JP6138203B2

JP6138203B2 - 内視鏡装置

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Inventors: 雄亮矢部; 智也高橋; 弘太郎小笠原; 哲史田中; 愛子坂井
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Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

従来より、体腔内等へ細長の内視鏡を挿入して被検部位の観察や各種処置を行うようにした内視鏡が広く用いられている。このような内視鏡においては、腔内の撮影を行うために光源装置が採用される。近年、発光部としてＬＥＤ等の半導体光源を採用した光源装置が用いられることがある。このような光源装置は、駆動パルスのデューティ比を変化させるＰＷＭ制御やＬＥＤ電流を変化させる電流制御によって、ＬＥＤを調光制御することができる。
このようなＬＥＤ光源を利用した光源装置として、特許文献１に開示された装置がある。特許文献１の装置は、白色ＬＥＤと紫ＬＥＤとを組み合わせることで、白色照明による通常観察（ＷＬＩ）と紫色照明による狭帯域観察（ＮＢＩ）等の特殊光観察を可能にしている。

ＷＯ２０１２／１０８４２０

しかしながら、白色ＬＥＤでは、十分な光量での照明は困難であり、特許文献１の装置では照明不足が生じることがある。また、特許文献１の光源装置では、撮像素子を備えた内視鏡が接続可能に構成されている一方で、白色ＬＥＤの出射光のスペクトルは一定であるため、撮像素子の分光感度特性に対応した最適な色バランスの照明光を得ることができるとは限らない。このため、光源として複数色のＬＥＤを使用することが考えられるが、この複数色のＬＥＤの出射光量比であるカラーバランスを最適値に維持した状態で、調光制御を行うことは考慮されていなかった。
本発明は、カラーバランスを最適値に維持した状態で調光制御を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明に係る一態様の内視鏡装置は、観察対象内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡から前記観察対象に照射される第１の色の光を出射する第１の半導体光源と、前記内視鏡から前記観察対象に照射される前記第１の色とは異なる第２の色の光を出射する第２の半導体光源と、前記内視鏡により生成される観察画像が所定の明るさとなるような前記第１の半導体光源に係る第１の駆動電流値を設定し、かつ設定された前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値と、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源との発光量の比率に関する情報とに基づき、前記第１の駆動電流値が入力された前記第１の半導体光源が出射する前記第１の色の光と前記第２の半導体光源が出射する前記第２の色の光とが前記比率となるように前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値を基準として前記第２の半導体光源に係る第２の駆動電流値を設定するための調光情報を生成する制御部と、前記制御部により生成された前記調光情報に基づき、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源とを発光させる制御を行う駆動部と、を有する。
本発明に係る他の態様の内視鏡装置は、観察対象内に挿入される内視鏡と、前記内視鏡から前記観察対象に照射される第１の色の光を出射する第１の半導体光源と、前記内視鏡から前記観察対象に照射される前記第１の色とは異なる第２の色の光を出射する第２の半導体光源と、前記第１の半導体光源により発光された前記第１の色の光の光量と、前記第２の半導体光源により発光された前記第２の色の光の光量とを検知する光センサ部と、前記内視鏡により生成される観察画像が所定の明るさとなるような前記第１の半導体光源に係る第１の駆動電流値を設定し、前記光センサ部で検知した前記第１の色の光の光量と前記第２の色の光の光量と、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源との発光量の比率に関する情報とに基づき、前記第１の駆動電流値が入力された前記第１の半導体光源が出射する前記第１の色の光と前記第２の半導体光源が出射する前記第２の色の光とが前記比率となるように前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値を基準として前記第２の半導体光源に係る第２の駆動電流値を設定するための調光情報を生成する制御部と、前記制御部により生成された前記調光情報に基づき、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源とを発光させる制御を行う駆動部と、を有する。

本発明によれば、カラーバランスを最適値に維持した状態で調光制御を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図。メモリ部５３に格納されている情報の一例を説明するためのグラフ。第１の実施の形態の調光制御を説明するためのフローチャート。各ＬＥＤ４２〜４５に供給される駆動パルスを説明するための説明図。本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。横軸にＬＥＤ温度をとり縦軸に光量をとって、所定の電流値でＬＥＤを駆動した場合の光量の変化を示すグラフ。第２の実施の形態における調光制御を説明するためのフローチャート。本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。光センサ４２ｂ〜４５ｂに入射する光を説明するための説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光源装置を示すブロック図である。本実施の形態は、光源装置を内視鏡、ビデオプロセッサ及びモニタを有する内視鏡システムに適用したものである。

