(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端から所望の光量の照明光を出射する内視鏡装置であって、
前記照明光を生成する複数の半導体光源と、
入力された目標光量に応じてパルス密度の変調された駆動パルスにより、前記半導体光源をパルス点灯駆動する光源制御手段と、
を備え、
前記光源制御手段は、
少なくとも前記目標光量が、前記駆動パルスの隣接するパルス間隔がフリッカ発生光量となる場合に、前記複数の半導体光源をそれぞれ同じ駆動パルスでパルス点灯制御する第１の制御から、
１つの半導体光源だけを点灯し、該１つの半導体光源を、前記駆動パルスの点灯周波数より増加させた点灯周波数でパルス点灯制御する第２の制御に切り替える内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
フリッカ発生光量となる場合の前記駆動パルスの隣接するパルス間隔が１６．６ｍｓ以上である内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御手段が、前記第１の制御と前記第２の制御とを切り替える際、
前記第１の制御による前記複数の半導体光源の駆動パルスのパルス密度の合計と、前記第２の制御による前記駆動パルスのパルス密度とが互いに等しくされた内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御手段が、前記第１の制御と前記第２の制御とを切り替える光量を、前記フリッカ発生光量より所定量大きい光量に設定する内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御手段が、前記目標光量に応じた駆動パルスを、前記目標光量の大きい順に、第１のパルス変調制御、第２のパルス変調制御を用いて生成するものであり、
前記第１のパルス変調制御が、前記目標光量の減少に応じて、所定間隔で前記駆動パルスを間引くことで点灯期間内のパルス密度を減少させる制御であり、
前記第２のパルス変調制御が、前記第１のパルス変調制御において最小パルス数とされた各駆動パルスに対し、前記目標光量の減少に応じて、パルス幅を減少させる制御である内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡装置であって、
任意の目標光量に対する前記半導体光源の駆動パルスをパルス密度の変調に基づいて定めた制御パラメータ情報を記憶する記憶手段を備え、
前記光源制御手段が、入力された目標光量に応じた駆動パルスを、前記制御パラメータ情報を参照して求め、該求めた駆動パルスにより前記半導体光源をパルス点灯駆動する内視鏡装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記半導体光源が、レーザ光源と、該レーザ光源からの出射光により発光する蛍光体とを備え、前記レーザ光源からの出射光と前記蛍光体からの発光光を混合して所望の照明光を生成する内視鏡装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記半導体光源が、発光ダイオードからなる内視鏡装置。
【請求項９】
請求項８記載の内視鏡装置であって、
複数の前記発光ダイオードが、内視鏡挿入部の先端に配置された内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られている。一般的な内視鏡装置は、キセノンランプ等の白色光源から出射された白色光を、ライトガイドを通じて体腔内の被観察領域に照明光として供給し、その白色光の照射によって被観察領域からの反射光に基づく像を撮像素子により撮像して観察画像を生成する構成となっている。また近年になって、生体組織に特定波長の狭帯域光を照射して、組織表層の毛細血管や微細構造を観察する狭帯域光観察、或いは自家蛍光、薬剤蛍光による蛍光観察等の特殊光を用いた観察モードを有する内視鏡装置も利用されつつある。
特殊光を照射する内視鏡装置の光源としては、キセノンランプ等の白色光源からの光を、フィルタを通すことで所望の波長帯域の光を取り出す構成の他、レーザ光源や発光ダイオード等の半導体発光素子からの発光波長をそのまま利用する構成がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１９１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、キセノンランプ等の白色光源からの光はシャッタによって光量制御できるが、レーザ光源や発光ダイオード等の半導体発光素子からの光は電流値制御によって光量制御すると、環境温度等の影響を受けて出射光が不安定となる。そこで、パルス制御によって光量制御することで安定的な光量制御が可能となる。しかし、半導体発光素子をパルス点灯駆動すると、特定の周波数では人間の視覚に照明光が強いちらつき（フリッカ）となり、特に閉鎖された暗所では操作者や患者にとって非常に不快となる。
