JP5544219B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡システムに関する。

内視鏡挿入部の先端から照明光を出射して被観察領域を撮像する撮像素子を有する内視鏡と、この内視鏡に接続されて内視鏡に照明光を供給すると共に撮像素子からの撮像信号を演算処理する制御装置とを備えた内視鏡システムとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。また、近年になり、内視鏡の照明光として、蛍光体とレーザ光とを組み合わせて用いる技術が実用化されつつある。蛍光体とレーザ光による照明光を用いる内視鏡システムの場合、内視鏡挿入部の先端に蛍光体を配置して、この蛍光体に細径の光ファイバケーブルを通じてレーザ光を供給するので、内視鏡挿入部の細径化に有利となる。

このような内視鏡システムにおいては、患部を正確に診断するために、撮像した画像の色調を、予め定めた色度補正テーブルにより正しい色度になるよう補正する色度調整処理が行われる。ところが、個々の内視鏡が有する光学特性と、この内視鏡が接続される制御装置側の光学特性には、それぞれ個体差がある。そのため、内視鏡から出力される画像信号を制御装置側で一律に補正しようとしても、常に正しい色度に補正することが困難となる。特に、蛍光体とレーザ光源とを組み合わせた照明装置の場合、照明用の光源の個体差による発光波長の違いや、蛍光体の個体差による発光特性の違い等が微妙に絡み合って最終的な観察画像の色調が決定されるので、制御装置に接続された内視鏡を別のものに交換すると、撮像画像の色調が内視鏡毎に異なるようになる。

図１２に光源の色度（Ｘ，Ｙ）の個体差による内視鏡の照明光のばらつきの分布を示した。レーザ光源を用いた場合、レーザ発光素子には±５ｎｍ程度の発光波長のばらつきがあるため、光源（例えば４４０ｎｍ、４４５ｎｍ励起の光源）自体の個体差による色度のばらつきは、それぞれ色度Ｘ，Ｙで共に０．０２程度のばらつきが生じる。照明光の特性のばらつきが小さければ、制御装置が搭載しているホワイトバランス機能で調整可能であるが、個体差によるばらつきが大きく、調整可能範囲を外れる場合は、ホワイトバランス調整をしても正しい色調を再現することができなくなる。そのため、照明光の色度は観察画像の色品質を左右することになる。

特開２０００−３４２５３３号公報

本発明は、蛍光体と光源とを組み合わせた照明光を用いる内視鏡システムにおいて、内視鏡と、内視鏡を取り付ける制御装置の光学特性にそれぞれ個体差があっても、常に同じ色調の観察画像に補正できる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明は、下記構成からなる。
光路上に蛍光体を有する照明光学系と、光学像の撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像光学系とを備えた複数個の内視鏡と、
前記蛍光体を発光させる励起光を前記照明光学系に供給する光源部、及び前記撮像素子から出力される撮像信号を演算処理する画像処理部を備えた制御装置と、
を具備し、前記複数個の内視鏡のうち、いずれか一つの内視鏡が前記制御装置に着脱自在に接続される内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、前記蛍光体の光吸収特性を表す励起スペクトルの情報と、前記蛍光体が吸収した光エネルギにより励起され前記蛍光体が発光する発光スペクトルの情報とを記憶する内視鏡特性記憶部を有し、
前記制御装置が、前記励起光の波長の情報を記憶する光源情報記憶部を有し、
前記画像処理部が、
前記制御装置に接続された内視鏡の前記内視鏡特性記憶部に記憶された前記励起スペクトルの情報及び前記発光スペクトルの情報と、前記制御装置の前記光源情報記憶部に記憶された前記励起光の波長の情報とに基づいて、前記蛍光体と前記励起光により得られる照明光の照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出手段と、
前記照明光スペクトルに応じて前記撮像信号の色度情報を補正するための色度補正テーブルを作成する色度補正テーブル作成手段と、
前記作成した色度補正テーブルを用いて前記撮像素子から出力される撮像信号を補正する画像補正手段と、
を備えた内視鏡システム。

本発明によれば、蛍光体と光源とを組み合わせた照明光を用いる内視鏡システムにおいて、蛍光体や光源の発光特性の違いを考慮することで、内視鏡と、内視鏡の接続先となる制御装置の光学特性にそれぞれ個体差があっても、常に同じ色調の観察画像に補正できる。

