(57)【要約】      （修正有）【課題】生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる内視鏡装置を提供する。【解決手段】生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系６０１を有する挿入部６１と、挿入部６１の先端または該先端より先に設けられ、生体との接触を圧力により検出する圧力検出部６０３と、圧力検出部６０３の検出結果をもとに、撮像光学系６０１を介した生体の内部の像を撮像する撮像部６０２と、を備えた。【選択図】図２
2015157053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系を有する挿入部と、
前記挿入部の前記先端または該先端より先に設けられ、前記生体との接触を圧力により検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部の検出結果をもとに、前記撮像光学系を介した前記生体の内部の像を撮像する撮像部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて計測される圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記圧力検出部は、複数の圧力センサを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記複数の圧力センサの検出結果に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記姿勢が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
を備え、
前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記撮像部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される各圧力値が、所定の値である場合に撮像する
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値に基づいて、前記生体に対する前記先端の姿勢を評価する姿勢評価値を演算する演算部と、
前記演算部によって演算された前記姿勢評価値が、所定の姿勢であるか否かを判定する姿勢判定部と、
を備え、
前記撮像部は、前記姿勢判定部によって前記先端が所定の姿勢をとると判定された場合に撮像する
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、二つの圧力センサ間の距離とを座標成分とする二次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶ線分の傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記圧力検出部は、同一平面上に設けられる三つ以上の圧力センサを有し、
前記演算部は、各圧力センサの検出結果に基づいて計測される圧力値と、各圧力センサの平面上の位置とを座標成分とする三次元の直交座標系にプロットした各点を結ぶことにより形成される三次元平面の、各圧力センサの位置を座標成分とする二次元平面に対する傾きを前記姿勢評価値として演算する
ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記撮像光学系は、共焦点光学系を構成する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
１つのパルスの幅がフェムト秒以下のパルスレーザ光を出射する超短パルスレーザ光源部を備えた
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つ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、生体内に導入され、該生体の情報を取得する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡装置は、患者等の被検体の体腔内に、複数の画素を有する撮像素子が先端に設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入することによって、被検体を切開しなくても体腔内の体内画像を取得できるため、被検体への負担が少なく、普及が進んでいる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１が開示する内視鏡装置は、先端部が細径化された段付き形状をなし、該段付き形状の段部に接触検出手段を有する挿入部を備えている。特許文献１が開示する内視鏡装置では、挿入部の先端が体腔内の大径孔から小径孔に移動する際、接触検出手段が大径孔と小径孔とがなす段部との接触を検出して、該検出により挿入部が大径孔から小径孔に到達したことを判断し、該判断をもとに撮像処理などが行われる。
【０００４】
内視鏡装置の観察方式として、生体の表層（例えば、臓器の表面）に内視鏡の先端面を当接させて体内画像を取得するものがある。この内視鏡装置では、例えば、腺管に先端面を当接させて、臓器の表面の画像を取得する。この観察方式では、少なくとも先端面が腺管と接触した状態で撮像することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９７４２８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が開示する内視鏡装置は、接触検出手段が段付き形状の段部に設けられており、先端面が生体の表層と接触しているか否かを判断することができない。このため、生体の表層と接触した状態の体内画像を取得することができない場合があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡装置は、生体の内部に挿入され、先端に撮像光学系を有する挿入部と、前記挿入部の前記先端または該先端より先に設けられ、前記生体との接触を圧力により検出する圧力検出部と、前記圧力検出部の検出結果をもとに、前記撮像光学系を介した前記生体の内部の像を撮像する撮像部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得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】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる表層観察用内視鏡の先端の構成の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる表層観察用内視鏡の先端の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、図６の矢視Ａ方向の平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システムが行う画像取得処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システムが行う画像取得処理に用いる姿勢推定テーブルの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡システムが行う表層観察処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態４の変形例にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態４の変形例にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態５にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態５の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態５の変形例にかかる二光子励起蛍光観察を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システム１の概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１にかかる内視鏡システム１の概略構成を示す模式図である。図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体の体腔内に挿入部２１を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して電気信号を生成するライブ観察用内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源部３と、内視鏡が取得した電気信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御するプロセッサ部４と、プロセッサ部４が画像処理を施した体内画像を表示する表示部５と、ライブ観察用内視鏡２内に挿入され、観察部位（生体の表層）と接触した状態で該観察部位の体内画像を撮像して電気信号を生成する表層観察用内視鏡６と、表層観察用内視鏡６全体の動作を制御する表層観察制御部７と、を備える。内視鏡システム１は、患者等の被検体の体腔内に、挿入部２１を挿入して体腔内の体内画像を取得する。医師等の使用者は、取得した体内画像の観察を行うことによって、検出対象部位である出血部位や腫瘍部位の有無を検査する。なお、表層観察用内視鏡６および表層観察制御部７が、表層観察用の内視鏡装置を構成する。
