JP5455856B2 - Temperature control device, temperature control method, light source device, and endoscope diagnosis device - Google Patents
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Description
本発明は、白色光(通常光)を用いて被検体の被観察領域を撮像して観察する白色光観察(通常光観察)と、所定帯域の狭帯域光を用いて被検体の被観察領域を撮像して観察する特殊光観察とを選択的に切り替えて行う内視鏡診断装置、この内視鏡診断装置で使用される照明光を発する光源装置、ならびに、この光源装置で使用されるレーザ光源の温度調節装置および温度調節方法に関するものである。 The present invention relates to white light observation (normal light observation) for imaging and observing an observation area of a subject using white light (normal light), and to the observation area of a subject using narrowband light of a predetermined band. Endoscope diagnostic apparatus that selectively switches between special light observation for imaging and observation, a light source device that emits illumination light used in the endoscope diagnostic apparatus, and a laser used in the light source apparatus The present invention relates to a temperature adjusting device and a temperature adjusting method for a light source.
従来、光源装置から発せられる白色光等の照明光を内視鏡先端部まで導光して被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して白色光画像を取得し、白色光観察を行う内視鏡装置が用いられている。 Conventionally, illumination light such as white light emitted from a light source device is guided to the distal end of the endoscope to irradiate the observation area of the subject, and the reflected light is imaged to obtain a white light image. An endoscope apparatus that performs observation is used.
これに対し、近年では、白色光観察に加えて、所定帯域の狭帯域光を被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して狭帯域光画像を取得し、生体組織の所望の深さの組織情報を得る、特殊光観察を行う内視鏡装置が活用されている(特許文献1参照)。 On the other hand, in recent years, in addition to white light observation, narrow band light of a predetermined band is irradiated to the observation region of the subject, and the reflected light is imaged to obtain a narrow band light image, so that the desired tissue can be obtained. An endoscopic device that performs special light observation that obtains tissue information of a certain depth is used (see Patent Document 1).
ここで、生体組織に対する光の深さ方向の深達度は、光の波長に依存することが知られている。つまり、波長の短い青色(B)光は、生体組織での吸収特性および散乱特性により、表層組織付近までしか到達しない。また、B光よりも波長が長い緑色(G)光は、B光よりもさらに深い表層組織および中層組織まで到達し、G光よりも波長が長い赤色(R)光は、G光よりもさらに深い中層組織および深層組織まで到達する。 Here, it is known that the depth of light in the depth direction with respect to a living tissue depends on the wavelength of the light. That is, blue (B) light having a short wavelength reaches only near the surface tissue due to absorption characteristics and scattering characteristics in the living tissue. Further, green (G) light having a wavelength longer than that of B light reaches a surface layer structure and a middle layer structure deeper than that of B light, and red (R) light having a wavelength longer than that of G light is further increased than that of G light. Reach deep deep and deep tissue.
すなわち、B光、G光およびR光のそれぞれを被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像素子によって受光して得られる画像信号は、それぞれ主として、表層組織の情報、中層組織及び表層組織の情報、深層組織及び中層組織の情報を含む。 That is, the image signals obtained by irradiating the observation region of the subject with each of the B light, the G light, and the R light and receiving the reflected light by the image sensor mainly include information on the surface layer tissue, Includes information on the surface layer structure, information on the deep layer structure, and information on the middle layer structure.
特殊光観察を行う内視鏡装置では、例えば、被検体体腔内の粘膜層あるいは粘膜下層に発生する新生血管の微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、青色の狭帯域光を粘膜組織に照射すると組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。 In an endoscopic device that performs special light observation, biological information that cannot be obtained with normal observation images, such as the fine structure of new blood vessels occurring in the mucosa layer or submucosa in the body cavity of the subject, enhancement of lesions, etc. can be easily obtained. Can be visualized. For example, if the observation target is a cancerous lesion, irradiating the mucosal tissue with blue narrow-band light allows more detailed observation of the state of microvessels and microstructures on the surface of the tissue. Can do.
ここで、内視鏡診断装置から発せられる照明光の光源としてレーザ光源を使用するものがある。しかし、レーザ光源には、自己発熱する、温度変化に応じて、駆動電流−出力光量特性が変動する等の問題があることが知られている。 Here, there is one that uses a laser light source as a light source of illumination light emitted from the endoscope diagnosis apparatus. However, it is known that the laser light source has problems such as self-heating and fluctuations in drive current-output light quantity characteristics according to temperature changes.
図8は、レーザ光源の駆動電流−出力光量特性を表す一例のグラフである。グラフの横軸は駆動電流I、縦軸は、出力光量(発光量)Lである。このグラフに示すように、レーザ光源は、所定の駆動電流をしきい値として発光を開始し、その後、駆動電流が上昇するにつれて、出力光量が駆動電流に比例して一次関数的に増加する、駆動電流−出力光量特性を持っている。 FIG. 8 is a graph showing an example of the drive current-output light quantity characteristic of the laser light source. The horizontal axis of the graph is the drive current I, and the vertical axis is the output light amount (light emission amount) L. As shown in this graph, the laser light source starts to emit light with a predetermined drive current as a threshold value, and thereafter, as the drive current increases, the output light amount increases in a linear function in proportion to the drive current. It has drive current-output light quantity characteristics.
また、レーザ光源は、温度がTからΔTだけ上昇(+ΔT)すると、駆動電流Iの時の出力光量がΔLだけ減少(−ΔL)する。逆に、温度がTからΔTだけ下降(−ΔT)すると、駆動電流Iの時の出力光量がΔLだけ上昇(+ΔL)する。 Further, when the temperature of the laser light source rises by ΔT from T (+ ΔT), the output light amount at the time of the drive current I decreases (−ΔL) by ΔL. On the other hand, when the temperature falls from ΔT by ΔT (−ΔT), the output light amount at the time of the drive current I rises by ΔL (+ ΔL).
例えば、駆動電流I1、温度Tの時の出力光量をL1、駆動電流I2(I1>I2)、温度Tの時の出力光量をL2(L1>L2)とし、温度がΔTだけずれた時の出力光量の誤差をΔLとする。この場合、出力光量L1の時の出力光量誤差は、IΔL/L1、出力光量L2の時の出力光量誤差は、IΔL/L2となる。従って、出力光量誤差は、出力光量が小さい低光量の時に大きな誤差になる。 For example, when the drive current I1 and the temperature T are L1, the output light quantity is L1, the drive current I2 (I1> I2), the output light quantity at the temperature T is L2 (L1> L2), and the output when the temperature is shifted by ΔT. Let ΔL be the error in the amount of light. In this case, the output light amount error at the output light amount L1 is IΔL / L1, and the output light amount error at the output light amount L2 is IΔL / L2. Accordingly, the output light amount error becomes a large error when the output light amount is low and the light amount is low.
内視鏡診断装置の光源装置で使用されるレーザ光源は、例えば、複数のレーザ光源のオンオフや発光量が頻繁に切り替えられる。そのため、レーザ光源を使用する場合、レーザ光源の温度を調節することが必要となる。 As for the laser light source used in the light source device of the endoscope diagnosis apparatus, for example, ON / OFF of a plurality of laser light sources and the light emission amount are frequently switched. Therefore, when using a laser light source, it is necessary to adjust the temperature of the laser light source.
