(57)【要約】  本発明の一実施形態は、照明部と、色成分比測定部と、光量比調整部とを具備する内視鏡システムである。照明部は、互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として被観察体に順次又は同時に照射する。色成分比測定部は、照明光の色成分比を測定する。光量比調整部は、色成分比測定部からの出力に基づいて狭帯域光の光量比を調整し、照明光が所望の色となるように補正をする。また、本発明の一実施形態は、光源部と、色成分比測定部と、光量比調整部とを具備する内視鏡用光源装置である。
2016006371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として被観察体に順次又は同時に照射する照明部と、
前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、
前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように補正をする光量比調整部とを具備することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数の狭帯域光を合波して前記照明光とする光合波部と、
合波された前記照明光を導光する照明光導光部と、
前記照明光導光部から前記照明光の一部を色成分比を測定するための測定光として分岐させ、前記測定光を前記被観察体を介さずに前記色成分比測定部へ導光する測定光分岐部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記色成分比測定部は、
前記測定光に対して、前記複数の狭帯域光の各々を独立に分離可能な色成分分離部と、
色成分分離された前記複数の狭帯域光の各々の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部からの出力に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記光量比調整部は、前記照明光が所望の色であるときの、前記測定光の適正な色成分比を記憶する記憶部を有し、
前記光量比調整部は、前記照明光の色成分比が前記記憶部に記憶されている前記適正な色成分比と等しくなるように、前記狭帯域光の光量比を調整することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記照明部は、観察の目的によって異なるスペクトルを有する複数の照明光を照射可能であり、
前記記憶部は、前記異なるスペクトルを有する複数の照明光のそれぞれに対して前記適正な色成分比を記憶していることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記色成分分離部は、回折格子を有する分光器であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記色成分分離部は、複数のダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記測定光分岐部が前記照明光を前記色成分比測定部へ分岐する光量の割合は、分岐されずに導光される光量の割合よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記測定光分岐部は、前記照明光の一部を透過するとともに、前記照明光の他の一部を反射するビームスプリッタを有することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記照明光導光部は、第１の導光部と第２の導光部とを有し、
前記測定光分岐部は、
前記第１の導光部から出射された前記照明光を平行光に変換するコリメートレンズと、
平行光となった前記照明光を前記第２の導光部へ入射させる集光レンズと、を有し、
前記ビームスプリッタは、前記コリメートレンズと前記集光レンズとの間の光路上に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記照明光導光部は、光ファイバであり、
前記測定光分岐部は、光ファイバカプラであることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
内視鏡システムは、スコープ部と、前記スコープ部に着脱可能に接続される本体部とを具備し、
前記照明部は、前記照明光を出射する光源部を有し、
前記照明光導光部は、第１の導光部と第２の導光部とを有し、
前記測定光分岐部は、前記第１の導光部から出射された前記照明光を、前記第２の導光部へと導光するとともに、前記色成分比測定部へ分岐し、
前記光源部と、前記光合波部と、前記第１の導光部と、前記測定光分岐部と、前記色成分比測定部とは、前記本体部に配置され、
前記第２の導光部は、前記スコープ部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
前記複数の狭帯域光のうち少なくとも１つの狭帯域光によって励起される蛍光体を有することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記照明光が被観察体で反射した反射光を受光して反射光情報を取得する撮像部を有し、
前記色成分比測定部は、
前記照明光の一部である測定光を受光して測定光情報を取得する測定光受光部と、
前記測定光情報に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部とを有し、
前記測定光受光部として前記撮像部の一部が用いられることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記測定光受光部として用いられる前記撮像部の一部は、前記撮像部のうち被観察体画像を生成する領域以外の領域である請求項１４に記載の内視鏡システム。
【請求項１６】
前記照明光の一部を前記測定光として分岐させ、前記被観察体を介さずに前記測定光受光部へ導光する測定光導光部を有することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
前記撮像部によって取得された前記反射光情報と前記測定光情報とを分離して出力する受光情報分配部を有し、
出力された前記測定光情報は、前記色成分比算出部で取得されることを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡システム。
【請求項１８】
前記測定光導光部は、分岐された前記測定光を導光する光ファイバと、前記測定光を前記色成分比測定部へ入射させるための集光レンズとを有することを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡システム。
【請求項１９】
前記測定光導光部は、前記照明光を出射する観察窓と前記被観察体との間に、既知の反射スペクトルを有する反射板を有し、前記反射板によって反射された前記反射光が、前記色成分比測定部へ直接入射されることを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡システム。
【請求項２０】
互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として順次又は同時に出射する光源部と、
前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、
前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように補正をする光量比調整部とを具備することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２１】
前記複数の狭帯域光を合波して前記照明光とする光合波部と、
合波された前記照明光を導光する照明光導光部と、
前記照明光導光部から前記照明光の一部を色成分比を測定するための測定光として分岐させ、前記測定光を前記色成分比測定部へ導光する測定光分岐部と、
を有することを特徴とする請求項２０に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項２２】
前記色成分比測定部は、
前記測定光に対して、前記複数の狭帯域光の各々を独立に分離可能な色成分分離部と、
色成分分離された前記複数の狭帯域光の各々の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部からの出力に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部と、
を有することを特徴とする請求項２１に記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる波長を有する複数の狭帯域光が混合された照明光を被観察体に照射して観察を行う内視鏡システム及び内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のレーザ光が混合された照明光を挿入部の先端から照射して被観察体を観察する内視鏡システムが知られている。例えば、特許文献１には、レーザ光源を使用して均一な照明光を得ることができる照明装置を備えた内視鏡システムが開示されている。この照明装置では、光源部から出射される赤色レーザ光と緑色レーザ光と青色レーザ光とが混合された光が照明光として用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５８０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された照明装置のように、複数のレーザ光のような狭帯域光が混合された照明光を用いる場合には、光源部の温度変化などに起因してこれら狭帯域光の光量比が変化しうる。これにより、照明光の色が変化してしまい、観察に好ましくない影響を及ぼす虞がある。【０００５】
