JP2017148432A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光量が異なる複数の発光素子が発する照明光をそれぞれ受光する光量センサが用いられる場合において、光量が小さい発光素子の射出光量と設定光量値との関係を精度よく線形化することを可能とする内視鏡用光源装置を提供する。【解決手段】光源制御部５２は、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂのそれぞれに印加する駆動電流の印加時間を設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭ内で制御する。第１光量センサ５４は、光を受光して信号値を生成する。緑色ＬＥＤ５７が発する緑色光ＬＧと紫色ＬＥＤ５８が発する紫色光ＬＶを受光して生成された信号値は、設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭ内の全てで非飽和となる。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂが発する第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢを受光して生成された信号値は、設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭ内のうち、閾値Ｔｈ未満で非飽和となり、閾値Ｔｈ以上で飽和となる。【選択図】図１５

Description

本発明は、電子内視鏡に供給する照明光を生成する内視鏡用光源装置に関する。
近年の医療においては、内視鏡用光源装置（以下、光源装置という）、電子内視鏡（以下、内視鏡という）、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断等が広く行われている。光源装置は、従来、照明光として白色光を発するキセノンランプやハロゲンランプ等のランプ光源が使用されていたが、最近では、ランプ光源に代えて、特定の波長帯域の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light emitting diode）やレーザダイオード（ＬＤ：Laserdiode）等の発光素子を有する半導体光源が用いられつつある。
例えば、特許文献１に記載の光源装置は、青色光、緑色光、及び赤色光をそれぞれ発する３つのＬＥＤと、各ＬＥＤに駆動電流を印加するＬＥＤ駆動部と、ＬＥＤ駆動部を制御する制御部とを備えている。各ＬＥＤは、ＬＥＤ駆動部から駆動電流が印加されることにより発光する。特許文献１に記載の光源装置は、ユーザが光量を調整するために操作部を操作して設定した設定光量値をプロセッサ装置から受信し、制御部によって、設定光量値に従って各ＬＥＤの駆動条件が決定される。駆動条件は、各ＬＥＤに対してそれぞれ印加する駆動電流の電流値及びデューティー比（印加時間）である。駆動電流の電流値及び印加時間は、射出光量と設定光量値との関係が線形になる値に決定される。設定光量値は段階的に設定可能であり、光源装置は、設定光量値に基づき駆動電流の電流値及び印加時間を決定することにより、射出光量を段階的に変更することができる。
ＬＥＤなどの発光素子は、経時劣化などで射出光量が徐々に低下することが知られている。特に、射出光量を駆動電流の印加時間で制御する場合に、設定光量値が小さいほど上記光量の低下が顕著に現れる。具体的には、ＬＥＤなどの発光素子は、駆動電流の印加が開始されてから目標の強度になるまでに一定の立ち上がり遷移時間を要する。設定光量値が小さいほど、印加時間に占める立ち上がり遷移時間の割合が大きくなり、発光強度が足りずに光量が低下する。光源装置は、上記のようにプロセッサ装置からの設定光量値に従って駆動電流の印加時間を決定するので、発光素子に上記光量の低下が生じると、実際の射出光量と設定光量値との関係が非線形になるという問題がある。内視鏡システムを用いた診断においては照明光の安定性が求められるので、射出光量と設定光量値との関係を線形化させるために、特許文献１に記載の光源装置は、各ＬＥＤの射出光量を測定する１つの光量センサを備えている。光量センサが射出光量を測定して出力した信号値に基づき、各ＬＥＤに印加する駆動電流の印加時間が個別に補正される。
また、近年では、通常観察画像を得る通常観察モードと、観察対象の血管コントラストが高い特殊観察画像を得る特殊観察モードとを備えた光源装置が知られている（特許文献２参照）。例えば、特許文献２に記載されている光源装置は、通常観察モードでは演色性の高い広帯域光が用いられ、特殊観察モードでは広帯域光より波長帯域（光強度スペクトル）が狭い狭帯域光が用いられている。特許文献２において、広帯域光は、白色ＬＥＤが発する白色光であり、狭帯域光は、紫色ＬＥＤが発する紫色光及び緑色ＬＥＤが発する緑色光である（段落００４０〜段落００５９）。特殊観察画像は、粘膜の表面から浅い位置に有る表層血管が強調表示される。表層血管の観察は、がん等の診断に有効である。
特許文献２に記載の光源装置のように、狭帯域光を発する発光素子と広帯域光を発する発光素子を有する光源装置において、各発光素子に印加する駆動電流の電流値と印加時間を同じとした場合は、狭帯域光の射出光量が広帯域光の射出光量よりも小さいことが多い。また、狭帯域光が用いられるケースでは、狭帯域光の射出光量を小さくして使用することも考慮する必要がある。例えば、特殊観察モードは、内視鏡を観察対象に近接させた拡大観察時に使用されることもあり、その場合には特殊観察画像にいわゆる白とびが生じ易い。このように特殊観察画像の視認性が低下することを防止するために、特殊観察モードで、拡大観察時には狭帯域光の射出光量を小さくする。
また、複数の発光素子を有する光源装置には、各発光素子を別々の基板に設けたシングルチップ構成の半導体光源を用いたものと、各発光素子を１つの基板に設けたマルチチップ構成の半導体光源を用いたものとがある。マルチチップ構成の半導体光源として、例えば、特許文献２に記載されているように、波長帯域の異なる光を発する複数のＬＥＤにより構成したものが知られている（段落００９１）。
特開２０１０−１５８４１３号 国際公開第２０１２／１０１９０４号
特許文献２に記載の光源装置のように、射出光量の異なる複数の発光素子を有する光源装置においても、射出光量と設定光量値との関係を線形化させる必要がある。異なる射出光量を１つの光量センサで測定するためには、光量センサの測定レンジ（ダイナミックレンジ）を、射出光量が大きくても信号値が非飽和となるレンジに拡大することが考えられる。例えば、第１発光素子（紫色ＬＥＤ）と第２発光素子（白色ＬＥＤ）に印加する駆動電流の電流値と印加時間を同じとした場合に第１発光素子の射出光量よりも第２発光素子の射出光量の方が大きい場合には、光量センサのダイナミックレンジの上限を第２発光素子の最大射出光量に合わせる。上記のようにダイナミックレンジを拡大させるためには、例えば、光量センサの前面に減光フィルタを設けて、光量に対する感度を低下させる方法が考えられる。
上記のようにダイナミックレンジの拡大のために光量センサの感度を低下させると、射出光量が小さい発光素子（例えば紫色ＬＥＤのように光強度スペクトルが狭い狭帯域光）に対する分解能が低下するので、射出光量と設定光量値との関係を線形化させる精度が低下する。しかしながら、がん等の診断に有用な表層血管を観察するためには、射出光量が小さい発光素子（紫色ＬＥＤ）が用いられることが多い。さらに、射出光量が小さい発光素子は、光量を小さくして使用することも考慮する必要があるので、発光素子の経時劣化などによる光量の低下が顕著に現れるという問題がある。このため、光量が異なる複数の発光素子が発する照明光をそれぞれ受光する光量センサが用いられる場合においては、光量が小さい発光素子の射出光量と設定光量値との関係を精度よく線形化させる必要性が特に高い。
本発明は、光量が異なる複数の発光素子が発する照明光を受光する光量センサが用いられる場合において、光量が小さい発光素子の射出光量と設定光量値との関係を精度よく線形化することを可能とする内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
本発明の内視鏡用光源装置は、第１駆動電流が印加されることにより第１光を発する第１発光素子と、第２駆動電流が印加されることにより第２光を発する第２発光素子であって、第１駆動電流と第２駆動電流との各電流値が一定値の場合であり、かつ第１駆動電流の印加時間と第２駆動電流の印加時間が同じである場合に、第２光の光量が第１光の光量よりも大きい第２発光素子と、外部から入力される設定光量値に基づき、第１及び第２駆動電流の各印加時間を設定可能範囲内で制御する光源制御部と、第１光の一部の受光による第１信号値の生成と、第２光の一部の受光による第２信号値の生成とを行う第１光量センサであって、第１信号値は、設定可能範囲内の全てにおいて非飽和となり、第２信号値は、設定可能範囲のうち、閾値未満で非飽和となり、閾値以上で飽和となる第１光量センサとを備える。
第１信号値に基づいて、第１駆動電流の印加時間の補正を行う第１補正部を備えることが好ましい。
光源制御部は、設定光量値と第１駆動電流の印加時間との関係を表す第１の設定光量データテーブルを記憶し、第１補正部は、第１信号値に基づいて、第１の設定光量データテーブルに含まれる第１駆動電流の印加時間の補正を行い、光源制御部は、補正後の第１の設定光量データテーブルから、外部から入力される設定光量値に対応する第１駆動電流の印加時間を選択することが好ましい。
第１補正部は、第１駆動電流の印加時間と第１信号値との関係が線形となり、かつ設定光量値と第１光の光量との関係が線形となる目標信号値を記憶しており、設定光量値に対応する第１駆動電流の印加時間と第１信号値との関係を示す特性曲線上において、目標信号値に対応する第１駆動電流の印加時間を、第１の設定光量データテーブルの更新に用いるテーブル更新用印加時間として求め、第１の設定光量データテーブルに含まれる第１駆動電流の印加時間をテーブル更新用印加時間に置き換えることが好ましい。
第１補正部は、テーブル更新用印加時間が設定可能範囲を超える場合、第１の設定光量データテーブルに含まれる第１駆動電流の印加時間を補正せずに、第１駆動電流の電流値を補正することが好ましい。
非飽和の第２信号値に基づいて、閾値未満の第２駆動電流の印加時間の補正を行う第２補正部を備えることが好ましい。
光源制御部は、設定光量値と第２駆動電流の印加時間との関係を表す第２の設定光量データテーブルを記憶し、第２補正部は、非飽和の第２信号値に基づいて、第２の設定光量データテーブルに含まれる閾値未満の第２駆動電流の印加時間の補正を行い、光源制御部は、補正後の第２の設定光量データテーブルから、外部から入力される設定光量値に対応する第２駆動電流の印加時間を選択することが好ましい。
第１光の一部の受光による第３信号値の生成と、第２光の一部の受光による第４信号値の生成とを行い、第１光量センサよりも感度が低い第２光量センサであって、第３及び第４信号値は、設定可能範囲内の全てにおいて非飽和となる第２光量センサを備えることが好ましい。
第１光量センサは、第１受光素子により構成され、第２光量センサは、第２受光素子と、第２受光素子に入射する光の光量を減光させる減光部とにより構成されることが好ましい。
減光部は、ＮＤフィルタまたはアパチャーであることが好ましい。
非飽和の第２信号値に基づいて、閾値未満の第２駆動電流の印加時間の補正を行い、非飽和の第４信号値に基づいて、閾値以上の第２駆動電流の印加時間の補正を行う第３補正部を備えることが好ましい。
光源制御部は、設定光量値と第２駆動電流の印加時間との関係を表す第２の設定光量データテーブルを記憶し、第３補正部は、非飽和の第２信号値に基づいて、第２の設定光量データテーブルに含まれる閾値未満の第２駆動電流の印加時間の補正を行い、非飽和の第４信号値に基づいて、第２の設定光量データテーブルに含まれる閾値以上の第２駆動電流の印加時間を補正し、光源制御部は、補正後の第２の設定光量データテーブルから、外部から入力される設定光量値に対応する第２駆動電流の印加時間を選択することが好ましい。
第１発光素子と第２発光素子とは１つの基板に設けられていることが好ましい。
第１光は、青色光を含む狭帯域光であり、第２光は、緑色光を含む広帯域光であることが好ましい。
第１発光素子及び第２発光素子は、ＬＥＤであることが好ましい。
本発明の内視鏡用光源装置は、光量が異なる複数の発光素子が発する照明光を受光する光量センサが用いられる場合において、光量が小さい発光素子の射出光量と設定光量値との関係を精度よく線形化することができる。
内視鏡システムの外観図である。 内視鏡の先端部の正面図である。 内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 撮像素子の構成を示す図である。 カラーフィルタの光透過率を示すグラフである。 設定光量値と射出光量の関係を示すグラフである。 光源部の構成を示す図である。 紫色光と緑色光の光強度スペクトルを示すグラフである。 白色光の光強度スペクトルを示すグラフである。 第１発光素子の光量と第２発光素子の光量との関係を示す図である。 光源制御部の構成を示す図である。 緑色光の設定光量データテーブルと、紫色光の設定光量データテーブルとを示す図である。 第１白色光の設定光量データテーブルと、第２白色光の設定光量データテーブルとを示す図である。 緑色ＬＥＤの応答特性を示す図である。 印加時間と第１光量センサの信号値との関係を表すグラフである。 緑色ＬＥＤの立ち上がり遷移時間及び立ち下がり遷移時間の変化を示す図である。 補正部の構成を示す図である。 第１テーブル補正部の補正を説明する図である。 補正後の緑色光の設定光量データテーブルと、補正後の紫色光の設定光量データテーブルとを示す図である。 第２テーブル補正部の補正を説明する図である。 補正後の第１白色光の設定光量データテーブルと、補正後の第２白色光の設定光量データテーブルとを示す図である。 補正部の作用を説明するフローチャートである。 第２実施形態の内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 印加時間と第２光量センサの信号値との関係を表すグラフである。 第２実施形態の補正部の構成を示す図である。 第２実施形態の補正後の第１白色光の設定光量データテーブルと、補正後の第２白色光の設定光量データテーブルとを示す図である。 電流値の補正を説明する図である。 電流値の補正後の緑色光の設定光量データテーブルを示す図である。
［第１実施形態］
