(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能に取り付けられる電子内視鏡と、前記電子内視鏡の照明光学系に対して可視光と紫外光とを交互に供給する光源装置と、前記可視光により照明された被検体の像と前記紫外光により励起して自家蛍光を発した被検体の像とが交互に前記電子内視鏡内の撮像素子によって撮像されて順次生成された各画像信号を処理する内視鏡プロセッサとを備え、バランス調整の開始指示の入力があると各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号の増幅率を設定し、設定した各増幅率にて各画像信号を増幅する電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡の先端部が挿入可能な挿入口が穿たれた筐体と、
板形状に形成され、その一方の面には可視光が照射されると所定の反射率にて反射する白色光用スケール、及び紫外光が照射されると励起して所定の蛍光強度にて発光する蛍光用スケールを有し、その回転中に前記白色光用スケール及び前記蛍光用スケールが前記挿入口の前方を横切ることになる位置で回転可能に、前記筐体内部において着脱可能に保持される回転板と、
前記筐体内部において保持された回転板と前記挿入口との間に配置され、前記電子内視鏡の先端部が前記挿入口に挿入されて前記回転板から所定距離だけ離れた位置に到達しているときに、前記電子内視鏡の先端近傍をその周囲から押圧して前記電子内視鏡の先端部を保持する保持機構と、
前記筐体内部に保持された前記回転板を、前記電子内視鏡の先端部から射出される可視光と紫外光との切替に同期して回転駆動させることにより、前記可視光に対して前記白色光用スケールを挿入し、前記紫外光に対して前記蛍光用スケールを挿入する駆動装置と
を備えたことを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記保持機構は、前記電子内視鏡の先端部が前記挿入口から挿入されて所定位置に到達するときにその先端部が挿入されることになる位置に配置された円筒状の緩衝材と、前記緩衝材の外周に巻き付けられるとともに一端が前記筐体に固定されたワイヤと、前記ワイヤの他端が固定された駆動軸を有するモータとを備え、前記緩衝材に前記電子内視鏡の先端部が挿入された状態において前記モータを駆動させたときには、前記モータの駆動軸に前記ワイヤを巻き付けて前記緩衝材とともに前記電子内視鏡の先端部を締め付けて保持する
ことを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記保持機構は、前記ワイヤとこのワイヤが固定される前記筐体との間に、ワイヤの引力を検出する圧力センサを更に備え、このワイヤの引力が所定の強さになったときには前記モータの駆動を停止させる
ことを特徴とする請求項２記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記保持機構は、前記挿入口から挿入された前記電子内視鏡の先端部が所定位置に到達したことを検出するための先端部検出器を備え、前記先端部検出器において前記電子内視鏡の先端部を検出したときに、前記電子内視鏡の先端部を保持する
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記回転板と前記駆動装置と前記保持機構は、前記電子内視鏡と前記光源装置と前記内視鏡プロセッサとは別体の筐体に収容され、
前記挿入孔は、その筐体に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記電子内視鏡の先端部から可視光と紫外光とを射出するタイミング、及び、前記電子内視鏡内の撮像素子において光電変換して各画像信号を生成するタイミングを、同期信号を用いて制御する制御部を、更に備え、
前記駆動装置は、前記同期信号に同期させて前記回転板を回転させる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光により照明された被検体表面の画像と励起光が照射されて自家蛍光を発した被検体の画像とを合成した画像を生成する医療用の電子内視鏡システムに、関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通常の可視光の照明による被検体（体腔壁）の画像に自家蛍光を発した体腔壁の画像を重ねた画像を生成することができる電子内視鏡システムが、開発されている。この電子内視鏡システムによると、通常の照明光による観察では発見し得ないような不健全な患部組織も蛍光強度の強弱により観察できるようになるため、通常の照明光を用いる電子内視鏡システムよりも正確に且つ詳細に被検体の診断を行うことができる。
【０００３】
具体的には、この電子内視鏡システムは、照明光としての白色光（可視光）と励起光としての紫外光とを電子内視鏡の照明光学系から体腔壁へ交互に照射するとともに、白色光により照明された体腔壁の対物光学系による像と紫外光により励起されて自家蛍光を発した体腔壁の対物光学系による像とを電子内視鏡内の撮像素子によって順次撮像して電気信号に変換し、通常画像信号と蛍光画像信号を生成している。そして、通常画像信号を互いに同じ出力レベルとなるＲＧＢ各色の画像信号に分配するとともに、このうちのＢ画像信号に蛍光画像信号を加算することにより、白色光により照明された体腔壁の白黒画像に対して自家蛍光を発した部分を青色に着色した画像を生成している。
【０００４】
このような電子内視鏡システムでは、様々な特性を有する複数の電子内視鏡を交換して使用したり１つの電視内視鏡において観察対象を変えたりすると、通常画像信号と蛍光画像信号との出力レベルの相対的なバランスが変化するので、被検体の診断を正確に行うことができなくなる。そのため、このような機種や観察対象を変更した場合でも通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルの比率が一定となるように、スケールを用いて各画像信号の出力レベルを増幅させて調整する場合がある。
