JP2019030406A - 内視鏡システム - Google Patents

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Abstract

【課題】内視鏡スコープから出射される光の波長ごとの光量比率を一定に保つことができる内視鏡システムを提供する。【解決手段】光源装置１４は、ライトガイド４１に光を供給する主波長の異なる２以上の光源と、光源に駆動信号を供給する光源駆動部２１と、光源制御部２２と、主波長の情報を記憶する光源情報記憶部２３とを有し、内視鏡スコープ１２はスコープの種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部３２を有する。光源制御部２２は、光源情報記憶部２３から光源の主波長の情報を、スコープ情報記憶部３２からスコープの種類の情報を取得して、少なくとも主波長の情報およびスコープの種類の情報から得られるライトガイドの長さの情報に応じて光量設定値を設定し、光源駆動部２１に光量設定値を入力して光源駆動部２１が駆動する光源の光量を制御することによって、光源の光量比率を予め設定された光量比率に調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡システムに関する。
近年の医療においては、内視鏡用光源装置、電子内視鏡（内視鏡スコープ）、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。内視鏡用光源装置は、照明光を発生して検体内に照射する。電子内視鏡は、照明光が照射されて検体内を撮像素子により撮像して画像信号を生成する。プロセッサ装置は、電子内視鏡により生成された撮像信号を画像処理してモニタに表示するための観察画像を生成する。
従来、内視鏡用光源装置には、照明光として白色光を発するキセノンランプやハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の色の光を発するレーザダイオード（ＬＤ： Laser Diode）や発光ダイオード（ＬＥＤ： Light Emitting Diode）等の半導体光源が用いられつつある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内視鏡用光源装置では、内視鏡用半導体光源として、赤色光を発する第１ＬＥＤと、緑色光を発する第２ＬＥＤと、青色光を発する第３ＬＥＤとが設けられており、第１〜第３ＬＥＤから発せられる３色の光を合成して白色光を生成する。ランプ光源を備える内視鏡用光源装置では、照明光中の各色成分の割合を変更することができないが、複数の半導体光源を備える内視鏡用光源装置では、各半導体光源の発光量を独立制御して、照明光中の各色成分の割合を変更することが可能であり、照明光の色温度の調整等を容易に行うことができる。
ところで、内視鏡システムでは、内視鏡スコープは内視鏡用光源装置およびプロセッサ装置に着脱可能に構成されており、観察部位の違い等に応じて、異なる種類の内視鏡スコープを適宜、内視鏡用光源装置およびプロセッサ装置に接続して利用されている。
その際、内視鏡スコープごとのライトガイドの太さ等の違いによって、光伝達特性（透過率）が異なっている。そのため、光源の発光量が同じであれば内視鏡スコープごとに照明光の明るさが変わってしまう。そこで、特許文献２には、スコープ識別情報に基づいて、プロセッサに接続された内視鏡スコープにおけるライトガイドの光伝達特性に応じて内視鏡スコープから出射される光の光量を調整可能である内視鏡装置が記載されている。
特開２０１０−１５８４１３号公報 特開２００７−１１１３３８号公報
ここで、本発明者らの検討によれば、異なる種類の内視鏡スコープを用いた場合に、内視鏡スコープから出射される光の光量の変化のみでなく、光の色味が変わってしまうという問題があることがわかった。
この色味の変化は、光の波長によってライトガイドの透過率の変化量が異なることに起因することがわかった。具体的には、短波長側ほど、ライトガイドの長さによる透過率の変化量が大きい。ライトガイドの長さがより長い場合に、短波長側において透過率が低下する割合が、長波長側において透過率が低下する割合よりも大きい。そのため、ライトガイドの長さの違いによって、内視鏡スコープから出射される光の、波長ごとの光量比率（各色成分の割合）が変化して色味が変化してしまう。
内視鏡スコープから出射される光の色味が変わってしまうと、内視鏡スコープで撮像される観察画像の色味が変化してしまうという問題があった。
本発明は、内視鏡スコープから出射される光の波長ごとの光量比率を一定に保つことができる内視鏡システムを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光を導光するライトガイドを有する内視鏡スコープと、ライトガイドに光を供給する、互いに主波長の異なる２以上の光源と、２以上の光源それぞれに駆動信号を供給して光を出射させる光源駆動部と、光源駆動部に光量設定値を入力して、光量設定値に応じた駆動信号を光源駆動部に生成させる光源制御部と、２以上の光源の少なくとも１つの主波長の情報を記憶する光源情報記憶部と、を有し、内視鏡スコープは、スコープの種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部を有し、光源制御部は、光源情報記憶部から光源の主波長の情報を取得し、スコープ情報記憶部からスコープの種類の情報を取得して、少なくとも主波長の情報およびスコープの種類の情報から得られるライトガイドの長さの情報に応じて少なくとも１つの光量設定値を設定し、少なくとも１つの光源駆動部に光量設定値を入力して光源駆動部が駆動する光源の発光量を制御することによって、前記内視鏡スコープから出射される光における光量比率に調整することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
［１］ 光を導光するライトガイドを有する内視鏡スコープと、
ライトガイドに光を供給する、互いに主波長の異なる２以上の光源と、
２以上の光源それぞれに駆動信号を供給して光を出射させる光源駆動部と、
光源駆動部に光量設定値を入力して、光量設定値に応じた駆動信号を光源駆動部に生成させる光源制御部と、
２以上の光源の少なくとも１つの主波長の情報を記憶する光源情報記憶部と、を有し、
内視鏡スコープは、スコープの種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部を有し、
光源制御部は、光源情報記憶部から光源の主波長の情報を取得し、スコープ情報記憶部からスコープの種類の情報を取得して、少なくとも主波長の情報およびスコープの種類の情報から得られるライトガイドの長さの情報に応じて少なくとも１つの光量設定値を設定し、光源駆動部に光量設定値を入力して光源駆動部が駆動する光源の発光量を制御することによって、内視鏡スコープから出射される光における光量比率を予め設定された光量比率に調整する内視鏡システム。
［２］ 内視鏡スコープは、ライトガイドの先端側に配置される照明レンズを有し、
光源制御部は、少なくともライトガイドの長さの情報およびスコープの種類の情報から得られる照明レンズの情報、ならびに、光源の主波長の情報に応じて、光量設定値を設定する［１］に記載の内視鏡システム。
［３］ 光源制御部は、少なくともライトガイドの長さの情報、および、スコープの種類の情報から得られるライトガイドの種類の情報、ならびに、光源の主波長の情報に応じて、光量設定値を設定する［１］または［２］に記載の内視鏡システム。
［４］ ２以上の光源の少なくとも１つは青色光を出射する青色光源であり、