【０００５】
本発明は、照明光にフリッカを生じさせず、高い光量分解能を確保して高精度に光量制御が可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は下記構成からなる。
内視鏡挿入部の先端から所望の光量の照明光を出射する内視鏡装置であって、前記照明光を生成する複数の半導体光源と、入力された目標光量に応じてパルス密度の変調された駆動パルスにより、前記半導体光源をパルス点灯駆動する光源制御手段と、を備え、前記光源制御手段は、前記複数の半導体光源をそれぞれパルス点灯制御する第１の制御から、少なくとも前記目標光量が、前記駆動パルスの隣接するパルス間隔がフリッカ発生光量となる場合に、１つの半導体光源だけを点灯し、該１つの半導体光源を増加させた点灯周波数でパルス点灯制御する第２の制御に切り替える内視鏡装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の内視鏡装置によれば、照明光にフリッカを生じさせず、高い光量分解能を確保して高精度に光量制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図である。
【図２】内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
【図３】内視鏡挿入部の先端の斜視図である。
【図４】光源装置からの出射光により生成される照明光のスペクトルを示すグラフである。
【図５】制御切り替え前後におけるそれぞれの半導体光源の出射光量と制御量との相関を示すグラフである。
【図６】制御切り替え前後における光量と制御値との相関を変調方法の種別と共に表したグラフである。
【図７】駆動パルスの制御例のタイミングチャートである。
【図８】半導体光源が発光ダイオードからなる変形例の要部構成図である。
【図９】発光ダイオードが内視鏡挿入部の先端に配置された変形例の要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡及び内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡装置の構成図、図２は内視鏡装置の具体的な構成例を示す外観図である。
内視鏡装置１００は、図１に示すように、内視鏡１１と、制御装置１３と、モニタ等の表示部１５と、制御装置１３に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部１７とを備えている。制御装置１３は、光源装置１９と、撮像画像の信号処理を行うプロセッサ２３とを有して構成される。
【００１０】
内視鏡１１は、本体操作部２５と、この本体操作部２５に連設され被検体（体腔）内に挿入される内視鏡挿入部２７とを備える。本体操作部２５には、ユニバーサルケーブル２９が接続され、このユニバーサルケーブル２９の先端は、光源装置１９にライトガイドコネクタ３１を介して接続され、また、ビデオコネクタ３３を介してプロセッサ２３に接続されている。
【００１１】
図２に示すように、内視鏡１１の本体操作部２５には、内視鏡挿入部２７の先端３５で吸引、送気、送水を実施するためのボタンや、撮像時のシャッタボタン等の操作ボタン３７が併設されるとともに、一対のアングルノブ３９が設けられている。内視鏡挿入部２７は、本体操作部２５側から順に軟性部４１、湾曲部４３、及び内視鏡挿入部２７の先端３５で構成され、湾曲部４３は、本体操作部２５のアングルノブ３９を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、内視鏡挿入部２７の先端３５を所望の方向に向けることができる。
【００１２】
図３は内視鏡挿入部２７の先端３５の斜視図である。
内視鏡挿入部２７の先端３５には、撮像光学系の観察窓４５と、照明光学系の光照射窓４７が配置され、光照射窓４７から照射される照明光による被検体からの反射光を、観察窓４５を通じて撮像素子４９により撮像するようになっている。撮像された観察画像は、プロセッサ２３に接続された表示部１５に表示される。また、内視鏡挿入部２７の先端３５には、処置時に体液等を吸引する吸引機構の一部であり、かつ鉗子を始めとする処置具等を挿通する鉗子口５１が開口される。更に、観察窓４５の汚れを洗浄するための送気・送水機構の一部である送気送水開口部５３が設けられている。
