特許 6253231 被検体観察システム及びその方法、カプセル型内視鏡システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6253231

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】被検体観察システム及びその方法、カプセル型内視鏡システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20171218BHJP

   A61B 1/07 20060101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 513

   A61B1/07 736

   A61B1/00 C

【請求項の数】21

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-285556(P2012-285556)

(22)【出願日】2012年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-124490(P2014-124490A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】田村 和昭

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 毅

(72)【発明者】

【氏名】駒崎 岩男

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１６５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０５１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５２４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４３３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４５０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１３５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定波長のスペクトル成分を含む観察光を発光し、当該観察光を被検体に照射する被検体観察光源と、
前記観察光が照射された前記被検体の照射領域からの反射光を撮像し、前記反射光の撮像により取得した青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する複数の画像信号に基づいて波長領域の相違する少なくとも２つの観察画像を取得する画像取得手段と、
を具備し、
前記観察光は、前記青色領域と前記緑色領域と前記赤色領域とに発光スペクトルの成分を含み、
前記観察光に含まれる前記青色領域は、第１の領域と、前記被検体における特定観察対象の吸収強度が前記第１の領域よりも低く、前記第１の領域と異なる第２の領域と、を有し、
前記第２の領域の発光スペクトルの光量は、前記第１の領域の発光スペクトルの光量よりも小さく、
前記被検体観察光源は、
励起光を出射する１つの励起光源と、
前記１つの励起光源から出射された前記励起光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成し、前記波長変換光と前記励起光の一部との混合光である前記観察光を射出する波長変換手段と、のみからなり、
前記緑色領域の発光スペクトルのピーク波長は、前記緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍ内の前記特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長での吸収係数の値に対して２分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在することを特徴とする被検体観察システム。

【請求項2】

前記波長変換手段は蛍光体であり、
前記観察光のスペクトルは、前記１つの励起光源から出射される前記励起光のスペクトル及び前記励起光が前記蛍光体によって波長変換される蛍光のスペクトルのみによって構成されている請求項１に記載の被検体観察システム。

【請求項3】

前記励起光源は、前記青色領域を含む前記励起光を出射し、
前記波長変換手段は、前記青色領域の前記励起光の一部を透過すると共に、前記励起光を波長変換して所定の色領域の蛍光を発光する蛍光体を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の被検体観察システム。

【請求項4】

前記所定の色領域は、黄色領域であって、
前記透過した前記青色領域の前記励起光と前記蛍光とによって、前記観察光の発光スペクトルは略白色になることを特徴とする請求項３記載の被検体観察システム。

【請求項5】

前記画像取得手段は、前記反射光の撮像により取得した前記複数の画像信号のうち、前記青色領域と前記緑色領域と前記赤色領域とに対応する各画像信号に基づいて前記被検体の通常光観察画像を生成する第１の画像生成部と、
前記複数の画像信号のうち、前記青色領域と前記緑色領域とに対応する各画像信号に基づいて前記特定観察対象を強調する特殊光観察画像を生成する第２の画像生成部と、
を有し、
前記特殊光観察画像における前記特定観察対象のコントラストは、前記通常光観察画像における前記特定観察対象のコントラストよりも高い、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の被検体観察システム。

【請求項6】

前記画像取得手段は、青色画素と緑色画素と赤色画素とを有する撮像手段を備え、
前記第１の画像生成部と前記第２の画像生成部とは、前記複数の画像信号のうち、それぞれ前記撮像手段の前記青色画素と前記緑色画素と前記赤色画素により取得した１フレーム分の各画像信号に基づいて前記被検体の同一部位の前記通常光観察画像と前記特殊光観察画像とを取得する、ことを特徴とする請求項５記載の被検体観察システム。

【請求項7】

前記青色領域の発光スペクトルのピーク波長は、可視光領域における前記特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長の吸収係数の値に対して５分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在し、
前記青色領域の発光スペクトルの最大強度は、前記緑色領域と前記赤色領域との各発光スペクトルの最大強度よりも大きい、ことを特徴とする請求項１記載の被検体観察システム。

【請求項8】

前記励起光源は、前記青色領域内に含まれる波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍに発光ピークの波長を有する第１の発光スペクトルを発光し、
前記波長変換手段は、前記第１の発光スペクトルの一部を吸収すると共に、前記緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍを含む第２の発光スペクトルに波長変換し、かつ前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルとを重ね合わせて前記観察光として出射し、
前記観察光の前記青色領域内に含まれる波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光量の５分の１以下であり、
前記赤色領域内に含まれる波長領域６００ｎｍ以上の光量は、波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍの光量の３分の１以上である、
ことを特徴とする請求項２記載の被検体観察システム。

【請求項9】

前記第２の発光スペクトルは、前記緑色領域から前記赤色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜６００ｎｍにおいて、連続する発光スペクトル成分を有し、
当該波長領域５２５ｎｍ〜６００ｎｍの最小強度は、前記第２の発光スペクトルのピーク強度の５分の１以上である、
ことを特徴とする請求項８記載の被検体観察システム。

【請求項10】

前記励起光源は、レーザダイオードを含み、
前記波長変換手段は、前記レーザダイオードから出射された前記第１の発光スペクトルを吸収し、波長５２５ｎｍ以上にピーク波長を有する第２の発光スペクトルを発する第１の蛍光体を有し、
前記被検体観察光源は、前記第１の発光スペクトルを導光する導光部材を有し、前記レーザダイオードから出射された前記第１の発光スペクトルを前記導光部材に通して前記第１の蛍光体に照射する、ことを特徴とする請求項８記載の被検体観察システム。

【請求項11】

前記観察光は、波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍにおいて、前記第１の発光スペクトルのピーク強度の２０分の１以下の強度となる波長領域が連続して５ｎｍ以上存在することを特徴とする請求項８記載の被検体観察システム。

【請求項12】

前記励起光源は、波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおける前記第１の蛍光体の吸収スペクトルが最大となる波長と前記波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおける前記特定観察対象の吸収のピーク波長との間の波長領域に、前記第１の発光スペクトルのピーク波長が存在することを特徴とする請求項１０記載の被検体観察システム。

【請求項13】

前記第１の蛍光体は、Ｃｅ賦活のガーネット系蛍光材を有しており、
前記励起光源は、波長領域４１５ｎｍ〜４４０ｎｍに前記第１の発光スペクトルのピーク波長を有する、ことを特徴とする請求項１０記載の被検体観察システム。

【請求項14】

前記波長変換手段は、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルとを所定の割合で混合して前記観察光として略白色の光を出射するように、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルとの成分比率が設定されている請求項１０記載の被検体観察システム。

【請求項15】

前記波長変換手段は、前記第１の蛍光体に加え、前記第１の発光スペクトル又は前記第２の発光スペクトルを吸収し、前記第２の発光スペクトルのピーク波長よりも長波長側にピーク波長を有する第３の発光スペクトルを発光する第２の蛍光体を有することを特徴とする請求項１０記載の被検体観察システム。

