(57)【要約】  患者の体内に挿入する際の侵襲性を低減し、被写体から戻る、照明光と略同等波長の光を観察する。患者の体内に挿入されて、光源部（３）から発せられた照明光を体内の被写体（Ａ）に向けてスポット状に射出する照明光射出部（２）と、照明光を被写体（Ａ）上で走査させる光走査部（９）と、患者の体表（Ｃ）に配置されて、光走査部（９）により照明光が走査された被写体（Ａ）の走査位置からの反射光を検出する光検出部（４）とを備える走査型内視鏡システム（１）を提供する。
2016208495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備える走査型内視鏡システム。
【請求項２】
前記光検出部が、前記照明光と略同等の波長の前記反射光を検出する請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項３】
前記光源部を備え、
該光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備える請求項１または請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項４】
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されている請求項３に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項５】
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される請求項３に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項６】
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される請求項３に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項７】
前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、
前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定される請求項１または請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項８】
前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、
前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される請求項１または請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項９】
前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、
前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される請求項１または請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
【請求項１０】
前記光検出部が、前記反射光の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を検出する検出器とを備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光検出部が、前記照明光射出部から射出された照明光を遮断し、前記被写体の走査位置からの反射光を透過させる偏光部材を備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項１２】
前記光源の少なくとも１つが、赤外または近赤外の照明光を射出する請求項３から請求項９のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項１３】
前記光検出部と、該光検出部により検出された前記反射光に基づく信号を送信する送信部とを備える第２内視鏡システムと、
前記照明光射出部と、前記送信部により送信された前記信号を受信する受信部と、該受信部により受信された前記信号から画像を生成する画像形成部とを備える請求項１から１２のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明光を導光する照明用の光ファイバを振動させることで、被写体上で照明光を走査させ、照明光の被写体表面における反射光を検出用の光ファイバで受光し、画像化する走査型内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この走査型内視鏡は、照明用の光ファイバを振動させる円柱状の走査ユニットの周方向に複数の検出用の光ファイバを並べて複数固定配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６２９４７７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の走査型内視鏡では、走査ユニットの周方向に検出用の光ファイバが輪帯状に配列されているので、外径寸法が比較的大きくなり、患者の体内に挿入する際の侵襲性が高いという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、患者の体内に挿入する際の侵襲性を低減し、被写体から戻る、照明光と略同等波長の光を観察することができる走査型内視鏡システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備える走査型内視鏡システムである。【０００６】
本態様によれば、光源部から発せられた照明光が光走査部において走査され、患者の体内に挿入された照明光射出部から体内の被写体に向けてスポット状に射出されると、被写体における反射光が被写体を覆う媒質を透過して患者の体外に放出され、体表に配置されている光検出部により検出される。
