(57)【要約】【課題】ライトガイド内の光ファイバの断線数を検出し、使用者に内視鏡の交換時期を正確に把握させる。【解決手段】テストチャートを有し、電子内視鏡１０の先端部を光密に封止するキャップを該先端部に装着した状態で、固体撮像素子５０及び光源装置１２を動作させて検査を行う。断線数算出部６８は、測光回路６４により検出されるテストチャートの平均輝度値をＹ、ライトガイド８０内の光ファイバに断線が生じていない場合に推定される理想平均輝度値をＩ、光ファイバの総数をＭとしたとき、Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ）の関係式を満たすＮを光ファイバの断線数として算出する。【選択図】図６
2009213673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバを集束したライトガイドが挿通され、先端部から照明光を出射するとともに固体撮像素子により撮像を行う内視鏡と、前記固体撮像素子の撮像信号から画像を生成するプロセッサ装置と、前記ライトガイドに照明光を入射させる光源装置とからなる内視鏡システムにおいて、
テストチャートを有し、前記固体撮像素子により前記テストチャートが撮像されるように前記先端部に装着され、前記先端部を光密に封止するキャップと、
前記先端部に前記キャップが装着された状態で得られる前記撮像信号から前記テストチャートの平均輝度値を検出する測光手段と、
前記測光手段により検出される平均輝度値をＹ、前記複数の光ファイバに断線が生じていない場合の理想平均輝度値をＩ、前記光ファイバの総数をＭとしたとき、Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ）の関係式を満たすＮを前記光ファイバの断線数として算出する断線数算出手段と、
を設けたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記断線数を報知する第１の報知手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記断線数が所定数以上である場合に警告メッセージを報知する第２の報知手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記断線数を算出する検査モードを実行するための操作手段と、
前記内視鏡の使用回数を検出する使用回数検出手段と、
前記使用回数検出手段により検出される使用回数が所定回数であるときに、前記検査モードの実行を促すメッセージを報知する第３の報知手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記撮像信号を増幅する増幅手段と、
前記理想平均輝度値からの前記平均輝度値の低下量を補正するように、前記増幅手段の増幅率を調整する増幅率調整手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記テストチャートには測距用領域が形成されており、
前記撮像信号から前記測距用領域に相当する領域の大きさを検出し、この領域の大きさに基づき前記先端部から前記テストチャートまでの距離を検出する測距手段を設け、
前記断線数算出手段は、前記測距手段により検出された前記距離に基づき、前記理想平均輝度値を補正することを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記テストチャートは、１８％グレーの色を有し、前記測距用領域は、黒色の円形領域であることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記光源装置は、照明光を発する光源と、
前記光源が発した照明光を入射させる前記ライトガイドとの間に配された絞り機構と、
前記光源の使用時間を計時するタイマと、
前記光源の発光光量と使用時間との関係を示す光源特性データを記憶したメモリと、
前記タイマにより計時される使用時間における前記発光光量の減衰率を、前記光源特性データから算出し、前記ライトガイドに入射する照明光の光量を一定とするように前記絞り機構の絞り開度を制御する絞り制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記断線数算出手段は、前記発光光量の減衰率が所定値より大きく、前記絞り開度を最大にしても前記ライトガイドに入射する照明光の光量を一定とすることが不可能である場合に、前記減衰率に基づき、前記理想平均輝度値を補正することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
複数の光ファイバを集束したライトガイドが挿通され、先端部から照明光を出射するとともに固体撮像素子により撮像を行う内視鏡の検査方法において、
テストチャートを有し、前記固体撮像素子により前記テストチャートが撮像されるように前記先端部を光密に封止するキャップを前記先端部に装着し、