【００１３】
ここで、撮像光学系は、ＣＣＤ(charge coupled device）型イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の撮像素子４９と、撮像素子４９に観察像を結像させるレンズ等の光学部材５５とを有する。撮像素子４９の受光面に結像されて取り込まれる観察像は、電気信号に変換されて信号ケーブル５７を通じてプロセッサ２３の撮像信号処理部５９に入力され、撮像信号処理部５９で映像信号に変換される。なお、撮像信号処理部５９は、撮像素子４９から出力される撮像信号に基づいて被検体像の光量を検出する光量検出手段として機能する。
【００１４】
プロセッサ２３には内視鏡制御部６１が設けられる。内視鏡制御部６１は、撮像信号や各種情報を保存する記憶手段としてのメモリ６３と接続され、撮像信号処理部５９から出力される画像データを画像処理部６５により適宜な画像処理を施して、表示部１５に映出する。また、図示しないＬＡＮ等のネットワークに接続されて画像データを含む情報を配信する等、内視鏡装置１００の全体を制御する。
【００１５】
一方、照明光学系は、半導体発光素子からなる半導体光源６７を有する光源装置１９と、光源装置１９に接続される光ファイバ６９と、光ファイバ６９の光出射端に配置された波長変換部７１と、光源制御手段である光源制御部７３とを有する。光ファイバ６９は、半導体光源６７から出射されるレーザ光を内視鏡挿入部２７の先端３５へ導く。内視鏡挿入部２７の先端３５に導かれたレーザ光は、波長変換部７１からの発光とレーザ光とが合成された白色照明光を発生させる。波長変換部７１は、レーザ光により励起発光する蛍光体を含んで構成される。半導体光源６７は、内視鏡制御部６１からの指令に基づく光源制御部７３からの駆動信号を受けて、所望の強度の光を出射する。つまり、内視鏡制御部６１は、半導体光源６７の光源制御と撮像素子４９の制御を行って、撮像素子４９の光量を制御する光量光制御手段として機能する。
【００１６】
波長変換部７１は、半導体光源６７から出射されるレーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（BaMgAl10O37）等を含む蛍光体等）を含んで構成される。これにより、半導体光源６７からのレーザ光と、このレーザ光が波長変換された緑色〜黄色の励起光とが合波されて、白色光が生成される。
【００１７】
本構成例の光源装置１９における半導体光源６７は、中心波長４４５ｎｍのレーザ光源ＬＤ１と、同じく中心波長４４５ｎｍの白色光用光源であるレーザ光源ＬＤ２と、中心波長４０５ｎｍの狭帯域光用光源であるレーザ光源ＬＤ３とを有している。それぞれのレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３は、それぞれが個別に制御される。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの出射光は、コンバイナ７５で合波された後、カプラ７７で光ファイバ６９に分波され、内視鏡挿入部２７の先端３５に配置された波長変換部７１に出射される。
【００１８】
この光源装置１９からの出射光により生成される照明光のスペクトルを図４に示した。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、中心波長４４５ｎｍの同じスペクトルのレーザ光を出射し、波長変換部７１の蛍光体を励起発光させて上記した緑色〜黄色の蛍光を発生させる。この中心波長４４５ｎｍの青色光と蛍光体からの蛍光は、互いに混合されることで白色光となり、白色照明光として供される。
【００１９】
また、レーザ光源ＬＤ３は、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する。波長変換部７１からは僅かに蛍光が発生するが、出射光の殆どが波長変換部７１を透過する。これにより、紫色の狭帯域光が生成されて照明光として供される。これらレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの光は、内視鏡挿入部２７の先端３５の複数箇所に配置された光照射窓４７から、それぞれ等しい光量で出射される。
【００２０】
次に、上記構成の内視鏡装置１００が半導体光源６７の発光強度を増減制御する手順を説明する。
図５は制御切り替え前後におけるそれぞれの半導体光源６７の出射光量と制御量との相関を示すグラフである。