図１において、内視鏡システム１０は、電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）１１と、プロセッサ装置１２と、内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置という）１３と、表示部としてのモニタ１４とを備えている。内視鏡１１は、観察対象を撮像して、撮像信号を出力する。プロセッサ装置１２は、内視鏡１１により出力された撮像信号に基づいて、観察対象の表示画像を生成する。光源装置１３は、観察対象を照明する照明光を内視鏡１１に供給する。モニタ１４は、プロセッサ装置１２により生成された表示画像を表示する。プロセッサ装置１２には、キーボードやマウス等の操作入力部１５が接続されている。
内視鏡システム１０は、観察対象を観察するための通常観察モードと、観察対象の粘膜内部に存在する血管を強調して観察するための血管強調観察モードとが実行可能である。血管強調観察モードは、血管情報として血管のパターンを可視化して、腫瘍の良悪鑑別等の診断を行うためのモードである。この血管強調観察モードでは、血中ヘモグロビンに対する吸光度が高い特定の波長帯域の光の成分を多く含む狭帯域光を観察対象に照射する。一方、通常観察モードでは、演色性の高い広帯域光を観察対象に照射する。
通常観察モードでは、観察対象の全体の観察に適した通常観察画像が表示画像として生成される。血管強調観察モードでは、血管のパターンの観察に適した血管強調観察画像が表示画像として生成される。
内視鏡１１は、生体の消化管内に挿入される挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に設けられた操作部１７と、内視鏡１１をプロセッサ装置１２及び光源装置１３に接続するためのユニバーサルコード１８とを備えている。挿入部１６は、先端部１９と、湾曲部２０と、可撓管部２１とで構成されており、先端側からこの順番に連結されている。
先端部１９の先端面には、図２に示すように、観察対象に狭帯域光または広帯域光を照射する２つの照明窓２２と、観察対象の像を取り込むための観察窓２３と、観察窓２３を洗浄するために送気・送水を行う送気・送水ノズル２４と、鉗子や電気メス等の処置具を突出させて各種処置を行うための鉗子出口２５とが設けられている。観察窓２３の奥には、撮像素子３５（図３参照）が内蔵されている。
湾曲部２０は、連結された複数の湾曲駒で構成されており、操作部１７のアングルノブ１７ａの操作に応じて、上下左右方向に湾曲する。湾曲部２０を湾曲させることにより、先端部１９が所望の方向に向けられる。可撓管部２１は、可撓性を有しており、食道や腸等の曲がりくねった管道に挿入可能である。挿入部１６には、撮像素子３５を駆動するための駆動信号や、撮像素子３５が出力する撮像信号を伝達する通信ケーブルや、光源装置１３から供給される照明光を照明窓２２に導光するライトガイド３２（図３参照）が挿通されている。
操作部１７には、アングルノブ１７ａの他、鉗子口１７ｂと、送気・送水ボタン１７ｃとが設けられている。鉗子口１７ｂは、処置具を挿入するための挿入口である。送気・送水ボタン１７ｃは、送気・送水ノズル２４から送気・送水を行う際に操作される。また、操作部１７には、静止画像を取得する際に操作されるフリーズボタンなども設けられる。フリーズボタンの操作により取得された静止画像は、後述するコントローラ４０により、モニタ１４に表示される。また、静止画像は、ストレージ（図示せず）に記録させることも可能とされている。
ユニバーサルコード１８には、挿入部１６から延設される通信ケーブルやライトガイド３２（図３参照）が挿通されており、プロセッサ装置１２及び光源装置１３側の一端には、コネクタ２９が取り付けられている。コネクタ２９は、通信用コネクタ２９ａと光源用コネクタ２９ｂからなる複合タイプのコネクタである。通信用コネクタ２９ａはプロセッサ装置１２と着脱自在に接続される。通信用コネクタ２９ａには通信ケーブルの一端が配置されている。光源用コネクタ２９ｂは光源装置１３と着脱自在に接続される。光源用コネクタ２９ｂにはライトガイド３２の入射端３２ａ（図３参照）が配置されている。
図３において、内視鏡１１は、ライトガイド３２と、照射レンズ３３と、対物光学系３４と、撮像素子３５と、撮像制御部３６とを有している。
ライトガイド３２は、例えば、複数本の光ファイバが束ねられたファイババンドルである。ライトガイド３２の入射端３２ａには、光源用コネクタ２９ｂが光源装置１３に接続された場合に、光源装置１３から照明光が入射される。ライトガイド３２の出射端は、２本に分岐しており、先端部１９の２つの照明窓２２にそれぞれ光を導光させる。
照射レンズ３３は、照明窓２２の奥に配置されている。光源装置１３から供給された照明光は、ライトガイド３２により照射レンズ３３に導光されて照明窓２２から観察対象に向けて照射される。照射レンズ３３は、凹レンズであり、ライトガイド３２から射出した照明光を、観察対象の広い範囲に照射する。
対物光学系３４は、観察窓２３の奥に配置されている。照明光で照明された観察対象の光像（戻り光）は、観察窓２３を通して対物光学系３４に入射する。対物光学系３４は、戻り光を撮像素子３５に入射させる。
撮像素子３５は、カラー撮像素子であり、観察対象の光像を撮像して画像信号を出力する。図４に示すように、撮像素子３５の撮像面３５ａには、光電変換により画素信号を生成する複数の画素３８が形成されている。画素３８は、行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）にマトリクス状に２次元配列されている。
撮像素子３５の光入射側には、カラーフィルタアレイ３９が設けられている。カラーフィルタアレイ３９は、青色（Ｂ）フィルタ３９ａと、緑色（Ｇ）フィルタ３９ｂと、赤色（Ｒ）フィルタ３９ｃとを有している。これらのフィルタのうちいずれか１つが各画素３８上に配置されている。カラーフィルタアレイ３９の色配列は、ベイヤー配列であり、Ｇフィルタ３９ｂが市松状に１画素おきに配置され、残りの画素上に、Ｂフィルタ３９ａとＲフィルタ３９ｃとがそれぞれ正方格子状となるように配置されている。
以下、Ｂフィルタ３９ａが配置された画素３８をＢ画素と称し、Ｇフィルタ３９ｂが配置された画素３８をＧ画素と称し、Ｒフィルタ３９ｃが配置された画素３８をＲ画素と称する。偶数（０，２，４，・・・，Ｎ−１）の各画素行には、Ｂ画素とＧ画素とが交互に配置されている。奇数（１，３，５，・・・，Ｎ）の各画素行には、Ｇ画素とＲ画素とが交互に配置されている。ここで、画素行とは、行方向に並んだ１行分の画素３８を指している。画素列とは、列方向に並んだ１列分の画素３８を指している。
カラーフィルタアレイ３９は、図５に示す分光特性を有する。Ｂフィルタ３９ａは、例えば３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長帯域に対して高い光透過率を有している。Ｇフィルタ３９ｂは、例えば４５０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長帯域に対して高い光透過率を有している。Ｒフィルタ３９ｃは、例えば５８０ｎｍ〜７６０ｎｍの波長帯域に対して高い光透過率を有している。
撮像素子３５は、撮像制御部３６により駆動され、照明光により照明された観察対象からの戻り光を、カラーフィルタアレイ３９を介して複数の画素３８により受光して画像信号を出力する。撮像制御部３６は、プロセッサ装置１２内のコントローラ４０に接続され、コントローラ４０から入力される基準クロック信号に同期して、撮像素子３５に対して駆動信号を入力する。撮像素子３５は、撮像制御部３６からの駆動信号に基づいて、特定のフレームレートで画像信号を出力する。撮像素子３５が出力する画像信号は、Ｂ画素信号、Ｇ画素信号、及びＲ画素信号からなるＢＧＲ画像信号である。
本実施形態では、撮像素子３５として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-OxideSemiconductor）イメージセンサを用いる。ＣＭＯＳイメージセンサは、一般に、ローリングシャッタ方式で撮像動作を行う。ローリングシャッタ方式では、撮像素子３５は、「順次読み出し方式」により信号読み出しが実行される。順次読み出し方式では、全画素３８について、先頭画素行「０」から最終画素行「Ｎ」まで、１画素行ずつ順に信号の読み出しが行われる。
撮像素子３５は、リセット方式として、「順次リセット方式」及び「一括リセット方式」が実行可能である。順次リセット方式では、先頭画素行「０」から最終画素行「Ｎ」まで、１画素行ずつ順にリセットが行われる。一括リセット方式では、全画素行が一括して同時にリセットされる。本実施形態では、順次リセット方式によりリセットが行われる。
なお、撮像素子３５には、相関二重サンプリング（ＣＤＳ；Correlated Double Sampling）回路、自動利得制御（ＡＧＣ；AutomaticGain Control）回路、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（いずれも図示せず）なども適宜設けられる。ＣＤＳ回路は、画素３８から出力される画素信号に相関二重サンプリング処理を施してノイズを除去する。ＡＧＣ回路は、相関二重サンプリング処理が行われた画素信号に対してゲイン調整を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣ回路によりゲイン調整された画素信号を、所定ビット数のデジタル信号に変換してプロセッサ装置１２に入力する。
なお、本実施形態では、上記のように撮像素子３５としてローリングシャッタ方式のＣＭＯＳイメージセンサを用いているが、これに限られず、グローバルシャッタ方式のＣＭＯＳイメージセンサを用いても良い。さらに、撮像素子３５として、ＣＭＯＳイメージセンサに代えて、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いても良い。
プロセッサ装置１２は、制御部としてのコントローラ４０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４１と、フレームメモリ４２と、画像処理部４３と、表示制御部４４とを有している。
コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central processing unit）、制御プログラムや制御に必要な設定データを記憶するＲＯＭ（Read only memory）や、制御プログラムをロードする作業メモリとしてのＲＡＭ（Random access memory）等を有し、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、プロセッサ装置１２の各部と、撮像制御部３６と、後述する光源制御部５２とを制御する。
コントローラ４０は、ユーザが操作入力部１５で設定した設定光量値Ｓを後述する光源装置１３の光源制御部５２に出力する。設定光量値Ｓｉは、Ｓ１〜ＳＭまで複数段階に設定可能とされており、例えば、１３段階である（Ｍ＝１３）。設定光量値Ｓｉは、後述する補正部５５によって、図６に示すように、光源装置１３から射出される狭帯域光及び広帯域光のどちらについても射出光量Ｐｉ（Ｐ１〜ＰＭ）との関係が線形化される。光源装置１３は、プロセッサ装置１２のコントローラ４０（外部）から入力された設定光量値Ｓに従って照明光の射出光量Ｐｉを段階的に変更することができる。光源装置１３は、設定光量値Ｓｉが大きいほど狭帯域光及び広帯域光のどちらについても射出光量Ｐｉを大きくさせる。
ＤＳＰ４１は、通信用コネクタ２９ａを介して、撮像素子３５から入力された画像信号に対して、画素補間処理、ガンマ補正、ホワイトバランス補正等の信号処理を施す。画素補間処理は、Ｂ画素信号、Ｇ画素信号、及びＲ画素信号の各信号について画素補間処理を行う。ＤＳＰ４１は、信号処理を施した画像信号を、撮像の１フレーム周期毎に画像データとして、フレームメモリ４２に記憶させる。
画像処理部４３は、フレームメモリ４２から画像データを読み出して、所定の画像処理を施し、観察画像を生成する。具体的には、画像処理部４３は、広帯域光による観察対象の照明時に出力されたＢ画素信号、Ｇ画素信号、及びＲ画素信号に基づき通常観察画像を生成する。
また、画像処理部４３は、狭帯域光による観察対象の照明時に出力されたＢ画素信号及びＧ画素信号に基づき血管強調観察画像を生成する。画像処理部４３は、表層血管を強調するために、例えば、画像データ中のＢ画素信号に基づいて画像内の表層血管の領域を抽出して、抽出した表層血管の領域に対して輪郭強調処理等を施す。そして、輪郭強調処理が施されたＢ画素信号を、ＢＧＲ画像信号を元に生成したフルカラー画像に合成する。表層血管に加えて中深層血管に対しても同様の処理を行っても良い。中深層血管を強調する場合には、中深層血管の情報が多く含まれるＧ画素信号から中深層血管の領域を抽出して、抽出した中深層血管の領域に対して輪郭強調処理を施す。
表示制御部４４は、画像処理部４３により生成された画像を、コンポジット信号やコンポーネント信号等のビデオ信号に変換してモニタ１４に出力する。なお、画像処理部４３によりＲ画素信号を用いずに、Ｂ画素信号及びＧ画素信号のみで血管強調観察画像を生成する場合、表示制御部４４は、Ｂ画素信号をモニタ１４のＢチャンネル及びＧチャンネルに割り当て、Ｇ画素信号をモニタ１４のＲチャンネルに割り当てても良い。
光源装置１３は、光源部５０と、光源駆動部５１と、光源制御部５２とを有している。光源部５０は、光源制御部５２により制御され、照明光として、広帯域光と狭帯域光とのいずれか一方を射出する。光源部５０が射出した狭帯域光または広帯域光は、内視鏡１１のライトガイド３２の入射端３２ａに入射する。
図７において、光源部５０は、基板５６と、緑色光ＬＧを射出する緑色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５７と、紫色光ＬＶを射出する紫色ＬＥＤ５８と、第１白色光ＬＷＡを射出する第１白色ＬＥＤ５９Ａと、第２白色光ＬＷＢを射出する第２白色ＬＥＤ５９Ｂとで構成される。紫色ＬＥＤ５８及び緑色ＬＥＤ５７は、特許請求の範囲に記載の「第１発光素子」に対応する。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは、特許請求の範囲に記載の「第２発光素子」に対応する。
光源部５０は、１つの基板５６に、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂが実装されたマルチチップ構成のＬＥＤ光源である。基板５６は、例えば、矩形形状をしており、各ＬＥＤ５７、５８、５９Ａ、５９Ｂを保持する。基板５６上において、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは正方配列されており、一方の対角には緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８がそれぞれ配置され、他方の対角には第１白色ＬＥＤ５９Ａと第２白色ＬＥＤ５９Ｂがそれぞれ配置されている。
