(57)【要約】【課題】キセノンランプが発する白色光等の連続スペクトル光を照明光に用いた場合とほぼ同様に観察対象を観察可能にする内視鏡システム、及び、内視鏡システムの作動方法を提供する。【解決手段】内視鏡システムは、互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値と、白色光である連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させる光源制御部と、を備える。【選択図】図６
2018110925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を有し、前記複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を発する光源部と、
第１色カラーフィルタが設けられた第１色画素と、前記第１色カラーフィルタとは異なる第２色カラーフィルタが設けられた第２色画素とを有し、前記第１多色スペクトル光が照射された観察対象を撮像する撮像センサと、
前記複数の光源を制御し、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値と、白色光である連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、前記連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させる光源制御部と、
を備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記白色光は、キセノンランプが発する光である請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記第１波長帯域は、紫色波長帯域及び青色波長帯域を合わせた波長帯域であり、前記第２波長帯域は、緑色波長帯域である請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記複数の光源は、紫色光を発する紫色光源と、青色光を発する青色光源とを含み、
前記第１多色スペクトル光の前記第１波長帯域は、前記紫色光及び前記青色光を含む波長帯域である請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光源制御部は、前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域に加えて、さらに、前記第１多色スペクトル光の前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の光量積分値と、前記連続スペクトル光の前記第３波長帯域の光量積分値とを一致させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記第３波長帯域は、赤色波長帯域である請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記光源部は、前記複数の光源によって、前記第１多色スペクトル光及び前記連続スペクトル光とは分光スペクトルが異なる第２多色スペクトルを有する第２多色スペクトル光を発し、
前記光源制御部は、前記第２多色スペクトル光の前記第１波長帯域の光量積分値を、前記連続スペクトル光の前記第１波長帯域の光量積分値よりも大きくし、かつ、前記第２多色スペクトル光の前記第２波長帯域の光量積分値を、前記連続スペクトル光の前記第２波長帯域の光量積分値と一致させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記複数の光源が発する光の光量をそれぞれ検出する光量検出部を備え、
前記光源制御部は、前記光量検出部による検出結果を用いて、前記複数の光源のうち、前記第１多色スペクトル光を形成する光量の指定値に対して、光量の不足が最も大きい最劣化光源の光量に合わせて、残りの光源の光量を設定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記光量検出部は、前記複数の光源が発光している間、前記複数の光源が発光する光の光量の検出を繰り返し行う請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記第１多色スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値が前記連続スペクトル光の前記第１波長帯域の光量積分値に一致し、かつ、前記第１多色スペクトル光の前記第２波長帯域の光量積分値が、前記連続スペクトル光の前記第２波長帯域の光量積分値と一致しているか否かを検証する検証部を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光源制御部は、前記検証部による検証結果を用いて前記複数の光源を制御する請求項１０に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を有し、前記複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を発する光源部と、第１色カラーフィルタが設けられた第１色画素と、前記第１色カラーフィルタとは異なる第２色カラーフィルタが設けられた第２色画素とを有し、前記第１多色スペクトル光が照射された観察対象を撮像する撮像センサと、を有する内視鏡光源装置の作動方法において、
光源制御部が、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値と、白色光である連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、前記連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させるステップを備える内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象に照射する照明光を複数の光源を用いて形成する内視鏡システム、及び、内視鏡システムの作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、内視鏡光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断が広く行われている。内視鏡光源装置は、体腔の粘膜等の観察対象に照射する光（以下、照明光という）を発生する装置である。内視鏡光源装置には、従来、キセノンランプ等の広帯域な連続スペクトルを有する光（以下、連続スペクトル光という）を発する光源が用いられてきたが、近年では、キセノンランプ等の広帯域光源の代わりに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体光源が用いられつつある。光源に半導体光源を用いる場合には、例えば、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び赤色ＬＥＤなどの互いに異なる色の光を発光する複数の半導体光源を組み合わせて用いることにより、これらの光を重ね合わせた分光スペクトルを有する光（以下、多色スペクトル光という）が照明光になる。
【０００３】
例えば、特許文献１の内視鏡システムは、内視鏡光源装置に４個の独立制御可能な半導体光源を搭載し、各々の発光量を制御することで照明光の分光スペクトル（波長毎の光量分布）を調整することで、取得したい画像特性に応じた最適な特性を有する照明光を観察対象に照射できるようにしている。具体的には、明るさに対するダイナミックレンジの大きな画像、色温度が低い画像、色温度が高い画像、特殊な狭帯域波長を狭いエリアに照射した場合の画像を得るために、それぞれ照明光の分光スペクトル等を調節している。
【０００４】
また、特許文献２の内視鏡システムは、複数の独立制御可能な半導体光源を搭載しており、内視鏡の機種を識別し、内視鏡の機種に応じて各半導体光源の駆動条件を設定している。具体的には、機種によって照明光を伝搬するライトガイドの光透過特性が異なるので、内視鏡の機種を識別して、ライトガイドの光透過特性に応じた各半導体光源の光量比を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２５５６５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０２１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、内視鏡システムで用いる照明光は、従来のキセノンランプ等による連続スペクトル光から、複数の半導体光源による多色スペクトル光になりつつあるが、連続スペクトル光と多色スペクトル光とでは、それぞれ分光スペクトルが異なっているので、連続スペクトル光を照射して撮像した観察対象の画像と、多色スペクトル光を照射して撮像した観察対象の画像とでは、同じ観察対象であっても見え方が異なる場合がある。連続スペクトル光を照明光に用いる場合と、多色スペクトル光を照明光に用いる場合とでの観察対象の見え方の違いは一概にどちらが優れているとは言えないが、複数の半導体光源が独立制御可能であり、観察対象等に応じて分光スペクトルを調節できる分、多色スペクトル光を照明光に用いる場合の方が柔軟に観察できる利点がある。
