JP7087096B2 - 光源装置、内視鏡システム、及び、光源装置の制御方法 - Google Patents

光源装置、内視鏡システム、及び、光源装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、光源装置に関する。
内視鏡は、例えば、体腔内面および臓器表面等の被検部位を観察したり、各種処置を施したりするために広く用いられている。内視鏡では、被検部位の撮影を行うために光源装置が用いられる。内視鏡の光源装置では、光源の固体光源化が進んでいる。固体光源は、印加する電流によって光量を調整することが可能である。また、近年、大電流を印加することで大光量を出射可能なＬＥＤ（light emitting diode）などの半導体光源が利用されている。
光源装置は、例えば、光源に印加する電流を制御して光源が射出する光量を調節する。これに関し、光源に印加する電流の調節に関連する技術が知られている（例えば、特許文献１～４）。
特開２０１０－２８７５４４号公報 特開２０１２－１９９８２号公報 特開２０１２－１００８８７号公報 中国特許第１０５３５７８０５号明細書
しかしながら、例えば、光源に大光量のＬＥＤなどの半導体光源を用いる場合に、望まれる調光範囲の光を射出するためには、広い範囲の電流値の電流を光源に印加する光源装置が必要となる。そのため、広い範囲の電流値の電流を光源に印加することが可能な光源装置が望まれている。
１つの側面では、本発明は、広い範囲の電流値の電流を光源に印加することが可能な光源装置を提供することを目的とする。
本発明の一つの態様の光源装置は、印加電流に応じた光量の光を放射する半導体光源と、入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定する制御部と、半導体光源及び制御部に接続され、電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第１の駆動部と、半導体光源及び制御部に接続され、電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第２の駆動部と、を備える。制御情報は、撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定されており、制御部は、第１の駆動部と第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、一方の駆動部からの半導体光源への電流の出力を停止してから、撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、他方の駆動部に半導体光源への電流の出力を開始させる。
本発明の一つの態様の内視鏡システムは、内視鏡と、印加電流に応じた光量の光を内視鏡に供給する半導体光源と、入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定する制御部と、半導体光源及び制御部に接続され、電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第１の駆動部と、半導体光源及び制御部に接続され、電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第２の駆動部と、を備える。制御情報は、内視鏡の撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定されており、制御部は、第１の駆動部と第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、一方の駆動部からの半導体光源への電流の出力を停止してから、撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、他方の駆動部に半導体光源への電流の出力を開始させる。
本発明の一つの態様の光源装置の制御方法は、入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定し、電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第１の駆動部及び第２の駆動部を備える光源装置の制御方法である。制御情報を撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定し、第１の駆動部と第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、一方の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止してから、撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、他方の駆動部に前記半導体光源への電流の出力を開始させる。
広い範囲の電流値の電流を光源に印加することが可能な光源装置を提供することができる。
内視鏡システムを例示する図である。 実施形態に係る光源駆動部の例を説明する図である。 駆動部の切替条件の設定について説明する図である。 実施形態に係る駆動部の切り替え制御の流れを説明する図である。 第１の駆動部から第２の駆動部に切り替える際の光量の変化について説明する図である。 第２の駆動部から第１の駆動部に切り替える際の光量の変化について説明する図である。 個別の電流指示値への変換について説明する図である。 第１の駆動部および第２の駆動部のそれぞれの個別の電流指示値と印加電流との関係をプロットした図である。 例示的な停止時間について説明する図である。 撮像フレームと停止時間の関係を示す図である。 停止時間の長さと補正光量とを例示する図である。 実施形態に係る駆動部の切り替え制御の流れを説明する別の図である。
以下、図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。なお、複数の図面において対応する要素には同一の符号を付す。
図１は、内視鏡システム１００を例示する図である。図１は、実施形態に係る光源装置１０１を内視鏡システム１００に適用したものである。
内視鏡システム１００は、例えば、光源装置１０１、内視鏡１０２、ビデオプロセッサ１０３、およびモニタ１０４を含む。内視鏡１０２は、先端側に、管腔内等に挿入可能な細長の挿入部１２１を有しており、基端側は、コネクタ１２２によって光源装置１０１に着脱可能に接続されている。また、内視鏡１０２は、ケーブル１２３およびコネクタ１２４によってビデオプロセッサ１０３に着脱可能に接続されている。そのため、内視鏡システム１００では、光源装置１０１およびビデオプロセッサ１０３に、様々な種類の内視鏡１０２を装着することができる。
挿入部１２１の先端には、体腔内面や臓器表面等の被検部位の映像を撮像するための撮像素子１２５および光源装置１０１からの光を被検部位に照射するためのレンズ１２６が配設されている。光源装置１０１からライトガイド１２７を通って伝送された光は、レンズ１２６を経由して被検部位に照射される。
撮像素子１２５は、例えば、ＣＣＤ（Charged-coupled devices）やＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）センサ等によって構成されている。撮像素子１２５は、ビデオプロセッサ１０３から同期信号を含む駆動信号が供給されて動作する。また、レンズ１２６から被検部位に照射された光の戻り光は、撮像素子１２５の撮像面に入射され、撮像素子１２５は、入射された被検部位の光学像を光電変換し、蓄積した電荷に基づく撮像出力を、信号線１２８を経由してビデオプロセッサ１０３に供給する。
ビデオプロセッサ１０３は、撮像出力に対して所定の信号処理を施してモニタ１０４に表示可能な映像信号を生成する。ビデオプロセッサ１０３からの映像信号は、ケーブル１３１を経由してモニタ１０４に供給される。モニタ１０４は、供給された撮像出力に基づく内視鏡画像を表示画面に表示する。
また、ビデオプロセッサ１０３は、例えば、撮像画像の明るさが目標の明るさとなるように、光源装置１０１を制御する。例えば、ビデオプロセッサ１０３は、撮像画像の明るさを目標とする所定の明るさに調整するための光量の調整量を表す制御情報を光源装置１０１に出力する。制御情報はケーブル１３２を経由して光源装置１０１の制御部１１１に供給される。
光源装置１０１は、例えば、制御部１１１、光源１１２、光源駆動部１１３、ダイクロイックミラー１１４、を含む。制御部１１１は、演算を行う回路であってよく、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、またはプロセッサなどの制御回路であってよい。
