(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子の受光面を大きくすることなく撮像用及び分光測定用のための受光面積を大きく確保することができ、１つの撮像素子によって、撮像だけでなく、広い波長範囲において精度良く分光測定も行うことができる内視鏡装置を提供すること。【解決手段】内視鏡装置は、体内管腔の観察対象部位の撮像及び体内管腔の測定対象部位の分光測定に共用される受光面２５ａを有する撮像素子２５と、測定対象部位からの受光光を分光する回折格子又は分光プリズムを含む分光光学系２６と、分光光学系を有する第１の光路Ｐ１と、分光光学系を有しない第２の光路Ｐ２と、を含み、選択された光路を介して受光面２５ａに受光光を入射させる入射部と、観察対象部位の照明光が照射されるときには第２の光路Ｐ２を選択し、測定対象部位の励起光が照射されるときには第１の光路Ｐ１を選択する光路選択部２８と、を有する。【選択図】図１
2014023776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内管腔の観察対象部位の撮像及び前記体内管腔の測定対象部位の分光測定に共用される受光面を有する撮像素子と、
前記測定対象部位からの受光光を分光する回折格子又は分光プリズムを含む分光光学系と、
前記分光光学系を有する第１の光路と、前記分光光学系を有しない第２の光路と、を含み、前記第１及び第２の光路のうち選択された光路を介して前記受光面に前記受光光を入射させる入射部と、
前記観察対象部位を照明するための照明光が照射されるときには前記第２の光路を選択し、前記測定対象部位を励起するための励起光が照射されるときには前記第１の光路を選択する光路選択部と、
を有する内視鏡装置。
【請求項２】
前記光路選択部は、前記照明光が照射されるときには前記第２の光路を開放して前記第１の光路を遮断し、前記励起光が照射されるときには前記第１の光路を開放して前記第２の光路を遮断するように動作するシャッター部を有する、
請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記シャッター部は、前記第１の光路を開放する第１の開放位置と前記第１の光路を遮断する第２の遮断位置との間で変位可能に支持された第１の遮光部材と、前記第２の光路を開放する第２の開放位置と前記第２の光路を遮断する第２の遮断位置との間で変位可能に支持された第２の遮光部材と、を含む、
請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記シャッター部は、前記第２の光路を開放して前記第１の光路を遮断する第１の遮断位置と前記第１の光路を開放して前記第２の光路を遮断する第２の遮断位置との間で変位可能に支持された遮光部材を含む、
請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記光路選択部は、前記第１の光路上に配置され、第１の波長帯に対して透過性を有する第１のバンドバスフィルターと、前記第２の光路上に配置され、第２の波長帯に対して透過性を有する第２のバンドパスフィルターと、を含み、
前記第１の波長帯は、前記励起光が照射されるときの前記受光光の波長帯であり、
前記第２の波長帯は、前記照明光が照射されるときの前記受光光の波長帯であり、
前記第１及び第２の波長帯は、互いに重複しない、
請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記体内管腔へ挿入可能な内視鏡挿入部の先端に設けられた対物光学系と、
前記対物光学系を通った前記受光光を第１及び第２の分割光に分割して、前記第１及び第２の分割光をそれぞれ前記第１及び第２の光路上で伝播させるビームスプリッターと、
をさらに有する請求項２から５のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記体内管腔へ挿入可能な内視鏡挿入部の先端に設けられた対物光学系をさらに有し、
前記光路選択部は、前記対物光学系を通った前記受光光を、前記励起光が照射されるときには前記第１の光路に向かわせ、前記照明光が照射されるときには前記第２の光路に向かわせるように、前記受光光の伝播方向を反射により変更する反射部を有する、
請求項１に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、体内管腔の観察対象部位を撮像するほか、分光法を利用して体内管腔の測定対象部位を測定する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体内管腔の観察対象部位を撮像するだけでなく、測定対象部位に励起光を照射することで測定対象部位の自家蛍光を生じさせ、自家蛍光を分光してそのスペクトルデータの取得（測定対象部位の分光測定）を行うことも可能な内視鏡装置が、知られている。
【０００３】
かかる内視鏡装置において、観察対象部位の撮像に用いる撮像素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device））を測定対象部位の分光測定にも用いることが、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
