JP2022015779A - Luminaire and endoscope apparatus - Google Patents

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Tetsuo Sugano
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Abstract

To provide a luminaire capable of enhancing color rendering, and an endoscope apparatus.SOLUTION: A first visible light source 11, a second visible light source 12, and a third visible light source 13 emit visible light rays of colors different from each other. The first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 emit light rays of a plurality of wavelengths different from each other in the wavelength bands of respectively corresponding colors, as a multi wavelength light source. A mixer 21 mixes the light emitted from the first visible light source 11, the light emitted from the second visible light source 12, the light emitted from the third visible light source 13, and light emitted from an excitation light source 14.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、照明装置及び内視鏡装置に関するものである。 The present disclosure relates to lighting devices and endoscopic devices.

従来の光ファイバープローブでは、光源として、発光ダイオード照明装置が用いられている。発光ダイオード照明装置は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを含んでいる(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional optical fiber probe, a light emitting diode lighting device is used as a light source. The light emitting diode lighting device includes a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode (see, for example, Patent Document 1).

特開2018-38847号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-38847

上記のような従来の光ファイバープローブでは、単に赤、緑、及び青の3原色の光が用いられているだけであるため、演色性が低い。 In the conventional optical fiber probe as described above, the color rendering property is low because the light of the three primary colors of red, green, and blue is simply used.

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、演色性を向上させることができる照明装置及び内視鏡装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to obtain a lighting device and an endoscope device capable of improving color rendering properties.

本開示に係る照明装置は、互いに異なる色の可視光を出射する複数の可視光源と、複数の可視光源から出射された光を混合する混合器とを備え、複数の可視光源は、少なくとも1つのマルチ波長光源を含み、マルチ波長光源は、対応する色の波長帯域内において互いに異なる複数の波長の光を出射する。 The lighting device according to the present disclosure includes a plurality of visible light sources that emit visible light of different colors from each other and a mixer that mixes the light emitted from the plurality of visible light sources, and the plurality of visible light sources includes at least one. A multi-wavelength light source, including a multi-wavelength light source, emits light of a plurality of different wavelengths within the wavelength band of the corresponding color.

本開示の照明装置及び内視鏡装置によれば、演色性を向上させることができる。 According to the lighting device and the endoscope device of the present disclosure, the color rendering property can be improved.

実施の形態1による内視鏡装置を一部ブロックにより示す構成図である。It is a block diagram which shows the endoscope apparatus by Embodiment 1 by a part block. 図1の照明装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the lighting apparatus of FIG. 図2の第1可視光源、第2可視光源、第3可視光源、及び励起光源から出射される光の波長と相対強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wavelength and the relative intensity of the light emitted from the 1st visible light source, the 2nd visible light source, the 3rd visible light source, and the excitation light source of FIG. 図2の第1可視光源及び第1駆動部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the 1st visible light source and the 1st drive part of FIG. 半導体レーザー発光素子の電流による発光強度特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the light emission intensity characteristic by the electric current of a semiconductor laser light emitting element. 半導体レーザー発光素子の温度による波長特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the wavelength characteristic by the temperature of a semiconductor laser light emitting element. 光の波長による被写体への深部浸透度合いの違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference of the degree of deep penetration into a subject by the wavelength of light. キセノン照明により光を照射して得られた画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image obtained by irradiating light with xenon illumination. 図8と同じ被写体に実施の形態1の照明装置により光を照射して得られた画像を示す図である。It is a figure which shows the image obtained by irradiating the same subject as FIG. 8 with light by the lighting apparatus of Embodiment 1. FIG. 図8の画像を得る際の光の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of light at the time of obtaining the image of FIG. 図9の画像を得る際の光の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of light at the time of obtaining the image of FIG. 赤色波長帯域、緑色波長帯域、及び青色波長帯域のそれぞれについて1つずつの波長の光を出射する照明装置を用いた場合の演色評価数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the color rendering index in the case of using the lighting apparatus which emits the light of one wavelength for each of a red wavelength band, a green wavelength band, and a blue wavelength band. 実施の形態1の照明装置を用いた場合の演色評価数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the color rendering index when the lighting apparatus of Embodiment 1 is used.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による内視鏡装置を一部ブロックにより示す構成図である。図において、内視鏡装置は、内視鏡本体1、照明装置2、照明伝送ケーブル3、制御装置4、制御ケーブル5、及び表示装置6を有している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the endoscope device according to the first embodiment by a partial block. In the figure, the endoscope device includes an endoscope main body 1, a lighting device 2, a lighting transmission cable 3, a control device 4, a control cable 5, and a display device 6.

照明装置2は、照明伝送ケーブル3を介して、内視鏡本体1に接続されている。照明装置2からの光は、照明伝送ケーブル3を介して、内視鏡本体1に伝送される。 The lighting device 2 is connected to the endoscope main body 1 via a lighting transmission cable 3. The light from the lighting device 2 is transmitted to the endoscope main body 1 via the lighting transmission cable 3.

制御装置4は、制御ケーブル5を介して内視鏡本体1に接続されている。表示装置6は、制御装置4に接続されている。内視鏡本体1によって撮像された映像は、表示装置6によって表示される。制御装置4は、内視鏡本体1、照明装置2、及び表示装置6を制御する。 The control device 4 is connected to the endoscope main body 1 via a control cable 5. The display device 6 is connected to the control device 4. The image captured by the endoscope main body 1 is displayed by the display device 6. The control device 4 controls the endoscope main body 1, the lighting device 2, and the display device 6.