図9は、レーザ光源の温度調節装置の構成を表す一例の概念図である。同図に示す温度調節装置94は、4つのレーザ光源(LD)86a、86b、86c、86dを有する光源装置で使用されるものであって、それぞれのレーザ光源86a、86b、86c、86dに対応する、レーザ固定板88a、88b、88c、88dと、温調素子90a、90b、90c、90dと、放熱板92a、92b、92c、92dとによって構成されている。
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an example of a configuration of a temperature adjustment device for a laser light source. The
以下、図中左端のレーザ光源86aについて代表的に説明するが、他のレーザ光源86b、86c、86dについても同様である。
Hereinafter, the
レーザ光源86aは、レーザ固定板88aの図中上面に配置されている。温調素子90aは、レーザ固定板88aを所定の温度に調節することによって、レーザ光源86aを所定の温度に調節するペルチェ素子であって、冷却面がレーザ固定板88aの下面に接するようにレーザ固定板88aの下面に配置されている。そして、温調素子90aの発熱面には、放熱板92aが取り付けられており、放熱されるようになっている。
The
温度調節装置94では、温調素子90aによって、レーザ固定板88aの温度が調整されることによって、レーザ固定板88a、ひいては、レーザ光源86aが所定の温度に調節される。温度調節装置94は、それぞれのレーザ光源86a、86b、86c、86dの温度を独立して調節することができるため、正確に温度調節ができるという利点がある。しかし、装置の大型化、消費電力の増大、コストの上昇、制御の難しさ等の問題があった。
In the
ここで、本出願人は、本発明に関連性のある先行技術文献として、照明光の光量を調節する、特許文献2に開示の光源装置を提案している。 Here, the present applicant has proposed a light source device disclosed in Patent Document 2 that adjusts the amount of illumination light as a prior art document relevant to the present invention.
同文献に開示の光源装置は、レーザ光源等から発せられる励起光で蛍光体を励起させて蛍光を生じさせ、励起光および蛍光を混合して白色照明光を得る光源装置において、一定期間に離散的な駆動電流を光源に与え、一定期間における駆動電流の個数、大きさ、または与える時間のいずれかを増減することで、蛍光が照明光に占める割合を変化させ、一定期間における照明光の積算光量および色度のばらつきを補正するものである。 The light source device disclosed in the same document is a light source device that generates fluorescent light by exciting a phosphor with excitation light emitted from a laser light source or the like, and obtains white illumination light by mixing excitation light and fluorescence. A specific drive current to the light source, and by increasing or decreasing either the number, magnitude, or time of the drive current in a certain period, the ratio of fluorescence to the illumination light is changed, and the integration of the illumination light in a certain period It corrects variations in light quantity and chromaticity.
また、同文献には、光源をペルチェ素子などで温調して、駆動電流の変化に伴う光源の温度変化、ひいては、光源の温度変化による励起光の発振波長の変化を抑制することが記載されている。 In addition, this document describes that the temperature of the light source is controlled by a Peltier element or the like to suppress a change in the temperature of the light source accompanying a change in the drive current, and hence a change in the oscillation wavelength of the excitation light due to a temperature change in the light source. ing.
本発明の目的は、複数のレーザ光源のオンオフが頻繁に切り替えられる場合であっても、レーザ光源間の温度ばらつきを少なくし、レーザ光源間の発光ばらつきを低減することにある。
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、低消費電力化、低コスト化が可能であり、制御の容易な温度調節装置および温度調節方法、この温度調節装置を用いる光源装置、ならびに、この光源装置を使用する内視鏡診断装置を提供することにある。
An object of the present invention is to reduce temperature variations between laser light sources and reduce light emission variations between laser light sources even when on / off of a plurality of laser light sources is frequently switched.
Another object of the present invention is to make it possible to reduce the size, power consumption, and cost of the apparatus, and to easily control the temperature adjusting device and the temperature adjusting method, the light source device using this temperature adjusting device, and Another object of the present invention is to provide an endoscope diagnostic apparatus that uses this light source device.
上記目的を達成するために、本発明は、2以上の第1レーザ光源と、該第1レーザ光源とは別に光量が制御される1以上の第2レーザ光源とを有し、前記第1および第2レーザ光源の光量が任意の比率で制御される光源装置で使用される温度調節装置であって、
一方の面の中央部に前記第1レーザ光源が一列に配置され、かつ、該第1レーザ光源の配列方向の外側に前記第2レーザ光源が一列に配置されるレーザ固定板と、
前記レーザ固定板の他方の面の中央部に配置される温調素子と、
前記第1および第2レーザ光源と前記温調素子との間に配置される検温素子とを備え、
前記温調素子と前記検温素子との間の熱抵抗と、前記検温素子と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率、および、前記温調素子と前記第2レーザ光源との間の熱抵抗と、前記第2レーザ光源と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率が等しくなるように、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源とが所定の固定間隔で配置され、かつ、前記レーザ固定板が所定の形状に形成されていることを特徴とする温度調節装置を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes two or more first laser light sources and one or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light sources. A temperature control device used in a light source device in which the amount of light of the second laser light source is controlled at an arbitrary ratio,
A laser fixing plate in which the first laser light sources are arranged in a row at the center of one surface, and the second laser light sources are arranged in a row outside the arrangement direction of the first laser light sources;
A temperature control element disposed at the center of the other surface of the laser fixing plate;
A temperature sensing element disposed between the first and second laser light sources and the temperature control element;
The ratio of the thermal resistance between the temperature control element and the temperature detection element, the thermal resistance between the temperature detection element and the first laser light source, and the temperature control element and the second laser light source A predetermined fixed interval between the first laser light source and the second laser light source so that a ratio of a thermal resistance between the first laser light source and a thermal resistance between the second laser light source and the first laser light source is equal. The temperature adjusting device is characterized in that the laser fixing plate is formed in a predetermined shape.
ここで、前記第1レーザ光源は、同一光量の場合に、前記第2レーザ光源よりも発熱量が大きいものであることが好ましい。 Here, it is preferable that the first laser light source has a larger amount of heat generation than the second laser light source when the light amount is the same.
また、前記第1レーザ光源は、前記第1および第2レーザ光源の両方が点灯される場合に、前記第2レーザ光源よりも発光比率が小さいものであることが好ましい。 The first laser light source preferably has a light emission ratio smaller than that of the second laser light source when both the first and second laser light sources are turned on.
また、前記第1レーザ光源は、中心波長445nmのレーザ光を発するものであり、前記第2レーザ光源は、中心波長405nmのレーザ光を発するものであることが好ましい。 The first laser light source preferably emits laser light having a central wavelength of 445 nm, and the second laser light source preferably emits laser light having a central wavelength of 405 nm.
また、前記レーザ固定板の所定の形状は、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源との間の領域に形成されている溝部ないし山部であることが好ましい。 Further, it is preferable that the predetermined shape of the laser fixing plate is a groove portion or a mountain portion formed in a region between the first laser light source and the second laser light source.
また、前記温調素子は、ペルチェ素子であることが好ましい。 The temperature control element is preferably a Peltier element.
