JP2008216479A - Wavelength variable filter spectroscopic device - Google Patents
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Description
本発明は、波長可変フィルタ分光装置に関し、特に、内視鏡等の医療機器に好ましく適用される波長可変フィルタ分光装置に関する。 The present invention relates to a wavelength tunable filter spectroscopic device, and more particularly to a wavelength tunable filter spectroscopic device that is preferably applied to medical equipment such as an endoscope.
従来、人体局部を観察するための医療機器例えば内視鏡は、例えば図4に示すように、光源1から出た光を、回転10させつつある回転色フィルタ2に入射させてR(赤)、G(緑)、B(青)の3色を順次透過させ、この透過光をライトガイド3を介して被観察部4に照射しながら、被観察部4からの射出光を対物レンズ系5で集光してCCDあるいはMOS等からなる固体撮像素子6に導き、電気信号に変換して画像データ13となし、これを画像プロセッサ8で処理してフルカラー画像に合成し、テレビモニタ(図示省略)に表示するように構成されている(例えば特許文献1、2)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a medical device such as an endoscope for observing a local part of a human body, as shown in FIG. 4, for example, makes light emitted from a light source 1 incident on a rotating color filter 2 that is being rotated 10 to be R (red). , G (green), and B (blue) are sequentially transmitted, and the emitted light from the observed
回転色フィルタ2の回転10を駆動するモータ(図示省略)の動作および固体撮像素子6からの画像データ13の読出し動作は、コントローラ7からの制御信号12,11によって同期制御される。
なお、光源1、回転色フィルタ2、ライトガイド3の後端部、画像プロセッサ8、コントローラ7は筐体状の処理・制御部23に収容されている。ライトガイド3の先端部、対物レンズ系5、固体撮像素子6は、人体体腔内に挿入される細長い挿入部20の先端付近に配置されている。挿入部20の後端は手元操作部21に連結されている。手元操作部21と処理・制御部23とは、着脱可能な接続コード部22で接続されている。ライトガイド3、および画像データ13、制御信号11の伝送線は、挿入部20から手元操作部21、接続コード部22を経て処理・制御部23まで延設されている。
The operation of a motor (not shown) for driving the
The light source 1, the rotating color filter 2, the rear end of the
一方、波長可変フィルタの1例として、2枚の平行偏光子で挟んだ一軸性結晶を多段に積層することにより、特定の比較的鋭い透過スペクトルを有するバンドパスフィルタをなすようにされてなるリオ・フィルタにおいて、前記一軸性結晶に代えてECB型(ネマティック液晶を用いた電界制御複屈折型)液晶セルとし、かつ該液晶セルに電圧を印加する電圧源を設けて液晶リオ・フィルタとなし、これにさらに、クロスニコルで挟んだECBセル(前記ECB型液晶セルの略称)を付加してなる修正型液晶リオ・フィルタ(特許文献3)が知られている。 On the other hand, as an example of a wavelength tunable filter, a uniaxial crystal sandwiched between two parallel polarizers is stacked in multiple stages to form a bandpass filter having a specific relatively sharp transmission spectrum. In the filter, an ECB type (electric field control birefringence type using nematic liquid crystal) liquid crystal cell is used instead of the uniaxial crystal, and a voltage source for applying a voltage to the liquid crystal cell is provided to form a liquid crystal rio filter. Furthermore, there is known a modified liquid crystal rio filter (Patent Document 3) in which an ECB cell sandwiched between crossed Nicols (abbreviation of the ECB type liquid crystal cell) is added.
