JP6878647B2 - 内視鏡用光源装置及び内視鏡システム - Google Patents

内視鏡用光源装置及び内視鏡システム Download PDF

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Description

本発明は、被写体に光を照射する内視鏡用光源装置及び内視鏡システムに関する。
照射光の分光強度特性を変化させ、特殊な画像を撮影することが可能な内視鏡システムが知られている。例えば国際公開第２０１２／１０８４２０号パンフレット（以下、「特許文献１」と記す。）に、この種の内視鏡システムに使用される光源装置の具体的構成が記載されている。
特許文献１に記載の内視鏡システムは、２つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と光学フィルタが搭載された光源装置を備えている。２つのＬＥＤの内、一方は紫色の波長帯域の光を射出する紫色ＬＥＤである。また、他方のＬＥＤは、青色ＬＥＤと黄色の蛍光体を有する蛍光体ＬＥＤであり、青色のＬＥＤ光と黄色の蛍光を混色することにより、擬似的な白色光を射出する。光学フィルタは、特定の波長域の光のみを通過させる波長選択フィルタであり、蛍光体ＬＥＤから射出される照射光の光路上に挿抜可能である。
特許文献１に記載の光源装置では、光学フィルタが光路上から抜出されているときは、蛍光体ＬＥＤから射出された光が、波長帯域が制限されることなく、白色光として被写体に照射される。一方、光学フィルタが光路上に挿入されているときは、蛍光体ＬＥＤから射出され波長帯域が制限された照射光と、紫色ＬＥＤから射出された照射光の両方が被写体に照射される。このように、照射光の分光強度特性を変化させ、特定の波長帯域の光のみを被写体に照射することにより、生体内の被写体のうち、特定の組織を強調した撮影画像を得ることができる。
特許文献１に記載の光源装置では、特定の波長帯域にのみ高い強度を有する照射光を得るために、蛍光体ＬＥＤから射出された光の波長帯域を光学フィルタによって制限し、不要な波長帯域の光をカットしている。このカットされた光は被写体には照射されないため、光源装置の光利用効率が低いという問題がある。また、光学フィルタは、実質的に特定の波長帯域の光のみを透過させるため、光学フィルタを透過した光の強度は低く、明るい撮影画像が得られないという問題がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定の波長帯域にのみ高い強度を有する照射光を高い光利用効率で照射することが可能な内視鏡用光源装置及び内視鏡システムを提供することである。
本発明の一実施形態に係る内視鏡用光源装置は、第１の波長帯域の光を射出する第１の光源ユニットと、第１の波長帯域のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第２の波長帯域の光を射出する第２の光源ユニットと、第１の光源ユニットから射出される光の光路と第２の光源ユニットから射出される光の光路とを合成する第１の光路合成手段と、第１の光源ユニットと第２の光源ユニットを複数のモードのそれぞれに応じて個別に発光制御する光源制御手段と、を備える。この構成において、光源制御手段により第１の光源ユニット及び第２の光源ユニットが第１のモードで発光駆動されると、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光が第１の強度比で射出され、第１の光路合成手段にて合成されることにより、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光となって、内視鏡に供給される、また、光源制御手段により第１の光源ユニット及び第２の光源ユニットが第２のモードで発光駆動されると、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光が、第１の強度比と比べて、第２の波長帯域の光が相対的に低くなる第２の強度比で射出され、第１の光路合成手段にて合成されることにより、特定の生体組織に対して吸光度の高い特殊光となって、内視鏡に供給される。
このような構成によれば、第１の光源ユニットと第２の光源ユニットを個別に発光駆動することにより、被写体に照射される照射光を、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光と、被写体の特定の生体組織に対する吸光度の高い波長帯域の光の強度が、他の波長帯域に比べて高い特殊光との間で切り替えることができる。また、照射光の分光強度特性の切り替えを行う際に、波長制限フィルタ等の光学フィルタを用いる必要が無いため、分光強度特性の切り替えに伴う光量損失を抑えることができる。
また、本発明の一実施形態において、内視鏡用光源装置は、例えば、第１の波長帯域のピーク波長及び第２の波長帯域のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第３の波長帯域の光を射出する第３の光源ユニットと、第１の光路合成手段によって合成された光の光路と、第３の光源ユニットから射出された光の光路とを合成する第２の光路合成手段と、を更に備える。この場合、光源制御手段は、第１のモードでは、第３の光源ユニットを、第１の光源ユニット及び第２の光源ユニットに対して所定の強度比で発光させ、第２のモードでは、第３の光源ユニットを発光させない。
また、本発明の一実施形態において、内視鏡用光源装置は、例えば、第１の波長帯域のピーク波長、第２の波長帯域のピーク波長、第３の波長帯域のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第４の波長帯域の光を射出する第４の光源ユニットと、第２の光路合成手段によって合成された光の光路と、第４の光源ユニットから射出された光の光路とを合成する第３の光路合成手段と、を更に備える。この場合、光源制御手段は、第１のモードでは、第４の光源ユニットを、第１の光源ユニット、第２の光源ユニット、第３の光源ユニットに対して所定の強度比で発光させ、第２のモードでは、第４の光源ユニットを発光させない。
また、本発明の一実施形態において、第１の光源ユニットは、例えば、第１の固体発光素子と、第１の固体発光素子から射出された光によって励起され、蛍光を発する第１の蛍光体と、を有する。
また、本発明の一実施形態において、第２の光源ユニットは、例えば、第２の固体発光素子と、第２の固体発光素子から射出された光によって励起され、蛍光を発する第２の蛍光体と、を有する。
また、本発明の一実施形態において、第２の蛍光体は、例えば、第２の固体発光素子から射出された光によって励起され、互いに異なるピーク波長をもつ光を発する２つの蛍光体を含む。
また、本発明の一実施形態において、例えば、第１の固体発光素子は、紫色の波長帯域の光を射出し、第１の蛍光体は、青色の波長帯域の蛍光を発する蛍光体である。この場合、第１の光源ユニットから射出される光のうち、青色の波長帯域の蛍光の強度は、紫色の波長帯域の光の強度よりも弱い。
また、本発明に一実施形態に係る内視鏡システムは、上記の内視鏡用光源装置と内視鏡とを備える。
本発明の一実施形態によれば、特定の波長帯域にのみ高い強度を有する照射光を高い光利用効率で照射することが可能な内視鏡用光源装置及び内視鏡システムが提供される。
本発明の第１の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る内視鏡用光源装置のブロック図である。 本発明の第７の実施形態に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る内視鏡用光源装置から射出される照射光の分光強度分布を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として内視鏡用光源装置を備える電子内視鏡システムを例に取り説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用光源装置２０１を備えた電子内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子内視鏡システム１は、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。
プロセッサ２００は、システムコントローラ２１及びタイミングコントローラ２２を備えている。システムコントローラ２１は、メモリ２３に記憶された各種プログラムを実行し、電子内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ２１は、操作パネル２４に接続されている。システムコントローラ２１は、操作パネル２４に入力される術者からの指示に応じて、電子内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。術者による入力指示には、例えば電子内視鏡システム１の観察モードの切替指示がある。観察モードには、通常観察モード、特殊観察モードがある。各観察モードについての詳細は後述する。タイミングコントローラ２２は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを電子内視鏡システム１内の各回路に出力する。