図８に示すように、緑色ＬＥＤ５７は、例えば、波長帯域が５００ｎｍ〜５５０ｎｍであり、中心波長が５４０±１０ｎｍである緑色光ＬＧを発光する。紫色ＬＥＤ５８は、例えば、波長帯域が３９５ｎｍ〜４１５ｎｍであり、中心波長が４０５±１０ｎｍである紫色光ＬＶを発光する。緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶは、それぞれの中心波長とピーク波長とが同じであっても良いし、異なっていても良い。緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶは、特許請求の範囲に記載の「第１光」に対応する。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは、同一の発光特性を有する白色発光素子である。「同一の発光特性」とは、波長帯域がほぼ等しいことを言う。
第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは、例えば、励起用発光素子としての励起用青色ＬＥＤ（図示せず）と、蛍光体（いずれも図示せず）とによりそれぞれ構成される。図９に示すように、励起用青色ＬＥＤは、例えば、青色光の波長帯域である４２０ｎｍ〜４４０ｎｍの励起光を発光する。励起光は、蛍光体に入射する。蛍光体は、励起光の一部を透過させ、残りの励起光により励起されて蛍光を発光する。蛍光は、例えば、波長帯域が５００ｎｍ〜７００ｎｍであり、緑色光と赤色光を含む。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは、励起光と蛍光とにより第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢをそれぞれ発光する。第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢは、特許請求の範囲に記載の「第２光」に対応する。
光源駆動部５１は、光源制御部５２により制御され、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに対して、それぞれ独立に駆動電流を印加する。緑色ＬＥＤ５７及び紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流は、特許請求の範囲に記載の「第１駆動電流」に対応する。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流は、特許請求の範囲に記載の「第２駆動電流」に対応する。
緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂの駆動条件は、後述する光源制御部５２により決定される。駆動条件は、駆動電流の電流値Ｉ、及び駆動電流の印加時間Ｔで定められる。緑色ＬＥＤ５７及び紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流（第１駆動電流）の電流値Ｉと第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流（第２駆動電流）の電流値Ｉがそれぞれ一定値の場合であり、かつ、図１０に示すように、緑色ＬＥＤ５７及び紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流の印加時間Ｔｉが第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流の印加時間Ｔｉと同じである場合（例えば、ｉ＝Ｎ）には、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢ（第２光）の射出光量ＰＷＡＮ、ＰＷＢＮが、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶ（第１光）の射出光量ＰＧＮ、ＰＶＮよりも大きい。なお、複数のＬＥＤに印加する駆動電流ついて「印加時間が同じ」とは、完全に同じでなくてもよく、ある程度幅を持っていてもよい。例えば、２つのＬＥＤにそれぞれ印加する駆動電流の印加時間Ｔ１、Ｔ２は、｜Ｔ１−Ｔ２｜／Ｔ１＋Ｔ２＜０．０２を満たす場合に同じとみなす。
光源制御部５２は、撮像制御部３６と同期して、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂの点灯及び消灯制御をそれぞれ行う。具体的には、光源制御部５２は、撮像素子３５のリセットの完了時刻ｔ０から読み出しの開始時刻ｔ１までの間の期間内において、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂを点灯させ、それ以外の期間には緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂを全て消灯させる。撮像素子３５はローリングシャッタ方式であるが、全ての画素行が受光可能な期間内に緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂの発光が行われるので、実際に露光が行われる露光期間は、全ての画素行で同一である。したがって、上記の点灯及び消灯制御により、いわゆる同時性が確保される。
また、光源制御部５２は、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流をそれぞれ独立に制御することが可能である。具体的には、光源制御部５２は、コントローラ４０から入力された設定光量値Ｓに基づいて、各ＬＥＤ５７、５８、５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流の電流値Ｉ及び駆動電流の印加時間Ｔを決定する。
駆動電流の電流値Ｉと駆動電流の印加時間Ｔは、設定光量値Ｓと印加時間Ｔと電流値Ｉとの関係を表す設定光量データテーブルに基づいて決定される。設定光量データテーブルの詳細な説明は後で述べる。本実施形態では、光源制御部５２は、電流値Ｉを一定とし、印加時間Ｔを設定可能範囲内で制御する。印加時間の設定可能範囲は、撮像素子３５のリセットの完了時刻ｔ０から読み出しの開始時刻ｔ１までの時間である（図１４参照）。また、印加時間の設定可能範囲は、設定光量値Ｓに応じて設定される。設定光量値ＳｉがＳ１〜ＳＭまで設定可能なので、印加時間の設定可能範囲はＴ１〜ＴＭである。印加時間の設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭは、例えば、６μｓｅｃ〜１６．６ｍｓｅｃである。
光源制御部５２は、図１１に示すように、狭帯域光の設定光量データテーブルを記憶した第１の設定光量データテーブル記憶部６２と、広帯域光の設定光量データテーブルを記憶した第２の設定光量データテーブル記憶部６３とを有する。
第１の設定光量データテーブル記憶部６２には、図１２に示すように、狭帯域光としての緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５と、狭帯域光としての紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６とが記憶されている。緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５と紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６は、特許請求の範囲に記載の「第１の設定光量データテーブル」に対応する。
緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５は、設定光量値Ｓと、緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流（第１駆動電流）の印加時間Ｔ（以下、印加時間ＴＧという）と、駆動電流の電流値ＩＧとの関係を表している。印加時間ＴＧｉは、設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭ内で段階的な値とされる。電流値ＩＧｉは、一定の電流値ＩＧＣとされている。
同様に、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６は、設定光量値Ｓと、紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流（第１駆動電流）の印加時間Ｔ（以下、印加時間ＴＶという）と、駆動電流の電流値ＩＶとの関係を表している。印加時間ＴＶｉは、設定可能範囲ＴＶ１〜ＴＶＭ内で段階的な値とされる。電流値ＩＶｉは、一定の電流値ＩＶＣとされている。
第２の設定光量データテーブル記憶部６３には、図１３に示すように、広帯域光としての第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと、広帯域光としての第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂとが記憶されている。第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂは、特許請求の範囲に記載の「第２の設定光量データテーブル」に対応する。
第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａは、設定光量値Ｓと、第１白色ＬＥＤ５９Ａに印加する駆動電流（第２駆動電流）の印加時間Ｔ（以下、印加時間ＴＷＡという）と、駆動電流の電流値ＩＷＡとの関係を表している。印加時間ＴＷＡｉは、設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭ内で段階的な値とされる。電流値ＩＷＡｉは、一定の電流値ＩＷＡＣとされている。
同様に、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂは、設定光量値Ｓと、第２白色ＬＥＤ５９Ｂに印加する駆動電流（第２駆動電流）の印加時間Ｔ（以下、印加時間ＴＷＢという）と、駆動電流の電流値ＩＷＢとの関係を表している。印加時間ＴＷＢｉは、設定可能範囲ＴＷＢ１〜ＴＷＢＭ内で段階的な値とされる。電流値ＩＷＢｉは、一定の電流値ＩＷＢＣとされている。
また、光源制御部５２は、緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流の電流値ＩＧＣと紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流の電流値ＩＶＣを一定の比率に維持することにより、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８の射出光量比を一定に維持させる。また、光源制御部５２は、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流の電流値ＩＷＡＣ、ＩＷＢＣを同じ値とする。
光源制御部５２は、コントローラ４０から設定光量値Ｓが入力されると、上記各設定光量データテーブル６５，６６，６７Ａ，６７Ｂを参照して、設定光量値Ｓに対応する印加時間Ｔと電流値Ｉをそれぞれ読み出す。光源制御部５２は、読み出した印加時間Ｔと電流値Ｉとに基づき、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂを駆動させる指示信号をそれぞれ生成して光源駆動部５１に入力する。これにより、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂは、光源制御部５２により決定された電流値Ｉ及び印加時間Ｔに対応する発光強度で発光する。
また、光源制御部５２は、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８をＯＮとさせ、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９ＢをそれぞれＯＦＦとさせることにより緑色光ＬＧと紫色光ＬＶとを発光させる。この結果、緑色光ＬＧと紫色光ＬＶが狭帯域光としてライトガイド３２に入射する。紫色光ＬＶは、粘膜表面から浅い位置にある表層血管の観察用に最適な波長帯域の光である。緑色光ＬＧは、表層血管よりも深い位置にある中深層血管の観察用に最適な波長帯域の光である。
光源制御部５２は、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９ＢをそれぞれＯＮとさせ、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８をＯＦＦとさせることにより第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢを発光させる。この結果、演色性の高い第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢが広帯域光としてライトガイド３２にそれぞれ入射する。第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂが基板５６上において対角に配置されているので、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢは、照明ムラが生じにくい。
また、光源制御部５２には、集光光学系５３と、第１光量センサ５４と、補正部５５とを有している。集光光学系５３と第１光量センサ５４と補正部５５は、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂの各射出光量Ｐと設定光量値Ｓとの関係を線形化するために設けられている。
集光光学系５３は、コリメータレンズ５３Ａと、透光部材としてのガラス板５３Ｂと、集光レンズ５３Ｃとで構成されている。コリメータレンズ５３Ａとガラス板５３Ｂと集光レンズ５３Ｃは、光源部５０の光軸ＡＸ上において、光源部５０側からこの順に配置されている。
コリメータレンズ５３Ａは、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１白色ＬＥＤ５９Ａ、及び第２白色ＬＥＤ５９Ｂから射出された各光を集光して、平行光としてガラス板５３Ｂに射出する。コリメータレンズ５３Ａが平行化する光は、完全に平行光でなくてもよく、実質的に平行とみなせる程度であれば良い。この平行光の平行度は、コリメータレンズ５３Ａの位置から集光レンズ５３Ｃの位置までの距離が長いほど、高いことが好ましい。