そこで、本発明は、複数の狭帯域光からなる照明光の色変化を補正して、所望の色の照明光の下での観察を可能とする内視鏡システム及び内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として被観察体に順次又は同時に照射する照明部と、前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように色補正をする光量比調整部とを具備する内視鏡システムが提供される。【０００７】
また、本発明の他の実施形態によれば、互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として順次又は同時に出射する光源部と、前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように色補正をする光量比調整部とを具備する内視鏡用光源装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の狭帯域光からなる照明光の色変化を補正して、所望の色の照明光の下での観察を可能とする内視鏡システム及び内視鏡用光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態の内視鏡システムを概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の内視鏡システムの主要な構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、光変換部を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、カラーＣＣＤである撮像素子の受光面を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの撮像素子で取得される被観察体画像の一例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、モノクロＣＣＤである撮像素子の受光面を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの撮像素子で取得される被観察体画像の一例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における挿入部の先端での測定光の光路を概略的に示す図である。
【図７】図７は、撮像素子の受光面に入射する測定光を概略的に示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の変形例１における挿入部の先端での測定光の光路を概略的に示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の変形例２の挿入部の先端を概略的に示す図である。
【図１０】図１０は、変形例２における光量比調整部の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、変形例２における撮像素子の受光面の一例を概略的に示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の変形例３の内視鏡システムの主要な構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の内視鏡システムの主要な構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態における測定光分岐部及び色成分比測定部の一例を概略的に示す図である。
【図１５】図１５は、本体部とスコープ部との接続の一例を概略的に示す図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態における測定光分岐部及び色成分比測定部の他の例を概略的に示す図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態における測定光分岐部及び色成分比測定部の他の例を概略的に示す図である。
【図１８】図１８は、色成分分離部の第１のダイクロイックミラーにおける波長と反射率との関係の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、色成分分離部の第２のダイクロイックミラーにおける波長と反射率との関係の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、色成分分離部の第３のダイクロイックミラーにおける波長と反射率との関係の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、色成分分離部の第４のダイクロイックミラーにおける波長と反射率との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］  
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡システム１を概略的に示す図である。内視鏡システム１は、スコープ部１０と、スコープ部１０に接続される本体部１００と、本体部１００に接続される画像表示部３００とを有している。
【００１１】
スコープ部１０は、被観察体を含む被挿入体に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端側に連結された操作部３０とを有している。挿入部２０は、スコープ先端側の細長い管状部分であり、先端硬質部２１と、先端硬質部２１の基端側に連結された湾曲部２２と、湾曲部２２の基端側に連結された可撓管部２３とを有している。先端硬質部２１には、後述する撮像部１３０、光変換部１９０及び観察光学系２１０等が内蔵されている。湾曲部２２は、操作部３０を操作することにより所望の方向に湾曲する。可撓管部２３は湾曲自在であり、例えば、被挿入体の湾曲形状に沿って湾曲する。
【００１２】
操作部３０は、可撓管部２３の基端側に連結された折れ止め部３１と、折れ止め部３１の基端側に連結された把持部３２とを有している。折れ止め部３１には、挿入部２０内に延びた不図示の挿通チャンネルにつながる処置具挿通口３３が設けられている。把持部３２は、湾曲部２２を湾曲操作するための湾曲操作ダイヤル３４と、送気、送水、吸引、撮影等をするための複数のスイッチ３５とを有している。
【００１３】
挿入部２０及び操作部３０の内部には、先端が光変換部１９０に接続された光ファイバ１２２（図２参照）と、先端が撮像部１３０に接続された撮像ケーブル２２０（図６参照）とが延びている。光ファイバ１２２及び撮像ケーブル２２０は、把持部３２の基端側から側方に延出しており、ユニバーサルコード３６を構成している。ユニバーサルコード３６の基端には接続コネクタ３７が設けられ、接続コネクタ３７が本体部１００に着脱可能に接続される。
【００１４】
図２は、第１の実施形態の内視鏡システム１の主要な構成を示すブロック図である。内視鏡システム１は、入力部１１０と、照明部１２０と、撮像部１３０と、測定光導光部１４０と、受光情報分配部１５０と、色成分比測定部１６０と、光量比調整部１７０と、画像処理部２００と、上述の画像表示部３００とを有している。入力部１１０、受光情報分配部１５０、光量比調整部１７０及び画像処理部２００は、本体部１００に配置されている。照明部１２０及び色成分比測定部１６０は、スコープ部１０から本体部１００にわたって配置されている。撮像部１３０及び測定光導光部１４０は、スコープ部１０に配置されている。
【００１５】
（入力部及び観察モード）  
本実施形態における内視鏡システム１は、観察の目的に応じた２つの観察モード、例えば通常光観察モードと特殊光観察モードとを有している。入力部１１０は、ユーザによってキーボード等の不図示の入力機器により２つの観察モードのうちいずれかの観察モードが入力されるユーザーインターフェースである。入力部１１０に入力された観察モード情報は、照明部１２０と、光量比調整部１７０と、画像処理部２００とに出力される。
【００１６】
通常光観察モードは、複数の狭帯域光からなる混合光を用いて、演色性の高い白色光（例えば、キセノンランプ又はハロゲンランプから出射された光）を照射されたときの被観察体の色を再現して観察するモードである。
【００１７】
特殊光観察モードは、特定の被観察体における光の吸収、反射、散乱などの特性を利用し、白色光とは異なるスペクトルを有する光（特殊光）を照射することで特定の被観察体を強調表示して観察するモードである。本実施形態では、特殊光として、照明部１２０の後述する光源部１８０の第１のレーザ１８１ａから発せられる紫色レーザ光と第３のレーザ１８１ｃから発せられる緑色レーザ光との混合光とを用いる。紫色レーザ光は、生体組織の表面付近の毛細血管内のヘモグロビンに強く吸収される性質を有している。緑色レーザ光は、生体組織の深部の太い血管内のヘモグロビンに強く吸収される性質を有している。これらの性質を利用して、特殊光を被観察体に照射して所定の画像処理を行うと、毛細血管と太い血管とのコントラストを強調して観察をすることができる。