この状態で得られる前記撮像信号から前記テストチャートの平均輝度値を検出し、
検出された平均輝度値をＹ、前記複数の光ファイバに断線が生じていない場合の理想平均輝度値をＩ、前記光ファイバの総数をＭとしたとき、Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ）の関係式を満たすＮを前記光ファイバの断線数として算出する
ことを特徴とする内視鏡の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの照明光を伝達するライトガイドを内視鏡内に備えた内視鏡システム及び内視鏡の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡システムは、体腔内（被検体内）を撮像する固体撮像素子を先端部に内蔵した内視鏡と、内視鏡内の固体撮像素子から撮像信号を受信して画像を生成するプロセッサ装置と、照明光を内視鏡に供給する光源装置とから構成されている。内視鏡には、ライトガイドが挿通されており、光源装置から供給された照明光は、このライトガイドを介して内視鏡の先端部に導かれ、先端部に設けられた照明窓から体腔内に出射される。
【０００３】
ライトガイドは、複数の光ファイバを束ねたものを巻回テープ等の集束材により被覆してなる。この光ファイバは、時間経過とともに硬化するといった性質を有するため、内視鏡の使用時に生じる圧力により徐々に劣化して折れるといった問題がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、光ファイバの折れを防止するために、一定のピッチで孔が形成された可撓管で光ファイバを被覆することが提案されている。しかし、特許文献１に記載の可撓管を用いたとしても、光ファイバは上記ように経時劣化するものであるため、折れを完全に防止することは不可能である。
【０００４】
ライトガイド内の光ファイバが折れると、その折れた本数分だけライトガイドからの出射光量が低下する。ライトガイドからの出射光量を均一に保つには、ライトガイドの入射端と光源との間に絞りを設け、固体撮像素子の撮像信号に基づいてライトガイドからの出射光量を検出し、この検出結果に基づいて絞りを制御することにより出射光量を調節する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、光ファイバが所定数以上折れてしまった場合には、絞りによる調整では対応することはできない。この場合、ライトガイドからの出射光量が不足し、十分な明るさの画像が得られないため、使用者はライトガイドの修理を行うべく、内視鏡を交換する必要がある。
【特許文献１】特開２００６−５５６６４号公報
【特許文献２】特開２００２−５８６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の内視鏡システムでは、ライトガイド内の光ファイバの断線数を検知することができない。このため、使用者は、内視鏡の交換時期を正確に把握することができないため、内視鏡の使用中に出射光量が不足して、使用を中断せざるを得ないといった事態が生じることがある。この事態を回避するために、出射光量が不足する前の早い段階で内視鏡を交換することは、修理コストが嵩むため好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ライトガイド内の光ファイバの断線数を検出し、使用者に内視鏡の交換時期を正確に把握させることができる内視鏡システム及び内視鏡の検査方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、複数の光ファイバを集束したライトガイドが挿通され、先端部から照明光を出射するとともに固体撮像素子により撮像を行う内視鏡と、前記固体撮像素子の撮像信号から画像を生成するプロセッサ装置と、前記ライトガイドに照明光を入射させる光源装置とからなる内視鏡システムにおいて、テストチャートを有し、前記固体撮像素子により前記テストチャートが撮像されるように前記先端部に装着され、前記先端部を光密に封止するキャップと、前記先端部に前記キャップが装着された状態で得られる前記撮像信号から前記テストチャートの平均輝度値を検出する測光手段と、前記測光手段により検出される平均輝度値をＹ、前記複数の光ファイバに断線が生じていない場合の理想平均輝度値をＩ、前記光ファイバの総数をＭとしたとき、Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ）の関係式を満たすＮを前記光ファイバの断線数として算出する断線数算出手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記断線数を報知する第１の報知手段を設けることが好ましい。
【０００９】
