JPWO2016103305A1 - Light source unit, light source device, and endoscope device - Google Patents
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Abstract
光源ユニット1は、第1の波長領域に含まれる多数の狭帯域光源から選択した複数のレーザ光源10A,10Bと、複数のレーザ光源10A,10Bから射出される光を結合して、1つの射出光として出力する光結合器11と、光結合器11から出力された射出光を出力する出力部14と、を備える。第1の波長領域は、第2の波長領域を含み第2の波長領域よりも広く、複数のレーザ光源10A,10Bは、入力する電流値を一定とした時に射出される光のピーク波長が、第2の波長領域の中心波長の長波長側および短波長側に位置するレーザ光源10A,10Bを各々少なくとも1個以上含み、光結合器11から出力される射出光の色味が、第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味範囲内に含まれるように選択される。The light source unit 1 combines a plurality of laser light sources 10A and 10B selected from a large number of narrow-band light sources included in the first wavelength region, and light emitted from the plurality of laser light sources 10A and 10B, and outputs one light. The optical coupler 11 which outputs as light, and the output part 14 which outputs the emitted light output from the optical coupler 11 are provided. The first wavelength region includes the second wavelength region and is wider than the second wavelength region, and the plurality of laser light sources 10A and 10B have a peak wavelength of light emitted when the input current value is constant, Each of the laser light sources 10A and 10B positioned on the long wavelength side and the short wavelength side of the center wavelength of the second wavelength region includes at least one laser light source, and the color of the emitted light output from the optical coupler 11 is the second It is selected so as to be included in a color range corresponding to narrowband light in the wavelength region.
Description
本発明は、光源ユニット、光源装置およびそれらを用いた内視鏡装置に関する。 The present invention relates to a light source unit, a light source device, and an endoscope apparatus using them.
近年、レーザなどの狭帯域光源の発光効率が向上し、照明から加工など様々なところで使用されるようになってきた。しかし、狭帯域光源で一般的に使用されているレーザを例にとると、同じ製品型式であっても、その波長帯域において固体差を生ずることがある。このため、例えば、ディスプレイ等で所望の色味が必要とされる用途では、同じ製品型式のレーザでも使用できるものと使用できないものが存在し、使用できないものは、無駄なコストになる。 In recent years, the luminous efficiency of narrow-band light sources such as lasers has improved, and it has come to be used in various places from illumination to processing. However, taking a laser generally used in a narrow band light source as an example, even if the product type is the same, there may be a solid difference in the wavelength band. For this reason, for example, in applications where a desired color tone is required for a display or the like, there are those that can be used even with lasers of the same product type and those that cannot be used, and those that cannot be used are useless costs.
このため、半導体発光素子(狭帯域光源)で、単体では発光波長が規定の波長範囲に収まらない半導体発光素子であっても使用できるように、複数の半導体素子を用いて規定の波長に対応する色味の光を生成する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、中心発光波長の互いに異なる複数の半導体発光素子の中心発光波長と発光光量の情報に基いて、予め用意した波長変更テーブルにより、複数の半導体発光素子の発光光量を個別に制御し、合波される光の中心波長を所定の波長に制御する内視鏡装置が記載されている。 For this reason, a semiconductor light emitting element (narrow band light source) can be used even if it is a semiconductor light emitting element whose emission wavelength does not fall within the specified wavelength range, and it corresponds to the specified wavelength using a plurality of semiconductor elements. Techniques for generating tinted light have been proposed (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the light emission amounts of the plurality of semiconductor light emitting elements are individually controlled by the wavelength change table prepared in advance based on the information on the center light emission wavelengths and the light emission amounts of the plurality of semiconductor light emitting elements having different center emission wavelengths. An endoscope apparatus that controls the center wavelength of light to be combined to a predetermined wavelength is described.