【００１３】
ライブ観察用内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、光源部３およびプロセッサ部４に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。
【００１４】
挿入部２１は、光を受光する画素(フォトダイオード)が格子（マトリックス）状に配列され、当該画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより画像信号を生成する撮像素子２０２を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。
【００１５】
操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、表層観察用内視鏡６や、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、光源部３に照明光の出射動作などを行わせるための指示信号、処置具や、プロセッサ部４と接続する外部機器の操作指示信号、送水を行うための送水指示信号、および吸引を行うための吸引指示信号などを入力する複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される表層観察用内視鏡６や処置具は、先端部２４の先端に設けられる処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。
【００１６】
ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２０３と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブルと、を少なくとも内蔵している。集合ケーブルは、ライブ観察用内視鏡２および光源部３とプロセッサ部４との間で信号を送受信する信号線であって、設定データを送受信するための信号線、画像信号を送受信するための信号線、撮像素子２０２を駆動するための駆動用のタイミング信号を送受信するための信号線などを含む。
【００１７】
また、ライブ観察用内視鏡２は、撮像光学系２０１、撮像素子２０２、ライトガイド２０３、照明用レンズ２０４、Ａ／Ｄ変換部２０５および撮像情報記憶部２０６を備える。
【００１８】
撮像光学系２０１は、先端部２４に設けられ、少なくとも観察部位からの光を集光する。撮像光学系２０１は、一または複数のレンズを用いて構成される。なお、撮像光学系２０１には、画角を変化させる光学ズーム機構および焦点を変化させるフォーカス機構が設けられていてもよい。
【００１９】
撮像素子２０２は、撮像光学系２０１の光軸に対して垂直に設けられ、撮像光学系２０１によって結ばれた光の像を光電変換して電気信号(画像信号)を生成する。撮像素子２０２は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ等を用いて実現される。
【００２０】
撮像素子２０２は、撮像光学系２０１からの光を受光する複数の画素が、格子（マトリックス）状に配列されている。そして、撮像素子２０２は、それぞれの画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより電気信号（画像信号等とも呼ばれる）を生成する。この電気信号には、各画素の画素値（輝度値）や画素の位置情報などが含まれる。
【００２１】
ライトガイド２０３は、グラスファイバ等を用いて構成され、光源部３が出射した光の導光路をなす。
【００２２】
照明用レンズ２０４は、ライトガイド２０３の先端に設けられ、ライトガイド２０３により導光された光を拡散して先端部２４の外部に出射する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部２０５は、撮像素子２０２が生成した電気信号をＡ／Ｄ変換し、該変換した電気信号をプロセッサ部４に出力する。
【００２４】
撮像情報記憶部２０６は、ライブ観察用内視鏡２を動作させるための各種プログラム、ライブ観察用内視鏡２の動作に必要な各種パラメータおよび当該ライブ観察用内視鏡２の識別情報等を含むデータを記憶する。
【００２５】
つぎに、光源部３の構成について説明する。光源部３は、照明部３１および照明制御部３２を備える。
【００２６】
照明部３１は、照明制御部３２の制御のもと、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を切り替えて出射する。照明部３１は、光源３１ａ、光源ドライバ３１ｂおよび集光レンズ３１ｃを有する。
【００２７】
光源３１ａは、照明制御部３２の制御のもと、白色照明光を出射する。光源３１ａが発した白色照明光は、集光レンズ３１ｃおよびライトガイド２０３を経由して先端部２４から外部に出射される。光源３１ａは、白色ＬＥＤや、キセノンランプなどの白色光を発する光源を用いて実現される。
【００２８】
光源ドライバ３１ｂは、照明制御部３２の制御のもと、光源３１ａに対して電流を供給することにより、光源３１ａに白色照明光を出射させる。
【００２９】
集光レンズ３１ｃは、光源３１ａが出射した白色照明光を集光して、光源部３の外部（ライトガイド２０３）に出射する。
【００３０】
照明制御部３２は、光源ドライバ３１ｂを制御して光源３１ａをオンオフ動作させることによって、照明部３１により出射される照明光を制御する。
【００３１】
次に、プロセッサ部４の構成について説明する。プロセッサ部４は、画像処理部４１、入力部４２、記憶部４３および統括制御部４４を備える。
【００３２】
画像処理部４１は、ライブ観察用内視鏡２（Ａ／Ｄ変換部２０５）または表層観察制御部７（信号処理部７２）から出力される電気信号をもとに所定の画像処理を実行して、表示部５が表示する画像情報を生成する。
【００３３】
入力部４２は、プロセッサ部４に対するユーザからの入力等を行うためのインターフェースであり、電源のオン／オフを行うための電源スイッチ、撮影モードやその他各種のモードを切り替えるためのモード切替ボタン、光源部３の照明光を切り替えるための照明光切替ボタンなどを含んで構成されている。
【００３４】
記憶部４３は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。記憶部４３は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。
【００３５】
統括制御部４４は、ＣＰＵ等を用いて構成され、内視鏡システム１の各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。統括制御部４４は、記憶部４３に記録されている撮像制御のための設定データ（例えば、読み出し対象の画素など）や、撮像タイミングにかかるタイミング信号等を、所定の信号線を介してライブ観察用内視鏡２や表層観察制御部７へ送信する。
【００３６】
次に、表示部５について説明する。表示部５は、映像ケーブルを介してプロセッサ部４が生成した表示画像信号を受信して該表示画像信号に対応する体内画像を表示する。表示部５は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）を用いて構成される。
【００３７】
つぎに、表層観察用内視鏡６の構成について説明する。表層観察用内視鏡６は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部６１を備える。挿入部６１は、基端側で表層観察制御部７と接続するとともに、先端側が処置具挿入部２２２に挿入されて、該先端が先端部２４から延出する。表層観察用内視鏡６は、生体の表層（例えば、臓器の表面）に内視鏡の先端面を当接させて体内画像（以下、表層画像ともいう）を取得する。表層観察用内視鏡６は、例えば、腺管に先端面を当接させて、臓器の表面の画像を取得する。ライブ観察用内視鏡２が体腔内を全体的に撮像した体内画像を取得するのに対し、表層観察用内視鏡６は、臓器の表面における表層（または表層の深部１０００μｍまで）の画像である表層画像を取得する。
【００３８】
