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WO2014045631A1 - 走査型内視鏡システム - Google Patents

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Publication number
WO2014045631A1
WO2014045631A1 PCT/JP2013/063023 JP2013063023W WO2014045631A1 WO 2014045631 A1 WO2014045631 A1 WO 2014045631A1 JP 2013063023 W JP2013063023 W JP 2013063023W WO 2014045631 A1 WO2014045631 A1 WO 2014045631A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time
scanning
light
scan
illumination light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/063023
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
長谷川　潤
克己 平川
悠次 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Medical Systems Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Medical Systems Corp filed Critical Olympus Medical Systems Corp
Priority to EP13840096.5A priority Critical patent/EP2801316A4/en
Priority to CN201380010143.4A priority patent/CN104125796B/zh
Priority to JP2014500196A priority patent/JP5571268B1/ja
Priority to US14/162,164 priority patent/US9345396B2/en
Publication of WO2014045631A1 publication Critical patent/WO2014045631A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00172—Optical arrangements with means for scanning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination
    • G02B23/2469—Illumination using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/103—Scanning systems having movable or deformable optical fibres, light guides or waveguides as scanning elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0669—Endoscope light sources at proximal end of an endoscope

Definitions

  • the present invention relates to a scanning endoscope system, and more particularly to a scanning endoscope system that scans a subject to acquire an image.
  • a scanning endoscope that does not include a solid-state imaging device in a portion corresponding to the above-described insertion portion, and a system that includes the scanning endoscope are known. ing.
  • the subject is set in advance by swinging the distal end portion of the illumination fiber that guides the illumination light emitted from the light source unit.
  • an endoscope apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-131112 is conventionally known.
  • control for stabilizing the frame rate at the time of observation for example, timing related to irradiation of illumination light to the subject and return from the subject It is desirable to perform control so as to synchronize timing related to image generation according to light.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-131112 does not particularly mention a viewpoint related to the control as described above.
  • timing related to irradiation of illumination light to a subject and timing related to generation of an image according to return light from the subject are not synchronized with each other, and there is a problem that the stability of the frame rate at the time of observation using the scanning endoscope is impaired.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides a scanning endoscope system capable of improving the stability of the frame rate during observation using a scanning endoscope as compared with the conventional one. It is intended to provide.
  • a scanning endoscope system includes a light guide unit that guides illumination light emitted from a light source, and an irradiation position of the illumination light that is irradiated to a subject through the light guide unit.
  • a scanning type endoscope comprising: a drive unit capable of swinging the light guide unit so as to draw a locus corresponding to the light source; and a light receiving unit configured to receive a return light of the illumination light applied to the subject.
  • a mirror configured to generate and output a signal according to the intensity of the return light received by the light receiving unit, and an irradiation position of the illumination light at an outermost point of a spiral trajectory
  • the first scan from the center point to the center point and the second scan in which the irradiation position of the illumination light is directed from the center point to the outermost point of the spiral trajectory are sequentially performed. And immediately after the second scan is performed, or before the first scan and before Control for driving the drive unit to perform a third scan in which the irradiation position of the illumination light circulates on the same circumference during any of the second scans Part.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a scanning endoscope system according to an embodiment.
  • the scanning endoscope system 1 includes a scanning endoscope 2 that is inserted into a body cavity of a subject, a main body device 3 that is connected to the scanning endoscope 2, and And a monitor 4 connected to the main unit 3.
  • the scanning endoscope 2 has an insertion portion 11 formed with an elongated shape and flexibility that can be inserted into a body cavity of a subject. Note that a connector (not shown) or the like for detachably connecting the scanning endoscope 2 to the main body device 3 is provided at the proximal end portion of the insertion portion 11.
  • An illumination fiber having a function as a light guide for guiding illumination light supplied from the light source unit 21 of the main body device 3 to the objective optical system 14 is provided in a portion from the base end portion to the distal end portion in the insertion portion 11. 12 and a light receiving fiber 13 that receives the return light from the subject and guides it to the detection unit 23 of the main body device 3 are respectively inserted.
  • the end including the light incident surface of the illumination fiber 12 is disposed in a multiplexer 32 provided inside the main unit 3. Further, the end portion including the light emission surface of the illumination fiber 12 is disposed in a state in which it is not fixed by a fixing member or the like in the vicinity of the light incident surface of the lens 14 a provided at the distal end portion of the insertion portion 11.
  • the end including the light incident surface of the light receiving fiber 13 is fixedly disposed around the light emitting surface of the lens 14 b at the distal end surface of the distal end portion of the insertion portion 11. Further, the end including the light emitting surface of the light receiving fiber 13 is disposed in a duplexer 36 provided inside the main body device 3.
  • the objective optical system 14 includes a lens 14a into which illumination light from the illumination fiber 12 is incident, and a lens 14b that emits illumination light that has passed through the lens 14a to a subject.
  • An actuator 15 that is driven based on a drive signal output from the driver unit 22 of the main body device 3 is attached to the middle portion of the illumination fiber 12 on the distal end side of the insertion portion 11.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a virtual XY plane set on the surface of the subject.
  • the point SA on the XY plane in FIG. 2 is the insertion axis when the insertion axis of the insertion unit 11 is virtually set to exist in the direction corresponding to the back side from the front side of the page. It shows the intersection with the page.
  • the X-axis direction on the XY plane in FIG. 2 is set as a direction from the left side to the right side of the drawing.
  • the Y-axis direction in the XY plane of FIG. 2 is set as a direction from the lower side to the upper side of the drawing.
  • the X axis and the Y axis constituting the XY plane of FIG. 2 intersect at the point SA.
  • the actuator 15 is based on the first drive signal output from the driver unit 22 of the main unit 3 and operates for swinging the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 in the X-axis direction. Based on an actuator (not shown) and a second drive signal output from the driver unit 22 of the main unit 3, the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 is swung in the Y-axis direction. And a Y-axis actuator (not shown).
  • the actuator 15 is configured so that the irradiation position of the illumination light applied to the subject draws a locus corresponding to a predetermined scanning pattern by the operations of the X-axis actuator and the Y-axis actuator as described above.
