内視鏡スコープおよび内視鏡装置
【課題】操作性に優れていて簡素な構造を有し、さらに安全性を確保できるスコープおよび内視鏡装置を実現する。
【解決手段】内視鏡装置のスコープは、挿入部２０を含む。挿入部２０の先端面２０Ｔの周囲には、照明光を出射する光源２４が設けられている。光源２４は、矢印Ａの示すように、先端面２０Ｔの円周に沿って移動可能である。ＣＣＤ２２により生成された被写体像に基づいて、スコープにより内視鏡観察可能な領域における、低輝度領域が検出される。光源２４は、低輝度領域に対する照明光の照射量が増加するように、先端面２０Ｔに沿って移動される。
【解決手段】内視鏡装置のスコープは、挿入部２０を含む。挿入部２０の先端面２０Ｔの周囲には、照明光を出射する光源２４が設けられている。光源２４は、矢印Ａの示すように、先端面２０Ｔの円周に沿って移動可能である。ＣＣＤ２２により生成された被写体像に基づいて、スコープにより内視鏡観察可能な領域における、低輝度領域が検出される。光源２４は、低輝度領域に対する照明光の照射量が増加するように、先端面２０Ｔに沿って移動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡スコープおよび内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置においては、光源、光学系等を備えたヘッド部が、スコープの先端部に着脱自在なものが知られている（例えば特許文献１参照）。このような内視鏡装置においては、照明範囲、照度を調整するために、スコープが被検体内に挿入されている状態で、ヘッド部が、スコープの先端部から所望の位置まで移動される。
【０００３】
一方、観察の対象となる領域の局部的な明暗に対応するために、スコープの先端に多くの光源を設け、それらの光源の光量を個別に調整する内視鏡装置が知られている（例えば特許文献２および３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３３５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５９５２号公報
【特許文献３】特開２００８−４８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘッド部がスコープの先端に設けられた上述の内視鏡装置においては、使用前にヘッド部をスコープの先端部に取付け、被検体内においてはヘッド部を先端部から移動させるといった煩雑な操作が必要とされる。さらに、体内でスコープの先端からヘッド部を突出させる動作により、ヘッド部が体内組織に接触する可能性もあり、安全性の問題を生じ得る。また、ヘッド部に光源等が内蔵されており、ヘッド部をスコープの先端から移動させるための機構も必要であるため、内視鏡装置の構造が複雑化、大型化してしまう。
【０００６】
また、スコープの先端に多くの光源を設けた場合、光源から生じる熱によりスコープ先端の温度が上昇し、安全上の問題を生じるおそれがある。さらに、スコープの先端という比較的狭い領域内に多くの光源を設けることは、スコープの構造の複雑化、大型化を招き、細径化の妨げとなる。
【０００７】
本発明は、操作性に優れていて簡素な構造を有し、さらに安全性を確保できるスコープおよび内視鏡装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスコープは、内視鏡装置のスコープである。スコープは、先端に設けられた光源と、スコープにより内視鏡観察される観察領域において、周囲よりも暗い低輝度領域を検出する輝度検出手段とを備えている。そしてスコープにおいては、検出された低輝度領域に対して光源から照射される照明光の光量が増加するように、スコープの先端面に沿った光源の移動と、光源からの照明光の出射方向の調整との少なくともいずれかが可能である。
【０００９】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、輝度検出手段が、被写体像に基づいて低輝度領域を検出することが好ましい。
【００１０】
また、スコープは、光源からの照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段をさらに有することが好ましい。この場合、出射方向調整手段は、スコープの先端面に対する光源の傾き角度を調整することがより好ましい。また、光源が電極を有し、電極に電力が供給されることにより、光源の移動および出射方向の調整が可能であることが好ましい。スコープは、光源をスコープの先端面に沿って移動させる光源移動手段をさらに有することが好ましく、この場合、移動手段および出射方向調整手段は、例えば、光源が移動するための凹部が設けられたレールと、凹部の表面から延び、電極に接触すると電力を供給するブラシ接点とを有する。
【００１１】
出射方向調整手段は、例えば配光特性の異なる複数の配光レンズを有しており、この場合、照明光を複数の配光レンズのいずれかに通過させることにより、出射方向を調整することが好ましい。また、この場合、出射方向調整手段が、複数の配光レンズを保持する保持部材と、複数の配光レンズのいずれかが照明光の通過する通過位置にあるように、保持部材を移動させる保持部材移動手段とをさらに有することが好ましい。出射方向調整手段は、例えば、流体により配光特性を調整可能な流体レンズを有する。
【００１２】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段と、被写体像を拡大する画像拡大手段とを備え、被写体像が拡大されると、照明光が観察領域の中心側に向かうように、出射方向調整手段が出射方向を調整することが好ましい。
【００１３】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、画像形成手段が、光源が第１の位置にあるときに形成された第１の被写体像と、第１の位置から移動して第２の位置にあるときに形成された第２の被写体像とを合成可能であることが好ましい。また、この場合、第２の位置は、光源の移動可能な可動領域において、第１の位置から最も離れていることがより好ましい。
【００１４】
スコープは、光源により出射される照明光の光量を調整する光量調整手段をさらに有することが好ましい。また、スコープにおいては、単一の光源が設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の内視鏡装置は、上述のスコープを備えたことを特徴とする。内視鏡装置は、被写体像を形成する画像形成手段と、被写体像を拡大する画像拡大手段と、光源からの照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段とをさらに有することが好ましい。そしてこの場合、被写体像が拡大されると、照明光が観察領域の拡大中心側に向かうように、出射方向調整手段が出射方向を調整する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作性に優れていて簡素な構造を有し、さらに安全性を確保できるスコープおよび内視鏡装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の内視鏡装置を示す側面図である。
【図２】第１の実施形態の内視鏡装置のブロック図である。
【図３】挿入部における先端面を拡大して示す斜視図である。
【図４】光源を省略して先端面に設けられたレールを示す、図３に対応した斜視図である。
【図５】光源とレールの一部を拡大して示す斜視図である。
【図６】モニタ上に表示される被写体像を例示する図である。
【図７】拡大された被写体像を例示する図である。
【図８】モニタのタッチパネル上に表示される被写体像を例示する図である。
【図９】中心に円形の窪みを有する被写体を照明して得られる被写体像を例示する平面図である。
【図１０】図９の被写体が照明される状態を例示した断面図である。
【図１１】異なる方向から図９の被写体を照明して得られた輝度信号を例示する図である。