内視鏡装置１００は、上記のように照明光を生成する複数の半導体光源６７と、入力された目標光量に応じてパルス密度の変調された駆動パルスにより、半導体光源６７をパルス点灯駆動する光源制御部７３と、を備える。光源制御部７３は、複数の半導体光源６７をそれぞれパルス点灯制御する第１の制御から、少なくとも目標光量が、駆動パルスの隣接するパルス間隔がフリッカ発生光量となる場合に、１つの半導体光源６７だけを点灯し、１つの半導体光源６７を増加させた点灯周波数でパルス点灯制御する第２の制御に切り替える。本構成では、図５に示すように、フリッカ発生光量となると、レーザ光源ＬＤ２が消灯され、レーザ光源ＬＤ１が増加された点灯周波数で出射光量が増してパルス点灯制御がなされる。
【００２１】
光源制御部７３が、第１の制御と第２の制御とを切り替える際、第１の制御による複数の半導体光源６７の駆動パルスのパルス密度の合計と、第２の制御による駆動パルスのパルス密度とが互いに等しくされる。これにより、複数の半導体光源６７を駆動する第１の制御から１つの半導体光源６７を駆動する第２の制御へ切り替えが行われるとき、切り替えの前後でのパルス密度が等しくなり、明暗落差のないリニアな減光が可能となっている。
【００２２】
図６に制御切り替え前後における光量と制御値との相関を変調方法の種別と共に表したグラフを示した。
光源制御部７３が、第１の制御と第２の制御とを切り替える光量は、フリッカ発生光量Ｐ１より所定量大きい光量Ｐ２に設定されることが好ましい。第２の制御への切り替え光量が、人間の視覚にちらつき（フリッカ）となる手前で行われ、ちらつきが余裕をもって確実に抑止される。
【００２３】
ここで、フリッカ発生光量は、駆動パルスの隣接するパルス間隔が１６．６ｍｓ以上となったときの光量とすることが好ましい。駆動パルスの隣接するパルス間隔（図６に示すパルス間隔Ｔ）が、人間の視覚にちらつき（フリッカ）となる６０Ｈｚに相当するパルス間隔１６．６ｍｓ以上となる場合に、光源制御部７３は第２の制御に切り替え、１つの半導体光源６７だけが点灯して点灯周波数が増加される。これにより、フリッカの発生が確実になくなる。
【００２４】
プロセッサ２３に設けた撮像信号処理部５９は、プロセッサ２３に接続された内視鏡１１の撮像素子４９が出力するＲＡＷデータ（生画像の情報）を受け取り、このＲＡＷデータに応じた最適な照明光量となるように、光源制御部７３に半導体光源６７を制御する制御信号を出力する。
【００２５】
撮像素子４９から出力されるＲＡＷデータは、撮像信号処理部５９に入力される。入力されたＲＡＷデータには、対応する光量のヒストグラムが作成される。撮像信号処理部５９は、入力されたヒストグラムと、各種の測光モード（ピーク値、平均値等）により求めた明るさ検出値とに基づいて測光値を算出し、その算出された測光値に応じて次フレームの目標光量を求める。ここで、目標光量は、キセノンランプ等の白色光源の絞り値に相当する値である。この目標光量は例えば１２bit階調（０〜４０９６）で表現される。
【００２６】
目標光量は、半導体光源６７における発光量の信号に変換される。図１に示す光源制御部７３は、半導体光源６７の発光量を駆動パルスによってパルス点灯制御する。駆動パルスは、光源制御部７３で生成されて半導体光源６７に入力される。駆動パルスの制御は、パルス密度制御（ＰＤＭ：Pulse Density Modulation）と、パルス幅制御（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）と、電流値制御との３種類の制御を用いる。
【００２７】
図７に駆動パルスの制御例のタイミングチャートを示した。
パルス点灯制御の最大光量は、垂直同期信号により規定される画像の１フレーム全期間を点灯させる駆動パルス［１］としている。駆動パルス［１］の最大光量時から光量を減少させる場合、光量の大きい順に、第１のパルス変調領域でＰＤＭ制御、第２のパルス変調領域でＰＷＭ制御、第３のパルス変調領域で電流値制御を行い、光量を徐々に減少させる。
【００２８】
まず、１フレーム内の光量に対し、駆動パルス［２］に示すように、ＰＤＭ制御により駆動パルスを間引く処理を行う。このＰＤＭ制御においては、所定間隔で駆動パルスを間引くことで点灯期間内のパルス密度を減少させる。
【００２９】
そして、駆動パルス［３］に示すように、駆動パルスのパルス間隔が間引き限界に達するまで、即ち、駆動パルスが所定の最小パルス密度となるまでＰＤＭ制御を行う。
【００３０】
次に、駆動パルス［４］に示すように、駆動パルスが所定の最小パルス数となった後は、ＰＷＭ制御により駆動パルスのパルス幅を減少させる。そして、駆動パルス［５］に示すように、駆動パルスのパルス幅がＰＷＭ制御限界に達するまで、即ち、所定の最小パルス幅になるまでＰＷＭ制御を行う。
【００３１】
