JP2010012102A - 光源装置及びこの光源装置を用いた内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常観察の照明光に影響を及ぼすことなく、励起光の光量を増大させて、精度の良好な蛍光観察を行うこと。
【解決手段】本発明の光源装置３には、切替フィルタ１７が設けられている。この切替フィルタ１７は、ランプ１２からの第１の波長帯域の照明光を透過する第１のダイクロイックフィルタ５３Ａ、及び少なくとも第２の波長帯域の照明光を透過する蛍光観察用フィルタ６１を有し、照明光の光軸上を第１のダイクロイックフィルタ５３Ａ及び蛍光観察用フィルタ６１が通過するように回転自在に設けられている。ＬＥＤ部５１は、切替フィルタ１７に向けて第１の波長帯域の照明光を出射する青色ＬＥＤ５１Ａを有する。また、切替フィルタ１７には、ランプ１２からの照明光を通過可能で、且つＬＥＤ部５１からの照明光をコンデンサレンズ１５へ反射可能な第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂが配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通常光による通常観察と蛍光による蛍光観察とを行うのに用いられる光源装置、及びこの光源装置を用いた内視鏡装置に関する。

内視鏡による生体組織の観察においては、可視光（通常光）を用いた通常の内視鏡装置に加え、励起光を照射して蛍光像による観察を行う蛍光観察がある。この蛍光観察は、生体組織に対して波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光（励起光）を照射すると、正常な組織は略４８０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲の蛍光を強く発し、癌細胞等の患部は蛍光が弱くなることを利用したものであり、通常の内視鏡観察では視認しにくい早期癌等の異常部位を発見し得る技術として知られている。

従来の蛍光観察用の内視鏡装置は、光源から発せられた照明光路中に配置された、励起光だけを透過する励起光用フィルタによって、蛍光観察するのに必要な励起光を生成している。そして、この内視鏡装置は、励起光を生体組織に照射し、内視鏡の挿入部先端部の対物光学系と固体撮像素子との間に配置された、蛍光の波長の光だけを透過する蛍光透過用フィルタによって自家蛍光を取得している。

また、近年では、通常光による通常観察と蛍光による蛍光観察とを行える内視鏡装置も提案されている。このような内視鏡装置は、例えば、光源からの光を回転フィルタ上に設けた励起光用フィルタを通して励起光を生成し、この励起光を生体組織に照射して、蛍光を取得する構成を備えたものもある。

例えば、特許文献１には、光源から発せられた光路中に回転板である切替フィルタを配置し、この切替フィルタの内周側と外周側とに同心上に、通常観察用のＲＧＢフィルタと蛍光観察用フィルタとを設けて、通常画像モードと蛍光画像モードとの切換を可能にした構成の内視鏡装置に関する技術が開示されている。

また、特許文献２には、光源装置内にランプと励起光ユニットを有し、夫々の光路を合成するためのダイクロイックミラーが回転板と集光レンズの間に配置された構成を備えた内視鏡装置に関する技術が開示されている。

また、特許文献３には、蛍光観察を行うために、白色光の光を回転フィルタに通して出射される励起光に合わせて励起光用発光素子（青色ＬＥＤ）を点灯させ、励起光用の光量不足を補う構成を備えた内視鏡装置に関する技術が開示されている。
特開２００３−３３６１９６号公報 特開２００７−１７５２１０号公報 特開２００７−１４３６４７号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、蛍光観察モード実行時には、光源から発せられる可視光（通常光）のみを蛍光観察用フィルタを透過させて、蛍光観察モードに必要な励起光を取得しているので、自家蛍光の発光量が弱くなってしまう。このため、精度の良好な蛍光観察を行うためには、励起光の光量を増大させることが望まれている。

また、特許文献２の従来技術では、蛍光観察モード実行時には、励起光ユニットからの励起光とランプから射出された白色照明光とを各フレームのフィールド毎に交互に切り換えて用いているので、励起光ユニットからの励起光のみでは、前記特許文献１と同様に、満足する励起光の光量が得られない不都合がある。さらには、ダイクロイックミラーが白色光の光路上に常に配置されているため、通常観察時の際にもダイクロイックミラーを透過させなければならず、白色光の光量や特性に影響を与えてしまう。

