(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
前記照明光としての白色光と狭帯域光を生成するための複数の半導体発光素子を有する光源装置と、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、表示画像信号を生成する画像処理部と、
前記表示画像信号に基づく画像を表示するモニタと、を備えた内視鏡システムであって、
前記光源装置の半導体発光素子のいずれもが故障していない場合、
前記光源装置は、通常観察モード時に白色光を生成するための半導体発光素子を発光させ、特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための半導体発光素子を発光させ、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置は、前記特殊光観察モード時に発光させる狭帯域光を生成するための半導体発光素子によって代替させ、
前記画像処理部は、前記代替前後における画像処理を切り替えて前記表示画像信号の色味変化を抑制する内視鏡システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡システムであって、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、前記モニタに警告表示を行う内視鏡システム。
【請求項３】
請求項２に記載の内視鏡システムであって、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の全てが故障した場合、前記モニタに、前記電子内視鏡の体腔内からの抜去を指示する警告表示を行う内視鏡システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡システムであって、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記特殊光観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置は、前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子によって代替させる内視鏡システム。
【請求項５】
請求項４に記載の内視鏡システムであって、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記特殊光観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、前記モニタに、前記特殊光観察モード時に支障が生じる旨の警告表示を行う内視鏡システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡システムであって、
前記複数の半導体発光素子は、前記通常観察モード時に白色光を生成するための、第１波長域の光を発光する半導体発光素子と、前記特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための、前記第１波長域と異なる第２波長域の光を発光する半導体発光素子とを含む内視鏡システム。
【請求項７】
先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
前記照明光としての白色光と狭帯域光を生成するための複数の半導体発光素子を有する光源装置と、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、表示画像信号を生成する画像処理部と、
前記表示画像信号に基づく画像を表示するモニタと、
制御手段と、を備えた内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段が、
前記光源装置の半導体発光素子のいずれもが故障していない場合、
前記光源装置を制御して、通常観察モード時に白色光を生成するための半導体発光素子を発光させ、特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための半導体発光素子を発光させ、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置を制御して、前記特殊光観察モード時に発光させる狭帯域光を生成するための半導体発光素子によって代替させ、
前記画像処理部を制御して、前記代替前後における画像処理を切り替えて前記表示画像信号の色味変化を抑制させる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項８】
請求項７に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段は、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、前記モニタに警告表示を行わせる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項９】
請求項８に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段は、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の全てが故障した場合、前記モニタに、前記電子内視鏡の体腔内からの抜去を指示する警告表示を行わせる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段は、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記特殊光観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置を制御して、前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子によって代替させる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段は、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記特殊光観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、前記モニタに、前記特殊光観察モード時に支障が生じる旨の警告表示を行わせる内視鏡システムの駆動方法。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡システムの駆動方法であって、
前記複数の半導体発光素子は、前記通常観察モード時に白色光を生成するための、第１波長域の光を発光する半導体発光素子と、前記特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための、前記第１波長域と異なる第２波長域の光を発光する半導体発光素子とを含む内視鏡システムの駆動方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色照明光等の広帯域光と特定の狭帯域光とを用いて特殊光観察を行うことができる内視鏡システム及びその駆動方法に係り、特に、複数灯用意された複数光源のうちのいずれかの光源が消灯した場合に対処する内視鏡システム及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡システムは、体腔内に挿入される挿入部を備えた電子内視鏡（スコープ）と、この電子内視鏡が着脱自在に接続される本体装置とで構成される。
【０００３】
本体装置は、プロセッサ装置と光源装置とを備える。プロセッサ装置は、電子内視鏡の挿入部先端に内蔵された撮像センサ（固体撮像素子）から出力される撮像信号を受信して画像処理を行い、得られた観察画像をモニタに表示する。光源装置は、電子内視鏡内に挿通されたライトガイドを通して体腔内を照明する光を発生する。
【０００４】
近年、特定の狭い波長帯域光（狭帯域光）を生体の粘膜組織に照射し、生体組織の所望の深さの組織情報を得る、いわゆる特殊光観察を行うことができる内視鏡システムが活用されている。この種の内視鏡システムは、例えば、粘膜層或いは粘膜下層に発生する新生血管の表層微細構造、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。