プロセッサ２００は、光源装置２０１を備えている。図２に、本発明の第１の実施形態に係る光源装置２０１のブロック図を示す。光源装置２０１は、第１の光源ユニット１１１、第２の光源ユニット１１２、第３の光源ユニット１１３を備えている。第１〜第３の光源ユニット１１１〜１１３はそれぞれ、第１〜第３光源駆動回路１４１〜１４３によって個別に発光制御される。
本実施形態では、光源装置２０１がプロセッサ２００内に備えられているが、別の実施形態では、光源装置２０１は、プロセッサ２００（より正確には、画像処理装置を構成する部分）と別体の装置であってもよい。
第１の光源ユニット１１１は、紫色の波長帯域（例えば、波長が３９５〜４３５ｎｍ）の光を射出する紫色発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。第２の光源ユニット１１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４２５〜４５５ｎｍ）の光を射出する青色ＬＥＤ１１２ａと、緑色蛍光体１１２ｂとを有している。緑色蛍光体１１２ｂは、青色ＬＥＤ１１２ａから射出された青色ＬＥＤ光によって励起され、緑色の波長帯域（例えば、波長が４６０〜６００ｎｍ）の蛍光を発する。第３の光源ユニット１１３は、赤色の波長帯域（例えば、波長が６３０〜６７０ｎｍ）の光を射出する赤色発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。
各光源ユニット１１１〜１１３の光の射出方向の前方にはそれぞれ、コリメートレンズ１２１〜１２３が配置されている。第１の光源ユニット１１１から射出された紫色ＬＥＤ光は、コリメートレンズ１２１によって平行光に変換され、ダイクロイックミラー１３１に入射される。また、第２の光源ユニット１１２から射出された光、すなわち、青色ＬＥＤ光及び緑色の蛍光は、コリメートレンズ１２２によって平行光に変換され、ダイクロイックミラー１３１に入射される。ダイクロイックミラー１３１は、第１の光源ユニット１１１から射出された光の光路と、第２の光源ユニット１１２から射出された光の光路とを合成する。詳しくは、ダイクロイックミラー１３１は、波長４３０ｎｍ付近にカットオフ波長を有しており、カットオフ波長よりも短い波長の光を透過させ、カットオフ波長以上の波長の光を反射する特性を有している。そのため、第１の光源ユニット１１１から射出された紫色ＬＥＤ光はダイクロイックミラー１３１を透過し、第２の光源ユニット１１２から射出された緑色の蛍光はダイクロイックミラー１３１で反射される。これにより、紫色ＬＥＤ光と緑色の蛍光の光路が合成される。ダイクロイックミラー１３１によって光路が合成された光は、ダイクロイックミラー１３２に入射される。
また、第３の光源ユニット１１３から射出された赤色ＬＥＤ光は、コリメートレンズ１２３によって平行光に変換され、ダイクロイックミラー１３２に入射される。ダイクロイックミラー１３２は、ダイクロイックミラー１３１から入射された光の光路と、第３の光源ユニット１１３から射出された光の光路とを合成する。詳しくは、ダイクロイックミラー１３２は、波長６２０ｎｍ付近にカットオフ波長を有しており、カットオフ波長よりも短い波長の光を透過させ、カットオフ波長以上の波長の光を反射する特性を有している。そのため、ダイクロイックミラー１３１から入射された紫色ＬＥＤ光及び緑色の蛍光と、第３の光源ユニット１１３から射出された赤色ＬＥＤ光は、ダイクロイックミラー１３２によってその光路が合成され、光源装置２０１から照射光Ｌとして射出される。
図３は、光源装置２０１のうち、各光源ユニット１１１〜１１３及び各ダイクロイックミラー１３１、１３２のみを概念的に示したブロック図である。第２の光源ユニット１１２の緑色蛍光体１１２ｂは、青色ＬＥＤ１１２ａの発光面に取り付けられており、青色ＬＥＤ１１２ａと一体に構成されているため、図３において、緑色蛍光体１１２ｂと青色ＬＥＤ１１２ａは、一つのブロックで示されている。
また、各ダイクロイックミラー１３１、１３２は、波長の異なる光の光路を合成するものである。そのため、図３において、各ダイクロイックミラー１３１、１３２はいずれも、加算記号「＋」で示されている。また、図３において、各光源ユニット１１１〜１１３の前方に配置されたコリメートレンズ１２１〜１２３は省略されている。
図３において、各矢印は光の光路を示している。図３に示す例では、第１の光源ユニット１１１から射出された紫色ＬＥＤ光の光路と、第２の光源ユニット１１２から射出された青色ＬＥＤ光及び緑色の蛍光の光路が、ダイクロイックミラー１３１で合成される。ダイクロイックミラー１３１で光路が合成された光の光路と、第３の光源ユニット１１３から射出された赤色ＬＥＤ光の光路は、ダイクロイックミラー１３２で合成される。ダイクロイックミラー１３２で光路が合成された光は、光源装置２０１から、照射光Ｌとして射出される。
光源装置２０１から射出された照射光Ｌは、集光レンズ２５によりＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１１の入射端面に集光されてＬＣＢ１１内に入射される。
ＬＣＢ１１内に入射された照射光Ｌは、ＬＣＢ１１内を伝播する。ＬＣＢ１１内を伝播した照射光Ｌは、電子スコープ１００の先端に配置されたＬＣＢ１１の射出端面から射出され、配光レンズ１２を介して被写体に照射される。配光レンズ１２からの照射光Ｌによって照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１３を介して固体撮像素子１４の受光面上で光学像を結ぶ。
固体撮像素子１４は、ベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１４は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の画像信号を生成して出力する。なお、固体撮像素子１４は、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやその他の種類の撮像装置に置き換えられてもよい。固体撮像素子１４はまた、補色系フィルタを搭載したものであってもよい。
電子スコープ１００の接続部内には、ドライバ信号処理回路１５が備えられている。ドライバ信号処理回路１５には、配光レンズ１２からの光によって照射された被写体の画像信号がフレーム周期で固体撮像素子１４から入力される。フレーム周期は、例えば、１／３０秒である。ドライバ信号処理回路１５は、固体撮像素子１４から入力される画像信号に対して所定の処理を施してプロセッサ２００の前段信号処理回路２６に出力する。
ドライバ信号処理回路１５はまた、メモリ１６にアクセスして電子スコープ１００の固有情報を読み出す。メモリ１６に記録される電子スコープ１００の固有情報には、例えば、固体撮像素子１４の画素数や感度、動作可能なフレームレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理回路１５は、メモリ１６から読み出された固有情報をシステムコントローラ２１に出力する。
システムコントローラ２１は、電子スコープ１００の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ２１は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ２００に接続されている電子スコープに適した処理がなされるようにプロセッサ２００内の各種回路の動作やタイミングを制御する。
タイミングコントローラ２２は、システムコントローラ２１によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理回路１５にクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理回路１５は、タイミングコントローラ２２から供給されるクロックパルスに従って、固体撮像素子１４をプロセッサ２００側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。
前段信号処理回路２６は、ドライバ信号処理回路１５から１フレーム周期で入力される画像信号に対してデモザイク処理、マトリックス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施して、画像メモリ２７に出力する。
画像メモリ２７は、前段信号処理回路２６から入力される画像信号をバッファし、タイミングコントローラ２２によるタイミング制御に従い、後段信号処理回路２８に出力する。
後段信号処理回路２８は、画像メモリ２７から入力される画像信号を処理してモニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ３００に出力される。これにより、被写体の画像がモニタ３００の表示画面に表示される。
本実施形態の電子内視鏡システム１は、通常観察モードと特殊観察モードを含む複数の観察モードを有している。各観察モードは、観察する被写体によって手動又は自動で切り替えられる。例えば、被写体を通常光で照明して観察したい場合は、観察モードが通常観察モードに切り替えられる。なお、通常光は、例えば、白色光や擬似白色光である。白色光は可視光帯域においてフラットな分光強度分布を有する。擬似白色光は、分光強度分布はフラットではなく、複数の波長帯域の光が混色されている。また、例えば、被写体を特殊光で照明することによって特定の生体組織が強調された撮影画像を得たい場合は、観察モードが特殊観察モードに切り替えられる。
