特許 6695416 内視鏡用光源装置及び内視鏡システム

(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】6695416

(24)【登録日】2020年4月23日

(45)【発行日】2020年5月20日

(54)【発明の名称】内視鏡用光源装置及び内視鏡システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/07 20060101AFI20200511BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20200511BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20200511BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/07 731

   A61B1/07 736

   A61B1/06 610

   G02B23/24 B

【請求項の数】8

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2018-500243(P2018-500243)

(86)(22)【出願日】2017年2月20日

(86)【国際出願番号】JP2017006123

(87)【国際公開番号】WO2017142096

(87)【国際公開日】20170824

【審査請求日】2018年7月27日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2016/054811

(32)【優先日】2016年2月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078880

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100183760

【弁理士】

【氏名又は名称】山鹿 宗貴

(72)【発明者】

【氏名】尾登 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】横内 文香

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００００７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７１５１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

狭帯域光である第１の波長帯域の光を射出する第１の固体発光素子と、前記第１の波長帯域の光によって励起され、第１の蛍光を発する第１の蛍光体と、を有する第１の光源ユニットと、
前記第１の蛍光体を前記第１の固体発光素子から射出される光の光路に対して挿抜可能に支持する蛍光体挿抜手段と、
を備え、
前記蛍光体挿抜手段により前記第１の蛍光体が前記第１の固体発光素子から射出される光の光路に挿入されると、前記第１の光源ユニットから前記第１の波長帯域の光と前記第１の蛍光とが同一の光路で射出されて内視鏡に供給され、
前記蛍光体挿抜手段により前記第１の蛍光体が前記第１の固体発光素子から射出される光の光路から抜去されると、前記第１の光源ユニットから前記第１の波長帯域の光が射出されて前記内視鏡に供給され、
前記第１の波長帯域は、特定の生体構造に対する吸光度の高い帯域であり、
前記第１の波長帯域の光及び前記第１の蛍光を含む光は、前記第１の波長帯域の光よりも帯域の広い広帯域光である、
内視鏡用光源装置。

【請求項2】

前記第１の蛍光の波長帯域のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ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し、光路を合成した光を前記内視鏡に供給する第１の光路合成手段と、
を更に備える、
請求項１に記載の内視鏡用光源装置。

【請求項3】

前記第２の光源ユニットは、
第２の固体発光素子と、前記第２の固体発光素子から射出された光によって励起され、第２の蛍光を発する第２の蛍光体と、を有し、
前記第２の蛍光の波長帯域のピーク波長は、
前記第１の波長帯域のピーク波長及び前記第１の蛍光の波長帯域のピーク波長とは異なる、
請求項２に記載の内視鏡用光源装置。

【請求項4】

前記第１の光源ユニットから射出される光のピーク波長及び前記第２の光源ユニットから射出される光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、
前記第１の光路合成手段によって合成された光の光路と、前記第３の光源ユニットから射出された光の光路とを合成し、光路を合成した光を前記内視鏡に供給する第２の光路合成手段と、
を更に備える、
請求項２又は請求項３に記載の内視鏡用光源装置。

【請求項5】

前記第１の光源ユニットは、
前記第１の固体発光素子から射出された前記第１の波長帯域の光によって励起され、前記第１の蛍光のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第３の蛍光を発する第３の蛍光体を更に有し、
前記蛍光体挿抜手段により前記第１の蛍光体が前記第１の固体発光素子から射出される光の光路に挿入されると、前記第１の光源ユニットから前記第１の波長帯域の光、前記第１の蛍光、前記第３の蛍光が同一の光路で射出されて内視鏡に供給され、
前記蛍光体挿抜手段により前記第１の蛍光体が前記第１の固体発光素子から射出される光の光路から抜去されると、前記第１の光源ユニットから前記第１の波長帯域及び前記第３の蛍光が同一の光路で射出されて前記内視鏡に供給される、
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。

【請求項6】

前記第１の光源ユニットは、
前記第１の固体発光素子から射出された前記第１の波長帯域の光によって励起され、前記第１の蛍光のピーク波長及び前記第３の蛍光のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第４の蛍光を発する第４の蛍光体を更に備え、
前記蛍光体挿抜手段は、
前記第１の蛍光体及び前記第４の蛍光体を、前記第１の固体発光素子から射出される光の光路に対して個別に挿抜可能に支持する、
請求項５に記載の内視鏡用光源装置。

【請求項7】

所定の撮像周期と同期して回転するターレット
を更に備え、
前記ターレットには、夫々異なる発光特性を持つ蛍光体が周方向に並べて配置されており、
前記ターレットが回転することによって前記内視鏡に供給される光の光路に各蛍光体が順に挿入されると、前記光路上に挿入された蛍光体への入射光が、順次、前記光路上に挿入された蛍光体に応じた光となって前記内視鏡に供給される、
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。

【請求項8】

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と、
内視鏡と、
を備える、
内視鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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、特定の生体組織に対して高い吸光度を有する波長帯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から射出される光の光路上に挿抜可能である。

【0004】

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去されているときは、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。

【発明の概要】

【0005】

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、光学フィルタによって白色ＬＥＤから射出される照射光の波長帯域を制限し、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。

【0006】

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。

【0007】

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の固体発光素子と、第１の波長帯域の光によって励起され、第１の蛍光を発する第１の蛍光体と、を有する第１の光源ユニットと、第１の蛍光体を第１の固体発光素子から射出される光の光路に対して挿抜可能に支持する蛍光体挿抜手段と、を備える。この構成において、蛍光体挿抜手段により第１の蛍光体が第１の固体発光素子から射出される光の光路に挿入されると、第１の光源ユニットから第１の波長帯域の光と第１の蛍光とが同一の光路で射出されて内視鏡に供給される。また、蛍光体挿抜手段により第１の蛍光体が第１の固体発光素子から射出される光の光路から抜去されると、第１の光源ユニットから第１の波長帯域の光が射出されて内視鏡に供給される。

