JPWO2019244335A1 - 照明光学系および内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、光源と、入射端および複数の出射端を有し、前記入射端に入射した光を導光し前記複数の出射端から出射する導光部材と、前記光源からの光を前記入射端に向かって偏向するとともに、偏向された前記光の前記入射端の端面への入射位置を変化させる偏向素子とを備え、前記入射端の端面が、複数の領域に分割されており、前記複数の領域の一に入射した光は、他の領域に入射した光が出射される出射端とは異なる一の前記出射端から出射される照明光学系である。
この構成によって、偏向素子に入射する光の光束径および偏向素子によって偏向された光の光束径を一定に制御することができる。
ガルバノミラーの揺動によって、光の偏向角度を変化させ、入射端の端面への光の入射位置を変化させることができる。
マイクロミラーの角度の変化によって、光の偏向角度を変化させ、入射端の端面への光の入射位置を変化させることができる。
この構成によって、偏向素子による光の偏向角度の変化に関わらず、偏向素子から導光部材の入射端へ光を入射させることができる。
DMDによって光源からの光の光束断面の配光パターンを変化させ、それにより、DMDと光学的に共役な位置に配置された導光部材の入射端の端面への光の入射位置を変化させることができる。
この構成によって、画像の明るさが適切になるように制御部によって偏向素子を自動制御することができる。
出射端と被写体との距離が近い程、被写体を照明する照明光が強くなりハレーションが発生しやすい。被写体の各範囲に出射端との間の距離に応じた強度の照明光が照射されるように、制御部によって偏向素子を自動制御することができる。
本実施形態に係る内視鏡システム100は、図1に示されるように、長尺のスコープ2と、スコープ2の基端に接続された光源装置3と、画像プロセッサ4とを備えている。また、内視鏡システム100は、被写体Aを撮像する撮像光学系5と、撮像光学系5の視野を照明する照明光学系1と、照明光学系1を制御する制御部6とを備えている。
光源11は、LED(発光ダイオード)のような固体光源である。
本実施形態に係る内視鏡システム100によれば、光源11が発した発散光の照明光Lは、第1レンズ群14によって略平行光に形成され、ガルバノミラー13によって偏向され、第2レンズ群15によって導光部材12の入射端17に導かれる。入射端17の端面に入射した照明光Lは、複数の出射端18a,18b,18cから出射され、複数の照明レンズ16から被写体Aへ照射される。複数の照明レンズ16から出射された照明光Lは、被写体Aの相互に異なる範囲を照明する。
MEMSミラーデバイスは、平面上に配列された複数のマイクロミラーを有し、各マイクロミラーの角度が可変である。マイクロミラーの角度の変化によって、ガルバノミラー13と同様に、入射端17の端面への照明光Lの入射位置を変化させることができる。
DMDは、各マイクロミラーの角度を個別に制御することによって、DMDに入射した照明光Lの光束断面に任意の配光パターンを付与することができる。具体的には、DMDは、各マイクロミラーの角度を2つの角度に択一的に切り替えることによって、各マイクロミラーによって反射される光をオン光とオフ光との間で切り替える。オン光は、DMDから第2レンズ群15に出射される。オフ光は、DMDの外部に出射されない。
例えば、制御部6は、画像内のハレーションを画素値に基づいて検出し、ハレーションが発生している範囲に対応する領域17a、17bまたは17cへの照明光Lの入射光量を低下させる方向に、ガルバノミラー13の揺動角度を変化させる。これにより、画像内のハレーションを自動的に解消することができる。
距離測定部は、例えば、光源11がレーザ光源である場合には、TOF(Time of Flight)方式の測距センサである。距離測定部は、格子、縞またはランダムドット等の明暗パターンを被写体Aに投影する構造化照明方式の測距センサであってもよい。
2 スコープ
3 光源装置
4 画像プロセッサ
5 撮像光学系
6 制御部
11 光源
12 導光部材
13 ガルバノミラー(偏向素子)
14 第1レンズ群
15 第2レンズ群
16 照明レンズ
17 入射端
17a,17b,17c 領域
18a,18b,18c 出射端
100 内視鏡システム
Claims (9)
- 光源と、
入射端および複数の出射端を有し、前記入射端に入射した光を導光し前記複数の出射端から出射する導光部材と、
前記光源からの光を前記入射端に向かって偏向するとともに、偏向された前記光の前記入射端の端面への入射位置を変化させる偏向素子とを備え、
前記入射端の端面が、複数の領域に分割されており、
前記複数の領域の一に入射した光は、他の領域に入射した光が出射される出射端とは異なる一の前記出射端から出射される照明光学系。 - 少なくとも1つのレンズを有し、前記光源と前記偏向素子との間に配置された第1レンズ群をさらに備え、
該第1レンズ群が、前記光源からの光を略平行光に形成する請求項1に記載の照明光学系。 - 前記偏向素子が、前記光源からの光の光軸上に配置されたガルバノミラーである請求項1または請求項2に記載の照明光学系。
- 前記偏向素子が、複数のマイクロミラーを有し、該複数のマイクロミラーの各々の角度が可変である、MEMSミラーデバイスである請求項1または請求項2に記載の照明光学系。
- 少なくとも1つのレンズを有し、前記偏向素子と前記入射端との間に配置された第2レンズ群をさらに備え、
該第2レンズ群が、前記偏向素子によって偏向された光を前記導光部材の入射端に導く請求項1から請求項4のいずれかに記載の照明光学系。 - 前記MEMSミラーデバイスが、DMD(登録商標)であり、前記導光部材の入射端と光学的に共役な位置に配置されている請求項4に記載の照明光学系。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の照明光学系と、
該照明光学系の前記複数の出射端から出射された光で照明されている被写体を撮像する撮像光学系と、
前記偏向素子を制御し前記入射端の端面への前記光の入射位置を変化させる制御部とを備える内視鏡システム。 - 前記制御部が、前記撮像光学系によって取得された前記被写体の画像に基づいて前記偏向素子を制御する請求項7に記載の内視鏡システム。
- 前記複数の出射端の各々と被写体との距離を測定する距離測定部を備え、
前記制御部が、前記距離測定部によって測定された距離に基づいて前記偏向素子を制御する請求項7に記載の内視鏡システム。
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