JP2011067268A - 内視鏡装置及び内視鏡装置の照明制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体発光素子からの光の波長を高い精度で規定の一定値に維持でき、また、単体では発光波長が規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子であっても、規定の波長の光を生成し、これにより、照明光量や撮像感度の低下を防止して、内視鏡装置の部品コストを低減する。
【解決手段】中心発光波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２が互いに異なる複数の半導体発光素子ＬＤ１、ＬＤ２と、ＬＤ１、ＬＤ２からの出力光を合波する合波手段５１と、ＬＤ１、ＬＤ２それぞれの中心発光波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２及び発光光量の情報に基づいて合波させたレーザ光の中心波長を求めた波長変更テーブルにより、複数のＬＤ１、ＬＤ２の発光光量比を制御する中心波長変更手段４９と、を備え、合波される光の中心波長を所定の波長に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置の照明制御方法に関する。

蛍光体に半導体発光素子からのレーザ光を照射して、蛍光体を励起発光させて白色照明を行う照明手段を備えた内視鏡装置が、例えば特許文献１に開示されている。この種の内視鏡装置によれば、レーザ光の使用によって、ハロゲンランプやキセノンランプより省電力で高輝度な照明光を得ることができる。しかし、半導体発光素子は、同一仕様の製品であっても、使用する材料や製造工程等の諸条件によって発光波長にばらつきが生じることが知られている。この発光波長のばらつきのため、蛍光体の材料によっては僅かな波長の差であっても蛍光体の発光効率が低下することがあり、その場合は、所定の光量を得るために半導体発光素子への印加エネルギを増加させる等、無駄にエネルギロスを生じさせることになる。

特に、青色波長域における蛍光体の吸収スペクトルが急峻なプロファイルである場合、半導体発光素子の僅かな発光波長の変化によって蛍光体の発光効率が増減し、その結果、同じ出射光強度で蛍光体を照射しているのにも拘わらず、蛍光体の発光強度が低下して、青みがかった白色照明となる。このように、発光波長のばらつきによって、レーザ光と励起発光光とからなる白色光の発光スペクトルにばらつきが生じ、画像の色調が変化して正しい診断の妨げとなる虞がある。
更に、撮像素子の分光感度特性は、４００ｎｍ付近で大きく低下する特性になりやすく、４００ｎｍに近い短波長の半導体発光素子を用いる場合には、僅かな発光波長の差が撮像素子の受光感度に影響を及ぼすことになる。そのため、半導体発光素子からの光の波長は、高い精度で規定の一定値に維持することが要求される。

また、半導体発光素子の製造工程においては、製造後の検査で規定の発光波長範囲から外れたものは取り除く等の検品処理を行い、均質な製品のみ市場に供給するようになっている。したがって、半導体発光素子の部品コストは上昇する傾向になりやすく、内視鏡装置の低コスト化の妨げとなる。

特開２００６−２９６６５６号公報

本発明は、半導体発光素子からの光の波長を高い精度で規定の一定値に維持でき、また、単体では発光波長が規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子であっても、規定の波長のレーザ光を生成することができる内視鏡装置、及び内視鏡装置の照明制御方法を提供し、これにより、照明光量や撮像感度の低下を防止して、内視鏡装置の部品コストを低減することを目的とする。

本発明は、下記構成からなる。
（１）蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置であって、
前記複数の半導体発光素子からの出力光をそれぞれ合波する合波手段と、
前記複数の半導体発光素子の発光光量比を制御して、前記合波手段により合波される光の中心波長を変更する中心波長変更手段と、
を備えた内視鏡装置。

（２）蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置の照明制御方法であって
前記各半導体発光素子の中心発光波長を測定するステップと、
前記各半導体発光素子の中心発光波長と、各半導体発光素子の発光光量の設定値に応じて、前記複数の半導体発光素子からの出射光を合波した光の中心波長を求めて波長変換テーブルに登録するステップと、
前記波長変換テーブルに基づいて、前記合波した光の中心波長が目標波長になるように前記半導体発光素子の発光光量比を決定するステップと、
前記決定した発光光量比で前記半導体発光素子を駆動するステップと、
を少なくとも含む内視鏡装置の照明制御方法。