【0008】

このような構成によれば、蛍光体を、固体発光素子から射出される光の光路に挿入することにより、可視光領域内に広い波長帯域を有する通常光を被写体に照射することができる。また、蛍光体を光路から抜去することにより、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を被写体に照射することができる。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。

【0009】

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の蛍光の波長帯域のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ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し、光路を合成した光を内視鏡に供給する第１の光路合成手段と、を更に備える。

【0010】

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、第２の蛍光を発する第２の蛍光体と、を有する。この構成において、第２の蛍光の波長帯域のピーク波長は、第１の波長帯域のピーク波長及び第１の蛍光の波長帯域のピーク波長とは異なる。

【0011】

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の光源ユニットから射出される光のピーク波長及び第２の光源ユニットから射出される光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し、光路を合成した光を内視鏡に供給する第２の光路合成手段と、を更に備える。

【0012】

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の固体発光素子から射出された第１の波長帯域の光によって励起され、第１の蛍光のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第３の蛍光を発する第３の蛍光体を更に有する。この場合、蛍光体挿抜手段により第１の蛍光体が第１の固体発光素子から射出される光の光路に挿入されると、第１の光源ユニットから第１の波長帯域の光、第１の蛍光、第３の蛍光が同一の光路で射出されて内視鏡に供給される。また、蛍光体挿抜手段により第１の蛍光体が第１の固体発光素子から射出される光の光路から抜去されると、第１の光源ユニットから第１の波長帯域及び第３の蛍光が同一の光路で射出されて内視鏡に供給される。

【0013】

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の固体発光素子から射出された第１の波長帯域の光によって励起され、第１の蛍光のピーク波長及び第３の蛍光のピーク波長とは異なるピーク波長をもつ第４の蛍光を発する第４の蛍光体を更に備える。この場合、蛍光体挿抜手段は、第１の蛍光体及び第４の蛍光体を、第１の固体発光素子から射出される光の光路に対して個別に挿抜可能に支持する。

【0014】

また、本発明の一実施形態に係る内視鏡用光源装置は、所定の撮像周期と同期して回転するターレットを更に備える構成としてもよい。この場合、ターレットには、夫々異なる発光特性を持つ蛍光体が周方向に並べて配置されている。ターレットが回転することによって照射光の光路に各蛍光体が順に挿入されると、該照射光が、順次、該光路上に挿入された蛍光体に応じた光となって内視鏡に供給される。

【0015】

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。

【0016】

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。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】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。

【図17】本発明の第４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。

【図18】本発明の別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。

【図19】本発明の別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。

【図20】本発明の別の実施形態に係る内視鏡用光源装置に備えられる回転式ターレットの構成を示す図である。

【図21】５５０ｎｍ付近を拡大したヘモグロビンの吸収スペクトルである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

（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。

【0020】

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。

【0021】

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及び第２の光源ユニット１１２を備えている。第１、第２の光源ユニット１１１、１１２はそれぞれ、第１、第２光源駆動回路１４１、１４２によって個別に発光制御される。

【0022】

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。

【0023】

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）１１１ａと、青色蛍光体１１１ｂとを有している。青色蛍光体１１１ｂは、紫色ＬＥＤ１１１ａから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、青色の波長帯域（例えば、波長４３０〜５５０ｎｍ）の蛍光を発する。

【0024】

青色蛍光体１１１ｂは、蛍光体挿抜機構１５１により、光路上に挿抜可能に支持されている。詳しくは、青色蛍光体１１１ｂは、観察モードに応じて、紫色ＬＥＤ１１１ａから射出された紫色ＬＥＤ光の光路に挿入又は抜去される。図２に実線で示すように、青色蛍光体１１１ｂが紫色ＬＥＤ光の光路上に挿入されている場合、青色蛍光体１１１ｂは青色の蛍光を発する。これにより、光源ユニット１１１からは、紫色ＬＥＤ光と青色の蛍光の両方が射出される。また、図２に点線で示すように、青色蛍光体１１１ｂが紫色ＬＥＤ光の光路から抜去されている場合、青色蛍光体１１１ｂは励起されず、蛍光を発しない。そのため、光源ユニット１１１からは、紫色ＬＥＤ光のみが射出される。

【0025】

第２の光源ユニット１１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４２０〜４８０ｎｍ）の光を射出する青色ＬＥＤ１１２ａと、黄色蛍光体１１２ｂとを有している。黄色蛍光体１１２ｂは、青色ＬＥＤ１１２ａから射出された青色ＬＥＤ光によって励起され、黄色の波長帯域（例えば、波長が４２０〜７００ｎｍ）の蛍光を発する。黄色蛍光体１１２ｂは青色ＬＥＤ１１２ａの発光面上に取り付けられており、青色蛍光体１１１ｂとは異なり、青色ＬＥＤ光の光路上に挿抜可能ではない。

【0026】

各光源ユニット１１１、１１２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、１２２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５２０ｎｍ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光や青色の蛍光はダイクロイックミラー１３１を透過する。また、第２の光源ユニット１１２から射出された黄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、第１の光源ユニット１１１から射出された光と第２の光源ユニット１１２から射出された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、光源装置２０１から照射光Ｌとして射出される。