図３は、本実施の形態１にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。挿入部６１は、撮像光学系６０１、撮像素子６０２（撮像部）および圧力センサ６０３（圧力検出部）を備える。
【００３９】
撮像光学系６０１は、挿入部６１の先端に設けられ、少なくとも観察部位からの光を集光する。撮像光学系６０１は、一または複数のレンズ（例えば、挿入部６１の先端面に設けられるレンズ６０１ａ）などを用いて構成される。
【００４０】
撮像素子６０２は、撮像光学系６０１の光軸に対して垂直に設けられ、撮像光学系６０１によって結ばれた光の像を光電変換して電気信号(画像信号)を生成する。撮像素子６０２は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等を用いて実現される。
【００４１】
圧力センサ６０３は、挿入部６１の先端面（生体の表層と接触する面）に設けられ、荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部７（計測部７１）に検出結果として出力する。圧力センサ６０３は、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
【００４２】
図３に示すように、圧力センサ６０３は、レンズ６０１ａの周囲に設けられる。このため、圧力センサ６０３が撮像光学系６０１（撮像素子６０２）の画角に含まれることなく、撮像素子６０２による撮像を行うことができる。なお、挿入部６１の先端面の径は、隣り合う二つの腺管の距離より大きくなるように設計される。このため、挿入部６１の先端面は、少なくとも二つの腺管と接触し、該接触部分には圧力センサ６０３も含まれる。
【００４３】
表層観察制御部７は、ＣＰＵ等を用いて構成され、表層観察用内視鏡６の各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部７は、計測部７１および信号処理部７２を有する。
【００４４】
計測部７１は、圧力センサ６０３から出力された電気信号に基づいて、挿入部６１の先端面に加わった圧力値を計測する。
【００４５】
信号処理部７２は、撮像素子６０２からの電気信号をもとに所定の信号処理を実行して、該信号処理後の電気信号をプロセッサ部４（画像処理部４１）に出力する。
【００４６】
表層観察制御部７は、計測部７１からの圧力値の出力に応じて、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う。
【００４７】
図４は、本実施の形態１にかかる内視鏡システム１が行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部４４は、撮像素子２０２が生成した画像信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ１０１）。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内に挿入部２１を挿入し、挿入部２１の先端部２４（撮像光学系２０１）を所望の位置まで移動させる。
【００４８】
その後、使用者は、所望の撮像位置に挿入部２１が到達すると、処置具挿入部２２２に表層観察用内視鏡６の挿入部６１を挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１の先端面を当接させる。計測部７１は、圧力センサ６０３から電気信号（検出結果）を受信すると、受信した電気信号に基づき挿入部６１の先端面に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部７は、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７は、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【００４９】
表層観察制御部７は、圧力を検出すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ１０３）。これにより、圧力の検出とほぼ同時に撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。撮像素子６０２が生成した電気信号は、信号処理部７２に出力され、所定の信号処理が施された後、プロセッサ部４に出力される。
【００５０】
ステップＳ１０３による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７は、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１０４）。表層観察制御部７は、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【００５１】
このように、本実施の形態１では、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１の先端面が生体の表層に接触したタイミングで表層画像を取得することができる。また、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部６１の先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部６１の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するため、接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【００５２】
図５は、本実施の形態１にかかる表層観察用内視鏡６の先端の構成の一例を説明するための図である。撮像光学系６０１は、一または複数のレンズ（例えばレンズ６０１ａ）と、撮像光学系６０１の焦点位置と共役な位置に設けられ、スリットやピンホールといった共焦点開口が形成されたディスク６０１ｂと、を用いて共焦点光学系を構成する。
【００５３】
撮像光学系６０１では、ディスク６０１ｂ上のスリットやピンホールを通して標本を照射し、観察したい断面（焦点位置）からの観察光だけを通過させる。すなわち、撮像光学系６０１を光軸Ｎ方向に移動させることによって、異なる焦点位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３でそれぞれ合焦した焦点面の画像（共焦点画像）を取得することができる。上述した撮像素子６０２による表層画像の撮像処理のタイミングで共焦点画像を取得することにより、挿入部６１の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで共焦点画像を取得することができる。この場合、撮像光学系６０１は、挿入部６１の先端面に対して移動可能に構成されていることが好ましい。
【００５４】
上述した本実施の形態１によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１の先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【００５５】
また、上述した本実施の形態１によれば、先端面に圧力センサ６０３を設けることにより、挿入部６１の先端面が実際に生体の表層を押圧している荷重を知ることができるため、生体を痛めることなく観察および撮像処理を行うことができる。
【００５６】
（実施の形態１の変形例１）
図６は、本実施の形態１の変形例１にかかる表層観察用内視鏡６の先端の構成を示す模式図である。図７は、図６の矢視Ａ方向の平面図である。上述した実施の形態１では、挿入部６１の先端面に圧力センサ６０３が設けられているものとして説明したが、挿入部６１とは別体のキャップ６２に圧力センサ６０３ａ（圧力検出部）を設けて、該キャップ６２を挿入部６１に取り付けて固定するようにしてもよい。挿入部６１の先端面より先に圧力センサ６０３ａが設けられた構成とした場合であっても、キャップ６２と挿入部６１との位置関係が固定された状態で圧力を検出することができるため、挿入部６１の先端（キャップ６２）が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得することが可能である。
【００５７】
キャップ６２は、内部に挿入部６１の先端を収容可能なカップ状をなし、底部に圧力センサ６０３ａが設けられている。キャップ６２は、少なくとも底部が光を透過する平板状の部材（ガラスや透明な樹脂）によって形成されている。また、圧力センサ６０３ａは、図示しない信号線を介して計測部７１に電気信号を送信する。
【００５８】
（実施の形態１の変形例２）
