JP2013111177A - Light source device for endoscope - Google Patents

Light source device for endoscope Download PDF

Info

Publication number
JP2013111177A
JP2013111177A JP2011258915A JP2011258915A JP2013111177A JP 2013111177 A JP2013111177 A JP 2013111177A JP 2011258915 A JP2011258915 A JP 2011258915A JP 2011258915 A JP2011258915 A JP 2011258915A JP 2013111177 A JP2013111177 A JP 2013111177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
illumination light
endoscope
phosphor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011258915A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5749633B2 (en
Inventor
Akira Mizuyoshi
明 水由
Takayuki Iida
孝之 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2011258915A priority Critical patent/JP5749633B2/en
Publication of JP2013111177A publication Critical patent/JP2013111177A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5749633B2 publication Critical patent/JP5749633B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0653Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements with wavelength conversion

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent heat generation in a phosphor, and to multiplex fluorescence and the other light of a plurality of wavelengths without using an optical member such as a dichroic prism.SOLUTION: Excitation light from an excitation light source 30 is made incident on a phosphor 42 through a first optical surface 42a. The the phosphor 42 absorbs the excitation light to cause excitation emission of green fluorescence. On a second optical surface 42b on the opposite side of the first optical surface 42a, a substrate 49 for a light source including a first blue light source 45, a second blue light source 46 and a red light source 47 is provided. First blue light, second blue light and red light from the light sources 45-47 are multiplexed with the green fluorescence inside the phosphor 42. The inside of a subject is irradiated with the multiplexed light through the first optical surface 42a or the like. Generated heat in the phosphor 42 is discharged by a heat radiation part 50 provided on the substrate 49 for the light source.

Description

本発明は、蛍光体から発せられる蛍光を含む照明光を内視鏡に供給する内視鏡用光源装置に関する。   The present invention relates to an endoscope light source device that supplies illumination light including fluorescence emitted from a phosphor to an endoscope.

内視鏡における通常観察用の照明光としては、キセノンランプ等の広帯域光の他、励起光によって蛍光体で励起発光させた蛍光を含む白色光も用いられるようになってきている。また、近年では、表層微細血管の強調表示等の特殊光観察を行うために、蛍光を含む白色光の他、特定波長の狭帯域光を混合して体内に同時照射することも行われている。   As illumination light for normal observation in an endoscope, in addition to broadband light such as a xenon lamp, white light including fluorescence excited and emitted by a phosphor with excitation light has been used. In recent years, in order to perform special light observation such as highlighting of superficial microvessels, in addition to white light containing fluorescence, narrow-band light of a specific wavelength is also mixed and simultaneously irradiated into the body. .

このように蛍光体の蛍光を用いた照明の場合には、高輝度化を図ることができるとともに、キセノンランプ等の照明の場合ほど設置スペースを要しないため、装置全体としてコンパクト化を図ることができる。その一方で、キセノンランプ等を用いた場合には無かった新たな課題もいくつか出てきている。例えば、通常観察時に使用する白色光として青色の励起光も含めた場合には、緑色及び赤色の蛍光の光量は、青色の励起光の光量によって決まってしまう。この場合、蛍光の光量は励起光の光量と関係なく独立に制御できないため、白色光の色調を合わせることが難しいことがあった。また、RGB撮像素子を用いる特殊光観察時において、青色の励起光を使用し、その他の特殊観察用の狭帯域光として青色狭帯域光を使用した場合には、それら光の同時照射によって一定の光量を光量を超えてしまうと、RGB撮像素子のB画素が飽和してしまうという問題も生じることがあった。   In this way, in the case of illumination using the fluorescence of the phosphor, it is possible to increase the brightness, and since installation space is not required as in the case of illumination such as a xenon lamp, the entire apparatus can be made compact. it can. On the other hand, some new problems that did not exist when using a xenon lamp or the like have also appeared. For example, when blue excitation light is also included as white light used during normal observation, the amount of green and red fluorescent light is determined by the amount of blue excitation light. In this case, since the amount of fluorescent light cannot be controlled independently regardless of the amount of excitation light, it may be difficult to match the color tone of white light. Further, when special light observation using an RGB imaging device is used, when blue excitation light is used and blue narrowband light is used as other narrowband light for special observation, it is fixed by simultaneous irradiation of these lights. If the amount of light exceeds the amount of light, there may be a problem that the B pixel of the RGB image sensor is saturated.

これら問題に対して、特許文献1では、蛍光体の励起光として、紫外域の励起光を用いている。紫外域の励起光は非可視光であるため、仮に、この紫外域の励起光が照明光に含まれたとしても、照明光の色調に影響を与えることはない。また、紫外域の励起光はRGB撮像素子では完全に遮光されるため、B画素などの特殊観察用の画素に、比較的高い光量の特殊観察用の狭帯域光が入射したとしても、飽和するおそれはない。   In order to deal with these problems, Patent Document 1 uses ultraviolet excitation light as phosphor excitation light. Since the excitation light in the ultraviolet region is invisible light, even if the excitation light in the ultraviolet region is included in the illumination light, the color tone of the illumination light is not affected. In addition, since the excitation light in the ultraviolet region is completely shielded by the RGB imaging device, it is saturated even when a narrow band light for special observation with a relatively high light amount enters a special observation pixel such as a B pixel. There is no fear.

特開2009−297311号公報JP 2009-297311 A

蛍光体を用いる照明の場合には、上記のような問題の他に、蛍光を励起発光するときに生じる発熱によって、蛍光の発光効率が低下する温度特性の問題がある。図13に示すように、緑色蛍光体から励起発光する緑色蛍光(G蛍光)と赤色蛍光体から励起発光する赤色蛍光(R蛍光)の発光効率は、蛍光体の温度が上がるにつれて、低下する。また、赤色蛍光の発光効率の低下は緑色蛍光の発光効率の低下よりも大きくなっており、この発光効率の差は温度が高くなるほど大きくなる。   In the case of illumination using a phosphor, in addition to the above problems, there is a problem of temperature characteristics in which the light emission efficiency of the fluorescence is reduced due to heat generated when the fluorescence is excited and emitted. As shown in FIG. 13, the light emission efficiency of green fluorescence (G fluorescence) excited by the green phosphor and red fluorescence (R fluorescence) excited by the red phosphor decreases as the temperature of the phosphor increases. Further, the decrease in the emission efficiency of red fluorescence is larger than the decrease in the emission efficiency of green fluorescence, and the difference in the emission efficiency increases as the temperature increases.

したがって、緑色蛍光体と赤色蛍光体を混合した蛍光体から、緑色蛍光と赤色蛍光を混色して励起発光させた場合には、その混色した蛍光は、温度が高くなるほど、色調に変化が生じるようになる(即ち、色むらが発生するようになる)。そこで、蛍光体での発熱を防ぐことによって、蛍光体から発せられる蛍光を含む照明光の色調を安定化させることが求められていた。   Therefore, when a green phosphor and a red phosphor are mixed and excited and emitted by mixing green phosphor and red phosphor, the mixed fluorescence will change in color tone as the temperature increases. (That is, color unevenness occurs). Therefore, it has been required to stabilize the color tone of illumination light including fluorescence emitted from the phosphor by preventing heat generation in the phosphor.

また、特殊観察時において、複数の異なる波長の照明光を同時に被検体内に照射する場合、それら複数波長の照明光を合波する必要がある。合波する手段としては、特許文献1に示すようなダイクロイックプリズムの使用が考えられるが、コストや設置スペースの点から、ダイクロイックプリズム等の光学部材を使用せずに、合波する方法が求められている。   Further, when irradiating a subject with a plurality of illumination lights having different wavelengths at the time of special observation, it is necessary to combine the illumination lights having a plurality of wavelengths. As a means for multiplexing, the use of a dichroic prism as shown in Patent Document 1 is conceivable. However, from the viewpoint of cost and installation space, a method of multiplexing is required without using an optical member such as a dichroic prism. ing.

本発明は、蛍光体から励起発光される蛍光やそれ以外の複数波長の光を含む照明光を生成する際に、蛍光体での発熱防止を図るとともに、蛍光と複数波長の光を、ダイクロイックプリズム等の光学部材を使用することなく合波することができる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。   The present invention aims to prevent heat generation in the phosphor when generating illumination light including fluorescence excited by the phosphor and light of a plurality of wavelengths other than that, and to convert the fluorescence and the light of the plurality of wavelengths into a dichroic prism. An object of the present invention is to provide an endoscope light source device that can be combined without using an optical member such as the above.

上記目的を達成するために、本発明は、被検体内に挿入される内視鏡に対して光を供給する内視鏡用光源装置において、可視光領域以外の波長域を有する励起光を発する励起光光源と、可視光領域の波長域を有する第1の照明光を発する照明光光源と、前記励起光が入射する第1の光学面、前記励起光を、前記第1の照明光と異なる可視光領域の波長域を持つ第2の照明光に波長変換する波長変換部、及び前記第1の光学面の反対側に設けられ、前記第1の照明光が入射するとともに前記第2の照明光を反射させる第2の光学面を有し、前記第1の照明光及び第2の照明光を合波して前記第1の光学面から出射する波長変換手段と、前記波長変換部材から出射した第1及び第2の照明光を前記内視鏡に供給する供給手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention emits excitation light having a wavelength region other than the visible light region in an endoscope light source device that supplies light to an endoscope inserted into a subject. An excitation light source, an illumination light source that emits first illumination light having a wavelength region in the visible light region, a first optical surface on which the excitation light is incident, and the excitation light are different from the first illumination light. A wavelength conversion unit that converts the wavelength of the illumination light into a second illumination light having a wavelength region of visible light, and the second illumination that is provided on the opposite side of the first optical surface and receives the first illumination light. A second optical surface that reflects the light, a wavelength conversion unit that combines the first illumination light and the second illumination light and emits the light from the first optical surface; and an output from the wavelength conversion member Supply means for supplying the first and second illumination lights to the endoscope. To.

前記照明光光源は、前記波長変換部材の第2の光学面に直接的に設けられていることが好ましい。前記波長変換部材は透明基板に設けられており、前記照明光光源は、前記波長変換部材の第2の光学面側に、前記透明基板を挟んで設けられていることが好ましい。前記透明基板には、前記波長変換部材での発熱を放熱する放熱手段が設けられていることが好ましい。前記透明基板は、透明で且つ熱伝導率の高いサファイヤ基板で構成されることが好ましい。   The illumination light source is preferably provided directly on the second optical surface of the wavelength conversion member. The wavelength conversion member is preferably provided on a transparent substrate, and the illumination light source is preferably provided on the second optical surface side of the wavelength conversion member with the transparent substrate interposed therebetween. It is preferable that a heat radiating means for radiating heat generated by the wavelength conversion member is provided on the transparent substrate. The transparent substrate is preferably composed of a sapphire substrate that is transparent and has high thermal conductivity.