光源制御部は、青色光源に対して光量設定値を設定する［１］〜［３］のいずれかに記載の内視鏡システム。
［５］ 光源制御部は、少なくとも１つの光源の個体差に応じて光量設定値を設定する［１］〜［４］のいずれかに記載の内視鏡システム。
［６］ 内視鏡スコープは、２以上の光源を含む光源装置に着脱可能に接続される［１］〜［５］のいずれかに記載の内視鏡システム。
［７］ 光源の主波長は、重心波長またはピーク波長である［１］〜［６］のいずれかに記載の内視鏡システム。
本発明によれば、内視鏡スコープから出射される光の波長ごとの光量比率を一定に保つことができる。
本発明の内視鏡システムの一例を概念的に示す斜視図である。 本発明の内視鏡システムの一例のブロック図である。 光源部のブロック図である。 赤色光、緑色光、青色光、紫色光の強度スペクトルを模式的に示すグラフである。 波長と光強度および透過率との関係を表すグラフである。 ライトガイドの長さと透過率比との関係を表すグラフである。 光源部の他の一例のブロック図である。 波長と相対強度との関係を表すグラフである。 波長と透過率との関係を表すグラフである。 波長と相対強度との関係を表すグラフである。 波長と透過率との関係を表すグラフである。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
［第１実施形態］
図１は、本発明の内視鏡システムの第１実施形態の一例を概念的に示す斜視図であり、図２は、内視鏡システムのブロック図である。
図１に示すように、内視鏡システム１０は、生体内（被検体内）の観察部位を撮像する内視鏡スコープ（以下、単に内視鏡ともいう）１２と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の表示画像を生成するプロセッサ装置１６と、観察部位を照射する照明光を内視鏡１２に供給する内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置という）１４と、表示画像を表示するモニタ１８とを備えている。プロセッサ装置１６には、キーボードやマウス等の操作入力部（コンソール）１９が接続されている。
内視鏡システム１０は、観察部位を観察するための通常観察モードと、観察部位の粘膜内部に存在する血管を強調して観察するための血管強調観察モードとが実行可能である。血管強調観察モードは、血管情報として血管のパターンを可視化して、腫瘍の良悪鑑別等の診断を行うためのモードである。この血管強調観察モードでは、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い特定の波長帯域の光の成分を多く含む照明光を観察部位に照射する。
通常観察モードでは、観察部位の全体の観察に適した通常観察画像が表示画像として生成される。血管強調観察モードでは、血管のパターンの観察に適した血管強調観察画像が表示画像として生成される。
内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けた湾曲部１２ｃと、先端部１２ｄとを有する。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が湾曲する。湾曲部１２ｃが湾曲した結果、先端部１２ｄが所望の方向に向く。なお、先端部１２ｄには、観察対象に向けて空気または水等を噴射する噴射口（図示しない）が設けられている。また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、処置具を挿入するための鉗子口、送気・送水ノズルから送気・送水を行う際に操作される送気・送水ボタン、静止画像を撮影するためのフリーズボタン（図示せず）、ズーム操作部１３ａ及びモード切替スイッチ１３ｂが設けられている。ズーム操作部１３ａは、観察対象を拡大または縮小する際に使用する。モード切替スイッチ１３ｂは、内視鏡システム１０が複数の観察モードを有する場合に、観察モードの切り替えに使用する。
また、内視鏡１２は、内視鏡１２をプロセッサ装置１６及び光源装置１４に接続するためのユニバーサルコード１７を備えている。
ユニバーサルコード１７には、挿入部１２ａから延設される通信ケーブルやライトガイド４１が挿通されており、プロセッサ装置１６及び光源装置１４側の一端には、コネクタが取り付けられている。コネクタは、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタである。通信用コネクタと光源用コネクタはそれぞれ、プロセッサ装置１６及び光源装置１４に着脱自在に接続される。通信用コネクタには通信ケーブルの一端が配設されている。光源用コネクタにはライトガイド４１の入射端が配設されている。
また、内視鏡１２は、内視鏡１２の種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部３２を有する。スコープ情報記憶部３２が記憶する内視鏡スコープの種類の情報は、内視鏡１２が接続された光源装置１４の光源制御部２２に供給される。
図２に示すように、光源装置１４は、主波長の異なる２以上の光源を有する光源部２０と、光源部２０の発光タイミング、発光量等を制御する光源制御部２２と、光源制御部２２の制御信号に応じて駆動電流を生成し、各光源に駆動電流（駆動信号）を供給して光を出射させる光源駆動部２１と、光源装置１４の光源部２０が有する２以上の光源それぞれの主波長の情報を記憶する光源情報記憶部２３と、内視鏡１２の種類ごとに少なくともライトガイドの長さの情報をテーブルとして記憶するテーブル記憶部２４と、光源の主波長とライトガイドの長さとに応じた補正量をテーブルとして記憶する補正量記憶部２５と、を備える。
光源装置１４において、光源制御部２２は、接続された内視鏡１２のスコープ情報記憶部３２から内視鏡スコープの種類の情報を取得し、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルを参照して内視鏡１２のライトガイド４１の長さの情報を取得する。光源制御部２２は、取得したライトガイド４１の長さの情報、および、光源情報記憶部２３に記憶された光源の主波長の情報に応じて、補正量記憶部２５に記憶されるテーブルを用いて光量設定値を設定し、光源駆動部２１に光量設定値を入力して光源駆動部２１が駆動する光源の発光量を制御することによって、内視鏡１２から出射される光における光量比率を調整する。
この点に関しては後に詳述する。
光源部２０が発光した照明光は、ライトガイド４１に入射する。ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード１７内に内蔵しており、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。ユニバーサルコード１７は、内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコードである。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径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用できる。