【０００５】
このスケールには、可視帯域において所定の反射率にて白色光（可視光）を反射する反射板により構成される白色光用スケールと，励起光が照射されると所定の蛍光強度をもって発光する蛍光板により構成される蛍光用スケールとがあり、経験的に得られている臨床結果に基づいてその反射率及び蛍光強度が夫々設定されている。また、各スケールは、電子内視鏡の機種や観察対象に応じて複数種類用意されている。作業者は、使用する電子内視鏡に対応する白色光用スケール及び蛍光用スケールを幾つかのスケールの中から選び出し、選出した白色光用スケールに電子内視鏡の先端部を近接させた状態でこのスケールに白色光を照射し、電子内視鏡内の撮像素子により生成される通常画像信号の増幅率を設定した後、選出した蛍光用スケールに電子内視鏡の先端部を近接させた状態でこのスケールに紫外光を照射し、撮像素子により生成される蛍光画像信号の増幅率を設定していた。これにより、電子内視鏡を患者の体腔内に挿入して被検体を撮影するときには、設定された各増幅率にて各画像信号が増幅されるので、臨床的に有効に観察することができる合成画像をモニタに映し出すことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、スケールには、数種類のスケールが存在するために、電子内視鏡システムが生成する通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルを調整する時に、これらスケールを取り違えて使用してしまうことがあった。
また、各画像信号の出力レベルを調整する際には、通常画像信号の出力調整と蛍光画像信号の出力調整とを別々に行わねばならず、その調整の手順が非常に煩雑であった。
【０００７】
さらに、電子内視鏡の機種を交換するときや観察対象を変えるときには、その都度出力レベルの調整を行わねばならないために、需要者の間には、通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルのバランス調整を一度に手早く行いたいという要望があった。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、白色光と紫外光とを交互に被検体に照射して通常画像信号と蛍光画像信号とを順次生成する方式の電子内視鏡システムであるにも拘わらず、電子内視鏡の機種や観察対象に対応するスケールを用いて通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルのバランス調整を一度に手早く行うことができる電子内視鏡システムを、提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために構成された本発明は、交換可能に取り付けられる電子内視鏡と、前記電子内視鏡の照明光学系に対して可視光と紫外光とを交互に供給する光源装置と、前記可視光により照明された被検体の像と前記紫外光により励起して自家蛍光を発した被検体の像とが交互に前記電子内視鏡内の撮像素子によって撮像されて順次生成された各画像信号を処理する内視鏡プロセッサとを備え、バランス調整の開始指示の入力があると各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号の増幅率を設定し、設定した各増幅率にて各画像信号を増幅する電子内視鏡システムであって、前記電子内視鏡の先端部が挿入可能な挿入口が穿たれた筐体と、板形状に形成され、その一方の面には可視光が照射されると所定の反射率にて反射する白色光用スケール、及び紫外光が照射されると励起して所定の蛍光強度にて発光する蛍光用スケールを有し、その回転中に前記白色光用スケール及び前記蛍光用スケールが前記挿入口の前方を横切ることになる位置で回転可能に、前記筐体内部において着脱可能に保持される回転板と、前記筐体内部において保持された回転板と前記挿入口との間に配置され、前記電子内視鏡の先端部が前記挿入口に挿入されて前記回転板から所定距離だけ離れた位置に到達しているときに、前記電子内視鏡の先端近傍をその周囲から押圧して前記電子内視鏡の先端部を保持する保持機構と、前記筐体内部に保持された前記回転板を、前記電子内視鏡の先端部から射出される可視光と紫外光との切替に同期して回転駆動させることにより、前記可視光に対して前記白色光用スケールを挿入し、前記紫外光に対して前記蛍光用スケールを挿入する駆動装置とを備えたことを、特徴とする。
【００１０】
上記のように構成されると、電子内視鏡の先端部が挿入口より挿入されて回転板から所定距離だけ離れた位置に到達すると、保持機構は、電子内視鏡の先端近傍をその周囲から押さえ付けることによって、筐体内において電子内視鏡の先端部を保持することが可能となる。また、このような筐体内に電子内視鏡の先端部が保持されている状態において、回転板が筐体内に取り付けられた後、バランス調整の開始支持の入力があった場合には、電子内視鏡の先端部からは可視光及び紫外光が交互に射出される。このとき、電子内視鏡の先端部から可視光が射出されている期間のみ可視光が白色光用スケールに照射され、その先端部から紫外光が射出されている期間のみ紫外光が蛍光用スケールに照射される。これにより、可視光は白色光用スケールで反射されるとともに紫外光は蛍光用スケールを励起し、白色光用スケールからの反射光及び蛍光用スケールからの蛍光は、電子内視鏡に組み込まれる撮像素子により交互に受光されて順次通常画像信号及び蛍光画像信号として繰り返し生成され、各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号の増幅率が設定され、その時点での増幅率にて以後の通常使用時において各画像信号が増幅される。
【００１１】