さらに、特許文献３の従来技術では、励起光の光量不足を補うものとして、励起光用発光素子（青色ＬＥＤ）を設けて構成しているが、この励起光用発光素子（青色ＬＥＤ）は内視鏡の挿入部先端部内に配設されているので、蛍光観察モード実行時に挿入部先端部が生体内で過度の発熱を起こさないよう、ＬＥＤに投入する電力を抑える必要があり十分な励起光が得られないといった問題点がある。また、生体組織の近点で蛍光観察を行う場合には、精度よく蛍光観察を行うことができないといった問題点がある。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、通常観察の照明光に影響を及ぼすことなく励起光の光量を増大させて、精度の良好な蛍光観察を行うことができる光源装置及びこの光源装置を用いた内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む照明光を射出する第１の光源と、前記第１の光源から射出される照明光の光軸上に配置され、光を集光する集光部と、前記第１の波長帯域の照明光を透過する第１の窓部、及び少なくとも前記第２の波長帯域の照明光を透過する第２の窓部を有し、前記照明光の光軸上を前記第１の窓部及び前記第２の窓部が通過するように回転自在に配置された回転板と、前記回転板の回転を制御する駆動制御部と、前記回転板に向けて前記第１の波長帯域の照明光を出射する第２の光源と、前記回転板に配置され、前記第１の光源から射出された照明光を通過可能であるとともに、前記第２の光源から射出された照明光を前記集光部へ反射可能な光学素子と、を具備している。

また、本発明の内視鏡装置は、第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む照明光を射出する第１の光源と、前記第１の光源から射出される照明光の光軸上に配置され、光を集光する集光部と、前記第１の波長帯域の照明光を透過する第１の窓部、及び少なくとも第２の前記第２の波長帯域の照明光を透過する第２の窓部を有し、前記照明光の光軸上を前記第１の窓部及び前記第２の窓部が通過するように回転自在に配置された回転板と、前記回転板の回転を制御する駆動制御部と、前記回転板に向けて前記第１の波長帯域の照明光を出射する第２の光源と、前記回転板に配置され、前記第１の光源から射出された照明光を通過可能であるとともに、前記第２の光源から射出された照明光を前記集光部へ反射可能な光学素子と、を備えた光源装置と、前記光源装置の前記集光部からの光を被検体に照射する観察光学系と、前記被検体を撮像する撮像光学系とを備えた先端部と、この先端部の挿入方向基端側に連接される挿入部とを有する内視鏡と、を具備している。

本発明によれば、通常観察の照明光に影響を及ぼすことなく、励起光の光量不足を補い精度の良好な蛍光観察を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（一実施の形態）
図１から図１３は本発明の一実施の形態に係り、図１は一実施の形態の光源装置を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図２は図１の光源装置の主要部の概略構成を示す構成図、図３は通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタと蛍光観察用光学素子とが設けられた切替フィルタの構成を示す構成図、図４は図３の切替フィルタに対する蛍光観察用光学素子の取付状態の一例を示す斜視図、図５は蛍光観察用光学素子の取付状態を説明するための図３のＡ−Ａ断面図、図６は切替フィルタに対する通常観察用フィルタ及び蛍光観察用フィルタの取付状態を説明するための断面図、図７はランプにより照射される光の波長−光量特性を示す特性図、図８は図２の蛍光観察用光学素子を構成する第１のダイクロイックフィルタの光の波長に対する透過特性を示す特性図、図９は図２の蛍光観察用光学素子を構成する第２のダイクロイックフィルタの光の波長に対する反射率特性を示す特性図、図１０は図２の第２の光源部により照射される光（青色光）の波長−光量特性を示す特性図、図１１は図２の集光部であるコンデンサレンズに集光される光の波長−光量特性を示す特性図、図１２はＬＥＤ駆動部により決定される、絞りの開閉状態に応じた第２の光源部の点灯時間の一例を示すグラフ、図１３は図１のＬＥＤ駆動部による第２の光源部の制御例及び制御部による切替フィルタの制御例を示すタイミングチャートである。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の光源装置を備えた内視鏡装置１は、通常観察モードと蛍光観察モードとの実行が可能であって、体腔内に挿入して観察するための電子内視鏡（以下、単に内視鏡と称す）２と、通常観察用の光及び蛍光観察用の光を発する光源装置３と、通常観察画像と蛍光画像を構築する信号処理を行うプロセッサ４と、通常光による画像と蛍光による画像を表示するモニタ５とにより構成される。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部７を有し、この挿入部７の先端部８に照明手段と撮像手段を内蔵している。

挿入部７内には、通常観察のための照明光及び励起光を伝送するライトガイドファイバ９が挿通されている。このライトガイドファイバ９の手元側の入射端に設けた光源用コネクタ１０は、後述する光源装置３に着脱自在に接続される。

また、この内視鏡２は、蛍光観察用ＣＣＤ（蛍光用ＣＣＤ）２８ａと通常観察用ＣＣＤ（通常用ＣＣＤ）２８ｂとを挿入部７の先端部８に設けている。尚、蛍光用ＣＣＤ及び通常用ＣＣＤとしては、ＣＣＤの代わりにＣＭＤ (Charged Modulation Device) 撮像素子、Ｃ−ＭＯＳ撮像素子、ＡＭＩ(Amplified MOS Imager)、ＢＣＣＤ(Back Illuminated ＣＣＤ）を用いて構成しても良い。

