内視鏡装置及びその光源制御方法
【課題】蛍光体の材料選択の自由度を損なうことなく、撮影画像の色むらを低減することのできる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡１１の先端部３３に供給する光を出射する光源ＬＤ２と、光源ＬＤ２から出射される光を内視鏡１１の先端部３３に導く光ファイバ５５と、光ファイバ５５の光出射端に設けられた蛍光体５９と、光源ＬＤ２をパルス駆動する光源制御部４９と、記蛍光体５９から発せられた蛍光を検出する光センサ７２とを備え、光源制御部４９は、光センサ７２によって検出された蛍光の強度に基づいて、光源ＬＤ２に供給するパルスの振幅を制御する。
【解決手段】内視鏡１１の先端部３３に供給する光を出射する光源ＬＤ２と、光源ＬＤ２から出射される光を内視鏡１１の先端部３３に導く光ファイバ５５と、光ファイバ５５の光出射端に設けられた蛍光体５９と、光源ＬＤ２をパルス駆動する光源制御部４９と、記蛍光体５９から発せられた蛍光を検出する光センサ７２とを備え、光源制御部４９は、光センサ７２によって検出された蛍光の強度に基づいて、光源ＬＤ２に供給するパルスの振幅を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及びその光源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光を照射して体腔内の内視鏡像を得る内視鏡装置として、励起光を出射する光源と、内視鏡先端部に配置され、光源からの励起光を波長変換する蛍光体とを組み合わせて白色光を照射可能としたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の内視鏡装置は、蛍光体を青色光で励起し、この青色光の一部を緑色〜赤色の光に変換し、この緑色〜赤色の光と、蛍光体を透過した青色光とを併せることで、白色光を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、励起光と蛍光体によって白色光を生成する内視鏡装置では、時間の経過とともに蛍光体が熱を蓄積して蛍光体の温度が上昇していく。このため、この温度上昇により、蛍光体の発光特性が変化し、撮影画像に色むらが生じる。温度による発光特性の変化が少ない蛍光体を用いれば、このむらを抑えることは可能である。しかし、このような蛍光体を用いることは、材料選択の自由度を大きく損なうことにつながる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体の材料選択の自由度を損なうことなく、撮影画像の色むらを低減することのできる内視鏡装置とその光源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡装置は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、前記光源をパルス駆動する光源制御部と、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【０００７】
本発明の内視鏡装置の光源制御方法は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蛍光体の材料選択の自由度を損なうことなく、撮影画像の色むらを低減することのできる内視鏡装置とその光源制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための内視鏡装置１００の外観図
【図２】図１に示される内視鏡装置１００の内部構成を示す図
【図３】通常観察時における光源制御部４９から光源ＬＤ２に供給されるパルス波形を示す図
【図４】内視鏡先端部３３の観察窓３５付近の拡大図
【図５】蛍光体からの発光量を変更する（増やす）ための光源制御の一例を示す図
【図６】蛍光体からの発光量を変更する（蓄熱をリセットして発光量を増やす）ための光源制御の一例を示す図
【図７】内視鏡装置１００の動作の変形例を説明するためのフローチャート
【図８】図２に示す内視鏡装置の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための内視鏡装置１００の外観図である。
【００１２】
内視鏡装置１００は、内視鏡１１と、制御装置１３と、液晶表示装置等の表示部１５と、制御装置１３に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部１７とを備える。
【００１３】
制御装置１３は、光源装置４５と、内視鏡１１から出力される撮像画像信号の信号処理等を行うプロセッサ４７とを備える。
【００１４】
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２５，２７とを備える。
【００１５】
内視鏡挿入部１９は、可撓性を持つ軟性部２９と、湾曲部３１と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３３とから構成される。
【００１６】
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。
【００１７】
図２は、図１に示される内視鏡装置１００の内部構成を示す図である。
【００１８】
内視鏡先端部３３は、被観察領域へ光を照射するための照明窓３５，３７と、照明窓３５，３７の各々に対向配置される蛍光体５９と、被観察領域からの反射光を受光する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と、撮像素子２１の受光面に被観察領域からの反射光を受光させるための観察窓４０と、観察窓４０と撮像素子２１との間に設けられる対物レンズユニット３９とを備える。
【００１９】
湾曲部３１は、軟性部２９と先端部３３との間に設けられ、操作部２３に配置されたアングルノブ４３（図１参照）の回動操作により湾曲自在にされている。
【００２０】
この湾曲部３１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３３の照明窓３５，３７及び観察窓４０を、所望の観察部位に向けることができる。
【００２１】
制御装置１３は、内視鏡先端部３３の照明窓３５，３７に供給する照明光を発生する光源装置４５と、撮像素子２１から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の撮像画像信号を信号処理するプロセッサ４７とを備える。光源装置４５とプロセッサ４７は、コネクタ部２５，２７を介して内視鏡１１と接続される。
【００２２】
プロセッサ４７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４７は、内視鏡１１の操作部２３や入力部１７からの指示にしたがい、内視鏡１１から伝送されてくる撮像画像信号を信号処理し、表示用画像データを生成して当該表示用画像データに基づく内視鏡観察画像を表示部１５に表示したり、記憶用画像データを生成して記憶部７１に記憶したりする。
【００２３】
光源装置４５は、光源制御部４９と、中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光源ＬＤ１と、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光源ＬＤ２と、合波器５１と、分波器５３とを備える。
