(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色照明光を出射する第１の光源部と、
前記白色照明光より狭い波長帯域の狭帯域光を前記白色照明光の進行方向と直交する方向に出射する第２の光源部と、
該第２の光源部から出射された前記狭帯域光の光束の形状及びサイズの少なくとも一方を変化させる整形レンズと、
前記白色照明光と前記狭帯域光とが交差する位置に前記白色照明光の進行方向及び前記狭帯域光の進行方向に対して４５°傾斜させて配置され、中心部分に少なくとも前記狭帯域光を反射する略楕円形の反射部及び該反射部の周辺部分に前記白色照明光を透過する透過部を備え、前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波する合波部材と、
内視鏡のライトガイドの入射端面に入射させるために、前記合波部材によって合波された合波光を前記ライトガイドの入射端面に対して集光する集光レンズと、
を有し、
前記合波部材は、前記白色照明光を前記透過部により透過し、前記整形レンズで整形された前記狭帯域光を、その進行方向が前記白色照明光の進行方向と一致するように前記略楕円形の反射部により反射させて、前記狭帯域光の光束が前記白色照明光の光束の中央部分に位置するように前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波し、
前記整形レンズは、傾斜配置された前記合波部材に入射する前記狭帯域光の光束の形状及びサイズが、前記合波部材の略楕円形の前記反射部の形状及びサイズと略等しくなるように、前記狭帯域光の光束を所定の円形に整形し、
前記集光レンズは、前記合波光を、その光束のサイズが前記ライトガイドの入射端面のサイズと略一致するように、かつ前記合波光の内の前記狭帯域光の光束が前記ライトガイドの入射端面の中心部分に入射するように、集光することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
前記整形レンズで整形された前記狭帯域光の前記所定の略円形状の光束の直径は、前記白色照明光の光束の中心に存在する、その光量分布の低下部分の直径と略同一である請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項３】
さらに、前記集光レンズで集光された前記合波光が入射される入射端面、該入射端面から入射された前記合波光を内部で多重反射して面内の光量分布を均一化する本体及び均一化された光量分布を持つ合波光を出射する出射端面を備え、前記本体の内部の多重反射により前記出射端面における光量分布が均一化された合波光を、前記出射端面から出射して内視鏡装置のライトガイドへ入射させるロッドインテグレータを有し、
該ロッドインテグレータのサイズは、前記ライトガイドのサイズと略等しく、
前記集光レンズは、前記合波光を、そのサイズが前記ロッドインテグレータの入射端面のサイズと略一致するように、かつ前記合波光の内の前記狭帯域光の光束が前記ロッドインテグレータの入射端面の中心部分に入射するように、集光する請求項１又は２に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項４】
前記合波部材の略楕円形の前記反射部の長径は、前記透過部を透過する前記白色照明光によって形成される略楕円形の透過面の長径の１０％〜５０％である請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項５】
前記合波部材の略楕円形の前記反射部の短径は、前記透過部を透過する前記白色照明光の直径の１０％〜５０％である請求項１〜４のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項６】
前記合波部材の前記反射部の面積は、前記合波部材の前記合波光の全出射面の面積の１％〜２５％である請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項７】
前記第１の光源は、放電管である請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項８】
前記第１の光源は、キセノンランプを含む請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項９】
前記第２の光源は、半導体光源である請求項１〜８のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項１０】
前記第２の光源は、青色レーザ光源、青紫色レーザ光源、又は青色ＬＥＤのいずれかを含む請求項１〜９のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項１１】
前記合波部材の反射部が、反射ミラーである請求項１〜１０のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項１２】
前記合波部材の反射部が、ダイクロイックミラーである請求項１〜１０のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
【請求項１３】
内視鏡と、
請求項１〜１２のいずれかに記載の内視鏡用光源装置と、を有することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項１４】
前記内視鏡先端部からの前記狭帯域光の照射範囲の直径が、前記白色照明光の照射範囲の直径の約半分である請求項１３に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡診断において、内視鏡により、特定の狭い波長帯域光を生体の粘膜組織に照射し、所望の深さの組織情報を得る特殊光観察と、可視光を照射する通常観察との両方の観察を可能にする内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡診断においては、内視鏡の光源装置からの白色照明光等の可視光をライトガイドにより導光し、このライトガイドで導光された可視光を内視鏡挿入部の先端の照明窓から出射して検査対象部位を照明し、検査対象部位を観察する通常観察を行う内視鏡装置が用いられている。
【０００３】
これに対して、近年、内視鏡診断においては、上記のような白色照明光による通常観察に加えて、白色照明光（白色光）より狭い特定の波長帯域の光（以下、狭帯域光ともいう）を体腔壁の粘膜組織等の生体組織に照射し、生体組織の所望の深さの組織情報を得る、特殊光観察を行うことができる内視鏡装置が活用されている。
【０００４】
このような内視鏡装置では、例えば粘膜層あるいは粘膜下層に発生する新生血管の微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、青色の狭帯域光を粘膜組織に照射すると組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。
【０００５】
特殊光観察においては、上記のような狭帯域光を用いた狭帯域光観察の他に、体腔壁に励起光を照射し、生体組織を励起することにより発生する自家蛍光の強度の違いを利用して、癌病変部の早期発見を可能にする蛍光観察を行う内視鏡装置も活用されている。
上記のような特殊光観察を行う内視鏡装置に用いられる内視鏡用光源装置が、特許文献１及び２に開示されている。
【０００６】
特許文献１及び２に開示される内視鏡用光源装置は、可視光である白色照明光（以下、単に白色光ともいう）を発する白色光源と、他方、紫外域側の短波長の光である励起光を発する励起光源としての半導体レーザとを有し、白色光源から白色光を入射させるライトガイドまでの光路は、直線的に配置され、他方、励起光の光路は、白色光の光路に対して垂直に交差するように配置され、この二つの光路を光路合成素子であるダイクロイックミラーで合成する。