【図１２】第２の実施形態における挿入部の先端面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の内視鏡装置を示す側面図である。
【００１９】
内視鏡装置６０は、スコープ１０とプロセッサ３０とを含む。スコープ１０は、ライトガイド可撓管１４を介して、プロセッサ３０に着脱自在に取り付けられる。スコープ１０の先端に設けられた可撓性の挿入部２０は、体腔内に挿入され、内視鏡観察に用いられる。
【００２０】
体内器官の観察、撮影時には、スコープ１０の操作部１２が操作される。例えば、操作部１２の操作ノブ１３、１５を回転させると挿入部２０の先端が上下、左右に湾曲される。さらに、モニタ（図示せず）上に動画像が表示されているときに操作ボタン１８が押下されると、静止画像が生成される。
【００２１】
図２は、第１の実施形態の内視鏡装置６０のブロック図である。
【００２２】
スコープ１０の先端、すなわち挿入部２０の先端面２０Ｔの内側には、単一のＬＥＤを有する光源２４が設けられている。光源２４から出射された照明光は、先端面２０Ｔから観察の対象である体内器官に出射される。体内器官からの反射光が、先端面２０Ｔ近傍のＣＣＤ２２（画像生成手段）により受光され、画像信号が生成される。なおＣＣＤ２２は、プロセッサ３０側のＣＣＤドライブ３２により駆動されている。
【００２３】
ＣＣＤ２２により生成された画像信号は、スコープ側画像処理回路１６に送られ、所定の処理が施される。さらに画像信号は、プロセッサ側画像信号処理回路３４に送られる。画像信号は、プロセッサ側画像信号処理回路３４における所定の処理の後に、エンコーダ３６を介してモニタ５０に送信される。この結果、モニタ５０上には、体内器官等の被写体の画像が表示される。
【００２４】
また、プロセッサ側画像信号処理回路３４において処理された画像信号は、被写体像の画像データとして画像メモリ３８に記憶されるとともに、調光回路４０にも送られる。調光回路４０（輝度検出手段）では、画像データが示す被写体像における輝度分布が検出される。すなわち、調光回路４０では、画像信号の輝度成分に基づいて、スコープ２０の内視鏡観察の対象である観察領域における輝度の高い領域、および低い領域が検出される。
【００２５】
こうして検出された、観察領域における輝度分布を示す輝度データが、光源駆動回路４２に送信される。光源駆動回路４２により、輝度の低い領域、すなわち観察領域中で周囲よりも暗い領域（以下、低輝度領域という）に対して、光源２４から照射される照明光の光量が増すように、光源２４が駆動される。このとき光源駆動回路４２は、後述するように、必要に応じて光源２４を移動させるとともに、光源２４から出射される照明光の出射方向を調整する。
【００２６】
なおプロセッサ３０においては、制御回路３１が設けられている。制御回路３１により、ＣＣＤドライブ３２、プロセッサ側画像信号処理回路３４を含むプロセッサ３０内の様々な回路が制御される。
【００２７】
図３は、挿入部２０における先端面２０Ｔを拡大して示す斜視図である。図４は、光源２４を省略して先端面２０Ｔに設けられたレールを示す、図３に対応した斜視図である。図５は、光源２４とレールの一部を拡大して示す斜視図である。
【００２８】
先端面２０Ｔには、ＣＣＤ２２、送気送水チャンネル２３、鉗子チャンネル２５が設けられている。送気送水チャンネル２３からは、先端面２０Ｔ等に付着した汚物を除去するために、空気、あるいは水が噴射される。鉗子チャンネル２５からは、患部の処置等のために鉗子などの処置具（図示せず）が進退可能である。
【００２９】
光源２４は、円形の先端面２０Ｔの周辺部、すなわち先端面２０Ｔの輪郭付近に設けられている。光源２４は、矢印Ａの示すように、先端面２０Ｔの円周に沿って移動可能である。このように光源２４を移動可能にするために、先端面２０Ｔにおいては、内側レール２７と外側レール２８（レール・図４参照）が設けられている。一対の内側および外側レール２７、２８は同心円状である。光源２４は、内側、外側レール２７、２８上で、例えば図３の実線で示された第１の位置から、破線で示された第２の位置まで移動する。
【００３０】
図５に示すように、光源２４は、照明光の出射面２４Ｌが設けられた基板２４Ｐと、両端に設けられた一対の電極２４Ａ、２４Ｂを含む。内側、外側レール２７、２８の中心には、内側凹部２７Ｕ、外側凹部２８Ｕ（凹部）がそれぞれ設けられており、内側、外側レール２７、２８の断面形状は略コの字型である。電極２４Ａ、２４Ｂは、基板２４Ｐから、内側、外側凹部２７Ｕ、２８Ｕに向かって湾曲しながら延びている。
【００３１】
内側、外側凹部２７Ｕ、２８Ｕの表面２７Ｓ、２８Ｓからは、多数のブラシ接点３５が延びている。ブラシ接点３５は適度な強度を有し、一対の電極２４Ａ、２４Ｂを支持しつつ、電極２４Ａ、２４Ｂに電力を供給する。こうして電極２４Ａ、２４Ｂに電力が供給されることにより、電磁力が生じ、光源２４は所定の位置まで移動される。
【００３２】
さらに、電極２４Ａ、２４Ｂと、凹部２７Ｕ、２８Ｕの表面２７Ｓ、２８Ｓとの間には、適度な隙間が設けられている。このため、電磁力で、光源２４の先端面２０Ｔに対する傾き角度も調整できる。例えば、図５においては、基板２４Ｐが先端面２０Ｔ（図３、４参照）に対して平行であり、光源２４は傾いていない状態であるものの、矢印Ｂの示すように、電極２４Ａ、２４Ｂの一方が凹部２７Ｕあるいは２８Ｕの底面側に近づき、電極２４Ａ、２４Ｂの他方が凹部２７Ｕあるいは２８Ｕの底面から離れるように、光源２４を傾けることができる。このように光源２４を先端面２０Ｔに対して傾けることにより、出射面２４Ｌから出射される照明光の出射方向が調整される。
【００３３】
なお、光源２４の移動量、照明光の出射方向、および出射される照明光の光量は、いずれも光源駆動回路４２（光源移動手段・出射方向調整手段・光量調整手段）により制御、調整される。すなわち、光源駆動回路４２により、電極２４Ａ、２４Ｂに対して供給される電力量と、生じる電磁力の大きさが制御されて光源２４の移動量と傾き角度（出射方向）が調整されるとともに、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、出射される照明光の光量が調整される。本実施形態においては、光源２４の位置、照明光の出射方向および光量の調整は、所定のアルゴリズムにより適宜組み合わせられるものの、これらのうちのいずれか一つのみが調整可能であっても良い。
【００３４】
このように、光源駆動回路４２により光源２４の位置、照明光の出射方向、光量が調整されることにより、低輝度領域に対する光源２４からの照明光の照射量が増加される。この結果、調光回路４０において、低輝度領域の輝度が所定量だけ向上し、あるいはスコープ１０により観察可能な領域においてほぼ均等な明るさが実現して低輝度領域が消滅したと判断されると、光源２４の位置および照明光の出射状態が維持される。そして再び、低輝度領域が生じると、光源駆動回路４２による照明光の出射制御が繰り返される。
【００３５】
図６は、モニタ５０（図２参照）上に表示される被写体像を例示する図である。図７は、拡大された被写体像を例示する図である。
【００３６】
モニタ５０上の被写体像５２においては、例えば、体腔内の窪み５４が、低輝度領域に含まれると判断され得る。この結果、図６の例においては、被写体像５２の中心よりもやや上方の領域に対して照明光がより多く照射されるように、光源２４の位置等が制御される。
【００３７】
この被写体像５２の中心部分が、プロセッサ側画像処理回路３４（画像拡大手段・図２参照）における電子（デジタル）ズーム処理により、あるいは光学ズームにより拡大され、新たな拡大被写体像５３が生成、表示される場合がある（図７参照）。この場合、被写体像５２が生成されたときに内視鏡観察可能であった被写体の領域のうち、中心部のみが新たな拡大被写体像５３の生成時に観察される。このように、被写体像が拡大されると観察可能な領域が中心付近に狭められるため、光源駆動回路４２は、照明光の照射方向を調整する。