内視鏡システム１は、内視鏡１０、ビデオプロセッサ２０、モニタ３０及び光源装置４０によって構成される。内視鏡１０は、先端側に、管腔内等に挿入可能な細長の挿入部１１を有しており、基端側は、コネクタ１２によって光源装置４０に着脱自在に接続されるようになっている。

また、内視鏡１０はケーブル１７及びコネクタ１８によってビデオプロセッサ２０に着脱自在に接続されるようになっている。このように、光源装置４０及びビデオプロセッサ２０には、異なる種別の内視鏡を装着することができるようになっている。

挿入部１１の先端には、管腔内等の被写体の映像を撮像するための撮像素子１３及び光源装置４０からの光を被写体に照射するためのレンズ１４が配設されている。レンズ１４によって、光源装置４０からライトガイド１５を介して伝送された照明光が被写体に照射される。撮像素子１３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等によって構成されており、被写体からの戻り光が撮像面に入射され、入射した被写体光学像を光電変換し、蓄積した電荷に基づく撮像出力を順次出力する。

撮像素子１３は、ビデオプロセッサ２０から同期信号を含む駆動信号が供給されて動作し、撮像出力を信号線１６を介してビデオプロセッサ２０に供給する。

なお、撮像素子１３は、所定の分光感度特性を有する。内視鏡は主に撮像素子の分光感度特性の影響によって、撮像画像の特性が内視鏡毎に変化する。内視鏡１０には、このような内視鏡毎の分光感度特性の情報を含むスコープ情報を記憶した記憶部１９が設けられている。内視鏡１０をコネクタ１２によって光源装置４０に接続することで、光源装置４０においてスコープ情報を取得することができるようになっている。

ビデオプロセッサ２０は、撮像出力に対して所定の信号処理を施してモニタ３０に表示可能な映像信号を生成する。ビデオプロセッサ２０からの映像信号は、ケーブル２１を介してモニタ３０に供給される。こうして、モニタ３０の表示画面上において、撮像出力に基づく内視鏡画像が表示可能である。

また、ビデオプロセッサ２０は、撮像画像の明るさが目標の明るさとなるように、光源装置４０を制御することができるようになっている。ビデオプロセッサ２０は、撮像画像から得られる明るさと目標明るさとの比率の情報を明るさ制御情報として光源装置４０に出力するようになっている。明るさ制御情報はケーブル２２を介して光源装置４０の制御部４１に供給される。

光源装置４０は、赤色光を発生するＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ）４２、緑色光を発生するＬＥＤ（Ｇ−ＬＥＤ）４３、青色光を発生するＬＥＤ（Ｂ−ＬＥＤ）４４及び紫色光を発生するＬＥＤ（Ｖ−ＬＥＤ）４５を有している。なお、本実施の形態においては、４色の光を発生するＬＥＤを採用する例について説明するが、色の種類及び色数は本実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、複数種類のＬＥＤを用いればよく、例えば図１に琥珀色（アンバー）光を発生するＬＥＤを追加してもよい。

各ＬＥＤ４２〜４５の出射光の光軸上にはそれぞれレンズ４２ａ〜４５ａが配置されている。各レンズ４２ａ〜４５ａは、それぞれＬＥＤ４２〜４５の出射光を略平行光に変換して出射する。Ｒ−ＬＥＤ４２からの光を出射するレンズ４２ａの光軸上には、光路部を構成するダイクロイックフィルタ４７〜４９が配置されている。ダイクロイックフィルタ４７には、レンズ４３ａを介してＧ−ＬＥＤ４３からの光も入射される。また、ダイクロイックフィルタ４８には、レンズ４４ａを介してＢ−ＬＥＤ４４からの光も入射され、ダイクロイックフィルタ４９には、レンズ４５ａを介してＶ−ＬＥＤ４５からの光も入射される。

ダイクロイックフィルタ４７は、Ｇ−ＬＥＤ４３からの光を反射して、Ｒ−ＬＥＤ４２からの光を透過させる。ダイクロイックフィルタ４８は、Ｂ−ＬＥＤ４４からの光を反射して、ダイクロイックフィルタ４７の透過光を透過させる。ダイクロイックフィルタ４９は、Ｖ−ＬＥＤ４５からの光を反射して、ダイクロイックフィルタ４８の透過光を透過させる。