光源１１２は、例えば、印加する電流に応じた光量の光を放射するＬＥＤや半導体レーザ（ＬＤ：laser diode）などの半導体光源であってよい。なお、図１の例では、光源装置１０１は、紫色（Ｖ：バイオレット）、青色（Ｂ：ブルー）、緑色（Ｇ：グリーン）、橙色（Ａ：アンバー）、赤色（Ｒ：レッド）の５つの光源１１２を備える例を示しているが、実施形態はこれに限定されるものではない。別の実施形態では、光源装置１０１には、５つよりよりも多いまたは５つよりも少ない数の光源１１２が備えられていてもよい。また、光源１１２の色も、上記の限定されるものではなく、一部の色が含まれていなくても、または他の色であってもよい。一例では、光源装置１０１が備える光源１１２は、１つであってもよい。
また、例えば、光源装置１０１に備えられる光源１１２の種類や数、および光源装置１０１の制御部１１１が発光させる光源の種類や数は、光源装置１０１の用途に応じて異なってよい。例えば、内視鏡システム１００では、観察する対象に応じて発光させる光源１１２が制御される。例えば、内視鏡１０２では観察モードとして、白色光による観察（ＷＬＩ：white-light imaging）と、狭帯域光観察（ＮＢＩ：Narrow band imaging）および自家蛍光観察（ＡＦＩ：Autofluorescence imaging）と呼ばれる特殊光観察とが知られている。
白色光による観察（ＷＬＩ）では、制御部１１１は、紫色（Ｖ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、琥珀色（Ａ）、赤色（Ｒ）の５色の光源１１２を発光させるように制御する。狭帯域光観察（ＮＢＩ）は、血管をコントラスト良く観察するための観察モードで、制御部１１１は、紫色（Ｖ）と緑色（Ｇ）の光源１１２のみを発光させる。自家蛍光観察（ＡＦＩ）は、自家蛍光を観察するための観察モードであり、紫色（Ｖ）と緑色（Ｇ）の光源１１２のみを発光させるが、狭帯域光観察（ＮＢＩ）とは紫色（Ｖ）：緑色（Ｇ）の光量比が異なる。
各光源１１２から発せられた光は、例えば、レンズによって略平行光に変換されて出射されてよい。光源１１２からの出射光の光軸上には、ダイクロイックミラー１１４が配置されている。ダイクロイックミラー１１４は、例えば、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する特性を有し、各光源１１２からの光を合成する。例えば、図１の左端のダイクロイックミラー１１４は、紫色（Ｖ）の光を発する光源１１２からの出射光を透過し、一方、青色（Ｂ）の光を発する光源１１２からの出射光を反射して、紫色（Ｖ）の出射光と青色（Ｂ）の出射光を合成する。ダイクロイックミラー１１４からの合成光は、例えば、レンズを経由してライトガイド１２７に入射され、被検部位に照射される。なお、図１の各色の光源１１２の並びは例示であり、ダイクロイックミラー１１４の特性を適切に設定することで、様々な並びに変更することが可能である。
各光源１１２は、その光源１１２と対応する光源駆動部１１３から電流が印加されることによって駆動され点灯する。光源駆動部１１３は、制御部１１１による制御を受けて、対応する光源１１２に電流を印加する。各光源１１２は、例えば、光源駆動部１１３から印加された電流に応じた発光量で発光する。制御部１１１は、例えば、各光源１１２を制御するための電流指示値を光源駆動部１１３に出力することで、光源駆動部１１３から印加する電流レベルを制御して、各光源１１２の光量を制御する。なお、光源１１２には、安定な発光を保証できる最小電流値と、安全性や製品寿命等を考慮した最大電流値とが定められていてよい。一実施形態では、最小電流値については、制御部１１１は、それを下回る電流を光源駆動部１１３に供給させてもよい。また、最大電流値については、それを越えた電流が光源１１２に供給されないように、制御部１１１が光源駆動部１１３を制御してよい。
各光源１１２は、個別に発光および光量を制御可能である。制御部１１１は、各光源１１２に接続された光源駆動部１１３と電気的に接続されており、各光源１１２の光量比や発光タイミングなどを連動させるように制御してよい。例えば、ビデオプロセッサ１０３は、撮像素子１２５で撮像された撮像出力に基づいて、モニタ１０４に出力する撮像画像が、ユーザにとって現在の画像よりも見やすい所定の目標光量となるように光量を調整する調整量を表す制御情報を光源装置１０１の制御部１１１に出力する。光源装置１０１の制御部１１１は、例えば、ビデオプロセッサ１０３から入力された制御情報に従って、光源駆動部１１３に電流指示値を出力し、光源駆動部１１３が入力された電流指示値に応じた電流を光源１１２に印加することで、光源１１２の発する光量が制御される。
光源装置１０１の記憶部１１５は、例えば、メモリなどの記憶装置であってよく、ＲＡＭ領域およびＲＯＭ領域を含んでよい。なお、ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。また、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。
ここで、上述のように、近年、大電流を印加することで大光量を出射可能なＬＥＤが利用されている。そして、大光量を含む広い範囲の光を光源１１２から射出させるために、広い電流範囲の電流を光源１１２に印加することのできる光源装置１０１の提供が望まれている。そこで、実施形態では、光源駆動部１１３は、１つの光源１１２に対し、印加することが可能な電流範囲が異なる複数の駆動部２０１を備える。
図２は、実施形態に係る光源駆動部１１３の例を説明する図である。図２には、制御部１１１と、光源１１２と、光源駆動部１１３と、記憶部１１５と、光センサ２５０とが示されている。なお、図２では光源駆動部１１３、光源１１２、および光センサ２５０が１組示されているが、図１で例示したように、光源装置１０１が複数の光源１１２を備える場合には、制御部１１１には、複数の光源駆動部１１３、光源１１２、および光センサ２５０の組が接続されてよい。
光源装置１０１の制御部１１１は、例えば、ビデオプロセッサ１０３から入力される光量の調整量を表す制御情報に従って、光源１１２に印加する電流を指定する電流指示値を決定する。なお、別の実施形態では、制御部１１１は、例えば、ビデオプロセッサ１０３から入力される制御情報に加えて、更に、光センサ２５０で検出された現在の光源１１２の光量の情報も用いて、光源１１２に印加する電流を指定する電流指示値を決定してもよい。光センサ２５０で検出された光源１１２の光量は、一例では、光源１１２の光量を調整したり、光源装置１０１が備える複数の光源１１２間で光量のバランスを調整したりするために利用することができる。
電流指示値は、例えば、光源駆動部１１３が光源１１２に出力することが可能な電流範囲内の電流と対応するデジタル値であってよく、一例では、電流指示値は、００００～ＦＦＦＦの値で指定されてよい。
また、光源駆動部１１３は、それぞれが異なる電流範囲の電流を光源１１２に印加するように構成されている複数の駆動部２０１を含む。駆動部２０１は、例えば、電流指示値と対応する大きさの電流を光源１１２に出力することで光源１１２を駆動する駆動回路である。複数の駆動部２０１のそれぞれが印加する電流の電流範囲が異なるように構成することで、光源駆動部１１３は、大光量のＬＥＤなどの光源１１２に幅広い範囲の電流値の電流を印加することが可能である。図２では、光源駆動部１１３は、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとの２つの駆動部２０１を含む例が示されており、以下では、２つの駆動部２０１を用いる場合を例に説明を行う。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、光源駆動部１１３は、それぞれが異なる電流範囲の電流を光源１１２に印加するように構成されている３つ以上の駆動部２０１を含んでもよい。
図２において、例えば、第２の駆動部２０１ｂは、第１の駆動部２０１ａよりも大電流側の電流範囲の電流を光源１１２に印加するように構成されていてよい。換言すると、第１の駆動部２０１ａが出力する最大電流値は、第２の駆動部２０１ｂが出力する最大電流値よりも小さくてよい。また、第１の駆動部２０１ａが出力する最小電流値は、第２の駆動部２０１ｂが出力する最小電流値よりも小さくてよい。また更に、第１の駆動部２０１ａが出力する電流範囲と、第２の駆動部２０１ｂが出力する電流範囲とは重なりを有していてよい。例えば、第１の駆動部２０１ａが出力する最大電流値は、第２の駆動部２０１ｂが出力する最小電流値よりも大きくてよい。なお、駆動部２０１が出力する最大電流値は、例えば、駆動部２０１が出力可能な電流の最大値であってよい。また、駆動部２０１が出力する最小電流値は、例えば、駆動部２０１が出力可能な電流の最小値であってよい。例えば、駆動部２０１は、駆動部２０１の回路構成および設定、並びに駆動部２０１が搭載される光源駆動部１１３の回路構成および設定などに応じて、所定の電流範囲の電流を出力するように構成されていてよい。この場合に、最大電流値は、例えば、所定の電流範囲の最大値の電流であってよい。また、最小電流値は、例えば、所定の電流範囲の最小値の電流であってよい。