同文献記載の内視鏡装置では、撮像素子の受光面が撮像用及び分光測定用の２つの領域に分けられている。そして、分光測定用領域を構成する個々のサブ領域に異なる波長の蛍光を入射させるように構成されたフィルターが、分光測定用領域を覆って配置されている。この分光目的のフィルター（以下「分光フィルター」という）は、個々のサブ領域に合わせて千鳥格子状に複数の微小区域に分けられている。例えば、あるサブ領域に対応する区域では３５０ｎｍ±２．５ｎｍの光が透過され、その隣のサブ領域に対応する区域では３５５ｎｍ±２．５ｎｍの光が透過される。このように、この分光フィルターは、一定幅の波長帯を有する蛍光を５ｎｍ刻みで分光し、各分割波長帯の蛍光を、撮像素子に設けられた分光測定用領域内の別々のサブ領域に入射させる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の装置においては、１つの撮像素子を撮像及び分光測定に共用するために受光面が２分割されているので、それぞれの用途に使用可能な受光面積が小さくなるという問題がある。また、各用途の受光面積を十分に確保しようとすれば、撮像素子が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、撮像素子の分光測定用領域を覆う分光フィルターにおいて、５ｎｍ刻みという短い分光間隔で異なる狭帯域波長に対する透過性をもつバンドパスフィルターを必要な数だけ作成すること自体が困難である。すなわち、分光測定の対象となる光の波長帯域を変えずに分光間隔を狭くするほど、必要なバンドパスフィルターの数が増大する。また、これらのバンドパスフィルターを波長順に各微小区域に配置することも技術的に容易でなく、そのため、このような分光フィルターは、量産に適していない。さらに、このようなバンドパスフィルターに使用する顔料等の材質によっては波長分解能の向上が難しいため、より狭い分光間隔で分光測定結果を得ることが難しい。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載の装置では、分光測定の対象となる光の波長帯域を十分広くすることが難しい。例えば、特殊な病変を検知するためより広い波長域の中の特定波長光を分光測定する場合、或いは、分光測定すべき光の波長が追加されたり変更されたりした場合に、十分に対応できない虞がある。特許文献１に記載の装置で、広い波長域の分光測定に対応させようとすると、隣り合うバンドパスフィルターの波長帯のピッチ（つまり分光間隔）が粗くなり、測定性能が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、撮像素子の受光面を大きくすることなく撮像用及び分光測定用のための受光面積を大きく確保することができ、装置構成が比較的簡素でありながら、１つの撮像素子によって、撮像だけでなく、広い波長範囲において精度良く分光測定も行うことができる内視鏡装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る内視鏡装置は、
体内管腔の観察対象部位の撮像及び前記体内管腔の測定対象部位の分光測定に共用される受光面を有する撮像素子と、
前記測定対象部位からの受光光を分光する回折格子又は分光プリズムを含む分光光学系と、
前記分光光学系を有する第１の光路と、前記分光光学系を有しない第２の光路と、を含み、前記第１及び第２の光路のうち選択された光路を介して前記受光面に前記受光光を入射させる入射部と、
前記観察対象部位を照明するための照明光が照射されるときには前記第２の光路を選択し、前記測定対象部位を励起するための励起光が照射されるときには前記第１の光路を選択する光路選択部と、
を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像素子の受光面を大きくすることなく撮像用及び分光測定用のための受光面積を大きく確保することができ、装置構成が比較的簡素でありながら、１つの撮像素子によって、撮像だけでなく、広い波長範囲において精度良く分光測定も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置の構成を示す図
【図２】同実施の形態の回転フィルターを光源側から見た図
【図３】同実施の形態の動作タイミングを示す図
【図４】同実施の形態において撮像素子と併用可能な原色フィルターを示す図
【図５】同実施の形態の回転フィルターの変形例を示す図
【図６】同実施の形態の内視鏡挿入部の要部構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る内視鏡挿入部の要部構成を示す図
【図８】同実施の形態の内視鏡挿入部の要部構成の変形例を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る内視鏡挿入部の要部構成を示す図
【図１０】同実施の形態の各フィルターの波長透過特性の関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態４に係る内視鏡挿入部の要部構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る内視鏡挿入部の要部構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。図１の内視鏡装置１は、内視鏡プロセッサー１０と、内視鏡プロセッサー１０の本体１１に設けられたコネクター１２を介して内視鏡プロセッサー１０に装着された内視鏡挿入部２０と、内視鏡プロセッサー１０と通信可能に接続されたモニター３０と、を有する。
【００１５】