【００３８】
より具体的には、元の状態、すなわち被写体像５２（図６参照）が生成されたときの出射方向よりも、観察領域の中心側に向かって照明光が進むように、出射方向が変更される。例えば、被写体像５２の生成時に、照明光の出射方向が先端面２０Ｔに対して垂直であった場合（図５等参照）、拡大被写体像５３（図７参照）の生成時には、先端面２０Ｔに対して鋭角で交わるように出射方向が変更される。
【００３９】
この結果、倍率が変更された拡大被写体像５３においても、適度な明るさが自動的に維持される。なお、拡大被写体像５３の生成時においても、上述の出射方向の変更に加えて、体腔内の窪み５４による低輝度領域に対し照明光をより多く照射するための制御は継続される。また、画像が縮小された場合においては、拡大時とは反対に、照明光が観察領域のより外側に向かって進むように、出射方向が調整される。
【００４０】
図６および７の例においては、被写体像５２の中心を拡大することにより拡大被写体像５３が形成されていたものの、電子ズーム処理によっては、ユーザが選択した被写体像における任意の領域、すなわち中心以外の領域を拡大することも可能である。例えば、図８に示されたように、モニタ５０のタッチパネル上に被写体像５５が表示されているとき、被写体像５５中の拡大枠５５Ａに触れた状態のユーザの指を動かすことにより、拡大枠５５Ａの位置を移動することができる。
【００４１】
そして拡大枠５５Ａを新たな位置まで移動させた状態で、操作ボタン１８（図１参照）、あるいはタッチパネル周辺の様々なモニタ操作ボタンが操作されると、拡大被写体像（図示せず）が生成、表示される。この拡大被写体像においては、被写体５８のうち、元の被写体像５５の拡大枠５５Ａにより囲まれていた領域が含まれている。
【００４２】
このように、プロセッサ側画像処理回路３４（図２参照）の電子ズーム処理により被写体像が拡大される場合、照明光が、元の被写体像５５における拡大中心側に向かって進むように、出射方向が調整される。この例においては、被写体像５５における拡大中心とは、被写体像５５の中心点である５５Ｃではなく、拡大枠５５Ａの中心点５５Ｐである。よって図８の状態で拡大被写体像が生成される場合、照明光の出射方向は、被写体像を拡大する直前の出射方向よりも中心点５５Ｐ側に向かうように、調整される。この結果、拡大被写体像の明るさが良好なレベルに保たれる。
【００４３】
図９は、中心に円形の窪みを有する被写体を照明して得られる被写体像を例示する平面図である。図１０は、図９の被写体が照明される状態を例示した断面図である。図１１は、異なる方向から図９の被写体を照明して得られた輝度信号を例示する図である。
【００４４】
中心に円形の窪み５６を有し、窪み５６の周囲が隆起している隆起部５７を有する被写体５８に対し、一方向から照明光を照射すると、照明光の一部が隆起部５７により遮られる。このため、窪み５６と隆起部５７との境界において、低輝度領域５９が生じ得る（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００４５】
例えば、隆起部５７における左側の領域の上方から照明光が照射されると（図１０（Ａ）参照）、図９（Ａ）に示されたように、隆起部５７の左側の領域と窪み５６との境界部分に低輝度領域５９が生じ得る。このとき、隆起部５７の右側の領域では、隆起部５７の斜面に対して照明光Ｌが垂直に近い角度で照射されるため、低輝度領域５９は生じない。これと同様に、隆起部５７の右側の上方から照明光が照射されると（図１０（Ｂ）参照）、図９（Ｂ）に示されたように、隆起部５７の右側の領域と窪み５６との境界部分に低輝度領域５９が生じ得る。
【００４６】
これに対し、上述のように異なる方向から照明光が照射されたときに生成された被写体像を合成すると、低輝度領域５９の発生が防止され、立体感により優れた被写体像を得ることができる（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ）参照）。この被写体像の合成においては、光源２４が図１０（Ａ）の位置にあるときに生成された輝度信号（図１１（Ａ）参照）と、光源２４が図１０（Ｂ）の位置にあるときに生成された輝度信号（図１１（Ｂ）参照）との平均値である平均輝度信号（図１１（Ｃ）参照）が算出される。
【００４７】
より具体的には、図９（Ａ）の低輝度領域５９に相当する輝度信号Ｓ１と、図９（Ｂ）において対応する輝度信号Ｓ１’との平均値であるＳ１ａｖが算出される。同様に、図９（Ｂ）の低輝度領域５９に相当する輝度信号Ｓ２と、図９（Ａ）にて対応する輝度信号Ｓ２’との平均値であるＳ２ａｖが算出される。そしてこれらの平均輝度信号Ｓ１ａｖ、Ｓ２ａｖに基づく被写体像では、低輝度領域５９が消去されている（図９（Ｃ）参照）。なお、輝度信号の値が所定の最大値である閾値Ｖｍａｘを越えた場合、その輝度値に所定の重み付け係数を乗ずることにより、輝度信号に混在したノイズの影響を抑えることができる。
【００４８】
以上のように第１の実施形態では、光源２４の位置が移動する前後で生成した被写体像を合成することができる。この場合、例えば、光源２４が図３において実線で示された第１の位置で照明光を出射したときと、破線で示された第２の位置で照明光を出射したときに得られた、同じ被写体の被写体像が合成される。
【００４９】
第１の位置と第２の位置とは、先端面２０の円周状で互いに対向するように設定されている。このように、光源２４が移動可能な可動領域において、互いに最も離れた第１の位置と第２の位置とで生成された被写体像を合成すると、上述の低輝度領域５９の発生防止効果が最大となるためである。また、光源２４の位置を変更せずに、あるいは位置の変更に加えて、光源２４における照明光の出射方向を変更させても良い。
【００５０】
なお被写体像を合成する動作は、上述のように自動的に低輝度領域の輝度を補う制御とは異なるため、ユーザの指示によりマニュアルモードが選択されると実施される。マニュアルモードは、例えば、スコープ１０の操作部１２（図１、２参照）の操作により生じた指示信号が、プロセッサ３０の制御回路３１に送信されることにより、設定される。
【００５１】
このように、被写体像を合成するためのマニュアルモードの他にも、光源２４の位置を指示するためのモードが設定可能であっても良い。例えば、鉗子などの処置具（図示せず）により照明光の光路が遮られる場合、処置具が進退する鉗子チャンネル２５（図３、４等参照）から可能な限り離れるように、光源２４の位置を制御するモードである。
【００５２】
以上のように第１の実施形態によれば、特別な操作無しに低輝度領域を自動的に解消できるため、スコープ１０は操作性に優れている。また、スコープ１０の先端に設けた数少ない光源２４により低輝度領域を解消するため、ライトガイド、多数の光源、および光源をスコープ１０の先端から突出させる機構等は不要である。このため本実施形態では、スコープ１０の構造を簡素化できる。
【００５３】
さらに本実施形態では、光源２４が可動式であり、様々な位置に多くの光源を配置する必要がないため、光源２４からの発熱量を抑制できる。また、先端面２０Ｔから光源２４を突出させるとった体内組織の安全を脅かし得る動作も不要である。よって本実施形態の内視鏡装置６０では、被検者の安全性が確保される。また、複数の光源を用いると、光源間の照明光の色のばらつきにより、被写体像における色バランスが崩れる恐れがあるのに対し、本実施形態では色バランスを良好に保つことができる。
【００５４】
また、本実施形態では、光源２４の移動と、光源２４から出射される照明光の出射方向の調整とがいずれも可能であることにより、低輝度領域を効率的に解消することができる。しかしながら、光源２４の移動と照明光の出射方向の調整のうち、いずれか一方のみが可能であっても良い。
【００５５】
次に、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図１２は、第２の実施形態における挿入部２０の先端面２０Ｔを示す斜視図である。
【００５６】
