JP2014023630A - Light source unit and electronic endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光源にLEDを用いた光源ユニット及び電子内視鏡装置に関する。 The present invention relates to a light source unit using an LED as a light source and an electronic endoscope apparatus.
従来の電子内視鏡装置の光源ユニットでは、主にキセノンランプが光源として用いられている。これは、キセノンランプの発光スペクトルが自然光に類似しており、演色性が良いからである。また、フィラメント方式のランプと比較して長寿命であることも、キセノンランプが使用される一つの要因である。しかし、長寿命とは言え、キセノンランプでもいわゆる球切れは発生する。電子内視鏡装置の使用中に球切れが発生すると、観察を中断あるいは中止しなければならないため、患者に多大な負担を強いることになる。また、不意な球切れによる観察中断を未然に防ぐためには、例えば、球切れが発生する前に定期的に新品に交換しておかなければならないので、ランニングコストがかさむ原因になっている。 In a light source unit of a conventional electronic endoscope apparatus, a xenon lamp is mainly used as a light source. This is because the emission spectrum of the xenon lamp is similar to that of natural light and has good color rendering. In addition, a longer life than a filament type lamp is one factor in using a xenon lamp. However, although it has a long life, a so-called ball breakage occurs even with a xenon lamp. If a ball break occurs during use of the electronic endoscope apparatus, observation must be interrupted or stopped, which imposes a great burden on the patient. Moreover, in order to prevent the observation interruption due to unexpected ball breakage, for example, it must be periodically replaced with a new one before the ball breakage occurs, which increases running costs.
周知のように、LEDはキセノンランプよりも長寿命である。また、白色(あるいは擬似白色)を発するLEDも知られている。このため、LEDを用いればキセノンランプを使用する場合よりも球切れのリスクはさらに低く、ランニングコストも低減できるが、従来の白色LEDは電子内視鏡装置用としては輝度不足であり、実用化には至っていなかった。 As is well known, LEDs have a longer lifetime than xenon lamps. An LED that emits white (or pseudo white) is also known. For this reason, when using an LED, the risk of running out of the bulb is lower than when using a xenon lamp, and the running cost can be reduced. However, the conventional white LED is insufficient in luminance for use in an electronic endoscope device, and is practically used. It was not reached.
しかし、近年、高輝度白色LEDが登場し始めたため、キセノンランプを白色LEDに置き換えることが現実的になってきている。但し、白色LEDが高輝度化しつつあるといっても、1個(1チップ)のLEDから観察に十分な光量が得られるわけではないので、高輝度白色LEDを内視鏡用光源に用いるとしても、複数のLEDを配列したLEDアレイを用いる必要がある。 However, in recent years, high-intensity white LEDs have begun to appear, and it has become practical to replace xenon lamps with white LEDs. However, even if the white LEDs are becoming brighter, it is not possible to obtain a sufficient amount of light for observation from one (one chip) LED, so the high-brightness white LEDs are used as the light source for endoscopes. However, it is necessary to use an LED array in which a plurality of LEDs are arranged.
また、電子内視鏡装置は、内視鏡本体に挿通されたライトガイドによって光源ユニットからの光を被検体内に導光するので、LEDアレイの各LEDからの光をライトガイドの入射端面に入射させなければならない。しかし、通常、LEDアレイ全体としての大きさはライトガイドの入射端面よりも大きいので、ライトガイドの入射端面から見て角度のある位置に配置されたLEDからの光は、そのままではライトガイドの入射端面に上手く入射されないことがある。このため、光源ユニットにLEDアレイを用いる場合には、各LEDからの光をライトガイドの入射端面に効率良く入射させる工夫が必要になる。 Further, the electronic endoscope apparatus guides light from the light source unit into the subject by the light guide inserted into the endoscope main body, so that the light from each LED of the LED array is incident on the incident end face of the light guide. Must be incident. However, since the size of the entire LED array is usually larger than the incident end face of the light guide, the light from the LEDs arranged at an angle when viewed from the incident end face of the light guide remains as it is. It may not be incident on the end face well. For this reason, when an LED array is used for the light source unit, it is necessary to devise a method for efficiently making the light from each LED incident on the incident end face of the light guide.
例えば、LEDアレイの各LEDが発する光束をライトガイドに入射させるために、各LEDをライトガイドに向けて傾斜して配置したLEDアレイを用いた内視鏡が知られている(特許文献1)。また、各LED上にそれぞれマイクロレンズを形成し、マイクロレンズによってライトガイドに光を集光するようにしたもの(特許文献2)や、各LEDを凹面上に配列することにより各LEDの光束をライトガイドに向けたもの(特許文献3,4)も知られている。 For example, an endoscope using an LED array in which each LED is arranged to be inclined toward the light guide in order to cause a light beam emitted from each LED of the LED array to enter the light guide is known (Patent Document 1). . Also, a microlens is formed on each LED, and the light is condensed on the light guide by the microlens (Patent Document 2), or the light flux of each LED is arranged by arranging each LED on the concave surface. A light guide (Patent Documents 3 and 4) is also known.
内視鏡用光源にLEDアレイを用いる場合、各LEDの光束を無駄なくライトガイドに入射させるためには、ライトガイドの開口数(NA)に対応する角度以下で全LEDの光束を入射させることが好ましい。このため、LEDを配列可能な範囲は、ライトガイドのNAによって概ね定まる。 When an LED array is used as an endoscope light source, in order to allow the luminous flux of each LED to enter the light guide without waste, the luminous flux of all LEDs should be incident at an angle corresponding to the numerical aperture (NA) of the light guide. Is preferred. For this reason, the range in which the LEDs can be arranged is generally determined by the NA of the light guide.