しかしながら、複数の狭帯域光源の一つ一つの発光光量を制御するには、狭帯域光源と同じ数の光量制御機構が必要となり、装置の大型化とコストの増加を招くことが懸念される。また、複数個の狭帯域光源の発光光量を調整し、規定の波長とするため、狭帯域光源の個数が増えるほど、多くの発光光量の解が存在することになり光源と光量の管理が難しくなる。さらに、一度選定した複数の狭帯域光源のうち、幾つかを交換する場合には、交換しない狭帯域光源を含めて、全ての狭帯域光源の発光光量の再調整が必要となる可能性があり、手間が掛かる。 However, in order to control the amount of light emitted from each of the plurality of narrow band light sources, the same number of light quantity control mechanisms as the narrow band light sources are required, which may increase the size and cost of the apparatus. In addition, the amount of light emitted from a plurality of narrow-band light sources is adjusted to a specified wavelength, and as the number of narrow-band light sources increases, there are more solutions for the amount of emitted light, making it difficult to manage the light source and light amount. Become. Furthermore, when replacing some of the narrowband light sources that have been selected once, it may be necessary to readjust the amount of light emitted from all narrowband light sources, including those that are not replaced. ,Take the trouble.
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、単体では所望の色味を実現できない狭帯域光源を含む複数の狭帯域光源を用いながら、単純な構成および管理方法で所望の色味範囲に含まれる光を射出することができる光源ユニット、光源装置およびそれらを用いた内視鏡装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention, which has been made by paying attention to these points, is to achieve a desired color with a simple configuration and management method while using a plurality of narrowband light sources including a narrowband light source that cannot achieve a desired color by itself. It is an object of the present invention to provide a light source unit, a light source device, and an endoscope device using them that can emit light included in a taste range.
上記目的を達成する光源ユニットの発明は、
第1の波長領域に含まれる多数の狭帯域光源から選択した複数の狭帯域光源と、
前記複数の狭帯域光源から射出される光を結合して、1つの射出光として出力する光結合部と、
前記光結合部から出力された射出光を出力する出力部と、
を備えた光源ユニットであって、
前記第1の波長領域は、第2の波長領域を含み該第2の波長領域よりも広く、前記複数の狭帯域光源は、入力する電流値を一定とした場合に射出される光のピーク波長が、前記第2の波長領域の中心波長の長波長側および短波長側に位置する狭帯域光源を各々少なくとも1個以上含み、前記光結合部から出力される射出光の色味が、前記第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味範囲内に含まれるように選択されることを特徴とするものである。The invention of the light source unit that achieves the above object is as follows:
A plurality of narrowband light sources selected from a number of narrowband light sources included in the first wavelength region;
An optical coupling unit that combines the light emitted from the plurality of narrow-band light sources and outputs the combined light;
An output unit for outputting the emitted light output from the optical coupling unit;
A light source unit comprising:
The first wavelength region includes a second wavelength region and is wider than the second wavelength region, and the plurality of narrow-band light sources has a peak wavelength of light emitted when an input current value is constant. Includes at least one narrow-band light source positioned on the long wavelength side and the short wavelength side of the center wavelength of the second wavelength region, respectively, and the color of the emitted light output from the optical coupling unit is It is selected so that it may be contained in the color range corresponding to the narrow-band light in 2 wavelength range.
さらに、前記複数の狭帯域光源は、該複数の前記狭帯域光源のピーク波長を該ピーク波長における前記狭帯域光源の光量で重みづけした平均値と、前記第2の波長領域の前記中心波長との差異が、前記第2の波長領域の波長範囲の1/2以下、さらに好ましくは1/4以下になるように選択されることが好ましい。 Further, the plurality of narrowband light sources includes an average value obtained by weighting a peak wavelength of the plurality of narrowband light sources by an amount of light of the narrowband light source at the peak wavelength, and the center wavelength of the second wavelength region. It is preferable that the difference is selected so as to be 1/2 or less, more preferably 1/4 or less of the wavelength range of the second wavelength region.
前記複数の狭帯域光源は、前記中心波長の長波長側にピーク波長を有する狭帯域光源と前記中心波長の短波長側にピーク波長を有する狭帯域光源とを、同数含むように構成することができる。 The plurality of narrowband light sources may be configured to include the same number of narrowband light sources having a peak wavelength on the long wavelength side of the center wavelength and narrowband light sources having a peak wavelength on the short wavelength side of the center wavelength. it can.