図2は、図1の照明装置2を示すブロック図である。照明装置2は、第1可視光源11、第2可視光源12、第3可視光源13、励起光源14、第1駆動部15、第2駆動部16、第3駆動部17、第4駆動部18、照明制御部19、照明電源部20、及び混合器21を有している。 FIG. 2 is a block diagram showing the lighting device 2 of FIG. The lighting device 2 includes a first visible light source 11, a second visible light source 12, a third visible light source 13, an excitation light source 14, a first drive unit 15, a second drive unit 16, a third drive unit 17, and a fourth drive unit 18. , A lighting control unit 19, a lighting power supply unit 20, and a mixer 21.

第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13は、互いに異なる色の可視光を出射する。この例では、可視光として、レーザー光が用いられている。励起光源14は、蛍光造影剤の励起波長の光を出射する。 The first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 emit visible light of different colors from each other. In this example, laser light is used as visible light. The excitation light source 14 emits light having an excitation wavelength of the fluorescence contrast agent.

第1駆動部15は、第1可視光源11を駆動する。第2駆動部16は、第2可視光源12を駆動する。第3駆動部17は、第3可視光源13を駆動する。第4駆動部18は、励起光源14を駆動する。 The first driving unit 15 drives the first visible light source 11. The second drive unit 16 drives the second visible light source 12. The third drive unit 17 drives the third visible light source 13. The fourth drive unit 18 drives the excitation light source 14.

照明制御部19は、第1駆動部15、第2駆動部16、第3駆動部17、及び第4駆動部18を制御する。これにより、照明制御部19は、第1可視光源11、第2可視光源12、第3可視光源13、及び励起光源14の発光を制御する。また、照明制御部19は、第1可視光源11、第2可視光源12、第3可視光源13、及び励起光源14を、同時に発光させることも、選択的に発光させることもできる。 The lighting control unit 19 controls the first drive unit 15, the second drive unit 16, the third drive unit 17, and the fourth drive unit 18. As a result, the illumination control unit 19 controls the light emission of the first visible light source 11, the second visible light source 12, the third visible light source 13, and the excitation light source 14. Further, the illumination control unit 19 can simultaneously emit light from the first visible light source 11, the second visible light source 12, the third visible light source 13, and the excitation light source 14, or selectively emit light.

照明電源部20は、照明制御部19、及び他の必要箇所に電力を供給する。 The lighting power supply unit 20 supplies electric power to the lighting control unit 19 and other necessary parts.

混合器21は、第1可視光源11から出射された光と、第2可視光源12から出射された光と、第3可視光源13から出射された光と、励起光源14から出射された光とを混合する。混合器21としては、レーザー光混合用ロッドインテグレーターが用いられている。 The mixer 21 includes light emitted from the first visible light source 11, light emitted from the second visible light source 12, light emitted from the third visible light source 13, and light emitted from the excitation light source 14. To mix. As the mixer 21, a laser light mixing rod integrator is used.

第1可視光源11、第2可視光源12、第3可視光源13、及び励起光源14と、混合器21との間は、複数本の光ファイバーによって接続されている。混合器21からの出力は、照明伝送ケーブル3に入力される。 The first visible light source 11, the second visible light source 12, the third visible light source 13, and the excitation light source 14 are connected to each other by a plurality of optical fibers. The output from the mixer 21 is input to the lighting transmission cable 3.

図3は、図2の第1可視光源11、第2可視光源12、第3可視光源13、及び励起光源14から出射される光の波長と相対強度との関係を示すグラフである。第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13は、マルチ波長光源として、それぞれ対応する色の波長帯域内において互いに異なる複数の波長の光を出射する。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength and the relative intensity of the light emitted from the first visible light source 11, the second visible light source 12, the third visible light source 13, and the excitation light source 14 of FIG. The first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 emit light having a plurality of wavelengths different from each other within the wavelength band of the corresponding colors as the multi-wavelength light source.

具体的には、第1可視光源11は、青色に対応しており、青色の波長帯域内において互いに異なる2つの波長の光を出射する。図2において、第1可視光源11からの出力は、分光特性S1,S2を有している。 Specifically, the first visible light source 11 corresponds to blue light and emits light having two different wavelengths in the blue wavelength band. In FIG. 2, the output from the first visible light source 11 has spectral characteristics S1 and S2.

第2可視光源12は、緑色に対応しており、緑色の波長帯域内において互いに異なる2つの波長の光を出射する。図2において、第2可視光源12からの出力は、分光特性S3,S4を有している。 The second visible light source 12 corresponds to green and emits light having two different wavelengths in the green wavelength band. In FIG. 2, the output from the second visible light source 12 has spectral characteristics S3 and S4.

第3可視光源13は、赤色に対応しており、赤色の波長帯域内において互いに異なる2つの波長の光を出射する。図2において、第3可視光源13からの出力は、分光特性S5,S6を有している。 The third visible light source 13 corresponds to red and emits light having two different wavelengths in the red wavelength band. In FIG. 2, the output from the third visible light source 13 has spectral characteristics S5 and S6.