  • the end including the 12 light exit surfaces can be swung.
  • a memory 16 Inside the insertion unit 11 is provided a memory 16 in which endoscope information including various pieces of information such as individual identification information of the scanning endoscope 2 is stored in advance.
  • the endoscope information stored in the memory 16 is read by the controller 25 of the main body device 3 when the scanning endoscope 2 and the main body device 3 are connected.
  • the main unit 3 includes a light source unit 21, a driver unit 22, a detection unit 23, a memory 24, and a controller 25.
  • the light source unit 21 includes a light source 31a, a light source 31b, a light source 31c, and a multiplexer 32.
  • the light source 31 a includes, for example, a laser light source and the like, and is configured to emit red wavelength band light (hereinafter also referred to as R light) to the multiplexer 32 when turned on under the control of the controller 25. Yes.
  • R light red wavelength band light
  • the light source 31b includes a laser light source, for example, and is configured to emit light in a green wavelength band (hereinafter also referred to as G light) to the multiplexer 32 when turned on under the control of the controller 25. Yes.
  • G light a green wavelength band
  • the light source 31c includes, for example, a laser light source, and is configured to emit light in a blue wavelength band (hereinafter also referred to as B light) to the multiplexer 32 when turned on under the control of the controller 25. Yes.
  • B light a blue wavelength band
  • the multiplexer 32 multiplexes the R light emitted from the light source 31a, the G light emitted from the light source 31b, and the B light emitted from the light source 31c onto the light incident surface of the illumination fiber 12. It is configured so that it can be supplied.
  • the driver unit 22 includes a signal generator 33, digital / analog (hereinafter referred to as D / A) converters 34a and 34b, and an amplifier 35.
  • D / A digital / analog
  • the signal generator 33 is a predetermined drive signal as shown in FIG. 3, for example, as a first drive signal for swinging the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 in the X-axis direction.
  • a waveform signal is generated and output to the D / A converter 34a.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a signal waveform of a drive signal supplied to an actuator provided in the scanning endoscope.
  • the signal generator 33 generates the first drive signal as a second drive signal that swings the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 in the Y-axis direction based on the control of the controller 25.
  • a signal having a waveform whose phase is shifted by 90 ° is generated and output to the D / A converter 34b.
  • the D / A converter 34 a is configured to convert the digital first drive signal output from the signal generator 33 into an analog first drive signal and output the analog first drive signal to the amplifier 35.
  • the D / A converter 34 b is configured to convert the digital second drive signal output from the signal generator 33 into an analog second drive signal and output the analog second drive signal to the amplifier 35.
  • the amplifier 35 is configured to amplify the first and second drive signals output from the D / A converters 34 a and 34 b and output the amplified signals to the actuator 15.
  • the amplitude value (signal level) of the waveform of the drive signal illustrated in FIG. 3 gradually decreases starting from time T1 at which the maximum value is reached, and gradually increases immediately after reaching 0 at time T2. It becomes the maximum value at T3, and gradually decreases immediately after maintaining the maximum value in the period from time T3 to time T4, and becomes 0 at time T5.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a first spiral trajectory drawn when scanning a virtual XY plane as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a second spiral trajectory drawn when scanning a virtual XY plane as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a circular locus drawn when the virtual XY plane as shown in FIG. 2 is scanned.
  • the illumination light is irradiated to the point YMAX which is the outermost point of the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject.
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral trajectory inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject have a second spiral locus outward from the point SA.
  • the illumination light is irradiated to the point YMAX that is the outermost point of the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject (see FIG. 5).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject are predetermined along a circular trajectory having a radius RMAX corresponding to the distance between the point SA and the point YMAX. It is displaced so as to rotate around the number of times (see FIG. 6).
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral trajectory inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the detection unit 23 includes a duplexer 36, detectors 37a, 37b, and 37c, and analog-digital (hereinafter referred to as A / D) converters 38a, 38b, and 38c.
  • a / D analog-digital
  • the demultiplexer 36 includes a dichroic mirror and the like, and separates the return light emitted from the light emitting surface of the light receiving fiber 13 into light for each of R (red), G (green), and B (blue) color components. And it is comprised so that it may radiate
  • the detector 37a detects the intensity of the R light output from the duplexer 36, generates an analog R signal corresponding to the detected intensity of the R light, and outputs the analog R signal to the A / D converter 38a. It is configured.
  • the detector 37b detects the intensity of the G light output from the duplexer 36, generates an analog G signal corresponding to the detected intensity of the G light, and outputs the analog G signal to the A / D converter 38b. It is configured.
  • the detector 37c detects the intensity of the B light output from the duplexer 36, generates an analog B signal according to the detected intensity of the B light, and outputs the analog B signal to the A / D converter 38c. It is configured.
  • the A / D converter 38a is configured to convert the analog R signal output from the detector 37a into a digital R signal and output it to the controller 25.
  • the A / D converter 38b is configured to convert the analog G signal output from the detector 37b into a digital G signal and output it to the controller 25.
  • the A / D converter 38c is configured to convert the analog B signal output from the detector 37c into a digital B signal and output it to the controller 25.
  • the memory 24 stores in advance a control program for controlling the main device 3.
  • the memory 24 stores endoscope information read by the controller 25 of the main body device 3.
  • the controller 25 includes a CPU and the like, and is configured to read a control program stored in the memory 24 and control the light source unit 21 and the driver unit 22 based on the read control program.
  • the controller 25 outputs from the detection unit 23 while maintaining control for supplying illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and control for supplying a drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15. An image based on each color signal to be generated can be generated and displayed on the monitor 4.
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively.
  • An image for one frame based on each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T1 to time T2, and 1 based on each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T2 to time T3.
  • the image for the frame and the image are generated and displayed on the monitor 4 during the period from time T3 to time T4. That is, each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T3 to the time T4 does not contribute to the generation of an image.