内視鏡挿入部２０は、本体（プロセッサー本体）１１側の基端２０ａから先端２０ｂまで延在する長尺部材であり、体内管腔（以下、単に「管腔」という）内に挿入可能な径（例えば５ｍｍ径）を有する。また、内視鏡挿入部２０は、管腔に挿入されたときに管腔の湾曲に従って湾曲可能な可撓性を有する。
【００１６】
内視鏡挿入部２０は、対物光学系２１、２２、２３（第１、第２及び第３の対物光学系）、ライトガイドファイバー２４（導光部）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサー又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーからなるモノクロタイプの撮像素子２５、分光光学系２６、プリズム２７及び光路選択部２８を有する。
【００１７】
対物光学系２１〜２３は、いずれも例えば対物レンズであり、内視鏡挿入部２０の先端２０ｂに配設されている。
【００１８】
ライトガイドファイバー２４は、内視鏡挿入部２０内に収容された１本の光ファイバー又は複数本の光ファイバーの束であり、基端２０ａから先端２０ｂ近傍までの略全長にわたって延在している。ライトガイドファイバー２４は、内視鏡プロセッサー１０内で生成された光（照明光又は励起光）を内視鏡挿入部２０の先端２０ｂ近傍まで導光する。ライトガイドファイバー２４の端面は対物光学系２３に対向して配置されているため、ライトガイドファイバー２４から出射された光は、対物光学系２３を介して管腔の観察対象部位又は測定対象部位に照射される。なお、本実施の形態では、観察対象部位と測定対象部位とは一致する。
【００１９】
観察対象部位又は測定対象部位に対して照明光又は励起光が照射されたときの観察対象部位又は測定対象部位からの光（受光光）は、対物光学系２１、２２を通過することで、内視鏡挿入部２０に受光される。対物光学系２１は、ここを通った受光光を、分光光学系２６を有する分光測定用光路Ｐ１（第１の光路）上で伝播させ、対物光学系２２は、ここを通った受光光を、分光光学系を有しない撮像用光路Ｐ２（第２の光路）上で伝播させる。よって、対物光学系２１を通った受光光は、分光測定用光路Ｐ１上で分光光学系２６により分光される。分光光学系２６の内部構成については後述する。
【００２０】
なお、観察対象部位又は測定対象部位からの受光光は、観察対象部位又は測定対象部位に照明光又は励起光が照射されたときのこの部位から反射した光（反射光）を含む。また、励起光照射時は、照射を受けた測定対象部位が励起され、この部位から自家蛍光が発せられるため、受光光には、励起光照射により励起された測定対象部位の自家蛍光も、含まれる。
【００２１】
プリズム２７は、撮像用光路Ｐ２上で伝播した受光光をそのまま通過させる。分光測定用光路Ｐ１で伝播した受光光は、撮像用光路Ｐ２に対して直角を成す方向からプリズム２７に入射するが、プリズム２７は、この受光光を直角に反射する。よって、分光測定用光路Ｐ１で伝播した受光光は、プリズム２７で反射した後は、撮像用光路Ｐ２上で伝播した受光光と同一方向に伝播する。
【００２２】
撮像素子２５は、内視鏡挿入部２０の先端２０ｂ近傍に固定されており、観察対象部位を撮像する。
【００２３】
撮像素子２５は、プリズム２７を通過した受光光及びプリズム２７で反射した受光光がいずれも受光面２５ａに入射して受光面２５ａ上で結像されるように、配置されている。撮像素子２５は、結像された光を光電変換することによって画像信号を得る。生成された画像信号は、プロセッサー本体１１内へ伝送される。
【００２４】
ここで、プリズム２７を通過した受光光は、分光光学系を有しない撮像用光路Ｐ２上で伝播しているため、分光されずに受光面２５ａに入射する。よって、この受光光から得られる画像信号は、観察対象部位の像を表すものであり、観察対象部位の画像又は映像の表示に用いることができる。一方、プリズム２７で反射した受光光は、分光光学系２６を有する分光測定用光路Ｐ１上で伝播しているため、分光されたうえで受光面２５ａに入射する。よって、この受光光から得られる画像信号は、受光光のスペクトルを表すものであり、測定対象部位からの受光光のスペクトルデータ取得に用いることができる。
【００２５】
すなわち、撮像素子２５の受光面２５ａは、観察対象部位の撮像だけでなく測定対象部位の分光測定にも使用される。
【００２６】
光路選択部２８は、このように撮像及び分光測定に共用される受光面２５ａに入射する受光光を、分光測定用光路Ｐ１上で伝播した受光光及び撮像用光路Ｐ２上で伝播した受光光のいずれか一方のみに制限するように、構成されている。例えば照明光が照射されるときには、光路選択部２８は撮像用光路Ｐ２を選択する。この場合は、観察対象部位からの受光光が分光されずに受光面２５ａに入射するため、観察対象部位の撮像を行うことができる。一方、励起光が照射されるときには、光路選択部２８は分光測定用光路Ｐ１を選択する。この場合は、測定対象部位からの受光光は分光されたうえで受光面２５ａに入射するため、測定対象部位のスペクトルデータ取得を行うことができる。より具体的な光路選択部２８の構成及び動作については後述する。
【００２７】
このように、本実施の形態では、入射部を構成する分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２のうち光路選択部２８で選択された光路を介して、受光面２５ａへの受光光の入射が行われる。分光測定用光路Ｐ１が選択されたときは、受光面２５ａに入射する受光光は分光されるので、撮像素子２５を用いて測定対象部位の分光測定を行うことができる。撮像用光路Ｐ２が選択されたときは、受光面２５ａに入射する受光光は分光されないので、撮像素子２５を用いて観察対象部位の撮像を行うことができる。すなわち、時分割で、撮像素子２５の２つの用途（つまり撮像及び分光測定）を使い分けることができる。したがって、受光面を撮像用及び分光測定用のために２分割するような特殊な構成を撮像素子において採用する必要がなく、撮像素子の受光面の少なくとも一部分を特殊な構成の分光フィルターで覆う必要もない。
