(57)【要約】【課題】光学フィルタに高精度な加工寸法が要求されるためコスト面で不利であり、また、構成上、光学フィルタに割れや傷が生じやすい。【解決手段】内視鏡用光源装置は、光源と、光源より射出された照射光をフィルタリングする光学フィルタを有するフィルタ部と、フィルタ部を駆動させることによって光学フィルタを照明光の光路に対して挿抜する駆動部とを備える。フィルタ部は、少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成された本体部と、少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成されており、本体部に取り付けられる保持体とを更に有する。光学フィルタは、本体部と保持体とによって規定されるスペース内に保持されており、対応する本体部の開口部及び保持体の開口部を塞いでいる。【選択図】図３
2018064789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源より射出された照射光をフィルタリングする光学フィルタを少なくとも一つ有するフィルタ部と、
前記フィルタ部を駆動させることによって前記光学フィルタを前記照明光の光路に対して挿抜する駆動部と、
を備え、
前記フィルタ部は、
前記少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成された本体部と、
前記少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成されており、該本体部に取り付けられる保持体と、
を更に有し、
前記光学フィルタは、
前記本体部と前記保持体とによって規定されるスペース内に保持されており、対応する該本体部の開口部及び該保持体の開口部を塞いでいる、
内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記保持体は、
前記光学フィルタを支持する支持面と、
前記支持面から立設された支持部と、
を有し、
前記光学フィルタは、
前記支持面、前記支持部及び該支持面と対向する前記本体部の面によって規定されるスペース内に保持されている、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項３】
前記支持部は、
前記保持体の開口部の周囲に立接されたリブ及びボスである、
請求項１又は請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項４】
前記保持体は、
樹脂製部材である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項５】
前記本体部は、
前記本体部に形成された複数の前記開口部が周方向に並べて形成された回転式ターレットであり、前記駆動部によって回転されることにより、該各開口部を塞いでいる前記光学フィルタを前記光路に対して順に挿抜する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。例えば特許文献１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。
【０００３】
特許文献１に記載の内視鏡システムは、内視鏡用光源装置を備えている。特許文献１に記載の内視鏡用光源装置には、ターレット型光学素子が搭載されている。ターレット型光学素子には、光源より射出された白色光の光量を減少させる減光フィルタ（金網）と、白色光のうち特殊光のみを透過させる特殊光フィルタ（光学フィルタ）が、回転軸を中心に所定の角度周期で交互に設けられている。ターレット型光学素子が回転することによって減光フィルタと光学フィルタとが光路上に交互に挿入される。これにより、光源より射出された白色光から通常光と特殊光とが交互に取り出され、取り出された通常光と特殊光とが内視鏡用光源装置に接続された電子スコープに交互に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２００３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に例示される内視鏡用光源装置では、光学フィルタは、例えば、回転板に形成された開口部に圧入されることによって回転板に取り付けられている。光学フィルタを開口部に圧入するためには、光学フィルタに高精度な加工寸法が要求される。そのため、コスト面で不利という問題が指摘される。また、光学フィルタは、脆性材料であるガラスよりなる。そのため、開口部への圧入時等に光学フィルタに割れや傷が生じやすいという問題も指摘される。
【０００６】
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、コスト面で有利であると共に光学フィルタに割れや傷が生じ難い内視鏡用光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る内視鏡用光源装置は、光源と、光源より射出された照射光をフィルタリングする光学フィルタを少なくとも一つ有するフィルタ部と、フィルタ部を駆動させることによって光学フィルタを照明光の光路に対して挿抜する駆動部とを備える。フィルタ部は、少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成された本体部と、少なくとも一つの光学フィルタに対応する少なくとも一つの開口部が形成されており、該本体部に取り付けられる保持体とを更に有する。光学フィルタは、本体部と保持体とによって規定されるスペース内に保持されており、対応する該本体部の開口部及び該保持体の開口部を塞いでいる。
【０００８】