こうして、ＬＥＤ４２〜４５の光がダイクロイックフィルタ４７〜４９によって合成される。ダイクロイックフィルタ４９からの合成光は、レンズ５０を介してライトガイド１５に入射するようになっている。なお、ダイクロイックフィルタ４７〜４９の特性を適宜設定することによって、ＬＥＤ４２〜４５の配置順を変更することも可能であるが、ＬＥＤ４２〜４５を出射光の波長帯域順に配置した方がダイクロイックフィルタの特性の設定が容易である。

各ＬＥＤ４２〜４５は、ＬＥＤ駆動部４６によって駆動されて点灯する。ＬＥＤ駆動部４６は、制御部４１に制御されて、各ＬＥＤを駆動するための駆動信号であるＰＷＭパルスを発生するようになっている。なお、各ＬＥＤ４２〜４５は、ＬＥＤ駆動部４６からのＰＷＭパルスのデューティ比及び電流量に応じた発光量で発光するようになっている。制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５を制御するための調光情報をＬＥＤ駆動部４６に出力することで、ＰＷＭパルスのデューティ比及び電流レベルを制御して、各ＬＥＤ４２〜４５を調光制御する。

制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量が、所定のカラーバランスを維持できるように、調光情報を発生する。各ＬＥＤ４２〜４５のカラーバランスは、内視鏡１０の分光感度特性によって決定する必要がある。光源装置４０に設けられた読み取り部５１は、内視鏡１０がコネクタ１２によって光源装置４０に接続されると、記憶部１９に記録されたスコープ情報を読み出して制御部４１に出力するようになっている。制御部４１は、スコープ情報に基づいて、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量の比（光量比）を決定し、この光量比を維持するように各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を制御するようになっている。

なお、記憶部１９には、撮像素子の分光感度特性の情報を保持するものとして説明したが、記憶部１９に、分光感度特性に基づくＬＥＤ４２〜４５の出射光量比率の情報を記憶させるようにしてもよい。

なお、最適なカラーバランスを得るためには、制御部４１に、内視鏡１０の分光感度特性の情報を入力すればよく、必ずしも記憶部１９や読み取り部５１を設ける必要は無い。光源装置４０には、操作パネル５２が設けられており、操作パネル５２はユーザ操作に基づく信号を制御部４１に出力することができる。この操作パネル５２を用いることで、内視鏡１０の分光感度特性に関する情報を入力することも可能である。また、操作パネル５２には、図示しない表示部が設けられており、現在の設定値等を表示することができるようになっている。

制御部４１は、ビデオプロセッサ２０からの明るさ制御情報に基づいて、最適なカラーバランスが得られる光量比を維持しながら、各ＬＥＤ４２〜４５の光量を制御する。例えば、制御部４１は、明るさ制御情報に応じて設定すべきＧ−ＬＥＤ４３の光量値に対応する調光情報を求め、他のＬＥＤ４２，４４，４５については、スコープ情報に基づく光量比となるように調光情報を求める。メモリ部５３には、明るさ制御情報に応じて設定すべきＧ−ＬＥＤ４３の光量値に対応する調光情報を記述したテーブルが記憶されており、制御部４１は、明るさ制御情報に基づいてメモリ部５３に記憶された調光情報を読み出すことで、Ｇ−ＬＥＤ４３を制御するための調光情報を取得することができる。

図２はメモリ部５３に格納されている情報の一例を説明するためのグラフである。図２（ａ）は横軸に明るさ制御情報に対応するＬＥＤ制御値をとり縦軸にデューティ比をとってＧ−ＬＥＤ４３に対するＰＷＭ制御を示し、図２（ｂ）は横軸に明るさ制御情報に対応するＬＥＤ制御値をとり縦軸に電流値をとってＧ−ＬＥＤ４３に対する電流制御を示している。