【０００７】
一方、内視鏡システムでは、キセノンランプ等による連続スペクトル光を照明光として用いてきた期間が長いので、多くの医師はキセノンランプ等による連続スペクトル光を照射した場合の観察対象の見え方に慣れている。このため、複数の半導体光源による多色スペクトル光を照明光に用いる場合でも従前のキセノンランプ等による広帯域な連続スペクトル光を照明光に用いた場合と同様に観察できるようにしておくことが望まれている。また、過去の症例として蓄積されている内視鏡画像の多くも、キセノンランプ等による連続スペクトル光によって撮影されているので、複数の半導体光源による多色スペクトル光を照明光に用いる場合でも、過去の症例と単純に比較しやすくするために、広帯域な連続スペクトル光を照明光に用いた場合と同様の内視鏡画像を得られるようにしておくことが望まれている。
【０００８】
上記の要望に応えるためには、複数の半導体光源で広帯域な連続スペクトル光の分光スペクトルを再現できれば良いが、実際には、複数の半導体光源で広帯域な連続スペクトル光の分光スペクトルを完全に再現することはできない。例えば、中心波長から離れた波長ほど光量が小さくなる青色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤを光源として用いる場合、これらの中間色（青色と緑色の中間付近の波長）の光量は、青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤの光量を調節しただけでは変化し難く、青色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの各中心波長を広帯域な連続スペクトル光の光量に近づけると、青色と緑色の中間色の光量は広帯域な連続スペクトル光の光量を大幅に下回る。逆に、青色と緑色の中間色の光量を広帯域な連続スペクトル光に近づけるために青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤの光量を増大させると、青色ＬＥＤの中心波長付近の色や緑色ＬＥＤの中心波長の色では広帯域な連続スペクトル光の光量を大幅に超過してしまう。
【０００９】
本発明は、互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を用いて、これらの光を重ね合わせた多色スペクトル光を照明光として用いる場合でも、広帯域な連続スペクトル光を照明光に用いた場合とほぼ同様に観察対象を観察可能にする内視鏡システム、及び、内視鏡システムの作動方法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】
【００１０】
本発明の内視鏡システムは、互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を有し、複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を発する光源部と、第１色カラーフィルタが設けられた第１色画素と、第１色カラーフィルタとは異なる第２色カラーフィルタが設けられた第２色画素とを有し、第１多色スペクトル光が照射された観察対象を撮像する撮像センサと、複数の光源を制御し、第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値と、白色光である連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させる光源制御部と、を備える。
【００１１】
白色光は、キセノンランプが発する光であることが好ましい。
【００１２】
第１波長帯域は、紫色波長帯域及び青色波長帯域を合わせた波長帯域であり、第２波長帯域は、緑色波長帯域であることが好ましい。
【００１３】
複数の光源は、紫色光を発する紫色光源と、青色光を発する青色光源とを含み、第１多色スペクトル光の第１波長帯域は、紫色光及び青色光を含む波長帯域であることが好ましい。
【００１４】
光源制御部は、第１波長帯域及び第２波長帯域に加えて、さらに、第１多色スペクトルの第１波長帯域及び第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の光量積分値と、連続スペクトル光の第３波長帯域の光量積分値とを一致させることが好ましい。
【００１５】
第３波長帯域は、赤色波長帯域であることが好ましい。
【００１６】
光源部は、複数の光源によって、第１多色スペクトル光及び連続スペクトル光とは分光スペクトルが異なる第２多色スペクトルを有する第２多色スペクトル光を発し、光源制御部は、第２多色スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値を、連続スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値よりも大きくし、かつ、第２多色スペクトル光の第２波長帯域の光量積分値を、連続スペクトル光の第２波長帯域の光量積分値と一致させることが好ましい。
【００１７】
複数の光源が発する光の光量をそれぞれ検出する光量検出部を備え、光源制御部は、光量検出部による検出結果を用いて、複数の光源のうち、第１多色スペクトル光を形成する光量の指定値に対して、光量の不足が最も大きい最劣化光源の光量に合わせて、残りの光源の光量を設定することが好ましい。
【００１８】
光量検出部は、複数の光源が発光している間、複数の光源が発光する光の光量の検出を繰り返し行うことが好ましい。
【００１９】
第１多色スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値が連続スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値に一致し、かつ、第１多色スペクトル光の第２波長帯域の光量積分値が、連続スペクトル光の第２波長帯域の光量積分値と一致しているか否かを検証する検証部を備えることが好ましい。
【００２０】
光源制御部は、検証部による検証結果を用いて複数の光源を制御することが好ましい。
【００２１】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を有し、複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を発する光源部と、第１色カラーフィルタが設けられた第１色画素と、第１色カラーフィルタとは異なる第２色カラーフィルタが設けられた第２色画素とを有し、第１多色スペクトル光が照射された観察対象を撮像する撮像センサと、を有する内視鏡光源装置の作動方法であり、光源制御部が、第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値と、白色光である連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、第１多色スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、連続スペクトル光を観察対象に照射した場合に撮像センサの第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させるステップを備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の内視鏡システム、及び、内視鏡システムの作動方法は、少なくとも２つの波長帯域で、多色スペクトル光の光量積分値と、広帯域な連続スペクトル光の光量積分値とを一致させることにより、多色スペクトル光を照明光として用いる場合でも、連続スペクトル光を照明光に用いた場合とほぼ同様に観察対象を観察可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】多色スペクトル光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図４】キセノンランプの連続スペクトル光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図５】第１多色スペクトル光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図６】第１多色スペクトル光とキセノンランプの連続スペクトル光の関係を示す説明図である。
【図７】帯域制限部１２１を設けた内視鏡システムのブロック図である。
【図８】第２多色スペクトル光とキセノンランプの連続スペクトル光の関係を示す説明図である。
【図９】内視鏡の機種によって第１多色スペクトル光と第２多色スペクトル光を切り替える内視鏡システムのブロック図である。
【図１０】内視鏡の機種によって第１多色スペクトル光と第２多色スペクトル光を切り替える内視鏡システムのブロック図である。
【図１１】半導体光源の経時劣化を示すグラフである。
【図１２】半導体光源の経時劣化に対応した第１多色スペクトル光を発光する内視鏡システムのブロック図である。