従って、作業者は、電子内視鏡の機種を変更したり観察対象を変えた後であっても、電子内視鏡の機種や観察対象に対応したスケールの組み合わせを有する回転板を駆動装置の回転軸に取り付け、電子内視鏡の先端部を挿入口より差し込んだ後に、バランス調整処理の開始指示を入力することにより、通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルのバランス調整処理を、一度に簡単に手早く行うことができる。また、各画像信号のバランス調整を行う際に、挿入口の内径よりも十分に小さい外径を有する電子内視鏡の先端部を挿入したときでも、その先端部を回転板から所定距離だけ離れた位置に配置した状態で筐体内に保持させることができる。
【００１２】
本発明による電子内視鏡システムでは、保持機構は、電子内視鏡の先端近傍における同一円周上の複数箇所に対し、電子内視鏡の中心軸に垂直な方向から棒状のもので均等な圧力にて押圧することにより、電子内視鏡の先端部を保持する機構であっても良いし、電子内視鏡の先端近傍における同一円周上にワイヤ等を巻き付けて締め付けることにより、電子内視鏡の先端部を保持する機構であっても良い。
【００１３】
また、本発明による電子内視鏡システムでは、挿入深度を示す目盛りが電子内視鏡の先端部に記されていても良いし、電子内視鏡の先端部が回転板から所定距離だけ離れた位置に到達したことを検出するための先端部検出器が備えられていても良い。後者の先端部検出器は、先端部が接触したことを検出する突出部を備えたスイッチであっても良いし、赤外線の発光部と受光部とを備え、挿入口から挿入された電子内視鏡の先端部により赤外線が遮られて受光部に赤外線が入射されなくなったときに先端部が所定位置に到達したことを検出する赤外線センサであっても良い。何れの先端部検出器の場合でも、電子内視鏡の先端部が所定位置に到達したことが検出されたときには、その旨をランプを点灯する等して作業者に知らせ、保持機構の駆動を作業者に行わせることにより先端部を筐体内に保持させるように構成されても良いし、その旨を先端部検出器から保持機構に通知して自動的に保持機構を駆動させることにより先端部を筐体内に保持させるように構成されていても良い。
【００１４】
さらに、本発明による電子内視鏡システムでは、回転板と駆動装置と先端部検出器と保持機構が、光源装置や内視鏡プロセッサと一体に組み込まれても良いし、光源装置や内視鏡プロセッサとは別体に組み込まれても良い。前者の場合には、光源装置及び内視鏡プロセッサを収容する筐体に挿入口を設けるとともにその筐体に回転板と駆動装置と保持機構とを組み込んだ構成となる。後者の場合には、光源装置や内視鏡プロセッサとは別体に形成した筐体に挿入口を設けるとともにその筐体に回転板と駆動装置と保持機構とを組み込んだ構成となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電子内視鏡システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態である電子内視鏡システム１の概略の外観を示す斜視図である。
【００１７】
この電子内視鏡システム１は、患者の体腔内にその先端部１０ａが挿入される電子内視鏡１０と，この電子内視鏡１０のコネクタ１０ｂが差し込まれている外部装置２０と，スケール回転装置６０とを有する。このうちの外部装置２０には、電子内視鏡１０に照明光や励起光を供給する光源装置や電子内視鏡１０により生成される画像信号を処理する内視鏡プロセッサ等が、収容されている。また、この外部装置２０の筐体には、操作パネル３０が備えられ、この操作パネル３０には、後述するバランス調整処理の開始指示を入力するためのバランス調整ボタン３０ａが備えられている。尚、電子内視鏡１０としては、被検体の種類に応じた様々な特性を有する複数の機種が用意されている。そして、これらが交換されて使用されるように、電視内視鏡１０は、着脱可能なコネクタ１０ｂを介して外部装置２０の筐体に取り付けられている。
【００１８】
一方、スケール回転装置６０は、円柱をその中心軸に沿って切断してその切断面を底面とした形状、いわゆる蒲鉾形に形成された筐体６１を有し、湾曲面（円柱面）と底面に対して垂直な２つの略半円形の側面のうち、一方の側面には、電子内視鏡１０の先端部１０ａを挿入するための挿入口６１ａと，外部装置２０からのケーブルＣの先端のコネクタを差し込むためのコネクタ差込口６１ｂが形成され、他方の側面は、筐体６１に対して開閉可能な蓋６１ｃとして形成されている。
【００１９】
先ず、電子内視鏡システム１の電子内視鏡１０及び外部装置２０の構成及び動作について説明する。
【００２０】
図２は、本例の電子内視鏡１０及び外部装置２０の概略構成を示す説明図である。
【００２１】
この図２に示すように、コネクタ１０ｂを介して電子内視鏡１０が接続された外部装置２０には、操作パネル３０と，電子内視鏡１０に照明光及び励起光を供給する光源装置４０と，この光源装置４０を制御したり電子内視鏡１０からの画像信号を受信して処理する内視鏡プロセッサ５０とが，内蔵されている。
【００２２】
また、内視鏡プロセッサ５０は、照明光及び励起光や画像信号などを同期させるためのタイミングコントローラ５１と，電子内視鏡１０からの画像信号を処理してＲＧＢ画像信号に変換してモニタ２に送出する画像信号処理回路５２と，操作パネル３０等から入力される指示により外部装置２０全体の制御を行うシステムコントローラ５３とを、備えている。
【００２３】
電子内視鏡１０は、コネクタ１０ｂが外部装置２０の筐体に差し込まれると光源装置４０の所定の位置にその入射端１１ａが配置されるライトガイドファイババンドル（以下、「ライトガイド」と省略する）１１と，このライトガイド１１に導かれた照明光及び励起光を広範囲に照射するための配光レンズ１２と，被検体（体腔壁）の像を形成する対物光学系１３と，この対物光学系１３の結像面近傍に配置されて体腔壁の像を撮像する固体撮像素子（ＣＣＤ）１４と，このＣＣＤ１４へ駆動用の転送パルスを送信したり画像信号処理回路５２へ画像信号を送信するための電線１５と，先端部１０ａ近傍を湾曲させるための図示せぬ湾曲機構と，その図示せぬ湾曲機構を操作するためのハンドル１６と，システムコントローラ５３に入力される信号を生ずるボタンやスイッチ等を備える操作部１７と，その操作部１７からシステムコントローラ５３へ各種の信号を伝送するための電線１８とを、備えている。尚、電線１５，１８は、電子内視鏡１０のコネクタ１０ｂが外部装置２０の筐体に差し込まれると、夫々、画像信号処理回路５２及びシステムコントローラ５３に接続される。