図２に示すように、制御部４１は、Ｇ−ＬＥＤ４３の最低光量に対応するＬＥＤ制御値を“１”とし、最大光量に対応するＬＥＤ制御値を“６５５３５”として、Ｇ−ＬＥＤ４３の光量を６５５３６段階に制御可能である。制御部４１は、Ｇ−ＬＥＤ４３用のＰＷＭパルスのデューティ比については、０．１％（パルス幅１６．６８μ秒）から１００％（パルス幅１６．６８ｍ秒）の間で制御可能であり、ＰＷＭパルスの電流値について最小の１Ａから最大の２０Ａの間で制御可能である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、制御部４１は、Ｇ−ＬＥＤ４３について、デューティ比が１００％に到達するまでは、電流値を最低の１Ａに設定したまま、デューティ比を変化させることによって最も暗いＬＥＤ制御値“１”からＬＥＤ制御値“ＴＨ”までの調光制御を行う。また、制御部４１は、ＰＷＭパルスのデューティ比が１００％に到達すると、ＬＥＤ制御値“ＴＨ”から最も明るいＬＥＤ制御値“６５５３５”までの調光制御は、デューティ比１００％の状態で電流値を最小の１Ａから最大の２０Ａまで変化させることにより行う。

制御部４１は、ビデオプロセッサ２０から明るさ制御情報が入力されると、入力された明るさ制御情報に基づくＬＥＤ制御値に対応するデューティ比及び電流値を図２に対応するテーブルから読み出して、読み出したデューティ比及び電流値を指定するための調光情報を、Ｇ−ＬＥＤ４３を制御するための調光情報として生成する。

本実施の形態においては、制御部４１は、Ｇ−ＬＥＤ４３に設定する電流値と、スコープ情報に基づく比率とによって、他のＬＥＤ４２，４４，４５に設定する電流値を求める。また、制御部４１は、ＬＥＤ４２，４４，４５にはＬＥＤ４３と同じデューティ比を設定する。こうして、制御部は、他のＬＥＤ４２，４４，４５に設定する調光情報を求める。制御部４１は、ＬＥＤ４２〜４５を制御するために求めた調光情報をＬＥＤ駆動部４６に出力する。

このように、本実施の形態においては、制御部４１は、最も暗い光量からデューティ比１００％となる所定の光量までは、電流量を一定にした状態で、ＰＷＭパルスのデューティ比を変化させるＰＷＭ制御によって明るさを調整し、デューティ比が１００％となる所定の光量から最大光量までは、デューティ比を１００％に維持した状態で、ＬＥＤ電流を変化させる電流制御によって明るさを調整する。

また、本実施の形態においては、全てのＬＥＤ４２〜４５について、ＰＷＭパルスのパルス期間、即ち、デューティ比及びＬＥＤ電流を供給する期間を同一にする。これにより、全てのＬＥＤ４２〜４５が同時に点灯することになり、動きの速い被写体の撮像時においても、カラーバランスの変化によって画質が低下することを防止することができる。また、各ＬＥＤ４２〜４５相互間でＰＷＭ駆動のパルス幅が同一であるので、各ＬＥＤ４２〜４５間の光量比は電流量の比のみによって制御することができ、調光制御が容易である。

なお、制御部４１は、ＬＥＤ４２〜４５のうちの１つのＬＥＤ４３を基準にして、明るさ制御情報に基づいてＬＥＤ４３の調光制御のための電流値を求め、他のＬＥＤ４２，４４，４５については、基準となるＬＥＤ４３の電流値とスコープ情報に基づく比によって電流値を求める例を説明したが、基準とするＬＥＤをＬＥＤ４３以外の他のＬＥＤに設定してもよい。また、基準とするＬＥＤを用いることなく、図２と同様の情報をスコープ情報に基づく比率で全てのＬＥＤについて求めておき、明るさ制御情報に基づいて各ＬＥＤの制御値を直接読み出すようにしてもよい。

なお、本明細書中において記載したパルスの電流値、デューティ比及びパルス長等の数値は一例であり、適宜変更可能である。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図３及び図４を参照して説明する。図３は第１の実施の形態の調光制御を説明するためのフローチャートである。また、図４は各ＬＥＤ４２〜４５に供給される駆動パルスを説明するための説明図である。

内視鏡１０がコネクタ１２によって光源装置４０に接続されると、読み取り部５１は、内視鏡１０の記憶部１９に記憶されているスコープ情報を読み出して制御部４１に出力する。これにより、制御部４１はスコープ情報を取得する（ステップＳ１）。制御部４１は、ステップＳ２において、ビデオプロセッサ２０からの明るさ制御情報を取得する。制御部４１は、明るさ制御情報に基づいてメモリ部５３にアクセスし、基準となるＬＥＤであるＧ−ＬＥＤ４３を制御するための制御値（電流値及びデューティ比）を取得する（ステップＳ３）。制御部４１は、ＬＥＤ４３の電流値を基準として、スコープ情報に基づく光量比で、他のＬＥＤ４２，４４，４５の電流値を算出する（ステップＳ４）。

