CN113164026A - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

光源装置具有：多个光源部，它们分别出射波段彼此不同的多个光；多个分光镜，它们分别被设置于向外部出射光的第1光路上，所述多个分光镜的光透射特性彼此不同，多个分光镜分别反射或透过由多个光源部中的任意光源部出射的光；多个光传感器，它们分别位于多个第2光路上，分别检测在第2光路中传播的光的光量，第2光路是与第1光路不同的光路，是光在分光镜反射或透过后该光进行传播的光路；以及控制部，其根据多个光传感器分别检测到的光量，对多个光的光量比进行控制。

Description

光源装置
技术领域
本发明涉及光源装置。
背景技术
公知有如下技术：在具有出射波长彼此不同的光的多个光源的光源装置中，光传感器直接检测来自光源的泄漏光，由此对各光源的输出进行控制(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/016172号
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述技术中，使用从各光源的光路偏离的泄漏光，因此，在要检测的光量中存在波动，与照明光的一致性低，很难高精度地将各光源的光量比保持恒定。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定的光源装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的光源装置的特征在于，所述光源装置具有：多个光源部，它们分别出射波段彼此不同的多个光；多个分光镜，它们分别被设置于向外部出射光的第1光路上，所述多个分光镜的光透射特性彼此不同，所述多个分光镜分别反射或透过由所述多个光源部中的任意光源部出射的光；多个光传感器，它们分别位于多个第2光路上，分别检测在所述第2光路中传播的光的光量，所述第2光路是与所述第1光路不同的光路，是光在所述分光镜反射或透过后该光进行传播的光路；以及控制部，其根据所述多个光传感器分别检测到的光量，对所述多个光的光量比进行控制。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述多个光传感器分别被设置于根据各光传感器的分光灵敏度特性、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的强度分布确定的位置。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述多个光传感器分别被设置于各光传感器相对于各波长的相对分光灵敏度、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的相对强度分布之积大致相同的位置。
本发明的光源装置的特征在于，所述光源装置具有：多个光源部，它们分别出射波段彼此不同的多个光；多个分光镜，它们分别被设置于向外部出射光的第1光路上，所述多个分光镜的光透射特性彼此不同，所述多个分光镜分别反射或透过由所述多个光源部中的任意光源部出射的光；以及多个光传感器，它们位于第2光路上，分别检测在所述第2光路中传播的光的光量，所述第2光路是与所述第1光路不同的光路，是光在与所述第1光路中的光向外部出射的出射位置最接近的所述分光镜反射或透过后该光进行传播的光路，各光传感器被设置于根据各光传感器的分光灵敏度特性、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的强度分布确定的位置，检测所述多个光中的与其他光传感器检测的光不同的光的光量。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述多个光传感器包含至少2个所述光传感器，该至少2个所述光传感器被配置于所述第2光路上的在与所述第2光路垂直的1个平面内从光路中心起的距离彼此不同的位置。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述多个光传感器针对相同波长的光源检测照度不同的区域的光量，通过多个传感器的检测值的组合，在比1个光传感器宽的动态范围内进行光量的检测。