JPWO2016185647A1 - 光源装置、光源駆動方法、及び観察装置 - Google Patents

光源装置、光源駆動方法、及び観察装置 Download PDF

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Abstract

本技術の一形態に係る光源装置は、白色光源と、複数のレーザ光源と、検知部と、光源制御部とを具備する。前記白色光源は、白色光を出射する。前記複数のレーザ光源は、前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する。前記検知部は、前記白色光源及び前記複数のレーザ光源の各々の故障を検知可能である。前記光源制御部は、前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する。

Description

本技術は、光源装置、光源駆動方法、及び観察装置に関する。
近年、内視鏡装置や顕微鏡装置等の患者の術野を観察する観察装置の光源として、これまで広く用いられてきたランプ光源に代えて、レーザが用いられつつある。光源としてレーザを使用する利点としては、例えば、光源の電気光変換効率が高いために低消費電力化が期待できることや、波長帯域が狭いことから、血管などの組織の光吸収特性と組み合わせ、特定組織の強調観察がしやすくなること等が挙げられる。
例えば特許文献１には、特殊光光源として用いられる青紫色レーザ光源（４０５ＤＬ）と、白色照明光用光源として用いられる青色レーザ光源（４４５ＬＤ）とを備える内視鏡システムについて記載されている。特許文献１の図２に示されるように、青紫色レーザ光源及び青色レーザ光源の各々について、主灯（３３ａ及び３５ａ）と予備灯（３３ｂ及び３５ｂ）とがそれぞれ設けられる（特許文献１の明細書段落［００３９］等）。
特許文献１の明細書段落［０１２０］−［０１３６］及び図１０−図１２等には、いずれかのレーザ光源が故障により消灯した場合の制御方法について記載されている。特に白色照明光用光源である青色レーザ光源の主灯及び予備灯（３５ａ及び３５ｂ）の両方が故障した場合には、明るい照明光が得られないので、「直ぐにスコープを抜いて下さい」等の警告表示により、他に選択枝がないことが報知される。
特開２０１４−２４００２１号公報
上記のように搭載している光源が故障した場合でも、オペレータによる操作への影響を抑えることが可能な技術が求められている。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、光源の故障による影響を十分に抑えることが可能な光源装置、光源駆動方法、及び観察装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光源装置は、白色光源と、複数のレーザ光源と、検知部と、光源制御部とを具備する。
前記白色光源は、白色光を出射する。
前記複数のレーザ光源は、前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する。
前記検知部は、前記白色光源及び前記複数のレーザ光源の各々の故障を検知可能である。
前記光源制御部は、前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する。
この光源装置では、白色光の色温度を調整するために複数のレーザ光が出射される。白色光源の故障が検知された場合には、当該複数のレーザ光の強度比が制御される。これにより白色光源からの白色光の代わりに強度比が適宜制御された複数のレーザ光が出射される。この結果、白色光源の故障による影響を十分に抑えることが可能となる。
前記光源制御部は、前記複数のレーザ光源のいずれかの故障が検知された場合に、前記白色光源により前記白色光を出射させてもよい。
これによりレーザ光源の故障による影響を抑えることができる。
前記光源装置は、さらに、フィルタ部と、合成部とを具備してもよい。
前記フィルタ部は、記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分を減衰させる。
前記合成部は、前記フィルタ部により前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰された前記白色光と前記複数のレーザ光とを合成する。
これにより高い精度で白色光の色温度を調整することができる。
前記複数のレーザ光源は、第１のレーザ光源とこれと異なる第２のレーザ光源とを有してもよい。この場合、前記光源制御部は、前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に前記白色光源のみを駆動させ、前記第２のレーザ光源の故障が検知された場合に前記第１のレーザ光源と前記白色光源とを駆動させてもよい。
これにより第１及び第２のレーザ光源の各々の故障に応じた制御が可能となり、光源装置の操作性を向上させることが可能となる。
前記光源装置は、さらに、前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記白色光源により出射される前記白色光の光路から前記フィルタ部を外すことが可能なフィルタ駆動部を具備してもよい。
これにより第１のレーザ光源が故障した場合に、上記成分が減衰されない白色光を出射することができる。
前記白色光源は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。この場合、前記複数のレーザ光源は、前記第１のレーザ光源として青色レーザ光源を有し、前記第２のレーザ光源として赤色レーザ光源及び緑色レーザ光源を有してもよい。
これによりいずれの光源が故障した場合でも、白色光を出射することが可能となり、オペレータの操作への影響を十分に抑えることができる。
本技術の一形態に係る光源駆動方法は、白色光を出射する白色光源、及び前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する複数のレーザ光源の各々の故障を検知することを含む。