また、前記断線数が所定数以上である場合に警告メッセージを報知する第２の報知手段を設けることが好ましい。
【００１０】
また、前記断線数を算出する検査モードを実行するための操作手段と、前記内視鏡の使用回数を検出する使用回数検出手段と、前記使用回数検出手段により検出される使用回数が所定回数であるときに、前記検査モードの実行を促すメッセージを報知する第３の報知手段と、を設けることが好ましい。
【００１１】
また、前記撮像信号を増幅する増幅手段と、前記理想平均輝度値からの前記平均輝度値の低下量を補正するように、前記増幅手段の増幅率を調整する増幅率調整手段と、を設けることが好ましい。
【００１２】
また、前記テストチャートには測距用領域が形成されており、前記撮像信号から前記測距用領域に相当する領域の大きさを検出し、この領域の大きさに基づき前記先端部から前記テストチャートまでの距離を検出する測距手段を設け、前記断線数算出手段は、前記測距手段により検出された前記距離に基づき、前記理想平均輝度値を補正することが好ましい。
【００１３】
また、前記テストチャートは、１８％グレーの色を有し、前記測距用領域は、黒色の円形領域であることが好ましい。
【００１４】
また、前記光源装置は、照明光を発する光源と、前記光源が発した照明光を入射させる前記ライトガイドとの間に配された絞り機構と、前記光源の使用時間を計時するタイマと、前記光源の発光光量と使用時間との関係を示す光源特性データを記憶したメモリと、前記タイマにより計時される使用時間における前記発光光量の減衰率を、前記光源特性データから算出し、前記ライトガイドに入射する照明光の光量を一定とするように前記絞り機構の絞り開度を制御する絞り制御手段と、を備えたことが好ましい。
【００１５】
また、前記断線数算出手段は、前記発光光量の減衰率が所定値より大きく、前記絞り開度を最大にしても前記ライトガイドに入射する照明光の光量を一定とすることが不可能である場合に、前記減衰率に基づき、前記理想平均輝度値を補正することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の内視鏡システムの検査方法は、複数の光ファイバを集束したライトガイドが挿通され、先端部から照明光を出射するとともに固体撮像素子により撮像を行う内視鏡の検査方法において、テストチャートを有し、前記固体撮像素子により前記テストチャートが撮像されるように前記先端部を光密に封止するキャップを前記先端部に装着し、この状態で得られる前記撮像信号から前記テストチャートの平均輝度値を検出し、検出された平均輝度値をＹ、前記複数の光ファイバに断線が生じていない場合の理想平均輝度値をＩ、前記光ファイバの総数をＭとしたとき、Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ）の関係式を満たすＮを前記光ファイバの断線数として算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ライトガイドの光ファイバの断線数を正確に検出することができる。これにより、使用者は、内視鏡の交換時期を正確に把握することができ、効率よく内視鏡を使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、及び光源装置１２と、後述するキャップ４０（図３参照）とから構成されている。電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４と、プロセッサ装置１１及び光源装置１２に接続されるユニバーサルコード１５とを備えている。
【００１９】
挿入部１３の先端には、体腔内撮影用の固体撮像素子５０（図６参照）を内蔵した先端部１６が連設されている。先端部１６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１７が設けられている。湾曲部１７は、操作部１４に設けられたアングルノブ１８が操作されて、挿入部１３内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１６が体腔内の所望の方向に向けられる。
【００２０】
ユニバーサルコード１５の基端は、コネクタ１９に連結されている。コネクタ１９は、複合タイプのものであり、コネクタ１９にはプロセッサ装置１１が接続される他、光源装置１２が接続される。電子内視鏡１０は、コネクタ１９を介して、プロセッサ装置１１及び光源装置１２に着脱自在に接続される。
【００２１】
プロセッサ装置１１は、ユニバーサルコード１５内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１０に給電を行い、固体撮像素子５０の駆動を制御するとともに、固体撮像素子５０から出力された撮像信号を伝送ケーブルを介して受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１１で生成された画像データは、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ２０に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１１は、コネクタ１９を介して光源装置１２と電気的に接続され、内視鏡システム２の動作を統括的に制御する。
