JP5271364B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、特定の波長の光を利用して特殊光観察を行う内視鏡システムに関する。

近年、特定の狭い波長帯域の光（狭帯域光）を生体組織に照射して、生体組織内の血管を強調した観察像を得るなど、いわゆる特殊光観察を行える内視鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。血管（へモグロビン）の光吸収スペクトルは、４１５ｎｍ付近の帯域に吸収ピークを持つため、この内視鏡システムでは、狭帯域光として、４１５ｎｍ付近の光吸収率が高い帯域の波長を持つ青色狭帯域光を照明光として使用している。

血管（ヘモグロビン）の光吸収率が高い帯域に対応する青色狭帯域光を使用すると、観察像においては、血管部分は光が吸収されるため暗く、血管の周辺組織では吸収されずに、散乱、反射するため明るく写る。そして、照明光を狭帯域化することにより、光吸収率が高い帯域から外れる波長が照明光から取り除かれるため、血管部分において散乱、反射する成分が減り、血管とその周辺組織のコントラストが強調された観察像が得られる。

特開２００１−１７０００９号公報

特殊光観察時には、イメージセンサが内蔵された内視鏡先端部が動いたりすることで、内視鏡先端部と生体組織との距離が変化する。その結果、観察像の明るさが変わってしまう。例えば、内視鏡先端部を生体組織に近接させた位置で観察する近景観察に対して、内視鏡先端部を生体組織から離した位置で観察する遠景観察の場合には、光量が不足して画面全体が暗くなってしまう。このため、遠景観察のときには青色狭帯域光の光量を増加させる必要があるが、逆に、近景観察の時には表層血管などを十分に強調表示できるほど十分に明るいので、光量を増加させると観察像が見難くなるおそれがある。

こうした問題に対しては、内視鏡先端部と生体組織との距離に応じて、青色狭帯域光の半値幅や波長帯域を変更することにより、この青色狭帯域光の光量を変化させる方法が考えられる。しかしながら、青色狭帯域光の光源として使用されるＬＥＤやＬＤは、特定の波長の光を出射することはできるものの、出射する光の半値幅や波長帯域を変更することはできない。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、近景観察や遠景観察などの条件によらずに良好な観察像が得られる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、白色の広帯域光を出射する広帯域光光源と、前記広帯域光のうち所定の上限波長以下の波長を有する光を通過させるショートパスフィルタと、前記広帯域光のうち所定の下限波長以上の波長を有する光を通過させるロングパスフィルタとを有するとともに、さらにその少なくともいずれか一方を複数有するフィルタユニットであり、１組の前記ショートパスフィルタ及び前記ロングパスフィルタを前記広帯域光の光路に挿入して前記広帯域光を通過させることで、特殊光観察に用いられる特定の波長帯域を有する狭帯域光を生成するフィルタユニットと、前記狭帯域光が照射された被観察部位を撮像する撮像手段と、を備え、前記フィルタユニットは、前記広帯域光を通過させる前記ショートパスフィルタ及び前記ロングパスフィルタの組み合わせを変えることにより、前記狭帯域光の光量を変えることを特徴とする。

前記フィルタユニットは、前記上限波長が異なる複数の前記ショートパスフィルタと、前記下限波長が異なる複数の前記ロングパスフィルタと、各前記ショートパスフィルタのいずれかと、各前記ロングパスフィルタのいずれかとをそれぞれ選択的に前記光路内に挿入するフィルタ挿入手段と、を有することが好ましい。

前記フィルタユニットは、前記フィルタ挿入手段により前記光路内に挿入する前記ショートパスフィルタ及び前記ロングパスフィルタの組み合わせを変えることによって、光量が異なる複数の前記狭帯域光を出射することが好ましい。また、各前記狭帯域光は、半値幅が異なることが好ましい。さらに、各前記狭帯域光は、中心波長が異なることが好ましい。

前記撮像手段の撮像により取得された撮像信号に基づいて、内視鏡先端部と前記被観察部位との距離を判別する距離判別手段と、前記距離判別手段が判別した距離が長くなるのに従い前記狭帯域光の半値幅が拡がるように、前記フィルタ挿入手段を制御して、前記光路内に挿入する前記ショートパスフィルタと前記ロングパスフィルタとの組み合わせを切り替える挿入制御手段と、を備えることが好ましい。

前記フィルタユニットは、第１狭帯域光を生成する第１ショートパスフィルタ及び第１ロングパスフィルタと、前記第１狭帯域光とは波長帯域の異なる第２狭帯域光を生成する第２ショートパスフィルタ及び第２ロングパスフィルタとを有しており、前記フィルタ挿入手段は、前記第１ショートパスフィルタ及び前記第１ロングパスフィルタと、前記第２ショートパスフィルタ及び前記第２ロングパスフィルタとのいずれかを選択的に前記光路内に挿入することが好ましい。

前記フィルタユニットは、前記上限波長が異なる複数の前記第１ショートパスフィルタと、前記下限波長が異なる複数の前記第１ロングパスフィルタとを有しており、前記フィルタ挿入手段により前記光路内に挿入する前記第１ショートパスフィルタと前記第１ロングパスフィルタとの第１の組み合わせを変えることによって、前記第１狭帯域光の光量を変えることが好ましい。

前記フィルタユニットは、前記上限波長が異なる複数の前記第２ショートパスフィルタと、前記下限波長が異なる複数の前記第２ロングパスフィルタとを有しており、前記フィルタ挿入手段により前記光路内に挿入する前記第２ショートパスフィルタと前記第２ロングパスフィルタとの第２の組み合わせを変えることによって、前記第２狭帯域光の光量を変えることが好ましい。

前記撮像手段の撮像により取得された撮像信号に基づいて、内視鏡の挿入部先端部と前記被観察部位との距離を判別する距離判別手段を備えており、前記挿入制御手段は、前記距離判別手段が判別した距離が長くなるのに従って前記第１〜第２狭帯域光の半値幅が拡がるように、前記フィルタ挿入手段を制御して、前記第１〜第２の組み合わせをそれぞれ切り替えることが好ましい。

前記第１狭帯域光は、ヘモグロビンの光吸収スペクトルの短波長側において吸収量が多い波長帯域に対応する青色狭帯域光であり、前記第２狭帯域光は、前記吸収スペクトルの長波長側において吸収量が多い波長帯域に対応する緑色狭帯域光であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、広帯域光を通過させるショートパスフィルタ及びロングパスフィルタの組み合わせを変えることにより、被観察部位に照射する狭帯域光の光量を変えることができるので、近景観察や遠景観察などの被観察部位までの距離の変化に対応して狭帯域光の光量を変えることができる。その結果、近景観察及び遠景観察のいずれの場合でも良好な観察像が得られる。

内視鏡システムの概略図である。 内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 通常観察用フィルタ（ＵＯＦ）ターレットの正面図である。 ロングパスフィルタ（ＬＰＦ）ターレットの正面図である。 第１ＬＰＦ及び第２ＬＰＦの光透過特性を示すグラフである。 ショートパスフィルタ（ＳＰＦ）ターレットの正面図である。 第１ＳＰＦ及び第２ＳＰＦの光透過特性を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は第１距離観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第２距離観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第３距離観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第４距離観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 データテーブルの説明図である。 内視鏡システムにおける特殊光観察の処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態のＬＰＦターレットの正面図である。 第２実施形態の第１〜第２ＬＰＦの光透過特性を示すグラフである。 第２実施形態のＳＰＦの正面図である。 第２実施形態のＳＰＦの光透過特性を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は第２実施形態の近景観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第２実施形態の遠景観察モードにおける、狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 第２実施形態のデータテーブルの説明図である。 第３実施形態の内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 第３実施形態のＬＰＦターレットの正面図である。 第３実施形態のＳＰＦターレットの正面図である。 第３実施形態での特殊光観察の処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は第１距離観察モードにおける、緑色狭帯域光の出射を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第４距離観察モードにおける、緑色狭帯域光の出射を説明するための説明図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、患者の消化管内や気管内などの管内（被観察部位）を撮像する電子内視鏡１１と、電子内視鏡１１により得られた撮像信号に基づいて管内の観察画像を生成するプロセッサ装置１２と、管内を照明する照明光を電子内視鏡１１に対して供給する光源装置１３と、観察像を表示するモニタ１４とを備えている。