制御部４１は、各ＬＥＤ４２〜４５について求めた電流値及びデューティ比を指定するための調光情報を生成して（ステップＳ５）、ＬＥＤ駆動部４６に出力する（ステップＳ６）。ＬＥＤ駆動部４６は、調光情報に基づくデューティ比及び電流値のＰＷＭパルスを発生して、各ＬＥＤ４２〜４５に供給する。これにより、ＬＥＤ４２〜４５は調光情報に基づく光量の光を発生する。ＬＥＤ４２〜４５の出射光は、ダイクロイックフィルタ４７〜４９によって合成され、照明光としてレンズ５０を介してライトガイド１５に入射する。ライトガイド１５を伝送された照明光は、レンズ１４から被写体に照射される。

撮像素子１３は、被写体からの反射光を受光して光電変換し、撮像画像を得る。この撮像画像は信号線１６を介してビデオプロセッサ２０に供給される。ビデオプロセッサ２０は、撮像画像に所定の信号処理を施して映像信号を生成し、ケーブル２１を介してモニタ３０に供給する。こうして、モニタ３０の表示画面上に内視鏡画像が表示される。

また、ビデオプロセッサ２０は、撮像画像の明るさと目標明るさとの比較によって明るさ制御情報を発生する。例えば、ビデオプロセッサ２０は、１フィールド毎に明るさ制御情報を発生して、光源装置４０の制御部４１に出力する。

こうして、制御部４１は、例えば１フィールド毎に明るさ制御情報に基づいて調光情報を発生し、ＬＥＤ４２〜４５からの出射光の合成光による照明光の光量が目標明るさに到達するように制御を行う。

図４は横軸に時間をとり各フィールド毎に各ＬＥＤ４２〜４５に供給されるＰＷＭパルスの一例を示している。図４のＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｖｉｏｌｅｔは、それぞれＬＥＤ４２〜４５に供給されるＰＷＭパルスを示している。図４の斜線部は、ＬＥＤ電流が供給される期間を示しており、斜線部の高さは電流量を示している。図４に示すように、全てのＬＥＤ４２〜４５は相互に共通の期間に電流が供給されて点灯する。また、斜線部の高さは、スコープ情報に基づく光量比に対応している。

暗い状態からデューティ比１００％に到達するまでの調光制御は、デューティ比の制御によって行われる。デューティ比が１００％に到達すると、更に明るくする場合には電流制御によって調光が行われる。

このように本実施の形態においては、複数（図１では４つ）のＬＥＤからの出射光を合成して照明光を得ており、内視鏡の分光感度特性に対応した照明光を簡単に得ることができると共に、照明光として十分な明るさを得ることができる。また、各ＬＥＤをＰＷＭ制御すると共に電流制御しており、比較的広い調光レンジを確保必要がある場合でも、電流量の上限を比較的低く設定することができ、長寿命化を可能にすることができる。また、各ＬＥＤを共通のデューティ比のＰＷＭパルスによって点灯制御しており、均質な照明を得ることができる。また、各ＬＥＤ間の光量比は電流量によって制御しており、比較的簡単に各ＬＥＤ間の光量比を一定にしながら明るさ制御が可能である。各ＬＥＤの光量比は、内視鏡の分光感度特性に基づいて設定しており、接続された内視鏡に最適なカラーバランスを維持しながら所望の明るさの照明光を得ることができる。

（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図５において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。第１の実施の形態においては、各ＬＥＤ４２〜４５の光量は電流値に比例するものとして説明した。しかし、実際には、ＬＥＤは温度特性を有し、同一ＬＥＤ電流値であっても温度によって光量が変化する。ＬＥＤは、発光に伴って温度上昇する特性を有しているので、照明光量を正確に制御するためには、温度特性を考慮する必要がある。本実施の形態は、このような温度特性に拘わらず、カラーバランスを維持しながら調光制御することを可能にしたものである。