なお、特殊光は、例えば、鮮鋭なピークを特定波長に持つ狭帯域光であって、特定の生体組織に対して吸光度の高い光である。特定波長の光には、例えば、表層血管に対して吸光度の高い４１５ｎｍ付近（例えば４１５±５ｎｍ）の光、表層よりも深い中層の血管に対して吸光度の高い５５０ｎｍ付近（例えば５５０±５ｎｍ）の光、中層よりも深い深層の血管に対して吸光度の高い６５０ｎｍ付近（例えば６５０±５ｎｍ）の光が挙げられる。なお、波長の長い光ほど生体組織への深達度が深くなる。そのため、４１５ｎｍ付近、５５０ｎｍ付近、６５０ｎｍ付近の狭帯域光の順に、深達する層域が深くなっている。以下では、特殊観察モードで強調される生体組織が、表層血管である場合について主に説明する。
表層血管内にはヘモグロビンを含む血液が流れている。ヘモグロビンは、波長４１５ｎｍ付近と５５０ｎｍ付近に吸光度のピークを有することが知られている。そのため、被写体に対して表層血管を強調するのに適した特殊光（具体的には、他の波長帯域よりもヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長４１５ｎｍ付近の強度が高い光）を照射することにより、表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。波長５５０ｎｍ付近の強度が高い特殊光は、表層血管に対しても比較的高い吸光度を持っている。言い換えると、波長５５０ｎｍ付近の強度が高い特殊光も表層血管の強調表示に寄与する。そのため、波長４１５ｎｍ付近の光と共に、ヘモグロビンの吸光度のもう一つのピークとなる波長５５０ｎｍ付近の強度が高い特殊光を照射することにより、表層血管が強調された状態を維持しつつ、撮影画像の輝度を明るくすることができる。
すなわち、特殊観察モードでは、特定波長にピークを持つ狭帯域光（特殊光）を用いることにより、通常観察モードでは観察することが難しい血管（表層や中層、深層等の各層域の血管）の走行状態を明瞭に把握するのに適した狭帯域観察を行うことができる。狭帯域観察を行うことにより、癌等の病変の早期発見に有用な情報が得られる。
図４は、各観察モードにおいて、光源装置２０１から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。図４（ａ）は、通常観察モードにおける照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布を示し、図４（ｂ）は、特殊観察モードにおける照射光Ｌ（特殊光）の分光強度分布を示している。図４に示される分光強度分布の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は照射光Ｌの強度を示している。なお、縦軸は、強度の最大値が１となるように規格化されている。
電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、全ての光源ユニット１１１〜１１３が発光駆動される。ＬＥＤは、特定の波長に強度のピークを有する急峻な分光強度分布を有する。なお本願において、この特定の波長のうち最も強度が高い波長をピーク波長と称する。例えば、強度のピークが２つ以上あった場合には、そのうち最も高い強度を持つ波長をピーク波長という。第１の光源ユニット１１１から射出される光の分光強度分布Ｄ１１１は、約４１５ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。また、第３の光源ユニット１１３から射出される光の分光強度分布Ｄ１１３は、約６５０ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。
一方、第２の光源ユニット１１２から射出される光の分光強度分布Ｄ１１２は、波長約４５０ｎｍと波長約５５０ｎｍにピークを有している。この２つのピークはそれぞれ、青色ＬＥＤ１１２ａから射出される光の分強度分布のピークと、緑色蛍光体１１２ｂが発する蛍光の分光強度分布のピークである。蛍光の分光強度分布は、使用する材料に大きく依存するが、ＬＥＤの分光強度分布と比較して広い波長帯域に亘っている。第１の実施形態における緑色蛍光体１１２ｂは、約５５０ｎｍをピーク波長とする分光強度分布を有している。なお図４（ａ）に示すように、第２の光源ユニット１１２のピーク波長は約５５０ｎｍである。
なお、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１２は、青色ＬＥＤ光と比較して緑色の蛍光の強度の比率が大きいが、本発明はこれに限定されない。第２の光源ユニット１１２から射出される青色ＬＥＤ光と緑色の蛍光の比率は、緑色蛍光体１１２ｂの種類や使用量を変更することによって自由に変更することができる。また、第２の光源ユニット１１２は、緑色の蛍光を発する緑色蛍光体１１ｂを有するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、第２の光源ユニット１１２は、緑色蛍光体の代わりに、６００ｎｍ付近にピーク波長を有する黄色の蛍光を発する黄色蛍光体を有していてもよい。
また、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１１〜Ｄ１１３はそれぞれ、強度の最大値が１に揃えられているが、本発明はこれに限定されない。各光源ユニット１１１〜１１３から射出される光の強度比は、観察する被写体や撮影モード、術者の好みに応じて任意に設定することができる。
また、図４（ａ）には、各ダイクロイックミラー１３１、１３２のカットオフ波長λ１３１、λ１３２が点線で示されている。ダイクロイックミラー１３１は、カットオフ波長λ１３１が約４３０ｎｍであり、カットオフ波長λ１３１よりも短い波長帯域の光を透過させ、カットオフ波長λ１３１以上の波長帯域の光を反射する。そのため、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ１１１のうち、実線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー１３１を透過し、破線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー１３１で反射される。また、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ１１２のうち、実線で示されるカットオフ波長λ１３１以上の波長帯域の光がダイクロイックミラー１３１で反射され、破線で示されるカットオフ波長λ１３１よりも波長帯域の光がダイクロイックミラー１３１を透過する。
また、ダイクロイックミラー１３２は、カットオフ波長λ１３２が約６２０ｎｍであり、カットオフ波長λ１３２よりも短い波長帯域の光を透過させ、カットオフ波長λ１３２以上の波長帯域の光を反射する。そのため、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ１１１及びＤ１１２のうち、カットオフ波長λ１３１よりも短い実線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー１３２を透過する。また、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ１１２のうち、カットオフ波長λ１３２以上の破線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー１３２で反射される。また、図４に示される分光強度分布Ｄ１１３のうち、実線で示されるカットオフ波長λ１３２以上の波長帯域の光がダイクロイックミラー１３２で反射され、カットオフ波長λ１３２よりも短い破線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー１３２を透過する。
このように、ダイクロイックミラー１３１及びダイクロイックミラー１３２によって各光源ユニット１１１〜１１３から射出された光の光路が合成されることにより、光源装置２０１からは、紫外領域（近紫外の一部）から赤色領域にかけて広い波長帯域を有する照射光Ｌ（通常光）が射出される。この照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布は、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１１〜Ｄ１１３のうち、実線で示される領域を足し合わせたものになる。照射光Ｌ（通常光）を被写体に照射することにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。