【図１３】半導体光源が経時劣化した場合の第１多色スペクトル光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１４】最も経時劣化した光源に合わせて光量を調節した第１多色スペクトル光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図１５】検証部を有する内視鏡システムのブロック図である。
【図１６】カプセル内視鏡の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、内視鏡光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は内視鏡光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作によって、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、ズーム操作部１３等が設けられている。
【００２５】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、各観察モードの画像や画像に付帯する画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるユーザインタフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００２６】
図２に示すように、内視鏡光源装置１４は、観察対象に照射する照明光を発生する装置であり、複数の光源を有する光源部２０と、光源部２０の各光源を制御する光源制御部２２と、光源部２０が発する光の光路を結合する光路結合部２３とを備えている。
【００２７】
光源部２０は、紫色ＬＥＤ（以下、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）という）２０ａ、青色ＬＥＤ（以下、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）という）２０ｂ、緑色ＬＥＤ（以下、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）という）２０ｃ、及び、赤色ＬＥＤ（以下、Ｒ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）という）２０ｄの４色のＬＥＤを有する。
【００２８】
図３に示すように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、中心波長４０５ｎｍ、波長帯域３８０〜４２０ｎｍの紫色光（以下、Ｖ光という）を発光する紫色光源である。Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは、中心波長４６０ｎｍ、波長帯域４２０〜５００ｎｍの青色光（以下、Ｂ光という）を発する青色光源である。Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０〜６００ｎｍに及ぶ緑色光（以下、Ｇ光という）を発する緑色光源である。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、中心波長６２０〜６３０ｎｍで、波長帯域が６００〜６５０ｎｍに及び赤色光（以下、Ｒ光という）を発光する赤色光源である。なお、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ及びＢ−ＬＥＤ２０ｂの中心波長は±５ｎｍから±１０ｎｍ程度の幅を有する。
【００２９】
光源部２０は、これらの互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源によって、Ｖ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光を重ね合わせた多色スペクトルを有する多色スペクトル光２５を発する。各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの発光量（以下、単に光量という）はそれぞれ独立に制御可能であるため、多色スペクトル光２５の分光スペクトルは、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を変えることによって変化させることができる。本実施形態では、光源部２０は、図４に示す従来の内視鏡システムが用いてきたキセノンランプが発する白色光の広帯域な連続スペクトル光２６を照明光として用いて観察する場合を模倣するバランスで、Ｖ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光を発光して多色スペクトル光２５を発光する。このキセノンエミュレートモードで光源部２０が発する多色スペクトル光２５を、以下では第１多色スペクトル光という。
【００３０】
光源制御部２２は、光源部２０が有する各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの駆動電流や駆動電圧、駆動電流または駆動電圧を各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄにパルス入力する際のパルス幅やパルス長等を個別に制御する。これにより、光源制御部２２は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発する各光の発光タイミングや光量を制御する。具体的には、光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御し、これらの各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発するＶ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光を重ね合わせた第１多色スペクトル光を発生させる。第１多色スペクトル光を発生させる場合、光源制御部２２は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの発光タイミングや光量を制御して、第１多色スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値を、連続スペクトル光の第１波長帯域の光量積分値と一致させ、かつ、第１多色スペクトルの第２波長帯域の光量積分値を、連続スペクトル光の第２波長帯域の光量積分値と一致させる。
【００３１】
光量積分値とは、第１波長帯域または第２波長帯域等の予め定められた特定の波長帯域内の各波長における相対光量を、特定の波長帯域内で積分した値である。本実施形態では、光量積分値は、光源部２０が出射する光の相対光量を特定の波長帯域内で積分した値であるが、光伝搬中の損失等を考慮して、観察対象に照射される光の相対光量を特定の波長帯域内で積分した値を光量積分値としても良い。また、撮像センサ４８に入射する光（観察対象や観察対象を模したファントムからの戻り光）の各波長の相対光量を特定の波長帯域内で積分した値を光量積分値としても良い。さらに、撮像センサ４８の画素にカラーフィルタが設けられている場合には、観察対象や観察対象を模したファントムからの戻り光がカラーフィルタを通過した後の光、すなわち撮像センサ４８の各画素で光電変換に用いる光の各波長の相対光量を、特定の波長帯域内で積分した値を光量積分値としても良い。これらの光量積分値は、ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの特性、光伝搬中の損失や撮像センサ４８の感度（カラーフィルタの特性を含む）等が定まった実際の内視鏡システムにおいては、実質的に同じ役割を果たす数値である。
【００３２】
連続スペクトルとは白色光源が発光する光の少なくとも一部の波長帯域を有する光の分光スペクトルであり、連続スペクトル光とは連続スペクトルを有する光である。白色光源とは、１つの光源から可視光域（例えば４００ｎｍから７００ｎｍ）にわたってなだらかな分布の光を出す光源である。より具体的には、白色光源とは、キセノンランプや、ハロゲンランプ、または白色ＬＥＤ等である。また、白色光源が発光する光の少なくとも一部の波長帯域を有する光とは、白色光源が発光する光からカラーフィルタ等によって抽出した光をいう。
【００３３】
多色スペクトルとは、複数の光源がそれぞれ発光する光の分光スペクトルを重ね合わせて得る１つの分光スペクトルであり、複数の光源が発光する光を重ね合わせた光が多色スペクトル光である。さらに、広帯域とは、光源部２０で用いる複数の光源（ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄ）のうち少なくとも１個の光源が発光する光の波長帯域よりも波長帯域が広いことを表す。キセノンランプが発する白色光は、ＬＥＤ２０ａが発光するＶ光の波長帯域（紫色波長帯域）、ＬＥＤ２０ｂが発光するＢ光の波長帯域（青色波長帯域）、ＬＥＤ２０ｃが発光するＧ光の波長帯域（緑色波長帯域）、及び、ＬＥＤ２０ｄが発光するＲ光の波長帯域（赤色波長帯域）の各波長帯域よりも波長帯域が広く、これら全ての波長帯域（波長３５０ｎｍ以上７００ｎｍ未満）の各波長の成分を含み、かつ、可視光域にわたってなだらかな分布を有する光である。したがって、キセノンランプが発光する白色光は、広帯域な連続スペクトル光２６である。広帯域な連続スペクトル光は、キセノンランプが発する白色光に限定されるものではなく、従来の内視鏡システムで利用されている白色光等を含む。