また、各々のLEDの発光量は小さいので、例えば特許文献2のように、各LEDの光をライトガイドの入射端面に集光するレンズを設けなければならないが、各LEDから十分に光を集めるためには、LEDチップと比べて比較的大きなレンズが必要である。このため、単純にLEDの配置間隔を狭めてLEDの使用数を増大させても、レンズ同士が物理的に干渉して有効径が犠牲になってしまうので、かえって必要な光量が得られ難くなることがある。すなわち、LEDアレイの各LEDの最小間隔は、必要なレンズの大きさによって概ね決められていると言って良い。
Moreover, since the light emission amount of each LED is small, a lens for condensing the light of each LED on the incident end face of the light guide must be provided as in
これらのことから、例えば、ライトガイドの入射端からLEDアレイが近い場合には、LEDアレイに使用できるLEDの個数が少なく、高輝度白色LEDを使用しても光量不足になることがある。一方、LEDの配列個数の制限による光量不足を補うためには、ライトガイドの入射端からLEDアレイを離し、より多くのLEDを用いる必要があり、光源ユニットの大型化が避けられない。特に、既存のキセノンランプを使用した内視鏡装置用の光源ユニットにおいて、キセノンランプをLEDアレイに置き換える場合、ライトガイドの入射端面に対してLEDアレイを配置可能な距離を任意に拡張することができないので、LEDアレイへの置き換えができないこともある。 For these reasons, for example, when the LED array is close to the incident end of the light guide, the number of LEDs that can be used in the LED array is small, and even if a high-intensity white LED is used, the amount of light may be insufficient. On the other hand, in order to compensate for the shortage of light quantity due to the limitation on the number of LEDs arranged, it is necessary to separate the LED array from the incident end of the light guide and use more LEDs, and an increase in the size of the light source unit is inevitable. In particular, in a light source unit for an endoscope apparatus using an existing xenon lamp, when the xenon lamp is replaced with an LED array, the distance at which the LED array can be arranged with respect to the incident end face of the light guide can be arbitrarily extended. Since it is not possible, the LED array may not be replaced.
特許文献1〜4は、前述のようにLEDアレイ中にあるLEDの個数で内視鏡観察に必要な光量が得られることを前提として、ライトガイドへの入射効率を上げる構成を開示しているが、上述のような問題点及びその解決方法には何ら言及していない。
本発明は、ライトガイドのNAと、ライトガイドの入射端面からLEDアレイまでの距離が所定値である場合に、LEDアレイにより多くのLEDを配列し、かつ、各LEDの発する光を効率良く利用可能にすることを目的とする。 In the present invention, when the NA of the light guide and the distance from the incident end surface of the light guide to the LED array are predetermined values, more LEDs are arranged in the LED array and light emitted from each LED is efficiently used. The purpose is to make it possible.
本発明の光源ユニットは、複数のLEDを配列したLEDアレイと、第1レンズ部及び第2レンズ部を備える。第1レンズ部は、ライトガイドと前記LEDアレイの間に設けられ、複数のLEDのうちの所定のLEDから出射される光を前記ライトガイドの入射端面に集光する。第2レンズ部は、第1レンズ部に対応するLEDに隣接して配置されたLEDが出射する光を入射端面に集光させるとともに、第1レンズ部と1箇所以上で隣接し、第1レンズ部よりも曲率半径が小さい。 The light source unit of the present invention includes an LED array in which a plurality of LEDs are arranged, a first lens unit, and a second lens unit. The first lens unit is provided between the light guide and the LED array, and condenses light emitted from a predetermined LED of the plurality of LEDs on the incident end surface of the light guide. The second lens unit condenses the light emitted from the LED disposed adjacent to the LED corresponding to the first lens unit on the incident end surface, and is adjacent to the first lens unit at one or more locations, The radius of curvature is smaller than the part.
第1レンズ部と第2レンズ部は一体となったレンズアレイである。 The first lens unit and the second lens unit are an integrated lens array.
複数のLEDに、白色光を発する白色LEDが含まれていることが好ましい。 It is preferable that the plurality of LEDs include white LEDs that emit white light.
白色LEDは、励起光を発するLEDと、励起光が通過することによって蛍光を発する蛍光体とを有し、蛍光と前記蛍光体を透過した励起光によって白色光を生成することが好ましい。 The white LED preferably includes an LED that emits excitation light and a phosphor that emits fluorescence when the excitation light passes through, and generates white light by the excitation light that has passed through the fluorescence and the phosphor.
複数のLEDとして、面積が大きい大面積LEDと面積が小さい小面積LEDの2種類のLEDを有することが好ましい。 As the plurality of LEDs, it is preferable to have two types of LEDs, a large area LED having a large area and a small area LED having a small area.
大面積LEDは第1レンズ部の下に配置され、小面積LEDは第2レンズ部の下に配置されることが好ましい。 The large area LED is preferably disposed under the first lens portion, and the small area LED is preferably disposed under the second lens portion.
複数のLEDに、所定の狭帯域光を発する狭帯域光用LEDを含むことが好ましい。 The plurality of LEDs preferably include a narrowband light LED that emits a predetermined narrowband light.
狭帯域光用LEDは第2レンズ部の下に配置されることが好ましい。 The narrowband light LED is preferably disposed under the second lens portion.
複数のLEDに、白色光を発する白色LEDと単色のLEDとを含むことが好ましい。 The plurality of LEDs preferably include a white LED that emits white light and a single-color LED.
単色のLEDは第2レンズ部の下に配置されることが好ましい。 The monochromatic LED is preferably disposed under the second lens portion.
LEDがライトガイドの入射端面の正面にない場合に、第1レンズ部及び第2レンズ部は、対応するLEDの直上から入射端面がある中心方向にずらして配置されていることが好ましい。 When the LED is not in front of the incident end face of the light guide, the first lens part and the second lens part are preferably arranged so as to be shifted from the position directly above the corresponding LED toward the center where the incident end face is located.
LEDは直線状に並んで配置されていても良い。 The LEDs may be arranged in a straight line.
LEDは2次元状に配列されていても良い。 The LEDs may be arranged two-dimensionally.
LEDは、ライトガイドの入射端面に対して凹面状に配列されていても良い。 The LEDs may be arranged in a concave shape with respect to the incident end face of the light guide.
全ての第2レンズ部が少なくとも1つの第1レンズ部に隣接していることが好ましい。 It is preferable that all the second lens parts are adjacent to at least one first lens part.
本発明の電子内視鏡装置は、上述の光源ユニットを備える。 The electronic endoscope apparatus of the present invention includes the above-described light source unit.
本発明によれば、曲率半径が異なるレンズ部を隣接して用いることによって、ライトガイドのNAとライトガイドの入射端面からLEDアレイまでの距離が所定値である場合に、LEDアレイにより多くのLEDを配列し、かつ、各LEDの発する光を効率良く利用することができる。 According to the present invention, by using adjacent lens portions having different curvature radii, when the distance from the light guide NA and the light guide incident end surface to the LED array is a predetermined value, more LEDs are provided in the LED array. And the light emitted from each LED can be used efficiently.