  • an operation similar to the operation from the time T3 to the time T4 described above is performed for each fixed period in which scanning for obtaining an image for two frames is completed. Therefore, according to the embodiment described above, control is performed such that at least one of the swinging of the illumination fiber 12 and the supply of illumination light to the illumination fiber 12 is temporarily stopped. Instead, it is possible to suitably synchronize the timing related to the irradiation of the illumination light to the subject and the timing related to the generation of the image according to the return light from the subject. As a result, according to the embodiment described above, the stability of the frame rate at the time of observation using the scanning endoscope can be improved as compared with the conventional case.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a first modification of the signal waveform of the drive signal supplied to the actuator provided in the scanning endoscope.
  • the amplitude value (signal level) of the waveform of the drive signal illustrated in FIG. 7 gradually decreases starting from time T11 at which the maximum value is reached, and gradually increases immediately after reaching 0 at time T12. It becomes a maximum value at T13, attenuated to a predetermined value less than the maximum value during a period from immediately after time T13 to immediately before time T14, amplified to the maximum value again at time T14, and gradually decreased immediately after time T14. Then, it becomes 0 at time T15.
  • the predetermined value described above may be appropriately set according to, for example, the length of the end of the illumination fiber 12 that is swung by the actuator 15.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a circular locus drawn when scanning a virtual XY plane as shown in FIG. 2, which is different from FIG. 6.
  • the illumination light is irradiated to the point YMAX that is the outermost point of the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject.
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral locus inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the irradiation light irradiation coordinates on the surface of the subject have a second spiral locus outward from the point SA.
  • illumination light is irradiated to the point YMAX, which is the outermost point of the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject (see FIG. 5).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject have a radius R1 ( ⁇ RMAX) corresponding to the distance between the point SA and the point Y1. Is displaced so as to circulate a predetermined number of times along the circular trajectory (see FIG. 8).
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral trajectory inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively.
  • the image is generated during the period from time T13 to time T14 and displayed on the monitor 4. That is, each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T13 to the time T14 does not contribute to the generation of an image.
  • the same operation as the operation from the time T13 to the time T14 described above is performed every predetermined period in which the scanning for obtaining the image for two frames is completed. Therefore, according to the first modification described above, control such as temporarily stopping at least one of the swinging of the illumination fiber 12 and the supply of illumination light to the illumination fiber 12, etc. Without performing the above, it is possible to suitably synchronize the timing related to the irradiation of the illumination light to the subject and the timing related to the generation of the image according to the return light from the subject. As a result, according to the first modification described above, it is possible to improve the stability of the frame rate at the time of observation using the scanning endoscope as compared with the conventional case.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a second modification of the signal waveform of the drive signal supplied to the actuator provided in the scanning endoscope.
  • the amplitude value (signal level) of the waveform of the drive signal illustrated in FIG. 9 gradually decreases from time T21 at which it reaches the maximum value to time T22, and reaches a predetermined value during the period from time T22 to time T23.
  • a first drive signal having a waveform as shown in FIG. 9 is supplied to the X-axis actuator of the actuator 15, and a second drive signal obtained by shifting the phase of the first drive signal by 90 ° is provided.
  • the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 is swung around the point SA.
  • the irradiation position of the illumination light irradiated along the spiral locus in FIG. 4 temporarily shifts to the circular locus illustrated in FIG.
  • the irradiation position of the illumination light irradiated along the spiral locus in FIG. 5 temporarily shifts to the circular locus illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example different from FIGS. 6 and 8 of the circular locus drawn when scanning the virtual XY plane as shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a circular locus drawn when scanning a virtual XY plane as shown in FIG. 2, which is different from FIGS. 6, 8, and 10.
  • the illumination light is irradiated to the point YMAX that is the outermost point of the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject.
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral trajectory inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point Y2 on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject follow a circular trajectory having a radius R2 ( ⁇ RMAX) corresponding to the distance between the point SA and the point Y2. It is displaced so as to rotate a predetermined number of times (see FIG. 10).
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject follows the first spiral locus inward from the point Y2.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the irradiation light irradiation coordinates on the surface of the subject have a second spiral locus outward from the point SA.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point Y3 on the surface of the subject (see FIG. 5).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject are along a circular trajectory having a radius R3 ( ⁇ RMAX) corresponding to the distance between the point SA and the point Y3. It is displaced so as to rotate a predetermined number of times (see FIG. 11).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject have a second spiral locus outward from the point Y3.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point YMAX on the surface of the subject (see FIG. 5).
  • the irradiation coordinates of the illumination light on the surface of the subject follow the first spiral locus inward starting from the point YMAX.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point Y2 on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the illumination light irradiation coordinates on the surface of the subject follow a circular locus of radius R2 ( ⁇ RMAX) corresponding to the distance between the point SA and the point Y2. It is displaced so as to rotate a predetermined number of times (see FIG. 10).
  • the irradiation coordinate of the illumination light on the surface of the subject has a first spiral trajectory inward starting from the point Y2.
  • illumination light is irradiated to a position corresponding to the point SA on the surface of the subject (see FIG. 4).
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively.
  • An image of the first half based on each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to time T22 is generated during a period from time T22 to time T23, and from the detection unit 23 during a period corresponding to time T24 to time T24.
  • a second half image based on each output color signal is generated during a period from time T25 to time T26, and an image for one frame obtained by combining the first half image and the second half image is generated from time T25. It is generated and displayed on the monitor 4 during the period up to time T26. That is, each color signal output from the detection unit 23 during the period corresponding to the time T23 from the time T23 and during the period from the time T25 to the time T26 does not contribute to image generation.
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively, from time T24.
  • An image of the first half based on each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to time T25 is generated during a period from time T25 to time T26, and from the detection unit 23 during a period corresponding to time T26 to time T27.
  • a second half image based on the output color signals is generated during a period from time T28 to time T29, and an image for one frame obtained by synthesizing the first half image and the second half image is generated from time T28. It is generated and displayed on the monitor 4 during the period up to time T29. That is, each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T28 to the time T29 does not contribute to the generation of an image.