【請求項16】

前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルと前記第３の発光スペクトルとを所定の割合で混合して前記観察光として略白色の光を出射するように、前記第１の発光スペクトルと前記第２の発光スペクトルと前記第３の発光スペクトルとの成分比率が設定されている請求項１５記載の被検体観察システム。

【請求項17】

前記画像取得手段は、青色領域と緑色領域と赤色領域との３つの領域にそれぞれ最大感度を有する青色画素と緑色画素と赤色画素とを有する撮像手段を備え、
前記第１の発光スペクトルは、前記青色領域内に存在する、
ことを特徴とする請求項８記載の被検体観察システム。

【請求項18】

前記励起光源は、波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの間の前記特定観察対象の吸収ピーク波長と、前記画像取得手段の撮像手段における青色画素の受光感度のピーク波長との間の波長領域に前記第１の発光スペクトルのピーク波長を有することを特徴とする請求項８記載の被検体観察システム。

【請求項19】

前記特定観察対象は、ヘモグロビンであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の被検体観察システム。

【請求項20】

被検体観察システムの被検体観察光源が、発光により所定波長のスペクトル成分を含む観察光を被検体観察光源により生成して当該観察光を被検体に照射し、
被検体観察システムの被検体観察光源が、前記観察光が照射された前記被検体の照射領域からの反射光を撮像手段により撮像し、前記撮像手段から出力される、前記反射光の撮像により取得した青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する複数の画像信号に基づいて波長領域の相違する少なくとも２つの観察画像を取得する、被検体観察システムの作動方法であって、
前記観察光は、前記青色領域と前記緑色領域と前記赤色領域とに発光スペクトルの成分を含み、
前記観察光に含まれる前記青色領域は、第１の領域と、前記被検体における特定観察対象の吸収強度が前記第１の領域よりも低く、前記第１の領域と異なる第２の領域と、を有し、
前記第２の領域の発光スペクトルの光量は、前記第１の領域の発光スペクトルの光量よりも小さく、
前記被検体観察光源は、
励起光を出射する１つの励起光源と、
前記１つの励起光源から出射された前記励起光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成し、前記波長変換光と前記励起光の一部との混合光である前記観察光を射出する波長変換手段と、のみからなり、
前記緑色領域の発光スペクトルのピーク波長は、前記緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍ内の前記特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長での吸収係数の値に対して２分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在することを特徴とする被検体観察システムの作動方法。

【請求項21】

請求項１乃至１９のうちいずれか１項に記載の被検体観察システムを設けたことを特徴とするカプセル型内視鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、白色光による通常観察や、この通常観察での波長とは異なる波長の光、例えば特定の被検体を観察するための特殊光による観察などの複数の観察を行う被検体観察システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば内視鏡等の被検体観察システムは、被検体に白色光等を照射するために発光装置を備えている。このような発光装置としては、現在、光ファイバ先端に波長変換部材を配置し、小型固体光源から出力された光を波長変換部材により波長変換することにより、光を所望の照射パターンや色へ変化させるものが開発されている。特許文献１は、励起光源と光ファイバ先端に配置する波長変換部材との組合せにより、様々な色が射出可能な発光装置及びそれを用いた内視鏡装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２０５１９５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は、光ファイバ先端に複数の波長変換部材を配置し、これら波長変換部材を励起光源から出力される励起光により励起して、可視光領域の広範囲にスペクトル成分を持つ白色光を内視鏡用光源として射出し、この白色光を生体内の被検体に照射することにより生体内の通常光観察を実現している。また、特許文献１は、通常光観察の光とは異なる波長の光を発光装置から射出する場合には、種類の異なる波長変換部材を励起光源で励起することにより実現している。

【0005】

このため、特許文献１では、白色光による通常光観察と、白色光と異なる波長の光による観察との複数の観察を行う場合、発光特性が異なる２つの波長変換部材を光ファイバ先端に配置する必要がある。又、特許文献１では、励起光源から出力される励起光を波長変換部材に導く導光部材や、励起光源も場合によっては複数必要となり、発光装置等の小型化が困難である。

【0006】

そこで本発明は、観察対象である被検体の吸収特性を考慮して、特定波長帯域に発光する１つの励起光源と波長変換手段との組合せにより、通常光観察や特殊光観察等の複数の観察に使用可能な小型の観察光源を用いた被検体観察システム及びその方法、カプセル型内視鏡システム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】

【0007】

本発明の主要な局面に係る被検体観察システムは、所定波長のスペクトル成分を含む観察光を発光し、当該観察光を被検体に照射する被検体観察光源と、前記観察光が照射された前記被検体の照射領域からの反射光を撮像し、前記反射光の撮像により取得した青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する複数の画像信号に基づいて波長領域の相違する少なくとも２つの観察画像を取得する画像取得手段と、を具備し、前記観察光は、前記青色領域と前記緑色領域と前記赤色領域とに発光スペクトルの成分を含み、前記観察光に含まれる前記青色領域は、第１の領域と、前記被検体における特定観察対象の吸収強度が前記第１の領域よりも低く、前記第１の領域と異なる第２の領域と、を有し、前記第２の領域の発光スペクトルの光量は、前記第１の領域の発光スペクトルの光量よりも小さく、前記被検体観察光源は、励起光を出射する１つの励起光源と、前記１つの励起光源から出射された前記励起光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成し、前記波長変換光と前記励起光の一部との混合光である前記観察光を射出する波長変換手段と、のみからなり、前記緑色領域の発光スペクトルのピーク波長は、前記緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍ内の前記特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長での吸収係数の値に対して２分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在する。

【0008】

本発明の主要な局面に係る被検体観察システムの作動方法は、被検体観察システムの被検体観察光源が、発光により所定波長のスペクトル成分を含む観察光を被検体観察光源により生成して当該観察光を被検体に照射し、被検体観察システムの被検体観察光源が、前記観察光が照射された前記被検体の照射領域からの反射光を撮像手段により撮像し、前記撮像手段から出力される、前記反射光の撮像により取得した青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する複数の画像信号に基づいて波長領域の相違する少なくとも２つの観察画像を取得する。前記観察光は、前記青色領域と前記緑色領域と前記赤色領域とに発光スペクトルの成分を含み、前記青色領域の発光スペクトルは、前記被検体における特定観察対象の吸収強度が相対的に低い波長領域において他の領域と比較して小さく、前記被検体観察光源は、励起光を出射する１つの励起光源と、前記１つの励起光源から出射された前記励起光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成し、前記波長変換光と前記励起光の一部との混合光である前記観察光を射出する波長変換手段と、のみからなり、前記緑色領域の発光スペクトルのピーク波長は、前記緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍ内の前記特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長での吸収係数の値に対して２分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在する。
本発明の主要な局面に係るカプセル型内視鏡システムは、上記被検体観察システムを設けている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、観察対象である被検体の吸収特性を考慮して、特定波長帯域に発光する１つの励起光源と波長変換手段との組合せにより、通常光観察と特殊光観察との両方に使用可能な小型の観察光源を用いた被検体観察システム及びその方法、カプセル型内視鏡システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る被検体観察システムの第１の実施形態を示すブロック構成図。