【0027】

図３は、光源装置２０１のうち、各光源ユニット１１１、１１２及びダイクロイックミラー１３１のみを概念的に示したブロック図である。青色蛍光体１１１ｂは、紫色ＬＥＤ１１１ａとは別体であるため、図３において、青色蛍光体１１１ｂと紫色ＬＥＤ１１１ａは、別々のブロックで示されている。一方、黄色蛍光体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、黄色蛍光体１１２ｂと青色ＬＥＤ１１２ａは、一つのブロックで示されている。

【0028】

また、ダイクロイックミラー１３１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、ダイクロイックミラー１３１は、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、１１２の前方に配置されたコリメートレンズ１２１、１２２は省略されている。

【0029】

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の紫色ＬＥＤ１１１ａから射出された紫色ＬＥＤ光と、青色蛍光体１１１ｂが発した青色の蛍光が同一の光路で射出される。また、第２の光源ユニット１１２の青色ＬＥＤから射出された青色ＬＥＤ光と、黄色蛍光体が発した黄色の蛍光が同一の光路で射出される。第１の光源ユニットから射出された光の光路と第２の光源ユニットから射出された光の光路は、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は、光源装置２０１から、照射光Ｌとして射出される。

【0030】

図１に示すように、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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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１００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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体１１１ｂが光路上に挿入された上で、第１の光源ユニット１１１及び第２の光源ユニット１１２が発光駆動される。

【0046】

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、波長約４１５ｎｍと約４７０ｎｍに強度のピークを有している。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。この２つの波長はそれぞれ、紫色ＬＥＤ１１１ａから射出される光のピーク波長と、青色蛍光体１１１ｂが発する蛍光の分光強度分布のピーク波長である。

【0047】

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ＬＥＤ１１２ａから射出される光のピーク波長と、黄色蛍光体１１２ｂが発する蛍光のピーク波長である。

【0048】

なお、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１１は、紫色ＬＥＤ光と青色の蛍光のピーク強度が略同じであるが、本発明はこれに限定されない。第１の光源ユニット１１１から射出される紫色ＬＥＤ光と青色の蛍光の強度の比率は、青色蛍光体１１１ｂ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、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１２は、青色ＬＥＤ光と比較して黄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光と黄色の蛍光の比率は、黄色蛍光体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。

【0049】

また、図４（ａ）に示す分光強度分布Ｄ１１１、Ｄ１１２は、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、１１２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。

【0050】

また、図４（ａ）には、ダイクロイックミラー１３１のカットオフ波長λ１３１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５２０ｎｍ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、短い点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。

【0051】

これにより、ダイクロイックミラー１３１で、各光源ユニット１１１、１１２から射出された光の光路が合成され、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、Ｄ１１２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。

【0052】

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、青色蛍光体１１１ｂが光路上から抜去された上で、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付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0053】

また、本実施形態では、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ことなく、青色蛍光体１１１ｂを光路上に挿抜することによって、照射光Ｌを通常光と特殊光との間で切り替えている。そのため、光学フィルタによって被写体の観察に使用されない波長帯域の光がカットされ、第１の光源ユニットの光利用効率が低下してしまうことを防止できる。

【0054】

更に、仮に、第１の光源ユニットから射出された紫色ＬＥＤ光及び青色の蛍光から、光学フィルタを用いて紫色ＬＥＤ光を抽出する場合、光学フィルタが理想的な特性を有していない限り、照射光Ｌには青色の蛍光も混ざってしまう。青色の蛍光は表層血管の強調した撮影画像を得るのに不要な光であるため、照射光Ｌに青色の蛍光が混ざることにより、表層血管の強調効果が低減する。これに対し、本実施形態では、光学フィルタを用いることなく、青色の蛍光を完全に抑えることができるため、表層血管の強調効果が低減してしまうことを防止することができる。

【0055】

また、各光源ユニット１１１、１１２から射出された光は、ダイクロイックミラー１３１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、１１２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。

【0056】

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く、従来技術に比べて光利用効率を高くすることができる。

【0057】

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。

【0058】

なお、電子内視鏡システム１が特殊観察モードである場合、図４（ｂ）に示すように、分光強度分布Ｄ１１１とＤ１１２のピーク強度はいずれも１に揃えられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、特殊観察モードでは、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てもよい。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）、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。

【0059】

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。

【0060】

《酸化物系蛍光体》
〈黄色蛍光体〉
・Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（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〉
・Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２（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
・ＣａＳｃ_２Ｏ_４（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

【0061】

《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（ＣａＡｌＳｉＮ_３）にケイ素酸窒化物（Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ）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（Ｓｉ_３Ｎ_４）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（ＣａＡｌＳｉＮ_３）蛍光体など

【0062】

（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。

【0063】

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、第１の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。

【0064】

図５に示すように、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ＬＥＤ２１１ａと、青色蛍光体２１１ｂとを有している。青色蛍光体２１１ｂは、紫色ＬＥＤ２１１ａから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、青色の波長帯域（例えば、波長４３０〜５５０ｎｍ）の蛍光を発する。青色蛍光体２１１ｂは、不図示の蛍光体挿抜機構により、紫色ＬＥＤ２１１ａから射出された紫色ＬＥＤ光の光路に対して挿抜可能に支持されている。なお、青色蛍光体２１１ｂは、紫色ＬＥＤ２１１ａとは別体であるため、図５において、青色蛍光体２１１ｂと紫色ＬＥＤ２１１ａは、別々のブロックで示されている。

【0065】

また、図５に示すように、第２の光源ユニット２１２は、青色の波長帯域（例えば、波長が４２０〜４８０ｎｍ）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５１０〜６３０ｎｍ）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、青色ＬＥＤ光の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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体２１１ｂが光路上に挿入された上で、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。