【００２２】
図２において、先端部１６の前面１６ａには、観察窓３０、照明窓３１、鉗子出口３２、及び送気・送水用ノズル３３が設けられている。観察窓３０は、先端部１６の片側中央に配置されている。観察窓３０の奥には、対物光学系５３及びプリズム５４（図６参照）を介して固体撮像素子５０が配置されている。
【００２３】
照明窓３１は、観察窓３０に関して対称な位置に２個配され、光源装置１２からライトガイド８０及び照明レンズ８３（図６参照）を介して導かれた照明光を体腔内に照射させる。鉗子出口３２は、挿入部１３内に配設された鉗子チャンネルに接続され、操作部１４に設けられた鉗子口２１（図１参照）に連通している。鉗子口２１には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口３２から露呈される。
【００２４】
送気・送水用ノズル３３は、操作部１４に設けられた送気・送水ボタン２２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１２に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓３０や体腔内に向けて噴射する。
【００２５】
詳しくは後述するが、内視鏡システム２は、ライトガイド８０の検査モードを有する。この検査モードは、図３に示すように、電子内視鏡１０の先端部１６に、前面１６ａを光密に封止するキャップ４０を装着した状態で実行される。キャップ４０は、略円筒形状であり、先端部１６とほぼ同一の径を有する挿入孔４１と、挿入孔４１より径が小さく、挿入孔４１に連通した遮光穴４２と、遮光穴４２の底面４２ａに設けられたテストチャート４３とから構成されている。電子内視鏡１０の先端部１６は、挿入孔４１に挿入されると、前面１６ａの外周部が挿入孔４１と遮光穴４２との段差部４４に当接し、先端部１６の前面１６ａがテストチャート４３に対向する。テストチャート４３は、固体撮像素子５０が撮像する領域に配置され、前面１６ａの照明窓３１から照明光が照射されるとともに、観察窓３０から固体撮像素子５０により撮像される。
【００２６】
テストチャート４３は、図４に示すように、中央部に配置された測距用領域４３ａと、その周囲に配置された測光用領域４３ｂとからなる。測距用領域４３ａは、テストチャート４３から先端部１６の前面１６ａまでの距離Ｌ（図３参照）を求めるための領域であり、円形の黒色領域である。測光用領域４３ｂは、ライトガイド８０の検査とともに、ホワイトバランス調整を行うための領域であり、色は１８％グレー（反射率１８％のグレー色）となっている。
【００２７】
ライトガイド８０は、図５に示すように、多数の光ファイバ８１が巻回テープ等の集束材８２により被覆され、バンドル化されたものである。ライトガイド８０は、入射端側では、全ての光ファイバ８１が１束にバンドル化されているが、出射端側では、光ファイバ８１は２束に分離され、前述の各照明窓３１へ導かれている。
【００２８】
図６において、電子内視鏡１０は、固体撮像素子５０を先端部１６に備え、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ：Analog Front End processor）５１及びメモリ５２を操作部１４に備えている。固体撮像素子５０は、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、対物光学系５３及びプリズム５４を通過した被写体光が受光面に入射するように配置されている。この受光面には、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤー配列の原色カラーフィルタ）が配置されている。
【００２９】
ＡＦＥ５１は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）５５、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）（増幅手段）５６、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５７により構成されている。ＣＤＳ５５は、固体撮像素子５０から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、固体撮像素子５０で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣ５６は、ＣＤＳ５５によりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１１から指定されるゲイン（増幅率）に基づいて増幅する。Ａ／Ｄ５７は、ＡＧＣ５６により増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換し、コネクタ１９を介してプロセッサ装置１１に入力する。