前記第1の照明光の光量と前記第2の照明光の光量をモニタリングするモニタリング手段と、前記モニタリング結果に基づいて、前記第1及び第2光源の光量を制御することによって、前記波長変換部材又は前記照明光光源での発熱を防止する発熱防止手段とを備えることが好ましい。前記第1の照明光の光量と前記第2の照明光の光量をそれぞれ独立に制御することによって、前記第1及び第2の照明光を含む照明光の色調を安定化させる色調安定化手段を備えることが好ましい。   The monitoring means for monitoring the light quantity of the first illumination light and the light quantity of the second illumination light, and the wavelength conversion member by controlling the light quantity of the first and second light sources based on the monitoring result. Or it is preferable to provide the heat_generation | fever prevention means which prevents the heat_generation | fever in the said illumination light source. Color tone stabilization means for stabilizing the color tone of the illumination light including the first and second illumination lights by independently controlling the light quantity of the first illumination light and the light quantity of the second illumination light. It is preferable to provide.

前記波長変換部材は、紫外域に励起波長帯域を持つ緑色蛍光体であり、前記照明光光源は半導体光源であり、前記第1の照明光は、前記半導体光源から発せられる光であり、前記第2の照明光は、紫外域の前記励起光によって前記緑色蛍光体から励起発光される緑色蛍光であることが好ましい。   The wavelength conversion member is a green phosphor having an excitation wavelength band in an ultraviolet region, the illumination light source is a semiconductor light source, and the first illumination light is light emitted from the semiconductor light source, The illumination light 2 is preferably green fluorescence excited and emitted from the green phosphor by the excitation light in the ultraviolet region.

前記内視鏡には、青色帯域と赤色帯域を含む第1照明光、及び緑色蛍光の第2照明光が混色した白色光が供給されることが好ましい。前記内視鏡には、青色帯域と赤色帯域を含む第1照明光、及び緑色蛍光の第2照明光が混色した白色光が供給され、前記第1の照明光の青色帯域におけるピーク強度は、前記緑色蛍光及び前記第1の照明光の赤色帯域におけるピーク強度よりも大きいことが好ましい。   It is preferable that the endoscope is supplied with white light in which the first illumination light including the blue band and the red band and the second illumination light of green fluorescence are mixed. The endoscope is supplied with white light in which the first illumination light including the blue band and the red band and the second illumination light of green fluorescence are mixed, and the peak intensity in the blue band of the first illumination light is: It is preferable that the green fluorescence and the peak intensity in the red band of the first illumination light be larger.

本発明によれば、照明光光源から発せられた第1の照明光と、励起光によって励起発光した第2の照明光を波長変換手段内で合波していることから、ダイクロイックプリズム等の光学部材を使用することなく、波長変換した光とそれ以外の複数波長の光を合波することができる。   According to the present invention, the first illuminating light emitted from the illuminating light source and the second illuminating light excited and emitted by the exciting light are multiplexed in the wavelength converting means, so that an optical such as a dichroic prism is used. Without using a member, it is possible to multiplex the wavelength-converted light and other wavelengths of light.

また、励起光の入射と第2照明光の出射を同一の第1の光学面を介して行うため、その第1の光学面の反対の第2の光学面側に、照明光光源を設けることが可能になる他、波長変換手段での発熱を放熱する放熱手段を設けることが可能となる。これにより、波長変換手段での発熱による照明光の色調の変化を防ぐことができる。また、励起光の入射と第2照明光の出射を同一の第1の光学面を介して行うためには、励起光をに対して斜め入射する必要がある。そのためには、励起光光源と波長変換部材とを空間的に離すことができる相当なスペースが必要となるが、そのようなスペースは、被検体に挿入する内視鏡ではなく、その内視鏡に接続される光源装置であれば、十分に確保することが可能である。   Further, since the excitation light is incident and the second illumination light is emitted through the same first optical surface, an illumination light source is provided on the second optical surface side opposite to the first optical surface. In addition, it is possible to provide a heat dissipating means for dissipating heat generated by the wavelength converting means. Thereby, the change of the color tone of the illumination light by the heat generation in the wavelength conversion means can be prevented. Further, in order to make the excitation light incident and the second illumination light emitted through the same first optical surface, it is necessary to make the excitation light obliquely incident on the same. For this purpose, a considerable space is required in which the excitation light source and the wavelength conversion member can be spatially separated, but such a space is not an endoscope that is inserted into the subject, but the endoscope. If it is a light source device connected to, it is possible to ensure enough.

内視鏡システムの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of an endoscope system. 第1実施形態における光源装置及びプロセッサ装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the light source device and processor device in 1st Embodiment. AR膜無しの蛍光体に対して斜めに入射する励起光の入射角を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the incident angle of the excitation light which injects diagonally with respect to the fluorescent substance without an AR film. AR膜有りの蛍光体に対して斜めに入射する励起光の入射角を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the incident angle of the excitation light which injects diagonally with respect to the fluorescent substance with AR film | membrane. 蛍光体に対する励起光の分光透過率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral transmission factor of the excitation light with respect to fluorescent substance. ダイクロイックミラーの分光透過率と第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光の発光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral transmittance of a dichroic mirror, and the emitted light intensity of 1st blue light, 2nd blue light, green fluorescence, and red light. 通常光観察モードにおける発光パターン、発光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the light emission pattern and light emission intensity in normal light observation mode. 第1特殊光観察モードにおける発光パターン、発光強度を示すグラフである。5 is a graph showing a light emission pattern and light emission intensity in a first special light observation mode. 第2特殊光観察モードにおける発光パターン、発光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the light emission pattern and light emission intensity in 2nd special light observation mode. 酸素飽和度観察モードにおける発光パターン、発光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the light emission pattern and light emission intensity in oxygen saturation observation mode. PNM、PDM、PWMを説明するための図である。It is a figure for demonstrating PNM, PDM, and PWM. カラー撮像素子の分光透過率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral transmittance of a color image sensor. 通常光画像の生成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation method of a normal light image. 第1特殊光画像の生成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation method of a 1st special light image. 第2特殊光画像の生成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation method of a 2nd special light image. 酸素飽和度画像の生成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation method of an oxygen saturation image. 第2実施形態における光源装置及びプロセッサ装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the light source device and processor device in 2nd Embodiment. 第3実施形態における光源装置及びプロセッサ装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the light source device and processor device in 3rd Embodiment. 第1〜第3実施形態とは別の実施形態における光源装置及びプロセッサ装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the light source device and processor device in embodiment different from 1st-3rd embodiment. 蛍光体の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of fluorescent substance.

図1に示すように、第1実施形態の内視鏡システム10は、被検体内を撮像する電子内視鏡11と、被検体を照明する光を発生する光源装置12と、電子内視鏡からの撮像信号に基づいて画像を生成するとともに、各種画像処理を行うプロセッサ装置13と、内視鏡画像を表示するモニタ14とを備えている。   As shown in FIG. 1, an endoscope system 10 according to a first embodiment includes an electronic endoscope 11 that images an inside of a subject, a light source device 12 that generates light that illuminates the subject, and an electronic endoscope. The image processing apparatus 13 includes a processor device 13 that generates an image based on an image pickup signal from the image sensor and performs various types of image processing, and a monitor 14 that displays an endoscopic image.

この内視鏡システム10には、白色光で照明された被検体内の通常光画像をモニタ14に表示する通常光観察モード、通常光画像上において表層の微細血管や微細構造が強調表示された第1特殊光画像をモニタ14に表示する第1特殊光観察モード、表層微細血管や中深層の血管が疑似カラーで表された第2特殊光画像をモニタ14に表示する第2特殊光観察モード、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像をモニタ14に表示する酸素飽和度観察モードの4つのモードが設けられている。これらモードは、モード切替SW15によって適宜切り替えられる。   In this endoscope system 10, a normal light observation mode in which a normal light image in a subject illuminated with white light is displayed on the monitor 14, the fine blood vessels and fine structures on the surface layer are highlighted on the normal light image. A first special light observation mode for displaying a first special light image on the monitor 14; a second special light observation mode for displaying a second special light image in which surface microvessels and middle-deep blood vessels are represented in pseudo color on the monitor 14; There are provided four modes of an oxygen saturation observation mode in which an oxygen saturation image obtained by imaging the oxygen saturation of blood hemoglobin is displayed on the monitor 14. These modes are appropriately switched by mode switching SW15.

電子内視鏡11は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部16と、挿入部16の基端部分に設けられた操作部17と、操作部17と光源装置12及びプロセッサ装置13との間を連結するユニバーサルコード18とを備えている。挿入部16の先端には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部19が形成されている。湾曲部19は、操作部のアングルノブ21を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部19の先端には、体腔内を撮像するカラー撮像素子20(例えばカラーCCD等)を内蔵した先端部16aが設けられている。先端部16aは、湾曲部19の湾曲動作によって体腔内の所望の方向に向けられる。   The electronic endoscope 11 includes a flexible insertion portion 16 to be inserted into a body cavity, an operation portion 17 provided at a proximal end portion of the insertion portion 16, an operation portion 17, a light source device 12, and a processor device 13. And a universal cord 18 for connecting the two. A bending portion 19 in which a plurality of bending pieces are connected is formed at the distal end of the insertion portion 16. The bending portion 19 is bent in the vertical and horizontal directions by operating the angle knob 21 of the operation portion. At the distal end of the bending portion 19, a distal end portion 16 a incorporating a color imaging element 20 (for example, a color CCD) that images the inside of the body cavity is provided. The distal end portion 16 a is directed in a desired direction within the body cavity by the bending operation of the bending portion 19.

ユニバーサルコード18には、光源装置12及びプロセッサ装置13側にコネクタ24が取り付けられている。コネクタ24は、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタであり、電子内視鏡11は、このコネクタ24を介して、光源装置12及びプロセッサ装置13に着脱自在に接続される。   A connector 24 is attached to the universal cord 18 on the light source device 12 and the processor device 13 side. The connector 24 is a composite type connector including a communication connector and a light source connector, and the electronic endoscope 11 is detachably connected to the light source device 12 and the processor device 13 through the connector 24.

電子内視鏡11の内部には、ライトガイド25と、信号ケーブル26とが設けられている。ライトガイド25は波長が異なる複数種類の光を導光可能なバンドル光ファイバであり、光源装置12からの光を先端部16aまで導光する。導光された光は、先端部16aから体腔内に向けて照射される。信号ケーブル26は、撮像素子からの撮像信号をプロセッサ装置13にまで送る。   A light guide 25 and a signal cable 26 are provided inside the electronic endoscope 11. The light guide 25 is a bundle optical fiber capable of guiding a plurality of types of light having different wavelengths, and guides the light from the light source device 12 to the distal end portion 16a. The guided light is emitted from the distal end portion 16a toward the body cavity. The signal cable 26 sends the imaging signal from the imaging device to the processor device 13.