【0069】

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、波長約４１５ｎｍと波長約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ＬＥＤ２１１ａから射出される光のピーク波長と、青色蛍光体２１１ｂが発する蛍光のピーク波長である。

【0070】

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４５０ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６５０ｎｍ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、緑色蛍光体が発する蛍光、赤色蛍光体が発する蛍光のピーク波長である。

【0071】

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５１０ｎｍ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。

【0072】

これにより、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、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。

【0073】

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、青色蛍光体２１１ｂが光路上から抜去された上で、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。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付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0074】

また、第２の光源ユニット２１２は、緑色蛍光体と赤色蛍光体の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、通常観察モードにおいて、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。

【0075】

（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。

【0076】

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の光源ユニット３１１、第２の光源ユニット３１２、第３の光源ユニット３１３、第１のダイクロイックミラー３３１、第２のダイクロイックミラー３３２を備えている。各光源ユニット３１１〜３１３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。

【0077】

図７に示すように、第３の実施形態に係る光源装置２０３は、第１の実施形態に係る光源装置２０１に、第３の光源ユニット３１３及び第２のダイクロイックミラー３３２を追加した構成である。また、第１の光源ユニット３１１、第２の光源ユニット３１２、ダイクロイックミラー３３１の特性はそれぞれ、第１の実施形態の第１の光源ユニット１１１、第２の光源ユニット１１２、ダイクロイックミラー１３１の特性と同じである。第３の光源ユニット３１３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。ダイクロイックミラー３３２のカットオフ波長λ３３２は６３０ｎｍである。ダイクロイックミラー３３２は、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。

【0078】

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。

【0079】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体３１１ｂが光路上に挿入された上で、第１〜第３光源ユニット３１１〜３１３が発光駆動される。図８（ａ）に示すように、第３の実施形態における照射光Ｌの分光強度分布は、第１の実施形態における照射光Ｌに、赤色ＬＥＤ３１３の分光強度分布Ｄ３１３を追加したものになる。ただし、第３の実施形態の光源装置２０３は、第１の実施形態とは異なり、ダイクロイックミラー３３２を有しているため、第２の光源ユニット３１２から射出された光のうち、ダイクロイックミラー３３２のカットオフ波長λ３３２（６３０ｎｍ）以上の波長の光の光路は、ダイクロイックミラー３３２で合成されず、照射光Ｌとして射出されない。また、第３の光源ユニット３１３から射出された光のうち、カットオフ波長λ３３２よりも波長の短い光の光路は、ダイクロイックミラー３３２で合成されず、照射光Ｌとして射出されない。

【0080】

第３の実施形態の光源装置２０３は、赤色ＬＥＤ３１３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、赤色ＬＥＤ３１３を有していない構成に比べて、可視領域においてフラットに近づく。これにより、通常観察モードにおいて、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。

【0081】

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、青色蛍光体２１１ｂが光路上から抜去された上で、第１の光源ユニット３１１及び第２の光源ユニット３１２が発光駆動され、第３の光源ユニット３１３は発光駆動されない。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４１５ｎｍ付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0082】

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３つの光源ユニット３１１〜３１３を有している。そのため、３つの光源ユニット３１１〜３１３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。

【0083】

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４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４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。

【0084】

図９は、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。光源装置２０４は、第１の光源ユニット４１１、第２の光源ユニット４１２、第３の光源ユニット４１３、第１のダイクロイックミラー４３１、第２のダイクロイックミラー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。

【0085】

図９に示すように、第４の実施形態に係る光源装置２０４は、第３の実施形態に係る光源装置２０３における第２の光源ユニット３１２を、蛍光体を有しないＬＥＤに置き換えたものである。第２の光源ユニット４１２は、緑色の波長帯域（例えば、波長が５２０〜５８０ｎｍ）の光を射出する緑色ＬＥＤである。なお、第１、第３の光源ユニット４１１、４１３及び第１、第２のダイクロイックミラー４３１、４３２の特性は、第３の実施形態の第１、第３の光源ユニット３１１、３１３及び第１、第２のダイクロイックミラー３３１、３３２の特性と同じである必要はない。

【0086】

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。

【0087】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体４１１ｂが光路上に挿入された上で、第１〜第３の光源ユニット３１１〜３１３が発光駆動される。

【0088】

第１の光源ユニット４１１から射出される光の分光強度分布Ｄ４１１は、波長約４１５ｎｍと波長約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ＬＥＤ４１１ａから射出される光のピーク波長と、青色蛍光体４１１ｂが発する蛍光のピーク波長である。第２の光源ユニット４１２から射出される光の分光強度分布Ｄ４１２は、約５５０ｎｍをピーク波長とする強度分布を有している。第３の光源ユニット４１３から射出される光の分光強度分布Ｄ４１３は、約６４０ｎｍをピーク波長とする強度分布を有している。

【0089】

また、図１０（ａ）には、各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、５１０ｎｍ、５９０ｎｍ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、照射光Ｌ（通常光）として射出される。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。

【0090】

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、青色蛍光体４１１ｂが光路上から抜去された上で、第１の光源ユニット４１１と第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。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付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0091】

（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。

【0092】

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、第１の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。

