JP4589670B2 - Endoscope light source device - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡により、可視光による体腔壁の通常観察と、体腔壁の生体組織を励起することによって発生する自家蛍光による蛍光観察とを可能とするため、可視光及び励起光を発生して内視鏡のライトガイドに入射させる内視鏡用光源装置に関する。 The present invention generates visible light and excitation light by using an endoscope to enable normal observation of a body cavity wall by visible light and fluorescence observation by autofluorescence generated by exciting living tissue on the body cavity wall. The present invention relates to an endoscope light source device that is incident on an endoscope light guide.
この種の内視鏡用光源装置は、例えば特許文献1及び2に開示されている。特許文献1の図1には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源21及び励起光源22、これらの光源からの光の光路を合成するダイクロイックミラー24、RGBの各色フィルターを備えたホイールW、平行なRGBの各色光、励起光を集光させて内視鏡のライトガイド12に入射させる集光レンズCを備えている。 This type of endoscope light source device is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. In FIG. 1 of Patent Document 1, parallel white light, a white light source 21 and an excitation light source 22 that emit excitation light, a dichroic mirror 24 that synthesizes an optical path of light from these light sources, and a wheel provided with RGB color filters. A condensing lens C for condensing W, parallel RGB color light and excitation light and making them incident on the light guide 12 of the endoscope is provided.
また、特許文献2の図2には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源部21及び励起光源部22、これらの光源部からの光をそれぞれ収束光とする集光レンズC1,C2、収束光の光路中でこれらの光路を合成するプリズム26を備えている。ライトガイド13の端面には、調整レンズ13aが設けられており、収束する白色光、励起光をさらに屈折させてライトガイド13に入射させている。
しかしながら、上記の各公報には、NA(開口数)が異なる複数種類のライトガイドを切り換えて接続する場合の構成については開示されていない。蛍光観察の際に用いられる励起光用の石英ファイバーや紫外線透過型の多成分ファイバーは、紫外域から波長450nm程度の光の透過率が高いが、NAが比較的小さいため狭い領域しか照明できない。一方、白色光用の多成分ファイバーは、上記の領域の光の透過率は低いが、NAは比較的大きいため広い領域を照明できる。したがって、蛍光観察を行う内視鏡にはライトガイドとして励起光用のファイバーを用いるのが有利であるが、蛍光観察を行わず白色光による照明でカラー画像を撮影する際にはライトガイドとして白色光用の多成分ファイバーを用いるのが望ましい。 However, each of the above publications does not disclose a configuration in which a plurality of types of light guides having different NAs (numerical apertures) are switched and connected. Quartz fibers for excitation light and ultraviolet transmission type multi-component fibers used for fluorescence observation have high light transmittance from the ultraviolet region to a wavelength of about 450 nm, but can illuminate only a narrow region because the NA is relatively small. On the other hand, the multi-component fiber for white light has a low light transmittance in the above region, but can illuminate a wide region because the NA is relatively large. Therefore, it is advantageous to use an excitation light fiber as a light guide for endoscopes that perform fluorescence observation. However, when taking a color image with white light illumination without performing fluorescence observation, a white light guide is used. It is desirable to use multicomponent fibers for light.
なお、蛍光観察の際には、蛍光画像だけを観察するモードと、蛍光画像と参照画像を画像処理して観察するモードがあり、後者の場合には自家蛍光を撮影した蛍光画像と白色光で照明して撮影された参照画像とを比較するため、励起光用のライトガイドに対して励起光と白色光とを交互に入射させる。また、蛍光観察を行わない内視鏡でカラー画像を観察する場合、白色光用の多成分ファイバーに白色光が入射される。このため、光源装置としては双方のライトガイドに対して白色光を入射させることとなる。白色光用のライトガイドを用いる際には、ライトガイドのNAに合わせて、比較的大きなNAで光束を入射させることにより、広い範囲を照明することが可能となる。一方、NAの小さい励起光用のライトガイドに対して白色光を入射させる際、白色光用のライトガイドを用いるときと同様に大きなNAで光を入射させると、入射角度の大きい光線の一部が励起光用のライトガイドのコアとクラッドとの境界を透過してクラッド層の外表面に熱を発生させ、ライトガイドが損傷したり、ライトガイドの光源差込部が熱くなって内視鏡を光源から外した時に熱傷の危険が生じるという問題がある。 In fluorescence observation, there are a mode for observing only the fluorescence image and a mode for observing the fluorescence image and the reference image by image processing. In the latter case, the fluorescence image obtained by photographing autofluorescence and white light are used. In order to compare with a reference image taken by illumination, excitation light and white light are alternately incident on the light guide for excitation light. Further, when observing a color image with an endoscope that does not perform fluorescence observation, white light is incident on a multi-component fiber for white light. For this reason, as a light source device, white light is incident on both light guides. When using a light guide for white light, it is possible to illuminate a wide range by making a light beam incident with a relatively large NA in accordance with the NA of the light guide. On the other hand, when white light is incident on a light guide for excitation light having a small NA, if light is incident at a large NA as in the case of using a light guide for white light, a part of light rays having a large incident angle is obtained. Passes through the boundary between the core and clad of the light guide for excitation light, generates heat on the outer surface of the clad layer, damages the light guide, or heats the light source insertion part of the light guide to the endoscope There is a problem that there is a risk of burns when the is removed from the light source.
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、白色光用のライトガイドを用いるときには広い範囲を照明することが可能であると共に、励起光用のライトガイドを用いる場合には熱の発生を抑え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 has been made in view of the above-described problems of the prior art. When a light guide for white light is used, a wide range can be illuminated and a light guide for excitation light is used. An object of the present invention is to provide an endoscope light source device capable of suppressing the generation of heat.
本発明にかかる内視鏡用光源装置は、体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入する構成において、可視光を発する可視光源と、励起光を発する励起光源と、励起光源から発した励起光の光路と可視光の光路とを合成する光路合成素子と、光路合成素子により合成された光路中に配置され、可視光及び励起光を集光させてライトガイドに入射させる集光レンズと、ライトガイドの開口数に合わせてライトガイドに入射する可視光の収束角度を切り換える収束角度切換手段とを備えることを特徴とする。 An endoscope light source device according to the present invention uses visible light for observing a body cavity wall and excitation light for exciting a living tissue on the body cavity wall to emit autofluorescence as a light guide for the endoscope. In the configuration to be introduced, it is synthesized by a visible light source that emits visible light, an excitation light source that emits excitation light, an optical path synthesis element that synthesizes an optical path of excitation light emitted from the excitation light source and an optical path of visible light, and an optical path synthesis element. A converging lens that collects visible light and excitation light and enters the light guide, and a convergence angle switch that switches the convergence angle of visible light incident on the light guide according to the numerical aperture of the light guide. Means.