また、本発明の一実施形態において、保持体は、光学フィルタを支持する支持面と、支持面から立設された支持部とを有している。この場合、光学フィルタは、支持面、支持部及び該支持面と対向する本体部の面によって規定されるスペース内に保持されている。
【０００９】
また、本発明の一実施形態において、支持部は、例えば、保持体の開口部の周囲に立接されたリブ及びボスである。
【００１０】
また、本発明の一実施形態において、保持体は、例えば樹脂製部材である。
【００１１】
また、本発明の一実施形態において、本体部は、本体部に形成された複数の開口部が周方向に並べて形成された回転式ターレットであり、駆動部によって回転されることにより、各開口部を塞いでいる光学フィルタを光路に対して順に挿抜する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、コスト面で有利であると共に光学フィルタに割れや傷が生じ難い内視鏡用光源装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】５５０ｎｍ付近を拡大したヘモグロビンの吸収スペクトルである。
【図２】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。
【図３】本発明の一実施形態に係るプロセッサに備えられる回転フィルタ部の構成を示す図である。
【図４】図３（ａ）中矢印Ａ方向から回転フィルタ部付近を視たときのプロセッサの内部構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るプロセッサに備えられるスライドアクチュエータ部の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る回転フィルタ部に備えられる狭帯域観察用フィルタの分光特性例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。本実施形態に係る電子内視鏡システムは、波長域の異なる光で撮像した複数の画像に基づいて被写体の生体情報（例えば酸素飽和度）を定量的に分析して画像化することが可能であり、また、特定の生体構造（例えば血管）を強調する分光画像を生成することが可能なシステムである。
【００１５】
［ヘモグロビンの分光特性及び酸素飽和度の計算原理］
本実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を詳細に説明する前に、ヘモグロビンの分光特性と、本実施形態における酸素飽和度の計算原理について説明する。
【００１６】
図１に、５５０ｎｍ付近のヘモグロビンの吸収スペクトルを示す。ヘモグロビンは、５５０ｎｍ付近にポルフィリンに由来するＱ帯と呼ばれる強い吸収帯を有している。ヘモグロビンの吸収スペクトルは、酸素飽和度（全ヘモグロビンのうち酸素化ヘモグロビンが占める割合）に応じて変化する。図１における実線の波形は、酸素飽和度が１００％の場合の（すなわち、酸素化ヘモグロビンHbOの）吸収スペクトルを示し、長破線の波形は、酸素飽和度が０％の場合の（すなわち、還元ヘモグロビンHbの）吸収スペクトルを示す。また、短破線は、その中間の酸素飽和度（１０、２０、３０、・・・９０％）におけるヘモグロビン（酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの混合物）の吸収スペクトルを示す。
【００１７】
図１に示されるように、Ｑ帯において、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンは互いに異なるピーク波長を有している。具体的には、酸素化ヘモグロビンは、波長５４２ｎｍ付近に吸収ピークＰ１を有しており、波長５７８ｎｍ付近に吸収ピークＰ３を有している。一方、還元ヘモグロビンは、５５８ｎｍ付近に吸収ピークＰ２を有している。図１は、各成分（酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン）の濃度の和が一定となる２成分系の吸収スペクトルであるため、各成分の濃度（すなわち酸素飽和度）によらず吸収が一定となる等吸収点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が現れる。
【００１８】
以下の説明では、等吸収点Ｅ１とＥ２とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ１」と記し、等吸収点Ｅ２とＥ３とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ２」と記し、等吸収点Ｅ３とＥ４とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ３」と記す。また、等吸収点Ｅ１とＥ４とで挟まれた波長領域（すなわち波長域Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を合わせたもの）を「波長域Ｒ０」と記す。
【００１９】
図１に示されるように、隣接する等吸収点間では、酸素飽和度に対して吸収が単調に増加又は減少する。また、隣接する等吸収点間では、ヘモグロビンの吸収は、酸素飽和度に対してほぼ線形的に変化する。
【００２０】
具体的には、波長域Ｒ１、Ｒ３におけるヘモグロビンの吸収ＡＲ１、ＡＲ３は酸素化ヘモグロビンの濃度（酸素飽和度）に対して線形的に単調増加し、波長域Ｒ２におけるヘモグロビンの吸収ＡＲ２は還元ヘモグロビンの濃度（１−酸素飽和度）に対して線形的に単調増加する。従って、次式（１）により定義される指標Ｘは、酸素化ヘモグロビンの濃度（酸素飽和度）に対して線形的に単調増加する。
（式１）
Ｘ＝（ＡＲ１＋ＡＲ３）-ＡＲ２