【0093】

図１１に示すように、第１の光源ユニット５１１は、蛍光体ＬＥＤ５１１ａと青色蛍光体５１１ｂとを有している。蛍光体ＬＥＤ５１１ａ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、この紫色ＬＥＤの発光面上に取り付けられた緑色蛍光体とを有している。緑色蛍光体は、紫色ＬＥＤから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、緑色の波長帯域（例えば、波長が５１０〜６３０ｎｍ）の蛍光を発する。青色蛍光体５１１ｂは、紫色ＬＥＤから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、青色の波長帯域（例えば、波長が４３０〜５５０ｎｍ）の蛍光を発する。青色蛍光体５１１ｂは、不図示の蛍光体挿抜機構により、蛍光体ＬＥＤ５１１ａから射出される光の光路に対して挿抜可能に支持されている。

【0094】

また、図１１に示すように、第２の光源ユニット５１２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。ダイクロイックミラー５３１は、第１の光源ユニット５１１から射出された光の光路と第２の光源ユニット５１２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５３１で光路が合成された光は、照射光Ｌとして光源装置２０５から射出される。

【0095】

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。

【0096】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体５１１ｂが光路上に挿入された上で、第１、第２の光源ユニット５１１、５１２が発光駆動される。

【0097】

第１の光源ユニット５１１から射出される光の分光強度分布Ｄ５１１は、波長約４１５ｎｍ、約４７０ｎｍ、約５５０ｎｍにピークを有している。この３つの波長はそれぞれ、紫色ＬＥＤから射出される紫色ＬＥＤ光、青色蛍光体５１１ｂが発する蛍光、緑色蛍光体が発する蛍光のピーク波長である。第２の光源ユニット５１２から射出される光の分光強度分布Ｄ５１２は、波長約６５０ｎｍをピーク波長とする強度分布を有している。

【0098】

また、図１２（ａ）には、ダイクロイックミラー５３１のカットオフ波長λ５３１が点線で示されている。カットオフ波長λ５３１は６２０ｎｍである。ダイクロイックミラー５３１は、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５３１により、第１の光源ユニット５１１及び第２の光源ユニット５１２から射出された光の光路が合成され、照射光Ｌとして射出される。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。

【0099】

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、青色蛍光体５１１ｂが光路上から抜去された上で、第１の光源ユニット５１１のみが発光駆動され、第２の光源ユニット５１２は発光駆動されない。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４１５ｎｍ付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0100】

なお、第５の実施形態では、第１の光源ユニット５１１の緑色蛍光体は、紫色ＬＥＤの発光面上に取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１の光源ユニット５１１の緑色蛍光体は、紫色ＬＥＤから射出される光の光路上に挿抜可能に配置されていてもよい。この場合、電子内視鏡システム１が特殊観察モードであるとき、緑色蛍光体を光路上に挿入又は抜去することにより、被写体に照射する照射光Ｌの分光強度特性を変更することができる。

【0101】

（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。

【0102】

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の光源ユニット６１１、第２の光源ユニット６１２、第１のダイクロイックミラー６３１を備えている。各光源ユニット６１１、６１２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。

【0103】

図１３に示すように、第１の光源ユニット６１１は、蛍光体ＬＥＤ６１１ａと赤色蛍光体６１１ｂとを有している。蛍光体ＬＥＤ６１１ａ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と、この青色ＬＥＤの発光面上に取り付けられた緑色蛍光体とを有している。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５１０〜６３０ｎｍ）の蛍光を発する。赤色蛍光体６１１ｂ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。赤色蛍光体６１１ｂは、不図示の蛍光体挿抜機構により、蛍光体ＬＥＤ６１１ａから射出される光の光路に対して挿抜可能に支持されている。

【0104】

また、図１３に示すように、第２の光源ユニット６１２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。ダイクロイックミラー６３１は、第１の光源ユニット６１１から射出された光の光路と第２の光源ユニット６１２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６３１で光路が合成された光は、照射光Ｌとして光源装置２０６から射出される。

【0105】

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。

【0106】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、赤色蛍光体６１１ｂが光路上に挿入された上で、第１、第２の光源ユニット６１１、６１２が発光駆動される。

【0107】

第１の光源ユニット６１１から射出される光の分光強度分布Ｄ６１１は、波長約４６０ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６５０ｎｍにピークを有している。この３つの波長はそれぞれ、蛍光体ＬＥＤ６１１ａから射出される青色ＬＥＤ光と緑色の蛍光、赤色蛍光体６１１ｂが発する蛍光の分光強度分布のピークである。第２の光源ユニット６１２から射出される光の分光強度分布Ｄ６１２は、約４１５ｎｍをピークとする強度分布を有している。

【0108】

また、図１４（ａ）には、ダイクロイックミラー６３１のカットオフ波長λ６３１が点線で示されている。カットオフ波長λ６３１は４４０ｎｍである。ダイクロイックミラー６３１は、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６３１により、第１の光源ユニット６１１及び第２の光源ユニット６１２から射出された光の光路が合成され、照射光Ｌとして射出される。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。

【0109】

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、赤色蛍光体６１１ｂが光路上から抜去された上で、第１及び第２の光源ユニット６１１、６１２が発光駆動される。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付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0110】

（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。

【0111】

図１５は、第７の実施形態に係る光源装置２０７のうち、光源ユニットのみを概念的に示したブロック図である。光源装置２０７は、光源ユニット７１１を備えている。光源ユニット７１１は、図示省略された光源駆動回路によって発光制御される。

【0112】

図１５に示すように、光源ユニット７１１は、蛍光体ＬＥＤ７１１ａ、青色蛍光体７１１ｂ、赤色蛍光体７１１ｃを有している。蛍光体ＬＥＤ７１１ａ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の発光面上に取り付けられた緑色蛍光体とを有している。この緑色蛍光体は、紫色ＬＥＤから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、緑色の波長帯域（例えば、波長が５１０〜６３０ｎｍ）の蛍光を発する。