【００２８】
また、本実施の形態では、撮像及び分光測定に共用される撮像素子２５、分光測定に用いられる分光光学系２６、入射部を構成する分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２、並びに分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２のうち一方を選択する光路選択部２８はいずれも、内視鏡挿入部２０の先端２０ｂ近傍に配置されている。この構成は、受光光をプロセッサー本体１１まで導光するための光ファイバーを不要とすることができ、光ファイバーを介することによる画質低下を抑制できる点で有利である。ただし、この構成は、必ずしも内視鏡挿入部２０内に設けられる必要はなく、プロセッサー本体１１内に設けられていても良い。この場合は、受光光をプロセッサー本体１１まで導光するための光ファイバーが必要となるものの、前者の構成と同様の作用効果を実現することができるほか、内視鏡挿入部２０の先端２０ｂを細径化しやすくなる点で有利である。
【００２９】
なお、内視鏡挿入部２０には、送水用或いは鉗子挿通用のチャンネルが形成されていても良い。また、内視鏡挿入部２０には、先端２０ｂ側の一定範囲を任意の角度で湾曲させる操作機構が装備されていても良い。
【００３０】
プロセッサー本体１１は、信号処理部１１１、メモリー１１２、データ処理部１１３、表示処理部１１４、タイミングジェネレーター１１５、撮像素子ドライバー１１６、モータードライバー１１７、光源１１８、集光レンズ１１９、回転フィルター１２０、支持軸１２１及びモーター１２２を有する。
【００３１】
光源１１８は、例えばキセノンランプ又はハロゲンランプ等の発光装置であり、広帯域の白色光を連続的に発光する。
【００３２】
回転フィルター１２０は、白色光の光路と交差するように配置されており、支持軸１２１により回転可能に支持されている。回転フィルター１２０は、モータードライバー１１７により駆動されるモーター１２２に従って回転する。
【００３３】
ここで、回転フィルター１２０は、図２に示すように光源１１８側から見ると、遮光性をもつ１枚の円板に形成されている複数の開口部に複数のフィルター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、１２０Ｅを嵌め込んだ構成を有する。これらのフィルター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、１２０Ｅは、支持軸１２１の位置に対応する中心Ｏに対して周方向に分散して配置されている。よって、例えば図２に示す矢印方向に回転フィルター１２０が回転すると、フィルター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、１２０Ｅが順次、白色光の光路を横切る。
【００３４】
フィルター１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長帯の光に対してそれぞれ透過性を有するバンドパスフィルターである（以下、それぞれ「Ｒフィルター」、「Ｇフィルター」及び「Ｂフィルター」という）。すなわち、Ｒフィルター１２０Ｒ、Ｇフィルター１２０Ｇ及びＢフィルター１２０Ｂは、光源１１８の白色光からＲＧＢ３色の照明光を得るために用いられる。Ｒフィルター１２０Ｒが白色光の光路と交差するときには、白色光から赤色光が生成される。Ｒフィルター１２０Ｒの次にはＧフィルター１２０Ｇが白色光の光路と交差し、白色光から緑色光が生成される。その次にはＢフィルター１２０Ｂが白色光の光路と交差し、白色光から青色光が生成される。よって、照明光としてＲＧＢ３色の光が順次、集光レンズ１１９を介して内視鏡挿入部２０のライトガイドファイバー２４に入射し、導光される。
【００３５】
フィルター１２０Ｅは、特定の波長帯の光に対して透過性を有するバンドパスフィルターである。フィルター１２０Ｅは、光源１１８の白色光から励起光を得るために用いられる（以下「励起光フィルター」という）。よって、励起光フィルター１２０Ｅの透過波長は、測定対象部位の生体組織を励起させてその部位から自家蛍光を生じさせることができる波長帯であれば、任意の波長帯で良い。励起光フィルター１２０Ｅは、Ｂフィルター１２０Ｂの後且つＲフィルター１２０Ｒの前に白色光の光路と交差する。よって、励起光は、青色光の後且つ赤色光の前に生成される。生成された励起光は、照明光同様、集光レンズ１１９を介して内視鏡挿入部２０のライトガイドファイバー２４に入射し、導光される。
【００３６】
回転フィルター１２０の遮光部１２０Ｓが白色光の光路と交差しているときは、白色光は遮光され、照明光も励起光も生成されない。
【００３７】
すなわち、光源１１８が白色光を連続的に発光する間、回転フィルター１２０は回転して、Ｒフィルター１２０Ｒ、Ｇフィルター１２０Ｇ、Ｂフィルター１２０Ｂ及び励起光フィルター１２０Ｅを順次、光源１１８の光路と交差させる。その結果として、赤色光、緑色光、青色光及び励起光が、この順序で間欠的に生成され、観察対象部位及び測定対象部位に照射されることとなる。