内視鏡システム１０では、管内を白色光などの広帯域光で照明することで管内を全体的に観察する通常観察モードと、管内を狭帯域光で照明して表層血管などを強調表示した状態で観察する特殊光観察モードとの２つの観察モードを有している。また、特殊光観察モードには、電子内視鏡１１の先端部と管内の生体組織との距離に応じて、第１距離観察モード、第２距離観察モード、第３距離観察モード、第４距離観察モードの計４種類のサブ観察モードがある。このうち、第１〜第２距離観察モードが生体組織との距離が近い近景状態で観察を行う、いわゆる近景観察モードである。また、第３〜第４距離観察モードが生体組織との距離が遠い遠景状態で観察を行う、いわゆる遠景観察モードである。

電子内視鏡１１は、管内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部に連設され、電子内視鏡１１の把持及び挿入部１６の操作に用いられる操作部１７と、操作部１７をプロセッサ装置１２及び光源装置１３にそれぞれ接続するユニバーサルコード１８とを備えている。

挿入部１６の先端部位である挿入部先端部１６ａには、管内の照明や撮影に用いられる光学系、イメージセンサなどが内蔵されている。また、挿入部先端部１６ａの先端面には、観察窓１９（図２参照）、照明窓２０（図２参照）の他に、図示は省略するが送気送水ノズル、挿入部１６内に挿通された鉗子チャネルの出口となる鉗子出口等が設けられている。挿入部先端部１６ａの後端には、湾曲自在な湾曲部１６ｂが連設されている。

操作部１７には、アングルノブ２１、操作ボタン２２、鉗子入口２３などが設けられている。アングルノブ２１は、挿入部１６の湾曲方向及び湾曲量を調整する際に回転操作される。操作ボタン２２は、送気・送水や吸引等の各種の操作に用いられる。鉗子入口２３は鉗子チャネルに連通している。

ユニバーサルコード１８には、送気・送水チャンネル、信号ケーブル、及びライトガイドなどが組み込まれている。このユニバーサルコード１８の先端部にはコネクタ部２５ａが設けられている。このコネクタ部２５ａは光源装置１３に接続する。また、コネクタ部２５ａからはコネクタ部２５ｂが分岐している。このコネクタ部２５ｂはプロセッサ装置１２に接続する。

図２に示すように、光源装置１３は、広帯域光源３０と、通常観察モードで使用される通常観察用フィルタ（ＵＯＦ：Usually Observed Filter）ターレット３１と、特殊光観察モードで使用されるロングパスフィルタ（ＬＰＦ：Long Pass Filter）ターレット３２、及びショートパスフィルタ（ＳＰＦ：Short Pass Filter）ターレット３３と、ターレットシフト機構３４と、ターレット回転機構３５と、集光レンズ３６とを備えている。ここで、ＬＰＦターレット３２、ＳＰＦターレット３３、及びターレット回転機構３５が本発明のフィルタ挿入手段に相当する。

広帯域光源３０は、例えばキセノンランプ、白色ＬＥＤ、マイクロホワイト光源などが用いられ、波長が赤色領域から青色領域（約４７０〜７００ｎｍ）にわたる白色の広帯域光ＢＢを発生する。この広帯域光源３０は、内視鏡検査中に広帯域光ＢＢを常時出射する。

ＵＯＦターレット３１は、通常観察モード時にその一部分が広帯域光源３０から出射される広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。また、ＬＰＦターレット３２及びＳＰＦターレット３３は、特殊光観察モード時にその一部分が広帯域光ＢＢの光路内に同時挿入される。

図３に示すように、ＵＯＦターレット３１は、その回転軸３１ａの周方向に沿って設けられた青色フィルタ３７Ｂと、緑色フィルタ３７Ｇと、赤色フィルタ３７Ｒとを備えている。青色フィルタ３７Ｂは、広帯域光ＢＢのうち青色帯域の光（Ｂ光）を透過させる。緑色フィルタ３７Ｇは、広帯域光ＢＢのうち緑色帯域の光（Ｇ光）を透過させる。赤色フィルタ３７Ｒは、広帯域光ＢＢのうち赤色帯域の光（Ｒ光）を透過させる。

各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒは、通常観察モード時にＵＯＦターレット３１が回転することにより、広帯域光ＢＢの光路内に所定の順番（例えば、青、緑、赤、青、・・・）で繰り返し挿入される。これにより、ＵＯＦターレット３１からは、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光、・・・が順に出射される。

図４に示すように、ＬＰＦターレット３２は、その回転軸３２ａの周方向に沿って設けられた半円形状の第１ＬＰＦ３８ａ及び第２ＬＰＦ３８ｂを備えている。第１〜第２ＬＰＦ３８ａ，３８ｂは、入射する広帯域光ＢＢのうち、所定の下限波長以上の波長を有する光を通過させる。

図５に示すように、第１ＬＰＦ３８ａの下限波長λｍ１は、第２ＬＰＦ３８ｂの下限波長λｍ２よりも低い値に設定されている。第１〜第２ＬＰＦ３８ａ，３８ｂは、ＬＰＦターレット３２の回転により、特殊光観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に選択的に挿入される。

図６に示すように、ＳＰＦターレット３３は、その回転軸３３ａの周方向に沿って設けられた半円形状の第１ＳＰＦ３９ａ及び第２ＳＰＦ３９ｂを備えている。第１〜第２ＳＰＦ３９ａ，３９ｂは、入射する広帯域光ＢＢのうち、所定の上限波長以下の波長を有する光を通過させる。

図７に示すように、第１ＳＰＦ３９ａの上限波長λｕ１は、第２ＳＰＦ３９ｂの下限波長λｕ２よりも低い値に設定されている。また、上限波長λｕ１は、第２ＬＰＦ３８ｂの下限波長λｍ２よりも高い値に設定されている。第１〜第２ＳＰＦ３９ａ，３９ｂは、ＳＰＦターレット３３の回転により、特殊光観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に選択的に挿入される。

図２に戻って、第１〜第２ＬＰＦ３８ａ，３８ｂのいずれかと、第１〜第２ＳＰＦ３９ａ，３９ｂのいずれかとがそれぞれ広帯域光ＢＢの光路内に挿入されると、青色の特定の波長帯域に制限された青色狭帯域光が生成される。この光路内に挿入されるＬＰＦ／ＳＰＦの組み合わせは下記の第１〜第４挿入パターンになり、これら挿入パターンごとに半値幅や中心波長が異なる４種類の青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４が生成される。第１〜第４挿入パターンは、それぞれ第１〜第４距離観察モード時に選択される。
（１）第１挿入パターン：第２ＬＰＦ３８ｂ、第１ＳＰＦ３９ａ
（２）第２挿入パターン：第２ＬＰＦ３８ｂ、第２ＳＰＦ３９ｂ
（３）第３挿入パターン：第１ＬＰＦ３８ａ、第１ＳＰＦ３９ａ
（４）第４挿入パターン：第１ＬＰＦ３８ａ、第２ＳＰＦ３９ｂ

第１挿入パターンでは、最初に図８（Ａ）に示すように、広帯域光ＢＢのうち、下限波長λｍ２以上の波長帯域の光が第２ＬＰＦ３８ｂを透過する。次いで、図８（Ｂ）に示すように、第２ＬＰＦ３８ｂを透過した光のうち、上限波長λｕ１以下の波長帯域の光が第１ＳＰＦ３９ａを透過する。これにより、図８（Ｃ）に示すように、波長帯域がλｍ２〜λｕ１となり、中心波長がλｃ１となる青色狭帯域光Ｂｎ１が生成される。なお、本実施形態では図面の煩雑化を防止するため、青色狭帯域光Ｂｎ１（Ｂｎ２〜Ｂｎ４も同様）の波形を矩形状にしているので、その半値幅ｈ１は「λｕ１−λｍ２」となる。ここでいう半値幅とは、光量のピーク値が半分となる部分の波長帯域である。