図８は、本実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システム１が行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態１では、表層観察制御部７が計測部７１により計測された圧力を検出した際に撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うものとして説明したが、圧力値に規定値を設けて、圧力値が規定値と一致した場合に表層画像の撮像処理を行うようにしてもよい。
【００５９】
統括制御部４４は、上述したように、撮像素子２０２が生成した画像信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ２０１）。医師などの使用者は、体腔内の所望の撮像位置に挿入部２１を挿入後、処置具挿入部２２２に挿入部６１を挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１の先端面を当接させる。表層観察制御部７は、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７は、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【００６０】
表層観察制御部７は、圧力を検出すると（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、圧力値が規定値と一致するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、圧力値が規定値と一致しない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、表層観察制御部７は、ステップＳ２０２に戻って圧力の検出処理を繰り返す。なお、表層観察制御部７は、記憶部４３を参照して規定値を取得するものであってもよいし、表層観察制御部７に設けられた記憶部を参照して規定値を取得するものであってもよい。
【００６１】
一方、圧力値が規定値と一致する場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、表層観察制御部７は、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ２０４）。これにより、挿入部６１が所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。
【００６２】
ステップＳ２０４による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７は、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ２０５）。表層観察制御部７は、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、撮像素子６０２による表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【００６３】
このように、本実施の形態１の変形例２では、挿入部６１が所定の圧力値で表層を押圧しているタイミングで表層画像を取得することができる。これにより、挿入部６１が押圧する荷重が一定の状態（生体の状態が同じ状態）で複数の表層画像を取得することができる。
【００６４】
（実施の形態１の変形例３）
図９は、本実施の形態１の変形例３にかかる内視鏡システム１が行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態１の変形例２では、表層観察制御部７が所定の圧力を検出した際に撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うものとして説明したが、圧力値が規定値とは異なる場合に、挿入部６１の移動方向を案内するようにしてもよい。
【００６５】
統括制御部４４は、上述したように、撮像素子２０２が生成した画像信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ３０１）。医師などの使用者は、体腔内の所望の撮像位置に挿入部２１を挿入後、処置具挿入部２２２に挿入部６１を挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１の先端面を当接させる。表層観察制御部７は、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７は、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【００６６】
表層観察制御部７は、圧力を検出すると（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、圧力値が規定値と一致するか否かを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、圧力値が規定値と一致する場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、表層観察制御部７は、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ３０４）。これにより、挿入部６１が所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。
【００６７】
ステップＳ３０４による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７は、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ３０５）。表層観察制御部７は、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、撮像素子６０２による表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【００６８】
一方、圧力値が規定値と一致しない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、表層観察制御部７は、挿入部６１の移動方向を案内するための案内情報を出力する（ステップＳ３０６）。具体的には、表層観察制御部７は、圧力値と規定値とを比較し、圧力値＜規定値であれば挿入部６１を表層側に移動、すなわち挿入部６１を押し込む方向に移動させる旨の案内情報を出力する。一方で、表層観察制御部７は、規定値＜圧力値であれば挿入部６１を表層側から離す方向に移動、すなわち挿入部６１を処置具挿入部２２２から引き抜く方向に移動させる旨の案内情報を出力する。なお、案内情報は、表示部５に表示する文字または画像であってもよいし、ＬＥＤなどによる点灯または点滅などによる案内でもよい。
【００６９】
このように、本実施の形態１の変形例３では、所定の圧力値で表層を押圧しているタイミングで表層画像を取得するとともに、所定の圧力値以外の場合に挿入部６１の移動方向を確認することができる。
【００７０】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システム１ａの概略構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では圧力センサを一つ有するものとして説明したが、本実施の形態２では、圧力センサを複数有する。本実施の形態２にかかる内視鏡システム１ａは、上述した実施の形態１の内視鏡システム１の表層観察用内視鏡６および表層観察制御部７に代えて、表層観察用内視鏡６ａおよび表層観察制御部７ａを備える。
【００７１】
表層観察用内視鏡６ａは、可撓性を有する細長形状をなす挿入部６１ａを備える。挿入部６１ａは、上述した挿入部６１と同様、基端側で表層観察制御部７ａと接続するとともに、先端側が処置具挿入部２２２に挿入されて、該先端が先端部２４から延出する。
【００７２】
図１１は、本実施の形態２にかかる表層観察用内視鏡６ａの先端面の構成を示す模式図である。挿入部６１ａは、撮像光学系６０１、撮像素子６０２および圧力センサ６０４ａ，６０４ｂ（圧力検出部）を備える。
【００７３】
圧力センサ６０４ａ，６０４ｂは、挿入部６１ａの先端面（生体の表層と接触する面）に設けられ、荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部７ａ（計測部７１）に出力する。圧力センサ６０４ａ，６０４ｂは、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
【００７４】
