JPWO2012161028A1

JPWO2012161028A1 - 光源装置

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Publication number: JPWO2012161028A1
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Abstract

光源装置３は、各ＬＥＤの点灯時間を計測する点灯時間計測部（ステップＳ３，４，６，７）と、各ＬＥＤのジャンクション温度を算定するジャンクション温度算定部（ステップＳ５，８）と、各ＬＥＤのジャンクション温度に基づく光量劣化特性を記憶する光量劣化特性記憶部と、各ＬＥＤを駆動する電力と光量の特性を記憶する光源駆動特性記憶部と、計測された点灯時間と、算定されたジャンクション温度と、光量劣化特性記憶部に記憶されている光量劣化特性とに基づき、劣化光量を演算する劣化光量演算部（ステップＳ１２，１４）と、劣化光量演算部により演算された劣化光量と、光源駆動特性記憶部に記憶されている特性とに基づき、光源を駆動する電力を制御する光源電力制御部（ステップＳ１２，１４）とを有する。

Description

本発明は、光源装置に関し、特に、ジャンクション温度を算定して、光源を駆動する電力を制御する光源装置に関する。

従来、白色照明を用いた通常観察（ＷＬＩ）に加えて、生体組織の粘膜表層付近の観察を可能にする狭帯域観察（ＮＢＩ）等の特殊光観察が可能な光源装置が開発されている。この光源装置では、複数の光学フィルタを有したターレットを備え、観察モードに応じた光学フィルタをキセノンランプの光路に配置することにより、通常観察または特殊光観察のモード切替を実現している。

また、近年、白色ＬＥＤの大光量化に伴い、内視鏡分野でもＬＥＤを用いた光源装置が開発されている。また、内視鏡分野では、狭帯域観察に対するニーズも大きいことから、白色ＬＥＤと、紫ＬＥＤとを用いて狭帯域観察を行うことができる光源装置の構成が考案されている。

図８は、白色ＬＥＤ及び紫ＬＥＤの光量劣化特性を示す図である。図８に示すように、白色ＬＥＤ及び紫ＬＥＤは、光量劣化特性が異なるため、同じ点灯時間であっても、白色ＬＥＤ及び紫ＬＥＤの光量が異なってしまう。そのため、複数色のＬＥＤを備える光源装置は、各ＬＥＤ毎の光量を補正する処理が必要となる。

例えば、特開２０００−２９９８０号公報には、ＬＥＤの経年変化による劣化を自動的に補償して製品寿命を延ばし、長期にわたり十分な読み取り能力を維持できる光学的読取装置が開示されている。この光学的読取装置は、ＬＥＤの経年変化による輝度の低下、つまり劣化を推定することにより、３０００時間と５０００時間とで劣化補償処理を実行している。

しかしながら、ＬＥＤは、点灯時のジャンクション温度等により光量の劣化特性が異なる。そのため、上述した光学的読取装置のように、ＬＥＤの経年変化による劣化補償処理だけではＬＥＤの光量を正確に補正することができない虞がある。

そこで、本発明は、ＬＥＤの光量を正確に補正することができる光源装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の光源装置は、点灯時間に伴って光量が劣化する半導体素子を持つ光源により構成される光源装置であって、前記光源の点灯時間を計測する点灯時間計測部と、前記光源のジャンクション温度を算定するジャンクション温度算定部と、前記光源のジャンクション温度に基づく光量劣化特性を記憶する光量劣化特性記憶部と、前記光源を駆動する電力と光量の特性を記憶する光源駆動特性記憶部と、前記点灯時間計測部により計測された点灯時間と、前記ジャンクション温度算定部により算定されたジャンクション温度と、前記光量劣化特性記憶部に記憶されている光量劣化特性とに基づき、劣化光量を演算する劣化光量演算部と、前記劣化光量演算部により演算された劣化光量と、前記光源駆動特性記憶部に記憶されている特性とに基づき、前記光源を駆動する電力を制御する光源電力制御部と、を備える。

本発明の一実施の形態に係る光源装置を有する内視鏡システムの構成を示す図である。ジャンクション温度範囲毎の各ＬＥＤの点灯時間が保存されるメモリのアドレスマップの例を説明するための図である。劣化係数テーブルの例を説明するための図である。劣化率の算出例を説明するための図である。白色ＬＥＤ３１を駆動する電流と光量との電流光量特性を示す図である。紫ＬＥＤ３７を駆動する電流と光量との電流光量特性を示す図である。光源装置３の光源の劣化を補正する処理の流れの例を示すフローチャートである。光源装置３の色バランスを補正する処理の流れの例を示すフローチャートである。白色ＬＥＤ及び紫ＬＥＤの光量劣化特性を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

まず、図１に基づき、本発明の一実施の形態に係る光源装置を有する内視鏡システムの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る光源装置を有する内視鏡システムの構成を示す図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、生体の内部の被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡２と、被写体を照明するための照明光を内視鏡２へ供給する光源装置３と、内視鏡２から出力される撮像信号を映像信号に変換して出力するビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４から出力される映像信号に応じた画像を表示するモニタ５とを有して構成されている。

内視鏡２は、生体の内部に挿入可能な細長の挿入部６と、挿入部６の後端に形成された操作部７と、操作部７から延出したユニバーサルケーブル８と、ユニバーサルケーブル８の端部に設けられた光源コネクタ９と、光源コネクタ９の側部から延出した電気ケーブル１０と、電気ケーブル１０の端部に設けられた電気コネクタ１１とを有して構成されている。内視鏡２は、ユニバーサルケーブル８の端部に設けられた光源コネクタ９により、光源装置３に対して着脱可能に構成され、電気ケーブル１０の端部に設けられた電気コネクタ１１により、ビデオプロセッサ４に対して着脱可能に構成されている。

挿入部６の先端部には、観察対象を照明する照明レンズ１２が設けられている。照明レンズ１２の後端面には、照明光を導光するライトガイド１３の先端部が設けられている。ライトガイド１３は、挿入部６、操作部７及びユニバーサルケーブル８に挿通され、光源コネクタ９を介して光源装置３に接続される。このような構成により、光源装置３から出射された照明光は、ライトガイド１３を介して照明レンズ１２に供給され、挿入部６の前方の被写体が照明される。

また、挿入部６の先端部には、照明された被写体の光学像を結ぶ対物レンズ１４が、照明レンズ１２に隣接して設けられている。対物レンズ１４の結像位置には、ＣＣＤ等の撮像素子１５が設けられている。撮像素子１５は、結像された光学像を光電変換して撮像信号を生成する。撮像素子１５には、信号線１６が接続されている。この信号線１６は、電気ケーブル１０及び電気コネクタ１１を介してビデオプロセッサ４に接続されている。これにより、撮像素子１５により生成された撮像信号は、信号線１６を介してビデオプロセッサ４に供給される。

ビデオプロセッサ４は、撮像素子１５から供給された撮像信号を図示しない映像信号処理回路により信号処理を施し、映像信号を生成する。ビデオプロセッサ４は、この映像信号をモニタ５に出力して、モニタ５の表示画面に表示するようになっている。

次に、光源装置３の詳細な構成について説明する。

光源装置３は、光学系２１と、フィルタ切替部２２と、ＬＥＤ駆動部２３と、メモリ２４ａを備えた制御部２４と、操作パネル２５と、通信ケーブル２６とを有して構成されている。

光学系２１は、白色ＬＥＤ３１と、レンズ３２と、移動モータ３３と、光学フィルタ３４と、温度センサ３５と、電圧検出部３６と、紫ＬＥＤ３７と、レンズ３８と、ダイクロイックフィルタ３９と、レンズ４０と、温度センサ４１と、電圧検出部４２とを有して構成されている。

点灯時間に伴って光量が劣化する半導体素子を持つ光源としての白色ＬＥＤ３１は、狭帯域観察に用いる５４０ｎｍ付近の第１の波長帯と、４３０ｎｍ〜７００ｎｍのうち第１の波長帯（５４０ｎｍ付近）を除く第２の波長帯とを含む光を出射する。レンズ３２は、白色ＬＥＤ３１が出射する光の光路上に設けられており、白色ＬＥＤ３１から出射された光を集光する。

移動モータ３３は、フィルタ切替部２２の制御に基づき、白色ＬＥＤ３１の光路に対して光学フィルタ３４を垂直方向に移動させ、白色ＬＥＤ３１の光路に光学フィルタ３４を出し入れする。この光学フィルタ３４を出し入れは、観察モードに応じて行われる。本実施の形態では、観察モードは、通常観察モードと、狭帯域観察モードとを有している。

ユーザが操作パネル２５を操作し、観察モードを選択すると、観察モード信号が操作パネル２５から制御部２４に供給される。なお、観察モードは、内視鏡２の操作部７に設けられた図示しない操作スイッチ、あるいは、ビデオプロセッサ４に設けられた図示しない操作スイッチ等で変更してもよい。

制御部２４は、操作パネル２５から供給された観察モード信号に応じた制御信号をフィルタ切替部２２に供給する。フィルタ切替部２２は、制御部２４からの制御信号を受信すると、選択された観察モードに応じた位置となるように、白色ＬＥＤ３１の光路に対して光学フィルタ３４を垂直方向に移動するように、移動モータ３３を制御する。

フィルタ切替部２２は、通常観察モードが選択された場合、白色ＬＥＤ３１の光路に対して光学フィルタ３４が挿入されないように、移動モータ３３を制御する。また、フィルタ切替部２２は、狭帯域観察モードが選択された場合、白色ＬＥＤ３１の光路に対して光学フィルタ３４が挿入されるように、移動モータ３３を制御する。

光学フィルタ３４は、白色ＬＥＤ３１の光路に挿入された際に、白色ＬＥＤ３１の第１及び第２の波長帯を含む光から狭帯域観察に用いる５４０ｎｍ付近の第１の波長帯の光を透過する。

制御部２４は、通信ケーブル２６を介して、観察モードの情報等をビデオプロセッサ４に送信する。

また、制御部２４は、観察モード、回転位置、調光の情報から、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の点灯電流信号と点灯消灯信号をＬＥＤ駆動部２３に出力する。

ＬＥＤ駆動部２３は、制御部２４から供給された点灯電流信号と点灯消灯信号に応じて、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の駆動を行う。具体的には、ＬＥＤ駆動部２３は、通常観察モード時には白色ＬＥＤ３１を点灯し、狭帯域観察モード時には白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を点灯する。

点灯時間に伴って光量が劣化する半導体素子を持つ光源としての紫ＬＥＤ３７は、第１及び第２の波長帯とは異なる４１５ｎｍ付近の第３の波長帯の光を出射する。レンズ３８は、紫ＬＥＤ３７が出射する光の光路上に設けられており、紫ＬＥＤ３７から出射された光を集光する。

ダイクロイックフィルタ３９は、紫ＬＥＤ３７の４１５ｎｍ付近の波長（第３の波長帯）の光を反射し、第３の波長帯以外の波長帯の光を透過する。ダイクロイックフィルタ３９は、紫ＬＥＤ３７から出射され、レンズ３８で集光された光を反射させて、紫ＬＥＤ３７の光路を白色ＬＥＤ３１から出射される光の光路に結合させる。

レンズ４０は、ダイクロイックフィルタ３９からの光を集光し、光源コネクタ９から突出するライトガイド１３の入射端面に供給する。

次に、光源装置３の劣化補正処理について説明する。この劣化補正処理は、光源装置３の制御部２４が白色ＬＥＤ３１の累積点灯時間が３０００時間毎に実行する。

制御部２４には、温度センサ３５から白色ＬＥＤ３１が実装されている基板の基板温度が供給される。また、制御部２４には、電圧検出部３６から白色ＬＥＤ３１の電圧値が供給される。

制御部２４は、温度センサ３５からの白色ＬＥＤ３１の基板温度と、電圧検出部３６からの白色ＬＥＤ３１の電圧値と、後述の式１とを用いて白色ＬＥＤ３１のジャンクション温度を算定する。

具体的には、式１に示すように、白色ＬＥＤ３１のジャンクション温度Ｔ_ｊは、白色ＬＥＤ３１が実装されている基板の熱抵抗Ｒ_{θｊ−ｒｅｆ}に投入電力Ｐ_Ｄｉｓｓを乗算し、乗算結果に基板温度Ｔ_ｒｅｆを加算することにより算定される。なお、投入電力Ｐ_Ｄｉｓｓは、白色ＬＥＤ３１に投入している電流値と電圧検出部３６で検出された電圧値とを乗算することにより算出される。

ジャンクション温度Ｔ_ｊ＝熱抵抗Ｒ_{θｊ−ｒｅｆ}×投入電力Ｐ_Ｄｉｓｓ＋基板温度Ｔ_ｒｅｆ…（式１）
同様に、制御部２４には、温度センサ４１から紫ＬＥＤ３７が実装されている基板の基板温度及び電圧検出部４２から紫ＬＥＤ３７の電圧値が供給される。制御部２４は、温度センサ４１からの紫ＬＥＤ３７の基板温度と、電圧検出部４２からの紫ＬＥＤ３７の電圧値と、上述した式１とを用いて紫ＬＥＤ３７のジャンクション温度を算定する。

そして、制御部２４は、白色ＬＥＤ３１の点灯時間及び紫ＬＥＤ３７の点灯時間をそれぞれ計測し、算定されたジャンクション温度範囲毎に計測した点灯時間をメモリ２４ａに保存する。

図２は、ジャンクション温度範囲毎の各ＬＥＤの点灯時間が保存されるメモリのアドレスマップの例を説明するための図である。

図２に示すように、例えば、相対アドレス「０」には、ジャンクション温度８０〜９０℃の範囲における白色ＬＥＤ３１の点灯時間が保存され、相対アドレス「４」には、ジャンクション温度９０〜１００℃の範囲における白色ＬＥＤ３１の点灯時間が保存される。同様に、相対アドレス「１Ｃ」には、ジャンクション温度８０〜９０℃の範囲における紫ＬＥＤ３７の点灯時間が保存され、相対アドレス「２０」には、ジャンクション温度９０〜１００℃の範囲における紫ＬＥＤ３７の点灯時間が保存される。

また、制御部２４のメモリ２４ａには、各ジャンクション温度範囲に対する劣化係数が対応付けられた劣化係数テーブルが記憶されている。

図３は、劣化係数テーブルの例を説明するための図である。

光量劣化特性記憶部としての劣化係数テーブルには、ジャンクション温度範囲毎に白色ＬＥＤ３１の劣化係数及び紫ＬＥＤ３７の劣化係数が対応付けられている。例えば、ジャンクション温度８０〜９０℃の範囲おける白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化係数は、それぞれ０．００２（％／時間）及び０．００１３３（％／時間）となる。

制御部２４は、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の使用時間と、算定されたジャンクション温度と、劣化係数テーブルに記憶された光量劣化特性としての劣化係数とに基づき、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率（劣化光量）をそれぞれ算出する。制御部２４は、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率を算出する際、ジャンクション温度範囲毎の白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の使用時間を保存し、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間になったときに、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率を算出する。なお、制御部２４は、ジャンクション温度範囲毎の白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の使用時間をカウントする毎に白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率を算出し、メモリ２４ａに算出した劣化率を更新及び保存するようにしてもよい。

図４は、劣化率の算出例を説明するための図である。

図４の劣化率の算出例では、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間のときの白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率を示している。

図４の例では、白色ＬＥＤ３１は、ジャンクション温度９０〜１００℃の範囲で５００時間使用され、ジャンクション温度１００〜１１０℃の範囲で２０００時間使用され、ジャンクション温度１１０〜１２０℃の範囲で５００時間使用されている。また、紫ＬＥＤ３７は、ジャンクション温度９０〜１００℃の範囲で２００時間使用され、ジャンクション温度１００〜１１０℃の範囲で５００時間使用され、ジャンクション温度１１０〜１２０℃の範囲で３００時間使用されている。

例えば、ジャンクション温度９０〜１００℃の範囲の白色ＬＥＤ３１の劣化率は、図３のジャンクション温度９０〜１００℃の範囲の白色ＬＥＤ３１の劣化係数の０．００３に使用時間の５００を乗算することにより、１．５％と算出される。同様に、ジャンクション温度１００〜１１０℃の範囲の白色ＬＥＤ３１の劣化率は、８．３４％と算出され、ジャンクション温度１１０〜１２０℃の範囲の白色ＬＥＤ３１の劣化率は、２．７５％と算出される。このように算出された劣化率を全て加算することにより、白色ＬＥＤ３１の３０００時間使用時の劣化率は、１２．５９％と算出される。同様に、紫ＬＥＤ３７の１０００時間使用時の劣化率は、２．５８％と算出される。

図５は、各ＬＥＤを駆動する電流と光量との電流光量特性を説明するための図である。

図５Ａは、白色ＬＥＤ３１を駆動する電流と光量との電流光量特性を示し、図５Ｂは、紫ＬＥＤ３７を駆動する電流と光量との電流光量特性を示す。図５Ａ及び図５Ｂに示す、光源駆動特性記憶部としての電流光量特性は、制御部２４のメモリ２４ａに記憶されている。図５Ａに示すように、白色ＬＥＤ３１には、光量が１００％となるように、初期値として電流Ｉ１が印加されている。同様に、紫ＬＥＤ３７には、光量が１００％となるように、初期値として電流Ｉ３が印加されている。

制御部２４は、上記のように算出した劣化率と、図５Ａ及び図５Ｂに示す電流光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を駆動する電流を制御する。

具体的には、制御部２４は、補正処理時の光量のアップ量を、（１００％−劣化率）の逆数により算出する。制御部２４は、上述したように、白色ＬＥＤ３１の劣化率が１２．５９％と算出された場合、白色ＬＥＤ３１の光量が１１４．４０％（（１００％−１２．５９％）の逆数）となるように、白色ＬＥＤ３１を駆動する電流を電流Ｉ１から電流Ｉ２に変更する制御を行う。即ち、制御部２４は、白色ＬＥＤ３１を駆動する電流を電流Ｉ１から電流Ｉ２に変更するための点灯電流信号ＬＥＤ駆動部２３に出力する。これにより、白色ＬＥＤ３１の劣化率が１２．５９％のため、白色ＬＥＤ３１からは１００％の光量の光が出射されることになる。

同様に、紫ＬＥＤ３７の光量が１０２．６５％（（１００％−２．５８％）の逆数）となるように、紫ＬＥＤ３７を駆動する電流を電流Ｉ３から電流Ｉ４に変更する制御を行う。これにより、紫ＬＥＤ３７の劣化率が２．５８％のため、紫ＬＥＤ３７からは１００％の光量の光が出射されることになる。

以上のように、制御部２４は、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間経過する毎に、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の光量が１００％に補正する劣化補正処理を行う。

次に、このように構成された光源装置３の動作について説明する。

図６は、光源装置３の光源の劣化を補正する処理の流れの例を示すフローチャートである。この図６の処理は、制御部２４によって実行される。

まず、白色ＬＥＤ３１が点灯されているか否かが判定される（ステップＳ１）。本実施の形態では、通常観察モード及び狭帯域観察モードのいずれにおいても白色ＬＥＤ３１が点灯されるため、ステップＳ１の処理では、白色ＬＥＤ３１が点灯されているか否かを判定すればよい。白色ＬＥＤ３１が点灯されていないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。一方、白色ＬＥＤ３１が点灯されていると判定された場合、ＹＥＳとなり、通常観察モードか否かが判定される（ステップＳ２）。

通常観察モードと判定された場合、ＹＥＳとなり、白色ＬＥＤ３１の使用時間がカウントされ（ステップＳ３）、１秒経過したか否かが判定される（ステップＳ４）。１秒経過していないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。１秒経過したと判定された場合、白色ＬＥＤ３１のジャンクション温度が算定される（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ２において、通常観察モードでないと判定、即ち、狭帯域観察モードと判定された場合、ＮＯとなり、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の使用時間がカウントされ（ステップＳ６）、１秒経過したか否かが判定される（ステップＳ７）。１秒経過していないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。１秒経過したと判定された場合、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７のジャンクション温度が算定される（ステップＳ８）。ステップＳ３及びＳ４と、ステップＳ６及びＳ７とが白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の点灯時間を計測する点灯時間計測部を構成する。また、ステップＳ５とステップＳ８とが白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７のジャンクション温度を算定するジャンクション温度算定部を構成する。

ステップＳ５またはステップＳ８の処理が実行されると、ジャンクション温度範囲毎に使用時間がメモリ２４ａへ書き込まれ（ステップＳ９）、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間経過したか否かが判定される（ステップＳ１０）。白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間経過していないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。一方、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が３０００時間経過したと判定された場合、ＹＥＳとなり、劣化補正処理が実行済みか否かが判定される（ステップＳ１１）。劣化補正処理が実行済みでないと判定された場合、ＮＯとなり、劣化補正処理が実行され（ステップＳ１１）、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。

一方、劣化補正処理が実行済みと判定された場合、ＹＥＳとなり、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が６０００時間経過したか否かが判定される（ステップＳ１３）。白色ＬＥＤ３１の総使用時間が６０００時間経過していないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。一方、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が６０００時間経過したと判定された場合、ＹＥＳとなり、劣化補正処理（２回目）が実行され（ステップＳ１４）、処理を終了する。

ステップＳ１２の劣化補正処理及びステップＳ１４の劣化補正処理（２回目）は、上述したように、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７のジャンクション温度範囲毎の使用時間と図３の光量劣化特性とに基づき劣化率（劣化光量）をそれぞれ算出する劣化光量演算部と、算出した劣化率と、図５の電流光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を駆動する電流をそれぞれ制御（補正）する光源電力制御部とを構成する。

以上のように、光源装置３は、ジャンクション温度範囲毎に計測された白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の使用時間と、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化係数とに基づき、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率を算出する。そして、光源装置３は、算出された白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率と、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の電流光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を駆動する電流をそれぞれ制御するようにした。この結果、ジャンクション温度範囲毎に算出される正確な劣化率に応じて、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を駆動する電流をそれぞれ補正することができる。

よって、本実施の形態の光源装置によれば、ＬＥＤの光量を正確に補正することができる。

（変形例）
複数色、ここでは、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７とを備える光源装置３は、ジャンクション温度範囲等により、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７とで劣化率が異なる。そのため、図８に示すように、同じ点灯時間であっても、白色ＬＥＤ３１の光量と紫ＬＥＤ３７光量の劣化特性が異なる。また、光源装置３は、通常観察モード時には白色ＬＥＤ３１のみを点灯し、狭帯域観察モード時には白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７を点灯する。このように、光源装置３は、観察モードに応じて白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との点灯時間が異なってしまう。そのため、光源装置３を長時間使用すると、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との色バランスを一定に保つことができなくなる。

本変形例の光源装置３は、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上になった場合、色バランスを一定に保つための劣化補正処理を実行するようにしている。光源装置３の制御部２４は、この色バランスを一定に保つための劣化補正処理において、白色ＬＥＤ３１の劣化率を紫ＬＥＤ３７の劣化率に合わせるように補正する。本変形例の劣化補正処理では、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率（劣化光量）をそれぞれ算出し、算出した劣化率と、図５の劣化光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１の劣化率が紫ＬＥＤ３７の劣化率と同一になるように、白色ＬＥＤ３１を駆動する電流を補正する処理が実行される。

例えば、制御部２４は、白色ＬＥＤ３１を３０００時間使用したときの白色ＬＥＤ３１の劣化率が１０％で、紫ＬＥＤ３７の劣化率が３％の場合、白色ＬＥＤ３１の劣化率が３％になるように、白色ＬＥＤ３１を駆動する電流を補正する。なお、劣化補正処理は、白色ＬＥＤ３１の劣化率を紫ＬＥＤ３７の劣化率に合わせるように補正するが、紫ＬＥＤ３７の劣化率を白色ＬＥＤ３１の劣化率に合わせるように補正してもよい。

図７は、光源装置３の色バランスを補正する処理の流れの例を示すフローチャートである。なお、図６において、図７と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

ステップＳ１１において、劣化補正処理が実行済みでないと判定されると、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上か否かが判定される（ステップＳ２１）。白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上でないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。一方、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上であると判定された場合、ＹＥＳとなり、ステップＳ１２で劣化補正処理が実行され、処理がステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ１１において、劣化補正処理が実行済みと判定され、ステップＳ１３において、白色ＬＥＤ３１の総使用時間が６０００時間経過したと判定された場合、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上か否かが判定される（ステップＳ２２）。白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上でないと判定された場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻り同様の処理を繰り返す。一方、白色ＬＥＤ３１と紫ＬＥＤ３７との劣化率の差が５％以上であると判定された場合、ＹＥＳとなり、ステップＳ１４で劣化補正処理（２回目）が実行され、処理がステップＳ１に戻る。

なお、なお、ステップＳ１２の劣化補正処理及びステップＳ１４の劣化補正処理（２回目）では、上述したように、白色ＬＥＤ３１及び紫ＬＥＤ３７の劣化率（劣化光量）をそれぞれ算出し、算出した劣化率と、図５の電流光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１または紫ＬＥＤ３７を駆動する電流をいずれか一方のＬＥＤの劣化率と同一になるように補正する処理が実行される。

従来では、複数色のＬＥＤを備えた光源装置の色バランスを保つ場合、出射された光をフィードバックし、フィードバックした戻り光の光量を光センサで検出する。そして、光センサで検出された光量に基づき、複数色のＬＥＤのそれぞれを駆動する電流を制御して、色バランスを整えていた。このような従来の光源装置では、光源装置内の光センサを設ける必要があり、コストが増加していていた。

これに対し、変形例の光源装置３は、算出した劣化率と、図５の劣化光量特性とに基づき、白色ＬＥＤ３１または紫ＬＥＤ３７を駆動する電流をいずれか一方のＬＥＤの劣化率と同一になるように補正する。この結果、変形例の光源装置３は、光センサを設けることなく、色バランスを良好に保つことができるため、コストを低減することができる。

なお、本明細書におけるフローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１１年５月２６日に日本国に出願された特願２０１１−１１８１９８号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

点灯時間に伴って光量が劣化する半導体素子を持つ光源により構成される光源装置であって、
前記光源の点灯時間を計測する点灯時間計測部と、
前記光源のジャンクション温度を算定するジャンクション温度算定部と、
前記光源のジャンクション温度に基づく光量劣化特性を記憶する光量劣化特性記憶部と、
前記光源を駆動する電力と光量の特性を記憶する光源駆動特性記憶部と、
前記点灯時間計測部により計測された点灯時間と、前記ジャンクション温度算定部により算定されたジャンクション温度と、前記光量劣化特性記憶部に記憶されている光量劣化特性とに基づき、劣化光量を演算する劣化光量演算部と、
前記劣化光量演算部により演算された劣化光量と、前記光源駆動特性記憶部に記憶されている特性とに基づき、前記光源を駆動する電力を制御する光源電力制御部と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
前記光源装置は、複数の光源により構成され、
前記点灯時間計測部は、前記複数の光源のそれぞれの点灯時間を計測し、
前記ジャンクション温度算定部は、前記複数の光源のそれぞれのジャンクション温度を算定し、
前記光量劣化特性記憶部は、前記複数の光源のそれぞれのジャンクション温度に基づく光量劣化特性を記憶し、
光源駆動特性記憶部は、前記複数の光源のそれぞれを駆動する電力と光量の特性を記憶し、
劣化光量演算部は、前記点灯時間計測部により計測された前記複数の光源のそれぞれの点灯時間と、前記ジャンクション温度算定部により算定された前記複数の光源のそれぞれのジャンクション温度と、前記光量劣化特性記憶部に記憶されている前記複数の光源のそれぞれの光量劣化特性とに基づき、前記複数の光源のそれぞれの劣化光量を演算し、
前記光源電力制御は、前記劣化光量演算部により演算された前記複数の光源のそれぞれの劣化光量と、光源駆動特性記憶部に記憶されている前記複数の光源のそれぞれの特性とに基づき、前記複数の光源の色バランスを一定に保つように、前記複数の光源を駆動する電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。