励起光源14は、可視領域よりも長い波長の光を出射する。可視領域は、400nmから700nmまでの領域である。図2において、励起光源14からの出力は、分光特性S7を有している。 The excitation light source 14 emits light having a wavelength longer than that in the visible region. The visible region is a region from 400 nm to 700 nm. In FIG. 2, the output from the excitation light source 14 has the spectral characteristic S7.

図4は、図2の第1可視光源11及び第1駆動部15の詳細な構成を示すブロック図である。第1可視光源11は、第1発光素子31、第2発光素子32、温度センサー33、及び冷却装置34を有している。 FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the first visible light source 11 and the first driving unit 15 of FIG. The first visible light source 11 includes a first light emitting element 31, a second light emitting element 32, a temperature sensor 33, and a cooling device 34.

第1発光素子31及び第2発光素子32は、青色の波長帯域内において互いに異なる2つの波長の光を出射する。第1発光素子31が出射する光の中心波長は、例えば450nmである。第2発光素子32が出射する光の中心波長は、例えば462nmである。第1発光素子31及び第2発光素子32としては、それぞれ半導体レーザー発光素子が用いられている。 The first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 emit light having two different wavelengths from each other in the blue wavelength band. The central wavelength of the light emitted by the first light emitting element 31 is, for example, 450 nm. The central wavelength of the light emitted by the second light emitting element 32 is, for example, 462 nm. As the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32, semiconductor laser light emitting elements are used, respectively.

温度センサー33は、第1発光素子31及び第2発光素子32の周囲の温度を検出する。冷却装置34は、第1発光素子31及び第2発光素子32を冷却する。 The temperature sensor 33 detects the ambient temperature of the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32. The cooling device 34 cools the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32.

第1発光素子31から出射された光は、第1光ファイバー35を通して、混合器21に伝送される。第2発光素子32から出射された光は、第2光ファイバー36を通して、混合器21に伝送される。 The light emitted from the first light emitting element 31 is transmitted to the mixer 21 through the first optical fiber 35. The light emitted from the second light emitting element 32 is transmitted to the mixer 21 through the second optical fiber 36.

第1駆動部15は、第1検知回路38、第2検知回路39、及び発光素子駆動回路40を有している。 The first drive unit 15 has a first detection circuit 38, a second detection circuit 39, and a light emitting element drive circuit 40.

第1検知回路38は、第1発光素子31に供給される電流を検知する。第2検知回路39は、第2発光素子32に供給される電流を検知する。 The first detection circuit 38 detects the current supplied to the first light emitting element 31. The second detection circuit 39 detects the current supplied to the second light emitting element 32.

発光素子駆動回路40は、照明制御部19からの指令に基づいて、第1発光素子31及び第2発光素子32を同時に発光させる。また、発光素子駆動回路40は、温度センサー33からの情報に基づいて、冷却装置34を駆動制御する。 The light emitting element drive circuit 40 causes the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 to emit light at the same time based on the command from the lighting control unit 19. Further, the light emitting element drive circuit 40 drives and controls the cooling device 34 based on the information from the temperature sensor 33.

図4には、第1可視光源11の構成を示したが、第2可視光源12及び第3可視光源13の構成も第1可視光源11と同様である。但し、第2可視光源12の第1発光素子が出射する光の中心波長は、例えば512nmである。また、第2可視光源12の第2発光素子が出射する光の中心波長は、例えば520nmである。 Although FIG. 4 shows the configuration of the first visible light source 11, the configurations of the second visible light source 12 and the third visible light source 13 are the same as those of the first visible light source 11. However, the central wavelength of the light emitted by the first light emitting element of the second visible light source 12 is, for example, 512 nm. The central wavelength of the light emitted by the second light emitting element of the second visible light source 12 is, for example, 520 nm.

また、第3可視光源13の第1発光素子が出射する光の中心波長は、例えば650nmである。第3可視光源13の第2発光素子が出射する光の中心波長は、例えば664nmである。 The central wavelength of the light emitted by the first light emitting element of the third visible light source 13 is, for example, 650 nm. The central wavelength of the light emitted by the second light emitting element of the third visible light source 13 is, for example, 664 nm.

また、励起光源14は、第2発光素子を有していない。励起光源14の第1発光素子が出射する光の中心波長は、例えば780nmである。780nmは、蛍光造影剤としてのインドシアニングリーンの励起波長である。 Further, the excitation light source 14 does not have a second light emitting element. The central wavelength of the light emitted by the first light emitting element of the excitation light source 14 is, for example, 780 nm. 780 nm is the excitation wavelength of indocyanine green as a fluorescence contrast agent.

また、図4には、第1駆動部15の構成を示したが、第2駆動部16、第3駆動部17、及び第4駆動部18の構成も、第1駆動部15と同様である。但し、第4駆動部18は、第2検知回路を有していない。 Further, although FIG. 4 shows the configuration of the first drive unit 15, the configurations of the second drive unit 16, the third drive unit 17, and the fourth drive unit 18 are the same as those of the first drive unit 15. .. However, the fourth drive unit 18 does not have a second detection circuit.