また、前記複数の狭帯域光源は、前記中心波長の長波長側にピーク波長を有する狭帯域光源と前記中心波長の短波長側にピーク波長を有する狭帯域光源とを、それぞれ1個ずつ含むように構成することができる。 Further, each of the plurality of narrow band light sources includes one narrow band light source having a peak wavelength on the long wavelength side of the center wavelength and one narrow band light source having a peak wavelength on the short wavelength side of the center wavelength. Can be configured.
さらに、前記複数の狭帯域光源は、入力する電流値を一定とした時に、射出される光のピーク波長が、何れも前記第2の波長領域内に含まれないように構成することができる。 Furthermore, the plurality of narrow-band light sources can be configured such that none of the peak wavelengths of the emitted light is included in the second wavelength region when the input current value is constant.
また、前記複数の狭帯域光源の温度をそれぞれ独立して検出する温度検出部と、前記複数の狭帯域光源のそれぞれの温度を制御する制御部と、前記複数の狭帯域光源のそれぞれの温度を前記制御部からの制御により調整する温度調整部とを含み、前記制御部は、前記温度検出部により検出した前記複数の狭帯域光源のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の狭帯域光源のそれぞれの温度を制御するようにしても良い。 A temperature detecting unit for detecting temperatures of the plurality of narrow band light sources independently; a control unit for controlling the temperatures of the plurality of narrow band light sources; and temperatures of the plurality of narrow band light sources. Each of the plurality of narrow band light sources based on the temperature of each of the plurality of narrow band light sources detected by the temperature detection unit. The temperature may be controlled.
さらに、上記目的を達成する光源装置の発明は、上記何れかの光源ユニットであって、前記第2の波長領域の前記中心波長を赤色の波長とする第1の光源ユニットと、前記第2の波長領域の前記中心波長を緑色の波長とする第2の光源ユニットと、前記第2の波長領域の前記中心波長を青色の波長とする第3の光源ユニットと、前記第1から第3の光源ユニットから射出される光を結合して1つの出力光とする光結合出力部とを備え、前記出力光として白色光を射出できるように構成したことを特徴とするものである。 Furthermore, the invention of the light source device that achieves the above object is any one of the above light source units, wherein the first light source unit having the center wavelength of the second wavelength region as a red wavelength, and the second light source unit A second light source unit having a green wavelength as the central wavelength in the wavelength region; a third light source unit having a blue wavelength as the central wavelength in the second wavelength region; and the first to third light sources. And an optical coupling output unit that combines the light emitted from the unit into one output light, and is configured to emit white light as the output light.
また、上記目的を達成する内視鏡装置の発明は、上記光源装置と、該光源装置から射出された白色光を導光して観察対象に照射し、該照射により得られた光を受光する受光部を備える挿入部と、前記受光部により得られた信号から画像を生成する画像処理部とを備えることを特徴とするものである。 Further, the invention of an endoscope apparatus that achieves the above object is to guide the white light emitted from the light source device and the light source device to irradiate the observation object, and receive the light obtained by the irradiation. An insertion unit including a light receiving unit and an image processing unit that generates an image from a signal obtained by the light receiving unit are provided.
なお、この出願で「色味」とは、色の見え方を意味するものである。比較的近い波長範囲にピーク光強度を有する複数の光を合波すると、合波された光の色味は、それぞれの光の波長を、ピーク光強度で重みづけして算術平均して得られる波長の光の色味に略等しくなる。 In this application, “color” means the appearance of color. When a plurality of lights having peak light intensities in a relatively close wavelength range are combined, the color of the combined light can be obtained by arithmetically averaging the wavelengths of each light by the peak light intensity. It becomes substantially equal to the color of light of wavelength.
