JP2010042153A - Illumination device and endoscope using this - Google Patents

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Akira Mizuyoshi
明 水由
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device for stably obtaining illumination light without a noise of speckle interference at any time and an endoscope using this. <P>SOLUTION: In the illumination device which includes a light source 65 for emitting light of a first wavelength band and a fluorescent body 69 which excites and emits light of a second wavelength band by the light of the first wavelength band and obtains the illumination light by mixing the light of the first and second wavelength bands, the light source 65 is a laser diode of a broad area type, and a high-frequency wave superimposing means 59 for making the laser diode undergo multimode oscillations by superimposing a high-frequency signal on a driving current supplied to the laser diode is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブロードエリア型半導体レーザを光源とし、蛍光体を励起発光させる照明装置およびこれを用いた内視鏡に関する。   The present invention relates to an illumination device that uses a broad area semiconductor laser as a light source and excites a phosphor to emit light and an endoscope using the same.

従来より広く使用されている内視鏡装置は、光源装置内のランプからの光を内視鏡挿入部に沿って設けたライトガイドにより導光し、このライトガイドで導光された照明光を内視鏡挿入部の先端の照明窓から出射して検査対象部位を照明する構成になっている。これに対し、ランプに代えてレーザ光源を用いて照明を行うものがある。例えば特許文献1の照明装置は、青色半導体レーザによる光を、光ファイバーにより内視鏡挿入部の先端に導き、光ファイバー先端に配置された蛍光体を励起発光させ、これにより得られる白色照明光を検査対象部位に照射する構成となっている。この照明装置によれば、内視鏡に要求される導光路の細さと、照明光の明るさを両立させることができる。
しかし、半導体レーザには強度雑音として、モードホッピングノイズ、戻り光ノイズ、照射面におけるスペックルノイズが発生することが知られている。そして、半導体レーザを用いた場合には、特に、照射面の凹凸形状に応じて、照射面上に斑点状のノイズパターンが揺れ動く現象が生じる。これはスペックル干渉によるもので、この微細な揺らぎは、照明光を内視鏡などに用いた場合に、患部観察の妨げとなり得る。スペックル干渉は単一波長で発振していることに起因するので、これを弱めるには、縦モードを多モード(マルチモード)化し、レーザ光の可干渉性を弱めればよい(引用文献2参照)。
特開2005-205195号公報 特開2002-95634号公報
An endoscope apparatus that has been widely used conventionally guides light from a lamp in a light source device by a light guide provided along an endoscope insertion portion, and the illumination light guided by the light guide. It is configured to illuminate the inspection target site by emitting from the illumination window at the tip of the endoscope insertion portion. On the other hand, there is one that performs illumination using a laser light source instead of a lamp. For example, the illumination device of Patent Document 1 guides light emitted from a blue semiconductor laser to the tip of an endoscope insertion portion by an optical fiber, excites a phosphor disposed at the tip of the optical fiber, and inspects white illumination light obtained thereby. It is the structure which irradiates a target part. According to this illuminating device, the thinness of the light guide path required for the endoscope and the brightness of the illumination light can both be achieved.
However, it is known that mode hopping noise, return light noise, and speckle noise on the irradiated surface are generated as intensity noise in a semiconductor laser. When a semiconductor laser is used, a phenomenon in which a spot-like noise pattern is oscillated on the irradiated surface particularly occurs according to the uneven shape of the irradiated surface. This is due to speckle interference, and this minute fluctuation can hinder the observation of the affected area when illumination light is used for an endoscope or the like. Since speckle interference is caused by oscillation at a single wavelength, in order to weaken this, the longitudinal mode is changed to multimode (multimode) and the coherence of the laser light is weakened (Cited document 2). reference).
JP 2005-205195 A JP 2002-95634 A

しかしながら、引用文献2のように、発光幅の狭い横モード単一モードのレーザを用いる場合、もともとの可干渉性が高いので、縦モードをマルチモード化しても十分にスペックル干渉によるノイズを低減できない。また、白色光を得るためには、原色の数分のレーザ光源を必要とし、コスト高となり装置の大型化も避けられない。
また、スペックル干渉を抑えるため、自励発振型(セルフパルセーション)レーザを用いる方法があるが、汎用、若しくは上部や下部消化管用等の内視鏡の照明装置に用いる場合には、レーザの高出力化の要求が高く、半導体レーザ素子での対応は難しい。さらに、利得導波型マルチモードレーザによりマルチモード化されたレーザ光を用いることもできるが、単一モードレーザや自励発光型レーザに比べて動作電流が大きく、温度上昇や光出力の変化によって複数ある横モード間の競合ノイズが高くなる不利がある。
また、屈折率導波型マルチモードレーザを用いる方法もあるが、利得導波型に比較して横モード数が減るので、横モード競合ノイズは減少し、好ましいが、逆に横モードを制限したことにより、縦モード数も減り、スペクトルの純度が良くなることによりスペックルノイズが増えるという問題が生じる。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、常に安定してスペックル干渉のない照明光が得られる照明装置およびこれを用いた内視鏡を提供することを目的とする。
However, when a transverse mode single mode laser with a narrow emission width is used as in Cited Document 2, since the original coherence is high, noise due to speckle interference is sufficiently reduced even if the longitudinal mode is changed to multimode. Can not. Further, in order to obtain white light, a laser light source corresponding to the number of primary colors is required, which increases the cost and inevitably increases the size of the apparatus.
In order to suppress speckle interference, there is a method using a self-excited oscillation type (self-pulsation) laser. However, when it is used for general purpose or an endoscope illumination device such as an upper or lower digestive tract, The demand for high output is high, and it is difficult to cope with semiconductor laser elements. Furthermore, laser light that has been converted to multimode by a gain-guided multimode laser can also be used, but the operating current is larger than that of single-mode lasers and self-excited light-emitting lasers. There is a disadvantage that competition noise between a plurality of transverse modes becomes high.
In addition, there is a method using a refractive index guided multimode laser, but since the number of transverse modes is reduced compared to the gain guided type, the transverse mode competitive noise is reduced, which is preferable, but conversely, the transverse modes are limited. As a result, the number of longitudinal modes also decreases, and there arises a problem that speckle noise increases due to improved spectral purity.
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an illuminating device that can stably obtain illuminating light without speckle interference and an endoscope using the illuminating device.

本発明は、下記構成からなる。
(1) 第1の波長帯域の光を出射する光源と、該第1の波長帯域の光により第2の波長帯域の光を励起発光する蛍光体とを有し、前記第1の波長帯域および前記第2の波長帯域の光を混合して照明光を得る照明装置であって、
前記光源がブロードエリア型の半導体レーザであり、
該半導体レーザに供給する駆動電流に高周波信号を重畳して前記半導体レーザを多モード発振させる高周波重畳手段を備えた照明装置。
The present invention has the following configuration.
(1) a light source that emits light in the first wavelength band; and a phosphor that excites and emits light in the second wavelength band with the light in the first wavelength band, and the first wavelength band and An illumination device that obtains illumination light by mixing light of the second wavelength band,
The light source is a broad area type semiconductor laser;
An illumination device comprising high-frequency superimposing means for superimposing a high-frequency signal on a drive current supplied to the semiconductor laser to oscillate the semiconductor laser in a multimode.