また、本発明は、2以上の第1レーザ光源と、該第1レーザ光源とは別に光量が制御される1以上の第2レーザ光源とを有し、前記第1および第2レーザ光源の光量が任意の比率で制御される光源装置に適用される温度調節方法であって、
レーザ固定板の一方の面の中央部に前記第1レーザ光源を一列に配置し、かつ、該第1レーザ光源の配列方向の外側に前記第2レーザ光源を一列に配置し、
前記レーザ固定板の他方の面の中央部に温調素子を配置し、
前記第1レーザ光源と前記温調素子との間に検温素子を配置し、
前記温調素子と前記検温素子との間の熱抵抗と、前記検温素子と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率、および、前記温調素子と前記第2レーザ光源との間の熱抵抗と、前記第2レーザ光源と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率が等しくなるように、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源とを所定の固定間隔で配置し、かつ、前記レーザ固定板を所定の形状に形成することを特徴とする温度調節方法を提供する。
The present invention further includes two or more first laser light sources and one or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light sources, and the light amounts of the first and second laser light sources. Is a temperature adjustment method applied to a light source device controlled at an arbitrary ratio,
The first laser light sources are arranged in a row at the center of one surface of the laser fixing plate, and the second laser light sources are arranged in a row outside the arrangement direction of the first laser light sources,
A temperature control element is arranged at the center of the other surface of the laser fixing plate,
A temperature measuring element is disposed between the first laser light source and the temperature control element;
The ratio of the thermal resistance between the temperature control element and the temperature detection element, the thermal resistance between the temperature detection element and the first laser light source, and the temperature control element and the second laser light source A predetermined fixed interval between the first laser light source and the second laser light source so that a ratio between a thermal resistance between the second laser light source and the first laser light source is equal. And the laser fixing plate is formed in a predetermined shape.
ここで、前記第1レーザ光源は、同一光量の場合に、前記第2レーザ光源よりも発熱量が大きいものであることが好ましい。 Here, it is preferable that the first laser light source has a larger amount of heat generation than the second laser light source when the light amount is the same.
また、前記第1レーザ光源は、前記第1および第2レーザ光源の両方が点灯される場合に、前記第2レーザ光源よりも発光比率が小さいものであることが好ましい。 The first laser light source preferably has a light emission ratio smaller than that of the second laser light source when both the first and second laser light sources are turned on.
また、前記レーザ固定板の所定の形状は、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源との間の領域に形成されている溝部ないし山部であることが好ましい。 Further, it is preferable that the predetermined shape of the laser fixing plate is a groove portion or a mountain portion formed in a region between the first laser light source and the second laser light source.
また、本発明は、内視鏡診断装置で使用される照明光を発する光源装置であって、
2以上の第1レーザ光源と、
該第1レーザ光源とは別に光量が制御される1以上の第2レーザ光源と、
上記のいずれかに記載の温度調節装置と、
前記第1および第2レーザ光源のオンオフ制御および光量制御を行う光量制御部とを備えることを特徴とする光源装置を提供する。
Further, the present invention is a light source device that emits illumination light used in an endoscope diagnostic apparatus,
Two or more first laser light sources;
One or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light source;
A temperature control device according to any of the above,
There is provided a light source device comprising a light amount control unit that performs on / off control and light amount control of the first and second laser light sources.
また、本発明は、上記に記載の光源装置と、
前記光源装置から発せられる照明光を用いて被検者の被観察領域の内視鏡画像を撮像する内視鏡装置と、
前記内視鏡装置によって撮像される内視鏡画像に画像処理を施すプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置によって画像処理が施される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置を提供する。
The present invention also provides a light source device as described above,
An endoscope apparatus that captures an endoscopic image of an observation region of a subject using illumination light emitted from the light source device;
A processor device for performing image processing on an endoscopic image captured by the endoscopic device;
An endoscope diagnostic apparatus comprising: a display device that displays an endoscopic image subjected to image processing by the processor device.
本発明によれば、上記構成とすることによって、第1および第2レーザ光源を所定の温度に調節することができ、観察モードが頻繁に切り替えられ、複数のレーザ光源のオンオフが頻繁に切り替えられた場合であっても、各々のレーザ光源から所定の発光量のレーザ光を出力させることができる。これにより、照明光の光量がばらつくことを防止することができ、撮像される内視鏡画像の画質を向上させることができる。 According to the present invention, with the above configuration, the first and second laser light sources can be adjusted to a predetermined temperature, the observation mode is frequently switched, and the plurality of laser light sources are frequently switched on and off. Even in such a case, it is possible to output laser light having a predetermined light emission amount from each laser light source. Thereby, it is possible to prevent the amount of illumination light from varying, and it is possible to improve the quality of an endoscope image to be picked up.
また、本発明によれば、温度調節装置は、複数のレーザ光源に対して、レーザ固定板および温調素子がそれぞれ1つだけあればよいため、装置の小型化、低消費電力化、低コスト化が可能である。しかも、検温素子の位置における温度を所定の温度に調節するだけで、各々のレーザ光源を所定の温度に調節することができるため、制御が容易であるという利点もある。 In addition, according to the present invention, since the temperature control device needs only one laser fixing plate and one temperature control element for each of the plurality of laser light sources, the device can be downsized, the power consumption can be reduced, and the cost can be reduced. Is possible. In addition, each laser light source can be adjusted to a predetermined temperature simply by adjusting the temperature at the position of the temperature measuring element to a predetermined temperature, so that there is an advantage that control is easy.
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る温度調節装置および温度調節方法、光源装置ならびに内視鏡診断装置を詳細に説明する。 Hereinafter, based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings, a temperature adjustment device, a temperature adjustment method, a light source device, and an endoscope diagnosis device according to the present invention will be described in detail.
図1は、本発明の内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図2は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置10は、照明光を発生する光源装置12と、光源装置12から発せられる照明光を用いて被検体の被観察領域を撮像し、その画像信号を出力する内視鏡装置14と、内視鏡装置14からの画像信号を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置16と、プロセッサ装置16からの内視鏡画像を表示する表示装置18と、入力操作を受け付ける入力装置20とによって構成されている。
FIG. 1 is an external view of an embodiment showing the configuration of the endoscope diagnosis apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration thereof. The endoscope
ここで、内視鏡診断装置10は、白色光を被検体に照射し、その反射光を撮像して白色光画像を表示(観察)する白色光観察モードと、白色光と所定帯域の狭帯域光との合波光(特殊光)を被検体に照射し、その反射光を撮像して白色光画像と狭帯域光画像との合成画像(特殊光画像)を表示する特殊光観察モードとを有する。特殊光観察モードには、狭帯域光観察の他、例えば、蛍光観察、赤外光観察なども含まれる。各観察モードは、内視鏡装置14の切り替えスイッチ64や入力装置20から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
Here, the
光源装置12は、2系統の照明光を発するものであって、第1の照明光学系となる、白色光光源22a、狭帯域光光源24a、集光レンズおよび光ファイバ(図示省略)、合波器28a、光ファイバ30aと、第2の照明光学系となる、白色光光源22b、狭帯域光光源24b、集光レンズおよび光ファイバ(図示省略)、合波器28b、光ファイバ30bと、光量制御部26と、温度調節装置72とを備えている。第1および第2の照明光学系は同様の構成および作用のものであるから、以下、第1の照明光学系を主として説明を行う。
The
白色光光源22aは、詳細は後述するが、内視鏡先端部42に配置される蛍光体52aから白色光(疑似白色光)を発生させるための白色光観察用の励起光を発する。本実施形態では、白色光光源22aとして、中心波長445nmの狭帯域光を発する青色レーザ光源が使用される。白色光光源22aは、蛍光体52aとの組合せによって白色光を発光させるための励起光を発するものに限らず、内視鏡先端部から白色光を照射させることができるものであればよい。
As will be described in detail later, the
狭帯域光光源24aは、被検体の被観察領域の所望の深さの組織情報を得るための照明光となる特殊光観察用の狭帯域光を発する。本実施形態では、狭帯域光光源24aとして、被検体の被観察領域の表層組織を観察するための中心波長405nmの狭帯域光を発する青紫色レーザ光源が使用される。狭帯域光光源24aから発せられる狭帯域光の中心波長は、被検体の被観察領域の表層組織、中層組織、深層組織のいずれを観察するのかに応じて決定される。
The narrow-
前述のように、生体組織に対する光の深さ方向の深達度は、光の波長に依存することが知られている。照明光が400nm付近の波長域では粘膜表層の毛細血管からの血管情報が得られ、波長500nm付近の波長域では、更に深層の血管を含む血管情報が得られるようになる。そのため、生体組織の血管観察には、中心波長360〜800nm、好ましくは365〜515nmの光源が用いられ、特に表層血管の観察には、中心波長360〜470nm、好ましくは360〜450nmの光源が用いられる。 As described above, it is known that the depth of light in the depth direction with respect to a living tissue depends on the wavelength of light. Blood vessel information from capillary blood vessels on the surface of the mucosa is obtained when the illumination light is in the wavelength region near 400 nm, and blood vessel information including deeper blood vessels is obtained in the wavelength region near the wavelength of 500 nm. Therefore, a light source with a central wavelength of 360 to 800 nm, preferably 365 to 515 nm, is used for blood vessel observation of living tissue, and a light source with a central wavelength of 360 to 470 nm, preferably 360 to 450 nm, is used for observation of surface blood vessels. It is done.