収束角度切換手段としては、ライトガイドの開口数に合わせて可視光源と集光レンズとの間で可視光の光束径を変更する手段、あるいは、ライトガイドの開口数に合わせて集光レンズの焦点距離を変化させることにより、ライトガイドに入射する可視光の収束角度を変更する手段を用いることができる。 As the convergence angle switching means, means for changing the beam diameter of visible light between the visible light source and the condenser lens in accordance with the numerical aperture of the light guide, or the focal point of the condenser lens in accordance with the numerical aperture of the light guide. By changing the distance, means for changing the convergence angle of visible light incident on the light guide can be used.
光束径を変更する場合には、可視光源と集光レンズとの間で可視光の光路中に選択的に挿入される開口絞りと、ライトガイドの開口数が小さいときには開口絞りを光路中に挿入し、ライトガイドの開口数が大きいときには開口絞りを光路から待避させる絞り切換機構とを設ければよい。あるいは、可変絞りを用い、開口数に応じて開口径を変更してもよい。さらには、正負2枚のレンズ、あるいは、正の2枚のレンズを組み合わせた光束径変換光学系を光路に対して挿入、待避させるようにしてもよい。 When changing the beam diameter, an aperture stop is selectively inserted into the optical path of visible light between the visible light source and the condenser lens, and when the numerical aperture of the light guide is small, an aperture stop is inserted into the optical path. When the numerical aperture of the light guide is large, an aperture switching mechanism that retracts the aperture stop from the optical path may be provided. Alternatively, a variable aperture may be used to change the aperture diameter according to the numerical aperture. Further, two positive and negative lenses or a light beam diameter conversion optical system combining two positive lenses may be inserted into the optical path and retracted.
集光レンズの焦点距離を変化させる場合には、光路中に選択的に挿入される焦点距離が互いに異なる複数の集光レンズと、ライトガイドの開口数が小さいときには焦点距離の長い集光レンズを光路中に配置し、ライトガイドの開口数が大きいときには焦点距離の短い集光レンズを光路中に配置するレンズ切換機構とを設ければよい。あるいは、可変焦点距離レンズを用い、開口数に応じて焦点距離を変更してもよい。 When changing the focal length of the condensing lens, a plurality of condensing lenses that are selectively inserted into the optical path are different from each other, and a condensing lens with a long focal length when the numerical aperture of the light guide is small. A lens switching mechanism that is arranged in the optical path and that has a short focal length in the optical path when the numerical aperture of the light guide is large may be provided. Alternatively, the focal length may be changed according to the numerical aperture using a variable focal length lens.
絞り切換機構、あるいはレンズ切換機構は、内視鏡に装着されたライトガイドの開口数を検出し、その開口数に応じて自動的に開口絞りを光路中に挿入/待避させ、あるいは、開口数に適した焦点距離の集光レンズを自動的に光路中に配置するようにしてもよい。 The aperture switching mechanism or lens switching mechanism detects the numerical aperture of the light guide mounted on the endoscope and automatically inserts / retracts the aperture diaphragm into the optical path according to the numerical aperture, or the numerical aperture A condensing lens having a focal length suitable for the above may be automatically arranged in the optical path.
なお、開口絞りを挿入/待避させる場合には、開口絞りを光路合成素子と一体に移動するよう構成し、絞り切換手段により開口絞りと光路合成素子とを一体に光路中に挿入し、あるいは待避させるようにしてもよい。 When the aperture stop is inserted / retracted, the aperture stop is configured to move integrally with the optical path combining element, and the aperture stop and the optical path combining element are integrally inserted into the optical path by the stop switching means, or retracted. You may make it make it.
本発明によれば、ライトガイドの開口数に応じて可視光のNAを変更することができるため、可視光用のライトガイドを利用したカラー撮影の際には、入射光の開口数を大きく設定して広い範囲を照明することができ、励起光用のライトガイドを利用した蛍光撮影の際には、入射光の開口数を小さく設定することでライトガイドでの熱の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, since the NA of visible light can be changed according to the numerical aperture of the light guide, the numerical aperture of incident light is set to be large when performing color photography using the light guide for visible light. Can illuminate a wide area, and in the case of fluorescent imaging using a light guide for excitation light, generation of heat in the light guide can be prevented by setting the numerical aperture of incident light small. .
以下、本発明にかかる内視鏡用光源装置の実施例を3例、図面に基づいて説明する。いずれの実施例の光源装置も、体腔壁を観察するための可視光(白色光)と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するためのものである。 Hereinafter, three examples of an endoscope light source device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The light source device of any of the embodiments uses a visible light (white light) for observing the body cavity wall and an excitation light for exciting the living tissue on the body cavity wall to emit autofluorescence. It is for introduction to.
図1は、本発明の実施例1に係る内視鏡用光源装置を含んで構成される内視鏡システムの外観図、図2は、その内部構成を示すブロック図である。図1に示されるように、この内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡10、光源装置20及びモニター60を備えている。 FIG. 1 is an external view of an endoscope system including an endoscope light source device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration thereof. As shown in FIG. 1, the endoscope system includes a fluorescence observation endoscope 10, a light source device 20, and a monitor 60.
蛍光観察内視鏡10は、通常の電子内視鏡に蛍光観察用の改変を加えたものであり、体腔内に挿入されるために細長く形成され、先端に湾曲可能な湾曲部を備えた挿入部10a、挿入部10aの湾曲部を操作するためのアングルノブ等を有する操作部10b、操作部10bと光源装置20とを接続するためのライトガイド可撓管10c、及び、このライトガイド可撓管10cの基端に設けられたコネクタ10dを備えている。 The fluorescence observation endoscope 10 is obtained by adding a modification for fluorescence observation to a normal electronic endoscope. The fluorescence observation endoscope 10 is formed in an elongated shape so as to be inserted into a body cavity, and is provided with a bending portion that can be bent at a distal end. A light guide flexible tube 10c for connecting the operation unit 10b and the light source device 20 and the light guide flexible member 10a, an operation unit 10b having an angle knob for operating the bending portion of the insertion unit 10a, and the like. A connector 10d provided at the proximal end of the tube 10c is provided.
一方、光源装置20の前面には、この光源装置20の主電源をオンオフするキースイッチ22と、各種の操作スイッチが配列したスイッチパネル23とが設けられている。 On the other hand, on the front surface of the light source device 20, a key switch 22 for turning on and off the main power source of the light source device 20 and a switch panel 23 on which various operation switches are arranged are provided.