【図2】同システムにおける被検体観察光源を示す具体的な構成図。

【図3】同システムにおける波長変換部材（第１の蛍光体）の吸収／蛍光特性を示す図。

【図4】同システムにおける撮像手段における一般的なＣＣＤの感度特性を示す図。

【図5】同システムにおける被検体観察光源から出射される観察光のスペクトル特性を示す図。

【図6】同システムにより観察する被検体における血管内のヘモグロビンの吸収強度の指標となる吸収係数を示す図。

【図7】同システムにおける波長変換ユニットの変形例を示す構成図。

【図8】同波長変換ユニットの変形例における第１の蛍光体の吸収／蛍光特性を示す図。

【図9】同波長変換ユニットの変形例における第２の蛍光体の吸収／蛍光特性を示す図。

【図10】本発明の被検体観察システムの第２の実施形態を適用したカプセル型内視鏡を示す構成図。

【図11】同システムにおける被検体観察光源を示す構造図。

【図12】同システムにおける被検体観察光源からそれぞれ射出される観察光のスペクトル形状を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態を説明するに当たり、当該実施の形態における色領域と波長領域との関係は、以下のように定義する。青色領域は波長領域３８０ｎｍ〜５００ｎｍとし、緑色領域は波長領域５００ｎｍ〜６００ｎｍとし、赤色領域は波長領域６００ｎｍ〜７２０ｎｍとする。又、本実施形態において撮像手段の青画素、緑画素、赤画素の感度が最大となるときの波長領域は、それぞれ青色領域、緑色領域、赤色領域とする。
被検体Ｑは、例えば人体等であり、血管Ｋを含む生体組織Ｊである。血管Ｋ内には、血液が流れ、この血液にヘモグロビンが含まれる。

【0012】

図１は被検体観察システムのブロック構成図を示す。この被検体観察システムは、人体等の被検体Ｑに観察光Ｐを照射する被検体観察光源１と、被検体Ｑの画像情報を取得する画像取得手段２とを有する。
被検体観察光源１は、所定波長のスペクトル成分を含む観察光Ｐを発光し、当該観察光Ｐを被検体Ｑに照射するもので、励起光源３と、光源制御手段４と、導光手段５と、波長変換手段６とを有する。
励起光源３は、青色領域内に含まれる波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍ（又は４００ｎｍ〜４１５ｎｍ）に発光ピークの波長を有する第１の発光スペクトル成分である励起光Ｈを出射する。
光源制御手段４は、励起光源３を駆動制御する。
導光手段５は、励起光源３から出射される励起光Ｈを波長変換手段６に導光する。
波長変換手段６は、励起光Ｈの一部を吸収して当該励起光Ｈよりも長波長側の波長領域の波長変換光に変換し、励起光Ｈと波長変換光との混合光である観察光Ｐを射出する。

【0013】

図２は被検体観察光源１の具体的な構成図を示す。励起光源３は、例えば第１のスペクトル成分である励起光Ｈを出射する半導体レーザ、具体的にレーザダイオード（ＬＤ）である。この励起光源３は、上記の通り青色領域内に含まれる波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍ（又は４００ｎｍ〜４１５ｎｍ）に発光ピークの波長を有する第１の発光スペクトルを発光する。具体的に半導体レーザ３は、発光ピークが波長４２０ｎｍ（λ１）で、半値幅が波長数ｎｍ以下の青色領域の励起光Ｈ、すなわち第１のスペクトル成分である青色のレーザ光を射出する。

【0014】

光源制御手段４は、半導体レーザ３を駆動制御して当該半導体レーザ３から励起光Ｈを出射させるもので、半導体レーザ３の駆動電流や駆動方式、例えばパルス駆動、連続駆動（ＣＷ）などを制御する。
導光手段５は、励起光源３から出射される励起光Ｈを波長変換手段６に導光する。例えば光ファイバである。この光ファイバ５は、例えばコア径５０μｍ、開口数ＦＮＡ＝０．２を有するマルチモード光ファイバである。なお、半導体レーザ３と光ファイバ５との間には、半導体レーザ３から出射される励起光Ｈを収束させて光ファイバ５に結合するための結合レンズ（不図示）が設けられている。

【0015】

波長変換手段６は、励起光源３から出射された青色領域の励起光Ｈの一部を透過すると共に、青色領域の励起光Ｈの一部を吸収し、当該励起光Ｈよりも長波長側の波長領域の光、ここでは黄色領域の光に波長変換して、励起光Ｈと波長変換光との混合光である観察光Ｐを射出するもので、光ファイバ５の射出端側に配置されている。この波長変換手段６は、波長変換部材としての第１の蛍光体７と、光透過部材８と、ホルダ９とを一体的に形成した波長変換ユニット１０から成る。

【0016】

この観察光Ｐは、青色領域と緑色領域と赤色領域とに発光スペクトルの成分を含む。このうち青色領域の発光スペクトルは、ヘモグロビン等の特定観察対象の吸収強度が相対的に吸収されにくい波長領域において小さい。
青色領域の発光スペクトルのピーク波長は、可視光領域におけるヘモグロビン等の特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長の吸収係数の値に対して５分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在する。
青色領域の発光スペクトルの最大強度は、緑色領域と赤色領域との各発光スペクトルの最大強度よりも大きい。
緑色領域の発光スペクトルのピーク波長は、緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍ内のヘモグロビン等の特定観察対象の吸収係数が最大となる吸収ピーク波長での吸収係数の値に対して２分の１以上の吸収係数を有する波長領域内に存在する。

【0017】

具体的に波長変換手段６は、半導体レーザ３から出射される青色のレーザ光（第１の発光スペクトル）の一部を吸収すると共に、緑色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍを含むブロードな黄色領域の蛍光（第２の発光スペクトル）に波長変換し、かつ第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルとを重ね合わせて観察光Ｐとして出射する。すなわち、この波長変換手段６は、第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルとを所定の割合で混合して観察光Ｐとして略白色の光を出射するように、第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルとの成分比率が設定されている。

【0018】

第１の蛍光体７は、Ｅｕ（ユーロピウム）賦活のシリケート系蛍光材（以下、シリケート蛍光材と称する）を含む。このシリケート蛍光材は、半導体レーザ３の発する波長４２０ｎｍの青色のレーザ光を吸収して黄色の蛍光（以下、黄色蛍光と称する）を発する。具体的にシリケート蛍光材は、例えば励起光源３であるレーザダイオードから出射された励起光Ｈ（第１のスペクトル成分である青色のレーザ光）の第１の発光スペクトルを吸収し、波長５２５ｎｍ以上にピーク波長を有する第２の発光スペクトル（黄色蛍光）を発する。