図1に示すように、電子内視鏡装置10は、内視鏡本体11、プロセッサユニット12、光源ユニット13、モニタ19等を備える。
As shown in FIG. 1, the electronic endoscope apparatus 10 includes an endoscope
内視鏡本体11は、挿入部14、操作部16、ユニバーサルコード17等を有する。挿入部14は、被検体内に挿入される部分であり、可撓性である。また、挿入部14の先端14aには、撮像素子、撮影窓を通して入射する光を撮像素子に結像させるレンズやプリズム等の撮像光学系が設けられている。撮像素子は、例えばCMOS型やCCD型の周知のものである。
The
先端14aの端面には、撮影窓とともに、被検体内に照明光を照射するための照明窓や、鉗子等の処置具を突出させるための鉗子出口、空気や水を被検体内に噴出させるための送気/送水口等が設けられている。照明窓の奥には、ライトガイド(図2参照)を通じて光源ユニット13から導光される照明光を視野全体に照射するための投光光学系等が設けられている。鉗子出口は鉗子チャネルの端部であり、鉗子の挿入口である鉗子チャネルの他端は操作部16に設けられている。
On the end surface of the
操作部16は、挿入部14の基端部分に設けられており、挿入部14の先端14aを上下左右に自在に湾曲させるためのアングルノブや、送気/送水口から空気や水を噴出させるための送気/送水ボタン、静止画像を記録するためのフリーズボタン、モニタ19に表示する観察画像を拡大/縮小を指示するためのズームボタン等が設けられている。また、操作部16の内部には撮像素子の動作を制御するための制御回路等も設けられている。
The
内視鏡本体11は、ユニバーサルコード17と、ユニバーサルコード17の端部に設けられたコネクタ18を介してプロセッサユニット12や光源ユニット13に接続される。ユニバーサルコード17内には、プロセッサユニット12との間で制御信号や画像を送受信するための伝送ケーブルや、ライトガイドが挿通されている。
The
プロセッサユニット12は、内視鏡本体11及び光源ユニット13と電気的に接続されており、電子内視鏡装置10の動作を統括的に制御する。例えば、プロセッサユニット12には、内視鏡本体11から送信される撮像信号を画像化するためのDSPや、撮影した画像に電子変倍、色強調処理、エッジ強調処理等の各種画像処理を施すためのDIP等が設けられている。また、プロセッサユニット12には、光源駆動部21(図2参照)によって光源ユニット13の各部の動作を制御することにより、照明光の光量調節等を行う。光源駆動部21は、光源ユニット13の各部の動作を制御するための制御回路である。
The
また、プロセッサユニット12は、モニタ19に接続されている。モニタ19には、内視鏡本体11で撮像した画像や、被検体の情報、DIPで行う画像処理の詳細設定をする設定画面等が表示される。
The
図2に示すように、光源ユニット13は、ライトガイド22やLED光源23を備える。
As shown in FIG. 2, the
ライトガイド22は、例えば複数の光ファイバを束ねたものであり、一端(入射端面22a)に入射した光をほぼ損失なく導光して他端から出射させる。ライトガイド22の入射端面22aはLED光源23の正面(真正面でなくても良い)に露呈されており、LED光源23が発した光が入射される。入射端面22aは、LED光源23とほぼ平行である。入射端面22aの形状は、例えば円形である。
The
また、ライトガイド22は、内視鏡本体11に挿通されたライトガイドとコネクタ18によって接続される。このため、光源ユニット13に内視鏡本体11が接続されている場合、ライトガイドの22の出射端面(図示しない)は、挿入部14の先端14aにある。ライトガイド22が出射端面から出射する光はレンズ等の投光光学系(図示しない)を介し、照明光として被検体内に照射される。投光光学系には、所定波長帯の光を透過する光学フィルタや、ライトガイド22が出射する光によって蛍光を発生する蛍光体等が含まれることがある。このため、ライトガイド22が導光した光と、被検体内に照射される照明光とは色等が異なることがある。本実施形態では、LED光源23が発した光がそのまま照明光として利用されるものとする。
The
ライトガイド22の入射端面22aから受け入れることができる光の角度(開口角)は所定角2αであり、NAはsinαである。開口角2α及びNAは、ライトガイド22を形成する光ファイバのコア及びクラッドの屈折率によって予め決まっている。また、ライトガイド22の直径は例えば1mm程度であり、LED光源23の大きさWよりも小さい。
The angle (opening angle) of light that can be received from the
LED光源23は、複数のLED31(図3参照)を所定配列で並べて配置したLEDアレイ24と、LEDアレイ24の各LED31から発せられる光をライトガイド22の入射端面22aに集光させるレンズアレイ25等を備える。各LEDの点灯や消灯、発光量等は、光源駆動部21によって一括して制御される。
The
また、LED光源23の幅(実質的な有効径)W、及び、ライトガイド22の入射端面22aを基準としたLED光源23の配置距離Dは、ライトガイド22のNAによって制約される。具体的には、LED光源23の幅W及び入射端面22aからの距離Dは、概ねtanα≦W/2Dを満たすように設定されている。この範囲内に概ね収まるようにLED光源23の幅Wや配置距離Dを定められていれば、LEDアレイ24の各LEDが発する光はライトガイド22の出射端面に導光される。一方、LED23の幅Wが大きすぎたり、配置距離Dが入射端面22aに近すぎたりする場合には、ライトガイド22のNAの範囲外にあるLED31が発した光はレンズアレイ25で入射端面22aに入射させても、ライトガイド22a外に漏れ出し、出射端面まで導光されないことがある。
In addition, the width (substantially effective diameter) W of the
すなわち、光源ユニット13の筐体サイズに応じて、LED光源23を入射端面22aの近くに配置する場合には、LED光源23の幅Wを相応に小さくしなければならないのでLEDアレイ24に配列可能なLED31の個数が減少する。また、照明光の光量を増加するためには、LEDアレイ24に配列するLEDの個数を増加させれば良いが、その分、LED光源23の幅Wが大きくなるので、相応に配置距離Dを大きくしなければならない。
That is, when the
もちろん、使用するライトガイドの材料を変更可能な場合や、光源ユニット13の筐体サイズを任意に定められる場合には、ライトガイド22のNA、LED光源23の幅W、LED光源23の配置距離Dに任意性があるが、以下では、ライトガイド22のNA、LED光源23の幅Wや配置距離Dは、必要な照明光の光量、光源ユニット13の筐体サイズ等によって予め定められているものとする。
Of course, when the material of the light guide to be used can be changed, or when the housing size of the
図3に示すように、LEDアレイ24は、複数のLED31と、これらのLED31を駆動するための基板32を備える。本実施形態では、LED31は4個であり、基板32上に直線状に等間隔に並べて配置される。4個のLED31は全て同じものであり、例えば1mm四方の正方形に形成され、全て同じ所定波長帯の光(例えば白色光)を発する。基板32は平面状であり、LED31を駆動するための配線等(図示しない)が設けられており、光源駆動部21に接続される。
As shown in FIG. 3, the