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮影光学系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を介して照明光が観察対象に照射される。撮影光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、及びイメージセンサ４８を有している。イメージセンサ４８は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等（反射光の他、散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む）を用いて観察対象を撮影する。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３ａの操作をすることで移動する。その結果、イメージセンサ４８を用いて撮影する観察対象を拡大または縮小して観察する。
本実施形態においては、イメージセンサ４８は、受光した光を光電変換して、画素ごとに受光量に応じた信号電荷を蓄積する。信号電荷は、電圧信号に変換されてイメージセンサ４８から読み出される。イメージセンサ４８から読み出された、電圧信号は、画像信号としてＤＳＰ５６に入力される。
イメージセンサ４８は、１フレームの取得期間内で、画素に信号電荷を蓄積する蓄積動作と、蓄積した信号電荷を読み出す読み出し動作を行う。光源装置１４は、イメージセンサ４８の蓄積動作のタイミングに合わせて照明光を生成し、ライトガイド４１に入射させる。
イメージセンサ４８は、各画素にカラーフィルタを有する、いわゆる原色系のカラーセンサである。このため、イメージセンサ４８の各画素は、例えば、Ｒカラーフィルタ（赤色カラーフィルタ）、Ｇカラーフィルタ（緑色カラーフィルタ）、及びＢカラーフィルタ（青色カラーフィルタ）のうちのいずれかを有する。Ｒカラーフィルタを有する画素がＲ画素であり、Ｇカラーフィルタを有する画素がＧ画素であり、かつ、Ｂカラーフィルタを有する画素がＢ画素である。このように、イメージセンサ４８は、Ｒ画素、Ｇ画素、及びＢ画素の３色の画素を有するので、照明光に白色光を使用して観察対象を撮影すると、Ｒ画素で観察対象を撮影して得るＲ画像、Ｇ画素で観察対象を撮影して得るＧ画像、及び、Ｂ画素で観察対象を撮影して得るＢ画像が同時に得られる。
なお、イメージセンサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Devic）センサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを利用可能である。また、本実施形態のイメージセンサ４８は、原色系のカラーセンサであるが、補色系のカラーセンサを用いることもできる。補色系のカラーセンサは、例えば、シアンカラーフィルタが設けられたシアン画素、マゼンダカラーフィルタが設けられたマゼンタ画素、黄色カラーフィルタが設けられた黄色画素、及び、緑色カラーフィルタが設けられた緑色画素を有する。補色系カラーセンサを用いる場合に上記各色の画素から得る画像は、補色原色色変換をすれば、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に変換できる。また、カラーセンサの代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサをイメージセンサ４８として使用できる。この場合、ＢＧＲ等各色の照明光を用いて観察対象を順次撮影することにより、上記各色の画像を得ることができる。
挿入部１２ａには、イメージセンサ４８を駆動する駆動信号やイメージセンサ４８が出力する画像信号を通信する通信ケーブルや、光源装置１４から供給される照明光を照明窓に導光するライトガイド４１が挿通されている。
プロセッサ装置１６は、画像取得部５４と、画像処理部６１と、表示制御部６６と、制御部６９と、を有する。
画像取得部５４は、イメージセンサ４８を用いて観察対象を撮影して得る複数色の撮影画像を取得する。具体的には、画像取得部５４は、撮影フレーム毎に、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像の組を取得する。また、画像取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、変換部５９と、を有し、これらを用いて、取得した画像に各種処理を施す。
ＤＳＰ５６は、取得した画像に対し、必要に応じて欠陥補正処理、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、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種処理を施す。
欠陥補正処理は、イメージセンサ４８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした画像にゲインを乗じることにより各画像の信号レベルを整える処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理後の画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理(等方化処理または同時化処理とも言う)は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列のため、イメージセンサ４８において他の色の画素を配置しているために、画素値がない画素である。例えば、Ｂ画像はＢ画素において観察対象を撮影して得る画像なので、イメージセンサ４８のＧ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ４８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに変換する処理である。
ノイズ低減部５８は、輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。変換部５９は、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒを再びＢＧＲの各色の画像に再変換する。
画像処理部６１は、上記各種処理を施した１撮影フレーム分のＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を施し、観察画像を生成する。色変換処理は、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理等を行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の組織や構造を強調する処理である。
表示制御部６６は、画像処理部６１から観察画像を順次取得し、取得した観察画像を表示に適した形式に変換してモニタ１８に順次出力表示する。これにより、医師等は、観察画像の静止画または動画を用いて観察対象を観察できる。
制御部６９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、照明光の発光タイミングと撮影フレームの同期制御等の内視鏡システム１０の統括的制御を行う。また、内視鏡システム１０が複数の観察モードを有している場合、制御部６９は、モード切替スイッチ１３ｂからの操作入力を受けることにより、光源制御部２２を介して照明光を切り替える。これにより、観察モードが切り替わる。
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続する。モニタ１８は、観察画像と、付帯する画像情報等を必要に応じて出力表示する。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。