【００２１】
従って、予め実験的に酸素飽和度と指標Ｘとの定量的な関係を取得すれば、指標Ｘの値から酸素飽和度を計算することができる。
【００２２】
［電子内視鏡システムの構成］
図２は、本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２に示されるように、電子内視鏡システム１は、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。
【００２３】
本実施形態に係るプロセッサ２００は、電子スコープ１００に照射光を供給する光源装置と、電子スコープ１００による撮影画像を処理する信号処理装置を内蔵した構成となっている。別の実施形態では、光源装置と信号処理装置とが別体の装置として構成されてもよい。この場合、光源装置と信号処理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。
【００２４】
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２１２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全体を統括的に制御する。また、システムコントローラ２０２は、操作パネル２１４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２１４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。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。
【００２５】
ランプ２０８は、ランプ電源イグナイタ２０６による始動後、白色光Ｌを射出する。ランプ２０８は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプである。なお、ランプ２０８は、ＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子に置き換えてもよい。半導体発光素子に関しては、他の光源と比較して、低消費電力、発熱量が小さい等の特徴があるため、消費電力や発熱量を抑えつつ明るい画像を取得できるというメリットがある。
【００２６】
ランプ２０８より射出された白色光Ｌは、回転フィルタ部２６０に入射される。図３（ａ）は、回転フィルタ部２６０を集光レンズ２１０側から視た正面図である。図４は、図３（ａ）中矢印Ａ方向から回転フィルタ部２６０付近を視たときのプロセッサ２００の内部構成を示す図である。図２〜図４に示されるように、回転フィルタ部２６０は、フィルタ部として、回転式ターレット２６１を備えている。また、回転フィルタ部２６０は、フィルタ部である回転式ターレット２６１を駆動させるための駆動部として、ＤＣモータ２６２、ドライバ２６３、フォトインタラプタ２６４及びスライドアクチュエータ部２６５を備えている。
【００２７】
回転式ターレット２６１の中心に形成された軸受孔には、ＤＣモータ２６２のモータ軸２６２ａが圧入されている。回転式ターレット２６１は、モータ軸２６２ａにより、その中心軸周りに回転可能に軸支されている。
【００２８】
回転式ターレット２６１は、中心軸周りに位置する第一の円環状領域２６１ａ、第一の円環状領域２６１ａの外側に位置する第二の円環状領域２６１ｂ、第二の円環状領域２６１ｂの外側に位置する第三の円環状領域２６１ｃを有している。図３（ａ）においては、説明の便宜上、第一の円環状領域２６１ａと第二の円環状領域２６１ｂとの境界、及び第二の円環状領域２６１ｂと第三の円環状領域２６１ｃとの境界を、それぞれ一点鎖線で示す。また、図３（ａ）中、紙面と平行で且つ互いに直交する二方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、紙面（Ｘ方向及びＹ方向）と直交する方向をＺ方向とする。
【００２９】
第一の円環状領域２６１ａには、３つの開口部が周方向に並べて形成されている。３つのうちの１つの開口部に第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１が配置され、他の１つの開口部に第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２が配置されている。これにより、第一の円環状領域２６１ａには、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１、スリットＳＬ（光学フィルタが取り付けられていない開口部）、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２が周方向に順に配置されている。
【００３０】
第二の円環状領域２６１ｂには、４つの開口部が周方向に並べて形成されている。４つのうちの２つの開口部に狭帯域観察用フィルタＦｓ３が配置されている。これにより、第二の円環状領域２６１ｂには、狭帯域観察用フィルタＦｓ３、スリットＳＬ、狭帯域観察用フィルタＦｓ３、スリットＳＬが周方向に順に配置されている。
【００３１】
第三の円環状領域２６１ｃには、４つの開口部が周方向に並べて形成されている。４つのうちの２つの開口部に光学フィルタＦｓ４が配置されている。これにより、第三の円環状領域２６１ｃには、光学フィルタＦｓ４、スリットＳＬ、光学フィルタＦｓ４、スリットＳＬが周方向に順に配置されている。光学フィルタＦｓ４は、例えば赤外光観察用フィルタや蛍光観察用フィルタ等である。
【００３２】
各種光学フィルタ及びスリットＳＬは、扇形状を有しており、第一の円環状領域２６１ａ内では１２０°の角度ピッチで配置されており、第二の円環状領域２６１ｂ内及び第三の円環状領域２６１ｃ内では９０°の角度ピッチで配置されている。