本発明によれば、複数の狭帯域光源は、入力する電流値を所定の一定値とした場合に射出される光のピーク波長が、前記第2の波長領域の中心波長の長波長側および短波長側に位置する狭帯域光源を各々少なくとも1個以上含み、光結合部から出力される射出光の色味が、第2の波長領域に対応する色味範囲内に含まれるように選択されているので、単体では所望の色味を実現できない狭帯域光源を含む複数の狭帯域光源を用いながら、単純な構成および管理方法で所望の色味の範囲に含まれる光を射出することができる光源ユニット、光源装置およびそれらを用いた内視鏡装置を提供することができる。 According to the present invention, in the plurality of narrowband light sources, the peak wavelength of the light emitted when the input current value is a predetermined constant value is shorter than the longer wavelength side of the central wavelength of the second wavelength region. Each including at least one narrow-band light source positioned on the wavelength side, and the color of the emitted light output from the optical coupling unit is selected to be included in the color range corresponding to the second wavelength region Therefore, a light source that can emit light in a desired color range with a simple configuration and management method while using a plurality of narrow band light sources including a narrow band light source that cannot achieve a desired color by itself. A unit, a light source device, and an endoscope apparatus using them can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、第1実施の形態に係る光源ユニットのブロック図である。光源ユニット1は、狭帯域光源である2つのレーザ光源10A,10B、光結合器11(光結合部)および出力部14を備える。レーザ光源10A,10Bは、光結合器11とそれぞれファイバ12A,12Bで接続され、光結合器11と出力部14とは光ファイバ13で接続される。(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a light source unit according to the first embodiment. The
レーザ光源10A,10Bは、光源ユニット1で出力しようとする所望の波長に対して、調達可能な多数のレーザ光源から選択されたレーザ光源である。所望の波長に対して、調達可能なレーザの実際の波長は、特定の波長範囲内でバラツキを有している。以下において、この調達可能なレーザ光源のピーク波長の波長範囲のことを第1の波長領域と呼ぶ。第1の波長領域は、例えば、レーザ光源10A,10Bを供給するメーカの製品仕様値に規定されている。なお、狭帯域光源とは、通常観察に使用される光源よりも狭い帯域を有する、レーザやLED等の光源である。半導体レーザを用いた場合は、そのスペクトル幅は、約1〜数nmである。また、LEDを用いた場合は、そのスペクトル幅は、約数nmから数十nmである。
The laser light sources 10 </ b> A and 10 </ b> B are laser light sources selected from a number of laser light sources that can be procured for a desired wavelength to be output by the
レーザ光源10A,10Bの射出光は、それぞれ、光ファイバ12A,12Bに出力される。光結合器11は、光ファイバ12A,12Bを介して入力されるレーザ光源10A,10Bからのレーザ光を、光学損失が少なく合波することができる光結合器である。光結合器11としては、光ファイバ型の合波器などを用いることができる。レーザ光源10A,10Bから出力されたレーザ光が、光結合器11で結合された出力光は、光ファイバ13を介して出力部14から射出光として出力されるように構成される。出力部14は、光源ユニット1の外部への出力光の射出方法に応じて、適宜構成されている。例えば、外部の光ファイバへ射出光を接続する場合は、光ファイバと接続可能に構成される。なお、光ファイバ12A,12Bおよび光ファイバ13としては、マルチモードファイバを用いることができる。
Light emitted from the
次に、レーザ光源10A,10Bの選択方法について説明する。図2は、複数のレーザ光源の発光強度の波長分布と第1および第2の波長領域との関係を説明する図である。調達可能な多数のレーザ光源のうち、4つのレーザL1〜L4に一定値の電流を入力した時の発光強度の波長分布を図示している。図2において、第1の波長領域は上述のように調達可能なレーザ光源のピーク波長の波長領域である。また、λCは光源ユニット1の所望の波長である。さらに、第2の波長領域は、照明等の用途によって定められる所望のピーク波長の波長領域である。第2の波長領域は、所望の波長λCを中心波長として、長波長側および短波長側に広がりを有する。この第2の波長領域は、光源ユニット1の出力光の色味として許容されるピーク波長の範囲を示している。第2の波長領域は、第1の波長領域よりも狭く、第1の波長領域のレーザ光を射出する調達可能なレーザ光源の中には、そのピーク波長が第2の波長領域に属さないので、単体では使用できないレーザ光源が含まれる。Next, a method for selecting the