【００３４】
第１波長帯域は予め定められた特定の波長範囲であり、第２波長帯域もまた予め定められた特定の波長範囲であるが、第２波長帯域は第１波長帯域とは異なる波長帯域である。第１波長帯域と第２波長帯域は、完全に一致していなければ任意に定めることができる。例えば、第１波長帯域と第２波長帯域は一部が重複していても良い。また、例えば、第１波長帯域または第２波長帯域の一方の波長帯域が、他方の波長帯域に全部含まれていても良い。例えば、第１波長帯域と第２波長帯域の境界の少なくとも一方が異なるが、第１波長帯域（第２波長帯域）が第２波長帯域（第１波長帯域）の一部を形成する場合がこれに該当する。本実施形態では、第１波長帯域は紫色波長帯域及び青色波長帯域を合わせた波長帯域（波長３５０ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長帯域）であり、第２波長帯域は緑色波長帯域（波長４８０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長帯域）である。また、赤色波長帯域（波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長帯域）を第３波長帯域という。
【００３５】
光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量のバランスを制御して、上記のように第１多色スペクトル光を発生させ、第１多色スペクトル光を照明光にすることで、キセノンランプが発する白色光で観察対象を観察する場合とほぼ同様に、内視鏡システム１０で観察対象を観察することができるようにしている。
【００３６】
光源部２０が発する多色スペクトル光（第１多色スペクトル光）は、光路結合部２３を介して挿入部１２ａ内に挿通されたライトガイド４１に入射される。ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と内視鏡光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３から導光される照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。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経がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
【００３７】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１によって伝搬された照明光は観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、撮像センサ４８を有している。観察対象からの戻り光（反射光の他、観察対象等から発生する蛍光を含む光）は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象が結像される。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３を操作することで、テレ端とワイド端の間で自在に移動され、撮像センサ４８に結像する観察対象を拡大または縮小する。
【００３８】
撮像センサ４８は、異なる色に感度を有する複数色の画素を有するカラー撮像センサであり、観察対象からの戻り光を撮像して画像信号を出力する。撮像センサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサを利用可能である。また、撮像センサ４８は、Ｒ（赤色）カラーフィルタ，Ｇ（緑色）カラーフィルタ，及びＢ（青色）カラーフィルタの３色のカラーフィルタのいずれか各画素に設けられており、観察対象からの戻り光を撮像して色毎の画像信号を出力する。すなわち、撮像センサ４８は、Ｒカラーフィルタが設けられたＲ画素（赤色画素）と、Ｇカラーフィルタが設けられたＧ画素（緑色画素）と、Ｂカラーフィルタが設けられたＢ画素（青色画素）とを有し、各画素からそれぞれ画像信号を出力することにより、ＲＧＢ画像信号を出力する。
【００３９】
より具体的には、観察対象には第１多色スペクトル光が照射されるので、撮像センサ４８は、第１多色スペクトル光のうちＶ光とＢ光の各戻り光をＢ画素で受光し、青色画像信号（以下、Ｂ画像信号という）を出力する。同様に、第１多色スペクトル光のうちＧ光の戻り光をＧ画素で受光し、緑色画像信号（以下、Ｇ画像信号という）を出力し、Ｒ光の戻り光をＲ画素で受光し、赤色画像信号（以下、Ｒ画像信号という）を出力する。
【００４０】
なお、原色のカラー撮像センサである撮像センサ４８の代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた補色撮像センサを用いても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるので、補色−原色色変換によって、ＣＭＹＧの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換することにより、撮像センサ４８と同様のＲＧＢ画像信号を得ることができる。また、撮像センサ４８の代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサを用いても良い。この場合、光源制御部２２は、必要に応じて、Ｖ光、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光を時分割で点灯させる。但し、Ｖ光とＢ光はどちらもＢ画素で受光されるので、Ｖ光とＢ光は同時に点灯させても良い。
【００４１】
撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ；Correlated Double Sampling）や自動利得制御（ＡＧＣ；Automatic Gain Control）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ５１により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。
【００４２】
プロセッサ装置１６は、受信部５３と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ除去部５８と、画像生成部６２と、映像信号生成部６６とを備えている。
【００４３】
受信部５３は、内視鏡１２からデジタルのＲＧＢ画像信号を受信する。ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、及びデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたＲＧＢ画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理後のＲＧＢ画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理後のＲＧＢ画像信号には、色再現性を高めるリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のＲＧＢ画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、同時化処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。
【００４４】
ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でデモザイク処理等が施されたＲＧＢ画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等による）を施すことによって、ＲＧＢ画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去されたＲＧＢ画像信号は、画像生成部６２に送信される。
【００４５】
画像生成部６２は、ＲＧＢ画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を行い、画像（以下、内視鏡画像という）を生成する。色変換処理では、ＲＧＢ画像信号に対して３×３のマトリックス処理、階調変換処理、及び３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理などにより色変換処理を行う。色彩強調処理は、色変換処理済みのＲＧＢ画像信号に対して行われる。構造強調処理は、例えば表層血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する処理であり、色彩強調処理後のＲＧＢ画像信号に対して行われる。上記のように、構造強調処理まで各種画像処理等を施したＲＧＢ画像信号を用いたカラー画像が内視鏡画像である。映像信号生成部６６は、画像生成部６２が生成した内視鏡画像をモニタ１８で表示可能な画像として表示するための映像信号に変換する。この映像信号を用いて、モニタ１８は内視鏡画像を表示する。