【００２４】
光源装置４０は、白色光用光源４１，第１の回転シャッタ４２，ハーフミラー４３，集光レンズ４４，紫外光用光源４５，及び、第２の回転シャッタ４６から、構成されている。
【００２５】
白色光用光源４１は、通常観察用の照明光としての白色光を射出するキセノンランプ（図示せず）や，このキセノンランプから射出された白色光が平行光となるように反射させるリフレクタ（図示せず）等により、構成されている。また、紫外光用光源４５は、被検体（体腔壁）の自家蛍光の励起光として紫外光を射出する紫外線ランプ（図示せず）や，この紫外線ランプから射出された紫外光が平行光となるように反射させるリフレクタ（図示せず）等により、構成されている。
【００２６】
白色光用光源４１から発せられる可視領域の波長からなる平行光束（以下、「平行白色光束」という）は、第１の回転シャッタ４２を通過し、ハーフミラー４３を透過した後、集光レンズ４４によりライトガイド１１の入射端１１ａへ収束される。
【００２７】
一方、平行白色光束と交差するように紫外光用光源４５から発せられる紫外領域の波長からなる平行光束（以下、「平行紫外光束」という）は、第２の回転シャッタ４６を通過し、ハーフミラー４３により反射された後、集光レンズ４４によりライトガイド１１の入射端１１ａへ収束される。
【００２８】
図３の（ａ）は、第１の回転シャッタ４２の正面図であり、図３の（ｂ）は、第２の回転シャッタ４６の正面図である。
【００２９】
第１及び第２の回転シャッタ４２，４６は、図２及び図３に示すように、モータ４２ａ，４６ａの駆動軸に対して同軸に取り付けられた円板に、その円板の中心に頂点が一致するとともにその頂角が約６０°の角度を有する扇状の開口部４２ｃ，４６ｃが形成されることによって、構成されている。
【００３０】
これら第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の外周縁の近傍には、図２に示すように、タイミングコントローラ５１に接続されたセンサ４２ｂ，４６ｂが、配置されている。これらセンサ４２ｂ，４６ｂは、第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の回転状態を検知してタイミングコントローラ５１へ通知する。また、これらモータ４２ａ，４６ａもタイミングコントローラ５１に接続されており、それらの回転の速度と位相がタイミングコントローラ５１により制御される。
【００３１】
図４は、内視鏡プロセッサ５０内部の概略構成を示すブロック図である。
【００３２】
この図４に示すように、タイミングコントローラ５１は、同期パルス信号を発生するとともにこの同期パルス信号に照明光及び励起光や画像信号などを同期させるタイミング生成回路５１１と、センサ４２ｂ，４６ｂで検知された回転状態に基づいて第１及び第２の回転シャッタ４２，４６を回転させるモータ４２ａ，４６ａの駆動を制御する回転シャッタ制御回路５１２と，タイミング生成回路５１１からの同期パルス信号に応じてＣＣＤ１４に転送パルスを送出するＣＣＤドライバ５１３とを、備えている。
【００３３】
尚、回転シャッタ制御回路５１２がモータ４２ａ，４６ａの回転の速度と位相とを制御することにより、ライトガイド１１の入射端１１ａには、可視領域の波長からなる光束と紫外領域の波長からなる光束とが交互に入射する。このときの各光束が入射端１１ａに入射する様子を、図５に模式的に示している。この図５において、両破線間の間隔は、同じ回転速度で回転する各回転シャッタ４２，４６が一周する期間を示し、（ａ）のグラフにおいて立ち上がっている期間は、ライトガイド１０の入射端１１ａに光束が入射している期間を示し、（ｂ）のグラフにおいて立ち上がっている期間は、ＣＣＤ１４に蓄積された一画面分の電荷を画像信号として読み出すための転送期間を示している。この図５に示すように、各回転シャッタ４２，４６が一周する間に、白色光（可視光）と紫外光がこの順で入射端１１ａへ入射し、また、白色光と紫外光が入射端１１ａへ入射するタイミングに同期して対物光学系１３により形成される像がＣＣＤ１４に蓄積されて読み出される。
【００３４】
また、図４に示すように、画像信号処理回路５２は、ＣＣＤ１４からの画像信号に対して増幅，クランプ，サンプルホールド，γ補正などの処理を行うための前段信号処理回路５２１と，後述するモノクロ画像信号と蛍光画像信号とを夫々所定の増幅率にて増幅するためのレベル設定回路５２２と，アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５２３と，画像信号を一時記憶するためのメモリ部５２４と，デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ部５２５と，画像信号に対してクランプ，ブランキング，インピーダンスマッチング等の処理を行うための後段信号処理回路５２６ａ，５２６ｂと，画像信号を加算するための加算器５２７とを、備えている。さらに、メモリ部５２４は、蛍光画像信号用メモリ５２４ａ及びモノクロ画像信号用メモリ５２４ｂを備えているとともに、Ｄ／Ａコンバータ部５２５は、両メモリ５２４ａ，５２４ｂに対応したＤ／Ａコンバータ５２５ａ，５２５ｂを備えている。
【００３５】
システムコントローラ５３は、システムバスＢを介して互いに接続されたＣＰＵ５３１，メモリコントロール回路５３２，Ｉ／Ｏポート５３３，ＲＡＭ５３４，及び、ＲＯＭ５３５を備えている。
【００３６】
ＣＰＵ５３１は、システムバスＢに接続される操作パネル３０や電子内視鏡１０の操作部１７において入力された指示により、光源装置４０及び内視鏡プロセッサ５０の制御を行う中央処理回路である。メモリコントロール回路５３２は、ＣＰＵ５３１からの命令に従って画像信号処理回路５２の各メモリ５２４ａ，５２４ｂを制御する。Ｉ／Ｏポート５３３は、ＣＰＵ５３１からの命令に従って画像処理制御回路５２からのデータを受信する。ＲＡＭ５３４は、ＣＰＵ５３１の作業領域が展開されるランダムアクセスメモリである。ＲＯＭ５３５は、電子内視鏡システム１を制御するための各種のプログラムが格納されたメモリである。