図5は、半導体レーザー発光素子の電流による発光強度特性の一例を示すグラフである。半導体レーザー発光素子による発光は、光による共振を伴うものであり、ある閾値以上の電流が必要である。図5において、A点は、半導体レーザー発光素子の閾値電流である。照明制御部19は、発光維持のため、半導体レーザー発光素子に閾値電流以上の電流が流れるように制御を行う。 FIG. 5 is a graph showing an example of emission intensity characteristics due to the current of a semiconductor laser light emitting device. The light emitted by the semiconductor laser light emitting device is accompanied by resonance due to light, and requires a current of a certain threshold value or more. In FIG. 5, point A is the threshold current of the semiconductor laser light emitting device. The illumination control unit 19 controls the semiconductor laser light emitting element so that a current equal to or larger than the threshold current flows in order to maintain light emission.

また、照明制御部19は、第1検知回路38により検知された電流に基づいて、図5のA点からB点までの範囲の中央値であるC点となるように、第1発光素子31に流れる電流を制御する。図5のA点からB点までの範囲は、閾値電流以上であって、電流に対して相対発光強度が線形に変化する範囲である。従って、B点は、相対発光強度が線形に変化する電流の最大値、又は最大値の近傍の値である。同様に、照明制御部19は、第2検知回路39により検知された電流に基づいて、第2発光素子32に流れる電流を制御する。 Further, the illumination control unit 19 is a first light emitting element 31 so as to be a point C which is a median value in the range from the point A to the point B in FIG. 5 based on the current detected by the first detection circuit 38. Controls the current flowing through. The range from the point A to the point B in FIG. 5 is a range in which the relative emission intensity changes linearly with respect to the current, which is equal to or higher than the threshold current. Therefore, the point B is the maximum value of the current whose relative emission intensity changes linearly, or a value in the vicinity of the maximum value. Similarly, the illumination control unit 19 controls the current flowing through the second light emitting element 32 based on the current detected by the second detection circuit 39.

図6は、半導体レーザー発光素子の温度による波長特性の一例を示すグラフである。半導体レーザー発光素子の発光波長は、素子の物性と構造とによって決まるが、発光中は温度に依存する。図6の例では、0℃から25℃までの周囲温度範囲内において、仕様範囲内の波長の光が出射される。 FIG. 6 is a graph showing an example of wavelength characteristics depending on the temperature of the semiconductor laser light emitting device. The emission wavelength of a semiconductor laser light emitting device is determined by the physical characteristics and structure of the device, but it depends on the temperature during light emission. In the example of FIG. 6, light having a wavelength within the specified range is emitted within the ambient temperature range from 0 ° C to 25 ° C.

この例では、発光素子駆動回路40は、温度センサー33によって検知される温度が20℃から25℃までの温度となるように、冷却装置34を制御する。これにより、第1可視光源11が出射する光の波長は、450nm±2nmと、462nm±2nmとに制御される。ここで、±2nmは、各発光素子の発光波長の帯域幅である。 In this example, the light emitting element drive circuit 40 controls the cooling device 34 so that the temperature detected by the temperature sensor 33 is a temperature from 20 ° C to 25 ° C. As a result, the wavelength of the light emitted by the first visible light source 11 is controlled to 450 nm ± 2 nm and 462 nm ± 2 nm. Here, ± 2 nm is the bandwidth of the emission wavelength of each light emitting element.

また、第2可視光源12が出射する光の波長は、512±2nmと520±2nmとに制御される。また、第3可視光源13が出射する光の波長は、650±2nmと664±2nmとに制御される。また、励起光源14が出射する光の波長は、780±2nmに制御される。 Further, the wavelength of the light emitted by the second visible light source 12 is controlled to 512 ± 2 nm and 520 ± 2 nm. The wavelength of the light emitted by the third visible light source 13 is controlled to 650 ± 2 nm and 664 ± 2 nm. Further, the wavelength of the light emitted by the excitation light source 14 is controlled to 780 ± 2 nm.

第1可視光源11からの青色の光と、第2可視光源12からの緑色の光と、第3可視光源13からの赤色の光とが同時に出射され、混合器21により混合されることによって、混合器21からは白色光が出射される。 The blue light from the first visible light source 11, the green light from the second visible light source 12, and the red light from the third visible light source 13 are simultaneously emitted and mixed by the mixer 21. White light is emitted from the mixer 21.

また、混合器21は、入射された光を拡散させる。これにより、レーザー光のコヒーレント性が抑制され、入射された光が自然光と同様の特性に変換され、図3に示す分光特性を持つ光が出力される。混合器21は、できるだけ効率良く光を利用できるように、図示しない専用アタッチメントを介して、外部機器に接続される。 Further, the mixer 21 diffuses the incident light. As a result, the coherent property of the laser light is suppressed, the incident light is converted into the same characteristics as the natural light, and the light having the spectral characteristics shown in FIG. 3 is output. The mixer 21 is connected to an external device via a dedicated attachment (not shown) so that the light can be used as efficiently as possible.

このような照明装置2では、第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13が、それぞれ対応する色の波長帯域内において互いに異なる複数の波長の光を出射する。このため、演色性を向上させることができる。また、色の再現範囲を広げることができる。 In such a lighting device 2, the first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 emit light having a plurality of wavelengths different from each other within the wavelength bands of the corresponding colors. Therefore, the color rendering property can be improved. In addition, the color reproduction range can be expanded.

例えば、内視鏡装置においては、演色性が改善されることにより、体腔内の状態をより鮮明に確認することができる。 For example, in an endoscope device, the state in the body cavity can be confirmed more clearly by improving the color rendering property.