また、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合、第１の光源ユニット１１１及び第２の光源ユニット１１２が発光駆動され、第３の光源ユニット１１３は発光駆動されない。また、第２の光源ユニット１１２は、通常観察モード時よりも、駆動電流を小さくし、強度が低くなるように発光駆動される。これにより、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長４１５ｎｍ付近の強度が、他の波長帯域の強度よりも相対的に高くなり（すなわち狭帯域光となり）、表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。また、第２の光源ユニット１１２から射出される光は、ヘモグロビンの吸光度のもう一つのピークとなる波長５５０ｎｍ付近の光を含んでいる。そのため、第１の光源ユニット１１１と共に、第２の光源ユニット１１２を発光駆動することにより、表層血管が強調された状態を維持しつつ、撮影画像の輝度を上げることができる。
このように、第１の実施形態によれば、光源装置２０１は、それぞれ異なる波長帯域の光を射出する複数の光源ユニット１１１〜１１３を有している。また、複数の光源ユニット１１１〜１１３は、撮影モードに応じて個別に発光制御される。そのため、発光駆動する光源ユニットを選択すると共に、光源ユニットの駆動電流を変更することにより、照射光Ｌの分光強度特性を観察モードに応じたものに切り替えることができる。
また、各光源ユニット１１１〜１１３から射出された光は、ダイクロイックミラー１３１、１３２によってその光路が合成される。このとき、各光源ユニット１１１〜１１３から射出される光の波長帯域は互いに異なるため、ダイクロイックミラー１３１、１３２での光路の合成時において、光量の損失を最小限に抑えることができる。
例えば、特殊観察モードにおいて、従来技術のように、実質的に特定の波長帯域の光のみを透過させる光学フィルタを使用する場合、特定の波長帯域以外の光を無駄に発光させる必要があり、光源装置の光利用効率が低い。これに対し、本発明の第１の実施形態では、図４に示されるように、ダイクロイックミラー１３１、１３２における光路の合成により照射光Ｌとして使用されない光（図４で破線で示された領域の光）は、照射光Ｌとして使用される光（図４で実線で示された領域の光）に比べて、その光量が小さい。そのため、本実施形態の光源装置２０１では、被写体に照射されない波長帯域の光を無駄に発光させる必要がないため、従来技術に比べて光利用効率を高くすることができる。
また、比較的広い空間を持つ部位（例えば胃）を観察する場合、典型的には、電子スコープ１００の先端部から被写体（例えば胃壁）までの距離が遠いため、被写体に照射される照射光の強度が低くなる。明るい撮影画像を得るためには、高い強度の照射光で被写体を照明する必要がある。本実施形態の光源装置２０１は、特殊観察モードにおいて光学フィルタを使用せず、高い光利用効率を有しているため、被写体に照射される照射光の強度を高くすることができる。そのため、胃などの部位を観察する場合にも、明るい撮影画像を得ることができる。
また、第１の実施形態では、第１の光源ユニット１１１として、約４１５ｎｍのピーク波長を有する光を射出する紫色ＬＥＤが使用されるが、本発明はこれに限定されない。第１の光源ユニット１１１から射出される光は、ヘモグロビンの吸収度のピークである波長４１５ｎｍの光を含んでいればよく、例えば、第１の光源ユニット１１１は４０５ｎｍにピーク波長を有する光を射出するＬＥＤであってもよい。また、光源装置２０１が有する各ＬＥＤ及び蛍光体の特性は、観察する対象に合わせて適宜変更可能である。
なお、本実施形態において用いられる蛍光体には下記のものが例示として挙げられる。大分類として、酸化物系蛍光体と窒化物系蛍光体が挙げられる。
《酸化物系蛍光体》
〈黄色蛍光体〉
・Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（イットリウムアルミニウム酸化物）を母体結晶とする黄色蛍光体
〈緑色蛍光体〉
・Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２（カルシウムスカンジウムケイ素酸化物）を母体結晶としてＣｅを付活させた緑色蛍光体
・ＣａＳｃ２Ｏ４（カルシウムスカンジウム酸化物）を母体結晶としてＣｅを付活させた緑色蛍光体
《窒化物系蛍光体》
〈赤色蛍光体〉
・母体結晶としてＥｕを付活させたカルシウムアルミニウムケイ素窒化物（ＣａＡｌＳｉＮ３）にケイ素酸窒化物（Ｓｉ２Ｎ２Ｏ）を固溶させた赤色蛍光体
〈その他の蛍光体〉
・母体となるセラミックス結晶に希土類元素等の発光を担う金属イオンを微量添加したサイアロン蛍光体、α型窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）結晶の固溶体であるα−サイアロン蛍光体、窒化カルシウムアルミニウムケイ素（ＣａＡｌＳｉＮ３）蛍光体など
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる内視鏡用光源装置について説明する。第２の実施形態にかかる光源装置も、第１の実施形態にかかる光源装置２０１と同様に、電子内視鏡システム１において使用される。
図５は、第２の実施形態に係る光源装置２０２のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０２は、第１の光源ユニット２１１、第２の光源ユニット２１２、ダイクロイックミラー２３１を備えている。各光源ユニット２１１、２１２はそれぞれ、図示省略された第１光源駆動回路、第２光源駆動回路によって個別に発光制御される。
第１の光源ユニット２１１は、紫色の波長帯域（例えば、波長が３９５〜４３５ｎｍ）の光を射出する紫色ＬＥＤである。第２の光源ユニット２１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４３０〜４９０ｎｍ）の光を射出する青色ＬＥＤ、緑色蛍光体、赤色蛍光体を有している。緑色蛍光体は、青色ＬＥＤから射出された青色ＬＥＤ光によって励起され、緑色の波長帯域（例えば、波長が４６０〜６００ｎｍ）の蛍光を発する。赤色蛍光体は、青色ＬＥＤから射出された青色ＬＥＤ光によって励起され、赤色の波長帯域（例えば、波長が５５０〜７５０ｎｍ）の蛍光を発する。なお、緑色蛍光体と赤色蛍光体は、青色ＬＥＤ光の射出方向に沿って並べて配置されていてもよく、射出方向と垂直な方向に並べて配置されていてもよい。また、緑色蛍光体と赤色蛍光体は、その材料が混ぜ合わせられ、一つの蛍光体として作成されたものであってもよい。
各光源ユニット２１１、２１２の射出方向の前方にはそれぞれ、図示省略されたコリメートレンズが配置されている。第１の光源ユニット２１１から射出された紫色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー２３１に入射される。また、第２の光源ユニット２１２から射出された光、すなわち、青色ＬＥＤ光と、緑色及び赤色の蛍光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー２３１に入射される。ダイクロイックミラー２３１は、第１の光源ユニット２１１から射出された光の光路と第２の光源ユニット２１２から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー２３１で光路が合成された光は、照射光Ｌとして光源装置２０２から射出される。
図６は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０２から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、光源ユニット２１１と光源ユニット２１２の両方が発光駆動される。第１の光源ユニット２１１から射出される光の分光強度分布Ｄ２１１は、約４１５ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。第２の光源ユニット２１２から射出される光の分光強度分布Ｄ２１２は、波長約４７０ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６３０ｎｍにピークを有している。この３つの波長はそれぞれ、青色ＬＥＤ光、緑色の蛍光、赤色の蛍光のピーク波長である。
また、図６（ａ）には、ダイクロイックミラー２３１のカットオフ波長λ２３１が点線で示されている。ダイクロイックミラー２３１は、カットオフ波長λ２３１が約４３０ｎｍであり、カットオフ波長λ２３１よりも短い波長帯域の光を透過させ、カットオフ波長λ２３１以上の波長帯域の光を反射する。そのため、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ２１１のうち、実線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー２３１を透過し、破線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー２３１で反射される。また、図４（ａ）に示される分光強度分布Ｄ２１２のうち、実線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー２３１で反射され、破線で示される波長帯域の光がダイクロイックミラー２３１を透過する。