図2に示すように、光源装置12は、紫外域に波長範囲を有する励起光を発する励起光光源30と、励起光光源30からの励起光により励起発光する緑色蛍光、中心波長405nmの第1青色光、中心波長470nmの第2青色光、中心波長625nmの赤色光を発する発光部31と、発光部31から緑色蛍光、第1青色光、第2青色光、又は赤色光の光量を検出するモニタリング部35と、緑色蛍光、第1青色光、第2青色光、赤色光の発光強度や発光タイミングを制御する光源制御部37と、モニタリング部33を経た光を合波して、ライトガイド25の入射面に向けて集光する集光レンズ39とを備えている。   As shown in FIG. 2, the light source device 12 includes an excitation light source 30 that emits excitation light having a wavelength range in the ultraviolet region, green fluorescence that emits excitation light by excitation light from the excitation light source 30, and a first light having a center wavelength of 405 nm. A light emitting unit 31 that emits blue light, second blue light having a central wavelength of 470 nm, and red light having a central wavelength of 625 nm, and the amount of green fluorescence, first blue light, second blue light, or red light is detected from the light emitting unit 31. The light guide 25 is combined with the monitoring unit 35, the light emitted from the green fluorescent light, the first blue light, the second blue light, and the light source control unit 37 that controls the emission intensity and the light emission timing of the red light, and the light transmitted through the monitoring unit 33. And a condensing lens 39 that condenses toward the incident surface.

励起光光源30はレーザーダイオード(Laser Diode)や発光ダイオード(Light Emitting Diode)などの半導体光源で構成される。この励起光光源30では、発光部31の蛍光体から緑色蛍光を励起発光させるための励起光を発する。この励起光は、非可視光領域である紫外域の波長範囲内において、365nm、380nm、又は395nmにピーク波長を有している。励起光は、照射レンズ30aを通して、発光部31の蛍光体42に向けて照射される。   The excitation light source 30 is composed of a semiconductor light source such as a laser diode or a light emitting diode. The excitation light source 30 emits excitation light for exciting and emitting green fluorescence from the phosphor of the light emitting unit 31. This excitation light has a peak wavelength at 365 nm, 380 nm, or 395 nm within the wavelength range of the ultraviolet region which is a non-visible light region. The excitation light is irradiated toward the phosphor 42 of the light emitting unit 31 through the irradiation lens 30a.

発光部31は、励起光によって緑色蛍光を励起発光する蛍光体42と、中心波長405nmの第1青色光を発する第1青色光源45と、中心波長470nmの第2青色光を発する第2青色光源46と、中心波長625nmの赤色光を発する赤色光源47と、これら光源が設けられた略直方体形状の光源用基板49と、蛍光体42及び各光源45〜47で発せられた熱を放熱する放熱部50とを備えている。   The light emitting unit 31 includes a phosphor 42 that emits green fluorescence by excitation light, a first blue light source 45 that emits first blue light having a central wavelength of 405 nm, and a second blue light source that emits second blue light having a central wavelength of 470 nm. 46, a red light source 47 that emits red light having a center wavelength of 625 nm, a light source substrate 49 having a substantially rectangular parallelepiped shape provided with these light sources, and heat dissipation that dissipates heat generated by the phosphor 42 and the light sources 45 to 47. Part 50.

蛍光体42は、ガラス樹脂などとバインダにより固められて形成されており、略直方体形状を有している。また、蛍光体42は、紫外域の励起光に対して高い光吸収特性を有する一方で、波長400nmを超える可視光領域に対しては光吸収特性が無いものが用いられる(励起波長帯が紫外域に有り、可視光領域には無いこと。即ち、非可視光である励起光については蛍光体42の励起波長帯に属しているが、可視光である第1青色光、第2青色光、赤色光の波長域については、蛍光体42の励起波長帯に属していない。)。これに合わせて、蛍光体は、緑色蛍光を高い発光強度及び発光効率で励起発光するものが用いられる。本実施形態では、これら条件を満たす蛍光体として、「BaMgAl10O17:Eu,Mn」を用いる。「BaMgAl10O17:Eu,Mn」は、励起光のピーク波長を「378nm」とした場合に、励起光に対する吸収率が「66.8%」であり、また発光効率は「55.8%」である。光吸収率、発光効率に関しては「Li0.6Na0.4W2O8」よりも高く、また、発光強度に関しては「Li0.6Na0.4W2O8」よりも高くなっている。 The phosphor 42 is formed by being hardened with a glass resin or the like and a binder, and has a substantially rectangular parallelepiped shape. The phosphor 42 has a high light absorption characteristic for excitation light in the ultraviolet region, but has no light absorption characteristic for a visible light region exceeding a wavelength of 400 nm (excitation wavelength band is ultraviolet). The excitation light that is invisible light belongs to the excitation wavelength band of the phosphor 42, but the first blue light, the second blue light that are visible light, The wavelength range of red light does not belong to the excitation wavelength band of the phosphor 42). In accordance with this, a fluorescent material that emits green fluorescent light with high light emission intensity and light emission efficiency is used. In the present embodiment, “BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn” is used as a phosphor satisfying these conditions. “BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn” has an absorption rate of “66.8%” for the excitation light when the peak wavelength of the excitation light is “378 nm”, and the luminous efficiency is “55.8%”. Is. The light absorption rate and the light emission efficiency are higher than “Li 0.6 Na 0.4 W 2 O 8 ”, and the light emission intensity is higher than “Li 0.6 Na 0.4 W 2 O 8 ”.

第1青色光源45は中心波長405nmの第1青色光を発し、第2青色光源46は中心波長470nmの第2青色光を発し、赤色光源47は中心波長625nmの赤色光を発する。光源用基板49は、蛍光体取付面側に形成され、3つの光源45〜47を設置するための略凹状の光源設置部49aを備えている。   The first blue light source 45 emits first blue light having a center wavelength of 405 nm, the second blue light source 46 emits second blue light having a center wavelength of 470 nm, and the red light source 47 emits red light having a center wavelength of 625 nm. The light source substrate 49 is formed on the phosphor mounting surface side and includes a substantially concave light source installation portion 49a for installing the three light sources 45 to 47.

第1青色光源45、第2青色光源46、赤色光源47は、励起光光源30と同様、レーザーダイオード(Laser Diode)や発光ダイオード(Light Emitting Diode)などの半導体光源で構成される。これら光源45〜47は、共通の光源用基板49を介して、光源制御部により発光タイミングや光量が制御される。   The first blue light source 45, the second blue light source 46, and the red light source 47 are configured by semiconductor light sources such as a laser diode and a light emitting diode, similarly to the excitation light source 30. The light sources 45 to 47 are controlled in light emission timing and light quantity by a light source control unit via a common light source substrate 49.

本実施形態においては、励起光の入射と緑色蛍光の出射を同一面上で行うために、励起光を蛍光体42に対して斜めに入射させる。この励起光の斜め入射を実現するために、励起光光源30と蛍光体42とは空間的に離間して設置されている。励起光光源30からの励起光は、凸レンズ60及び蛍光体42の第1光学面42aを通して、蛍光体42に入射する。蛍光体42に入射した励起光のうちの一部は、蛍光体42に吸収されて緑色蛍光を励起発光する。この励起発光した緑色蛍光は、第1光学面42aを通して、出射する。   In the present embodiment, excitation light is incident on the phosphor 42 obliquely in order to perform excitation light incidence and green fluorescence emission on the same plane. In order to realize the oblique incidence of the excitation light, the excitation light source 30 and the phosphor 42 are installed spatially separated from each other. Excitation light from the excitation light source 30 enters the phosphor 42 through the convex lens 60 and the first optical surface 42 a of the phosphor 42. Part of the excitation light incident on the phosphor 42 is absorbed by the phosphor 42 and emits green fluorescence. The excited green light is emitted through the first optical surface 42a.

一方、蛍光体42に吸収されなかった光は、第1光学面42aとは反対側の第2光学面42bに設けられた光学フィルタ43で反射される。この光学フィルタ43は、励起光の波長域には反射特性を有する一方で、第1青色光、第2青色光、赤色光の波長域には透過特性を有している。光学フィルタ43で反射した励起光は、蛍光体42に吸収されて緑色蛍光を励起発光する。この励起発光した緑色蛍光は、第1光学面42aから出射する。第1光学面42aから出射した緑色蛍光は、凸レンズ60を通して、モニタリング部35に向けて出射する。   On the other hand, the light that has not been absorbed by the phosphor 42 is reflected by the optical filter 43 provided on the second optical surface 42b opposite to the first optical surface 42a. The optical filter 43 has reflection characteristics in the wavelength range of the excitation light, and has transmission characteristics in the wavelength ranges of the first blue light, the second blue light, and the red light. The excitation light reflected by the optical filter 43 is absorbed by the phosphor 42 and emits green fluorescence. The excited green light is emitted from the first optical surface 42a. The green fluorescence emitted from the first optical surface 42 a is emitted toward the monitoring unit 35 through the convex lens 60.

また、緑色蛍光以外の第1青色光、第2青色光、赤色光は、蛍光体42を通して、モニタリング部35にまで出射させる。したがって、蛍光体42と光源用基板49の蛍光体取付面とは、熱抵抗が低い(伝熱性が高い)シリコングリース等(図示省略)で接着するされている。各光源45〜47からの第1青色光、第2青色光、赤色光は、それら光に透過特性を有する光学フィルタ43を通して、蛍光体42内へ入射する。これら光のいずれも、蛍光体42の励起波長帯に含まれていないので、蛍光を励起発光することなくそのまま第1光学面42aから出射する。第1光学面42aから出射した第1青色光、第2青色光、赤色光は、凸レンズ60を通して、モニタリング部35に向けて出射する。   Further, the first blue light, the second blue light, and the red light other than the green fluorescence are emitted to the monitoring unit 35 through the phosphor 42. Therefore, the phosphor 42 and the phosphor mounting surface of the light source substrate 49 are bonded with silicon grease or the like (not shown) having low thermal resistance (high heat conductivity). The first blue light, the second blue light, and the red light from each of the light sources 45 to 47 enter the phosphor 42 through the optical filter 43 having transmission characteristics for the light. Since none of these lights are included in the excitation wavelength band of the phosphor 42, the fluorescence is emitted from the first optical surface 42a without being excited and emitted. The first blue light, the second blue light, and the red light emitted from the first optical surface 42 a are emitted toward the monitoring unit 35 through the convex lens 60.