図２に示す様に、駆動部２０１（例えば、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂ）は、例えば、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２３１、ドライバ２３２、周辺回路２３３、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路２３４を含む。なお、図２の例では、第１の駆動部２０１ａに含まれる構成に添え字“ａ”を付し、第２の駆動部２０１ｂに含まれる構成に添え字“ｂ”を付している。
そして、実施形態では、制御部１１１は、例えば、光量の調整量を表す制御情報に基づき特定した次のタイミングでの電流指示値と、現在選択している駆動部２０１とに基づいて、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとのうちのいずれか一方を選択する。なお、電流指示値は、例えば、光源１１２に印加する電流に対応する値である。
続いて、制御部１１１は、選択した駆動部２０１から電流指示値と対応する大きさの電流を光源１１２に印加させる。例えば、制御部１１１は、次のタイミングの電流指示値を、選択された駆動部２０１においてその電流指示値と対応する電流値を示す個別の電流指示値に変換する。そして、制御部１１１は、選択した駆動部２０１に信号線２４０を経由して選択したことを示す信号を出力するとともに、選択した駆動部２０１のデジタルアナログコンバータ２３１に変換した個別の電流指示値を出力する。デジタルアナログコンバータ２３１は、個別の電流指示値をドライバ２３２が受信可能な信号に変換し、ドライバ２３２に供給する。ドライバ２３２は、デジタルアナログコンバータ２３１から送信された信号に従って光源１１２を駆動させるための駆動電流を出力する。なお、デジタルアナログコンバータ２３１は、例えば、データ信号で使用するＣＨ（チャネル）の設定、およびリファレンス電圧が選択可能であってよい。この場合に、例えば、制御部１１１からデジタルアナログコンバータ２３１に送信するデータ値に外部ノイズが重畳してしまうと、データ値が変わり、リファレンス電圧の選択が切り替わってしまうことがある。その結果、デジタルアナログコンバータ２３１が正常に動作しなくなることがある。そのため、デジタルアナログコンバータ２３１に送信するデータの更新周期は、以上を踏まえて設定されてもよい。
周辺回路２３３は、対応する駆動部２０１のドライバ２３２に電気的に接続されている。周辺回路２３３は、ドライバ２３２から出力される駆動電流を所定の比率で増幅したり、出力電流の平滑化やノイズ除去をしたりした後、光源１１２に供給する。光源１１２は、供給された駆動電流に応じた明るさで光を放出する。
ＰＷＭ制御回路２３４は、対応する駆動部２０１のドライバ２３２に電気的に接続されている。ＰＷＭ制御回路２３４は、対応する駆動部２０１のドライバ２３２からの制御信号を受け、ＰＷＭを行う。ＰＷＭは、発光する時間によって光量を調整する技術である。
記憶部１１５は、例えば、制御部１１１が、２つの駆動部２０１を切り替えながら光源１１２を駆動するために参照する情報を記憶していてよく、一例では、後述する第１の電流指示値と、第２の電流指示値とを記憶していてよい。
光センサ２５０は、光源１１２から放出された光を受光し、光量に応じた信号を制御部１１１に出力する。制御部１１１は、例えば、光センサ２５０から入力された光量に応じた信号に基づいて、光源１１２の光量を調整したり、複数の光源１１２間で光量のバランスをとったりしてよい。
なお、一実施形態においては、ドライバ２３２ａとドライバ２３２ｂとは、同じ回路構成を有していてもよい。同じ回路構成とすることで、周辺温度等の環境変化や劣化などが略同一の傾向で変化する。そのため、環境変化や劣化などに起因して、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとを切り替えるための後述する条件等の大小関係が逆転するなど、関係が大きく変化することを抑制することができる。また、この場合にも、例えば、第１の駆動部２０１ａの周辺回路２３３ａによる電流の増幅率よりも第２の駆動部２０１ｂの周辺回路２３３ｂによる電流の増幅率を大きく設定することで、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとで異なる電流範囲の電流を光源１１２に印加することができる。
続いて、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとを切り替えるための切替条件について説明する。
図３は、駆動部２０１の切替条件の設定について説明する図である。上述のように、実施形態では、小電流側の電流範囲の電流を光源１１２に印加する第１の駆動部２０１ａと、第１の駆動部２０１ａの電流範囲よりも大電流側にある電流範囲の電流を光源１１２に印加する第２の駆動部２０１ｂとを切り替えて、広い範囲の電流値の電流を光源１１２に供給する。
ここで、例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えと、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えとを行う電流指示値として所定値を用い、制御部１１１が、所定値を境に切り替えを行うとする（図３（ａ））。この場合、例えば、所定値を跨いで電流指示値が変化すると、駆動部２０１の切り替えが行われる。そして、例えば、所定値の付近で電流指示値が繰り返し変化した場合、頻繁に切り替えが行われることがあり、好ましくない。
そこで、実施形態では、例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えに第１の電流指示値を用い、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えには第１の電流指示値と異なる第２の電流指示値を用いる（図３（ｂ））。なお、第１の電流指示値は、第２の電流指示値よりも大電流側の電流を指定する電流指示値であってよい。この様にすることで、いわゆるヒステリシスを実現することができ、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとの切り替えが頻繁に実行されてしまうことを抑制することができる。なお、第１の電流指示値および第２の電流指示値は、例えば、記憶部１１５に記憶されていてよい。制御部１１１は、記憶部１１５に記憶された第１の電流指示値および第２の電流指示値を参照し、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとの切り替えを制御してよい。
続いて、以上で述べた第１の電流指示値および第２の電流指示値を用いた駆動部２０１の切り替え制御の例を説明する。
図４は、実施形態に係る駆動部２０１の切り替え制御の流れを説明する図である。図４において、縦軸は、駆動部２０１が光源１１２に印加する電流を表す。また、横軸は、電流指示値である。
図４には、第１の駆動部２０１ａが出力する電流と、電流指示値との対応関係を表す点Ａから点Ｂまでの第１の線分４０１と、第２の駆動部２０１ｂが出力する電流と、電流指示値との対応関係を表す点Ｃから点Ｄまでの第２の線分４０２とが示されている。そして、第１の駆動部２０１ａは、例えば、第１の線分４０１で示される電流範囲の電流を出力するように構成されていてよく、第１の線分４０１で示される電流指示値範囲の電流指示値において、その電流指示値と第１の線分４０１で対応づけられる電流を出力する。同様に、第２の駆動部２０１ｂは、例えば、第２の線分４０２で示される電流範囲の電流を出力するように構成されていてよく、第２の線分４０２で示される電流指示値範囲の電流指示値において、その電流指示値と第２の線分４０２で対応づけられる電流を出力する。
また、図４に示す様に、第１の駆動部２０１ａの第１の線分４０１と、第２の駆動部２０１ｂの第２の線分４０２とは、横軸の電流指示値において、第１の電流指示値と第２の電流指示値の範囲で電流指示値の重なり領域を有している。
ここで、例えば、制御部１１１が、第１の駆動部２０１ａから光源１１２に電流を印加させている状態で、第１の線分４０１上の或る電流指示値から電流を増加させる方向に電流指示値を徐々に変化させて行ったとする。この場合、電流指示値が第１の電流指示値（点Ｂ）になると、制御部１１１は、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替え、第１の電流指示値における第２の線分４０２上の点Ｅと対応する電流を第２の駆動部２０１ｂから光源１１２に印加させる。
一方、例えば、制御部１１１が、第２の駆動部２０１ｂから光源１１２に電流を印加させている状態で、第２の線分４０２上の或る電流指示値から電流を減少させる方向に電流指示値を徐々に変化させて行ったとする。この場合、電流指示値が第２の電流指示値（点Ｃ）になると、制御部１１１は、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替え、第２の電流指示値における第１の線分４０１上の点Ｆと対応する電流を第１の駆動部２０１ａから光源１１２に印加させる。この様に、第１の電流指示値と第２の電流指示値の範囲で電流指示値に重なりを設けることで、上述のいわゆるヒステリシスが実現される。