先端部８の観察窓には、光学像を結ぶための対物レンズ系２５ａと、空間的に光量を制限する第１絞り２６ａと、励起光カットフィルタ２７ａと、蛍光像を撮像する撮像素子としての蛍光観察用ＣＣＤ２８ａとによる蛍光観察用撮像部と、光学像を結ぶための対物レンズ系２５ｂと、第２絞り２６ｂと、通常像を撮像する撮像素子としての通常観察用ＣＣＤ２８ｂとによる通常観察用撮像部とが配置されている。

尚、第１絞り２６ａのｆＮｏ．は、第２絞り２６ｂのｆＮｏ．より小さい値となる。つまり、蛍光用ＣＣＤ２８ａにより多くの光量が入るようになっている。

２つのＣＣＤ２８ａ、２８ｂは、切替スイッチ４６を介してＣＣＤ駆動部３１とプリアンプ３２とに接続されている。この切替スイッチ４６は、制御部３７により切替が制御される。つまり、スコープスイッチ２９により蛍光モードが選択されると、蛍光用ＣＣＤ２８ａが選択使用され、通常モードが選択されると、通常用ＣＣＤ２８ｂが選択使用される。

また、本実施の形態では、異なる種類の内視鏡（内視鏡２以外の内視鏡）を接続して使用できるように、内視鏡２及びこの内視鏡２以外に使用される内視鏡（図示せず）には、それぞれその内視鏡の種類（機種）を含む固有の識別情報を発生するスコープＩＤ回路４７ａが設けられている。

尚、これらのスコープＩＤ回路４７ａは、それぞれの内視鏡２の機種を含む情報が書き込まれたメモリ素子で構成されるが、これに限定されるものでなく、例えば複数のスイッチからなるディップスイッチ等で構成することもできる。

そして、プロセッサ４側には、接続された内視鏡２の識別情報を識別するための機種検知部４８が設けてあり、機種検知部４８により検知された機種情報は制御部３７に送られ、制御部３７は検出された機種に応じてその機種の内視鏡（スコープ）に適した蛍光モード及び通常モードで観察できるように光源装置３等を制御する。

次に、光源装置３の主要部の構成及びその特性を、図１〜図１１を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、光源装置３は、ランプ駆動部１１により発光するように駆動され、赤外波長帯域から可視光帯域を含む光（第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む光）を放射する第１の光源としてのランプ１２と、このランプ１２による照明光路上に設けられ、ランプ１２からの光量を制限する光源絞り１３と、この光源絞り１３とランプ１２との間に設けられ、モータ４９により回転位置が切り替えられる切替フィルタ５０と、照明光路上に設けられた切替フィルタ部１４と、この切替フィルタ部１４を通った光を集光する集光部を構成するコンデンサレンズ１５と、切替フィルタ部１４に向けて光を放射する第２の光源としてのＬＥＤ部５１と、このＬＥＤ部５１、光源絞り１３及び切替フィルタ部１４等を制御するＬＥＤ駆動部５２と、を有している。

ランプ１２は、赤外波長帯域から可視光帯域を含む光（第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む光）を照射可能なキセノンランプ等で構成されたもので、例えば図７に示すような、４００ｎｍ〜６３０ｎｍ近傍の波長帯域の光５０を照射可能な特性を有している。尚、ランプ１２は、このような波長帯域の光５０を発するキセノンランプに限定されることはなく、必要に応じて好適な波長帯域の光を照射可能な他の光源を用いても良い。

切替フィルタ５０は、実質的に可視光の波長帯を制限することなく透過するフィルタの他に、蛍光モード下で、接続使用される内視鏡２に応じて、被写体側に照射される励起光の波長を制限する少なくとも１つのフィルタを有している。そして、スコープＩＤ回路４７ａに応じて、又は観察状況に応じて切替フィルタ５０に設けた複数のフィルタ（帯域を制限しないフィルタと少なくとも１つの帯域制限するフィルタ）を切り替えて使用できるようにしている。

切替フィルタ部１４は、回転用モータ１６により回転されると共に、移動用モータ２０により光路上に配置されるフィルタが切り替えられる回転板を構成する切替フィルタ１７と、回転用モータ１６に取り付けたラック１８に螺合するピニオン１９を回転駆動することにより、回転用モータ１６と共に切替フィルタ１７を光軸に垂直な方向に移動する移動用モータ２０とを有している。尚、ラック１８，ピニオン１９、及び移動用モータ２０は、移動機構を構成している。

切替フィルタ１７には、図３に示すように内周側と外周側とに同心状に、第１及び第２の窓部を構成する蛍光観察用フィルタ６１及び蛍光観察用光学素子５３と、第３の窓部を構成する通常観察用のＲＧＢフィルタ６０とが設けられている。

そして、切替フィルタ１７は、前記移動用モータ２０を駆動することにより、光路上に蛍光観察用フィルタ６１及び蛍光観察用光学素子５３が配置される第１の位置に設定して蛍光画像モード（蛍光モードともいう）での動作状態に設定したり、この蛍光観察用フィルタ６１及び蛍光観察用光学素子５３が配置される第１の位置から、光路上に通常照明用フィルタ６０が配置される第２の位置に切り換えて通常画像モード（通常モードともいう）での動作状態に切り替えができるようにしている。