この例では、ダイクロイックミラーは、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させる特性を有し、これにより白色光の大部分を透過させ、励起光を反射させている。
【０００７】
一方、上述した狭帯域光観察では、生体組織の内の組織表層の微細血管や微細構造を観察し易くするために、生体組織に照射する狭帯域光として、主として生体組織の中層及び深層組織の観察に適した赤色（Ｒ）の狭帯域光を用いずに、表層組織の観察に適した青色（Ｂ）の狭帯域光と中層組織及び表層組織の観察に適した緑色（Ｇ）の狭帯域光と２種類の狭帯域光のみを用い、Ｂ狭帯域光の照射によって撮像センサで得られる、主として表層組織の情報を含むＢ画像信号（Ｂ狭帯域データ）とＧ狭帯域光の照射によって撮像センサで得られる、主として中層組織及び表層組織の情報を含むＧ画像信号（Ｇ狭帯域データ）のみを用い、Ｇ画像信号（Ｇ狭帯域データ）をカラー画像のＲ画像データに割り付け、Ｂ画像信号をカラー画像のＧ画像データ及びＢ画像データに割り付け、３ｃｈ（チャンネル）のカラー画像データからなる疑似カラー画像を生成し、モニタ等に表示している（特許文献３参照）。
【０００８】
特許文献３に開示の技術では、狭帯域光観察に用いられるＢ狭帯域光とＧ狭帯域光との２種類の狭帯域光は、通常光観察に用いられる白色光源からの光をカラーフィルタによって時分割で切り替えることにより、面順次に発光されている。なお、通常光観察においても、白色光源からの光をカラーフィルタによって時分割で切り替えてＲＧＢ光を面順次に発光させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３４２０３３号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２０３４号公報
【特許文献３】特許第４００９６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１及び２に開示の内視鏡用光源装置では、特殊光観察として自家蛍光による蛍光観察を行うので、励起光として紫外域側の短波長の光を用いているため、白色光と励起光とをダイクロイックミラーで合波しても、白色光の可視波長領域の中の特定波長域の光成分が抜けることはない。しかしながら、特許文献１及び２に開示の技術を、可視波長領域内の狭帯域光を用いる特殊光観察を行うための内視鏡用光源装置に適用した場合、白色光と狭帯域光とをダイクロイックミラーで合波するため、狭帯域光の光源が点灯していない場合には、この内視鏡用光源装置から出射する白色光から狭帯域光の波長帯域の光が抜けてしまうという問題が生じる。
すなわち、このような内視鏡用光源装置では、通常観察を行う場合、白色光における狭帯域光の波長帯域（特定波長域）の光量が大幅に低減してしまう。そのため、このような内視鏡用光源装置を用いた内視鏡によって通常観察を行うと、通常よりも得られる被写体や被検体の画像の精度が大幅に低下し、さらに画像全体が暗くなり、病変部等を見落とす誤診等を引き起こす恐れがあるという問題がある。
【００１１】
ところで、特許文献３に開示の技術では、特殊光観察に用いられる狭帯域光は、通常観察時に出射させる白色光（ＲＧＢ）光に比べて狭帯域であるため、狭帯域光源の出射光量は、白色光源の出射光量に比して低下し、通常観察時に比較してモニタに表示される画像全体が暗くなるという問題がある。
このため、以上のような特殊光観察において、モニタ表示画像を明るくし、光量不足を補うために、狭帯域光源自体の出力を上げ、狭帯域光の出射光量を上げると、内視鏡先端部で発熱が増加し、観察対象の生体に不要な熱負荷をかけることになり、生体への損傷等の影響を与えるばかりか、内視鏡自体、したがって、内視鏡装置にも不要な熱負荷による劣化を招くこととなり、内視鏡装置の耐用年数を大幅に減少させてしまうという問題があった。
一方、特許文献３に開示の内視鏡装置に特許文献１及び２に開示される技術を適用することにより、狭帯域光観察時の光源光量の低下は、ある程度解消することができるが、上述したように通常観察時に重大な問題が生じるため、特許文献３に開示の内視鏡装置に特許文献１及び２に開示される技術を適用することができなかった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、通常観察の際にも、白色照明光の特定波長域の光量を低減させることなく、特殊光観察の際にも、表示画像を明るくするために狭帯域光の出射光量を不必要に上げ、内視鏡装置、特にその先端部に不要な熱負荷をかけて、観察対象の生体に不要な熱負荷をかけ、生体への損傷等の影響を与えることなく、また、不要な熱負荷による先端部の劣化を招くことなく、特殊光観察及び通常観察の両方の観察において、高精度な画像を得ることができ、かつ画像全体を明るくすることができ、これにより、高度な診断を可能にする内視鏡用光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、白色照明光を出射する第１の光源部と、前記白色照明光より狭い波長帯域の狭帯域光を前記白色照明光の進行方向と直交する方向に出射する第２の光源部と、該第２の光源部から出射された前記狭帯域光の光束の形状及びサイズの少なくとも一方を変化させる整形レンズと、前記白色照明光と前記狭帯域光とが交差する位置に前記白色照明光の進行方向及び前記狭帯域光の進行方向に対して４５°傾斜させて配置され、中心部分に少なくとも前記狭帯域光を反射する略楕円形の反射部及び該反射部の周辺部分に前記白色照明光を透過する透過部を備え、前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波する合波部材と、内視鏡のライトガイドの入射端面に入射させるために、前記合波部材によって合波された合波光を前記ライトガイドの入射端面に対して集光する集光レンズと、を有し、前記合波部材は、前記白色照明光を前記透過部により透過し、前記整形レンズで整形された前記狭帯域光を、その進行方向が前記白色照明光の進行方向と一致するように前記略楕円形の反射部により反射させて、前記狭帯域光の光束が前記白色照明光の光束の中央部分に位置するように前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波し、前記整形レンズは、傾斜配置された前記合波部材に入射する前記狭帯域光の光束の形状及びサイズが、前記合波部材の略楕円形の前記反射部の形状及びサイズと略等しくなるように、前記狭帯域光の光束を所定の円形に整形し、前記集光レンズは、前記合波光を、その光束のサイズが前記ライトガイドの入射端面のサイズと略一致するように、かつ前記合波光の内の前記狭帯域光の光束が前記ライトガイドの入射端面の中心部分に入射するように、集光することを特徴とする内視鏡用光源装置を提供する。
【００１４】
また、前記整形レンズで整形された前記狭帯域光の前記所定の略円形状の光束の直径は、前記白色照明光の光束の中心に存在する、その光量分布の低下部分の直径と略同一であることが好ましい。
【００１５】
さらに、前記集光レンズで集光された前記合波光が入射される入射端面、該入射端面から入射された前記合波光を内部で多重反射して面内の光量分布を均一化する本体及び均一化された光量分布を持つ合波光を出射する出射端面を備え、前記本体の内部の多重反射により前記出射端面における光量分布が均一化された合波光を、前記出射端面から出射して内視鏡装置のライトガイドへ入射させるロッドインテグレータを有し、該ロッドインテグレータのサイズは、前記ライトガイドのサイズと略等しく、前記集光レンズは、前記合波光を、そのサイズが前記ロッドインテグレータの入射端面のサイズと略一致するように、かつ前記合波光の内の前記狭帯域光の光束が前記ロッドインテグレータの入射端面の中心部分に入射するように、集光することが好ましい。
【００１６】
また、前記合波部材の略楕円形の前記反射部の長径は、前記透過部を透過する前記白色照明光によって形成される略楕円形の透過面の長径の１０％〜５０％であることが好ましく、前記合波部材の略楕円形の前記反射部の短径は、前記透過部を透過する前記白色照明光の直径の１０％〜５０％であることが好ましい。