前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比が制御される。
前記光源駆動方法は、さらに、前記白色光源、及び前記複数のレーザ光源のいずれの故障も検知されない場合に、前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰された前記白色光である減衰白色光と前記複数のレーザ光とを合成して出射することを含んでもよい。
前記光源駆動方法は、さらに、前記複数のレーザ光源のうちの第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記白色光源のみを駆動させること、及び前記複数のレーザ光源のうちの前記第１のレーザ光源と異なる第２のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記減衰白色光と前記第１のレーザ光源により出射されるレーザ光とを合成して出射することを含んでもよい。
前記光源駆動方法は、さらに、前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分を減衰させるフィルタ部を、前記白色光源により出射される前記白色光の光路から外すことを含んでもよい。
本技術の一形態に係る観察装置は、前記光源装置と、照射部とを具備する。
前記照射部は、前記光源装置から出射された光を観察対象となる領域に照射する。
以上のように、本技術によれば、光源の故障による影響を十分に抑えることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
第１実施形態に係る内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示す光源部の具体的な構成例を示す概略図である。 第１の光出射部から出射される白色光のスペクトルの一例を示すグラフである。 第２の光出射部から出射されるレーザ合波光のスペクトルの一例を示すグラフである。 ダイクロイックミラー（フィルタ部）の反射特性の一例を示すグラフである。 ダイクロイックミラー（フィルタ部）により反射された白色光のスペクトルの一例を示すグラフである。 合波白色光のスペクトルの一例を示すグラフである。 各光源が故障した場合の制御の一例を示すフローチャートである。 故障していない残りの光源から出力される光の強度比の一例を示す表である。 減衰白色光と青色レーザ光とが合波された光のスペクトルの一例を示すグラフである。 第２の実施形態に係る光源装置の構成例を示す概略図である。
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
［内視鏡装置］
図１は、本技術の第１実施形態に係る観察装置である内視鏡装置の構成例を示すブロック図である。内視鏡装置１００は、挿入部１０と、操作部２０と、本体部３０とを有する。
挿入部１０は、体腔内に挿入される部分であり、可撓性を有する。挿入部１０の先端部１１には、観察対象となる領域（被観察領域）に照射される照明光の照射口１２が設けられる。また先端部１１には、被観察領域の画像情報を取得するために、対物レンズユニット１３及び撮像素子１４が配置される。撮像素子１４として、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等が用いられる。
操作部２０は、挿入部１０の基端に接続される。操作部２０には、各種のスイッチ２１やアングルノブ２２等が配置される。例えばスイッチ２１を操作することで、図示しない供給口を介して、空気や水等が被観察領域に供給される。またアングルノブ２２を操作することで、先端部１１に設けられた湾曲機構が動作し、先端部１１が任意の方向や任意の角度に湾曲される。操作部２０に、鉗子や電極等の処置具が挿入される鉗子口等が設けられてもよい。
本体部３０は、システムコントローラ３１と、画像処理部３２と、本技術に係る光源装置４０とを有する。システムコントローラ３１は、内視鏡装置１００のシステム全体を統括的に制御する。例えばシステムコントローラ３１は、光源装置４０に所定の照明光の出射を指示し、これと同期して撮像素子１４に被観察領域の画像情報を取得させる。
また図１に示すように、システムコントローラ３１には、図示しない出入力インタフェースを介して入力装置７０が接続される。入力装置７０は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等のオペレータが操作するデバイスである。システムコントローラ３１は、入力装置７０を介して入力された操作に応じた処理を実行する。
システムコントローラ３１は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を有し、ＣＰＵがＲＯＭに予め記録されている制御用プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、システム全体を制御する。システムコントローラ３１の構成は限定されず、任意のハードウェア及びソフトウェアが用いられてよい。例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデバイスが用いられてよい。
画像処理部３２は、撮像素子１４から出力される画像情報に対して色補間やガンマ補正等の種々の画像処理を実行する。画像処理部３２により処理された画像情報は、本体部３０に接続された表示装置８０に出力される。表示装置８０は、例えば液晶、ＥＬ（Electro-Luminescence）等を用いた表示デバイスである。
［光源装置］
光源装置４０は、光源部４１と、制御部４２と、光検出部４３とを有する。光源部４１は、白色光源としての白色ＬＥＤ４４と、複数のレーザ光源（ＬＤ）４５とを有する。本実施形態では、複数のレーザ光源４５として、赤色レーザ光源４５Ｒ、緑色レーザ光源４５Ｇ、及び青色レーザ光源４５Ｂが配置される。なお白色光源としてキセノンランプやハロゲンランプ等の他の光源が用いられる場合でも、本技術は適用可能である。