【００１８】
なお、内視鏡システム１は、少なくとも通常光観察モードと特殊光観察モードとを有していればよく、これら以外の他の観察モードを有していてもよい。他の観察モードとしては、色合いの異なる通常光を照射するモード、被観察体を強調表示するその他の特殊光観察を行うモード、被観察体又は薬剤に励起光を照射した際に発生する蛍光を観察する蛍光観察モードなどが挙げられる。
【００１９】
（照明部）  
照明部１２０は、光源部１８０と、光源駆動部１２１と、光ファイバ（照明光導光部）１２２と、光変換部１９０とを有している。光源部１８０及び光源駆動部１２１は、本体部１００に配置されている。光変換部１９０は、挿入部２０の先端硬質部２１に配置されている。光源部１８０と光変換部１９０とは、光ファイバ１２２によって光学的に接続されている。
【００２０】
（光源部）  
光源部１８０は、第１のレーザ１８１ａと、第２のレーザ１８１ｂと、第３のレーザ１８１ｃと、第４のレーザ１８１ｄとを有している。これらレーザ１８１ａ〜１８１ｄは、互いに異なる波長を有する狭帯域光を発生させる光源である。第１のレーザ１８１ａは、紫色レーザ光を照射するレーザであり、例えば、中心波長４０５ｎｍの光を照射するレーザダイオードである。第２のレーザ１８１ｂは、青色レーザ光を照射するレーザであり、例えば、中心波長４４５ｎｍの光を照射するレーザダイオードである。第３のレーザ１８１ｃは、緑色レーザ光を照射するレーザであり、例えば、中心波長５３２ｎｍの光を照射するレーザダイオードである。第４のレーザ１８１ｄは、赤色レーザ光を照射するレーザであり、例えば、中心波長６３５ｎｍの光を照射するレーザダイオードである。
【００２１】
光源部１８０は、さらに、第１の光ファイバ１８２ａと、第２の光ファイバ１８２ｂと、第３の光ファイバ１８２ｃと、第４の光ファイバ１８２ｄと、光合波部１８３とを有している。第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄ及び光ファイバ１２２は、例えば、コア径数μｍ〜数百μｍの単線ファイバである。第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄの基端は、それぞれ、第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄに光学的に接続されている。第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄの先端は、光合波部１８３に光学的に接続されている。また、光合波部１８３には、光ファイバ１２２の基端が光学的に接続されている。
【００２２】
第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄは、それぞれ、第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄから出射されたレーザ光を導光する。光合波部１８３は、第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄによって導光されたレーザ光を合波する。光ファイバ１２２は、光合波部１８３によって合波された光を光変換部１９０に導光する。
【００２３】
なお、レーザ１８１ａ〜１８１ｄと第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄとの間には、それぞれ、レーザ１８１ａ〜１８１ｄから出射されたレーザ光を収束させて光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄに結合するための不図示の結合レンズが配置されている。
【００２４】
また、光源部１８０の各レーザ１８１ａ〜１８１ｄから照射される狭帯域光は、それぞれの光量が互いに独立して制御可能な狭帯域光であればよく、レーザ光源の代わりにＬＥＤ光源等を用いてもよいし、上の説明とは異なる波長の光を用いてもよい。また、レーザ光源と複数の狭帯域光のうち少なくとも１つの狭帯域光によって励起される蛍光体とを組み合わせた光源が用いられてもよい。なお、狭帯域光とは、波長スペクトルの半値幅が数十ｎｍまでの光である。
【００２５】
また、光ファイバ１２２の代わりに、複数の光ファイバを束ねて構成されるバンドルファイバが用いられてもよい。バンドルファイバが用いられる場合には、光変換部１９０にレンズが配置される。
【００２６】
（光源駆動部）  
光源駆動部１２１は、光源部１８０の第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄに接続されている。光源駆動部１２１は、第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄのＯＮ／ＯＦＦ、駆動電流、駆動方式（連続駆動（ＣＷ）、パルス駆動、高周波重畳など）等の駆動を制御する。
【００２７】
光源駆動部１２１は、入力部１１０から出力された観察モード情報に基づいて、第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄを点灯させる。本実施形態では、入力部１１０に通常光観察モードが入力された場合には、第２のレーザ１８１ｂ（青色レーザ光）と、第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）と、第４のレーザ１８１ｄ（赤色レーザ光）とが同時に点灯される。また、入力部１１０に特殊光観察モードが入力された場合には、第１のレーザ１８１ａ（紫色レーザ光）と第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）とが同時に点灯される。
【００２８】
通常光観察モード又は特殊光観察モードにおける各レーザ１８１ａ〜１８１ｄの光量比は、各レーザへの入力電流値に従う。入力電流値は、各レーザ光からなる照明光が所望の色となるように予め設定される。本明細書における「所望の色」とは、被観察体が目的に応じた色で見えるように予め設定された照明光の色である。例えば、通常光観察モードにおける所望の色は、演色性の高い白色光（例えば、キセノンランプ又はハロゲンランプから出射された光）を照射されたときの被観察体の色を再現するような色を指し、演色評価数や色温度に基づいて設定される。また、特殊光観察モードにおける所望の色は、被観察体における表層と深層との血管が強調されて見えるような色を指す。なお、本明細書における「照明光」とは、被観察体にまだ照射されていないか、被観察体でまだ反射されていない、複数の狭帯域光の混合光を指す。
【００２９】
（光変換部）  
光変換部１９０は、挿入部２０の先端硬質部２１の先端面に設けられた不図示の照明窓に配置されている。図３は、光変換部１９０を概略的に示す図である。光変換部１９０は、光ファイバ１２２の先端に光学的に接続された光拡散部材１９１と、光拡散部材１９１を保持するホルダ１９２とを有している。光拡散部材１９１は、例えばアルミナ粒子１９３を含む。光拡散部材１９１は、光ファイバ１２２によって導光された照明光を拡散して配光を広げる機能を有している。なお、光拡散部材１９１の代わりにレンズを用いてもよいし、光拡散部材１９１とレンズとを組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
（撮像部及び色成分比測定部（測定光受光部））  
再び図２を参照して、撮像部１３０は、挿入部２０の先端硬質部２１に配置されている。撮像部１３０は、先端硬質部２１の先端面に設けられた不図示の観察窓に配置された観察光学系２１０と光学的に接続されている。また、撮像部１３０は、スコープ部１０から本体部１００に延びた撮像ケーブル２２０（図６参照）を介して受光情報分配部１５０に接続されている。撮像部１３０は、例えば、ＣＣＤイメージャ、ＣＭＯＳイメージャなどの撮像素子１３１を有している。
【００３１】
図４Ａは、撮像素子１３１の受光面を概略的に示す図である。図４Ｂは、観察視野として利用される図４Ａに示される受光面による被観察体画像を概略的に示す図である。図４Ａに示される撮像素子１３１は、カラーＣＣＤである。撮像素子１３１の受光面は、被観察体画像の生成に用いられる画素領域である反射光受光部１３２を有している。反射光受光部１３２は、観察光学系２１０によって取り込まれた、照明光が被観察体で反射した反射光を受光して、反射光情報を含む電気信号へと光電変換する。本明細書における「反射光」は、被観察体によって反射された照明光を指し、被観察体における吸収等によって色成分比が照明光とは変化しているという点で照明光と区別して用いられている用語である。
【００３２】
撮像素子１３１の受光面は、反射光受光部１３２として利用される画素領域とは異なる画素領域、即ち測定光受光部１６１を有している。測定光受光部１６１として用いられる画素領域は、例えば、図４Ａに示される受光面において網掛けで示されている隅の領域である。測定光受光部１６１は、被観察体画像の生成に用いられない。測定光受光部１６１は、後述する色成分比算出部１６２と共に、照明光の色成分比を測定する色成分比測定部１６０を構成している。測定光受光部１６１は、撮像素子１３１の受光面から反射光受光部１３２を除いた領域である。測定光受光部１６１は、反射光受光部１３２よりも小さい。
【００３３】