図１１に示すように、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂは、レンズ６０１ａの周囲に設けられる。このため、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂが撮像光学系６０１（撮像素子６０２）の画角に含まれることなく、撮像素子６０２による撮像を行うことができる。本実施の形態２では、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂは、図１１に示す平面視において、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの中心間を結ぶ線分Ｌ１が、レンズ６０１ａの中心を通過する、すなわち、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂがレンズ６０１ａを挟んで対向する位置に設けられている。なお、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂが異なる腺管とそれぞれ接触して、圧力を検出可能であれば、レンズ６０１ａの周囲のいかなる位置に設けられていてもよい。
【００７５】
表層観察制御部７ａは、ＣＰＵ等を用いて構成され、表層観察用内視鏡６ａの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部７ａは、計測部７１、信号処理部７２、判定部７３および表層観察情報記憶部７４を有する。
【００７６】
判定部７３は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂがそれぞれ生成した電気信号をもとに計測部７１が計測した圧力値を取得し、各圧力値が規定値であるか否かを判定する。表層観察制御部７ａは、判定部７３の判定結果に基づき表層観察用内視鏡６ａの駆動制御を行う。
【００７７】
表層観察情報記憶部７４は、表層観察制御部７ａを動作させるための各種プログラム、および表層観察制御部７ａの動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。表層観察情報記憶部７４は、撮像処理を行うか否かの判定を行うための圧力値（規定値）を判定情報として記憶する判定情報記憶部７４ａを有する。この規定値は、生体の表層に対して挿入部６１ａが加える圧力値であって、撮像処理を行うタイミングとして設定される値である。表層観察情報記憶部７４は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。
【００７８】
図１２は、本実施の形態２にかかる内視鏡システム１ａが行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部４４は、撮像素子２０２が生成した画像信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ４０１）。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部２１を挿入した後、処置具挿入部２２２に挿入部６１ａを挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１ａの先端面を当接させる。
【００７９】
計測部７１は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき挿入部６１ａの先端面に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部７ａは、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７ａは、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【００８０】
表層観察制御部７ａが圧力を検出すると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、判定部７３は、判定情報記憶部７４ａを参照して、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂからの電気信号に応じた圧力値が、規定値と一致するか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここで、少なくとも一方の圧力値が規定値と一致しないと判定部７３が判定した場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、表層観察制御部７ａは、ステップＳ４０２に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
【００８１】
一方、二つの圧力値が規定値と一致すると判定部７３が判定した場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、表層観察制御部７ａは、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ４０４）。これにより、挿入部６１ａが所定の圧力で生体の表層を押圧したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。
【００８２】
ステップＳ４０４による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７ａは、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ４０５）。表層観察制御部７ａは、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、ステップＳ４０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【００８３】
このように、本実施の形態２では、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂによる圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に所定の荷重を加えているタイミングで表層画像を取得することができる。さらに、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂを用いることによって、生体の表層に対する挿入部６１ａの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミングで表層画像を取得することができる。さらに、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部６１ａの先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に所定の向きで接触しているタイミングで表層画像を取得するため、安定した画角で体内画像を取得することができる。
【００８４】
上述した本実施の形態２によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【００８５】
また、上述した本実施の形態２によれば、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき計測部７１が計測した圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子６０２による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部６１ａの荷重が一定の状態で表層画像を取得することができる。
【００８６】
また、上述した本実施の形態２によれば、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき計測部７１が計測した圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子６０２による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部６１ａの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミング（すなわち、生体の状態が同じ状態）で表層画像を取得することができる。
【００８７】
なお、上述した本実施の形態２では、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づく圧力値がそれぞれ規定値と一致する場合に、撮像素子６０２による画像取得処理を行うものとして説明したが、この規定値は、各圧力値に対して同一であってもよいし、異なっていてもよい。各圧力値に対して規定値をそれぞれ設定することによって、先端面の向きや角度を規定することができる。判定部７３は、判定情報が記憶部４３に記憶されていれば、該記憶部４３の判定情報を参照して判定を行ってもよい。
【００８８】
また、上述した本実施の形態２では、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂを有するものとして説明したが、三つ以上の圧力センサを有するものであってもよい。三つ以上の圧力センサを有する場合、各圧力センサは、レンズ６０１ａの周囲に設けられる。