白色ＬＥＤ４４及び複数のレーザ光源４５から出射される光は、合波光学系５３（図２参照）により合波されて、光源部４１に接続されたライトガイド（光ファイバ）４６に出射される。そしてライドガイド４６を通じて、挿入部１０の先端部１１に設けられた照明口１２に導かれる。ライトガイド４６及び照射口１２は、本実施形態において照射部として機能する。なお光源部４１の詳細は、図２を参照しながら後述する。
光検出部４３は、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５から出射される光の強度を検出可能である。検出された光の強度は、制御部４２にフィードバックされる。光検出部４３についても図２を参照しながら後述する。
制御部４２は、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５の動作の開始及び停止を制御するとともに、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５の出力（光出力）を制御する。具体的には制御部４２により、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５に入力される電流量が制御される。制御部４２により所定の電流値が設定され、当該設定値に基づいて、図示しない駆動回路により、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５の各々に電流が印加される。
また制御部４２は、光検出部４３によりフィードバックされる各出射光の強度をもとに、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５の各々について、ＡＰＣ（Automatic Power Control：光出力自動制御）等を実行可能である。またフィードバック結果をもとに、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５の各々の故障を検知することができる。
制御部４２としては、例えばＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）、Ｉ／Ｏ（Input/Output）等が１チップに収められたマイクロプロセッサ等が用いられる。上記したＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のデバイスが用いられてもよい。制御部４２は、本実施形態において、光源制御部、検知部として機能し、これらの動作については後述する。
図２は、図１に示す光源部４１の具体的な構成例を示す概略図である。光源部４１は、第１の光出射部５１、第２の光出射部５２、合波光学系５３、フィルタ部としてのダイクロイックミラー５４、及びミラー移動機構５５を有する。
第１の光出射部５１には、白色ＬＥＤ４４が配置される。また第１の光出射部５１には、コリメート光学系５６と、ハーフミラー５７とが配置される。コリメート光学系５６は、白色ＬＥＤ４４により出射される白色光Ｗ１を略平行化する。ハーフミラー５７は、略平行化された白色光Ｗ１を分波する。本実施形態では、ハーフミラー５７を透過する白色光Ｗ１が、後段のダイクロイックミラー５４に向けて出射される。
図３は、第１の光出射部５１から出射される白色光Ｗ１のスペクトルの一例を示すグラフである。当該グラフに示すように、白色光Ｗ１は、広波長帯域の光となる。
第２の光出射部５２には、赤色レーザ光源４５Ｒ、緑色レーザ光源４５Ｇ、及び青色レーザ光源４５Ｂが配置される。また第２の光出射部５２には、３つのハーフミラー５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂと、３つのダイクロイックミラー５９Ｒ、５９Ｇ、５９Ｂとが配置される。ハーフミラー５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂは、各レーザ光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂから出射されるレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ分波する。
ダイクロイックミラー５９Ｒは、赤色レーザ光源４５Ｒにより出射される赤色レーザ光Ｒに対応する波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー５９Ｇは、緑色レーザ光源４５Ｇにより出射される緑色レーザ光Ｇに対応する波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー５９Ｂは、青色レーザ光源４５Ｂにより出射される青色レーザ光Ｂに対応する波長帯域の光を反射する。
図２に示すように、ダイクロイックミラー５９Ｒ、５９Ｇ、５９Ｂにより、各レーザ光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂにより出射され、ハーフミラー５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂを透過するレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂが合波される。当該合波光（以下、レーザ合波光と記載する）Ｌは、後段の合波光学系５３に向けて出射される。
図４は、第２の光出射部５２から出射されるレーザ合波光Ｌのスペクトルの一例を示すグラフである。本実施形態では、中心波長が約６３８ｎｍの赤色レーザ光Ｒ、中心波長が約５３２ｎｍの緑色レーザ光Ｇ、及び中心波長が約４５０ｎｍの青色レーザ光Ｂが出射される。なお各色のレーザ光の中心波長は限定されない。各色のレーザ光の強度（グラフ内のRelative Intensity）は、制御部４２によりそれぞれ独立に制御可能である。
合波光学系５３は、結合光学系６１、光ファイバ６２、第１及び第２のコリメート光学系６３及び６４、拡散部材６５、及びコンデンサ光学系６６を有する。結合光学系６１は、第２の光出射部５２から出射されたレーザ合波光Ｌを、光ファイバ６２の入射端に光結合させる。