ガラス板５３Ｂは、フレネル反射による反射率が所定値（例えば、４％〜８％程度）となるように、光源部５０の光軸ＡＸに対して所定の角度だけ傾けて配置されている。ガラス板５３Ｂは、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１白色ＬＥＤ５９Ａ、及び第２白色ＬＥＤ５９Ｂから射出された、緑色光ＬＧ、紫色光ＬＶ、第１色光ＬＷＡ、及び第２白色光ＬＷＢの一部をそれぞれフレネル反射して、第１光量センサ５４に導光する。緑色光ＬＧ、紫色光ＬＶ、第１色光ＬＷＡ、及び第２白色光ＬＷＢの残りの一部は、ガラス板５３Ｂを透過して集光レンズ５３Ｃに入射する。なお、「光の一部」とは、ＬＥＤから射出された光と同じ波長帯域であるが、ＬＥＤの射出光量よりも光量が小さい光のことをいう。
集光レンズ５３Ｃは、ライトガイド３２の入射端３２ａの近傍に配置されており、ガラス板５３Ｂから射出する緑色光ＬＧ、紫色光ＬＶ、第１色光ＬＷＡ、及び第２白色光ＬＷＢをライトガイド３２の入射端３２ａに集光する。
第１光量センサ５４は、各ＬＥＤ５７、５８、５９Ａ、５９Ｂからの射出光量をそれぞれ測定するためのセンサである。第１光量センサ５４は、第１受光素子５４Ａと、第１積算部５４Ｂとで構成されている。
第１受光素子５４Ａは、例えば、カラーフィルタが配置されていないフォトダイオードである。第１受光素子５４Ａは、緑色光ＬＧと紫色光ＬＶと第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢをそれぞれ受光して、各光の発光強度に応じた受光電流ＩＲ１を出力する。
第１積算部５４Ｂは、第１受光素子５４Ａから出力される受光電流ＩＲ１を積算し、積算値に応じて信号値ＶＦを出力する。第１積算部５４Ｂは、例えば、オペアンプとコンデンサを含む積分回路であり、第１受光素子５４Ａから受光電流ＩＲ１が出力されると、コンデンサに電荷が蓄積される。
第１積算部５４Ｂは、設定光量値Ｓｉに対応する印加時間Ｔｉの経過後において、コンデンサに蓄積された総電荷量に対応する電圧値を信号値ＶＦとして出力する。その後、コンデンサに蓄積された電荷を放出する。信号値ＶＦは、印加時間Ｔに流れる駆動電流の積算値に対応し、射出光量Ｐと比例関係にある。射出光量Ｐｉは、印加時間Ｔｉに発光される光の積算光量である。第１光量センサ５４において、緑色光ＬＧを受光して出力する信号値ＶＦＧ及び紫色光ＬＶを受光して出力する信号値ＶＦＶは特許請求の範囲に記載の「第１信号値」に対応し、第１白色光ＬＷＡを受光して出力する信号値ＶＦＷＡ及び第２白色光ＬＷＢを受光して出力する信号値ＶＦＷＢは特許請求の範囲に記載の「第２信号値」に対応する。
第１光量センサ５４のダイナミックレンジＤＲ１（図１５参照）は、第１積算部５４Ｂのコンデンサの容量によって定められる。コンデンサの電荷が放出された状態で、駆動電流の印加が開始されてからコンデンサに蓄積される電荷量が飽和電荷量に達した場合における信号値ＶＦは飽和となり、コンデンサに蓄積される電荷量が飽和電荷量未満の場合における信号値ＶＦは非飽和となる。本実施形態において、「信号値は飽和となる」とは、コンデンサに蓄積される電荷量が飽和電荷量に達することをいい、「信号値は非飽和となる」とは、コンデンサに蓄積される電荷量が飽和電荷量未満であることをいう。本実施形態では、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８に印加する各駆動電流の印加時間Ｔｉを、最大の設定光量値ＳＭに対応する印加時間ＴＭとした場合でも、第１光量センサ５４から出力される信号値ＶＦＧＭ、ＶＦＶＭが非飽和となるようにコンデンサの容量が設定されている。第１光量センサ５４が出力する信号値のうち非飽和の信号値ＶＦが、後述する設定光量データテーブルの補正に用いられる。
ここで、ＬＥＤなどの発光素子は、駆動電流に対する発光強度の応答特性として、駆動電流の印加が開始してから目標の強度となるまでに、一定の時定数により定められる立ち上がり遷移時間を要する。例えば、図１４に示すように、緑色ＬＥＤ５７において、発光開始タイミングｔＯＮから、第１光量センサ５４の受光電流ＩＲ１が一定の受光電流ＩＲＣとなる立ち上がり完了時刻ｔＡまでの時間が立ち上がり遷移時間ＴＲ１である。一定の受光電流ＩＲＣは、緑色ＬＥＤ５７の発光強度が目標の強度となった場合に、第１光量センサ５４から出力される電流である。同様に、発光終了タイミングｔＯＦＦにおいて駆動電流の印加が終了してから、受光電流ＩＲ１が０となる立ち下がり完了時刻ｔＢまでに、一定の立ち下がり遷移時間ＴＦ１を要する。
発光開始タイミングｔＯＮと発光終了タイミングｔＯＦＦは、光源制御部５２により設定される。本実施形態では、光源制御部５２は、撮像制御部３６と同期して、撮像素子３５の読み出しの開始時刻ｔ１を発光終了タイミングｔＯＦＦとしている。発光開始タイミングｔＯＮは、撮像素子３５のリセットの完了時刻ｔ０から読み出しの開始時刻ｔ１までの間の期間内に制御される。なお、光源制御部５２は、発光開始タイミングｔＯＮをリセットの完了時刻ｔ０とし、発光終了タイミングｔＯＦＦを、リセットの完了時刻ｔ０から読み出しの開始時刻ｔ１までの間の期間内で制御しても良い。
設定光量値Ｓｉが最大の設定光量値ＳＭから段階的に小さくされた場合、光源制御部５２は、印加時間ＴＧｉを短くするために、発光開始タイミングｔＯＮを遅らせる。印加時間ＴＧｉが上記立ち上がり遷移時間ＴＲ１未満になるまでは、印加時間ＴＧｉ内に立ち上がり遷移時間ＴＲ１が含まれ、立ち上がり遷移時間ＴＲ１以降の時間のみが短くなる。すなわち、印加時間ＴＧｉに占める立ち上がり遷移時間ＴＲ１の割合が線形的に増大する。これに伴い、第１光量センサ５４から出力される信号値ＶＦＧｉは、印加時間ＴＧｉに対し線形的に減少する。一方、設定光量値Ｓｉが更に小さくされ、印加時間ＴＧｉが立ち上がり遷移時間ＴＲ１未満になると、信号値ＶＦＧｉは印加時間ＴＧｉに対し非線形的に漸減する。
もし、駆動電流に対する発光強度の応答特性が、発光開始タイミングＴＯＮ時に瞬時に目標の強度となる理想的な特性であれば、上記のような立ち上がり遷移時間ＴＲ１による光量の低下が生じないため、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係は線形となり、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となる。このように理想的な応答特性を有するＬＥＤの光量を第１光量センサ５４で測定する場合に生成される信号値が、理想的な信号値ＶＦ＊である（図１８及び図２０参照）。
しかし、実際には、緑色ＬＥＤ５７には一定の立ち上がり遷移時間ＴＲ１が存在するので、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係は非線形となる。同様に、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂについても、立ち上がり遷移時間ＴＲ１が存在する。図１５を用いて、設定光量値Ｓに対応する印加時間Ｔと、第１光量センサ５４の信号値ＶＦとの関係を説明する。
図１５において、符号７１は、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線を示し、符号７２は、紫色ＬＥＤ５８の実際の特性曲線を示している。符号７３は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線を示している。また、符号７５は、緑色ＬＥＤ５７の理想的な特性線を示し、符号７６は、紫色ＬＥＤ５８の理想的な特性線を示している。符号７７は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの理想的な特性線を示している。ＬＥＤが理想的な応答特性を有する場合に理想的な特性線となる。なお、第２白色ＬＥＤ５９Ｂの実際の特性曲線及び理想的な特性線については、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３及び理想的な特性線７７と同様であるので、詳細な説明は省略する。
図１５に示すように、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１は、立ち上がり遷移時間ＴＲ１に対応する印加時間ＴＬ以上の各印加時間では、設定光量値Ｓに対応する印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となるが、印加時間ＴＬ未満の各印加時間では、上記関係が非線形となる。信号値ＶＦＧｉは、印加時間ＴＧｉの設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭ内の全てにおいて非飽和となる。緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１は、上記立ち上がり遷移時間ＴＲ１による光量の低下によって、緑色ＬＥＤ５７の理想的な特性線７５よりも下側となる。
同様に、紫色ＬＥＤ５８の実際の特性曲線７２は、印加時間ＴＬ以上の各印加時間では印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となり、印加時間ＴＬ未満の各印加時間では上記関係が非線形となる。信号値ＶＦＶｉは、印加時間ＴＶｉの設定可能範囲ＴＶ１〜ＴＶＭ内の全てにおいて非飽和となる。紫色ＬＥＤ５８の実際の特性曲線７２は、紫色ＬＥＤ５８の理想的な特性線７６よりも下側となる。
第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３では、印加時間ＴＷＡｉの設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭ内のうち、信号値ＶＦＷＡｉ（第２信号値）が飽和し始める時の印加時間を示す閾値Ｔｈが定められており、この閾値Ｔｈ未満で信号値ＶＦＷＡｉが非飽和となり、閾値Ｔｈ以上で信号値ＶＦＷＡｉが飽和となる。閾値Ｔｈは、具体的には、印加時間の設定可能範囲のうち、第１光量センサ５４のコンデンサが飽和電荷量に達して信号値ＶＦが飽和する最小の印加時間である。
第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３において閾値Ｔｈ以上で信号値ＶＦＷＡｉが飽和となるのは、上記のように各ＬＥＤの駆動条件（駆動電流の電流値Ｉ及び印加時間Ｔ）が同じである場合に、第１白色光ＬＷＡ（第２光）の光量が、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶ（第１光）の光量よりも大きいことに起因する。第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３は、立ち上がり遷移時間ＴＲ１に対応する印加時間ＴＬ未満の各印加時間では、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が非線形となる。閾値Ｔｈは、例えば、印加時間ＴＬ未満とされる。第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの理想的な特性線７７よりも下側となる。
同様に、第２白色ＬＥＤ５９Ｂの実際の特性曲線において、印加時間ＴＷＢｉの設定可能範囲ＴＷＢ１〜ＴＷＢＭ内のうち、閾値Ｔｈ未満で信号値ＶＦＷＢｉが非飽和となり、閾値Ｔｈ以上で信号値ＶＦＷＢｉが飽和となる。なお、本実施形態では、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂが同一の発光特性を有しているので、信号値ＶＦＷＡｉが飽和し始める時の印加時間と、信号値ＶＦＷＢｉが飽和し始める時の印加時間は同じである。このため、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３と第２白色ＬＥＤ５９Ｂの実際の特性曲線とのそれぞれにおいて、同じ閾値Ｔｈが定められる。
上記のように、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂには立ち上がり遷移時間ＴＲ１が存在するので、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が非線形となる。このため、仮に、設定光量値Ｓと印加時間Ｔとが比例関係にあるとすると、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係は非線形となる。このため、光源制御部５２には、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形になるように、設定光量値Ｓと印加時間Ｔとの関係を補正する設定光量データテーブルが設けられている。この設定光量データテーブルに含まれる駆動電流の印加時間及び電流値の初期のデータは、工場出荷段階において、後述するキャリブレーションモードが少なくとも１回実行されることにより作成される。
さらに、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂなどの発光素子は、経時劣化が生じると立ち上がり遷移時間が長くなる。例えば、図１６に示すように、緑色ＬＥＤ５７において、立ち上がり遷移時間ＴＲ１を工場出荷段階での初期の時間とすると、劣化後の立ち上がり遷移時間ＴＲ２は工場出荷段階での初期の立ち上がり遷移時間ＴＲ１よりも長くなる。同様に、劣化後の立ち下がり遷移時間ＴＦ２は、工場出荷段階での初期の立ち下がり遷移時間ＴＦ１よりも長くなる。劣化後の立ち上がり遷移時間ＴＲ２は、発光開始タイミングｔＯＮから、立ち上がり完了時刻ｔＡよりも後の立ち上がり完了時刻ｔＣまでの時間である。劣化後の立ち下がり遷移時間ＴＦ２は、発光終了タイミングｔＯＦＦから、立ち下がり完了時刻ｔＢよりも後の立ち下がり完了時刻ｔＤまでの時間である。
上記のように立ち上がり遷移時間が長くなると、設定光量データテーブルにより設定光量値Ｓと印加時間Ｔとの関係を補正したとしても、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が非線形となる。その結果、印加時間の設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭにおいて、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂからの各射出光量が低下する。この光量の低下は、印加時間Ｔｉが劣化後の立ち上がり遷移時間ＴＲ２より短い場合に顕著である。特に、本実施形態のように、設定光量値Ｓに対応する印加時間Ｔを変更することにより射出光量Ｐの制御をする場合において、上記光量の低下が特に顕著に現れる。