【００４６】
次に、本実施形態の内視鏡システム１０がキセノンエミュレートモードの照明光として使用する第１多色スペクトル光の特性を説明する。第１多色スペクトル光２７は、図５に示す光量のバランスでＶ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光を発光し、これらの重ね合わせによって得られる光である。図５では二点鎖線で示すキセノンランプの連続スペクトル光２６と比較すると、第１多色スペクトル光２７は、キセノンランプの連続スペクトル光２６と分光スペクトルの形状の違いは大きい。第１多色スペクトル光２７は、キセノンランプの連続スペクトル光２６と分光スペクトルの形状を一致させてはいない。これは、光源部２０に搭載するＬＥＤが４個という少数であり、Ｖ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光の光量を調節するだけでは、キセノンランプの連続スペクトル光２６を完全に再現することができないからでもあるが、キセノンランプの連続スペクトル光２６の分光スペクトルの形状を完全に再現しなくても、キセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合と同様に観察対象を観察することができるからである。
【００４７】
このように、分光スペクトルの形状を完全に再現することなく、第１多色スペクトル光２７によって、キセノンランプの連続スペクトル光２６を照明光にする場合を模倣するために、光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を制御する。具体的には、図６に示すように、光源制御部２２は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を制御して、青色波長帯域である第１波長帯域、緑色波長帯域である第２波長帯域、及び赤色波長帯域である第３波長帯域において、第１多色スペクトル光２７の光量積分値と、キセノンランプの連続スペクトル光２６の光量積分値とを一致させる。すなわち、観察対象に照射する（あるいは光源部２０が出射する）第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eと、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域における光量積分値Ｓ１Xを一致させ（Ｓ１E≒Ｓ１X）、かつ、第１多色スペクトル光２７の第２波長帯域の光量積分値Ｓ２Eと、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第２波長帯域における光量積分値Ｓ２Xを一致させる（Ｓ２E≒Ｓ２X）。さらに、本実施形態では、光源制御部２２は、第１多色スペクトル光２７の第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Eと、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第３波長帯域における光量積分値Ｓ３Xとを一致させる（Ｓ３E≒Ｓ３X）。
【００４８】
上記のように、第１波長帯域、第２波長帯域、及び第３波長帯域において、光量積分値がキセノンランプの連続スペクトル光２６と一致した第１多色スペクトル光２７によれば、分光スペクトルの形状がキセノンランプの連続スペクトル光２６を再現していなくても、キセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合とほぼ同様に観察対象を観察することができる。
【００４９】
なお、上記第１実施形態では、赤色波長帯域である第３波長帯域まで、第１多色スペクトル光２７とキセノンランプの連続スペクトル光２６の光量積分値を一致させているが、少なくとも第１波長帯域及び第２波長帯域において第１多色スペクトル光２７とキセノンランプの連続スペクトル光２６の光量積分値を一致させれば、第１多色スペクトル光２７によってキセノンランプの連続スペクトル光２６とほぼ同様に観察対象を観察することができる。これは、内視鏡画像で重要な診断の指針となる血管やピットパターン等の組織や構造の情報はほぼ第１波長帯域の光及び第２波長帯域の光が持っており、第３波長帯域の光はほとんどこれらの情報を持っていないので、血管等をキセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合と同様に観察することができれば、第１多色スペクトル光２７はキセノンランプの連続スペクトル光２６をほぼ模倣していると言えるからである。
【００５０】
上記第１実施形態では、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eと、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Xとを一致させているが、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域は概ねＶ光とＢ光の２色の光で形成されているので、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eを保ったまま、Ｖ光とＢ光の光量のバランスを変更することができる。このため、少なくとも第１波長帯域においては、キセノンランプの連続スペクトル光２６の分光スペクトル形状にできる限り合致するように、Ｖ光とＢ光の光量のバランスを調節することが好ましい。具体的には、キセノンランプの連続スペクトル光２６が、第１波長帯域において短波長ほど光量が小さくなることに合わせて、Ｂ光の光量よりもＶ光の光量を小さくすることが好ましい。さらに、Ｖ光の分光スペクトルの短波長側の形状が、キセノンランプの連続スペクトル光２６の分光スペクトル形状にできる限り一致するようにＶ光の光量を設定した後、設定されたＶ光の光量と、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Xとを用いて、Ｂ光の光量を設定することが好ましい。こうすると、第１多色スペクトル光２７による観察対象の見え方を、さらに、キセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合の観察対象の見え方に近づけることができる。
【００５１】
また、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域は概ねＶ光とＢ光の２色の光で形成されているので、第１波長帯域を、Ｖ光の波長帯域を含む第１短波長側帯域（第１波長帯域のうち短波長側の波長帯域）と、Ｂ光の波長帯域を含む第１長波長側帯域（第１波長帯域のうち長波長側の波長帯域）の２つの波長帯域に分けても良い。この場合、第１多色スペクトル光２７の第１短波長側帯域の光量積分値を、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１短波長側帯域の光量積分値と一致させ、かつ、第１多色スペクトル光２７の第１長波長側帯域の光量積分値を、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１長波長側帯域の光量積分値と一致させる。こうすれば、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eを、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Xと一致させることができる。
【００５２】
なお、上記第１実施形態では、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発するＢ光をそのまま第１多色スペクトル光２７に利用しているが、約４５０ｎｍから約５００ｎｍの波長の光は表層血管やピットパターン等の構造のコントラストを低下させてしまう。このため、図７に示す内視鏡システム１００のように、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂの光路中に、約４５０ｎｍから約５００ｎｍの波長の光を低減する帯域制限部１２１を配置することによって、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発するＢ光から、約４５０ｎｍから約５００ｎｍの波長成分を低減したＢｓ光を生成し、Ｂｓ光を第１多色スペクトル光２７に用いることが好ましい。この場合、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂが発するＢ光を用いて、第１波長帯域の光量積分値を算出しても良く、帯域制限部１２１を通過後のＢｓ光を用いて第１波長帯域の光量積分値を算出してもよい。
【００５３】
