JP2009056248A - 光源装置、および光源装置の駆動制御方法、並びに内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】常に適切な光量および色度の照明光を得る。
【解決手段】光源装置１２は、電子内視鏡１０の先端部１４に配された照明部４９の蛍光体５１に励起光を供給する光源６７と、光源６７にパルス状の駆動電流を供給する光源ドライバ６９とを備える。駆動電流は、固体撮像素子４２の露光期間内に供給される。駆動電流は、光源６７の個体差に依らず、照明光の積算光量および色度が適切になるように、そのパルス数、パルス幅、またはパルス振幅のうちのいずれかが増減される。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源から発せられる励起光と、励起光で励起されて蛍光体から発せられる蛍光を混合して照明光とする光源装置、および光源装置の駆動制御方法、並びに光源装置を備える内視鏡に関する。

光源装置、例えば、発光ダイオードや半導体レーザーダイオードを光源とした白色光源装置が開発されている。白色光源装置は、光源から発せられる励起光（青色光）で蛍光体を励起させて、緑色、黄色、赤色などの蛍光を生じさせ、励起光と蛍光を混合することで白色光を作り出している。

白色光源装置の用途としては、電子内視鏡で体腔内を照明する照明部の光源が挙げられる（特許文献１参照）。電子内視鏡の照明部の光源は、従来、キセノンランプやメタルハライドランプであったが、さらなる小型化、コストダウンを推進するために、光源に発光ダイオードや半導体レーザーダイオードを用いた白色光源装置を採用する動きが活発になっている。

特許文献１では、体腔内の被観察部位を撮像するＣＣＤのリセットパルス間（露光期間）に光源を点灯し、電子内視鏡の挿入部先端の発光による発熱を抑制している。また、光源の点灯時間、または光源から発せられる励起光の強度を変化させて、白色光の光量を調整する旨が記載されている。

ところで、白色光源装置は、その原理上、励起光の発振波長がばらつくと、蛍光体の発光効率が変化し、結果として最終的に出力される白色光の光量や色度が変化してしまうという問題がある。実際、光源として用いられる発光ダイオードや半導体レーザーダイオードは、製造時の諸条件が重なって、個々の製品で発振波長が若干異なる。このため、白色光源装置を電子内視鏡の照明部に採用した場合、個々の電子内視鏡で画像の見え方がばらついてしまい、系統的な診断を行うことが困難となる。また、励起光である青色光が照明光に占める割合が多くなった場合は、診断に適さない青味がかった光が照射されてしまう。

特許文献２は、励起光の発振波長のばらつきによって白色光の光量や色度が変化するという上記の現象を逆手にとって、光源の駆動電流のパルス幅、大きさを増減させて、励起光の発振波長、光量を能動的に変化させることにより、白色光の色度のばらつきを抑制している。
特開２００７−１１１１５１号公報 特開２００７−１４２１５２号公報

特許文献２に記載の発明では、光源の駆動電流のパルス幅、大きさを増減させて、励起光の発振波長、光量を変化させているが、そもそも、駆動電流の変化に対する励起光の発振波長の変化は少なく、特に半導体レーザーダイオードを用いた場合は殆どない。そのうえ、実際の製品では、光源をペルチェ素子などで温調していて、駆動電流の変化に伴う光源の温度変化、ひいては、光源の温度変化による励起光の発振波長の変化を抑制しているため、駆動電流を変化させて励起光の発振波長を変化させるという方法自体が実現性に乏しい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、常に適切な光量および色度の照明光を得ることができる光源装置、および光源装置の駆動制御方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、診断に適切な画像を安定して得ることができる内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源から発せられる第一の波長帯域の光で蛍光体を励起させて、第二の波長帯域の光を生じさせ、第一、第二の波長帯域の光を混合することで照明光を得る光源装置において、一定期間に離散的な駆動電流を前記光源に与え、前記一定期間における前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間のうち、いずれかを増減することで、前記第二の波長帯域の光が前記照明光に占める割合を変化させ、前記一定期間における前記照明光の積算光量および色度を調整する駆動制御手段を備えることを特徴とする。なお、ここでいう色度とは、照明光の発光スペクトルまたは分光分布を意味する。

