態である、内視鏡システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の内視鏡システムにおいて、
前記規制部は、前記第２撮像部による少なくとも二つの分割撮像の合間に、前記第１撮像部による撮像を行わせる内視鏡システム。
【請求項６】
請求項１または２に記載の内視鏡システムにおいて、
前記規制部は、前記第２内視鏡装置に設けられ、偏光光の第１の所定の周波数領域の光を透過する第１フィルタを有する内視鏡システム。
【請求項７】
請求項６に記載の内視鏡システムにおいて、
前記規制部は、前記第１内視鏡装置に設けられ、少なくとも前記第１の所定の周波数領域を含む周波数領域の光を遮断する第２フィルタを有する内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、白色光を照射して白色光画像を生成する観察モードと、偏光光を照射して偏光特性画像を生成する観察モードとを切り替えて観察を行う内視鏡装置が知られている（例えば特許文献１）。しかし、内視鏡装置と撮像する対象物との相対的な位置を把握することが困難になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４２８３号公報
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によれば、内視鏡システムは、対象物に第１照明光を照射して対象物を撮像する第１撮像部を有する第１内視鏡装置と、対象物に第２照明光を照射して対象物を撮像する第２撮像部を有し、対象物の状態判定に用いられるデータを取得する第２内視鏡装置と、を備え、第２内視鏡装置によるデータの所得の開始から完了までの少なくとも一定期間に、第１撮像部による撮像を行う内視鏡システムであって、第２内視鏡装置によりデータが取得されている間、第１照明光が第２撮像部に入射することを規制する規制部、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】実施の形態の内視鏡装置の要部を示す斜視図である。
【図２】実施の形態の内視鏡システムの要部構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】親内視鏡装置の先端部本体の構造を模式的に示す図である。
【図４】子内視鏡装置の先端部本体の構造を模式的に示す図である。
【図５】親内視鏡装置による撮像が行われるタイミングと、子内視鏡装置による撮像が行われるタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図６】親内視鏡装置による撮像が行われるタイミングと、子内視鏡装置による撮像が行われるタイミングとの別の例を示すタイミングチャートである。
【図７】第２の実施の形態における親内視鏡装置の先端部本体の構造を模式的に示す図である。
【図８】第２の実施の形態における子内視鏡装置の先端部本体の構造を模式的に示す図である。
【図９】親内視鏡装置から出射される光と、子内視鏡装置から出射される光と、親内視鏡装置が有する分光遮断フィルタと、子内視鏡装置が有する分光透過フィルタとが有する特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
−第１の実施の形態−
以下、第１の実施の形態として、親子式偏光内視鏡が適用される内視鏡装置を有する内視鏡システムについて説明する。図１は、第１の実施の形態の内視鏡装置１の要部を示す斜視図であり、図２は、内視鏡システム２の要部構成を模式的に示すブロック図である。
【０００７】
本実施の形態の内視鏡システム２は、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４とを有する内視鏡装置１と、全体制御部５とを有する。以後、親内視鏡装置３、子内視鏡装置４、全体制御部５の順序にて説明する。
【０００８】
−親内視鏡装置３−
親内視鏡装置３は、親装置部３１と親制御部３２とを有する。親装置部３１は、細長形状の挿入部３１１と、この挿入部３１１の基端側に連設される操作部３１２とにより構成される。挿入部３１１は、外径が、例えば１０ｍｍ程度、長さが、例えば１．２ｍ程度に形成され、先端側（操作部３１２が連設されていない側）から順に、先端部本体３１３、湾曲部３１４および可撓管部３１５が連設して構成される。
【０００９】
挿入部３１１の内部には、処置具挿通チャンネル３１６が形成される。この処置具挿通チャンネル３１６は、操作部３１２に設けられる開口３１２ａから先端部本体３１３まで連通している。この処置具挿通チャンネル３１６は、親内視鏡装置３とは異なる外部装置、すなわち処置具のほか、例えば後述する子内視鏡装置４の挿入部４１１を挿入、挿通させる挿入路として機能する。先端部本体３１３の内部には、後述する撮像部３３０と、照明光学系３３１とが設けられる。先端部本体３１３の先端には、処置具挿通チャンネル３１６に挿通された処置具や子内視鏡装置４の挿入部４１１の先端部本体４１３（図４参照）を突出させるための、先端開口３１８と、観察窓３３２と、照明窓３３１Ｂと（図３参照）が設けられる。
【００１０】
操作部３１２は、親内視鏡装置３を操作するために必要な各種の操作部材と、この親内視鏡装置３を制御するための親制御部３２との間の接続を行うユニバーサルケーブル等とを有する。操作部３１２には、例えば親内視鏡装置３の湾曲部３１４を操作するための操作レバー等も設けられる。
【００１１】
親内視鏡装置３の親制御部３２は、図２に示すように、親ＣＰＵ３２０と、記憶部３２１と、画像処理部３２２と、撮像部ドライバ３２３と、光源ドライバ３２４と、光源３２５と、集光レンズ３２６と、ディスプレイインターフェース３２７と、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３２８とを有する。
親ＣＰＵ３２０は、プロセッサーやその他の周辺回路を有する演算回路であり、記憶部３２１に格納されている制御用プログラムを読み出し、この制御用プログラムを実行することにより親内視鏡装置３の動作を制御する。記憶部３２１は、ハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体及びＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体記憶媒体を備える。記憶部３２１には、上述した制御用プログラムが格納されているとともに、親ＣＰＵ３２０の制御動作時に必要とされる各種データが一時的に格納される。また、画像処理部３２２によって処理された画像データが格納される。
【００１２】
光源３２５は、親内視鏡装置３の先端部本体３１３から照射するための光を発生するものであり、光源ドライバ３２４により制御される。光源３２５から出射された光束は、集光レンズ３２６により収束され、光学コネクタ３００を介して後述するライトガイド３３１Ａ（図３参照）内に導入される。
【００１３】
画像処理部３２２は、後述する撮像部３３０により撮像された対象物の画像信号を取得し、この画像信号に対して各種の画像処理を行い、その画像処理結果をディスプレイインターフェース３２７に出力する。ディスプレイインターフェース３２７は、画像処理部３２２からの出力である画像データを親制御部３２の外部に設けられたディスプレイ３３の画面に表示させるための画像信号を出力し、この画像信号をディスプレイ３３に入力する。入力インタフェース３２８は、親制御部３２の外部に設けられたキーボード等の入力装置３４からの操作信号を受信し、親ＣＰＵ３２０に出力する。