そこで、入力する電流値を一定とした場合に射出される光のピーク波長が、第2の波長領域の中心波長λCをまたぎ、短波長側のレーザL1と長波長側のレーザL4とを、それぞれレーザ光源10A,10Bとして選択する。これにより、レーザ光源10A,10Bからのレーザ光を合波して出力される射出光の色味が、第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味の範囲に含まれるようにすることができる。また、レーザL1,L4の少なくとも一方のピーク波長が第2の波長領域内に含まれない場合、単体では光源ユニット1に使用することのできなかったレーザを、他のレーザと組み合わせて光源ユニット1で使用できることとなる。Therefore, when the input current value is constant, the peak wavelength of the light emitted straddles the center wavelength λ C of the second wavelength region, and the short wavelength side laser L 1 and the long wavelength side laser L 4 Are selected as the
また、レーザ光源10A,10Bは、ピーク波長をピーク波長における光量で重みづけした平均値(以下「算術合波波長」と呼ぶ)と、中心波長λcとの差異が、第2の波長領域の波長範囲(すなわち、第2の波長領域の波長の上限値から下限値を引いた値)の1/2以下、更に好適には1/4以下となるように選択することが好ましい。例えば、図3に示すように、レーザ光源10A,10BとしてレーザL1とレーザL4とを選択し、中心波長λCと各々のピーク波長の差の絶対値は、Δλ1,Δλ4、各々のピーク波長の光量値は、LI1,LI4であるとする。また、算術合波波長λavは、中心波長λcよりもレーザL1のピーク波長寄り(短波長側)にあるとする。ここで、
LI1×(Δλ1−Δλav)=LI4(Δλ4+Δλav)
となる算術合波波長λavを算出したとき、λavとλcとの差Δλavを第2の波長領域の波長の幅の1/2、好適には1/4以下となるようにする。このようにすることによって、射出光の色味を所望の波長の光の色味に近づけることができる。さらに、Δλavの値は、小さいほど好ましい。Δλ1×LI1とΔλ4×LI4が、中心波長λCを挟んで両側において、ほぼ等しくなるように選択することによって、算術合波波長が、中心波長λcと略等しくなり、光結合器11で結合された射出光の色味が、より所望の波長の色味に近くなる。The
LI 1 × (Δλ 1 −Δλ av ) = LI 4 (Δλ 4 + Δλ av )
When the arithmetic combined wavelength λ av is calculated, the difference Δλ av between λ av and λ c is made ½ of the wavelength width of the second wavelength region, preferably ¼ or less. . By doing so, the color of the emitted light can be brought close to the color of the light having a desired wavelength. Furthermore, the smaller the value of Δλ av, the better. By selecting Δλ 1 × LI 1 and Δλ 4 × LI 4 to be approximately equal on both sides of the center wavelength λ C , the arithmetic combined wavelength becomes approximately equal to the center wavelength λ c, and optical coupling The color of the emitted light combined by the
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーザ光源10A,10Bは、入力する電流値を一定とした場合に射出される光のピーク波長が、第2の波長領域の中心波長λCの長波長側および短波長側に位置するレーザを各々少なくとも1個以上含み、光結合器11から出力される射出光の色味が、第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味範囲内に含まれるように選択されているので、単体では所望の色味を実現できないレーザL1,L4を含む複数の狭帯域光源を用いながら、所望の色味範囲に含まれる光を射出することができる光源ユニット1を提供することができる。また、本発明の光源ユニット1では、レーザ光源10A,10Bから所望の波長を得るための変換テーブルや、入力電流の制御を必要とせず、レーザ光源10A,10Bには所定の電流を印加すれば良い。したがって、装置構成および管理方法が単純であるという利点を有する。As described above, according to the present embodiment, the
また、複数の狭帯域光源10A,10Bを、該狭帯域光源10A,10Bのピーク波長をピーク波長における光源10A,10Bの光量で重みづけした平均値である算術合波波長λavと、第2の波長領域の前記中心波長λcとの差異が、前記第2の波長領域の波長範囲の1/2以下、特に1/4以下、になるように選択したので、射出光の色味をより所望の波長の色味に近くすることができる。特に、算術合波波長λavを中心波長λcと実質的に等しくするように選択すれば、ほぼ所望の波長の色味と同等の色味を得ることができる。An arithmetic combined wavelength λ av that is an average value obtained by weighting the narrow-