【０００５】
例えば、観察対象が癌病変部である場合、青色（Ｂ）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。
【０００６】
生体組織に対する光の深さ方向の深達度は、光の波長に依存する。波長の短い青色（Ｂ）光は、生体組織での吸収特性及び散乱特性により表層付近までしか光が深達せず、そこまでの深さの範囲で吸収，散乱を受けるため、主として表層組織の情報を観測することができる。
【０００７】
Ｂ光より波長が長い緑色（Ｇ）光の場合、Ｂ光が深達する範囲よりさらに深い所まで深達し、その範囲で吸収，散乱を受けるため、主として中層組織及び表層組織の情報を観測することができる。
【０００８】
Ｇ光より波長が長い赤色（Ｒ）光は、さらに深い組織まで光が到達し、その範囲で吸収，散乱を受けるため、主として深層組織及び中層組織の情報を観測することができる。
【０００９】
すなわち、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光を照射して得られる各戻り光をＣＣＤ型，ＣＭＯＳ型等の撮像センサによって受光して得られる画像信号は、それぞれ、主として表層組織の情報、主として中層組織及び表層組織の情報、及び主として深層組織及び中層組織の情報を含むことが知られている。
【００１０】
このため、特殊光観察では、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やすくするために、表層組織の観察に適した青色（Ｂ）の狭帯域光、および、中層組織及び表層組織の観察に適した緑色（Ｇ）の狭帯域光の２種類の狭帯域光のみを用い、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）の狭帯域光はあまり用いられない。
【００１１】
そして、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、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）とを用いて画像処理を行い、モニタに疑似カラー画像を表示して被写体を観察することが行われる。
【００１２】
赤色（Ｒ）光を照明光として用いない場合の特殊光観察では、撮像画像信号の画像処理において、撮像センサで得られたＧ画像信号（Ｇ狭帯域データ）に所定の係数をかけてカラー画像のＲ画像データとして割り付け、Ｂ画像信号（Ｂ狭帯域データ）に異なる所定係数をかけてカラー画像のＧ画像データ及びＢ画像データにそれぞれ割り付け、ＲＧＢ３ｃｈ（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、モニタに表示する。
【００１３】
即ち、狭帯域光モードにおける画像処理では、狭帯域光によるＧ画像信号とＢ画像信号の２色の画像信号を、ＲＧＢの３色カラー画像データに変換しモニタに疑似カラー画像として表示するため、白色光（通常光）モードにおける画像処理（撮像センサで受光して得られた３色のＲ画像信号，Ｇ画像信号，Ｂ画像信号をカラー表示するためのＲＧＢカラー画像データに変換する画像処理）とは異なるものとなっている。
【００１４】
Ｇ狭帯域光及びＢ狭帯域光だけでなく、Ｒ狭帯域光も用いる特殊光観察においても、表層組織の微細血管や微細構造の観察を目的とする場合には、Ｒ画像信号（Ｒ狭帯域データ）を用いずに、上述のように、Ｇ画像信号及びＢ画像信号のみを用いて画像処理を行い、モニタに疑似カラー画像表示して観察することが行われる。
【００１５】
この場合にも、画像処理において、上記と同様にＧ画像信号をＲ画像データに割り付け、Ｂ画像信号をＧ画像データ及びＢ画像データに割り付け、３ｃｈカラー画像データからなる疑似カラー画像を生成し、モニタに表示することが行われる。
【００１６】
その結果、モニタに表示された疑似カラー画像は、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）を多く含んでいるため、表層組織の微細血管や微細構造の状態がより詳細に表現されたものとなり、表層組織の微細血管や微細構造が観察しやすくなる（特許文献１及び特許文献２参照）。
【００１７】
上述した様な内視鏡システムでは、特殊光を光源装置内で発光させ、これをライトガイドを通して電子内視鏡の先端部から観察対象に照射するのであるが、電子内視鏡を患者の体腔内に挿入している最中に光源が故障等によって消灯してしまう虞がある。この非常事態に対処するために、従来は、例えば下記の特許文献３に記載されている様に、特殊光観察中に特殊光の発光光源に異常が生じたとき、自動的に通常光（擬似白色光）による観察に切り替わるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第３５５９７５５号公報
【特許文献２】特許第３６０７８５７号公報
【特許文献３】特開２００５―２０４９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
特殊光観察を行う内視鏡システムでは、発光波長の異なる複数の光源を用いるほか、同一波長の照明光を発光する光源も、故障に備えて主灯と予備灯を設けるのが普通である。
【００２０】
内視鏡システムの使用中にいずれかの光源が故障によって消灯した場合、観察を中断して電子内視鏡を患者の体腔内から抜去して、故障光源を正常品に交換した後に再び内視鏡による検査を行うのでは、患者の負担が増してしまう。
【００２１】
特に、レーザ光源を用いる場合、レーザ機器の取り扱い資格を持った者が専用施設内に光源装置を持ち込んで故障光源を交換しなければならないため、内視鏡システムを設置した病院内で医者や職員などが勝手にレーザ光源を交換することができないという制約がある。
【００２２】
このため、内視鏡による検査中にいずれかの光源が故障によって消灯しても、なるべく他灯を用いて観察を継続し、患者への負担を軽減するのが好ましい。
【００２３】
しかし、故障した光源の数や種別によっては観察を継続できない場合もあり、また、故障した光源に代替させる光源の発光波長や光量が故障前に比べて変動すると、観察画像の色味が変化してしまうという問題もある。
【００２４】
本発明の目的は、光源のいずれかが故障等で消灯しても、観察を継続して患者への負担軽減を図ることが可能な内視鏡システム及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の内視鏡システムは、先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
前記照明光としての白色光と狭帯域光を生成するための複数の半導体発光素子を有する光源装置と、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、表示画像信号を生成する画像処理部と、
前記表示画像信号に基づく画像を表示するモニタと、を備えた内視鏡システムであって、
前記光源装置の半導体発光素子のいずれもが故障していない場合、
前記光源装置は、通常観察モード時に白色光を生成するための半導体発光素子を発光させ、特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための半導体発光素子を発光させ、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置は、前記特殊光観察モード時に発光させる狭帯域光を生成するための半導体発光素子によって代替させ、
前記画像処理部は、前記代替前後における画像処理を切り替えて前記表示画像信号の色味変化を抑制する内視鏡システムである。
また、本発明の内視鏡システムの駆動方法は、先端部に被写体に対して照明光を照射する照明窓が設けられ、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、
前記照明光としての白色光と狭帯域光を生成するための複数の半導体発光素子を有する光源装置と、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号に基づいて、表示画像信号を生成する画像処理部と、
前記表示画像信号に基づく画像を表示するモニタと、
制御手段と、を備えた内視鏡システムの駆動方法であって、
前記制御手段が、
前記光源装置の半導体発光素子のいずれもが故障していない場合、
前記光源装置を制御して、通常観察モード時に白色光を生成するための半導体発光素子を発光させ、特殊光観察モード時に狭帯域光を生成するための半導体発光素子を発光させ、