【0019】

この第１の蛍光体７は、一般的に以下の光学的な性質を持つ。図３は第1の蛍光体７の吸収／蛍光スペクトル特性を示す。吸収強度がピーク値の半分以上である領域を吸収スペクトルの吸収領域として定義すると、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域における第１の蛍光体７の吸収領域は、およそ波長３８０ｎｍ〜４８０ｎｍである。
蛍光スペクトルは、蛍光ピークが波長５６５ｎｍ（λ２）に存在し、その半値幅は波長９５ｎｍのブロードな蛍光スペクトル（第２の発光スペクトル）を有する。この蛍光スペクトルの波形は、蛍光ピーク波長に対して長波長側が短波長側と比べて緩やかな傾斜な特性を有する。蛍光半値幅の短波長端は、波長５２１ｎｍ（λ２−４４ｎｍ）であり、蛍光半値幅の長波長端は、波長６１６ｎｍ（λ２＋５１ｎｍ)である。

【0020】

この第１の蛍光体７から出射する黄色領域の蛍光（第２の発光スペクトル）は、緑色領域から赤色領域内に含まれる波長領域５２５ｎｍ〜６００ｎｍにおいて、連続する発光スペクトル成分を有し、かつ当該波長領域５２５ｎｍ〜６００ｎｍの最小強度は、第２の発光スペクトルのピーク強度の５分の１以上である。

【0021】

この第１の蛍光体７の製造方法は、粉末形状のシリケート蛍光材を、シリコーン樹脂やガラスなどの封止材に分散させて、封止材を固化することにより形成される。この蛍光体７の厚さや、封止材に混合されるシリケート蛍光材の濃度条件は、シリケート蛍光材の励起光吸収率や波長変換効率の特性等を考慮して、青色のレーザ光の一部を所望の蛍光、例えば、黄色の蛍光に変換するための所定の条件に設定される。

【0022】

光透過部材８は、透過率が高いガラスやシリコーン樹脂で形成され、光ファイバ５の射出端から射出される励起光Ｈと、第１の蛍光体７から放射される波長変換光（黄色蛍光）とを透過する性質を有する。
ホルダ９は、光透過部材８と第１の蛍光体７とを保持し、励起光Ｈが入射する入射部と、励起光Ｈの一部及び黄色蛍光を射出する射出部とを有する。ホルダ９の内部は、テーパー形状に形成されている。このテーパー形状の内周面には、励起光Ｈ及び黄色蛍光を正反射又は拡散反射する反射部材が形成されている。なお、第１の蛍光体７は、ホルダ９の入射部から入射する励起光Ｈの光路軸上に配置されている。

【0023】

一方、画像取得手段２は、観察光Ｐが照射された被検体Ｑの照射領域Ｓからの反射光Ｆを撮像し、青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する複数の画像信号に基づいて波長領域の相違する被検体の少なくとも２つの観察画像、例えば通常光観察画像と特殊光観察画像とを取得するもので、撮像手段１１と、画像処理手段１２と、画像出力手段１３とを有する。このうち画像処理手段１２は、第１画像生成部１２−１と、第２画像生成部１２−２とを有する。
撮像手段１１は、被検体観察光源１によって照射された被検体Ｑの領域（照射領域）Ｓからの反射光Ｆの像の撮像を行うもので、例えば固体撮像素子（ＣＣＤ）を有する。このＣＣＤは、青色画素（Ｂ画素）と緑色画素（Ｇ画素）と赤色画素（Ｒ画素）とを備え、これらＢＧＲ画素から出力される画素信号を画像処理手段１２に伝達する。

【0024】

図４は一般的なＣＣＤの感度特性を示す。具体的にＣＣＤは、青色領域内の波長４６０ｎｍ（λｂ）に感度ピークを有するＢ画素と、緑色領域内の波長５４０ｎｍ（λｇ）に感度ピークを有するＧ画素と、赤色領域内の波長６３０ｎｍ（λｒ）に感度ピークを有するＲ画素を備える。なお、第１のスペクトル成分である励起光Ｈ（青色のレーザ光）は、青色領域内に存在する。

【0025】

Ｂ画素の感度領域は、長波長側で波長５４０ｎｍまで存在し、Ｒ画素の感度領域は短波長側で波長５４０ｎｍまで存在する。したがって、Ｂ画素とＧ画素、Ｇ画素とＲ画素では、隣接する波長領域で感度が重なる波長領域を有する。
ここで、波長λに対するＢ画素の受光感度特性をｂ（λ）、Ｇ画素の受光感度特性をｇ(λ)、Ｒ画素の受光感度特性をｒ（λ）と定義する。

【0026】

画像処理手段１２は、撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素信号を入力し、これら画素信号から第１画像生成部１２−１によって被検体Ｑの第１画像としての通常光観察画像を生成し、第２画像生成部１２−２によって第２画像として特殊光観察画像を生成する。

【0027】

具体的に、第１画像生成部１２−１は、撮像手段１１により反射光Ｆを撮像したときに取得される青色領域と緑色領域と赤色領域とに対応する各画素信号に基づいて被検体Ｑの通常光観察画像を生成する、すなわち撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素信号のレベルに基づいて通常光観察画像を生成する。
第２画像生成部１２−２は、ＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素信号のうちＢ画素、Ｇ画素の各画素信号のレベルに基づいて被検体Ｑにおける特定観察対象、例えば血管Ｋ中に流れるヘモグロビンを強調する特殊光観察画像を生成する。

【0028】

これら第１画像生成部１２−１と第２画像生成部１２−２とは、１つのフレーム期間内に並行して画像生成を行い、通常光観察画像と特殊光観察画像との２画像を生成する機能も有する。具体的に第１画像生成部１２−１と第２画像生成部１２−２とは、それぞれ撮像手段１１のＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素により取得した１フレーム分の各画像信号に基づいて被検体Ｑの同一部位の通常光観察画像と特殊光観察画像とを取得する。

【0029】

又、画像処理手段１２は、通常光観察画像と特殊光観察画像との生成時の色情報を決定するホワイトバランス係数を有する。このホワイトバランス係数は、例えば観察光Ｐの波長λに対する発光強度特性であるＰ（λ）と、撮像手段１１のＣＣＤの受光感度特性であるｂ（λ）、ｇ（λ）、ｒ（λ）とを掛け合わせた感度特性に対して、反射特性が可視光領域でほぼ平坦な白色板を用いて設定される。
観察光ＰのＰ（λ）と撮像手段１１のＣＣＤのｂ（λ）、ｇ（λ）、ｒ（λ）とをそれぞれ掛け合わせた青色、緑色、赤色の各色成分Ｂ、Ｇ、Ｒは、以下のように算出される。