【００８９】
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システム１ｂの概略構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態２では二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値を規定値と比較するものとして説明したが、本実施の形態３では、二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値をもとに挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）を推定する。本実施の形態３にかかる内視鏡システム１ｂは、上述した実施の形態２の内視鏡システム１ａの表層観察制御部７に代えて、表層観察制御部７ｂを備える。
【００９０】
表層観察制御部７ｂは、ＣＰＵ等を用いて構成され、表層観察用内視鏡６ａの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部７ｂは、計測部７１、信号処理部７２、表層観察情報記憶部７４、演算部７５、姿勢推定部７６および姿勢判定部７７を有する。
【００９１】
演算部７５は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づいて計測部７１が計測した圧力値を取得し、圧力値の差分値を算出する。演算部７５は、算出した差分値を姿勢推定部７６に出力する。
【００９２】
姿勢推定部７６は、演算部７５の演算結果（差分値）をもとに挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）を推定する。
【００９３】
姿勢判定部７７は、姿勢推定部７６が推定した挿入部６１ａの先端面の姿勢が規定の姿勢となっているか否かを判定する。表層観察制御部７ｂは、姿勢判定部７７の判定結果に基づき表層観察用内視鏡６ａの駆動制御を行う。
【００９４】
本実施の形態３にかかる表層観察情報記憶部７４は、判定情報記憶部７４ａに代えて、挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）を推定するための姿勢推定値を推定情報として記憶する姿勢推定情報記憶部７４ｂを有する。この姿勢推定値は、差分値に応じて設定される値であって、該値から挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）を推定するため値である。
【００９５】
また、表層観察情報記憶部７４は、設定された規定の姿勢（角度）を記憶している。規定の姿勢は、入力部４２を介して設定されるものであってもよいし、表層観察制御部７ｂに設けた入力部を介して設定されるものであってもよい。規定の姿勢の設定は、角度を入力するほか、例えば、観察対象の臓器を入力し、入力された臓器に応じて角度を自動で設定するものであってもよい。この場合、表層観察情報記憶部７４は、臓器と規定の姿勢（角度）との関係を記憶した関係テーブルを記憶する。
【００９６】
図１４は、本実施の形態３にかかる内視鏡システム１ｂが行う表層観察処理を示すフローチャートである。統括制御部４４は、撮像素子２０２が生成した画像信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ５０１）。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部２１を挿入後、処置具挿入部２２２に挿入部６１ａを挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１ａの先端面を当接させる。
【００９７】
計測部７１は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき各センサ（挿入部６１ａの先端面）に加わった圧力値を計測する。表層観察制御部７ａは、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７ａは、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【００９８】
表層観察制御部７ｂが圧力を検出すると（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、演算部７５が、圧力値の差分値を算出する（ステップＳ５０３）。具体的には、演算部７５は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき生成された二つの圧力値の差の絶対値を差分値として算出する。
【００９９】
演算部７５により差分値が算出されると、姿勢推定部７６は、この差分値から挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）を推定する（ステップＳ５０４）。図１５は、本実施の形態３にかかる内視鏡システム１ｂが行う画像取得処理に用いる姿勢推定テーブルの一例を示す図である。姿勢推定情報記憶部７４ｂは、演算部７５により算出された差分値と、生体の表層を水平とみなしたときの挿入部６１ａの先端面の角度（姿勢）の範囲である姿勢推定値との関係を示す姿勢推定テーブルを記憶している。姿勢推定部７６は、姿勢推定テーブルを参照して、演算部７５により算出された差分値に基づき先端面の角度（姿勢）の範囲を推定する。例えば、計測部７１から得られた差分値が０．０８である場合、先端面の姿勢（角度）は、生体の表層に対して８９°〜９０°であると推定される。
【０１００】
姿勢判定部７７は、姿勢推定部７６により推定された先端面の姿勢が、規定の姿勢の範囲に含まれるか否かを判断することによって、挿入部６１ａの先端面が規定の姿勢となっているか否かを判定する（ステップＳ５０５）。具体的には、姿勢判定部７７は、規定の姿勢の範囲が８９°〜９０°で設定されている場合、姿勢推定部７６により推定された先端面の姿勢が８９°〜９０°であれば、規定の姿勢の範囲に含まれると判定する。
【０１０１】
姿勢判定部７７によって挿入部６１の先端面が規定の姿勢となっていると判定されると（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、表層観察制御部７ｂは、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ５０６）。これにより、挿入部６１ａが所定の姿勢で生体の表層（腺管）と当接したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。一方、姿勢判定部７７によって、推定された姿勢が規定の姿勢となっていないと判定された場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、表層観察制御部７ｂは、ステップＳ５０２に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
【０１０２】
ステップＳ５０６による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７ａは、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ５０７）。表層観察制御部７ａは、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ５０７：Ｎｏ）、ステップＳ５０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【０１０３】
このように、本実施の形態３では、推定された先端面の姿勢をもとに撮像処理を行うによって、生体の表層に対する挿入部６１ａの先端面の向きや角度が所定の向きや角度を規定した状態で表層画像を取得することができる。さらに、体腔内における生体の拍動によって表層に対する挿入部６１ａの先端面の位置が変化した場合であっても、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に所定の姿勢で接触しているタイミングで表層画像を取得するため、安定した画角で体内画像を取得することができる。
【０１０４】
上述した本実施の形態３によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【０１０５】
また、上述した本実施の形態３によれば、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂの検出結果に基づき計測部７１が計測した圧力値から求まる姿勢推定値をもとに撮像素子６０２による画像取得処理を行うようにしたので、生体の表層に対する挿入部６１ａの先端面の向きや角度が所定の向きや角度となるタイミングで表層画像を取得することができる。このため、生体の状態が同じ状態の表層画像を取得することができる。