前記駆動電流の個数を増減したときの前記積算光量の変化と、前記駆動電流の大きさ、または与える時間を増減したときの前記積算光量および前記色度の変化の関係を表すデータを記憶する記憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記データを参照して、前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間の増減量を設定することが好ましい。

前記駆動制御手段は、前記駆動電流の周期、またはデューティー比のうち、いずれかを変化させることで、前記駆動電流を与える時間を増減させることが好ましい。

前記一定期間は、前記照明光が照射される被写体を撮像する固体撮像素子の露光期間であることが好ましい。

前記光源は、前記第一の波長帯域の光として青色光を発する半導体レーザーダイオードであることが好ましい。また、前記蛍光体は、前記第二の波長帯域の光として緑色、黄色、赤色光を発するものであることが好ましい。

請求項７に記載の発明は、光源から発せられる第一の波長帯域の光で蛍光体を励起させて、第二の波長帯域の光を生じさせ、第一、第二の波長帯域の光を混合することで照明光を得る光源装置の駆動制御方法であって、一定期間に離散的な駆動電流を前記光源に与え、前記一定期間における前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間のうち、いずれかを増減することで、前記第二の波長帯域の光が前記照明光に占める割合を変化させ、前記一定期間における前記照明光の積算光量および色度を調整することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、体腔内の被観察部位を撮像する固体撮像素子を備えた内視鏡であって、前記被観察部位の照明用に、請求項１ないし６のいずれかに記載の光源装置を備えることを特徴とする。

本発明の光源装置、および光源装置の駆動制御方法によれば、離散的な駆動電流を与えて光源を駆動し、駆動電流の出力の仕方を変えて蛍光が照明光に占める割合を変化させ、照明光の光量および色度を調整するので、光源の個体差に起因する照明光の光量および色度のばらつきを補正することができる。したがって、常に適切な光量および色度の照明光を得ることができる。

また、本発明の内視鏡によれば、請求項１ないし６のいずれかに記載の光源装置を備えるので、常に適切な光量および色度の照明光を被観察部位に照射することができる。したがって、診断に適切な画像を安定して得ることができる。

図１において、電子内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、光源装置１２、および送気・送水装置１３などから構成される。電子内視鏡１０は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部１４と、挿入部１４の基端部分に連設された操作部１５と、プロセッサ装置１１や光源装置１２に接続されるユニバーサルコード１６とを備えている。

挿入部１４の先端には、体腔内撮影用の固体撮像素子４２（図３参照）などが内蔵された先端部１７が連設されている。先端部１７の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１８が設けられている。湾曲部１８は、操作部１５に設けられたアングルノブ１９が操作されて、挿入部１４内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１７が体腔内の所望の方向に向けられる。

ユニバーサルコード１６の基端は、コネクタ２０に連結されている。コネクタ２０は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置１１が接続される他、光源装置１２、および送気・送水装置１３がそれぞれ接続されている。

プロセッサ装置１１は、ユニバーサルコード１６、およびコネクタ２０を介して入力された固体撮像素子４２からの撮像信号に各種画像処理を施して、映像信号に変換するとともに、固体撮像素子４２の駆動を制御する駆動制御信号を送信する。プロセッサ装置１１で変換された映像信号は、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ２１に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１１は、各装置１２、１３と電気的に接続しており、電子内視鏡システム２全体の動作を統括的に制御する。

図２において、先端部１７には、観察窓３０、照明窓３１、鉗子出口３２、および送気・送水用ノズル３３が設けられている。観察窓３０は、先端部１７の片側中央に配置されている。照明窓３１は、観察窓３０に関して対称な位置に二つ配され、体腔内の被観察部位に光源装置１２からの照明光を照射する。鉗子出口３２は、挿入部１４内に配設された鉗子チャンネル５３（図３参照）に接続され、操作部１５に設けられた鉗子口２２（図１参照）に連通している。鉗子口２２には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口３２から露呈される。送気・送水用ノズル３３は、操作部１５に設けられた送気・送水ボタン２３（図１参照）の操作に応じて、送気・送水装置１３から供給される洗浄水や空気を、観察窓３０や体腔内に向けて噴射する。