この照明装置によれば、複数の横モードを有するブロードエリア型の半導体レーザに対し、高周波信号を重畳した駆動電流を印加することで、縦モードがマルチモード化され、また複数の横モードのそれぞれが波長の広がりを有するようになり、しかも時間軸に対して横モードが変化するため、スペックル干渉の生じにくい光を常に安定して出射させることができる。これにより、照明領域にスペックルノイズが生じることを防止できる。   According to this illuminating device, a longitudinal mode is converted into a multimode by applying a driving current superimposed with a high-frequency signal to a broad area type semiconductor laser having a plurality of transverse modes. However, since the transverse mode changes with respect to the time axis, it is possible to always stably emit light that is unlikely to cause speckle interference. This can prevent speckle noise from occurring in the illumination area.

(2) (1)記載の照明装置であって、
前記第1の波長帯域の光を集光する集光レンズと、
該集光レンズにより集光された光が一端側に入射され、他端側から出射される光ファイバーと、を備え、
前記蛍光体が前記光ファイバーの光出射側に配置された照明装置。
(2) The lighting device according to (1),
A condensing lens that condenses the light in the first wavelength band;
The light collected by the condenser lens is incident on one end side and is emitted from the other end side, and
An illuminating device in which the phosphor is disposed on a light emitting side of the optical fiber.

この照明装置によれば、レーザ光を集光レンズにより光ファイバーの一端側から導入し、光ファイバーの他端側に配置された蛍光体に照射することで、高輝度の光を拡散を抑えて高効率で伝搬させることができる。また、導光路を細い光ファイバーで構成できるため、導光路の細径化が図り易くなり、照明装置の構成を簡単化できる。   According to this illumination device, laser light is introduced from one end of an optical fiber by a condensing lens and irradiated to a phosphor disposed on the other end of the optical fiber, thereby suppressing diffusion of high-intensity light with high efficiency. Can be propagated. In addition, since the light guide path can be formed of a thin optical fiber, it is easy to reduce the diameter of the light guide path, and the configuration of the lighting device can be simplified.

(3) (1)または(2)記載の照明装置であって、
前記高周波重畳手段による高周波信号の駆動電流への重畳の有無を制御する切り替えスイッチを備えた照明装置。
(3) The illumination device according to (1) or (2),
A lighting device comprising a changeover switch for controlling whether or not the high frequency signal is superimposed on a drive current by the high frequency superimposing means.

この照明装置によれば、照明光の種類を手動により任意のタイミングで切り換えることができ、使い勝手を向上できる。   According to this illumination device, the type of illumination light can be manually switched at an arbitrary timing, and usability can be improved.

(4) (1)〜(3)のいずれか1項記載の照明装置であって、
前記光源が、前記第1の波長帯域の光として青色光を出射する照明装置。
(4) The illumination device according to any one of (1) to (3),
An illumination device in which the light source emits blue light as light in the first wavelength band.

この照明装置によれば、青色のレーザ光を出射することで、一般的なダウンコンバージョン蛍光体が利用でき、蛍光体材料の選択自由度が高められる。   According to this illumination device, by emitting blue laser light, a general down-conversion phosphor can be used, and the degree of freedom in selecting the phosphor material is increased.

(5) (1)〜(4)のいずれか1項記載の照明装置であって、
前記蛍光体が、前記第1の波長帯域の光の一部を前記蛍光体内で拡散させつつ透過させることで、前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光とを混合する照明装置。
(5) The illumination device according to any one of (1) to (4),
The phosphor mixes the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band by transmitting a part of the light in the first wavelength band while diffusing in the phosphor. Lighting device.

この照明装置によれば、直進性の高い第1の波長帯域のレーザ光が、蛍光体により拡散されることで、より均一な分布の照明光を得ることができる。   According to this illuminating device, illumination light with a more uniform distribution can be obtained by diffusing the laser light in the first wavelength band with high straightness by the phosphor.

(6) 被検体内に内視鏡挿入部を挿入して被検体内を観察する内視鏡であって、
前記被検体内を照明する(1)〜(5)のいずれか1項記載の照明装置と、
該照明された被検体内を撮像して画像情報を生成する撮像手段と、を有する内視鏡。
(6) An endoscope for observing the inside of a subject by inserting an endoscope insertion portion into the subject,
The illumination device according to any one of (1) to (5), which illuminates the inside of the subject;
An endoscope having imaging means for imaging the illuminated subject and generating image information.

この内視鏡によれば、常に安定してスペックル干渉のない照明光を被検体内に照射できるため、被検体内の観察部位に対してノイズの少ない撮像画像を得ることができる。   According to this endoscope, it is possible to irradiate the subject with illumination light that is always stable and free of speckle interference. Therefore, it is possible to obtain a picked-up image with less noise for an observation site in the subject.

(7) (6)記載の内視鏡であって、
前記撮像手段が、前記駆動電流に前記高周波信号を重畳した場合の照明光で観察画像を撮像して得た第1の画像情報と、前記駆動電流に前記高周波信号を重畳させない場合の照明光で観察画像を撮像して得た第2の画像情報と、を出力する内視鏡。
(7) The endoscope according to (6),
First imaging information obtained by imaging an observation image with illumination light when the high-frequency signal is superimposed on the driving current and illumination light when the high-frequency signal is not superimposed on the driving current. An endoscope that outputs second image information obtained by capturing an observation image.

この内視鏡によれば、駆動電流に高周波信号を重畳した場合と重畳しない場合の画像情報が出力され、双方の画像から観察部位の状態をより正確に把握でき、診断精度が向上する。   According to this endoscope, image information when the high-frequency signal is superimposed and not superimposed on the drive current is output, the state of the observation site can be grasped more accurately from both images, and the diagnostic accuracy is improved.

(8) (7)記載の内視鏡であって、
前記第1の画像情報および前記第2の画像情報を、それぞれ異なる表示領域に同時表示する画像表示手段を備えた内視鏡。
(8) The endoscope according to (7),
An endoscope comprising image display means for simultaneously displaying the first image information and the second image information in different display areas.

この内視鏡によれば、双方の画像情報を同時に観察することができ、迅速かつ簡単に観察部位の状態を把握できる。   According to this endoscope, both pieces of image information can be observed simultaneously, and the state of the observation site can be grasped quickly and easily.

(9) (8)記載の内視鏡であって、
前記画像表示手段が、前記第1の画像情報と前記第2の画像情報とを、前記撮像手段の撮像フレーム周期で交互に切り替えて表示する内視鏡。
(9) The endoscope according to (8),
An endoscope in which the image display means alternately displays the first image information and the second image information at an imaging frame period of the imaging means.

この内視鏡によれば、双方の画像情報を交互に切り替えて表示することで、リアルタイムで画像情報の確認が行える。   According to this endoscope, the image information can be confirmed in real time by alternately switching and displaying both pieces of image information.