図６は横軸にＬＥＤ温度をとり縦軸に光量をとって、所定の一定電流値でＬＥＤを駆動した場合の光量の変化を示すグラフである。図６ではＲ，Ｇ，Ｂ，Ｖによって、ＬＥＤ４２〜４５の特性を示している。図６に示すように、各ＬＥＤを所定の電流値で駆動しても、各ＬＥＤの発光量はＬＥＤ温度の変化に伴って変化する。しかも、ＬＥＤの種類毎に変化特性は異なる。

そこで、温度を計測して図６の特性に応じて各ＬＥＤの駆動電流を制御する方法も考えられるが、光源装置内ではＬＥＤは比較的近接配置されており、各ＬＥＤ単体による温度変化を計測することは困難である。そこで、本実施の形態においては、各ＬＥＤの光量を求めることで、電流値を制御するようになっている。

図５の内視鏡システム６０は、光センサ４２ｂ〜４５ｂを備えた光源装置６１を採用した点が図１の実施の形態と異なる。光センサ４２ｂ〜４５ｂは、それぞれ各ＬＥＤ４２〜４５の出射光を検出可能な位置に配置されて、各ＬＥＤ４２〜４５の発光量を検知して検知結果を制御部４１に出力する。なお、光センサ４２ｂ〜４５ｂは、各ＬＥＤ４２〜４５からレンズ４２ａ〜４５ａに至る光路上以外の位置に配置される。

制御部４１は、第１の実施の形態と同様に、明るさ制御情報に基づいてメモリ部５３の情報を読み出し、Ｇ−ＬＥＤ４３の電流値及びデューティ比を求める。本実施の形態においては、制御部４１は、内視鏡１０のスコープ情報に基づく光量比を、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知結果に基づいて補正することで、温度特性に拘わらず最適な光量比を得るようになっている。

次にこのように構成された実施の形態の動作について図７を参照して説明する。図７は第２の実施の形態における調光制御を説明するためのフローチャートである。図７において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態においても、基準となるＬＥＤの電流値及びデューティ比を明るさ制御情報に基づいて制御する点は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態においては、上述のような温度変化等の環境条件の変化によって各ＬＥＤからの出射光量が変動してカラーバランスが崩れてしまうことを防止するために、各ＬＥＤ４２〜４５から実際に出射される光量を、記憶部１９にスコープ情報として記憶された分光感度特性情報に基づいて設定される出射光量比に一致させるように、光センサ４２ｂ〜４５ｂにより各ＬＥＤ４２〜４５からの実際の出射光量をモニタリングし、その結果に応じて各ＬＥＤに供給する駆動信号の電流値を補正する。

光センサ４２ｂ〜４５ｂは、それぞれＬＥＤ４２〜４５の光量を検知して検知結果を制御部４１に出力している。図７のステップＳ１１においては、制御部４１は、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知結果を取得する。制御部４１は、基準となるＬＥＤについて、明るさ制御情報に基づいて制御値（電流値及びデューティ比）を求める（ステップＳ３）。例えば、制御部４１は、ステップＳ３において、Ｇ−ＬＥＤ４３の電流値及びデューティ比を求める。

次に、制御部４１は、ステップＳ１２において、スコープ情報に基づく基準ＬＥＤと他の各ＬＥＤとの光量比と、光センサ４２ｂ〜４５ｂによって実際に求めた基準ＬＥＤと他の各ＬＥＤとの光量比と、前回の制御値と、に基づいて他のＬＥＤに供給する電流値の制御値を他の各ＬＥＤ毎に求める。

すなわち、他のＬＥＤ４２，４４，４５の駆動パルスのデューティ比をステップ３において設定されたＧ−ＬＥＤ４３のデューティ比に一致させ、電流値を、スコープ情報に基づく光量比と、光センサ４２ｂ〜４５ｂによって実際に求めた光量比とが一致するように、制御周期で増減させる。

例えば、スコープ情報に基づく光量比に応じたＲ−ＬＥＤ４２の光量に対して、実際のＲ−ＬＥＤ４２の光量が小さかった場合には、Ｇ−ＬＥＤ４３のＬＥＤ電流に対するＲ−ＬＥＤ４３のＬＥＤ電流の比率が前回の制御時よりも大きくなるように、Ｒ−ＬＥＤ４３の電流値が設定される。制御部４１がスコープ情報及び前回の制御値を用いて、Ｒ−ＬＥＤ４２の電流値を求めることで、Ｒ−ＬＥＤ４２の光量比はスコープ情報に基づく光量比に一致することになる。