内視鏡システム１０を用いた診断においては狭帯域光及び広帯域光の安定性が求められるため、光源装置１３では、上記ＬＥＤの経時劣化が生じた場合に備えて、補正部５５によって設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となるように設定光量データテーブルを補正することが可能とされている。この設定光量データテーブルの補正は、内視鏡システム１０の非発光動作時において、例えば、ユーザが操作入力部１５を操作することにより、キャリブレーションモードとして適宜実行される。
図１７に示すように、補正部５５は、第１テーブル補正部６８と、第２テーブル補正部６９とを有している。第１テーブル補正部６８は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５と紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６を補正する。第２テーブル補正部６９は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂを補正する。第１テーブル補正部６８は、特許請求の範囲に記載の「第１補正部」に対応し、第２テーブル補正部６９は、特許請求の範囲に記載の「第２補正部」に対応する。
第１テーブル補正部６８について説明する。第１テーブル補正部６８は、光源制御部５２と同期して設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで変更させる。例えば、光源制御部５２は、緑色ＬＥＤ５７について設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで順に変更して発光させ、その次に、紫色ＬＥＤ５８について設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで順に変更して発光させる。これにより、第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８のそれぞれについて、設定光量値Ｓ１〜ＳＭに対応する印加時間の設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭにおいて、信号値ＶＦ１〜ＶＦＭを取得する。このように、緑色ＬＥＤ５７について取得される信号値ＶＦＧｉ及び紫色ＬＥＤ５８について取得される信号値ＶＦＶｉは、上記設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭ内の全てにおいて非飽和となる。
第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８のそれぞれについて、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となり、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となる理想的な信号値ＶＦ＊を記憶している。第１テーブル補正部６８は、理想的な信号値ＶＦ＊と印加時間Ｔとの関係を示す理想的な特性線上において、設定光量値Ｓｉに対応する印加時間Ｔｉにおける理想的な信号値ＶＦｉ ＊を求める。第１テーブル補正部６８における理想的な信号値ＶＦｉ ＊は、特許請求の範囲に記載の「目標信号値」に対応する。
第１テーブル補正部６８は、作成した実際の特性曲線上において、求めた理想的な信号値ＶＦｉ ＊に対応する新たな印加時間Ｔｉ ＊を求める。第１テーブル補正部６８は、設定光量データテーブルに含まれる印加時間Ｔｉを、新たな印加時間Ｔｉ ＊に置き換える。これにより、設定光量データテーブルが更新される。上記のように、新たな印加時間Ｔｉ ＊を求めて設定光量データテーブルを更新することを「設定光量データテーブルを補正する」という。このように、設定光量データテーブルを補正することによって、ＬＥＤの経時劣化により射出光量が低下することを防止できる。第１テーブル補正部６８における新たな印加時間Ｔｉ ＊は、特許請求の範囲に記載の「テーブル更新用印加時間」に対応する。
以下、図１８及び図１９を参照しながら、第１テーブル補正部６８により緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５の補正を行う例を説明する。図１８に示すように、第１テーブル補正部６８は、第１光量センサ５４から、ある設定光量値ＳＮ（ｉ＝Ｎ）に対応する印加時間ＴＧＮでの信号値ＶＦＧＮを取得する。この第１光量センサ５４は、緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流（第１駆動電流）の印加時間ＴＧｉを最大の印加時間ＴＧＭとした場合でも、非飽和の信号値ＶＦＧＭが出力されるようにダイナミックレンジＤＲ１が設定されている。このため、第１テーブル補正部６８は、印加時間ＴＧｉの設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭに対応する非飽和の信号値ＶＦＧ１〜ＶＦＧＭを取得することができる。第１テーブル補正部６８は、取得した信号値ＶＦＧ１〜ＶＦＧＭに基づいて、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１を作成する。
第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７の理想的な特性線７５上において、ある設定光量値ＳＮ（ｉ＝Ｎ）に対応する印加時間ＴＧＮでの理想的な信号値ＶＦＧＮ ＊を求める。これをｉ＝１〜Ｍまで行うことにより、印加時間ＴＧｉの設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭに対応する理想的な信号値ＶＦＧ１ ＊〜ＶＦＧＭ ＊が取得される。
第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１上において、理想的な信号値ＶＦＧＮ ＊に対応する新たな印加時間ＴＧＮ ＊を求める。これをｉ＝１〜Ｍまで行うことにより、理想的な信号値ＶＦＧ１ ＊〜ＶＦＧＭ ＊のそれぞれについて、新たな印加時間ＴＧ１ ＊〜ＴＧＭ ＊が求められる。
第１テーブル補正部６８は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５に含まれる印加時間ＴＧ１〜ＴＧＭを新たな印加時間ＴＧ１ ＊〜ＴＧＭ ＊に置き換えることで、図１９に示すように、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５を更新する。これにより、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５が補正される。
第１テーブル補正部６８による紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６の補正は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５の補正と同じ方法で行われる。第１テーブル補正部６８は、第１光量センサ５４から取得した非飽和の信号値ＶＦＶ１〜ＶＦＶＭに基づき新たな印加時間ＴＶ１ ＊〜ＴＶＭ ＊を求める。そして、第１テーブル補正部６８は、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６に含まれる印加時間ＴＶ１〜ＴＶＭを新たな印加時間ＴＶ１ ＊〜ＴＶＭ ＊に置き換えることで、図１９に示すように、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６を更新する。これにより、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６が補正される。
上記補正後の緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５に基づき、光源制御部５２により、緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流の印加時間ＴＧ及び電流値ＩＧが決定される。同様に、上記補正後の紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６に基づき、光源制御部５２により、紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流の印加時間ＴＶ及び電流値ＩＶが決定される。
次に、第２テーブル補正部６９について説明する。第２テーブル補正部６９は、光源制御部５２と同期して設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで変更させる。例えば、光源制御部５２は、第１白色ＬＥＤ５９Ａについて設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで順に変更して発光させ、その次に、第２白色ＬＥＤ５９Ｂについて設定光量値ＳｉをＳ１〜ＳＭまで順に変更して発光させる。これにより、第２テーブル補正部６９は、第１白色ＬＥＤ５９Ａと第２白色ＬＥＤ５９Ｂのそれぞれについて、設定光量値Ｓ１〜ＳＭに対応する印加時間の設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭにおいて、信号値ＶＦ１〜ＶＦＭを取得する。
第１白色ＬＥＤ５９Ａの場合、第１光量センサ５４から取得される信号値ＶＦＷＡｉは、印加時間ＴＷＡｉの設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭ内のうち、閾値Ｔｈ未満で非飽和となり、閾値Ｔｈ以上で飽和となる（図２０参照）。このため、第２テーブル補正部６９は、閾値Ｔｈ未満で取得される非飽和の信号値ＶＦＷＡｉを使用して、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの一部を補正する。同様に、第２白色ＬＥＤ５９Ｂの場合は、第２テーブル補正部６９は、閾値Ｔｈ未満で取得される非飽和の信号値ＶＦＷＢｉを使用して、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの一部を補正する。第２テーブル補正部６９による補正の方法については、第１テーブル補正部６８と同様である。
図２０及び図２１を参照しながら、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａを補正する例を説明する。図２０に示すように、第２テーブル補正部６９は、第１テーブル補正部６８と同様に、第１光量センサ５４から、設定光量値Ｓ１〜ＳＭに対応する印加時間ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭでの信号値ＶＦＷＡ１〜ＶＦＷＡＭを取得する。第２テーブル補正部６９は、取得した信号値ＶＦＷＡ１〜ＶＦＷＡＭに基づき、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３を作成する。
第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３において、閾値Ｔｈ未満の印加時間ＴＷＡ１、ＴＷＡ２で取得される信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２はそれぞれ非飽和となり、それ以外の閾値Ｔｈ以上の印加時間ＴＷＡ３〜ＴＷＡＭで取得される信号値ＶＦＷＡ３〜ＶＦＷＡＭは飽和となる。このため、第２テーブル補正部６９は、非飽和の信号値ＶＦＷＡ１に対応する印加時間ＴＷＡ１と、非飽和の信号値ＶＦＷＡ２に対応する印加時間ＴＷＡ２とをそれぞれ補正し、それ以外の印加時間ＴＷＡ３〜ＴＷＡＭは補正しない。
第２テーブル補正部６９は、第１白色ＬＥＤ５９Ａと第２白色ＬＥＤ５９Ｂのそれぞれについて、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となり、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となる理想的な信号値ＶＦ＊を記憶している。第２テーブル補正部６９は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの理想的な特性線７７上において、設定光量値Ｓ１に対応する印加時間ＴＷＡ１での理想的な信号値ＶＦＷＡ１ ＊と、設定光量値Ｓ２に対応する印加時間ＴＷＡ２での理想的な信号値ＶＦＷＡ２ ＊とを求める。
第２テーブル補正部６９は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線７３上において、理想的な信号値ＶＦｉ ＊に対応する新たな印加時間Ｔｉ ＊を求める。具体的には、第２テーブル補正部６９は、理想的な信号値ＶＦＷＡ１ ＊に対応する新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊を求め、理想的な信号値ＶＦＷＡ２ ＊に対応する新たな印加時間ＴＷＡ２ ＊を求める。
第２テーブル補正部６９は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａに含まれる印加時間ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭのうち、印加時間ＴＷＡ１を新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊に置き換え、印加時間ＴＷＡ２を新たな印加時間ＴＷＡ２ ＊に置き換えることで、図２１に示すように、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａを更新する。これにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの一部が補正される。
同様に、第２テーブル補正部６９により第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ｂの補正を行う場合は、第２テーブル補正部６９は、新たな印加時間ＴＷＢ１ ＊と新たな印加時間ＴＷＢ２ ＊とを求める。そして、第２テーブル補正部６９は、第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ｂに含まれる印加時間ＴＷＢ１〜ＴＷＢＭのうち、印加時間ＴＷＢ１を新たな印加時間ＴＷＢ１ ＊に置き換え、印加時間ＴＷＢ２を新たな印加時間ＴＷＢ２ ＊に置き換えることで、図２１に示すように、第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ｂを更新する。これにより、第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ｂの一部が補正される。