以下、図2にしたがって蛍光観察内視鏡10、及び光源装置20の詳細な構成を順に説明する。蛍光観察内視鏡10の挿入部10aの先端面には、配光レンズ11及び対物レンズ12が設けられている。そして、この挿入部10aの内部には、対物レンズ12によって形成された被写体の像を撮影するCCDイメージセンサ等の撮像素子13、この撮像素子13を駆動する駆動回路15、対物レンズ12から射出された光から後述する蛍光励起用のレーザー光に相当する波長成分を除去するためのレーザー光カットフィルター14が組み込まれている。 Hereinafter, detailed configurations of the fluorescence observation endoscope 10 and the light source device 20 will be described in order according to FIG. A light distribution lens 11 and an objective lens 12 are provided on the distal end surface of the insertion portion 10 a of the fluorescence observation endoscope 10. Then, inside the insertion portion 10 a, the light is emitted from an imaging element 13 such as a CCD image sensor that captures an image of a subject formed by the objective lens 12, a drive circuit 15 that drives the imaging element 13, and the objective lens 12. A laser light cut filter 14 for removing a wavelength component corresponding to the laser light for fluorescence excitation described later from the light is incorporated.
撮像素子13から出力されて駆動回路15によって処理された画像信号を伝送するための信号ケーブル18は、挿入部10a,操作部10b及びライトガイド可撓管10c内を引き通されて、コネクタ10dの端面に形成されたコネクタピン31aに接続されている。 A signal cable 18 for transmitting an image signal output from the image sensor 13 and processed by the drive circuit 15 is routed through the insertion portion 10a, the operation portion 10b, and the light guide flexible tube 10c, and is connected to the connector 10d. It is connected to a connector pin 31a formed on the end face.
この信号ケーブル18と並行して、挿入部10a、操作部10b及びライトガイド可撓管10c内には、紫外域から波長450nm程度の光の透過率が高い石英ファイバーや紫外線透過型の多成分ファイバーを多数束ねて構成される励起光用ライトガイド16が引き通されている。この励起光用ライトガイド16の先端は、挿入部10aの先端部内において配光レンズ11に対向し、その基端は、コネクタ10dの端面から突出して光源装置20内に挿入された状態で固定されている。 In parallel with the signal cable 18, in the insertion portion 10 a, the operation portion 10 b and the light guide flexible tube 10 c, quartz fiber or ultraviolet transmission type multi-component fiber having a high light transmittance from the ultraviolet region to a wavelength of about 450 nm. The light guide 16 for excitation light configured by bundling a large number of them is passed through. The distal end of the light guide 16 for excitation light faces the light distribution lens 11 in the distal end portion of the insertion portion 10a, and the proximal end thereof is fixed in a state where it protrudes from the end face of the connector 10d and is inserted into the light source device 20. ing.
さらに、このコネクタ10d内には、内視鏡の属性を示す識別情報を格納したROM(Read Only Memory)17が内蔵されており、このROM17の各端子は、コネクタピン31bに接続されている。蛍光観察内視鏡10のROM17に格納された識別情報は、内蔵する励起光用ライトガイド16の開口数(NA)の値を含む。なお、この蛍光観察内視鏡10と交換して使用され得る通常の電子内視鏡(図示せず)は、励起光用ライトガイド16に代えて、白色光の透過率が高い多成分ファイバーを束ねて構成される白色光用ライトガイドを内蔵する点、レーザー光カットフィルター14が備えられていない点,ROM17内に格納されている識別情報が白色光用ライトガイドのNAの値を含む点を除き、蛍光観察内視鏡10と同じ構成を有している。 Further, a ROM (Read Only Memory) 17 storing identification information indicating the attributes of the endoscope is built in the connector 10d, and each terminal of the ROM 17 is connected to a connector pin 31b. The identification information stored in the ROM 17 of the fluorescence observation endoscope 10 includes the value of the numerical aperture (NA) of the built-in excitation light guide 16. Note that a normal electronic endoscope (not shown) that can be used in place of the fluorescence observation endoscope 10 uses a multi-component fiber having high white light transmittance instead of the excitation light guide 16. The point that the light guide for white light configured by bundling is incorporated, the point that the laser light cut filter 14 is not provided, and the point that the identification information stored in the ROM 17 includes the value of NA of the light guide for white light Except for this, it has the same configuration as the fluorescence observation endoscope 10.
光源装置20は、蛍光観察内視鏡10の励起光用ライトガイド16の端面に体腔壁を観察するための白色光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡10のコネクタピン31aを通じて駆動回路15から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成し、モニター60へ出力する。 The light source device 20 includes white light for observing the body cavity wall on the end face of the excitation light guide 16 for the fluorescence observation endoscope 10 and excitation light for exciting the living tissue on the body cavity wall to emit autofluorescence. Are selectively introduced, and the image data received from the drive circuit 15 through the connector pin 31a of the fluorescence observation endoscope 10 is processed to generate a video signal, which is output to the monitor 60.
実施例1の光源装置20の光学系は、白色光を発する白色光源(放電管ランプ)30と、白色光源30から発した白色光をほぼ平行光束にする収斂光学系であるリフレクタ(放物面鏡)31と、このリフレクタ31により平行光にされた白色光の光束径を縮小する開口絞り32と、開口絞り32により光束径が縮小された白色光を集光させて励起光用ライトガイド16に入射させる集光レンズ33とを備えている。 The optical system of the light source device 20 according to the first embodiment includes a white light source (discharge tube lamp) 30 that emits white light and a reflector (parabolic surface) that is a converging optical system that converts the white light emitted from the white light source 30 into a substantially parallel light beam. Mirror) 31, an aperture stop 32 that reduces the beam diameter of the white light that has been collimated by the reflector 31, and the white light whose beam diameter has been reduced by the aperture stop 32 is collected to concentrate the light guide 16 for excitation light. And a condensing lens 33 to be incident on.
また、光源装置20は、励起光を発する励起光源としての半導体レーザー40と、この半導体レーザー40から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ41とを備えている。なお、励起光は、生体の自家蛍光を励起する紫外域から波長450nm程度の短波長の光である。 In addition, the light source device 20 includes a semiconductor laser 40 as an excitation light source that emits excitation light, and a collimator lens 41 that collimates the divergent light emitted from the semiconductor laser 40. The excitation light is light having a short wavelength of about 450 nm from the ultraviolet region that excites the autofluorescence of the living body.
白色光源30から励起光用ライトガイド16までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、光路合成素子であるダイクロイックミラー51により合成している。すなわち、ダイクロイックミラー51は、励起光源から発した励起光の光路と白色光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー51は、この例では、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させる特性を有し、これにより白色光の大部分を透過させ、励起光を反射させる。 The optical path from the white light source 30 to the excitation light guide 16 is linear, and the optical path of the excitation light that intersects the optical path perpendicularly is synthesized by a dichroic mirror 51 that is an optical path synthesis element. That is, the dichroic mirror 51 combines the optical path of the excitation light emitted from the excitation light source and the optical path of the white light. In this example, the dichroic mirror 51 has a characteristic of transmitting light having a specific wavelength or more and reflecting light having a specific wavelength or less, thereby transmitting most of the white light and reflecting the excitation light.