このように、ダイクロイックミラー２３１で、各光源ユニット２１１、２１２から射出された光の光路が合成されることにより、光源装置２０２からは、紫外領域（近紫外の一部）から赤色領域にかけて広い波長帯域を有する照射光Ｌ（通常光）が射出される。この照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布は、図６（ａ）に示す分光強度分布Ｄ２１１、Ｄ２１２のうち、実線で示される領域を足し合わせたものになる。この照射光Ｌ（通常光）を被写体に照射することにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。
また、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合、第１の光源ユニット２１１と第２の光源ユニット２１２の両方が発光駆動される。また、第２の光源ユニット２１２は、通常観察モード時よりも、駆動電流を小さくし、強度が低くなるように発光駆動される。これにより、照射光Ｌ（特殊光）のうち、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長４１５ｎｍ付近の強度が、他の波長帯域の強度よりも相対的に高くなり（すなわち狭帯域光となり）、表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。また、光源ユニット２１２から射出される光は、ヘモグロビンの吸光度のもう一つのピークとなる波長５５０ｎｍ付近の光を含んでいる。そのため、光源ユニット２１１と共に、光源ユニット２１２を発光駆動することにより、表層血管が強調された状態を維持しつつ、撮影画像の輝度を上げることができる。
このように、第２の実施形態によれば、光源装置２０２は、それぞれ異なる波長帯域の光を射出する複数の光源ユニット２１１、２１２を有している。また、複数の光源ユニット２１１、２１２は、個別に発光制御される。そのため、観察モードに応じて発光駆動する光源ユニットを選択すると共に、光源ユニットの駆動電流を変更することにより、所望の分光強度分布を有する照射光Ｌを得ることができる。
また、第２の実施形態の光源装置２０２は、光源ユニットの数が２つのみであるため、光源装置２０２の構成を簡素にすることができる。また、第２の光源ユニット２１２は、緑色と赤色の２つの蛍光体を有している。そのため、電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合の照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布は、第２の光源ユニット２１２が１つの蛍光体を有している場合よりも、可視領域においてフラットに近づく。これにより、自然の白色光に近い照射光Ｌ（通常光）で被写体を照明することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる内視鏡用光源装置について説明する。第３の実施形態にかかる光源装置も、第１の実施形態にかかる光源装置２０１と同様に、電子内視鏡システム１において使用される。
図７は、第３の実施形態に係る光源装置２０３のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０３は、第１〜第４の光源ユニット３１１〜３１４、第１〜第３のダイクロイックミラー３３１〜３３３を備えている。各光源ユニット３１１〜３１４はそれぞれ、図示省略された第１〜第４光源駆動回路によって個別に発光制御される。
第１の光源ユニット３１１は、紫色の波長帯域（例えば、波長が３９５〜４３５ｎｍ）の光を射出する紫色ＬＥＤである。第２の光源ユニット３１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４３０〜４７０ｎｍ）の光を射出する青色ＬＥＤである。第３の光源ユニット３１３は、緑色の波長帯域（例えば、波長が５３０〜５７０ｎｍ）の光を射出する緑色ＬＥＤである。第４の光源ユニット３１４は、赤色の波長帯域（例えば、波長が６３０〜６７０ｎｍ）の光を射出する赤色ＬＥＤである。
各光源ユニット３１１〜３１４の射出方向の前方にはそれぞれ、図示省略されたコリメートレンズが配置されている。第１の光源ユニット３１１から射出された紫色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー３３１に入射される。また、第２の光源ユニット３１２から射出された青色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー３３１に入射される。ダイクロイックミラー３３１は、第１の光源ユニット３１１から射出された光の光路と第２の光源ユニット３１２から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー３３１で光路が合成された光は、ダイクロイックミラー３３２に入射される。
また、第３の光源ユニット３１３から射出された緑色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー３３２に入射される。ダイクロイックミラー３３２は、ダイクロイックミラー３３１から入射された光の光路と第３の光源ユニット３１３から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー３３２で光路が合成された光は、ダイクロイックミラー３３３に入射される。
また、第４の光源ユニット３１４から射出された赤色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー３３３に入射される。ダイクロイックミラー３３３は、ダイクロイックミラー３３２から入射された光の光路と第４の光源ユニット３１４から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー３３３で光路が合成された光は照射光Ｌとして光源装置２０３から射出される。
図８は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０３から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、第１〜第４の光源ユニット３１１〜３１４が全て発光駆動される。第１の光源ユニット３１１の分光強度分布Ｄ３１１は、約４１５ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。第２の光源ユニット３１２の分光強度分布Ｄ３１２は、約４５０ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。第３の光源ユニット３１３の分光強度分布Ｄ３１３は、約５５０ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。第４の光源ユニット３１４の分光強度分布Ｄ３１４は、約６５０ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。
また、図８（ａ）には、ダイクロイックミラー３３１〜３３３のカットオフ波長λ３３１〜３３３が点線で示されている。カットオフ波長λ３３１〜３３３はそれぞれ、４３０ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍである。何れのダイクロイックミラー３３１〜３３３も、カットオフ波長よりも短い波長帯域の光を透過させ、カットオフ波長以上の波長帯域の光を反射する。このダイクロイックミラー３３１〜３３３により、各光源ユニット３１１〜３１４から射出された光の光路が合成される。
このように、ダイクロイックミラー３３１〜３３３で、各光源ユニット３１１〜３１４から射出された光の光路が合成されることにより、光源装置２０３からは、紫外領域（近紫外の一部）から赤色領域にかけて広い波長帯域を有する照射光Ｌ（通常光）が射出される。この照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布は、図８（ａ）に示す分光強度分布Ｄ３１１〜Ｄ３１４のうち、実線で示される領域を足し合わせたものになる。この照射光Ｌ（通常光）を被写体に照射することにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。
また、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合、第１の光源ユニット３１１及び第３の光源ユニット３１３が発光駆動され、第２の光源ユニット３１２及び第４の光源ユニット３１４は発光駆動されない。また、第３の光源ユニット３１３は、通常観察モード時よりも、駆動電流を小さくし、強度が低くなるように発光駆動される。これにより、照射光Ｌ（特殊光）のうち、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長４１５ｎｍ付近の強度が、他の波長帯域の強度よりも相対的に高くなり（すなわち狭帯域光となり）、表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。また、光源ユニット３１３から射出される光は、ヘモグロビンの吸光度のもう一つのピークとなる５５０ｎｍ付近の光を含んでいる。そのため、光源ユニット３１１と共に、光源ユニット３１２を発光駆動することにより、表層血管が強調された状態を維持しつつ、撮影画像の輝度を上げることができる。