第２の実施形態では、光源２４は固定されており、複数の配光レンズのいずれかを選択的に使用することにより、照明光の出射方向が調整される。本実施形態では、先端面２０Ｔに沿って、第１〜４の配光レンズ４５〜４８が配置されており、これらの配光特性は互いに異なっている。
【００５７】
例えば、第１の配光レンズ４４は照明光を広範囲に拡散させ、第２の配光レンズ４５は照明光を狭い範囲に集光させる。そして第３の配光レンズ４６は、照明光を主として光源２４よりも内側に、すなわち挿入部２０の中心軸２０Ｃ側に向かって多くの照明光が進むように拡散させ、第４の配光レンズ４７は、主として照明光を光源２４よりも外側に進むように拡散させる。
【００５８】
第１〜４の配光レンズ４４〜４７は、同心円状の一対の保持部材４８によって保持されている。そして保持部材４８は、第１の実施形態において光源２４を移動させる光源駆動回路４２（図２参照）と同様の保持部材駆動回路（図示せず・保持部材移動手段）により、先端面２０Ｔに沿って移動される。なお図１２においては、説明の便宜上、保持部材４８が先端面２０Ｔから離れた位置に示されているが、保持部材４８は、内側、外側レール２７、２８に嵌め込まれている。
【００５９】
保持部材４８の移動は、第１〜４の配光レンズ４４〜４７のいずれかが、光源２４の出射面２４Ｌの上方であって、出射された照明光が通過する通過位置にあるように、保持部材駆動回路により制御される。例えば、図１２においては、第１の配光レンズ４４が通過位置に配置されている。このように、第１〜４の配光レンズ４４〜４７のうちで、検出された低輝度領域を解消するために最も適切なものが選択され、必要に応じて保持部材４８の移動により通過位置に配置される。その結果、照明光が選択されたいずれかの配光レンズを通過することとなり、照明光の出射方向が調整される。
【００６０】
また、本実施形態の変形例として、流体レンズ（図示せず）を用いても良い。流体レンズにおいては、導電性の水溶液と不導体のオイルといった複数の流体の界面の曲率を電圧の供給により変化させ、配光特性が調整される。この場合、照明光の進む向きよりも照射範囲を容易に変更させることができる。また、流体レンズ自体は、上述の第１〜４の配光レンズ４４〜４７よりも構造が複雑であるものの、保持部材４８を用いることなしに、単一の流体レンズのみを通過位置に固定させれば十分であるため、挿入部２０の構造を簡素化できる。
【００６１】
さらなる本実施形態の変形例として、柔軟な材質で形成されたレンズ中に含まれる流体の量を変化させてレンズの形状を変えることにより、配光特性を調整しても良い。この場合は、流体量の調整機構が必要となるものの、流体レンズを用いる場合と同様に単一のレンズのみが必要であるため、挿入部２０の構造は簡素化される。
【００６２】
以上のように第２の実施形態によれば、照明光を通過させるレンズによって照明光の出射方向を調整可能にすることにより、スコープ１０の構造をさらに簡素化することができる。なお本実施形態では、第１〜４の配光レンズ４４〜４７を、上述の変形例における流体レンズ等と組み合わせて使用しても良い。
【００６３】
内視鏡装置６０に含まれる各部材の構造、制御方法等は、いずれの実施形態にも限定されない。例えば、第２の実施形態において光源２４の移動も可能にする等、第１および第２の実施形態を適宜組み合わせても良い。さらに、必要とされる照明光の光量が確保できる限り、有機ＥＬ等により光源２４を形成しても良い。また、上述の理由により、単一の光源２４を設けることが好ましいものの、例えば数個程度までの光源を用いても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ スコープ
２２ ＣＣＤ（画像生成手段）
２４ 光源
２４Ａ 電極
２４Ｂ 電極
２７ 内側レール（レール）
２７Ｕ 内側凹部（凹部）
２８ 外側レール（レール）
２８Ｕ 外側凹部（凹部）
３４ プロセッサ側画像処理回路（画像拡大手段）
３５ ブラシ接点
４０ 調光回路（輝度検出手段）
４２ 光源駆動回路（光源移動手段・出射方向調整手段・光量調整手段）
４４〜４７ 第１〜４の配光レンズ
４８ 保持部材
６０ 内視鏡装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡スコープおよび内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置においては、光源、光学系等を備えたヘッド部が、スコープの先端部に着脱自在なものが知られている（例えば特許文献１参照）。このような内視鏡装置においては、照明範囲、照度を調整するために、スコープが被検体内に挿入されている状態で、ヘッド部が、スコープの先端部から所望の位置まで移動される。
【０００３】
一方、観察の対象となる領域の局部的な明暗に対応するために、スコープの先端に多くの光源を設け、それらの光源の光量を個別に調整する内視鏡装置が知られている（例えば特許文献２および３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３３５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５９５２号公報
【特許文献３】特開２００８−４８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘッド部がスコープの先端に設けられた上述の内視鏡装置においては、使用前にヘッド部をスコープの先端部に取付け、被検体内においてはヘッド部を先端部から移動させるといった煩雑な操作が必要とされる。さらに、体内でスコープの先端からヘッド部を突出させる動作により、ヘッド部が体内組織に接触する可能性もあり、安全性の問題を生じ得る。また、ヘッド部に光源等が内蔵されており、ヘッド部をスコープの先端から移動させるための機構も必要であるため、内視鏡装置の構造が複雑化、大型化してしまう。
【０００６】
また、スコープの先端に多くの光源を設けた場合、光源から生じる熱によりスコープ先端の温度が上昇し、安全上の問題を生じるおそれがある。さらに、スコープの先端という比較的狭い領域内に多くの光源を設けることは、スコープの構造の複雑化、大型化を招き、細径化の妨げとなる。
【０００７】
本発明は、操作性に優れていて簡素な構造を有し、さらに安全性を確保できるスコープおよび内視鏡装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスコープは、内視鏡装置のスコープである。スコープは、先端に設けられた光源と、スコープにより内視鏡観察される観察領域において、周囲よりも暗い低輝度領域を検出する輝度検出手段とを備えている。そしてスコープにおいては、検出された低輝度領域に対して光源から照射される照明光の光量が増加するように、スコープの先端面に沿った光源の移動と、光源からの照明光の出射方向の調整との少なくともいずれかが可能である。
【０００９】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、輝度検出手段が、被写体像に基づいて低輝度領域を検出することが好ましい。
【００１０】
また、スコープは、光源からの照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段をさらに有することが好ましい。この場合、出射方向調整手段は、スコープの先端面に対する光源の傾き角度を調整することがより好ましい。また、光源が電極を有し、電極に電力が供給されることにより、光源の移動および出射方向の調整が可能であることが好ましい。スコープは、光源をスコープの先端面に沿って移動させる光源移動手段をさらに有することが好ましく、この場合、移動手段および出射方向調整手段は、例えば、光源が移動するための凹部が設けられたレールと、凹部の表面から延び、電極に接触すると電力を供給するブラシ接点とを有する。
【００１１】