【００２４】
光源ＬＤ１は、狭帯域光観察のための光源である。光源ＬＤ２は、通常観察（白色光観察）のための光源である。各光源ＬＤ１，ＬＤ２から出射されるレーザ光は、光源制御部４９により個別に制御される。
【００２５】
各光源ＬＤ１，ＬＤ２は、ＬＤ（レーザダイオード）又はＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体光源で構成される。
【００２６】
レーザダイオードとしては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオード等を利用することができ、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を利用することができる。
【００２７】
蛍光体５９は、光源ＬＤ２から供給される青色レーザ光を励起光として、主として黄色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体等で構成される。蛍光体５９としては、以下の表にある赤、青、緑の蛍光物質を組み合わせて構成したものを用いてもよい。表１において、各蛍光物質におけるλmaxは、波長４４５ｎｍの励起光を照射したときに発する蛍光の発光ピーク波長を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】
各光源ＬＤ１，ＬＤ２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５１と、分波器５３とを介してコネクタ部２５に伝送される。
【００３０】
コネクタ部２５まで伝送されたレーザ光は、導光部材である光ファイバ５５，５７によって、それぞれ内視鏡１１の先端部３３まで伝搬される。光ファイバ５５，５７を伝搬された青色レーザ光の一部は、内視鏡先端部３３の光ファイバ５５，５７の光出射端に配置された蛍光体５９を励起して蛍光（黄色光）を発光させる。
【００３１】
また、当該青色レーザ光のうちの蛍光に変化されずに残った光は、そのまま蛍光体５９を透過する。これにより、青色レーザ光によって発光された黄色の蛍光と、蛍光体５９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、白色の照明光となる。
【００３２】
また、光ファイバ５５，５７を伝搬された紫色レーザ光は、蛍光体５９を強く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。
【００３３】
青色レーザ光と蛍光体５９からの蛍光とによる白色光、又は、紫色レーザ光による狭帯域光は、内視鏡１１の先端部３３の照明窓３５，３７から被検体の被観察領域に向けて照射される。照明光が照射された被観察領域からの反射光は、観察窓４０後方に配置された対物レンズユニット３９により撮像素子２１に入射され、当該反射光に応じた撮像画像信号が撮像素子２１から出力される。
【００３４】
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６１を通じて内視鏡１１内のＡ／Ｄ変換器６３に伝送されてここでデジタル信号に変換される。更に、撮像画像信号は、コネクタ部２７を介してプロセッサ４７の画像処理部６５に入力される。そして、画像処理部６５は、このデジタル信号を処理して、表示用、記憶用の画像データを生成する。
【００３５】
なお、光源制御部４９は、通常観察時の照明光（上記白色光）と、光源ＬＤ１の狭帯域光とを所定の光量比で同時照射させることも可能である。このようにすることで、粘膜表層の毛細血管や微細模様を、周囲の画像と共により明瞭に表示させることができる。
【００３６】
光源制御部４９は、パルス駆動によって光源ＬＤ１，ＬＤ２を制御する。つまり、光源制御部４９は、パルス信号を光源ＬＤ１，ＬＤ２に供給し、パルス信号がハイレベルとなっている期間に光源ＬＤ１，ＬＤ２からレーザ光を出射させる。
【００３７】
図３は、通常観察時における光源制御部４９から光源ＬＤ２に供給されるパルス波形を示す図である。図３には、各パルス波形によって照射される青色レーザ光に応じて蛍光体５９から発光される蛍光の波形（図３中の破線で示す波形）についても併せて示している。
【００３８】
図３に示すように、通常観察時には、光源制御部４９から光源ＬＤ２に矩形の駆動パルスが所定間隔で供給される。駆動パルスの供給開始からしばらくの間は、駆動パルスの強度と、蛍光の発光ピーク強度とが一致する。しかし、時間の経過と共に、蛍光の発光ピーク強度は低下していく。これは、時間の経過と共に、蛍光体５９が熱を蓄積していき、この熱によって蛍光体５９の発光効率が低下していくためである。このように、時間の経過とともに蛍光の発光ピーク強度が低下すると、観察窓３５，３７から被検体に照射される白色光の光量（図３において矩形パルスと破線の蛍光波形とが重なる部分の面積に相当）が時間と共に変化することになり、撮影画像の色味が変動してしまう。
【００３９】
そこで、内視鏡装置１００では、この色味変動を低減するための制御を制御部６９が行う。
【００４０】
蛍光体５９の温度と発光効率とには相関関係がある。そのため、蛍光体５９の温度を検出することができれば、蛍光体５９の発光効率も分かり、蛍光体５９の発光効率に応じて蛍光の発光量が一定になるように光源ＬＤ２を駆動することで色味変動を低減することができる。しかし、内視鏡先端部３３には撮像素子２１が配置され、この撮像素子２１自体も熱を持つ。更に、内視鏡先端部３３には被検体からの熱も伝わる。このため、内視鏡先端部３３に配置された蛍光体５９の温度だけを精度良く検出することは難しい。
【００４１】
そこで、本実施形態では、内視鏡先端部３３に、蛍光体５９から発せられる蛍光を検出する光検出部を設けている。そして、この光検出部で検出される蛍光の強度を用いて蛍光体５９の発光効率を推定するようにしている。
【００４２】
図４は、内視鏡先端部３３の観察窓３５付近の拡大図である。内視鏡挿入部１９には、光ファイバ５５を収納するための筒状部材６０が設けられる。筒状部材６０には先端部３３側の端部に開口が形成されており、この開口にガラス等が嵌め込まれることで観察窓３５が形成される。観察窓３５と光ファイバ５５との間には蛍光体５９が配置される。この蛍光体５９に光ファイバ５５の端部が接している。
【００４３】
蛍光体５９と観察窓３５との間の空間には、光検出部が配置される。この光検出部は、フォトダイオード等の光センサ７２と、光センサ７２の前面（光センサ７２と蛍光体５９との間）に配置されたフィルタ７０とを備える。
【００４４】
フィルタ７０は、光センサ７２に入射する光の波長を制限するものである。具体的に、フィルタ７０は、蛍光体５９の発光ピーク波長付近（例えば発光ピーク波長の前後１０ｎｍ程度の範囲）の光を透過し、それ以外の波長の光をカットするバンドパスフィルタが用いられる。このフィルタ７０が設けられることにより、光センサ７２は、蛍光体５９から発せられる蛍光のみを検出することができる。
【００４５】
内視鏡先端部３３に配置される光センサ７２は、配線によってプロセッサ４７内の制御部６９と接続される。そして、光センサ７２で検出された蛍光の強度の情報は、制御部６９に伝達される。
【００４６】
プロセッサ４７に内蔵される記憶部７１には、光源ＬＤ２に供給される駆動パルスの強度Ｌ１に対する光センサ７２によって検出される蛍光の強度Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）と、蛍光体５９の発光効率（青色レーザ光量に対する蛍光光量の比）とを対応付けた（蛍光強度比−発光効率）テーブルが記憶されている。
