(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭帯域化された第１の波長を持つ第１の狭帯域光を照射する第１の光源、
前記第１の光源とは異なる、狭帯域化された第２の波長を持つ第２の狭帯域光を照射する第２の光源、及び
前記第１の光源からの前記第１の狭帯域光の前記第１の波長を検出し記憶する波長検出手段を有し、
前記第１の波長は、前記第１の光源の第１の中心発光波長に対して所定の変動範囲内に入るものである光源装置と、
前記第１の狭帯域光の少なくとも一部を透過すると共に、励起光として機能する前記第１の狭帯域光によって励起されて、励起波長である前記第１の波長と異なる波長帯域の第１の蛍光光を発光し、前記第１の狭帯域光の照射光量及び前記第１の中心発光波長に対する前記励起波長の変動に応じて蛍光特性が変化し、また、その使用時間によって蛍光特性が経時変化する蛍光体、
前記蛍光体の実使用時間を記憶する使用時間記憶部及び前記蛍光体の蛍光特性の経時変化を記録した経時変化テーブルを持ち、前記励起光の照射光量及び前記励起波長の変動に対して変化する前記蛍光体の第１の蛍光特性を記憶する蛍光特性記憶部、並びに、
前記蛍光体を透過した前記励起光及び前記蛍光体で発光した前記第１の蛍光光を混合した光、又は前記励起光及び前記第１の蛍光光、並びに前記第２の狭帯域光が混合された光が照明光として照射された被写体からの、前記照明光の戻り光により撮像を行い、撮像画像信号を出力する撮像部、を有する内視鏡と、
前記光源装置の前記波長検出手段から前記励起波長を読み出し、前記内視鏡の蛍光特性記憶部から、読み出された前記励起波長を持つ前記励起光の照射光量及び前記励起波長の変動に対する前記蛍光体の前記第１の蛍光特性を読み出し、また、前記使用時間記憶部から前記蛍光体の前記実使用時間を、前記経時変化テーブルから蛍光体の経時変化の情報をそれぞれ読み出して、前記実使用時間に対応する前記蛍光体の経時変化を算出し、算出された前記経時変化と読み出された前記第１蛍光特性とから第１の経時蛍光特性を算出し、算出された前記第１の経時蛍光特性から、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するように、前記第１の光源からの前記励起光の照射光量に対して付加される前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の照射光量を算出し、算出された前記第２の狭帯域光の照射光量となるように前記第２の光源を制御する制御部を有するプロセッサ装置と、
を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記蛍光特性は、前記第１の蛍光光の発光光量を含む請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記光源装置の前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の前記第２の波長は、前記第２の光源の第２の中心発光波長に対して所定の変動範囲内に入るものであり、
前記波長検出手段は、さらに、前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の前記第２の波長を検出し記憶するものであり、
前記蛍光体は、さらに、前記第２の狭帯域光の少なくとも一部を透過すると共に、前記第２の狭帯域光によって励起されて、前記第２の波長と異なる波長帯域の第２の蛍光光を発光し、前記第２の中心発光波長に対する前記第２の波長の変動に応じて蛍光特性が変化するものであり、
前記蛍光特性記憶部は、さらに、前記第２の狭帯域光の前記第２の波長の変動に対して変化する前記蛍光体の第２の蛍光特性を記憶するものであり、
前記内視鏡は、前記照明光として、前記励起光及び前記第１の蛍光光、並びに前記第２の狭帯域光及び前記第２の蛍光光が混合された光を用いるものであり、
前記プロセッサ装置の前記制御部は、前記光源装置の前記波長検出手段から、さらに前記第２の波長を読み出し、前記内視鏡の蛍光特性記憶部から、さらに、読み出された前記第２の波長の変動に対する前記蛍光体の前記第２の蛍光特性を読み出し、前記算出された経時変化と前記読み出された第２蛍光特性から第２の経時蛍光特性を算出し、算出された前記蛍光体の前記第１及び第２の経時蛍光特性から、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するように、前記第１の光源からの前記第１の狭帯域光の照射光量に対して付加される前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の照射光量を算出し、算出された前記第２の狭帯域光の照射光量に前記第２の光源を制御するものである請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記蛍光特性は、前記第２の蛍光光の発光光量を更に含む請求項３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
さらに、前記プロセッサ装置は、前記第１の光源の照射光量と、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するために必要な前記第２の光源の照射光量との対応関係が記録された補正テーブルを記憶する補正情報記憶部を備え、
前記光源装置、前記内視鏡、及び前記プロセッサ装置が市場において互いに接続され内視鏡装置が構成された際に、
前記制御部は、
前記光源装置の前記波長検出手段で検出され記憶された前記第１の波長及び前記第２の波長と、前記内視鏡の前記蛍光特性記憶部に記憶された前記蛍光体の前記第１の蛍光特性及び前記第２の蛍光特性とを取得し、また、前記使用時間記憶部に記憶された前記蛍光体の実使用時間と、前記経時変化テーブルに記録された経時変化の情報とをそれぞれ取得して、前記第１の経時蛍光特性と前記第２の経時蛍光特性とをそれぞれ算出し、前記補正テーブルを作成して、前記補正情報記憶部に記憶し、
前記補正テーブルと、前記第１の光源の照射光量とから前記第２の光源の必要な照射光量を求め、前記必要な照射光量に基づいて、前記第２の光源の照射光量を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記基準のホワイトバランスは、前記第２の光源からの照射を停止し、前記第１の光源の照射光量を最大とした場合の前記撮像画像信号のホワイトバランスである請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記第２の狭帯域光の波長帯域は、前記第１の狭帯域光の波長帯域よりも短波長側にある請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記第１の光源は、第１の波長が４４５±１０ｎｍの範囲にある青色レーザ光源であり、前記第２の光源は、第２の波長が４０５±１０ｎｍの範囲にある青紫色レーザ光源である請求項７に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記第２の狭帯域光の波長帯域は、前記第１の狭帯域光の波長帯域よりも長波長側にある請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記ホワイトバランスとして、前記撮像画像信号の緑色光成分と青色光成分との比であるＧ／Ｂ比を用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記照明光は、所定波長帯域の赤色光成分、緑色光成分及び青色光成分をそれぞれ含む疑似白色光である請求項１〜１０のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記波長検出手段は、
前記第１の狭帯域光の波長帯域に対応して光の透過率が波長に比例して変化する第１のフィルタ特性を備える第１のスロープ型ダイクロイックフィルタと、前記第２の狭帯域光の波長帯域に対応して光の透過率が波長に比例して変化する第２のフィルタ特性を備える第２のスロープ型ダイクロイックフィルタと、前記第１の狭帯域光及び第２の狭帯域光をそのまま透過させる透過部と、を有し、前記第１及び第２の狭帯域光の光路上にそれぞれを切り替えて設置可能な回転フィルタと、
前記回転フィルタの下流に設置され、照射された前記第１及び第２の狭帯域光の光量を検出する光量検出部と、
前記第１のフィルタ特性を記録した第１のテーブルと、前記第２のフィルタ特性を記録した第２のテーブルと、波長記憶部とを有し、前記光量検出部で検出された前記第１の狭帯域光の前記第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ透過後の光量と前記透過部透過後の光量とから前記第１の狭帯域光の前記第１のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率を算出し、算出された前記透過率と前記第１のテーブルとから、前記第１の狭帯域光の第１の波長を算出し、前記光量検出部で検出された前記第２の狭帯域光の前記第２のスロープ型ダイクロイックフィルタ透過後の光量と前記透過部透過後の光量とから前記第２の狭帯域光の前記第２のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率を算出し、算出された前記透過率と前記第２のテーブルとから、前記第２の狭帯域光の第２の波長を算出して、算出した前記第１の波長及び前記第２の波長を前記波長記憶部に記憶する波長算出部と、を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源等の励起光源から発せられる狭帯域波長の励起光と、励起光で励起されて蛍光体から発せられる蛍光光とを混合して白色照明光とする光源装置を備える内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置に用いられる光源装置として、例えば、発光ダイオードや半導体レーザダイオードを光源とした白色光源装置が開発されている。白色光源装置は、光源から発せられる励起光（例えば、青色レーザ光）で蛍光体を励起させて、緑色、黄色、赤色などの蛍光を生じさせ、励起光と蛍光光を混合することで白色光（疑似白色光）を作り出している。