出射方向調整手段は、例えば配光特性の異なる複数の配光レンズを有しており、この場合、照明光を複数の配光レンズのいずれかに通過させることにより、出射方向を調整することが好ましい。また、この場合、出射方向調整手段が、複数の配光レンズを保持する保持部材と、複数の配光レンズのいずれかが照明光の通過する通過位置にあるように、保持部材を移動させる保持部材移動手段とをさらに有することが好ましい。出射方向調整手段は、例えば、流体により配光特性を調整可能な流体レンズを有する。
【００１２】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段と、被写体像を拡大する画像拡大手段とを備え、被写体像が拡大されると、照明光が観察領域の中心側に向かうように、出射方向調整手段が出射方向を調整することが好ましい。
【００１３】
スコープは、被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、画像形成手段が、光源が第１の位置にあるときに形成された第１の被写体像と、第１の位置から移動して第２の位置にあるときに形成された第２の被写体像とを合成可能であることが好ましい。また、この場合、第２の位置は、光源の移動可能な可動領域において、第１の位置から最も離れていることがより好ましい。
【００１４】
スコープは、光源により出射される照明光の光量を調整する光量調整手段をさらに有することが好ましい。また、スコープにおいては、単一の光源が設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の内視鏡装置は、上述のスコープを備えたことを特徴とする。内視鏡装置は、被写体像を形成する画像形成手段と、被写体像を拡大する画像拡大手段と、光源からの照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段とをさらに有することが好ましい。そしてこの場合、被写体像が拡大されると、照明光が観察領域の拡大中心側に向かうように、出射方向調整手段が出射方向を調整する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作性に優れていて簡素な構造を有し、さらに安全性を確保できるスコープおよび内視鏡装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の内視鏡装置を示す側面図である。
【図２】第１の実施形態の内視鏡装置のブロック図である。
【図３】挿入部における先端面を拡大して示す斜視図である。
【図４】光源を省略して先端面に設けられたレールを示す、図３に対応した斜視図である。
【図５】光源とレールの一部を拡大して示す斜視図である。
【図６】モニタ上に表示される被写体像を例示する図である。
【図７】拡大された被写体像を例示する図である。
【図８】モニタのタッチパネル上に表示される被写体像を例示する図である。
【図９】中心に円形の窪みを有する被写体を照明して得られる被写体像を例示する平面図である。
【図１０】図９の被写体が照明される状態を例示した断面図である。
【図１１】異なる方向から図９の被写体を照明して得られた輝度信号を例示する図である。
【図１２】第２の実施形態における挿入部の先端面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の内視鏡装置を示す側面図である。
【００１９】
内視鏡装置６０は、スコープ１０とプロセッサ３０とを含む。スコープ１０は、ライトガイド可撓管１４を介して、プロセッサ３０に着脱自在に取り付けられる。スコープ１０の先端に設けられた可撓性の挿入部２０は、体腔内に挿入され、内視鏡観察に用いられる。
【００２０】
体内器官の観察、撮影時には、スコープ１０の操作部１２が操作される。例えば、操作部１２の操作ノブ１３、１５を回転させると挿入部２０の先端が上下、左右に湾曲される。さらに、モニタ（図示せず）上に動画像が表示されているときに操作ボタン１８が押下されると、静止画像が生成される。
【００２１】
図２は、第１の実施形態の内視鏡装置６０のブロック図である。
【００２２】
スコープ１０の先端、すなわち挿入部２０の先端面２０Ｔの内側には、単一のＬＥＤを有する光源２４が設けられている。光源２４から出射された照明光は、先端面２０Ｔから観察の対象である体内器官に出射される。体内器官からの反射光が、先端面２０Ｔ近傍のＣＣＤ２２（画像生成手段）により受光され、画像信号が生成される。なおＣＣＤ２２は、プロセッサ３０側のＣＣＤドライブ３２により駆動されている。
【００２３】
ＣＣＤ２２により生成された画像信号は、スコープ側画像処理回路１６に送られ、所定の処理が施される。さらに画像信号は、プロセッサ側画像信号処理回路３４に送られる。画像信号は、プロセッサ側画像信号処理回路３４における所定の処理の後に、エンコーダ３６を介してモニタ５０に送信される。この結果、モニタ５０上には、体内器官等の被写体の画像が表示される。
【００２４】
また、プロセッサ側画像信号処理回路３４において処理された画像信号は、被写体像の画像データとして画像メモリ３８に記憶されるとともに、調光回路４０にも送られる。調光回路４０（輝度検出手段）では、画像データが示す被写体像における輝度分布が検出される。すなわち、調光回路４０では、画像信号の輝度成分に基づいて、スコープ２０の内視鏡観察の対象である観察領域における輝度の高い領域、および低い領域が検出される。
【００２５】
こうして検出された、観察領域における輝度分布を示す輝度データが、光源駆動回路４２に送信される。光源駆動回路４２により、輝度の低い領域、すなわち観察領域中で周囲よりも暗い領域（以下、低輝度領域という）に対して、光源２４から照射される照明光の光量が増すように、光源２４が駆動される。このとき光源駆動回路４２は、後述するように、必要に応じて光源２４を移動させるとともに、光源２４から出射される照明光の出射方向を調整する。
【００２６】
なおプロセッサ３０においては、制御回路３１が設けられている。制御回路３１により、ＣＣＤドライブ３２、プロセッサ側画像信号処理回路３４を含むプロセッサ３０内の様々な回路が制御される。
【００２７】
図３は、挿入部２０における先端面２０Ｔを拡大して示す斜視図である。図４は、光源２４を省略して先端面２０Ｔに設けられたレールを示す、図３に対応した斜視図である。図５は、光源２４とレールの一部を拡大して示す斜視図である。
【００２８】
先端面２０Ｔには、ＣＣＤ２２、送気送水チャンネル２３、鉗子チャンネル２５が設けられている。送気送水チャンネル２３からは、先端面２０Ｔ等に付着した汚物を除去するために、空気、あるいは水が噴射される。鉗子チャンネル２５からは、患部の処置等のために鉗子などの処置具（図示せず）が進退可能である。
【００２９】
光源２４は、円形の先端面２０Ｔの周辺部、すなわち先端面２０Ｔの輪郭付近に設けられている。光源２４は、矢印Ａの示すように、先端面２０Ｔの円周に沿って移動可能である。このように光源２４を移動可能にするために、先端面２０Ｔにおいては、内側レール２７と外側レール２８（レール・図４参照）が設けられている。一対の内側および外側レール２７、２８は同心円状である。光源２４は、内側、外側レール２７、２８上で、例えば図３の実線で示された第１の位置から、破線で示された第２の位置まで移動する。
【００３０】
図５に示すように、光源２４は、照明光の出射面２４Ｌが設けられた基板２４Ｐと、両端に設けられた一対の電極２４Ａ、２４Ｂを含む。内側、外側レール２７、２８の中心には、内側凹部２７Ｕ、外側凹部２８Ｕ（凹部）がそれぞれ設けられており、内側、外側レール２７、２８の断面形状は略コの字型である。電極２４Ａ、２４Ｂは、基板２４Ｐから、内側、外側凹部２７Ｕ、２８Ｕに向かって湾曲しながら延びている。
【００３１】
内側、外側凹部２７Ｕ、２８Ｕの表面２７Ｓ、２８Ｓからは、多数のブラシ接点３５が延びている。ブラシ接点３５は適度な強度を有し、一対の電極２４Ａ、２４Ｂを支持しつつ、電極２４Ａ、２４Ｂに電力を供給する。こうして電極２４Ａ、２４Ｂに電力が供給されることにより、電磁力が生じ、光源２４は所定の位置まで移動される。