また、第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13は、それぞれ第1発光素子31及び第2発光素子32を有している。このため、冗長系を構成することができ、第1発光素子31及び第2発光素子32のいずれかが故障した場合にも、照明装置2としての機能を維持することができる。 Further, the first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 have a first light emitting element 31 and a second light emitting element 32, respectively. Therefore, a redundant system can be configured, and even if either the first light emitting element 31 or the second light emitting element 32 fails, the function as the lighting device 2 can be maintained.

また、第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13がそれぞれ1つの発光素子のみを有している場合と比べて、第1発光素子31及び第2発光素子32の発光出力をそれぞれ抑えることができる。そのため、第1発光素子31及び第2発光素子32の長寿命化を図ることができる。 Further, as compared with the case where the first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 each have only one light emitting element, the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 emit light. The output can be suppressed respectively. Therefore, the life of the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 can be extended.

また、照明装置2は励起光源14を有しているため、被写体からの蛍光を得るために必要な励起光を選択的に照射することができる。 Further, since the lighting device 2 has the excitation light source 14, it is possible to selectively irradiate the excitation light necessary for obtaining fluorescence from the subject.

また、必要な波長の光を必要とされるときに出射できるため、不要な波長の光成分を抑制することができ、被写体、術者、観察者等への悪影響を低減することができる。また、不必要な光を発生させず、管理され制御された波長帯域の光を選択的に発光することができる。不必要な光としては、例えば、目及び皮膚に有害な紫外線領域の光、及び熱線としての近赤外線領域の光が挙げられる。 In addition, since light of a required wavelength can be emitted when it is required, it is possible to suppress an optical component having an unnecessary wavelength, and it is possible to reduce adverse effects on the subject, the operator, the observer, and the like. In addition, it is possible to selectively emit light in a controlled and controlled wavelength band without generating unnecessary light. Examples of unnecessary light include light in the ultraviolet region harmful to the eyes and skin, and light in the near infrared region as heat rays.

また、運用又は目的により、発光パターンを選択的に変えることができる。例えば、通常の可視光源としての運用時は、第1可視光源11、第2可視光源12、及び第3可視光源13を発光させ、励起光源14は発光させなくてもよい。また、蛍光観察に必要な波長のみを発光させることも可能である。 In addition, the light emission pattern can be selectively changed depending on the operation or purpose. For example, during operation as a normal visible light source, the first visible light source 11, the second visible light source 12, and the third visible light source 13 may be made to emit light, and the excitation light source 14 may not be made to emit light. It is also possible to emit only the wavelength required for fluorescence observation.

また、第1発光素子31及び第2発光素子32として、半導体レーザー発光素子が用いられている。このため、より高出力な光を出射することができるとともに、波長を容易に制限することができる。また、固体デバイスを使用することによって、発光状態を検知することなどの自己診断機能を実現することができる。 Further, a semiconductor laser light emitting element is used as the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32. Therefore, higher output light can be emitted and the wavelength can be easily limited. Further, by using a solid-state device, a self-diagnosis function such as detecting a light emitting state can be realized.

また、第1発光素子31に第1検知回路38が接続され、第2発光素子32に第2検知回路39が接続されているため、第1発光素子31及び第2発光素子32のそれぞれの状態を個別に診断することができる。 Further, since the first detection circuit 38 is connected to the first light emitting element 31 and the second detection circuit 39 is connected to the second light emitting element 32, the states of the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 are respectively. Can be diagnosed individually.

例えば、第1検知回路38により検知される電流が図5のA点未満であったとき、照明制御部19は、第1発光素子31の発光が極めて弱いか、又は停止していると診断することができる。また、照明制御部19は、この診断結果に基づいて、第1発光素子31が寿命に達しているという自己診断結果を、ユーザーに報知することもできる。また、照明制御部19は、寿命に達していない第2発光素子32の出力を上げて、可視光源としての発光機能を継続させることもできる。 For example, when the current detected by the first detection circuit 38 is less than the point A in FIG. 5, the illumination control unit 19 diagnoses that the light emission of the first light emitting element 31 is extremely weak or has stopped. be able to. Further, the lighting control unit 19 can also notify the user of the self-diagnosis result that the first light emitting element 31 has reached the end of its life based on the diagnosis result. Further, the illumination control unit 19 can increase the output of the second light emitting element 32 that has not reached the end of its life to continue the light emitting function as a visible light source.

ここで、図7は、光の波長による被写体への深部浸透度合いの違いを示すグラフである。図7において、P1は青色光の深部浸透度合いを表し、P2は緑色光の深部浸透度合いを表し、P3は赤色光の深部浸透度合いを表している。また、破線で囲んだ領域A1は、生体に安全な領域である。 Here, FIG. 7 is a graph showing the difference in the degree of deep penetration into the subject depending on the wavelength of light. In FIG. 7, P1 represents the degree of deep penetration of blue light, P2 represents the degree of deep penetration of green light, and P3 represents the degree of deep penetration of red light. Further, the region A1 surrounded by the broken line is a region safe for the living body.