前記複数の半導体発光素子のうちの前記通常観察モード時に発光させる半導体発光素子の少なくとも一つが故障した場合、
前記光源装置を制御して、前記特殊光観察モード時に発光させる狭帯域光を生成するための半導体発光素子によって代替させ、
前記画像処理部を制御して、前記代替前後における画像処理を切り替えて前記表示画像信号の色味変化を抑制させる内視鏡システムの駆動方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の光源のうちいずれかが故障又は劣化によって消灯しても、他の光源によって代替させて観察を継続でき、患者への負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの機能ブロック図である。
【図３】図２に示す内視鏡システムの光源に用いられる狭帯域レーザ光源から出射される狭帯域光、及び青色レーザ光源と蛍光体とからなる白色光源から出射される疑似白色光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】図１に示す内視鏡システムの画像処理の各信号処理系を示すブロック図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図４に示す青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）及び青色レーザ光源（４４５ＬＤ）からの出射光量と経過時間との関係の一実施例を示すグラフである。
【図６】図４に示す特殊光画像処理部の特殊光色変換部が備える色変換テーブルの一例を示す図である。
【図７】図２に示す内視鏡システムで実施される特殊光観察の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図２に示す内視鏡システムで実施される光量調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】レーザ光源の故障検出回路の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る光源の故障パターンに対する観察モード制限を例示する図である。
【図１１】光源に故障が発生したときモニタに表示する警告表示の一例を示す図である。
【図１２】光源に故障が発生したときモニタに表示する警告表示の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムを、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの全体構成を示す外観図であり、図２は、その概略機能を示すブロック図である。本実施形態の内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２と、本体装置を構成するプロセッサ装置１４及び光源装置１６とを備える。電子内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。
【００３０】
挿入部２０の先端には先端部２６が連設され、先端部２６内に、体腔内撮影用の撮像素子（ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子：図２参照）２１及び詳細は後述する蛍光体２３が内蔵される。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されたとき、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し／引きされ、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内で所望の方向に向けられる。
【００３１】
ユニバーサルコード２４の基端にはコネクタ３６が設けられている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、プロセッサ装置１４に接続される他、光源装置１６にも接続される。
【００３２】
プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブルを介して電子内視鏡１２に給電を行い、撮像素子２１の駆動を制御すると共に、撮像素子２１からケーブル２９を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換する。
【００３３】
プロセッサ装置１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８に内視鏡撮影画像（観察画像）として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６とも電気的に接続される。
【００３４】
プロセッサ装置１４内には、内視鏡システム１０の全体を統括的に制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）３１が設けられており、ＣＰＵ３１が、プロセッサ装置１４内の各構成部を制御するほか、光源装置１６内の各光源制御部や、電子内視鏡１２内の撮像素子２１等の駆動制御を行う。
【００３５】
プロセッサ装置１４には、操作部２２等に設けられた入出力部が接続される他、観察画像データ等を記録するハードディスク４２（図４参照）が接続される。入出力部は、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）などのモード切替を行うモード切替部４０を含む。
【００３６】
電子内視鏡１２の先端部分には、被観察領域へ白色照明光や特殊光を照射する照明窓２５と、受光窓２７とが設けられており、照明窓２５の内側に蛍光体２３が内蔵されると共に、受光窓２７の内側に撮像素子２１が設けられる。撮像素子２１の受光面には複数の図示省略の受光素子（フォトダイオード：画素）が二次元アレイ状に配列形成されており、各受光素子に、ＲＧＢのカラーフィルタが例えばベイヤ配列で積層されている。なお、カラーフィルタは補色系でも良い。
【００３７】
照明窓２５の内側には照明光学系を構成するカバーガラスやレンズ等が配置され、受光窓２７の内側には撮像光学系を構成する対物レンズユニット等が配置されるが、これらの図示は省略する。
【００３８】
光源装置１６には、特殊光モードにおいて、特殊光光源として用いられる中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３ａ，３３ｂと、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用光源として用いられる中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５ａ，３５ｂとを発光源として備えている。
【００３９】
青紫色レーザ光源３３ａ，青色レーザ光源３５ａが夫々の波長の主灯として用いられ、青紫色レーザ光源３３ｂ，青色レーザ光源３５ｂが予備灯として用いられる。主灯を主に用いて予備灯を主灯故障時のバックアップ用として用いても良いが、本実施形態では、主灯と予備灯とを同時並列で用いる。同時並列で使用すると、照明光量を確保するために夫々に流す通電量を減らすことができ、光源の長寿命化を図ることができ、同時並列使用のため、明るい光源となる。なお、青紫レーザ光源については、予備灯３３ｂを設けない場合もあるが、本実施形態では、予備灯３３ｂを備える例で説明する。
【００４０】
青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂからの中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光は、生体の構造・成分の分光スペクトル特性に応じて、好ましくは合致して狭帯域化された波長帯域幅を持つ狭帯域光であるので、生体の構造・成分の検出能が優れている。
【００４１】
これら各光源３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂの半導体発光素子からの発光は、光源制御部４８（図４参照）により個別に制御されており、各光源３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂの発光条件、すなわち青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂの出射光と、青色レーザ光源３５ａ，３５ｂの出射光の光量割合は、変更自在になっている。