【００３２】
さらに、電極２４Ａ、２４Ｂと、凹部２７Ｕ、２８Ｕの表面２７Ｓ、２８Ｓとの間には、適度な隙間が設けられている。このため、電磁力で、光源２４の先端面２０Ｔに対する傾き角度も調整できる。例えば、図５においては、基板２４Ｐが先端面２０Ｔ（図３、４参照）に対して平行であり、光源２４は傾いていない状態であるものの、矢印Ｂの示すように、電極２４Ａ、２４Ｂの一方が凹部２７Ｕあるいは２８Ｕの底面側に近づき、電極２４Ａ、２４Ｂの他方が凹部２７Ｕあるいは２８Ｕの底面から離れるように、光源２４を傾けることができる。このように光源２４を先端面２０Ｔに対して傾けることにより、出射面２４Ｌから出射される照明光の出射方向が調整される。
【００３３】
なお、光源２４の移動量、照明光の出射方向、および出射される照明光の光量は、いずれも光源駆動回路４２（光源移動手段・出射方向調整手段・光量調整手段）により制御、調整される。すなわち、光源駆動回路４２により、電極２４Ａ、２４Ｂに対して供給される電力量と、生じる電磁力の大きさが制御されて光源２４の移動量と傾き角度（出射方向）が調整されるとともに、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、出射される照明光の光量が調整される。本実施形態においては、光源２４の位置、照明光の出射方向および光量の調整は、所定のアルゴリズムにより適宜組み合わせられるものの、これらのうちのいずれか一つのみが調整可能であっても良い。
【００３４】
このように、光源駆動回路４２により光源２４の位置、照明光の出射方向、光量が調整されることにより、低輝度領域に対する光源２４からの照明光の照射量が増加される。この結果、調光回路４０において、低輝度領域の輝度が所定量だけ向上し、あるいはスコープ１０により観察可能な領域においてほぼ均等な明るさが実現して低輝度領域が消滅したと判断されると、光源２４の位置および照明光の出射状態が維持される。そして再び、低輝度領域が生じると、光源駆動回路４２による照明光の出射制御が繰り返される。
【００３５】
図６は、モニタ５０（図２参照）上に表示される被写体像を例示する図である。図７は、拡大された被写体像を例示する図である。
【００３６】
モニタ５０上の被写体像５２においては、例えば、体腔内の窪み５４が、低輝度領域に含まれると判断され得る。この結果、図６の例においては、被写体像５２の中心よりもやや上方の領域に対して照明光がより多く照射されるように、光源２４の位置等が制御される。
【００３７】
この被写体像５２の中心部分が、プロセッサ側画像処理回路３４（画像拡大手段・図２参照）における電子（デジタル）ズーム処理により、あるいは光学ズームにより拡大され、新たな拡大被写体像５３が生成、表示される場合がある（図７参照）。この場合、被写体像５２が生成されたときに内視鏡観察可能であった被写体の領域のうち、中心部のみが新たな拡大被写体像５３の生成時に観察される。このように、被写体像が拡大されると観察可能な領域が中心付近に狭められるため、光源駆動回路４２は、照明光の照射方向を調整する。
【００３８】
より具体的には、元の状態、すなわち被写体像５２（図６参照）が生成されたときの出射方向よりも、観察領域の中心側に向かって照明光が進むように、出射方向が変更される。例えば、被写体像５２の生成時に、照明光の出射方向が先端面２０Ｔに対して垂直であった場合（図５等参照）、拡大被写体像５３（図７参照）の生成時には、先端面２０Ｔに対して鋭角で交わるように出射方向が変更される。
【００３９】
この結果、倍率が変更された拡大被写体像５３においても、適度な明るさが自動的に維持される。なお、拡大被写体像５３の生成時においても、上述の出射方向の変更に加えて、体腔内の窪み５４による低輝度領域に対し照明光をより多く照射するための制御は継続される。また、画像が縮小された場合においては、拡大時とは反対に、照明光が観察領域のより外側に向かって進むように、出射方向が調整される。
【００４０】
図６および７の例においては、被写体像５２の中心を拡大することにより拡大被写体像５３が形成されていたものの、電子ズーム処理によっては、ユーザが選択した被写体像における任意の領域、すなわち中心以外の領域を拡大することも可能である。例えば、図８に示されたように、モニタ５０のタッチパネル上に被写体像５５が表示されているとき、被写体像５５中の拡大枠５５Ａに触れた状態のユーザの指を動かすことにより、拡大枠５５Ａの位置を移動することができる。
【００４１】
そして拡大枠５５Ａを新たな位置まで移動させた状態で、操作ボタン１８（図１参照）、あるいはタッチパネル周辺の様々なモニタ操作ボタンが操作されると、拡大被写体像（図示せず）が生成、表示される。この拡大被写体像においては、被写体５８のうち、元の被写体像５５の拡大枠５５Ａにより囲まれていた領域が含まれている。
【００４２】
このように、プロセッサ側画像処理回路３４（図２参照）の電子ズーム処理により被写体像が拡大される場合、照明光が、元の被写体像５５における拡大中心側に向かって進むように、出射方向が調整される。この例においては、被写体像５５における拡大中心とは、被写体像５５の中心点である５５Ｃではなく、拡大枠５５Ａの中心点５５Ｐである。よって図８の状態で拡大被写体像が生成される場合、照明光の出射方向は、被写体像を拡大する直前の出射方向よりも中心点５５Ｐ側に向かうように、調整される。この結果、拡大被写体像の明るさが良好なレベルに保たれる。
【００４３】
図９は、中心に円形の窪みを有する被写体を照明して得られる被写体像を例示する平面図である。図１０は、図９の被写体が照明される状態を例示した断面図である。図１１は、異なる方向から図９の被写体を照明して得られた輝度信号を例示する図である。
【００４４】
中心に円形の窪み５６を有し、窪み５６の周囲が隆起している隆起部５７を有する被写体５８に対し、一方向から照明光を照射すると、照明光の一部が隆起部５７により遮られる。このため、窪み５６と隆起部５７との境界において、低輝度領域５９が生じ得る（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００４５】
例えば、隆起部５７における左側の領域の上方から照明光が照射されると（図１０（Ａ）参照）、図９（Ａ）に示されたように、隆起部５７の左側の領域と窪み５６との境界部分に低輝度領域５９が生じ得る。このとき、隆起部５７の右側の領域では、隆起部５７の斜面に対して照明光Ｌが垂直に近い角度で照射されるため、低輝度領域５９は生じない。これと同様に、隆起部５７の右側の上方から照明光が照射されると（図１０（Ｂ）参照）、図９（Ｂ）に示されたように、隆起部５７の右側の領域と窪み５６との境界部分に低輝度領域５９が生じ得る。
【００４６】
これに対し、上述のように異なる方向から照明光が照射されたときに生成された被写体像を合成すると、低輝度領域５９の発生が防止され、立体感により優れた被写体像を得ることができる（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ）参照）。この被写体像の合成においては、光源２４が図１０（Ａ）の位置にあるときに生成された輝度信号（図１１（Ａ）参照）と、光源２４が図１０（Ｂ）の位置にあるときに生成された輝度信号（図１１（Ｂ）参照）との平均値である平均輝度信号（図１１（Ｃ）参照）が算出される。
【００４７】
より具体的には、図９（Ａ）の低輝度領域５９に相当する輝度信号Ｓ１と、図９（Ｂ）において対応する輝度信号Ｓ１’との平均値であるＳ１ａｖが算出される。同様に、図９（Ｂ）の低輝度領域５９に相当する輝度信号Ｓ２と、図９（Ａ）にて対応する輝度信号Ｓ２’との平均値であるＳ２ａｖが算出される。そしてこれらの平均輝度信号Ｓ１ａｖ、Ｓ２ａｖに基づく被写体像では、低輝度領域５９が消去されている（図９（Ｃ）参照）。なお、輝度信号の値が所定の最大値である閾値Ｖｍａｘを越えた場合、その輝度値に所定の重み付け係数を乗ずることにより、輝度信号に混在したノイズの影響を抑えることができる。
【００４８】
