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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6803835
(24)【登録日】2020年12月3日
(45)【発行日】2020年12月23日
(54)【発明の名称】走査型内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20201214BHJP
A61B 1/06 20060101ALI20201214BHJP
G02B 23/26 20060101ALI20201214BHJP
G02B 23/24 20060101ALI20201214BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 524
A61B1/00 630
A61B1/06 612
G02B23/26 B
G02B23/26 C
G02B23/24 B
【請求項の数】11
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2017-524840(P2017-524840)
(86)(22)【出願日】2016年6月16日
(86)【国際出願番号】JP2016068013
(87)【国際公開番号】WO2016208495
(87)【国際公開日】20161229
【審査請求日】2019年6月12日
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2015/068195
(32)【優先日】2015年6月24日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2016-42461(P2016-42461)
(32)【優先日】2016年3月4日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
(74)【代理人】
【識別番号】100142789
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100163050
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 眞由美
(74)【代理人】
【識別番号】100201466
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】山田 雅史
(72)【発明者】
【氏名】嶋本 篤義
(72)【発明者】
【氏名】雙木 満
(72)【発明者】
【氏名】中島 啓一朗
(72)【発明者】
【氏名】坂本 宜瑞
(72)【発明者】
【氏名】寺島 幹彦
(72)【発明者】
【氏名】岡部 蓉子
(72)【発明者】
【氏名】近藤 雄
【審査官】
伊藤 昭治
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１５／００４９６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開昭６３−１６１９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１２４３８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１２５２９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １／００ − １／３２
Ｇ０２Ｂ ２３／２４ − ２３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されている走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されている走査型内視鏡システム。
【請求項2】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
【請求項3】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、
各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
【請求項4】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
【請求項5】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
【請求項6】
波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、
前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、
前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、
各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システム。
【請求項7】
前記光検出部が、前記照明光と略同等の波長の前記反射光を検出する請求項１から請求項６のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項8】
前記光検出部が、前記反射光の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を検出する検出器とを備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項9】
前記光検出部が、前記照明光射出部から射出された照明光を遮断し、前記被写体の走査位置からの反射光を透過させる偏光部材を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項10】