青色レーザ光源および青紫色レーザ光源としては、ブロードエリア型のInGaN系レーザダイオード、InGaNAs系レーザダイオード、GaNAs系レーザダイオード等の半導体発光素子を用いることができる。 As the blue laser light source and the blue-violet laser light source, semiconductor light emitting devices such as a broad area type InGaN laser diode, InGaNAs laser diode, and GaNAs laser diode can be used.
光量制御部26は、後述するプロセッサ装置16の制御部66の制御の下で、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bのオンオフ制御および光量制御を行う。本実施形態の場合、白色光光源22a、22bは、同一の光量に制御され、狭帯域光光源24a、24bは、白色光光源22a、22bとは別に、同一の光量に制御される。そして、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bの光量は、任意の比率で制御される。
The light
温度調節装置72は、白色光光源22a22b、および、狭帯域光光源24a、24bを含むレーザ光源を所定の温度に調節するものである。温度調節装置72の詳細については後述する。
The
光ファイバ30aは、マルチモードファイバであり、一例として、コア径105μm、クラッド径125μm、外皮となる保護層を含めた径がφ0.3〜0.5mmの細径なファイバケーブルを使用することができる。 The optical fiber 30a is a multimode fiber, and as an example, a thin fiber cable having a core diameter of 105 μm, a cladding diameter of 125 μm, and a diameter including a protective layer as an outer shell of φ0.3 to 0.5 mm may be used. it can.
第1の照明光学系において、各光源22a、24aから発せられるレーザ光は、集光レンズにより集光され、それぞれ光ファイバを介して合波器28aに入力され、合波器28aによって合波される。そして、合波器28aから出力される合波光は、光ファイバ30aを介してコネクタ部36Aに伝播され、後述する内視鏡装置14の光ファイバ54aの入射端に入射される。
In the first illumination optical system, the laser light emitted from each of the
光源装置12は、プロセッサ装置16の制御部66の制御により、観察モードに従って、白色光光源22aから発せられる白色光観察用の励起光、もしくは、この白色光観察用の励起光と狭帯域光光源24aから発せられる特殊光観察用の狭帯域光との合波光を出力する。つまり、光源装置12からは、白色光観察モードの場合に白色光観察用の励起光が出力され、特殊光観察モードの場合に白色光観察用の励起光と特殊光観察用の狭帯域光との合波光が出力される。
The
第2の照明光学系についても同様である。第1および第2の照明光学系は、基本的に同時に動作する。つまり、第1および第2の照明光学系からは、同時に同等の照明光が出力される。 The same applies to the second illumination optical system. The first and second illumination optical systems operate basically simultaneously. That is, equivalent illumination light is simultaneously output from the first and second illumination optical systems.
なお、本実施形態では、特殊光観察モードのときに、白色光観察用の励起光と特殊光観察用の狭帯域光との合波光を蛍光体52aに照射するが、本発明はこれに限定されない。例えば、両者を合波することなく、2系統の光ファイバによって内視鏡先端部までそれぞれ導光し、白色光観察用の励起光を蛍光体52aに照射し、特殊光観察用の狭帯域光を直接内視鏡先端部から被検体の被観察領域に照射してもよい。
In the present embodiment, in the special light observation mode, the combined light of the excitation light for white light observation and the narrow band light for special light observation is applied to the
また、特殊光観察モードでは、青色レーザ光源と青紫色レーザ光源を同時点灯させて撮像するのではなく、例えば、撮像素子の1フレーム内の受光期間内で交互に点灯させるようにしてもよい。この場合、省電力化や発熱の抑制に寄与できる。 Further, in the special light observation mode, the blue laser light source and the blue-violet laser light source may not be turned on at the same time, but may be turned on alternately within a light receiving period within one frame of the image sensor, for example. In this case, it can contribute to power saving and suppression of heat generation.
続いて、内視鏡装置14は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部32の先端から被観察領域に2系統の照明光を照射する照明光学系と、被観察領域からの反射光を撮像する撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置14は、内視鏡挿入部32と、内視鏡挿入部32の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部34と、内視鏡装置14を光源装置12およびプロセッサ装置16に着脱自在に接続するコネクタ部36A,36Bとを備えている。
Subsequently, the
内視鏡挿入部32は、可撓性を持つ軟性部38と、湾曲部40と、先端部(以降、内視鏡先端部ともいう)42とから構成されている。
The
湾曲部40は、軟性部38と先端部42との間に設けられ、操作部34に配置されたアングルノブ44の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部40は、内視鏡装置14が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部42の照射窓46および撮像素子の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。
The bending
内視鏡先端部42には、図2に示すように、被観察領域へ光を照射するための2系統の照射窓46a、46bと、被観察領域からの反射光を撮像するための観察窓48が配置されている。
As shown in FIG. 2, the endoscope
照射窓46aの奥には、レンズ50a等の光学系が取り付けられ、さらにその奥に蛍光体52aが配置され、蛍光体52aの奥に、光ファイバ54aが収納されている。光ファイバ54aは、光源装置12からコネクタ部36Aを介して内視鏡先端部42まで敷設されている。同様に、照射窓46bの奥には、レンズ50b、蛍光体52b、光ファイバ54bが配設されている。前者および後者の照明光学系は同様の構成および作用のものであるから、以下、前者の照明光学系を主として説明を行う。
An optical system such as a
蛍光体52aは、青色レーザ光源22aからの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質(例えばYAG系蛍光物質、或いはBAM(BaMgAl10O17)等の蛍光物質)を含んで構成される。白色光観察用の励起光が蛍光体52aに照射されると、青色レーザ光を白色光観察用の励起光とする緑色〜黄色の励起発光光と、蛍光体52aにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光(疑似白色光)が生成される。本構成例のように、半導体発光素子を白色光観察の励起光の光源として用いることによって、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。
The
蛍光体52aは、レーザ光の可干渉性により生じるスペックルに起因して、撮像の障害となるノイズの重畳や、動画像表示を行う際のちらつきの発生を防止できる。また、蛍光体52aは、蛍光体52aを構成する蛍光物質と、充填剤となる固定・固化用樹脂との屈折率差を考慮して、蛍光物質そのものと充填剤に対する粒径を、赤外域の光に対して吸収が小さく、かつ散乱が大きい材料で構成することが好ましい。これにより、赤色や赤外域の光に対して光強度を落とすことなく散乱効果が高められ、光学的損失が小さくなる。
The
図3は、青紫色レーザ光源からの青紫色レーザ光と、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルとを示すグラフである。青紫色レーザ光は、中心波長405nmの輝線(プロファイルA)で表される。また、青色レーザ光は、中心波長445nmの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体52aからの励起発光光は、概ね450nm〜700nmの波長帯域で発光強度が増大する分光強度分布となる。この励起発光光と青色レーザ光によるプロファイルBによって、上述した疑似白色光が形成される。
FIG. 3 is a graph showing a blue-violet laser light from a blue-violet laser light source, and a blue laser light from a blue laser light source and an emission spectrum obtained by wavelength-converting the blue laser light with a phosphor. Blue-violet laser light is represented by a bright line (profile A) having a center wavelength of 405 nm. The blue laser light is represented by a bright line having a center wavelength of 445 nm, and the excitation light emitted from the
ここで、本発明でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、基準色であるR(赤),G(緑),B(青)等、特定の波長帯の光を含むものであればよい。つまり、本発明のいう白色光には、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含まれるものとする。 Here, the white light referred to in the present invention is not limited to the one that strictly includes all the wavelength components of visible light. For example, the above-described pseudo white light and the reference colors R (red) and G ( Any material including light in a specific wavelength band such as green and B (blue) may be used. That is, the white light referred to in the present invention broadly includes, for example, light including a wavelength component from green to red, light including a wavelength component from blue to green, and the like.