レンズアレイ25には、2つのレンズ部34,35が隣接するように設けられている。第1レンズ部34及び第2レンズ部35はどちらも半球状であるが曲率半径が異なるマイクロレンズである。また、レンズアレイ25は、4個のLED31にそれぞれ対応するように、第1レンズ部34と第2レンズ部35を2個ずつ有している。4個の各レンズ部34,35は、直下のLED31からの光を入射端面22aに集光させる。例えば、図3において左から2番目に配置されたLED31が発した光のうち、左から2番目に設けられた第2レンズ部35を通過した部分は入射端面22aに集光される。左から2番目のLED31からの光の一部は、左右に隣接するLED31に対応するように設けられた第1レンズ部34に入射するが、第1レンズ部34を通過しても入射端面22aには集光されない。
The
第1レンズ部34の曲率半径Rは、LED31を1個だけ配置距離Dの位置に置く場合に、LED31の光をライトガイド22の入射端面22aに最も無駄無く集光させることができるように、LED光源23の配置距離DやLED31の指向性に基づいて決定される曲率半径である。例えば、第1レンズ部34は、ちょうど入射端面22aの大きさにLED31が発した光を集光させる。
The radius of curvature R of the
一方、第2レンズ部35の曲率半径rは、第1レンズ部34の曲率半径Rよりも小さい(R<r)。このためLED31を1個だけ配置距離Dに置く場合に第2レンズ部35を用いれば、例えば入射端面22aよりも手前で焦点を結び、入射端面22aの位置では入射端面22aよりも大きく拡散するので、第1レンズ部34を用いる場合よりも集光効率は劣る。しかし、後述するように、第2レンズ部35は、第1レンズ部34よりも曲率半径が小さいことによって、複数のLED31を配列し、かつ第1レンズ部34と隣接させて併用する場合に、LED光源23全体としての入射端面22aへの集光効率を向上させる。
On the other hand, the radius of curvature r of the
なお、隣接する第1レンズ部34と第2レンズ部35の端部分(境界部分)は重畳し、一体化している。このため、レンズアレイ25は、4個のレンズ部34,35が連なって一体化したものの全体である。第1レンズ部34と第2レンズ部35の端部分が重畳しているのは、第1レンズ部34の曲率半径Rと等しい配置間隔dでLED31を配列しているからである(d=R)。
In addition, the edge part (boundary part) of the adjacent
前述のように、曲率半径Rは、LED光源23を配置距離Dに置く場合に、1個のLED31から入射端面22aに最も無駄無く光を集光させるための曲率半径であるから、4個全てのLED31の光を全く無駄無く利用する場合には、各LED31上にそれぞれ曲率半径Rの第1レンズ部34を配置し、かつ、第1レンズ部34が隣接するLED31の第1レンズ部34と重ならないようにしなければならない。このためには、LED31の配置間隔dは曲率半径Rの1/2倍にする必要があるので(d=R/2)、幅Wの範囲内には2個のLED31しか配置できない。具体的には、図3において、レンズアレイ25を第1レンズ34の部分だけで形成し、第1レンズ部34下のLED31だけを配置した状態である。
As described above, the radius of curvature R is a radius of curvature for condensing light from one
LED光源23は、照明光量を増大させるために、上述の2個しかLED31を配列できない状態からさらに2個のLED31を間に配置し、LED31の配列間隔dを曲率半径Rに等しくしている。但し、単にLED31の個数を追加しても、追加したLED31からの光をレンズによって入射端面22aに集光させなければ、照明光量は増加しないので、追加したLED31上には第2レンズ部35を配置している。
In order to increase the amount of illumination light, the
以下、上述のように構成される電子内視鏡装置10の作用を説明する。まず、図4に示すように、LED光源23に搭載する各LED31の発光量は、cosθに比例するI1(θ)の分布を有するものとする。この場合、各LED31の発光量は、Z方向で極大値I1(0)であり、Z方向からの角度が増加して、LED31が配列された面内方向(X(またはY)方向)に近づくにつれて発光量が減少する。面内方向(θ=0)でLED31の発光量は0である。
Hereinafter, the operation of the electronic endoscope apparatus 10 configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 4, it is assumed that the light emission amount of each
また、前述のように実際に電子内視鏡装置10に搭載するLED光源23は4個のLED31を有するが、ここでは原理と作用を明確にするため、図5に示すように、配置間隔dでLED31が2個配列されており、一方のLED31上には第1レンズ部34を配置し、他方のLED31上には第2レンズ部35を配置する最もシンプルな場合を考える。そして、第1レンズ部34の曲率半径Rは入射端面22aに対するLED光源23の配置距離Dによって定まる固定値とし、第2レンズ部35の曲率半径rを第1レンズ部34と等しい曲率半径Rから徐々に小さくしながら、第1レンズ部34により集光される光量S1、第2レンズ部35により集光される光量S2、及び、2個のLED31から入射端面22aに集光される総光量S1+S2をシミュレーションにより求めた。
Further, as described above, the
図6に示すように、第2レンズ部35の曲率半径rを直線的に減少させると、第2レンズ部35による集光量S2は直線的に減少するが、第1レンズ部34による集光量S1は、sin関数にしたがって増大する。このため、2個のLED31から第1レンズ部34及び第2レンズ部35によって集光される総光量S1+S2は、r≒0.518[R/d]で極大値1.12|I1|であった。なお、第2レンズ部35の曲率半径rの単位は、LED31の配置間隔dの具体的な大きさによらないようにR/dを単位としている。また、光量S1,S2,S1+S2は、LED31の規格化した発光量|I1|=∫I1(θ)dθ/I1(0)を単位としている。
As shown in FIG. 6, when the radius of curvature r of the
図6から分かるように、LED31の配置間隔がdの場合、第2レンズ部35の曲率半径rを第1レンズ部34の曲率半径Rを等しくすると(r=1.0[R/d])、総光量S1+S2は1.0|I1|であり、LED31を2個配置しているにもかかわらず、入射端面22aには1個分のLED31の光量しか集光されない。また、第1レンズ部34だけを設けて、第2レンズ部35を設けない場合(r=0.0[R/d])は、第1レンズ部34を設けたLED31からの光しか集光することができないので、総光量S1+S2は1.0|I1|である。しかし、第2レンズ部35の曲率半径rを0.518R/dにすれば、LED31を増大させることができる。
As can be seen from FIG. 6, when the arrangement interval of the
すなわち、LED31を配置間隔d(=R)で配列し、一方に曲率半径Rの第1レンズ部34を配置する場合には、他方の第2レンズ部35の曲率半径rを第1レンズ部34の曲率半径よりも小さくした方がライトガイド22の入射端面22aに集光させることができる光量(すなわち照明光量)を増大させることができるのである。2個の隣接するレンズ部34,35において示した上述の結果は、レンズ部34,35が複数配列されていることにより、隣接箇所が複数ある場合も同様である。
That is, when the