【0030】

【数1】

例えば、白色板の反射特性（吸収特性）が可視光領域で一定であった場合は、Ｂ／ＧがＧに対するＢのホワイトバランス係数Ｗｂであり、Ｒ／ＧがＧに対するＲのホワイトバランス係数Ｗｒとなる。
色成分Ｂ、Ｒの各ホワイトバランス係数Ｗｂ、Ｗｒとが１．０の場合、観察光Ｐのスペクトル特性とＣＣＤの各画素の感度特性とを掛け合せたときに、Ｂ、Ｇ、Ｒの各成分のバランスが良いことを示している。
ホワイトバランス係数ＷｂとＷｒとの係数による補正により、観察光Ｐのスペクトルが白色光とは異なっても、通常光観察画像と特殊光観察画像との画像生成は可能である。
ホワイトバランス係数ＷｂとＷｂとが極端に小さい又は大きい数値では、色バランス設定時に特定画素のノイズが増幅されて生成画像のノイズが大きくなるので、ホワイトバランス係数ＷｂとＷｒとは、１／３〜３の範囲が好ましい。

【0031】

従って、観察光Ｐに占める色成分比率に関して、赤色領域に含まれるＲ画素が最大感度を有する波長６００ｎｍ以上の赤色光量は、緑画素が最大感度を有する波長領域、例えば波長５２５ｎｍ〜５５５ｎｍの緑色光量と比較して、１／３以上あることが好ましい。
画像出力手段１３は、画像処理手段１２で生成された通常光観察画像と特殊光観察画像とを出力するもので、例えば図示しないＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどに出力する。また、メモリーカードやハードディスクなどに、画像を保存する手段を有するものでも良い。

【0032】

次に、上記の如く構成されたシステムの動作について説明する。
被検体観察光源１から観察光Ｐを射出するときの動作は、次の通りである。
被検体観察システムにより被検体Ｑを観察するために、光源制御手段４は、外部からの入力設定情報に基づいて励起光源３としての半導体レーザをオンにする。この半導体レーザ３がオンになると、当該半導体レーザ３は、波長４２０ｎｍの青色のレーザ光を出射する。
この半導体レーザ３から出射された青色のレーザ光は、光ファイバ５に入射して当該光ファイバ５に導光され、当該光ファイバ５の射出端側にある波長変換ユニット１０に入射する。

【0033】

波長４２０ｎｍの青色のレーザ光は、第１の蛍光体７に含まれるシリケート蛍光材の吸収領域の波長を有するので、波長変換ユニット１０に入射した青色レーザ光の一部は、第1の蛍光体７によって波長５６５ｎｍ付近にピークを有するブロードなスペクトルの黄色蛍光に波長変換される。
波長変換ユニット１０に入射し、第1の蛍光体７で吸収されなかった波長４２０ｎｍの青色レーザ光と、第1の蛍光体７で波長変換された波長５６５ｎｍ付近にピークを持つ黄色蛍光との混合光は、図２に示すように波長変換ユニット１０の射出端から観察光Ｐとして射出される。

【0034】

図５は観察光Ｐのスペクトル特性Ｐ（λ）を示す。なお、各波長の領域（各色の領域）においてスペクトル成分が有するとは、各色領域の最大強度に対して１／２０より大きい強度が存在する領域と定義し、最大強度に対して１／２０以下となる強度はスペクトル成分を有さないとする。

【0035】

観察光（混合光）Ｐは、主に、波長４２０ｎｍにピークを持つ狭帯域の青色レーザ光（第１のスペクトル成分）と、波長５６５ｎｍ付近にピークを有する黄色蛍光（第２のスペクトル成分）とにより成り、かつ白色光付近となるような青色レーザ光と黄色蛍光との成分比率が設定されている。

【0036】

観察光Ｐにおける青色レーザ光と黄色蛍光との間の波長４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの最大強度は、青色レーザ光のピーク波長（λ１）の強度に対して１／２０以下となっている。同観察光Ｐにおける波長４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光量の１／２０以下となっている。

【0037】

観察光Ｐの青色領域と緑色領域と赤色領域との光量比率は、例えばおよそ５（青色）：３（緑色）：２（赤色）となっている。青色レーザ光のピーク波長λ１と蛍光ピークの波長λ２との波長差分は、およそ１５０ｎｍであり、青色レーザ光の半値幅端と黄色蛍光の半値幅端の波長差分は、およそ８０ｎｍである。
波長変換ユニット１０から射出される観察光Ｐは、所定の配光角を有しており、その配光角と波長変換ユニット１０の射出端と被検体Ｑとの距離により、図１に示すような被検体Ｐを照射する照射領域Ｓが形成される。

【0038】

次に、観察光Ｐが被検体Ｑに照射されたときの動作について説明する。
被検体Ｑには、図１に示すように血管Ｋと生体組織Ｊ（例えば粘膜など）との少なくとも吸収特性が異なる２種の組織が存在する。
図６は被検体Ｑにおける血管Ｋ内のヘモグロビンの吸収強度の指標となる吸収係数を示す。波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において、ヘモグロビンは、波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）と波長５４０ｎｍ付近（λｈ２）と波長５８０ｎｍ付近（λｈ３）の異なる各波長に吸収強度ピークを持ち、かつ波長４１５ｎｍ（λｈ１）付近の吸収強度が最も大きい性質を持つ。

【0039】

一般に内視鏡のＮＢＩ観察は、波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）と波長５４０ｎｍ付近（λｈ２）との各波長領域を含む２つの波長の光、およそ波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光と、およそ波長領域５２５ｎｍ〜５５５ｎｍの光とを観察光として使用する。
さらに、ＮＢＩ観察では、当該２つの波長の光が生体組織Ｊの表面から内部へ侵入する光の深さ及び散乱特性が異なる性質を持つことを利用して血管Ｋ等をコントラスト良く観察することで、例えば癌等の発見を容易にする技術（特殊光観察）がある。

【0040】

本実施形態における観察光Ｐは、波長４２０ｎｍの青色レーザ光と、波長５６５ｎｍ付近にピークを持つ黄色蛍光とにより白色光となる成分を有している。
波長４２０ｎｍの青色レーザ光は、生体組織Ｊの比較的表層部で吸収散乱されるので、生体組織Ｊの表面近傍の血管Ｋの観察に有効である。

【0041】

一方、黄色蛍光は、ブロードなスペクトルで、波長５４０ｎｍ付近（λｈ２）の光を含んでおり、当該波長５４０ｎｍ付近の光は、生体組織Ｊに照射するときにある程度散乱されつつも、波長４２０ｎｍの光よりも皮下深くまで進行し、皮下にある血管Ｋ等に吸収散乱されるので、皮下組織の血管Ｋの観察に有効である。好ましくは、蛍光成分のピーク波長λ２は、緑色領域のヘモグロビンの吸収ピーク波長５４０ｎｍ（λｈ２）の吸収係数に対して、１／２以上である吸収係数の波長帯域内に存在することが、皮下組織の血管Ｋの観察に吸収される割合増加と、緑色画素の感度が増加する方向となるため、コントラストが高い画像を得ることができる。