この内視鏡診断装置10において、白色光観察モードでは、プロファイルBの光のみが用いられ、特殊光観察モードでは、プロファイルA及びBが重畳された光が用いられる。
In the endoscope
つまり、白色光観察モードの場合、光源装置12から発せられる白色光観察用の励起光が、光ファイバ54aによって内視鏡先端部42の蛍光体52aまで導かれる。これにより、蛍光体52aから白色光が発せられ、レンズ50aを介して照射窓46aから被検体の被観察領域に照射される。特殊光観察モードの場合、光源装置12から発せられる白色光観察用の励起光と特殊光観察用の狭帯域光との合波光によって、蛍光体52aから白色光が発せられるとともに、特殊光観察用の狭帯域光が蛍光体52aを透過し、レンズ50aを介して照射窓46aから被検体の被観察領域に照射される。
That is, in the white light observation mode, the excitation light for white light observation emitted from the
後者の照明光学系についても同様である。第1および第2の照明光学系は、基本的に同時に動作する。つまり、第1および第2の照明光学系からは、同時に同等の照明光が出力される。 The same applies to the latter illumination optical system. The first and second illumination optical systems operate basically simultaneously. That is, equivalent illumination light is simultaneously output from the first and second illumination optical systems.
続いて、観察窓48の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット56等の光学系が取り付けられ、さらにその奥には、被検体の被観察領域の画像情報を取得するCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子58が取り付けられている。
Subsequently, an optical system such as an
なお、本発明で用いられるイメージセンサは、R,G,Bの3色の画像信号を得るためのカラーイメージセンサ、撮像面にRGBフィルタを備えた、いわゆるRGBイメージセンサであっても良いし、撮像面にC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)及びGの補色フィルタを備えた、いわゆる補色イメージセンサであっても良い。補色イメージセンサの場合には、CMYGの4色の画像信号から色変換によってRGBの3色の画像信号を得ることができる。したがって、この場合には、CMYGの4色の画像信号からRGBの3色の画像信号に色変換する色変換手段を、内視鏡装置14の撮像部分、光源装置12またはプロセッサ装置16のいずれかに備えている必要がある。
The image sensor used in the present invention may be a color image sensor for obtaining image signals of three colors R, G, and B, a so-called RGB image sensor provided with an RGB filter on the imaging surface, A so-called complementary color image sensor having C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and G complementary color filters on the imaging surface may be used. In the case of a complementary color image sensor, RGB three-color image signals can be obtained by color conversion from four CMYG image signals. Therefore, in this case, the color conversion means for performing color conversion from the CMYG four-color image signal to the RGB three-color image signal is any one of the imaging portion of the
ここで、白色光観察モードの場合、白色光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット56により集光され、撮像素子58によって白色光画像が撮像される。特殊光観察モードの場合、白色光と特殊光観察用の狭帯域光との合波光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット56により集光され、撮像素子58によって、白色光画像と特殊光画像とが重畳された特殊光画像が撮像される。
Here, in the white light observation mode, the reflected light from the observation region of the subject irradiated with white light is collected by the
撮像素子58から出力される白色光画像もしくは特殊光画像の画像信号(アナログ信号)は、スコープケーブル60を通じてA/D変換器62に入力される。A/D変換器62は、撮像素子58からの画像信号(アナログ信号)をアナログ/デジタル変換して画像信号(デジタル信号)を出力する。変換後の画像信号は、コネクタ部36Bを介してプロセッサ装置16の画像処理部68に入力される。
An image signal (analog signal) of a white light image or special light image output from the image sensor 58 is input to the A /
なお、図示はしていないが、操作部および内視鏡挿入部の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。 Although not shown in the figure, various channels such as a forceps channel for inserting a tissue collection treatment tool, a channel for air supply / water supply, and the like are provided inside the operation unit and the endoscope insertion unit. ing.