【０１０６】
なお、上述した本実施の形態３では、差分値に応じて決まる姿勢推定値が所定の角度の範囲を有するものとして説明したが、ある所定の角度に応じた一つの差分値を設定し、撮像処理を行うものであってもよい。例えば、規定の姿勢（角度）を９０°とし、該角度に応じた差分値（例えば、０）を設定した場合、差分値がゼロとなる際に先端面の姿勢が規定の姿勢（９０°）となっているものと推定して撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うものであってもよい。姿勢判定部７７は、姿勢推定部７６により推定された姿勢（角度の範囲）をもとに規定の姿勢を判定するほか、差分値から直接姿勢を判定するものであってもよい。
【０１０７】
（実施の形態４）
図１６は、本実施の形態４にかかる内視鏡システム１ｂが行う表層観察処理を示すフローチャートである。上述した実施の形態３では二つの圧力センサの検出結果に基づく圧力値の差を用いるものとして説明したが、本実施の形態４では、二つの圧力値から求まる傾きに基づいて挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）が規定の姿勢であるか否かを判定する。
【０１０８】
統括制御部４４は、上述したように、撮像素子２０２が生成した電気信号に基づいて画像処理部４１が生成した画像情報を、ライブ画像として表示部５に表示させる（ステップＳ６０１）。医師などの使用者は、このライブ画像を確認しながら、体腔内の所望の撮像位置に挿入部２１を挿入した後、処置具挿入部２２２に挿入部６１ａを挿入して、撮像位置の表層に挿入部６１ａの先端面を当接させる。表層観察制御部７ａは、計測部７１から圧力値が出力されると、圧力を検出したと判断する。一方、表層観察制御部７ａは、計測部７１からの圧力値が出力されない場合は（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、圧力の検出処理を繰り返し行う。
【０１０９】
表層観察制御部７ｂが圧力を検出すると（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、演算部７５が、二つの圧力値に基づき姿勢評価値である傾きを算出する（ステップＳ６０３）。演算部７５が算出する傾きは、表層に対する先端面の傾斜角度に相当する。図１７は、本実施の形態４にかかる内視鏡システムが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。具体的には、演算部７５は、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂに基づき生成された二つの圧力値と、圧力センサ６０４ａ，６０４ｂ間の距離との座標成分とする二次元の直交座標系（図１７参照）に圧力値Ｑ１，Ｑ２をプロットし、圧力値Ｑ１，Ｑ２同士を結ぶ線分の傾きを姿勢評価値として算出する。なお、図１７に示すグラフでは、一方の圧力センサに対する他方の圧力センサの距離を横軸としている。
【０１１０】
演算部７５により姿勢評価値が算出されると、姿勢判定部７６は、この姿勢評価値から挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する向きや角度）が、規定の姿勢であるか否かを判定する（ステップＳ６０４）。具体的には、図１５に示す姿勢推定テーブルにおいて、差分値と姿勢評価値とが同等であって読み替え可能であり、規定の姿勢の範囲（姿勢推定値）が８９°〜９０°と設定されている場合、姿勢推定値から求まる姿勢評価値の範囲は、０．１以下となる。姿勢判定部７７は、姿勢評価値が０．１以下であるか否かを判断することにより、挿入部６１ａの先端面の姿勢（表層に対する角度）が規定の姿勢となっているか否かを判定する。
【０１１１】
ここで、姿勢判定部７７によって姿勢評価値が０．１より大きい（０．１以下でない）と判定された場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、表層観察制御部７ｂは、ステップＳ６０２に戻って圧力の検出処理を繰り返す。
【０１１２】
一方、姿勢判定部７７によって姿勢評価値が０．１以下であると判定された場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、表層観察制御部７ｂは、撮像素子６０２による撮像処理の動作制御を行う（ステップＳ６０５）。これにより、挿入部６１ａが所定の姿勢で生体の表層（腺管）と当接したタイミングとほぼ同時のタイミングで撮像素子６０２による表層画像の撮像処理を行うことができる。
【０１１３】
ステップＳ６０５による撮像処理が終了すると、表層観察制御部７ａは、表層観察処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ６０６）。表層観察制御部７ａは、統括制御部４４からの制御信号に基づき表層観察処理を終了するか否かを判断し、終了すると判断した場合（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、表層観察処理を終了し、終了しないと判断した場合（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、ステップＳ６０２に戻って表層観察処理（撮像素子６０２による画像取得処理）を継続する。
【０１１４】
上述した本実施の形態４によれば、圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１ａの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態４では、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂが生成した電気信号に基づく圧力値Ｑ１，Ｑ２同士を結ぶ線分の傾きを姿勢評価値とすることで、二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂ間の距離を考慮した姿勢判定を行うことができる。このため、差分値のみで姿勢判定を行う場合と比して、より正確に姿勢を判定することができる。
【０１１６】
（実施の形態４の変形例）
図１８は、本実施の形態４の変形例にかかる表層観察用内視鏡の先端面の構成を示す模式図である。上述した実施の形態４では二つの圧力センサ６０４ａ，６０４ｂを有するものとして説明したが、三つ以上の圧力センサを有するものであってもよい。本実施の形態４の変形例にかかる挿入部６１ｂは、圧力センサを三つ有する。
【０１１７】
本実施の形態４の変形例では、三つの圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃ（圧力検出部）が、挿入部６１の先端面（生体の表層と接触する面）に設けられている。圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃは、各々荷重が加わることにより、該荷重を電気信号に変換して表層観察制御部７ａ（計測部７１）に出力する。圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃは、圧力による変位や応力などの物理的な変化を、抵抗値や静電容量、周波数などの電気的な変化で検出するセンサを用いて実現される。
【０１１８】
図１８に示すように、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃは、レンズ６０１ａの周囲に設けられる。本実施の形態３の変形例２では、図１８に示す平面視において、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの中心間を結ぶ線分Ｌ２〜Ｌ４がなす形状は、正三角形となる。なお、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃが異なる腺管とそれぞれ接触して、圧力を検出可能であれば、レンズ６０１ａの周囲のいかなる位置に設けられていてもよい。
【０１１９】
上述した実施の形態３にかかる表層観察処理（図１４参照）のステップＳ５０３，Ｓ５０４に準じて姿勢推定処理を行う場合は、演算部７５が、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの検出結果に基づき計測された圧力値同士の差をとって、三つの差分値を算出する。その後、姿勢推定部７６は、図１５に示す姿勢推定テーブルを参照して各差分値が、姿勢推定値に応じた差分値の範囲に含まれているか否かを判断し、規定の姿勢となっているか否かを推定する。
【０１２０】