前記ＲＧＢフィルタ６０は、周方向にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６０ａ、６０ｂ、６０ｃが３等分するように設けてあり、回転用モータ１６で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に順次、略連続的に介挿される。

尚、これらのＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６０ａ、６０ｂ、６０ｃの透過特性は、例えば６００−７００ｎｍ、５００−６００ｎｍ、４００−５００ｎｍの各波長帯域（第３の波長帯域に相当）の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。

また、第２の窓部を構成する蛍光観察用フィルタ６１は、周方向に狭帯域の赤（Ｒ２）、狭帯域の緑（Ｇ２）をそれぞれ透過するＲ２、Ｇ２フィルタ６１ａ、６１ｂが後述する蛍光観察用光学素子５３とで３等分するように設けてあり、回転用モータ１６で回転駆動されることによりそれぞれが光路中に順次介挿される。

尚、Ｒ２、Ｇ２フィルタ６１ａ、６６ｂの透過特性は、例えば６４０−６６０ｎｍ、５４０−５６０ｎｍの各波長帯域の光をそれぞれ透過するフィルタ特性を有する。

本実施の形態では、図１及び図２に示すように、蛍光観察モード実行時における励起光の光量を増大させるために、前記蛍光観察用光学素子５３及び第２の光源であるＬＥＤ部５１が設けられている。

ＬＥＤ部５１は、図２に示すように、青色ＬＥＤ５１Ａと、この青色ＬＥＤ５１Ａで発した光を照射する集光レンズ５１Ｂとを有して構成されている。

青色ＬＥＤ５１Ａは、一般的にプロジェクタ等に用いられるものであって、例えば図１０に示すように、第１の波長帯域であって、中心波長が４６０ｎｍ近傍で、且つ帯域幅２０ｎｍの波長帯域の青色光Ｅ２を発する。

そして、このようなＬＥＤ部５１は、図２に示すように、発する青色光Ｅ２が切替フィルタ１７の第１の位置に配置された蛍光観察用光学素子５３に向けて照射できるように光源装置３内に固定されている。

蛍光観察用光学素子５３は、第１の窓部を構成するものであって、図２に示すように、ランプ１２から射出された照明光を通過可能であるとともに、ＬＥＤ部５１から射出された青色光（図１０参照）をコンデンサレンズ１５へと反射可能な光学素子である。

具体的には、図２〜図５に示すように、蛍光観察用光学素子５３は、切替フィルタ１７の光入射光側面上に設けられた第１のダイクロイックフィルタ５３Ａと、この第１のダイクロイックフィルタ５３Ａの背面側で、且つ切替フィルタ１７の光出射側面上に所定の角度で設けられた第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂとを有して構成されている。

第１のダイクロイックフィルタ５３Ａは、図４及び図５に示すように、切替フィルタ１７の回転板本体１７Ａの光入射光側面上に接着剤等によって固定される。一方、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂは、この第１のダイクロイックフィルタ５３Ａの背面側で、且つ切替フィルタ１７の光出射側面上に固定部材を介して所定の角度で固定される。

尚、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａと第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂとの取付方法や取付構造については、図５に示すような取付方法や取付構造に限定されるものではなく、他の取付方法や他の取付構成であっても良い。また、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの所定角度とは、ＬＥＤ５１部から照射された青色光をコンデンサレンズ１５へと反射可能な角度である。勿論、この角度については、設置されるＬＥＤ部５１の配置位置に合わせて、自在に調整できるように構成しても良い。

また、ＲＧＢフィルタ６０及び蛍光観察用フィルタ６１の夫々のフィルタは、図６に示すように、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａと同じように回転板本体１７Ａの光入射光側面上に接着剤等によって固定される。

ここで、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａと第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの透過特性及び反射特性を示すと、図８及び図９に示すものとなる。

すなわち、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａの透過特性は、図８に示すように、例えば４００−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ１（第１の波長帯域に相当）を透過し、それ以外の波長帯域の光については反射するといったフィルタ特性を有している。

また、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの反射特性は、図９に示すように、例えば４５０−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ０（第１の波長帯域に相当）を反射し、それ以外の波長帯域の光については透過するといったフィルタ特性を有している。

尚、この第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの反射特性は、４５０−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ０（第１の波長帯域に相当）を反射するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ランプ１２とＬＥＤ部５１の優位性が反転する波長帯域となるように反射特性を設定すれば良い。

また、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａの透過特性は、例えば４００−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ１を透過する透過特性であるが、ランプ１２の光の内、４５０〜４７０ｎｍの波長帯域の光は、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂで反射されるため、コンデンサレンズ１５側には殆ど出射されない。そこで、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの透過特性を、例えば４００〜４５０ｎｍとなるように設定しても良い。