【００３０】
メモリ５２は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリからなり、電子内視鏡１０の機種を識別するための識別情報と、電子内視鏡１０の使用回数とを記憶している。この識別情報及び使用回数は、電子内視鏡１０がプロセッサ装置１１に接続された際に、プロセッサ装置１１によって読み取られる。
【００３１】
プロセッサ装置１１は、電子内視鏡１０の動作制御を行うＣＰＵ５８と、各種タイミングパルスを発生するタイミングジェネレータ（ＴＧ）５９と、電子内視鏡１０をプロセッサ装置１１から絶縁分離するためのアイソレーションデバイス（ＩＤ）６０と、プロセッサ装置１１の動作制御を行うＣＰＵ６１と、撮像信号に信号処理を施して画像データを生成するデジタル信号処理回路（ＤＳＰ）６２と、ＤＳＰ６２により生成された画像データをアナログ信号に変換してモニタ２０に出力するデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６３と、検査モード時に測光を行う測光回路（測光手段）６４と、検査モード時に測距を行う測距回路（測距手段）６５と、電子内視鏡１０の機種ごとにライトガイド８０内の光ファイバ８１の総数をテーブル化して記憶したメモリ６６と、使用者の操作に応じて操作信号をＣＰＵ６１に入力する操作部（操作手段）６７とから構成されている。また、ＣＰＵ６１には、ライトガイド８０内の光ファイバ８１の断線数を算出する断線数算出部（断線数算出手段）６８が構成されている。
【００３２】
ＣＰＵ５８は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１とが接続された際には、メモリ５２に記憶された識別情報及び使用回数を読み出し、ＩＤ６０を介してＣＰＵ６１に入力する。また、ＣＰＵ５８は、メモリ５２から使用回数を読み出した後、メモリ５２内の使用回数を、１だけ加算した数値に書き換える。識別情報は、ライトガイド８０の検査モード時に使用される。使用回数は、この検査モードの実行を使用者に促す目的で使用される。本実施形態では、ＣＰＵ５８が、特許請求の範囲に記載の使用回数検出手段に相当する。
【００３３】
ＣＰＵ５８は、電子内視鏡１０がプロセッサ装置１１に接続された後、ＣＰＵ６１からの動作開始指示に基づいてＴＧ５９を駆動させる。ＴＧ５９は、固体撮像素子５０の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、リセットパルス等）とＡＦＥ５１用の同期パルスとを発生し、コネクタ１９を介して電子内視鏡１０に入力する。固体撮像素子５０は、ＴＧ５９から入力された駆動パルスに応じて撮像動作を行い、撮像信号を出力する。また、ＣＰＵ５８は、前述のＡＧＣ５６のゲインを調整する。本実施形態では、ＣＰＵ５８が、特許請求の範囲に記載の増幅率調整手段に相当する。
【００３４】
また、ＴＧ５９は、ＩＤ６０を介して、ＤＳＰ６２やＣＰＵ６１等に信号処理用の同期パルスを供給する。ＩＤ６０は、フォトカプラ等からなる絶縁分離素子である。ＡＦＥ５１から入力された撮像信号は、ＩＤ６０を介してＤＳＰ６２に入力される。
【００３５】
ＤＳＰ６２は、入力された撮像信号に対し、色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等を行い、画像データを生成する。
【００３６】
測光回路６４及び測距回路６５は、電子内視鏡１０の先端部１６にキャップ４０を装着した状態で、操作部６７の操作により実行されるライトガイド８０の検査モード時に作動する。測光回路６４は、テストチャート４３を被写体とした固体撮像素子５０の撮像動作の結果、ＡＦＥ５１から入力される１フレーム分の撮像信号を取得し、輝度値を有効領域内の全画素について積算し、この積算値を積算した画素数で平均することにより、平均輝度値Ｙを算出する。測距回路６５は、ＤＳＰ６２により生成された１フレーム分の画像データからテストチャート４３の測距用領域４３ａに相当する領域を検出し、この領域の大きさから、テストチャート４３から先端部１６の前面１６ａまでの距離Ｌを算出する。なお、測距回路６５は、所定の距離に対する測距用領域４３ａの大きさをデータとして有しており、比例演算によって距離Ｌを算出する。
【００３７】
断線数算出部６８は、ライトガイド８０の検査モード時に作動し、光ファイバ８１の断線数Ｎを次式（１）に基づいて算出する。
【００３８】
Ｎ＝Ｍ×（１−Ｙ／Ｉ（Ｒ，Ｌ））  ・・・（１）