【００３３】
第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１は、５５０ｎｍ帯の光を選択的に透過させる光バンドパスフィルタである。図１に示されるように、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１は、等吸収点Ｅ１からＥ４までの波長域（すなわち、波長域Ｒ０）の光を低損失で透過させ、それ以外の波長領域の光を遮蔽する分光特性を持つ。第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２は、等吸収点Ｅ２からＥ３までの波長域（すなわち、波長域Ｒ２）の光を低損失で透過させ、それ以外の波長領域の光を遮蔽する分光特性を持つ。
【００３４】
図６（ａ）、図６（ｂ）のそれぞれに、狭帯域観察用フィルタＦｓ３の分光特性を例示する。図６（ａ）、図６（ｂ）の各図中、縦軸は、正規化された透過率を示し、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示す。図６（ａ）、図６（ｂ）の各図に示されるように、狭帯域観察用フィルタＦｓ３は、ヘモグロビンに対する吸収特性の高い波長域（４２０ｎｍ付近や５５０ｎｍ付近の波長域）にピークを持つ半値幅の狭い透過特性を持つ。４２０ｎｍ付近の波長域の光は表層付近の血管構造を観察するのに適しており、５５０ｎｍ付近の波長域の光は深層の血管構造を観察するのに適している。
【００３５】
回転フィルタ部２６０が有する各光学フィルタは、例えば、ガラス基板に誘電体多層膜等の光学薄膜を形成したものとなっている。そのため、回転式ターレット２６１の開口部に光学フィルタを圧入する構成を採用すると、光学フィルタに高精度な加工寸法が要求される（言い換えると、コスト面で不利である）と共に、光学フィルタの圧入時等に光学フィルタに割れや傷が生じやすいという問題が指摘される。
【００３６】
そこで、回転フィルタ部２６０は、次のように構成されている。具体的には、回転フィルタ２６０が有する回転式ターレット２６１には、図３（ｂ）に示されるように、各光学フィルタを保持する保持体２６１１が取り付けられている。図３（ｂ）に、保持体２６１１を回転式ターレット２６１に取り付けた状態の側面図を示し、図３（ｃ）に、各光学フィルタを保持した状態の保持体２６１１の正面図を示す。なお、図４においては、便宜上、保持体２６１１の図示を省略している。
【００３７】
保持体２６１１は、円を中心として一対の扇が対向配置された形状を有している。保持体２６１１には、複数の開口部が形成されている。
【００３８】
保持体２６１１の中央部（円部分）には、支持面２６１１Ａが形成されている。保持体２６１１の中央部の支持面２６１１Ａには、３つの開口部２６１１ａ〜２６１１ｃが形成されている。開口部２６１１ａ〜２６１１ｃの周囲には、支持面２６１１Ａから複数のボス２６１１Ｂ及びリブ２６１１Ｃが立設されている。
【００３９】
保持体２６１１の中央部（円部分）において、支持面２６１１Ａ上には、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２が配置されており、それぞれ、開口部２６１１ａ、２６１１ｃを塞いでいる。これにより、第一の円環状領域２６１ａにおいて、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１、スリットＳＬ、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２が周方向に順に配置されることとなる。
【００４０】
保持体２６１１の各端部（各扇部分）にも、支持面２６１１Ａが形成されている。保持体２６１１の各端部の支持面２６１１Ａには、２つの開口部２６１１ｄ〜２６１１ｅが形成されている。開口部２６１１ｄ〜２６１１ｅの周囲にも、支持面２６１１Ａから複数のボス２６１１Ｂ及びリブ２６１１Ｃが立設されている。
【００４１】
保持体２６１１の各端部（各扇部分）において、支持面２６１１Ａ上には、狭帯域観察用フィルタＦｓ３、光学フィルタＦｓ４が配置されており、それぞれ、開口部２６１１ｄ、２６１１ｅを塞いでいる。これにより、第二の円環状領域２６１ｂにおいて、狭帯域観察用フィルタＦｓ３、スリットＳＬ、狭帯域観察用フィルタＦｓ３、スリットＳＬが周方向に順に配置されることとなる。また、第三の円環状領域２６１ｃにおいて、光学フィルタＦｓ４、スリットＳＬ、光学フィルタＦｓ４、スリットＳＬが周方向に順に配置されることとなる。
【００４２】
第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２、狭帯域観察用フィルタＦｓ３及び光学フィルタＦｓ４の各光学フィルタが支持面２６１１Ａ上に載置されると、保持体２６１１の爪部２６１１Ｄが回転式ターレット２６１に係合され、更に、ねじ孔２６１１Ｅを用いて保持体２６１１が回転式ターレット２６１にねじ止めされる。これにより、各光学フィルタは、支持面２６１１Ａ、ボス２６１１Ｂ、リブ２６１１Ｃ及び支持面２６１１Ａと対向する回転式ターレット２６１の面（以下、「対向支持面２６１Ａ」と記す。）によって規定されるスペース（以下、説明の便宜上「収容保持スペース」と記す。）内に収容され保持される。
【００４３】
収容保持スペース内における各光学フィルタのＸＹ方向の動きは、ボス２６１１Ｂ及びリブ２６１１Ｃによって規制される。また、収容保持スペース内における各光学フィルタのＺ方向の動きは、支持面２６１１Ａ及び対向支持面２６１Ａによって規制される。すなわち、各光学フィルタは、対応する開口部に入射される白色光Ｌの中から必要な波長の光だけを透過させるため、当該開口部を塞ぐ位置で固定されている。