【0113】

青色蛍光体７１１ｂは、紫色ＬＥＤから射出された紫色ＬＥＤ光によって励起され、青色の波長帯域（例えば、波長が４３０〜５５０ｎｍ）の蛍光を発する。赤色蛍光体７１１ｃは、紫色ＬＥＤから射出された紫色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。青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃは、不図示の蛍光体挿抜機構により、蛍光体ＬＥＤ７１１ａから射出される光の光路に個別に挿入又は抜去される。

【0114】

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。

【0115】

電子内視鏡システム１が通常観察モードである場合、青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが光路上に挿入された上で、光源ユニット７１１が発光駆動される。

【0116】

光源ユニット７１１から射出される光の分光強度分布Ｄ７１１は、波長約４１５ｎｍ、約４７０ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６５０ｎｍにピークを有している。この４つの波長はそれぞれ、蛍光体ＬＥＤ７１１ａから射出される紫色ＬＥＤ光、青色蛍光体７１１ｂが発する蛍光、蛍光体ＬＥＤ７１１ａの緑色蛍光体が発する蛍光、赤色蛍光体７１１ｃが発する蛍光のピーク波長である。光源ユニット７１１から射出された光は、照射光Ｌ（通常光）として被写体に照射される。これにより、通常のカラー撮影画像を得ることができる。

【0117】

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、青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが光路上から抜去された上で、光源ユニット７１１が発光駆動される。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付近の光の比率が相対的に高くなり（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。

【0118】

また、第７の実施形態の光源装置２０７は、光源ユニットの数が１つのみであるため、光源装置２０７の構成を簡素にすることができる。また、光源ユニット７１１は、赤色、青色、緑色の３つの蛍光体を有している。蛍光体は、ＬＥＤから射出される光に比べて、広い波長帯域を有している。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、光源ユニット７１１が１つ又は２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。

【0119】

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。

【0120】

図１７は、第４の実施形態の変形例において、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。本変形例では、４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、第３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、図１７（ｄ）は、第３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。

【0121】

通常観察モード時の動作は、図９及び図１０を用いて説明した第４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１０（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。

【0122】

電子内視鏡システム１が第１特殊観察モードである場合、青色蛍光体４１１ｂが光路上から抜去された上で、第１の光源ユニット４１１が発光駆動され、第２の光源ユニット４１２及び第３の光源ユニット４１３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４１５ｎｍ付近の光の比率が相対的に高くなり（すなわち波長４１５ｎｍ付近のみにピークを持つ狭帯域光となり）、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。

【0123】

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、青色蛍光体４１１ｂが光路上から抜去された上で、第２の光源ユニット４１２が発光駆動され、第１の光源ユニット４１１及び第３の光源ユニット４１３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５５０ｎｍ付近の光の比率が相対的に高くなり（すなわち波長５５０ｎｍ付近のみにピークを持つ狭帯域光となり）、主に中層血管が強調された撮影画像を得ることができる。

【0124】

電子内視鏡システム１が第３特殊観察モードである場合、青色蛍光体４１１ｂが光路上から抜去された上で、第３の光源ユニット４１３が発光駆動され、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。

【0125】

このように、本変形例では、第１特殊観察モードにおいて、主に表層血管を強調した撮影画像を得ることができ、第２特殊観察モードにおいて、主に中層血管を強調した撮影画像を得ることができ、第３特殊観察モードにおいて、主に深層血管を強調した撮影画像を得ることができる。すなわち、本変形例では、第１〜第３の各特殊観察モードを切り替えることにより、所望の層域（第１特殊観察モードでは表層、第２特殊観察モードでは中層、第３特殊観察モードでは深層）の血管を重点的に強調した画像を観察することができる。

【0126】

第７の実施形態では、通常観察モード時には青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが光路上に挿入され、特殊観察モード時には青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが光路から抜去される。従って、第７の実施形態では、青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが観察モードに応じて同じ挿抜動作（リンクした動き）を行っている。これに対し、第７の実施形態の変形例では、青色蛍光体７１１ｂ及び赤色蛍光体７１１ｃが観察モードに応じて同じ挿抜動作を行わず、別の挿抜動作を行う。

【0127】

具体的には、第７の実施形態の変形例では、更に２つの特殊観察モード（第１及び第２特殊観察モード）が追加される。第１特殊観察モード時には、青色蛍光体７１１ｂが光路上から抜去された上で、蛍光体ＬＥＤ７１１ａ及び赤色蛍光体７１１ｃが発光駆動される。一方、第２特殊観察モード時には、赤色蛍光体７１１ｃが光路上から抜去された上で、蛍光体ＬＥＤ７１１ａ及び青色蛍光体７１１ｂが発光駆動される。すなわち、本変形例では、蛍光体ＬＥＤ７１１ａより射出される光によって励起される複数の蛍光体（青色蛍光体７１１ｂ、赤色蛍光体７１１ｃ）が蛍光体ＬＥＤ７１１ａの光路上に並べて配置されており、各蛍光体が観察モードに応じて別の挿抜動作（青色蛍光体７１１ｂの挿入時には赤色蛍光体７１１ｃが抜去され、赤色蛍光体７１１ｃの挿入時には青色蛍光体７１１ｂが抜去される。）を行う。

【0128】

上記の実施形態に係る電子内視鏡システムでは、特殊光（狭帯域光）を用いて血管を強調した狭帯域観察画像を生成して表示する構成が採用されているが、別の実施形態に係る電子内視鏡システムでは、波長域の異なる光で撮像した複数の画像に基づいて被写体の生体情報（具体的には酸素飽和度）を定量的に分析して画像化する構成が採用されてもよい。