したがって、図7(A)に示すようにLED31を配置間隔dで4個配列し、全てのLED31上に全て曲率半径Rの第1レンズ部34を配置した場合や、図7(B)に示すように、レンズ部の重畳による欠損がないように4個のLED31に対して1個置きにだけ配置する場合と比較して、電子内視鏡装置10で使用する大小のレンズ部34,35を配列したLED光源23は入射端面22aへの集光量及び照明光量を増大させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 7A, when four
また、LED31の配置間隔をd=Rにするという条件は、曲率半径Rの第1レンズ部34の端が重畳しないようにLED31を配列する場合(d=R/2)よりもさらにLED31の配列個数を増加させたものであるが、曲率半径Rの第1レンズ部34の端が重畳しないようにLED31を配列する条件は、図5において第2レンズ部35下のLED31を配列しない場合、あるいは、第2レンズ部35を設けない場合(図7(B)及び図6におけるr=0.0[R/d])に相当する。このため、電子内視鏡装置10で使用する大小のレンズ部34,35を配列したLED光源23は、LED31の配列個数を増やし、かつ、隣接するLED31上に大小のレンズ部34を配置したことによって、全てのLED31上に重畳による欠損がないように曲率半径Rの第1レンズ部34を配置するためにLED31の配列個数が少なくなってしまう場合よりも、入射端面22aへの集光量及び照明光量を増大させることができる。
Further, the condition that the arrangement interval of the
なお、上述の実施形態では、ライトガイド22のNAに応じてLED光源23の配置距離D及び幅Wを所定値としたことからも分かるように、従来の光源ユニットのキセノンランプをLED光源23に置き換える場合にも好適である。例えば、キセノンランプの位置距離D及びキセノンランプの配置スペースの幅Wに合わせつつ、照明光量を確保することが可能である。
In the above-described embodiment, the xenon lamp of the conventional light source unit is used as the
なお、上述の実施形態では、4個のLED31に対して第1レンズ部34と第2レンズ部35を2個ずつ交互に配列したが、第1レンズ部34に隣接して第2レンズ部35が少なくとも1以上あれば上述の効果が得られる。2または3個のLED31を用いる場合や5個以上のLED31を配列する場合も同様である。
In the above-described embodiment, two
なお、上述の実施形態では、LED31の配置間隔dを第1レンズ部34の曲率半径Rに等しくしたが、配置間隔dは任意である。但し、LED31の発光量が所定値である場合、電子内視鏡装置10の照明光量を増加させるためには、LED31の配列個数を多くする必要があるので、d>R/2の範囲内で任意である。
In the above-described embodiment, the arrangement interval d of the
なお、LED31の具体的な構成は任意であり、例えば、図8に示すLED光源40のように、所定波長の単色の光を発生するLED31を、励起光を発生するLED41と、励起光の一部を吸収して所定波長帯の蛍光を発する蛍光体42とで形成しても良い。例えば、励起光用LED41は紫色〜青色の光を発し、蛍光体42を緑色〜黄色の蛍光を発生するようにすれば、蛍光体42で発生した蛍光と、蛍光体42を透過した励起光とが合わさって擬似白色光が発生する。
The specific configuration of the
このように、上述の実施形態のLED31を、励起光用LED41と蛍光体42で形成する場合、図9に示すように、励起光の光量分布(指向性)は、上述の実施形態のLED31(図4参照)と同様のI1(θ)=cosθであるが、蛍光の光量分布I2(θ)はθ=45°方向に極大を持つ分布になる。これは、励起光の光量分布I1(θ)と、励起光が蛍光体42を透過する長さのバランスによるものである。したがって、LED31として、励起光用LED41と蛍光体42を用いる場合には、図9の光量分布I1(θ)及びI2(θ)を考慮して、第2レンズ部35の曲率半径rを算出しなければならない。
As described above, when the
なお、上述の実施形態では、LEDアレイ24に配列する全てのLED31を一律に制御するが、第1レンズ部34下のLED31と、第2レンズ部35下のLED31とをそれぞれ組みにして別個に制御しても良い。この場合、例えば、図10に示すように、第1レンズ部34下のLED31の点灯/消灯、及び光量を制御する第1光源駆動部46と、第2レンズ部35下のLED31の点灯/消灯、及び光量を制御する第2光源駆動部47をプロセッサユニット12に設ける。
In the above-described embodiment, all the
そして、図11に示すように、照明光量が小さい範囲E1においては、第2レンズ部35下のLED31を点灯し、その駆動電流を制御することで光量S2によって照明光量を調節する。また、範囲E1では第1レンズ部34下のLED31は消灯しておく。次に、照明光量が中程度の範囲E2においては、第2レンズ部35下のLED31を消灯し、第1レンズ部34下のLED31を点灯し、その駆動電流を制御することによって光量S1によって照明光量を調節する。そして、照明光量が大きい範囲E3においては、第1レンズ部34下のLED31を最大駆動電流で点灯させ、さらに第2レンズ部35下のLED31の駆動電流を調節することで光量S1(最大)と光量S2(可変)の合計によって、照明光量を調節する。
Then, as shown in FIG. 11, in the range E1 where the illumination light quantity is small, the
LED31を演色性良く駆動可能な駆動電流の範囲G1は、ほぼLED31の面積によって定まっており、この所定範囲G1よりも小さい駆動電流で駆動するとLED31が発する光の色が変化してしまうことがある。また、所定範囲G1を超える大きな駆動電流で駆動するとLED31が発熱等により破損することがある。このため、図11に二点鎖線で示すように、LEDアレイ24の全てのLED31を同時に一律に制御すると、実質的に所定範囲G1範囲E2の中程から範囲E3の間でしか所望の色での照明をすることができず、照明光量のレンジはR0程度である。一方、上述のように、第1レンズ部34下のLED31と第2レンズ部35下のLED31のグループに分けて、各グループで別個に点灯/消灯、及び光量を制御すれば、駆動電流を所定範囲G1の範囲内で制御しつつ、照明光量のレンジをR1に拡大することができる。
The drive current range G1 that can drive the
また、図11においては、E1〜E3の各範囲でみれば、第1レンズ部34下のLEDの31、または、第2レンズ部35下のLED31のいずれかのグループの駆動電流の調節によって光量を実質的に変化させているが、このようなグループ毎の点灯/消灯による範囲分けを行わず、何れの範囲においても第1レンズ部34下のLEDの31と第2レンズ部35下のLED31をともに点灯し、これらの各グループの発光量を調節することによって照明光量を調節しても良い。
In FIG. 11, in each range of E1 to E3, the light amount is adjusted by adjusting the drive current of either the
なお、上述の実施形態では、LEDアレイ24に配列するLED31が全て同じものであるが、複数種類のLEDを用いても良い。例えば、図12に示すLED光源50のように、第1レンズ部34下のLEDを面積が大きいLED51にし、第2レンズ部35下のLEDを面積が小さいLED52にしても良い。