前記光源の少なくとも１つが、赤外または近赤外の照明光を射出する請求項１から請求項６のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【請求項11】
前記光検出部と、該光検出部により検出された前記反射光に基づく信号を送信する送信部とを備える第２内視鏡システムと、
前記照明光射出部と、前記送信部により送信された前記信号を受信する受信部と、該受信部により受信された前記信号から画像を生成する画像形成部とを備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
前記照明光射出部と、前記送信部により送信された前記信号を受信する受信部と、該受信部により受信された前記信号から画像を生成する画像形成部とを備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の走査型内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走査型内視鏡システムに関する。【背景技術】
【0002】
従来、照明光を導光する照明用の光ファイバを振動させることで、被写体上で照明光を走査させ、照明光の被写体表面における反射光を検出用の光ファイバで受光し、画像化する走査型内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この走査型内視鏡は、照明用の光ファイバを振動させる円柱状の走査ユニットの周方向に複数の検出用の光ファイバを並べて複数固定配置している。【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第６２９４７７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の走査型内視鏡では、走査ユニットの周方向に検出用の光ファイバが輪帯状に配列されているので、外径寸法が比較的大きくなり、患者の体内に挿入する際の侵襲性が高いという不都合がある。本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、患者の体内に挿入する際の侵襲性を低減し、被写体から戻る、照明光と略同等波長の光を観察することができる走査型内視鏡システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。本発明の参考例としての発明の一態様は、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備える走査型内視鏡システムである。
【0006】
本態様によれば、光源部から発せられた照明光が光走査部において走査され、患者の体内に挿入された照明光射出部から体内の被写体に向けてスポット状に射出されると、被写体における反射光が被写体を覆う媒質を透過して患者の体外に放出され、体表に配置されている光検出部により検出される。被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部を照明光射出部とは分離して体外に配置するので、患者の体内に挿入する部分を細径化でき、患者への侵襲性を低減しつつ、被写体から戻る反射光を観察することができる。
【0007】
上記態様においては、前記光検出部が、前記照明光と略同等の波長の前記反射光を検出してもよい。上記態様においては、前記光源部を備え、該光源部が、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を備えていてもよい。
【0008】
本発明の第１態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定されている走査型内視鏡システムである。このようにすることで、光源部の各光源から発せられた照明光が体内の被写体において反射された後、被写体を覆う媒質を透過して患者の体表に配置されている光検出部により検出される。被写体における反射光は媒質を透過する際に減衰させられるが、透過の程度は波長毎に相違する。
【0009】
本発明の第２態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システムである。このようにすることで、光検出部の波長毎の受光感度が異なっても、受光感度に応じた光量バランスの照明光を各光源から射出することにより、さらに適正な光量バランスの反射光を検出することができる。
【0010】
本発明の第３態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を検出する光検出部とを備え、各前記光源から射出される照明光の光量バランスが、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システムである。
【0011】
本発明の第４態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システムである。
【0012】
このようにすることで、光源部の各光源から発せられる照明光の光量を均等にしても、被写体を覆う媒質の波長毎の透過率が大きくなるほど小さくなるように決定された波長毎の受光面積を有する光検出部により、適正な光量バランスの反射光を検出することができ、色再現性の高い画像による観察を行うことが可能となる。【0013】
本発明の第５態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記光検出部における波長毎の受光感度が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システムである。
【0014】
