(57)【要約】【課題】青色光を発する半導体光源と蛍光体の組み合わせにより白色光を発する光源部を有する光源装置において、正確な色バランスの補正、光量制御の簡便化、及び被写体の表面形状の視認性の向上を可能にする。【解決手段】光源部３０は、青色光Ｂを発する発光ダイオードと青色光によって励起されてＧ成分及びＲ成分を含む蛍光ＦＬを発する蛍光体を有し、白色光を発する。光源部３０は青色光を発する発光ダイオードである。光源部３０の青色光Ｂはダイクロイックミラー７１でカットされる。ダイクロイックミラー７１、７２の作用によって、光源部３０の蛍光ＦＬと光源部３１の青色光Ｂが混合されて白色光が生成される。光源部３０、３１は、光源部３０の蛍光ＦＬと光源部３０の青色光Ｂの光量比が一定になるように制御される。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に白色光を供給する光源装置において、
半導体で構成され第１青色光を発する第１半導体光源と、前記青色光によって励起されて緑色成分及び赤色成分を含む蛍光を発する蛍光体とを有し、前記蛍光体を透過した前記第１青色光と前記蛍光とが混合された白色光を出射する第１光源部と、
前記白色光の光路上に配置され、前記蛍光体を透過した前記第１青色光をカットする青色光カットフイルタと、
第２青色光を発する第２半導体光源を有する第２光源部と、
前記青色光カットフイルタの後段において、前記第２青色光と前記蛍光とを混合して、白色光を生成する光混合部と、
前記第１及び第２光源部のそれぞれの光量を制御する光源制御部とを、
備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記内視鏡は、複数本の光ファイバを束ねたファイババンドルで構成されたライトガイドを有しており、前記照明光は前記ライトガイドに供給されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１半導体光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
生体組織内の血管情報観察を行うための特殊光を発する特殊光光源部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記血管情報観察において、前記特殊光に加えて、前記第２光源部が発する青色光及び前記第１光源部が発する蛍光が利用されることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光混合部で生成される前記白色光の光量を制御することにより前記内視鏡で撮影される画像の明るさを制御する露出制御において、前記光源制御部は、前記蛍光と前記第２青色光の光量比を一定に保ちながら、前記第１及び第２光源部のそれぞれの駆動電力を増減させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源制御部は、前記第１光源部を駆動するための駆動電力値と、前記蛍光の光量との対応関係に基づいて、前記第２光源部による前記青色光の光量を制御することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１及び第２光源部の光量を検知して光量信号を出力する光量センサを備えており、
前記光源制御部は、前記光量信号に基づいて、前記第１及び第２光源部の光量を制御することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光混合部は、前記第１青色光を反射し、前記蛍光を透過させる透過特性を有するダイクロイックミラーを有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記ダイクロイックミラーは、前記青色光カットフイルタを兼用することを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１光源部及び前記第２光源部のそれぞれが発する光の発散角を補正する発散角補正部を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
内視鏡と、前記内視鏡に照明光を供給する光源装置とを備えた内視鏡システムにおいて、
前記光源装置は、
半導体で構成され第１青色光を発する第１半導体光源と、前記青色光によって励起されて緑色成分及び赤色成分を含む蛍光を発する蛍光体とを有し、前記蛍光体を透過した前記第１青色光と前記蛍光とが混合された白色光を出射する第１光源部と、
前記白色光の光路上に配置され、前記蛍光体を透過した前記第１青色光をカットする青色光カットフイルタと、
第２青色光を発する第２半導体光源を有する第２光源部と、
前記青色光カットフイルタの後段において、前記第２青色光と前記蛍光とを混合して、白色光を生成する光混合部と、
前記第１及び第２光源部のそれぞれの光量を制御する光源制御部とを、
備えていることを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に照明光を供給する光源装置、及びこれを用いた内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、内視鏡システムを用いた内視鏡診断が普及している。内視鏡システムは、内視鏡と、内視鏡に照明光を供給するための光源装置と、内視鏡が出力する画像信号を処理するプロセッサ装置とを備えている。内視鏡は生体内に挿入される挿入部を有し、挿入部の先端には、観察部位（被写体）に照明光を照射する照明窓と、観察部位を撮影するための観察窓が配されている。内視鏡には、光ファイバをバンドル化したファイババンドルからなるライトガイドが内蔵されている。ライトガイドは、光源装置から供給された照明光を照明窓に導光する。観察窓の奥にはＣＣＤ等の撮像素子が配されている。照明光が照射された観察部位は撮像素子で撮像され、撮像素子が出力する画像信号に基づいてプロセッサ装置で観察用の表示画像が生成される。表示画像がモニタに表示されることで、生体内の観察が行われる。
【０００３】
従来、光源装置には、白色光を発するキセノンランプやハロゲンランプが光源として使用されてきたが、最近では、これらに代えて、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の半導体で構成された半導体光源と、半導体光源が発する光により励起されて蛍光を発する蛍光体とを組み合わせて白色光を生成する光源部を用いるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、青色光を発する青色半導体光源と、青色光によって励起され、緑色光及び赤色光の波長域を含む黄色の蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた光源部が記載されている。青色光は、一部が蛍光体の励起に使用され、残りは蛍光体を透過する。光源部は、蛍光体を透過する青色光と、蛍光体が励起発光する黄色の蛍光の混合により白色光を発する。
【０００５】
また、特許文献１では、蛍光体は発熱により蛍光の緑色の光量が低下するため、蛍光体の発熱によって、白色光に含まれる青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の各色のバランスが崩れてしまうという問題が指摘されている。特許文献１には、その問題の解決策として、緑色光の光量低下を補償するために緑色光を発する緑色半導体光源を補助光源として追加する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０７５５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、青色半導体光源と蛍光体を組み合わせた光源部に、緑色半導体光源を補助光源として追加する、特許文献１に記載の方法は、以下に示す問題が懸念されるため、改良の余地があった。
【０００８】
第１に、蛍光体の発熱により緑色光だけでなく赤色光も低下するため、緑色半導体光源を補助光源に追加するだけでは、赤色光の光量低下を補償できない。そのため、特許文献１に記載の方法は、白色光に関してより正確な色バランスを求める場合には不十分である。
【０００９】
第２に、青色半導体光源と蛍光体を組み合わせた光源部は、青色半導体光源による青色光によって蛍光が励起されるため、青色光の光量を変化させると、蛍光（緑色光及び赤色光）の光量も変化してしまい、青色光の光量を蛍光から独立して変化させることができない。より正確な色バランスを実現する場合には、青色半導体光源による青色光と、蛍光体による蛍光のそれぞれの光量を独立して制御できないと、光量制御が複雑になるといった問題が生じるため不利である。
【００１０】
本出願人の実験によれば、蛍光体は温度が高い領域では緑色光や赤色光の蛍光の光量が低下することに加えて、蛍光体を透過する青色光の透過率が上昇し、緑色光や赤色光と反対に青色光の光量が上昇することがわかっている。このように、蛍光体の発熱の影響は、蛍光だけでなく青色半導体光源による青色光にも及ぶため、青色光と蛍光のそれぞれの光量の独立制御への要望は強い。
【００１１】
第３に、特許文献１に記載されているとおり、緑色半導体光源による緑色光の波長域は、蛍光体による緑色光の波長域と比較して非常に狭い。実験によれば、緑色光を狭帯域化すると、粘膜表面の凹凸など被写体の表面形状の視認性が低下することが分かっている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、正確な色バランスの補正、光量制御の簡便化、及び被写体の表面形状の視認性の向上が可能な内視鏡用の光源装置及び内視鏡システム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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の光源装置は、内視鏡に白色光を供給する光源装置において、半導体で構成され第１青色光を発する第１半導体光源と、青色光によって励起されて緑色成分及び赤色成分を含む蛍光を発する蛍光体とを有し、蛍光体を透過した第１青色光と蛍光とが混合された白色光を出射する第１光源部と、白色光の光路上に配置され、蛍光体を透過した第１青色光をカットする青色光カットフイルタと、第２青色光を発する第２半導体光源を有する第２光源部と、青色光カットフイルタの後段において、第２青色光と蛍光とを混合して、白色光を生成する光混合部と、第１及び第２光源部のそれぞれの光量を制御する光源制御部とを備えている。