In the above-described embodiment, the
LEDの面積が大きいほど大電流で駆動可能であり、大光量が得られるが、低駆動電流で所望の色が得られないことがある。一方、LEDの面積が小さいほど発光量が小さくなるが、低駆動電流でも所望の色が得られる。このため、図13に示すように、範囲E1’では第2レンズ部35下の小面積LED52による光量S2によって照明光量を調節し、範囲E2’では第1レンズ部34下の大面積LED51による光量S1によって照明光量を調節する。そして、範囲E3’では、第1レンズ部34下の大面積LED51を最大駆動電流で駆動しつつ、第2レンズ部35下の小面積LED52の駆動電流を調節することによって照明光量を調節する。
As the area of the LED is larger, the LED can be driven with a larger current, and a larger amount of light can be obtained. On the other hand, the smaller the LED area, the smaller the amount of light emitted, but a desired color can be obtained even with a low drive current. For this reason, as shown in FIG. 13, in the range E1 ′, the illumination light amount is adjusted by the light amount S2 from the
こうすると、二点鎖線で示すように全てのLED31を同一のものにし、一律に制御する場合の照明光量のレンジR0と比較して、大面積LED51と小面積LED52をそれぞれ所望の色が得られる駆動電流の範囲G1,G2で駆動しながら、照明光量のレンジをR1に拡大することができる。特に、前述のように、全てに同じLED31を用いながら第1レンズ部34のグループと第2レンズ部35のグループに分けて駆動する場合(図11参照)と比較すれば、最大照明光量は下るが、照明光量が小さい範囲で、所望の色が得られる照明光量のレンジを伸ばすことができる。
In this way, as shown by the two-dot chain line, all the
なお、図12では、第1レンズ部34下に大面積LED51を配置し、第2レンズ部35下には小面積LED52を配置したが、これとは逆に第1レンズ部34下に小面積LED52を配置し、第2レンズ部35下に大面積LED52を配置しても良い。但し、前述の図6からも分かるように、LEDが同じ物ならば、第1レンズ部34で集光される光量S1と第2レンズ部35で集光される光量S2は曲率半径が大きい第1レンズ部34の方が集光する光量が大きいので(S1>S2)、図12のように第1レンズ部34下に大面積LED51を、第2レンズ部35下に小面積LED52を配置した方が、集光効率が良い。逆に配置すれば、大光量を集光可能な第1レンズ部34では小面積LED52から発生する小光量しか集光されず、第2レンズ部35では小光量しか集光できないので、大面積LED51の光量の損失が大きいからである。
In FIG. 12, the
また、図12では、LED光源50に配列されたLED51,52が励起光用LED41と蛍光体42によって形成されているが、LED51,52は、実施形態のLED31のように蛍光体42を併用しないLEDでも良い。
In FIG. 12, the
また、図14のLED光源60のように、第1レンズ部34下には励起光用LED41と蛍光体42を有するLED51を配置し、第2レンズ部35下には蛍光体を用いないLED53を配置しても良い。そして、図14のように、蛍光体を用いるLED51と、蛍光体を用いないLED53を併用する場合には、第1レンズ部34下に蛍光体を用いるLED51を配置し、第2レンズ部52下に蛍光体を用いないLED53を配置することが好ましい。これは、蛍光体を用いたLED51の場合、発生する蛍光の光量分布I2(θ)が傾斜しているので(図9参照)、蛍光を十分に集光するためには広角度から集光可能な第1レンズ部34を用いるのが好ましく、蛍光を用いないLED53の場合、光量分布I1(θ)の極大点はZ方向にあるので(図4参照)、第2レンズ部35によって狭い角度範囲の光を集光するだけも蛍光に比べれば比較的大光量を集光することができるからである。
Further, like the LED
さらに、図14のように、蛍光体を用いるLED51と蛍光体を用いないLED53を併用する場合、通常の観察に用いる白色光の照明光量が不足しなければ、蛍光体を用いるLED51を白色(擬似白色)のLEDにし、蛍光体を用いないLED53を狭帯域光用LEDにすることが好ましい。狭帯域光用LEDとは、例えば青色の狭帯域光(390〜445nm程度)や緑色の狭帯域光(530〜550nm)を発生するLEDであり、被検体の血管やピットパターンを強調して観察するいわゆる特殊光観察をするためのLEDである。このように、第2レンズ部35下に狭帯域光用LED53を配置すると、光量が不足しがちなLED光源23を用いる場合でも、レンズアレイ25に第1レンズ部34及び第2レンズ部35があることによって光量を補うことができるので、容易に白色光による通常の観察と、狭帯域光による特殊光観察を切り替えて行うことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 14, when the
もちろん、特殊光観察を行えるようにする場合でも、第2レンズ部35下に配置するLEDを全て特殊光用LEDにする必要はなく、少なくとも1つを特殊光用LEDにすれば良い。また、第2レンズ部35が複数ある場合には、第2レンズ部35下に配置するLEDのうち一部を青色狭帯域光用LEDにし、その他を緑色狭帯域光用LEDにしても良い。さらに、白色光が十分に足りている場合には、第2レンズ部35下に配置するLEDだけでなく、第1レンズ部34下に配置するLEDの一部を特殊光用LEDにしても良い。
Of course, even when special light observation can be performed, it is not necessary that all the LEDs arranged under the
また、蛍光体を用いないLED53を特殊光用LEDにする代わりに、RGB(あるいは補色系のYMC)のいずれか、あるいはこれらのうち任意の混色を発生するLEDにしても良い。このように、図14において、蛍光体を用いないLED53として、RGBを発するLEDを用い、これらを、第1レンズ部34下のLED51とともに点灯すれば、照明光の演色性を向上させることができる。このようにLED53にRGB等を発生するLEDを用いる場合、第2レンズ部35下の全てのLEDに同色のLEDにしなくても良く、RGBを必要な比率で配置すれば良い。
Further, instead of the