測定光受光部１６１は、測定光導光部１４０によって導光された照明光の一部を測定光として受光して、測定光情報を含む電気信号へと光電変換する。測定光情報とは、例えば、測定光に対する赤色領域、緑色領域及び青色領域の少なくとも３つの波長領域における画素値である。本明細書における「測定光」は、照明光の一部を分岐して色成分比測定のために用いる光を指す。つまり、測定光は、照明光と同じ色成分比を有する光であり、被観察体に照射されない光である。
【００３４】
なお、撮像素子１３１の受光面において反射光受光部１３２によって取得される反射光情報と測定光受光部１６１によって取得される測定光情報とは、電気信号として撮像素子１３１から撮像ケーブル２２０を介して受光情報分配部１５０に伝達される。
【００３５】
本実施形態では、測定光受光部１６１として、撮像部１３０の一部、例えば、撮像素子１３１の受光面の一角の領域が用いられている。これは、図４Ｂに領域Ａ１で示されるように、撮像素子１３１の受光面のうち角の領域が被観察体画像の生成に用いられていないことによる。このように、本実施形態では、測定光受光部１６１として、新たな撮像素子等を追加することなく、撮像部１３０の既存の撮像素子１３１の受光面のうち被観察体画像の生成に寄与している領域以外の領域、つまり、既存の撮像素子１３１の受光面における未使用の画素領域を利用する。
【００３６】
測定光受光部１６１は、少なくとも１組のＲＧＢの３色のカラーフィルタを有している。測定光の色成分比を十分な精度で測定するために、測定光受光部１６１は、図４Ａに示されるように、複数の組のカラーフィルタを有することが好ましい。ＣＣＤの受光素子のピッチが数μｍであるから、測定光受光部１６１の面積は、例えば、数μｍ２〜数十μｍ２である。これは、上述したような、被観察体画像の生成に用いない領域以下の大きさである。また、測定光受光部１６１は、反射光受光部１３２に測定光が入射しないように、測定光導光部１４０によって導光される測定光の照射面積よりも十分に広い領域に設定されている。
【００３７】
なお、測定光受光部１６１には３色以上のカラーフィルタが用いられてもよいし、フィルタ以外の分光部が用いられてもよい。図５Ａは、モノクロＣＣＤである撮像素子１３１の受光面を概略的に示す図である。図５Ｂは、対応する被観察体画像を概略的に示す図である。モノクロＣＣＤである撮像素子１３１の受光面に対しても、同様に、反射光受光部１３２と測定光受光部１６１とが設けられる。モノクロＣＣＤの場合には、例えば、照明光を構成する複数のレーザ光を順次点灯させることにより測定光情報が取得される。
【００３８】
（受光情報分配部）  
受光情報分配部１５０は、撮像ケーブル２２０により撮像部１３０に接続されている。受光情報分配部１５０は、撮像素子１３１から出力された電気信号を、反射光受光部１３２によって取得された反射光情報を含む電気信号と、測定光受光部１６１によって取得された測定光情報を含む電気信号とに分離して、反射光情報を画像処理部２００へ、測定光情報を色成分比算出部１６２へそれぞれ分配して出力する。
【００３９】
（色成分比測定部（色成分比算出部））  
色成分比算出部１６２は、上述したように、測定光受光部１６１と共に色成分比測定部１６０を構成している。色成分比算出部１６２には、測定光受光部１６１で取得された測定光情報が伝達される。色成分比算出部１６２は、測定光情報に基づいて照明光の色成分比を算出する。色成分比算出部１６２はまた、算出した照明光の色成分比情報を光量比調整部１７０へ出力する。本実施形態における「色成分比」とは、赤色領域、緑色領域及び青色領域の少なくとも３つの波長領域におけるそれぞれの光量（本実施形態では、画素値）の比である。また、「色成分比」は、これら３つの色領域以外の色領域の分割、４つ以上に色分割する場合の光量の比も含む。
【００４０】
測定光受光部１６１へ入射する測定光が上述の３色のカラーフィルタに対して均一に入射しない場合には、色成分比算出部１６２は、それぞれのカラーフィルタへの測定光の入射の割合を考慮して照明光の色成分比を算出する。
【００４１】
光変換部１９０から出射された照明光の色が配光によって異なる場合（色むらがある場合）には、照明光と測定光との色成分比が異なる。このような場合には、測定光の色成分比と照明光の色成分比との差分を予め求めておき、色成分比算出部１６２が測定光の色成分比から照明光の色成分比を算出する。
【００４２】
（測定光導光部）  
測定光導光部１４０は、挿入部２０の先端に配置されている。測定光導光部１４０は、照明部１２０から出射される照明光の一部を色成分比を維持したまま測定光として照明光から分岐させ、被観察体を介さずに、即ち、被観察体で反射させることなく測定光受光部１６１へ直接導光する。
【００４３】
図６は、本実施形態における挿入部２０の先端での測定光の光路を概略的に示す図である。図７は、撮像素子１３１の受光面に入射する測定光を概略的に示す図である。測定光には、図６に示されるように、光変換部１９０から外部に照射される照明光Ａ２のうち配光角が大きい領域の一部が用いられる。光変換部１９０から出射される照明光Ａ２の配光を十分広く設計することにより、被観察体に対して十分な配光で照明光が照射される。
【００４４】
測定光導光部１４０は、光ファイバ１４１と、第１のミラー１４２と、第２のミラー１４３と、コリメートレンズ１４４と、集光レンズ１４５とを有している。挿入部２０の先端における測定光の光路には、これらが、光変換部１９０から撮像部１３０に向かって、第１のミラー１４２、光ファイバ１４１、コリメートレンズ１４４、第２のミラー１４３、集光レンズ１４５の順に配置されている。
【００４５】
光ファイバ１４１、第１のミラー１４２、第２のミラー１４３及びコリメートレンズ１４４は、挿入部２０の先端面に配置されている。第１のミラー１４２は、光変換部１９０から出射された照明光の一部である測定光Ａ３を反射させて光ファイバ１４１に導くように、挿入部２０の先端面に対して所定の角度をなして配置されている。第２のミラー１４３は、光ファイバ１４１を導光してコリメートレンズ１４４で平行光に変換された測定光Ａ３を反射させて再び挿入部２０内に導くように、挿入部２０の先端面に対して所定の角度をなして配置されている。集光レンズ１４５は、挿入部２０の先端硬質部２１に配置されている。集光レンズ１４５は、図７に示されるように、平行光に変換された測定光Ａ３を集光し、測定光受光部１６１へ入射させる。
【００４６】
測定光導光部１４０は、精度よく色成分比測定が行われるように、測定光受光部１６１の少なくとも１組のＲＧＢカラーフィルタに対して測定光が均一に入射するように設計される。例えば、断面積が測定光受光部１６１の１組のＲＧＢカラーフィルタの面積よりも十分に大きい光ファイバ１４１が用いられる。
【００４７】
（光量比調整部）  
光量比調整部１７０は、色成分比測定部１６０の色成分比算出部１６２から出力された照明光の色成分比に基づいてレーザ光の光量比調整を行うことにより、照明部１２０から照射される照明光の色補正を行う。レーザの温度変化等により、各レーザ１８１ａ〜１８１ｄの光量比が変化し、照明光の色が変化することがある。そのときに照明光の色を所望の色に補正することを色補正と呼ぶ。
【００４８】
光量比調整部１７０は、記憶部１７１を有している。記憶部１７１は、各観察モードにおいて照明光が上述したような所望の色であるときの測定光の適正な色成分比を記憶している。光量比調整部１７０は、入力部１１０から出力された観察モード情報と記憶部１７１に記憶されている適正な色成分比とに基づいて、光量比調整を行う。
【００４９】
適正な色成分比の決め方としては、例えば、照明光が所望の色となるように各レーザ１８１ａ〜１８１ｄから出射されるレーザ光の光量比を設定し、そのときの測定光の色成分比を予め測定しておく。そして、その色成分比が適正な色成分比として記憶部１７１に記憶される。
【００５０】
温度変化等によって各レーザ１８１ａ〜１８１ｄの光量比が変化すると、照明光の色だけでなく光量も変化する。また、上述のような光量比調整によっても、照明光の光量が変化する。これらに対する光量補正は、被観察体画像に対する測光に基づいて、周知であるようにして、画像処理部２００と光源駆動部１２１との間で行われる（図２では、画像処理部２００と光源駆動部１２１との間の信号線は省略している）。その際、色成分比を維持したまま光量調整が行われる。
【００５１】
光量調整は、例えば、緑色レーザ光を発する第３のレーザ１８１ｃなどの１つのレーザ光量を固定して、固定したレーザ光量を基準に測定光の色成分比が適正な色成分比になるようにする。あるいは、調整する光量が最も小さくなるようにして、測定光の色成分比が適正な色成分比になるようにする。
【００５２】
なお、受光情報分配部１５０、色成分比測定部１６０の色成分比算出部１６２、光量比調整部１７０の処理は、ハードウェア構成を含むプロセッサによって実行されることができる。例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電子回路を備えたプロセッサによってそれらの処理を実行することができ、あるいは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用的なプロセッサが各種プログラムを読み込むことによってそれらの処理を実行してもよい。
【００５３】
（画像処理部）  
画像処理部２００は、受光情報分配部１５０から出力された反射光情報と、入力部１１０から出力された観察モード情報とに基づいて、公知の画像処理によって被観察体画像を生成する。
【００５４】
（画像表示部）  
画像表示部３００は、画像処理部２００によって生成された被観察体画像を表示する。画像表示部３００は、例えば、液晶ディスプレイ等のモニタである。