生体に安全な領域A1内のパワー密度でレーザー光を照射することによって、被写体の表面から数ミリメートル奥まで、レーザー光を浸透させることができる。これにより、被写体の表面だけでなく、数ミリメートル奥からも反射光及び拡散光が発生する。このため、実施の形態1の照明装置2では、一般的な光源とは異なり、被写体をより明るく鮮明で色鮮やかに観察することができる。 By irradiating the laser beam with the power density in the region A1 that is safe for the living body, the laser beam can be penetrated from the surface of the subject to the depth of several millimeters. As a result, reflected light and diffused light are generated not only from the surface of the subject but also from a few millimeters behind. Therefore, in the lighting device 2 of the first embodiment, unlike a general light source, the subject can be observed brighter, clearer, and more vividly.

例えば、キセノン照明からの光を乾燥肉に照射した場合、表面反射光が殆どであるため、表面の乾燥状態が強調されて見える。これに対して、実施の形態1の照明装置2からの光を乾燥肉に照射した場合、照明装置2からの光は、乾燥肉の内部に浸透する。そのため、乾燥肉の表面から数ミリメートル奥からも発色し、乾燥肉が非常に鮮明に見え、照射条件によっては乾燥肉が生肉に見える場合もある。これは、照明装置2からの光のパワー密度が、キセノン照明のパワー密度よりも高いからである。 For example, when the dried meat is irradiated with light from xenon illumination, most of the surface reflected light appears to emphasize the dry state of the surface. On the other hand, when the dried meat is irradiated with the light from the lighting device 2 of the first embodiment, the light from the lighting device 2 penetrates into the inside of the dried meat. Therefore, the color is developed even from a few millimeters deep from the surface of the dried meat, the dried meat looks very clear, and the dried meat may look like raw meat depending on the irradiation conditions. This is because the power density of the light from the lighting device 2 is higher than the power density of the xenon lighting.

また、図7に示すように、被写体への浸透度合いは、光の波長によって異なる。具体的には、波長が長くなれば、浸透度合いが大きくなる。この特性を利用して、被写体の表面に近い部分には短い波長の光を使い、被写体の奥の部分には長い波長の光を使うことにより、より明瞭に被写体を映し出すことができる。 Further, as shown in FIG. 7, the degree of penetration into the subject differs depending on the wavelength of light. Specifically, the longer the wavelength, the higher the degree of penetration. By utilizing this characteristic, a short wavelength light is used for a portion close to the surface of the subject and a long wavelength light is used for a portion deep inside the subject, so that the subject can be projected more clearly.

観察の目的によっては、1波長のみを用いることも、複数の波長を組み合わせて用いることもできる。また、複数の波長を組み合わせて用いる場合、各波長のパワー密度及び強度に差をつけることにより、被写体内の観察したい部分をより強調することもできる。 Depending on the purpose of observation, only one wavelength may be used, or a plurality of wavelengths may be used in combination. Further, when a plurality of wavelengths are used in combination, it is possible to further emphasize the portion to be observed in the subject by making a difference in the power density and intensity of each wavelength.

図8は、キセノン照明により光を照射して得られた画像の一例を示す図である。図9は、図8と同じ被写体に実施の形態1の照明装置2により光を照射して得られた画像を示す図である。図9の画像は、図8の画像に比べて、明るく、明瞭な画像となっている。 FIG. 8 is a diagram showing an example of an image obtained by irradiating light with xenon illumination. FIG. 9 is a diagram showing an image obtained by irradiating the same subject as in FIG. 8 with light by the lighting device 2 of the first embodiment. The image of FIG. 9 is brighter and clearer than the image of FIG.

図10は、図8の画像を得る際の光の状態を示す説明図である。キセノン照明から出射された直接光L1は、被写体の表面において反射され、反射光L2となる。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of light when the image of FIG. 8 is obtained. The direct light L1 emitted from the xenon illumination is reflected on the surface of the subject and becomes the reflected light L2.

図11は、図9の画像を得る際の光の状態を示す説明図である。照明装置2から出射された直接光L3は、被写体の表面において反射され、反射光L4となる。また、照明装置2から出射された直接光L3の一部である直接光L5は、被写体の内部に浸透し、反射光又は拡散光L6となる。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of light when the image of FIG. 9 is obtained. The direct light L3 emitted from the illuminating device 2 is reflected on the surface of the subject and becomes the reflected light L4. Further, the direct light L5, which is a part of the direct light L3 emitted from the lighting device 2, penetrates into the inside of the subject and becomes reflected light or diffused light L6.

このように、照明装置2によれば、通常の反射光L4に、被写体の内部からの反射光又は拡散光L6が加わるため、3次元的な反射光を見ることができ、全体に明るく鮮やかに被写体、特に生体を観察することができる。また、被写体の表面だけでなく、被写体の深部の観察光像を得ることができる。 As described above, according to the lighting device 2, since the reflected light or the diffused light L6 from the inside of the subject is added to the normal reflected light L4, the three-dimensional reflected light can be seen, and the whole is bright and vivid. You can observe the subject, especially the living body. Further, it is possible to obtain an observation light image not only on the surface of the subject but also in the deep part of the subject.

ここで、「演色性」とは、照明の色に関する客観的評価方法であり、JIS Z 8726:1990において定められている。 Here, "color rendering property" is an objective evaluation method regarding the color of illumination, and is defined in JIS Z 8726: 1990.