図３において、観察窓３０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系４０を保持する鏡筒４１が配設されている。鏡筒４１は、挿入部１７の中心軸に対物光学系４０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒４１の後端には、対物光学系４０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げて固体撮像素子４２に向けて導光するプリズム４３が接続されている。

固体撮像素子４２は、例えばインターライン型のＣＣＤからなり、撮像面４２ａが表面に設けられたベアチップが用いられる。固体撮像素子４２は、撮像面４２ａがプリズム４３の出射面と対向し、撮像面４２ａが対物光学系４０の光軸と平行となるように配置されている。撮像面４２ａ上には、四角枠状のスペーサ４４を介して矩形板状のカバーガラス４５が取り付けられている。固体撮像素子４２、スペーサ４４、およびカバーガラス４５は、接着剤で互いに接着されて組み付けられる。これにより、スペーサ４４、およびカバーガラス４５で囲まれた密閉空間内に固体撮像素子４２が収容され、塵埃や水などの侵入から固体撮像素子４２が保護される。

固体撮像素子４２の下面には、回路基板４６が設けられている。回路基板４６は、固体撮像素子４２の下面、および側面を覆うように、固体撮像素子４２を保持している。回路基板４６には、例えば、固体撮像素子４２を駆動させるための駆動信号を伝達する回路などが実装されている。挿入部１４の後端に向けて延設された回路基板４６の後端部には、複数の入出力端子４７が設けられている。入出力端子４７には、ユニバーサルコード１６を介してプロセッサ装置１１との各種信号の遣り取りを媒介するための信号線４８が半田付けされる。

一方、照明窓３１の奥には、照明部４９が設けられている。照明部４９は、カバー５０と、カバー５０内に配された蛍光体５１とからなる。蛍光体５１は、光源装置１２の光源６７（図４参照）から発せられ、光ファイバー（例えば、石英からなる）５２を介して導光された青色の励起光の一部により励起されて、緑色から黄色、赤色までのブロードな波長の光を発する。この蛍光体５１の作用によって、青色の励起光は、蛍光体５１から発せられた光と混合されて、白色光に波長変換される。

なお、照明部４９については、特開２００５−２０５１９５号公報、非特許文献（「ＧａＮ系発光素子を用いた高輝度白色光源の開発」、成川幸男他、２００５年、応用物理学会誌第７４巻第１１号、ｐ１４２３）に詳述されている。また、蛍光体５１は、例えば、蛍光材料を板状に成形してなる。あるいは、蛍光材料をガラスなどに練り込んでなる。もしくは、カバー５０の内壁面に蛍光材料を塗布した構成であってもよい。蛍光材料としては、例えば、特開２０００−３４５１５２号公報に記載の珪酸塩を母材とする黄色発光残光性フォトルミネッセンス蛍光体、非特許文献（「Characterization and properties of green-emitting β−SiAION:Eu²⁺ powder phosphors for white light emitting diodes」、Naoto Hirosaki他、２００５年、APPLIED PHYSICS LETTERS、８６、２１１９０５）に記載の緑色サイアロン蛍光体などが用いられる。

図４において、固体撮像素子４２には、プロセッサ装置１１に設けられた増幅器（以下、ＡＭＰと略す）６０およびＣＣＤドライバ６１が接続されている。ＡＭＰ６０は、固体撮像素子４２から出力された撮像信号に所定のゲインで増幅を施し、これを相関二重サンプリング／プログラマブルゲインアンプ（以下、ＣＤＳ／ＰＧＡと略す）６２に出力する。

ＣＤＳ／ＰＧＡ６２は、ＡＭＰ６０から出力された撮像信号を、固体撮像素子４２の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力し、この画像データに増幅を施してＡ／Ｄ変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）６３に出力する。Ａ／Ｄ６３は、ＣＤＳ／ＰＧＡ６２から出力されたアナログの画像データを、デジタルの画像データに変換する。画像処理部６４は、Ａ／Ｄ６３でデジタル化された画像データに対して各種画像処理を施し、モニタ２１に体腔内の画像を出力する。