撮像部３３０は、親内視鏡装置３の先端部本体３１３から出射され、対象物で反射された光を受光することにより対象物を撮像する。撮像部３３０は、撮像部ドライバ３２３により駆動が制御される。撮像部ドライバ３２３は、親ＣＰＵ３２０による制御に従って、撮像部３３０の駆動を制御するための制御信号を撮像部３３０に出力する。
【００１４】
図３は、先端部本体３１３の構造を模式的に示す図であり、図３（ａ）は先端部本体３１３の先端の平面図、図３（ｂ）、（ｃ）は先端部本体３１３内部の斜視図である。先端部本体３１３には、上述したように、先端開口３１８と、撮像部３３０と、照明光学系３３１と、観察窓３３２と、照明窓３３１Ｂとが設けられる。照明光学系３３１は、ライトガイド３３１Ａと、ライトガイド３３１Ａの先端の照明窓３３１Ｂとを有し、光源３２５からライトガイド３３１Ａを介して進んだ光（例えば、白色光）を照明窓３３１Ｂから出射する。なお、図３においては、照明光学系３３１は、一対のライトガイド３３１Ａと照明窓３３１Ｂとを有する例を示しているが、照明光学系３３１は１つのライトガイド３３１Ａと照明窓３３１Ｂとを有してもよいし、３個以上のライトガイド３３１Ａと照明窓３３１Ｂとを有してもよい。
親内視鏡装置３から出射される光は、対象物（例えば、内臓壁の組織異常や血管像などの細部）を後述する撮像部３３０にて明瞭に映像化することを目的とした照明光である。照明光学系３３１は、対象物の広範囲に照明光を照射することができるように、例えば１８０度を超える照射角度を有する。
【００１５】
撮像部３３０は、画像センサ３３０Ａと、処理基板３３０Ｂと、データケーブル３３０Ｃと、プリズム３３０Ｄと、対物レンズ３３０Ｅと、対物レンズ３３０Ｅの先端の観察窓３３２とを有する。撮像部３３０は、照明窓３３１Ｂから出射し、対象物にて反射した光を受光して、対象物を撮像する。本実施の形態では、撮像部３３０は、照明光で照明された対象物の広範囲が撮像可能となるように、例えば１８０度を超える広い視野角度を有する。対象物からの反射光は、観察窓３３２、対物レンズ３３０Ｅおよびプリズム３３０Ｄを介して画像センサ３３０Ａに入射する。画像センサ３３０Ａは、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子により構成され、入射した対象物からの光を光電変換して画像信号を出力する。処理基板３３０Ｂは、親制御部３２の撮像部ドライバ３２３からの制御信号を入力し、制御信号に従って画像センサ３３０Ａの駆動を制御する。データケーブル３３０Ｃは、撮像部ドライバ３２３からの制御信号を画像センサ３３０Ａに伝達するとともに、画像センサ３３０Ａから出力された画像信号を画像処理部３２２へ伝達する。
【００１６】
先端開口３１８は、上述したように処置具挿通チャンネル３１６に挿通された処置具等や、後述する子内視鏡装置４の挿入部４１１を突出させるための開口である。図３（ｃ）に示すように、子内視鏡装置４の挿入部４１１が処置具挿通チャンネル３１６に挿通されると、挿入部４１１の先端部本体４１３が先端開口３１８から突出する。
【００１７】
−子内視鏡装置４−
図１、図２に示す子内視鏡装置４は、子装置部４１と子制御部４２とを有する。子装置部４１は、細長形状の挿入部４１１と、この挿入部４１１の基端側に連設される操作部４１２とにより構成される。挿入部４１１は、外径が例えば３ｍｍ程度、長さが例えば約２ｍ程度に形成される。挿入部４１１の先端部（操作部４１２が連設されていない側の端部）である先端部本体４１３には、先端側から順に、例えば金属等で被覆された剛性鏡筒部４１４、および剛性鏡筒部４１４に連接し、例えばゴム等の可撓性物質で被覆された可撓管部４１５が設けられる。先端部本体４１３の先端面４１３ａには、観察窓４１６と、照明窓４１７等（図４参照）が配置される。
【００１８】
操作部４１２は、子内視鏡装置４を操作するために必要な各種の操作部材と、子内視鏡装置４を制御するための子制御部４２との間の接続を行うユニバーサルケーブル等とを有する。
【００１９】
子内視鏡装置４の子制御部４２は、図２に示すように、子ＣＰＵ４２０と、記憶部４２１と、画像処理部４２２と、撮像部ドライバ４２３と、光源ドライバ４２４と、光源４２５と、集光レンズ４２６と、ディスプレイインターフェース４２７と、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４２８とを有する。
親ＣＰＵ３２０は、プロセッサーやその他の周辺回路を有する演算回路であり、記憶部４２１に格納されている制御用プログラムを読み出し、この制御用プログラムを実行することにより子内視鏡装置４の動作を制御する。記憶部４２１は、ハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体およびＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体記憶媒体を備える。記憶部４２１には、上述した制御用プログラムが格納されているとともに、親ＣＰＵ３２０の制御動作時に必要とされる各種データが一時的に格納される。また、画像処理部４２２によって処理がされた画像データが格納される。
【００２０】
光源４２５は、子内視鏡装置４の先端部本体４１３から照射するための光を発生するものであり、光源ドライバ４２４により制御される。本実施の形態の光源４２５は、たとえば狭帯域でかつ空間的コヒーレンスが低く、スペックルのない光を発生する。光源４２５から照射される光の波長は可視光帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）内の波長であり、その帯域幅は５ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ程度である。帯域幅の関係で、このような光源４２５はレーザ光源により構成されることが好ましいが、ＬＥＤ光源にバンドパスフィルタを付加したものであっても、同様に狭帯域な光を発生することができる。光源４２５から出射した光束は、集光レンズ４２６により収束され、光学コネクタ４００を介して光ガイド４２６Ａ（図４参照）内に導入される。なお、光源４２５から照射された光の波長帯域および帯域幅は、後述する偏光撮像部４３０のイメージセンサ４３０Ｆ上に結像される干渉縞の必要本数及び必要な幅によって定められることが好ましい。
子内視鏡装置４から出射される光は、対象物（例えば、内臓壁組織）表面の凹凸形状を撮像することを目的とした偏光光である。
【００２１】
画像処理部４２２は、後述する偏光撮像部４３０により撮像された対象物の画像信号を取得し、この画像信号に対して各種の画像処理を行い、その画像処理結果をディスプレイインターフェース４２７に出力する。ディスプレイインターフェース４２７は、画像処理部４２２からの出力である画像データを子制御部４２の外部に設けられたディスプレイ４３の画面に表示させるための画像信号を発生し、この画像信号をディスプレイ４３に出力する。入力インタフェース４２８は、子制御部４２の外部に設けられたキーボード等の入力装置４４からの操作信号を受信し、子ＣＰＵ４２０に出力する。