なお、第１多色スペクトル光２７の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eは、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Xに対して少なくとも５％〜１０％程度の誤差を許容できる。また、第１多色スペクトル光２７の第２波長帯域の光量積分値Ｓ２Eは、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第２波長帯域における光量積分値Ｓ２Xに対して少なくとも５％〜１０％程度の誤差を許容できる。同様に、第１多色スペクトル光２７の第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Eは、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第３波長帯域における光量積分値Ｓ３Xに対して少なくとも５％〜１０％程度の誤差を許容できる。すなわち、視覚が色差の違いに比較的鈍感であることもあり、誤差が上記程度であれば、観察対象の見え方はキセノンランプの連続スペクトル光２６を用いた場合とほぼ同じになるので、上記各光量積分値は一致していると見做せる。したがって、本明細書等で言う、光量積分値の「一致」とは上記誤差を含んだ「ほぼ一致」を含む。
【００５４】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄによって、キセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合を模倣する第１多色スペクトル光２７を発生させているが、光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄによって、第１多色スペクトル光２７と切り替えて、第１多色スペクトル光２７及びキセノンランプの連続スペクトル光２６とは異なる第２多色スペクトルを有する第２多色スペクトル光を発生させるようにしても良い。
【００５５】
第２多色スペクトル光は、従来のキセノンランプを用いた内視鏡システムにはない固有の分光スペクトルで観察対象を照明する光であり、例えば、光源制御部２２は、図８に示すように、第２多色スペクトル光２０１の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Uを、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域における光量積分値Ｓ１Xよりも大きくし（Ｓ１U＞Ｓ１X）、かつ、第２多色スペクトル光２０１の第２波長帯域の光量積分値Ｓ２Uを、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第２波長帯域における光量積分値Ｓ２Xと一致させる（Ｓ２U≒Ｓ２X）。さらに、本実施形態では、光源制御部２２は、第２多色スペクトル光２０１の第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Uを、キセノンランプの連続スペクトル光２６の第３波長帯域における光量積分値Ｓ３Xと一致させる（Ｓ３U≒Ｓ３X）。
【００５６】
上記の第２多色スペクトル光２０１を用いて観察対象を観察すれば、粘膜表層にある血管やピットパターンの情報を多く持った第１波長帯域の光量積分値が、キセノンランプの連続スペクトル光２６よりも大きくなっているので、これらの構造等を、キセノンランプの連続スペクトル光２６を用いる場合よりも明瞭に観察することができる。このため、第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１と切り替え可能にしておけば、上記のような多色スペクトル光を用いる場合の特有の利点をも享受できる。
【００５７】
本実施形態の第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１との切り替えは、内視鏡１２の操作部１２ｂに設けた観察モード切り替えスイッチ（図示しない）等を用いて、任意に切り替えられるようにすることができるが、特に、内視鏡システム１０で用いる内視鏡１２の機種に応じて自動的に第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１とを切り替えることが好ましい。
【００５８】
このように、内視鏡１２の機種によって第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１を自動的に切り替える場合、図９に示す内視鏡システム２１０のように、内視鏡１２には機種を示すＩＤ（Identification Data）を記憶するＩＤ記憶部２１１を設け、内視鏡光源装置１４には、内視鏡機種検出部２１２を設ける。内視鏡機種検出部２１２は、内視鏡１２が内視鏡光源装置１４に接続された場合に、ＩＤ記憶部２１１から内視鏡１２のＩＤを読み出すことによって、接続された内視鏡１２の機種を検出し、検出結果を光源制御部２２に入力する。そして、光源制御部２２は、内視鏡機種検出部２１２によって検出された内視鏡１２の機種によって、光源部２０で発生させる照明光を第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１とで切り替える。より具体的には、光源制御部２２は、内視鏡１２の機種が、キセノンランプの連続スペクトル光を用いる従来の内視鏡システムで使用する機種である場合は、光源部２０で発生させる照明光を第１多色スペクトル光２７に自動設定し、かつ、内視鏡１２の機種が上記以外の機種である場合（多色スペクトル光を用いる内視鏡システムでだけ用いられる機種の場合等）には、光源部２０で発生させる照明光を第２多色スペクトル光２０１に自動設定することが好ましい。
【００５９】
キセノンランプを用いる従来の内視鏡システムで使用する内視鏡を接続する場合、医師は使い慣れた従来の内視鏡システムと同様に観察対象を観察できることを望むことが多く、多色スペクトル光を照明光として使用する内視鏡システムでだけ用いる内視鏡を接続する場合は、医師は多色スペクトル光の利点を活かした観察を望むことが多い。このため、上記のように、内視鏡１２の機種によって照明光を第１多色スペクトル光２７と第２多色スペクトル光２０１とで自動的に切り替えると、操作や設定等をせずに、ニーズに合った内視鏡画像を自動的に提供することができる。もちろん、初期設定を上記のように内視鏡１２の機種に応じて自動設定し、その後は、医師の判断で手動切り替えられるようにすることがさらに好ましい。
【００６０】
図９の内視鏡システム２１０では、内視鏡光源装置１４が内視鏡機種検出部２１２によって内視鏡１２の接続を検知し、かつ、内視鏡１２からＩＤを読み出して内視鏡１２の機種を検出しているが、図１０に示す内視鏡システム２１０のように、プロセッサ装置１６にＩＤ読取部２１３を設け、ＩＤ読取部２１３によって内視鏡１２の接続を検知し、かつ、内視鏡１２からＩＤを読み出しても良い。この場合、内視鏡機種検出部２１２は、プロセッサ装置１６のＩＤ読取部２１３から内視鏡１２のＩＤを取得し、その機種を検出すれば良い。
【００６１】
［第３実施形態］
ＬＥＤ等の半導体光源は、キセノンランプ等の従来の光源と比較すると長寿命であるが、ＬＥＤ等の半導体光源であっても、図１１に示すように経時的に劣化して、既定の駆動電流や既定の駆動電圧で駆動しても、光量が低下する。また、半導体光源の種類（発光する光の波長等）によっても経時劣化の程度は異なる。経時劣化を無視すると、光源制御部２２が例えば第１多色スペクトル光２７を発光させるための既定の制御をしても、第１多色スペクトル光２７の条件を満たさない多色スペクトル光が発せられてしまうことがある。このため、光源制御部２２は、光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの経時劣化を考慮して、第１多色スペクトル光２７や第２多色スペクトル光２０１を発光させることが好ましい。
【００６２】
上記のように光源部２０の各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに経時劣化があっても第１実施形態や第２実施形態の条件を満たす第１多色スペクトル光２７や第２多色スペクトル光２０１を発光させるためには、例えば、図１２に示す内視鏡システム３００のように、内視鏡光源装置１４に光量検出部３０１を設け、光源制御部２２には経時劣化検出部３０４を設ける。
【００６３】
光量検出部３０１は、Ｖ−ＬＥＤ２０ａの光量を検出するＶ光量検出部３０２ａと、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂの光量を検出するＢ光量検出部３０２ｂと、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃの光量を検出するＧ光量検出部３０２ｃと、Ｒ−ＬＥＤ２０ｄの光量を検出するＲ光量検出部３０２ｄとを備える。Ｖ光量検出部３０２ａは、ミラー３０３ａを介してＶ光の一部を取得することで、Ｖ−ＬＥＤ２０ａが発光したＶ光の光量を検出する。ミラー３０３ａは、Ｖ−ＬＥＤ２０ａの光路中に配置され、Ｖ−ＬＥＤ２０ａが発光したＶ光の一部を反射してＶ光量検出部３０２ａに入射させ、かつ、残りのＶ光を光路結合部２３に向けて透過する。同様に、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄの光路中には、これらが発光した各色光の一部を反射してＢ光量検出部３０２ｂ、Ｇ光量検出部３０２ｃ、及びＲ光量検出部３０２ｄにそれぞれ入射させ、残りの各色光を光路結合部２３に向けて透過するミラー３０３ｂ、ミラー３０３ｃ、及びミラー３０３ｄが配置される。Ｂ光量検出部３０２ｂは、ミラー３０３ｂを介してＢ光の一部を取得してＢ−ＬＥＤ２０ｂが発光したＢ光の光量を検出する。Ｇ光量検出部３０２ｃは、ミラー３０３ｃを介してＧ光の一部を取得してＧ−ＬＥＤ２０ｃが発光したＧ光の光量を検出する。Ｒ光量検出部３０２ｄは、ミラー３０３ｄを介してＲ光の一部を取得してＲ−ＬＥＤ２０ｄが発光したＲ光の光量を検出する。