  • An operation similar to either the operation at or from time T28 to time T29 is performed. Therefore, according to the second modification described above, control such as temporarily stopping at least one of the swinging of the illumination fiber 12 and the supply of illumination light to the illumination fiber 12, etc. Without performing the above, it is possible to suitably synchronize the timing related to the irradiation of the illumination light to the subject and the timing related to the generation of the image according to the return light from the subject.
  • the stability of the frame rate during observation using the scanning endoscope can be improved as compared with the conventional case.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a third modification of the signal waveform of the drive signal supplied to the actuator provided in the scanning endoscope.
  • a first drive signal having a waveform as shown in FIG. 12 is supplied to the X-axis actuator of the actuator 15, and the second drive signal is obtained by shifting the phase of the second drive signal by 90 °.
  • the maximum amplitude value in the period from time T43 to time T44 is set to be smaller than the maximum amplitude value in the period from time T41 to time T42. ing. Therefore, according to the waveform of the drive signal shown in FIG. 12, for example, the coordinate position of the outermost point of the illumination light irradiation coordinates in the period from time T41 to time T42 is point YMAX1, and from time T43 to time T44. When the coordinate position of the outermost point of the illumination light irradiation coordinates in the period is the point YMAX2, the relationship of YMAX1> YMAX2 is established.
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively.
  • Two-frame images based on the respective color signals output from the detection unit 23 during a period corresponding to time T42 are generated during the period from time T43 to time T44 and displayed on the monitor 4. That is, each color signal output from the detection unit 23 during the period corresponding to the time T43 to the time T44 does not contribute to the generation of the image.
  • the same operation as the operation from the time T43 to the time T44 described above is performed for every fixed period in which the scan for obtaining the image for two frames is completed. Therefore, according to the third modification described above, control such as temporarily stopping at least one of the swinging of the illumination fiber 12 and the supply of illumination light to the illumination fiber 12, etc. Without performing the above, it is possible to suitably synchronize the timing related to the irradiation of the illumination light to the subject and the timing related to the generation of the image according to the return light from the subject. As a result, according to the third modification described above, it is possible to improve the stability of the frame rate at the time of observation using the scanning endoscope as compared with the conventional case.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a fourth modification of the signal waveform of the drive signal supplied to the actuator provided in the scanning endoscope.
  • the first drive signal having a waveform as shown in FIG. 13 is supplied to the X-axis actuator of the actuator 15, and the second drive signal is obtained by shifting the phase of the second drive signal by 90 °.
  • a first drive signal having a waveform as shown in FIG. 13 is supplied to the X-axis actuator of the actuator 15, and a second drive signal obtained by shifting the phase of the second drive signal by 90 ° is provided.
  • the end including the light emitting surface of the illumination fiber 12 draws a circular locus centered on the point SA. Is swung as follows.
  • the maximum amplitude value (signal level) in the period from time T53 to time T54 is greater than 0, and the maximum amplitude in the period from time T51 to time T52. It is set to have a constant value smaller than the value. Therefore, according to the waveform of the drive signal shown in FIG. 13, during the period from time T53 to time T54, the end including the light emission surface of the illumination fiber 12 follows, for example, the circular locus in FIG. May be swung along the circular trajectory of FIG. 10, or may be swung along the circular trajectory of FIG.
  • the controller 25 maintains the control for supplying the illumination light from the light source unit 21 to the illumination fiber 12 and the control for supplying the drive signal from the driver unit 22 to the actuator 15, respectively, from time T51.
  • Two-frame images based on the respective color signals output from the detection unit 23 during a period corresponding to time T52 are generated during the period from time T53 to time T54 and displayed on the monitor 4. That is, each color signal output from the detection unit 23 during a period corresponding to the time T53 to the time T54 does not contribute to the generation of an image.