続いて、プロセッサ装置16は、制御部66と、画像処理部68と、記憶部70とを備えている。制御部66には、表示装置18および入力装置20が接続されている。プロセッサ装置16は、内視鏡装置14の切り替えスイッチ64や入力装置20から入力される指示に基づき、光源装置12の光量制御部26を制御するとともに、内視鏡装置14から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像(内視鏡画像)を生成して表示装置20に出力する。
Subsequently, the
制御部66は、内視鏡装置14の切り替えスイッチ64や入力装置20からの指示、例えば、観察モード等の指示に基づいて、画像処理部68および光源装置12の光量制御部26の動作を制御する。
The
画像処理部68は、制御部66の制御の下で、観察モードに基づき、白色光画像、特殊光画像の画像種別に応じて、内視鏡装置14から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施し、白色光画像信号ないし特殊光画像信号を出力する。
Under the control of the
画像処理部68で処理された白色光画像信号ないし特殊光画像信号は制御部66に送られ、制御部66により、各種情報と共に白色光画像ないし特殊光画像にされて、白色光画像ないし特殊光画像が表示装置20に表示される。また、白色光画像ないし特殊光画像は、必要に応じて、例えば、1枚(1フレーム)の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部70に記憶される。
The white light image signal or special light image signal processed by the
次に、レーザ光源の温度調節装置72について説明する。
Next, the
図4は、レーザ光源の温度調節装置の構成を表す一実施形態の概念図である。同図に示す温度調節装置72は、レーザ固定板74と、温調素子76と、検温素子78と、放熱板80とによって構成されている。
FIG. 4 is a conceptual diagram of an embodiment showing the configuration of a temperature adjustment device for a laser light source. The
レーザ固定板74は、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bを含むレーザ光源を載置して固定する、矩形状のアルミニウム等の金属板である。白色光光源22a、22bは、レーザ固定板74の図中上面の中央部に横一列に配置され、狭帯域光光源24a、24bは、白色光光源22a、22bの配列方向の外側に横一列に配置されている。つまり、図中、狭帯域光光源24a、白色光光源22a、22b、狭帯域光光源24bの順序で横一列に配置されている。
The
温調素子76は、レーザ固定板74を所定の温度に調節する(加熱ないし冷却する)ことによって、レーザ光源を所定の温度に調節する。本実施形態では、温調素子76として、ペルチェ素子が使用されている。温調素子76は、冷却面がレーザ固定板74の図中下面に接するようにレーザ固定板74の下面の中央部(上面の白色光光源22a、22bに対応する位置)に配置されている。また、温調素子76の発熱面には、放熱板80が取り付けられており、放熱されるようになっている。
The
検温素子78は、レーザ固定板74内部の、白色光光源22a、22bと温調素子76との間に配置されている。検温素子78は、温調素子76によって所定の温度に調節されるレーザ固定板74内部の、自分自身の位置における温度を測定する。
The
温度調節装置72では、温調素子76によって、レーザ固定板74の温度が調節され、検温素子78によって、レーザ固定板74の温度が測定される。そして、検温素子78によって測定されたレーザ固定板74の温度に基づいて、温調素子76により、レーザ固定板74が所定の温度になるように、レーザ固定板74の温度が調節される。これにより、レーザ固定板74、ひいては、後述するように、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bが所定の温度に調節される。
In the
ここで、内視鏡診断装置10には、以下の(a)〜(e)に示すような内視鏡特有の特徴がある。
(a)観察モードが頻繁に切り替えられる。
(b)レーザ光源種毎の発光比率の許容範囲が狭い。
(c)観察モード毎に、発光するレーザ光源種が異なる。
(d)観察状況により発光量が異なる(比較的明るい画像の場合には低光量となり、比較的暗い画像の場合には高光量となる)。
(e)特殊光観察モードの場合には、レーザ光源種毎に発光比率が異なる。
Here, the endoscope
(A) The observation mode is frequently switched.
(B) The allowable range of the emission ratio for each laser light source type is narrow.
(C) The type of laser light source that emits light is different for each observation mode.
(D) The amount of light emission varies depending on the observation situation (the light amount is low for a relatively bright image and the light amount is high for a relatively dark image).
(E) In the special light observation mode, the light emission ratio differs for each laser light source type.
しかしながら、レーザ光源は、前述のように、温度変化に応じて、駆動電流−出力光量特性が変動し、さらに、レーザ光源自体がレーザ光を発することによって自己発熱して、自分自身の温度が変化するという特性がある。温度が変化すると、同一の駆動電流に対するレーザ光源の発光量が変動し、レーザ光源種毎の発光比率も変動する。従って、内視鏡診断装置10では、レーザ光源を所定の温度に調節することによって、レーザ光源の発光量およびレーザ光源種毎の発光比率を安定させる必要がある。
However, as described above, the laser light source changes its drive current-output light quantity characteristics according to the temperature change, and further, the laser light source itself emits laser light to generate heat and change its own temperature. There is a characteristic to do. When the temperature changes, the light emission amount of the laser light source with respect to the same drive current varies, and the light emission ratio for each laser light source type also varies. Therefore, in the endoscope
以下、白色光光源22a、22bとして使用されている中心波長445nmのレーザ光源、および、狭帯域光光源24a、24bとして使用されている中心波長405nmのレーザ光源の駆動電流−出力光量特性について説明する。
Hereinafter, drive current-output light quantity characteristics of a laser light source having a central wavelength of 445 nm used as the
図6は、白色光光源の駆動電流−出力光量特性を表す一実施形態のグラフ、図7は、狭帯域光光源の駆動電流−出力光量特性を表す一実施形態のグラフである。これらのグラフの横軸は駆動電流(mA)、縦軸は出力光量(mW)である。これらのグラフは、上記の白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bについて、温度25℃および35℃の時の駆動電流−出力光量特性を表したものである。
FIG. 6 is a graph of an embodiment showing the drive current-output light quantity characteristic of the white light source, and FIG. 7 is a graph of the embodiment showing the drive current-output light quantity characteristic of the narrow-band light source. In these graphs, the horizontal axis represents drive current (mA), and the vertical axis represents output light amount (mW). These graphs show the drive current-output light quantity characteristics at the temperatures of 25 ° C. and 35 ° C. for the
図6のグラフに示すように、白色光光源22a、22bは、駆動電流約140mAをしきい値として発光を開始し、図7のグラフに示すように、狭帯域光光源24a、24bは、駆動電流約150mAをしきい値として発光を開始する。その後、両者とも、駆動電流が上昇するにつれて、出力光量が駆動電流に比例して一次関数的に増加する、駆動電流−出力光量特性を持っている。
As shown in the graph of FIG. 6, the
例えば、出力光量が同一の200mWの場合、白色光光源22a、22bの駆動電流は約350mAであり、狭帯域光光源24a、24bの駆動電流は約300mAである。両者の駆動電圧が等しいとすれば、同一光量のレーザ光を発する場合、白色光光源22a、22bの方が、狭帯域光光源24a、24bよりも消費電力、つまり、発熱量が大きいということが分かる。
For example, when the output light amount is the same 200 mW, the driving current of the
また、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bともに、温度が25℃から35℃に上昇すると、発光を開始する駆動電流のしきい値が上昇し、同一の駆動電流の時の出力光量が僅かに減少する。つまり、前述のように、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bは、温度の変化によって、発光を開始する駆動電流のしきい値がずれ、出力光量が変動する。