さらに、中心波長λCの長波長側にピーク波長を有するレーザ光源と、短波長側にピーク波長を有するレーザ光源とを同数、特にそれぞれ1個ずつ含むようにしたので、光源のコストを低減し、光源ユニット1の容積を小さくすることができる。Furthermore, the same number of laser light sources having a peak wavelength on the long wavelength side of the center wavelength λ C and one laser light source having a peak wavelength on the short wavelength side, in particular one each, reduce the cost of the light source. The volume of the
次に、本実施の形態の光源ユニット1をより具体的な例を用いて説明する。例えば、所望の色度を緑色の515nmとした場合、調達可能で且つ所望の色度に近い色度を有する狭帯域光源として、日亜化学工業株式会社製の半導体レーザNDG4216(発振波長510nm〜520nm)を使用する。この場合、所望の515nmと最も差がある波長510nm,520nmを持つレーザ光源の色度値は、それぞれ510nm(x:0.0189,y:0.75),520nm(x:0.075,y:0.835)となり、515nmの色度値(x:0.034,y:0.8)とは、最大でxで0.041,yで0.05の差が生じる。ここで、色度値の差の許容値として、例えば、白色パワーLEDの色度規定(ANSI C78.377 5700K白色)を引用すると、誤差範囲の許容値がxで0.0169,yで0.0373であり、上述の510nmおよび520nmの場合の差は許容値を超えている。したがって、許容値の範囲に入れるには、ND4216の仕様値である510nm〜520nmの波長領域内(第1の波長領域)から、更に狭い波長領域513nm〜517nm(第2の波長領域)の色味範囲内に含まれるように光源を選定するのが望ましい。
Next, the
ここで、レーザ光源10A,10Bとして選定する狭帯域光源としては、図4のように、所望波長の515nmを中心波長とし、長波長側と短波長側とでピーク波長と中心波長との差の絶対値(5nm)およびピーク波長の光量値(10mW)の乗算値が等しくなる組合せとなる、レーザL5(発振波長:510nm)とレーザL6(発振波長:520nm)とを選択する。この場合、図5のCIE(国際照明委員会)で規定された色度図(CIE1931)上での、所望の波長の光とレーザL5およびL6を合波した光の色度を図6に示す。ここで、図6は図5の破線部分を拡大して示している。レーザL5とレーザL6との射出光を合成した合成レーザの色度は、前記色度図上において点P2で表され、レーザL5とレーザL6を結ぶ直線上に位置する。表1に示すように、この合成レーザの色度値(x:0.044、y:0.792)は、点P1で表される所望の波長515nmの色度値(x:0.034、y:0.8)とほぼ等しい。Here, as the narrow-band light source selected as the
このように、ピーク波長510nmのレーザL5とピーク波長520nmのレーザL6とを、レーザ光源10A,10Bとして用い、射出される光を光結合器11で結合して出力部14から出力することによって、波長515nmの狭帯域光とほぼ等しい色味を有する射出光が得られる。Thus, the laser L 6 of the laser L 5 and the peak wavelength 520nm of
なお、光源ユニット1に含まれるレーザ光源の数は2つに限られず、3つ以上の狭帯域光源を設けることも可能である。その場合も、入力する電流値を一定とした時に射出される光のピーク波長が、第2の波長領域の中心波長λCの長波長側および短波長側に位置する狭帯域光源を各々少なくとも1個以上選択して、光結合器11から出力される射出光の色味が、第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味範囲内に含まれるようにすることによって、狭帯域光源を2つとするときと同様の効果が得られる。Note that the number of laser light sources included in the
また、中心波長λCの長波長側および/または短波長側に、複数の狭帯域光源を設ける場合においても、算術合波波長と中心波長λcとの差異を第2の波長領域の波長範囲の1/2、より好ましくは1/4以下とすることによって、射出光の色味をより所望の波長の色味に近くすることができる。Also, the long wavelength side and / or the short wavelength side of the center wavelength lambda C, in the case of providing a plurality of narrow-band light sources, the difference of the wavelength range of the second wavelength region of the arithmetic combining wavelength and the center wavelength lambda c By setting it to 1/2 of this, more preferably 1/4 or less, the color of the emitted light can be made closer to the color of the desired wavelength.