以上のように、励起光の入射と緑色蛍光の出射を同一の第1光学面42aで行うとともに、その反対側の第2光学面42b側に、緑色蛍光以外の第1青色光、第2青色光、赤色光を発する発光手段を設けることによって、特許文献1に示すダイクロイックプリズムのような合波手段を用いることなく、緑色蛍光、第1青色光、第2青色光、赤色光を合波することができる。また、凸レンズ60は、蛍光体42から発せられる緑色蛍光と各光源45〜47から発せられる第1青色光、第2青色光、赤色光が、ライトガイド25の光軸上に位置するように設計されているため、それら光を合波した光は、色むらなく体内に照射される。また、本実施形態では、励起光を蛍光体42に対して斜めから入射させるために、励起光光源30を蛍光体42に対して空間的に離して設置する設置スペースが別途必要となる。この点においては、電子内視鏡の先端部16aよりも、光源装置のほうが、設置スペースを確保しやすい。   As described above, the excitation light is incident and the green fluorescence is emitted from the same first optical surface 42a, and the first blue light and the second blue other than the green fluorescence are formed on the opposite second optical surface 42b side. By providing light emitting means for emitting light and red light, the green fluorescence, the first blue light, the second blue light, and the red light are multiplexed without using a multiplexing means such as the dichroic prism disclosed in Patent Document 1. be able to. The convex lens 60 is designed so that the green fluorescence emitted from the phosphor 42 and the first blue light, the second blue light, and the red light emitted from the light sources 45 to 47 are located on the optical axis of the light guide 25. Therefore, the light combined with the light is irradiated into the body without color unevenness. Further, in the present embodiment, in order to make the excitation light incident on the phosphor 42 obliquely, an installation space for installing the excitation light source 30 spatially separated from the phosphor 42 is necessary. In this respect, it is easier to secure the installation space in the light source device than in the distal end portion 16a of the electronic endoscope.

また、被検体内を照明する照明光のうち、緑色光として、LEDなどの半導体光源でなく、緑色蛍光を使用するのは以下の理由からである。内視鏡のライドガイド25としては、挿入部の細径化の観点から径が細いものが用いられるため、光入光部が小さい。そのため、ライトガイド25には、高輝度の照明光を入射させる必要がある。即ち、単位面積当たりの出力が大きな光源が必要となる。現時点では、照明光のうち青色光、赤色光については、LED,LDなどの半導体光源によって高輝度で発光できることが知られている。一方、緑色光については、緑色LED、緑色半導体レーザー、緑色蛍光体の3つの発光手段が考えられる。   In addition, among the illumination light that illuminates the inside of the subject, green fluorescence is used as green light instead of a semiconductor light source such as an LED for the following reason. As the ride guide 25 of the endoscope, one having a small diameter is used from the viewpoint of reducing the diameter of the insertion portion, so that the light incident portion is small. Therefore, it is necessary to make illumination light with high luminance enter the light guide 25. That is, a light source having a large output per unit area is required. At present, it is known that blue light and red light of illumination light can be emitted with high brightness by a semiconductor light source such as LED and LD. On the other hand, for the green light, three light emitting means of a green LED, a green semiconductor laser, and a green phosphor can be considered.

緑色LEDについては、現在の窒化ガリウムLEDのような、青色から赤色にかけて急激に発光効率が低下するLED素子しか存在しない。また、仮に、高輝度なLEDを製造できたとしても、半値幅がレーザーダイオードよりも狭くなることが考えられる。したがって、内視鏡の照明として使用した場合には、発光半値幅が狭くなりすぎるため、演色性が劣ることが考えられる。一方、緑色半導体レーザーについては、高輝度光源ではあるものの、発光半値幅が狭すぎる。そのため、照明光として用いた場合には、急峻な光吸収や反射を持つ物体(例えば内視鏡で用いる色素)などの反射信号が得られにくい。また、現状では、緑色半導体レーザーは出力、寿命の点で問題がある。   As for the green LED, there is only an LED element whose luminous efficiency is drastically decreased from blue to red like the current gallium nitride LED. Moreover, even if a high-brightness LED can be manufactured, it is conceivable that the half-value width is narrower than that of the laser diode. Therefore, when it is used as illumination for an endoscope, the light emission half-value width becomes too narrow, so that the color rendering property may be inferior. On the other hand, although the green semiconductor laser is a high-intensity light source, the emission half-value width is too narrow. Therefore, when used as illumination light, it is difficult to obtain a reflection signal such as an object having steep light absorption or reflection (for example, a dye used in an endoscope). At present, the green semiconductor laser has problems in terms of output and life.

これに対して、緑色蛍光体は、上記緑色LED、緑色半導体レーザーのような問題点を有していない。したがって、内視鏡の照明に用いる発光手段としては、緑色蛍光体が一番適している。   On the other hand, the green phosphor does not have a problem like the green LED and the green semiconductor laser. Therefore, green phosphor is most suitable as the light emitting means used for endoscope illumination.

なお、励起光が蛍光体42に入射するときには、励起光が第1光学面42aで反射しないようにすることが好ましい。仮に、第1光学面42aで反射した励起光が、ライトガイド25を通して、体内に照射された場合には、いくつかの問題が起こりうる。その問題の一つとして、励起光は生体組織の自家蛍光物質に対しても励起光となりうるため、体内から不要な自家蛍光が励起発光するおそれがある。この不要な自家蛍光は、観察画像にとってノイズであるため、励起光は体内に入らないようにすることが好ましい。   When excitation light is incident on the phosphor 42, it is preferable that the excitation light is not reflected by the first optical surface 42a. If the excitation light reflected by the first optical surface 42a is irradiated into the body through the light guide 25, several problems may occur. As one of the problems, since the excitation light can also be an excitation light for an autofluorescent substance in a living tissue, unnecessary autofluorescence may be excited and emitted from the body. Since this unnecessary autofluorescence is noise for the observation image, it is preferable that excitation light does not enter the body.

例えば、図3Aに示すように、入射・出射面42aにAR(Anti Reflection)膜を設けない場合には、励起光の偏波面をp偏光にし、励起光の入射角θをブリュースター角である「56°」にすることが好ましい(θ=ArcTan(n2/n1)(n1:空気の屈折率、n2(1.5):蛍光体含有ガラスの屈折率)))。また、図3Bに示すように、入射・出射面42aにAR膜50を設ける場合には、励起光の偏波面をp偏光にし、励起光の入射角θを「50°」にすることが好ましい(θ=ArcTan(n2/n1)(n1:空気の屈折率、n2(1.5):蛍光体含有ガラスの屈折率)))。ここで、AR膜50は、フッ化マグネシウムMgF(屈折率n3、およそ1.38)の膜50aとアルミナAl(屈折率n4、およそ2.1〜2.4。成膜条件で変化させた場合は2.3)の膜50bの2層で形成することが好ましい。フッ化マグネシウムMgF、アルミナAlついては、設計波長λを405nmとした場合に、それぞれ1/2λの厚さにすることが好ましい。したがって、屈折率については、n1<n3<n2<n4の関係にすることが好ましい。 For example, as shown in FIG. 3A, when an AR (Anti Reflection) film is not provided on the incident / exit surface 42a, the polarization plane of the excitation light is p-polarized, and the incident angle θ of the excitation light is the Brewster angle. “56 °” is preferable (θ = ArcTan (n2 / n1) (n1: refractive index of air, n2 (1.5): refractive index of phosphor-containing glass))). As shown in FIG. 3B, when the AR film 50 is provided on the incident / exit surface 42a, it is preferable that the polarization plane of the excitation light is p-polarized and the incident angle θ of the excitation light is “50 °”. (Θ = ArcTan (n2 / n1) (n1: refractive index of air, n2 (1.5): refractive index of phosphor-containing glass))). Here, the AR film 50 is composed of a magnesium fluoride MgF 2 (refractive index n3, approximately 1.38) film 50a and alumina Al 2 O 3 (refractive index n4, approximately 2.1 to 2.4. When changed, it is preferable to form the film 50b of 2.3). With regard to magnesium fluoride MgF 2 and alumina Al 2 O 3 , it is preferable that the thickness is ½λ respectively when the design wavelength λ is 405 nm. Therefore, the refractive index is preferably in the relationship of n1 <n3 <n2 <n4.

図3A及び図3Bのいずれの場合においても、図4の透過分布T(p)に示すように、励起光のピーク波長である「365nm、380nm、又は395nm」あたりで蛍光体42への透過率が「99.98%」近くになる。したがって、励起光は、第1光学面42aで反射することなく、確実に蛍光体42へと入射する。なお、励起光の偏波面がs偏光である場合には、透過分布T(s)に示すように、「365nm、380nm、又は395nm」あたりでの透過率が「90%」となるため、入射する励起光のうち「10%」程度が第1光学面42aで反射することとなる。   3A and 3B, as shown in the transmission distribution T (p) of FIG. 4, the transmittance to the phosphor 42 around “365 nm, 380 nm, or 395 nm” that is the peak wavelength of the excitation light. Is close to “99.98%”. Therefore, the excitation light is reliably incident on the phosphor 42 without being reflected by the first optical surface 42a. When the polarization plane of the excitation light is s-polarized light, the transmittance around “365 nm, 380 nm, or 395 nm” is “90%” as shown in the transmission distribution T (s). About 10% of the excitation light to be reflected is reflected by the first optical surface 42a.

図2に示すように、放熱部50には、蛍光体42及び光源用基板49側から順に、ペルチェ素子52と、ヒートシンク54と、ファン56とが設けられている。ペルチェ素子52は、光源用基板49のペルチェ取付面に取り付けられた冷却板52aと、ヒートシンク54側に設けられた放熱板52bを有している。素子駆動部(図示省略)によってペルチェ素子52を駆動することによって、蛍光体42及び光源用基板49での発熱は、冷却板52aを介して、放熱板52b側に移動する。ヒートシンク54には、放熱板52bから発せられる熱が拡散しやすいように、金属製の四角柱が複数設けられている。このヒートシンク54に対して、ファン56からの風が吹きつけられる。これにより、ヒートシンク54に蓄積された熱は、光源装置12の外部へと放熱される。   As shown in FIG. 2, the heat radiating unit 50 is provided with a Peltier element 52, a heat sink 54, and a fan 56 in order from the phosphor 42 and the light source substrate 49 side. The Peltier element 52 includes a cooling plate 52 a attached to the Peltier attachment surface of the light source substrate 49 and a heat radiating plate 52 b provided on the heat sink 54 side. By driving the Peltier element 52 by an element driving unit (not shown), the heat generated in the phosphor 42 and the light source substrate 49 moves to the heat radiating plate 52b side through the cooling plate 52a. The heat sink 54 is provided with a plurality of metal square pillars so that heat generated from the heat radiating plate 52b is easily diffused. Wind from the fan 56 is blown against the heat sink 54. Thereby, the heat accumulated in the heat sink 54 is dissipated to the outside of the light source device 12.