以下、より詳細に光源装置１４の構成及び作用を説明する。図３に示すように、光源装置１４の光源部２０は、第１光源７１と、第２光源７２と、第３光源７５と、を備える。また、本実施形態においては、光源部２０は、第１光源７１、第２光源７２及び第３光源７５の他に、追加光源７４を備える。第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５、及び、追加光源７４は各々独立に制御可能である。
通常観察モード時には、光源制御部２２は、第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５を点灯させ、追加光源７４は非点灯とする。一方、血管強調観察モード時には、光源制御部２２は、第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５、追加光源７４を全て点灯させる。
通常観察モード時には、第１光源７１が出射した青色光、第２光源７２が出射した緑色光、および、第３光源７５が出射した赤色光を合波して、広帯域の白色光を生成する。一方、血管強調観察モード時には、白色光に、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い紫色光を混合した混合光を生成する。なお、光源制御部２２は、血管強調観察モード時には、青色光より紫色光のほうが支配的となるように、青色光の光量の割合を下げる。
第１光源７１は青色成分Ｂからなる光(以下、青色光という)を発光する。第１光源７１は、発光素子８１と、発光素子８１が発光した青色光を平行光等に整えるレンズ８２と、を備える。発光素子８１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはＬＤ（Laser Diode）等の半導体素子である。第１光源７１が発光した青色光は、青色光を透過する合波部材７６及び合波部材７７を介してライトガイド４１に入射する。合波部材７６及び合波部材７７は、例えば、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズム等である。
なお、一般的には、青色の波長は約４４５ｎｍから約４８５ｎｍ程度であり、例えば青色と緑色との中間の色は例えば青緑と称して青色とは区別する場合がある。しかし、内視鏡システム１０においては、少なくとも光源部２０の各光源が発光する光について色の種類（色の名称）を過剰に細分化する必要がない。このため、本明細書においては、約４４０ｎｍ以上約４９０ｎｍ未満の波長を有する光の色を青色という。また、約４９０ｎｍ以上約６００ｎｍ未満の波長を有する光の色を緑色といい、かつ、約６００ｎｍ以上約６８０ｎｍ未満の波長を有する光の色を赤色という。そして、上記青色の波長の下限である「約４４０ｎｍ」未満の波長を有する可視光（例えば約３８０ｎｍ以上約４４０ｎｍ未満の可視光）の色を紫色といい、紫色よりも短波長であるがイメージセンサ４８が感度を有する光の色を表す場合に紫外という。また、上記赤色の波長の上限である「約６８０ｎｍ」以上の波長を有し、かつ、イメージセンサ４８が感度を有する光の色を表す場合に赤外という。また、本明細書において「広帯域」とは、波長範囲が複数の色の波長範囲に及ぶことをいう。白色とは少なくとも上記青色または紫色に属する光と、緑色に属する光と、赤色に属する色の光と、を含む光の色をいう。
第２光源７２は、緑色成分Ｇをからなる光（以下、緑色光）を発光する。第２光源７２は、発光素子８３と、発光素子８３が発光した緑色光を平行光等に整えるレンズ８５と、を備える。発光素子８３は、例えば、ＬＥＤまたはＬＤ等の半導体素子である。第２光源７２が発光した緑色光は、緑色光を透過する合波部材９９及び合波部材７７を介してライトガイド４１に入射する。合波部材９９は、例えば、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズム等である。
第３光源７５は、赤色成分Ｒをからなる光（以下、赤色光）を発光する。第３光源７５は、発光素子８８と、発光素子８８が発光した赤色光を平行光等に整えるレンズ８９と、を備える。発光素子８８は、例えば、ＬＥＤまたはＬＤ等の半導体素子である。第３光源７５が発光した赤色光は、赤色光を透過する合波部材９９及び合波部材７７を介してライトガイド４１に入射する。
追加光源７４は、紫色成分Ｖからなる光(以下、紫色光という)を発光する。追加光源７４は、発光素子８６と、発光素子８６が発光した紫色光を平行光等に整えるレンズ８７と、を備える。発光素子８６は、例えば、ＬＥＤまたはＬＤ等の半導体素子である。追加光源７４が発光した紫色光は、紫色光を反射する合波部材７６及び紫色光を透過する合波部材７７を介してライトガイド４１に入射する。紫色光の紫色成分Ｖはイメージセンサ４８においてはＢ画素で受光する。このため、紫色光の反射光等は、青色光の反射光等とともにＢ画像に寄与する。
なお、光源部２０は、上記第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５、及び、追加光源７４の他、光検出器９１、９２、９３及び９７、ビームスプリッタ９４、９５、９６及び９８、並びに、各光源の発光素子を冷却する冷却部材（いわゆるヒートシンク。図示しない）等を備える。ビームスプリッタ９４は第１光源７１が発光した青色光の一部を所定割合で反射し、かつ、光検出器９１はビームスプリッタ９４が反射した青色光を受光する。ビームスプリッタ９５は第２光源７２が発光した緑色光の一部を所定割合で反射し、かっ、光検出器９２はビームスプリッタ９４が反射した緑色光を受光する。ビームスプリッタ９８は第３光源７５が発光した赤色光の一部を所定割合で反射し、かっ、光検出器９７はビームスプリッタ９８が反射した赤色光を受光する。ビームスプリッタ９６は追加光源７４が発光した紫色光の一部を所定割合で反射し、かつ、光検出器９３はビームスプリッタ９６が反射した紫色光を受光する。光源制御部２２は、光検出器９１が検出した光量を用いて第１光源７１の青色光の発光量を自動的に正確に制御する。また、光源制御部２２は、光検出器９２が検出した光量を用いて第２光源７２の緑色光の発光量を自動的に正確に制御する。また、光源制御部２２は、光検出器９７が検出した光量を用いて第３光源７５の赤色光の発光量を自動的に正確に制御する。同様に、光源制御部２２は、光検出器９３が検出した光量を用いて追加光源７４の紫色光の発光量を自動的に正確に制御する。
上記のように構成した光源装置１４は、光源装置１４から出射され、内視鏡１２のライトガイド４１を通過して、内視鏡の先端部１２ｄから出射される光が、例えば、図４に示す照明光Ｉ0ように、ほぼ白色の照明光となるように、光を発光する。そして、イメージセンサ４８は、光源装置１４が発光した青色光、緑色光および赤色光、を含む照明光を用いて観察対象を撮影する。
すなわち、図４において、照明光Ｉ0が含む青色成分ＬＢは、第１光源７１が発光し、ライトガイド４１内を導光されて減衰した青色光の青色成分ＬＢである。照明光Ｉ0が含む緑色成分ＬＧは、第２光源７２が発光し、ライトガイド４１内を導光されて減衰した緑色光の緑色成分ＬＧである。照明光Ｉ0が含む赤色成分ＬＲは、第３光源７５が発光し、ライトガイド４１内を導光されて減衰した赤色光の赤色成分ＬＲである。照明光Ｉ0が含む紫色成分ＬＶは、追加光源７４が発光し、ライトガイド４１内を導光されて減衰した紫色光の紫色成分ＬＶである。
ここで、前述のとおり、光源装置１４において、光源制御部２２は、接続された内視鏡１２のスコープ情報記憶部３２から内視鏡スコープの種類の情報を取得し、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルを参照して内視鏡１２のライトガイド４１の長さの情報を取得する。光源制御部２２は、取得したライトガイド４１の長さの情報、および、光源情報記憶部２３に記憶された光源の主波長の情報に応じて、補正量記憶部２５に記憶されるテーブルを用いて光量設定値を設定し、光源駆動部２１に光量設定値を入力して光源駆動部２１が駆動する光源の発光量を制御することによって、内視鏡１２から出射される光における光量比率を、予め設定された光量比率に調整する。