【００３８】
なお、赤色光、緑色光、青色光及び励起光を順次且つ間欠的に生成するための構成は、上記のような１つの光源１１８と回転フィルター１２０との組合せに限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【００３９】
撮像素子ドライバー１１６は、撮像素子２５の動作を制御する。
【００４０】
タイミングジェネレーター１１５は、撮像素子２５、光路選択部２８及び回転フィルター１２０等の、内視鏡装置１内の各部の動作を同期化する。
【００４１】
ここで、プロセッサー本体１１内の回転フィルター１２０並びに内視鏡挿入部２０内の撮像素子２５及び光路選択部２８の動作タイミングの関係について、図３を用いて説明する。
【００４２】
回転フィルター１２０、撮像素子２５及び光路選択部２８の動作は、タイミングジェネレーター１１５が一定間隔で出力するトリガー信号によって同期化されている。
【００４３】
回転フィルター１２０は、トリガー信号に同期して回転して、赤色光、緑色光、青色光及び励起光を順次且つ間欠的に生成させる。これにより、観察対象部位及び測定対象部位には、赤色光、緑色光、青色光及び励起光が順次且つ間欠的に照射される。
【００４４】
また、撮像素子２５は、赤色光、緑色光、青色光及び励起光のいずれかが照射されているタイミングｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６、ｔ７〜ｔ８、ｔ９〜ｔ１０では、観察対象部位又は測定対象部位からの受光光の光電変換で得られる電荷を蓄積する（露光期間）。一方、撮像素子２５は、赤色光、緑色光、青色光及び励起光のいずれも照射されていないタイミングｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５、ｔ６〜ｔ７、ｔ８〜ｔ９では、露光期間中に蓄積された電荷を画像信号として読み出す（読出期間）。
【００４５】
光路選択部２８は、例えば赤色光が照射されているタイミングｔ１〜ｔ２では、撮像素子２５の受光面２５ａへ受光光を入射させる光路として、分光光学系を有しない撮像用光路Ｐ２を選択する。そのため、観察対象部位からの受光光は分光されずに撮像素子２５の受光面２５ａに入射する。よって、撮像素子２５において、赤色の照明光の照射を受けた観察対象部位の像を表す赤色の画像信号（Ｒ画像信号）が得られる。Ｒ画像信号は、赤色光照射が停止した直後の読出期間ｔ２〜ｔ３内に読み出される。
【００４６】
同様に、緑色光又は青色光が照射されているタイミングｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６では、撮像素子２５において、緑色又は青色の照明光の照射を受けた観察対象部位の像を表す緑色又は青色の画像信号（Ｇ画像信号又はＢ画像信号）が得られる。Ｇ画像信号又はＢ画像信号は、緑色光又は青色光の照射が停止した直後の読出期間ｔ４〜ｔ５、ｔ６〜ｔ７内に読み出される。
【００４７】
光路選択部２８は、励起光が照射されているタイミングｔ７〜ｔ８では、撮像素子２５の受光面２５ａへ受光光を入射させる光路として、分光光学系２６を有する分光測定用光路Ｐ１を選択する。そのため、測定対象部位からの受光光は分光されたうえで撮像素子２５の受光面２５ａに入射する。よって、撮像素子２５において、励起光照射を受けた測定対象部位からの自家蛍光を含む受光光のスペクトルを表す画像信号（Ｆ画像信号）が得られる。Ｆ画像信号は、励起光照射が停止した直後の読出期間ｔ８〜ｔ９内に読み出される。
【００４８】
図１を再び参照し、信号処理部１１１は、撮像素子２５から読み出された画像信号を取得し、取得された画像信号に対して、増幅、アナログディジタル変換及びノイズカット等の信号処理を行うことにより、画像データを得る。Ｒ画像信号から得られるＲ画像データ、Ｇ画像信号から得られるＧ画像データ、Ｂ画像信号から得られるＢ画像データ及びＦ画像信号から得られるＦ画像データは、メモリー１１２において互いに区別された領域に格納される。信号処理部１１１からメモリー１１２へのデータ格納は、タイミングジェネレーター１１５のトリガー信号により他部の動作と同期して行われる。
【００４９】
データ処理部１１３は、メモリー１１２からＦ画像データを読み出し、このデータを用いて受光光のスペクトルにおける各波長の光強度を計算するデータ処理を行う。また、データ処理部１１３は、測定対象部位において病変の発生が疑われるかどうか等の判定を光強度の計算結果に基づいて行うようなデータ処理を行っても良い。これらデータ処理の結果は表示処理部１１４に出力される。
【００５０】
表示処理部１１４は、メモリー１１２からＲＧＢ３色の画像データを読み出し、これらのデータを合成して、観察対象部位の画像をカラーでモニター３０に表示させる。
【００５１】
また、表示処理部１１４は、データ処理部１１３から受けたデータ処理結果を、観察対象部位の病理診断に役立つ情報として、観察対象部位のカラー画像と共にモニター３０に表示させる。
【００５２】
表示処理部１１４の上記表示処理は、タイミングジェネレーター１１５のトリガー信号により他部の動作と同期して行われる。
【００５３】
表示部としてのモニター３０は、例えば液晶ディスプレイ等である。
【００５４】
以上、内視鏡装置１の全体構成について説明した。
【００５５】
なお、本実施の形態では、撮像素子２５はモノクロタイプであり、この撮像素子２５を用いて観察対象部位をカラーで撮像するために、ＲＧＢ３色の照明光が順次照射される面順次方式が採用されている。