本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 図１に示した内視鏡システムの一例としての外観図である。 紫色レーザ光源からの紫色レーザ光と、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と、を示すグラフである。 画像処理部の具体例を示すブロック構成図である。 特定の蛍光体に関する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。 青色レーザ光源の発光波長がずれた場合の発光スペクトルの変化を示す説明図である。 撮像画像の色度情報を補正する手順を示す説明図である。 内視鏡特性記憶部の記憶容量を軽減させる方法を示す説明図である。 変形例１における光源装置の構成の一部を示すブロック図である。 変形例２における光源装置の構成の一部を示すブロック図である。 合波・分波器を用いた光源装置の構成の一部を示すブロック図である。 内視鏡の照明光の色度のばらつきを表す色度図である。

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、内視鏡システムの概念的なブロック構成図、図２は図１に示す内視鏡システムの一例としての外観図である。
図１、図２に示すように、内視鏡システム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、図示は省略するが、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。

なお、内視鏡１１は予め複数個が用意されており、制御装置１３に接続される内視鏡１１を任意に取り替えることができる。

図１に示すように、光源装置４１は発光源として紫色レーザ光源（ＬＤ−１）４５と、青色レーザ光源（ＬＤ−２）４７とを備えている。具体的には、青色レーザ光源４７は中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光を出射するレーザダイオードであり、紫色レーザ光源４５は、中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光を出射するレーザダイオードである。

紫色レーザ光源４５及び青色レーザ光源４７としては、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。

これらの各光源４５，４７の半導体発光素子からの発光は、光源制御部４９により個別に制御されており、紫色レーザ光源４５の出射光と、青色レーザ光源４７の出射光との光量比は変更自在になっている。

これら各光源４５，４７から出射されるレーザ光は、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。

コネクタ部２５Ａに供給された中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光、及び中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光が合波されたレーザ光は、２本の光ファイバ５５Ａ，５５Ｂを経由して、２系統の光としてそれぞれ内視鏡１１の内視鏡先端部３５まで伝送される。

図１に示すように、内視鏡先端部３５の光ファイバ５５Ａ，５５Ｂの光出射端のそれぞれ対向する位置に、蛍光体５７が配置されている。この蛍光体５７は波長変換部材として機能する。すなわち、光ファイバ５５Ａ，５５Ｂから供給される青色レーザ光源４７からの青色レーザ光は、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。一方、紫色レーザ光源４５からの紫色レーザ光は、蛍光体５７を励起させることなく透過して、狭帯域波長の照明光となる。

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の細径なケーブルを使用できる。

蛍光体５７は、青色レーザ光のエネルギ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を含んで構成される。蛍光体５７の具体例としては、例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）等を含む蛍光体等が利用できる。従って、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た結果として、白色（疑似白色）の照明光が内視鏡先端部３５の照射口３７Ａ，３７Ｂから出射される。本構成例のように、半導体発光素子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、更に、白色光の強度を容易に調整できる。

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、凹レンズ等の光路変更手段が不要となり、光学的損失が小さくなる。

図３は、紫色レーザ光源４５からの紫色レーザ光と、青色レーザ光源４７からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体５７により波長変換された発光スペクトルと、を示すグラフである。紫色レーザ光は、中心波長４０５ｎｍの輝線（プロファイルＡ）で表される。また、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Ｂ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。

この内視鏡システム１００では、プロファイルＡとプロファイルＢとの発光強度を光源制御部４９により相対的に増減制御することで、プロファイルＡ，Ｂの混合比率に応じて特性の異なる照明光を得ることもできる。

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光、及び紫色レーザ光による狭帯域光からなる照明光は、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に入力される。

このプロセッサ４３は、光源装置４１を制御する制御部６７と、制御部６７に接続され詳細は後述する画像処理部７３、補正情報記憶部７２とを有する。撮像画像信号を正しい色度に合わせる補正処理に必要な色度補正テーブル等の情報は、予め作成されて補正情報記憶部７２に記憶されている。

Ａ／Ｄ変換器６５から出力された撮像画像信号は、上記の画像処理部７３に入力される。画像処理部７３では、入力されたデジタル画像信号を画像データに変換して適宜な画像処理を行い、所望の出力用画像情報を生成する。