【０００３】
内視鏡装置において、体腔内を照明する照明部の光源には、従来、キセノンランプやメタルハライドランプが用いられているが、内視鏡の更なる小型化、高輝度化、そしてコストダウンを推進するために、光源に発光ダイオードや半導体レーザダイオードなどの励起光源を用いた白色光源装置を採用する働きが活発になっている。
また、発光ダイオードや半導体レーザダイオードを用いた白色光源装置は、キセノンランプやメタルハライドランプに比べて発熱量が低く抑えられ、発熱による内視鏡の変化が抑えられるというメリットがある。
【０００４】
特許文献１では、前述のとおり励起光源を用いた白色光源装置において、励起光源における励起光の発振波長が白色光源装置間でばらつくと、蛍光体の発光光量が変化し、結果として最終的に出力される白色光の光量や色度が変化してしまうという問題がある。これに対して、特許文献１では、励起光源を駆動する駆動電流をパルスとして入力し、パルス数、パルス幅、パルス振幅及びデューティ比の少なくとも１つを変化させることで、発光光量を一定とし、白色光源装置間での白色光の色味を安定化させ、撮像画像のホワイトバランスを安定化させている。また、光量とは発光強度はもちろん、発光スペクトルも含む概念である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５６２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
白色光源装置に用いられる蛍光体は、励起光源からの発振波長及び発光強度の少なくとも１つが変化すると、蛍光特性が変化し、結果として最終的に出力される白色光の発光スペクトルが変化し、撮像画像のホワイトバランスが変化してしまうという問題がある。ここで、蛍光特性とは蛍光光の発光強度及び発光光量を含む蛍光体の特性をいう。
特に、撮像画像のホワイトバランスが、励起光量を最大とした場合を基準として設定されている場合には、励起光量を低下させることで、青味の足りない、診断に適さない光が照射されてしまう。また、励起光量とは、励起光の発光強度を含む概念であり、励起光とは、蛍光体を蛍光発光させる光をいう。
【０００７】
特許文献１に記載の方法は、白色光の積算光量及び色度を基準に常に適切な光量及び色度の照明光を得ることができ、励起光の発振波長（発光波長）の異なる白色光源装置間において、励起光の発振波長のばらつきによる白色光の積算光量及び色度を補正し、色味を安定化することで画像の見え方のばらつきを補正するために有効な方法である。しかし、特許文献１の方法では、例えば、パルス振幅を大きく変化させた場合に色度が大きく変化し、その色度の変化をパルス数及びパルス幅の変化によって修正することが困難である場合が多い（特許文献１、図１２等参照）。
つまり、励起光量を変えた途端に、その蛍光光の発光強度や発光光量が変化し、被写体へ照射される白色光の色度が変化し、撮像画像のホワイトバランスも変化してしまうため、被写体の距離や反射率に応じて励起光量を大きく変える必要がある内視鏡装置においては、うまく作用するとはいえない。
【０００８】
そして、前述の励起光量の変化に対する白色光の変化は、励起光の発光波長ごとに異なるため、市場において、白色光源装置と内視鏡との組み合わせを変えた場合に、その影響が特に顕著に現れる。
【０００９】
また、前述の蛍光体は、使用され、時間が経過することによって、その蛍光特性、特に発光強度が変化することが知られており、内視鏡製造時に測定された蛍光特性と、市場において使用されている内視鏡の蛍光特性とが異なっている場合がある。
このように蛍光特性が変化した蛍光体を備える内視鏡は、製造時に想定し得る励起光量によって撮像を行うと、前述と同様に白色光の発光スペクトルが変化しており、撮像画像のホワイトバランスが変化してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、第１の光源から発せられる第１の狭帯域光と、第１の狭帯域光で励起されて蛍光体から発せられる第１の蛍光光とを混合して照明光とする光源装置を備える内視鏡装置であって、たとえ、光源装置と内視鏡との組み合わせを変えたことで第１の狭帯域光の発光波長が変動したとしても、また、第１の狭帯域光の照射光量を変えたとしても、そして、蛍光体の蛍光特性が経時変化したとしても、撮像画像のホワイトバランスの変わらない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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、狭帯域化された第１の波長を持つ第１の狭帯域光を照射する第１の光源、前記第１の光源とは異なる、狭帯域化された第２の波長を持つ第２の狭帯域光を照射する第２の光源、及び前記第１の光源からの前記第１の狭帯域光の前記第１の波長を検出し記憶する波長検出手段を有し、前記第１の波長は、前記第１の光源の第１の中心発光波長に対して所定の変動範囲内に入るものである光源装置と、前記第１の狭帯域光の少なくとも一部を透過すると共に、励起光として機能する前記第１の狭帯域光によって励起されて、励起波長である前記第１の波長と異なる波長帯域の第１の蛍光光を発光し、前記第１の狭帯域光の照射光量及び前記第１の中心発光波長に対する前記励起波長の変動に応じて蛍光特性が変化し、また、その使用時間によって蛍光特性が経時変化する蛍光体、前記蛍光体の実使用時間を記憶する使用時間記憶部及び前記蛍光体の蛍光特性の経時変化を記録した経時変化テーブルを持ち、前記励起光の照射光量及び前記励起波長の変動に対して変化する前記蛍光体の第１の蛍光特性を記憶する蛍光特性記憶部、並びに、前記蛍光体を透過した前記励起光及び前記蛍光体で発光した前記第１の蛍光光を混合した光、又は前記励起光及び前記第１の蛍光光、並びに前記第２の狭帯域光が混合された光が照明光として照射された被写体からの、前記照明光の戻り光により撮像を行い、前記撮像画像信号を出力する撮像部、を有する内視鏡と、前記光源装置の前記波長検出手段から前記励起波長を読み出し、前記内視鏡の蛍光特性記憶部から、読み出された前記励起波長を持つ前記励起光の照射光量及び前記励起波長の変動に対する前記蛍光体の前記第１の蛍光特性を読み出し、また、前記使用時間記憶部から前記蛍光体の前記実使用時間を、前記経時変化テーブルから蛍光体の経時変化の情報をそれぞれ読み出して、前記実使用時間に対応する前記蛍光体の経時変化を算出し、算出された前記経時変化と読み出された前記第１蛍光特性とから第１の経時蛍光特性を算出し、算出された前記第１の経時蛍光特性から、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するように、前記第１の光源からの前記励起光の照射光量に対して付加される前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の照射光量を算出し、算出された前記第２の狭帯域光の照射光量となるように前記第２の光源を制御する制御部を有するプロセッサ装置と、を備えることを特徴とする内視鏡装置を提供する。
【００１２】
また、前記光源装置の前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の前記第２の波長は、前記第２の光源の第２の中心発光波長に対して所定の変動範囲内に入るものであり、前記波長検出手段は、さらに、前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の前記第２の波長を検出し記憶するものであり、前記蛍光体は、さらに、前記第２の狭帯域光の少なくとも一部を透過すると共に、前記第２の狭帯域光によって励起されて、前記第２の波長と異なる波長帯域の第２の蛍光光を発光し、前記第２の中心発光波長に対する前記第２の波長の変動に応じて蛍光特性が変化するものであり、前記蛍光特性記憶部は、さらに、前記第２の狭帯域光の前記第２の波長の変動に対して変化する前記蛍光体の第２の蛍光特性を記憶するものであり、前記内視鏡は、前記照明光として、前記励起光及び前記第１の蛍光光、並びに前記第２の狭帯域光及び前記第２の蛍光光が混合された光を用いるものであり、前記プロセッサ装置の前記制御部は、前記光源装置の前記光源情報記憶部から、さらに前記第２の波長を読み出し、前記内視鏡の蛍光特性記憶部から、さらに、読み出された前記第２の波長の変動に対する前記蛍光体の前記第２の蛍光特性を読み出し、前記算出された経時変化と前記読み出された第２蛍光特性から第２の経時蛍光特性を算出し、算出された前記蛍光体の前記第１及び第２の経時蛍光特性から、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するように、前記第１の光源からの前記第１の狭帯域光の照射光量に対して付加される前記第２の光源からの前記第２の狭帯域光の照射光量を算出し、算出された前記第２の狭帯域光の照射光量に前記第２の光源を制御するものであることが好ましい。