偏光撮像部４３０は、子内視鏡装置４の先端部本体４１３から出射され、対象物で反射された光を受光することにより対象物を撮像する。偏光撮像部４３０は撮像部ドライバ４２３により駆動が制御される。撮像部ドライバ４２３は、子ＣＰＵ４２０による制御に従って、偏光撮像部４３０の駆動を制御するための制御信号を偏光撮像部４３０に出力する。
【００２２】
図４は、先端部本体４１３  剛性鏡筒部４１４の構造を模式的に示す図であり、図４（ａ）は先端部本体４１３の外観の斜視図、図４（ｂ）は内部の断面図である。先端部本体４１３の先端面４１３ａには、上述した観察窓４１６と、照明窓４１７等が配置される。剛性鏡筒部４１４は、先端部本体４１３の一部を保護固定するために、金属等で被覆した剛性部である。剛性鏡筒部４１４は、内部に偏光撮像部４３０と、偏光照明部４３１とを収容する収容部である。偏光照明部４３１には、光ファイバ等の光ガイド４２６Ａにより光源４２５か出射された光が導かれ、偏光光先端部本体４１３の照明窓４１７から偏光光として対象物へ出射する。偏光照明部４３１は、偏光板あるいは位相板等の光学部材４３１Ａと、偏光板の出射側に設けられた平凹レンズ４３１Ｂとを有する。本実施の形態では、光学部材４３１Ａは、６種の異なる偏光状態の偏光を出射するように、偏光板と位相板が６通の組み合わせとなるように６種類の光学系が構成されている。例えば、偏光軸が４５°刻みとなるように配置した４種類の光学系と、偏光板の偏光軸とλ／４板の進相軸とを４５°および−４５°傾けた２種類の光学系の６種類の光学系を構成する。これにより、水平直線偏光、垂直直線偏光、４５°直線偏光、−４５°直線偏光、右回り円偏光、および左回り円偏光の６種類の偏光状態の偏光光を出射することができる。この６種の光学系により、光源４２５からの光は、偏光照明部４３１から６種類のそれぞれ異なる偏光状態の光となって偏光光対象物に照射される。
なお、偏光照明部４３１は、親内視鏡装置３からの照明光で広範囲に照射される対象物の少なくとも一部の領域を偏光光で照射するように、親内視鏡装置３の照明光学系３３１の視野角よりも狭い照射角を有する。
【００２３】
偏光光の偏光状態はストークスベクトルで記述することができる。このストークスベクトルは以下の式（１）のように４行１列で表したものである。
【数１】
2020069308.tif 000003
ここで、ストークス行列の各成分は、Ｓ０が光強度、Ｓ１がｘ−ｙ直線偏光、Ｓ２が４５°直線偏光、Ｓ３が円偏光を示す。水平直線偏光は［１１００］（「Ｓ１＋」と示す）、垂直直線偏光は［１−１００］（「Ｓ１−」と示す）、４５°直線偏光は［１０１０］（「Ｓ２＋」と示す）、−４５°直線偏光は［１０−１０］「Ｓ２−」と示す）、右回り円偏光は［１００１］（「Ｓ３＋」と示す）、左回り円偏光は［１００−１］（「Ｓ３−」と示す）で表す。
【００２４】
偏光撮像部４３０は、対象物に近い側から、前群レンズ４３０Ａと、偏光分離部４３０Ｂと、結像レンズ４３０Ｃと、偏光板４３０Ｄと、保護ガラス４３０Ｅと、イメージセンサ４３０Ｆとを有し、偏光光により照射された対象物の領域を撮像する。すなわち、偏光撮像部４３０は、偏光照明部４３１から出射された偏光光のうち対象物で反射、散乱して、先端部本体４１３の観察窓４１６を通過した光（反射光、散乱光）を受光する。対象物からの反射光、散乱光は、前群レンズ４３０Ａを通過し、絞り（不図示）を介して偏光分離部４３０Ｂに入射する。前群レンズ４３０Ａは、例えば物体距離１０〜２５ｍｍ、大きさ１ｍｍの物体をスクリーニングする場合のように、近距離で物体を計測する場合に、受光した光を平行光に補正するためのレンズであり、実施例では、平凸の単レンズである。
【００２５】
本実施の形態の偏光分離部４３０Ｂは、例えば２枚のサバール板と、これらのサバール板の間に配置された１／２波長板とを有する。本実施の形態においては、サバール板は、複屈折性を有する一軸結晶からなる２枚の平行平面板（例えば、イットリウム・バナデート（ＹＶＯ４））と、これら平行平面板の間に配置された１／２波長板とを有する。サバール板は、複屈折性を有する一対の平行平面板を、その光学軸が９０°異なるように貼り合わせて形成される。このサバール板に入射する光（すなわち反射光、散乱光）が異なる偏光状態が重なり合った光の場合、異なる偏光状態の光を分離して、結像レンズ４３０Ｃへ向けて出射させる。
【００２６】
結像レンズ４３０Ｃは、偏光分離部４３０Ｂから出射された光の干渉縞をイメージセンサ４３０Ｆの撮像面上に結像させる後群レンズである。結像レンズ４３０Ｃで収束された光は、検光子である偏光板４３０Ｄおよび保護ガラス４３０Ｅを通過してイメージセンサ４３０Ｆに入射する。イメージセンサ４３０Ｆは、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、その撮像面に干渉縞が結像される。結像された干渉縞の画像は画像信号として出力される。本実施の形態のイメージセンサ４３０Ｆは、撮像面上に結像される干渉縞を撮像するため、微細な干渉縞が明瞭に撮像可能な解像度を有している。撮像面上に結像される干渉縞の本数および幅は、上述したように、光源４２５から出射する光の波長帯域および帯域幅に依存する。なお、イメージセンサ４３０Ｆからの画像信号は、後述する対象物の状態が異常なのかまたは正常なのかを判定するのに用いるためのデータとして画像処理部４２２へ出力される。
【００２７】
次に、本実施の形態である子内視鏡装置４によるストークス成分Ｓ０〜Ｓ３の測定方法の原理について説明する（K. Oka and N. Saito, "Snapshot complete imaging polarimeter using Savart plates", SPIE 6295-9, 1 (2006)参照）。
【００２８】
イメージセンサ４３０Ｆにより撮像された光の強度分布をＩ（ｘ，ｙ）とする。測定光に含まれるストークス成分の２次元分布をそれぞれＳ０（ｘ，ｙ）、Ｓ１（ｘ，ｙ）、Ｓ２（ｘ，ｙ）、Ｓ３（ｘ，ｙ）とすると、これらストークス成分の２次元分布を用いて光強度分布を表すと次式のようになる。
【数２】
2020069308.tif 000004
ここで、Ｓ１３（σ）＝Ｓ１（σ）＋ｉＳ３（σ）であり、ａｒｇは複素数の偏角を示す関数であり、Ｕ１及びＵ２は、それぞれ２枚のサバール板５３ｃにより導入される空間キャリア周波数である。
【００２９】
上式におけるＳ０（ｘ，ｙ）、Ｓ２（ｘ，ｙ）及びＳ１３（ｘ，ｙ）は、これら（特にＳ１３（ｘ，ｙ）については実数成分及び虚数成分）がそれぞれ異なる４つの空間キャリア周波数ｆｙ＝０、Ｕ２、Ｕ２−Ｕ１、Ｕ２＋Ｕ１を有することから、光強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を空間周波数フィルタリングすることにより得られる。従って、これらストークス成分の２次元分布は、抽出された成分の振幅及び位相から得ることができる。この際、空間周波数フィルタリング及び振幅、位相の変調は、ストークス成分の２次元分布の変調に適した形にされたフーリエ変換技術により一度に行うことができる。
【００３０】
画像処理部４２２は、偏光撮像部４３０から出力される画像信号の強度の２次元分布を取得し、この強度の２次元分布をフーリエ変換することで、対象物からの戻り光の偏光状態、具体的にはストークス成分Ｓ０〜Ｓ３の２次元分布を得る。このストークス成分Ｓ０〜Ｓ３の２次元分布を用いて、対象物の偏光特性を求めることができ、この偏光特性に基づいて対象物の粘膜層の厚みを算出し、これにより、例えば、がんの浸潤度を判定することができる。