【００５６】
しかしながら、撮像素子２５は、その受光面２５ａ上に例えば図４に示す原色フィルター２９を貼付されたカラータイプであっても良い。この場合は、面順次方式でなくても観察対象部位をカラーで撮像することができる。よって、回転フィルター１２０は、Ｒフィルター１２０Ｒ、Ｇフィルター１２０Ｇ及びＢフィルター１２０Ｂを有する代わりに、図５に示すように、白色光をそのまま透過可能な窓１２０Ｗを１つだけ有する構成であっても良い。
【００５７】
ただし、原色フィルター２９を貼付された撮像素子２５の受光面２５ａに分光光を入射させる場合、好ましくは、分光光学系２６は、原色フィルター２９のＲＧＢの各領域にそれぞれＲＧＢの各波長帯の範囲内の光成分を入射させるように設計される。
【００５８】
なお、例えば緑色の光成分が原色フィルター２９のＲ領域を通るとその光強度が弱められるため、本来の光強度を求めることは困難であるが、原色フィルター２９の波長毎の透過率を考慮に入れることで本来の光強度を正確に求めることは可能となる。
【００５９】
次いで、本実施の形態の光路選択部２８の構成及び動作について、より具体的に説明する。図６は、光路選択部２８を含む、内視鏡挿入部２０の先端２０ｂ近傍の要部構成を示す図である。
【００６０】
分光測定用光路Ｐ１に設けられている分光光学系２６は、スリット２６ａ、コリメートレンズ２６ｂ、回折格子２６ｃ及び集光レンズ２６ｄを含む。よって、分光測定用光路Ｐ１上で伝播する受光光は、スリット２６ａを通過することでスリット光となり、コリメートレンズ２６ｂを通過することで平行光となる。その後、受光光は回折格子２６ｃにより分光され、集光レンズ２６ｄにより集光され、さらにプリズム２７により直角に反射されて、撮像素子２５の受光面２５ａに入射する。
【００６１】
なお、本実施の形態において、分光を行う回折格子２６ｃは、反射型であるが、透過型であっても良い。また、分光を行う光学部品として、回折格子の代わりにプリズムを使用しても良い。
【００６２】
光路選択部２８は、遮光部材１５１ａ、１５１ｂから成るシャッター部と、タイミングジェネレーター１１５のトリガー信号により撮像素子２５等の動作と同期して遮光部材１５１ａ、１５１ｂを揺動させるアクチュエーター１５２ａ、１５２ｂと、を含む。遮光部材１５１ａ（第１の遮光部材）は、分光測定用光路Ｐ１近傍で揺動可能に支持されている。遮光部材１５１ａは、分光測定用光路Ｐ１を開放する第１の開放位置（図６中、破線で示す遮光部材１５１ａの位置）と、分光測定用光路Ｐ１を遮断する第１の遮断位置（図６中、実線で示す遮光部材１５１ａの位置）と、の間で変位するように揺動する。また、遮光部材１５１ｂ（第２の遮光部材）は、撮像用光路Ｐ２近傍で揺動可能に支持されている。遮光部材１５１ｂは、撮像用光路Ｐ２を開放する第２の開放位置（図６中、実線で示す遮光部材１５１ｂの位置）と、撮像用光路Ｐ２を遮断する第２の遮断位置（図６中、破線で示す遮光部材１５１ｂの位置）と、の間で変位するように揺動する。
【００６３】
前述の通り、光路選択部２８は、照明光が照射されるときには撮像用光路Ｐ２を選択する。撮像用光路Ｐ２の選択は、シャッター部が分光測定用光路Ｐ１を遮断して撮像用光路Ｐ２を開放するように動作すること、つまり遮光部材１５１ａが第１の遮断位置に移動し遮光部材１５１ｂが第２の開放位置に移動することで、実現される。また、光路選択部２８は、励起光が照射されるときには分光測定用光路Ｐ１を選択する。分光測定用光路Ｐ１の選択は、シャッター部が分光測定用光路Ｐ１を遮断して撮像用光路Ｐ２を開放するように動作すること、つまり遮光部材１５１ａが第１の開放位置に移動し遮光部材１５１ｂが第２の遮断位置に移動することで、実現される。
【００６４】
このように、入射光路の選択は、分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２のうちいずれか一方だけを開放する排他的な選択である。したがって、受光光は、対物光学系２１、２２の双方を通って分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２の双方に進入するが、一方の光路上での伝播だけを可能とし、他方の光路上での伝播を確実に遮断することができる。撮像時及び分光測定時のいずれも撮像素子２５の受光面２５ａ全体で受光が行われるため、いずれの場合も大きな受光面積を確保することができる。また、前述の特許文献１のように撮像素子の画素自体に分光機能を持たせていないため、装置構成が比較的簡素でありながら、１つの撮像素子によって、撮像だけでなく、広い波長範囲において精度良く分光測定も行うことができる。例えば、特殊な病変を検知するためより広い波長域の中の特定波長光を分光測定する場合、或いは分光測定すべき光の波長が追加されたり変更されたりした場合にも、それらの波長光の分光測定を行うことができる。
【００６５】
本実施の形態では、光路選択部２８の構成として、遮光部材１５１ａ、１５１ｂの開閉動作によって入射光路の開放及び遮断を行う、機械的なシャッター部の構成が採用されている。この構成は、遮光部材１５１ａ、１５１ｂを動かすだけであり、受光光の伝播方向或いは焦点位置のズレを生じさせるような光学部品の移動を伴うものではないため、内視鏡挿入部２０の光学的性能への影響が全くないという点で有利である。
【００６６】
また、本実施の形態のように、一対の遮光部材１５１ａ、１５１ｂがシャッター部として使用される構成は、分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２の双方を遮断することも可能となる等、入射光路の開放及び遮断の自由度を高めることができる点で有利である。