図４は画像処理部の具体例を示すブロック構成図である。画像処理部７３は、ホワイトバランス部８２と、ガンマ補正部８３と、色分離部８４と、色度補正部８５と、ＹＣ変換部８６とを備えている。ホワイトバランス部８２は、Ａ／Ｄ変換器６５から出力されるデジタル画像信号に対してホワイトバランスを調整し、この調整済みの画像データをガンマ補正部８３に与える。ガンマ補正部８３は、入力された画像データに対してガンマ補正を施する。色分離部８４は、ガンマ補正後の画像データについて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各画像信号を生成し、これらの画像信号を色度補正部８５に与える。

色度補正部８５は、詳細を後述する色度補正テーブル８１に登録されている補正用のデータを読み込み、色分離部８４から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号に対して正しい色度の画像が得られるように補正処理を施す。色補正処理された画像信号は、ＹＣ変換部８６により、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）のカラー映像信号に変換する。

カラー映像信号に変換され画像処理部７３から出力された映像信号は、制御部６７に入力され、制御部６７で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示部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に記憶される。

次に、内視鏡の個体情報について説明する。
図１に示すように、内視鏡１１の内部には内視鏡特性記憶部７５が備わっている。この内視鏡特性記憶部７５は不揮発性メモリで構成されており、内視鏡１１の個体情報を予め記憶している。具体的には、内視鏡１１に実際に備わっている蛍光体５７の固有の発光特性情報である励起スペクトル情報と、発光スペクトル情報とが内視鏡特性記憶部７５に記憶されている。また、内視鏡特性記憶部７５に、撮像素子２１が有するＲ，Ｇ，Ｂ（或いはＣ，Ｍ，ＹやＣ，Ｍ，Ｙ，Ｇ）のカラーフィルタの分光特性情報も記憶されている。ここで、励起スペクトル情報とは、外部から励起のために供給される光に対する蛍光体５７のエネルギ吸収特性に関する波長毎の分布状況を表す情報である。また、発光スペクトル情報とは外部から供給される光によって実際に蛍光体５７から発生する蛍光の分光強度を表す情報である。そして、分光特性情報とはカラーフィルタの分光感度に依存する撮像素子２１の分光感度特性を表す情報である。

実際には、内視鏡の使用前に蛍光体５７の発光特性を測定しておき、その結果として得られた励起スペクトル情報及び発光スペクトル情報を内視鏡特性記憶部７５に書き込んでおく。また同様に、カラーフィルタの分光特性情報も内視鏡特性記憶部７５に書き込んでおく。なお、発光特性は、測定する以外にも、予め用意された蛍光体５７の正確な特性情報を内視鏡特性記憶部７５に書き込むことであってもよい。

ここで、特定の蛍光体に関する励起スペクトルと発光スペクトルの一例を図５に示した。図５に示す特性の蛍光体５７の場合には、点線で示す励起スペクトルの曲線から、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ことが分かる。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。

また、蛍光体５７の発光強度は吸収したエネルギの大きさに応じて変化する。図５に示す励起スペクトルのように、蛍光体５７の励起光の吸収特性は波長に応じて変化するので、外部から供給される光の波長に応じて蛍光体５７の発光強度も変化する。

例えば、図６に示すように、青色レーザ光源４７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、レーザ光線ＬＢ−Ｂに対しては、レーザ光線ＬＢ−Ａと同一の出射光強度でありながら、蛍光体５７の発光スペクトルＣＡからＣＢに減少し、レーザ光線ＬＢ−ＡとＬＢ−Ｂとの間で蛍光体からの発光強度に相対的な差が生じる。

内視鏡特性記憶部７５が記憶する励起スペクトルの情報、発光スペクトルの情報、及び分光特性情報については、多数の波長のそれぞれについて連続的に各スペクトルの曲線を表す情報をテーブル化して、或いは数式化して記憶しておけば、より高精度で照明光のスペクトルを予測することが可能であり、高精度の色度補正が可能になる。

また、光源の個体情報についは、次の通りである。
光源装置４１は、図１に示すように、光源情報記憶部７４を備えている。この光源情報記憶部７４は不揮発性メモリで構成されており、光源装置４１の固有の光源情報として、光源から出力されるレーザ光の波長を表す情報を記憶している。即ち、光源情報記憶部７４は、少なくとも青色レーザ光源４７から出射されるレーザ光の中心波長（強度が最大の波長）を表す情報が記憶される。また、紫色レーザ光源４５から出射されるレーザ光の中心波長を表す情報も記憶していてもよい。これら中心波長の情報は、内視鏡の使用前に光源装置４１の各レーザ光源４５，４７の発光特性を測定しておき、その結果として得られた情報を光源情報記憶部７４に書き込んでおく。また、測定する以外にも、予め用意された各レーザ光源４５，４７の正確な特性情報を内視鏡特性記憶部７５に書き込むことであってもよい。