【００３１】
対象物への入射光のストークス行列をＳ＝（Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とし、この対象物からの戻り光のストークス行列をＳ′＝（Ｓ′０，Ｓ′１，Ｓ′２，Ｓ′３）とすると、これらストークス行列の関係は、以下に示す４行４列のミュラー行列Ｍを用いた下記の式（２）により表される。ミュラー行列Ｍは対象物の偏光特性に相当する。
【数３】
2020069308.tif 000005
ここで、ミュラー行列Ｍの全１６の要素ｍ００〜ｍ３３の各要素と偏光の物理的特性との厳密な対応は難しいが、おおまかな関係として次のように表すことができる。要素ｍ０１、ｍ０２、ｍ１０及びｍ２０は二色性（直線複吸収）を表し、要素ｍ00、ｍ０３及びｍ３０は円二色性（円複吸収）を表し、要素ｍ１１、ｍ１２、ｍ２１及びｍ２２は旋光性（円複屈折）を表し、要素ｍ１１〜ｍ１３、ｍ２１〜ｍ２３及びｍ３１〜ｍ３３は複屈折性（直線複屈折）を表すものである。
【００３２】
上述したように、本実施の形態の子内視鏡装置４は、６種類の互いに偏光状態の異なる偏光光を対象物に照射する。すなわち、異なるストークス成分（このストークス成分は全て既知である）を有するストークス行列により表される偏光光を対象物に照射し、それぞれの偏光光が対象物から戻る戻り光のストークス成分を検出する。対象物に照射する６種類の偏光光は、水平偏光［１１００］（「Ｓ１＋」と表す）、垂直線偏光［１−１００］（「Ｓ１−」と表す）、４５°直線偏光［１０１０］（「Ｓ２＋」と表す）、−４５°直線偏光［１０−１０］（「Ｓ２−」と表す）、右回り円偏光［１００１］（「Ｓ３＋」と表す）、左回り円偏光［１００−１］（「Ｓ３−」と表す）とする。また、これらの照射偏光光に対応する対象物からの戻り偏光光をそれぞれ、「Ｓ’１＋、Ｓ’１−、Ｓ’２＋、Ｓ’２−、Ｓ’３＋、Ｓ’３−とする。例えば、水平直線偏光に関しては、（Ｓ’１＋）＝Ｍ（Ｓ１＋）からミュラー行列Ｍの各成分を求めることができる。他の偏光光についても同様にミュラー行列Ｍの各成分を求めることができる。すなわち、本実施の形態の子内視鏡装置４において、光学部材４３１Ａのうち４種類の偏光状態についての行列式を解くことでミュラー行列Ｍの各成分は一意に定まる。また、光学部材４３１Ａのうち６種類の偏光状態に相当する光学系をすべて用いて、６種類の偏光状態について最小二乗法を用いてミュラー行列Ｍの各成分を求めることができる。
【００３３】
そして、戻り光のストークス行列Ｓ′＝（Ｓ′０，Ｓ′１，Ｓ′２，Ｓ′３）のストークス成分の２次元分布がわかっているので、ミュラー行列Ｍの各成分の２次元分布も求めることができる。すなわち、対象物の偏光特性の２次元分布を求めることができる。その結果、例えば対象物の偏光特性の２次元分布を求めることができる。その結果、例えば対象物の偏光特性の２次元分布に基づいて対象物の粘膜層の厚みの２次元分布を算出し、これにより、例えば、がんの浸潤度を判定することができる。
上述した処理を行うことにより、子内視鏡装置４の画像処理部４２２は、対象物の状態（異常または正常）を判定する判定部として機能する。
【００３４】
−全体制御部５−
全体制御部５は、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４の動作を制御する制御装置５１と記憶部５２とを有する。制御装置５１は、プロセッサーやその周辺回路を有する演算回路であり、記憶部５２に格納されている制御用プログラムを読み出し、この制御用プログラムを実行することにより、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４の動作を制御する。本実施の形態では、詳細を後述するように、親内視鏡装置３の光源３２５の発光および撮像部３３０の駆動（撮像）のタイミングと、子内視鏡装置４の光源４２５の発光および偏光撮像部４３０の駆動（撮像）のタイミングとが制御装置５１により制御される。制御装置５１は、有線または無線により接続された親内視鏡装置３の入力装置３４と子内視鏡装置４の入力装置４４に、光源３２５、４２５の発光タイミングと、撮像部３３０、偏光撮像部４３０の駆動タイミングとを制御するための信号を出力する。
【００３５】
記憶部５２は、ハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体およびＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体記憶装置を備える。記憶部５２には、制御用プログラムとして、親内視鏡装置３の光源３２５の発光タイミングと、子内視鏡装置４の光源４２５の発光タイミングとを制御するための制御シーケンスが格納される。
【００３６】
本実施の形態の内視鏡装置１では、親内視鏡装置３から対象物に向けて照明光を照射して、対象物の表面を撮像することができるとともに、子内視鏡装置４から対象物に向けて偏光光を照射して、対象物で反射した偏光光を撮像し、その偏光成分を検出して、対象物の表面や内部の異常等を解析することができる。しかし、子内視鏡装置４による撮像が行われる際に親内視鏡装置３から照明光が照射された場合、偏光撮像部４３０が受光する偏光光と、親内視鏡装置３から出射された照明光とが混在してしまう。すなわち、子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０が撮像する画像信号に照明光のノイズが混入することとなり、子内視鏡装置４による対象物の解析精度に悪影響を及ぼす。本実施の形態の全体制御部５は、親内視鏡装置３からの照明光の発光タイミングと撮像部３３０の撮像タイミングと、子内視鏡装置４からの偏光光との発光タイミングと偏光撮像部４３０の撮像タイミングを制御して、子内視鏡装置４による撮像が行われる際に、親内視鏡装置３からの照明光による影響を抑制する。
【００３７】
具体的には、制御装置５１は、子内視鏡装置４による撮像（すなわち光源４２５が発光し偏光撮像部４３０が撮像を行う）と、親内視鏡装置３からの照明光の発光タイミングとを時間的に分離して行うように、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４とを制御する。すなわち、制御装置５１は、子内視鏡装置４の光源４２５および偏光撮像部４３０の動作を許可している間は、親内視鏡装置３の光源３２５の動作を許可しない。
【００３８】
偏光撮像部４３０による撮像をする際の撮像時間は、偏光光が照射された対象物の照度に依存するので、予めキャリブレーションが行われる。キャリブレーションとして、予め、対象物の適当な部位（例えば臓器壁面）に照射して反射された偏光光に基づいて、偏光撮像部４３０による撮像の撮像時間を変化させながら画像データを取得する。このようにして撮像された複数の画像データのうち、ＳＮ比（すなわち縞のコントラスト比）が十分に高い画像データが得られた撮像時間を最適撮像時間として選択することでキャリブレーションが行われる。十分に高いＳＮ比（縞のコントラスト比）としては、例えば、縞のコントラスト比（最小の明るさに対する最大の明るさの比）が１０以上とすることができる。撮像する対象物によって偏光光の反射率にばらつきがあり、それにより最適撮像時間は変化する。
【００３９】