  • the same operation as the operation from the above-mentioned time T53 to time T54 is performed every fixed period in which the scanning for obtaining the image for two frames is completed. Therefore, according to the fourth modification described above, control such as temporarily stopping at least one of the swinging of the illumination fiber 12 and the supply of illumination light to the illumination fiber 12, etc. Without performing the above, it is possible to suitably synchronize the timing related to the irradiation of the illumination light to the subject and the timing related to the generation of the image according to the return light from the subject. As a result, according to the fourth modification described above, the stability of the frame rate during observation using the scanning endoscope can be improved as compared with the conventional case.

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Description

走査型内視鏡システム
　本発明は、走査型内視鏡システムに関し、特に、被写体を走査して画像を取得する走査型内視鏡システムに関するものである。
　医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を具備して構成されたシステムが知られている。
　具体的には、前述の走査型内視鏡を具備するシステムは、例えば、光源部から発せられた照明光を導光する照明用ファイバの先端部を揺動させることにより被写体を予め設定された走査パターンで走査し、当該被写体からの戻り光を照明用ファイバの周囲に配置された受光用ファイバで受光し、当該受光用ファイバで受光された戻り光を各色成分毎に分離して得た信号を用いて当該被写体の画像を生成するように構成されている。
　そして、前述のような構成を具備するものとしては、例えば、日本国特開２０１０－１３１１１２号公報に開示されているような内視鏡装置が従来知られている。
　ところで、前述のような走査型内視鏡を具備するシステムにおいては、観察時におけるフレームレートを安定させるための制御として、例えば、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を同期させるような制御を行うことが望ましい。
　しかし、日本国特開２０１０－１３１１１２号公報には、前述のような制御に係る観点について特に言及等されていない。その結果、日本国特開２０１０－１３１１１２号公報に開示された構成によれば、例えば、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、が好適に同期しないことに起因し、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性が損なわれてしまう、という課題が生じている。
　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることが可能な走査型内視鏡システムを提供することを目的としている。
　本発明の一態様の走査型内視鏡システムは、光源から発せられた照明光を導く導光部と、前記導光部を経て被写体へ照射される前記照明光の照射位置が所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように前記導光部を揺動させることが可能な駆動部と、前記被写体へ照射された前記照明光の戻り光を受光する受光部と、を備えた走査型内視鏡と、前記受光部において受光された前記戻り光の強度に応じた信号を生成して出力するように構成された光検出部と、前記照明光の照射位置が渦巻状の軌跡の最外点から中心点へ向かう第１の走査と、前記照明光の照射位置が前記渦巻状の軌跡の前記中心点から前記最外点へ向かう第２の走査と、を順次行うとともに、前記第１の走査及び前記第２の走査が行われた直後、または、前記第１の走査及び前記第２の走査が行われている最中のいずれかにおいて、前記照明光の照射位置が同一円周上を周回する第３の走査を行うように前記駆動部を駆動させるための制御を行う制御部と、を有する。
実施例に係る走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図。 被写体の表面に設定される仮想的なＸＹ平面の一例を説明するための図。 走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の一例を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる第１の渦巻状の軌跡を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる第２の渦巻状の軌跡を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の一例を説明するための図。 走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第１の変形例を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６とは異なる例を説明するための図。 走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第２の変形例を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６及び図８とは異なる例を説明するための図。 図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６、図８及び図１０とは異なる例を説明するための図。 走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第３の変形例を説明するための図。 走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第４の変形例を説明するための図。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
　図１から図１３は、本発明の実施例に係るものである。図１は、実施例に係る走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
　走査型内視鏡システム１は、例えば図１に示すように、被検者の体腔内に挿入される走査型内視鏡２と、走査型内視鏡２に接続される本体装置３と、本体装置３に接続されるモニタ４と、を有して構成されている。
　走査型内視鏡２は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状及び可撓性を備えて形成された挿入部１１を有して構成されている。なお、挿入部１１の基端部には、走査型内視鏡２を本体装置３に着脱自在に接続するための図示しないコネクタ等が設けられている。
　挿入部１１の内部における基端部から先端部にかけての部分には、本体装置３の光源ユニット２１から供給された照明光を対物光学系１４へ導く導光部としての機能を具備する照明用ファイバ１２と、被写体からの戻り光を受光して本体装置３の検出ユニット２３へ導く受光用ファイバ１３と、がそれぞれ挿通されている。
　照明用ファイバ１２の光入射面を含む端部は、本体装置３の内部に設けられた合波器３２に配置されている。また、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部は、挿入部１１の先端部に設けられたレンズ１４ａの光入射面の近傍において、固定部材等により固定されない状態で配置されている。
　受光用ファイバ１３の光入射面を含む端部は、挿入部１１の先端部の先端面における、レンズ１４ｂの光出射面の周囲に固定配置されている。また、受光用ファイバ１３の光出射面を含む端部は、本体装置３の内部に設けられた分波器３６に配置されている。
　対物光学系１４は、照明用ファイバ１２からの照明光が入射されるレンズ１４ａと、レンズ１４ａを経た照明光を被写体へ出射するレンズ１４ｂと、を有して構成されている。
　挿入部１１の先端部側における照明用ファイバ１２の中途部には、本体装置３のドライバユニット２２から出力される駆動信号に基づいて駆動するアクチュエータ１５が取り付けられている。
　ここで、以降においては、挿入部１１の長手方向の軸に相当する挿入軸（または対物光学系１４の光軸）に対して垂直な仮想の平面として、図２に示すようなＸＹ平面を被写体の表面に設定する場合を例に挙げつつ説明を進める。図２は、被写体の表面に設定される仮想的なＸＹ平面の一例を説明するための図である。
　具体的には、図２のＸＹ平面上の点ＳＡは、紙面手前側から奥側に相当する方向に挿入部１１の挿入軸が存在するものとして仮想的に設定した場合における、当該挿入軸と紙面との交点を示している。また、図２のＸＹ平面におけるＸ軸方向は、紙面左側から右側に向かう方向として設定されている。また、図２のＸＹ平面におけるＹ軸方向は、紙面下側から上側に向かう方向として設定されている。また、図２のＸＹ平面を構成するＸ軸及びＹ軸は、点ＳＡにおいて交差している。
　アクチュエータ１５は、本体装置３のドライバユニット２２から出力される第１の駆動信号に基づき、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部をＸ軸方向に揺動させるように動作するＸ軸用アクチュエータ（図示せず）と、本体装置３のドライバユニット２２から出力される第２の駆動信号に基づき、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部をＹ軸方向に揺動させるように動作するＹ軸用アクチュエータ（図示せず）と、を有して構成されている。そして、アクチュエータ１５は、前述のようなＸ軸用アクチュエータ及びＹ軸用アクチュエータの動作により、被写体へ照射される照明光の照射位置が所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部を揺動させることができる。
　挿入部１１の内部には、走査型内視鏡２の個体識別情報等の種々の情報を含む内視鏡情報が予め格納されたメモリ１６が設けられている。そして、メモリ１６に格納された内視鏡情報は、走査型内視鏡２と本体装置３とが接続された際に、本体装置３のコントローラ２５により読み込まれる。