これにより、各ＬＥＤ４２〜４５のＬＥＤ電流値は、実際の光量比が、スコープ情報に基づく光量比に一致するように制御されることになる。

なお、例えば、制御部４１は、調光情報の出力毎に他のＬＥＤ４２，４４，４５の電流値の補正量を算出してもよい。

制御部４１は求めた電流値及びデューティ比に応じた調光情報を生成して、ＬＥＤ駆動部４６に出力する。ＬＥＤ４６は、入力された調光情報に基づいて各ＬＥＤ４２〜４５を点灯制御する。スコープ情報と実際の光量に応じた補正量とによって各ＬＥＤの電流値が算出されており、各ＬＥＤ４２〜４５の実際の光量はスコープ情報に基づく光量比に一致するようになる。

このように本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、明るさ制御情報に基づいて基準となるＬＥＤの明るさを制御することで照明光の明るさを制御すると共に、実際の光量を計測し、実際の光量比がスコープ情報に基づく光量比に一致するように各ＬＥＤの電流値を制御しており、温度特性に拘わらず、接続された内視鏡に最適なカラーバランスを維持しながら所望の明るさの照明光を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図８において図５と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。第２の実施の形態においては、光センサ４２ｂ〜４５ｂによって各ＬＥＤ４２〜４５の光量を計測することで、実際の光量比をスコープ情報に応じた光量比に一致させることを可能にした。しかし、光センサ４２ｂ〜４５ｂの配置によっては、各ＬＥＤ４２〜４５の光量を正確に計測できないことが考えられる。そこで、本実施の形態は、光センサ４２ｂ〜４５ｂの配置等による検出誤差を補正するようにした点が第２の実施の形態と異なる。

図９は光センサ４２ｂ〜４５ｂに入射する光を説明するための説明図である。

内視鏡光源は小型化が求められており、各ＬＥＤ及び光センサは近接配置されることが考えられる。図９はこのように近接配置された２つのＬＥＤ８１，８５を示している。ＬＥＤ８１，８５の各光軸上には、レンズ８２，８６が配置される。レンズ８２，８６は、それぞれＬＥＤ８１，８５の出射光を略平行光に変換する。

各ＬＥＤ８１，８５の各出射光の範囲８３，８７内に、各ＬＥＤ８１，８５の光量を検知する光センサ８４が設けられる。なお、図９ではＬＥＤ８１の光量を検知する光センサ８４のみを示している。光センサ８４は、ＬＥＤ８１の出射光の範囲８３内に配置されており、ＬＥＤ８１の光を検知する。しかし、図９（ａ）の矢印に示すように、光センサ８４には、ＬＥＤ８５の出射光の一部も入射する。このため、光センサ８４は、ＬＥＤ８１の出射光を正確に検知することができない。

図９（ｂ）は隣接するＬＥＤからの漏れ光の検知を抑制するために、ＬＥＤ８１，８５相互間に遮光壁８８を配置した例を示している。しかしながら、この場合にも、図９（ｂ）の矢印にて示すように、ＬＥＤ８５からの光が遮光壁８８の隙間から光センサ８４に入射してしまう。

このように、比較的狭い範囲に複数のＬＥＤ及び光センサが配置されている場合には、各光センサがそれぞれ検知対象の各ＬＥＤの光量を正確に検知することは極めて困難である。なお、入射面にカラーフィルタを配置した光センサを用いることで、各センサが特定色光のみを検知する構成も考えられるが、コスト増を招来するという欠点がある。

そこで、本実施の形態においては、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知結果を補正する補正部を設けることで、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知精度を向上させ、各ＬＥＤ４２〜４５の光量比を適正に制御することを可能にする。

図８の内視鏡システム７０は、制御部４１に検知結果補正部７２を付加した光源装置７１を採用した点が図２の実施の形態と異なる。検知結果補正部７２は、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知結果をマトリクス演算によって補正するようになっている。検知結果補正部７２が行うマトリクス演算に用いる補正マトリクスは、メモリ部５３に記憶されている。メモリ部５３には、下記（１）式にて示す補正マトリクスＡ又はその逆行列を記憶するようになっている。