第２挿入パターンでは、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、広帯域光ＢＢが第２ＬＰＦ３８ｂ、第２ＳＰＦ３９ｂを順番に通過することで、図９（Ｃ）に示すような波長帯域がλｍ２〜λｕ２となる青色狭帯域光Ｂｎ２が生成される。この青色狭帯域光Ｂｎ２の半値幅ｈ２は「λｕ２−λｍ２」となり、中心波長はλｃ２となる。

第３挿入パターンでは、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、広帯域光ＢＢが第１ＬＰＦ３８ａ、第１ＳＰＦ３９ａを順番に通過することで、図１０（Ｃ）に示すような波長帯域がλｍ１〜λｕ１となる青色狭帯域光Ｂｎ３が生成される。この青色狭帯域光Ｂｎ３の半値幅ｈ２は「λｕ１−λｍ１」となり、中心波長はλｃ３となる。

第４挿入パターンでは、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、広帯域光ＢＢが第１ＬＰＦ３８ａ、第２ＳＰＦ３９ｂを順番に通過することで、図１１（Ｃ）に示すような波長帯域がλｍ１〜λｕ２となる青色狭帯域光Ｂｎ４が生成される。この青色狭帯域光Ｂｎ３の半値幅ｈ４は「λｕ２−λｍ１」となり、中心波長はλｃ４となる。

各青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４の波長帯域は、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの２つ吸収ピークのうちの短波長側のピーク（例えば４１５ｎｍ付近）にあわせて調整されている。また、各青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４は、それぞれの半値幅がｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４となるため、それぞれの光量を比較するとＢｎ１＜Ｂｎ２＜Ｂｎ３＜Ｂｎ４となる。さらに、各青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４の中心波長λｃ１〜λｃ４も互いに異なる値になる。

生体組織に照射された青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４は、生体組織内の表層血管内の血液（ヘモグロビン）で極めて強い吸収を受ける。また、逆に表層血管の周辺の生体組織では、比較的強い散乱特性によって照射された光の多くが反射して挿入部先端部１６ａにまで返る。これにより、表層血管とその周辺の生体組織とのコントラストが極めて高くなるため、表層血管などを十分に強調表示することができる。なお、波長帯域（半値幅）が拡がるほど、表層血管に照射された青色狭帯域光が反射や散乱によって挿入部先端部１６ａに戻る可能性が高くなる。この場合にはコントラストが低下するものの、光量が増える。

図２に戻って、ターレットシフト機構３４は、ＵＯＦターレット３１、ＬＰＦターレット３２、及びＳＰＦターレット３３をそれぞれ広帯域光ＢＢの光路に対して略垂直な方向に移動させる。ターレットシフト機構３４は、ＵＯＦターレット３１を、その各色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒのいずれかが広帯域光ＢＢの光路内に挿入される挿入位置と、全色フィルタ３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒが光路内から退避した退避位置との間で移動させる。そして、ターレットシフト機構３４は、通常観察モード時にはＵＯＦターレット３１を挿入位置に移動させ、特殊光観察モード時にはＵＯＦターレット３１を退避位置に移動させる。

また、ターレットシフト機構３４は、ＬＰＦターレット３２及びＳＰＦターレット３３（以下、単にＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３という）を、それぞれ広帯域光ＢＢの光路内に挿入される挿入位置と、全フィルタが光路内から退避した退避位置との間で移動させる。そして、ターレットシフト機構３４は、通常観察モード時にはＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３を退避位置に移動させ、特殊光観察モード時には挿入位置に移動させる。

ターレット回転機構３５は、ＵＯＦターレット３１、ＬＰＦターレット３２、及びＳＰＦターレット３３のそれぞれの回転軸３１ａ，３２ａ，３３ａに接続されている。ターレット回転機構３５は、通常観察モード時はＵＯＦターレット３１を一定速度で回転させる。ＵＯＦターレット３１の回転速度は、例えば３フレーム分の撮像期間で１回転するように設定されている。

一方で、特殊光観察モード時のターレット回転機構３５は、第１距離観察モードでは第１挿入パターンでＬＰＦ／ＳＰＦが挿入され、第２距離観察モードでは第２挿入パターンでＬＰＦ／ＳＰＦが挿入され、第３距離観察モードでは第３挿入パターンでＬＰＦ／ＳＰＦが挿入され、第４距離観察モードでは第４挿入パターンでＬＰＦ／ＳＰＦが挿入されるように、ＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３をそれぞれ回転させる。

集光レンズ３６は、通常観察モード時にはＵＯＦターレット３１から出射されるＢ光、Ｇ光、Ｒ光の光路であって、特殊光観察モード時にはＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３から出射される青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４の光路上に配置されている。集光レンズ３６は、入射した各照明光をライトガイド４１に入射させる。

上記各構成により、光源装置１３は、通常観察モード時にはＢ光、Ｇ光、Ｒ光をライトガイド４１へ繰り返し出射する。また、光源装置１３は、特殊光観察モードには、各サブ観察モードに応じてそれぞれ青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４をライトガイド４１へ出射する。

電子内視鏡１１は、ライトガイド４１、ＣＣＤ型イメージセンサ（以下、ＣＣＤという、撮像手段）４４、アナログ処理回路（ＡＦＥ：Analog Front End）４５、撮像制御部４６を備えている。ライトガイド４１は大口径光ファイバ、バンドルファイバなどである。このライトガイド４１は、入射端が光源装置１３に挿入されており、出射端が挿入部先端部１６ａ内に設けられた照射レンズ４８に対向している。ライトガイド４１から照射レンズ４８に入射した照明光は、照明窓２０を通して管内に照射される。そして、管内で反射した光は、観察窓１９を通して集光レンズ５１に入射する。

ＣＣＤ４４は、複数のフォトダイオード（図示せず）が２次元配列された撮像面４４ａを有しており、集光レンズ５１から入射する被写体光を電気的な撮像信号に変換してＡＦＥ４５へ出力する。このＣＣＤ４４は、所定の分光感度を有するモノクロＣＣＤである。なお、ＣＣＤの代わりにＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。ＣＣＤ４４には、プロセッサ装置１２により制御される撮像制御部４６が接続している。

撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のＣＰＵに接続されており、このＣＰＵから指令に基づきＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５に出力する。通常観察モード時には、ＵＯＦターレット３１の回転に応じて、Ｂ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって青色画像信号を出力するステップと、Ｇ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって緑色画像信号を出力するステップと、Ｒ光の光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって赤色画像信号を出力するステップとが繰り返し実行される。

また、特殊光観察モード時には、青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４のいずれかの光電変換による信号電荷の蓄積・読み出し・転送によって、第１〜第４青色狭帯域撮像信号がＡＦＥ４５へ出力される。

ＡＦＥ４５は、図示は省略するが、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施してノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に送る。

プロセッサ装置１２は、メモリ５３と、ＣＰＵ（挿入制御手段）５４と、デジタル信号処理部（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）５５と、フレームメモリ５６と、距離判別部５７と、表示制御回路５８と、観察モード切替スイッチ５９とを備えている。メモリ５３には、内視鏡システム１０を制御するための各種のプログラムやデータの他に、データテーブル６１が格納されている。

ＣＰＵ５４は、プロセッサ装置１２の各部、電子内視鏡１１の撮像制御部４６、及び光源装置１３のターレットシフト機構３４、ターレット回転機構３５に信号線で接続されており、メモリ５３から読み出したプログラムやデータに基づき、これらを統括的に制御する。