モニタリング部35は、図5の分光透過分布Taに示すように、発光部31からの第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光の大部分を集光レンズ39に向けて透過させる一方で、わずかな光を光量検出用として反射させるダイクロックミラー72と、ダイクロイックミラー72で反射した光の光量をモニタリングする第1青色光用PD(Photo Detector)74a、第2青色光用PD74b、緑色蛍光用PD74c、赤色光用PD74dの4つのフォトセンサとを備えている。第1青色光用PD74a、第2青色光用PD74b、緑色蛍光用PD74c、赤色光用PD74dでのモニタリング結果は、光源制御部37に送信される。   The monitoring unit 35 transmits most of the first blue light, the second blue light, the green fluorescence, and the red light from the light emitting unit 31 toward the condensing lens 39 as shown in the spectral transmission distribution Ta in FIG. On the other hand, a dichroic mirror 72 that reflects a small amount of light for detecting the amount of light, a first blue light PD (Photo Detector) 74a that monitors the amount of light reflected by the dichroic mirror 72, a second blue light PD 74b, It includes four photosensors, a green fluorescent PD 74c and a red light PD 74d. The monitoring results of the first blue light PD 74a, the second blue light PD 74b, the green fluorescence PD 74c, and the red light PD 74d are transmitted to the light source control unit 37.

光源制御部37は、第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光間の光量比が一定となるように、励起光光源30、第1青色光源45、第2青色光源46、赤色光源47を制御する。励起光光源30の光量制御は励起光制御部37aが行い、第1青色光源45の光量制御は第1青色光制御部37bが行い、第2青色光源46の光量制御は第2青色光制御部37cが行い、赤色光源47の光量制御は赤色光制御部37dが行う。これら各制御部37a〜37dによって、第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光の光量独立制御が可能となる。また、各光が発光している間は、各PD74a〜74dでのモニタリング結果に基づく光量フィードバック制御によって、光量を一定に保持する。   The light source control unit 37 has the excitation light source 30, the first blue light source 45, the second blue light source 46, and the red so that the light quantity ratio among the first blue light, the second blue light, the green fluorescence, and the red light is constant. The light source 47 is controlled. The light amount control of the excitation light source 30 is performed by the excitation light control unit 37a, the light amount control of the first blue light source 45 is performed by the first blue light control unit 37b, and the light amount control of the second blue light source 46 is performed by the second blue light control unit. 37c, and the light amount control of the red light source 47 is performed by the red light control unit 37d. These control units 37a to 37d enable independent light quantity control of the first blue light, the second blue light, the green fluorescence, and the red light. Further, while each light is emitted, the light amount is kept constant by the light amount feedback control based on the monitoring results of the PDs 74a to 74d.

第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光の発光タイミングと光量比は、モード毎に予め定められている。通常光観察モードに設定されている場合には、図6Aに示すように、第1青色光、緑色蛍光、赤色光が発光される。このとき、互いのピーク強度が同一となるように発光される。したがって、体内には、第1青色光、緑色蛍光、赤色光が混色した白色光として照射される。   The light emission timing and the light amount ratio of the first blue light, the second blue light, the green fluorescence, and the red light are predetermined for each mode. When the normal light observation mode is set, as shown in FIG. 6A, first blue light, green fluorescence, and red light are emitted. At this time, light is emitted so that the peak intensities are the same. Therefore, the inside of the body is irradiated as white light in which the first blue light, green fluorescence, and red light are mixed.

ここで、第1青色光、緑色蛍光、赤色光は、それぞれ光量を独立制御することが可能であるため、それらの光量比を一定に保つことが可能である。また、励起光は可視光領域以外にあるため、仮に励起光が体内に入ったとしても、白色光の色味に影響を与えることない。以上から、体内に照射された白色光の色味は変化することなく一定に保持される。   Here, since the first blue light, green fluorescence, and red light can be independently controlled in light quantity, their light quantity ratios can be kept constant. In addition, since the excitation light is outside the visible light region, even if the excitation light enters the body, the color of white light is not affected. From the above, the color of the white light irradiated into the body is kept constant without changing.

また、第1特殊光観察モードに設定されている場合には、図6Bに示すように、第1青色光、緑色蛍光、赤色光が発光される。このとき、第1青色光のピーク強度は、他の緑色蛍光、赤色光のピーク強度よりも大きくなるように発光されるとともに、体内の血管と粘膜のコントラスト比が「1.6」以上となる第1光量比で発光される。上記したように、第1青色光、緑色蛍光、赤色光は光量を独立に制御することが可能であるため、第1光量比を一定に保つことが可能である。   When the first special light observation mode is set, as shown in FIG. 6B, first blue light, green fluorescence, and red light are emitted. At this time, the first blue light is emitted so that the peak intensity of the first blue light is higher than the peak intensity of the other green fluorescence and red light, and the contrast ratio between the blood vessel and the mucous membrane in the body becomes “1.6” or more. Light is emitted at the first light quantity ratio. As described above, the first blue light, the green fluorescence, and the red light can be independently controlled in light quantity, so that the first light quantity ratio can be kept constant.

また、第2特殊光観察モードに設定されている場合には、図6Cに示すように、第1青色光、緑色蛍光が発光される。このとき、体内の血管と粘膜のコントラスト比が「1.6」以上となる第2光量比で発光される。上記したように、第1青色光、緑色蛍光は光量を独立に制御することが可能であるため、第2光量比を一定に保つことが可能である。   When the second special light observation mode is set, as shown in FIG. 6C, first blue light and green fluorescence are emitted. At this time, light is emitted at a second light quantity ratio at which the contrast ratio between blood vessels and mucous membranes in the body is “1.6” or more. As described above, since the first blue light and the green fluorescence can be controlled independently, the second light quantity ratio can be kept constant.

酸素飽和度観察モードに設定されている場合には、図6Dに示すように、第2青色光のみの発光と緑色蛍光及び赤色光の発光とを、1フレーム毎に交互に繰り返す。このとき、第2青色光、緑色蛍光、赤色光間の第3光量比は一定になるように発光される。上記したように、第2青色光、緑色蛍光、赤色光は光量を独立に制御することが可能であるため、第3光量比を一定に保つことが可能である。   When the oxygen saturation observation mode is set, as shown in FIG. 6D, the emission of only the second blue light and the emission of green fluorescence and red light are alternately repeated every frame. At this time, light is emitted such that the third light quantity ratio among the second blue light, green fluorescence, and red light is constant. As described above, the amount of light of the second blue light, green fluorescence, and red light can be controlled independently, so that the third light amount ratio can be kept constant.

なお、光源制御部による光量制御は、各光源の発光量を予め定めた駆動パルスに基づくパルス変調制御により行うことが好ましい。パルス変調制御は、パルス数制御(PNM:Pulse Number Modulation)及びパルス密度制御(PDM:Pulse Density Modulation)と、パルス幅制御(PWM:Pulse Width Modulation)により行われる。   Note that the light amount control by the light source control unit is preferably performed by pulse modulation control based on a predetermined driving pulse for the light emission amount of each light source. The pulse modulation control is performed by pulse number control (PNM), pulse density control (PDM: Pulse Density Modulation), and pulse width control (PWM: Pulse Width Modulation).

具体的には、図7に示すように、1フレームのうちカラー撮像素子20の電荷蓄積期間において、PNM,PDM,PWMのいずれかのパルス変調を行うことにより、光量制御を行う。ここで、図7においては、パルスが立ち上がった時に各光源30,45〜47が点灯し、それ以外のときには各光源は消灯する。なお、1フレーム期間は33ms、シャッタ速度は1/60sとする。また、最大光量時では、駆動パルス[1]に示すように、カラー撮像素子20の電荷蓄積期間内に2000個のパルスを含むものする(周波数は120kHz)。   Specifically, as shown in FIG. 7, the light amount control is performed by performing pulse modulation of any one of PNM, PDM, and PWM during the charge accumulation period of the color image sensor 20 in one frame. Here, in FIG. 7, the light sources 30, 45 to 47 are turned on when the pulse rises, and the light sources are turned off at other times. Note that one frame period is 33 ms and the shutter speed is 1/60 s. At the maximum light amount, as shown in the drive pulse [1], 2000 pulses are included in the charge accumulation period of the color image sensor 20 (frequency is 120 kHz).

最大光量から最小光量の間で光量を減少させる場合、まず、PNM制御でパルス数を減少させ、次に、PDM制御でパルスを間引くことによってパルス密度を減少させ、最後に、PWM制御でパルス幅を狭めることによって、光量を徐々に減少させる。   When reducing the light amount between the maximum light amount and the minimum light amount, first the number of pulses is reduced by PNM control, then the pulse density is reduced by thinning out the pulses by PDM control, and finally the pulse width by PWM control. The amount of light is gradually reduced by narrowing.

PNM制御においては、駆動パルス[2]に示すように、電荷蓄積期間内でパルス数を減少させ、点灯期間を短縮する。パルス数の減少に従って、光量も減少する。そして、駆動パルス[3]に示すように、PNM制御により所定の点灯期間Wminまで短縮した後は、PDM制御により駆動パルスを間引く処理を行う。このPDM制御においては、所定の点灯期間Wminまで短縮された点灯期間に対し、所定間隔で駆動パルスを間引くことで点灯期間内のパルス密度を減少させる。   In the PNM control, as shown in the drive pulse [2], the number of pulses is decreased within the charge accumulation period to shorten the lighting period. As the number of pulses decreases, the amount of light also decreases. Then, as shown in drive pulse [3], after shortening to a predetermined lighting period Wmin by PNM control, a process of thinning drive pulses by PDM control is performed. In this PDM control, the pulse density in the lighting period is reduced by thinning out drive pulses at predetermined intervals with respect to the lighting period shortened to the predetermined lighting period Wmin.

そして、駆動パルス[4]に示すように、駆動パルスのパルス間隔が間引き限界に達するまで、即ち、駆動パルスが所定の最小パルス密度となるまでPDM制御を行う。次に、駆動パルス[5]に示すように、駆動パルスが所定の最小パルス数となった後は、PWM制御により駆動パルスのパルス幅を減少させる。そして、駆動パルス[6]に示すように、駆動パルスのパルス幅が一定の限界幅(PWM制御限界)に達するまでPWM制御を行う。   Then, as shown in the drive pulse [4], PDM control is performed until the pulse interval of the drive pulse reaches the thinning limit, that is, until the drive pulse reaches a predetermined minimum pulse density. Next, as shown in drive pulse [5], after the drive pulse reaches a predetermined minimum number of pulses, the pulse width of the drive pulse is reduced by PWM control. Then, as shown in drive pulse [6], PWM control is performed until the pulse width of the drive pulse reaches a certain limit width (PWM control limit).