さらに、本実施の形態では、青色ＬＥＤ５１Ａは、一般的にプロジェクタ等に用いられる、中心波長が４６０ｎｍ近傍の青色光Ｅ２を発するＬＥＤとして説明したが、これに限定されるものではなく、それ以外の中心波長の青色光を発するＬＥＤを用いても良い。

この場合、使用する青色ＬＥＤ５１Ａの中心波長に応じて、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａ及び第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの光学特性を決定すれば良い。

例えば、中心波長が４４０ｎｍ近傍である青色ＬＥＤ５１Ａを用いた場合には、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａの透過特性は、例えば４００−４７０ｎｍの波長帯域の光を透過し、それ以外の波長帯域の光については反射するといったフィルタ特性とし、また、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂの反射特性は、例えば４３０−４５０ｎｍの波長帯域の光を反射し、それ以外の波長帯域の光については透過するといったフィルタ特性に設定すれば良い。

従って、このような光源装置３のＬＥＤ部５１及び蛍光観察用光学素子５３により、蛍光観察実行時、コンデンサレンズ１５により集光された光（励起光ＥＸ）は、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａにより透過した例えば４００−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ１（図８参照）と、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂにより反射した例えば４５０−４７０ｎｍの波長帯域の光Ｅ２（図９参照）とが重畳されて光量が増大した、図１１に示すような波長帯域の励起光ＥＸとなる。

図１に説明が戻るが、このような光源装置３からの照明光は、ライトガイドファイバ９により、内視鏡２の挿入部７の先端側に伝送（導光）される。このライトガイドファイバ９は蛍光観察のための光と通常観察のための光を少ない伝送ロスで伝送する。このライトガイドファイバ９としては、例えば多成分系ガラスファイバ、石英ファイバ等で構成される。

ライトガイドファイバ９の先端面に伝送された光は、その先端面に対向する照明窓に取り付けた照明レンズ２４を経て、拡開して体腔内の観察対象部位側に照射される。

尚、この内視鏡２には、蛍光画像モードと通常画像モードとを選択する指示操作や、フリーズ、レリーズの指示操作を行うためのスコープスイッチ２９が設けてあり、その操作信号は制御部３７に入力され、制御部３７はその操作信号に対応した制御動作を行う。

例えばスコープスイッチ２９におけるモード切換スイッチの通常モードスイッチを操作すると、光源装置３はライトガイドファイバ９に通常モードの照明光、つまりＲ、Ｇ、Ｂの光を順次供給する状態となり、またプロセッサ４も通常モードに対応した信号処理を行う状態になる。

また、モード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作すると、光源装置３はライトガイドファイバ９に蛍光モードの照明光、つまりＲ２、Ｇ２、ＥＸ（図１１に示される重畳された波長帯域）の光を順次供給する状態となり、またプロセッサ４も蛍光モードに対応した信号処理を行う状態になる。

蛍光用ＣＣＤ２８ａは、プロセッサ４内に設けたＣＣＤ駆動部３１からのＣＣＤ駆動信号により駆動され、蛍光用ＣＣＤ２８ａに結像された光学像を光電変換して画像信号を出力する。一方、通常用ＣＣＤ２８ｂは、同様にプロセッサ４内に設けたＣＣＤ駆動部３１からのＣＣＤ駆動信号により駆動され、通常用ＣＣＤ２８ｂに結像された光学像を光電変換して画像信号を出力する。

これらの画像信号は切換ＳＷ４６によってプロセッサ４への出力が切り換えられる。切り換えられた画像信号は、プロセッサ４内に設けたプリアンプ３２で増幅され、さらにオートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路３３で所定レベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジタル信号（画像データ）に変換され、各画像データは切換を行うマルチプレクサ３５を経て、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ及び第３フレームメモリ３６ｃに一時格納（記憶）される。
尚、ＣＣＤ駆動部３１は制御部３７により制御される。

また、制御部３７は選択されたモードに応じて移動用モータ２０を制御する。また、回転用モータ１６は制御部３７により制御されると共に、この回転用モータ１６の回転軸等に取り付けた図示しないエンコーダの出力は制御部３７に入力され、制御部３７はこのエンコーダの出力に同期してＣＣＤ駆動部３１やマルチプレクサ３５の切換等を制御する。

また、制御部３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、通常モードではＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６０ａ、６０ｂ、６０ｃの照明のもとで撮像した各画像データをそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。

また、蛍光モードにおいても、制御部３７は、マルチプレクサ３５の切換を制御し、Ｒ２、Ｇ２フィルタ６１ａ、６１ｂ、蛍光観察用光学素子５３の照明のもとで撮像した各信号をそれぞれ第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次記憶させるように制御する。
前記フレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納された画像データは画像処理部３８に入力され、輪郭強調などが施された後、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログのＲＧＢ信号に変換されてモニタ５に出力される。