図１９は、本発明の実施の形態４の変形例にかかる内視鏡システム１ｂが行う姿勢評価値算出処理を説明するための図である。上述した実施の形態４にかかる表層観察処理（図１６参照）のステップＳ６０３，Ｓ６０４に準じて姿勢判定処理を行う場合は、まず、計測部７１が圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの検出結果に基づき計測された圧力値を、圧力値と、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの平面上の位置とを座標成分とする三次元の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にプロットする。なお、図１９に示す直交座標系は、ＸＹ平面が、圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃが配置される平面（先端面）の座標成分を示し、Ｚ方向が、各圧力センサの検出結果に基づき計測される圧力値の座標成分を示している。
【０１２１】
計測部７１が圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの検出結果に基づきそれぞれ計測した圧力値Ｑ３，Ｑ４およびＱ５を三次元の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にプロットすると、圧力値Ｑ３，Ｑ４およびＱ５をそれぞれ結ぶ線分により三次元平面Ｐ４が形成される。
【０１２２】
演算部７５は、三次元平面Ｐ４と、先端面上の圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃの位置を座標成分とする二次元平面（二次元平面Ｐ５）とを用いて、二次元平面Ｐ５に対する三次元平面Ｐ４の傾きを算出し、この傾きを姿勢評価値とする。その後、姿勢判定部７７は、例えば姿勢評価値が０．１以下であるか否かを判断することで、規定の姿勢となっているか否かを判定する。
【０１２３】
上述した本実施の形態４の変形例によれば、三つの圧力センサ６０５ａ，６０５ｂおよび６０５ｃを有する場合であっても、該圧力センサの圧力検出に基づいて表層画像の撮像処理を行うことにより、挿入部６１ｂの先端面が生体の表層に接触しているタイミングで表層画像を取得するようにしたので、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得することができる。
【０１２４】
なお、四つ以上の圧力センサが設けられる場合であっても、上述した姿勢評価値の算出により姿勢を推定することができる。
【０１２５】
上述した実施の形態４および変形例において、三次元の直交座標系を用いて姿勢判定処理を行う場合は、姿勢判定部７６を有しない構成であってもよい。姿勢判定処理の種別により、姿勢推定部７６の有無を適宜変更することが可能である。演算部７５と姿勢判定部７７との間の信号の送受信は、姿勢推定部７６を介して行うものであってもよいし、演算部７５および姿勢判定部７７の間で直接行うものであってもよい。
【０１２６】
（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５にかかる内視鏡システム１ｃの概略構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。本実施の形態５にかかる内視鏡システム１ｃは、上述した実施の形態１の内視鏡システム１の表層観察用内視鏡６および表層観察制御部７に代えて、表層観察用内視鏡６ｂおよび表層観察制御部７ｃを備える。
【０１２７】
表層観察用内視鏡６ｂは、可撓性を有する細長形状をなす挿入部６１ｃを備える。挿入部６１ｃは、上述した挿入部６１と同様、基端側で表層観察制御部７ｃと接続するとともに、先端側が処置具挿入部２２２に挿入されて、該先端が先端部２４から延出する。
【０１２８】
挿入部６１ｃは、撮像光学系６０１、撮像素子６０２、圧力センサ６０３および光照射ファイバ６０６を備える。
【０１２９】
光照射ファイバ６０６は、光ファイバを用いて実現され、表層観察制御部７ｃに設けられたＬＥＤ光源部７７から入射した照明光を、挿入部６１ｃの先端から外部に照射する。
【０１３０】
表層観察制御部７ｃは、ＣＰＵ等を用いて構成され、表層観察用内視鏡６ｂの各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。表層観察制御部７ｃは、計測部７１、信号処理部７２およびＬＥＤ光源部７８を有する。
【０１３１】
ＬＥＤ光源部７８は、発光ダイオード（Light  Emitting  Diode：LED）を用いて構成され、発光により生じた照明光を光照射ファイバ６０６に向けて出射する。
【０１３２】
上述した本実施の形態５によれば、ＬＥＤ光源部７８および光照射ファイバ６０６により、挿入部６１ｃの先端面から照明光を照射するようにしたので、上述した実施の形態１と比して一層鮮明な体内画像を取得することができる。
【０１３３】
（実施の形態５の変形例）
なお、上述した実施の形態５において、発光ダイオードに代えて超短パルスレーザ光源とし、該超短パルスレーザ光源から超短パルスレーザ光を光照射ファイバ６０６に向けて出射するようにしてもよい。図２１は、本発明の実施の形態５の変形例にかかる内視鏡システム１ｄの概略構成を示す模式図である。本実施の形態５の変形例にかかる内視鏡システム１ｄでは、上述した内視鏡システム１ｃに対し、ＬＥＤ光源部７７に代えて超短パルスレーザ光源（発振器）を有する超短パルスレーザ光源部７９とし、撮像光学系６０１として超短パルスレーザ光を集光する集光レンズが挿入部６１ｃの先端に設けられる。これにより、二光子励起蛍光観察を行うことが可能となる。超短パルスレーザとは、１つのパルスの幅（時間幅）がフェムト秒以下の短いパルスのレーザのことをいう。
【０１３４】
図２２は、本実施の形態５の変形例にかかる二光子励起蛍光観察を説明するための図である。フェムト秒レーザ光などの超短パルスレーザ光を用いることにより、多光子励起が可能となる。例えば、図２１に示すように、二つの光子が分子に対して同時に作用（入射）すると、二光子による励起で発せられる発光（蛍光など）の強度が、入射光の強度のべき乗に比例する。この現象を用いることによって、生体の表層のより深部（例えば生体の壁面（表面）から数千μｍの深さ）の観察が可能となる。なお、挿入部６１ｃの撮像素子６０２に代えて、発光強度を測定する光センサを設けてもよい。
【０１３５】
なお、上述した実施の形態１〜５にかかる内視鏡システム１，１ａ，１ｂ，１ｃは、Ａ／Ｄ変換部２０５がライブ観察用内視鏡２に設けられているものとして説明したが、プロセッサ部４に設けられるものであってもよい。この場合、信号処理部７２は、プロセッサ部４に設けられたＡ／Ｄ変換部にアナログ信号を出力するものであってもよい。
【０１３６】
また、上述した実施の形態１〜５にかかる内視鏡システムにおいて、挿入部の先端位置などをライブ観察用内視鏡２を用いることなく確認することが可能であれば、表層観察用内視鏡６単体でも使用することが可能である。
【０１３７】
また、上述した実施の形態１〜５は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
【０１３８】
以上のように、本発明にかかる内視鏡装置は、生体の表層と接触した状態の体内画像を確実に取得するのに有用である。
【符号の説明】
【０１３９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  内視鏡システム
２  ライブ観察用内視鏡
３  光源部
４  プロセッサ部
５  表示部
６，６ａ，６ｂ  表層観察用内視鏡
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  表層観察制御部
２１，６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ  挿入部
２２  操作部
２３  ユニバーサルコード
２４  先端部
３１  照明部
３１ａ  光源
３１ｂ  光源ドライバ
３１ｃ  集光レンズ
３２  照明制御部
４１  画像処理部
４２  入力部
４３  記憶部
４４  統括制御部
６２  キャップ
７１  計測部
７２  信号処理部
７３  判定部
７４  表層観察情報記憶部
７４ａ  判定情報記憶部
７４ｂ  姿勢推定情報記憶部
７５  演算部
７６  姿勢推定部
７７  姿勢判定部
７８  ＬＥＤ光源部
７９  超短パルスレーザ光源部
２０１，６０１  撮像光学系
２０２，６０２  撮像素子
２０３  ライトガイド
２０４  照明用レンズ
２０５  Ａ／Ｄ変換部
２０６  撮像情報記憶部
６０３，６０３ａ，６０４ａ，６０４ｂ，６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ  圧力センサ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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