【００１７】
また、前記合波部材の前記反射部のサイズは、前記合波部材の前記合波光の全出射面のサイズの１％〜２５％であることが好ましい、
【００１８】
前記第１の光源は、放電管であることが好ましく、前記第１の光源は、キセノンランプを含むことが好ましい。
【００１９】
前記第２の光源は、半導体光源であることが好ましく、前記第２の光源は、青色レーザ光源、青紫色レーザ光源、又は青色ＬＥＤのいずれかを含むことが好ましい。
【００２０】
また、前記合波部材の反射部が、反射ミラーであることが好ましく、前記合波部材の反射部が、ダイクロイックミラーであることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、白色照明光を出射する第１の光源部と、前記白色照明光より狭い波長帯域の狭帯域光を前記白色照明光の進行方向と直交する方向に出射する第２の光源部と、該第２の光源部から出射された前記狭帯域光の光束の形状及びサイズの少なくとも一方を変化させる整形レンズと、前記白色照明光と前記狭帯域光とが交差する位置に前記白色照明光の進行方向及び前記狭帯域光の進行方向に対して３０°〜６０°傾斜させて配置され、中心部分に少なくとも前記狭帯域光を反射する略楕円形の反射部及び該反射部の周辺部分に前記白色照明光を透過する透過部を備え、前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波する合波部材と、内視鏡のライトガイドの入射端面に入射させるために、前記合波部材によって合波された合波光を前記ライトガイドの入射端面に対して集光する集光レンズと、を有し、前記合波部材は、前記白色照明光を前記透過部により透過し、前記整形レンズで整形された前記狭帯域光を、その進行方向が前記白色照明光の進行方向と一致するように前記略楕円形の反射部により反射させて、前記狭帯域光の光束が前記白色照明光の光束の中央部分に位置するように前記白色照明光と前記狭帯域光とを合波し、前記整形レンズは、傾斜配置された前記合波部材に入射する前記狭帯域光の光束の形状及びサイズが、前記合波部材の略楕円形の前記反射部の形状及びサイズと略等しくなるように、前記狭帯域光の光束を所定の円形に整形し、前記集光レンズは、前記合波光を、その光束のサイズが前記ライトガイドの入射端面のサイズと略一致するように、かつ前記合波光の内の前記狭帯域光の光束が前記ライトガイドの入射端面の中心部分に入射するように、集光することを特徴とする内視鏡用光源装置を提供する。
【００２２】
また、本発明は、内視鏡と、前述のいずれかの内視鏡用光源装置と、を有することを特徴とする内視鏡システムを提供する。
【００２３】
前述の内視鏡システムは、前記内視鏡先端部からの前記狭帯域光の照射範囲の直径が、前記白色照明光の照射範囲の直径の約半分であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、内視鏡用光源装置において、白色照明光と励起光との合波の際に白色照明光の特定波長域の大幅な光量の低減を防ぐとともに、特殊光観察時の狭帯域光の配光を狭くすることで、狭帯域光の照射を所定の範囲の観察視野に絞ることで十分な光量を確保するので、通常観察の際にも、白色照明光の特定波長域の光量を低減させることがないし、特殊光観察の際にも、表示画像を明るくするために狭帯域光の出射光量を不必要に上げて、内視鏡装置、特にその先端部に不要な熱負荷をかけて、観察対象の生体に不要な熱負荷をかけ、生体への損傷等の影響を与えることがないし、また、不要な熱負荷による先端部の劣化を招くことがないし、その結果、特殊光観察及び通常観察の両方の観察において、白色光や狭帯域光が照射される観察視野範囲内での画像の精度が低下したり、観察画像全体が暗くなるということが無く、観察視野範囲内で、高度な診断を可能にする高精度な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態の内視鏡用光源装置を用いる内視鏡システムの全体構成の一実施例を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す内視鏡用光源装置の一実施例の詳細構成を示す正面模式図である。
【図３】図２に示す内視鏡用光源装置の回転フィルタの一実施例の構成を示す正面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図３に示す回転フィルタの第１のフィルタ組及び第２のフィルタ組の分光特性の一例を示すグラフである。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図２に示す内視鏡用光源装置に用いる合波部材の一実施例の側面図及び正面図である。
【図６】本発明を説明するために用いる合波部材の正面図である。
【図７】図２に示す内視鏡用光源装置の特殊光光源から合波部材までの狭帯域光の光路を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明に用いられる狭帯域光のガウス分布を示すグラフである。
【図９】図１に示す内視鏡システムの内視鏡の視野角と特殊光の照射範囲の一例を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の内視鏡システムで撮像した画像における白色光及び特殊光の照射範囲の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る内視鏡用光源装置を、添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の内視鏡用光源装置を有する内視鏡システムの全体構成の一実施例を模式的に示すブロック図である。
同図に示すように、本実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、本発明の内視鏡用光源装置１４と、プロセッサ１６と、入出力部１８とを有する。
ここで、内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置ともいう）１４及びプロセッサ１６は、内視鏡１２の制御装置を構成し、内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続され、プロセッサ１６と電気的に接続される。また、プロセッサ１６は、入出力部１８及び光源装置１４と電気的に接続される。そして、入出力部１８は、画像情報等を出力表示する表示部（モニタ）２０、画像情報等を出力する記録部（図示せず）、及び通常観察モード（通常光モードともいう）や特殊光観察モード（特殊光モードともいう）などのモード設定や機能設定等の入力操作を受け付けるＵＩ（ユーザインタフェース）として機能する入力部２２を有する。
【００２７】
内視鏡１２は、その先端から照明光を出射するための光ファイバ３２を含む照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像素子（センサ）２６及びスコープケーブル３４を含む撮像光学系とを有する電子内視鏡である。なお、図示しないが、内視鏡１２は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部と、内視鏡挿入部の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部と、内視鏡１２を制御装置の光源装置１４及びプロセッサ１６に着脱自在に接続するコネクタ部を備える。さらに、図示はしないが、操作部及び内視鏡挿入部の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられる。
【００２８】
内視鏡１２の先端部分には、図１に示すように、被観察領域へ光を照射する照射口２４Ａが設けられ、この照射口２４Ａに隣接する受光部２４Ｂに被観察領域の画像情報を取得するモノクロのＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子（センサ）２６が配置されている。内視鏡１２の照射口２４Ａには、照明光学系を構成するカバーガラスやレンズ（図示せず）が配置され、受光部２４Ｂの撮像素子２６の受光面には撮像光学系を構成する対物レンズユニット（図示せず）が配置される。