これによれば、同フィルタ内の複数の液晶セルの個々に印加する電圧の組み合わせを変えることで、透過波長を広範囲に変化させることが可能である。
また、前記修正型液晶リオ・フィルタは、さらなる改良形態として、同フィルタ内の複数の液晶セルのセル厚比を限定することにより、前記複数の液晶セルに同時に同じ1つの電圧を印加し、その1つの電圧を変化させるだけで透過波長を広範囲に変化させることができるようにしたもの(特許文献4)が知られている。前記修正型液晶リオ・フィルタ(特許文献3)では、複数の液晶セルの個々にそれぞれ電圧制御回路を必要とするが、それの改良形態(特許文献4)では複数の液晶セルに同時に同じ電圧を可変に印加する1つの電圧制御回路があればよい。
Further, as a further improvement, the modified liquid crystal rio filter applies the same voltage to the plurality of liquid crystal cells at the same time by limiting the cell thickness ratio of the plurality of liquid crystal cells in the filter. There is known a technique (Patent Document 4) in which the transmission wavelength can be changed over a wide range only by changing one voltage. The modified liquid crystal filter (Patent Document 3) requires a voltage control circuit for each of the plurality of liquid crystal cells. However, in the improved form (Patent Document 4), the same voltage is simultaneously applied to the plurality of liquid crystal cells. There may be only one voltage control circuit to apply variably.
従来の内視鏡では、上述のように回転色フィルタを用いて光源からの光を面順次式にR,G,B等の3原色に分光している。また、特許文献4のように、患部をより高精度に特定するために、回転色フィルタに可視光およびそれ以外の例えば赤外線等の波長を透過するフィルタを配置し、用いるフィルタの組み合わせを変えて分光を行うことも知られている。
In a conventional endoscope, light from a light source is spectrally separated into three primary colors such as R, G, and B using a rotating color filter as described above. Further, as in
しかし、回転色フィルタを用いる分光方式においては、(1)モータ等の駆動手段を必要とするため、小型化が困難である、(2)前記モータ等の駆動手段から不快音が発生する、(3)光源からの熱により色フィルタが劣化しやすい、などの点が、解決されるべき課題として残っている。
本発明は、上述の課題を解決し、内視鏡等の医療機器に好ましく適用される波長可変フィルタ分光装置を提供することを目的とする。
However, in the spectroscopic method using a rotating color filter, (1) it is difficult to reduce the size because it requires a driving means such as a motor, (2) unpleasant noise is generated from the driving means such as the motor, 3) The problem that the color filter is likely to deteriorate due to heat from the light source remains as a problem to be solved.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a wavelength tunable filter spectroscopic device that is preferably applied to a medical device such as an endoscope.
前記課題を解決するためになされた本発明は、次のとおりである。
1.被観察部からの光を受光する複数のレンズからなる結像レンズ系の内部に波長可変フィルタを具備し、前記受光した光が前記波長可変フィルタを透過してなる分光画像が、前記結像レンズ系により固体撮像素子上に結像し、該固体撮像素子から順次出力するようにされてなることを特徴とする波長可変フィルタ分光装置。
The present invention made to solve the above problems is as follows.
1. An imaging lens system comprising a plurality of lenses that receive light from the observation portion includes a wavelength tunable filter, and a spectral image obtained by transmitting the received light through the wavelength tunable filter is the imaging lens. A wavelength tunable filter spectroscopic device characterized in that an image is formed on a solid-state image sensor by a system and is sequentially output from the solid-state image sensor.
2.前記結像レンズ系は、メニスカスレンズとダブルガウス型レンズとを組み合わせてなることを特徴とする前項1に記載の波長可変フィルタ分光装置。
3.前記波長可変フィルタは、修正型液晶リオ・フィルタからなることを特徴とする前項1または2に記載の波長可変フィルタ分光装置。
2. 2. The wavelength tunable filter spectroscopic device according to item 1, wherein the imaging lens system is a combination of a meniscus lens and a double Gauss lens.
3. 3. The wavelength tunable filter spectroscopic device according to item 1 or 2, wherein the wavelength tunable filter is a modified liquid crystal rio filter.