補正量記憶部２５は、複数のライトガイドの長さと光源の主波長との組み合わせに応じた光量設定値を予め試験等を行なって求めておき、テーブルとして記憶している。
また、テーブル記憶部２４は、内視鏡スコープの種類ごとに、ライトガイド４１の長さ等の情報を予めテーブルとして記憶している。
図５に、ライトガイド４１の長さが３０００ｍｍの場合と、３６００ｍｍの場合の波長と透過率との関係を概念的に示す。図５に示すように、ライトガイド４１の長さが長いほうが透過率が低くなる。その際、短波長側では、長波長側よりも透過率の低下が大きい。
そのため、ライトガイド４１の長さが３０００ｍｍの場合と３６００ｍｍの場合とで、各光源の発光量を同じにすると、内視鏡１２から出射される光の光量比率、すなわち、各成分の割合が、３０００ｍｍの場合と３６００ｍｍの場合とで異なってしまう。つまり、ライトガイド４１の長さが３０００ｍｍの場合と３６００ｍｍの場合とで、内視鏡１２から出射される光の色味が変わってしまう。
そこで、本発明においては、例えば、ライトガイド４１の長さが３０００ｍｍの場合を基準として、長さの異なるライトガイド４１を有する内視鏡１２を光源装置１４に接続した場合でも、基準の長さの場合に内視鏡１２から出射される光における光量比率と同じになるように、第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５および追加光源７４の発光量をそれぞれ調整する。
例えば、ライトガイド４１の長さが３０００ｍｍの場合を基準として、長さが３０００ｍｍの場合に内視鏡１２から出射される光が所望の色味（例えば、白色光）となる各光源の発光量を各光源の発光量の基準とする。
長さ３６００ｍｍのライトガイド４１を有する内視鏡１２を光源装置１４に接続した場合に、光源制御部２２は、スコープ情報記憶部３２から内視鏡スコープの種類の情報を取得し、この内視鏡スコープの種類の情報をテーブル記憶部２４に記憶されるテーブルに照会してライトガイド４１の長さの情報を取得する。また、光源制御部２２は、光源情報記憶部２３から各光源（第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５および追加光源７４）の主波長の情報を取得する。
光源制御部２２は、ライトガイド４１の長さの情報と各光源の主波長の情報とから、補正量記憶部２５に記憶されるテーブルを用いて各光源ごとに光量設定値を設定する。その際、短波長側の光を発光する光源ほど、ライトガイド４１の長さが基準の場合の発光量に対する比率が大きくなるように光量設定値を設定する。すなわち、長さ３６００ｍｍのライトガイド４１を有する内視鏡１２を接続した場合の各光源の発光量は、基準の発光量に対する比率が、第３光源７５、第２光源７２、第１光源７１、追加光源７４の順に大きくなる。
第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５および追加光源７４それぞれの発光量を各光源の主波長とライトガイド４１の長さとに応じて変えることによって、長さ３６００ｍｍのライトガイド４１を有する内視鏡１２を接続した場合でも、内視鏡１２から出射される光における光量比率を、基準（ライトガイド４１の長さ３０００ｍｍ）の場合に内視鏡１２から出射される光の光量比率と同じとすることができる。
このように各光源の発光量を各光源の主波長とライトガイド４１の長さとに応じて変えることで、内視鏡スコープ１２から出射される光の波長ごとの光量比率を一定に保つことができる。
ここで、上記第１実施形態においては、４つの光源全てに対して、その発光量を光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて設定する構成としたが、これに限定はされず、少なくとも１つの光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定すればよい。
前述のとおり、短波長側ほどライトガイド４１の長さの変化に対する影響が大きいので、短波長側の光を発光する光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定するのが好ましい。例えば、図３の例では青色光を発光する第１光源および／または紫色光を発光する追加光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定するのが好ましい。
また、上記第１実施形態においては、互いに主波長の異なる４つの光源を有する構成としたが、これに限定はされず、互いに主波長の異なる２つあるいは３つの光源を有する構成であってもよいし、互いに主波長の異なる５つ以上の光源を有する構成であってもよい。また、光源の数に関わらず、少なくとも１つの光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定すればよい。
前述のとおり、短波長側ほどライトガイド４１の長さの変化に対する影響が大きいので、２以上の光源のうち、少なくとも１つの光源は青色光を出射する青色光源である場合に、この青色光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定するのが好ましい。
ここで、光源の主波長とは、重心波長またはピーク波長である。重心波長は、光源が出射する光のスペクトラムの平均の波長である。また、ピーク波長は、光源が出射する光のスペクトラムにおいて極大値を示す波長である。
また、上記第１実施形態においては、少なくとも１つの光源に対して、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに応じて発光量を設定する構成としたがこれに限定はされない。
例えば、内視鏡１２の種類によって照明レンズ４５の種類も異なる場合がある。照明レンズ４５もその種類によって透過率が異なるが、透過率の変化の割合は波長によって異なる場合がある。従って、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに加えて、照明レンズ４５の情報に応じて、光源の発光量を設定する構成としてもよい。
この場合は、テーブル記憶部２４は、内視鏡１２の種類ごとに、ライトガイド４１の長さの情報および照明レンズ４５の情報をテーブルとして記憶している。光源制御部２２は、スコープ情報記憶部３２から取得した内視鏡スコープの情報を、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルに照会して内視鏡１２のライトガイド４１の長さの情報および照明レンズ４５の情報を取得する。
あるいは、ライトガイド４１の材料、太さ、ファイバケーブルの本数等によっても透過率が変わる。従って、光源の主波長の情報とライトガイド４１の長さの情報とに加えて、ライトガイド４１の種類の情報に応じて、光源の発光量を設定する構成としてもよい。
この場合は、テーブル記憶部２４は、内視鏡１２の種類ごとに、ライトガイド４１の長さの情報およびライトガイド４１の種類（材料、太さ、ファイバケーブルの本数等）の情報をテーブルとして記憶している。光源制御部２２は、スコープ情報記憶部３２から取得した内視鏡スコープの情報を、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルに照会して内視鏡１２のライトガイド４１の長さの情報およびライトガイド４１の種類の情報を取得する。