【0129】

図１８に、別の実施形態に係る光源装置２０８のブロック図を示す。別の実施形態については、便宜上、第１の実施形態をベースに説明する。図１８に示されるように、光源装置２０８は、第１の実施形態に係る光源装置２０１に対し、第２の光源ユニット１１２を第２の光源ユニット１１２’に代えると共に回転式ターレット４００及びフィルタ回転機構４３０を追加した構成となっている。

【0130】

図１９は、別の実施形態に係る光源装置２０８のうち、光源ユニット、ダイクロイックミラー及び回転式ターレット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’は、青色ＬＥＤ１１２ａを有しており、黄色蛍光体１１２ｂを有していない。

【0131】

図２０は、回転式ターレット４００の構成を示す図である。図２０に示されるように、回転式ターレット４００の中心に形成された軸受孔には、フィルタ回転機構４３０を構成するＤＣモータのモータ軸４３２が圧入されている。回転式ターレット４００は、フィルタ回転機構４３０により、モータ軸４３２周りに回転動作可能に軸支されている。なお、フィルタ回転機構４３０には周知の構成が採用されるため、フィルタ回転機構４３０に関する、ここでの詳細な説明は省略する。

【0132】

回転式ターレット４００には、４つの開口が周方向に並べて形成されている。各開口には、夫々異なる蛍光体が埋設されている。具体的には、黄色蛍光体１１２ｂ’、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１、第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２、狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３が埋設されている。別の実施形態では、回転式ターレット４００を用いることにより、通常観察モードによる通常観察画像及び特殊観察モードによる狭帯域観察画像に加えて、酸素飽和度観察モードによる酸素飽和度分布画像を表示することが可能となっている。

【0133】

ここで、ヘモグロビンの分光特性と、本実施形態における酸素飽和度の計算原理について説明する。

【0134】

図２１に、５５０ｎｍ付近のヘモグロビンの吸収スペクトルを示す。ヘモグロビンは、５５０ｎｍ付近にポルフィリンに由来するＱ帯と呼ばれる強い吸収帯を有している。ヘモグロビンの吸収スペクトルは、酸素飽和度（全ヘモグロビンのうち酸素化ヘモグロビンが占める割合）に応じて変化する。図２１における実線の波形は、酸素飽和度が１００％の場合の（すなわち、酸素化ヘモグロビンHbOの）吸収スペクトルを示し、長破線の波形は、酸素飽和度が０％の場合の（すなわち、還元ヘモグロビンHbの）吸収スペクトルを示す。また、短破線は、その中間の酸素飽和度（１０、２０、３０、・・・９０％）におけるヘモグロビン（酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの混合物）の吸収スペクトルを示す。

【0135】

図２１に示されるように、Ｑ帯において、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンは互いに異なるピーク波長を有している。具体的には、酸素化ヘモグロビンは、波長５４２ｎｍ付近に吸収ピークＰ１を有しており、波長５７８ｎｍ付近に吸収ピークＰ３を有している。一方、還元ヘモグロビンは、５５８ｎｍ付近に吸収ピークＰ２を有している。図２１は、各成分（酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン）の濃度の和が一定となる２成分系の吸収スペクトルであるため、各成分の濃度（すなわち酸素飽和度）によらず吸収が一定となる等吸収点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が現れる。

【0136】

以下の説明では、等吸収点Ｅ１とＥ２とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ１」と記し、等吸収点Ｅ２とＥ３とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ２」と記し、等吸収点Ｅ３とＥ４とで挟まれた波長領域を「波長域Ｒ３」と記す。また、等吸収点Ｅ１とＥ４とで挟まれた波長領域（すなわち波長域Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を合わせたもの）を「波長域Ｒ０」と記す。

【0137】

なお、波長域Ｒ０は、５２８ｎｍ〜５８４ｎｍである。波長域Ｒ２は、５４６ｎｍ〜５７０ｎｍである。

【0138】

図２１に示されるように、隣接する等吸収点間では、酸素飽和度に対して吸収が単調に増加又は減少する。また、隣接する等吸収点間では、ヘモグロビンの吸収は、酸素飽和度に対してほぼ線形的に変化する。

【0139】

具体的には、波長域Ｒ１、Ｒ３におけるヘモグロビンの吸収Ａ_Ｒ１、Ａ_Ｒ３は酸素化ヘモグロビンの濃度（酸素飽和度）に対して線形的に単調増加し、波長域Ｒ２におけるヘモグロビンの吸収Ａ_Ｒ２は還元ヘモグロビンの濃度（１−酸素飽和度）に対して線形的に単調増加する。従って、次式（１）により定義される指標Ｘは、酸素化ヘモグロビンの濃度（酸素飽和度）に対して線形的に単調増加する。
（式１）
Ｘ＝（Ａ_Ｒ１＋Ａ_Ｒ３）−Ａ_Ｒ２

【0140】

従って、予め実験的に酸素飽和度と指標Ｘとの定量的な関係を取得すれば、指標Ｘの値から酸素飽和度を計算することができる。

【0141】

第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１は、青色ＬＥＤ１１２ａより射出される光によって励起される蛍光体であり、５５０ｎｍ帯の蛍光を発する。図２１に示されるように、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１は、等吸収点Ｅ１からＥ４までの波長域（すなわち、波長域Ｒ０）の蛍光を発し、それ以外の波長領域の蛍光を発しない。第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２は、青色ＬＥＤ１１２ａより射出される光によって励起される蛍光体であり、等吸収点Ｅ２からＥ３までの波長域（すなわち、波長域Ｒ２）の蛍光を発し、それ以外の波長領域の蛍光を発しない。