【0042】

これに対してヘモグロビンの吸収特性は、図６に示すように波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）から長波長側になるにつれて、吸収強度が急激に低下する傾向を示す。例えば、波長４５０ｎｍの吸収係数を波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）と比較した場合に、波長差３５ｎｍでおよそ１／５まで低下する。
これに対して被検体Ｑ内の生体組織Ｊは、肌色から赤色を示すものが多く、例えば生体組織Ｊの吸収特性の一例として、青色領域から赤色領域にかけて吸収係数が緩やかに低下し、青色領域の波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）ではヘモグロビンの吸収係数よりも小さく、波長４５０ｎｍ付近ではヘモグロビンの吸収係数より大きい組織も存在する。

【0043】

血管Ｋをコントラスト高く観察するためには、ヘモグロビンの吸収係数が生体組織Ｊよりも大きい波長４１５ｎｍ付近（λｈ１）の光量を、ヘモグロビンの吸収係数が生体組織Ｊよりも小さい波長４６０ｎｍ付近の光量よりも多くし、これにより、ヘモグロビンが生体組織Ｊに対して吸収される観察光Ｐに含まれている青色領域の光量の割合を増加させることが必要である。

【0044】

画像取得に使用する撮像手段１１のＣＣＤのＢ画素は、波長４５０ｎｍ付近の感度が波長４１５ｎｍ（λｈ１）付近よりもおよそ２倍程度高い。又、波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍでは、生体組織Ｊの表面近傍の血管（ヘモグロビン）に対して波長４１５ｎｍ（λｈ１）よりも吸収されにくい。
従って、波長４５０ｎｍから長波長側の青色領域である波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量が波長４１５ｎｍ（λｈ１）付近である波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光量の１／２程度の比率であれば、波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、コントラストを高める際に画像ノイズとして影響を与えてしまう。

【0045】

従って、画像ノイズの低減のためには、波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光量の１／５以下に抑えることが有効である。さらに、当該光量を１／１０以下とすることで画像ノイズ低減に加えて、コントラスト高い画像を得ることができる。
また、通常光観察用としての観察光Ｐは、白色光であることが望ましく、特に生体組織Ｊ内に多い肌色から赤色を観察するために、緑色から赤色の波長領域にかけて、連続した平坦なスペクトル成分が有効と考えられる。

【0046】

次に、観察光Ｐの反射光Ｆを受光して通常光画像と特殊光画像とを生成する動作について説明する。
観察光Ｐは、照射領域Ｓ内にある血管Ｋや生体組織Ｊの吸収特性によって一部が吸収され、残りの一部が散乱、反射されて、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素とを有する撮像手段１１のＣＣＤで受光される。
Ｂ画素の受光感度特性は、波長領域３８０ｎｍ〜５４０ｎｍに存在するので、Ｂ画素が受光する観察光Ｐの反射光Ｆは、青色レーザ光と黄色蛍光との短波長領域になる。但し、Ｂ画素の波長５２０ｎｍ付近の感度が低いので、主にＢ画素で受光される成分は青色レーザ光となる。

【0047】

Ｇ画素の受光感度特性は、波長領域４６０ｎｍ〜６４０ｎｍに存在する。Ｇ画素で青色領域のスペクトル成分が受光されないことが、Ｇ画素の画像ノイズの低減に有効である。Ｇ画素で青色領域のスペクトル成分が受光されないようにするためには、観察光Ｐに含まれる波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色成分を少なくするか、又は青色成分と緑色成分とを波長分離（波長４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの成分は、波長４００〜４４０ｎｍのピーク強度の１／２０以下となる領域が５ｎｍ以上存在する）することが好ましい。すなわち、観察光はＰ、波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍにおいて、例えば、第１の発光スペクトルのピーク強度の２０分の１以下の強度となる波長領域が連続して５ｎｍ以上存在するように設定される。

【0048】

観察光Ｐの反射光Ｆは、波長５８０ｎｍ以上の赤色領域成分も含む。Ｒ画素は、波長領域５４０ｎｍ〜７２０ｎｍの感度領域の中で、その赤色の蛍光成分を主に受光する。
撮像手段１１は、ＣＣＤで受光されたＲＧＢの各画素の受光信号は、それぞれ画像処理手段１２に伝送する。

【0049】

この画像処理手段１２の第１画像生成部１２−１は、撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素信号のレベルに基づいて通常光観察画像を生成する。すなわち、第１画像生成部１２−１は、Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素の受光信号と、所定の画像処理（ホワイトバランス、ノイズ低減、構造強調、ガンマ補正など）とに基づき、観察光照射時の通常光観察画像を生成する。通常光観察画像は、観察光Ｐに含まれる全スペクトル成分を用いて生成される。

【0050】

さらに、画像処理手段１２の第２画像生成部１２−２は、撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素の各画素信号のレベルに基づいて特殊光観察画像を生成する。すなわち、第２画像生成部１２−２は、Ｂ画素の受光信号をＢ画素とＧ画素との受光信号として割り当て、Ｇ画素の受光信号をＲ画素の受光信号として割り当てる信号処理と、所定の画像処理とに基づいて観察光照射時の特殊光観察画像を生成する。特殊光観察画像は、観察光に含まれる成分の中で、青色領域と緑色領域のみを用いて生成される。

【0051】

画像出力手段１３は、画像処理手段１２で生成された通常光観察画像と特殊光観察画像とを例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどに出力する。
以上の動作により、被検体Ｑに１つの観察光Ｐを照射して、通常光観察と、血管のコントラストを高く強調表示した特殊光観察との２画像を取得することが可能となる。

【0052】

このように上記第１の実施の形態によれば、被検体Ｑに観察光Ｐを照射する被検体観察光源１と、この被検体観察光源１によって照射された照射領域Ｓの画像を取得する画像取得手段１１とを備え、当該画像取得手段１１は、それぞれ異なる複数の観察画像、例えば通常光観察画像と特殊光観察画像とを取得するので、観察対象である被検体Ｑの吸収特性を考慮して、特定波長帯域に発光する１つの励起光源３と波長変換部６との組合せにより、通常光観察と特殊光観察との両方に使用可能な小型の観察光源を用いた被検体観察システムを実現できる。