本発明の照明装置およびこれを用いた内視鏡によれば、複数の横モードを有するブロードエリア型の半導体レーザに対し、高周波信号を重畳した駆動電流を印加することで、縦モードがマルチモード化され、また複数の横モードのそれぞれが波長の広がりを有するようになり、しかも時間軸に対して横モードが変化するため、スペックル干渉の生じにくい光を常に安定して出射させることができる。これにより、照明領域にスペックルノイズが生じることを防止できる。   According to the illumination device of the present invention and the endoscope using the same, the longitudinal mode is changed to the multimode by applying the driving current superimposed with the high frequency signal to the broad area type semiconductor laser having a plurality of transverse modes. In addition, since each of the plurality of transverse modes has a wavelength spread, and the transverse mode changes with respect to the time axis, it is possible to always stably emit light that is unlikely to cause speckle interference. . This can prevent speckle noise from occurring in the illumination area.

以下、照明装置およびこれを用いた内視鏡の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、内視鏡の構成について説明する。
図1は内視鏡および内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡システムの構成図、図2は図1の内視鏡システムのブロック構成図である。
図1に示すように、内視鏡システム11は、内視鏡100と、光源装置13と、撮像信号処理を行うプロセッサ15と、モニタ17とを主に有して構成される。内視鏡100は、本体操作部19と、この本体操作部19に連設され被検体(体腔)内に挿入される挿入部21とを備える。本体操作部19には、ユニバーサルケーブル23が接続され、このユニバーサルケーブル23の先端は、ライトガイド(LG)コネクタ25を介して光源装置13に接続される。また、撮像信号は、ビデオコネクタ31を介してプロセッサ15に入力される。
Hereinafter, a preferred embodiment of an illumination device and an endoscope using the same will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration of the endoscope will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of an endoscope system representing an endoscope and devices to which the endoscope is connected, and FIG. 2 is a block configuration diagram of the endoscope system of FIG.
As shown in FIG. 1, the endoscope system 11 mainly includes an endoscope 100, a light source device 13, a processor 15 that performs imaging signal processing, and a monitor 17. The endoscope 100 includes a main body operation unit 19 and an insertion unit 21 that is connected to the main body operation unit 19 and is inserted into a subject (body cavity). A universal cable 23 is connected to the main body operation unit 19, and a distal end of the universal cable 23 is connected to the light source device 13 via a light guide (LG) connector 25. The imaging signal is input to the processor 15 via the video connector 31.

内視鏡100の本体操作部19には、挿入部21の先端側で吸引、送気、送水を実施するためのボタンや、撮像時のシャッターボタン等の各種操作ボタン27が併設されるとともに、一対のアングルノブ29A,29Bが設けられている。
挿入部21は、本体操作部19側から順に軟性部33、湾曲部35、及び先端部37で構成され、湾曲部35は、本体操作部19のアングルノブ29A,29Bを回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部37を所望の方向に向けることができる。
The main body operation unit 19 of the endoscope 100 is provided with buttons for performing suction, air supply, and water supply on the distal end side of the insertion unit 21 and various operation buttons 27 such as a shutter button during imaging. A pair of angle knobs 29A and 29B are provided.
The insertion portion 21 is composed of a flexible portion 33, a bending portion 35, and a distal end portion 37 in order from the main body operation portion 19 side. The bending portion 35 is remotely controlled by rotating the angle knobs 29A and 29B of the main body operation portion 19. Bending operation. Thereby, the front-end | tip part 37 can be orient | assigned to a desired direction.

また、図2に示すように、内視鏡100の先端部37には、撮像光学系の観察窓41と、照明光学系の光照射窓43が配置され、光照射窓43から照射される照明光による被検体からの反射光を、観察窓41を通じて撮像するようになっている。撮像された観察画像は、プロセッサ15に接続されたモニタ17に表示される。
ここで、撮像光学系は、CCD(charge coupled device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子45と、結像レンズ47等の光学部材とを有する。撮像光学系で取り込まれる観察像は、撮像素子45の受光面に結像されて電気信号に変換され、その電気信号が信号ケーブル49を通じてプロセッサ15の撮像信号処理部51に入力され、ここで映像信号に変換される。
As shown in FIG. 2, an observation window 41 of the imaging optical system and a light irradiation window 43 of the illumination optical system are disposed at the distal end portion 37 of the endoscope 100, and illumination irradiated from the light irradiation window 43. The reflected light from the subject by light is imaged through the observation window 41. The captured observation image is displayed on a monitor 17 connected to the processor 15.
Here, the imaging optical system includes an imaging element 45 such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), and an optical member such as an imaging lens 47. An observation image captured by the image pickup optical system is formed on the light receiving surface of the image pickup device 45 and converted into an electric signal, and the electric signal is input to the image pickup signal processing unit 51 of the processor 15 through the signal cable 49, where the image is displayed. Converted to a signal.

一方、照明光学系は、レーザ光源部55を有する光源装置13と、これに接続される光ファイバー53と、光ファイバー53の光出射側に配置された波長変換部57とを有する。光ファイバー53は、中心のコア層とその外周のクラッド層を有する光ファイバー・ケーブルであり、内視鏡100の先端部37へレーザ光を導波し、先端部37の波長変換部57から白色照明光を発生させる。波長変換部57は、レーザ光により励起発光する蛍光体を備える。レーザ光源部55は、制御部61からの指令に基づく光源駆動回路59からの駆動信号を受けてレーザ光を発する。
制御部61は、撮像信号を保存するメモリ63にも接続され、撮像信号処理部51から出力される画像データをモニタ17に映出したり、図示しないLAN等のネットワークに接続されて画像データを含む情報を配信する等、内視鏡システム11全体を制御する。
On the other hand, the illumination optical system includes a light source device 13 having a laser light source unit 55, an optical fiber 53 connected thereto, and a wavelength conversion unit 57 disposed on the light emitting side of the optical fiber 53. The optical fiber 53 is an optical fiber cable having a central core layer and an outer cladding layer. The optical fiber 53 guides laser light to the distal end portion 37 of the endoscope 100, and emits white illumination light from the wavelength converting portion 57 of the distal end portion 37. Is generated. The wavelength converter 57 includes a phosphor that emits light by excitation with laser light. The laser light source unit 55 receives a drive signal from the light source drive circuit 59 based on a command from the control unit 61 and emits laser light.
The control unit 61 is also connected to a memory 63 that stores an image pickup signal, and displays image data output from the image pickup signal processing unit 51 on the monitor 17 or is connected to a network such as a LAN (not shown) and includes image data. The entire endoscope system 11 is controlled such as distributing information.