以上のように第１の実施形態では、光源２４の位置が移動する前後で生成した被写体像を合成することができる。この場合、例えば、光源２４が図３において実線で示された第１の位置で照明光を出射したときと、破線で示された第２の位置で照明光を出射したときに得られた、同じ被写体の被写体像が合成される。
【００４９】
第１の位置と第２の位置とは、先端面２０の円周状で互いに対向するように設定されている。このように、光源２４が移動可能な可動領域において、互いに最も離れた第１の位置と第２の位置とで生成された被写体像を合成すると、上述の低輝度領域５９の発生防止効果が最大となるためである。また、光源２４の位置を変更せずに、あるいは位置の変更に加えて、光源２４における照明光の出射方向を変更させても良い。
【００５０】
なお被写体像を合成する動作は、上述のように自動的に低輝度領域の輝度を補う制御とは異なるため、ユーザの指示によりマニュアルモードが選択されると実施される。マニュアルモードは、例えば、スコープ１０の操作部１２（図１、２参照）の操作により生じた指示信号が、プロセッサ３０の制御回路３１に送信されることにより、設定される。
【００５１】
このように、被写体像を合成するためのマニュアルモードの他にも、光源２４の位置を指示するためのモードが設定可能であっても良い。例えば、鉗子などの処置具（図示せず）により照明光の光路が遮られる場合、処置具が進退する鉗子チャンネル２５（図３、４等参照）から可能な限り離れるように、光源２４の位置を制御するモードである。
【００５２】
以上のように第１の実施形態によれば、特別な操作無しに低輝度領域を自動的に解消できるため、スコープ１０は操作性に優れている。また、スコープ１０の先端に設けた数少ない光源２４により低輝度領域を解消するため、ライトガイド、多数の光源、および光源をスコープ１０の先端から突出させる機構等は不要である。このため本実施形態では、スコープ１０の構造を簡素化できる。
【００５３】
さらに本実施形態では、光源２４が可動式であり、様々な位置に多くの光源を配置する必要がないため、光源２４からの発熱量を抑制できる。また、先端面２０Ｔから光源２４を突出させるとった体内組織の安全を脅かし得る動作も不要である。よって本実施形態の内視鏡装置６０では、被検者の安全性が確保される。また、複数の光源を用いると、光源間の照明光の色のばらつきにより、被写体像における色バランスが崩れる恐れがあるのに対し、本実施形態では色バランスを良好に保つことができる。
【００５４】
また、本実施形態では、光源２４の移動と、光源２４から出射される照明光の出射方向の調整とがいずれも可能であることにより、低輝度領域を効率的に解消することができる。しかしながら、光源２４の移動と照明光の出射方向の調整のうち、いずれか一方のみが可能であっても良い。
【００５５】
次に、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図１２は、第２の実施形態における挿入部２０の先端面２０Ｔを示す斜視図である。
【００５６】
第２の実施形態では、光源２４は固定されており、複数の配光レンズのいずれかを選択的に使用することにより、照明光の出射方向が調整される。本実施形態では、先端面２０Ｔに沿って、第１〜４の配光レンズ４５〜４８が配置されており、これらの配光特性は互いに異なっている。
【００５７】
例えば、第１の配光レンズ４４は照明光を広範囲に拡散させ、第２の配光レンズ４５は照明光を狭い範囲に集光させる。そして第３の配光レンズ４６は、照明光を主として光源２４よりも内側に、すなわち挿入部２０の中心軸２０Ｃ側に向かって多くの照明光が進むように拡散させ、第４の配光レンズ４７は、主として照明光を光源２４よりも外側に進むように拡散させる。
【００５８】
第１〜４の配光レンズ４４〜４７は、同心円状の一対の保持部材４８によって保持されている。そして保持部材４８は、第１の実施形態において光源２４を移動させる光源駆動回路４２（図２参照）と同様の保持部材駆動回路（図示せず・保持部材移動手段）により、先端面２０Ｔに沿って移動される。なお図１２においては、説明の便宜上、保持部材４８が先端面２０Ｔから離れた位置に示されているが、保持部材４８は、内側、外側レール２７、２８に嵌め込まれている。
【００５９】
保持部材４８の移動は、第１〜４の配光レンズ４４〜４７のいずれかが、光源２４の出射面２４Ｌの上方であって、出射された照明光が通過する通過位置にあるように、保持部材駆動回路により制御される。例えば、図１２においては、第１の配光レンズ４４が通過位置に配置されている。このように、第１〜４の配光レンズ４４〜４７のうちで、検出された低輝度領域を解消するために最も適切なものが選択され、必要に応じて保持部材４８の移動により通過位置に配置される。その結果、照明光が選択されたいずれかの配光レンズを通過することとなり、照明光の出射方向が調整される。
【００６０】
また、本実施形態の変形例として、流体レンズ（図示せず）を用いても良い。流体レンズにおいては、導電性の水溶液と不導体のオイルといった複数の流体の界面の曲率を電圧の供給により変化させ、配光特性が調整される。この場合、照明光の進む向きよりも照射範囲を容易に変更させることができる。また、流体レンズ自体は、上述の第１〜４の配光レンズ４４〜４７よりも構造が複雑であるものの、保持部材４８を用いることなしに、単一の流体レンズのみを通過位置に固定させれば十分であるため、挿入部２０の構造を簡素化できる。
【００６１】
さらなる本実施形態の変形例として、柔軟な材質で形成されたレンズ中に含まれる流体の量を変化させてレンズの形状を変えることにより、配光特性を調整しても良い。この場合は、流体量の調整機構が必要となるものの、流体レンズを用いる場合と同様に単一のレンズのみが必要であるため、挿入部２０の構造は簡素化される。
【００６２】
以上のように第２の実施形態によれば、照明光を通過させるレンズによって照明光の出射方向を調整可能にすることにより、スコープ１０の構造をさらに簡素化することができる。なお本実施形態では、第１〜４の配光レンズ４４〜４７を、上述の変形例における流体レンズ等と組み合わせて使用しても良い。
【００６３】
内視鏡装置６０に含まれる各部材の構造、制御方法等は、いずれの実施形態にも限定されない。例えば、第２の実施形態において光源２４の移動も可能にする等、第１および第２の実施形態を適宜組み合わせても良い。さらに、必要とされる照明光の光量が確保できる限り、有機ＥＬ等により光源２４を形成しても良い。また、上述の理由により、単一の光源２４を設けることが好ましいものの、例えば数個程度までの光源を用いても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ スコープ
２２ ＣＣＤ（画像生成手段）
２４ 光源
２４Ａ 電極
２４Ｂ 電極
２７ 内側レール（レール）
２７Ｕ 内側凹部（凹部）
２８ 外側レール（レール）
２８Ｕ 外側凹部（凹部）
３４ プロセッサ側画像処理回路（画像拡大手段）
３５ ブラシ接点
４０ 調光回路（輝度検出手段）
４２ 光源駆動回路（光源移動手段・出射方向調整手段・光量調整手段）
４４〜４７ 第１〜４の配光レンズ
４８ 保持部材
６０ 内視鏡装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡装置のスコープであって、
前記スコープの先端に設けられた光源と、
前記スコープにより内視鏡観察される観察領域において、周囲よりも暗い低輝度領域を検出する輝度検出手段とを備え、
検出された前記低輝度領域に対して前記光源から照射される照明光の光量が増加するように、前記スコープの先端面に沿った前記光源の移動と、前記光源からの前記照明光の出射方向の調整との少なくともいずれかが可能であることを特徴とするスコープ。
【請求項２】
被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、前記輝度検出手段が、前記被写体像に基づいて前記低輝度領域を検出することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項３】