Further, when the temperature rises from 25 ° C. to 35 ° C. for both the
前述のように、光量制御装置26の制御によって、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bのオンオフ制御および発光制御が行われる。白色光観察モードの場合には、白色光光源22a、22bのみが点灯され、狭帯域光光源24a、24bは消灯される。また、特殊光観察モードの場合には、白色光光源22a、22bおよび狭帯域光光源24a、24bの両方が点灯され、両者は、白色光光源22a、22bの方が狭帯域光光源24a、24bよりも小さい所定の比率(例えば、白色光光源1:狭帯域光光源4ないし5)で発光される。
As described above, the on / off control and the light emission control of the
つまり、白色光光源22a、22bは、観察モードに関係なく常時点灯されるが、白色光観察モードの場合、比較的大電流で駆動されて発光量(および発熱量)が大きくなり、狭帯域光観察モードの場合には、比較的少ない電流量で駆動されて発光量が小さくなる。なお、レーザ光源の発熱量は、発光量ではなく、消費電力に比例する。このように、白色光光源22a、22bの発光量は、観察モードが変わる毎に大きく変化する。
That is, the
また、狭帯域光光源24a、24bは、白色光観察モードの場合には消灯され、特殊光観察モードの場合にのみ点灯される。従って、狭帯域光光源24a、24bの発光量(および発熱量)は、観察モードが変わる毎に、白色光光源22a、22bとは逆の方向に大きく変化する。つまり、狭帯域光光源24a、24bの発光量は、白色光観察モードの場合にはゼロであり、特殊光観察モードの場合には所定の発光量となる。
The narrow-
温度調節装置72は、同一光量の場合に発熱量の大きい白色光光源22a、22bを温調素子76に近いレーザ固定板74の中央部に配置することによって、白色光光源22a、22bを効率よく所定の温度に調節することができる構成となっている。
The
以下、温度調節装置72の具体的な作用を、白色光光源22aおよび狭帯域光光源24aについて代表的に説明するが、白色光光源22bおよび狭帯域光光源24bについても同様である。
Hereinafter, the specific operation of the
図4に示す温度調節装置72において、温調素子76と検温素子78との間の熱抵抗をR1A、検温素子78と白色光光源22aとの間の熱抵抗をR1Bとし、温調素子76と狭帯域光光源24aとの間の熱抵抗をR2A、狭帯域光光源24aと白色光光源22aとの間の熱抵抗をR2Bとする。
In the
温度調節装置72では、熱抵抗R1A,R1Bの比率R1B/R1Aと、熱抵抗R2A,R2Bの比率R2B/R2Aとが概略で等しく(R1B/R1A≒R2B/R2A)なるように、白色光光源22aと狭帯域光光源24aとの間の距離が決定されて、両者がその距離に固定配置されている。そして、熱抵抗比R1B/R1Aと熱抵抗比R2B/R2Aとが正確に等しくなるように微調整するために、レーザ固定板74が所定の形状に形成されている。本実施形態の場合には、図5(A)および(B)に示すように、レーザ固定板74の、白色光光源22aと狭帯域光光源24aとの間の領域に溝部82ないし山部84が形成されている。
In the
すなわち、レーザ固定板74の、白色光光源22aと狭帯域光光源24aとの間の領域に溝部82を形成することによって、熱抵抗R2Bを上げることができ、逆に、両者の間の領域に山部84を形成することによって、熱抵抗R2Bを下げることができる。このように、熱抵抗R2Bを調節することによって、熱抵抗比R2B/R2Aを調節することができ、これによって、熱抵抗比R1B/R1Aと熱抵抗比R2B/R2Aとが等しくなるように調節することができる。
That is, by forming the
白色光光源22aの温度は、検温素子78の位置における温度、および、熱抵抗比R1B/R1Aによって決定される所定の温度に調節される。
The temperature of the
また、熱抵抗比R1B/R1Aに関しては、白色光光源22aが熱源、温調素子76が冷源であり、検温素子78が、両者の間の位置に配置されている。同様に、熱抵抗比R2B/R2Aに関しても、白色光光源22aが熱源、温調素子76が冷源であり、狭帯域光光源24aが、両者の間の位置に配置されている。従って、熱抵抗比R1B/R1Aと熱抵抗比R2B/R2Aとが等しいとすれば、狭帯域光光源24aの温度は、検温素子78の位置における温度に比例する温度に調節される。
Regarding the thermal resistance ratio R1B / R1A, the
つまり、上記のように熱抵抗比R2B/R2Aと熱抵抗比R1B/R1Aとが等しくなるようにしておき、温調素子76によって、検温素子78の位置における温度を所定の温度に調節する。これにより必然的に、白色光光源22aを、検温素子78の位置における温度、および、熱抵抗比R1B/R1Aによって決定される所定の温度に調節し、かつ、狭帯域光光源24aも、検温素子78の位置における温度に比例する所定の温度に調節することができる。
That is, as described above, the thermal resistance ratio R2B / R2A and the thermal resistance ratio R1B / R1A are set equal to each other, and the temperature at the position of the
温度調節装置72によって、各々のレーザ光源を所定の温度に調節することによって、観察モードが頻繁に切り替えられ、複数のレーザ光源のオンオフが頻繁に切り替えられた場合であっても、レーザ光源の駆動電流−出力光量特性が変動することを防止することができ、各々のレーザ光源から所定の発光量のレーザ光を出力させることができる。これにより、光源装置12、ひいては、内視鏡装置14から発せられる照明光の光量がばらつくことを防止することができ、撮像される内視鏡画像の画質を向上させることができる。
Even when the observation mode is frequently switched and the plurality of laser light sources are frequently switched on and off by adjusting each laser light source to a predetermined temperature by the
また、温度調節装置72は、複数のレーザ光源に対して、レーザ固定板74、温調素子76および放熱板80がそれぞれ1つだけあればよいため、装置の小型化、低消費電力化、低コスト化が可能である。しかも、検温素子78の位置における温度を所定の温度に調節するだけで、各々のレーザ光源を所定の温度に調節することができるため、制御が容易であるという利点もある。
Further, the
なお、白色光光源は2以上、狭帯域光光源は1以上設けられていることが望ましい。例えば、白色光光源が2つで、狭帯域光光源が1つの場合、一方の白色光光源から発せられる励起光と狭帯域光光源から発せられる狭帯域光とを合波し、他方の白色光光源から発せられる励起光をそのまま出力してもよいし、励起光および狭帯域光の全てを合波せずにそのまま出力してもよい。これは、白色光光源および狭帯域光光源の個数に係わらず同様である。 It is desirable to provide two or more white light sources and one or more narrow-band light sources. For example, when there are two white light sources and one narrow band light source, the excitation light emitted from one white light source and the narrow band light emitted from the narrow band light source are combined and the other white light is combined. The excitation light emitted from the light source may be output as it is, or all of the excitation light and the narrowband light may be output as they are without being combined. This is the same regardless of the number of white light sources and narrow-band light sources.
次に、内視鏡診断装置10の動作を説明する。
まず、白色光観察モードのときの動作を説明する。
Next, the operation of the
First, the operation in the white light observation mode will be described.
観察モード等の指示が、内視鏡装置14の切り替えスイッチ64や入力装置20からプロセッサ装置16の制御部66に入力される。そして、制御部66により、観察モードに従って、画像処理部68および光源装置12の光量制御部26が制御される。
An instruction such as an observation mode is input to the
白色光観察モードの場合、光源装置12からは2系統の白色光観察用の励起光が発せられる。
In the white light observation mode, the
内視鏡装置14では、光源装置12から発せられた2系統の白色光観察用の励起光が、それぞれ、光ファイバ54a、54bによって内視鏡先端部42の蛍光体52a、52bへ導光される。これにより、蛍光体52a、52bから白色光が発せられ、それぞれ、レンズ50a、50bを介して照射窓46a、46bから被検体の被観察領域に照射される。そして、被観察領域からの反射光が対物レンズユニット56により集光され、撮像素子58により光電変換されて白色光画像の画像信号(アナログ信号)が出力される。
In the
白色光画像の画像信号(アナログ信号)は、A/D変換器62により画像信号(デジタル信号)に変換され、観察モードに従って、画像処理部68により白色光画像に適した所定の画像処理が施され、白色光画像信号が出力される。そして、制御部66により、画像表示モードに従って、白色光画像信号から白色光画像が発生され、白色光画像が表示装置18上に表示される。
The image signal (analog signal) of the white light image is converted into an image signal (digital signal) by the A /
観察が終了すると、内視鏡挿入部32が被検体の体腔内から取り出され、各装置の電源がオフとされる。
When the observation is completed, the
続いて、特殊光観察モードのときの動作を説明する。 Next, the operation in the special light observation mode will be described.