被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部を照明光射出部とは分離して体外に配置するので、患者の体内に挿入する部分を細径化でき、患者への侵襲性を低減しつつ、被写体から戻る反射光を観察することができる。【０００７】
上記態様においては、前記光検出部が、前記照明光と略同等の波長の前記反射光を検出してもよい。
上記態様においては、前記光源部を備え、該光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備えていてもよい。【０００８】
上記態様においては、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されていてもよい。
このようにすることで、光源部の各光源から発せられた照明光が体内の被写体において反射された後、被写体を覆う媒質を透過して患者の体表に配置されている光検出部により検出される。被写体における反射光は媒質を透過する際に減衰させられるが、透過の程度は波長毎に相違する。【０００９】
上記態様においては、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定されてもよい。
このようにすることで、光検出部の波長毎の受光感度が異なっても、受光感度に応じた光量バランスの照明光を各光源から射出することにより、さらに適正な光量バランスの反射光を検出することができる。【００１０】
上記態様においては、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定されてもよい。【００１１】
上記態様においては、前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されてもよい。【００１２】
このようにすることで、光源部の各光源から発せられる照明光の光量を均等にしても、被写体を覆う媒質の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定された波長毎の受光面積を有する光検出部により、適正な光量バランスの反射光を検出することができ、色再現性の高い画像による観察を行うことが可能となる。【００１３】
上記態様においては、前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定されてもよい。【００１４】
上記態様においては、前記光源部と、前記反射光の波長毎に検出する複数の前記光検出部とを備え、前記光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定されてもよい。【００１５】
上記態様においては、前記光検出部が、前記反射光の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を検出する検出器とを備えていてもよい。
このようにすることで、反射光の波長帯域以外の波長を有する光が検出器により検出されることを防止して、ＳＮ比の高い画像を取得することができる。【００１６】
上記態様においては、前記光検出部が、前記照明光射出部から射出された照明光を遮断し、前記被写体の走査位置からの反射光を透過させる偏光部材を備えていてもよい。
このようにすることで、照明光射出部から射出され被写体の走査位置において反射されることにより偏光が変化した反射光のみが偏光部材を透過して検出され、照明光射出部から射出された照明光が光検出部によって直接検出されることを防止して、ＳＮ比の高い画像を取得することができる。【００１７】
上記態様においては、前記光源の少なくとも１つが、赤外または近赤外の照明光を射出してもよい。
このようにすることで、被写体を覆う媒質が厚い場合にも、媒質における透過率の大きい赤外光または近赤外光については、光検出部により検出でき、被写体の構造を鮮明に観察することができる。【００１８】
上記態様においては、前記光検出部と、該光検出部により検出された前記反射光に基づく信号を送信する送信部とを備える第２内視鏡システムと、前記照明光射出部と、前記送信部により送信された前記信号を受信する受信部と、該受信部により受信された前記信号から画像を生成する画像形成部とを備えていてもよい。
このようにすることで、光検出部により検出された被写体における反射光の強度情報を送信部によって第２内視鏡システムから第１内視鏡システムに信号で発信する。そして、第１内視鏡システムの受信部が第２内視鏡システムの送信部からの信号を受信し、受信された信号が画像形成部に入力して画像を生成する。すなわち、第１および第２内視鏡システム間を無線接続することにより、第１内視鏡システムに依存せず、コードが絡まる等の問題もなく、操作の自由度をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、患者の体内に挿入する際の侵襲性を低減し、被写体から戻る、照明光と略同等波長の光を観察することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る走査型内視鏡システムを示すブロック図である。
【図２】図１の走査型内視鏡システムを用いた一例を示す図である。
【図３】図１の走査型内視鏡システムの第１挿入部を破断した縦断面図である。
【図４】図３の第１挿入部の光ファイバ保持部材の側面図である。
【図５】図４の光ファイバ保持部材を破断した横断面図である。
【図６】図１の走査型内視鏡システムの光検出部の一例を示す斜視図である。
【図７】図１の走査型内視鏡システムの透明部を破断した縦断面図である。
【図８】従来の走査型内視鏡の挿入部を示す正面図である。
【図９】図１の走査型内視鏡システムの挿入部を示す正面図である。
【図１０】体組織における光の透過率の波長分布を示す図である。
【図１１Ａ】図１の走査型内視鏡システムの光源部に備えられた各レーザ光源から射出する照明光の照射パターンであって、ＴＤＭ方式の場合を示す図である。
【図１１Ｂ】図１の走査型内視鏡システムの光源部に備えられた各レーザ光源から射出する照明光の照射パターンであって、ＣＷ方式の場合を示す図である。