次に、撮像画像の色度情報を補正する手順を図７を用いて説明する。
図７に示すように、制御装置１３に内視鏡１１のいずれかが接続された際、プロセッサ４３の制御部６７は、光源装置４１の光源情報記憶部７４から光源の発光波長に関する情報を取得し、制御装置１３に接続された内視鏡１１の内視鏡特性記憶部７５から、励起スペクトル情報及び発光スペクトル情報である蛍光体発光特性の情報を取得する。そして、これらの固有パラメータの情報に基づいて内視鏡１１の先端から照射される照明光の照明光分光プロファイル７６を生成する。即ち、蛍光体の励起スペクトルと光源の発光波長から蛍光体発光スペクトルの強度を求め、この蛍光体発光スペクトルと、青色レーザ光とが合成された照明光分光プロファイルを求める。なお、光源情報記憶部７４からの情報取得は、内視鏡１１の接続前に行っていてもよい。

その後、制御装置１３は照明光分光プロファイルの内容に基づいて、補正後の画像において色度を正しく再現するために必要な情報を生成しこれを色度補正テーブル８１に書き込む。即ち、照明光として予め定めた標準光を用いる場合と同等の色度の出力画像を得るために、標準光の分光特性（プロファイル）と実際の照明光の分光特性との違いに相当する色度の補正を画像信号に施すための色度補正テーブル８１を作成し、この色度補正テーブル８１の内容を図１に示す補正情報記憶部７２に記憶する。

そして、制御装置１３の画像処理部７３では、内視鏡１１からの撮像信号を、補正情報記憶部７２を参照して、この色度補正テーブル８１に基づいて補正し、適正な色度とされた観察画像を制御部６７に出力する。以上の処理により、内視鏡１１で撮像し撮像画像は、内視鏡の蛍光体の個体差、光源の個体差によらず、常に適正な色調で出力され、診断に適した色調の画像として表示、或いは保存される。

更に、撮像素子２１が有するカラーフィルタの分光特性を含めて、色度補正テーブル８１を作成することで、より正確な色度補正が可能となる。即ち、撮像素子２１の受光面上には、Ｒ，Ｇ，Ｂや、Ｃ，Ｍ，Ｙ（或いはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｇ）等の基準色に対応する各フィルタ層が画素毎に形成されており、これにより、各基準色の輝度レベルが検出できる。しかし、カラーフィルタの材料や厚みのばらつき等の要因によって、撮像素子毎に分光感度特性に個体差が生じる。このような撮像素子の個体差があっても、予めカラーフィルタの分光特性の情報が既知であれば、この分光特性の情報を用いて撮像信号を、基準とする所定の色調に合わせることができる。本構成例では、蛍光体に関する発光特性の個体情報と、光源部の発光特性の個体情報に加え、撮像素子が有するカラーフィルタの分光特性の個体情報に基づいて色度補正テーブルを作成する。この色度補正テーブルにより撮像信号を補正することで、撮像素子２１のカラーフィルタの個体差によらずに、常に一定の色調で撮像画像を出力できる。

上記の通り、画像処理部７３は、制御装置１３に接続された内視鏡１１に備わる蛍光体５７に関する発光特性の個体情報、及び各レーザ光源４５，４７の発光特性の個体情報に基づいて、照明光学系により得られる照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出手段、照明光スペクトルに応じて撮像信号の色度情報を補正するための色度補正テーブルを作成する色度補正テーブル作成手段、作成した色度補正テーブルを用いて撮像素子２１から出力される撮像信号を補正する画像補正手段の機能を有する。

また、図示しないが、制御装置１３と内視鏡１１とを接続するコネクタ部２５Ａ，２５Ｂの近傍に、接続の有無を検出するためのスイッチを設け、内視鏡１１が接続されたときに、スイッチから出力される検出信号をトリガとして、上記の照明光分光プロファイル及び色度補正テーブルの作成処理を自動的に開始することで、制御部６７が色度補正テーブル８１を自動的に更新させることができる。