　一方、本体装置３は、光源ユニット２１と、ドライバユニット２２と、検出ユニット２３と、メモリ２４と、コントローラ２５と、を有して構成されている。
　光源ユニット２１は、光源３１ａと、光源３１ｂと、光源３１ｃと、合波器３２と、を有して構成されている。
　光源３１ａは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、赤色の波長帯域の光（以降、Ｒ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
　光源３１ｂは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、緑色の波長帯域の光（以降、Ｇ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
　光源３１ｃは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御によりオンされた際に、青色の波長帯域の光（以降、Ｂ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
　合波器３２は、光源３１ａから発せられたＲ光と、光源３１ｂから発せられたＧ光と、光源３１ｃから発せられたＢ光と、を合波して照明用ファイバ１２の光入射面に供給できるように構成されている。
　ドライバユニット２２は、信号発生器３３と、デジタルアナログ（以下、Ｄ／Ａという）変換器３４ａ及び３４ｂと、アンプ３５と、を有して構成されている。
　信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部をＸ軸方向に揺動させる第１の駆動信号として、例えば図３に示すような、所定の波形の信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ａに出力するように構成されている。図３は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の一例を説明するための図である。
　また、信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部をＹ軸方向に揺動させる第２の駆動信号として、前述の第１の駆動信号の位相を９０°ずらした波形の信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ｂに出力するように構成されている。
　Ｄ／Ａ変換器３４ａは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第１の駆動信号をアナログの第１の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。
　Ｄ／Ａ変換器３４ｂは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第２の駆動信号をアナログの第２の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。
　アンプ３５は、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂから出力された第１及び第２の駆動信号を増幅してアクチュエータ１５へ出力するように構成されている。
　ここで、図３において例示した駆動信号の波形の振幅値（信号レベル）は、最大値になる時刻Ｔ１を起点として徐々に減少し、時刻Ｔ２で０になった直後から徐々に増加して時刻Ｔ３で最大値となり、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間において最大値を維持した直後から徐々に減少して時刻Ｔ５で０になる。
　そして、図３に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第１の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心として揺動される。また、このような照明用ファイバ１２の揺動に応じ、被写体の表面に照射される照明光の軌跡が図４→図５→図６→図４→…の順に変化する。図４は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる第１の渦巻状の軌跡を説明するための図である。図５は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる第２の渦巻状の軌跡を説明するための図である。図６は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の一例を説明するための図である。
　具体的には、被写体の走査開始タイミングに相当する時刻Ｔ１においては、被写体の表面における照明光の照射座標の最外点である点ＹＭＡＸに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２に達すると、被写体の表面の点ＳＡに相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　また、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＳＡを起点として外側へ第２の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ３に達すると、被写体の表面における照明光の照射座標の最外点である点ＹＭＡＸに照明光が照射される（図５参照）。
　その後、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間中においては、被写体の表面における照明光の照射座標が、点ＳＡと点ＹＭＡＸとの間の距離に相当する半径ＲＭＡＸの円状の軌跡に沿って所定の回数分周回するように変位する（図６参照）。
　そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ５に達すると、被写体の表面における点ＳＡに照明光が照射される（図４参照）。
　一方、検出ユニット２３は、分波器３６と、検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃと、アナログデジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器３８ａ、３８ｂ及び３８ｃと、を有して構成されている。
　分波器３６は、ダイクロイックミラー等を具備し、受光用ファイバ１３の光出射面から出射された戻り光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃへ出射するように構成されている。
　検出器３７ａは、分波器３６から出力されるＲ光の強度を検出し、当該検出したＲ光の強度に応じたアナログのＲ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ａへ出力するように構成されている。
　検出器３７ｂは、分波器３６から出力されるＧ光の強度を検出し、当該検出したＧ光の強度に応じたアナログのＧ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｂへ出力するように構成されている。
　検出器３７ｃは、分波器３６から出力されるＢ光の強度を検出し、当該検出したＢ光の強度に応じたアナログのＢ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｃへ出力するように構成されている。
　Ａ／Ｄ変換器３８ａは、検出器３７ａから出力されたアナログのＲ信号をデジタルのＲ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
　Ａ／Ｄ変換器３８ｂは、検出器３７ｂから出力されたアナログのＧ信号をデジタルのＧ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
　Ａ／Ｄ変換器３８ｃは、検出器３７ｃから出力されたアナログのＢ信号をデジタルのＢ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
　メモリ２４には、本体装置３の制御を行うための制御プログラム等が予め格納されている。また、メモリ２４には、本体装置３のコントローラ２５により読み込まれた内視鏡情報が格納される。
　コントローラ２５は、ＣＰＵ等を具備し、メモリ２４に格納された制御プログラムを読み出し、当該読み出した制御プログラムに基づいて光源ユニット２１及びドライバユニット２２の制御を行うように構成されている。
　コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、検出ユニット２３から出力される各色信号に基づく画像を生成してモニタ４に表示させることができるように構成されている。
　具体的には、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく１フレーム分の画像と、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく１フレーム分の画像と、を時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に相当する期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　以上に述べた実施例によれば、２フレーム分の画像を得るための走査が完了する一定の期間毎に、前述の時刻Ｔ３から時刻Ｔ４における動作と同様の動作が行われる。そのため、以上に述べた実施例によれば、照明用ファイバ１２の揺動及び照明用ファイバ１２への照明光の供給のうちの少なくともいずれか一方を一時的に停止させるような制御等を行うことなく、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を好適に同期させることができる。その結果、以上に述べた実施例によれば、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることができる。
　なお、本実施例によれば、図３に例示した波形を具備する駆動信号の代わりに、例えば、図７に示すような波形を具備する駆動信号がアクチュエータ１５に供給されるようにしてもよい。図７は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第１の変形例を説明するための図である。
　ここで、図７において例示した駆動信号の波形の振幅値（信号レベル）は、最大値になる時刻Ｔ１１を起点として徐々に減少し、時刻Ｔ１２で０になった直後から徐々に増加して時刻Ｔ１３で最大値となり、時刻Ｔ１３の略直後から時刻Ｔ１４の略直前までの期間中に最大値未満の所定値に減衰され、時刻Ｔ１４で再び最大値まで増幅され、時刻Ｔ１４の直後から徐々に減少して時刻Ｔ１５で０になる。なお、前述の所定値は、例えば、アクチュエータ１５により揺動される照明用ファイバ１２の端部の長さ等に応じて適宜設定すればよい。