また、実施形態では、図４に示す様に、第１の駆動部２０１ａの第１の線分４０１と、第２の駆動部２０１ｂの第２の線分４０２とは、縦軸において、第１の電流指示値および第２の電流指示値と対応する電流範囲で電流の重なり領域を有している。即ち、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えを行う第１の電流指示値における第１の線分４０１上の点Ｂよりも、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えを行う第２の電流指示値における第２の線分４０２上の点Ｃに小さな電流を割り当てている。この様にすることで、２つの駆動部２０１を用いて点Ａから点Ｄまでの範囲の電流を切れ目なく光源１１２に印加することができる。
また、図４に示す様に、例えば、第１の電流指示値において第２の駆動部２０１ｂが出力する電流値（点Ｅの電流値）と、第１の電流指示値と対応する電流を第１の駆動部２０１ａに出力させる場合に対応づけられる電流値（点Ｂの電流値）とは異なっていてもよい。同様に、第２の電流指示値において第１の駆動部２０１ａが出力する電流値（点Ｆの電流値）と、第２の電流指示値と対応する電流を第２の駆動部２０１ｂに出力させる場合に対応づけられる電流値（点Ｃの電流値）とは異なっていてもよい。換言すると、１つの電流指示値に対して第１の駆動部２０１ａが出力する電流と第２の駆動部２０１ｂが出力する電流とを厳密に一致させなくてもよく、図４に示すように、第１の線分４０１と第２の線分４０２とは不連続な隙間を有していてもよい。
また、この様に不連続な隙間を有する場合にも、例えば、所定の条件を満たすように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係を定めることで、駆動部２０１の切り替えの際の光源１１２の光量の変化が、ユーザに与える違和感を抑えることができる。以下、切り替えの際に、ユーザに与える違和感を抑えるための所定の条件について説明する。
図５は、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える際の光量の変化について説明する図である。
例えば、制御部１１１が、第１の駆動部２０１ａを制御して光源１１２に電流を供給している状態で、電流を増加させる方向に電流指示値を徐々に変化させて行ったとする。この場合、例えば、電流指示値が第１の電流指示値になると、制御部１１１は光源１１２に電流を供給する駆動部２０１を第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える。ここで、例えば、切り替え前に第１の駆動部２０１ａが光源１１２に印加していた電流と、切り替え後に第２の駆動部２０１ｂが光源１１２に印加する電流との差が大きかったり、増減の方向が変わったりすると、モニタ１０４に写る撮像画像を見ているユーザが違和感を覚えることがある。
図５（ａ）に示す例では、電流を増加させる方向に電流指示値を徐々に変化させて行き、第１の電流指示値で第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える際に、光源１１２に供給する電流が大きく増加している。この様に、駆動部２０１の切り替え時に光源１１２に供給する電流が急激に大きくなると、光源１１２の光量が急に増えて、モニタ１０４を見ているユーザが急に明るくなった画面に違和感を覚えることがある。そのため、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える際の電流の差は、ユーザが急に明るくなったことを検知できないレベルであることが好ましい。
人間は、一般に変化前と変化後の光量が光量比で５％以内の差であれば、光量の変化に対して違和感を持ちにくい。そのため、例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第２の駆動部２０１ｂが出力する電流での光量が、その電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して対応づけられる電流での光量の約５％以内の変化（光量の増加）に収まるように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。
以上の光量での関係を電流での関係に言い換えると、例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第２の駆動部２０１ｂが出力する電流値が、その電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して対応づけられる電流値から所定の許容範囲内の大きさを有するように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。
また、図５（ｂ）に示す例では、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える際に、光源１１２に供給する電流が小さくなっている。この場合、モニタ１０４を見ているユーザには、例えば、第１の駆動部２０１ａで駆動中は画面が段々と明るくなってゆき、切り替え時に一旦暗くなり、その後、第２の駆動部２０１ｂで駆動中は再び画面が段々と明るくなって行くように見える。この様に画面の明るさの制御の方向が頻繁に切り替わると、ユーザに違和感を与えることがある。そのため、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える際の電流の差は、ユーザが暗くなったことに気付かないレベルであることが好ましい。
人間が明るさの変化方向の逆転を検知可能なレベルには個人差がある。そのため、安全を見て、一実施形態では、切り替え時に光量の変化の方向が逆転しないようにする。例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第２の駆動部２０１ｂが出力する電流値は、その電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して対応づけられる電流値以上の大きさを有するように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。
また、以上の関係を組み合わせて用いることもできる。例えば、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第２の駆動部２０１ｂが出力する電流値は、その電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して対応づけられる電流値以上であり、かつ、その差が出力電流と対応する光量の光量比で約５％以下に収まるように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい（図５（ｃ））。
なお、以上の第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへの切り替えにおける電流の関係は、例えば、第１の電流指示値において成り立っていてよく、また、別の実施形態では、第１の電流指示値から第２の電流指示値の範囲など、第１の電流指示値の周辺の所定の範囲の電流指示値において成り立っていてよい。
続いて、図６を参照し、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える際の光量の変化について説明する。
例えば、制御部１１１が、第２の駆動部２０１ｂを制御して光源１１２に電流を供給している状態で、電流を減少させる方向に電流指示値を徐々に変化させて行ったとする。この場合、電流指示値が第２の電流指示値になると、制御部１１１は光源１１２に電流を供給する駆動部２０１を、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える。
この場合も図５で述べたのと同様に、例えば、切り替え前に第２の駆動部２０１ｂが光源１１２に印加していた電流と、切り替え後に第１の駆動部２０１ａが光源１１２に印加する電流との差が大きかったり（図６（ａ））、増減の方向が変わったりすると（図６（ｂ））、モニタ１０４を見ているユーザが違和感を覚えることがある。そのため、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える際の光量の差は、ユーザが急に暗くなったことを検知できないレベルであることが好ましい。