【００４２】
青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂ及び青色レーザ光源３５ａ，３５ｂ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。
【００４３】
これら各光源３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂから出射されるレーザ光は、集光レンズ（図示せず）により、それぞれライトガイド３９に入力され、合波器（図示せず）を介してコネクタ３６に伝送される。合波器を用いずに各光源３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂからの各レーザ光を直接コネクタ３６に送出する構成とすることも可能である。
【００４４】
中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光及び中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光が合波され、コネクタ３６まで伝送されたレーザ光は、照明光学系を構成するライトガイド３９によって、それぞれ電子内視鏡１２の先端部まで伝播される。そして、青色レーザ光は、電子内視鏡１２の先端の、ライトガイド３９の光出射端と照明窓２５との間に配置された波長変換部材である蛍光体２３を励起して蛍光を発光させる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体２３を透過する。
【００４５】
一方、青紫色レーザ光は、その一部は蛍光体２３を励起させるが、大部分は蛍光体２３を励起させることなく透過して、狭帯域波長の照明光（いわゆる狭帯域光）となる。
【００４６】
なお、合波したレーザ光を分波器で複数系統例えば２系統に分波し、夫々の系統のレーザ光を別々のライトガイドを通して電子内視鏡１２の先端部に伝播し、受光窓２７の左右２箇所に設けた照明窓から夫々の蛍光体を介して被写体に対し照射する構成とすることもできる。
【００４７】
ライトガイド３９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の細径なファイバケーブルを使用できる。
【００４８】
蛍光体２３は、青色レーザ光及び青紫色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（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光体）を含んで構成される。これにより、青色レーザ光及び青紫色レーザ光を励起光とする緑色〜黄色の励起光と、蛍光体２３により吸収されずに透過した青色レーザ光及び青紫色レーザ光とが合わされて、白色（疑似白色）の照明光となる。
【００４９】
本実施形態のように、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光を発光する半導体発光素子を励起光源として用いることにより、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度，色度の変化を小さく抑えることができる。
【００５０】
上記の蛍光体２３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２３は、蛍光体を構成する蛍光物質と、充填材となる固定・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、光学的損失が小さくなる。
【００５１】
図３は、青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂからの青紫色レーザ光と、青色レーザ光源３５ａ，３５ｂからの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体２３により波長変換された発光スペクトルとを示すグラフである。
【００５２】
青紫色レーザ光は、中心波長４０５ｎｍの輝線（プロファイルＡ）で表される狭帯域光であり、主に特殊光観察で使用される。また、青色レーザ光は、中心波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体２３からの励起発光光は、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。
【００５３】
この励起発光光と青色レーザ光によるプロファイルＢによって、上述した疑似白色光が形成され、主に通常光とされる。なお、図示はしていないが、蛍光体２３は、青紫色レーザ光によっても励起され、青色レーザ光による場合の１／８程度の光量の励起発光光を出射し、疑似白色光を形成する。
【００５４】
ここで、青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂから照射される中心波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光及びそれに伴う蛍光体２３からの励起発光光は、４０５ｎｍの狭帯域光の成分が多く、表層組織の観察（表層組織の情報の取得）に優れる一方、蛍光体２３からの励起発光光の成分が少ないため、背景の撮像に用いられる白色光の出射光量を多くできない。
【００５５】
このため、被写体までの距離が近い場合には、背景としての白色光の出射光量が足りるが、被写体までの距離が離れた場合には、青紫色レーザ光による励起発光光では、白色光の出射光量が不足する。
【００５６】
また、青色レーザ光源３５ａ，３５ｂから照射される中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光及びそれに伴う蛍光体２３からの励起発光光は、青紫色レーザ光に比べて表層組織の観察には劣るが、蛍光体２３を強く励起し、背景としての白色光の出射光量を多くできる。
【００５７】
このため、青色レーザ光源３５ａ，３５ｂは、被写体までの距離が離れた場合にも白色光の光量を十分確保でき、青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂからの青紫色レーザ光による白色光の光量不足を補うことができる。
【００５８】
ここで、本実施形態でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限定されず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ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。
【００５９】
この内視鏡システム１０では、プロファイルＡとプロファイルＢとの発光強度を光源制御部４８により相対的に増減制御して、任意の輝度バランスの照明光を生成することができる。なお、本実施形態の内視鏡システム１０において、通常光モードでは、プロファイルＢの光のみが用いられ、特殊光モードでは、原則としてプロファイルＡの光及びプロファイルＡの光に基づく図示しない励起発光光が用いられ、図示しない励起発光光の光量不足を補うために、プロファイルＢの光が重畳される。
【００６０】
上述したように、青紫色レーザ光源（以下、４０５ＬＤという）３３ａ，３３ｂからの青紫色レーザ光による狭帯域光（プロファイルＡ）と、蛍光体２３からの図示しない励起発光光による白色光からなる照明光、及び青色レーザ光源（以下、４４５ＬＤという）３５ａ，３５ｂからの青色レーザ光と蛍光体２３からの励起発光光による白色光からなる照明光（プロファイルＢ）は、電子内視鏡１２の先端部の照明窓２５から被写体の被観察領域に向けて照射される。
【００６１】
そして、照明光が照射された被観察領域からの戻り光が、受光窓２７を介して撮像素子２１の受光面上に結像され、撮像素子２１によって被観察領域が撮像される。撮像後に撮像素子２１から出力される撮像画像の画像信号が、スコープケーブル２９を通じてプロセッサ装置１４の画像処理システム３７（図２）に入力される。
【００６２】