次に、前述の内視鏡システムの構成や動作の変形例を以下に説明する。
まず、図１に示す内視鏡１１の内視鏡特性記憶部７５に記憶容量の制約がある場合には、内視鏡特性記憶部７５が記憶する情報のデータ量を軽減することもできる。このデータ量を軽減する例を図８に示した。励起スペクトルの最大値及びその前後の少なくとも３種の異なる波長に対応するＰ_Ｅ１，Ｐ_Ｅ２，Ｐ_Ｅ３に関する情報だけでも、励起スペクトルの曲線のおおよその特性を推定により把握することができる。また、発光スペクトルの特性についても同様に、少なくとも３種の異なる波長に対応するＰ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２，Ｐ_Ｌ３に関する情報だけでも、発光スペクトルの曲線のおおよその特性を推定により把握することが可能である。

そこで、励起スペクトル、発光スペクトルの情報としては、それぞれ３点の情報だけを記憶させる。これによれば、少ないデータ量でありながら、途中の波長に関しては補間処理により推定して求めることで、精度を大きく低下させることなく色補正処理を行うことができる。

次に、光源装置４１の他の変形例を図９〜図１１に示した。
図９に示した変形例１においては、１つの光源装置の中に、中心発光波長が４４５ｎｍの２つのレーザ光源ＬＤ１−１，ＬＤ１−２と、中心発光波長が４０５ｎｍの２つのレーザ光源ＬＤ２−１，ＬＤ２−２とを設けてある。そして、これら４つのレーザ光源ＬＤ１−１，ＬＤ１−２，ＬＤ２−１，ＬＤ２−２からそれぞれ出射される光をコンバイナ５１を用いて合波する。

この場合、同じ波長で規格されたレーザ光源を複数用いてそれらの出射光を合波することにより、各レーザ光源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、レーザ光源ＬＤ１−１，ＬＤ１−２は、規格上の発光波長は４０５ｎｍ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４０５ｎｍから例えば±５ｎｍ程度ずれたの波長の光を発生することがある。そこで、図９に示すように、複数のレーザ光源ＬＤ１−１，ＬＤ１−２の光を合波して利用することにより、レーザ光源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。

同様に、図１０に示した変形例２においては、１つの光源装置の中に規格上の発光波長が同じｎ個のレーザ光源ＬＤ−１，ＬＤ−２，ＬＤ３，・・・，ＬＤ−ｎを設けてあり、これらｎ個のレーザ光源からそれぞれ出射される光をコンバイナ５１を用いて合波する。即ち、使用するレーザ光源の数を増加させる程、個体差による発光波長のばらつきを一層少なくできる。

なお、上記の変形例における光の合波は、図１１に示すように、単一の部品として合波と分波の両方の機能を備えた合波・分波器（ファイバーカプラ）を用いれば、部品数を減らし、より小型化することが可能になる。

以上、内視鏡システムを説明したが、本内視鏡システムにおいては、光源装置４１に発光波長の異なる複数種のレーザ光源を搭載しているが、勿論、白色照明用のレーザ光源だけ搭載した構成であってもよく、また、コンバイナ５１やカプラ５３は、適宜省略することもできる。
また、本内視鏡システムにおいては、内視鏡１１の蛍光体の個体情報を内視鏡１１内部の内視鏡特性記憶部７５で記憶させているが、プロセッサ４３に接続されるサーバ等の外部記憶手段に、蛍光体の発光特性情報やカラーフィルタの分光特性情報を内視鏡１１の個体識別情報と共に記憶させておき、制御装置１３に接続された内視鏡１１に対するこれら個体情報を、外部記憶手段に問い合わせて参照する構成としてもよい。

なお、図１に示したコンバイナ５１やカプラ５３については、例えばファイバーカプラの他にも、ダイクロイックミラーを用いて合波、分波させる構成にもできる。

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） 光路上に蛍光体を有する照明光学系と、光学像の撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像光学系とを備えた内視鏡と、前記蛍光体を発光させる励起光を前記照明光学系に供給する光源部、及び前記撮像素子から出力される撮像信号を演算処理する画像処理部を備えた制御装置と、を具備する内視鏡システムであって、
前記画像処理部が、前記制御装置に接続された内視鏡に備わる前記蛍光体に関する発光特性の個体情報、及び前記光源部の発光特性の個体情報に基づいて、前記照明光学系により得られる照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出手段と、
前記照明光スペクトルに応じて前記撮像信号の色度情報を補正するための色度補正テーブルを作成する色度補正テーブル作成手段と、
前記作成した色度補正テーブルを用いて前記撮像素子から出力される撮像信号を補正する画像補正手段と、
を備えた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、制御装置に接続する内視鏡を取り替えた場合でも、現在使用中の内視鏡の個体情報に基づき、蛍光体の発光特性と光源部の発光特性に基づいて、実際の照明光スペクトルを算出することができる。従って、この照明光スペクトルを反映した色度補正テーブルを作成し、この色度補正テーブルにより撮像信号を補正することで、常に正しい色調の画像情報を再現できる。