このように、第３の実施形態によれば、それぞれ異なる波長帯域の光を射出する複数の光源ユニット３１１〜３１４を有している。また、複数の光源ユニット３１１〜３１４は、個別に発光制御される。そのため、観察モードに応じて発光駆動する光源ユニットを選択すると共に、光源ユニットの駆動電流を変更することにより、所望の分光強度分布を有する照射光Ｌを得ることができる。
また、第３の実施形態の光源装置２０３は、波長帯域が異なり、それぞれ個別に発光制御可能な４つの光源ユニット３１１〜３１４を有している。そのため、４つの光源ユニット３１１〜３１４の中から発光駆動させる光源ユニットを選択し、発光駆動時の駆動電流を個別に制御することにより、照射光Ｌの分光強度分布を細かく制御することができる。
なお、第３の実施形態では、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合に、第２の光源ユニット３１２が、通常観察モード時よりも、駆動電流を小さくし、強度が低くなるように発光駆動されてもよい。ヘモグロビンは４１５ｎｍ付近に吸光度のピークを有しているが、その近傍の青色の波長帯域においても比較的高い吸光度を有している。そのため、特殊観察モード時に、青色の波長帯域の光を射出する第２の光源ユニット３１２を発光駆動させることにより、撮影画像における表層血管の強調効果を向上しつつ、撮影画像の輝度を上げることができる。
（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、紫色の波長帯域の光を射出する光源ユニット（紫色ＬＥＤ）とそれ以外の波長帯域を射出する光源ユニットとを分けていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、紫色ＬＥＤが蛍光体を有してもよい。図９は、本発明の第４の実施形態に係る光源装置２０４のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。第４の実施形態にかかる光源装置２０４も、第１の実施形態に係る光源装置２０１と同様に、例えば、電子内視鏡システム１において使用される。
図９に示すように、光源装置２０４は、第１〜第３の光源ユニット４１１〜４１３、第１、第２のダイクロイックミラー４３１、４３２を備えている。各光源ユニット４１１〜４１３はそれぞれ、図示省略された第１〜第３光源駆動回路によって個別に発光制御される。
第１の光源ユニット４１１は、紫色の波長帯域（例えば、波長が３９５〜４３５ｎｍ）の光を射出する紫色ＬＥＤと、紫色ＬＥＤ光によって励起され、青色（例えば、波長が４３０〜４９０ｎｍ）の蛍光を発する青色蛍光体を有する。第２の光源ユニット４１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４３０〜４７０ｎｍ）の光を射出する青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤから射出された青色ＬＥＤ光によって励起され、黄色の波長帯域（例えば、波長が５００〜７２０ｎｍ）の蛍光を発する黄色蛍光体を有する。第３の光源ユニット４１３は、赤色の波長帯域（例えば、波長が６２０〜６８０ｎｍ）の光を射出する赤色ＬＥＤである。
各光源ユニット４１１〜４１３の射出方向の前方にはそれぞれ、図示省略されたコリメートレンズが配置されている。第１の光源ユニット４１１から射出された紫色ＬＥＤ光及び青色の蛍光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー４３１に入射される。また、第２の光源ユニット４１２から射出された青色ＬＥＤ光及び黄色の蛍光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー４３１に入射される。ダイクロイックミラー４３１は、第１の光源ユニット４１１から射出された光の光路と第２の光源ユニット４１２から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー４３１で光路が合成された光は、ダイクロイックミラー４３２に入射される。
また、第３の光源ユニット４１３から射出された赤色ＬＥＤ光は、コリメートレンズによって平行光に変換され、ダイクロイックミラー４３２に入射される。ダイクロイックミラー４３２は、ダイクロイックミラー４３１から入射された光の光路と第３の光源ユニット４１３から射出された光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー４３２で光路が合成された光は照射光Ｌとして光源装置２０４から射出される。
図１０は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０４から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、第１〜第３の光源ユニット４１１〜４１３が全て発光駆動される。第１の光源ユニット４１１の分光強度分布Ｄ４１１は、波長約４１５ｎｍ、４７０ｎｍにピークを有している。この２つの波長はそれぞれ、紫色ＬＥＤ光と青色の蛍光の分強度分布のピーク波長である。ここで、分光強度分布Ｄ４１１のうち、波長約４１５ｎｍのピークの高さは、波長約４７０ｎｍのピークの高さよりも高くなるように設定されている。第２の光源ユニット４１２の分光強度分布Ｄ４１２は、波長約４５０ｎｍ、６００ｎｍにピークを有している。この２つの波長はそれぞれ、青色ＬＥＤ光と黄色の蛍光のピーク波長である。第３の光源ユニット４１３の分光強度分布Ｄ４１３は、約６５０ｎｍをピーク波長とする急峻な強度分布を有している。
また、図１０（ａ）には、ダイクロイックミラー４３１、４３２のカットオフ波長λ４３１、λ４３２が点線で示されている。カットオフ波長λ４３１、λ４３２はそれぞれ、５２０ｎｍ、６３０ｎｍである。何れのダイクロイックミラー４３１、４３２も、カットオフ波長よりも短い波長帯域の光を透過させ、カットオフ波長以上の波長帯域の光を反射する。このダイクロイックミラー４３１、４３２により、各光源ユニット４１１〜４１３から射出された光の光路が合成される。なお、第２の光源ユニット４１２から射出される光のうち、波長約４５０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤ光は、カットオフ波長λ４３１よりも短いため、ダイクロイックミラー４３１で光路が合成される光には含まれない。
このように、ダイクロイックミラー４３１、４３２で、各光源ユニット４１１〜４１３から射出された光の光路が合成されることにより、光源装置２０４からは、紫外領域（近紫外の一部）から赤色領域にかけて広い波長帯域を有する照射光Ｌ（通常光）が射出される。この照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布は、図１０（ａ）に示す分光強度分布Ｄ４１１〜Ｄ４１３のうち、実線で示される領域を足し合わせたものになる。この照射光Ｌ（通常光）を被写体に照射することにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。
また、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合、第１の光源ユニット４１１及び第２の光源ユニット４１２が発光駆動され、第３の光源ユニット４１３は発光駆動されない。また、第２の光源ユニット４１２は、通常観察モード時よりも、駆動電流を小さくし、強度が低くなるように発光駆動される。これにより、照射光Ｌ（特殊光）のうち、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長４１５ｎｍ付近の強度が、他の波長帯域の強度よりも相対的に高くなり（すなわち狭帯域光となり）、表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。また、第２の光源ユニット４１２から射出される光は、ヘモグロビンの吸光度のもう一つのピークとなる波長５５０ｎｍ付近の光を含んでいる。そのため、第１の光源ユニット４１１と共に、第２の光源ユニット４１２を発光駆動することにより、表層血管が強調された状態を維持しつつ、撮影画像の輝度を上げることができる。
なお、電子内視鏡システム１によって撮影される体腔内の生体組織は、通常、血液によって全体的に赤味を帯びている。そのため、特殊観察モード時に赤色の光を生体組織に照射すると、撮影画像全体が赤味を帯び、表層血管の強調効果が得られにくい。本実施形態では、特殊観察モード時に赤色ＬＥＤ（第３の光源ユニット４１３）は発光駆動されないため、表層血管の強調効果が低減することを防止することができる。
また、本実施形態では、特殊観察モードにおいて、第１の光源ユニット４１１から射出された青色帯域の光が被写体に照射される。青色の波長帯域は、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長を含んでいないものの、赤色の光に比べて生体組織で吸収されやすい。そのため、特観察モード時に青色の光が生体組織に照射されても、表層血管の強調効果への影響は少ない。また、青色の光を被写体に照射することにより、撮影画像の輝度を上げることができる。