白色光源30と開口絞り32との間には、赤外線をカットして可視光を透過させる赤外カットフィルター34が配置されている。そして、開口絞り32とダイクロイックミラー51との間には、白色光を断続的にオンオフするためのシャッターである回転ホイール52が配置されている。回転ホイール52は、図3に平面形状を示すように、中心角90°の扇形の窓52Hが中心を軸として点対称に2箇所形成されている。窓52Hのサイズは、白色光の径より大きく設定されており、モータ53を駆動して回転ホイール52を回転させることにより、白色光が断続的にオンオフされる。 Between the white light source 30 and the aperture stop 32, an infrared cut filter 34 that cuts infrared rays and transmits visible light is disposed. A rotating wheel 52 is disposed between the aperture stop 32 and the dichroic mirror 51 as a shutter for intermittently turning on and off white light. As shown in FIG. 3, the rotating wheel 52 has two fan-shaped windows 52 </ b> H having a central angle of 90 ° that are point-symmetric about the center. The size of the window 52H is set larger than the diameter of the white light, and the white light is intermittently turned on and off by driving the motor 53 and rotating the rotating wheel 52.
なお、図2中の破線で囲まれた開口絞り32、ダイクロイックミラー51、回転ホイール52及びモータ53は、ユニット50として図2中の上下方向(白色光の光路に対して垂直な方向)に一体にスライド可能に構成されており、図2に示されるように、開口絞り32、ダイクロイックミラー51、及び回転ホイール52を光路中に配置する位置と、図4に示されるように、これらを光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。 Note that the aperture stop 32, the dichroic mirror 51, the rotating wheel 52, and the motor 53 surrounded by a broken line in FIG. 2 are integrated as a unit 50 in the vertical direction (direction perpendicular to the optical path of white light) in FIG. As shown in FIG. 2, the aperture stop 32, the dichroic mirror 51, and the rotary wheel 52 are arranged in the optical path, and as shown in FIG. Switching between the saved position is possible.
光源装置20には、白色光源30に電流を供給するランプ用電源71、半導体レーザー40を駆動するレーザードライバ72、上記のユニット50をスライドさせる切換機構73、コネクタピン31aに接続された駆動回路15から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成する映像信号処理回路74とを備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ70を備えている。 The light source device 20 includes a lamp power supply 71 for supplying current to the white light source 30, a laser driver 72 for driving the semiconductor laser 40, a switching mechanism 73 for sliding the unit 50, and a drive circuit 15 connected to the connector pin 31a. And a video signal processing circuit 74 for processing the image data received from the video signal to generate a video signal, and a system controller 70 for controlling the whole.
システムコントローラ70は、スイッチパネル23に配置された各種スイッチの設定に基づき、ランプ用電源71及びレーザードライバ72を制御して白色光、励起光の発光、停止を制御すると共に、映像信号処理回路74による画像処理を制御する。また、システムコントローラ70は、コネクタピン31bに接続されたROM17から識別情報を読み出し、この識別情報に基づいて切換機構73を制御してユニット50をスライドさせる。 The system controller 70 controls the lamp power supply 71 and the laser driver 72 based on the settings of various switches arranged on the switch panel 23 to control the emission and stop of white light and excitation light, and the video signal processing circuit 74. Controls image processing by. Further, the system controller 70 reads the identification information from the ROM 17 connected to the connector pin 31b, and controls the switching mechanism 73 based on this identification information to slide the unit 50.
次に、上記のように構成された実施例1の内視鏡システムの作用について説明する。まず、蛍光観察により病変部をモニター60に表示させる場合の作用について説明する。 Next, the operation of the endoscope system according to the first embodiment configured as described above will be described. First, the operation in the case where a lesion is displayed on the monitor 60 by fluorescence observation will be described.
蛍光観察の場合には、図2に示すように蛍光観察内視鏡10を光源装置20に接続し、キースイッチ22をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ70は、ROM17の識別情報から、接続されているのが蛍光観察内視鏡10であることと、励起光用ライトガイド16のNAの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのNAが比較的小さい値であることが判明するため、切換機構73を制御して、開口絞り32を含むユニット50を図2に示すように光路中に挿入する。これにより、白色光の径が小さく制限され、励起光用ライトガイド16のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。 In the case of fluorescence observation, as shown in FIG. 2, the fluorescence observation endoscope 10 is connected to the light source device 20, the key switch 22 is turned on, and the main power supply is turned on. The system controller 70 reads from the identification information in the ROM 17 that the connected fluorescence observation endoscope 10 and the NA value of the excitation light guide 16 are read. As a result, since it is found that the NA of the light guide is a relatively small value, the switching mechanism 73 is controlled to insert the unit 50 including the aperture stop 32 into the optical path as shown in FIG. Thereby, the diameter of the white light is limited to be small, and the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the excitation light guide 16.
続いて蛍光観察内視鏡10の挿入部10aを体腔内に挿入し、スイッチパネル23に配置された観察開始スイッチ(図示せず)をオンにすると、システムコントローラ70は、ランプ用電源71を制御して白色光源30を発光させ、モータ53を制御して回転ホイール52を回転させると共に、半導体レーザー40のオンオフを切り換える。すなわち、回転ホイール52の窓52Hが光路中に位置するタイミング(白色光が透過するタイミング)で半導体レーザー40をオフし、回転ホイール52の窓以外の部分が光路中に位置するタイミング(白色光が遮断されるタイミング)で半導体レーザー40をオンする。これにより、白色光源10から発した白色光は、断続的にダイクロイックミラー51を透過して励起光用ライトガイド16に入射し、半導体レーザー40からの励起光は、ダイクロイックミラー51で反射されて白色光と交互に断続的に励起光用ライトガイド16に入射する。 Subsequently, when the insertion portion 10a of the fluorescence observation endoscope 10 is inserted into the body cavity and an observation start switch (not shown) disposed on the switch panel 23 is turned on, the system controller 70 controls the lamp power supply 71. Then, the white light source 30 is caused to emit light, the motor 53 is controlled to rotate the rotating wheel 52, and the semiconductor laser 40 is switched on and off. That is, the semiconductor laser 40 is turned off at the timing when the window 52H of the rotating wheel 52 is positioned in the optical path (timing when white light is transmitted), and the timing when the portion other than the window of the rotating wheel 52 is positioned in the optical path (white light is transmitted). The semiconductor laser 40 is turned on at the timing of being cut off. As a result, white light emitted from the white light source 10 is intermittently transmitted through the dichroic mirror 51 and enters the excitation light guide 16, and the excitation light from the semiconductor laser 40 is reflected by the dichroic mirror 51 to be white. The light enters the excitation light guide 16 alternately and intermittently.