なお、上述の実施形態では、LED光源23が4個のLEDを直線的に配列しているが、LED光源23のLEDの配列を2次元的にしても良い。例えば、図15に示すように、LED31を正方形状に配置しても良い。この場合、第1レンズ部34と第2レンズ部35は、LED31が配列された面内の2方向(X方向及びY方向)に隣接するので、第2レンズ部35の曲率半径rは図6で示した値とは一致しないことがあるが、算出方法は前述の実施形態と同様である。また、2つの第2レンズ部35の対角方向の長さよりも第1レンズ部34の対角方向の長さの方が長いので、図15のLED光源の幅Wは、第1レンズ部34の対角方向の長さである。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、LED光源23に4個のLEDを用いているが、LED光源23に配列するLEDの個数は2個以上であれば任意である。例えば、図16に示すように、LED光源23に5個のLED31を配列しても良い。図16では、第1レンズ部34を3個使用し、その間に第2レンズ部35を2個用いているが、第2レンズ部35を3個使用し、その間に第1レンズ部34を用いても良い。さらに、図3や図16では、第1レンズ部34と第2レンズ部35を交互に配置しているが、第1レンズ部34と第2レンズ部35は必ずしも交互に配置されていなくても良い。図6の説明から分かるように、レンズアレイ25の中に第1レンズ部34と第2レンズ部35が隣接している箇所が少なくとも1箇所以上あれば、第1レンズ部34と第2レンズ部35の配列は任意である。具体的には、図16のように5個のLED31及びレンズ部34,35を用いる場合、左から第1レンズ部34,第2レンズ部35,第1レンズ部34,第1レンズ部34,第1レンズ部34のようにレンズ部を設けても良い。もちろん、第1レンズ部34及び第2レンズ部35が交互に配置され、全てのレンズ部34,35が、異なる曲率半径のレンズ部34または35と隣接している場合に最も光量向上効果は大きい。
In the above-described embodiment, four LEDs are used for the
LED31及びレンズ部34,35を2以上設けていれば良いことは、LED31及びレンズ部34,35を2次元的に配置する場合も同様である。例えば、図17に示すように、5個のLED31を2次元的に配列する場合、中央のLED31上に第2レンズ部35を、その周囲の4個のLED31上に第1レンズ部34を用いれば良い。もちろん、中央のLED31上に第1レンズ部34を配置し、周囲の4個のLED31上に第2レンズ部35を配置しても良い。また、前述の通り、第1レンズ部34と第2レンズ部35が少なくとも1箇所で隣接していれば光量向上効果作用があるので、第1レンズ部34と第2レンズ部35が少なくとも1個ずつあり、これらが隣接して用いられていなければならないこと以外は、第1レンズ部34と第2レンズ部35を用いる個数や配列は任意である。
What is necessary is just to provide two or more LED31 and the
さらに、上述の実施形態では、曲率半径Rの第1レンズ部34と曲率半径r(<R)の第2レンズ部35の2種類のレンズ部を用いるが、図18のLED光源70のように、レンズアレイ25に大中小のレンズ部71,72,73(曲率半径r1>r2>r3)を用いても良い。この場合、図6で示した通り、大中のレンズ部71,72の関係において、あるいは中小のレンズ部72,73の関係において、光量向上効果がある。図18では、大中小の順にレンズ部が配列されているが、大小中の順にレンズ部を配置していても良い。また、LEDやレンズ部を2次元的に配列する場合も同様に3種類以上の曲率半径が異なるレンズ部を用いても良い。さらに、図18では、レンズアレイ25に3種類の曲率半径が異なるレンズ部を用いているが、4種類以上の曲率半径が異なるレンズ部を用いても良い。
Further, in the above-described embodiment, two types of lens portions are used, that is, the
なお、上述の実施形態では、平面状にLED31を配列しているが、図19のLED光源80のように、ライトガイド22側に凹の湾曲した面上にLED31を配列しても良い。このように、凹面状にLED31を配列すると、凹面の湾曲によって各レンズ部34,35の光軸を入射端面22aに向けられるので、各LED31の光をより入射端面22aに集光させやすい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述の実施形態では、ライトガイド22の入射端面22aの形状を円形にしたが、入射端面22aの形状は任意である。例えば、図20に示すライトガイド97のように、LED光源23の全体的形状に応じて、LED光源23の長手方向が長径であり短手方向が短径になるように、入射端面97aの形状を楕円形にしても良い。LED光源23のようにLED31を横一列に配置する場合、LED光源23が全体として出射する光束の断面形状は楕円形に近い形状になるので、上述のようにLED光源23の全体的な光束の形状に応じた入射端面形状にしておくと、同じNAのライトガイドでもLED光源23の光束が入射されやすくなる。LED31を2次元配列する場合も同様である。また、ここでは、入射端面97aを楕円形にしたが、入射端面97aは長円形(スタジアム型)にしても良いし、長方形状等にしても良い。
In the above-described embodiment, the shape of the
このようにLED31を湾曲配置する代わりに、図21に示すように、入射端面22aの正面からずれた位置にあるLED31上のレンズ部34,35を、入射端面22a側(入射端面22aの正面がある中心方向)に適宜ずらして配置しても良い。こうすれば、入射端面22aの正面からずれた位置にあるLED31上のレンズ部34,35による集光光軸(一点鎖線で示す)を入射端面22a側に傾けることができるので、各LED31の光をより入射端面22aに集光させやすい。但し、第1レンズ部34のずらし量δ1と第2レンズ部35のずらし量δ2は、必ずしも同じ値にはならない。例えば、第1レンズ部34の曲率半径R及び第2レンズ部35の曲率半径rが入射端面22aの位置によらず一律の場合、第1レンズ部34の集光光軸と第2レンズ部35の集光光軸をほぼ平行にするにはδ1>δ2にする必要がある。もちろん、レンズ部34,35の周辺部分でのずらし量δ1,δ2を変える代わりに、中央部分の曲率半径R,rに対して周辺部分でのレンズ部34,35の曲率半径R,rを変更しても良い。なお、図21では便宜的に多数のLED31を配列しているが、LED31の個数によらず、上述のように入射端面22aの正面からずれた位置にあるレンズ部34,35の光軸を入射端面22aの側にずらして配置することが好ましい。
Instead of arranging the
なお、上述の実施形態及び変形例では、LED光源で発生した光をそのまま照明光として被検体内に照射するが、図22に示すように、例えば、LED光源23からは蛍光体91を励起する励起光を発生させ、先端部14aのライトガイド22の出射端面の前に配置した蛍光体91を通過させることによって、透過した励起光と蛍光体91による傾向によって白色光を生成し、投光光学系92を通して照明光として被検体内に照射しても良い。
In the above-described embodiment and modification, the light generated by the LED light source is irradiated as it is into the subject as illumination light. As shown in FIG. 22, for example, the
また、図23に示すように、LED光源23で白色光を発生させ、ライトガイド22とLED光源23の間に複数のカラーフィルタを配置した回転自在な回転フィルタ93を配置することによって、LED光源23で発生した白色光から各カラーフィルタが透過する波長の光を選択的に照明光として用いるようにしても良い。回転フィルタに設けるカラーフィルタの数や種類は任意であるが、例えば、RGB(あるいは補色系)のカラーフィルタや、白色光を透過する白フィルタ、特殊光観察用の狭帯域光を透過する狭帯域フィルタ等を設けることができる。
Further, as shown in FIG. 23, the
また、LED光源23とライトガイド22の間に、さらにレンズ(あるいは複数のレンズ等からなるレンズ系)やロッドインテグレータ等を配置して、LED光源23で発生させた光を入射端面22aに集光させやすくしても良い。