【図１１Ｃ】図１の走査型内視鏡システムの光源部に備えられた各レーザ光源から射出する照明光の照射パターンであって、面順次方式の場合を示す図である。
【図１２】図１の走査型内視鏡システムの光検出部に備えられる検出器の受光感度の波長特性を示す図である。
【図１３】図１の走査型内視鏡システムの光検出部において、体組織における波長毎の光の透過率に応じて受光面積を調節した検出器の配列の一例を示す図である。
【図１４】図１の走査型内視鏡システムの変形例であって、光検出部の前段にバンドパスフィルタを配置した場合を説明する部分的な模式図である。
【図１５】図１の走査型内視鏡システムの他の変形例であって、偏光部材を配置した場合を説明する図である。
【図１６】図１５の走査型内視鏡システムを用いた一例を示す図である。
【図１７】図１の走査型内視鏡システムの変形例であって、第２の透明部材が第１の透明部材の縁回りのみに貼り付けられている一例を示す図である。
【図１８】図１の走査型内視鏡システムの変形例であって、挿入部と光検出部とが無線接続している一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る走査型内視鏡システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る走査型内視鏡システム１は、図１および図２に示されるように、患者に挿入される挿入部（照明光射出部）２と、挿入部２に接続された光源部３と、患者の体表面Ｃに接触状態に配置される光検出部４を備え、被写体Ａの画像を取得する画像取得部５と、挿入部２、光源部３および画像取得部５を制御する制御部６と、画像取得部５により取得された画像を表示するディスプレイ７とを備えている。
【００２２】
挿入部２は、挿入部２の中心部に配置され、光源部３からの光を導光するシングルモードファイバからなる光ファイバ８と、該光ファイバ８の先端部に設けられ、光ファイバ８の射出端８ａを振動させて該射出端８ａから射出される光を２次元的に走査させる光走査部９と、光ファイバ８の射出端８ａから射出された照明光を集光して被写体Ａにスポットを形成する照明レンズ１０と、これらを被覆する円筒状の保護部材１１とを備えている。
光走査部９は、例えば、圧電素子であって、入力される電圧に応じて屈曲振動を発生させ光ファイバ８の射出端８ａを光軸に交差する方向に２次元的に振動させることができるようになっている。
【００２３】
第１挿入部２について、図３から図５を用いて詳細に説明する。
光走査部９は、例えば、アクチュエータであり、図３および図４に示されるように、振動伝達可能な部材で構成され、光ファイバ８を保持する光ファイバ保持部材９１と、該光ファイバ保持部材９１の外周に配置される圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄと、該圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄおよび光ファイバ保持部材９１を被覆するアクチュエータ管９３と、該アクチュエータ管９３を保護部材１１に固定する取付環９４とを備えている。
【００２４】
光ファイバ８は、図４に示されるように、光ファイバ保持部材９１により支持され、光ファイバ保持部材９１から射出端８ａまでが圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄにより振動させられる揺動部８ｂとなっている。
光ファイバ保持部材９１は、図４および図５に示されるように、四角柱状であり、４つの側面がそれぞれ光ファイバ８の射出端８ａにおける光の射出方向（光軸方向）に垂直であると共に互いに直交している。すなわち、光ファイバ保持部材９１の４つの側面は、図４に示されるように＋ｚ方向に垂直であり、且つ、図５に示されるように互いに直交するように＋ｘ方向、＋ｙ方向、−ｘ方向、−ｙ方向に向いている。
【００２５】
そして、光ファイバ保持部材９１の＋ｙ方向及び−ｙ方向にはｙ方向駆動用の一対の圧電素子９２ａ，９２ｃが、＋ｘ方向及び−ｘ方向にはｘ方向駆動用の一対の圧電素子９２ｂ，９２ｄが固定されている。光ファイバ保持部材９１を挟んで対向配置された一対の圧電素子は、一方が伸びるときに他方が縮むことで光ファイバ保持部材９１に撓みを生じさせ、これを交互に繰り返すことによりｘ方向、ｙ方向夫々の振動を生じさせて光ファイバ８の射出端８ａを２次元的に走査させることができる。このように振動させられた光ファイバ８の射出端８ａから射出された照明光が、照明レンズ１０によって観察対象に集光される。
【００２６】
光源部３は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ発生する３つのレーザダイオード等のレーザ光源（光源）１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、該レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの３色の光を合波して光ファイバ８に導光する光結合部１３とを備えている。光結合部１３は、ファイバ型コンバイナや、ダイクロックプリズム等を用いて構成される。
【００２７】
光検出部４は、例えば、図６に示されるように、複数のアバランシェフォトダイオード（検出器）１４をアレイ状に配列した粘着シートであって、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａが、患者の体表面Ｃを向くように貼り付けられる。アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａ側には、図７に示されるように、透明部４０が設けられ、該透明部４０によってアバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａを保護している。各アバランシェフォトダイオード１４は、光源部３から射出される照明光の全波長帯域に感度を有している。
【００２８】