そこで、例えば、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第１の駆動部２０１ａが出力する電流での光量が、その電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して対応づけられる電流での光量の約－５％以上の光量への変化（光量の低下）に収まるように、電流指示値と第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。この光量での関係を電流での関係に言い換えると、例えば、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第１の駆動部２０１ａが出力する電流値が、その電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して対応づけられる電流値から所定の許容範囲内の大きさを有するように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。
また、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える際の電流の差は、切り替え時に光量の増減の方向が変わって画面が明るくなったことにユーザが気付づいてしまわないレベルであることが好ましい。そのため、一実施形態では、切り替え時に光量の変化の方向が逆転しないようにする。例えば、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第１の駆動部２０１ａが出力する電流値は、その電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して対応づけられる電流値以下の大きさを有するように、電流指示値と第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい。
また、以上の関係を組み合わせて用いることもできる。例えば、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えでは、切り替え時の電流指示値で第１の駆動部２０１ａが出力する電流は、その電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して対応づけられる電流値以下であり、かつ、その差が出力電流と対応する光量の光量比で約５％以下に収まるように、電流指示値と、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が定められていてよい（図６（ｃ））。
また、以上で述べた第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａへの切り替えにおける電流の関係は、例えば、第２の電流指示値において成り立っていてよく、また、別の実施形態では、第２の電流指示値から第１の電流指示値までの範囲など、第２の電流指示値の周辺の所定の範囲の電流指示値において成り立っていてよい。
なお、駆動部２０１に対して電流指示値が対応づけられる電流値は、必ずしも駆動部２０１の出力可能な電流範囲内に収まっていなくてもよい。例えば、駆動部２０１に対する電流と電流指示値との関係は、図４では直線で表される対応関係を有するように、駆動部２０１が出力可能な電流範囲において所定の傾向を示す対応関係を有していてよい。そして、例えば、その対応関係を、駆動部２０１の電流値を特定したい電流指示値まで延長することで、駆動部２０１で出力可能な電流範囲外の電流指示値に対する電流も見積もることが可能である。
また、例えば、第１の駆動部２０１ａの電流指示値と電流値との対応関係（例えば、図４の第１の線分４０１）と、第２の駆動部２０１ｂの電流指示値と電流値との対応関係（例えば、図４の第２の線分４０２）とは所定の位置関係を有してもよい。所定の位置関係は、一例では、電流指示値の全範囲または一部の範囲において、いずれの電流指示値でも、第２の駆動部２０１ｂの対応関係で対応づけられる電流値が、第１の駆動部２０１ａの対応関係で対応づけられる電流値以上の値を有する位置関係であってよい。換言すると、第２の線分４０２は、電流指示値の全範囲または一部の範囲において、第１の線分４０１よりも大電流側にあってよい。なお、電流と電流指示値との対応関係は、直線に限定されるものではなく、その他の関数で表される関係であったり、おおよそ直線で表される傾向を示す関係であったりなど、その他の関係で表されてもよい。
続いて、制御部１１１が駆動部２０１に出力する電流指示値について説明する。
上述のように、光源装置１０１の制御部１１１は、例えば、ビデオプロセッサ１０３から入力される光量の調整量を表す制御情報に基づいて、光源１１２に印加する電流を指定する電流指示値を求める。
そして、制御部１１１は、ビデオプロセッサ１０３から入力された光量の調整量を表す制御情報に基づき特定した次のタイミングでの電流指示値と、現在選択している駆動部２０１とに基づいて第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのどちらを使用して電流を光源１１２に印加するかを決定する。
例えば、制御部１１１は、第１の駆動部２０１ａを現在選択して光源１１２に電流を印加しており、かつ、第１の駆動部２０１ａに対して第１の電流指示値が対応づけられる電流値以上の電流を次のタイミングでの電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して指定している場合、駆動部２０１を、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替えてよい。
一方、例えば、制御部１１１は、第２の駆動部２０１ｂを現在選択して光源１１２に電流を印加しており、かつ、第２の駆動部２０１ｂに対して第２の電流指示値が対応づけられる電流値以下の電流を次のタイミングでの電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して指定している場合、駆動部２０１を、第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替えてよい。
その他の場合、制御部１１１は、例えば、現在選択している駆動部２０１を用いて光源１１２に電流を印加してよい。即ち、例えば、第１の駆動部２０１ａを現在選択して光源１１２に電流を印加しており、かつ、第１の駆動部２０１ａに対して第１の電流指示値が対応づけられる電流値未満の電流を次のタイミングでの電流指示値が第１の駆動部２０１ａに対して指定している場合、制御部１１１は、駆動部２０１の切り替えを行わなくてよい。また、例えば、第２の駆動部２０１ｂを現在選択して光源１１２に電流を印加しており、かつ、第２の駆動部２０１ｂに対して第２の電流指示値が対応づけられる電流値よりも大きい電流を次のタイミングでの電流指示値が第２の駆動部２０１ｂに対して指定していた場合、制御部１１１は、駆動部２０１の切り替えを行わなくてよい。
そして、例えば、以上のようにして光源１１２に電流を出力させる駆動部２０１を決定すると、制御部１１１は、決定した駆動部２０１に含まれるドライバ２３２に信号線２４０を経由して信号を送って駆動部２０１を選択する。また、制御部１１１は、選択した駆動部２０１のデジタルアナログコンバータ２３１に電流指示値を出力する。この場合に、制御部１１１は、ビデオプロセッサ１０３から入力された光量の調整量を表す制御情報に基づいて求めた電流指示値を、選択した駆動部２０１にそのまま出力してもよいし、別の実施形態では、求めた電流指示値を、選択した駆動部２０１に応じた個別の電流指示値（以下、個別電流指示値と呼ぶことがある）に変換してから出力してもよい。
図７は、個別電流指示値への変換について説明する図である。図７には、制御部１１１が示されており、制御部１１１は、例えば、変換部７０１、第１の個別変換部７０２ａ、および第２の個別変換部７０２ｂを含む。例えば、制御部１１１にビデオプロセッサ１０３から光量の調整量を表す制御情報が入力されると、変換部７０１は、入力された制御情報から次のタイミングで光源１１２に印加する電流を表す電流指示値を生成する。続いて、変換部７０１は、生成した電流指示値に基づいて、光源１１２の駆動に用いる駆動部２０１を選択する。
例えば、変換部７０１が第１の駆動部２０１ａを選択した場合、変換部７０１は、電流指示値を第１の個別変換部７０２ａに出力する。第１の個別変換部７０２ａは、変換部７０１から入力された電流指示値が示す電流値を、第１の駆動部２０１ａにおいて指定する個別電流指示値に変換し、第１の駆動部２０１ａのデジタルアナログコンバータ２３１ａに出力する。
一方、例えば、変換部７０１が第２の駆動部２０１ｂに選択した場合、変換部７０１は、電流指示値を第２の個別変換部７０２ｂに出力する。第２の個別変換部７０２ｂは、変換部７０１から入力された電流指示値が示す電流値を、第２の駆動部２０１ｂにおいて指定する個別電流指示値に変換し、第２の駆動部２０１ｂのデジタルアナログコンバータ２３１ｂに出力する。