本発明の内視鏡装置及び内視鏡装置の照明制御方法によれば、半導体発光素子からの光の波長を高精度に規定の一定値に維持できる。また、単体で発光波長が規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子あっても、複数の半導体発光素子を組み合わせて発光光量比を制御することで、規定の波長の光を生成させることができる。これにより、照明光量や撮像感度の低下を防止して、内視鏡装置の部品コストを低減できる。

本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の概念的なブロック構成図である。 図１に示す内視鏡装置の一例としての外観図である。 青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。 蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルの一例を示すグラフである 吸収したエネルギの大きさによって変化する蛍光体の発光強度を示す説明図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は発光波長及び発光強度が異なる２つのレーザ光がそれぞれ所定の光量比で合波された合成レーザ光のスペクトルを示すグラフである。 波長が異なる２つのレーザ光の発光波長をそれぞれ一定としたとき、光量比と合成レーザ光の中心波長との関係を示すグラフである。 発光強度の異なる２つのレーザ光を合波して所望の波長の合成レーザ光を得る手順を示すフローチャートである。 変形例１の内視鏡装置の概念的なブロック構成図である。 変形例２の光源装置の主要部の構成を示すブロック図である。 変形例３の光源装置の主要部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の概念的なブロック構成図、図２は図１に示す内視鏡装置の一例としての外観図である。

図１及び図２に示すように、内視鏡装置１００は、内視鏡１１と、この内視鏡１１が接続される制御装置１３とを有する。制御装置１３には、画像情報等を表示する表示部１５と、入力操作を受け付ける入力部１７が接続されている。内視鏡１１は、内視鏡挿入部１９の先端から照明光を出射する照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像素子２１（図１参照）を含む撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。

また、内視鏡１１は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部１９と、内視鏡挿入部１９の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部２３（図２参照）と、内視鏡１１を制御装置１３に着脱自在に接続するコネクタ部２５Ａ，２５Ｂを備える。なお、図示はしないが、操作部２３及び内視鏡挿入部１９の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられる。

内視鏡挿入部１９は、可撓性を持つ軟性部３１と、湾曲部３３と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３５から構成される。内視鏡先端部３５には、図１に示すように、被観察領域へ光を照射する照射口３７Ａ，３７Ｂと、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子２１が配置されている。撮像素子２１の受光面には対物レンズユニット３９が配置される。

湾曲部３３は、軟性部３１と先端部３５との間に設けられ、操作部２３に配置されたアングルノブ２２の回動操作により湾曲自在にされている。この湾曲部３３は、内視鏡１１が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３５の照射口３７Ａ，３７Ｂ及び撮像素子２１の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。また、内視鏡挿入部１９の照射口３７Ａ，３７Ｂには、カバーガラスやレンズ（不図示）が配置される。

制御装置１３は、内視鏡先端部３５の照射口３７Ａ，３７Ｂに供給する照明光を発生する光源装置４１、撮像素子２１からの画像信号を画像処理するプロセッサ４３を備え、コネクタ部２５Ａ，２５Ｂを介して内視鏡１１と接続される。また、プロセッサ４３には、前述の表示部１５と入力部１７が接続されている。プロセッサ４３は、内視鏡１１の操作部２３や入力部１７からの指示に基づいて、内視鏡１１から伝送されてくる撮像信号を画像処理し、表示部１５へ表示用画像を生成して供給する。

光源装置４１は、中心波長が略４４５ｎｍに規定された青色レーザ光を発生させる２つの青色レーザ光源４５，４７を備えている。これら青色レーザ光源４５，４７は、例えば中心波長が４４４ｎｍの半導体発光素子ＬＤ１が青色レーザ光源４５の発光源、中心波長が４４６ｎｍの半導体発光素子ＬＤ２が青色レーザ光源４７の発光源として設けてある。そして、各半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２は、光源制御部４９により個別に制御されており、青色レーザ光源４５からの出射光と、青色レーザ光源４７からの出射光の光量比は個別に変更自在になっている。

半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２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。

これら青色レーザ光源４５，４７から発光する青色レーザ光は、それぞれが予め発光波長が測定されており、その発光波長が光源制御部４９に接続された記憶部７５に記憶されている。

これら各光源４５，４７から出射される青色レーザ光は、集光レンズ（図示略）によりそれぞれ光ファイバ５５Ａ，５５Ｂに入力され、合波器であるコンバイナ５１と、分波器であるカプラ５３を介してコネクタ部２５Ａに伝送される。なお、これに限らず、コンバイナ５１とカプラ５３を用いずに各光源４５，４７からのレーザ光を直接コネクタ部２５Ａに送出する構成であってもよい。