透明部４０は、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに密着して設けられ、体表面Ｃからの光を透過可能な部材からなる第１の透明部材４１（例えば、ガラスや樹脂等）と、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに密着している面と反対側の面に密着して設けられる第２の透明部材４２とからなる。
【００２９】
第２の透明部材４２は、体表面Ｃからの光を透過しつつ体表面Ｃに密着可能な部材が好ましく、例えば透明フィルムである。複数枚の透明フィルムで構成された第２の透明部材４２は、観察時には表面全体を患者の体表面Ｃに貼り付けて使用し、観察が終了した後には使い捨て可能であり、次回観察時には体表面Ｃに貼り付けた１枚の透明フィルムをはがし、露出した新しい透明フィルムを体表面Ｃに貼り付ける。
【００３０】
画像取得部５は、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａにおいて検出された反射光の強度に基づいたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１５と、該Ａ／Ｄコンバータ１５からの出力に基づいて画像を形成する画像形成部１６とを備えている。
【００３１】
制御部６は、３つのレーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃの点灯タイミングを制御するとともに、光走査部９による各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの照明光の走査位置を制御するようになっている。さらに、制御部６は、挿入部２から射出される照明光の走査位置情報を画像形成部１６に送るようになっている。
【００３２】
画像形成部１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から出力された反射光の強度情報と、制御部６から送られてきた照明光の走査位置情報とに基づいて画像を形成するようになっている。画像形成部１６により形成された画像はディスプレイ７に送られるようになっている。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る走査型内視鏡システム１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る走査型内視鏡システム１を用いて患者の体内の観察を行うには、まず、粘着シートからなる光検出部４を患者の体表に貼り付け、次いで、挿入部２を体内に挿入する。
【００３４】
挿入部２を体内に挿入する場合には、制御部６の作動により、３つのレーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから３種類の照明光を所定の発光順序（例えばＲ、Ｇ、Ｂの順序）で順次射出させるとともに、制御部６からの指令信号によって光走査部９を制御して、照明光の走査位置を順次変化させる。例えば、光走査部９の作動によって、挿入部２に設けられた光ファイバ８の射出端８ａをスパイラル状に移動させることにより、照明光のスポットを被写体Ａ上においてスパイラル状の軌跡上に配列するように照射させる。
【００３５】
レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから照明光が射出されると、図１に示されるように、体内の被写体Ａ上の各走査位置における反射光が、被写体Ａを被覆している体組織（媒質）を透過して体表から外側に射出されるようになり、その一部が、予め体表に貼り付けられている光検出部４のアバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに入射して検出される。光検出部４により検出された反射光の強度情報は、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル信号に変換された後に画像形成部１６に送られる。
【００３６】
画像形成部１６には、制御部６から、当該反射光の強度情報に対応する照明光のスポットの被写体Ａ上における走査位置の情報が送られてきているので、画像形成部１６は、当該走査位置に対応させて、検出された反射光の強度情報を配置していくことにより、２次元的なカラー画像を生成することができる。
【００３７】
この場合において、本実施形態に係る走査型内視鏡システム１によれば、光検出部４を、体内に挿入する挿入部２から分離して体表に貼り付けている。したがって、図８に比較例として示される従来の挿入部１０１と比較して、図９に示されるように、挿入部２における受光用の光ファイバ１０２を無くして、挿入部２の外径を細くすることができ、患者への侵襲性を低減することができるという利点がある。
【００３８】
なお、本実施形態においては、挿入部２から射出された照明光の被写体Ａにおける反射光を患者の体外において検出するものであり、照明光の波長と略同等の波長の光を検出するものである。被写体Ａから戻る照明光と略同一波長の光を検出できるため、照明光の波長で得られた情報を直接的に観察することができ、精度が良い画像を得ることができる。また、光の損失が少なく、明るい画像を得ることもできる。
このため、以下のように構成されていることが好ましい。
【００３９】
第１に、光源部３の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量が、体組織における反射光の透過率に応じて決定されていることが好ましい。
すなわち、体内の被写体Ａは体組織（媒質）によって覆われており、被写体Ａにおける反射光は体組織を透過した後に、光検出部４により検出される。反射光は、体組織を透過する間に減衰させられるが、その透過率は波長に応じて異なっている。このため、全ての波長について均一な光量の照明光を照射したのでは、光検出部４により検出される時点での反射光の光量バランスが悪くなる。
【００４０】