前記光源からの前記照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項４】
前記出射方向調整手段が、前記先端面に対する前記光源の傾き角度を調整することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項５】
前記光源が電極を有し、前記電極に電力が供給されることにより、前記光源の移動および前記出射方向の調整が可能であることを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項６】
前記光源を前記スコープの先端面に沿って移動させる光源移動手段をさらに有し、前記光源移動手段および前記出射方向調整手段が、前記光源が移動するための凹部が設けられたレールと、前記凹部の表面から延び、前記電極に接触すると電力を供給するブラシ接点とを有することを特徴とする請求項５に記載のスコープ。
【請求項７】
前記出射方向調整手段が、配光特性の異なる複数の配光レンズを有し、前記照明光を前記複数の配光レンズのいずれかに通過させることにより、前記出射方向を調整することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項８】
前記出射方向調整手段が、前記複数の配光レンズを保持する保持部材と、前記複数の配光レンズのいずれかが前記照明光の通過する通過位置にあるように、前記保持部材を移動させる保持部材移動手段とをさらに有することを特徴とする請求項７に記載のスコープ。
【請求項９】
前記出射方向調整手段が、流体により配光特性を調整可能な流体レンズを有することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項１０】
被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、前記画像形成手段が、前記光源が第１の位置にあるときに形成された第１の被写体像と、前記第１の位置から移動して第２の位置にあるときに形成された第２の被写体像とを合成可能であることを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１１】
前記第２の位置が、前記光源の移動可能な可動領域において、前記第１の位置から最も離れていることを特徴とする請求項１０に記載のスコープ。
【請求項１２】
前記光源により出射される前記照明光の光量を調整する光量調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１３】
単一の前記光源が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１４】
請求項１に記載のスコープを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
被写体像を形成する画像形成手段と、前記被写体像を拡大する画像拡大手段と、前記光源からの前記照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段とをさらに有し、前記被写体像が拡大されると、前記照明光が前記観察領域の拡大中心側に向かうように、前記出射方向調整手段が前記出射方向を調整することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
【請求項１】
内視鏡装置のスコープであって、
前記スコープの先端に設けられた光源と、
前記スコープにより内視鏡観察される観察領域において、周囲よりも暗い低輝度領域を検出する輝度検出手段とを備え、
検出された前記低輝度領域に対して前記光源から照射される照明光の光量が増加するように、前記スコープの先端面に沿った前記光源の移動と、前記光源からの前記照明光の出射方向の調整との少なくともいずれかが可能であることを特徴とするスコープ。
【請求項２】
被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、前記輝度検出手段が、前記被写体像に基づいて前記低輝度領域を検出することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項３】
前記光源からの前記照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項４】
前記出射方向調整手段が、前記先端面に対する前記光源の傾き角度を調整することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項５】
前記光源が電極を有し、前記電極に電力が供給されることにより、前記光源の移動および前記出射方向の調整が可能であることを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項６】
前記光源を前記スコープの先端面に沿って移動させる光源移動手段をさらに有し、前記光源移動手段および前記出射方向調整手段が、前記光源が移動するための凹部が設けられたレールと、前記凹部の表面から延び、前記電極に接触すると電力を供給するブラシ接点とを有することを特徴とする請求項５に記載のスコープ。
【請求項７】
前記出射方向調整手段が、配光特性の異なる複数の配光レンズを有し、前記照明光を前記複数の配光レンズのいずれかに通過させることにより、前記出射方向を調整することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項８】
前記出射方向調整手段が、前記複数の配光レンズを保持する保持部材と、前記複数の配光レンズのいずれかが前記照明光の通過する通過位置にあるように、前記保持部材を移動させる保持部材移動手段とをさらに有することを特徴とする請求項７に記載のスコープ。
【請求項９】
前記出射方向調整手段が、流体により配光特性を調整可能な流体レンズを有することを特徴とする請求項３に記載のスコープ。
【請求項１０】
被写体像を形成する画像形成手段をさらに有し、前記画像形成手段が、前記光源が第１の位置にあるときに形成された第１の被写体像と、前記第１の位置から移動して第２の位置にあるときに形成された第２の被写体像とを合成可能であることを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１１】
前記第２の位置が、前記光源の移動可能な可動領域において、前記第１の位置から最も離れていることを特徴とする請求項１０に記載のスコープ。
【請求項１２】
前記光源により出射される前記照明光の光量を調整する光量調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１３】
単一の前記光源が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスコープ。
【請求項１４】
請求項１に記載のスコープを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
被写体像を形成する画像形成手段と、前記被写体像を拡大する画像拡大手段と、前記光源からの前記照明光の出射方向を調整する出射方向調整手段とをさらに有し、前記被写体像が拡大されると、前記照明光が前記観察領域の拡大中心側に向かうように、前記出射方向調整手段が前記出射方向を調整することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１２０６４６（Ｐ２０１１−１２０６４６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８８１４（Ｐ２００９−２７８８１４）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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