【００１３】
また、前記蛍光特性は、前記蛍光光の発光光量を含むことが好ましい。
【００１４】
さらに、前記プロセッサ装置は、前記第１の光源の照射光量と、前記撮像画像信号が基準のホワイトバランスを維持するために必要な前記第２の光源の照射光量との対応関係が記録された補正テーブルを記憶する補正情報記憶部を備え、前記光源装置、前記内視鏡、及び前記プロセッサ装置が市場において互いに接続され内視鏡装置が構成された際に、前記制御部は、前記光源装置の前記波長検出手段で検出され記憶された前記第１の波長及び前記第２の波長と、前記内視鏡の前記蛍光特性記憶部に記憶された前記蛍光体の前記第１の蛍光特性及び前記第２の蛍光特性とを取得し、また、前記使用時間記憶部に記憶された前記蛍光体の実使用時間と、前記経時変化テーブルに記録された経時変化の情報とをそれぞれ取得して、前記第１の経時蛍光特性と前記第２の経時蛍光特性とをそれぞれ算出し、前記補正テーブルを作成して、前記補正情報記憶部に記憶し、前記補正テーブルと、前記第１の光源の照射光量とから前記第２の光源の必要な照射光量を求め、前記必要な照射光量に基づいて、前記第２の光源の照射光量を制御することが好ましい。
【００１５】
また、前記基準のホワイトバランスは、前記第２の光源からの照射を停止し、前記第１の光源の照射光量を最大とした場合の前記撮像画像信号のホワイトバランスであることが好ましい。
【００１６】
また、前記第２の狭帯域光の波長帯域は、前記第１の狭帯域光の波長帯域よりも短波長側にあることが好ましく、前記第１の光源は、第１の波長が４４５±１０ｎｍの範囲にある青色レーザ光源であり、前記第２の光源は、第２の波長が４０５±１０ｎｍの範囲にある青紫色レーザ光源であることが好ましい。
【００１７】
また、前記第２の狭帯域光の波長帯域は、前記第１の狭帯域光の波長帯域よりも長波長側にあることが好ましい。
【００１８】
また、前記ホワイトバランスとして、前記撮像画像信号の緑色光成分と青色光成分との比であるＧ／Ｂ比を用いることが好ましい。
【００１９】
また、前記照明光は、所定波長帯域の赤色光成分、緑色光成分及び青色光成分をそれぞれ含む疑似白色光であることが好ましい。
【００２０】
また、前記波長検出手段は、前記第１の狭帯域光の波長帯域に対応して光の透過率が波長に比例して変化する第１のフィルタ特性を備える第１のスロープ型ダイクロイックフィルタと、前記第２の狭帯域光の波長帯域に対応して光の透過率が波長に比例して変化する第２のフィルタ特性を備える第２のスロープ型ダイクロイックフィルタと、前記第１の狭帯域光及び第２の狭帯域光をそのまま透過させる透過部と、を有し、前記第１及び第２の狭帯域光の光路上にそれぞれを切り替えて設置可能な回転フィルタと、前記回転フィルタの下流に設置され、照射された前記第１及び第２の狭帯域光の光量を検出する光量検出部と、前記第１のフィルタ特性を記録した第１のテーブルと、前記第２のフィルタ特性を記録した第２のテーブルと、波長記憶部とを有し、前記光量検出部で検出された前記第１の狭帯域光の前記第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ透過後の光量と前記透過部透過後の光量とから前記第１の狭帯域光の前記第１のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率を算出し、算出された前記透過率と前記第１のテーブルとから、前記第１の狭帯域光の第１の波長を算出し、前記光量検出部で検出された前記第２の狭帯域光の前記第２のスロープ型ダイクロイックフィルタ透過後の光量と前記透過部透過後の光量とから前記第２の狭帯域光の前記第２のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率を算出し、算出された前記透過率と前記第２のテーブルとから、前記第２の狭帯域光の第２の波長を算出して、算出した前記第１の波長及び前記第２の波長を前記波長記憶部に記憶する波長算出部と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内視鏡装置によれば、光源における励起光の発光波長が変わったとしても、また、蛍光体の励起光量を変化させたとしても、そして、蛍光体の蛍光特性が変化したとしても、色味の変わらない、ホワイトバランスが保たれた撮像画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る内視鏡装置の構成を示す外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置の青紫色レーザ光源からの青紫色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された第２の蛍光光の発光スペクトルの波長プロファイルを示すグラフであり、（Ｂ）は、本発明の青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された第１の蛍光光の発光スペクトルの波長プロファイルを示すグラフである。
【図４】図２に示す内視鏡装置の２種類のスロープ型ダイクロイックフィルタを有する回転フィルタの一実施例を示す模式図である。
【図５】図４に示す回転フィルタを構成する第１のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率と入射光である第１狭帯域光の発光波長の関係（第１のフィルタ特性）を示すグラフである。
【図６】図４に示す回転フィルタを構成する第２のスロープ型ダイクロイックフィルタの透過率と入射光である第２狭帯域光の発光波長の関係（第２のフィルタ特性）を示すグラフである。
【図７】図６に示すスロープ型ダイクロイックフィルタの実際のフィルタ特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、励起光量（青色レーザ光の照射光量）に対する追加レーザ光量（青紫色レーザ光の照射光量）を補正する補正テーブルの情報を算出する手順を定めたフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、撮像画像（信号）のホワイトバランスを算出することにより、蛍光体の蛍光特性を計測する場合の説明図である。
【図１０】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、励起光量と、蛍光体からの第１の蛍光光とを含む照明光のＧ／Ｂ比（Ｇ光成分／Ｂ光成分）との関係とを示すグラフであり、（Ｂ）は、励起波長の変動及び励起光量と、蛍光体からの第１の蛍光光とを含む照明光のＧ／Ｂ比（Ｇ光成分／Ｂ光成分）との関係とを示すグラフであり、（Ｃ）は、追加レーザ波長の変動及び追加レーザ光量と、蛍光体からの第２の蛍光光を含む照明光のＧ／Ｂ比との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、経時による蛍光特性（発光強度）の変化（経時変化テーブル）を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、経時による蛍光特性の変化を反映させた場合の、図１０（Ａ）〜（Ｃ）のグラフであり、（Ｄ）は、励起光量と、撮像画像（信号）を基準のホワイトバランスに維持するために必要な追加レーザ光量との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の内視鏡装置における蛍光特性の経時変化の算出を説明した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る内視鏡装置について、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の内視鏡装置の一例としての外観図であり、図２は、本発明の内視鏡装置の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の概念的なブロック図である。
図１、図２に示すように、本発明の実施形態に係る内視鏡装置１０は、内視鏡１１と、光源装置１２と、プロセッサ装置１３とを有する。プロセッサ装置１３には、画像情報等を表示する表示部１５と、入力操作を受け付ける入力部１７とが接続されている。内視鏡１１は、内視鏡挿入部１９の先端から照明光を照射する照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像素子２６（図２参照）を含む撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。
また、照明光とは、狭帯域光と、白色光とを問わず、内視鏡１１から被写体に向けて照射される光をいう。
【００２５】