特殊光観察モードの場合、光源装置12からは白色光観察用の励起光と特殊光観察用の狭帯域光との2系統の合波光が発せられる。
In the special light observation mode, the
内視鏡装置14では、光源装置12から発せられた2系統の合波光が、それぞれ、光ファイバ54a、54bによって内視鏡先端部42の蛍光体52a、52bへ導光される。これにより、蛍光体52a、52bから白色光が発せられるとともに、特殊光観察用の狭帯域光が発せられ、それぞれ、レンズ50a、50bを介して照射窓46a、46bから被検体の被観察領域に照射される。そして、被観察領域からの反射光が対物レンズユニット56により集光され、撮像素子58により光電変換されて特殊光画像の画像信号(アナログ信号)が出力される。
In the
特殊光画像の画像信号(アナログ信号)は、A/D変換器62により画像信号(デジタル信号)に変換され、観察モードに従って、画像処理部68により特殊光画像に適した所定の画像処理が施され、特殊光画像信号が出力される。そして、制御部66により、画像表示モードに従って、特殊光画像信号から特殊光画像が発生され、特殊光画像が表示装置18上に表示される。
The image signal (analog signal) of the special light image is converted into an image signal (digital signal) by the A /
観察が終了すると、内視鏡挿入部32が被検体の体腔内から取り出され、各装置の電源がオフとされる。
When the observation is completed, the
白色光画像では、比較的粘膜深層の血管像が得られるとともに画像全体の輝度を高めやすい。一方、狭帯域光画像では、粘膜表層の微細な毛細血管が鮮明に見えるようになる。従って、特殊光観察モードで撮像される白色光画像と狭帯域光画像との合成画像(特殊光画像)は、画像全体で十分な輝度を確保でき、しかも、生体組織の粘膜表層の微細血管が強調された患部の診断がしやすいという利点がある。 In the white light image, a blood vessel image of a relatively deep mucosa can be obtained and the brightness of the entire image can be easily increased. On the other hand, in the narrow-band light image, fine capillaries on the mucous membrane surface layer can be seen clearly. Therefore, the composite image (special light image) of the white light image and the narrow-band light image captured in the special light observation mode can secure sufficient luminance in the entire image, and the microvessels on the surface of the mucous membrane of the living tissue There is an advantage that it is easy to diagnose the affected area.
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The present invention is basically as described above.
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
10 内視鏡診断装置
12 光源装置
14 内視鏡装置
16 プロセッサ装置
18 表示装置
20 入力装置
22a、22b 白色光光源
24a、24b 狭帯域光光源
26 光量制御部
28a、28b 合波器
30a、30b,54a、54b 光ファイバ
32 内視鏡挿入部
34 操作部
36A,36B コネクタ部
38 軟性部
40 湾曲部
42 先端部
44 アングルノブ
46a、46b、114 照射窓
48 観察窓
50a、50b レンズ
52a、52b 蛍光体
56 対物レンズユニット
58 撮像素子
60 スコープケーブル
62 A/D変換器
64 切り替えスイッチ
66 制御部
68 画像処理部
70 記憶部
72、94 温度調節装置
74、88a、88b、88c、88d レーザ固定板
76、90a、90b、90c、90d 温調素子
78 検温素子
80、92a、92b、92c、92d 放熱板
82 溝部
84 山部
94 レーザ光源
DESCRIPTION OF
Claims (10)
一方の面の中央部に前記第1レーザ光源が一列に配置され、かつ、該第1レーザ光源の配列方向の外側に前記第2レーザ光源が一列に配置されるレーザ固定板と、
前記レーザ固定板の他方の面の中央部に配置される温調素子と、
前記第1および第2レーザ光源と前記温調素子との間に配置される検温素子とを備え、
前記温調素子と前記検温素子との間の熱抵抗と、前記検温素子と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率、および、前記温調素子と前記第2レーザ光源との間の熱抵抗と、前記第2レーザ光源と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率が等しくなるように、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源とが所定の固定間隔で配置され、かつ、前記レーザ固定板が所定の形状に形成されていることを特徴とする温度調節装置。 There are two or more first laser light sources and one or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light sources, and the light amounts of the first and second laser light sources are controlled at an arbitrary ratio. A temperature control device used in the light source device,
A laser fixing plate in which the first laser light sources are arranged in a row at the center of one surface, and the second laser light sources are arranged in a row outside the arrangement direction of the first laser light sources;
A temperature control element disposed at the center of the other surface of the laser fixing plate;
A temperature sensing element disposed between the first and second laser light sources and the temperature control element;
The ratio of the thermal resistance between the temperature control element and the temperature detection element, the thermal resistance between the temperature detection element and the first laser light source, and the temperature control element and the second laser light source A predetermined fixed interval between the first laser light source and the second laser light source so that a ratio of a thermal resistance between the first laser light source and a thermal resistance between the second laser light source and the first laser light source is equal. And the laser fixing plate is formed in a predetermined shape.
レーザ固定板の一方の面の中央部に前記第1レーザ光源を一列に配置し、かつ、該第1レーザ光源の配列方向の外側に前記第2レーザ光源を一列に配置し、
前記レーザ固定板の他方の面の中央部に温調素子を配置し、
前記第1レーザ光源と前記温調素子との間に検温素子を配置し、
前記温調素子と前記検温素子との間の熱抵抗と、前記検温素子と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率、および、前記温調素子と前記第2レーザ光源との間の熱抵抗と、前記第2レーザ光源と前記第1レーザ光源との間の熱抵抗と、の比率が等しくなるように、前記第1レーザ光源と前記第2レーザ光源とを所定の固定間隔で配置し、かつ、前記レーザ固定板を所定の形状に形成することを特徴とする温度調節方法。 There are two or more first laser light sources and one or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light sources, and the light amounts of the first and second laser light sources are controlled at an arbitrary ratio. A temperature control method applied to the light source device,
The first laser light sources are arranged in a row at the center of one surface of the laser fixing plate, and the second laser light sources are arranged in a row outside the arrangement direction of the first laser light sources,
A temperature control element is arranged at the center of the other surface of the laser fixing plate,
A temperature measuring element is disposed between the first laser light source and the temperature control element;
The ratio of the thermal resistance between the temperature control element and the temperature detection element, the thermal resistance between the temperature detection element and the first laser light source, and the temperature control element and the second laser light source A predetermined fixed interval between the first laser light source and the second laser light source so that a ratio between a thermal resistance between the second laser light source and the first laser light source is equal. And the laser fixing plate is formed in a predetermined shape.
2以上の第1レーザ光源と、
該第1レーザ光源とは別に光量が制御される1以上の第2レーザ光源と、
請求項1〜5のいずれかに記載の温度調節装置と、
前記第1および第2レーザ光源のオンオフ制御および光量制御を行う光量制御部とを備えることを特徴とする光源装置。 A light source device for emitting illumination light used in an endoscopic diagnostic device,
Two or more first laser light sources;
One or more second laser light sources whose light amounts are controlled separately from the first laser light source;
The temperature control device according to any one of claims 1 to 5,
A light source device comprising: a light amount control unit that performs on / off control and light amount control of the first and second laser light sources.
前記光源装置から発せられる照明光を用いて被検者の被観察領域の内視鏡画像を撮像する内視鏡装置と、
前記内視鏡装置によって撮像される内視鏡画像に画像処理を施すプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置によって画像処理が施される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。 The light source device according to claim 9;
An endoscope apparatus that captures an endoscopic image of an observation region of a subject using illumination light emitted from the light source device;
A processor device for performing image processing on an endoscopic image captured by the endoscopic device;
An endoscope diagnosis apparatus comprising: a display device that displays an endoscope image subjected to image processing by the processor device.
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