【００４４】
なお、各光学フィルタは、対応する開口部に対して寸法が大きい。そのため、光学フィルタは、収容保持スペース内で多少ガタつく場合であっても開口部を漏れ無く塞いでいる。すなわち、白色光Ｌは、各光学フィルタが収容保持スペース内において緩やかに保持されている場合であっても、当該光学フィルタによって必要な波長の光に確実にフィルタリングされる。
【００４５】
このように、本実施形態では、各光学フィルタは、開口部への圧入ではなく、支持面２６１１Ａ、ボス２６１１Ｂ、リブ２６１１Ｃ及び対向支持面２６１Ａによって規定される収容保持スペース内に収容され保持されている。そのため、圧入の際に光学フィルタが損傷するという問題がそもそも発生しない。また、回転式ターレット２６１等の部材から各光学フィルタに負荷が伝わり難い。従って、この種の負荷によって光学フィルタが損傷する問題が実質的に無くなる。また、各光学フィルタの寸法を収容保持スペースの大きさに対して高精度に決める必要が無い。すなわち、光学フィルタに高い加工精度が要求されないため、光学フィルタの加工コストが抑えられる。
【００４６】
例えば保持体２６１１が金属製部品である場合を考える。この場合、例えば組立時に光学フィルタが保持体２６１１のエッジ部分等に接触すると、光学フィルタが損傷しやすいという問題が指摘される。そこで、本実施形態では、保持体２６１１は樹脂製部品となっている。そのため、組立時に光学フィルタが保持体２６１１のエッジ部分等に接触した場合であっても、光学フィルタが損傷し難い。
【００４７】
図５は、スライドアクチュエータ部２６５の概略構成を示す図である。図５に示されるように、スライドアクチュエータ部２６５は周知の構成を有したものであり、回転式ターレット２６１を白色光Ｌの光路（図５では紙面に対して垂直な方向）と直交する方向（図３のＹ方向と同じであり、以下、説明の便宜上「光路直交方向」と記す。）にスライドさせることができる。
【００４８】
スライドアクチュエータ部２６５は、光路直交方向に延びるガイドレール２６５ａを有している。ガイドレール２６５ａには、支持フレーム２６５ｂがガイドレール２６５ａの軸線方向（光路直交方向）にスライド可能に保持されている。支持フレーム２６５ｂにはＤＣモータ２６２が保持されている。ＤＣモータ２６２は、モータ軸２６２ａが回転式ターレット２６１の中心を貫通する軸受孔に圧入されている。
【００４９】
スライドアクチュエータ部２６５は、術者による操作パネル２１４の操作に従って駆動するステッピングモータ２６５ｃを有している。ステッピングモータ２６５ｃのモータ軸には、両端が支持ブラケット２６５ｄにより回転可能に支持されたリードスクリュ２６５ｅが連結している。リードスクリュ２６５ｅには、リードナット２６５ｆがリードスクリュ２６５ｅの回転に伴ってリードスクリュ２６５ｅの軸線方向（ガイドレール２６５ａの軸線方向と平行な方向であって、光路直交方向）に進退可能に保持されている。リードナット２６５ｆと支持フレーム２６５ｂは、アーム２６５ｇを介して連結されている。
【００５０】
ステッピングモータ２６５ｃが術者の操作に従って駆動すると、リードスクリュ２６５ｅが回転し、リードナット２６５ｆがリードスクリュ２６５ｅの回転に応じて光路直交方向（リードスクリュ２６５ｅの軸線方向）に進退する。アーム２６５ｇを介してリードナット２６５ｆと連結された支持フレーム２６５ｂは、リードナット２６５ｆと共に光路直交方向（ガイドレール２６５ａの軸線方向）にスライドする。これにより、支持フレーム２６５ｂに保持されたＤＣモータ２６２及びＤＣモータ２６２のモータ軸２６２ａに軸支された回転式ターレット２６１が光路直交方向に移動する。
【００５１】
スライドアクチュエータ部２６５が回転式ターレット２６１を光路直交方向に移動させると、ランプ２０８（白色光Ｌの光路）に対する回転式ターレット２６１の位置がシフトして、第一の円環状領域２６１ａ、第二の円環状領域２６１ｂ、第三の円環状領域２６１ｃの何れか１つの領域が白色光Ｌの光路に配置される。
【００５２】
ドライバ２６３は、システムコントローラ２０２による制御下でＤＣモータ２６２を駆動する。ＤＣモータ２６２は、ドライバ２６３より駆動電流が供給されると、回転式ターレット２６１をモータ軸２６２ａ中心に一定速度で回転させる。
【００５３】
回転式ターレット２６１の第一の円環状領域２６１ａが白色光Ｌの光路に配置されている場合を考える。以下、第一の円環状領域２６１ａが白色光Ｌの光路に配置されている状態を「酸素飽和度分布画像撮像状態」と記す。
【００５４】
酸素飽和度分布画像撮像状態では、ドライバ２６３は、回転式ターレット２６１の第一の円環状領域２６１ａに配置される光学フィルタが３つであることから、回転式ターレット２６１を３フレーム期間で一回転する速度で回転させる。これにより、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１、スリットＳＬ、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２が撮像周期（フレーム周期）と同期したタイミングで白色光Ｌの光路に順次挿入される。そのため、ランプ２０８より入射された白色光Ｌから、スペクトルの異なる照射光がフレーム周期と同期したタイミングで順次取り出される。なお、各光学フィルタによる照射光の取り出し期間は、遮光領域２６１Ｂ（後述）による遮光期間によって区切られている。
【００５５】