上記パルス変調方式を用いることで、半導体レーザーや発光ダイオードなどの半導体発光素子において光量に応じて発光波長が変動したとしても、照明光の色調の変動を最小限に抑制することができる。また、蛍光体42の発光効率も励起波長に対して依存性があるが、この発光効率の変動も上記パルス変調で更に抑制することができる。   By using the pulse modulation method, even if the light emission wavelength varies in accordance with the amount of light in a semiconductor light emitting device such as a semiconductor laser or a light emitting diode, the variation in the color tone of the illumination light can be minimized. Moreover, although the luminous efficiency of the phosphor 42 is also dependent on the excitation wavelength, fluctuations in the luminous efficiency can be further suppressed by the pulse modulation.

図2に示すように、プロセッサ装置13は、電子内視鏡11からの撮像信号を受信する受信部80と、受信部80で受信した撮像信号に基づいて、被検体内の観察画像を生成する画像生成部81と、これら受信部80及び画像生成部81の他、光源装置12内の光源制御部37、電子内視鏡11のモード切替SW15、モニタ14等と電気的に接続され、プロセッサ装置12全体を統括的に制御するコントローラー82とを備えている。   As illustrated in FIG. 2, the processor device 13 generates an observation image in the subject based on the reception unit 80 that receives the imaging signal from the electronic endoscope 11 and the imaging signal received by the reception unit 80. In addition to the image generating unit 81, the receiving unit 80 and the image generating unit 81, the light source control unit 37 in the light source device 12, the mode switching SW 15 of the electronic endoscope 11, the monitor 14 and the like are electrically connected to the processor device. And a controller 82 that controls the entire system 12 in an integrated manner.

受信部80では、電子内視鏡11のカラー撮像素子20から出力された撮像信号を受信する。このカラー撮像素子20は、図8に示すような分光透過率を有するBフィルタ、Gフィルタ、Rフィルタが設けられたB画素、G画素、R画素を多数備えている。したがって、カラー撮像素子20が被検体内を撮像することにより、1フレーム毎に、B画素から青色信号が、G画素から緑色信号が、R画素から赤色信号が出力される。   The receiving unit 80 receives an imaging signal output from the color imaging element 20 of the electronic endoscope 11. The color image pickup device 20 includes a large number of B pixels, G pixels, and R pixels provided with B filters, G filters, and R filters having spectral transmittances as shown in FIG. Therefore, when the color imaging element 20 images the inside of the subject, a blue signal is output from the B pixel, a green signal is output from the G pixel, and a red signal is output from the R pixel for each frame.

画像生成部81は、設定されたモードに応じた観察画像を生成する。通常光観察モードに設定されている場合には、図9Aに示すように、受信部からの青色信号Bc、緑色信号Gc、赤色信号Rcに基づいて、通常光画像を生成する。通常光観察モード時には、各色(青、緑、赤)のピーク強度が同一である白色光が体内に照射されるため、各信号Bc、Gc、Rcは、互いに略同じ信号値を有している。したがって、モニタ14には、全体的に明るい通常光画像が表示される。   The image generation unit 81 generates an observation image corresponding to the set mode. When the normal light observation mode is set, as shown in FIG. 9A, a normal light image is generated based on the blue signal Bc, the green signal Gc, and the red signal Rc from the reception unit. In the normal light observation mode, white light having the same peak intensity of each color (blue, green, red) is irradiated into the body, so that each signal Bc, Gc, Rc has substantially the same signal value. . Accordingly, a bright normal light image is displayed on the monitor 14 as a whole.

また、第1特殊光観察モードに設定されている場合には、図9Bに示すように、受信部からの青色信号Bm、緑色信号Gm、赤色信号Rmに基づいて、第1特殊光画像を生成する。第1特殊光観察モード時には、青色のピーク強度が他の色(緑、赤)よりも高い白色光が体内に照射されるため、青色信号Bmは緑色信号Gm、赤色信号Rmよりも高い信号値を有している。即ち、青色信号Bmには、表層の微細血管や微細構造などの青色成分の情報量が多く含まれている。したがって、モニタ14には、全体的に明るい通常光画像上に、表層の微細血管や微細構造が明瞭に表示された第1特殊光画像が表示される。   When the first special light observation mode is set, as shown in FIG. 9B, the first special light image is generated based on the blue signal Bm, the green signal Gm, and the red signal Rm from the receiving unit. To do. In the first special light observation mode, white light whose blue peak intensity is higher than other colors (green, red) is irradiated into the body, so that the blue signal Bm has a higher signal value than the green signal Gm and the red signal Rm. have. That is, the blue signal Bm contains a large amount of information of blue components such as microvessels and microstructures on the surface layer. Therefore, the monitor 14 displays the first special light image in which the fine blood vessels and the fine structure of the surface layer are clearly displayed on the normal light image that is bright overall.

また、第2特殊光観察モードに設定されている場合には、図9Cに示すように、受信部からの青色信号Be、緑色信号Geに基づいて、第2特殊光画像を生成する。この第2特殊光画像を生成する際には、青色信号Beをモニタ表示用のB、Gチャンネルに割り当て、緑色信号Geをモニタ表示用のRチャンネルに割り当てる。したがって、モニタ14には、青色信号Beに含まれる表層血管の情報が茶色調パターンで、緑色信号Geに含まれる中深層血管の情報がシアン系の色調パターンで表された第2特殊光画像が表示される。   When the second special light observation mode is set, as shown in FIG. 9C, a second special light image is generated based on the blue signal Be and the green signal Ge from the reception unit. When generating the second special light image, the blue signal Be is assigned to the B and G channels for monitor display, and the green signal Ge is assigned to the R channel for monitor display. Therefore, the monitor 14 has a second special light image in which the information on the surface blood vessels included in the blue signal Be is a brown tone pattern and the information on the middle and deep blood vessels included in the green signal Ge is expressed in a cyan tone pattern. Is displayed.

また、酸素飽和度観察モードに設定されている場合には、図9Dに示すように、第2青色光の発光時に得られる青色信号B1、緑色蛍光及び赤色光の発光時に得られる緑色信号G2、赤色信号R2とに基づいて、酸素飽和度画像を生成する。第2青色光の中心波長470nmは、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が大きく異なっているため、青色信号B1には酸素飽和度に関する情報が多く含まれている。したがって、モニタ14に表示された酸素飽和度画像から、酸素飽和度の変化を視覚的に把握することができる。また、第2青色光は蛍光体42の励起波長帯域に属していないため、蛍光体42から不要な蛍光を発しない。そのため、第2青色光が蛍光体42を透過したとしても、被検体内には、蛍光成分を含まないピュアな第2青色光が照射される。したがって、青色信号B1には、酸素飽和度の変化情報を示す第2青色光の波長成分のみが含まれるようになる。これにより、正確な酸素飽和度の情報が反映された酸素飽和度画像をモニタ14に表示することが可能となる。   When the oxygen saturation observation mode is set, as shown in FIG. 9D, a blue signal B1 obtained when the second blue light is emitted, a green signal G2 obtained when the green fluorescence and the red light are emitted, An oxygen saturation image is generated based on the red signal R2. At the center wavelength 470 nm of the second blue light, the absorption coefficients of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin are greatly different, so the blue signal B1 contains a lot of information on the oxygen saturation. Therefore, a change in oxygen saturation can be visually grasped from the oxygen saturation image displayed on the monitor 14. Further, since the second blue light does not belong to the excitation wavelength band of the phosphor 42, unnecessary fluorescence is not emitted from the phosphor 42. Therefore, even if the second blue light passes through the phosphor 42, the subject is irradiated with pure second blue light that does not contain a fluorescent component. Therefore, the blue signal B1 includes only the wavelength component of the second blue light indicating the oxygen saturation change information. As a result, it is possible to display on the monitor 14 an oxygen saturation image that reflects accurate oxygen saturation information.

本発明の第2実施形態は、蛍光体42が光源用基板49に直接的に取り付けられていた第1実施形態と異なり、図10に示すように、蛍光体42は蛍光体用基板100に取り付けられており、この蛍光体用基板100に対して、光源用基板49が一定の間隔だけ離間させて取り付けられている。それ以外については、第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。   Unlike the first embodiment in which the phosphor 42 is directly attached to the light source substrate 49, the second embodiment of the present invention is attached to the phosphor substrate 100 as shown in FIG. The light source substrate 49 is attached to the phosphor substrate 100 at a predetermined interval. Since other than that is the same as that of 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.

蛍光体用基板100は、サファイヤなどの熱伝導性の高い透明基板で構成される。この蛍光体用基板100の中心部の蛍光体取付面には蛍光体42が取り付けられており、その周辺部には、放熱部50と同様の2つの放熱部103,104が取り付けられている。蛍光体取付面はテーパ状になっており、この蛍光体取付面には、励起光の波長域には反射特性を有する一方で、第1青色光、第2青色光、赤色光の波長域には透過特性を有する光学フィルタ101が設けられている。したがって、励起光光源30からの励起光は、この光学フィルタ101で反射するため、蛍光体42に確実に吸収される。これにより、蛍光体42から緑色蛍光が励起発光される。励起発光された緑色蛍光は、凸レンズ60を介してモニタリング部35に向けて出射する。   The phosphor substrate 100 is formed of a transparent substrate having high thermal conductivity such as sapphire. A phosphor 42 is attached to the phosphor attachment surface at the center of the phosphor substrate 100, and two heat dissipating parts 103, 104 similar to the heat dissipating part 50 are attached to the periphery thereof. The phosphor mounting surface is tapered, and this phosphor mounting surface has reflection characteristics in the wavelength range of the excitation light, while in the wavelength range of the first blue light, the second blue light, and the red light. Is provided with an optical filter 101 having transmission characteristics. Therefore, since the excitation light from the excitation light source 30 is reflected by the optical filter 101, it is reliably absorbed by the phosphor 42. Thereby, green fluorescence is excited and emitted from the phosphor 42. The excited green light is emitted toward the monitoring unit 35 through the convex lens 60.