撮像素子２１によって撮像された撮像画像信号は、プロセッサ装置１４の画像処理システム３７を含む信号処理系によって画像処理され、モニタ３８や記録装置４２に出力され、ユーザの観察に供される。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る内視鏡システム１０の画像処理を行う信号処理系の構成図である。同図に示すように、内視鏡システム１０の信号処理系は、電子内視鏡１２の信号処理系と、光源装置１６の信号処理系と、プロセッサ装置１４の信号処理系（図２の画像処理システム３７）とを備え、プロセッサ装置１４にモニタ３８と記録装置４２とが接続され、モード切替部４０がプロセッサ装置１４と光源装置１６とに接続される。
【００６４】
電子内視鏡１２の信号処理系は、撮像素子２１から出力されるアナログの撮像画像信号に対し相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理や自動利得制御（ＡＧＣ）処理を行うためのＣＤＳ・ＡＧＣ回路４４と、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路４４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４６とを有する。デジタル信号に変換された撮像画像信号は、コネクタ３６を介してプロセッサ装置１４の画像処理システム３７に入力される。
【００６５】
また、光源装置１６の信号処理系は、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３ａ，３３ｂ及び青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５ａ，３５ｂのオンオフ制御及び光量制御を行う光源制御部４８を有する。
【００６６】
ここで、光源制御部４８は、内視鏡システム１０の稼働開始に伴う光源オン信号に応じて青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂを点灯したり、モード切替部４０からの特殊光モードと通常光モードとの切替信号に応じて青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂのオンオフ制御を行ったり、後述する光量算出部５０から算出された画像の輝度値に応じて、青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂ及び青色レーザ光源３５ａ，３５ｂの発光強度、すなわち光源３３ａ，３３ｂ及び光源３５ａ，３５ｂに流す電流値を制御する。
【００６７】
すなわち、光源制御部４８は、後述する光量算出部５０及び光量割合算出部５６と共に、算出される出射光量及び出射光量の割合に基づいて、光源３３ａ，３３ｂ及び光源３５ａ，３５ｂの発光条件、すなわち光量割合を変更する光量割合変更手段として機能する。
【００６８】
プロセッサ装置１４の信号処理系は画像処理システム３７（図２参照）で構成される。この画像処理システム３７は、光量算出部５０と、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）５２と、ノイズ除去回路５４と、光量割合算出部５６と、画像処理切替部（スイッチ）６０と、通常光画像処理部６２と、特殊光画像処理部６４と、画像表示信号生成部６６とを有する。
【００６９】
光量算出部５０は、内視鏡１２のＡ／Ｄ変換器４６からコネクタを介して入力されたデジタル画像信号を用いて、撮像素子２１で受光した戻り光の光量、つまり、撮像画像の輝度値を算出する。そして、これら算出された光量は光源制御部４８及び光量割合算出部５６へ出力される。
【００７０】
光源制御部４８では、これら算出された光量が、所定値に満たない場合、戻り光の光量が所定値以上となるように、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３ａ，３３ｂ及び青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５ａ，３５ｂの出射光量を制御する。以下、主灯，予備灯の光源３３ａ，３３ｂを纏めて光源３３とし、主灯，予備灯の光源３５ａ，３５ｂを纏めて光源３５とする。
【００７１】
出射光量の制御では、まず、内視鏡先端と被写体との位置を固定し、青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５を停止し、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量を増加させる（図５（ａ）参照）。算出される戻り光の光量が所定値以上となれば、その出射光量で被写体の撮像を行う。また、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量が最大となり、それでも戻り光の光量が足りない場合には、図５（ｂ）に示すように、青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５を点灯し、全体での出射光量を増加させ、算出される戻り光の光量が所定値以上となれば、その出射光量で被写体の撮像を行う。
【００７２】
一般的に、狭帯域光光源である青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量は、それほど多くなく、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量を最大としても、その出射光量は限られるため、内視鏡が被写体から離れると撮像素子側で検出される戻り光の光量は足りなくなる。
【００７３】
この光量不足を補うために青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５の照射光量を増加させると、光量は足りるが、撮像画像の色調が変わるのはもちろん、特殊光観察される表層血管の微細構造に関する撮像画像の情報も目立たなくなる。このため、画像処理システム３７において適宜必要な画像処理を行う必要がある。
【００７４】
また、撮像に必要な戻り光の光量を得るために、前述のとおり内視鏡先端と被写体との位置を固定して出射光量の制御を行ったが、出射光量を固定して、内視鏡先端の位置を移動させてもよい。例えば、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量を所定値で固定しておき、内視鏡を動かして、戻り光の光量が所定値以上となるように内視鏡先端と被写体との位置を調整してもよい。
【００７５】
もちろん、青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３のみでは光量が足りないと予め分かるような位置で撮像を行う場合は、予め青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３の出射光量を最大とし、青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５の出射光量を所定値で固定して、前述と同様に、内視鏡を動かして戻り光の光量が所定値以上となるように内視鏡先端と被写体との位置を調整してもよい。
【００７６】
光量割合算出部５６は、光源制御部４８による青紫色レーザ光源（４０５ＬＤ）３３及び青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５を駆動する電流の電流値の情報を受け、４０５ＬＤ３３及び４４５ＬＤ３５の出射光量の光量割合を算出する。算出された光量割合は、特殊光画像処理部６４の後述する特殊光色変換部７４へ出力される。
【００７７】
なお、レーザの光量割合が変わると、撮像画像のホワイトバランスが変化する。そのため、図示はされていないが、４０５ＬＤ３３及び４４５ＬＤ３５の光量並びに光量割合がＣＤＳ・ＡＧＣ回路４４へ出力され、この光量及び光量割合の情報に基づいてホワイトバランスを取るためのＣＤＳ・ＡＧＣ回路４４のゲインが変更されて、撮像素子２１の電気的なゲインが変更されるように信号処理系を構成してもよい。また、図示はされていないが、ホワイトバランスを決定する前述のゲインの情報は、画像処理部６２及び特殊光画像処理部６４へ出力され、色変換及び特殊光色変換に用いられる。
【００７８】
ＤＳＰ５２（デジタルシグナルプロセッサ）は、光量算出部５０で光源光量が検出された後、Ａ／Ｄ変換器４６から出力されたデジタル画像信号にガンマ補正、色補正処理を行う。ノイズ除去回路５４は、ＤＳＰ５２でガンマ補正，色補正処理が施されたデジタル画像信号から、例えば、移動平均法やメディアンフィルタ法等の画像処理におけるノイズ除去方法を行ってノイズを除去する。こうして、電子内視鏡１２からプロセッサ装置１４に入力されたデジタル画像信号は、ＤＳＰ５２及びノイズ除去回路５４でガンマ補正，色補正処理及びノイズ除去等の前処理がなされる。