【００４７】
（蛍光強度比−発光効率）テーブルのデータは次のようにして作成される。
【００４８】
即ち、蛍光体５９と、蛍光体５９の温度を検出する温度センサと、蛍光体５９から発する蛍光を検出する上述した光検出部とを収納した筒状部材６０のサンプルを用意し、このサンプルの蛍光体５９に、光源ＬＤ２から出射させる青色レーザ光を照射することで得られるデータをもとに、上記テーブルのデータを作成する。
【００４９】
このサンプルにおいて、青色レーザ光の蛍光体５９への照射を開始してから所定時間が経過した時点で、光検出部によって蛍光の強度Ｌ２を取得し、温度センサによって蛍光体５９の温度を取得する。そして、青色レーザ光の強度Ｌ１に対する蛍光の強度Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）を算出し、温度センサから検出された温度により蛍光体５９の発光効率を算出する。蛍光体５９の発光効率と温度との関係は、蛍光体５９の組成によって決まる既知のデータである。このような（Ｌ２／Ｌ１）及び発光効率の算出を、所定時間おきに行うことで、（蛍光強度比−発光効率）テーブルのデータを生成することができる。
【００５０】
通常観察開始時には、光源ＬＤ２から出射される青色レーザ光の発光量が１００で、蛍光体５９から発する蛍光光量が１００＊０．７＝７０（発光効率７０％）であるとする。通常観察開始からしばらく時間が経過し、（蛍光強度比−発光効率）テーブルから求まる蛍光体５９の発光効率が５０％に低下したとする。この場合は、青色レーザ光の発光量が１００から１００＊（７／５）＝１４０となるように制御部６９が光源制御部４９に指示を出す。つまり、制御部６９は、光センサ７２によって検出される蛍光強度と、これに基づいて求めた発光効率と、通常観察時に決められている蛍光光量の目標値とに基づいて、青色レーザ光の発光量を決定し、この発光量となるように、駆動パルスの振幅を変更するよう光源制御部４９に指示を出す。
【００５１】
光源制御部４９は、この指示にしたがって、図５に示すように駆動パルスの振幅を上げて、発光量を１００から１４０に変更する。蛍光体５９の発光効率は蓄熱により５０％になっているため、青色レーザ光の発光量が１４０になると、蛍光体５９から発せられる蛍光光量は１４０＊０．５＝７０となる。この結果、蛍光体５９から発せられる蛍光光量が通常観察開始時と同じになる。したがって、観察窓３５，３７から被検体に照射される白色光の光量は一定となり、撮影画像における色味変動が抑制される。
【００５２】
以上のように、内視鏡装置１００は、蛍光体５９から発せられる蛍光の強度と、（蛍光強度比−発光効率）テーブルとを用いて、蛍光体５９の発光効率を算出（推定）し、この発光効率にしたがって、蛍光体５９から発せられる蛍光光量が目標値となるように、駆動パルスの振幅を上げて、青色レーザ光の光量を制御する。この制御により、撮影期間中、観察窓３５，３７から出射される白色光の光量が一定となり、撮影画像における色むらが低減される。
【００５３】
なお、内視鏡装置１００では、青色レーザ光の強度を上げて白色光の光量が一定となるようにしている。このため、青色レーザ光の強度を上げた分、撮影画像が青味を帯びる可能性がある。そこで、画像処理部６５において、撮影画像信号のうちの青色信号に乗じるゲインを、青色レーザ光の強度に合わせて変更する（青色レーザ光強度を上げたときは、青色信号のゲインを下げる）ことで、撮影画像が青味を帯びるのを防ぐことができる。
【００５４】
また、青色レーザ光の強度をあまり上げすぎると、上述したゲイン調整だけでは撮影画像の調整が難しくなる。そのため、青色レーザ光の強度の上限値は、ゲインで撮影画像の調整ができる程度の値に設定しておくことが好ましい。
【００５５】
青色レーザ光の強度が上限値に達してしまった後は、例えば図６に示すように、制御部６９が、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を作ることで、蛍光体５９の発熱を抑制して色味変動を抑えることができる。この駆動パルスを停止させる期間は、撮影フレーム間の撮影を行っていない期間等に設ければよい。又は、蛍光体５９の熱をより効果的に抑制するために、奇数フレームについては撮影を行わないようにし、この奇数フレームにおいて駆動パルスを停止させるようにしてもよい。
【００５６】
図７は、図５の駆動と図６の駆動を組み合わせた実施形態における図２の内視鏡装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
撮影開始されると、制御部６９は、光センサ７２から蛍光の強度の情報を取得し、蛍光強度が閾値Ｔｈ１を下回るか否かを判定する（ステップＳ１）。閾値Ｔｈ１は、通常観察開始時における蛍光光量の目標値よりも小さい値である。
【００５８】
ステップＳ１の判定がＹＥＳの場合、制御部６９は、光源ＬＤ２に供給されている駆動パルスの振幅が上限値に達しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５９】
ステップＳ２の判定がＮＯの場合、制御部６９は、光センサ７２から取得した蛍光の強度の情報と、（蛍光強度比−発光効率）テーブルとから、蛍光体５９の発光効率を求める（ステップＳ３）。
【００６０】
ステップＳ３の後、制御部６９は、光センサ７２によって検出された蛍光強度と、ステップＳ３で求めた発光効率と、通常観察時に決められている蛍光光量の目標値とに基づいて、青色レーザ光の発光量を決定し、この発光量となるように、駆動パルスの振幅を変更するよう光源制御部４９に指示を出し、光量制御を行う（ステップＳ４）。
【００６１】
ステップＳ４の後、制御部６９は、撮影終了か否かを判定する（ステップＳ５）。制御部６９は、撮影終了であった場合は処理を終了し、撮影終了でない場合はステップＳ１に処理を戻す。制御部６９は、ステップＳ１の判定がＮＯであった場合は、ステップＳ５の処理を行う。
【００６２】
ステップＳ２の判定がＹＥＳだった場合、制御部６９は、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を設ける制御が開始されているか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６３】
制御部６９は、ステップＳ６の判定がＹＥＳであればステップＳ５の処理を行う。一方、制御部６９は、ステップＳ６の判定がＮＯであれば、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ５の処理を行う。図７において、ステップＳ２，３，４，５を削除し、ステップＳ１の判定がＹＥＳのときにステップＳ６、ステップＳ７を行うようにしてもよい。
【００６４】
なお、蛍光体５９として、撮影に必要がない短波長（例えば３００〜３５０ｎｍ）の光で励起されるものを用い、光源装置４５内に、この短波長の光を蛍光体５９に照射するための光源を設けてもよい。この場合、撮像素子２１の前面には、この光源から出射される短波長光を遮断するフィルタを設けておく。そして、制御部６９は、光センサ７２の検出情報に基づいて発光効率を求めた後、蛍光体５９からの発光量を増やす場合には、この短波長光源から蛍光体５９に光を照射させる。このように、青色レーザ光源とは別の光源を用いて蛍光体５９の発光量を増やすことも可能である。この場合は、撮影画像信号のゲイン調整を行う必要はない。また、蛍光光量調整用の光源からの光は撮像素子２１には入射しないため、この光源のパルス強度の上限値を大きくすることができる。