【0053】

観察光Ｐのスペクトル成分の中に、ヘモグロビンの吸収ピーク付近の波長４２０ｎｍの青色レーザ光と、緑色領域のヘモグロビンの吸収ピーク５４０ｎｍを含むので、通常光観察と共に、観察光に含まれる成分の中で、青色領域と緑色領域のみを用いての特殊光観察が実現できる。特に、観察光Ｐに含まれる青色光は、狭帯域の青色レーザ光であり、青色光と緑色光とは分離されているので、生体組織Ｊの表面の血管Ｋをコントラスト高く表現した画像を得ることができる。すなわち、第２画像生成部１２−２は、Ｂ画素の受光信号をＢ画素とＧ画素との受光信号として割り当て、Ｇ画素の受光信号をＲ画素の受光信号として割り当てる信号処理と、所定の画像処理とに基づいて観察光照射時の特殊光観察画像を生成できる。

【0054】

観察光Ｐのスペクトル成分の中には、赤色光も含んだ白色光を実現しているので、所定の画像取得手段と組み合わせた通常光観察が実現できる。
観察光Ｐのスペクトルは、１つの励起光源３と１つの波長変換部材としての蛍光体７のみを用いて構成しており、励起光源３や波長変換ユニット１０を配置する領域に制限のある場合、例えば経鼻内視鏡などに特に有効である。

【0055】

なお、上記第１の実施の形態は、次のように変形してもよい。
励起光源３は、波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおける第１の蛍光体７の吸収スペクトルが最大となる波長と、同波長領域４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおける特定観察対象（ヘモグロビン）の吸収のピーク波長との間の波長領域に、励起光Ｈの第１の発光スペクトルのピーク波長が存在するようにしてもよい。すなわち、半導体レーザ３から射出する青色レーザ光（励起光Ｈの第１の発光スペクトル）は、ヘモグロビンの吸収係数が大きい波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの間にピーク波長を有するものを使用してもよい。

【0056】

撮像手段１１のＣＣＤの青色領域の感度ピークが４４０ｎｍよりも長波長側にある場合、青色レーザ光のピーク波長は、ヘモグロビンの吸収ピークの４１５ｎｍと４４０ｎｍとの間に存在するのがよい。このことは、血管Ｋのコントラストが高く、明るい画像を得られ易いため好ましい。

【0057】

第１の蛍光体７に含まれる蛍光材は、シリケート蛍光材（Ｅｕ賦活の酸化物蛍光材）に限らず、波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光を吸収し、黄色のブロードな蛍光を発光する蛍光材でもよい。これにより、Ｅｕ賦活の酸窒化物蛍光材や、Ｅｕ賦活の硫化物蛍光材なども使用することができる。
また、第１の蛍光体７に含まれる蛍光材として、すなわちＣｅ（セリウム）賦活のガーネット結晶構造を有する酸化物蛍光材（ＹＡＧ、ＴＡＧ）を用いても良い。このＣe賦活のガーネット系蛍光材は、波長４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの光を吸収して黄色蛍光を発光可能な材料であるので、例えば波長４３０ｎｍ〜４４０ｎｍにピークを有する青色レーザ光と組み合わせて使用することができる。又、この第１の蛍光体７を励起する励起光源３として、波長領域４１５ｎｍ〜４４０ｎｍに第１の発光スペクトルのピーク波長を有するレーザ光を出射するものを用いてもよい。

【0058】

観察光Ｐに占める青色領域の波長４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長４００ｎｍ〜４４０ｎｍの光量と比べて１／５以下までであれば、Ｇ画素で受光する青色光成分が少なく、特殊光画像のノイズ成分としての影響が少ない。望ましくは、１／１０以下である。

【0059】

以下、変形例について説明する。
図７は波長変換ユニット１０の構成図を示す。この波長変換ユニット１０は、２つの波長の蛍光を発光する。この波長変換ユニット１０は、第１の蛍光体７−１に第２の蛍光体７−２を加え、これら第１の蛍光体７−１と第２の蛍光体７−２とを積層してなる。この第２の蛍光体７−２は、第１の発光スペクトル又は第２の発光スペクトルを吸収し、第２の発光スペクトルのピーク波長よりも長波長側にピーク波長を有する第３の発光スペクトルを発光する。
これら第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルと第３の発光スペクトルとは、所定の割合で混合して観察光Ｐとして略白色の光を出射するように、第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルと第３の発光スペクトルとの成分比率が設定されている。

【0060】

具体的に、第１の蛍光体７−１は、波長４２０ｎｍの光を吸収して緑色領域の蛍光を発光するもので、Ｅｕ賦活の酸窒化物蛍光材を有している。図８は第１の蛍光体７−１の吸収／蛍光特性を示す。
第２の蛍光体７−２は、赤色領域の蛍光を発光するもので、Ｅｕ賦活の窒化物蛍光材を有している。図９は第２の蛍光体７−２の吸収／蛍光特性を示す。なお、第２の蛍光体７-２は、波長４２０ｎｍを吸収せずに、緑色蛍光を吸収して発光する蛍光体材料でも良い。
波長変換ユニット１０は、波長４２０ｎｍの青色レーザ光と、緑色蛍光と、赤色蛍光とが所定の割合で混合された白色光の観察光Ｐを射出する。

【0061】

このような波長変換ユニット１０であれば、観察光Ｐが緑色領域から赤色領域にかけて平坦なスペクトルを有する白色光となり、通常光観察時の演色性が向上する。上記第１の実施形態と比較して、赤色領域のスペクトル成分が長波長側まで存在するので、被検体Ｑ内の生体組織Ｊに多く存在する赤色組織の見え方が再現性高く実現できる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１０は本発明の被検体観察システムを適用したカプセル型内視鏡２０の構成図を示す。この被検体観察システムは、複数の被検体観察光源、例えば６つの被検体観察光源１−１、１−２等をカプセル型内視鏡２０に搭載している。なお、図１０では図示する関係上から２つの被検体観察光源１−１、１−２を示す。
この被検体観察システムは、被検体Ｑ内に導入され、当該被検体Ｑ内の画像情報を取得する撮像手段１１を備え、上記図１に示す構成と同様に、撮像手段１１により取得された画像情報を被検体Ｑ外に送信するカプセル型内視鏡２０と、被検体Ｑ外に配置され、カプセル型内視鏡２０からの画像情報を受信して被検体Ｑ内のそれぞれ異なる複数の画像、例えば通常光観察画像と特殊光観察画像とを生成する画像処理手段１２と、この画像処理手段１２により生成された通常光観察画像と特殊光観察画像とを表示する画像出力手段１３とにより構成される。

【0062】

このカプセル型内視鏡２０は、被検体Ｑ内に照射する観察光Ｐを射出する２つの被検体観察光源１−１、１−２と、被検体Ｑ内に照射された観察光Ｐの反射光Ｆを受光する撮像素子（撮像手段）１１とを備える。
このカプセル型内視鏡２０は、光透過性の部材により形成された半球状の筺体２１を備える。この筺体２１内には、中心部が空洞で、リング状に形成された基板２２が設けられている。この基板２２上には、上記の通り複数の被検体観察光源１−１、１−２等として例えば６個の被検体観察光源が設けられている。又、基板２２上には、撮像素子１１に被検体Ｑからの反射光Ｆを集光するレンズ２３が設けられている。撮像素子１１とレンズ２３とは、同一光軸上に設けられている。