【0142】

黄色蛍光体１１２ｂ’は、青色ＬＥＤ１１２ａより射出される光によって励起される蛍光体であり、黄色蛍光体１１２ｂと同じ蛍光を発する。狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３は、特定の生体組織（主に深層血管）に対して吸光度の高い６５０ｎｍ帯（６３０〜６５０ｎｍ）の蛍光を発し、それ以外の波長領域の蛍光を発しない。

【0143】

なお、別の実施形態では、青色ＬＥＤ１１２ａに代えて、他色のＬＥＤ（紫色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等）が備えられてもよい。この場合、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１は、上記の他色のＬＥＤより射出される光によって波長域Ｒ０の蛍光を発する。第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２は、上記の他色のＬＥＤより射出される光によって波長域Ｒ２の蛍光を発する。黄色蛍光体１１２ｂ’は、上記の他色のＬＥＤより射出される光によって黄色蛍光体１１２ｂと同じ蛍光を発する。

【0144】

このように、回転式ターレット４００には、夫々異なる発光特性を持つ蛍光体が複数（黄色蛍光体１１２ｂ’、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１、第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２、狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３）配置されている。

【0145】

通常観察モード時は、青色蛍光体１１１ｂが光路上に挿入された上で、第１の光源ユニット１１１及び第２の光源ユニット１１２’が発光駆動されると共に、黄色蛍光体１１２ｂ’が照射光Ｌの光路上に位置する状態で回転式ターレット４００が停止する。そのため、通常観察モード時は、第１の実施形態と同じ分光特性（図４（ａ）参照）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。

【0146】

特殊観察モード時は、青色蛍光体１１１ｂが光路から抜去された上で、第１の光源ユニット１１１及び第２の光源ユニット１１２’が発光駆動されると共に、黄色蛍光体１１２ｂ’が照射光Ｌの光路上に位置する状態で回転式ターレット４００が停止する。そのため、特殊観察モード時も、第１の実施形態と同じ分光特性（図４（ｂ）参照）を持つ照射光Ｌ（通常光）が射出される。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付近の光の比率が相対的に高くなり（すなわち狭帯域光となり）、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。

【0147】

酸素飽和度観察モード時は、青色蛍光体１１１ｂが光路から抜去された上で、第１の光源ユニット１１１及び第２の光源ユニット１１２’が発光駆動されると共に、黄色蛍光体１１２ｂ’、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１、第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２、狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３の各蛍光体が照射光Ｌの光路上にフレームレートと同期（撮像周期と同期）したタイミングで順次挿入されるように、フィルタ回転機構４３０により、４フレームで一回転する周期で回転式ターレット４００が回転駆動される。なお、酸素飽和度観察モード時において、第１の光源ユニット１１１は発光駆動されなくてもよい。

【0148】

回転式ターレット４００には、貫通孔４０２が形成されている。システムコントローラ２１は、フィルタ回転機構４３０を構成するフォトインタラプタ４３４による貫通孔４０２の検出タイミングに基づいて回転式ターレット４００の回転位相を検知して調整する。これにより、回転式ターレット４００は、酸素飽和度観察モード中、一定速度（４フレームで一回転する周期）で回転駆動する。

【0149】

これにより、被写体には、黄色蛍光体１１２ｂ’、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１、第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２、狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３の各蛍光体に応じた照射光Ｌ（蛍光）が順次照射される。そのため、後段信号処理回路２８には、黄色蛍光体１１２ｂ’、第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１、第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２、狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３の各蛍光体を介した照射光Ｌに対応する画像信号が順次入力される。

【0150】

後段信号処理回路２８は、上記式（１）を用いて、画像メモリ２７より入力される第１の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ１に対応する画像信号及び第２の酸素飽和度観察用蛍光体Ｆｓ２に対応する画像信号から指標Ｘを計算する。

【0151】

後段信号処理回路２８が備える不揮発性メモリ（不図示）には、予め実験的に取得されたヘモグロビンの酸素飽和度と指標Ｘの値との定量的関係を示す数値表が記憶されている。後段信号処理回路２８は、この数値表を参照して、上記式（１）を用いて算出された指標Ｘの値に対応する酸素飽和度ＳａｔＯ_２（ｘ，ｙ）を取得する。後段信号処理回路２８は、取得された酸素飽和度ＳａｔＯ_２（ｘ，ｙ）に所定の定数を乗じた値を各画素（ｘ，ｙ）の画素値とする画像データ（酸素飽和度分布画像データ）を生成する。

【0152】

また、後段信号処理回路２８は、画像メモリ２７より入力される狭帯域観察用蛍光体Ｆｓ３に対応する画像信号を用いて狭帯域観察画像データを生成する。

【0153】

後段信号処理回路２８は、酸素飽和度分布画像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、酸素飽和度分布画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0154】

別の実施形態では、光学フィルタ等の減光手段を用いることなく、酸素飽和度分布画像が得られる。そのため、光利用効率が減光手段を用いる場合と比べて高い。

【0155】

後段信号処理回路２８は、酸素飽和度分布画像データに加えて狭帯域観察画像データを所定のビデオフォーマット信号に変換してもよい。この場合、酸素飽和度分布画像に加えて狭帯域観察画像がモニタ３００の表示画面に表示される。

【0156】

なお、酸素飽和度を定量的に分析して画像化する技術については、例えば国際公開第２０１４／１９２７８１号パンフレットに、より具体的な例示が開示されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】