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述光传感器检测包含所述多个光的至少一部分在内的反射光或透过光的光量，所述光源装置还具有校正部，所述校正部将所述反射光或透过光的光量校正为与所述光传感器对应的1个光的光量，所述控制部根据所述校正部校正后的光量对所述多个光的光量比进行控制。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述校正部根据基于所述多个光的各传感器的检测值与预先存储的各传感器针对各波长的光的输出值的对应，通过矩阵运算来计算1个光的光量。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述光源装置还具有光学滤镜，所述光学滤镜在2个以上的光进行传播的所述第2光路上被设置于所述光传感器的上游，仅透过所述2个以上的光中的任意一方。
本发明的光源装置在上述发明中，其特征在于，所述光源部包含半导体激光器。
发明效果
根据本发明，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
附图说明
图1是示出具有实施方式1的光源装置的内窥镜系统的结构的图。
图2是示出反射红色激光的分光镜的透射特性的图。
图3是示出反射绿色激光的分光镜的透射特性的图。
图4是示出仅透过比红色短的波段的光的光学滤镜的透射特性的图。
图5是示出反射蓝色激光的分光镜的透射特性的图。
图6是示出仅透过比绿色短的波段的光的光学滤镜的透射特性的图。
图7是示出反射紫色激光的分光镜的透射特性的图。
图8是示出仅透过比蓝色短的波段的光的光学滤镜的透射特性的图。
图9是示出实施方式1的变形例的光源装置的结构的图。
图10是示出光的波长与光传感器的分光灵敏度之间的关系、以及入射的各色激光的波长与入射到光传感器的最大光量之间的关系的图。
图11是示意地示出实施方式2的光源装置具有的光传感器的配置位置的图。
图12是示出实施方式3的光源装置的结构的图。
图13A是示出仅透过波长比红色的波段长的光的滤光器的透射特性的图。
图13B是示出仅透过绿色附近的波段的光的滤光器的透射特性的图。
图13C是示出仅透过蓝色附近的波段的光的滤光器的透射特性的图。
图13D是示出仅透过比紫色的波段短的波段的光的滤光器的透射特性的图。
图14是示意地示出实施方式3的光源装置具有的光传感器的配置位置的图。
图15是示出实施方式4的光源装置的结构的图。
图16是示意地示出实施方式4的光源装置具有的光传感器的配置位置的图。
图17是示出实施方式5的光源装置的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)进行说明。
(实施方式1)
图1是示出具有实施方式1的光源装置的内窥镜系统的结构的图。该图所示的内窥镜系统1具有：内窥镜2，其前端部被插入到被检体内，对被检体的体内图像进行摄像；处理装置3，其对内窥镜系统1整体的动作进行总括控制；显示装置4，其显示内窥镜2进行摄像而得到的图像等；以及光源装置5，其产生从内窥镜2的前端出射的照明光。
内窥镜2具有：光学系统21，其被设置于插入到被检体内的插入部的前端部，使来自被检体的光会聚；摄像元件22，其对光学系统21会聚的光进行光电转换，生成电图像信号；光导23，其将光源装置5产生的光传播到插入部的前端部；以及照明透镜24，其被设置于光导23的前端侧，将在光导23中传播来的光作为照明光照射到内窥镜2的外部。光学系统21使用1个或多个透镜构成。摄像元件22例如使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合装置)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器构成。光导23例如通过捆束多根细径的光纤而构成。
处理装置3具有图像处理部31、同步信号生成部32、输入部33、控制部34和存储部35。图像处理部31对从内窥镜2接收到的图像信号实施规定的处理，生成显示用的图像数据，将其输出到显示装置4。同步信号生成部32生成用于与内窥镜2和光源装置5取得动作同步的同步信号。输入部33使用开关、按钮、触摸面板、键盘、鼠标等用户接口构成，受理用于指示内窥镜系统1的动作的动作指示信号等各种信号的输入。