内視鏡挿入部は、操作部の操作により湾曲自在にされ、内視鏡１２が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向及び任意の角度に湾曲でき、照射口２４Ａ及び受光部２４Ｂを、すなわち撮像素子２６の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。
【００２９】
内視鏡１２において、光源装置１４から照射された光は、ライトガイド（光ファイバ３２）を通って内視鏡の先端部まで伝播され、照射口２４Ａから所望の観察部位に向けて照射される。
ライトガイド３２は、マルチモードファイバであり、一例として、ＮＡ（開口数）０．３〜０．６、直径３０μｍのものを１０００〜２０００本束ねて用いるものである。
そして、照明光が照射された被観察部位（被写体）からの戻り光が、受光部２４Ｂを介して撮像素子２６の受光面上に結像され、撮像素子２６によって被観察部位が撮像される。
撮像後に撮像素子２６から出力される撮像画像の画像信号は、スコープケーブル３４を通じてプロセッサ１６の画像処理システム３６に入力される。
【００３０】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の光源装置１４を説明する。
なお、図２は、本発明の光源装置の構成の一実施例を模式的に示す正面模式図である。
本発明の光源装置１４は、図２に示すように、第１の光源部２８と、第２の光源部３０と、合波部材４２と、回転フィルタ４７と、集光レンズ５２と、ロッドインテグレータ５６とで構成される。
第１の光源部２８及び第２の光源部３０からの発光は、プロセッサ１６の光源制御部（図示省略）により個別に制御されており、第１の光源部２８からの出射光と、第２の光源部３０からの出射光の光量比は変更自在になっている。
これら各光源２８、３０からの出射光は、光源装置１４内で合波され、ライトガイド（光ファイバ）３２に入力される。
【００３１】
第１の光源部２８は、通常光モード及び特殊光モードの両方に用いられる白色照明光（以下、単に白色光ともいう）を出射するキセノン光源（第１の光源）３８と、キセノン光源３８から出射した白色光をほぼ平行光束にする収斂光学系であるリフレクタ（放物面鏡）４０とで構成される。
なお、本実施形態においては、白色光を出射する白色照明用光源としてキセノン光源を用いているが、本発明においては、白色光を出射する光源であれば特に限定はなく、キセノン光源の他、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の放電型の高輝度ランプ光源等の放電管を用いることができる。なお、キセノン光源としては、パーキンエルマージャパン社製の３００Ｗのキセノンランプが好ましく用いられる。
また、リフレクタ４０は、キセノン光源３８から放射される白色発光光を平行光束にして出射するためのもので、図示例では、キセノン光源３８の電極間に発生するアーク（白色発光光）が焦点近傍に来るように配置された放物面ミラーからなるリフレクタを用いている。なお、リフレクタ４０についても、キセノン光源３８から放射される白色発光光を平行光束にできるものであれば、特に限定は無く、公知のものを用いればよい。
【００３２】
他方、第２の光源部３０は、特殊光モードに用いられる光源部であり、狭帯域光を出射するためのレーザ光源やＬＥＤ光源であって、例えば、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源（４４５ＬＤ）、青紫色レーザ光を出射する青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）等の青色系統のレーザ光を出射する半導体レーザ光源又は青色ＬＥＤ光を出射する青色ＬＥＤ等を用いる特殊光光源４８と、特殊光光源４８から出射された半導体レーザ光（レーザ光）やＬＥＤ光（以下、単に狭帯域光という）の光束を平行光束にすると共に、詳細は後述するが、狭帯域光の光束がその進行方向に対して４５°傾斜させて配置された合波部材４２に入射する形状及びサイズ（大きさ）、すなわち略楕円形のサイズが、合波部材４２の反射部材４４の反射面の形状及びサイズ、すなわち略楕円形のサイズと略等しくなるように、狭帯域光の光束を所定の円形状又は略円形状に整形するコリメータレンズ５０と、を有する。
【００３３】
なお、特殊光光源４８は、本発明においては、白色光より狭い波長帯域の狭帯域光を出射する光源であれば、特に限定はないが、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ、４４５）又は青色ＬＥＤ等の青色系統の半導体レーザ光源又はＬＥＤ光源等以外のレーザ光源やＬＥＤ光源等の半導体光源を用いてもよいが、表層組織を観察する場合には、青色系統のレーザ光源やＬＥＤ光源等の半導体光源を用いるのが好ましい。
青色レーザ光源及び青紫色レーザ光源は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。
第２の光源部３０は、特殊光光源４８から出射され、コリメータレンズ５０で所定の略円形状に整形された狭帯域光の光路が、第１の光源部２８のキセノン光源３８から出射された白色光の光路と直交し、狭帯域光が白色光に対して直交する方向から合波部材４２に入射するように、白色光の光路の外側側方に配置される。
【００３４】
また、コリメータレンズ５０は、特殊光光源４８から出射された狭帯域光の光束がその進行方向に対して４５°傾斜させて配置された合波部材４２上に入射する際の光束の形状、例えば略楕円形及びサイズが、後述するが、合波部材４２の反射部材４４の反射面の形状、例えば略楕円形及びサイズ（図５（ｂ）参照）と略等しくなるように、狭帯域光の光束を所定の円形状又は略円形状に整形するものであり、狭帯域光の入射光束の略楕円形の長軸方向のサイズ（長径）を反射部材４４の反射面の略楕円形の長軸方向のサイズ（長径）に整形するための短軸方向のみにパワー（倍率）を持つシリンドリカルレンズ及び狭帯域光の入射光束の略楕円形の短軸方向のサイズ（短径）を反射部材４４の反射面の略楕円形の短軸方向のサイズ（短径）に整形するための長軸方向のみにパワー（倍率）を持つシリンドリカルレンズの２枚のシリンドリカルレンズを組み合わせたものや、このような２枚のシリンドリカルレンズの機能を合わせ持つ組レンズなどを用いることができる。
なお、本発明においては、コリメータレンズ５０としては、上述のような、特殊光光源４８から出射した狭帯域光の光束の形状及びサイズを、傾斜配置された合波部材４２上で、その反射部材４４の反射面の形状及びサイズと等しくなるように整形するものに限定されず、狭帯域光の光束を平行光束にすると共に、狭帯域光の全光束を合波部材４２の反射部材４４の反射面で反射するように所定の略円形状に整形することができるものであれば、特に限定はない。
また、本発明おいては、特殊光光源４８から出射された狭帯域光の光束の形状を変化させて、所定の略円形状に整形するコリメータレンズ５０を用いているが、本発明はこれに限定されず、特殊光光源４８が、合波部材４２の反射部材４４の反射面に対応する略円形状に相似な略円形状な光束の狭帯域光を出射するものである場合には、特殊光光源４８から出射された狭帯域光の形状を変化させずに、狭帯域光の略円形状の光束を合波部材４２の反射部材４４の反射面に対応するサイズにすると共に、平行光束に整形するコリメータレンズを用いてもよい。
【００３５】