次に、駆動パルス［６］に示すように、駆動パルスが所定の最小パルス幅となった後は、駆動電流を小さくする。即ち、最小パルス幅とされた各駆動パルスに対し、パルス振幅を一律に減少させる。
【００３２】
上記の最大光量から最小光量までの各光量に対する制御パラメータ情報の内容を図６及び表１に纏めて示した。図６及び表１に示す制御パラメータの情報は、図１に示すメモリ６３に記憶され、内視鏡制御部６１から随時参照されて所望の駆動パルスが生成される。
【００３３】
内視鏡装置１００は、任意の目標光量に対する半導体光源６７の駆動パルスをパルス密度の変調に基づいて定めた制御パラメータ情報を記憶する上記のメモリ６３を備える。光源制御部７３は、入力された目標光量に応じた駆動パルスを制御パラメータ情報を参照して求め、求めた駆動パルスにより半導体光源６７をパルス点灯駆動する。メモリ６３は、半導体光源６７の駆動パルスを、パルス密度の変調に基づいて定めた制御パラメータ情報にて記憶する。光源制御部７３は、入力された任意の目標光量に応じた制御パラメータ情報を参照して求め、その制御パラメータ情報で半導体光源６７をパルス点灯駆動することで、所定の駆動パルスを得る。
【００３４】
【表１】
0005470224.tif 000002
【００３５】
このように、光量を減少制御する際、最大光量から最初にＰＤＭ制御を行うことで、半導体光源６７の非点灯時間が長くなり、連続点灯する場合と比較して、光源自体や光路上の各光学部材５５の発熱を低減する効果が得られる。
【００３６】
ＰＤＭ制御の下限であるパルス数（上記例では１６パルス）は、ＰＤＭ制御による調光分解能が粗くなることを防止することができる。
【００３７】
駆動パルスの間引き限界までＰＤＭ制御し、更に目標光量を減少させる際にＰＤＭ制御からＰＷＭ制御に切り替える。このＰＷＭ制御では、各駆動パルスそれぞれのデューティ比を変更することで、間引き限界より低光量域における光量をより細かに調整でき、調光分解能が向上する。
【００３８】
ところで、半導体光源６７をパルス点灯制御する際、半導体光源６７はスペックルノイズによる照明ムラが生じるが、このスペックルノイズは高周波変調駆動により低減できる。本制御例では常時のパルス駆動をしており、十分なスペックルノイズ低減効果を得るために、ＰＷＭ制御におけるデューティ比は９５％を上限としている。
【００３９】
デューティ比の下限値については、次の通りである。即ち、実際のレーザ光は駆動の立ち上がり信号に忠実に追随することができず、ある程度の遅れ成分を有して立ち上がる。また、立下り時も同様に遅れ成分を有する。そのため、駆動パルスが極端に狭い狭幅パルスであると目標値に到達する前に立ち下がることが予想されるので、ＰＷＭ制御が正確に行えるデューティ比の下限値として、７．８％を設定している。
【００４０】
そして、光量制御の最小光量側となる最小パルス範囲で駆動パルスの電流値制御を行うことにより、高精度な光量制御が可能となる。即ち、設定する光量制御値に１．０〜０．２の係数値を乗じて出射光量を減少させる。半導体光源６７は、発光素子自身の発熱状態によって発光開始電流値が微妙にずれて発光量制御の精度に影響するため、発光量、発熱量の大きい最多パルス範囲で電流値を変更することは好ましくない。しかし、発光量の小さい最少パルス範囲では、駆動パルスの電流値が小さくて済み、発光素子自身の発熱も安定している。このため、電流値制御を微小発光領域でのみ使用することで、高精度な光量制御が可能となる。
【００４１】
上記のＰＤＭ制御、ＰＷＭ制御、電流値制御は、目標光量に応じて切り替えられ、いずれか１つの制御が他の制御と排他的に使用される。制御可能な光量のダイナミックレンジは、ＰＤＭ制御においては最大値２０００〜最小値１６の範囲で１２５：１、ＰＷＭ制御においては最大値９５％〜最小値７．８％の範囲で１２．２：１、電流値制御においては、最大値１〜最小値０．２の範囲で５：１となる。よって、各制御を組み合わせることで、制御可能なダイナミックレンジは７６２５：１となる。
【００４２】
上記と同等のダイナミックレンジと調光分解能をＰＤＭ制御だけで実現する場合、パルス周波数は約７．３ＭＨｚ（６０Ｈｚ×７６２５×１６）となり、半導体光源６７の高速な駆動回路が必要となる。また、同様にＰＷＭ制御だけで実現する場合は、約０．０６８ｎｓ（１／（１２０ｋ×７６２５×１６）のパルス幅制御分解能となり、約１５ＧＨｚで動作する制御回路が必要となる。このように、ＰＤＭ単独、ＰＷＭ単独で光量制御する方法に対し、各調光領域に応じてＰＤＭ制御、電流値制御を選択して制御することで、半導体光源６７の駆動装置を大幅に簡略化することができる。
【００４３】