また、内視鏡１１は、被写体内に挿入される可撓性の内視鏡挿入部１９と、内視鏡挿入部１９の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部２３と、内視鏡１１を光源装置１２及びプロセッサ装置１３に着脱自在に接続するコネクタ部２５Ａ、２５Ｂを備える。なお、図示はしないが、操作部２３及び内視鏡挿入部１９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。
【００２６】
内視鏡挿入部１９は、可撓性を持つ軟性部３１と、湾曲部３３と、先端部（以降、内視鏡先端とも呼称する）３５とから構成される。内視鏡先端３５には、図２に示すように、被観察領域へ照明光を照射する照射口２１と、被観察領域の画像情報を取得する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２６が配置されている。照射口２１の奥には、光源装置１２からの励起光を受けて蛍光発光する蛍光体２０が、光ファイバ１８の先端に配置され、撮像素子２６の受光面には対物レンズユニット２４が配置される。
【００２７】
また、図２に示すように、内視鏡１１は、撮像素子２６からの撮像画像の画像信号の信号処理系として、アナログ信号である撮像画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行うためのＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７と、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７でサンプリングと利得制御が行われたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄコンバータ）２８と、前述の蛍光体２０の蛍光特性を記憶した蛍光特性記憶部２９とを有する。蛍光特性記憶部２９は、使用時間記憶部６１と経時変化テーブル６３とを備える。使用時間記憶部６１は、使用の際に、プロセッサ装置１３から、蛍光体２０に光源装置１２から光が照射されていた時間の情報を得て、内視鏡１１の実使用時間を記憶するメモリであり、経時変化テーブル６３は、蛍光体２０の蛍光特性の経時変化を記憶するテーブルである。
内視鏡１１とプロセッサ装置１３とが接続されると、蛍光特性記憶部２９は、内視鏡１１ごとに固有の蛍光体２０の蛍光特性の情報、実使用時間の情報、及び経時変化テーブルの情報をプロセッサ装置１３へ出力する。また、Ａ／Ｄ変換器２８でＡ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、コネクタ部２５Ｂを介してプロセッサ装置１３の画像処理部５２に入力される。
【００２８】
湾曲部３３は、軟性部３１と先端部３５との間に設けられ、操作部２３に配置されたアングルノブ２２の回転動作により湾曲自在にされている。この湾曲部３３は、内視鏡１１が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端３５の照射口２１、及び撮像素子２６の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。また、図示は省略するが、内視鏡挿入部１９の照射口２１にはカバーガラスやレンズが配置される。
【００２９】
光源装置１２は、内視鏡先端３５の照射口２１に供給する照明光を発生し、プロセッサ装置１３は、撮像素子２６からの画像信号を画像処理する画像処理部５２を備える。光源装置１２は、コネクタ部２５Ａを介して、プロセッサ装置１３はコネクタ部２５Ｂを介して、それぞれ内視鏡１１と接続される。また、コネクタ部２５Ａ側には、回転フィルタ３７（図２参照）と光量検出部３９（図２参照）とを備える。
【００３０】
また、プロセッサ装置１３には前述の表示部１５と入力部１７とが接続されている。プロセッサ装置１３は、入力部１７や操作部２３からの指示に基づいて、内視鏡１１から伝送されてくる撮像信号を画像処理し、表示部１５へ表示用画像を生成して供給する。
【００３１】
図２に示すように、光源装置１２は、発光源として第１の光源である青色レーザ光源（ＬＤ１）４２と、第２の光源である青紫色レーザ光源（ＬＤ２）４４とを備える。具体的には、青色レーザ光源４２は、第１の狭帯域光として中心発光波長λ１（４４５ｎｍ）の青色レーザ光を照射するレーザダイオードであり、励起光源として内視鏡先端３５に設置された後述する蛍光体２０を蛍光発光させる励起光として作用する。青色レーザ光は、蛍光発光された第１の蛍光光と混合されて白色（疑似白色）の照射光として被写体へ照射される。
【００３２】
また、青紫色レーザ光源４４は、第２の狭帯域光として中心発光波長λ０（４０５ｎｍ）の青紫色レーザ光を照射するレーザダイオードであり、追加レーザ光源として前記照名光のＢ光成分（青色光成分）の不足を補う追加レーザ光として、照明光による被写体からの戻り光により撮像される撮像画像が基準のホワイトバランスを所定の範囲に維持するために照射される。
また、青紫色レーザ光源４４からの第２の狭帯域光もまた、その一部が、内視鏡先端３５に設置された後述する蛍光体２０を蛍光発光させる励起光として作用して、第２の蛍光光を発生させるが、その発光光量は、前述の第１の蛍光光に比べて１／２０程度である。第２の蛍光光もまた、照明光の一部として被写体に照射される。
【００３３】
実際の青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４は、個々の光源装置１２において、それらの理想とする中心発光波長λ１及びλ０から若干ずれていることが多い。よって、青色レーザ光源４２から照射される第１の狭帯域光の実際の波長を第１の波長とし、青紫色レーザ光源４４から照射される第２の狭帯域光の実際の波長を第２の波長とする。
また、第１の波長及び第２の波長のそれぞれの中心発光波長からのずれを変動とし、想定され得るずれの最大幅を所定の変動範囲として±Δλで表す。よって、前述の中心発光波長λ１及びλ０を用いると、第１の波長は、λ１±Δλの範囲にあり、第２の波長は、λ０±Δλの範囲にある。
【００３４】
青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４としては、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。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。
【００３５】
また、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４からの発光は、光源制御部４０により個別に制御されており、青色レーザ光源４２の照射光量と、青紫色レーザ光源４４の照射光量との光量比率は変更自在になっている。
【００３６】
これら青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４から照射される青色レーザ光及び青紫色レーザ光は、集光レンズ（図示省略）によりそれぞれ光ファイバ１８に入力され、合波器４６により合波され、コネクタ部２５Ａに伝送される。なお、これに限らず、合波器４６を用いずに、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４からのレーザ光を直接コネクタ部２５Ａに送出する構成であってもよい。
【００３７】
コネクタ部２５Ａに供給された第１の狭帯域光、及び第２の狭帯域光が合波された合波光は、光ファイバ１８を経由して、内視鏡１１の内視鏡先端３５まで伝送される。
【００３８】
光源装置１２の青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４は、製造時においても、それらの理想とする中心発光波長λ１及びλ０から若干ばらついており、また、時間が経つにつれ、さらにそれら発光波長がずれていくことが想定されている。
【００３９】
光源装置１２は、青色レーザ光源４２の発光波長である第１の波長及び青紫色レーザ光源４４の発光波長である第２の波長を検出するために、２種類のスロープ型ダイクロイックフィルタを有する回転フィルタ３７、光量検出部３９、及び波長算出部４７からなる波長検出手段を備える。
【００４０】
回転フィルタ３７は、図４に示すように、中心発光波長λ１の狭帯域光の透過を想定した第１のフィルタ特性を備える第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ（以下、第１のフィルタという）３７Ａ、中心波長λ０の狭帯域光の透過を想定した第２のフィルタ特性を備える第２のスロープ型ダイクロイックフィルタ（以下、第２のフィルタという）３７Ｂ、及び透過部３７Ｔの３種類に分かれ、光源制御部４０からの指示により回転手段４９によって回転され、３種類のフィルタを切り替えて使用される。
【００４１】
また、光量検出部３９は、青色レーザ光源４２から照射された第１の狭帯域光の光量であって、回転フィルタ３７の透過部３７Ｔを透過した場合の光量と、第１のフィルタ３７Ａを透過した場合の光量とをそれぞれ検出し、波長算出部４７へそれぞれ出力する。
また、青紫色レーザ光源４４の場合も同様に、第２の狭帯域光の光量であって、回転フィルタ３７の透過部３７Ｔを透過した場合の光量と、第２のフィルタ３７Ｂを透過した場合の光量とをそれぞれ検出し、波長算出部４７へそれぞれ出力する。
【００４２】