ここで、説明の便宜上、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１透過後の照射光を「第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１」と記し、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２透過後の照射光を「第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２」と記し、狭帯域観察用フィルタＦｓ３透過後の照射光を「狭帯域観察光Ｌｓ３」と記し、光学フィルタＦｓ４透過後の照射光を「特殊観察光Ｌｓ４」と記し、スリットＳＬ通過後の白色光Ｌを「通常光Ｌｎ」と記す。
【００５６】
回転式ターレット２６１は、回転動作中、循環的に、第一の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ１より第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１を取り出し、スリットＳＬより通常光Ｌｎを取り出し、第二の酸素飽和度観察用フィルタＦｓ２より第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２を取り出す。回転式ターレット２６１の回転位置や回転の位相は、回転式ターレット２６１の外周付近に形成された開口（不図示）をフォトインタラプタ２６４によって検出することにより制御される。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。
【００５７】
回転式ターレット２６１の第二の円環状領域２６１ｂが白色光Ｌの光路に配置されている場合を考える。以下、第二の円環状領域２６１ｂが白色光Ｌの光路に配置されている状態を「狭帯域観察画像撮像状態」と記す。
【００５８】
狭帯域観察画像撮像状態では、ドライバ２６３は、回転式ターレット２６１の第二の円環状領域２６１ｂに配置される光学フィルタ及びスリットが合計で４つであることから、回転式ターレット２６１を４フレーム期間で一回転する速度で回転させる。これにより、スリットＳＬと狭帯域観察用フィルタＦｓ３とが撮像周期（フレーム周期）と同期したタイミングで白色光Ｌの光路に交互に挿入される。そのため、ランプ２０８より入射された白色光Ｌから、通常光Ｌｎと狭帯域観察光Ｌｓ３とがフレーム周期と同期したタイミングで交互に取り出される。
【００５９】
回転式ターレット２６１の第三の円環状領域２６１ｃが白色光Ｌの光路に配置されている場合を考える。以下、第三の円環状領域２６１ｃが白色光Ｌの光路に配置されている状態を「特殊観察画像撮像状態」と記す。
【００６０】
特殊観察画像撮像状態では、ドライバ２６３は、回転式ターレット２６１の第三の円環状領域２６１ｃに配置される光学フィルタ及びスリットが合計で４つであることから、回転式ターレット２６１を４フレーム期間で一回転する速度で回転させる。これにより、スリットＳＬと光学フィルタＦｓ４とが撮像周期（フレーム周期）と同期したタイミングで白色光Ｌの光路に交互に挿入される。そのため、ランプ２０８より入射された白色光Ｌから、通常光Ｌｎと特殊観察光Ｌｓ４とがフレーム周期と同期したタイミングで交互に取り出される。
【００６１】
回転フィルタ部２６０より取り出された照射光（第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１、第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２、狭帯域観察光Ｌｓ３、特殊観察光Ｌｓ４、通常光Ｌｎ）は、集光レンズ２１０によって集光されながら羽根絞り（不図示）を介して適正な光量に制限されて、ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０２の入射端面に集光されてＬＣＢ１０２内に入射される。
【００６２】
回転式ターレット２６１は、各光学フィルタ（開口部）間の領域（図３（ａ）中、点線で示される領域であり、以下、説明の便宜上「遮光領域２６１Ｂ」と記す。）が白色光Ｌの光路に挿入されているとき、白色光Ｌを遮蔽する。回転式ターレット２６１の回転動作中に白色光Ｌを実質完全に遮蔽する期間を発生させるため、遮光領域２６１Ｂは、図３（ａ）に示されるように、白色光Ｌの光束直径よりも大きくなっている。
【００６３】
ＬＣＢ１０２内に入射された照射光（第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１、第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２、狭帯域観察光Ｌｓ３、特殊観察光Ｌｓ４、通常光Ｌｎ）は、ＬＣＢ１０２内を伝播して電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１０２の射出端面より射出され、配光レンズ１０４を介して被写体に照射される。
【００６４】
具体的には、酸素飽和度分布画像撮像状態では、被写体は、第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１、通常光Ｌｎ、第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２により順次照射される。また、狭帯域観察画像撮像状態では、被写体は、通常光Ｌｎと狭帯域観察光Ｌｓ３とにより交互に照射される。また、特殊観察画像撮像状態では、被写体は、通常光Ｌｎと特殊観察光Ｌｓ４とにより交互に照射される。照射光に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。
【００６５】
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。
【００６６】