以上のように、上記構成を有する内視鏡装置１００では、目標光量がフリッカ発生光量に設定された場合に、複数の半導体光源６７をそれぞれパルス点灯駆動する第１の制御から１つの半導体光源６７だけでパルス点灯制御する第２の制御に切り替え、点灯周波数を増加させることで、フリッカの発生をなくすことができる。
【００４４】
光源制御部７３は、目標光量の高い順に、所定間隔で駆動パルスを間引くことで点灯期間内のパルス密度を減少させる第１のパルス変調制御と、第１のパルス変調制御において最小パルス数とされた各駆動パルスに対し、パルス幅を減少させる第２のパルス変調制御と、を実施する。光量の高いときには、減光効果の大きい駆動パルスの間引きが実施され、減光幅が大きく確保される。第１のパルス変調制御において最小パルス数に到達したなら、駆動パルスの間引きは止め、その最小パルス数からは、パルス幅を減少させる第２のパルス変調制御が実施される。そして、これら減光制御は、主に第１のパルス変調制御であるＰＤＭによってなされるが、少ない光量の制御レンジにおいては少量ずつを微少制御可能な第２のパルス変調制御であるＰＷＭによってなされることになる。
【００４５】
なお、内視鏡制御部６１は、撮像素子４９からのＲＡＷデータと各種測光モードによる明るさを検出して、次フレームの目標光量を算出する。算出した目標光量は、個々の半導体光源６７の発光制御値を求める際に、以下の点を考慮して発光量を設定することが好ましい。
【００４６】
［１］全体光量制限
半導体光源６７を検温し、その結果が規定温度を超える場合には、目標とする光量制御値から所定値を減じる補正制御を行う。逆に正常温度範囲であった場合は、減少制御された光量制御値に所定値を加えて、補正前の目標光量制御値に戻す。この補正制御は、内視鏡挿入部２７の先端３５の発熱を制限するために行う。
【００４７】
［２］光学部品の個体差補正
光学部品の機種差の補正を目的とし、装置全体の光量制御後における各半導体光源６７の光量制御値に、その半導体光源６７に対応した係数をそれぞれ乗算する。ただし、全体光量は一定に維持するため、各係数の総和が一定値となるように係数を設定する。本構成ではコンバイナ７５を用いているため、この補正は不要であるが、複数の半導体光源６７から個別に光照射する場合には光量制御値を補正する。
【００４８】
［３］レーザ光源発光比率
内視鏡１１の観察モードに対応して各半導体光源６７の発光比率を設定するため、表２に示す係数を光量制御値に乗算する。なお、観察モードは、例えば図１に示す本体操作部２５の操作ボタン３７の一つである図２に示す観察モード変更ボタン３７ａの押下により、制御部が切り替える。
【００４９】
【表２】
0005470224.tif 000003
【００５０】
同じスペクトルの光を出射するレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２のみ点灯させ、光源制御部７３と協働して白色光を生成する白色発光モードは、白色光の照射により患部を観察する通常観察を行うモードである。
【００５１】
血管強調モードは、白色光と中心波長４０５ｎｍの狭帯域光とを照射して、白色光の照射により得られる明るい通常画像と、中心波長４０５ｎｍの狭帯域光照明により得られる血管像とを合成して、血管像を選択的に強調した診断画像を提供するモードである。このモードでは、遠景観察でも血管が見やすい画像を生成できる。
【００５２】
微細血管モードは、中心波長４０５ｎｍの狭帯域光照明によって組織表層の毛細血管や微細構造が強調された画像を提供するモードである。
【００５３】
上記の各モードにおいては、光源毎に目標光量の補正を行い、その後、各半導体光源６７を駆動する際、目標光量の大きい順に、前述したＰＤＭ制御、ＰＷＭ制御、電流値制御を行って駆動パルスを生成し、各半導体光源６７をパルス点灯制御する。
【００５４】
白色発光モードにおいては、白色照明光生成用のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を同じ比率で光量制御し、双方の光源からの合計光量が目標光量になるようにする（高輝度領域の場合）。
【００５５】
目標光量が低い場合には、前述したように、２つのレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２のうち一方のレーザ光源のみを点灯させ、他方は消灯させる１灯方式の制御を行うことで、フリッカの発生を防止しつつ、光量制御幅を拡大することができる。
【００５６】
血管強調モードにおいては、３つのレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を同じ比率で光量制御し、各光源からの合計光量が目標光量になるようにする。
【００５７】