中心波長略４４５ｎｍの２つの青色レーザ光が合波された青色レーザ光は、コネクタ部２５Ａまで伝送され、光ファイバ５５Ａ，５５Ｂによって、それぞれ内視鏡１１の内視鏡先端部３５まで伝送される。そして、青色レーザ光は、内視鏡先端部３５の光ファイバ５５Ａ，５５Ｂの光出射端に配置された波長変換部材である蛍光体５７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５７を透過する。

蛍光体５７は、青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、青色レーザ光を励起光とする緑色〜黄色の励起光と、蛍光体５７により吸収されず透過した青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。本構成例のように、半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２を励起光源として用いれば、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。

上記の蛍光体５７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５７は、蛍光体を構成する蛍光物質と、充填剤となる固定・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。

光ファイバ５５Ａ，５５Ｂ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。

図３は、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。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５７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。この励起発光光と青色レーザ光によるプロファイルによって、前述した白色光が形成される。

ここで、本明細書でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば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。

この内視鏡装置１００では、図３に示すプロファイルの発光強度を、光源制御部４９により増減制御して、任意の輝度バランスの照明光を生成することができる。

ここで、図４，図５を用いて図３に示すプロファイルを更に詳細に説明する。
図４は蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルの一例を示すグラフである。この場合の蛍光体は、点線で示す励起スペクトルが、４２０〜４７０ｎｍ程度の波長帯域内の光を吸収し、特に４４５ｎｍ程度の波長の光を高効率で吸収するようになっている。蛍光体５７は、吸収した励起光によって励起され、実線で示す発光スペクトルで示されるスペクトルの蛍光を発する。

この蛍光体５７の発光強度は、吸収したエネルギの大きさによって変化する。例えば、図５に示すように、青色レーザ光源の発光波長がずれた場合を考えると、規定の波長４４５ｎｍのレーザ光線ＬＢ−Ａに対しては、励起スペクトルが略ピークとなる波長で高効率で吸収されるが、レーザ光線ＬＢ−Ｂに対しては、発光波長がずれているために励起スペクトルの強度がΔＰだけ低下する。すると、ＬＢ−Ｂに対しては、ＬＢ−Ａと同一の光強度でありながら、蛍光体の発光スペクトルＣＡからＣＢに減少し、蛍光体の発光強度に相対的な差が生じてしまう。

すると、青色レーザ光と蛍光体の発光により生成される白色光は、青色レーザ光（一定強度）と蛍光体の発光（波長により変化）との強度バランスが変化して、白色光自体の色調が変化する。つまり、上記のＬＢ−Ｂのように発光波長がずれた場合は、蛍光体の発光強度が減少して青色レーザ光の強度比が相対的に高くなり、青みがかった白色光となってしまう。

このように、照明光の色調を一定にするには、レーザ光源の波長を高精度に一定にする必要がある。そのため、本構成の内視鏡装置においては、複数のレーザ光源を用い、それぞれのレーザ出射光を合波して、各レーザ光源の有する出射光の波長の個体差による影響を軽減している。複数のレーザ光源からのレーザ出射光を合波することで、合波されたレーザ光の中心波長を各レーザ光源の平均的な波長、即ち、規定の波長（４４５ｎｍ）に近い波長に設定できる。

再び図１に戻り説明する。上記のように青色レーザ光と蛍光体５７からの励起発光光による白色照明光は、内視鏡１１の先端部３５から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子を対物レンズユニット３９により撮像素子２１の受光面上に結像させて撮像する。

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は、スコープケーブル６３を通じてＡ／Ｄ変換器６５に伝送されてデジタル信号に変換され、コネクタ部２５Ｂを介してプロセッサ４３の画像処理部６７に入力される。画像処理部６７は、入力されたデジタル画像信号を画像データに変換して、画像処理部６７により適宜画像処理が施され、所望の出力用画像情報制御部７３に出力する。

制御部７３に入力された出力用画像情報は、内視鏡観察画像として表示部１５に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部７５に記憶される。

次に、発光波長が僅かに異なる２つの青色レーザ光源４５，４７から出射されるレーザ光の合波について説明する。
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は発光波長、及び発光強度が異なる２つのレーザ光が合波された合成レーザ光のスペクトルを示す。