【００３７】
ＲＯＭ５３５に格納されるプログラムには、ＣＰＵ５３１によって読み込まれることによりバランス調整処理を実行するものが含まれている。このバランス調整処理を実行するためのプログラムは、ＣＰＵ５３１に対し、第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の同期した回転の開始を指示させ、後述するモノクロ画像信号と蛍光画像信号をＤ／Ａコンバータ部５２５から受信させ、各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号に対する増幅率を設定させ、それらの増幅率にて各画像信号を増幅するようにレベル設定回路５２２に対する制御を行わせる。
【００３８】
上述した電子内視鏡１０及び外部装置２０では、電子内視鏡１０の先端部１０ａが患者の体腔内に挿入されている場合、第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の回転に伴って、白色光及び紫外光が交互にライトガイド１１の入射端１１ａへ入射されると、ライトガイド１１を通って射出端より射出される白色光及び紫外光が、被検体（体腔壁）に向けて照射される。すると、白色光により照明された体腔壁表面の対物光学系１３による像，及び、紫外光により励起されて自家蛍光を発した体腔壁の対物光学系１３による像が、ＣＣＤ１４の撮像面上に順次形成される。そのＣＣＤ１４は、上述したように、タイミング生成回路５１１からの同期パルス信号を受けたＣＣＤドライバ５１３により駆動され、照明光及び励起光によって形成される被検体の像を順次撮像して電気信号に変換する。
【００３９】
ＣＣＤ１４から時系列に出力されるモノクロ画像信号及び蛍光画像信号は、前段信号処理回路５２１において各種の処理を施され、ＣＰＵ５３１によって制御されるレベル設定回路５２２により互いの画像信号の出力レベルが所定の比率となるように夫々増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ５２３によりデジタル信号に変換される。
【００４０】
Ａ／Ｄコンバータ５２３により順次デジタル信号に変換されたモノクロ画像信号及び蛍光画像信号は、ＣＰＵ５３１の命令に従ったメモリコントロール回路５３２によって各画像信号に対応するメモリ５２４ａ，５２４ｂに振り分けられ、一旦各メモリ５２４ａ，５２４ｂに格納された後、夫々Ｄ／Ａコンバータ部５２５のＤ／Ａコンバータ５２５ａ，５２５ｂへ同時に出力される。このように同期化された各メモリ５２４ａ，５２４ｂからのデジタル信号は、夫々各Ｄ／Ａコンバータ５２５ａ，５２５ｂでアナログ信号に変換される。
【００４１】
これらアナログ信号に変換されたモノクロ画像信号及び蛍光画像信号は、各画像信号に対応する後段信号処理回路５２６ａ，５２６ｂにおいて各種の処理を施される。
【００４２】
後段信号処理回路５２６ｂで処理されたモノクロ画像信号は、互いに同じ出力となる３つの画像信号に分配されてＲＧＢ画像信号として生成されるとともに、このうちのＢ画像信号には、後段信号処理回路５２６ａで処理された蛍光画像信号が加算器５２７において加算される。
【００４３】
そして、蛍光画像信号が加算されたＢ画像信号とともにＧ画像信号及びＲ画像信号は、モニタ２へ出力され、同時に、タイミング生成回路５１１からの同期信号SYNCも、モニタ２へ出力される。このモニタ２では、白色光により照明された体腔壁の白黒画像に対して自家蛍光を発した部分を青色に着色した画像が、映し出される。
【００４４】
次に、外部装置２０が生成するモノクロ画像信号及び蛍光画像信号の夫々の出力レベルを調整するために用いるスケール回転装置６０について説明する。
【００４５】
図６及び図７は、本例のスケール回転装置６０の概略構成を示し、図６は、正面から見たときの透視図であり、図７は、上面から見たときの透視図である。
【００４６】
このスケール回転装置６０は、図１に示したような蒲鉾形の筐体６１内に、バッテリ６３，制御回路６４，第１のドライバ回路６５，第１のモータ６６，ギア軸受け６７，センサ６８，回転板６９，第２のドライバ回路７０，第２のモータ７１，ワイヤ７２，緩衝材７３，圧力センサ７４，アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ７５，及び、先端部検出器７６を、備えている。
【００４７】
この筐体６１には、上述したように略半円形の２つの側面（図６では左右の側面）のうちの一方の側面に挿入口６１ａが備えられており、筐体６１の内部には、この挿入口６１ａから回転板６９の側面に向けて電子内視鏡１０の先端部１０ａをガイドする挿入孔６２が、形成されている。
【００４８】
この挿入孔６２は、図６及び図７に示すように、電子内視鏡１０の先端部１０ａの外径より若干太めの内径に形成されている。但し、この挿入孔６２には、軸方向における所定の区間に亘って隙間が形成され、この隙間には、この隙間とほぼ同じ軸方向長さを有するとともに挿入孔６２の内径とほぼ等しい内径を有する円筒状の緩衝材７３が、この挿入孔６２とほぼ同軸の状態で配置されている。この緩衝材７３の外周には、軸周りに沿って環状の溝が形成されており、ワイヤ７２がこの溝に嵌められた状態で一重に（即ち、一周分）巻き付けられている。
【００４９】
また、挿入口６１ａが備えられている筐体６１の側面には、上述したように外部装置２０からのケーブルＣのコネクタを差し込むためのコネクタ差込口６１ｂが形成されており、このコネクタ差込口６１ｂにコネクタを差し込んでケーブルＣを接続すると、外部装置２０のタイミング生成回路５１１からの同期信号SYNCがこのケーブルＣを介して制御回路６４に送信される。
【００５０】