【００６５】
図２に示した内視鏡装置１００において、観察窓３７付近に配置される蛍光体５９と観察窓３７との間にも、図４に示したものと同じ光検出部を配置してもよい。この場合は、制御部６９が、２つの光検出部で検出された蛍光の強度を平均した値に基づいて、発光効率を求めるようにすればよい。
【００６６】
図８は、図２に示す内視鏡装置の変形例を示す図である。図８に示した内視鏡装置２００は、内視鏡先端部３３には光検出部を搭載せずに、カプラ８１と光検出部８２を光源装置４５に追加した点を除いては、図２と同じ構成である。
【００６７】
カプラ８１は、分波器５３で分波された２つの光の一方のすべてを光ファイバ５７に伝送する。また、カプラ８１は、蛍光体５９から光ファイバ５７に戻ってくる光の例えば９５％を光検出部８２に伝送し、残りの５％を分波器５３に伝送する。
【００６８】
光検出部８２は、図４に示した構成と同じであり、カプラ８１から入射された光の一部をカットするフィルタと、このフィルタの後方に配置された光センサとで構成される。光検出部８２の検出信号（蛍光の強度の情報）は制御部６９に伝達される。
【００６９】
図７に示す構成であっても、光検出部８２で検出された蛍光の強度情報とテーブルとから発光効率を求め、この発光効率にしたがって、光源ＬＤ２に供給する駆動パルスの強度を上げることで、撮影画像の色むらを低減することができる。
【００７０】
以上説明したように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【００７１】
開示された内視鏡装置は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、前記光源をパルス駆動する光源制御部と、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７２】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部が、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７３】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部は、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出部にて検出された蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御するものである。
【００７４】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部は、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始するものである。
【００７５】
開示された内視鏡装置は、前記光検出部は、前記内視鏡の先端部において前記蛍光体よりも被検体側に配置された光センサであり、前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出するものである。
【００７６】
開示された内視鏡装置は、前記光検出部は、前記蛍光体から前記導光部材に戻ってくる蛍光の強度を検出する制御装置内に設けられた光センサであり、前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出するものである。
【００７７】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７８】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７９】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出ステップにて検出した蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御するものである。
【００８０】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始するものである。
【符号の説明】
【００８１】
１１ 内視鏡
３３ 内視鏡先端部
４９ 光源制御部
５５ 光ファイバ
５９ 蛍光体
７２ 光センサ
ＬＤ２ 青色レーザ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及びその光源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光を照射して体腔内の内視鏡像を得る内視鏡装置として、励起光を出射する光源と、内視鏡先端部に配置され、光源からの励起光を波長変換する蛍光体とを組み合わせて白色光を照射可能としたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の内視鏡装置は、蛍光体を青色光で励起し、この青色光の一部を緑色〜赤色の光に変換し、この緑色〜赤色の光と、蛍光体を透過した青色光とを併せることで、白色光を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、励起光と蛍光体によって白色光を生成する内視鏡装置では、時間の経過とともに蛍光体が熱を蓄積して蛍光体の温度が上昇していく。このため、この温度上昇により、蛍光体の発光特性が変化し、撮影画像に色むらが生じる。温度による発光特性の変化が少ない蛍光体を用いれば、このむらを抑えることは可能である。しかし、このような蛍光体を用いることは、材料選択の自由度を大きく損なうことにつながる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体の材料選択の自由度を損なうことなく、撮影画像の色むらを低減することのできる内視鏡装置とその光源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡装置は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、前記光源をパルス駆動する光源制御部と、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【０００７】
本発明の内視鏡装置の光源制御方法は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蛍光体の材料選択の自由度を損なうことなく、撮影画像の色むらを低減することのできる内視鏡装置とその光源制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための内視鏡装置１００の外観図
【図２】図１に示される内視鏡装置１００の内部構成を示す図
【図３】通常観察時における光源制御部４９から光源ＬＤ２に供給されるパルス波形を示す図
【図４】内視鏡先端部３３の観察窓３５付近の拡大図
【図５】蛍光体からの発光量を変更する（増やす）ための光源制御の一例を示す図
【図６】蛍光体からの発光量を変更する（蓄熱をリセットして発光量を増やす）ための光源制御の一例を示す図