図６（Ａ）に示すように、図中一点鎖線で示される一方の青色レーザ光源４７から出射する中心発光波長λ_ＬＤ２の青色レーザ光ＬＢ１と、この青色レーザ光ＬＢ１より中心波長が短く、二点鎖線で示される他方の青色レーザ光源４５から出射する中心発光波長λ_ＬＤ１の青色レーザ光ＬＢ２とを合波することにより、実線で示されるスペクトルの合成レーザ光ＬＢＣが得られる。なお、青色レーザ光源４５，４７から出射される２つの青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の発光波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２は、それぞれ一定の波長である。また、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）においては、青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の発光波長と比較しやすいように、合成レーザ光ＬＢＣの発光強度のスケールを１／２にして示している。

図６（Ａ）は、各青色レーザ光源４５，４７から同じ光量比（ＬＤ１：ＬＤ２＝１：１）で青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２が出射されるときの合成レーザ光ＬＢＣのスペクトルを示している。このときの合成レーザ光ＬＢＣの中心波長λａは、青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の中心波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２の中間値となる。

図６（Ｂ）は、各青色レーザ光源４５，４７から光量比を異ならせて出射した場合のスペクトルで、光量比をＬＤ１：ＬＤ２＝１．３：１としている。このときの合成レーザ光ＬＢＣの中心波長λｂは、青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の中心波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２の中間値から、強度が強い青色レーザ光ＬＢ１の中心波長λ_ＬＤ１側にシフトしている。

同様に、図６（Ｃ）は、各青色レーザ光源４５，４７から光量比をＬＤ１：ＬＤ２＝１．５：１として出射した場合、図６（Ｄ）は、各青色レーザ光源４５，４７から光量比ＬＤ１：ＬＤ２＝２．０：１で出射した場合のスペクトルを示しており、それぞれの合成レーザ光ＬＢＣの中心波長はλｃ、λｄとなり、青色レーザ光ＬＢ１の中心波長λ_ＬＤ１側に更にシフトする。

図７は、青色レーザ光源４５，４７から出射される中心発光波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２の青色レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量比と、合成レーザ光ＬＢＣの中心波長との関係を示すグラフであり、合成レーザ光ＬＤＣの中心波長は、青色レーザ光源４５，４７の発光波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２をそれぞれ一定にしたときに、強度を高めた側の波長へシフトする。換言すれば、各青色レーザ光の光量比を制御することにより、合成レーザ光の中心波長を、各青色レーザ光の発光波長の間で任意の波長に設定することが可能となる。

次に、内視鏡装置１００において、合成レーザ光の波長を所望の波長に調整する青色レーザ光源４５，４７（ＬＤ１，ＬＤ２）の駆動手順について、図８のフローチャートを参照して詳細に説明する。
まず、２つの半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２から出射される青色レーザ光の中心波長λ_ＬＤ１、λ_ＬＤ２を、それぞれ波長測定器等で測定する（ステップＳ１）。そして、測定された中心波長に対して、それぞれのＬＤ１，ＬＤ２からの発光光量を変化させたときの合成レーザ光の中心波長を解析的に求め、ＬＤ１，ＬＤ２の発光光量比と合成レーザ光の波長との関係を表す波長変換テーブルを作成し、これを、図１に示す記憶部７５に保存する（ステップＳ２）。このステップＳ１、Ｓ２の作業は、内視鏡装置１００の製造工程内、即ち、製品出荷時までの間に行われることが望ましい。

そして、内視鏡装置１００の使用に際して、操作部２３に配置されたスイッチ７９（図１参照）が操作されると、これをキャリブレーション開始のトリガとして、光源制御部４９は、記憶部７５に登録されている波長変換テーブルを参照して、合成レーザ光の中心波長を所望の目標波長とするために光源ＬＤ１、ＬＤ２からそれぞれ出射すべきレーザ光の発光光量比を求め（ステップＳ３）、この発光光量比で光源ＬＤ１、ＬＤ２を駆動する（ステップＳ４）。これにより、合成レーザ光の中心波長が、目標とする任意の波長に合うように制御される。目標波長は、基本的には内視鏡装置１００に固有の値に設定されるが、例えば、図１に示す制御装置１３に接続された内視鏡１１の種類に応じて設定する等、外部から入力した任意の値に設定することもできる。