微細血管モードにおいては、異なるスペクトルのレーザ光源を所定の出射光量比で点灯するが、この出射光量比の設定は駆動電流を増減制御することで調整する。そして、この設定された出射光量比を保持したまま、前述のＰＤＭ制御、ＰＷＭ制御、電流値制御を行う。これにより、一旦設定された出射光量比が駆動パルスの光量制御によって乱れることなく、つまり、出射光の波長を一定に保持しつつ光量のみを増減制御することができる。また、電子シャッタ制御と各観察モードとの連動が容易となる利点もあり、スムーズな光量制御が可能となる。
【００５８】
次に、上記構成の変形例を説明する。
図８は半導体光源６７が発光ダイオード７９からなる変形例の要部構成図である。
内視鏡装置１００は、半導体光源６７が、上記のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３に代えて、発光ダイオード７９であってもよい。発光ダイオード７９からの出射光は集光レンズ８１にて平行光となって光ファイバ６９に入射される。
この変形例によれば、発光ダイオード７９を用いることにより、半導体光源６７がレーザ光源である場合に比べ、発熱が抑止され、消費電力も低減される。
【００５９】
図９は発光ダイオード７９が内視鏡挿入部２７の先端３５に配置された変形例の要部構成図である。
内視鏡装置１００は、複数の発光ダイオード７９が、内視鏡挿入部２７の先端３５に配置された構成とすることができる。発光ダイオード７９は、駆動制御配線８３にて光源制御部７３に接続される。
この変形例によれば、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から光を内視鏡挿入部２７の先端３５まで導光するための光ファイバ６９やライトガイドが不要となる。光ファイバ６９が不要となるので内視鏡挿入部２７の細径化が可能となる。
【００６０】
したがって、上記内視鏡装置１００によれば、照明光にフリッカを生じさせず、高い光量分解能を確保して高精度に光量制御することが可能となる。
【００６１】
また、内視鏡装置１００によれば、半導体光源６７が、レーザ光源からの出射光と蛍光体からの発光光を混合して所望の照明光を生成する。特定波長単独の照射ではさほど目立たないちらつきであっても、蛍光体からの発光光を混合した白色光の場合にはちらつきが格段に目立つようになるが、このような白色照明光に本構成が適用されることにより、ちらつきのより効果的な抑止が可能となっている。
【００６２】
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００６３】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  内視鏡挿入部の先端から所望の光量の照明光を出射する内視鏡装置であって、前記照明光を生成する複数の半導体光源と、入力された目標光量に応じてパルス密度の変調された駆動パルスにより、前記半導体光源をパルス点灯駆動する光源制御手段と、を備え、前記光源制御手段は、前記複数の半導体光源をそれぞれパルス点灯制御する第１の制御から、少なくとも前記目標光量が、前記駆動パルスの隣接するパルス間隔がフリッカ発生光量となる場合に、１つの半導体光源だけを点灯し、該１つの半導体光源を増加させた点灯周波数でパルス点灯制御する第２の制御に切り替える内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、目標光量がフリッカ発生光量に設定された場合に、複数の半導体光源をそれぞれパルス点灯駆動する第１の制御から１つの半導体光源だけでパルス点灯制御する第２の制御に切り替え、点灯周波数を増加させることで、フリッカの発生をなくすことができる。
【００６４】
（２）  （１）の内視鏡装置であって、フリッカ発生光量となる場合の前記駆動パルスの隣接するパルス間隔が１６．６ｍｓ以上である内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、駆動パルスの隣接するパルス間隔が、人間の視覚にちらつき（フリッカ）となる１６．６ｍｓ以上で、第２の制御に切り替えられ、１つの半導体光源だけが点灯して点灯周波数が増加されることで、フリッカの発生がなくなる。
【００６５】
（３）  （１）又は（２）の内視鏡装置であって、前記光源制御手段が、前記第１の制御と前記第２の制御とを切り替える際、前記第1の制御による前記複数の半導体光源の駆動パルスのパルス密度の合計と、前記第２の制御による前記駆動パルスのパルス密度とが互いに等しくされた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、複数の半導体光源を駆動する第1の制御から１つの半導体光源を駆動する第２の制御へ切り替えが行われるとき、切り替えの前後でのパルス密度が等しくなり、明暗落差のないリニアな減光が可能となる。