本発明の第６態様は、波長の異なる複数の照明光を射出する複数の光源を有する光源部と、患者の体内に挿入されて、光源部から発せられた照明光を体内の被写体に向けてスポット状に射出する照明光射出部と、前記照明光を前記被写体上で走査させる光走査部と、前記患者の体表に配置されて、前記光走査部により前記照明光が走査された前記被写体の走査位置からの反射光を波長毎に検出する複数の光検出部とを備え、各々の前記光検出部における前記反射光の波長毎の受光面積が、前記被写体から前記光検出部までの前記反射光の透過率と前記光検出部における受光感度とを波長毎に乗算した値が大きくなるほど小さくなるように決定される走査型内視鏡システムである。
【0015】
上記態様においては、前記光検出部が、前記反射光の波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を検出する検出器とを備えていてもよい。このようにすることで、反射光の波長帯域以外の波長を有する光が検出器により検出されることを防止して、ＳＮ比の高い画像を取得することができる。
【0016】
上記態様においては、前記光検出部が、前記照明光射出部から射出された照明光を遮断し、前記被写体の走査位置からの反射光を透過させる偏光部材を備えていてもよい。このようにすることで、照明光射出部から射出され被写体の走査位置において反射されることにより偏光が変化した反射光のみが偏光部材を透過して検出され、照明光射出部から射出された照明光が光検出部によって直接検出されることを防止して、ＳＮ比の高い画像を取得することができる。
【0017】
上記態様においては、前記光源の少なくとも１つが、赤外または近赤外の照明光を射出してもよい。このようにすることで、被写体を覆う媒質が厚い場合にも、媒質における透過率の大きい赤外光または近赤外光については、光検出部により検出でき、被写体の構造を鮮明に観察することができる。
【0018】
上記態様においては、前記光検出部と、該光検出部により検出された前記反射光に基づく信号を送信する送信部とを備える第２内視鏡システムと、前記照明光射出部と、前記送信部により送信された前記信号を受信する受信部と、該受信部により受信された前記信号から画像を生成する画像形成部とを備えていてもよい。このようにすることで、光検出部により検出された被写体における反射光の強度情報を送信部によって第２内視鏡システムから第１内視鏡システムに信号で発信する。そして、第１内視鏡システムの受信部が第２内視鏡システムの送信部からの信号を受信し、受信された信号が画像形成部に入力して画像を生成する。すなわち、第１および第２内視鏡システム間を無線接続することにより、第１内視鏡システムに依存せず、コードが絡まる等の問題もなく、操作の自由度をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、患者の体内に挿入する際の侵襲性を低減し、被写体から戻る、照明光と略同等波長の光を観察することができるという効果を奏する。【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態に係る走査型内視鏡システムを示すブロック図である。
【図8】従来の走査型内視鏡の挿入部を示す正面図である。
【図10】体組織における光の透過率の波長分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の一実施形態に係る走査型内視鏡システム１について、図面を参照して以下に説明する。本実施形態に係る走査型内視鏡システム１は、図１および図２に示されるように、患者に挿入される挿入部（照明光射出部）２と、挿入部２に接続された光源部３と、患者の体表面Ｃに接触状態に配置される光検出部４を備え、被写体Ａの画像を取得する画像取得部５と、挿入部２、光源部３および画像取得部５を制御する制御部６と、画像取得部５により取得された画像を表示するディスプレイ７とを備えている。
【0022】
挿入部２は、挿入部２の中心部に配置され、光源部３からの光を導光するシングルモードファイバからなる光ファイバ８と、該光ファイバ８の先端部に設けられ、光ファイバ８の射出端８ａを振動させて該射出端８ａから射出される光を２次元的に走査させる光走査部９と、光ファイバ８の射出端８ａから射出された照明光を集光して被写体Ａにスポットを形成する照明レンズ１０と、これらを被覆する円筒状の保護部材１１とを備えている。光走査部９は、例えば、圧電素子であって、入力される電圧に応じて屈曲振動を発生させ光ファイバ８の射出端８ａを光軸に交差する方向に２次元的に振動させることができるようになっている。
【0023】
第１挿入部２について、図３から図５を用いて詳細に説明する。光走査部９は、例えば、アクチュエータであり、図３および図４に示されるように、振動伝達可能な部材で構成され、光ファイバ８を保持する光ファイバ保持部材９１と、該光ファイバ保持部材９１の外周に配置される圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄと、該圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄおよび光ファイバ保持部材９１を被覆するアクチュエータ管９３と、該アクチュエータ管９３を保護部材１１に固定する取付環９４とを備えている。
【0024】
光ファイバ８は、図４に示されるように、光ファイバ保持部材９１により支持され、光ファイバ保持部材９１から射出端８ａまでが圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄにより振動させられる揺動部８ｂとなっている。光ファイバ保持部材９１は、図４および図５に示されるように、四角柱状であり、４つの側面がそれぞれ光ファイバ８の射出端８ａにおける光の射出方向（光軸方向）に垂直であると共に互いに直交している。すなわち、光ファイバ保持部材９１の４つの側面は、図４に示されるように＋ｚ方向に垂直であり、且つ、図５に示されるように互いに直交するように＋ｘ方向、＋ｙ方向、−ｘ方向、−ｙ方向に向いている。