控制部34对包含处理装置3在内的内窥镜系统1的动作进行总括控制。控制部34由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等通用处理器、FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)等执行特定功能的专用集成电路等硬件单独构成，或者组合CPU等通用处理器、FPGA等执行特定功能的专用集成电路等硬件而构成。
存储部35存储用于使内窥镜系统1进行动作的各种程序、以及包含内窥镜系统1的动作所需要的各种参数等的数据。使用RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器和ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非易失性存储器构成。另外，也可以使用能够从外部拆装的存储卡等计算机可读取的记录介质构成存储部35。上述的各种程序还能够记录在硬盘、闪存、CD-ROM、DVD-ROM、软盘等计算机可读取的记录介质中而广泛流通。
显示装置4显示与从处理装置3的图像处理部31接收到的图像数据对应的显示图像。显示装置4使用液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等监视器构成。
光源装置5具有产生波长彼此不同的激光的4个光源部51a～51d。光源部51a具有红色半导体激光器，光源部51b具有绿色半导体激光器，光源部51c具有蓝色半导体激光器，光源部51d具有紫色半导体激光器。半导体激光器被也称为激光二极管(LD)。
在光源部51a产生的红色激光的光路上设置有分光镜52a。分光镜52a的表面相对于红色激光的入射光路倾斜45°，在该表面反射红色激光，将光路的朝向变更90°。下面，将红色激光在分光镜52a反射后的光路称为第1光路。
图2是示出分光镜52a的透射特性的图。在图2中，横轴是波长，纵轴是透射率，虚线的棒R、G、B、V分别示出红色、绿色、蓝色、紫色的中心波长。这点在后述的图3～图8中也同样。
如图2的直线101所示，分光镜52a几乎不透过全部波段的光。因此，分光镜52a反射从光源部51a入射的红色激光的大部分，透过极少量。下面，将红色激光透过分光镜52a后的光路称为第2光路。在第2光路上，朝向下游依次设置有ND(Neutral Density：中性密度)滤镜53a、光传感器54a。光传感器54a仅接收红色激光。
在光源部51b产生的绿色激光的光路上设置有分光镜52b。分光镜52b的表面相对于绿色激光的入射光路倾斜45°，反射所入射的绿色激光，将光路的朝向变更90°。分光镜52b的表面与分光镜52a的表面平行，绿色激光的反射光路与第1光路一致。在绿色激光透过分光镜52b后的光路(这也称为第2光路)上，朝向第2光路的下游依次设置有光学滤镜55b、ND滤镜53b、光传感器54b。
图3是示出分光镜52b的透射特性的图。如图3的曲线102所示，分光镜52b透过4色的激光中的红色激光的大部分，几乎不透过其他3色的激光。因此，分光镜52b透过在第1光路中传播来的红色激光的大部分，另一方面，反射从光源部51b入射的绿色激光的大部分，对这些激光进行合波并使其在第1光路中传播。此外，分光镜52b反射极少量的红色激光，并且透过极少量的绿色激光，使其在第2光路中传播。
图4是示出光学滤镜55b的透射特性的图。如图4的曲线201所示，光学滤镜55b透过比红色短的波段的光的大部分，另一方面，几乎不透过比该波段靠长波长侧的波段的光。因此，光学滤镜55b仅透过在第2光路中传播的激光中的绿色激光。其结果，光传感器54b仅接收绿色激光。
在光源部51c产生的蓝色激光的光路上设置有分光镜52c。分光镜52c的表面相对于蓝色激光的入射光路倾斜45°，反射所入射的蓝色激光，将光路的朝向变更90°。分光镜52c的表面与分光镜52a的表面平行，蓝色激光的反射光路与第1光路一致。在蓝色激光透过分光镜52c后的光路(这也称为第2光路)上，朝向第2光路的下游依次设置有光学滤镜55c、ND滤镜53c、光传感器54c。
图5是示出分光镜52c的透射特性的图。如图5的曲线103所示，分光镜52c透过4色的激光中的红色激光和绿色激光的大部分，几乎不透过蓝色激光和紫色激光。因此，分光镜52c透过在第1光路中传播来的红色激光和绿色激光的大部分，另一方面，反射从光源部51c入射的蓝色激光的大部分，对这些激光进行合波并使其在第1光路中传播。此外，分光镜52c反射极少量的红色激光和绿色激光，并且透过极少量的蓝色激光，使其在第2光路中传播。