合波部材４２は、本発明の特徴部分であり、キセノン光源３８から出射される白色光と特殊光源４８から出射される狭帯域光とが交差する位置に白色光及び狭帯域光の両進行方向に対して４５°傾斜させて配置されるもので、通常光モードの際には、白色光を透過させ、特殊光モードの際には、白色光を透過させると共に狭帯域光を反射させることにより白色光と狭帯域光とを合波するものである。図示例では、合波部材４２は、第１の光源部２８の下流側の白色光の光路に略４５°傾斜させて配置されると共に、第２の光源部３０から出射される狭帯域光の光路に対しても略４５°傾斜させて配置される。本明細書では、白色光の光路に沿って第１の光源部２８の側を上流側、内視鏡１２の光ファイバ３２の側を下流側という。なお、合波部材４２の詳細については、後に詳述する。
【００３６】
合波部材４２の下流側には、回転フィルタ４７が配置される。
ここで、図３は、図２に示す内視鏡用光源装置の回転フィルタの一実施例の構成を示す正面図であり、図４（ａ）は、図３に示す回転フィルタの第１のフィルタ組の分光特性の一例を示すグラフであり、他方、図４（ｂ）は、図３に示す回転フィルタの第２のフィルタ組の分光特性の一例を示すグラフである。
回転フィルタ４７は、通常モードでは、キセノン光源３８から出射され、合波部材４２を透過した白色光を赤色（Ｒ）成分、緑色（Ｇ）成分及び青色（Ｂ）成分に分離するとともに、特殊光モードでは、キセノン光源３８から出射された白色光と特殊光光源４８から出射された狭帯域光との合波部材４２による合波光を、Ｇ成分の波長域に含まれ、これより狭い波長域のＧ狭帯域成分、及びＢ成分の波長域に含まれ、これより狭い波長域のＢ狭帯域成分に分離するものである。
【００３７】
回転フィルタ４７は、図３に示すように、円盤状に構成され中心を回転軸とした２重構造となっている。この２重構造の外側の径部分には、図４（ａ）に示すような色再現に適したオーバーラップした分光特性の面順次光を出力するための第１のフィルタ組を構成するＲ１フィルタ部４７ｒ１、Ｇ１フィルタ部４７ｇ１、Ｂ１フィルタ部４７ｂ１が配置される。図４（ａ）に示すように、回転フィルタ４７のＲ１フィルタ部４７ｒ１はＲ成分を分離し、Ｇ１フィルタ部４７ｇ１はＧ成分を分離し、Ｂ１フィルタ部４７ｂ１はＢ成分を分離する。他方、回転フィルタ４７の２重構造の内側の径部分には、図４（ｂ）に示すような所望の層組織情報が抽出可能な離散的な分光特性の２バンドの狭帯域な面順次光を出力するための第２のフィルタ組を構成するＧ２フィルタ部４７ｇ２、Ｂ２フィルタ部４７ｂ２、遮光フィルタ部４７Ｃｕｔが配置されている。図４（ｂ）に示すように、回転フィルタ４７のＧ２フィルタ部４７ｇ２はＧ狭帯域成分を分離し、Ｂ２フィルタ部４７ｂ２はＢ狭帯域成分を分離する。
【００３８】
回転フィルタ４７は、図示しない制御回路により回転フィルタモータ５１の駆動制御がなされ回転する。さらに、径方向の移動が後述する通常光モードと特殊光モードとの切り替えの際に、入力部３２又はプロセッサ１６からの制御信号によりモード切替モータ（図示せず）によって行われる。
【００３９】
集光レンズ５２は、回転フィルタ４７の下流側に配置され、合波部材４２を透過した白色光又は合波部材４２で合波された白色光と狭帯域光との合波光から、回転フィルタ４７で分離された白色光又は合波光の各色成分（以下、面順次光ともいう）を、ライトガイドとなる光ファイバ３２の入射端面に入射させるために、集光するものであり、そのために、後述するが、光ファイバ３２の上流側に配置され、光ファイバ３２のサイズと略等しいロッドインテグレータ５６の一端に集光するものである。
したがって、集光レンズ５２は、白色光又は合波光の各色成分の光束がロッドインテグレータ５６の入射端面全体に入射するように、すなわち、面順次光の光束サイズが、ロッドインテグレータ５６の入射端面のサイズ、したがって光ファイバ３２の入射端面のサイズと略等しくなるように集光する。なお、合波光の内の狭帯域光の色成分（面順次光）も、同様に集光レンズ５２によって集光されるが、合波光の内の狭帯域光の色成分の光束のサイズは、光ファイバ３２及びロッドインテグレータ５６の入射端面のサイズに対して、白色光の光束のサイズに対するコリメータレンズ５０で整形された狭帯域光の光束のサイズの比率と同じ比率となるサイズである。したがって、集光レンズ５２は、合波光の内の狭帯域光の色成分（面順次光）を、光ファイバ３２及びロッドインテグレータ５６の入射端面の中心部分に入射させるように集光する。なお、集光レンズ５２としては、集光光学系で用いられる公知の集光レンズを用いればよい。
【００４０】
ロッドインテグレータ５６は、集光レンズ５２の下流側に配置され、合波部材４２で合波され、回転フィルタ４７で分離され、集光レンズ５２で集光された各面順次光（白色光及び合波光の各色成分）を、面内光量分布を均一化した上で、内視鏡１２の光ファイバ３２の入射端面に入射させるためのものである。すなわち、ロッドインテグレータ５６は、集光レンズ５２で集光された面順次光が入射される入射端面５６ａと、入射端面５６ａから入射された面順次光を内部で多重反射して面内の光量分布を均一化する本体５６ｂと、均一化された光量分布を持つ合波光を出射する出射端面５６ｃとを備え、入射端面５６ａから入射され、本体５６ｂの内部の多重反射により出射端面５６ｃにおける光量分布が均一化された面順次光を出射端面５６ｃから出射させ、出射された各面順次光の全光束を余すところなく、内視鏡１２の光ファイバ３２の入射端面に入射させる。
ここで、ロッドインテグレータ５６のサイズ（直径）は、内視鏡１２の光ファイバ３２のサイズ（直径）と略等しく、ロッドインテグレータ５６の出射端面５６ｃのサイズは、光ファイバ３２の入射端面のサイズと略等しい。
【００４１】
なお、ロッドインテグレータ５６は、その入射端面５６ａに入射した光を、本体５６ｂの内部で多重反射（全反射）を繰り返させることにより、出射端面５６ｃを出射する光の出射端面内の光量分布を均一にするものであり、入射端面５６ａに入射した光の光線角度が保存され、入射光の各光線は、自身の入射端面５６ａへの入射角度と同じ出射角度で出射端面５６ｃから出射するものである。
特に、本発明において、特殊光モード時に、合波部材４２で合波され、回転フィルタ４７で分離され、集光レンズ５２で集光された各面順次光（合波光の各色成分）がロッドインテグレータ５６に入射する際には、合波光のうちの狭帯域光の各面順次光は、後に述べる合波部材４２の反射部材４４においては、白色光の各面順次光よりも細く、白色光の各面順次光より小さいＮＡで入射し、入射した各面順次光を出射端面５６ｃから出射する際にも、各面順次光の、出射端面５６ｃ内の光量分布を均一にした上で、同じＮＡで出射する。よって、狭帯域光の配光を狭くすることができるため、内視鏡先端での発熱や狭帯域光の光量を低減することができる。
なお、本発明においては、ロッドインテグレータ５６には、特に限定はなく、内視鏡装置の照明光学系に一般的に用いられている公知のロッドインテグレータを用いればよい。
【００４２】
ここで、図５を用いて、本発明の光源装置の特徴部分である合波部材の一実施形態について詳述する。
なお、図５（ａ）は、合波部材の側面図、図５（ｂ）は、その正面図を示し、図５（ａ）の図面向かって左側の面が入射面（白色光の透過面）であり、他方、図５（ａ）の図面向かって右側及び図５（ｂ）の正面が出射面（狭帯域光の反射面）である。
【００４３】
合波部材４２は、図２に示すように、白色光と狭帯域光とが交差する位置に、白色光の進行方向及び狭帯域光の進行方向の両方向に対して４５°傾斜させて配置されるもので、本実施形態においては、図５に示すように、円盤状の透過部材４６と、透過部材４６の片側中央部に設けられる反射部材４４とで構成される。すなわち、合波部材４２は、白色光を透過部材４６により透過し、コリメータレンズ５０で所定の略円形状に整形された狭帯域光を、その進行方向が白色光の進行方向と略一致し、狭帯域光の光束が白色光の光束の中央部分に位置するように、反射部材４４により反射させて、白色光と狭帯域光とを合波する。
【００４４】
透過部材４６は、第１の光源部２８から出射される白色光を透過する部材であり、白色光を透過することができればどのような部材を用いてもよい。
なお、本実施形態においては、キセノン光源３８から出射される白色光の平行光束の太さに等しい短径を有し、その√２倍の長径を有する略楕円形の透過部材５２を用いているが、白色光の光束を透過することができれば、どのような大きさの透過部材を用いてもよく、また、その形状も、正方形や長方形等のどのような形状の透過部材を用いてもよい。