【００１４】
内視鏡は、例えば、複数本の光ファイバを束ねたファイババンドルで構成されたライトガイドを有しており、照明光はライトガイドに供給される。まあ、第１半導体光源は、発光ダイオードであることが好ましい。
【００１５】
生体組織内の血管情報観察を行うための特殊光を発する特殊光光源部を備えていてもよい。血管情報観察において、特殊光に加えて、第２光源部が発する青色光及び第１光源部が発する蛍光を利用してもよい。
【００１６】
光混合部で生成される白色光の光量を制御することにより内視鏡で撮影される画像の明るさを制御する露出制御において、光源制御部は、蛍光と第２青色光の光量比を一定に保ちながら、第１及び第２光源部のそれぞれの駆動電力を増減させることが好ましい。
【００１７】
光源制御部は、例えば、第１光源部を駆動するための駆動電力値と、蛍光の光量との対応関係に基づいて、第２光源部による青色光の光量が制御される。第１及び第２光源部の光量を検知して光量信号を出力する光量センサを備えており、光源制御部は、光量信号に基づいて、第１及び第２光源部の光量を制御してもよい。
【００１８】
光混合部は、例えば、第１青色光を反射し、蛍光を透過させる透過特性を有するダイクロイックミラーを有している。ダイクロイックミラーは、青色光カットフイルタを兼用することが好ましい。
【００１９】
第１光源部及び第２光源部のそれぞれが発する光の発散角を補正する発散角補正部を設けてもよい。
【００２０】
本発明の内視鏡システムは、内視鏡と、内視鏡に照明光を供給する光源装置とを備えた内視鏡システムにおいて、光源装置は、半導体で構成され第１青色光を発する第１半導体光源と、青色光によって励起されて緑色成分及び赤色成分を含む蛍光を発する蛍光体とを有し、蛍光体を透過した第１青色光と蛍光とが混合された白色光を出射する第１光源部と、白色光の光路上に配置され、蛍光体を透過した第１青色光をカットする青色光カットフイルタと、第２青色光を発する第２半導体光源を有する第２光源部と、青色光カットフイルタの後段において、第２青色光と蛍光とを混合して、白色光を生成する光混合部と、第１及び第２光源部のそれぞれの光量を制御する光源制御部とを備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体で構成され第１青色光を発する第１半導体光源と、青色光によって励起されて緑色成分及び赤色成分を含む蛍光を発する蛍光体とを有し、蛍光体を透過した第１青色光と蛍光とが混合された白色光を出射する第１光源部と、白色光の光路上に配置され、蛍光体を透過した第１青色光をカットする青色光カットフイルタと、第２青色光を発する第２半導体光源を有する第２光源部と、青色光カットフイルタの下流側において、第２青色光と蛍光とを混合して、白色光を生成する光混合部と、第１及び第２半導体光源のそれぞれの光量を制御する光源制御部とを備えているから、正確な色バランスの補正、光量制御の簡便化及び被写体の表面形状の視認性の向上が可能な内視鏡用の光源装置及び内視鏡システムを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡の先端部の正面図である。
【図３】内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】照明光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図５】ヘモグロビンの吸収スペクトルを示すグラフである。
【図６】生体組織の散乱係数を示すグラフである。
【図７】撮像素子のカラーマイクロフイルタの分光特性を示すグラフである。
【図８】通常光観察モード、血管強調観察モード、酸素飽和度観察モードのそれぞれにおける照明光の照射タイミングおよび撮像タイミングを示す説明図である。
【図９】通常光観察モード、血管強調観察モード、酸素飽和度観察モードのそれぞれにおける画像処理手順を示す説明図である。
【図１０】蛍光体を有する第１光源部の構成を示す説明図である。
【図１１】青色光を発する第２光源部の構成を示す説明図である。
【図１２】発光ダイオードの出力特性のグラフである。
【図１３】第１光源部の駆動電流値と撮像素子の信号値の関係を示すグラフである。
【図１４】第１光源部のみを用いた場合における、青色光と蛍光の光量比の関係を示すグラフである。
【図１５】光源制御部の構成を示す説明図である。
【図１６】ＬＵＴを示す説明図である。
【図１７】第１及び第２光源部を用いた場合の青色光と蛍光の光量比の関係を示すグラフである。
【図１８】光路統合部の構成を示す説明図である。
【図１９】第１ダイクロイックミラーの透過特性を示すグラフである。
【図２０】第２ダイクロイックミラーの透過特性を示すグラフである。
【図２１】導光ロッドの説明図である。
【図２２】特殊光の光源部の入射光学系の説明図である。
【図２３】光量センサを用いたフィードバック制御を行う場合の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１において、内視鏡システム１０は、生体内の観察部位を撮像する内視鏡１１と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の観察画像を生成するプロセッサ装置１２と、観察部位を照射する照明光を内視鏡１１に供給する光源装置１３と、観察画像を表示するモニタ１４とを備えている。プロセッサ装置１２には、キーボードやマウス等の操作入力部１５が接続されている。
【００２４】
内視鏡システム１０は、照明光として白色光を使用し、白色光のもとで観察部位を観察するための通常光観察モードと、照明光として特殊光を利用して観察部位に存在する血管の性状を観察するための血管強調観察モードおよび酸素飽和度観察モードとを備えている。血管強調観察モードおよび酸素飽和度観察モードは、血管のパターンや酸素飽和度等の性状を把握して、腫瘍の良悪鑑別等の診断を行うための特殊光観察モードである。血管強調観察モードおよび酸素飽和度観察モードでは、特殊光として、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い波長域の狭帯域光が利用される。血管強調観察モードは、血管が強調された血管強調観察用の表示画像を表示する。酸素飽和度観察モードは、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を示す酸素飽和度観察用の表示画像を表示する。
【００２５】
内視鏡１１は、生体の消化管内に挿入される挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に設けられた操作部１７と、操作部１７とプロセッサ装置１２および光源装置１３との間を連結するユニバーサルコード１８とを備えている。
【００２６】
挿入部１６は、先端から順に連設された、先端部１９、湾曲部２０、可撓管部２１からなる。図２に示すように、先端部１９の先端面には、観察部位に照明光を照射する照明窓２２、観察部位の像を取り込むための観察窓２３、観察窓２３を洗浄するために送気・送水を行うための送気・送水ノズル２４、鉗子や電気メスといった処置具を突出させて各種処置を行うための鉗子出口２５が設けられている。観察窓２３の奥には、撮像素子４４や結像用の対物光学系５１（ともに図３参照）が内蔵されている。
【００２７】
湾曲部２０は、連結された複数の湾曲駒からなり、操作部１７のアングルノブ２６を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部２０が湾曲することにより、先端部１９の向きが所望の方向に向けられる。可撓管部２１は、食道や腸等曲がりくねった管道に挿入できるように可撓性を有している。挿入部１６には、撮像素子４４を駆動する駆動信号や撮像素子４４が出力する画像信号を通信する通信ケーブルや、光源装置１３から供給される照明光を照明窓２２に導光するライトガイド４３（図３参照）が挿通されている。
【００２８】
操作部１７には、アンブルノブ２６の他、処置具を挿入するための鉗子口２７、送気・送水ノズル２４から送気・送水を行う際に操作される送気・送水ボタン２８、静止画像を撮影するためのレリーズボタン（図示せず）等が設けられている。
【００２９】
ユニバーサルコード１８には、挿入部１６から延設される通信ケーブルやライトガイド４３が挿通されており、プロセッサ装置１２および光源装置１３側の一端には、コネクタ２９が取り付けられている。コネクタ２９は、通信用コネクタ２９ａと光源用コネクタ２９ｂからなる複合タイプのコネクタである。通信用コネクタ２９ａと光源用コネクタ２９ｂはそれぞれ、プロセッサ装置１２と光源装置１３に着脱自在に接続される。通信用コネクタ２９ａには通信ケーブルの一端が配設されており、光源用コネクタ２９ｂにはライトガイド４３の入射端が配設されている。
【００３０】
図３において、光源装置１３は、それぞれ発光波長が異なる４種類の光源部３０、３１、３２、３３と、これらを駆動制御する光源制御部３４とを備えている。光源制御部３４は、光源装置１３の各部の駆動タイミングや同期タイミング等の制御を行う。
【００３１】
光源部３０〜３３は、特定の波長域の光をそれぞれ発光する半導体光源を有している。光源部３０、３１は、半導体光源として、青色光Ｂを発光する発光ダイオード（ＬＥＤ： Light Emitting Diode）を有している。以下、光源部３０、３１が有する発光ダイオードを、発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２という。発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２は、同じ波長域の青色光を発するものであり、中心波長は、例えば４４５ｎｍである。