【0025】
そして、光ファイバ保持部材９１の＋ｙ方向及び−ｙ方向にはｙ方向駆動用の一対の圧電素子９２ａ，９２ｃが、＋ｘ方向及び−ｘ方向にはｘ方向駆動用の一対の圧電素子９２ｂ，９２ｄが固定されている。光ファイバ保持部材９１を挟んで対向配置された一対の圧電素子は、一方が伸びるときに他方が縮むことで光ファイバ保持部材９１に撓みを生じさせ、これを交互に繰り返すことによりｘ方向、ｙ方向夫々の振動を生じさせて光ファイバ８の射出端８ａを２次元的に走査させることができる。このように振動させられた光ファイバ８の射出端８ａから射出された照明光が、照明レンズ１０によって観察対象に集光される。【0026】
光源部３は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ発生する３つのレーザダイオード等のレーザ光源（光源）１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、該レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの３色の光を合波して光ファイバ８に導光する光結合部１３とを備えている。光結合部１３は、ファイバ型コンバイナや、ダイクロックプリズム等を用いて構成される。【0027】
光検出部４は、例えば、図６に示されるように、複数のアバランシェフォトダイオード（検出器）１４をアレイ状に配列した粘着シートであって、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａが、患者の体表面Ｃを向くように貼り付けられる。アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａ側には、図７に示されるように、透明部４０が設けられ、該透明部４０によってアバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａを保護している。各アバランシェフォトダイオード１４は、光源部３から射出される照明光の全波長帯域に感度を有している。【0028】
透明部４０は、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに密着して設けられ、体表面Ｃからの光を透過可能な部材からなる第１の透明部材４１（例えば、ガラスや樹脂等）と、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに密着している面と反対側の面に密着して設けられる第２の透明部材４２とからなる。【0029】
第２の透明部材４２は、体表面Ｃからの光を透過しつつ体表面Ｃに密着可能な部材が好ましく、例えば透明フィルムである。複数枚の透明フィルムで構成された第２の透明部材４２は、観察時には表面全体を患者の体表面Ｃに貼り付けて使用し、観察が終了した後には使い捨て可能であり、次回観察時には体表面Ｃに貼り付けた１枚の透明フィルムをはがし、露出した新しい透明フィルムを体表面Ｃに貼り付ける。【0030】
画像取得部５は、アバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａにおいて検出された反射光の強度に基づいたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１５と、該Ａ／Ｄコンバータ１５からの出力に基づいて画像を形成する画像形成部１６とを備えている。【0031】
制御部６は、３つのレーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃの点灯タイミングを制御するとともに、光走査部９による各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの照明光の走査位置を制御するようになっている。さらに、制御部６は、挿入部２から射出される照明光の走査位置情報を画像形成部１６に送るようになっている。【0032】
画像形成部１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から出力された反射光の強度情報と、制御部６から送られてきた照明光の走査位置情報とに基づいて画像を形成するようになっている。画像形成部１６により形成された画像はディスプレイ７に送られるようになっている。【0033】
このように構成された本実施形態に係る走査型内視鏡システム１の作用について以下に説明する。本実施形態に係る走査型内視鏡システム１を用いて患者の体内の観察を行うには、まず、粘着シートからなる光検出部４を患者の体表に貼り付け、次いで、挿入部２を体内に挿入する。
【0034】
挿入部２を体内に挿入する場合には、制御部６の作動により、３つのレーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから３種類の照明光を所定の発光順序（例えばＲ、Ｇ、Ｂの順序）で順次射出させるとともに、制御部６からの指令信号によって光走査部９を制御して、照明光の走査位置を順次変化させる。例えば、光走査部９の作動によって、挿入部２に設けられた光ファイバ８の射出端８ａをスパイラル状に移動させることにより、照明光のスポットを被写体Ａ上においてスパイラル状の軌跡上に配列するように照射させる。【0035】
レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから照明光が射出されると、図１に示されるように、体内の被写体Ａ上の各走査位置における反射光が、被写体Ａを被覆している体組織（媒質）を透過して体表から外側に射出されるようになり、その一部が、予め体表に貼り付けられている光検出部４のアバランシェフォトダイオード１４の受光面１４ａに入射して検出される。光検出部４により検出された反射光の強度情報は、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル信号に変換された後に画像形成部１６に送られる。【0036】