ＣＣＤドライバ６１には、ＣＰＵ６５によって制御されるタイミングジェネレータ（以下、ＴＧと略す）６６が接続されている。ＣＣＤドライバ６１は、ＴＧ６６から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、固体撮像素子４２の撮像信号（蓄積電荷）の読み出しタイミング、固体撮像素子４２の電子シャッタのシャッタ速度などを制御する（図５参照）。

光源装置１２には、励起光を供給する光源６７や、励起光を集光する集光レンズ６８、光源６７を駆動するための光源ドライバ６９などが搭載されている。光源６７から発せられた励起光は、集光レンズ６８で集光されて、光ファイバー５２に導入される。そして、光ファイバー５２を伝って、照明部４９へと導かれる。なお、本実施形態では、光源として、発振波長が４０５ｎｍあるいは４４５ｎｍの青色ＬＥＤ（発光ダイオード）、またはＬＤ（レーザーダイオード）、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系ＬＤを用いている。また、図示はしていないが、光源６７には、ペルチェ素子などの温調器が取り付けられており、励起光の発振波長が略一定（好ましくは、±２ｎｍの範囲）となるように温調されている。

光源ドライバ６９には、ＣＰＵ６５、およびＴＧ６６が接続されている。図５に示すように、光源ドライバ６９は、ＴＧ６６からの固体撮像素子４２の撮像信号（蓄積電荷）の読み出しタイミングを司る読み出しパルス、および電子シャッタパルスで規定される露光期間内に、ＣＰＵ６５の制御に応じたパルス状の駆動電流を供給する。なお、読み出しパルスの周期は、例えば約１６．７ｍｓ（６０フレーム／ｓ）であり、露光期間は、例えば１２ｍｓである。

窒化ガリウム系ＬＤなどの半導体ＬＤは、励起光の発振波長に個体差がある。発振波長に個体差があると、一律に同じ駆動電流で駆動した場合、蛍光体５１の光量や発光分光特性がずれ、結果として露光期間内における照明光の積算光量および色度（照明光の発光スペクトルまたは分光分布）が個々の電子内視鏡でばらついてしまう。このため、光源ドライバ６９から光源６７に供給される駆動電流は、励起光の発振波長のばらつきに起因する照明光の積算光量および色度のばらつきを補正し、光源６７の個体差に依らず照明光の積算光量および色度が常に適切になるように調整されている。この調整は、電子内視鏡１０の出荷前に、予め実験やシミュレーションを通して行われる。

ここで、駆動電流の大きさ、光源６７からの励起光、および蛍光体５１からの蛍光の光量の時間的な変化は、図６に示すような関係がある。すなわち、励起光は、駆動電流の立ち上がり、立ち下がりと略同時に発光、消光する。対して、蛍光は、励起光の発光から遅れて発光し、励起光が消光してからもある程度の時間発光し続ける（残光と呼ぶ）。また、図示はしていないが、駆動電流の大きさ（パルス振幅）を増減すると、励起光および蛍光、特に励起光の光量が大きくなる。

このため、図７に示すように、駆動電流のパルス振幅（図６参照）、および駆動電流を流す時間（パルス幅、図６参照）は一定で、単純に露光期間内における駆動電流のパルス数を増減すると、露光期間内における照明光の積算光量も増減する。但し、パルス数を増減するだけでは、個々のパルスによる励起光および蛍光の光量の割合は同じであるので、色度は変化しない。

一方、図８に示すように、パルス振幅、およびパルス数は一定で、パルス幅を増減する、あるいは、図９に示すように、パルス数、パルス幅は一定で、パルス振幅を増減すると、露光期間内における照明光の積算光量が増減する。また、駆動電流の大きさ、光源６７からの励起光、および蛍光体５１からの蛍光の光量の時間的な変化に図６に示す関係があることから、個々のパルスによる励起光および蛍光の光量の割合が変わるため、積算光量と同時に色度も変化する。なお、パルス幅の増減のさせ方は、パルス周期、もしくは、一周期内における駆動電流のＯＮ／ＯＦＦの割合、すなわちデューティー比の二通りある。図ではデューティー比を変化させている。