【００７９】
画像処理切替部６０はスイッチで構成され、モード切替部（入力部）４０の指示（切替信号）に基づいて、前処理されたデジタル画像信号を後段の通常光画像処理部６２に送るか、又は、特殊光画像処理部６４に送るかを切り替える。本実施形態では、通常光画像処理部６２及び特殊光画像処理部６４による画像処理前のデジタル画像信号を画像信号といい、画像処理前後のデジタル画像信号を画像データと呼ぶことにする。
【００８０】
通常光画像処理部６２は、通常光モードにおいて、４４５ＬＤ及び蛍光体２３による白色光（プロファイルＢ）による前処理済デジタル画像信号に適した通常光用画像処理を施す部分であって、色変換部６８と、色彩強調部７０と構造強調部７２とを有する。
【００８１】
色変換部６８は、前処理済のＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号に、３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などの色変換処理を行い、色変換処理済ＲＧＢ画像データに変換する。
【００８２】
色彩強調部７０は、画面内の血管と粘膜との色味の差をつけて、血管が見易くなるように強調するためのものであって、色変換処理済ＲＧＢ画像データに対して、画面を見ながらする処理、例えば、画面全体の平均の色味を見て、その色味を平均値より血管と粘膜との色味の差をつける方向に強調する処理を行う。
【００８３】
構造強調部７２は、色彩強調処理済ＲＧＢ画像データに対して、シャープネスや輪郭強調等の構造強調処理を行う。
【００８４】
構造強調部７２で構造強調処理が施されたＲＧＢ画像データは、通常光用画像処理済ＲＧＢ画像データとして通常光画像処理部６２から画像表示信号生成部６６に入力される。
【００８５】
特殊光画像処理部６４は、特殊光モードにおいて、４０５ＬＤ３３からの青紫色レーザ光（プロファイルＡ）、並びに４４５ＬＤ３５及び蛍光体２３からの白色光（プロファイルＢ）による前処理済デジタル画像信号に適した特殊光用画像処理を施す部分であって、特殊光色変換部７４と色彩強調部７６と、構造強調部７８とを有する。
【００８６】
特殊光色変換部７４は、入力された前処理済のＲＧＢ３チャンネルのデジタル画像信号のＧ画像信号に所定係数をかけてＲ画像データに割り付け、Ｂ画像信号に異なる所定係数をかけて夫々をＧ画像データ及びＢ画像データに割り付け、ＲＧＢ画像データを生成した後、生成されたＲＧＢ画像データに、色変換部６８と同様に３×３マトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などの色変換処理を行う。
【００８７】
具体的には、特殊光色変換部７４は、割り付け後のＲ，Ｇ，Ｂの画像データに対して、輝度の正規化を行い、Ｒｎｏｒｍ，Ｇｎｏｒｍ，Ｂｎｏｒｍの画像データを生成する。次に、これら正規化したＲｎｏｒｍ，Ｇｎｏｒｍ，Ｂｎｏｒｍ画像データに対して、光量割合に応じた色調への補正を行う。色調補正後の画像データを、Ｒａｄｊ，Ｇａｄｊ，Ｂａｄｊ画像データとすると、色調補正後のＲａｄｊ，Ｇａｄｊ，Ｂａｄｊ画像データは、次の数１で示すような演算により求められる。
【００８８】
【数１】
0005897673.tif 000002
【００８９】
ここで、ＫＲ，ＫＧ，ＫＢは、それぞれ各色の色変換係数であり、光量割合算出部５６で算出された光量割合に応じて求められる。特殊光色変換部７４は、図６に示すように、光量割合（光量比率）に対応する各色の色変換係数を定めた色変換係数テーブル８０を備え、算出された光量割合に基づいて、色変換係数テーブル８０より、色変換係数ＫＲ，ＫＧ，ＫＢを決定する。
【００９０】
色変換係数テーブル８０の色変換係数ＫＲ，ＫＧ，ＫＢは、図６に示すように、それぞれ各光量割合に対応してＲ００，Ｒ０１，Ｒ０２，…、Ｇ００，Ｇ０１，Ｇ０２，…、Ｂ００，Ｂ０１，Ｂ０２，…として設定されている。光量割合算出部５６で算出された光量割合に対応する色変換係数を数１に代入することで、色調補正された画像データＲａｄｊ，Ｇａｄｊ，Ｂａｄｊが得られる。
【００９１】
例えば、光源制御部４８において制御される４０５ＬＤ３３の光量と４４５ＬＤ３５の光量との比が、１００：１０、つまり、光量割合が４０５ＬＤ：４４５ＬＤ≒９０．９：９．１であるとき、色変換係数は、図６に示す色変換係数テーブルにより、（ＫＲ，ＫＧ，ＫＢ）＝（Ｒ１０，Ｇ１０，Ｂ１０）と求まる。この色変換係数は、図６に示すテーブルとして表すことに限らず、数式化して表してもよく、また、代表点のみ数値化して他の点を補間演算により求めてもよい。
【００９２】
色彩強調部７６は、色彩強調部７０と同様に、画面内の血管と粘膜との色味の差を付けて、血管が見易くなるように強調するためのものであって、色変換処理済ＲＧＢ画像データに対して、画面を見ながらする処理、例えば、画面全体の平均の色味を見て、その色味を平均値より血管と粘膜との色味の差をつける方向に強調する処理を行う。
【００９３】
構造強調部７８は、構造強調部７２と同様に、色彩強調処理済ＲＧＢ画像データに対して、シャープネスや輪郭強調等の構造処理を行う。構造強調部７８で最適な周波数強調処理が施されたＲＧＢ画像データは、特殊光用画像処理済ＲＧＢ画像データとして特殊光画像処理部６４から画像表示信号生成部６６へ出力される。
【００９４】
また、前述のとおり、光量が足りず青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５の出射光量を増加させた場合、撮像のための光量は足りるが、撮像画像の色調が変わるのはもちろん、特殊光観察される表層血管の微細構造に関する撮像画像の情報も目立たなくなる。そこで、特殊光画像処理部６４は、色変換部６８の前段階において、撮像画像上の表層血管を強調するためにも、フレーム加算処理、または、ビニング処理を行ってもよい。
【００９５】
ここでフレーム加算処理とは、通常、１フレームで１画像を生成するフレームを複数枚加算する処理であり、また、ビニング処理とは、画像を構成する画素を複数画素ずつ統合する処理である。なお、フレーム加算処理及びビニング処理ではなく、予め撮像素子２１の電荷蓄積時間を長めにとってもよい。フレーム加算処理と略同様の効果が得られる。
【００９６】
画像表示信号生成部６６は、通常光モードでは通常光画像処理部６２から入力された画像処理済ＲＧＢ画像データを、特殊光モードでは特殊光画像処理部６４から入力された画像処理済ＲＧＢ画像データを、夫々、表示画像信号に変換する。この表示画像信号は、ソフトコピー画像としてモニタ３８に表示され、また、記録装置４２に対して出力される。記録装置４２に記録された表示画像信号は、ハードコピー画像として記録装置４２から出力される。
【００９７】
通常光モードでは、白色光を照射して撮像素子２１で撮像され、プロセッサ装置１４で前処理及び通常光画像処理がなされた表示画像信号に基づく通常観察用画像が、モニタ３８に、ソフトコピー画像として表示される。特殊光モードでは、白色光に加え、特殊光を照射して撮像素子２１で撮像され、プロセッサ装置１４で前処理及び特殊光画像処理がなされた表示画像信号に基づく特殊光観察画像が、モニタ３８にソフトコピー画像として表示される。
【００９８】
記録装置４２も、通常光モードでは、白色光を照射して得られた通常観察画像をハードコピー画像として出力し、特殊光モードでは、白色光及び特殊光を照射して得られた特殊光観察画像をハードコピー画像として出力する。なお、必要に応じて、画像表示信号生成部６６で生成された表示画像信号は、画像情報として、図示しないが、メモリやストレージ装置からなる記憶部に記憶されても良い。
【００９９】
一方、モード切替部（入力部）４０は、通常光モードと特殊光モードとを切り替えるためのモード切替ボタンを有し、モード切替部４０からのモード切替信号は、光源装置１６の光源制御部４８に入力される。ここで、モード切替部４０は、入出力部（図４ではモニタ３８，記録装置４２，モード切替部４０）の入力部４０として配置されているが、プロセッサ装置１４、電子内視鏡１２の操作部、または光源装置１６に配置されてもよい。なお、モード切替部４０からの切替信号は、光源制御部４８及び画像処理切替部６０へ出力される。
【０１００】