さらに、光源の主波長の情報、ライトガイド４１の長さの情報、照明レンズ４５の情報、および、ライトガイド４１の種類の情報に応じて、光源の発光量を設定する構成としてもよい。
また、上記第１実施形態においては、内視鏡１２は、内視鏡スコープの種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部３２を有し、光源制御部２２は、スコープ情報記憶部３２から取得した内視鏡スコープの種類の情報を、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルに照会して、ライトガイド４１の長さの情報（あるいはさらに、照明レンズ４５の情報、および、ライトガイド４１の種類の情報）を取得する構成としたが、これに限定はされず、内視鏡１２がライトガイド４１の長さの情報（あるいはさらに、照明レンズ４５の情報、および、ライトガイド４１の種類の情報）を記憶する記憶部を有し、光源制御部２２がこの記憶部から直接、ライトガイド４１の長さの情報等を取得する構成としてもよい。
また、光源情報記憶部２３が記憶する各光源の主波長の情報は、光源の仕様上の主波長であってもよい。しかしながら、実際には同じ種類の光源であっても個体差があるため、出射される光の波長は仕様の波長に対して±５ｎｍ程度のばらつきがある。従って、光源情報記憶部２３は、各光源について発光する光のスペクトラムを実際に測定して求めた主波長を記憶するのが好ましい。
図６に、波長４０５ｎｍの場合と波長４０９ｎｍの場合の透過率比とライトガイドの長さとの関係を示す。
図６からわかるように、波長４０５ｎｍの場合と波長４０９ｎｍの場合のように、波長の差が小さい場合であっても、ライトガイドの長さが変わると透過率比が大きく変化する。すなわち、同じ種類の光源であっても個体差によって、透過率が変わる。
従って、光源情報記憶部２３は、各光源について発光する光のスペクトラムを実際に測定して求めた主波長を記憶する構成として、光源制御部２２が、この主波長に応じて光量設定値を設定することによって、光源の個体差に応じて光量設定値を設定することができる。
また、上記第１実施形態においては、１つの光源駆動部２１が、４つの光源それぞれに駆動信号を供給して光を出射させる構成としたが、これに限定はされず、各光源それぞれに対応して４つの光源駆動部を有する構成としてもよい。
［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、４つの光源がそれぞれ主に１つの色成分の光を出射する構成としたが、これに限定されず、２つ以上の色成分の光を出射する光源を有する構成としてもよい。
図７に光源部の他の一例のブロック図を示す。なお、第２実施形態の内視鏡システムは、光源部の構成が異なる以外は第１実施形態の内視鏡システムと同様の構成を有するので、以下の説明においては、光源部の構成についてのみ説明を行う。
図７に示す光源部２０ｂは、第１光源７１と、第２光源７２ｂと、光学フィルタ７３と、を備える。また、本実施形態においては、光源部２０ｂは、第１光源７１及び第２光源７２ｂの他に、追加光源７４を備える。第１光源７１、第２光源７２ｂ、及び、追加光源７４は各々独立に制御可能である。
第１光源７１は青色成分Ｂからなる光（以下、青色光という）を発光する。第１光源７１は、発光素子８１と、発光素子８１が発光した青色光を平行光等に整えるレンズ８２と、を備える。発光素子８１は、例えば、ＬＥＤまたはＬＤ等の半導体素子である。第１光源７１が発光した青色光は、青色光を透過する合波部材７６及び合波部材７７を介してライトガイド４１に入射する。合波部材７６及び合波部材７７は、例えば、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズム等である。
第２光源７２ｂは、緑色成分Ｇの他に赤色成分Ｒを含む広帯域な光を発光する。但し、第２光源７２ｂが発光する光は、赤色成分Ｒの光量よりも緑色成分Ｇの光量が多いため、視認すれば概ね緑色である。このため、本明細書においては、第２光源７２ｂが発光する光を緑色光という。すなわち、第２光源７２ｂは、広帯域な緑色光を発光する光源である。
第２光源７２ｂは、励起光Ｅｘを発光する発光素子８３ｂと、発光素子８３ｂが発光した励起光Ｅｘが入射することで緑色光を発光する蛍光体８４と、蛍光体８４が発光した広帯域な緑色光を平行光等に整えるレンズ８５と、を備える。発光素子８３は、例えば、ＬＥＤまたはＬＤ等の半導体素子である。また、図８に示すように、励起光Ｅｘは、約４４５ｎｍにピークを有する青色光であり、かつ、蛍光体８４が発光する緑色光は緑色成分Ｇの他に赤色成分Ｒを含む広帯域な緑色光である。上記のように第２光源７２ｂが発光する広帯域な緑色光は、光学フィルタ７３と、緑色成分Ｇ及び赤色成分Ｒを反射する合波部材７７と、を介してライトガイド４１に入射する。
光学フィルタ７３は、図９に示す分光透過率を有する。このため、図１０に示すように、光学フィルタ７３は第２光源７２ｂが発光する広帯域な緑色光の光量を波長ごとに調節する。より具体的には、光学フィルタ７３は、第２光源７２ｂが発光する広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇを調節する。
例えば、本実施形態においては、第２光源７２ｂが発光した広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇは約０．１５である。一方、光学フィルタ７３を介することによって、広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇは、ライトガイド４１に入射する際には約０．２２になる。第２光源７２ｂが発光した（すなわち光学フィルタ７３を介する前の）広帯域な緑色光の緑色成分Ｇの光量を「Ｇｂ」、光学フィルタ７３を介した後の緑色光の光量を「Ｇａ」とする場合、光学フィルタ７３を介する前後の緑色成分Ｇの光量比Ｇａ／Ｇｂは約０．５２である。また、第２光源７２ｂが発光した広帯域な緑色光の赤色成分Ｒの光量を「Ｒｂ」、光学フィルタ７３を介した後の緑色光の光量を「Ｒａ」とする場合、光学フィルタ７３を介する前後の赤色成分Ｒの光量比Ｒａ／Ｒｂは約０．７５である。
上記のように、光学フィルタ７３が広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇを調節するのは、照明光を観察対象の撮影に適した白色光にするためである。観察対象の撮影に適した白色光とは、例えば、従来の内視鏡システムで照明光として使用している白色光である。内視鏡システム１０の光源装置１４は、青色光を発光する第１光源７１と、広帯域な緑色光を発光する第２光源７２ｂと、を備えるが、赤色光を発光する光源を設けていない。したがって、広帯域な緑色光に赤色成分Ｒが含まれているとはいえ、単に青色光と広帯域な緑色光を合波して照明光を形成すると、合波後の照明光においては、青色成分Ｂ及び緑色成分Ｇに対して赤色成分Ｒが相対的に不足するので、照明光は例えばシアン色（水色）になる。その結呆、観察画像の色味が不自然になる。
一方、光学フィルタ７３を用いて広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇを上記のように調節すると、少なくとも照明光が含む緑色成分Ｇと赤色成分Ｒは観察対象の撮影に適した光量比になる。第１光源７１の青色光の光量と、第２光源７２ｂの広帯域な緑色光の光量は、各々独立に制御可能であるから、光学フィルタ７３を用いて広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比Ｒ／Ｇを上記のように調節し、かつ、光源制御部２２が第１光源７１及び第２光源７２ｂの発光量を、ライトガイド４１の長さの情報および光源の主波長の情報に応じて適宜調節すれば、照明光は観察対象の撮影に適した白色光になる。