【００５５】
（内視鏡システムの動作及び作用）  
次に、第１の実施形態における内視鏡システム１の動作及び作用を説明する。  
ユーザによって入力部１１０に観察モードが入力されると、観察モード情報が入力部１１０から光源駆動部１２１に伝達される。そして、観察モード情報に応じた制御信号が光源駆動部１２１から光源部１８０に伝達される。光源駆動部１２１は、通常光観察モードにおいては、第２のレーザ１８１ｂ（青色レーザ光）と第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）と第４のレーザ１８１ｄ（赤色レーザ光）とを点灯させ、特殊光観察モードにおいては、第１のレーザ１８１ａ（紫色レーザ光）と第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）とを点灯させる。このときの各レーザ１８１ａ〜１８１ｄの光量比は、照明光が所望の色となるように予め設定された、レーザへの入力電流値に従う。
【００５６】
各観察モードにおいて、複数のレーザ光が光合波部１８３によって混合された後、混合された光が光ファイバ１２２を導光して光変換部１９０へ伝達される。伝達された光は、光変換部１９０の光拡散部材１９１によって拡散され、配光が広げられて、図示しない照明窓から被観察体へ照明光として出射される。
【００５７】
出射された照明光の大半は、被観察体へ照射され、被観察体で反射する。そして、反射光が観察光学系２１０から撮像部１３０の反射光受光部１３２へ入射する。被観察体における反射光は、測定光受光部１６１へは入射しない。反射光受光部１３２で取得された反射光情報は、受光情報分配部１５０を介して画像処理部２００へ伝達される。そして、画像処理部２００により被観察体画像が生成され、画像表示部３００に被観察体画像が表示される。
【００５８】
一方、出射された照明光の一部は、被観察体を介さず、測定光として測定光導光部１４０に直接導光される。そして、測定光は、測定光導光部１４０から測定光受光部１６１へ入射する。すなわち、測定光は、光変換部１９０から出射された後、被観察体には照射されずに測定光導光部１４０を通って挿入部２０内に戻り、測定光受光部１６１で受光される。測定光は、反射光受光部１３２へは入射しない。また、測定光は、被観察体画像の生成には用いられない。測定光受光部１６１で取得した測定光情報は、受光情報分配部１５０を介して色成分比算出部１６２へ伝達される。そして、色成分比算出部１６２が測定光の色成分比を算出し、算出した照明光の色成分比情報を光量比調整部１７０へ出力する。
【００５９】
光量比調整部１７０は、照明光の色成分比が記憶部１７１に記憶されている適正な色成分比と等しくなるように各レーザ１８１ａ〜１８１ｄから発せられるレーザ光の光量（光量比）を調節するための制御信号を光源駆動部１２１へ出力する。各レーザ１８１ａ〜１８１ｄの光量は、上述したように、１つのレーザ光量を固定して、それを基準に測定光の色成分比が適正な色成分比になるようにしたり、調整する光量が最も小さくなるようにしたりすることにより、測定光（照明光）の色成分比が適正な色成分比になるように調整される。照明光の光量補正もまた、上述したように、被観察体画像に対する測光に基づいて、周知であるようにして、画像処理部２００と光源駆動部１２１との間で、色成分比を維持したまま行われる。このような補正は、内視鏡システム１の駆動中において常に繰り返し行われる。
【００６０】
（効果）  
本実施形態によれば、複数の狭帯域光（例えばレーザ光）が混合された照明光の色成分比を測定する色成分比測定部１６０と、照明光となる狭帯域光の光量比を調整する光量比調整部１７０との協働により、照明光の色変化を補正することができる。したがって、レーザの温度変化などによって各レーザ光量が変化してもそれを補正し、所望の色の照明光の下での観察が可能な内視鏡システム１を提供することができる。
【００６１】
また、光源としてレーザ１８１ａ〜１８１ｄを用いることにより、細い光ファイバに対して効率よく光結合及び導光が可能であるため、挿入部を細径化しつつ、明るい照明を提供することが可能である。
【００６２】
また、本実施形態では、色成分比測定部１６０の測定光受光部１６１として、スコープ部１０の既存の撮像部１３０の一部、例えば、既存の撮像素子１３１のうち被観察体画像の生成に用いられていない画素領域を用いている。したがって、色成分測定のための新たな受光部を追加する必要がなく、新たな受光部を追加する場合と比較して製造コストが削減されることができる。さらに、撮像部１３０は、測定光受光部１６１が設けられていても従来通り被観察体画像を生成可能である。
【００６３】
また、本実施形態では、測定光導光部１４０を設けたことにより、照明光が被観察体に照射される前に、照明光の一部を測定光として、その色成分を変化させることなく測定光受光部１６１へ導光することができるため、被観察体による影響を受けることなく照明光の色成分測定が可能となる。
【００６４】
また、本実施形態では、光量比調整部１７０の記憶部１７１に記憶した適正な色成分比を用いて光量比調整を行うことにより、所望の色の照明光への適切な色補正が可能となる。さらに、記憶部１７１が各観察モードに応じた適正な色成分比を記憶することにより、異なる観察モードにおける観察においても照明光の色補正が可能となる。
【００６５】
また、本実施形態では、測定光導光部１４０に光ファイバ１４１が用いられている。これにより、小さいスペースで効率よく測定光を導光可能となる。また、測定光導光部１４０に集光レンズ１４５が用いられ、測定光が集光レンズ１４５により測定光受光部１６１に集光される。これにより、小さな測定光受光部１６１であっても測定光を入射させることが可能となる。
【００６６】
以下、第１の実施形態の変形例１〜３、及び第２の実施形態について説明する。以下の説明では、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
【００６７】
［変形例１］  
図８は、変形例１の挿入部２０ａの先端での測定光の光路を概略的に示す図である。本変形例では、測定光導光部１４０ａが挿入部２０ａの内部に配置されている。測定光導光部１４０ａは、光ファイバ１２２から分岐した光ファイバ１４１ａと、集光レンズ１４５とを有している。例えば、光ファイバ１２２に分岐用の光ファイバ１４１ａを融着することにより、測定光分岐部となる光ファイバカプラが作製される。本変形例では、光ファイバ１２２を導光している照明光の一部が、光変換部１９０を介することなく測定光Ａ４として光ファイバ１４１ａを導光し、集光レンズ１４５で集光されて、測定光受光部１６１に入射する。
【００６８】
本変形例によれば、測定光導光部１４０ａを構成する光ファイバ１４１ａ及び集光レンズ１４５が挿入部２０ａの内部に配置されている。即ち、測定光導光部１４０ａが挿入部２０ａの先端面から突出していない。したがって、測定光導光部１４０ａが被観察体に接触することによる負荷、生体内の体液などに触れることによる劣化などを回避することができる。
【００６９】
また、本変形例では、測定光導光部１４０ａにミラー及びコリメートレンズが用いられていない。このように、本変形例では、第１の実施形態よりも少ない部材数で測定光を測定光受光部１６１へ導光可能である。
【００７０】
［変形例２］  
図９は、変形例２の挿入部２０ｂの先端を概略的に示す図である。挿入部２０ｂの先端面には、光変換部１９０の窓である照明窓２４と、観察光学系２１０の窓である観察窓２５とが設けられている。また、本変形例では、挿入部２０ｂの先端面に測定光導光部１４０ｂが配置されている。測定光導光部１４０ｂは、例えば、既知の反射スペクトルを有する反射板である。
【００７１】
照明窓２４から出射された照明光のうち、測定光導光部１４０ｂで反射されて観察窓２５から測定光受光部１６１で受光される光を測定光Ａ５とする。本変形例では、測定光Ａ５が測定光受光部１６１へ直接入射するが反射光受光部１３２には入射しないように、測定光導光部１４０ｂの反射板の位置及び角度が設定され、また、観察光学系２１０が設計される。また、被観察体からの反射光が測定光受光部１６１へ入射しないように、観察光学系２１０が設計される。
【００７２】
図１０は、変形例２における光量比調整部１７０ｂの一例を示すブロック図である。光量比調整部１７０ｂは、記憶部１７１と、推定部１７２とを有している。測定光導光部１４０ｂの反射板の反射率に波長依存性がある場合には、測定光と照明光との色成分比が異なるが、上述したように、反射板の反射スペクトルは既知である。したがって、本変形例では、推定部１７２が、測定光の色成分比と反射板の反射スペクトルとから照明光の色成分比を推定する。このように、本変形例における「測定光」は、照明光と異なる色成分比を有するが照明光の色成分比が推定可能である導光された光を含む。
【００７３】
図１１は、変形例２における撮像素子１３１ｂの受光面の一例を概略的に示す図である。本変形例では、撮像素子１３１ｂの受光面には、その一端にライン状に配置された画素領域である測定光受光部１６１ｂと、測定光受光部１６１ｂとは異なる画素領域である反射光受光部１３２ｂとが設けられている。
【００７４】
本変形例によれば、既知の反射スペクトルを有する反射板を測定光導光部１４０ｂとして挿入部２０ｂの先端面に配置することにより、測定光導光部１４０ｂに集光レンズ及び光ファイバを用いる必要がない。このように、本変形例では、最小限の部材数で測定光を測定光受光部１６１ｂへ導光可能である。
【００７５】
［変形例３］  