【図７】内視鏡装置１００の動作の変形例を説明するためのフローチャート
【図８】図２に示す内視鏡装置の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための内視鏡装置１００の外観図である。
【００１２】
内視鏡装置１００は、内視鏡１１と、制御装置１３と、液晶表示装置等の表示部１５と、制御装置１３に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部１７とを備える。
【００１３】
制御装置１３は、光源装置４５と、内視鏡１１から出力される撮像画像信号の信号処理等を行うプロセッサ４７とを備える。
【００１４】
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２５，２７とを備える。
【００１５】
内視鏡挿入部１９は、可撓性を持つ軟性部２９と、湾曲部３１と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３３とから構成される。
【００１６】
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。
【００１７】
図２は、図１に示される内視鏡装置１００の内部構成を示す図である。
【００１８】
内視鏡先端部３３は、被観察領域へ光を照射するための照明窓３５，３７と、照明窓３５，３７の各々に対向配置される蛍光体５９と、被観察領域からの反射光を受光する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と、撮像素子２１の受光面に被観察領域からの反射光を受光させるための観察窓４０と、観察窓４０と撮像素子２１との間に設けられる対物レンズユニット３９とを備える。
【００１９】
湾曲部３１は、軟性部２９と先端部３３との間に設けられ、操作部２３に配置されたアングルノブ４３（図１参照）の回動操作により湾曲自在にされている。
【００２０】
この湾曲部３１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３３の照明窓３５，３７及び観察窓４０を、所望の観察部位に向けることができる。
【００２１】
制御装置１３は、内視鏡先端部３３の照明窓３５，３７に供給する照明光を発生する光源装置４５と、撮像素子２１から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の撮像画像信号を信号処理するプロセッサ４７とを備える。光源装置４５とプロセッサ４７は、コネクタ部２５，２７を介して内視鏡１１と接続される。
【００２２】
プロセッサ４７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４７は、内視鏡１１の操作部２３や入力部１７からの指示にしたがい、内視鏡１１から伝送されてくる撮像画像信号を信号処理し、表示用画像データを生成して当該表示用画像データに基づく内視鏡観察画像を表示部１５に表示したり、記憶用画像データを生成して記憶部７１に記憶したりする。
【００２３】
光源装置４５は、光源制御部４９と、中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光源ＬＤ１と、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光源ＬＤ２と、合波器５１と、分波器５３とを備える。
【００２４】
光源ＬＤ１は、狭帯域光観察のための光源である。光源ＬＤ２は、通常観察（白色光観察）のための光源である。各光源ＬＤ１，ＬＤ２から出射されるレーザ光は、光源制御部４９により個別に制御される。
【００２５】
各光源ＬＤ１，ＬＤ２は、ＬＤ（レーザダイオード）又はＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体光源で構成される。
【００２６】
レーザダイオードとしては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオード等を利用することができ、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を利用することができる。
【００２７】
蛍光体５９は、光源ＬＤ２から供給される青色レーザ光を励起光として、主として黄色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体等で構成される。蛍光体５９としては、以下の表にある赤、青、緑の蛍光物質を組み合わせて構成したものを用いてもよい。表１において、各蛍光物質におけるλmaxは、波長４４５ｎｍの励起光を照射したときに発する蛍光の発光ピーク波長を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】
各光源ＬＤ１，ＬＤ２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５１と、分波器５３とを介してコネクタ部２５に伝送される。
【００３０】
コネクタ部２５まで伝送されたレーザ光は、導光部材である光ファイバ５５，５７によって、それぞれ内視鏡１１の先端部３３まで伝搬される。光ファイバ５５，５７を伝搬された青色レーザ光の一部は、内視鏡先端部３３の光ファイバ５５，５７の光出射端に配置された蛍光体５９を励起して蛍光（黄色光）を発光させる。
【００３１】
また、当該青色レーザ光のうちの蛍光に変化されずに残った光は、そのまま蛍光体５９を透過する。これにより、青色レーザ光によって発光された黄色の蛍光と、蛍光体５９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、白色の照明光となる。
【００３２】
また、光ファイバ５５，５７を伝搬された紫色レーザ光は、蛍光体５９を強く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。
【００３３】
青色レーザ光と蛍光体５９からの蛍光とによる白色光、又は、紫色レーザ光による狭帯域光は、内視鏡１１の先端部３３の照明窓３５，３７から被検体の被観察領域に向けて照射される。照明光が照射された被観察領域からの反射光は、観察窓４０後方に配置された対物レンズユニット３９により撮像素子２１に入射され、当該反射光に応じた撮像画像信号が撮像素子２１から出力される。
【００３４】
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６１を通じて内視鏡１１内のＡ／Ｄ変換器６３に伝送されてここでデジタル信号に変換される。更に、撮像画像信号は、コネクタ部２７を介してプロセッサ４７の画像処理部６５に入力される。そして、画像処理部６５は、このデジタル信号を処理して、表示用、記憶用の画像データを生成する。
【００３５】
なお、光源制御部４９は、通常観察時の照明光（上記白色光）と、光源ＬＤ１の狭帯域光とを所定の光量比で同時照射させることも可能である。このようにすることで、粘膜表層の毛細血管や微細模様を、周囲の画像と共により明瞭に表示させることができる。
【００３６】
光源制御部４９は、パルス駆動によって光源ＬＤ１，ＬＤ２を制御する。つまり、光源制御部４９は、パルス信号を光源ＬＤ１，ＬＤ２に供給し、パルス信号がハイレベルとなっている期間に光源ＬＤ１，ＬＤ２からレーザ光を出射させる。
【００３７】