图6是示出光学滤镜55c的透射特性的图。如图6的曲线202所示，光学滤镜55b透过比绿色短的波段的光的大部分，几乎不透过比该波段靠长波长侧的波段的光。因此，光学滤镜55c仅透过在第2光路中传播的激光中的蓝色激光。其结果，光传感器54c仅接收蓝色激光。
在光源部51d产生的紫色激光的光路上设置有分光镜52d。分光镜52d的表面相对于紫色激光的入射光路倾斜45°，反射所入射的紫色激光，将光路的朝向变更90°。分光镜52d的表面与分光镜52a的表面平行，紫色激光的反射光路与第1光路一致。在紫色激光透过分光镜52d后的光路(这也称为第2光路)上，朝向第2光路的下游依次设置有光学滤镜55d、ND滤镜53d、光传感器54d。
图7是示出分光镜52d的透射特性的图。如图7的曲线104所示，分光镜52d透过4色的激光中的除了紫色激光以外的3色的激光。因此，分光镜52d透过在第1光路中传播来的红色激光、绿色激光和蓝色激光的大部分，另一方面，反射从光源部51d入射的紫色激光的大部分，对这些激光进行合波并使其在第1光路中传播。此外，分光镜52d反射极少量的红色激光、绿色激光和蓝色激光，并且透过极少量的紫色激光，使其在第2光路中传播。
图8是示出光学滤镜55d的透射特性的图。如图8的曲线203所示，光学滤镜55d透过比蓝色短的波段的光的大部分，几乎不透过比该波段靠长波长侧的波段的光。因此，光学滤镜55d仅透过在第2光路中传播的激光中的紫色激光。其结果，光传感器54d仅接收紫色激光。
ND滤镜53a～53d具有使分别入射到光传感器54a～54d的各色激光的光量与光传感器54a～54d的受光范围一致的功能。
光传感器54a～54d例如使用光电二极管等受光元件构成。光传感器54a～54d的受光面与光路垂直地被配置于与第2光路的光路中心相交的位置。光传感器54a～54d的分光灵敏度特性彼此相同。
光源装置5还具有：透镜56，其被设置于第1光路，使在第1光路中传播来的4色的激光会聚并将其供给到光导23；驱动部57，其包含用于驱动光源部51a～51d的电路；以及控制部58，其使驱动部57驱动，以使光源51a～51d分别出射的多个激光的光量比恒定。控制部58使用CPU或FPGA等构成。另外，也可以与处理装置3一体地形成光源装置5。
另外，图2～图8所示的直线101、曲线102～104、201～203只不过是一例，其形状不限于图示的形状。
具有以上结构的光源装置5将光源部51a～51d分别出射的光的大部分经由分光镜52a～52d供给到内窥镜2的光导23。此外，光源部51a～51d出射的光中的极少量分别透过分光镜52a～52d而在第2光路中传播，单色的激光分别入射到光传感器54a～54d。
控制部58根据光传感器54a～54d检测到的各色的激光的光量使驱动部57驱动，以使光源装置5出射的照明光的各色成分保持规定的光量比，由此对光源部51a～51d的输出进行控制。
根据以上说明的实施方式1，在与向光源装置5的外部出射照明光的第1光路不同的第2光路上设置检测各色的激光的光传感器，因此，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
在上述专利文献1的光量检测中，从光源取得直接的泄漏光作为从光路偏离的照明光，因此，需要构成为特意使照明光的一部分从光路偏离，实际的出射光量的损失增大。与此相对，在实施方式1中，利用光源部51a～51d出射的光中的、仅极少量透过对应的分光镜52a～52d的量来检测光量，因此，能够监视各激光的光量，而不产生多余的光量损失。
(变形例)
图9是示出实施方式1的变形例的光源装置的结构的图。在该图所示的光源装置5A中，透过在光源部51a出射的红色激光的大部分的分光镜52e被设置于红色激光的入射光路(第1光路)上。分光镜52e具有透过红色激光的大部分、且仅反射极少量的特性。
由分光镜52e反射而在第2光路中传播的红色激光入射到被设置于第2光路上的光传感器54a。另外，在本变形例中，ND滤镜53a不是必须的。除了这里说明的事项以外的光源装置5A的结构与上述光源装置5的结构相同，得到的效果也与实施方式1相同。
(实施方式2)