【００３２】
光源部３０は、発光ダイオードＢＬＥＤ１が発する青色光によって励起されて、緑色（Ｇ）領域から赤色（Ｒ）領域に渡る波長域の蛍光ＦＬを発光する蛍光体３５を有している。蛍光体３５は、青色光Ｂの一部を吸収して蛍光ＦＬを発光するとともに、吸収しない残りの青色光Ｂを透過させる。蛍光体３５を透過する青色光Ｂは、蛍光体３５によって拡散されて、蛍光体３５から、蛍光ＦＬとともに出射する。透過する青色光Ｂと励起される蛍光ＦＬの混合光によって白色光が生成される。蛍光体３５としては、例えば、ＹＡＧ系、ＢＡＭ（ＢｇＭｇＡｌ１０Ｏ１７）系等の蛍光体が使用される。
【００３３】
光源部３０の蛍光体３５が発する白色光のうち、青色光Ｂについては、後述する光路統合部３６においてカットされて、内視鏡１１には供給されない。その代わりに、光源部３１の発光ダイオードＢＬＥＤ２が発光する青色光Ｂが内視鏡１１に供給される。光源部３０〜３３の発光スペクトルを示す図４において、光源部３１が発する青色光Ｂと、光源部３０が発する蛍光ＦＬが混合されて、混合により白色光が生成される。この白色光が内視鏡１１に通常観察用の照明光として供給される。
【００３４】
光源部３２、３３は、半導体光源として、レーザダイオードＬＤ（Laser Diode）１、ＬＤ（Laser Diode）２を有している。図４に示すように、レーザダイオードＬＤ１は、青色領域において、例えば波長域が４１０±１０ｎｍに制限され、中心波長が４０５ｎｍの狭帯域光Ｎ１を発光する。レーザダイオードＬＤ２は、青色領域において、例えば波長域が４７０±１０ｎｍに制限され、中心波長が４７３ｎｍの狭帯域光Ｎ２を発光する。レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２としては、ＩｎＧａＮ系、ＩｎＧａＮＡｓ系、ＧａＮＡｓ系のものを用いることができる。また、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２としては、高出力化が可能なストライプ幅（導波路の幅）が広いブロードエリア型のレーザダイオードが好ましい。
【００３５】
光源部３２は、血管強調観察用の光源である。血中ヘモグロビンの吸光スペクトルを表す図５において、血液のヘモグロビンの吸光係数μａは、波長依存性を有しており、波長が４５０ｎｍ以下の領域において急激に上昇し、４０５ｎｍ付近においてピークを有している。また、波長が４５０ｎｍ以下と比較すると低い値ではあるが、波長が５３０ｎｍ〜５６０ｎｍにおいてもピークを有している。吸光係数μａが大きな波長の光を観察部位に照射すると、血管においては吸収が大きいので、血管とそれ以外の部分とのコントラストが大きな像が得られる。
【００３６】
また、図６に示すように、生体組織の光の散乱特性にも波長依存性があり、短波長になるほど散乱係数μＳは大きくなる。散乱は生体組織内への光の深達度に影響する。すなわち、散乱が大きいほど、生体組織の粘膜表層付近で反射される光が多く、中深層に到達する光が少ない。そのため、短波長であるほど深達度は低く、長波長になるほど深達度は高い。こうしたヘモグロビンの吸光特性と生体組織の光の散乱特性を鑑みて、血管強調用の光の波長が選択される。
【００３７】
光源部３２が発する４０５ｎｍの狭帯域光Ｎ１は、深達度が低いので、表層血管による吸収が大きい。このため狭帯域光Ｎ１は表層血管強調用の光として用いられる。狭帯域光Ｎ１を用いることにより、観察画像において表層血管を高コントラストで描出することができる。また、中深層血管強調用の光としては、光源部３１が発する白色光の緑色成分が用いられる。図５に示す吸光スペクトルにおいて、４５０ｎｍ以下の青色領域と比較して、５３０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色領域においては、吸光係数は緩やかに変化するので、中深層血管強調用の光は、青色領域ほど狭帯域であることは要求されない。そのため、後述するように、中深層血管強調用には、撮像素子４４のＧ色のマイクロカラーフイルタによって白色光から色分離した緑色成分が用いられる。
【００３８】
光源部３３は、酸素飽和度観察用の光源である。図５において、実線の吸光スペクトルＨｂは酸素と結合していない還元ヘモグロビンの吸光スペクトルを示し、一点鎖線の吸光スペクトルＨｂＯ２は、酸素と結合した酸化ヘモグロビンの吸光スペクトルを示す。このように還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンは、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光係数μａを示す等吸収点（各スペクトルＨｂ、ＨｂＯ２の交点）を除いて、吸光係数μａに差が生じる。吸光係数μａに差があると、同じ光強度かつ同じ波長の光を照射しても、酸素飽和度が変化すれば、反射率が変化する。酸素飽和度観察モードにおいては、吸光係数μａに差がある波長として、光源部３３が発する波長４７３ｎｍの狭帯域光Ｎ２が用いられ、酸素飽和度が測定される。
【００３９】
図３において、光源制御部３４は、発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２にそれぞれ接続されたドライバ３７、３８を介して、発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２、及びレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２の点灯、消灯の制御を行う。また、光源制御部３４は、プロセッサ装置１２から受信する露出制御信号に基づいて、光源部３０〜３３の光量を制御する。
【００４０】
ドライバ３７Ａは、発光ダイオードＢＬＥＤ１を駆動するためのドライバであり、ドライバ３７Ｂは、発光ダイオードＢＬＥＤ２を駆動するためのドライバである。光源制御部３４の制御の下、駆動電流を連続的に与えることにより発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２を点灯させる。そして、駆動電力値として、駆動電流値を変化させることにより、青色光Ｂの光量を制御する。発光ダイオードＢＬＥＤ１の青色光Ｂは、蛍光体３５の励起光として使用されるため、発光ダイオードＢＬＥＤ１の青色光Ｂの光量を制御することにより、蛍光体３５が発する蛍光ＦＬの光量が制御される。
【００４１】
内視鏡１１に対して供給される白色光は、上述のとおり、発光ダイオードＢＬＥＤ１により励起発光される蛍光ＦＬと、発光ダイオードＢＬＥＤ２が発する青色光Ｂが混合されて生成される。白色光のＧ成分とＲ成分を含む蛍光ＦＬと、Ｂ成分に対応する青色光Ｂの色バランス（光量比）が変わると、観察部位の色味が変化してしまう。光源制御部３４は、露出制御において、ドライバ３７Ａ、３７Ｂを通じて発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２に与える駆動電流値を独立に変化させることで、蛍光ＦＬと青色光Ｂの光量比を一定に保ちながら、発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２の光量を増減させる。
【００４２】
ドライバ３８Ａ、ドライバ３８Ｂは、光源制御部３４の制御の下、駆動パルスを与えることによりレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２を点灯させる。そして、駆動パルスのデューティ比を制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことにより、駆動電力値を変化させて各狭帯域光Ｎ１、Ｎ２の光量を制御する。駆動電力値の制御は、駆動パルスの振幅を変えるＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御等でもよい。
【００４３】
光路統合部３６は、各光源部３０〜３３の光路を１つの光路に統合する。光路統合部３６の光出射部は、光源用コネクタ２９ｂが接続されるレセプタクルコネクタ４２の近傍に配置されている。光路統合部３６は、各光源部３０〜３３から入射された光を、内視鏡１１のライトガイド４３の入射端に出射する。なお、図示は省略するが、光源用コネクタ２９ｂとレセプタクルコネクタ４２にはそれぞれ保護ガラスが設けられている。
【００４４】
内視鏡１１は、ライトガイド４３、撮像素子４４、アナログ処理回路４５（ＡＦＥ：Analog Front End）、撮像制御部４６を備えている。ライトガイド４３は、複数本の光ファイバをバンドル化したファイババンドルである。光源用コネクタ２９ｂが光源装置１３に接続されたときに、光源用コネクタ２９ｂに配置されたライトガイド４３の入射端が光路統合部３６の出射端と対向する。先端部１９に位置するライトガイド４３の出射端は、２つの照明窓２２に光が導光されるように、照明窓２２の前段で２本に分岐している。
【００４５】
照明窓２２の奥には、照射レンズ４８が配置されている。光源装置１３から供給された光はライトガイド４３により照射レンズ４８に導光されて照明窓２２から観察部位に向けて照射される。照射レンズ４８は凹レンズからなり、ライトガイド４３から出射する光の発散角を広げる。これにより、観察部位の広い範囲に照明光を照射することができる。
【００４６】
観察窓２３の奥には、対物光学系５１と撮像素子４４が配置されている。観察部位の像は、観察窓２３を通して対物光学系５１に入射し、対物光学系５１によって撮像素子４４の撮像面４４ａに結像される。
【００４７】
撮像素子４４は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等からなり、フォトダイオード等の画素を構成する複数の光電変換素子がマトリックスに配列された撮像面４４ａを有している。撮像素子４４は、撮像面４４ａで受光した光を光電変換して、各画素においてそれぞれの受光量に応じた信号電荷を蓄積する。信号電荷はアンプによって電圧信号に変換されて読み出される。電圧信号は画像信号として撮像素子４４からＡＦＥ４５に出力される。