例えば、キセノン光源３８から出射される白色光の平行光束の太さの直径（２ｒ）が、約２５．４ｍｍであれば、短径２５．４ｍｍ（２ｒ）、長径３５．９ｍｍ（２（√２）ｒ）の略楕円形状の透過部材を用いても良いし、これ以上の大きさの任意の形状の透過部材を用いてもよく、例えば、直径３５．９ｍｍ以上の円形状の透過部材を用いてもよい。
【００４５】
また、本発明においては、透過部材５２の入射面及び／又は出射面に、反射防止膜を設けるのが好ましい。反射防止膜としては、特に限定は無いが、公知の反射防止膜を用いることができる。このような反射防止膜を設けることにより、透明部材５２の入射面及び／又は出射面で白色光が不要に反射することを防止し、白色光の透過効率を向上させることができる。このような反射防止膜によって、例えば、片面に付き、５％程度の表面反射を無くすことができる。
【００４６】
他方、反射部材４４は、透過部材４６の出射面の中央部分を覆うように設けられ、第２の光源部３０の特殊光光源４８から出射され、コリメータレンズ５０で略円形状に整形された狭帯域光を、白色光の光路の下流側に向けて反射する略楕円形の光反射部材である。
ここで、反射部材４４の形状及びサイズは、コリメータレンズ５６によって略円形状に整形された狭帯域光の光束が、４５°傾斜させて配置された合波部材４２に入射する領域（反射領域）の形状及びサイズに略一致するのが好ましい。なお、本発明では、反射部材４４の形状及びサイズは、狭帯域光の全光束を反射できるように、狭帯域光の光束が合波部材４２に入射する反射領域の形状及びサイズに一致するのが最も好ましいが、厳密に一致していなくてもよく、略一致していれば良い。したがって、反射部材４４の形状及びサイズは、狭帯域光の全光束を反射できるような形状及びサイズであるのが好ましい。
【００４７】
なお、反射部材４４は、本発明において、第２の光源部３０から出射された狭帯域光所定の略円形状の光束を反射して、主に第１の光源部２８から出射された白色平行光の中央部分に、特にその光量低下部分に合波できるものであれば、特に限定的では無く、どのようなものを用いてもよく、上流側から合波部材４２に入射する白色光を反射したり吸収したりすることにより、下流側に透過させず、狭帯域光を下流側に反射するものであっても良いし、白色光の一部の波長領域の成分、すなわち狭帯域光の波長領域を除く波長領域の成分を透過させることができるダイクロイックミラーを用いても良い。反射部材４４として、ダイクロイックミラー用いることにより、反射部材４４においても、反射する狭帯域光の波長領域を除く波長領域の白色光の成分を多少なりとも透過させることができるので、白色光を有効に利用することができ、合波光の光量をより向上させることができる。
【００４８】
ここで、本発明の発明者は、上述のように、特許文献１及び２の技術を可視領域の狭帯域光を用いる特殊光観察に適用する場合、狭帯域光光源が点灯していない通常光モードにおいて、内視鏡用光源装置から出射するキセノン光源からの白色光における特定波長域の光量が大幅に低減するのを極力さけるために、鋭意検討した結果、次のような形状の反射部材４４を導きだした。
【００４９】
本発明の発明者は、例えば、白色光と狭帯域光とを合波するために、図６に示すような、自身の出射面に対して半分の面積を占める半円状の反射部材１４４と同様の面積を有する透過部材１４６とで成る合波部材１４２を用いた実験を行った。
この場合、上述の特許文献１及び２のように、白色光の光路全面を覆う大きさのダイクロイックミラーを用いた場合と比較すると、通常光モードにおける白色光における特定波長域の光量の低減を抑制することができた。
しかしながら、このような合波部材を用いた場合には、通常光モード及び特殊光モードのいずれの場合でも、キセノン光源からの白色光の特定波長域成分の光量の半分が失われてしまうため、内視鏡観察において得られる画像が暗くなり高度な診察ができないという問題があったのは上述したとおりである。
【００５０】
そこで、本発明の発明者は、通常光モード及び特殊光モードのいずれの場合でも白色光における特定波長域の光量の大幅な低減を極限まで抑制して白色光と狭帯域光とを合波するために、鋭意検討した結果、白色光光源として用いられる一般的なキセノン光源等の放電管には、リフレクタ４０の中央部分にはアノード及びカソードからなる電極が存在し、アノードが通っている約直径４．０ｍｍの孔も開いているため、キセノン光源等の放電管から出射される白色平行光の光束の中央部分には前述の孔と略同径の平行光のない部分が存在し、この白色平行光が存在しない中央部分の略円形形状及びサイズに対応するように、４５°傾斜した合波部材４２の反射部材４４を略楕円形として、対応するサイズで合波部材４２の出射面（透過面＋反射面）の中央に載置すれば良いことを知見した。
【００５１】
すなわち、本発明においては、合波部材４２の略楕円形の反射部材４４の反射面の長径は、透過部材４６を透過する白色光によって形成される略楕円形の透過面の長径の１０％〜５０％であるのが好ましい。
また、合波部材４２の略楕円形の反射部材４４の反射面のサイズは、合波部材４２の合波光の全出射面（透過部材４６の白色光の透過面＋反射部材４４の狭帯域光の反射面）のサイズの１％〜２５％であるのが好ましい。
【００５２】
本実施形態において、例えば、第１の光源部２８に前述のパーキンエルマージャパン社製の３００Ｗのキセノンランプを用いる場合、その照射窓の大きさから照射される平行光束は、直径２５．４ｍｍとなる。また、この３００Ｗキセノンランプの中心には、アノード及びカソードからなる電極が存在し、また、リフレクタ４０の中央部分には、アノードの通る約直径４．０ｍｍの孔も開いているため、この中央部分から白色光を出射できない。したがって、キセノンランプから出射される白色光の光束の中央部分には、白色光の光束が存在しない領域、例えば、約直径４．０ｍｍのキセノンランプの光の無い部分ができる。
この白色光の光束の中心における約直径４．０ｍｍの白色光の無い部分に対して、第２の光源からの狭帯域光を合波すれば、白色光を低減させることなく、さらには、互いに損失させること無く、白色光と狭帯域光とを合波することができる。
この場合においては、反射部材４４は、この白色光の存在しない部分に対応するように、長径約５．７ｍｍ、短径約４．０ｍｍの楕円形状とすることができる。
このように、本発明においては、白色光と狭帯域光との合波光において、狭帯域光の光束を白色光の光束の中央部分に配置するので、内視鏡１２の先端部分から合波光（面順次光）を被写体(生体)に向けて照射する際に、内視鏡１２の撮像画像の観察視野の内の重要な中央部分にのみに、特殊光観察に必要な狭帯域光（面順次光）を照射することができるので、特殊光観察に必要な狭帯域光の光量を低減することができ、内視鏡１２の先端部分に過大な熱負荷をかけたり、その結果、劣化を早めたりすることを無くすことができる。
【００５３】
さらに、本発明の発明者は、上記のような条件を満たす反射部材４４の形状及びサイズ（大きさ）、さらにはこのような反射部材４４の形状及びサイズ（大きさ）に応じて、狭帯域光の光束を整形するコリメータレンズ５０を構成する２組のシリンドリカルレンズの焦点距離を具体的に導き出した。以下に、図７及び図８を用いて説明する。
【００５４】
ここでは、例えば、図７に示すように、狭帯域光源として半導体レーザからなる特殊光光源４８を用いるとする。
この場合に、半導体レーザからなる特殊光光源４８から出射される狭帯域光は、半導体レーザの活性層に平行な方向に対して約２０°の広がり角を有し、半導体レーザの活性層に垂直な方向に対して約１０°の広がり角を有するものとし、狭帯域光の広がり角が広い側を合波部材４２の反射部材４４の略楕円形状の長軸側（長径方向）、すなわち、特殊光光源４８から合波部材４２までの狭帯域光の光路に対して図７の上下方向（紙面に平行な方向）とし、狭帯域光の広がり角が狭い側を合波部材４２の反射部材４４の略楕円形状の短軸側（短径方向）、すなわち、特殊光光源４８から合波部材４２までの狭帯域光の光路に対して図７の紙面に垂直な方向とする。