レーザ光源部55は、図3に照明光学系を概略的に表した構成図に示すように、中心波長445nmの青色発光のブロードエリア型半導体レーザ(以降、青色レーザ光源と称する)65と、この青色レーザ光源65からのレーザ光を集光する集光レンズ67とを備える。半導体レーザは、出射光の波長が短いほど、単一モードとなる活性領域(ストライプ)幅が小さくなる。青色半導体レーザの場合、活性領域幅は1〜2μmが単一モード条件である。したがって、その数倍の幅である3〜6μm以上の活性領域幅を有するものをブロードエリア型半導体レーザと呼ぶことができる。つまり、本明細書におけるブロードエリア型半導体レーザとは、活性領域幅の狭いナローストライプ型半導体レーザと区別して、例えば3〜6μm以上(例えば5μm以上、50μm以下)の活性領域幅を持つものと定義する。
なお、出射光の波長が400nm台(405nmや445nm等)であれば、実用的な観点から上記の通り50μm以下とすることができるが、この活性領域幅の上限は、現在の窒化物結晶成長技術と、選択されている基板面方位では不均一性が高いという事情から50μm程度が限界という意味であり、原理的な限界ではない。例えば、血管ナビゲーションに使用される波長780nmの砒素燐系レーザダイオードでは、200μmの活性領域幅を有するものがある。
As shown in the block diagram schematically showing the illumination optical system in FIG. 3, the laser light source unit 55 includes a blue-emitting broad area semiconductor laser (hereinafter referred to as a blue laser light source) 65 having a central wavelength of 445 nm, And a condensing lens 67 that condenses the laser light from the blue laser light source 65. In the semiconductor laser, the shorter the wavelength of the emitted light, the smaller the active region (stripe) width that becomes a single mode. In the case of a blue semiconductor laser, the active region width is a single mode condition of 1 to 2 μm. Accordingly, a laser having an active region width of 3-6 μm or more, which is several times the width, can be called a broad area type semiconductor laser. In other words, the broad area type semiconductor laser in this specification is defined as having an active region width of, for example, 3 to 6 μm or more (for example, 5 μm or more, 50 μm or less), as distinguished from a narrow stripe semiconductor laser having a narrow active region width. To do.
If the wavelength of the emitted light is on the order of 400 nm (405 nm, 445 nm, etc.), it can be set to 50 μm or less as described above from a practical viewpoint. However, the upper limit of this active region width is the current nitride crystal growth About 50 μm means the limit because of the technology and the high non-uniformity in the selected substrate surface orientation, and not the theoretical limit. For example, some arsenic phosphorous laser diodes having a wavelength of 780 nm used for blood vessel navigation have an active region width of 200 μm.

青色レーザ光源65は、出射光量を制御されつつ青色レーザ光を出射し、この出射光が光ファイバー53を通じて内視鏡挿入部21の波長変換部57に照射される。
波長変換部57は、青色レーザ光源65からのレーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体69(例えばYAG系蛍光体、あるいはBMA(BaMgAl10O37)等を含む蛍光体等)を含んで構成される。これにより、青色レーザ光源65からのレーザ光と、このレーザ光から変換された緑色〜黄色の励起光とが合波されて、白色光が生成される。
The blue laser light source 65 emits blue laser light while controlling the amount of emitted light, and this emitted light is irradiated to the wavelength conversion unit 57 of the endoscope insertion unit 21 through the optical fiber 53.
The wavelength converter 57 absorbs a part of the laser light from the blue laser light source 65 and emits a plurality of types of phosphors 69 (for example, YAG phosphors, BMA (BaMgAl 10 O 37 ), etc. that emit light in green to yellow. Etc.). Thereby, the laser light from the blue laser light source 65 and the green to yellow excitation light converted from the laser light are combined to generate white light.

この青色レーザ光源65としては、ブロードエリア型のInGaN系レーザダイオードが使用できる。また、光ファイバー53は、図示はしないが内視鏡挿入部21の先端硬質部(金属製ブロック)に固定用治具を介して光軸を合わせて固定される。この固定用治具は、光ファイバー53の光出射側に蛍光体69を固定し、光ファイバー53からの出射光を受けて励起発光した光を光路前方へ出射させる。このとき、蛍光体69内を波長変換せずに透過する青色レーザ光成分は、蛍光体69によって拡散され、直進性の高いレーザ光から光軸に対して60°〜70°の拡散角を有する拡散光として出射される。   As the blue laser light source 65, a broad area type InGaN laser diode can be used. Further, although not shown, the optical fiber 53 is fixed to the distal end hard portion (metal block) of the endoscope insertion portion 21 with the optical axis aligned through a fixing jig. The fixing jig fixes the phosphor 69 on the light emitting side of the optical fiber 53, and emits the excited light emitted by receiving the light emitted from the optical fiber 53 to the front of the optical path. At this time, the blue laser light component transmitted through the phosphor 69 without wavelength conversion is diffused by the phosphor 69 and has a diffusion angle of 60 ° to 70 ° with respect to the optical axis from the laser beam having high straightness. It is emitted as diffused light.

図4は青色レーザ光が蛍光体により波長変換された後の光のスペクトル分布を示すグラフである。
青色レーザ光源65からの青色レーザ光は、中心波長445nmの輝線で表され、このレーザ光により蛍光体69が励起発光する光によって、概ね450nm〜700nmの波長帯域で発光強度が増大する。この波長帯域の光と青色レーザ光とによって白色光が形成される。
FIG. 4 is a graph showing the spectral distribution of light after blue laser light has been wavelength-converted by the phosphor.
The blue laser light from the blue laser light source 65 is represented by a bright line having a central wavelength of 445 nm, and the emission intensity is increased in a wavelength band of approximately 450 nm to 700 nm by light emitted from the phosphor 69 by the laser light. White light is formed by the light of this wavelength band and the blue laser light.

次に、上記構成の照明光学系の青色レーザ光源の駆動回路について説明する。
青色レーザ光源65には、直流の駆動電流を供給する直流電流源71がインダクタ73を介して接続され、また、直流電流源71からの駆動電流に正弦波の高周波信号を重畳する発信器75がカップリングコンデンサ77を介して接続されている。この高周波信号は、数百〜数千MHzの任意に設定できる正弦波の信号であって、駆動電流に重畳することで、青色レーザ光源65の縦モードがマルチモード化される。上記構成のうち、インダクタ73は発信器75からの高周波信号に対しては高インピーダンスを呈し、駆動電流に対しては低インピーダンスを呈する。また、カップリングコンデンサ77は発信器75からの高周波信号から直流成分を除去する。つまり、発信器75が高周波信号を駆動電流に重畳して青色レーザ光源65を多モード発振させる高周波重畳手段として機能するようになっている。
Next, a drive circuit for the blue laser light source of the illumination optical system having the above configuration will be described.
The blue laser light source 65 is connected to a direct current source 71 that supplies a direct current drive current via an inductor 73, and an oscillator 75 that superimposes a sinusoidal high frequency signal on the drive current from the direct current source 71. They are connected via a coupling capacitor 77. This high-frequency signal is a sine wave signal that can be set arbitrarily in the range of several hundred to several thousand MHz, and the vertical mode of the blue laser light source 65 is converted into a multimode by being superimposed on the drive current. In the above configuration, the inductor 73 exhibits a high impedance for a high-frequency signal from the transmitter 75 and a low impedance for a drive current. Further, the coupling capacitor 77 removes a direct current component from the high frequency signal from the transmitter 75. That is, the transmitter 75 functions as a high-frequency superimposing unit that superimposes the high-frequency signal on the drive current to cause the blue laser light source 65 to oscillate in multiple modes.