具体的には、体組織における反射光の透過率は、図１０に示されるように、赤色光Ｒ（波長約６００ｎｍ）に対して０．３、緑色光Ｇ（波長約５４０ｎｍ）に対して０．２、青色光Ｂ（波長約４３０ｎｍ）に対して０．１である。レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量バランスを波長毎の透過率に応じて決定する。具体的には、透過率が大きい波長ほど照明光の光量を小さく、透過率が小さい波長ほど照明光の光量を大きくする。そこで、ＲＧＢ３色の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出する照明光の光量比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３．３：５：１０とする。このようにすることで、適正な光量バランスの反射光を検出し、最も透過率の小さな青色光におけるＳＮ比（ＳＮＲ：信号対雑音比）が向上して画質を向上させることができるとともに、色再現性の高い画像を取得することができるという利点がある。
【００４１】
本実施例では、各波長毎の透過率の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：２：１の逆数すなわちＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／２：１となるように光量比を設定したが、これに限らず、透過率が大きい波長ほど照明光の光量を小さく、透過率が小さい波長ほど照明光の光量を大きくすればよいのであり、例えばその２乗の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／９：１／４：１、平方根の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／√3：１／√2：１と設定しても構わない。以降の実施例でも、光量バランスや面積比を設定する場合、その要因となるパラメータ（透過率、感度）の波長毎の相対的な大小関係に応じて設定すればよい。その際も具体的な数値の決め方は、この実施例（透過率に応じて光量バランスを設定）のように、単純な反比例に限らず、２乗や平方根などに応じて設定してよい。
【００４２】
例えば、光源装置に上限がある場合などは、この比に正確に合致させる必要はなく、上限以下の値と設定してもよい。具体的には、各波長の透過率の比が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：２：１であったとき、光量比の逆数すなわち、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／２：１となるように光量比を設定すると、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、１０ｍＷとなるが、光源の上限が８ｍＷだったときは、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、８．０ｍＷとしても各波長の大小関係は保たれているので問題ない。
【００４３】
上記のように各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの照明光の光量比を設定する方法を図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示す。図１１Ａの画素毎に３色の照明光の射出を順次切り替えるＴＤＭ（時分割多重）方式、図１１Ｂの３色の照明光を常時射出するＣＷ方式、図１１Ｃのフレーム毎に３色の照明光の射出を順次切り替える面順次方式のいずれにおいても、各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量比が上記比率となるように設定する方法を採用すればよい。
【００４４】
また、ＣＷ方式では、光検出部４において各波長を分離して検出する必要があるため、波長の分離に用いる波長毎の光学フィルタと、分離した光のそれぞれの成分を検出するための波長毎のアバランシェフォトダイオード１４とが必要となる。
光検出部４により検出された波長毎の反射光の強度情報は、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル信号に変換された後に画像形成部１６に送られる。
【００４５】
画像形成部１６には、制御部６から、当該波長毎の反射光の強度情報に対応する照明光のスポットの被写体Ａ上における走査位置の情報が送られてきているので、画像形成部１６は、当該走査位置に対応させて、検出された反射光の色と強度情報を配置していくことにより、２次元的なカラー画像を生成することができる。
【００４６】
第２に、光源部３の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量が、光検出部４の検出器１４における受光感度に応じて決定されていることが好ましい。
すなわち、アバランシェフォトダイオード１４のような検出器においては、図１２に示されるように波長毎に受光感度が異なっている。このため、全ての波長について均一な光量の照明光を照射したのでは、光検出部４により検出される反射光の光量バランスが悪くなる。
【００４７】
具体的には、検出器１４における波長毎の受光感度は、図１２に示されるように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１．０：０．9：０．8である。上述したように体組織における透過率がＲ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．２：０．１であるので、これらを掛け合わせて逆数を算出することにより、ＲＧＢ３色の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出する照明光の光量比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／０．３：１／０．１８：１／０．０８とする。このようにすることで、透過率が最も小さく、かつ受光感度が最も低い青色光におけるＳＮ比が向上して画質をさらに向上させることができ、色再現性もさらに向上することができるという利点がある。