また、狭帯域光をガウス分布で表した際のガウスビームの相対放射強度が等高線半径の中心で１００％である時の５０％である等高線半径間に含まれる分布、したがって、５０％以上のガウスビーム、すなわち、図８の斜線で表す部分の光のみを用いるとする。
【００５５】
さらに、キセノン光源３８から出射される白色光の平行光束の太さの直径は、前述と同様、パーキンエルマージャパン社製の３００Ｗのキセノンランプを用いると、２５．４ｍｍとなり、また、白色光の光束の中心の光の無い部分の直径は、４．０ｍｍとなる。
その結果、合波部材４２は４５°傾斜させて配置されるため、透過部材４６は、略楕円形状であり、透過部材４６の出射面（透過面）の短径は、白色光の平行光束の直径と等しい２５．４ｍｍとされ、長径は３５．９ｍｍ（２５．４×√２）とされる。
一方、反射部材４４の形状は、白色光の光束の中心の光の無い部分に対応するように、短径は、４．０ｍｍとされ、長径は、５．７ｍｍ（４．０×√２）とされる。したがって、特殊光光源４８から出射される狭帯域光の光束を、コリメータレンズ５０によって、直径４．０ｍｍの平行光束に整形すればよいことが分かる。
【００５６】
上記のような条件で、反射部材を設計した場合、第２の光源部３０からの狭帯域平行光の光束が合波部材４２上に形成する反射領域の形状が、反射部材４４の形状と同一になるように、つまり短径４．０ｍｍ、長径５．７ｍｍの楕円形となるように、狭帯域光を直径４．０ｍｍの円形状に整形するコリメータレンズ５０が設計される。
次に、このような合波部材４２を用いた場合の特殊光光源４８の発光点とコリメータレンズ５０の焦点距離との関係について説明する。
図７において、特殊光光源４８から出射され、合波部材４２の反射部材４４に入射する狭帯域光の光束の、反射部材４４上における形状及びサイズが、反射部材４４の反射面の形状及びサイズと一致するように、コリメータレンズ５０において狭帯域光の光束を円形に整形するものとする。
【００５７】
ここで、図７において、コリメータレンズ５０は、図７の紙面に平行な方向にパワーを持ち、この方向に関して結像するものとし、θは、特殊光光源４８からのレーザ光等の狭帯域光の広がり角の半値角であり、ｆは、コリメータレンズ５０の焦点距離であり、ｈは、コリメータレンズ５０で整形された狭帯域光の光束の結像高さであるとすると、狭帯域光の広がり角の方向に関係なく、下記式（１）に示す結像公式が成り立つ。
ｈ＝ｆ・ｓｉｎθ…（１）
また、図７において、Ｌ１は、合波部材４２の反射部材４４の長さ（略楕円形状の長径）である。Ｌ２は、図示されないが、図７の紙面に垂直な方向における反射部材４４の幅（略楕円形状の短径）であるとすると、下記式が成り立つ。ここで、Ｌ２はコリメータレンズ５０で整形された狭帯域光の平行光束の直径であるということができる。
ｈ＝（Ｌ１／２）・ｓｉｎ４５°…（２）
ｈ＝Ｌ２／２                  …（３）
【００５８】
上述のとおり、図７の紙面に平行な方向においては、狭帯域光の広がり角が広い側の約２０°であることから、θ＝１０°であり、Ｌ１＝５．７ｍｍであることから、この方向の焦点距離をｆｗとすると、以下のようになる。
ｆｗ・ｓｉｎ１０°＝（５．７／２）×ｓｉｎ４５°
ｆｗ≒１２（ｍｍ）
こうして、狭帯域光の光束を直径４．０ｍｍの円形状にするためのコリメータレンズ５０には、狭帯域光の広がり角の広い側、すなわち図７の紙面に平行な方向の径を整形するためにこの方向にのみパワーを持つ焦点距離約１２ｍｍのシリンドリカルレンズが必要である。
【００５９】
一方、図７の紙面に垂直な方向では、狭帯域光の広がり角が狭い側の約１０°であることから、θ＝５°であり、Ｌ１＝４．０ｍｍであることから、この方向の焦点距離をｆｎとすると、以下のようになる。
ｆｎ・ｓｉｎ°＝４／２
ｆｎ≒２３（ｍｍ）
こうして、狭帯域光の光束を直径４．０ｍｍの円形状にするためのコリメータレンズ５０には、狭帯域光の広がり角の狭い側、すなわち図７の紙面に垂直な方向の径を整形するためにこの方向にのみパワーを持つ焦点距離約２３ｍｍのシリンドリカルレンズが必要である。
【００６０】
このようなそれぞれの方向のみに焦点距離を持つ２つのシリンドリカルレンズからなるコリメータレンズ５０を用いることにより、狭帯域光の光束の形状を、上記のような合波部材４２の反射部材４４の形状及び大きさに応じた略円形状に整形することができ、略円形状に整形された狭帯域光の光束を反射部材４４に入射させることができる。その結果、狭帯域光の光束を白色光の光束の中央部分に合波することができ、白色光における特定波長域の光量の低減を抑制し、特殊観察及び通常観察のいずれの観察においても、高精度かつ全体的に明るい画像を得ることができ、高度な内視鏡診断を可能にすることができる。
【００６１】
また、図１に示す内視鏡システム１０において、本発明の内視鏡用光源装置１４から照射された合波光の白色光及び狭帯域光（面順次光）は、内視鏡１２の光ファイバ３２内においても、内視鏡用光源装置１４のロッドイングレータ５６の出射端面５６ｃから入射された時のそれぞれの開口数（ＮＡ）を維持しつつ伝播し、内視鏡１２の照射口２４Ａから照射される。
すなわち、本発明においては、合波部材４２によって白色光の光束の光の少ない中央部分に、狭帯域光の光束が配置されるように合波し、中央が狭帯域光の光束、その周辺が白色光の光束からなる合波光（面順次光）の光束を、その関係を維持したまま集光レンズ５２で集光して、合波光の全光束を、白色光はＮＡが大きい光として、狭帯域光はＮＡが小さい光として、ロッドイングレータ５６に入射させ、入射された合波光の白色光及び狭帯域光は、ロッドイングレータ５６に内において、それぞれのＮＡを維持したまま面内光量分布の均一化がなされつつ伝播されて出射され、内視鏡１２の光ファイバ３２に入射され、光ファイバ３２においても、それぞれのＮＡを維持したまま伝播されて、光ファイバ３２の先端、すなわち内視鏡の１２の照射口２４Ａから、中央部分に配置されてＮＡが小さい狭帯域光とＮＡが周辺部分に配置されて大きい白色光とが合波された合波光が、被写体(生体)に照射される。
その結果、合波光が照射される被写体(生体)の照射範囲の中央部分は、主として狭帯域光が照射され、その周辺部分には主として白色光が照射されることになる。
【００６２】
図９に示すとおり、本発明の内視鏡用光源装置から照射される合波光の内の、狭帯域光の照射範囲は、図９に参照符号Ａで示す６０°であるとし、また、一般的な内視鏡の視野角は１４０°であるため、図示例の白色光の照射範囲も、図９に参照符号Ｂで示す１４０°であるとした場合、半球状の照度を均一だと仮定すると、照射に必要なエネルギーは、半球状の面積に比例するので、今、１ｒａｄ≒５７．３°であるので、下記式（４）及び（５）のとおり、照射範囲がＡで６０°の場合は、照射範囲がＢで１４０°の場合の約１／５（０．８４２／４．１３４）のエネルギーで足りる。
したがって、本発明においては、特殊光観察時の狭帯域光の照射を所定の範囲の観察視野に絞ることで十分な光量を確保するので、通常観察の際にも、白色光の特定波長域の光量を低減させることがないし、特殊光観察の際にも、表示画像を明るくするために狭帯域光の出射光量を不必要に上げて、内視鏡装置、特にその先端部に不要な熱負荷をかけて、観察対象の生体に不要な熱負荷をかけ、生体への損傷等の影響を与えることがないし、また、不要な熱負荷による先端部の劣化を招くことがない。その結果、特殊光観察及び通常観察の両方の観察において、観察画像全体が暗くなるということが無く、高度な診断を可能にする高精度な画像を得ることができる。
【００６３】
【数１】
0005587120.tif 000002
【００６４】
一方、内視鏡の撮像画像は、一般的に周辺が歪んでおり、特性は、ｆ・ｓｉｎθで計算される。よって、視野角Ｂ１４０°の画像に対する照射範囲Ａ６０°の範囲は、概ね、図８に示す領域Ａ１及び領域Ｂ１のように表示される。ｓｉｎ３０°は０．５であり、ｓｉｎ７０°は約０．９４であるため、領域Ａと領域Ｂとの直径比率は、約１：２となる。つまり、面積比は、約１：４となる。