光ファイバ６２は、入射するレーザ合波光Ｌを、第１のコリメート光学系６３に導く。光ファイバ６２の出射光は回転対称なビームとなる。従って光ファイバ６２により導かれたレーザ合波光Ｌは、その面内での輝度分布が一様化される。
第１のコリメート光学系６３は、光ファイバ６２から出射されたレーザ合波光Ｌを略平行化する。これにより後段に設けられた拡散部材６５において、レーザ合波光Ｌの拡散状態を容易に制御することが可能となる。
拡散部材６５は、略平行化されたレーザ合波光Ｌを拡散させることにより、２次光源を構成する。光ファイバ６２から出射される光の角度は、各レーザ光によりバラツキがあるのが一般的だが、拡散部材６５を通すことにより、これらの発散角が統一される。この結果、レーザ合波光Ｌの照射時の色むらが低減される。
第２のコリメート光学系６４は、拡散部材６５により拡散されたレーザ合波光Ｌを略平行化し、後段に配置される、ダイクロイックミラー５４に向けて出射する。コンデンサ光学系６６は、ダイクロイックミラー５４から出射される光（後述する減衰白色光Ｗ２及びレーザ合波光Ｌが合波された合波白色光Ｗ３）をライトガイド４６の入射端に結像させる。
上記した各光学系及び光学部材の具体的な構成は、限定されない。例えば複数の光学部材等が適宜用いられて、上記で説明した光学系等が実現されてもよい。
フィルタ部として機能するダイクロイックミラー５４は、第１の光出射部５１から出射される白色光Ｗ１の光路上であり、合波光学系５３の第２のコリメート光学系６４及びコンデンサ光学系６６の間に配置される。ダイクロイックミラー５４は、第１の光出射部５１から出射される白色光Ｗ１をコンデンサ光学系６６に向けて反射する。またダイクロイックミラー５４は、第２の光出射部５２から出射されるレーザ合波光Ｌをコンデンサ光学系６６に向けて透過させる。
図５は、ダイクロイックミラー５４の反射特性の一例を示すグラフである。当該グラフに示すように、ダイクロイックミラー５４は、白色光Ｗ１の波長帯域の大部分を反射するとともに、第２の光出射部５２から出射されるＲＧＢの各レーザ光の各々に対応する波長帯域の光を透過させる。すなわち本実施形態では、ダイクロイックミラー５４は、赤色レーザ光Ｒの中心波長である約６３８ｎｍを含む所定の幅の波長帯域の光と、緑色レーザ光Ｇの中心波長である約５３２ｎｍを含む所定の幅の波長帯域の光と、青色レーザ光Ｂの中心波長である約４５０ｎｍを含む所定の幅の波長帯域の光とを透過させる。
図６は、ダイクロイックミラー５４により反射された白色光Ｗ１のスペクトルの一例を示すグラフである。当該グラフに示すように、ダイクロイックミラー５４により反射された白色光Ｗ１は、第２の光出射部５２から出射されるＲＧＢの各レーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰されたものとなっている。以下、この光を減衰白色光Ｗ２と記載する。
従ってダイクロイックミラー５４は、第１の光出射部５１から出射される白色光Ｗ１から第２の光出射部５２から出射されるＲＧＢの各レーザ光に対応する波長帯域の光の成分を減衰又は除去する機能を有する。またダイクロイックミラー５４は、各レーザ光に対応する波長帯域の光の成分が減衰又は除去された減衰白色光Ｗ２と、第２の光出射部５２から出射されるＲＧＢの各レーザ光（レーザ合波光Ｌ）を合波する機能を有する。以下、減衰白色光Ｗ２とレーザ合波光Ｌとが合波された光を、合波白色光Ｗ３と記載する。
本実施形態では、互いに配置関係が定められた合波光学系５３及びダイクロイックミラー５４により合成部が構成される。あるいはダイクロイックミラー５４に対して適宜配置された合波光学系５３を合成部とみることもできる。
図７は、合波白色光Ｗ３のスペクトルの一例を示すグラフである。当該グラフに示すように、合波白色光Ｗ３は、ＲＧＢの各レーザ光のみならず、その間の波長帯域の光を含む、広波長帯域の光となる。その結果、合波白色光Ｗ３のスペクトルを、図３に示す白色光Ｗ１や、ハロゲンランプ等から出射される白色光のスペクトルに近づけることができる。
またＲＧＢの各レーザ光の出力をそれぞれ制御することで、合成白色光Ｗ３の色温度を容易に調整することが可能である。例えば白色光Ｗ１に各レーザ光Ｒ，Ｇ、Ｂが合波される場合でも、各レーザ光の出力を制御することで色温度の調整は可能である。一方、本実施形態のように、ダイクロイックミラー５４により反射された減衰白色光Ｗ２に各レーザ光を合波させる場合には、レーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂの各々の出力を制御することにより、高い精度で色温度の調整が可能となる。
すなわち本実施形態に係るＲＧＢの各レーザ光は、白色ＬＥＤ４４により出射される白色光Ｗ１の色温度を調整可能な複数のレーザ光として用いることができる。もちろん色温度の調整以外を目的として、各レーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂが出射される場合もあり得る。
また図２に示す合波光学系５３の各光学部材の特性や配置位置等を適宜設定することで、２次光源を構成する拡散部材６５の像の大きさを、ライトガイド４６の入射端の直径と略同一に設定することができる。これにより例えば患者の体腔内の被観察領域に、ライトガイド４６を介して合波白色光Ｌ３を出射する際の、スペックルノイズの発生を十分に低減させることができる。
ミラー移動機構５５は、白色光Ｗ１の光路からダイクロイックミラー５４を外し、代わりに全反射ミラー６７を配置する。ミラー移動機構５５については、後に詳しく説明する。
図２に示すように、第１の光出射部５１には、光検出器６８が配置される。光検出器６８は、ハーフミラー５７により分波された白色光Ｗ１を受光し、その強度を検出する。