図12は、赤色波長帯域、緑色波長帯域、及び青色波長帯域のそれぞれについて1つずつの波長の光を出射する照明装置を用いた場合の演色評価数の例を示す図である。図12の例では、平均演色評価数Raは、約50である。また、特殊演色評価数R9は、約-70である。これら数値は、100に近い方が自然光に近いとされるのに対して、かなり低い値であると言える。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a color rendering index when a lighting device that emits light having one wavelength for each of the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is used. In the example of FIG. 12, the average color rendering index Ra is about 50. The special color rendering index R9 is about −70. It can be said that these values are considerably lower than those close to 100, which are considered to be closer to natural light.

一方、図13は、実施の形態1の照明装置2を用いた場合の演色評価数の例を示す図である。図13の例では、平均演色評価数Raは、80である。また、特殊演色評価数R9は、30である。このように、実施の形態1の照明装置2では、色再現性が改善され、より自然光に近い評価結果が得られている。 On the other hand, FIG. 13 is a diagram showing an example of a color rendering index when the lighting device 2 of the first embodiment is used. In the example of FIG. 13, the average color rendering index Ra is 80. Further, the special color rendering index R9 is 30. As described above, in the lighting device 2 of the first embodiment, the color reproducibility is improved and the evaluation result closer to that of natural light is obtained.

なお、可視光源の数は、3つに限定されない。 The number of visible light sources is not limited to three.

また、必ずしも全ての可視光源をマルチ波長光源としなくてもよく、少なくとも1つの可視光源をマルチ波長光源とすれば、マルチ波長光源を持たない場合に比べて、演色性を向上させることができる。 Further, not all visible light sources need to be multi-wavelength light sources, and if at least one visible light source is a multi-wavelength light source, the color rendering property can be improved as compared with the case where the multi-wavelength light source is not provided.

また、各マルチ波長光源が出射する光の波長は、上記の例に限定されない。例えば、青色の可視光源が出射する光の中心波長は、450nmと462nmとに限定されず、可視光としての青色を構成できる複数の波長を選択すれば、440nmでも460nmでもよい。 Further, the wavelength of the light emitted by each multi-wavelength light source is not limited to the above example. For example, the central wavelength of the light emitted by the blue visible light source is not limited to 450 nm and 462 nm, and may be 440 nm or 460 nm if a plurality of wavelengths that can form blue as visible light are selected.

また、各可視光源が出射する光の波長の帯域幅についても、±2nmに限定されず、例えば、±10nm程度であってもよい。また、計測用途とする場合、さらに狭帯域、例えば±0.2nmとしてもよい。 Further, the bandwidth of the wavelength of the light emitted by each visible light source is not limited to ± 2 nm, and may be, for example, about ± 10 nm. Further, when it is used for measurement, a narrower band, for example, ± 0.2 nm may be used.

また、マルチ波長光源は、対応する色の波長帯域内において互いに異なる3つ以上の波長の光を出射してもよく、これにより演色性をさらに向上させることができる。また、異なる波長の光の数を増やすことにより、それぞれの発光出力を抑えることができ、発光素子の長寿命化を図ることができる。 Further, the multi-wavelength light source may emit light having three or more wavelengths different from each other within the wavelength band of the corresponding color, whereby the color rendering property can be further improved. Further, by increasing the number of lights having different wavelengths, the light emission output of each can be suppressed, and the life of the light emitting element can be extended.

また、照明制御部は、自己診断機能として、各検知回路によって検知された発光素子の電流の経年変化を監視してもよい。この場合、検知される電流値が低下閾値まで低下したとき、発光停止が近いと判断し、ユーザーに報知してもよい。低下閾値は、例えば図5のA点に対して余裕分だけ高い値に設定される。 Further, the lighting control unit may monitor the secular variation of the current of the light emitting element detected by each detection circuit as a self-diagnosis function. In this case, when the detected current value drops to the lowering threshold value, it may be determined that the light emission is about to stop and the user may be notified. The lowering threshold value is set, for example, to a value higher than the point A in FIG. 5 by a margin.

また、励起光源が出射する光の中心波長及び帯域幅も、上記の例に限定されず、例えば、励起効率のピーク付近である800nm±5nmであってもよい。 Further, the central wavelength and bandwidth of the light emitted by the excitation light source are not limited to the above examples, and may be, for example, 800 nm ± 5 nm near the peak of the excitation efficiency.

また、励起光源が出射する光の波長は、インドシアニングリーンの励起波長に限定されず、例えば、フルオレセインの励起波長である490nm、又は5-ALA(5-アミノレブリン酸)の励起波長である400nmであってもよい。フルオレセイン及び5ALAは、蛍光血管造影剤である。例えば、フルオレセインの場合は、励起光源14のみを発光させることにより、ブロードな特性のLED照明及びキセノン照明よりも効率良く蛍光像を得ることができる。 The wavelength of the light emitted by the excitation light source is not limited to the excitation wavelength of indocyanine green, for example, at 490 nm, which is the excitation wavelength of fluorescein, or 400 nm, which is the excitation wavelength of 5-ALA (5-aminolevulinic acid). There may be. Fluorescein and 5ALA are fluorescent angiography agents. For example, in the case of fluorescein, by emitting light only from the excitation light source 14, it is possible to obtain a fluorescence image more efficiently than LED illumination and xenon illumination having broad characteristics.