キャリブレーションにより求めた最適撮像時間が余りに長い場合、その間、親内視鏡装置３からの照明光は対象物に照射されない。すなわち、この間に、内視鏡装置１の先端部本体３１３と対象物との位置関係が変化するリスクが高くなる。上記の通り、子内視鏡装置４により撮像が行われている間は、親内視鏡装置３の光源３２５の動作は停止するので、親内視鏡装置３により対象物の位置を正確に把握することはできない。例えば、内視鏡装置１の先端部本体３１３が動いたり、あるいは対象物である内臓等が動いて、対象物と内視鏡装置１の先端部本体３１３との相対位置が変化しても、子内視鏡装置４から出射される偏光光は視野が狭く、このような偏光光によってのみ撮像された対象物からは使用者は相対位置の変化に気付かない。このような状況では、子内視鏡装置４による正確な撮像ができない。このため、最適撮像時間が長い場合にも、上記のようなリスクを抑制する目的で、子内視鏡装置４による１回の撮像（１つの画像データの取得）を複数回に分割して行うように、最適撮像時間を分割した分割撮像時間が設定される。制御装置５１は、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４との動作を制御して、撮像時間の期間での照明光の照射および撮像と、分割撮像時間の期間での偏光光の照射および撮像とを、それぞれ最適なタイミングで行わせる。すなわち、制御装置５１は、子内視鏡装置４による分割撮像の間は、親内視鏡装置３の照明光が偏光撮像部４３０に入射することを規制するように親内視鏡装置３と子内視鏡装置４との動作を制御する。制御装置５１は、このような規制を行う規制部の一例である。例えば、分割撮像時間として、１秒程度の時間を設定することができる。この場合、親内視鏡装置３の撮像部３３０による撮像時間と分割撮像時間とを同程度にすることができる。
なお、ここで言う、子内視鏡装置４による１回の撮像（１つの画像データの取得）とは、上記の６種類光学系により、異なる６種類の偏光状態の偏光光を対象物に照射して撮像される６種類の画像データのセットを取得することを意味する。
【００４０】
なお、分割撮像時間は、臓器等の対象物の周期的な動き（例えば移動速度）をパラメータとし、このパラメータに基づいて決定されてもよい。例えば、臓器等の部位ごとの動作の振幅と周期とに関する動作データが予め記憶され、この動作データに基づいて、分割撮像時間を設定することができる。
【００４１】
以下、制御装置５１による親内視鏡装置３と子内視鏡装置４との動作タイミングの制御について説明する。
図５は、親内視鏡装置３による撮像が行われるタイミングと、子内視鏡装置４による撮像が行われるタイミングとを示すタイミングチャートである。
図５（ａ）に示すように、制御装置５１は、ある時刻ｔ１にて親内視鏡装置３の光源３２５と撮像部３３０とを駆動させるためのオン信号を出力する。オン信号は、親内視鏡装置３の操作部３１２を介して親ＣＰＵ３２０に入力される。親ＣＰＵ３２０は、光源ドライバ３２４にオン信号を出力して光源３２５に照明光の出射を行わせ、同時に撮像部ドライバ３２３にオン信号を出力して撮像部３３０に照明光が照射された対象物の撮像を行わせる。このとき、制御装置５１は、子内視鏡装置４に対してはオン信号を出力しない。すなわち、子内視鏡装置４の光源４２５は偏光光を出射せず、偏光撮像部４３０は撮像を行わない。
【００４２】
時刻ｔ１から撮像部３３０による所定の撮像時間が経過した後の時刻ｔ２において、制御装置５１は、親内視鏡装置３の光源３２５と撮像部３３０の駆動を停止させるためのオフ信号を出力する。オフ信号も、オン信号の場合と同様にして親内視鏡装置３の親ＣＰＵ３２０に入力される。親ＣＰＵ３２０は、光源ドライバ３２４にオフ信号を出力して光源３２５に照明光の出射を停止させ、撮像部ドライバ３２３にオフ信号を出力して撮像部３３０に対象物による撮像を停止させる。なお、時刻ｔ１からｔ２の間に撮像部３３０にて取得された画像信号に基づいて、画像処理部３２２は画像データを生成し、ディスプレイ３３に表示される。
【００４３】
時刻ｔ２にて親内視鏡装置３による撮像が停止された後の時刻ｔ３では、制御装置５１は、子内視鏡装置４の光源４２５と偏光撮像部４３０とを駆動させるためのオン信号を出力する。オン信号は、子内視鏡装置４の操作部４１２を介して子ＣＰＵ４２０に入力される。子ＣＰＵ４２０は、光源ドライバ４２４にオン信号を出力して光源４２５に偏光光の出射を行わせ、撮像部ドライバ４２３にオン信号を出力して偏光撮像部４３０に分割撮像時間に相当する時間だけ偏光光が照射された対象物の撮像を行わせる。このとき、制御装置５１は、親内視鏡装置３に対してはオン信号を出力しない。すなわち、親内視鏡装置３の光源３２５は照明光を出射せず、撮像部３３０は撮像を行わない。
【００４４】
時刻ｔ３から所定の分割撮像時間が経過した後の時刻ｔ４において、制御装置５１は、子内視鏡装置４の光源４２５と偏光撮像部４３０の駆動を停止させるためのオフ信号を出力する。オフ信号も、オン信号の場合と同様にして子内視鏡装置４の子ＣＰＵ４２０に入力される。子ＣＰＵ４２０は、光源ドライバ４２４にオフ信号を出力して光源４２５に照明光の出射を停止させ、撮像部ドライバ４２３にオフ信号を出力して偏光撮像部４３０に対象物の撮像を停止させる。
時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、すなわち、分割撮像時間に相当する時間、光源４２５は、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光を順次切り替えて出射する。偏光撮像部４３０は、６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光が出射されている間、それぞれの偏光光に対応する６種類の画像データを順次取得して、記憶部４２１に格納する。このとき、偏光光の切り替えと、それぞれの偏光光に対応する撮像信号の記憶部４２１への格納とは、ＣＰＵ４２０から出力される制御信号に従って行われる。図５（ａ）において、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−は、それぞれの偏光状態における撮像タイミングを示している。図５（ａ）においては、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の順に撮像することを示しているが、撮像の順序は問わない。また、図５（ａ）は、Ｓ１＋からＳ３−までの各偏光光に対応する撮像時間は全てが等しく表現されているが、これらの撮像時間は全て等しい必要はなく、各偏光光の偏光状態ごとに異なる撮像時間を設定してもよい。
また、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態の全てについて撮像を行わずに、６種類の偏光状態の中から幾つかの偏光状態を選択して撮像を行ってもよい。
なお、時刻ｔ３〜ｔ４の間は、親内視鏡装置３による撮像が行われないので、時刻ｔ１〜ｔ２の間に生成された画像データがディスプレイ３３に表示されると良い。
【００４５】