【００４８】
例えば、照明光量の総量に上限が設けられているようなシステムでは、光量を無制限に増やすことができないため、各色の光量を適切に割り振る必要がある。このときにＳＮ比が最も悪くなりやすい色に多くの光量を割り当てることで、その色のＳＮ比を改善することができ、カラー画像にした際にＳＮ比が極端に悪いものがなくなるため、画質を向上させることができる。
【００４９】
第３に、光検出部４における検出器が複数のアバランシェフォトダイオード１４をアレイ状に配列している場合に、異なる波長に受光感度を有する３種類のアバランシェフォトダイオード１４（例えば、３種類のフィルタ（Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用）をアバランシェフォトダイオード１４の受光面に取り付けたもの）の個数の比率、すなわち受光面積の比率が体組織における反射光の透過率に応じて決定されていることが好ましい。
具体的には、上の例において、体組織における透過率が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．２：０．１である場合、逆数をとって、アバランシェフォトダイオード１４の個数比を、図１３に示されるように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：３：６とする。このようにすることで、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。なお、このとき、波長毎に光検出部４を設け、波長毎に反射光を合算して検出する。
【００５０】
また、受光面積の比率が、光検出部４の検出器１４における受光感度に応じて決定されていてもよい。このようにすることで、このようにすることで、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。
【００５１】
さらに、受光面積の比率が、受光感度と透過率を掛け合わせて決定されていてもよい。この場合も、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。
【００５２】
第４に、図１４に示されるように、光検出部４の前段に、照明光の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バンドパスフィルタ１８が配置されていることが好ましい。このようにすることで、照明光の波長帯域以外の波長を有する外光や迷光を遮断することができ、ノイズの少ない画像を取得することができる。
【００５３】
体組織から放出する被写体Ａからの反射光は、体表面Ｃから拡散するので、バンドパスフィルタ１８は、体表面Ｃに近接していることが好ましい。また、体表面Ｃからの拡散光を、光検出部４に集光させるための光学系を、体表面Ｃとバンドパスフィルタ１８の間に配置してもよいし、体表面Ｃからの拡散光を、光検出部４へ導く、光検出用の光ファイバを、体表面Ｃとバンドパスフィルタ１８の間へ配置してもよい。
【００５４】
第５に、図１５および図１６に示されるように、照明光を射出する挿入部２の先端に、照明光を透過させる際に偏光方向を第１偏光方向に揃える第１偏光部材（偏光部材）２０を設け、光検出部４の前段に、第１偏光方向を有する照明光を遮断し、他の偏光方向を有する照明光を透過させる第２偏光部材（偏光部材）２１を備えていることが好ましい。第１偏光部材２０は、例えば、λ／２板、第２偏光部材２１は偏光ビームスプリッタである。なお、光検出部４およびバンドパスフィルタ１８は複数個所に設けられている。
【００５５】
このようにすることで、挿入部２の挿入角度によって、挿入部２から射出され被写体Ａに照射されることなく直接光検出部４に入射する照明光を第２偏光部材２１によって遮断することができる。一方、被写体Ａにおいて反射された反射光は、反射時に生体散乱の影響を受けて偏光状態が変化するため、第２偏光部材２１を通過して、光検出部４により検出することができる。これにより、被写体Ａを経由せずに直接入射する照明光の検出を防止して、ノイズの少ない画像を取得することができる。ここで、照明用の光ファイバ８からの照明光が、もともと直線偏光性を持っている、または照明用の光ファイバ８を偏波保存ファイバに変えれば、第１偏光部材２０を設けることは必ずしも必要ではない。
【００５６】
また、被写体Ａの表面が、比較的、鏡面状で平坦である場合、第１偏光部材２０をλ／４板、第２偏光部材２１を直線偏光板としてもよい。照明用の光ファイバ８からの照明光をλ／４板２０により、円偏光として、被写体Ａを照明すると、被写体Ａからの反射光はｐ偏光に比べ、ｓ偏光成分が多くなる。光検出部４に設けた直線偏光板２１の向きを、ｐ偏光は遮断し、ｓ偏光を透過させる方向に設置すれば、被写体Ａからの反射光を透過させ、被写体Ａに照射されることなく直接光検出部４に入射する照明光のうち、ｐ偏光成分を遮断することができる。よって、第１偏光部材２０および第２偏光部材２１を設置する前に比べ、ノイズの少ない画像を取得することができる。
【００５７】
第６に、光源部３が、レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃとしてＲＧＢ３種類を備えることに加えて、近赤外あるいは赤外の照明光を射出するレーザ光源を備えていてもよい。
このようにすることで、被写体Ａを被覆する体組織が厚い場合に、ＲＧＢの波長帯域の反射光が大きく減衰してしまうので、そのような場合にも透過率の高い近赤外あるいは赤外の反射光を検出して、被写体Ａの構造を鮮明に可視化することができるという利点がある。
【００５８】
また、本実施形態においては、光走査部９として圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを用いたものを例示したが、照明光を走査する方式はこれに限定されるものではなく、電磁誘導方式あるいはガルバノミラーを用いたものを採用してもよい。