　そして、図７に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第１の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心として揺動される。また、このような照明用ファイバ１２の揺動に応じ、被写体の表面に照射される照明光の軌跡が図４→図５→図８→図４→…の順に変化する。図８は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６とは異なる例を説明するための図である。
　具体的には、被写体の走査開始タイミングに相当する時刻Ｔ１１においては、被写体の表面における照明光の照射座標の最外点である点ＹＭＡＸに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ１２に達すると、被写体の表面の点ＳＡに相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　また、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＳＡを起点として外側へ第２の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ１３に達すると、被写体の表面における照明光の照射座標の最外点である点ＹＭＡＸに照明光が照射される（図５参照）。
　その後、時刻Ｔ１３の略直後から時刻Ｔ１４の略直前までの期間中においては、被写体の表面における照明光の照射座標が、点ＳＡと点Ｙ１との間の距離に相当する半径Ｒ１（＜ＲＭＡＸ）の円状の軌跡に沿って所定の回数分周回するように変位する（図８参照）。
　そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ１５に達すると、被写体の表面における点ＳＡに照明光が照射される（図４参照）。
　一方、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく１フレーム分の画像と、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく１フレーム分の画像と、を時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４に相当する期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　以上に述べた第１の変形例によれば、２フレーム分の画像を得るための走査が完了する一定の期間毎に、前述の時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４における動作と同様の動作が行われる。そのため、以上に述べた第１の変形例によれば、照明用ファイバ１２の揺動及び照明用ファイバ１２への照明光の供給のうちの少なくともいずれか一方を一時的に停止させるような制御等を行うことなく、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を好適に同期させることができる。その結果、以上に述べた第１の変形例によれば、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることができる。
　なお、本実施例によれば、図３または図７に例示した波形を具備する駆動信号の代わりに、例えば、図９に示すような波形を具備する駆動信号がアクチュエータ１５に供給されるようにしてもよい。図９は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第２の変形例を説明するための図である。
　ここで、図９において例示した駆動信号の波形の振幅値（信号レベル）は、最大値になる時刻Ｔ２１を起点として時刻Ｔ２２まで徐々に減少し、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間において所定値を維持し、時刻Ｔ２３から徐々に減少して時刻Ｔ２４で０になり、時刻Ｔ２４で０になった直後から時刻Ｔ２５まで徐々に増加し、時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間において所定値を維持し、時刻Ｔ２６から徐々に増加して時刻Ｔ２７で最大値になり、時刻Ｔ２７から時刻Ｔ２８まで徐々に減少し、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間において所定値を維持し、時刻Ｔ２９から徐々に減少して時刻Ｔ３０で０になる。
　そして、図９に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第１の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心として揺動される。また、このような照明用ファイバ１２の揺動に応じ、図４の渦巻状の軌跡に沿って照射されている照明光の照射位置が図１０に例示する円状の軌跡に一時的に移行するとともに、図５の渦巻状の軌跡に沿って照射されている照明光の照射位置が図１１に例示する円状の軌跡に一時的に移行する。図１０は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６及び図８とは異なる例を説明するための図である。図１１は、図２のような仮想的なＸＹ平面を走査する際に描かれる円状の軌跡の、図６、図８及び図１０とは異なる例を説明するための図である。
　具体的には、被写体の走査開始タイミングに相当する時刻Ｔ２１においては、被写体の表面における照明光の照射座標の最外点である点ＹＭＡＸに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２２に達すると、被写体の表面の点Ｙ２に相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間中においては、被写体の表面における照明光の照射座標が、点ＳＡと点Ｙ２との間の距離に相当する半径Ｒ２（＜ＲＭＡＸ）の円状の軌跡に沿って所定の回数分周回するように変位する（図１０参照）。
　その後、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点Ｙ２を起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２４に達すると、被写体の表面の点ＳＡに相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　また、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＳＡを起点として外側へ第２の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２５に達すると、被写体の表面の点Ｙ３に相当する位置に照明光が照射される（図５参照）。
　時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間中においては、被写体の表面における照明光の照射座標が、点ＳＡと点Ｙ３との間の距離に相当する半径Ｒ３（＜ＲＭＡＸ）の円状の軌跡に沿って所定の回数分周回するように変位する（図１１参照）。
　その後、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２６から時刻Ｔ２７にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点Ｙ３を起点として外側へ第２の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２７に達すると、被写体の表面の点ＹＭＡＸに相当する位置に照明光が照射される（図５参照）。
　そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２７から時刻Ｔ２８にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点ＹＭＡＸを起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２８に達すると、被写体の表面の点Ｙ２に相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間中においては、被写体の表面における照明光の照射座標が、点ＳＡと点Ｙ２との間の距離に相当する半径Ｒ２（＜ＲＭＡＸ）の円状の軌跡に沿って所定の回数分周回するように変位する（図１０参照）。
　その後、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３０にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射座標が点Ｙ２を起点として内側へ第１の渦巻状の軌跡を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ３０に達すると、被写体の表面の点ＳＡに相当する位置に照明光が照射される（図４参照）。
　一方、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく前半部の画像を時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間中に生成し、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく後半部の画像を時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間中に生成し、さらに、当該前半部の画像及び当該後半部の画像を合成した１フレーム分の画像を時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４に相当する期間中、及び、時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　また、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく前半部の画像を時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの期間中に生成し、時刻Ｔ２６から時刻Ｔ２７に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく後半部の画像を時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間中に生成し、さらに、当該前半部の画像及び当該後半部の画像を合成した１フレーム分の画像を時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９に相当する期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　以上に述べた第２の変形例によれば、１フレーム分の画像を得るための走査の途中に設けられた所定の期間毎に、前述の時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３における動作、時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６における動作、または、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９における動作のいずれかと同様の動作が行われる。そのため、以上に述べた第２の変形例によれば、照明用ファイバ１２の揺動及び照明用ファイバ１２への照明光の供給のうちの少なくともいずれか一方を一時的に停止させるような制御等を行うことなく、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を好適に同期させることができる。その結果、以上に述べた第２の変形例によれば、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることができる。