制御回路６４は、バッテリ６３より電力が供給されることにより駆動し、回転板６９が外部装置２０（タイミング生成回路５１１）からの同期信号SYNCに同期して回転するように、第１のドライバ回路６５を制御するとともに、先端部検出器７６から通知される信号と、圧力センサ７４からＡ／Ｄコンバータ７５を介して通知される信号と，筐体６１に備えられるボタン７７からの入力信号とを受けて、第２のドライバ回路７０を制御する。
【００５１】
第１のドライバ回路６５は、制御回路６４からの命令に応じた回転速度で第１のモータ６６が駆動するように、バッテリ６３から供給される電力を調整して第１のモータ６６に出力する。第１のモータ６６による回転運動は、第１のモータ６６の駆動軸の先端に備えられる歯車６６ａから歯車６７ａを介して回転板６９に伝達される。その回転板６９が取り付けられている回転軸６７ｂと歯車６７ａが固定されている歯車軸とは、ギア軸受け６７に回転可能に取り付けられている。尚、回転板６９の回転状態は、センサ６８によって検知されて制御回路６４に通知される。
【００５２】
図８は、本例のスケール回転装置６０の回転板６９の正面図である。
【００５３】
回転板６９は、図６乃至図８に示すように、円板の一方の側面上にこの円板と同軸な状態で歯車６９ａを固定するとともに、他方の側面の中心付近に四角柱状の摘み６９ｂをこの面に対して貼り付けることによって、構成されている。また、この回転板６９は、歯車６９ａが固定されている側面において、白色光が照射されると所定の反射率にて反射する白色光用スケールとしてのコーティングが施された白色光反射部６９ｃと、紫外光が照射されると励起して所定の蛍光強度にて発光する蛍光用スケールとしてのコーティングが施された蛍光発光部６９ｄとを、備えている。これら白色光反射部６９ｃ及び蛍光発光部６９ｄは、夫々、半円形状に形成され、互いの直線状の辺を接合するように配置されている。これにより、回転板６９の表面は、白色光反射部６９ｃが占める領域と蛍光発光部６９ｄが占める領域の２つの領域に区分されている。そして、この回転板６９は、図６及び図７に示すように、両スケールが備えられた面が挿入孔６２に対向するように配置されている。
【００５４】
図９は、本例のスケール回転装置６０の挿入孔６２に備えられる保持機構を示した説明図である。
【００５５】
図７及び図９に示すように、挿入孔６２に備えられた緩衝材７３には、上述したようにワイヤ７２が巻き付けられ、そのワイヤ７２の一端は、第２のモータ７１の駆動軸の先端に取り付けられたプーリー７１ａに固定されている。この第２のモータ７１は、制御回路６４からの命令に従った第２のドライバ回路７０により正逆に駆動するように制御され、駆動軸を駆動するとワイヤ７２をプーリー７１ａに巻き取る。
【００５６】
一方、ワイヤ７２のもう一端は、圧力センサ７４を介して筐体６１に固定されている。この圧力センサ７４は、第２のモータ７１によるワイヤ７２の引力を検出し、この引力が所定の強さになるとＡ／Ｄコンバータ７５を介して制御回路６４に通知する。
【００５７】
尚、挿入孔６２と回転板６９との間には、図７に示すように、先端部検出器７６が備えられている。この先端部検出器７６は、四角柱の一方の底面をこの底面に対して約３０°傾く斜面に形成してこの斜面と１つの側面との稜辺を突出させた形状を有する突出部７６ａと，この突出部７６ａにおける斜面とは反対側の底面を含む底部が嵌め込まれる箱形のケース７６ｄと，このケース７６ｄの内側の底面と突出部７６ａの底面とに挟まれた状態でケース７６ｄ内に備えられる圧縮コイルバネ７６ｂと，このケース７６ｄの内側の底面に備えられるセンサ（マイクロスイッチ）７６ｃとを、有する。この圧縮コイルバネ７６ｂの自然状態においては、突出部７６ａにおける上記斜面を含む先端部が、ケース７６ｄから突出している。そして、この先端部検出器７６は、図７に示すように、コイルバネ７６ｂの中心軸が挿入孔６２の軸に対して垂直であり、且つ、突出部７６ａにおけるケース７６ｄから突出している部分がその上記斜面を挿入口６１ａ側に向けて挿入孔６２内に侵入した状態で、挿入孔６２と回転板６９との間に配置されている。
【００５８】
図１０の（ａ）は、挿入孔６２に挿入された電子内視鏡１０の先端部１０ａにより先端部検出器７６の突出部７６ａがケース内に押し込められた状態を示し、図１０の（ｂ）は、ワイヤ７２がプーリー７１ａに巻き取られた状態を示す説明図である。
【００５９】
この先端部検出器７６では、図１０の（ａ）に示すように、挿入孔６２に挿入された電子内視鏡１０の先端部１０ａによって突出部６７ａの先端の斜面が押されると、突出部７６ａがコイルバネ７６ｂの付勢に抗してケース７６ｄ内に押し込められる。そして、突出部７６ａの底面がセンサ７６ｃに接触すると、電子内視鏡１０の先端部１０ａが所定位置に達した旨が、制御回路６４に通知される。
【００６０】
以上に示したスケール回転装置６０では、電子内視鏡１０の先端部１０ａが所定位置に到達したことが先端検出器７６によって制御回路６４に通知されると、制御回路６４が、第２のドライバ回路７０を制御して第２のモータ７１を駆動させ、ワイヤ７２をプーリー７１ａの周囲に巻き取らせる。第２のモータ７１の駆動によってプーリー７１ａに巻き取られるワイヤ７２は、図１０の（ｂ）に示すように、周囲から中心に向かって緩衝材７３を締め付けるとともに、この時点で緩衝材７３内を貫通している電子内視鏡１０の先端部１０ａを締め付ける。圧力センサ７４は、第２のモータ７１によって巻き取られたワイヤ７２の引力が所定の強さ以上になった場合に、その旨を制御回路６４に通知し、制御回路６４は、第２のドライバ回路７０を制御して第２のモータ７１の駆動を停止させる。
【００６１】
一方、筐体６１の背面に備えられるボタン７７が押下されると、その通知を受けた制御回路６４は、第２のドライバ回路７０を制御して第２のモータ７１を逆回転させ、緩衝材７３を介して電子内視鏡１０の先端部１０ａを締め付けていたワイヤ７２を緩める。このとき、緩衝材７３は、締め付け力が弱まるのに応じて元の形状に徐々に回復し、ワイヤ７２の締め付け力がなくなった時点で元の円筒形状に回復する。圧力センサ７４は、ワイヤ７２の引力がなくなった場合に、その旨を制御回路６４に通知し、制御回路６４は、第２のドライバ回路７０を制御して第２のモータ７１の駆動を停止させる。これにより、挿入孔６２及び緩衝材７３から電子内視鏡１０の先端部１０ａを引き抜くことが可能になる。そして、電子内視鏡１０が挿入孔６２から引き抜かれると、先端部検出器７６の突出部７６ａは、コイルバネ７６ｂの弾発力により挿入孔６２内に突出するように押し出される。