図３は、通常観察時における光源制御部４９から光源ＬＤ２に供給されるパルス波形を示す図である。図３には、各パルス波形によって照射される青色レーザ光に応じて蛍光体５９から発光される蛍光の波形（図３中の破線で示す波形）についても併せて示している。
【００３８】
図３に示すように、通常観察時には、光源制御部４９から光源ＬＤ２に矩形の駆動パルスが所定間隔で供給される。駆動パルスの供給開始からしばらくの間は、駆動パルスの強度と、蛍光の発光ピーク強度とが一致する。しかし、時間の経過と共に、蛍光の発光ピーク強度は低下していく。これは、時間の経過と共に、蛍光体５９が熱を蓄積していき、この熱によって蛍光体５９の発光効率が低下していくためである。このように、時間の経過とともに蛍光の発光ピーク強度が低下すると、観察窓３５，３７から被検体に照射される白色光の光量（図３において矩形パルスと破線の蛍光波形とが重なる部分の面積に相当）が時間と共に変化することになり、撮影画像の色味が変動してしまう。
【００３９】
そこで、内視鏡装置１００では、この色味変動を低減するための制御を制御部６９が行う。
【００４０】
蛍光体５９の温度と発光効率とには相関関係がある。そのため、蛍光体５９の温度を検出することができれば、蛍光体５９の発光効率も分かり、蛍光体５９の発光効率に応じて蛍光の発光量が一定になるように光源ＬＤ２を駆動することで色味変動を低減することができる。しかし、内視鏡先端部３３には撮像素子２１が配置され、この撮像素子２１自体も熱を持つ。更に、内視鏡先端部３３には被検体からの熱も伝わる。このため、内視鏡先端部３３に配置された蛍光体５９の温度だけを精度良く検出することは難しい。
【００４１】
そこで、本実施形態では、内視鏡先端部３３に、蛍光体５９から発せられる蛍光を検出する光検出部を設けている。そして、この光検出部で検出される蛍光の強度を用いて蛍光体５９の発光効率を推定するようにしている。
【００４２】
図４は、内視鏡先端部３３の観察窓３５付近の拡大図である。内視鏡挿入部１９には、光ファイバ５５を収納するための筒状部材６０が設けられる。筒状部材６０には先端部３３側の端部に開口が形成されており、この開口にガラス等が嵌め込まれることで観察窓３５が形成される。観察窓３５と光ファイバ５５との間には蛍光体５９が配置される。この蛍光体５９に光ファイバ５５の端部が接している。
【００４３】
蛍光体５９と観察窓３５との間の空間には、光検出部が配置される。この光検出部は、フォトダイオード等の光センサ７２と、光センサ７２の前面（光センサ７２と蛍光体５９との間）に配置されたフィルタ７０とを備える。
【００４４】
フィルタ７０は、光センサ７２に入射する光の波長を制限するものである。具体的に、フィルタ７０は、蛍光体５９の発光ピーク波長付近（例えば発光ピーク波長の前後１０ｎｍ程度の範囲）の光を透過し、それ以外の波長の光をカットするバンドパスフィルタが用いられる。このフィルタ７０が設けられることにより、光センサ７２は、蛍光体５９から発せられる蛍光のみを検出することができる。
【００４５】
内視鏡先端部３３に配置される光センサ７２は、配線によってプロセッサ４７内の制御部６９と接続される。そして、光センサ７２で検出された蛍光の強度の情報は、制御部６９に伝達される。
【００４６】
プロセッサ４７に内蔵される記憶部７１には、光源ＬＤ２に供給される駆動パルスの強度Ｌ１に対する光センサ７２によって検出される蛍光の強度Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）と、蛍光体５９の発光効率（青色レーザ光量に対する蛍光光量の比）とを対応付けた（蛍光強度比−発光効率）テーブルが記憶されている。
【００４７】
（蛍光強度比−発光効率）テーブルのデータは次のようにして作成される。
【００４８】
即ち、蛍光体５９と、蛍光体５９の温度を検出する温度センサと、蛍光体５９から発する蛍光を検出する上述した光検出部とを収納した筒状部材６０のサンプルを用意し、このサンプルの蛍光体５９に、光源ＬＤ２から出射させる青色レーザ光を照射することで得られるデータをもとに、上記テーブルのデータを作成する。
【００４９】
このサンプルにおいて、青色レーザ光の蛍光体５９への照射を開始してから所定時間が経過した時点で、光検出部によって蛍光の強度Ｌ２を取得し、温度センサによって蛍光体５９の温度を取得する。そして、青色レーザ光の強度Ｌ１に対する蛍光の強度Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）を算出し、温度センサから検出された温度により蛍光体５９の発光効率を算出する。蛍光体５９の発光効率と温度との関係は、蛍光体５９の組成によって決まる既知のデータである。このような（Ｌ２／Ｌ１）及び発光効率の算出を、所定時間おきに行うことで、（蛍光強度比−発光効率）テーブルのデータを生成することができる。
【００５０】
通常観察開始時には、光源ＬＤ２から出射される青色レーザ光の発光量が１００で、蛍光体５９から発する蛍光光量が１００＊０．７＝７０（発光効率７０％）であるとする。通常観察開始からしばらく時間が経過し、（蛍光強度比−発光効率）テーブルから求まる蛍光体５９の発光効率が５０％に低下したとする。この場合は、青色レーザ光の発光量が１００から１００＊（７／５）＝１４０となるように制御部６９が光源制御部４９に指示を出す。つまり、制御部６９は、光センサ７２によって検出される蛍光強度と、これに基づいて求めた発光効率と、通常観察時に決められている蛍光光量の目標値とに基づいて、青色レーザ光の発光量を決定し、この発光量となるように、駆動パルスの振幅を変更するよう光源制御部４９に指示を出す。
【００５１】
光源制御部４９は、この指示にしたがって、図５に示すように駆動パルスの振幅を上げて、発光量を１００から１４０に変更する。蛍光体５９の発光効率は蓄熱により５０％になっているため、青色レーザ光の発光量が１４０になると、蛍光体５９から発せられる蛍光光量は１４０＊０．５＝７０となる。この結果、蛍光体５９から発せられる蛍光光量が通常観察開始時と同じになる。したがって、観察窓３５，３７から被検体に照射される白色光の光量は一定となり、撮影画像における色味変動が抑制される。
【００５２】
以上のように、内視鏡装置１００は、蛍光体５９から発せられる蛍光の強度と、（蛍光強度比−発光効率）テーブルとを用いて、蛍光体５９の発光効率を算出（推定）し、この発光効率にしたがって、蛍光体５９から発せられる蛍光光量が目標値となるように、駆動パルスの振幅を上げて、青色レーザ光の光量を制御する。この制御により、撮影期間中、観察窓３５，３７から出射される白色光の光量が一定となり、撮影画像における色むらが低減される。
【００５３】
なお、内視鏡装置１００では、青色レーザ光の強度を上げて白色光の光量が一定となるようにしている。このため、青色レーザ光の強度を上げた分、撮影画像が青味を帯びる可能性がある。そこで、画像処理部６５において、撮影画像信号のうちの青色信号に乗じるゲインを、青色レーザ光の強度に合わせて変更する（青色レーザ光強度を上げたときは、青色信号のゲインを下げる）ことで、撮影画像が青味を帯びるのを防ぐことができる。
【００５４】
また、青色レーザ光の強度をあまり上げすぎると、上述したゲイン調整だけでは撮影画像の調整が難しくなる。そのため、青色レーザ光の強度の上限値は、ゲインで撮影画像の調整ができる程度の値に設定しておくことが好ましい。
【００５５】