实施方式2的光源装置根据光传感器的分光灵敏度设定光传感器的配置位置。除了这点以外的光源装置和内窥镜系统的结构与实施方式1相同。下面，对与光源装置5的结构要素相同的结构要素标注与光源装置5的结构要素相同的标号进行说明。
图10是示出光的波长λ与光传感器的分光灵敏度S(λ)之间的关系、以及入射的各色激光的波长λ与入射到光传感器的最大光量P(λ)之间的关系的图。在图10中，曲线301是示出分光灵敏度S(λ)的曲线。此外，棒401、402、403、404的高度分别示出红色激光、绿色激光、蓝色激光、紫色激光的最大光量P(λ)。
在图10所示的情况下，关于分光灵敏度S(λ)，在λ为400～800nm左右的波段中，随着波长的增加而单调增加，在800nm附近达到最大值，在比其更大的波段中，随着波长的增加而单调减少。此外，在图10所示的情况下，入射到光传感器的最大光量P(λ)按照从大到小的顺序为绿色、红色、蓝色、紫色。另外，曲线301只不过是一例，光传感器的分光特性不限于此。
构成光源部51a～51d的半导体激光器出射的激光的强度分布作为从激光的中心起的距离的函数而由将中心设为最大值的高斯分布来表示。在实施方式2中，作为激光的强度分布，应用光传感器的受光面内、使第2光路的中心为零时的位置r处的相对光强度I(r)。
图11是示意地示出光传感器54a～54d的配置位置的图。在图11中，曲线501是示出与位置r对应的相对光强度I(r)的曲线。图11所示的光传感器54a～54d的配置位置是在与第2光路垂直的平面上观察到的配置位置。4个圆的直径相当于激光的射束直径。射束直径是使相对光强度I(λ)的最大值为1时的相对光强度为1/e2的2个位置彼此的距离。光传感器54a～54d分别被配置于入射的最大光量P(λ)、位置r处的相对光强度I(r)和分光灵敏度S(λ)之积P(λ)×I(r)×S(λ)彼此恒定的位置。
在光传感器54a～54d中，将从光路中心到积P(λ)×I(r)×S(λ)恒定的位置为止的距离|r|分别设为ra、rb、rc、rd时，如图11所示，这些距离处于ra>rb>rc>rd＝0的关系。通过这样配置光源部51a～51d，在使光源部51a～51d的输出最大时，能够对光传感器54a～54d照射彼此相同的照度的激光。
根据以上说明的实施方式2，与实施方式1同样，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
此外，根据实施方式2，通过分别调整各光传感器在光路上的配置位置，能够对入射到各光传感器的入射光量进行优化。
此外，根据实施方式2，能够提高光传感器的动态范围，而不使用ND滤镜。在使用ND滤镜提高光传感器的动态范围的情况下，需要考虑分光灵敏度特性、光量比而分别调整各ND滤镜的光学浓度并进行优化。与此相对，根据实施方式2，不需要ND滤镜，因此，能够削减部件数量，而且，不需要单独对ND滤镜进行优化。其结果，在产品组装时防止相似部件的组装错误，组装步骤也被简化，因此，能够抑制制造所需要的成本，能够提供经济的光源装置。
(实施方式3)
图12是示出实施方式3的光源装置的结构的图。该图所示的光源装置6具有4个光源部51a～51d、3个分光镜52a～52d、ND滤镜53e、驱动部57、控制部58和光传感器单元61。下面，对与光源装置5的结构要素相同的结构要素标注与光源装置5的结构要素相同的标号进行说明。
光传感器单元61具有分别检测红色激光、绿色激光、蓝色激光和紫色激光的4个光传感器61a～61d。光传感器61a～61d分别是组合透过的波段与其他不同的光学滤镜和光电二极管等光学元件而构成的。图13A～图13D是示出光传感器61a～61d分别具有的光学滤镜的透射特性的图。在图13A～图13D中，横轴是波长，纵轴是透射率，虚线的棒R、G、B、V分别示出红色、绿色、蓝色、紫色的中心波长。
如图13A的曲线601所示，光传感器61a具有的光学滤镜透过包含红色且比红色靠长波长侧的波段的光的大部分，几乎不透过绿色、蓝色、紫色的光。由此，光传感器61a仅检测在分光镜52d反射后的4色的激光中的红色激光的光量。
如图13B的曲线602所示，光传感器61b具有的光学滤镜透过绿色附近的波段的光的大部分，几乎不透过红色、蓝色、紫色的光。由此，光传感器61b仅检测在分光镜52d反射后的4色的激光中的绿色激光的光量。