【００６７】
なお、本実施の形態では、機械的なシャッター部が採用されているが、電気的なシャッター部、例えば、液晶への電圧印加状態に応じて遮光状態及び透過状態を切り替えることができる液晶シャッターも採用可能である。しかし、液晶シャッターにおいては遮光状態でも透過させやすい波長が存在し得るので、液晶シャッターを使用する場合は、想定される受光光の波長領域を考慮して液晶シャッターを構成することが好ましい。
【００６８】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１で説明したものと同一の構成要素にはそれぞれ同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００６９】
本実施の形態の光路選択部２８は、図７に示すように、往復移動可能に支持された遮光部材２５１と、トリガー信号により撮像素子２５等の動作と同期して遮光部材１５１ａ、１５１ｂを動作させるアクチュエーター２５２と、を有する。つまり、本実施の形態では、機械的なシャッター部が１つの遮光部材２５１だけで構成されている。この遮光部材２５１は、分光測定用光路Ｐ１を遮断して撮像用光路Ｐ２を開放する第１の遮断位置（図７中、破線で示す遮光部材２５１の位置）と、分光測定用光路Ｐ１を開放して撮像用光路Ｐ２を遮断する第２の遮断位置（図７中、実線で示す遮光部材２５１の位置）と、の間で変位するように往復移動する。
【００７０】
よって、本実施の形態において、撮像用光路Ｐ２の選択は、遮光部材２５１が第１の遮断位置に移動することで、実現され、分光測定用光路Ｐ１の選択は、遮光部材２５１が第２の遮断位置に移動することで、実現される。すなわち、実施の形態１において２つの遮光部材１５１ａ、１５１ｂ及び対応するアクチュエーター１５２ａ、１５２ｂを用いて実現した作用効果を、１つの遮光部材２５１及び対応するアクチュエーター２５２だけで実現することができる。よって、実施の形態１の構成に比べて部品点数を減らすことができる。
【００７１】
なお、本実施の形態の構成の変形例として、図８に示すように、分光測定用光路Ｐ１においてスリット２６ａの前段に、自家蛍光の波長帯のみに対して透過性を有するバンドパスフィルター２７１が配置されていても良い。
【００７２】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。上記各実施の形態で説明したものと同一の構成要素にはそれぞれ同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記各実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
本実施の形態の光路選択部２８は、図９に示すように、分光測定用光路Ｐ１上及び撮像用光路Ｐ２上にそれぞれ配置された一対のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）３５１ａ、３５１ｂを有する。ＢＰＦ３５１ａ（第１のＢＰＦ）は、励起光が照射されるときに想定される受光光の波長帯のみに対して透過性を有する（以下「分光測定用ＢＰＦ」という）。また、ＢＰＦ３５１ｂ（第２のＢＰＦ）は、照明光である赤色光、緑色光又は青色光が照射されるときに想定される受光光の波長帯（第２の波長帯）のみに対して透過性を有する（以下「撮像用ＢＰＦ」という）。
【００７４】
ここで、分光測定用ＢＰＦ３５１ａの透過波長帯（第１の波長帯）と撮像用ＢＰＦ３５１ｂの透過波長帯（第２の波長帯）とが一部分でも重複していると、入射光路の排他的選択を行うことができず、撮像及び分光測定をいずれも精度良く行うことができない。そのため、これら２つの透過波長帯は互いに重複しないことが必要である。したがって、図１０に示すように、これら２つの透過波長帯を互いに重複させないために、励起光フィルター１２０Ｅの透過波長帯をＲフィルター１２０Ｒ、Ｇフィルター１２０Ｇ及びＢフィルター１２０Ｂのいずれの透過波長帯とも重複させないことが好ましい。
【００７５】
本実施の形態では、光路選択部２８において機械的部品の装備が不要であるため、光路選択部２８の構成を簡素化することができ、その組み付けを容易に行うことができる。
【００７６】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について説明する。上記各実施の形態で説明したものと同一の構成要素にはそれぞれ同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記各実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
本実施の形態では、図１１に示すように、観察対象部位及び測定対象部位からの光を受光するための対物光学系が、分光測定用光路Ｐ１に対応する対物光学系２１のみであり、撮像用光路Ｐ２に対応する対物光学系２２は装備不要である。
【００７８】
すなわち、本実施の形態では、前述の各実施の形態に比べて対物光学系の個数を減らすことができる。
【００７９】