青色レーザ光の強度が上限値に達してしまった後は、例えば図６に示すように、制御部６９が、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を作ることで、蛍光体５９の発熱を抑制して色味変動を抑えることができる。この駆動パルスを停止させる期間は、撮影フレーム間の撮影を行っていない期間等に設ければよい。又は、蛍光体５９の熱をより効果的に抑制するために、奇数フレームについては撮影を行わないようにし、この奇数フレームにおいて駆動パルスを停止させるようにしてもよい。
【００５６】
図７は、図５の駆動と図６の駆動を組み合わせた実施形態における図２の内視鏡装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
撮影開始されると、制御部６９は、光センサ７２から蛍光の強度の情報を取得し、蛍光強度が閾値Ｔｈ１を下回るか否かを判定する（ステップＳ１）。閾値Ｔｈ１は、通常観察開始時における蛍光光量の目標値よりも小さい値である。
【００５８】
ステップＳ１の判定がＹＥＳの場合、制御部６９は、光源ＬＤ２に供給されている駆動パルスの振幅が上限値に達しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５９】
ステップＳ２の判定がＮＯの場合、制御部６９は、光センサ７２から取得した蛍光の強度の情報と、（蛍光強度比−発光効率）テーブルとから、蛍光体５９の発光効率を求める（ステップＳ３）。
【００６０】
ステップＳ３の後、制御部６９は、光センサ７２によって検出された蛍光強度と、ステップＳ３で求めた発光効率と、通常観察時に決められている蛍光光量の目標値とに基づいて、青色レーザ光の発光量を決定し、この発光量となるように、駆動パルスの振幅を変更するよう光源制御部４９に指示を出し、光量制御を行う（ステップＳ４）。
【００６１】
ステップＳ４の後、制御部６９は、撮影終了か否かを判定する（ステップＳ５）。制御部６９は、撮影終了であった場合は処理を終了し、撮影終了でない場合はステップＳ１に処理を戻す。制御部６９は、ステップＳ１の判定がＮＯであった場合は、ステップＳ５の処理を行う。
【００６２】
ステップＳ２の判定がＹＥＳだった場合、制御部６９は、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を設ける制御が開始されているか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６３】
制御部６９は、ステップＳ６の判定がＹＥＳであればステップＳ５の処理を行う。一方、制御部６９は、ステップＳ６の判定がＮＯであれば、光源ＬＤ２への駆動パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ５の処理を行う。図７において、ステップＳ２，３，４，５を削除し、ステップＳ１の判定がＹＥＳのときにステップＳ６、ステップＳ７を行うようにしてもよい。
【００６４】
なお、蛍光体５９として、撮影に必要がない短波長（例えば３００〜３５０ｎｍ）の光で励起されるものを用い、光源装置４５内に、この短波長の光を蛍光体５９に照射するための光源を設けてもよい。この場合、撮像素子２１の前面には、この光源から出射される短波長光を遮断するフィルタを設けておく。そして、制御部６９は、光センサ７２の検出情報に基づいて発光効率を求めた後、蛍光体５９からの発光量を増やす場合には、この短波長光源から蛍光体５９に光を照射させる。このように、青色レーザ光源とは別の光源を用いて蛍光体５９の発光量を増やすことも可能である。この場合は、撮影画像信号のゲイン調整を行う必要はない。また、蛍光光量調整用の光源からの光は撮像素子２１には入射しないため、この光源のパルス強度の上限値を大きくすることができる。
【００６５】
図２に示した内視鏡装置１００において、観察窓３７付近に配置される蛍光体５９と観察窓３７との間にも、図４に示したものと同じ光検出部を配置してもよい。この場合は、制御部６９が、２つの光検出部で検出された蛍光の強度を平均した値に基づいて、発光効率を求めるようにすればよい。
【００６６】
図８は、図２に示す内視鏡装置の変形例を示す図である。図８に示した内視鏡装置２００は、内視鏡先端部３３には光検出部を搭載せずに、カプラ８１と光検出部８２を光源装置４５に追加した点を除いては、図２と同じ構成である。
【００６７】
カプラ８１は、分波器５３で分波された２つの光の一方のすべてを光ファイバ５７に伝送する。また、カプラ８１は、蛍光体５９から光ファイバ５７に戻ってくる光の例えば９５％を光検出部８２に伝送し、残りの５％を分波器５３に伝送する。
【００６８】
光検出部８２は、図４に示した構成と同じであり、カプラ８１から入射された光の一部をカットするフィルタと、このフィルタの後方に配置された光センサとで構成される。光検出部８２の検出信号（蛍光の強度の情報）は制御部６９に伝達される。
【００６９】
図７に示す構成であっても、光検出部８２で検出された蛍光の強度情報とテーブルとから発光効率を求め、この発光効率にしたがって、光源ＬＤ２に供給する駆動パルスの強度を上げることで、撮影画像の色むらを低減することができる。
【００７０】
以上説明したように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【００７１】
開示された内視鏡装置は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、前記光源をパルス駆動する光源制御部と、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７２】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部が、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７３】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部は、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出部にて検出された蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御するものである。
【００７４】
開示された内視鏡装置は、前記光源制御部は、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始するものである。
【００７５】
開示された内視鏡装置は、前記光検出部は、前記内視鏡の先端部において前記蛍光体よりも被検体側に配置された光センサであり、前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出するものである。
【００７６】
開示された内視鏡装置は、前記光検出部は、前記蛍光体から前記導光部材に戻ってくる蛍光の強度を検出する制御装置内に設けられた光センサであり、前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出するものである。
【００７７】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７８】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御するものである。