本発明によれば、内視鏡等の医療機器の小型化が容易で、不快音の発生がなく、熱による透過性能の劣化もない波長可変フィルタ装置を実現させることができる。 According to the present invention, it is possible to realize a wavelength tunable filter device in which a medical device such as an endoscope can be easily downsized, no unpleasant sound is generated, and transmission performance is not deteriorated by heat.
図1は、内視鏡に適用した本発明の1例を示す概略図である。図4と同一または相当部材には同じ符号を付し説明を省略する。9は本発明の波長可変フィルタ装置の光学系部分であり、この波長可変フィルタ装置の光学系部分9は、波長可変フィルタ15を結像レンズ系5の内部に具備してなる。14は波長可変フィルタ15の透過波長を電気的に変化させる制御信号である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the present invention applied to an endoscope. The same or corresponding members as those in FIG.
結像レンズ系(対物レンズ系)5は複数のレンズからなり、被観察部4からの光(ライトガイド3から射出して被観察部4を照射した後の光)を受光する。この受光光は、波長可変フィルタ15を透過する際、コントローラ7からの制御信号14により電気的に例えばR,G,Bの順で変化させた波長可変フィルタ15の透過波長と同じ波長の光に分光し、その分光画像が、結像レンズ系5によって固体撮像素子6上に結像する。
The imaging lens system (objective lens system) 5 includes a plurality of lenses, and receives light from the observed portion 4 (light emitted from the
この結像した分光画像は、固体撮像素子6により電気信号に変換されて画像データ13となり、コントローラ7からの制御信号11(制御信号14と同期されている)により固体撮像素子6から順次画像プロセッサ8へ出力され、画像プロセッサ8で合成される。
図1と図4を比較して明らかなように、本発明では、光源1とライトガイド3の間に回転色フィルタ2のような大きい部材は存在しないから内視鏡の小型化が容易であり、また、波長可変フィルタ15の透過波長の変更(切り替え)が機械的にではなく電気的に行なわれるから不快音の発生もなく、また、波長可変フィルタ15が光源1からの熱影響のほとんどない挿入部20の先端付近に組込まれているから、前記熱影響による劣化もない。
The formed spectral image is converted into an electrical signal by the solid-
As is clear from comparison between FIG. 1 and FIG. 4, in the present invention, there is no large member such as the rotating color filter 2 between the light source 1 and the
結像レンズ系5は、ピント合わせやズーミングの容易性の点から、メニスカスレンズとダブルガウス型レンズとを組み合わせたものが好ましい。その1例を図2に示す。これは、一対のダブルガウス型レンズ53,54を中心として、入射側に第1、第2のメニスカスレンズ51,52、出射側にバックフォーカス調整用レンズ55が、これらに共通とされた光軸5A上に配列されてなる結像レンズ系5の例である。一対のダブルガウス型レンズ53,54の間には、光学系の有効直径を機械的に変更する装置であるアイリス絞り16が配置されている。
The
波長可変フィルタ15は、結像レンズ系5の内部に具備される限りにおいてその配置箇所は特に限定されないが、好ましくは、アイリス絞り16の開口部近傍に配置することである。アイリス絞り16の開口部では、入射側のレンズ群(第1、第2のメニスカスレンズ51,52、ダブルガウス型レンズ53)を順次通過してきた光の光束径が最小となっており、それゆえアイリス絞り16の開口部近傍に波長可変フィルタ15を配置することで、波長可変フィルタ15のサイズを最小(受光面積を最小)とすることができる。
The wavelength
電気的に透過波長を変化させうる波長可変フィルタとしては、前述の修正型液晶リオ・フィルタ(特許文献3の特許請求の範囲に記載された「波長可変型オプティカル・バンドパスフィルタ」)が好ましく用いうる。より好ましくは、それの改良形態(特許文献4の特許請求の範囲に記載された「液晶を用いた波長可変カラーフィルタ」)である。その1例を図3に示す。この例は、特許文献3の第6図に示されたのと同じく、クロスニコルで挟んだECBセル(P,LC3,P)を、2組の平行偏光子で挟んだ液晶(P,LC1,P,LC2)に付加した、つまり、出力側にクロスニコルで挟んだECBセル1枚を配置した構造を有する。