次に、上述した構成の実施形態における内視鏡システムの動作を、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態においては、まず、通常光モードで通常光観察が行われているものとする。つまり、４４５ＬＤ３５が点灯され、白色光による撮像画像データについて、通常光画像処理部６２で通常光画像処理が行われている。
【０１０１】
ここで、図７に示す処理手順の通り、ユーザによって特殊光モードへの切替が行われる。ユーザがモード切替部４０を操作することでモード切替信号（特殊光ＯＮ）が出力され、画像処理切替部６０における画像処理が特殊光モードに切り替えられる（ステップＳ１０）。
【０１０２】
特殊光モードに切り替えられると、次のステップＳ２０で、光源の光量調整が行われる。この光源からの出射光量の調整は、内視鏡先端と被写体との位置関係の変化に応じて常に行われる必要がある。図８は、内視鏡先端と被写体との位置を固定した際における光量調整の詳細処理手順を示すフローチャートである。
【０１０３】
まず最初に、図８のステップＳ１２０で、青紫色レーザ光（４０５ＬＤ）３３から所定量の狭帯域光（４０５ｎｍ）が出射され、内視鏡先端より被写体に向けて、照明光として狭帯域光（４０５ｎｍ）およびその励起発光光（蛍光体２３の蛍光）が照射される。照射された照明光は、被写体で反射され、撮像素子２１によりその戻り光が撮像画像情報として取得される（ステップＳ１２２）。
【０１０４】
撮像時画像情報が取得されると、撮像画像情報は、ＣＤＳ・ＡＧＣ４４、Ａ／Ｄ変換部４６を経て、光量算出部５０へ出力され、撮像素子２１における戻り光の光量（該撮像画像の輝度値）が算出される（ステップＳ１２４）。算出された戻り光の光量は、光源制御部４８へ出力される。
【０１０５】
光源制御部４８は、光量割合算出部５６で算出された光量に基づいて、光量が足りているか否か、つまり戻り光の光量が所定値以上か否かの判定を行う（ステップＳ１２６）。光量が足りている場合、その位置での照射光量は変更する必要がなく、光源の光量調整は行われず、図７の被写体撮像処理（ステップＳ３０）に進む。もちろん、光量が多すぎて撮像素子２１がオーバーフローを起こすような場合には、４０５ＬＤ３３に流れる駆動電流の電流値を減少させる制御を行う。
【０１０６】
また、光量が足りない場合、光源制御部４８は、４０５ＬＤ３３に流れる駆動電流の電流値から、４０５ＬＤ３３の出力が最大か否かを判定する（ステップＳ１２８）。
【０１０７】
４０５ＬＤの出力が最大でない場合、光源制御部４８は４０５ＬＤ３３の出力（駆動電流の電流値）を所定量上げ（ステップＳ１３０）、再度、光量の算出（ステップＳ１２４）を行う。
【０１０８】
また、４０５ＬＤ３３の出力が最大の場合、光源制御部４８は、青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３５が点灯しているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。４４５ＬＤ３５が点灯していない場合、４４５ＬＤ３５を点灯して（ステップＳ１３４）、再度、光量の算出（ステップＳ１２４）を行う。４４５ＬＤ３５が点灯すると、照明光として狭帯域光（４０５ｎｍ）及びその励起発光光に重畳して、狭帯域光（４４５ｎｍ）及びその励起発光光が内視鏡先端より被写体に照射される。
【０１０９】
また、４４５ＬＤ３５が既に点灯している場合には、４４５ＬＤ３５の出力を上げ（ステップＳ１３６）、再度、光量の算出（ステップＳ１２４）を行う。こうして撮像素子２１における戻り光の光量が所定値以上になるまで、図８のステップに基づいて、出射光量の調整を行う。
【０１１０】
なお、図８の処理手順には記載していないが、４４５ＬＤ３５の出力を最大としても光量が足りない場合には、そのまま、図７に示す被写体の撮像処理（ステップＳ３０）を行うか、内視鏡先端と被写体との位置を再度調整し、内視鏡先端を被写体に近づける。
【０１１１】
ここでは、内視鏡先端と被写体との位置を固定した場合の光量調整の動作について説明したが、前述のとおり、光源からの出射光量を固定し、内視鏡先端と被写体との位置を変更してもよい。その場合、前述のとおり、４０５ＬＤ３３の出射光量を所定値とし、４４５ＬＤ３５を停止して、内視鏡先端と被写体との位置関係を変更する場合と、４０５ＬＤ３３の出射光量を最大とし、４４５ＬＤ３５の出射光量を所定値として、内視鏡先端と被写体との位置関係を変更する場合との２つの動作が考えられる。
【０１１２】
４０５ＬＤ３３のみを用いる場合は、主に内視鏡先端と被写体との位置を近くして撮像を行う場合に用いられ、４０５ＬＤ３３の出射光量を最大とし、４４５ＬＤ３５の出射光量を所定値とする場合は、主に、内視鏡先端と被写体との位置を遠くして撮像を行う場合に用いられる。
【０１１３】
光量の調整（図７のステップＳ２０）が行われると、次に、ステップＳ３０で、被写体の撮像が行われ、撮像素子２１により、撮像画像情報が取得される。撮像画像情報は、前述のとおり、ＣＤＳ・ＡＧＣ４４，Ａ／Ｄ変換器３６により適宜処理され、光量割合算出部５６へ出力される。
【０１１４】
光量割合算出部５６では、撮像画像情報から、Ｂ光の光量及びＧ光の光量のそれぞれが算出され、光量割合算出部５６へ出力される（ステップＳ３２）。また、撮像画像情報は、撮像画像信号として、ＤＳＰ５２，ノイズ除去回路５４を通って特殊光画像処理部６４へ出力される。
【０１１５】
光量割合算出部５６では、光源制御部４８から４０５ＬＤ３３の出射光量及び４４５ＬＤ３５の出射光量の情報を取得し、４０５ＬＤ３３と４４５ＬＤ３５との光量割合を算出する（ステップＳ３４）。算出された光量割合は、特殊光画像処理部６４の特殊光色変換部７４へ出力される。
【０１１６】
特殊光画像処理部６４の特殊光色変換部７４は、算出された光量割合の情報と、色変換係数テーブル８０とから、特殊光色変換に用いる色変換係数ＫＲ，ＫＧ，ＫＢを決定する（ステップＳ３６）と共に、特殊光画像処理部６４へ入力された撮像画像信号は特殊光画像データに変換される（ステップＳ３８）。なお、特殊光色変換前に、フレーム加算処理等の画像強調処理が行われてもよい。
【０１１７】
次のステップＳ４０では、ステップＳ３８の特殊光画像データにステップＳ３６の色変換係数を適用して擬似カラー画像（ＲＧＢ画像データ）に変換する。そして、このＲＧＢ画像データに対して、色彩強調部７６及び構造強調部７８が各種画像処理を施し（ステップＳ４２）た後、画像表示信号生成部６６へ出力されて画像表示信号が生成される（ステップＳ４４）。最後のステップ４６で、この画像表示信号は、特殊光画像としてモニタ３８で表示され、記録装置４２に記録され、この処理手順を終了する。
【０１１８】
なお、上述した実施形態では、図４の画像処理切替部（スイッチ）６０で、通常光画像処理部６２と特殊光画像処理部６４のいずれか一方を選択しているが、スイッチ６０を高速にスイッチングさせることで、通常光の観察画像に特殊光の観察画像を重ねた観察画像をモニタ３８に表示させることが可能となる。
【０１１９】
以上述べた内視鏡システムでは、光源として、発光波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光源３３ａ，３３ｂの２灯と、発光波長４４５ｎｍの青色レーザ光源３５ａ，３５ｂの２灯の、計４灯の光源が光源装置１６内に設けられている。電子内視鏡１２を患者の体腔内に挿入している最中に、いずれかの光源が故障により消灯してしまう虞がある。
【０１２０】
光源に故障が発生した場合、電子内視鏡１２を患者の体腔内から抜去してしまうことも可能であり、故障光源を他の正常光源で代替し、内視鏡による患者の検査を継続することも可能である。この判断は医者が行うことになるが、本実施形態の内視鏡システムでは、医者の判断を支援するために、いずれかの光源に異常が発生したとき、次の様な駆動制御を行う。
【０１２１】
図９は、レーザ光源の故障検出回路の説明図である。各々のレーザ光源ＬＤは、例えば定電流ドライバによって駆動される。そこで、故障検出回路９１は、レーザ光源ＬＤのアノード電位ＶAとカソード電位Ｖkとを検出し、両者間の差から順方向降下電圧Ｖf（＝ＶA−Ｖk）を求め、電圧Ｖk，ＶA，Ｖfにより、故障発生を検知する。例えば、ＶA≒Ｖkの場合は「ショート発生」、Ｖk≒０Ｖで且つＶA≫Ｖfの場合は「断線発生」と検知できる。
【０１２２】
図１０は、４つの光源の故障パターン（正常（○），異常（×））と観察モードの制限事項を示した図である。ここで、各発光波長の光源のうち主灯３３ａ，３５ａを「ＬＤ１」と標記し、予備灯３３ｂ，３５ｂを「ＬＤ２」と標記している。