制御装置５１は、時刻ｔ３で子内視鏡装置４にオン信号を出力してから上記の所定の部分撮像時間が経過した時刻ｔ４において、上述したように子内視鏡装置４にオフ信号を出力する。時刻ｔ４にて子内視鏡装置４による撮像が停止した後の時刻ｔ５において、制御装置５１は、時刻ｔ１の場合と同様に、親内視鏡装置３へオン信号を出力する。以後、同様の処理を繰り返し、ＣＰＵ４２０は、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−のそれぞれの偏光状態において撮像された６種類の画像データを、既に記憶部４２１に格納されたそれぞれの偏光光に対応する６種類の画像データに対して各々加算して蓄積する。加算された６種類の画像データのそれぞれが、十分なＳ／Ｎ比となるような繰り返し回数が設定される。
上記の通り、子内視鏡装置４による撮像が行われている間（すなわち偏光撮像部４３０による撮像が行われている間）は、親内視鏡装置３からは照明光が出射されないので、偏光撮像部４３０に照明光が入射することを防ぐことができる。
なお、上述の説明では、制御装置５１が、撮像時間や部分撮像時間が予め設定され、これらの時間が経過した時点で撮像を終了するようにする場合を例に挙げた。しかし、この例に限定されず、例えば、記憶部４２１に蓄積された画像データが十分なＳ／Ｎ比となった時点で撮像を停止するようにしてもよい。このようにすることで、コントラストが十分に高い縞画像が取得されることになる。
【００４６】
なお、親内視鏡装置３の撮像のタイミングと子内視鏡装置４の撮像のタイミングとは上記の例に限定されない。例えば、図５（ｂ）に示すタイミングチャートに従って、親内視鏡装置３及び子内視鏡装置４の動作が制御されてもよい。
図５（ｂ）には、子内視鏡装置４は、６種類の偏光状態の偏光光による撮像を、それぞれが１回の撮像により行われるように制御装置５１は親内視鏡装置３および子内視鏡装置４を制御する場合を示す。図５（ａ）の場合と同様にして親内視鏡装置３の撮像が停止した後の時刻ｔ３では、制御装置５１の制御に従って、子内視鏡装置４のＣＰＵ４２０は、偏光状態がＳ１＋の偏光光の照射と撮像とを開始させ、部分撮像時間後の時刻ｔ４で偏光状態がＳ１＋の偏光光の照射と撮像とを停止させる。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間（すなわち撮像時間）は、十分なＳ／Ｎ比の縞画像を取得できる時間が設定される。
時刻ｔ４の後のｔ５において、親内視鏡装置３の撮像部３３０が撮像を開始し、所定の撮像時間経過後の時刻ｔ６で親内視鏡装置３の撮像を停止するように制御装置５１は親内視鏡装置３を制御する。時刻ｔ６の後の時刻ｔ７において、制御装置５１の制御に従って、子内視鏡装置４のＣＰＵ４２０は、偏光状態がＳ１−の偏光光の照射と撮像とを開始させ、部分撮像時間後の時刻ｔ８で偏光状態がＳ１−の偏光光の照射と撮像とを停止させる。時刻ｔ７から時刻ｔ８までの時間（すなわち撮像時間）は、十分なＳ／Ｎ比の縞画像を取得できる時間が設定される。
Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の各偏光状態の偏光光の照射と撮像についても、上記と同様にして順次実行される。
Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の各偏光状態の偏光光による撮像する順序は問わない。また、これらの各偏光光に対応する撮像時間は全てが等しくてもよいし、あるいは、各偏光光の偏光状態ごとに異なる撮像時間を設定してもよい。
また、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態の全てについて撮像を行わずに、６種類の偏光状態の中から幾つかの偏光状態を選択して撮像を行ってもよい。
また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間や時刻ｔ７から時刻ｔ８までの時間等の撮像時間に、２〜５種類の偏光を選択して照射および撮像を行ってもよい。
【００４７】
上記説明の通り、子内視鏡装置４による撮像が行われている間は、親内視鏡装置３の光源３２５は停止するように制御装置５１は制御を行う。一方、親内視鏡装置３による撮像が行われている間は、子内視鏡装置４の光源４２５は、原則として停止することを前提に上記説明を行った。しかし、親内視鏡装置３による撮像が行われている間、子内視鏡装置４の光源４２５を必ずしも停止させる必要はない。換言すると、子内視鏡装置４による偏光撮像部４３０による画像信号の取得が完了するまで（すなわち対象物の状態すなわち異常または正常を判定するためのデータの取得の開始から完了まで）の少なくとも一定期間に、親内視鏡装置３の撮像部３３０による撮像が行われればよい。
図６は、このような場合の親内視鏡装置３および子内視鏡装置４の駆動のタイミングを示すタイミングチャートである。図６（ａ）に示す例では、子内視鏡装置４の光源４２５は連続的に出射状態となっている。すなわち、ＣＰＵ４２０は光源４２５に対するオン・オフ制御は行わない。従って、親内視鏡装置３が撮像を行う時刻ｔ１〜ｔ２の撮像時間の間、子内視鏡装置４の光源４２５からは偏光光が照射される。この場合、ＣＰＵ４２０に制御された光源４２５は、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光を順次切り替えて出射する。なお、光源４２５は上記の６種類の偏光状態のうちの何れか１種類または数種類の偏光光を出射してもよい。
【００４８】
制御タイミングについて具体的に説明する。親内視鏡装置３が撮像を行った後に子内視鏡装置４が撮像を行う時刻ｔ３〜ｔ４の部分撮像時間の間には、親内視鏡装置３の光源３２５からの照明光の出射が停止されるように、制御装置５１は時刻ｔ３で親内視鏡装置３の光源３２５のオフを指示するオフ信号を出力する。一方、子内視鏡装置４の光源４２５は、時刻ｔ３以降、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光を順次切り替えて出射させるようにＣＰＵ４２０は制御を行う。ＣＰＵ４２０は時刻ｔ３で、子内視鏡装置４により偏光光の撮像が可能となるように子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０の駆動を指示するためのオン信号を出力する。ＣＰＵ４２０は、子内視鏡装置４の光源４２５から６種類の偏光状態の偏光光が順次照射されるよう切り替えるごとに、偏光撮像部４３０からそれぞれの偏光光に対応する撮像信号を出力させ、記憶部４２１へ格納させる。これにより、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態に対応する６種類の画像データが記憶部４２１に格納される。子内視鏡装置４による一連の撮像が終了した時刻ｔ４に、制御装置５１は、子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０の駆動を停止するためのオフ信号を出力する。時刻ｔ４の後の時刻ｔ５では、制御装置５１は、親内視鏡装置３の光源３２５のオンを指示するオン信号を出力する。以後、上記の制御が繰り返され、図５（ａ）を参照して説明した一連の手順と同様にして、親内視鏡装置３および子内視鏡装置４による撮像が行われる。
【００４９】
なお、子内視鏡装置４による撮像は、図５（ｂ）を参照して説明したように、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の各偏光状態の偏光光に対応する撮像が順次行われるように制御してもよい。すなわち、時刻ｔ１〜ｔ４の間、または、時刻ｔ３〜ｔ４の間は、光源４２５から偏光状態がＳ１＋の偏光光が出射されるようにＣＰＵ４２０により制御され、時刻ｔ４〜ｔ８の間、または、時刻ｔ７〜ｔ８の間は、光源４２５から偏光状態がＳ１−の偏光光が出射されるようにＣＰＵ４２０により制御されてよく、または、それらの時刻の間に、２〜５種類の偏光を選択して照射および撮像を行ってもよい。