ところで、青色レーザ光源４５，４７の発光源として用いられる半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２は、製造段階における検品処理により、発光波長に応じてグループ分けされる。例えば、規定の中心波長４４５ｎｍを含む４４４ｎｍ以上４４６ｎｍ未満の規格内グループと、この範囲に含まれない他のグループに振り分けられる。通常、規格内グループの半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２のみが、光源装置４１に組み込まれて使用されることになり、他のグループ（規格外）の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２は、この種の光源装置４１に利用されることはなかった。しかし、本構成の内視鏡装置１００によれば、規格外の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２であっても、照明光源として積極的に利用することが可能となる。

つまり、規格外の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２を、例えば、短波長側である４４０ｎｍ以上４４４ｎｍ未満の第１のグループと、長波長側である４４６ｎｍ以上４４９ｎｍ未満の第２のグループとに振り分けた場合、第１のグループと第２のグループからそれぞれ一個の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２を抽出して、これらを前述の青色レーザ光源４５、４７の発光源として使用する。

即ち、中心発光波長が、規定の発光波長より短波長側の半導体発光素子ＬＤ１と、長波長側の半導体発光素子ＬＤ２と、を一対用い、それぞれの発光波長、及び発光光量を変化させたときの合成レーザ光の中心波長を解析的に求めて波長変換テーブルに登録しておく。そして、上記したように、波長変換テーブルに基づいて、合成レーザ光の中心波長が所定の発光波長となるように、光源制御部４９が半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の発光強度を制御する。これにより、規格外品とされた半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２であっても、高精度に規定の波長の照明光を内視鏡先端部３５に供給する必要のある青色レーザ光源４５，４７の発光源として使用でき、内視鏡装置１００のコストを低減することができる。

青色レーザ光により蛍光体５７を励起発光させて白色照明を行う光源装置４１において、蛍光体５７の吸収スペクトルが青色波長域で急峻なプロファイルとなる場合には、青色レーザ光源４５，４７の僅かな波長変化によって蛍光体５７の発光効率が増減する。その結果、同じ出射強度で蛍光体５７を照射しているのにも拘わらず、蛍光体５７の発光量が低下して、青みがかった白色照明となる虞がある。しかし、本構成の内視鏡装置１００によれば、合成レーザ光の中心波長を目標とする任意の波長に高精度で制御することができるので、発光スペクトルが一定の白色光で照明して、常に良好な色調で観察画像を表示部１５に表示することができる。

また、上記の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の発光波長は、適宜なタイミングで測定して、記憶部７５の情報を書き換えることもできる。図９は記憶部７５の情報を書き換え可能とした変形例１の内視鏡装置１００の概念的なブロック構成図である。図９において、図１に示す部材と同一の部材に対しては、同一の符号を付与することで、その説明は省略する。
図９に示すように、変形例１の内視鏡装置１００は、青色レーザ光源４５，４７と、合波器であるコンバイナ５１とを繋ぐ光路の途中に、ビームスプリッタやガルバノミラー等の反射手段８１，８３を配設している。青色レーザ光源４５，４７から出射されたレーザ光は、反射手段８１，８３により反射して光路から取り出され、制御装置１３に設けられたコネクタ部２５Ｃに出力される。

そして、青色レーザ光源４５，４７のレーザ光の波長は、コネクタ部２５Ｃに接続された波長測定器８５によって測定され、その測定結果が光源制御部４９を通じて記憶部７５に書き込まれる。これにより、内視鏡装置１００の出荷後、半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の特性に経時変化が生じた場合、或いは、メンテナンス等によって半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２が交換された場合でも、常に正確な規定波長の照明光を供給することができ、表示部１５に正しい色の画像を表示することができる。また、内視鏡装置１００の使用現場において、定期的にキャリブレーションを行うことも容易となる。この記憶部７５への書き込み処理は、内視鏡装置１００を製造工場へ搬送して製造工場で行ってもよく、使用現場で行うようにしてもよい。