蛍光観察内視鏡10の先端に設けられた撮像素子13は、白色光により照明された体腔内の画像と、励起光により励起された組織が発する自家蛍光による画像とを交互に撮影する。撮像素子13から出力された画像信号は、駆動回路15及び信号線18を介して映像信号処理回路74に入力され、映像信号処理回路74は、蛍光画像のデータと参照画像のデータとを演算することにより、病変部の強調された特定画像を生成し、これをモニター60に表示する。 The imaging device 13 provided at the distal end of the fluorescence observation endoscope 10 alternately captures an image in a body cavity illuminated with white light and an image due to autofluorescence emitted by a tissue excited by excitation light. The image signal output from the imaging device 13 is input to the video signal processing circuit 74 via the drive circuit 15 and the signal line 18, and the video signal processing circuit 74 calculates the fluorescence image data and the reference image data. As a result, a specific image in which the lesion is emphasized is generated and displayed on the monitor 60.
一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、蛍光観察内視鏡10を取り外し、通常の電子内視鏡を光源装置20に接続し、キースイッチ22をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ70は、電子内視鏡に内蔵されたROMの識別情報から、接続されているのが通常の電子内視鏡であることと、内蔵された白色光用ライトガイドのNAの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのNAが比較的大きい値であることが判明するため、切換機構73を制御して、開口絞り32を含むユニット50を図4に示すように光路外に待避させる。これにより、白色光の径が大きく変更され、白色光用ライトガイド19のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。 On the other hand, when illuminating and observing the body cavity wall with white light, the fluorescence observation endoscope 10 is removed, a normal electronic endoscope is connected to the light source device 20, the key switch 22 is turned on, and the main power supply is turned on. throw into. Based on the identification information of the ROM built in the electronic endoscope, the system controller 70 determines that the normal electronic endoscope is connected and the NA value of the built-in white light guide. read. As a result, since it is found that the NA of the light guide is a relatively large value, the switching mechanism 73 is controlled to retract the unit 50 including the aperture stop 32 outside the optical path as shown in FIG. As a result, the diameter of the white light is greatly changed, and the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the white light light guide 19.
続いて蛍光観察内視鏡10の挿入部10aを体腔内に挿入し、スイッチパネル23に配置された観察開始スイッチ(図示せず)をオンにすると、システムコントローラ70は、ランプ用電源71を制御して白色光源30を発光させる。ただし、モータ53及び半導体レーザー40は共にオフのままである。これにより、白色光源10から発した白色光は、連続的に白色光用ライトガイド19に入射する。電子内視鏡の先端に設けられた撮像素子は、白色光により照明された体腔内の画像を撮影する。撮像素子から出力され画像信号は、映像信号処理回路74に入力され、映像信号処理回路74は、通常画像のデータに基づいて通常観察画像を生成し、これをモニター60に表示する。 Subsequently, when the insertion portion 10a of the fluorescence observation endoscope 10 is inserted into the body cavity and an observation start switch (not shown) disposed on the switch panel 23 is turned on, the system controller 70 controls the lamp power supply 71. Then, the white light source 30 emits light. However, both the motor 53 and the semiconductor laser 40 remain off. Thereby, the white light emitted from the white light source 10 continuously enters the light guide 19 for white light. An image sensor provided at the tip of the electronic endoscope captures an image of the body cavity illuminated with white light. The image signal output from the imaging device is input to the video signal processing circuit 74, and the video signal processing circuit 74 generates a normal observation image based on the data of the normal image and displays it on the monitor 60.
すなわち、実施例1の光源装置20は、開口絞りを利用し、ライトガイドのNAに応じて白色光の光束径を変更することにより、ライトガイドに入射する白色光の収束角度を切り換える構成であり、かつ、ROMに格納された識別情報に基づいて自動的に開口絞りを光路中に挿入し、あるいは待避させる構成である。ここでは、開口絞り32、切換機構73、システムコントローラ70が収束角度切換手段を構成しており、そのうち切換機構73とシステムコントローラ70とが絞り切換機構を構成している。 That is, the light source device 20 of the first embodiment is configured to switch the convergence angle of the white light incident on the light guide by using the aperture stop and changing the light beam diameter of the white light according to the NA of the light guide. In addition, the aperture stop is automatically inserted into the optical path or retracted based on the identification information stored in the ROM. Here, the aperture stop 32, the switching mechanism 73, and the system controller 70 constitute a convergence angle switching means, and the switching mechanism 73 and the system controller 70 constitute an aperture switching mechanism.
なお、白色光でのカラー画像の撮影時に白色光の光路にダイクロイックミラー51が配置されていると、白色光に含まれる短波長側の成分がダイクロイックミラー51により反射されて白色光用ライトガイドに入射せず、撮像素子により撮影された画像データの色再現性が悪化する。また、通常の観察時に回転ホイール52を光路中に配置するには、窓52Hが光路に一致する位置で回転ホイール52を停止させる必要があるが、モータ53により停止位置を厳密に制御するのは困難である。そこで、通常の観察時には、開口絞り32と共に、ダイクロイックミラー51と回転ホイール52とを一体のユニット50として光路から待避させている。 If a dichroic mirror 51 is arranged in the optical path of white light at the time of photographing a color image with white light, a component on the short wavelength side included in the white light is reflected by the dichroic mirror 51 and becomes a light guide for white light. The color reproducibility of the image data captured by the image sensor without being incident is deteriorated. Further, in order to place the rotating wheel 52 in the optical path during normal observation, it is necessary to stop the rotating wheel 52 at a position where the window 52H coincides with the optical path. Have difficulty. Therefore, during normal observation, the dichroic mirror 51 and the rotating wheel 52 are retracted from the optical path as an integral unit 50 together with the aperture stop 32.
図5は、本発明の実施例2に係る内視鏡用光源装置を含んで構成される内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。図5に示されるように、この内視鏡システムは、蛍光観察内視鏡10、光源装置20a及びモニター60を備えている。蛍光観察内視鏡10は実施例1で示したものと同一である。また、内視鏡用光源装置20aも、実施例1の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例1との相違点は、白色光の収束角度を変更する手段として、焦点距離が互いに異なる第1,第2の集光レンズ33a,33bを切り換えて使用するように構成された点である。 FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of an endoscope system that includes the endoscope light source device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the endoscope system includes a fluorescence observation endoscope 10, a light source device 20 a, and a monitor 60. The fluorescence observation endoscope 10 is the same as that shown in the first embodiment. Also, since the endoscope light source device 20a has many common parts with the device of the first embodiment, the corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The difference from the first embodiment is that the first and second condenser lenses 33a and 33b having different focal lengths are used as a means for changing the convergence angle of white light. .