画像形成部１６には、制御部６から、当該反射光の強度情報に対応する照明光のスポットの被写体Ａ上における走査位置の情報が送られてきているので、画像形成部１６は、当該走査位置に対応させて、検出された反射光の強度情報を配置していくことにより、２次元的なカラー画像を生成することができる。【0037】
この場合において、本実施形態に係る走査型内視鏡システム１によれば、光検出部４を、体内に挿入する挿入部２から分離して体表に貼り付けている。したがって、図８に比較例として示される従来の挿入部１０１と比較して、図９に示されるように、挿入部２における受光用の光ファイバ１０２を無くして、挿入部２の外径を細くすることができ、患者への侵襲性を低減することができるという利点がある。【0038】
なお、本実施形態においては、挿入部２から射出された照明光の被写体Ａにおける反射光を患者の体外において検出するものであり、照明光の波長と略同等の波長の光を検出するものである。被写体Ａから戻る照明光と略同一波長の光を検出できるため、照明光の波長で得られた情報を直接的に観察することができ、精度が良い画像を得ることができる。また、光の損失が少なく、明るい画像を得ることもできる。このため、以下のように構成されていることが好ましい。
【0039】
第１に、光源部３の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量が、体組織における反射光の透過率に応じて決定されていることが好ましい。すなわち、体内の被写体Ａは体組織（媒質）によって覆われており、被写体Ａにおける反射光は体組織を透過した後に、光検出部４により検出される。反射光は、体組織を透過する間に減衰させられるが、その透過率は波長に応じて異なっている。このため、全ての波長について均一な光量の照明光を照射したのでは、光検出部４により検出される時点での反射光の光量バランスが悪くなる。
【0040】
具体的には、体組織における反射光の透過率は、図１０に示されるように、赤色光Ｒ（波長約６００ｎｍ）に対して０．３、緑色光Ｇ（波長約５４０ｎｍ）に対して０．２、青色光Ｂ（波長約４３０ｎｍ）に対して０．１である。レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量バランスを波長毎の透過率に応じて決定する。具体的には、透過率が大きい波長ほど照明光の光量を小さく、透過率が小さい波長ほど照明光の光量を大きくする。そこで、ＲＧＢ３色の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出する照明光の光量比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３．３：５：１０とする。このようにすることで、適正な光量バランスの反射光を検出し、最も透過率の小さな青色光におけるＳＮ比（ＳＮＲ：信号対雑音比）が向上して画質を向上させることができるとともに、色再現性の高い画像を取得することができるという利点がある。【0041】
本実施例では、各波長毎の透過率の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：２：１の逆数すなわちＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／２：１となるように光量比を設定したが、これに限らず、透過率が大きい波長ほど照明光の光量を小さく、透過率が小さい波長ほど照明光の光量を大きくすればよいのであり、例えばその２乗の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／９：１／４：１、平方根の比Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／√3：１／√2：１と設定しても構わない。以降の実施例でも、光量バランスや面積比を設定する場合、その要因となるパラメータ（透過率、感度）の波長毎の相対的な大小関係に応じて設定すればよい。その際も具体的な数値の決め方は、この実施例（透過率に応じて光量バランスを設定）のように、単純な反比例に限らず、２乗や平方根などに応じて設定してよい。【0042】
例えば、光源装置に上限がある場合などは、この比に正確に合致させる必要はなく、上限以下の値と設定してもよい。具体的には、各波長の透過率の比が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：２：１であったとき、透過率の比の逆数すなわち、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／２：１となるように光量比を設定すると、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、１０ｍＷとなるが、光源の上限が８ｍＷだったときは、３．３ｍＷ、５．０ｍＷ、８．０ｍＷとしても各波長の大小関係は保たれているので問題ない。
【0043】
上記のように各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの照明光の光量比を設定する方法を図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示す。図１１Ａの画素毎に３色の照明光の射出を順次切り替えるＴＤＭ（時分割多重）方式、図１１Ｂの３色の照明光を常時射出するＣＷ方式、図１１Ｃのフレーム毎に３色の照明光の射出を順次切り替える面順次方式のいずれにおいても、各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量比が上記比率となるように設定する方法を採用すればよい。【0044】