上記説明の制御によれば、親内視鏡装置３の撮像部３３０が撮像する際に、光源３２５から出射された照明光に加えて、子内視鏡装置４の光源４２５から出射された偏光光も撮像部３３０に到達する。しかし、撮像部３３０が撮像する対象物の画像データに高いＳ／Ｎが要求されない場合や、偏光光の強度が小さい場合には、このような制御でも問題ない。
【００５０】
また、図６（ｂ）のタイミングチャートに示すように親内視鏡装置３と子内視鏡装置４とが制御されてもよい。この場合、親内視鏡装置３による撮像が開始される時刻ｔ１において、制御装置５１は、親内視鏡装置３の光源３２５と撮像部３３０の駆動を開始させるためのオン信号を出力し、子内視鏡装置４の光源４２５と偏光撮像部４３０の駆動を開始させるためのオン信号と出力する。この場合、光源４２５はＣＰＵ４２０に制御され、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光を順次切り替えて出射する。なお、光源４２５は上記の６種類の偏光状態のうちの何れか１種類または数種類の偏光光を出射してもよい。親内視鏡装置３による撮像時間が経過した後の時刻ｔ３において、制御装置５１は、親内視鏡装置３の光源３２５のオフを指示するオフ信号を出力して、親内視鏡装置３からの照明光の照射を停止させる。一方、子内視鏡装置４のＣＰＵ４２０は、光源４２５が時刻ｔ３以降、偏光状態Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の６種類の偏光状態のそれぞれの偏光光を順次切り替えて出射するように制御を行う。子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０は、親内視鏡装置３の照明光の照射が停止したタイミングで偏光光による画像データの蓄積を開始する。すなわち、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、ＣＰＵ４２０は、子内視鏡装置４の光源４２５から６種類の偏光状態の偏光光が順次照射されるように切り替えるごとに、偏光撮像部４３０からそれぞれの偏光光に対応する撮像信号を出力させ、記憶部４２１へ格納させる。
【００５１】
画像データの蓄積が完了した後の時刻ｔ５で、再び親内視鏡装置３による撮像を行うため、制御装置５１は、親内視鏡装置３の光源３２５のオンを指示するためのオン信号を出力する。以後、上述した制御が繰り返される。上述した図６（ｂ）のタイミングチャートに示すように制御が行われる場合、親内視鏡装置３の撮像部３３０と、子内視鏡装置４の光源４２５および偏光撮像部４３０とは常時オンの状態が継続されることになる。この場合、撮像時間、例えば時刻ｔ１〜ｔ２の間に、親内視鏡装置３からの照明光が子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０に入射するが、このとき偏光撮像部４３０が生成する画像信号に基づいた対象物の異常または正常の判定は行われない。すなわち、子内視鏡装置４において画像信号の生成までが行われる場合には、偏光撮像部４３０が時刻ｔ１〜ｔ２の間に生成する画像信号は画像データの生成に使用されなくてもよい。子内視鏡装置４において画像信号に基づいて画像データの生成まで行われる場合には、偏光撮像部４３０が時刻ｔ１〜ｔ２の間に生成する画像信号から生成された画像データをストークス成分の算出に用いなくてもよい。子内視鏡装置４においてストークス成分の算出まで行われる場合は、子内視鏡装置４で時刻ｔ１〜ｔ２の間に算出されたストークス成分からミュラー行列Ｍを算出しなくてもよい。子内視鏡装置４においてミュラー行列Ｍの算出まで行われる場合は、子内視鏡装置４で時刻ｔ１〜ｔ２の間に算出されたミュラー行列Ｍを対象物の異常または正常の判定に用いなくてもよい。
なお、子内視鏡装置４による撮像は、図５（ｂ）を参照して説明したように、Ｓ１＋、Ｓ１−、Ｓ２＋、Ｓ２−、Ｓ３＋、Ｓ３−の各偏光状態の偏光光に対応する撮像が順次行われるように制御してもよい。すなわち、時刻ｔ１〜ｔ４の間、または、時刻ｔ３〜ｔ４の間は、光源４２５から偏光状態がＳ１＋の偏光光が出射されるようにＣＰＵ４２０により制御され、時刻ｔ４〜ｔ８の間、または、時刻ｔ７〜ｔ８の間は、光源４２５から偏光状態がＳ１−の偏光光が出射されるようにＣＰＵ４２０により制御されてよく、また、それらの時刻の間に、２〜５種類の偏光を選択して照射および撮像を行ってもよい。
【００５２】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）全体制御部５の制御装置５１は、子内視鏡装置４による対象物の状態を判定するためのデータの取得の開始から完了までの少なくとも一定期間の、親内視鏡装置３からの照明光が偏光撮像部４３０に入射することを規制する。これにより、偏光光である偏光光に基づいて一つの画像データを生成する際に、照明光が混在することが抑制されるため、対象物の表面や内部の異常を検出する際の精度低下を抑制することができる。また、親内視鏡装置３からの照明光を長時間オフする必要がなくなるので、使用者が内視鏡装置１と対象物との相対位置を把握できなくなったり、位置関係の変化により偏光光の照射位置が対象物上でずれてしまい、偏光光の正確な撮像ができなくなることを抑制できる。
【００５３】
（２）制御装置５１は、偏光撮像部４３０による撮像の間は、親内視鏡装置３に対して照明光の照射を停止するように制御する。これにより、偏光光に照明光が混在することを防止できる。
【００５４】
（３）制御装置５１は、偏光撮像部４３０による撮像を、最適撮像時間を異なる複数の分割撮像時間により行うように制御し、一の分割撮像時間での偏光撮像部４３０による撮像と、他の分割撮像時間での偏光撮像部４３０による撮像との合間に、撮像部３３０による撮像を行わせる。これにより、偏光撮像部４３０による最適撮像時間が長い場合であっても、親内視鏡装置３の照明光を長い時間オフすることに伴って対象物と内視鏡装置１との相対位置が把握できなくなったり、位置関係の変化により偏光光の照射位置が対象物上でずれてしまい、偏光光の正確な撮像ができなくなることを抑制できる。
【００５５】
（４）制御装置５１は、偏光撮像部４３０による分割撮像時間の間は、少なくとも照明光を照射する親内視鏡装置３の光源３２５の動作を停止させる。これにより、偏光撮像部４３０への照明光の入射を確実に防ぐことができる。
【００５６】
以上の説明では、全体制御部５は光源３２５や光源４２５が発光するタイミングを制御する場合を例に挙げたが、この例に限定されない。例えば、親内視鏡装置３の光源３２５からの照明光を遮光するシャッターを有し、子内視鏡装置４の光源４２５からの偏光光を遮光するシャッターを有する場合、全体制御部５は、シャッターの開閉のタイミングを制御することにより、照明光と偏光光とが出射するタイミングを制御することができる。
【００５７】
−第２の実施の形態−