また、本実施形態では、第２の光源ユニット４１２から射出された光のうち、黄色の蛍光のみが被写体に照射され、青色ＬＥＤ光は照射されない。他方、青色の波長帯域の光は、第１の光源ユニット４１１から射出され、被写体に照射される。そのため、表層血管の強調効果への影響が比較的少ない青色の波長帯域の光の強度と、当該影響が比較的多い黄色の波長帯域の光の強度を個別に変更することができる。これにより、特殊観察モード時に、表層血管の強調効果と、撮影画像の明るさとのバランスの調整が行いやすくなる。
また、第４の実施形態では、第２の光源ユニット４１２は、黄色蛍光体を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２の光源ユニット４１２は、黄色蛍光体の代わりに、５５０ｎｍ付近にピーク波長を有する緑色蛍光体を有していてもよい。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態にかかる内視鏡用光源装置について説明する。第５の実施形態にかかる光源装置も、第１の実施形態にかかる光源装置２０１と同様に、電子内視鏡システム１において使用される。
図１１は、第５の実施形態に係る光源装置２０５のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０５は、第１の光源ユニット５１１、第２の光源ユニット５１２、ダイクロイックミラー５３１を備えている。各光源ユニット５１１、５１２はそれぞれ、図示省略された第１、第２光源駆動回路によって個別に発光制御される。図１１に示すように、第５の実施形態に係る光源装置２０５は、第４の実施形態に係る光源装置２０４から、赤色ＬＥＤ（第３の光源ユニット４１３）及びダイクロイックミラー４３２を取り除いた構成である。また、第１の光源ユニット５１１、第２の光源ユニット５１２、ダイクロイックミラー５３１の特性はそれぞれ、第４の実施形態の第１の光源ユニット４１１、第２の光源ユニット４１２、ダイクロイックミラー４３１の特性と同じである。
図１２は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０５から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
図１２に示すように、第５の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布は、第４の実施形態における照射光Ｌから、赤色ＬＥＤ光を取り除いたものになる。ただし、第５の実施形態の光源装置２０５は、ダイクロイックミラー４３２を有していないため、第２の光源ユニット５１２から射出された光の内、波長６３０ｎｍ以上の赤色の波長帯域の光も照射光Ｌとして照射される。
第５の実施形態の光源装置２０５は、第４の実施形態の光源装置２０４と比較して、赤色ＬＥＤ（光源ユニット４１３）及びダイクロイックミラー４３２が無い分、構成を簡素にすることができる。また、第５の実施形態の光源装置２０５は、第２の光源ユニット５１２から射出される光の内、波長６３０ｎｍよりも長い赤色の波長帯域の光が照射光Ｌとして使用されるため、通常観察モード時において、赤色ＬＥＤが無くても、擬似白色の照射光Ｌ（通常光）を得ることができる。
また、第５の実施形態では、第２の光源ユニット５１２は、黄色蛍光体を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２の光源ユニット５１２は、第２の実施系他における第２の光源ユニット２１２と同様に、黄色蛍光体の代わりに、緑色蛍光体と赤色蛍光体を有していてもよい。この場合、通常観察モード時に、黄色蛍光体を使用する場合に比べ、より広い波長帯域を有する通常光を得ることができる。
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態にかかる内視鏡用光源装置について説明する。第６の実施形態にかかる光源装置も、第１の実施形態にかかる光源装置２０１と同様に、電子内視鏡システム１において使用される。
図１３は、第６の実施形態に係る光源装置２０６のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０６は、第１〜第３の光源ユニット６１１〜６１３、第１、第２のダイクロイックミラー６３１、６３２を備えている。各光源ユニット６１１〜６１３はそれぞれ、図示省略された第１〜第３光源駆動回路によって個別に発光制御される。図１３に示すように、第６の実施形態に係る光源装置２０６は、第３の実施形態に係る光源装置２０３から、青色ＬＥＤ（第２の光源ユニット３１２）及びダイクロイックミラー３３１を取り除き、代わりに、第１の光源ユニット６１１に青色蛍光体を持たせた構成である。また、第１の光源ユニット６１１の特性は、第５の実施形態における第１の光源ユニット５１１の特性と同じである。また、第２の光源ユニット６１２、第３の光源ユニット６１３、ダイクロイックミラー６３１、ダイクロイックミラー６３２の特性はそれぞれ、第３の実施形態の第３の光源ユニット３１３、第４の光源ユニット３１４、ダイクロイックミラー３３２、ダイクロイックミラー３３３の特性と同じである。
図１４は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０６から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
図１４に示すように、第６の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布は、第３の実施形態における照射光Ｌから、紫色ＬＥＤ光と青色ＬＥＤ光を取り除き、代わりに、第１の光源ユニット６１１から射出される紫色ＬＥＤ光と青色の蛍光（Ｄ６１１）を加えたものになる。ただし、第６の実施形態の光源装置２０６は、ダイクロイックミラー３３１を有していないため、第１の光源ユニット６１１から射出された光の内、カットオフ波長λ３３１（波長４３０ｎｍ）以上且つカットオフ波長λ６３１（波長５００ｎｍ）よりも短い波長帯域の光も照射光Ｌとして射出される。
第６の実施形態の光源装置２０６は、第３の実施形態の光源装置２０３と比較して、青色ＬＥＤ（光源ユニット２１２）及びダイクロイックミラー３３１が無い分、構成を簡素にすることができる。
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態にかかる内視鏡用光源装置について説明する。第７の実施形態にかかる光源装置も、第１の実施形態にかかる光源装置２０１と同様に、電子内視鏡システム１において使用される。
図１５は、第７の実施形態に係る光源装置２０７のうち、光源ユニットおよびダイクロイックミラーのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０７は、第１〜第４の光源ユニット７１１〜７１４、第１〜第３のダイクロイックミラー７３１〜７３３を備えている。各光源ユニット７１１〜７１４はそれぞれ、図示省略された第１〜第４光源駆動回路によって個別に発光制御される。図１５に示すように、第７の実施形態に係る光源装置２０７は、第３の実施形態に係る光源装置２０３の緑色ＬＥＤ（第３の光源ユニット３１３）を、青色ＬＥＤと黄色蛍光体を有する蛍光体ＬＥＤに置き換えたものである。ただし、第７の実施形態のダイクロイックミラー７３１〜７３３のカットオフ波長λ７３１〜λ７３３は、第３の実施形態のダイクロイックミラー３３１〜３３３のλ３３１〜λ３３３と同じである必要はない。詳しくは、カットオフ波長λ７３１〜λ７３３は、ダイクロイックミラー７３１〜７３３による光路の合成時の光量損失が少なくなるように、或いは、照射光Ｌの分光強度分布が所望の分布となるように適宜設定される。
図１６は、図４と同様の図であり、各観察モードにおいて、光源装置２０７から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。
図１６に示すように、第７の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布は、第３の光源ユニット７１３から射出された光の分光強度分布Ｄ７１３以外は、第３の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布と同じである。ただし、第７の実施形態のダイクロイックミラー７３１〜７３３のカットオフ波長λ７３１〜λ７３３は、第３の実施形態のダイクロイックミラー３３１〜３３３のλ３３１〜λ３３３と異なっている。そのため、照射光Ｌとして射出される光の分光強度分布（図１６に示される分光強度分布のうち、実線で示される領域）は、第３の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布とは異なる。
第７の実施形態の光源装置２０７は、第３の実施形態の光源装置２０３と比較して、緑色ＬＥＤ（第３の光源ユニット３１３）の代わりに蛍光体ＬＥＤ（第３の光源ユニット７１３）を使用しているため、照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布が可視領域においてフラットに近づく。これにより、自然の白色光に近い照射光Ｌ（通常光）で被写体を照明することができる。