また、ＣＷ方式では、光検出部４において各波長を分離して検出する必要があるため、波長の分離に用いる波長毎の光学フィルタと、分離した光のそれぞれの成分を検出するための波長毎のアバランシェフォトダイオード１４とが必要となる。光検出部４により検出された波長毎の反射光の強度情報は、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル信号に変換された後に画像形成部１６に送られる。
【0045】
画像形成部１６には、制御部６から、当該波長毎の反射光の強度情報に対応する照明光のスポットの被写体Ａ上における走査位置の情報が送られてきているので、画像形成部１６は、当該走査位置に対応させて、検出された反射光の色と強度情報を配置していくことにより、２次元的なカラー画像を生成することができる。【0046】
第２に、光源部３の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される照明光の光量が、光検出部４の検出器１４における受光感度に応じて決定されていることが好ましい。すなわち、アバランシェフォトダイオード１４のような検出器においては、図１２に示されるように波長毎に受光感度が異なっている。このため、全ての波長について均一な光量の照明光を照射したのでは、光検出部４により検出される反射光の光量バランスが悪くなる。
【0047】
具体的には、検出器１４における波長毎の受光感度は、図１２に示されるように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１．０：０．9：０．8である。上述したように体組織における透過率がＲ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．２：０．１であるので、これらを掛け合わせて逆数を算出することにより、ＲＧＢ３色の各レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出する照明光の光量比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１／０．３：１／０．１８：１／０．０８とする。このようにすることで、透過率が最も小さく、かつ受光感度が最も低い青色光におけるＳＮ比が向上して画質をさらに向上させることができ、色再現性もさらに向上することができるという利点がある。【0048】
例えば、照明光量の総量に上限が設けられているようなシステムでは、光量を無制限に増やすことができないため、各色の光量を適切に割り振る必要がある。このときにＳＮ比が最も悪くなりやすい色に多くの光量を割り当てることで、その色のＳＮ比を改善することができ、カラー画像にした際にＳＮ比が極端に悪いものがなくなるため、画質を向上させることができる。【0049】
第３に、光検出部４における検出器が複数のアバランシェフォトダイオード１４をアレイ状に配列している場合に、異なる波長に受光感度を有する３種類のアバランシェフォトダイオード１４（例えば、３種類のフィルタ（Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用）をアバランシェフォトダイオード１４の受光面に取り付けたもの）の個数の比率、すなわち受光面積の比率が体組織における反射光の透過率に応じて決定されていることが好ましい。具体的には、上の例において、体組織における透過率が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．２：０．１である場合、逆数をとって、アバランシェフォトダイオード１４の個数比を、図１３に示されるように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：３：６とする。このようにすることで、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。なお、このとき、波長毎に光検出部４を設け、波長毎に反射光を合算して検出する。
【0050】
また、受光面積の比率が、光検出部４の検出器１４における受光感度に応じて決定されていてもよい。このようにすることで、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。
【0051】
さらに、受光面積の比率が、受光感度と透過率を掛け合わせて決定されていてもよい。この場合も、光源部３から均一な光量の３色の照明光が射出された場合においても、透過率が最も小さい青色光におけるＳＮ比が向上して画質を向上することができ、色再現性も向上することができるという利点がある。【0052】
第４に、図１４に示されるように、光検出部４の前段に、照明光の波長帯域の光を透過し、それ以外の波長帯域の光を遮断するバンドパスフィルタ１８が配置されていることが好ましい。このようにすることで、照明光の波長帯域以外の波長を有する外光や迷光を遮断することができ、ノイズの少ない画像を取得することができる。【0053】
体組織から放出する被写体Ａからの反射光は、体表面Ｃから拡散するので、バンドパスフィルタ１８は、体表面Ｃに近接していることが好ましい。また、体表面Ｃからの拡散光を、光検出部４に集光させるための光学系を、体表面Ｃとバンドパスフィルタ１８の間に配置してもよいし、体表面Ｃからの拡散光を、光検出部４へ導く、光検出用の光ファイバを、体表面Ｃとバンドパスフィルタ１８の間へ配置してもよい。【0054】
第５に、図１５および図１６に示されるように、照明光を射出する挿入部２の先端に、照明光を透過させる際に偏光方向を第１偏光方向に揃える第１偏光部材（偏光部材）２０を設け、光検出部４の前段に、第１偏光方向を有する照明光を遮断し、他の偏光方向を有する照明光を透過させる第２偏光部材（偏光部材）２１を備えていることが好ましい。第１偏光部材２０は、例えば、λ／２板、第２偏光部材２１は偏光ビームスプリッタである。なお、光検出部４およびバンドパスフィルタ１８は複数個所に設けられている。【0055】