【００４８】
撮像素子４４は、カラー撮像素子であり、撮像面４４ａには、図７に示すような分光特性を有するＢ、Ｇ、Ｒの３色のマイクロカラーフイルタが各画素に割り当てられている。マイクロカラーフイルタによって、光源部３１が発光する白色光がＢ、Ｇ、Ｒの３色に分光される。マイクロカラーフイルタの配列は例えばベイヤー配列である。
【００４９】
図８に示すように、撮像素子４４は、１フレームの取得期間内で、画素に信号電荷を蓄積する蓄積動作と、蓄積した信号電荷を読み出す読み出し動作を行う。図８（Ａ）に示すように、通常光観察モードにおいては、撮像素子４４の蓄積動作のタイミングに合わせて光源部３０、３１の発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２が点灯し、照明光として青色光Ｂと蛍光ＦＬの混合光からなる白色光（Ｂ＋ＦＬ）が観察部位に照射され、その反射光が撮像素子４４に入射する。撮像素子４４は、白色光をマイクロカラーフイルタで色分離する。青色光Ｂに対応する反射光をＢ画素が受光し、蛍光ＦＬの中のＧ成分に対応する反射光をＧ画素が、蛍光ＦＬの中のＲ成分に対応する反射光をＲ画素がそれぞれ受光する。撮像素子４４は、読み出しタイミングに合わせて、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画素の画素値が混在した１フレーム分の画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒをフレームレートに従って順次出力する。こうした撮像動作は、通常光観察モードが設定されている間、繰り返される。
【００５０】
血管強調観察モードにおいては、図８（Ｂ）に示すように、光源部３０、３１に加えて、撮像素子４４の蓄積動作のタイミングに合わせて光源部３２が点灯する。光源部３０〜３２が点灯すると、通常光観察モードと同様の白色光とともに、狭帯域光Ｎ１が追加されて、これらの混合光（Ｂ＋ＦＬ＋Ｎ１）が照明光として観察部位に照射される。
【００５１】
通常光観察モードと同様に、白色光に狭帯域光Ｎ１が追加された照明光は、撮像素子４４のＢ、Ｇ、Ｒのマイクロカラーフイルタで分光される。撮像素子４４のＢ画素は、青色光Ｂに加えて、狭帯域光Ｎ１を受光する。Ｇ画素は、蛍光ＦＬのＧ成分を受光する。Ｒ画素は、蛍光ＦＬのＲ成分を受光する。血管強調観察モードにおいても、撮像素子４４は、読み出しタイミングに合わせて、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒをフレームレートに従って順次出力する。こうした撮像動作は、血管強調観察モードが設定されている間、繰り返される。
【００５２】
酸素飽和度観察モードにおいては、図８（Ｃ）に示すように、まず、撮像素子４４の蓄積動作のタイミングに合わせて光源部３０、３１が点灯する。光源部３０、３１が点灯すると、通常光観察モードと同様に白色光が観察部位に照射される。次のフレームにおいては、光源部３０、３１が消灯したうえで光源部３３が点灯して、狭帯域光Ｎ２が観察部位に照射される。酸素飽和度観察モードにおいても、撮像素子４４は、読み出しタイミングに合わせて、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒをフレームレートに従って順次出力する。
【００５３】
ただし、酸素飽和度観察モードでは、通常光観察モードや血管強調観察モードと異なり、白色光と狭帯域光Ｎ２が交互に照射されるので、最初のフレームで白色光に対応する画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒが出力され、次のフレームでは狭帯域光Ｎ２に対応する画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒが出力されるというように、各照明光に対応して画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒが担持する情報も１フレームおきに変化する。こうした撮像動作は、酸素飽和度観察モードが設定されている間、繰り返される。
【００５４】
図３において、ＡＦＥ４５は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、およびアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）（いずれも図示省略）から構成されている。ＣＤＳは、撮像素子４４からのアナログの画像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、信号電荷のリセットに起因するノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された画像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された画像信号を、所定のビット数に応じた階調値を持つデジタルな画像信号に変換してプロセッサ装置１２に入力する。
【００５５】
撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のコントローラ５６に接続されており、コントローラ５６から入力される基準クロック信号に同期して、撮像素子４４に対して駆動信号を入力する。撮像素子４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで画像信号をＡＦＥ４５に出力する。
【００５６】
プロセッサ装置１２は、コントローラ５６の他、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５７と、画像処理部５８と、フレームメモリ５９と、表示制御回路６０とを備えている。コントローラ５６は、ＣＰＵ、制御プログラムや制御に必要な設定データを記憶するＲＯＭ、プログラムをロードして作業メモリとして機能するＲＡＭ等からなり、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、プロセッサ装置１２の各部を制御する。
【００５７】
ＤＳＰ５７は、撮像素子４４が出力する画像信号を取得する。ＤＳＰ５７は、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画素に対応する信号が混在した画像信号を、Ｂ、Ｇ、Ｒの画像信号に分離し、各色の画像信号に対して画素補間処理を行う。この他、ＤＳＰ５７は、ガンマ補正や、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画像信号に対してホワイトバランス補正等の信号処理を施す。
【００５８】
また、ＤＳＰ５７は、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて露出値を算出して、画像全体の光量が不足している場合（露出アンダー）には照明光の光量を上げるように、一方、光量が高すぎる場合（露出オーバー）には照明光の光量を下げるように、コントローラ５６を介して光源装置１３に対して露出制御信号を送信する。
【００５９】
フレームメモリ５９は、ＤＳＰ５７が出力する画像データや、画像処理部５８が処理した処理済みのデータを記憶する。表示制御回路６０は、フレームメモリ５９から画像処理済みの画像データを読み出して、コンポジット信号やコンポーネント信号等のビデオ信号に変換してモニタ１４に出力する。
【００６０】
図９（Ａ）に示すように、通常光観察モードにおいては、画像処理部５８は、ＤＳＰ５７によってＢ、Ｇ、Ｒの各色に色分離された画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて、通常光観察用の表示画像を生成する。この表示画像が観察画像としてモニタ１４に出力される。画像処理部５８は、フレームメモリ５９内の画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒが更新される毎に、表示画像を更新する。
【００６１】
図９（Ｂ）に示すように、血管強調観察モードにおいては、画像処理部５８は、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて、血管強調観察用の表示画像を生成する。血管強調観察モードにおける画像信号Ｂには、白色光のＢ成分に加えて、狭帯域光Ｎ１の情報が含まれているため、表層血管が高コントラストで描出される。癌等の病変においては、正常組織と比較して、表層血管の密集度が高くなる傾向がある等血管のパターンに特徴があるため、腫瘍の良悪鑑別を目的とする血管強調観察においては、表層血管が鮮明に描出されることが好ましい。
【００６２】
また、より表層血管を強調する場合には、例えば、画像信号Ｂに基づいて表層血管の領域を抽出して、抽出した領域に対して輪郭強調処理等を施す。そして、輪郭強調処理が施された画像信号Ｂを、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒから生成したフルカラー画像に合成する。こうすることで、より表層血管が強調される。表層血管に加えて中深層血管に対しても同様の処理を行ってもよい。中深層血管を強調する場合には、中深層血管の情報が多く含まれている画像信号Ｇから中深層血管の領域を抽出して、抽出した領域に対して輪郭強調処理を施して、強調処理済みの画像信号Ｇを、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒから生成したフルカラー画像に合成する。
【００６３】