ＤＳＰ５５は、ＡＦＥ４５から入力される撮像信号に対し、ホワイトバランス調整、色調処理、階調処理、シャープネス処理などの信号処理を行う。ＤＳＰ５５は、通常観察モード時には、ＡＦＥ４５から順次入力される青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号に上記信号処理を施すことによって、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の通常画像データを順次生成する。これら通常画像データはフレームメモリ５６に順次記憶される。

一方、ＤＳＰ５５は、特殊光観察モード時には、各サブ観察モードに応じてＡＦＥ４５からそれぞれ入力される第１〜第４青色狭帯域撮像信号に対して適宜信号処理を施すことで、特殊光画像データを生成する。この特殊光画像データもフレームメモリ５６に記憶される。

距離判別部５７は特殊光観察モード時に作動する。距離判別部５７は、フレームメモリ５６に新たに記憶された特殊光画像データの輝度信号に基づき露光量を検出し、この露光量検出結果に基づき挿入部先端部１６ａと被観察部位との間の距離ｄを判別する。消化管や気管内の被観察部位となる粘膜表層の色は、病変が発生しているなどの特別な場合を除いて大きな差はない。このため、光源装置１３から出射される各照明光の光量が一定であれば、距離ｄが増加するのに従って露光量が減少し、逆に距離ｄが減少するのに従って露光量は増加する。従って、照明光の種類別にそれぞれ距離ｄと露光量との関係を示すデータテーブルなどを予め作成しておくことで、露光量から距離ｄが求められる。

表示制御回路５８は、観察モードが通常観察モードである場合には、フレームメモリ５６から３色の通常画像データを順次読み出し、これら３色の通常画像を合成した観察像をモニタ１４に表示させる。また、表示制御回路５８は、観察モードが特殊光観察モードである場合には、フレームメモリ５６から特殊光画像データを読み出し、この特殊光画像データに基づき観察像をモニタ１４に表示させる。

観察モード切替スイッチ５９は、内視鏡システム１０の観察モードを通常観察モードまたは特殊光観察モードに切り替える際に操作される。

図１２に示すように、データテーブル６１には、距離ｄの範囲と、特殊観察モード下の各サブ観察モード及び各挿入パターンとが対応付けて格納されている。本実施形態では、距離ｄの範囲をｄ＜Ｌ１、Ｌ１≦ｄ＜Ｌ２、Ｌ２≦ｄ＜Ｌ３、ｄ≧Ｌ３の４つの範囲に分け、距離ｄの小さい範囲から順番に各サブ観察モード及各挿入パターンを対応付けている。これにより、ＣＰＵ５４は、データテーブル６１を参照することで、距離ｄからサブ観察モードの種類及び挿入パターンの種類を決定することができる。

ＣＰＵ５４は、観察モード切替スイッチ５９で通常観察モードが選択された場合には、観察モードを通常観察モードに設定し、特殊光観察モードが選択された場合には観察モードを特殊光観察モードに設定する。また、ＣＰＵ５４は、特殊光観察モードが設定された場合には、距離判別部５７の判別結果に基づきサブ観察モードを決定する。そして、ＣＰＵ５４は、サブ観察モードに対応する挿入パターンに従ってターレット回転機構３５を制御して、光源装置１３から出射される青色狭帯域光の種類を切り替える。

次に、図１３に示すフローチャートを用いて上記構成の内視鏡システム１０の作用について説明を行う。プロセッサ装置１２や光源装置１３などの電源がＯＮされて内視鏡検査の準備処理（以下、検査準備処理という）が行われると、ＣＣＤ４４の駆動が開始されるとともに、広帯域光源３０からの広帯域光ＢＢの出射が開始される。なお、内視鏡システム１０は、電源ＯＮ時の初期状態では通常観察モードに設定されている。

ＣＰＵ５４は、検査準備処理中にターレットシフト機構３４を制御して、ＵＯＦターレット３１を挿入位置に移動させるとともに、ＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３を退避位置に移動させる。次いで、ＣＰＵ５４は、ターレット回転機構３５を制御して、ＵＯＦターレット３１を一定速度で回転させる。これにより、ＵＯＦターレット３１から集光レンズ３６に向けてＢ光、Ｇ光、Ｒ光が繰り返し出射される。

検査準備処理が完了すると、電子内視鏡１１の挿入部１６が患者の消化管や気管などの管内に挿入される。集光レンズ３６に逐次入射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、それぞれライトガイド４１、照射レンズ４８、及び照明窓２０を経て、患者の管内に逐次照射される。これにより、この管内で反射／散乱したＢ光、Ｇ光、Ｒ光が観察窓１９に逐次入射し、さらに集光レンズ５１を通してＣＣＤ４４に逐次入射する。ＣＣＤ４４は、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光を逐次光電変換して、青色画像信号、緑色画像信号、赤色画像信号をＡＦＥ４５へ逐次出力する。

ＡＦＥ４５は、ＣＣＤ４４からの撮像信号に各種信号処理を施して、デジタルな青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号を順次にプロセッサ装置１２のＤＳＰ５５へ出力する。各色撮像信号は、ＤＳＰ５５により各種信号処理が施された後、３色の通常画像データとしてフレームメモリ５６に順次記憶される。表示制御回路５８は、新たにフレームメモリ５６に記憶された各通常画像データを読み出して、これら各通常画像データ基づきモニタ１４に観察像を表示させる。

以下、観察モードが特殊光観察モードに切り替えられるまで、あるいは内視鏡検査が終了となるまで、通常画像データの取得と、通常画像のモニタ表示とが繰り返し実行される。

通常観察から特殊光観察に切り替える場合には、観察モード切替スイッチ５９を特殊光観察モードに切り替える。なお、特殊光観察モードでは、初期状態で例えば第１距離観察モードが設定される。ＣＰＵ５４は、ターレットシフト機構３４に対してターレット切替指令を発した後、さらにターレット回転機構３５に対して第１挿入パターン切替指令を発する。

ターレットシフト機構３４は、ＣＰＵ５４からのターレット切替指令を受けて、ＵＯＦターレット３１を退避位置に移動させるとともに、ＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３を挿入位置に移動させる。次いで、ターレット回転機構３５は、ＣＰＵ５４からの第１挿入パターン切替指令を受けて、ＵＯＦターレット３１の回転を停止させるとともに、第２ＬＰＦ３８ｂ及び第１ＳＰＦ３９ａが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるようにＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３を回転させる。これにより、図８に示したように、広帯域光ＢＢが第２ＬＰＦ３８ｂ及び第１ＳＰＦ３９ａを順に透過することで、青色狭帯域光Ｂｎ１が集光レンズ３６に入射する。

青色狭帯域光Ｂｎ１は、ライトガイド４１などを経て患者の管内に照射される。これにより、この管内で反射／散乱した青色狭帯域光Ｂｎ１が観察窓１９などを通してＣＣＤ４４に入射する。ＣＣＤ４４は、青色狭帯域光Ｂｎ１を光電変換して第１青色狭帯域撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。これにより、ＡＦＥ４５からデジタルな第１青色狭帯域撮像信号がＤＳＰ５５に送られ、このＤＳＰ５５にて特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。そして、表示制御回路５８は、新たにフレームメモリ５６に記憶された特殊光画像データを読み出し、この特殊光画像データに基づき観察像をモニタ１４に表示させる。

また、距離判別部５７は、新たな特殊光画像データがフレームメモリ５６に記憶されたときに、この特殊光画像データの輝度信号に基づき露光量を検出し、さらにこの露光量検出結果に基づき挿入部先端部１６ａと被観察部位との間の距離ｄを判別する。距離判別部５７は、距離ｄの判別結果をＣＰＵ５４へ送る。