（２） （１）の内視鏡システムであって、
前記蛍光体に関する発光特性の個体情報が、前記蛍光体の光吸収特性を表す励起スペクトルの情報と、吸収した光エネルギにより励起され前記蛍光体から発光する発光スペクトルの情報を含む内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、蛍光体の発光特性の個体情報が励起スペクトルと発光スペクトルを含むことにより、任意の波長光に対する発光スペクトルを求めることができる。

（３） （２）記載の内視鏡システムであって、
前記光源部の発光特性の個体情報が、前記光源部の発光波長の情報を含む内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、光源部の発光特性の個体情報が光源部の発光波長を含むことにより、蛍光体の発光スペクトルを正確に求めることができる。

（４） （１）〜（３）のいずれか１つに記載の内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、前記蛍光体に関する発光特性の個体情報を記憶した内視鏡特性記憶部を有する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、制御装置に接続した内視鏡の内視鏡特性記憶部を参照することで、蛍光体の発光特性を簡単に得ることができる。

（５） （４）記載の内視鏡システムであって、
前記内視鏡が前記制御装置に接続されているか否かを検出する接続検出手段を有し、
前記画像処理部が、前記内視鏡の非接続状態から接続状態への切り替わりの検出をトリガとして、前記制御装置に接続された内視鏡の内視鏡特性記憶部から前記蛍光体に関する発光特性の個体情報を取得し、前記色度補正テーブルを作成する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、制御装置と接続される内視鏡を取り替えたときに、新たに接続された内視鏡の固有の特性に合わせて、色度補正テーブルが自動的に作成される。従って、内視鏡を交換する場合に作業者が特別な操作を行わなくても、内視鏡の特性に合わせて自動的に画像が補正される。

（６） （１）〜（５）のいずれか１つに記載の内視鏡システムであって、
前記制御装置が、前記光源部の発光特性の個体情報を記憶した光源情報記憶部を有する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、制御装置が光源情報記憶部を参照することで、現在使用している光源部の中心発光波長を簡単に得ることができる。

（７） （１）〜（６）のいずれか１つに記載の内視鏡システムであって、
前記光源部が、発光源として半導体発光素子を備えた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、発光効率を高めて高輝度な照明光を得ることができる。

（８） （７）記載の内視鏡システムであって、
前記光源部が、複数の半導体発光素子から出射される光をそれぞれ合波して前記内視鏡の照明光学系に供給する合波手段を備えた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、個体差により発光波長がばらついた半導体発光素子を利用する場合であっても、複数の半導体発光素子からの出射光を合波することで、波長のばらつきが軽減され、光源部の個体差に起因する照明光スペクトルの変化が小さくなる。

（９） （８）記載の内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、前記蛍光体と該蛍光体に光出射端を向けて配置した導光路との対を複数有し、
前記光源部が、前記合波された光を前記各導光路にそれぞれ分波して供給する分波手段を備えた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、合波により波長のばらつきが軽減された光を各蛍光体に均等に導くことができ、各蛍光体から均質な照明光を出射できる。

（１０） （９）記載の内視鏡システムであって、
前記合波手段と前記分波手段とを一つのファイバーカプラで構成した内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、光源部の小型化及び構成部品の低減が可能となる。

（１１） （９）記載の内視鏡システムであって、
前記合波手段と前記分波手段とをそれぞれダイクロイックミラーを用いて構成した内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、光源部を簡単な素子により低コストで構成できる。
（１２） （１）〜（１１）のいずれか１つに記載の内視鏡システムであって、
前記画像処理部が、前記蛍光体に関する発光特性の個体情報と前記光源部の発光特性の個体情報に加え、前記撮像素子のカラーフィルタの分光特性の個体情報に基づいて前記色度補正テーブルを作成する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、撮像素子のカラーフィルタの分光特性に個体差があっても、これを補正して、常に正しい色調の画像情報を再現できる。
（１３） （１２）記載の内視鏡システムであって、
前記内視鏡が、前記蛍光体に関する発光特性の個体情報と、前記撮像素子のカラーフィルタの分光特性の個体情報とを記憶した内視鏡特性記憶部を有する内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、制御装置に接続した内視鏡の内視鏡特性記憶部を参照することで、撮像素子のカラーフィルタの分光特性を簡単に得ることができる。