Further, a lens (or a lens system composed of a plurality of lenses), a rod integrator, or the like is further disposed between the LED
なお、上述の実施形態及び変形例では、LEDアレイ24と一体にLED上に半球状のレンズ部34,35を有するレンズアレイ25を設けたが、レンズアレイ25はLEDアレイ24と別体に設けられていても良い。レンズアレイ25をLEDアレイ24と別体に設ける場合には、各レンズ部34,35はライトガイド22側及びLEDアレイ24側に曲面を有していても良い。この場合、レンズ部34,35の曲率半径が小さい(あるいは大きい)とは、それぞれ同じ側の面で比較した大小である。すなわち、第1レンズ部34と第2レンズ部35のライトガイド22側の面の曲率半径を比較した場合に、第2レンズ部35の曲率半径は第1レンズ部34の曲率半径よりも小さい。LEDアレイ24側についても同様である。但し、第2レンズ部35の曲率半径は、両側で第1レンズ部34の曲率半径よりも小さくなっていなければならないわけではなく、少なくともライトガイド22側とLEDアレイ24側の一方の側で第1レンズ部34の曲率半径よりも小さくなって入れば良い。
In the above-described embodiment and modification, the
さらに、上述の実施形態及び変形例では、レンズアレイ25の各レンズ部34,35は球面であるが、各レンズ部34,35は非球面でも良い。
Furthermore, in the above-described embodiments and modifications, the
なお、上述の実施形態及び各種変形例では、LEDを用いる例を説明したが、LEDの代わりに、LD等、他の半導体光源を用いても良い。 In addition, although the example using LED was demonstrated in the above-mentioned embodiment and various modifications, other semiconductor light sources, such as LD, may be used instead of LED.
なお、上述の実施形態及び各種変形例では、第1レンズ部34の曲率半径Rが、入射端面22aに対するLED光源23の配置距離Dによって定まる固定値であるとしたが、LED光源23の配置距離Dが所定値である場合でも、曲率半径Rを可変値にしても良い。具体的には、第1レンズ部34の曲率半径をR’(R’<R)にし、この曲率半径R’にしたがって第2レンズ部35の曲率半径r’を定めても良い。第1レンズ部34の曲率半径Rを配置距離Dで定まる固定値にしている場合、具体的なLED31の配置間隔dやLED31の指向性によっては2レンズ部35の適切な曲率半径r(<R)が求められないことがあるが、このような場合には、上述のように第1レンズ部34の曲率半径R’を上述の曲率半径Rよりも小さくするすると、第2レンズ部35の曲率半径r’(<R’)を決定することができる。
In the above-described embodiment and various modifications, the curvature radius R of the
なお、上述の実施形態及び各種変形例では、LEDアレイ24に配列するLEDが正方形状であるが、LEDの形状は任意である。LEDは、長方形でも良いし、六角形状でも良い。長方形状のLEDを用いる場合等、LEDの形状が回転非対称な場合には、これに合わせてレンズ部34,35の形状を変形(例えば楕円形に)しても良い。また、複数種類の形状が異なるLEDを用いても良い。
In the above-described embodiment and various modifications, the LEDs arranged in the
なお、上述の実施形態及び各種変形例は任意に組み合わせることができる。例えば、大面積LED51と小面積LED52を用いる場合(図12参照)に、小面積LED52を励起光用LEDやRGBを発するLED(図14参照)にしても良い。また、LEDの各種配列方法(図3,図15〜図19参照)において、蛍光体を利用したLEDを使用しても良いし(図8参照)、面積の異なるLEDを併用しても良いし(図12参照)、白色のLEDと単色のLEDを併用しても良い(図14参照)。さらに、これらの任意のパターンにおいて、LEDを凹面状に配置しても良いし(図19参照)、レンズ部34,35の光軸をずらしても良く(図21参照)、LEDを凹面状に配置した上でさらにレンズ部34,35の光軸をずらしても良い。
In addition, the above-mentioned embodiment and various modifications can be combined arbitrarily. For example, when the
なお、上述の実施形態では、説明を省略したが、LED光源23は、LED31の発光させた場合の熱を冷却するためのヒートシンク等、その他LED光源23に必要な各種周知の部材を備えても良い。
In addition, although description was abbreviate | omitted in the above-mentioned embodiment, the
10 電子内視鏡装置
11 内視鏡本体
12 プロセッサユニット
13 光源ユニット
22 ライトガイド
23,40,50,60,70,80 LED光源
24 LEDアレイ
25 レンズアレイ
31 LED
34 第1レンズ部
35 第2レンズ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
34
Claims (16)
ライトガイドと前記LEDアレイの間に設けられ、前記複数のLEDのうちの所定の前記LEDから出射される光を前記ライトガイドの入射端面に集光する第1レンズ部と、
前記第1レンズ部に対応する前記LEDに隣接して配置された前記LEDが出射する光を前記入射端面に集光させるとともに、前記第1レンズ部と1箇所以上で隣接し、前記第1レンズ部よりも曲率半径が小さい第2レンズ部と、
を備える光源ユニット。 An LED array in which a plurality of LEDs are arranged;
A first lens unit provided between a light guide and the LED array, and condensing light emitted from a predetermined LED of the plurality of LEDs on an incident end surface of the light guide;
The light emitted from the LED disposed adjacent to the LED corresponding to the first lens portion is condensed on the incident end surface, and adjacent to the first lens portion at one or more locations, the first lens A second lens portion having a smaller radius of curvature than the portion;
A light source unit comprising:
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- 2012-07-25 JP JP2012164954A patent/JP2014023630A/en active Pending
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