【００６４】
光量検出部３０１は、各色用の光量検出部３０２ａ〜３０２ｄが検出したＶ光、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光の光量を光源制御部２２に入力する。光源制御部２２では、経時劣化検出部３０４が、第１多色スペクトル光２７を発光する各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの駆動電流等の駆動条件と、光量検出部３０１で実際に検出された各色光の光量とを用いて、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの経時劣化を検出する。具体的には、経時劣化検出部３０４は、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄのうち、既定の光量に対して最も光量が低下した最劣化光源を検出する。光源制御部２２は、経時劣化検出部３０４で検出した最劣化光源の光量に合わせて、残りの光源の光量を設定する。例えば、図１３に示すように、光源制御部２２が第１多色スペクトル光２７を発光する駆動条件で各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを駆動することで各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を指定したにも関わらず、Ｒ−ＬＥＤ２０ｄの経時劣化のためにＲ光の光量が第１多色スペクトル光２７を形成する指定の光量に満たず、かつ、Ｖ光、Ｂ光、及びＧ光は第１多色スペクトル光２７を形成する指定の光量が発光した多色スペクトル光３２６になっていたとする。この場合、光源制御部２２では、経時劣化検出部３０４がＲ−ＬＥＤ２０ｄを最劣化光源として検出する。このため、図１４に示すように、光源制御部２２は、Ｒ−ＬＥＤ２０ｄが発光するＲ光の光量に合わせて、Ｖ光、Ｂ光、及びＧ光の光量を低減することにより、経時劣化したＲ−ＬＥＤ２０ｄが発するＲ光の光量と、Ｖ光、Ｂ光、及びＧ光の光量のバランスを保たれた新たな第１多色スペクトル光３２７を発光させる。すなわち、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの少なくともいずれか１つに光量の不足が検出された場合、光源制御部２２は、第１多色スペクトル光２７を形成する各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量の指定値に対して、光量の不足量が最も大きい最劣化光源の光量に合わせて、残りの光源の光量を設定する。これにより、各色光のバランスが保たれた第１多色スペクトル光３２７を発光させる。
【００６５】
上記のように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発光する各色光の光量を検出し、これら各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの中で最も経時劣化した光源の光量に合わせて残りの光源の光量を設定することで、光源制御部２２は、光源部２０によって常に各色光のバランスが保たれた第１多色スペクトル光２７や第２多色スペクトル光２０１を安定して発光させることができる。また、上記のようにすれば、常に各色光のバランスが保たれた第１多色スペクトル光２７及び３２７や第２多色スペクトル光２０１が安定して発光されるので、マトリックス処理で用いるマトリックス等、内視鏡画像を生成するために用いる信号処理パラメータや画像処理パラメータを再計算したり、複数用意したりしておく必要がない。また、撮像センサ４８のカラーフィルタに混色がある場合には、内視鏡画像を生成するために用いる信号処理パラメータや画像処理パラメータを再計算したり、複数用意したりしておいても補正しきれないが、上記のようにすれば、常に安定して観察対象を観察することができる。
【００６６】
上記第３実施形態で光量検出部３０１が行う各色光の光量検出は、少なくともキャリブレーション時に行うことが好ましい。特に、光量検出部３０１は、観察対象を観察するために各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発光している間、各色光の光量検出を繰り返し行なって、光源制御部２２にフィードバックして、リアルタイムに第１多色スペクトル光２７等のバランスを整えることが好ましい。
【００６７】
［第４実施形態］
上記第３実施形態の内視鏡システム３００では、ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの経時劣化を検出しているが、ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの経時劣化以外の要因によって、正確な第１多色スペクトル光２７が発光できない場合もある。この場合、図１５に示す内視鏡システム４００のように、第３実施形態の内視鏡システム３００と同様の光量検出部３０１等を設け、光源制御部２２には経時劣化検出部３０４の代わりに、検証部４０４を設ける。
【００６８】
検証部４０４は、模倣対象であるキセノンランプの連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１X、第２波長帯域の光量積分値Ｓ２X、及び第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Xを、光量積分値テーブル４０６に予め記憶している。
【００６９】
検証部４０４は、この光量積分値テーブル４０６と光量検出部３０１の検出結果を用いて、実際に発光した多色スペクトル光が第１多色スペクトル光２７になっているかを検証する。具体的には、検証部４０４は、光量検出部３０１の検出結果である各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの実際の光量を用いて第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Eを算出し、光量積分値テーブル４０６に記憶した連続スペクトル光２６の第１波長帯域の光量積分値Ｓ１Xと比較する。同様に、第２波長帯域の光量積分値Ｓ２Eを算出して、光量積分値テーブル４０６に記憶した連続スペクトル光２６の第２波長帯域の光量積分値Ｓ２Xと比較し、第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Eを算出して、光量積分値テーブル４０６に記憶した連続スペクトル光２６の第３波長帯域の光量積分値Ｓ３Xと比較する。
【００７０】
これらの比較の結果、連続スペクトル光２６の光量積分値Ｓ１Xに対する光量積分値Ｓ１Eの誤差、光量積分値Ｓ２Xに対する光量積分値Ｓ２Eの誤差、及び光量積分値Ｓ３Xに対する光量積分値Ｓ３Eの誤差が、いずれも許容範囲内（例えば、誤差１０％程度以下）の場合、検証部４０４は、第１多色スペクトル光２７が適切に発光していると判断する。この場合、光源制御部２２は、第１多色スペクトル光２７の発光を継続する。
【００７１】
一方、連続スペクトル光２６の光量積分値Ｓ１Xに対する光量積分値Ｓ１Eの誤差、光量積分値Ｓ２Xに対する光量積分値Ｓ２Eの誤差、及び光量積分値Ｓ３Xに対する光量積分値Ｓ３Eの誤差のうちのいずれかが許容範囲外である場合、検証部４０４は適切な第１多色スペクトル光２７が発光されていないと判断する。この場合、光源制御部２２は、検証部４０４の検証結果を用いてＬＥＤ２０ａ〜２０ｄをフィードバック制御する。すなわち、光源制御部２２は、検証部４０４で算出した連続スペクトル光２６の光量積分値Ｓ１Xに対する光量積分値Ｓ１Eの誤差、光量積分値Ｓ２Xに対する光量積分値Ｓ２Eの誤差、及び光量積分値Ｓ３Xに対する光量積分値Ｓ３Eの誤差に基づいて、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を調整した制御をする。これにより、照明光は常に適切な第１多色スペクトル光２７に補正される。
【００７２】
上記第４実施形態の内視鏡システム４００では、検証部４０４が、連続スペクトル光２６の光量積分値Ｓ１Xに対する光量積分値Ｓ１Eの誤差、及び、光量積分値Ｓ２Xに対する光量積分値Ｓ２Eの誤差だけでなく、さらに、光量積分値Ｓ３Xに対する光量積分値Ｓ３Eの誤差を求め、適切な第１多色スペクトル光２７が発光されているか否かの検証に利用しているが、光量積分値Ｓ３Xに対する光量積分値Ｓ３Eの誤差を用いずに、連続スペクトル光２６の光量積分値Ｓ１Xに対する光量積分値Ｓ１Eの誤差、及び、光量積分値Ｓ２Xに対する光量積分値Ｓ２Eの誤差を用いて適切な第１多色スペクトル光２７が発光されているか否かを検証しても良い。