図７〜図９の事象を纏めると、図１０に示すようになる。すなわち、パルス数を変えれば積算光量が変化し、パルス幅、およびパルス振幅を増減すると、積算光量および色度が変化する。したがって、図１１に示すように、パルス数と積算光量、パルス幅、パルス振幅と積算光量および色度（この場合、照明光に励起光が占める割合。パルス幅、パルス振幅を増加させれば、励起光の占める割合も増加する）との関係は、近似的に単調増加する一次元関数で表すことができる。

補正する対象は積算光量および色度であるので、これらをそれぞれ縦軸、横軸とした図１２に示す座標空間を考える。いま、補正前のデフォルトの駆動電流で光源６７を駆動させたときの照明光の積算光量および色度が点Ｐ０であったとする。また、パルス数を変化させたときの積算光量の変化を直線Ｌ１（パルス数を変化させたときは積算光量のみが変化するので、直線Ｌ１は縦軸に平行な線となる）で表し、パルス数一定の下で、デフォルトの駆動電流のパルス幅、またはパルス振幅を変化させたときの点Ｐ０からの積算光量および色度の変化を、それぞれ直線Ｌ２、Ｌ３で表す。さらに、照明光の積算光量および色度の目標値が点Ｐ１であったとする。

積算光量および色度を点Ｐ０から目標値の点Ｐ１にする方法としては、矢印Ａで示すように、パルス振幅を増加させて、色度が点Ｐ１と同じ値になるように、積算光量および色度を直線Ｌ３に沿って増加させる。そして、矢印Ｂで示すように、パルス数を減じて、積算光量が点Ｐ１と同じ値になるように、積算光量を直線Ｌ１’（直線Ｌ１に平行な点Ｐ１を通る直線）に沿って減少させる。これを模式的に表すと、図１３に示すようになる。

二つ目の方法は、矢印Ｃで示すように、パルス幅を減少させて、直線Ｌ２と直線Ｌ３’（直線Ｌ３に平行な点Ｐ１を通る直線）が交わる点Ｐ２と同じ値になるように、積算光量および色度を直線Ｌ２に沿って減少させる。次いで、矢印Ｄで示すように、パルス振幅を増加させて、点Ｐ１と同じ値になるように、積算光量および色度を直線Ｌ３’に沿って増加させる。図１３と同様に、これを模式的に表すと、図１４に示すようになる。この他にも、パルス数を減じて直線Ｌ１と直線Ｌ３’が交わる点まで積算光量を減少させ、パルス振幅を増加させる方法と、パルス振幅を増加させて、パルス幅を減少させる方法の計四通りの方法が考えられる。

このように、パルス数、パルス幅、およびパルス振幅を複合的に増減させれば、積算光量および色度を目標値に補正することができる。但し、これらのパラメータには、上下限値が存在する（例えば、パルス振幅の上下限値は、光源６７の許容駆動電流の範囲で決まる）ので、補正することができる範囲も自ずと限られる。点Ｐ０に対して、点Ｐ１が補正可能な範囲内になかった場合は、補正可能な範囲で最も点Ｐ１に近い点に補正される。

なお、図１２では、点Ｐ１が直線Ｌ１〜Ｌ３のいずれとも交わらない例を挙げて説明したが、点Ｐ１が直線Ｌ１〜Ｌ３のいずれかの線上にあった場合は、言う迄もないが、パルス数、パルス幅、パルス振幅のうち、点Ｐ１がある直線に該当するいずれか一つを変化させればよい。また、直線Ｌ２、Ｌ３は、励起光の発振波長一定の下で、点Ｐ０以外の点においても同じ傾きで引けるもの（換言すれば、励起光の発振波長が異なれば、直線Ｌ２、Ｌ３の傾きも異なる）であり、それぞれその点からの積算光量および色度の変化を表している。また、直線Ｌ２、Ｌ３は、説明の便宜上、積算光量および色度の変化を簡単化して表したもので、実際の積算光量および色度の変化を表したものではない。

上記のように構成された電子内視鏡システム２で体腔内を観察する際には、電子内視鏡１０、および各装置１１〜１３の電源をオンして、挿入部１４を体腔内に挿入し、光源装置１２からの照明光で体腔内を照明しながら、固体撮像素子４２による体腔内の画像をモニタ２１で観察する。