Ｍ：光ファイバ８１の総数
Ｙ：平均輝度値
Ｉ（Ｒ，Ｌ）：理想平均輝度値
【００３９】
光ファイバ８１の総数Ｍは、ＣＰＵ５８が読み出した識別情報に応じてメモリ６６から検出される値である。平均輝度値Ｙは、測光回路６４により検出されるテストチャート４３の平均的な輝度値である。理想平均輝度値Ｉ（Ｒ，Ｌ）は、ライトガイド８０内の光ファイバ８１に断線が生じていない場合（無欠陥状態）に推定されるテストチャート４３の平均的な輝度値であり、後述する光源７０の発光光量の減衰率Ｒと、測距回路６５により検出される距離Ｌの関数として算出される。距離Ｌは、キャップ４０と先端部１６との装着ズレによる断線数Ｎの検出誤差を補正するための補正パラメータである。
【００４０】
ＣＰＵ６１は、検査モードが実行されると、検出した断線数Ｎをモニタ２０に表示させるとともに、ＣＰＵ５８に指示を与えて、光ファイバ８１の断線による照明光の不足によって低下する平均輝度値の低下量Ｄ（＝Ｉ（Ｒ，Ｌ）−Ｙ））を補正する（Ｄ＝０とする）ように、ＡＧＣ５６のゲインを調整する。また、ＣＰＵ６１は、断線数Ｎが所定数Ｎ０（例えば、総数Ｍの半数）以上となった場合に、電子内視鏡１０の交換を促す警告メッセージをモニタ２０に表示させる。
【００４１】
さらに、ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ５８がメモリ５２から読み出した使用回数（電子内視鏡１０の使用回数）が所定回数（例えば、１００回、２００回、３００回、・・・）に達するたびに、検査モードの実行を促すメッセージをモニタ２０に表示させる。本実施形態では、ＣＰＵ６１及びモニタ２０が、特許請求の範囲に記載の第１〜第３の報知手段に相当する。
【００４２】
光源装置１２は、キセノンランプやハロゲンランプからなる光源７０と、光源７０を駆動するための光源ドライバ７１と、光源７０とライトガイド８０との間に配され、ライトガイド８０への入射光量を増減させる絞り機構７２と、絞り機構７２を通過した光を集光してライトガイド８０の入射端に導く集光レンズ７３と、プロセッサ装置１１のＣＰＵ６１と通信し、光源ドライバ７１及び絞り機構７２の制御を行うＣＰＵ７４と、光源７０の使用時間を計時するタイマ７５と、光源７０の発光光量と使用時間との関係を示す光源特性データを記憶したメモリ７６とから構成されている。本実施形態では、ＣＰＵ７４が、特許請求の範囲に記載の絞り制御手段に相当する。
【００４３】
メモリ７６には、図７に示すような光源特性データが記憶されている。光源特性データは、光源７０を一定の条件で駆動したときの発光光量と使用時間との関係であり、光源７０の発光光量は、使用時間の増加とともに減衰する。ＣＰＵ７４は、タイマ７５により計時される光源７０の使用時間ｔにおける発光光量Ｑ（ｔ）をメモリ７６の光源特性データから取得して、発光光量の減衰率Ｒ（＝１−Ｑ（ｔ）／Ｑ（０））を算出する。
【００４４】
ＣＰＵ７４は、図８に示すように、絞り機構７２の絞り開度を減衰率Ｒに応じて設定する。つまり、減衰率Ｒ＝０の場合（ｔ＝０の場合）に絞り開度が５０％、減衰率Ｒ＝０．５の場合に絞り開度が１００％となるように、０≦Ｒ≦０．５の範囲では絞り開度を減衰率Ｒに対して比例関係を有するように設定し、０．５＜Ｒ≦１の範囲では絞り開度を１００％に固定する。このように絞り開度を設定することにより、ライトガイド８０への入射光量は、０≦Ｒ≦０．５の範囲では初期値（初期発光光量Ｑ（０）の１／２）に一定に保たれ、０．５＜Ｒ≦１の範囲では初期値より低下する。
【００４５】
したがって、照明窓３１から出射される照明光の光量は、０≦Ｒ≦０．５の範囲では、減衰率Ｒに依らず一定となり、０．５＜Ｒ≦１の範囲では、減衰率Ｒに依存して低下する。よって、前述の理想平均輝度値Ｉ（Ｒ，Ｌ）は、減衰率Ｒ及び前述の距離Ｌを補正パラメータとして、次式（２ａ），（２ｂ）により表される。
【００４６】
０≦Ｒ≦０．５の場合：
Ｉ（Ｒ，Ｌ）＝Ｉ０×（Ｌ０／Ｌ）２  ・・・（２ａ）
０．５＜Ｒ≦１の場合：
Ｉ（Ｒ，Ｌ）＝２×（１−Ｒ）×Ｉ０×（Ｌ０／Ｌ）２  ・・・（２ｂ）
【００４７】
ここで、Ｉ０は、Ｒ＝０，Ｌ＝Ｌ０におけるテストチャート４３の理想平均輝度値である。この理想平均輝度値Ｉ０及び所定距離Ｌ０の値は、予めメモリ６６に記憶されている。断線数算出部６８は、メモリ６６からこれらの値を読み出し、上記の関係式（１）及び関係式（２ａ），（２ｂ）を用いて断線数Ｎを算出する。
【００４８】