第２の光出射部５２には、各レーザ光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂの各々に対応して、光検出器６９Ｒ、６９Ｇ、６９Ｂが配置される。光検出器６９Ｒ、６９Ｇ、６９Ｂは、ハーフミラー５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂにより分波されたレーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂの強度をそれぞれ検出する。これら光検出器として、例えばフォトダイオード等の周知のデバイスが用いられてよい。
光検出器６８、６９Ｒ、６９Ｇ、６９Ｂにより、図１に示す光検出部４３が構成される。なお第２の光出射部５２から出射されるレーザ合波光Ｌをハーフミラー等により分波し、その光をＲＧＢの３色の光に分けて、各々の強度が検出されてもよい。その他、白色光Ｗ１及び各レーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂの強度を検出するために、任意の構成及び方法が用いられてよい。
［光源の故障時の動作］
白色ＬＥＤ４４及び複数のレーザ光源Ｒ、Ｇ、Ｂの各々が故障した場合の動作について説明する。図８は、各光源が故障した場合の制御の一例を示すフローチャートである。図９は、故障していない残りの光源から出力される光の強度比の一例を示す表である。
検知部として機能する制御部４２により、光検出部４３からのフィードバック結果をもとに、白色ＬＥＤ４４の故障の有無が判定される（ステップ１０１）。例えば制御部４２のメモリに、最低限期待できる光強度が故障判定基準値として記憶される。制御部４２は、当該故障判定基準値と光検出部４３により検出された光強度とを比較する。そして検出値が故障判定基準値を下回った場合に、白色ＬＥＤ４４の故障を検知し、故障が発生したと判定する。
故障を検知する方法は限定されず、例えば白色ＬＥＤ４４に印加される電流値や電圧値がモニタされ、そのモニタ結果が通常の値と異なる場合等に、故障が発生したと判定されてもよい。その他、任意の技術が用いられてよい。
白色ＬＥＤ４４が故障したと判定された場合（ステップ１０１のＹｅｓ）、光源制御部として機能する制御部４２により、白色ＬＥＤ４４用の駆動回路が停止される（ステップ１０２）。また駆動電流の制御により、各レーザ光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂの出力比が制御される。なお光源の出力比は、光源から出力される光の強度比に対応する。
図９Ａは、Ｄ６５モードにおける白色光Ｗ１及び各レーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂの強度比の一例を示す強度比表である。図９Ｂは、Ｄ５０モードにおける白色光Ｗ１及び各レーザ光Ｒ、Ｇ、Ｂの強度比の一例を示す強度比表である。
Ｄ６５モードとは、Ｄ６５標準光源による白色光を基準として、この白色光の色温度と略等しい色温度の白色光を、被観察領域に照射するモードである。Ｄ５０モードとは、Ｄ５０標準光源による白色光を基準として、この白色光の色温度と略等しい色温度の白色光を、被観察領域に照射するモードである。各モードは、例えば図１に示す入力装置７０を介したオペレータの入力により選択される。
図９Ａに示すように、Ｄ６５モードが選択される場合には、白色ＬＥＤ４４の故障時に、ＲＧＢの各レーザ光の強度比が以下となるように、各レーザ光源４５の出力が制御される。
Ｒレーザ光：Ｇレーザ光：Ｂレーザ光＝２．７５：１．７４：１
図９Ｂに示すように、Ｄ５０モードが選択される場合には、白色ＬＥＤ４４の故障時に、ＲＧＢの各レーザ光の強度比が以下となるように、各レーザ光源４５の出力が制御される。
Ｒレーザ光：Ｇレーザ光：Ｂレーザ光＝４．０８：２．２４：１
すなわち本実施形態では、白色ＬＥＤ４４の故障が検知された場合に、ＲＧＢの各レーザ光の強度比が制御される。そして白色ＬＥＤ４４からの白色光Ｗ１の代わりに、各モードに応じた白色光（レーザ合波光Ｌ）が出射される。もちろんＤ６５モード及びＤ５０モードの色温度の白色光に限定されるわけではない。
これにより上記特許文献１のスコープを引き抜くために特殊光光源を点灯させる制御と比べて、術野の観察、検査、診断等をそのまま継続することができる。そして観察等の終了時、あるいは適当なタイミングにて、挿入部１０を体腔内から安全に引き抜くことができる。この結果、白色ＬＥＤ４４の故障による、オペレータの操作への影響を十分に抑えることが可能となる。
例えば白色ＬＥＤ４４が故障する度に挿入部１０を引き抜かなければならないとすると、患者への負担は非常に大きいものとなる。本実施形態では、ＲＧＢのレーザ光の強度比を調整して観察等を継続することができるので、患者の負担を大幅に軽減することができる。
またＲＧＢのレーザ光の強度比が調整されてモードに応じた白色光が照射されるので、撮像素子１４にて得られた観察画像に対して特別な画像処理が不要となる。例えば白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５のいずれもが故障していない場合に、観察画像に対して所定の画像処理が実行されているとする。その状態で白色ＬＥＤ４４が故障した場合に、特許文献１に記載のような特殊光源が用いられる場合には、観察画像に対する画像処理のモードを変更する必要がある。
これに対して本実施形態では、画像処理のモード変更が不要となり、システムコントローラ３１や図示しないビデオプロセッサにかかる負荷を軽減することができる。また白色ＬＥＤ４４が故障した場合に、画像処理モードの変更により観察画像の表示が遅延してしまうといったことも生じない。
ステップ１０１で白色ＬＥＤ４４の故障が検知されない場合には（Ｎｏ）、赤色レーザ光源４５Ｒ又は緑色レーザ光源４５Ｇが故障したか否か判定される（ステップ１０４）。すなわち赤色レーザ光源４５Ｒ及び緑色レーザ光源４５Ｇのいずれかが故障したか否か判定される。なおＲＧＢの各レーザ光源４５の故障の検知は、上記した白色ＬＥＤ４４の故障の検知と同様に実行される。
赤色レーザ光源４５Ｒ又は緑色レーザ光源４５Ｇのいずれかが故障したと判定された場合（ステップ１０４のＹｅｓ）、赤色レーザ光源４５Ｒ及び緑色レーザ光源４５Ｇの両方の駆動回路が停止される（ステップ１０５）。そして青色レーザ光源４５Ｂ及び白色ＬＥＤ４４の出力比が制御される。