光源装置１２の光源６７から発せられた励起光は、集光レンズ６８で集光されて光ファイバー５２に導入され、光ファイバー５２を介して照明部４９に導光される。そして、光ファイバー５２を介して導光された励起光の一部によって蛍光体５１が励起され、蛍光体５１から、緑色から黄色、赤色までのブロードな波長の光が発せられる。これにより、光源６７からの青色の励起光が白色光に波長変換され、照明窓３１から被観察部位に白色光が照射される。

光源６７は、光源ドライバ６９からの駆動電流によって駆動される。駆動電流は、固体撮像素子４２の撮像信号（蓄積電荷）の読み出しパルス、および電子シャッタパルスで規定される露光期間内に供給される。また、駆動電流は、光源６７の個体差に依らず、照明光の積算光量および色度が適切になるように調整されている。例えば、励起光の発振波長が定格の値から短波長側にずれ、これが原因で蛍光体５１からの蛍光の光量が減少していた場合には、パルス幅を狭める、あるいはパルス振幅を減らして、照明光に占める蛍光の割合を増加させる。このため、被観察部位に照射される照明光は、光源６７の個体差による積算光量および色度のばらつきが補正され、被観察部位の診断に適したものとなる。

以上説明したように、光源６７をパルス状の駆動電流で駆動し、駆動電流のパルス数、パルス幅、またはパルス振幅のうちのいずれかを増減させることで、使用する光源６７に依らず常に適切な積算光量および色度となるように補正するので、光源６７の個体差に起因する照明光の積算光量および色度のばらつきを解消することができる。また、光源６７の個体差をある程度許容することができるので、光源６７の歩留りを向上させることができる。さらに、常に適切な照明光で診断を行うことができる。

また、内視鏡診断で使用する照明光としては、やや赤味がかったものが要求されるが、駆動電流をパルス駆動しない場合、照明光の赤色成分を増やすためには、赤色の蛍光を発する蛍光材料を多く使用する必要があった。赤色の蛍光材料は、一般的に変換効率が悪いために発熱の原因となり、先端部１７の温度が上昇して体腔内を低温火傷させる懸念がある。対して、本発明では、駆動電流をパルス駆動するので、残光による蛍光の光量が増え、パルス駆動しない場合と比較して、相対的に照明光に占める蛍光の割合が高くなるので、赤色の蛍光材料の使用量を多くすることなく、簡単に赤味がかった照明光を作り出すことができる。したがって、駆動電流をパルス駆動しない場合よりも、先端部１７の温度上昇を抑えることができる。

上記実施形態では、使用する光源６７の発振波長に対して、照明光の積算光量および色度が適切になる駆動電流に予め調整しているが、図１２の説明からも分かるように、パルス数と積算光量、パルス幅、パルス振幅と積算光量および色度の関係が分れば、デフォルトの駆動電流における照明光の積算光量および色度から、パルス数、パルス幅、またはパルス振幅をどのように増減させれば積算光量および色度の目標値に補正できるかが分かるので、図１５に示すプロセッサ装置８０のように、パルス数と積算光量、パルス幅、パルス振幅と積算光量および色度の関係を表すデータ（各パラメータの関係式やデータデーブルなど）を記憶するＲＯＭ８１を用意し、このデータを参照して、照明光の積算光量および色度が適切になるように、駆動電流のパルス数、パルス幅、またはパルス振幅を増減させてもよい。この場合、デフォルトの駆動電流における照明光の積算光量および色度のデータは、例えば、プロセッサ装置８０の操作部（図示せず）から入力させる。また、パルス数、パルス幅、またはパルス振幅の増減は、パルス変調回路８２が担う。

このようにすれば、故障や仕様変更などの理由で蛍光体５１や光源６７を交換する必要が生じても、積算光量および色度を補正することが可能になる。このため、先端部１７をねじ込み式として蛍光体５１を交換可能としたり、光源６７や集光レンズ６８をユニット化して交換可能に構成することもできる。また、積算光量および色度の目標値を術者の好みに応じて変更することも可能である。

なお、積算光量および色度のばらつきを補正する方法としては、上記実施形態で例示した態様以外では、例えば、図１６に示す態様が挙げられる。この場合、本来は駆動電流をＯＦＦしている期間に、ＯＮの場合よりもパルス振幅を減じた駆動電流を流し、励起光と蛍光の割合を変化させる。