図１２は、変形例３の内視鏡システム１ｃの主要な構成を示すブロック図である。本変形例では、撮像部１３０ｃの撮像素子の受光面は、反射光受光部１３２ｃのみを有している。即ち、撮像部１３０ｃには色成分比測定部を構成する測定光受光部が設けられておらず、撮像部１３０ｃは、色成分比測定には関係しない通常の撮像部である。撮像部１３０ｃは、撮像ケーブルを介して画像処理部２００に接続されている。色成分比測定部１６０ｃは、撮像部１３０ｃから独立して設けられており、本体部１００ｃに配置されている。
【００７６】
また、測定光導光部１４０ｃは、スコープ部１０ｃ内の光ファイバ１２２から分岐された光ファイバ１４１ｃを有している。変形例１と同様に、例えば、光ファイバ１２２に分岐用の光ファイバ１４１ｃを融着することにより、測定光分岐部となる光ファイバカプラが作製される。光ファイバ１４１ｃの先端は、色成分比測定部１６０ｃに光学的に接続されている。光ファイバ１４１ｃは、光ファイバ１２２を導光している照明光の一部を光変換部１９０及び撮像部１３０ｃを介することなく測定光として色成分比測定部１６０ｃへと導光する。
【００７７】
本変形例によれば、撮像部が設けられた挿入部の先端硬質部に測定光導光部の光学系を配置する必要がないため、先端硬質部の省スペース化を図ることができる。また、本変形例においても、第１の実施形態よりも少ない部材数で測定光を色成分比測定部１６０ｃへ導光可能である。
【００７８】
なお、本変形例では、撮像部１３０ｃは、照明光の色補正には関係していない。したがって、本変形例によれば、光源部１８０と、色成分比測定部１６０ｃと、光量比調整部１７０とを具備する内視鏡用光源装置２ｃにより、複数の狭帯域光からなる照明光の色変化を補正して、所望の色の照明光の下での観察を可能とすることができる。
【００７９】
［第２の実施形態］  
図１３は、第２の実施形態の内視鏡システム１ｄの主要な構成を示すブロック図である。内視鏡システム１ｄは、入力部１１０と、照明部１２０ｄと、撮像部１３０ｄと、色成分比測定部１６０ｄと、光量比調整部１７０と、画像処理部２００と、画像表示部３００とを有している。入力部１１０、色成分比測定部１６０ｄ、光量比調整部１７０及び画像処理部２００は、本体部１００ｄに配置されている。照明部１２０ｄは、スコープ部１０ｄから本体部１００ｄにわたって配置されている。撮像部１３０ｄは、スコープ部１０ｄに配置されている。
【００８０】
（照明部）  
照明部１２０ｄは、光源部１８０ｄと、光源駆動部１２１ｄと、光ファイバ（照明光導光部）１２２、１２３と、測定光分岐部１２４と、光変換部１９０とを有している。光源部１８０ｄと光変換部１９０とは、光ファイバ１２２、１２３及び測定光分岐部１２４を介して光学的に接続されている。
【００８１】
（光源部）  
本実施形態では、光源部１８０ｄは、第１〜第４のレーザ１８１ａ〜１８１ｄに加えて、第５のレーザ１８１ｅを有している。第５のレーザ１８１ｅは、オレンジ色レーザ光を照射するレーザであり、例えば、中心波長５９５ｎｍの光を照射するダイオード励起固体（ＤＰＳＳ）レーザである。第５のレーザ１８１ｅも、光源駆動部１２１ｄに接続されており、光源駆動部１２１ｄによりその駆動が制御される。
【００８２】
光源部１８０ｄは、第１〜第４の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｄに加えて、第５の光ファイバ１８２ｅを有している。第５の光ファイバ１８２ｅもまた、例えば、コア径数μｍ〜数百μｍの単線ファイバである。第５の光ファイバ１８２ｅの基端は、第５のレーザ１８１ｅに光学的に接続されている。第５の光ファイバ１８２ｅの先端は、光合波部１８３ｄに接続されている。また、光合波部１８３ｄには、光ファイバ１２２の基端が光学的に接続されている。
【００８３】
第５の光ファイバ１８２ｅは、第５のレーザ１８１ｅからのレーザ光を導光する。光合波部１８３ｄは、第１〜第５の光ファイバ１８２ａ〜１８２ｅによって導光されたレーザ光を合波する。光ファイバ１２２は、光合波部１８３ｄによって合波された光を測定光分岐部１２４、光ファイバ１２３を介して光変換部１９０に導光する。なお、第５のレーザ１８１ｅと第５の光ファイバ１８２ｅとの間にも、それぞれ、第５のレーザ１８１ｅから出射されたレーザ光を収束させて第５の光ファイバ１８２ｅに結合するための不図示の結合レンズが配置されている。
【００８４】
（光源駆動部）  
光源駆動部１２１ｄは、入力部１１０からの観察モード情報に基づいて、第１〜第５のレーザ１８１ａ〜１８１ｅを点灯させる。本実施形態では、入力部１１０に通常光観察モードが入力された場合には、第２のレーザ１８１ｂ（青色レーザ光）と、第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）と、第４のレーザ１８１ｄ（赤色レーザ光）と、第５のレーザ１８１ｅ（オレンジ色レーザ光）とが同時に点灯される。あるいは、第１のレーザ１８１（紫色レーザ光）が点灯されてもよい。入力部１１０に特殊光観察モードが入力された場合には、第１の実施形態と同様に、第１のレーザ１８１ａ（紫色レーザ光）と第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）とが同時に点灯される。
【００８５】
（測定光分岐部）  
図１４は、測定光分岐部１２４及び色成分比測定部１６０ｄの一例を概略的に示す図である。測定光分岐部１２４は、第１の実施形態における測定光導光部に対応しており、照明光の一部を分岐してその色成分比を維持したまま測定光として被観察体を介さずに色成分比測定部１６０ｄへ導くために設けられている。測定光分岐部１２４は、光源部１８０ｄから光変換部１９０への照明光の光路において光ファイバ（第１の導光部）１２２と光ファイバ（第２の導光部）１２３との間に配置されている。測定光分岐部１２４は、コリメートレンズ１２５と、ビームスプリッタ１２６と、集光レンズ１２７とを有している。光源部１８０ｄと光変換部１９０との間の光路には、これらが、コリメートレンズ１２５、ビームスプリッタ１２６、集光レンズ１２７の順に配置されている。言い換えれば、ビームスプリッタ１２６は、コリメートレンズ１２５と集光レンズ１２７との間の光路上に配置されている。
【００８６】
コリメートレンズ１２５は、光ファイバ１２２から出射された照明光を平行光に変換する。ビームスプリッタ１２６は、平行光に変換された照明光の大部分を透過し、照明光の一部Ａ７を反射させて色成分比測定部１６０ｄへ導くように、照明光の光路方向に対して所定の角度をなして配置されている。集光レンズ１２７は、ビームスプリッタ１２６を透過した照明光を集光し、光ファイバ１２３へ入射させる。
【００８７】
また、ビームスプリッタ１２６で反射された照明光の一部は、集光レンズ１２８で集光されて、照明光の色成分比を測定するための測定光Ａ７として色成分比測定部１６０ｄへ導光される。色成分比測定部１６０ｄへ導光される測定光Ａ７の光量の割合は、光ファイバ１２３へ導光される照明光Ａ６の光量の割合よりも小さい。色成分比測定部１６０ｄへ導光される測定光Ａ７の光量は、光ファイバ１２３へ導光される照明光Ａ６の光量の１０％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。
【００８８】
本実施形態では、光合波部１８３ｄ、光ファイバ１２２、測定光分岐部１２４及び色成分比測定部１６０ｄが本体部１００ｄに配置され、光ファイバ１２３が本体部１００ｄと着脱可能なスコープ部１０ｄに配置されている。例えば、図１５に示されるように、測定光分岐部１２４の集光レンズ１２７は、本体部１００ｄに対してスコープ部１０ｄを着脱可能とするコネクタ部１０１に配置されている。本体部１００ｄとスコープ部１０ｄとが互いに接続されたとき、本体部１００ｄ側の集光レンズ１２７とスコープ部１０ｄ側の光ファイバ１２３とが光学的にアライメントされ、照明光が光ファイバ１２３を導光する。
【００８９】
一般に、コネクタ部１０１では、スコープ部１０ｄへの入射角を調整するために、光ファイバ１２２から空間へ照明光を取り出すことが多い。本実施形態では、照明光が取り出された空間を含む領域に測定光分岐部１２４を設けて照明光の一部を測定光として分岐することで、測定光を効率的に導いている。
【００９０】
なお、本実施形態では、測定光分岐部１２４として、コリメートレンズ１２５、ビームスプリッタ１２６及び集光レンズ１２７が用いられているが、第１の実施形態の変形例１、３と同様にして、光ファイバ１２２を導光する光を分岐してもよい。例えば、図１６に示されるように、測定光分岐部１２４として光ファイバカプラが用いられることができる。光ファイバカプラは、例えば、光ファイバ１２２に分岐用の光ファイバ１２９を融着することによって作製される。光ファイバカプラもまた、光ファイバ１２２を導光する照明光の光量の１０％以下、より好ましくは１％以下の照明光Ａ７が測定光として光ファイバ１２９に分岐するように設計される。測定光Ａ７を光ファイバ１２２から空間へ取り出さない構成は、測定光分岐部１２４の小型化のために有効である。
【００９１】
（撮像部）  
撮像部１３０ｄは、第１の実施形態の変形例３と同様に、色成分比測定には関係しない、通常の被観察体画像取得用の反射光受光部１３２ｄを有する撮像部である。撮像部１３０ｄは、撮像ケーブルを介して画像処理部２００に接続されている。
【００９２】
（色成分比測定部）  