また、可視光源が励起光源を兼ねてもよい。例えば、青色の可視光源から、フルオレセインの励起波長である490nmの波長の光を出射させてもよい。この場合、可視光照明としての使用時は、3つの可視光源を同時に駆動し、蛍光血管造影観察時は、490nmの波長の光の発光素子のみを駆動すればよい。 Further, the visible light source may also serve as an excitation light source. For example, light having a wavelength of 490 nm, which is the excitation wavelength of fluorescein, may be emitted from a blue visible light source. In this case, when used as visible light illumination, three visible light sources need to be driven at the same time, and when fluoresceian angiography observation is performed, only a light emitting element having a wavelength of 490 nm needs to be driven.

また、励起光源は、省略してもよい。 Further, the excitation light source may be omitted.

また、発光素子は、半導体レーザー発光素子に限らず、波長と帯域とを制御可能、かつ制限可能であれば、LED、他のレーザー発光素子等であってもよい。 Further, the light emitting device is not limited to the semiconductor laser light emitting device, and may be an LED, another laser light emitting device, or the like as long as the wavelength and the band can be controlled and limited.

また、照明装置の用途は、医療に限らず、産業用途であってもよい。具体的には、照明装置の用途は、内視鏡装置に限らず、無影灯、顕微鏡等であってもよい。 Further, the use of the lighting device is not limited to medical use, and may be industrial use. Specifically, the application of the lighting device is not limited to the endoscope device, and may be a shadowless lamp, a microscope, or the like.

2 照明装置、11 第1可視光源(マルチ波長光源)、12 第2可視光源(マルチ波長光源)、13 第3可視光源(マルチ波長光源)、14 励起光源、19 照明制御部、21 混合器、31 第1発光素子、32 第2発光素子。 2 Lighting device, 11 1st visible light source (multi-wavelength light source), 12 2nd visible light source (multi-wavelength light source), 13 3rd visible light source (multi-wavelength light source), 14 excitation light source, 19 lighting control unit, 21 mixer, 31 First light source element, 32 Second light source element.

Claims (6)

互いに異なる色の可視光を出射する複数の可視光源と、
前記複数の可視光源から出射された光を混合する混合器と
を備え、
前記複数の可視光源は、少なくとも1つのマルチ波長光源を含み、
前記マルチ波長光源は、対応する色の波長帯域内において互いに異なる複数の波長の光を出射する照明装置。
Multiple visible light sources that emit visible light of different colors,
It is equipped with a mixer that mixes the light emitted from the plurality of visible light sources.
The plurality of visible light sources include at least one multi-wavelength light source.
The multi-wavelength light source is a lighting device that emits light having a plurality of wavelengths different from each other within the wavelength band of the corresponding color.
前記マルチ波長光源は、互いに異なる波長の光を出射する複数の発光素子を有している請求項1記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the multi-wavelength light source has a plurality of light emitting elements that emit light having different wavelengths from each other. 前記複数の発光素子は、それぞれ半導体レーザー発光素子である請求項2記載の照明装置。 The lighting device according to claim 2, wherein the plurality of light emitting elements are semiconductor laser light emitting devices, respectively. 蛍光造影剤の励起波長の光を出射する励起光源
をさらに備え、
前記混合器は、前記複数の可視光源から出射された光と、前記励起光源から出射された光とを混合する請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の照明装置。
Further equipped with an excitation light source that emits light of the excitation wavelength of the fluorescence contrast agent,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixer is a mixture of light emitted from the plurality of visible light sources and light emitted from the excitation light source.
前記複数の可視光源及び前記励起光源の発光を制御する照明制御部
をさらに備え、
前記照明制御部は、前記複数の可視光源及び前記励起光源を、選択的に発光させることができる請求項4記載の照明装置。
Further, a lighting control unit for controlling the light emission of the plurality of visible light sources and the excitation light source is provided.
The lighting device according to claim 4, wherein the lighting control unit can selectively emit the plurality of visible light sources and the excitation light source.
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の照明装置
を備えている内視鏡装置。
An endoscope device including the lighting device according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7505839B1 (en) 2023-01-16 2024-06-25 株式会社Okファイバーテクノロジー Illumination light source device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234782A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Andre Ehrhardt Apparatus to provide white illuminating light
JP2012130429A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Fujifilm Corp Endoscope apparatus
JP2014076375A (en) * 2013-11-27 2014-05-01 Fujifilm Corp Endoscope system and actuation method for endoscope system
JP2015128670A (en) * 2015-03-27 2015-07-16 富士フイルム株式会社 Endoscope system
WO2016120907A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 オリンパス株式会社 Illumination device, endoscopic system, and color correction device
WO2017051455A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 オリンパス株式会社 Endoscope device
JP2018201648A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 三菱電機エンジニアリング株式会社 Imaging device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234782A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Andre Ehrhardt Apparatus to provide white illuminating light
JP2012130429A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Fujifilm Corp Endoscope apparatus
JP2014076375A (en) * 2013-11-27 2014-05-01 Fujifilm Corp Endoscope system and actuation method for endoscope system
WO2016120907A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 オリンパス株式会社 Illumination device, endoscopic system, and color correction device
JP2015128670A (en) * 2015-03-27 2015-07-16 富士フイルム株式会社 Endoscope system
WO2017051455A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 オリンパス株式会社 Endoscope device
JP2018201648A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 三菱電機エンジニアリング株式会社 Imaging device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7505839B1 (en) 2023-01-16 2024-06-25 株式会社Okファイバーテクノロジー Illumination light source device

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