(第2実施の形態)
図7は、第2実施の形態に係る光源ユニットのブロック図である。光源ユニット1Aは、第1実施の形態における光源ユニット1の各レーザ光源10A,10Bに対して、それぞれ温度を検出する温度検出部20A,20Bと、レーザ光源10A,10Bの温度を調整する温度調整部30A,30Bとを設けるとともに、制御部40を設けたものである。(以下、これら温度検出部20A,20B、温度調整部30A,30Bおよび制御部40を含む構成を、「温度調整機構」とも呼ぶ。)(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram of a light source unit according to the second embodiment. The
温度検出部20A,20Bとしては、例えば、熱電対温度センサや半導体温度センサを使用することができる。また、温度調整部30A,30Bとしては、例えば、ペルチェ素子を用いることができる。制御部40は、温度検出部20A,20Bに、それぞれ接続線21A,21Bを介して電気的に接続されている。また、制御部40は、温度調整部30A,30Bに、接続線31A,31Bを介して電気的に接続されている。これによって、制御部40は、温度検出部20A,20Bにより検出したレーザ光源10A,10Bの温度に基づいて、レーザ光源10A,10Bの温度を所定の範囲内とするように制御する。その他の構成は、第1実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
As the
一般に、レーザ光源は、温度に依存して発振波長が変化するが、本実施の形態によれば、温度調整機構によりレーザ光源10A,10Bの温度変化が所定の範囲内に保たれるので、温度変化による発振波長の変化を抑制することができる。したがって、射出光の色味も一定に保つことができる。
In general, the oscillation wavelength of a laser light source varies depending on the temperature. However, according to this embodiment, the temperature adjustment mechanism maintains the temperature variation of the
(第3実施の形態)
図8は、第3実施の形態に係る光源装置のブロック図である。この光源装置50は、赤の色度を持つ光源ユニット51R(第1の光源ユニット)と、緑の色度を持つ光源ユニット51G(第2の光源ユニット)と、青の色度を持つ光源ユニット51B(第3の光源ユニット)と、各々の光源ユニット51R,51G,51Bから射出される光を結合して、1つの出力光とする光結合部52と、出力光を外部へ射出する出力部55とを備える。各光源ユニット51R,51G,51Bと光結合器52とは、それぞれ光ファイバ53R,53G,53Bによって接続される。また、光結合器52と出力部55との間は光ファイバ54によって接続されている。光結合出力部は、光結合器52と出力部55とを含んで構成される。(Third embodiment)
FIG. 8 is a block diagram of a light source device according to the third embodiment. The
光源ユニット51R,51G,51Bとしては、第1実施の形態に係る光源ユニット1と同様に構成される光源ユニットを用いる。それぞれの光源ユニット51R,51G,51Bは、所望の色味を有する射出光を射出するので、結合器52で結合され出力部55から出力される光を白色光とすることが容易である。
As the
なお、光源ユニット51R,51G,51Bとしては、温度調整機構を有する第2実施形態に係る光源ユニット1Aと同様に構成することも可能である。その場合、常時温度を制御することによって、安定した白色光を提供することができる。
The
(第4実施の形態)
図9は、第4実施の形態に係る内視鏡装置のブロック図である。この内視鏡装置100は、被検出物内に挿入して光源装置60と光源装置60からの照明光を観察対象に照射し画像信号を検出する挿入部70と、挿入部70で検出された画像信号を処理して画像を生成する画像処理装置80(画像処理部)と、画像処理装置80から出力される画像信号を表示するモニタ90とを含んで構成される。(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a block diagram of an endoscope apparatus according to the fourth embodiment. The endoscope apparatus 100 is inserted into an object to be detected, the
光源装置60は、第3実施の形態にかかる光源装置50を用いる。また、挿入部70は、光源装置60から射出された光を導光し、挿入部70の先端から観察対象に向けて射出するマルチモードの光ファイバである光ファイバ71、挿入部70の先端において観察対象からの光を2次元的に受光するCCD等の受光素子72(受光部)、および、受光素子72の電気信号を画像処理装置80に伝達するための信号線73を備える。
The
このような構成によって、光源装置50から射出された白色光は、挿入部70内の光ファイバ71を通り観察対象に照射される。この白色光が、観察対象によって反射、散乱された光は、受光素子72で検出され電気信号に変換され、信号線73を介して画像処理部80に伝達される。画像処理部80は、信号線73を介して受信した受光素子72の信号から画像を生成し、モニタ90の画面上に映し出すことができる。
With such a configuration, the white light emitted from the
本実施の形態の内視鏡装置100は、光源装置60として第3実施の形態に係る光源装置50を用いることにより、単体では波長にばらつきのあるレーザ光源を使用しながら、安定した白色光を用いて内視鏡観察を行うことができる。また、光源装置60の光源ユニットとして、第2実施の形態の光源ユニット1Aと同様に構成された光源ユニットを用いることもできる。その場合、温度調整機構を有しているので、光源装置60内部の発熱などによらず、安定した白色光が得られる。
The endoscope apparatus 100 according to the present embodiment uses the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、光源ユニットが生成する光の波長は、R,G,Bの波長に限られず、他の波長の光を生成するものであっても良い。また、第4実施の形態に係る光源装置は、R,G,Bの3つの波長に対応する光源ユニットを用いているが、4波長以上に対応する4つ以上の光源ユニットを設けても良い。また、光源装置は内視鏡用途に限られず、種々の照明用途に利用することができる。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the wavelength of light generated by the light source unit is not limited to the R, G, and B wavelengths, and may generate light of other wavelengths. In addition, the light source device according to the fourth embodiment uses a light source unit corresponding to three wavelengths of R, G, and B. However, four or more light source units corresponding to four or more wavelengths may be provided. . Further, the light source device is not limited to an endoscope application, and can be used for various illumination applications.
1 光源ユニット
10A,10B レーザ光源
11 光結合器
12A,12B 光ファイバ
13 光ファイバ
14 出力部
20A,20B 温度検出部
21A,21B 接続線
30A,30B 温度調整部
31A,31B 接続線
40 制御部
50 光源装置
51R,51G,51B 光源ユニット
52 光結合器
53R,53G,53B 光ファイバ
54 光ファイバ
55 出力部
60 光源装置
70 挿入部
71 光ファイバ
72 受光素子
73 信号線
80 画像処理装置
90 モニタ
100 内視鏡装置DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の狭帯域光源から射出される光を結合して、1つの射出光として出力する光結合部と、
前記光結合部から出力された射出光を出力する出力部と、
を備えた光源ユニットであって、
前記第1の波長領域は、第2の波長領域を含み該第2の波長領域よりも広く、前記複数の狭帯域光源は、入力する電流値を一定とした場合に射出される光のピーク波長が、前記第2の波長領域の中心波長の長波長側および短波長側に位置する狭帯域光源を各々少なくとも1個以上含み、前記光結合部から出力される射出光の色味が、前記第2の波長領域内の狭帯域光に対応する色味範囲内に含まれるように選択されることを特徴とする光源ユニット。A plurality of narrowband light sources selected from a number of narrowband light sources included in the first wavelength region;
An optical coupling unit that combines the light emitted from the plurality of narrow-band light sources and outputs the combined light;
An output unit for outputting the emitted light output from the optical coupling unit;
A light source unit comprising:
The first wavelength region includes a second wavelength region and is wider than the second wavelength region, and the plurality of narrow-band light sources has a peak wavelength of light emitted when an input current value is constant. Includes at least one narrow-band light source positioned on the long wavelength side and the short wavelength side of the center wavelength of the second wavelength region, respectively, and the color of the emitted light output from the optical coupling unit is The light source unit is selected so as to be included in a color range corresponding to narrowband light in the wavelength region of 2.
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