次に、以上のように構成された内視鏡システム２の作用について、図９に示すフローチャートに沿って説明する。まず、プロセッサ装置１１のＣＰＵ５８は、電子内視鏡１０がプロセッサ装置１１に接続されたか否かを検出し、電子内視鏡１０がプロセッサ装置１１に接続されたことを検出すると、電子内視鏡１０のメモリ５２に記憶された電子内視鏡１０の識別情報及び使用回数を読み出し、読み出した使用回数を１だけインクリメントしてメモリ５２内の使用回数を書き替える。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ５８が読み出した使用回数が所定回数（例えば、１００回、２００回、３００回、・・・）であるか否かを判断し、使用回数が所定回数である場合には、検査モードを実行すべき旨のメッセージ（例えば、「この内視鏡は使用回数が１００回です。ライトガイドの検査を実行して下さい。」とのメッセージ）をモニタ２０に表示させる。一方、ＣＰＵ５８が読み出した使用回数が所定回数でない場合には、体腔内画像の撮影等を行う通常モードに移行する。
【００５０】
この通常モード中に、使用者により電子内視鏡１０の先端部１６にキャップ４０が装着され、操作部６７の操作により検査モードの実行指示がなされると、ＣＰＵ６１は、ライトガイド８０の検査モードの実行を開始する。この検査モードでは、まず、ＣＰＵ５８及びＣＰＵ７４に指示を与え、固体撮像素子５０及び光源７０を駆動させる。これにより、テストチャート４３にライトガイド８０から出射された照明光が照射された状態で、固体撮像素子５０によりテストチャート４３が撮像される。
【００５１】
固体撮像素子５０から出力された撮像信号は、ＡＦＥ５１を介してプロセッサ装置１１に入力され、測光回路６４によりテストチャート４３の平均輝度値Ｙが検出される。また、撮像信号は、ＤＳＰ６２により画像データに変換され、測距回路６５によりテストチャート４３から先端部１６の前面１６ａまでの距離Ｌが検出される。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ５８が読み出した識別情報に基づいて、電子内視鏡１０の機種に対応するライトガイド８０内の光ファイバ８１の総数Ｍをメモリ６６から検出し、光源装置１２からその時点における光源７０の発光光量の減衰率Ｒを取得する。
【００５３】
断線数算出部６８は、検出したテストチャート４３の平均輝度値Ｙ及び距離Ｌ、光ファイバ８１の総数Ｍ、発光光量の減衰率Ｒを用い、上記の式（１）及び式（２ａ），（２ｂ）に基づいて光ファイバ８１の断線数Ｎを算出する。
【００５４】
ＣＰＵ６１は、断線数算出部６８により算出された断線数Ｎをモニタ２０に表示し、さらに、断線数Ｎが所定数Ｎ０（例えば、総数Ｍの半数）以上である場合には、警告メッセージ（例えば、「警告：ライトガイドが劣化しています。内視鏡を交換して下さい。」とのメッセージ）をモニタ２０に表示させる。
【００５５】
そして、ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ５８に指示を与えて、光ファイバ８１の断線による照明光の不足によって低下する平均輝度値の低下量Ｄ（＝Ｉ（Ｒ，Ｌ）−Ｙ））を補正するようにＡＧＣ５６のゲイン調整を行い、通常モードへ復帰する。
【００５６】
以上説明したように、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０のライトガイド８０を検査する検査モードを備え、テストチャート４３が付されたキャップ４０を電子内視鏡１０の先端部１６に装着した状態で検査モードを実行することで、光ファイバ８１の断線数を検出することができる。使用者は、光ファイバ８１の断線数を常に正確に把握することができ、適切な時期に電子内視鏡１０の交換を行うことができる。また、光ファイバ８１の断線により不足する輝度値がＡＧＣ５６のゲイン調整により補正されるため、断線により体腔内画像に生じる輝度低下を軽減することができる。
【００５７】
また、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０の使用回数を検出し、所定回数に達するたびに検査の実行を促すので、使用者は、検査スケジュールを管理する必要がなく、適切な時期に検査を実行することができる。
【００５８】
なお、上記実施形態では、光ファイバ８１の断線により不足する平均輝度値の低下量ＤをＡＧＣ５６のゲイン調整により補正しているが、本発明はこれに限定されず、図１０に示すように、断線数Ｎを算出及び表示した後に、絞り機構７２の絞り開度の調整（つまり、ライトガイド８０への入射光量の調整）により平均輝度値の低下量Ｄの補正を行い、かつ、この補正時に絞り開度が上限の１００％となって入射光量の増大を図れない場合に、ＡＧＣ５６のゲイン調整（ゲインの増大）を行うように構成しても良い。
【００５９】