本実施形態では、色成分比測定部１６０ｄは、色成分分離部１６３と、光量測定部１６４と、色成分比算出部１６２とを有している。色成分分離部１６３は、照明部１２０ｄの測定光分岐部１２４に光学的に接続されている。色成分分離部１６３は、測定光分岐部１２４によって照明光から分岐された測定光に対して、各々の狭帯域光を独立に分離する。光量測定部１６４は、色成分分離部１６３で分離された各々の狭帯域光の光量を測定し、色成分比算出部１６２に測定した光量を出力する。色成分比算出部１６２は、光量測定部１６４からの出力に基づいて、測定光（照明光）の色成分比を算出する。
【００９３】
色成分比測定部１６０ｄ（色成分比算出部１６２）は、測定した（算出した）照明光の色成分比を光量比調整部１７０へ出力する。色成分比測定部１６０ｄによる色成分比の測定は、内視鏡システム１ｄによる被観察体の観察中繰り返し行われ、光量比調整部１７０へ繰り返し出力される。
【００９４】
色成分比測定部１６０ｄの色成分分離部１６３及び光量測定部１６４は、例えば、図１４及び図１５に示されるように、測定光を波長毎に分離する分光器１６５である。分光器１６５は、例えば回折格子（グレーティング）１６６である光学素子を有している。回折格子１６６は、少なくとも測定光に対して、各々の狭帯域光を独立に分離できるように設計されている。
【００９５】
また、例えば、図１７に示されるように、色成分分離部１６３として特定の波長の光を反射しその他の波長の光を透過するダイクロイックミラーと、光量測定部１６４として光検出器（ＰＤ）とが用いられることができる。図１７には、第１のダイクロイックミラー１６３ａ、第２のダイクロイックミラー１６３ｂ、第３のダイクロイックミラー１６３ｃ及び第４のダイクロイックミラー１６３ｄを含む色成分分離部１６３と、第１の光検出器１６４ａ、第２の光検出器１６４ｂ、第３の光検出器１６４ｃ及び第４の光検出器１６４ｄを含む光量測定部１６４とが示されている。第１〜第４のダイクロイックミラー１６３ａ〜１６３ｄと第１〜第４の光検出器１６４ａ〜１６４ｄとの間には、それぞれ、集光レンズ１６５ａ〜１６５ｄが配置されている。
【００９６】
図１８乃至図２１は、それぞれ、通常観察モードにおいて、第２のレーザ１８１ｂ（青色レーザ光）と、第３のレーザ１８１ｃ（緑色レーザ光）と、第４のレーザ１８１ｄ（赤色レーザ光）と、第５のレーザ１８１ｅ（オレンジ色レーザ光）とを同時に点灯する場合の、第１〜第４のダイクロイックミラー１６３ａ〜１６３ｄの波長と反射率との関係の一例を示す図である。第１のダイクロイックミラー１６３ａは、例えば、波長６１０ｎｍ〜７００ｎｍの光のみを１００％反射する。第２のダイクロイックミラー１６３ｂは、例えば、波長５５０ｎｍ〜６１０ｎｍの光のみを１００％反射する。第３のダイクロイックミラー１６３ｃは、例えば、波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの光のみを１００％反射する。第４のダイクロイックミラー１６３ｄは、例えば、波長３００ｎｍ〜４７５ｎｍの光のみを１００％反射する。例えば、ダイクロイックミラー１６３ａ〜１６３ｄの各波長に対する反射率を図１８乃至図２１に示されるように設計することにより、各々の狭帯域光を独立に分離することができる。
【００９７】
具体的には、測定光分岐部１２４で分岐された測定光Ａ７は、第１のダイクロイックミラー１６３ａに導かれる。第１のダイクロイックミラー１６３ａは、波長６１０ｎｍ〜７００ｎｍの光のみを反射して、反射された狭帯域光が集光レンズ１６５ａで集光されて第１の光検出器１６４ａで検出される。第１のダイクロイックミラー１６３ａを透過した光は、第２のダイクロイックミラー１６３ｂに導かれる。第２のダイクロイックミラー１６３ｂは、波長５５０ｎｍ〜６１０ｎｍの光のみを反射して、反射された狭帯域光が集光レンズ１６５ｂで集光されて第２の光検出器１６４ｂで検出される。第２のダイクロイックミラー１６３ｂを透過した光は、第３のダイクロイックミラー１６３ｃに導かれる。第３のダイクロイックミラー１６３ｃは、波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの光のみを反射して、反射された狭帯域光が集光レンズ１６５ｃで集光されて第３の光検出器１６４ｃで検出される。第３のダイクロイックミラー１６３ｃを透過した光は、第４のダイクロイックミラー１６３ｄに導かれる。第４のダイクロイックミラー１６３ｄは、波長３００ｎｍ〜４７５ｎｍの光のみを反射して、反射された狭帯域光が集光レンズ１６５ｄで集光されて第４の光検出器１６４ｄで検出される。かくして、各々の狭帯域光が色成分分離部１６３で分離され、光量測定部１６４で測定される。
【００９８】
なお、色成分分離部１６３としてのダイクロイックミラーの数及び光量測定部１６４としての光検出器の数、波長と反射率との関係はこれに限定されるものではなく、各々の狭帯域光を独立に分離可能な範囲でさまざまな設定が可能である。
【００９９】
（色成分比算出部）  
色成分比算出部１６２は、光量測定部１６４が測定した測定光における各色成分（各狭帯域光）の光量に基づいて照明光の色成分比を算出する。本実施形態における「色成分比」とは、第１の実施形態での説明に加えて、複数の狭帯域光における各狭帯域光の光量の比も含む。色成分比算出部１６２は、測定光分岐部１２４における照明光と測定光との分岐比、導光効率の波長依存性も考慮して、色成分比（各狭帯域光の光量比）を算出する。色成分比算出部１６２は、算出した照明光の色成分比を光量比調整部１７０へ出力する。
【０１００】
（光量比調整部）  
光量比調整部１７０は、第１の実施形態と同様に、色成分比測定部１６０ｄの色成分比算出部１６２から出力された照明光の色成分比に基づいて複数のレーザ光の光量比調整を行うことにより、照明部１２０ｄから照射される照明光の色補正を行う。レーザ１８１ａ〜１８１ｅ（光源部１８０ｄ）の温度変化等により、各レーザ１８１ａ〜１８１ｅの光量が変化し、それにより複数のレーザ光の光量比が変化して照明光の色が変化することがある。そのときに照明光の色を所望の色に補正することを色補正と呼ぶ。
【０１０１】
光量比調整は、例えば、緑色レーザ光を発する第３のレーザ１８１ｃなどの１つのレーザ光量を固定して、固定したレーザ光量を基準に測定光の色成分比が適正な色成分比になるようにする。あるいは、調整する光量が最も小さくなるようにして、測定光の色成分比が適正な色成分比になるようにする。
【０１０２】
上述したように、色成分比測定部１６０ｄによる色成分比の測定は、被観察体の観察中繰り返し行われ、光量比調整部１７０へ繰り返し出力される。光量比調整部１７０は、繰り返しの出力に応じて、観察中に光量比の調整を繰り返し行う。
【０１０３】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、複数の狭帯域光が混合された照明光の色成分比を測定する色成分比測定部１６０ｄと、照明光となる狭帯域光の光量比を調整する光量比調整部１７０との協働により、照明光の色変化を補正することができる。したがって、レーザの温度変化などによって各レーザ光量が変化してもそれを補正し、所望の色の照明光の下での観察が可能な内視鏡システム１を提供することができる。
【０１０４】
本実施形態では、測定光分岐部１２４及び色成分比測定部１６０ｄが本体部１００に配置されており、測定光がスコープ部１０内を導光しない。したがって、スコープ部１０の省スペース化を図ることができる。
【０１０５】
また、色成分比測定部１６０ｄに導光される測定光の光量の割合を照明部１２０ｄから出射される照明光の光量の割合よりも小さく設定することで、出射される照明光の損失を低くすることができ、所望の照明光が維持されることができる。
【０１０６】
また、以上の説明では、内視鏡システム１ｄを参照してきたが、本実施形態においても変形例３と同様に、光源部１８０ｄと、色成分比測定部１６０ｄと、光量比調整部１７０とを具備する内視鏡用光源装置２ｄにより、複数の狭帯域光からなる照明光の色変化を補正して、所望の色の照明光の下での観察を可能とすることができる。即ち、本実施形態によれば、複数の狭帯域光が混合された照明光の色成分比を測定する色成分比測定部１６０ｄと、照明光となる狭帯域光の光量比を調整する光量比調整部１７０との協働により、レーザの温度変化などよって各レーザ光量比が変化することに起因する照明光の色変化を補正することができる内視鏡用光源装置２ｄを提供することができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述の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内でさまざまな改良及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１…内視鏡システム、１０…スコープ部、２０…挿入部、２１…先端硬質部、２２…湾曲部、２３…可撓管部、２４…照明窓、２５…観察窓、３０…操作部、３１…折れ止め部、３２…把持部、３６…ユニバーサルコード、３７…接続コネクタ、１００…本体部、１０１…コネクタ部、１１０…入力部、１２０…照明部、１２１…光源駆動部、１２２，１２３…光ファイバ、１２４…測定光分岐部、１３０…撮像部、１３１…撮像素子、１３２…反射光受光部、１４０…測定光導光部、１５０…受光情報分配部、１６０…色成分比測定部、１６１…測定光受光部、１６２…色成分比算出部、１７０…光量比調整部、１８０…光源部、１９０…光変換部、２００…画像処理部、２１０…観察光学系、２２０…撮像ケーブル、３００…画像表示部。
【図１】
2016006371.tif 000003
【図２】