波長算出部４７は、第１のフィルタ特性を記録した第１のテーブル６５Ａ及び第２のフィルタ特性を記録した第２のテーブル６５Ｂを備え、回転フィルタ３７の透過部３７Ｔを透過した場合を透過率１００％として、第１のフィルタ３７Ａ及び第２のフィルタ３７Ｂ透過後の光量から透過率を求め、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４のそれぞれの発光波長を算出する。波長算出部４７で算出された青色レーザ光源４２の第１の波長及び青紫色レーザ光源４４の第２の波長の情報は、波長記憶部６７で記憶され、必要に応じてプロセッサ装置１３の制御部５０へ出力される。また、必要に応じて制御部５０の補正情報記憶部５４に記憶されてもよい。
【００４３】
第１のフィルタ３７Ａは、透過する第１の狭帯域光の発光波長に従って透過率が変化するフィルタである。第１のフィルタ特性を示す図５のグラフのとおり、第１のフィルタ３７Ａは、おおよそ発光波長４３５ｎｍから光を透過し始め、発光波長４５５ｎｍ以降で全ての光を透過する。
よって、第１の狭帯域光において、照射光量を一定とし、光量検出部３９において、第１のフィルタ３７Ａを透過した場合に検出される光量と、透過部３７Ｔを透過した場合（第１のフィルタ３７Ａを用いない場合）に検出される光量とから、波長算出部４７において、照射された第１の狭帯域光の透過率を算出することで、第１のフィルタ３７Ａを透過した第１の波長を算出することができる。
【００４４】
第２のフィルタ３７Ｂもまた、透過する第２の狭帯域光の発光波長に従って透過率が変化するフィルタである。第２のフィルタ特性を示す図６のグラフのとおり、第２のフィルタ３７Ｂは、おおよそ発光波長３９５ｎｍから光を透過し始め、発光波長４１５ｎｍ以降で全ての光を透過する。
また、前述の第１の狭帯域光の場合と同様にして、第２の狭帯域光の透過率を算出することで、第２のフィルタ３７Ｂを透過した第２の波長を算出することができる。
【００４５】
図５及び図６のグラフに示す前記第１及び第２のスロープ型ダイクロイックフィルタの特性は理想的なものであり、実際の特性は、図７に示すようなグラフとなる。
【００４６】
図７は、図５に示す４３５〜４５５ｎｍの波長帯域の光に対応した第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ３７Ａの実際の特性を示すグラフであり、図７よりこの第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ３７Ａが、４４５ｎｍ付近において略線形の特性を示すことが分かる。
【００４７】
また、これらスロープ型ダイクロイックフィルタのフィルタ特性が線形特性から外れた領域についても、スロープ型ダイクロイックフィルタの初期特性を事前に計測し、初期特性データを記憶し、波長を計測する際に、計測結果を前述の初期特性データに基づいて補正して使用すれば、その透過率特性からその狭帯域光の発光波長を求めることができる。
【００４８】
通常の内視鏡観察である通常観察モードにおいては、波長検出手段は用いられないが、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４の発光波長（中心発光波長λ１及びλ０からの変動±Δλ）を検出するキャリブレーションモードでは、これら波長検出手段が用いられる。キャリブレーションモードにおける光源装置１２の波長検出については簡単に後述する。
通常観察モードとキャリブレーションモードとは、図示しない光源装置１２の入力手段によって切り替えられる。
【００４９】
以下、簡単にキャリブレーションモードの説明を行う。
キャリブレーションモードにより、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４の発光波長λ１±Δλ及びλ０±Δλを検出することは、光源装置１２単独でできる。
【００５０】
まず、第１の狭帯域光の発光波長を求める場合について説明する。図示しない光源装置１２の入力部により、光源装置１２がキャリブレーションモードに設定されると、光源制御部４０からの指示により、回転フィルタ３７が回転手段４９によって回転され、第１のフィルタ３７Ａが、光量検出部３９の前に設置される。
【００５１】
次に、光源制御部４０からの指示により、第１の狭帯域光が照射され、第１のフィルタ３７Ａを透過して光量検出部３９により検出される。前述の光量検出部３９では、第１のフィルタ３７Ａを透過した第１の狭帯域光の光量が検出される。
【００５２】
次に、光源制御部４０からの指示により、回転フィルタ３７が回転手段４９によって回転され、透過部３７Ｔが、光量検出部３９の前に設置される。
前述と同様に、光量検出部３９では、透過部３７Ｔを透過した第１の狭帯域光の光量が検出される。
【００５３】
第１のフィルタ３７Ａを透過した場合の第１の狭帯域光の光量と、透過部３７Ｔを透過した場合の第１の狭帯域光の光量とが、それぞれ、波長算出部４７へ出力され、第１の狭帯域光の第１のフィルタ３７Ａの透過率が算出される。そして、波長算出部４７では、前述の透過率と第１のテーブル６５Ａとから第１の狭帯域光の発光波長である第１の波長が算出され、波長記憶部６７で記憶される。
【００５４】
なお、第２の狭帯域光の発光波長を求める場合についても、同様に第２のフィルタ３７Ｂが設置され、波長算出部４７において算出された透過率と第２のテーブル６５Ｂとから第２の狭帯域光の発光波長である第２の波長が算出され、同様に、波長記憶部６７で記憶される。
以上が、キャリブレーションモードによって、光源装置１２の波長検出手段により青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４の発光波長を検出する場合の動作である。
【００５５】
図２に示すように、内視鏡先端３５の光ファイバ１８の光照射端の対向する位置には、蛍光体２０が配置されている。この蛍光体２０は、波長変換部材として機能する。すなわち、光ファイバ１８から供給される青色レーザ光源４２からの青色レーザ光は、蛍光体２０を励起して蛍光光を発光させる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体２０を透過する。一方、青紫色レーザ光源４４からの青紫色レーザ光は、前述のとおり、蛍光体２０をほとんど励起させることなく透過する。
【００５６】
光ファイバ１８は、マルチモードファイバであり、一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なケーブルを使用できる。
【００５７】
蛍光体２０は、波長変換部材として機能し、前述のとおり、励起光として作用する狭帯域光を受けて蛍光光を発光する。蛍光体２０は、主に青色レーザ光のエネルギの一部を吸収して緑色〜黄色に蛍光発光する複数種の蛍光体を含んで構成される。蛍光体２０の具体例としては、例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等を含む蛍光体等が利用できる。従って、青色レーザ光を励起光とする緑色〜黄色の第１の蛍光光と、蛍光体２０により吸収されず透過した青色レーザ光とが合波された結果として、白色（疑似白色）の照明光が内視鏡先端３５の照射口２１から照射される。本実施形態のように、青色レーザ光源を励起光源として用いれば、高い発光効率で高い発光光量の白色光が得られ、更に、白色光の発光光量を容易に調整できる。
【００５８】
上記の蛍光体２０は、レーザ光の可干渉性により生じるスペックルに起因して、撮像の障害となるノイズの重畳や、動画像表示を行う際のちらつきの発生を防止できる。また、蛍光体２０は、蛍光体を構成する蛍光物質と、充填剤となる固定・固化用樹脂との屈折率差を考慮して、蛍光物質そのものと充填剤に対する粒径を、赤外域の光に対して吸収が小さく、かつ散乱が大きい材料で構成することが好ましい。これにより、赤色や赤外域の光
に対して光強度を落とすことなく散乱効果が高められ、凹レンズ等の光路変更手段が不要となり、光学的損失が小さくなる。
【００５９】
図３は、本実施形態における、青紫色レーザ光源４４からの青紫色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体２０により波長変換された第２の蛍光光の発光スペクトルである波長プロファイル（Ａ）と、青色レーザ光源４２からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体２０により波長変換された第１の蛍光光の発光スペクトルである波長プロファイル（Ｂ）とを示すグラフである。
【００６０】
青色レーザ光は、中心発光波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体２０からの第１の蛍光光は、概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域で発光強度が増大する分光強度分布となる。この第１の蛍光光と青色レーザ光とによるプロファイルＢによって、前述した白色光（疑似白色光）が形成される。
また、青紫色レーザ光は、中心発光波長４０５ｎｍの輝線で表され、青紫色レーザ光による蛍光体２０からの第２の蛍光光も、前述のとおり発光光量は第１の蛍光光の１／２０程度であるが、第１の蛍光光と略同等の波長帯域で発光強度が増大する分光強度分布となる。また、この第２の蛍光光と青紫色レーザ光とによるプロファイルＡは、前述のとおり第２の蛍光光の発光光量が少ないため、単独では略青紫色の光として照射される。
【００６１】