【００６６】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１つの内視鏡装置であって、前記光源制御手段が、前記第１の制御と前記第２の制御とを切り替える光量を、前記フリッカ発生光量より所定量大きい光量に設定する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、第２の制御への切り替え光量が、人間の視覚にちらつき（フリッカ）となる手前で行われ、ちらつきが余裕をもって確実に抑止される。
【００６７】
（５）  （１）〜（４）のいずれか１つの内視鏡装置であって、前記光源制御手段が、前記目標光量の高い順に、所定間隔で前記駆動パルスを間引くことで点灯期間内のパルス密度を減少させる第1のパルス変調制御と、前記第1のパルス変調制御において最小パルス数とされた各駆動パルスに対し、パルス幅を減少させる第２のパルス変調制御と、を実施する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、光量の高いときには、減光効果の大きい駆動パルスの間引きが実施され、減光幅が大きく確保される。第１のパルス変調制御において最小パルス数に到達したなら、駆動パルスの間引きは止め、その最小パルス数からは、パルス幅を減少させる第２のパルス変調制御が実施される。なお、これら減光制御は、主に第１のパルス変調制御であるＰＤＭによってなされるが、少ない光量の制御レンジにおいては少量ずつを微少制御可能な第２のパルス変調制御であるＰＷＭによってなされる。
【００６８】
（６）  （５）の内視鏡装置であって、任意の目標光量に対する前記半導体光源の駆動パルスをパルス密度の変調に基づいて定めた制御パラメータ情報を記憶する記憶手段を備え、前記光源制御手段が、入力された目標光量に応じた駆動パルスを前記制御パラメータ情報を参照して求め、該求めた駆動パルスにより前記半導体光源をパルス点灯駆動する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、記憶手段が、半導体光源の駆動パルスを、パルス密度の変調に基づいて定めた制御パラメータ情報にて記憶する。光源制御手段は、入力された任意の目標光量に応じた制御パラメータ情報を参照して求め、その制御パラメータ情報で半導体光源をパルス点灯駆動することで、所定の駆動パルスを得る。
【００６９】
（７）  （１）〜（６）のいずれか１つの内視鏡装置であって、前記半導体光源が、レーザ光源と、該レーザ光源からの出射光により発光する蛍光体とを備え、前記レーザ光源からの出射光と前記蛍光体からの発光光を混合して所望の照明光を生成する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、特定波長単独の照射ではさほど目立たないちらつきであっても、蛍光体からの発光光を混合した白色光の場合にはちらつきが格段に目立つようになるが、このような白色照明光に本構成が適用されることにより、ちらつきのより効果的な抑止が可能となる。
【００７０】
（８）  （１）〜（６）のいずれか１つの内視鏡装置であって、前記半導体光源が、発光ダイオードからなる内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、半導体光源がレーザ光源である場合に比べ、発熱が抑止され、消費電力も低減される。
【００７１】
（９）  （８）の内視鏡装置であって、複数の前記発光ダイオードが、内視鏡挿入部の先端に配置された内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、レーザ光源から光を内視鏡挿入部の先端まで導光するための光ファイバが不要となる。光ファイバが不要となるので内視鏡挿入部の細径化が可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
２７  内視鏡挿入部
３５  内視鏡挿入部の先端
６３  メモリ（記憶手段）
６７  半導体光源
７３  光源制御部（光源制御手段）
７９  発光ダイオード
１００  内視鏡装置
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３  レーザ光源
【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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