図5に図3に示す光源駆動回路による駆動電流の一例を表すグラフ、図6に青色レーザ光源の駆動電流に対する光出力強度との関係を表すグラフを示した。
図5に示すように、駆動電流は、直流電流源71からのバイアス電流に発信器75からの高周波信号が重畳されている。この駆動電流が青色レーザ光源65に印加されると、図6に示すように、駆動電流が変化すると、レーザ発振の過渡応答時のマルチモード化(緩和振動)が生じ、これによって光出力強度が変化する。このような時間軸に対する乱れにより干渉性が低下して、レーザ光の照射領域におけるスペックル干渉の発生を低減できる。本方法であれば、青色レーザ光源65が横シングルモードかマルチモードかにかかわらずに有効である。
FIG. 5 is a graph showing an example of the drive current by the light source drive circuit shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the light output intensity with respect to the drive current of the blue laser light source.
As shown in FIG. 5, the drive current is obtained by superimposing the high-frequency signal from the transmitter 75 on the bias current from the DC current source 71. When this drive current is applied to the blue laser light source 65, as shown in FIG. 6, when the drive current changes, multimode (relaxation oscillation) occurs during the transient response of the laser oscillation, thereby increasing the light output intensity. Change. Such a disturbance with respect to the time axis reduces the coherence and can reduce the occurrence of speckle interference in the laser light irradiation region. This method is effective regardless of whether the blue laser light source 65 is the horizontal single mode or the multi mode.

また、ブロードエリア型半導体レーザは、発光幅が広く、横モードが複数存在している。そして、この複数存在する横モードのぞれぞれは、図7に波長に対する発振波形を示すように、基本発振周波数fを中心とする高次モードの異なる波長帯域成分を有しており、所定の波長広がりを持つ。このような横モードの増加と、発光波長の広がりによって、レーザ光の照射領域におけるスペックル干渉の発生を低減できる。 In addition, the broad area semiconductor laser has a wide emission width and a plurality of transverse modes. Each of the plurality of transverse modes has different wavelength band components of higher order modes centered on the fundamental oscillation frequency f 0 , as shown in FIG. It has a predetermined wavelength spread. The increase in the transverse mode and the spread of the emission wavelength can reduce the occurrence of speckle interference in the laser light irradiation region.

つまり、青色レーザ光源65から出射される青色光は、複数の横モードを高周波信号の重畳によって時間軸に対してバラバラに乱れさせ、ホワイトノイズ化することで、結果として波長も横モードの変動に応じた変化を受けて、レーザ光の干渉性が低下する。これにより、スペックル干渉の発生を低減することができる。
また、ブロードエリア型半導体レーザの横モードは、光ファイバー53に集光レンズ67で集光させる場合に、それぞれのモード毎に光結合効率が異なっているため、環境温度の変化等の外的要因で横モード変動が起こることがある。そのときにレーザ光の出力変動が生じるが、本構成では各モードが万遍なく励起された状態で使われるので、仮に横モード変動が起きた場合でも、レーザ光の出力変動は小さく抑えられる。
また、蛍光体を励起させる場合に、ブロードエリア型半導体レーザは、その横モードが高周波信号の重畳によって変調できるため、時間に対しても出力が安定化し、比較的遅い数〜数kHz程度で生じていた強度ノイズが減少し、安定した画像の取得が行える。
In other words, the blue light emitted from the blue laser light source 65 disturbs a plurality of transverse modes with respect to the time axis by superimposing high-frequency signals, and generates white noise. As a result, the wavelength also changes in the transverse mode. In response to the change, the coherence of the laser beam is lowered. Thereby, generation | occurrence | production of a speckle interference can be reduced.
In addition, the lateral mode of the broad area type semiconductor laser has different optical coupling efficiency for each mode when the optical fiber 53 is condensed by the condenser lens 67. Transverse mode variations may occur. At that time, the output fluctuation of the laser beam occurs, but in this configuration, since each mode is used in a state of being excited uniformly, even if the transverse mode fluctuation occurs, the output fluctuation of the laser beam can be suppressed to a small level.
In addition, when a phosphor is excited, a broad area type semiconductor laser can modulate the transverse mode by superposition of a high frequency signal, so that the output is stabilized with respect to time, and occurs at a relatively slow number of several kHz. The intensity noise that has been reduced is reduced, and a stable image can be acquired.

このように、複数の横モードを有するブロードエリア型の青色レーザ光源65に対し、高周波信号を重畳した駆動電流を印加することで、縦モードがマルチモード化され、また複数の横モードのそれぞれが波長の広がりを有するようになり、しかも時間軸に対して横モードが変化するため、スペックル干渉の生じにくい光を常に安定して出射させることができる。これにより、照明領域にスペックルノイズが生じることを防止できる。   In this way, by applying a driving current superimposed with a high frequency signal to the broad area type blue laser light source 65 having a plurality of transverse modes, the longitudinal mode is converted into a multimode, and each of the plurality of transverse modes is Since it has a broadened wavelength and the transverse mode changes with respect to the time axis, it is possible to always stably emit light that is unlikely to cause speckle interference. This can prevent speckle noise from occurring in the illumination area.

次に、青色レーザ光源65を光源駆動回路59によって変調周波数を変更した場合のスペックル干渉の軽減効果について説明する。
図8にマクベスチャートの白色を撮影したときの変調周波数に対するスペックルノイズの状態を示すグラフを示した。同図の横軸は光源駆動回路59による変調周波数であり、縦軸は取得画像の画素値の二乗平均平方根値(RMS値)である。ここでの変調の振幅は0〜100%の範囲であり、デューティ比は50%とした。また、画素値はRGB各色で16ビットの値であり、QL最大値(量子化レベルの最大値)は65416である。
Next, an effect of reducing speckle interference when the modulation frequency of the blue laser light source 65 is changed by the light source driving circuit 59 will be described.
FIG. 8 shows a graph showing the state of speckle noise with respect to the modulation frequency when photographing the white color of the Macbeth chart. In the figure, the horizontal axis represents the modulation frequency by the light source drive circuit 59, and the vertical axis represents the root mean square value (RMS value) of the pixel value of the acquired image. Here, the amplitude of the modulation is in the range of 0 to 100%, and the duty ratio is 50%. The pixel value is a 16-bit value for each color of RGB, and the QL maximum value (maximum quantization level) is 65416.