プロファイルＡ及びプロファイルＢからなる照明光は、被写体によって反射され、戻り光として撮像素子２６おいて撮像画像信号として検出される。
図３に示すように、プロファイルＡ及びプロファイルＢは、青紫色レーザ光及び青色レーザ光を主成分とするＢ光成分、第１の蛍光光及び第２の蛍光光の起伏中央部分を主成分とするＧ光成分、並びに前述の起伏の長波長側部分を主成分とするＲ光成分などに大きく分けられ、撮像画像信号として検出される。
【００６２】
そして、前述のとおり、撮像画像のホワイトバランスは、撮像素子２６の検出するこれらのＲ光成分、Ｇ光成分、及びＢ光成分の信号強度の比率である。よって、撮像画像において基準のホワイトバランスを維持するためには、撮像画像におけるＲ光成分、Ｇ光成分、及びＢ光成分の信号強度の比率を所定の範囲に維持する必要がある。
【００６３】
また、蛍光体２０において、励起光量に対する蛍光光の発光光量は、必ずしも一定ではなく、励起光量に応じて、蛍光体２０の蛍光特性が変化することがわかってきた。
ここで、励起光量とは、励起光の光量であり、励起光とは、第１の狭帯域光はもちろん、追加レーザ光として追加される第２の狭帯域光も含む概念であるが、本明細書においては、これ以降、第１の狭帯域光及びその光量を励起光及び励起光量とし、第２の狭帯域光及びその光量を追加レーザ光及び追加レーザ光量として、区別して記載する。
【００６４】
また、前述のとおり、励起光量によって撮像画像のホワイトバランスが変わるため、追加レーザ光を照射して撮像画像を基準のホワイトバランスに維持するためには、励起光量及び追加レーザ光量に対するホワイトバランスの変化の情報が必要となる。
よって、内視鏡１１において、励起光量及び追加レーザ光量に対して、白色板を撮像した際の撮像画像におけるホワイトバランスの変化をグラフとして算出し、それらグラフの情報を蛍光体２０の蛍光特性として記憶して、励起光量に対する追加レーザ光量の調整に利用する。
ここで、蛍光体２０の蛍光特性としては、発振波長ごとに大きく分けて、励起光に対する第１の蛍光特性と追加レーザ光に対する第２の蛍光特性とが考えられる。
【００６５】
なお、励起光量及び追加レーザ光量に対して、第１の蛍光光及び第２の蛍光光の波長プロファイルの形状はそれほど変化せず、蛍光体２０を励起する励起光及び追加レーザ光のＢ光成分に対して、主に第１の蛍光光及び第２の蛍光光であるＲ光成分とＧ光成分とは略一定の割合で変化するため、前述のホワイトバランスとして、Ｇ光成分とＢ光成分との信号強度の比率であるＧ／Ｂ比を用いることが可能である。
よって、本発明においては、励起光量及び追加レーザ光量に対するＧ／Ｂ比の変化をそれぞれグラフとして算出し、それらグラフの情報を第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性として記憶する。
【００６６】
また、前述のとおり励起光源及び追加レーザ光源の発光波長は、光源ごとに多少ばらついており、所定の変動範囲を持つ。よって、前述のとおり、励起光量及び追加レーザ光量に対する蛍光体２０の蛍光特性の変化を励起光量及び追加レーザ光量に対するＧ／Ｂ比の変化のグラフの情報として記憶するだけでは、この光源ごとの発光波長のばらつきに対応することができない。
【００６７】
そこで、前述のとおり、撮像画像において基準のホワイトバランスを維持するためには、内視鏡において、更に、励起光の中心発光波長λ１と変動範囲±Δλ及び追加レーザ光の中心発光波長λ０と変動範囲±Δλを考慮して、これらの変動範囲を含む発振波長ごとに、励起光量及び追加レーザ光量の変化に対するＧ／Ｂ比の変化をグラフとして算出し、更に、これらの波長変動の影響についても第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性として記憶しておく。これにより、励起光の第１の波長及び追加レーザ光の第２の波長がそれらの中心発光波長λ１及びλ０から最大±Δλ変動したとしても、対応することができる。
【００６８】
なお、変動範囲内にある全ての発光波長に対するＧ／Ｂ比の変化をグラフとして求めておくことは難しいが、最大変動±Δλの場合を求めておき、その間を補間演算することで変動範囲内の発光波長に対するＧ／Ｂ比の変化のグラフを算出することができる。
【００６９】
また、本明細書でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含むものとする。
【００７０】
この内視鏡装置１０では、プロファイルＡとプロファイルＢとの光量を光源制御部４０により相対的に増減制御することで、プロファイルＡ及びＢの混合比率に応じて特性の異なる照明光を得ることができる。
なお、前述のとおり、２つのレーザ光を合波しない場合には、内視鏡１１は、内視鏡先端３５に、図示しないが、照射口を２つ持ち、一方の照射口は先端部に蛍光体２０を備え、青色レーザ光と蛍光光とからなる疑似白色光を、もう一方の照射口は先端部に蛍光体を備えず、そのまま青紫色レーザ光を照射する構成であってもよい。
【００７１】
なお、内視鏡１１の蛍光体２０は、使用時間によってその蛍光特性が経時変化することが知られている。よって、前述の第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性は、使用時間による変化を加味した上で算出されるべきである。
【００７２】
内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９は、前述のとおり、励起光の照射時間を記憶する使用時間記憶部６１と、蛍光体２０の蛍光特性の使用時間に対する変化を記憶した経時変化テーブル６３とを備える。経時変化テーブル６３は、図１１に示すとおり、蛍光体２０の実使用時間（励起光の照射時間）と、発光強度の変化とを記憶したテーブルである。
【００７３】
再び図２に戻り説明する。前述のように、励起光、蛍光体２０からの第１の蛍光光、追加レーザ光、及び蛍光体２０からの第２の蛍光光からなる照明光は、内視鏡１１の先端部３５から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子を対物レンズユニット２４により撮像素子２６の受光面上に結像させて撮像する。
【００７４】
撮像後に撮像素子２６から出力される撮像画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７によってサンプリングと利得制御が行われた後、Ａ／Ｄ変換器２８に伝送されてデジタル信号に変換され、コネクタ部２５Ｂを介してプロセッサ装置１３に入力される。
【００７５】
プロセッサ装置１３は、光源制御部４０を通じて光源装置１２を制御する制御部５０と、前述の制御部５０に接続される、画像処理部５２と、補正情報記憶部５４とを有する。前述のとおり、光源装置１２とプロセッサ装置１３とが接続されると、光源装置１２の青色レーザ光源４２の発光波長である第１の波長及び青紫色レーザ光源４４の発光波長である第２の波長の情報がプロセッサ装置１３の制御部５０へ出力される。
【００７６】
そして、内視鏡１１がプロセッサ装置１３に接続されると、制御部５０は、前述の青色レーザ光源４２の第１の波長及び青紫色レーザ光源４４の第２の波長の情報を元に、内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９が備える第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性を取得する。
その際に、制御部５０は、第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性の取得と同時に、蛍光特性記憶部２９の使用時間記憶部６１から、内視鏡１１の実使用時間の情報と、経時変化テーブル６３の経時変化の情報を取得する。
【００７７】
制御部５０では、前述の使用時間記憶部６１に記憶された実使用時間の情報と、経時変化テーブル６３の経時変化の情報とから、実使用時間に対する蛍光体２０の蛍光特性の経時変化、つまりは発光強度の変化を算出し、算出した発光強度の変化を、前述の第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性に反映させることで、経時変化を考慮した第１の経時蛍光特性及び第２の経時蛍光特性を算出する。第１の経時蛍光特性及び第２の経時蛍光特性の詳細については後述する。
【００７８】
さらに、制御部５０は、青色レーザ光源４２からの励起光量が変化しても撮像画像が基準のホワイトバランスを維持するように、画像処理部５２における撮像画像情報又はＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７からの撮像画像信号よりホワイトバランスの調整に必要な青紫色レーザ光原４４からの追加レーザ光量を算出する。励起光量の変化に対する追加レーザ光量の算出の詳細については後述する。
算出された励起光量と追加レーザ光量との関係は、予め補正テーブル５６として補正情報記憶部５４で記憶され、光源制御部４０を通して青紫色レーザ光源４４の制御に用いられる。
【００７９】