上記一部補正後の第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａに基づき、光源制御部５２により、第１白色ＬＥＤ５９Ａに印加する駆動電流の印加時間ＴＷＡ及び電流値ＩＷＡが決定される。同様に、上記一部補正後の第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ｂに基づき、光源制御部５２により、第２白色ＬＥＤ５９Ｂに印加する駆動電流の印加時間ＴＷＢ及び電流値ＩＷＢが決定される。
次に、図２２に示すフローチャートに沿って、補正部５５の作用を説明する。ユーザにより操作入力部１５が操作されてキャリブレーションモードが実行されると、補正部５５は、光源制御部５２と同期して、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５の補正と、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６の補正と、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正と、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの補正を、例えばこの順に行う。
まず、光源制御部５２は、設定光量値ＳｉをＳ１（ｉ＝１）とし（ステップＳ１１）、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５から設定光量値Ｓ１に対応する印加時間ＴＧ１を読み出す（ステップＳ１２）。また、光源制御部５２は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５から設定光量値Ｓ１に対応する電流値ＩＧを読み出す。この電流値ＩＧは、設定光量値Ｓ１〜ＳＭにおいて、一定の電流値ＩＧＣとされている。
光源制御部５２は、読み出した印加時間ＴＧ１と電流値ＩＧＣで緑色ＬＥＤ５７を駆動させる指示信号を生成し、光源駆動部５１に入力する。光源駆動部５１は、光源制御部５２から入力された指示信号に基づいて緑色ＬＥＤ５７を駆動する（ステップＳ１３）。
緑色ＬＥＤ５７が発光した緑色光ＬＧは、コリメータレンズ５３Ａにより平行化されてガラス板５３Ｂに入射する。緑色光ＬＧの一部は、ガラス板５３Ｂによりフレネル反射して、第１光量センサ５４に入射する。第１光量センサ５４は、緑色光ＬＧを受光して信号値ＶＦＧ１を出力する。この信号値ＶＦＧ１は、緑色ＬＥＤ５７の射出光量Ｐ１と比例関係にある。
第１テーブル補正部６８は、第１光量センサ５４から信号値ＶＦＧ１を取得する（ステップＳ１４）。その後、第１テーブル補正部６８が設定光量値ＳＭに対応する信号値ＶＦＧＭを取得するまで（ステップＳ１５）、光源制御部５２が設定光量値ＳｉをＳ２〜ＳＭに順に変えながら（ステップＳ１６）、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４が繰り返し実行される。これにより取得される信号値ＶＦＧｉ（ｉ＝１〜Ｍ）は非飽和となる。
第１テーブル補正部６８は、信号値ＶＦＧｉ（ｉ＝１〜Ｍ）を取得すると、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１を作成する（ステップＳ１７）。第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７の理想的な特性線７５上において、印加時間ＴＧｉ（ｉ＝１〜Ｍ）に対応する理想的な信号値ＶＦＧｉ ＊（ｉ＝１〜Ｍ）を求める。第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７の実際の特性曲線７１上において、求めた理想的な信号値ＶＦＧｉ ＊に対応する新たな印加時間ＴＧｉ ＊（ｉ＝１〜Ｍ）を求める（ステップＳ１８）。
第１テーブル補正部６８は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５に含まれる印加時間ＴＧｉを、新たな印加時間ＴＧｉ ＊に置き換えることにより、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５を更新する（ステップＳ１９）。これにより、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５の補正が行われる。紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６の補正は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５の補正と同様に行われる。
上記のように、緑色ＬＥＤ５７に印加する印加時間ＴＧｉを設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭとした場合に、第１光量センサ５４が出力する信号値ＶＦＧｉ（ｉ＝１〜Ｍ）は非飽和となるので、設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭ内の印加時間ＴＧｉを正確に補正することができる。これにより、緑色光ＬＧの射出光量Ｐと設定光量値Ｓの関係が精度よく線形化される。同様に、紫色ＬＥＤ５８についても、信号値ＶＦＶｉ（ｉ＝１〜Ｍ）が非飽和となり、設定可能範囲ＴＶ１〜ＴＶＭの印加時間ＴＶｉを正確に補正することができるので、紫色光ＬＶの射出光量Ｐと設定光量値Ｓの関係が精度よく線形化される。
また、がん等の診断に有用な表層血管を観察可能とする血管強調観察モードは、内視鏡１１を観察対象に近接させた拡大観察時に使用されることが多いので、血管強調観察画像の白とびを防止するために射出光量が小さくされる。したがって、血管強調観察モードでは、緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流（第１駆動電流）の印加時間ＴＧｉと、紫色ＬＥＤ５８に印加する駆動電流（第１駆動電流）の印加時間ＴＶｉとが、立ち上がり遷移時間ＴＲ１に対応する印加時間ＴＬより短くされることが多い（図１４及び図１５参照）。
さらに、上記のように各ＬＥＤの駆動条件（駆動電流の電流値Ｉ及び印加時間Ｔ）が同じである場合には、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶ（第１光）の光量は、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢ（第２光）の光量よりも小さい。このため、血管強調観察モードにおいて、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶの射出光量が小さくされることを考慮すると、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶのそれぞれついて、射出光量Ｐと設定光量値Ｓの関係を精度よく線形化する効果は特に大きい。そこで、第１光量センサ５４は、緑色ＬＥＤ５７の射出光量Ｐと比例関係にある信号値ＶＦＧｉと、紫色ＬＥＤ５８の射出光量Ｐと比例関係にある信号値ＶＦＶｉとが非飽和となるように、ダイナミックレンジＤＲ１が設定されている。
次に、第２テーブル補正部６９により第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正が行われる。第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正には、図２０に示すように、第１光量センサ５４から出力される非飽和の信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２が使用され、それ以外の飽和となった信号値ＶＦＷＡ３〜ＶＦＷＡＭは使用されない。このため、第２テーブル補正部６９により、非飽和の信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２に対応する新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊、ＴＷＡ２ ＊が求められる（ステップＳ１８）。
第２テーブル補正部６９は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａに含まれる印加時間ＴＷＡ１、ＴＷＡ２を、新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊、ＴＷＡ２ ＊に置き換えることにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａを更新する（ステップＳ１９）。これにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正が行われる。なお、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの補正は、第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと同様に行われる。
光源制御部５２は、上記補正後の各設定光量データテーブル６５、６６、６７Ａ、６７Ｂから、設定光量値Ｓに対応する駆動電流の印加時間Ｔをそれぞれ選択して決定する。これにより、ＬＥＤの経時劣化などによる光量の低下が防止される。
なお、上記第１実施形態では、第２テーブル補正部６９は、閾値Ｔｈ未満の印加時間Ｔｉを補正しているが、閾値Ｔｈ以上の印加時間Ｔｉを補正しても良い。印加時間Ｔｉが立ち上がり遷移時間ＴＲ１に対応する印加時間ＴＬより長い場合は、上記のように印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となるので（図１４及び図１５参照）、第２テーブル補正部６９は、閾値Ｔｈ未満の印加時間Ｔｉで取得される非飽和の信号値ＶＦｉに基づいて、閾値Ｔｈ以上の印加時間Ｔｉでの信号値ＶＦｉを外挿することができる。
例えば、第２テーブル補正部６９は、図２０に示す非飽和の信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２に基づき、外挿によって信号値ＶＦＷＡ３〜ＶＦＷＡＭを求める。これにより、印加時間ＴＷＡｉの設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭに対応する信号値ＶＦＷＡ１〜ＶＦＷＡＭが得られる。印加時間ＴＬ以上の印加時間ＴＷＡ３〜ＴＷＡＭは、信号値ＶＦＷＡ３〜ＶＦＷＡＭと線形の関係にある。第２テーブル補正部６９は、非飽和の信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２と、外挿で求めた信号値ＶＦＷＡ３〜ＶＦＷＡＭに基づき特性曲線を作成することにより、新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊〜ＴＷＡＭ ＊を求める。
第２テーブル補正部６９は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａに含まれる印加時間ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭを、新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊〜ＴＷＡＭ ＊に置き換えることにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａを更新する。これにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａが補正される。第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂについても、上記と同様に外挿を行うことにより補正することができる。
このように、第１光量センサ５４の信号値ＶＦｉが飽和となる場合においても、印加時間Ｔｉが立ち上がり遷移時間ＴＲ１に対応する印加時間ＴＬより長い場合に印加時間Ｔｉと信号値ＶＦｉとの関係が線形となることを利用して上記外挿をすることにより、ＬＥＤの経時劣化などによる光量の低下を防止することができる。
なお、上記第１実施形態では、補正部５５に第１テーブル補正部６８と第２テーブル補正部６９の両方が設けられているが、いずれか一方が設けられていてもよい。
［第２実施形態］
上記のように、緑色ＬＥＤ５７、紫色ＬＥＤ５８、第１白色ＬＥＤ５９Ａ、及び第２白色ＬＥＤ５９Ｂの駆動条件（駆動電流の電流値Ｉ及び印加時間Ｔ）が同じ場合、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢ（第２光）の光量は、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶの光量（第１光）よりも大きい。上記第１実施形態では、光量が小さい緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶの射出光量Ｐを第１光量センサ５４により正確に測定可能としているが、第２実施形態では、光量が大きい第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢの射出光量Ｐを正確に測定可能とする。
図２３に示すように、第２実施形態の光源装置１３は、第１実施形態の光源装置１３の各構成に加え、第２光量センサ９３を備えている。第２光量センサ９３は、第１光量センサ５４と同様に、緑色ＬＥＤ５７と紫色ＬＥＤ５８と第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂとからの射出光量Ｐを測定するためのセンサである。
第２光量センサ９３は、第１光量センサ５４に隣接して配置される。第２光量センサ９３の位置と第１光量センサ５４の位置との間の距離は、コリメータレンズ５３Ａにより集光される集光径以下とする。これにより、コリメータレンズ５３Ａを射出した平行光を１枚のガラス板５３Ｂで第１及び第２光量センサ５４、９３に導光することができる。集光径は、例えば、平行光の伝播方向と直交する面内において、平行光の光強度が最大強度の半分となる幅（半値全幅）に対応する。