また、このプロセッサ４にはプリアンプ３２を通した信号に基づいて光源装置３内の光源絞り１３の開口量を自動的に制御する調光回路４０が設けてある。また、この調光回路４０は制御部３７により、制御される。
また、この制御部３７は、ランプ駆動部１１のランプ１２を発光駆動するランプ電流を制御したり、スコープスイッチ２９の操作に応じた制御動作を行う。

また、制御部３７は、スコープスイッチ２９による操作によって蛍光モードが実行されると、ランプ駆動部１１を駆動すると同時に、図１に示すＬＥＤ駆動部５２に対して蛍光モード実行を示す信号を出力する。

ここで、本実施の形態では、図１に示す光源装置３において、切替フィルタ１７は、ランプ１２から発する光の光軸上にどのようなフィルタが配置されているかを示すフィルタ判別信号をＬＥＤ駆動部５２に出力する。つまり、フィルタ判別信号は、蛍光観察用フィルタ６１のＲ２、Ｇ２フィルタ６１ａ、６１ｂや蛍光観察用光学素子５３、或いは通常観察用のＲＧＢフィルタ６０のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６０ａ、６０ｂ、６０ｃの何れかを判別するものである。

また、光源絞り１３は、絞りの開度を示すＰＯＴ信号をＬＥＤ駆動部５２に出力する。尚、このＰＯＴ信号は、例えば光源絞り１３の絞り全開時に“２５５”、絞り全閉時に“０”といったように出力する８ｂｉｔのデジタル信号である。

ＬＥＤ駆動部５２は、光源絞り１３の開度特性に合うように、入力されたＰＯＴ信号に応じた青色ＬＥＤ５１Ａの点灯時間Ｔｏｎを決定し、この点灯時間Ｔｏｎの間、青色ＬＥＤ５１Ａを点灯させるように制御する。

尚、ＬＥＤ駆動部５２によって決定されるＰＯＴ信号に応じた青色ＬＥＤ５１Ａの点灯時間Ｔｏｎの一例が図１２に示されている。すなわち、ＬＥＤ駆動部５２は、図１２に示すように、入力されるＰＯＴ信号に応じた点灯時間Ｔｏｎで青色ＬＥＤ５１Ａの点灯制御を行う。

このような構成による本実施の形態の作用を下記に説明する。
図１に示すように内視鏡２の光源用コネクタ１０を光源装置３に接続し、また内視鏡２の図示しない信号用コネクタをプロセッサ４に接続する。そして、図１に示すような接続状態に設定して、各装置の電源を投入し、動作状態に設定する。

すると、制御部３７は初期設定の動作を行い、この初期設定の状態では例えば通常モードで動作するように設定する制御を行う。

この通常モードでは、制御部３７は光源装置３の移動用モータ２０を制御して、切替フィルタ１７をその外周側のＲＧＢフィルタ６０が照明光路中に位置するように設定する。

そして、回転用モータ１６を回転させる。ランプ１２の白色光は切替フィルタ１７のＲ、Ｇ、Ｂフィルタ６０ａ、６０ｂ、６０ｃが順次照明光路中に配置されるようになり、観察対象側へＲ、Ｇ、Ｂの照明光が出射される。

Ｒ、Ｇ、Ｂの光で照明され、通常用ＣＣＤ２８ｂで撮像された信号は、増幅、Ａ／Ｄ変換された後、マルチプレクサ３５が制御部３７で順次切り換えられることにより、第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂ、第３フレームメモリ３６ｃに順次格納される。

これらフレームメモリ３６ａ〜３６ｃに格納されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分の画像データは所定のフレーム期間（例えば３３ｍｓ、つまり１／３０秒）で同時に読み出され、画像処理部３８で輪郭強調等がされ、Ｄ／Ａ変換回路３９を経てアナログの標準的な映像信号、ここではＲＧＢ信号にされてモニタ５に出力され、モニタ５の表示面には（白色光を照射した場合に、直接被写体を観察した場合のカラー色調を反映した）通常観察画像がカラー表示される。

そして、このようにして通常モードで被写体を観察し、例えば注目する患部部位等の被写体に対して蛍光観察を行いたい場合には、スコープスイッチ２９のモード切換スイッチの蛍光モードスイッチを操作する。

すると、この操作信号を受けて、制御部３７は移動用モータ２０を駆動して、切替フィルタ１７を移動させ、蛍光観察用フィルタ６１及び蛍光観察用光学素子５３が照明光路上に配置される状態に設定し、蛍光モードに切り換える。

そして、蛍光モードに設定されると、内視鏡２のライトガイドファイバ９には蛍光モードの照明光、つまり図１３に示す励起光（ＥＸ）、Ｇ２、Ｒ２の光が順次供給される状態となり、被写体には励起光（ＥＸ）、Ｇ２、Ｒ２の光が順次照射される。