光量比Ｒ／Ｇの具体的な調節目標値は、第２光源７２ｂが発光する広帯域な緑色光の分光特性、イメージセンサ４８の各色のカラーフィルタの分光特性、及び、イメージセンサ４８から画像を取得する際のゲイン、及び、ＤＳＰ５６で行う各種処理の内容（例えば、リニアマトリクス処理で使用するマトリクス）等を考慮して定める。その結果、光学フィルタ７３は、Ｇ画像及びＲ画像の明るさの比を調節する。したがって、光学フィルタ７３を用いて広帯域な緑色光の緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比を調節すると、調節目標とする白色光を用いて観察対象を撮影した場合に得るＧ画像及びＲ画像の明るさの比と、光源装置１４が生成する照明光を用いて観察対象を撮影した場合に得るＧ画像及びＲ画像の明るさの比とがほぼ一致する。すなわち、光源装置１４には赤色光を発光する赤色光源がないが、得られる観察画像は、調節目標とする白色光を用いて観察対象を撮影した場合に得る観察画像と同じ色合いになる。
上記のように光源部２０には赤色光を発光する赤色光源を設けない代わりに、第２光源７２ｂの広帯域な緑色光の長波長側の一部である赤色成分Ｒを利用して照明光を白色光にするので、赤色成分Ｒに比べて緑色成分Ｇの光量が過多になる。このため、光学フィルタ７３の分光透過率は、少なくとも緑色成分Ｇの透過率が赤色成分Ｒの透過率に比べて小さい。なお、本実施形態では、光学フィルタ７３は、第２光源７２ｂが発光した広帯域な緑色光を透過してライトガイド４１に導光するが、当然ながら、光学フィルタ７３が広帯域な緑色光を反射してライトガイド４１に導光する構成にすることもできる。この場合、光学フィルタ７３の分光反射率は、例えば図９と同様であり、少なくとも緑色成分の反射率が赤色成分の反射率に比べて小さい。すなわち、光学フィルタ７３は、広帯域な緑色光を反射してライトガイド４１に導光する場合に少なくとも緑色成分Ｇの反射率が赤色成分Ｒの反射率よりも小さい特性（分光反射率）を有し、または、広帯域な緑色光を透過してライトガイド４１に導光する場合に少なくとも緑色成分Ｇの透過率が赤色成分Ｒの透過率よりも小さい特性（分光透過率）を有する。
光学フィルタ７３は、波長ごとの透過率の変化がなめらかである。具体的には、緑色成分Gの範囲においては波長ごとの透過率は概ね一定であり、かつ、赤色成分Ｒの範囲においては波長ごとの透過率が長波長側にかけてなめらかに徐々に上昇する。この分光透過率は、血管等の構造の再現性（写りやすさ）を考慮したものである。例えば、内視鏡システム１０及び従来の内視鏡システムにおいては、照明光が含む光の波長に応じて、写りやすい血管の深さや太さが変化するので、照明光の分光スベクトル（波長ごとの光量）が異なると、ある深さ及び太さの血管は写りやすさに違いが生じる場合がある。このため、光学フィルタ７３は、波長ごとの反射率の変化をなめらかにして、緑色成分Ｇ及び赤色成分Ｒの範囲において、調節目標とする白色光とほぼ同じ分光スペクトルをほぼ再現する。より簡易に光学フィルタ７３を構成する場合には、波長ごとの透過率の変化を階段状にすることができる。例えば、図１１に示すように、光学フィルタ７３の分光透過率が、緑色成分Ｇの波長範囲及び赤色成分Ｒの波長範囲において、それぞれ概ね一定の透過率を有する構成とすることができる。広帯域な緑色光を反射してライトガイド４１に導光する場合における光学フィルタ７３の分光反射率も同様である。
光学フィルタ７３は、分光透過率（図９参照）から分かるように、励起光Ｅｘをカットする励起光カットフィルタとしても機能する。したがって、励起光Ｅｘの一部は蛍光体８４を透過して光学フィルタ７３に入射するが、光学フィルタ７３がカットするのでライトガイド４１には入射しない。なお、本実施形態においては、光学フィルタ７３と合波部材７７を各々別個に設けているが、光学フィルタ７３は合波部材７７と一体にすることができる。この場合、光学フィルタ７３は、広帯域な緑色光を反射してライトガイド４１に導光する際に緑色成分Ｇと赤色成分Ｒの光量比を調節し、かつ、第１光源７１が発光する青色光等と第２光源７２ｂが発光する広帯域な緑色光とを合波する合波部材としても機能する。
上記のように構成した光源部２０ｂを有する光源装置１４は、ほぼ白色の照明光を発光する。そして、イメージセンサ４８は、光源部２０ｂが発光した青色光と光学フィルタ７３が成分を調節した広帯域な緑色光と、を含む照明光を用いて観察対象を撮影する。
なお、内視鏡システムにおいて、ＤＳＰ５６、ノイズ低減部５８、変換部５９、画像処理部６１、表示制御部６６、制御部６９、および、光源制御部２２等は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成される。しかしながら、本発明においては、これらの部位をデジタル回路で構成してもよい。
次に、内視鏡システム１０の作用を説明する。内視鏡診断を行う場合には、内視鏡１２をプロセッサ装置１６及び光源装置１４に接続し、プロセッサ装置１６及び光源装置１４の電源を入れて、内視鏡システム１０を起動する。
内視鏡１２の挿入部１２ａを被検者の消化管内に挿入して、消化管内の観察を開始する。通常観察モードでは、追加光源７４を除く第１光源７１、第２光源７２および第３光源７５が同時に点灯する。第１光源７１、第２光源７２および第３光源７５から、それぞれ青色光、緑色光および赤色光が射出される。出射された青色光、緑色光および赤色光は、光源部２０内で合波されて白色光が生成される。この白色光は、内視鏡１２のライトガイド４１に供給される。
内視鏡１２では、白色光がライトガイド４１を通じて内視鏡１２の先端部１２ｄに導光され、先端部１２ｄから観察部位に照射される。観察部位で反射した白色光の反射光は、観察窓からイメージセンサ４８に入射する。イメージセンサ４８は、反射光を光電変換して画像信号を生成する。この画像信号は、プロセッサ装置１６のＤＳＰ５６に入力される。なお、ＤＳＰ５６に入力される画像信号は、内視鏡１２内でＡ／Ｄ変換（analog-to-digital conversion）等の処理が施されたものであってもよい。
ＤＳＰ５６は、内視鏡１２から入力された画像信号に対して、フレーム単位で、画素補間処理、ガンマ補正、ホワイトバランス補正等の信号処理を施して画像データとし、この画像データをフレームメモリに記憶させる。画像処理部６１は、フレームメモリに記憶された画像データに対して所定の画像処理を施して通常観察画像を生成する。この通常観察画像は、表示制御部６６を介してモニタ１８に表示される。この通常観察画像は、イメージセンサ４８のフレームレートに従って更新される。
また、ＤＳＰ５６は、内視鏡１２から入力される画像信号に基づいて観察部位の明るさ（平均輝度値）を算出し、制御部６９に入力する。制御部６９は、入力された平均輝度値と目標値との差分である調光信号を生成して、光源装置１４の光源制御部２２に入力する。
光源制御部２２は、調光信号に基づいて、光量設定値を調整して光源駆動部２１に入力する。通常観察モードでは、光源駆動部２１には、第１光源７１、第２光源７２および第３光源７５の発光量を設定するための光量設定値が光源制御部２２から入力される。
その際、光源制御部２２は、接続された内視鏡１２のスコープ情報記憶部３２から内視鏡スコープの種類の情報を取得し、テーブル記憶部２４に記憶されるテーブルを参照して内視鏡１２のライトガイド４１の長さの情報を取得する。光源制御部２２は、取得したライトガイド４１の長さの情報、および、光源情報記憶部２３に記憶された光源の主波長の情報に応じて、補正量記憶部２５に記憶されるテーブルを用いて各光源に対して光量設定値を設定する。