【００７３】
また、上記第４実施形態の内視鏡システム４００では、光量検出部３０１によって各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を検出しているが、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量の代わりに、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄが発光する各光の分光スペクトルを検出しても良い。この場合も、上記第４実施形態と同様に、適切な第１多色スペクトル光２７が発光されているか否かの検証をすることができる。
【００７４】
上記各実施形態及び変形例では、撮像センサ４８が設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムによって本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムでも本発明は好適である。例えば、図１６に示すように、カプセル内視鏡システムでは、カプセル内視鏡５００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。
【００７５】
カプセル内視鏡５００は、光源５０２と光源制御部５０３と、撮像センサ５０４と、画像生成部５０６と、送受信アンテナ５０８とを備えている。光源５０２は、上記各実施形態及び変形例の光源部２０と同様に、紫色光Ｖを発するＶ−ＬＥＤと、青色光Ｂを発するＢ−ＬＥＤと、緑色光Ｇを発するＧ−ＬＥＤと、赤色光Ｒを発するＲ−ＬＥＤと、を有している。
【００７６】
光源制御部５０３は、上記各実施形態及び変形例の光源制御部２２と同様にして光源５０２の駆動を制御する。また、光源制御部５０３は、送受信アンテナ５０８によって、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線で通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記各実施形態及び変形例のプロセッサ装置１６とほぼ同様であるが、画像生成部５０６はカプセル内視鏡５００に設けられ、生成された内視鏡画像は、送受信アンテナ５０８を介してプロセッサ装置に送信される。撮像センサ５０４は上記各実施形態及び変形例の撮像センサ４８と同様に構成される。
【００７７】
なお、上記各実施形態及び変形例では、光源制御部２２は、キセノンランプの白色光を模倣する第１多色スペクトル光２７を発生させているが、キセノンランプの白色光の代わりに、他の連続スペクトル光を模倣する第１多色スペクトル光２７を発生さても良い。例えば、従来の内視鏡システムでは、キセノンランプ以外のハロゲンランプを用いる場合がある。キセノンランプ以外のハロゲンランプを模倣する第１多色スペクトル光を発生させても良く、模倣するランプの種類を医師等が選択できるようにしても良い。同様に、励起光を発する励起光光源と、励起光の照射によって蛍光を発する蛍光体を組み合わせた広帯域光源や、半導体光源からなる広帯域光源が発する連続スペクトル光を模倣することもできる。蛍光体に励起光を照射して広帯域光源は、例えば、紫外光、紫色光、または青色光等を発光する励起光光源と、紫外光、紫色光、または青色光等の照射によって緑色から黄色（あるいは赤色）の蛍光を発光する蛍光体を組み合わせて構成される。半導体光源からなる広帯域光源は、例えば、白色光を発生する半導体光源である。上記のように、キセノンランプ以外の連続スペクトル光（実質的に白色に見える擬似白色光やその他白色以外の光を含む）を模倣する場合も、上記実施形態のキセノンランプの白色光を模倣する場合と同様にして第１多色スペクトル光を発生させることができる。
【００７８】
上記各実施形態及び変形例では、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、Ｒ−ＬＥＤ２０ｄの４色のＬＥＤを用いているが、内視鏡光源装置１４に用いる複数の光源が発光する光の色（波長）は、これ以外の色及び組み合わせでも良い。また、ＬＥＤの代わりに、ＬＤ（Laser Diode）等の他の半導体光源を用いても良い。
【００７９】
上記各実施形態及び変形例では、キセノンランプの連続スペクトル光２６と同様に観察対象を観察できるように調節した第１多色スペクトル光２７を観察対象に照射する。すなわち、観察対象に照射する照明光の段階でキセノンランプを模倣しているが、観察対象からの戻り光を撮像センサ４８で受光する段階でキセノンランプの連続スペクトル光２６を模倣しても良い。このように、観察対象からの戻り光を撮像センサ４８で受光する段階でキセノンランプの連続スペクトル光２６を模倣する場合も、観察対象に照射する照明光の段階でキセノンランプを模倣する場合と同様の信号を撮像センサ４８から得ることができる。
【００８０】
例えば、光源制御部２２は、第１多色スペクトル光２７を観察対象に照射する場合に撮像センサ４８に入射する戻り光と、キセノンランプの連続スペクトル光２６を観察対象に照射した場合の戻り光とで、第１波長帯域及び第２波長帯域の各光量積分値が一致するように各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を制御する。こうすると、観察対象から撮像センサ４８に入射する戻り光の段階で、キセノンの連続スペクトル光２６を模倣することができるので、結果として、キセノンランプの連続スペクトル光２６を観察対象に照射した場合と同様に観察対象を観察することができる。
【００８１】
また、光源制御部２２は、撮像センサ４８の各画素に設けられた各色のカラーフィルタの特性を加味して、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの光量を制御しても良い。具体的には、光源制御部２２は、第１多色スペクトル光２７を観察対象に照射する場合に第１色カラーフィルタ（例えばＢカラーフィルタ）が設けられた第１色画素（例えばＢ画素）で得られる信号と、キセノンランプの連続スペクトル光２６を観察対象に照射する場合に第１画素で得られる信号とを一致させ、かつ、第１多色スペクトル光２７を観察対象に照射する場合に第２色カラーフィルタ（例えばＧカラーフィルタ）が設けられた第２色画素（例えばＧ画素）で得られる信号と、キセノンランプの連続スペクトル光２６を観察対象に照射する場合に第２色画素で得られる信号と、を一致させる。すなわち、上記各実施形態の第１波長帯域、第２波長帯域、及び第３波長帯域を撮像センサ４８のＲＧＢカラーセンサの波長帯域に設定する。
【００８２】
こうすると、第１色画素で得られる信号は、第１波長帯域の光量積分値であり、第２色画素で得られる信号は第２波長帯域の光量積分値であり、第３色画素で得られる信号は第３波長帯域の光量積分値である。このため、第１色画素で得られる信号を第１色画素で得られる光量積分値という。同様に、第２色画素で得られる信号を第２色画素で得られる光量積分値といい、第３色画素で得られる信号を第３色画素で得られる光量積分値という。これら各色画素の光量積分値は、各画素での露光時間まで含めた値（時間で積分した値）になるが、上記実施形態及び変形例の光量積分値と実質的に同じ役割を果たす。第１色画素、第２色画素、または第３色画素でそれぞれ露光時間を異ならせる場合でも、露光時間まで各画素の露光時間まで考慮して各画素で得られる光量積分値が調節される。
【００８３】
［付記項］
互いに異なる色の光を独立して発光する複数の光源を有し、前記複数の光源が発光する光を重ね合わせた第１多色スペクトルを有する第１多色スペクトル光を発する光源部と、
第１色カラーフィルタが設けられた第１色画素と、前記第１色カラーフィルタとは異なる第２色カラーフィルタが設けられた第２色画素とを有し、前記第１多色スペクトル光が照射された観察対象を撮像する撮像センサと、
前記複数の光源を制御し、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値と、連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第１色画素で得られる光量積分値とを一致させ、かつ、前記第１多色スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、連続スペクトル光を前記観察対象に照射した場合に前記撮像センサの前記第２色画素で得られる光量積分値と、を一致させる光源制御部と、
を備える内視鏡システム。
【符号の説明】
【００８４】
１０，１００，２１０，３００，４００  内視鏡システム
２０  光源部
２２  光源制御部
２５，３２６  多色スペクトル光
２６  連続スペクトル光
２７，３２７  第１多色スペクトル光
２０１  第２多色スペクトル光
２１２  内視鏡機種検出部
３０１  光量検出部
３０４  経時劣化検出部
４０４  検証部
４０６  光量積分値テーブル
５００  カプセル内視鏡
【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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