一方、第1青色光源45、第2青色光源46、赤色光源47からの第1青色光、第2青色光、赤色光は、透明の蛍光体用基板100を介して、光学フィルタ101を透過する。これにより、第1青色光、第2青色光、赤色光は蛍光体42に入射する。これら光は蛍光体42の励起波長域に属しないため、そのまま蛍光体42を透過する。そして、蛍光体42を透過した光は、凸レンズ60を介してモニタリング部35に向けて出射する。   On the other hand, the first blue light, the second blue light, and the red light from the first blue light source 45, the second blue light source 46, and the red light source 47 are transmitted through the optical filter 101 through the transparent phosphor substrate 100. . As a result, the first blue light, the second blue light, and the red light enter the phosphor 42. Since these lights do not belong to the excitation wavelength region of the phosphor 42, they pass through the phosphor 42 as they are. The light transmitted through the phosphor 42 is emitted toward the monitoring unit 35 via the convex lens 60.

この第2実施形態では、蛍光体42での発熱と各光源45〜47における発熱を別々の放熱部で放熱しているため、蛍光体の42温度は上昇することなく一定に保たれるとともに、各光源45〜47も温度の影響を受けることが無い。これにより、蛍光体42及び各光源45〜47における発光効率の低下が無いため、体内に照射される照明光の色調の安定化を図ることができる。   In the second embodiment, since the heat generated in the phosphor 42 and the heat generated in each of the light sources 45 to 47 are radiated by separate heat radiating portions, the temperature of the phosphor 42 is kept constant without increasing, The light sources 45 to 47 are not affected by the temperature. Thereby, since there is no fall of the luminous efficiency in the fluorescent substance 42 and each light source 45-47, stabilization of the color tone of the illumination light irradiated into a body can be aimed at.

本発明の第3実施形態は、ペルチェ素子52などの放熱部50を用いて蛍光体42及び各光源45〜47での発熱を放熱していた第1実施形態と異なり、図11に示すように、放熱部を使用せずに、モニタリング部35でのモニタリング結果に基づく光量フィードバック制御のみで、蛍光体42及び各光源45〜47の発熱を防止する。それ以外については、第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。   The third embodiment of the present invention differs from the first embodiment in which the heat generated by the phosphor 42 and each of the light sources 45 to 47 is radiated using the heat radiating section 50 such as the Peltier element 52, as shown in FIG. The heat generation of the phosphor 42 and each of the light sources 45 to 47 is prevented only by the light amount feedback control based on the monitoring result in the monitoring unit 35 without using the heat radiating unit. Since other than that is the same as that of 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.

第3実施形態の光源制御部37では、モニタリング部35が一定以上の光量低下を検出した場合には、その光量低下した光の光量を増加させるのではなく、光量を低下させることによって発熱量を低下させる。例えば、緑色蛍光の光量が低下した場合には、励起光の光量を低下させることによって、蛍光体42での発熱量を低下させる。また、第1青色光の光量が低下した場合には、第1青色光源45の光量を低下させることによって、第1青色光源での発熱量を低下させる。このように光源の光量の調整だけでも発熱量を十分に低下させることが可能であるため、ペルチェ素子などのコストのかかる放熱手段を別途設けることなく、発熱を防止することができる。なお、発熱防止のために光量を低下させたときには、その旨をモニタ14に表示することが好ましい。   In the light source control unit 37 according to the third embodiment, when the monitoring unit 35 detects a decrease in the light amount of a certain level or more, it does not increase the light amount of the light whose light amount has decreased, but reduces the heat generation amount by reducing the light amount. Reduce. For example, when the amount of green fluorescent light decreases, the amount of heat generated in the phosphor 42 is reduced by reducing the amount of excitation light. Moreover, when the light quantity of 1st blue light falls, the emitted-heat amount in a 1st blue light source is reduced by reducing the light quantity of the 1st blue light source 45. FIG. As described above, since the amount of heat generation can be sufficiently reduced only by adjusting the light amount of the light source, heat generation can be prevented without separately providing costly heat radiating means such as a Peltier element. When the amount of light is reduced to prevent heat generation, it is preferable to display that fact on the monitor 14.

上記第1〜第3実施形態においては、緑色蛍光以外の第1青色光、第2青色光、赤色光は、蛍光体42を透過させてから、ライトガイド25に入射させていたが、これに代えて、図12に示すように、第1青色光源45、第2青色光源46、赤色光源47を蛍光体42と同一面に設置することによって、それら光源45〜47からの光を、蛍光体42を透過させずに、ライトガイド25に入射させてもよい。   In the first to third embodiments, the first blue light, the second blue light, and the red light other than the green fluorescence are incident on the light guide 25 after passing through the phosphor 42. Instead, as shown in FIG. 12, the first blue light source 45, the second blue light source 46, and the red light source 47 are installed on the same plane as the phosphor 42, so that the light from these light sources 45 to 47 is converted into the phosphor. 42 may be incident on the light guide 25 without passing through.

この場合、第1青色光源45、第2青色光源46、赤色光源47、蛍光体42は同一の蛍光体・光源用基板150に設けられている。この蛍光体・光源用基板150は、光源用基板49と同様である。また、蛍光体・光源用基板150には、放熱部50と同様の放熱部152が取り付けられている。この放熱部152は、蛍光体42と各光源45〜47の両方の発熱を放熱する。なお、蛍光体42には、励起光や緑色蛍光を反射させる高反射部153(銀やアルミ又はこれらの合金などで形成されたもの)が設けられている。   In this case, the first blue light source 45, the second blue light source 46, the red light source 47, and the phosphor 42 are provided on the same phosphor / light source substrate 150. The phosphor / light source substrate 150 is the same as the light source substrate 49. Further, a heat radiating portion 152 similar to the heat radiating portion 50 is attached to the phosphor / light source substrate 150. The heat radiating unit 152 radiates heat generated by both the phosphor 42 and the light sources 45 to 47. The phosphor 42 is provided with a highly reflective portion 153 (formed of silver, aluminum, or an alloy thereof) that reflects excitation light or green fluorescence.

また、蛍光体・光源用基板150上には、上記実施形態と同様に、励起光光源30からの励起光を集光するとともに、第1青色光、第2青色光、緑色蛍光、赤色光をモニタリング部35に向けて集光する凸レンズ155が設けられている。この凸レンズ155は、励起光光源30からの励起光が蛍光体42にのみ集光するように、光学設計されている。また、凸レンズ155は、蛍光体42から励起発光される緑色蛍光と各光源45〜47から発せられる第1青色光、第2青色光、赤色光とが、ライトガイド25の光軸上に極力近づくように、光学設計されている。   Further, on the phosphor / light source substrate 150, the excitation light from the excitation light source 30 is condensed and the first blue light, the second blue light, the green fluorescence, and the red light are collected as in the above embodiment. A convex lens 155 that collects light toward the monitoring unit 35 is provided. The convex lens 155 is optically designed so that the excitation light from the excitation light source 30 is condensed only on the phosphor 42. In addition, the convex lens 155 causes the green fluorescence excited and emitted from the phosphor 42 and the first blue light, the second blue light, and the red light emitted from the light sources 45 to 47 to approach the optical axis of the light guide 25 as much as possible. So that it is optically designed.

なお、上記実施形態では、半導体光源から青色光(第1、第2青色光)及び赤色光を発光させ、蛍光体から緑色蛍光を励起発光させているが、これに代えて、青色光及び緑色光については半導体光源から発光し、赤色光については、赤色用の蛍光体から赤色蛍光を励起発光してもよい。   In the above embodiment, blue light (first and second blue light) and red light are emitted from the semiconductor light source, and green fluorescence is excited and emitted from the phosphor. Instead, blue light and green light are emitted. For light, light may be emitted from a semiconductor light source, and for red light, red fluorescence may be excited and emitted from a red phosphor.

なお、上記実施形態においては、紫外域の励起光が被検体内に入ることを避けるために、蛍光体から電子内視鏡の先端部までの間の光路上に、励起光をカット又は減光する励起光カットフィルタを設けることが好ましい。また、ライトガイドとして、紫外域における透過特性が極めて低いものを使用することによって、ライドガイドで励起光をカット又は減光するようにしてもよい。   In the above embodiment, in order to prevent excitation light in the ultraviolet region from entering the subject, the excitation light is cut or dimmed on the optical path from the phosphor to the tip of the electronic endoscope. It is preferable to provide an excitation light cut filter. Further, by using a light guide having extremely low transmission characteristics in the ultraviolet region, the excitation light may be cut or dimmed by the ride guide.

12 光源装置
30 励起光光源
37 光源制御部
42 蛍光体
45 第1青色光源
46 第2青色光源
47 赤色光源
50、103,104,152 放熱部
74a 第1青色光用PD
74b 第2青色光用PD
74c 緑色蛍光用PD
74d 赤色光用PD
100 蛍光体用基板
12 Light source device 30 Excitation light source 37 Light source control unit 42 Phosphor 45 First blue light source 46 Second blue light source 47 Red light source 50, 103, 104, 152 Radiation unit 74a First blue light PD
74b Second blue light PD
74c Green fluorescent PD
74d PD for red light
100 Phosphor substrate

Claims (10)