【０１２３】
故障パターン１は、波長４４５ｎｍの２灯のうちいずれか１灯が故障し、波長４０５ｎｍの２灯の両方が正常の場合であり、この場合には観察モード制限Ａの駆動制御を実施する。
【０１２４】
故障パターン２は、波長４４５ｎｍの２灯が両方とも正常であり、波長４０５ｎｍの２灯のうちいずれか１灯が故障した場合であり、この場合には観察モード制限Ｂの駆動制御を実施する。
【０１２５】
故障パターン３は、波長４４５ｎｍの２灯が両方とも故障した場合であり、この場合には観察モード制限Ｃの駆動制御を実施する。
【０１２６】
故障パターン４は、波長４４５ｎｍの２灯が共に正常であるが、波長４０５ｎｍの２灯が共に故障した場合であり、この場合には観察モード制限Ｄの駆動制御を実施する。
【０１２７】
故障パターン５は、波長４４５ｎｍの２灯のうちの１灯が故障し、波長４０５ｎｍの２灯のうちの１灯が故障した場合であり、この場合には観察モード制限Ｅの駆動制御を実施する。
【０１２８】
観察モード制限Ａの駆動制御は、次の様に行う。故障パターン１では、明るい光源である４４５ｎｍのうちの１灯が故障したため、４４５ｎｍの光源は１灯しか使用できない。
【０１２９】
図１１は、故障パターン１の場合にモニタ３８の観察画像９２に重ねて表示する警告表示の一例を示す図である。故障パターン１の場合には、「故障発生：スコープを抜いて下さい。短時間であれば観察を継続できます。」の警告表示が行われる。
【０１３０】
この故障パターン１の場合、４４５ｎｍ２灯の同時並列使用時に比べて照明光が暗くなるため、医者が観察継続を選択したとき、光量不足を４０５ｎｍの光源で補う駆動制御を行うことになる。この場合、故障発生前に比べて、照明光のうちのＢ光の割合が増えるため、撮像画像を画像処理するとき、Ｂ光割合が増えたことを勘案して画像処理を行い、故障発生前後で観察画像に色味の変化が起きないようにする。
【０１３１】
観察モード制限Ｂの駆動制御は、次の様に行う。故障パターン２では、４４５ｎｍの２灯の光源は正常のため、通常光を用いた観察は全く問題がない。このため、特殊光観察モードで支障が生じる旨の警告表示で済む。
【０１３２】
特殊光観察を継続する場合には、４０５ｎｍの２灯のうちの１灯が故障しているため、４０５ｎｍ２灯の同時並列使用時に比べて特殊光の照明光が暗くなる。そこで、観察モード制限Ｂでは、４０５ｎｍの照明光で得られる画像信号の不足分を、４４５ｎｍの照明光で得られる画像信号で補うことになる。
【０１３３】
即ち、Ｂ光とＧ光で得られる表層血管のＢ画像信号とＧ画像信号から生成する擬似カラー画像の画像処理で用いる前述した所定係数の値を、故障発生前後で異なる値として、故障発生前後で観察画像に色味の変化が生じないようにする。
【０１３４】
観察モード制限Ｃの駆動制御は、次の様に行う。故障パターン３では、４４５ｎｍの２灯が共に故障しており、明るい照明光は得られない。このため、この観察モード制限Ｃでは、図１２に示す様に、「直ぐにスコープを抜いて下さい」という警告表示を点滅表示するなどして、他に選択枝がないことを報知する。そして、４０５ｎｍの照明光は暗いため固体撮像素子の出力信号に対するゲインを上げて観察画像を少しでも明るくし、迅速に電子内視鏡１２が抜去できる様にする。
【０１３５】
観察モード制限Ｄの駆動制御は、次の様に行う。故障パターン４では、４４５ｎｍの２灯の光源は正常のため、通常光を用いた観察は全く問題がない。このため、特殊光観察モードで支障が生じる旨の警告表示で済む。故障パターン４では、４０５ｎｍの２灯が共に故障しているため、４０５ｎｍの照明光は使用できない。このため、表層血管の画像を観察する場合、４４５ｎｍの照明光を使って行うことになる。即ち、観察モード制限Ｂと同様の画像処理を行うことになるが、故障パターン４では４０５ｎｍの照明光が全くないため、観察モード制限Ｂとは上記の所定係数の値が異なる画像処理を行うことになる。
【０１３６】
観察モード制限Ｅの駆動制御は、次の様に行う。故障パターン５は故障パターン１に比べて、４０５ｎｍの光源が１灯少ない。このため、観察モード制限Ｅでは、４４５ｎｍの照明光不足を１灯の４０５ｎｍの光源で補うことになる。即ち、この観察モード制限ＥではＢ光の割合が観察モード制限Ａと異なるため、故障前後で観察画像の色味が変化しないようにするために画像処理で用いる係数が観察モード制限Ａとは異なる。
【０１３７】
以上述べた様に、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、先端部から被写体に対して照明光を照射し、該被写体からの光を受光する固体撮像素子を前記先端部に搭載した電子内視鏡と、複数個の光源を搭載し、該光源の発光光を前記電子内視鏡に導入し、該発光光を前記照明光として前記被写体に対して照射する光源装置とを備える内視鏡システム及びその駆動方法であって、
前記複数個の光源の内いずれかの光源が故障により消灯した場合、該故障にかかる光源の代わりに前記光源のうち正常な光源の照明光で代替させると共に、前記故障にかかる光源の正常時における照明光と前記代替させた光源の照明光とが異なるときには前記固体撮像素子から出力される撮像画像信号の画像処理を切り替えて前記代替前後での前記画像処理の後の撮像画像の色味変化を抑制することを特徴とする。
【０１３８】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記故障にかかる光源の正常時における照明光と前記代替させた光源の照明光との光量，発光波長の少なくともいずれか１方が異なるとき、前記画像処理を切り替えることを特徴とする。
【０１３９】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記故障が発生したとき前記固体撮像素子の撮像画像を表示するモニタ画面に警告表示を行うことを特徴とする。
【０１４０】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記光源として、第１波長域の光を発光する少なくとも２つの半導体発光素子と第２波長域の光を発光する少なくとも１つの半導体発光素子とを備え、前記電子内視鏡の前記先端部には前記半導体発光素子の発光光を受光して黄色光の蛍光を発光する蛍光体が内蔵されることを特徴とする。
【０１４１】
また、実施形態の内視鏡システム及びその駆動方法は、前記第１波長域の光を発光する複数の光源のいずれかが故障し且つ該複数の光源のうち少なくとも１つが正常の場合には前記故障後でも継続して前記固体撮像素子から前記撮像画像を取得し、前記第１波長域の光を発光する複数の光源の全てが故障したときは前記第２波長域の光を発光する光源の発光光を照明光として前記電子内視鏡の体腔内からの抜去を指示する警告表示を前記モニタ画面に表示することを特徴とする。
【０１４２】
以上述べた実施形態によれば、複数灯の光源を搭載した内視鏡システムでいずれかの光源が故障した場合でも、正常光源で故障光源を代替して内視鏡による観察を継続でき、また、光源を代替したとき代替前後で観察画像の色味変化を抑制でき、精度の高い観察を継続可能となり、患者への負担を軽減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明に係る内視鏡システムは、複数の光源のうちいずれかが故障した場合でも継続して内視鏡による患者の検査が可能なため、患者の負担を軽減することができ、複数光源を搭載する内視鏡システムに適用すると有用である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  内視鏡システム
１２  電子内視鏡（スコープ）
１４  プロセッサ装置
１６  光源装置
２１  撮像素子
２３  蛍光体
２５  照明窓
２６  先端部
２７  照明窓
３１  ＣＰＵ
３３ａ，３３ｂ  波長４０５ｎｍのレーザ光発光光源
３５ａ，３５ｂ  波長４４５ｎｍのレーザ光発光光源
３７  画像処理システム
３８  モニタ
【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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【図１１】
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【図１２】
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