青色レーザ光源65を変調せずに撮像したフルカラー画像には、RMS値で4000程度のスペックルノイズが発生しており、容易に視認できるランダムノイズが重畳されている。このスペックルノイズの発生は励起光である青色レーザ光に起因しており、フルカラー画像から青色成分のみ抽出するとスペックルノイズが顕著に現れる。
一方、青色レーザ光源65を1kHzで変調すると、撮像したフルカラー画像のRMS値は3500程度に低下し、時間的および空間的に均一な光量分布となり、青色成分のみ抽出した画像にも殆どスペックルノイズが視認できなくなる。変調周波数は、1kHz以上では変調周波数に対するRMS値の変化が減少して、所定の値(図示例では3500)に収束する傾向を有しており、スペックルノイズの低減には1kHz程度で十分な効果が得られる。
In a full color image captured without modulating the blue laser light source 65, speckle noise of about 4000 is generated as an RMS value, and easily visible random noise is superimposed. The generation of speckle noise is caused by blue laser light as excitation light. When only a blue component is extracted from a full-color image, speckle noise appears remarkably.
On the other hand, when the blue laser light source 65 is modulated at 1 kHz, the RMS value of the captured full-color image is reduced to about 3500, and the light quantity distribution is uniform in terms of time and space. Will not be visible. When the modulation frequency is 1 kHz or more, the change in the RMS value with respect to the modulation frequency tends to decrease and converge to a predetermined value (3500 in the illustrated example), and about 1 kHz is sufficient to reduce speckle noise. An effect is obtained.

なお、スペックルノイズは変調周波数が100Hzから減少し始めるが、内視鏡の撮像素子による撮像周期は例えば1/30〜1/60秒なので、変調周波数を100Hz程度とした場合、光照射領域に「ちらつき」となって現れるようになる。変調振幅を小さくすれば「ちらつき」が防止できるが、その場合にはスペックルノイズが現れるようになる。例を挙げると、変調振幅が100%の場合、変調周波数が500Hz以上では「ちらつき」が無く、スペックルノイズの無い画像が取得される。変調周波数が1kHz以上では更にその効果が大きくなり、変調振幅を1割から2割程度低くしてもスペックルノイズの発生が抑制され、より安定したノイズ低減効果が得られる。   The speckle noise starts to decrease from 100 Hz, but the imaging cycle of the endoscope image sensor is, for example, 1/30 to 1/60 seconds. Therefore, when the modulation frequency is about 100 Hz, Appears as "flicker". If the modulation amplitude is reduced, “flickering” can be prevented, but in that case, speckle noise appears. For example, when the modulation amplitude is 100%, an image having no flicker and no speckle noise is obtained when the modulation frequency is 500 Hz or higher. When the modulation frequency is 1 kHz or more, the effect is further increased. Even when the modulation amplitude is lowered by about 10 to 20%, the generation of speckle noise is suppressed, and a more stable noise reduction effect can be obtained.

また、光源の光量を増大させる場合、例えば精査用内視鏡などでは、レーザダイオードの出力を大きくする必要がある。この場合、駆動電流が増大することになるが、大きな駆動電流を変調振幅100%で駆動するには、回路のマッチング精度要求が高くなり、電源のコストの上昇を招く。このような場合は、更に変調周波数を上げたり、変調振幅を下げたりすることが有効である。上記の事項は、パルス波形が方形パルスに限らず、前述の正弦波や鋸波や三角波形状であっても良い。また、内視鏡の撮像周期(1/30〜1/60秒)の電荷蓄積時間内に、パルス周波数を100Hz〜数百、数kHzまでその周波数をスイープしても同様の効果が得られる。   Further, when increasing the amount of light of the light source, for example, in an examination endoscope, it is necessary to increase the output of the laser diode. In this case, the drive current increases. However, in order to drive a large drive current with a modulation amplitude of 100%, the requirement for matching accuracy of the circuit increases, and the cost of the power supply increases. In such a case, it is effective to further increase the modulation frequency or decrease the modulation amplitude. In the above items, the pulse waveform is not limited to a square pulse, and may be a sine wave, a sawtooth wave, or a triangular wave. Further, the same effect can be obtained by sweeping the pulse frequency from 100 Hz to several hundreds and several kHz within the charge accumulation time of the imaging period (1/30 to 1/60 seconds) of the endoscope.

次に、上記構成の照明光学系が内視鏡100に組み込まれた内視鏡システム11の使用例を説明する。
図1,2に示す内視鏡100の挿入部21を被検体(体腔)内に挿入し、挿入部21の先端から白色照明光を出射させる際、高周波信号の重畳を行う場合と高周波重畳を行わない場合とを切り替え自在とし、それぞれの場合で撮像して得た撮像信号を、図2に示すメモリ63に取り込み、撮像信号処理部51により適宜な画像処理を施してモニタ17に表示する。あるいは記録媒体に保存する。
Next, a usage example of the endoscope system 11 in which the illumination optical system having the above configuration is incorporated in the endoscope 100 will be described.
When inserting the insertion part 21 of the endoscope 100 shown in FIGS. 1 and 2 into a subject (body cavity) and emitting white illumination light from the distal end of the insertion part 21, high-frequency signal superposition and high-frequency superposition are performed. The imaging signal obtained by imaging in each case can be switched to the case where it is not performed, and is captured in the memory 63 shown in FIG. 2 and subjected to appropriate image processing by the imaging signal processing unit 51 and displayed on the monitor 17. Alternatively, it is stored in a recording medium.

例えば、この内視鏡100により被検体内で白色の照明光を照射して観察する場合、通常の内視鏡診断時には、制御部61は、図3に示す光源駆動回路59により、青色レーザ光源65に対して高周波信号を重畳した駆動電流を印加し、青色レーザ光を発光させる。この青色レーザ光は、可干渉性が低く、蛍光体69により波長変換された蛍光と、蛍光体69で拡散して通過する拡散光とが混合することで、スペックルノイズの少ない白色光を生成する。
また、制御部61が光源駆動回路59の発信器75からの高周波信号の駆動電流への重畳を停止すると、スペックルノイズの乗った照明光を生成される。この場合の照明光によれば、撮像画像データの特に青色成分(青色レーザ光成分)を画像強調処理することで、撮像した観察表面の凹凸形状がより強調された画像として得られる。
For example, in the case where observation is performed by irradiating white illumination light in the subject with the endoscope 100, at the time of normal endoscope diagnosis, the control unit 61 uses the light source drive circuit 59 shown in FIG. A drive current superimposed with a high frequency signal is applied to 65 to emit blue laser light. This blue laser light has low coherence, and the white light with less speckle noise is generated by mixing the fluorescence converted in wavelength by the phosphor 69 and the diffused light diffused and passed by the phosphor 69. To do.
When the controller 61 stops superimposing the high-frequency signal from the transmitter 75 of the light source driving circuit 59 on the driving current, illumination light with speckle noise is generated. The illumination light in this case can be obtained as an image in which the concavo-convex shape of the imaged observation surface is further emphasized by performing image enhancement processing especially on the blue component (blue laser light component) of the captured image data.