この場合、励起光（ＥＸ）を照射する場合において、ＬＥＤ駆動部５２には、図１３（ｂ）に示すように切替フィルタ１７からのフィルタ判別信号が供給されており、このＬＥＤ駆動部５２は、このフィルタ判別信号により励起光（ＥＸ）フィルタである蛍光観察用光学素子５３が光軸に配置されるタイミングを検知し、図１２に示すようなＰＯＴ信号に応じた点灯時間Ｔｏｎで青色ＬＥＤ５１Ａを点灯させる（図１３（ａ参照）。

また、このときの励起光は、前記したようにＬＥＤ部５１と蛍光観察用光学素子５３により、第１のダイクロイックフィルタ５３Ａにより透過した例えば４００−４７０ｎｍの波長帯域の光（図８参照）と、第２のダイクロイックフィルタ５３Ｂにより反射した例えば４５０−４７０ｎｍの波長帯域の光（図９参照）とが重畳されて光量が増大した、図１１に示すような波長帯域の励起光となる。

これにより、ランプ１２から照射される励起光（短波長側のＥＸ光）、Ｇ２光、Ｒ２光と、ＬＥＤ部５１の青色ＬＥＤ５１Ａから照射される励起光（長波長側のＥＸ光）との照射バランスを良好にすることができる。つまり、蛍光モード時において、青色ＬＥＤ５１Ａの調光をランプ１２と連動させて行うことが可能となり、また、このときの励起光も増大させることができる。

このように被写体には、励起光（ＥＸ）、Ｇ２、Ｒ２の光が順次照射される。Ｒ２、Ｇ２の照明の場合には、通常モードでのＲ、Ｇの光が順次照射された場合と同様の動作となる。つまり、この場合にはＲ２、Ｇ２の被写体での反射光を蛍光用ＣＣＤ２８ｂで受光する。この場合、励起光カットフィルタ２７ａによる影響を受けないで、蛍光用ＣＣＤ２８ｂは撮像することになる。

これに対し、励起光（ＥＸ）を照射した場合には、その励起光（ＥＸ）の反射光は励起光カットフィルタ２７ａで殆ど完全に遮光され、且つこの励起光カットフィルタ２７ａの透過帯域内の被写体側からの蛍光を受光する。

この蛍光の強度は、Ｒ２、Ｇ２の被写体での反射光の強度に比べてはるかに小さいので、前記した通常モードでのＲ、Ｇの照明、Ｂの照明及びそれらの場合の信号処理と類似した動作を行うようにして、Ｒ２、Ｇ２の被写体での反射光の画像と対比し易い）明るい蛍光画像が表示されるようにする。

そして、Ｒ２、Ｇ２の被写体での反射光を撮像する場合には、照明期間の一部の期間でのみ蛍光用ＣＣＤ２８ｂで撮像した画像データを第１フレームメモリ３６ａ、第２フレームメモリ３６ｂに格納するようにする。

これに対し、励起光（ＥＸ）を照射した場合で、その蛍光画像を撮像する場合には、前記したようにＬＥＤ駆動部５２の制御により、励起光（ＥＸ）の照明光量も増大させる。そして、この場合に撮像した蛍光画像データを第３フレームメモリ３６ｃに格納する。

そして、１フレーム周期で第１フレームメモリ３６ａ〜第３フレームメモリ３６ｃの画像データを同時に読み出し、モニタ５で例えば擬似的にカラー表示する。
このようにして、蛍光モードにおいても、明るいＳ／Ｎの良好な蛍光画像が得られるようにする。

この蛍光モードにより得られる蛍光画像により、正常組織と癌組織とを診断し易い画像や、炎症部分があるか否かを診断し易い画像を得ることができる。

従って、本実施の形態によれば、従来技術のように先端部に青色ＬＥＤを設けずに、光源装置３内に第２の光源であるＬＥＤ部５１と切替フィルタ１７上の蛍光観察用光学素子５３とを設けて構成しているので、生体内で発熱の影響を考慮してＬＥＤの電力を制限する必要はないため、励起光の光量を増大させて、精度の良好な蛍光観察を行うことが可能となる。

また、生体に励起光を照射する場合、紫外光では生体の表面付近の組織しか励起光を照射できないが、青色光の場合にはより深部側の組織に励起光を照射することができる利点もある。

尚、本実施の形態において、回転板の切替フィルタ１７に蛍光観察用光学素子５３を設けた構成について説明したが、この蛍光観察用光学素子５３自体の重さを考慮すると、比較的重量があるため、この切替フィルタ１７の回転動作に影響を及ぼすことが予想される。しかしながら本実施の形態では、切替フィルタ７の重心が中心になるように重りなどの回転補正部材を最適に位置に配置して構成しても良い。このことにより、切替フィルタ１７の回転にばらつきがなく、良好に回転させることができる。