図９Ａに示すように、Ｄ６５モードが選択される場合には、青色レーザ光Ｂ及び白色光Ｗ１の強度比が以下となるように、青色レーザ光源４５Ｂ及び白色ＬＥＤ４４の出力が制御される。
Ｂレーザ光：白色光Ｗ＝０．１３：１
図９Ｂに示すように、Ｄ５０モードが選択される場合には、青色レーザ光Ｂ及び白色光Ｗ１の強度比が以下となるように、青色レーザ光源４５Ｂ及び白色ＬＥＤ４４の出力が制御される。
Ｂレーザ光：白色光Ｗ＝０．０４：１
図１０は、ダイクロイックミラー５４により反射された減衰白色光Ｗ２と青色レーザ光Ｂとが合波された光（以下、第２の合波白色光と記載する）のスペクトルの一例を示すグラフである。なおこのグラフでは、縦軸の光束として放射束（ワット）が用いられている。
図６に示すように、本実施形態に係る減衰白色光Ｗ２は、黄味がかかった色の光となる。従って図１０に示すように、減衰白色光Ｗ２に青色レーザ光Ｂを合波することで、各モードに応じた白色光（第２の合波白色光）を出射することが可能となる。この結果、赤色レーザ光源４５Ｒ又は緑色レーザ光源４５Ｇのいずれかが故障した場合でも、その影響を十分に抑えることができる。また上記したＲＧＢの各レーザ光により白色光を生成する場合と同様な効果を発揮することができる。
ステップ１０４で赤色レーザ光源４５Ｒ及び緑色レーザ光源４５Ｇのいずれの故障も検知されない場合には（Ｎｏ）、青色レーザ光源４５Ｂの故障の有無か判定される（ステップ１０７）。青色レーザ光源４５Ｂの故障が検知された場合（ステップ１０７のＹｅｓ）、ＲＧＢの各レーザ光源４５用の全ての駆動回路が停止される（ステップ１０８）。すなわち白色ＬＥＤ４４のみが駆動される。
そして図２に示すミラー移動機構５５により、フィルタ部として機能する合波用のダイクロイックミラー５４が白色光Ｗ１の光路から外され、代わりに全反射ミラー６７が配置される。すなわち白色光Ｗ１の光路上に配置されたダイクロイックミラー５４が、全反射ミラー６７に切り替えられる（ステップ１０９）。
全反射ミラー６７は、白色光Ｗ１に含まれる全波長帯域の光を反射する。従って図３に示すスペクトルを有する白色光Ｗ１が、ライトガイド４６の入射端に向けて反射される。そして白色Ｗ１は、ライトガイド６を介して被観察領域に照射される。この結果、青色レーザ光源４５Ｂが故障した場合でも、その影響を十分に抑えることができる。
またＤ６５モード及びＤ５０モード等に応じた白色光、あるいは色温度が調整された白色光を照射することは難しくなるが、その点をのぞいて、観察等の継続、挿入部を安全に引き抜くこと、患者の負担の軽減、画像処理等にかかる負荷の軽減等、上記で説明した効果を発揮することができる。
ダイクロイックミラー５４から全反射ミラー６７への切り替えは、例えば制御部４２により自動的に実行される。この場合、制御部４２及びミラー移動機構５５は、本実施形態に係るフィルタ駆動部に相当する。一方で、ミラー移動機構５５がレバー等を有し、オペレータが当該レバー等を操作することで、手動によりミラーの切り替えが実行されてもよい。この場合、ミラー移動機構５５が、本実施形態に係るフィルタ駆動部に相当する。ミラーの切り替えが手動で行われる場合、青色レーザ光源４５Ｂの故障の検知に応じて、レバー操作を促す旨のＧＵＩ等が表示装置８０や図示しない操作パネル等に表示されてもよい。
なお白色光Ｗ１の光路からダイクロイックミラー５４を外すという事は、光路上からダイクロイックミラー５４を移動させる場合に限定されず、ダイクロイックミラー５４の位置はそのままで、白色光Ｗ１の光路自体を移動させる場合も含む。例えばダイクロイックミラー５４の前方に全反射ミラー６７が配置される場合等も、本技術に係るフィルタ駆動部の動作として有り得る。
ステップ１０７で青色レーザ光源４５Ｂの故障が検知されない場合には（Ｎｏ）、故障はなしとして、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５による通常の白色光Ｗ３の照射が実行される。
本実施形態では、青色レーザ光源４５Ｂが第１のレーザ光源に相当する。また赤色レーザ光源４５Ｒ及び緑色レーザ光源４５Ｇが第２のレーザ光源に相当する。すなわち第１のレーザ光源は、自身が故障した場合には、複数のレーザ光源の全ての駆動が停止され、白色光源のみが駆動される光源である。また第２のレーザ光源は、自身が故障した場合に、自身及び他の第２のレーザ光源の駆動が停止され、第１のレーザ光源と白色光源とが駆動される光源である。このようにレーザ光源の種類に応じて故障時の制御を変更することで、各レーザ光源の故障に応じた細かな対応が可能となり、操作性を向上させることができる。
複数のレーザ光源のうちいずれのレーザ光源を第１のレーザ光源とするか、また第２のレーザ光源とするかは適宜設定されてよい。例えば白色光源から出射される白色光Ｗ１のスペクトル、フィルタ部の減衰特性（フィルタリングされた減衰白色光Ｗ２のスペクトル）等をもとに、適宜設定可能である。典型的には、減衰白色光Ｗ２と合波することで所望の白色光が得られるレーザ光を出射するレーザ光源が、第１のレーザ光源として設定される。その他のレーザ光源が第２のレーザ光源として設定される。所望の白色光とは、例えばある程度色味がかかった、純粋に白色ではない光も含まれ得る。
以上、本実施形態では、白色ＬＥＤ４４及び各レーザ光源４５のうちのいずれの光源が故障した場合でも、被観察領域に白色の光を照射することが可能となり、オペレータの操作への影響を十分に抑えることができる。
＜第２の実施形態＞
図１１は、第２の実施形態に係る光源装置の構成例を示す概略図である。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した光源装置４０における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
本実施形態に係る光源装置が有する光源部２４１は、フィルタ部として機能するダイクロイックミラー２５４として、第１の実施形態のダイクロイックミラー５４と特性が逆となるものが用いられる。すなわち本実施形態に係るダイクロイックミラー２５４は、透過特性が、図５に例示されるグラフとなるように設計されている。