また、内視鏡装置１００の構成については、様々な変形が可能である。例えば、合波する半導体発光素子ＬＤの数は、上記した２つのＬＤ１，ＬＤ２に限らず、任意の個数とすることが可能である。図１０は変形例２の光源装置の主要部の構成を示すブロック図であり、１つの光源装置４１にｎ個の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，・・・，ＬＤｎが設けてあり、これらｎ個の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，・・・，ＬＤｎからそれぞれ出射されるレーザ光は、コンバイナ５１によって合波される。多数の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，・・・，ＬＤｎからのレーザ光を合波することにより、２つの半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２を用いた場合と比較して、合成レーザ光の分光プロファイルを、より滑らかなガウス分布プロファイルに近づけることができる。そのとき、合波した光の波長の調整代が大きくなるように、互いに異なる発光波長λ_１〜λ_ｎの光源の組み合わせとするのがよい。

図１１は、変形例３の光源装置の主要部の構成を示すブロック図であり、合波する光源ＬＤは、複数種の波長帯域の光源同士であってもよい。図１１に示した変形例３においては、１つの光源装置４１の中に、波長４４５ｎｍを規定波長とする２つの半導体発光素子ＬＤ−Ａ１、ＬＤ−Ａ２と、波長４０５ｎｍを規定波長とする他の２つの半導体発光素子ＬＤ−Ｂ１、ＬＤ−Ｂ２とが、組み合わされて設けてある。これら４つの半導体発光素子ＬＤ−Ａ１、ＬＤ−Ａ２，ＬＤ−Ｂ１、ＬＤ−Ｂ２からそれぞれ出射されるレーザ光をコンバイナ５１で合波することで、波長４４５ｎｍ付近で平均化された波長λ_Ａと、波長４０５ｎｍ付近で平均化された波長λ_Ｂが生成される。

この場合、同じ波長で規格された半導体発光素子を複数用いてそれらの出射光を合波することにより、各半導体発光素子の個体差による波長のばらつきを吸収し、照明光の波長を揃えることができる。例えば、半導体発光素子ＬＤ−Ａ１，ＬＤ−Ａ２は、規格上の発光波長は４４５ｎｍであるが、実際には製造上の違い等により個体差を有して、それぞれが４４５ｎｍから例えば±５ｎｍ程度ずれた波長の光を発生することがある。そこで、図１１に示すように、複数の半導体発光素子ＬＤ−Ａ１，ＬＤ１−Ａ２の光を合波して利用し、また同様に、半導体発光素子ＬＤ−Ｂ１，ＬＤ−Ｂ２も合波して利用することにより、半導体発光素子の波長のばらつきが平均化される。その結果、合波された光の波長は、それぞれの波長（４４５，４０５ｎｍ）で１つのレーザ光源を用いる構成とした場合より、個体差による発光波長のばらつきを少なくできる。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置であって、
前記複数の半導体発光素子からの出力光をそれぞれ合波する合波手段と、
前記複数の半導体発光素子の発光光量比を制御して、前記合波手段により合波される光の中心波長を変更する中心波長変更手段と、
を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、半導体発光素子からの光の波長を高精度に規定の一定値に維持でき、しかも、単体では発光波長が規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子であっても、規定の波長の光を生成させることができる。これにより、照明光量や撮像感度の低下を防止して、内視鏡装置の部品コストを低減できる。

（２） （１）の内視鏡装置であって、
前記中心波長変更手段が、前記複数の半導体発光素子それぞれの中心発光波長及び発光光量の情報に基づいて、前記複数の半導体発光素子の出射光を合波させた光の中心波長を求めた波長変更テーブルを備え、前記半導体発光素子の発光光量比を、前記波長変更テーブルを参照して決定する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、波長変換テーブルを作成しておき、この波長変換テーブルに基づいて半導体発光素子それぞれの発光光量を制御することで、出射光の波長の調整を任意のタイミングで簡単に行うことができる。

（３） （１）又は（２）記載の内視鏡装置であって、
前記蛍光体が、被検体に挿入される内視鏡先端部の互いに異なる位置に複数配置され、
複数の前記蛍光体のそれぞれに前記合波した光を分波して供給する分波手段を更に備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、内視鏡先端部の複数箇所に蛍光体を配置して、各蛍光体に分波手段で分波された光をそれぞれ供給することで、被検体に影を生じさせることのない、均一な照明光で被検体を照明できる。