被検体内に挿入される内視鏡に対して光を供給する内視鏡用光源装置において、
可視光領域以外の波長域を有する励起光を発する励起光光源と、
可視光領域の波長域を有する第1の照明光を発する照明光光源と、
前記励起光が入射する第1の光学面、前記励起光を、前記第1の照明光と異なる可視光領域の波長域を持つ第2の照明光に波長変換する波長変換部、及び前記第1の光学面の反対側に設けられ、前記第1の照明光が入射するとともに前記第2の照明光を反射させる第2の光学面を有し、前記第1の照明光及び第2の照明光を合波して前記第1の光学面から出射する波長変換手段と、
前記波長変換部材から出射した第1及び第2の照明光を前記内視鏡に供給する供給手段とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
In an endoscope light source device that supplies light to an endoscope inserted into a subject,
An excitation light source that emits excitation light having a wavelength region other than the visible light region;
An illumination light source that emits first illumination light having a wavelength region of visible light region;
A first optical surface on which the excitation light is incident; a wavelength conversion unit that converts the wavelength of the excitation light into second illumination light having a visible light wavelength range different from that of the first illumination light; and the first And having a second optical surface on which the first illumination light is incident and which reflects the second illumination light, the first illumination light and the second illumination light. Wavelength converting means for combining and emitting from the first optical surface;
An endoscope light source device, comprising: supply means for supplying the endoscope with first and second illumination light emitted from the wavelength conversion member.
前記照明光光源は、前記波長変換部材の第2の光学面に直接的に設けられていることを特徴とする請求項1記載の内視鏡用光源装置。   The endoscope light source device according to claim 1, wherein the illumination light source is provided directly on the second optical surface of the wavelength conversion member. 前記波長変換部材は透明基板に設けられており、
前記照明光光源は、前記波長変換部材の第2の光学面側に、前記透明基板を挟んで設けられていることを特徴とする請求項1記載の内視鏡用光源装置。
The wavelength conversion member is provided on a transparent substrate,
The endoscope light source device according to claim 1, wherein the illumination light source is provided on the second optical surface side of the wavelength conversion member with the transparent substrate interposed therebetween.
前記透明基板には、前記波長変換部材での発熱を放熱する放熱手段が設けられていることを特徴とする請求項3記載の内視鏡用光源装置。   The light source device for an endoscope according to claim 3, wherein the transparent substrate is provided with a heat radiating means for radiating heat generated by the wavelength conversion member. 前記透明基板は、透明で且つ熱伝導率の高いサファイヤ基板で構成されることを特徴とする請求項4記載の内視鏡用光源装置。   The endoscope light source device according to claim 4, wherein the transparent substrate is a sapphire substrate that is transparent and has high thermal conductivity. 前記第1の照明光の光量と前記第2の照明光の光量をモニタリングするモニタリング手段と、
前記モニタリング結果に基づいて、前記第1及び第2光源の光量を制御することによって、前記波長変換部材又は前記照明光光源での発熱を防止する発熱防止手段とを備えることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載の内視鏡用光源装置。
Monitoring means for monitoring the light quantity of the first illumination light and the light quantity of the second illumination light;
The heat generation preventing means for preventing heat generation in the wavelength conversion member or the illumination light source by controlling light amounts of the first and second light sources based on the monitoring result. The light source device for endoscopes according to any one of 1 to 5.
前記第1の照明光の光量と前記第2の照明光の光量をそれぞれ独立に制御することによって、前記第1及び第2の照明光を含む照明光の色調を安定化させる色調安定化手段を備えることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の内視鏡用光源装置。   Color tone stabilization means for stabilizing the color tone of the illumination light including the first and second illumination lights by independently controlling the light quantity of the first illumination light and the light quantity of the second illumination light. The endoscope light source device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: 前記波長変換部材は、紫外域に励起波長帯域を持つ緑色蛍光体であり、
前記照明光光源は半導体光源であり、
前記第1の照明光は、前記半導体光源から発せられる光であり、
前記第2の照明光は、紫外域の前記励起光によって前記緑色蛍光体から励起発光される緑色蛍光であることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項記載の内視鏡用光源装置。
The wavelength conversion member is a green phosphor having an excitation wavelength band in the ultraviolet region,
The illumination light source is a semiconductor light source,
The first illumination light is light emitted from the semiconductor light source,
8. The endoscope light source device according to claim 1, wherein the second illumination light is green fluorescence excited and emitted from the green phosphor by the excitation light in an ultraviolet region. 9. .
前記内視鏡には、青色帯域と赤色帯域を含む第1照明光、及び緑色蛍光の第2照明光が混色した白色光が供給されることを特徴とする請求項8記載の内視鏡用光源装置。   9. The endoscope according to claim 8, wherein the endoscope is supplied with white light in which first illumination light including a blue band and a red band and second illumination light of green fluorescence are mixed. Light source device. 前記内視鏡には、青色帯域と赤色帯域を含む第1照明光、及び緑色蛍光の第2照明光が混色した白色光が供給され、前記第1の照明光の青色帯域におけるピーク強度は、前記緑色蛍光及び前記第1の照明光の赤色帯域におけるピーク強度よりも大きいことを特徴とする請求項8記載の内視鏡用光源装置。   The endoscope is supplied with white light in which the first illumination light including the blue band and the red band and the second illumination light of green fluorescence are mixed, and the peak intensity in the blue band of the first illumination light is: The endoscope light source device according to claim 8, wherein the intensity of the green fluorescence is higher than a peak intensity in a red band of the first illumination light.
JP2011258915A 2011-11-28 2011-11-28 Endoscope light source device Expired - Fee Related JP5749633B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011258915A JP5749633B2 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Endoscope light source device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011258915A JP5749633B2 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Endoscope light source device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013111177A true JP2013111177A (en) 2013-06-10
JP5749633B2 JP5749633B2 (en) 2015-07-15

Family

ID=48707362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011258915A Expired - Fee Related JP5749633B2 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Endoscope light source device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5749633B2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015016013A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using same
JP2015062692A (en) * 2013-07-03 2015-04-09 富士フイルム株式会社 Endoscope system
JP2015070946A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using the same
WO2015190443A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 オリンパス株式会社 Solid-state image capturing device and image capturing method
JP2016007353A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 富士フイルム株式会社 Endoscope system and operation method therefor
JP2016007354A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 富士フイルム株式会社 Endoscope system, light source device, operation method of endoscope system, and operation method of light source device
JP2016144624A (en) * 2015-01-29 2016-08-12 富士フイルム株式会社 Light source device for endoscope, endoscope system, and method for operating light source device for endoscope
JP2016174921A (en) * 2016-04-25 2016-10-06 富士フイルム株式会社 Endoscope system
JP2017012637A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 富士フイルム株式会社 Endoscope system and operation method therefor
JP2017144247A (en) * 2017-03-21 2017-08-24 富士フイルム株式会社 Endoscope system
WO2017141416A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Hoya株式会社 Endoscope light source device
US9977232B2 (en) 2015-01-29 2018-05-22 Fujifilm Corporation Light source device for endoscope, endoscope system, and method for operating light source device for endoscope
CN109656014A (en) * 2019-01-31 2019-04-19 北京超维景生物科技有限公司 Multichannel phosphor collection device and three dimensional non-linear laser scanning cavity endoscope

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294288A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Mitsubishi Cable Ind Ltd Phosphor light emitting device and endoscope equipment therewith as lighting source
JP2009297311A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Fujifilm Corp Light source device, imaging apparatus and endoscope apparatus
JP2011010998A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Fujifilm Corp Lighting device for endoscope and endoscope apparatus
JP2011077056A (en) * 2010-12-28 2011-04-14 Casio Computer Co Ltd Light source device and projector
JP2011097987A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Olympus Corp Endoscope apparatus
JP2011134619A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011142006A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011142000A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011182871A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Fujifilm Corp Illumination optical system and endoscope
JP2013111176A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Fujifilm Corp Light source device for endoscope

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294288A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Mitsubishi Cable Ind Ltd Phosphor light emitting device and endoscope equipment therewith as lighting source
JP2009297311A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Fujifilm Corp Light source device, imaging apparatus and endoscope apparatus
JP2011010998A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Fujifilm Corp Lighting device for endoscope and endoscope apparatus
JP2011097987A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Olympus Corp Endoscope apparatus
JP2011134619A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011142006A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011142000A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Stanley Electric Co Ltd Light source device and lighting system
JP2011182871A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Fujifilm Corp Illumination optical system and endoscope
JP2011077056A (en) * 2010-12-28 2011-04-14 Casio Computer Co Ltd Light source device and projector
JP2013111176A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Fujifilm Corp Light source device for endoscope

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015180449A (en) * 2013-07-03 2015-10-15 富士フイルム株式会社 endoscope system
JP2015062692A (en) * 2013-07-03 2015-04-09 富士フイルム株式会社 Endoscope system
US9649018B2 (en) 2013-07-03 2017-05-16 Fujifilm Corporation Endoscope system and method for operating the same
JP2018000994A (en) * 2013-07-31 2018-01-11 富士フイルム株式会社 Light source device for endoscope and endoscope system using the same
WO2015016013A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using same
JP2019048075A (en) * 2013-07-31 2019-03-28 富士フイルム株式会社 Light source device for endoscope
JP6053079B2 (en) * 2013-07-31 2016-12-27 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using the same
JPWO2015016013A1 (en) * 2013-07-31 2017-03-02 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using the same
JP2017042629A (en) * 2013-07-31 2017-03-02 富士フイルム株式会社 Light source device for endoscope and endoscope system using the same
US11246195B2 (en) 2013-10-03 2022-02-08 Fujifilm Corporation Light source apparatus and endoscope system
JP2015070946A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device and endoscope system using the same
JP5932173B2 (en) * 2014-06-13 2016-06-08 オリンパス株式会社 Solid-state imaging device and imaging method
WO2015190443A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 オリンパス株式会社 Solid-state image capturing device and image capturing method
US9661284B2 (en) 2014-06-13 2017-05-23 Olympus Corporation Solid state imaging apparatus and imaging method
JP2016007353A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 富士フイルム株式会社 Endoscope system and operation method therefor
JP2016007354A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 富士フイルム株式会社 Endoscope system, light source device, operation method of endoscope system, and operation method of light source device
US9977232B2 (en) 2015-01-29 2018-05-22 Fujifilm Corporation Light source device for endoscope, endoscope system, and method for operating light source device for endoscope
JP2019136555A (en) * 2015-01-29 2019-08-22 富士フイルム株式会社 Endoscope light source device, endoscope system, and method of operating endoscope light source device
JP2016144624A (en) * 2015-01-29 2016-08-12 富士フイルム株式会社 Light source device for endoscope, endoscope system, and method for operating light source device for endoscope
JP2017012637A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 富士フイルム株式会社 Endoscope system and operation method therefor
WO2017141416A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Hoya株式会社 Endoscope light source device
JP2016174921A (en) * 2016-04-25 2016-10-06 富士フイルム株式会社 Endoscope system
JP2017144247A (en) * 2017-03-21 2017-08-24 富士フイルム株式会社 Endoscope system
CN109656014A (en) * 2019-01-31 2019-04-19 北京超维景生物科技有限公司 Multichannel phosphor collection device and three dimensional non-linear laser scanning cavity endoscope
CN109656014B (en) * 2019-01-31 2024-03-19 北京超维景生物科技有限公司 Multipath fluorescence collection device and three-dimensional nonlinear laser scanning cavity endoscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP5749633B2 (en) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5749633B2 (en) Endoscope light source device
JP5858752B2 (en) Endoscope light source device
JP7280394B2 (en) Endoscope light source device
JP6438062B2 (en) Endoscope system
JP4317478B2 (en) Phosphor-type light emitting device and endoscope device using the same as an illumination source
EP2130484B1 (en) Illumination device for use in endoscope
JP5997676B2 (en) Endoscope light source device and endoscope system using the same
US20110172492A1 (en) Medical apparatus and endoscope apparatus
US10932660B2 (en) Endoscope light source device and endoscope system
JP2006087764A (en) Led fiber light source device and endoscope using the same
JP2009297290A (en) Endoscope apparatus and image processing method thereof
JP5997630B2 (en) Light source device and endoscope system using the same
JP2020018914A (en) Endoscope system
WO2018216276A1 (en) Observation system and light source control apparatus
JP5600569B2 (en) Endoscope device
US20140347842A1 (en) Radiation generating apparatus and a method of generating radiation
JP6732029B2 (en) Electronic scope and electronic endoscope system
JP6115967B2 (en) Endoscope system
CN115200703A (en) Light source detection device
JP2014132918A (en) Light source device and endoscope system using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150210

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150401

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5749633

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees