JP6203467B1 - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本発明の光源装置（１）は、波長帯域の異なる複数の面光源（２，３，４，５）と、面光源（２，３，４，５）から発せられる光を合波する合波部（６）と、基準となる内視鏡（１８）が接続されたときに、内視鏡（１８）から射出される照明光が所定のカラーバランスとなるように各面光源（２，３，４，５）から発せられる光の光量を調節するとともに、任意の内視鏡（１８）が接続されたときに、接続された内視鏡（１８）から射出される照明光のカラーバランスと、基準となる内視鏡（１８）から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づいてカラーバランスを補正する調節部（７）とを備える。

Description

本発明は、光源装置に関するものである。

従来、複数のＬＥＤ光源から出力される異なる波長の光を合波して光伝送ロッドに導入し、光伝送ロッドを透過した合波後の光を射出する光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。光源装置から射出された光が内視鏡の光ファイバケーブルに入射され照明光として利用される。

特許文献１の光源装置では、光伝送ロッドから出力される合波後の光の一部を取り出してカラーセンサにより検出し、カラーバランス回路により各ＬＥＤ光源からの光のカラーバランスを調節している。

特表２０１２−５０９０９８号公報

特許文献１の光源装置では、光伝送ロッドから出力される合波後の光の一部を、光伝送ロッドの射出端の一部に固定された光ファイバによって取り出してカラーバランスを調節するので、射出される照明光のカラーバランスは一定に保たれる。
しかしながら、光源装置には種々の内視鏡が接続されるので、接続された内視鏡の種類によって光ファイバケーブルの太さが変化した場合に、内視鏡の先端から射出される照明光のカラーバランスが変動してしまうという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なる内視鏡が接続されても内視鏡の先端から射出される照明光のカラーバランスを一定に調整することができる光源装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、波長帯域の異なる複数の面光源と、該面光源から発せられる光を合波する合波部と、基準となる内視鏡が接続されたときに、該内視鏡から射出される照明光が所定のカラーバランスとなるように各前記面光源からの発光量を調節するとともに、任意の内視鏡が接続されたときに、接続された内視鏡から射出される照明光のカラーバランスと、基準となる内視鏡から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づいて各前記面光源からの発光量を調節する調節部とを備える光源装置を提供する。

本態様によれば、複数の面光源から発せられた波長帯域の異なる光が合波部によって合波される。各面光源から発せられる光は、基準となる内視鏡が接続されたときに所定のカラーバランスとなるように、調節部により光量が調節されて射出される。基準となる内視鏡とは異なる任意の内視鏡が接続されたときには、調節部により、接続された内視鏡から射出される照明光のカラーバランスと、基準となる内視鏡から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づいて各面光源からの発光量が補正される。これにより、異なる内視鏡が接続されても内視鏡の先端から射出される照明光のカラーバランスを一定に調整することができる。

上記態様においては、基準となる内視鏡から射出される照明光のカラーバランスと、接続された内視鏡から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づく補正値を記憶する記憶部を備え、前記調節部が、前記記憶部に記憶されている補正値に基づいて、各前記面光源からの発光量を調節してもよい。
このようにすることで、接続された内視鏡に対応する補正値が記憶部から読み出されてカラーバランスが補正されるので、異なる内視鏡が接続されても、内視鏡の先端から射出される照明光を、簡易かつ迅速に、所定のカラーバランスの照明光とすることができる。

また、上記態様においては、前記調節部が、基準となる内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積と、接続された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積との比に基づいて各前記面光源からの発光量を調節してもよい。
このようにすることで、接続された内視鏡と基準となる内視鏡とのライトガイドの入射端の面積比が変動しても、面積比に応じて所定のカラーバランスとなるように補正された照明光を射出することができる。

また、上記態様においては、基準となる内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積と、接続された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積との比に基づく補正値を記憶する記憶部を備え、前記調節部が、前記記憶部に記憶されている補正値に基づいて、各前記面光源からの発光量を調節してもよい。
このようにすることで、接続された内視鏡に対応する補正値が記憶部から読み出されてカラーバランスが補正されるので、異なる内視鏡が接続されても、内視鏡の先端から射出される照明光を、簡易かつ迅速に、所定のカラーバランスの照明光とすることができる。

上記態様においては、接続される内視鏡の種別を検出する検出部と、該検出部により検出された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の、基準となるライトガイドの入射端に対する面積比を算出する算出部とを備え、前記調節部は、前記算出部により算出された面積比が１より大きい場合に、基準となるライトガイドの入射端の面積より小さい発光面積を有する前記面光源からの光量を増大させてもよい。

このようにすることで、接続された内視鏡の種別が検出部により検出され、検出された内視鏡のライトガイドの入射端と基準となるライトガイドの入射端との面積比が算出部により算出される。接続される内視鏡のライトガイドの面積が、基準となる内視鏡のライトガイドの入射端の面積より大きくなると、基準となるライトガイドの入射端の面積より大きい発光面積を有する面光源からの光がライトガイドに入射するようになる。したがって、基準となるライトガイドの入射端の面積より小さい発光面積を有する面光源からの光量を増大させることにより、所定のカラーバランスを達成することができる。

上記態様においては、接続される内視鏡の種別を検出する検出部と、該検出部により検出された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の、基準となるライトガイドの入射端に対する面積比を算出する算出部とを備え、前記調節部は、前記算出部により算出された面積比が１より小さい場合に、基準となるライトガイドの入射端の面積より大きい発光面積を有する前記面光源からの光量を増大させてもよい。

このようにすることで、接続された内視鏡の種別が検出部により検出され、検出された内視鏡のライトガイドの入射端と基準となるライトガイドの入射端との面積比が算出部により算出される。接続される内視鏡のライトガイドの面積が、基準となる内視鏡のライトガイドの入射端の面積より小さくなると、基準となるライトガイドの入射端の面積より大きい発光面積を有する面光源からの光のライトガイドへの入射が少なくなる。したがって、基準となるライトガイドの入射端の面積より大きい発光面積を有する面光源からの光量を増大させることにより、所定のカラーバランスを達成することができる。

本発明によれば、異なる内視鏡が接続されても内視鏡の先端から射出される照明光のカラーバランスを一定に調整することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る光源装置を示すブロック図である。 図１の光源装置に備えられる面光源および光源光学系を示す模式図である。 図１の光源装置の各面光源の発光面の大きさを示す平面図である。 図１の光源装置の各面光源の相対強度を示す図である。

本発明の一実施形態に係る光源装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る光源装置１は、図１に示されるように、波長帯域の異なる光を射出する複数のＬＥＤ（面光源）２，３，４，５と、複数のＬＥＤ２，３，４，５からの光を合波する光源光学系（合波部）６と、各ＬＥＤ２，３，４，５から発せられる光のカラーバランスを調節する調節部７とを備えている。

ＬＥＤ２，３，４，５は、図２に示されるように、紫色のＬＥＤ２、青色のＬＥＤ３、緑色のＬＥＤ４および赤色のＬＥＤ５である。
光源光学系６は、図２に示されるように、各ＬＥＤ２，３，４，５からの光を略平行光にするコリメートレンズ８と、３つのダイクロイックフィルタ９，１０，１１と、集光レンズ１２とを備えている。

図２に示される例では、紫色のＬＥＤ２と青色のＬＥＤ３から射出され、それぞれのコリメートレンズ８によって略平行光にされた光が、第１のダイクロイックフィルタ９によって合波されるようになっている。また、第１のダイクロイックフィルタ９によって合波された光と、緑色のＬＥＤ４から射出されコリメートレンズ８によって略平行光にされた光が第２のダイクロイックフィルタ１０によって合波されるようになっている。

さらに、第２のダイクロイックフィルタ１０によって合波された光と赤色のＬＥＤ５から射出されコリメートレンズ８によって略平行光にされた光が第３のダイクロイックフィルタ１１によって合波されるようになっている。
本実施形態においては、図３に示されるように、各ＬＥＤ２，３，４，５は四角形の発光面を有し、該発光面の発光面積は、赤色のＬＥＤ５＞緑色のＬＥＤ４＞青色のＬＥＤ３＞紫色のＬＥＤ２の順の大きさを有している。

また、各ＬＥＤ２，３，４，５は、発光面の中心軸を中心とした所定の有効照射角度を有し、該有効照射角度内の照明光がコリメートレンズ８によって略平行光に変換されるようになっている。そして、各ＬＥＤ２，３，４，５には、図２に示されるように、有効照射角度の外側に射出される光のカラーバランスを検出するセンサ１３が備えられている。

調節部７は、４つのＬＥＤ２，３，４，５の発光量制御を行うＬＥＤドライバ１４と、各ＬＥＤ２，３，４，５の発光量をＬＥＤドライバ１４に指令するカラーバランス制御部（調節部）１５とを備えている。
また、本実施形態に係る光源装置１は、接続される内視鏡１８に備えられたＩＤチップに記憶されている識別情報を読み取るＩＤリーダ（検出部）１６と、識別情報と補正値とを対応づけて記憶するメモリ（記憶部）１７とを備えている。
ＩＤリーダ１６は、ＩＤチップから読み取った識別情報から内視鏡１８の種別を検出するようになっている。

補正値は、例えば、基準となるライトガイド１９を搭載した内視鏡１８が接続された場合に、所定のカラーバランスが達成されるような各ＬＥＤ２，３，４，５の発光量を基準として、異なる種別の内視鏡が接続されたときに各ＬＥＤ２，３，４，５の発光量を変化させるための数値である。
本実施形態においては、補正値は以下のように設定されている。

すなわち、図４に示されるように、基準となるライトガイド１９の口径がＤ２である場合に、口径がＤ２のライトガイド１９を備えた内視鏡１８が接続された場合には、補正値は１であり、基準となるライトガイド１９に対して設定されたカラーバランスが達成される基準発光量で各ＬＥＤ２，３，４，５が発光させられるようにカラーバランス制御部１５がＬＥＤドライバ１４を制御するようになっている。

一方、接続された内視鏡１８のライトガイド１９の口径がＤ１（＜Ｄ２）である場合には、基準となるライトガイド１９の場合と比較して口径Ｄ２より大きな緑色のＬＥＤ４と赤色のＬＥＤ５からの光量が低下するので、これらのＬＥＤ４，５からの発光量を増大させるような補正値が設定されている。

さらに、接続された内視鏡１８のライトガイド１９の口径がＤ３（＞Ｄ２）である場合には、口径Ｄ２よりも大きな緑色のＬＥＤ４と赤色のＬＥＤ５からの光量が増大するので、照明光として黄色っぽいカラーバランスとなる。したがって、基準のライトガイド１９の口径Ｄ２より小さい発光面積の紫色のＬＥＤ２および青色のＬＥＤ３の発光量を増大させるような補正値が設定されている。

このように構成された本実施形態に係る光源装置１によれば、接続される内視鏡１８をＩＤリーダ１６によって読み取った識別情報によって識別して、内視鏡１８に応じた補正値によって各ＬＥＤ２，３，４，５からの発光量を補正するので、異なる内視鏡が接続されても内視鏡の先端から射出される照明光のカラーバランスを一定に調整することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、ＬＥＤ２，３，４，５から発せられた光の内、有効照射角度範囲外に射出された光をセンサ１３によって検出しているので、照明に使用される光が損なわれることがなく、発生した光を効率よく照明に使用することができるという利点もある。