また、光源制御部４０は、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４における駆動電流を制御することで、それらの照射光量を制御する。そのため、補正情報記憶部５４には、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４に対する駆動電流とその照射光量との関係も情報として予め記憶されている。そして、制御部５０は、これら照射光量に必要な駆動電流の情報を算出し、それら駆動電流の情報を光源制御部４０へ出力し、光源制御部４０が、それぞれの光源に流れる駆動電流を制御することで、それらの照射光量を制御している。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換器２８から出力された撮像画像信号は、前述の画像処理部５２に入力される。画像処理部５２では、入力されたデジタル画像信号を画像データに変換して適切な画像処理を行い、所望の出力用画像情報を生成する。生成された出力用画像情報は、入力装置１７及び操作部２３等の指示により、制御部５０を通じて表示部１５へ出力される。
以上が、本発明の実施形態に係る内視鏡装置の構成である。
【００８１】
次に、本発明の内視鏡装置１０において、青色レーザ光源４２からの励起光量と、撮像画像信号のホワイトバランスを基準の値に保つための青紫色レーザ光源４４からの追加レーザ光量との関係示す補正テーブル５６を作成し、補正情報記憶部５４へ記憶する動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。
また、これ以降、原則としてはホワイトバランスをＧ／Ｂ比として実施形態の説明を行う。
【００８２】
まず、始めに、内視鏡１１が基準光源装置とプロセッサ装置１３とに接続される（Ｓ１０）。次に、図９に示すように、内視鏡先端３５を白色板に対向する形で設置し、青色レーザ光源４２より、励起光を照射する（Ｓ１２）。そして、基準光源装置を操作して、青色レーザ光源４２の発光波長を中心発光波長λ１（例えば、４４５ｎｍ）に調整する（Ｓ１４）。前述のとおり、基準光源装置は、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４の発光波長を所定量、任意にずらすことが可能な光源装置である。
【００８３】
青色レーザ光源４２の発光波長をλ１に調整した後、その出力（駆動電流値）を最大として、励起光及び蛍光光の混合した照明光を白色板に対して照射し、その戻り光を撮像素子２６により撮像する。撮像素子２６は、撮像画像信号（撮像画像情報）を出力する（Ｓ１６）。
【００８４】
撮像素子２６により撮像された撮像画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７によって相関二重サンプリングされて撮像素子２６におけるリセット雑音やアンプ雑音が除去され、Ａ／Ｄ変換器２８によって、アナログ撮像画像信号をデジタル撮像画像信号として変換され、画像処理部５２へ出力される。
そして、画像処理部５２では、例えば、その撮像画像信号をＲ光成分、Ｇ光成分、及びＢ光成分の３つの成分に分離し、また、出力部１５において表示する表示用画像信号を生成する。制御部５０は、画像処理部５２において分離されたＲ光成分、Ｇ光成分、及びＢ光成分それぞれの信号値の比率を算出し、撮像素子２６における基準のホワイトバランスとして算出する。また、前述のとおり、基準のホワイトバランスは、基準のＧ／Ｂ比でもよく、本発明の実施形態においては、ホワイトバランスとしてＧ／Ｂ比を用いている。また、撮像画像のＧ／Ｂ比は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７において算出されてもよい（Ｓ１８）。
そして、青色レーザ光源４２の発光波長が中心発光波長λ１の際に算出される前述のＧ／Ｂ比を撮像素子２６における基準のＧ／Ｂ比として、内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９へ記憶する。（Ｓ２０）。
【００８５】
次に、光源制御部４０を操作して、励起光量を徐々に低下させる。励起光量が低下すると、蛍光体２０において励起光量に対する発光光量の比率は一定ではないため、撮像画像のホワイトバランスが変化する。前述のとおり、実際には、励起光量を低下させると、蛍光体２０を透過する励起光の割合が減少し、Ｂ光成分の光量が不足する。
具体的には、青色レーザ光源４２を駆動する駆動電流値に対して、画像処理部５２で算出される撮像画像信号のホワイトバランスの変化、ここではＧ／Ｂ比の変化を制御部５０においてグラフとして算出し、前述と同様に内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９で記憶する。前述のとおり、Ｂ光成分に対するＧ光成分及びＲ光成分の比率は変わらないため、ここではホワイトバランスとしてＧ／Ｂ比を用いている。
よって、蛍光特性記憶部２９には、その内視鏡１１固有の蛍光体２０の特性として、励起光量の減少に従って、Ｇ／Ｂ比が大きくなる様子を示す図１０（Ａ）のグラフの情報が記憶される（Ｓ２２）。
【００８６】
次に、基準光源装置により、青色レーザ光源４２からの励起光の発光波長を中心発光波長λ１から短波長側にΔλ（例えば、１０ｎｍ）だけずらすように調整する。ここでいう波長の変動Δλは、前述のとおり、光源装置１２の青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４の所定の変動範囲内において想定され得る最大のずれ幅である（Ｓ２４）。
青色レーザ光源４２からの励起光の発光波長をλ１−Δλとして、前述のステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２２を繰り返す。これによって、図１０（Ｂ）に示す発光波長がλ１−Δλの場合の青色レーザ光源４２の励起光量の減少に従ってＧ／Ｂ比が変化するグラフが算出され、その情報が蛍光特性記憶部２９に記憶される（Ｓ２６）。
【００８７】
次に、基準光源装置により、青色レーザ光源４２からの励起光の発光波長を中心発光波長λ１から長波長側にΔλ（例えば、１０ｎｍ）だけずらすように調整する（Ｓ２８）。
青色レーザ光源４２からの励起光の発光波長をλ１＋Δλとして、前述と同様にステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２２を繰り返す。これによって、図１０（Ｂ）に示す発光波長がλ１＋Δλの場合の青色レーザ光源４２の励起光量の減少に従ってＧ／Ｂ比が変化するグラフが算出され、その情報が蛍光特性記憶部２９に記憶される（Ｓ３０）。
【００８８】
また、追加レーザ光源として動作する青紫色レーザ光源４４についても、前述と同様の処理を行う。
基準光源装置を操作して、青紫色レーザ光源４４の発光波長を中心発光波長λ０（例えば、４０５ｎｍ）に調整して、ステップＳ２０を除き、ステップＳ１６〜Ｓ２８までを繰り返す（Ｓ３２）。
このステップＳ３２により、青色レーザ光源４２の場合と同様、図１０（Ｃ）に示すように、青紫色レーザ光源４４の発光波長を中心発光波長λ０とした場合、λ０−Δλとした場合、λ０＋Δλとした場合のそれぞれについて、青紫色レーザ光源４４からの追加レーザ光量の減少に従ってＧ／Ｂ比が変化するグラフが算出され、その情報が蛍光特性記憶部２９に記憶される。
【００８９】
蛍光特性記憶部２９は、図４のステップＳ１０〜Ｓ３２により、基準のＧ／Ｂ比の情報と、内視鏡１１固有の蛍光体２０の第１の蛍光特性としての青色レーザ光源４２に対する図１０（Ｂ）の情報と、第２の蛍光特性としての青紫色レーザ光源４４に対する図１０（Ｃ）の情報とを記憶したこととなる。
【００９０】
また、蛍光特性記憶部２９は、内視鏡１１の実使用時間、すなわち、蛍光体２０に励起光が照射されていた時間を記憶する使用時間記憶部６１と、蛍光体２０の蛍光特性の経時変化について記憶した経時変化テーブル６３とを備える。
経時変化テーブル６３は、図１１に示すとおり、横軸に使用時間を、縦軸に蛍光特性比として、当初の蛍光体２０の発光強度に対する経時の蛍光体２０の発光強度の比を縦軸に、採ったものである。従って、使用時間が経過するにつれて蛍光特性比（発光強度比）が、１．０から徐々に低下する。また、蛍光特性の経時変化は、図１１のグラフからも明らかなように、ある使用時間まではゆっくりと進み、ある使用時間を過ぎると急速に進むことが分かる。なお、具体的には、Ｇ光の帯域の発光強度から発光強度比を求めている。
【００９１】
蛍光特性記憶部２９にその内視鏡固有の蛍光体２０の第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性を記憶した内視鏡１１は、市場に出て、青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４それぞれの発光波長が若干ばらついた光源装置１２と接続される（Ｓ３４）。光源装置１２の青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４それぞれの発光波長のばらつきは、その光源装置固有のものであり、個々の光源装置によって異なる。
【００９２】
内視鏡１１、光源装置１２、及びプロセッサ装置１３が互いに接続されると、プロセッサ装置１３の制御部５０は、光源装置１２の青色レーザ光源４２及び青紫色レーザ光源４４のそれぞれの発光波長の情報を波長算出部４７の波長記憶部６７より取得し、内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９より、基準のＧ／Ｂ比の情報と、それら発光波長の情報に対応する第１の蛍光特性及び第２の蛍光特性とを取得し、また、使用時間記憶部６１より、蛍光体２０の実使用時間の情報を、経時変化テーブル６３より、蛍光体２０の経時変化の情報をそれぞれ取得する。