ＣＰＵ５４は、距離判別部５７からの距離判別結果を受けて、メモリ５３内のデータテーブル６１を参照する。そして、ＣＰＵ５４は、距離ｄがｄ＜Ｌ１を満たしている場合には、第１距離観察モードを継続する。以下、サブ観察モードが変わるまで、あるいは特殊光観察が終了するまで、青色狭帯域光Ｂｎ１の照射下での特殊光画像データの取得と、観察像の表示と、距離ｄの判別と、データテーブル６１の参照とが繰り返し実行される。

逆にＣＰＵ５４は、距離判別部５７が判別した距離ｄがＬ１≦ｄ＜Ｌ２となる場合、あるいはＬ２≦ｄ＜Ｌ３となる場合、あるいはｄ≧Ｌ３となる場合には、サブ観察モードをそれぞれ第２〜第４距離観察モードに切り替える。具体的にＣＰＵ５４は、ターレット回転機構３５に対して、第２〜第４距離観察モード別にそれぞれ第２挿入パターン切替指令〜第４挿入パターン切替指令を発する。

ターレット回転機構３５は、第２挿入パターン切替指令を受けた場合には、第２ＬＰＦ３８ｂ及び第２ＳＰＦ３９ｂが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるように、ＬＰＦ／ＳＰＦターレット３２，３３を回転させる。以下同様に、ターレット回転機構３５が第３〜第４挿入パターン切替指令をそれぞれ受けた場合には、第１ＬＰＦ３８ａと第１ＳＰＦ３９ａ、第１ＬＰＦ３８ａと第２ＳＰＦ３９ｂがそれぞれ広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。これにより、第２〜第４距離観察モード時に、それぞれ青色狭帯域光Ｂｎ２〜Ｂｎ４が患者の管内に照射される。

各サブ観察モード時に患者の管内でそれぞれ反射／散乱した青色狭帯域光Ｂｎ２〜Ｂｎ４は、ＣＣＤ４４に入射する。以下、第１距離観察モード時と同様に、ＣＣＤ４４による光電変換、ＡＦＥ４５及びＤＳＰ５５による信号処理などが順次行われて、特殊光画像データがフレームメモリ５６に記憶される。そして、この特殊光画像データに基づき観察像がモニタ１４に表示されるとともに、距離判別部５７による距離ｄの判別が行われる。

ＣＰＵ５４は、距離判別部５７による距離ｄの判別結果に基づき、データテーブル６１を参照して、現在のサブ観察モードを継続する場合には、特殊光画像データの取得と、観察像の表示と、距離ｄの判別と、データテーブル６１の参照とを繰り返し実行する。逆にＣＰＵ５４は、別のサブ観察モードに切り替える場合には、ターレット回転機構３５を制御して挿入パターンの切り替えを行うことで、光源装置１３から出射される青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４の種類を切り替える。

以下、特殊光観察が終了するまで、距離判別部５７が判別した距離ｄの大きさに基づいて光源装置１３から出射される青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４が切り替えられる。距離ｄが長くなるのに従って光源装置１３から出射する光が青色狭帯域光Ｂｎ１、青色狭帯域光Ｂｎ２、青色狭帯域光Ｂｎ３、青色狭帯域光Ｂｎ４の順番で切り替わる。逆に、距離ｄが短くなるのに従って光源装置１３から出射する光が青色狭帯域光Ｂｎ４、青色狭帯域光Ｂｎ３、青色狭帯域光Ｂｎ２、青色狭帯域光Ｂｎ１の順番で切り替わる。

このように距離ｄが長くなるのに従って、光源装置１３から出射する青色狭帯域光の半値幅が拡がるので、患者の管内に照射される青色狭帯域光の光量が増加する。その結果、遠景観察時に光量が不足して画面全体が暗くなることが防止される。また、距離ｄが短くなるのに従って、光源装置１３から出射する青色狭帯域光の半値幅が狭くなるので、患者の管内に照射される青色狭帯域光の光量が減少する。その結果、近景観察時に観察像が明るくなり過ぎて見難くなることが防止される。これにより、近景観察や遠景観察などの距離ｄの大きさに関係なく、良好な観察像が得られる。

上記第１実施形態では、特殊光観察用の狭帯域光として青色狭帯域光を例に挙げて説明を行ったが、例えば緑色狭帯域光や赤色狭帯域光などの各色の狭帯域光を出射してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の内視鏡システムについて説明を行う。第１実施形態では、青色狭帯域光の半値幅を拡げる方向（短波長側または長波長側）は特に限定されないが、第２実施形態では半値幅を拡げる方向を短波長側に限定している。

なお、第２実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態の内視鏡システム１０とは異なるＬＰＦターレット６５（図１４参照）、及びＳＰＦ６６（図１６参照）が設けられている点を除けば第１実施形態と基本的に同じ構成である。従って、第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

図１４に示すように、ＬＰＦターレット６５は、ターレットシフト機構３４によって特殊光観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。このＬＰＦターレット６５は、その回転軸６５ａの周方向に沿って設けられた半円形状の第１ＬＰＦ６８ａ及び第２ＬＰＦ６８ｂを備えている。第１〜第２ＬＰＦ６８ａ，６８ｂは、ターレット回転機構３５がＬＰＦターレット６５を回転させることで、広帯域光ＢＢの光路内に選択的に挿入される。

図１５に示すように、第１〜第２ＬＰＦ６８ａ，６８ｂは、共通の下限波長λｍｘ以上の波長を有する光を通過させる。下限波長λｍｘは、例えば波長４００ｎｍ付近の値である。第１ＬＰＦ６８ａは、波長４００ｎｍ付近から次第に透過率が上昇し、波長４６０ｎｍ付近に近づくと透過率が最大値まで急激に上昇する。一方、第２ＬＰＦ６８ｂは、下限波長λｍｘ付近で透過率がほぼ最大値まで上昇している。

図１６に示すように、ＳＰＦ６６は、ターレットシフト機構３４によって、特殊光観察モード時に広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。第２実施形態では、青色狭帯域光の半値幅を拡げる方向を短波長側に限定しているので、ＳＰＦの種類は１種類である。

図１７に示すように、ＳＰＦ６６は、上限波長λｍｙ以下の波長を有する光を通過させる。上限波長λｍｙは、例えば波長４７０ｎｍ付近の値である。

特殊光観察モード時には、第１〜第２ＬＰＦ６８ａ，６８ｂのいずれかが選択的に広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるのに対して、ＳＰＦ６６は光路内に常時挿入される。このため、広帯域光ＢＢの光路内に挿入される各ＬＰＦ／ＳＰＦの組み合わせは下記の第１〜第２挿入パターンになり、これら挿入パターンごとに半値幅の異なる２種類の青色狭帯域光Ｂｎα，Ｂｎβが生成される。
（１）第１挿入パターン：第１ＬＰＦ６８ａ、ＳＰＦ６６
（２）第２挿入パターン：第２ＬＰＦ６８ｂ、ＳＰＦ６６

図１８（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１挿入パターンでは、広帯域光ＢＢが第１ＬＰＦ６８ａ、ＳＰＦ６６を順番に通過することで、図１８（Ｃ）に示すような半値幅がｈαとなる青色狭帯域光Ｂｎαが生成される。なお、図中では、波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの間隔を実際よりも拡げて図示している（図１９（Ｃ）も同様）。

青色狭帯域光Ｂｎαは波長が４６０ｎｍ付近で光量がピーク値に達し、４７０ｎｍ付近を超えると光量が急激に低下してほぼ「０」になる。一方、４６０ｎｍ付近よりも短波長側では、長波長側での光量の低下ほど急激でないものの、光量は４６０ｎｍ付近から４００ｎｍ付近にかけて低下し、４００付近ｎｍよりも下回ったところで光量は「０」になる。