図８は、横軸に個別電流指示値をとり、縦軸に印加電流をとり、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの個別電流指示値と印加電流との関係をプロットした図である。個別電流指示値は、光源１１２に印加する電流と対応づけられた値であり、例えば、００００～ＦＦＦＦまでの範囲の値などのデジタル値で表されてよい。なお、個別電流指示値と電流値との対応関係は、例えば、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとのそれぞれの駆動部２０１で個別に設定されていてよい。
図８では、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流に個別電流指示値の近しい範囲の値を割り当てて、同じグラフにまとめて表示している。以下、図８を参照して、光源１１２の発光を小光量から大光量に変化させる場合について説明する。この場合、光源１１２に印加される電流は、小電流から大電流に変化する。
小光量のとき、制御部１１１は第１の駆動部２０１ａを選択している。電流を増加させてゆくと、個別電流指示値はやがて、第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替えを行う第１の電流指示値（図４の点Ｂ）と対応する第１の個別電流指示値（図８の点Ｂ）となる。個別電流指示値が、第１の電流指示値と対応する第１の個別電流指示値になると、制御部１１１は、駆動部２０１を第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える。このとき、第２の駆動部２０１ｂに出力する個別電流指示値は、第１の電流指示値と図４の第２の線分４０２で対応づけられる電流（図４の点Ｅの電流）を、第２の駆動部２０１ｂにおいて指定する第２の個別電流指示値（図８の点Ｅ）である。その後、制御部１１１が、電流を単調増加させて行くと、やがて最大電流（図８の点Ｄ）に達する。
次に最大電流から単調に電流を減少させる場合を考える。大電流において、制御部１１１は第２の駆動部２０１ｂを選択している。制御部１１１が、電流を徐々に小さくするように第２の駆動部２０１ｂに対する個別電流指示値を変化させて行くと、個別電流指示値はやがて第２の個別電流指示値（図８の点Ｅ）に達する。制御部１１１は、第２の個別電流指示値（図８の点Ｅ）では何も行わず、更に電流を小さくするように個別電流指示値を変化させる。やがて、第２の駆動部２０１ｂに対する個別電流指示値が、図４の第２の電流指示値（図４の点Ｃ）と対応する第３の個別電流指示値（図８の点Ｃ）になると、制御部１１１は、駆動部２０１を第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える。このとき、第１の駆動部２０１ａへの個別電流指示値は、第２の電流指示値と図４の第１の線分４０１で対応づけられる電流（図４の点Ｆの電流）を、第１の駆動部２０１ａにおいて指定する第４の個別電流指示値（図８の点Ｆ）である。その後、制御部１１１が、電流を単調減少させて行くと、やがて最小電流（図８の点Ａ）に達する。
以上のように、制御部１１１は、例えば、第１の個別変換部７０２ａおよび第２の個別変換部７０２ｂを用いることで駆動部２０１ごとに個別電流指示値を出力し、実施形態に係る電流制御を実行することができる。
なお、第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの個別電流指示値は、例えば、図５および図６を参照して述べた、切り替え時の電流指示値と第１の駆動部２０１ａおよび第２の駆動部２０１ｂのそれぞれの出力電流との関係が満たされるように、電流指示値および電流と対応づけられていてもよい。
電流指示値を選択された駆動部２０１ごとの個別電流指示値に変換することで、例えば、それぞれの駆動部２０１で生成できる電流をフルスケールで使用できる利点がある。また、上述のように、例えば、光源装置１０１が複数の光源１１２を備える場合、観察モードなどに応じて、制御部１１１は、それぞれの光源１１２の光量のバランスをとる制御を行うが、電流指示値と個別電流指示値との変換を行うことで、その制御を簡略化することが可能である。
なお、一実施形態においては、記憶部１１５は、以下の情報の全部または一部を記憶していてもよい。そして、制御部１１１は、例えば、電流指示値と個別電流指示値との変換の際に以下の情報を用いてもよい。
・駆動部２０１ごとの個別電流指示値と、光源１１２に印加される電流値との関係
・第１の電流指示値および第２の電流指示値において光源１１２に印加される電流値
・第１の個別電流指示値～第４の個別電流指示値と、そのときに光源１１２に印加される電流値
・光源１１２に印加可能な最大電流値と、そのときの電流指示値
・光源１１２に印加可能な最小電流値と、そのときの電流指示値
続いて、切り替え時の駆動部２０１からの電流出力の停止について説明する。例えば、第１の駆動部２０１ａと第２の駆動部２０１ｂとを一方の駆動部２０１から他方の駆動部２０１へと切り替えるとする。この場合に、一方の駆動部２０１が電流供給を停止する前に、他方の駆動部２０１が電流供給を開始してしまうと、光源１１２には一時的に約２倍の電流が供給されてしまうことになる。その結果、光源１１２が発する光量が大きく振れてしまうことになるため、好ましくない。
そこで、実施形態では、駆動部２０１の切り替え時に、制御部１１１は、例えば、いずれの駆動部２０１からも電流を光源１１２に供給しない所定の停止時間を設けてよい。例えば、制御部１１１は、一方の駆動部２０１から他方の駆動部２０１へと切り替える場合、一方の駆動部２０１からの光源１１２への電流の出力を停止してから所定の停止時間が経過した後に、他方の駆動部２０１に光源１１２への電流の出力を開始させる。この様に制御することで、切り替えの際に複数の駆動部２０１から光源１１２に同時に電力が供給されてしまうことを抑止できる。なお、停止時間は、例えば、記憶部１１５に記憶されていてよい。
図９は、例示的な停止時間について説明する図である。図９では、横軸に時間、縦軸に電流指示値をとり、駆動部２０１の切り替えのタイミングを含む期間における時間と電流指示値との関係を示す。
図９に示すように、第１の駆動部２０１ａで光源１１２を駆動中に、光量を増加させるように電流指示値を徐々に変化させて行くと、電流指示値はやがて第１の電流指示値に達する。ここで、制御部１１１は、駆動部２０１を第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂに切り替える。このとき、制御部１１１は、まず、第１の駆動部２０１ａに光源１１２への電流を停止させる。なお、第１の駆動部２０１ａの電流出力の停止は、例えば、出力電流を０にする電流指示値：００００を、デジタルアナログコンバータ２３１ａに出力したり、信号線２４０ａを経由してドライバ２３２ａに停止信号を送ったりすることで実行されてよい。また、駆動部２０１からの電流の出力を停止させる例はこれに限定されるものではなく、第１の駆動部２０１ａから光源１１２に電流が供給されなければ、その他の制御が実行されてもよい。
次に、制御部１１１は、例えば、所定の停止時間が経過した後に、第１の電流指示値と対応する大きさの電流の出力を第２の駆動部２０１ｂに指示する第２の個別電流指示値をデジタルアナログコンバータ２３１ｂに出力する。
光源１１２の光量を下げる場合も同様に、電流を小さくするように電流指示値を変更して行く。やがて電流指示値は、第１の電流指示値を通過して第２の電流指示値に達する。このとき、制御部１１１は、第２の駆動部２０１ｂからの電流の出力を停止させる。なお、第２の駆動部２０１ｂの電流出力の停止は、例えば、出力電流を０にする電流指示値：００００をデジタルアナログコンバータ２３１ｂに出力したり、信号線２４０ｂを経由してドライバ２３２ｂに停止信号を送ったりすることで実行されてよい。そして、制御部１１１は、例えば、所定の停止時間が経過した後、第２の電流指示値と対応する大きさの電流の出力を第１の駆動部２０１ａに指示する第４の個別電流指示値をデジタルアナログコンバータ２３１ａに出力する。
以上で述べた様に、図９では、切り替え時に、切り替え前に選択していた駆動部２０１からの電流の出力を停止させて所定時間が経過した後、切り替え後に選択する駆動部２０１から電流を出力させている。そのため、光源１１２に複数の駆動部２０１から同時に電流が印加されて光量が一時的に振れてしまったりすることを抑制できる。
なお、電流指示値は、例えば、撮像素子１２５による撮像の１フレームごとに一定の値をとってもよい。この場合、駆動部２０１の切り替えは、フレーム単位で実行されてよい。