【0063】

図１１は被検体観察光源１−１、１−２等の構造図を示す。これら被検体観察光源１−１、１−２は、それぞれ基板２２と、この基板２２上に搭載された励起光源としての青色ＬＥＤ３１と、この青色ＬＥＤ３１を覆うように設けられた蛍光体３２とを有する。基板２２の両端部には、それぞれ電極３３−１、３３−２が設けられている。これら電極３３−１、３３−２は、図示しない電池に接続されると共に、それぞれ各ワイヤ３４−１、３４−２を介して青色ＬＥＤ３１に電気的に接続されている。従って、青色ＬＥＤ３１は、図示しない電池からの電力供給を受けて発光動作する。

【0064】

又、基板２２上には、第１の樹脂３５が青色ＬＥＤ３１を覆うように設けられている。この第１の樹脂３５は、光透過性の樹脂から成る。この第１の樹脂３５と青色ＬＥＤ３１との間の空間には、第２の樹脂３６が充填されている。この第２の樹脂３６は、光透過性の樹脂から成る。

【0065】

青色ＬＥＤ３１は、波長４２０ｎｍにピークを持ち、半値幅約２０ｎｍの青色ＬＥＤ光（励起光Ｈ）を出射する。
蛍光体３２は、例えばシリケート粉末蛍光材であって、第１の樹脂３５中に封止されている。なお、蛍光体３２としては、ＬＥＤ素子上の第２の樹脂３６中に封止されていても良い。
図１２は各被検体観察光源１−１、１−２等からそれぞれ射出される観察光Ｐのスペクトル形状を示す。これら被検体観察光源１−１、１−２から出射される観察光Ｐは、波長４２０ｎｍにピークを有し、青色ＬＥＤ光と黄色蛍光との比率により白色光として出射される。波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長領域４４０ｎｍ〜４４０ｎｍと比べて１０分の１以下である。

【0066】

次に、上記の如く構成されたシステムの動作について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様な動作についてはその概略を説明する。
青色ＬＥＤ３１は、電池からの電力供給を受けて発光動作すると、波長４２０ｎｍにピークを持ち、半値幅約２０ｎｍの青色ＬＥＤ光（励起光Ｈ）を出射する。この青色ＬＥＤ光は、第２の樹脂３６を透過して第１の樹脂３５中に封止されている蛍光体３２に照射される。

【0067】

この蛍光体３２は、青色ＬＥＤ３１から出射される青色ＬＥＤ光の一部を吸収すると共に、緑色領域内に含まれる黄色領域の蛍光に波長変換し、かつ青色ＬＥＤ光と黄色領域の蛍光とを重ね合わせて白色光の観察光Ｐとして出射する。この観察光Ｐは、上記の通り波長４２０ｎｍにピークを有し、青色ＬＥＤ光と黄色蛍光との比率により白色光として出射される。波長領域４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光量は、波長領域４４０ｎｍ〜４４０ｎｍと比べて１０分の１以下である。

【0068】

観察光Ｐは、照射領域Ｓ内にある血管Ｋや生体組織Ｊの吸収特性によって一部が吸収され、残りの一部が散乱、反射されて、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素とを有する撮像手段１１のＣＣＤで受光される。
この撮像手段１１は、ＣＣＤで受光されたＲＧＢの各画素の受光信号は、それぞれ画像処理手段１２に伝送する。

【0069】

この画像処理手段１２の第１画像生成部１２−１は、撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素信号のレベルに基づいて通常光観察画像を生成する。すなわち、第１画像生成部１２−１は、Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素の各画素の受光信号と、所定の画像処理（ホワイトバランス、ノイズ低減、構造強調、ガンマ補正など）とに基づき、観察光照射時の通常光観察画像を生成する。通常光観察画像は、観察光Ｐに含まれる全スペクトル成分を用いて生成される。

【0070】

第２画像生成部１２−２は、撮像手段１１のＣＣＤから出力されたＢ画素、Ｇ画素の各画素信号のレベルに基づいて特殊光観察画像を生成する。すなわち、第２画像生成部１２−２は、Ｂ画素の受光信号をＢ画素とＧ画素との受光信号として割り当て、Ｇ画素の受光信号をＲ画素の受光信号として割り当てる信号処理と、所定の画像処理とに基づいて観察光照射時の特殊光観察画像を生成する。特殊光観察画像は、観察光に含まれる成分の中で、青色領域と緑色領域のみを用いて生成される。

【0071】

画像出力手段１３は、画像処理手段１２で生成された通常光観察画像と特殊光観察画像とを例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどに出力する。
このように上記第２の実施の形態によれば、カプセル型内視鏡２０において、青色ＬＥＤ３１を搭載する被検体観察光源１−１、１−２等から観察光Ｐを出射し、被検体Ｑの照射領域Ｓからの散乱光、反射光を撮像手段１１で受光してその受光信号を出力し、第１画像生成部１２−１によりＢＧＲ画素の各画素信号のレベルに基づいて通常光観察画像を生成し、第２画像生成部１２−２によりＢＧ画素の各画素信号のレベルに基づいて特殊光観察画像を生成するので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、波長４２０ｎｍの青色ＬＥＤと黄色蛍光とを組合せた１種類の観察光源で、通常光観察と特殊光観察との両方を使用可能であり、複数の観察用途に複数色のＬＥＤを配置する必要がなく小型化ができる。
又、励起光源３にＬＥＤを使用するので、消費電流が数ｍＡの低いＬＥＤ駆動電流で観察光Ｐを出射することが可能である。

【0072】

従って、本実施の形態は、カプセル型内視鏡２０のような電池で駆動して観察光Ｐを出射する小型の構造を有する装置に適用するのに有効である。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１：被検体観察光源、２：画像取得手段、Ｑ：被検体、Ｐ：観察光、３：励起光源（半導体レーザ）、４：光源制御手段、５：導光手段（光ファイバ）、６：波長変換手段、Ｈ：励起光、７：第１の蛍光体、７−１：第１の蛍光体、７−２：第２の蛍光体、８：光透過部材、９：ホルダ、１０：波長変換ユニット、１１：撮像手段、１２：画像処理手段、１２−１：第１画像生成部、１２−２：第２画像生成部、１３：画像出力手段、２０：カプセル型内視鏡、１−１，１−２：被検体観察光源、２１：筺体、２２：基板、２３：レンズ、３１：青色ＬＥＤ、３２：蛍光体、３３−１，３３−２：電極、３４−１，３４−２：ワイヤ、３５：第１の樹脂、３６：第２の樹脂。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】