如图13C的曲线603所示，光传感器61c具有的光学滤镜透过蓝色附近的波段的光的大部分，几乎不透过红色、绿色、紫色的光。由此，光传感器61c仅检测在分光镜52d反射后的4色的激光中的蓝色激光的光量。
如图13D的曲线604所示，光传感器61d具有的光学滤镜透过包含紫色且比紫色靠短波长侧的波段的光的大部分，几乎不透过红色、绿色、蓝色的光。由此，光传感器61d仅检测在分光镜52d反射后的4色的激光中的紫色激光的光量。
另外，曲线601～604只不过是一例，其形状不限于图示的形状。
在实施方式3中，与实施方式2同样，光传感器61a～61d应用光传感器的受光面内、使第2光路的中心为零时的位置r处的相对光强度I(r)，作为激光的强度分布，光传感器61a～61d分别被配置于入射的最大光量P(λ)、位置r处的相对光强度I(r)和分光灵敏度S(λ)之积P(λ)×I(r)×S(λ)彼此恒定的位置。
图14是示意地示出光传感器61a～61d的配置位置的图。具体而言，图14示意地示出通过图10所示的曲线301表示光的波长λ与光传感器的分光灵敏度S(λ)之间的关系、并且通过图10所示的棒401～403表示入射的各色激光的波长λ与入射到光传感器的最大光量P(λ)之间的关系的情况下的光传感器61a～61d的配置位置。图14所示的曲线501是与图11相同的曲线。此外，图14所示的光传感器61a～61d的配置位置是在与第2光路垂直的平面上观察到的配置位置，圆的直径相当于激光的射束直径。在图14所示的情况下，与图11所示的情况同样，从光路中心起的距离|r|也满足ra>rb>rc>rd＝0的关系。另外，图14所示的光传感器61a～61d的配置位置只不过是一例，只要满足P(λ)×I(λ)×S(λ)恒定这样的关系即可，能够适当变更。
根据以上说明的实施方式3，与实施方式1同样，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
此外，根据实施方式3，在相同的第2光路上优化地配置4个光传感器61a～61d，因此，在使光源部51a～51d的输出最大时，能够对光传感器54a～54d照射彼此相同的照度的激光。
此外，根据实施方式3，在与最接近照明光向外部出射的出射位置的分光镜52d对应的第2光路上检测各色激光，由此，减少分光镜的特性偏差、变动等的影响，能够进一步提高与向内窥镜2供给的光的一致性。
(实施方式4)
图15是示出实施方式4的光源装置的结构的图。该图所示的光源装置7与实施方式1中说明的光源装置5相比，光传感器的结构不同。除此以外的光源装置7的结构与光源装置5的结构相同。下面，对与光源装置5具有的结构要素相同的结构要素标注与实施方式1相同的标号进行说明。
光源装置7具有4个光传感器单元71a～71d。光传感器单元71a具有：光传感器711a，其位于高照度区域即光路中心；以及光传感器712a，其位于从光路中心分开到射束直径的1/2附近的低照度区域。
图16是示意地示出光传感器单元71a中的光传感器711a、712a的配置位置的图。图16所示的曲线501是与图11相同的曲线。此外，图16所示的光传感器711a、712a的配置位置是在与第2光路垂直的平面上观察到的配置位置，圆的直径相当于射束直径。
另外，光传感器单元71b具有的光传感器711b、712b的配置位置、光传感器单元71c具有的光传感器711c、712c的配置位置、光传感器单元71d具有的光传感器711d、712d的配置位置也同样。
根据以上说明的实施方式4，与实施方式1同样，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
此外，根据实施方式4，针对1个颜色，在照度彼此不同的区域检测各色的激光，因此，与1个光传感器检测激光的情况相比，能够检测更宽的动态范围的光。因此，能够以高分辨率进行调光，作为内窥镜用的光源是优选的。
此外，根据实施方式4，仅使用一组光传感器和共通的ND滤镜就能够扩大照度范围，不需要ND滤镜的减光率的调整等，因此，能够抑制制造所需要的成本，能够提供经济的光源装置。
另外，在实施方式4中，各光传感器单元具有的光传感器的数量也可以是3个以上。
(实施方式5)