照明光照射時の受光光及び励起光照射時の受光光はいずれも、対物光学系２１を通ってビームスプリッター４７１に送られる。ビームスプリッター４７１は、例えばハーフミラーであり、対物光学系２１を通った受光光を１：１の割合で２分割することにより、第１及び第２の分割光を生成する。ビームスプリッター４７１は、第１の分割光を、分光測定用光路Ｐ１上で伝播させて分光測定用ＢＰＦ３５１ａに向かわせ、第２の分割光を、撮像用光路Ｐ２上で伝播させて撮像用ＢＰＦ３５１ｂに向かわせる。本実施の形態は、部品点数が比較的少なく、しかも、可動部材がないため、装置規模を小型化しやすいという点で有利である。
【００８０】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について説明する。上記各実施の形態で説明したものと同一の構成要素にはそれぞれ同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記各実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００８１】
本実施の形態では、図１２に示すように、観察対象部位及び測定対象部位からの光を受光するための対物光学系が、撮像用光路Ｐ２に対応する対物光学系２２のみであり、分光測定用光路Ｐ１に対応する対物光学系２１は装備不要である。
【００８２】
すなわち、本実施の形態では、前述の実施の形態４と同様、対物光学系の個数を減らすことができる。
【００８３】
また、本実施の形態の光路選択部２８は、撮像用光路Ｐ２近傍で揺動可能に支持された可動ミラー５５１と、可動ミラー５５１を揺動させるアクチュエーター５５２と、固定ミラー５５３と、を含む。可動ミラー５５１は、撮像用光路Ｐ２と交差する第１の位置（図１２中、実線で示す可動ミラー５５１の位置）と、撮像用光路Ｐ２と交差しない第２の位置（図１２中、破線で示す可動ミラー５５１の位置）と、の間で変位するように揺動する。
【００８４】
撮像用光路Ｐ２の選択は、照明光が照射されるときに、可動ミラー５５１が第２の位置に移動することで、実現される。このとき、撮像用光路Ｐ２は開放されるため、対物光学系２２を通った受光光は撮像用光路Ｐ２上で伝播し、撮像素子２５の受光面２５ａに入射する。なお、このとき、分光測定用光路Ｐ１は特に遮断されないが、分光測定用光路Ｐ１上で伝播する受光光が存在しない。
【００８５】
また、分光測定用光路Ｐ１の選択は、励起光が照射されるときに、可動ミラー５５１が第１の位置に移動することで、実現される。このとき、可動ミラー５５１は撮像用光路Ｐ２上に位置するため、対物光学系２２を通った受光光は、可動ミラー５５１で反射され、それ以上、撮像用光路Ｐ２上で伝播することはない。可動ミラー５５１での反射により、受光光の伝播方向は、分光測定用光路Ｐ１の方向に変えられる。伝播方向を変えられた受光光は、固定ミラー５５３で再び反射され、さらに分光光学系２６により分光されてから、撮像素子２５の受光面２５ａに入射する。
【００８６】
すなわち、可動ミラー５５１は、対物光学系２２を通った受光光を、励起光が照射されるときには分光測定用光路Ｐ１に向かわせ、照明光が照射されるときには撮像用光路Ｐ２に向かわせるように、受光光の伝播方向を反射により変更する反射部を構成する。
【００８７】
このように、本実施の形態では、光路選択部２８の構成として、反射を利用して受光光の伝播方向を適宜変更する、反射部の構成が採用されている。この構成では、受光光が分光測定用光路Ｐ１及び撮像用光路Ｐ２の双方に同時に進入する可能性があり得ないので、分光測定用光路Ｐ１上及び撮像用光路Ｐ２のうちいずれか一方のみを選択する排他的な選択を、最も確実に行うことができる。
【００８８】
なお、可動ミラー５５１は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical System）ミラーであっても良い。
【００８９】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。上記実施の形態は適宜組み合わせて実施することができる。
【００９０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９１】
１  内視鏡装置
１０  内視鏡プロセッサー
１１  プロセッサー本体
１２  コネクター
２０  内視鏡挿入部
２０ａ  基端
２０ｂ  先端
２１、２２、２３  対物光学系
２４  ライトガイドファイバー
２５  撮像素子
２５ａ  受光面
２６  分光光学系
２６ａ  スリット
２６ｂ  コリメートレンズ
２６ｃ  回折格子
２６ｄ、１１９  集光レンズ
２７  プリズム
２８  光路選択部
２９  原色フィルター
３０  モニター
１１１  信号処理部
１１２  メモリー
１１３  データ処理部
１１４  表示処理部
１１５  タイミングジェネレーター
１１６  撮像素子ドライバー
１１７  モータードライバー
１１８  光源
１２０  回転フィルター
１２０Ｒ  Ｒフィルター
１２０Ｇ  Ｇフィルター
１２０Ｂ  Ｂフィルター
１２０Ｅ  励起光フィルター
１２０Ｓ  遮光部
１２０Ｗ  窓
１２１  支持軸
１２２  モーター
１５１ａ、１５１ｂ、２５１  遮光部材
１５２ａ、１５２ｂ、２５２、５５２  アクチュエーター
２７１  バンドパスフィルター
３５１ａ  分光測定用バンドパスフィルター
３５１ｂ  撮像用バンドパスフィルター
４７１  ビームスプリッター
５５１  可動ミラー
５５３  固定ミラー
Ｐ１  分光測定用光路
Ｐ２  撮像用光路
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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