１１ 内視鏡
１３ 制御装置
１５ 表示部
１７ 入力部
１９ 内視鏡挿入部
２１ 撮像素子
２５Ａ，２５Ｂ コネクタ部
３１ 軟性部
３３ 湾曲部
３５ 先端部
３７Ａ，３７Ｂ 照射口
４１ 光源装置
４３ プロセッサ
６７ 制御部
７２ 補正情報記憶部
７３ 画像処理部
７４ 光源情報記憶部
７５ 内視鏡特性記憶部
８１ 色度補正テーブル
８５ 色度補正部
１００ 内視鏡システム

Claims (9)

1. 光路上に蛍光体を有する照明光学系と、光学像の撮像信号を出力する撮像素子を有する撮像光学系とを備えた複数個の内視鏡と、
   前記蛍光体を発光させる励起光を前記照明光学系に供給する光源部、及び前記撮像素子から出力される撮像信号を演算処理する画像処理部を備えた制御装置と、
   を具備し、前記複数個の内視鏡のうち、いずれか一つの内視鏡が前記制御装置に着脱自在に接続される内視鏡システムであって、
   前記内視鏡が、前記蛍光体の光吸収特性を表す励起スペクトルの情報と、前記蛍光体が吸収した光エネルギにより励起され前記蛍光体が発光する発光スペクトルの情報とを記憶する内視鏡特性記憶部を有し、
   前記制御装置が、前記励起光の波長の情報を記憶する光源情報記憶部を有し、
   前記画像処理部が、
   前記制御装置に接続された内視鏡の前記内視鏡特性記憶部に記憶された前記励起スペクトルの情報及び前記発光スペクトルの情報と、前記制御装置の前記光源情報記憶部に記憶された前記励起光の波長の情報とに基づいて、前記蛍光体と前記励起光により得られる照明光の照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出手段と、
   前記照明光スペクトルに応じて前記撮像信号の色度情報を補正するための色度補正テーブルを作成する色度補正テーブル作成手段と、
   前記作成した色度補正テーブルを用いて前記撮像素子から出力される撮像信号を補正する画像補正手段と、
   を備えた内視鏡システム。
2. 請求項１記載の内視鏡システムであって、
   前記内視鏡が前記制御装置に接続されているか否かを検出する接続検出手段を有し、
   前記画像処理部が、前記内視鏡の非接続状態から接続状態への切り替わりの検出をトリガとして、前記制御装置に接続された内視鏡の内視鏡特性記憶部から、前記励起スペクトルの情報及び前記発光スペクトルの情報を取得し、前記色度補正テーブルを作成する内視鏡システム。
3. 請求項１又は請求項２記載の内視鏡システムであって、
   前記光源部が、発光源として半導体発光素子を備えた内視鏡システム。
4. 請求項３記載の内視鏡システムであって、
   前記光源部が、複数の半導体発光素子から出射される光をそれぞれ合波して前記内視鏡の照明光学系に供給する合波手段を備えた内視鏡システム。
5. 請求項４記載の内視鏡システムであって、
   前記内視鏡が、前記蛍光体と該蛍光体に光出射端を向けて配置した導光路との対を複数有し、
   前記光源部が、前記合波された光を前記各導光路にそれぞれ分波して供給する分波手段を備えた内視鏡システム。
6. 請求項５記載の内視鏡システムであって、
   前記合波手段と前記分波手段とを一つのファイバーカプラで構成した内視鏡システム。
7. 請求項５記載の内視鏡システムであって、
   前記合波手段と前記分波手段とをそれぞれダイクロイックミラーを用いて構成した内視鏡システム。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の内視鏡システムであって、
   前記内視鏡特性記憶部が、前記撮像素子が有するカラーフィルタの分光特性の個体情報を更に記憶する内視鏡システム。
9. 請求項８記載の内視鏡システムであって、
   前記画像処理部が、前記励起スペクトルの情報及び前記発光スペクトルの情報と、前記カラーフィルタの分光特性の個体情報とに基づいて、前記色度補正テーブルを作成する内視鏡システム。

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