血管強調観察用の表示画像は、通常光観察用と同様に、三色の画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて生成されるため観察部位をフルカラーで表示することが可能となるが、血管強調観察モードにおける画像信号Ｂは、通常光観察モードにおける画像信号Ｂと比較すると、青色の濃度が高い。そのため、血管強調観察用の表示画像を生成する場合には、通常光観察用の表示画像と同様の色味になるように色補正を行ってもよい。画像処理部５８は、フレームメモリ５９内の画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒが更新される毎に、血管強調観察用の表示画像を生成する。
【００６４】
なお、血管強調観察用の表示画像を生成する方式としては、画像信号Ｒを使わずに、画像信号Ｂ、Ｇの二色のみで生成して、画像信号Ｂをモニタ１４のＢチャンネルおよびＧチャンネルに、画像信号Ｇに対応する信号をモニタ１４のＲチャンネルに割り当てる方式等、観察部位を疑似カラーで表示する方式を採用してもよい。
【００６５】
図９（Ｃ）に示すように、酸素飽和度観察モードにおいては、画像処理部５８は、白色光のもとで取得された画像信号Ｇ１、Ｒ１と、狭帯域光Ｎ２のもとで取得された画像信号Ｂ２に基づいて、酸素飽和度算出処理を行う。画像信号Ｂ２の画素値には、酸素飽和度に加えて血液量の情報も含まれている。より正確に酸素飽和度を求めるためには、画像信号Ｂ２の画素値から血液量の情報を分離する必要がある。画像処理部５８は、血液量に対して高い相関を示す画像信号Ｒを利用して、画像信号Ｂとの間で画像間演算を行って、酸素飽和度と血液量の情報を分離する。
【００６６】
具体的には、画像処理部５８は、各画像信号Ｂ２、Ｇ１、Ｒ１の同じ位置の画素値を照合して、画像信号Ｂ２の画素値と画像信号Ｇ１の画素値の信号比Ｂ２／Ｇ１と、画像信号Ｒ１の画素値と画像信号Ｇ１の画素値の信号比Ｒ１／Ｇ１を求める。画像信号Ｇ１は、画像信号Ｂ２と画像信号Ｒ１の画素値を規格化するために、観察部位の明るさレベルを表す参照信号として用いられる。そして、予め作成された、信号比Ｂ２／Ｇ１およびＲ１／Ｇ１と酸素飽和度および血液量との相関関係を記憶したテーブルに基づいて、血液量の情報が分離された酸素飽和度を算出する。そして、画像信号Ｂ１、Ｇ１、Ｒ１に基づいて生成されるフルカラー画像に対して、算出した酸素飽和度の値に応じた色変換を行って、酸素飽和度観察用の表示画像を生成する。
【００６７】
図１０に示すように、光源部３０は、発光ダイオードＢＬＥＤ１と、発光ダイオードＢＬＥＤ１が実装される基板６６ａと、基板６６ａ上に形成され、発光ダイオードＢＬＥＤ１を収容するキャビティが形成されたモールド６６ｂと、キャビティに封入された蛍光体３５とを有している。発光ダイオードＢＬＥＤ１は配線によって基板６６ａと導通可能に接続される。このような発光ダイオードＢＬＥＤ１の実装形態は、一般的に表面実装型と呼ばれる。
【００６８】
蛍光体３５は、発光ダイオードＢＬＥＤ１を封止する封止樹脂内に、蛍光物質や、光を拡散する拡散剤を分散したものである。発光ダイオードＢＬＥＤ１が発光する青色光Ｂは、蛍光体３５に入射して一部が蛍光ＦＬの励起に消費され、残りが蛍光体３５を透過して出射する。キャビティの内面は光を反射するリフレクタとして機能する。蛍光ＦＬは、蛍光体３５の全面から出射するため、発光ダイオードＢＬＥＤ１が発する青色光Ｂよりも、光の発散角（広がり角）が広い。発散角が異なると、青色光Ｂと蛍光ＦＬの間で、観察部位に照射される照射範囲（照射スポットの大きさ）が変わってしまうので色ムラの原因になる。しかし、発光ダイオードＬＥＤ１の青色光Ｂも、拡散剤やリフレクタの作用により、発散角（広がり角）が広げられて出射する。
【００６９】
図１１に示すように、光源部３１も、光源部３０と同様に、発光ダイオードＢＬＥＤ２を表面実装型でパッケージングしたものである。発光ダイオードＢＬＥＤ２の発光波長は、発光ダイオードＢＬＥＤ１と同様である。光源部３１は、光源部３０と同様に、基板６７ａとモールド６７ｂを有しており、光源部３０との相違点は、モールド６７ｂのキャビティには、蛍光物質は分散されず、拡散材のみが分散された封入樹脂６７ｃが設けられている点である。そのため、光源部３１は、蛍光ＦＬを励起発光せず、発光ダイオードＬＥＤ２が発光する青色光Ｂのみを出射する。
【００７０】
なお、本例の光源部３０、３１の形態は１例であり、他の形態でもよい。例えば、蛍光体３５や封止樹脂６７ｃの光出射面に発散角を調整するマイクロレンズを設けてもよいし、あるいは表面実装型でなく、発光ダイオードを、マイクロレンズが形成された砲弾型のケースに収容した形態でもよい。また、光源部３０について、発光ダイオードＬＥＤ１に加えて蛍光体３５も基板６６ａに設けた例で説明したが、蛍光体３５を基板６６ａに設けずに別体で構成してもよい。この場合には、レンズや光ファイバなどを導光部材として追加して、それらを介して発光ダイオードＬＥＤ１の青色光Ｂを蛍光体に導光する。
【００７１】
発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＬＥＤ２は、周知のようにＰ型半導体とＮ型半導体を接合したものである。そして、電圧を掛けるとＰＮ接合部付近においてバンドギャップを超えて電子と正孔が再結合して電流が流れて、再結合時にバンドギャップに相当するエネルギーを光として放出する。
【００７２】
図１２に示すように、発光ダイオードＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２は、駆動電流値を増加させると、青色光Ｂの光量が増加する。発光ダイオードＢＬＥＤ１と蛍光体３５を組み合わせた光源部３０においては、蛍光体３５は、発光ダイオードＢＬＥＤ１の青色光Ｂの光量の増加に応じて蛍光ＦＬに含まれるＧ成分及びＲ成分の光量も増加する。Ｇ成分及びＲ成分については、青色光Ｂと対応させて、以下、緑色光Ｇ、赤色光Ｒという。
【００７３】
図１３は、光源部３０の白色光を用いて、消化管の大腸を撮像したときの撮像信号４４の出力特性を示すグラフである。グラフの横軸は、発光ダイオードＢＬＥＤ１の駆動電流値Ｉ１であり、縦軸は、内視鏡１１の撮像素子４４が出力する信号値である。図１３において、撮像素子４４の信号値は、内視鏡１１の照明窓２２から光源部３０の白色光を照射し、その反射光を撮像素子４４のＢ、Ｇ、Ｒの各色の画素で受光したときに撮像素子４４が出力する画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒの信号値である。大腸は白色光の下では赤味を帯びているため、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒの信号値は、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に高い。画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒの信号値は、大腸で反射する、発光ダイオードＢＬＥＤ１の青色光Ｂ、蛍光ＦＬに含まれる緑色光Ｇ及び赤色光Ｒのそれぞれの光量に対応する。
【００７４】
図１３のグラフに示すように、駆動電流値Ｉ１を上げていくと、青色光Ｂ、蛍光ＦＬに含まれる緑色光Ｇ及び赤色光Ｒの光量は増加する。図１４に、図１３のグラフに基づいて、横軸に、青色光Ｂ及び蛍光ＦＬ（Ｇ＋Ｒ）の光量を合計した白色光の光量を、縦軸に、青色光Ｂと蛍光ＦＬ（Ｇ＋Ｒ）との光量比を取ったグラフを示す。図１４に示すように、駆動電流値Ｉ１を上げると、光量比は、駆動電流値Ｉ１が比較的低い低出力領域ではほぼ一定である。しかし、駆動電流値Ｉ１が比較的高い高出力領域になると、蛍光ＦＬ（Ｇ＋Ｒ）の増加率（傾き）が低下する。これは、特許文献１に記載されているように、蛍光体３５の発熱が原因と考えられる。すなわち、駆動電流値Ｉ１を上げると、青色光Ｂ及びそれによって励起される蛍光ＦＬの光量が増加するため、蛍光体３５の温度が上昇し、蛍光ＦＬの増加率が低下する。
【００７５】
さらに、高出力領域においては、蛍光ＦＬの増加率が低下するのに対して、図１３に示すように、青色光Ｂの増加率は上昇する。これは、蛍光体３５において温度上昇が生じると、青色光Ｂの透過率が上昇することが原因と考えられる。このように、駆動電流値Ｉ１を上げていくと、蛍光体３５の温度が上昇して、蛍光ＦＬの増加率が低下する一方、青色光Ｂの増加率は上昇する。そのため、図１４に示すように、白色光の光量を増加させていくと、低出力領域においては、青色光Ｂと蛍光ＦＬ（Ｇ＋Ｒ）の光量比は一定であるが、高出力領域においては、蛍光ＦＬの増加率の低下及び青色光Ｂの増加率の上昇が生じて、光量比が変化する。もちろん、青色光Ｂの増加率の上昇がなくても、蛍光ＦＬの増加率が低下すれば、光量比は変化するが、青色光Ｂの増加率が上昇すると、光量比の変化はより大きなものとなる。
【００７６】
光源制御部３４は、プロセッサ装置１２から送信される露出制御信号に基づいて、光量を増減させる露出制御を行う。露出制御において、光量が低い低出力領域と光量が高い高出力領域で光量比の変化は、表示画像において観察部位の色味の変化として現れる。
【００７７】
発光ダイオードＢＬＥＤ２を有する光源部３１は、露出制御における光量比を一定に保つことを目的として設けられる。光源部３０の青色光Ｂは光路統合部３６においてカットされ、その代わりに光源部３１の青色光Ｂが蛍光ＦＬと混合される青色光Ｂとして利用される。光源部３１は、蛍光体３５の発熱の影響を受けずに、かつ、蛍光ＦＬの光量とは独立に青色光Ｂの光量を制御することが可能である。そのため、光源部３０と光源部３１を組み合わせることにより、蛍光ＦＬの光量に合わせて青色光Ｂの光量を調節することが可能となり、その結果、蛍光ＦＬと青色光Ｂの光量比を一定に保ちながら、白色光の光量を制御することができる。
【００７８】
図１５に示すように、光源制御部３４には、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）３４ａを有しており、ＬＵＴ３４ａには、図１６に示すように、光源部３０、３１の各駆動電流値Ｉ１、Ｉ２の関係が記憶されている。図１３に示したように、光源部３０の駆動電流値Ｉ１を上げていくと、駆動電流値Ｉ１が比較的高い高出力領域では、低出力領域と比較して蛍光ＦＬ（Ｇ＋Ｒ）の増加率は低下する。光源部３１は、蛍光体３５が設けられていないため、駆動電流値Ｉ２と青色光Ｂの光量の関係は、図１２のようになる。ＬＵＴ３４ａには、駆動電流値Ｉ１の増加に応じた光源部３０による蛍光ＦＬの光量の変化に対応して、光源部３１による青色光Ｂの光量が変化するように、駆動電流値Ｉ１と駆動電流値Ｉ２の関係が記憶される。
【００７９】
光源制御部３４は、プロセッサ装置１２から露出制御信号を受信すると、受信した露出制御信号に応じて駆動電流値Ｉ１を決定し、ＬＵＴ３４ａを参照して、決定した駆動電流値Ｉ１に対応する駆動電流値Ｉ２を決定する。そして、決定した駆動電流値Ｉ１、Ｉ２で光源部３０、３１を駆動する。これにより、図１７に示すように、白色光の光量を増減させる露出制御において、白色光に含まれる青色光Ｂと蛍光ＦＬの光量比が一定に保たれる。
【００８０】
図１８において、光路統合部３６の具体的な構成、及び光源部３０〜３３を光路統合部３６に入射させる入射光学系の具体的な構成を示す。光路統合部３６は、例えば、光源部３０〜３３から入射した光をコリメートするコリメータレンズ６６〜６８と、２枚のダイクロイックミラー７１、７２と、光路統合部３６から出射する光をライトガイド４３に集光する集光光学系７３とで構成されている。集光光学系７３は、例えば２枚の集光レンズ７３ａ、７３ｂで構成される。
【００８１】
また、光源部３０及び光源部３１のそれぞれと、光路統合部３６の間には、光源部３０、３１が発する光を導光する導光ロッド７６、７７が設けられている。導光ロッド７６、７７は、光源部３０、３１を光路統合部３６に入射させる入射光学系として機能する。また、光源部３２、３３と光路統合部３６の間には入射光学系７８が配置されている。光源部３２、３３が発する狭帯域光Ｎ１、Ｎ２は、入射光学系７８において１つの光路に統合されて、光路統合部３６に入射する。光源部３０、３１の導光ロッド７６、７７の光軸は平行に配置され、光源部３２、３３の入射光学系７８は、その光軸が導光ロッド７６、７７の光軸と直交した姿勢で配置される。
【００８２】
コリメータレンズ６６は、光源部３０から入射する白色光（青色光Ｂ＋蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ））をコリメートする。コリメータレンズ６６の後段には、ダイクロイックミラー７１が配置されている。ダイクロイックミラー７１は、図１９に示すように、約４９０ｎｍ未満の青色領域の光を反射し、それ以上の光を透過する透過特性を有している。ダイクロイックミラー７１は、光源部３０から入射する青色光Ｂをカットし、蛍光ＦＬ（Ｇ，Ｒ）を透過させる。また、ダイクロイックミラー７１は、導光ロッド７６の光軸に対して４５度傾斜した姿勢で配置されている。集光光学系７３は、ダイクロイックミラー７１の後段において、集光光学系７３の光軸と導光ロッド７６の光軸が一致するように配置されている。そのため、ダイクロイックミラー７１を透過した蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）は、集光光学系７３に入射する。
【００８３】
コリメータレンズ６７は、光源部３１から入射する青色光Ｂをコリメートする。コリメータレンズ６７は、コリメータレンズ６７の後段には、ダイクロイックミラー７２が配置されている。ダイクロイックミラー７２は、図２０に示すように、約４１５ｎｍから約４６０ｎｍの光を反射し、それ以外の光を透過する透過特性を有している。そのため、ダイクロイックミラー７２は、光源部３１から入射する青色光Ｂを反射する。
【００８４】
ダイクロイックミラー７２は、ダイクロイックミラー７１と同様に、導光ロッド７７の光軸に対して４５度傾斜した姿勢で配置されている。ダイクロイックミラー７２は、反射した光がダイクロイックミラー７１に入射する位置に配置されている。そのため、ダイクロイックミラー７２で反射した光源部３１の青色光Ｂは、ダイクロイックミラー７１に入射し、ダイクロイックミラー７１で反射して、集光光学系７３に入射する。
【００８５】
ダイクロイックミラー７１は、蛍光ＦＬを透過して集光光学系７３に入射させるので、ダイクロイックミラー７１において、光源部３０の蛍光ＦＬと、ダイクロイックミラー７２から入射した光源部３１の青色光Ｂが混合される。このように、ダイクロイックミラー７１、７２は、光源部３０の蛍光ＦＬと光源部３１の青色光Ｂを混合する光混合部として機能する。
【００８６】
また、ダイクロイックミラー７２は、図２０に示す透過特性を有しているので、光源部３１、３２から入射する狭帯域光Ｎ１、Ｎ２を透過する。ダイクロイックミラー７１は、図１９に示す透過特性を有しているので、ダイクロイックミラー７２から入射した狭帯域光Ｎ１、Ｎ２を集光光学系７２に向けて反射する。このようなダイクロイックミラー７１、７２の作用により、光源部３０〜３３の光路が１つに統合される。
【００８７】
図２１に示すように、導光ロッド７６は、光源部３０の光の発散角を補正する発散角補正部として機能する。導光ロッド７６は、光源部３０の光が入射する入射端面７６ａと、入射端面７６ａに入射した光を出射する出射端面７６ｂと、入射端面７６ａと出射端面７６ｂを結ぶ側面７６ｃとを有する。導光ロッド７６は、中実な透明ガラス等で形成され、光軸Ｃと直交する断面形状が正方形で、正方形の各辺に対応する４つの側面７６ｃを有する。側面７６ｃは、入射端面７６ａよりも出射端面７６ｂの面積が大きくなるように光軸Ｃに対して傾斜したテーパ形状を有している。
【００８８】
導光ロッド７６は、入射端面７６ａから入射した光を、空気との界面となる４つの側面７６ｃで全反射させながら、入射した光の発散角を小さくしつつ光軸Ｃの方向に伝播して出射端面７６ｂから出射する。例えば、発散角β１で入射端面７６ａから入射した光は、側面７６ｃにおいて入射角γ１、γ２で２回全反射し、β１よりも小さい発散角β２（β２＜β１）で出射端面７６ｂから出射する。このように、側面７６ｃがテーパ形状になっているため、導光ロッド７６に入射した光は、側面７６ｃにおいて反射する毎に、発散角βが絞られながら光軸Ｃ方向に伝播する。
【００８９】
側面７６ｃにおける反射回数が多いほど発散角は小さくなり、また、導光ロッド７６の光軸Ｃ方向の長さ（全長）が長いほど、入射した光の側面７６ｃにおける反射回数は増える。さらに、側面７６ｃの光軸Ｃに対する傾斜角度（テーパ角度）が大きいほど、１回の反射による発散角の縮小量は大きくなる。
【００９０】
光源部３０は、例えば、導光ロッド７６の入射端面７６ａに接着剤などにより光学的に接合される。もちろん、光源部３０を導光ロッド７６に接合させなくてもよく、集光レンズなどを介して光源部３０の光を導光ロッド７６に入射させる構成でもよい。
【００９１】
導光ロッド７７についても、導光ロッド７６と機能は同様である。また、光源部３２、３３の入射光学系７８にも、同様の導光ロッド７９が設けられている。このように光源部３０〜３３に対して導光ロッド７６、７７、７９が設けられることにより、各光源部３０〜３３の発散角の均一化が可能になる。
【００９２】
光源部３０、３１は光源として同じ発光ダイオードＢＬＥＤを使用しているが、光源部３０の青色光Ｂはカットされて蛍光体３５が発光する蛍光ＦＬのみが照明光として利用されるのに対して、光源部３１は青色光Ｂが照明光として利用される。蛍光ＦＬと青色光Ｂでは発散角が異なる。発散角は、観察部位に照射される照射スポットの大きさに影響するため、蛍光ＦＬと青色光Ｂで発散角が異なると、それぞれの照射スポットの大きさが変わるため、照射スポットの周縁において色ムラが生じるおそれがある。また、光源部３２、３３の光源はレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２であり、発光ダイオードＢＬＥＤとは光の発散角が異なる。そのため、光源部３２、３３の光と光源部３０、３１の光では、照射スポットの大きさに違いが生じ、色ムラが生じるおそれがある。
【００９３】
導光ロッド７６、７７、７９は、光源部３０〜３３の光の発散角が均一になるように、それぞれの発散角を補正することにより、照射スポットにおける色ムラを解消する。光源部３０〜３３の光の発散角の違いに応じて、導光ロッド７６、７７、７９の発散角補正量は異なるので、発散角補正量に応じて、導光ロッド７６、７７、７９の仕様（入射端及び出射端の大きさ、全長、テーパ角度など）が選択される。
【００９４】
なお、本例の導光ロッドは、入射端に対して出射端が太くなる形状であるが、その反対に、入射端に対して出射端が細くなる導光ロッドを用いると、発散角を拡大することができる。どのような導光ロッドを使用するかは、光源の発散角や光学系の構成に応じて適宜選択される。
【００９５】
図２２に示すように、光源部３２は、発光素子８１と集光レンズ８２とを有する。発光素子８１は、支持体となる円板状の基板の一面に半導体光源であるレーザダイオードＬＤ１がそれぞれ取り付けられて、樹脂製の円筒状の透明キャップ８３でレーザダイオードＬＤ１を覆ったものである。発光素子８１と集光レンズ８２はケース８４に収容されており、ケース８４には光ファイバ８６の入射端が接続される接続部８４ａが設けられている。このような形態の光源部３２は、一般にレセプタクル型と呼ばれる。
【００９６】
レーザダイオードＬＤ１は、Ｐ型半導体からなるＰ層とＮ型半導体からなるＮ層が活性層を挟んで接合された半導体チップであり、レーザ発振により活性層からレーザ光を発する。レーザ光は直進性が高いが、ビーム形状が発光点から略円錐状に広がる発散光である。集光レンズ８２は光ファイバ８６の入射端と対向配置されており、レーザダイオードＬＤ１から発せられたレーザ光は集光レンズ８２によって光ファイバ８６の入射端に集光される。光源部３３は、発光素子８１の代わりに、レーザダイオードＬＤ２を有する発光素子８７が設けられている点を除いて、光源部３２と同様の構成であるので説明を省略する。レーザダイオードＬＤ２も、発光波長が異なる点を除いて、レーザダイオードＬＤ１と同様である。
【００９７】