（４） （１）〜（３）のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記複数の半導体発光素子の出力光を光路途中でそれぞれ個別に抽出する出力光抽出手段と、
前記出力光抽出手段から抽出された光の波長をそれぞれ測定する波長測定手段と、を備え、
前記中心波長変更手段が、前記複数の半導体発光素子の出射光の波長測定値に基づいて前記発光光量比を決定する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、各半導体発光素子の出射光の波長を測定し、この波長測定値に基づいて発光光量比を制御することで、合波される光の中心波長をより正確に合わせることができる。これにより、メンテナンス等によって半導体発光素子を交換した場合、経時変化によって半導体発光素子の特性が変化した場合でも、合波される光の中心波長をより正確に合わせることができる。

（５） 蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置の照明制御方法であって
前記各半導体発光素子の中心発光波長を測定するステップと、
前記各半導体発光素子の中心発光波長と、各半導体発光素子の発光光量の設定値に応じて、前記複数の半導体発光素子からの出射光を合波した光の中心波長を求めて波長変換テーブルに登録するステップと、
前記波長変換テーブルに基づいて、前記合波した光の中心波長が目標波長になるように前記半導体発光素子の発光光量比を決定するステップと、
前記決定した発光光量比で前記半導体発光素子を駆動するステップと、
を少なくとも含む内視鏡装置の照明制御方法。
この内視鏡装置の照明制御方法によれば、発光波長が規定内の半導体発光素子は勿論、単体では規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子であっても、高精度で規定の波長のレーザ光を生成させることができる。これにより、照明光量や撮像感度の低下を防止して、内視鏡装置の部品コストを低減できる。

１１ 内視鏡
３５ 内視鏡先端部
４１ 光源装置（光源部）
４５ 青色レーザ光源
４７ 青色レーザ光源
４９ 光源制御部（中心波長変更手段）
５１ コンバイナ（合波手段）
５３ カプラ（分波手段）
５５Ａ 光ファイバ（照明光学系）
５５Ｂ 光ファイバ（照明光学系）
５７ 蛍光体（照明光学系）
８１ 反射手段（出力光抽出手段）
８３ 反射手段（出力光抽出手段）
８５ 波長測定器（波長測定手段）
１００ 内視鏡装置
ＬＤ１ 半導体発光素子
ＬＤ２ 半導体発光素子
λ_ＬＤ１ 中心発光波長
λ_ＬＤ２ 中心発光波長

Claims (5)

1. 蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置であって、
   前記複数の半導体発光素子からの出力光をそれぞれ合波する合波手段と、
   前記複数の半導体発光素子の発光光量比を制御して、前記合波手段により合波される光の中心波長を変更する中心波長変更手段と、
   を備えた内視鏡装置。
2. 請求項１記載の内視鏡装置であって、
   前記中心波長変更手段が、前記複数の半導体発光素子それぞれの中心発光波長及び発光光量の情報に基づいて、前記複数の半導体発光素子の出射光を合波させた光の中心波長を求めた波長変更テーブルを備え、前記半導体発光素子の発光光量比を、前記波長変更テーブルを参照して決定する内視鏡装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置であって、
   前記蛍光体が、被検体に挿入される内視鏡先端部の互いに異なる位置に複数配置され、
   複数の前記蛍光体のそれぞれに前記合波した光を分波して供給する分波手段を更に備えた内視鏡装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
   前記複数の半導体発光素子の出力光を光路途中でそれぞれ個別に抽出する出力光抽出手段と、
   前記出力光抽出手段から抽出された光の波長をそれぞれ測定する波長測定手段と、を備え、
   前記中心波長変更手段が、前記複数の半導体発光素子の出射光の波長測定値に基づいて前記発光光量比を決定する内視鏡装置。
5. 蛍光体を有する照明光学系を備えた内視鏡と、該内視鏡に接続され、中心発光波長が互いに異なる複数の半導体発光素子を有して前記照明光学系に前記半導体発光素子からの光を供給する光源部と、を備えた内視鏡装置の照明制御方法であって
   前記各半導体発光素子の中心発光波長を測定するステップと、
   前記各半導体発光素子の中心発光波長と、各半導体発光素子の発光光量の設定値に応じて、前記複数の半導体発光素子からの出射光を合波した光の中心波長を解析的に求めて波長変換テーブルに登録するステップと、
   前記波長変換テーブルに基づいて、前記合波した光の中心波長が目標波長になるように前記半導体発光素子の発光光量比を決定するステップと、
   前記決定した発光光量比で前記半導体発光素子を駆動するステップと、
   を少なくとも含む内視鏡装置の照明制御方法。

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