また、第３の光源ユニット７１３は、黄色蛍光体を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第３の光源ユニット７１３は、黄色蛍光体の代わりに、５５０ｎｍ付近にピーク波長を有する緑色蛍光体と６５０ｎｍ付近にピーク波長を有する赤色蛍光体を有していてもよい。或いは、第３の光源ユニット７１３は、図１６に示すよりも、より広い波長帯域に強度を有する黄色蛍光体を有していてもよい。
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。例えば、上記各実施形態では、固体発光素子としてＬＥＤを想定している。本発明はこれに限定するものではなく、ＬＤ（Laser Diode）を固体発光素子として採用することも可能である。
図１７は、第３の実施形態の変形例において、光源装置２０３から射出される照射光Ｌの分光強度分布を示している。本変形例では、３つの観察モード（通常観察モード、第１特殊観察モード、第２特殊観察モード）がある。図１７（ａ）は、通常観察モードにおける照射光Ｌ（通常光）の分光強度分布を示し、図１７（ｂ）は、第１特殊観察モードにおける照射光Ｌ（特殊光）の分光強度分布を示し、図１７（ｃ）は、第２特殊観察モードにおける照射光Ｌ（特殊光）の分光強度分布を示している。図１７に示される分光強度分布の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は照射光Ｌの強度を示している。なお、縦軸は、強度の最大値が１となるように規格化されている。
通常観察モード時の動作は、図７及び図８を用いて説明した第３の実施形態と同じである。そのため、通常観察モード時は、図８（ａ）と同じ分光特性を持つ照射光Ｌ（通常光）が射出される。この照射光Ｌ（通常光）を被写体に照射することにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。
第１特殊観察モード時の動作は、図７及び図８を用いて説明した第３の実施形態の特殊観察モードと同じである。そのため、第１特殊観察モード時は、図８（ｂ）と同じ分光特性を持つ照射光Ｌ（特殊光）が射出される。これにより、主に表層血管が強調された撮影画像を得ることができる。
電子内視鏡システム１が第２特殊観察モードである場合、第４の光源ユニット３１４が発光駆動され、第１〜第３の光源ユニット３１１〜３１３が発光駆動されない。これにより、照射光Ｌ（特殊光）のうち、ヘモグロビンの吸光度のピークとなる波長６５０ｎｍ付近の光の比率が相対的に高くなり（すなわち波長６５０ｎｍ付近のみにピークを持つ狭帯域光となり）、主に深層血管が強調された撮影画像を得ることができる。

Claims (10)

  1. 紫色の波長帯域に第１のピーク波長をもつ紫色光を射出する第１の光源ユニットと、
    緑色の波長帯域に第２のピーク波長を持つ緑色光を射出する第２の光源ユニットと、
    前記第１の光源ユニットから射出される光の光路と、前記第２の光源ユニットから射出される光の光路と、を合成する光路合成手段と、
    前記第１の光源ユニットと前記第２の光源ユニットを複数のモードのそれぞれに応じて個別に発光制御する光源制御手段と、
    を備え、
    前記光源制御手段により前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットが第１のモードで発光駆動されると、前記紫色光と前記緑色光が第１の強度比で射出され、前記光路合成手段にて合成されることにより、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長をもつ、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光となって、内視鏡に供給され、
    前記光源制御手段により前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットが第２のモードで発光駆動されると、前記紫色光と前記緑色光が、前記第１の強度比と比べて、前記緑色光が相対的に低くなる第２の強度比で射出され、前記光路合成手段にて合成されることにより、血管に対して吸光度の高い特殊光となって、前記内視鏡に供給される、
    内視鏡用光源装置。
  2. 生体組織への深達度が青色の波長帯域よりも低く、表層血管に対して吸光度の高い波長帯域に第１のピーク波長をもつ第１の波長帯域の光を射出する第１の光源ユニットと、
    生体組織への深達度が青色の波長帯域よりも高く、前記表層よりも深い中層の血管に対して吸光度の高い波長帯域に第２のピーク波長をもつ第２の波長帯域の光を射出する第２の光源ユニットと、
    前記第１の光源ユニットから射出される光の光路と前記第２の光源ユニットから射出される光の光路とを合成する光路合成手段と、
    前記第１の光源ユニットと前記第２の光源ユニットを複数のモードのそれぞれに応じて個別に発光制御する光源制御手段と、
    を備え、
    前記光源制御手段により前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットが第１のモードで発光駆動されると、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光が第１の強度比で射出され、前記光路合成手段にて合成されることにより、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長をもつ、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光となって、内視鏡に供給され、
    前記光源制御手段により前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットが第２のモードで発光駆動されると、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光が、前記第１の強度比と比べて、前記第２の波長帯域の光が相対的に低くなる第２の強度比で射出され、前記光路合成手段にて合成されることにより、血管に対して吸光度の高い特殊光となって、前記内視鏡に供給される、
    内視鏡用光源装置。
  3. 前記第１のピーク波長は、４０５ｎｍ又は４１５ｎｍである、
    請求項１又は請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
  4. 前記第２のピーク波長は、５５０ｎｍである、
    請求項１から請求項３の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
  5. 前記光路合成手段は、前記第１の光源ユニットから射出される光の光路と、前記第２の光源ユニットから射出される光の光路と、を合成する、ダイクロイックミラーを有する、
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
  6. 前記ダイクロイックミラーのカットオフ波長は、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長との間の波長である、
    請求項５に記載の内視鏡用光源装置。
  7. 前記特殊光は、前記第２のピーク波長の強度が前記第１のピーク波長の強度の半分に満たない、
    請求項１から請求項６の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
  8. 青色の波長帯域に第３のピーク波長をもつ青色光を射出する第３の光源ユニットと、
    赤色の波長帯域に第４のピーク波長を持つ赤色光を射出する第４の光源ユニットと、
    を更に備え、
    前記光路合成手段は、更に、前記第３の光源ユニットから射出される光の光路及び前記第４の光源ユニットから射出される光の光路を合成し、
    前記光源制御手段により前記第１の光源ユニット、前記第２の光源ユニット、前記第３の光源ユニット及び前記第４の光源ユニットが前記第１のモードで発光駆動されると、各光源ユニットから射出される光が前記光路合成手段にて合成されることにより、前記第１のピーク波長、前記第２のピーク波長、前記第３のピーク波長、前記第４のピーク波長の各ピーク波長にピークを持つ、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光となって、内視鏡に供給される、
    請求項１から請求項７の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
  9. 前記光源ユニットは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である、
    請求項１から請求項８の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置。
  10. 請求項１から請求項９の何れか一項に記載の内視鏡用光源装置と、
    内視鏡と、
    を備える、
    内視鏡システム。
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