光源部３０、３１に接続された各光ファイバ８６の出射端は、光カプラ８８に接続されている。光カプラ８８は、各光ファイバ８６から入射する光を光ファイバ８９に出射する２ｉｎ１タイプのカプラである。光ファイバ８９の後段には、集光レンズ９０が配置されている。集光レンズ９０は、光ファイバ８９から出射した光を導光ロッド７９の入射端に集光する。
【００９８】
以下、上記構成による作用について説明する。内視鏡診断を行う場合には、内視鏡１１をプロセッサ装置１２と光源装置１３に接続し、プロセッサ装置１２と光源装置１３の電源を入れて、内視鏡システム１０を起動する。
【００９９】
内視鏡１１の挿入部１６を被検者の消化管内に挿入して、消化管内の観察が開始される。通常光観察モードでは、光源部３０、３１が点灯する。光源制御部３４は、ＬＵＴ３４ａを参照して、光源部３０の駆動電流値Ｉ１の初期値に対応する、光源部３１の駆動電流値Ｉ２を読み出して、光源部３０及び光源部３１の駆動電流値Ｉ１、Ｉ２を決定し、決定した駆動電流値Ｉ１、Ｉ２で光源部３０、３１の駆動及び光量制御を開始する。
【０１００】
図１８に示すように、光源部３０は、発光ダイオードＢＬＥＤ１による青色光Ｂと、蛍光体３５において青色光Ｂによって励起される蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）を発する。青色光Ｂ及び蛍光ＦＬは、導光ロッド７６を介して、光路統合部３６に入射する。光源部３１は、発光ダイオードＢＬＥＤ２による青色光Ｂを発する。光源部３１の青色光Ｂは、導光ロッド７７を介して光路統合部３６に入射する。
【０１０１】
ダイクロイックミラー７１は、光源部３０の青色光Ｂをカットして、蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）のみを透過する。蛍光ＦＬは、ダイクロイックミラー７１から集光光学系７３に入射する。ダイクロイックミラー７２は、光源部３１の青色光Ｂを反射してダイクロイックミラー７１に入射させる。光源部３１の青色光Ｂはダイクロイックミラー７１で反射して、集光光学系７３に入射する。これにより、光源部３０の蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）と光源部３１の青色光Ｂが混合されて白色光が生成される。集光光学系７３は、白色光を内視鏡１１のライトガイド４３の入射端に集光し、白色光を内視鏡１１に供給する。
【０１０２】
光路統合部３６において、ダイクロイックミラー７１は、光混合部として機能するとともに、青色光Ｂをカットする青色カットフイルタとしても兼用されているので、光学系の構成を簡略化できる。
【０１０３】
内視鏡１１において、白色光はライトガイド４３を通じて照明窓２２に導光されて、照明窓２２から観察部位に照射される。各光源部３０、３１の光は、導光ロッド７６、７７によって発散角が補正されているので、観察部位に照射される照射スポットの大きさは一致しており、色ムラは生じない。
【０１０４】
観察部位で反射した反射光は、観察窓２３から撮像素子４４に入射する。撮像素子４４は画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒをプロセッサ装置１２に出力する。プロセッサ装置１２において、ＤＳＰ５７は画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒを色分離して、画像処理部５８に入力する。撮像素子４４による撮像動作は所定のフレームレートで繰り返される。画像処理部５８は、入力される画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて通常観察用の表示画像を生成する。表示画像は表示制御回路６０を通じてモニタ１４に出力される。表示画像は、撮像素子４４のフレームレートに従って更新される。
【０１０５】
また、ＤＳＰ５７は、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて露出値を算出し、算出した露出値に応じた露出制御信号を光源装置１３に送信する。光源装置１３において、光源制御部３４は、受信した露出制御信号に基づいて、光源部３０の駆動電流値Ｉ１を決定し、ＬＵＴ３４ａを参照して駆動電流値Ｉ２を決定する。そして、決定した駆動電流値Ｉ１、Ｉ２で光源部３０、３１を駆動する。これにより、光源部３０の蛍光ＦＬ、光源部３１の青色光Ｂの光量比を一定に保ちながら、白色光の光量が制御される。そのため、露出制御を行っても、表示画像において観察部位の色味が変化することは無い。
【０１０６】
また、青色光Ｂを発する発光ダイオードＢＬＥＤ１と蛍光体３５を組み合わせた光源部３０の青色光Ｂをカットし、その代わりに、光源部３０とは独立に制御可能な光源部３１を用いて青色光Ｂを補完して、白色光を生成している。そのため、蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）のうち、緑色光を発する補助光源のみを追加する特許文献１と比較して、より正確な白色光（Ｂ、Ｇ、Ｒ）の色バランスを確保することができる。また、蛍光体３５の発熱の影響を受ける光源部３０の青色光Ｂをカットし、蛍光体３５の影響を受けない光源部３１の青色光Ｂで補完しているため、光量制御も簡便である。
【０１０７】
また、特許文献１のように、狭帯域の緑色光を使用しないため、粘膜表面の凹凸など被写体の表面形状の視認性が低下することもない。
【０１０８】
また、図１３に示したように、光源部３０においては、蛍光体３５の発熱が大きくなる高出力領域においては、蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）の増加率が低下するのに対して、青色光Ｂの増加率が上昇する。観察部位によっては、蛍光ＦＬに対して青色光Ｂの光量が突出する懸念もあり、そうなると、撮像素子４４の青色光Ｂを受光するＢ画素だけが飽和してしまうという問題も生じる。しかし、本発明では、光源部３０の青色光Ｂはカットし、光源部３１の青色光Ｂを用いて、蛍光ＦＬと青色光Ｂの光量比を一定に保つ光量制御を行うため、蛍光体３５の発熱が大きくなる高出力領域においても、蛍光ＦＬに対して青色光Ｂの光量が突出することがなくなり、Ｂ画素の飽和も抑制される。
【０１０９】
血管強調観察モードでは、図９（Ａ）に示すように、光源部３０、３１に加えて光源部３２が点灯する。光源部３０の蛍光ＦＬと光源部３０の青色光Ｂは、上述した光路統合部３６の作用によって白色光となり、内視鏡１１に供給される。光源部３２の狭帯域光Ｎ１は、入射光学系７８を介して光路統合部３６に入射する。狭帯域光Ｎ１はダイクロイックミラー７２を透過して、ダイクロイックミラー７１で反射されて集光光学系７３を介して内視鏡１１に供給される。これにより、光源部３０、３１による白色光と光源部３１による狭帯域光Ｎ１が同時に観察部位に照射される。光源部３２の狭帯域光Ｎ１の発散角も導光ロッド７９によって補正されているので、観察部位の照射スポットにおける色ムラは生じない。
【０１１０】
撮像素子４４は、観察部位で反射した白色光及び狭帯域光Ｎ１を受光し、ＤＳＰ５７にＢ、Ｇ、Ｒの画像信号を出力する。ＤＳＰ５７は、画像信号Ｂ、Ｇ、Ｒを分離して、画像処理部５８に入力する。血管強調観察モードにおいては、画像処理部５８は、Ｂ、Ｇ、Ｒの画像信号に基づいて、血管強調観察用の表示画像を生成し、生成された表示画像がモニタ１４に表示される。
【０１１１】
血管強調観察モードにおいては、光源制御部３４は、光源部３０、３１に加えて光源部３２の光量制御も行う。光源部３０、３１の光量制御については、通常観察モードと同様に行われる。そのため、通常観察モードで説明したのと同様の効果が得られる。さらに、血管強調観察モードにおいては、光源部３１の青色光Ｂに加えて、青色領域の狭帯域光Ｎ１が照射されるため、通常観察モードに比べて、撮像素子４４のＢ画素の飽和はより問題となる。そのため、本発明によるＢ画素の飽和を抑制するという効果は、血管強調観察モードにおいてより有効である。
【０１１２】
酸素飽和度観察モードでは、光源部３０、３１と光源部３３とが、１フレーム毎に交互に点灯し、白色光と狭帯域光Ｎ２が交互に観察部位に照射される。撮像素子４４は、白色光および狭帯域光Ｎ２に対応する画像信号をＤＳＰ５７に順次出力する。ＤＳＰ５７は、白色光の元で取得した画像信号に基づいて、Ｂ１、Ｇ１、Ｒ１の各色の画像信号を生成して、狭帯域光Ｎ２の元で取得した画像信号に基づいて、Ｂ２の画像信号を生成する。画像処理部５８は、画像信号Ｂ２、Ｇ１、Ｒ１の画像間演算を行うことにより、酸素飽和度を算出する。そして、画像信号Ｂ１、Ｇ１、Ｒ１に基づいて生成されるフルカラー画像に対して、算出した酸素飽和度の値に応じた色変換を行って、酸素飽和度観察用の表示画像を生成する。
【０１１３】
酸素飽和度観察モードにおいては、光源制御部３４は、光源部３０、３１に加えて、光源部３３の光量制御を行う。光源部３０、３１の光量制御については、通常観察モードと同様に行われる。そのため、通常観察モードで説明したのと同様の効果が得られる。なお、酸素飽和度観察モードでは、Ｂ１の画像信号は表示画像の生成に用いられないので、光源部３１を点灯しなくてもよい。この場合には、光源制御部３４は、光源部３０と光源部３３について光量制御を行う。
【０１１４】
血管強調観察モードや酸素飽和度観察モードなど血管情報観察を行う場合には、狭帯域光Ｎ１、Ｎ２などの特殊光に加えて、光源部３０の蛍光ＦＬや光源部３１の青色光Ｂが用いられる。そして、Ｂ、Ｇ、Ｒの画像合成や画像間演算を行って表示画像が生成される。この場合、光量に応じて、Ｂ、Ｇ、Ｒの白色光の色バランスが変動すると、表示画像の信頼性が低下するおそれもある。そのため、通常観察に加えて、血管情報観察を行う場合にも、本発明は有効である。
【０１１５】
上記実施形態では、光源部３０、３１の半導体光源として発光ダイオードＢＬＥＤを用いた例で説明したが、光源部３２、３３に用いられるレーザダイオードＬＤでもよい。レーザダイオードＬＤを用いる場合には、光源制御部は、光量制御をするための駆動電力値として、駆動電流値の代わりに、駆動パルスのデューティ比などを変化させる。
【０１１６】