このようにすることで、挿入部２の挿入角度によって、挿入部２から射出され被写体Ａに照射されることなく直接光検出部４に入射する照明光を第２偏光部材２１によって遮断することができる。一方、被写体Ａにおいて反射された反射光は、反射時に生体散乱の影響を受けて偏光状態が変化するため、第２偏光部材２１を通過して、光検出部４により検出することができる。これにより、被写体Ａを経由せずに直接入射する照明光の検出を防止して、ノイズの少ない画像を取得することができる。ここで、照明用の光ファイバ８からの照明光が、もともと直線偏光性を持っている、または照明用の光ファイバ８を偏波保存ファイバに変えれば、第１偏光部材２０を設けることは必ずしも必要ではない。【0056】
また、被写体Ａの表面が、比較的、鏡面状で平坦である場合、第１偏光部材２０をλ／４板、第２偏光部材２１を直線偏光板としてもよい。照明用の光ファイバ８からの照明光をλ／４板２０により、円偏光として、被写体Ａを照明すると、被写体Ａからの反射光はｐ偏光に比べ、ｓ偏光成分が多くなる。光検出部４に設けた直線偏光板２１の向きを、ｐ偏光は遮断し、ｓ偏光を透過させる方向に設置すれば、被写体Ａからの反射光を透過させ、被写体Ａに照射されることなく直接光検出部４に入射する照明光のうち、ｐ偏光成分を遮断することができる。よって、第１偏光部材２０および第２偏光部材２１を設置する前に比べ、ノイズの少ない画像を取得することができる。【0057】
第６に、光源部３が、レーザ光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃとしてＲＧＢ３種類を備えることに加えて、近赤外あるいは赤外の照明光を射出するレーザ光源を備えていてもよい。このようにすることで、被写体Ａを被覆する体組織が厚い場合に、ＲＧＢの波長帯域の反射光が大きく減衰してしまうので、そのような場合にも透過率の高い近赤外あるいは赤外の反射光を検出して、被写体Ａの構造を鮮明に可視化することができるという利点がある。
【0058】
また、本実施形態においては、光走査部９として圧電素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを用いたものを例示したが、照明光を走査する方式はこれに限定されるものではなく、電磁誘導方式あるいはガルバノミラーを用いたものを採用してもよい。また、光検出部４としてアバランシェフォトダイオード１４をアレイ状に配列した粘着シートを例示したが、これに代えて、ファイババンドルの受光端を透明な粘着材によって患者の体表に接着させることにしてもよい。この場合には、光検出部４は１つで済む。
【0059】
光検出部４としてファイババンドルの受光端を体表に設置した場合、上述した種々の実施例で説明した波長毎の受光面積の調整を行うためには、バンドル端面の面積の大小を調整すればよい。【0060】
また、本実施形態においては、第２の透明部材４２の表面全体を体表面Ｃに直接接触させて貼り付けるものを例示したが、これに代えて、図１７に示されるように、第１の透明部材４１の縁回りのみに貼り付けられるようなものを用いてもよい。この場合、第２の透明部材４２を体表面Ｃに密着させて貼り付けると、体表面Ｃと第１の透明部材４１との間に隙間ができるようになっている。また、第２の透明部材４２として、複数枚の透明フィルムからなるものを例示したが、単一の透明フィルムであってもよい。
【0061】
また、照明光を射出する挿入部２と、反射光を検出する光検出部４とは有線で接続されていてもよいが、図１８に示されるように、無線でデジタル信号の送受信を行うことにしてもよい。具体的には、挿入部２、光源部３、制御部６、画像形成部１６、受信部２５を備える第１内視鏡システム（走査型内視鏡システム）２３と、光検出部４、Ａ／Ｄコンバータ１５および送信部２６を備える第２内視鏡システム２４と、ディスプレイ７とを備える走査型内視鏡システム２２を採用してもよい。
【0062】
第２内視鏡システム２４は、挿入部２に射出された被写体上における反射光が光検出部４によって検出され、検出された反射光の強度情報がＡ／Ｄコンバータ１５によりデジタル信号に変換されて送信部２６に送られるようになっている。送信部２６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から送られてきたデジタル信号を発信する。そして、送信部２６が発信したデジタル信号が第１内視鏡システム２３の受信部２５により受信され、受信されたデジタル信号が、画像形成部１６に送られて画像が生成され、生成された画像がディスプレイ７に表示される。
【0063】
このように第１内視鏡システム２３と第２内視鏡システム２４とを無線接続することで、第１内視鏡システム２３に依存せず、コードが絡まる等の問題もなく、患者の体表面Ｃに貼り付ける位置の自由度を向上することができる。なお、送信部２６および受信部２５は、それぞれ、第１内視鏡システム２３および第２内視鏡システム２４のどこに配置されていてもよい。
【0064】
また、患者の体表に配置される光検出部４は、体表面の形状に応じて、１つに限らず複数枚設けてもよい。複数の場合は同一の光検出器４を複数配置してもよいし、受光面積の異なる光検出器、波長毎（例えば各々Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ付き）の光検出器を複数配置してもよい。【符号の説明】
【0065】
１、２２、２３ 走査型内視鏡システム２ 挿入部（照明光射出部）
３ 光源部
４ 光検出部
５ 画像取得部
９ 光走査部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ レーザ光源（光源）
１４ アバランシェフォトダイオード（検出器）
１６ 画像形成部
１８ バンドパスフィルタ
２０ 第１偏光部材（偏光部材）
２１ 第２偏光部材（偏光部材）
２５ 受信部
２６ 送信部
Ａ 被写体