As the wavelength tunable filter that can electrically change the transmission wavelength, the above-described modified liquid crystal filter (“wavelength tunable optical bandpass filter” described in the claims of Patent Document 3) is preferably used. sell. More preferably, it is an improved form thereof ("wavelength variable color filter using liquid crystal" described in claims of Patent Document 4). One example is shown in FIG. In this example, as shown in FIG. 6 of
ECBセルLC1,LC2,LC3への個別の印加電圧V1,V2,V3は、コントローラ7からの印加電圧信号141,142,143に乗せて送られる。各セルにそれぞれ印加する電圧の組み合わせ(V1,V2,V3)を変化させれば、透過光のピーク波長が変化し、可視域内あるいは可視域外(赤外域や紫外域)の任意の分光画像を得ることができる。
ECB cell LC 1, LC 2, applied voltages V 1 individual to LC 3, V 2, V 3 is sent placed on the applied
また、この例において、3枚のECBセルLC1,LC2,LC3のセル厚の比を1:2:1.5にすることで、前記改良形態の1実施形態(特許文献4の図1参照)が実現する。すなわち、印加電圧を各セルに共通した1つの電圧V(V=V1=V2=V3)とすること(すなわち電圧制御回路を1つに統合すること)ができ、この電圧Vを変化させることで、同様に可視域内あるいは可視域外の任意の分光画像を得ることができる。 In this example, the ratio of the cell thicknesses of the three ECB cells LC 1 , LC 2 , LC 3 is set to 1: 2: 1.5, so that one embodiment of the improved embodiment (see FIG. 4). 1) is realized. That is, the applied voltage can be set to one voltage V (V = V 1 = V 2 = V 3 ) common to each cell (that is, the voltage control circuit can be integrated into one), and this voltage V can be changed. By doing so, an arbitrary spectral image in the visible range or outside the visible range can be obtained similarly.
また、3原色に対応した分光画像を生成する透過ピーク波長の光としては、R,G,B以外の3原色(例えばシアン、マゼンタ、イエロー)を採用してもよい。
なお、本発明に用いられる波長可変フィルタは、上述のような電気的に透過波長を切り替え可能なものに限らず、例えば運転時の発生音が無視できる程度に小さいマイクロマシン(例えばMEMUS等)で受光面の角度を変化させることにより透過波長を変化させる方式の色フィルタなどのような、機械的に透過波長を切り替え可能なものであってもよい。
In addition, as light having a transmission peak wavelength that generates a spectral image corresponding to the three primary colors, three primary colors other than R, G, and B (for example, cyan, magenta, and yellow) may be employed.
The wavelength tunable filter used in the present invention is not limited to the one that can switch the transmission wavelength electrically as described above. For example, the wavelength tunable filter is received by a micromachine (for example, MEMUS) that is small enough to ignore sound generated during operation. The transmission wavelength may be mechanically switched, such as a color filter that changes the transmission wavelength by changing the angle of the surface.
また、上述の例では、本発明を内視鏡に適用した場合について説明したが、本発明は内視鏡以外の医療機器、例えば虫歯診断用医療機器など、にも適用可能である。 In the above example, the case where the present invention is applied to an endoscope has been described. However, the present invention can also be applied to medical devices other than endoscopes, for example, medical devices for dental caries diagnosis.