2016006371.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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】
2016006371.tif 000016
【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】
2016006371.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月22日(2016.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として被観察体に順次又は同時に照射する照明部と、
前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、
前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように補正をする光量比調整部とを具備する内視鏡システム。
【請求項２】
前記複数の狭帯域光を合波して前記照明光とする光合波部と、
合波された前記照明光を導光する照明光導光部と、
前記照明光導光部から前記照明光の一部を色成分比を測定するための測定光として分岐させ、前記測定光を前記被観察体を介さずに前記色成分比測定部へ導光する測定光分岐部と、を有する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記色成分比測定部は、
前記測定光に対して、前記複数の狭帯域光の各々を独立に分離可能な色成分分離部と、
色成分分離された前記複数の狭帯域光の各々の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部からの出力に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部と、を有する請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記光量比調整部は、前記照明光が所望の色であるときの、前記測定光の適正な色成分比を記憶する記憶部を有し、
前記光量比調整部は、前記照明光の色成分比が前記記憶部に記憶されている前記適正な色成分比と等しくなるように、前記狭帯域光の光量比を調整する請求項２又は３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記照明部は、観察の目的によって異なるスペクトルを有する複数の照明光を照射可能であり、
前記記憶部は、前記異なるスペクトルを有する複数の照明光のそれぞれに対して前記適正な色成分比を記憶している請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記色成分分離部は、回折格子を有する分光器である請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記色成分分離部は、複数のダイクロイックミラーを有する請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記測定光分岐部が前記照明光を前記色成分比測定部へ分岐する光量の割合は、分岐されずに導光される光量の割合よりも小さい請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記測定光分岐部は、前記照明光の一部を透過するとともに、前記照明光の他の一部を反射するビームスプリッタを有する請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記照明光導光部は、第１の導光部と第２の導光部とを有し、
前記測定光分岐部は、
前記第１の導光部から出射された前記照明光を平行光に変換するコリメートレンズと、
平行光となった前記照明光を前記第２の導光部へ入射させる集光レンズと、を有し、
前記ビームスプリッタは、前記コリメートレンズと前記集光レンズとの間の光路上に配置されている請求項９に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光合波部は、光ファイバによって構成され、
前記照明光導光部は、第１の光ファイバを有し、
前記測定光分岐部は、
第２の光ファイバと、
前記第１の光ファイバを導光する前記照明光を前記第２の光ファイバに分岐する光ファイバカプラを有する請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、それぞれ単線の光ファイバであり、
前記光ファイバカプラは、前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバとの融着により構成され、
前記第２の光ファイバと前記色成分比測定部の間の光路には集光レンズが配置されている請求項１１に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
内視鏡システムは、スコープ部と、前記スコープ部に着脱可能に接続される本体部とを具備し、
前記照明部は、前記照明光を出射する光源部を有し、
前記照明光導光部は、第１の導光部と第２の導光部とを有し、
前記測定光分岐部は、前記第１の導光部から出射された前記照明光を、前記第２の導光部へと導光するとともに、前記色成分比測定部へ分岐し、
前記光源部と、前記光合波部と、前記第１の導光部と、前記測定光分岐部と、前記色成分比測定部とは、前記本体部に配置され、
前記第２の導光部は、前記スコープ部に配置されている請求項２又は３に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記第１の導光部と、前記第２の導光部は、それぞれ単線の光ファイバである請求項１０又は１３に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記第１の導光部は、単線の光ファイバであり、
前記第２の導光部は、複数の光ファイバを束ねて構成されるバンドルファイバである請求項１０又は１３に記載の内視鏡システム。
【請求項１６】
前記複数の狭帯域光のうち少なくとも１つの狭帯域光によって励起される蛍光体を有する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
前記照明光が被観察体で反射した反射光を受光して反射光情報を取得する撮像部を有し、
前記色成分比測定部は、
前記照明光の一部である測定光を受光して測定光情報を取得する測定光受光部と、
前記測定光情報に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部とを有し、
前記測定光受光部として前記撮像部の一部が用いられる請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１８】
内視鏡システムは、スコープ部と、前記スコープ部に着脱可能に接続される本体部とを具備し、
前記撮像部及び前記測定光受光部は、前記スコープ部に配置されている請求項１７に記載の内視鏡システム。
【請求項１９】
前記測定光受光部として用いられる前記撮像部の一部は、前記撮像部のうち被観察体画像を生成する領域以外の領域である請求項１７に記載の内視鏡システム。
【請求項２０】
前記照明光の一部を前記測定光として分岐させ、前記被観察体を介さずに前記測定光受光部へ導光する測定光導光部を有する請求項１７に記載の内視鏡システム。
【請求項２１】
前記撮像部によって取得された前記反射光情報と前記測定光情報とを分離して出力する受光情報分配部を有し、
出力された前記測定光情報は、前記色成分比算出部で取得される請求項２０に記載の内視鏡システム。
【請求項２２】
前記測定光導光部は、分岐された前記測定光を導光する光ファイバと、前記測定光を前記色成分比測定部へ入射させるための集光レンズとを有する請求項２０に記載の内視鏡システム。
【請求項２３】
前記測定光導光部は、前記照明光を出射する観察窓と前記被観察体との間に、既知の反射スペクトルを有する反射板を有し、前記反射板によって反射された前記反射光が、前記色成分比測定部へ直接入射される請求項２０に記載の内視鏡システム。
【請求項２４】
互いに異なる波長を有し、かつ、互いに独立して光量の制御が可能な複数の狭帯域光を照明光として順次又は同時に出射する光源部と、
前記照明光の色成分比を測定する色成分比測定部と、
前記色成分比測定部からの出力に基づいて前記狭帯域光の光量比を調整し、前記照明光が所望の色となるように補正をする光量比調整部とを具備する内視鏡用光源装置。
【請求項２５】
前記複数の狭帯域光を合波して前記照明光とする光合波部と、
合波された前記照明光を導光する照明光導光部と、
前記照明光導光部から前記照明光の一部を色成分比を測定するための測定光として分岐させ、前記測定光を前記色成分比測定部へ導光する測定光分岐部と、を有する請求項２４に記載の内視鏡用光源装置。
【請求項２６】
前記色成分比測定部は、
前記測定光に対して、前記複数の狭帯域光の各々を独立に分離可能な色成分分離部と、
色成分分離された前記複数の狭帯域光の各々の光量を測定する光量測定部と、
前記光量測定部からの出力に基づいて前記照明光の色成分比を算出する色成分比算出部と、を有する請求項２５に記載の内視鏡用光源装置。
【国際調査報告】
2016006371.tif 000026
2016006371.tif 000027
2016006371.tif 000028
2016006371.tif 000029