図１０は、撮像フレームと停止時間との関係を例示する図である。第１フレームと第２フレームとの間に駆動部２０１の切り替えが実行され、停止時間が設けられている。一方、駆動部２０１が変わらない第２フレームと第３フレームとの間には停止時間は設けられなくてよい。そして、例えば、停止時間は、撮像素子１２５による１フレームの撮像時間に対して十分に短い所定の割合以下の長さに設定されてよい。一例では、停止時間は、フレームレートの３％～０．１％以下、好ましくは１％以下に設定されてよい。この様にすることで、停止時間によるフレームあたりに照射される光量の減少が、撮像画像に与える影響を小さく抑えることができ、一例では無視することが可能である。
なお、停止時間の長さは、同時に複数の駆動部２０１から光源１１２に電流が印加されることを抑止できれば短い方が、停止時間によるフレームあたりに照射される光量の減少が、撮像画像に与える影響を小さく抑えることができるため、好ましい。しかしながら、次のような制御を実行して電流指示値を補正することで、停止時間を長くとっても画像の明るさに影響を与えない制御が可能である。
例えば、停止時間が無い場合に光源１１２が発する光量をフレームの時間長にわたって積算した積算光量（例えば：フレーム時間×光量）が、停止時間がある場合の停止時間を含むフレームの期間に光源１１２が発する光量を積算した積算光量（例えば：（フレーム時間－停止時間）×補正光量）と所定の誤差範囲内で等しくなるように補正光量を決定する。この様に決定した補正光量と対応する大きさの電流を指定する補正電流指示値を、制御部１１１が、切り替え後の駆動部２０１に停止時間を含むフレームでの電流指示値として出力することで、停止時間を長くしても撮像画像の明るさに与える影響を抑えた制御が可能である。
図１１は、停止時間の長さと、停止時間の長さに応じた補正光量の変化とを例示する図である。図１１には、停止時間無し、停止時間あり（短い）、停止時間あり（長い）場合の３つのフレームが示されており、これらのフレームで斜線部の面積が等しくなるように光量が設定されている。
続いて、別の実施形態を例示する。例えば、上記の図４の説明では、電流指示値が、第１の電流指示値または第２の電流指示値になった場合に、駆動部２０１の切り替えを実行する例を述べている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１０を参照して述べた様に、電流指示値はフレームごとに固定の値としてもよい。例えば、この様な場合に、次のタイミングでの電流指示値が、現在の電流指示値から第１の電流指示値または第２の電流指示値を跨いで変化することがある。
図１２は、次のタイミングでの電流指示値が、現在の電流指示値から第１の電流指示値または第２の電流指示値を跨いで変化する場合の駆動部２０１の切り替え制御を例示する図である。
図１２において、例えば、制御部１１１が第１の駆動部２０１ａを選択し、第１の駆動部２０１ａから光源１１２に電流を出力させている状態で、現在、電流指示値が点Ｇの位置にあるとする。このとき、制御部１１１が、ビデオプロセッサ１０３からの制御情報に基づいて求めた次のタイミングの電流指示値Ｘが、第１の電流指示値と対応する第１の駆動部２０１ａの電流値以上の電流を第１の駆動部２０１ａにおいて示していることがある。ここでは、次のタイミングの電流指示値Ｘは第１の電流指示値と対応する電流値（点Ｂにおける電流値）を超えた点Ｈの位置を指している。この場合、制御部１１１は、駆動部２０１を第１の駆動部２０１ａから第２の駆動部２０１ｂへと切り替える。例えば、制御部１１１は、第１の駆動部２０１ａからの光源１１２への電流の出力を停止して、第２の駆動部２０１ｂから電流指示値Ｘと対応する電流（点Ｉにおける電流）を光源１１２に印加させてよい。
また、例えば、制御部１１１が第２の駆動部２０１ｂを選択し、第２の駆動部２０１ｂから光源１１２に電流を出力させている状態で、現在、電流指示値が点Ｊの位置にあるとする。そして、制御部１１１が、ビデオプロセッサ１０３からの制御情報に基づいて求めた次のタイミングの電流指示値Ｙが、第２の電流指示値と対応する第２の駆動部２０１ｂの電流値以下の電流を第２の駆動部２０１ｂにおいて示していることがある。ここでは、次のタイミングの電流指示値Ｙは第２の電流指示値と対応する電流値（点Ｃにおける電流値）を下回る点Ｋの位置を指している。この場合、制御部１１１は、駆動部２０１を第２の駆動部２０１ｂから第１の駆動部２０１ａに切り替える。例えば、制御部１１１は、第２の駆動部２０１ｂからの光源１１２への電流の出力を停止して、第１の駆動部２０１ａから電流指示値Ｙと対応する電流（点Ｌにおける電流）を光源１１２に印加させてよい。
この様に、実施形態に係る駆動部２０１の切り替え制御は、次のタイミングでの電流指示値が、現在の電流指示値から第１の電流指示値または第２の電流指示値を跨いで変化する場合にも適用することができる。
以上で述べた様に、実施形態によれば、光源装置１０１は、異なる電流範囲の電流を出力する複数の駆動部２０１を切り替えて光源１１２に電流を供給するため、広い範囲の電流値の電流を光源１１２に供給することが可能である。例えば、光源１１２が出力可能な光量の範囲と対応する電流範囲を、ハードウェアの構成上の制限などで１つの駆動部２０１では網羅できないことがある。この場合にも、実施形態によれば、複数の駆動部２０１を用いて１つの駆動部２０１では供給できない電流範囲を別の駆動部２０１に供給させることで、幅広い範囲の電流値の電流を光源１１２に供給することができる。また、実施形態によれば、駆動部２０１の切り替えが、例えば、撮像素子１２５の撮像画像に与える影響を抑えることができる。
以上において、実施形態を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御部１１１は、ＦＰＧＡで実装することができるが、制御部１１１を、マイクロプロセッサなどのプロセッサで実装してもよい。この場合、制御部１１１は、記憶部１１５に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、上述の制御部１１１として動作してよい。
また、例えば、上述の実施形態においてＰＷＭ制御を用いて更に光源１１２が発する光が制御されてもよい。例えば、一実施形態においては、一定のパルス幅で光源１１２を駆動しながら、光源１１２に印加する電流に応じて上述の実施形態に係る駆動部２０１の切り替えを実行してもよい。
また、例えば、光源駆動部１１３が備える第１の駆動部２０１ａのドライバ２３２ａと、第２の駆動部２０１ｂのドライバ２３２ｂとは、同一の回路構成を有していてもよい。この様にすることで、環境変化および劣化などに対して、ドライバ２３２ａとドライバ２３２ｂとが同様の傾向を示すため、切替条件等の大小関係が逆転するなど、関係が大きく変化することを抑制することができる。なお、ドライバ２３２ａと、ドライバ２３２ｂとは、一例では、同一の基板上の同一の面上に配置されていてよい。また、光源装置１０１は、光源１１２の数に応じた複数の光源駆動部１１３を備えていてもよい。そして、複数の光源駆動部１１３のうちの、或る光源駆動部１１３のドライバ２３２ａとドライバ２３２ｂとの温度差が、他の光源駆動部１１３のドライバ２３２ａとドライバ２３２ｂとの温度差と所定誤差範囲内で等しくなるように、複数の光源駆動部１１３は構成されていてよい。
また、上述の実施形態では、制御情報が、内視鏡システム１００のビデオプロセッサ１０３から取得した光量の調整量を表す情報である例を述べたが実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、光源１１２の光量の調整に利用可能な情報であれば、制御情報は、その他の情報であってもよく、また、その他の装置から取得されてもよい。例えば、制御部１１１は、光センサ２５０から入力された光量に応じた信号を制御情報として用いてもよい。或いは、制御部１１１は、制御情報を、光源１１２を用いる他のシステムの他の装置から受信してもよい。
また、例えば、図１２で例示した処理において、制御情報に基づいて求めた次のタイミングの電流指示値が示す電流値と、現在の電流指示値が示す電流値との差が大きいことがある。この場合、制御部１１１は、例えば、３フレームなど、複数フレームをかけて次のタイミングの電流指示値が示す電流値に調整するというように、段階的に電流を変化させるように電流指示値を出力してもよい。
また、一実施形態においては、記憶部１１５は、例えば、以下の情報の全部または一部を記憶していてもよい。そして、制御部１１１は、例えば、以下の情報を用いて、温度変化や駆動部２０１の劣化等により光源１１２が受ける影響を補正するように電流指示値を調整してもよい。
・駆動部２０１の温度特性に関する情報
・駆動部２０１の経時劣化に関する情報
・光源１１２の劣化に関する情報
・各種制御異常に関する情報
以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態および代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してまたは置換して、或いは実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。
１００ 内視鏡システム
１０１ 光源装置
１０２ 内視鏡
１０３ ビデオプロセッサ