回転フィルタ部２６０による各照射光の切り換えのタイミングは、固体撮像素子１０８における撮像期間（フレーム期間）の切り換えのタイミングと同期している。従って、酸素飽和度分布画像撮像状態では、固体撮像素子１０８は、１フレーム期間中、第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１を受光して第一の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ１を生成して出力し、続く１フレーム期間中、通常光Ｌｎを受光して通常観察用画像信号Ｓｎを生成して出力し、続く１フレーム期間中、第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２を受光して第二の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ２を生成して出力する。すなわち、固体撮像素子１０８により、第一の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ１、通常観察用画像信号Ｓｎ、第二の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ２が順次生成されて出力される。また、狭帯域観察画像撮像状態では、固体撮像素子１０８は、１フレーム期間中、通常光Ｌｎを受光して通常観察用画像信号Ｓｎを生成して出力し、続く１フレーム期間中、狭帯域観察光Ｌｓ３を受光して狭帯域観察用画像信号Ｓｓ３を生成して出力する。すなわち、固体撮像素子１０８により、通常観察用画像信号Ｓｎと狭帯域観察用画像信号Ｓｓ３とが１フレーム周期で交互に生成されて出力される。また、特殊観察画像撮像状態では、固体撮像素子１０８は、１フレーム期間中、通常光Ｌｎを受光して通常観察用画像信号Ｓｎを生成して出力し、続く１フレーム期間中、特殊観察光Ｌｓ４を受光して特殊観察用画像信号Ｓｓ４を生成して出力する。すなわち、固体撮像素子１０８により、通常観察用画像信号Ｓｎと特殊観察用画像信号Ｓｓ４とが１フレーム周期で交互に生成されて出力される。
【００６７】
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。酸素飽和度分布画像撮像状態では、固体撮像素子１０８からドライバ信号処理回路１１０に画像信号Ｓｓ１、Ｓｎ、Ｓｓ２がフレーム周期で順次入力される。狭帯域観察画像撮像状態では、固体撮像素子１０８からドライバ信号処理回路１１０に画像信号ＳｎとＳｓ３とがフレーム周期で交互に入力される。特殊観察画像撮像状態では、固体撮像素子１０８からドライバ信号処理回路１１０に画像信号ＳｎとＳｓ４とがフレーム周期で交互に入力される。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２２０に出力する。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
酸素飽和度分布画像撮像状態では、ドライバ信号処理回路１１０から前段信号処理回路２２０に画像信号Ｓｓ１、Ｓｎ、Ｓｓ２がフレーム周期で順次入力される。狭帯域観察画像撮像状態では、ドライバ信号処理回路１１０から前段信号処理回路２２０に画像信号ＳｎとＳｓ３とがフレーム周期で交互に入力される。特殊観察画像撮像状態では、ドライバ信号処理回路１１０から前段信号処理回路２２０に画像信号ＳｎとＳｓ４とがフレーム周期で交互に入力される。前段信号処理回路２２０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所定の信号処理を施してフレームメモリ２３０に出力する。
【００７２】
フレームメモリ２３０は、３つのフレームメモリ（第一のフレームメモリ２３０ｍＡ、第二のフレームメモリ２３０ｍＢ、第三のフレームメモリ２３０ｍＣ）を有している。各フレームメモリには、前段信号処理回路２２０より入力される画像信号が書き込まれる（上書きされる）。
【００７３】
具体的には、酸素飽和度分布画像撮像状態では、第一のフレームメモリ２３０ｍＡ、第二のフレームメモリ２３０ｍＢ、第三のフレームメモリ２３０ｍＣのそれぞれに、第一の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ１、第二の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ２、通常観察用画像信号Ｓｎが書き込まれる。また、狭帯域観察画像撮像状態では、第一のフレームメモリ２３０ｍＡ、第三のフレームメモリ２３０ｍＣのそれぞれに、狭帯域観察用画像信号Ｓｓ３、通常観察用画像信号Ｓｎが書き込まれる。また、特殊観察画像撮像状態では、第一のフレームメモリ２３０ｍＡ、第三のフレームメモリ２３０ｍＣのそれぞれに、特殊観察用画像信号Ｓｓ４、通常観察用画像信号Ｓｎが書き込まれる。フレームメモリ２３０は、各フレームメモリの画像信号をタイミングコントローラ２０４からのクロックパルスに同期させて後段信号処理回路２４０に順次出力する。
【００７４】
酸素飽和度分布画像撮像状態では、後段信号処理回路２４０は、上記式（１）を用いて、フレームメモリ２３０より入力される第一の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ１及び第二の酸素飽和度観察用画像信号Ｓｓ２から指標Ｘを計算する。
【００７５】
後段信号処理回路２４０が備える不揮発性メモリ（不図示）には、予め実験的に取得されたヘモグロビンの酸素飽和度と指標Ｘの値との定量的関係を示す数値表が記憶されている。後段信号処理回路２４０は、この数値表を参照して、上記式（１）を用いて算出された指標Ｘの値に対応する酸素飽和度ＳａｔＯ２（ｘ，ｙ）を取得する。後段信号処理回路２４０は、取得された酸素飽和度ＳａｔＯ２（ｘ，ｙ）に所定の定数を乗じた値を各画素（ｘ，ｙ）の画素値とする画像データ（酸素飽和度分布画像データ）を生成する。