そこで、制御部61が、高周波信号の駆動電流への重畳の有無を適宜なタイミングで制御することで、観察目的に適応した画像情報を被検体から選択的に得ることができる。
図9は、撮像光学系による撮像で時系列的に得られた複数のフレーム画像(a)と、これらフレーム画像を分類する様子(b)を概念的に示す説明図である。ここでは、スペックルノイズの少ない白色光による照明光下の観察像と、スペックルノイズを多く含む照明光下の観察像とを、それぞれモニタ17の別々の表示位置に表示する制御を行っている。
制御部61は、図9(a)に示すように、照明光学系の照明光の出射を制御して、動画撮像時の第1フレーム目では、高周波信号の重畳された駆動電流を青色レーザ光源65に印加して中心波長445nmの青色レーザ光を出射させ、スペックルノイズの少ない白色光を被検体に照射する。撮像素子45は、この白色光で照明された被検体を撮像し、その撮像信号をメモリ63(図1参照)に保存する。
Therefore, the control unit 61 can selectively obtain image information suitable for the observation purpose from the subject by controlling whether or not the high-frequency signal is superimposed on the drive current at an appropriate timing.
FIG. 9 is an explanatory diagram conceptually showing a plurality of frame images (a) obtained in time series by imaging with the imaging optical system and a state (b) of classifying these frame images. Here, control is performed to display an observation image under illumination light with white light with little speckle noise and an observation image under illumination light with a lot of speckle noise at different display positions on the monitor 17, respectively. .
As shown in FIG. 9A, the control unit 61 controls the emission of the illumination light of the illumination optical system, and in the first frame at the time of moving image capturing, the drive current superimposed with the high-frequency signal is applied to the blue laser light source. Applying to 65, blue laser light having a central wavelength of 445 nm is emitted, and the subject is irradiated with white light with little speckle noise. The imaging element 45 images the subject illuminated with the white light and stores the imaging signal in the memory 63 (see FIG. 1).

次に、制御部61は、照明光学系による出射光を制御して、第2フレーム目では、高周波信号の重畳されていない駆動信号を青色レーザ光源65に印加して、スペックルノイズを多く含む白色光を被検体に照射する。この白色光で照明された被検体を撮像し、その撮像信号をメモリ63に保存する。この撮像信号に対しては、青色成分の強調処理が施される。   Next, the control unit 61 controls the emitted light by the illumination optical system, and in the second frame, applies a drive signal on which the high-frequency signal is not superimposed to the blue laser light source 65 to include a lot of speckle noise. An object is irradiated with white light. The subject illuminated with the white light is imaged, and the imaging signal is stored in the memory 63. This imaging signal is subjected to a blue component enhancement process.

以降、同様にして、第3フレーム(奇数フレーム)では第1フレーム目と同様に、第4フレーム(偶数フレーム)では第2フレームと同様に照明・撮像・撮像信号保存の処理を行うことを繰り返す。つまり、スペックルノイズの少ない白色光の照明と、スペックルノイズを多く含む白色光の照明とを撮像素子45の撮像フレーム毎に交互に切り換える。   Thereafter, similarly, the third frame (odd frame) repeats the processing of illumination / imaging / image signal storage in the same manner as the first frame in the third frame (odd frame) and the second frame in the fourth frame (even frame). . That is, the illumination of white light with little speckle noise and the illumination of white light with much speckle noise are switched alternately for each imaging frame of the imaging device 45.

そして、図9(b)に示すように、メモリ63に、スペックルノイズの少ない白色光による照明画像と、スペックルノイズを多く含む白色光による照明画像の強調処理画像とをそれぞれ保存する。これら2種類の撮像信号による画像情報は、図10に示すように、モニタ17の表示面内の異なる表示領域78,79にそれぞれ表示される。各表示領域78,79のサイズは図示例では同一にしているが、いずれか一方を他方より大きく表示したり、いずれか一方の画像表示領域内に、他方の画像をオーバーラップさせて小さく表示する等、任意に設定することができる。   Then, as illustrated in FIG. 9B, the memory 63 stores an illumination image with white light with little speckle noise and an enhancement processing image of the illumination image with white light with much speckle noise. Image information based on these two types of imaging signals is displayed in different display areas 78 and 79 in the display surface of the monitor 17, as shown in FIG. The sizes of the display areas 78 and 79 are the same in the illustrated example, but either one is displayed larger than the other, or the other image is overlapped and displayed smaller in either image display area. Etc., can be set arbitrarily.

このように、通常の白色照明による通常画像と、凹凸形状の強調された強調画像とが、同じ画面上で同時に表示されることで、迅速かつ簡単に観察部位の状態を把握できる。また、各画像情報をリアルタイムで観察できるため、正確な画像情報の認識が可能となり、診断精度をより一層高めることができる。   As described above, the normal image by normal white illumination and the enhanced image with the concavo-convex shape enhanced are simultaneously displayed on the same screen, so that the state of the observation site can be grasped quickly and easily. In addition, since each piece of image information can be observed in real time, accurate image information can be recognized, and diagnostic accuracy can be further improved.

また、スペックルノイズの少ない白色照明光と、スペックルノイズを多く含む白色照明光とを、内視鏡100の本体操作部19に設けた切り替えスイッチ81等により、簡単な手元操作により切り換え自在とする構成としてもよい。この場合、照明光を手動により任意のタイミングで切り換えることができ、使い勝手を向上できる。   Further, white illumination light with little speckle noise and white illumination light with a lot of speckle noise can be switched by a simple hand operation by the changeover switch 81 provided on the main body operation unit 19 of the endoscope 100. It is good also as composition to do. In this case, the illumination light can be manually switched at an arbitrary timing, and usability can be improved.

以上説明した内視鏡100によれば、照明光学系の白色光源としてレーザ光を用いることで、光ファイバー53により導光でき、高輝度の光を拡散を抑えて高効率で内視鏡100の挿入部21の先端まで伝搬させることができる。また、白色用の導光路を光ファイバーで構成できるため、従前の太径のライトガイド(光ファイバー束)を要することなく、内視鏡挿入部の細径化が図り易くなる。すなわち、内視鏡の照明に必要とされる光量を内視鏡100の挿入部21の先端に導くためには、ライトガイドの径が少なくとも約1mm以上必要となるが、単線の光ファイバーを用いる本実施形態の構成では、外皮の保護材を含めた外径で0.3mm程度の細径にできる。
なお、上記の照明装置およびこれを用いた内視鏡100は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。例えば、蛍光体を励起しないレーザ光を光路に合流させて照明を行う構成としてもよい。また、内視鏡100の先端部の光出射部に拡散板を設けて照明光の拡散性を強めた構成としてもよい。
According to the endoscope 100 described above, by using laser light as a white light source of the illumination optical system, the endoscope 100 can be guided by the optical fiber 53, and high-intensity light can be inserted with high efficiency while suppressing diffusion. It can be propagated to the tip of the part 21. Further, since the white light guide path can be constituted by an optical fiber, it is easy to reduce the diameter of the endoscope insertion portion without requiring a conventional large-diameter light guide (optical fiber bundle). That is, in order to guide the amount of light required for the illumination of the endoscope to the distal end of the insertion portion 21 of the endoscope 100, the diameter of the light guide is required to be at least about 1 mm. In the configuration of the embodiment, the outer diameter including the protective material for the outer skin can be as small as about 0.3 mm.
In addition, said illuminating device and the endoscope 100 using the same are not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, the illumination may be performed by merging laser light that does not excite the phosphor into the optical path. Moreover, it is good also as a structure which provided the diffuser plate in the light emission part of the front-end | tip part of the endoscope 100, and strengthened the diffusibility of illumination light.