この補正マトリクスＡは、光源装置内にｎ個のＬＥＤとこれらのｎ個のＬＥＤの光量を検知するように配置されたｎ個の光センサが設けられている場合において、ｎ個の光センサの検知結果を補正するためのものである。補正マトリクスＡは、例えば工場出荷時等において、係数設定を行う。この係数は、ＬＥＤを１色分だけ点灯させた状態における各光センサの検知結果と、装置出射光量の測定結果に基づいて決定することができる。これを全てのＬＥＤに対して順次実施することでマトリクスＡの全ての係数を決定することができる。

補正マトリクスＡにおける係数ａｊｋは、ｊ番目のＬＥＤ光量に対するｋ番目の光センサの検知結果の比率を示しており、例えば、１番目のＬＥＤのみを点灯させた場合においては、ｋ番目の光センサ検知結果Ｓｋと光源装置光量ＬＥＤ１の比率がａ１ｋとなる。即ち、各光センサの検知結果は、検知対象のＬＥＤの光量と検知対象以外のＬＥＤの光量（ノイズ光）の総和であり、この関係は下記（２）式に示す関係式によって示される。

検知結果補正部７２は、下記（３）式に示す演算、即ち、各光センサの検知結果Ｓに補正マトリクスＡの逆行列を掛ける演算によって、検知対象外のＬＥＤの光量の影響を除去した各ＬＥＤの光量（検知対象ＬＥＤの光量）を取得することができる。

このように本実施の形態においては、予め各光センサ４２ｂ〜４５ｂの出力を補正するための補正マトリクスＡ又はその逆行列をメモリ部５３に保持させておき、マトリクス演算をおこなうことで、光センサ４２ｂ〜４５ｂの検知結果に基づいて各ＬＥＤ４２〜４５の光量を正確に検出することができる。これにより、ＬＥＤと光センサとが近接配置されるような場合でも、各ＬＥＤの光量を正確に検知して、スコープ情報に応じた光量比となるように各ＬＥＤを正確に調光制御することができる。他の作用効果は第２の実施の形態と同様である。

１…内視鏡システム、１０…内視鏡、１３…撮像素子、１９…記憶部、２０…ビデオプロセッサ、３０…、モニタ、４０…光源装置、４１…制御部、４２〜４５…ＬＥＤ、４７〜４９…ダイクロイックフィルタ、５１…読み取り部、５３…メモリ部。

Claims

観察対象内に挿入される内視鏡と、
前記内視鏡から前記観察対象に照射される第１の色の光を出射する第１の半導体光源と、
前記内視鏡から前記観察対象に照射される前記第１の色とは異なる第２の色の光を出射する第２の半導体光源と、
前記内視鏡により生成される観察画像が所定の明るさとなるような前記第１の半導体光源に係る第１の駆動電流値を設定し、かつ設定された前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値と、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源との発光量の比率に関する情報とに基づき、前記第１の駆動電流値が入力された前記第１の半導体光源が出射する前記第１の色の光と前記第２の半導体光源が出射する前記第２の色の光とが前記比率となるように前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値を基準として前記第２の半導体光源に係る第２の駆動電流値を設定するための調光情報を生成する制御部と、
前記制御部により生成された前記調光情報に基づき、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源とを発光させる制御を行う駆動部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
前記制御部は、前記観察画像と前記所定の明るさとの比から前記第１の色の光の光量を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
観察対象内に挿入される内視鏡と、
前記内視鏡から前記観察対象に照射される第１の色の光を出射する第１の半導体光源と、
前記内視鏡から前記観察対象に照射される前記第１の色とは異なる第２の色の光を出射する第２の半導体光源と、
前記第１の半導体光源により発光された前記第１の色の光の光量と、前記第２の半導体光源により発光された前記第２の色の光の光量とを検知する光センサ部と、
前記内視鏡により生成される観察画像が所定の明るさとなるような前記第１の半導体光源に係る第１の駆動電流値を設定し、前記光センサ部で検知した前記第１の色の光の光量と前記第２の色の光の光量と、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源との発光量の比率に関する情報とに基づき、前記第１の駆動電流値が入力された前記第１の半導体光源が出射する前記第１の色の光と前記第２の半導体光源が出射する前記第２の色の光とが前記比率となるように前記第１の半導体光源に係る前記第１の駆動電流値を基準として前記第２の半導体光源に係る第２の駆動電流値を設定するための調光情報を生成する制御部と、
前記制御部により生成された前記調光情報に基づき、前記第１の半導体光源と前記第２の半導体光源とを発光させる制御を行う駆動部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。