実施例2の光源装置20aの光学系は、白色光源30、リフレクタ31、このリフレクタ31により平行光にされた白色光を集光させて励起光用ライトガイド16に入射させる第1の集光レンズ33a及び第2の集光レンズ33bとを備えている。また、光源装置20aは、励起光を発する半導体レーザー40と、この半導体レーザー40から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ41aとを備えている。 The optical system of the light source device 20a according to the second embodiment includes a white light source 30, a reflector 31, and a first condenser lens that condenses the white light that has been collimated by the reflector 31 and enters the light guide 16 for excitation light. 33a and a second condenser lens 33b. The light source device 20a includes a semiconductor laser 40 that emits excitation light, and a collimator lens 41a that converts the divergent light emitted from the semiconductor laser 40 into parallel light.
白色光源30から励起光用ライトガイド16までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、ダイクロイックミラー51aにより合成している。 The optical path from the white light source 30 to the excitation light guide 16 is linear, and the optical path of the excitation light that intersects the optical path perpendicularly is synthesized by the dichroic mirror 51a.
白色光源30とダイクロイックミラー51aとの間には、赤外カットフィルター34が配置されている。そして、この赤外カットフィルター34とダイクロイックミラー51aとの間には、回転ホイール52aが配置されている。実施例2の回転ホイール52aは、白色光の光束径に合わせて実施例1よりも大きく設計されているが、その基本的な構成は図3に示した実施例1の回転ホイール52と同一である。 An infrared cut filter 34 is disposed between the white light source 30 and the dichroic mirror 51a. A rotating wheel 52a is disposed between the infrared cut filter 34 and the dichroic mirror 51a. The rotating wheel 52a of the second embodiment is designed to be larger than that of the first embodiment in accordance with the light beam diameter of white light, but the basic configuration is the same as that of the rotating wheel 52 of the first embodiment shown in FIG. is there.
なお、図5中の破線で囲まれたダイクロイックミラー51a、回転ホイール52a、モータ53、及び第1,第2の集光レンズ33a,33bは、ユニット50aとして図5中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図5に示したように焦点距離の長い第1の集光レンズ33aとダイクロイックミラー51a及び回転ホイール52aを光路中に配置した位置と、図6に示すように焦点距離の短い第2の集光レンズ33bを光路中に配置してダイクロイックミラー51a及び回転ホイール52aを光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。 Note that the dichroic mirror 51a, the rotating wheel 52a, the motor 53, and the first and second condenser lenses 33a and 33b surrounded by a broken line in FIG. 5 are integrally slid in the vertical direction in FIG. 5 as a unit 50a. As shown in FIG. 5, the first condensing lens 33a, the dichroic mirror 51a and the rotating wheel 52a having a long focal length as shown in FIG. 5 are disposed in the optical path, and the focal length as shown in FIG. The second condensing lens 33b having a short length can be switched between a position where the dichroic mirror 51a and the rotating wheel 52a are retracted from the optical path.
光源装置20aには、白色光源30に電流を供給するランプ用電源71、半導体レーザー40を駆動するレーザードライバ72、上記のユニット50aをスライドさせる切換機構73a、駆動回路15から受信した画像データを処理してビデオ信号を生成する映像信号処理回路74とを備えると共に、これら全体を制御するシステムコントローラ70を備えている。システムコントローラ70は、コネクタピン31bに接続されたROM17から識別情報を読み出し、この識別情報に基づいて切換機構73を制御してユニット50aをスライドさせる。 In the light source device 20a, a lamp power supply 71 for supplying current to the white light source 30, a laser driver 72 for driving the semiconductor laser 40, a switching mechanism 73a for sliding the unit 50a, and image data received from the drive circuit 15 are processed. And a video signal processing circuit 74 for generating a video signal, and a system controller 70 for controlling the whole. The system controller 70 reads the identification information from the ROM 17 connected to the connector pin 31b, and controls the switching mechanism 73 based on this identification information to slide the unit 50a.
次に、上記のように構成された実施例2の内視鏡システムの作用について説明する。蛍光観察の場合には、図5に示すように蛍光観察内視鏡10を光源装置20に接続し、キースイッチ22をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ70は、ROM17の識別情報から、接続されているのが蛍光観察内視鏡10であることと、励起光用ライトガイド16のNAの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのNAが比較的小さい値であることが判明するため、切換機構73aを制御して、第1の集光レンズ33aが光路中に配置されるようユニット50aを設定する。これにより、励起光用ライトガイド16のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。蛍光観察における各光源の制御、画像データの処理は実施例1におけるのと同様である。 Next, the operation of the endoscope system according to the second embodiment configured as described above will be described. In the case of fluorescence observation, as shown in FIG. 5, the fluorescence observation endoscope 10 is connected to the light source device 20, the key switch 22 is turned on, and the main power supply is turned on. The system controller 70 reads from the identification information in the ROM 17 that the connected fluorescence observation endoscope 10 and the NA value of the excitation light guide 16 are read. As a result, since the NA of the light guide is found to be a relatively small value, the switching mechanism 73a is controlled to set the unit 50a so that the first condenser lens 33a is arranged in the optical path. Thereby, the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the excitation light guide 16. Control of each light source and processing of image data in fluorescence observation are the same as in the first embodiment.
一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、蛍光観察内視鏡10を取り外し、通常の電子内視鏡を光源装置20aに接続し、キースイッチ22をオンにして主電源を投入する。システムコントローラ70は、電子内視鏡に内蔵されたROMの識別情報から、接続されているのが通常の電子内視鏡であることと、内蔵された白色光用ライトガイド19のNAの値とを読み取る。この結果、ライトガイドのNAが比較的大きい値であることが判明するため、切換機構73aを制御して、図6に示すように第2の集光レンズ33bが光路中に配置されるようにユニット50aを設定する。同時に、ダイクロイックミラー51aと回転ホイール52aとは光路外に待避する。これにより、白色光用ライトガイド19のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。通常観察における各光源の制御、画像データの処理は実施例1におけるのと同様である。 On the other hand, when illuminating and observing the body cavity wall with white light, the fluorescence observation endoscope 10 is removed, a normal electronic endoscope is connected to the light source device 20a, the key switch 22 is turned on, and the main power supply is turned on. throw into. From the identification information of the ROM built in the electronic endoscope, the system controller 70 is connected to the normal electronic endoscope, and the NA value of the built-in white light guide 19 Read. As a result, since it is found that the NA of the light guide is a relatively large value, the switching mechanism 73a is controlled so that the second condenser lens 33b is arranged in the optical path as shown in FIG. Set the unit 50a. At the same time, the dichroic mirror 51a and the rotating wheel 52a are retracted outside the optical path. Thereby, the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the white light guide 19. Control of each light source and processing of image data in normal observation are the same as in the first embodiment.