従ってダイクロイックミラー２５４は、白色光Ｗ１の波長帯域の大部分を透過させるとともに、第２の光出射部２５２から出射されるＲＧＢの各レーザ光の各々に対応する波長帯域の光を反射する。図１１に示すように、ダイクロイックミラー２５４を透過する減衰白色光Ｗ２及びダイクロイックミラー２５４により反射されたレーザ合波光Ｌが合波され、その合波白色光Ｗ３がライトガイド２４６の入射端に出射される。
本光源装置において、青色レーザ光源２４５Ｂの故障が検知された場合には（図８のステップ１０７のＹｅｓに相当）、ＲＧＢの各レーザ光源２４５用の全ての駆動回路が停止される。そしてミラー移動機構２５５により、ダイクロイックミラー２５４が白色光Ｗ１の光路から外される。
すなわち第１の実施形態のようにミラーの切り替えを行うことなく、単にダイクロイックミラー２５４を取り外すことで、白色ＬＥＤ２４４からの白色光Ｗ１をライトガイド２４６に入射させることができる。この結果、ミラー移動機構２５５の構成を簡素にすることができ、装置の小型化を図ることができる。なおダイクロイックミラー２５４の取り外しは、自動及び手動のいずれにより実行されてもよい。
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
上記で説明した合波白色光を照射するモードを通常観察モードとして、この通常観察モードとは異なる特殊観察モードが実行可能であってもよい。特殊観察モードとしては、例えば、光線力学的診断（ＰＤＤ：Photodynamic Diagnosis）や光線力学的治療（ＰＤＴ：Photodynamic Therapy）が実行されるモードが挙げられる。
ＰＤＤ及びＰＤＴは、光感受性薬剤を用いた侵襲性の少ない腫瘍診断、治療法であり、早期肺がん、早期食道癌、胃がん、早期子宮頸がん、悪性脳腫瘍等の診断及び治療に適用されている。ＰＤＤでは、所定の波長帯域の励起光により励起されて蛍光を発する光感受性薬剤の性質を利用して、腫瘍部位等が診断される。ＰＤＴでは、所定の波長帯域の励起光の照射により活性酸素を発生する光感受性薬剤の性質を利用して、腫瘍部位等が治療される。
ＰＤＤやＰＤＴ等の特殊観察モードにおいて、図１等に図示したＲＧＢの各レーザ光源が、励起光源として用いられてもよい。あるいはＲＧＢの各レーザ光源に加えて、インドシアニングリーン（ＩＣＧ：Indocyanine Green）蛍光観察のためのＩＲ光源や、５−アミノレブリン酸（５−ＡＬＡ：５−aminolevulinic acid）蛍光観察のための４０５nm光源等の励起光源が新たに配置されてもよい。また励起光用の光源として配置される励起光源が、白色光源からの白色光の色温度の調整にも用いられてもよい。この場合、当該励起光源は、本技術に係る複数のレーザ光源の１つに含まれる。またこの場合、フィルタ部は励起光源から出射される励起光に対応する波長帯域の光を減衰可能に構成される。
特殊観察モードを実行可能な構成として、第１の光出射部に励起光源が配置されてもよい。この場合、例えば特殊観察モードでは、当該励起光源のみが駆動され、フィルタ部は光路から取り外される。あるいは、第２の光出射部に配置される複数のレーザ光源により、励起光の色温度が調整されてもよい。この場合、フィルタ部がそのまま配置されてもよい。
上記では、第２の光出射部に光の三原色に対応するＲＧＢの各レーザ光源が配置された。しかしながら必ずしもこの構成に限定されるわけではない。白色光源が故障した場合に、残された複数のレーザ光源にて、所望とする白色光が得られる範囲で、レーザ光源の数や種類（出射光の波長帯域）が適宜設定されてよい。
上記ではフィルタ部として、波長フィルタ機能を有するダイクロイックミラーが用いられたが、これに限定されずダイクロイックプリズム等の他の光学部材が用いられてもよい。またフィルタ部の減衰機能を停止する方法として、上記のように白色光の光路からフィルタ部を外すことに限定されず、他の任意の方法が用いられてよい。
本技術は内視鏡装置のみならず、光学顕微鏡等の医療・生物分野における他の装置及び他のシステムにも適用可能である。その他、光記録システムや半導体の露光装置等の種々の分野における装置やシステムに、本技術に係る光源装置及び光源駆動方法が適用されてもよい。
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）白色光を出射する白色光源と、
前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
前記白色光源及び前記複数のレーザ光源の各々の故障を検知可能な検知部と、
前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する光源制御部と
を具備する光源装置。
（２）（１）に記載の光源装置であって、
前記光源制御部は、前記複数のレーザ光源のいずれかの故障が検知された場合に、前記白色光源により前記白色光を出射させる
光源装置。
（３）（１）又は（２）に記載の光源装置であって、さらに、
前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分を減衰させるフィルタ部と、
前記フィルタ部により前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰された前記白色光と前記複数のレーザ光とを合成する合成部と
を具備する
光源装置。
（４）（３）に記載の光源装置であって、
前記複数のレーザ光源は、第１のレーザ光源とこれと異なる第２のレーザ光源とを有し、
前記光源制御部は、前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に前記白色光源のみを駆動させ、前記第２のレーザ光源の故障が検知された場合に前記第１のレーザ光源と前記白色光源とを駆動させる
光源装置。
（５）（４）に記載の光源装置であって、さらに、