【００６２】
また、スケール回転装置６０の制御回路６４は、第１のドライバ回路６５を制御して、同期信号SYNCに同期するように回転板６９を回転させる。このとき、回転板６９は、光源装置４０内の第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の回転速度と同じ速度で回転されるとともに、電子内視鏡１０の先端部１０ａから白色光（可視光）が射出されている期間に、白色光反射部６９ｃが挿入孔６２の延長線を横切り、電子内視鏡１０の先端部１０ａから紫外光が射出されている期間に、蛍光発光部６９ｄが挿入孔６２の延長線を横切るように、回転される。
【００６３】
尚、この回転板６９では、図８に示すように、歯車６９ｃの中心に孔が形成されている。そして、回転板６９は、この歯車６９ｃの孔に対してギア軸受け６７に取り付けられている回転軸６７ｂを抜き差しすることにより、この回転軸６７ｂに対して着脱される。また、この歯車６９ａの中心に形成される孔の内面の一部にはその中心軸に沿って溝が形成されている。そして、回転軸６７ｂの先端においてその軸方向に沿って形成されるキー状の突起（図示せず）をこの溝に嵌め合わせることにより、回転板６９が回転軸６７ｂに対してその軸周り方向に滑らないように固定される。
【００６４】
図１１は、本例のスケール回転装置６０の筐体６１の蓋６１ｃを開いた状態を示す側面図である。
【００６５】
回転板６９は、上述したように、回転軸６７ｂに対して抜き差し可能となっているので、この回転板６９を交換する際には、図１１に示すように、筐体６１の蓋６１ｃを開け（図６に示すように、この蓋６１ｃは蝶番６１ｄを軸に開閉する）、摘み６９ｂを摘んで回転板６９を手前に引き抜くことにより、回転板６９をギア軸受け６７の回転軸６７ｂから取り外す。そして、取り外した回転板６９を事前に用意しておいた回転板６９と交換し、この用意しておいた回転板６９の摘み６９ｂを摘んで、歯車６７ａの歯に歯車６９ａの歯を噛み合わせつつ回転軸６７ｂが歯車６９ａの孔に差し込まれるように、回転板６９を押し込み、蓋６１ｃを閉める。
【００６６】
尚、本実施形態においては、白色光用スケールの反射率や蛍光用スケールの蛍光強度の組み合わせが互いに異なる様々な種類の回転板が、予め複数用意され、外部装置２０に取り付けた電子内視鏡１０の機種やその観察対象に対応する両スケールの組み合わせを有する回転板６９が、複数の回転板６９の中から選択されて回転軸６７ｂに取り付けられる。
【００６７】
次に、以上に示したスケール回転装置６０を用いて外部装置２０が出力する各画像信号の出力レベルを調整する手順及び動作について説明する。
【００６８】
本例の電子内視鏡システム１では、バランス調整時においては、回転板６９がギア機構の回転軸に固定され、同期信号SYNCを取り出すためのケーブルＣのコネクタがスケール回転装置６０の筐体６１のコネクタ差込口６１ｂに差し込まれるとともに、電子内視鏡１０の先端部１０ａがスケール回転装置６０の筐体６１の挿入口６１ａへ挿入される。すると、電子内視鏡１０の先端部１０ａが緩衝材７３を介してワイヤ７２に締め上げられることによって挿入孔６２内に保持される。
【００６９】
そして、外部装置２０の筐体に備えられた操作パネル３０上のバランス調整ボタン３０ａが押下されると、その入力信号がＣＰＵ５３１に送られ、モノクロ画像信号（ＲＧＢ画像信号）と蛍光画像信号との出力レベルのバランス調整処理が実行される。
【００７０】
バランス調整処理の実行が開始されると、第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の回転が開始され、スケール回転装置６０の回転板６９に近接する状態（図６）にある電子内視鏡１０の先端部１０ａからは、タイミングコントローラ５１によって制御される第１及び第２の回転シャッタ４２，４６の同期した回転に伴って、白色光（可視光）と紫外光とが、交互に射出される。
【００７１】
電子内視鏡１０の先端部１０ａから交互に射出された白色光と紫外光は、スケール回転装置６０の回転板６９の回転に伴ってこの先端部１０ａの前方（即ち、ＣＣＤ１４によって撮像される空間）を交互に横切る白色光反射部６９ｃと蛍光発光部６９ｄに、繰り返し照射される。このとき、白色光反射部６９ｃは、電子内視鏡１０の先端部１０ａの前方を横切る間のみ白色光を照射され、蛍光発光部６９ｄは、この先端部１０ａの前方を横切る間のみ紫外光を照射される。
【００７２】
電子内視鏡１０の先端部１０ａに組み込まれたＣＣＤ１４は、白色光反射部６９ｃにおいて反射した白色光と、蛍光発光部６９ｄから発光される蛍光とを、交互に受光して、各々モノクロ画像信号及び蛍光画像信号としての電気信号に変換する。
【００７３】
Ｉ／Ｏポート５３３を介してモノクロ画像信号及び蛍光画像信号を受信したＣＰＵ５３１は、各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号に対する増幅率を設定してＲＡＭ５３４に記憶するとともに、設定した増幅率によってレベル設定回路５２２を制御することにより、時系列に出力されるモノクロ画像信号と蛍光画像信号を夫々増幅する。ここで、所定の比率とは、モノクロ画像信号に基づく白黒画像と蛍光画像信号に基づく青色画像とのバランスが調整されて被検体を有効に観察することができるように臨床経験に基づいて決められたものである。
【００７４】