光源制御部２２が、光源駆動部２１が駆動する各光源の発光量を制御することで、内視鏡１２から出射される光における光量比率を、予め設定された光量比率に調整する。これにより、どの内視鏡１２を用いた場合でも内視鏡１２から出射される照明光の中の赤色光、緑色光、青色光の射出光量の割合が一定に保たれ、通常観察画像の色味の変化が防止される。
次に、通常観察モードで病変部と疑わしき観察部位が発見された場合等には、通常観察モードから血管強調観察モードに切り替えられる。この血管強調観察モードでは、第１光源７１、第２光源７２、第３光源７５および追加光源７４が全て同時に点灯する。この場合、光源部２０では、白色光に紫色光が混合された混合光が生成されて、内視鏡１２のライトガイド４１に供給される。
内視鏡１２では、観察部位に照射された混合光の反射光が、通常観察モードの場合と同様に撮像され、画像信号がプロセッサ装置１６に入力される。プロセッサ装置１６では、画像処理部６１が血管強調観察画像を生成し、表示制御部６６が血管強調観察画像をモニタ１８に表示させること以外は、通常観察モードの場合と同様の動作が行われる。
光源装置１４では、光源駆動部２１には、第１光源７１、第２光源７２および第３光源７５に対する光量設定値に加えて、追加光源７４の発光量を設定するための光量設定値が光源制御部２２から入力される。光源制御部２２は追加光源７４に対する光量設定値をライトガイドの長さの情報および光源の主波長の情報に基づいて設定すること以外は、通常観察モードの場合と同様である。
ここで、上記第１実施形態では、生体組織の血管情報を取得するための血管情報取得用半導体光源として、紫色光ＬＶを発する追加光源７４を設けているが、追加光源７４に代えて、または追加光源７４に加えて、他の血管情報取得用半導体光源を設けてもよい。例えば、血管情報として血中ヘモグロビンの酸素飽和度を取得するために、中心波長４７３±１０ｎｍの狭帯域の青色光を発する半導体光源を設けても良い。もちろん、血管情報観察を行わない場合には、血管情報取得用半導体光源を設けず、青色、緑色、赤色半導体光源のみとしても良い。
また、上記第１実施形態では、光源としてＬＥＤを用いているが、ＬＥＤに代えてＬＤ（Laser Diode）等の半導体光源を用いても良い。
また、上記第１実施形態では、血管強調観察モードでは、白色光ＬＷと紫色光ＬＶとの混合光を観察部位に照射しているが、紫色光及び緑色光、あるいは青色光及び緑色光を観察部位に照射して血管強調観察画像を取得してもよい。
また、上記第１実施形態では、複数色の光を観察部位に同時照射しているが、これらを順次に照射して、各色の光を個別に撮像しても良い。この場合には、イメージセンサ４８としてモノクロ撮像素子を用いることが好ましい。
また、上記第１実施形態では、光源装置とプロセッサ装置とを別体構成としているが、光源装置とプロセッサ装置と１つの装置で構成してもよい。また、本発明は、照明光の観察部位の反射光をイメージガイドで導光するファイバスコープや、撮像素子と超音波トランスデューサが先端部に内蔵された超音波内視鏡を用いた内視鏡システム、及びそれに用いられる内視鏡用光源装置にも適用可能である。
上記第１実施形態においては、イメージセンサ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おいて本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムにおいても本発明は好適である。
１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡スコープ
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１３ａ ズーム操作部
１３ｂ モード切替スイッチ
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ コンソール
２０ 光源部
２１ 光源駆動部
２２ 光源制御部
２３ 光源情報記憶部
２４ テーブル記憶部
２５ 補正量記憶部
３０ａ 照明光学系
３０ｂ 撮影光学系
３２ スコープ情報記憶部
４１ ライトガイド
４５ 照明レンズ
４６ 対物レンズ
４７ ズームレンズ
４８ イメージセンサ
５４ 画像取得部
５６ ＤＳＰ
５８ ノイズ低減部
５９ 変換部
６１ 画像処理部
６６ 表示制御部
６９ 制御部
７１ 第１光源
７２、７２ｂ 第２光源
７３ 光学フィルタ
７４ 追加光源
７５ 第３光源
７６、７７、９９ 合波部材
８１、８３、８３ｂ、８６、８８ 発光素子
８２、８５、８７、８９ レンズ
８４ 蛍光体
９１、９２、９３、９７ 光検出器
９４、９５、９６、９８ ビームスプリッタ

Claims (7)

  1. 光を導光するライトガイドを有する内視鏡スコープと、
    前記ライトガイドに光を供給する、互いに主波長の異なる２以上の光源と、
    前記２以上の光源それぞれに駆動信号を供給して光を出射させる光源駆動部と、
    前記光源駆動部に光量設定値を入力して、前記光量設定値に応じた前記駆動信号を前記光源駆動部に生成させる光源制御部と、
    前記２以上の光源の少なくとも１つの前記主波長の情報を記憶する光源情報記憶部と、を有し、
    前記内視鏡スコープは、スコープの種類の情報を記憶するスコープ情報記憶部を有し、
    前記光源制御部は、前記光源情報記憶部から前記光源の前記主波長の情報を取得し、前記スコープ情報記憶部から前記スコープの種類の情報を取得して、少なくとも前記主波長の情報および前記スコープの種類の情報から得られる前記ライトガイドの長さの情報に応じて少なくとも１つの前記光量設定値を設定し、前記光源駆動部に前記光量設定値を入力して前記光源駆動部が駆動する前記光源の発光量を制御することによって、前記内視鏡スコープから出射される光における光量比率を予め設定された光量比率に調整する内視鏡システム。
  2. 前記内視鏡スコープは、前記ライトガイドの先端側に配置される照明レンズを有し、
    前記光源制御部は、少なくとも前記ライトガイドの長さの情報および前記スコープの種類の情報から得られる照明レンズの情報、ならびに、前記光源の主波長の情報に応じて、前記光量設定値を設定する請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 前記光源制御部は、少なくとも前記ライトガイドの長さの情報、および、前記スコープの種類の情報から得られる前記ライトガイドの種類の情報、ならびに、前記光源の前記主波長の情報に応じて、前記光量設定値を設定する請求項１または２に記載の内視鏡システム。
  4. 前記２以上の光源の少なくとも１つは青色光を出射する青色光源であり、
    前記光源制御部は、前記青色光源に対して前記光量設定値を設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内視鏡システム。
  5. 前記光源制御部は、少なくとも１つの前記光源の個体差に応じて前記光量設定値を設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡システム。
  6. 前記内視鏡スコープは、前記２以上の光源を含む光源装置に着脱可能に接続される請求項１〜５のいずれか一項に記載の内視鏡システム。
  7. 前記光源の前記主波長は、重心波長またはピーク波長である請求項１〜６のいずれか一項に記載の内視鏡システム。
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