【００７６】
また、後段信号処理回路２４０は、フレームメモリ２３０より入力される通常観察用画像信号Ｓｎを用いて通常観察用画像データを生成する。
【００７７】
後段信号処理回路２４０は、酸素飽和度分布画像データ及び通常観察用画像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、酸素飽和度分布画像や通常観察画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
【００７８】
また、狭帯域観察画像撮像状態では、後段信号処理回路２４０は、フレームメモリ２３０より入力される狭帯域観察用画像信号Ｓｓ３を用いて狭帯域観察用画像データを生成すると共に、フレームメモリ２３０より入力される通常観察用画像信号Ｓｎを用いて通常観察用画像データを生成する。
【００７９】
また、特殊観察画像撮像状態では、後段信号処理回路２４０は、フレームメモリ２３０より入力される特殊観察用画像信号Ｓｓ４を用いて特殊観察用画像データを生成すると共に、フレームメモリ２３０より入力される通常観察用画像信号Ｓｎを用いて通常観察用画像データを生成する。
【００８０】
術者は、操作パネル２１４を操作することにより、観察画像の表示形態を設定することができる。観察画像の表示形態としては、例えば、同一サイズの酸素飽和度分布画像と通常観察画像（又は狭帯域観察画像と通常観察画像若しくは特殊観察画像と通常観察画像）とを並べて一画面に表示させる形態、一方の画像を親画面表示し、他方の画像を子画面表示する形態、術者の操作に従って選択された一方の画像を全画面表示させる形態、通常観察画像に酸素飽和度分布画像（又は狭帯域観察画像若しくは特殊観察画像）をオーバレイ表示させる形態がある。また、表示画面には、操作パネル２１４によって入力された内視鏡観察に関する情報（例えば、術者名、患者名、観察日時、観察に使用した照射光の種別等）をスーパーインポーズ表示させることができる。
【００８１】
本実施形態によれば、複数種類の分光画像を撮影するための複数種類の光学フィルタの全てが単一の回転式ターレット２６１に配置されている。そのため、ターレットの数が一つに抑えられると共にターレット用の退避機構が不要となる。これにより、光源装置（プロセッサ２００）の大型化が抑えられると共に製造コストも抑えられる。また、複数の回転式ターレットを独立に制御する構成と比べて、コントローラ（システムコントローラ２０２）の処理負荷が抑えられる。
【００８２】
また、回転式ターレット２６１の回転周期が酸素飽和度分布画像撮像状態と、狭帯域観察画像撮像状態及び特殊観察画像撮像状態とで切替制御される。これにより、酸素飽和度分布画像撮像状態において、第一の酸素飽和度観察光Ｌｓ１、通常光Ｌｎ、第二の酸素飽和度観察光Ｌｓ２が撮像周期と同期したタイミングで被写体に順次照射されつつ、狭帯域観察画像撮像状態においても、通常光Ｌｎ、狭帯域観察光Ｌｓ３が撮像周期と同期したタイミングで被写体に順次照射され、また、特殊観察画像撮像状態においても、通常光Ｌｎ、特殊観察光Ｌｓ４が撮像周期と同期したタイミングで被写体に順次照射される。そのため、酸素飽和度分布画像撮像状態において適正な酸素飽和度分布画像や通常観察画像が得られると共に、狭帯域観察画像撮像状態や特殊観察画像撮像状態においても適正な通常観察画像や狭帯域観察画像、特殊観察画像が得られる。
【００８３】
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願の実施形態に含まれる。
【００８４】
上記の実施形態では、回転フィルタ２６０部がランプ２０８側に設けられ、白色光Ｌに対してフィルタリングを行う構成が採用されているが、本発明はこの構成に限らない。例えば、回転フィルタ部２６０が固体撮像素子１０８側に設けられ、被写体からの戻り光に対してフィルタリングを行う構成が採用されてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  電子内視鏡システム
１００  電子スコープ
１０２  ＬＣＢ
１０４  配光レンズ
１０６  対物レンズ
１０８  固体撮像素子
１１０  ドライバ信号処理回路
１１２  メモリ
２００  プロセッサ
２０２  システムコントローラ
２０４  タイミングコントローラ
２０６  ランプ電源イグナイタ
２０８  ランプ
２１０  集光レンズ
２１２  メモリ
２１４  操作パネル
２２０  前段信号処理回路
２３０  フレームメモリ
２３０ｍＡ  第一のフレームメモリ
２３０ｍＢ  第二のフレームメモリ
２３０ｍＣ  第三のフレームメモリ
２４０  後段信号処理回路
２６０  回転フィルタ部
２６１  回転式ターレット
２６１Ａ  対向支持面
２６１Ｂ  遮光領域
２６１ａ  第一の円環状領域
２６１ｂ  第二の円環状領域
２６１ｃ  第三の円環状領域
Ｆｓ１、Ｆｓ２  酸素飽和度観察用フィルタ
Ｆｓ３  狭帯域観察用フィルタ
Ｆｓ４  光学フィルタ
ＳＬ  スリット
２６２  ＤＣモータ
２６３  ドライバ
２６４  フォトインタラプタ
２６５  スライドアクチュエータ部
２６１１  保持体
２６１１Ａ  支持面
２６１１Ｂ  ボス
２６１１Ｃ  リブ
２６１１Ｄ  爪部
２６１１Ｅ  ねじ孔
２６１１ａ〜２６１１ｅ  開口部
【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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