【００９３】
そして、制御部５０は、前述の蛍光体２０の実使用時間の情報と、蛍光体２０の経時変化の情報とから、蛍光体２０の経時変化を算出し、経時変化を考慮した第１の経時蛍光特性及び第２の経時蛍光特性を算出する。
【００９４】
図１２（Ａ）に示すグラフは、青色レーザ光源４２の発光波長が中心発光波長である場合の第１の蛍光特性のグラフである。点線が経時変化前の第１の蛍光特性であり、実線が経時変化を反映させた第１の経時蛍光特性である。点線は、図１０（Ａ）に示す蛍光特性と同じグラフである。図１２（Ａ）のグラフより、使用時間が経過するにつれて蛍光特性が徐々に水平に寝てくる様子が分かる。
【００９５】
制御部５０は、具体的には、図１０（Ｂ）のグラフに示す第１の蛍光特性に対して経時変化の情報を反映させて、図１２（Ｂ）のグラフに示す第１の経時蛍光特性を算出し、図１０（Ｃ）のグラフに示す第２の蛍光特性に対して経時変化の情報を反映させて、図１２（Ｃ）のグラフに示す第２の経時蛍光特性を算出する（Ｓ３６）。図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）のグラフは、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）のグラフに比べて、傾きが徐々に水平に寝てきている。つまり、使用時間が経過するにつれて蛍光体２０が蛍光光を徐々に発光しなくなるのがわかる。
【００９６】
そして、算出された第１の経時蛍光特性である図１２（Ｂ）の励起光量とＧ／Ｂ比との関係と、算出された第２の経時蛍光特性である図１２（Ｃ）の追加レーザ光量とＧ／Ｂ比との関係から、励起光量と、励起光量の低下に伴って変化したＧ／Ｂ比を補うために必要な追加レーザ光量を、図１２（Ｄ）の実線のグラフが示す補正テーブル５６として算出し、補正情報記憶部５４に記憶する（Ｓ３６）。なお、図１２（Ｄ）の点線は蛍光体２０の経時変化を反映させる前の補正テーブル５６のグラフである。
【００９７】
よって、本発明の実施形態に係る内視鏡装置１０においては、内視鏡１１が市場においてどのような光源装置１２と接続されようとも、青色レーザ光源４２の照射光量と、前述の補正テーブル５６とから、青紫色レーザ光源４４の照射光量を決定し、決定した照射光量に基づいて青紫色レーザ光源４４から追加レーザ光を追加して照射することで、Ｇ／Ｂ比が維持され、基準のホワイトバランスが維持された撮像画像を撮像することができる。
【００９８】
次に、本発明の実施形態に係る内視鏡装置において、被写体を撮像する際の動作について簡単に説明する。
【００９９】
まず、始めに、被検体内に内視鏡挿入部１９が挿入され、青色レーザ光源４２から励起光が照射され、内視鏡先端３５の蛍光体２０を励起し、被写体に向けて白色光を照射される。例えば、操作者によって、内視鏡先端３５と被写体との距離が調整され、距離に応じて励起光量が調整されると、制御部５０は、励起光量と、補正情報記憶部５４に記憶された前述の補正テーブル５６とから、追加レーザ光量を算出し、青紫色レーザ光源４４から、所定量の追加レーザ光を照射する。算出された追加レーザ光量を照射することで、内視鏡装置１０は、撮像画像のＧ／Ｂ比が基準の値に保たれた撮像画像を取得することができる。
【０１００】
なお、本発明の実施形態においては、前述の白色光を用いた通常観察の他に、特殊光観察を行うことができる。具体的には、第２の光源である青紫色レーザ光源４４からの追加レーザ光の照射光量を前述の通常観察時よりも所定量増加させることで、撮像画像を暗くすることなく被写体表面に存在する表層血管を強調した、表層血管強調画像を取得することができる。
【０１０１】
また、本発明の実施形態においては、第２の光源からの光である追加レーザ光の波長帯域が、第１の光源からの光である励起光の波長帯域よりも短波長側にある場合について説明したが、追加レーザ光の波長帯域が、励起光の波長帯域よりも長波長側にあってもよい。この場合には、例えば、追加レーザ光自体がＧ光成分の光であれば、照明光において、撮像画像の明るさ（輝度値）や演色性に影響の大きいＧ光成分の光量が増加するため、撮像画像の明るさや演色性を向上させることができる。
【０１０２】
また、本発明の実施形態においては、追加レーザ光を照射する代わりに、制御部５０が、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路２７を直接制御し、そのホワイトバランスゲインを調整してもよい。
青色レーザ光源４２からの励起光量と、撮像画像の基準のＧ／Ｂ比を維持するために撮像画像信号におけるＢ光成分（Ｂ光画像信号）に乗じられるゲイン（Ｂゲイン）との関係示す補正テーブルを作成し、補正テーブルに基づいて、撮像素子２６により出力される撮像画像信号に前述のＢゲインを乗じることで、Ｇ／Ｂ比が維持され、基準のホワイトバランスが維持された撮像画像を撮像することができる。
【０１０３】
以上が本発明の実施形態に係る内視鏡装置である。
【０１０４】
また、前述の実施形態においては、内視鏡１１が、蛍光特性記憶部２９に経時変化テーブル６３を備え、使用時間記憶部６１に記憶された内視鏡１１の実使用時間に応じて蛍光体２０の蛍光特性を補正しているが、実使用時間及び経時変化テーブル６３によらず、市場において蛍光体２０の経時変化を直接測定してもよい。
【０１０５】
具体的には、まず、市場において、光源装置１２と内視鏡１１とを接続し、また、プロセッサ装置１３をそれぞれに接続して、図８に示す、前述の実施形態のステップＳ１２〜ステップＳ２２に基づいて現在の内視鏡装置１０の経時蛍光特性（励起光量の変化に対するＧ／Ｂ比の変化（図１３の（１）参照））を計測する。
【０１０６】
次に、前述の実施形態の場合と同様に、光源装置１２において、キャリブレーションモードを用いて光源装置１２の波長の変動量を検出し、制御部５０は、その波長の変動量に基づいて、蛍光特性記憶部２９に記憶された、蛍光体２０が経時変化していない場合の蛍光特性（励起光量の変化に対するＧ／Ｂ比の変化（図１３の（２）参照））を算出する。
【０１０７】
次に、制御部５０では、現在の内視鏡装置１０の経時蛍光特性（図１３の（１）参照）と、蛍光体２０が経時変化していない場合の蛍光特性（図１３の（２）参照）とを取得して、それらの差分から蛍光体２０の蛍光特性の経時変化を算出する。図１３の（１）のグラフと（２）のグラフとの差分こそが蛍光体２０の蛍光特性の経時変化である。
【０１０８】
以上のように算出された蛍光特性の経時変化の情報は、内視鏡１１の蛍光特性記憶部２９に記憶されて、励起光源の場合はもちろん、前述の実施形態の場合と同様、追加レーザ光源からの追加レーザ光量に対するＧ／Ｂ比の算出にも用いられる。
また、算出された蛍光特性の経時変化の情報と経時変化テーブル６３とから使用時間記憶部６１に記憶された内視鏡１１の実使用時間の修正を行ってもよい。
【０１０９】
なお、図１３においても、蛍光特性の経時変化は、Ｇ／Ｂ比で説明されているが、前述の実施形態と同様、実際には、Ｒ光成分、Ｇ光成分及びＢ光成分の全てに影響する。よって、撮像画像信号のＲＧＢ成分のゲインを調整して補正を行う場合は、前述と同様、Ｒ光成分、Ｇ光成分及びＢ光成分のそれぞれに対して重み付けを変える必要がある。
【０１１０】
以上、本発明の内視鏡装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  内視鏡装置
１１  内視鏡
１２  光源装置
１３  プロセッサ装置
１５  表示部
１７  入力部
１８  光ファイバ
１９  内視鏡挿入部
２０  蛍光体
２１  照射口
２２  アングルノブ
２３  操作部
２４  対物レンズユニット
２５Ａ、２５Ｂ  コネクタ部
２６  撮像素子
２７  ＣＤＳ・ＡＧＣ回路
２８  Ａ／Ｄ変換器
２９  蛍光特性記憶部
３１  軟性部
３３  湾曲部
３５  先端部（内視鏡先端）
３７  回転フィルタ
３７Ａ  第１のスロープ型ダイクロイックフィルタ（第１のフィルタ）
３７Ｂ  第２のスロープ型ダイクロイックフィルタ（第２のフィルタ）
３７Ｔ  透過部
３９  光量検出部
４０  光源制御部
４２  青色レーザ光源（励起光源）
４４  青紫色レーザ光源（追加レーザ光源）
４６  合波器
４７  波長算出部
４９  回転手段
５０  制御部
５２  画像処理部
５４  補正情報記憶部
５６  補正テーブル
６１  使用時間記憶部
６３  経時変化テーブル
６５Ａ  第１のテーブル
６５Ｂ  第２のテーブル
６７  波長記憶部
【図１】
0005560215.tif 000002
【図２】
0005560215.tif 000003
【図３】
0005560215.tif 000004
【図４】
0005560215.tif 000005
【図５】
0005560215.tif 000006
【図６】
0005560215.tif 000007
【図７】
0005560215.tif 000008
【図８】
0005560215.tif 000009
【図９】
0005560215.tif 000010
【図１０】
0005560215.tif 000011
【図１１】
0005560215.tif 000012
【図１２】
0005560215.tif 000013
【図１３】
0005560215.tif 000014