図面を参照して、第２の実施の形態における内視鏡システムについて説明を行う。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態の内視鏡システムにおいては、親内視鏡装置３の先端部本体３１３と子内視鏡装置４の先端部本体４１３に分光フィルタを設けることにより、親内視鏡装置３からの照明光が子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０に入射することを抑制する点が、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４の駆動のタイミングを切り替える第１の実施の形態の内視鏡システムと異なる。
【００５８】
第２の実施の形態においても、内視鏡システム２は、第１の実施の形態の図１、図２に示す構成を備える、親内視鏡装置３と子内視鏡装置４とを有する内視鏡装置１と、全体制御部５とを有する。
図７は、第２の実施の形態の親内視鏡装置３が有する先端部本体３１３の構造を模式的に示す図である。図７（ａ）は先端部本体３１３の先端の平面図、図７（ｂ）は先端部本体３１３内部の斜視図である。本実施の形態においては、照明光学系３３１から照明光が出射される照明窓３３３に、照明光のうちの所定波長帯域の光を遮断し、その他の波長帯域の光を透過する分光遮断フィルタ７０が設けられる。なお、分光遮断フィルタ７０が照明窓３３１Ｂに設けられる例に限定されず、光源３２５からの光路中の任意の位置に配置することができる。上記の所定波長帯域は、子内視鏡装置４から出射される偏光光のスペクトルに対応する。すなわち、子内視鏡装置４の光源４２５は、実質的に上記の所定波長帯域の光を出射する。
【００５９】
図８は、第２の実施の形態の子内視鏡装置４が有する先端部本体４１３の構造を模式的に示す断面図である。偏光撮像部４３０は、保護ガラス４３０Ｅの入射側（対象物側）に、光源４２５から出射される偏光光のスペクトルに対応する波長帯域の光を透過し、それ以外の波長帯域の光を遮断する分光透過フィルタ７１を有する。なお、分光透過フィルタ７１が保護ガラス４３０Ｅに設けられる例に限定されず、光源４２５からの光路中の任意の位置に配置することができる。
【００６０】
分光遮断フィルタ７０の分光透過スペクトルＧ（ω）と分光透過フィルタ７１の分光透過スペクトルＦ（ω）とは、次の式（３）に示す関係を満たすように設定される。
【数４】
2020069308.tif 000006
ここで、ＳＢ（ω、ｔ）は子内視鏡装置４の光源４２５のパワースペクトル、ＳＭ（ω、ｔ）は親内視鏡装置３の光源３２５のパワースペクトル、ωは電磁波の角周波数、ｔは時間、τは偏光撮像部４３０の電荷蓄積開始時刻、Δτは偏光撮像部による撮像時間である。
式（３）に示すように、偏光撮像の撮像時間内に、分光透過フィルタ７１を通過した光の全光量に対する、親内視鏡装置３からの照明光の全光量の比が１／２００以上となるように分光遮断フィルタ７０と分光透過フィルタ７１の特性が設定される。
【００６１】
図９（ａ）は光源４２５からの偏光光のスペクトル、図９（ｂ）は光源３２５からの照明光のスペクトル、図９（ｃ）は分光透過フィルタ７１の透過スペクトル、および図９（ｄ）は分光遮断フィルタ７０の透過スペクトルを模式的に示す図である。図９（ａ）、（ｂ）においては、横軸は光の角周波数、縦軸は光のパワーを示し、図９（ｃ）、（ｄ）においては、横軸は光の角周波数、縦軸は光の透過率を示す。
図９（ａ）に示すように、子内視鏡装置４からの偏光光は、角周波数ω１にて高いパワーを有する特性を示す。これに対して、図９（ｂ）に示すように、親内視鏡装置３からの照明光は、広い角周波数の範囲で高いパワーを有する特性を示す。図９（ｃ）に示すように、子内視鏡装置４に設けられた分光透過フィルタ７１は、角周波数ω１の光に対して高い透過率を有し、他の角周波数の範囲の光を遮断する。これにより、子内視鏡装置４に設けられた分光透過フィルタ７１は、子内視鏡装置４の光源４２５からの偏光光を透過して偏光撮像部４３０に偏光光を入射させることができる。図９（ｄ）に示すように、親内視鏡装置３に設けられた分光遮断フィルタ７０は、角周波数ω１の光を遮断し、他の角周波数の光に対して高い透過率を有する。これにより、親内視鏡装置３からの照明光のうち、子内視鏡装置４からの偏光光の角周波数ω１と同等の角周波数を有する光が出射されることが妨げられる。すなわち、分光遮断フィルタ７０および分光透過フィルタ７１は、それぞれ、子内視鏡装置４により状態判定のためのデータが取得されている間、親内視鏡装置３の照明光が偏光撮像部４３０に入射することを規制する規制部の一例である。このため、照明光のうちの角周波数ω１の光が親内視鏡装置３から出射されないため、対象物で反射して子内視鏡装置４の偏光撮像部４３０に照明光が入射しても、偏光光に悪影響を及ぼすものではなく、対象物の解析精度の低下を抑制することができる。
【００６２】
なお、上述した説明においては、分光遮断フィルタ７０は照明窓３３１Ｂに設けられる場合を例に挙げたが、分光遮断フィルタ７０は着脱可能であってもよい。子内視鏡装置４による撮像を行わない場合には、分光遮断フィルタ７０を装着せず、子内視鏡装置４による撮像を行う場合には、分光遮断フィルタ７０を装着すればよい。
また、分光遮断フィルタ７０が、例えば液晶等により構成されてもよい。この場合、子内視鏡装置４による撮像を行う場合には、分光遮断フィルタ７０がオンされて光源３２５からの照明光を遮断し、子内視鏡装置４による撮像を行わない場合には、分光遮断フィルタ７０がオフされて光源３２５からの照明光が透過するように構成することができる。
【００６３】
以上で説明した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）子内視鏡装置４には、照明光または偏光光のうちの所定の周波数ω１の領域の光を透過して偏光撮像部４３０に入射させる分光透過フィルタ７１が設けられる。これにより、偏光撮像部４３０に偏光光とは異なる周波数帯域を有する光が入射することを抑制できる。
（２）親内視鏡装置３には、照明光のうちの所定の周波数ω１の領域を含む光を遮断して、対象物に向けて出射する分光遮断フィルタが設けられる。これにより、偏光撮像部４３０に、偏光光と同一の周波数帯域を有する照明光が入射することを防ぐことができる。
【００６４】
上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、親子式偏光内視鏡装置を例に挙げて説明したが、親子式内視鏡装置に限定されない。この場合、例えば、内視鏡装置は、上述した親内視鏡装置３の構成と子内視鏡装置４の構成とを一体に備えることができる。
【００６５】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１…内視鏡装置
２…内視鏡システム
３…親内視鏡装置
４…子内視鏡装置
５…全体制御部
５１…制御装置
７０…分光遮断フィルタ
７１…分光透過フィルタ
３１１…挿入部
３１６…処置具挿通チャンネル
３２０…親ＣＰＵ
３２３…制御部ドライバ
３２４…光源ドライバ
３２５…光源
３３０…撮像部
３３１…照明光学系
４２０…子ＣＰＵ
４２３…制御部ドライバ
４２４…光源ドライバ
４２５…光源
４３０…偏光撮像部
４３１…偏光照明部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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