内視鏡および内視鏡が接続される各装置を表す内視鏡システムの構成図である。It is a lineblock diagram of an endoscope system showing each apparatus to which an endoscope and an endoscope are connected. 図1の内視鏡システムのブロック構成図である。It is a block block diagram of the endoscope system of FIG. 照明光学系を概略的に表した構成図である。It is a block diagram showing the illumination optical system schematically. 青色レーザ光が蛍光体により波長変換された後の光のスペクトル分布を示すグラフである。It is a graph which shows the spectrum distribution of the light after blue laser light is wavelength-converted by fluorescent substance. 図3に示す光源駆動回路による駆動電流の一例を表すグラフである。It is a graph showing an example of the drive current by the light source drive circuit shown in FIG. 青色レーザ光源の駆動電流に対する光出力強度との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship with the optical output intensity with respect to the drive current of a blue laser light source. 波長に対する発振波形を示すグラフである。It is a graph which shows the oscillation waveform with respect to a wavelength. マクベスチャートの白色を撮影したときの変調周波数に対するスペックルノイズの状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state of the speckle noise with respect to the modulation frequency when image | photographing the white of a Macbeth chart. 撮像光学系による撮像で時系列的に得られた複数のフレーム画像(a)と、これらフレーム画像を分類する様子(b)を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the several frame image (a) obtained in time series by the imaging by an imaging optical system, and a mode (b) which classifies these frame images. モニタの表示面内の異なる表示領域に、スペックルノイズの少ない白色光による照明画像と、スペックルノイズを多く含む白色光による照明画像の強調処理画像とをそれぞれ表示された様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the illumination image by the white light with few speckle noises and the enhancement process image of the illumination image by the white light with many speckle noises were each displayed on the different display area in the display surface of a monitor. is there.

符号の説明Explanation of symbols

11 内視鏡システム
13 光源装置
15 プロセッサ
17 モニタ
19 本体操作部
21 挿入部
27 操作ボタン
41 観察窓
43 光照射窓
45 撮像素子
47 結像レンズ
49 信号ケーブル
51 撮像信号処理部
53 光ファイバー
55 レーザ光源部
57 波長変換部
59 光源駆動回路
61 制御部
65 青色レーザ光源
67 集光レンズ
69 蛍光体
71 直流電流源
73 インダクタ
75 発信器
78,79 表示領域
81 切り替えスイッチ
100 内視鏡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Endoscope system 13 Light source device 15 Processor 17 Monitor 19 Main body operation part 21 Insertion part 27 Operation button 41 Observation window 43 Light irradiation window 45 Imaging element 47 Imaging lens 49 Signal cable 51 Imaging signal processing part 53 Optical fiber 55 Laser light source part 57 wavelength conversion unit 59 light source drive circuit 61 control unit 65 blue laser light source 67 condenser lens 69 phosphor 71 direct current source 73 inductor 75 transmitter 78, 79 display area 81 changeover switch 100 endoscope

Claims (9)

第1の波長帯域の光を出射する光源と、該第1の波長帯域の光により第2の波長帯域の光を励起発光する蛍光体とを有し、前記第1の波長帯域および前記第2の波長帯域の光を混合して照明光を得る照明装置であって、
前記光源がブロードエリア型の半導体レーザであり、
該半導体レーザに供給する駆動電流に高周波信号を重畳して前記半導体レーザを多モード発振させる高周波重畳手段を備えた照明装置。
A light source that emits light in the first wavelength band; and a phosphor that excites and emits light in the second wavelength band by the light in the first wavelength band, the first wavelength band and the second wavelength band. An illumination device that obtains illumination light by mixing light in the wavelength band of
The light source is a broad area type semiconductor laser;
An illumination device comprising high-frequency superimposing means for superimposing a high-frequency signal on a drive current supplied to the semiconductor laser to oscillate the semiconductor laser in a multimode.
請求項1記載の照明装置であって、
前記第1の波長帯域の光を集光する集光レンズと、
該集光レンズにより集光された光が一端側に入射され、他端側から出射される光ファイバーと、を備え、
前記蛍光体が前記光ファイバーの光出射側に配置された照明装置。
The lighting device according to claim 1,
A condensing lens that condenses the light in the first wavelength band;
The light collected by the condenser lens is incident on one end side and is emitted from the other end side, and
An illuminating device in which the phosphor is disposed on a light emitting side of the optical fiber.
請求項1または請求項2記載の照明装置であって、
前記高周波重畳手段による高周波信号の駆動電流への重畳の有無を制御する切り替えスイッチを備えた照明装置。
The lighting device according to claim 1 or 2,
A lighting device comprising a changeover switch for controlling whether or not the high frequency signal is superimposed on a drive current by the high frequency superimposing means.
請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の照明装置であって、
前記光源が、前記第1の波長帯域の光として青色光を出射する照明装置。
It is an illuminating device of any one of Claims 1-3, Comprising:
An illumination device in which the light source emits blue light as light in the first wavelength band.
請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の照明装置であって、
前記蛍光体が、前記第1の波長帯域の光の一部を前記蛍光体内で拡散させつつ透過させることで、前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光とを混合する照明装置。
It is an illuminating device of any one of Claims 1-4, Comprising:
The phosphor mixes the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band by transmitting a part of the light in the first wavelength band while diffusing in the phosphor. Lighting device.
被検体内に内視鏡挿入部を挿入して被検体内を観察する内視鏡であって、
前記被検体内を照明する請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の照明装置と、
該照明された被検体内を撮像して画像情報を生成する撮像手段と、を有する内視鏡。
An endoscope for observing the inside of a subject by inserting an endoscope insertion portion into the subject,
The illumination device according to any one of claims 1 to 5, which illuminates the inside of the subject;
An endoscope having imaging means for imaging the illuminated subject and generating image information.
請求項6記載の内視鏡であって、
前記撮像手段が、前記駆動電流に前記高周波信号を重畳した場合の照明光で観察画像を撮像して得た第1の画像情報と、前記駆動電流に前記高周波信号を重畳させない場合の照明光で観察画像を撮像して得た第2の画像情報と、を出力する内視鏡。
The endoscope according to claim 6, wherein
First imaging information obtained by imaging an observation image with illumination light when the high-frequency signal is superimposed on the driving current and illumination light when the high-frequency signal is not superimposed on the driving current. An endoscope that outputs second image information obtained by capturing an observation image.
請求項7記載の内視鏡であって、
前記第1の画像情報および前記第2の画像情報を、それぞれ異なる表示領域に同時表示する画像表示手段を備えた内視鏡。
The endoscope according to claim 7, wherein
An endoscope comprising image display means for simultaneously displaying the first image information and the second image information in different display areas.
請求項8記載の内視鏡であって、
前記画像表示手段が、前記第1の画像情報と前記第2の画像情報とを、前記撮像手段の撮像フレーム周期で交互に切り替えて表示する内視鏡。
The endoscope according to claim 8, wherein
An endoscope in which the image display means alternately displays the first image information and the second image information at an imaging frame period of the imaging means.
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