また、本発明は、半導体光源としてレーザダイオードＬＤを用いてもよいが、レーザダイオードＬＤよりも発光ダイオードＢＬＥＤを用いる場合に特に有効である。理由は次のとおりである。発光ダイオードＢＬＥＤは、レーザダイオードＬＤと比較して半導体チップにおける発光面積が大きいため、内視鏡１１のライトガイド４３への入射効率が悪い。入射効率が悪い理由は、ライトガイド４３のＮＡ（開口数：Numerical Aperture）と、光源の発光面積Ｓ１及び発散角Ω１の積であるエタンデューＳ１・Ω１との関係から説明することができる。
【０１１７】
ライトガイド４３は光ファイバをバンドルしたものであり、光ファイバにおいては光はコアとクラッドの境界において全反射しながら伝播する。そのため、ライトガイド４３内で光を伝播させるためには、光ファイバの入射端に全反射条件を満たす入射角で光を入射させることが必要である。ＮＡは、光ファイバがどれだけ光を集めることができるかを表す指標であり、最大受光角θmaxの正弦で定義される（ＮＡ＝ｓｉｎθmax）。最大受光角θmaxが大きいほどＮＡの値は大きい。光ファイバに入射する光線の入射角が最大受光角θmax以下であれば、光ファイバ内においてコアとクラッドの境界で全反射が生じるため、入射光はライトガイド４３内を伝播して導光される。入射角が最大受光角θmaxを越えると、入射光は全反射せずに透過してしまうため、ライトガイド４３内を導光されない。導光されない入射光線は光伝達損失となる。そのため、ライトガイド４３への入射効率を上げるためには、光源の光の発散角は最大受光角θｍａｘ以内に収まっている方がよい。
【０１１８】
一方、光源におけるエタンデューＳ１・Ω１は光学系において保存されるため、ライトガイド４３の入射端の受光面積をＳ２、受光角をΩ２とすると、Ｓ１・Ω１＝Ｓ２・Ω２が成り立つ。そのため、光源の発光量をライトガイド４３で損失なく受光するためには、ライトガイド４３の受光面積Ｓ２に対して光源の発光面積Ｓ１が大きいほど、受光角Ω２を大きくする必要がある。しかし、上述のとおり、ライトガイド４３にはＮＡの制約があるため、受光角Ω２を大きくすると入射損失が多くなってしまう。こうした理由から、光源の発光面積が大きな発光ダイオードＢＬＥＤは、相対的に発光面積の小さいレーザダイオードＬＤと比較して、ライトガイド４３への入射効率が悪くなる。
【０１１９】
そのため、内視鏡１１から照射される照明光量を同じにするには、レーザダイオードＬＤの場合と比べて、発光ダイオードＢＬＥＤでは駆動電流値Ｉを高くする必要がある。駆動電流値Ｉが高くなる高出力領域では、上述のとおり、蛍光体３５の発熱の影響を受けやすい。したがって、本発明は、レーザダイオードＬＤと比較して発光ダイオードＢＬＥＤを用いる場合に特に有効であると言える。
【０１２０】
また、特許文献１に記載されている、蛍光体と半導体光源を分離して、蛍光体を内視鏡に設ける形態の光源装置と比べて、本発明は、蛍光体３５及び半導体光源を有する光源部３０を設ける形態の光源装置１３において特に有効である。光源装置１３に蛍光体３５及び半導体光源を設ける場合には、蛍光ＦＬと青色光Ｂはすべて、内視鏡１１のライトガイド４３を介して照明窓２２に導光されることになる。ライトガイド４３を介して導光する場合には、ライトガイド４３において光伝達損失が生じるため、その分、光源部３０をより高出力領域で駆動する必要がある。上述のとおり、高出力領域では蛍光体３５の影響を受けやすい。そのため、本発明は、蛍光体が光源装置内に設けられている場合に、特に有効である。
【０１２１】
上記実施形態では、光源制御部３４において、光源部３０、３１の光量制御を、ＬＵＴ３４ａを用いて行う例で説明しているが、ＬＵＴ３４ａの代わりに、駆動電流値Ｉ１、Ｉ２の関係を規定した関数式に基づいて制御してもよい。また、光源部３０の蛍光ＦＬと、光源部３１の青色光Ｂの光量を検知する光量センサを設けて、光量センサが出力する光量信号に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【０１２２】
この場合には、例えば、図２３に示すように、光路統合部３６の後段に、導光ロッド９１が設けられる。導光ロッド９１は、断面が円形の中実な透明ガラス等で形成され、導光ロッド７６などと同様に、入射した光を側面９１ａで全反射させながら光軸方向に導光する。導光ロッド９１の出射端は、ライトガイド４３の入射端と対向する位置に配置され、出射した光がライトガイド４３に入射される。
【０１２３】
導光ロッド９１の側面９１ａには、青色光Ｂ、蛍光ＦＬに含まれる緑色光Ｇ及び赤色光Ｒのそれぞれに感度を持つ光量センサ９２Ｂ、９２Ｇ、９２Ｒが設けられており、光量センサ９２Ｂ、９２Ｇ、９２Ｒは、受光面を側面９１ａと対面させた姿勢で側面９１ａに接着剤で接着されている。
【０１２４】
側面９１ａにおいて、光量センサ９２Ｂ、９２Ｇ、９２Ｒが接着された部分は、空気との界面ではなくなるため、入射した光は全反射せずに光量センサ９２Ｂ、９２Ｇ、９２Ｒに入射する。これにより、光源部３０の蛍光ＦＬ（Ｇ、Ｒ）と光源部３１の青色光Ｂのそれぞれの光量を検知することができる。光量センサ９２Ｂ、９２Ｇ、９２Ｒは、各色の光量信号を光源制御部３４に出力する。光源制御部３４は、光量信号に基づいて、光源部３０、３１のそれぞれの駆動電流値Ｉ１、Ｉ２を制御する。
【０１２５】
上記実施形態では、光源部３０、３１の半導体光源として同じ波長域の青色光Ｂを発光する発光ダイオードを用いる例で説明したが、光源部３０、３１の各半導体光源の波長域は、完全に同じでなくてもよい。光源部３０の青色光Ｂはカットされて、蛍光ＦＬと混合される青色光Ｂとしては、光源部３１の青色光Ｂのみが用いられるため、光源部３１の青色光Ｂと蛍光ＦＬの光量比が一定に保たれればよいからである。
【０１２６】
上記実施形態における光路統合部３６の構成は１例であり、種々の構成が可能である。例えばダイクロイックミラー７１を光混合部と青色光カットフイルタとして兼用させているが、ダイクロイックミラー７１の前段に青色光カットフイルタを別に設けてもよい。また、ダイクロイックミラーを利用して、光路統合機能を実現しているが、ダイクロイックミラーの代わりに、ダイクロイックプリズムなどを利用してもよい。また、ダイクロイックミラーの代わりに、例えば、入射端が複数有り、出射端が１つの分岐型ライトガイドなどを用いて光路を統合してもよい。分岐型ライトガイドは、光ファイバをバンドル化したファイババンドルであり、一端において光ファイバを所定本数ずつ複数に分割して、入射端を複数に分岐させたものである。この場合には、分岐した各入射端のそれぞれに対応させて光源部３０〜３３を配置する。そして、光源部３０と分岐型ライトガイドの入射端の間に青色カットフイルタを配置する。
【０１２７】
上記実施形態では、発散角補正部として導光ロッドを例に説明したが、発散角補正部として、導光ロッドの代わりに、又はそれに加えて１枚以上のレンズで構成した光学系を用いてもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、生体組織内の血管情報観察を行うための特殊光を発する特殊光光源部として、狭帯域光Ｎ１、Ｎ２を発する２つの光源部３２、３３を設けた例で説明したが、光源部３２、３３はいずれか１つでもよいし、さらに別の光源部を追加してもよい。もちろん、血管情報観察を行わない場合には特殊光光源部は設けなくてもよい。ただし、上記実施形態で説明したように、血管情報観察を行うための特殊光としては、狭帯域光Ｎ１、Ｎ２のように青色領域の光を利用する場合が多い。上述のとおり、青色領域の光を利用する場合には、撮像素子４４のＢ画素の飽和を抑制する必要性が高いので、本発明は、血管情報観察に用いられる光源装置に対して特に有効である。
【０１２９】
また、光源部３２、３３の半導体光源としてレーザダイオードを用いた例で説明したが、発光ダイオードでもよい。また、半導体光源としては、発光ダイオードやレーザダイオードの他に、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いてもよい。
【０１３０】
上記実施形態では、撮像素子４４として、Ｂ、Ｇ、Ｒのマイクロカラーフイルタによって白色光を色分離するカラー撮像素子を有し、カラー撮像素子によってＢ、Ｇ、Ｒの画像信号を同時に取得する同時式の内視鏡システム及びそれに用いられる光源装置を例に説明したが、モノクロ撮像素子を有し、Ｂ、Ｇ、Ｒの光を順次照射して、Ｂ、Ｇ、Ｒの画像信号を面順次で取得する面順次式の内視鏡システム及びそれに用いられる光源装置に本発明を適用してもよい。ただし、面順次式の場合には、Ｂ、Ｇ、Ｒの画像信号をそれぞれ別々のタイミングで取得できるため、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画像信号の取得タイミングに合わせて、Ｂ、Ｇ、Ｒの光量を制御することで、光量比を一定にすることが可能である。そのため、本発明は同時式の場合に特に有効である。もちろん、面順次式に本発明を適用すれば、取得タイミングに合わせた光量制御が不要になるという効果は得られる。
【０１３１】
上記実施形態では、光源装置とプロセッサ装置が別体で構成される例で説明したが、２つの装置を一体で構成してもよい。また、本発明は、撮像素子と超音波トランスデューサが先端部に内蔵された超音波内視鏡を用いた内視鏡システム及びそれに用いられる光源装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  内視鏡システム
１１  内視鏡
１２  プロセッサ装置
１３  光源装置
３０〜３３  光源部
３４  光源制御部
３５  蛍光体
３６  光路統合部
４３  ライトガイド
７１、７１  ダイクロイックミラー
７６、７７、７９  導光ロッド
ＢＬＥＤ１、ＢＬＥＤ２  発光ダイオード
ＬＤ１、ＬＤ２  レーザダイオード
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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