第２光量センサ９３は、第２受光素子９３Ａと、第２積算部９３Ｂと、減光部９３Ｃとを有している。第２受光素子９３Ａは、第１受光素子５４Ａと同様に、フォトダイオードであり、緑色光ＬＧと紫色光ＬＶと第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢをそれぞれ受光して、各受光光量に応じた受光電流ＩＲ２を出力する。
第２積算部９３Ｂは、第２受光素子９３Ａから出力される受光電流ＩＲ２を積算し、積算値に応じて信号値ＶＳを出力する。第２積算部９３Ｂは、第１積算部５４Ｂと同様に、オペアンプとコンデンサを含む積分回路であり、第２受光素子９３Ａから受光電流ＩＲ２が出力されると、コンデンサに電荷が蓄積される。
減光部９３Ｃは、第２受光素子９３Ａの受光面に配置されており、第２受光素子９３Ａに入射する光の光量を減光させる。減光部９３Ｃは、ＮＤ（Neutral Density）フィルタまたはアパチャーである。このため、第２光量センサ９３は、第１光量センサ５４よりも光量に対する感度が低い。なお、アパチャーの場合は、減光量を多段的に調整可能である。
減光部９３Ｃは、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの補正を正確に行うために設けられている。具体的には、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂに印加する駆動電流（第２駆動電流）の印加時間ＴＷＡｉ、ＴＷＢｉを最大の印加時間ＴＷＡＭ、ＴＷＢＭとした場合でも、第２光量センサ９３から出力される信号値ＶＳＷＡＭ、ＶＳＷＢＭがともに非飽和となるように減光部９３Ｃの減光量が設定される。
第２光量センサ９３のダイナミックレンジＤＲ２（図２４参照）は、第２積算部９３Ｂのコンデンサの容量と減光部９３Ｃの減光量とによって定められる。第２積算部９３Ｂのコンデンサの容量は、第１積算部５４Ｂのコンデンサの容量と同じである。このため、減光部９３Ｃが設けられている第２光量センサ９３のダイナミックレンジＤＲ２は、図２４に示すように、第１光量センサ５４のダイナミックレンジＤＲ１よりも大きい。
第２光量センサ９３は、設定光量値Ｓｉに対応する印加時間Ｔｉで発光される緑色光ＬＧ、紫色光ＬＶ、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢをそれぞれ受光して、各受光光量に応じた信号値ＶＳｉを出力する。第２光量センサ９３により出力された信号値ＶＳｉは、上記のように印加時間の設定可能範囲Ｔ１〜ＴＭの全てにおいて非飽和となる。このため、第２光量センサ９３は、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ以上の場合であっても、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂの射出光量Ｐを正確に測定できる。第２光量センサ９３において、緑色光ＬＧを受光して出力する信号値ＶＳＧ及び紫色光ＬＶを受光して出力する信号値ＶＳＶは特許請求の範囲に記載の「第３信号値」に対応し、第１白色光ＬＷＡを受光して出力する信号値ＶＳＷＡ及び第２白色光ＬＷＢを受光して出力する信号値ＶＳＷＢは特許請求の範囲に記載の「第４信号値」に対応する。
第２実施形態の補正部５５は、第１実施形態の第２テーブル補正部６９の代わりに、図２５に示すように、第３テーブル補正部９５を有している。第３テーブル補正部９５は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂを補正する。第３テーブル補正部９５は、特許請求の範囲に記載の「第３補正部」に対応する。
第３テーブル補正部９５には、第１光量センサ５４から信号値ＶＦｉが入力され、第２光量センサ９３から信号値ＶＳｉが入力される。第３テーブル補正部９５は、閾値Ｔｈ未満の印加時間Ｔｉにおいて第１光量センサ５４が生成する非飽和の信号値ＶＦｉと、閾値Ｔｈ以上の印加時間Ｔｉにおいて第２光量センサ９３が生成する非飽和の信号値ＶＳｉとを使用して、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂを補正する。第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの補正方法は同じなので、以下では、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正についてのみ説明をする。
第３テーブル補正部９５は、上記第１実施形態の第２テーブル補正部６９と同様に、第１白色ＬＥＤ５９Ａと第２白色ＬＥＤ５９Ｂのそれぞれについて、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となり、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となる理想的な信号値ＶＦｉ ＊を記憶している。第３テーブル補正部９５は、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ未満である場合に第１光量センサ５４から出力された非飽和の信号値ＶＦｉに基づいて、新たな印加時間Ｔｉ ＊を求める。具体的には、第３テーブル補正部９５は、非飽和の信号値ＶＦＷＡ１、ＶＦＷＡ２に基づいて、新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊、ＴＷＡ２ ＊をそれぞれ求める（図２０参照）。
図２６に示すように、第３テーブル補正部９５は、第２光量センサ９３から、設定光量値Ｓｉ（ｉ＝１〜Ｍ）に対応する印加時間ＴＷＡｉ（ｉ＝１〜Ｍ）での信号値ＶＳＷＡｉ（ｉ＝１〜Ｍ）を取得して、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線９６を作成する。第２光量センサ９３の信号値により作成された実際の特性曲線９６では、印加時間の設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭ内の全てにおいて、信号値ＶＳＷＡｉは非飽和となる。
また、第３テーブル補正部９５は、第１白色ＬＥＤ５９Ａと第２白色ＬＥＤ５９Ｂのそれぞれについて、印加時間Ｔと信号値ＶＦとの関係が線形となり、設定光量値Ｓと射出光量Ｐとの関係が線形となる理想的な信号値ＶＳ＃を記憶している。第３テーブル補正部９５は、理想的な信号値ＶＳ＃と印加時間Ｔとの関係を示す理想的な特性線上において、設定光量値Ｓｉに対応する印加時間Ｔｉにおける理想的な信号値ＶＳｉ ＃を求める。第３テーブル補正部９５は、実際の特性曲線上において、理想的な信号値ＶＳｉ ＃に対応する新たな印加時間Ｔｉ ＃を求める。
具体的には、第３テーブル補正部９５は、図２４に示すように、第１白色ＬＥＤ５９Ａの理想的な特性線９７上において、閾値Ｔｈ以上の印加時間ＴＷＡＮでの理想的な信号値ＶＳＷＡＮ ＃を求める。第３テーブル補正部９５は、第１白色ＬＥＤ５９Ａの実際の特性曲線９６上において、理想的な信号値ＶＳＷＡＮ ＃に対応する新たな印加時間ＴＷＡＮ ＃を求める。より具体的には、第３テーブル補正部９５は、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ以上である場合に第２光量センサ９３から出力された非飽和の信号値ＶＳＷＡ３〜ＶＳＷＡＭに基づいて、理想的な信号値ＶＳＷＡ３ ＃〜ＶＳＷＡＭ ＃を求めることにより、新たな印加時間ＴＷＡ３ ＃〜ＴＷＡＭ ＃を求める。
第３テーブル補正部９５は、図２６に示すように、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａに含まれる印加時間ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭのうち、閾値Ｔｈ未満の印加時間ＴＷＡ１、ＴＷＡ２を新たな印加時間ＴＷＡ１ ＊、ＴＷＡ２ ＊にそれぞれ置き換え、閾値Ｔｈ以上の印加時間ＴＷＡ３〜ＴＷＡＭを新たな印加時間ＴＷＡ３ ＃〜ＴＷＡＭ ＃にそれぞれ置き換えることにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａを更新する。これにより、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの全部が補正される。
第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの補正は、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａの補正と同じ方法で行われるので具体的な説明は省略するが、図２６に示すように、第３テーブル補正部９５は、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂに含まれる印加時間ＴＷＢ１〜ＴＷＢＭのうち、印加時間ＴＷＢ１、ＴＷＢ２を新たな印加時間ＴＷＢ１ ＊、ＴＷＢ２ ＊にそれぞれ置き換え、印加時間ＴＷＢ３〜ＴＷＢＭを新たな印加時間ＴＷＢ３ ＃〜ＴＷＢＭ ＃にそれぞれ置き換えることにより、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂを更新する。これにより、第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂの全部が補正される。
上記のように、各ＬＥＤの駆動条件（駆動電流の電流値Ｉ及び印加時間Ｔ）が同じである場合、第１及び第２白色光ＬＷＡ、ＬＷＢ（第２光）の光量は、緑色光ＬＧ及び紫色光ＬＶの光量（第１光）よりも大きい。このような光量の関係にある場合には、第１光量センサ５４では、第１白色ＬＥＤ５９Ａ及び第２白色ＬＥＤ５９Ｂのそれぞれについて、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ未満の場合の信号値ＶＦＷＡｉ、ＶＦＷＢｉは非飽和となるが、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ以上の場合の信号値ＶＦＷＡｉ、ＶＦＷＢｉは飽和となってしまう。しかし、第２実施形態では、第１光量センサ５４だけでなく、第２光量センサ９３を備えており、この第２光量センサ９３では、印加時間Ｔｉが閾値Ｔｈ以上の場合であっても信号値ＶＳＷＡｉ、ＶＳＷＢｉが非飽和となる。
このため、第２実施形態では、印加時間ＴＷＡｉが閾値Ｔｈ未満である場合に第１光量センサ５４から出力された非飽和の信号値ＶＦＷＡｉと、印加時間ＴＷＡｉが閾値Ｔｈ以上である場合に第２光量センサ９３から出力された非飽和の信号値ＶＳＷＡｉとに基づいて、印加時間の設定可能範囲ＴＷＡ１〜ＴＷＡＭ内の全てにおいて印加時間ＴＷＡｉを正確に補正することができる。同様に、第２白色ＬＥＤ５９Ｂに印加する駆動電流（第２駆動電流）の印加時間の設定可能範囲ＴＷＢ１〜ＴＷＢＭ内の全てにおいて印加時間ＴＷＢｉを正確に補正することができる。これにより、第１白色ＬＥＤ５９Ａ及び第２白色ＬＥＤ５９Ｂについて、射出光量Ｐと設定光量値Ｓとの関係を精度よく線形化することができる。
また、上記全部補正後の第１及び第２白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａ、６７Ｂに基づき、光源制御部５２により、第１及び第２白色ＬＥＤ５９Ａ、５９Ｂにそれぞれ印加する駆動電流（第２駆動電流）の印加時間Ｔが決定されるので、ＬＥＤの経時劣化などによる光量の低下が防止される。
なお、上記第２実施形態では、補正部５５に第１テーブル補正部６８と第３テーブル補正部９５の両方が設けられているが、いずれか一方が設けられていてもよい。
なお、上記各実施形態では、光源制御部５２は、駆動電流の電流値Ｉを一定とさせ、印加時間Ｔの制御を行っているが、印加時間Ｔを一定とさせ、電流値Ｉの制御を行っても良い。
また、例えば緑色ＬＥＤ５７において、駆動電流の電流値ＩＧが一定の電流値ＩＧＣであり、図２７に示すように、第１テーブル補正部６８によって、印加時間ＴＧｉに対応する新たな印加時間ＴＧｉ ＊が求められた場合に、この新たな印加時間ＴＧｉ ＊が設定可能範囲の最大の印加時間（印加時間ＴＧＭ）より長いことがある。例えば、印加時間ＴＧＭに対応する新たな印加時間ＴＧＭ ＊の場合などである。この場合は印加時間を補正できないので、第１テーブル補正部６８は、緑色ＬＥＤ５７の発光強度が目標の強度となるように、電流値ＩＧＣを補正する。
図１８及び図２８を参照して電流値ＩＧＣを補正する例を説明する。緑色ＬＥＤ５７に印加する駆動電流（第１駆動電流）の電流値ＩＧを一定の電流値ＩＧＣとして特性曲線７１が作成された場合、第１テーブル補正部６８により、印加時間の設定可能範囲ＴＧ１〜ＴＧＭのうち、例えば、最大の印加時間ＴＧＭについて新たな印加時間ＴＧＭ ＊が求められる。この新たな印加時間ＴＧＭ ＊は最大の印加時間ＴＧＭより長いので、第１テーブル補正部６８は、図２８に示すように、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５において、設定光量値ＳＭに対応する印加時間ＴＧＭを新たな印加時間ＴＧＭ ＊に置き換えずに、設定光量値ＳＭに対応する電流値ＩＧＣの補正を行う。
具体的には、第１テーブル補正部６８は、印加時間ＴＧＭにおいて第１光量センサ５４から出力された信号値ＶＦＧＭが、射出光量Ｐと設定光量値Ｓとの関係が線形となる理想的な信号値ＶＦＧＭ ＊となるように新たな電流値ＩＧＣ ＊を求める。新たな電流値ＩＧＣ ＊は、電流値ＩＧＣより大きい値である。そして、第１テーブル補正部６８は、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５において、設定光量値ＳＭに対応する電流値ＩＧＣを、新たな電流値ＩＧＣ ＊に置き換える。これにより、緑色光ＬＧの設定光量データテーブル６５が更新される。上記のような電流値の補正は、紫色光ＬＶの設定光量データテーブル６６に対して行っても良いし、第２テーブル補正部６９により、第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル６７Ａと第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル６７Ｂに対して行っても良い。
なお、上記各実施形態では、撮像素子３５に、原色型のカラーフィルタアレイ３９を設けているが、これに代えて、補色型のカラーフィルタアレイを設けても良い。
なお、上記各実施形態では、透光部材として、ガラス板５３Ｂが設けられているが、ガラス板５３Ｂの代わりに、ハーフミラーを設けても良いし、透光性を有する樹脂製の板を設けても良い。