前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記白色光源により出射される前記白色光の光路から前記フィルタ部を外すことが可能なフィルタ駆動部を具備する
光源装置。
（６）（１）から（５）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記白色光源は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、
前記複数のレーザ光源は、前記第１のレーザ光源として青色レーザ光源を有し、前記第２のレーザ光源として赤色レーザ光源及び緑色レーザ光源を有する
光源装置。
Ｒ…赤色レーザ光
Ｇ…緑色レーザ光
Ｂ…青色レーザ光
Ｌ…レーザ合波光
Ｗ１…白色光
Ｗ２…減衰白色光
Ｗ３…合波白色光
４０…光源装置
４１、２４１…光源部
４２…制御部
４３…光検出部
４４…白色ＬＥＤ
４５…複数のレーザ光源（ＬＤ）
５３…合波光学系
５４、２５４…ダイクロイックミラー
５５、２５５…ミラー移動機構
６７…全反射ミラー
１００…内視鏡装置

Claims (11)

  1. 白色光を出射する白色光源と、
    前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
    前記白色光源及び前記複数のレーザ光源の各々の故障を検知可能な検知部と、
    前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する光源制御部と
    を具備する光源装置。
  2. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記光源制御部は、前記複数のレーザ光源のいずれかの故障が検知された場合に、前記白色光源により前記白色光を出射させる
    光源装置。
  3. 請求項１に記載の光源装置であって、さらに、
    前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分を減衰させるフィルタ部と、
    前記フィルタ部により前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰された前記白色光と前記複数のレーザ光とを合成する合成部と
    を具備する
    光源装置。
  4. 請求項３に記載の光源装置であって、
    前記複数のレーザ光源は、第１のレーザ光源とこれと異なる第２のレーザ光源とを有し、
    前記光源制御部は、前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に前記白色光源のみを駆動させ、前記第２のレーザ光源の故障が検知された場合に前記第１のレーザ光源と前記白色光源とを駆動させる
    光源装置。
  5. 請求項４に記載の光源装置であって、さらに、
    前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記白色光源により出射される前記白色光の光路から前記フィルタ部を外すことが可能なフィルタ駆動部を具備する
    光源装置。
  6. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記白色光源は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、
    前記複数のレーザ光源は、前記第１のレーザ光源として青色レーザ光源を有し、前記第２のレーザ光源として赤色レーザ光源及び緑色レーザ光源を有する
    光源装置。
  7. 白色光を出射する白色光源、及び前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する複数のレーザ光源の各々の故障を検知し、
    前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する
    光源駆動方法。
  8. 請求項７に記載の光源駆動方法であって、さらに、
    前記白色光源、及び前記複数のレーザ光源のいずれの故障も検知されない場合に、前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分が減衰された前記白色光である減衰白色光と前記複数のレーザ光とを合成して出射する
    光源駆動方法。
  9. 請求項８に記載の光源駆動方法であって、さらに、
    前記複数のレーザ光源のうちの第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記白色光源のみを駆動させ、
    前記複数のレーザ光源のうちの前記第１のレーザ光源と異なる第２のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記減衰白色光と前記第１のレーザ光源により出射されるレーザ光とを合成して出射する
    光源駆動方法。
  10. 請求項９に記載の光源駆動方法であって、さらに、
    前記第１のレーザ光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光の各々の波長帯域の成分を減衰させるフィルタ部を、前記白色光源により出射される前記白色光の光路から外す
    光源駆動方法。
  11. 白色光を出射する白色光源と、
    前記白色光の色温度を調整可能な複数のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
    前記白色光源及び前記複数のレーザ光源の各々の故障を検知可能な検知部と、
    前記白色光源の故障が検知された場合に、前記複数のレーザ光源により出射される前記複数のレーザ光の強度比を制御する光源制御部と
    を有する光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を観察対象となる領域に照射する照射部と
    を具備する観察装置。
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