すなわち、実施例2の光源装置20aは、焦点距離が互いに異なる複数の集光レンズを利用し、ライトガイドのNAに応じて白色光の収束角度を切り換える構成であり、かつ、ROMに格納された識別情報に基づいて自動的に集光レンズを変更する構成である。ここでは、第1,第2の集光レンズ33a,33b、切換機構73a、システムコントローラ70が収束角度切換手段を構成しており、そのうち切換機構73aとシステムコントローラ70とがレンズ切換機構を構成している。 That is, the light source device 20a according to the second embodiment is configured to switch the convergence angle of white light according to the NA of the light guide, using a plurality of condensing lenses having different focal lengths, and stored in the ROM. In this configuration, the condenser lens is automatically changed based on the identification information. Here, the first and second condenser lenses 33a and 33b, the switching mechanism 73a, and the system controller 70 constitute a convergence angle switching means, and the switching mechanism 73a and the system controller 70 constitute a lens switching mechanism. ing.
図7 及び図8 は、本発明の実施例3 に係る内視鏡用光源装置の主要部である光学系の構成を示す説明図である。実施例1 の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例1 との相違点は、白色光の収束角度を変更する手段として、実施例1 の開口絞り32 に代えて、正負の2 枚のレンズ35a ,35b から構成される光束径変換光学系35 を光路中に挿入し、あるいは待避させるように構成された点である。 7 and 8 are explanatory diagrams showing the configuration of the optical system that is the main part of the endoscope light source device according to the third embodiment of the present invention. Since there are many common parts with the apparatus of Example 1, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding member and the overlapping description is abbreviate | omitted. The difference from the first embodiment is that, as a means for changing the convergence angle of white light, in place of the aperture stop 32 of the first embodiment, a light beam diameter converting optical system 35 composed of two positive and negative lenses 35a and 35b. Is inserted into the optical path or retracted.
実施例3の光源装置の光学系は、白色光源30、リフレクタ31、このリフレクタ31により平行光にされた白色光を集光させて励起光用ライトガイド16に入射させる集光レンズ33を備えている。また、光源装置は、励起光を発する半導体レーザー40と、この半導体レーザー40から発した発散光を平行光にするコリメートレンズ41aとを備えている。 The optical system of the light source device according to the third embodiment includes a white light source 30, a reflector 31, and a condensing lens 33 that condenses the white light that has been collimated by the reflector 31 and enters the light guide 16 for excitation light. Yes. The light source device also includes a semiconductor laser 40 that emits excitation light, and a collimator lens 41a that converts the divergent light emitted from the semiconductor laser 40 into parallel light.
白色光源30から励起光用ライトガイド16までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、ダイクロイックミラー51により合成している。白色光源30とダイクロイックミラー51との間には、赤外カットフィルター34が配置されている。そして、この赤外カットフィルター34とダイクロイックミラー51との間には、上記の光束径変換光学系35と、回転ホイール52とが配置されている。光束径変換光学系35は、正レンズ35aにより一度収束させた光束を負レンズ35bにより平行光に戻す構成であり、このような正負のレンズの組み合わせの他、正レンズ2枚を組み合わせてもよい。 The optical path from the white light source 30 to the excitation light guide 16 is linear, and the optical path of the excitation light that intersects the optical path perpendicularly is synthesized by the dichroic mirror 51. An infrared cut filter 34 is disposed between the white light source 30 and the dichroic mirror 51. Between the infrared cut filter 34 and the dichroic mirror 51, the light beam diameter converting optical system 35 and the rotating wheel 52 are arranged. The light beam diameter conversion optical system 35 is configured to return the light beam once converged by the positive lens 35a to parallel light by the negative lens 35b. In addition to such a combination of positive and negative lenses, two positive lenses may be combined. .
なお、図7中の破線で囲まれたダイクロイックミラー51、回転ホイール52、モータ53、及び光束径変換光学系35は、ユニット50bとして図7中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図7に示したようにユニット50b内の光学素子を光路中に配置した位置と、図8に示すようにこれらの光学素子を光路から待避させた位置との間で切り換えが可能である。 The dichroic mirror 51, the rotating wheel 52, the motor 53, and the light beam diameter conversion optical system 35 surrounded by a broken line in FIG. 7 are configured to be integrally slidable in the vertical direction in FIG. 7 as a unit 50b. 7 can be switched between a position where the optical elements in the unit 50b are arranged in the optical path as shown in FIG. 7 and a position where these optical elements are retracted from the optical path as shown in FIG.
次に、上記のように構成された実施例3の内視鏡用光源装置の作用について説明する。蛍光観察の場合には、光源装置に蛍光観察内視鏡を接続し、図7に示すように、光束径変換光学系35、回転ホイール52、ダイクロイックミラー51が光路中に配置されるようユニット50bを設定する。これにより、励起光用ライトガイド16のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。 Next, the operation of the endoscope light source device of the third embodiment configured as described above will be described. In the case of fluorescence observation, a fluorescence observation endoscope is connected to the light source device, and as shown in FIG. 7, the unit 50b is arranged so that the light beam diameter conversion optical system 35, the rotating wheel 52, and the dichroic mirror 51 are arranged in the optical path. Set. Thereby, the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the excitation light guide 16.
一方、白色光により体腔壁を照明して観察する場合には、通常の電子内視鏡を光源装置に接続し、図8に示すように、光束径変換光学系35、回転ホイール52、ダイクロイックミラー51が光路外に配置されるようユニット50bを設定する。これにより、白色光用ライトガイド19のNAに合わせて白色光の収束角度が設定される。 On the other hand, when illuminating and observing the body cavity wall with white light, a normal electronic endoscope is connected to the light source device, and as shown in FIG. 8, a light beam diameter conversion optical system 35, a rotating wheel 52, a dichroic mirror. The unit 50b is set so that 51 is arranged outside the optical path. Thereby, the convergence angle of the white light is set in accordance with the NA of the white light guide 19.
すなわち、実施例3の光源装置は、光束径変換光学系35を利用し、ライトガイドのNAに応じて白色光の光束径を変更することにより、ライトガイドに入射する白色光の収束角度を切り換える構成である。なお、切り換えに当たっては、実施例1で説明したのと同様に、内視鏡の内蔵ROMに格納された識別情報に基づいて自動的に光束径変換光学系35を光路中に挿入し、あるいは待避させることができる。ここでは、光束径変換光学系35のみを示したが、実施例3の光源装置にも、実施例1と同様の切換機構、システムコントローラが収束角度切換手段として設けられており、そのうち切換機構とシステムコントローラとが光学系切換機構を構成する。 That is, the light source device of the third embodiment uses the light beam diameter conversion optical system 35 to change the convergence angle of the white light incident on the light guide by changing the light beam diameter of the white light according to the NA of the light guide. It is a configuration. In switching, the light beam diameter converting optical system 35 is automatically inserted into the optical path or retracted based on the identification information stored in the endoscope built-in ROM, as described in the first embodiment. Can be made. Although only the light beam diameter conversion optical system 35 is shown here, the light source device of the third embodiment is also provided with a switching mechanism and system controller similar to those of the first embodiment as convergence angle switching means, of which the switching mechanism and The system controller constitutes an optical system switching mechanism.