なお、上記各実施形態では、ユーザが操作入力部１５で設定光量値Ｓを設定することにより射出光量の調整が行われているが、このように手動で射出光量を調整する手動調光モードに加え、例えば、遠景から近景にした場合に表示画像に白とびが生じることを容易に防止するために、自動で射出光量を調整する自動調光モードを備えても良い。自動調光モードでは、コントローラ４０により、ＤＳＰ４１から出力された画像データの輝度値が求められ、この輝度値が表示画像の最適輝度値となるように設定光量値Ｓが設定される。これにより、遠景から近景にした場合に射出光量が自動で小さくされるので、表示画像の視認性が低下することを容易に防止できる。更に、上記のように設定光量データテーブルが補正されているので、拡大観察時において画質の高い表示画像をモニタ１４に表示することができる。
本願発明は、以下の付記項Ａ１〜Ａ５に示す特徴的な技術事項を含むものである。
［付記項Ａ１］
第１駆動電流が印加されることにより第１光を発する第１発光素子と、
第２駆動電流が印加されることにより第２光を発する第２発光素子であって、前記第１駆動電流と前記第２駆動電流との各電流値が一定値の場合であり、かつ前記第１駆動電流の印加時間と前記第２駆動電流の印加時間が同じである場合に、前記第２光の光量が前記第１光の光量よりも大きい第２発光素子と、
前記第１発光素子と前記第２発光素子とを保持する基板と、
外部から入力される設定光量値に基づき、前記第１及び第２駆動電流の各印加時間を設定可能範囲内で制御する光源制御部と、
前記第１光の一部の受光による第１信号値の生成と、前記第２光の一部の受光による第２信号値の生成とを行う第１光量センサとを備える内視鏡用光源装置。
［付記項Ａ２］
前記第１光の一部の受光による第３信号値の生成と、前記第２光の一部の受光による第４信号値の生成とを行い、前記第１光量センサよりも感度が低い第２光量センサと、
前記第１発光素子からの前記第１光と前記第２発光素子からの前記第２光とを集光して平行光として射出するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズを射出した前記第１光の一部と前記第２光の一部とをフレネル反射して、前記第１光量センサと前記第２光量センサとに導光する透光部材とを備える付記項Ａ１に記載の内視鏡用光源装置。
［付記項Ａ３］
前記第１光量センサは、第１受光素子により構成され、
前記第２光量センサは、第２受光素子と、前記第２受光素子に入射する光の光量を減光させる減光部とにより構成される付記項Ａ２に記載の内視鏡用光源装置。
［付記項Ａ４］
前記減光部は、ＮＤフィルタまたはアパチャーである付記項Ａ３に記載の内視鏡用光源装置。
［付記項Ａ５］
前記第１発光素子は２つあり、
前記第２発光素子は２つあり、
前記基板上において、前記第１発光素子と前記第２発光素子は正方配列されており、一方の対角に前記第１発光素子が１つずつ配置され、他方の対角に前記第２発光素子が１つずつ配置されている付記項Ａ１からＡ４のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
本願発明は、当初出願の特許請求の範囲に記載の請求項を具体化した付記項Ｂ１、Ｂ２の内容を含むものである。
［付記項Ｂ１］
当初出願の請求項７の構成を更に具体化したものであって、
前記第２補正部は、
前記第２駆動電流の印加時間と前記第２信号値との関係が線形となり、かつ前記設定光量値と前記第２光の光量との関係が線形となる第２目標信号値を記憶しており、
前記設定光量値に対応する前記第２駆動電流の印加時間と前記第２信号値との関係を示す特性曲線上において、前記第２目標信号値に対応する第２駆動電流の印加時間を、前記第２の設定光量データテーブルの更新に用いる第２テーブル更新用印加時間として求め、
前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間を前記第２テーブル更新用印加時間に置き換える内視鏡用光源装置。
［付記項Ｂ２］
当初出願の請求項１２の構成を更に具体化したものであって、
前記第３補正部は、
前記第２駆動電流の印加時間と前記第２信号値との関係が線形となり、かつ前記設定光量値と前記第２光の光量との関係が線形となる第２目標信号値を記憶しており、
前記設定光量値に対応する前記第２駆動電流の印加時間と前記第２信号値との関係を示す特性曲線上において、前記第２目標信号値に対応する第２駆動電流の印加時間を、前記第２の設定光量データテーブルの更新に用いる第２テーブル更新用印加時間として求め、
前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間を前記第２テーブル更新用印加時間に置き換え、
更に、
前記第２駆動電流の印加時間と前記第４信号値との関係が線形となり、かつ前記設定光量値と前記第２光の光量との関係が線形となる第３目標信号値を記憶しており、
前記設定光量値に対応する前記第２駆動電流の印加時間と前記第４信号値との関係を示す特性曲線上において、前記第３目標信号値に対応する第２駆動電流の印加時間を、前記第２の設定光量データテーブルの更新に用いる第３テーブル更新用印加時間として求め、
前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値以上の前記第２駆動電流の印加時間を前記第３テーブル更新用印加時間に置き換える内視鏡用光源装置。
なお、上記付記項Ｂ１に記載の「第２目標信号値」は、第２テーブル補正部６９における理想的な信号値ＶＦｉ ＊に対応し、付記項Ｂ１に記載の「第２テーブル更新用印加時間」は、第２テーブル補正部６９における新たな印加時間Ｔｉ ＊に対応する。上記付記項Ｂ２に記載の「第２目標信号値」は、第３テーブル補正部９５における理想的な信号値ＶＦｉ ＊に対応し、付記項Ｂ２に記載の「第２テーブル更新用印加時間」は、第３テーブル補正部９５における新たな印加時間Ｔｉ ＊に対応し、付記項Ｂ２に記載の「第３目標信号値」は、第３テーブル補正部９５における理想的な信号値ＶＳｉ ＃に対応し、付記項Ｂ２に記載の「第３テーブル更新用印加時間」は、第３テーブル補正部９５における新たな印加時間Ｔｉ ＃に対応する。なお、第１テーブル補正部６８における理想的な信号値ＶＦｉ ＊は、「第１目標信号値」に読み替えても良いし、第１テーブル補正部６８における新たな印加時間Ｔｉ ＊は、「第１テーブル更新用印加時間」に読み替えても良い。
１０ 内視鏡システム
１１ 内視鏡
１２ プロセッサ装置
１３ 光源装置
１４ モニタ
１５ 操作入力部
１６ 挿入部
１７ 操作部
１７ａ アングルノブ
１７ｂ 鉗子口
１７ｃ 送気・送水ボタン
１８ ユニバーサルコード
１９ 先端部
２０ 湾曲部
２１ 可撓管部
２２ 照明窓
２３ 観察窓
２４ 送気・送水ノズル
２５ 鉗子出口
２９ コネクタ
２９ａ 通信用コネクタ
２９ｂ 光源用コネクタ
３２ ライトガイド
３２ａ 入射端
３３ 照射レンズ
３４ 対物光学系
３５ 撮像素子
３５ａ 撮像面
３６ 撮像制御部
３８ 画素
３９ カラーフィルタアレイ
３９ａ 青色フィルタ
３９ｂ 緑色フィルタ
３９ｃ 赤色フィルタ
４０ コントローラ
４１ ＤＳＰ
４２ フレームメモリ
４３ 画像処理部
４４ 表示制御部
５０ 光源部
５１ 光源駆動部
５２ 光源制御部
５３ 集光光学系
５３Ａ コリメータレンズ
５３Ｂ ガラス板
５３Ｃ 集光レンズ
５４ 第１光量センサ
５４Ａ 第１受光素子
５４Ｂ 第１積算部
５５ 補正部
５６ 基板
５７ 緑色ＬＥＤ
５８ 紫色ＬＥＤ
５９Ａ 第１白色ＬＥＤ
５９Ｂ 第２白色ＬＥＤ
６２ 第１の設定光量データテーブル記憶部
６３ 第２の設定光量データテーブル記憶部
６５ 緑色光ＬＧの設定光量データテーブル
６６ 紫色光ＬＶの設定光量データテーブル
６７Ａ 第１白色光ＬＷＡの設定光量データテーブル
６７Ｂ 第２白色光ＬＷＢの設定光量データテーブル
６８ 第１テーブル補正部
６９ 第２テーブル補正部
７１ 緑色ＬＥＤの実際の特性曲線
７２ 紫色ＬＥＤの実際の特性曲線
７３ 第１白色ＬＥＤの実際の特性曲線
７５ 緑色ＬＥＤの理想的な特性線
７６ 紫色ＬＥＤの理想的な特性線
７７ 第１白色ＬＥＤの理想的な特性線
９３ 第２光量センサ
９３Ａ 第２受光素子
９３Ｂ 第２積算部
９３Ｃ 減光部
９５ 第３テーブル補正部
９６ 第１白色ＬＥＤの実際の特性曲線
９７ 第１白色ＬＥＤの理想的な特性線

Claims (15)

  1. 第１駆動電流が印加されることにより第１光を発する第１発光素子と、
    第２駆動電流が印加されることにより第２光を発する第２発光素子であって、前記第１駆動電流と前記第２駆動電流との各電流値が一定値の場合であり、かつ前記第１駆動電流の印加時間と前記第２駆動電流の印加時間が同じである場合に、前記第２光の光量が前記第１光の光量よりも大きい第２発光素子と、
    外部から入力される設定光量値に基づき、前記第１及び第２駆動電流の各印加時間を設定可能範囲内で制御する光源制御部と、
    前記第１光の一部の受光による第１信号値の生成と、前記第２光の一部の受光による第２信号値の生成とを行う第１光量センサであって、前記第１信号値は、前記設定可能範囲内の全てにおいて非飽和となり、前記第２信号値は、前記設定可能範囲のうち、閾値未満で非飽和となり、前記閾値以上で飽和となる第１光量センサとを備える内視鏡用光源装置。
  2. 前記第１信号値に基づいて、前記第１駆動電流の印加時間の補正を行う第１補正部を備える請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
  3. 前記光源制御部は、前記設定光量値と前記第１駆動電流の印加時間との関係を表す第１の設定光量データテーブルを記憶し、
    前記第１補正部は、前記第１信号値に基づいて、前記第１の設定光量データテーブルに含まれる前記第１駆動電流の印加時間の補正を行い、
    前記光源制御部は、前記補正後の第１の設定光量データテーブルから、外部から入力される前記設定光量値に対応する前記第１駆動電流の印加時間を選択する請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
  4. 前記第１補正部は、
    前記第１駆動電流の印加時間と前記第１信号値との関係が線形となり、かつ前記設定光量値と前記第１光の光量との関係が線形となる目標信号値を記憶しており、
    前記設定光量値に対応する前記第１駆動電流の印加時間と前記第１信号値との関係を示す特性曲線上において、前記目標信号値に対応する第１駆動電流の印加時間を、前記第１の設定光量データテーブルの更新に用いるテーブル更新用印加時間として求め、
    前記第１の設定光量データテーブルに含まれる前記第１駆動電流の印加時間を前記テーブル更新用印加時間に置き換える請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
  5. 前記第１補正部は、前記テーブル更新用印加時間が前記設定可能範囲を超える場合、前記第１の設定光量データテーブルに含まれる前記第１駆動電流の印加時間を補正せずに、前記第１駆動電流の電流値を補正する請求項４に記載の内視鏡用光源装置。
  6. 前記非飽和の第２信号値に基づいて、前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間の補正を行う第２補正部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
  7. 前記光源制御部は、前記設定光量値と前記第２駆動電流の印加時間との関係を表す第２の設定光量データテーブルを記憶し、
    前記第２補正部は、前記非飽和の第２信号値に基づいて、前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間の補正を行い、
    前記光源制御部は、前記補正後の第２の設定光量データテーブルから、外部から入力される前記設定光量値に対応する前記第２駆動電流の印加時間を選択する請求項６に記載の内視鏡用光源装置。
  8. 前記第１光の一部の受光による第３信号値の生成と、前記第２光の一部の受光による第４信号値の生成とを行い、前記第１光量センサよりも感度が低い第２光量センサであって、前記第３及び第４信号値は、前記設定可能範囲内の全てにおいて非飽和となる第２光量センサを備える請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
  9. 前記第１光量センサは、第１受光素子により構成され、
    前記第２光量センサは、第２受光素子と、前記第２受光素子に入射する光の光量を減光させる減光部とにより構成される請求項８に記載の内視鏡用光源装置。
  10. 前記減光部は、ＮＤフィルタまたはアパチャーである請求項９に記載の内視鏡用光源装置。
  11. 前記非飽和の第２信号値に基づいて、前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間の補正を行い、前記非飽和の第４信号値に基づいて、前記閾値以上の前記第２駆動電流の印加時間の補正を行う第３補正部を備える請求項８から１０のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
  12. 前記光源制御部は、前記設定光量値と前記第２駆動電流の印加時間との関係を表す第２の設定光量データテーブルを記憶し、
    前記第３補正部は、前記非飽和の第２信号値に基づいて、前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値未満の前記第２駆動電流の印加時間を補正し、前記非飽和の第４信号値に基づいて、前記第２の設定光量データテーブルに含まれる前記閾値以上の前記第２駆動電流の印加時間の補正を行い、
    前記光源制御部は、前記補正後の第２の設定光量データテーブルから、外部から入力される前記設定光量値に対応する前記第２駆動電流の印加時間を選択する請求項１１に記載の内視鏡用光源装置。
  13. 前記第１発光素子と前記第２発光素子とは１つの基板に設けられている請求項１から１２のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
  14. 前記第１光は、青色光を含む狭帯域光であり、
    前記第２光は、緑色光を含む広帯域光である請求項１から１３のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
  15. 前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、ＬＥＤである請求項１から１４のいずれか１項に記載の内視鏡用光源装置。
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