上記実施形態では、電子内視鏡１０を例示して説明したが、他の様々な内視鏡、例えば、超音波プローブと一体化された超音波内視鏡などについても、本発明を適用することができる。また、内視鏡以外の機器に光源装置が搭載されている場合や、光源装置が単独で用いられている場合も、本発明を適用することができる。

電子内視鏡システムの概略構成を示す図である。 電子内視鏡の先端部の構成を示す平面図である。 電子内視鏡の先端部の構成を示す拡大部分断面図である。 プロセッサ装置および光源装置の構成を示すブロック図である。 固体撮像素子の蓄積電荷の読み出しパルスと電子シャッタパルス、および光源の駆動電流の時間的な関係を示すタイミングチャートである。 駆動電流、励起光、および蛍光の強度の時間的な関係を示す図である。 駆動電流のパルス数を増減する様子を示す説明図である。 駆動電流のデューティー比を増減する様子を示す説明図である。 駆動電流のパルス振幅を増減する様子を示す説明図である。 駆動電流のパルス数、パルス幅、およびパルス振幅と、これらの増減に伴って変化する対象を示す説明図である。 パルス数と積算光量、パルス幅、パルス振幅と積算光量および色度の関係を示す説明図である。 積算光量および色度の調整例を説明するための図である。 駆動電流のパルス数を減じてパルス振幅を増やす例を示す説明図である。 駆動電流のパルス幅を減じてパルス振幅を増やす例を示す説明図である。 プロセッサ装置の別の実施形態を示すブロック図である。 積算光量および色度を調整する別の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

２ 電子内視鏡システム
１０ 電子内視鏡
１１、８０ プロセッサ装置
１２ 光源装置
４２ 固体撮像素子
４９ 照明部
５１ 蛍光体
５２ 光ファイバー
６５ ＣＰＵ
６７ 光源
６９ 光源ドライバ
８１ ＲＯＭ
８２ パルス変調回路

Claims (8)

1. 光源から発せられる第一の波長帯域の光で蛍光体を励起させて、第二の波長帯域の光を生じさせ、第一、第二の波長帯域の光を混合することで照明光を得る光源装置において、
   一定期間に離散的な駆動電流を前記光源に与え、前記一定期間における前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間のうち、いずれかを増減することで、前記第二の波長帯域の光が前記照明光に占める割合を変化させ、前記一定期間における前記照明光の積算光量および色度を調整する駆動制御手段を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記駆動電流の個数を増減したときの前記積算光量の変化と、前記駆動電流の大きさ、または与える時間を増減したときの前記積算光量および前記色度の変化の関係を表すデータを記憶する記憶手段を備え、
   前記駆動制御手段は、前記データを参照して、前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間の増減量を設定することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記駆動制御手段は、前記駆動電流の周期、またはデューティー比のうち、いずれかを変化させることで、前記駆動電流を与える時間を増減させることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記一定期間は、前記照明光が照射される被写体を撮像する固体撮像素子の露光期間であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光源装置。
5. 前記光源は、前記第一の波長帯域の光として青色光を発する半導体レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光源装置。
6. 前記蛍光体は、前記第二の波長帯域の光として緑色、黄色、赤色光を発するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光源装置。
7. 光源から発せられる第一の波長帯域の光で蛍光体を励起させて、第二の波長帯域の光を生じさせ、第一、第二の波長帯域の光を混合することで照明光を得る光源装置の駆動制御方法であって、
   一定期間に離散的な駆動電流を前記光源に与え、前記一定期間における前記駆動電流の個数、大きさ、または与える時間のうち、いずれかを増減することで、前記第二の波長帯域の光が前記照明光に占める割合を変化させ、前記一定期間における前記照明光の積算光量および色度を調整することを特徴とする光源装置の駆動制御方法。
8. 体腔内の被観察部位を撮像する固体撮像素子を備えた内視鏡であって、
   前記被観察部位の照明用に、請求項１ないし６のいずれかに記載の光源装置を備えることを特徴とする内視鏡。

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