本実施形態においては、４つのＬＥＤ２，３，４，５を用いた場合について説明したが、これに代えて、２つ、３つあるいは５つ以上のＬＥＤを用いた場合に適用してもよい。

また、中間の大きさを有する口径Ｄ２を基準となるライトガイド１９の口径として説明したが、これに代えて、基準となるライトガイド１９の口径を最も小さい口径Ｄ１とし、接続する内視鏡１８のライトガイド１９の口径が大きくなるに従って、紫色のＬＥＤ２、青色のＬＥＤ３あるいは緑色のＬＥＤ４の発光量を増大させる補正値を採用してもよい。

本実施形態においては、メモリ１７に補正値を記憶しておくこととしたが、内視鏡１８のライトガイド１９の入射端と基準となるライトガイド１９の入射端との面積比を算出する算出部（図示略）を備え、算出部によってライトガイド１９の面積比をその都度算出し、算出された面積比に基づいて補正値を算出することにしてもよい。

本実施形態においては、ライトガイド１９の面積比に応じて各ＬＥＤ２，３，４，５の発光量を補正することとしたが、これに代えて、基準の内視鏡１８を接続した際の内視鏡１８の先端からの発光量と、各内視鏡１８を接続した際の内視鏡１８の先端からの発光量との比率に基づく補正値をメモリ１７に記憶しておき、接続される内視鏡１８の種別から補正値を読み出して補正することにしてもよい。
このようにすることで、ライトガイド１９の口径のみならず、挿入部の長さ等が変動することによるカラーバランスの変動も補正することができる。

１ 光源装置
２，３，４，５ ＬＥＤ（面光源）
６ 光源光学系（合波部）
７ 調整部
１６ ＩＤリーダ（検出部）
１７ メモリ（記憶部）
１８ 内視鏡
１９ ライトガイド

Claims (6)

1. 波長帯域の異なる複数の面光源と、
   該面光源から発せられる光を合波する合波部と、
   基準となる内視鏡が接続されたときに、該内視鏡から射出される照明光が所定のカラーバランスとなるように各前記面光源からの発光量を調節するとともに、任意の内視鏡が接続されたときに、接続された内視鏡から射出される照明光のカラーバランスと、基準となる内視鏡から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づいて各前記面光源からの発光量を調節する調節部とを備える光源装置。
2. 基準となる内視鏡から射出される照明光のカラーバランスと、接続された内視鏡から射出される照明光のカラーバランスとの比に基づく補正値を記憶する記憶部を備え、
   前記調節部が、前記記憶部に記憶されている補正値に基づいて、各前記面光源からの発光量を調節する請求項１に記載の光源装置。
3. 前記調節部が、基準となる内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積と、接続された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積との比に基づいて各前記面光源からの発光量を調節する請求項１に記載の光源装置。
4. 基準となる内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積と、接続された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の面積との比に基づく補正値を記憶する記憶部を備え、
   前記調節部が、前記記憶部に記憶されている補正値に基づいて、各前記面光源からの発光量を調節する請求項３に記載の光源装置。
5. 接続される内視鏡の種別を検出する検出部と、
   該検出部により検出された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の基準となるライトガイドの入射端に対する面積比を算出する算出部とを備え、
   前記調節部は、前記算出部により算出された面積比が１より大きい場合に、基準となるライトガイドの入射端の面積より小さい発光面積を有する前記面光源からの光量を増大させる請求項３または請求項４に記載の光源装置。
6. 接続される内視鏡の種別を検出する検出部と、
   該検出部により検出された内視鏡に備えられたライトガイドの入射端の基準となるライトガイドの入射端に対する面積比を算出する算出部とを備え、
   前記調節部は、前記算出部により算出された面積比が１より小さい場合に、基準となるライトガイドの入射端の面積より大きい発光面積を有する前記面光源からの光量を増大させる請求項３または請求項４に記載の光源装置。
   

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