【００７９】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出ステップにて検出した蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御するものである。
【００８０】
開示された内視鏡装置の光源制御方法は、前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始するものである。
【符号の説明】
【００８１】
１１ 内視鏡
３３ 内視鏡先端部
４９ 光源制御部
５５ 光ファイバ
５９ 蛍光体
７２ 光センサ
ＬＤ２ 青色レーザ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、
前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、
前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、
前記光源をパルス駆動する光源制御部と、
前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、
前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出部にて検出された蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御する内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始する内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光検出部は、前記内視鏡の先端部において前記蛍光体よりも被検体側に配置された光センサであり、
前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出する内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光検出部は、前記蛍光体から前記導光部材に戻ってくる蛍光の強度を検出する制御装置内に設けられた光センサであり、
前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出する内視鏡装置。
【請求項７】
内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、
前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、
前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項９】
請求項８記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出ステップにて検出した蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項１０】
請求項８記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項１】
内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、
前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、
前記導光部材の光出射端に設けられた蛍光体と、
前記光源をパルス駆動する光源制御部と、
前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出部とを備え、
前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光検出部によって検出された前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出部にて検出された蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御する内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３記載の内視鏡装置であって、
前記光源制御部は、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始する内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光検出部は、前記内視鏡の先端部において前記蛍光体よりも被検体側に配置された光センサであり、
前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出する内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の内視鏡装置であって、
前記光検出部は、前記蛍光体から前記導光部材に戻ってくる蛍光の強度を検出する制御装置内に設けられた光センサであり、
前記光センサは、前記蛍光体の発光ピーク波長付近の光のみを検出する内視鏡装置。
【請求項７】
内視鏡の先端部に供給する光を出射する光源と、前記光源から出射される光を前記内視鏡の先端部に導く導光部材と、前記導光部材の光出射側に設けられた蛍光体とを有する内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源をパルス駆動する光源制御ステップと、
前記蛍光体から発せられた蛍光を検出する光検出ステップとを備え、
前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスを制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光検出ステップにて検出した前記蛍光の強度に基づいて、前記光源に供給するパルスの振幅を制御して前記蛍光から発する蛍光光量を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項９】
請求項８記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光源から出射される光の強度に対する前記蛍光体から発せられる蛍光の強度の比と前記蛍光体の発光効率とを対応付けたテーブル、及び、前記光検出ステップにて検出した蛍光の強度から前記蛍光体の発光効率を求め、当該発光効率にしたがって、前記蛍光の発光光量が一定となるように前記光源に供給するパルスの振幅を制御する内視鏡装置の光源制御方法。
【請求項１０】
請求項８記載の内視鏡装置の光源制御方法であって、
前記光源制御ステップでは、前記光源に供給するパルスの振幅が上限値に達した場合に、撮影動作中に前記パルスの供給を停止する期間を設ける制御を開始する内視鏡装置の光源制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４２８５５（Ｐ２０１３−４２８５５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１５９４（Ｐ２０１１−１８１５９４）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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