图17是示出实施方式5的光源装置的结构的图。该图所示的光源装置8与实施方式1中说明的光源装置5相比，不具有ND滤镜53a～53d和光学滤镜55b～55d，另一方面，具有校正部81。下面，为了便于说明，将光源部51a、51b、51c、51d分别称为光源部51-1、51-2、51-3、51-4。此外，将光传感器54a、54b、54c、54d分别称为光传感器54-1、54-2、54-3、54-4。对除此以外的光源装置8的结构要素标注与光源装置5的结构要素相同的标号进行说明。
校正部81对光传感器54-1～54-4检测到的光量进行校正。校正部81存储有进行校正的运算所需要的各种程序、各种数据。校正部81使用CPU或FPGA等硬件和RAM、ROM等存储器构成。
下面，说明校正部81进行的校正的运算。
将光传感器54-i(i＝1～4)的检测值设为si。检测值si不经由光学滤镜，因此，一般是波段彼此不同的多个光混合的状态的检测值。其中，检测值s1是仅红色的检测值，检测值s2是红色和绿色混合的检测值，检测值s3是红色、绿色和蓝色混合的检测值，检测值s4是红色、绿色、蓝色和紫色混合的检测值。
校正部81通过对检测值si进行校正，计算单色的检测值s’i。具体而言，检测值s’1是红色激光的光量，检测值s’2是绿色激光的光量，检测值s’3是蓝色激光的光量，检测值s’4是紫色激光的光量。
校正部81预先存储有光源部51-i产生的激光对光传感器54-j的贡献aij，以计算检测值s’i。贡献aij是仅起动了光源部51-i时的光传感器54-j的检测值。例如，贡献a11是仅起动了光源部51-1时的光传感器54-1的检测值，a11＝1。同样，a22＝a33＝a54＝1。此外，根据光源装置8的结构可知，aij＝0(i<j)。贡献aij作为以下所示的下三角矩阵A的分量来表示。
【数学式1】
Figure BDA0003074969570000131
根据式(1)可知，矩阵A的行列式是1，具有逆矩阵A-1。逆矩阵A-1表示为
【数学式2】
Figure BDA0003074969570000132
这里，定义将单色的检测值si设为分量的列向量s＝(s1,s2,s3,s4)T、以及将混合的检测值s’i设为分量的列向量s’＝(s’1,s’2,s’3,s’4)T。(…)T意味着转置矩阵。此时，列向量s和列向量s’处于s＝As’或s’＝A-1s的关系。
校正部81使用将光传感器54-i的检测值设为分量的列向量s和预先存储有分量aij的矩阵A计算列向量s’＝A-1s，由此，对光源51-i产生的激光中的光传感器54-i接收的光量进行校正。
根据以上说明的实施方式5，与实施方式1同样，能够高精度地将多个光源的光量比保持恒定。
此外，根据实施方式5，不需要光学滤镜、ND滤镜，因此，减少部件数量，抑制制造所需要的成本，能够提供经济的光源装置。
另外，这里说明了光源装置8具有4个光源部和4个光传感器的情况，但是，更一般而言，在光源装置具有相同数量的光源部和光传感器的情况下，校正部81通过进行同样的运算，也能够计算单色的光量。例如，在光源部和光传感器的数量为N(N为正整数)的情况下，列向量s、s’分别具有N个分量，将贡献aij设为分量的矩阵A成为N行N列的矩阵，但是，校正部81进行的运算只是s’＝A-1s。
此外，也可以根据光源装置内的光的合成方式对校正进行组合。例如，在具有5个光源部的光源装置中，也可以将5个光源部分成3个光源部的群组和2个光源部的群组，在各群组中进行上述同样的校正运算，使用它们对光进行合成。
(其他实施方式)
此前说明了用于实施本发明的方式，但是，本发明不应该仅由上述的实施方式1～5来限定。例如，通过代替半导体激光器而使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)，也可以构成光源部。
此外，多个光源部的颜色的组合和第1光路中的配置顺序不限于上述的实施方式。多个分光镜、多个光学滤镜的透射特性也可以根据多个光源部的颜色的组合和第1光路中的配置顺序进行适当调整。
此外，也可以作为超声波内窥镜或工业用内窥镜的光源装置来应用，还可以作为内窥镜以外的用途的光源装置来应用。
标号说明
1 内窥镜系统
2 内窥镜
3 处理装置
4 显示装置
5、5A、6、7、8 光源装置
21 光学系统
22 摄像元件
23 光导
24 照明透镜
31 图像处理部
32 同步信号生成部
33 输入部
34、58 控制部
35 存储部
51a～51d、51-1～51-4 光源部
52a～52e 分光镜
53a～53e ND滤镜