【００６５】
観察者にとって重要なのは、中心部の画像であり、周辺部分の画像は歪み不正確に写ることはよく知られているため、領域Ａの範囲における画像が精度高く撮影されていれば、領域Ａから外れた部分の画像については暗さや不鮮明さは問題とならない。
以上から、本発明においては、特殊光観察時の狭帯域光の照射を所定の範囲の観察視野に絞ることで十分な光量を確保するので、通常観察の際にも、白色照明光の特定波長域の光量を低減させることがないし、特殊光観察の際にも、熱負荷による不利益を招くことがないし、その結果、特殊光観察及び通常観察の両方の観察において、白色光や狭帯域光が照射される観察視野範囲内での画像の精度が低下し、観察画像全体が暗くなるということが無く、観察視野範囲内で、高度な診断を可能にする高精度な画像を得ることができる。
以上、合波部材４２が傾斜角度４５°（白色光の進行方向と反射部材４４の反射面のなす角度が４５°）に傾斜されて配置された場合について説明したが、合波部材４２は、白色光と狭帯域光とが交差する位置に、白色光の進行方向に対して３０°〜６０°傾斜させて配置されるものであってもよい。この場合、反射部材４４による狭帯域光の反射方向が白色光の進行方向と合致する必要があるため、合波部材４２の傾斜角度をθ°（白色光の進行方向と反射部材４４の反射面のなす角度をθ°）とすると、狭帯域光が反射部材４４の反射面への入射する入射角度もθ°とする必要がある。よって、狭帯域光の合波部材４２への入射角度がθ°となるように特殊光光源（第２の光源部３０）が設置される。
この場合も前述と同様に、合波部材４２の傾斜角度θ°に基づいて、白色光の光束の光の少ない中央部分に、狭帯域光の光束が配置されるように、反射部材４４の形状およびサイズが設計され、コリメータレンズ５０が設計される。
本発明の内視鏡用光源装置１４は、基本的に以上のように構成される。
【００６６】
以下に、本発明の内視鏡用光源装置を有する内視鏡システムの作用について説明する。
【００６７】
上述のとおり、光源装置１４は、通常光モード及び特殊光モードの両方に用いられるキセノン（Ｘｅ）光源（第１の光源部２８）と、特殊光モードにおいて青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）又は青色ＬＥＤを用いる特殊光光源（第２の光源部３０）とを発光源として備えている。これら各光源部２８及び３０からの発光（出射）は、光源制御部（図示せず）により個別に制御されており、第１の光源部２８の出射光（白色光）と第２の光源部３０の出射光（狭帯域光）との光量比は変更自在になっている。
【００６８】
通常光モードの場合、キセノン光源３８から出射される白色光は、リフレクタ４０によって平行光とされ、合波部材４２を透過し、回転式フィルタ４７の第１のフィルタ組のいずれかのフィルタ（Ｒ１フィルタ部４７ｒ１、Ｇ１フィルタ部４７ｇ１、Ｂ１フィルタ部４７ｂ１）を順次透過し、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の面順次光とされて、順次、集光レンズ５２において集光されて、ロッドインテグレータ５６に入射する。
【００６９】
特殊光モードの場合、キセノン光源３８から出射される白色光は、リフレクタ４０で平行光となり、他方、特殊光光源４８から出射される狭帯域光は、コリメータレンズ５０によって、合波部材４２の略楕円形の反射部材４４の短径と略等しい略円形の光束を備えるよう整形された平行光となる。
【００７０】
次いで、合波部材４２において、白色平行光は、合波部材４２を透過し、他方、上記のように略円形に整形された狭帯域平行光は、反射部材４４に反射されて、透過した白色光の光路に合流し、中央部分に狭帯域光の光束が配置され、周辺部分に白色光の光束が配置された合波光となる。
次に、合波部材４２で合波された合波光は、回転式フィルタ４７の第２のフィルタ組の各フィルタ（Ｇ１フィルタ部４７ｇ２、Ｂ１フィルタ部４７ｂ２、遮光フィルタ部４７ｃｕｔ）を順次透過し、Ｇ光及びＢ光の面順次光とされて、順次、集光レンズ５２に入射し、集光レンズ５２によって合波光（面順次光）内の狭帯域光と白色光との配置関係を維持したまま集光され、中央部分に配置されてＮＡが小さい狭帯域光とＮＡが周辺部分に配置されて大きい白色光とが合波された合波光として、ロッドインテグレータ５６に入射する。
【００７１】
通常光モード及び特殊光モードいずれの場合においても、ロッドインテグレータ５６に入射した白色光又は合波光（面順次光）は、ロッドインテグレータ５６内で反射を繰り返し、出射時には出射面内の光量分布が均一になる。なお、ロッドインテグレータ５６内では、合波光内の狭帯域光のＮＡ及び白色光のＮＡは維持され、ロッドインテグレータ５６から合波光内の両光のＮＡが維持されたまま出射される。
【００７２】
すなわち、通常光モード及び特殊光モードのいずれの場合も、ロッドインテグレータ５６を通過した光は光量分布が均一になり、光ファイバ（ライトガイド）３２に入力され、コネクタ部に伝送される。コネクタ部まで伝送された光は、照明光学系を構成する光ファイバ３２によって、それぞれ内視鏡１２の先端部まで伝搬される。そして、特殊光モード時においては、合波光は、狭帯域光のＮＡ及び白色光のＮＡを維持したまま、光ファイバ３２内を伝播する。
【００７３】
上述したように、通常光モードの白色光の面順次光も、特殊光モードの白色光と狭帯域光との合波光の面順次光も、内視鏡１２の先端部の照射口２４Ａから被検体の被観察領域に向けて照射される。なお、特殊光モードの合波光は、狭帯域光のＮＡ及び白色光のＮＡを維持したまま、照射される。
そして、照明光として面順次光が照射された被観察領域からの戻り光が、順次、受光部２４Ｂを介して撮像素子３２の受光面上に結像され、撮像素子２２によって被観察領域が面順次光の各色毎に撮像される。
撮像後に撮像素子２６から出力される撮像画像の各色の画像信号は、スコープケーブル４２を通じてプロセッサ１６の画像処理システム３６に入力される。
【００７４】
次に、こうして撮像素子２６によって撮像された撮像画像の各色の画像信号は、プロセッサ１６の画像処理システム３６を含む信号処理系によって画像処理され、モニタ２０や記録装置（図示省略）にカラー画像として出力され、ユーザの観察に供される。
なお、特殊光モードにおいて、合波光内の狭帯域光が照射され、撮影された領域Ａについては、その範囲が簡単に視認できるように、撮影画像上にその境界を表示してもよい。
【００７５】
なお、上記実施形態においては、回転式フィルタ４７を用いて白色光及び合波光の面順次光を生成し、生成された面順次光を撮影対象に照射し、撮影対象からの戻り光をモノクロの撮像素子（センサ）２６で撮像する面順次方式の撮像を行う構成としているが、本発明はこれに限定されず、回転式フィルタ４７を用いずに、カラー撮像素子を用いる同時方式の撮像を行う構成としてもよい。
【００７６】
以上、本発明の内視鏡用光源装置及びこれに係る内視鏡システムについての実施形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１４  内視鏡用光源装置
１６  プロセッサ
１８  入出力部
２０  表示部（モニタ）
２２  入力部
２４Ａ  照射口
２４Ｂ  受光部
２６  撮像素子
２８  第１の光源部
３０  第２の光源部
３２  ライトガイド（光ファイバ）
３４  スコープケーブル
３６  画像処理システム
３８  キセノン光源（白色照明用光源）
４０  リフレクタ（放物面鏡）
４２  合波部材
４４  反射部材
４６  透過部材
４７  回転フィルタ
４８  特殊光光源
５０  シリンドリカルレンズ（整形レンズ）
５１  回転フィルタモータ
５２  集光レンズ
５６  ロッドインテグレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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