なお、上記の各実施例では、励起光源として単一の半導体レーザーを用いた例についてのみ説明したが、複数の半導体レーザーからのレーザー光を合成して用いてもよいし、固体レーザーや気体レーザー、あるいは、キセノンランプ等の放電管を用いることも可能である。ただし、放電管を用いる場合には、励起光用の光路にも回転ホイールと同様のシャッターが必要となる。 In each of the above embodiments, only an example in which a single semiconductor laser is used as an excitation light source has been described. However, laser light from a plurality of semiconductor lasers may be synthesized and used, or a solid laser or gas laser may be used. Alternatively, a discharge tube such as a xenon lamp can be used. However, when a discharge tube is used, a shutter similar to the rotating wheel is also required in the optical path for excitation light.
また、上記の各実施例では、白色光の光路を直線にして励起光の光路を光路合成素子により折り返しているが、反対に、励起光の光路を直線状にして、白色光の光路を折り曲げるようにしてもよい。後者の場合には、光路合成素子として、特定波長以上の光を反射させて特定波長以下の光を透過させるダイクロイックミラーを用いればよい。 In each of the above embodiments, the optical path of the white light is made straight and the optical path of the excitation light is folded by the optical path synthesis element. Conversely, the optical path of the excitation light is made straight and the optical path of the white light is bent. You may do it. In the latter case, a dichroic mirror that reflects light having a specific wavelength or more and transmits light having a specific wavelength or less may be used as the optical path combining element.
10 蛍光観察内視鏡
16 励起光用ライトガイド
19 白色光用ライトガイド
20,20a 光源装置
30 白色光源
31 リフレクタ(放物面鏡)
32 開口絞り
34 赤外カットフィルター
33,33a,33b 集光レンズ
40 半導体レーザー(励起光源)
41 コリメートレンズ
51,51a ダイクロイックミラー
52,52a 回転ホイール
53 モータ
60 モニター
70 システムコントローラ
71 ランプ用電源
72 レーザドライバ
73,73a 切換機構
74 映像信号処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluorescence observation endoscope 16 Light guide for excitation light 19 Light guide for white light 20, 20a Light source device 30 White light source 31 Reflector (parabolic mirror)
32 Aperture stop 34 Infrared cut filter 33, 33a, 33b Condensing lens 40 Semiconductor laser (excitation light source)
41 Collimating lens 51, 51a Dichroic mirror 52, 52a Rotating wheel 53 Motor 60 Monitor 70 System controller 71 Lamp power supply 72 Laser driver 73, 73a Switching mechanism 74 Video signal processing circuit
Claims (6)
前記可視光を発する可視光源と、
前記励起光を発する励起光源と、
前記励起光源から発した励起光の光路と前記可視光の光路とを合成する光路合成素子と、
該光路合成素子により合成された光路中に配置され、前記可視光及び前記励起光を集光させて前記ライトガイドに入射させる集光レンズと、
前記ライトガイドの開口数を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記ライトガイドの開口数に合わせて、光学素子を前記光路中に挿入又は退避させることにより、該ライトガイドに入射する可視光の収束角度を自動的に切り換える収束角度切換手段と
を備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。 An endoscope light source device for introducing visible light for observing a body cavity wall and excitation light for exciting a living tissue on the body cavity wall to emit autofluorescence into a light guide of the endoscope. And
A visible light source that emits the visible light;
An excitation light source that emits the excitation light;
An optical path synthesis element that synthesizes the optical path of the excitation light emitted from the excitation light source and the optical path of the visible light;
A condensing lens disposed in an optical path synthesized by the optical path synthesizing element, and condensing the visible light and the excitation light and entering the light guide;
Detecting means for detecting the numerical aperture of the light guide;
A convergence angle switching means for automatically switching the convergence angle of visible light incident on the light guide by inserting or retracting an optical element in the optical path in accordance with the numerical aperture of the light guide detected by the detection means. An endoscope light source device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用光源装置。 The said convergence angle switching means changes the light beam diameter of the said visible light between the said visible light source and the said condensing lens according to the numerical aperture which the said detection means detected . Endoscope light source device.
前記可視光源と前記集光レンズとの間で前記可視光の光路中に選択的に挿入される開口絞りと、
前記検出手段が検出した開口数が小さいときには前記開口絞りを光路中に挿入し、前記ライトガイドの開口数が大きいときには前記開口絞りを光路から待避させる絞り切換機構とを備える
ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡用光源装置。 The convergence angle switching means includes
An aperture stop selectively inserted in the optical path of the visible light between the visible light source and the condenser lens;
An aperture switching mechanism is provided that inserts the aperture stop into the optical path when the numerical aperture detected by the detection means is small, and retracts the aperture stop from the optical path when the numerical aperture of the light guide is large. Item 3. The endoscope light source device according to Item 2.
前記絞り切換手段は、前記開口絞りと前記光路合成素子とを一体に光路中に挿入し、あるいは待避させる
ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡用光源装置。 The aperture stop is configured to move integrally with the optical path combining element;
4. The endoscope light source device according to claim 3 , wherein the aperture switching unit inserts or retracts the aperture stop and the optical path combining element integrally in the optical path.
光路中に選択的に挿入される焦点距離が互いに異なる複数の前記集光レンズと、
前記検出手段が検出した開口数が小さいときには焦点距離の長い集光レンズを光路中に配置し、前記検出手段が検出した開口数が大きいときには焦点距離の短い集光レンズを光路中に配置するレンズ切換機構とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用光源装置。 The convergence angle switching means includes
A plurality of said condenser lens to a focal length that is selectively inserted into the optical path are different from each other,
A lens having a long focal length disposed in the optical path when the numerical aperture detected by the detecting means is small, and a lens having a short focal length disposed in the optical path when the numerical aperture detected by the detecting means is large. The endoscope light source device according to claim 1 , further comprising a switching mechanism.
前記可視光源と前記集光レンズとの間で前記可視光の光路中に選択的に挿入される光束径変換光学系と、
前記検出手段が検出した開口数が小さいときには前記光束径変換光学系を光路中に挿入し、前記検出手段が検出した開口数が大きいときには前記光束径変換光学系を光路から待避させる光学系切換機構とを備える
ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡用光源装置。 The convergence angle switching means includes
A beam diameter converting optical system that is selectively inserted into the optical path of the visible light between the visible light source and the condenser lens;
An optical system switching mechanism that inserts the light beam diameter converting optical system into the optical path when the numerical aperture detected by the detecting means is small, and retracts the light beam diameter converting optical system from the optical path when the numerical aperture detected by the detecting means is large. The endoscope light source device according to claim 2, further comprising:
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