54a～54d、54-1～54-4、61a～61d、711a～711d、712a～712d 光传感器
55b～55d 光学滤镜
56 透镜
57 驱动部
61、71a～71d 光传感器单元
81 校正部

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置具有：
多个光源部，它们分别出射波段彼此不同的多个光；
多个分光镜，它们分别被设置于向外部出射光的第1光路上，所述多个分光镜的光透射特性彼此不同，所述多个分光镜分别反射或透过由所述多个光源部中的任意光源部出射的光；
多个光传感器，它们分别位于多个第2光路上，分别检测在所述第2光路中传播的光的光量，所述第2光路是与所述第1光路不同的光路，是光在所述分光镜反射或透过后该光进行传播的光路；以及
控制部，其根据所述多个光传感器分别检测到的光量，对所述多个光的光量比进行控制。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述多个光传感器分别被设置于根据各光传感器的分光灵敏度特性、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的强度分布确定的位置。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
所述多个光传感器分别被设置于各光传感器相对于各波长的相对分光灵敏度、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的相对强度分布之积大致相同的位置。
4.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置具有：
多个光源部，它们分别出射波段彼此不同的多个光；
多个分光镜，它们分别被设置于向外部出射光的第1光路上，所述多个分光镜的光透射特性彼此不同，所述多个分光镜分别反射或透过由所述多个光源部中的任意光源部出射的光；以及
多个光传感器，它们位于第2光路上，分别检测在所述第2光路中传播的光的光量，所述第2光路是与所述第1光路不同的光路，是光在与所述第1光路中的光向外部出射的出射位置最接近的所述分光镜反射或透过后该光进行传播的光路，
各光传感器被设置于根据各光传感器的分光灵敏度特性、与入射到各光传感器的光的波长对应的最大光量和所述光源部出射的光的强度分布确定的位置，检测所述多个光中的与其他光传感器检测的光不同的光的光量。
5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述多个光传感器包含至少2个所述光传感器，该至少2个所述光传感器被配置于所述第2光路上的、在与所述第2光路垂直的1个平面内从光路中心起的距离彼此不同的位置。
6.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，
所述多个光传感器针对相同波长的光源检测照度不同的区域的光量，通过多个传感器的检测值的组合，在比1个光传感器宽的动态范围内进行光量的检测。
7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述光传感器检测包含所述多个光的至少一部分在内的反射光或透过光的光量，
所述光源装置还具有校正部，所述校正部将所述反射光或透过光的光量校正为与所述光传感器对应的1个光的光量，
所述控制部根据所述校正部校正后的光量对所述多个光的光量比进行控制。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，
所述校正部根据基于所述多个光的各传感器的检测值与预先存储的各传感器针对各波长的光的输出值的对应，通过矩阵运算来计算1个光的光量。
9.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述光源装置还具有光学滤镜，所述光学滤镜在2个以上的光进行传播的所述第2光路上被设置于所述光传感器的上游，仅透过所述2个以上的光中的任意一方。
10.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
所述光源部包含半导体激光器。
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