本発明は、以上述べた実施の形態及び変形例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の第１の実施の形態の光源装置を備えた内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 図１の光源装置の主要部の概略構成を示す構成図。 通常観察用フィルタと蛍光観察用フィルタと蛍光観察用光学素子とが設けられた切替フィルタの構成を示す構成図。 図３の切替フィルタに対する蛍光観察用光学素子の取付状態の一例を示す斜視図。 蛍光観察用光学素子の取付状態を説明するための図３のＡ−Ａ断面図。 通常観察用フィルタ及び蛍光観察用フィルタの取付状態を説明するための断面図。 ランプにより照射される光の波長−光量特性を示す特性図。 図２の蛍光観察用光学素子を構成する第１のダイクロイックフィルタの光の波長に対する透過特性を示す特性図。 図２の蛍光観察用光学素子を構成する第２のダイクロイックフィルタの光の波長に対する反射率特性を示す特性図。 図２の第２の光源部により照射される光（青色光）の波長−光量特性を示す特性図。 図２の集光部であるコンデンサレンズに集光される光の波長−光量特性を示す特性図。 ＬＥＤ駆動部により決定される、絞りの開閉状態に応じた第２の光源部の点灯時間の一例を示すグラフ。 図１のＬＥＤ駆動部による第２の光源部の制御例及び制御部による切替フィルタの制御例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１…内視鏡装置、
２…内視鏡。

３…光源装置、
４…プロセッサ、
５…モニタ、
７…挿入部、
８…先端部、
９…ライトガイドファイバ、
１１…ランプ駆動部、
１２…ランプ、
１４…切替フィルタ部、
１５…コンデンサレンズ、
１６…回転用モータ、
１７Ａ…回転板本体、
１７…切替フィルタ、
２０…移動用モータ、
２８ａ…蛍光用ＣＣＤ、
２８ｂ…通常用ＣＣＤ、
２９…スコープスイッチ、
３１…ＣＣＤ駆動部、
３７…制御部、
４０…調光回路、
４６…切替スイッチ、
５１…ＬＥＤ部、
５１Ａ…青色ＬＥＤ、
５１Ｂ…集光レンズ、
５２…ＬＥＤ駆動部、
５３…蛍光観察用光学素子、
５３Ａ…第１のダイクロイックフィルタ、
５３Ｂ…第２のダイクロイックフィルタ、
６０…通常照明用フィルタ、
６１…蛍光観察用フィルタ。

Claims (4)

1. 第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む照明光を射出する第１の光源と、
   前記第１の光源から射出される照明光の光軸上に配置され、光を集光する集光部と、
   前記第１の波長帯域の照明光を透過する第１の窓部、及び少なくとも前記第２の波長帯域の照明光を透過する第２の窓部を有し、前記照明光の光軸上を前記第１の窓部及び前記第２の窓部が通過するように回転自在に配置された回転板と、
   前記回転板の回転を制御する駆動制御部と、
   前記回転板に向けて前記第１の波長帯域の照明光を出射する第２の光源と、
   前記回転板に配置され、前記第１の光源から射出された照明光を通過可能であるとともに、前記第２の光源から射出された照明光を前記集光部へ反射可能な光学素子と、
   を具備したことを特徴とする光源装置。
2. 前記回転板は、前記第１の窓部及び前記第２の窓部の回転軌道上とは異なる位置に第３の波長帯域を通過する第３の窓部を設け、
   前記第１の光源から射出される照明光の光軸上を前記第１の窓部及び前記第２の窓部が通過可能な第１の位置と、前記第３の窓部が通過可能な第２の位置とで前記回転板を移動させる移動機構を備えたことを特徴する請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光学素子は、前記第１の窓部と一体的に構成された第１のダイクロイックフィルタと第２のダイクロイックフィルタを有し、前記第１のダイクロイックフィルタは前記第１の光源から射出された第１の波長帯域の照明光を通過可能な透過特性を有し、前記第２のダイクロイックフィルタは前記第２の光源から射出された照明光を前記集光部に反射する反射特性を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む照明光を射出する第１の光源と、前記第１の光源から射出される照明光の光軸上に配置され、光を集光する集光部と、前記第１の波長帯域の照明光を透過する第１の窓部、及び少なくとも第２の前記第２の波長帯域の照明光を透過する第２の窓部を有し、前記照明光の光軸上を前記第１の窓部及び前記第２の窓部が通過するように回転自在に配置された回転板と、前記回転板の回転を制御する駆動制御部と、前記回転板に向けて前記第１の波長帯域の照明光を出射する第２の光源と、前記回転板に配置され、前記第１の光源から射出された照明光を通過可能であるとともに、前記第２の光源から射出された照明光を前記集光部へ反射可能な光学素子と、を備えた光源装置と、
   前記光源装置の前記集光部からの光を被検体に照射する観察光学系と、前記被検体を撮像する撮像光学系とを備えた先端部と、この先端部の挿入方向基端側に連接される挿入部とを有する内視鏡と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡装置。

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