図１９（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１挿入パターンでは、広帯域光ＢＢが第２ＬＰＦ６８ｂ、ＳＰＦ６６を順番に通過することで、図１９（Ｃ）に示すような半値幅がｈβとなる青色狭帯域光Ｂｎβが生成される。青色狭帯域光Ｂｎβは、青色狭帯域光Ｂｎαと同様に、光量がピーク値に達する４７０ｎｍ付近よりも長波長側では光量が急激に低下する。逆に４６０ｎｍ付近よりも短波長側では、青色狭帯域光Ｂｎαとは異なり、４６０ｎｍ付近から４００ｎｍ付近の間では高い光量を保持する。そして、４００ｎｍ付近よりも下回ったところで光量が急激に低下し始めて「０」になる。

また、半値幅ｈβの上限波長は半値幅ｈαの上限波長とほぼ同じであるのに対して、半値幅ｈβの下限波長は半値幅ｈαの下限波長よりも小さくなる。従って、青色狭帯域光Ｂｎβは、青色狭帯域光Ｂｎαに対して、長波長側の光量をほぼ変化させずに短波長側の光量を増加させた光である。

このように青色狭帯域光Ｂｎβの短波長側の光量を増加させるのは以下の理由による。既知のヘモグロビンの吸収特性から、照射された光のうち４６０ｎｍ付近を下回る波長の光は生体組織内の表層血管内の血液（ヘモグロビン）で極めて強い吸収を受けるのに対し、逆に４６０ｎｍ付近を超える光はヘモグロビンによりほとんど吸収されずにそのまま透過する。また、生体組織の光散乱特性に関する知見（例えば、上記特許文献１の図１０参照）などから、照射された光の波長が４７０ｎｍ付近を超えなければ、表層血管では照射された光のほとんどが吸収されて挿入部先端部１６ａに返らない。このため、青色狭帯域光Ｂｎβの半値幅を短波長側に拡げることにより、表層血管とその周辺の生体組織とのコントラストの低下が抑えられるので、表層血管の強調表示と、光量増加とを両立させることができる。

図２０に示すように、第２実施形態の内視鏡システムでは、メモリ５３に第１実施形態とは異なるデータテーブル７０が格納されている。データテーブル７０には、距離ｄの範囲と、特殊観察モード下の２種類のサブ観察モード（近景観察モード、遠景観察モード）と、各挿入パターンとが対応付けて格納されている。本実施形態では、距離ｄがｄ＜Ｌ２の場合には近景観察モード及び第１挿入パターンとなり、逆にｄ≧Ｌ２の場合には遠景観察モード及び第２挿入パターンとなる。

以下、上記第１実施形態と同様に、ＣＰＵ５４は、データテーブル７０を参照することで、距離判別部５７が判別した距離ｄからサブ観察モードの種類及び挿入パターンの種類を決定する。これにより、近景観察時には第１ＬＰＦ６８ａ及びＳＰＦ６６が広帯域光ＢＢの光路内に挿入されることにより、光源装置１３から光量の少ない青色狭帯域光Ｂｎαが出射される。また、遠景観察時には第２ＬＰＦ６８ｂ及びＳＰＦ６６が広帯域光ＢＢの光路内に挿入されることにより、光源装置１３から光量の多い青色狭帯域光Ｂｎβが出射される。その結果、第１実施形態と同様に、近景観察や遠景観察などの距離ｄの大きさに関係なく、良好な観察像が得られる。

上記第２実施形態では、距離ｄの大きさに応じて狭帯域光の半値幅を拡げる方向を短波長側に限定しているが、逆に１種類のＬＰＦと複数種類のＳＰＦとの組み合わせを変えることで、狭帯域光の半値幅を拡げる方向を長波長側に限定してもよい。

［第３実施形態］
次に、図２１を用いて本発明の第３実施形態の内視鏡システム７５について説明を行う。上記第１実施形態の内視鏡システム１０では、特殊光観察モード時に光源装置１３から青色狭帯域光を出射する場合について説明したが、内視鏡システム７５では青色狭帯域光に加えて緑色狭帯域光の出射も行う。

内視鏡システム７５は、第１実施形態と同じ電子内視鏡１１と、光源装置７６と、プロセッサ装置７７とから構成されている。なお、第３実施形態についても第１実施形態と機能・構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。

光源装置７６は、第１実施形態と異なるＬＦＰターレット７９、ＳＰＦターレット８０、及びターレット回転機構８１を備えている点を除けば、第１実施形態の光源装置７６と基本的に同じ構成である。なお、ＬＦＰターレット７９、ＳＰＦターレット８０、及びターレット回転機構８１が本発明のフィルタ挿入手段に相当する。

図２２に示すように、ＬＦＰターレット７９には、その回転軸７９ａの周方向に沿って設けられた四半円状の第１青色（Ｂ）ＬＰＦ８１ａ及び第２ＢＬＰＦ８１ｂ（第１ロングパスフィルタ）と、四半円状の第１緑色（Ｇ）ＬＰＦ８２ａ及び第２ＧＬＰＦ８２ｂ（第２ロングパスフィルタ）とが設けられている。第１〜第２ＢＬＰＦ８１ａ，８１ｂは、それぞれ第１実施形態の第１〜第２ＬＰＦ３８ａ，３８ｂと同じ光透過特性を有している。

第１〜第２ＧＬＰＦ８２ａ，８２ｂは、入射する広帯域光ＢＢのうち、所定の下限波長以上の波長を有する光を通過させる。第１ＧＬＰＦ８２ａの下限波長λｇｍ１（図２６参照）は、第２ＬＰＦ３８ｂの下限波長λｇｍ２（図２５参照）よりも低い値に設定されている。

図２３に示すように、ＳＦＰターレット８０には、その回転軸８０ａの周方向に沿って設けられた四半円状の第１ＢＳＰＦ８４ａ及び第２ＢＳＰＦ８４ｂ（第１ショートパスフィルタ）と、四半円状の第１ＧＳＰＦ８５ａ及び第２ＧＳＰＦ８５ｂ（第２ショートパスフィルタ）とが設けられている。第１〜第２ＢＳＰＦ８４ａ，８４ｂは、それぞれ第１実施形態の第１〜第２ＳＰＦ３９ａ，３９ｂと同じ光透過特性を有している。

第１〜第２ＧＳＰＦ８５ａ，８５ｂは、入射する広帯域光ＢＢのうち、所定の上限波長以下の波長を有する光を通過させる。第１ＧＳＰＦ８５ａの上限波長λｇｕ１（図２５参照）は、第２ＬＰＦ８５ｂの上限波長λｇｕ２（図２６参照）よりも低い値に設定されている。また、上限波長λｇｕ１は、第２ＧＬＰＦ８２ｂの下限波長λｇｍ２よりも高い値に設定されている。

図２１に戻って、第１〜第２ＢＬＰＦ８１ａ，８１ｂ及び第１〜第２ＢＳＰＦ８４ａ，８４ｂは、特殊光観察モード時に第１実施形態の各挿入パターンと同じ第１〜第４Ｂ挿入パターンに従って、広帯域光ＢＢの光路内に挿入される。これにより、各Ｂ挿入パターンに応じて青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４がそれぞれ生成される。

また、第１〜第２ＧＬＰＦ８２ａ，８２ｂのいずれかと、第１〜第２ＧＳＰＦ８５ａ，８５ｂのいずれかとの組み合わせが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されることで、緑色の特定の波長帯域に制限された緑色狭帯域光が生成される。広帯域光ＢＢの光路内に挿入される各ＧＬＰＦ／ＧＳＰＦの組み合わせは基本的には第１実施形態と同じであり、下記の第１〜第４Ｇ挿入パターンごとに半値幅や中心波長が異なる４種類の緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４が生成される。第１〜第４Ｇ挿入パターンは、それぞれ第１〜第４距離観察モード時に選択される。
（１）第１Ｇ挿入パターン：第２ＬＰＦ８２ｂ、第１ＳＰＦ８５ａ
（２）第２Ｇ挿入パターン：第２ＬＰＦ８２ｂ、第２ＳＰＦ８５ｂ
（３）第３Ｇ挿入パターン：第１ＬＰＦ８２ａ、第１ＳＰＦ８５ａ
（４）第４Ｇ挿入パターン：第１ＬＰＦ８２ａ、第２ＳＰＦ８５ｂ

各緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４の波長帯域は、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの２つ吸収ピークのうちの長波長側のピーク（例えば５４０ｎｍ付近）にあわせて調整されている。また、各緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４は、Ｇｎ１〜Ｇｎ４の順番で半値幅が拡がるため、それぞれの光量を比較するとＧｎ１＜Ｇｎ２＜Ｇｎ３＜Ｇｎ４となる。

生体組織の光散乱特性に関する知見などから、照射された光の波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍ付近の間、特に５３０ｎｍ〜５７０ｎｍ付近の間では、光が表層血管よりも深部にある中深層血管に到達する。この光は中深層血管では吸収される一方で、中深層血管の周辺の生体組織では反射及び散乱される。従って、生体組織に緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４を照射した場合には、中深層血管とその周りの生体組織とのコントラストが高くなるため、中深層血管などを十分に強調表示することができる。なお、波長帯域（半値幅）が拡がるほど、中層血管とその周辺の生体組織とのコントラストが低下するものの、光量が増える。

ターレット回転機構８１は、通常観察モード時には第１実施形態のターレット回転機構３５と同じ動作を行う。一方、ターレット回転機構８１は、特殊光観察モード時には、第１〜第４Ｂ挿入パターンのいずれかに対応するＢＬＰＦ／ＢＳＰＦと、第１〜第４Ｇ挿入パターンのいずれかに対応するＧＬＰＦ／ＧＳＰＦとが広帯域光ＢＢの光路内に交互に挿入されるように、ＬＰＦ／ＳＰＦターレット７９，８０を回転させる。これにより、特殊光観察モード時には、青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４のいずれかと、緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４のいずれかとが交互に出射される。なお、両狭帯域光の出射には、例えばそれぞれ１フレーム分の撮像期間が割り当てられる。

プロセッサ装置７７は、第１実施形態とは異なるデータテーブル８７がメモリ５３に格納されているとともに、第１実施形態とは異なるＣＰＵ（挿入制御手段）８８が設けられている点を除けば基本的には第１実施形態のプロセッサ装置１２と同じ構成である。

データテーブル８７は、第１実施形態のデータテーブル６１と基本的には同じであり、距離ｄの範囲と、各サブ観察モード及び各挿入パターンとが対応付けて格納されている。ただし、データテーブル８７では、距離ｄの範囲に対して、第１〜第４Ｂ挿入パターンと、第１〜第４Ｇ挿入パターンとがそれぞれ別個に対応付けられている。

ＣＰＵ８８は、特殊光観察モード以外では基本的に第１実施形態のＣＰＵ５４と同様の処理を行う。ただし、ＣＰＵ８８は、特殊光観察モード時には、距離判別部５７の判別結果に基づきサブ観察モードの種類を決定し、この決定結果に対応する各Ｂ挿入パターンと各４Ｇ挿入パターンとを決定する。そして、ＣＰＵ８８は、決定したＢ挿入パターンに対応するＢＬＰＦ・ＢＳＰＦと、決定したＧ挿入パターンに対応するＧＬＰＦ・ＧＳＰＦとが交互に広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるように、ターレット回転機構８１を制御する。

なお、特殊光観察モード時には、青色狭帯域光と緑色狭帯域光とが交互に出射されるので、青色特殊光画像データ及び緑色特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から読み出した２色の特殊光画像データ基づき、観察像をモニタ１４に表示させる。これにより、表層血管と中深層血管とが共に強調表示される。

次に、図２４に示すフローチャートを用いて第３実施形態の内視鏡システム７５の作用について説明を行う。なお、特殊光観察モードに切り替えるまでの処理は図１３に示す第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。

特殊光観察モードへの切替後、ＣＰＵ８８は、サブ観察モードを初期状態である第１距離観察モードに決定する。次いで、ＣＰＵ８８は、ターレット回転機構８１を制御して、第２ＢＬＰＦ８１ｂ及び第１ＢＳＰＦ８４ａが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるようにＬＰＦ／ＳＰＦターレット７９，８０を回転させる。これにより、光源装置７６から青色狭帯域光Ｂｎ１が出射されることで、青色特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。

距離判別部５７は、新たにフレームメモリ５６に記憶された青色特殊光画像データに基づいて距離ｄを判別する。なお、この場合には、例えば、青色狭帯域光下での露光量と距離ｄとの関係を予め求めたデータテーブルなどが使用される。そして、ＣＰＵ８８は、例えば、距離判別部５７の判別結果が「距離ｄ＜Ｌ１」である場合には、第１距離観察モードを維持するとともに、Ｇ挿入パターンとして第１Ｇ挿入パターンを決定する。

次いで、ＣＰＵ８８は、青色狭帯域光Ｂｎ１の出射時間が所定の１フレーム分の撮像期間を経過したときに、ターレット回転機構８１を制御して、第２ＧＬＰＦ８２ｂ及び第１ＧＳＰＦ８５ａが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるようにＬＰＦ／ＳＰＦターレット７９，８０を回転させる。

図２５（Ａ），（Ｂ）に示すように、広帯域光ＢＢが第２ＧＬＰＦ８２ｂ、第１ＧＳＰＦ８５ａを順番に通過することで、図２５（Ｃ）に示すような半値幅がｈｇ１となる緑色狭帯域光Ｇｎ１が生成され、この緑色狭帯域光Ｇｎ１が光源装置７６から出射される。これにより、緑色特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。

一方で、ＣＰＵ８８は、距離判別部５７の判別結果が例えば「距離ｄ≧Ｌ３」に変わった場合には、サブ観察モードとして第４距離観察モードを決定するとともに、Ｇ挿入パターンとして第４Ｇ挿入パターンを決定する。この場合、ＣＰＵ８８は、ターレット回転機構８１を制御して、第１ＧＬＰＦ８２ａ及び第２ＧＳＰＦ８５ｂが広帯域光ＢＢの光路内に挿入されるようにＬＰＦ／ＳＰＦターレット７９，８０を回転させる。

図２６（Ａ），（Ｂ）に示すように、広帯域光ＢＢが第２ＧＬＰＦ８２ｂ、第１ＧＳＰＦ８５ａを順番に通過することで、図２６（Ｃ）に示すような半値幅がｈｇ４（＞ｈｇ１）となる緑色狭帯域光Ｇｎ４が生成され、この緑色狭帯域光Ｇｎ４が光源装置７６から出射される。これにより、緑色特殊光画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。

距離判別部５７は、新たにフレームメモリ５６に記憶された緑色特殊光画像データに基づいて距離ｄを判別する。なお、この場合には、例えば緑色狭帯域光下での露光量と距離ｄとの関係を予め求めたデータテーブルなどが使用される。そして、ＣＰＵ８８は、距離判別部５７の判別結果に基づきサブ観察モード及びＢ挿入パターンを決定し、このＢ挿入パターンに基づき、ターレット回転機構８１を制御してＬＰＦ／ＳＰＦターレット７９，８０を回転させる。これにより、青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４のうち、サブ観察モードに対応した青色狭帯域光が光源装置７６から出射される。

以下同様にして、距離判別部５７の判別結果に基づき、緑色狭帯域光Ｇｎ１〜Ｇｎ４のいずれかと、青色狭帯域光Ｂｎ１〜Ｂｎ４のいずれかとが光源装置７６から交互に繰り返し出射される。第３実施形態においても、距離ｄが長くなるのに従って光源装置７６から出射される青色狭帯域光及び緑色狭帯域光の半値幅が拡がるので、患者の管内に照射される両狭帯域光の光量が増加する。また、逆に距離ｄが短くなるのに従って、光源装置７６から出射される青色狭帯域光及び緑色狭帯域光の半値幅が狭くなるので、患者の管内に照射される両狭帯域光の光量が減少する。その結果、第１実施形態と同様に、近景観察や遠景観察などの距離ｄの大きさに関係なく、良好な観察像が得られる。