１０４ モニタ
１１１ 制御部
１１２ 光源
１１３ 光源駆動部
１１４ ダイクロイックミラー
１１５ 記憶部
１２１ 挿入部
１２２ コネクタ
１２３ ケーブル
１２４ コネクタ
１２５ 撮像素子
１２６ レンズ
１２７ ライトガイド
１２８ 信号線
１３１ ケーブル
１３２ ケーブル
２０１ 駆動部
２３１ デジタルアナログコンバータ
２３２ ドライバ
２３３ 周辺回路
２３４ ＰＷＭ制御回路
２４０ 信号線
２５０ 光センサ
７０１ 変換部
７０２ａ 第１の個別変換部
７０２ｂ 第２の個別変換部

Claims (15)

  1. 印加電流に応じた光量の光を放射する半導体光源と、
    入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定する制御部と、
    前記半導体光源及び前記制御部に接続され、前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源に出力可能な第１の駆動部と、
    前記半導体光源及び前記制御部に接続され、前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源に出力可能な第２の駆動部と、
    を備え、
    前記制御情報は、撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定されており、
    前記制御部は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、前記一方の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止してから、前記撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、前記他方の駆動部に前記半導体光源への電流の出力を開始させる
    ことを特徴とする、光源装置。
  2. 前記第１の駆動部が出力する最小電流値は、前記第２の駆動部が出力する最小電流値よりも小さく、
    前記第１の駆動部が出力する最大電流値は、前記第２の駆動部が出力する最大電流値よりも小さく、かつ、前記第２の駆動部が出力する最小電流値よりも大きい、
    ことを特徴とする、請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記制御部は、前記電流指示値に基づいて、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とのうちのいずれか一方を選択し、選択した駆動部から前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源へと出力させる、請求項２に記載の光源装置。
  4. 前記制御部は、前記電流指示値と対応する電流値を前記選択した駆動部において指定する個別の電流指示値に変換し、変換して得られた前記個別の電流指示値を前記選択した駆動部に出力する、ことを特徴とする、請求項３に記載の光源装置。
  5. 更に、第１の電流指示値を記憶する記憶部を含み、
    前記制御部は、前記第１の駆動部が前記半導体光源に電流を出力しており、かつ、前記第１の電流指示値が前記第１の駆動部に対して対応づけられる電流値以上の電流値を示す値に前記電流指示値がなった場合、前記第１の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止して、前記第２の駆動部から前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源へと出力させる、ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
  6. 前記記憶部は、更に、前記第１の電流指示値が対応づけられる電流値よりも小さい電流値と対応づけられる第２の電流指示値を記憶しており、
    前記制御部は、前記第２の駆動部が前記半導体光源に電流を出力しており、かつ、前記第２の電流指示値が前記第２の駆動部に対して対応づけられる電流値以下の電流値を示す値に前記電流指示値がなった場合、前記第２の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止して、前記第１の駆動部から前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源へと出力させる、ことを特徴とする、請求項５に記載の光源装置。
  7. 前記第１の電流指示値において前記第２の駆動部が出力する電流値と、前記第１の電流指示値が前記第１の駆動部に対して対応づけられる電流値とは異なっている、請求項５または６に記載の光源装置。
  8. 前記第１の電流指示値において前記第２の駆動部が出力する電流値は、前記第１の電流指示値が前記第１の駆動部に対して対応づけられる電流値以上の大きさを有することを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の光源装置。
  9. 前記第１の電流指示値において前記第２の駆動部が出力する電流値は、前記第１の電流指示値が前記第１の駆動部に対して対応づけられる電流値から所定の許容範囲内の大きさを有する、請求項８に記載の光源装置。
  10. 前記第２の電流指示値において前記第１の駆動部が出力する電流値は、前記第２の電流指示値が前記第２の駆動部に対して対応づけられる電流値以下の大きさを有することを特徴とする、請求項６に記載の光源装置。
  11. 前記第２の電流指示値において前記第１の駆動部が出力する電流値は、前記第２の電流指示値が前記第２の駆動部に対して対応づけられる電流値から所定の許容範囲内の大きさを有する、請求項１０に記載の光源装置。
  12. 前記第１の駆動部に対して前記第１の電流指示値が対応づけられる電流値よりも、前記第２の駆動部に対して前記第２の電流指示値が対応づけられる電流値は小さい値を有する、請求項６、１０、および１１のいずれか１項に記載の光源装置。
  13. 前記制御部は、前記撮像素子による撮像のフレーム内で前記所定の停止時間、前記半導体光源への電流の出力を停止する場合、前記電流指示値と対応する大きさの電流を印加したときに前記半導体光源が発する光量を前記フレームの時間長にわたって積算した積算光量と、前記所定の停止時間を含むフレームの期間に前記半導体光源が発する光量を積算した積算光量とが所定の誤差範囲内で等しくなるように、前記電流指示値を補正した補正電流指示値と対応する大きさの電流を前記他方の駆動部から出力させる、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の光源装置。
  14. 内視鏡と、
    印加電流に応じた光量の光を前記内視鏡に供給する半導体光源と、
    入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定する制御部と、
    前記半導体光源及び前記制御部に接続され、前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源に出力可能な第１の駆動部と、
    前記半導体光源及び前記制御部に接続され、前記電流指示値と対応する大きさの電流を前記半導体光源に出力可能な第２の駆動部と、
    を備え、
    前記制御情報は、前記内視鏡の撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定されており、
    前記制御部は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、前記一方の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止してから、前記撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、前記他方の駆動部に前記半導体光源への電流の出力を開始させる、ことを特徴とする内視鏡システム。
  15. 入力される制御情報に基づいて電流指示値を決定し、前記電流指示値と対応する大きさの電流を半導体光源に出力可能な第１の駆動部及び第２の駆動部を備える光源装置の制御方法であって、
    前記制御情報を撮像素子で撮像された撮像画像の明るさに基づいて設定し、
    前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを一方の駆動部から他方の駆動部へと切り替える場合、前記一方の駆動部からの前記半導体光源への電流の出力を停止してから、前記撮像素子による撮像のフレームレートに対して所定の割合以下の長さである所定の停止時間が経過した後に、前記他方の駆動部に前記半導体光源への電流の出力を開始させる、ことを特徴とする光源装置の制御方法。
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