　なお、本実施例によれば、図３、図７または図９に例示した波形を具備する駆動信号の代わりに、例えば、図１２に示すような波形を具備する駆動信号がアクチュエータ１５に供給されるようにしてもよい。図１２は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第３の変形例を説明するための図である。
　ここで、図１２に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第２の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２までの期間、及び、時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４までの期間のそれぞれにおいて、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心とした渦巻状の軌跡を描くように、すなわち、図５に例示したような第２の渦巻状の軌跡→図４に例示したような第１の渦巻状の軌跡の順で揺動される。
　但し、図１２に示した駆動信号の波形によれば、時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４までの期間の最大振幅値が、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２までの期間における最大振幅値に比べて小さくなるように設定されている。そのため、図１２に示した駆動信号の波形によれば、例えば、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２までの期間における照明光の照射座標の最外点の座標位置を点ＹＭＡＸ１とし、時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４までの期間における照明光の照射座標の最外点の座標位置を点ＹＭＡＸ２とした場合に、ＹＭＡＸ１＞ＹＭＡＸ２の関係が成り立つようになっている。
　一方、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４２に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく２フレーム分の画像を時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４に相当する期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　以上に述べた第３の変形例によれば、２フレーム分の画像を得るための走査が完了する一定の期間毎に、前述の時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４における動作と同様の動作が行われる。そのため、以上に述べた第３の変形例によれば、照明用ファイバ１２の揺動及び照明用ファイバ１２への照明光の供給のうちの少なくともいずれか一方を一時的に停止させるような制御等を行うことなく、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を好適に同期させることができる。その結果、以上に述べた第３の変形例によれば、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることができる。
　なお、本実施例によれば、図３、図７、図９または図１２に例示した波形を具備する駆動信号の代わりに、例えば、図１３に示すような波形を具備する駆動信号がアクチュエータ１５に供給されるようにしてもよい。図１３は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータに供給される駆動信号の信号波形の第４の変形例を説明するための図である。
　ここで、図１３に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第２の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、時刻Ｔ５１から時刻Ｔ５２までの期間においては、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心とした渦巻状の軌跡を描くように、すなわち、図５に例示したような第２の渦巻状の軌跡→図４に例示したような第１の渦巻状の軌跡の順で揺動される。
　また、図１３に示すような波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ１５のＸ軸用アクチュエータに供給されるとともに、当該第２の駆動信号の位相を９０°ずらした第２の駆動信号がアクチュエータ１５のＹ軸用アクチュエータに供給されることにより、時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４までの期間においては、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が点ＳＡを中心とした円状の軌跡を描くように揺動される。
　なお、図１３に示した駆動信号の波形によれば、時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４までの期間における最大振幅値（信号レベル）が、０より大きく、かつ、時刻Ｔ５１から時刻Ｔ５２までの期間における最大振幅値に比べて小さい一定の値を具備するように設定されている。そのため、図１３に示した駆動信号の波形によれば、時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４までの期間において、照明用ファイバ１２の光出射面を含む端部が、例えば、図８の円状の軌跡に沿って揺動されてもよく、図１０の円状の軌跡に沿って揺動されてもよく、または、図１１の円状の軌跡に沿って揺動されてもよい。
　一方、コントローラ２５は、光源ユニット２１から照明用ファイバ１２へ照明光を供給させるための制御、及び、ドライバユニット２２からアクチュエータ１５へ駆動信号を供給させるための制御をそれぞれ維持しながら、時刻Ｔ５１から時刻Ｔ５２に相当する期間に検出ユニット２３から出力された各色信号に基づく２フレーム分の画像を時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４までの期間中に生成してモニタ４に表示させる。すなわち、時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４に相当する期間中に検出ユニット２３から出力される各色信号は、画像の生成に寄与しない。
　以上に述べた第４の変形例によれば、２フレーム分の画像を得るための走査が完了する一定の期間毎に、前述の時刻Ｔ５３から時刻Ｔ５４における動作と同様の動作が行われる。そのため、以上に述べた第４の変形例によれば、照明用ファイバ１２の揺動及び照明用ファイバ１２への照明光の供給のうちの少なくともいずれか一方を一時的に停止させるような制御等を行うことなく、被写体への照明光の照射に係るタイミングと、当該被写体からの戻り光に応じた画像の生成に係るタイミングと、を好適に同期させることができる。その結果、以上に述べた第４の変形例によれば、走査型内視鏡を用いた観察時におけるフレームレートの安定性を従来に比べて向上させることができる。
　本発明は、上述した実施例及び変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
　本出願は、２０１２年９月１９日に日本国に出願された特願２０１２－２０６１０２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (7)

  1. 　光源から発せられた照明光を導く導光部と、前記導光部を経て被写体へ照射される前記照明光の照射位置が所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように前記導光部を揺動させることが可能な駆動部と、前記被写体へ照射された前記照明光の戻り光を受光する受光部と、を備えた走査型内視鏡と、
    　前記受光部において受光された前記戻り光の強度に応じた信号を生成して出力するように構成された光検出部と、
    　前記照明光の照射位置が渦巻状の軌跡の最外点から中心点へ向かう第１の走査と、前記照明光の照射位置が前記渦巻状の軌跡の前記中心点から前記最外点へ向かう第２の走査と、を順次行うとともに、前記第１の走査及び前記第２の走査が行われた直後、または、前記第１の走査及び前記第２の走査が行われている最中のいずれかにおいて、前記照明光の照射位置が同一円周上を周回する第３の走査を行うように前記駆動部を駆動させるための制御を行う制御部と、
    　を有することを特徴とする走査型内視鏡システム。
  2. 　前記第１の走査に応じて前記光検出部から出力される信号に基づく第１の画像、及び、前記第２の走査に応じて前記光検出部から出力される信号に基づく第２の画像のうちの少なくとも一方を、前記第３の走査が行われている期間中に生成する画像生成部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
  3. 　前記制御部は、前記第１の走査、前記第２の走査、及び、前記第３の走査を順次行うように前記駆動部を駆動させるための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
  4. 　前記画像生成部は、前記第１の画像及び前記第２の画像を、前記第３の走査が行われている期間中に生成することを特徴とする請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
  5. 　前記制御部は、前記第３の走査において、前記渦巻状の軌跡における前記中心点と前記最外点との間の距離以下の所定の半径を具備する円状の軌跡に沿って前記照明光が照射されるように前記駆動部を駆動させるための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
  6. 　前記制御部は、前記第１の走査の最中に一時的に前記第３の走査へ移行するとともに、前記第２の走査の最中に一時的に前記第３の走査へ移行するように前記駆動部を駆動させるための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。
  7. 　前記画像生成部は、前記第１の画像を、前記第２の走査から移行して前記第３の走査が行われている期間中に生成するとともに、前記第２の画像を、前記第１の走査から移行して前記第３の走査が行われている期間中に生成することを特徴とする請求項２に記載の走査型内視鏡システム。
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