1 光源
2 回転色フィルタ
3 ライトガイド
4 被観察部(人体局部)
5 対物レンズ系(結像レンズ系)
51 第1のメニスカスレンズ
52 第2のメニスカスレンズ
53、54 ダブルガウス型レンズ
55 バックフォーカス調整用レンズ
5A 光軸
6 固体撮像素子
7 コントローラ
8 画像プロセッサ
9 波長可変フィルタ装置の光学系部分
10 回転
11 制御信号
12 制御信号
13 画像データ
14 制御信号
141,142,143 印加電圧信号
15 波長可変フィルタ
16 アイリス絞り
20 挿入部
21 手元操作部
22 接続コード部
23 処理・制御部
LC1,LC2,LC3 ECBセル
P 偏光子
V1,V2,V3 印加電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2
5 Objective lens system (imaging lens system)
DESCRIPTION OF
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9207124B2 (en) | 2013-08-06 | 2015-12-08 | Seiko Epson Corporation | Colorimetry apparatus |
CN105791640A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-20 | 松下知识产权经营株式会社 | Imaging Apparatus |
US9531963B2 (en) | 2012-10-09 | 2016-12-27 | Ricoh Company, Ltd. | Image capturing device and image capturing system |
WO2017072852A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | オリンパス株式会社 | Imaging device and endoscope device |
CN106840416A (en) * | 2016-12-14 | 2017-06-13 | 华中农业大学 | Fully automatic light-wave measurement apparatus long and method based on filter plate absorption characteristic |
WO2017126801A1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Iism Inc. | Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01304417A (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Asahi Optical Co Ltd | Variable transmissivity distribution filter |
JP2000267127A (en) * | 1999-01-14 | 2000-09-29 | Tatsuo Uchida | Wavelength variable color filter using liquid crystal |
JP2002277758A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Hochiki Corp | Variable wavelength filter controller and variable wavelength filter |
JP2006122195A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Olympus Corp | Endoscope optical system |
-
2007
- 2007-03-01 JP JP2007051804A patent/JP2008216479A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01304417A (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Asahi Optical Co Ltd | Variable transmissivity distribution filter |
JP2000267127A (en) * | 1999-01-14 | 2000-09-29 | Tatsuo Uchida | Wavelength variable color filter using liquid crystal |
JP2002277758A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Hochiki Corp | Variable wavelength filter controller and variable wavelength filter |
JP2006122195A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Olympus Corp | Endoscope optical system |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9531963B2 (en) | 2012-10-09 | 2016-12-27 | Ricoh Company, Ltd. | Image capturing device and image capturing system |
US9207124B2 (en) | 2013-08-06 | 2015-12-08 | Seiko Epson Corporation | Colorimetry apparatus |
CN105791640A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-20 | 松下知识产权经营株式会社 | Imaging Apparatus |
CN105791640B (en) * | 2015-01-08 | 2020-07-10 | 松下知识产权经营株式会社 | Image pickup apparatus |
JPWO2017072852A1 (en) * | 2015-10-27 | 2018-08-16 | オリンパス株式会社 | Imaging apparatus and endoscope apparatus |
WO2017072852A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | オリンパス株式会社 | Imaging device and endoscope device |
US10516866B2 (en) | 2015-10-27 | 2019-12-24 | Olympus Corporation | Imaging device and endoscope device |
KR101803250B1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-11-30 | (주)아이에스엠아이엔씨 | Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters |
JP2018535414A (en) * | 2016-01-20 | 2018-11-29 | アイアイエスエム インコーポレイテッド | Spectrophotometric measurement method and apparatus using a broadband filter |
US20190056268A1 (en) * | 2016-01-20 | 2019-02-21 | Iism Inc. | Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters |
US10514298B2 (en) * | 2016-01-20 | 2019-12-24 | Iism Inc. | Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters |
WO2017126801A1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Iism Inc. | Technique and apparatus for spectrophotometry using broadband filters |
CN106840416B (en) * | 2016-12-14 | 2018-12-25 | 华中农业大学 | The long measuring device of fully automatic light-wave and method based on filter plate absorption characteristic |
CN106840416A (en) * | 2016-12-14 | 2017-06-13 | 华中农业大学 | Fully automatic light-wave measurement apparatus long and method based on filter plate absorption characteristic |
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