また、光検出部４としてアバランシェフォトダイオード１４をアレイ状に配列した粘着シートを例示したが、これに代えて、ファイババンドルの受光端を透明な粘着材によって患者の体表に接着させることにしてもよい。この場合には、光検出部４は１つで済む。
【００５９】
光検出部４としてファイババンドルの受光端を体表に設置した場合、上述した種々の実施例で説明した波長毎の受光面積の調整を行うためには、バンドル端面の面積の大小を調整すればよい。
【００６０】
また、本実施形態においては、第２の透明部材４２の表面全体を体表面Ｃに直接接触させて貼り付けるものを例示したが、これに代えて、図１７に示されるように、第１の透明部材４１の縁回りのみに貼り付けられるようなものを用いてもよい。この場合、第２の透明部材４２を体表面Ｃに密着させて貼り付けると、体表面Ｃと第１の透明部材４１との間に隙間ができるようになっている。
また、第２の透明部材４２として、複数枚の透明フィルムからなるものを例示したが、単一の透明フィルムであってもよい。
【００６１】
また、照明光を射出する挿入部２と、反射光を検出する光検出器４とは有線で接続されていてもよいが、図１８に示されるように、無線でデジタル信号の送受信を行うことにしてもよい。
具体的には、挿入部２、光源部３、制御部６、画像形成部１６、受信部２５を備える第１内視鏡システム（走査型内視鏡システム）２３と、光検出部４、Ａ／Ｄコンバータ１５および送信部２６を備える第２内視鏡システム２４と、ディスプレイ７とを備える走査型内視鏡システム２２を採用してもよい。
【００６２】
第２内視鏡システム２４は、挿入部２に射出された被写体上における反射光が光検出部４によって検出され、検出された反射光の強度情報がＡ／Ｄコンバータ１５によりデジタル信号に変換されて送信部２６に送られるようになっている。
送信部２６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から送られてきたデジタル信号を発信する。そして、送信部２６が発信したデジタル信号が第１内視鏡システム２３の受信部２５により受信され、受信されたデジタル信号が、画像形成部１６に送られて画像が生成され、生成された画像がディスプレイ７に表示される。
【００６３】
このように第１内視鏡システム２３と第２内視鏡システム２４とを無線接続することで、第１内視鏡システム２３に依存せず、コードが絡まる等の問題もなく、患者の体表面Ｃに貼り付ける位置の自由度を向上することができる。
なお、送信部２６および受信部２５は、それぞれ、第１内視鏡システム２３および第２内視鏡システム２４のどこに配置されていてもよい。
【００６４】
また、患者の体表に配置される光検出部４は、体表面の形状に応じて、１つに限らず複数枚設けてもよい。複数の場合は同一の光検出器４を複数配置してもよいし、受光面積の異なる光検出器、波長毎（例えば各々Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ付き）の光検出器を複数配置してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１、２２、２３  走査型内視鏡システム
２  挿入部（照明光射出部）
３  光源部
４  光検出部
５  画像取得部
９  光走査部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  レーザ光源（光源）
１４  アバランシェフォトダイオード（検出器）
１６  画像形成部
１８  バンドパスフィルタ
２０  第１偏光部材（偏光部材）
２１  第２偏光部材（偏光部材）
２５  受信部
２６  送信部
Ａ  被写体
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2016208495.tif 000018
【図１５】
2016208495.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月18日(2017.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
例えば、光源装置に上限がある場合などは、この比に正確に合致させる必要はなく、上限以下の値と設定してもよい。具体的には、各波長の透過率の比が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：２：１であったとき、透過率の比の逆数すなわち、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／２：１となるように光量比を設定すると、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、１０ｍＷとなるが、光源の上限が８ｍＷだったときは、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、８．０ｍＷとしても各波長の大小関係は保たれているので問題ない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、受光面積の比率が、光検出部４の検出器１４における受光感度に応じて決定されていてもよい。このようにすることで、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、照明光を射出する挿入部２と、反射光を検出する光検出部４とは有線で接続されていてもよいが、図１８に示されるように、無線でデジタル信号の送受信を行うことにしてもよい。
具体的には、挿入部２、光源部３、制御部６、画像形成部１６、受信部２５を備える第１内視鏡システム（走査型内視鏡システム）２３と、光検出部４、Ａ／Ｄコンバータ１５および送信部２６を備える第２内視鏡システム２４と、ディスプレイ７とを備える走査型内視鏡システム２２を採用してもよい。
【国際調査報告】
2016208495.tif 000023
2016208495.tif 000024
2016208495.tif 000025
2016208495.tif 000026