そして、以上のバランス調整処理が行われた後、スケール回転装置６０に差し込んでいたケーブルＣのコネクタを抜いてモニタ２の所定の差込口に差し込むとともに、電子内視鏡１０を患者の体腔内に挿入して被検体を観察するときには、モノクロ画像信号と蛍光画像信号は、ＲＡＭ５３４に記憶された各画像信号に対する増幅率に応じてレベル設定回路５２２により増幅されるので、夫々の出力レベルのバランスが整えられた状態でモニタ２に出力される。これにより、モニタ２には、臨床的に有効に観察することができる被検体の映像が映し出される。
【００７５】
また、電子内視鏡１０の機種を変更するときや観察対象を変更するときには、スケール回転装置６０では、回転板６９が、電子内視鏡１０の機種やその被検体の種類に対応する白色光反射部６９ｃ及び蛍光発光部６９ｄの組み合わせを持つ回転板６９に、交換される。
【００７６】
そして、ケーブルＣのコネクタがスケール回転装置６０の筐体６１のコネクタ差込口６１ｂに差し込まれ、電子内視鏡１０の先端部１０ａがスケール回転装置６０の筐体６１の挿入口６１ａへ挿入されて先端部１０ａが保持された後、操作パネル３０上のバランス調整ボタン３０ａが押下されると、上述したのと同様にして、各画像信号との出力レベルのバランス調整処理が実行し直される。
【００７７】
この場合のように回転板６９を変更したとしても、電子内視鏡１０の先端部１０ａから射出される白色光は、射出される期間のみ白色光反射部６９ｃに向けて照射されてＣＣＤ１４においてモノクロ画像信号として生成され、電子内視鏡１０の先端部１０ａから射出される紫外光は、射出される期間のみ蛍光発光部６９ｄに向けて照射され蛍光画像信号として生成される。そして、画像信号処理回路５２では、各画像信号の出力レベルが所定の比率となるように各画像信号に対する増幅率が設定されてＲＡＭ５３４に記憶される。このため、モノクロ画像信号と蛍光画像信号の出力レベルが所定の比率となるように調整されるので、やはり、モニタ２には、臨床的に有効に観察することができる被検体の映像が映し出される。
【００７８】
以上に示したように、本実施形態の電子内視鏡システム１では、挿入孔６２に電子内視鏡１０の先端部１０ａを挿入すると、電子内視鏡１０の先端部１０ａが、回転板６９から所定の位置に離れた先端部検出器７６によって検出され、プーリー７１ａに巻き取られたワイヤ７２によって締め付けられて、挿入孔６２内に保持される。また、ケーブルＣのコネクタをスケール回転装置６０のコネクタ差込口６１ｂに差し込み、操作パネル３０上のバランス調整ボタン３０ａを押下するだけで、自動的に各画像信号の出力レベルのバランスが調整される。さらに、スケール回転装置６０に保持された電子内視鏡１０の先端部１０ａは、筐体６１の背面のボタン７７が押下されるだけで簡単にリリースされて挿入孔６２から引き抜くことが可能となる
従って、作業者にとっては、電子内視鏡１０の機種を交換した場合や観察対象を変更した場合でも、回転板６９を交換するとともに電子内視鏡１０を挿入口６１ａに抜き差しするだけで、手際よく簡単に、電子内視鏡１０の機種や被検体に対応したバランス調整を正確に行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電子内視鏡システムによれば、白色光と紫外光とを交互に被検体に照射して通常画像信号と蛍光画像信号とを順次生成する方式の電子内視鏡システムの場合にも、電子内視鏡の機種や観察対象に対応するスケールを用いて通常画像信号と蛍光画像信号の出力レベルのバランス調整を一度に手早く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である電子内視鏡システムの概略の外観を示す斜視図
【図２】  本例の電子内視鏡及び外部装置の概略構成を示す説明図
【図３】  本例の光源装置における（ａ）第１の回転シャッタ、及び、（ｂ）第２の回転シャッタの正面図
【図４】  本例の内視鏡プロセッサ内部の概略構成を示すブロック図
【図５】  （ａ）ライトガイドの入射端に光束が入射する周期、及び、（ｂ）ＣＣＤに蓄積された一画面分の電荷を画像信号として読み出すための転送周期を示す模式図
【図６】  本例のスケール回転装置の概略構成を示す透視図
【図７】  本例のスケール回転装置の概略構成を示す透視図
【図８】  本例のスケール回転装置の回転板の正面図
【図９】  本例のスケール回転装置の挿入孔に備えられる保持機構を示す説明図
【図１０】  本例のスケール回転装置において（ａ）電子内視鏡の先端部が挿入孔に挿入されてその先端部を先端部検出器が検出した状態を示した説明図、（ｂ）プーリーにワイヤが巻き取られた状態を示す説明図
【図１１】  本例のスケール回転装置の筐体の蓋を開いた状態を示す側面図
【符号の説明】
１    電子内視鏡システム
１０    電子内視鏡
１０ａ  先端部
１０ｂ  コネクタ
１１    ライトガイドファイババンドル
１４    固体撮像素子（ＣＣＤ）
２０    外部装置
３０    操作パネル
３０ａ  バランス調整ボタン
４０    光源装置
５０    内視鏡プロセッサ
５１    タイミングコントローラ
５２    画像信号処理回路
５３    システムコントローラ
６０    スケール回転装置
６２    挿入孔
６４    制御回路
６５    第１のドライバ回路
６６    第１のモータ
６９    回転板
６９ｃ  白色光反射部
６９ｄ  蛍光発光部
７０    第２のドライバ回路
７１    第２のモータ
７２    ワイヤ
７３    緩衝材
７４    圧力センサ
７６    先端部検出器
７７    ボタン
【図１】
0004589514.tif 000002
【図２】
0004589514.tif 000003
【図３】
0004589514.tif 000004
【図４】
0004589514.tif 000005
【図５】
0004589514.tif 000006
【図６】
0004589514.tif 000007
【図７】
0004589514.tif 000008
【図８】
0004589514.tif 000009
【図９】
0004589514.tif 000010
【図１０】
0004589514.tif 000011
【図１１】
0004589514.tif 000012