上記第３実施形態では、青色特殊光画像データ及び緑色特殊光画像データがそれぞれフレームメモリ５６に格納されるたびに距離ｄの判別を行っているが、例えば、両特殊光画像データのいずれか一方がフレームメモリ５６に格納されたときにだけ距離ｄの判別を行ってもよい。

上記第３実施形態では、距離ｄが大きくなるのに従って、青色狭帯域光及び緑色狭帯域光の両方の半値幅を拡げているが、いずれか一方の狭帯域光の半値幅だけを拡げるようにしてもよい。

上記第３実施形態では、青色狭帯域光及び緑色狭帯域光の２種類の狭帯域光を出射しているが、ＬＰＦターレット及びＳＰＦターレットのフィルタ数を増やして、例えば赤色狭帯域光を含む異なる３色以上の狭帯域光を出射してもよい。

上記第３実施形態では、青色狭帯域光及び緑色狭帯域光の２種類の狭帯域光を交互に出射する、いわゆる面順次照射方式の内視鏡システムを例に挙げて説明を行ったが、複数種類の照明光を同時に照射して複数種類の照明光を同時にカラーイメージセンサで撮像する混合同時照射方式の内視鏡システムにも本発明を適用することができる。

上記第１及び第３実施形態では、サブ観察モードとして、距離ｄの大きさに応じて４種類の第１〜第４距離観察モードを設けているが、ＬＰＦターレット及びＳＰＦターレットのフィルタ数を増やして４種類以上の距離観察モードを設けてもよい。なお、第２実施形態も同様に２種類以上の距離観察モードを設けてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、プロセッサ装置のＣＰＵにより光源装置の各部を制御しているが、これら各部を制御するＣＰＵ等の制御部を光源装置に設けてもよい。

上記各実施形態では、距離ｄが増加するのに従って、狭帯域光の半値幅を拡げることにより狭帯域光の光量を増加させているが、例えば、狭帯域光の波長帯域を拡げることによって光量を増加させてもよい。

上記各実施形態の距離判別部５７は、特殊光画像データの輝度信号に基づき露光量を検出することで距離ｄを判別しているが、これ以外の各種の公知技術を用いて距離ｄの判別を行ってもよい。

上記各実施形態では、特定の波長の光を利用して表層血管や中深層血管の特殊光観察を行う内視鏡システムについて例に挙げて説明を行ったが、特定の波長の光を利用して行う蛍光観察（Auto Fluorescence Imaging）、赤外光観察（Infra Red Imaging）、光線力学的診断（Photodynamic diagnosis）などの各種観察、診断に用いられる内視鏡システムに本発明を適用することができる。

１０，７５ 内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２，７７ プロセッサ装置
１３，７６ 光源装置
３２，６５，７９ ロングパスフィルタ（ＬＰＦ）ターレット
３３，８０ ショートパスフィルタ（ＳＰＦ）ターレット
３５，８１ ターレット回転機構
３８ａ，６８ａ 第１ＬＰＦ
３８ｂ，６８ｂ 第２ＬＰＦ
３９ａ 第１ＳＰＦ
３９ｂ 第２ＳＰＦ
５４，８８ ＣＰＵ
６５ ＳＰＦ
８１ａ，８１ｂ 第１〜第２ＢＬＰＦ
８２ａ，８２ｂ 第１〜第２ＧＬＰＦ
８４ａ，８４ｂ 第１〜第２ＢＳＰＦ
８５ａ，８５ｂ 第１〜第２ＧＳＰＦ

Claims (9)

1. 白色の広帯域光を出射する広帯域光光源と、
   前記広帯域光のうち所定の上限波長以下の波長を有する青色光を通過させる１つの青色用ショートパスフィルタが形成されたショートパスフィルタユニットと、
   前記広帯域光のうち所定の下限波長以上の波長を有する青色光を通過させる青色用ロングパスフィルタであり、前記下限波長から前記上限波長側への透過率の上昇の仕方が異なる少なくとも２種類の青色用ロングパスフィルタが形成されたロングパスフィルタユニットと、
   １組の前記青色用ショートパスフィルタ及び前記青色用ロングパスフィルタを前記広帯域光の光路に挿入することで、生体組織の血管が強調された観察像を得るための特殊光観察に用いられ、ヘモグロビンの光吸収スペクトルの短波長側において吸収量が多い波長帯域に対応する青色狭帯域光を生成するフィルタ挿入手段と、
   前記フィルタ挿入手段を制御して、前記光路内に挿入する、１組の前記青色用ショートパスフィルタと前記青色用ロングパスフィルタの組み合わせを切り替えて、前記青色狭帯域光の光量を変える挿入制御手段と、
   前記青色狭帯域光が照射された被観察部位を撮像する撮像手段と、を備えていることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記青色狭帯域光は、前記青色用ロングパスフィルタの種類を切り替えることにより半値幅が変化することを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
3. 前記青色用ショートパスフィルタの上限波長は、４７０ｎｍ付近の値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
4. 前記ショートパスフィルタユニット及び前記ロングパスフィルタユニットは、回転軸を中心に持つ円形のターレットであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の内視鏡システム。
5. 前記撮像手段の撮像により取得された撮像信号に基づいて、内視鏡先端部と前記被観察部位との距離を判別する距離判別手段を備えており、
   前記挿入制御手段は、前記距離判別手段が判別した距離が長くなるのに従い前記青色狭帯域光の半値幅が拡がって光量が増加するように、前記フィルタ挿入手段を制御して、前記光路内に挿入する前記青色用ショートパスフィルタと前記青色用ロングパスフィルタとの組み合わせを切り替えることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の内視鏡システム。
6. 前記ショートパスフィルタユニットは、前記青色狭帯域光を生成するための前記青色用ショートパスフィルタに加えて、前記青色狭帯域光よりも長波長である緑色狭帯域光を生成するための緑色用ショートパスフィルタを有しており、
   前記ロングパスフィルタユニットは、前記青色狭帯域光を生成するための前記青色用ロングパスフィルタに加えて、緑色狭帯域光を生成するための緑色用ロングパスフィルタを有しており、
   前記フィルタ挿入手段は、前記青色狭帯域光を生成する場合には、前記青色用ショートパスフィルタと、前記青色用ロングパスフィルタを前記光路内に挿入し、
   前記緑色狭帯域光を生成する場合には、前記緑色用ショートパスフィルタと前記緑色用ロングパスフィルタを前記光路内に挿入することを特徴する請求項１ないし５いずれか１項に記載の内視鏡システム。
7. 前記ショートパスフィルタユニットは、１つの前記青色用ショートパスフィルタと、前記緑色狭帯域光の上限波長が異なる複数の緑色用ショートパスフィルタとを有しており、
   前記ロングパスフィルタユニットは、前記下限波長から前記上限波長側への透過率の上昇の仕方が異なる複数の前記青色用ロングパスフィルタ、及び前記緑色狭帯域光の下限波長が異なる複数の前記緑色用ロングパスフィルタを有していることを特徴する請求項６記載の内視鏡システム。
8. 前記撮像手段の撮像により取得された撮像信号に基づいて、内視鏡の挿入部先端部と前記被観察部位との距離を判別する距離判別手段を備えており、
   前記挿入制御手段は、前記距離判別手段が判別した距離が長くなるのに従って前記青色狭帯域光及び前記緑色用狭帯域光の半値幅が拡がるように、前記フィルタ挿入手段を制御して、前記青色用及び前記緑色用のショートパスフィルタとロングパスフィルタの組み合わせをそれぞれ切り替えることを特徴とする請求項７記載の内視鏡システム。
9. 前記緑色狭帯域光は、前記吸収スペクトルの長波長側において吸収量が多い波長帯域の光であることを特徴とする請求項６ないし８いずれか１項に記載の内視鏡システム。

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