また、上記実施形態では、光源７０として、発光光量が使用時間の増加とともに低下するものを用いているが、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤ等のように、発光光量に減衰が生じないものを用いても良い。この場合には、理想平均輝度値Ｉ（Ｒ，Ｌ）は、減衰率Ｒの依存性を無視して求めることができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、テストチャート４３の測距用領域４３ａを円形の黒色領域としているが、本発明はこれに限定されず、測距用領域４３ａの形状や色は適宜変更して良い。また、この測距用領域４３ａは、電子内視鏡１０の先端部１６にキャップ４０を装着した際に、距離Ｌが常に一定となる機構を有する場合には特に形成する必要はない。この場合には、理想平均輝度値Ｉ（Ｒ，Ｌ）は、距離Ｌの依存性を無視して求めることができる。しかし、測距用領域４３ａは、測距以外の目的に用いることも可能であるため、距離Ｌが常に一定となる機構を有する場合においても測距用領域４３ａを有するテストチャート４３を用いることが好ましい。つまり、測距用領域４３ａは、電子内視鏡１０の先端部１６にキャップ４０が装着されているか否かの検出に用いることができ、測距回路６５により測距用領域４３ａが検出されなかった場合には、検査モードを停止させることで、誤検査を防止することができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、テストチャート４３の測光用領域４３ｂを１８％グレーとしているが、本発明はこれに限定されず、２５％グレー等の色としても良い。
【００６２】
また、上記実施形態では、検査実行を促すメッセージ、検出した断線数Ｎ、及び断線数Ｎが所定数以上である場合の警告メッセージは、モニタ２０への表示により、使用者に報知を行っているが、本発明はこれに限定されず、音声等の他の報知方法を用いても良い。
【００６３】
また、上記実施形態では、キャップ４０をプロセッサ装置１１及び光源装置１２とは別体として設けているが、本発明はこれに限定されず、キャップ４０を、プロセッサ装置１１または光源装置１２に一体として設けても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、測光回路６４は、ＡＦＥ５１から入力される撮像信号に基づいて平均輝度値Ｙを算出しているが、本発明はこれに限定されず、ＤＳＰ６２により生成された画像データに基づいて平均輝度値Ｙの算出を行っても良い。この場合には、ＤＳＰ６２内でガンマ補正を行っているため、輝度値と光量との関係は非線形的になる。このため、テストチャート４３の測光用領域４３ｂは、輝度値と光量との関係がほぼ線形的に保たれる１８％グレー程度の濃淡であることが好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態では、光源装置１２のＣＰＵ７４は、減衰率Ｒ＝０の場合の絞り開度の初期設定値を５０％としているが、本発明はこれに限定されず、絞り開度の初期設定値は適宜変更して良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、固体撮像素子５０を電子内視鏡１０の先端部１６に設けているが、本発明はこれに限定されず、固体撮像素子５０は、操作部１４など、電子内視鏡１０内のいずれの部分に設けても良い。例えば、固体撮像素子５０を操作部１４に設ける場合には、先端部１６の観察窓３０から入射した被写体光を固体撮像素子５０の受光面に結像させるように、挿入部１３内に光学系を設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図２】電子内視鏡の先端部の前面を示す図である。
【図３】キャップの構造を示す部分切り欠き断面図である。
【図４】テストチャートを示す平面図である。
【図５】ライトガイドの構造を示す断面図である。
【図６】内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図７】光源特性データの一例を示すグラフである。
【図８】発光光量の減衰率に対する絞り開度の設定値を示すグラフである。
【図９】内視鏡システムの作用を示すフローチャートである。
【図１０】その他の実施形態を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
２  内視鏡システム
１０  電子内視鏡
１１  プロセッサ装置
１２  光源装置
１６  先端部
２０  モニタ（第１〜第３の報知手段）
４０  キャップ
４３  テストチャート
４３ａ  測距用領域
４３ｂ  測光用領域
５０  固体撮像素子
５２  メモリ
５６  自動ゲイン制御回路（増幅手段）
５８  ＣＰＵ（使用回数検出手段、増幅率調整手段）
６４  測光回路（測光手段）
６５  測距回路（測光手段）
６７  操作部（操作手段）
６８  断線数算出部（断線数算出手段）
７０  光源
７２  絞り機構
７４  ＣＰＵ（絞り制御手段）
７５  タイマ
７６  メモリ
８０  ライトガイド
８１  光ファイバ
【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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